JPH10511476A - 集積可能な光ファイバカプラならびにそれによってできる装置およびシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 多くの機能が可能な光ファイバカプラが提示される。基本的な光ファイバカプラは、第１のスリーブ（３３）、第２のスリーブ（３６）、第１のコリメートするＧＲＩＮ（３４）または従来のレンズ、および第２のコリメートするレンズ（３５）または従来のレンズを含む。第１のスリーブ（３３）は、スリーブの長さ方向の軸に沿って、２以上の入力光ファイバ（３０、３１）の端区分を保持する。第２のスリーブ（３６）は、少なくとも１つの出力光ファイバ（３２）の端区分を保持する。第２のスリーブの端面は第１のスリーブの端面に面する。第１のスリーブの端面の正面に位置する第１のコリメートするＧＲＩＮ（３４）または従来のレンズは、入力光ファイバからの光信号をコリメートし、第２のスリーブの端面の正面に位置する第２のコリメートするＧＲＩＮ（３５）または従来のレンズは、入力光ファイバ（３０、３１）のうちの少なくとも１つからの光信号を、単一の出力ファイバ（３２）内に、または出力光ファイバ（３２、３９）のうちの少なくとも１つに、焦点を合わせる。出力ファイバが１つのみの場合には、カプラはコンバイナとして動作する。複数の出力ファイバが第２のスリーブによって保持される場合には、入力および出力ファイバは、１つの入力ファイバからの光信号が１つの出力ファイバに送られるように配置され得る。さらなる機能性のために、アイソレータおよび波長依存性フィルタ等の光素子が、第１のコリメートするレンズと第２のコリメートするレンズとの間に挿入され得る。

Description

【発明の詳細な説明】 集積可能な光ファイバカプラならびに それによってできる装置およびシステム 発明の背景 この発明は、光ファイバの技術分野に関し、より特定的には、光ファイバカプ ラ、特に波長分割多重（ＷＤＭ）カプラおよび光ファイバアイソレータ装置に関 する。 厳密な光ファイバの用語法においては、光ファイバ「カプラ」は、光信号を複 数の入力ファイバから複数の出力ファイバに転送する装置である。「コンバイナ 」は１つ以上の入力ファイバからの光信号を単一の出力ファイバで組合わせる装 置である。しかしながら、以下に説明するように、この発明は容易にどちらの型 の装置にも適合できる。したがって、この発明の装置に関して使用される「カプ ラ」という用語は、両用語をカバーする広い意味を持つものである。 ＷＤＭカプラは、入力信号の波長に応答して、複数の入力情報チャネルからの 入力信号を複数の出力情報チャネルに転送する。いずれのＷＤＭカプラにおいて もその目的は、チャネル間のクロストークをゼロにすること、すなわち、目標と されていない出力チャネルが、実効的に、目標とされている出力チャネルにおけ る信号から分離され、よって、目標とされていないチャネルに信号が全く漏れな いことである。 図１Ａは先行技術の２×２ＷＤＭカプラの図である。１対の光ファイバのクラ ッディングおよびコアはともに溶融され、点線に囲まれているＷＤＭカプラ１０ を形成している。カプラ１０は、２つの入力ファイバ１１、１２および２つの出 力ファイバ１３、１４を有する。第１の入力ファイバ１１は波長λ₁の信号を搬 送し、第２の入力ファイバ１２は波長λ₂の信号を搬送する。理想的には、図１ Ａに示されているように、ただ１つの出力ファイバ、たとえば出力ファイバ１３ が波長λ₁の信号を搬送し、一方他の出力ファイバ１４が波長λ₂の信号を搬送す るべきである。λ₁信号が出力ファイバ１４に現れるまたはλ₂信号が出力ファイ バ１３に現れるとクロストークが起こる。 図１Ａの溶融されたカプラを応用したものが、部分的に集積されたＷＤＭカプ ラおよびアイソレータ装置であって、これはＤ．Ｇ．クルト他（D．G．Coult et al.）の１９９２年１月２１日に発行された米国特許第５，０８２，３４３号に 説明されている。溶融されたＷＤＭカプラは図１Ｂに示される。（再び点線で囲 まれている）カプラ２０は２つの入力ファイバ１５、１６および出力ファイバ１ ７を有する。２つの入力ファイバ１５および１６はともに溶融され、溶融された ファイバからの信号はコリメータ１８に向かう。第２のコリメータ１９はコリメ ータ１８からのコリメートされた光信号の焦点を再び出力ファイバ１７に合わせ る。コリメータ１８および１９は図においては標準レンズとして示されている。 １入力ファイバ１５は波長λ₁の信号を搬送する。第２の入力ファイバ１６は波 長λ₂の信号を搬送する。コリメータ１８と１９との間の波長選択要素２１は、 １つの波長たとえばλ₁の光を反射し、波長λ₂の光を通す。したがって、出力フ ァイバ１７はλ₂の信号を搬送する。 このＷＤＭカプラおよびアイソレータの配置における問題点は、ファイバ１５ と１６との間のクロストークによって反射されたλ₁の信号が搬送されるという ことである。以下に説明するように、λ₁信号は理想的には入力ファイバ１６の みに反射されるべきである。実際には、いくらかのλ₁信号が入力ファイバ１５ に反射され、クロストークが生じる。クロストークに加えて、また別の問題点は 、このようなカプラは挿入損失および偏光による損失が大きいということである 。加えて、この装置はかなり大きく、そのために装置の信頼性および頑丈さに悪 影響がある。たとえば、装置を密閉することは大きい装置においてはより困難で ある。また、サイズが大きいと、光ファイバネットワークシステムのさまざまな 点に所望されるようにこのような装置を挿入することが困難になる。上述の装置 のさらなる欠点は、装置を通る信号をモニタするためのタップカプラなどといっ た他の所望の構成要素を依然としてファイバのスプライシングによって接続せね ばならないということである。このために全体としてのシステムの性能が下がり 、さらに信頼性の問題を生じさせている。 これとは対照的に、この発明は、溶融されたカプラの問題点を防いでいる、ま たは実質的に緩和している。この発明による光ファイバカプラは、はるかに高い 光学性能を有し、容易に他の光学要素と集積して優れた特徴をもつ高性能の集積 カプラおよび光アイソレータを作ることができる。これらのカプラおよびアイソ レータ装置には、チャネルの間を高度に分離する集積されたＷＤＭカプラおよび アイソレータ装置が含まれる。この装置は、上述の特許に説明されるＷＤＭカプ ラおよびアイソレータを大きく改良するものである。 さらに、これらの進んだカプラおよびアイソレータは、より高性能で低価格か つ優れた信頼性を有する進んだ光ファイバシステムを提供する。 発明の概要 この発明は、第１のスリーブ、第２のスリーブ、第１のコリメートするＧＲＩ Ｎレンズまたは従来のレンズ、および第２のコリメートするＧＲＩＮレンズまた は従来のレンズを有する光ファイバカプラを提供する。第１のスリーブは、端面 、縦軸、および端面を通る縦軸に平行な開口を有する。開口は、２つまたはそれ 以上の入力光ファイバの端区域を支持する。第２のスリーブは、端面、縦軸、お よび端面を通る縦軸に平行な開口を有し、この開口は少なくとも１つの出力光フ ァイバの端を支持する。第２のスリーブの端面は第１のスリーブの端面に面して いる。第１のスリーブの端面の前の第１のコリメートするＧＲＩＮレンズまたは 従来のレンズは入力光ファイバからの光信号をコリメートし、第２のスリーブの 端面の前の第２のコリメートするＧＲＩＮレンズまたは従来のレンズは少なくと も１つの入力光ファイバからの光信号の焦点を単一の出力ファイバに合わせるか 、または、少なくとも１つの出力光ファイバに合わせる。 出力光ファイバと入力光ファイバの数が等しいときには、第１のスリーブは入 力光ファイバの端を支持し、第２のスリーブは出力光ファイバの端を支持し、カ プラの第１および第２のコリメートするレンズは、１入力光ファイバからの光信 号が１出力光ファイバを通るように配置される。他の入力光ファイバからの光信 号は他の出力光ファイバを通過する。 もし、カプラが特定の機能のために必要とされるのであれば、他の光ファイバ 要素、たとえば光アイソレータのコアまたはロングパスフィルタなどを、第１お よび第２のコリメートするレンズの間に形成される光経路の間のカプラに集積す ることができる。ロングパスフィルタはカットオフ波長を有し、これを上回る光 信号は通し、これを下回る光信号は反射される。第１の入力ファイバから来てロ ングパスフィルタによって反射された光が第２の入力ファイバを通過し、第１の 入力ファイバから来てロングパスフィルタを通過した光がロングパスフィルタを コリメートされた光として出るように、フィルタは第１のコリメートするレンズ に関して配置され、入力光ファイバの端は互いに対して配置される。 光アイソレータおよびロングパスフィルタの両方を挿入することによって、こ の発明はまた、光ファイバ増幅器および光ファイバ増幅器のためのポンピングレ ーザと組合せるに極めて適した集積されたＷＤＭカプラおよびアイソレータを提 供する。もしも光学タップが所望ならば、２つのコリメートするレンズの間の光 経路に平面格子を加えてもよい。格子は、光の小部分を光経路から偏向させ、光 経路内の光の強度をモニタするために使用される光検出器回路へと向ける。 この発明において、レーザダイオードもまたカプラに集積されてもよい。レー ザはその出力をロングパスフィルタに対して向け、これはレーザの出力を光経路 に反射する。この配置は、単にポンピングレーザを集積されたパッケージに集積 するだけでなく、先行技術よりも性能を高める。 この発明はまた複数の光源からの光信号をＷＤＭ光ファイバネットワークの光 ファイバに伝送するためのより進んだシステムを提供する。このシステムは、い くつかの入力端子、および光ファイバに接続された出力端子を有する第１のコン バイナを有する。この発明により、このシステムはまた、複数のレーザダイオー ドを有し、各ダイオードは光源の１つに対し予め定められた波長の光信号を発生 し、さらに光アイソレータ要素と集積された複数のカプラを有する。各集積カプ ラは２つまたはそれ以上の入力光ファイバおよび少なくとも１つの出力光ファイ バを有し、各入力光ファイバはレーザダイオードと接続され、出力光ファイバは 第１のコンバイナの入力端子の１つと接続される。各集積カプラは、入力光ファ イバから出力光ファイバへの光信号を通し、出力光ファイバから入力光ファイバ への光信号を遮断する。 最後に、この発明は、ＷＤＭ光ファイバネットワークの伝送光ファイバにおけ る複数の光源からの光信号の進んだ受信システムを提供する。このシステムは、 伝送光ファイバと複数のレシーバとの間に接続される。このシステムは、この発 明により複数のカプラを有する。各カプラはロングパスフィルタ要素と集積され る。受信システムの第１のカプラは伝送光ファイバと接続された第１の光ファイ バを有する。レシーバおよび残りのカプラは互いにおよび第１のカプラに接続さ れる。カプラの各ロングパスフィルタの予め定められたカットオフ波長は、各レ シーバがカプラの１つからの第２または第３の光ファイバからの特定の波長の光 信号を受けるような態様で選択される。したがって、カプラは、受信システムの 特定の仕様に合致するようカスケード配置で、ハイブリッド配置で、または両者 を組合せて配置することができる。 図面の簡単な説明 図１Ａは先行技術の溶融されたファイバ、ＷＤＭカプラの図である。図１Ｂは 図１ＡのＷＤＭカプラの変形である。 図２は、この発明によるカプラの断面図である。 図３は、図２のカプラの入力光ファイバの端の詳細図である。 図４は、図２のカプラの入力光ファイバおよび出力光ファイバ間の光信号の進 行を示す図である。 のＧＲＩＮレンズとして動作するよう設計された２つの従来のレンズを通る光線 の跡である。 図６Ａから図６Ｃは図２のカプラを製造するステップのいくつかを示す。 図７は、この発明によるカプラ、ここではコンバイナの別の実施例の断面図で ある。 図８は、この発明による光アイソレータサブアセンブリを含むカプラの別の実 施例の断面図である。 図９Ａから図９Ｂは図８のカプラを製造するステップのいくつかを示す。 図１０は、この発明による、ハイパスフィルタを含むカプラの別の実施例の断 面図である。 図１１は、図１０のカプラを製造する初期ステップを示す。 図１２は、図１０のカプラの変形の断面図である。 図１３は、この発明による前向きのポンピング配置における波長分割多重カプ ラおよびアイソレータの一実施例の断面図である。 図１４は、この発明による前向きのポンピング配置における波長分割多重カプ ラおよびアイソレータの一実施例の図である。 図１５は、この発明による後向きのポンピング配置における図１４の波長分割 多重カプラおよびアイソレータの図である。 図１６は、この発明による前向きのポンピング配置における波長分割多重カプ ラおよびアイソレータの別の実施例の図である。 図１７は、どのようにして、この発明による二重ポンピング配置において図１ ３から図１５の波長分割多重カプラおよびアイソレータが使用され得るかを示す 。 図１９は、先行技術によるＷＤＭネットワークのブロック図である。 図２０は、ＷＤＭネットワークのためのこの発明による進んだ伝送システムの ブロック図である。 図２１は、ＷＤＭネットワークのためのこの発明による別の伝送システムのブ ロック図である。 図２２は、ＷＤＭネットワークのためのこの発明による図２のカプラを使用し た進んだレシーバシステムのブロック図である。 図２３は、図２２のカプラの反射率対波長をプロットしたグラフである。 図２４は、図２２のカプラの１つおよびいくつかの関連する光学パラメータの 図である。 図２５は、ＷＤＭネットワークのためのこの発明による別の進んだレシーバシ ステムのブロック図である。 さまざまな局面におけるこの発明の理解を深めるために、要素または要素の機 能が変化していないときには図面中では同一の参照番号が使用されていることに 留意されたい。 好ましい実施例の詳細な説明基本的集積可能光ファイバカプラ 図２は、この発明による光ファイバカプラの断面図である。カプラは、ともに 溶融されてはいない２つの入力光ファイバ３０および３１の端区域を、ガラスス リーブ３３の縦軸を通る開口部３７で組合せている。同様に、出力ファイバ３２ および３９の端区域はガラススリーブ３６の縦軸を通る開口部３８で支持されて 屈折率）レンズ３４の対応するように傾斜した面と近接している。同様に、スリ するように傾斜した面と近接している。 入力光ファイバ３０および３１、ならびに出力光ファイバ３２および３９の端 区域はジャケットのない光ファイバによって形成される。各ファイバのコアおよ びクラッディングは露出されており、露出されたクラッディングおよびコアは徐 々に細くなってもならなくてもよい。図３はスリーブ３３の開口部３７の詳細な 断面端面図である。この例においては、ファイバ３０および３１の端区域は徐々 に細くなってはいない。したがって、各ファイバの断面直径は、単一モードファ イバの典型的なクラッディングの直径である１２５μである。開口部３７の直径 は、２つのファイバ３０および３１がピッタリと収容できる２５０μである。同 様に、スリーブ３６の開口部３８の断面の直径は出力光ファイバ３２および３９ の徐々に細くなっていない端区域を収容できるように１２５μである。 入力光ファイバ３０および３１からの光はＧＲＩＮレンズ３４によってコリメ ートされる。コリメートされた光は、第２のＧＲＩＮレンズ３５によって出力光 ファイバ３２および３９の端に焦点を再び合わされる。しかしながら、カプラは 入力光ファイバ３０および３１から出力光ファイバ３２および３９への光信号を 混合しない。図４は、入力光ファイバから出力光ファイバへの光信号の伝送を中 実の円および「＋」の円で示している。入力光ファイバ７０からの波長λ₁の光 は出力光ファイバ７２に受けられ、入力光ファイバ３１からの波長λ₂の光は出 力光ファイバ３９によって受けられる。 ている。ＧＲＩＮレンズ８０は縦軸８６を有する。レンズ８０の一表面における 軸８６上の光源の点Ａは、レンズ８０の他の表面で軸８６上の点Ａ′として現れ る。これは点Ａから点Ａ′への線の跡として示される。レンズ８０の一表面の縦 軸８６から若干ずれた点Ｂはレンズ８０の他の表面で同様に縦軸８６からずれて いるが反対の方向にずれた点Ｂ′として現れる。 図２に図示されているように、入力光ファイバ３０および３１はスリーブ３３ を通る中央開口部３７にピッタリと嵌まる。ファイバ３０および３１のクラッデ ィングは２つのファイバのコアの間の距離を維持している。同様に、出力光ファ イバ３２および３９はスリーブ３６を通る中央開口部３８にピッタリと嵌まり、 ファイバ３２および３１のクラッディングはこれら２つのファイバのコアの間の ズを形成する。入力光ファイバ３０、３１、および出力光ファイバ３２、３９の 端は組合わされたＧＲＩＮレンズ３４および３５の縦軸に関して説明される。 入力光ファイバ３０および３１の端は、各端、特定的にはファイバのコアが縦 軸から若干ずれるように、ＧＲＩＮレンズ３４の一端面に対して配置される。こ れと対応して、出力光ファイバ３２および３９の端はまた、各ファイバの端が縦 軸から若干ずれ、入力光ファイバの反対にくるようにＧＲＩＮレンズ３５の他の 端表面に対して配置される。この結果、１入力光ファイバ３０（３１）のコアか 入力光ファイバと反対にくる出力光ファイバ３２（３９）のコアによって受けら れる。代替的に、１入力光ファイバおよび１出力光ファイバが縦軸に沿って位置 づけられ、他の入力光ファイバおよび出力光ファイバが縦軸に関して互いに反対 に位置づけられてもよい。 ＧＲＩＮレンズの理論的な動作から必要となる上述の縦軸に関してのファイバ の端の位置づけに関しての説明は理想的なものであることに注意せねばならない 。経験的には、ＷＤＭカプラの最大限の性能を達成するためにはさらに精密な調 整が必要となることがわかっている。 図６Ａから図６Ｃは図２に示すカプラの製造において有益なステップのいくつ 際には、０．２３ピッチのレンズがより優れたコリメートする性能を提供するこ とがわかっている。標準レンズもまたコリメータとして使用することはできるが 、ＧＲＩＮレンズの方が性能が優れており、製造もより容易でありかつ耐久性も 優れていることがわかっている。 図６Ａで図示しているように、ＧＲＩＮレンズ３４の背面は、ここでは誇張し た角度で示されているが、角度をつけて研磨されている。典型的には、この研磨 角は、ＧＲＩＮレンズ３４の縦軸に垂直な平面から８〜１２°である。２つの入 力光ファイバ３０および３１の端はその保護ジャケットが取除かれており、これ らのファイバの端区域におけるコアおよびクラッディングは徐々に細くなってい てもまたは細くなっていなくてもよい。ファイバの端区域を徐々に細くするため には、ファイバの端は緩衝されたＨＦ溶液に繰返し浸けられる。次にファイバの ２つの端は、２つのファイバ３０および３１の端区域を受けるに十分な大きさの 中央開口部３７を有する石英のガラススリーブ３３に挿入される。２つのファイ バの端はスリーブ３３の端を越えて延び、スリーブの前面と同一平面に切断され る。次にスリーブ３３の前面はＧＲＩＮレンズ３４の背面と同じ角度に研磨され る。反射防止コーティングがスリーブ３３の前面およびＧＲＩＮレンズ３４の背 面に施される。ガラススリーブ３３の前面およびＧＲＩＮレンズ３４の背面は次 にそれらの面の角が平行でありかつ対応するような関係において近接するよう一 緒にされる。その間の距離は５〜１０μｍである。スリーブ３３およびＧＲＩＮ レンズ３４はＵＶ硬化エポキシ４９またははんだによって定位置に支持される。 図６Ｂに図示されているように、スリーブ３３は光ファイバ３０および３１の 端を支持する石英シリンダ４６の中に位置づけられ、スリーブ３３およびＧＲＩ Ｎレンズ３４はステンレススチールのシリンダ型ハウジング４７の中央に位置す る。ハウジング４７はコリメータのサブアセンブリ５０の外部カバーを形成する 。エポキシ４８は、コネチカット州ダンベリー（Danbury）のエレクトロライト 社（Electro-Lite Company）のモデル４４８１のようなものであるが、サブアセ ンブリ５０を定位置に支持する。 第２のコリメータサブアセンブリ５１は、同様に、出力光ファイバ３２の端を 支持する石英スリーブ３６の角度をつけて研磨された前面と対応する関係にある 、 形成される。これは図６Ｃに図示される。石英シリンダ４４は、ＧＲＩＮレンズ ３５ならびに光ファイバ３２および３９をシリンダ型サブアセンブリハウジング ４５内の定位置に支持する。図６Ｃに図示しているように、２つのＧＲＩＮレン ズ３４および３５の前面は互いに対して面し光経路を形成している。サブアセン ブリ５０および５１はカプラを形成する。すなわち、入力光ファイバ３０および ３１上の光信号は出力光ファイバ３２および３９へと通過する。 ２つ以上の光ファイバをスリーブ３３、３６の中央開口部３７、３８に挿入す ることもできる。もちろん、開口部３７、３８の直径は付加的なファイバを収容 できるよう拡大されねばならない。４×４のカプラでも結果は成功した。１つの ファイバがＧＲＩＮレンズの縦軸に沿って通り、残りの４つのファイバが中央の ファイバのまわりに間隔をおいて位置づけられるような５×５のカプラも考えら れる。 ＩＮレンズによって、カプラは１入力光ファイバから１出力光ファイバへと光信 号を伝送することができる。他の入力光ファイバは他の出力光ファイバにその信 号を伝送し、それ以外も同様である。 上述のカプラはＷＤＭネットワークにおいて動作することができ、ＷＤＭカプ ラとも考えられる。しかしながら、入力光ファイバは互い（および上述のような すべての介在する光学要素）に関してのファイバの配置によって出力光ファイバ と結合されており、信号の波長の関数として結合されているのではないので、カ プラは単一のカプラと考えるのが最良であろう。カプラは多くの機能に適合でき る。もしカプラが入力光ファイバと出力光ファイバとの間に信号を通すために必 のＧＲＩＮレンズが上述のように配置される。もしカプラに付加的な機能を集積 挿入することができる。 また従来の均質なレンズをＧＲＩＮレンズの代わりにカプラにおいて使用する こともできるだろうが、サイズ、価格、性能、および信頼性などの要素のバラン スを考慮するとＧＲＩＮレンズがより優れているものと考えられる。均質なレン ＩＮレンズ８０と同じ大きさで同様に動作するよう設計された２つの従来のレン ズ９０および９１を示す。光ビームの開口数、中央軸９６からの点ＤおよびＤ′ の軸からのずれの距離、およびコリメートされた光の直径はまた等しい。 図７はこの発明による光ファイバカプラの別の実施例の断面図である。この場 合、カプラは、複数の入力光ファイバがその光信号を単一の出力光ファイバに通 せるようにする光ファイバコンバイナとして形成されている。 図２のカプラに関して先に説明したように、あわせて溶融されていない２つの 入力光ファイバ７０および７１の端区域は、ガラススリーブ７３の縦軸を通る中 央開口部７７に挿入されている。２つの出力光ファイバの代わりに、単一の出力 光ファイバ７２の端区域が、ガラススリーブ７６の縦軸を通る中央開口部７８内 ＩＮ（勾配屈折率）レンズ７４の対応するように傾斜した背面と近接している。 ンズ７５の対応するように傾斜した背面と近接している。前と同様に、入力光フ ァイバ７０および７１ならびに出力光ファイバ７２の端区域は光ファイバのジャ ケットのない区域から形成され各ファイバのコアおよびクラッディングは露出し ている。露出したクラッディングおよびコアは徐々に細くなっていてもなってい なくてもよい。 上述のカプラは、２つの入力光ファイバ７０および７１からの光信号が出力光 ファイバ７２において組合わされるコンバイナであるので、断片的な損失を減少 させるために、できる限り多くの光を両入力光ファイバから出力光ファイバ７２ が受取ることが望ましい。入力光ファイバ７０および７１の各々からの光が点へ ッチよりも若干多いかまたは若干少ない。各入力光ファイバからの光は、出力光 ファイバ７２の端が少なくとも光の一部分を受けるように若干焦点かずらされて いる。 もし２つの入力光ファイバ７０および７１の波長の間の差が十分に大きければ 、各入力光ファイバから出力光ファイバ７２への光の断片的な損失を許容できる 。一方で、もしこの波長の差が十分に大きくなければ、出力光ファイバ７２の端 は適切に拡大されたコアから形成され、よって各入力光ファイバ７０および７１ から出力光ファイバへの光の転送を増加させかつ断片的な損失を低く抑えるよう にする。適切にコアが拡大された適切なファイバは日本の東京の住友大阪セメン トの熱膨張したコアの光ファイバを含む。もし付加的な機能をカプラに集積する こ ＧＲＩＮレンズの間の光経路に容易に挿入することができる。光アイソレータと集積されたカプラ 図８のカプラの実施例においては、光アイソレータのコア要素が図２のＧＲＩ Ｎレンズ３４と３５との間に挿入され、結果としてできるカプラが分離機能を有 している。光アイソレータコアによって、確実に、前向きの光がカプラを通って 送られ、後向きの光が効果的に遮断される。 つのくさび型の複屈折結晶４０および４２によって形成され、これらはファラデ ィ旋光器４１の両側に位置づけられ、これは動作するために磁界を必要とする。 環状の磁石４３が結晶４０および４２ならびに旋光器４１を保持している。 入力ファイバ３０または３１のいずれからかの光がＧＲＩＮレンズ３４によっ てコリメートされる。光アイソレータコアを通過した後、コリメートされた光は 、ＧＲＩＮレンズ３５によって再びコリメートされるかまたは出力ファイバ３２ または３９の端に焦点を合わせられる。逆に、出力ファイバ３２または３９から の光が、ＧＲＩＮレンズ３５によってコリメートされ入力ファイバ３０および３ １の端に再び焦点を合わせられると考えられるかもしれない。しかしながら、光 アイソレータコアの作用は、一方向における光の進行のみを可能にし、反対方向 への光を遮断する。光アイソレータコアの作用に関する説明は、１９９３年５月 ４ 日に発行され現在の譲受人に譲渡された「光アイソレータ」（Optical Isolator ）と題された米国特許第５，２０８，８７６号に見られる。 図９Ａおよび図９Ｂはコリメータサブアセンブリ５０と５１との間のアイソレ ータコアアセンブリ５２の構築を示す。図９Ａおよび図９Ｂにおけるステップは 図６Ａから図６Ｃの製造ステップを継続している。光アイソレータサブアセンブ リ５２は２つの複屈折結晶偏光器４０および４２をファラディ旋光器４１の両側 に有する。これら３つの要素は石英ガラスシリンダ４９内の定位置に支持される 。シリンダ４９はシリンダ４４から突出するＧＲＩＮレンズ３５の一部分と係合 する。シリンダ型ホルダ４９のまわりにはファラディ旋光器４１とともに機能す る環状磁石４３がある。旋光器４１として使用される材料は不純物をドープされ たガーネットまたは、ＹＩＧ、およびＴＧＧを含む。 これまで光アイソレータにおけるファラディ旋光器として使用されてきたこれ らの材料は、１２００から１６００ｎｍの波長においては非常にうまく動作する 。しかしながら、光アイソレータは時々より短い波長、特定的には、９８０およ び１０１７ｎｍで動作するレーザとともに使用される。ＣｄＭｎＴｅ（カドミウ ムマンガンテルル）またはＨｇをドープされたＣｄＭｎＴｅは大きいベルデ定数 を有し、この発明が企図し以下に説明されるような集積されたＷＤＭカプラおよ びアイソレータに適合しかつこのようなより短い波長においても実効的に動作す るよう、ファラディ旋光器を十分に小さくすることができる。ＣｄＭｎＴｅ（よ り正確にはＣｄ_1-xＭｎ_%Ｔｅ）またはＨｇをドープされたＣｄＭｎＴｅもまた、 １２００から１６００ｎｍの光の波長において動作するファラディ旋光器として 使用してもよく、また標準的光アイソレータにおけるファラディ旋光器で使用し てもよい。 図９Ｂは２つのコリメータサブアセンブリ５０および５１ならびに光アイソレ ータサブアセンブリ５２を含む完全なカプラを示す。完全な装置は、小型化され るように約２１ｍｍ×１３ｍｍの商業的に利用できる１４本のピンのバタフライ 型パッケージ５３に集積することができる。このパッケージはレーザおよびはん だを組合せた溶接によって密封されそのインテグリティおよび信頼性を高められ る。 ＧＲＩＮレンズ／光ファイバサブアセンブリ、および以下に説明するアイソレ ータコアサブアセンブリの製造についてのより詳細な情報は、上述の米国特許第 ５，２０８，８７６号に見られる。 図１０は図８の光アイソレータサブアセンブリを図７のカプラに挿入したもの を示す。図１０のカプラがこれで分離機能を有することは明らかである。光信号 は入力ファイバ７０または７１のいずれからも出力ファイバ７２に通ることがで きるが、出力ファイバ７２から入力ファイバ７０および７１への光は遮断される 。波長依存フィルタと集積されたカプラ 分離機能を備えたカプラにおいて、光アイソレータコアがカプラのＧＲＩＮレ ンズの間に挿入される。もし波長応答性の要素が２つのＧＲＩＮレンズの間に挿 入されるならば、ＷＤＭカプラとなる。 グパスフィルタ４４を備えた図７のカプラを示している。フィルタ４４はカット オフ波長を有し、すなわち、フィルタ４４はこれを上回る波長の光は通し、これ を下回る波長の光は反射する。 ファイバ７０または７１のいずれからかの光がＧＲＩＮレンズ７４によってコ リメートされる。ロングパスフィルタによって反射されなかったコリメートされ た光は、ＧＲＩＮレンズ７５によって出力ファイバ７２の端に再びコリメートさ れるかまたは焦点を合わせられる。波長λの入力光信号がファイバ７０の上を進 行すると仮定するのならば、この光信号はλがフィルタ４４のカットオフ波長よ りも小さいかまたは大きいかに依存して、ファイバ７１に反射されるかまたは出 力ファイバ７２を通るかである。２つのファイバ７０および７１の端は、フィル タ４４によって反射されたファイバ７０からの光がＧＲＩＮレンズ７４によって ファイバ７１の端に再び焦点を合わされるようＧＲＩＮレンズ７４の縦軸に関し て配置される。２つのファイバ７０と７１との間の反射関係は相互的である。Ｗ ならびにフィルタ４４から形成される。なぜならば、入ってくる光は光の波長に 応答して転送されるからである。 ＷＤＭカプラの動作は以下のように理解される。入力ファイバ７０および７１ の端が、各ファイバの端、特定的にはファイバのコアがＧＲＩＮレンズ７４の縦 軸から若干ずれるように、ＧＲＩＮレンズ７４の一端表面に関して配置される。 ＧＲＩＮレンズ７４を通ってロングパスフィルタ４４によって反射されたファイ ズ７４の縦軸から若干ずらされたファイバ７０の端から出るので、反射された光 は縦軸から反対の方向に若干ずらされたファイバ７１の端に再び焦点を合わせら れる。対称性のために、フィルタ４４によって反射されたファイバ７１からの光 がファイバ７０の端において再び焦点を合わせられるのはわかりやすい。フィル 図６Ａから図６Ｃにおいて先に説明した製造ステップはＷＤＭカプラの製造に おいて使用することもできるだろう。図６Ａに示すステップの前に、ロングパス フィルタ４４、典型的にはダイクロイックミラーフィルタ板が、図１２に図示す ダイクロイックフィルタ材料はＧＲＩＮレンズの表面に直接取付けることもでき る。言い換えれば、反射防止コーティングはフィルタ４４の露出された面に施さ れる。フィルタ４４はまたＧＲＩＮレンズ７４から離して装着することもでき、 フィルタ４４の両面は反射防止材料でコーティングされる。このような分離装着 は、先の代替案が簡潔であったことを考えればあまり所望であるとは考えられな い。 ＷＤＭカプラの別の実施例が図１３に示される。この場合には、ロングパスフ ィルタ４４が、図２のカプラのＧＲＩＮレンズ３４と３５との間に挿入される。 カプラは２つの前方ファイバ３０、３１および２つの出力ファイバ３２、３９を 有する。動作的には、フィルタ４４のカットオフ波長を上回る波長を有する光は 、図４に図示したように前方ファイバ３０、３１から出力ファイバ３２、３９へ 通 る。カットオフ波長を下回る波長については、ファイバ３０からの光はフィルタ ４４によって反射されファイバ３１に戻り、またその逆である。 さらに、２つ以上の光ファイバをスリーブ３３、３６の中央開口部３７、３８ に挿入してもよい。もちろん、開口部３７、３８の直径は、付加的なファイバを 収容できるよう拡大されねばならない。４×４のＷＤＭカプラで成功した結果が 得られている。集積されたＷＤＭカプラおよびアイソレータ ＷＤＭカプラの高い分離性能は、図１ＢのＷＤＭカプラと同じ機能を有するＷ ＤＭカプラにつながる。図１Ｂの先行技術のＷＤＭカプラおよび図面に関連して 引用された特許は光ファイバ増幅器との応用に向けられていた。光ファイバ増幅 器は１つの波長のメッセージ信号を他の波長のポンプ信号からブーストする。こ れらの光ファイバ増幅器、特にエルビウムをドープされたファイバ増幅器は高速 光ファイバ伝送リンクおよびネットワークにおいてますます使用されるようにな っている。この種の増幅器はネットワークのさまざまな点に容易に挿入すること ができ、よって、たとえば数キロメータの光ファイバを通って進行してきた光信 号をブーストするためのリピータ機能を提供する。 光ファイバ増幅器は、波長分割多重カプラによってポンプ信号を提供するレー ザに結合される。レーザはノイズに弱いので、アイソレータもまた増幅器／レー ザシステムに結合され、増幅器の性能を悪くするノイズおよび偽の信号を遮断す る。これらの装置によって、ポンプレーザを効果的に光ファイバ増幅器に結合す ることができ、よって光ファイバ増幅器を通るメッセージ信号はレーザ信号から 供給されたエネルギによって増幅される。 もし光アイソレータサブアセンブリがまた、図１１のカプラのＧＲＩＮレンズ の間にハイパスフィルタとともに挿入されるのならば、優れた性能の集積された ＷＤＭカプラおよびアイソレータ装置が作られる。図１４はこの発明のこの実施 例を示す。入力ファイバ７０は波長λ₂の光を搬送し、入力ファイバ７１はより 短い波長λ₁の光を搬送する。２つのＧＲＩＮレンズの間にはロングパスフィル タ４４があり、これはダイクロイックフィルタであって、入力ファイバ７０の波 長λ₂を下回り、入力ファイバ７１の波長λ₁を上回るカットオフ波長を有する。 上述の態様において、入力ファイバ７０および７１の端は、ダイクロイックフ ィルタ４４によって反射された入力ファイバ７１からの光が入力ファイバ７０の 端にＧＲＩＮレンズ７４によって再び焦点を合わされるように、ＧＲＩＮレンズ ７４の縦軸に関して配置される。入力ファイバ７１からの光は入力ファイバ７０ に送られ、入力ファイバ７０からの光はコリメートされた光としてフィルタ４４ を前向きに通過する。ＧＲＩＮレンズ２５は入力ファイバ７０からの光を出力フ ァイバ７２の端へと再び焦点を合わせることによって再びコリメートする。 結果としてできる集積されたカプラおよびアイソレータは、９００から１２０ ０ｎｍの間の波長で動作するポンプレーザによって励起された光ファイバ増幅器 と効果的に動作できる。たとえば、１５５０ｎｍ波長のメッセージ信号は、結合 された光ファイバ増幅器を駆動するためにポンプレーザからのより短い波長を使 用することができる。もしポンプレーザが１４８０ｎｍの出力を発生するのなら ば、たとえば、標準的なファラディ旋光器材料を光アイソレータサブアセンブリ ２９内で使用できる。９８０または１０１７ｎｍのポンプレーザが所望であるな らば、ＣｄＭｎＴｅのファラディ旋光器を使用するべきである。もちろん、上述 の米国特許第５，２０８，８７６号で説明されているように別個のアイソレータ 装置においてファラディ旋光器にＣｄＭｎＴｅまたはＨｇをドープされたＣｄＭ ｎＴｅを使用することもできよう。 ＷＤＭカプラおよびアイソレータは簡潔であって光ファイバネットワークに好 都合に挿入できる。完全な装置は、小型化のために商業的に利用できる約２１ｍ ｍ×１３ｍｍの１４本のピンのバタフライ型パッケージに集積できる。このパッ ケージはレーザおよびはんだを組合せた溶接によって密封され、インテグリティ および信頼性が向上する。 上述の波長分割多重カプラは高い性能を有する。挿入損失は、溶融されたファ イバのＷＤＭカプラにおいて０．５から１．０ｄＢであったのに比べ、０．２ｄ Ｂであることがわかっており、偏光による損失は溶融されたファイバカプラにお いて０．１ｄＢであったのに比べ０．０１ｄＢであることがわかっている。クロ ストークは極めて低く、分離損失は溶融されたファイバカプラにおいて１８ｄＢ であったのに比べ３０ｄＢを超えている。図１Ｂおよび図１４のカプラについて は、分離損失は、１入力ファイバからの光の強度を他の入力ファイバに反射され る光の強度で除した比率として定義される。 この発明のカプラによって、他の集積された光学要素との優れた性能を保持す るＷＤＭカプラおよびアイソレータ装置が可能になる。図１５は、この発明によ り光学タップ装置が加えられたＷＤＭカプラおよびアイソレータを図的に示す。 この装置は、コリメータサブアセンブリ１１０および１１１を支持するハウジン グ９９を有する。サブアセンブリ１１０は２つの光ファイバ１００および１０１ の端を支持し、サブアセンブリ１１１は光ファイバ１０２の端を支持する。各サ ブアセンブリはファイバの端をコリメートするＧＲＩＮレンズで支持している。 サブアセンブリおよびコリメートするＧＲＩＮレンズは互いの間に光経路を形成 するよう配置される。 サブアセンブリ１１０の前にありサブアセンブリの前部に取付けられているの はロングパスフィルタ１１４、ダイクロイックミラーフィルタ１１４である。フ ィルタ１１４の前には、２つのサブアセンブリ１１０と１１１との間の光経路か ら光の小部分を偏向させるビームスプリッタ１１７の形の光学タップがある。任 意のバンドパスフィルタ１１８が光経路における次の要素であって、これはサブ アセンブリ１１１のすぐ前に光アイソレータコアサブアセンブリ１０４を有する 。サブアセンブリ１０４に関連づけられる矢印は、サブアセンブリ１０４が光信 号を通過させる方向を示している。それとは反対の方向の信号は遮断される。 図１５に示す集積された波長分割多重カプラおよびアイソレータは、光ファイ バ増幅器と、典型的にはエルビウム（Ｅｒ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム （Ｎｄ）などの希土類金属をドープされた光ファイバとポンプレーザとともに動 作する。光ファイバ１０１は、（図示しない）ポンプレーザからの出力信号をカ プラおよびアイソレータ装置に搬送する。第２の光ファイバ１００は、増幅され た情報、すなわち、（図示しない）希土類金属をドープされたファイバから多重 カプラおよびアイソレータへのメッセージ信号、ならびにレーザからのおよび多 重カプラおよびアイソレータ装置からのレーザポンプ信号を搬送する。 光ファイバ１００からの増幅された光信号は、サブアセンブリ１１０によって コリメートされ、光はロングパスフィルタ１１４に向けられる。同時に、レーザ ポンプは光ファイバ１００上のメッセージ信号の波長を下回る波長の光信号を発 生する。光ファイバ１００からの光がサブアセンブリ１１０によってコリメート された後、この光はロングパスフィルタ１１４に向かう。ロングパスフィルタ１ １４は、メッセージ信号の波長を下回り、レーザポンプ波長を上回るカットオフ 波長を有する。したがって、光ファイバ１０１からのレーザ光はロングパスフィ ルタ１１４によって反射され、光ファイバ１００そして光ファイバ増幅器へと向 かう。中を通過する光の方向とは独立して動作する増幅器は、こうして波長分割 多重カプラおよびアイソレータを通過するメッセージ信号を増幅する。 メッセージ信号の波長はロングパスフィルタ１１４のカットオフ波長を上回る ので、信号はビームスプリッタ１１７を通過する。この実施例におけるビームス プリッタは単純な平面格子であって、これはほとんどの光、光の約９７％をサブ アセンブリ１１０と１１１との間の光経路に沿って方向づける。光経路に沿った 光は光バンドパスフィルタ１１８を通過し、これはメッセージ信号の周波数以外 の周波数の光信号をフィルタリングで取除く。もしメッセージ信号が出力ファイ バ１０２を通過できる程十分に「きれい」であるならば、バンドパスフィルタ１ １８は省いてもよい。バンドパスフィルタは、波長分割多重カプラおよびアイソ レータの挿入損失を若干、約０．２ｄＢ増加させることがわかっている。 フィルタリングされた光は次に、アイソレータコアサブアセンブリ１０４を通 過し、これは、ファラディ旋光器の両側の２つのくさび型の複屈折結晶偏光器か ら形成される。サブアセンブリ１０４は、コリメータサブアセンブリ１１１から 第１のコリメータサブアセンブリ１１０に向かって光経路に沿って進行するすべ ての光を遮断する。アイソレータサブアセンブリ１０４からは、光は次にサブア センブリ１１１に送られ、これは光を光ファイバ１０２の端に焦点を合わせた点 に再びコリメートする。 格子１１７はまた、サブアセンブリ１１０と１１１との間の光経路から、フォ トダイオードを有する集積回路の形の光検出器回路１１５に向かって光の小部分 を偏向させる。光検出器回路１１５は光経路内の光の強度に応答する。したがっ て、光検出器回路１１５は、サブアセンブリ１１０からサブアセンブリ１１１へ の光の量をモニタする。これによって、ファイバ１００上の光ファイバ増幅器の 動作およびファイバ１０１上のレーザポンプの動作が簡潔にモニタされる。 図１４および図１５の集積されたカプラおよびアイソレータ装置は光ファイバ 増幅器を備えたいわゆる「前向き」ポンプ構成であり、光ファイバ増幅器は装置 の前に位置づけられている。装置は、図１６に示すように光ファイバ増幅器と「 後向き」ポンプ配置になるように再び配置することもできる。この場合は、光フ ァイバ増幅器は集積されたカプラおよびアイソレータの下または下流に接続され る。メッセージ信号は光ファイバ１２０からハウジング１３０内の集積されたカ プラおよびアイソレータ装置へ送られる。上述のように、ファイバ１２０の端は コリメータサブアセンブリ１２４によって支持され、コアアイソレータサブアセ ンブリ１２９がコリメータサブアセンブリに取付けられている。サブアセンブリ １２９の端には、ロングパスフィルタ１３４および格子ビーム偏向器１３７があ る。上述のように、偏向器１３７は光経路から光の一部分を部分的に偏向させ、 光検出器回路１３５に向け、これは集積装置を通る光信号の強さをモニタする。 偏向されていない光はコリメータサブアセンブリ１２５によって受けられ、これ は光ファイバ１２１および１２２のスプライスされた端を支持する。 動作的には、光ファイバ１２１はポンプレーザに接続され、ポンプレーザはそ の出力を集積されたカプラおよびアイソレータに送る。サブアセンブリ１２５に よってコリメートされた後レーザ光はビーム偏向器１３７を通って送られ、ロン グパスフィルタ１３４によって反射される。同時に、メッセージ信号は光ファイ バ１２０から集積されたカプラおよびアイソレータへ送られる。サブアセンブリ １２４を通過した後、メッセージ信号は、光経路に沿ってサブアセンブリ１２５ に向かって進行する反射されたレーザ信号と組合わされる。これらの組合わされ た信号は、部分的に光検出器回路１３５に向かって偏向され、メッセージ信号お よびレーザ信号がモニタされる。 集積されたカプラおよびアイソレータ内の光検出器回路は、コリメータサブア センブリの間の光経路のどの位置にでもビーム偏向器に関して配置することがで きる。しかしながら、もしロングパスフィルタ１３４がサブアセンブリ１２５の 端に対して位置づけられるのであれば、光検出器１３５は増幅されていないメッ セージ信号の強さのみをモニタすることになり、ポンプレーザ信号はモニタしな い。これを避けるために、集積されたカプラおよびアイソレータ内の光検出器回 路を、モニタされる光がメッセージ信号レーザのパワーに関係する強度を有する ように、ビーム偏向器に関して配置することもできる。図１４の前向きポンプ配 置においては、モニタされる光はポンプレーザ出力によってブーストされる希土 類金属をドープされたファイバからの光である。図１５の後向きのポンプ配置に おいては、入力メッセージ信号およびポンプレーザ信号からの直接の光がモニタ される。 もちろん、集積されたカプラおよびアイソレータ装置はまた互いに組合せて使 用することもできる。図１８は、２つの集積された装置の間のエルビウムをドー プされた光ファイバ増幅器のための前向きおよび後向きのポンプ配置を組合せた ものを示している。 図１４から図１６に示すこの発明の実施例は、その信号を光ファイバを通じて 装置に送るポンプレーザを有している。ここに説明される波長分割多重カプラの 性能の向上にもかかわらず、光ファイバの組合せに固有のいくらかの挿入損失が 生じ、近年重要視されていることには、偏光による損失がいくらか生じる。すな わち、スプライスされた光ファイバの１つにおける信号の偏光の程度に依存して 、他のファイバへの伝送損失は光信号の偏光に依存する。これはもし偏光の程度 が情報チャネルによって異なっているとしたならば許容できないことである。 この発明の図１７に示す実施例はこの問題を取除いている。波長分割多重器お よびカプラは、第１のコリメータサブアセンブリ１４４および第２のコリメータ サブアセンブリ１４５を備える（コバールおよびインバーまたはステンレススチ ールを含む適切な材料の）金属のパッケージハウジング１５０を有する。各サブ アセンブリ１４４および１４５はそれぞれ１つの光ファイバ１４１、１４２の端 を支持する。これらサブアセンブリ１４４および１４５の間の光経路を規定する これらサブアセンブリの２つの面する端の間に、ビームスプリッタ１５７、ロン グパスフィルタ１５４、任意のバンドパスフィルタ１５８および光アイソレータ サブアセンブリ１４９がある。これらの要素は上述のものと同じである。また光 検出回路１５５があり、これはビームスプリッタ１５７、平面格子によって光経 路から部分的に偏向された光を受取る。 ポンプレーザからの光ファイバの代わりに、ハウジング１５０はレーザダイオ ード１６６およびコリメータ１６７を有するレーザサブアセンブリを支持する。 レーザダイオード１６６からの光はコリメータ１６７、この場合は、非球面レン ズによってコリメートされる。光は第２の光アイソレータコアサブアセンブリ１ ６８を通過し、ダイクロイックロングパスフィルタ１５４の面に対して方向づけ られる。ダイクロイックロングパスフィルタ１５４は、レーザからの光が、光経 路の方向とは逆に偏向器１５７に向かってコリメータサブアセンブリ１４４へそ して入力ファイバ１４１へと方向づけられるように配置される。これによって光 ファイバ１４１に接続されたファイバ増幅器は装置への情報信号を増幅するため にポンプされ得る。 レーザダイオード１６６、コリメータ１６７、およびアイソレータサブアセン ブリ１６８の特定の適合は、１９９４年１２月２１日に出願され現在の譲受人に 譲渡された「小型化されたレーザダイオードアセンブリ(MINIATURIZED LASER DI ODE ASSEMBLY)」と題された同時係属中の特許出願米国出願番号第０８／３６１ ，６０４号で説明されている。この適合は極めて簡潔で、ハウジング１５０への 挿入に極めて適している。 図１８から、この発明による集積されたＷＤＭカプラおよびアイソレータがど のように光ファイバネットワークに適合するかが明らかである。以下の説明は、 どのようにこの発明のカプラのより簡潔な形態が、すなわちアイソレータまたは フィルタ要素とのみ集積されたものが、単にＷＤＭ光ファイバネットワークに適 合するだけでなく、優れた性能、より低いコスト、およびより大きな信頼性のあ る進んだネットワークシステムを実現するかを示している。ＷＤＭネットワークシステム 現在の光ファイバネットワークにおいては、１つの位置にある光信号の多くの 個別の光源が単一の光ファイバに送られ、そして他の位置にある多くの個別のレ シーバに分配される。ＷＤＭネットワークにおいては、光信号の波長が、個別の レシーバと個別の光源を接続するため、ネットワーク内の情報チャネル間を区別 するために使用されている。 図１９は従来の光ファイバＷＤＭネットワークの図であり、ここでは多数の光 源トランスミッタシステム２１０が単一の光ファイバ２２０をわたって光信号を レシーバシステム２１２に送っている。光源から光信号を所望のレシーバに方向 づけるために、各光源からの光信号の特定の波長が使用される。増幅器２１１か ファイバ２２０の区域の間に接続され、１つまたは２つ以上のエルビウムをドー プされたファイバ増幅器を示し、これは典型的には単一モードファイバであるフ ァイバ２２０の全長にわたっての信号の強さを維持する。実際、今日のほとんど の応用においては単一モード光ファイバが使用されている。したがって、以下の 説明においては、特別な言及がない限り光ファイバは単一モードファイバである と仮定される。 トランスミッタシステム２１０は、光信号のＮ個の光源を有し、その各々が光 アイソレータ２１５を通じてＮ×１個の光コンバイナ２１６と接続された狭い線 幅のレーザ２１４によって発生される。各レーザ２１４は電源２１３と接続され 、これは各レーザ２１４の波長が予め定められた波長から変化しないようにする よう安定である。各レーザ２１４の波長は他のダイオード２１４の波長とは異な っている。レーザ２１４はまた通信電子回路（図示せず）と接続され、これはレ ーザ２１４の動作を制御する。アイソレータ２１５はまた、コンバイナ２１６か らレーザ２１４への反射および偽の信号を遮断することによって、各レーザ２１ ４をその予め定められた波長に維持する。Ｎ個のレーザの光源からの光信号はＮ ×１個のコンバイナ２１６によって組合わされファイバ２２０を通って送られる 。 逆に、レシーバシステム２１２は１×Ｎ個の光スプリッタ２１７を有し、これ はファイバ２２０上で組合わされた信号を受取る。スプリッタ２１７は組合わさ れた信号をＮ個の信号経路に分割する。各経路は光ファイバチューナブルフィル タ２１８を有し、これはスプリッタ２１７からの信号のほとんどをフィルタリン グして取除く。 所望の波長の信号のみがフィルタ２１８によって通され、オプトエレクトロニ クスレシーバ２１９に向かい、これはフィルタリングされた光信号を特定のレシ ーバに対する電子信号に変える。進んだＷＤＭトランスミッタシステム このネットワークのトランスミッタシステムは、その光信号の光ファイバ２２ ０を通っての所望のレシーバ２１９への伝送のために組合わされた、光源を含む 。個別の光源は各々レーザダイオード２１４を有し、これはレーザダイオードを 誤った信号または反射から保護するために、光源および光アイソレータ２１５に 対して光信号を発生する。このような反射および誤った信号はレーザダイオード の性能に悪影響を及ぼすかもしれない。 光ファイバネットワークを考えるとき、常にコストおよび性能が考慮される。 単一の光アイソレータのコストは多額ではないかもしれないが、多くのアイソレ ータの総額はネットワークのトランスミッタシステムを考えるときかなりのもの になりかねない。さらに、光アイソレータの性能も無視できない。もしコストを 節約することで性能が落ちるようならば、ネットワークの動作に悪影響がある。 この発明は、図８および図１０に示す光アイソレータと集積されたカプラを備 えるトランスミッタシステムによってこれらの問題を解決するかまたは実質的に 緩和する。これらの装置は、高いレベルで動作し、性能を低下させることなく従 来のトランスミッタシステムよりも光アイソレータの数を減じる。 この発明は、図１９の先行技術の光アイソレータ２１５を図１０に示すような 高性能集積カプラ２２５で置換える。図２０に示されているように、これらのカ プラ２２５は、レーザダイオード２１４からの１つの入力光ファイバに代わって ２つの入力光ファイバを通じて２つのレーザダイオード１４に接続される（図１ ９）。各カプラ２２５は光アイソレータコアと集積されており、コンバイナ２６ に接続され、その入力端子の数は減少しており、Ｎ個ではなく特定的にはＮ／２ 個である。 図２１は、この発明によるまた別のトランスミッタシステムを示し、ここでは 図１９の先行技術のアイソレータ２１５が図８に示されているようなカプラ２２ ４によって置換えられている。図３のカプラ２２５のように、図２１のカプラ２ ２４は２つの入力光ファイバを通じて２つのレーザダイオード２１４に接続され ている。各マルチポートアイソレータカプラ２２４は光アイソレータと集積され 、 図１９のＮ×１個の光コンバイナ２１６と接続するための２つの出力ファイバを 有する。進んだＷＤＭレシーバシステム 図１９の、先行技術のネットワークのレシーバシステムもまた、この発明に従 って改良され得る。レシーバシステムはスプリッタ２１７を含むが、これは、結 合された信号を光ファイバ２２０から受信して、その結合された信号の一部分を 個別のレシーバに送信する。各レシーバは、所望の光源からの信号以外のすべて の信号を遮る。レシーバシステムのこの伝統的な「木」の構造は、いくつかの固 有の問題を有する。１つの問題は、光信号が個々のレシーバに達する際の光信号 の強さである。信号は、スプリッタ２１７を通過することにより、挿入損失を被 り、また、信号をレシーバシステムの各レシーバに通ずる「分岐」に分割するこ とにより本来的な損失を被る。Ｎ個のレシーバを有するレシーバシステムにおい て、信号は本来的に、各レシーバでは１／Ｎに減じられる。 別の問題は、木の分岐における信号の強さの均等性の問題である。スプリッタ は、光ファイバからの信号を均等に分配するとは限らない。したがって、あるレ シーバが別のレシーバと比較してはるかに弱い信号で動作することもあり得る。 この発明は、図１１に示されるような、波長依存性のフィルタと集積されたカ プラを有するレシーバシステムによって、これらの問題を解決または実質的に軽 減する。この発明は、図１９の先行技術の１×Ｎスプリッタ２１７およびフィル タ２１８を、高性能の集積されたＷＤＭフィルタリングカプラと置換する。置換 するＷＤＭカプラはロングパスフィルタを有し、それにより、ある波長の光信号 はカプラからあるファイバ上を進行し、別の波長の信号はカプラから別のファイ バ上を進行するようになる。カプラはレシーバシステム内に、低い挿入損失でお よび／または均等性を有するよう配列が可能である。 図２２は、図１１のＷＤＭカプラを使用するレシーバシステムを示す。ＷＤＭ カプラ２６１−２６７は、カスケード接続される。説明の目的で、ネットワーク は８つの異なりかつ増大する波長、λ₁からλ₈の、８つの光源を有するものと仮 定する。第１のカプラ２６１は、ネットワークの伝送システムをレシーバシス テムに繋ぐ光ファイバに接続され、結合された信号、λ₁からλ₈のすべてを受信 する。カプラ２６１のロングパスフィルタは、最も短い波長の信号、λ₁以外の すべての信号を次のカプラ２６２に通過させるように選択される。λ₁信号は、 個別のレシーバに送信される。 第２のカプラ２６２は、２番目に短い波長の信号、λ₂以外のすべての信号を 次のカプラ２６３に通過させる。カプラ２６２はλ₂信号を別の個別のレシーバ に反射する。この配列において、カスケード接続された各カプラ２６１−２６７ は、増大する波長、λ₁からλ₈のうち次点の波長を有する信号を反射するよう選 択されたロングパスフィルタを有する。最後のカプラ２６７は、最も長い波長の 信号λ₈を第８の個別のレシーバに通過させて、信号λ₇を第７のレシーバに反射 する。 図２３は、波長λ₁からλ_nのｎ個の信号を分離する、増大する波長に対するｎ −１カプラの反射率を描いたグラフである。このグラフは、図２２のカプラのロ ングパスフィルタが如何に動作するかを示す。 図２５は、図１１のＷＤＭを使用する別のレシーバシステムである。ここでカ プラはハイブリッド配列であり、木またはカスケード接続ではない。先と同様に 、ネットワークは異なりかつ増大する８つの波長、λ₁−λ₈の、８つの光源を有 すると仮定する。 第１のカプラ２７１は、ネットワークの伝送システムをレシーバシステムに繋 げる光ファイバに接続され、結合された信号、λ₁−λ₈のすべてを受信する。カ プラ２７１のロングパスフィルタは、より長い波長である半分の数の光信号、λ₅ −λ₈を通過させ、かつ、より短い波長である半数の光信号、λ₁−λ₄は反射す るように選択される。この反射された信号はカプラ２７２に送られるが、カプラ ２７２のロングパスフィルタは、より長い波長の半分の数の信号、λ₃−λ₄を通 過させて、より短い波長の半数の信号、λ₁−λ₂を反射するように設定される。 カプラ２７２によって反射された信号はカプラ２７４によって受信されるが、カ プラ２７４のロングパスフィルタは、より長い波長である信号、λ₂を通過させ て、より短い波長である信号、λ₁を反射するように設定される。カプラ２７２ によって通された信号はカプラ２７５によって受信されるが、カプラ ２７５のロングパスフィルタは、より長い波長の信号、λ₄を通過させて、より 短い波長の信号、λ₃を反射するように設定される。 同様に、カプラ２７１によって通過された波長λ₅−λ₈の信号は、カプラ２７ ３、２７６および２７７によって、個々の波長、λ₅、λ₆、λ₇およびλ₈の信号 に分離される。これらのカプラ２７３、２７６および２７７のロングパスフィル タは、入力される異なる波長の光信号を適切に通過および反射させるように設定 される。 下の表は、先行技術の木のカプラ配列ならびに、この発明の８つのレシーバの ためのカスケード配列およびハイブリッド配列の、性能を比較する。先行技術の 溶融された木のカプラ配列のパラメータは、実験データから決定される。この発 明のカスケード配列およびハイブリッド配列のためのパラメータは、図２４のＷ ＤＭカプラの、反射された挿入損失ＩＬｒ、および伝送された挿入損失ＩＬｔの 、実験データからの演算により決定される。最大挿入損失は、伝送光ファイバか らネットワークのレシーバの１つに達する、最も弱い信号の減退の尺度である。 均等性は、受信システムに取付けられたレシーバによって受取られる信号の強さ の変化の尺度である。 上の表から認められることは、ハイブリッド配列が、最大挿入損失および均等性 のいずれにおいても、先行技術の配列に勝るということである。他にも、カスケ ード配列が、木のカプラ構成よりもより小さい最大挿入損失を有するということ が認められる。 カスケード配列およびハイブリッド配列を組合せることによって、他の配列が 作られ得る。たとえば、伝送システムからの光信号は、ハイブリッド配列に従っ て多数の分岐に分割が可能である。分割するカプラのロングパスフィルタは、入 来信号の半分を各分岐内に分割するよう選択される。各分岐はその後、カスケー ドに配列される。 以上がこの発明の好ましい実施例の完全な説明であるが、種々の代替、変形お よび均等物が使用され得る。この発明が上に記載した実施例に適切な変形を加え ることによって、等しく応用が可能であることは明らかであろう。たとえば、上 に記載したカプラから、この発明の教示に従って、より多くの入力ファイバおよ び出力ファイバが互いに接続され得ることが明らかであろう。したがって、上述 の説明はこの発明の範囲を限定するものと捉えられてはならず、この発明の範囲 は添付の請求の範囲によって規定されるものである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年１月６日 【補正内容】請求の範囲 １．第１および第２のコリメータの間にコアサブアセンブリを有する改良された 光アイソレータにおいて、前記コアサブアセンブリは１対の複屈折性結晶偏光子 と、その間にファラデー施光器とを有し、前記ファラデー施光器はＣｄＭｎＴｅ を含む、改良。 ２．前記ファラデー施光器は水銀がドープされたＣｄＭｎＴｅを含む、請求項１ に記載の改良された光アイソレータ。 ３．第１および第２の光ファイバを結合するための波長分割多重カプラであって 、前記カプラは、 前記第１の光ファイバの端と、 前記第２の光ファイバの端と、 第１および第２の端面と前記第１および第２の端面を通る長さ方向の軸とを有 する１／４ピッチＧＲＩＮレンズとを含み、前記ＧＲＩＮレンズの前記第１の端 面ならびに前記第１および第２の光ファイバの前記端は、互いにかつ前記第１の 端面に近接し、さらに、 前記ＧＲＩＮレンズの前記第２の端面に近接したダイクロイックフィルタを含 み、前記ダイクロイックフィルタと前記ＧＲＩＮレンズの長さ方向の軸と前記第 １および第２の光ファイバの前記端とは、前記第１のファイバからの光であって 前記ダイクロイックフィルタによって反射された光が前記第２のファイバ内に通 過し、かつ、前記第２のファイバからの光であって前記ダイクロイックフィルタ によって通された光が前記ダイクロイックフィルタからコリメートされた光とし て出ていくように、互いに対して配置される、波長分割多重カプラ。 ４．第３の光ファイバの端と、 前記ダイクロイックフィルタからの前記コリメートされた光の経路内のコリメ ータとをさらに含み、前記コリメータは、前記コリメートされた光を前記第３の 光ファイバの前記端内に再び焦点を合わせる、請求項３に記載の波長分割多重カ プラ。 ５．前記コリメータは第２の１／４ピッチＧＲＩＮレンズを含む、請求項３に記 載の波長分割多重カプラ。 ６．前記第１および第２の光ファイバの前記端を保持するスリーブをさらに含み 、前記スリーブは前記光ファイバの端と共面の面を有する、請求項３に記載の波 長分割多重カプラ。 ７．第１および第２の光ファイバを結合するためのＷＤＭカプラであって、前記 カプラは、 前記第１の光ファイバの端と、 前記第２の光ファイバの端と、 第１および第２の端面と前記第１および第２の端面を通る長さ方向の軸とを有 する第１のコリメートするレンズとを含み、前記第１のコリメートするレンズの 前記第１の端面と前記第１および第２の光ファイバの前記端とは、互いにかつ前 記第１の端面に近接し、さらに、 前記第１のコリメートするレンズの前記第２の端面に近接したロングパスフィ ルタを含み、前記ロングパスフィルタと前記第１のコリメートするレンズの長さ 方向の軸と前記第１および第２の光ファイバの前記端とは、前記第１のファイバ からの光であって前記ロングパスフィルタによって反射された光が前記第２のフ ァイバ内に通過するように、かつ前記第１のファイバからの光であって前記ロン グパスフィルタによって通された光が前記ロングパスフィルタからコリメートさ れた光として出ていくように、互いに対して配置される、ＷＤＭカプラ。 ８．前記第１のコリメートするレンズは１／４ピッチＧＲＩＮレンズを含む、請 求項７に記載のＷＤＭカプラ。 ９．前記ロングパスフィルタはダイクロイックミラーフィルタを含む、請求項７ に記載のＷＤＭカプラ。 １０．第３の光ファイバの端と、 前記ロングパスフィルタからの前記コリメートされた光の経路内の第２のコリ メートするレンズとをさらに含み、前記第３の光ファイバの前記端は、前記第２ のコリメートするレンズが前記コリメートされた光を前記第３の光ファイバの前 記端内に再び焦点を定めるように、前記第２のコリメートするレンズの第１の端 面に近接する、請求項７に記載のＷＤＭカプラ。 １１．前記第２のコリメートするレンズは第２の１／４ピッチＧＲＩＮレンズを 含む、請求項１０に記載のＷＤＭカプラ。 １２．前記第１および第２の光ファイバの前記端を保持する第１のスリーブをさ らに含み、前記スリーブは前記光ファイバの端と共面の面を有し、さらに、 前記第３の光ファイバの前記端を保持する第２のスリーブを含み、前記スリー ブは前記光ファイバの端と共面の面を有する、請求項１０に記載のＷＤＭカプラ 。 １３．前記光ファイバの各々は前記ファイバの端内で終わる端区分を有し、さら に、 前記第１および第２の光ファイバのジャケットのない端区分を開口部内に保持 する第１のスリーブを含み、前記端区分は前記第１および第２の光ファイバのコ アおよびクラッディングを含み、さらに、 前記第３の光ファイバのジャケットのない端区分を開口部内に保持する第２の スリーブを含み、前記端区分は前記第３の光ファイバのコアおよびクラッディン グを含む、請求項１０に記載のＷＤＭカプラ。 １４．前記第１のスリーブ内の前記開口部は前記第１および第２の光ファイバの 半径にちょうど合致する半径を有し、前記第２のスリーブ内の前記開口部は前記 第３の光ファイバの半径にちょうど合致する半径を有する、請求項１３に記載の ＷＤＭカプラ。 １５．前記第１、第２および第３の光ファイバの前記端区分は先細りしない、請 求項１４に記載のＷＤＭカプラ。 １６．前記ファイバの端内で終わるジャケットのない端区分を有する第４の光フ ァイバをさらに含み、前記第２のスリーブは、前記第２のファイバからの光であ って前記ロングパスフィルタによって通された光が前記第４の光ファイバの前記 端内に再び焦点を定められるように前記ファイバの前記端区分を保持する、請求 項１４に記載のＷＤＭカプラ。 １７．第１の付加的な数の光ファイバをさらに含み、前記第１の付加的な数の光 ファイバの各々は端を有し、前記第１および第２の光ファイバならびに前記第１ の付加的な数の光ファイバの前記端は互いにかつ前記第１のコリメートするレン ズの前記第１の端面に近接し、さらに、 第２の付加的な数の光ファイバをさらに含み、前記第２の付加的な数は第１の 付加的な数と等しく、前記第２の付加的な数の光ファイバの各々は端を有し、前 記第３および第４の光ファイバならびに前記第２の付加的な数の光ファイバの前 記端は互いにかつ前記第２のコリメートするレンズの前記第１の端面に近接し、 前記長さ方向の軸と、前記第１の付加的な数の光ファイバの前記端と、前記第２ の付加的な数の光ファイバの前記端とは、前記第１の付加的な数の光ファイバの うちの１つからの光であって前記ロングパスフィルタによって通された光が前記 第２の付加的な数の光ファイバのうちの１つ内に通過するように、互いに対して 配置される、請求項１６に記載のカプラ。 １８．前記第１の付加的な数および前記第２の付加的な数はいずれも２に等しい 、請求項１７に記載のカプラ。 １９．第１の光ファイバから第２の光ファイバに光信号を伝送し、かつ、前記第 ２の光ファイバから前記第１の光ファイバへの光信号を遮断するための波長分割 多重カプラおよびアイソレータであって、前記多重カプラおよびアイソレータは 、 ハウジングと、 前記ハウジングに装着されて前記第１のファイバの端を第１のコリメータと同 軸の関係に保持するための第１のサブアセンブリと、 前記ハウジングに装着されて前記第２のファイバの端を第２のコリメータと同 軸の関係に保持するための第２のサブアセンブリとを含み、前記第１および第２ のコリメータは前記ハウジング内でそれらの間に光経路を形成し、さらに、 光を前記光経路内で前記光の波長に応答してフィルタリングするための手段と 、 前記光経路から光を部分的に偏向させるための手段と、 前記ハウジング内の、前記部分的に偏向された光を受取って前記光経路内の光 の強度を監視するための手段と、 前記光経路内の光アイソレータサブアセンブリとを含み、前記アイソレータサ ブアセンブリは前記光経路内で前記第１のコリメータから前記第２のコリメータ に光を伝送し、かつ、前記光経路内で前記第２のコリメータから前記第１のコリ メータへの光を遮断し、 これにより前記波長分割多重カプラおよびアイソレータは前記ハウジング内に 集積されてそれを通る光信号を監視することが可能である、波長分割多重カプラ およびアイソレータ。 ２０．前記光をフィルタリングする手段は前記光経路内にロングパスフィルタを 含む、請求項１９に記載の集積されたカプラおよびアイソレータ。 ２１．前記ロングパスフィルタはダイクロイックミラーフィルタを含む、請求項 ２０に記載の集積されたカプラおよびアイソレータ。 ２２．前記光をフィルタリングする手段は前記光経路内にバンドパスフィルタを さらに含む、請求項２０に記載の集積されたカプラおよびアイソレータ。 ２３．前記部分的に偏向する手段は前記光経路内に平面格子を含む、請求項１９ に記載の集積されたカプラおよびアイソレータ。 ２４．前記受取る手段は、前記ハウジング内に前記光経路からは離れた光検出器 回路を含み、前記光検出器は前記格子から光信号を受取る、請求項２３に記載の 集積されたカプラおよびアイソレータ。 ２５．前記第１および第２のサブアセンブリのうちの１つが第３の光ファイバの 端をコリメータと同軸の関係に保持し、前記第３の光ファイバはポンプレーザに 接続される、請求項２４に記載の集積されたカプラおよびアイソレータ。 ２６．前記第１のサブアセンブリは前記第３の光ファイバの前記端を保持し、前 記フィルタリングする手段は、前記偏向する手段が前記第１の光ファイバから前 記第２の光ファイバに進行する光を偏向するように、前記光経路内に前記偏向す る手段に対して位置付けられる、請求項２５に記載の集積されたカプラおよびア イソレータ。 ２７．前記第２のサブアセンブリは前記第３の光ファイバの前記端を保持し、前 記フィルタリングする手段は、前記偏向する手段が前記第１の光ファイバから前 記第２の光ファイバに進行する光および、前記光をフィルタリングする手段によ って反射された前記第３の光ファイバからの光を偏向するように、前記光経路内 に前記偏向する手段に対して位置付けられる、請求項２５に記載の集積されたカ プラおよびアイソレータ。 ２８．前記ハウジング内に、前記光をフィルタリングする手段へと光を方向付け 、かつ前記方向付けられた光を前記光経路内に配置する光源をさらに含む、請求 項１９に記載の集積されたカプラおよびアイソレータ。 ２９．光発生手段はレーザダイオードを含む、請求項２８に記載の集積されたカ プラおよびアイソレータ。 ３０．前記光アイソレータサブアセンブリはＣｄＭｎＴｅを含むファラデー施光 器を有する、請求項２８に記載の集積されたカプラおよびアイソレータ。 ３１．前記ファラデー施光器は水銀がドープされたＣｄＭｎＴｅを含む、請求項 ３０に記載の集積されたカプラおよびアイソレータ。 ３２．前記第１の光ファイバから前記第２の光ファイバに光信号を伝送し、かつ 前記第２の光ファイバから前記第１の光ファイバへの光信号を遮断するための波 長分割多重カプラおよびアイソレータであって、前記多重カプラおよびアイソレ ータは、 ハウジングと、 前記ハウジングに装着されて、前記第１のファイバの端を第１のコリメータと 同軸の関係に保持するための第１のサブアセンブリと、 前記ハウジングに装着されて、前記第２のファイバの端を第２のコリメータと 同軸の関係に保持するための第２のサブアセンブリとを含み、前記第１および第 ２のコリメータは前記ハウジング内でそれらの間に光経路を形成し、さらに、 光を前記光経路内で前記光の波長に応答してフィルタリングするための手段と 、 前記ハウジング内に、前記光をフィルタリングする手段に向かうよう光を方向 付け、かつ前記方向付けられた光を前記光経路内に配置する光源と、 前記光経路内に光アイソレータサブアセンブリとを含み、前記アセンブリは前 記光経路内で前記第１のコリメータから前記第２のコリメータへの光を通過させ 、かつ、前記光経路内で前記第２のコリメータから前記第１のコリメータへの光 を遮断し、 これにより前記波長分割多重カプラおよびアイソレータは前記ハウジング内に 集積される、波長分割多重カプラおよびアイソレータ。 ３３．前記光経路内にバンドパスフィルタをさらに含む、請求項３２に記載の集 積されたカプラおよびアイソレータ。 ３４．前記光経路から光を部分的に偏向するための手段と、 前記ハウジング内に、前記部分的に偏向された光を受取るための手段とをさら に含む、請求項３２に記載の集積された多重カプラおよびアイソレータ。 ３５．前記部分的に偏向する手段は前記光経路内に平面格子を含む、請求項３４ に記載の集積されたカプラおよびアイソレータ。 ３６．前記受取る手段は光検出器回路を含む、請求項３４に記載の集積されたカ プラおよびアイソレータ。 ３７．前記光源はレーザを含みかつ前記光をフィルタリングする手段は前記光経 路内にロングパスフィルタを含み、前記レーザは前記ロングパスフィルタに向け られる出力を有し、前記ロングパスフィルタは前記光経路への前記レーザ出力を 遮断する、請求項３２に記載の集積されたカプラおよびアイソレータ。 ３８．前記ロングパスフィルタは予め定められた波長を上回る光を伝送し、かつ 前記予め定められた波長を下回る光を反射し、前記レーザ出力は前記予め定めら れた波長を下回る光を含む、請求項３７に記載の集積されたカプラおよびアイソ レータ。 ３９．前記ロングパスフィルタはダイクロイックミラーフィルタを含む、請求項 ３８に記載の集積されたカプラおよびアイソレータ。 ４０．前記光源はレーザを含みかつ前記光をフィルタリングする手段は前記光経 路内にロングパスフィルタを含み、前記レーザは前記ロングパスフィルタに向か う出力を有し、前記ロングパスフィルタは前記光経路への前記レーザ出力を遮断 し、前記ロングパスフィルタは、前記偏向する手段が前記第１の光ファイバから 前記第２の光ファイバに進行する光を偏向するように、前記光経路上に前記偏向 する手段に対して位置付けられる、請求項３５に記載の集積されたカプラおよび アイソレータ。 ４１．前記光源はレーザを含みかつ前記光をフィルタリングする手段は前記光経 路内にロングパスフィルタを含み、前記レーザは前記ロングパスフィルタに向か う出力を有し、前記ロングパスフィルタは前記光経路上への前記レーザ出力を遮 断し、前記ロングパスフィルタは、前記偏向する手段が前記第１の光ファイバか ら前記第２の光ファイバに進行する光および、前記ロングパスフィルタによって 遮断された前記レーザからの光を偏向するように、前記光経路内に前記偏向する 手段に対して位置付けられる、請求項３５に記載の集積されたカプラおよびアイ ソレータ。 ４２．前記光アイソレータサブアセンブリはＣｄＭｎＴｅを含むファラデー施光 器を有する、請求項３２に記載の集積されたカプラおよびアイソレータ。 ４３．前記ファラデー施光器は水銀がドープされたＣｄＭｎＴｅを含む、請求項 ４２に記載の集積されたカプラおよびアイソレータ。 ４４．複数の光源からの光信号を光ファイバネットワークの光ファイバ上に伝送 するためのシステムであって、前記システムは、 前記光ファイバに接続された出力端子および複数の入力端子を有するコンバイ ナと、 複数のレーザダイオードとを含み、各レーザダイオードは前記光源のうちの１ つのために予め定められた波長の光信号を発生し、さらに、 複数の集積された光アイソレータカプラを含み、各カプラは少なくとも２つの 入力光ファイバおよび少なくとも１つの出力光ファイバを有し、各カプラは入力 光ファイバから前記少なくとも１つの出力光ファイバへの光信号を通過させ、か つ少なくとも１つの出力光ファイバから前記入力光ファイバへの光信号を遮断し 、各入力光ファイバは前記レーザダイオードのうちの１つに接続されかつ前記１ つの出力光ファイバは前記コンバイナの入力端子のうちの１つに接続される、シ ステム。 ４５．各カプラは、 端面と、長さ方向の軸と、前記長さ方向の軸に平行であって前記端面を通る開 口とを有する第１のスリーブをさらに含み、前記開口は前記少なくとも２つの入 力光ファイバの端区分を保持し、さらに、 端面と、長さ方向の軸と、前記長さ方向の軸に平行であり前記端面を通る開口 とを有する第２のスリーブを含み、前記開口は前記少なくとも１つの出力光ファ イバの端を保持し、前記第２のスリーブの端面は前記第１のスリーブの端面に面 し、さらに、 前記第１のスリーブの端面の正面に、前記少なくとも２つの入力光ファイバか らの光信号をコリメートするための第１の手段と、 前記第２のスリーブの端面の正面に、少なくとも１つの入力光ファイバからの 光信号を前記少なくとも１つの出力光ファイバ内にコリメートするための第２の 手段と、 前記第１および第２のコリメートする手段の間に１対の楔型複屈折性結晶と、 前記対の複屈折性結晶の間にファラデー施光器とを含む、請求項４４に記載の 伝送するシステム。 ４６．前記カプラの各々は２つの入力光ファイバおよび１つの出力光ファイバを 有し、前記第１のスリーブ、前記第２のスリーブ、前記第１のコリメートする手 段、および第２のコリメートする手段は、前記第２のコリメートする手段が両方 の入力光ファイバからの光信号を前記１つの出力光ファイバ内にコリメートする よう、互いに対して位置合わせされる、請求項４５に記載の伝送するシステム。 ４７．前記カプラの各々は複数のｎ個の入力光ファイバおよび等しい数の出力光 ファイバを有し、前記第１のスリーブ、前記第２のスリーブ、前記第１のコリメ ートする手段、および第２のコリメートする手段は、前記第２のコリメートする 手段が前記入力光ファイバのうちの各々１つからの光信号を前記出力光ファイバ のうちの異なる１つにコリメートするよう、互いに対して位置合わせされる、請 求項４５に記載の伝送するシステム。 ４８．ｎは２に等しい、請求項４７に記載の伝送するシステム。 ４９．ｎは４に等しい、請求項４７に記載の伝送するシステム。 ５０．前記少なくとも２つの入力光ファイバの各端区分は、コアおよび前記コア を取囲む先細りしないクラッディングを含む、請求項４５に記載の伝送するシス テム。 ５１．前記少なくとも１つの出力光ファイバの前記端区分は、コアおよび前記コ アを取囲む先細りしないクラッディングを含む、請求項４５に記載の伝送するシ ステム。 ５２．前記第１および第２のコリメートする手段は各々、１／４ピッチＧＲＩＮ レンズを含む、請求項４５に記載の伝送するシステム。 ５３．前記第１のスリーブ面は前記少なくとも２つの入力光ファイバの端と共面 であり、前記第２のスリーブ面は前記少なくとも１つの出力光ファイバの端と共 面である、請求項４５に記載の伝送するシステム。 ５４．ＷＤＭ光ファイバネットワークの伝送光ファイバ上の、複数の光源からの 光信号を受取るためのシステムであって、前記システムは前記伝送光ファイバと 複数のレシーバとの間に接続され、前記システムは、 複数のカプラを含み、各カプラは第１、第２および第３の光ファイバならびに フィルタを有し、それにより予め定められた波長を下回る波長の前記第１の光フ ァイバからの光信号は前記第２のファイバ内に進行し、かつ前記予め定められた 波長を上回る波長の前記第１の光ファイバからの光信号は前記第３のファイバ内 に進行し、 前記複数のカプラは、その第１の光ファイバが前記伝送光ファイバに接続され た第１のカプラを含み、前記レシーバおよび残りの複数のカプラは互いにかつ前 記第１のカプラに接続され、前記カプラの各フィルタの前記予め定められた波長 は、各レシーバが前記カプラのうちの１つから、第２または第３の光ファイバか らの特定の波長の光信号を受取るように選択される、システム。 ５５．前記残りの複数のカプラは前記第１のカプラからカスケードに接続され、 各カプラはその第１の光ファイバが前記別のカプラの第３の光ファイバに接続さ れ、かつその第２の光ファイバがレシーバに接続され、前記複数のカプラ内の各 カプラの前記予め定められた波長は、各カプラの第２の光ファイバが特定の波長 の光信号のみをレシーバに搬送するように選択される、請求項５４に記載の受取 るシステム。 ５６．前記予め定められた波長は前記カスケード内の各カプラ内で単調に減少す る、請求項５５に記載の受取るシステム。 ５７．前記複数のカプラの各々は、入来光信号の半分を第２および第３の光ファ イバ内に分割するように選択されたフィルタを有する、請求項５４に記載の受取 るシステム。 ５８．各カプラはさらに、 前記第１の光ファイバの端と、 前記第２の光ファイバの端と、 第３の光ファイバの端と、 第１および第２の端面と前記第１および第２の端面を通る長さ方向の軸とを有 する第１のコリメートするレンズとを含み、前記第１のコリメートするレンズの 前記第１の端面ならびに前記第１および第２の光ファイバの前記端は、互いにか つ前記第１の端面に近接し、さらに、 前記第１のコリメートするレンズの前記第２の端面に近接するロングパスフィ ルタを含み、前記ロングパスフィルタと前記第１のコリメートするレンズの長さ 方向の軸と前記第１および第２の光ファイバの前記端とは、前記第１のファイバ からの光であって前記ロングパスフィルタによって反射された光が前記第２のフ ァイバ内に通過し、かつ前記第１のファイバからの光であって前記ロングパスフ ィルタによって通過された光が前記ロングパスフィルタからコリメートされた光 として出ていくように、互いに対して配置され、さらに、 前記ロングパスフィルタからの前記コリメートされた光の経路内の第２のコリ メートするレンズを含み、前記第３の光ファイバの前記端は、前記第２のコリメ ートするレンズが前記コリメートされた光を前記第３の光ファイバの前記端内に 再び焦点を定めるように、第２のコリメートするレンズの第１の端面に近接する 、請求項５４に記載の受取るシステム。 ５９．前記カプラの各々内の前記ロングパスフィルタは、ダイクロイックミラー フィルタを含む、請求項５８に記載の受取るシステム。 ６０．各カプラ内の前記第１のコリメートするレンズおよび第２のコリメートす るレンズは、１／４ピッチＧＲＩＮレンズを含む、請求項５９に記載の受取るシ ステム。 ６１．各カプラ内の前記第１のコリメートするレンズおよび第２のコリメートす るレンズは、従来のコリメートするレンズを含む、請求項５９に記載の受取るシ ステム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｊ 14/02 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＮ，ＪＰ (72)発明者 シー，ミン アメリカ合衆国、95035 カリフォルニア 州、ミルピタス、ドゥボア・ストリート、 2349 (72)発明者 シュ，ジンギュイ アメリカ合衆国、95133 カリフォルニア 州、サン・ホーゼイ、ジルクリスト・ドラ イブ、859、ナンバー・４ 【要約の続き】 バイナとして動作する。複数の出力ファイバが第２のス リーブによって保持される場合には、入力および出力フ ァイバは、１つの入力ファイバからの光信号が１つの出 力ファイバに送られるように配置され得る。さらなる機 能性のために、アイソレータおよび波長依存性フィルタ 等の光素子が、第１のコリメートするレンズと第２のコ リメートするレンズとの間に挿入され得る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも第１、第２、第３および第４の光ファイバを結合するための光カ プラであって、前記カプラは、 前記第１の光ファイバの端と、 前記第２の光ファイバの端と、 前記第３の光ファイバの端と、 前記第４の光ファイバの端と、 第１および第２の端面と前記第１および第２の端面を通る長さ方向の軸とを有 する１／２ピッチＧＲＩＮレンズとを含み、前記第１および第２の光ファイバの 前記端は、互いにかつ前記ＧＲＩＮレンズの前記第１の端面に近接し、前記第３ および第４の光ファイバの前記端は、互いにかつ前記ＧＲＩＮレンズの前記第２ の端面に近接し、前記長さ方向の軸と、前記第１および第２の光ファイバの前記 端と、前記第３および第４の光ファイバの前記端とは、前記第１のファイバから の光が前記第３のファイバ内に通過し、かつ前記第２のファイバからの光が前記 第４のファイバ内に通過するよう、互いに対して配置される、光カプラ。 ２．前記１／２ピッチＧＲＩＮレンズは第１および第２の１／４ピッチＧＲＩＮ レンズを含み、前記第１の１／４ピッチＧＲＩＮレンズは前記第１の端面および 第１の対向する端面を含み、前記第２の１／４ピッチＧＲＩＮレンズは前記第２ の端面および第２の対向する端面を含み、前記第１および第２の対向する端面は 互いに面する、請求項１に記載の波長分割多重カプラ。 ３．前記第１および第２のＧＲＩＮレンズは互いに間隔をおかれる、請求項２に 記載の波長分割多重カプラ。 ４．前記１／４ピッチＧＲＩＮレンズの前記各々は０．２３ピッチを有する、請 求項２に記載の波長分割多重カプラ。 ５．前記第１および第２の光ファイバの前記端を保持する第１のスリーブをさら に含み、前記スリーブは前記光ファイバの端と共面の面を有し、さらに、 前記第３および第４の光ファイバの前記端を保持する第２のスリーブを含み、 前記スリーブは前記光ファイバの端と共面の面を有する、請求項２に記載の波長 分割多重カプラ。 ６．少なくとも２つの入力光ファイバを少なくとも１つの出力光ファイバに結合 するためのカプラであって、前記カプラは、 端面と、長さ方向の軸と、前記長さ方向の軸と平行でありかつ前記端面を通る 開口とを有する第１のスリーブを含み、前記開口は前記少なくとも２つの入力光 ファイバの端区分を保持し、さらに、 端面と、長さ方向の軸と、前記長さ方向の軸と平行でありかつ前記端面を通る 開口とを有する第２のスリーブを含み、前記開口は前記少なくとも１つの出力光 ファイバの端を保持し、前記第２のスリーブの端面は前記第１のスリーブの端面 に面し、さらに、 前記第１のスリーブの端面の正面に、前記少なくとも２つの入力光ファイバか らの光信号をコリメートするための第１の手段と、 前記第２のスリーブの端面の正面に、少なくとも１つの入力光ファイバからの 光信号を前記少なくとも１つの出力光ファイバ内にコリメートするための第２の 手段とを含む、カプラ。 ７．前記カプラは、 ２つの入力光ファイバおよび１つの出力光ファイバを含み、 前記第１のスリーブ、前記第２のスリーブ、前記第１のコリメートする手段、 および第２のコリメートする手段は、前記第２のコリメートする手段が両方の入 力光ファイバからの光信号を前記１つの出力光ファイバ内にコリメートするよう に、互いに対して位置合わせされる、請求項６に記載のカプラ。 ８．前記カプラは、 複数のｎ個の入力光ファイバおよび等しい数の出力光ファイバを含み、 前記第１のスリーブ、前記第２のスリーブ、前記第１のコリメートする手段、 および第２のコリメートする手段は、前記第２のコリメートする手段が前記入力 光ファイバの各１つからの光信号を前記出力光ファイバの異なる１つ内にコリメ ートするように、互いに対して位置合わせされる、請求項６に記載のカプラ。 ９．ｎは２に等しい、請求項８に記載のカプラ。 １０．ｎは４に等しい、請求項８に記載のカプラ。 １１．前記少なくとも２つの入力光ファイバの各端区分は、コアおよび前記コア を取囲む先細りしないクラッディングを含む、請求項６に記載のカプラ。 １２．前記少なくとも１つの出力光ファイバの前記端区分は、コアおよび前記コ アを取囲む先細りしないクラッディングを含む、請求項６に記載のカプラ。 １３．前記第１および第２のコリメートする手段は各々、１／４ピッチＧＲＩＮ レンズを含む、請求項６に記載のカプラ。 １４．前記第１のスリーブ面は前記少なくとも２つの入力光ファイバの端と共面 であり、前記第２のスリーブ面は前記少なくとも１つの出力光ファイバの端と共 面である、請求項６に記載のカプラ。 １５．少なくとも第１、第２、第３および第４の光ファイバを結合するためのカ プラであって、前記カプラは、 前記第１の光ファイバの端と、 前記第２の光ファイバの端と、 前記第３の光ファイバの端と、 前記第４の光ファイバの端と、 第１および第２の端面と前記第１および第２の端面を通る長さ方向の軸とを有 する１／２ピッチＧＲＩＮレンズとを含み、前記第１および第２の光ファイバの 前記端は、互いにかつ前記ＧＲＩＮレンズの前記第１の端面に近接し、前記第３ および第４の光ファイバの前記端は、互いにかつ前記ＧＲＩＮレンズの前記第２ の端面に近接し、前記長さ方向の軸と、前記第１および第２の光ファイバの前記 端と、前記第３および第４の光ファイバの前記端とは、前記第１のファイバから の光が前記第３のファイバ内に通過し、かつ前記第２のファイバからの光が前記 第４のファイバ内に通過するように、互いに対して配置される、カプラ。 １６．前記第１および第２の光ファイバのジャケットのない端区分を開口部内に 保持する第１のスリーブをさらに含み、前記端区分は前記第１および第２の光フ ァイバのコアおよび先細りしないクラッディングを含み、さらに、 前記第３および第４の光ファイバのジャケットのない端区分を開口部内に保持 する第２のスリーブを含み、前記端区分は前記第３および第４の光ファイバのコ アおよび先細りしないクラッディングを含む、請求項１５に記載のカプラ。 １７．前記第１のスリーブ内の前記開口部は、前記第１および第２の光ファイバ の半径とちょうど合致する半径を有し、前記第２のスリーブ内の前記開口部は、 前記第３および第４の光ファイバの半径とちょうど合致する半径を有する、請求 項１６に記載のカプラ。 １８．前記第１および第２の光ファイバの前記端を保持する第１のスリーブをさ らに含み、前記スリーブは前記光ファイバの端と共面の面を有し、さらに、 前記第３および第４の光ファイバの前記端を保持する第２のスリーブを含み、 前記スリーブは前記光ファイバの端と共面の面を有する、請求項１５に記載のカ プラ。 １９．第１の付加的な数の光ファイバをさらに含み、前記第１の付加的な数の光 ファイバの各々は端を有し、前記第１および第２の光ファイバならびに前記第１ の付加的な数の光ファイバの前記端は互いにかつ前記ＧＲＩＮレンズの前記第１ の端面に近接し、さらに、 第２の付加的な数の光ファイバをさらに含み、前記第２の付加的な数は第１の 付加的な数と等しく、前記第２の付加的な数の光ファイバの各々は端を有し、前 記第３および第４の光ファイバならびに前記第２の付加的な数の光ファイバの前 記端は互いにかつ前記ＧＲＩＮレンズの前記第２の端面に近接し、前記長さ方向 の軸と、前記第１の付加的な数の光ファイバの前記端と、前記第２の付加的な数 の光ファイバの前記端とは、前記第１の付加的な数の光ファイバのうちの１つか らの光が前記第２の付加的な数の光ファイバのうちの１つ内に通過するように互 いに対して配置される、請求項１５に記載のカプラ。 ２０．前記第１の付加的な数および前記第２の付加的な数は２に等しい、請求項 １９に記載のカプラ。 ２１．前記１／２ピッチＧＲＩＮレンズは第１および第２の１／４ピッチＧＲＩ Ｎレンズを含み、前記第１の１／４ピッチＧＲＩＮレンズは前記第１の端面と第 １の対向する端面とを含み、前記第２の１／４ピッチＧＲＩＮレンズは前記第２ の端面と第２の対向する端面とを含み、前記第１および第２の対向する端面は互 いに面する、請求項１５に記載のカプラ。 ２２．前記第１および第２のＧＲＩＮレンズは互いに間隔をおかれる、請求項２ １に記載のカプラ。 ２３．前記１／４ピッチＧＲＩＮレンズの前記各々は０．２３ピッチを有する、 請求項２１に記載のカプラ。 ２４．前記第１および第２の光ファイバのジャケットのない端区分を開口部内に 保持する第１のスリーブをさらに含み、前記端区分は前記第１および第２の光フ ァイバのコアおよび先細りしないクラッディングを含み、さらに、 前記第３および第４の光ファイバのジャケットのない端区分を開口部内に保持 する第２のスリーブを含み、前記端区分は前記第３および第４の光ファイバのコ アおよび先細りしないクラッディングを含む、請求項２１に記載のカプラ。 ２５．前記第１のスリーブ内の前記開口部は、前記第１および第２の光ファイバ の半径にちょうど合致する半径を有し、前記第２のスリーブ内の前記開口部は、 前記第３および第４の光ファイバの半径にちょうど合致する半径を有する、請求 項２４に記載のカプラ。 ２６．前記第１および第２の光ファイバの前記端を保持する第１のスリーブをさ らに含み、前記スリーブは前記光ファイバの端と共面の面を有し、さらに、 前記第３および第４の光ファイバの前記端を保持する第２のスリーブを含み、 前記スリーブは前記光ファイバの端と共面の面を有する、請求項２４に記載のカ プラ。 ２７．第１の付加的な数の光ファイバをさらに含み、前記第１の付加的な数の光 ファイバの各々は端を有し、前記第１および第２の光ファイバならびに前記第１ の付加的な数の光ファイバの前記端は互いにかつ前記ＧＲＩＮレンズの前記第１ の端面に近接し、さらに、 第２の付加的な数の光ファイバを含み、前記第２の付加的な数は第１の付加的 な数と等しく、前記第２の付加的な数の光ファイバの各々は端を有し、前記第３ および第４の光ファイバならびに前記第２の付加的な数の光ファイバの前記端は 互いにかつ前記ＧＲＩＮレンズの前記第２の端面に近接し、前記長さ方向の軸と 、前記第１の付加的な数の光ファイバの前記端と、前記第２の付加的な数の光フ ァイバの前記端とは、前記第１の付加的な数の光ファイバのうちの１つからの光 が前記第２の付加的な数の光ファイバのうちの１つ内に通過するように互いに対 して配置される、請求項２６に記載のカプラ。 ２８．前記第１の付加的な数および前記第２の付加的な数が各々２に等しい、請 求項２７に記載のカプラ。 ２９．少なくとも第１、第２、第３および第４の光ファイバを結合するためのカ プラであって、前記カプラは、 前記第１の光ファイバの端と、 前記第２の光ファイバの端と、 前記第３の光ファイバの端と、 前記第４の光ファイバの端と、 第１および第２の端面と前記第１および第２の端面を通る長さ方向の軸とを有 する従来のレンズとを含み、前記第１および第２の光ファイバの前記端は互いに かつ前記従来のレンズの前記第１の端面に近接し、前記第３および第４の光ファ イバの前記端は互いにかつ前記従来のレンズの前記第２の端面に近接し、前記長 さ方向の軸と、前記第１および第２の光ファイバの前記端と、前記第３および第 ４の光ファイバの前記端とは、前記第１のファイバからの光が前記第３のファイ バ内に通過し、かつ前記第２のファイバからの光が前記第４のファイバ内に通過 するように、互いに対して配置される、カプラ。 ３０．前記第１および第２の光ファイバのジャケットのない区分を開口部内に保 持する第１のスリーブをさらに含み、前記端区分は前記第１および第２の光ファ イバのコアおよび先細りしないクラッディングを含み、さらに、 前記第３および第４の光ファイバのジャケットのない端区分を開口部内に保持 する第２のスリーブをさらに含み、前記端区分は前記第１および第２の光ファイ バのコアおよび先細りしないクラッディングを含む、請求項２９に記載のカプラ 。 ３１．前記第１のスリーブ内の前記開口部は、前記第１および第２の光ファイバ の半径にちょうど合致する半径を有し、前記第２のスリーブ内の前記開口部は、 前記第３および第４の光ファイバの半径にちょうど合致する半径を有する、請求 項３０に記載のカプラ。 ３２．前記第１および第２の光ファイバの前記端を保持する第１のスリーブをさ らに含み、前記スリーブは前記光ファイバの端と共面の面を有し、さらに、 前記第３および第４の光ファイバの前記端を保持する第２のスリーブを含み、 前記スリーブは前記光ファイバの端と共面の面を有する、請求項２９に記載のカ プラ。 ３３．第１の付加的な数の光ファイバをさらに含み、前記第１の付加的な数の光 ファイバの各々は端を有し、前記第１および第２の光ファイバならびに前記第１ の付加的な数の光ファイバの前記端は、互いにかつ前記従来のレンズの前記第１ の端面に近接し、さらに、 第２の付加的な数の光ファイバを含み、前記第２の付加的な数は第１の付加的 な数に等しく、前記第２の付加的な数の光ファイバの各々は端を有し、前記第３ および第４の光ファイバならびに前記第２の付加的な数の光ファイバの前記端は 互いにかつ前記従来のレンズの前記第２の端面に近接し、前記長さ方向の軸と、 前記第１の付加的な数の光ファイバの前記端と、前記第２の付加的な数の光ファ イバの前記端とは、前記第１の付加的な数の光ファイバのうちの１つからの光が 前記第２の付加的な数の光ファイバのうちの１つ内に通過するように互いに対し て配置される、請求項２９に記載のカプラ。 ３４．前記第１の付加的な数および前記第２の付加的な数は２に等しい、請求項 ３３に記載のカプラ。 ３５．第１および第２のコリメータの間にコアサブアセンブリを有する改良され た光アイソレータにおいて、前記コアサブアセンブリは１対の複屈折性結晶偏光 子と、その間にファラデー施光器とを有し、前記ファラデー施光器はＣｄＭｎＴ ｅを含む、改良。 ３６．前記ファラデー施光器は水銀がドープされたＣｄＭｎＴｅを含む、請求項 ３５に記載の改良された光アイソレータ。 ３７．第１および第２の光ファイバを結合するための波長分割多重カプラであっ て、前記カプラは、 前記第１の光ファイバの端と、 前記第２の光ファイバの端と、 第１および第２の端面と前記第１および第２の端面を通る長さ方向の軸とを有 する１／４ピッチＧＲＩＮレンズとを含み、前記ＧＲＩＮレンズの前記第１の端 面ならびに前記第１および第２の光ファイバの前記端は、互いにかつ前記第１の 端面に近接し、さらに、 前記ＧＲＩＮレンズの前記第２の端面に近接したダイクロイックフィルタを含 み、前記ダイクロイックフィルタと前記ＧＲＩＮレンズの長さ方向の軸と前記第 １および第２の光ファイバの前記端とは、前記第１のファイバからの光であって 前記ダイクロイックフィルタによって反射された光が前記第２のファイバ内に通 過し、かつ、前記第２のファイバからの光であって前記ダイクロイックフィルタ によって通された光が前記ダイクロイックフィルタからコリメートされた光とし て出ていくように、互いに対して配置される、波長分割多重カプラ。 ３８．第３の光ファイバの端と、 前記ダイクロイックフィルタからの前記コリメートされた光の経路内のコリメ ータとをさらに含み、前記コリメータは、前記コリメートされた光を前記第３の 光ファイバの前記端内に再び焦点を合わせる、請求項３７に記載の波長分割多重 カプラ。 ３９．前記コリメータは第２の１／４ピッチＧＲＩＮレンズを含む、請求項３７ に記載の波長分割多重カプラ。 ４０．前記第１および第２の光ファイバの前記端を保持するスリーブをさらに含 み、前記スリーブは前記光ファイバの端と共面の面を有する、請求項３７に記載 の波長分割多重カプラ。 ４１．第１および第２の光ファイバを結合するためのＷＤＭカプラであって、前 記カプラは、 前記第１の光ファイバの端と、 前記第２の光ファイバの端と、 第１および第２の端面と前記第１および第２の端面を通る長さ方向の軸とを有 する第１のコリメートするレンズとを含み、前記第１のコリメートするレンズの 前記第１の端面と前記第１および第２の光ファイバの前記端とは、互いにかつ前 記第１の端面に近接し、さらに、 前記第１のコリメートするレンズの前記第２の端面に近接したロングパスフィ ルタを含み、前記ロングパスフィルタと前記第１のコリメートするレンズの長さ 方向の軸と前記第１および第２の光ファイバの前記端とは、前記第１のファイバ からの光であって前記ロングパスフィルタによって反射された光が前記第２のフ ァイバ内に通過するように、かつ前記第１のファイバからの光であって前記ロン グパスフィルタによって通された光が前記ロングパスフィルタからコリメートさ れた光として出ていくように、互いに対して配置される、ＷＤＭカプラ。 ４２．前記第１のコリメートするレンズは１／４ピッチＧＲＩＮレンズを含む、 請求項４１に記載のＷＤＭカプラ。 ４３．前記ロングパスフィルタはダイクロイックミラーフィルタを含む、請求項 ４１に記載のＷＤＭカプラ。 ４４．第３の光ファイバの端と、 前記ロングパスフィルタからの前記コリメートされた光の経路内の第２のコリ メートするレンズとをさらに含み、前記第３の光ファイバの前記端は、前記第２ のコリメートするレンズが前記コリメートされた光を前記第３の光ファイバの前 記端内に再び焦点を定めるように、前記第２のコリメートするレンズの第１の端 面に近接する、請求項４１に記載のＷＤＭカプラ。 ４５．前記第２のコリメートするレンズは第２の１／４ピッチＧＲＩＮレンズを 含む、請求項４４に記載のＷＤＭカプラ。 ４６．前記第１および第２の光ファイバの前記端を保持する第１のスリーブをさ らに含み、前記スリーブは前記光ファイバの端と共面の面を有し、さらに、 前記第３の光ファイバの前記端を保持する第２のスリーブを含み、前記スリー ブは前記光ファイバの端と共面の面を有する、請求項４４に記載のＷＤＭカプラ 。 ４７．前記光ファイバの各々は前記ファイバの端内で終わる端区分を有し、さら に、 前記第１および第２の光ファイバのジャケットのない端区分を開口部内に保持 する第１のスリーブを含み、前記端区分は前記第１および第２の光ファイバのコ アおよびクラッディングを含み、さらに、 前記第３の光ファイバのジャケットのない端区分を開口部内に保持する第２の スリーブを含み、前記端区分は前記第３の光ファイバのコアおよびクラッディン グを含む、請求項４４に記載のＷＤＭカプラ。 ４８．前記第１のスリーブ内の前記開口部は前記第１および第２の光ファイバの 半径にちょうど合致する半径を有し、前記第２のスリーブ内の前記開口部は前記 第３の光ファイバの半径にちょうど合致する半径を有する、請求項４７に記載の ＷＤＭカプラ。 ４９．前記第１、第２および第３の光ファイバの前記端区分は先細りしない、請 求項４８に記載のＷＤＭカプラ。 ５０．前記ファイバの端内で終わるジャケットのない端区分を有する第４の光フ ァイバをさらに含み、前記第２のスリーブは、前記第２のファイバからの光であ って前記ロングパスフィルタによって通された光が前記第４の光ファイバの前記 端内に再び焦点を定められるように前記ファイバの前記端区分を保持する、請求 項４８に記載のＷＤＭカプラ。 ５１．第１の付加的な数の光ファイバをさらに含み、前記第１の付加的な数の光 ファイバの各々は端を有し、前記第１および第２の光ファイバならびに前記第１ の付加的な数の光ファイバの前記端は互いにかつ前記第１のコリメートするレン ズの前記第１の端面に近接し、さらに、 第２の付加的な数の光ファイバをさらに含み、前記第２の付加的な数は第１の 付加的な数と等しく、前記第２の付加的な数の光ファイバの各々は端を有し、前 記第３および第４の光ファイバならびに前記第２の付加的な数の光ファイバの前 記端は互いにかつ前記第２のコリメートするレンズの前記第１の端面に近接し、 前記長さ方向の軸と、前記第１の付加的な数の光ファイバの前記端と、前記第２ の付加的な数の光ファイバの前記端とは、前記第１の付加的な数の光ファイバの うちの１つからの光であって前記ロングパスフィルタによって通された光が前記 第２の付加的な数の光ファイバのうちの１つ内に通過するように、互いに対して 配置される、請求項５０に記載のカプラ。 ５２．前記第１の付加的な数および前記第２の付加的な数はいずれも２に等しい 、請求項５１に記載のカプラ。 ５３．第１の光ファイバから第２の光ファイバに光信号を伝送し、かつ、前記第 ２の光ファイバから前記第１の光ファイバへの光信号を遮断するための波長分割 多重カプラおよびアイソレータであって、前記多重カプラおよびアイソレータは 、 ハウジングと、 前記ハウジングに装着されて前記第１のファイバの端を第１のコリメータと同 軸の関係に保持するための第１のサブアセンブリと、 前記ハウジングに装着されて前記第２のファイバの端を第２のコリメータと同 軸の関係に保持するための第２のサブアセンブリとを含み、前記第１および第２ のコリメータは前記ハウジング内でそれらの間に光経路を形成し、さらに、 光を前記光経路内で前記光の波長に応答してフィルタリングするための手段と 、 前記光経路から光を部分的に偏向させるための手段と、 前記ハウジング内の、前記部分的に偏向された光を受取って前記光経路内の光 の強度を監視するための手段と、 前記光経路内の光アイソレータサブアセンブリとを含み、前記アイソレータサ ブアセンブリは前記光経路内で前記第１のコリメータから前記第２のコリメータ に光を伝送し、かつ、前記光経路内で前記第２のコリメータから前記第１のコリ メータへの光を遮断し、 これにより前記波長分割多重カプラおよびアイソレータは前記ハウジング内に 集積されてそれを通る光信号を監視することが可能である、波長分割多重カプラ およびアイソレータ。 ５４．前記光をフィルタリングする手段は前記光経路内にロングパスフィルタを 含む、請求項５３に記載の集積されたカプラおよびアイソレータ。 ５５．前記ロングパスフィルタはダイクロイックミラーフィルタを含む、請求項 ５４に記載の集積されたカプラおよびアイソレータ。 ５６．前記光をフィルタリングする手段は前記光経路内にバンドパスフィルタを さらに含む、請求項５４に記載の集積されたカプラおよびアイソレータ。 ５７．前記部分的に偏向する手段は前記光経路内に平面格子を含む、請求項５３ に記載の集積されたカプラおよびアイソレータ。 ５８．前記受取る手段は、前記ハウジング内に前記光経路からは離れた光検出器 回路を含み、前記光検出器は前記格子から光信号を受取る、請求項５７に記載の 集積されたカプラおよびアイソレータ。 ５９．前記第１および第２のサブアセンブリのうちの１つが第３の光ファイバの 端をコリメータと同軸の関係に保持し、前記第３の光ファイバはポンプレーザに 接続される、請求項５８に記載の集積されたカプラおよびアイソレータ。 ６０．前記第１のサブアセンブリは前記第３の光ファイバの前記端を保持し、前 記フィルタリングする手段は、前記偏向する手段が前記第１の光ファイバから前 記第２の光ファイバに進行する光を偏向するように、前記光経路内に前記偏向す る手段に対して位置付けられる、請求項５９に記載の集積されたカプラおよびア イソレータ。 ６１．前記第２のサブアセンブリは前記第３の光ファイバの前記端を保持し、前 記フィルタリングする手段は、前記偏向する手段が前記第１の光ファイバから前 記第２の光ファイバに進行する光および、前記光をフィルタリングする手段によ って反射された前記第３の光ファイバからの光を偏向するように、前記光経路内 に前記偏向する手段に対して位置付けられる、請求項５９に記載の集積されたカ プラおよびアイソレータ。 ６２．前記ハウジング内に、前記光をフィルタリングする手段へと光を方向付け 、かつ前記方向付けられた光を前記光経路内に配置する光源をさらに含む、請求 項５３に記載の集積されたカプラおよびアイソレータ。 ６３．光発生手段はレーザダイオードを含む、請求項６２に記載の集積されたカ プラおよびアイソレータ。 ６４．前記光アイソレータサブアセンブリはＣｄＭｎＴｅを含むファラデー施光 器を有する、請求項６２に記載の集積されたカプラおよびアイソレータ。 ６５．前記ファラデー施光器は水銀がドープされたＣｄＭｎＴｅを含む、請求項 ６４に記載の集積されたカプラおよびアイソレータ。 ６６．前記第１の光ファイバから前記第２の光ファイバに光信号を伝送し、かつ 前記第２の光ファイバから前記第１の光ファイバへの光信号を遮断するための波 長分割多重カプラおよびアイソレータであって、前記多重カプラおよびアイソレ ータは、 ハウジングと、 前記ハウジングに装着されて、前記第１のファイバの端を第１のコリメータと 同軸の関係に保持するための第１のサブアセンブリと、 前記ハウジングに装着されて、前記第２のファイバの端を第２のコリメータと 同軸の関係に保持するための第２のサブアセンブリとを含み、前記第１および第 ２のコリメータは前記ハウジング内でそれらの間に光経路を形成し、さらに、 光を前記光経路内で前記光の波長に応答してフィルタリングするための手段と 、 前記ハウジング内に、前記光をフィルタリングする手段に向かうよう光を方向 付け、かつ前記方向付けられた光を前記光経路内に配置する光源と、 前記光経路内に光アイソレータサブアセンブリとを含み、前記アセンブリは前 記光経路内で前記第１のコリメータから前記第２のコリメータへの光を通過させ 、かつ、前記光経路内で前記第２のコリメータから前記第１のコリメータへの光 を遮断し、 これにより前記波長分割多重カプラおよびアイソレータは前記ハウジング内に 集積される、波長分割多重カプラおよびアイソレータ。 ６７．前記光経路内にバンドパスフィルタをさらに含む、請求項６６に記載の集 積されたカプラおよびアイソレータ。 ６８．前記光経路から光を部分的に偏向するための手段と、 前記ハウジング内に、前記部分的に偏向された光を受取るための手段とをさら に含む、請求項６６に記載の集積された多重カプラおよびアイソレータ。 ６９．前記部分的に偏向する手段は前記光経路内に平面格子を含む、請求項６８ に記載の集積されたカプラおよびアイソレータ。 ７０．前記受取る手段は光検出器回路を含む、請求項６８に記載の集積されたカ プラおよびアイソレータ。 ７１．前記光源はレーザを含みかつ前記光をフィルタリングする手段は前記光経 路内にロングパスフィルタを含み、前記レーザは前記ロングパスフィルタに向け られる出力を有し、前記ロングパスフィルタは前記光経路への前記レーザ出力を 遮断する、請求項６６に記載の集積されたカプラおよびアイソレータ。 ７２．前記ロングパスフィルタは予め定められた波長を上回る光を伝送し、かつ 前記予め定められた波長を下回る光を反射し、前記レーザ出力は前記予め定めら れた波長を下回る光を含む、請求項７１に記載の集積されたカプラおよびアイソ レータ。 ７３．前記ロングパスフィルタはダイクロイックミラーフィルタを含む、請求項 ７２に記載の集積されたカプラおよびアイソレータ。 ７４．前記光源はレーザを含みかつ前記光をフィルタリングする手段は前記光経 路内にロングパスフィルタを含み、前記レーザは前記ロングパスフィルタに向か う出力を有し、前記ロングパスフィルタは前記光経路への前記レーザ出力を遮断 し、前記ロングパスフィルタは、前記偏向する手段が前記第１の光ファイバから 前記第２の光ファイバに進行する光を偏向するように、前記光経路上に前記偏向 する手段に対して位置付けられる、請求項６９に記載の集積されたカプラおよび アイソレータ。 ７５．前記光源はレーザを含みかつ前記光をフィルタリングする手段は前記光経 路内にロングパスフィルタを含み、前記レーザは前記ロングパスフィルタに向か う出力を有し、前記ロングパスフィルタは前記光経路上への前記レーザ出力を遮 断し、前記ロングパスフィルタは、前記偏向する手段が前記第１の光ファイバか ら前記第２の光ファイバに進行する光および、前記ロングパスフィルタによって 遮断された前記レーザからの光を偏向するように、前記光経路内に前記偏向する 手段に対して位置付けられる、請求項６９に記載の集積されたカプラおよびアイ ソレータ。 ７６．前記光アイソレータサブアセンブリはＣｄＭｎＴｅを含むファラデー施光 器を有する、請求項６６に記載の集積されたカプラおよびアイソレータ。 ７７．前記ファラデー施光器は水銀がドープされたＣｄＭｎＴｅを含む、請求項 ７６に記載の集積されたカプラおよびアイソレータ。 ７８．複数の光源からの光信号を光ファイバネットワークの光ファイバ上に伝送 するためのシステムであって、前記システムは、 前記光ファイバに接続された出力端子および複数の入力端子を有するコンバイ ナと、 複数のレーザダイオードとを含み、各レーザダイオードは前記光源のうちの１ つのために予め定められた波長の光信号を発生し、さらに、 複数の集積された光アイソレータカプラを含み、各カプラは少なくとも２つの 入力光ファイバおよび少なくとも１つの出力光ファイバを有し、各カプラは入力 光ファイバから前記少なくとも１つの出力光ファイバへの光信号を通過させ、か つ少なくとも１つの出力光ファイバから前記入力光ファイバへの光信号を遮断し 、各入力光ファイバは前記レーザダイオードのうちの１つに接続されかつ前記１ つの出力光ファイバは前記コンバイナの入力端子のうちの１つに接続される、シ ステム。 ７９．各カプラは、 端面と、長さ方向の軸と、前記長さ方向の軸に平行であって前記端面を通る開 口とを有する第１のスリーブをさらに含み、前記開口は前記少なくとも２つの入 力光ファイバの端区分を保持し、さらに、 端面と、長さ方向の軸と、前記長さ方向の軸に平行であり前記端面を通る開口 とを有する第２のスリーブを含み、前記開口は前記少なくとも１つの出力光ファ イバの端を保持し、前記第２のスリーブの端面は前記第１のスリーブの端面に面 し、さらに、 前記第１のスリーブの端面の正面に、前記少なくとも２つの入力光ファイバか らの光信号をコリメートするための第１の手段と、 前記第２のスリーブの端面の正面に、少なくとも１つの入力光ファイバからの 光信号を前記少なくとも１つの出力光ファイバ内にコリメートするための第２の 手段と、 前記第１および第２のコリメートする手段の間に１対の楔型複屈折性結晶と、 前記対の複屈折性結晶の間にファラデー施光器とを含む、請求項７８に記載の 伝送するシステム。 ８０．前記カプラの各々は２つの入力光ファイバおよび１つの出力光ファイバを 有し、前記第１のスリーブ、前記第２のスリーブ、前記第１のコリメートする手 段、および第２のコリメートする手段は、前記第２のコリメートする手段が両方 の入力光ファイバからの光信号を前記１つの出力光ファイバ内にコリメートする よう、互いに対して位置合わせされる、請求項７９に記載の伝送するシステム。 ８１．前記カプラの各々は複数のｎ個の入力光ファイバおよび等しい数の出力光 ファイバを有し、前記第１のスリーブ、前記第２のスリーブ、前記第１のコリメ ートする手段、および第２のコリメートする手段は、前記第２のコリメートする 手段が前記入力光ファイバのうちの各々１つからの光信号を前記出力光ファイバ のうちの異なる１つにコリメートするよう、互いに対して位置合わせされる、請 求項７９に記載の伝送するシステム。 ８２．ｎは２に等しい、請求項８１に記載の伝送するシステム。 ８３．ｎは４に等しい、請求項８１に記載の伝送するシステム。 ８４．前記少なくとも２つの入力光ファイバの各端区分は、コアおよび前記コア を取囲む先細りしないクラッディングを含む、請求項７９に記載の伝送するシス テム。 ８５．前記少なくとも１つの出力光ファイバの前記端区分は、コアおよび前記コ アを取囲む先細りしないクラッディングを含む、請求項７９に記載の伝送するシ ステム。 ８６．前記第１および第２のコリメートする手段は各々、１／４ピッチＧＲＩＮ レンズを含む、請求項８７に記載の伝送するシステム。 ８７．前記第１のスリーブ面は前記少なくとも２つの入力光ファイバの端と共面 であり、前記第２のスリーブ面は前記少なくとも１つの出力光ファイバの端と共 面である、請求項８７に記載の伝送するシステム。 ８８．ＷＤＭ光ファイバネットワークの伝送光ファイバ上の、複数の光源からの 光信号を受取るためのシステムであって、前記システムは前記伝送光ファイバと 複数のレシーバとの間に接続され、前記システムは、 複数のカプラを含み、各カプラは第１、第２および第３の光ファイバならびに フィルタを有し、それにより予め定められた波長を下回る波長の前記第１の光フ ァイバからの光信号は前記第２のファイバ内に進行し、かつ前記予め定められた 波長を上回る波長の前記第１の光ファイバからの光信号は前記第３のファイバ内 に進行し、 前記複数のカプラは、その第１の光ファイバが前記伝送光ファイバに接続され た第１のカプラを含み、前記レシーバおよび残りの複数のカプラは互いにかつ前 記第１のカプラに接続され、前記カプラの各フィルタの前記予め定められた波長 は、各レシーバが前記カプラのうちの１つから、第２または第３の光ファイバか らの特定の波長の光信号を受取るように選択される、システム。 ８９．前記残りの複数のカプラは前記第１のカプラからカスケードに接続され、 各カプラはその第１の光ファイバが前記別のカプラの第３の光ファイバに接続さ れ、かつその第２の光ファイバがレシーバに接続され、前記複数のカプラ内の各 カプラの前記予め定められた波長は、各カプラの第２の光ファイバが特定の波長 の光信号のみをレシーバに搬送するように選択される、請求項８８に記載の受取 るシステム。 ９０．前記予め定められた波長は前記カスケード内の各カプラ内で単調に減少す る、請求項８９に記載の受取るシステム。 ９１．前記複数のカプラの各々は、入来光信号の半分を第２および第３の光ファ イバ内に分割するように選択されたフィルタを有する、請求項８８に記載の受取 るシステム。 ９２．各カプラはさらに、 前記第１の光ファイバの端と、 前記第２の光ファイバの端と、 第３の光ファイバの端と、 第１および第２の端面と前記第１および第２の端面を通る長さ方向の軸とを有 する第１のコリメートするレンズとを含み、前記第１のコリメートするレンズの 前記第１の端面ならびに前記第１および第２の光ファイバの前記端は、互いにか つ前記第１の端面に近接し、さらに、 前記第１のコリメートするレンズの前記第２の端面に近接するロングパスフィ ルタを含み、前記ロングパスフィルタと前記第１のコリメートするレンズの長さ 方向の軸と前記第１および第２の光ファイバの前記端とは、前記第１のファイバ からの光であって前記ロングパスフィルタによって反射された光が前記第２のフ ァイバ内に通過し、かつ前記第１のファイバからの光であって前記ロングパスフ ィルタによって通過された光が前記ロングパスフィルタからコリメートされた光 として出ていくように、互いに対して配置され、さらに、 前記ロングパスフィルタからの前記コリメートされた光の経路内の第２のコリ メートするレンズを含み、前記第３の光ファイバの前記端は、前記第２のコリメ ートするレンズが前記コリメートされた光を前記第３の光ファイバの前記端内に 再び焦点を定めるように、第２のコリメートするレンズの第１の端面に近接する 、 請求項８８に記載の受取るシステム。 ９３．前記カプラの各々内の前記ロングパスフィルタは、ダイクロイックミラー フィルタを含む、請求項９２に記載の受取るシステム。 ９４．各カプラ内の前記第１のコリメートするレンズおよび第２のコリメートす るレンズは、１／４ピッチＧＲＩＮレンズを含む、請求項９３に記載の受取るシ ステム。 ９５．各カプラ内の前記第１のコリメートするレンズおよび第２のコリメートす るレンズは、従来のコリメートするレンズを含む、請求項９３に記載の受取るシ ステム。