JPWO2020153236A1 - 光通信装置、光通信方法および光通信システム - Google Patents

Abstract

光軸ずれや角度ずれの精度を緩和してコスト削減を図る。第１の波長では基本モードのみを伝搬する光導波路を備える。この光導波路が基本モードと共に少なくとも１次モードを伝搬し得る第２の波長の光を用いて通信をする。光導波路に入射される光の光軸ずれや角度ずれがあった場合に、光軸ずれや角度ずれによって発生する少なくとも１次モードが基本モードと共に伝搬されることから光パワーの結合ロスを低減でき、従って光軸ずれや角度ずれの精度を緩和してコスト削減を図ることが可能となる。

Description

本技術は、光通信装置、光通信方法および光通信システムに関する。詳しくは、光軸ずれや角度ずれの精度を緩和可能な光通信装置等に関する。

従来、空間結合による光通信（例えば、特許文献１参照）やＰＣ（Physical Contact）による光通信が知られている。これらの光通信の場合、特に、シングルモードファイバにおいては、光軸ずれや角度ずれにより光パワーの大きなロスが発生する。そのため、従来は、光軸ずれや角度ずれを抑えるために部品の精度要求が高く、コストアップにつながっている。

国際公開第２０１７/０５６８８９号

本技術の目的は、光軸ずれや角度ずれの精度を緩和してコスト削減を図ることにある。

本技術の概念は、
第１の波長では基本モードのみを伝搬する光導波路を備え、
上記光導波路が上記基本モードと共に少なくとも１次モードを伝搬し得る第２の波長の光を用いて通信をする
光通信装置にある。

本技術においては、第１の波長では基本モードのみを伝搬する光導波路を備えるものである。例えば、光導波路は、光ファイバあるいはシリコン光導波路である、ようにされてもよい。また、例えば、第１の波長は、波長分散がゼロとなる波長である、ようにされてもよい。また、例えば、第１の波長は、３００ｎｍから５μｍの間にある、ようにされてもよい。また、例えば、第１の波長は、１３１０ｎｍ帯または１５５０ｎｍ帯の波長である、ようにされてもよい。

そして、本技術においては、光導波路が基本モードと共に少なくとも１次モードを伝搬し得る第２の波長の光を用いて通信をするものである。この場合、第２の波長は、第１の波長より短い。例えば、第２の波長は、８５０ｎｍ帯の波長である、ようにされてもよい。

このように本技術においては、第１の波長では基本モードのみを伝搬する光導波路を備えるものであって、その光導波路が基本モードと共に少なくとも１次モードを伝搬し得る第２の波長の光を用いて通信をするものである。そのため、光導波路に入射される光の光軸ずれや角度ずれがあった場合に、光軸ずれや角度ずれによって発生する少なくとも１次モードが基本モードと共に伝搬されることから光パワーの結合ロスを低減でき、従って光軸ずれや角度ずれの精度を緩和してコスト削減を図ることが可能となる。

また、本技術の他の概念は、
第１の波長では基本モードのみを伝搬する光導波路を持つ受信部と、
上記受信部の上記光導波路に、該光導波路が上記基本モードと共に少なくとも１次モードを伝搬し得る第２の波長の光を入射する送信部を備える
光通信システムにある。

本技術においては、受信部と送信部を備えるものである。受信部は、第１の波長では基本モードのみを伝搬する光導波路を持っている。送信部から受信部の光導波路に、光導波路が基本モードと共に少なくとも１次モードを伝搬し得る第２の波長の光が入射される。例えば、送信部は、発光素子、送信機のレセプタクル、またはケーブルのプラグである、ようにされてもよい。

このように本技術においては、受信部が第１の波長では基本モードのみを伝搬する光導波路を持つものであって、送信部からその光導波路に、その光導波路が基本モードと共に少なくとも１次モードを伝搬し得る第２の波長の光が入射されるものである。そのため、光導波路に入射される光の光軸ずれや角度ずれがあった場合に、光軸ずれや角度ずれによって発生する少なくとも１次モードが基本モードと共に伝搬されることから光パワーの結合ロスを低減でき、従って光軸ずれや角度ずれの精度を緩和してコスト削減を図ることが可能となる。

ＰＣ接続や空間結合による光通信の概要を示す図である。 光ファイバの基本的な構造と、ステップ型光ファイバのＬＰmlモードを示す図である。 シングルモードで一般的な１３１０ｎｍのケースで規格化周波数Ｖを考えた場合の図である。 ＰＣ接続による光通信の例を示す図である。 ＰＣ接続による光通信の例を示す図である。 空間結合による光通信の例を示す図である。 空間結合による光通信の例を示す図である。 １３１０ｎｍのシングルモードファイバに８５０ｎｍの波長の光を入力した場合にＬＰ01の基本モードとＬＰ11の１次モードが存在し得ることを説明するための図である。 入力光にはＬＰ01の基本モードしか存在しない条件で光軸ずれが発生した場合について考えるための図である。 入力光の波長が１３１０ｎｍと８５０ｎｍにおけるロス量のシミュレーション結果を記載したグラフである。 光軸ずれがない状態では入力光には基本モードしか存在しないが、光軸ずれがある状態では基本モードの一部が１次モードへ変換されることを示す図である。 ずれに応じて基本モードが1次モードへ変換されることを説明するためのグラフである。 入力光にはＬＰ01の基本モードしか存在しない条件で角度ずれが発生した場合について考えるための図である。 入力光の波長が１３１０ｎｍと８５０ｎｍにおけるロス量のシミュレーション結果を記載したグラフである。 角度ずれがない状態では入力光には基本モードしか存在しないが、角度ずれがある状態では基本モードの一部が１次モードへ変換されることを示す図である。 ずれに応じて基本モードが1次モードへ変換されることを説明するためのグラフである。 本技術をＰＣ接続による光通信や空間結合による光通信に適用できることを説明するための図である。 実施の形態としての送受信システムの構成例を示すブロック図である。 送信機のコネクタとケーブルのコネクタの構成例を示す斜視図である。 送信機のコネクタとケーブルのコネクタの構成例を示す斜視図である。 送信機のコネクタおよびケーブルのコネクタの一例を示す断面図である。 送信機のコネクタとケーブルのコネクタが接続された状態を示す断面図である。 送信機における発光部とコネクタの構成例を示す断面図である。

以下、発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態
２．変形例

＜１．実施の形態＞
［本技術に関する基本説明］
まず、本技術に関する技術について説明をする。図１（ａ）は、ＰＣ（Physical Contact）接続による光通信の概要を示している。この場合、送信側の光ファイバ１０Ｔおよび受信側の光ファイバ１０Ｒの端面同士が接触された状態で光通信が行われる。また、図１（ｂ）は、空間結合による光通信の概要を示している。この場合、送信側の光ファイバ１０Ｔから出射された光はレンズ１１Ｔでコリメート光に成形されて出射される。そして、このコリメート光が受信側のレンズ１１Ｒで集光されて光ファイバ１０Ｒに入射される。これらの光通信の場合、特に、シングルモードファイバにおいては、光軸ずれや角度ずれにより光パワーの大きなロスが発生する。

次に、モードの基本的な考え方について説明する。光ファイバ内をシングルモードで伝搬しようとする場合、モードが１つだけ存在するように、ファイバの屈折率やコア径といったパラメータを決める必要がある。

図２（ａ）は、光ファイバの基本的な構造を示している。光ファイバは、コアと呼ばれる中心部をクラッドと呼ばれる層で覆った構造となっている。この場合、コアの屈折率ｎ１は高く、クラッドの屈折率ｎ２は低くされており、光はコアの中に閉じ込められて伝搬していく。

図２（ｂ）は、ステップ型光ファイバのＬＰml (Linearly Polarized：直線偏光) モードであり、規格化伝搬定数ｂを規格化周波数Ｖの関数として示したものである。縦軸は規格化伝搬定数ｂであり、あるモードが通らない(遮断)状態ではｂ＝０となり、光パワーがコア内に閉じ込められるほど(伝搬できるほど)、ｂは１に近づく。横軸は規格化周波数Ｖで、以下の数式（１）で表すことができる。ここで、ｄはコア径、ＮＡは開口数、λは光の波長である。
Ｖ＝πｄＮＡ/λ ・・・（１）

例えば、Ｖ＝２．４０５のときＬＰ11が遮断される状態となるため、モードはＬＰ01のみ存在することになる。従って、Ｖ＝２．４０５以下の状態がシングルモードとなる。ここで、ＬＰ01は基本モード（０次モード）であり、以降ＬＰ11, ＬＰ21・・・が、それぞれ、１次モード, ２次モード・・・となる。

例えば、図３（ａ）のように、シングルモードで一般的な１３１０ｎｍのケースで規格化周波数Ｖを考えてみる。ここで、コア径ｄ、開口数ＮＡをそれぞれ１３１０ｎｍ光ファイバの一般的なパラメータであるｄ＝８μｍ、ＮＡ＝０．１とし、ファイバを伝搬する光の波長を１３１０ｎｍとすると、数式（１）からＶ＝１．９２となる。

従って、図３（ｂ）に示すように、規格化周波数Ｖは２．４０５以下となるため、ＬＰ01の基本モードのみ伝搬されることとなり、シングルモードとなる。ここで、コア径を大きくすると伝播できるモードが増えることになる。因みに、例えば、一般的なマルチモードファイバはコア径を５０μｍといった値にすることで数百のモードを伝搬させている。

図１（ａ），（ｂ）に示すような光通信を考えた場合、シングルモードでは、コア径が小さいため、送信側/受信側の光結合部の位置合わせがシビアになり、正確に光軸を合わせるための精度要求が高くなるという問題がある。

この問題を解決するために、一般的に、高精度な部品を使用したり、光ファイバへの光入力部を加工することで光をファイバコアへ挿入し易くしたりする。しかし、高精度な部品はコストが高く、また加工を要するものは加工費が高くなるため、シングルモード通信用のコネクタやシステムは一般的にコストが高くなる。

光軸合わせの精度劣化要因の例を説明する。図４、図５は、ＰＣ接続による光通信の例を示している。ＰＣ接続の場合、例えば、図４（ａ）に示すように、フェルール１２Ｔ，１２Ｒと光ファイバ１０Ｔ，１０Ｒを固定するための固定材１３Ｔ，１３Ｒの量の不均一により、コア位置がずれることが考えられる。

また、ＰＣ接続の場合、例えば、図４（ｂ）に示すように、フェルール１２Ｔ，１２Ｒに設けた位置合わせ用機構（凹部１４Ｔ、凸部１４Ｒ）の精度不足により、コア位置がずれることが考えられる。なお、図４（ｂ）に示す凸部１４Ｒは、ピンであることもある。また、ＰＣ接続の場合、例えば、図５に示すように、フェルール１２Ｔ，１２Ｒに設けた位置合わせ用機構（凹部１４Ｔ、凸部１４Ｒ）の加工精度不足により光軸が傾くことが考えられる。

図６、図７は、光結合による光通信の例を示している。光結合の場合、例えば、図６（ａ）に示すように、フェルール１５Ｔ，１５Ｒと光ファイバ１０Ｔ，１０Ｒを固定するための固定材１６Ｔ，１６Ｒの量の不均一により、光軸ずれや角度ずれが発生することが考えられる。また、光結合の場合、例えば、図６（ｂ）に示すように、レンズ１１Ｔ，１１Ｒの整形精度不足により、光軸ずれや角度ずれが発生することが考えられる。

また、図７（ａ），（ｂ）に示すように、フェルール１５Ｔ，１５Ｒに設けた位置合わせ用機構（凹部１７Ｔ、凸部１７Ｒ）の精度不足により、光軸ずれや角度ずれが発生することが考えられる。なお、図７（ａ），（ｂ）に示す凸部１７Ｒは、ピンであることもある。

本技術は、２つ以上のモード、つまり基準モードと少なくも１次モードを使うことにあり、位置ずれ/角度ずれの精度を緩和してコスト削減を可能とするものである。例えば、図３（ａ）と同じ条件の光ファイバに、１３１０ｎｍではなく、８５０ｎｍの波長の光を入力した場合、図８（ｂ）に示すように、規格化周波数Ｖ＝２．９６となる。そのため、図８（ａ）に示すように、ＬＰ01の基本モードと、ＬＰ11の１次モードが存在し得ることになる。

図９（ａ）に示すような光学系を組んだ際に、入力光にはＬＰ01の基本モードしか存在しない条件で、受信側の光ファイバの位置が光軸に対して垂直方向にずれた場合（図９（ａ），（ｂ）の矢印参照）、つまり光軸ずれが発生した場合について考える。

図１０は、その場合におけるロス量のシミュレーション結果を記載したグラフである。横軸は光軸ずれ量で、縦軸は結合効率を表している。ずれがない状態では、光ファイバ内へ１００％のパワーが伝搬し、結合効率は１となる。そして、例えば、入力光に対して光ファイバ内へ５０％しかパワーが伝搬されない場合は、結合効率は０．５となる。

入力光の波長を１３１０ｎｍと８５０ｎｍで比較すると、８５０ｎｍの場合の特性が良いことが分かる。この理由は、１３１０ｎｍの場合には基本モードのみしか伝搬できないのに対して、８５０ｎｍの場合、基本モードの他に１次モードも伝搬できるためである（図８（ａ）参照）。

つまり、光軸ずれがない状態では、図１１（ａ）に示すように、入力光には基本モードしか存在しない。一方、光軸ずれがある状態では、図１１（ｂ）に示すように、基本モードの一部がクラッドとコアの屈折率差で生じる位相差を利用して1次モードへ変換される。１３１０ｎｍの場合はこの１次モードを伝搬できないが、８５０ｎｍの場合はこの１次モードも伝搬できることから、８５０ｎｍの場合の特性が良くなる。

図１２のグラフには、基本モード（０次モード）成分と１次モード成分を分離して記載しており、足し合わせたものがトータル（Total）の曲線となる。入力光は基本モードしか存在しないため、ずれに応じて基本モードが1次モードへ変換されていることが分かる。一方、１３１０ｎｍの場合、図３（ａ）に示すように基本モードしか伝搬できないため、図１０に示すように、基本モードが純粋に減少している。

図１０において、１３１０ｎｍと８５０ｎｍについて、結合効率０．８(約−１ｄＢ)で比較すると約１．８倍、結合効率０．９(約―０．５ｄＢ)で比較すると約２．３５倍も位置ずれに対する精度を緩和することができる。

また、図１３（ａ）に示すような光学系を組んだ際に、入力光にはＬＰ01の基本モードしか存在しない条件で、受信側の光ファイバの角度が光軸に対してずれた場合（図１３（ａ），（ｂ）の矢印参照）、つまり角度ずれが発生した場合について考える。

図１４は、その場合におけるロス量のシミュレーション結果を記載したグラフである。横軸は角度ずれ量で、縦軸は結合効率を表している。ずれがない状態では、光ファイバ内へ１００％のパワーが伝搬し、結合効率は１となる。そして、例えば、入力光に対して光ファイバ内へ５０％しかパワーが伝搬されない場合は、結合効率は０．５となる。

入力光の波長を１３１０ｎｍと８５０ｎｍで比較すると、８５０ｎｍの場合の特性が良いことが分かる。この理由は、１３１０ｎｍの場合には基本モードのみしか伝搬できないのに対して、８５０ｎｍの場合、基本モードの他に１次モードも伝搬できるためである（図８（ａ）参照）。

つまり、角度ずれがない状態では、図１５（ａ）に示すように、入力光には基本モードしか存在しない。一方、角度ずれがある状態では、図１５（ｂ）に示すように、基本モードの一部が入力位相差を利用して1次モードへ変換される。１３１０ｎｍの場合はこの１次モードを伝搬できないが、８５０ｎｍの場合はこの１次モードも伝搬できることから、８５０ｎｍの場合の特性が良くなる。

図１６のグラフには、基本モード（０次モード）成分と１次モード成分を分離して記載しており、足し合わせたものがトータル（Total）の曲線となる。入力光は基本モードしか存在しないため、ずれに応じて基本モードが1次モードへ変換されていることが分かる。一方、１３１０ｎｍの場合、図３（ａ）に示すように基本モードしか伝搬できないため、図１４に示すように、基本モードが純粋に減少している。

図１４において、１３１０ｎｍと８５０ｎｍについて、結合効率０．８(約−１ｄＢ)で比較すると約１．７倍、結合効率０．９(約―０．５ｄＢ)で比較すると約２．１倍も角度ずれに対する精度を緩和することができる。

本技術は、図１７（ａ）示すようなＰＣ接続による光通信や、図１７（ｂ）に示すような光結合による光通信に適用でき、通常のシングルモード伝送よりも精度を緩和した通信装置、送信機、コネクタ、ケーブル、受信機や通信システムを提供できる。

［送受信システム］
図１８は、実施の形態としての送受信システム１００を示している。この送受信システム１００は、送信機２００と、受信機３００と、ケーブル４００を有している。送信機２００は、例えば、パーソナルコンピュータ、ゲーム機、ディスクプレーヤ、セットトップボックス、デジタルカメラ、携帯電話などのＡＶソースである。受信機３００は、例えば、テレビ受信機、プロジェクタ等である。送信機２００と受信機３００は、ケーブル４００を介して接続されている。

送信機２００は、発光部２０１と、レセプタクルとしてのコネクタ２０２と、発光部２０１で発光される光をコネクタ２０２に伝搬する光ファイバ２０３を有している。発光部１０２は、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER）等のレーザー素子、またはＬＥＤ（light emitting diode）等の発光素子を備えている。発光部２０１は、図示しない送信回路で発生される電気信号（送信信号）を光信号に変換する。発光部２０１で発光された光信号は、光ファイバ２０３を通じてコネクタ２０２に伝搬される。

また、受信機３００は、レセプタクルとしてのコネクタ３０１と、受光部３０２と、コネクタ３０１で得られた光を受光部３０２に伝搬する光ファイバ３０３を有している。受光部３０２は、フォトダイオード等の受光素子を備えている。受光部３０２は、コネクタ３０１から送られてくる光信号を電気信号（受信信号）に変換し、図示しない受信回路に供給する。

ケーブル４００は、光ファイバ４０１の一端および他端に、プラグとしてのコネクタ４０２，４０３を有する構成とされている。光ファイバ４０１の一端のコネクタ４０２は送信機２００のコネクタ２０２に接続され、この光ファイバ４０１の他端のコネクタ４０３は受信機３００のコネクタ３０１に接続されている。

この実施の形態において、送信機２００の光ファイバ２０３、受信機３００の光ファイバ３０３およびケーブル４００の光ファイバ４０１は、第１の波長では基本モードのみを伝搬するものとされる。また、これらの光ファイバは、第１の波長で波長分散がゼロとなるように構成されている。例えば、第１の波長は１３１０ｎｍとされ、コア径ｄ、開口数ＮＡがそれぞれ１３１０ｎｍ光ファイバの一般的なパラメータであるｄ＝８μｍ、ＮＡ＝０．１とされ、規格化周波数Ｖ＝１．９２となるようにされている。これにより、これらの光ファイバは、１３１０ｎｍの波長ではシングルモードファイバとして機能する（図３参照）。

また、この実施の形態において、これらの光ファイバが基本モードと共に少なくとも１次モードを伝搬し得る第２の波長の光を用いて通信をする。具体的には、第２の波長は８５０ｎｍとされる。８５０ｎｍの光が用いられる場合、これらの光ファイバでは、規格化周波数Ｖ＝２．９６となることから、基本モードの他に１次モードも伝搬し得るものとなり、ダブルモードファイバとして機能する（図８参照）。

送信機２００において、発光部２０１で発光される８５０ｎｍの光は、１３１０ｎｍシングルモードファイバである光ファイバ２０３に入射されてコネクタ２０２へ伝搬される。この場合、光ファイバ２０３に入射される光の光軸ずれや角度ずれがあったとき、光軸ずれや角度ずれによって発生する１次モードが基本モードと共に伝搬されるため、光パワーの結合ロスが低減される（図１０、図１４参照）。そのため、光軸ずれや角度ずれの精度を緩和してコスト削減を図ることが可能となる。

また、送信機２００のコネクタ２０２とケーブル４００のコネクタ４０２との接続箇所において、コネクタ２０２から出射される８５０ｎｍの光は、１３１０ｎｍシングルモードファイバである光ファイバ４０１に入射されて受信機３００側へ伝搬される。この場合、光ファイバ４０１に入射される光の光軸ずれや角度ずれがあったとき、光軸ずれや角度ずれによって発生する１次モードが基本モードと共に伝搬されるため、光パワーの結合ロスが低減される（図１０、図１４参照）。そのため、光軸ずれや角度ずれの精度を緩和してコスト削減を図ることが可能となる。

また、ケーブル４００のコネクタ４０３と受信機３００のコネクタ３０１との接続箇所において、コネクタ４０３から出射される８５０ｎｍの光は、１３１０ｎｍシングルモードファイバである光ファイバ３０３に入射されて受光部３０２へ伝搬される。この場合、光ファイバ３０３に入射される光の光軸ずれや角度ずれがあったとき、光軸ずれや角度ずれによって発生する１次モードが基本モードと共に伝搬されるため、光パワーの結合ロスが低減される（図１０、図１４参照）。そのため、光軸ずれや角度ずれの精度を緩和してコスト削減を図ることが可能となる。

図１９は、送信機２００のコネクタ２０２とケーブル４００のコネクタ４０２の構成例を示す斜視図である。図２０も、送信機２００のコネクタ２０２とケーブル４００のコネクタ４０２の構成例を示す斜視図であるが、図１９とは逆の方向から見た図である。図示の例は、複数チャネルの光信号の並行伝送に対応したものである。なお、ここでは、複数チャネルの光信号の並行伝送に対応したものを示しているが、詳細説明は省略するが、１チャネルの光信号の伝送に対応するものも同様に構成できる。

コネクタ２０２は、外観が略直方体状のコネクタ本体（フェルール）２１１を備えている。コネクタ本体２１１の背面側には、各チャネルにそれぞれ対応した複数の光ファイバ２０３が水平方向に並んだ状態で接続されている。各光ファイバ２０３は、その先端側が光ファイバ挿入孔２１６に挿入されて固定されている。

また、コネクタ本体２１１の上面側には長方形の開口部を持つ接着剤注入孔２１２が形成されている。この接着剤注入孔２１２から、光ファイバ２０３をコネクタ本体２１１に固定するための接着剤が挿入される。

また、コネクタ本体２１１の前面側には、長方形の開口部を持つ凹状の光出射部（光伝達空間）２１３が形成されており、その光出射部２１３の底部分に、各チャネルにそれぞれ対応して複数のレンズ（凸レンズ）２１４が水平方向に並んだ状態で形成されている。これにより、レンズ２１４の表面が相手側のコネクタ等に不用意に当たって傷つくことが防止される。

また、コネクタ本体２１１の前面側には、コネクタ４０２との位置合わせをするための凸状または凹状、図示の例では凹状の位置規制部２１５が一体的に形成されている。これにより、コネクタ４０２との接続時の光軸合わせを容易に行い得るようになる。

コネクタ４０２は、外観が略直方体状のコネクタ本体（フェルール）４１１を備えている。コネクタ本体４１１の背面側には、各チャネルにそれぞれ対応した複数の光ファイバ４０１が水平方向に並んだ状態で接続されている。各光ファイバ４０１は、その先端側が光ファイバ挿入孔４１６に挿入されて固定されている。

また、コネクタ本体４１１の上面側には長方形の開口部を持つ接着剤注入孔４１２が形成されている。この接着剤注入孔４１２から、光ファイバ４０１をコネクタ本体４１１に固定するための接着剤が挿入される。

また、コネクタ本体４１１の前面側には、長方形の開口部を持つ凹状の光入射部（光伝達空間）４１３が形成されており、その光入射部４１３の底部分に、各チャネルにそれぞれ対応して複数のレンズ（凸レンズ）４１４が水平方向に並んだ状態で形成されている。これにより、レンズ４１４の表面が相手側のコネクタ等に不用意に当たって傷つくことが防止される。

また、コネクタ本体４１１の前面側には、コネクタ２０２との位置合わせをするための凹状または凸状、図示の例では凸状の位置規制部４１５が一体的に形成されている。これにより、コネクタ２０２との接続時の光軸合わせを容易に行い得るようになる。なお、この位置規制部４１５は、コネクタ本体４１１に一体的に形成されるものに限定されるものではなく、ピンを用いても良いし、他の手法で行うものであってもよい。

図２１（ａ）は、送信機２００のコネクタ２０２の一例を示す断面図である。図示の例では、位置規制部２１５（図１９参照）の図示を省略している。この図２１（ａ）を参照して、コネクタ２０２についてさらに説明する。

コネクタ２０２は、コネクタ本体２１１を備えている。コネクタ本体２１１は、例えば合成樹脂またはガラスなどの光透過性材料、あるいは特定の波長を透過するシリコン等の材料からなり、レンズ付きフェルールの構成となっている。

このようにコネクタ本体２１１がレンズ付きフェルールの構成とされることで、光ファイバとレンズとの光軸合わせを容易に行うことができる。また、このようにコネクタ本体２１１がレンズ付きフェルールの構成とされることで、多チャネルの場合でも、光ファイバをフェルールに挿入するだけで、多チャネル通信を容易に実現できる。

コネクタ本体２１１には、その前面側に、凹状の光出射部（光伝達空間）２１３が形成されている。そして、このコネクタ本体２１１には、この光出射部２１３の底部分に位置するように、各チャネルに対応した複数のレンズ（凸レンズ）２１４が水平方向に並んだ状態で一体的に形成されている。

また、コネクタ本体２１１には、背面側から前方に延びる光ファイバ挿入孔２１６が、各チャネルのレンズ２１４に合わせて、水平方向に並んだ状態で複数設けられている。光ファイバ２０３は、光路となる中心部のコア２０３ａと、その周囲を覆うクラッド２０３ｂの二重構造となっている。

各チャネルの光ファイバ挿入孔２１６は、そこに挿入される光ファイバ２０３のコア２０３aと対応するレンズ２１４の光軸が一致するように、成形されている。また、各チャネルの光ファイバ挿入孔２１６は、その底位置、つまり光ファイバ２０３を挿入した際に、その先端（出射端）の当接位置がレンズ２１４の焦点位置と合致するように、成形されている。

また、コネクタ本体２１１には、上面側から下方に延びる接着剤注入孔２１２が、水平方向に並んだ状態にある複数の光ファイバ挿入孔２１６の底位置付近に連通するように、形成されている。光ファイバ２０３が光ファイバ挿入孔２１６に挿入された後、接着剤注入孔２１２から接着剤２１７が光ファイバ２０３の周囲に注入されることで、光ファイバ２０３はコネクタ本体２１１に固定される。

コネクタ２０２において、レンズ２１４は、光ファイバ２０３から出射された光をコリメート光に成形して出射する機能を持つ。これにより、光ファイバ２０３の出射端から所定のＮＡで出射された光は、レンズ２１４に入射されてコリメート光に成形されて出射される。

図２１（ｂ）は、ケーブル４００のコネクタ４０２の一例を示す断面図である。図示の例では、位置規制部４１５（図１９、図２０参照）の図示を省略している。この図２１（ｂ）を参照して、コネクタ４０２についてさらに説明する。

コネクタ４０２は、コネクタ本体４１１を備えている。コネクタ本体４１１は、例えば合成樹脂またはガラスなどの光透過性材料、あるいは特定の波長を透過するシリコン等の材料からなり、レンズ付きフェルールの構成となっている。

コネクタ本体４１１には、その前面側に、凹状の光入射部（光伝達空間）４１３が形成されている。そして、このコネクタ本体４１１には、この光入射部４１３の底部分に位置するように、各チャネルに対応した複数のレンズ（凸レンズ）４１４が水平方向に並んだ状態で一体的に形成されている。

また、コネクタ本体４１１には、背面側から前方に延びる光ファイバ挿入孔４１６が、各チャネルのレンズ４１４に合わせて、水平方向に並んだ状態で複数設けられている。光ファイバ４０１は、光路となる中心部のコア４０１ａと、その周囲を覆うクラッド４０１ｂの二重構造となっている。

各チャネルの光ファイバ挿入孔４１６は、そこに挿入される光ファイバ４０１のコア４０１ａと対応するレンズ４１４の光軸が一致するように、成形されている。また、各チャネルの光ファイバ挿入孔４１６は、その底位置、つまり光ファイバ４０１を挿入した際に、その先端（入射端）の当接位置がレンズ４１４の焦点位置と合致するように、成形されている。

また、コネクタ本体４１１には、上面側から下方に延びる接着剤注入孔４１２が、水平方向に並んだ状態にある複数の光ファイバ挿入孔４１６の底位置付近に連通するように、形成されている。光ファイバ４０１が光ファイバ挿入孔４１６に挿入された後、接着剤注入孔４１２から接着剤４１７が光ファイバ４０１の周囲に注入されることで、光ファイバ４０１はコネクタ本体４１１に固定される。

ケーブル４００のコネクタ４０２において、レンズ４１４は、入射されるコリメート光を集光する機能を持つ。この場合、コリメート光がレンズ４１４に入射されて集光され、この集光された光は、光ファイバ４０１の入射端に所定のＮＡで入射される。

図２２は、送信機２００のコネクタ２０２とケーブル４００のコネクタ４０２が接続された状態の断面図を示している。コネクタ２０２において、光ファイバ２０３を通じて送られてくる光はこの光ファイバ２０３の出射端から所定のＮＡで出射される。この出射された光はレンズ２１４に入射されてコリメート光に成形され、コネクタ４０２に向かって出射される。

また、コネクタ４０２において、コネクタ２０２から出射された光は、レンズ４１４に入射されて集光される。そして、この集光された光は、光ファイバ４０１の入射端に入射され、光ファイバ４０１を通じて送られていく。

なお、詳細説明は省略するが、ケーブル４００のコネクタ４０３と受信機３００のコネクタ３０１は、上述した送信機２００のコネクタ２０２とケーブル４００のコネクタ４０２の構成例と同様に構成される。

図２３は、送信機２００における発光部２０１とコネクタ２０２の構成例を示している。上述したように送信機２００は、複数チャネルの光信号の並行伝送に対応したものである。図示の例は、１チャネル分のみを示している。

発光部２０１においては、フェルール２２１を備えている。フェルール２２１は、例えば合成樹脂またはガラスなどの光透過性材料、あるいは特定の波長を透過するシリコン等の材料からなっている。

フェルール２２１には、前面側から後方に延びる光ファイバ挿入孔２２６が、水平方向に並んだ状態で複数設けられている。各チャネルの光ファイバ２０３は、光ファイバ挿入孔２２６に挿入された後、接着剤２２７により、フェルール２２１に固定される。

また、フェルール２２１の下面側に、発光素子２２３が載置された基板２２２が固定される。この場合、基板２２２には、発光素子２２３が、各チャネルの光ファイバ２０３に合わせて、水平方向に並んだ状態で複数載置されている。ここで、基板２２２は、各チャネルの発光素子２２３の出射部がそれぞれ対応する光ファイバ２０３の光軸に一致するように、位置が調整されて固定される。

また、フェルール２２１には、下面側から上方に延びる発光素子配置用孔２２４が形成されている。そして、各チャネルの発光素子２２３からの光の光路を対応する光ファイバ２０３の方向に変更するために、発光素子配置用孔２２４の底部分は傾斜面とされ、この傾斜面にミラー（光路変更部）２２５が配置されている。なお、ミラー２２５に関しては、別個に生成されたものを傾斜面に固定するだけでなく、傾斜面に蒸着等で形成することも考えられる。

コネクタ２０２に関しては、上述の図２１（ａ）を用いて説明したと同様であるので、ここではその説明を省略する。

発光部２０１において、発光素子２２３の出射部から所定のＮＡで出射された光はミラー２２５で光路変更された後に光ファイバ２０３に入射される。この光ファイバ２０３に入射された光は、光ファイバ２０３を通じてコネクタ２０２に送られる。そして、コネクタ２０２において、光ファイバ２０３を通じて送られてくる光は、この光ファイバ２０３の出射端から所定のＮＡで出射される。この出射された光はレンズ２１４に入射されてコリメート光に成形されて出射される。

図１８に示す送受信システム１００において、光ファイバ４０１，３０３，２０３は、１３１０ｎｍシングルモードファイバであるが、８５０ｎｍの光が用いられて通信が行われることから、基本モードの他に１次モードも伝搬し得るものとなり、ダブルモードファイバとして機能する（図８参照）。そのため、入射される光の光軸ずれや角度ずれがあったとき、光軸ずれや角度ずれによって発生する１次モードが基本モードと共に伝搬されることから、光パワーの結合ロスが低減され（図１０、図１４参照）、従って光軸ずれや角度ずれの精度を緩和してコスト削減を図ることが可能となる。

＜２．変形例＞
なお、上述の実施の形態においては、第１の波長が１３１０ｎｍとして説明したが、光源としてレーザー光源やＬＥＤ光源の使用が考えられることから、第１の波長としては、例えば３００ｎｍから５μｍの間にあることが考えられる。

また、上述の実施の形態においては、第１の波長が１３１０ｎｍとして説明したが、この第１の波長が、１３１０ｎｍを含む１３１０ｎｍ帯の波長であることも考えられる。また、上述の実施の形態においては、第１の波長が１３１０ｎｍとして説明したが、この第１の波長が、１５５０ｎｍ、あるいは、１５５０ｎｍを含む１５５０ｎｍ帯の波長であることも考えられる。また、第２の波長が８５０ｎｍとして説明したが、この第２の波長が、８５０ｎｍを含む８５０ｎｍ帯の波長であることも考えられる。

また、上述実施の形態においては、光導波路が光ファイバである例で説明したが、本技術は光ファイバ以外の光導波路、例えばシリコン光導波路等である場合にも、適用できることは勿論である。

以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏し得る。

なお、本技術は、以下のような構成もとることができる。
（１）第１の波長では基本モードのみを伝搬する光導波路を備え、
上記光導波路が上記基本モードと共に少なくとも１次モードを伝搬し得る第２の波長の光を用いて通信をする
光通信装置。
（２）上記第１の波長は、波長分散がゼロとなる波長である
前記（１）に記載の光通信装置。
（３）上記第１の波長は、３００ｎｍから５μｍの間にある
前記（１）または（２）に記載の光通信装置。
（４）上記第１の波長は、１３１０ｎｍ帯または１５５０ｎｍ帯の波長である
前記（３）に記載の光通信装置。
（５）上記第２の波長は、８５０ｎｍ帯の波長である
前記（１）に記載の光通信装置。
（６）上記光導波路は、光ファイバである
前記（１）から（５）のいずれかに記載の光通信装置。
（７）上記光導波路は、シリコン光導波路である
前記（１）から（５）のいずれかに記載の光通信装置。
（８）第１の波長では基本モードのみを伝搬する光導波路を備える光通信装置において、上記光導波路が上記基本モードと共に少なくとも１次モードを伝搬し得る第２の波長の光を用いて通信をする
光通信方法。
（９）第１の波長では基本モードのみを伝搬する光導波路を持つ受信部と、
上記受信部の上記光導波路に、該光導波路が上記基本モードと共に少なくとも１次モードを伝搬し得る第２の波長の光を入射する送信部を備える
光通信システム。
（１０）上記送信部は、発光素子、送信機のレセプタクル、またはケーブルのプラグである
前記（９）に記載の光通信システム。

１００・・・送受信システム
２００・・・送信機
２０１・・・発光部
２０２・・・コネクタ（レセプタクル）
２０３・・・光ファイバ
２０３a・・・コア
２０３ｂ・・・クラッド
２１１・・・コネクタ本体
２１２・・・接着剤注入孔
２１３・・・光出射部（光伝達空間）
２１４・・・レンズ（凸レンズ）
２１５・・・位置規制部
２１６・・・光ファイバ挿入孔
２１７・・・接着剤
２２１・・・フェルール
２２２・・・基板
２２３・・・発光素子
２２４・・・発光素子配置用孔
２２５・・・ミラー
２２６・・・光ファイバ挿入孔
２２７・・・接着剤
３００・・・受信機
３０１・・・コネクタ（レセプタクル）
３０２・・・受光部
３０３・・・光ファイバ
４００・・・ケーブル
４０１・・・光ファイバ
４０１a・・・コア
４０１ｂ・・・クラッド
４０２，４０３・・・コネクタ（プラグ）
４１１・・・コネクタ本体
４１２・・・接着剤注入孔
４１３・・・光入射部（光伝達空間）
４１４・・・レンズ（凸レンズ）
４１５・・・位置規制部
４１６・・・光ファイバ挿入孔
４１７・・・接着剤

Claims (10)

1. 第１の波長では基本モードのみを伝搬する光導波路を備え、
   上記光導波路が上記基本モードと共に少なくとも１次モードを伝搬し得る第２の波長の光を用いて通信をする
   光通信装置。
2. 上記第１の波長は、波長分散がゼロとなる波長である
   請求項１に記載の光通信装置。
3. 上記第１の波長は、３００ｎｍから５μｍの間にある
   請求項１に記載の光通信装置。
4. 上記第１の波長は、１３１０ｎｍ帯または１５５０ｎｍ帯の波長である
   請求項３に記載の光通信装置。
5. 上記第２の波長は、８５０ｎｍ帯の波長である
   請求項１に記載の光通信装置。
6. 上記光導波路は、光ファイバである
   請求項１に記載の光通信装置。
7. 上記光導波路は、シリコン光導波路である
   請求項１に記載の光通信装置。
8. 第１の波長では基本モードのみを伝搬する光導波路を備える光通信装置において、上記光導波路が上記基本モードと共に少なくとも１次モードを伝搬し得る第２の波長の光を用いて通信をする
   光通信方法。
9. 第１の波長では基本モードのみを伝搬する光導波路を持つ受信部と、
   上記受信部の上記光導波路に、該光導波路が上記基本モードと共に少なくとも１次モードを伝搬し得る第２の波長の光を入射する送信部を備える
   光通信システム。
10. 上記送信部は、発光素子、送信機のレセプタクル、またはケーブルのプラグである
    請求項９に記載の光通信システム。

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