WO2004019091A1 - 擬スラント型ファイバブラッググレーティング、複数直列型ファイバブラッググレーティング、光ファイバ型カプラおよび光コネクタ - Google Patents

擬スラント型ファイバブラッググレーティング、複数直列型ファイバブラッググレーティング、光ファイバ型カプラおよび光コネクタ Download PDF

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grating
series
optical fiber
index grating
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Kanji Shishido
Hiroshi Ishikawa
Masahiro Nakamura
Kazuaki Morita
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Showa Electric Wire & Cable Co., Ltd.
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Definitions

  • Honoki is involved in quasi-slant fiber Bragg gratings, multiple series fiber Bragg gratings, optical fiber type power Braggers and optical connectors.
  • WDM Widelength Division Mu 1 ti 1 exing: wavelength division multiplexing
  • the present invention relates to a quasi-slant type fiber plug grating, a multiple series fiber Bragg grating, an optical fiber type coupler and an optical connector which are useful for separating a desired signal light from a group of signals to be superimposed.
  • WDM transmission systems have attracted attention as systems for transmitting large amounts of information.
  • signal light and test light of multiple wavelengths are multiplexed and transmitted on a single optical fiber, and an optical multiplexer that multiplexes each signal light and test light is used on the transmitting side, and an optical multiplexer is used on the receiving side. It is necessary to use an optical demultiplexer that separates signal light and an optical blocking filter that blocks unnecessary signal light.
  • an optical multiplexer an optical demultiplexer, and an optical blocking filter
  • a method using a dielectric multilayer filter, a fiber Bragg grating (hereinafter referred to as “FBGJ”), or the like has been used.
  • a dielectric multilayer filter is inserted between optical filters and fixed with an adhesive or sandwiched between connectors. Therefore, there is a possibility that a failure may occur in a severe temperature environment, and that the characteristics may change.
  • methods for achieving a high cut-off amount by the capture FBG method include: (1) a method of easing the capture rate (change rate of the lattice spacing ⁇ ) (hereinafter referred to as “low capture rate FBG method”); (2) A method has been devised in which two identical FBGs of the same configuration with a cutoff amount of about 2 to 30 dB are formed in two stages in series (hereinafter referred to as “two-stage connection method”).
  • the fiber grating length must be about 2 Omm or less, but this length is necessary to obtain the required bandwidth (10 to 20 nm or more). It is difficult to mass-produce an FBG with a cutoff of 40 dB or more in terms of the amount of chirp.
  • a single captured FBG hereinafter referred to as “one-stage 80” had the disadvantage that the usable band was limited because the out-of-band reflection near the Bragg wavelength was relatively large.
  • S FBGJ slant-type fiber Bragg grating
  • cladding mode the coupling efficiency to the cladding (or radiation) mode
  • the two-stage connection method (2) has the disadvantage that multiple reflections (Fabry-Perot resonance) occur between the two captured FBGs.
  • most of the light having a wavelength that matches the Bragg wavelength of the FBG is reflected by the FBG (hereinafter, referred to as the “previous FBG”) disposed upstream with respect to the light incident direction.
  • the optical power is coupled into the fundamental mode in the opposite direction, but some will be transmitted through the previous FBG.
  • most of the transmitted light is Multiple reflections will occur between the FBGs located downstream of G (hereinafter referred to as “the latter FBG”) and the preceding FBG.
  • the latter FBG Fabry-Perot resonance occurs between the two FBGs, and a beat is generated in the spectrum characteristic, and the cutoff characteristic deteriorates.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned difficulties, and has an intermediate characteristic between the FBG and the SFBG in a single-stage FBG.
  • a quasi-slant fiber Bragg grating that converts the multiple reflections that occur in the case of two-stage FBG coupling into cladding mode and thus suppresses beat generation.
  • QSFBG quasi-slant fiber Bragg grating that converts the multiple reflections that occur in the case of two-stage FBG coupling into cladding mode and thus suppresses beat generation.
  • multiple series type FBG hereinafter “multiple series type FBG”
  • optical fiber type power bra optical connector. Disclosure of the invention
  • the QSFBG of the present invention is formed on the core of an optical fiber such that the grating vector of the grating is inclined with respect to the main axis of the fiber, and selectively reflects incident light with a reflectance of 90% or more. And a first refractive index grating that reduces the loss due to coupling to the cladding mode to less than 5 dB.
  • the QSFBG of the present invention is formed on the core of an optical fiber such that the grating vector of the grating is inclined with respect to the main axis of the fiber, and selectively reflects incident light with a reflectance of 10% or more, and A second refractive index grating is provided to reduce the loss due to coupling to the cladding mode to 5 dB or more.
  • the intermediate between the FBG that couples the Bragg reflected light to the fundamental mode (reverse direction) and the SFBG that couples to the cladding mode In addition to having a characteristic, a high blocking amount can be secured by combining the functions of FBG and SFBG.
  • the multi-series FBG of the present invention is formed on the optical fiber core such that the grating vector of the grating is parallel to the main axis of the fiber, and selectively reflects incident light with a reflectance of substantially 100%.
  • a third refractive index grating portion is formed to reflect the light to the optical fiber and to reduce the loss due to coupling into the cladding mode to less than 5 dB, and the grating of the grating with respect to the main axis of the fiber is formed in series with the third refractive index grating portion.
  • a fourth refractive index grating that is formed so that the vector is inclined, selectively reflects the incident light with a reflectance of less than 10%, and reduces the loss due to coupling to the cladding mode to 5 dB or more. At least one of the above-described first and second refractive index grating portions is formed.
  • the fourth refractive index grating is formed in the core of the optical fiber, and the first to fourth refractive index gratings are connected in series with the fourth refractive index grating. At least one of the refractive index grating portions is formed.
  • the first refractive index grating portion is formed in the core of the optical fiber, and the first to fourth refractive index grating portions are connected in series with the first refractive index grating portion. At least one of the refractive index grating portions is formed.
  • the above-described second refractive index grating is formed in the core of the optical fiber, and the first to fourth optical fibers are connected in series with the second refractive index grating. At least one of the refractive index grating portions is formed.
  • the multiple reflection light has a function of coupling to the cladding mode with high efficiency, and furthermore, the coupling to the fundamental mode (reverse direction) and the coupling to the cladding mode are combined.
  • the blocking characteristics can be improved compared to conventional FBGs and SFBGs.
  • the above-mentioned first or second refractive index grating portion having a predetermined slant angle is formed in the core of the optical fiber, and In series, the above-mentioned first or second refractive index grating portion having a slant angle having a sign opposite to that of the above-mentioned slant angle is formed.
  • the multiple reflection light is converted into the cladding mode with high efficiency.
  • the conversion can be further improved.
  • the optical fiber type coupler of the present invention includes a port, and the port includes any of the aforementioned QSFBG or the multiple series FBG.
  • the COM port constituting the optical fiber type power bra is provided with a QS FBG or a plurality of serial type FBGs, so that a high cutoff amount can be secured and the WDM A transmission system can be easily and inexpensively constructed.
  • either the QS FBG or the multi-series FBG is mounted in the optical connector.
  • the QSFBG or the multiple series-type FBG according to the present invention is mounted on a ferrule and is of a plug type, a high breaking amount can be ensured and the optical connector can be used. It can be detachably connected to other connectors provided on the optical transmission line, and as a result, a WDM transmission system can be easily and inexpensively constructed. A sufficient band cutoff amount can be secured.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the QS FBG according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing a transmission characteristic of QSFBG according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a multi-series FBG according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing the reflection characteristics of the multiple serial type FBG according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view according to another embodiment of the multiple series type FBG of the present invention.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view according to another embodiment of the multiple serial type FBG of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic view of an optical fiber type power bra according to the present invention.
  • FIG. 8 is an explanatory view showing a manufacturing procedure of the optical fiber type power bra according to the present invention
  • FIG. 8 (a) shows that one of two optical fiber cores is provided with first and second refractive index grating portions.
  • FIG. 8 (b) is an explanatory view showing a state in which two optical fibers are fused and drawn to form an optical branching / coupling portion
  • FIG. 8 (c) is a view showing one of the other optical fiber cores.
  • FIG. 8 (d) is a side view showing a state where the optical branching / coupling portion is packaged
  • FIG. 8 (e) is a sectional view taken along line AA of FIG. 8 (d).
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing the cut-off characteristics of the optical fiber type power bra of the present invention.
  • FIG. 9 (a) is an explanatory diagram showing the cut-off characteristics of the conventional optical fiber type power bra, and FIG. It is explanatory drawing which shows the interruption
  • FIG. 10 is a system configuration diagram in which the optical fiber type power plug of the present invention is applied to an FTTH system that does not require video distribution.
  • FIG. 11 is an FTTH system configuration diagram that requires video distribution and can be configured by replacing the optical fiber type power bra of the present invention included in the system configuration of FIG. 10 with a conventional WDM power bra.
  • FIG. 12 is a longitudinal sectional view of the optical connector of the present invention. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a QS FBG according to a first embodiment of the present invention.
  • the QS FBG of the present invention is composed of a core 41 mainly composed of silica glass, and a clad 42 provided on the outer periphery of the core 41 and having a smaller refractive index than the core 41.
  • a fiber 4 is provided, and the core 41 is manufactured so that the grating interval gradually changes along the optical axis and the grating vector of the grating is inclined with respect to the main axis of the fiber as follows.
  • the first refractive index grating 41a or the second refractive index grating 41b is formed.
  • a phase mask (not shown) is arranged outside the optical fiber 4 at an angle with respect to the axis of the optical fiber 4, and ultraviolet light (not shown) is irradiated from outside the phase mask.
  • the grating interval gradually changes along the optical axis at a predetermined position of the core 41, and the first refractive index grating 41a or the second refractive index grating 41a is tilted so that the grating vector of the grating is inclined with respect to the fiber main axis. Is formed.
  • the first refractive index grating 41a or the second refractive index grating 41b is provided so as to gradually change from the long wavelength side region to the short wavelength side region along the light propagation direction. Is desirable. As a result, the signal light incident from the long wavelength region side is converted into the cladding mode in the grating, and the reflected light is not propagated into the core, so that the reflection in the cutoff region can be suppressed.
  • the above-mentioned QSFBG is specifically manufactured as follows.
  • an optical fiber 4 having a clad diameter of 125 m was produced by adding Ge to a core 41 having a core diameter of 8 ⁇ 111 and a relative refractive index difference of 0.3%, and this optical fiber 4 was provided with an Ar fiber.
  • the center period (2 ⁇ ) of the phase grating grating is 1076 nm
  • the period (C) of the period is 0.56 nm / ini
  • the first and second refractive index gratings 41 The length (G) of a and 41b is 20 mm
  • the effective refractive index (N) of the first and second refractive index gratings 41a and 41b is 1.447
  • the refractive index modulation is 3 there is a X 1 0 3.
  • the incident light is reflected at a reflectance of 90% or more
  • the QS FBG having the first refractive index grating portion 41a for reducing the coupling loss to less than 5 dB is referred to as a first type QSF BG, having a slant angle of 1 to 3 ° and an amount of interruption of 1 In the case of 0 dB or more, it has a second refractive index grating part 4 1b to reflect incident light with a reflectance of 10% or more and to reduce the loss due to coupling to the cladding mode to 5 dB or more.
  • QS FBG is called the second kind of QSFBG.
  • the slant angle ( ⁇ ) refers to the angle between the fiber axis vector (incident light) and the lattice vector when the incident light is reflected in the high refractive index region (H).
  • the reason why the reflectance of the first type QS FBG is set to 90% or more is to make the same level of reflection (substantially total reflection) as that of a normal FBG (third refractive index grating). .
  • the reason why the loss due to coupling to the cladding mode is less than 5 dB in the first type QS FBG is to make it comparable to the loss due to coupling to the cladding mode found in ordinary FBGs.
  • the reflectivity was set to 10% or more in order to make it possible to use “reflection” as a function.
  • the loss due to the coupling to the cladding mode was set to 5 dB or more because of the coupling to the cladding mode seen in the normal FBG. This is in order to make it larger than the loss caused by the above.
  • the reflectivity of the above FBG, Class 1 or Class 2 QS FBG and S FBG (hereinafter referred to as “FBG group”) alone is calculated according to JISC590-1—2QG1 Passive components for optical transmission.
  • the light source is an ASE (Amplified Spontaneous Emission) light source, SLD (S uer)
  • ASE Ampton
  • SLD S uer
  • a high-output broadband light source such as a Lum inescence Diode (ELED) light source, an EEL ED (Edge Emission Light- It can be measured by using an optical spectrum analyzer that can measure wavelength characteristics as a power meter.
  • EUD Lum inescence Diode
  • EEL ED Edge Emission Light- It can be measured by using an optical spectrum analyzer that can measure wavelength characteristics as a power meter.
  • a terminator having a known reflectance may be used instead of the total reflection termination.
  • the loss due to coupling of a single FBG group to a single cladding mode can be obtained by the following equation for a wideband FBG group having a chirp.
  • R Li Return loss (spectrum) obtained by injecting test light in the direction of Chirp (from the side with the smaller lattice spacing)
  • the difference between the two measurements indicates the loss contribution from coupling to the cladding mode.
  • the loss due to coupling to the cladding mode occurs in a wavelength region several nm shorter than the Bragg wavelength, so that when test light is incident from the Chirp direction, the Bragg reflection occurs without receiving the loss due to coupling to the cladding mode.
  • the wavelength passes through the region where the loss due to the coupling to the cladding mode is passed, so that the wavelength receives the loss due to the coupling to the cladding mode.
  • the difference will indicate the loss contribution due to coupling to the cladding mode. Note that the test light traveled back and forth in the section where the loss due to coupling to the cladding mode was applied because the reflection measurement was divided by 2, and the effect of the loss due to coupling to the cladding mode was doubled. Because it is.
  • the QS FBGs have intermediate characteristics between the normal FBG and the conventional SFBG, and have the functions and functions of the normal FBG.
  • the function of converting (reflecting) the incident light propagating in the fundamental mode to the fundamental mode in the opposite direction and the function of the conventional SFBG, that is, the function of coupling the reflected light to the cladding mode, provides a high blocking amount.
  • the second type QSFBG has higher blocking characteristics than FBG and SFBG due to the combined action of coupling to the fundamental mode and coupling to the cladding mode.
  • FIG. 2 shows the transmission spectrum of the conventional FBG and SFBG and the second type QS FBG according to the first embodiment of the present invention, that is, the relationship between the input wavelength (nm) and the transmittance (dB).
  • a thin line W1 represents a conventional FBG having a slant angle ( ⁇ ) of 0 °
  • a thick line W2 represents a second type QS FBG of the present invention having a slant angle ( ⁇ ) of 2 °
  • a dotted line W3 represents a slant angle.
  • (0) shows the characteristics of the conventional SFBG with 4 °.
  • FIG. 3 shows a longitudinal sectional view of a multiple serial type FBG according to the second embodiment of the present invention.
  • the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted.
  • the multiple series type FBG of the present invention is an optical fiber comprising a core 41 mainly composed of silica glass and a clad 42 provided around the core 41 and having a smaller refractive index than the core 41.
  • the core 41 has the above-mentioned first and second type QSFBGs (first and second refractive index gratings 41a and 41b) as follows. They are formed in series. That is, as in the first embodiment, a phase mask is arranged outside the optical fiber 4 at an angle to the axis of the optical fiber 4, and ultraviolet light is emitted from outside the phase mask. As a result, a first type QSF BG (first refractive index grating portion 41 a) is formed at a predetermined position of the core 41. Next, in this state, the optical fiber 4 is shifted in the axial direction, By irradiating the light, a second type QS FBG (second refractive index grating 41b) is formed.
  • first and second type QSFBGs first and second refractive index gratings 41a and 41b
  • first type and second type QS FBGs are each elongated along the light propagation direction, as in the first embodiment.
  • the first type QS FBG (first refractive index grating 41a) and the second type QS FBG (second refractive index) are provided so as to gradually change from the wavelength side region to the short wavelength side region.
  • a flat area of about 1 mm area where the grating is not written is provided between the lattice area and the 4 lb area.
  • the multiple series FBG according to the second embodiment described above is specifically manufactured as follows.
  • Ge was contained in a core 41 having a core diameter of 8 / zm and a relative refractive index difference of 0.3% to produce an optical fiber 4 having a cladding diameter of 125 ⁇ , and this optical fiber 4 was provided with a KrF excimer.
  • the first and second QS FBGs with slant angles ( ⁇ ) of 2 ° was formed in series.
  • the center period (2 ⁇ ) of the phase mask of the chip grating is 1140 nm
  • the chirp rate of the period (C) is 1.2 nmZmm
  • the first and second types of QSFBG first and second types
  • the length (G) of the refractive index gratings 41 a, 41 b) of the second type is 8 mm
  • the first and second types of QS FBGs (the first and second refractive index gratings 41 a, 41 b)
  • the effective refractive index (N) is 1.447
  • the refractive index modulation is 3 ⁇ 10 " 3.
  • the first and second types of QS FBGs (first and second types) are used.
  • the interval between the refractive index grating portions 41a and 41b) is set to 1 mm, it may be set to 2 O Omm or less, specifically, several to several tens of millimeters.
  • the multiple series type FBG it has higher blocking characteristics than conventional FBG and SFBG, can secure high reflectivity, and converts multiple reflection light to cladding mode with high efficiency to suppress beat generation. Can do That the.
  • two-stage two of the second type of QS FBG has a much higher barrier properties.
  • FIG. 4 shows the reflection spectrum of the multiple series FBG according to the second embodiment, that is, the relationship between the input wavelength (nm) and the reflectance (dB).
  • a thin line W4 indicates a conventional FBG (one-stage FBG)
  • a thick line W5 indicates a multi-series FBG according to the second embodiment.
  • the multiple series FBG of the present invention while the signal in the band of 1,540,560 nm is reflected by nearly 100%, the out-of-band reflection near the Bragg wavelength is small.
  • the case where two QS FBGs having a slant angle ( ⁇ ) of 2 ° are connected in two stages is described.
  • the first QS FBG and the second QS Two-stage connection may be made by combining FBGs.
  • Table 1 shows the mode of combination and the function when FBGSFBG, the first type and the second type of QSFBG are connected in two stages.
  • Table 1 shows that sample number 2 16 can couple the multiple reflections that occur in the case of two-stage connection of FBGs to the cladding mode, and in particular, sample number 3 7 9 12 has more It can be seen that the blocking amount and the reflectance are high.
  • sample number 1 that is, when two FBGs of the same design are formed in series
  • the cutoff amount is medium and the reflectance is
  • the preceding FBG and the subsequent FBG due to multiple reflections between the preceding FBG and the subsequent FBG, When yPerrot resonance occurs, and ripples appear in the spectrum characteristics, there is a difficulty.
  • sample number 16 that is, when two SFBGs of the same configuration are formed in series
  • the SFBG itself converts the fundamental mode to the cladding mode although the amount of cutoff is medium and there is no multiple reflection between the two SFBGs. As a result, it is hardly coupled to the fundamental mode, resulting in a low reflectance.
  • sample number 4 that is, in the case where the FBG is formed in series at the front stage and the SFBG is formed in series at the rear stage, high reflectivity can be obtained, which is advantageous in a transmission system that requires reflected light.
  • the bandwidth available is limited due to the narrow bandwidth.
  • the transmitted light is reflected by the first type of QSFBG at the subsequent stage, and this reflected light is reflected at an angle of ⁇ -20 (“slant angle”) with the direction of incidence. Is converted to cladding mode with high efficiency by the FBG and the generation of beats is suppressed. Also, when sample number 6, that is, two first-type QS FBGs of the same design, are formed in series, high reflectance can be obtained in the same manner as sample number 4 above, so transmission that requires reflected light is required. The system is advantageous.
  • the FBG is connected in two stages. However, if necessary, the FBG may be connected in three or more stages.
  • FIG. 7 is a schematic diagram of an optical fiber type force bra using a multi-series FBG according to the second embodiment.
  • the same reference numerals are given to the same parts as those in FIG. 3, and the detailed description will be omitted.
  • the optical fiber coupler 5 of the present invention comprises a coupler body 51 for multiplexing / demultiplexing an upstream signal (1260 to 1360 nm) and a downstream signal (1480 to 1580 nm);
  • the COM port 52 is provided on the output side of the power bra main body, and the first and second OUT ports 53 and 54 are provided on the output side of the power bra.
  • a first connector 56 is attached to the distal end of the optical fiber cable constituting the COM port 52, and a first OUT port 53 (hereinafter, referred to as “1.55 port”).
  • optical fiber type power bra 5 having such a configuration can be manufactured as shown in FIG. Note that, in the figure, the same parts as those in FIGS. 3 and 7 are denoted by the same reference numerals.
  • two optical fiber cores 4a and 4b coated with resin are prepared around a single mode optical fiber.
  • First and second refractive index grating portions 41 a and 4 lb are formed in series in the same manner as described above.
  • the resin coating on the intermediate portion between the two optical fiber core wires 4a and 4b is removed over a predetermined length to expose the optical fibers 4a and 4b '.
  • the two optical fibers 4 a ′ and 4 b ′ are fused and stretched while being melted by a micro-parner device or the like, and the stretching is stopped at a predetermined branching ratio.
  • the optical branching / coupling portion 6 and the first to fourth optical fiber portions 6a to 6d extending from both sides thereof are obtained.
  • the other optical fiber 4b 'connected to the second optical fiber section 6b is cut off.
  • the optical branching coupling section 6 and the first to fourth optical fiber sections 6a to 6d were provided on a package base 61 made of pure quartz or the like. While being housed in the groove 61a, the first to fourth optical fiber parts 6a to 6d are fixed to the package base 6 1 with adhesives 6 2a and 6 2b, and the stainless steel tube 6 3 Store in A protective tube 64 such as a shrink tube is provided on the outer periphery of the stainless steel tube 63 as necessary.
  • the optical fiber type power bra 5 having the COM ports 52, 1.55 ports 53 and 1.3 ports 54 can be obtained.
  • FIG. 9 (a) shows the breaking characteristics of the conventional optical fiber type power bra
  • FIG. 9 (b) shows the breaking characteristics of the optical fiber type power bra of the present invention.
  • the thin line shows the cut-off characteristics of 1.3 ports
  • the thick line shows the cut-off characteristics of 1.55 ports.
  • the 1.3 port transmits almost 1.3% of the signal in the 1.3 nm band, while the 1.3 port transmits the signal in the 1.55 nm band. It can be seen that the 1.55 port transmits nearly 1.5% of the signal in the 1.55 band, while almost no signal is transmitted in the 1.3 nm band.
  • the 1.3-port optical fiber coupler of the present invention has the same cutoff characteristics as the conventional optical fiber type power bra, It can be seen that the signal in the 1.3 nm band is hardly transmitted at the port, and the signal is cut out in the 1.55 nm band.
  • the case where the multi-series FBG according to the second embodiment is used is described, but the first type QSFBG or the second type QS FBG according to the first embodiment is used. May be used.
  • FIG. 10 shows a configuration diagram of a WDM transmission system in a case where the optical fiber type power plug according to the present invention is applied to an optical subscriber access system of FTTB (Fibre To The eBuild ing).
  • FTTB Fiber To The eBuild ing
  • the WDM transmission system includes an optical line terminal (OLT) (hereinafter referred to as “OLTj”) 1 provided on a station side and a plurality of optical network devices (Ops) provided on a subscriber side. tical Ne twork Un it) (hereinafter referred to as “ONU”) 2.
  • OLT optical line terminal
  • Ops optical network devices
  • ONU tical Ne twork Un it
  • the OLT 1 and each NU 2 are connected by an optical transmission line 3 composed of a single-mode optical fiber core.
  • OLT 1 is a PD for reception that receives an upstream signal in the 1.3 m band (hereinafter referred to as “station side PD”) 11 and 1.49 // a transmission LD for transmitting a downstream signal in the m band.
  • first station LD 12 and 1.55 ⁇ LD for transmission that transmits downlink signals in one band (hereinafter, referred to as “second station LD”) 1 5
  • second station LD 1
  • WDM power bra hereinafter referred to as “station-side WDM power bra” 13 for multiplexing and demultiplexing two wavelengths of up and down
  • PLC plane optical waveguide
  • the ONU 2 transmits a PD for reception (hereinafter, referred to as a “first subscriber PD”) 2 1 for receiving a downlink signal in the 1.49 / im band and an uplink signal in the 1.3 ⁇ band.
  • the transmission LD hereinafter referred to as “subscriber-side LD” 22 and the optical fiber type coupler (hereinafter referred to as “subscriber-side WDM power plug”) 5 of the present invention 5 are provided.
  • the first station side LD 12 and the second station side LD 15 are connected to a coupler 16, and the station side WDM coupler 13 is connected to the coupler 16.
  • the station side PD 11 is connected to the station side WDM coupler 13, and the station side WDM coupler 13 is connected to the PLC splitter 14.
  • the second WDM coupler 5 The connector 57 is connected to the subscriber side PD 21, and the third connector 58 is connected to the subscriber side LD 22.
  • the first connector 56 of the subscriber side WDM coupler 5 is connected to the adapter 26, and the adapter 26 is connected to the fourth connector 24.
  • the PLC splitter 14 is connected to the fourth connector 24 via the optical transmission line 3.
  • the fiber brad grating and the power bra in the transmission line are integrated, that is, the optical fiber constituting the COM port of the subscriber WDM power bra 5 is used. Since the first and second refractive index lattice portions 41a and 41b are formed in series on the core of the above, it is possible to block a downstream signal in the 1.55 nm band. Further, the signal light incident from the long wavelength region side is reflected by the slanted grating, and the reflected light is not propagated into the core 41, so that the reflection in the cutoff region can be suppressed.
  • the optical fiber type power bra 5 of the present invention is detachably connected to the adapter or the connector of the optical transmission line constituting the current FTTB system, so that the “video A FTTH (Fiber To The Home) system that does not require “delivery” can be easily and inexpensively constructed.
  • a conventional The fiber optic type power bra 23 is connected, the first connector 56 is connected to the filter (or coupler) 28 via the second adapter 26 and the fifth connector 24 ', and this filter (or power) is connected.
  • the second subscriber side PD 27 that receives the downstream signal in the 1.55 m band, and the filter (or power plastic) 28 to the adapter 26 via the sixth connector 25 ′. do it. This makes it possible to easily and inexpensively switch from an FTTH system that does not require “video distribution” to an FTTH system that requires “video distribution”.
  • first and second refractive index grating portions 41a and 42b are formed on the COM port side, but they may be formed on the 1.55 port side. .
  • FIG. 12 shows a first type QSFBG, a second type QSFBG and a second type QSFBG according to the first embodiment.
  • FIG. 9 shows a vertical sectional view of an SC type optical PAD connector using a plurality of series-type FBGs according to the second embodiment.
  • the SC type optical PAD connector includes a housing 7, and a ferrule 8 is disposed in the center of the housing 7 at one end.
  • the ferrule 8 one of the above-described first type QSFBG, second type QSFBG, and a plurality of serial type FBGs is mounted.
  • a plurality of series-type FBGs 9 are mounted. Note that one end of this optical connector has a male configuration, and the other end has a female configuration.
  • the optical connector is removably connected to another connector provided on the optical transmission line.
  • a WDM transmission system can be easily and inexpensively constructed.
  • the optical connector when the optical connector is connected to the end of the COM port, the optical connector can be detachably connected to the connector provided on the optical network device side of the optical transmission line.
  • a single-stage FBG has an intermediate characteristic between the FBG and the SFBG, and also achieves a high blocking amount due to the combination of the FBG function and the SFBG function. Can be secured.
  • the multiple series FBG of the present invention out-of-band reflection in the vicinity of the Bragg wavelength is small, so that multiple reflection can be converted to the clad mode, and the occurrence of beats can be suppressed.
  • the optical fiber type coupler of the present invention since the COM port constituting the optical fiber type coupler is provided with the QSFBG of the present invention or the multiple series type FBG, a high blocking amount can be secured.
  • the QSF BG or the multiple series-type FBG of the present invention is mounted on a ferrule and is of a plug type, so that a high blocking amount can be secured, and the optical connection can be ensured.
  • the connector can be removably connected to another connector provided on the optical transmission line, and a WDM transmission system can be easily and inexpensively constructed.

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Description

明細書
擬スラント型ファイバブラッググレーティング、 複数直列型フマィバブラッグ グレーテイング、 光フアイバ型カブラおよび光コネクタ 技術分野
本癸明は、 擬スラント型ファイバブラッググレーティング、 複数直列型フアイ パブラッググレーティング、 光ファイバ型力ブラおよび光コネクタに係わり、 特 に、 WD M (Wa v e l e n g t h D i v i s i o n Mu 1 t i 1 e x i n g ：波長分割多重） 伝送システムにおいて、 重畳する信号群から所望の信号光を 分離する場合等に有用な擬スラント型ファイバプラッググレーティング、 複数直 列型フ了ィバブラッググレーティング、 光フアイバ型カプラおよび光コネクタに 関する。 背景技術
近年、 大容量情報を伝送するシステムとして、 WDM伝送システムが注目され ている。 この WDM伝送システムは、 1本の光ファイバに複数波長の信号光や試 験光を多重伝送するもので、 送信側では各信号光や試験光を合波する光合波器を、 受信側では各信号光を分離する光分波器や不要信号光を遮断する光プロッキン グ ·フィルタを使用する必要がある。
従来、 このような光合波器、 光分波器およぴ光ブ口ッキング 'フィルタとして は、 誘電体多層膜フィルタやファイバブラッググレーティング （以下 「FBGJ という。 ） などによる方式が使用されている。
し力 しながら、 誘電体多層膜フィルタによる方式においては、 誘電体多層膜フ ィルタを光フ了ィパ間に挿入しこれを接着剤で固定し、 若しくはコネクタ間に挟 み込んで使用するものであるため、 過酷な温度環境下において故障を生ずる虞が あり、 また特性が変化する虞があった。
また、 FBGによる方式においては、 遮断帯域 1 0~20 nm、 遮断量 20 d B程度のチヤープト F B Gが実用化されているものの、 ニーズが高まっている高 遮断量 （遮断量： 40 dB以上） のフィルタを実用化することができず、 ひいて はシステム設計の自由度を向上させることができないという難点があつた。
ここで、 チヤ一ブト FBG方式で高遮断量を達成する方法としては、 ①チヤー プ率 （格子間隔 Λの変化率） を緩やかにする方法 （以下 「低チヤープ率 FBG 法」 という。 ） や、 ②遮断量が 2〜30 d B程度の同一構成の二つのチヤープト FBGを 2段直列に形成する方法 （以下 「2段連結法」 という。 ） などが案出さ れている。
しかしながら、 ①の低チヤープ率 FBG法においては、 収納スペースの制約か ら十分なグレーティング長を確保することが困難であり、 現実的には実施可能な Ch i r p率に下限がある。 例えば、 SC形光 PADコネクタ中に FBGを実装 する場合、 ファイバグレーティング長を約 2 Omm以下にする必要があるが、 こ の長さで所要帯域 （10〜20 nm以上） を得るのに必要なチヤープ量では遮断 量が 40 d B以上の FBGを量産することは困難である。 また、 一つのチヤープ ト FBG (以下 「1段の 80」 という。 ） では、 B r a g g波長近傍の帯域外 反射が比較的大きいため、 使用可能な帯域が制限されるという難点があった。 一方、 光軸に対してグレーティングが斜方向 （スラント角：概ね 4° ) に作製 されたいわゆるスラント型ファイバブラッググレーティング (以下 「S FBGJ という。 ） による方式も案出されているが、 かかる SFBGによる方式において は、 通常のシングルモードファイバを使用すると、 クラッド （または放射） モー ド （以下、 単に 「クラッドモード」 という。 ） への結合効率が低く、 十分な帯域 遮断量を得ることが困難である。 従って、 かかる SFBGによる方式で高遮断量 を確保するためには、 信号光のコアへの閉じ込め作用の小さレ、専用のファイバ、 すなわちシングルモードファイバより比屈折率差 (Δ) の小さいファイバ等を使 用しなければならないという難点がある。
次に、 ②の 2段連結法においては、 二つのチヤープト FBG間で多重反射 （F a b r y— P e r o t共振） が発生するという難点がある。 すなわち、 FBGの B r a g g波長と一致する波長の光の大半は、 光の入射方向に対して上流側に配 設される FBG (以下 「前段の FBG」 という。 ） によって反射するが、 すなわ ち光パワーが逆方向の基本モードに結合されるが、 一部は前段の F B Gを透過す ることになる。 そして、 透過した光の大半は、 光の入射方向に対して前段の FB Gより下流側に配設される FBG (以下 「後段の FBG」 という。 ） と前段の F BGとの間で多重反射を受けることになる。 これにより、 二つの FBG間で F a b r y— P e r o t共振が発生し、 スぺクトル特性にビートが発生し、 遮断特性 が低下するという難点がある。
ここで、 多重反射 （F a b r y— P e r o t共振） の発生を防止する方法とし て、 SFBGを使用する方式も案出されているが、 かかる方式においては、 前述 のように使用帯域が狭くなるなどの弊害があり、 また、 線路監視光を遮断する目 的で用いる場合など、 FBG部分で積極的に反射を発生させる必要がある場合に おいては、 反射率が低いため使用できないという難点がある。
本発明は、 上述の難点を解決するためになされたもので、 1段の FBGで、 F BGと SFBGの中間的な特性を有すると共に、 の機能と3 80の機能 の複合により高い遮断量を確保でき、 また FBGの 2段連結の場合に生じる多重 反射をクラッドモードに変換し、 ひいてはビートの発生を抑制することができる 擬スラント型ファイバブラッググレーティング （Qu a s i S l a n t e d F i b e r B r a g g Gr a t i n g s) (以下 「QSFBG」 という。 ） 、 複 数直列型ファイバブラッググレーティング （以下 「複数直列型 FBG」 とい う。 ） 、 光ファイバ型力ブラおよび光コネクタを提供することを目的としている。 発明の開示
このような目的を達成するため、 本発明の QSFBGは、 光ファイバのコアに、 フアイバ主軸に対してグレーティングの格子べクトルが傾斜する如く作成され、 入射光を 90 %以上の反射率で選択的に反射し、 かつクラッドモードへの結合に よる損失を 5 dB未満にする第 1の屈折率格子部を備えている。
また、 本発明の QSFBGは、 光ファイバのコアに、 ファイバ主軸に対してグ レーティングの格子べクトルが傾斜する如く作成され、 入射光を 10%以上の反 射率で選択的に反射し、 かつクラッドモードへの結合による損失を 5 d B以上に する第 2の屈折率格子部を備えている。
これらの本発明の QS F BGによれば、 B r a g g反射した光を基本モード (逆方向） に結合させる FBGと、 クラッドモードに結合させる SFBGの中間 的な特性を有すると共に、 F B Gの機能と S F B Gの機能の複合により高い遮断 量を確保できる。
本発明の複数直列型 F B Gは、 光ファイバのコアに、 ファイバ主軸に対してグ レーティングの格子べクトルが平行になる如く作成され、 入射光を実質的に 1 0 0 %の反射率で選択的に反射し、 かつクラッドモードへの結合による損失を 5 d B未満にする第 3の屈折率格子部が形成され、 この第 3の屈折率格子部と直列に、 ファイバ主軸に対してグレーティングの格子べクトルが傾斜する如く作成され、 入射光を 1 0 %未満の反射率で選択的に反射し、 かつクラッドモ一ドへの結合に よる損失を 5 d B以上にする第 4の屈折率格子部、 前述の第 1の屈折率格子部ま たは第 2の屈折率格子部の少なくとも何れか一つの屈折率格子部が形成されてい る。
また、 本発明の複数直列型 F B Gは、 光ファイバのコアに、 前述の第 4の屈折 率格子部が形成され、 この第 4の屈折率格子部と直列に、 前述の第 1〜第 4の屈 折率格子部の少なくとも何れか一つの屈折率格子部が形成されている。
さらに、 本発明の複数直列型 F B Gは、 光ファイバのコアに、 前述の第 1の屈 折率格子部が形成され、 この第 1の屈折率格子部と直列に、 前述の第 1〜第 4の 屈折率格子部の少なくとも何れか一つの屈折率格子部が形成されている。
また、 本宪明の複数直列型 F B Gは、 光ファイバのコアに、 前述の第 2の屈折 率格子部が形成され、 この第 2の屈折率格子部と直列に、 前述の第 1〜第 4の屈 折率格子部の少なくとも何れか一つの屈折率格子部が形成されている。
これらの本発明の複数直列型 F B Gによれば、 多重反射光がクラッドモードに 高効率に結合する機能を備え、 さらに、 基本モード （逆方向） への結合とクラッ ドモードへの結合の複合により、 従来の F B Gや S F B Gより遮断特性を向上さ せることができる。
また、 本発明の複数直列型 F B Gは、 光ファイバのコアに、 所定のスラント角 を有する前述の第 1の屈折率格子部または第 2の屈折率格子部が形成され、 当該 屈折率格子部と直列に、 前述のスラント角と逆符号のスラント角を有する前述の 第 1の屈折率格子部または第 2の屈折率格子部が形成されている。
本発明の複数直列型 F B Gによれば、 多重反射光を高効率でクラッドモードに 変換させ、 より一層遮断特性を向上させることができる。
次に、 本発明の光ファイバ型カプラは、 ポートを備えており、 かかるポートは、 前述の Q S F B Gまたは複数直列型 F B Gの何れかを備えている。
本発明の光ファイバ型力ブラによれば、 光ファイバ型力ブラを構成する COM ポートに、 QS FBGまたは複数直列型 FBGを備えていることから、 高い遮断 量を確保することができると共に、 WDM伝送システムを簡易にかつ安価に構築 することができる。
また、 本発明の光コネクタは、 光コネクタ中に、 前述の QS FBGまたは複数 直列型 F B Gの何れかが実装されている。
本発明の光コネクタによれば、 本発明に係る QSFBGまたは複数直列型 FB Gがフエルールに実装されプラグタイプとされていることから、 高い遮断量を確 保することができると共に、 当該光コネクタを光伝送路に配設された他のコネク タに着脱自在に接続することができ、 ひいては、 WDM伝送システムを簡易にか つ安価に構築することができる。 十分な帯域遮断量を確保することができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の第 1の実施例に係る QS FBGの縦断面図である。
図 2は、 本発明の第 1の実施例に係る Q S F B Gの透過特 1"生を示す説明図であ る。
図 3は、 本発明の第 2の実施例に係る複数直列型 FBGの縦断面図である。 図 4は、 本発明の第 2の実施例に係る複数直列型 F B Gの反射特性を示す説明 図である。
図 5は、 本発明の複数直列型 F B Gの他の実施例に係る縦断面図である。
図 6は、 本発明の複数直列型 F B Gの他の実施例に係る縦断面図である。
図 7は、 本発明の光ファイバ型力ブラの模式図である。
図 8は、 本発明の光ファイバ型力ブラの製造手順を示す説明図で、 図 8 (a) は 2本の光ファィバ心線の一方に第 1、 第 2の屈折率格子部を設けた状態を示す 説明図、 図 8 (b) は 2本の光ファイバを融着延伸して光分岐結合部を形成した 状態を示す説明図、 図 8 (c) は他方の光ファイバ心線の一部を切除した状態を 示す説明図、 図 8 (d) は光分岐結合部をパッケージ化した状態を示す側面図、 図 8 (e) は図 8 (d) の A— A線断面図である。
図 9は、 本発明の光ファイバ型力ブラの遮断特性を示す説明図で、 図 9 (a) は、 従来の光ファイバ型力ブラの遮断特性を示す説明図、 図 9 (b) は本発明の 光ファイバ型力ブラの遮断特性を示す説明図である。
図 1 0は、 本発明の光ファイバ型力プラを映像配信不要の FTTHシステムに 適用したシステム構成図である。
図 1 1は、 図 10のシステム構成に含まれる本発明の光ファイバ型力ブラを従 来の WDM力ブラに交換することにより構成できる、 映像配信が必要な FTTH システム構成図である。
図 1 2は、 本発明の光コネクタの縦断面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の QS FBG、 複数直列型 FBG、 光ファイバ型力ブラおよび光 コネクタの好ましい実施の形態例について、 図面を参照して説明する。
図 1は、 本発明の第 1の実施例に係る QS FBGの縦断面図を示している。 同 図において、 本発明の QS FBGは、 石英系ガラスを主成分とするコア 4 1と、 このコア 4 1の外周に設けられ、 コア 4 1よりも屈折率の小さいクラッド 4 2 とから成る光ファイバ 4を備えており、 当該コア 4 1には次のようにして、 光軸に沿ってグレーティング間隔が徐々に変化し、 かつファイバ主軸に対してグ レーティングの格子べクトルが傾斜する如く作製される第 1の屈折率格子部 4 1 aまたは第 2の屈折率格子部 41 bが形成されている。 すなわち、 光ファイバ 4 の外側に位相マスク （不図示） を光ファイバ 4の軸線に対して斜めに配置し、 こ の位相マスクの外側から紫外光 （不図示） を照射する。 これにより、 コア 4 1の 所定箇所に光軸に沿ってグレーティング間隔が徐々に変化し、 かつファイバ主軸 に対してグレーティングの格子べクトルが傾斜する如く第 1の屈折率格子部 41 aまたは第 2の屈折率格子部 41 bが形成される。
なお、 第 1の屈折率格子部 41 aまたは第 2の屈折率格子部 41 bは、 光の伝 搬方向に沿って長波長側領域から短波長側領域に徐々に変化するように設け ることが望ましい。 これにより、 長波長領域側から入射する信号光は、 グレー ティングにおいてクラッドモードに変換され、 当該反射光がコア中に伝搬されず、 遮断領域の反射を抑制することができる。
以上の Q S F B Gは、 具体的には次のようにして製作される。
すなわち、 コア径8 ^111、 比屈折率差 0. 3%のコア 4 1に、 G eを含有させ てクラッド径 1 25 ; mの光ファイバ 4を作製し、 この光ファイバ 4に、 Arィ オンレーザ第二高調波 （ = 244 nm) を用いて位相マスク法により、 スラン ト角 （0) が 2° の QSFBGを形成した。 ここで、 チヤープト 'グレーティン グの位相マスクの中心ピリオド （2 Λ) は、 1 076 nm、 ピリオドのチヤープ 率 （C) は 0. 56 nm/ini 、 第 1、 第 2の屈折率格子部 41 a、 4 1 bの長 さ （G) は 20 mm、 第 1、 第 2の屈折率格子部 4 1 a、 4 1 b中の実効屈折率 (N) は 1. 447、 屈折率変調は 3 X 1 0 3とされている。
上記の実施例において、 スラント角 （Θ) が 0. 2〜2° で、 遮断量が 1 0 d B以上の場合において、 入射光を 90%以上の反射率で反射させ、 かつクラッド モードへの結合による損失を 5 d B未満にするための第 1の屈折率格子部 4 1 a を有する QS FBGを第 1種の QSF BGといい、 スラント角が 1〜3° で、 遮 断量が 1 0 dB以上の場合において、 入射光を 1 0%以上の反射率で反射させ、 かつクラッドモードへの結合による損失を 5 d B以上にするための第 2の屈折率 格子部 4 1 bを有する QS FBGを第 2種の QSFBGという。 なお、 スラント 角 （Θ) とは、 入射光が屈折率の高い領域 (H) で反射する場合のファイバ軸べ タトル （入射光） と格子べクトルとのなす角をいう。
ここで、 第 1種の QS FBGにおいて、 反射率を 90%以上としたのは、 通常 の FBG (第 3の屈折率格子） と同程度の反射 （実質的に全反射） をさせるため である。 また、 第 1種の QS FBGにおいて、 クラッドモードへの結合による損 失を 5 dB未満としたのは、 通常の FBGで見られるクラッドモードへの結合に よる損失と同程度とするためである。 さらに、 第 2種の QSFBGにおいて、 反 射率を 10%以上としたのは、 「反射」 を機能として利用できるようにするため である。 また、 第 2種の QSFBGにおいて、 クラッドモードへの結合による損 失を 5 dB以上としたのは、 通常の FBGで見られるクラッドモードへの結合に よる損失よりも大きくするためである。
以上の FBG、 第 1種または第 2種の Q S FBGおよび S FBG (以下 「FB G群」 という。 ） の単体の反射率は、 J I S C 5 9 0 1— 2QG1光伝送用受動部品 試験方法の 6. 5項で規定する方法 1 (光ブランチングデバイスを用いる方法) または方法 2 (光サーキユレータと全反射終端を用いる方法） において、 光源に A S E (Am p l i f i e d S p o n t a n e o u s Em i s s i o n) 光源、 S L D (S u e r L um i n e s c e n c e D i o d e) 光源、 E E L ED (E d g e Em i s s i o n L i g h t— em i t t i n g D i o d e) 光源 等の高出力の広帯域光源若しくは低 S SE (S o u r c e S p o n t a n e o u s Em i s s i o n) の波長可変レーザ光源を用い、 パワーメータとして波長特 性を計測できる光スぺクトラムアナライザを用いることにより測定することがで きる。 なお、 方法 2においては、 全反射終端に代えて既知の反射率を有する終端 器を用いてもよい。 また、 FBG群の単体のクラッドモードへの結合による損失 については、 C h i r pを有する広帯域の FBG群の場合には、 次式により求め ることができる。
CML= (Rし 2 (X) —RL1 (λ) ) /2
CML (λ) ：クラッドモードへの結合による損失
R Li (1) ： C h i r p方向に （格子間隔の短い方から） 試験光を入射 して得た反射減衰量 （スぺクトル）
R L2 (λ) ： C h i r p方向の逆に （格子間隔の長い方から） 試験光を 入射して得た反射減衰量 （スぺクトル）
上式において、 両測定値の差はクラッドモードへの結合による損失の寄与を示 す。 すなわちクラッドモードへの結合による損失は B r a g g波長より数 nm短 い波長領域に発生するため、 C h i r p方向から試験光を入射する場合にはクラ ッドモードへの結合による損失を受けることなく B r a g g反射されるが、 逆方 向から入射する場合にはその波長の B r a g g反射点に至るまでの間にクラッド モードへの結合による損失を受けるため （その波長よりも数 nm長い B r a g g 波長の領域、 すなわちその波長にクラッドモードへの結合による損失を与える領 域を通過するので、 クラッドモードへの結合による損失を受ける） 、 両測定値の 差はクラッドモードへの結合による損失の寄与を示すことになる。 なお、 2で除 したのは、 反射測定であるため試験光はクラッドモードへの結合による損失を与 える区間を往復しており、 クラッドモードへの結合による損失の効果を二重に受 けているためである。
以上の第 1の実施例に係る第 1種、 第 2種の QS FBGによれば、 通常の FB Gと従来の SFBGの中間的な特性を有し、 また、 通常の FBGの機能、 すなわ ち、 基本モードで伝搬する入射光を逆方向の基本モードに変換 （反射） する機能 と、 従来の S FBGの機能、 すなわち、 反射光をクラッドモードに結合させる機 能との複合により高い遮断量を確保することができる。 特に、 第 2種の QS FB Gにおいては、 基本モードへの結合とクラッドモードへの結合の複合作用により、 FBGや SFBGよりも高い遮断特性を有する。
図 2は、 従来の FBGおよび SFBGと、 本発明における第 1の実施例に係る 第 2種の Q S FBGの透過スペク トル、 すなわち入力波長 （nm) と透過率 （d B) との関係を示している。 同図において、 細線 W1はスラント角 (Θ) が 0° の従来の FBGを、 太線 W 2はスラント角 （Θ) が 2° の本発明の第 2種の QS FBGを、 点線 W3はスラント角 （0) が 4° の従来の SFBGの特性を示して いる。 同図より、 本発明の第 2種の QSFBGは、 1 5 50〜 1 56 5 nmの帯 域において、 40〜 80 d B程度の範囲で光信号を遮断できることが分かる。 図 3は、 本究明の第 2の実施例に係る複数直列型 F B Gの縦断面図を示してい る。 なお、 同図において、 図 1と共通する部分には同一の符号を付して詳細な説 明を省略する。 図 3において、 本発明の複数直列型 FBGは、 石英系ガラスを主 成分とするコア 41と、 このコア 41の外周に設けられ、 コア 41よりも屈折率 の小さいクラッド 4 2とから成る光ファイバ 4を備えており、 当該コア 4 1 には次のようにして、 前述の第 1種、 第 2種の Q S F B G (第 1、 第 2の屈 折率格子部 4 1 a、 4 1 b) が直列に形成されている。 すなわち、 第 1の実施例 と同様に、 光ファイバ 4の外側に位相マスクを光ファイバ 4の軸線に対して斜 めに配置し、 この位相マスクの外側から紫外光を照射する。 これにより、 コア 4 1の所定箇所に第 1種の Q S F BG (第 1の屈折率格子部 4 1 a) が形成され る。 次いで、 この状態で光ファイバ 4を軸方向にずらして、 前述と同様に紫外 光を照射することにより、 第 2種の QS FBG (第 2の屈折率格子部 41 b) が形成される。
ここで、 第 1種、 第 2種の QS FBG (第 1、 第 2の屈折率格子部 41 a、 41 b) は、 第 1の実施例と同様に、 それぞれ光の伝搬方向に沿って長波長 側領域から短波長側領域に徐々に変化するように設けられており、 第 1種の QS FBG (第 1の屈折率格子部 41 a) と第 2種の QS FBG (第 2の屈折 率格子部 4 l b) との間には、 1mm程度の平坦領域 （グレーティングが書き込 まれない領域） が設けられている。
以上の第 2の実施例に係る複数直列型 F B Gは、 具体的には次のように製作さ れる。
すなわち、 コア径 8/zm、 比屈折率差 0. 3%のコア 41に、 G eを含有させ てクラッド径 1 25 μπιの光ファイバ 4を作製し、 この光ファイバ 4に、 K r F エキシマレーザ （;i = 248 nm) を用いて位相マスク法により、 スラント角 (Θ) が 2° の第 1種、 第 2種の QS FBG (第 1、 第 2の屈折率格子部 41 a、 41 b) を直列に形成した。 ここで、 チヤ一プト 'グレーティングの位相マ スクの中心ピリオド （2Λ) は、 1 140 nm、 ピリオドのチヤープ率 （C) は 1. 2nmZmm、 第 1種、 第 2種の QSFBG (第 1、 第 2の屈折率格子部 41 a、 41 b) の長さ （G) は 8mm、 第 1種、 第 2種の QS FBG (第 1、 第 2の屈折率格子部 41 a、 41 b) 中の実効屈折率 （N) は 1. 447、 屈折 率変調は 3 X 10" 3とされている。 なお、 前述の実施例においては、 第 1種、 第 2種の QS FBG (第 1、 第 2の屈折率格子部 41 a、 41 b) 間の間隔を 1 mmにしているが、 2 O Omm以下、 具体的には、 数〜数十ミリとしてもよい。 以上の第 2の実施例に係る複数直列型 F B Gによれば、 従来の F B Gや S F B Gよりも高い遮断特性を有し、 高反射率を確保することができ、 さらに多重反射 光をクラッドモードに高効率に変換し、 ビート発生を抑制することができる。 特 に、 後述するように、 二つの第 2種の QS FBGを 2段連結した場合においては、 より一層高い遮断特性を有する。
図 4は、 第 2の実施例に係る複数直列型 FBGの反射スぺクトル、 すなわち入 力波長 （nm) と反射率 (dB) との関係を示している。 同図において、 細線 W4は従来の FBG (1段の FBG) を、 太線 W 5は第 2 の実施例に係る複数直列型 FBGを示している。 同図から、 本発明の複数直列 型 FBGにおいては、 1 5 40 1 5 6 0 nmの帯域の信号が 1 0 0 %近く反 射される一方、 B r a g g波長近傍の帯域外反射が小さいことが分かる。 以上の実施例においては、 スラント角 （Θ ) が 2° の二つの QS F BGを 2段 連結した場合について述べているが、 後述するように、 F BG S F B G 第 1種、 第 2種の Q S FBGを組合せて 2段連結してもよい。
表 1は、 F B G S F B G、 第 1種、 第 2種の Q S F B Gを 2段連結する 場合の組合せの態様とその機能を示している。
【表 1】
Figure imgf000013_0001
表 1から、 試料番号 2 1 6において、 F B Gの 2段連結の場合に生じる 多重反射をクラッドモードに結合できることが分かり、 特に、 試料番号 3 7 9 1 2においては、 他の試料番号より、 さらに遮断量おょぴ反射率が高いこ とが分かる。
ここで、 主な FB Gの 2段連結の特性をみると、 先ず、 試料番号 1、 すなわ ち同一設計の二つの FBGを直列に形成した場合においては、 遮断量が中で、 反 射率が高いものの、 前段の FBGと後段の FBG間で多重反射を受け、 F a b r y-P e r o t共振が発生し、 ひいてはスぺクトル特性にリップルが現れるとレヽ う難点がある。 また、 試料番号 16、 すなわち同一構成の二つの SFBGを直列 に形成した場合においては、 遮断量が中で、 二つの S F B G間で多重反射を受け ないものの、 S F B G自身が基本モードをクラッドモードに変換させる作用を有 しているため、 基本モードへ殆ど結合されず、 ひいては反射率が低くなる。 この 低反射率は、 反射が好ましくない伝送システムでは利点となるが、 線路監視シス テムにおいて線路監視光などの反射を積極的に利用する伝送システムでは欠点と なる。 なお、 通常のシングルモードファイバを使用して S F B Gを作成する場合、 クラッドモードへの結合効率を高くすることは困難であり、 高い遮断量の確保は 困難である。
次に、 試料番号 4、 すなわち、 前段に FBGを、 後段に SFBGを直列に形成 した場合においては、 高反射率が得られるため反射光を必要とする伝送システム では有利になるものの、 後段の S F B Gの帯域幅が狭いため、 全体的に使用可能 な帯域が制限される。
続いて、 試料番号 2、 すなわち図 5に示すように、 前段に FBGを後段に第 1 種の QS FBGを直列に形成した場合においては、 前述の試料番号 4と同様に高 反射率が得られるため反射光を必要とする伝送システムでは有利になる。 また、 後段に第 1種の QS FBGが連結されているため、 多重反射光をクラッドモード に高効率に変換し、 ビート発生を抑制できる点で有利になる。 すなわち、 FBG の B r a g g波長と一致する波長の光の大半は、 図 5に示すように、 前段の FB Gによつて反対方向の基本モードに結合される力 一部は前段の F B Gを透過し、 力、かる透過光は後段の第 1種の Q S F B Gにおいて反射し、 この反射光が入射方 向と π— 20 は 「スラント角」 ） の角度をなす方向に反射され、 さらにこの 反射光が前段の FBGでクラッドモードに高効率に変換され、 ひいてはビート発 生が抑制される。 また、 試料番号 6、 すなわち同一設計の二つの第 1種の QS F BGを直列に形成した場合も、 前述の試料番号 4と同様に高反射率が得られるた め反射光を必要とする伝送システムでは有利になる。
また、 試料番号 1 1、 すなわち同一設計の二つの第 2種の QS FBGを 2段連 結した場合においては、 前述の試料番号 6と同様に高反射率が得られ、 ビートも 抑制され、 さらに B r a g g反射とクラッドモードの結合との複合作用により、 他の F B Gの 2段連結より、 より一層高遮断量を得ることができる。
ここで、 試料番号 1 1において、 前段の第 2種の QSFBGと後段の第 2種の QSFBGのスラント角 （0) の関係を最適にすると、 具体的には、 図 6に示す ように、 前段の第 2種の QSFBGのスラント角 （0) を概ね 2° にし、 後段の 第 2種の QSFBGのスラント角 （0) を逆符号 （概ね一 2° ) にすると、 多重 反射光が効率良くクラッドモードに結合されるため、 相乗的に遮断特性をより一 層向上させることができる。
なお、 前述の第 2の実施例においては、 F B Gの 2段連結について述べて いるが、 必要により、 FBGを 3段以上連結してもよい。
図 7は、 第 2の実施例に係る複数直列型 F B Gを用いた光ファイバ型力ブラの 模式図を示している。 なお、 同図において、 図 3と共通する部分に同一の符号を 付して詳細な説明を省略する。
図 7において、 本発明の光ファイバ型カプラ 5は、 上り信号 （1260〜13 60 nm) と下り信号 （ 1480〜 1 580 n m) を合分波するカプラ本体 51 と、 力ブラ本体 51の入力側に装備される COMポート 52と、 力ブラ本体の出 力側に装備される第 1、 第 2の OUTポート 53、 54とを備えている。 ここで、 COMポート 52を構成する光ファイバ心線の先端部には第 1のコネクタ 56が 取り付けられており、 また、 第 1の OUTポート 53 (以下、 「1. 55ポー ト」 という。 ） を構成する光ファイノ L、線の先端部には後述する PD (Ph o t o D i o d e) に接続される第 2のコネクタ 57が、 第 2の OUTポート 54 (以下、 「1. 3ポート」 という。 ） を構成する光ファイバ心線の先端部には後 述する LD (L a s e r D i o d e) に接続される第 3のコネクタ 58が取り付 けられている。
このような構成の光ファイバ型力ブラ 5は、 図 8に示すようにして製造するこ とができる。 なお、 同図において、 図 3および図 7と共通する部分には同一の符 号が付されている。
先ず、 図 8 (a) に示すように、 シングルモードの光ファイバの周囲に樹脂を 被覆した 2本の光ファイバ心線 4 a、 4 bを用意し、 一方の光ファイバ心線 4 a のコアに前述と同様の方法により、 第 1、 第 2の屈折率格子部 4 1 a、 4 l bを 直列に形成する。 そして、 2本の光ファイバ心線 4 a、 4 bの中間部の樹脂被覆 を所定の長さに亘つて除去して光ファイバ 4 a 4 b 'を露出させる。
次いで、 2本の光ファイバ 4 a '、 4 b 'をマイクロパーナ装置などで溶融し ながら融着延伸し所定の分岐比のところで延伸を止める。 これにより、 図 8 (b) に示すように、 光分岐結合部 6およびその両側から延出する第 1〜第 4の 光ファイバ部 6 a〜6 dが得られる。 ここで、 図 8 (c) に示すように、 第 2の 光ファイバ部 6 bに連設される他方の光ファイバ 4 b 'を切除する。
次に、 図 8 (d) (e) に示すように、 光分岐結合部 6および第 1〜第 4の光 ファイバ部 6 a〜6 dを純石英などから成るパッケージ基盤 6 1に設けられた溝 6 1 aに収納するとともに、 第 1〜第 4の光ファイバ部 6 a〜6 dを接着剤 6 2 a、 6 2 bを介してパッケージ基盤 6 1に固定し、 これをステンレス管 6 3など に収納する。 なお、 ステンレス管 6 3の外周には必要により収縮チューブなどの 保護チューブ 64が設けられる。 これにより、 COMポート 5 2、 1. 5 5ポー ト 5 3および 1. 3ポート 54を有する光ファイバ型力ブラ 5を得ることができ る。
図 9 (a) は、 従来の光ファイバ型力ブラの遮断特性を、 図 9 (b) は本発明 の光ファイバ型力ブラの遮断特性を示している。 なお、 図 9 (a) (b) におい て、 細線は 1. 3ポートの遮断特性を、 太線は 1. 5 5ポートの遮断特性を示し ている。
図 9 (a) 力 ら、 従来の光ファイバ型力ブラにおいては、 1. 3ポートでは 1. 3 nm帯域の信号を 100%近く透過している一方、 1. 5 5 nm帯域では信号 を透過しておらず、 また、 1. 55ポートでは 1. 5 5帯域の信号を 1 00%近 く透過している一方、 1. 3 nmの帯域では殆ど信号を透過していないことが分 かる。
また、 図 9 (b) から、 本発明の光ファイバ型カプラにおいては、 1. 3ポー トでは、 従来の光ファイバ型力ブラと同様の遮断特性を有しているものの、 1. . 5 5ポートでは、 1. 3 nm帯域の信号を殆ど透過しておらず、 また、 1. 5 5 n m帯域では信号が切り出されていることが分かる。 なお、 前述の実施例においては、 第 2の実施例に係る複数直列型 FBGを用い た場合について述べているが、 第 1の実施例に係る第 1種の Q S F B Gまたは第 2種の QS FBGを用いてもよい。
図 1 0は、 本発明の光ファイバ型力プラを FTTB (F i b e r To Th e B u i l d i n g) の光加入者アクセスシステムに適用した場合の WDM伝送シ ステムの構成図を示している。 なお、 図 1 0および後述の図 1 1において、 図 3、 図 7および図 8と共通する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略す る。
図 1 0において、 WDM伝送システムは、 局側に設けられる光回線終端装置 (O t i c a l L i n e T e r m i n a l) (以下 「OLTj という。 ） 1 と、 加入者側に設けられる複数の光ネットワーク装置 （Op t i c a l Ne t w o r k Un i t) (以下 「ONU」 という。 ） 2と備えており、 OLT 1と各◦ NU 2間はシングルモード光ファイバ心線などから成る光伝送路 3で接続されて いる。 なお、 図 1 0および後述する図 1 1においては、 説明を簡単にするため、 1台の ONU 2のみが図示されている。
OLT 1は、 1. 3 m帯域の上り信号を受信する受信用の PD (以下 「局側 PD」 という。 ） 1 1と、 1. 49 //m帯域の下り信号を送信する送信用の LD (以下 「第 1の局側 LD」 という。 ） 1 2と、 1. 5 5 Χ Π1帯域の下り信号を送 信する送信用の LD (以下 「第 2の局側 LD」 という。 ） 1 5と、 上り下りの 2 波長を合分波する WDM力ブラ （以下 「局側 WDM力ブラ」 という。 ） 1 3と、 PLC (平面光導波路） スプリッタ 14と、 力ブラ 1 6とを備えている。 また、 ONU2は、 1. 49 /im帯域の下り信号を受信する受信用の PD (以下 「第 1 の加入者側 PD」 という。 ） 2 1と、 1. 3 μιη帯域の上り信号を送信する送信 用の LD (以下 「加入者側 LD」 という。 ） 22と、 本発明の光ファイバ型カブ ラ （以下 「加入者側 WDM力プラ） という。 ） 5とを備えている。
ここで、 第 1の局側 LD 1 2および第 2の局側 LD 1 5はカプラ 1 6に接続さ れ、 このカプラ 1 6には局側 WDMカプラ 1 3が接続されている。 また、 局側 P D 1 1は局側 WDMカプラ 1 3に接続され、 この局側 WDMカプラ 1 3には P L Cスプリツタ 14が接続されている。 次に、 加入者側 WDMカプラ 5の第 2のコ ネクタ 57は加入者側 PD 21に、 第 3のコネクタ 58は加入者側 LD 22にそ れぞれ接続されている。 また、 加入者側 WDMカプラ 5の第 1のコネクタ 56は アダプタ 26に接続され、 このアダプタ 26には第 4のコネクタ 24が接続され ている。 さらに、 第 4のコネクタ 24には光伝送路 3を介して P LCスプリッタ 14が接続されている。
このような構成の WD M伝送システムにおいては、 伝送路内のファイバブラッ ダグレーテイングと力ブラが一体化されていることから、 すなわち加入者側 WD M力ブラ 5の C OMポートを構成する光フアイバのコアに第 1、 第 2の屈折率格 子部 41 a、 41 bが直列に形成されていることから、 1. 55 nm帯域の下り 信号を遮断することができる。 また、 長波長領域側から入射する信号光は、 スラ ント型のグレーティングにおいて反射され、 当該反射光がコア 41中に伝搬され ないことから、 遮断領域の反射を抑制することができる。
従って、 本発明の WDM伝送システムによれば、 現用の FT TBシステムを構 成する光伝送路のアダプタやコネクタに、 本発明の光ファイバ型力ブラ 5を着脱 自在に接続することで、 「映像配信」 が不要の FTTH (F i b e r To Th e Home) システムを簡易に力つ安価に構築することができる。
次に、 「映像配信」 が不要の FTTHシステムを 「映像配信」 が必要の FT T Hシステムに切替える場合は、 図 1 1に示すように、 本発明の光ファイバ型カブ ラ 5に代えて従来の光ファイバ型力ブラ 23を接続し、 第 1のコネクタ 56を第 2のアダプタ 26一おょぴ第 5のコネクタ 24 'を介してフィルタ （またはカプ ラ） 28に接続し、 このフィルタ （または力プラ） 28に、 1. 55 m帯域の 下り信号を受信する第 2の加入者側 PD 27を接続し、 さらにフィルタ （または 力プラ） 28を第 6のコネクタ 25 'を介してアダプタ 26に接続すればよい。 これにより、 「映像配信」 不要の FTTHシステムを 「映像配信」 必要の FT THシステムに容易にかつ安価に切替えることができる。
なお、 前述の実施例においては、 第 1、 第 2の屈折率格子部 41 a、 42 b を COMポート側に形成した場合について述べているが、 1. 5 5ポート側に 形成してもよい。
図 12は、 第 1の実施例に係る第 1種の QSFBG、 第 2種の QSFBGまた は第 2の実施例に係る複数直列型 F B Gを用いた S C形光 P A Dコネクタの縦断 面図を示している。 同図において、 S C形光 PADコネクタは、 ハウジング 7を 備えており、 このハウジング 7内の一端部側の中心部にはフエルール 8が配設さ れている。 そして、 このフエルール 8内には、 前述の第 1種の QSFBG、 第 2 種の QSFBGまたは複数直列型 FBGの何れかが装着されている。 この実施例 では複数直列型 FBG 9が装着されている。 なお、 この光コネクタの一端部側は 雄形構成とされ、 他端部側は雌形構成とされている。
この実施例によれば、 複数直列型 F B G 9などがフエルールに実装され、 プラ グタイプとされていることから、 当該光コネクタを光伝送路に配設された他のコ ネクタに着脱自在に接続することができ、 ひいては、 WDM伝送システムを簡易 にかつ安価に構築することができる。 また、 COMポートの先端部に当該光コネ クタを接続した場合においては、 当該光コネクタを光伝送路の光ネットワーク装 置側に配設されたコネクタに着脱自在に接続することができる。 産業上の利用の可能性
以上の説明から明らかなように、 本発明の QSFBGによれば、 1段の FBG で、 FBGと S FBGの中間的な特性を有すると共に、 FBGの機能と SFBG の機能の複合により高い遮断量を確保することができる。 また、 本発明の複数直 列型 FBGによれば、 B r a g g波長近傍の帯域外反射が小さく、 多重反射をク ラッドモードに変換し、 ひいてはビートの発生を抑制することができる。 さらに、 本発明の光ファイバ型カプラによれば、 光フアイバ型カプラを構成する C O Mポ ートに、 本発明の QSFBGまたは複数直列型 FBGを備えていることから、 高 い遮断量を確保することができると共に、 WDM伝送システムを簡易にかつ安価 に構築することができる。 また、 本発明の光コネクタによれば、 本発明の QSF BGまたは複数直列型 FBGがフエルールに実装されプラグタイプとされている こと力、ら、 高い遮断量を確保することができると共に、 当該光コネクタを光伝送 路に配設された他のコネクタに着脱自在に接続することができ、 ひいては、 WD M伝送システムを簡易にかつ安価に構築することができる。

Claims

請求の範囲
1 . 光ファイバのコアに、 ファイバ主軸に対してグレーティングの格子ベクトル が傾斜する如く作成され、 入射光を 9 0 %以上の反射率で選択的に反射し、 かつ クラッドモードへの結合による損失を 5 d B未満にする第 1の屈折率格子部を備
5 えることを特徴とする擬スラント型ファイバブラッググレーティング。
2. 光ファイバのコアに、 ファイバ主軸に対してグレーティングの格子ベクトル が傾斜する如く作成され、 入射光を 1 0 %以上の反射率で選択的に反射し、 かつ クラッドモードへの結合による損失を 5 d B以上にする第 2の屈折率格子部を備 えることを特徴とする擬スラント型フアイバブラッグダレ―ティング。
10 3 . 光ファイバのコアに、 ファイバ主軸に対してグレーティングの格子ベクトル が平行になる如く作成され、 入射光を実質的に 1 0 0 %の反射率で選択的に反射 し、 かつクラッドモードへの結合による損失を 5 d B未満にする第 3の屈折率格 子部が形成され、 この第 3の屈折率格子部と直列に、 ファイバ主軸に対してグレ 一ティングの格子べクトルが傾斜する如く作成され、 入射光を 1 0 %未満の反射
15 率で選択的に反射し、 かつクラッドモードへの結合による損失を 5 d B以上にす る第 4の屈折率格子部、 請求項 1記載の第 1の屈折率格子部または請求項 2記載 の第 2の屈折率格子部のうち少なくとも何れか一つの屈折率格子部が形成されて いることを特徴とする複数直列型ファイバブラッググレーティング。
4. 光ファイバのコアに、 請求項 3記載の第 4の屈折率格子部が形成され、 この2-0— 第 4の屈折率格子部と直列に、 請求項 1記載の第 1の屈折率格子部、 請求項 2記 載の第 2の屈折率格子部、 請求項 3記載の第 3の屈折率格子部または請求項 3記 載の第 4の屈折率格子部のうち少なくとも何れか一つの屈折率格子部が形成され ていることを特徴とする複数直列型フ了ィバブラッグダレーティング。
5 . 光ファイバのコアに、 請求項 1記載の第 1の屈折率格子部が形成され、 この 25 第 1の屈折率格子部と直列に、 請求項 1記載の第 1の屈折率格子部、 請求項 2記 載の第 2の屈折率格子部、 請求項 3記載の第 3の屈折率格子部または請求項 3記 載の第 4の屈折率格子部のうち少なくとも何れか一つの屈折率格子部が形成され ていることを特徴とする複数直列型フアイバブラッグダレーティング。
6 . 光ファイバのコアに、 請求項 2記載の第 2の屈折率格子部が形成され、 この 第 2の屈折率格子部と直列に、 請求項 1記載の第 1の屈折率格子部、 請求項 2記 載の第 2の屈折率格子部、 請求項 3記載の第 3の屈折率格子部または請求項 3記 載の第 4の屈折率格子部のうち少なくとも何れか一つの屈折率格子部が形成され ていることを特徴とする複数直列型ファィバブラッグダレーティング。
7 . 光ファイバのコアに、 所定のスラント角を有する請求項 1記載の第 1の屈折 率格子部または請求項 2記載の第 2の屈折率格子部が形成され、 この第 1の屈折 率格子部または第 2の屈折率格子部と直列に、 前記スラント角と逆符号のスラン ト角を有する前記第 1の屈折率格子部または前記第 2の屈折率格子部が形成され ていることを特徴とする複数直列型ファィバブラッグダレーティング。
8 . ポートを有する光ファイバ型力ブラにおいて、 前記ポートは、 請求項 1若し くは請求項 2記載の擬スラント型ファイバブラッググレーティングまたは請求項 3乃至請求項 7の何れ力記載の複数直列型ファィバブラッグダレーティングを備 えていることを特徴とする光ファイバ型力ブラ。
9 . 光コネクタ中に、 請求項 1若しくは請求項 2記載の擬スラント型ファイバブ ラッグダレーティングまたは請求項 3乃至請求項 Ίの何れ力、記載の複数直列型フ アイバブラッググレーティングが実装されていることを特徴とする光コネクタ。
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