WO2017217539A1 - 結合型マルチコア光ファイバの軸合わせ方法 - Google Patents

結合型マルチコア光ファイバの軸合わせ方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2017217539A1
WO2017217539A1 PCT/JP2017/022349 JP2017022349W WO2017217539A1 WO 2017217539 A1 WO2017217539 A1 WO 2017217539A1 JP 2017022349 W JP2017022349 W JP 2017022349W WO 2017217539 A1 WO2017217539 A1 WO 2017217539A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
face
optical fiber
cores
mcf
coupled
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/022349
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
洋宇 佐久間
長谷川 健美
Original Assignee
住友電気工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 住友電気工業株式会社 filed Critical 住友電気工業株式会社
Priority to EP17813432.6A priority Critical patent/EP3474050A4/en
Priority to JP2018524041A priority patent/JPWO2017217539A1/ja
Priority to CN201780036194.2A priority patent/CN109313313A/zh
Publication of WO2017217539A1 publication Critical patent/WO2017217539A1/ja
Priority to US16/215,726 priority patent/US20190113682A1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/255Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding
    • G02B6/2555Alignment or adjustment devices for aligning prior to splicing
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02Optical fibres with cladding with or without a coating
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02042Multicore optical fibres
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/028Optical fibres with cladding with or without a coating with core or cladding having graded refractive index
    • G02B6/0288Multimode fibre, e.g. graded index core for compensating modal dispersion
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/262Optical details of coupling light into, or out of, or between fibre ends, e.g. special fibre end shapes or associated optical elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/255Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding
    • G02B6/2551Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding using thermal methods, e.g. fusion welding by arc discharge, laser beam, plasma torch
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/255Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding
    • G02B6/2553Splicing machines, e.g. optical fibre fusion splicer

Definitions

  • the present invention relates to an axis alignment method for a coupled multi-core optical fiber.
  • Patent Document 1 discloses a technique related to a coupled multi-core optical fiber (Coupled-Core Multicore Fiber, hereinafter referred to as “(CC-MCF”)).
  • CC-MCF Coupled-Core Multicore Fiber
  • the inventors have studied the conventional CC-MCF alignment method and found the following problems.
  • Multi-core optical fiber in which multiple cores are provided in a single optical fiber, increases the spatial density of information transmission, and enables underground conduits and submarine cables. It is expected as a device that improves the utilization efficiency of the cross-sectional area of limited communication channels.
  • a coupled multi-core optical fiber Coupled-Core Multi Core Fiber: hereinafter referred to as “CC-MCF”
  • CC-MCF Coupled-Core Multi Core Fiber
  • the spatial density of the transmission amount can be further increased.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an alignment method capable of realizing a desired coupling state between CC and MCF with a simple device configuration.
  • the CC-MCF axis alignment method is a method for performing axis alignment between the first CC-MCF and the second CC-MCF, and includes a preparation step, a first step, and a first step. And a second step, a third step, and a determination step.
  • first and second CC-MCFs are prepared.
  • the first CC-MCF includes a first end face, a second end face facing the first end face, and a plurality of first cores extending from the first end face toward the second end face.
  • the second CC-MCF has a first end face, a second end face facing the first end face, and a plurality of second cores extending from the first end face toward the second end face.
  • the first step the second end face of the first CC-MCF and the first end face of the second CC-MCF are arranged facing each other.
  • the second step one or both of the relative position and the relative angle between the second end face of the first CC-MCF and the first end face of the second CC-MCF are changed.
  • measurement light is supplied to the second CC-MCF via the first CC-MCF. Thereafter, light including a plurality of super modes emitted from the second end face of the second CC-MCF is detected.
  • the coupling efficiency index at the relative position and the relative angle changed in the second step is calculated.
  • the coupling efficiency index is defined as a value obtained by accumulating the coupling efficiencies from one of the first cores to one of the second cores for all the second cores and averaging it for all the first cores.
  • the coupling efficiency indexes obtained by repeatedly performing the set of the second step and the third step are compared. Based on the comparison result, a relative position and a relative angle at which a desired coupling state is realized between the plurality of first cores and the plurality of second cores are determined.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1 and showing a cross section perpendicular to the central axis of the first and second CC-MCFs.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. 1, showing a cross section perpendicular to the central axis of the first and second multimode optical fibers.
  • the CC-MCF (coupled multi-core optical fiber) axial alignment method is a method for performing axial alignment between the first CC-MCF and the second CC-MCF.
  • first and second CC-MCFs are prepared.
  • the first CC-MCF includes a first end face, a second end face facing the first end face, and a plurality of first cores extending from the first end face toward the second end face.
  • the second CC-MCF has a first end face, a second end face facing the first end face, and a plurality of second cores extending from the first end face toward the second end face.
  • the first step the second end face of the first CC-MCF and the first end face of the second CC-MCF are arranged facing each other.
  • the second step one or both of the relative position and the relative angle between the second end face of the first CC-MCF and the first end face of the second CC-MCF are changed.
  • measurement light is supplied to the second CC-MCF via the first CC-MCF. Thereafter, light including a plurality of super modes emitted from the second end face of the second CC-MCF is detected.
  • the coupling efficiency index at the relative position and the relative angle changed in the second step is calculated.
  • the coupling efficiency index is defined as a value obtained by accumulating the coupling efficiencies from one of the first cores to one of the second cores for all the second cores and averaging them for all the first cores. Is done.
  • the coupling efficiency indexes obtained by repeatedly performing the set of the second step and the third step are compared. Based on the comparison result, a relative position and a relative angle at which a desired coupling state is realized between the plurality of first cores and the plurality of second cores are determined.
  • a first multimode optical fiber having a core diameter that can include all of the end faces of the plurality of first cores arranged on the first end face of the first CC-MCF (hereinafter, “ The MMF is arranged so that one end face of the first MMF faces the first end face of the first CC-MCF.
  • measurement light is incident on the other end face of the first MMF. Accordingly, measurement light can be incident on all of the plurality of first cores arranged on the first end face of the first CC-MCF with a simple configuration.
  • the second MMF having a core diameter that can include all of the end surfaces of the plurality of second cores arranged on the second end surface of the second CC-MCF is one end surface of the second MMF. Is arranged to face the second end face of the second CC-MCF.
  • light including a plurality of super modes output from the other end face of the second MMF is detected. Also in this case, light (including a plurality of super modes) propagated through a plurality of second cores in the second CC-MCF can be detected in a lump with a simple configuration.
  • the CC-MCF axis alignment method includes, as one aspect thereof, a preparation step, a first step, a second step, and a third step for calculating enhancement data from image information. And a determination step.
  • a first CC-MCF and a second CC-MCF are prepared.
  • the first CC-MCF includes a first end face, a second end face facing the first end face, and a plurality of first cores extending from the first end face toward the second end face.
  • the second CC-MCF has a first end face, a second end face facing the first end face, and a plurality of second cores extending from the first end face toward the second end face.
  • the second end face of the first CC-MCF and the first end face of the second CC-MCF are arranged facing each other.
  • one or both of the relative position and the relative angle between the second end face of the first CC-MCF and the first end face of the second CC-MCF are changed.
  • the second end face of the second CC-MCF is imaged. At the same time, a portion including the end including the second end face of the first CC-MCF and the end including the first end face of the second CC-MCF is imaged.
  • the coupling efficiency index at the relative position and the relative angle changed in the second step is calculated from the positional information of the plurality of first cores and the plurality of second cores obtained from the captured images.
  • the coupling efficiency index integrates the coupling efficiency from one of the first core guided modes to one of the second core guided modes for all the guided modes of all the second cores, It is defined by a value obtained by averaging it for all the first core waveguide modes.
  • the desired coupling between the plurality of first cores and the plurality of second cores is performed by comparing each coupling efficiency index obtained by repeatedly performing the set of the second step and the third step. The relative position and relative angle at which the state is realized is determined.
  • each of the plurality of first cores belongs to one or more sets each including two or more cores optically coupled to each other.
  • each of the plurality of second cores belongs to one or more of the sets including two or more cores optically coupled to each other. According to the axis alignment method, even with such a CC-MCF, axis alignment can be performed with a simple device.
  • each aspect listed in this [Description of Embodiments of the Invention] is applicable to each of all the remaining aspects or to all combinations of these remaining aspects. .
  • FIG. 1 is a perspective view showing one step of the axis alignment method according to the first embodiment.
  • the axis alignment method of the present embodiment is a method for performing axis alignment between the CC-MCF 10A (first CC-MCF) and the CC-MCF 10B (second CC-MCF), and includes the light source 3, the MMF 20A (first MMF), and the like. , MMF 20B (second MMF) and photodetector 5 are used.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1, and shows a cross section perpendicular to the central axis C1 of each of the CC-MCFs 10A and 10B. As shown in FIG.
  • each of the CC-MCFs 10 ⁇ / b> A and 10 ⁇ / b> B has a plurality of (four in the drawing) cores 11, a clad 12 surrounding these cores 11, and a coating 13 covering the outer periphery of the clad 12. .
  • the intervals between the plurality of cores 11 are extremely close compared to the non-bonded MCF.
  • the diameter of the core 11 is 10 ⁇ m
  • the interval between the core centers of the core 11 is 11 ⁇ m.
  • the mode coupling coefficient between adjacent cores 11 in CC-MCF 10A and the mode coupling coefficient between adjacent cores 11 in CC-MCF 10B are both 1 (1 / m) or more.
  • the power coupling coefficient between adjacent cores 11 in the CC-MCF 10A and the power coupling coefficient between adjacent cores 11 in the CC-MCF 10B are both 10 (1 / km) or more.
  • the mode coupling coefficient is a ratio of complex amplitudes of components coupled to another mode when a certain mode propagates a unit length. More specifically, as described in Non-Patent Document 1, it is defined as a coefficient of a mode coupling equation.
  • the mode coupling coefficient between the base modes defined in each of the adjacent cores is referred to as a mode coupling coefficient between the cores.
  • the power coupling coefficient is the ratio of the power of components that are coupled to another mode when a certain mode propagates the unit length. More specifically, as described in Non-Patent Document 1, it is defined as a coefficient of a power coupling equation.
  • a power coupling coefficient between base modes defined for each adjacent core in one MCF is referred to as a power coupling coefficient between cores.
  • the core 11 may extend spirally along the central axis C1 with the central axis C1 as the center. The period of the spiral is, for example, 0.5 (m) or less.
  • the core 11 and the clad 12 are mainly composed of silica glass to which Ge or F is added.
  • the core 11 and the clad 12 may contain chlorine (Cl) mixed in a dehydration process during preform production.
  • the core 11 and the clad 12 may contain an alkali metal element or alkaline earth metal element such as Na, K, Rb, Cs, and Ca having an effect of reducing the viscosity of the glass.
  • the coating 13 is made of an ultraviolet curable resin.
  • the coating 13 may be composed of a plurality of layers.
  • the layer on the clad 12 side has a lower Young's modulus than the outer layer (for example, the outermost layer)
  • a component that causes microbending can be attenuated.
  • the component which produces a microbend means the component which acts on a glass part (the core 11 and the clad
  • the outermost layer of the coating 13 visually recognized from the outside is colored, so that the CC-MCFs 10A and 10B can be easily identified.
  • the MMFs 20A and 20B each have one end face 20c and the other end face 20d.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. 1, and shows a cross section perpendicular to the central axis C2 of the MMFs 20A and 20B.
  • the MMFs 20 ⁇ / b> A and 20 ⁇ / b> B have a single core 21, a clad 22 that surrounds the core 21, and a coating resin 23 that covers the outer periphery of the clad 22.
  • the diameter of the core 21 of the MMF 20A is large enough to include all the cores 11 of the CC-MCF 10A.
  • the diameter of the core 21 of the MMF 20B is large enough to include all the cores 11 of the CC-MCF 10B. In one example, the diameter of these cores 21 is 100 ⁇ m.
  • the CC-MCFs 10A and 10B are arranged so that their one end faces 10c are coaxial and face each other.
  • the CC-MCFs 10A and 10B are fixed to the fusion splicer.
  • the MMF 20A is arranged so that one end face 20c thereof faces the other end face 10d of the CC-MCF 10A coaxially.
  • the MMF 20B is arranged so that one end face 20c thereof is coaxially opposed to the other end face 10d of the CC-MCF 10B.
  • Each of the one end surfaces 20c of the MMFs 20A and 20B and the other end surfaces 10d of the CC-MCFs 10A and 10B may be in contact with each other.
  • the light source 3 outputs measurement light L1.
  • the wavelength of the measurement light L1 is 1.55 ⁇ m
  • the light source 3 is, for example, an LED.
  • the light source 3 is optically coupled to the other end surface 20d of the MMF 20A. That is, the light source 3 is optically coupled to the other end surface 10d of the CC-MCF 10A via the MMF 20A.
  • the photodetector 5 detects the measurement light L1 that has passed through the CC-MCFs 10A and 10B.
  • the photodetector 5 includes, for example, a photodiode and a power meter.
  • the photodetector 5 is optically coupled to the other end surface 20d of the MMF 20B. That is, the photodetector 5 is optically coupled to the other end face 10d of the CC-MCF 10B through the MMF 20B.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the axis alignment method of the present embodiment.
  • the CC-MCFs 10A and 10B prepared in the preparation step are arranged.
  • the one end face 10c of the CC-MCF 10A and the one end face 10c of the CC-MCF 10B are arranged to face each other.
  • the one end face 20c of the MMF 20A is arranged to face the other end face 10d of the CC-MCF 10A.
  • the one end face 20c of the MMF 20B is arranged to face the other end face 10d of the CC-MCF 10B.
  • relative movement means relative movement in the Z direction (first direction) along the central axis C1, relative movement in the X direction (second direction) perpendicular to the central axis C1, and both of these directions.
  • Relative rotation is a change in the relative angle around the central axis C1 (arrow A1 in FIG. 1). Such movement and rotation can be easily realized by using the function of the fusion splicer.
  • the coupling efficiency index of the light L1 propagating in the CC-MCF 10B is collectively evaluated for all the cores 11.
  • the measurement light L1 having a known power is incident on the other end face 20d of the MMF 20A, and the measurement light is collectively applied to all the end faces of the core 11 arranged on the other end face 10d of the CC-MCF 10A.
  • Propagate L1 is generated by the photodetector 5, thereby detecting the power of the light L1 emitted from the other end face 10d of the CC-MCF 10B. Thereafter, the detected power is evaluated as a coupling efficiency index.
  • the “coupling efficiency index” is obtained by integrating the coupling efficiency from one of the cores 11 of the CC-MCF 10A to one of the cores 11 of the CC-MCF 10B for all the cores of the CC-MCF 10B. It means a value obtained by averaging it for all the cores of the CC-MCF 10A, and can be evaluated by the optical power detected by the photodetector 5.
  • the determination step includes the following steps S4 and S5. That is, in this determination step, the second step S2 and the third step S3 are alternately repeated until a sufficient evaluation is obtained (step S4). Then, by comparing the obtained evaluation data (coupling efficiency index), the relative position and relative angle between the one end face 10c of the CC-MCF 10A and the one end face 10c of the CC-MCF 10B are determined (step S5). For example, the relative position and the relative angle are determined so that the power of the light L1 emitted from the other end face 10d of the CC-MCF 10B is maximized (or exceeds a predetermined threshold).
  • the effects obtained by the axis alignment method according to the present embodiment described above are as follows.
  • this axis alignment method the coupling efficiency index is collectively evaluated for all the cores 11 with the end faces 10c of the CC-MCFs 10A and 10B facing each other.
  • the CC-MCFs can be properly aligned, and the coupling loss between the CC-MCFs 10A and 10B can be reduced.
  • the CC-MCF can be performed with a simple device. Axis alignment can be performed.
  • the measurement light L1 is incident on all the cores 11 on the other end face 10d of the CC-MCF 10A in a lump and is emitted from the other end face 10d of the CC-MCF 10B.
  • the power of the light L1 may be detected by the photodetector 5, and the detected power may be evaluated as a coupling efficiency index.
  • the CC-MCF axis alignment can be suitably performed by such a method.
  • the third step S3 is performed with the one end face 20c of the MMF 20A having a core diameter that can include all the cores 11 of the CC-MCF 10A facing the other end face 10d of the CC-MCF 10A.
  • the measurement light L1 may be incident on the other end surface 20d of the MMF 20A.
  • the measurement light L1 can be incident on all the cores 11 on the other end face 10d of the CC-MCF 10A in a lump with a simple configuration.
  • the third step S3 is performed with the one end face 20c of the MMF 20B having a core diameter that can include all the cores 11 of the CC-MCF 10B facing the other end face 10d of the CC-MCF 10B.
  • the light L1 emitted from the other end face 20d of the MMF 20B may be detected.
  • the power of the light L1 propagated in the CC-MCF 10B can be detected for all the cores 11 with a simple configuration.
  • FIG. 5 is a perspective view showing one step of the axis alignment method according to the second embodiment of the present invention.
  • the axis alignment method of the present embodiment is a method for axis alignment of the CC-MCF 10A and the CC-MCF 10B, and uses the light source 3, the MMF 20A, and at least three cameras 31 to 33.
  • the coating 13 is removed from the end portion including the one end face 10c of the CC-MCF 10A, and the coating 13 is also removed from the end portion including the one end face 10c of the CC-MCF 10B.
  • the MMF 20B of the first embodiment is not used.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of images taken by the cameras 31 to 33, respectively.
  • the first camera 31 images the other end face 10d of the CC-MCF 10B from the Z direction along the central axis C1 of the CC-MCF 10B.
  • a captured image of the first camera 31 is shown. From this image, the relative angle ⁇ from the reference position of the core disposed on the other end face 10d is obtained.
  • the second camera 32 images the core position on each end face 10c of the CC-MCFs 10A and 10B irradiated with the light L2 from the X direction perpendicular to the central axis C1.
  • a middle image in FIG. 6 shows a captured image of the second camera 32.
  • the relative position x ( ⁇ ) along the X direction between the core in the CC-MCF 10A and the core in the CC-MCF 10B is obtained.
  • the third camera 33 images the core position on each end face 10c of the CC-MCFs 10A and 10B irradiated with the light L3 from the Y direction perpendicular to both the Z direction and the X direction.
  • a captured image of the third camera 33 is shown.
  • the relative position y ( ⁇ ) along the Y direction between the core in the CC-MCF 10A and the core in the CC-MCF 10B is obtained.
  • using one camera and an optical component such as a mirror, and switching the position and angle of the optical component realizes imaging of the core position from the X direction and the Y direction. Also good.
  • the first step S1 and the second step S2 are the same as those in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
  • the third step S3 the state in which the one end face 10c of the CC-MCF 10A and the one end face 10c of the CC-MCF 10B are arranged facing each other is imaged, and evaluation data calculated based on the obtained image is evaluated as a coupling efficiency index. Is done.
  • the coupling efficiency index is the coupling efficiency from one of the waveguide modes of the core 11 in the CC-MCF 10A to one of the waveguide modes of the core 11 in the CC-MCF 10B.
  • the coupling efficiency to the other core 11 is a crosstalk that lowers the transmission performance. Therefore, in the case of the CC-MCF, the light coupled to the other core is also not coupled with the signal. It differs from uncoupled MCF in that it contributes to transmission. Therefore, in the case of the CC-MCF, it is desirable to maximize the sum of the coupling efficiencies not only for the cores in the CC-MCFs different from the CC-MCFs arranged face-to-face but for all the cores.
  • the facing cores cores in another CC-MCF arranged facing each other
  • adjacent cores in the same CC-MCF
  • the sum of the coupling efficiencies to adjacent cores may be substituted.
  • the rotation angle around the central axis C1 is ⁇
  • a side image from the X direction as a function of ⁇ a side image from the Y direction as a function of ⁇
  • an end surface image from the Z direction at a known ⁇ are acquired by the cameras 31-33.
  • the coupling efficiency is calculated from the relative position of each core 11 calculated based on these images.
  • the coupling efficiency is preferably a mode-dependent coupling efficiency calculated for each super mode propagating through the core 11 in the CC-MCF 10A and the core 11 in the CC-MCF 10B.
  • the mode-dependent coupling efficiency is a difference in coupling efficiency between super modes formed by the coupled cores 11.
  • the third step S3 the state where the one end face 10c of the CC-MCF 10A and the one end face 10c of the CC-MCF 10B are arranged to face each other is imaged, and the coupling calculated based on the obtained image Efficiency may be evaluated as a coupling efficiency index. Even with such a method, the alignment of the CC-MCF can be suitably performed.
  • FIG. 7 is a view showing a modification of each of the above embodiments, and shows a cross section perpendicular to the central axis C1 of the CC-MCF 10E (first CC-MCF) and the CC-MCF 10F (second CC-MCF).
  • the CC-MCFs 10E and 10F of the present modification have a plurality of groups 14 composed of two or more cores 11 coupled to each other.
  • four groups 14 of four cores 11 that are strongly coupled to each other are arranged side by side in the circumferential direction.
  • the light L1 for measurement was output from the light source 3, and the power Pin of the light L1 emitted from the other end face 20d of the MMF 20B was detected by the photodetector 5.
  • CC-MCF 10B was inserted between CC-MCF 10A and MMF 20B, and the measurement system shown in FIG. 1 was prepared.
  • the CC-MCF 10A outputs the measurement light L1 from the light source 3 and detects the power Pout of the light L1 emitted from the other end face 20d of the MMF 20B by the photodetector 5 so that the power Pout becomes maximum.
  • 10B and the CC-MCFs 10A, 10B were fusion spliced.
  • the power Pin was detected as in the first example.
  • CC-MCF 10B was inserted between CC-MCF 10A and MMF 20B, and the measurement system shown in FIG. 5 was prepared.
  • two side images and one end face image were acquired while outputting the measurement light L1 from the light source 3.
  • the coupling efficiency was calculated from the relative position of each core 11 calculated based on these images.
  • the axes were aligned so that the coupling efficiency was maximized, and the CC-MCFs 10A and 10B were fusion spliced.
  • the same measurement system as that in FIG. 1 was configured, and the power Pout was detected.
  • FIG. 8 is a table showing the difference in the logarithmic scale between Pin and Pout in each of the above embodiments, that is, the connection loss. This chart shows the results of trials of each example 5 times and the average value. As is clear from the table of FIG. 8, according to the axis alignment method of each of the above embodiments, the connection loss can be suppressed to a practical value such as less than 0.5 dB.
  • the CC-MCF axis alignment method according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various other modifications are possible.
  • the above-described embodiments may be combined with each other according to a necessary purpose and effect.
  • the CC-MCFs 10A and 10B having the four cores 11 are illustrated as examples.
  • the number of CC-MCF cores is not limited to this, and two or more arbitrary cores may be used. It can be a number.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)

Abstract

本実施形態は、CC-MCF間において所望の結合状態を実現する軸合わせを可能にする方法に関する。当該方法は、第1CC-MCFと第2CC-MCFの相対的な移動および相対的な回転の一方または双方を行うステップと、第1および第2CC-MCFを伝搬した光を検出することで、第1および第2CC-MCF間における結合効率指標を算出するステップの双方を繰り返し行い、得られた結合効率指標それぞれを比較することにより、所望の結合状態を実現する相対位置および相対角度を決定する。

Description

結合型マルチコア光ファイバの軸合わせ方法
 本発明は、結合型マルチコア光ファイバの軸合わせ方法に関するものである。
 特許文献1には、結合型マルチコア光ファイバ(Coupled-Core Multicore Fiber、以下、「(CC-MCF」と記す)に関する技術が開示されている。
特開2014-240943号公報
 発明者らは、従来のCC-MCFの軸合せ方法について検討した結果、以下のような課題を発見した。
 1本の光ファイバの中に複数のコアが設けられたマルチコア光ファイバ(Multi-Core Fiber:以下、「MCF」と記す)は、情報伝送量の空間密度を高め、地中管路や海底ケーブルなどの限られた通信路の断面積の利用効率を高めるデバイスとして期待される。中でも、複数のコアの間で導波モードを結合させる結合型マルチコア光ファイバ(Coupled-Core Multi Core Fiber:以下、「CC-MCF」と記す)によれば、コア間の距離が短いので、情報伝送量の空間密度をより高めることができる。
 従来、MCFの軸合わせの方法としては、接続対象である2つのMCFの一方の端面同士を対面させた状態で、一方のMCFの他端面上に配置された複数のコアそれぞれに光を入射させ、他方のMCFの他端面上に配置された複数のコアそれぞれから出射される光のパワーが最大となるように(すなわち、伝送損失が最小となるように)これらのMCFの軸合わせを行う方法がある。しかしながら、CC-MCFは、複数のコア同士の間隔が極めて近く、隣り合うコア同士が強く結合する。そのため、従来のMCFの軸合わせ方法を用いることができない。一つのコアに入射させた光が他のコアに漏れてしまい、伝送損失を正確に測定することができないからである。CC-MCFを伝搬した複数のスーパーモード(複数のコア間における結合モード)ごとに光を分離し、特殊な装置を用いてモードごとのパワーを検出する方法も考えられるが、そのような特殊な装置は複雑な構成を有しており高価である。
 本発明は上述のような課題を解決するためになされたものであり、簡易な装置構成で、CC-MCF間における所望の結合状態を実現できる軸合わせ方法を提供することを目的としている。
 上述の課題を解決するために、本実施形態に係るCC-MCFの軸合わせ方法は、第1CC-MCFと第2CC-MCFとの軸合わせを行う方法であって、準備ステップと、第1ステップと、第2ステップと、第3ステップと、決定ステップと、を備える。準備ステップでは、第1および第2CC-MCFが用意される。第1CC-MCFは、第1端面と、該第1端面に対向する第2端面と、第1端面から第2端面に向かってそれぞれ延びる複数の第1コアと、を有する。第2CC-MCFは、第1端面と、該第1端面に対向する第2端面と、第1端面から第2端面に向かってそれぞれ延びる複数の第2コアと、を有する。第1ステップでは、第1CC-MCFの第2端面と、第2CC-MCFの第1端面とが対面配置される。第2ステップでは、第1CC-MCFの第2端面と第2CC-MCFの第1端面との相対位置および相対角度の一方または双方が変更される。第3ステップでは、第1CC-MCFを介して第2CC-MCFへ測定用の光が供給される。その後、第2CC-MCFの第2端面から出射された複数のスーパーモードを含む光が検出される。そして、第2ステップで変更された相対位置および相対角度での結合効率指標が算出される。結合効率指標は、第1コアの1つから第2コアの1つへの結合効率を全ての第2コアについて積算し、それを全ての第1コアについて平均化した値として規定される。決定ステップでは、第2ステップおよび第3ステップの組が繰り返し行われることにより得られた結合効率指標それぞれが比較される。この比較結果に基づいて、複数の第1コアと複数の第2コアとの間で所望の結合状態が実現される相対位置および相対角度が決定される。
 本実施形態によれば、CC-MCF間において所望の結合状態が実現するための軸合わせを簡易な装置を用いて行うことが可能になる。
は、本発明の第1実施形態に係る軸合わせ方法の一ステップを示す斜視図である。 は、図1のII-II線に沿った断面図であって、第1および第2CC-MCFの中心軸線に垂直な断面を示す図である。 は、図1のIII-III線に沿った断面図であって、第1および第2マルチモード光ファイバの中心軸線に垂直な断面を示す図である。 は、第1実施形態の軸合わせ方法を示すフローチャートである。 は、本発明の第2実施形態に係る軸合わせ方法の一ステップを示す斜視図である。 は、カメラ31~33それぞれにより撮像された画像の例を示す図である。 は、変形例を示す図であって、第1および第2CC-MCFの中心軸線に垂直な断面を示す。 は、実施例における接続損失を示す図表である。
 [本願発明の実施形態の説明]
  最初に本願発明の実施形態の内容をそれぞれ個別に列挙して説明する。
(1)本実施形態に係るCC-MCF(結合型マルチコア光ファイバ)の軸合わせ方法は、第1CC-MCFと第2CC-MCFとの軸合わせを行う方法であって、その一態様として、準備ステップと、第1ステップと、第2ステップと、第3ステップと、決定ステップと、を備える。準備ステップでは、第1および第2CC-MCFが用意される。第1CC-MCFは、第1端面と、該第1端面に対向する第2端面と、第1端面から第2端面に向かってそれぞれ延びる複数の第1コアと、を有する。第2CC-MCFは、第1端面と、該第1端面に対向する第2端面と、第1端面から第2端面に向かってそれぞれ延びる複数の第2コアと、を有する。第1ステップでは、第1CC-MCFの第2端面と、第2CC-MCFの第1端面とが対面配置される。第2ステップでは、第1CC-MCFの第2端面と第2CC-MCFの第1端面との相対位置および相対角度の一方または双方が変更される。第3ステップでは、第1CC-MCFを介して第2CC-MCFへ測定用の光が供給される。その後、第2CC-MCFの第2端面から出射された複数のスーパーモードを含む光が検出される。そして、第2ステップで変更された相対位置および相対角度での結合効率指標が算出される。本態様において、結合効率指標は、第1コアの1つから第2コアの1つへの結合効率を全ての第2コアについて積算し、それを全ての第1コアについて平均化した値として規定される。決定ステップでは、第2ステップおよび第3ステップの組が繰り返し行われることにより得られた結合効率指標それぞれが比較される。この比較結果に基づいて、複数の第1コアと複数の第2コアとの間で所望の結合状態が実現される相対位置および相対角度が決定される。
(2) この軸合わせ方法においては、第1および第2CC-MCFの端面を互いに対面させた状態で、結合効率指標(第2ステップで変更された相対位置および相対角度での結合状態の評価データ)が、全てのコアについて一括して評価される。本発明者の研究によれば、このような方法であっても、CC-MCF同士の軸合わせが好適に行われ、接続損失の低減が可能になる。そして、この方法によれば、接続対象となる2つのCC-MCFそれぞれを伝搬したスーパーモードごとに光を分離し、特殊な装置を用いてモードごとのパワーを検出する必要がない。そのため、本実施形態によれば、簡易な装置でCC-MCFの軸合わせを行うことが可能になる。
(3)本実施形態の一態様として、第1CC-MCFの第1端面上に配置された複数の第1コアの端面全てを包含し得るコア径を有する第1マルチモード光ファイバ(以下、「MMF」と記す)は、該第1MMFの一方の端面が第1CC-MCFの第1端面に対面するよう、配置される。また、第3ステップにおいて、第1MMFの他方の端面に測定用の光が入射される。これにより、簡易な構成で、第1CC-MCFの第1端面上に配置された複数の第1コア全てに一括して測定用の光を入射させることができる。
(4)本実施形態の一態様として、第2CC-MCFの第2端面上に配置された複数の第2コアの端面全てを包含し得るコア径を有する第2MMFは、第2MMFの一方の端面が第2CC-MCFの第2端面に対面するよう配置される。そして、第3ステップにおいて、第2MMFの他方の端面から出力される複数のスーパーモードを含む光が検出される。この場合も、簡易な構成で、第2CC-MCF内の複数の第2コアを伝搬した光(複数のスーパーモードを含む)を一括して検出することができる。
(5)また、本実施形態に係るCC-MCFの軸合わせ方法は、その一態様として、準備ステップと、第1ステップと、第2ステップと、画像情報から強化データを算出する第3ステップと、決定ステップと、を備える。準備ステップでは、第1CC-MCFと第2CC-MCFが用意される。第1CC-MCFは、第1端面と、該第1端面に対向する第2端面と、第1端面から第2端面に向かってそれぞれ延びる複数の第1コアと、を有する。第2CC-MCFは、第1端面と、該第1端面に対向する第2端面と、第1端面から第2端面に向かってそれぞれ延びる複数の第2コアと、を有する。第1ステップでは、第1CC-MCFの第2端面と、第2CC-MCFの第1端面とが対面配置される。第2ステップでは、第1CC-MCFの第2端面と第2CC-MCFの第1端面との相対位置および相対角度の一方または双方が変更される。第3ステップでは、第2CC-MCFの第2端面が撮像される。同時に、第1CC-MCFの第2端面を含む端部と第2CC-MCFの第1端面を含む端部とを含む部分が撮像される。そして、撮像された画像から得られる複数の第1コアと複数の第2コアとの位置情報から、第2ステップで変更された相対位置および相対角度での結合効率指標が算出される。本態様において、結合効率指標は、第1コアの導波モードの1つから第2コアの導波モードの1つへの結合効率を全ての第2コアの全ての導波モードについて積算し、それを全ての第1コアの導波モードについて平均化した値で規定される。決定ステップでは、第2ステップおよび第3ステップの組を繰り返し行うことにより得られた結合効率指標それぞれを比較することにより、複数の第1コアと複数の第2コアとの間で所希望の結合状態が実現される相対位置および相対角度が決定される。例えばこのような方法により、実際の光測定を行うことなくCC-MCFの軸合わせを好適に行うことができる。
(6)本実施形態の一態様として、複数の第1コアそれぞれは、互いに光学的に結合された2以上のコアで構成された1又はそれ以上の組の何れかに属する。同様に、複数の第2コアそれぞれは、互いに光学的に結合された2以上のコアで構成された1又はそれ以上の組の何れかに属する。当該軸合わせ方法によれば、このようなCC-MCFであっても、簡易な装置で軸合わせを行うことができる。
 以上、この[本願発明の実施形態の説明]の欄に列挙された各態様は、残りの全ての態様のそれぞれに対して、または、これら残りの態様の全ての組み合わせに対して適用可能である。
 [本願発明の実施形態の詳細]
  以下、本実施形態に係るCC-MCFの軸合せ方法の具体的な構造を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。また、図面の説明において同一の要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。
 (第1実施形態)
  図1は、第1実施形態に係る軸合わせ方法の一ステップを示す斜視図である。本実施形態の軸合わせ方法は、CC-MCF10A(第1CC-MCF)と、CC-MCF10B(第2CC-MCF)との軸合わせを行う方法であって、光源3と、MMF20A(第1MMF)と、MMF20B(第2MMF)と、光検出器5とが用いられる。
 CC-MCF10Aは、一端面10c(CC-MCF10Aの第2端面)および他端面10d(CC-MCF10Aの第1端面)を有する。同様に、CC-MCF10Bは、一端面10c(CC-MCF10Bの第1端面)および他端面10d(CC-MCF10Bの第2端面)を有する。ここで、図2は、図1のII-II線に沿った断面図であって、CC-MCF10A,10Bそれぞれの、中心軸線C1に垂直な断面を示す図である。図2に示されたように、CC-MCF10A,10Bそれぞれは、複数(図では4つ)のコア11と、これらコア11を包囲するクラッド12と、クラッド12の外周を覆う被覆13とを有する。複数のコア11同士の間隔は、非結合型のMCFと比較して極めて近い。一例として、コア11の直径が10μmであり、コア11のコア中心間の間隔が11μmである。このようにコア11同士のコア中心間の間隔が短く、光が伝搬するときに互いに強く結合することから、これが4つのコア11をまとめて1つの結合型コアとみなすことができる。
 CC-MCF10Aにおける隣り合うコア11間のモード結合係数、およびCC-MCF10Bにおける隣り合うコア11間のモード結合係数は、共に1(1/m)以上である。あるいは、CC-MCF10Aにおける隣り合うコア11間のパワー結合係数、およびCC-MCF10Bにおける隣り合うコア11間のパワー結合係数は、共に10(1/km)以上である。ここで、モード結合係数とは、あるモードが単位長さを伝搬する際に別のモードに結合する成分の複素振幅の比率である。より詳細には、非特許文献1に記載されているように、モード結合方程式の係数として定義される。本実施形態では記述を簡潔にするために、隣り合うコアの各々において定義される基底モードの間のモード結合係数を、コア間のモード結合係数と呼ぶ。また、パワー結合係数とは、あるモードが単位長さを伝搬する際に別のモードに結合する成分のパワーの比率である。より詳細には、非特許文献1に記載されているように、パワー結合方程式の係数として定義される。本実施形態では記述を簡潔にするために、1つのMCF内において、隣り合うコアそれぞれについて定義される基底モードの間のパワー結合係数を、コア間のパワー結合係数と呼ぶ。さらに、コア11は中心軸線C1を中心として、中心軸線C1に沿って螺旋状に伸びてもよい。螺旋の周期は、例えば0.5(m)以下である。
 コア11およびクラッド12は、GeまたはFが添加されたシリカガラスを主成分として構成される。なお、コア11およびクラッド12は、プリフォーム作製時の脱水工程で混入する塩素(Cl)を含有していてもよい。また、コア11およびクラッド12は、ガラスの粘性を下げる効果を有するNa,K,Rb,Cs,Caなどのアルカリ金属元素またはアルカリ土類金属元素を含有していてもよい。被覆13は、紫外線硬化樹脂からなる。被覆13は、複数の層により構成されてもよい。例えば、クラッド12側(内側)の層が、外側の層(例えば最外層)よりも低いヤング率を有していることにより、マイクロベンドを生じさせる成分を減衰させることができる。なお、マイクロベンドを生じさせる成分とは、CC-MCF10A,10Bそれぞれの外周に作用するランダムな外力のうちガラス部分(コア11およびクラッド12)に作用する成分を意味する。また、外部から視認される被覆13の最外層が着色されることにより、CC-MCF10A,10Bの識別を容易にすることができる。
 MMF20A,20Bは、それぞれ一端面20cおよび他端面20dを有する。ここで、図3は、図1のIII-III線に沿った断面図であって、MMF20A,20Bの、中心軸線C2に垂直な断面を示す図である。図3に示されたように、MMF20A,20Bは、単一のコア21と、コア21を包囲するクラッド22と、クラッド22の外周を覆う被覆樹脂23とを有する。MMF20Aのコア21の直径は、CC-MCF10Aのすべてのコア11を包含し得る大きさである。MMF20Bのコア21の直径は、CC-MCF10Bのすべてのコア11を包含し得る大きさである。一例では、これらのコア21の直径は100μmである。
 再び図1を参照する。CC-MCF10A,10Bは、それらの一端面10c同士が同軸で互いに対面するように配置される。一例では、このときCC-MCF10A,10Bは融着接続機に固定される。MMF20Aは、その一端面20cがCC-MCF10Aの他端面10dと同軸で対面するように配置される。MMF20Bは、その一端面20cがCC-MCF10Bの他端面10dと同軸で対向するように配置される。MMF20A,20Bの一端面20cそれぞれと、CC-MCF10A,10Bの他端面10dそれぞれとは、互いに接触してもよい。
 光源3は、測定用の光L1を出力する。一例では、測定用の光L1の波長は1.55μmであり、光源3は例えばLEDである。光源3は、MMF20Aの他端面20dと光学的に結合される。すなわち、光源3は、MMF20Aを介してCC-MCF10Aの他端面10dと光学的に結合される。
 光検出器5は、CC-MCF10A,10Bを通過した測定用の光L1を検出する。一例では、光検出器5は例えばフォトダイオードおよびパワーメータを含む。光検出器5は、MMF20Bの他端面20dと光学的に結合される。すなわち、光検出器5は、MMF20Bを介してCC-MCF10Bの他端面10dと光学的に結合される。
 上記の構成を用いて行う本実施形態の軸合わせ方法は以下の通りである。図4は、本実施形態の軸合わせ方法を示すフローチャートである。まず、第1ステップS1では、準備ステップで用意されたCC-MCF10A,10Bの配置が行われる。具体的には、CC-MCF10Aの一端面10cと、CC-MCF10Bの一端面10cとを互いに対面配置させる。また、MMF20Aの一端面20cをCC-MCF10Aの他端面10dに対面配置させる。また、MMF20Bの一端面20cをCC-MCF10Bの他端面10dに対面配置させる。
 次に、第2ステップS2では、CC-MCF10Aの一端面10cとCC-MCF10Bの一端面10cとの、相対的な移動および相対的な回転の一方または双方が行われる。「相対的な移動」とは、中心軸線C1に沿ったZ方向(第1方向)の相対移動、中心軸線C1に垂直なX方向(第2方向)の相対移動、並びに、これらの方向の双方に対して垂直なY方向(第3方向)の相対移動である。また、「相対的な回転」とは、中心軸線C1周りの相対角度の変更である(図1の矢印A1)。このような移動および回転は、融着接続機の機能を用いることにより容易に実現される。
 そして、第3ステップS3では、CC-MCF10B内を伝搬する光L1の結合効率指標を全てのコア11について一括して評価する。具体的には、MMF20Aの他端面20dに既知のパワーを有する測定用の光L1を入射させ、CC-MCF10Aの他端面10d上に配置されたコア11の端面全てに一括して測定用の光L1を伝搬させる。そして、MMF20Bの他端面20dから出射される光L1を光検出器5により検出することによって、CC-MCF10Bの他端面10dから出射される光L1のパワーを検出する。その後、検出されたパワーを結合効率指標として評価する。なお、本実施形態において、「結合効率指標」は、CC-MCF10Aのコア11の1つからCC-MCF10Bのコア11の1つへの結合効率を、CC-MCF10Bの全てのコアについて積算し、それをCC-MCF10Aの全てのコアについて平均化した値を意味し、光検出器5で検出される光パワーによって評価することができる。
 決定ステップは、以下のステップS4およびS5を含む。すなわち、この決定ステップでは、第2ステップS2および第3ステップS3が、十分な評価が得られるまで交互に繰り返し行われる(ステップS4)。そして、得られた評価データ(結合効率指標)それぞれを比較することにより、CC-MCF10Aの一端面10cとCC-MCF10Bの一端面10cとの相対位置および相対角度を決定する(ステップS5)。例えば、CC-MCF10Bの他端面10dから出射される光L1のパワーが最大となるように(あるいは所定の閾値を超えるように)、相対位置および相対角度を決定する。
 以上に説明した本実施形態による軸合わせ方法によって得られる効果は次の通りである。この軸合わせ方法においては、CC-MCF10A,10Bの一端面10cを互いに対向させた状態で、結合効率指標を全てのコア11について一括して評価する。本発明者の研究によれば、このような方法であっても、CC-MCF同士の軸合わせを好適に行い、CC-MCF10A,10B間における結合損失を低減できる。そして、この方法によれば、CC-MCF10A,10Bを伝搬するスーパーモードごとに光を分離し、特殊な装置を用いてモード毎のパワーを検出する必要がないので、簡易な装置でCC-MCFの軸合わせを行うことができる。
 また、本実施形態のように、第3ステップS3において、CC-MCF10Aの他端面10dの全てのコア11に一括して測定用の光L1を入射させ、CC-MCF10Bの他端面10dから出射される光L1のパワーを光検出器5により検出し、検出されたパワーを結合効率指標として評価してもよい。例えばこのような方法により、CC-MCFの軸合わせを好適に行うことができる。
 また、本実施形態のように、CC-MCF10Aの全てのコア11を包含し得るコア径を有するMMF20Aの一端面20cをCC-MCF10Aの他端面10dに対面配置させた状態で、第3ステップS3において、MMF20Aの他端面20dに測定用の光L1の入射が行われてもよい。これにより、簡易な構成で、CC-MCF10Aの他端面10dの全てのコア11に一括して測定用の光L1を入射させることができる。
 また、本実施形態のように、CC-MCF10Bの全てのコア11を包含し得るコア径を有するMMF20Bの一端面20cをCC-MCF10Bの他端面10dに対面配置させた状態で、第3ステップS3において、MMF20Bの他端面20dから出射される光L1の検出が行われてもよい。これにより、簡易な構成で、CC-MCF10B内を伝搬した光L1のパワーを全てのコア11について一括して検出することができる。
 (第2実施形態)
  図5は、本発明の第2実施形態に係る軸合わせ方法の一ステップを示す斜視図である。本実施形態の軸合わせ方法は、CC-MCF10Aと、CC-MCF10Bとの軸合わせを行う方法であって、光源3と、MMF20Aと、少なくとも3つのカメラ31~33とが用いられる。なお、CC-MCF10Aの一端面10cを含む端部は被覆13が除去され、CC-MCF10Bの一端面10cを含む端部も被覆13が除去されている。また、本実施形態では、第1実施形態のMMF20Bは使用しない。また、図6は、カメラ31~33それぞれにより撮像された画像の例を示す図である。
 第1カメラ31は、CC-MCF10Bの中心軸線C1に沿ったZ方向から、CC-MCF10Bの他端面10dを撮像する。図6中の上段には、第1カメラ31の撮像画像が示されている。この画像から、他端面10d上に配置されたコアの基準位置からの、相対角度θが得られる。第2カメラ32は、中心軸線C1に垂直なX方向から光L2が照射された、CC-MCF10A,10Bの各一端面10cにおけるコア位置を撮像する。図6中の中段には、第2カメラ32の撮像画像が示されている。この画像から、CC-MCF10A中のコアとCC-MCF10B中のコアとのX方向に沿った相対位置x(θ)が得られる。また、第3カメラ33は、Z方向およびX方向の双方に垂直なY方向から光L3が照射された、CC-MCF10A,10Bの各一端面10cにおけるコア位置を撮像する。図6中の下段には、第3カメラ33の撮像画像が示されている。この画像から、CC-MCF10A中のコアとCC-MCF10B中のコアとのY方向に沿った相対位置y(θ)が得られる。なお、2つのカメラ32,33を用いる代わりに、1つのカメラとミラーなどの光学部品を用い、光学部品の位置や角度を切替えることでX方向およびY方向からのコア位置の撮像を実現してもよい。
 本実施形態の軸合わせ方法において、第1ステップS1および第2ステップS2は第1実施形態と同様であるため説明を省略する。第3ステップS3では、CC-MCF10Aの一端面10cとCC-MCF10Bの一端面10cとの対面配置された状態が撮像され、得られた画像に基づいて算出される評価データが結合効率指標として評価される。なお、結合効率指標は、CC-MCF10A内におけるコア11の導波モードの1つから、CC-MCF10B内におけるコア11の導波モードの1つへの結合効率をCC-MCF10B内における全てのコアの全ての導波モードについて積算し、それをCC-MCF10A内における全てのコアの全ての導波モードについて平均化した値を意味する。従来の非結合MCFにおいては、他のコア11への結合効率は伝送性能を低下させるクロストークとなるため、低いことが望ましいが、CC-MCFの場合、他のコアへ結合した光も信号の伝送に寄与する点が非結合MCFと異なる。したがって、CC-MCFの場合、対面配置される当該CC-MCFとは別のCC-MCF内のコアだけでなく、全てのコアへの結合効率の和を最大化することが望ましい。なお、コア数が多い場合は、全てのコアへの結合効率の和を求める代わりに、対面するコア(対面配置される別のCC-MCF内のコア)と隣接するコア(同一CC-MCF内の隣接コア)への結合効率の和で代用してもよい。具体的には、中心軸線C1周りの回転角度をθとして、θの関数としてのX方向からの側面画像、θの関数としてのY方向からの側面画像、既知のθにおけるZ方向からの端面画像がカメラ31~33により取得される。そして、これらの画像に基づいて算出された各コア11の相対位置から結合効率が計算される。そして、算出された結合効率の和が最大となるようにCC-MCF10A,10Bの一端面10c同士の相対位置および相対角度が決定される。ここで、結合効率は、好適にはCC-MCF10A内のコア11およびCC-MCF10B内のコア11を伝搬するスーパーモードごとに算出されたモード依存結合効率である。モード依存結合効率とは、結合したコア11により形成されるスーパーモード間の結合効率の差である。
 本実施形態のように、第3ステップS3において、CC-MCF10Aの一端面10cとCC-MCF10Bの一端面10cとの対面配置された状態を撮像し、得られた画像に基づいて算出される結合効率を結合効率指標として評価してもよい。このような方法であっても、CC-MCFの軸合わせを好適に行うことができる。
 (変形例)
  図7は、上記各実施形態の変形例を示す図であって、CC-MCF10E(第1CC-MCF)およびCC-MCF10F(第2CC-MCF)の中心軸線C1に垂直な断面を示す。本変形例のCC-MCF10E,10Fは、互いに結合された二以上のコア11からなる群14を複数有する。図7には一例として、互いに強く結合された4つのコア11からなる群14が4つ、周方向に並んで配置されている。上記各実施形態によれば、CC-MCF10A,10Bそれぞれが本変形例のような構成を有する場合であっても、これらのCC-MCF同士の軸合わせを好適に行い、接続損失を低減できる。
(軸合わせ結果)
  ここで、上記各実施形態の軸合わせ結果について説明する。まず、第1実施形態の評価では、図1に示された測定系の構成のうちCC-MCF10Bを除いた測定系が用意された。すなわち、CC-MCF10Aを通過した光をMMF20Bにおいて直接受ける構成とした。そして、光源3から測定用の光L1を出力し、MMF20Bの他端面20dから出射される光L1のパワーPinを光検出器5により検出した。次に、CC-MCF10BをCC-MCF10AとMMF20Bとの間に挿入し、図1に示された測定系が用意された。そして、光源3から測定用の光L1を出力し、MMF20Bの他端面20dから出射される光L1のパワーPoutを光検出器5により検出しながら、パワーPoutが最大となるように、CC-MCF10A,10Bの軸合わせが行われた後、CC-MCF10A,10Bの融着接続が行われた。
 また、第2実施形態の軸合わせ結果では、第1実施例と同様にしてパワーPinが検出された。次に、CC-MCF10BをCC-MCF10AとMMF20Bとの間に挿入し、図5に示された測定系が用意された。そして、光源3から測定用の光L1を出力しながら、2つの側面画像と1つの端面画像とが取得された。これらの画像に基づいて算出された各コア11の相対位置から、結合効率が計算された。この結合効率が最大となるように軸合わせが行われ、CC-MCF10A,10Bの融着接続が行われた。さらに、融着後に図1と同じ測定系を構成し、パワーPoutが検出された。
 図8は、上記各実施例におけるPinとPoutとの対数スケールにおける差、すなわち接続損失を示す表である。なお、この図表には、各実施例をそれぞれ5回試行した結果と、その平均値が示されている。図8の表から明らかなように、上記各実施形態の軸合わせ方法によれば、接続損失を0.5dB未満といった実用的な値に抑えることができる。
 本発明によるCC-MCFの軸合わせ方法は、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上述した各実施形態を、必要な目的および効果に応じて互いに組み合わせてもよい。また、第1実施形態および第2実施形態では4つのコア11を有するCC-MCF10A,10Bの軸合わせについて例示したが、CC-MCFのコアの個数はこれに限らず、2つ以上の任意の個数とすることができる。
 3…光源、5…光検出器、10A…第1CC-MCF(第1結合型マルチコア光ファイバ)、10B…第2CC-MCF(第2結合型マルチコア光ファイバ)、10c…一端面、10d…他端面、11…コア、12…クラッド、13…被覆、20A…第1MMF(第1マルチモード光ファイバ)、20B…第2MMF(第2マルチモード光ファイバ)、20c…一端面、20d…他端面、21…コア、22…クラッド、23…被覆樹脂、31~33…カメラ、C1、C2…中心軸線、L1~L3…測定用の光。

Claims (5)

  1.  第1端面と、前記第1端面に対向する第2端面と、前記第1端面から前記第2端面に向かってそれぞれ延びる複数の第1コアと、を有する第1結合型マルチコア光ファイバ、および、第1端面と、前記第1端面に対向する第2端面と、前記第1端面から前記第2端面に向かってそれぞれ延びる複数の第2コアと、を有する第2結合型マルチコア光ファイバを用意する準備ステップと、
     前記第1結合型マルチコア光ファイバの前記第2端面と、前記第2結合型マルチコア光ファイバの前記第1端面とを対面配置する第1ステップと、
     前記第1結合型マルチコア光ファイバの前記第2端面と前記第2結合型マルチコア光ファイバの前記第1端面との相対位置および相対角度の一方または双方を変更する第2ステップと、
     前記第1結合型マルチコア光ファイバを介して前記第2結合型マルチコア光ファイバ内に測定用の光を供給し、前記第2結合型マルチコア光ファイバの前記第2端面から出射された光を検出し、前記複数の第1コアの1つから前記複数の第2コアの1つへの結合効率を全ての前記複数の第2コアについて積算し、それを全ての前記複数の第1コアについて平均化した値に依存する、前記第2ステップで変更された前記相対位置および前記相対角度での結合効率指標を算出する第3ステップと、
     前記第2ステップおよび前記第3ステップの組を繰り返し行うことにより得られた結合効率指標それぞれを比較することにより、前記複数の第1コアと前記複数の第2コアとの間で所望の結合状態が実現される相対位置および相対角度を決定する決定ステップと、
     を備えた結合型マルチコア光ファイバの軸合わせ方法。
  2.  前記第1結合型マルチコア光ファイバの前記第1端面上に配置された前記複数の第1コアの端面全てを包含し得るコア径を有する第1マルチモード光ファイバを、前記第1マルチモード光ファイバの一方の端面が前記第1結合型マルチコア光ファイバの前記第1端面に対面するよう配置し、
     前記第3ステップにおいて、前記第1マルチモード光ファイバの他方の端面に前記測定用の光を入射することを特徴とする請求項1に記載の結合型マルチコア光ファイバの軸合わせ方法。
  3.  前記第2結合型マルチコア光ファイバの前記第2端面上に配置された前記複数の第2コアの端面全てを包含し得るコア径を有する第2マルチモード光ファイバを、前記第2マルチモード光ファイバの一方の端面が前記第2結合型マルチコア光ファイバの前記第2端面に対面するよう配置し、
     前記第3ステップにおいて、前記第2マルチモード光ファイバの他方の端面から出力される複数のスーパーモードを含む光を検出することを特徴とする請求項1または2に記載の結合型マルチコア光ファイバの軸合わせ方法。
  4.  第1端面と、前記第1端面に対向する第2端面と、前記第1端面から前記第2端面に向かってそれぞれ延びる複数の第1コアと、を有する第1結合型マルチコア光ファイバ、および、第1端面と、前記第1端面に対向する第2端面と、前記第1端面から前記第2端面に向かってそれぞれ延びる複数の第2コアと、を有する第2結合型マルチコア光ファイバを用意する準備ステップと、
     前記第1結合型マルチコア光ファイバの前記第2端面と、前記第2結合型マルチコア光ファイバの前記第1端面とを対面配置する第1ステップと、
     前記第1結合型マルチコア光ファイバの前記第2端面と前記第2結合型マルチコア光ファイバの前記第1端面との相対位置および相対角度の一方または双方を変更する第2ステップと、
     前記第2結合型マルチコア光ファイバの前記第2端面を撮像するとともに、前記第1結合型マルチコア光ファイバの前記第2端面を含む端部と前記第2結合型マルチコア光ファイバの前記第1端面を含む端部とを含む部分を撮像し、撮像された画像から得られる前記複数の第1コアと前記複数の第2コアの位置情報から、前記複数の第1コアの導波モードの1つから前記複数の第2コアの導波モードの1つへの結合効率を全ての第2コアの全ての導波モードについて積算し、それを全ての第1コアの導波モードについて平均化した値で規定される、前記第2ステップで変更された前記相対位置および前記相対角度での結合効率指標を算出する第3ステップと、
     前記第2ステップおよび前記第3ステップの組を繰り返し行うことにより得られた結合効率指標それぞれを比較することにより、前記複数の第1コアと前記複数の第2コアとの間で所望の結合状態が実現される相対位置および相対角度を決定する決定ステップと、
     を備えた結合型マルチコア光ファイバの軸合わせ方法。
  5.  前記複数の第1コアそれぞれは、互いに光学的に結合された2以上のコアで構成された1又はそれ以上の組の何れかに属し、前記複数の第2コアそれぞれは、互いに光学的に結合された2以上のコアで構成された1又はそれ以上の組の何れかに属することを特徴とする請求項1~4の何れか一項に記載の結合型マルチコア光ファイバの軸合わせ方法。
PCT/JP2017/022349 2016-06-17 2017-06-16 結合型マルチコア光ファイバの軸合わせ方法 WO2017217539A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17813432.6A EP3474050A4 (en) 2016-06-17 2017-06-16 METHOD FOR AXIAL ALIGNMENT OF A COUPLED MULTICORE OPTICAL FIBER
JP2018524041A JPWO2017217539A1 (ja) 2016-06-17 2017-06-16 結合型マルチコア光ファイバの軸合わせ方法
CN201780036194.2A CN109313313A (zh) 2016-06-17 2017-06-16 用于耦合型多芯光纤的轴向对准的方法
US16/215,726 US20190113682A1 (en) 2016-06-17 2018-12-11 Method for axial alignment of coupled multicore optical fiber

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-120668 2016-06-17
JP2016120668 2016-06-17

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US16/215,726 Continuation US20190113682A1 (en) 2016-06-17 2018-12-11 Method for axial alignment of coupled multicore optical fiber

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017217539A1 true WO2017217539A1 (ja) 2017-12-21

Family

ID=60664337

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/022349 WO2017217539A1 (ja) 2016-06-17 2017-06-16 結合型マルチコア光ファイバの軸合わせ方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20190113682A1 (ja)
EP (1) EP3474050A4 (ja)
JP (1) JPWO2017217539A1 (ja)
CN (1) CN109313313A (ja)
WO (1) WO2017217539A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019159017A (ja) * 2018-03-09 2019-09-19 Kddi株式会社 マルチコア光ファイバの調心装置及び当該調心装置のための教師データの生成装置
JP2020046623A (ja) * 2018-09-21 2020-03-26 日本電信電話株式会社 数モードマルチコア光ファイバ
WO2022157847A1 (ja) * 2021-01-20 2022-07-28 日本電信電話株式会社 光クロスコネクト装置
WO2023032506A1 (ja) * 2021-08-30 2023-03-09 住友電気工業株式会社 光ファイバの調芯方法、調芯装置および接続装置
WO2023166542A1 (ja) * 2022-03-01 2023-09-07 日本電気株式会社 マルチコアファイバ接続装置およびマルチコアファイバ接続方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019131441A1 (ja) * 2017-12-27 2019-07-04 日本電信電話株式会社 接続装置、光コネクタ製造装置、接続方法及び光コネクタ製造方法
US11156770B2 (en) * 2019-04-12 2021-10-26 Corning Incorporated Coupled multicore optical fiber
EP3757524B1 (en) * 2019-06-25 2024-06-05 Universidad del Pais Vasco - Euskal Herriko Unibertsitatea (UPV/EHU) Composed multicore optical fiber interferometer
WO2021182085A1 (ja) * 2020-03-11 2021-09-16 株式会社フジクラ マルチコアファイバの調心方法、マルチコアファイバ接続体の製造方法、マルチコアファイバの調心装置、及びマルチコアファイバの融着接続機
CN114113098B (zh) * 2020-08-27 2024-06-25 泰科电子(上海)有限公司 连接器视觉检测装置
US11762148B2 (en) * 2020-12-01 2023-09-19 Afl Telecommunications Llc Control systems and methods for aligning multicore fiber optic cables

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6355505A (ja) * 1986-08-26 1988-03-10 Sumitomo Electric Ind Ltd マルチコア光フアイバの軸合せ方法
WO2013058143A1 (ja) * 2011-10-21 2013-04-25 コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 結合方法
WO2013161825A1 (ja) * 2012-04-26 2013-10-31 住友電気工業株式会社 マルチコア光ファイバ、マルチコア光ファイバケーブル、および、マルチコア光ファイバ伝送システム
JP2015041078A (ja) * 2013-08-23 2015-03-02 株式会社フジクラ 光ファイバの調心装置、接続装置、調心方法、接続方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9110263B2 (en) * 2009-11-19 2015-08-18 Acrylicom Ltd. System and method for aligning a multi-core plastic optical fiber assembly
JP5786528B2 (ja) * 2011-07-29 2015-09-30 住友電気工業株式会社 コア位置特定方法及び調芯装置
JP2013117664A (ja) * 2011-12-05 2013-06-13 Sumitomo Electric Ind Ltd マルチコア光ファイバ接続構造体およびマルチコア光ファイバ接続構造体製造方法
CN103149638A (zh) * 2013-03-22 2013-06-12 清华大学 光纤耦合器
JP2014192466A (ja) * 2013-03-28 2014-10-06 Furukawa Electric Co Ltd:The ファイバ構造および光ファイバ接続構造

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6355505A (ja) * 1986-08-26 1988-03-10 Sumitomo Electric Ind Ltd マルチコア光フアイバの軸合せ方法
WO2013058143A1 (ja) * 2011-10-21 2013-04-25 コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 結合方法
WO2013161825A1 (ja) * 2012-04-26 2013-10-31 住友電気工業株式会社 マルチコア光ファイバ、マルチコア光ファイバケーブル、および、マルチコア光ファイバ伝送システム
JP2015041078A (ja) * 2013-08-23 2015-03-02 株式会社フジクラ 光ファイバの調心装置、接続装置、調心方法、接続方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KENGO WATANABE ET AL.: "STUDY OF FUSION SPLICE FOR MULTICORE FIBER", 17TH MICROOPTICS CONFERENCE (MOC' 11),, 30 October 2011 (2011-10-30), pages 1 - 2, XP032078553 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019159017A (ja) * 2018-03-09 2019-09-19 Kddi株式会社 マルチコア光ファイバの調心装置及び当該調心装置のための教師データの生成装置
JP2020046623A (ja) * 2018-09-21 2020-03-26 日本電信電話株式会社 数モードマルチコア光ファイバ
JP7024973B2 (ja) 2018-09-21 2022-02-24 日本電信電話株式会社 数モードマルチコア光ファイバ
WO2022157847A1 (ja) * 2021-01-20 2022-07-28 日本電信電話株式会社 光クロスコネクト装置
JP7476986B2 (ja) 2021-01-20 2024-05-01 日本電信電話株式会社 光クロスコネクト装置
WO2023032506A1 (ja) * 2021-08-30 2023-03-09 住友電気工業株式会社 光ファイバの調芯方法、調芯装置および接続装置
WO2023166542A1 (ja) * 2022-03-01 2023-09-07 日本電気株式会社 マルチコアファイバ接続装置およびマルチコアファイバ接続方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109313313A (zh) 2019-02-05
EP3474050A4 (en) 2019-06-26
US20190113682A1 (en) 2019-04-18
EP3474050A1 (en) 2019-04-24
JPWO2017217539A1 (ja) 2019-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017217539A1 (ja) 結合型マルチコア光ファイバの軸合わせ方法
US10197736B2 (en) Polarization maintaining optical fiber array
CN110832370B (zh) 光器件的制造方法
JP5782502B2 (ja) マルチコアファイバ、及び、それを用いたマルチコアファイバの接続方法
US8285094B2 (en) Multicore fiber
US11480727B2 (en) Multi-core optical fiber
RU2731040C2 (ru) Звездообразные оптические разветвители, содержащие асимметричный приёмный оптический смеситель
JP6787803B2 (ja) 光コネクタおよび光伝送システム
Hayashi et al. 125-µm-cladding 8-core multi-core fiber realizing ultra-high-density cable suitable for O-band short-reach optical interconnects
JP2015114548A (ja) 光合分波器および光通信システム
WO2022176978A1 (ja) 光入出力装置
Kopp et al. Pitch reducing optical fiber array for dense optical interconnect
JP2010286718A (ja) マルチコアファイバ端末及びその接続構造
Tottori et al. Integrated optical connection module for 7-core multi-core fiber and 7 single mode fibers
US20160011379A1 (en) Fibre Stub Device and Method Using Butt Coupling for Receptacled Photonic Devices
JP4971331B2 (ja) マルチモードファイバによる高ビットレート伝送
JP7227255B2 (ja) ブリッジファイバ、マルチコアファイバユニット、多芯ブリッジファイバ、及び、多芯マルチコアファイバユニット
US20230333312A1 (en) Multicore optical fiber and optical transmission system
Shimakawa et al. Connector type fan-out device for multi-core fiber
JP2000147334A (ja) モードコンディショナ付き光送信器
CN103308994B (zh) 光耦合装置
JPWO2009004713A1 (ja) 双方向光パワーモニターとその組立体
WO2023182227A1 (ja) マルチコア光ファイバ
JP2010032273A (ja) 活線検出装置
JP2018185467A (ja) 光分岐結合器及び光送受信モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018524041

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17813432

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017813432

Country of ref document: EP

Effective date: 20190117