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技術 光ファイバの無反射終端

出願人 住友電気工業株式会社
発明者 岩田典子岡本和弘
出願日 2000年2月23日 (20年4ヶ月経過) 出願番号 2000-045886
公開日 2001年8月31日 (18年10ヶ月経過) 公開番号 2001-235637
状態 未査定
技術分野 光ファイバ、光ファイバ心線 光ファイバの素線、心線
主要キーワード マルチモ リングコア 球面加工 末端処理 無反射処理 無反射終端 エチレン酢酸ビニルコポリマー ポリマー被覆
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2001年8月31日)のものです。
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図面 (7)

課題

反射減衰量の大きな光ファイバ無反射終端を提供する。

解決手段

光ファイバ1に光ファイバ2が軸ずらし量Dをもって融着接続されている。したがって、軸ずらし融着部1cにより接続損失を生じる。軸ずらし融着部は複数設けられている。最終段の光ファイバの末端は、無反射処理部10である。光ファイバ1を伝搬する光は、軸ずらし融着部で減衰され、無反射処理される。反射戻り光も、軸ずらし融着部で減衰され、光ファイバ1のコア部1aに入射される反射戻り光を小さくできる。

概要

背景

近年、光通信において使用される光のパワーは増大している。これに対応するため、光ファイバ無反射終端、例えば、光アンプに使用するカプラなどに接続される光ファイバの無反射終端としては、戻り光を極力小さくすることが要求されている。光ファイバの末端を無反射終端とする無反射処理としては、斜め研磨球面加工や、ポリマーリンニッケル等の被覆、あるいは、光吸収体などを用いるなど、種々の無反射処理が行なわれている。

しかしながら上述した光ファイバの末端の無反射処理だけでは、大きな反射減衰量、例えば、70dB以上の反射減衰量を確保するのは困難となっている。

概要

反射減衰量の大きな光ファイバの無反射終端を提供する。

光ファイバ1に光ファイバ2が軸ずらし量Dをもって融着接続されている。したがって、軸ずらし融着部1cにより接続損失を生じる。軸ずらし融着部は複数設けられている。最終段の光ファイバの末端は、無反射処理部10である。光ファイバ1を伝搬する光は、軸ずらし融着部で減衰され、無反射処理される。反射戻り光も、軸ずらし融着部で減衰され、光ファイバ1のコア部1aに入射される反射戻り光を小さくできる。

目的

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、光ファイバを用いて、反射減衰量の大きな無反射終端を得ることを目的とするものである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

無反射終端がされる光ファイバと、末端側に接続される無反射処理がされた光ファイバとが、実質的に接続損失をもたせるように光ファイバの端面同士を突き合わせた少なくとも1つの融着部により接続されていることを特徴とする光ファイバの無反射終端。

請求項2

前記融着部は、コア中心軸がずれて融着接続されたものであることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバの無反射終端。

請求項3

コアの中心軸のずれ量がモードフィールド径の3/4以上であることを特徴とする請求項2に記載の光ファイバの無反射終端。

請求項4

前記融着部は、コア径が異なる光ファイバが融着接続されたものであることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバの無反射終端。

請求項5

前記融着部は、一方の光ファイバのコア径が拡大処理された光ファイバが融着接続されたものであることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバの無反射終端。

請求項6

前記末端側に接続された無反射処理がされた光ファイバが、実質的に伝送損失をもたせた光ファイバであることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の光ファイバの無反射終端。

請求項7

前記実質的に接続損失をもたせた光ファイバが、コアなしの光ファイバであることを特徴とする請求項6に記載の光ファイバの無反射終端。

請求項8

前記実質的に接続損失をもたせた光ファイバが、伝送する光のパワー減衰が大きい光ファイバであることを特徴とする請求項6に記載の光ファイバの無反射終端。

請求項9

末端が無反射処理された実質的に損失を有する無反射終端用の光ファイバが光ファイバの端面同士を突き合わせた融着部により接続されていることを特徴とする光ファイバの無反射終端。

請求項10

前記実質的に損失を有する無反射終端用の光ファイバが、コアなしの光ファイバであることを特徴とする請求項9に記載の光ファイバの無反射終端。

請求項11

前記実質的に損失を有する無反射終端用の光ファイバが、伝送する光のパワーの減衰が大きい光ファイバであることを特徴とする請求項9に記載の光ファイバの無反射終端。

技術分野

0001

本発明は、光ファイバ端末において反射光を抑えるための無反射終端に関するものである。

背景技術

0002

近年、光通信において使用される光のパワーは増大している。これに対応するため、光ファイバの無反射終端、例えば、光アンプに使用するカプラなどに接続される光ファイバの無反射終端としては、戻り光を極力小さくすることが要求されている。光ファイバの末端を無反射終端とする無反射処理としては、斜め研磨球面加工や、ポリマーリンニッケル等の被覆、あるいは、光吸収体などを用いるなど、種々の無反射処理が行なわれている。

0003

しかしながら上述した光ファイバの末端の無反射処理だけでは、大きな反射減衰量、例えば、70dB以上の反射減衰量を確保するのは困難となっている。

発明が解決しようとする課題

0004

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、光ファイバを用いて、反射減衰量の大きな無反射終端を得ることを目的とするものである。

課題を解決するための手段

0005

請求項1に記載の発明は、光ファイバの無反射終端において、無反射終端がされる光ファイバと、末端側に接続される無反射処理がされた光ファイバとが、実質的に接続損失をもたせるように光ファイバの端面同士を突き合わせた少なくとも1つの融着部により接続されていることを特徴とするものである。

0006

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の光ファイバの無反射終端において、前記融着部は、コア中心軸がずれて融着接続されたものであることを特徴とするものである。

0007

請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の光ファイバの無反射終端において、コアの中心軸のずれ量がモードフィールド径の3/4以上であることを特徴とするものである。

0008

請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の光ファイバの無反射終端において、前記融着部は、コア径が異なる光ファイバが融着接続されたものであることを特徴とするものである。

0009

請求項5に記載の発明は、請求項1に記載の光ファイバの無反射終端において、前記融着部は、一方の光ファイバのコア径が拡大処理された光ファイバが融着接続されたものであることを特徴とするものである。

0010

請求項6に記載の発明は、請求項1ないし5のいずれか1項に記載の光ファイバの無反射終端において、前記末端側に接続された無反射処理がされた光ファイバが、実質的に伝送損失をもたせた光ファイバであることを特徴とするものである。

0011

請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の光ファイバの無反射終端において、前記実質的に接続損失をもたせた光ファイバが、コアなしの光ファイバであることを特徴とするものである。

0012

請求項8に記載の発明は、請求項6に記載の光ファイバの無反射終端において、前記実質的に接続損失をもたせた光ファイバが、伝送する光のパワーの減衰が大きい光ファイバであることを特徴とするものである。

0013

請求項9に記載の発明は、光ファイバの無反射終端において、末端が無反射処理された実質的に損失を有する無反射終端用の光ファイバが光ファイバの端面同士を突き合わせた融着部により接続されていることを特徴とするものである。

0014

請求項10に記載の発明は、請求項9に記載の光ファイバの無反射終端において、前記実質的に損失を有する無反射終端用の光ファイバが、コアなしの光ファイバであることを特徴とするものである。

0015

請求項11に記載の発明は、請求項9に記載の光ファイバの無反射終端において、前記実質的に損失を有する無反射終端用の光ファイバが、伝送する光のパワーの減衰が大きい光ファイバであることを特徴とするものである。

発明を実施するための最良の形態

0016

図1は、本発明の光ファイバの無反射終端の第1の実施の形態を説明するための構成図である。図中、1,2,3,・・・,nは光ファイバ、1a,2a,3a,・・・,naはコア部、1b,2b,3b,・・・,nbはクラッド部、1c,2c,・・・は融着部、10は無反射処理部である。

0017

この実施の形態では、光ファイバ1に対して無反射処理を行なう場合を想定している。この無反射終端がされる光ファイバ1に対して無反射終端を行なう場合には、従来は、光ファイバ1の末端に対して、上述したような種々の無反射処理が施されていた。この実施の形態では、光ファイバ1に光ファイバ2を端面同士を突き合わせて融着接続する。融着接続に際しては、前段の光ファイバ1のコア部1aと次段の光ファイバ2のコア部2aとに軸ずれをもたせるようにして接続する。コア部1aの中心軸とコア部2aの中心軸との間に軸ずらし量Dをもたせて接続したことにより、光ファイバ1から光ファイバ2へは、この軸ずらし融着部1cによりパワーが減衰された光が伝搬されることになり、接続損失を生じる。すなわち、融着部1cにおいては、コア部1aを伝搬されてきた光の一部がコア部2aに入射され、コア部2aに入射されない部分は、クラッド部2bに入射される。クラッド部2bに入射された光は、クラッド部2bを伝搬しきれずに光ファイバ2の外にしみ出すことになる。なお、融着部1cで反射される光もあるが、これが前段の光ファイバ1のコア部1aに入射されるのは極微量である。

0018

融着の際の軸ずらし量Dと接続損失の関係は、D.Mercuse:“Loss analysys of single mode fiber splices”,Bell Syst.Tech.J.56(1977)703によれば、下式で計算される。
接続損失=−10log{[2w1 w2 /(w1 2 +w2 2 )]2 ×exp[−D2 /(w1 2 +w2 2 )]}
ただし、
D:軸ずらし量[μm]
w1 :一方の光ファイバのスポットサイズ(MFDの1/2)[μm]
w2 :他方の光ファイバのスポットサイズ(MFDの1/2)[μm]
上式より、軸ずらし量Dをモードフィールド径(MFD)の3/4以上とすることにより、融着部におけるロスを5dB以上とすることが可能となる。

0019

図1では、無反射終端がされる光ファイバ1に光ファイバ2を軸をずらせて端面同士を突き合わせて融着部1cで融着接続し、光ファイバ2に光ファイバ3を軸をずらせて端面同士を突き合わせて融着部2cで融着接続する、というように、以下、順次光ファイバnまでを融着接続してn−1個所の融着部を設けている。1個所の軸ずらし融着部によって、5dBの接続損失が得られれば、反射戻り光は、光ファイバ2から光ファイバ1へ伝搬される際に同様に5dBの接続損失を受けるから、1個所の軸ずらし融着部によって、反射戻り光は、往復で10dBの接続損失を受けることになり、反射減衰量を10dB増加させることが可能となる。SM光ファイバの場合、MFDは約10μmであるから、軸ずらし融着部の軸ずらし量を7.5μm程度とすれば、1個所の融着部によって、反射戻り光を10dB程度減衰させることが可能となる。上述したように、軸をずらせて端面同士を突き合わせて融着した融着部を複数設けることによって、より大きな接続損失を生じさせることができる。

0020

したがって、最終段の光ファイバの末端における無反射処理部10において、反射減衰量が40dBであると仮定すれば、軸ずらし融着部を1個所設けた場合、すなわち、図1でいえば、光ファイバ2が最終段の光ファイバであり、その末端に無反射処理をした場合では、反射減衰量を50dBとすることができる。同様に、軸ずらし融着部を2個所設けた場合、すなわち、図1でいえば、光ファイバ3が最終段の光ファイバで、その末端に無反射処理をした場合では、反射減衰量を60dBとすることができ、軸ずらし融着部を3個所以上とすることにより、反射減衰量を70dB以上とすることができる。1個所の融着部における接続損失は5dB以上とすると効果的である。なお、光ファイバ1の後段に順次融着接続される光ファイバ2,3,・・・,nの長さは適宜でよく、融着接続の作業性を考慮して決定されてもよい。

0021

最終段の光ファイバにおける無反射処理部10は、適宜の構造を採用できる。無反射処理の一例では、末端処理をポリマーによる被覆とすることができる。この無反射処理は、例えば、特開平9−5545号公報に記載されているものであり、光ファイバの端部を切断あるいは圧壊し、溶融温度以上にしたエチレン酢酸ビニルコポリマーまたはその変成物、あるいはそれらの混合物に埋め込み、冷却、固化したものである。この構造は、光ファイバの先端にポリマー被覆を施したもので、48dB程度の反射減衰量を得ることができる。

0022

無反射処理の他の一例は、球面加工によるものである。特開平8−262229号公報や特開平11−72622号公報等にも記載されている。これは、光ファイバの末端を溶融によって球面状に加工したものであり、ドーパント拡散させるように、加熱して球面状に変形させてもよい。60dB程度の反射減衰量を得ることができる。

0023

また、光ファイバの端面を斜めに研磨した構造や、光ファイバの端部を斜めに圧壊し、その先端を光ファイバのコアに近い屈折率を有する樹脂モールドした構造、あるいは、光ファイバの末端を曲げ加工した構造等がある。

0024

本発明において、最終段の光ファイバに施される無反射処理としては、これらのいずれの構造を採用してもよい。この無反射処理に加えて、融着部における接続損失によって反射減衰量を増加させることができるので、所望の反射減衰量を容易に得ることができる。

0025

図2は、本発明の光ファイバの無反射終端の第2の実施の形態を説明するための構成図である。図中、図1と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。11,12,・・・,1nは光ファイバである。

0026

この実施の形態では、光ファイバ1に融着する光ファイバ11のコア径が光ファイバ1のコア径と異なっている。例えば、光ファイバ1はコア径が5μmのシングルモードの光ファイバであり、光ファイバ11はコア径が50μmのマルチモードの光ファイバである。光ファイバ1から光ファイバ12に伝搬される場合は、融着部1cにおける接続損失はほとんどないが、反射戻り光は、融着部1Cにおいて、コア径の大きい光ファイバ11からコア径の小さい光ファイバ1のコア部に一部が入射され、残りは、クラッド部に入射されて接続損失を生じ、反射戻り光が減衰される。融着部を多段にする場合には、次の融着部においても、コア径が異なる光ファイバが接続される。図2では、光ファイバ12のコア径は、光ファイバ11のコア径より小さいコア径のものを用いた。もちろん、光ファイバ12のコア径を光ファイバ11のコア径より大きくしてもよい。コア径の大きい光ファイバからコア径の小さい光ファイバに入射される際に接続損失を生じさせることができる。末端に接続される光ファイバの末端は無反射処理がされる。この実施の形態においても、光ファイバ1の後段に順次融着接続される光ファイバ11,12,・・・,1nの長さは適宜でよく、融着接続の作業性を考慮して決定されてもよい。

0027

なお、この実施の形態の光ファイバとしては、図3に示すように、リング状に屈折率が大きいリングコア型の光ファイバを用いてもよい。リングコア型の光ファイバは、第1の実施の形態においても用いることが可能である。なお、図3において、横軸は、中心Oからの半径rであり、縦軸屈折率差△nである。

0028

図4は、本発明の光ファイバの無反射終端の第3の実施の形態を説明するための構成図である。図中、21,22は光ファイバである。光ファイバ21に対して、光ファイバ22が末端方向に融着接続されたものである。

0029

この実施の形態では、融着部における一方の光ファイバは、コア径が端面に向けて拡大されたものを用いた。このようなコア径の拡大は、光ファイバの端部を加熱してドーパントを拡散させることによって、作成することができる。

0030

図4(A)では、光ファイバ22の端部のコア径が端面に向けて拡大されたものである。光ファイバ21から光ファイバ22へ入射される場合には接続損失は殆ど生じないが、反射戻り光が光ファイバ22から光ファイバ21に入射される場合は、一部が光ファイバ21のコア部に入射され、残りはクラッド部に入射されて接続損失を生じる。

0031

図4(B)では、光ファイバ21の端部のコア径が端面に向けて拡大されたものである。反射戻り光が光ファイバ22から光ファイバ21に入射される場合には接続損失は殆ど生じなが、光ファイバ21から光ファイバ22へ入射される場合に接続損失を生じる。

0032

したがって、この実施の形態では、第2の実施の形態と同様に、融着部では、一方向において接続損失を生じるものである。なお、図4において、光ファイバ21は、図1において説明した光ファイバ1としてもよく、あるいは、図1において説明した光ファイバ2以降のものとしてもよい。光ファイバ22は、光ファイバ21に融着により接続されるものである。この実施の形態においても、最終段の光ファイバの末端は無反射処理がされる。また、光ファイバ1の後段に順次融着接続される光ファイバの長さは適宜でよく、融着接続の作業性を考慮して決定されてもよい。

0033

図5は、本発明の光ファイバの無反射終端の第4の実施の形態を説明するための構成図である。図中、図1と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。23は光ファイバ、24はコアなしの光ファイバである。

0034

この実施の形態では、無反射終端用の光ファイバとして用いられる最終段の光ファイバとして、コアなしの光ファイバ24を用いた。光ファイバ24の屈折率は、光ファイバ23のコアの屈折率とほぼ同じか、小さいものがよい。光ファイバ23から入射された光は、光ファイバ24において、外部にしみ出るとともに、末端まで到達した光は、無反射処理部10により、反射戻り光は小さいものとなる。また、反射戻り光は、光ファイバ24を戻る過程において、外部にしみ出るので、光ファイバ23のコア部に入射される量は小さいものとなる。コアなしの光ファイバ24の外周を、光ファイバ24の屈折率より高い屈折率の材料で被覆することにより、光ファイバ24を通る光は外部によりしみ出しやすくなり、反射戻り光をより小さくできる。

0035

この実施の形態の光ファイバ24は、第1ないし第3の実施の形態における最終段の光ファイバとして融着接続して用いられるが、第1ないし第3の実施の形態における光ファイバ1に融着接続されてもよい。なお、光ファイバ24の長さは、所望の減衰効果が得られる長さとする。

0036

図6は、本発明の光ファイバの無反射終端の第5の実施の形態を説明するための構成図である。図中、図1図5と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。25は減衰の大きい光ファイバである。

0037

この実施の形態では、無反射終端用の光ファイバとして用いられる最終段の光ファイバとして、減衰の大きい光ファイバ25を用いた。減衰の大きい光ファイバとしては、OH基の多い光ファイバを用いることができる。OH基による光吸収によって、光ファイバ25を伝搬中に伝送損失を受ける。したがって、無反射処理部10に到達するまでに損失を受け、無反射処理部10により、反射戻り光は小さいものとなる。また、反射戻り光は、光ファイバ25を戻る過程において、伝送損失を受けるので、光ファイバ23のコア部に入射される量は小さいものとなる。光ファイバ25としては、コア部に減衰の大きな不純物、例えば、重金属をドープした光ファイバ等、伝送損失を大きくした適宜の光ファイバを用いることができる。なお、光ファイバ25の長さは、所望の減衰効果が得られる長さとする。

0038

この実施の形態の無反射終端用の光ファイバ25は、第1ないし第3の実施の形態における最終段の光ファイバとして融着接続して用いられるが、第1ないし第3の実施の形態における無反射終端がされる光ファイバ1に融着接続されてもよい。

0039

なお、融着部以降の光ファイバは、曲げておく、例えば、適当な半径で巻いておくようにすると、クラッド部に入射された光が光ファイバ外に出やすくなる利点がある。この曲げの曲率は、コア部を伝搬する光がコア部とクラッド部の境界面で反射できる条件を満たさない程度の曲率として、コア部を伝搬する光の一部をも光ファイバ外に出すようにしてもよいが、クラッド部に入射された光を外部に出やすくするためであれば、それよりも小さい曲率で曲げておけば十分である。

発明の効果

0040

以上の説明から明らかなように、無反射処理部における減衰に加えて、接続損失により、また、伝送損失により減衰を与えることができるので、従来の無反射処理ではもたらすことができない、大きな反射減衰量の無反射終端を得ることができ、これにより効果的に反射戻り光を減少させることができる。

図面の簡単な説明

0041

図1本発明の光ファイバの無反射終端の第1の実施の形態を説明するための構成図である。
図2本発明の光ファイバの無反射終端の第2の実施の形態を説明するための構成図である。
図3リングコア型の光ファイバの説明図である。
図4本発明の光ファイバの無反射終端の第3の実施の形態を説明するための構成図である。
図5本発明の光ファイバの無反射終端の第4の実施の形態を説明するための構成図である。
図6本発明の光ファイバの無反射終端の第5の実施の形態を説明するための構成図である。

--

0042

1,2,3,・・・,n…光ファイバ、1a,2a,3a,・・・,na…コア部、1b,2b,3b,・・・,nb…クラッド部、1c,2c,・・・…融着部、10…無反射処理部、11,12,・・・,1n…光ファイバ、21,22,23…光ファイバ、24…コアなしの光ファイバ、25…減衰の大きい光ファイバ。

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