図面 (/)

技術 反転位相差板を用いたモード合分波器

出願人 株式会社オプトクエスト
発明者 高畠武敏野田周作小林哲也北山研一
出願日 2013年7月25日 (6年9ヶ月経過) 出願番号 2013-154971
公開日 2015年2月5日 (5年3ヶ月経過) 公開番号 2015-025923
状態 特許登録済
技術分野 ライトガイドの光学的結合
主要キーワード 位相差相当 正常波 異常波 モード分離 反転位相 光ファイバ群 光情報通信 空間モード
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年2月5日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

課題

シングルモードファイバSMF)と,フュモードファイバFMF)とを接続する際に要求されるモード結合およびモード分離ファイバ位置精度によらずに達成でき,かつ広範囲波長で使用しても特性が劣化しないモード合分波器およびその製造方法を提供する。

解決手段

本発明は,モード合分波器に関する。モード合分波器は,複数の第1の光ファイバ群11,12,13と,複数の光学レンズ部21,22,23と,モード変調部30と,合分波部40と,第2のファイバ50と,を有する。モード変調部30は,複数の光学レンズ部21,22,23の少なくとも1つ以上に対応した1又は複数の反転位相差板31,32を有する。

概要

背景

特表2012-524302号公報には,ファイバベースレーザコンバイナが開示されている。このレーザコンバイナは,複数の光ファイバの光を1つのマルチモードファイバへと集約する。この方法は,複数のシングルモードファイバ又は少数モードファイバFMF)と,1つの1つのマルチモードファイバとを接続するものである。

特開2004-004579号公報には,ファイバにおける直交円偏光伝送方法が開示されている。この文献では,フュモードファイバ(少数モードファイバ:FMF)が用いられている。

概要

シングルモードファイバ(SMF)と,フューモードファイバ(FMF)とを接続する際に要求されるモード結合およびモード分離ファイバ位置精度によらずに達成でき,かつ広範囲波長で使用しても特性が劣化しないモード合分波器およびその製造方法を提供する。 本発明は,モード合分波器に関する。モード合分波器は,複数の第1の光ファイバ群11,12,13と,複数の光学レンズ部21,22,23と,モード変調部30と,合分波部40と,第2のファイバ50と,を有する。モード変調部30は,複数の光学レンズ部21,22,23の少なくとも1つ以上に対応した1又は複数の反転位相差板31,32を有する。

目的

本発明は,シングルモードファイバ(SMF)と,フューモードファイバ(FMF)とを接続する際に要求されるモード結合およびモード分離をファイバ位置精度によらずに達成でき,かつ広範囲な波長で使用しても特性が劣化しないモード合分波器およびその製造方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

複数の第1の光ファイバ群(11,12,13)と,前記複数の第1の光ファイバ群のそれぞれに対応し,前記第1の光ファイバ群(11,12,13)からの出力光を複数の平行光に変換する複数の光学レンズ部(21,22,23)と,前記複数の光学レンズ部(21,22,23)から出射された複数の光のモードを調整するためのモード変調部(30)と,前記モード変調部(30)を経た複数の光を合波するための合分波部(40)と,前記合分波部(40)で合波された光が入射する第2のファイバ(50)と,を有し,前記モード変調部(30)は,前記複数の光学レンズ部(21,22,23)の少なくとも1つ以上に対応した1又は複数の反転位相差板(31,32)を有する,モード合分波器

請求項2

請求項1に記載のモード合分波器であって,前記第1の光ファイバ群(11,12,13)は,シングルモードファイバであり,前記第2の光ファイバ(50)は,フュモードファイバである,モード合分波器。

請求項3

請求項1に記載のモード合分波器であって,前記1又は複数の反転位相差板(31,32)は,隣接する光の位相が180度異なるように光の位相を変調する,モード合分波器。

請求項4

請求項1に記載のモード合分波器であって,前記1又は複数の反転位相差板(31,32)は,複屈折結晶を有する,モード合分波器。

請求項5

請求項1に記載のモード合分波器であって,前記1又は複数の反転位相差板(31,32)は,第1の位相差板部分(35)と第2の位相差板部分(36)とを有し,第1の位相差板部分(35)の結晶軸方向と第2の位相差板部分(36)の結晶軸方向の成す角が90°である, モード合分波器。

請求項6

請求項1に記載のモード合分波器であって,前記1又は複数の反転位相差板(31,32)は,要求される出力光のモードに応じて入れ替えできる, モード合分波器。

請求項7

複屈折結晶を有する波長板を所望の角度で切り出して,第1の位相差板片と第2の位相差板片とを得る工程と,第1の位相差板片または第2の位相差板片を,第1の位相差板部分の結晶軸方向と第2の位相差板部分の結晶軸方向の成す角が90°となるように結合させることで第1の位相差板部分と第2の位相差板部分を得る工程,を含む,反転位相差板(31,32)の製造方法。

請求項8

請求項7に記載の反転位相差板(31,32)の製造方法であって,前記複屈折結晶を有する波長板は,1/2波長板である,反転位相差板(31,32)の製造方法。

請求項9

モード合分波器の調整方法であって,複数の第1の光ファイバ群(11,12,13)を設置する工程と,前記複数の第1の光ファイバ群のそれぞれに対応し,前記第1の光ファイバ群(11,12,13)からの出力光を複数の平行光に変換する複数の光学レンズ部(21,22,23)を設置する工程と,前記複数の光学レンズ部(21,22,23)から出射された複数の光のモードを調整するためのモード変調部(30)であって,前記複数の光学レンズ部(21,22,23)の少なくとも1つ以上に対応した1又は複数の反転位相差板(31,32)を有するものを設置する工程と,前記モード変調部(30)を経た複数の光を合波するための合分波部(40)を設置する工程と,前記合分波部(40)で合波された光が入射する第2のファイバ(50)を設置する工程と,を含み,前記モード変調部(30)を設置する工程は,要求されるモードに応じて前記1又は複数の反転位相差板(31,32)の種類を調整する,モード合分波器の調整方法。

技術分野

0001

本発明は,反転位相差板を用いたモード合分波器に関する。

背景技術

0002

特表2012-524302号公報には,ファイバベースレーザコンバイナが開示されている。このレーザコンバイナは,複数の光ファイバの光を1つのマルチモードファイバへと集約する。この方法は,複数のシングルモードファイバ又は少数モードファイバFMF)と,1つの1つのマルチモードファイバとを接続するものである。

0003

特開2004-004579号公報には,ファイバにおける直交円偏光伝送方法が開示されている。この文献では,フュモードファイバ(少数モードファイバ:FMF)が用いられている。

先行技術

0004

特表2012−524302号公報
特開2004-004579号公報

発明が解決しようとする課題

0005

本発明は,シングルモードファイバ(SMF)と,フューモードファイバ(FMF)とを接続する際に要求されるモード結合およびモード分離ファイバ位置精度によらずに達成でき,かつ広範囲波長で使用しても特性が劣化しないモード合分波器およびその製造方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明は,モード合分波器に関する。モード合分波器は,複数の第1の光ファイバ群11,12,13と,複数の光学レンズ部21,22,23と,モード変調部30と,合分波部40と,第2のファイバ50と,を有する。

0007

複数の光学レンズ部21,22,23は,複数の第1の光ファイバ群のそれぞれに対応し,第1の光ファイバ群11,12,13からの出力光を複数の平行光に変換する複数の光学レンズである。

0008

モード変調部30は,複数の光学レンズ部21,22,23から出射された複数の光のモードを調整するための要素である。モード変調部30は,複数の光学レンズ部21,22,23の少なくとも1つ以上に対応した1又は複数の反転位相差板31,32を有する。

0009

合分波部40は,モード変調部30を経た複数の光を合波するための要素である。

0010

第2のファイバ50は,合分波部40で合波された光が入射するファイバである。

0011

このモード合分波器の好ましい例は,
第1の光ファイバ群11,12,13は,シングルモードファイバであり,
第2の光ファイバ50は,フューモードファイバである。

0012

このモード合分波器の好ましい例は,1又は複数の反転位相差板31,32は,隣接する光の位相が180度異なるように光の位相を変調するものである。

0013

このモード合分波器の好ましい例は,1又は複数の反転位相差板31,32は,複屈折結晶を有するものである。

0014

このモード合分波器の好ましい例は,1又は複数の反転位相差板31,32が,
第1の位相差板部分35と第2の位相差板部分36とを有し,
第1の位相差板部分35の結晶軸方向と第2の位相差板部分36の結晶軸方向の成す角が90°である。

0015

このモード合分波器の好ましい例は,1又は複数の反転位相差板31,32は,要求される出力光のモードに応じて入れ替えできるものである。

0016

本発明の第2の側面は,反転位相差板の製造方法に関する。まず,複屈折結晶を有する波長板を所望の角度で切り出して,第1の位相差板片と第2の位相差板片とを得る。次に,第1の位相差板部分の結晶軸方向と第2の位相差板部分の結晶軸方向の成す角が90°となるように結合させる。この場合、第1の位相差板片または第2の位相差板片を反転させてから接合させてもよい。このようにすれば容易に,反転位相差板31,32を製造できる。ここで,複屈折結晶を有する波長板は,1/2波長板であることが好ましい。

0017

本発明の第3の側面は,モード合分波器の調整方法に関する。複数の第1の光ファイバ群11,12,13を設置する。ファイバはあらかじめ設置されていても良い。複数の第1の光ファイバ群のそれぞれに対応し,第1の光ファイバ群11,12,13からの出力光を複数の平行光に変換する複数の光学レンズ部21,22,23を設置する。

0018

次に,複数の光学レンズ部21,22,23から出射された複数の光のモードを調整するためのモード変調部30を設置する。このモード変調部30は,複数の光学レンズ部21,22,23の少なくとも1つ以上に対応した1又は複数の反転位相差板31,32を有する。そして,要求されるモードに応じて1又は複数の反転位相差板31,32の種類を調整する。モード変調部30を経た複数の光を合波するための合分波部40を設置する。合分波部40で合波された光が入射する第2のファイバ50を設置する。

0019

この方法は,複数の第1の光ファイバ群11,12,13と,複数の光学レンズ部21,22,23と,モード変調部30と,合分波部40と,第2のファイバ50とを有するモード合分波器に対して,モード変調部30の反転位相差板31,32の種類を調整するものであっても良い。

発明の効果

0020

本発明は,シングルモードファイバ(SMF)と,フューモードファイバ(FMF)とを接続する際に要求されるモード結合およびモード分離をファイバ位置精度によらずに達成でき,かつ広範囲な波長で使用しても特性が劣化しないモード合分波器およびその製造方法を提供できる。

図面の簡単な説明

0021

図1は,本発明のモード合分波器の概念図である。
図2は,本発明のモード合分波器の概念図である。
図3は,反転位相差板の製造工程の例を示す図である。
図4は,反転位相差板のパターン例を示す図である。
図5は,モード合分波器を利用した光通信システムの概念図である。

実施例

0022

図1は,本発明のモード合分波器の概念図である。図1に示されるように,このモード合分波器は,複数の第1の光ファイバ群11,12,13と第2のファイバ50とを接続するモード合分波器に関する。このモード合分波器は,複数の第1の光ファイバ群11,12,13からの光を合波して第2のファイバ50へ伝える。一方,このモード合分波器は,第2のファイバ50からの入力光を分波して複数の第1の光ファイバ群11,12,13へ伝える。第1の光ファイバ群11,12,13の例は,シングルモードファイバであり,第2の光ファイバ50の例は,フューモードファイバである,フューモードファイバは,少数モードファイバともよばれ,上記した特許文献1及び2や特開2001−343545号公報に開示されているとおり公知の光ファイバである。

0023

次に,複数の第1の光ファイバ群11,12,13からの光を合波して第2のファイバ50へ伝える場合に基づいて,このモード合分波器を説明する。

0024

このモード合分波器は,複数の第1の光ファイバ群のそれぞれに対応し,第1の光ファイバ群11,12,13からの出力光を複数の平行光に変換する複数の光学レンズ部21,22,23を有する。この複数の光学レンズ部21,22,23により,第1の光ファイバ群11,12,13からの出力光が複数の平行光となる。複数の光学レンズ部21,22,23は,出力方向が調整された複数の光学素子からなるアライメントにより達成できる。

0025

このモード合分波器は,複数の光学レンズ部21,22,23から出射された複数の光のモードを調整するためのモード変調部30を有する。モード変調部30は,複数の光学レンズ部21,22,23の少なくとも1つ以上に対応した1又は複数の反転位相差板31,32を有する。図1に示されるように,たとえば,第1の光ファイバ群のうちの1つの光ファイバ11に対応した光学レンズ部21には,反転位相差板が存在しなくても良い。そして,図1に示されるように,この場合は,光学レンズ部21以外の光学レンズ部22,23に対応した反転位相差板31,32が存在する。

0026

一方,図2に示されるように,全ての光学レンズ部21,22,23に対応した反転位相差板31,32,33が存在しても良い。空間モード光の制御技術として知られているフェーズプレートを用いた方式では,光ファイバ内の伝搬モードに合わせて空間光における隣り合う強度の位相差をπ(180°)にすることは知られていた(ECOC Technical Digest 2012 TU.1.C.2 Mode−division−multiplexed 3×112−Gb/sDP−QPSKtransmission over 80−km Few−mode fiber with inline MM−EDFA and Blind DSP 及びOptical Engineering 45(7),074602(July 2006) Selective excitation of theLP11 mode in step index fiber using a phase mask)。フェーズプレートでは位相差を与えるために,光ファイバ内の伝搬モードに合わせて空間光における隣り合う強度の片側に特定の屈折率をもった透明媒質を配置し,その波長における位相差相当物理的な光路差を与えることで行っていた。一方、本発明における反転位相差板は,位相差を生む方法として正常波異常波に相対的な位相差をもたらすことで同様の効果を生むことに着眼し,例えば,一般的な1/2波長板を用いる。1/2波長板を用いた場合,空間光における隣り合う強度同士の遅相軸が相対的に90°になるように配置することで,相対的な位相差がπ(180°)になることを実現できる。例えば,45°の直線偏光が垂直の遅相軸を持った1/2波長板に入射した場合,−45°の直線偏光に変調される。同様に45度°の直線偏光を水平の遅相軸を持った1/2波長板に入射した場合は135°に変調される。この2つの結果を比較した場合,偏光方向が−45°と135°となり,相対的な位相差がπ(180°)となる。

0027

1又は複数の反転位相差板31,32のうち好ましいものは,隣接する光の位相差が180°異なるように光の位相を変調するものである。1又は複数の反転位相差板31,32は,複屈折結晶を有するものが好ましい。本発明に複屈折結晶を用いるのが良い理由は,上記したように正常波と異常波の位相を変えるためである。一般的に複屈折結晶は速軸と遅延軸とがある。このため複屈折結晶を用いることは,正常波と異常波の両方もしくはどちらかを変調させるのに都合がよい。複屈折結晶の条件としては、結晶自体に十分な透過性があり、透過面光学研磨されていて且つ薄板状でも十分な強度を維持し、適切な複屈折(neとnoの差)を持っていることである。

0028

図3は,反転位相差板の製造工程の例を示す図である。図3に示されるように,反転位相差板は,以下のようにして製造できる。まず,複屈折結晶を有する波長板を所望の角度で切り出して,第1の位相差板片と第2の位相差板片とを得る。次に,第1の位相差板部分の結晶軸方向と第2の位相差板部分の結晶軸方向の成す角が90°となるように結合させる。この場合、第1の位相差板片または第2の位相差板片を反転させてから接合させてもよい。このようにすれば容易に,反転位相差板31,32を製造できる。ここで,複屈折結晶を有する波長板は,1/2波長板であることが好ましい。複屈折結晶は,公知である。また,複屈折結晶を切断する方法や,複屈折結晶を結合させる方法は公知である。よって,反転位相差板の製造方法においては,公知の結晶や方法を適宜採用すればよい。複屈折結晶を用いた位相制御方法は,例えば,特開2013−101413号公報,特許5087521号公報,特許2579394号公報,及び特許3908037号公報に開示されている。

0029

図4は,反転位相差板のパターン例を示す図である。図4は,各LPlmモード(直線偏光モード)に対応した反転位相差板の例と,それぞれのLPlmモードについて光ファイバに直線偏光を入射したときに得られるLPlmモードのパターンを示す。図4に示されるように,1又は複数の反転位相差板31,32は,第1の位相差板部分35と第2の位相差板部分36とを有する者が好ましい。反転位相差板は,さらに第3,第4などの部分を有していてもよい。この反転位相差板は,1の位相差板部分35の結晶軸方向と第2の位相差板部分36の結晶軸方向の成す角が90°であるものが好ましい。

0030

1又は複数の反転位相差板31,32は,要求される出力光のモードに応じて入れ替えできるものが好ましい。

0031

このモード合分波器は,モード変調部30を経た複数の光を合波するための合分波部40を有する。この合分波部40は,モード変調部30を経た複数の光を合波し第2のファイバ50へと導くことができるものであれば特に限定されない。図1に示される例では,合分波部40は,それぞれの光学レンズ部21,22,23(反転位相差板31,32)に対応した複数のビームスプリッタ41,42,43を有している。たとえば,上から3番目のビームスプリッタ43は,上から3番目の第1の光ファイバ13に対応した光学レンズ部22からの光を上から2番目のビームスプリッタ42を経て,一番上のビームスプリッタ41へと向かわせる。すると一番上のビームスプリッタ41では,この光が,一番上の第1の光ファイバ11からの光と合波される。そして,合波された光は,一番上のビームスプリッタ41により,第2のファイバ50へと導かれる。この際,第2のファイバ50に対応したレンズ51により,入力光が第2のファイバ50のコアへ伝達されるようにしても良い。

0032

次に,モード合分波器がモード分波器として機能する場合について説明する。モード合分波器がモード分波器として機能する場合,第2のファイバ50からの光を分波して複数の第1の光ファイバ群11,12,13へ伝える。第2のファイバ50からの光は,合分波部40において分離される。具体的に説明すると,第2のファイバ50からの光は,複数のビームスプリッタ41,42,43により順次分波されて,光学レンズ部21や1又は複数の反転位相差板31,32を経て光学レンズ部22,22へと伝えられ,その後,第1の光ファイバ群11,12,13へ伝えられる。このようにして,第2のファイバ50からの光が,複数の第1の光ファイバ群11,12,13へ伝えらえる。

0033

図5は,モード合分波器を利用した光通信システムの概念図である。図5に示されるように,それぞれのモード合分波器は,一方が送信機となり他方が受信機となる。

0034

次に,モード合分波器の調整方法の例について説明する。まず,複数の第1の光ファイバ群11,12,13を設置する。

0035

複数の第1の光ファイバ群のそれぞれに対応した,複数の光学レンズ部21,22,23を設置する。この際第1の光ファイバ群11,12,13からの出力光が複数の平行光となるように複数の光学レンズ部21,22,23を調整する。

0036

複数の光学レンズ部21,22,23から出射された複数の光のモードを調整するためのモード変調部30を設置する。この際に,要求されるモードに応じて1又は複数の反転位相差板31,32の種類を調整する。

0037

モード変調部30を経た複数の光を合波するための合分波部40を設置する。

0038

合分波部40で合波された光が入射する第2のファイバ50を設置する。

0039

本発明は,光学機器及び光情報通信の分野で利用されうる。

0040

11,12,13 第1の光ファイバ群
21,22,23光学レンズ部
30 モード変調部
31,32,33反転位相差板
35 第1の位相差板部分
36 第2の位相差板部分
40 合分波部
41,42,43ビームスプリッタ
50第2の光ファイバ
51 レンズ

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • パナソニックIPマネジメント株式会社の「 照明装置」が 公開されました。( 2020/02/13)

    【課題】光コネクタの損傷を抑制しつつ、安全性に優れた照明装置を提供する。【解決手段】照明装置1は、レーザー光を出射するレーザー素子83と、レーザー光を伝送させる伝送体11と、伝送体11を伝送したレーザ... 詳細

  • 株式会社島津製作所の「 光源モジュール」が 公開されました。( 2020/02/13)

    【課題】可視光ダイレクトダイオードレーザの出力変動を小さくすることができる光源モジュールを提供する。【解決手段】互いに異なる複数の波長を有する複数のレーザ光を出力する複数のレーザ光源1a〜1cと、複数... 詳細

  • 住友電気工業株式会社の「 光コネクタフェルール、及び光コネクタフェルールの製造方法」が 公開されました。( 2020/02/13)

    【課題】光接続を行う端面における光ファイバ保持孔の角度のずれを抑制することができる光コネクタフェルール、及び光コネクタフェルールの製造方法を提供する。【解決手段】一例としての光コネクタフェルールは、相... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ