JPH04152305A - モード変換器製造用ファイバ及びその製造方法並びに上記ファイバを用いたモード変換器 - Google Patents
モード変換器製造用ファイバ及びその製造方法並びに上記ファイバを用いたモード変換器Info
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- JPH04152305A JPH04152305A JP2276304A JP27630490A JPH04152305A JP H04152305 A JPH04152305 A JP H04152305A JP 2276304 A JP2276304 A JP 2276304A JP 27630490 A JP27630490 A JP 27630490A JP H04152305 A JPH04152305 A JP H04152305A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/30—Optical coupling means for use between fibre and thin-film device
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- Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
概要
モード変換器製造用ファイバ及びその製造方法並びに上
記ファイバを用いたモード変換器に関し、光導波路と光
ファイバの接続損失を低減することを主目的とし、 モード変換器製造用ファイバにあっては、方形断面を有
する第１コアと、該第１コアの周囲に設けちれ、該第１
コアよりも低屈折率な円形断面を有する第２コアと、該
第２コアの周囲に設けろれ、該第２コアよりも低屈折率
なクラッドとを備えて構成する。
記ファイバを用いたモード変換器に関し、光導波路と光
ファイバの接続損失を低減することを主目的とし、 モード変換器製造用ファイバにあっては、方形断面を有
する第１コアと、該第１コアの周囲に設けちれ、該第１
コアよりも低屈折率な円形断面を有する第２コアと、該
第２コアの周囲に設けろれ、該第２コアよりも低屈折率
なクラッドとを備えて構成する。
産業上の利用分野
本発明はモード変換器製造用ファイバ及びその製造方法
並びに上記ファイバを用いたモード変換器に関する。
並びに上記ファイバを用いたモード変換器に関する。
光通信その他の分野においては、基板上に光導波路を形
成してなる導波路型光部品がシステム用部品として用い
られるようになっている。導波路型光部品はバルク型光
部品と比較して量産性に優れ小型であるという利点を有
しているが、その反面、光伝送路として使用される光フ
ァイバと直接接続したときに、結合効率が必ずしも良好
でないという問題を有しており、この問題に対処するこ
とが要望されている。
成してなる導波路型光部品がシステム用部品として用い
られるようになっている。導波路型光部品はバルク型光
部品と比較して量産性に優れ小型であるという利点を有
しているが、その反面、光伝送路として使用される光フ
ァイバと直接接続したときに、結合効率が必ずしも良好
でないという問題を有しており、この問題に対処するこ
とが要望されている。
従来の技術
第６図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ光導波路及び光ファイ
バの断面構造を示す図である。第６図（ａ）において、
２は基板、４はコア層、６はクラッド層であり、コア層
４の屈折率はクラッド層６の屈折率よりも高い。この屈
折率の差によって、光はコア層４内を伝搬する。第６図
ｂ）において、８はコア、１０はクラッドであり、コア
８の屈折率はクラッド１０の屈折率よりも高く設定され
ている。このような構造の光ファイバにあっても、光導
波路におけるのと同様の導波原理によって、光はコア８
内を伝搬する。
バの断面構造を示す図である。第６図（ａ）において、
２は基板、４はコア層、６はクラッド層であり、コア層
４の屈折率はクラッド層６の屈折率よりも高い。この屈
折率の差によって、光はコア層４内を伝搬する。第６図
ｂ）において、８はコア、１０はクラッドであり、コア
８の屈折率はクラッド１０の屈折率よりも高く設定され
ている。このような構造の光ファイバにあっても、光導
波路におけるのと同様の導波原理によって、光はコア８
内を伝搬する。
発明が解決しようとする課題
第６図（ａ）に示したような構造を有する先導波路にあ
っては、基板に平行なコア断面におけるモード分布と基
板に垂直なコア断面におけるモード分布は一般に異なる
。一方、第６図ら）に示したような構造を有する光ファ
イバにあっては、コア中心を含むコア断面におけるモー
ド分布は一様である。
っては、基板に平行なコア断面におけるモード分布と基
板に垂直なコア断面におけるモード分布は一般に異なる
。一方、第６図ら）に示したような構造を有する光ファ
イバにあっては、コア中心を含むコア断面におけるモー
ド分布は一様である。
従って、このような構成の光導波路と光ファイバを直接
接続すると、損失が生じ、その値は実験によると１〜３
ｄＢ程度となる。
接続すると、損失が生じ、その値は実験によると１〜３
ｄＢ程度となる。
本発明の目的は、先導波路と光ファイバの接続損失を低
減することができるモード変換器を提供することである
。
減することができるモード変換器を提供することである
。
本発明の他の目的はこのモード変換器を製造するための
母材となるモード変換器製造用ファイバを提供する二と
である。
母材となるモード変換器製造用ファイバを提供する二と
である。
本発明のさらに他の目的はこのモード変換器製造用ファ
イバの製造方法を提供することである。
イバの製造方法を提供することである。
課題を解決するための手段
本発明のモード変換器製造用ファイバは、方形断面を有
する竿１コアと、該第１コアの周囲に設けられ、該第１
コアよりも低屈折率な円形断面を有する第２コアと、該
第２コアの周囲に設けられ、該第２コアよりも低屈折率
なクラッドとを備えて構成される。
する竿１コアと、該第１コアの周囲に設けられ、該第１
コアよりも低屈折率な円形断面を有する第２コアと、該
第２コアの周囲に設けられ、該第２コアよりも低屈折率
なクラッドとを備えて構成される。
本発明のモード変換器製造用ファイバの製造方法は、石
英反応管内に第２コアとなるガラス層をＣＶＤ法により
形成する第１のステップと、該ガラス層が形成された上
記石英反応管内に第１コアとなる角柱状ガラス棒を挿入
してコラプスを行いプリフォームとする第２のステップ
と、該プリフォームを溶融紡糸する第３のステップとを
含んで構成される。
英反応管内に第２コアとなるガラス層をＣＶＤ法により
形成する第１のステップと、該ガラス層が形成された上
記石英反応管内に第１コアとなる角柱状ガラス棒を挿入
してコラプスを行いプリフォームとする第２のステップ
と、該プリフォームを溶融紡糸する第３のステップとを
含んで構成される。
本発明のモード変換器は、上述のモード変換器製造用フ
ァイバを加熱・延伸し、上記第１及び第２コアの断面積
が長手方向に連続的に減少するようにしたものである。
ァイバを加熱・延伸し、上記第１及び第２コアの断面積
が長手方向に連続的に減少するようにしたものである。
作 用
本発明のモード変換器にあっては、方形断面を有する第
１コアと、第１コアの周囲に設けられ第１コアよりも低
屈折率な円形断面を有する第２コアとを備えたモード変
換器製造用ファイバを加熱・延伸し、第１及び第２コア
の断面積が長手方向に連続的に減少するようにされてい
るので、大径側の第１コアが光導波路に対向するように
し、小径側の第２コアが光ファイバのコアに対向するよ
うにこのモード変換器を配置することによって、光導波
路と光ファイバの低損失な接続が可能になる。
１コアと、第１コアの周囲に設けられ第１コアよりも低
屈折率な円形断面を有する第２コアとを備えたモード変
換器製造用ファイバを加熱・延伸し、第１及び第２コア
の断面積が長手方向に連続的に減少するようにされてい
るので、大径側の第１コアが光導波路に対向するように
し、小径側の第２コアが光ファイバのコアに対向するよ
うにこのモード変換器を配置することによって、光導波
路と光ファイバの低損失な接続が可能になる。
実 施 例
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明の実施例におけるモード変換器製造用フ
ァイバの断面構造を示す図である。方形断面を有する′
！Ｊ１コア１２の大きさは、この実施例では縦及び横共
に７μｍとした。第１コア１２の周囲を覆う円形断面を
有する第２コア１４の直径は３０μｍである。第２コア
１４の周囲を覆うクラッド１６は、この実施例では円形
断面を有しており、その直径は３７０μｍである。
ァイバの断面構造を示す図である。方形断面を有する′
！Ｊ１コア１２の大きさは、この実施例では縦及び横共
に７μｍとした。第１コア１２の周囲を覆う円形断面を
有する第２コア１４の直径は３０μｍである。第２コア
１４の周囲を覆うクラッド１６は、この実施例では円形
断面を有しており、その直径は３７０μｍである。
第２図は第１図のモード変換器製造用ファイバの径方向
の屈折率分布を示す図である。縦軸は屈折率、横軸は径
方向の位置を表す。第１コア１２、第２コア１４及びク
ラッド１６はそれぞれ均一な屈折率を有しており、第１
コア１２の屈折率はｎ第２コア１４の屈折率はｎ２
クラッド１６の屈折率はｎ３（ｎ、 ＜ １２＜ ｎ＋
）である。ｎ、とｎ２の比屈折率差は０．１％とし、ｎ
２ とη３の比屈折率差は０．２％とした。
の屈折率分布を示す図である。縦軸は屈折率、横軸は径
方向の位置を表す。第１コア１２、第２コア１４及びク
ラッド１６はそれぞれ均一な屈折率を有しており、第１
コア１２の屈折率はｎ第２コア１４の屈折率はｎ２
クラッド１６の屈折率はｎ３（ｎ、 ＜ １２＜ ｎ＋
）である。ｎ、とｎ２の比屈折率差は０．１％とし、ｎ
２ とη３の比屈折率差は０．２％とした。
第３図により、第１図に示されたモード変換器製造用フ
ァイバの製造方法の具体例を説明する。
ァイバの製造方法の具体例を説明する。
まず、第３図（ａ）に示すように、石英反応管１６Ａ内
に、この石英反応管の屈折率よりも高い屈折率の第２コ
アとなるべきスート状コアガラス１４ＡをＣＶＤ法によ
り形成する。次いで、第３図（ｂ）に示すように、スー
ト状コアガラスを加熱によりガラス化してガラス層１４
Ｂとし、冷却後に第１コアなる角柱状ガラス棒１２Δを
石英反応管内に挿入する。角柱状ガラス棒１２Ａの屈折
率はガラス層１４Ｂの屈折率よりも高く設定されている
。しかる後、角柱状ガラス棒１２Ａを石英反応管内に挿
入したままの状態でコラプスを行い、第３図（Ｃ）に示
すようにモード変換器製造用ファイバと相似断面形状を
有するプリフォームを得る。このプリフォームにおいて
、１２Ａは第１コア相当部、１４Ｃは第２コア相当部、
１６Ｂはクラッド相当部である。そして、このプリフォ
ームを溶融・紡糸することによって、モード変換器製造
用ファイバを得ることができる。
に、この石英反応管の屈折率よりも高い屈折率の第２コ
アとなるべきスート状コアガラス１４ＡをＣＶＤ法によ
り形成する。次いで、第３図（ｂ）に示すように、スー
ト状コアガラスを加熱によりガラス化してガラス層１４
Ｂとし、冷却後に第１コアなる角柱状ガラス棒１２Δを
石英反応管内に挿入する。角柱状ガラス棒１２Ａの屈折
率はガラス層１４Ｂの屈折率よりも高く設定されている
。しかる後、角柱状ガラス棒１２Ａを石英反応管内に挿
入したままの状態でコラプスを行い、第３図（Ｃ）に示
すようにモード変換器製造用ファイバと相似断面形状を
有するプリフォームを得る。このプリフォームにおいて
、１２Ａは第１コア相当部、１４Ｃは第２コア相当部、
１６Ｂはクラッド相当部である。そして、このプリフォ
ームを溶融・紡糸することによって、モード変換器製造
用ファイバを得ることができる。
第４図は、第１図に示されたモード変換器製造用ファイ
バを用いたモード変換器の製造方法の説明図である。本
実施例では、Ｈ２０２バーナ等のバーナ１８を用い、第
１図に示されたモード変換器製造用ファイバ２０を部分
的に加熱しながら延伸し、延伸部の概略中央部の外径か
もとの外径の約１／３になるようにした後、これを冷却
して破線Ａで示される延伸部概略中央部にて切断するよ
うにしている。この方法によると、ファイバの断面積が
長手方向に連続的に減少するような形状になるので、テ
ーバ部（延伸部）における損失が小さいモード変換器の
提供が可能になる。本実施例においては、光ファイバと
結合すべき最小径部における第１コアは２μｍ×２μｍ
角であり、第２コア径は１０μｍであり、外径は１２５
μｍであった。
バを用いたモード変換器の製造方法の説明図である。本
実施例では、Ｈ２０２バーナ等のバーナ１８を用い、第
１図に示されたモード変換器製造用ファイバ２０を部分
的に加熱しながら延伸し、延伸部の概略中央部の外径か
もとの外径の約１／３になるようにした後、これを冷却
して破線Ａで示される延伸部概略中央部にて切断するよ
うにしている。この方法によると、ファイバの断面積が
長手方向に連続的に減少するような形状になるので、テ
ーバ部（延伸部）における損失が小さいモード変換器の
提供が可能になる。本実施例においては、光ファイバと
結合すべき最小径部における第１コアは２μｍ×２μｍ
角であり、第２コア径は１０μｍであり、外径は１２５
μｍであった。
このモード変換器の使用態様を第５図により説明する。
本実施例においては、第４図の製造方法により製造され
たモード変換器を第６図の光導波路と光ファイバを接続
するために用いる。即ち、モード変換器の大径部におけ
る第１コアが光導波路４に対向するように接着剤等を用
いてモード変換器と光導波路型部品とを接続し、モード
変換器の小径部における第２コアが光ファイバのコアに
対向するようにモード変換器と光ファイバとを例えばス
ブラインングより接続する。光導波路側から光ファイバ
に光が導波される場合を想定すると、光導波路から出射
した光はまずモード変換器内の第１コアを伝搬するが、
この光がモード変換器の小径部にまで到達すると、小径
部における第１コアは約２μｍであり光の閉じ込め能力
を失っているので、小径部では光は第２コアをコアとし
て伝搬することとなる。そして、第２コアの伝搬光は高
効率で光ファイバのコアに結合される。また、光フアイ
バ側から光導波路側に光を伝搬する場合にも、可逆的に
モード変換がなされ、高効率な光結合が可能になる。こ
の実施例における結合損失は０．３ｄＢであった。
たモード変換器を第６図の光導波路と光ファイバを接続
するために用いる。即ち、モード変換器の大径部におけ
る第１コアが光導波路４に対向するように接着剤等を用
いてモード変換器と光導波路型部品とを接続し、モード
変換器の小径部における第２コアが光ファイバのコアに
対向するようにモード変換器と光ファイバとを例えばス
ブラインングより接続する。光導波路側から光ファイバ
に光が導波される場合を想定すると、光導波路から出射
した光はまずモード変換器内の第１コアを伝搬するが、
この光がモード変換器の小径部にまで到達すると、小径
部における第１コアは約２μｍであり光の閉じ込め能力
を失っているので、小径部では光は第２コアをコアとし
て伝搬することとなる。そして、第２コアの伝搬光は高
効率で光ファイバのコアに結合される。また、光フアイ
バ側から光導波路側に光を伝搬する場合にも、可逆的に
モード変換がなされ、高効率な光結合が可能になる。こ
の実施例における結合損失は０．３ｄＢであった。
尚、第３図に示されたモード変換器製造用ファイバの製
造方法の他に、プリフォームを形成した後その中央部に
角形の孔をあけ、この孔に角柱状ガラス棒を挿入してロ
ッドインチューブ法により溶融・紡糸する方法も採用し
得る。
造方法の他に、プリフォームを形成した後その中央部に
角形の孔をあけ、この孔に角柱状ガラス棒を挿入してロ
ッドインチューブ法により溶融・紡糸する方法も採用し
得る。
発明の詳細
な説明したように、本発明によると、光導波路と光ファ
イバの接続損失を低減することが可能になるという効果
を奏する。
イバの接続損失を低減することが可能になるという効果
を奏する。
第１図は本発明の実施例におけるモード変換器製造用フ
ァイバの断面構造の説明図、 第２図は第１図に示されたモード変換器製造用ファイバ
の径方向の屈折率分布を示す図、第３図は第１図に示さ
れたモード変換器製造用ファイバの製造方法の説明図、 第４図は第１図に示されたモード変換器製造用ファイバ
を用いたモード変換器の製造方法の説明図、 第５図は第４図の製造方法により製造されたモード変換
器の使用態様の説明図、 第６図は光導波路及び光ファイバの断面構造の説明図で
ある。 Ｉ２・・・第１コア、 １４・・・第２コア、 １６・・・クラッド。
ァイバの断面構造の説明図、 第２図は第１図に示されたモード変換器製造用ファイバ
の径方向の屈折率分布を示す図、第３図は第１図に示さ
れたモード変換器製造用ファイバの製造方法の説明図、 第４図は第１図に示されたモード変換器製造用ファイバ
を用いたモード変換器の製造方法の説明図、 第５図は第４図の製造方法により製造されたモード変換
器の使用態様の説明図、 第６図は光導波路及び光ファイバの断面構造の説明図で
ある。 Ｉ２・・・第１コア、 １４・・・第２コア、 １６・・・クラッド。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、方形断面を有する第１コア（１２）と、該第１コア
（１２）の周囲に設けられ、該第１コア（１２）よりも
低屈折率な円形断面を有する第２コア（１４）と、 該第２コア（１４）の周囲に設けられ、該第２コア（１
４）よりも低屈折率なクラッド（１６）とを備えたこと
を特徴とするモード変換器製造用ファイバ。 ２、請求項１に記載のモード変換器製造用ファイバの製
造方法であって、 石英反応管（１６Ａ）内に第２コアとなるガラス層（１
４Ｂ）をＣＶＤ法により形成する第１のステップと、 該ガラス層（１４Ｂ）が形成された上記石英反応管（１
６Ａ）内に第１コアとなる角柱状ガラス棒（１２Ａ）を
挿入してコラプスを行いプリフォームとする第２のステ
ップと、 該プリフォームを溶融紡糸する第３のステップとを含ん
でなることを特徴とするモード変換器製造用ファイバの
製造方法。 ３、請求項１に記載のモード変換器製造用ファイバを加
熱・延伸し、上記第１及び第２コア（１２、１４）の断
面積が長手方向に連続的に減少するようにしてなること
を特徴とするモード変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2276304A JPH04152305A (ja) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | モード変換器製造用ファイバ及びその製造方法並びに上記ファイバを用いたモード変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2276304A JPH04152305A (ja) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | モード変換器製造用ファイバ及びその製造方法並びに上記ファイバを用いたモード変換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04152305A true JPH04152305A (ja) | 1992-05-26 |
Family
ID=17567588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2276304A Pending JPH04152305A (ja) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | モード変換器製造用ファイバ及びその製造方法並びに上記ファイバを用いたモード変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04152305A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008203496A (ja) * | 2007-02-20 | 2008-09-04 | Fujikura Ltd | ダブルコアファイバ、これを用いた光結合デバイス、信号光励起光結合デバイス、ファイバアンプ及びファイバレーザ |
| JP2009111022A (ja) * | 2007-10-26 | 2009-05-21 | Fujikura Ltd | ポンプコンバイナ及び光増幅装置 |
-
1990
- 1990-10-17 JP JP2276304A patent/JPH04152305A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008203496A (ja) * | 2007-02-20 | 2008-09-04 | Fujikura Ltd | ダブルコアファイバ、これを用いた光結合デバイス、信号光励起光結合デバイス、ファイバアンプ及びファイバレーザ |
| JP2009111022A (ja) * | 2007-10-26 | 2009-05-21 | Fujikura Ltd | ポンプコンバイナ及び光増幅装置 |
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