光学连接部件

文档序号:991391 发布日期:2020-10-20 浏览:14次 >En<

阅读说明:本技术 光学连接部件 (Optical connecting member ) 是由 高桥正典 岩屋光洋 斋藤恒聪 于 2019-03-15 设计创作,主要内容包括:光学连接部件具备:多个种类的光纤;多个高相对折射率差光纤,芯体与包层的相对折射率差比所述多个种类的光纤大,与所述多个种类的光纤熔接;和固定部件,具有将所述多个高相对折射率差光纤以去除了被覆的状态分别容纳的多个V字槽,对将处于与所述多个种类的光纤熔接的状态的所述多个高相对折射率差光纤与光学元件光学耦合时的、所述多个高相对折射率差光纤与所述光学元件的相对位置进行固定。所述多个高相对折射率差光纤是相互相同种类。(The optical connection component comprises: a plurality of kinds of optical fibers; a plurality of high relative refractive index difference optical fibers, having a relative refractive index difference between a core and a cladding larger than that of the plurality of types of optical fibers, and fusion-spliced with the plurality of types of optical fibers; and a fixing member having a plurality of V-grooves for respectively housing the plurality of high relative refractive index difference optical fibers in a state where the coatings thereof are removed, and fixing relative positions of the plurality of high relative refractive index difference optical fibers and the optical element when the plurality of high relative refractive index difference optical fibers in a state where the plurality of types of optical fibers are fusion-spliced are optically coupled with the optical element. The plurality of high relative refractive index difference optical fibers are of the same kind as each other.)

光学连接部件

技术领域

本发明涉及光学连接部件。

背景技术

以往,在构成平面光波电路(Planar Lightwave Circuit:PLC)、硅导波路芯片等的光学元件的光导波路中,与和该光导波路光学连接的光纤(以下,适当称为被连接光纤)的连接损失的减少被举例为课题之一。该连接损失的减少中,需要减少相比于作为连接对象的被连接光纤,模场直径(MFD:Mode Field Diameter)极小的光导波路与该被连接光纤的模场直径的失配。

作为用于此的技术,提出一种技术,将芯体与包层的相对折射率差比被连接光纤大的高相对折射率差光纤(以下,适当省略为高Δ光纤)与被连接光纤熔接,经由该高Δ光纤来将光学元件的光导波路与被连接光纤连接(例如,参照专利文献1)。在该专利文献1所述的技术中,在玻璃块状的固定部件的V字槽内,固定被覆被剥离的状态的高Δ光纤,将该固定部件与光学元件连接,从而光学元件的光导波路与V字槽内的高Δ光纤光学耦合。通常,高Δ光纤的模场直径相比于被连接光纤的模场直径,更接近于光导波路的模场直径,因此通过在被连接光纤与光导波路之间存在高Δ光纤,能够减少连接损失。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:JP专利第6089147号公报

发明内容

-发明要解决的课题-

然而,伴随着光学元件的高功能化等,在光学元件可能连接多个种类的被连接光纤。在该情况下,与这些多个种类的被连接光纤分别熔接的高Δ光纤的种类通常对应于熔接对象的被连接光纤的种类为多个。例如,在这些多个种类的被连接光纤中包含偏振保持光纤的情况下,在该偏振保持光纤,熔接与其相同类型的偏振保持型的高Δ光纤。这样多个种类的被连接光纤所分别熔接的多个种类的高Δ光纤以被覆被剥离的状态分别被固定于在固定部件并列形成的多个V字槽内。通过将该固定部件与光学元件连接,构成光学元件的多个光导波路与这些多个种类的高Δ光纤光学耦合。

但是,在上述多个种类的高Δ光纤中,在相互不同种类的高Δ光纤间包层直径可能存在差,因此在分别固定于固定部件的多个V字槽内的多个种类的高Δ光纤间,V槽内的芯体的位置可能偏差。由此,在光学元件的光导波路与V字槽内的高Δ光纤之间产生芯体的中心轴的偏移(以下,适当地称为芯轴偏移),其结果,担心光导波路与高Δ光纤的连接损失变大。

本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于,提供一种能够减少光学元件的光导波路与和该光导波路光学耦合的光纤的连接损失的光学连接部件。

-用于解决课题的手段-

为了解决上述课题,实现目的,本发明所涉及的光学连接部件的特征在于,具备:多个种类的光纤;多个高相对折射率差光纤,芯体与包层的相对折射率差比所述多个种类的光纤大,与所述多个种类的光纤熔接;和固定部件,具有将所述多个高相对折射率差光纤在去除了被覆的状态下分别容纳的多个V字槽,对将处于与所述多个种类的光纤熔接的状态的所述多个高相对折射率差光纤与光学元件光学耦合时的、所述多个高相对折射率差光纤与所述光学元件的相对位置进行固定,所述多个高相对折射率差光纤是相互相同种类。

此外,本发明所涉及的光学连接部件的特征在于,在上述的发明中,所述多个种类的光纤包含偏振保持光纤,所述多个高相对折射率差光纤是偏振保持型的高相对折射率差光纤。

此外,本发明所涉及的光学连接部件的特征在于,在上述的发明中,还具备:套圈,在与所述多个高相对折射率差光纤相反的一侧,收纳从所述固定部件延伸的所述多个种类的光纤的至少端部。

此外,本发明所涉及的光学连接部件的特征在于,在上述的发明中,所述套圈在使所述固定部件之中所述多个高相对折射率差光纤侧的端部露出的状态下,收纳所述固定部件和从所述固定部件延伸的所述多个种类的光纤。

此外,本发明所涉及的光学连接部件的特征在于,在上述的发明中,所述套圈将处于去除了被覆的状态的所述多个种类的光纤与所述固定部件一起收纳。

此外,本发明所涉及的光学连接部件的特征在于,在上述的发明中,所述套圈是MT套圈。

-发明效果-

本发明所涉及的光学连接部件起到能够减少光学元件的光导波路与和该光导波路光学耦合的光纤的连接损失的效果。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的实施方式1所涉及的光学连接部件的一结构例的图。

图2是表示本发明的实施方式1中的固定部件中的光纤配置的一个例子的示意图。

图3是图2所示的固定部件的A-A线剖面示意图。

图4是图2所示的固定部件的B-B线剖面示意图。

图5是对在固定部件的各V字槽配置的多个高Δ光纤相互不同种类的情况下产生的问题进行说明的图。

图6是表示将相互相同种类的光纤彼此连接时的芯轴偏移量与连接损失的关系的一个例子的图。

图7是表示应用了本发明的实施方式1所涉及的光学连接部件10的光学部件的一结构例的示意图。

图8是示意性地表示本发明的实施方式1的变形例所涉及的光学连接部件的一结构例的图。

图9是示意性地表示本发明的实施方式2所涉及的光学连接部件的一结构例的图。

图10是图9所示的光学连接部件的C-C线剖面示意图。

图11是示意性地表示本发明的实施方式2的变形例所涉及的光学连接部件的一结构例的图。

具体实施方式

以下,参照附图来说明本发明所涉及的光学连接部件的实施方式。另外,并不通过以下说明的实施方式来限定本发明。此外,在各附图中,对相同或者对应的要素适当地赋予相同的符号。进一步地,需要注意,附图是示意性的,各要素的尺寸的关系、比率等可能与现实的不同。在附图的相互间,可能包含相互的尺寸的关系、比率不同的部分。此外,在本说明书中,所谓截止波长,是指由ITU-T(国际电信联盟)G.650.1定义的基于22m法的截止波长。此外,其他地,针对本说明书中未特别定义的用语,适当按照ITU-TG.650.1中的定义、测定方法。

(实施方式1)

图1是示意性地表示本发明的实施方式1所涉及的光学连接部件的一结构例的图。该光学连接部件10是用于低损耗地将被连接光纤与光学元件的光导波路连接的部件。如图1所示,光学连接部件10具备:多个种类的光纤列1、多个同种的高Δ光纤列5、套圈9、固定部件11。

多个种类的光纤列1包含多个种类的被连接光纤。在本实施方式1中,如图1所示,多个种类的光纤列1例如包含:单模光纤2、3和偏振保持光纤4这两种三根光纤。另外,多个种类的光纤列1中包含的光纤的根数并不限定于上述三根。

单模光纤2、3是依据ITU-TG.652的、在1.3μm频带具有零分散波长的通常的单模光纤。在通常的单模光纤中,芯体相对于包层的相对折射率差约为0.3%,波长1550nm下的模场直径为10~11μm。另一方面,偏振保持光纤4是保持偏振面并且以单模传输光的光纤。这些单模光纤2、3以及偏振保持光纤4例如图1所示,以在单模光纤2、3之间夹着偏振保持光纤4的方式,排列为相互平行并列。此外,单模光纤2、3以及偏振保持光纤4可以分别是单心的光纤,也可以被一并覆盖,构成为所谓的光纤带心线。

多个同种的高Δ光纤列5的芯体与包层的相对折射率差比多个种类的光纤列1大,并且包含多个(具体而言,与多个种类的光纤列1数目相同)相互相同种类的高相对折射率差光纤。例如如图1所示,多个同种的高Δ光纤5列包含相互相同种类的三根高Δ光纤6、7、8。

在本实施方式1中,高Δ光纤6、7、8分别是偏振保持型的高Δ光纤。例如,高Δ光纤6、7、8分别除了芯体与包层的相对折射率差比多个种类的光纤1列中包含的各被连接光纤大以外,具有与偏振保持光纤4相同的结构。在这样的高Δ光纤6、7、8中,芯体相对于包层的相对折射率差为2.0%以上且3.0%以下,波长1550nm处的模场直径例如为3.0μm以上且5.0μm以下。

此外,多个同种的高Δ光纤列5与上述的多个种类的光纤列1熔接。例如如图1所示,高Δ光纤6与单模光纤2熔接,高Δ光纤7与单模光纤3熔接,高Δ光纤8与偏振保持光纤4熔接。这样熔接的高Δ光纤6、7、8在固定于固定部件11的状态下,存在于构成光学元件的多个光导波路(未图示)与多个种类的光纤列1之间,与这些多个光导波路分别光学耦合。

另外,芯体与包层的相对折射率差(Δ)是通过以下的式子而确定的数值。

Δ={(nc-ncl)/nc}×100

在该式中,nc是芯体的最大折射率,ncl是包层的折射率。

此外,多个种类的光纤列1中包含的各被连接光纤和多个同种的高Δ光纤列5中包含的各高Δ光纤被熔接为例如通过应用TEC(Thermally-diffused Expanded Core)熔融等研究熔接时的加热条件,使熔接点处的模场直径的变化平滑,将连接损失抑制较低。由此,优选单模光纤2与高Δ光纤6之间的连接损失、单模光纤3与高Δ光纤7之间的连接损失、以及偏振保持光纤4与高Δ光纤8之间的连接损失减少为0.1dB以下。

这里,在多个种类的光纤列1以及多个同种的高Δ光纤列5中,光纤(包含高Δ光纤)的种类根据光纤的包层直径、芯体直径、相对折射率差、包层内的芯体的位置以及数量、光传输特性等的特性而决定。例如,在同种的光纤彼此中,包层直径(玻璃部分的外径)之差收敛为后述的允许等级以下。作为优选的例子,同种的光纤彼此中包层直径相互相等。作为这样的同种的光纤的一个例子,举例从相同制造批次的长条的光纤切出的短条的光纤彼此等。另一方面,不同种类的光纤中,如示例为通常的单模光纤和偏振保持光纤那样,当然包含光纤的光传输特性不同的光纤彼此,即使是光传输特性相同的光纤彼此(例如通常的单模光纤彼此、偏振保持光纤彼此等),也包含包层直径等的尺寸之差超过上述允许等级的光纤。作为这样的不同种类的光纤的一个例子,举例制造批次不同的光纤彼此等。

套圈9在与多个同种的高Δ光纤列5相反的一侧,收纳从固定部件11延伸的多个种类的光纤列1的至少端部。在本实施方式1中,如图1所示,套圈9收纳从固定部件11延伸的单模光纤2、3以及偏振保持光纤4之中、从与和高Δ光纤6、7、8的熔接点相反的一侧的端面规定的长度的部分(上述端部)。即,在套圈9与固定部件11之间,这些单模光纤2、3以及偏振保持光纤4的各中途部以被覆盖的状态露出。套圈9通过粘接剂等与收纳的单模光纤2、3以及偏振保持光纤4粘合,对这些的相对位置进行固定。此时,单模光纤2、3以及偏振保持光纤4排列为相互平行地并列,成为这些的端面处于与套圈端面9a(套圈9中的与固定部件11相反的一侧的端面)相同平面上的状态。

固定部件11是用于使处于与多个种类的光纤列1熔接的状态的多个同种的高Δ光纤列5、和作为连接对象的光学元件(未图示)光学耦合的部件。例如,固定部件11是以石英系的玻璃为材料的玻璃块。另外,固定部件11并不限定于玻璃块,也可以是物性特性(线膨胀系数等)与这些相近的材料,以使得不对光学元件、光纤施加不必要的应力。

如图1所示,固定部件11将多个同种的高Δ光纤列5、和与这些熔接的多个种类的光纤列1的一部分收纳并固定。此时,多个同种的高Δ光纤列5中包含的各高Δ光纤6、7、8以相互平行地排列的状态,固定于固定部件11,成为这些的端面处于与块端面11a(固定部件11中的与套圈9相反的一侧的端面)相同平面上的状态。多个种类的光纤列1在熔接为多个同种的高Δ光纤列5与芯体的位置一致的状态下,固定于固定部件11。在本实施方式1中,多个种类的光纤列1如图1所示,从固定部件11向套圈9侧延伸并露出。此外,固定部件11通过在作为连接对象的光学元件连接块端面11a,来将多个同种的高Δ光纤列5与该光学元件光学耦合。固定部件11对此时的多个同种的高Δ光纤列5与该光学元件的相对位置进行固定。

图2是表示本发明的实施方式1中的固定部件中的光纤配置的一个例子的示意图。图3是图2所示的固定部件的A-A线剖面示意图。图3中,示意性地图示包含偏振保持光纤4以及高Δ光纤8的光轴的方向上的固定部件11的剖面。图4是图2所示的固定部件的B-B线剖面示意图。图4中,示意性地图示从块端面11a侧观察的固定部件11以及高Δ光纤6、7、8的剖面。

如图1~4所示,固定部件11具备基板12和上板13。此外,固定部件11具有将多个同种的高Δ光纤列5以去除了被覆的状态下分别容纳的V字槽14。V字槽14例如与多个同种的高Δ光纤列5对应地在基板12设置必要数量(本实施方式1中为三个)。固定部件11将配置于各V字槽14的高Δ光纤6、7、8夹在基板12(具体而言V字槽14)与上板13的平坦面之间。

在本实施方式1中,如图2所示,在单模光纤2,熔接偏振保持型的高Δ光纤6。在单模光纤3,熔接偏振保持型的高Δ光纤7。在偏振保持光纤4,熔接偏振保持型的高Δ光纤8。例如如图3所示,偏振保持光纤4与高Δ光纤8使这些的芯体4a、8a彼此的位置一致而熔接。此时,熔接的加热条件被调整,以使得将偏振保持光纤4与高Δ光纤8的熔接点16c处的模场直径的变化平滑并减少连接损失。这针对单模光纤2与高Δ光纤6的熔接点16a、以及单模光纤3与高Δ光纤7的熔接点16b也相同。

此外,如图2、3所示,偏振保持光纤4与高Δ光纤8的熔接点16c位于V字槽14的内部。换言之,该熔接点16c被夹持于V字槽14与上板13之间。偏振保持光纤4以及高Δ光纤8在被夹持于V字槽14与上板13之间的区域,为被覆被剥离的状态,在V字槽14与上板13之间,偏振保持光纤4以及高Δ光纤8的玻璃部分(包层)被直接夹持。与此同样地,单模光纤2、3与高Δ光纤6、7的各熔接点16a、16b位于V字槽14的内部,在V字槽14与上板13之间,单模光纤2、3以及高Δ光纤6、7的玻璃部分(包层)被直接夹持。

此外,如图2~4所示,在单模光纤2、3、偏振保持光纤4、基板12(包含V字槽14)和上板13的各缝隙,填充粘接剂15。这些光纤以及部件通过该被填充的粘接剂15而固定。进一步地,单模光纤2、3以及偏振保持光纤4在未被夹持于V字槽14与上板13之间的区域,从这些各光纤的被覆部件(例如,如图3所示的偏振保持光纤4的被覆部件4b)的上方通过粘接剂15而被固定于基板12。

在上述结构中,优选熔接点16a、16b的各外径构成为比其前后的单模光纤2、3以及高Δ光纤6、7的各外径细。同样地,优选熔接点16c的外径构成为比其前后的偏振保持光纤4以及高Δ光纤8的各外径细。这是基于以下的理由。例如,如上述那样,熔接点16a被夹持于V字槽14与上板13之间,因此可能从V字槽14以及上板13接受应力。并且,若熔接点16a接受应力,则熔接点16a处的连接损失增大。因此,通过加工熔接点16a,以使得如上述那样熔接点16a的外径比前后的各光纤的外径细,能够缓和熔接点16a从V字槽14以及上板13接受的应力,抑制连接损失的增大。这针对剩余的熔接点16b、16c也相同。

此外,担心由于熔接点16a与上板13接触,失去熔接点16a的机械可靠性。通过将熔接点16a的外径构成为比其前后的各光纤的外径细,能够减少失去该机械可靠性的可能性。这针对剩余的熔接点16b、16c也相同。

作为对熔接点16a、16b、16c的各外径进行控制的方法,能够利用对熔接的各光纤的压入量和回撤量进行控制的方法、对熔接后的光纤的熔接点进行蚀刻的方法等。

这里,配置于固定部件11的各V字槽14中的高Δ光纤6、7、8设为相互相同种类。例如,高Δ光纤6、7、8是从相同制造批次的偏振保持型的高Δ光纤切出的光纤。这样在高Δ光纤6、7、8是相互相同种类的光纤的情况下,高Δ光纤6、7、8间的包层直径之差相比于相互不同种类的光纤间的包层直径之差减少。因此,如图4所示,在高Δ光纤6、7、8被配置于各V字槽14时,这些高Δ光纤6、7、8的各芯体6a、7a、8a的位置为针对高度方向(V字槽14的深度方向)对齐的状态(偏差少的状态)。即,这些高Δ光纤6、7、8间的芯体6a、7a、8a的中心轴的位置偏移量(图4所示的芯***置偏移量H)收敛于从高Δ光纤与光导波路的连接损失的减少的观点出发允许的允许等级以下。其结果,固定部件11的块端面11a所连接的光学元件的各光导波路、与处于被夹持于该固定部件11的V字槽14与上板13之间的状态的高Δ光纤6、7、8的芯轴偏移量减少,因此这些高Δ光纤6、7、8与各光导波路的连接损失能够减少为上述允许等级以下(例如,1dB以下)。这样,通过使用高Δ光纤6、7、8那样的同种的光纤,这些包层直径之差可收敛于从减少高Δ光纤6、7、8与光导波路的连接损失的观点出发允许的允许等级以下。

与此相对地,在相互不同种类的高Δ光纤被配置于固定部件11的各V字槽14的情况下,难以减少各V字槽14的高Δ光纤与光学元件的各光导波路的连接损失。图5是对配置于固定部件的各V字槽的多个高Δ光纤是相互不同种类的情况下产生的问题进行说明的图。例如,在图5中,取代与高Δ光纤8同种的偏振保持型的高Δ光纤6、7,与高Δ光纤8不同种类的单模型的高Δ光纤18、19被配置于各V字槽14。另外,单模型的高Δ光纤18、19除了各自芯体与包层的相对折射率差比多个种类的光纤1列中包含的各被连接光纤大以外,具有与通常的单模光纤2、3相同的结构。

如图5所示,由于高Δ光纤8与被相互平行地排列的其他高Δ光纤18、19不同种类,因此在相互相同种类的高Δ光纤18、19与和这些不同种类的高Δ光纤8之间,包层直径产生差。例如,在高Δ光纤8、18、19中的设计上的包层直径的尺寸公差是±1μm的情况下,担心高Δ光纤18、19与高Δ光纤8之间产生的包层直径之差为2μm左右。在图5所示的高Δ光纤18、19与高Δ光纤8之间,作为一个例子,包层直径产生超过1μm且2μm以下的差。

在这样的不同种类的高Δ光纤8、18、19被配置于各V字槽14的情况下,在高Δ光纤18、19的各芯体18a、19a与高Δ光纤8的芯体8a之间,如图5所示,根据上述包层直径之差,V字槽14的深度方向产生芯***置偏移。该芯***置偏移量H伴随着上述包层直径之差的增大而增大。

在上述那样产生芯***置偏移的高Δ光纤8、18、19之中、相互相同种类的高Δ光纤18、19的各芯体18a、19a与光学元件的各光导波路的芯体对位的情况下,在与这些不同种类的高Δ光纤8的芯体8a和该光学元件的光导波路的芯体之间产生芯轴偏移。即使在将高Δ光纤8的芯体8a与光导波路的芯体对位的情况下,与其不同种类的高Δ光纤18、19的芯体18a、19a与各光导波路的芯体之间也产生芯轴偏移。在任意的情况下,在高Δ光纤8、18、19与光学元件的各光导波路之间都产生芯轴偏移,其结果,难以减少使高Δ光纤8、18、19与光学元件的各光导波路光学耦合时的连接损失。

另外,在图5中,示例了不同种类的高Δ光纤8的包层直径比相互相同种类的高Δ光纤18、19大的情况,但上述连接损失的问题并不局限于该情况下。即,即使在高Δ光纤8的包层直径比高Δ光纤18、19小的情况下,除了芯***置偏移的方向为与上述相反方向以外,同样地在高Δ光纤8、18、19与光学元件的各光导波路之间产生芯轴偏移,会产生上述连接损失的问题。此外,即使在设置于基板12的多个(本实施方式1中为三个)V字槽14中的任意配置不同种类的高Δ光纤8,也同样地会产生上述连接损失的问题。

此外,如图5所示,在不同种类的高Δ光纤8、18、19被配置于各V字槽14的情况下,担心将这些高Δ光纤8、18、19夹持于与各V字槽14之间的上板13相对于基板12倾斜。在该情况下,基板12以及上板13等之间填充的粘接剂15的层厚在上板13的倾斜方向产生差。该粘接剂15的层厚之差在固化后的粘接剂15的层内产生应力的偏差。由此,从粘接剂15对高Δ光纤8、18、19、基板12以及上板13等施加的应力产生差,因此会产生使高Δ光纤8、18、19的光学特性、基板12与上板13的接合可靠性等劣化的问题。另外,该问题即使不同种类的高Δ光纤8被配置于在基板12设置的多个V字槽14的任意都会同样地产生。

接下来,对本发明中的多个同种的高Δ光纤列5与光学元件的各光导波路的连接损失进行说明。由于多个同种的高Δ光纤列5分别和各光导波路中,模场直径相互不同,因此,首先,确认模场直径相互不同的高Δ光纤与光导波路的芯轴偏移量和连接损失的关系。具体而言,变更具有规定的模场直径的高Δ光纤所连接的光导波路的尺寸,按照每个该光导波路的尺寸,计算针对高Δ光纤与光导波路的芯轴偏移量的连接损失。其结果,可知即使高Δ光纤所连接的光导波路的尺寸变化,针对高Δ光纤与光导波路的芯轴偏移量的连接损失的变化也较小。因此,即使使用假定相互相同种类的光纤彼此的连接的模型来计算针对模场直径相互不同的高Δ光纤与光导波路的芯轴偏移量的连接损失也没有问题。

基于上述的结果,根据假定相互相同种类的光纤彼此的连接的模型,计算针对将光纤彼此连接时的芯轴偏移量的连接损失。图6是表示将相互相同种类的光纤彼此连接时的芯轴偏移量与连接损失的关系的一个例子的图。在图6中,线L1表示针对单模光纤彼此的连接而计算的芯轴偏移量与连接损失的关系。线L2表示针对模场直径为4.5μm的高Δ光纤彼此的连接而计算的芯轴偏移量与连接损失的关系。线L3表示针对模场直径为3.5μm的高Δ光纤彼此的连接而计算的芯轴偏移量与连接损失的关系。

此外,在上述的固定部件11的多个V字槽14配置的多个同种的高Δ光纤列5与光学元件的各光导波路的芯轴偏移量X[μm]是使用这些多个同种的高Δ光纤列5中包含的各高Δ光纤间的包层直径之差ΔR[μm]、和V字槽14的底部所成的角度θ[rad],通过下式(1)来表示的。

X=ΔR÷sin(θ/2)÷2···(1)

这里,作为针对多个同种的高Δ光纤列5与光学元件的各光导波路的芯轴偏移量的连接损失,如上所述,能够使用根据假定相互相同种类的光纤彼此的连接的模型而计算的连接损失。例如,在多个同种的高Δ光纤列5各自的模场直径是4.5μm的情况下,作为针对多个同种的高Δ光纤列5与光学元件的各光导波路的芯轴偏移量的连接损失,能够使用针对通过图6中的线L2而表示的芯轴偏移量的连接损失。在将多个同种的高Δ光纤列5与光学元件的各光导波路的连接损失减少为1dB以下的情况下,根据图6中的线L2,这些连接中允许的芯轴偏移量X为0.8μm以下。为了满足该芯轴偏移量X≤0.8μm这一条件,例如在V字槽14的角度θ为π/2[rad](=90°)的情况下,需要多个同种的高Δ光纤列5中包含的各高Δ光纤间的包层直径之差ΔR为1μm以下。多个同种的高Δ光纤列5如上述的高Δ光纤6、7、8所示例那样,由于包含相互相同种类的高Δ光纤,因此能够容易满足上述包层直径之差ΔR的条件。

这样从减少高Δ光纤与光导波路的连接损失的观点出发允许的包层直径之差ΔR通过将分别配置于多个V字槽14的多个高Δ光纤设为相互相同种类,从而并不局限于模场直径是4.5μm的情况,在高Δ光纤的可取得模场直径的范围(例如3.0μm以上且5.0μm以下)内能够容易满足。此外,通过将包层直径之差ΔR减少为上述允许等级以下,可抑制固定部件11的上板13相对于基板12的倾斜,其结果,能够消除上板13的倾斜所导致的上述问题。

接下来,对光学连接部件10针对光学元件的应用例进行说明。图7是表示应用了本发明的实施方式1所涉及的光学连接部件10的光学部件的一结构例的示意图。如图7所示,该光学部件110具备光学连接部件10和光学元件100。光学元件100作为例如DP-QPSK方式的相干调制中使用的相干混频器而发挥功能。光学连接部件10通过固定部件11的块端面11a(参照图1)与光学元件100的输入端面连接,使高Δ光纤6、7、8与光学元件100的光导波路101a、101c、101b分别光学耦合。虽未特别图示,但在套圈9,连接与单模光纤2、3以及偏振保持光纤4光学耦合的多个光导波路或者阵列型光纤等。另外,图7所示的电路示意图是光学元件100中使用的电路的一个例子,本发明并不限定于该电路。

如图7所示,光学元件100具备:2个信号端口、局部振荡光端口以及8个输出端口P1~P8。这2个信号端口以及局部振荡光端口是从光学连接部件10的单模光纤2、3以及偏振保持光纤4经由高Δ光纤6、7、8来分别输入光的端口。8个输出端口P1~P8是用于向与这些连接的多个光纤(未图示)分别输出光的端口。

在图7所示的光学元件100中,预先被偏振分离并且偏振面被调整为TM偏振的2个信号光分别从2个单模光纤2、3经由高Δ光纤6、7而输入到光导波路101a、101c。输入到光导波路101a的信号光被导向90度混合元件103a,输入到光导波路101c的信号光被导向90度混合元件103b。

另一方面,从偏振保持光纤4经由高Δ光纤8而向光导波路101b输入TM偏振的局部振荡光。输入到光导波路101b的局部振荡光通过功率分配器102而被二分支,分别导向90度混合元件103a、103b。

在90度混合元件103a、103b中,由于信号光与局部振荡光干扰而被分离为I沟道分量的信号光和Q沟道分量的信号光,输出光被从8个输出端口P1~P8输出。

以上,如说明那样,在本发明的实施方式1所涉及的光学连接部件10中,将与多个种类的光纤列1熔接的多个高Δ光纤设为相互相同种类的多个同种的高Δ光纤列5,将这些多个同种的高Δ光纤列5在去除了被覆的状态下分别配置于固定部件11的多个V字槽14,通过固定部件11来固定将处于与多个种类的光纤列1熔接的状态的多个同种的高Δ光纤列5与光学元件光学耦合时的、多个同种的高Δ光纤列5与该光学元件的相对位置。

因此,能够将多个同种的高Δ光纤列5之间的包层直径之差抑制为从减少高Δ光纤与光导波路的连接损失的观点出发允许的允许等级以下。其结果,能够减少处于分别配置于多个V字槽14的状态下的多个同种的高Δ光纤列5与作为连接对象的光学元件的多个光导波路的各芯轴偏移,因此能够将光学元件的光导波路与和该光导波路光学耦合的高Δ光纤等的光纤的连接损失减少为上述允许等级以下(例如1dB以下)。

此外,在本发明的实施方式1所涉及的光学连接部件10中,将多个同种的高Δ光纤列5与多个种类的光纤列1的熔接点和这些多个同种的高Δ光纤列5收纳于固定部件11。因此,在将多个同种的高Δ光纤列5与多个种类的光纤列1熔接的情况下不需要以往必须的加强套筒等部件,因此能够促进光学连接部件10的小型化。

(实施方式1的变形例)

接下来,对本发明的实施方式1的变形例进行说明。图8是示意性地表示本发明的实施方式1的变形例所涉及的光学连接部件的一结构例的图。如图8所示,该光学连接部件10A取代上述的多个种类的光纤列1而具备包含4的倍数根的光纤的多个种类的光纤列1A,取代上述的多个同种的高Δ光纤列5而具备包含与多个种类的光纤列1A相同数目的高Δ光纤的多个同种的高Δ光纤列5A。此外,在光学连接部件10A中,套圈9是MT套圈。其他的结构与实施方式1相同,对相同的结构部分赋予相同符号。

多个种类的光纤列1A包含多个种类的上述被连接光纤。此外,多个种类的光纤列1A中包含的被连接光纤的根数是4的倍数根(例如如图8所示为8根)。优选多个种类的光纤列1A在这些4的倍数根的被连接光纤被阵列状地排列的状态下被一并覆盖,构成为所谓的光纤带心线。多个种类的光纤列1A可以包含1根以上的偏振保持光纤和多根通常的单模光纤,也可以包含多根偏振保持光纤和1根以上的通常的单模光纤。此外,多个种类的光纤列1A可以分别包含一根以上的偏振保持光纤、通常的单模光纤和这些以外的单模光纤,也可以分别包含一根以上的通常的单模光纤和其以外的单模光纤,也可以包含偏振保持光纤、通常的单模光纤、以及这些以外的单模光纤之中的任意的光纤。

多个同种的高Δ光纤列5A包含多个(具体而言与多个种类的光纤列1A相同数目)芯体与包层的相对折射率差比多个种类的光纤列1A大并且相互相同种类的高Δ光纤。多个同种的高Δ光纤列5A中包含的高Δ光纤的类型(通过芯体以及包层的结构等而分类的光纤类型)若是相互相同种类的高Δ光纤则不被特别限定,但优选是与多个种类的光纤列1A中包含的任意的被连接光纤相同的类型。例如,在多个种类的光纤列1A仅包含通常的单模光纤的情况下,优选多个同种的高Δ光纤列5A分别是将该通常的单模光纤的芯体与包层的相对折射率差增大的高Δ光纤。在多个种类的光纤列1A包含通常的单模光纤和偏振保持光纤的情况下,从偏振面的保持的观点出发,优选多个同种的高Δ光纤列5A分别是偏振保持型的高Δ光纤(例如与上述的高Δ光纤6、7、8相同)。在这样的多个同种的高Δ光纤列5A的各个中,芯体相对于包层的相对折射率差为2.0%以上且3.0%以下,波长1550nm下的模场直径例如为3.0μm以上且5.0μm以下。

此外,多个同种的高Δ光纤列5A与上述的多个种类的光纤列1A熔接。这样熔接的多个同种的高Δ光纤列5A与实施方式1的情况同样地,在被固定于固定部件11的状态下,存在于构成光学元件的多个光导波路(未图示)与多个种类的光纤列1A之间,与这些多个光导波路分别光学耦合。

上述的多个种类的光纤列1A与多个同种的高Δ光纤列5A例如通过应用TEC熔融等研究熔接时的加热条件,被熔接为使熔接点处的模场直径的变化平滑,将连接损失抑制得较低。由此,优选多个种类的光纤列1A中包含的各被连接光纤与多个同种的高Δ光纤列5A中包含的各高Δ光纤之间的连接损失减少为0.1dB以下。

虽未特别图示,但通过具有上述结构的光学连接部件10A应用于光学元件,能够构成本变形例所涉及的光学部件。作为该光学元件,例如举例:PLC元件、硅光导波路芯片、相干混频器等。

以上,如说明那样,在本发明的实施方式1的变形例所涉及的光学连接部件10A中,将与多个种类的光纤列1A熔接的多个高Δ光纤设为相互相同种类的多个同种的高Δ光纤列5A,将套圈9设为MT套圈,其他与实施方式1同样地构成。因此,能够构成应用了MT套圈的光学连接部件即享受与实施方式1相同的作用效果。

(实施方式2)

接下来,对本发明的实施方式2进行说明。图9是示意性地表示本发明的实施方式2所涉及的光学连接部件的一结构例的图。如图9所示,该光学连接部件20取代上述套圈9而具备套圈29。其他的结构与实施方式1相同,对相同结构部分赋予相同符号。

套圈29在与多个同种的高Δ光纤列5相反的一侧收纳从固定部件11延伸的多个种类的光纤列1的至少端部。在本实施方式2中,如图9所示,套圈29在使固定部件11之中多个同种的高Δ光纤列5侧的端部(即块端面11a以及其附近部分)露出的状态下,收纳固定部件11和从固定部件11延伸的多个种类的光纤列1。

图10是图9所示的光学连接部件的C-C线剖面示意图。图10中,示意性地图示包含偏振保持光纤4以及高Δ光纤8的光轴的方向上的光学连接部件20的剖面。如图9、10所示,套圈29具有收纳部29b和限制部29c。收纳部29b是用于收纳固定部件11以及多个种类的光纤列1的套圈29的内部空间。限制部29c对在套圈29的收纳部29b收纳固定部件11以及多个种类的光纤列1时的固定部件11的收纳位置进行限制。

固定部件11被从多个种类的光纤列1侧押入到套圈29的收纳部29b。详细地,如图10所示,固定部件11被押入到其端部与限制部29c抵接的位置。由此,收纳部29b内的固定部件11的收纳位置被决定。如图9、10所示,套圈29收纳于收纳部29b,以使得将这样被押入的固定部件11成为块端面11a侧的端部在套圈29的外部露出的方式。与该固定部件11的收纳共同地,套圈29收纳从固定部件11延伸的多个种类的光纤列1(例如单模光纤2、3以及偏振保持光纤4)。此时,套圈29对收纳的多个种类的光纤列1的各被连接光纤彼此的相对位置进行固定。在该阶段,这些多个种类的光纤列1在收纳部29b内相互平行地排列,例如图10所示的偏振保持光纤4那样,成为这些的端面处于与套圈端面29a(套圈29中的与固定部件11相反的一侧的端面)相同平面上的状态。在本实施方式2中,优选套圈29将处于去除了被覆的状态的多个种类的光纤列1与固定部件11一起收纳于收纳部29b。

此外,如图10所示,在套圈29的收纳部29b、固定部件11和多个种类的光纤列1之间,填充粘接剂15。这些的固定部件11以及多个种类的光纤列1通过该填充的粘接剂15,被固定于收纳部29b内。

虽未特别图示,但光学连接部件20与上述实施方式1同样地,能够应用于光学元件100(参照图7)。由此,能够构成具备光学连接部件20和光学元件100的实施方式2的光学部件。

以上,如说明那样,在本发明的实施方式2所涉及的光学连接部件20中,在使固定部件11之中多个同种的高Δ光纤列5侧的端部露出的状态下,将固定部件11和从固定部件11延伸的多个种类的光纤列1收纳于套圈29的收纳部29b,其他与实施方式1同样地构成。因此,能够享受与上述实施方式1相同的作用效果,并且将套圈29的收纳部29b中收纳的固定部件11以及多个种类的光纤列1的各收纳长度吸收于套圈29的长度,由此,能够构成小型化了这些各收纳长度的光学连接部件20。

此外,在本发明的实施方式2所涉及的光学连接部件20中,将处于去除了被覆的状态的多个种类的光纤列1与固定部件11一起收纳于套圈29的收纳部29b。因此,在对光学连接部件20所连接的光学元件进行加热处理等情况下,即使对光学连接部件20实施高温的加热处理,也能够防止本来覆盖了这些多个种类的光纤列1的各个的被覆部件的劣化。

(实施方式2的变形例)

接下来,对本发明的实施方式2的变形例进行说明。图11是示意性地表示本发明的实施方式2的变形例所涉及的光学连接部件的一结构例的图。如图11所示,该光学连接部件20A取代多个种类的光纤列1而具备包含4的倍数根的光纤的多个种类的光纤列1A,取代多个同种的高Δ光纤列5而具备包含与多个种类的光纤列1A数目相同的高Δ光纤的多个同种的高Δ光纤列5A。此外,在光学连接部件20A中,套圈29是MT套圈。多个种类的光纤列1A以及多个同种的高Δ光纤列5A与上述的实施方式1的变形例相同。其他的结构与实施方式1相同,对相同结构部分赋予相同符号。

在光学连接部件20A中,套圈29如图11所示,将从固定部件11延伸的多个种类的光纤列1A与固定部件11一起收纳,固定收纳的多个种类的光纤列1A中包含的各被连接光纤彼此的相对位置。在该阶段,这些多个种类的光纤列1A在套圈29内(具体而言图10所示的收纳部29b内)相互平行地排列,成为这些的端面处于与套圈端面29a相同平面上的状态。在本变形例中,优选套圈29将处于去除了被覆的状态的多个种类的光纤列1A与固定部件11一起收纳。

此外,虽未特别图示,但通过具有上述结构的光学连接部件20A应用于光学元件,能够构成本变形例所涉及的光学部件。作为该光学元件,例如举例:PLC元件、硅光导波路芯片、相干混频器等。

以上,如说明那样,在本发明的实施方式2的变形例所涉及的光学连接部件20A中,将与多个种类的光纤列1A熔接的多个高Δ光纤设为相互相同种类的多个同种的高Δ光纤列5A,将套圈9设为MT套圈,其他与实施方式2相同。因此,能够构成应用了MT套圈的光学连接部件、即享受与实施方式2相同的作用效果。

另外,在上述实施方式1、2中,示例了通常的单模光纤2、3和偏振保持光纤4混合存在的多个种类的光纤列1,但本发明并不限定于此。例如,多个种类的光纤列1可以包含偏振保持光纤、通常的单模光纤、以及这些以外的单模光纤之中的任意的光纤,也可以这些光纤之中的2个以上混合存在。

此外,在上述实施方式1、2中,示例了包含偏振保持型的高Δ光纤的多个同种的高Δ光纤列5,但本发明并不限定于此。例如,多个同种的高Δ光纤列5可以分别是与多个种类的光纤列1中包含的任意光纤相同的类型的高Δ光纤(例如增大了通常的单模光纤的芯体与包层的相对折射率差的高Δ光纤),也可以是与多个种类的光纤列1中不包含的光纤相同的类型的高Δ光纤。

此外,在上述实施方式1、2以及各变形例中,多个种类的光纤列与多个同种的高Δ光纤列的熔接点被配置于固定部件的V字槽内,但本发明并不限定于此。例如,上述熔接点也可以被配置于固定部件的V字槽内。在该情况下,上述熔接点可以在被加强套筒等的被覆部件覆盖的状态下配置于固定部件的基板上,也可以被粘接剂覆盖并且固定于固定部件的基板上。

此外,在上述的实施方式1、2中,作为连接光学连接部件10、20的光学元件100,示例了相干混频器,但本发明并不限定于此。例如,连接光学连接部件10、20的光学元件100也可以是PLC元件、硅光导波路芯片等相干混频器以外的光学元件。

此外,并不通过上述实施方式来限定本发明。将上述各结构要素适当地组合而构成的实施方式也包含于本发明。其他地,基于上述实施方式由本领域技术人员等做出的其他实施方式、实施例以及运用技术等全部包含在本发明的范畴内。

产业上的可利用性

如以上那样,本发明所涉及的光学连接部件对光学元件与光纤的连接有用,特别地,适合于能够减少光学元件的光导波路与和该光导波路光学耦合的光纤的连接损失的光学连接部件。

-符号说明-

1、1A 多个种类的光纤列

2、3 单模光纤

4 偏振保持光纤

4a、6a、7a、8a、18a、19a 芯体

4b 被覆部件

5、5A 多个同种的高Δ光纤列

6、7、8、18、19 高Δ光纤

9、29 套圈

9a、29a 套圈端面

10、10A、20、20A 光学连接部件

11 固定部件

11a 块端面

12 基板

13 上板

14 V字槽

15 粘接剂

16a、16b、16c 熔接点

29b 收纳部

29c 限制部

100 光学元件

101a、101b、101c 光导波路

102 功率分配器

103a、103b 90度混合元件

110 光学部件

P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8 输出端口。

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