JPH0615012U - 光結合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 偏波面保存光ファイバの偏光軸とこの光ファ
イバに入射する直線偏光の偏光軸と容易に一致させる。 【構成】 偏波面を保存して光を伝搬する偏波面保存光
ファイバ１７と、この偏波面保存光ファイバ１７と同軸
上にその光入出射口に面して設けられ出射光をコリメー
ト光とし、コリメート光を集光して偏波面保存光ファイ
バ１７に入射させる非球面レンズ１２と、この非球面レ
ンズ１２と同軸上に当該レンズ１２に面して回転可能に
設けられ、直線偏光の偏光軸を回転させるためのλ／２
板２９を支持するλ／２板ホルダ２５とから構成する。
偏波面保存光ファイバ１７は非球面レンズ１２側と着脱
可能に取り付ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は偏波面保存光ファイバの入出射光を効率よく伝搬する光結合装置に関 する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、光ファイバを使用する場合、光を入出射する両端面には、光ファイバ中 に光を導入するフェルールとフェルール部を保持固定するコネクタを備えている 。これら光ファイバコネクタを用いて光ファイバからの出射光を平行光又は収束 光とする場合、光ファイバフェルール端部附近にコリメートレンズ又は収束用レ ンズを設置し、光ファイバから出射された拡散光を平行光又は収束光に変換して 使用していた。

【０００３】 手軽に光ファイバからの出射光を平行光又は収束光とする場合、光ファイバを 接続固定する場合等に用いるレセプタクルとレンズを一体化したものが知られて いる。このようなレンズ組み込みレセプタクルを用いて平行光又は収束光とした 光を別途光ファイバ中に入光しようとする場合、さらに対象とする光ファイバが シングルモード光ファイバ、マルチモード光ファイバ等であった場合、例えば入 出射光の偏光を規定する必要がない場合、同様にもう１つのレンズ付きレセプタ クルとこれら光ファイバの組合わせを準備し、同一光軸上にこれを対向設置、位 置調整し、光ファイバ中に光を導入すればよかった。

【０００４】 しかしながら、偏波面保存光ファイバを対象とする場合、効率よく入、出射光 を得るばかりでなく、さらに光ファイバ中に入射する入射光の偏光軸と、この入 射光を受光する受光側が偏波面保存光ファイバであった場合、入射光の偏光軸及 び受光側偏波面保存光ファイバの偏光軸の方向を調整し、きわめて近い状態に一 致せしめるといった作業が必要とされる。

【０００５】 このような調整は、例えば図５に示すように行われる。ＬＤ光源１、偏波面保 存光ファイバ２、コリメータ３を有し、コリメータ３から出射する直線偏光光の 偏光精度を向上させるプリズム５及びこの直線偏光光を円偏光光に変換するλ／ ４板６、偏光軸の方向を調整すると共にこれを回転することにより直線偏光光の 方向を任意に調整することを可能とするプリズム７を備え、プリズム７を回転す ることにより、任意の偏光方向の調整を行う。

【０００６】 同様に図６を参照すると、ＬＤ光源１、偏波面保存光ファイバ２、コリメータ ３、プリズム８、λ／２板９とから構成され、λ／２板９を回転することにより 任意の偏光方向を得ることが可能になる。また、プリズム５設置せず、λ／２板 ９のみとした光学系の構成もある。

【０００７】 これらはいずれも偏波面保存光ファイバ２に入光される入射光の偏光軸方向と 偏波面保存光ファイバ２の偏光軸とが一致せしめられていることを前提としてい る。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上述した従来の光結合装置の場合、図５ではプリズム５、λ／ ４板６、プリズム７を、また図６ではプリズム８、λ／２板９をそれぞれ別部材 として設けるため、光学系が大掛かりで煩雑なものとなり、調整時間も要すると いう問題点がある。

【０００９】 本考案は以上の問題点に鑑みなされたもので、その目的は小型で嵩ばらず、偏 光軸の調整が容易な光結合装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

上述の課題を解決するために、本考案にかかる光結合装置は、偏波面を保存し て光を伝搬する偏波面保存光ファイバを着脱可能に接続する光ファイバ接続部と 、前記偏波面保存光ファイバと同軸上にその光入出射口に面して設けられ出射光 を調整し又は入射光を集光して偏波面保存光ファイバに入射させるレンズを備え たレンズホルダと、前記レンズと同軸上に当該レンズに面して回転可能に設けら れ、任意の入出射光偏光面の偏光軸を回転させる偏光軸調整装置とから構成され たことを特徴とする。

【００１１】

【作用】

前記構成により、偏光軸調整装置を回転させることで、偏波面保存光ファイバ への入射光又はこの偏波面保存光ファイバからの出射光の偏光軸を回転させ、こ の直線偏光光が入射する偏波面保存光ファイバの偏光軸と一致させる。

【００１２】

【実施例】

以下に本考案の一実施例を添付図面に基づいて説明する。図１は本実施例に係 る光結合装置としての偏波面保存光ファイバ用レセプタクルを示す断面図、図２ は偏波面保存光ファイバ用レセプタクルを光ファイバに接続した状態を示す部分 断面図である。

【００１３】 本実施例の偏波面保存光ファイバ用レセプタクルはレンズホルダ１１と光ファ イバ接続部１５と偏光軸調整装置としてのλ／２板ホルダ２５とから概略構成さ れている。レンズホルダ１１は有底筒状に形成され、底部１１Ａに後述の光ファ イバ１７からの出射光をコリメートし、またコリメート光を光ファイバ１７に集 光するための非球面レンズ１２が装着されている。レンズホルダ１１の内周壁の うち、一端部（図中の右端部）の底部１１Ａ附近には非球面レンズ１２の側面に 接着剤を流入させるための流入穴（図示せず）が設けられ、この流入穴から流入 した接着剤によって非球面レンズ１２が底部１１Ａに固定されている。底部１１ Ａには後述の中筒部１９のレンズホルダ受け部１９Ｃに圧入するための圧入突部 １１Ｂが設けられ、この圧入突部１１Ｂの中央部には非球面レンズ１２と光ファ イバ１７の素線（図示せず）との間で光を通過させるための連通孔１１Ｃが設け られている。レンズホルダ１１の他端部外周には、その全周に亘って環状に形成 され、後述の固定用ストッパ２８が嵌合する係止溝１１Ｄが設けられている。こ の係止溝１１Ｄは深さが0.5mm 、断面が角度30゜のＶ字型切込み状に形成されて いる。

【００１４】 光ファイバ接続部１５は主に、光ファイバ１７のフェルール先端部１８が挿入 される中筒部１９と、この中筒部１９の外側に設けられ、光ファイバ１７の接続 プラグ２０が螺着される外筒部２１とから構成されている。中筒部１９はフェル ール先端部１８が直接挿入される小径のフェルール受け部１９Ａと、外筒部２１ の中筒受け部２１Ｂに圧入される中径の圧入部１９Ｂと、レンズホルダ１１の圧 入突部１１Ｂが圧入されるレンズホルダ受け部１９Ｃとから構成されている。

【００１５】 外筒部２１は光ファイバ１７の接続プラグ２０が直接螺着されるねじ筒部２１ Ａと、中筒部１９の圧入部１９Ｂが圧入される中筒受け部２１Ｂとから構成され ている。

【００１６】 λ／２板ホルダ２５はレンズホルダ１１の他端側にその開口部を閉塞して配設 されている。このλ／２板ホルダ２５は全体を有底筒状に形成され、筒部２６と λ／２板支持板部２７とから構成されている。筒部２６の一端部（図中の右側端 部）にはホルダ２５を回動させるために拡径して形成したフランジ部２６Ａを有 している。筒部２６の周壁部には前記係止溝１１Ｄに係止することでλ／２板ホ ルダ２５をレンズホルダ１１に固定するためのホルダ固定用ストッパ２８が複数 設けられている。λ／２板支持板部２７は円盤状に形成され、コリメート光の通 過穴２７Ａが設けられると共に、λ／２板２９が取り付けられている。このλ／ ２板２９は直径が6mm 、厚さが0.9mm に設定されている。λ／２板支持板部２７ の内側面には直径が6mm 、厚さが1mm の円形段部３１が設けられ、この円形段部 ３１にλ／２板２９が接着固定される。また、λ／２板支持板部２７は直径が9m m 、厚さが3mm に設定されている。筒部２６とλ／２板支持板部２７も一体的に 固定されている。

【００１７】 そして、光ファイバ１７を接続するときは、この偏波面保存光ファイバ１７の 端部に設けられている接続プラグ２０のフェルール先端部１８を光ファイバ接続 部１５のフェルール受け部１９Ａに挿入して接続プラグ２０をねじ筒部２１Ａに 螺着し、フェルール先端部１８に埋設された光ファイバ素線を非球面レンズ１２ に面して位置させる。

【００１８】 そして、ファイバ伝送の途中に光学機器を設ける等の目的で２本の偏波面保存 光ファイバ１７を接続する場合、一方の偏波面保存光ファイバ１７の端部に前記 偏波面保存光ファイバ用のレンズ、λ／２板付きレセプタクルを接続し、他方の 光ファイバ１７には通常のレンズ付きレセプタクルを接続し、２つのレセプタク ルを互いに対向させて配設する。

【００１９】 そして、一方の偏波面保存光ファイバ１７から出射するコリメート光の偏光軸 を他方の偏波面保存光ファイバ１７の偏光軸に合せるときは、偏波面保存光ファ イバ用レセプタクルのホルダ固定用ストッパ２８を緩めてλ／２板ホルダ２５を 回す。これによってλ／２板２９が回動し、出射コリメート光の偏光軸を回転さ せて、他方の偏波面保存光ファイバ１７の偏光軸に合せる。

【００２０】 ここで、結合損失の評価方法を図３に基づいて説明する。図中の３５はＬＤ光 源で、このＬＤ光源３５に第１偏波面保存光ファイバ３６の一端が接続されてい る。この第１偏波面保存光ファイバ３６の他端にはレンズ付きレセプタクル（以 下「レセプタクル」という）３７が接続されている。このレセプタクル３７から 60mm離れた位置にレセプタクル３７と同軸上に対向させ、本実施例に係る前述し た構成の非球面レンズ１２及びλ／２板２９を組み込んだ偏波面保存光ファイバ 用レセプタクル（以下「レセプタクル」という）３８を第２偏波面保存光ファイ バ３９の一端に接続する。第２偏波面保存光ファイバ３９から光が出射する出射 端部４０にディテクタ４１を設置し、光パワーメータ４３にて光強度を検出する 。光強度検出は図３中のレセプタクル３７出射時の光強度（Ｉ₀ ）及びレセプタ クル３８からの出射光強度（Ｉ₁ ）を検出し、この光強度（Ｉ₀ ），（Ｉ₁ ）の 比から結合損失が求められ、上述の例では1.8dB が得られた。

【００２１】 次にクロストークの評価方法を図４に基づいて説明する。

【００２２】 ＬＤ光源３５、第１偏波面保存光ファイバ３６、レセプタクル３７、偏波面保 存光ファイバ用レセプタクル３８及び第２偏波面保存光ファイバ３９は前記結合 損失の評価方法の場合と同様の構成になっている。第２偏波面保存光ファイバ３ ９の他端にはλ／２板２９を有さないレセプタクル４５が接続されている。レセ プタクル４５の出射側にはプリズム４６が配設されている。このプリズム４６は 、その偏光軸が出射光の偏光軸と平行になった場合に出射光をすべて透過させ、 直交した場合に出射光を遮ってしまう。ディテクタ４１と光パワーメータ４３と からなる検出器４４は結合損失の評価方法の場合と同様である。この検出器４４ はレセプタクル４５からの出射光をプリズム４６を透過させて検出する。

【００２３】 レセプタクル３７からの出射光の偏光軸と第２偏波面保存光ファイバ３９の偏 光軸とを調整する場合は、λ／２板２９を回転させて出射光の偏光軸を回転させ る。受光側偏波面保存光ファイバに取り付けられたレセプタクル３８のλ／２板 ２９を回転することにより入光される光の偏光を調整可能とし、この偏光軸と第 ２偏波面保存光ファイバ３９の偏光軸とが大きくずれた状態から、ずれの程度が 小さくなって互いに一致するまで変化する。この変化の量を検出する。

【００２４】 λ／２板２９の回転とともにプリズム４６も回転させ、検出器４４でレセプタ クル４５からの出射光をこのプリズム４６を介して検出する。光パワーメータ４ ３でプリズム４６の回転による検出値の最大値と最小値を読取る。この最大値と 最小値は、出射光の偏光軸と第２偏波面保存光ファイバ３９の偏光軸とのずれの 程度によって変化する。この最大値と最小値との比が最大となる位置が、出射光 の偏光軸と第２偏波面保存光ファイバ３９の偏光軸との一致した位置であり、ク ロストークと呼ばれる。

【００２５】 λ／２板２９を回転させながらクロストークが最大となる位置を探し、最大と なった位置でホルダ固定用ストッパ２８を締めてλ／２板ホルダ２５を固定する 。本実施例ではクロストークは33dBが得られた。

【００２６】 以上のように、λ／２板ホルダ２５を回転させるだけで偏光軸を調整すること ができ、２つの偏波面保存光ファイバ１７を容易に光結合することができる。

【００２７】 また、λ／２板ホルダ２５をレンズホルダ１１の装着する構成であるので、構 造が簡単で小型化することができる。

【００２８】 さらに、偏波面保存光ファイバ１７に設けられた接続プラグ２０によって偏波 面保存光ファイバ用レセプタクル３８と偏波面保存光ファイバ１７を接続するの で、これらの接続が容易にできるようになり、これにより任意の偏波面保存光フ ァイバ１７との接続が容易になる。

【００２９】 なお、前記実施例では偏光軸調整装置としてλ／２板２９を用いたが、他の手 段を用いてもよい。例えば２枚のλ／４板を対向配置させ、いずれか一方を回転 させることにより偏光軸を調整してもよい。また、多少の損失を犠牲にしてもよ いのであれば、一対のλ／４板の一方をプリズムに代え、このプリズムでλ／４ 板の機能を代用させてもよい。

【００３０】 また、前記実施例では非球面レンズ１２によって出射光又は入射光のビーム断 面形状を所定の断面形状に成形する例として、出射光をコリメートし、またコリ メート光を光ファイバ１７に集光する場合を説明したが、本考案はこれに限らず 、次のような断面形状に成形する場合もある。即ち、出射光ではコリメート光に する以外に、入射光では光ファイバ１７に集光する以外に、入出射光を平行光の まま拡径し、又は逆に縮径したりする場合もある。

【００３１】 さらに、前記実施例ではレセプタクルと偏波面保存光ファイバ１７との接続手 段としてレセプタクルにねじ筒部２１Ａを有する光ファイバ接続部１５を設け、 偏波面保存光ファイバ１７に接続プラグ２０を設けて、これらを互いに螺着する 構成としたが、互いに圧入する構成や、フェルール部をレセプタクルと一体的に 成形する構成等の他の手段で接続してもよい。

【００３２】

【考案の効果】

以上、詳述したように本考案によれば、直線偏光の偏光軸を回転させるλ／２ 板を設けたので、偏波面保存光ファイバへの入射光又は出射光の偏光軸を回転さ せて、この直線偏光が入射する光ファイバの偏光軸と容易に一致させることがで きる。

【００３３】 また、レンズ及びλ／２板側と光ファイバとを着脱可能にしたので、任意の偏 波面保存光ファイバに容易に接続することができる。これにより、任意の２つの 偏波面保存光ファイバを容易に光結合することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る偏波面保存光ファイバ用レセプタ
クルを示す断面図である。

【図２】偏波面保存光ファイバ用レセプタクルと偏波面
保存光ファイバとを接続した状態を示す一部破断側面図
である。

【図３】結合損失を測定する場合に用いる装置の概略構
成図である。

【図４】クロストークを測定する場合に用いる装置の概
略構成図である。

【図５】第１従来例を示す概略構成図である。

【図６】第２従来例を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１１…レンズホルダ、１１Ｄ…係止溝、１２…非球面レ
ンズ、１５…光ファイバ接続部、１７…偏波面保存光フ
ァイバ、１８…フェルール先端部、２５…λ／２板ホル
ダ、２９…λ／２板。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 偏波面を保存して光を伝搬する偏波面保
   存光ファイバを着脱可能に接続する光ファイバ接続部
   と、 前記偏波面保存光ファイバと同軸上にその光入出射口に
   面して設けられ出射光又は入射光のビーム断面形状を所
   定の断面形状に成形するレンズを備えたレンズホルダ
   と、 前記レンズと同軸上に当該レンズに面して回転可能に設
   けられ、任意の入出射光偏光面の偏光軸を回転させる偏
   光軸調整装置とから構成されたことを特徴とする光結合
   装置。