(57)【要約】【課題】ＤＭＤを削減し、ＣＰＲを改善する光送信器を提供することが可能とする。【解決手段】レーザダイオードの光軸上に割スリーブを配置し、該割スリーブの光が入射する側にシングルモード光ファイバを有するファイバスタブを挿入し、光が出射する側に光ファイバを有するプラグフェルールを挿入し、上記ファイバスタブと上記プラグフェルールとが対向する端面で当接可能な光送信器において、上記ファイバスタブとプラグフェルールの一対の光ファイバのコアの中心位置を相対的に偏心させ、かつ上記一対の光ファイバの光軸を傾けて入射可能な接続手段を有した。【選択図】図１
2006208755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザダイオードの光軸上に割スリーブを配置し、該割スリーブの光が入射する側にシングルモード光ファイバを有するファイバスタブを挿入し、該割スリーブの光が出射する側には不特定の光ファイバを有するプラグフェルールを挿入し、上記ファイバスタブと上記プラグフェルールとが対向する端面で当接可能とした光送信器において、上記シングルモード光ファイバと不特定の光ファイバのそれぞれのコア中心位置を相対的に偏心させるとともに、上記シングルモード光ファイバの不特定の光ファイバと当接する領域に、シングルモード光ファイバと不特定の光ファイバのコア中心をずらして接続するために光軸を傾けた接続手段を有したことを特徴とする光送信器。
【請求項２】
上記接続手段が上記シングルモード光ファイバ内でコアを傾斜させたものであることを特徴とする請求項１記載の光送信器。
【請求項３】
上記接続手段がファイバスタブの貫通孔を上記ファイバスタブの中心軸に対して少なくとも１箇所以上を湾曲させたものであることを特徴とする請求項１または２に記載の光送信器。
【請求項４】
上記接続手段がファイバスタブの貫通孔の径を上記プラグフェルール側で大きくした部分で、シングルモード光ファイバを少なくとも１箇所以上を湾曲させたものであることを特徴とする請求項１または２に記載の光送信器。
【請求項５】
上記一対のコアの中心位置を相対的に５〜３０μｍの範囲内で偏心させ、かつ一対のコアの光軸を相対的に３〜２５°の範囲内で傾けて接続したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光送信器。
【請求項６】
上記ファイバスタブからプラグフェルールへの入射ビームがコア中心位置から偏心した方向をＸ軸とし、光ファイバの軸方向をＺ軸とし、Ｘ軸とＺ軸両方に対する直角方向をＹ軸とし、さらにＹ軸とＺ軸をＸ軸に沿って同一方向に偏心した分だけシフトさせた軸をそれぞれＹ’軸,Ｚ’軸としたときに、上記入射ビームのベクトルがＹ’軸とＺ’軸のなす面内に存在することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光送信器。
【請求項７】
上記シングルモード光ファイバの外側のクラッドには、クラッドモード光の除去手段を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光送信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチモード光ファイバでレーザ光を伝送する際に問題となるＤＭＤ（Differential Mode Delay）の影響を低減し、かつＣＰＲ（Coupled Power Ratio）を改善する光送信器に関する。
【背景技術】
【０００２】
グレーテッドインデックス型のマルチモード光ファイバ（以下「マルチモード光ファイバ」という）のコアの屈折率分布はモード間の遅延差による帯域劣化（モード分散）を抑えるため、中心から外側へ正確な２次曲線を描いて低下するように設計、製造されている。
【０００３】
しかし、主に北米において製造されたマルチモード光ファイバには図１１に示すような不完全な屈折率分布を持つものがあることが知られている。
【０００４】
図１１はコア中心部に異常な低屈折率を有するマルチモード光ファイバの屈折率分布図であり、横軸がコア中心軸からの距離を示し、縦軸が屈折率を示す。
【０００５】
このような屈折率分布は伝送性能の劣化につながるおそれがあるが、一般にマルチモード光ファイバは数百Ｍｂ／ｓ以下の光伝送に用いられており、また、光伝送の際に用いられる光源は発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」という）であることが多いため、大きな問題とはならなかった。
【０００６】
しかし最近では、既に敷設されているマルチモード光ファイバをＧｂ／ｓクラスの非常に高速な光伝送に用いたいという需要が生じてきており、図８に示すような屈折率分布を持つ光ファイバを用いながらいかに伝送劣化を抑えるかが課題になっている。
【０００７】
図８に示すような屈折率分布のマルチモード光ファイバにおいては、コア中心部の屈折率が小さいため、コア中心部を伝搬する光はコア周辺部を伝搬する光より速い。このため光パルスを伝送すると、コア中心部を進む光とコア周辺部を進む光との遅延差により、パルスが分散してしまう。このような分散を引き起こす遅延をＤＭＤ（Differential Mode Delay／異モード遅延）と呼ぶ。このような現象は光ファイバコアの中心部に平行度の高い光が集中した場合に起こりやすい。
【０００８】
光送受信器は、伝送速度が同じ場合でも、適合する光ファイバの種類や光源の波長により異なる仕様のものがある。マルチモード光ファイバでＧｂ／ｓクラスの光伝送を行おうとする場合、素子の応答速度の面でＬＥＤを使うことは難しい。また短波長（例えば波長８５０ｎｍ帯）のレーザダイオード（以下、ＬＤ）では分散の面で伝送距離を伸ばすことが難しい。このため、長波長（１３００ｎｍ帯）ＬＤを用いてマルチモード光ファイバによる伝送を行うことが考えられている。
【０００９】
しかし、特に長波長ＬＤを用いると、出力光はマルチモード光ファイバのコア中心部に平行度の高い状態で入りやすくなるため、マルチモード光ファイバのＤＭＤの問題を回避する方法を考える必要がある。
【００１０】
ＤＭＤの問題を回避する方法である従来の第一例では、オフセット光入射によるモードコンディショニングであり、図１２に従来の光送信器の接続状態を示し、パッチコード（ＬＡＮ機器２１からパッチパネル２２までの短い距離を結ぶジャンパコード）型のモードコンディショナを、光送受信器２３と伝送用の光ファイバコードとの間に配置したものである。
【００１１】
このモードコンディショナは２つの２連光コネクタ２４、２５の間を光ファイバコードで結んだ構成であり、途中にシングルモード光ファイバ（以下「シングルモード光ファイバ」という）２６とマルチモード光ファイバ（以下「マルチモード光ファイバ」という）２７との接続部２８を有する。なお、２９は光コネクタ、３０は光コネクタ結合用アダプタである。
【００１２】
図１３は図１２に示したパッチコードのほぼ中間点にある接続部２８の内部（送信側のみ）の拡大図である。
【００１３】
光送受信器３０（図１２）の送信側に結合する光ファイバのみシングルモード光ファイバ２６であり、他はマルチモード光ファイバ２７である。接続部２８の送信側ではシングルモード光ファイバ２６とマルチモード光ファイバ２７とがコア中心がずれた状態で融着接続されている。光送受信器２３からシングルモード光ファイバ２６に入力された光は、マルチモード光ファイバ２７に入射するときはコア中心付近を避けて、つまりモードを高次モードのみに条件付けされて入射される。一旦、中心からずれて入力された光は伝搬中にコア中心の低屈折率部に入ることはほとんどないので、これによりＤＭＤの影響を回避することができる。
【００１４】
なお、このモードコンディショナは、使用する伝送用ファイバが図１１に示すような異常な屈折率分布を持たないマルチモード光ファイバであってもよい。また、受信側はモードコンディショニングは必要ないため、接続部２８においてはマルチモード光ファイバ２７同士をずらさずに融着するか、あるいは通常の光ジャンパのように１本のマルチモード光ファイバの両端にコネクタを付けるようにすればよい。
【００１５】
次に、特殊パッチコードを用いずにＤＭＤの問題を解決する方法である従来の第二例では、図１４に示されるようなモードコンディショナ付き光送信器が提案されている。これは、レーザダイオード１を有し、マルチモード光ファイバ２７を有するプラグフェルール５に接続させて光伝送を行う光送信器であって、レーザダイオード１の光軸上に配置し、プラグフェルール５出射側から途中まで挿入される割スリーブ４と、割スリーブ４の入射側にプラグフェルール５と接触するように挿入されたファイバスタブ２と、ファイバスタブ２の内部にはプラグフェルール５のマルチモード光ファイバ２７のコアの中心からずれた偏芯コアシングルモード光ファイバ２６を備えたものである。偏芯シングルモード光ファイバ２６は、レーザダイオード１に対して空間を隔てて臨んでおり、レーザダイオード１からの光をプラグフェルール５内部のマルチモード光ファイバ２７へと伝送することができる（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−１４７３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ところで、従来の第一例では、シングルモード光ファイバ２６とマルチモード光ファイバ２７とをコアの中心をずらして融着接続した点に特徴があるが、このようなパッチコードは製造コストがかかるという問題がある。
【００１７】
それは光ファイバ素線の接続に手間がかかるからである。最新の全自動融着接続器を用いればファイバ素線のみの接続（融着）は以前ほど困難ではなくなってきたが、それでもこの作業は熟練した作業者が注意深く行う必要がある。さらに、融着作業は通常の融着作業とは異なって中心を精密にずらして融着する作業であり、このずれが一定になるように安定して製造するのは簡単ではない。
【００１８】
また、ファイバ素線融着後にはケブラーなどの補強材の接続や接続部分の被覆・保護も必要である。これらの作業はほとんどを手作業で行う必要があり、非常に手間がかかる。
【００１９】
さらに融着後の検査も通過損失等の簡単な測定だけでは評価できず、マルチモードファイバ内のモード分布等を測定する必要があり、検査作業による製造コストもかさんでしまう。
【００２０】
加えて、このような特殊なパッチコードを通常のパッチコードと区別して使うよう管理する必要があるため、システム構築の際に手間とコストがかかるという問題があった。
【００２１】
次に従来の第二例では、図１４の方法で、ＩＥＥＥのギガビットイーサネット（登録商標）のＣＰＲ(Coupled Power Ratio／結合パワー比)の規格を満たすためには、偏芯シングルモード光ファイバが内部に固定されたファイバスタブ２の長さを２ｃｍより長くしなくてはならないことが測定によってわかっている。ここでＣＰＲとは図１４の光送信器にマルチモード光ファイバ２７及びシングルモード光ファイバ２６が挿入された際に得られる光出力の差であり、光が伝送媒体マルチモード光ファイバ２７の中心を十分避けて入射されているかどうかの目安となる値である。ファイバスタブ２の長さが２ｃｍ以下だと、偏芯シングルモード光ファイバ２６のクラッドに入射した光が減衰しきれずにマルチモード光ファイバ２７へ結合され、マルチモード光ファイバ２７の中心近傍に結合される。図１４の形状の光送信器は、ファイバスタブ２の長さを２ｃｍ以上確保すると、光軸方向の長さが長くなる。これに対し、ギガビットイーサネット（登録商標）用光トランシーバの基板長は２〜３ｃｍ程度しかなく、この基板上に図１１の形状の光送信器を実装するのは困難である。
【００２２】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、ＤＭＤを削減し、ＣＰＲを改善する光送信器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記に問題点に鑑みて本発明は、レーザダイオードの光軸上に割スリーブを配置し、該割スリーブの光が入射する側にシングルモード光ファイバを有するファイバスタブを挿入し、光が出射する側に光ファイバを有するプラグフェルールを挿入し、上記ファイバスタブと上記プラグフェルールとが対向する端面で当接可能な光送信器において、上記シングルモード光ファイバと不特定の光ファイバのそれぞれのコア中心位置を相対的に偏心させるとともに、上記シングルモード光ファイバの不特定の光ファイバと当接する領域に、シングルモード光ファイバと不特定の光ファイバのコア中心をずらして接続するために光軸を傾けた接続手段を有したことを特徴とする。
【００２４】
また、上記接続手段が上記シングルモード光ファイバのコアをファイバスタブ内で少なくとも１箇所以上曲げたものであることを特徴とする。
【００２５】
更に、上記接続手段がファイバスタブの貫通孔を上記ファイバスタブの中心軸に対して、少なくとも１箇所以上曲げたものであることを特徴とする。
【００２６】
しかも、上記接続手段がファイバスタブの貫通孔を上記プラグフェルール側で大きくしたことで、シングルモード光ファイバのコアを少なくとも１箇所以上曲げたものであることを特徴とする。
【００２７】
そして、上記一対の光ファイバのコアの中心位置を相対的に５〜３０μｍの範囲内で偏心させ、かつ一対の光ファイバの光軸を相対的に３〜２５°の範囲内で傾けて接続したことを特徴とする。
【００２８】
また、入射ビーム入射位置のコア中心位置のからの偏心方向をＸ軸、光ファイバの軸方向をＺ軸、Ｘ軸とＺ軸の直角方向をＹ軸とし、Ｙ軸とＺ軸をＸ軸に沿って同一方向に上記偏心方向の偏心量分ずらした軸をそれぞれＹ’,Ｚ’としたときに、入射ビーム入射位置における上記入射ビームのベクトルはＹ’−Ｚ’面内に存在することを特徴とする。
【００２９】
更に、上記シングルモード光ファイバの外側のクラッドには、クラッドモード光を除去する除去手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
このように本発明によれば、レーザダイオードの光軸上に割スリーブを配置し、該割スリーブの光が入射する側にシングルモード光ファイバを有するファイバスタブを挿入し、光が出射する側に光ファイバを有するプラグフェルールを挿入し、上記ファイバスタブと上記プラグフェルールとが対向する端面で当接可能な光送信器において、上記シングルモード光ファイバと不特定の光ファイバのそれぞれのコア中心位置を相対的に偏心させるとともに、上記シングルモード光ファイバの不特定の光ファイバと当接する領域に、シングルモード光ファイバと不特定の光ファイバのコア中心をずらして接続するために光軸を傾けた接続手段を有したことにより、ＤＭＤを削減し、ＣＰＲを改善する光送信器を提供することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下本発明実施形態を図によって請求項１〜４を説明する。
【００３２】
図１（ａ）は本発明の光送信器を示す断面図である。
【００３３】
レーザダイオード１の光軸１１上に割スリーブ４を配置し、該割スリーブ４の光が入射する側にシングルモード光ファイバ３を有するファイバスタブ２を挿入し、光が出射する側に光ファイバを有するプラグフェルール５を挿入し、上記ファイバスタブ２と上記プラグフェルール５とが対向する端面で当接可能な光送信器１０において、上記シングルモード光ファイバと不特定の光ファイバのそれぞれのコア中心位置を相対的に偏心させるとともに、上記シングルモード光ファイバの不特定の光ファイバと当接する領域に、シングルモード光ファイバと不特定の光ファイバのコア中心をずらして接続するために光軸を傾けた接続手段１２を有したことを特徴とする。
【００３４】
すなわち、レーザダイオード１からの光がマルチモード光ファイバ６に入る前にジルコニアセラミック製のファイバスタブ２を通るようになっている。該ファイバスタブ２の内部に有するシングルモード光ファイバ３のコア３ａの中心はプラグフェルール５の内部に有するマルチモード光ファイバ６のコア６ａの中心から約２０μｍ任意の方向にずれており、かつ約１０°光ファイバの入射ビームを傾けて入射させている。またファイバスタブ２にはシングルモード光ファイバ３が挿入、固定されており、ファイバスタブ２の両端面は研磨加工されている。伝送用のマルチモード光ファイバ６を内部に有するプラグフェルール５は同じくジルコニアセラミックの割スリーブ４によってファイバスタブ２と突き合わされる。
【００３５】
図１（ｂ）は、図１（ａ）に示した光送信器の結合部の拡大図で請求項５を説明する。
【００３６】
本発明はレーザダイオード１の光軸上に割スリーブ４を配置し、該割スリーブ４の光が入射する側にシングルモード光ファイバ３を有するファイバスタブ２を挿入し、光が出射する側に光ファイバを有するプラグフェルール５を挿入し、上記ファイバスタブ２と上記プラグフェルール５とが対向する端面で当接可能な光送信器１０において、当接関係がクラッドモード光の排除手段３ｈを有したことを特徴とするものであり、具体的には上記プラグフェルール５内の光ファイバをマルチモード光ファイバ６とし、上記ファイバスタブ２の内部のシングルモード光ファイバ３のコア３ａの中心が、上記マルチモード光ファイバ６のコア６ａの中心と５〜３０μｍずれた位置にあり、かつ光ファイバの入射ビームを光ファイバの軸心に対して３〜２５°の範囲内で傾けて接続することを特徴とする。
【００３７】
ファイバスタブ２の内部に有するシングルモード光ファイバ３のコア３ａの中心が、プラグフェルール５の内部に有するマルチモード光ファイバ６のコア６ａの中心と約２０μｍずらし、かつ約１０°光ファイバの入射ビームを傾けて入射させてすことにより、ファイバスタブ２内のシングルモード光ファイバ３のコア３ａを通ってくる送信光はマルチモード光ファイバ６の光軸１１から約２０μｍずれて、かつ約１０°光ファイバの入射ビームを傾けて入射させた位置に入射する。このため、マルチモード光ファイバ６の中心部の低屈折率の部分には光が入らないか、たとえ入ったとしてもごく僅かな量となり、ＤＭＤに起因する帯域劣化による伝送特性劣化は回避することができる。しかも、上記シングルモード光ファイバ３のクラッド３ｂにクラッドモード光の排除手段を有することにより、クラッド３ｂに入った光信号は減衰されて、マルチモード光ファイバ６に入射することがなくなり、ＣＰＲを改善することができる。
【００３８】
このように、光送信器１０にファイバスタブ２とプラグフェルール５の一対の光ファイバのコアの中心位置を相対的に偏心させ、かつ上記一対の光ファイバの入射ビームを傾けて入射させて接続したことによりＤＭＤの影響を抑えることができ、しかもクラッドモード光の排除手段を有することにＣＰＲを改善することができる。
【００３９】
図１（ｂ）の実施例では、ファイバスタブの貫通孔が上記プラグフェルール側で大きくしておき、シングルモード光ファイバ３を曲げながら接着剤９を硬化させることにより、シングルモード光ファイバファイバのコアに曲がりを生じさせることが可能となる。
【００４０】
以上において、マルチモード光ファイバ６を用いた高速光データ伝送システムを低コストで実現することができる。なお、本モードコンディショナは使用する伝送用ファイバが図１１に示すような異常な屈折率分布を持たないマルチモード光ファイバの場合であってもよい。
【００４１】
図２はマルチモード光ファイバ６に光が入射される場合の、入射方向を示した概念図で請求項６を説明する。
【００４２】
入射ビーム入射位置８ａのコア６ａの中心位置６ｃのからの偏心方向をＸ軸、光ファイバの軸方向をＺ軸、Ｘ軸とＺ軸の直角方向をＹ軸とし、Ｙ軸を偏心δずらした軸をＹ’、Ｚ軸を偏心δずらした軸をＺ’としたときに、Ｙ’−Ｚ’面内に入射ビーム１８を光ファイバの軸心に対して角度をψ傾けて入射する。
【００４３】
本発明の光コネクタ１０ではコア中心位置の相対的な偏心δを１０〜２５μｍの範囲内で偏心させ、かつＹ’−Ｚ’面内に光ファイバの入射ビーム８を光ファイバの軸心に対しての角度ψを３〜２５°の範囲内で傾けて接続したことを特徴とする。
【００４４】
ここで、コア中心位置の相対的な偏心δを１０〜２５μｍの範囲内としているのは、１０μｍ未満であれば、偏心効果が発揮できずに、マルチモード光ファイバ６の中央部分の屈折率の低い「くぼみ」のような部分に光が入射してしまい、モードの異常な分散が発生してしまい、２５μｍを超えるとマルチモード光ファイバのコア直径が５０μｍもしくは６２．５μｍのために、入射する光がコア部分を外れるので適正に光が伝搬されなくなるために１０〜２５μｍの範囲内としている。この範囲内で偏心δを１５〜２０μｍに調整するとより望ましい効果が得られる。
【００４５】
また、角度ψを３〜２５°の範囲内としているのは、３°未満であれば、角度ずらし効果が発揮できずに、マルチモード光ファイバの中央部分の屈折率の低い「くぼみ」のような部分に光が入射してしまい、モードの異常な分散が発生してしまい、また、２５°を超えると、入射角度が大きすぎて、せっかくコア部に入射した光がクラッド部へ逃げてしまい適正に光が伝搬されなくなるために３〜２５°の範囲内としている。この範囲内で角度ψを５〜１５°に調整すると更に好ましい効果が得られる。
【００４６】
このように、レーザダイオード１の光軸１１上に割スリーブ４を配置し、該割スリーブ４の光が入射する側にシングルモード光ファイバ３を有するファイバスタブ２を挿入し、光が出射する側に光ファイバを有するプラグフェルール５を挿入し、上記ファイバスタブ２と上記プラグフェルール５とが対向する端面で当接可能な光送信器１０において、上記一対の光ファイバのコアの中心位置を相対的にδの距離分を偏心させ、かつ上記一対の光ファイバの入射ビーム８をψの角度分を傾けて入射させて接続したことにより、図３に示すようにグレーデッドインデックス形マルチモード光ファイバのコア６ａ内をらせん状に光信号を伝搬することができ、これにより、マルチモード光ファイバ６の中央部分の屈折率の低いくぼみのような部分を外して伝送されるために、モードの異常な分散は発生することがなくなり、信号は干渉せず、高速度な信号を規定されている５５０ｍ以上の距離の光伝送が可能となる。
【００４７】
なお、本発明のファイバスタブ２とプラグフェルール５の材質はジルコニア、アルミナ、ガラス等のセラミックス、ステンレス等の金属、ＬＣＰ，ＰＰＳ，ＰＥＳ，ＰＥＩ等のプラスチック又はそれらの混合材質を用いても良い。
【００４８】
又、割スリーブ４の構造は長手方向にスリットの入ったスリーブだけではなく、スリットの入らない精密スリーブでも良く、材質はジルコニア、りん青銅、プラスチックのいずれでも良く、該割スリーブ４の加工方法は材料の削りだしでも良いし、プラスチックのように射出成形でも良い。この中でも、プラスチックの射出成形であれば、複雑な形状が金型形状によっては、比較的安価に製造可能となるので、特に望ましい。
【００４９】
以下、本発明の具体的な実施形態を図４〜図７を用いて説明するが、図１（ｂ）同様にファイバスタブ２とプラグフェルール５の端面７同士が当接している部分のみを示す。
【００５０】
図４（ａ）はシングルモード光ファイバ３のコア３ａが端面７付近で曲がっている例を示し、図４（ｂ）はシングルモード光ファイバ３のコアがクラッド３ｂ外周にたいして斜めに形成されている例を示す。共に、予めクラッド３ｂ外周が大きい状態で光ファイバを製造した後、研磨もしくはエッティングすることにより図４（ｂ）はシングルモード光ファイバ３を製作することがかのうであり、光ファイバの先端を曲げながら外周を研磨もしくはエッティングすることにより図４（ａ）を得ることが可能である。
【００５１】
次に、図５はファイバスタブ２の端面７付近の内孔が曲がっている場合である。この内孔の曲がりは、YAGレーザ加工機を用いてファイバスタブ２の端面７の逆端面側から軸心に貫通しない孔を加工したあと、端面７側から軸心からずれた位置から軸心に向けて斜めに孔を加工して貫通させることにより、曲がった孔の加工が可能となる。
【００５２】
次に、図６はファイバスタブ２とプラグフェルール５の軸心をずらして接続する例である。
【００５３】
更に、図７はファイバスタブ２、２ａが中間で２分割された例である。この場合、ファイバスタブ２ａは軸心に内孔を形成し、ファイバスタブ２は軸心に対して斜めに内孔を形成しておけばよい。ここでシングルモード光ファイバの空間部分をまっすぐにしているが、部材の熱膨張により光ファイバの破断の恐れがある場合は、この部分の光ファイバを屈曲させておくことでもよい。
【００５４】
ここで、本発明のクラッドモード光除去手段を図８〜図１０を用いて請求項７を説明する。
【００５５】
以下、本発明の光送信器に用いられるシングルモード光ファイバ３の様々な実施形態として、上記シングルモード光ファイバ３の外側のクラッド３ｄには、クラッドモード光の排除手段３ｈとして内側のクラッド３ｃよりも屈折率の大きい高屈折率クラッド部分３ｉを有したことを特徴とする実施形態及び上記シングルモード光ファイバ３の高屈折率クラッド部分３ｉの少なくとも一部に光信号を減衰させるドーパントを含有した光減衰性ドーパント領域３ｇを有することを特徴とする実施形態について説明する。
【００５６】
図８は本発明の送受信器に用いられるシングルモード光ファイバ３の（ａ）は断面図であり（ｂ）はその屈折率分布を示す図であって、光を伝搬するコア３ａと内側クラッド３ｃとクラッドモードの吸収部分である外側クラッド３ｄからなる。コア３ａにはクラッド３ｂと屈折率差を附けるため石英ガラスにＧｅＯ2をドーピングしてある。コア径は８μｍ、コア３ａとクラッド３ｂの比屈折率差は０.３％とした。遮断波長は約１.１μｍであった。コア３ａには更に光信号の強度が減衰するようにＣｏ（コバルト）をドープさせてある。
【００５７】
この場合、光ファイバ長が２２.４ｍｍで、波長１.３１μｍでの光減衰量が３０ｄＢとなるようにＣｏの含有量を調節した。内側クラッド３ｃは純石英ガラスで作製し、外径は約４０μｍとした。外側クラッド３ｄにはコア３ａと同様にＧｅＯ2をドーピングし、内側から径方向にＧｅＯ2濃度をなだらかに増加させ、外周付近での濃度は比屈折率差が０.１５％でほぼ一定となるようにした。外径は標準的な光ファイバと同様で、１２５μｍとした。外側クラッド３ｄの比屈折率差はコア３ａの半分程度であるが、コア３ａから十分に離れているので、コア３ａを伝搬する光信号には影響がない。
【００５８】
これにてクラッドモード光は外側クラッド３ｄへと外れる。
【００５９】
次に、上記シングルモード光ファイバ３の外側のクラッド３ｄと内側のクラッド３ｃの間に、クラッドモード光の排除手段として上記コア３ａと同等の屈折率を有する中間のクラッド３ｅを有したことを特徴とする実施形態を説明する。
【００６０】
図９は本発明の送受信器に用いられるシングルモード光ファイバ３の（ａ）は断面図であり（ｂ）はその屈折率分布を示す図であって光を伝搬するコア３ａと内側クラッド３ｃとクラッドモードの吸収部分である中間クラッド３ｅと外側クラッド３ｄからなる。
【００６１】
コア３ａにはクラッド３ｂと屈折率差を附けるため石英ガラスにＧｅＯ2をドーピングしてある。コア３ａとクラッド３ｂの比屈折率差は０.３％、コア３ａの径は８μｍとした。遮断波長は約１.１μｍであった。コア３ａには光信号の強度が減衰するようにＶ（バナジュウム）を含有させてある。
【００６２】
この場合、光ファイバ長が２２.４ｍｍで、波長１.３１μｍでの光減衰量が２０ｄＢとなるようにＶの含有量を調節した。内側クラッド３ｃと外側クラッド３ｄは純石英ガラスで作製し、内側クラッド３ｃの外径は約７５μｍ、外側クラッド３ｄの外径は標準的な光ファイバと同様で１２５μｍとした。排除手段３ｈとして作用し、中間クラッド３ｅ（高屈折率クラッド部分３ｉ）にはコア３ａと同様にＧｅＯ2をドーピングし、比屈折率差が０.３％でほぼ一定となるようにした。中間クラッド３ｅの外径は１００μｍとしている。
【００６３】
これにてクラッドモード光は中間クラッド３ｅへと外れる。
【００６４】
次に、上記シングルモード光ファイバ３の外側のクラッド３ｄと内側のクラッド３ｃの間に、クラッドモード光の排除手段３ｈとして上記外側のクラッド３ｄと内側のクラッド３ｃよりも屈折率の小さい中間クラッド３ｅを有したことを特徴とする実施形態について説明する。
【００６５】
図１０は本発明の送受信器に用いられるシングルモード光ファイバ３の（ａ）は断面図であり（ｂ）はその屈折率分布を示す図であって、光減衰性ドーパント領域３ｇを有する。該光減衰性ドーパント領域３ｇはたとえばＣｏ（コバルト）をドープした領域であり、コア３ａに接する内側クラッド３ｃの領域である。
【００６６】
また、内側クラッド３ｃの領域の内、Ｃｏをドープした光減衰性ドーパント領域３ｇとＣｏをドープしていない領域とでは、屈折率分布に差はほとんどないので、図１０に示すような屈折率分布となる。
【００６７】
このような構造であっても、図１０に示すように、屈折率分布は、コア３ａの部分の屈折率が最も大きく、コア３ａの外側にある光減衰性ドーパント領域３ｇを含む内側クラッド３ｃがあり、内側クラッド３ｃの外側には低屈折率部３ｆがあり、その屈折率分布は内側クラッド３ｃより小さくなる。
【００６８】
したがって、内側クラッド３ｃに進入した光信号は光減衰性ドーパント領域３ｇを含む内側クラッド３ｃ内に閉じこめられると共に、光減衰性ドーパント領域３ｇで減衰され、、さらにドーパントのドープ領域を小さくできるので、安価に製造できる。
【実施例】
【００６９】
ここで、以下に示す方法で実験を行った。
【００７０】
本発明の実施例として図１に示すように、レーザダイオード１の光軸１１上に割スリーブ４を配置し、該割スリーブ４の光が入射する側にシングルモード光ファイバ３を有するファイバスタブ２を挿入し、光が出射する側に光ファイバを有するプラグフェルール５を挿入し、上記ファイバスタブ２と上記プラグフェルール５とが対向する端面で当接可能な光送信器１０において、上記ファイバスタブ２とプラグフェルール５の一対の光ファイバのコアの中心位置を相対的に偏心させ、かつ上記一対の光ファイバの光軸１１を傾けて入射可能な接続手段１２を有した構成として、レーザダイオード１からの光がマルチモード光ファイバ６に入る前にジルコニアセラミック製のファイバスタブ２を通るようになっている。該ファイバスタブ２の内部に有するシングルモード光ファイバ３のコア３ａの中心はプラグフェルール５の内部に有するマルチモード光ファイバ６のコア６ａの中心から２０μｍ任意の方向にずらしており、かつ１０°光ファイバの入射ビームを傾けて入射させた。またファイバスタブ２にはシングルモード光ファイバ３が挿入、固定されており、ファイバスタブ２の両端面は研磨加工されている。伝送用のマルチモード光ファイバ６を内部に有するプラグフェルール５は同じくジルコニアセラミックの割スリーブ４によってファイバスタブ２と突き合わした。
【００７１】
更に本発明の他の実施例として図１に示す光送信器のシングルモード光ファイバ３を図８に示すシングルモード光ファイバ３を用いた。
【００７２】
本発明の図８の実施例では、光送信器１０に用いられる上記シングルモード光ファイバ３の外側のクラッド３ｄには、クラッドモード光の排除手段３ｈとして内側のクラッド３ｃよりも屈折率の大きい高屈折率クラッド部分３ｉを有し、上記シングルモード光ファイバ３の高屈折率クラッド部分３ｉの少なくとも一部に光信号を減衰させるドーパントを含有した光減衰性ドーパント領域３ｇを有するものである。
【００７３】
光を伝搬するコア３ａと内側クラッド３ｃとクラッドモードの吸収部分である外側クラッド３ｄからなり、コア３ａにはクラッド３ｂと屈折率差を附けるため石英ガラスにＧｅＯ2をドーピングしてある。コア径は８μｍ、コア３ａとクラッド３ｂの比屈折率差は０.３％とした。遮断波長は約１.１μｍであった。コア３ａには更に光信号の強度が減衰するようにＣｏ（コバルト）をドープさせてある。
【００７４】
また、比較例として図１３及び図１４に示す光送信器を作成した。レーザダイオード１の光軸上に配置されており、マルチモード光ファイバ２７を内部に有するプラグフェルール５が出射側から途中まで挿入される割スリーブ４と、該割スリーブ４の入射側から上記マルチモード光ファイバ２７と接触するように挿入されており、該マルチモード光ファイバ２７のコアの中心と２０μｍずれた位置にシングルモード光ファイバ２６を内部に有するファイバスタブ２からなり、該ファイバスタブ２は上記レーザダイオード１からの光を上記マルチモード光ファイバ２７へ伝送する光送信器１０とした。
【００７５】
ここで、シングルモード光ファイバ２６は一般的に販売されているＣＯＲＮＩＮＧ社のＳＭＦ−２０Ｔを用い、マルチモード光ファイバ２７はコア径６２．５μｍ、クラッド径１２５μｍとした。
【００７６】
測定方法は、レーザダイオード１から波長が１３１０ｎｍ、伝送速度が１Ｇｂｉｔ／秒としてとなるように光信号を出射し、シングルモード光ファイバ３、２６に接続し、マルチモード光ファイバ６、２７に接続し、マルチモード光ファイバ６、２７を伝送してきた光を受光し、電気信号に変換して、正しい信号が伝わった伝送距離を測定した。その結果を表１に示す。
【表１】
2006208755.tif 000003
【００７７】
比較例では、伝送距離が２５ｍと短くなるのに対して、本発明実施例では３０５ｍ、また本発明の他の実施例では５１０ｍとなり、大幅に伝送距離を改善することができた。
【００７８】
このように本発明によれば、レーザダイオードの光軸上に割スリーブを配置し、該割スリーブの光が入射する側にシングルモード光ファイバを有するファイバスタブを挿入し、光が出射する側に光ファイバを有するプラグフェルールを挿入し、上記ファイバスタブと上記プラグフェルールとが対向する端面で当接可能な光送信器において、上記シングルモード光ファイバと不特定の光ファイバのそれぞれのコア中心位置を相対的に偏心させるとともに、上記シングルモード光ファイバの不特定の光ファイバと当接する領域に、シングルモード光ファイバと不特定の光ファイバのコア中心をずらして接続するために光軸を傾けた接続手段を有したことにより、ＤＭＤを削減し、ＣＰＲを改善する光送信器を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の光送信器を示す断面図である。
【図２】本発明の光送信器のファイバスタブとプラグフェルールとの結合部の拡大図である。
【図３】本発明の光送信器のファイバスタブとプラグフェルールとの結合部の拡大図である。
【図４】本発明の光送信器のファイバスタブの断面図である。
【図５】本発明の光送信器のファイバスタブの断面図である。
【図６】本発明の光送信器のファイバスタブの断面図である。
【図７】本発明の光送信器のファイバスタブの断面図である。
【図８】（ａ）は本発明の光送信器に用いる光ファイバの断面図であり、（ｂ）はその屈折率分布を示す図である。
【図９】（ａ）は本発明の光送信器に用いる光ファイバの断面図であり、（ｂ）はその屈折率分布を示す図である。
【図１０】（ａ）は本発明の光送信器に用いる光ファイバの断面図であり、（ｂ）はその屈折率分布を示す図である。
【図１１】コア中心部に異常な低屈折率を有するマルチモード光ファイバの屈折率分布図である。
【図１２】従来の光送信器の接続状態を示す図である。
【図１３】従来の光送信機の接続部の内部の拡大図である。
【図１４】従来のモードコンディショナ付き光送信器の光学結合部の一実施の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８０】
１：レーザダイオード
２：ファイバスタブ
３：シングルモード光ファイバ
３ａ：コア
３ｂ：クラッド
３ｃ：内側クラッド
３ｄ：外側クラッド
３ｅ：中間クラッド
３ｆ：低屈折率部
３ｇ：光減衰性ドーパント領域
３ｈ：排除手段
３ｉ：高屈折率クラッド部分
４：割スリーブ
５：プラグフェルール
６：マルチモード光ファイバ
６ａ：コア
６ｂ：クラッド
６ｃ：中心位置
７：端面
８：入射ビーム
８ａ：入射ビーム入射位置
９：接着剤
１０：光送信器
１１：光軸
１２：接続手段
２１：ＬＡＮ機器
２２：パッチパネル
２３：光送受信器
２４、２５：光コネクタ
２６：シングルモード光ファイバ
２７：マルチモード光ファイバ
２８：接続器
２９：光コネクタ
３０：光コネクタ用アダプタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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