(57)【要約】【課題】  モジュール挿入損失が小さく、かつ余長処理を簡便に行うことが可能な波長多重分離光ファイバモジュールを提供すること。【解決手段】  波長λ１以上、λ２以下の光を入射または出射させる光ファイバポート１と、波長２λ１以上、２λ２以下の光を入射または出射させる光ファイバポート２と、それら２波長帯の光を波長多重した光を入射または出射させる光ファイバポートを含む波長多重分離光ファイバモジュールにおいて、２波長帯の光を波長多重した光を入射または出射させる光ファイバポート３に用いる光ファイバにフォトニック結晶光ファイバを用いる。波長多重分離部におけるコリメータに用いるレンズの焦点距離などをそれぞれ最適化する。【選択図】  図２
2006098529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長λ１以上、λ２以下の第１の波長帯の光、および波長２λ１以上、２λ２以下の第２の波長帯の光を多重または分離する波長多重分離部と、
前記第１の波長帯の光を前記波長多重分離部に入射させる、または前記波長多重分離部から出射させる第１の光ファイバポートと、
前記第２の波長帯の光を前記波長多重分離部に入射させる、または前記波長多重分離部から出射させる第２の光ファイバポートと、
前記第１の波長帯および第２の波長帯の光が多重化された光を前記波長多重分離部に入射させる、または前記波長多重分離部から出射させる第３の光ファイバポートとを含む波長多重分離光ファイバモジュールにおいて、
前記第３の光ファイバポートにフォトニック結晶光ファイバが用いられていることを特徴とする波長多重分離光ファイバモジュール。
【請求項２】
前記フォトニック結晶光ファイバの空孔の充填率が０．５以下であることを特徴とする請求項１に記載の波長多重分離光ファイバモジュール。
【請求項３】
前記フォトニック結晶光ファイバの断面における空孔の配置が非対称に配置されていることにより偏波保存特性を持たせたことを特徴とする請求項１または２に記載の波長多重分離光ファイバモジュール。
【請求項４】
前記空孔の断面形状が非対称であることにより偏波保存特性を持たせたことを特徴とする請求項１または２に記載の波長多重分離光ファイバモジュール。
【請求項５】
λ１が７００ｎｍ、λ２が８００ｎｍ、であることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の波長多重分離光ファイバモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に波長多重分離光ファイバモジュールに関し、より詳細には、光通信用端局装置、医療診断装置や環境計測装置、プロジェクタなどのディスプレイなどに使用される波長多重分離光ファイバモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高価かつ大型のレーザが必要であった波長帯のレーザ光を得るために、安価で小型のレーザで得られる波長の光を波長変換デバイスにより所望の波長の光に変換する方法が取られることがある。例えば、大型で寿命が短い炭酸ガスレーザ等を用いる代わりに、波長１ミクロン近傍で発振する半導体レーザ光と、１．５ミクロン帯で発振する半導体レーザ光とから２次の光非線形感受率を有する光非線形結晶を用いることにより、中赤外光（２ミクロンから１０ミクロン帯）のレーザ光を得ることができる。中赤外光のレーザ光は、多くの分子が吸収を示すため温室効果ガスの測定などの環境計測等で利用されている。また、情報社会の基盤となる経済的な大容量ネットワーク通信を実現する、光の特性を最大限に活かしたフォトニックネットワーキング技術の研究開発も行われており、光を電気に変換せずに光の状態で操作する装置も開発されている。光通信装置では、長波長帯（波長１．５ミクロン帯）における波長変換を行うため、入射信号光（波長１．５ミクロン帯）とそれのほぼ半分の波長の７５０ｎｍ帯の連続レーザ光を合波して光非線形結晶に入射し、結晶内の差周波光発生により、元の信号光と同じ波長帯の波長１．５ミクロン帯にある波長変換光を得る方法が検討されている。
【０００３】
それらの波長変換光を得るには、２倍程度の波長の比を有する２つの光を合分波する波長多重分離光ファイバモジュールが必要となる。それら波長多重分離光ファイバモジュールでは安定性を保証するため、特に２波長が同時に伝搬する共通光ファイバポートに２波長ともシングルモード伝搬させる必要がある。そのため、共通光ファイバポートに使用する光ファイバには、その光ファイバの遮断波長が２波長の内短い方と同程度かややそれより短い光ファイバが選択される。
【０００４】
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
【０００５】
【非特許文献１】“フォトニック結晶ファイバ”、[online]、三菱電線工業株式会社、[平成16年9月22日検索]、インターネット＜URL: http://www.indeco.jp/indeco_online/products/htm/mc1.htm＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、２波長の内長い方の波長の光にとって、遮断波長が伝搬光の波長の半分以下となる従来の光ファイバは、シングルモード伝搬はするが、たとえ１〜２メートルの光ファイバポート長でも余長処理のための曲げによっては数ｄＢに増加する場合もある。例えば、曲げ損失が極端に大きくなるなどの問題があった。加えて、各光ファイバポートに用いる光ファイバのモードフィールド径が互いに異なるため、光ファイバ間の接続に伴って発生するモジュール損失が小さくないという問題もあった。
【０００７】
したがって、曲げ損失が小さく余長処理を簡便に行うことが可能であり、かつモジュール挿入損失が小さく曲げに対して安定な波長多重分離光ファイバモジュールが必要とされている。本発明は、上述の問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、モジュール挿入損失が小さく、かつ余長処理を簡便に行うことが可能な波長多重分離光ファイバモジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、波長λ１以上、λ２以下の第１の波長帯の光、および波長２λ１以上、２λ２以下の第２の波長帯の光を多重または分離する波長多重分離部７と、前記第１の波長帯の光を前記波長多重分離部７に入射させる、または前記波長多重分離部７から出射させる第１の光ファイバポート１と、前記第２の波長帯の光を前記波長多重分離部７に入射させる、または前記波長多重分離部７から出射させる第２の光ファイバポート２と、前記第１の波長帯および第２の波長帯の光が多重化された光を前記波長多重分離部７に入射させる、または前記波長多重分離部７から出射させる第３の光ファイバポート３とを含む波長多重分離光ファイバモジュールにおいて、前記第３の光ファイバポート３にフォトニック結晶光ファイバが用いられていることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、光ファイバの曲げ損失は小さく、および余長処理を簡便に行うことが可能となる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の波長多重分離光ファイバモジュールは、前記フォトニック結晶光ファイバの空孔の充填率が０．５以下であることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、波長７８０ｎｍ帯の光を単一モード伝搬し、光ファイバの曲げ損失は小さく、および余長処理を簡便に行うことが可能となる。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の波長多重分離光ファイバモジュールは、前記フォトニック結晶光ファイバの断面における空孔１５の配置が非対称に配置されていることにより偏波保存特性を持たせたことを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、２波長帯の光を波長多重した光を入射または出射させる共通光ファイバポート３に用いる光ファイバは偏波保存特性を有し、光ファイバの曲げ損失は小さく、および余長処理を簡便に行うことが可能となる。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、請求項１または２に記載の波長多重分離光ファイバモジュールは、前記空孔１５の断面形状が非対称であることにより偏波保存特性を持たせたことを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、２波長帯の光を波長多重した光を入射または出射させる共通光ファイバポート３に用いる光ファイバは偏波保存特性を有し、光ファイバの曲げ損失は小さく、および余長処理を簡便に行うことが可能となる。
【００１６】
請求項５に記載の発明では、請求項１、２、３または４に記載の波長多重分離光ファイバモジュールは、λ１が７００ｎｍ、λ２が８００ｎｍ、であることを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、本発明の効果は保証される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、モジュール挿入損失が小さく、かつ余長処理を簡便に行うことが可能な波長多重分離光ファイバモジュールを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の基本構成を示す。波長多重分離光ファイバモジュールは、波長多重分離部７と、波長多重分離部の有する光ファイバピッグテールからなる３つの光ファイバポートとを備える。光ファイバポート１は、波長λ１からλ２の波長帯の光を入射させる、または出射させる光ファイバピッグテール４を含む。光ファイバポート２は、波長２λ１から２λ２の波長帯の光を入射させる、または出射させる光ファイバピッグテール５を含む。共通光ファイバポート３は、波長λ１からλ２の波長帯の光と波長２λ１から２λ２の波長帯の光を入射させる、または出射させる光ファイバピッグテール６を含む。但し、λ１とλ２とはλ１＜λ２の関係を有する。
【００２１】
図２は、本発明の実施例にかかる波長多重分離光ファイバモジュールの具体的な構成を示す。波長多重分離光ファイバモジュールは、波長多重分離部７と、波長多重分離部の有する光ファイバピッグテールからなる３つの光ファイバポートとを備える。光ファイバポート１は、光コネクタ８と遮断波長６００−７００ｎｍのシングルモード光ファイバの光ファイバピッグテール４を含む。光ファイバポート２は、光コネクタ９と遮断波長１３００−１５６０ｎｍのシングルモード光ファイバの光ファイバピッグテール５を含む。共通光ファイバポート３は、光コネクタ１０と遮断波長８５０ｎｍ以下のフォトニック結晶ファイバの光ファイバピッグテール６を含む。誘電体多層膜フィルタ１４は、波長多重分離部７における光ファイバポート１と接続されたコリメータ１１と、光ファイバポート２と接続されたコリメータ１２および共通光ファイバポート３と接続されたコリメータ１３との間に配置される。本実施例は、光通信ノード等において利用される波長変換回路に適用されるものであり、７８０ｎｍ帯のＣＷ光と１５６０ｎｍ帯の信号光を多重分離する機能を有する。図２のモジュールは、光ファイバポート１より入力する波長７８０ｎｍ帯の光と光ファイバポート２より入力する波長１５６０ｎｍ帯の光とを合波して共通光ファイバポート３に結合するか、共通光ファイバポート３より入力する波長７８０ｎｍ帯と波長１５６０ｎｍ帯の波長多重光とを分離して、波長７８０ｎｍ帯の光を光ファイバポート１に、波長１５６０ｎｍ帯の光を光ファイバポート２に出力する。
【００２２】
光ファイバポート１には波長７８０ｎｍ帯の光しか伝播しないため、ここに用いる光ファイバピッグテール４には、遮断波長６００−７８０ｎｍのシングルモード光ファイバを用いることができる。同じく、光ファイバポート２には波長１５６０ｎｍ帯の光しか伝播しないため、ここに用いる光ファイバピッグテール５には、遮断波長１３００−１５６０ｎｍの通常の光通信用シングルモード光ファイバを用いることができる。共通光ファイバポート３には波長７８０ｎｍ帯の光と波長１５６０ｎｍ帯の光の両方が伝播するため、ここに用いる光ファイバピッグテール６に遮断波長８５０ｎｍ以下のフォトニック結晶型光ファイバを適用する。これにより、波長７８０ｎｍ帯の光と波長１５６０ｎｍ帯の光との両方に対してシングルモード伝搬が可能であり、加えて従来型の光ファイバを用いた場合に比べ波長１５６０ｎｍ帯の光に対する曲げ損失を小さくすることができる。フォトニック結晶光ファイバとして、図３に示すようなコア領域１６の周りの従来の光ファイバのクラッド部に空孔１５を穿った構造の所謂ホーリーファイバを適用することができる。特に、空孔１５の直径ｄ、空孔１５の間隔をΛとして、充填率ｄ／Λを０．３４以下とすると、任意の波長でシングルモード伝搬させることができることが理論的に示されている。但し、ここでは波長７８０ｎｍ帯の光がシングルモード伝搬すればよいので、充填率ｄ／Λを０．５程度としても良い。本実施形態においては、光ファイバポート１に波長７８０ｎｍ帯の光を入射させる、または出射させる場合と、光ファイバポート２に１５６０ｎｍ帯の光を入射させる、または出射させる場合とについて説明したが、光ファイバポート１に入射させる、または出射させる光の波長が７００ｎｍ以上、８００ｎｍ以下であり、光ファイバポート２に入射させる、または出射させる光の波長が１４００ｎｍ以上、１６００ｎｍ以下である場合についても同様の結果が得られることは確認されている。
【００２３】
また、図２の構成例では、光ファイバポート１から共通光ファイバポート３に用いるピッグテールファイバのモードフィールド径が互いに異なるが、波長多重分離部７における各コリメータに用いるレンズの焦点距離などをそれぞれ最適化することにより、コリメートビーム径を同一として、光ファイバ間損失を小さくすることができる。更に、フォトニック結晶ファイバに空孔１５の直径や配置を軸回転非対称とした偏波保持型とした場合、モードフィールド径が縦軸と横軸（Ｆａｓｔ軸とＳｌｏｗ軸）で異なる楕円形状となるが、この場合も各コリメータにシリンドリカルレンズなどを用いることにより真円ビームに変換し、ファイバ間損失を最適化できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の基本構成を示す図である。
【図２】本発明による実施例の基本構成を示す図である。
【図３】本発明の実施例に提供可能なフォトニック結晶光ファイバの構造例を示した図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  ポート１
２  ポート２
３  ポート３
４  光ファイバピッグテール
５  光ファイバピッグテール
６  光ファイバピッグテール
７  波長多重分離部
８  光コネクタ
９  光コネクタ
１０  光コネクタ
１１  コリメータ
１２  コリメータ
１３  コリメータ
１４  誘電体多層膜フィルタ
１５  空孔
１６  コア領域
【図１】
2006098529.tif 000003
【図２】
2006098529.tif 000004
【図３】
2006098529.tif 000005