(57)【要約】【課題】励起光の急激な吸収作用により、コア端面部が燃焼したり、溶融することのない使用するに安全な光ファイバの接合装置および接合方法並びにこの接合装置に用いられる光ファイバを提供すること。【解決手段】光ファイバの接合装置１０は、光源側から出力される励起光ｙを入出力する入力側端面１２ａおよび出力側端面１２ｂを有する光ファイバ１２と、この光ファイバ１２の出力側端面１２ａに所要の空間を介して同一の光軸ｚ上に設置されるダブルクラッドファイバ１４と、上記空間の光軸ｚ上に位置するように設けられる導光レンズ１３とを備え、光ファイバ１２は、光軸ｚ上に配置される複数のコア１６を覆うように設けられるクラッド１７とを備え、複数のコア１６は、光ファイバ１２の出力側において、光ファイバ中心位置から離間し、放射状に分布して配設される。【選択図】図１
2006039061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源側から出力される励起光を入出力する入力側端面および出力側端面を有する光ファイバと、この光ファイバの出力側端面に所要の空間を介して同一の光軸上に設置されるダブルクラッドファイバと、上記空間の光軸上に位置するように設けられる導光レンズとを具備し、
上記光ファイバは、光軸上に配置される複数のコアを覆うように設けられるクラッドを備え、
上記複数のコアは、上記光ファイバの出力側において、光ファイバ中心位置から離間し、放射状に分布して配設されたことを特徴とする光ファイバの接合装置。
【請求項２】
上記光ファイバの複数のコアは、上記複数のコアの入力側端面から出力側端面に向かうに従い漸次光ファイバ中心位置から離間し、放射状に分布して配設されたことを特徴とする請求項１記載の光ファイバの接合装置。
【請求項３】
上記光ファイバの複数のコアは、上記複数のコアの出力側端面部において、クラッドの端面に沿って配置されたことを特徴とする請求項２記載の光ファイバの接合装置。
【請求項４】
中心部に複数のコアが配置された光ファイバの入力側端面を励起光源側に接続すると共に、励起光を出力側端面から離間して配置された導光レンズを介して屈折させダブルクラッドファイバ側のクラッドの入力側端面へ入射するように光学的に接合することを特徴とする光ファイバの接合方法。
【請求項５】
中心部に複数のコアが束状に配置された光ファイバの入力側端面と、上記複数のコアが中心部から放射状に離間した位置にリング状に配設された出力側端面とを備えたことを特徴とする光ファイバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源から出力される信号光および励起光が、一方のバンドルファイバ等の光ファイバを介して、他方の光ファイバ側へ伝送されるようにした光ファイバの接合装置および接合方法並びにこの接合装置に用いられる光ファイバに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の光ファイバの接合装置は、信号光および励起光の両方を伝送させるために、光ファイバの断面中央部において、信号光を伝送するコアと、励起光を伝送するクラッド層とを設けた構成になっている。
【０００３】
このような光ファイバの接合装置は、特開２００１−６８７６６号公報（［特許文献１］参照）に開示されたものがある。
【０００４】
この光ファイバの接合装置は、図４に模式的に示すように、一方のバンドルファイバ１と、他方のダブルクラッドファイバ（想像線図示）２との端面同士を一体的に接合している。
【０００５】
一方のバンドルファイバ１は、信号光を伝送するコア３と、このコア３の外周位置にあって、励起光を伝送する複数のファイバ部材４とから構成されている。コア３は、光ファイバ１の中心位置にあって、信号光が内表面に形成される反射層により光軸方向へ反復反射しながら伝送され、ダブルクラッドファイバ２の端面のコア（図示せず）側へ伝達される。
【０００６】
個々のファイバ部材４は、その内表面に反射層が形成されており、励起光が光軸方向へ反復反射しながら伝送され、ダブルクラッドファイバ２の端面のクラッド５側へ伝送される。また、他方のダブルクラッドファイバ２は、信号光を伝送するバンドルファイバ１のコア３と同一の光軸上に光学的に接合される図示しないコアと、このコアの周囲を囲うように設けられるクラッド５と、更にその外側を囲うように設けられる外側クラッド６とから構成されている。クラッド５は、図４に示すように、横断面が矩形状に形成され、その外側に位置する外側クラッド６との界面７を、励起光の反射面として作用させている。
【特許文献１】特開２００１−６８７６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように構成されたバンドルファイバ１とダブルクラッドファイバ２とは、端面同士を突き合わせて接合した構成であるが、バンドルファイバ１側において、ファイバ部材４がコア３の周縁部に隣接して配置されている。
【０００８】
また、一方のバンドルファイバ１に対応したダブルクラッドファイバ２の接合端面において、例えばダブルクラッドファイバ２のコア（図示せず）の開口面が、バンドルファイバ１のコア３の開口面より大きい場合には、バンドルファイバ１側から他方のダブルクラッドファイバ２側へ励起光を伝送する際、この励起光がコア側へも分散して入力される場合がある。
【０００９】
この場合には、ダブルクラッドファイバ２の励起光入力側のコア端面部においては、励起光の吸収率が高く、例えば図５に示すように、励起光入力側のコア端面部ｓ１における励起光吸収率が変化曲線ａに示すように急激に上昇する傾向を示している。
【００１０】
そして、このコア端面部ｓ１から光軸方向に入るに従い、励起光吸収率が変化曲線ｂに示すように急激に低減し、その後は、励起光出力側のコア端面部ｓ２側に至るまで、変化曲線ｃに示すように低い吸収率のレベルで安定した傾向が示される。
【００１１】
このように、励起光入力側のコア端面部ｓ１における励起光吸収率が急激に上昇することにより、このコア端面部ｓ１において、急激に温度上昇し、例えば５００℃程度まで温度上昇してコア端面部が燃焼したり、溶融するという虞があった。
【００１２】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、励起光を出力する側の光ファイバの複数のファイバ部材を、この光ファイバの少なくとも出力側端面部において、コア側から離間させて配置させることにより、ダブルクラッド側のコア端面部が燃焼したり、溶融することのない使用するに安全な光ファイバの接合装置および接合方法並びにこの接合装置に用いられる光ファイバを提供することを目的とする。
【００１３】
また、本発明の他の目的は、励起光を出力する光ファイバと、励起光を入力する側の光ファイバ同士の各端面間を導光レンズを介して光学的に接合させることにより、励起光入力側の光ファイバのコア端面部が燃焼したり、溶融することのない使用するに安全な光ファイバの接合装置および接合方法並びにこの接合装置に用いられる光ファイバを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明によれば、光源側から出力される励起光を入出力する入力側端面および出力側端面を有する光ファイバと、この光ファイバの出力側端面に所要の空間を介して同一の光軸上に設置されるダブルクラッドファイバと、上記空間の光軸上に位置するように設けられる導光レンズとを具備し、上記光ファイバは、光軸上に配置されるコア複数のコアを覆うように設けられるクラッドを備え、上記複数のコアは、上記光ファイバの出力側において、光ファイバ中心位置から離間し、放射状に分布して配設されたことを特徴とする光ファイバの接合装置を提供する。
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明によれば、中心部に複数のコアが配置された光ファイバの入力側端面を励起光源側に接続すると共に、励起光を出力側端面から離間して配置された導光レンズを介して屈折させダブルクラッドファイバ側のクラッドの入力側端面へ入射するように光学的に接合することを特徴とする光ファイバの接合方法を提供する。
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明によれば、中心部に複数のコアが束状に配置された光ファイバの入力側端面と、上記複数のコアが中心部から放射状に離間した位置にリング状に配設された出力側端面とを備えたことを特徴とする光ファイバを提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ダブルクラッドファイバの励起光入力側の端面部が燃焼したり、溶融することのない使用するに安全な光ファイバの接合装置および接合方法並びに接合装置に用いられる光ファイバを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明に係る光ファイバの接合装置の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明の光ファイバの接合装置の実施形態を示す概要図である。
【００２０】
この光ファイバの接合装置１０は、励起光ｙの光源である、例えば励起光出力光源１１と、この励起光出力光源１１の光出力部１１ａの光軸ｚと同一の光軸上に入力側端面が接続されるバンドルファイバ（光ファイバ）１２と、このバンドルファイバ１２の出力側端面部において、空間部を介してこのバンドルファイバ１２と同一の光軸ｚ上に配置される導光レンズ１３と、この導光レンズ１３と同一の光軸ｚ上に配置されるダブルクラッドファイバ１４と、図示しない信号光源側から信号光ｘを受け、この信号光ｘを励起光ｙの光軸上に反射し得るように配置される色分離ミラー２３とから構成される。
【００２１】
励起光出力光源１１は、バンドルファイバ１２の光の入力側端面１２ａと光学的に接合して励起光ｙを出力する光源である。
【００２２】
バンドルファイバ１２は、その入力側端面１２ａの形状が、図２（ａ）に示すように、中心部に束状に配置される複数のコア１６と、この複数のコア１６の全体を被覆するように設けられるクラッド１７と、更にこのクラッド１７の外側を被覆するように設けられる外側クラッド１８とから構成される。
【００２３】
コア１６は、その外側に、反射層１６ａが形成され、励起光出力光源１１側から励起光ｙがコア１６へ入力され、光軸ｚに沿って反復反射しながらダブルクラッドファイバ１４側へ伝送されるように構成される。
【００２４】
また、バンドルファイバ１２は、図２（ｂ）に示すように、断面中央部のクラッド１７内に複数のコア１６が散らばって分布した状態になっている。更に、バンドルファイバ１２は、出力側端面１２ｂにおいて、このファイバ１２の複数のコア１６が、図２（ｃ）に示すように、バンドルファイバ１２中心部から放射状に離間した位置にクラッド１７の界面１９に沿ってリング状に設置される。
【００２５】
このように、放射状に配設される複数のコア１６は、バンドルファイバ１２の製作段階で、例えばクラッド１７と一体的にモールド成形させるか、クラッド１７の出力側端面１２ｂ側にて、複数のコア１６を光ファイバ中心から離間した位置、若しくはクラッド１７の界面１９に沿って放射状に整列させて、例えばクラッド１７壁面に接着等の保持手段により保持させることができる。
【００２６】
導光レンズ１３は、バンドルファイバ１２の出力側端面１２ｂ側と所要の空間を介して光軸ｚ上に設置されたものである。この導光レンズ１３は、バンドルファイバ１２の出力側端面１２ｂ側から出力される励起光ｙの入射角度および後段のダブルクラッドファイバ１４側に対する放射角度を考慮して所要の屈折角度を有するものである。
【００２７】
一方、信号光源側から出力される信号光ｘは、色分離ミラー２３により向軸ｚ上に反射されるようになっている。
【００２８】
この導光レンズ１３の屈折角度について、更に詳細に説明する。
【００２９】
導光レンズ１３は、バンドルファイバ１２とダブルクラッドファイバ１４とは同一の光軸ｚ上に設置される。また、バンドルファイバ１２とダブルクラッドファイバ１４とが空間を介して接合される場合、導光レンズ１３は、その空間距離に応じた所要の屈折角度に設定される。
【００３０】
すなわち、導光レンズ１３に求められる屈折角度は、バンドルファイバ１２側から出力する励起光ｙが色分離ミラー２３を介してダブルクラッドファイバ１４のコア２０に導光されると共に、信号光ｘが、ダブルクラッドファイバ１４のコア２０内に合わされるように導光される角度である。
【００３１】
この導光レンズ１３は、信号光ｘおよび励起光ｙを、所要の屈折角度で導光するにあたって、共通の導光レンズ１３にてダブルクラッドファイバ１４に導くことができる。この導光レンズ１３は、例えば中心部は信号光ｘに対応させ、その周縁部は励起光ｙに対応させることができる２層の屈折率を備えた導光レンズである。
【００３２】
ダブルクラッドファイバ１４は、信号光ｘおよび励起光ｙの入力側端面１４ａに面するコア２０と、このコア２０の外側を被覆するように設けられるクラッド２１と、このクラッド２１の外側を被覆するように設けられる外側クラッド２２とから構成される。
【００３３】
ダブルクラッドファイバ１４は、クラッド２１と外側クラッド２２とによる界面１９により、クラッド２１内を伝送する励起光ｙを反復反射させながら光軸ｚに沿って伝送させるように作用するものである。
【００３４】
また、ダブルクラッドファイバ１４のコア２０は、バンドルファイバ１２のコア１５の断面積に比して、相当大きい断面積を有し、所要のデータ量を含ませた信号光ｘの伝送を可能にするものである。
【００３５】
次に、光ファイバの接合装置１０の作用について図１〜図３を参照して説明する。
【００３６】
励起光出力光源１１側から出力される励起光ｙは、光出力部１１ａ側からバンドルファイバ１２の入力側端面１２ａへ伝送される。この伝送された励起光ｙは、図２（ａ）〜（ｃ）に示すバンドルファイバ１２のコア１６側へ伝送され、コア１６の反射層１６ａおよび界面１９により反復反射しながら光軸方向に伝送される。
【００３７】
バンドルファイバ１２内に伝送された励起光ｙは、バンドルファイバ１２の出力側端面１２ｂから出力し、導光レンズ１３を介してダブルクラッドファイバ１４側へ伝送される。また、色分離ミラー２３により励起光ｙと同軸になった信号光ｘは、導光レンズ１３を介してダブルクラッドファイバ１４側へ伝送される。
【００３８】
この伝送される信号光ｘは、図１に示すように、光軸ｚに近い軸上を伝送し、ダブルクラッドファイバ１４のコア２０側へ導光される。この信号光ｘがダブルクラッドファイバ１４のコア２０側へ効率的に導光されるように所要の屈折率を有する導光レンズ１３を前以て選定し、実装させることができる。また、その際に、バンドルファイバ１２の出力側端面１２ｂと、ダブルクラッドファイバ１４の入力側端面１４ａとの間隔を適当な屈折率の導光レンズ１３を予め選定しておく。
【００３９】
また、伝送される励起光ｙは、図１に示すように、光軸ｚからやや離間するリング状あるいは放射状に伝送し、ダブルクラッドファイバ１４のスリーブ状あるいは円筒状のクラッド２１側へ導光される。このように、バンドルファイバ１２側から出力された励起光ｙは、導光レンズ１３により、適切に屈折され、それぞれコア２０およびクラッド２１側へ導光される。
【００４０】
特に、励起光ｙは、ダブルクラッドファイバ１４のクラッド２１側に導光されるので、コア２０の入力側端面１４ａにおいて、この励起光ｙによる急激な励起光吸収作用が生じない。
【００４１】
光ファイバの接合装置１０によれば、図３のグラフの変化曲線ｈにて示すように、ダブルクラッドファイバ１４の入力側端面１２ａ〜出力側端面１２ｂの長手方向の何れの部位にても急激な励起光吸収率を示すことなく、低レベルで安定した励起光吸収率特性が得られる。
【００４２】
従って、ダブルクラッドファイバ１４の入力側端面１４ａの部分が発熱して燃焼したり、溶解することがない。また、光ファイバの接合装置１０のバンドルファイバ１２によれば、クラッド１７にコア１６を配置したものを製作し、ダブルクラッドファイバ１４側のコア２０の大きさに応じて対応可能にしたので、バンドルファイバ１２は標準品として予め製作されたものにて多用途に使用可能となるものである。
【００４３】
更に、光ファイバ１２として、バンドルファイバを例示したが、励起光ｙを伝送する複数のコア１６を備えた光ファイバであればよい。
【００４４】
更にまた、光ファイバの接合装置１０によれば、取り扱われる信号光ｘおよび励起光ｙの光源は、例えばファイバカップルＬＤ（Laser Diode）から出力される励起光を用いる一方、光ファイバの接合装置１０を採用した情報制御装置の制御信号光発生手段（図示せず）側から出力される信号光導光手段を有する構成とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る光ファイバの接合装置の概要を示す模式図。
【図２】光ファイバを示す図で、（ａ）は、図１に示すＡ−Ａ矢視方向から見た光ファイバの一端面を示す拡大図、（ｂ）は、図１のＢ−Ｂ線に沿う拡大断面図、（ｃ）は、図１のＣ−Ｃ線に沿う拡大断面図。
【図３】図１に示すダブルクラッドファイバの一端面側における励起光吸収率の変化の概要を示す図。
【図４】従来の光ファイバの接合装置を説明するための図。
【図５】従来の光ファイバの接合装置において、一方の光ファイバのコア端面部における励起光吸収率の変化の概要を示す図。
【符号の説明】
【００４６】
１０  光ファイバの接合装置
１１  信号光・励起光出力光源
１１ａ  光出力部
１２  バンドルファイバ（光ファイバ）
１２ａ，１４ａ  入力側端面
１２ｂ  出力側端面
１３  導光レンズ
１４  ダブルクラッドファイバ
１６，２０  コア
１６ａ  反射層
１７，２１  クラッド
１８，２２  外側クラッド
１９  界面
２３  色分離ミラー
ｘ  信号光
ｙ  励起光
ｚ  光軸
【図１】
2006039061.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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