(57)【要約】【課題】ループ状に折り返された光ファイバの曲げ半径を確保するスペースを縮小し、ＡＳＥ光源等の光学機器に組み込む際に、実装面積を従来よりも縮小できる光ファイバ反射器の構造を課題とする。【解決手段】光ファイバ１において、入出力ファイバ部１ａよりも細径化してなる細径部３を形成し、上記細径部３をループ状に折り返して、筐体７の内部にループ状に折り返した細径部３を収納する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光カップリング部と、その両端に上記光カップリング部に至る光ファイバとを有し、
該光カップリング部の一端側に至る光ファイバがループ状に折り返されたループ部を形成し、
該光カップリング部の他端側に至る光ファイバから入力された光が、該光カップリング部を通過し上記ループ部を経由して再び該光カップリング部を通過し、上記他端側に至る光ファイバから出力される光ファイバ反射器において、
該光カップリング部と上記ループ部とが単一の筐体内に収納されていることを特徴とする光ファイバ反射器。
【請求項２】
請求項１に記載された光ファイバ反射器において、
上記ループ部の少なくとも一部が光ファイバを細径化した細径部から形成されていることを特徴とする光ファイバ反射器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ反射器の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光部品の波長損失特性の評価、光増幅器の評価、及び光ファイバセンシングに利用する光源として、ＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ　Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ　Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）光源の需要が増大している。このような光学機器の組み立ては、エルビウムドープファイバ（ＥＤＦ）、レーザーダイオード（ＬＤ）、フォトダイオード（ＰＤ）、光ファイバ反射器などの光学部品をアセンブルすることにより行われる。
【０００３】
上記の組み立てにおいて、光学部品同士や外部入出力端子との配線を行う光ファイバは、所定の曲げ半径以下に曲げてしまうと伝送損失が増大するおそれがあるため、配線時にはできるだけ曲げ応力の少ないフリーな状態であることが好ましい。
【０００４】
これに対して、従来の光ファイバ反射器は、１本の光ファイバを折り返してループ状にし、折り返した光ファイバを束ねて融着延伸して光カップリング部を形成し、融着延伸された光ファイバを固定台に直線状に接着固定し、筐体に固定台ごと挿入した後、筐体の両端を封止することにより、筐体の一端に入出力側ファイバを配線し、他端には光ファイバをループ状にしたループ部を形成したものであった（特許文献１、非特許文献１参照）。
【０００５】
また、光ファイバの片端末に蒸着した金属薄膜により光信号を反射する端面蒸着型光ファイバ反射器などがある（例えば特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−２７０６１６号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開２００１−８３０４０号公報
【０００８】
【非特許文献１】
森下克己著「光ファイバ　ファイバ型デバイス　初版」朝倉書店、１９９３年９月１日、ｐ．１１８−１２２
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の光ファイバ反射器では、ループ状に折り返した光ファイバの曲げ半径を確保するスペースが必要なため、ＡＳＥ光源等の光学機器内に組み込む際の実装面積が大きくなり、また光ファイバを固定するための留め具も必要で、配線の引き回し作業も非常に行いにくいものであった。また、ファイバループが大きいため、外力による振動などによって、入力信号の偏波面が揺らぐことによるノイズの影響を受けてしまう偏波依存性が大きくなり、出力信号が安定しなかった。また、光ファイバの片端末に蒸着した金属薄膜により光信号を反射する端面蒸着型では、ファイバループがないため実装面積は小さくて済むが、高出力の光信号を入力すると金属薄膜が損傷しやすいという問題点があり、高出力の光信号に対応させる必要がある場合は、従来のループ型光ファイバ反射器を使用しなければならなかった。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ＡＳＥ光源等の光学機器に組み込む場合に、実装面積を従来よりも縮小でき、ループ形状の縮小化により偏波依存性を小さくすると共に、高出力の光信号にも対応可能な光ファイバ反射器を課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、筐体の一端から外方に向かってループ状に折り返した光ファイバの配線を、筐体内部に収納することによって上述の問題を解決する。
【００１２】
すなわち、請求項１に係る発明は、光カップリング部と、その両端に上記光カップリング部に至る光ファイバとを有し、
該光カップリング部の一端側に至る光ファイバがループ状に折り返されたループ部を形成し、
該光カップリング部の他端側に至る光ファイバから入力された光が、該光カップリング部を通過し上記ループ部を経由して再び該光カップリング部を通過し、上記他端側に至る光ファイバから出力される光ファイバ反射器において、
該光カップリング部と上記ループ部とが単一の筐体内に収納されていることを特徴とする。
【００１３】
従って、本発明によれば、筐体内部にループ状に折り返した光ファイバを収納することにより、筐体の一端から外方に向かってループ状に折り返した光ファイバが配線されていた場合に比べ、ループ状に折り返した光ファイバの曲げ半径を確保するスペースが必要なくなり、ＡＳＥ光源等の光学機器に組み込む際に、実装面積を従来よりも縮小でき、ＡＳＥ光源等の光学機器の小型化に有効である。また、筐体の一端から外方に向かってループ状に折り返した光ファイバが配線されていた場合には、ループ状に折り返した光ファイバを固定する留め具などの実装部品が必要であったが、本発明によれば、ループ状に折り返した光ファイバが筐体内部に収納されているため、実装部品も必要なくなる。従って、光ファイバの引き回しが行いやすく、ＡＳＥ光源等の光学機器内の組立作業時間が短縮される。また、端面蒸着型の光ファイバ反射器と同程度の実装面積でありながら、光ファイバを折り返すことによるループ型の光ファイバ反射器が筐体内部に形成されているため、高出力の光信号にも対応できる。
【００１４】
また、従来型の光ファイバ反射器では、ループ部が大きいために偏波依存性が１ｄＢ以上であったが、本発明によれば、ループ部を小さくして筐体内部に収納しているため、外力の影響も受けにくくなり、偏波依存性も０．２ｄＢ以下に押さえることができる。
【００１５】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載された光ファイバ反射器において、
上記ループ部の少なくとも一部が光ファイバを細径化した細径部から形成されていることを特徴とする。
【００１６】
従って、光ファイバを細径化したことにより、光ファイバを曲げたときの内周と外周との歪差が少なくなり、光ファイバの曲げ半径を小さくすることができる。
【００１７】
また、細径化する前の光ファイバ径では、光ファイバを構成しているコアとクラッドの屈折率差が小さいため、光を光ファイバ内部に閉じこめようとする作用が弱く、曲げ損失が大きかったが、上記光ファイバの径を細くすることにより、コアからクラッドへ浸みだした光が、クラッドと光ファイバの外部との間に生じる大きな屈折率差のために、放射モードとならず損失とはなりにくいような強い閉じこめ作用を有する。
【００１８】
これにより、非常に小さな曲げでありながら曲げ損失が殆ど発生せず、微小ループを構成できると共に、低損失なファイバの折り返しをはじめ、自由な角度の曲げが微小領域で可能となる。また、ループ部を筐体内部に収納することにより、外力によって入力信号の偏波面が揺らぐことによるノイズの影響を受けにくくなり、安定した出力信号が得られる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
−実施形態１−
図１は、本発明の実施形態１に係る光ファイバ反射器１０の構造を示す。
【００２１】
光ファイバ反射器１０は、１本の光ファイバ１と、細長く形成された筐体７とを備え、入出力ファイバ部１ａが筐体７の一端より外方へ延びている。
【００２２】
すなわち、筐体７の内部には、上記入出力ファイバ部１ａに続いて、該入出力ファイバ部１ａを束ねて火炎もしくはヒーターで溶融しながら延伸接合してなる融着延伸部２が設けられており、該融着延伸部２に続いて当該光ファイバ１を入出力ファイバ部１ａよりも細径化してなる細径部３が設けられている。融着延伸部２は筐体７内を長手方向に延び、細径部３は筐体７内の他端近傍でループ状に折り返してループ部が形成されて上記一端に向かい、上記融着延伸部２に続いている。上記融着延伸部２は、入出力ファイバ部１ａから入力された光の分波を行って上記ループ状に折り返された細径部３を通過させ、戻ってきた光の合波を行って該入出力ファイバ部１ａから光を出力させる光カップリング部を構成している。
【００２３】
上記光ファイバ１の融着延伸部２の両側部位はファイバ径が漸次縮径してなるテーパー１１，１１に形成され、また、上記細径部３の両側部位にも同様にテーパー１１，１１が形成されている。入出力ファイバ部１ａは保護被覆材４で覆われている。
【００２４】
光ファイバ１は、筐体７の内部において宙に浮いた状態になるように、上記融着延伸部２の両側の細径化されていない部位と、入出力ファイバ部１ａとが固定台５に接着剤６によって支持されている。筐体７の両端はシール材９で封止されている。なお、図１において、符号１３は光ファイバ１の光を伝送するコア、１４はコア１３の周囲を覆うクラッドである。
【００２５】
光ファイバ反射器１０の製作は、以下のような手順で行う。
【００２６】
ヒータ型光ファイバカプラ製造装置にて、図１に示すように、光ファイバ１を延伸して細径化し、入出力ファイバ部１ａよりも細くなった細径部３をループ状に折り返す。この時、保護被覆材４は細径化される部分で予め除去しておく。具体的には、光ファイバ１には三菱電線工業製ＳＳ９Ａ１Ｕを用いた。
【００２７】
図２に示すように、細径部３はその短径が１〜４ｍｍ、長径５〜２０ｍｍの楕円形状に収まるループ形状で構成されていることが好ましい。細径部３のファイバ直径は２〜１５μｍ程度であることが好ましい。また、光ファイバ１から細径部３に至る部分はテーパー１１形状となっている。
【００２８】
次に、ヒータ型光ファイバカプラ製造装置にて、ループ状に折り返した光ファイバ１を束ねてセットし、図３に示すように２本の光ファイバ１の分岐比が１：１になるように溶融しながら延伸接合させて、融着延伸部２を形成する。図３は、入出力ファイバ部１ａから光を入力し、融着延伸部２にて光の分波を行い、ループ状に折り返された細径部３を光が通過して、融着延伸部２にて戻ってきた光の合波を行い、入出力ファイバ部１ａから光が出力される状態を表した模式図である。
【００２９】
そして、図１に示すように、上記光ファイバ１を固定台５に固定するために、細径部３と融着延伸部２以外の部分に接着剤６を塗布する。具体例としては、固定台５には溝付石英基材、接着剤６にはエポキシ系紫外線硬化型樹脂接着剤を用いた。光ファイバ１を固定した固定台５と共に、これらを保護するための筐体７の内部に挿入し、筐体７の両端をシール材８で封止する。
【００３０】
上記構成により、光ファイバ１（クラッド径１２５μｍ）を細径化し、例えば一番細い部分で１０μｍ程度としたことで、光ファイバ１を曲げたときの内周と外周との歪差が少なくなり、光ファイバ１の曲げ半径を小さくすることができる。
【００３１】
また、細径化する前の光ファイバ径では、光ファイバ１を構成しているコア１３とクラッド１４の屈折率差が小さいため、光を光ファイバ１内部に閉じこめようとする作用が弱く、曲げ損失が大きかったが、上記光ファイバ１の径を細くすることにより、コア１３からクラッド１４へ浸みだした光が、クラッド１４と光ファイバ１の外部との間に生じる大きな屈折率差のために、放射モードとならず損失とはなりにくいような強い閉じこめ作用を有する。
【００３２】
以上により、非常に小さな曲げでありながら曲げ損失が殆ど発生せず、微小ループを構成できる。これにより、光ファイバ１の細径部３の低損失な折り返しをはじめ、自由な角度の曲げが微小領域で可能となる。
【００３３】
また、上記ループ構造によれば、筐体７の内部にループ状に折り返した細径部３を収納することにより、筐体７の一端から外方にループ状に折り返した光ファイバ１が配線されていた場合に比べ、ループ状に折り返した光ファイバの曲げ半径を確保するスペースが必要なくなり、ＡＳＥ光源等の光学機器に光ファイバ反射器１０を組み込む際に、実装面積を従来よりも縮小でき、ＡＳＥ光源等の光学機器の小型化に有効である。また、筐体７の一端から外方に光ファイバ１をループ状に配線していた場合には、ループ状に折り返した光ファイバ１を固定する留め具などの実装部品が必要であったが、本発明によれば、ループ状に折り返した細径部３が筐体７の内部に収納されているため、実装部品も必要なくなる。従って、光ファイバ１の引き回しがやりやすく、ＡＳＥ光源等の光学機器内において短時間で配線作業が行える。
【００３４】
これにより、ＡＳＥ光源等に上記光ファイバ反射器１０を実装する際、図４−（ａ）に示すように、従来の光カプラ１０ａのような筐体７の一端から外方にループ状に折り返した光ファイバ１が配線されている場合に比べて、光ファイバ１が伝送損失を生じないような曲げ半径を確保するスペースは、図４−（ｂ）に示すように、光ファイバ１の配線スペースは筐体７の片端側分だけで済むため、より少ないスペースで実装が可能となり、ＡＳＥ光源の本体部１２ａは、本体部１２ｂのように小型化することができる。ＡＳＥ光源内には、光ファイバ反射器１０の他に、増幅部であるエルビウムドープファイバやレーザーダイオード、フォトダイオード等の光学部品も実装されているが、図４ではそれらの記載を省略している。
【００３５】
また、光が光ファイバ１内部から外部に漏れ出すことや外力による振動などによってループ状に折り返された細径部３が変形することを防止するために、筐体７の内部に光ファイバ１よりも低屈折率の樹脂を封入してもよい。樹脂は粘性体であって、細径部３の変形を防止できるものであれば硬化していなくても構わない。
【００３６】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に述べる効果を奏する。
【００３７】
筐体の一端から外方にループ状に折り返した光ファイバが配線されていた場合に比べ、ループ状に折り返した光ファイバの曲げ半径を確保するスペースが必要なくなり、ＡＳＥ光源等の光学機器に光ファイバ反射器を組み込む際に、実装面積を従来よりも縮小でき、ＡＳＥ光源等の光学機器の小型化に有効である。
【００３８】
また、ループ状に折り返した光ファイバが筐体の内部に収納されているため、ループ状に折り返した光ファイバを固定する留め具など実装部品も必要なくなる。従って、光ファイバの引き回しがやりやすく、ＡＳＥ光源等の光学機器内において短時間で配線作業が行える。また、端面蒸着型の光ファイバ反射器と同程度の実装面積でありながら、光ファイバを折り返すことによるループ型の光ファイバ反射器を筐体内部に形成しているため、高出力の光信号にも対応できる。
【００３９】
また、従来型の光ファイバ反射器では、ループ部が大きいために偏波依存性が１ｄＢ以上であったが、本発明によれば、ループ部を小さくして筐体内部に収納しているため、外力の影響も受けにくくなり、偏波依存性も０．２ｄＢ以下に押さえることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る光ファイバ反射器の側面図。
【図２】パワー分岐を表す模式図。
【図３】本実施形態に係る細径部の詳細図。
【図４】（ａ）従来技術のループ型光ファイバ反射器をＡＳＥ光源等に実装した際に必要となる本体スペースの平面図。
（ｂ）本発明の光ファイバ反射器をＡＳＥ光源等に実装した際に必要となる本体スペースの平面図。
【符号の説明】
１　　光ファイバ
１ａ　入出力ファイバ部
２　　融着延伸部
３　　細径部
４　　保護被覆材
５　　固定台
６　　接着剤
７　　筐体
８　　シール材
１０　　光ファイバ反射器
１０ａ　光ファイバ反射器
１１　　テーパー
１２ａ　本体部
１２ｂ　本体部
１３　　コア
１４　　クラッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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