(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲げ部が形成された主光ファイバに対して前記曲げ部を介して光を入出力する光ファイバ側方入出力装置であって、
前記曲げ部に先端が近接され、前記先端を介して前記曲げ部に入射光を入射し、前記曲げ部から漏洩する漏洩光を前記先端で受光する入出力用光ファイバと、
前記曲げ部と前記先端との間に設けられ、前記曲げ部における前記主光ファイバの接線方向と前記入射光及び前記漏洩光の光軸とに垂直な方向に前記入射光及び前記漏洩光のビーム径を拡張する光学系と、
を備え、
前記主光ファイバは、複数の光ファイバ心線が並列するテープファイバであり、
前記入出力用光ファイバは、前記光ファイバ心線にそれぞれ対応して並列するファイバアレイであることを特徴とする光ファイバ側方光入出力装置。
【請求項２】
前記光学系は、
前記先端から出射した前記入射光を前記曲げ部で結像させる２つのレンズと、
前記２つのレンズの間でそれぞれのレンズの焦点が一致する点に凹面を配置した凹面レンズと、
を有することを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ側方光入出力装置。
【請求項３】
前記凹面レンズは、円筒面レンズであることを特徴とする請求項２に記載の光ファイバ側方光入出力装置。
【請求項４】
前記入出力用光ファイバは、中心から表面に向けてコアの屈折率が階段状のプロファイルであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光ファイバ側方光入出力装置。
【請求項５】
前記入出力用光ファイバをマルチモードで伝搬された前記漏洩光をマルチモードファイバを介して受光する光受信器と、
シングルモードファイバと接続され、前記入射光を前記シングルモードファイバへ出射するレーザ光源と、
前記レーザ光源からの前記入射光をシングルモードで伝搬するように前記入出力用光ファイバに結合し、前記入出力用光ファイバからの前記漏洩光を前記マルチモードファイバへ結合する波長合分波器と、
をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の光ファイバ側方光入出力装置。
【請求項６】
曲げ部が形成された主光ファイバに対して前記曲げ部を介して光を入出力する光ファイバ側方入出力方法であって、
前記曲げ部に入出力用光ファイバの先端を近接し、前記先端を介して前記曲げ部に入射光を入射し、前記曲げ部から漏洩する漏洩光を前記先端で受光するときに、
前記曲げ部と前記先端との間に光学系を設け、前記曲げ部における前記主光ファイバの接線方向と前記入射光及び前記漏洩光の光軸とに垂直な方向に前記入射光及び前記漏洩光のビーム径を拡張する
前記主光ファイバが、複数の光ファイバ心線が並列するテープファイバであり、
前記入出力用光ファイバが、前記光ファイバ心線にそれぞれ対応して並列するファイバアレイであることを特徴とする光ファイバ側方入出力方法。
【請求項７】
中心から表面に向けてコアの屈折率が階段状のプロファイルである前記入出力用光ファイバを用い、前記曲げ部への前記入射光をシングルモードで伝搬させ、受光した前記曲げ部からの前記漏洩光をマルチモードで伝搬させることを特徴とする請求項６に記載の光ファイバ側方入出力方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバの側方から光を入出力する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ側方入出力技術は、或る角度で曲げられた光ファイバの曲がり部分の側面に別の光ファイバを突き当てるという構造により、２つの光ファイバ間での光信号の授受を可能にする技術である。光ファイバ側方入出力技術は、例えば心線対照や信号モニタ、線路切替を行うために、曲げた光ファイバの側方から光信号を入出射させることに利用される（例えば、非特許文献１及び２を参照。）。以下、この明細書では曲げられるほうの光ファイバを主光ファイバと称し、曲げ光ファイバの側面に突き当てられるほうの光ファイバをプローブファイバと称する。光ファイバ側方入出力技術は、漏洩光モニタ、心線対照用の試験光入射、あるいは光回線の経路変更に係る短瞬断切替器などへの適用が検討されている。
【０００３】
アクセス網では単心のファイバを複数本束ねたテープファイバを使用することが一般的である。テープファイバは通常の光ファイバを複数本隣接させて相互に接着したものである。
【０００４】
図１は、主光ファイバとしてテープファイバの曲げ部に通信光を入射して結合させている様子を説明する図である。この光学系は共焦点複合レンズ系として低収差で知られており、本光学系は、ファイバテープに対して入出力用ファイバアレイから光入出力を行っている。４本の入出力用光ファイバアレイと、入出力用ファイバに対向する平凸レンズ（レンズ１）と、曲げファイバに対向する平凸レンズ（レンズ２）と、曲げたテープファイバから構成されている。  テープファイバにおいて、４本の光ファイバはテープファイバ曲げ平面内に垂直方向に並列されている。それぞれの平凸レンズの焦点距離の位置に入出力用光ファイバアレイおよび曲げファイバが設置されている。なお、「曲げ平面」とは、曲げる前及び曲げた後の主光ファイバ（テープファイバであればいずれかの光ファイバ）を含む平面のことである。
【０００５】
図２は、図１の共焦点複合レンズ系により主光ファイバの曲げ部へ入射する円形ビームの像（図２（ａ））と光強度プロファイル（図２（ｂ））を示す図である。強度がピーク値の１／ｅ２（＝０．１３５）となる径をビームウェスト径とする。ビームウェスト径は１７μｍであり、主光ファイバの曲げ部へ結合する入射効率は８１％である。ここで入射効率とは入出力用ファイバアレイを出た光線が曲げたファイバのコアへ結合する効率である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】清倉ほか、「ローカル光入出力技術のための小径曲げ光ファイバの放射シミュレーション  ―光線路切替の結合効率検討―」、電子情報通信学会通信ソサイエティ大会、Ｂ−１０−１６（２０１３年９月）
【非特許文献２】廣田ほか、「側方入出力技術を用いた光線路切替装置の検討」、電子情報通信学会信学技報、ＩＥＩＣＥ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｒｅｐｏｒｔ  ＯＦＴ  ２０１３−５０  （２０１４−０１）
【非特許文献３】田野辺ほか、ＳＭ／ＭＭ共用デュアルモード光ファイバ、信学技報ＯＣＳ  ２００７−３７
【非特許文献４】Ｔｈｏｒｌａｂｓ製品情報、“ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｔｈｏｒｌａｂｓ．ｃｏ．ｊｐ／ｔｈｏｒｃａｔ／ＴＴＮ／ＤＣＦ１３−ＳｐｅｃＳｈｅｅｔ．ｐｄｆ”、２０１５年９月１５日検索
【非特許文献５】清倉ほか，「デュアルモードファイバプローブ利用によるローカル光入出力技術の受光効率改善検討」電子情報通信学会通信ソサイエティ大会、Ｂ−１３−１４（２０１５年９月）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
テープファイバのファイバコア間の間隔は２５０μｍ程度であるが、現実には等間隔ではなく２０μｍ程度揺らぎがある。図２のようにビーム径を狭く集光してしまうと、図２（ａ）に示すようにコアが２０μｍずれるとコアにビームが全く入射せず、光信号入出力が非常に困難となる。つまり、主光ファイバの曲げ部に集光するようにレンズを用いて最適集光すると、位置許容性が悪化し、ファイバコアの位置の揺らぎに対応することが困難という課題が発生する。
【０００８】
一方、コアの位置許容性を広げるためにビーム径を広くすると光強度密度が低下して結合効率の低下が発生する。結合効率が低下するとファイバ被覆を経由して通信を行うレベルの光強度を確保できず、ローカル光入出力を利用した通信の目的を達成が困難となる。このように、従来の光ファイバ側方入出力装置には、コアの位置許容性と結合効率というトレードオフの関係があり、双方を満足することが困難という課題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、上記課題を解決すべく、主光ファイバとの結合効率を保ちつつ主光ファイバのコアの位置許容性を高めることができる光ファイバ側方入出力装置及び光ファイバ側方入出力方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る光ファイバ側方入出力装置は、共焦点複合レンズ系において、集光ビームを位置許容性が必要な方向のみ直径を拡大した楕円形とし、コアの位置ずれによる光結合効率低下をふせぎ、コアの位置ずれを考慮しなくてよい方向にはビームの直径を絞りビームの光強度低下を抑えて光結合効率を確保することとした。
【００１１】
具体的には、本発明に係る光ファイバ側方入出力装置は、曲げ部が形成された主光ファイバに対して前記曲げ部を介して光を入出力する光ファイバ側方入出力装置であって、
前記曲げ部に先端が近接され、前記先端を介して前記曲げ部に入射光を入射し、前記曲げ部から漏洩する漏洩光を前記先端で受光することが可能な入出力用光ファイバと、
前記曲げ部と前記先端との間に設けられ、前記曲げ部における前記主光ファイバの接線方向と前記入射光及び前記漏洩光の光軸とに垂直な方向に前記入射光及び前記漏洩光のビーム径を拡張する光学系と、
を備える。
【００１２】
具体的には、本発明に係る光ファイバ側方入出力方法は、曲げ部が形成された主光ファイバに対して前記曲げ部を介して光を入出力する光ファイバ側方入出力方法であって、
前記曲げ部に入出力用光ファイバの先端を近接し、前記先端を介して前記曲げ部に入射光を入射し、前記曲げ部から漏洩する漏洩光を前記先端で受光するときに、
前記曲げ部と前記先端との間に光学系を設け、前記曲げ部における前記主光ファイバの接線方向と前記入射光及び前記漏洩光の光軸とに垂直な方向に前記入射光及び前記漏洩光のビーム径を拡張することを特徴とする。
【００１３】
テープファイバのコア位置の揺らぎは曲げ平面に垂直な方向のみで、曲げ平面内の揺らぎは無視できる。そこで、コア位置揺らぎの方向に対しては幅を広く、コア位置が揺らがない方向へは幅が狭いような楕円形状の像（ビーム）を形成する。必要最小限の範囲にビームを拡大することによって、コアの位置ずれ許容度を高め、且つ光強度低下による結合効率低下を抑制できる。
【００１４】
従って、本発明は、主光ファイバとの結合効率を保ちつつ主光ファイバのコアの位置許容性を高めることができる光ファイバ側方入出力装置及び光ファイバ側方入出力方法を提供することができる。
【００１５】
前記光学系は、
前記先端から出射した前記入射光を前記曲げ部で結像させる２つのレンズと、
前記２つのレンズの間でそれぞれのレンズの焦点が一致する点に凹面を配置した凹面レンズと、
を有することを特徴とする。
【００１６】
楕円形状のビームを形成するためには、前記凹面レンズは、円筒面レンズであることが好ましい。つまり、光軸に対して円筒対称でない光学系を使用する。このような円筒レンズを用いて集光が必要な方向のみ集光し、不要な方向には集光を緩和することができる。
【００１７】
前記主光ファイバは、複数の光ファイバ心線が並列するテープファイバであり、
前記入出力用光ファイバは、前記光ファイバ心線にそれぞれ対応して並列するファイバアレイとすることができる。
【００１８】
前記入出力用光ファイバは、中心から表面に向けてコアの屈折率が階段状のプロファイルであることが好ましい。中心から表面に向けてコアの屈折率が階段状のプロファイルである前記入出力用光ファイバを用い、前記曲げ部への前記入射光をシングルモードで伝搬させ、受光した前記曲げ部からの前記漏洩光をマルチモードで伝搬させることで、入出力用光ファイバが主光ファイバの曲げ部からの漏洩光を受光する受光効率を高めることができる。
【００１９】
前記入出力用光ファイバが中心から表面に向けてコアの屈折率が階段状のプロファイルである場合、本発明に係る光ファイバ側方光入出力装置は、入射光と漏洩光を分離するため、
前記入出力用光ファイバをマルチモードで伝搬された前記漏洩光をマルチモードファイバを介して受光する光受信器と、
シングルモードファイバと接続され、前記入射光を前記シングルモードファイバへ出射するレーザ光源と、
前記レーザ光源からの前記入射光をシングルモードで伝搬するように前記入出力用光ファイバに結合し、前記入出力用光ファイバからの前記漏洩光を前記マルチモードファイバへ結合する波長合分波部と、
をさらに備える。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、主光ファイバとの結合効率を保ちつつ主光ファイバのコアの位置許容性を高めることができる光ファイバ側方入出力装置及び光ファイバ側方入出力方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来の光ファイバ側方光入出力装置を説明する構成図である。４心テープファイバ（主光ファイバ）の曲げ部へ入射する共焦点複合レンズ系を備えている。（ａ）はファイバ曲げ平面に平行な方向（ｚ方向）からみた図である。（ｂ）はファイバ曲げ平面に垂直な方向（ｙ方向）からみた図である。
【図２】従来の光ファイバ側方光入出力装置の共焦点複合レンズ系による主光ファイバ側の集光位置でのビーム形状を説明する図である。（ａ）は曲げ部のコアへ入射するビームの像であり、（ｂ）はその光強度プロファイルである。
【図３】本発明に係る光ファイバ側方光入出力装置を説明する構成図である。４心テープファイバ（主光ファイバ）の曲げ部へ入射する共焦点複合レンズ系を備えている。当該共焦点複合レンズ系は凹レンズを含む。（ａ）はファイバ曲げ平面に平行な方向（ｚ方向）からみた図である。（ｂ）はファイバ曲げ平面に垂直な方向（ｙ方向）からみた図である。
【図４】本発明に係る光ファイバ側方光入出力装置の共焦点複合レンズ系による主光ファイバ側の集光位置での楕円ビーム形状を説明する図である。（ａ）は曲げ部のコアへ入射するビームの像であり、（ｂ）及び（ｃ）はその光強度プロファイルである。
【図５】本発明に係る光ファイバ側方光入出力装置の入出力用光ファイバが受光する漏洩光を説明する図である。（ａ）は全体図であり、（ｂ）は入出力用光ファイバの先端部分を拡大した図である。
【図６】本発明に係る光ファイバ側方光入出力装置の共焦点複合レンズ系による入出力用光ファイバ側の集光位置での楕円ビーム形状を説明する図である。（ａ）は曲げ部のコアへ入射するビームの像であり、（ｂ）及び（ｃ）はその光強度プロファイルである。
【図７】デュアルモードファイバの屈折率プロファイルを説明する図である。
【図８】本発明に係る光ファイバ側方光入出力装置が備える、入射光と漏洩光を分離する波長合分波部を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施形態であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００２３】
（実施形態１）
図３は、本実施形態の光ファイバ側方光入出力装置３０１を説明する図である。光ファイバ側方光入出力装置３０１は、曲げ部１１が形成された主光ファイバ１０１に対して曲げ部１１を介して光を入出力する光ファイバ側方入出力装置であって、
曲げ部１１に先端１２が近接され、先端１２を介して曲げ部１１に入射光を入射し、曲げ部１１から漏洩する漏洩光を先端１２で受光することが可能な入出力用光ファイバ１０２と、
曲げ部１１と先端１２との間に設けられ、曲げ部１１における主光ファイバ１０１の接線方向と前記入射光及び前記漏洩光の光軸とに垂直な方向に前記入射光及び前記漏洩光のビーム径を拡張する光学系１０３と、
を備える。
【００２４】
ここで、主光ファイバ１０１は、複数の光ファイバ心線が並列するテープファイバであり、入出力用光ファイバ１０２は、前記光ファイバ心線にそれぞれ対応して並列するファイバアレイである。
【００２５】
光学系１０３は、先端１２から出射した前記入射光を曲げ部１１で結像させる２つのレンズ（３１、３２）と、レンズ３１とレンズ３２の間でそれぞれのレンズの焦点が一致する点に凹面を配置した凹面レンズ３３と、を有する。本実施形態では、凹面レンズ３３は、円筒面レンズである。光学系１０３は、凹レンズを含む共焦点複合レンズ系である。
【００２６】
光ファイバ側方光入出力装置３０１は、ファイバテープ（主光ファイバ１０１）に対してプローブファイバアレイ（入出力用光ファイバ１０２）から光入出力を行う。光ファイバ側方光入出力装置３０１は、４本の入出力用光ファイバ１０２と、入出力用ファイバ１０２に対向する平凸レンズ（レンズ３１）と、主光ファイバ１０１の曲げ部１１に対向する平凸レンズ（レンズ３２）および平凹円筒レンズ（レンズ３３）とから構成されている。
【００２７】
主光ファイバ１０１は、４本の光ファイバをファイバ曲げ平面内に垂直方向に並列したテープファイバである。また、平凹円筒レンズ（レンズ３３）の曲率方向もファイバ曲げ平面内に垂直方向になるように配置されている。平凸レンズ（レンズ３１）は４本の光入出力ファイバアレイに対して平凸レンズの焦点距離の位置、すなわち、コリメータとなる位置に配置されている。平凸レンズ（レンズ３２）は曲げたテープファイバに対して平凸レンズ（レンズ３２）の焦点距離の位置、すなわち、コリメータとなる位置に配置されている。また平凹レンズ（レンズ３３）の曲面の位置は、レンズ３１からレンズ３１の焦点距離の位置かつレンズ３２からレンズ３２の焦点距離の位置に配置されている。
【００２８】
本実施形態では、曲げたファイバテープ（主光ファイバ１０１）が、屈折率整合剤や紫外線硬化接着剤等、屈折率媒体中にあり、各レンズ（３１、３２、３３）が空気中にある。
【００２９】
本実施形態に係る効果について説明する。
入出力用ファイバ１０２は、それぞれ個別の通信用レーザ光源や受光用フォトダイオードにも接続されている（図示せず）。通信用レーザ光源からの通信光は光ファイバのコア（直径９μｍ程度）から空中に出てレンズ３１に入り、コリメート光となってレンズ３３に入る。通信光は、このレンズ３３において曲げ平面内の方向は影響を受けず、曲げ平面に垂直な方向のみ凹面レンズの影響を受けてわずかに発散される。その後、通信光は、レンズ３２に入り、主光ファイバ１０１の曲げ部１１のコア位置に集光される。すなわち光学系１０３は、本来、最適集光する系に対して集光を緩める光学素子（凹面レンズ３３）を追加することによって一方向のみ集光を緩和している。
【００３０】
図４は、主光ファイバ１０１の曲げ部１１近傍の集光位置におけるビームの形状（図４（ａ））と光強度プロファイル（図４（ｂ）、（ｃ））を説明する図である。図４（ａ）は形成された像を示す図であり、明らかに楕円ビームとなっている。具体的には、縦方向のビーム径はビームウェスト径２ω０＝１８．５ｕｍに集光されているが、横方向のビーム径は従来の４倍程度拡張し、ビームウェスト径２ω０＝７２ｕｍであり、縦方向に比べて集光が緩和されている。
【００３１】
光ファイバ側方光入出力装置３０１は、光学系１０３で通信光を楕円ビームに集光することによって、主光ファイバ１０１のコア位置が揺らぐ方向である曲げ平面内に垂直な方向に広いトレランス（許容）を持つ（図４（ａ））。一方、主光ファイバ１０１のコア位置が揺らがない方向である曲げ平面内方向のトレランスは狭くてもよいため、光ファイバ側方光入出力装置３０１は、当該方向に対しては通信光を集光して光強度を高め結合効率の低下を防ぐ（図４（ｃ））。具体的な光線追跡計算の結果では入射効率１６．５％、ビーム幅は３．９倍（長径／短径）となっており位置トレランスを持たせながら入射効率減少を抑えている。
【００３２】
（実施形態２）
実施形態１では主光ファイバ１０１へ信号光の入射における位置トレランスの緩和の効果を説明した。本実施形態では、図５を用いて入出力用ファイバ１０２が信号光を受光する場合を説明する。
【００３３】
図５（ｂ）は、入出力用ファイバ１０２の先端１２近傍の光線の状況を説明する図である。光学系は双方向に働くため、主光ファイバ１０１の曲げ部１１からの放射された漏洩光は、光学系１０３で一方向に広がった楕円ビームで到達する。図６は、入出力用ファイバ１０２の端面におけるビーム形状（図６（ａ））と光強度プロファイル（図６（ｂ）、（ｃ））を説明する図である。入出力用ファイバ１０２は、１２５μｍφである。
【００３４】
ビーム形状は、曲げ平面内ではファイバコア程度のビーム幅１２．３μｍであるが、曲げ平面に垂直な方向ではビーム幅が４７．５μｍに広がっている。主光ファイバ１０１のコアの位置は２０μｍ程度揺らぐためにこの入出力用ファイバ１０２の先端１２端面上でも２０μｍ程度揺らぐ。光ファイバ側方光入出力装置３０１は、主光ファイバ１０１のコア位置揺らぎによる入出力用ファイバ１０２側でのトレランスも有することがわかる。入出力用ファイバ１０２のコアが１０μｍの場合、受光効率は７．４％であるが、入出力用ファイバ１０２を大口径の５０μｍコアのマルチモードファイバに置き換えると、受光効率は４５．３％に向上する。これにより、主光ファイバ１０１のコア位置揺らぎトレランスと受光効率をともに向上させることができる。
【００３５】
ここで、入出力用光ファイバ１０２は、中心から表面に向けてコアの屈折率が階段状のプロファイルであることが好ましい。例えば、入出力ファイバ１０２として、シングルモードコアとマルチモードコアが同軸で二重となっているデュアルモードファイバ（非特許文献３を参照。）やダブルクラッドファイバ（非特許文献４を参照。）を利用することができる。これらのファイバは図７に示すように直径方向に階段状の屈折率プロファイルをしており、シングルモードファイバとマルチモードファイバの両方の性質を兼ね備えている。このため、入射光をシングルモードコアで伝搬させ、シングルモードコアから出力すれば主光ファイバ１０１の曲げ部１１への入射結合効率を保つことができる。一方、主光ファイバ１０１の曲げ部１１から放射される漏洩光をマルチモードコアで受光すれば、受光効率を向上させることができる（非特許文献５を参照。）。
【００３６】
図８は、入出力用光ファイバ１０２がデュアルモードファイバやダブルクラッドファイバである場合に入出力用光ファイバ１０２に接続する波長合分波部１０４を説明する図である。波長合分波部１０４は、
入出力用光ファイバ１０２をマルチモードで伝搬された漏洩光をマルチモードファイバ２４を介して受光する光受信器２８と、
シングルモードファイバ２１と接続され、入射光をシングルモードファイバ２１へ出射するレーザ光源２７と、
レーザ光源（ＬＤ）２７からの入射光をシングルモードで伝搬するように入出力用光ファイバ１０２に結合し、入出力用光ファイバ１０２からの漏洩光をマルチモードファイバ２４へ結合する波長合分波器２９と、
をさらに備える。
【００３７】
波長合分波器２９は、３つのポートを有し、それぞれ入出力用光ファイバ１０２、マルチモードファイバ２４、及びシングルモードファイバ２１が接続される。そして、波長合分波器２９は、反射フィルタ２６を有しており、入出力用光ファイバ１０２からの波長λ１の漏洩光をマルチモードファイバ２４へ結合し、シングルモードファイバ２１からの波長λ２の入射光を入出力用光ファイバ１０２へ結合できる。
【００３８】
このため、入出力用光ファイバ１０２の大直径部分のコアをマルチモードで伝搬する波長λ１の漏洩光は波長合分波器２９と接続されたマルチモードファイバ２４を経由し、損失がほとんどなくアバランシェフォトダイオード２８（ＡＰＤ）により受光できる。一方、波長λ２はＬＤ２７からシングルモードファイバ２１に入り、小さなコア径のまま入出力用光ファイバ１０２へ送ることができる。
【００３９】
ファイバ側方光入出力装置３０１は、波長合分波部１０４を備えることで、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）２８後段で信号を増幅整形して他へ伝送することができ、他から伝送されてきた信号を増幅整形してＬＤ２７から入出力用光ファイバ１０２へ伝送する中継器として使用することができる。
【００４０】
［付記］
以下は、本実施形態の光ファイバ側方光入出力装置を説明したものである。
（目的）
従来の光ファイバ側方光入出力装置は、テープファイバのコアの位置ずれに対応するためビーム径を広げて位置許容性を広げると光強度が低下して結合効率が低下するというトレードオフの関係にあった。そこで、本発明は、上記トレードオフを解消して結合効率を維持しつつテープファイバのコアの位置ずれに対応できる光ファイバ側方光入出力装置を提供することを目的とする。
【００４１】
（１）：光ファイバに対して光学系を用いて光を集光させて光の入出力を行う系において、光ファイバの位置が一方向に揺らぎ、その方向と直交する方向には揺らぎがない場合において、揺らぎがある方向への集光径が、揺らぎの幅と同程度であり、揺らぎのない方向への集光径は光ファイバコア径と同程度であることを特徴とする光入出力光学系。
【００４２】
（２）：光入出力光学系において光入出力光学系の発光点から集光位置まで結像する光学系において凹面レンズを追加することによって、揺らぎがある方向への集光を緩和することによって楕円ビームを形成し、位置トレランスを緩和したことを特徴とする上記（１）記載の光入出力光学系。
【００４３】
（３）：凹面レンズは、円筒面レンズであることを特徴とする上記（１）又は（２）記載の光入出力光学系。
【００４４】
（４）：該光ファイバは複数ファイバを束ねたテープファイバであることを特徴とした上記（１）乃至（３）記載の、光入出力光学系。
【００４５】
（５）：光入出力ファイバとしてファイバコアとより直径の大きなコアが同軸で形成されてシングルモードとマルチモードを同時に伝搬できるファイバを使用していることを特徴とした上記（１）乃至（４）記載の光入出力光学系。
【００４６】
（効果）
この発明によれば以下のような作用効果が呈せられる。  
集光ビームを楕円形にすることによって位置許容性が必要な方向のみ拡大して位置ずれによる光結合効率低下をふせぎ、位置ずれが発生せず位置許容性が不要な方向には拡大せずに光結合効率を確保することができる。すなわちこの発明の各観点によれば、プローブとの光結合効率を高く保持できる側方光入出力装置を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は情報通信産業に適用することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１１：曲げ部
１２：先端
２１：シングルモードファイバ
２４：マルチモードファイバ
２６：反射フィルタ
２７：ＬＤ
２８：ＡＰＤ
２９：波長合分波器
３１、３２：平凸レンズ
３３：平凹レンズ
１０１：主光ファイバ
１０２：入出力用ファイバ
１０３：光学系
１０４：波長合分波部
３０１：光ファイバ側方光入出力装置
【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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