(57)【要約】【課題】  マルチモード光ファイバに屈曲部が生じてもモード変換による著しい受信劣化を抑え、集光レンズやビームイクスパンダのような精密なデバイスを用いることなく、用途に応じた変更が容易で安価な光多重伝送システムおよびその製造方法を提供する。【解決手段】  本発明の光多重伝送システムは、Ｙ軸方向に光信号Ｌａ〜Ｌｄが１次元配列された屈折率分布型の光ファイバ１を、Ｙ軸方向には一切曲げずＹ軸と垂直なＸ−Ｚ平面上に配置するようにする。これによって、光ファイバ１の光軸は、各伝搬モードの振幅方向と常に垂直となり、光ファイバ１を屈曲させたことによるモード変換の影響を極めて小さく抑えることが可能となる。そして、光多重伝送システムは、ＶＣＳＥＬアレイ１０から出射される４つの光信号Ｌａ〜Ｌｄを、屈曲部を有する１本の屈折率分布型光ファイバ１を介して、正確に受光器アレイ２０で受光することができる。【選択図】  図１ 
2005078027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチモード光ファイバと、
少なくとも第１の方向へ直列に配置され、それぞれ出射する光信号を前記マルチモード光ファイバの入射側端面に入射する複数の発光部と、
少なくとも前記第１の方向へ直列に配置され、前記マルチモード光ファイバを伝搬して当該マルチモード光ファイバの出射側端面から出射される複数の光信号をそれぞれ受光する複数の受光部とを備え、
前記マルチモード光ファイバは、前記第１の方向に基づいた平面上に配設されることを特徴とする、光多重伝送システム。
【請求項２】
前記第１の方向は、前記マルチモード光ファイバが配設される平面に対して垂直であることを特徴とする、請求項１に記載の光多重伝送システム。
【請求項３】
前記複数の発光部は、前記マルチモード光ファイバの入射側端面における光軸と交差する前記第１の方向の直線上に１次元配置され、
前記複数の受光部は、前記マルチモード光ファイバの出射側端面における光軸と交差する前記第１の方向の直線上に１次元配置されることを特徴とする、請求項２に記載の光多重伝送システム。
【請求項４】
前記複数の発光部は、
前記マルチモード光ファイバの入射側端面における光軸と交差する前記第１の方向の直線上に配置される第１の組と、
前記第１の方向と垂直で、かつ前記入射側端面に平行な当該光軸と交差する第２の方向の直線上に配置される第２の組とによって、２次元配置され、
前記複数の受光部は、
前記マルチモード光ファイバの出射側端面における光軸と交差する前記第１の方向の直線上に配置され、前記第１の組に属する発光部から出射された光信号をそれぞれ受光する第３の組と、
前記第１の方向と垂直で、かつ前記出射側端面に平行な当該光軸と交差する第３の方向の直線上に配置され、前記第２の組に属する発光部から出射された光信号をそれぞれ受光する第４の組とによって、２次元配置されることを特徴とする、請求項２に記載の光多重伝送システム。
【請求項５】
前記第２の組に属する発光部は、前記マルチモード光ファイバの入射側端面における光軸に対して相対的に近い位置に配置されることを特徴とする、請求項４に記載の光多重伝送システム。
【請求項６】
前記マルチモード光ファイバは、前記入射側端面から入射した複数の光信号を、それぞれ固有の伝搬モードを保持して前記出射側端面から出射することを特徴とする、請求項１に記載の光多重伝送システム。
【請求項７】
前記マルチモード光ファイバは、屈折率分布型の光ファイバであることを特徴とする、請求項１に記載の光多重伝送システム。
【請求項８】
前記屈折率分布型の光ファイバは、それぞれ固有の振幅を有する光信号を同一周期の伝搬モードで伝送し、
前記屈折率分布型の光ファイバの出射側端面は、前記光信号の伝搬モードの振幅が最大となる位置に形成されることを特徴とする、請求項７に記載の光多重伝送システム。
【請求項９】
前記マルチモード光ファイバは、そのコアおよびクラッドの材質が全てプラスチックから成る屈折率分布型プラスチック光ファイバ（ＧＩ−ＰＯＦ：Ｇｒａｄｅｄ−ｉｎｄｅｘ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ）であることを特徴とする、請求項７に記載の光多重伝送システム。
【請求項１０】
前記マルチモード光ファイバが、マルチレイヤー型プラスチック光ファイバ（ＭＬ−ＰＯＦ：Ｍｕｌｔｉ−ｌａｙｅｒ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ）であることを特徴とする、請求項１に記載の光多重伝送システム。
【請求項１１】
前記複数の発光部は、前記マルチモード光ファイバの入射側端面に平行な同一ウエハ上に集積された複数の垂直共振器面発光レーザ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ：ＶＣＳＥＬ）で構成されることを特徴とする、請求項１に記載の光多重伝送システム。
【請求項１２】
前記複数の垂直共振器面発光レーザは、それぞれ集光レンズが付設されていることを特徴とする、請求項１１に記載の光多重伝送システム。
【請求項１３】
前記複数の受光部は、前記マルチモード光ファイバの入射側端面に平行な同一ウエハ上に集積された複数のフォトダイオードで構成されることを特徴とする、請求項１に記載の光多重伝送システム。
【請求項１４】
前記複数のフォトダイオードは、それぞれ集光レンズが付設されていることを特徴とする、請求項１３に記載の光多重伝送システム。
【請求項１５】
複数の発光部から出射されるそれぞれの光信号をマルチモード光ファイバの入射側端面に入射し、当該マルチモード光ファイバを伝搬して出射側端面から出射される複数の光信号をそれぞれ複数の受光部で受光する光多重伝送システムの製造方法であって、
前記複数の発光部を、少なくとも第１の方向へ直列に配置し、
前記複数の受光部を、少なくとも前記第１の方向へ直列に配置した後、
前記マルチモード光ファイバを前記第１の方向に対して垂直な平面上に配設して、前記複数の発光部および前記複数の受光部を光接続する、光多重伝送システムの製造方法。
【請求項１６】
複数の発光部から出射されるそれぞれの光信号をマルチモード光ファイバの入射側端面に入射し、当該マルチモード光ファイバを伝搬して出射側端面から出射される複数の光信号をそれぞれ受光する複数の受光部を備えた光多重伝送システムの製造方法であって、
前記マルチモード光ファイバを所定の平面上に配設した後、
前記複数の発光部を、少なくとも前記平面に対して垂直な第１の方向へ直列に配置し、
前記複数の受光部を、少なくとも前記第１の方向へ直列に配置する、光多重伝送システムの製造方法。
【請求項１７】
前記マルチモード光ファイバは、屈折率分布型の光ファイバであることを特徴とする、請求項１５または１６に記載の光多重伝送システムの製造方法。
【請求項１８】
前記屈折率分布型の光ファイバは、それぞれ固有の振幅を有する光信号を同一周期の伝搬モードで伝送し、
前記屈折率分布型の光ファイバを配設する前に、前記屈折率分布型の光ファイバの出射側端面を当該屈折率分布型の光ファイバの入射側端面に対して前記光信号の伝搬モードの振幅が最大となる位置に形成することを特徴とする、請求項１７に記載の光多重伝送システムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光多重伝送システムおよびその製造方法に関し、より特定的には、屈折率分布型のマルチモード光ファイバを用いた光多重伝送システムおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ファイバは、広帯域・低損失性に優れており、インターネットに代表される高速・大容量伝送を目的とした基幹系への導入が進んでいる。今後、光ファイバは、幹線から家庭までのアクセス系や、さらにはホームネットワークへの適用が期待される。
【０００３】
光ファイバは、その特性上、シングルモード光ファイバ（ＳＭＦ：Ｓｉｎｇｌｅ  Ｍｏｄｅ  Ｆｉｂｅｒ）とマルチモード光ファイバ（ＭＭＦ：Ｍｕｌｔｉ  Ｍｏｄｅ  Ｆｉｂｅｒ）とに大別される。ＳＭＦは、一般的には、コアおよびクラッド層の材質が共にシリカ（ＳｉＯ2）から成っており、コア径が１０μｍ程度と極めて小さく、特定のモードのみ伝送するため伝送帯域が広いのが特長である。したがって、ＳＭＦは、幹線系などの長距離・大容量伝送用として開発が進められ、広く普及してきた。
【０００４】
一方、ＭＭＦは、コア径が５０μｍ〜１ｍｍであってＳＭＦと比較して大きい。そして、ＭＭＦは、コアまたはクラッドの母材によって、さらに分類される。例えば、ＭＭＦのうち、コアおよびクラッド層の材質がシリカから成るものはＧＯＦ（Ｇｌａｓｓ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ）と呼ばれ、コア層がシリカでクラッド層がポリマーから成るものはＰＣＦ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｃｌａｄ  Ｆｉｂｅｒ）と呼ばれ、コアおよびクラッド層の材質が全てプラスチックから成るものはＰＯＦ（Ｐｌａｓｔｉｃ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ）と呼ばれる。そして、ＭＭＦは、光の道筋である伝搬モードが多数存在するため、その伝送形態が多モード伝送（マルチモード伝送）となる。
【０００５】
図１１は、上述したＭＭＦにおける伝搬モードの違いを、概略的に示した図である。ＭＭＦ１００には、ファイバのコア１０２およびクラッド１０１が形成されている。一般的に、ＭＭＦ１００における光の各伝搬モードでは、ファイバのコア１０２内をコア１０２およびクラッド１０１の界面で光が反射を繰り返しながら進んで行く。したがって、上記界面に対して光が平行（つまり、ＭＭＦ１００の光軸に平行）に近いほど、界面で反射する間隔が広く、ある反射から次の反射までに光軸上で到達できる距離が長い。このような反射を繰り返して伝送されるモードが、低次モードと呼ばれる。一方、上記界面に対して光が大きな角度を有している場合、界面で反射する間隔が狭く、ある反射から次の反射までに光軸上で到達できる距離が短い。つまり、光は、光軸に対して大きな角度を有しているので、同じファイバ長さを考えた場合、上記低次モードに比べて界面での反射回数が多く、光路差が生じる。このような反射を繰り返して伝送されるモードが、高次モードと呼ばれる。
【０００６】
ところで、上述した各伝搬モードでは光路差が生じるため、パルス列として伝送される光信号は、それぞれ同じファイバ長さに対して到達する時間に差異が生じる。したがって、ＭＭＦにおける各伝搬モードは、それぞれ固有の伝送速度でファイバ中を伝搬するため、伝送速度が速い低次モードに含まれるパルス列と、伝送速度が遅い高次モードに含まれるパルス列とが、同じ光信号であるにもかかわらず時間的なずれが生じてしまい、受信不能となる場合がある。これは、モード分散と呼ばれ、ＳＭＦに比べてＭＭＦの伝送帯域を大きく制限する要因となっている。一般的に、これらの光ファイバの伝送帯域は、伝送速度と伝送距離との積（例えば［Ｍｂｐｓ×ｋｍ］）で表され、高速の信号レートにするほど伝送可能な距離は短くなり、伝送距離を長くするためには信号レートが遅くなる。また、上記モード分散の影響も信号レートが高く、伝送距離が長いほど大きくなる。したがって、ＭＭＦを使った伝送システムでは、所望の信号レートを伝送させるために伝送距離を短くしなければならないことがしばしば起こり得る。
【０００７】
一方、ＭＭＦのメリットとしては、光ファイバおよび光伝送システムのコストが安いことがあげられる。これは、ＭＭＦのコア径が、ＧＯＦで５０μｍ〜１ｍｍであり、ＳＭＦに比べて大きいため、光ファイバ接続時の光軸合わせが容易となり、コネクタの実装精度の緩和から光伝送システムのコスト削減に大きく貢献するからである。そこで、モード分散の影響が問題とならない伝送距離における光伝送では、ＭＭＦが使用されることが多い。
【０００８】
例えば、伝送距離が数ｃｍ〜数ｍ程度の短距離の場合、ＭＭＦを用いた光伝送では、角伝搬モードがほぼ一定に保たれ、モード分散の影響をほとんど受けない。この場合、各伝搬モードがそれぞれ個別の伝送経路を有するため、各伝搬モードにそれぞれ個別の情報を光信号に担わせれば１本のＭＭＦ内で光多重伝送することができる。これにより、高速のデジタル信号を光伝送する光伝送システムを省スペースのサイズで実現することが可能となる。このような特性を利用して１本のＰＯＦを用いた光多重伝送システムがある（例えば特許文献１参照。）。以下、図１２を参照して、上記光多重伝送システムについて説明する。なお、図１２は、当該光多重伝送システムの概略構成を示す図である。
【０００９】
図１２において、光多重伝送システムは、大口径ＰＯＦ１００、ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ：垂直共振器面発光レーザ）１１０ａ〜１１０ｃを含むＶＣＳＥＬアレイ１１０、集光レンズ１１１、ビームイクスパンダ１２１、および受光器１２０ａ〜１２０ｃを含む受光器アレイ１２０を備えている。そして、大口径ＰＯＦ１００は、ファイバのコア１０２およびクラッド１０１が形成されている。
【００１０】
ＶＣＳＥＬ１１０ａ〜１１０ｃは、それら基板と垂直方向に光を発振する半導体レーザであり、それぞれ光信号Ｌａ〜Ｌｃを出射する。集光レンズ１１１は、ＶＣＳＥＬ１１０ａ〜１１０ｃから出射された光信号Ｌａ〜Ｌｃに個別の入射角度を付け、大口径ＰＯＦ１００に形成されたコア１０２の入射側端面へ入射させる。大口径ＰＯＦ１００では、それぞれの光信号Ｌａ〜Ｌｃが個別の伝搬モード（ＰＯＦ１００の光軸に対してそれぞれ角度θａ〜θｃ）で伝送し、短距離伝送の間において当該伝搬モードがそれぞれ保持される。そして、大口径ＰＯＦ１００を伝搬した光信号Ｌａ〜Ｌｃは、それぞれコア１０２の出射側端面から個別の出射角度で出射され、ビームイクスパンダ１２１にて出射角度がさらに強調されて受光器１２０ａ〜１２０ｃに達する。受光器１２０ａ〜１２０ｃでは、各出射光がビームイクスパンダ１２１によって十分な間隔に分離されているので、それぞれの光信号Ｌａ〜Ｌｃを誤り無く受信することができる。
【特許文献１】特開２０００−２２６４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ここで、上記光多重伝送システムを確立する前提条件は、大口径ＰＯＦ１００の長さが短く理想的な直線状であることが要求され、その場合、各伝搬モード（角度θａ〜θｃ）が保持される。そして、各伝搬モードが保持される場合、大口径ＰＯＦ１００の出射側端面からビームイクスパンダ１２１へ到来する各伝搬モードの精確な角度および位置を把握することができる。上記光多重伝送システムは、これら情報に基づいて集光レンズ１１１およびビームイクスパンダ１２１を厳密に設計し、受光器１２０ａ〜１２０ｃへ各伝搬モードの光信号Ｌａ〜Ｌｃをそれぞれ導くことができる。
【００１２】
しかしながら、上記光多重伝送システムにおいて、大口径ＰＯＦ１００に屈曲部がある場合、図１３に示すように受光器１２０ａ〜１２０ｃまで各伝搬モードを導波することができない。図１３において、大口径ＰＯＦ１００の入射側端面に入射した光信号Ｌｘは、角度θ１を保持してその直線部を伝搬する。大口径ＰＯＦ１００の直線部は、十分に短い距離であるため、光信号Ｌｘは、伝搬モード（角度θ１）を保持したまま伝送される。そして、光信号Ｌｘが大口径ＰＯＦ１００の屈曲部へ入ると、コア１０２およびクラッド１０１の界面が湾曲しているため当該界面への入射角度が変化し、それに伴って反射される角度も変化するため、角度θ１は保持されない。そして、光信号Ｌｘが上記屈曲部から直線部へ出てきたとき、角度θ２を有し、θ１≠θ２となってモード変換される。このように、大口径ＰＯＦ１００の屈曲部ではモード変換が生じ、ビームイクスパンダ１２１へ到来する各伝搬モードの角度および位置がずれてしまう。
【００１３】
このような屈曲部を有するＭＭＦ（ＰＯＦ）は、上記光多重伝送システムの想定外であり、ＭＭＦに屈曲部が生じている場合、このモード変換は致命的な現象となる。また、上記モード変換は、故意に設けた屈曲部のみならず、コア／クラッド界面の非平坦性やコア屈折率の不均一性、あるいはコア内の不純物によっても引き起こされる。これらの要因は、理想的なＭＭＦでは想定されないものの、実際の光多重伝送システムでは頻繁に生じる現象であり、ＭＭＦ内の伝搬モード数が大きくなると、上記光多重伝送システムに著しい影響を与える。
【００１４】
図１４を参照して、４つの伝搬モードを伝送可能な上記光多重伝送システムについて説明する。なお、図１４は、４つの伝搬モードを伝送可能な光多重伝送システムの概略構成を示す図である。
【００１５】
図１４において、図１２を用いて説明した３つの伝搬モードを伝送可能な光多重伝送システムとの違いは、光信号Ｌｄが増えているため、伝搬モードの数が３つ（角度θａ〜θｃ）から４つ（角度θａ〜θｄ）に増えており、それらに伴ってＶＣＳＥＬ１１０ｄおよび受光器１２０ｄが増設されている。大口径ＰＯＦ１００内における４つの伝搬モードのうち、ＶＣＳＥＬ１１０ａおよび１１０ｄから出射された成分である伝搬モードθａおよびθｄが、ＶＣＳＥＬ１１０ｂおよび１１０ｃから出射された成分である伝搬モードθｂおよびθｃと比較して高次の伝搬モード（角度θが大きい）である。ここで、図１４の一例では、ビームイクスパンダ１２１に到達した光信号Ｌａ〜Ｌｄの配置は、紙面上方向から順にＬｄ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌａである。しかしながら、大口径ＰＯＦ１００内で屈曲部や上述した想定外の要因から引き起こされるモード変換が生じると、大口径ＰＯＦのファイバ長さを伝搬した後の出射側端面における各光信号Ｌａ〜Ｌｄの配置およびそれらの出射角度が変動してしまう。その結果、ビームイクスパンダ１２１に到達した上記光信号Ｌａ〜Ｌｄの配置は、上から順にＬａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄとなることもあり得る。
【００１６】
ここで、集光レンズ１１１およびビームイクスパンダ１２１は、各伝搬モードが保持されたまま受光器アレイ１２０まで誤り無く伝送されることを前提に厳密な設計をされているのであるから、実際の運用において生じる上記モード変換は許されない。さらに、集光レンズ１１１およびビームイクスパンダ１２１が精密な設計が必要で高コストであることを考えると、大口径ＰＯＦ１００内を伝送する伝搬モード数の増減やファイバ長の調整等の用途に応じた変更を簡単に行うことはできない。これにより、上記光多重伝送システムでは、システムとしての柔軟性を欠き、高コストな光伝送システムとなってしまう。
【００１７】
それ故に、本発明の目的は、マルチモード光ファイバに屈曲部が生じたとしてもモード変換による著しい受信劣化を抑え、さらに集光レンズやビームイクスパンダのような精密なデバイスを用いることなく、用途に応じた変更が容易で安価な光多重伝送システムおよびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号等は、本発明の理解を助けるために後述する実施形態との対応関係を示したものであって、本発明の範囲を何ら限定するものではない。
【００１９】
本発明の光多重伝送システムは、マルチモード光ファイバ（光ファイバ１）、複数の発光部（ＶＣＳＥＬ１０ａ〜１０ｄ）、および複数の受光部（受光器２０ａ〜２０ｄ）を備えている。複数の発光部は、少なくとも第１の方向（Ｙ軸方向）へ直列に配置され、それぞれ出射する光信号（Ｌａ〜Ｌｄ）をマルチモード光ファイバの入射側端面（Ａ）に入射する。複数の受光部は、少なくとも第１の方向へ直列に配置され、マルチモード光ファイバを伝搬してそのマルチモード光ファイバの出射側端面（Ｄ）から出射される複数の光信号をそれぞれ受光する。マルチモード光ファイバは、第１の方向に基づいた平面（Ｘ−Ｚ平面）上に配設される。
【００２０】
上記第１の方向は、マルチモード光ファイバが配設される平面に対して垂直であってもかまわない。一例として、複数の発光部は、マルチモード光ファイバの入射側端面における光軸と交差する第１の方向の直線上に１次元配置される。この場合、複数の受光部は、マルチモード光ファイバの出射側端面における光軸と交差する第１の方向の直線上に１次元配置される。他の例として、複数の発光部は、第１の組（ＶＣＳＥＬ１０ａ〜１０ｄ）と第２の組（ＶＣＳＥＬ１０ｅ、１０ｆ）とによって２次元配置される。第１の組は、マルチモード光ファイバの入射側端面における光軸と交差する第１の方向の直線上に配置される。第２の組は、第１の方向と垂直で、かつ入射側端面に平行なその光軸と交差する第２の方向（Ｘ軸方向）の直線上に配置される。この場合、複数の受光部は、第３の組（受光器２０ａ〜２０ｄ）と第４の組（受光器２０ｅ、２０ｆ）とによって２次元配置される。第３の組は、マルチモード光ファイバの出射側端面における光軸と交差する第１の方向の直線上に配置され、第１の組に属する発光部から出射された光信号（Ｌａ〜Ｌｄ）をそれぞれ受光する。第４の組は、第１の方向と垂直で、かつ出射側端面に平行なその光軸と交差する第３の方向の直線上に配置され、第２の組に属する発光部から出射された光信号（Ｌｅ、Ｌｆ）をそれぞれ受光する。そして、上記第２の組に属する発光部は、マルチモード光ファイバの入射側端面における光軸に対して相対的に近い位置に配置されてもかまわない。
【００２１】
上記マルチモード光ファイバは、入射側端面から入射した複数の光信号を、それぞれ固有の伝搬モードを保持して出射側端面から出射してもかまわない。具体的には、第１の例として、マルチモード光ファイバは、屈折率分布型の光ファイバである。この場合、屈折率分布型の光ファイバは、それぞれ固有の振幅（Ｙｍａｘ）を有する光信号を同一周期（Λ）の伝搬モードで伝送する。そして、屈折率分布型の光ファイバの出射側端面は、光信号の伝搬モードの振幅が最大（「腹の部分」）となる位置に形成される。第２の例として、マルチモード光ファイバは、そのコア（３）およびクラッド（２）の材質が全てプラスチックから成る屈折率分布型プラスチック光ファイバ（ＧＩ−ＰＯＦ：Ｇｒａｄｅｄ−ｉｎｄｅｘ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ）である。第３の例として、マルチモード光ファイバは、マルチレイヤー型プラスチック光ファイバ（ＭＬ−ＰＯＦ：Ｍｕｌｔｉ−ｌａｙｅｒ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ）である。
【００２２】
具体的には、複数の発光部は、マルチモード光ファイバの入射側端面に平行な同一ウエハ上に集積された複数の垂直共振器面発光レーザ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ：ＶＣＳＥＬ）で構成される。そして、複数の垂直共振器面発光レーザは、それぞれ集光レンズが付設されていてもかまわない。また、具体的には、複数の受光部は、マルチモード光ファイバの入射側端面に平行な同一ウエハ上に集積された複数のフォトダイオードで構成される。そして、複数のフォトダイオードは、それぞれ集光レンズが付設されていてもかまわない。
【００２３】
本発明の製造方法は、複数の発光部から出射されるそれぞれの光信号をマルチモード光ファイバの入射側端面に入射し、そのマルチモード光ファイバを伝搬して出射側端面から出射される複数の光信号をそれぞれ複数の受光部で受光する光多重伝送システムの製造方法である。光多重伝送システムの製造方法は、以下に述べるように２つの方法が考えられる。第１の製造方法は、まず、複数の発光部を、少なくとも第１の方向へ直列に配置し、複数の受光部を、少なくとも第１の方向へ直列に配置する。その後、マルチモード光ファイバを第１の方向に対して垂直な平面上に配設して、複数の発光部および複数の受光部を光接続する。第２の製造方法は、まず、マルチモード光ファイバを所定の平面上に配設する。その後、複数の発光部を、少なくとも平面に対して垂直な第１の方向へ直列に配置し、複数の受光部を、少なくとも第１の方向へ直列に配置する。
【００２４】
具体的には、マルチモード光ファイバは、屈折率分布型の光ファイバである。この場合、屈折率分布型の光ファイバは、それぞれ固有の振幅を有する光信号を同一周期の伝搬モードで伝送する。そして、屈折率分布型の光ファイバを配設する前に、屈折率分布型の光ファイバの出射側端面をその屈折率分布型の光ファイバの入射側端面に対して光信号の伝搬モードの振幅が最大となる位置に形成する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の光多重伝送システムによれば、マルチモード光ファイバに屈曲部が生じてもモード変換による著しい受信劣化を抑えることができる。また、第１の方向がマルチモード光ファイバの配設される平面に対して垂直である場合、上記モード変換による著しい受信劣化を大幅に低減することができる。
【００２６】
上記光多重伝送システムは、互いに同一の方向へ直列に１次元配置された複数の発光部および受光部を用いて、光多重伝送を行うことができる。また、上記１次元配置された複数の発光部および受光部に対して、上記方向とは垂直な方向にさらに複数の発光部および受光部を増設した２次元配置であっても、同様に光多重伝送を行うことができる。この場合、増設された発光部を光軸近辺に配置することによって、それらの光信号の伝搬モードが低次モードとなるため、光ファイバの屈曲による伝搬モードの高次化を許容することができる。
【００２７】
マルチモード光ファイバが屈折率分布型の光ファイバで構成される場合、集光レンズやビームイクスパンダのような精密なデバイスを用いることなく、用途に応じた変更が容易となる。また、屈折率分布型の光ファイバで伝送される光信号は、コア／クラッドの界面の影響を受けにくいため、コア／クラッド界面の非平坦性によるモード変換を防止することができる。さらに、屈折率分布型の光ファイバの出射側端面を光信号の伝搬モードの振幅が最大となる位置に形成することによって、出射側端面で各伝搬モード間隔が最大となり、受光部で光信号をそれぞれ受光する際の誤りが最小となって伝送性能が最適化される。
【００２８】
また、光多重伝送システムは、マルチモード光ファイバとして屈折率分布型やマルチレイヤー型のプラスチック光ファイバ、発光部として垂直共振器面発光レーザ、受光部としてフォトダイオードで構成することができるため、一般的な各構成部の組合わせで容易に構成することができる。
【００２９】
本発明の光多重伝送システムの製造方法によれば、光信号をその内部で多重伝送する各種機器に組み込む場合等、機器内部に光多重伝送システムを組み込む作業が容易に実現可能である。また、組み込まれた光多重伝送システムは、上述した効果を同様に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
図１〜図６を参照して、本発明の一実施形態に係る光多重伝送システムついて説明する。なお、図１は当該光多重伝送システムの全体構成を示す上面図であり、図２は図１のＡ−Ｂ区間をｍ方向から見た側面図であり、図３は図１のＣ−Ｄ区間をｎ方向から見た側面図であり、図４は図１の入射側端面Ａを光信号進行方向から見た図であり、図５は図１の断面Ｂを光信号進行方向から見た断面図であり、図６は図１の出射側端面Ｄを光信号進行方向から見た図である。また、図１〜図３においては、光多重伝送システムを伝送される光信号の状態を示すために、光ファイバの内部を透視して表している。
【００３１】
図１〜図３において、当該光多重伝送システムは、光ファイバ１、ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ：垂直共振器面発光レーザ）１０ａ〜１０ｄを含むＶＣＳＥＬアレイ１０、および受光器２０ａ〜２０ｄを含む受光器アレイ２０を備えている。そして、光ファイバ１は、ファイバのコア３およびクラッド２が形成された屈折率分布型の大口径マルチモード光ファイバ（ＭＭＦ：Ｍｕｌｔｉ  Ｍｏｄｅ  Ｆｉｂｅｒ）であり、例えばコア３およびクラッド２の材質が全てプラスチックから成る屈折率分布型プラスチック光ファイバ（ＧＩ−ＰＯＦ：Ｇｒａｄｅｄ−ｉｎｄｅｘ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ）で構成される。
【００３２】
具体的には、受光器２０ａ〜２０ｄは、それぞれフォトダイオードである。これらフォトダイオードには、それぞれ集光レンズを付随させてもよく、フォトダイオードを同一ウエハ上に集積することによって、受光器アレイ２０を構成することができる。そして、フォトダイオードが集積されたウエハは、光ファイバ１の出射側端面Ｄと平行に配置される。また、ＶＣＳＥＬ１０ａ〜１０ｄも、同一ウエハ上に集積することによって、ＶＣＳＥＬアレイ１０を構成することができる。そして、ＶＣＳＥＬ１０ａ〜１０ｄが集積されたウエハは、光ファイバ１の入射側端面Ａと平行に配置される。さらに、ＶＣＳＥＬ１０ａ〜１０ｄも、それぞれ集光レンズを付随させてもかまわない。
【００３３】
以下の説明を具体的にするために、互いに垂直なＸ、Ｙ、およびＺ軸方向を定義する（図面参照）。ＶＣＳＥＬアレイ１０に含まれるＶＣＳＥＬ１０ａ〜１０ｄは、それぞれＹ軸方向の直線上に並設され、当該直線が光ファイバ１の入射側端面Ａにおけるコア３の中心軸（光ファイバ１の光軸）と交差するように配置される。また、受光器アレイ２０に含まれる受光器２０ａ〜２０ｄも、それぞれＹ軸方向の直線上に並設され、当該直線が光ファイバ１の出射側端面Ｄにおけるコア３の中心軸（光ファイバ１の光軸）と交差するように配置される。そして、光ファイバ１は、ＶＣＳＥＬ１０ａ〜１０ｄおよび受光器２０ａ〜２０ｄが並設されるＹ軸方向とは垂直のＸ−Ｚ平面上に配置される。
【００３４】
光ファイバ１のＸ−Ｚ平面における形状について詳述する。光ファイバ１は、入射側端面ＡからＢ地点までの直線状部分Ａ−Ｂ区間と、Ｂ地点からＣ地点までの屈曲部分Ｂ−Ｃ区間と、Ｃ地点から出射側端面Ｄまでの直線状部分Ｃ−Ｄ区間とを有しており、いずれもＸ−Ｚ平面上に配置されている。なお、光ファイバ１の屈曲方向は、入射側端面Ａにおけるコア３の中心軸（光ファイバ１の光軸）をＺ軸とし、出射側端面Ｄにおけるコア３の中心軸がＸ軸となるように、つまり光ファイバ１をＸ−Ｚ平面と平行に９０°屈曲させた一例を用いて説明を行う。
【００３５】
図２において、ＶＣＳＥＬ１０ａ〜１０ｄは、光ファイバ１の入射側端面Ａからコア３に、それぞれ個別の情報を担わせた光信号Ｌａ〜Ｌｄを入射する。そして、図４に示すように、それぞれの光信号Ｌａ〜Ｌｄが入射側端面Ａに入射するポイントは、光ファイバ１の光軸を通る同じ直線（つまりＹ軸方向に平行で、かつ光ファイバ１の光軸を通る直線）上の位置となる。この場合、ＶＣＳＥＬアレイ１０と光ファイバ１との間には、背景技術で説明したような厳密な角度付けのための複雑な光学系が不要である。例えば、ＶＣＳＥＬ１０ａ〜１０ｄから入射側端面Ａにそれぞれ光信号Ｌａ〜Ｌｄを直接入射してもいいし、簡単なボールレンズ程度の光学系デバイスを介して入射してもよい。
【００３６】
図２に示すように、光ファイバ１に入射した光信号Ｌａ〜Ｌｄは、直線状部分Ａ−Ｂ区間において、それぞれコア３の中をそれぞれ個別の伝搬モードで伝搬する。ここで、上述した背景技術の光多重伝送システム（図１４参照）では単に大口径ＰＯＦ（ＳＩ−ＰＯＦ）を用いていたため、各伝搬モードは、それぞれ固有の伝搬角度θａ〜θｄを有しており、光軸（光ファイバ１００におけるコア１０２の中心軸）に対して常にそれらの角度θａ〜θｄが維持されている。しかしながら、本発明の光多重伝送システムでは、屈折率分布型の光ファイバ１を用いているため、各伝搬モードは、固有の伝搬角度を有しておらず、図示Ｚ軸方向へ伝搬するにつれてそれらの角度が周期的に変化する。また、本発明の各伝搬モードは、それぞれの伝搬周期Λが一致しており、それぞれの最大振幅Ｙｍａｘによって各伝搬モードを識別することができる。図２の一例では、光信号ＬａおよびＬｄが、光信号ＬｂおよびＬｃより光ファイバ１の光軸に対して外側に入射しているため、相対的に当該光軸の外側を伝搬して最大振幅Ｙｍａｘが大きくなる。つまり、光信号ＬａおよびＬｄの伝搬モードは、光信号ＬｂおよびＬｃの伝搬モードより高次モードである。
【００３７】
ここで、図７に示すように、屈折率分布型の光ファイバ１に入射した光信号Ｌａ〜Ｌｄは、屈曲部Ｂ−Ｃ区間において、伝搬モードが保持されず、異なる最大振幅Ｙｍａｘへ変換されてしまうことがある。図７は、屈折率分布型の光ファイバ１の伝搬モードが、屈曲部によって変換される様子を表している。
【００３８】
図７において、図１で示した光ファイバ１の屈曲方向（つまり、ＶＣＳＥＬ１０ａ〜１０ｄおよび受光器２０ａ〜２０ｄが並設されるＹ軸方向とは垂直のＸ−Ｚ平面上で屈曲する）とは異なり、光ファイバ１がＹ軸方向へ屈曲された屈曲部Ｂ−Ｅ区間およびそれに連続する直線状部分Ｅ−Ｆ区間が形成されている。この場合、図７に示すように、比較的低次モードで入射した光信号Ｌｙ（例えば最大振幅Ｙｍａｘが小さい光信号Ｌｂ）は、屈曲部Ｂ−Ｅ区間でモード変換され、当該光信号Ｌｙの最大振幅Ｙｍａｘが拡大され高次モードになる。したがって、１本の屈折率分布型ＰＯＦで複数の伝搬モードを伝搬させる光多重伝送システムにおいては、ＳＩ−ＰＯＦであるか屈折率分布型ＰＯＦであるかに関わらず、光ファイバを屈曲させること自体が極めて困難とされている。
【００３９】
しかし、本発明の光多重伝送システムでは、ＶＣＳＥＬアレイ１０の４つのＶＣＳＥＬ１０ａ〜１０ｄが、Ｙ軸方向に直列（１次元）に配置されている（図２および図４参照）。そして、屈折率分布型の光ファイバ１の直線状部分Ａ−Ｂ区間でその伝搬距離が短ければ、各伝搬モードがほぼ空間的に保持されたまま（Ｙ軸方向に直列のまま）光信号Ｌａ〜Ｌｄを伝送することができる（図１および図２参照）。図５は、Ｂ地点において、Ｙ軸方向に直列のまま保持された光信号Ｌａ〜Ｌｄそれぞれの伝搬モード状態の一例を示している。上述したように、屈折率分布型の光ファイバ１に屈曲部を形成する場合、モード変換が生じると受信が困難となってしまう。そこで、本発明では、図５で示したＢ地点断面図において、Ｙ軸方向に光信号Ｌａ〜Ｌｄが１次元配列された光ファイバ１を、Ｙ軸方向には一切曲げずＸ軸方向にのみ屈曲させ、Ｙ軸と垂直なＸ−Ｚ平面上に配置するようにする（図１参照）。これによって、光ファイバ１の光軸は、各伝搬モードの振幅方向（Ｙ軸方向）と常に垂直となり、光ファイバ１を屈曲させたことによるモード変換の影響を極めて小さく抑えることが可能となる。
【００４０】
次に、図１に示すように、光ファイバ１の屈曲部Ｂ−Ｃ区間を伝搬した光信号Ｌａ〜Ｌｄは、モード変換されずに直線状部分Ｃ−Ｄ区間に到達する。そして、図３に示すように、屈折率分布型の光ファイバ１の直線状部分Ｃ−Ｄ区間でその伝搬距離が短ければ、光信号Ｌａ〜Ｌｄは、各伝搬モードがほぼ空間的に保持されたまま（Ｙ軸方向に直列のまま）伝送され、出射側端面Ｄから出射される。図６は、出射側端面Ｄにおいて、Ｙ軸方向に直列のまま保持された光信号Ｌａ〜Ｌｄがそれぞれ出射される状態の一例を示している。
【００４１】
そして、図１および図３に示すように、光ファイバ１の出射側端面Ｄから出射した光信号Ｌａ〜Ｌｄは、受光器アレイ２０で受信される。そして、図６に示すように、光信号Ｌａ〜Ｌｄの各伝搬モード配列がＹ軸方向に１次元配列されていれば、受光器アレイ２０に含まれる４つの受光器２０ａ〜２０ｄもＹ軸方向に１次元配列させる。この場合、受光器アレイ２０と光ファイバ１との間には、背景技術で説明したようなビームイクスパンダ等の厳密な角度付けのための複雑な光学系が不要である。例えば、出射側端面Ｄからの光信号Ｌａ〜Ｌｄを受光器２０ａ〜２０ｄにそれぞれ直接入射してもいいし、簡単なボールレンズ程度の光学系デバイスを介して入射してもよい。
【００４２】
次に、本発明の光多重伝送システムを実現するための光ファイバ１のファイバ長さＬについて説明する。上述したように、光ファイバ１を伝搬する各伝搬モードそれぞれの伝搬周期Λは、同一である（例えば図２参照）。つまり、それらの伝搬周期Λにおいて最大振幅Ｙｍａｘを示す位置（以下、「腹の部分」と記載する）と、最小振幅Ｙｍｉｎを示す位置（以下、「節の部分」と記載する）とが、全ての伝搬モードで等しくなる。したがって、受光器アレイ２０において光信号Ｌａ〜Ｌｄを正確に誤り無く検出するためには、光ファイバ１の出射側端面Ｄにおける各伝搬モードの状態が「腹の部分」であることが好ましい。なお、光ファイバ１の出射側端面Ｄにおける各伝搬モード配列を、「腹の部分」に合わせるためには、直接光ファイバ１の出射側端面Ｄから出射される光信号Ｌａ〜Ｌｄの状態を確認してもよいが、光ファイバ１のファイバ長さＬを計算にて設計することも可能である。
【００４３】
以下、図８を参照して、屈折率分布型の光ファイバ１において、ファイバ長さＬに対する各伝搬モードの状態を算出した一例である。なお、図８は、横軸をファイバ長さＬ（ａ．ｕ．：任意単位）および縦軸を光ファイバ１の光軸からの距離Ｙ（μｍ）とした各伝搬モードの状態を示すグラフである。
【００４４】
図８において、グラフの各系列は、光ファイバ１の各伝搬モードを表し、最大振幅Ｙｍａｘで分類している。例えば、最大振幅Ｙｍａｘ＝１００μｍを示す伝搬モードを実線で示し、当該伝搬モードは、ファイバ長さＬ＝０．０（つまり入射側端面Ａ）において、Ｙ＝１００μｍだけ光ファイバ１の光軸から離して当該光軸と平行に入射させた場合の光信号の軌跡である。各伝搬モードは、全てファイバ長さＬ＝１．２、２．４、３．６、４．８…で最大振幅を示す「腹の部分」が現れる。そして、ファイバ長さＬ＝０．０における距離Ｙの値に対して、Ｌ＝１．２および３．６ではその正負が逆となる。つまり、距離Ｙが上述したＹ軸方向と一致している場合、入射側端面Ａにおける伝搬モード配列（順序）に対して、ファイバ長さＬ＝１．２および３．６では伝搬モード配列がＹ軸上で反転する。これらのことを考慮して、光ファイバ１のファイバ長さＬを「腹の部分」に一致させれば、出射側端面Ｄで各伝搬モード間隔が最大となり、受光器アレイ２０で光信号Ｌａ〜Ｌｄを受光する際の誤りが最小となって伝送性能が最適化される。
【００４５】
このように、本発明の光多重伝送システムによれば、ＶＣＳＥＬアレイ１０から出射される４つの光信号Ｌａ〜Ｌｄを、屈曲部を有する１本の屈折率分布型光ファイバ１を介して、正確に受光器アレイ２０で受光することができる。また、当該光多重伝送システムは、光ファイバ１に多重する光信号の数をさらに増やすこともできる。上記背景技術の光多重伝送システムでは大口径ＰＯＦを用いていたため、多重する光信号の数を増やせばファイバ出射側端面における伝搬モード配列が変わってしまい、ビームイクスパンダの設計変更を余儀なくされた。しかしながら、本発明の光多重伝送システムでは、光信号の多重数を増やしてもファイバ長さＬに対する「腹の部分」が等しいため、ＶＣＳＥＬアレイ１０に含まれるＶＣＳＥＬの数および受光器アレイに含まれる受光器の数以外の変更は不要である。したがって、本発明の光多重伝送システムは、アプリケーションに応じた柔軟なシステムを実現できる。
【００４６】
また、本発明の光多重伝送システムは、光信号をその内部で多重伝送する各種機器（例えば、デジタルカメラ）に組み込まれることがある。このような機器内部に上記光多重伝送システムを組み込む作業は、容易に実現可能である。例えば、複数のＶＣＳＥＬが所定の方向に直列（１次元）に設けられたＶＣＳＥＬアレイと、複数の受光器が同じ所定の方向に直列に設けられた受光器アレイとが、上記機器内部の別の場所で、かつ同じ高さの位置にそれぞれ固設されているとする。この場合、上述のように算出されたファイバ長さＬを有する屈折率分布型の光ファイバを用いて、上記複数のＶＣＳＥＬおよび受光器間を光接続し、当該光ファイバを上記所定の方向に対して垂直の平面上に配設すれば、上記光多重伝送システムを組み込むことができる。また、先に上記機器内部の所定平面上に上記光ファイバが配設されているとする。この場合、その平面に垂直な方向に直列に設けられた複数のＶＣＳＥＬを含むＶＣＳＥＬアレイと、同じ方向に直列に設けられた複数の受光器を含む受光器アレイとを、上記光ファイバの両端面とそれぞれ光接続して固設すれば、同様に上記光多重伝送システムを組み込むことができる。
【００４７】
なお、上述した説明では、光ファイバ１の屈曲方向を入射側端面Ａにおけるコア３の中心軸（光ファイバ１の光軸）をＺ軸とし、出射側端面Ｄにおけるコア３の中心軸がＸ軸となるように、つまり光ファイバ１をＸ−Ｚ平面と平行に９０°屈曲させた一例を用いて行ったが、光ファイバ１を屈曲する角度は９０°でなくてもかまわない。光ファイバ１の入射側端面Ａにおける各伝搬モード配列がＹ軸方向に直列（１次元）に配置される場合、光ファイバ１の屈曲方向を上記Ｙ軸方向に対して垂直の平面上に維持すれば、光ファイバ１を屈曲する角度がどのような角度であっても同様に受光器アレイ２０で光信号Ｌａ〜Ｌｄを受光することができる。
【００４８】
また、上述した説明では、Ｂ地点における各伝搬モード配列がＹ軸方向に直列（１次元）に配置される場合（図５参照）を用いた。しかしながら、各伝搬モードがＹ軸方向から若干ずれた配置であっても、光ファイバ１の屈曲方向を上記Ｙ軸方向に対して垂直の平面上に維持すれば、モード変換の影響を低減することができる。これは、光ファイバ１の経路がアプリケーションの要請により決定されているシステムにおいて、屈曲の方向から、モード変換の影響を抑えるようなＶＣＳＥＬアレイの配置を施すことも可能となる。
【００４９】
また、上述した説明では、Ｂ地点における各伝搬モード配列がＹ軸方向に直列（１次元）に配置される場合を用いたが、当該各伝搬モード配列が２次元であっても本発明の光多重伝送システムの光ファイバ１に屈曲部を持たせることができる。図９および図１０を用いて、２次元の場合における各伝搬モード配列の一例を説明する。なお、図９は入射側端面Ａに入射する光信号Ｌａ〜Ｌｆそれぞれの伝搬モード状態の一例を示し、図１０は出射側端面Ｄにおける光信号Ｌａ〜Ｌｆそれぞれの伝搬モード状態の一例を示している。
【００５０】
図９において、光ファイバ１の入射側端面Ａには、６つの光信号Ｌａ〜Ｌｆが入射する。光信号Ｌａ〜Ｌｄは、上述と同様に配置されたＶＣＳＥＬ１０ａ〜１０ｄ（図１および図２参照）から光ファイバ１の入射側端面Ａに入射される。つまり、それぞれの光信号Ｌａ〜Ｌｄが入射側端面Ａに入射するポイントは、Ｙ軸方向に平行で、かつ光ファイバ１の光軸を通る直線上となる。一方、光信号ＬｅおよびＬｆは、ＶＣＳＥＬ１０ｅおよび１０ｆ（図示せず）から光ファイバ１の入射側端面Ａに入射される。ＶＣＳＥＬ１０ｅおよび１０ｆは、ＶＣＳＥＬ１０ａ〜１０ｄが直列に配置されるＹ軸方向に対して垂直（Ｘ軸方向）で、かつ光ファイバ１の光軸を通る直線上に所定の間隔を開けて配置され、ＶＣＳＥＬ１０ａ〜１０ｆは２次元的に配置される。したがって、それぞれの光信号ＬｅおよびＬｆが入射側端面Ａに入射するポイントは、Ｘ軸方向に平行で、かつ光ファイバ１の光軸を通る直線上に所定の間隔を開けた位置となる。なお、光信号ＬｅおよびＬｆが入射側端面Ａに入射するポイントの間隔は、それぞれの伝搬モードの次数（最大振幅Ｘｍａｘ）が、相対的に小さくなるように設定される（つまり、光ファイバ１の光軸に対して、相対的に近い位置に配置される）。
【００５１】
そして、入射側端面Ａに入射した光信号Ｌａ〜Ｌｆは、光ファイバ１の入射側端面ＡからＢ地点までの直線状部分Ａ−Ｂ区間（図１参照）を多重伝送され、それぞれモード変換されずにＢ地点に到達する。ここで、光信号Ｌａ〜Ｌｄと同様に、光信号ＬｅおよびＬｆの各伝搬モードも、固有の伝搬角度を有しておらず、Ｚ軸方向へ伝搬するにつれてそれらの角度が周期的に変化する。そして、光信号ＬｅおよびＬｆの各伝搬モードは、それぞれの伝搬周期が上述した伝搬周期Λと一致しており、それぞれの最大振幅Ｘｍａｘによって各伝搬モードを識別することができる。また、光信号ＬｅおよびＬｆが入射側端面Ａに入射するポイントは、それぞれの伝搬モードの次数（最大振幅Ｘｍａｘ）が相対的に小さくなるような位置であるため、光信号ＬｅおよびＬｆの伝搬モードは、光信号ＬａおよびＬｄの伝搬モードより低次モードである。
【００５２】
次に、光信号Ｌａ〜Ｌｆは、光ファイバ１の屈曲部Ｂ−Ｃ区間（図１参照）を多重伝送されＣ地点に到達する。ここで、光ファイバ１の屈曲部Ｂ−Ｃ区間は、Ｙ軸方向に光信号Ｌａ〜Ｌｄが１次元配列された光ファイバ１を、Ｙ軸方向には一切曲げずＸ軸方向にのみ屈曲させ、Ｙ軸と垂直なＸ−Ｚ平面上に配置されている。したがって、上述したように光信号Ｌａ〜Ｌｄは、モード変換されずにＣ地点に到達する。一方、光信号ＬｅおよびＬｆは、それぞれの伝搬モードの振幅方向（Ｘ軸方向）に光ファイバ１が屈曲するため、モード変換の影響を受ける。しかしながら、光信号ＬｅおよびＬｆの伝搬モードは、低次モードであるため、光ファイバ１の屈曲による伝搬モードの高次化を許容することができる。逆に、光信号ＬｅおよびＬｆの伝搬モードが既に高次モードである場合、光ファイバ１の屈曲部においてさらに高次となり、光ファイバ１の外へはじかれて光信号ＬｅおよびＬｆが伝送できなくなることが考えられる。
【００５３】
そして、光ファイバ１の屈曲部Ｂ−Ｃ区間を伝搬した光信号Ｌａ〜Ｌｆは、直線状部分Ｃ−Ｄ区間（図１参照）に到達する。そして、屈折率分布型の光ファイバ１の直線状部分Ｃ−Ｄ区間でその伝搬距離が短ければ、光信号Ｌａ〜Ｌｆは、地点Ｃの各伝搬モードがほぼ空間的に保持されたまま伝送され、出射側端面Ｄから出射される。図１０は、出射側端面Ｄにおいて、光信号Ｌａ〜Ｌｆがそれぞれ出射される状態の一例を示している。光信号Ｌａ〜Ｌｄが出射側端面Ｄからそれぞれ出射される状態は、図６を用いて説明した状態と同様であり、Ｙ軸方向に１次元配列した４つの受光器２０ａ〜２０ｄ（図１および図３参照）で受光される。一方、光信号ＬｅおよびＬｆは、光ファイバ１の屈曲によって高次化された伝搬モードに変換されているため、直線状部分Ｃ−Ｄ区間の伝送でもその高次化された伝搬モードが保持され、出射側端面Ｄからそれぞれ出射される。したがって、光信号ＬｅおよびＬｆを受光する受光器２０ｅおよび２０ｆ（図示せず）は、出射側端面Ｄからそれぞれ出射される光信号ＬｅおよびＬｆに合わせて受光器アレイ２０に設けられる。このように、モード配列が２次元であっても、本発明の光多重伝送システムによれば、ＶＣＳＥＬアレイ１０から出射される６つの光信号Ｌａ〜Ｌｆを、屈曲部を有する１本の屈折率分布型光ファイバ１を介して、正確に受光器アレイ２０で受光することができる。
【００５４】
このように、本発明の光多重伝送システムによれば、マルチモード光ファイバに屈曲部が生じたとしても、モード変換による著しい受信劣化を抑え、さらに集光レンズやビームイクスパンダのような精密な光学デバイスを用いることなく、用途に応じた変更が容易に行える、安価な光多重伝送システムを実現することができる。また、上記光ファイバで伝送される光信号は、当該光ファイバのコア／クラッドの界面の影響を受けにくいため、コア／クラッド界面の非平坦性によるモード変換を防止することができる。
【００５５】
なお、上記説明においては、本発明の光多重伝送システムに屈折率分布型の光ファイバを用いたが、他の光ファイバでもかまわない。例えば、本発明の光多重伝送システムにマルチレイヤー型の光ファイバを用いてもよい。マルチレイヤー型プラスチック光ファイバ（Ｍｕｌｔｉ−ｌａｙｅｒ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ：ＭＬ−ＰＯＦ）を用いても同様に本発明を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明にかかる光多重伝送システムおよびその製造方法は、マルチモード光ファイバに屈曲部が生じてもモード変換による著しい受信劣化を抑え、送受信部間を光ファイバで光接続して光多重伝送する際に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施形態に係る光多重伝送システムの全体構成を示す上面図
【図２】図１のＡ−Ｂ区間をｍ方向から見た側面図
【図３】図１のＣ−Ｄ区間をｎ方向から見た側面図
【図４】図１の入射側端面Ａを光信号進行方向から見た図
【図５】図１の断面Ｂを光信号進行方向から見た断面図
【図６】図１の出射側端面Ｄを光信号進行方向から見た図
【図７】屈折率分布型の光ファイバ１の伝搬モードが屈曲部によって変換される様子を表す図
【図８】横軸をファイバ長さＬおよび縦軸を光ファイバ１の光軸からの距離Ｙとした各伝搬モードの状態を示すグラフ
【図９】図１の入射側端面Ａに入射する光信号Ｌａ〜Ｌｆそれぞれの伝搬モード状態の一例を示す図
【図１０】図１の出射側端面Ｄにおける光信号Ｌａ〜Ｌｆそれぞれの伝搬モード状態の一例を示す図
【図１１】従来のＭＭＦにおける伝搬モードの違いを、概略的に示した図
【図１２】従来の光多重伝送システムの概略構成を示す図
【図１３】図１２光多重伝送システムの大口径ＰＯＦ１００に屈曲部がある場合、その伝搬モードを説明する図
【図１４】４つの伝搬モードを伝送可能な従来の光多重伝送システムの概略構成を示す図
【符号の説明】
【００５８】
１…光ファイバ
２…クラッド
３…コア
１０…ＶＣＳＥＬアレイ
１０ａ〜１０ｆ…ＶＣＳＥＬ
２０…受光器アレイ
２０ａ〜２０ｆ…受光器
【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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