(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源を有し、シングルモード光ファイバを用いてレーザ光源からのレーザ光をマルチモード光ファイバに入射し、前記レーザ光源と前記マルチモード光ファイバとの間にキャピラリを設け、このキャピラリと前記マルチモード光ファイバの端部に外装されたフェルールとを割スリーブ内で接触させ、前記割スリーブ内で前記シングルモード光ファイバのコアの中心と前記マルチモード光ファイバの中心とを１０μｍ以上ずらして配置し、前記レーザ光源からのレーザ光を前記マルチモード光ファイバの中心からずれた位置に入射させるための前記シングルモード光ファイバを前記キャピラリに貫通させて設ける光送信器において、前記キャピラリは中空部を有し、前記シングルモード光ファイバのクラッドを伝搬する光が減衰する曲げを前記中空部にて前記シングルモード光ファイバに形成し、前記中空部を有するキャピラリの長さを２ｃｍより短くしたことを特徴とする光送信器。
【請求項２】
前記キャピラリをレーザ光源側に配置されるキャピラリとマルチモード光ファイバ側に配置されるキャピラリとに分割し、これら２つのキャピラリ間で前記シングルモード光ファイバを曲げたことを特徴とする請求項１記載の光送信器。
【請求項３】
前記中空部に、内径が前記シングルモード光ファイバの外径の２倍以上となる部分を形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の光送信器。
【請求項４】
前記中空部の内径をマルチモード光ファイバ側の中空部末端から離れた位置で太くし、この位置からマルチモード光ファイバ側の中空部末端まで徐々に内径を細くしたことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の光送信器。
【請求項５】
前記シングルモード光ファイバを前記キャピラリに貫通させる位置を前記マルチモード光ファイバの中心から偏心させ、レーザ光源側における貫通位置の偏心量とマルチモード光ファイバ側における貫通位置の偏心量とを異ならせたことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の光送信器。
【請求項６】
前記シングルモード光ファイバのレーザ光源側を前記マルチモード光ファイバの中心線に対して傾斜させて前記キャピラリに貫通させたことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の光送信器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチモード光ファイバでレーザ光を伝送するための光送信器に係り、特に、モード間の伝搬遅延の影響を低減、除去する光送信器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
マルチモード光ファイバ（以下、ＭＭＦと記す）にて長距離伝送を行う際、コアの中心に絞られた光が入射されると、モード間の伝搬遅延（Differential Mode Delay 、以下、ＤＭＤと記す）という現象により、特性が劣化する場合がある。これは、ＭＭＦのコアの中心付近に適切でない屈折率分布が存在するためであり、コアの中心を避け、中心から任意の方向にずらせた（偏心又は偏芯させた）位置に光を入射すると、ＤＭＤは削減できる。
【０００３】
そのため、ＩＥＥＥのギガビットイーサネットの規格では、ＭＭＦを伝送媒体に用いる際、特殊な短尺光ファイバ（Mode conditioning patchcode 、以下、特殊パッチコードと記す）の使用が義務付けられている。
【０００４】
図５はギガビットイーサネットにおいて、伝送媒体にＭＭＦを用いた際の伝送系を示したものである。特殊パッチコードは、２つの２連コネクタ５１１，５１２の間を光ファイバコードで結んだ構成であり、途中にシングルモード光ファイバ（以下、ＳＭＦと記す）５２０とＭＭＦ５３０との接合部５０５を有する。なお、５０６は光コネクタ結合用アダプタ、５０８はコネクタ５１１，５１２を結ぶ１本のＭＭＦ、５１０は伝送媒体のＭＭＦである。
【０００５】
図７は図５で示した特殊パッチコードのほぼ中間点にあるファイバ接続部の内部（送信側のみ）の拡大図であり、７０５，７０６はそれぞれＳＭＦのクラッド及びコアを、７０７，７０８はそれぞれＭＭＦのクラッド及びコアを示している。ＭＭＦ５１０のコア径が６２．５μｍの場合、ファイバ接続部ではＳＭＦのコア７０６をＭＭＦのコア７０８の中心から約１０μｍずらせて融着してある。このような構造をした特殊パッチコードのＳＭＦ５２０を光トランシーバ５５０の送信側コネクタ５１１に接続し、ＭＭＦ５３０を伝送媒体のＭＭＦ５１０に接続することにより、ＭＭＦ５１０の中心近傍を避けて光を入射できる。
【０００６】
特殊パッチコードを用いずに、ＤＭＤの問題を解決する方法として、本出願人は、図６に示されるようなモードコンディショナ付き光送信器を提案している（特願平１０−３２８２３３号）。これは、レーザ光源６０１を有し、ＭＭＦ６１０に接続されて光伝送を行う光送信器において、レーザ光源６０１の光軸上に配置しており、ＭＭＦ６１０を覆うフェルール６０２が出射側から途中まで挿入される割スリーブ６０３と、割スリーブ６０３の入射側にＭＭＦ６１０と接触するように挿入されたキャピラリ６０４と、キャピラリ６０４に挿入されており、レーザ光源６０１からの光をＭＭＦ６１０へ伝送すると共に、コアがＭＭＦ６１０の中心からずれている偏心シングルモード光ファイバ（以下、偏心ＳＭＦと記す）６４０とを備えたものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特殊パッチコードでは、伝送媒体のＭＭＦのコア径が６２．５μｍの場合、約２０μｍの偏心量を得る方法としてＳＭＦをＭＭＦの中心からずらせて融着するという方法を採用しているが、融着でははずれが生じ、高い精度で偏心を得るためには非常な手間がかかる。さらに融着後の検査も通過損失等の簡単な測定だけで偏心量は評価できず、検査作業による製造コストもかさむ。
【０００８】
また、図６の光送信器で、ＩＥＥＥのギガビットイーサネットのCoupled Power Ratio （ＣＰＲ）の規格を満たすためには、偏心ＳＭＦ６４０が挿入されたキャピラリ６０４の長さを２ｃｍより大きくしなくてはならないことが測定によってわかっている。ここで、ＣＰＲとは、図５の光送信器にＭＭＦの中心を十分避けて入射されているかどうかの目安となる値である。キャピラリ６０４の長さが２ｃｍ以下だと、偏心ＳＭＦ６４０のクラッドに入射した光が減衰しきれずにＭＭＦ６１０へ結合され、ＭＭＦの中心近傍に結合される。ギガビットイーサネット用光トランシーバ５５０の基板長は２〜３ｃｍ程度であり、この基板に図６の形状の光送信器を実装するのは困難である。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、モード間の伝搬遅延の影響を低減、除去する光送信器を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、レーザ光源を有し、シングルモード光ファイバを用いてレーザ光源からのレーザ光をマルチモード光ファイバに入射し、前記レーザ光源と前記マルチモード光ファイバとの間にキャピラリを設け、このキャピラリと前記マルチモード光ファイバの端部に外装されたフェルールとを割スリーブ内で接触させ、前記割スリーブ内で前記シングルモード光ファイバのコアの中心と前記マルチモード光ファイバの中心とを１０μｍ以上ずらして配置し、前記レーザ光源からのレーザ光を前記マルチモード光ファイバの中心からずれた位置に入射させるための前記シングルモード光ファイバを前記キャピラリに貫通させて設ける光送信器において、前記キャピラリは中空部を有し、前記シングルモード光ファイバのクラッドを伝搬する光が減衰する曲げを前記中空部にて前記シングルモード光ファイバに形成し、前記中空部を有するキャピラリの長さを２ｃｍより短くしたものである。
【００１１】
前記キャピラリをレーザ光源側に配置されるキャピラリとマルチモード光ファイバ側に配置されるキャピラリとに分割し、これら２つのキャピラリ間で前記シングルモード光ファイバを曲げてもよい。
【００１２】
前記中空部に、内径が前記シングルモード光ファイバの外径の２倍以上となる部分を形成してもよい。
【００１３】
前記中空部の内径をマルチモード光ファイバ側の中空部末端から離れた位置で太くし、この位置からマルチモード光ファイバ側の中空部末端まで徐々に内径を細くしてもよい。
【００１４】
前記シングルモード光ファイバを前記キャピラリに貫通させる位置を前記マルチモード光ファイバの中心から偏心させ、レーザ光源側における貫通位置の偏心量とマルチモード光ファイバ側における貫通位置の偏心量とを異ならせてもよい。
【００１５】
前記シングルモード光ファイバのレーザ光源側を前記マルチモード光ファイバの中心線に対して傾斜させて前記キャピラリに貫通させてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１７】
図１に示されるように、本発明に係る光送信器は、レーザダイオード（ＬＤ）１０１からなるレーザ光源を有し、マルチモード光ファイバ（ＭＭＦ）１１０に接続されて光伝送を行うものである。両端が開口した中空円筒状の割スリーブ１０３がレーザ光源１０１に一方の開口を臨ませて設けられ、ＴＸホルダ１０６に収容されている。この割スリーブ１０３の出射側開口（レーザ光源１０１から遠い側の開口）に、ＭＭＦ１１０を覆うフェルール１０２が割スリーブ１０３の途中まで割スリーブ１０３の内壁に接して挿入されており、ＭＭＦ１１０の中心が割スリーブ１０３の中心（中心線Ｃ）に保持されている。レーザ光源１０１とＭＭＦ１１０との間には、中空部を有するキャピラリが設けられている。このキャピラリが割スリーブ１０３の入射側開口に挿入され、割スリーブ１０３の内壁に接すると共に、割スリーブ１０３内でフェルール１０２に接触させてある。キャピラリは、レーザ光源側に配置されるＬＤ側キャピラリ部１０７とマルチモード光ファイバ側に配置されるＭＭＦ側キャピラリ部１０８とで構成されている。レーザ光源１０１からのレーザ光をＭＭＦ１１０の中心から１０μｍずれた位置に入射させるための偏芯シングルモード光ファイバ（偏芯ＳＭＦ）１７０は、ＬＤ側キャピラリ部１０７及びＭＭＦ側キャピラリ部１０８を貫通して設けられており、この偏芯ＳＭＦ１７０がキャピラリの中空部内に曲げて収容されている。
【００１８】
なお、ＬＤ側キャピラリ部１０７とＭＭＦ側キャピラリ部１０８とを互いに離して設けてもよいが、量産性を考慮すると、両者を接触させ、接着するのが望ましい。ＬＤ側キャピラリ部１０７とＭＭＦ側キャピラリ部１０８とが接触していると、中空部の大きさが均一化され、このキャピラリに偏芯ＳＭＦ１７０を挿入したときに一定の曲げを確保できるからである。
【００１９】
偏芯ＳＭＦ１７０を貫通させるためにＬＤ側キャピラリ部１０７及びＭＭＦ側キャピラリ部１０８には、それぞれ偏芯ＳＭＦ１７０と同程度の太さの貫通穴が設けられている。ＬＤ側キャピラリ部１０７の貫通穴は、ＭＭＦ１１０の中心線Ｃに対して平行であっても平行でなくても構わないが、平行でないほうが望ましい。ＬＤ側キャピラリ部１０７の貫通穴がＭＭＦ１１０の中心線Ｃに対して平行でなく、角度を持っているほうが偏芯ＳＭＦ１７０をよりきつく曲げられるからである。偏芯ＳＭＦ１７０がＭＭＦ１１０の中心線Ｃに対して平行な場合、ＬＤ側キャピラリ部１０７の貫通穴の位置はＭＭＦ側キャピラリ部１０８の貫通穴の位置とは異なる位置に偏心させる必要がある。
【００２０】
ＭＭＦ側キャピラリ部１０８が形成する中空部は、ＭＭＦ側の中空部末端から離れた位置で偏芯ＳＭＦ１７０の外径の２倍以上の内径を有し、この位置からＭＭＦ側の中空部末端、即ち、貫通穴まで徐々に内径が細くなるよう肉厚が増している。ＭＭＦ側キャピラリ部１０８の貫通穴は、ＭＭＦ側の中空部末端から少なくとも１ｍｍが中心線Ｃに対して平行であり、ＭＭＦ側の貫通穴出口は中心線Ｃ上にある。このような構造をとることにより、ＬＤ側キャピラリ部１０７及びＭＭＦ側キャピラリ部１０８に挿入された偏芯ＳＭＦ１７０は短距離で曲げられる。即ち、偏芯ＳＭＦ１７０は、ＬＤ側キャピラリ部１０７の貫通穴に従い中心線Ｃに対して傾斜して中空部内に挿入され、徐々に内径が細くなる中空部の内壁に沿って曲げられＭＭＦ側キャピラリ部１０８の貫通穴に至る。この構造では、ＬＤ側キャピラリ部１０７及びＭＭＦ側キャピラリ部１０８の径が太いほど、偏芯ＳＭＦ１７０の曲げをきつくすることができる。
【００２１】
このように、キャピラリに中空部があり、キャピラリの貫通穴の一部が中心線Ｃに対して傾斜しているか、２つの貫通穴の位置が異なる構造により、キャピラリを貫通するＳＭＦに曲げを与えることができる。
【００２２】
本発明の光送信器では、偏芯ＳＭＦ１７０がキャピラリの中空部内に曲げて収容されている。クラッドを伝搬する光は曲げによって急激に減衰されるため、レーザ光源１０１から偏芯ＳＭＦ１７０のクラッドに入射された光は、ＭＭＦ１１０に結合される前に減衰する。図６の光送信器では、偏心ＳＭＦ６４０がキャピラリ６０４内に真っ直ぐに収容されているので、クラッドを伝搬する光の減衰が得られなかった。これに比べ本発明の光送信器では、クラッドを伝搬する光を格段に減衰させることができる。
【００２３】
図２は、偏芯ＳＭＦ１７０とＭＭＦ１１０との接続部を拡大したものである。２０５，２０６はそれぞれ偏芯ＳＭＦ１７０のクラッド及びコアを、２０７，２０８はそれぞれＭＭＦ１１０のクラッド及びコアを示している。偏芯ＳＭＦ１７０及びＭＭＦ１１０は共に中心線Ｃ上に位置している。偏芯ＳＭＦ１７０のコア２０６は、偏芯ＳＭＦ１７０の中心より１０μｍ以上ずれている。このコア２０６を伝搬する光は、ＭＭＦ１１０の中心から１０μｍ以上ずれた位置に入射することになる。
【００２４】
また、偏芯ＳＭＦ１７０は、クラッド最外周部の屈折率をコア周辺部の屈折率より高くしたものである。即ち、偏芯ＳＭＦ１７０のクラッド２０５において、最外周部Ａの屈折率はコア周辺部の屈折率よりも高くなっているため、クラッド２０５に入射し中心から離れる方向に角度を持った光は最外周部分Ａで反射されず吸収される。これにより、従来の偏芯ＳＭＦに比べクラッドを伝搬する光を減衰することが可能である。
【００２５】
次に本発明の他の実施形態を説明する。
【００２６】
図３に示されるように、光送信器は、レーザ光源３０１、フェルール３０２、割スリーブ３０３、ＴＸホルダ３０６、ＬＤ側キャピラリ部３０７、ＭＭＦ側偏芯キャピラリ部３０８、ＭＭＦ３１０、ＳＭＦ３６０からなる。この光送信器は、図１のものと同様の構造であるが、偏芯キャピラリによってＳＭＦの偏芯を図っている点が異なる。ＭＭＦ側偏芯キャピラリ部３０８は、中心線Ｃから任意の方向に１０μｍ以上偏芯された位置に貫通穴の末端がある。ＳＭＦ３６０は、クラッドにおいて、最外周部の屈折率がコア周辺部の屈折率よりも高くなっている偏芯のないＳＭＦである。ＬＤ側キャピラリ部３０７の貫通穴は、中心線Ｃに対して平行でも平行でなくてもよいが、ＳＭＦをより曲げるという点で平行でない方が望ましい。ＬＤ側キャピラリ部３０７の貫通穴が中心線Ｃに平行な場合、この貫通穴はＭＭＦ側偏芯キャピラリ部３０８の貫通穴の位置とは異なる位置に偏芯される必要がある。
【００２７】
図４は、ＳＭＦ３６０とＭＭＦ３１０との接続部を拡大したものである。４０５，４０６はそれぞれＳＭＦ３６０のクラッド及びコアを、４０７，４０８はそれぞれＭＭＦ３１０のクラッド及びコアを、Ａはコア周辺部よりも屈折率の高くなっている最外周部を示している。
【００２８】
図４における偏芯形態は、図２における偏芯形態とは異なるものの、ＭＭＦの中心近傍を避けて光を入射させるという作用は同等である。
【００２９】
以上説明したように、偏芯ＳＭＦを中心線上に配置するか又は偏芯のないＳＭＦを偏芯キャピラリにより中心線から偏芯させたので、ＭＭＦの中心近傍にはほぼ完全に光は結合されない。従って、屈折率が不適正なＭＭＦの中心近傍を伝搬する光はなく、ＤＭＤに起因する帯域劣化による伝送特性劣化を回避することができる。また、ＳＭＦの曲げによりクラッドを伝搬する光を格段に減衰させることができるため、図６の従来技術に比べキャピラリ長を長くせずにＣＰＲの問題を解決することができる。
【００３０】
偏芯ＳＭＦは、光送信器１台あたり数ｃｍであり、一度、偏芯ＳＭＦを製造してしまえば極めて大量の光送信器に同じ精度で用いることができる。従って、光送信器１台あたりの偏芯ＳＭＦのコストは小さくなる。
【００３１】
本発明による光送信器を用いれば、特殊パッチコードを用いなくても、長距離マルチモードファイバ伝送時におけるモード間の伝搬遅延（ＤＭＤ）を削減できる。また、キャピラリ内で光路であるＳＭＦに曲げを与え、更にクラッドの最外周部の屈折率をコア周辺部の屈折率より高くすることにより、クラッドを伝搬する光を格段に減衰させることができる。このため、キャピラリ長を２ｃｍ以上に長くしなくてもＣＰＲを改善でき、小型化が図れる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００３３】
（１）レーザ光源からのレーザ光をマルチモード光ファイバ（ＭＭＦ）の中心からずれた位置に入射させるためのシングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）を設けたので、モード間の伝搬遅延（ＤＭＤ）がなくなる。
【００３４】
（２）ＳＭＦの曲げによりクラッドを伝搬する光を格段に減衰させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す光送信器の断面図である。
【図２】図１の光送信器の光ファイバの接続部の拡大図である。
【図３】本発明の他の実施形態を示す光送信器の断面図である。
【図４】図３の光送信器の光ファイバの接続部の拡大図である。
【図５】ギガビットイーサネットにおいて、伝送媒体にＭＭＦを用いた際の伝送系を示す図である。
【図６】モードコンディショナ付き光送信器の断面図である。
【図７】図５の特殊パッチコードにおける光ファイバの接続部の拡大図である。
【符号の説明】
１０１、３０１  レーザ光源
１０２、３０２  フェルール
１０３、３０３  割スリーブ
１０７、３０７  ＬＤ側キャピラリ部
１０８  ＭＭＦ側キャピラリ部
１１０、３１０  マルチモード光ファイバ（ＭＭＦ）
１７０  偏芯シングルモード光ファイバ（偏芯ＳＭＦ）
２０５、２０７、４０５、４０７  コア
２０６、２０８、４０６、４０８  クラッド
３０８  ＭＭＦ側偏芯キャピラリ部
３６０  シングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）
Ａ  最外周部
Ｃ  中心線
【図１】
0003879320.tif 000002
【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】
0003879320.tif 000007
【図７】
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