(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に光ファイバを挿入する貫通孔を有し、少なくとも１枚の偏光子と少なくとも１枚のファラデー回転子を一体化した光アイソレータ素子に接合される一方の端面が中心軸に対して傾いている光ファイバ用フェルールにおいて、前記貫通孔は、角度が変化する部位を少なくとも１つ有し、前記一方の端面から前記部位まで前記中心軸に対して所定の角度で延在する第１の部分と、前記部位から他方の端面まで前記中心軸に平行に延在する第２の部分とを備え、前記所定の角度は、前記光アイソレータ素子に対して前記中心軸に平行に入射された光が前記一方の端面を通過した際に該中心軸に対して傾く角度に等しいことを特徴とする光ファイバ用フェルール。
【請求項２】
前記光アイソレータ素子に接合される一方の端面は、前記中心軸に垂直な面に対して７乃至１０度傾いており、前記貫通孔の第１の部分は、前記中心軸に対して３．１乃至４．６度傾いていることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ用フェルール。
【請求項３】
請求項１または２記載の光ファイバ用フェルールの貫通孔に光ファイバを挿入固定し、前記一方の端面に前記光アイソレータ素子を接合したことを特徴とする光アイソレータ付きスタブ。
【請求項４】
請求項３記載の光アイソレータ付きスタブに金具、スリーブを取り付けたことを特徴とするレセプタクル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光通信に用いる光アイソレータ付きスタブ及びそれを用いたレセプタクルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光アイソレータは、光通信において光部品からのレーザー光源への反射戻り光の防止及び光ファイバアンプ内で光の共振発生を防止する為に使用される。
【０００３】
従来のレーザー光源への反射戻り光を防止する偏光依存型光アイソレータの断面図を図３、順方向、逆方向の偏光の挙動を図４に示す。順方向とは光アイソレータに入射した光が透過する方向を示し、逆方向とは光アイソレータに入射した光が透過しない方向を示す。図３に示す様に光アイソレータは２枚の偏光子１ａ、１ｂの間に配置されたファラデー回転子２と該ファラデー回転子２に磁界を印加するマグネット６及び保持治具１２から構成される。
【０００４】
光アイソレータに於いて、順方向ではＬＤ７から出射される光はレンズ８によって平行光となり、偏光子１ａに入射する。偏光子１ａを通過後は直線偏光となり、ファラデー回転子２で４５°偏光面を回転し、偏光子１ｂを通過する。また、逆方向では、偏光子１ｂを通過した光はファラデー回転子２で４５°回転する。しかし、ファラデー回転子２の非相反性により光は偏光子１ａの透過偏光面と直交する偏光面となるため、偏光子１ａで光は減衰し、ＬＤ７に戻らない。これにより一方向からの光は通過させ、逆方向の光の通過を阻止する機能を果たす。
【０００５】
また、特開平１１−１１９１５５号公報、特開２０００−１６２４７５号公報には光アイソレータを光ファイバ端部に接合して用いる光ファイバ付き光アイソレータの技術を開示している。これは傾斜したキャピラリの傾斜した端面に直方体のアイソレータ素子を貼り付ける構成となっている。
【０００６】
図５に光アイソレータ付きレセプタクルを用いたＬＤモジュールの調芯組立における、所望の光結合を得るためのＬＤ出射光９と、光アイソレータ素子１０と、スタブ１３端面が傾斜した場合を示す。但し、マグネット６を使用するが図示していない。
【０００７】
図５（ａ）に示すように、ＬＤ出射光９に対し反射戻り光を抑制するため、光アイソレータ素子１０及び光ファイバ４の端面３ａは、一定角度傾斜した構造となっている。これによりＬＤ出射光９が光アイソレータ素子１０入射の際、光軸Ｃがスネルの法則により傾きが生じるため最適な結合を得るためＬＤ出射光９光軸と光軸Ｃを合わせることが必要である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５（ａ）に示すような従来の光アイソレータ付きスタブでは、ＬＤモジュールへの組込の際、図５（ｂ）に示すように、最適な結合を得るためにＬＤ出射光９光軸と光アイソレータ付きスタブの光軸Ｃを最適な角度に配置するための角度調芯工程が必要であるという問題があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を鑑みて本発明は、長手方向に光ファイバを挿入する貫通孔を有し、少なくとも１枚の偏光子と少なくとも１枚のファラデー回転子を一体化した光アイソレータ素子に接合される一方の端面が中心軸に対して傾いている光ファイバ用フェルールにおいて、前記の貫通孔は、角度が変化する部位を少なくとも１つ有し、前記の一方の端面から前記の部位まで前記の中心軸に対して所定の角度で延在する第１の部分と、前記の部位から他方の端面まで前記の中心軸に平行に延在する第２の部分とを備え、前記の所定の角度は、前記の光アイソレータ素子に対して前記の中心軸に平行に入射された光が前記の一方の端面を通過した際に該中心軸に対して傾く角度に等しいことを特徴とする。
【００１０】
また、前記の光アイソレータ素子に接合される一方の端面は、前記中心軸に垂直な面に対して７乃至１０度傾いており、前記貫通孔の第１の部分は、前記中心軸に対して３．１乃至４．６度傾いていることを特徴とする。
【００１１】
また、前記の光ファイバ用フェルールの貫通孔に光ファイバを挿入固定し、前記一方の端面に前記の光アイソレータ素子を接合したことを特徴とする。
【００１２】
また、前記の光アイソレータ付きスタブに金具、スリーブを取り付けたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図によって説明する。
【００１４】
図１（ａ）（ｂ）に本発明の第１の実施形態である光アイソレータ付きスタブとこれを用いたレセプタクルの断面図を示す。フェルール３は、一方の端面３ａを傾斜面とし、長手方向に貫通孔３ｂ，３ｃを有し、この貫通孔３ｂ，３ｃは途中で角度が変化する部位を有している。
【００１５】
即ち、上記傾斜した端面３ａに開口する貫通孔３ｂは中心軸Ａに対し傾斜角度αで傾斜し、もう一方の端面に開口する貫通孔３ｃは中心軸Ａと平行になっている。このフェルール３の貫通孔３ｂ、３ｃに光ファイバ４を挿入固定してスタブ１３を構成している。そして上記傾斜した端面３ａに、２枚の偏光子１ａ、１ｂと１枚のファラデー回転子２を一体化した光アイソレータ素子１０を備えている。
【００１６】
前記貫通孔３ｂの中心軸Ａに対する傾斜角度αは、３．１〜４．６°程度であることが好ましい。また光源への反射戻り光を防ぐため、フェルール３の端面３ａは中心軸Ａに垂直な面に対する傾斜角度βが７〜１０°程度に光学研磨されており、光ファイバ４に入射するＬＤ出射光９が前記光アイソレータ素子１０及び端面３ａを通過する際、スネルの法則により中心軸Ａに対して３．１〜４．６°傾くことになる。
【００１７】
この傾きと上記貫通孔３ｂの傾斜角度αを一致させることによって接続損失の少ない光ファイバ用スタブ１３とすることができる。これら傾斜角度α、βの数値の中で特にスタブ１３の端面３ａの傾斜角度βを８°とした場合には貫通孔３ｂの傾斜角度αは３．６°とするのが好ましい。
【００１８】
また出射側の貫通孔３ｃは中心軸Ａと平行になっているため、スタブ１３自体は光軸Ｃと平行になるように配置すればよく、従来例のような角度調整工程が不要となって組立工程を簡略化できる。
【００１９】
また前記貫通孔３ｂ、３ｃは、プレス成形もしくは射出成形にてあらかじめ長手方向に平行に貫通孔３ｃを形成し、成形後切削加工やレーザー加工等により中心軸Ａに対し傾斜角度α傾けた貫通孔３ｂを加工する事により製作可能である。さらに傾斜角度αは小さいため、このような角度の変化する部位を有する貫通孔３ｂ，３ｃに対して光ファイバ４を挿入固定することは容易である。
【００２０】
本発明でレセプタクルに使用するフェルール３はジルコニアやアルミナセラミックスの他、ガラス製や樹脂製も使用可能である。スリーブ５は円筒スリーブや割スリーブ、複数点支持スリーブが使用可能で、材質はジルコニアやアルミナセラミックスの他鈴青銅などの金属も使用可能である。
【００２１】
図１（ｂ）に上記図１（ａ）に示した光アイソレータ付きスタブを用いたレセプタクルを示す。
【００２２】
前記光アイソレータ付きスタブ１３にコネクタ接続保持するためにスリーブ５を取り付け更にそれを包囲する金具１１を備え光アイソレータ素子１０の周囲に配置されるように、マグネット６を金具１１端面に接着固定もしくはＹＡＧ固定している。金具１１については、ＬＤモジュールとのＹＡＧ溶接接合可能な金属が望ましい。
【００２３】
本発明の光アイソレータ付きスタブ１３を用いたレセプタクルは、光アイソレータ素子１０端面へ入射される光軸Ｃがスネルの法則により傾くためスタブ１３の光ファイバ４が保持される貫通孔３ｂを中心軸Ａに対して傾斜させることにより、光アイソレータ素子１０端面への入射光軸とＬＤ出射光９光軸と平行とすることが出来るためＬＤモジュールとの組立の際の光学調芯作業に於いて角度調芯を不要とする事が可能である。
【００２４】
図示はしていないが、スタブ１３の傾斜した端面３ａの反対側には光ファイバ付きコネクタが勘合され、不図示のレーザダイオード（ＬＤ）から発光される信号光を伝送できるようになっている。コネクタとの低接続損失を維持するためにスタブ１３のコネクタ接続面はＰＣ研磨や、加工変質層を除去したＰＣ研磨、端面の近端反射を防ぐために斜め研磨、斜めＰＣ研磨が施されている。また、レセプタクルに勘合されるコネクタにはＦＣコネクタ、ＳＣコネクタ、ＭＵコネクタ、ＬＣコネクタ等が用いられる。また、コネクタ接続面側にコネクタを有した光ファイバ心線を取り付けた構造であっても実施可能である。
【００２５】
また、本発明の光アイソレータ素子１０に用いる偏光子１にはガラス基板に誘電体粒子を内包するタイプや誘電体積層タイプなどの透過偏光方向と直交する偏光方向を吸収する偏光子の他に、複屈折結晶などの偏光を分離して反射戻り光をＬＤの光路からずらす偏光子でも実施可能である。
【００２６】
また、ファラデー回転子２はＴｂ、Ｇｄ、Ｈｏを添加したＢｉ置換ガーネットやＹＩＧガーネットでも実施可能である。さらに、ファラデー回転子２は四角形のヒステリシスカーブを持ち、自己磁界を有するガーネットでも実施可能である。四角形のヒステリシスカーブを持ち、自己磁界を有するガーネットの場合は、マグネット６が不要となるために部品点数、工数を削減できる効果がある。
【００２７】
図２に本発明の他の実施形態である光アイソレータ付きレセプタクルの断面図を示す。図２（ａ）には、２枚の偏光子１、１枚のファラデー回転子１を有する、いわゆる１段型の光アイソレータ素子１０を搭載した場合を示す。
【００２８】
図２（ｂ）には、３枚の偏光子１、２枚のファラデー回転子２を有する、いわゆる１．５段型の光アイソレータ素子１０を搭載した場合を示す。
【００２９】
図２（ｃ）には、４枚の偏光子１、２枚のファラデー回転子２を有する、いわゆる２段型の光アイソレータ素子１０を搭載した場合を示す。
【００３０】
【実施例】
ここで、本発明におけるレセプタクルのサンプル試作を行った。
【００３１】
ガラス基板に金属等の誘電体を内包した偏光子１とファラデー回転子２のウエハーを接着剤で固定し、このアッシーともう一枚偏光子１を光学調整した後、接着剤で固定して光アイソレータ用ウエハーを作製した。このとき、ＬＤ出射光が入射する側の偏光子１ａの光通過面には対空気ＡＲコートが施され、ファラデー回転子２の光通過面の両面には対接着剤ＡＲコートが施されている。このウエハーを、ダイシング等で光通過面側が０．５×０．６ｍｍの長方形になるようにカットして作製し光アイソレータ素子１０を作製した。
【００３２】
レセプタクルはスリーブ５を圧入固定した金具１１に、スタブ１３を圧入固定する。スタブ１３の内径にはあらかじめ中心軸Ａに対して傾斜角度αが３．６°となるように貫通孔３ｂを設け、貫通孔３ｂに光ファイバ４が挿入されて接着剤で固定され光ファイバ４を含む端面３ａが８°に斜め研磨されている。
【００３３】
上記光アイソレータ素子１０をスタブ１３に接着剤で固定した。光アイソレータ素子１０をスタブ１３端面に固定した後、スタブ１３を円筒型マグネット６の内径に勘合するように配置し、磁石６端面と金具１１端面を接着剤で固定した。ＬＤチップとレンズを用いて組立調芯を行い、調芯タクトの比較を行った。
【００３４】
この結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
0003881555.tif 000002
【００３６】
表１から明らかなように、従来例では調芯時間が平均で約５．４分であったのに対し、本発明では約１．４分とタクト短縮が可能となった。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、長手方向に光ファイバを挿入する貫通孔を有し、一方の端面が中心軸に対して傾いている光ファイバ用フェルールにおいて、上記貫通孔が、角度が変化する部位を少なくとも１つ有し、上記一方の端面から上記部位まで上記中心軸に対して所定の角度で延在する第１の部分と、上記部位から他方の端面まで上記中心軸に平行に延在する第２の部分とを備え、上記所定の角度は、上記一方の端面に対して上記中心軸に平行に入射された光が該一方の端面を通過した際に該中心軸に対して傾く角度に等しいことから、上記フェルールに光ファイバを挿入固定し、その傾斜した端面に少なくとも１枚の偏光子と少なくとも１枚のファラデー回転子を一体化した光アイソレータ素子を備えて光アイソレータ付きスタブを構成することにより、調芯工数を削減して組立工程を大幅に短縮する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の光アイソレータ付きスタブの断面図であり、（ｂ）は、それを用いたレセプタクルの断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は本発明のレセプタクルの他の実施形態を示す断面図である。
【図３】一般的な偏光依存型光アイソレータの断面図である。
【図４】偏光依存型光アイソレータにおける、順方向及び逆方向の偏光の挙動を示す図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は、従来の光アイソレータ付きレセプタクルとＬＤ出射光との位置関係を示す図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ：偏光子
２：ファラデー回転子
３：フェルール
３ａ：端面
３ｂ，３ｃ：貫通孔
４：光ファイバ
５：スリーブ
６：マグネット
７：ＬＤ
８：レンズ
９：ＬＤ出射光
１０：光アイソレータ素子
１１：金具
１２：保持治具
１３：スタブ
Ｃ：光軸
α：傾斜角度
β：傾斜角度
【図１】
0003881555.tif 000003
【図２】
0003881555.tif 000004
【図３】
0003881555.tif 000005
【図４】
0003881555.tif 000006
【図５】
0003881555.tif 000007