(57)【要約】【課題】簡単な構造で光学部品を追加することなく、効果的に光を減衰することができる光減衰器及びその使用方法を提供する。【解決手段】外部の光伝送路に光信号を出力するための出力用アダプタ１１と、外部の光伝送路からの光信号を入射させるための入力用アダプタ１２と、光信号を伝送する光ファイバ２０とからなる光減衰器において、光ファイバ２０は外部の光伝送路から入射した光信号を伝送するコア２１と、そのコア２１の周囲を覆うクラッド２２とからなり、さらに、コア２１の近傍にコア２１の光軸方向に沿ってクラッド２２およびコア２１とは異なる材料が配設されたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部の光伝送路に光信号を出力するための出力用アダプタと、外部の光伝送路からの光信号を入射させるための入力用アダプタと、光信号を伝送する光ファイバとからなる光減衰器において、
上記光ファイバは外部の光伝送路から入射した光信号を伝送するコアと、そのコアの周囲を覆うクラッドとからなり、さらに、上記コアの近傍に上記コアの光軸方向に沿って上記クラッドおよび上記コアとは異なる材料が配設されたことを特徴とする光減衰器。
【請求項２】
上記光ファイバの上記コアの近傍に、上記コアの光軸方向に沿って空孔が設けられたことを特徴とする請求項１記載の光減衰器。
【請求項３】
上記空孔に光吸収材を充填して、光吸収部を形成したことを特徴とする請求項２記載の光減衰器。
【請求項４】
上記空孔または上記光吸収部と上記コアとの間隔が、０μｍ以上１５μｍ以下であることを特徴とする請求項２または３記載の光減衰器。
【請求項５】
上記空孔または上記光吸収部が上記コアの周囲に少なくとも１つ以上形成されたことを特徴とする請求項２〜４いずれかに記載の光減衰器。
【請求項６】
上記光ファイバの長さに応じて上記光ファイバからの光出力強度が可変となることを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の光減衰器。
【請求項７】
上記光ファイバをパッケージ内に曲げて収容し、その曲げ径と曲げ回数によって上記光ファイバからの光出力強度を可変とすることを特徴とする請求項１〜６いずれかに記載の光減衰器。
【請求項８】
上記光ファイバの光軸が上記外部の光伝送路の光軸に対しオフセットしていることを特徴とする請求項１〜７いずれかに記載の光減衰器。
【請求項９】
請求項１〜８いずれかに記載の光減衰器を縦続に接続して光減衰量を調整することを特徴とする光減衰器の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光減衰器に係り、特に、クラッドモードへの漏れ込みを低減すると共に、光減衰量を簡易な構造により可変できる光減衰器及びその使用方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の光減衰器として、特許文献１には、ディスクが光減衰ディスクと透明ディスクとから構成され、そのディスクを軸の周りに回転させることにより、ビームが通過する吸光部分の厚さを連続的に変える光減衰器が記載されている（特許文献１段落［００１９］参照）。
【０００３】
また、特許文献２には、光固定減衰器のフェルールに埋設されている光ファイバの伝送路の途中に、受光レベルを減衰させる誘電体多層膜と金属膜を設けることが記載されている。さらに、フェルールを連続接続して、減衰量を任意に設定することが記載されている（特許文献２段落［００１７］、［００１８］参照）。
【０００４】
さらに、特許文献３には、光ファイバの出射端にレンズを配設し、さらにレンズを挟んで光ファイバとは反対側にレンズに対向するミラーを備えることが記載されている。そしてミラーを可動部により可動することにより、光ファイバからの光を光路を変えて光ファイバ側へ反射し、光ファイバに結合する光量を変えることが記載されている（特許文献３段落［００２１］、［００２２］参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１８７９１号公報
【特許文献２】特開平７−１１０４０７号公報
【特許文献３】特開２００４−２９３４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の光減衰器では、例えば特許文献１，３では光を減衰させるために減衰ディスクやミラーを機械的に回転制御するため回転機構が必要となり、光減衰器のサイズが大きくなってしまう問題がある。
【０００７】
また、特許文献２では、微小なフェルールに誘電体多層膜と金属膜を設けるための溝を形成しなければならず、さらにその溝に誘電体多層膜と金属膜を挿入して固定しなければならず、製造が複雑で困難である。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、簡単な構造で光学部品を追加することなく、効果的に光を減衰することができる光減衰器及びその使用方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、外部の光伝送路に光信号を出力するための出力用アダプタと、外部の光伝送路からの光信号を入射させるための入力用アダプタと、光信号を伝送する光ファイバとからなる光減衰器において、上記光ファイバは外部の光伝送路から入射した光信号を伝送するコアと、そのコアの周囲を覆うクラッドとからなり、さらに、上記コアの近傍に上記コアの光軸方向に沿って上記クラッドおよび上記コアとは異なる材料が配設された光減衰器である。
【００１０】
請求項２の発明は、上記光ファイバの上記コアの近傍に、上記コアの光軸方向に沿って空孔が設けられた請求項１記載の光減衰器である。
【００１１】
請求項３の発明は、上記空孔に光吸収材を充填して、光吸収部を形成した請求項２記載の光減衰器である。
【００１２】
請求項４の発明は、上記空孔または上記光吸収部と上記コアとの間隔が、０μｍ以上１５μｍ以下である請求項２または３記載の光減衰器である。
【００１３】
請求項５の発明は、上記空孔または上記光吸収部が上記コアの周囲に少なくとも１つ以上形成された請求項２〜４いずれかに記載の光減衰器である。
【００１４】
請求項６の発明は、上記光ファイバの長さに応じて上記光ファイバからの光出力強度が可変となる請求項１〜５いずれかに記載の光減衰器である。
【００１５】
請求項７の発明は、上記光ファイバをパッケージ内に曲げて収容し、その曲げ径と曲げ回数によって上記光ファイバからの光出力強度を可変とする請求項１〜６いずれかに記載の光減衰器である。
【００１６】
請求項８の発明は、上記光ファイバの光軸が上記外部の光伝送路の光軸に対しオフセットしている請求項１〜７いずれかに記載の光減衰器である。
【００１７】
請求項９の発明は、請求項１〜８いずれかに記載の光減衰器を縦続に接続して光減衰量を調整する光減衰器の使用方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、簡単な構造で光学部品を追加することなく、効果的に光を減衰することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２０】
図１は、本実施形態に係る光減衰器の構造を示す側断面図である。
【００２１】
図１に示すように、光減衰器１０は、外部の光伝送路に光信号を出力するための出力用アダプタとしての出力側フェルール１１と、外部の光伝送路からの光信号を入射させるための入力用アダプタとしての入力側レセプタクル１２と、光信号を伝送する光ファイバ２０とから構成される。
【００２２】
光ファイバ２０はパッケージ１３に収容される。光ファイバ２０の一端部（図示左側）には、出力側フェルール１１が形成され、他端部（図示右側）には入力側レセプタクル１２が形成される。出力側フェルール１１は、例えば、光コネクタ付き光ファイバコードを接続して光減衰器１０（光ファイバ２０）から外部に光信号を出力するものであり、入力側レセプタクル１２は、例えば、光コネクタ付き光ファイバコードを接続して光減衰器１０（光ファイバ２０）内に光信号を入力するものである。
【００２３】
光ファイバ２０は、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、光信号を伝送するコア２１と、そのコア２１の周囲を覆うクラッド２２とからなり、さらに、コア２１の近傍に、コア２１の光軸方向に沿ってクラッド２２およびコア２１とは異なる材料が配設されたものである。
【００２４】
本実施形態では、光ファイバ２０として、コア２１の周囲に、その光軸方向に沿って空孔２３を形成したホーリー光ファイバを用いた。この光ファイバ２０は、構造寸法の一例として、コア２１は直径１０μｍ、クラッド２２は直径１２５μｍ、空孔２３は直径５μｍであり、コア２１と空孔２３とは接している。
【００２５】
この光ファイバ２０の空孔２３の直径は、０．５〜３０μｍ程度であればよい。空孔２３は製造可能な大きさである０．５μｍ以上あればよく、空孔２３の直径が小さければ、多数の空孔２３をコア２１の周囲に幾重にも周期的に構成するとよい。また空孔２３の直径が異なるものを組み合わせて配置、構成してもよい。
【００２６】
一方、空孔２３の直径の上限は、クラッド２２の直径とコア２１の直径で決まる寸法上限と、機械的強度などから決まり、コア２１が直径１０μｍ、クラッド２２が直径１２５μｍの場合には、空孔２３の直径は３０μｍ以下にすることが好ましい。
【００２７】
また、コア２１と空孔２３との間隔Ｄは０〜１５μｍであればよい（図７（ａ）および図７（ｂ）参照）。
【００２８】
コア２１と空孔２３の間隔Ｄは、０μｍのとき最も光伝送損失が大きくなるため、効果的にコア２１を伝搬する光信号を減衰することができる。
【００２９】
一方、コア２１と空孔２３の間隔Ｄが１５μｍを超えると、コア２１はクラッド２２によって１５μｍ以上覆われることになり、コア２１を伝搬する光信号を減衰させることが困難となる。従って、コア２１と空孔２３との間隔Ｄは１５μｍ以下とする。
【００３０】
図３（ａ）は、光ファイバ２０を光軸方向から見た横断面図であり、外部の光伝送路から入射する光信号である外部入射光３１と光ファイバ２０の光軸とが一致して、オフセットの無い状態である。
【００３１】
本実施形態では、外部入射光３１と光ファイバ２０の光軸とがオフセットしていなくても、コア２１に空孔２３が近接（本実施形態では接触）しているため、コア２１に入射した外部入射光３１は減衰を受けて伝搬する。従って、光ファイバ２０の長さを所定の長さにすることにより、所定の減衰量を得ることができる。
【００３２】
また、図３（ｂ）および図３（ｃ）に示すように、外部入射光３１と光ファイバ２０との光軸をオフセットさせてもよい。このように、外部入射光３１の光軸と光ファイバ２０の光軸とをオフセットさせて光結合損失を故意に増加させると、さらに大きな減衰量を得ることができる。
【００３３】
外部入射光３１と光ファイバ２０との光軸をオフセットさせる際は、入力側レセプタクル１２に挿入する外部の光伝送路の光軸と光ファイバ２０との光軸とがオフセットするように、入力側レセプタクル１２をずらして設けるとよい。
【００３４】
さらに、空孔２３に光吸収材を充填して、光吸収部を形成してもよい。空孔２３に光吸収材を充填することにより、コア２１以外に結合する外部入射光３１は空孔２３に充填した光吸収材（光吸収部）に入射するため、クラッド２２を伝搬するクラッドモード光を大幅に低減でき、外部の光検出器（受光器あるいは受信器）でクラッドモード光が受信されるのを防ぐことができる。よって、光吸収部を形成することにより、外部入射光３１を効率よく減衰させ、かつ、クラッドモード光の少ない光減衰器を実現することができる。
【００３５】
光吸収材としては、フェニル系シリコンオイル、有機ケイ素化合物系などを用いることができる。シリコンオイルなどを用いた場合には、光ファイバ２０の端面を使用波長で透明な接着剤で接着して、空孔２３を封止すればよい。
【００３６】
また、光吸収材に成形用熱可塑性樹脂組成物を混合し、これらを空孔２３に充填した後、加熱して固着させるようにしてもよい。成形用熱可塑性樹脂組成物としては、カーボンブラック、レーザー透過性熱可塑性材料、及びフタロシアニン、ナフタロシアニン、ペリレンなどが挙げられる。
【００３７】
ここで、光ファイバ２０の長さは、コア２１と空孔２３の間隔Ｄによって決まる伝送損失と光減衰器１０の結合損失仕様などに応じて、適宜決定すればよい。
【００３８】
次に、この光減衰器１０の使用方法について説明する。
【００３９】
図４に示すように、本実施形態に係る光減衰器の使用方法では、図１の光減衰器１０を複数個（図４では３個）縦続に接続する。
【００４０】
入力側の外部の光伝送路である入力側光ファイバ４１は、その先端に光コネクタ４１ａが形成されている。この光コネクタ４１ａを第１の光減衰器１０ａの入力側レセプタクル１２ａに装着することで、第１の光減衰器１０ａと入力側光ファイバ４１とが光学的に接続され、第１の光減衰器１０ａの出力側フェルール１１ａは第２の光減衰器１０ｂの入力側レセプタクル１２ｂに接続される。
【００４１】
さらに、第２の光減衰器１０ｂの出力側フェルール１１ｂは第３の光減衰器１０ｃの入力側レセプタクル１２ｃに接続され、第３の光減衰器１０ｃの出力側フェルール１１ｃが、出力側の外部の光伝送路である出力側光ファイバ４２に形成された光コネクタ４２ａで接続され、出力側光ファイバ４２に減衰した光信号を伝送することができる。
【００４２】
このように、本実施形態に係る光減衰器１０を用いることにより、自由に、かつ簡単に光減衰器１０を挿抜して、目的とする光減衰量を得ることができる。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態では、外部の光伝送路に光信号を出力するための出力側フェルール１１と、外部の光伝送路からの光信号を入射させるための入力側レセプタクル１２と、光信号を伝送する光ファイバ２０とからなる光減衰器１０において、光ファイバ２０は外部の光伝送路から入射した光信号を伝送するコア２１と、そのコア２１の周囲を覆うクラッド２２とからなり、さらに、コア２１の近傍にコアの光軸方向に沿って空孔２３（あるいは光吸収部）を設けている。
【００４４】
これにより、簡単な構造で光学部品を追加することなく、入力側の外部の光伝送路から入射した外部入射光３１を効果的に減衰させて、出力側の外部の光伝送路に出力することができる。
【００４５】
本発明によれば、光学部品を追加しないために光減衰器１０を小型にすることができ、さらに、複数の光減衰器１０を縦続接続することによって、自由に、かつ簡単に光減衰器１０を挿抜でき、目的とする光減衰量を得ることができる。
【００４６】
また、外部入射光３１のうち、光ファイバ２０のコア２１に結合しないクラッドモード光を空孔２３（または光吸収部）により除去することができ、光学部品を新たに追加することなく、クラッドモード光を効果的に除去することが可能となる。
【００４７】
さらに、光ファイバ２０の空孔２３に光吸収材を充填して光吸収部を形成することにより、コア２１を伝搬する光信号をさらに効率よく減衰させることができ、クラッド２２を伝搬するクラッドモード光を低減できる。
【００４８】
また、空孔２３（光吸収部）とコア２１との間隔を０μｍ以上１５μｍ以下とすることにより、コア２１を伝搬する光信号の光伝送損失を大きくすることができ、光信号を効果的に減衰させることが可能となる。この光伝送損失は光ファイバ２０の長さによって調整できるので、光ファイバ２０の長さを調整することにより、所望の減衰量を得ることができる。
【００４９】
さらに、外部入射光３１を光ファイバ２０の光軸に対しオフセットするように構成することで、光結合損失を発生させることができ、外部入射光３１をさらに効率よく減衰させることができる。このとき、クラッド２２に入射する外部入射光３１は、空孔２３（光吸収部）により除去されるため、外部の光検出器（受信器）と結合してしまうことを抑制できる。
【００５０】
次に、本発明の他の実施の形態を説明する。
【００５１】
図５に示す光減衰器５０は、図１の光減衰器１０と基本的に同じ構成であり、パッケージ１３内で光ファイバ２０を巻き回したものである。
【００５２】
光ファイバ２０として、一例として、ファイバ径１２５μｍ、モードフィールド径８μｍのホーリー光ファイバを用いた場合、曲げ半径５ｍｍで約０．０１ｄＢ／１ｔｕｒｎの光損失が生じる。そのため、曲げ半径を３ｍｍ以下にして１ｔｕｒｎ（１周回）当たりの光損失を増やすようにするとよい。
【００５３】
あるいは、曲げ半径は５ｍｍのままで、空孔２３に空気より大きな屈折率を有し、コア２１より小さな屈折率を有する光吸収材を充填してもよい。空孔２３に空気より大きな屈折率を有する光吸収材を充填することで、等価的な比屈折率差が空孔２３を空気層とした場合よりも小さくなるため、曲げによる光損失を大きくすることができる。よって、光吸収材による光吸収のみならず曲げによる光損失が加わることになり、より大きな光減衰量を得ることができる。
【００５４】
このように、光ファイバ２０を巻き回すことにより、曲げによる光損失が発生するため、より大きな光減衰量を得ることができる。
【００５５】
この光減衰器５０を使用する際は、図６に示すように、光減衰器５０を縦続接続して用いる。光減衰器５０では、図１の光減衰器１０よりも大きな光減衰量が得られるため、図６に示す使用方法では、図４の使用方法と比較して、より大きな光減衰量を得ることができる。もちろん、図１の光減衰器１０と図５の光減衰器５０とを混合して用いてもよい。
【００５６】
上記実施形態では、光ファイバ２０のコア２１と空孔２３とを接触させる場合を説明したが、図７（ａ）に示すように、コア２１と空孔２３とを接触しないように間隔Ｄをもって配置した光ファイバ７１を用いてもよい。光ファイバ７１では、各空孔２３は近接（接触）するように形成されている。コア２１と空孔２３との間隔Ｄは、上述したように０〜１５μｍであるとよい。
【００５７】
図７（ａ）の構造の光ファイバ７１によれば、各空孔２３が近接（接触）しているため、クラッド伝搬光（クラッドモード光）を効率的に低減できる。
【００５８】
また、図７（ｂ）に示すように、各空孔２３が間隙をもって配置された構造とした光ファイバ７２を用いてもよい。図７（ｂ）の構造の光ファイバ７２によれば、各空孔２３は間隙を有しているため、クラッド伝搬光（クラッドモード光）を除去する効率は図７（ａ）の光ファイバ７１よりも劣るが、各空孔２３はクラッド２２で覆われているため、機械的強度を高めることができる。
【００５９】
なお、コア２１と各空孔２３の間隔Ｄが小さいほどクラッドモード光をより除去できるため、クラッドモード光を除去するためにはコア２１と各空孔２３との間隔Ｄは小さいほど好ましい。
【００６０】
さらに、図８に示す光ファイバ８０を用いてもよい。この光ファイバ８０は、コア２１の周囲に光軸方向に沿って、横断面視で扇型の空孔８１を形成したものである。この光ファイバ８０を用いることにより、外部入射光３１と光ファイバ８０の光軸とをオフセットさせても、クラッドモード光をほぼ全て除去できる。
【００６１】
本発明は、これらの実施例には限定されず、当業者にとって想到し得る本明細書に説明された基本的教示の範囲に適正に含まれる全ての変更、および代替的構成を具体化するものとして解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一実施形態に係る光減衰器の側断面図である。
【図２】図２（ａ）は図１の光減衰器に用いる光ファイバの横断面図であり、図２（ｂ）はその２Ｂ−２Ｂ線断面図である。
【図３】図３（ａ）、（ｂ）は図２の光ファイバのコアと空孔およびレンズ出射光の関係を示す横断面図であり、図３（ｃ）は図３（ｂ）の要部拡大図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る光減衰器の使用方法を説明する図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る光減衰器の側断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る光減衰器の使用方法を説明する図である。
【図７】図７（ａ）は本発明の変形例に用いる光ファイバの横断面図であり、図７（ｂ）は本発明の他の変形例に用いる光ファイバの横断面図である。
【図８】本発明の他の変形例に用いる光ファイバの要部拡大横断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０  光減衰器
１１  出力側フェルール（出力用アダプタ）
１２  入力側レセプタクル（入力用アダプタ）
２０  光ファイバ
２１  コア
２２  クラッド
２３  空孔
【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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