(57)【要約】  【課題】光アイソレータからの反射光を低減し、反射減衰量を確保できる光デバイスを提供する。  【解決手段】光が入力されるシングルモードファイバ７Ａ、および該シングルモードファイバ７Ａに接合されてなる第１屈折率分布型ファイバ８Ａを含んでなる入力光ファイバ５と、該入力光ファイバ５と同軸上に配され、前記第１屈折率分布型ファイバ８Ａと同じ屈折率分布を有する第２屈折率分布型ファイバ８Ｂを含んでなる出力光ファイバ６と、前記入力光ファイバ５の一端面に臨む平面状の第１光入出射面１３Ａ、および前記出力光ファイバ６の一端面に臨む平面状の第２光入出射面１３Ｂを有する光アイソレータ１と、を備え、前記光アイソレータ１側における前記第１屈折率分布型ファイバ８Ａの端面１４Ａと前記第１光入出射面１３Ａとの間の距離Ａが、前記光アイソレータ１側における前記第２屈折率分布型ファイバ８Ｂの端面１４Ｂと前記第２光入出射面１３Ｂとの間の距離Ｂと異なる構成とした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光が入力されるシングルモードファイバ、および該シングルモードファイバに接合されてなる第１屈折率分布型ファイバを含んでなる入力光ファイバと、
該入力光ファイバと同軸上に配され、前記第１屈折率分布型ファイバと同じ屈折率分布を有する第２屈折率分布型ファイバを含んでなる出力光ファイバと、
前記入力光ファイバの一端面に臨む平面状の第１光入出射面、および前記出力光ファイバの一端面に臨む平面状の第２光入出射面を有する光アイソレータと、を備え、
前記光アイソレータ側における前記第１屈折率分布型ファイバの端面と前記第１光入出射面との間の距離Ａが、前記光アイソレータ側における前記第２屈折率分布型ファイバの端面と前記第２光入出射面との間の距離Ｂと異なっていることを特徴とする光デバイス。
【請求項２】
前記距離Ａは、前記距離Ｂより短いことを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
【請求項３】
前記第１屈折率分布型ファイバは、前記第１光入出射面側の端部に第１コアレスファイバが接続され、前記第２屈折率分布型ファイバは、前記第２光入出射面側の端部に第２コアレスファイバが接続されてなることを特徴とする請求項１または２に記載の光デバイス。
【請求項４】
前記第１コアレスファイバは、前記第２コアレスファイバより短いことを特徴とする請求項３に記載の光デバイス。
【請求項５】
前記入力光ファイバおよび前記出力光ファイバが貫通孔内に固定されたフェルールをさらに備え、該フェルールは、前記貫通孔と連通する凹部を有し、該凹部に前記光アイソレータが配されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光デバイス。
【請求項６】
前記光アイソレータの第１光入出射面および第２光入出射面に対面する前記入力光ファイバの一端面、前記出力光ファイバの一端面および前記凹部の内壁が、前記入力光ファイバおよび前記出力光ファイバの軸方向に直交する面に対して傾斜した傾斜面とされていることを特徴とする請求項５記載の光デバイス。
【請求項７】
前記凹部の底面が、前記入力光ファイバおよび前記出力光ファイバの軸に対して傾斜している傾斜面とされ、該傾斜面に配された前記光アイソレータの第１光入出射面および第２光入出射面が前記軸に直交する面に対して傾斜した面とされていることを特徴とする請求項５または６記載の光デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信機器等に使用される光アイソレータを内蔵した光デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信等に利用される半導体レーザ（以下ＬＤと略す）は、外部から反射光が戻り、ＬＤの活性層に上記反射光が入射すると、内部の干渉状態が崩れ、波長のずれ、出力の変動等の不具合を起こす。光アイソレータは、ＬＤを安定して発振させるために使用される。光アイソレータは、順方向の光を透過し、逆方向の光を遮断する機能を有しているため、上記反射光がＬＤに入射するのを低減することができる。特に、光アイソレータは、高精度な計測、高速な変調による通信、高密度化のために波長の厳重な制御が必要な通信機器において広く使用されている。
【０００３】
次に、光アイソレータを備えた従来の光デバイスについて説明する。光デバイス５０は、
筒状の基体５１と、複数種の光ファイバが連結されてなる一対の光ファイバ５２、５３と、基体５１の中央部に形成された凹部５１ａに配置された光アイソレータ５４と、を備えている。光アイソレータ５４は、第１偏光子５４ａ、ファラデー回転子５４ｂ、および第２偏光子５４ｃで構成されている。
【０００４】
光ファイバ５２は、第１シングルモードファイバ５２Ａ、第１屈折率分布型ファイバ５２Ｂ、第１コアレスファイバ５２Ｃが接合されてなり、基体５１の貫通孔内に固定されている。また、光ファイバ５３は、第２シングルモードファイバ５３Ａ、第２屈折率分布型ファイバ５３Ｂ、第２コアレスファイバ５３Ｃが接合されてなり、基体５１の貫通孔内に固定されている。光デバイス５０では、レンズ機能を有する一対の屈折率分布型ファイバを用いて光学系を形成し、一対の光ファイバ５２、５３の間に光アイソレータ５４を配置することによって、製品の小型化を図っている（たとえば特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−６１８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、光デバイス５０では、光の結合効率を向上させるべく、光アイソレータ５４が第１屈折率分布型ファイバ５２Ｂの端面５２Ｂ’と第２屈折率分布型ファイバ５３Ｂの端面５３Ｂ’とからの距離が等しい位置に設置されているため、光アイソレータ５４の第１偏光子５４ａとファラデー回転子５４ｂとの境界面５４’で生じる反射光がシングルモードファイバ５２Ａに光学的に強く結合され、反射戻り光が大きくなっていた。これは、第１偏光子５４ａとファラデー回転子５４ｂの屈折率差が大きいため、境界面５４’で主として光の反射が生じていた。図８は、光デバイス５０の光ファイバ内における透過光および反射光のモードフィールドの様子を示している。シングルモード光の場合はモードフィールドが一致した際に、最も光の結合が強くなるという性質がある。光デバイス５０において、反射光は、図８に示すように、第１シングルモードファイバ５２Ａのモードフィールドと反射光のモードフィールドが一致するように境界面５４’で反射するため、反射光が第１シングルモードファイバ５２Ａに光学的に結合し、反射戻り光が大きくなる。
【０００７】
そこで、本発明では、光の損失を過度に低下させることなく、反射減衰量を確保する光デバイス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】
【０００８】
本発明の光デバイスは、光が入力されるシングルモードファイバ、および該シングルモードファイバに接合されてなる第１屈折率分布型ファイバを含んでなる入力光ファイバと、該入力光ファイバと同軸上に配され、前記第１屈折率分布型ファイバと同じ屈折率分布を有する第２屈折率分布型ファイバを含んでなる出力光ファイバと、前記入力光ファイバの一端面に臨む平面状の第１光入出射面、および前記出力光ファイバの一端面に臨む平面状の第２光入出射面を有する光アイソレータと、を備え、前記光アイソレータ側における前記第１屈折率分布型ファイバの端面と前記第１光入出射面との間の距離Ａが、前記光アイソレータ側における前記第２屈折率分布型ファイバの端面と前記第２光入出射面との間の距離Ｂと異なっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の光デバイスでは、光アイソレータ側における第１屈折率分布型ファイバの端面と光アイソレータの第１光入出射面との間の距離Ａが、光アイソレータ側における第２屈折率分布型ファイバの端面と光アイソレータの第２光入出射面との間の距離Ｂとが異なっていることにより、光アイソレータで反射する光（反射光）のモードフィールドと入力光ファイバのシングルモードファイバのモードフィールドとをずらすことができる。その結果、本発明の光デバイスでは、上記反射光が上記シングルモードファイバに効率よく光学的に結合するのを低減できるため、反射減衰量を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光デバイスを示すものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ’における横断面図である。
【図２】本発明の光デバイスを透過する光の態様を示す模式図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る光デバイスを示す断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る光デバイスを示す断面図である。
【図５】本発明の光デバイスの製造工程を示す説明図である。
【図６】本発明の実施例および比較例における光デバイスの反射減衰量の測定結果を示す図である。
【図７】従来の光アイソレータを示す横断面図である。
【図８】従来の光デバイスを透過する光の態様を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に本発明に係る実施形態について図面に基づき詳細に説明する。なお、各図において同一部材については、同一符号を付し説明を省略するものとする。
【００１２】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光デバイスＸ１を示すものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光アイソレータと屈折率分布型ファイバとの間の距離を説明する模式図である。光デバイスＸ１は、光アイソレータ１と、入力光ファイバ５と、出力光ファイバ６と、フェルール１２と、を備えている。なお、光デバイスＸ１では、光アイソレータ１に磁界を印加する磁石が光アイソレータ１を覆うように配置されている（図示なし）。フェルール１２は、フェルール１２の表面に開口する凹部１０が形成されており、該凹部１０に光アイソレータ１が配置されている。また、凹部１０には、光アイソレータ１を除く部位に透光性充填材１１が充填されている。また、凹部１０で分断された貫通孔１７内には、それぞれ入力光ファイバ５、出力光ファイバ６が固定されている。
【００１３】
光アイソレータ１は、第１偏光子２と第２偏光子４の間にファラデー回転子３を挟み込み、一体化した構造である。第１偏光子２、ファラデー回転子３、および第２偏光子４の形状は、たとえば厚みが０．２〜６ｍｍの平板であり、大きさは、０．２〜０．６ｍｍ角程度のものが使用される。第１偏光子２、第２偏光子４は、誘電体粒子を内包させたガラス基板や誘電体の積層体から構成される透過偏光方向と直行する偏光成分を吸収する偏光板、または複屈折結晶から構成され、回折格子等を利用した反射型や光路をシフトさせる偏光板等を用いることができる。ファラデー回転子３は、たとえばＴｂ、Ｇｄ、Ｈｏを添加したＢｉ置換ガーネットやＹＩＧガーネットで構成されるが、磁石が不要な自己バイアス型のものを用いることも可能である。また、ファラデー回転子３の表面には、たとえば、ＴｉＯ２およびＳｉＯ２からなる多層膜、またはＴａ２Ｏ５およびＳｉＯ２からなる多層膜で構成された反射防止膜を形成してもよい。この反射防止膜は、ファラデー回転子３の表面からの光の反射を反射量０．２％以下程度防止することができる。
【００１４】
また、光アイソレータ１は、第１偏光子２の入力光ファイバ５側に、入力光ファイバ５から出射される光が入射される、平面状の第１光入出射面１３Ａを有しており、一方で、第２偏光子４の出力光ファイバ６側に、第１偏光子２、ファラデー回転子３、および第２偏光子４を透過した光を出射する、平面状の第２光入出射面１３Ｂを有している。光デバイスＸ１では、光アイソレータ１の第１光入出射面１３Ａと第１入力光ファイバ５の端面１５Ａの間、および第２光入出射面１３Ｂと出力光ファイバ６の端面１５Ｂの間に、透光性充填材１１が充填されている。この透光性充填材１１は、光の反射を防止すべく、入力光ファイバ５および出力光ファイバ６と同等の屈折率を有するものを選択するのが好ましい。そのため、たとえば入力光ファイバ５および出力光ファイバ６が石英で構成されているならば、屈折率ｎ＝１．４６程度の屈折率を持ったエポキシ樹脂等が好適である。
【００１５】
入力光ファイバ５は、第１シングルモードファイバ７Ａ、第１屈折率分布型ファイバ８Ａ、および第１コアレスファイバ９Ａの順で、融着等で接続されている。また、出力光ファイバ６は、第２シングルモードファイバ７Ｂ、第２屈折率分布型ファイバ８Ｂ、および第２コアレスファイバ９Ｂの順で、融着等で接続されている。
【００１６】
第１シングルモードファイバ７Ａ、第２シングルモードファイバ７Ｂは、モードフィールド径が約１０μｍ、クラッド径が約１２５μｍの光ファイバであり、フェルール１２から突出した部分は、クラッド部が露出された状態もしくは、被覆材に覆われた状態となっている。被覆材は、クラッド部を保護する機能を有しており、通常φ０．２５もしくはφ０．９の紫外線硬化樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエステルエラストマー等の高分子樹脂で構成されている。
【００１７】
第１屈折率分布型ファイバ８Ａ、第２屈折率分布型ファイバ８Ｂは、光ファイバの中心軸から外周に向かって徐々に屈折率が小さくなるような軸対称の屈折率分布を有する光ファイバであり、たとえばマルチモード伝送用に利用されているグレイテッドインデックスファイバを用いることもできる。この屈折率分布は、光ファイバの中心軸からの距離、すなわち、光ファイバ半径のほぼ２乗の値に依存して光ファイバの外周に向かって小さくなっている。また、この屈折率分布はＧＲＩＮレンズと同様にレンズ効果を持つため、適当な屈折率分布のグレイテッドインデックスファイバを所定の長さで用いれば結合光学系を構成することができる。また、屈折率分布型ファイバ８Ａ、８Ｂの直径は、約φ０．１２５ｍｍであり、長さは、シングルモードファイバ７Ａの出射光をモードフィールド径が約４０μｍに拡大するように調整されており、入力光ファイバ５および出力光ファイバ６の屈折率分布型ファイバ８Ａ、８Ｂを略同一の長さにすれば、入力光ファイバ５および出力光ファイバ間の光結合の結合効率を向上させる、すなわち、光の挿入損失を低減することができる。なお、屈折率分布型ファイバ８Ａの端面１４に点光源があったときのコリメート条件は、ＧＲＩＮレンズのピッチ長を示すＰが、Ｐ＝０．２５と規定されているが、実際に、結合効率が最も高いのは２つの屈折率分布型ファイバ８Ａ、８Ｂの中央でビームウエストが一致する（焦点を持つ）場合である。つまり、Ｐ＝０．２５の際、ビームウエストはほぼ屈折率分布型ファイバ８Ａ、８Ｂの端面１４Ａ、１４Ｂに位置することになり、屈折率分布型ファイバ８Ａ、８Ｂ間に光アイソレータを挟む場合は、ビームウエストが一致しにくくなる。したがって、屈折率分布型ファイバ８Ａ、８Ｂの端面１４Ａ、１４Ｂから離れた位置にビームウエストを形成するときには、Ｐ＞０．２５にするほうが好ましい。
【００１８】
第１コアレスファイバ９Ａ、第２コアレスファイバ９Ｂは、屈折率が一様のガラス体であり、たとえば、ｎ＝１．４６程度を有する石英系のガラス体を用いることができる。また、第１コアレスファイバ９Ａ、第２コアレスファイバ９Ｂの長さは、入力光ファイバ５、出力光ファイバ６において同一である必要はないが、入力光ファイバ５および出力光ファイバ６を構成するコアレスファイバの長さの合計と入力光ファイバ５の端面１５Ａと出力光ファイバ６の端面１５Ｂ間の距離の和が、２つの屈折率分布ファイバ８Ａ、８Ｂによるビームスポットが中央で一致する（焦点を持つ）ように調整されている。
【００１９】
フェルール１２は、表面に開口し、底面が平面である凹部１０を具備するとともに、凹部１０に連通する一対の貫通孔１７が設けられている。そして、その一対の貫通孔１７に、それぞれ入力光ファイバ５および出力光ファイバ６を嵌挿させ、凹部１０の底面に配置された光アイソレータ１を介して入力光ファイバ５および出力光ファイバ６とを光結合させるようにしている。また、フェルール１２の形状は、長尺状の円筒体、貫通孔１７を有する角柱であればよいが、モジュールを構成する際にパッケージ等と組み合わせて使用するため、組み合わせやすい円筒状が望ましい。また、フェルール１２の材質はセラミックス、樹脂など特に限定されるものではないが、凹部１０の底面と貫通孔１７の位置関係を合わせる必要があるため、精度良く作製可能な光通信用のコネクタ等に使用されるジルコニアセラミックスが望ましい。フェルール１２が円筒状である場合、その直径は１．０〜３．０ｍｍであるが、光通信で高精度に使用するためには、直径が１．２４９ｍｍもしくは２．４９９ｍｍであることが望ましい。また、フェルール１２の長さは、入力光ファイバ５および出力光ファイバ６および凹部１０を構成するために、４ｍｍ以上あればよい。
【００２０】
次に、本発明の第１の実施形態に係る光デバイスＸ１の機能について説明する。光デバイスＸ１は、たとえばＬＤとフォトダイオード（以下、ＰＤする）とを有する光モジュール等に使用される。ＬＤ等から出射される光は、入力光ファイバ５のシングルモードファイバ７Ａに入力され、第１屈折率分布型ファイバ８Ａによってビーム径が拡大され、端面１４Ａと端面１４Ｂの真ん中にビームウエストをもつビームとなって第１コアレスファイバ９Ａより出射される。第１コアレスファイバ９Ａより出射した光は、光アイソレータ１を通過し、第２コアレスファイバ９Ｂに入射され、第２屈折率分布型ファイバ８Ｂによりビーム径が収束され、第２シングルモードファイバ７Ｂに伝搬された後、外部にあるＰＤ等に受光される。このとき、第２コアレスファイバ９Ｂの端面等で反射した光（反射光）は、光アイソレータ１によって遮断されるため、第１入力光ファイバに再入射されるのを抑制することができる。
【００２１】
そして、光デバイスＸ１において、光アイソレータ１は、図１（ｂ）に示すように、光アイソレータ１の第１光入出射面１３Ａと第１屈折率分布型ファイバ８Ａの端面１４Ａの間の距離Ａと、第２光入出射面１３Ｂと第２屈折率分布型ファイバ８Ｂの端面１４Ｂの間の距離Ｂが異なる位置に設置されている。すなわち、光アイソレータ１は、第１屈折率分布型ファイバ８Ａと第２屈折率分布型ファイバ８Ｂの中間部ではなく、第１屈折率分布ファイバ８Ａ側に近い位置に配置されている。距離Ａは、入力光ファイバ５と出力光ファイバ６の光軸１６の方向において、第１光入出射面１３Ａと第１屈折率分布型ファイバ８Ａの端面１４Ａとの間の距離である。また、距離Ｂは、入力光ファイバ５と出力光ファイバ６の光軸１６の方向において、第２光入出射面１３Ｂと第２屈折率分布型ファイバ８Ｂの端面１４Ｂとの間の距離である。また、距離Ａおよび距離Ｂは、互いに同軸上で測定される、すなわち、光軸１６に沿って測られる。
【００２２】
次に、光デバイスＸ１の作用について、図２を参照しつつ説明する。図２は、光デバイスＸ１の光ファイバ内における透過光および反射光のモードフィールドの様子を示す模式図である。なお、図２では、説明を容易にするため、透光性充填材１１を省略している。
【００２３】
第１シングルモードファイバ７Ａを通過する光のモードフィールド２４は、第１屈折率分布型ファイバ８Ａおよび第１コアレスファイバ９Ａを透過する過程で、光アイソレータ１への入射光のモードフィールド２１となり、第１偏光子２とファラデー回転子３との境界面１８を通過して透過光のモードフィールド２２となった後、第２シングルモードファイバ７Ｂに到達する。透過光のモードフィールド２２は、第２シングルモードファイバ７Ｂに到達した際に第１シングルモードファイバ７Ｂのモードフィールド２４と一致するので、透過光２２は、効率よく第２シングルモードファイバ７Ｂに伝搬される。
【００２４】
一方で、境界面１８では、第１偏光子２とファラデー回転子３の屈折率差によって、透過光の一部が反射される。この反射光は、第１屈折率分布型ファイバ８Ａに再入射され、第１シングルモードファイバ７Ａに到達する方向に伝搬する。ここで、反射光は、第１屈折率分布型ファイバ８Ａを透過する際、図２に示すように（同図中、点線部参照）、第１屈折率分布型ファイバ８Ａのレンズ効果で反射光のモードフィールド２３に変化し、順方向とは異なったモードフィールドで第１シングルモードファイバ７Ａに到達する。そのため、反射光のモードフィールド２３は、第１シングルモードファイバ７Ａのモードフィールド２４と一致しなくなる。したがって、光デバイスＸ１では、反射光が第１シングルモードファイバ７Ａと効率よく光学的に結合できないため、反射戻り光を抑制することができる。
【００２５】
光デバイスＸ１のように、一対の屈折率分布型ファイバを用いて光学系では、屈折率分布型ファイバにレンズ効果があるため、屈折率分布型ファイバ間の距離が決まる。そのため、光デバイスＸ１では、距離Ａと距離Ｂとを調整することにより、反射戻り光を低減する構造となっている。
【００２６】
上記では、光ファイバのモードフィールドでもって作用を説明したが、入力光ファイバ５および出力光ファイバで構成されるビームウエストにより説明する。光デバイスＸ１では、端面１４Ａと端面１４Ｂの中間位置が透過光のビームウエスト２６となるが、このビームウエスト２６から光アイソレータ１の位置が離れるほど、反射光２１のモードフィールドが第１シングルモードファイバのモードフィールド２４との一致を防ぐことができるため、反射戻り光が小さくなる。すなわち、光デバイスＸ１では、距離Ａと距離Ｂが異なっているほど、ビームウエストの位置に対して光アイソレータ１をずらして配置することとなり、反射戻り光を低減するという観点で優れている。
【００２７】
なお、本実施形態では、距離Ｂよりも距離Ａが短くなる場合の一例であるが、距離Ａによりも距離Ｂが短くなるような位置に光アイソレータ１を設置してもよいが、光デバイスＸ１のように、距離Ｂよりも距離Ａが短い形態、すなわち、光アイソレータ１を出力光ファイバ６よりも入力光ファイバ５側に配置する形態が好ましい。これは、光アイソレータ１の反射戻り光の発生源は主として境界面１８であるため、光アイソレータ１を出力光ファイバ６よりも入力光ファイバ５側に配置する方が、光の反射面となる境界面１８をファラデー回転子の厚みの距離分だけビームウエストから遠くに位置させることができるため、反射戻り光をより小さくすることができる。
【００２８】
なお、上記した実施の形態では、入力光ファイバ５、出力光ファイバ６はコアレスファイバを備えているが、本発明ではコアレスファイバ９Ａ、９Ｂを備えない構成であってもよい。このような場合は、入力光ファイバ５の端面１５Ａと出力光ファイバ６の端面１５Ｂ間の距離が、２つの屈折率分布型ファイバ８Ａ、８Ｂによるビームスポットが中央で一致する（焦点を持つ）ように調整すればよい。このように、入力光ファイバ５、出力光ファイバ６がコアレスファイバ９を備えない場合には、製造工程において、第１シングルモードファイバ部と第１屈折率分布型ファイバ８Ａ、第２屈折率分布型ファイバ８Ｂと第２シングルモードファイバ７Ｂ、とをそれぞれ融着接続すればよい。
【００２９】
一方で、光デバイスＸ１のように、光アイソレータ１の第１光入出射面１３Ａ側の第１屈折率分布型ファイバ８Ａの端部に第１コアレスファイバ９Ａを接続し、光アイソレータ１の第２光入出射面１３Ｂ側の第１屈折率分布型ファイバ８Ｂの端部に第２コアレスファイバ９Ｂを接続すれば、屈折率分布型ファイバの長さを変えることなく、コアレスファイバの長さで光学調整することができるため、組み立てが簡易になるという観点から好適である。また、光デバイスＸ１において、第１コアレスファイバ９Ａ、第２コアレスフファイバ９Ｂの長さは入力光ファイバ５と出力光ファイバ６とを光学的に結合することができれば、どのような長さであってもよい。
【００３０】
次に、本発明の第２の実施形態に係る光デバイスＸ２について図３を参照しつつ説明する。図３は、本発明の第２の実施形態に係る光デバイスＸ２を示す断面図である。光デバイスＸ２は、第１コアレスファイバ９Ａと第２コアレスファイバ９Ｂの長さが異なっている点で光デバイスＸ１と相違する。具体的に、光デバイスＸ２では、第１コアレスファイバ９Ａの長さが、第２コアレスファイバ９Ｂより短く、かつ凹部１０の幅が光デバイスＸ１に比べて小さい。
【００３１】
光デバイスＸ２では、第２コアレスファイバ９Ｂを長くすることにより、光アイソレータ１が搭載可能な必要最低限の部分だけ凹部１０を形成すればよいため、凹部１０に充填する透光性充填材１１の量を少なくすることができる。したがって、光デバイスＸ２では、高温高湿環境下における透光性充填材１１の膨張や収縮による影響を小さくすることができるため、光アイソレータの位置ずれを小さくすることができる。このような観点から光アイソレータ１の第１入出射面１３Ａと端面１４Ｂ間の距離、光アイソレータ１の第２入出射面１３Ｂと端面１５Ｂ間の距離は、０．２ｍｍ以下になるように、コアレスファイバの長さを設計することが望ましい。
【００３２】
また、光デバイスＸ２のように、第１コアレスファイバ９Ａの長さを第２コアレスファイバ９Ｂよりも短くし、光アイソレータ１を入力光ファイバ５側に配置するようにすれば、
第１偏光子２とファラデー回転子との境界面１８を容易に屈折率分布型ファイバ間の中間位置からずらすことができる。これは、距離Ａを距離Ｂよりも短くした場合と同等の効果を得ることができる。
【００３３】
次に、本発明の第３の実施形態に係る光デバイスＸ３について図４を参照しつつ説明する。図４は、光デバイスＸ３の横断面を示す。光デバイスＸ３において、凹部１０の底面１０Ａは、入力光ファイバ５および出力光ファイバ６の軸に対して傾斜する傾斜面１０Ａとされている。そして、傾斜面１０Ａに直方体形状の光アイソレータ１が配されている。光アイソレータ１が傾斜面１０Ａ上に配されるので、光アイソレータ１の第１光入出射面１３Ａおよび第２光入出射面１３Ｂは、光軸に直交する垂直面に対して傾斜する面となる。これによって、反射戻り光を低減させることができる。
【００３４】
さらに、光デバイスＸ１、光デバイスＸ２および光デバイスＸ３では、光アイソレータを光アイソレータ１の第１光入出射面１３Ａおよび第２光入出射面１３Ｂが、平面視において、入力光ファイバ５および出力光ファイバ６の軸方向と直交する方向に対して傾斜するように配置させるのが好ましく、反射戻り光をさらに低減させることができる。
【００３５】
また、図１（ｂ）に示すように、入力光ファイバ５および出力光ファイバ６の一端面を斜めに切断した傾斜面とすることによって、光アイソレータ１の第１光入出射面１３Ａおよび第２光入出射面１３Ｂと光ファイバ５，６の一端面とが平行にならないようにしてもよい。光ファイバ５，６の一端面を傾斜面とするのは、フェルール１２に光ファイバ５，６を挿通した後に、凹部１０を斜めにダイシングすればよい。これによって、光アイソレータ１の第１光入出射面１３Ａおよび第２光入出射面１３Ｂに対面する入力光ファイバ５の一端面と出力光ファイバ６の一端面と凹部１０の内壁とを、入力光ファイバ５および出力光ファイバ６の軸方向に直交する面に対して傾斜した面とすることができ、反射戻り光をさらに低減させることができる。
【００３６】
次に、本発明の光デバイスの製造方法の一例について、図面を参照しつつ説明する。
【００３７】
まず、図５に示すように、第１シングルモードファイバ７Ａ、第１屈折率分布型ファイバ８Ａ、コアレスファイバ部９、第２屈折率分布型ファイバ８Ｂ、第２シングルモードファイバ７Ｂの順で融着接続し、光ファイバ体１９を作製する。次に円筒状のジルコニア製のフェルール１２に予め貫通孔１７を形成しておき、その貫通孔１７に光ファイバ体１９をエポキシ系熱硬化型接着材にて固定する。
【００３８】
その後、フェルール１２の周面の一部から光ファイバ体１９のコアレスファイバ部９をダイシングにより分断し、凹部１０を形成する。なお傾斜面１０Ａは、ダイシングにより分断する際に傾斜した治具を用いて形成する方法と、凹部１０を形成した後に旋盤やＮＣ加工機等の機械加工によって形成する方法とがある。
【００３９】
次に、あらかじめ作製しておいた偏光子２、ファラデー回転子３、偏光子４からなる光アイソレータ１を凹部１０内に紫外線熱併用型のアクリル系接着剤にて接着し、凹部１０と光アイソレータ１の隙間に、ガラス転移温度ＴＧが、ＴＧ＜−４０度程度と低い、エポキシ系の紫外線硬化型接着剤からなる透光性充填材１１を充填し、硬化させることにより、光デバイスを作製することができる。
【００４０】
また、入力光ファイバ５および出力光ファイバ６にコアレスファイバ９Ａ、９Ｂを設けない場合には、第１シングルモードファイバ７Ａ、屈折率分布型ファイバ８Ａ、８Ｂ、第２シングルモードファイバ７Ｂの順で融着接続し、光ファイバ体を作製し、ダイシングの際にグレイデッドインデックスファイバ部８Ａ、８Ｂが略同一の長さになるように凹部１０を形成すればよい。
【実施例】
【００４１】
次に、本発明の実施例について説明する、以下では、本発明の実施例に係るサンプルを４４個作製した。
【００４２】
まず、モードフィールド径が１０μｍ、長さが１ｍの石英系の第１シングルモードファイバ部７Ａと、コア径１１０μｍ、長さが０．９５ｍｍ、コア中心とクラッド境界付近における屈折率差が０．８％の第１屈折率分布ファイバ８Ａと、長さが２．５ｍｍ、純石英でコアを持たないコアレスファイバ９と、長さが０．９５ｍｍであり、第１屈折率分布ファイバ８Ａと同様のパラメータを持つ第２屈折率分布ファイバ部８Ｂと、長さが１ｍ、モードフィールド径が１０μｍの石英系の第２シングルモードファイバ７Ｂとを、上記した順に融着接続して、光ファイバ体１９を作製した。
【００４３】
その後、外径１．２４９ｍｍ、内径０．１２６ｍｍ、長さ６．４ｍｍの円筒状のジルコニア製フェルール１２を用い、その貫通孔１７に光ファイバ体１９をエポキシ系熱硬化型接着材にて固定した。
【００４４】
次に、フェルール１２の周面の一部から光ファイバ体１９のコアレスファイバ部９の部分をダイシングにより、光ファイバ体１９を入力光ファイバ５、出力光ファイバ６のように分断するとともに、フェルール１２の表面に開口する凹部１０を形成した。なお、凹部１０は、第１コアレスファイバ９Ａが０．１ｍとなる位置で、かつ光軸方向の距離（凹部の幅）が、１．１ｍｍとなるように形成した。したがって、第２コアレスファイバの長さは１．３ｍである。
【００４５】
次いで、第１の偏光子２、ファラデー回転子３、第２の偏光子４からなる光アイソレータ１を凹部１０内の中心の位置にＵＶ熱併用型のアクリル系接着剤にて接着し、隙間に透光性充填材１１としてエポキシ系の低ＴＧ（ＴＧ＜−４０度）の紫外線硬化型接着剤を充填した。その結果、距離Ａは０．２５ｍｍ、距離Ｂは１．４５ｍｍとなった。第１偏光子２、および第２の偏光子４は、大きさが０．３×０．４ｍｍ、厚みが０．２ｍｍの銀粒子等の誘電体粒子を内包させたガラス基板で構成され、ファラデー回転子３は、大きさが０．３×０．４ｍｍ、厚みが０．４ｍｍのガーネット製のものを使用した。なお、光アイソレータ１は、光軸１６に対して光アイソレータ１の第１光入出射面１３Ａの角度が９１．５°になるように形成した。
【００４６】
次に比較例として、以下の手順で従来の光デバイスを１００個作製した。モードフィールド径が１０μｍ、長さが１ｍの石英系の第１シングルモードファイバ部７Ａと、コア径１１０μｍ、長さが０．７５ｍｍ、コア中心とクラッド境界付近における屈折率差が０．８％の第１屈折率分布ファイバ８Ａと、長さが２．０ｍｍ、純石英でコアを持たないコアレスファイバ９と、長さが０．７５ｍｍであり、第１屈折率分布ファイバ８Ａと同様のパラメータを持つ第２屈折率分布ファイバ部８Ｂと、長さが１ｍ、モードフィールド径が１０μｍの石英系の第２シングルモードファイバ７Ｂとを、上記した順に融着接続し光ファイバ体１９を作製した。
【００４７】
次に、外径１．２４９ｍｍ、内径０．１２６ｍｍ、長さ６．４ｍｍの円筒状のジルコニア製フェルール１２を用い、その貫通孔１７に光ファイバ体１９をエポキシ系熱硬化型接着材にて固定した。
【００４８】
次いで、フェルール１２の外周面の一部から光ファイバ体１９のコアレスファイバ部９の部分をダイシングにより、光ファイバ体１９を入力光ファイバ５、出力光ファイバ６のように分断するとともに、フェルール１２の表面に凹部１０を形成した。なお、凹部１０は、入力光ファイバ５の端面Ａ１５と第１屈折率分布型ファイバの端面１４Ａの距離が０．４５ｍｍ、凹部１０の光軸方向の幅は１．１ｍｍとなるように形成した。したがって、第１コアレスファイバおよび第２コアレスファイバの長さは０．４５ｍとなった。
【００４９】
次いで、第１の偏光子２、ファラデー回転子３、第２の偏光子４からなる光アイソレータ１を凹部１０内の中心にＵＶ熱併用型のアクリル系接着剤にて接着し、隙間に透光性充填材１１としてエポキシ系の低ＴＧ（ＴＧ＜−４０度）の紫外線硬化型接着剤を充填した。その結果距離Ａが０．５５ｍｍ、距離Ｂが０．５５ｍｍとなった。第１偏光子２、および第２の偏光子４は、大きさが０．３×０．４ｍｍ、厚みが０．２ｍｍの銀粒子等の誘電体粒子を内包させたガラス基板で構成され、ファラデー回転子３は、大きさが０．３×０．４ｍｍ、厚みが０．４ｍｍのガーネット製のものを使用した。なお、光アイソレータ１は、光軸１６に対して光アイソレータ１の光の第１光入出射面１３Ａの角度が９１．５°になるように形成した。
【００５０】
このようにして作製した本発明および従来のサンプルの反射減衰量を測定した。反射減衰量は、反射減衰量測定器を入力光ファイバの第１シングルモードファイバに接続し、波長１５５０ｎｍの光を入射させ反射戻り光が最大となる値を読みとった。反射減衰量の測定結果を図６に示す。
【００５１】
図６に示すように、比較例では、反射減衰量の平均値が４４．７ｄＢであった。これに対して本発明の実施例は、反射減衰量の平均値が５１．２ｄＢとなり、距離Ａを距離Ｂより短くすることにより、光アイソレータ１で生じる反射光が入力光ファイバに再入射されるのを抑制し、反射減衰量を向上させることができた。
【符号の説明】
【００５２】
Ｘ１、Ｘ２、５０・・・光デバイス
１・・・光アイソレータ
２・・・第１偏光子
３・・・ファラデー回転子
４・・・第２偏光子
５・・・入力光ファイバ
６・・・出力光ファイバ
７Ａ・・・第１シングルモードファイバ
７Ｂ・・・第２シングルモードファイバ
８Ａ・・・第１屈折率分布型ファイバ
８Ｂ・・・第２屈折率分布型ファイバ
９Ａ・・・第１コアレスファイバ
９Ｂ・・・第２コアレスファイバ
１０・・・凹部
１０Ａ・・傾斜面
１１・・・透過性充填材
１２・・・フェルール
１３Ａ・・・第１光入出射面
１３Ｂ・・・第２光入出射面
１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ・・・端面
１６・・・光軸
１７・・・貫通孔
１８・・・境界面
１９・・・光ファイバ体
２１・・・入射光のモードフィールド
２２・・・透過光のモードフィールド
２３・・・反射光のモードフィールド
２４・・・第１シングルモードファイバのモードフィールド
２６・・・ビームウエスト
【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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