(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源を有し、マルチモード光ファイバに接続されて光伝送を行う光送信器において、シングルモード光ファイバのコアを該シングルモード光ファイバの中心より１０μｍ以上偏芯させ、前記偏芯したシングルモード光ファイバを前記レーザ光源に結合させて設け、前記偏芯したシングルモード光ファイバを前記偏芯していないマルチモード光ファイバに互いの中心を合わせて接続することにより、前記偏芯していないマルチモード光ファイバの中心から１０μｍ以上ずれた位置にレーザ光が入射されるようにしたことを特徴とする光送信器。
【請求項２】
前記偏芯したシングルモード光ファイバをキャピラリの中心に挿入し、前記偏芯していないマルチモード光ファイバをフェルールの中心に挿入し、これらキャピラリとフェルールとを割スリーブ内で突き合わせることにより、前記偏芯したシングルモード光ファイバと前記偏芯していないマルチモード光ファイバとを互いの中心を合わせることを特徴とする請求項１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光伝送を行うための光送信器に係り、特に、ＤＭＤを削減し、ＣＰＲを改善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に、コアの中心に絞られた光が結合されると、モード間の伝送遅延（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。図５に、ギガビットイーサネットにおいて伝送媒体にＭＭＦを用いた伝送系を示す。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、５０７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。
【０００４】
ＭＭＦ５１０のコア径が６２．５μｍの場合、接続部ではＳＭＦのコアをＭＭＦのコアの中心から約２０μｍ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２連コネクタ５５１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。
【０００５】
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、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が特許出願されている。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の光軸上に配置されて、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、コアがＭＭＦ６１０の中心からずれた偏芯コアシングルモード光ファイバ（以下、偏芯ＳＭＦと記す）６４０とを備えたものである。偏芯ＳＭＦ６４０は、レーザ光源６０１に対して空間を隔てて臨んでおり、レーザ光源６０１からの光をＭＭＦ６１０へと伝送することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の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、ＳＭＦをＭＭＦの中心からずらせて融着するという方法により約２０μｍの偏芯量を得ているため、融着によるずれが生じ、高い精度で偏芯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は評価できず、検査作業による製造コストもかさむ。
【０００７】
また、図６の方法で、ＩＥＥＥのギガビットイーサネットのＣＰＲ(Coupled Power Ratio) の規格を満たすためには、偏芯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６の光送信器にＭＭＦ及びＳＭＦが挿入された際に得られる光出力の差であり、光が伝送媒体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、偏芯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。図６の形状の光送信器は、キャピラリ６０４の長さを２ｃｍ以上確保すると、光軸方向の長さが長くなる。これに対し、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程度しかなく、この基板上に図６の形状の光送信器を実装するのは困難である。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、ＤＭＤを削減し、ＣＰＲを改善する光送信器を提供することにある。
【０００９】
【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、マルチモード光ファイバに接続されて光伝送を行う光送信器において、シングルモード光ファイバのコアを該シングルモード光ファイバの中心より１０μｍ以上偏芯させ、前記偏芯したシングルモード光ファイバを前記レーザ光源に結合させて設け、前記偏芯したシングルモード光ファイバを前記偏芯していないマルチモード光ファイバに互いの中心を合わせて接続することにより、前記偏芯していないマルチモード光ファイバの中心から１０μｍ以上ずれた位置にレーザ光が入射されるようにしたものである。
【００１０】
前記偏芯したシングルモード光ファイバをキャピラリの中心に挿入し、前記偏芯していないマルチモード光ファイバをフェルールの中心に挿入し、これらキャピラリとフェルールとを割スリーブ内で突き合わせることにより、前記偏芯したシングルモード光ファイバと前記偏芯していないマルチモード光ファイバとを互いの中心を合わせてもよい。
【００１４】
【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。
【００１５】
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、このレーザ光源から伝送用の光信号を出すことができる。この光送信器を伝送用のマルチモード光ファイバ（ＭＭＦ）１１０に接続することにより、光伝送を行うことができる。この光送信器には、ＴＸホルダ１０６と呼ばれる両端開放の中空円筒が設けられ、このＴＸホルダ１０６内に割スリーブ１０３が収容されている。光送信器に接続するＭＭＦ１１０の端末が円柱状で貫通穴が中心にあるフェルール１０２の該貫通穴に挿入され、そのフェルール１０２付きのＭＭＦ１１０をＴＸホルダ１０６内の割スリーブ１０３に一方端から挿入して接続を行うようになっている。ＴＸホルダ１０６の他方端はＬＤ１０１に臨んで開口されている。このＬＤ１０１には、偏芯したシングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）１７０の一端が接触させて結合されている。ＳＭＦ１７０の他端は、円柱状で貫通穴が中心にあるキャピラリ１０４の該貫通穴に挿入されている。このキャピラリ１０４は、ＴＸホルダ１０６内の割スリーブ１０３に挿入されている。キャピラリ１０４とフェルール１０２とが割スリーブ１０３内で突き合わされることにより、偏芯ＳＭＦ１７０とＭＭＦ１１０とが接続されるようになっている。
【００１６】
図２に、偏芯ＳＭＦ１７０とＭＭＦ１１０との接続部を拡大して示す。２０５は偏芯ＳＭＦ１７０のクラッドを、２０６は偏芯ＳＭＦ１７０のコアを、２０７はＭＭＦ１１０のクラッドを、２０８はＭＭＦ１１０のコアをそれぞれ示している。図示されるように、偏芯ＳＭＦ１７０とＭＭＦ１１０とは、互いの中心を合わせて接続されている。偏芯ＳＭＦ１７０のコア２０６は、クラッド２０５の中心より１０μｍ以上ずらせて配置されているため、中心線Ｃより１０μｍ以上ずれている。一方、ＭＭＦ１１０のコア２０８は、クラッド２０７の中心に配置されている。コア２０８の径がコア２０６の径より十分に大きいので、コア２０６はコア２０８に接続されていることになる。
【００１７】
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。また、偏芯ＳＭＦ１７０の長さは、ＬＤ１０１から割スリーブ１０３中までの距離分（曲げを含む）あるので２ｃｍ以上が確保されている。さらに、ＬＤ１０１からＴＸホルダ１０６の直前までの間で偏芯ＳＭＦ１７０を曲げることができる。この曲げにより長さを増やすことができる。このように偏芯ＳＭＦ１７０に十分な長さを持たせることにより、ＬＤ１０１から偏芯ＳＭＦ１７０のクラッド２０５に入射された光のほとんどがＭＭＦ１１０に結合される前に格段に減衰しきる。さらに、偏芯ＳＭＦ１７０のクラッド２０５において、図にＡで示したように最外周における屈折率がコア周辺における屈折率より高くしてある。このため、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の屈折率の高い部分で反射されずに吸収される。従って、従来の偏芯ＳＭＦに比べてクラッドを伝搬する光をよく減衰する。
【００１８】
次に、本発明の他の実施形態を説明する。
【００１９】
図３に示した光送信器は、図１の形態とほぼ同様の構造を有するが、偏芯キャピラリ（又はフェルール）による偏芯を行っている点が異なる。即ち、この光送信器は、ＬＤ３０１、ＳＭＦ３６０、ＴＸホルダ３０６、キャピラリ３０４、割スリーブ３０３からなり、フェルール３０２を装着したＭＭＦ３１０を割スリーブ３０３に挿入して接続するようになっている。キャピラリ３０４は、円柱状に形成され、その中心から任意の径方向に１０μｍ以上ずれた位置に貫通穴の開いた偏芯キャピラリであり、ＳＭＦ３６０は、クラッドにおいて最外周における屈折率がコア周辺における屈折率より高くなっていて、かつ偏芯のないＳＭＦである。
【００２０】
図４に、ＳＭＦ３６０とＭＭＦ３１０との接続部を拡大して示す。４０５はＳＭＦ３６０のクラッドを、４０６はＳＭＦ３６０のコアを、４０７はＭＭＦ３１０のクラッドを、４０８はＭＭＦ３１０のコアをそれぞれ示している。図示されるように、ＳＭＦ３６０とＭＭＦ３１０とは、互いの中心をずらせて接続されている。ＳＭＦ３６０のコア４０６及びＭＭＦ３１０のコア４０８は、各々クラッド４０５、４０７の中心に配置されているため、コア４０８は中心線Ｃ上に位置しているが、コア４０６は中心線Ｃより１０μｍ以上ずれている。また、図にＡで示したように、クラッド４０５は、最外周における屈折率がコア周辺における屈折率より高くしてある。
【００２１】
この偏芯の形態は、図２の形態と異なるが、ＭＭＦ３１０の中心近傍を完全に避けて光を入射することができるという点で同等である。即ち、ＭＭＦ３１０のコアの中心近傍に光が結合されることがなく、従って、屈折率が不適正なＭＭＦ３１０のコアの中心近傍を伝搬する光はなくなり、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。
【００２２】
本発明では、レーザ光源とＴＸホルダ１０６，３０６とがＳＭＦ１７０，３６０でつながれているため、それぞれの位置（例えば、ＴＸホルダに対するレーザ光源の距離、角度）をある程度自由に変えることができる。このため、図６の従来技術のものよりも基板への実装に自由度がある。
【００２３】
また、偏芯ＳＭＦの使用量は光送信器１台あたり数ｃｍであり、長尺の偏芯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ため、光送信器１台あたりのコストは小さくできる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００２５】
（１）本発明により伝送媒体のＭＭＦに対して予め偏芯が与えてある偏芯光トランシーバを実現することができる。この偏芯光トランシーバを用いれば、特殊パッチコードを用いなくても、長距離ＭＭＦ伝送時におけるＤＭＤを削減することができる。
【００２６】
（２）レーザ光源とＴＸホルダとの距離を変えずに光の伝送距離を光ファイバを曲げて２ｃｍ以上に伸ばせる。
【００２７】
（３）クラッドの最外周における屈折率をコア周辺における屈折率より高くしたので、クラッドを伝搬する光のほとんどを減衰しきることができ、ＣＰＲを改善することができる。
【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の光送信器の部分拡大断面図である。
【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の光送信器の部分拡大断面図である。
【図５】従来技術の特殊パッチコードを用いた伝送系の構成図である。
【図６】従来の光送信器の断面図である。
【符号の説明】
１０１，３０１  レーザ光源（ＬＤ）
１０２，３０２  フェルール
１０３，３０３  割スリーブ
１０４  キャピラリ
１０６，３０６  ＴＸホルダ
１１０，３１０  ＭＭＦ
１７０  偏芯ＳＭＦ
３０４  偏芯キャピラリ
３６０  ＳＭＦ
【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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