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JP2004157360A - Optical fiber - Google Patents

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Publication number
JP2004157360A
JP2004157360A JP2002323494A JP2002323494A JP2004157360A JP 2004157360 A JP2004157360 A JP 2004157360A JP 2002323494 A JP2002323494 A JP 2002323494A JP 2002323494 A JP2002323494 A JP 2002323494A JP 2004157360 A JP2004157360 A JP 2004157360A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical fiber
light
core
optical
clad
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002323494A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Fushimi
正寛 伏見
Akira Arimoto
昭 有本
Mitsunori Iima
光規 飯間
Yoshimi Obara
佳巳 小原
Shinji Tsukamoto
伸治 塚本
Eiichi Ito
栄一 伊藤
Tomohiro Fujita
共弘 藤田
Naoshi Mizuguchi
直志 水口
Ryoichi Nakanishi
良一 中西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pentax Corp
Original Assignee
Pentax Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pentax Corp filed Critical Pentax Corp
Priority to JP2002323494A priority Critical patent/JP2004157360A/en
Priority to US10/699,669 priority patent/US7050677B2/en
Priority to US10/701,625 priority patent/US6996311B1/en
Publication of JP2004157360A publication Critical patent/JP2004157360A/en
Priority to US11/353,076 priority patent/US20060127819A1/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

【課題】常時、LDからの光に関する位置決め処理を実行して、振動等の機械的条件の変化等の環境変化があっても高い性能を維持することのできる光通信装置の構成に最適な光ファイバを提供すること。
【解決手段】光ファイバは、所定の端面におけるクラッドの少なくとも一部領域が該クラッドよりも高い反射率を有する材料でコーティングされる構成にした。また光ファイバは、所定の端面において、コアとクラッドとの間に所定量の段差が形成されている構成にした.。
【選択図】 図1
An optical device that is always suitable for a configuration of an optical communication device capable of maintaining a high performance even when there is an environmental change such as a change in a mechanical condition such as a vibration by executing a positioning process for light from an LD at all times. Providing fiber.
An optical fiber has a configuration in which at least a part of a clad at a predetermined end face is coated with a material having a higher reflectance than the clad. The optical fiber has a configuration in which a predetermined amount of step is formed between a core and a clad at a predetermined end face. .
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信装置に使用される光ファイバに関する。
【0002】
【従来の技術】
光通信装置は、LDで発光し情報による変調を施された光を光ファイバに伝達させる為の装置であり、LD、LDからの光を集光させるレンズ、光ファイバ等の光学部品から構成される。光ファイバー通信を加入者宅内に引き込む回線終端装置(ONU;Optical Network Unit)として使用される光通信モジュールでは、一般的に、送受信を一本の光ファイバで行う双方向型の通信に対応するため、光通信モジュール内にさらに受光素子や、異なる波長の光を分離するためのWDM(Wavelength Division Multiplex)フィルタ等が備えられる。
【0003】
上記のような光通信モジュールでは、LDからの信号光を光ファイバを介して送受信するため、該光をコアの略中心に入射させる必要がある。つまり、LDは、コア径が数μmの光ファイバに対して高精度で位置決めされなければならない。従来の位置決め方法は、光ファイバから射出された光の光量を検出し、該光量が所定レベル以上に達した状態をもって、コアの略中心にLDからの光が入射していると判断する。そして通常、これらの光学部品は、位置決め後、溶着あるいは接着剤を用いて堅固に固定される。
【0004】
しかしながら、上記従来の位置決め方法では、射出された光の光量が所定レベルに達していない場合、LDからの光の入射位置がコアの中心に対してどちらの方向にどれだけずれているのか判別することができない。そのため、光ファイバから射出された光の光量が所定レベルに達するまでLDからの光の入射位置と光ファイバのコア中心との相対的な位置合わせを試行錯誤で繰り返さなければならず非常に手間がかかり、時間的負担が大きかった。
【0005】
さらに、上記位置決め方法によって位置合わせが完了した後、接着剤を用いて部品の相互位置を位置決め固定することによって光通信モジュールを構成したとしても、次のような問題点が残される。第1に、上記のように光通信モジュールを製造した場合、接着剤の収縮や加工による部品の変形や破壊等がありうるため、接着後、乾燥した後でなければ製品の良否を判定できない点である。また、このような光通信モジュールで高い歩留まりを達成することは比較的難しいと考えられる。第2に、性能に経時変化があった場合、修正することが不可能で、高精度での位置決めを維持することができないという点である。
【0006】
上記の問題点を解決するために、光ファイバ入射面におけるLDからの光の入射位置を実際に検出して該入射位置がコア中心と一致するように位置決めすることが望まれる。そして光通信モジュールを、常時、LDからの光に関する位置決め処理が行われるように構成すればよい。そのためには、LDからの光の光ファイバ入射面における入射位置を高精度で検出できるとともに、光ファイバの入射面におけるコアとクラッドの境界を明確に判別することができるように該入射面を加工しなければならない。
【0007】
ここで、従来、端面を加工した光ファイバとして、下記の特許文献1や特許文献2に開示される内容が知られている。
【0008】
【特許文献1】
特開平5−107428号公報
【特許文献2】
特開2001−305382号公報
【0009】
上記各特許文献1、2は、光ファイバを光導波路等の他の光学部材と光学的に接続する際の光の伝播効率の向上を目的とするものである。そのため、各特許文献1、2は、光ファイバの一面におけるコア端部自体を凸形状にしたり、コア端部近傍に凸状部材(レンズ)を形成したりする加工方法について開示している。すなわち、該加工方法により加工された光ファイバは、他の光学部材と対向して位置する射出面がレンズ加工されている。
【0010】
しかし、コア自体を凸形状に加工された面を入射面として配設した場合、該凸形状部において光が散乱してしまい、LDからの光の入射位置を高精度で検出することができない。また、コア近傍に凸状部材が形成された光ファイバでは、コアとクラッドの境界を明確に判別することが不可能である。従って、各特許文献1、2に記載の光ファイバでは、高精度な位置検出および位置決めを実現することができない。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
以上の諸事情に鑑み、本発明は、常時、LDからの光に関する位置決め処理を実行して、振動等の機械的条件の変化等の環境変化があっても高い性能を維持することのできる光通信装置の構成に最適な光ファイバを提供することを目的とする。
【0012】
【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願発明に係る光ファイバは、所定の端面におけるクラッドの少なくとも一部領域が該クラッドよりも高い反射率を有する材料でコーティングされていることを特徴とする。
【0013】
請求項1に記載の発明によれば、入射面においてコアに入射する光を妨げることなくコア以外の領域のみ反射率を高めた光ファイバを提供することができる。従って該光ファイバを使用すれば、常時あるいは定期的に検出される光量に基づいて光源からの光の入射面(入射面)における位置がコア中心に向かうように負帰還制御することができる光通信装置を提供することができる。このような光通信装置は、常時、位置決め処理を実行することができるため、環境変化や経時変化があっても高性能を維持することができる。
【0014】
高い反射率を有する材料でコーティングされる領域は、クラッド全域であっても良いし、コア近傍であって該コアを囲むようなドーナツ状の領域であってもよい(請求項2)。また、反射率の高い材料としては、Al、Cr等の金属材料が好ましい(請求項3)。
【0015】
請求項4に記載の光ファイバは、所定の端面において、コアとクラッドとの間に所定量の段差が形成されていることを特徴とする。具体的には、コアがクラッドよりも所定の端面に直交する方向へ突出するように該端面を加工しても良いし(請求項5)、コアがクラッドよりも所定の端面に直交する方向へ凹むように加工しても良い(請求項6)。このような段差は、第一の端面をフォトリソ技術やコーティング手法により形成可能である。
【0016】
請求項4に記載の光ファイバによれば、入射面の段差により発生する反射光の1次回折光の強度分布が明確に表れる光ファイバを提供することができる。従って、該光ファイバを使用すれば、常時あるいは定期的に検出される上記反射光の光強度分布に基づいて光源からの光の入射面(入射面)における位置がコア中心に向かうように負帰還制御することができる光通信装置が提供される。このような光通信装置は、常時、位置決め処理を実行することができるため、環境変化や経時変化があっても高性能を維持することができる。
【0017】
上記光強度分布をより高い精度で検出可能にするために、所定の端面において、コアの面とクラッドの面とは略平行な関係にあるように構成することが好ましい(請求項7)。
【0018】
また上記の段差を規定する所定量は、光通信装置の光源からの光の波長をλ、媒質の屈折率とすると、λ/(4n)よりも小さい値をとる(請求項8)。より好ましくは、回折光(入射面からの反射光)が検出のために一定の光強度を保持しながら制御に用いる1次回折光の強度分布が検出し易いλ/(8n)に設定すると良い(請求項9)。
【0019】
【発明の実施の形態】
図1は、第一実施形態の光ファイバ3Aを示す。図1に示すように、第一実施形態の光ファイバ3Aは、クラッド32とコア33から構成され、端面31を有する。光ファイバ3Aは、光通信装置において、LDから照射された光が端面31に入射するように組み込まれる。そのため、以下の本文では、端面31は入射面31と記載する。なお、以下に説明する第二実施形態に示す光ファイバ3B、第三実施形態に示す光ファイバ3Cについても同様である。
【0020】
光ファイバ3Aの入射面31において、クラッド32は略全域に鏡面mが蒸着されている。クラッド32にのみ鏡面mを形成する方法としては、コア33をレジストで覆った状態でCr、Au、Al等の金属材料を蒸着させた後、残存していたレジストを該レジスト上に蒸着された鏡面とともに入射面31から剥離し、コア33を露出させればよい。
【0021】
このように加工された光ファイバ3Aを使用すれば、クラッド32に何ら加工を施さない従来の光ファイバよりも、入射面31の反射率を高めることが可能となる。従って、入射面31をLDからの光の入射面として、光ファイバ3Aを光通信モジュールに配設すれば、鏡面m(クラッド32)に入射して反射した光の光量を検出することが可能になる。検出された光量に基づいて入射面(入射面31)における光の入射位置を負帰還制御すれば、該入射位置を高精度でコア33中心に合わせることが可能になる。
【0022】
以上が第一実施形態の光ファイバ3Aである。なお、加工された光ファイバを組み込む光通信装置、より具体的には該装置における位置検出システムの仕様によっては、鏡面mは必ずしもコア33の全域にわたって施される必要はなく、コア33の近傍にのみ施されていればよい場合もありうる。そのような場合には、コア33をレジストで覆った状態でCr等をコアおよびその近傍領域のみ蒸着すれば、図2に示すようなコア33近傍のクラッド32のみに鏡面mが施され、ちょうどコア33を囲むドーナツ状の鏡面領域を備えた光ファイバ3A’を提供することができる。
【0023】
また、第一実施形態の光ファイバ3Aでは、鏡面mを形成することにより入射面31の反射率を高めている。しかし光ファイバ3Aは、Cr等の金属を蒸着させる代わりに、少なくともクラッドよりも高い反射率の材料等をコーティングして入射面31の反射率を高めることも可能である。
【0024】
図3は、第二実施形態の光ファイバ3Bを示す。図3に示すように、光ファイバ3Bは、入射面31においてコア33がクラッド32の面に対して光ファイバの光軸方向に所定量突出し、かつ突出したコア33の面とクラッド32の面とが略平行になるようにフォトリソ技術を用いて加工されている。上記所定量は、突出したコア33の面とクラッド32の面の双方に光が入射した場合に、回折現象が起こるようにλ/(4n)よりも小さい値に設定される。但し、λは入射する光の波長、nは媒質の屈折率である。本実施形態では、該媒質を空気と想定するため、上記所定量をλ/8に設定している。
【0025】
上記形状のような入射面31を有する光ファイバ3Bは、入射面31がLDからの光の入射面となる状態で光通信モジュールに配設される。そしてLDからの光を入射面31に入射させると、0次光や1次光などの強度の異なる反射回折光が得られる。該反射光を検出することにより得られた光強度分布に基づいて、入射位置を負帰還制御すれば入射面31における光の入射位置を高精度でコア33中心に合わせることが可能になる。
【0026】
上記のような入射面における光の光強度分布に基づく位置検出は、何ら加工を施さない従来の光ファイバを使用した光通信モジュールでは実行することはできない。また、特許文献1、2の加工方法によってレンズを一体形成された光ファイバでは、加工した面(射出面)においてコア(コア近傍)が凸レンズ状になっている。そのため、仮に加工した面を入射面として光通信モジュールに配設しても上記のような回折効果を有効に得ることができないため、やはり光の光強度分布に基づく高精度な位置検出および位置決めをすることができない。より詳しくは、特許文献1に開示される光ファイバは、クラッドとコアの溶解差を利用して製造されているため、本来溶解すべきではないコアも溶解されている。そのため該光ファイバは、光伝送効率が悪くなり、通常の光通信には適していない。また、特許文献2に開示される光ファイバは、製造方法にコストがかさむだけでなく、歩留まりも悪いという欠点も残している。
【0027】
以上が第二実施形態の光ファイバ3Bの説明である。図4は、第三実施形態の光ファイバ3Cを示す。図4に示すように、光ファイバ3Cは、入射面31においてコア33がクラッド32の面に対して光ファイバの光軸方向に所定量凹んでおり、かつ凹んだコア33の面とクラッド32の面とが略平行になるようにフォトリソ技術を用いて加工される。上記所定量は、第二実施形態と同様に、λ/4よりも小さい値に設定されることが好ましい。本実施形態の光ファイバ3Cは、光ファイバ3Bと同様、λ/8に設定されている。
【0028】
第二実施形態の光ファイバ3Bおよび第三実施形態の光ファイバ3Cは、エッチングすることによってコア33とクラッド32との間に段差を形成している。しかし、エッチング工程以外の工程であっても段差を形成することが可能である。例えば、露光/現像工程を経た光ファイバ3Bの場合、レジストが除去された領域つまりクラッド32に、第一実施形態で使用した金属材料のような比較的高い反射率を有する材料をコーティングすることにより段差を形成することもできる。、また、露光/現像工程を経た光ファイバ3Cの場合、レジストが除去された領域、つまりコア33に該コア33と同一材料、または該領域の屈折率と略同一の屈折率を有する材料でコーティングすることにより段差を形成することも可能である。コーティングする厚みは段差分、すなわちλ/8である。そして、レジストを剥離する(リフトオフ手法)ことにより、図3または図4に示すような、コア33とクラッド32に段差を有する光ファイバ3B、3Cを提供することができる。
【0029】
なお、上述した光ファイバ3Bおよび光ファイバ3Cは、どちらも入射面31が光ファイバの光軸方向と直交している。従って、図3に示すコア33の突出方向や図4に示すコア33の凹む方向は、入射面31と直交する方向ともいえる。しかし、光ファイバ3Bは、該光ファイバ3Bが実装される光通信モジュールの他の構成部材との配置関係において、入射面31を光軸方向と直交しないように形成することも可能である。図5は、光軸方向に対して斜めに傾く入射面31を有する光ファイバ3Dの入射面31近傍の拡大図である。図5に示すように、光軸方向に対して斜めに傾く入射面31を有する光ファイバ3Dの場合、入射面31と直交する方向(図5中破線)と光軸方向(図5中一点鎖線)とは一致しなくなる。以上より、上記各実施形態では、光ファイバ3Bや3Cのように段差を有する光ファイバにおいて、コア33の突出方向(凹む方向)は、光軸方向と説明している。
【0030】
上記のように加工された光ファイバ3A、3B、3Cを、例えば以下のような光通信モジュールに搭載することにより、該光通信モジュールは、LDからの光の入射面31における入射位置をコア33の中心に高精度で合わせる位置決め処理を常時実行可能になる。
【0031】
図6は、光ファイバ3Aを搭載した光通信モジュール10の構成を表す図である。光通信モジュール10は、光ファイバー通信を加入者宅内に引き込むONUとして用いられる。例えば光通信モジュール10は、一本の光ファイバで上り信号として波長1.3μmを送信し、下り信号として1.5μmの信号を受信するように構成された、双方向のWDM伝送に対応した光通信モジュールである。なお、図6に示す光ファイバ3Aは、図5に示す光ファイバ3Dと同様に光軸方向に対して斜めに傾く入射面31を有する。
【0032】
送信用の信号光の光源であるレーザLDは面発光レーザであり、送信用の情報によって変調されるように構成されている。レーザLD、第一集光レンズ2、および光ファイバ3Aは、共通の光軸上に配置される。光ファイバ3Aは、入射面31が第一集光レンズ2と対向するように配設される。つまり、入射面31はLDからの光が入射する面に相当する。レーザLDで発光された波長1.3μmの送信光は、第一集光レンズ2によって光ファイバ3の入射面(入射面)31に向けて集光される。集光された送信光は、光ファイバを介して受信側の光通信モジュール(不図示)に伝送される。
【0033】
以下、光通信モジュール10における、光ファイバ3Aの入射面31に入射する送信用の信号光の位置決め処理に関して概説する。本実施形態の光通信モジュール10は、上記のレーザLD、第一集光レンズ2、および光ファイバ3Aと、第二集光レンズ4、光検出器5、コントローラ6、アクチュエータ7を備える。
【0034】
上述したように、レーザLDで発光された光は、第一集光レンズ2を介して光ファイバ3Aの入射面31に入射する。入射面31によって反射した反射光は第二集光レンズ4に入射する。第二集光レンズ4は、該反射光を集光し、光検出器5に導く。光検出器5は、入射面31と共役な位置に配設されている。つまり、光ファイバの中心で反射した反射光は光検出器5の受光面の略中心に入射する。
【0035】
光検出器5は、受光面が該受光面の中心で互いに直交して延出する2本の境界線によって4つのエリアに分割された4分割フォトダイオードである。光検出器5は、入射する光の光量変化をエリアごとの光量データとしてコントローラ6に送信する。
【0036】
なお、厳密には、コア33の反射率はクラッド32(鏡面m)の反射率よりも低い。従って、コア33で反射した光に関する受光量は微量であるために正確に検出できないおそれがある。そこで、本実施形態の光検出器5は、受光面において、コア33で反射した光が入射する領域の感度を高めてコア33で反射した光の光量を高精度で検出可能にしている。
【0037】
コントローラ6は、各エリアの光量データを受信すると、各光量データに基づいてLDからの光がコア33の中心に入射するように負帰還制御する。具体的には、コントローラ6は、各エリアに入射した光の光量差がなくなるまで、アクチュエータ7を介して第一集光レンズ2を駆動して、入射面31上において光源からの光の入射位置を移動させる。各エリアに入射した光の光量差がなくなれば、LDからの光がコア33の中心位置に入射している。
【0038】
なお、上述した位置決め処理は、光通信モジュール10製造時の初期調整で行われるだけでなく、光通信モジュール10の電源投入後、光通信を行っている間も常時実行される。すなわち、光検出器5は光通信中は常時LDからの光を受光するため、コントローラ6は、光検出器5から常時送信される光量データに基づいて各エリアの光量差がなくなるように位置決め処理を実行することができる。
【0039】
以上が、光ファイバ3Aを搭載した光通信モジュール10の位置決め処理の説明である。なお、光通信モジュール10の構成は、光ファイバ3Aのかわりに光ファイバ3Bや光ファイバ3Cを搭載することによっても、上記と同様の位置決め処理を実行することができる。但し、光ファイバ3Bや光ファイバ3Cを使用した場合、コントローラ6は、受光面における各エリアの光量差をなくすように負帰還制御するのではない。コントローラ6は、入射面31で反射した光の光強度分布が、コア33中心にLDからの光が入射したときに得られる所定の分布と一致するように負帰還制御する。なお、光ファイバ3Bや光ファイバ3Cを使用した場合には、光検出器5は、入射面31と共役な位置に配置するには及ばない。
【0040】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、光通信装置に搭載されるときにLDからの光が入射する側の面に、該光の入射位置に関する高精度な位置決め処理を可能とする加工が施された光ファイバが提供される。つまり、本発明によれば、常時LDからの光に関する位置決め処理を実行することにより、環境変化や経時変化があっても高い性能を維持することのできる光通信装置の構成に最適な光ファイバを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第一実施形態の光ファイバを示す。
【図2】第二実施形態の光ファイバを示す。
【図3】第三実施形態の光ファイバを示す。
【図4】第四実施形態の光ファイバを示す。
【図5】第四実施形態の光ファイバを示す。
【図6】第一実施形態の加工方法により加工された光ファイバを搭載した光通信モジュールの構成を表す図である。
【符号の説明】
3A、3B、3C、3D 光ファイバ
31 入射面
32 クラッド
33 コア
m 鏡面
10 光通信モジュール
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical fiber used for an optical communication device.
[0002]
[Prior art]
An optical communication device is a device for transmitting light emitted from an LD and modulated by information to an optical fiber, and includes an LD, a lens for condensing light from the LD, and optical components such as an optical fiber. You. An optical communication module used as a line termination unit (ONU; Optical Network Unit) that brings optical fiber communication into a subscriber's home generally supports bidirectional communication in which transmission and reception are performed using a single optical fiber. The optical communication module further includes a light receiving element, a WDM (Wavelength Division Multiplex) filter for separating light of different wavelengths, and the like.
[0003]
In the optical communication module as described above, since the signal light from the LD is transmitted and received via the optical fiber, it is necessary to make the light enter the approximate center of the core. In other words, the LD must be positioned with high accuracy with respect to an optical fiber having a core diameter of several μm. The conventional positioning method detects the amount of light emitted from an optical fiber, and determines that light from the LD is incident on the approximate center of the core when the amount of light reaches a predetermined level or more. Usually, these optical components are firmly fixed by welding or using an adhesive after positioning.
[0004]
However, in the above-described conventional positioning method, when the amount of emitted light does not reach a predetermined level, it is determined in which direction and how much the incident position of the light from the LD is shifted with respect to the center of the core. I can't. Therefore, the relative position between the incident position of the light from the LD and the center of the core of the optical fiber must be repeated by trial and error until the light amount of the light emitted from the optical fiber reaches a predetermined level, which is extremely troublesome. It took a lot of time.
[0005]
Further, even if the optical communication module is configured by positioning and fixing the mutual positions of the components using an adhesive after the positioning is completed by the above-described positioning method, the following problems remain. First, in the case where the optical communication module is manufactured as described above, since there is a possibility that the parts may be deformed or broken due to shrinkage of the adhesive or processing, the quality of the product can only be determined after bonding and drying. It is. It is also considered relatively difficult to achieve a high yield with such an optical communication module. Second, if there is a change in performance over time, it is impossible to correct it, and it is not possible to maintain high-accuracy positioning.
[0006]
In order to solve the above problem, it is desired to actually detect the incident position of the light from the LD on the optical fiber incident surface and to position the incident position so that the incident position coincides with the center of the core. Then, the optical communication module may be configured to always perform the positioning process regarding the light from the LD. For this purpose, the incident position of the light from the LD on the optical fiber incident surface can be detected with high accuracy, and the incident surface is processed so that the boundary between the core and the clad on the optical fiber incident surface can be clearly identified. Must.
[0007]
Here, conventionally, the contents disclosed in Patent Literature 1 and Patent Literature 2 below have been known as optical fibers with processed end faces.
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-5-107428 [Patent Document 2]
JP 2001-305382 A
The above Patent Documents 1 and 2 aim at improving the light propagation efficiency when optically connecting an optical fiber to another optical member such as an optical waveguide. Therefore, each of Patent Documents 1 and 2 discloses a processing method of forming a core end itself on one surface of an optical fiber into a convex shape, or forming a convex member (lens) near the core end. That is, the optical fiber processed by the processing method has a lens processed on the exit surface located opposite to another optical member.
[0010]
However, when the surface formed by processing the core itself into a convex shape is provided as the incident surface, light is scattered at the convex portion, and the incident position of the light from the LD cannot be detected with high accuracy. Further, in an optical fiber in which a convex member is formed in the vicinity of the core, it is impossible to clearly distinguish the boundary between the core and the clad. Therefore, the optical fibers described in Patent Documents 1 and 2 cannot achieve highly accurate position detection and positioning.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above circumstances, the present invention always performs a positioning process for light from an LD to maintain high performance even when there is an environmental change such as a change in mechanical conditions such as vibration. An object of the present invention is to provide an optical fiber optimal for a configuration of a communication device.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an optical fiber according to the present invention is characterized in that at least a part of a clad at a predetermined end face is coated with a material having a higher reflectance than the clad.
[0013]
According to the first aspect of the present invention, it is possible to provide an optical fiber in which the reflectance is increased only in a region other than the core without obstructing light incident on the core on the incident surface. Therefore, if the optical fiber is used, it is possible to perform negative feedback control based on the amount of light detected constantly or periodically so that the position on the incident surface (incident surface) of the light from the light source is directed toward the core center. An apparatus can be provided. Since such an optical communication device can always execute the positioning process, it can maintain high performance even when there is an environmental change or a change with time.
[0014]
The region coated with a material having a high reflectivity may be the entire region of the clad, or may be a donut-shaped region near the core and surrounding the core. Further, as a material having a high reflectance, a metal material such as Al and Cr is preferable (claim 3).
[0015]
An optical fiber according to a fourth aspect is characterized in that a predetermined amount of step is formed between the core and the clad at a predetermined end face. Specifically, the end face may be processed so that the core protrudes in a direction perpendicular to the predetermined end face from the clad (claim 5), or the core may extend in a direction perpendicular to the predetermined end face than the clad. It may be processed so as to be depressed (claim 6). Such a step can be formed on the first end face by a photolithography technique or a coating technique.
[0016]
According to the optical fiber of the fourth aspect, it is possible to provide an optical fiber in which the intensity distribution of the first-order diffracted light of the reflected light generated by the step of the incident surface is clearly shown. Therefore, if the optical fiber is used, the negative feedback is performed so that the position of the light from the light source on the incident surface (incident surface) is directed toward the center of the core based on the light intensity distribution of the reflected light that is constantly or periodically detected. An optical communication device that can be controlled is provided. Since such an optical communication device can always execute the positioning process, it can maintain high performance even when there is an environmental change or a change with time.
[0017]
In order to make it possible to detect the light intensity distribution with higher accuracy, it is preferable that the core surface and the clad surface have a substantially parallel relationship at a predetermined end surface (claim 7).
[0018]
The predetermined amount defining the step has a value smaller than λ / (4n), where λ is the wavelength of light from the light source of the optical communication device and the refractive index of the medium is (claim 8). More preferably, the intensity distribution of the first-order diffracted light used for the control is set to λ / (8n) where the diffracted light (reflected light from the incident surface) maintains a constant light intensity for detection and the intensity distribution of the first-order diffracted light is easily detected ( Claim 9).
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows an optical fiber 3A of the first embodiment. As shown in FIG. 1, the optical fiber 3 </ b> A according to the first embodiment includes a clad 32 and a core 33 and has an end face 31. The optical fiber 3A is incorporated in the optical communication device so that the light emitted from the LD enters the end face 31. Therefore, in the following text, the end surface 31 is described as the incident surface 31. The same applies to the optical fiber 3B shown in the second embodiment described below and the optical fiber 3C shown in the third embodiment.
[0020]
On the incident surface 31 of the optical fiber 3A, a mirror surface m is vapor-deposited on substantially the entire area of the clad 32. As a method of forming the mirror surface m only on the clad 32, a metal material such as Cr, Au, or Al is deposited while the core 33 is covered with the resist, and then the remaining resist is deposited on the resist. The core 33 may be exposed by peeling off the entrance surface 31 together with the mirror surface.
[0021]
If the optical fiber 3A processed in this way is used, it is possible to increase the reflectance of the incident surface 31 as compared with a conventional optical fiber in which no processing is performed on the clad 32. Therefore, if the optical fiber 3A is arranged in the optical communication module with the incident surface 31 as the incident surface of the light from the LD, it is possible to detect the amount of light incident on and reflected by the mirror surface m (cladding 32). Become. If the incident position of the light on the incident surface (incident surface 31) is subjected to negative feedback control based on the detected light amount, the incident position can be accurately aligned with the center of the core 33.
[0022]
The above is the optical fiber 3A of the first embodiment. Note that, depending on the specifications of the optical communication device incorporating the processed optical fiber, more specifically, the specifications of the position detection system in the device, the mirror surface m does not necessarily need to be provided over the entire area of the core 33, and may be provided near the core 33. In some cases, it is sufficient that only the information be given. In such a case, if the core 33 is covered with the resist and Cr or the like is vapor-deposited only in the core and the vicinity thereof, only the clad 32 near the core 33 as shown in FIG. An optical fiber 3A ′ having a donut-shaped mirror surface region surrounding the core 33 can be provided.
[0023]
In the optical fiber 3A of the first embodiment, the reflectance of the incident surface 31 is increased by forming the mirror surface m. However, instead of depositing a metal such as Cr on the optical fiber 3A, it is also possible to increase the reflectance of the incident surface 31 by coating a material having a higher reflectance than at least the cladding.
[0024]
FIG. 3 shows an optical fiber 3B of the second embodiment. As shown in FIG. 3, in the optical fiber 3B, the core 33 protrudes by a predetermined amount in the optical axis direction of the optical fiber with respect to the surface of the cladding 32 on the incident surface 31, and the protruding surface of the core 33 and the surface of the cladding 32 Are processed using the photolithography technology so that the light beams are substantially parallel to each other. The predetermined amount is set to a value smaller than λ / (4n) so that a diffraction phenomenon occurs when light enters both the protruding surface of the core 33 and the surface of the cladding 32. Here, λ is the wavelength of the incident light, and n is the refractive index of the medium. In the present embodiment, the predetermined amount is set to λ / 8 in order to assume that the medium is air.
[0025]
The optical fiber 3B having the incident surface 31 having the above-described shape is disposed in the optical communication module in a state where the incident surface 31 is an incident surface of light from the LD. Then, when light from the LD is made incident on the incident surface 31, reflected diffracted light having different intensities, such as zero-order light and primary light, is obtained. If the incident position is subjected to negative feedback control based on the light intensity distribution obtained by detecting the reflected light, the incident position of the light on the incident surface 31 can be adjusted to the center of the core 33 with high accuracy.
[0026]
The position detection based on the light intensity distribution of the light on the incident surface as described above cannot be executed by an optical communication module using a conventional optical fiber without any processing. Further, in an optical fiber in which a lens is integrally formed by the processing methods of Patent Documents 1 and 2, the core (near the core) on the processed surface (exit surface) has a convex lens shape. For this reason, even if the processed surface is provided in the optical communication module as the incident surface, the above-described diffraction effect cannot be effectively obtained, so that highly accurate position detection and positioning based on the light intensity distribution of light are also performed. Can not do it. More specifically, since the optical fiber disclosed in Patent Literature 1 is manufactured using the difference in melting between the clad and the core, the core that should not be melted is also melted. Therefore, the optical fiber has poor optical transmission efficiency and is not suitable for ordinary optical communication. In addition, the optical fiber disclosed in Patent Literature 2 not only adds cost to the manufacturing method, but also has a disadvantage that the yield is poor.
[0027]
The above is the description of the optical fiber 3B of the second embodiment. FIG. 4 shows an optical fiber 3C according to the third embodiment. As shown in FIG. 4, the optical fiber 3 </ b> C has a configuration in which a core 33 is recessed by a predetermined amount in the optical axis direction of the optical fiber with respect to the surface of the clad 32 on the incident surface 31. It is processed using a photolithography technique so that the surface is substantially parallel. The predetermined amount is preferably set to a value smaller than λ / 4, as in the second embodiment. The optical fiber 3C of the present embodiment is set to λ / 8 similarly to the optical fiber 3B.
[0028]
The optical fiber 3B of the second embodiment and the optical fiber 3C of the third embodiment form a step between the core 33 and the clad 32 by etching. However, a step can be formed even in a step other than the etching step. For example, in the case of the optical fiber 3B that has undergone the exposure / development step, the region from which the resist has been removed, that is, the clad 32 is coated with a material having a relatively high reflectance such as the metal material used in the first embodiment. Steps can also be formed. In the case of the optical fiber 3C which has been subjected to the exposure / development step, the area where the resist is removed, that is, the core 33 is coated with the same material as the core 33 or a material having a refractive index substantially the same as that of the area. By doing so, it is also possible to form a step. The coating thickness is a step difference, that is, λ / 8. Then, by stripping the resist (lift-off technique), it is possible to provide the optical fibers 3B and 3C having steps between the core 33 and the clad 32 as shown in FIG. 3 or FIG.
[0029]
The optical fiber 3B and the optical fiber 3C both have the incident surface 31 orthogonal to the optical axis direction of the optical fiber. Therefore, the projecting direction of the core 33 shown in FIG. 3 and the concave direction of the core 33 shown in FIG. However, the optical fiber 3B can also be formed so that the incident surface 31 is not orthogonal to the optical axis direction in relation to the other components of the optical communication module on which the optical fiber 3B is mounted. FIG. 5 is an enlarged view of the vicinity of the incident surface 31 of the optical fiber 3D having the incident surface 31 inclined obliquely to the optical axis direction. As shown in FIG. 5, in the case of an optical fiber 3D having an incident surface 31 inclined obliquely to the optical axis direction, a direction perpendicular to the incident surface 31 (broken line in FIG. 5) and an optical axis direction (dashed line in FIG. 5) ) Does not match. As described above, in each of the above embodiments, in the optical fiber having the steps such as the optical fibers 3B and 3C, the direction in which the core 33 projects (the direction in which the core 33 protrudes) is the optical axis direction.
[0030]
By mounting the optical fibers 3A, 3B, and 3C processed as described above on, for example, an optical communication module as described below, the optical communication module changes the incident position of the light from the LD on the incident surface 31 to the core 33. , It is possible to always execute the positioning process for adjusting to the center of the image with high accuracy.
[0031]
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the optical communication module 10 including the optical fiber 3A. The optical communication module 10 is used as an ONU that brings optical fiber communication into a subscriber's house. For example, the optical communication module 10 is configured to transmit a wavelength of 1.3 μm as an upstream signal and receive a signal of 1.5 μm as a downstream signal using one optical fiber, and the optical communication module 10 supports bidirectional WDM transmission. It is a communication module. The optical fiber 3A shown in FIG. 6 has an incident surface 31 inclined obliquely to the optical axis direction, similarly to the optical fiber 3D shown in FIG.
[0032]
The laser LD, which is the light source of the signal light for transmission, is a surface emitting laser and is configured to be modulated by information for transmission. The laser LD, the first condenser lens 2, and the optical fiber 3A are arranged on a common optical axis. The optical fiber 3 </ b> A is disposed such that the incident surface 31 faces the first condenser lens 2. That is, the incident surface 31 corresponds to a surface on which light from the LD is incident. The transmission light having a wavelength of 1.3 μm emitted from the laser LD is collected by the first condenser lens 2 toward the incident surface (incident surface) 31 of the optical fiber 3. The collected transmission light is transmitted to an optical communication module (not shown) on the receiving side via an optical fiber.
[0033]
Hereinafter, the positioning process of the signal light for transmission incident on the incident surface 31 of the optical fiber 3A in the optical communication module 10 will be outlined. The optical communication module 10 according to the present embodiment includes the laser LD, the first condenser lens 2 and the optical fiber 3A, the second condenser lens 4, the photodetector 5, the controller 6, and the actuator 7.
[0034]
As described above, the light emitted by the laser LD enters the incident surface 31 of the optical fiber 3A via the first condenser lens 2. The light reflected by the incident surface 31 enters the second condenser lens 4. The second condenser lens 4 condenses the reflected light and guides the reflected light to the photodetector 5. The photodetector 5 is provided at a position conjugate with the incident surface 31. That is, the reflected light reflected at the center of the optical fiber is incident on substantially the center of the light receiving surface of the photodetector 5.
[0035]
The photodetector 5 is a four-division photodiode in which the light receiving surface is divided into four areas by two boundary lines extending orthogonally to each other at the center of the light receiving surface. The photodetector 5 transmits a change in the amount of incident light to the controller 6 as light amount data for each area.
[0036]
Strictly speaking, the reflectance of the core 33 is lower than the reflectance of the cladding 32 (mirror surface m). Therefore, the amount of light received by the light reflected by the core 33 may be too small to be accurately detected. Therefore, the photodetector 5 of the present embodiment increases the sensitivity of the light receiving surface in a region where the light reflected by the core 33 is incident so that the amount of light reflected by the core 33 can be detected with high accuracy.
[0037]
When receiving the light amount data of each area, the controller 6 performs negative feedback control based on each light amount data so that the light from the LD enters the center of the core 33. Specifically, the controller 6 drives the first condenser lens 2 via the actuator 7 until the light amount difference of the light incident on each area disappears, and the incident position of the light from the light source on the incident surface 31. To move. When there is no difference in the amount of light incident on each area, the light from the LD is incident on the center position of the core 33.
[0038]
Note that the above-described positioning processing is performed not only during initial adjustment at the time of manufacturing the optical communication module 10 but also during optical communication after the power of the optical communication module 10 is turned on. That is, since the photodetector 5 always receives the light from the LD during the optical communication, the controller 6 performs the positioning processing based on the light amount data constantly transmitted from the photodetector 5 so that the light amount difference in each area is eliminated. Can be performed.
[0039]
The above is the description of the positioning process of the optical communication module 10 equipped with the optical fiber 3A. In addition, the configuration of the optical communication module 10 can execute the same positioning processing as described above by mounting an optical fiber 3B or an optical fiber 3C instead of the optical fiber 3A. However, when the optical fiber 3B or the optical fiber 3C is used, the controller 6 does not perform the negative feedback control so as to eliminate the light quantity difference in each area on the light receiving surface. The controller 6 performs negative feedback control such that the light intensity distribution of the light reflected on the incident surface 31 matches a predetermined distribution obtained when light from the LD enters the center of the core 33. When the optical fiber 3B or the optical fiber 3C is used, the photodetector 5 is far from being disposed at a position conjugate with the incident surface 31.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when mounted on an optical communication device, the surface on the side where light from the LD is incident is processed to enable highly accurate positioning processing regarding the incident position of the light. An optical fiber is provided. In other words, according to the present invention, by performing the positioning process for the light from the LD at all times, an optical fiber optimal for the configuration of an optical communication device capable of maintaining high performance even when there is an environmental change or a temporal change is provided. Can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an optical fiber according to a first embodiment.
FIG. 2 shows an optical fiber according to a second embodiment.
FIG. 3 shows an optical fiber according to a third embodiment.
FIG. 4 shows an optical fiber according to a fourth embodiment.
FIG. 5 shows an optical fiber according to a fourth embodiment.
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of an optical communication module equipped with an optical fiber processed by the processing method of the first embodiment.
[Explanation of symbols]
3A, 3B, 3C, 3D Optical fiber 31 Incident surface 32 Cladding 33 Core m Mirror surface 10 Optical communication module

Claims (9)

所定の端面におけるクラッドの少なくとも一部領域が該クラッドよりも高い反射率を有する材料でコーティングされていることを特徴とする光ファイバ。An optical fiber, wherein at least a part of the cladding at a predetermined end face is coated with a material having a higher reflectance than the cladding. 請求項1に記載の光ファイバにおいて、
前記少なくとも一部領域はコア近傍であって該コアを囲むようなドーナツ状の領域であることを特徴とする光ファイバ。
The optical fiber according to claim 1,
The optical fiber according to claim 1, wherein the at least a partial region is a donut-shaped region near the core and surrounding the core.
請求項1または請求項2に記載の光ファイバにおいて、
前記材料は、金属材料であることを特徴とする光ファイバ。
In the optical fiber according to claim 1 or claim 2,
The optical fiber, wherein the material is a metal material.
所定の端面において、コアとクラッドとの間に所定量の段差が形成されていることを特徴とする光ファイバ。An optical fiber, wherein a predetermined amount of step is formed between a core and a clad at a predetermined end face. 請求項4に記載の光ファイバにおいて、
前記コアは、前記クラッドよりも前記所定の端面から光ファイバの光軸方向へ突出していることを特徴とする光ファイバ。
The optical fiber according to claim 4,
The optical fiber, wherein the core protrudes from the predetermined end face in the optical axis direction of the optical fiber from the clad.
請求項4に記載の光ファイバにおいて、
前記コアは、前記クラッドよりも前記所定の端面から光ファイバの光軸方向へ凹んでいることを特徴とする光ファイバ。
The optical fiber according to claim 4,
The optical fiber, wherein the core is recessed from the predetermined end face in the optical axis direction of the optical fiber with respect to the clad.
請求項4から請求項6のいずれかに記載の光ファイバにおいて、
前記コアの面と前記クラッドの面とは略平行な関係にあることを特徴とする光ファイバ。
In the optical fiber according to any one of claims 4 to 6,
An optical fiber, wherein the surface of the core and the surface of the clad are substantially parallel to each other.
前記所定量は、前記光ファイバが組み込まれる装置において使用される光の波長をλ、媒質の屈折率をnとすると、略λ/(4n)よりも小さい値に設定される請求項4から請求項7のいずれかに記載の光ファイバ。5. The predetermined amount is set to a value smaller than approximately λ / (4n), where λ is the wavelength of light used in the device into which the optical fiber is incorporated, and n is the refractive index of the medium. Item 8. An optical fiber according to any one of Items 7. 前記所定量は、略λ/(8n)に設定される請求項8に記載の光ファイバ。The optical fiber according to claim 8, wherein the predetermined amount is set to approximately λ / (8n).
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