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JP7640382B2 - Optical fiber connection structure - Google Patents
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JP7640382B2 - Optical fiber connection structure - Google Patents

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Description

本発明は、光ファイバ接続構造に関する。 The present invention relates to an optical fiber connection structure.

空孔コア型光ファイバは、光を伝搬するコアが、ガラス等の存在しない空孔となっている光ファイバである。空孔コア型光ファイバは、超低非線形や超低遅延など、従来のソリッド型のシリカ系光ファイバでは実現困難な新たな特性を有するファイバとして非常に注目されている。ここで、ソリッド型光ファイバとは、光を伝搬するコアが、ガラス等の固体の媒質からなる光ファイバである。 A holey-core optical fiber is an optical fiber in which the core that propagates light is made up of holes that do not contain glass or other materials. Hole-core optical fiber has attracted a lot of attention as a fiber with new properties that are difficult to achieve with conventional solid-type silica-based optical fiber, such as ultra-low nonlinearity and ultra-low latency. Here, a solid-type optical fiber is an optical fiber in which the core that propagates light is made up of a solid medium such as glass.

空孔コア型光ファイバの実用化に向けての課題の1つは、高次モードの制御にあったが、特許文献1や非特許文献1に開示される様な様々な検討が進み、実用化に向けての検討が加速している。一方で、空孔コア型光ファイバの実用化に向けてのもう一つの大きな課題が端末処理、および他の光ファイバとの接続機構である。端末処理や接続機構についても、特許文献2や非特許文献2などに開示されるように様々な検討が進んでいるが、従来のソリッド型光ファイバと比べると、接続損失やハンドリングなどの観点から課題がある。 One of the challenges in putting hole-core optical fibers to practical use was the control of higher-order modes, but various studies are underway, as disclosed in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1, and work toward practical use is accelerating. Meanwhile, another major challenge in putting hole-core optical fibers to practical use is the terminal processing and the connection mechanism with other optical fibers. Various studies are also underway regarding terminal processing and connection mechanisms, as disclosed in Patent Document 2 and Non-Patent Document 2, but compared to conventional solid optical fibers, there are challenges in terms of connection loss, handling, etc.

国際公開第2013/152243号International Publication No. 2013/152243 特許第3870713号公報Patent No. 3870713

J. M. Fini, “Aircore microstructured fibers with suppressed higher-order modes” Opt. Express 14, pp11354-11361, (2006).J. M. Fini, “Aircore microstructured fibers with suppressed higher-order modes” Opt. Express 14, pp11354-11361, (2006). . W. Nicholson et al., “Low-loss low return-loss coupling between SMF and single-mode, hollow-core fibers using connectors”, CLEO Applications and Technology, paper JTu4A, (2014).W. Nicholson et al., “Low-loss low return-loss coupling between SMF and single-mode, hollow-core fibers using connectors”, CLEO Applications and Technology, paper JTu4A, (2014).

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、空孔コア型光ファイバの接続損失が低減された光ファイバ接続構造を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above, and its purpose is to provide an optical fiber connection structure that reduces the connection loss of a hole-core optical fiber.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様は、長手方向に垂直な断面において略多角形状の空孔コアを有し、所定波長での有効コア断面積が80μmよりも大きい空孔コア型光ファイバと、前記空孔コア型光ファイバに接続された、前記所定波長での有効コア断面積が80μmよりも大きいソリッド型光ファイバと、を備え、前記空孔コア型光ファイバと接続される部分における前記ソリッド型光ファイバのソリッドコアは、長手方向に垂直な断面において、前記空孔コアの形状に応じた略多角形状を有する光ファイバ接続構造である。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, one aspect of the present invention is an optical fiber connection structure comprising: a hole-core type optical fiber having a hole core that is approximately polygonal in a cross section perpendicular to the longitudinal direction and an effective core area greater than 80 μm2 at a predetermined wavelength; and a solid type optical fiber connected to the hole-core type optical fiber and having an effective core area greater than 80 μm2 at the predetermined wavelength, wherein the solid core of the solid type optical fiber in a portion connected to the hole-core type optical fiber has an approximately polygonal shape corresponding to the shape of the hole core in a cross section perpendicular to the longitudinal direction.

前記空孔コアおよび前記ソリッドコアは、略六角形状であるものでもよい。 The hollow core and the solid core may be substantially hexagonal in shape.

前記空孔コア型光ファイバと前記ソリッド型光ファイバとが物理的に接続されているものでもよい。 The hole-core optical fiber and the solid optical fiber may be physically connected.

前記空孔コア型光ファイバと前記ソリッド型光ファイバとが融着接続をされているものでもよい。 The hole-core optical fiber and the solid optical fiber may be fusion spliced.

前記ソリッド型光ファイバは前記所定波長にてシングルモード光ファイバであるものでもよい。 The solid optical fiber may be a single-mode optical fiber at the specified wavelength.

前記空孔コア型光ファイバは前記所定波長にて実効的なシングルモード光ファイバであるものでもよい。 The hole-core optical fiber may be an effectively single-mode optical fiber at the specified wavelength.

前記空孔コア型光ファイバは前記空孔コアの高次伝搬モードと光学的にカップリングするレゾナントカップル機構を有するものでもよい。 The air hole core optical fiber may have a resonant coupling mechanism that optically couples with a higher-order propagation mode of the air hole core.

前記空孔コア型光ファイバはフォトニックバンドギャップファイバであるものでもよい。 The hole-core optical fiber may be a photonic bandgap fiber.

前記空孔コア型光ファイバは19-cell型のフォトニックバンドギャップファイバであるものでもよい。 The air-hole core optical fiber may be a 19-cell type photonic bandgap fiber.

前記ソリッド型光ファイバの、前記空孔コア型光ファイバと接続された側とは反対側に接続された、前記ソリッド型光ファイバよりも有効コア断面積が小さい通常シングルモード光ファイバを備えるものでもよい。 The solid-type optical fiber may be connected to the side opposite to the side connected to the hole-core type optical fiber, and may include a normal single-mode optical fiber having a smaller effective core area than the solid-type optical fiber.

前記ソリッド型光ファイバと前記通常シングルモード光ファイバとが融着接続をされているものでもよい。 The solid optical fiber and the normal single mode optical fiber may be fusion spliced.

前記融着接続は熱拡散型融着接続であるものでもよい。 The fusion connection may be a thermal diffusion type fusion connection.

本発明によれは、空孔コア型光ファイバの接続損失が低減された光ファイバ接続構造を実現できるという効果を奏する。 The present invention has the effect of realizing an optical fiber connection structure that reduces the connection loss of a hole-core optical fiber.

図1は、実施形態に係る光ファイバ接続構造の長手方向に沿った面における模式的な断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an optical fiber connection structure according to an embodiment, taken along a plane along the longitudinal direction. 図2は、図1に示すフォトニックバンドギャップファイバの長手方向に垂直な面における模式的な断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the photonic bandgap fiber shown in FIG. 1 taken along a plane perpendicular to the longitudinal direction. 図3は、図1に示すAeff拡大型光ファイバの長手方向に垂直な面における模式的な断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the Aeff enlarged optical fiber shown in FIG. 1 taken along a plane perpendicular to the longitudinal direction. 図4は、図1に示す通常シングルモード光ファイバの長手方向に垂直な面における模式的な断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the normal single mode optical fiber shown in FIG. 1 taken along a plane perpendicular to the longitudinal direction. 図5は、フォトニックバンドギャップファイバのフィールド分布の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of a field distribution in a photonic bandgap fiber. 図6は、実施例における空孔コア型光ファイバとソリッド型光ファイバとの接続損失を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the splice loss between a holey-core optical fiber and a solid-type optical fiber in the embodiment. 図7は、実施例におけるソリッド型光ファイバと通常シングルモード光ファイバとの接続損失を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the splice loss between the solid type optical fiber in the embodiment and a normal single mode optical fiber.

以下に、図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。また、各図面において、同一または対応する構成要素には適宜同一の符号を付している。また、本明細書においては、カットオフ波長または実効カットオフ波長とは、国際通信連合(ITU)のITU-T G.650.1で定義するケーブルカットオフ波長(λcc)をいう。また、その他、本明細書で特に定義しない用語についてはG.650.1およびG.650.2における定義、測定方法に従うものとする。 The following describes in detail an embodiment of the present invention with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiment described below. In addition, in each drawing, the same or corresponding components are appropriately assigned the same reference numerals. In addition, in this specification, the cutoff wavelength or effective cutoff wavelength refers to the cable cutoff wavelength (λcc) defined in ITU-T G. 650.1 of the International Telecommunications Union (ITU). In addition, other terms not specifically defined in this specification shall follow the definitions and measurement methods in G. 650.1 and G. 650.2.

(実施形態)
図1は、実施形態に係る光ファイバ接続構造の長手方向に沿った面における模式的な断面図である。光ファイバ接続構造100は、フォトニックバンドギャップファイバ10と、Aeff拡大型光ファイバ20と、通常シングルモード光ファイバ30と、接続部材40と、を備えている。フォトニックバンドギャップファイバ10は空孔コア型光ファイバの一例であり、Aeff拡大型光ファイバ20はソリッド型光ファイバの一例である。
(Embodiment)
1 is a schematic cross-sectional view of an optical fiber connection structure according to an embodiment taken along a longitudinal direction thereof. The optical fiber connection structure 100 includes a photonic bandgap fiber 10, an expanded Aeff optical fiber 20, a normal single mode optical fiber 30, and a connection member 40. The photonic bandgap fiber 10 is an example of a hole-core type optical fiber, and the expanded Aeff optical fiber 20 is an example of a solid type optical fiber.

図2は、フォトニックバンドギャップファイバ10の長手方向に垂直な面における模式的な断面図である。図3は、Aeff拡大型光ファイバ20の長手方向に垂直な面における模式的な断面図である。図4は、通常シングルモード光ファイバ30の長手方向に垂直な面における模式的な断面図である。 Figure 2 is a schematic cross-sectional view of a photonic bandgap fiber 10 in a plane perpendicular to the longitudinal direction. Figure 3 is a schematic cross-sectional view of an Aeff-enhanced optical fiber 20 in a plane perpendicular to the longitudinal direction. Figure 4 is a schematic cross-sectional view of a normal single-mode optical fiber 30 in a plane perpendicular to the longitudinal direction.

フォトニックバンドギャップファイバ10は、空孔コアである主コア11aと、主コア11aを挟む位置に配置された空孔コアであるサイドコア11b、11cと、主コア11aおよびサイドコア11b、11cの外周に形成され、規則的に配列された空孔12aを有するクラッド12とを備える。クラッド12はたとえば石英系のガラスからなるものであり、特に屈折率調整用のドーパントを含まない純石英ガラスからなるものが好ましい。 The photonic bandgap fiber 10 comprises a main core 11a, which is an air hole core, side cores 11b and 11c, which are air hole cores arranged at positions on either side of the main core 11a, and a cladding 12 formed on the outer periphery of the main core 11a and the side cores 11b and 11c and having regularly arranged air holes 12a. The cladding 12 is made of, for example, a silica-based glass, and is preferably made of pure silica glass that does not contain a dopant for adjusting the refractive index.

主コア11aおよびサイドコア11b、11cは、長手方向に垂直な断面において略多角形状、具体的には略六角形状の空孔コアである。ここで、略多角形状とは、辺や角が丸みを帯びている多角形状も含むものを意味する。 The main core 11a and the side cores 11b and 11c are hollow cores that are generally polygonal, specifically generally hexagonal, in a cross section perpendicular to the longitudinal direction. Here, generally polygonal includes polygonal shapes with rounded sides and corners.

フォトニックバンドギャップファイバ10は、所定波長でフォトニックバンドギャップを形成するためのフォトニック結晶を形成するように空孔12aを三角格子状に配置し、かつ、その三角格子の中央部の1個の空孔12aおよびその周囲の18個の空孔12aが配置されるべき略六角形状の領域を、結晶欠陥としての主コア11aとなる空孔に置き換えた基本構造を有する。所定波長はたとえば1550nmである。フォトニックバンドギャップファイバ10は、上記基本構造によって、主コア11aに光を強く閉じ込めて伝送するものである。なお、このような19個の空孔の領域を空孔コアに置き換えた構造のものは19-cell型のコアと呼ばれることがある。 The photonic bandgap fiber 10 has a basic structure in which holes 12a are arranged in a triangular lattice to form a photonic crystal for forming a photonic bandgap at a specified wavelength, and one hole 12a in the center of the triangular lattice and the surrounding approximately hexagonal region in which 18 holes 12a should be arranged are replaced with holes that become the main core 11a as a crystal defect. The specified wavelength is, for example, 1550 nm. With the above basic structure, the photonic bandgap fiber 10 strongly confines light in the main core 11a and transmits it. Note that a structure in which such a region of 19 holes is replaced with a hole core is sometimes called a 19-cell type core.

さらに、フォトニックバンドギャップファイバ10では、空孔12aのうち7個の空孔12aが配置されるべき略六角形状の2つの領域を、結晶欠陥としてのサイドコア11b、11cとなる空孔に置き換えている。サイドコア11b、11cは、7-cell型のコアである。サイドコア11b、11cは、主コア11aにおける所定波長の高次伝搬モードと光学的にカップリングするように構成されている。これにより、主コア11aにおいて高次伝搬モードで伝搬する光は、サイドコア11b、11cに乗り移って伝搬しながら漏洩する。その結果、主コア11aは所定波長において基底モードのみを低損失で伝搬するので、フォトニックバンドギャップファイバ10は実質的にシングルモード光ファイバである。その結果、主コア11aを伝搬する所定波長の光のフィールド分布は径方向においてガウシアン形状である。また、サイドコア11b、11cはレゾナントカップル機構の一例である。 Furthermore, in the photonic bandgap fiber 10, two regions of a substantially hexagonal shape in which seven of the holes 12a should be arranged are replaced with holes that become side cores 11b and 11c as crystal defects. The side cores 11b and 11c are 7-cell type cores. The side cores 11b and 11c are configured to be optically coupled with a higher-order propagation mode of a predetermined wavelength in the main core 11a. As a result, light propagating in the higher-order propagation mode in the main core 11a transfers to the side cores 11b and 11c and leaks while propagating. As a result, the main core 11a propagates only the fundamental mode at a predetermined wavelength with low loss, so the photonic bandgap fiber 10 is essentially a single-mode optical fiber. As a result, the field distribution of light of a predetermined wavelength propagating through the main core 11a is Gaussian in the radial direction. The side cores 11b and 11c are also an example of a resonant coupling mechanism.

フォトニックバンドギャップファイバ10の主コア11aにおける所定波長での有効コア断面積(Aeff)は、80μmより大きいことが好ましく、100μmより大きいことがより好ましい。80μmとは、たとえばITU-T G.652の規定に準拠する通常シングルモード光ファイバの有効コア断面積の典型的な大きさである。フォトニックバンドギャップファイバ10では、有効コア断面積が大きい方が、コア界面での光強度を減らすことが可能であり、伝送損失を低減しやすいので好ましい。 The effective core area (Aeff) at a predetermined wavelength in the main core 11a of the photonic bandgap fiber 10 is preferably larger than 80 μm2 , and more preferably larger than 100 μm2 . 80 μm2 is a typical effective core area of a normal single mode optical fiber conforming to the regulations of, for example, ITU-T G.652. In the photonic bandgap fiber 10, a larger effective core area is preferable because it is possible to reduce the light intensity at the core interface and it is easy to reduce transmission loss.

図5は、フォトニックバンドギャップファイバのフィールド分布の一例を示す図である。ただし、図5は7-cell型の空孔コアの例である。図5に示すように、この種のフォトニックバンドギャップファイバのフィールド分布は、空孔コアの形状に応じた略六角形状である。また、図5のフォトニックバンドギャップファイバはシングルモード光ファイバとなっているため、フィールドの径方向での分布はガウシアン形状である。 Figure 5 shows an example of the field distribution of a photonic bandgap fiber. However, Figure 5 shows an example of a 7-cell type air hole core. As shown in Figure 5, the field distribution of this type of photonic bandgap fiber is approximately hexagonal in accordance with the shape of the air hole core. In addition, since the photonic bandgap fiber in Figure 5 is a single mode optical fiber, the radial distribution of the field is Gaussian.

Aeff拡大型光ファイバ20は、端面23にてフォトニックバンドギャップファイバ10に接続されている。Aeff拡大型光ファイバ20とフォトニックバンドギャップファイバ10とは、熱で溶かす工程を行わずに物理的に接続されており、フィジカルコンタクトの状態にある。Aeff拡大型光ファイバ20の端面23には反射防止膜が形成されていてもよい。反射防止膜は、反射損失が-30dB以下になるように設けることが好ましい。 The Aeff-enhanced optical fiber 20 is connected to the photonic bandgap fiber 10 at the end face 23. The Aeff-enhanced optical fiber 20 and the photonic bandgap fiber 10 are physically connected without a thermal melting process and are in physical contact. An anti-reflection coating may be formed on the end face 23 of the Aeff-enhanced optical fiber 20. It is preferable that the anti-reflection coating is provided so that the reflection loss is -30 dB or less.

Aeff拡大型光ファイバ20とフォトニックバンドギャップファイバ10とは接続部材40にて互いに固定されている。接続部材40はたとえば紫外線硬化樹脂やゾルゲル法により形成されたガラスなどからなり、Aeff拡大型光ファイバ20とフォトニックバンドギャップファイバ10との繋ぎ目を跨るように設けられている。なお、接続部材40は熱収縮チューブでもよい。 The Aeff-enhanced optical fiber 20 and the photonic bandgap fiber 10 are fixed to each other by a connecting member 40. The connecting member 40 is made of, for example, an ultraviolet-curable resin or glass formed by a sol-gel method, and is provided so as to span the joint between the Aeff-enhanced optical fiber 20 and the photonic bandgap fiber 10. The connecting member 40 may be a heat-shrink tube.

Aeff拡大型光ファイバ20は、石英系ガラスからなり、コア21と、コア21の外周を取り囲むクラッド22とを備える。コア21は、長手方向においてコア径が略一定の定径部21aと、定径部21aに接続し、定径部21aから端面24に向かって徐々に拡径する拡径部21bとを有している。なお、図3に示すコア21の断面は、定径部21aの断面である。図3に示すように、定径部21aの断面は略六角形状を有する。コア21はソリッドコアの一例である。 The Aeff-expanded optical fiber 20 is made of silica glass and includes a core 21 and a cladding 22 that surrounds the outer circumference of the core 21. The core 21 has a constant diameter portion 21a with a substantially constant core diameter in the longitudinal direction, and an expanding diameter portion 21b that is connected to the constant diameter portion 21a and gradually expands in diameter from the constant diameter portion 21a toward the end face 24. The cross section of the core 21 shown in Figure 3 is the cross section of the constant diameter portion 21a. As shown in Figure 3, the cross section of the constant diameter portion 21a has a substantially hexagonal shape. The core 21 is an example of a solid core.

Aeff拡大型光ファイバ20の定径部21aにおける所定波長での有効コア断面積は、80μmより大きいことが好ましく、100μmより大きいことがより好ましい。Aeff拡大型光ファイバ20の有効コア断面積が大きければ、フォトニックバンドギャップファイバ10との接続損失を低減する上で好ましい。 The effective core area at a predetermined wavelength in the constant diameter portion 21a of the Aeff expanded optical fiber 20 is preferably larger than 80 μm2 , and more preferably larger than 100 μm2 . A larger effective core area of the Aeff expanded optical fiber 20 is preferable in terms of reducing the connection loss with the photonic bandgap fiber 10.

通常シングルモード光ファイバ30は、Aeff拡大型光ファイバ20の端面24に接続されている。通常シングルモード光ファイバ30は、石英系ガラスからなり、コア31と、コア31の外周を取り囲むクラッド32とを備える。コア31は、長手方向においてコア径が略一定の定径部31aと、定径部31aに接続し、定径部31aからAeff拡大型光ファイバ20の端面24に向かって徐々に拡径する拡径部31bとを有している。なお、図4に示すコア31の断面は、定径部31aの断面である。図4に示すように、定径部31aの断面は略円形状を有する。 The normal single mode optical fiber 30 is connected to the end face 24 of the Aeff-expanded optical fiber 20. The normal single mode optical fiber 30 is made of silica glass and includes a core 31 and a cladding 32 surrounding the outer periphery of the core 31. The core 31 has a constant diameter portion 31a with a substantially constant core diameter in the longitudinal direction, and an expanding diameter portion 31b connected to the constant diameter portion 31a and gradually expanding in diameter from the constant diameter portion 31a toward the end face 24 of the Aeff-expanded optical fiber 20. The cross section of the core 31 shown in FIG. 4 is the cross section of the constant diameter portion 31a. As shown in FIG. 4, the cross section of the constant diameter portion 31a has a substantially circular shape.

通常シングルモード光ファイバ30は、たとえばITU-T G.652の規定に準拠するソリッド型の光ファイバである。通常シングルモード光ファイバ30の有効コア断面積は、Aeff拡大型光ファイバ20の有効コア断面積よりも小さく、たとえば80μmである。通常シングルモード光ファイバ30は、通信用の光ファイバとして広く用いられているため、取り扱い性が良く、かつ他の機器や伝送ケーブルなどに用いられている光ファイバとの接続性がよい。 The normal single mode optical fiber 30 is, for example, a solid type optical fiber conforming to the regulations of ITU-T G. 652. The effective core area of the normal single mode optical fiber 30 is smaller than that of the expanded Aeff optical fiber 20, for example, 80 μm2 . The normal single mode optical fiber 30 is widely used as an optical fiber for communication, and therefore has good handling properties and good connectability with optical fibers used in other devices, transmission cables, etc.

ここで、フォトニックバンドギャップファイバ10と接続される部分におけるAeff拡大型光ファイバ20のコア21(定径部21a)は、長手方向に垂直な断面において、フォトニックバンドギャップファイバ10の主コア11aの形状に応じた略多角形状であり、具体的には略六角形状を有する。その結果、フォトニックバンドギャップファイバ10の光のフィールドとAeff拡大型光ファイバ20の光のフィールドとが整合性が高くなるので、接続損失が低減される。 Here, the core 21 (constant diameter portion 21a) of the Aeff expanded optical fiber 20 at the portion connected to the photonic bandgap fiber 10 has an approximately polygonal shape corresponding to the shape of the main core 11a of the photonic bandgap fiber 10 in a cross section perpendicular to the longitudinal direction, specifically, an approximately hexagonal shape. As a result, the optical field of the photonic bandgap fiber 10 and the optical field of the Aeff expanded optical fiber 20 are highly consistent, thereby reducing connection loss.

たとえば、非特許文献2の技術では、コアの断面が円形であり有効コア断面積が165μmのソリッド型光ファイバと、コアの断面が略六角形状であり有効コア断面積が200μmのフォトニックバンドギャップファイバとをFC/PCコネクタでコネクタ接続した場合の接続損失は0.3dB程度であり、物理的接続をした場合には0.25dBであった。これに対して、本実施形態に係る光ファイバ接続構造100では、接続損失として後述するように0.05dB程度以下とでき、大幅に低減された接続損失を実現できる。 For example, in the technology of Non-Patent Document 2, when a solid optical fiber having a circular core cross section and an effective core area of 165 μm2 is connected to a photonic bandgap fiber having a substantially hexagonal core cross section and an effective core area of 200 μm2 with an FC/PC connector, the connection loss is about 0.3 dB, and when physically connected, it is 0.25 dB. In contrast, with the optical fiber connection structure 100 according to the present embodiment, the connection loss can be reduced to about 0.05 dB or less as described below, and a significantly reduced connection loss can be realized.

なお、好ましい低接続損失を実現するためには、フォトニックバンドギャップファイバ10の有効コア断面積とAeff拡大型光ファイバ20の定径部21aでの有効コア断面積との差は20%程度以内であることが好ましい。 In order to achieve a desirable low connection loss, it is preferable that the difference between the effective core area of the photonic bandgap fiber 10 and the effective core area of the constant diameter portion 21a of the Aeff expanded optical fiber 20 be within about 20%.

また、Aeff拡大型光ファイバ20と通常シングルモード光ファイバ30とは、融着接続をされている。具体的には、Aeff拡大型光ファイバ20と通常シングルモード光ファイバ30とは、熱拡散型融着接続をされている。Aeff拡大型光ファイバ20の拡径部21bと、通常シングルモード光ファイバ30の拡径部31bとは、熱拡散型融着接続の過程で定径部21aまたは31aが拡径して形成された部分である。このように、Aeff拡大型光ファイバ20と通常シングルモード光ファイバ30とが熱拡散型融着接続をされている結果、両者の有効コア断面積が近づくとともに、Aeff拡大型光ファイバ20の端面24における拡径部21bの断面形状は円形に近くなるので、接続損失が低減され、具体的な例としては、後述するように0.05dB程度以下となる。 The Aeff-expanded optical fiber 20 and the normal single mode optical fiber 30 are fusion spliced. Specifically, the Aeff-expanded optical fiber 20 and the normal single mode optical fiber 30 are thermal diffusion fusion spliced. The expanded diameter portion 21b of the Aeff-expanded optical fiber 20 and the expanded diameter portion 31b of the normal single mode optical fiber 30 are portions formed by expanding the diameter of the fixed diameter portion 21a or 31a during the thermal diffusion fusion splicing process. As a result of the thermal diffusion fusion splicing of the Aeff-expanded optical fiber 20 and the normal single mode optical fiber 30, the effective core areas of the two become closer to each other, and the cross-sectional shape of the expanded diameter portion 21b at the end face 24 of the Aeff-expanded optical fiber 20 becomes closer to a circle, so that the splice loss is reduced, and as a specific example, it is about 0.05 dB or less, as described below.

以上説明したように、本実施形態に係る光ファイバ接続構造100は、接続損失が低減されており、かつ取り扱い性が良い。 As described above, the optical fiber connection structure 100 according to this embodiment has reduced connection loss and is easy to handle.

(実験例)
従来公知の方法を用いて実施形態と同様の構造のフォトニックバンドギャップファイバを作製した。なお、作製したフォトニックバンドギャップファイバは、波長1550nmにおける有効コア断面積が約200μmであり、シングルモード伝搬特性を有していた。
(Experimental Example)
A photonic bandgap fiber having the same structure as that of the embodiment was fabricated using a conventional method. The fabricated photonic bandgap fiber had an effective core area of about 200 μm 2 at a wavelength of 1550 nm and had single-mode propagation characteristics.

また、Aeff拡大型光ファイバについては、以下のように作製した。まず、VAD(Vapor-phase Axial Deposition)法を用いてゲルマニアを含むコア母材を作製し、このコア母材を六角柱状に加工した。つづいて、加工したコア母材の外周にクラッドとなるシリカガラスをVAD法を用いて形成して光ファイバ母材を形成した。つづいて、光ファイバ母材から線引きをしてAeff拡大型光ファイバを作製した。作製したAeff拡大型光ファイバはステップ型の屈折率プロファイルを有し、コアのクラッドに対する比屈折率差は0.16%であり、長手方向に垂直な断面における略六角形状のコアの対角の長さは15.5μmであり、有効コア断面積は198μmであり、カットオフ波長は1478nmであった。すなわちAeff拡大型光ファイバは波長1550nmでシングルモード光ファイバであった。 The Aeff enlarged optical fiber was fabricated as follows. First, a core preform containing germania was fabricated using the VAD (Vapor-phase Axial Deposition) method, and the core preform was processed into a hexagonal column shape. Next, silica glass to become a cladding was formed around the outer periphery of the processed core preform using the VAD method to form an optical fiber preform. Next, the optical fiber preform was drawn to fabricate an Aeff enlarged optical fiber. The fabricated Aeff enlarged optical fiber had a step-type refractive index profile, the relative refractive index difference of the core to the cladding was 0.16%, the diagonal length of the approximately hexagonal core in the cross section perpendicular to the longitudinal direction was 15.5 μm, the effective core cross-sectional area was 198 μm2 , and the cutoff wavelength was 1478 nm. That is, the Aeff enlarged optical fiber was a single mode optical fiber at a wavelength of 1550 nm.

つぎに、端面に反射防止膜を形成したAeff拡大型光ファイバを、治具によってフォトニックバンドギャップファイバと物理的に接続した後、Aeff拡大型光ファイバとフォトニックバンドギャップファイバとに跨るように紫外線硬化樹脂を塗布し、紫外線硬化させて固定した。これにより、接続部において反射損失は-30dB以下となった。 Next, the Aeff-enhanced optical fiber with an anti-reflection coating on its end face was physically connected to the photonic bandgap fiber using a jig, and then a UV-curable resin was applied across the Aeff-enhanced optical fiber and the photonic bandgap fiber, and then fixed by UV-curing. As a result, the reflection loss at the connection was reduced to -30 dB or less.

このような物理的な接続および固定を行った際の接続損失の測定を10回行う実験をしたところ、図6に示す結果が得られた。図6によれば、接続損失の10回の平均値は0.048dBと極めて低い値であった。また、多くの場合で0.05dBの接続損失が得られた。 After carrying out this kind of physical connection and fixing, we performed an experiment to measure the connection loss 10 times, and obtained the results shown in Figure 6. As shown in Figure 6, the average connection loss measured over the 10 times was an extremely low value of 0.048 dB. Also, in many cases, a connection loss of 0.05 dB was obtained.

つぎに、作製したAeff拡大型光ファイバと、ITU-T G.652の規格に準拠する通常シングルモード光ファイバとの熱拡散型融着接続を行い、接続損失の測定を10回行う実験をしたところ、図7に示す結果が得られた。図7によれば、接続損失の10回の平均値は0.041dBと極めて低い値であった。また、多くの場合で0.05dB以下の接続損失が得られた。 Next, the fabricated Aeff-enhanced optical fiber was spliced with a normal single-mode optical fiber conforming to the ITU-T G.652 standard by thermal diffusion fusion splicing, and the splice loss was measured 10 times. The results shown in Figure 7 were obtained. As shown in Figure 7, the average splice loss measured 10 times was an extremely low value of 0.041 dB. Also, in many cases, a splice loss of 0.05 dB or less was obtained.

以上の結果から、実施形態に係る光ファイバ接続構造100において、トータルの接続損としては0.1dB以下の接続損失を実現できることが確認された。 From the above results, it was confirmed that the optical fiber connection structure 100 according to the embodiment can achieve a total connection loss of 0.1 dB or less.

なお、上記実施形態では、空孔コア型光ファイバはフォトニックバンドギャップファイバ10であるが、Bragg型やアンチレゾナント型の空孔コア型光ファイバでもよい。 In the above embodiment, the hole-core optical fiber is a photonic bandgap fiber 10, but it may be a Bragg-type or antiresonant-type hole-core optical fiber.

また、上記実施形態では、Aeff拡大型光ファイバ20とフォトニックバンドギャップファイバ10とは物理的に接続されているが、融着接続してもよい。ただし、融着接続の場合は、融着接続条件の最適化等によって、フォトニックバンドギャップファイバ10の空孔構造の構造乱れが起きないように最適化をすることが望ましい。空孔構造の構造乱れが起きると、接続損失が増加する場合があるからである。 In addition, in the above embodiment, the expanded Aeff optical fiber 20 and the photonic bandgap fiber 10 are physically connected, but they may be fusion spliced. However, in the case of fusion splicing, it is desirable to optimize the fusion splicing conditions so that the hole structure of the photonic bandgap fiber 10 is not disturbed. This is because disturbance of the hole structure may increase the connection loss.

また、上記実施形態において、Aeff拡大型光ファイバ20とフォトニックバンドギャップファイバ10とが接続される端面を斜め端面とし、反射損失を低減してもよい。 In addition, in the above embodiment, the end face where the Aeff-enhanced optical fiber 20 and the photonic bandgap fiber 10 are connected may be an oblique end face to reduce reflection loss.

また、上記実施形態では、Aeff拡大型光ファイバ20のコア21とフォトニックバンドギャップファイバ10の主コア11aとがいずれも略六角形状であるが、四角形状や八角形状などの他の多角形状であってもよい。 In addition, in the above embodiment, the core 21 of the expanded Aeff optical fiber 20 and the main core 11a of the photonic bandgap fiber 10 are both approximately hexagonal in shape, but they may be other polygonal shapes such as square or octagonal.

また、上記実施形態において、Aeff拡大型光ファイバ20とフォトニックバンドギャップファイバ10との接続部にフェルールやコネクタを設けてもよい。 In addition, in the above embodiment, a ferrule or connector may be provided at the connection between the expanded Aeff optical fiber 20 and the photonic bandgap fiber 10.

また、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。 Furthermore, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment. The present invention also includes configurations in which the above-mentioned components are appropriately combined. Furthermore, further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Therefore, the broader aspects of the present invention are not limited to the above-mentioned embodiment, and various modifications are possible.

10 :フォトニックバンドギャップファイバ
11a :主コア
11b、11c :サイドコア
12、22、32 :クラッド
12a :空孔
20 :Aeff拡大型光ファイバ
21、31 :コア
21a、31a :定径部
21b、31b :拡径部
23、24 :端面
30 :通常シングルモード光ファイバ
40 :接続部材
100 :光ファイバ接続構造
10: Photonic band gap fiber 11a: Main core 11b, 11c: Side core 12, 22, 32: Cladding 12a: Hole 20: Aeff enlarged optical fiber 21, 31: Core 21a, 31a: Fixed diameter portion 21b, 31b: Enlarged diameter portion 23, 24: End surface 30: Normal single mode optical fiber 40: Connection member 100: Optical fiber connection structure

Claims (7)

長手方向に垂直な断面において略多角形状の空孔コアを有し、所定波長での有効コア断面積が80μmよりも大きい空孔コア型光ファイバと、
前記空孔コア型光ファイバに接続された、前記所定波長での有効コア断面積が80μmよりも大きいソリッド型光ファイバと、
前記ソリッド型光ファイバの、前記空孔コア型光ファイバと接続された側とは反対側に接続された、前記ソリッド型光ファイバよりも有効コア断面積が小さくかつ国際通信連合(ITU)のITU-T G.652の規定に準拠する通常シングルモード光ファイバと、
を備え、
前記空孔コア型光ファイバと前記ソリッド型光ファイバとが物理的に接続されており、
前記ソリッド型光ファイバと前記通常シングルモード光ファイバとが熱拡散型融着接続をされており、
前記空孔コア型光ファイバと接続される部分における前記ソリッド型光ファイバのソリッドコアは、長手方向に垂直な断面において、前記空孔コアの形状に応じた略多角形状を有する
光ファイバ接続構造。
a hole-core optical fiber having a substantially polygonal hole core in a cross section perpendicular to the longitudinal direction and an effective core area at a predetermined wavelength greater than 80 μm2 ;
a solid-type optical fiber connected to the holey-core optical fiber and having an effective core area of more than 80 μm2 at the predetermined wavelength;
a normal single mode optical fiber connected to the solid type optical fiber on the opposite side to the side connected to the holey core type optical fiber, the effective core area of which is smaller than that of the solid type optical fiber and which complies with the provisions of ITU-T G.652 of the International Telecommunications Union (ITU);
Equipped with
the hole-core optical fiber and the solid optical fiber are physically connected;
the solid optical fiber and the normal single mode optical fiber are thermal diffusion fusion spliced together,
an optical fiber connection structure, wherein a solid core of the solid type optical fiber in a portion connected to the hole-core type optical fiber has a substantially polygonal shape corresponding to a shape of the hole core in a cross section perpendicular to the longitudinal direction.
前記空孔コアおよび前記ソリッドコアは、略六角形状である
請求項1に記載の光ファイバ接続構造。
The optical fiber connection structure according to claim 1 , wherein the air core and the solid core are substantially hexagonal in shape.
前記ソリッド型光ファイバは前記所定波長にてシングルモード光ファイバである
請求項1または2に記載の光ファイバ接続構造。
3. The optical fiber connection structure according to claim 1, wherein the solid optical fiber is a single mode optical fiber at the predetermined wavelength.
前記空孔コア型光ファイバは前記所定波長にて基底モードのみを低損失で伝搬する的なシングルモード光ファイバである
請求項1~のいずれか一つに記載の光ファイバ接続構造。
4. The optical fiber connection structure according to claim 1 , wherein the hole-core type optical fiber is a substantially single mode optical fiber that propagates only a fundamental mode at the predetermined wavelength with low loss.
前記空孔コア型光ファイバは前記空孔コアの高次伝搬モードと光学的にカップリングし、高次伝搬モードで伝搬する光が伝搬しながら漏洩するレゾナントカップル機構を有する
請求項に記載の光ファイバ接続構造。
5. The optical fiber connection structure according to claim 4 , wherein the hole-core optical fiber has a resonant coupling mechanism that is optically coupled to a higher-order propagation mode of the hole core , and light propagating in the higher-order propagation mode leaks out while propagating .
前記空孔コア型光ファイバはフォトニックバンドギャップファイバである
請求項1~のいずれか一つに記載の光ファイバ接続構造。
6. The optical fiber connection structure according to claim 1 , wherein the hole-core optical fiber is a photonic bandgap fiber.
前記空孔コア型光ファイバは19-cell型のフォトニックバンドギャップファイバである
請求項に記載の光ファイバ接続構造。
7. The optical fiber connection structure according to claim 6 , wherein the hole-core optical fiber is a 19-cell type photonic bandgap fiber.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7809683B2 (en) * 2023-12-27 2026-02-02 古河電気工業株式会社 Optical fiber connector and method for manufacturing the same
JP2025103269A (en) * 2023-12-27 2025-07-09 古河電気工業株式会社 Optical fiber connection body and method for manufacturing the same
CN121741940A (en) * 2024-09-26 2026-03-27 华为技术有限公司 Optical fiber connector and optical communication system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002243971A (en) 2001-02-19 2002-08-28 Mitsubishi Cable Ind Ltd Photonic crystal fiber connection method, connection structure thereof, and constituent members of connection structure
US20210088717A1 (en) 2017-08-02 2021-03-25 University Of Southampton Hollow core photonic bandgap optical fibres and methods of fabrication
WO2021127032A1 (en) 2019-12-16 2021-06-24 Ofs Fitel, Llc Optical connector assemblies for low latency patchcords

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01133007A (en) * 1987-11-18 1989-05-25 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical fiber

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002243971A (en) 2001-02-19 2002-08-28 Mitsubishi Cable Ind Ltd Photonic crystal fiber connection method, connection structure thereof, and constituent members of connection structure
US20210088717A1 (en) 2017-08-02 2021-03-25 University Of Southampton Hollow core photonic bandgap optical fibres and methods of fabrication
WO2021127032A1 (en) 2019-12-16 2021-06-24 Ofs Fitel, Llc Optical connector assemblies for low latency patchcords

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NICHOLSON, J. W. et al.,Low-loss, low return-loss coupling between SMF and single-mode, hollow-core fibers using connectors,2014 Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO) - Laser Science to Photonic Applications,2014年06月08日,p. 1-2,DOI: 10.1364/CLEO_AT.2014.JTu4A.71

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