光分岐素子及びそれを含む光通信システム
【課題】光ファイバとの接続が容易な光分岐素子及び光通信システムを提供する。
【解決手段】光分岐素子１００Ａでは、マルチコア光ファイバ２００の入射ポート２００Ａに対して前段の光ファイバ１２から出射された光を入射させると、この光は第１コア内を伝搬し、第１コアと第２コアとのコア間クロストークにより第１コアから４つの第２コアに対してその光が分配される。４つの第２コアに分配された光は、それぞれのコアを伝搬し、出射ポート２００Ｂにおいてコア毎にそれぞれ光学的に結合されたファンアウト部品３００内の４本の光導波路に対して出射される。
【解決手段】光分岐素子１００Ａでは、マルチコア光ファイバ２００の入射ポート２００Ａに対して前段の光ファイバ１２から出射された光を入射させると、この光は第１コア内を伝搬し、第１コアと第２コアとのコア間クロストークにより第１コアから４つの第２コアに対してその光が分配される。４つの第２コアに分配された光は、それぞれのコアを伝搬し、出射ポート２００Ｂにおいてコア毎にそれぞれ光学的に結合されたファンアウト部品３００内の４本の光導波路に対して出射される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光分岐素子及びそれを含む光通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、１つの送信局と複数の加入者との間の光通信を可能にするＦＴＴＨ（Fiber To The Home）サービスを提供するため、例えば図１１に示されたように、多段の光スプリッタを介在させることで１本の光ファイバを各加入者が共有する、いわゆるＰＯＮ（PassiveOptical Network）システムと呼ばれる光通信システムが実現されている。
【０００３】
すなわち、図１１に示されたＰＯＮシステムは、インターネットなどの既存の通信システムの最終中継局である端局１（送信局）と、端局１と加入者宅２（加入者）との間に敷設された光ファイバ網とを備える。この光ファイバ網は、分岐点として設けられたクロージャー（光分岐素子３０を含む）と、端局１からクロージャーまでの光通信回線１２と、クロージャーから各加入者宅２までの光通信回線３１から構成されている。
【０００４】
上記端局１は、局側終端装置１０（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）と、ＯＬＴ１０からの多重化信号を分岐する光分岐素子１１を備える。一方、上記加入者宅２には、加入者側終端装置２０（ＯＮＵ：OpticalNetwork Unit）が設けられている。また、端局１と加入者宅２との間に敷設されている光ファイバ網の分岐点としてのクロージャーには、少なくとも、到達した多重化信号をさらに分岐するための光分岐素子３０や、サービス内容を制限するための波長選択フィルタなどが配置されている。
【０００５】
以上のように、図１１に示されたＰＯＮシステムでは、端局１内に光分岐素子１１が設けられるとともに、光ファイバ網上に配置されたクロージャー内にも光分岐素子３０が設けられているので、１つの局側終端装置１０からは複数の加入者に対してＦＴＴＨサービスの提供が可能になっている。そして、このＰＯＮシステムでは、多数の加入者宅２に対して多重化信号を分岐するために、多数の光分岐素子が用いられる。したがって、安価に量産可能で、施工も容易な光分岐素子が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０５−３４１１４７号公報
【特許文献２】特開平１０−１０４４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
発明者らは、従来の光通信システムについて検討した結果、以下のような課題を発見した。すなわち、１本の光ファイバの後段に接続されて、この光ファイバから入射した光を複数の光ファイバに対して供給する光分岐素子としては、一般的に前段と後段との光ファイバの数に応じて光導波路が形成された光導波路チップが用いられる。しかしながら、この光導波路チップを光分岐素子として用いる場合、光導波路チップと、この光導波路チップの前段及び後段に設けられた光ファイバとを接続するためには、光ファイバと光導波路チップとを調芯した上で結合及び固定を行う必要がある。このような作業は布設現場で行われるため、複数の光ファイバに対して正確に光分岐素子を取り付けることが難しい。
【０００８】
本発明は上述のような課題を解決するためになされたものであり、光ファイバとの接続が容易な光分岐素子及びこの光分岐素子を備える光通信システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を解決するため、本発明に係る光分岐素子は、マルチコア光ファイバと、ファンアウト部品と、を備える。マルチコア光ファイバは、所定軸に沿って延びた第１コアと、１又はそれ以上の第２コアと、第１及び第２コアを取り囲むクラッドを備える。また、マルチコア光ファイバは、第1の端面と、この第1の端面に対向する第２の端面と、第1の端面上に位置する入射ポートＡと、第２の端面上に位置する複数の出射ポートＢとを有する。なお、第１の端面上に位置する入射ポートＡは、第1コアに外部からの光を導く。前記第２の端面上に位置する複数の出射ポートＢは、第１及び第２コア内を伝搬した光を取り出す。ファンアウト部品は、マルチコア光ファイバの第２の端面に対面する第３の端面と、第３の端面に対向する第４の端面と、第３の端面上に位置する複数の入射ポートＣと、第４の端面上に位置する複数の出射ポートＤを有する。第３の端面上に位置する複数の入射ポートＣは、複数の出射ポートＢと光学的に結合するよう配置されている。第４の端面上に位置する複数の出射ポートＤは、複数の入射ポートＣそれぞれに対応しており、その中心間距離が複数の入射ポートＣの第３の端面上における中心間距離よりも長くなるよう配置されている。なお、マルチコア光ファイバとしては、例えば上記特許文献１や特許文献２に記載された構成例が知られている。
【００１０】
特に、本発明に係る光分岐素子において、出射ポートＢの数は、入射ポートＡの数よりも多く、かつ、第１及び第２コアの合計数と等しいかそれ以下である。また、入射ポートＡを介して第１コアに入射した光の少なくとも一部は、コア間クロストークにより、第２コアに分岐される。このとき、第１の一方の端面（当該マルチコア光ファイバの第１の端面に一致）には入射ポートＡが設けられ、第２コアの一方の端面（当該マルチコア光ファイバの第１の端面に一致）にはポートは設けられない。ただし、第１コアの他方の端面（当該マルチコア光ファイバの第２の端面に一致）には、出射ポートＢのいずれかが設けられてもよい。
【００１１】
上述のような構造を有する光分岐素子によれば、マルチコア光ファイバの第１の端面上に位置する入射ポートＡから第１コア内に入射された光は、マルチコア光ファイバのコア間クロストークにより、第１コアから第２コア（第１コアを除くコアであって外部から光が入射されないコア）に分配される。また、第２コア内を伝搬する光や第１コア内を伝搬し続ける光は、マルチコア光ファイバの第２の端面の出射ポートＢから出射される。そして、出射ポートＢから出射される光は、これら出射ポートＢとそれぞれ光学的に結合された入射ポートＣを介して、その入射ポートＣがその端面に設けられたファンアウト部品内に入射される。ファンアウト部品内をそれぞれ伝搬した光は、入射ポートＣにそれぞれ対応する出射ポートＤ毎に個別に出射される。したがって、本発明に係る光分岐素子では、前段の光ファイバがマルチコア光ファイバと光学的に容易に結合することができることから、光導波路チップを用いた従来の光分岐素子と比較して、光ファイバとの接続が容易となる。
【００１２】
本発明に係る光分岐素子において、ファンアウト部品は、それぞれが、複数の入射ポートＣのいずれかのポートに一致した一方の端面と、複数の出射ポートＤのうち対応するポートに一致した他方の端面を有する複数の出射用光ファイバを含む構造を備えてもよい。
【００１３】
本発明に係る光分岐素子は、マルチコア光ファイバの前段に配置される入射用光ファイバをさらに備えてもよい。この場合、入射用光ファイバは、マルチコア光ファイバにおける第１の端面上の入射ポートＡを介して第１のコアに、外部からの光を入射させる。
【００１４】
なお、外部からの光が入射される第１コアは、マルチコア光ファイバの中心軸（上記所定軸に直交する当該マルチコア光ファイバの断面中心）にその光軸が一致するよう配置される必要はない。すなわち、本発明の一実施形態として、上記所定軸に直交する、マルチコア光ファイバの断面において、第１及び第２コアは、マルチコア光ファイバの断面中心を避けるよう配置されてもよい。
【００１５】
一方、上記所定軸に直交する、マルチコア光ファイバの断面において、マルチコア光ファイバの断面中心にその光軸が一致するよう第１コアが配置された構成の場合、第１コアの周辺に配置される第２コアは、第１コアを中心とした円周上に等間隔に配置されるのが好ましい。また、マルチコア光ファイバの断面中心にその光軸が一致するよう第１コアが配置された構成において、第１コアから該第１コアの周辺に配置される第２コアそれぞれまでの距離は、互いに等しいのが好ましい。第２コアそれぞれを伝搬する光のパワーバラツキを低減することができるからである。
【００１６】
さらに、本発明に係る光分岐素子において、マルチコア光ファイバは、第１コアと第２コアそれぞれとの間での出力光の分岐比を調整のために曲げられた状態で所定の空間内に設置されてもよい。
【００１７】
なお、本発明に係る光分岐素子において、マルチコア光ファイバと入射用光ファイバとの結合効率を向上させる構造として、マルチコア光ファイバと入射用光ファイバは、それらのクラッド径同士が略等しいとともに入射ポートＡを介して光学的に結合されるコア同士の径が略等しいのが好ましい。
【００１８】
本発明に係る光通システムは、上述のような構造を有する光分岐素子（本発明に係る光分岐素子）を備える。この場合、当該光通信システムでは、入射ポートＡ及び複数の出射ポートＤに対して、互いに異なる光通信回線がそれぞれ個別に光学的に結合される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、光ファイバとの接続が容易な光分岐素子及びそれを含む光通信システムが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る光分岐素子の第１実施形態の概略構成を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る光分岐素子の一部を構成するマルチコア光ファイバの概略構成及び設置状態を示す図である。
【図３】図１（Ａ）及び図１（Ｂ）中の線III−IIIに沿った、マルチコア光ファイバの断面構造を示す図である。
【図４】第１実施形態に係る光分岐素子を構成するファンアウト部品の概略構成の一例を示す図である。
【図５】第１実施形態に係る光分岐素子を構成するファンアウト部品の概略構成の他の例を示す図である。
【図６】図１（Ｂ）に示された構造を有する光分岐素子の構造の一例をより具体的に示す図である。
【図７】図１（Ｂ）に示された構造を有する光分岐素子の他の構造（使用例）をより具体的に示す図である。
【図８】第２実施形態に係る光分岐素子の一部を構成するマルチコア光ファイバの構成を示す断面図であって、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）中の線III−IIIに沿った、マルチコア光ファイバの断面図に一致した図である。
【図９】第２実施形態に係る光分岐素子の一部を構成するマルチコア光ファイバの他の構成を示す断面図であって、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）中の線III−IIIに沿った、マルチコア光ファイバの断面図に一致した図である。
【図１０】第３実施形態に係る光分岐素子の一部を構成するマルチコア光ファイバの構成を示す断面図であって、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）中の線III−IIIに沿った、マルチコア光ファイバの断面図に一致した図である。
【図１１】光通信システム（ＰＯＮシステム）の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る光分岐素子及光通信システムの各実施形態を、図１〜図１０を用いて詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。また、図１〜図１０に示された各実施形態に係る光分岐素子は、当然のことながら、図１１に示された光通信システムの光分岐素子１１、３０に適用可能である。
【００２２】
（第１実施形態）
図１は、本発明に係る光分岐素子の第１実施形態の概略構成を示す図である。具体的に、図１（Ａ）は、当該光分岐素子に入射用光ファイバと出射用光ファイバとが含まれない構成を示し、図１（Ｂ）は、当該光分岐素子に入射用光ファイバと出射用光ファイバとを含む構成を示している。また、図２は、第１実施形態に係る光分岐素子の一部を構成するマルチコア光ファイバの概略構成及び設置状態を示す図である。図３は、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）中の線III−IIIに沿った、マルチコア光ファイバの断面図である。当該光分岐素子は、図１１に示された光通信システムにおける光分岐素子１１、３０と同様の機能を有する素子である。なお、図１（Ａ）の光分岐素子１００Ａと図１（Ｂ）の光分岐素子１００Ｂの双方には、共通するマルチコア光ファイバ２００が適用されている。
【００２３】
具体的に、図１（Ａ）に示された光分岐素子１００Ａは、マルチコア光ファイバ２００とファンアウト部品３００と備える。マルチコア光ファイバ２００は、所定軸に沿って延びる第１コアと、１又はそれ以上の第２コアと、第１及び第２コアを取り囲むクラッドを備える。また、マルチコア光ファイバ２００は、外部からの光を導き光ファイバ１２に対面した一方の端面（第１の端面）と、該一方の端面に対向する他方の端面（第２の端面）と、一方の端面上に配置された入射ポート２００Ａ（入射ポートＡ）と、他方の端面上に配置された出射ポート２００Ｂ（出射ポートＢ）を備える。このマルチコア光ファイバ２００において、一方の端面は、入射ポート２００Ａを介して前段の光ファイバ１２と光学的に結合され、他方の端面は、出射ポート２００Ｂを介してファンアウト部品３００と結合される。そして、ファンアウト部品３００は、マルチコア光ファイバ２００の他方の端面に対面する一方の端面（第３の端面）と、該一方の端面に対向する他方の端面（第４の端面）と、一方の端面上に配置された入射ポート３００Ａ（入射ポートＣ）と、他方の端面上に配置された出射ポート３００Ｂ（出射ポートＤ）を備える。このファンアウト部品３００において、マルチコア光ファイバ２００の第２コアから出射された光は入射ポート３００Ａから入射され、それぞれ互いに異なる出射ポート３００Ｂを介してそれぞれ後段の光ファイバ３１に対して出射される。
【００２４】
なお、図１（Ａ）において、２００Ａ、２００Ｂ、３００Ａ、３００Ｂの点（・）で示した部分は、コアに対応した端面に二次元的または一次元的に配列された各ポートを表し、ポートの数は、コアの数によって変化する（図１（Ｂ）においても同様）。また、図１（Ａ）に示された構成例では、入射ポート２００Ａは、光ファイバ１２のコアと光学的に結合するマルチコアファイバ２００の１本の第１コア２０１の端面に対応するポートである。２００Ｂ、３００Ａ、３００Ｂの各ポートは、配列が一次元又は二次元で配列され、ポート数は、４に限定されず、２でも、３でも、４でも、５でも、６でも、またそれ以上であってもよい。マルチコア光ファイバ２００の外径は、説明の都合で、光ファイバ１２の外径に比して著しく大きく図示しているが、実際の大小を表しているものではなく、若干大きいものあるいは若干小さいものでもよい。
【００２５】
マルチコア光ファイバ２００は、図２（Ａ）及び図３に示されたように、クラッド２０３と、このクラッド２０３の中心軸ＡＸにその光軸が一致するよう配置された第１コア２０１と、このクラッド２０３内の第１コア２０１とは異なる位置に設けられて中心軸ＡＸに沿って延びる４つの第２コア２０２と、クラッド２０３の側面を覆う被覆部２０４とを備える。４つの第２コア２０２は、クラッド２０３の中心（すなわち、第１コア２０１の中心）を中心とした円周上に等間隔に設けられている。
【００２６】
上述のような構造を有するマルチコア光ファイバ２００において、例えば第１コア２０１及び第２コア２０２の直径は９μｍ、第１コア２０１と第２コア２０２との距離（中心同士を結ぶ距離：図３におけるｒ１〜ｒ４）は１４μｍ、及び隣接する第２コア２０２同士の距離（中心同士を結ぶ距離）は２０μｍである。４つの第２コア２０２は、第１コア２０１を中心とした円周Ｃ上に等間隔に配置される。第１コア２０１及び第２コア２０２は、クラッド２０３に対して比屈折率差０．３０％のステップインデックス型の屈折率プロファイルを有し、クラッド２０３の直径は１２５μｍである。また、被覆部２０４（図２（Ａ）参照）をクラッド２０３の側面に設けることで、マルチコア光ファイバ２００全体の直径は２４５μｍとなる。本実施形態では、マルチコア光ファイバ２００の長さは、第１コア２０１に光が入射された場合、コア間クロストークによって第１コア２０１に入射した光が全て第２コア２０２に分配される長さとすることが好ましい。なお、第１コア２０１の他方の端面を出射ポート２００Ｂとして利用する場合に、マルチコア光ファイバ２００の長さは、第２コア２０２から出射される光のパワーと同程度のパワーを有する光が第１コア２０１から出射される程度の長さであればよい。
【００２７】
なお、図１（Ａ）の光分岐素子１００Ａでは、マルチコア光ファイバ２００が直線状に配置されているが、マルチコア光ファイバ２００をパッケージ等に収納する場合には、例えば図２（Ｂ）に示されたように、マルチコア光ファイバ２００をリール２５０等に巻き付ける態様としてもよい。図２（Ｂ）の例では、マルチコア光ファイバ２００が、中心軸ＡＸに沿って延びた半径Ｒが３０ｍｍである胴部を有するリール２５０に、１周当り１回転の捻れを付与されながら１０周巻き付けられている。特に、図２（Ｂ）に示されたように、マルチコア光ファイバを所定の曲げを付与した状態で所定の空間内に設置する構成は、第１コア２０１と第２コア２０２それぞれとの間での出力光の分岐比を調整可能にする。
【００２８】
マルチコア光ファイバ２００には、一方の端面に入射ポート２００Ａ（第１コア２０１の一方の端面に一致）が設けられ、他方の端面には出射ポート２００Ｂ（第２コア２０２の他方の端面にそれぞれ一致）が設けられている。入射ポート２００Ａに対しては光ファイバ１２が光学的に接続され、マルチコア光ファイバ２００の第１コア２０１を除いた第２コア２０２が出射ポート２００Ｂを経てファンアウト部品３００と光学的に結合される。ファンアウト部品３００は、第２コア２０２から出射された光をそれぞれ互いに異なる複数本の後段の光ファイバ３１に対して出射するための光学部品である。すなわち、マルチコア光ファイバ２００の第２コア２０２からファンアウト部品３００に出射された光は、ファンアウト部品３００内でその光路を変更して出射される。このファンアウト部品３００の構成は特に限定されず、周知のファンアウト部品を本実施形態のファンアウト部品として適用することが可能である。
【００２９】
図１（Ａ）に示された光分岐素子１００Ａに適用されるファンアウト部品の一例を図４に示す。図４のファンアウト部品３０１は、石英ガラス等からなる光導波路部材４１０が第２コア２０２の数に応じて設けられ、この光導波路部材４１０の周囲が樹脂４２０により覆われた構造を有する。光導波路部材４１０のそれぞれは、一方の端面がマルチコア光ファイバ２００の出射ポート２００Ｂの対応するいずれかと光学的に結合する入射ポート３００Ａであり、他方の端面が後段の光ファイバに対して出射するための出射ポート３００Ｂである。このうち、入射ポート３００Ａ側の端面では二次元に配列されたマルチコアファイバ２００の４つの第２コア２０２の端面と複数の光導波路部材４１０とがそれぞれ一対一で光学的に結合するように光導波路部材４１０の入射ポート３００Ａが配置されている。また、出射ポート３００Ｂ側の端面では、後段の光ファイバ３１それぞれの端面と４つの光導波路部材４１０とがそれぞれ一対一で光学的に結合するよう、光導波路部材４１０の出射ポート３００Ｂが配置されている。図４のファンアウト部品３０１では、出射ポート３００Ｂの各ポートは、入射ポート３００Ａの各ポートに比し、ポートの中心間距離がより離間するように、直線状、すなわち一次元状に配置されている。図４のファンアウト部品３０１では、出射ポート３００Ｂの配列は一次元配列であるが、図５に示されたように（ファンアウト部品３０２）、出射ポート３００Ｂは二次元配列であってもよい。さらに、光導波路部材４１０の両端、すなわち、入射ポート３００Ａ側の端面及び出射ポート３００Ｂ側の端面は、それぞれ石英ガラスやジルコニア等からなる平板形状の固定部材４３０、４４０により固定される。上記のファンアウト部品３０１とマルチコア光ファイバ２００とを接続する方法としては例えば、コネクタ接続や融着接続等が挙げられる。なお、光導波路部材４１０の本数は、４本には限定されない。第１コア２０１の他方の端面を出射ポート２００Ｂとして利用しない構成では、光導波路部材４１０の本数は、第２コア２０２の総数と等しいか、それ以下であってもよい。また、第１コア２０１の一方の端面を入射ポート２００Ａとして利用し、他方の端面を出射ポート２００Ｂとして利用する場合、光導波路部材４１０の本数は、２本以上かつマルチコア光ファイバ２００のコアの総数と等しいかそれ以下であればよい。
【００３０】
上述のような構造を有する光分岐素子１００Ａにおいて、マルチコア光ファイバ２００の入射ポート２００Ａに対して前段の光ファイバ１２から出射された光が入射されると、この光は入射ポート２００Ａから第１コア２０１内を伝搬する。その間、第１コア２０１と第２コア２０２とのコア間クロストークによって、第１コア２０１から４つの第２コア２０２に対してその光が分配される。そして、４つの第２コア２０２に分配された光は、それぞれのコアを伝搬し、ファンアウト部品３００内に入射される。すなわち、４つの第２コア２０２に分配された光は、マルチコア光ファイバ２００の出射ポート２００Ｂにおいてコア毎にそれぞれ光学的に結合されたファンアウト部品３００内の４つの光導波路に対して、それぞれ出射される。その後、入射ポート３００Ａを介してファンアウト部品３００内に入射された光は、各ポートに対応している４つの光導波路を伝搬し、ファンアウト部品３００に対して光学的に結合する複数の光ファイバ３１に対して出射ポート３００Ｂから出射される。このように、本実施形態に係る光分岐素子１００Ａは、前段の１つの光ファイバ１２内を伝搬する光（外部からの光）を入力し、後段の４つの光ファイバ３１に対して出力する１入力４出力の光分岐素子として機能する。このとき、当該光分岐素子１００Ａは、必要に応じて、マルチコア光ファイバ２００と他の部品との接続部分やマルチコア光ファイバ２００自体を保護する目的から、パッケージ等に収納されてもよい。
【００３１】
次に、図１（Ｂ）に示された光分岐素子について説明する。図１（Ｂ）の光分岐素子１００Ｂの構造は、図１（Ａ）の光分岐素子１００Ａと比較して、入射用光ファイバと出射用光ファイバとを含むよう構成された点で異なっている。具体的な相違点は以下の通りである。
【００３２】
すなわち、光分岐素子１００Ｂには、マルチコア光ファイバ２００と前段の光ファイバ１２との間に光ファイバ１２からの光をマルチコア光ファイバ２００に入射するための入射用光ファイバ１１０が設けられている。さらに、光分岐素子１００Ｂのファンアウト部品３００は、固定部材３２０と出射用光ファイバ３１０とから構成されている。
【００３３】
光分岐素子１００Ｂでは、マルチコア光ファイバ２００の入射ポート２００Ａ（入射ポートＡ）は、前段の光ファイバ１２と光学的に結合している入射用光ファイバ１１０に対して光学的に結合している。入射用光ファイバ１１０とマルチコア光ファイバ２００との間は、融着接続等により接続することが可能である。一方、ファンアウト部品３００側に位置する、マルチコア光ファイバ２００の出射ポート２００Ｂ（出射ポートＢ）は、ファンアウト部品３００を構成する固定部材３２０の一方の端面３２０Ａ（第３の端面）に設けられた入射ポート３００Ａ（入射ポートＣ）と光学的に結合している。固定部材３２０は、ファンアウト部品３００の他方の端面（第４の端面）に設けられた出射ポート３００Ｂ（出射ポートＤ）において、後段の光ファイバ３１と光学的に結合する複数の出射用光ファイバ３１０の端部を入射ポート３００Ａに固定するための部材であり、出射用光ファイバ３１０の一方の端面が固定される他方の端面３２０Ｂを有する。この構成により、マルチコア光ファイバ２００の出射ポート２００Ｂから出射された光は、入射ポート３００Ａから出射用光ファイバ３１０に入射し、出射ポート３００Ｂから後段の光ファイバ３１に対して出射される。
【００３４】
図１（Ｂ）に示された光分岐素子１００Ｂ（特に、固定部材３２０を中心としたファンアウト部品３０２）のより具体的な構造の一例を図６に示す。図６のファンアウト部品３０２は、固定部材３２０と、出射用光ファイバとして機能する４本の単一コアファイバ３１０（クラッド内に単一のコアを有する光ファイバ）を備える。固定部材３２０は、接続対象であるマルチコアファイバ２００の出射ポート２００Ｂが設けられた端面に接着剤等で固定される第１端面３２０Ａ（当該ファンアウト部品３０２の入射ポート３００Ａが設けられた端面）と、出射用光ファイバ３１０の一端が融着等により固定される第２端面３２０Ｂと、第１端面３２０Ａと第２端面３２０Ｂの間を連絡する複数の貫通孔３３０を有する。なお、複数の貫通孔３３０は、第１端面３２０Ａ上において、接続対象であるマルチコア光ファイバ２００の光出射端面において出射ポート２００Ｂとして機能するコア配列（第２コア２０２）に一致するよう配置されている。また、図６において、固定部材３２０の内部は、出射用光ファイバ３１０の挿入状態が確認できるように、貫通孔３３０に沿って出射用光ファイバ３１０の一部が破線で示されている。
【００３５】
４本の出射用光ファイバ３１０それぞれにおいて、入射ポート３００Ａとして機能する端面を含む先端部分３２０Ｃは、残りの部分の外径よりも細くなるよう整形されており、各出射用光ファイバ３１０の先端部分３２０Ｃが固定部材３２０の対応する貫通孔３３０に挿入されている。先端部分３２０Ｃを残りの部分の外径よりも細くなるよう整形するのは、複数の出射用光ファイバ３１０の一般的な外径（クラッド径）が１２５μｍ以上であるのに対して、マルチコア光ファイバ２００のコアの間隔がそれよりも小さく、マルチコアファイバ２００のコア間隔に一致する間隔で、これら複数の出射用光ファイバ３１０の外径を変更せずに入射ポート３００Ａを形成することが困難であるためである。
【００３６】
上述のような構造を有する光分岐素子１００Ｂでは、前段の光ファイバ１２から出射された光が、入射用光ファイバ１１０を経てマルチコア光ファイバ２００の入射ポート２００Ａに入射される。そして、入射ポート２００Ａを介して第１コア２０１に入射された光は、該第１コア２０１内を伝搬し、第１コア２０１と第２コア２０２とのコア間クロストークによって、第１コア２０１から４つのコア２０２に対してその伝搬光が分配される。そして、４つの第２コア２０２に分配された光は、それぞれのコアを伝搬する。その後、４つの第２コア２０２を伝搬した光は、入射ポート２００Ａが設けられた端面とは逆側の端面に設けられた出射ポート２００Ｂにおいてコア毎にそれぞれ光学的に結合されたファンアウト部品３００に入射される。すなわち、入射ポート３００Ａを介して４本の出射用光ファイバ３１０内に入射された光は、それぞれ、４本の出射用光ファイバ３１０内を伝搬し、対応する出射ポート３００Ｂを介してファンアウト部品３０２に対して光学的に結合する４本の光ファイバ３１にそれぞれ出射される。このように、本実施形態に係る光分岐素子１００Ｂは、前段の１つの光ファイバ１２を伝搬した光（外部からの光）を入力し、後段の４つの光ファイバ３１に対して出力する１入力４出力の光分岐素子として機能する。
【００３７】
なお、図６に示された光分岐素子１００Ｂの構成では、マルチコア光ファイバ２００における第１コア２０１では、一方の端面が入射ポート２００Ａとして利用される一方、他方の端面は出射ポート２００Ｂとしては利用されていない。しかしながら、マルチコア光ファイバ２００の長さを調節することにより、第１コア２０１の他方の端面を出射ポート２００Ｂとして利用することも可能である。また、光分岐素子１００Ａ、１００Ｂは、マルチコア光ファイバ２００の出射ポート２００Ｂの一部だけが出射用光ファイバ３１に接続される構成が採用されてもよい。例えば、図７は、図１（Ｂ）に示された光分岐素子１００Ｂ（特に、固定部材３２０を中心としたファンアウト部品３０２Ａ）の他の構造をより具体的に示す図である。図７のファンアウト部品３０２Ａは、固定部材３２０と、出射用光ファイバとして３本の単一コアファイバ３１０Ａ〜３１０Ｃを備える。固定部材３２０は、接続対象であるマルチコアファイバ２００の出射ポート２００Ｂが設けられた端面に接着剤等で固定される第１端面３２０Ａ（当該ファンアウト部品３０２Ａの入射ポート３００Ａが設けられた端面）と、３本の出射用光ファイバ３１０Ａ〜３１０Ｃの一端が融着等により固定される第２端面３２０Ｂと、第１端面３２０Ａと第２端面３２０Ｂの間を連絡する複数の貫通孔を有する。なお、複数の貫通孔は、第１端面３２０Ａ上において、接続対象であるマルチコアファイバ２００の光出射端面において出射ポート２００Ｂとして機能するコア配列（第１コア２０１と第２コア２０２）に一致するよう配置されている。また、図７において、固定部材３２０の内部は、出射用光ファイバ３１０Ａ〜３１０Ｃの挿入状態が確認できるように、貫通孔に沿って出射用光ファイバ３１０の一部が破線で示されている。
【００３８】
３本の出射用光ファイバ３１０Ａ〜３１０Ｃそれぞれにおいて、入射ポート３００Ａとして機能する端面を含む先端部分３２０Ｃは、残りの部分の外径よりも細くなるよう整形されており、出射用光ファイバ３１０Ａ〜３１０Ｃそれぞれの先端部分３２０Ｃが固定部材３２０の対応する貫通孔３３０Ａ〜３３０Ｃに挿入されている。また、貫通孔３３０Ａ〜３３０Ｃを除く貫通孔には、出射用光ファイバの先端部分は挿入されていない。
【００３９】
上述のような構造を有する光分岐素子１００Ｂでは、前段の光ファイバ１２から出射された光が、入射用光ファイバ１１０を経てマルチコア光ファイバ２００の入射ポート２００Ａに入射される。そして、入射ポート２００Ａを介して第１コア２０１に入射された光の一部は、該第１コア２０１内を伝搬し、第１コア２０１と第２コア２０２とのコア間クロストークによって、第１コア２０１から４つのコア２０２に対してその伝搬光が分配される。そして、第１コア２０１と４つの第２コア２０２に分配された光は、それぞれのコアを伝搬する。その後、第１コア２０１と４つの第２コア２０２を伝搬した光は、入射ポート２００Ａが設けられた端面とは逆側の端面に設けられた出射ポート２００Ｂのうち、必要なコア毎にそれぞれ光学的に結合されたファンアウト部品３０２Ａに入射される。すなわち、入射ポート３００Ａを介して３本の出射用光ファイバ３１０Ａ〜３１０Ｃ内に入射された光は、それぞれ、３本の出射用光ファイバ３１０Ａ〜３１０Ｃ内を伝搬し、対応する出射ポート３００Ｂを介してファンアウト部品３０２Ａに対して光学的に結合する３本の光ファイバ３１にそれぞれ出射される。このように、図７に示された構成では、前段の１本の光ファイバ１２を伝搬した光（外部からの光）が入力され、後段の３本の光ファイバ３１に対して出力する１入力３出力の光分岐素子として機能する。
【００４０】
なお、図６及び図７に示されたいずれの構成においても、マルチコア光ファイバ２００に対して接続される入射用光ファイバ１１０は、一般的なシングルモード光ファイバが好適に用いられる。そして、このシングルモードの入射用光ファイバ１１０のクラッド１１２は、マルチコア光ファイバ２００のクラッド２０３の外径に略等しく、入射用光ファイバ１１０のコア１１１の外径は、マルチコア光ファイバ２００内の第１コア２０１の外径に略等し。この状態で、入射用光ファイバ１１０のコア１１１とマルチコア光ファイバ２００の第１コア２０１と、入射ポート２００Ａが設けられた端面において光学的に結合される。入射用光ファイバ１１０とマルチコア光ファイバ２００との接続は融着接続等によって行われる。
【００４１】
上述のファンアウト部品３００の構成は、図４のファンアウト部品３０１や図５のファンアウト部品３０２（３０２Ａ）の構成に限定されない。例えば、レンズ系、反射系、導光系等の光学部品を組み合わせて光学的にポート間隔をより離間するような他の構成を有するファンアウト部品を本実施形態のファンアウト部品として適用することが可能である。
【００４２】
ここで、本実施形態に係る光分岐素子１００Ａ、１００Ｂでは、前段の光ファイバ１２がマルチコア光ファイバ２００の前段の入射用光ファイバ１１０又はマルチコア光ファイバ２００と光学的に容易に結合可能である。したがって、従来の光導波路チップを用いた光分岐素子と比較して、当該光分岐素子１００Ａ、１００Ｂは、光ファイバとの接続を容易にする。
【００４３】
また、第２コア２０２をマルチコア光ファイバ２００の中心に配置された第１コア２０１を中心とした円周上に等間隔に配置することで、複数の第２コア２０２に対して第１コア２０１から分岐される光の比率を均一とすることができる。
【００４４】
さらに、図２（Ｂ）に示されたように、マルチコア光ファイバ２００を１周当り１回転の捻れを与えながら直径Ｒ（＝３０ｍｍ）の胴部を有するリール２５０に１０周巻き付ける場合、該リール２５０の胴部への巻付けによるマルチコア光ファイバ２００の曲げ方向は、捻れのために長手方向（光軸方向）に変化し、結果として、コア間のクロストークのばらつきが低減される。したがって、マルチコア光ファイバ２００において、各コアへの光パワーの分配の均一性が維持される。
【００４５】
また、柔軟性が有するマルチコア光ファイバ２００を光分岐素子の一部に適用することで、柔軟性のない光導波路チップを光分岐素子の一部に適用した場合と比較して、形状の自由度が高められ、この光分岐素子の用途に応じて形状の変更等を行うことが可能になる。
【００４６】
なお、上述の例では、光を均一に分配するためにマルチコア光ファイバ２００に捻れを与えながらリール２５０の胴部に巻き付けた構成について説明したが、各コアへの分配される光パワーに差異を持たせるために、捻れを与えずにリール２５０の胴部に巻き付ける方法も採用できる。このように、マルチコア光ファイバ２００に対して捻れを与えずにリール２５０の胴部に巻き付けることにより、複数の第２コア２０２のうちの特定のコアへの光パワーを大きく（あるいは小さく）することも可能である。さらに、マルチコア光ファイバ２００を巻き付けるリール２５０の胴径（＝２Ｒ）を変化させることで、各コア間の光パワー差を変化させることもできる。
【００４７】
また、上述の実施形態では入射用光ファイバ１１０とマルチコア光ファイバ２００との間の接続方法として融着接続を挙げたが、この部分をコネクタ接続・メカニカルスプライス等の標準的なシングルモード光ファイバ同士を接続する手段で置き換えることも可能である。このように、シングルモード光ファイバ同士を接続する方法を採用することができるため、光分岐素子の一部に光導波路チップが適用された従来技術の構成と比較して、本実施形態に係る光分岐素子１００Ａ、１００Ｂの構成は、大幅に接続の手間が軽減される。
【００４８】
また、上述の実施形態では、マルチコア光ファイバ２００をリール２５０の胴部に巻き付けているが、コア間でのクロストークにより第１コア２０１から第２コア２０２に光パワーを分配する上では、リール２５０の胴部への巻付けは必須ではない。したがって、光分岐素子１００Ａ、１００Ｂをパッケージ等に収納する場合の形態等に応じて、マルチコア光ファイバ２００をリールに巻き付けずに収納する態様とすることもできる。
【００４９】
また、上述の実施形態では、マルチコア光ファイバ２００ではコア間クロストークを用いて第１コア２０１から第２コア２０２に対して光を分配している。しかしながら、ファンアウト部品３００中において有意なコア間クロストークが発生すると所望の分岐比が実現出来ない可能性も考えられる。このため、ファンアウト部品３００において、コア間クロストークを抑制する構成を設けることもできる。具体的には、ファンアウト部品３００中で光を伝搬させる光導波路の周囲を囲むように、比屈折率差が低く、光導波路からの漏れ光のパワーを低減する領域を設けてもよい（閉じ込め等の光制御により漏れ光の光量を低減させる構成等）。
【００５０】
（第２実施形態）
図８は、本発明に係る光分岐素子の第２実施形態の一部を構成するマルチコア光ファイバの断面図であり、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）中の線III−IIIに沿った断面に一致した図である。第２実施形態に係る光分岐素子と第１実施形態に係る光分岐素子と異なる点は、このマルチコア光ファイバの構成、すなわち、第２コアの数とその配置が異なる点である。
【００５１】
図８に示されたように、第２実施形態の光分岐素子の一部を構成するマルチコア光ファイバ２１０では、その断面（当該マルチコア光ファイバ２１０の中心軸ＡＸに直交する面）において、クラッド２０３内の第２コア２０２が第１コア２０１の周囲に８つ配置される。そして、これら第２コア２０２は、当該マルチコア光ファイバ２１０の中心軸ＡＸ（第１コア２０１の光軸に一致）を中心とした円周上に等間隔で配置されている。
【００５２】
図８のマルチコア光ファイバ２１０において、例えば第１コア２０１及び第２コア２０２の直径は８．５μｍ、第１コア２０１と第２コア２０２との距離（中心同士を結ぶ距離）は２０μｍである。また、第１コア２０１及び第２コア２０２は比屈折率差０．３５％のステップインデックス型屈折率プロファイルを有し、クラッド２０３の直径は１２５μｍである。また、被覆部２０４（図２参照）を設けることで、マルチコア光ファイバ２１０全体の直径は２４５μｍとなる。また、マルチコア光ファイバ２１０の長さは、第１コア２０１に光が入射された場合に、コア間クロストークによって第２コア２０２に分配された光の強度が最大となり、第１コア２０１の光の強度とが最小となる長さである。なお、第１コア２０１を当該マルチコア光ファイバ２１０の出射ポート２００Ｂとしても利用する場合には、当該マルチコア光ファイバ２２０の長さは第１コア２０１を出射ポート２００Ｂとして利用しない場合よりも短くなる。
【００５３】
このマルチコア光ファイバ２１０を用いて、図１（Ａ）及び１（Ｂ）の光分岐素子１００Ａ、１００Ｂと同様に、一方の端面（図１（Ａ）及び１（Ｂ）の端面２００Ａに相当する面）に標準的なシングルモード光ファイバからなる入射用光ファイバを融着接続する。これにより、入射用光ファイバのコアとマルチコア光ファイバ２１０の第１コア２０１とが光学的に結合させ、他方の端面（図１（Ａ）及び１（Ｂ）の端面２００Ｂに相当する面）にはマルチコア光ファイバ２１０の８つの第２コア２０２からの光が互いに異なる８本の出射用光ファイバに導くためのファンアウト部品（出射用光ファイバの本数が異なる点を除き、図１（Ａ）及び１（Ｂ）に示されたファンアウト部品３００に相当）が光学的に結合される。
【００５４】
以上の構成により、標準的なシングルモード光ファイバである入射用光ファイバからマルチコア光ファイバ２１０の第１コア２０１に光が入射されると、第１コア２０１と第２コア２０２とのコア間クロストークにより８つの第２コア２０２に光パワーが分配される。ここで、マルチコア光ファイバ２１０では、８つの第２コア２０２は第１コア２０１との間隔も含めて同一の設計であるため、光は均一に分配される。このように、本実施形態に係る光分岐素子は、１本の入射用光ファイバによる光を入力し、最大８本の出射用光ファイバに対して出力する１入力８出力の光分岐素子として機能する。このとき、必要に応じて、マルチコア光ファイバ２１０と他の部品との接続部分やマルチコア光ファイバ２１０自体を保護する目的から、これらがパッケージ等に収納されてもよい。なお、本実施形態の光分岐素子において、第１コア２０１はファンアウト部品とは光学的に接続されても、また、接続されなくてもよい。
【００５５】
上述のような構造を有する第２実施形態に係る光分岐素子においても、第１実施形態に係る光分岐素子と同様に、前段の入射用光ファイバはマルチコア光ファイバ２１０の第１コアと光学的に結合され、後段の光ファイバはファンアウト部品と光学的に結合される。このため、光導波路チップが適用された従来の光分岐素子と比較して、本実施形態に係る光分岐素子の構成は、前段及び後段の光ファイバとの接続が容易になる。
【００５６】
また、第２コア２０２をマルチコア光ファイバ２１０の中心に配置された第１コア２０１を中心とした円周上に等間隔に配置することで、複数の第２コア２０２に対して第１コア２０１から分岐される光の比率を均一とすることができる。
【００５７】
図９は、本発明に係る光分岐素子の第２実施形態の一部を構成するマルチコア光ファイバの他の構成を示す断面図であり、図１（Ａ）及び１（Ｂ）中の線III−IIIに沿った断面に一致した図である。この図９に示されたマルチコア光ファイバ２２０は、マルチコア光ファイバの構成、すなわち、第２コアの数とその配置が図８に示されたマルチコア光ファイバ２１０と相違する。
【００５８】
図９に示されたように、第２実施形態に係る光分岐素子の一部を構成するマルチコア光ファイバ２１０では、６つの第２コア２０２が第１コア２０１の周囲に配置されている。そして、これら第２コア２０２は、マルチコア光ファイバ２２０の中心軸ＡＸ（第１コア２０１の光軸に一致）を中心とした円周上に等間隔に配置されている。このように、マルチコア光ファイバを構成する第２コアの数は、適宜変更することができる。すなわち、第２コアの数は、上述の各実施形態で説明された数、例えば４、６又は８個に限定されず、第１コア２０１の周囲に３つの第２コアが配置されても、また、１０以上、２０以上の第２コアが第１コア２０１の周囲に配置されてもよい。
【００５９】
以上、第１及び第２実施形態について説明したが、本発明は上述の各実施形態に限定されず、種々の変更を行うことができる。
【００６０】
例えば、上述の第１及び第２実施形態では、第２コア２０２の位置はマルチコア光ファイバの中心軸ＡＸを中心とした円周上にある。しかしながら、第２コア２０２は、マルチコア光ファイバの中心軸ＡＸを中心とした円周上とは異なる位置に配置されてもよい。また、第２コア２０２の数は複数である必要はなく、以下の第３実施形態のように、第１コアを出力ポートとして利用する場合には、少なくとも１つあればよい。
【００６１】
また、上記実施形態では、第１コアはファンアウト部品と接続しない構成について説明したが、第１コアもファンアウト部品と接続する構成とすることも可能である。なお、第１コアがファンアウト部品と接続する場合には、マルチコア光ファイバにおいて第１コアから個々の第２コアに分配される光の光量と同量の光が第１コアを伝搬する構成とすることが好ましい。そして、第１コアがファンアウト部品と接続しない場合には、上記実施形態で説明したように、第１コアに入射した光が第２コアに全て分配される構成とすることが好ましい。
【００６２】
（第３実施形態）
図１０は、本発明に係る光分岐素子の第３実施形態の一部を構成するマルチコア光ファイバの断面図であり、図１（Ａ）及び１（Ｂ）中の線III−IIIに沿った断面に一致した図である。第３実施形態に係る光分岐素子と第１実施形態に係る光分岐素子と異なる点は、マルチコア光ファイバの構成、すなわち、第１コアと第２コアの数とその配置が異なる点である。
【００６３】
図１０（Ａ）に示されたように、第３実施形態の光分岐素子の一部を構成するマルチコア光ファイバ２３０では、当該マルチコア光ファイバ２３０の中心軸ＡＸから外れた位置に、第１コア２０１と第２コア２０１が配置されている。図１０（Ａ）に示された例では、マルチコア光ファイバ２３０は、中心軸ＡＸを挟んで１つの第１コア２０１と１つの第２コア２０２がクラッド２０３によって囲まれた状態で配置されている。そして、第１コア２０１の一方の端面が、当該マルチコア光ファイバ２３０の入射ポート２００Ａとなる。一方、第１コア２０１の他方の端面、及び、第２コア２０２の光出射端面が、当該マルチコア光ファイバ２３０の出射ポート２００Ｂとなる。
【００６４】
このようなマルチコア光ファイバ２３０としては、例えば第１コア２０１及び第２コア２０２の直径が８．５μｍ、第１コア２０１と第２コア２０２との距離（中心同士を結ぶ距離）が２０μｍである。第１コア２０１及び第２コア２０２が比屈折率差０．３５％のステップインデックス型屈折率プロファイルを有し、クラッド２０３の直径が１２５μｍである。また、被覆部２０４（図２参照）を設けることで、マルチコア光ファイバ２３０の直径は２４５μｍとなる。マルチコア光ファイバ２３０の長さは、第１コア２０１に光が入射された場合に、コア間クロストークによって第２コア２０２に分配された光の強度と第１コア２０１内を伝搬する光の強度とが略等しくなる長さが好ましい。
【００６５】
このようなマルチコア光ファイバ２３０を用いて、図１（Ａ）及び１（Ｂ）の光分岐素子１００Ａ、１００Ｂと同様に、一方の端面（図１（Ａ）及び１（Ｂ）の端面２００Ａに相当する面）に標準的なシングルモード光ファイバからなる入射用光ファイバが融着接続される。これにより、入射用光ファイバのコアと当該マルチコア光ファイバ２３０の第１コア２０１とが光学的に結合される。また、他方の端面（図１（Ａ）及び１（Ｂ）の端面２００Ｂに相当する面）には当該マルチコア光ファイバ２３０の第１コア２０１と第２コア２０２のそれぞれからの光を互いに異なる２本の出射用光ファイバに導くためのファンアウト部品が光学的に結合される。
【００６６】
以上の構成により、標準的なシングルモード光ファイバである入射用光ファイバから当該マルチコア光ファイバ２３０の第１コア２０１に光が入射されると、第１コア２０１と第２コア２０２とのコア間クロストークにより１つの第２コア２０２に光パワーが分配される。ここで、当該マルチコア光ファイバ２３０では、１つの第２コア２０２は第１コア２０１と同一の設計であるため、第１コア２０１と第２コア２０２の間で光は均一に分配される。このように、本実施形態に係る光分岐素子は、１つの入射用光ファイバによる光を入力し、最終的に２本の出射用光ファイバに対して出力する１入力２出力の光分岐素子として機能する。このとき、必要に応じて、マルチコア光ファイバ２３０と他の部品との接続部分やマルチコア光ファイバ２３０自体を保護する目的から、これらがパッケージ等に収納されてもよい。
【００６７】
上述のような構造を有する第３実施形態に係る光分岐素子においても、第１実施形態に係る光分岐素子と同様に、前段の入射用光ファイバはマルチコア光ファイバ２３０の第１コア２０１と光学的に結合され、後段の光ファイバはファンアウト部品と光学的に結合される。そのため、光導波路チップが適用された従来の光分岐素子と比較して、本実施形態に係る光分岐素子は、前段及び後段の光ファイバとの接続を容易にする。
【００６８】
また、第２コア２０２をマルチコア光ファイバ２３０の中心軸ＡＸを挟んで第１コア２０１と対称に配置することで、１つの第２コア２０２に対して第１コア２０１から分岐される光の比率を均等にすることができる。
【００６９】
図１０（Ｂ）は、本発明に係る光分岐素子の第３実施形態の一部を構成するマルチコア光ファイバの他の構成を示す断面図であり、図１（Ａ）及び１（Ｂ）中の線III−IIIに沿った断面図に一致した図である。この図１０（Ｂ）に示されたマルチコア光ファイバ２４０は、マルチコア光ファイバの構成、すなわち、第２コアの数と第１及び第２コアの配置が図１０（Ａ）に示されたマルチコア光ファイバ２３０と相違する。
【００７０】
図１０（Ｂ）に示されたように、第３実施形態に係る光分岐素子の一部を構成するマルチコア光ファイバ２４０では、当該マルチコア光ファイバ２４０の中心軸ＡＸを第１コア２０１と３つの第２コア２０２が取り囲むように配置されている（中心軸ＡＸから第１コア２０１や３つの第２コア２０２までの各距離は等しい）。このように、クラッド２０３内において、マルチコア光ファイバを構成する第２コアの数は、適宜変更することができる。すなわち、第２コアの数は、２、４、６又は８個に限定されず、例えば第１コア２０１及び第２コア２０２の総数が１０以上、２０以上となってもよい。
【００７１】
マルチコア光ファイバ２４０の入射用光ファイバに光学的に結合される端面には、入射ポート２００Ａが設けられ、第１コア２０１の一方の端面が入射ポート２００Ａとなる。一方、マルチコア光ファイバ２４０の他方の端面には出射ポート２００Ｂが設けられている。図１０（Ｂ）に示されたマルチコア光ファイバ２４０では、第１コア２０１と３つの第２コア２０２の全てのコアの端面が出射ポート２００Ｂとなっている。
【符号の説明】
【００７２】
１２…前段の光ファイバ（光通信回線）、３１…後段の光ファイバ（光通信回線）、１００Ａ、１００Ｂ…光分岐素子、１１０…入射用光ファイバ、３１０、３１０Ａ〜３１０Ｃ…出射用光ファイバ、２００、２１０、２２０、２３０…マルチコア光ファイバ、２０１…第１コア、２０２…第２コア、２０３…クラッド、２０４…被覆部、３００、３０１、３０２、３０２Ａ…ファンアウト部品。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光分岐素子及びそれを含む光通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、１つの送信局と複数の加入者との間の光通信を可能にするＦＴＴＨ（Fiber To The Home）サービスを提供するため、例えば図１１に示されたように、多段の光スプリッタを介在させることで１本の光ファイバを各加入者が共有する、いわゆるＰＯＮ（PassiveOptical Network）システムと呼ばれる光通信システムが実現されている。
【０００３】
すなわち、図１１に示されたＰＯＮシステムは、インターネットなどの既存の通信システムの最終中継局である端局１（送信局）と、端局１と加入者宅２（加入者）との間に敷設された光ファイバ網とを備える。この光ファイバ網は、分岐点として設けられたクロージャー（光分岐素子３０を含む）と、端局１からクロージャーまでの光通信回線１２と、クロージャーから各加入者宅２までの光通信回線３１から構成されている。
【０００４】
上記端局１は、局側終端装置１０（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）と、ＯＬＴ１０からの多重化信号を分岐する光分岐素子１１を備える。一方、上記加入者宅２には、加入者側終端装置２０（ＯＮＵ：OpticalNetwork Unit）が設けられている。また、端局１と加入者宅２との間に敷設されている光ファイバ網の分岐点としてのクロージャーには、少なくとも、到達した多重化信号をさらに分岐するための光分岐素子３０や、サービス内容を制限するための波長選択フィルタなどが配置されている。
【０００５】
以上のように、図１１に示されたＰＯＮシステムでは、端局１内に光分岐素子１１が設けられるとともに、光ファイバ網上に配置されたクロージャー内にも光分岐素子３０が設けられているので、１つの局側終端装置１０からは複数の加入者に対してＦＴＴＨサービスの提供が可能になっている。そして、このＰＯＮシステムでは、多数の加入者宅２に対して多重化信号を分岐するために、多数の光分岐素子が用いられる。したがって、安価に量産可能で、施工も容易な光分岐素子が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０５−３４１１４７号公報
【特許文献２】特開平１０−１０４４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
発明者らは、従来の光通信システムについて検討した結果、以下のような課題を発見した。すなわち、１本の光ファイバの後段に接続されて、この光ファイバから入射した光を複数の光ファイバに対して供給する光分岐素子としては、一般的に前段と後段との光ファイバの数に応じて光導波路が形成された光導波路チップが用いられる。しかしながら、この光導波路チップを光分岐素子として用いる場合、光導波路チップと、この光導波路チップの前段及び後段に設けられた光ファイバとを接続するためには、光ファイバと光導波路チップとを調芯した上で結合及び固定を行う必要がある。このような作業は布設現場で行われるため、複数の光ファイバに対して正確に光分岐素子を取り付けることが難しい。
【０００８】
本発明は上述のような課題を解決するためになされたものであり、光ファイバとの接続が容易な光分岐素子及びこの光分岐素子を備える光通信システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を解決するため、本発明に係る光分岐素子は、マルチコア光ファイバと、ファンアウト部品と、を備える。マルチコア光ファイバは、所定軸に沿って延びた第１コアと、１又はそれ以上の第２コアと、第１及び第２コアを取り囲むクラッドを備える。また、マルチコア光ファイバは、第1の端面と、この第1の端面に対向する第２の端面と、第1の端面上に位置する入射ポートＡと、第２の端面上に位置する複数の出射ポートＢとを有する。なお、第１の端面上に位置する入射ポートＡは、第1コアに外部からの光を導く。前記第２の端面上に位置する複数の出射ポートＢは、第１及び第２コア内を伝搬した光を取り出す。ファンアウト部品は、マルチコア光ファイバの第２の端面に対面する第３の端面と、第３の端面に対向する第４の端面と、第３の端面上に位置する複数の入射ポートＣと、第４の端面上に位置する複数の出射ポートＤを有する。第３の端面上に位置する複数の入射ポートＣは、複数の出射ポートＢと光学的に結合するよう配置されている。第４の端面上に位置する複数の出射ポートＤは、複数の入射ポートＣそれぞれに対応しており、その中心間距離が複数の入射ポートＣの第３の端面上における中心間距離よりも長くなるよう配置されている。なお、マルチコア光ファイバとしては、例えば上記特許文献１や特許文献２に記載された構成例が知られている。
【００１０】
特に、本発明に係る光分岐素子において、出射ポートＢの数は、入射ポートＡの数よりも多く、かつ、第１及び第２コアの合計数と等しいかそれ以下である。また、入射ポートＡを介して第１コアに入射した光の少なくとも一部は、コア間クロストークにより、第２コアに分岐される。このとき、第１の一方の端面（当該マルチコア光ファイバの第１の端面に一致）には入射ポートＡが設けられ、第２コアの一方の端面（当該マルチコア光ファイバの第１の端面に一致）にはポートは設けられない。ただし、第１コアの他方の端面（当該マルチコア光ファイバの第２の端面に一致）には、出射ポートＢのいずれかが設けられてもよい。
【００１１】
上述のような構造を有する光分岐素子によれば、マルチコア光ファイバの第１の端面上に位置する入射ポートＡから第１コア内に入射された光は、マルチコア光ファイバのコア間クロストークにより、第１コアから第２コア（第１コアを除くコアであって外部から光が入射されないコア）に分配される。また、第２コア内を伝搬する光や第１コア内を伝搬し続ける光は、マルチコア光ファイバの第２の端面の出射ポートＢから出射される。そして、出射ポートＢから出射される光は、これら出射ポートＢとそれぞれ光学的に結合された入射ポートＣを介して、その入射ポートＣがその端面に設けられたファンアウト部品内に入射される。ファンアウト部品内をそれぞれ伝搬した光は、入射ポートＣにそれぞれ対応する出射ポートＤ毎に個別に出射される。したがって、本発明に係る光分岐素子では、前段の光ファイバがマルチコア光ファイバと光学的に容易に結合することができることから、光導波路チップを用いた従来の光分岐素子と比較して、光ファイバとの接続が容易となる。
【００１２】
本発明に係る光分岐素子において、ファンアウト部品は、それぞれが、複数の入射ポートＣのいずれかのポートに一致した一方の端面と、複数の出射ポートＤのうち対応するポートに一致した他方の端面を有する複数の出射用光ファイバを含む構造を備えてもよい。
【００１３】
本発明に係る光分岐素子は、マルチコア光ファイバの前段に配置される入射用光ファイバをさらに備えてもよい。この場合、入射用光ファイバは、マルチコア光ファイバにおける第１の端面上の入射ポートＡを介して第１のコアに、外部からの光を入射させる。
【００１４】
なお、外部からの光が入射される第１コアは、マルチコア光ファイバの中心軸（上記所定軸に直交する当該マルチコア光ファイバの断面中心）にその光軸が一致するよう配置される必要はない。すなわち、本発明の一実施形態として、上記所定軸に直交する、マルチコア光ファイバの断面において、第１及び第２コアは、マルチコア光ファイバの断面中心を避けるよう配置されてもよい。
【００１５】
一方、上記所定軸に直交する、マルチコア光ファイバの断面において、マルチコア光ファイバの断面中心にその光軸が一致するよう第１コアが配置された構成の場合、第１コアの周辺に配置される第２コアは、第１コアを中心とした円周上に等間隔に配置されるのが好ましい。また、マルチコア光ファイバの断面中心にその光軸が一致するよう第１コアが配置された構成において、第１コアから該第１コアの周辺に配置される第２コアそれぞれまでの距離は、互いに等しいのが好ましい。第２コアそれぞれを伝搬する光のパワーバラツキを低減することができるからである。
【００１６】
さらに、本発明に係る光分岐素子において、マルチコア光ファイバは、第１コアと第２コアそれぞれとの間での出力光の分岐比を調整のために曲げられた状態で所定の空間内に設置されてもよい。
【００１７】
なお、本発明に係る光分岐素子において、マルチコア光ファイバと入射用光ファイバとの結合効率を向上させる構造として、マルチコア光ファイバと入射用光ファイバは、それらのクラッド径同士が略等しいとともに入射ポートＡを介して光学的に結合されるコア同士の径が略等しいのが好ましい。
【００１８】
本発明に係る光通システムは、上述のような構造を有する光分岐素子（本発明に係る光分岐素子）を備える。この場合、当該光通信システムでは、入射ポートＡ及び複数の出射ポートＤに対して、互いに異なる光通信回線がそれぞれ個別に光学的に結合される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、光ファイバとの接続が容易な光分岐素子及びそれを含む光通信システムが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る光分岐素子の第１実施形態の概略構成を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る光分岐素子の一部を構成するマルチコア光ファイバの概略構成及び設置状態を示す図である。
【図３】図１（Ａ）及び図１（Ｂ）中の線III−IIIに沿った、マルチコア光ファイバの断面構造を示す図である。
【図４】第１実施形態に係る光分岐素子を構成するファンアウト部品の概略構成の一例を示す図である。
【図５】第１実施形態に係る光分岐素子を構成するファンアウト部品の概略構成の他の例を示す図である。
【図６】図１（Ｂ）に示された構造を有する光分岐素子の構造の一例をより具体的に示す図である。
【図７】図１（Ｂ）に示された構造を有する光分岐素子の他の構造（使用例）をより具体的に示す図である。
【図８】第２実施形態に係る光分岐素子の一部を構成するマルチコア光ファイバの構成を示す断面図であって、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）中の線III−IIIに沿った、マルチコア光ファイバの断面図に一致した図である。
【図９】第２実施形態に係る光分岐素子の一部を構成するマルチコア光ファイバの他の構成を示す断面図であって、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）中の線III−IIIに沿った、マルチコア光ファイバの断面図に一致した図である。
【図１０】第３実施形態に係る光分岐素子の一部を構成するマルチコア光ファイバの構成を示す断面図であって、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）中の線III−IIIに沿った、マルチコア光ファイバの断面図に一致した図である。
【図１１】光通信システム（ＰＯＮシステム）の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る光分岐素子及光通信システムの各実施形態を、図１〜図１０を用いて詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。また、図１〜図１０に示された各実施形態に係る光分岐素子は、当然のことながら、図１１に示された光通信システムの光分岐素子１１、３０に適用可能である。
【００２２】
（第１実施形態）
図１は、本発明に係る光分岐素子の第１実施形態の概略構成を示す図である。具体的に、図１（Ａ）は、当該光分岐素子に入射用光ファイバと出射用光ファイバとが含まれない構成を示し、図１（Ｂ）は、当該光分岐素子に入射用光ファイバと出射用光ファイバとを含む構成を示している。また、図２は、第１実施形態に係る光分岐素子の一部を構成するマルチコア光ファイバの概略構成及び設置状態を示す図である。図３は、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）中の線III−IIIに沿った、マルチコア光ファイバの断面図である。当該光分岐素子は、図１１に示された光通信システムにおける光分岐素子１１、３０と同様の機能を有する素子である。なお、図１（Ａ）の光分岐素子１００Ａと図１（Ｂ）の光分岐素子１００Ｂの双方には、共通するマルチコア光ファイバ２００が適用されている。
【００２３】
具体的に、図１（Ａ）に示された光分岐素子１００Ａは、マルチコア光ファイバ２００とファンアウト部品３００と備える。マルチコア光ファイバ２００は、所定軸に沿って延びる第１コアと、１又はそれ以上の第２コアと、第１及び第２コアを取り囲むクラッドを備える。また、マルチコア光ファイバ２００は、外部からの光を導き光ファイバ１２に対面した一方の端面（第１の端面）と、該一方の端面に対向する他方の端面（第２の端面）と、一方の端面上に配置された入射ポート２００Ａ（入射ポートＡ）と、他方の端面上に配置された出射ポート２００Ｂ（出射ポートＢ）を備える。このマルチコア光ファイバ２００において、一方の端面は、入射ポート２００Ａを介して前段の光ファイバ１２と光学的に結合され、他方の端面は、出射ポート２００Ｂを介してファンアウト部品３００と結合される。そして、ファンアウト部品３００は、マルチコア光ファイバ２００の他方の端面に対面する一方の端面（第３の端面）と、該一方の端面に対向する他方の端面（第４の端面）と、一方の端面上に配置された入射ポート３００Ａ（入射ポートＣ）と、他方の端面上に配置された出射ポート３００Ｂ（出射ポートＤ）を備える。このファンアウト部品３００において、マルチコア光ファイバ２００の第２コアから出射された光は入射ポート３００Ａから入射され、それぞれ互いに異なる出射ポート３００Ｂを介してそれぞれ後段の光ファイバ３１に対して出射される。
【００２４】
なお、図１（Ａ）において、２００Ａ、２００Ｂ、３００Ａ、３００Ｂの点（・）で示した部分は、コアに対応した端面に二次元的または一次元的に配列された各ポートを表し、ポートの数は、コアの数によって変化する（図１（Ｂ）においても同様）。また、図１（Ａ）に示された構成例では、入射ポート２００Ａは、光ファイバ１２のコアと光学的に結合するマルチコアファイバ２００の１本の第１コア２０１の端面に対応するポートである。２００Ｂ、３００Ａ、３００Ｂの各ポートは、配列が一次元又は二次元で配列され、ポート数は、４に限定されず、２でも、３でも、４でも、５でも、６でも、またそれ以上であってもよい。マルチコア光ファイバ２００の外径は、説明の都合で、光ファイバ１２の外径に比して著しく大きく図示しているが、実際の大小を表しているものではなく、若干大きいものあるいは若干小さいものでもよい。
【００２５】
マルチコア光ファイバ２００は、図２（Ａ）及び図３に示されたように、クラッド２０３と、このクラッド２０３の中心軸ＡＸにその光軸が一致するよう配置された第１コア２０１と、このクラッド２０３内の第１コア２０１とは異なる位置に設けられて中心軸ＡＸに沿って延びる４つの第２コア２０２と、クラッド２０３の側面を覆う被覆部２０４とを備える。４つの第２コア２０２は、クラッド２０３の中心（すなわち、第１コア２０１の中心）を中心とした円周上に等間隔に設けられている。
【００２６】
上述のような構造を有するマルチコア光ファイバ２００において、例えば第１コア２０１及び第２コア２０２の直径は９μｍ、第１コア２０１と第２コア２０２との距離（中心同士を結ぶ距離：図３におけるｒ１〜ｒ４）は１４μｍ、及び隣接する第２コア２０２同士の距離（中心同士を結ぶ距離）は２０μｍである。４つの第２コア２０２は、第１コア２０１を中心とした円周Ｃ上に等間隔に配置される。第１コア２０１及び第２コア２０２は、クラッド２０３に対して比屈折率差０．３０％のステップインデックス型の屈折率プロファイルを有し、クラッド２０３の直径は１２５μｍである。また、被覆部２０４（図２（Ａ）参照）をクラッド２０３の側面に設けることで、マルチコア光ファイバ２００全体の直径は２４５μｍとなる。本実施形態では、マルチコア光ファイバ２００の長さは、第１コア２０１に光が入射された場合、コア間クロストークによって第１コア２０１に入射した光が全て第２コア２０２に分配される長さとすることが好ましい。なお、第１コア２０１の他方の端面を出射ポート２００Ｂとして利用する場合に、マルチコア光ファイバ２００の長さは、第２コア２０２から出射される光のパワーと同程度のパワーを有する光が第１コア２０１から出射される程度の長さであればよい。
【００２７】
なお、図１（Ａ）の光分岐素子１００Ａでは、マルチコア光ファイバ２００が直線状に配置されているが、マルチコア光ファイバ２００をパッケージ等に収納する場合には、例えば図２（Ｂ）に示されたように、マルチコア光ファイバ２００をリール２５０等に巻き付ける態様としてもよい。図２（Ｂ）の例では、マルチコア光ファイバ２００が、中心軸ＡＸに沿って延びた半径Ｒが３０ｍｍである胴部を有するリール２５０に、１周当り１回転の捻れを付与されながら１０周巻き付けられている。特に、図２（Ｂ）に示されたように、マルチコア光ファイバを所定の曲げを付与した状態で所定の空間内に設置する構成は、第１コア２０１と第２コア２０２それぞれとの間での出力光の分岐比を調整可能にする。
【００２８】
マルチコア光ファイバ２００には、一方の端面に入射ポート２００Ａ（第１コア２０１の一方の端面に一致）が設けられ、他方の端面には出射ポート２００Ｂ（第２コア２０２の他方の端面にそれぞれ一致）が設けられている。入射ポート２００Ａに対しては光ファイバ１２が光学的に接続され、マルチコア光ファイバ２００の第１コア２０１を除いた第２コア２０２が出射ポート２００Ｂを経てファンアウト部品３００と光学的に結合される。ファンアウト部品３００は、第２コア２０２から出射された光をそれぞれ互いに異なる複数本の後段の光ファイバ３１に対して出射するための光学部品である。すなわち、マルチコア光ファイバ２００の第２コア２０２からファンアウト部品３００に出射された光は、ファンアウト部品３００内でその光路を変更して出射される。このファンアウト部品３００の構成は特に限定されず、周知のファンアウト部品を本実施形態のファンアウト部品として適用することが可能である。
【００２９】
図１（Ａ）に示された光分岐素子１００Ａに適用されるファンアウト部品の一例を図４に示す。図４のファンアウト部品３０１は、石英ガラス等からなる光導波路部材４１０が第２コア２０２の数に応じて設けられ、この光導波路部材４１０の周囲が樹脂４２０により覆われた構造を有する。光導波路部材４１０のそれぞれは、一方の端面がマルチコア光ファイバ２００の出射ポート２００Ｂの対応するいずれかと光学的に結合する入射ポート３００Ａであり、他方の端面が後段の光ファイバに対して出射するための出射ポート３００Ｂである。このうち、入射ポート３００Ａ側の端面では二次元に配列されたマルチコアファイバ２００の４つの第２コア２０２の端面と複数の光導波路部材４１０とがそれぞれ一対一で光学的に結合するように光導波路部材４１０の入射ポート３００Ａが配置されている。また、出射ポート３００Ｂ側の端面では、後段の光ファイバ３１それぞれの端面と４つの光導波路部材４１０とがそれぞれ一対一で光学的に結合するよう、光導波路部材４１０の出射ポート３００Ｂが配置されている。図４のファンアウト部品３０１では、出射ポート３００Ｂの各ポートは、入射ポート３００Ａの各ポートに比し、ポートの中心間距離がより離間するように、直線状、すなわち一次元状に配置されている。図４のファンアウト部品３０１では、出射ポート３００Ｂの配列は一次元配列であるが、図５に示されたように（ファンアウト部品３０２）、出射ポート３００Ｂは二次元配列であってもよい。さらに、光導波路部材４１０の両端、すなわち、入射ポート３００Ａ側の端面及び出射ポート３００Ｂ側の端面は、それぞれ石英ガラスやジルコニア等からなる平板形状の固定部材４３０、４４０により固定される。上記のファンアウト部品３０１とマルチコア光ファイバ２００とを接続する方法としては例えば、コネクタ接続や融着接続等が挙げられる。なお、光導波路部材４１０の本数は、４本には限定されない。第１コア２０１の他方の端面を出射ポート２００Ｂとして利用しない構成では、光導波路部材４１０の本数は、第２コア２０２の総数と等しいか、それ以下であってもよい。また、第１コア２０１の一方の端面を入射ポート２００Ａとして利用し、他方の端面を出射ポート２００Ｂとして利用する場合、光導波路部材４１０の本数は、２本以上かつマルチコア光ファイバ２００のコアの総数と等しいかそれ以下であればよい。
【００３０】
上述のような構造を有する光分岐素子１００Ａにおいて、マルチコア光ファイバ２００の入射ポート２００Ａに対して前段の光ファイバ１２から出射された光が入射されると、この光は入射ポート２００Ａから第１コア２０１内を伝搬する。その間、第１コア２０１と第２コア２０２とのコア間クロストークによって、第１コア２０１から４つの第２コア２０２に対してその光が分配される。そして、４つの第２コア２０２に分配された光は、それぞれのコアを伝搬し、ファンアウト部品３００内に入射される。すなわち、４つの第２コア２０２に分配された光は、マルチコア光ファイバ２００の出射ポート２００Ｂにおいてコア毎にそれぞれ光学的に結合されたファンアウト部品３００内の４つの光導波路に対して、それぞれ出射される。その後、入射ポート３００Ａを介してファンアウト部品３００内に入射された光は、各ポートに対応している４つの光導波路を伝搬し、ファンアウト部品３００に対して光学的に結合する複数の光ファイバ３１に対して出射ポート３００Ｂから出射される。このように、本実施形態に係る光分岐素子１００Ａは、前段の１つの光ファイバ１２内を伝搬する光（外部からの光）を入力し、後段の４つの光ファイバ３１に対して出力する１入力４出力の光分岐素子として機能する。このとき、当該光分岐素子１００Ａは、必要に応じて、マルチコア光ファイバ２００と他の部品との接続部分やマルチコア光ファイバ２００自体を保護する目的から、パッケージ等に収納されてもよい。
【００３１】
次に、図１（Ｂ）に示された光分岐素子について説明する。図１（Ｂ）の光分岐素子１００Ｂの構造は、図１（Ａ）の光分岐素子１００Ａと比較して、入射用光ファイバと出射用光ファイバとを含むよう構成された点で異なっている。具体的な相違点は以下の通りである。
【００３２】
すなわち、光分岐素子１００Ｂには、マルチコア光ファイバ２００と前段の光ファイバ１２との間に光ファイバ１２からの光をマルチコア光ファイバ２００に入射するための入射用光ファイバ１１０が設けられている。さらに、光分岐素子１００Ｂのファンアウト部品３００は、固定部材３２０と出射用光ファイバ３１０とから構成されている。
【００３３】
光分岐素子１００Ｂでは、マルチコア光ファイバ２００の入射ポート２００Ａ（入射ポートＡ）は、前段の光ファイバ１２と光学的に結合している入射用光ファイバ１１０に対して光学的に結合している。入射用光ファイバ１１０とマルチコア光ファイバ２００との間は、融着接続等により接続することが可能である。一方、ファンアウト部品３００側に位置する、マルチコア光ファイバ２００の出射ポート２００Ｂ（出射ポートＢ）は、ファンアウト部品３００を構成する固定部材３２０の一方の端面３２０Ａ（第３の端面）に設けられた入射ポート３００Ａ（入射ポートＣ）と光学的に結合している。固定部材３２０は、ファンアウト部品３００の他方の端面（第４の端面）に設けられた出射ポート３００Ｂ（出射ポートＤ）において、後段の光ファイバ３１と光学的に結合する複数の出射用光ファイバ３１０の端部を入射ポート３００Ａに固定するための部材であり、出射用光ファイバ３１０の一方の端面が固定される他方の端面３２０Ｂを有する。この構成により、マルチコア光ファイバ２００の出射ポート２００Ｂから出射された光は、入射ポート３００Ａから出射用光ファイバ３１０に入射し、出射ポート３００Ｂから後段の光ファイバ３１に対して出射される。
【００３４】
図１（Ｂ）に示された光分岐素子１００Ｂ（特に、固定部材３２０を中心としたファンアウト部品３０２）のより具体的な構造の一例を図６に示す。図６のファンアウト部品３０２は、固定部材３２０と、出射用光ファイバとして機能する４本の単一コアファイバ３１０（クラッド内に単一のコアを有する光ファイバ）を備える。固定部材３２０は、接続対象であるマルチコアファイバ２００の出射ポート２００Ｂが設けられた端面に接着剤等で固定される第１端面３２０Ａ（当該ファンアウト部品３０２の入射ポート３００Ａが設けられた端面）と、出射用光ファイバ３１０の一端が融着等により固定される第２端面３２０Ｂと、第１端面３２０Ａと第２端面３２０Ｂの間を連絡する複数の貫通孔３３０を有する。なお、複数の貫通孔３３０は、第１端面３２０Ａ上において、接続対象であるマルチコア光ファイバ２００の光出射端面において出射ポート２００Ｂとして機能するコア配列（第２コア２０２）に一致するよう配置されている。また、図６において、固定部材３２０の内部は、出射用光ファイバ３１０の挿入状態が確認できるように、貫通孔３３０に沿って出射用光ファイバ３１０の一部が破線で示されている。
【００３５】
４本の出射用光ファイバ３１０それぞれにおいて、入射ポート３００Ａとして機能する端面を含む先端部分３２０Ｃは、残りの部分の外径よりも細くなるよう整形されており、各出射用光ファイバ３１０の先端部分３２０Ｃが固定部材３２０の対応する貫通孔３３０に挿入されている。先端部分３２０Ｃを残りの部分の外径よりも細くなるよう整形するのは、複数の出射用光ファイバ３１０の一般的な外径（クラッド径）が１２５μｍ以上であるのに対して、マルチコア光ファイバ２００のコアの間隔がそれよりも小さく、マルチコアファイバ２００のコア間隔に一致する間隔で、これら複数の出射用光ファイバ３１０の外径を変更せずに入射ポート３００Ａを形成することが困難であるためである。
【００３６】
上述のような構造を有する光分岐素子１００Ｂでは、前段の光ファイバ１２から出射された光が、入射用光ファイバ１１０を経てマルチコア光ファイバ２００の入射ポート２００Ａに入射される。そして、入射ポート２００Ａを介して第１コア２０１に入射された光は、該第１コア２０１内を伝搬し、第１コア２０１と第２コア２０２とのコア間クロストークによって、第１コア２０１から４つのコア２０２に対してその伝搬光が分配される。そして、４つの第２コア２０２に分配された光は、それぞれのコアを伝搬する。その後、４つの第２コア２０２を伝搬した光は、入射ポート２００Ａが設けられた端面とは逆側の端面に設けられた出射ポート２００Ｂにおいてコア毎にそれぞれ光学的に結合されたファンアウト部品３００に入射される。すなわち、入射ポート３００Ａを介して４本の出射用光ファイバ３１０内に入射された光は、それぞれ、４本の出射用光ファイバ３１０内を伝搬し、対応する出射ポート３００Ｂを介してファンアウト部品３０２に対して光学的に結合する４本の光ファイバ３１にそれぞれ出射される。このように、本実施形態に係る光分岐素子１００Ｂは、前段の１つの光ファイバ１２を伝搬した光（外部からの光）を入力し、後段の４つの光ファイバ３１に対して出力する１入力４出力の光分岐素子として機能する。
【００３７】
なお、図６に示された光分岐素子１００Ｂの構成では、マルチコア光ファイバ２００における第１コア２０１では、一方の端面が入射ポート２００Ａとして利用される一方、他方の端面は出射ポート２００Ｂとしては利用されていない。しかしながら、マルチコア光ファイバ２００の長さを調節することにより、第１コア２０１の他方の端面を出射ポート２００Ｂとして利用することも可能である。また、光分岐素子１００Ａ、１００Ｂは、マルチコア光ファイバ２００の出射ポート２００Ｂの一部だけが出射用光ファイバ３１に接続される構成が採用されてもよい。例えば、図７は、図１（Ｂ）に示された光分岐素子１００Ｂ（特に、固定部材３２０を中心としたファンアウト部品３０２Ａ）の他の構造をより具体的に示す図である。図７のファンアウト部品３０２Ａは、固定部材３２０と、出射用光ファイバとして３本の単一コアファイバ３１０Ａ〜３１０Ｃを備える。固定部材３２０は、接続対象であるマルチコアファイバ２００の出射ポート２００Ｂが設けられた端面に接着剤等で固定される第１端面３２０Ａ（当該ファンアウト部品３０２Ａの入射ポート３００Ａが設けられた端面）と、３本の出射用光ファイバ３１０Ａ〜３１０Ｃの一端が融着等により固定される第２端面３２０Ｂと、第１端面３２０Ａと第２端面３２０Ｂの間を連絡する複数の貫通孔を有する。なお、複数の貫通孔は、第１端面３２０Ａ上において、接続対象であるマルチコアファイバ２００の光出射端面において出射ポート２００Ｂとして機能するコア配列（第１コア２０１と第２コア２０２）に一致するよう配置されている。また、図７において、固定部材３２０の内部は、出射用光ファイバ３１０Ａ〜３１０Ｃの挿入状態が確認できるように、貫通孔に沿って出射用光ファイバ３１０の一部が破線で示されている。
【００３８】
３本の出射用光ファイバ３１０Ａ〜３１０Ｃそれぞれにおいて、入射ポート３００Ａとして機能する端面を含む先端部分３２０Ｃは、残りの部分の外径よりも細くなるよう整形されており、出射用光ファイバ３１０Ａ〜３１０Ｃそれぞれの先端部分３２０Ｃが固定部材３２０の対応する貫通孔３３０Ａ〜３３０Ｃに挿入されている。また、貫通孔３３０Ａ〜３３０Ｃを除く貫通孔には、出射用光ファイバの先端部分は挿入されていない。
【００３９】
上述のような構造を有する光分岐素子１００Ｂでは、前段の光ファイバ１２から出射された光が、入射用光ファイバ１１０を経てマルチコア光ファイバ２００の入射ポート２００Ａに入射される。そして、入射ポート２００Ａを介して第１コア２０１に入射された光の一部は、該第１コア２０１内を伝搬し、第１コア２０１と第２コア２０２とのコア間クロストークによって、第１コア２０１から４つのコア２０２に対してその伝搬光が分配される。そして、第１コア２０１と４つの第２コア２０２に分配された光は、それぞれのコアを伝搬する。その後、第１コア２０１と４つの第２コア２０２を伝搬した光は、入射ポート２００Ａが設けられた端面とは逆側の端面に設けられた出射ポート２００Ｂのうち、必要なコア毎にそれぞれ光学的に結合されたファンアウト部品３０２Ａに入射される。すなわち、入射ポート３００Ａを介して３本の出射用光ファイバ３１０Ａ〜３１０Ｃ内に入射された光は、それぞれ、３本の出射用光ファイバ３１０Ａ〜３１０Ｃ内を伝搬し、対応する出射ポート３００Ｂを介してファンアウト部品３０２Ａに対して光学的に結合する３本の光ファイバ３１にそれぞれ出射される。このように、図７に示された構成では、前段の１本の光ファイバ１２を伝搬した光（外部からの光）が入力され、後段の３本の光ファイバ３１に対して出力する１入力３出力の光分岐素子として機能する。
【００４０】
なお、図６及び図７に示されたいずれの構成においても、マルチコア光ファイバ２００に対して接続される入射用光ファイバ１１０は、一般的なシングルモード光ファイバが好適に用いられる。そして、このシングルモードの入射用光ファイバ１１０のクラッド１１２は、マルチコア光ファイバ２００のクラッド２０３の外径に略等しく、入射用光ファイバ１１０のコア１１１の外径は、マルチコア光ファイバ２００内の第１コア２０１の外径に略等し。この状態で、入射用光ファイバ１１０のコア１１１とマルチコア光ファイバ２００の第１コア２０１と、入射ポート２００Ａが設けられた端面において光学的に結合される。入射用光ファイバ１１０とマルチコア光ファイバ２００との接続は融着接続等によって行われる。
【００４１】
上述のファンアウト部品３００の構成は、図４のファンアウト部品３０１や図５のファンアウト部品３０２（３０２Ａ）の構成に限定されない。例えば、レンズ系、反射系、導光系等の光学部品を組み合わせて光学的にポート間隔をより離間するような他の構成を有するファンアウト部品を本実施形態のファンアウト部品として適用することが可能である。
【００４２】
ここで、本実施形態に係る光分岐素子１００Ａ、１００Ｂでは、前段の光ファイバ１２がマルチコア光ファイバ２００の前段の入射用光ファイバ１１０又はマルチコア光ファイバ２００と光学的に容易に結合可能である。したがって、従来の光導波路チップを用いた光分岐素子と比較して、当該光分岐素子１００Ａ、１００Ｂは、光ファイバとの接続を容易にする。
【００４３】
また、第２コア２０２をマルチコア光ファイバ２００の中心に配置された第１コア２０１を中心とした円周上に等間隔に配置することで、複数の第２コア２０２に対して第１コア２０１から分岐される光の比率を均一とすることができる。
【００４４】
さらに、図２（Ｂ）に示されたように、マルチコア光ファイバ２００を１周当り１回転の捻れを与えながら直径Ｒ（＝３０ｍｍ）の胴部を有するリール２５０に１０周巻き付ける場合、該リール２５０の胴部への巻付けによるマルチコア光ファイバ２００の曲げ方向は、捻れのために長手方向（光軸方向）に変化し、結果として、コア間のクロストークのばらつきが低減される。したがって、マルチコア光ファイバ２００において、各コアへの光パワーの分配の均一性が維持される。
【００４５】
また、柔軟性が有するマルチコア光ファイバ２００を光分岐素子の一部に適用することで、柔軟性のない光導波路チップを光分岐素子の一部に適用した場合と比較して、形状の自由度が高められ、この光分岐素子の用途に応じて形状の変更等を行うことが可能になる。
【００４６】
なお、上述の例では、光を均一に分配するためにマルチコア光ファイバ２００に捻れを与えながらリール２５０の胴部に巻き付けた構成について説明したが、各コアへの分配される光パワーに差異を持たせるために、捻れを与えずにリール２５０の胴部に巻き付ける方法も採用できる。このように、マルチコア光ファイバ２００に対して捻れを与えずにリール２５０の胴部に巻き付けることにより、複数の第２コア２０２のうちの特定のコアへの光パワーを大きく（あるいは小さく）することも可能である。さらに、マルチコア光ファイバ２００を巻き付けるリール２５０の胴径（＝２Ｒ）を変化させることで、各コア間の光パワー差を変化させることもできる。
【００４７】
また、上述の実施形態では入射用光ファイバ１１０とマルチコア光ファイバ２００との間の接続方法として融着接続を挙げたが、この部分をコネクタ接続・メカニカルスプライス等の標準的なシングルモード光ファイバ同士を接続する手段で置き換えることも可能である。このように、シングルモード光ファイバ同士を接続する方法を採用することができるため、光分岐素子の一部に光導波路チップが適用された従来技術の構成と比較して、本実施形態に係る光分岐素子１００Ａ、１００Ｂの構成は、大幅に接続の手間が軽減される。
【００４８】
また、上述の実施形態では、マルチコア光ファイバ２００をリール２５０の胴部に巻き付けているが、コア間でのクロストークにより第１コア２０１から第２コア２０２に光パワーを分配する上では、リール２５０の胴部への巻付けは必須ではない。したがって、光分岐素子１００Ａ、１００Ｂをパッケージ等に収納する場合の形態等に応じて、マルチコア光ファイバ２００をリールに巻き付けずに収納する態様とすることもできる。
【００４９】
また、上述の実施形態では、マルチコア光ファイバ２００ではコア間クロストークを用いて第１コア２０１から第２コア２０２に対して光を分配している。しかしながら、ファンアウト部品３００中において有意なコア間クロストークが発生すると所望の分岐比が実現出来ない可能性も考えられる。このため、ファンアウト部品３００において、コア間クロストークを抑制する構成を設けることもできる。具体的には、ファンアウト部品３００中で光を伝搬させる光導波路の周囲を囲むように、比屈折率差が低く、光導波路からの漏れ光のパワーを低減する領域を設けてもよい（閉じ込め等の光制御により漏れ光の光量を低減させる構成等）。
【００５０】
（第２実施形態）
図８は、本発明に係る光分岐素子の第２実施形態の一部を構成するマルチコア光ファイバの断面図であり、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）中の線III−IIIに沿った断面に一致した図である。第２実施形態に係る光分岐素子と第１実施形態に係る光分岐素子と異なる点は、このマルチコア光ファイバの構成、すなわち、第２コアの数とその配置が異なる点である。
【００５１】
図８に示されたように、第２実施形態の光分岐素子の一部を構成するマルチコア光ファイバ２１０では、その断面（当該マルチコア光ファイバ２１０の中心軸ＡＸに直交する面）において、クラッド２０３内の第２コア２０２が第１コア２０１の周囲に８つ配置される。そして、これら第２コア２０２は、当該マルチコア光ファイバ２１０の中心軸ＡＸ（第１コア２０１の光軸に一致）を中心とした円周上に等間隔で配置されている。
【００５２】
図８のマルチコア光ファイバ２１０において、例えば第１コア２０１及び第２コア２０２の直径は８．５μｍ、第１コア２０１と第２コア２０２との距離（中心同士を結ぶ距離）は２０μｍである。また、第１コア２０１及び第２コア２０２は比屈折率差０．３５％のステップインデックス型屈折率プロファイルを有し、クラッド２０３の直径は１２５μｍである。また、被覆部２０４（図２参照）を設けることで、マルチコア光ファイバ２１０全体の直径は２４５μｍとなる。また、マルチコア光ファイバ２１０の長さは、第１コア２０１に光が入射された場合に、コア間クロストークによって第２コア２０２に分配された光の強度が最大となり、第１コア２０１の光の強度とが最小となる長さである。なお、第１コア２０１を当該マルチコア光ファイバ２１０の出射ポート２００Ｂとしても利用する場合には、当該マルチコア光ファイバ２２０の長さは第１コア２０１を出射ポート２００Ｂとして利用しない場合よりも短くなる。
【００５３】
このマルチコア光ファイバ２１０を用いて、図１（Ａ）及び１（Ｂ）の光分岐素子１００Ａ、１００Ｂと同様に、一方の端面（図１（Ａ）及び１（Ｂ）の端面２００Ａに相当する面）に標準的なシングルモード光ファイバからなる入射用光ファイバを融着接続する。これにより、入射用光ファイバのコアとマルチコア光ファイバ２１０の第１コア２０１とが光学的に結合させ、他方の端面（図１（Ａ）及び１（Ｂ）の端面２００Ｂに相当する面）にはマルチコア光ファイバ２１０の８つの第２コア２０２からの光が互いに異なる８本の出射用光ファイバに導くためのファンアウト部品（出射用光ファイバの本数が異なる点を除き、図１（Ａ）及び１（Ｂ）に示されたファンアウト部品３００に相当）が光学的に結合される。
【００５４】
以上の構成により、標準的なシングルモード光ファイバである入射用光ファイバからマルチコア光ファイバ２１０の第１コア２０１に光が入射されると、第１コア２０１と第２コア２０２とのコア間クロストークにより８つの第２コア２０２に光パワーが分配される。ここで、マルチコア光ファイバ２１０では、８つの第２コア２０２は第１コア２０１との間隔も含めて同一の設計であるため、光は均一に分配される。このように、本実施形態に係る光分岐素子は、１本の入射用光ファイバによる光を入力し、最大８本の出射用光ファイバに対して出力する１入力８出力の光分岐素子として機能する。このとき、必要に応じて、マルチコア光ファイバ２１０と他の部品との接続部分やマルチコア光ファイバ２１０自体を保護する目的から、これらがパッケージ等に収納されてもよい。なお、本実施形態の光分岐素子において、第１コア２０１はファンアウト部品とは光学的に接続されても、また、接続されなくてもよい。
【００５５】
上述のような構造を有する第２実施形態に係る光分岐素子においても、第１実施形態に係る光分岐素子と同様に、前段の入射用光ファイバはマルチコア光ファイバ２１０の第１コアと光学的に結合され、後段の光ファイバはファンアウト部品と光学的に結合される。このため、光導波路チップが適用された従来の光分岐素子と比較して、本実施形態に係る光分岐素子の構成は、前段及び後段の光ファイバとの接続が容易になる。
【００５６】
また、第２コア２０２をマルチコア光ファイバ２１０の中心に配置された第１コア２０１を中心とした円周上に等間隔に配置することで、複数の第２コア２０２に対して第１コア２０１から分岐される光の比率を均一とすることができる。
【００５７】
図９は、本発明に係る光分岐素子の第２実施形態の一部を構成するマルチコア光ファイバの他の構成を示す断面図であり、図１（Ａ）及び１（Ｂ）中の線III−IIIに沿った断面に一致した図である。この図９に示されたマルチコア光ファイバ２２０は、マルチコア光ファイバの構成、すなわち、第２コアの数とその配置が図８に示されたマルチコア光ファイバ２１０と相違する。
【００５８】
図９に示されたように、第２実施形態に係る光分岐素子の一部を構成するマルチコア光ファイバ２１０では、６つの第２コア２０２が第１コア２０１の周囲に配置されている。そして、これら第２コア２０２は、マルチコア光ファイバ２２０の中心軸ＡＸ（第１コア２０１の光軸に一致）を中心とした円周上に等間隔に配置されている。このように、マルチコア光ファイバを構成する第２コアの数は、適宜変更することができる。すなわち、第２コアの数は、上述の各実施形態で説明された数、例えば４、６又は８個に限定されず、第１コア２０１の周囲に３つの第２コアが配置されても、また、１０以上、２０以上の第２コアが第１コア２０１の周囲に配置されてもよい。
【００５９】
以上、第１及び第２実施形態について説明したが、本発明は上述の各実施形態に限定されず、種々の変更を行うことができる。
【００６０】
例えば、上述の第１及び第２実施形態では、第２コア２０２の位置はマルチコア光ファイバの中心軸ＡＸを中心とした円周上にある。しかしながら、第２コア２０２は、マルチコア光ファイバの中心軸ＡＸを中心とした円周上とは異なる位置に配置されてもよい。また、第２コア２０２の数は複数である必要はなく、以下の第３実施形態のように、第１コアを出力ポートとして利用する場合には、少なくとも１つあればよい。
【００６１】
また、上記実施形態では、第１コアはファンアウト部品と接続しない構成について説明したが、第１コアもファンアウト部品と接続する構成とすることも可能である。なお、第１コアがファンアウト部品と接続する場合には、マルチコア光ファイバにおいて第１コアから個々の第２コアに分配される光の光量と同量の光が第１コアを伝搬する構成とすることが好ましい。そして、第１コアがファンアウト部品と接続しない場合には、上記実施形態で説明したように、第１コアに入射した光が第２コアに全て分配される構成とすることが好ましい。
【００６２】
（第３実施形態）
図１０は、本発明に係る光分岐素子の第３実施形態の一部を構成するマルチコア光ファイバの断面図であり、図１（Ａ）及び１（Ｂ）中の線III−IIIに沿った断面に一致した図である。第３実施形態に係る光分岐素子と第１実施形態に係る光分岐素子と異なる点は、マルチコア光ファイバの構成、すなわち、第１コアと第２コアの数とその配置が異なる点である。
【００６３】
図１０（Ａ）に示されたように、第３実施形態の光分岐素子の一部を構成するマルチコア光ファイバ２３０では、当該マルチコア光ファイバ２３０の中心軸ＡＸから外れた位置に、第１コア２０１と第２コア２０１が配置されている。図１０（Ａ）に示された例では、マルチコア光ファイバ２３０は、中心軸ＡＸを挟んで１つの第１コア２０１と１つの第２コア２０２がクラッド２０３によって囲まれた状態で配置されている。そして、第１コア２０１の一方の端面が、当該マルチコア光ファイバ２３０の入射ポート２００Ａとなる。一方、第１コア２０１の他方の端面、及び、第２コア２０２の光出射端面が、当該マルチコア光ファイバ２３０の出射ポート２００Ｂとなる。
【００６４】
このようなマルチコア光ファイバ２３０としては、例えば第１コア２０１及び第２コア２０２の直径が８．５μｍ、第１コア２０１と第２コア２０２との距離（中心同士を結ぶ距離）が２０μｍである。第１コア２０１及び第２コア２０２が比屈折率差０．３５％のステップインデックス型屈折率プロファイルを有し、クラッド２０３の直径が１２５μｍである。また、被覆部２０４（図２参照）を設けることで、マルチコア光ファイバ２３０の直径は２４５μｍとなる。マルチコア光ファイバ２３０の長さは、第１コア２０１に光が入射された場合に、コア間クロストークによって第２コア２０２に分配された光の強度と第１コア２０１内を伝搬する光の強度とが略等しくなる長さが好ましい。
【００６５】
このようなマルチコア光ファイバ２３０を用いて、図１（Ａ）及び１（Ｂ）の光分岐素子１００Ａ、１００Ｂと同様に、一方の端面（図１（Ａ）及び１（Ｂ）の端面２００Ａに相当する面）に標準的なシングルモード光ファイバからなる入射用光ファイバが融着接続される。これにより、入射用光ファイバのコアと当該マルチコア光ファイバ２３０の第１コア２０１とが光学的に結合される。また、他方の端面（図１（Ａ）及び１（Ｂ）の端面２００Ｂに相当する面）には当該マルチコア光ファイバ２３０の第１コア２０１と第２コア２０２のそれぞれからの光を互いに異なる２本の出射用光ファイバに導くためのファンアウト部品が光学的に結合される。
【００６６】
以上の構成により、標準的なシングルモード光ファイバである入射用光ファイバから当該マルチコア光ファイバ２３０の第１コア２０１に光が入射されると、第１コア２０１と第２コア２０２とのコア間クロストークにより１つの第２コア２０２に光パワーが分配される。ここで、当該マルチコア光ファイバ２３０では、１つの第２コア２０２は第１コア２０１と同一の設計であるため、第１コア２０１と第２コア２０２の間で光は均一に分配される。このように、本実施形態に係る光分岐素子は、１つの入射用光ファイバによる光を入力し、最終的に２本の出射用光ファイバに対して出力する１入力２出力の光分岐素子として機能する。このとき、必要に応じて、マルチコア光ファイバ２３０と他の部品との接続部分やマルチコア光ファイバ２３０自体を保護する目的から、これらがパッケージ等に収納されてもよい。
【００６７】
上述のような構造を有する第３実施形態に係る光分岐素子においても、第１実施形態に係る光分岐素子と同様に、前段の入射用光ファイバはマルチコア光ファイバ２３０の第１コア２０１と光学的に結合され、後段の光ファイバはファンアウト部品と光学的に結合される。そのため、光導波路チップが適用された従来の光分岐素子と比較して、本実施形態に係る光分岐素子は、前段及び後段の光ファイバとの接続を容易にする。
【００６８】
また、第２コア２０２をマルチコア光ファイバ２３０の中心軸ＡＸを挟んで第１コア２０１と対称に配置することで、１つの第２コア２０２に対して第１コア２０１から分岐される光の比率を均等にすることができる。
【００６９】
図１０（Ｂ）は、本発明に係る光分岐素子の第３実施形態の一部を構成するマルチコア光ファイバの他の構成を示す断面図であり、図１（Ａ）及び１（Ｂ）中の線III−IIIに沿った断面図に一致した図である。この図１０（Ｂ）に示されたマルチコア光ファイバ２４０は、マルチコア光ファイバの構成、すなわち、第２コアの数と第１及び第２コアの配置が図１０（Ａ）に示されたマルチコア光ファイバ２３０と相違する。
【００７０】
図１０（Ｂ）に示されたように、第３実施形態に係る光分岐素子の一部を構成するマルチコア光ファイバ２４０では、当該マルチコア光ファイバ２４０の中心軸ＡＸを第１コア２０１と３つの第２コア２０２が取り囲むように配置されている（中心軸ＡＸから第１コア２０１や３つの第２コア２０２までの各距離は等しい）。このように、クラッド２０３内において、マルチコア光ファイバを構成する第２コアの数は、適宜変更することができる。すなわち、第２コアの数は、２、４、６又は８個に限定されず、例えば第１コア２０１及び第２コア２０２の総数が１０以上、２０以上となってもよい。
【００７１】
マルチコア光ファイバ２４０の入射用光ファイバに光学的に結合される端面には、入射ポート２００Ａが設けられ、第１コア２０１の一方の端面が入射ポート２００Ａとなる。一方、マルチコア光ファイバ２４０の他方の端面には出射ポート２００Ｂが設けられている。図１０（Ｂ）に示されたマルチコア光ファイバ２４０では、第１コア２０１と３つの第２コア２０２の全てのコアの端面が出射ポート２００Ｂとなっている。
【符号の説明】
【００７２】
１２…前段の光ファイバ（光通信回線）、３１…後段の光ファイバ（光通信回線）、１００Ａ、１００Ｂ…光分岐素子、１１０…入射用光ファイバ、３１０、３１０Ａ〜３１０Ｃ…出射用光ファイバ、２００、２１０、２２０、２３０…マルチコア光ファイバ、２０１…第１コア、２０２…第２コア、２０３…クラッド、２０４…被覆部、３００、３０１、３０２、３０２Ａ…ファンアウト部品。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定軸に沿って延びた第１コアと、１又はそれ以上の第２コアと、前記第１及び第２コアを取り囲むクラッドを備えたマルチコア光ファイバであって、第1の端面と、前記第1の端面に対向する第２の端面と、前記第1の端面上に位置して前記第1コアに外部からの光を導くための入射ポートＡと、前記第２の端面上に位置して前記第１及び第２コア内を伝搬した光を取り出すための複数の出射ポートＢと、を有するマルチコア光ファイバと、
前記マルチコア光ファイバの前記第２の端面に対面する第３の端面と、前記第３の端面に対向する第４の端面と、前記第３の端面上に位置して前記複数の出射ポートＢと光学的に結合するよう配置された複数の入射ポートＣと、前記複数の入射ポートＣそれぞれに対応して前記第４の端面上に設けられた複数の出射ポートＤであってその中心間距離が前記複数の入射ポートＣにおける中心間距離よりも長くなるよう前記第４の端面上に配置された複数の出射ポートＤを有するファンアウト部品と、を備え、
前記出射ポートＢの数は、前記入射ポートＡの数よりも多く、かつ、前記第１及び第２コアの合計数と等しいかそれ以下であり、
前記入射ポートＡを介して前記第１コアに入射した光の少なくとも一部は、コア間クロストークにより、前記第２コアに分岐されることを特徴とする光分岐素子。
【請求項２】
前記ファンアウト部品は、それぞれが、前記複数の入射ポートＣのいずれかのポートに一致した一方の端面と、前記複数の出射ポートＤのうち対応するポートに一致した他方の端面を有する複数の出射用光ファイバを含むことを特徴とする請求項１記載の光分岐素子。
【請求項３】
前記第１の端面上の前記入射ポートＡを介して前記第１のコアに、前記外部からの光を入射させるための入射用光ファイバをさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の光分岐素子。
【請求項４】
前記所定軸に直交する、前記マルチコア光ファイバの断面において、前記第１コアは前記マルチコア光ファイバの断面中心に位置し、
前記第２コアは、前記第１コアを中心とした円周上に等間隔に配置されたことを特徴とする請求項１記載の光分岐素子。
【請求項５】
前記マルチコア光ファイバは、前記第１コアと前記第２コアそれぞれとの間での出力光の分岐比を調整のために曲げられていることを特徴とする請求項１記載の光分岐素子。
【請求項６】
前記マルチコア光ファイバと前記入射用光ファイバは、それらのクラッド径同士が略等しいとともに前記入射ポートＡを介して光学的に結合されるコア同士の径が略等しいことを特徴とする請求項３記載の光分岐素子。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項記載の光分岐素子を備え、
前記入射ポートＡ及び前記複数の出射ポートＤに対して、互いに異なる光通信回線がそれぞれ個別に光学的に結合された光通信システム。
【請求項１】
所定軸に沿って延びた第１コアと、１又はそれ以上の第２コアと、前記第１及び第２コアを取り囲むクラッドを備えたマルチコア光ファイバであって、第1の端面と、前記第1の端面に対向する第２の端面と、前記第1の端面上に位置して前記第1コアに外部からの光を導くための入射ポートＡと、前記第２の端面上に位置して前記第１及び第２コア内を伝搬した光を取り出すための複数の出射ポートＢと、を有するマルチコア光ファイバと、
前記マルチコア光ファイバの前記第２の端面に対面する第３の端面と、前記第３の端面に対向する第４の端面と、前記第３の端面上に位置して前記複数の出射ポートＢと光学的に結合するよう配置された複数の入射ポートＣと、前記複数の入射ポートＣそれぞれに対応して前記第４の端面上に設けられた複数の出射ポートＤであってその中心間距離が前記複数の入射ポートＣにおける中心間距離よりも長くなるよう前記第４の端面上に配置された複数の出射ポートＤを有するファンアウト部品と、を備え、
前記出射ポートＢの数は、前記入射ポートＡの数よりも多く、かつ、前記第１及び第２コアの合計数と等しいかそれ以下であり、
前記入射ポートＡを介して前記第１コアに入射した光の少なくとも一部は、コア間クロストークにより、前記第２コアに分岐されることを特徴とする光分岐素子。
【請求項２】
前記ファンアウト部品は、それぞれが、前記複数の入射ポートＣのいずれかのポートに一致した一方の端面と、前記複数の出射ポートＤのうち対応するポートに一致した他方の端面を有する複数の出射用光ファイバを含むことを特徴とする請求項１記載の光分岐素子。
【請求項３】
前記第１の端面上の前記入射ポートＡを介して前記第１のコアに、前記外部からの光を入射させるための入射用光ファイバをさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の光分岐素子。
【請求項４】
前記所定軸に直交する、前記マルチコア光ファイバの断面において、前記第１コアは前記マルチコア光ファイバの断面中心に位置し、
前記第２コアは、前記第１コアを中心とした円周上に等間隔に配置されたことを特徴とする請求項１記載の光分岐素子。
【請求項５】
前記マルチコア光ファイバは、前記第１コアと前記第２コアそれぞれとの間での出力光の分岐比を調整のために曲げられていることを特徴とする請求項１記載の光分岐素子。
【請求項６】
前記マルチコア光ファイバと前記入射用光ファイバは、それらのクラッド径同士が略等しいとともに前記入射ポートＡを介して光学的に結合されるコア同士の径が略等しいことを特徴とする請求項３記載の光分岐素子。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項記載の光分岐素子を備え、
前記入射ポートＡ及び前記複数の出射ポートＤに対して、互いに異なる光通信回線がそれぞれ個別に光学的に結合された光通信システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−２３７７８２（Ｐ２０１１−２３７７８２Ａ）
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８５４１９（Ｐ２０１１−８５４１９）
【出願日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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