光導波構造体
【課題】大径部と小径部とを備えてなるＰＣＦを、適切な手段或いは部材を用いてアセンブリすることにより、光ファイバその他の光導波路部品と適正に接続することを可能とし、この種のＰＣＦを通じて好適に光を導波させる。
【解決手段】光導波構造体１として、中心軸が光導波方向に沿うスリーブ２の内周側に、光導波方向の一方側が大径部３ａとされ且つ他方側が小径部３ｂとされたフォトニッククリスタルファイバ（ＰＣＦ）３を固定する。必要に応じて、スリーブ２の内周面２ａを基準としてＰＣＦ３の大径部３ａを位置決め固定し、且つＰＣＦ３の小径部３ｂに光ファイバ５等を接続する。また、スリーブ２の内周に、光ファイバ５等の位置決め基準となる内孔４ａが形成された支持体４を固定すると共に、支持体４の内孔４ａを基準としてＰＣＦ３の小径部３ｂを位置決め固定し、且つ小径部３ｂに光ファイバ５等を接続する。
【解決手段】光導波構造体１として、中心軸が光導波方向に沿うスリーブ２の内周側に、光導波方向の一方側が大径部３ａとされ且つ他方側が小径部３ｂとされたフォトニッククリスタルファイバ（ＰＣＦ）３を固定する。必要に応じて、スリーブ２の内周面２ａを基準としてＰＣＦ３の大径部３ａを位置決め固定し、且つＰＣＦ３の小径部３ｂに光ファイバ５等を接続する。また、スリーブ２の内周に、光ファイバ５等の位置決め基準となる内孔４ａが形成された支持体４を固定すると共に、支持体４の内孔４ａを基準としてＰＣＦ３の小径部３ｂを位置決め固定し、且つ小径部３ｂに光ファイバ５等を接続する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波構造体に係り、詳しくは、光導波方向の一方側が大径部とされ且つ他方側が小径部とされたフォトニッククリスタルファイバを用いて構成された光導波構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、フォトニッククリスタルファイバ（以下、単に「ＰＣＦ」ともいう）は、ファイバの中心に導波コアを有すると共に、その周囲に複数の空孔を例えば蜂の巣状に規則性を持って形成してなる光導波部材である（下記の特許文献１参照）。このＰＣＦは、光通信用途に一般に使用される光ファイバに比して、導波コアを大きく、且つシングルモードで光を導波することができ、而も屈曲等の極度な曲げが生じても光伝達損失が小さい等の種々の利点を有している。
【０００３】
そして、ＰＣＦのコア径を上述の一般に使用される光ファイバよりも大径にした場合、ＰＣＦからその光ファイバに光を導波し或いはその光ファイバからＰＣＦに光を導波する際に、適切且つ正確に導波を行わせるためには、両者の接続端部における径を同等にまたは対応させることが要求される。そこで、例えば下記の特許文献２によれば、ＰＣＦの一端側を加熱延伸してその端部のコア径を小径にし、その小径部と光ファイバとの両者の径を整合させることが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特表２００２−５３７５７５号公報
【特許文献２】特開２００４−２７９７４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述のＰＣＦのコア径及びファイバ径並びにこれらの比率は、任意に設定されるのが通例であり、その用途に応じて適正に設定すればよいのであるが、現存する用途の下においては、上述の小径部を有するＰＣＦの最大ファイバ径（大径部のファイバ径）が、０．１２５ｍｍ程度とされている。したがって、この数値（０．１２５ｍｍ）から大きく掛け離れた大径部及びこれに連なる小径部を有するＰＣＦについては、その用途或いは使用態様が見い出されていないのが実情である。
【０００６】
そして、このような実情に関連して、この種の大径部と小径部とを有するＰＣＦを構成要素として、上述の光通信用の光導波構造体を作製するには、どのような組み付け構造とするのが最適であるかという問題が生じる。すなわち、この種のＰＣＦは、軸方向に沿って同径の柱状体ではなく、縮径して大径部から小径部に至る形状であるため、容易にアセンブリを行えるものではない。そのため、この種のＰＣＦを、いかなる手段をもって或いはいかなる部材を用いて、光ファイバやその他の光導波路部品に接続すれば適正な光の導波を行えるかという重要且つ根本的な問題が生じる。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、大径部と小径部とを備えてなるＰＣＦを、適切な手段或いは部材を用いてアセンブリすることにより、光ファイバその他の光導波路部品と適正に接続することを可能とし、この種のＰＣＦを通じて好適に光を導波させることを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記技術的課題を解決するために創案された本発明に係る光導波構造体は、中心軸が光導波方向に沿うスリーブの内周側に、光導波方向の一方側が大径部とされ且つ他方側が小径部とされたフォトニッククリスタルファイバを固定したことに特徴づけられる。この場合、フォトニッククリスタルファイバの大径部の端面は、平面や、凸面であることが好ましい。
【０００９】
このような構成によれば、大径部と小径部とを備えてなるＰＣＦ（例えば、大径部からその外周面が縮径しつつ小径部に至る形状を呈するＰＣＦ）が、スリーブの内周側に固定され、且つＰＣＦの光導波方向がスリーブの軸方向に沿うことになる。これにより、この種のＰＣＦがスリーブ内に適切に組み込まれた状態とすることができ、しかも光ファイバその他の光導波路部品とＰＣＦとを適正に接続することが可能となる。すなわち、スリーブ内にＰＣＦを上記の態様で組み込んでおくことにより、そのスリーブを有効利用して、例えば光ファイバをスリーブの中心軸に芯合わせした状態で固定することができ、且つその光ファイバの先端部にＰＣＦの小径部を正確に合致させた状態で接続することが可能となる。付言すれば、スリーブを有効利用して、ＰＣＦ及び光ファイバ等を位置決めしておけば、これらの接続を正確且つ容易に行い得ることになり、アセンブリが適正に行われると共に、そのアセンブリに要する作業も簡素化されるという利点を享受できる。この場合、ＰＣＦの大径部におけるコア部は広い領域を有しているため、この大径部を通じて光信号または光束が送受信（送受波）される場合、特に受信される場合には、光束が多少位置ずれを来たしていても、支障なく受信することができる。そして、この受信した光束は、ＰＣＦの小径部で適正に集光される。尚、必要に応じてキャピラリー等からなる支持体を、スリーブと大径部との間に配設してもよい。
【００１０】
このような基本的構成において、スリーブの内周面を基準として、フォトニッククリスタルファイバの大径部で位置決め固定し、且つフォトニッククリスタルファイバの小径部に光ファイバまたはその他の光導波路素子を接続することにより、光導波構造体を形成することができる。ここで、上記の「接続」とは、物理的に接触して接続されている場合のみならず、物理的には非接触であっても光学的に接続されている場合をも含む意味である（以下、同様）。
【００１１】
このようにすれば、スリーブの内周面を基準として、ＰＣＦの大径部の位置決め固定が行われることから、ＰＣＦの大径部のコア部がスリーブの中心軸に対して正確に芯合わせされた状態とすることができる。したがって、ＰＣＦの大径部のコア部に対して光束を正確に送受波させることが可能となると共に、大径部のコア部における広い領域が正確に位置決めされることになり、光信号の送受信等をＰＣＦの大径部を通じて適正に行う上で極めて有利となる。そして、光ファイバ等は、ＰＣＦの小径部に接続される構成であるから、例えばＰＣＦの大径部を通じて受信した光信号は、その小径部で集光されて光ファイバ等に正確に導波される。尚、このような構成とすれば、ＰＣＦについては、それらの大径部を位置決め固定するだけで充分となり、製作時や組み付け時の作業能率が改善される。但し、ＰＣＦの小径部については、適正な位置決めがなされていなくてもよいが、キャピラリー等の支持体によって位置決めされている方が好ましい。
【００１２】
そして、このような構成を備えた光導波構造体は、光信号の送信器またはそれらの一部として使用することができる。
【００１３】
このようにすれば、上記の光導波構造体を、例えば光信号の送信器（もしくはその一部）として使用した場合には、ＰＣＦの大径部における広い領域の正確な位置で光信号を受けて、その小径部で集光させた後に光ファイバ等に正確に光導波を行うことができるという利点が得られる。
【００１４】
一方、上記のようにスリーブの内周側にフォトニッククリスタルファイバを固定するという基本的構成において、スリーブの内周に、光ファイバその他の光導波路素子の位置決め基準となる内孔が形成された支持体を固定すると共に、この支持体の内孔を基準として、フォトニッククリスタルファイバの小径部を位置決め固定し、且つその小径部に光ファイバその他の光導波路素子を接続することにより、光導波構造体を形成することができる。
【００１５】
このようにすれば、スリーブの内周に固定された支持体の内孔を基準として、ＰＣＦの小径部の位置決め固定が行われることから、光ファイバその他の光導波路素子とＰＣＦとの相互間で極めて正確に光信号の受け渡しを行うことが可能となる。すなわち、光ファイバ等は、ＰＣＦの小径部に接続される構成であるから、スリーブ内におけるその接続部において、例えば光ファイバのコア径と、ＰＣＦの小径部のコア径とを同一もしくは対応したものとすることができる。しかも、スリーブ内の支持体の内孔は、光ファイバ等の位置決め基準となるものである。したがって、ＰＣＦの小径部を、スリーブ内の支持体の内孔を基準として位置決め固定しておけば、ＰＣＦの小径部のコア部と、光ファイバ等のコア部等とを正確に合致させることができ、これによりＰＣＦの大径部から入射した光信号を、その小径部で集光させて正確に光ファイバ等に導波させることが可能となる。尚、このような構成とすれば、ＰＣＦについては、その小径部を適正に位置決め固定するだけで充分となり、製作時や組み付け時の作業能率が改善される。但し、ＰＣＦの大径部については、適正な位置決めがなされていなくてもよいが、位置決めされている方が好ましい。
【００１６】
そして、このような構成を備えた光導波構造体も、光信号の送信器またはそれらの一部として使用することができる。
【００１７】
また、このようにフォトニッククリスタルファイバの大径部をスリーブの内周面を基準として位置決め固定する構成において、フォトニッククリスタルファイバを一対備え、この一対のフォトニッククリスタルファイバにおけるそれぞれの大径部を離隔して対向させて配置することもできる。
【００１８】
このようにすれば、スリーブの内周面を基準として、一対のＰＣＦの大径部が位置決め固定されていることから、一方のＰＣＦの大径部と、他方のＰＣＦの大径部との相互間で極めて正確に光信号の発信・受信を行うことが可能となる。すなわち、一対のＰＣＦにおける対向する大径部の相互間で光信号を正確に発信・受信することが要求される光導波構造体である場合に、それらのＰＣＦの大径部が同一の面（スリーブの内周面）を基準として位置決め固定されるため、それぞれの大径部の相対位置関係が正確となり、相互間での光信号の受け渡しが正確且つ確実化される。
【００１９】
このようにスリーブの内周側に一対のＰＣＦを配置してなる光導波構造体は、コリメータまたはその一部として使用することができる。
【００２０】
このようにすれば、一対のＰＣＦにおけるスリーブの内周面を基準として正確に位置決めされた対向する各大径部の相互間隙間でコリメート光が適正に発信・受信されることになり、高性能のコリメータを得ることができる。尚、この一対のＰＣＦの各大径部の相互間隙間には、必要に応じて、フィルタや光アイソレータ等が介設される。
【００２１】
上記の光導波構造体を、例えばコリメータ（もしくはその一部）として使用した場合には、ＰＣＦの大径部における広い領域で光信号を受ける際にその光信号の位置が多少ずれていても、その小径部が正確に位置決めされているので、光信号は小径部で適正に集光されて導波ロス等を生じることなく光ファイバ等に確実且つ正確に導波が行われるという利点が得られる。
【００２２】
上記の全ての光導波構造体において、フォトニッククリスタルファイバの大径部の直径が、０．５〜２．５ｍｍであり、且つその小径部の直径が、０．０５〜０．２５ｍｍであることが好ましい。
【００２３】
このようにすれば、大径部と小径部とを有する構成のＰＣＦとしては、上述のような用途或いは使用態様が見い出されたことから、大径部の直径（ファイバ径）及びコア径が従来よりも大幅に大きくなり、広い領域で光信号の送受信が可能となる。また、ＰＣＦの小径部の直径（ファイバ径）を上記の数値範囲とすれば、その小径部の直径と光ファイバの直径とを同一にすることができ、適正な光導波を行うことが可能となる。
【００２４】
また、上記の全ての光導波構造体において、フォトニッククリスタルファイバの小径部の端部に、光ファイバをＰＣ接続してもよく、或いは光ファイバを融着接続してもよい。
【００２５】
このようにすれば、特にＰＣＦの小径部の直径を既述のように光ファイバの直径と同一とすることにより、両者の接続部を最良の形態とすることができる。
【００２６】
更に、上記の全ての光導波構造体において、フォトニッククリスタルファイバは、加熱延伸により形成することができる。
【００２７】
このようにすれば、加熱延伸という手法を用いて、上述のように大径部は従来よりも大きく且つ小径部は光ファイバと同径のＰＣＦを容易に製作することが可能となる。
【００２８】
また、上記の全ての光導波構造体において、例えば図８に示すように、フォトニッククリスタルファイバの外周面を覆設部で覆い且つその覆設部の外周面が大径部側から小径部側に向って連続的に径が小さくなるように構成してもよい。
【００２９】
このような構成とするには、加熱延伸による手法を採用することもできるが、その他の手法、例えば軟化状態にあるガラスや樹脂をＰＣＦの外周面に塗布したり、或いは型成形を利用してもよい。このような構成によれば、小径部側の端部の径をコア径に比べて大きくできるので、ＰＣ接続するなどして光ファイバ等との接続を良好に行わせることができるという利点を享受し得る。
【００３０】
更に、上記の全ての光導波構造体において、例えば図９に示すように、フォトニッククリスタルファイバの外周面を覆設部により覆って柱状体となるように構成してもよい。
【００３１】
このような構成とするための手法及びこれによる利点は、既述の覆設部を形成した場合と同様であるので、便宜上、その説明を省略する。
【発明の効果】
【００３２】
以上のように本発明によれば、大径部及び小径部を有するＰＣＦが、スリーブの内周側に固定され、且つＰＣＦの光導波方向がスリーブの軸方向に沿っていることから、ＰＣＦがスリーブ内に適切に組み込まれた状態とすることができると共に、光ファイバその他の光導波路部品と適正に接続することが可能となる。したがって、この種のＰＣＦについてアセンブリが適正に行われると共に、そのアセンブリに要する作業も簡素化されるという利点を享受できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。
【００３４】
図１は、本発明の第１実施形態に係る光導波構造体であって、具体的には光通信用の送信器またはコリメータとして使用される光導波構造体を例示している。同図に示すように、この光導波構造体１は、中心軸Ｘが光導波方向に沿うスリーブ２の内周側に、光導波方向の一方側が大径部３ａとされ且つ他方側が小径部３ｂとされたＰＣＦ３を固定してなる。この場合、スリーブ２は、好ましくはガラスまたはセラミックで形成されるが、樹脂や金属等で形成することもできる。
【００３５】
また、ＰＣＦ３は、加熱延伸により形成されたガラス成形体であって、図２に示すように、中心軸Ｘ上にコア部３ｘが形成され、その周囲に複数の空孔３ｙが蜂の巣状に規則性を持って形成されている。そして、このＰＣＦ３の大径部３ａの直径（ファイバ径）は、０．５〜２．５ｍｍ（具体的には、１ｍｍ、１．２５ｍｍ、１．８ｍｍ、２．５ｍｍ）であり、且つその小径部３ｂの直径（ファイバ径）は、０．０５〜０．２５ｍｍ（具体的には、０．０８ｍｍ、０．１２５ｍｍ）である。尚、図示例のＰＣＦ３は、大径部３ａの端面３Ａが平面とされているが、光信号の送受信の有利性を考慮して、この大径部３ａの端面３Ａは凸面とされていることが好ましい。
【００３６】
更に、図１に示すように、ＰＣＦ３の大径部３ａは、スリーブ２の内周面２ａを基準として位置決め固定されている。すなわち、このＰＣＦ３の大径部３ａは、スリーブ２の内周面２ａに密に嵌合された状態で位置決め固定され、これによりスリーブ２の中心軸Ｘと、ＰＣＦ３の大径部３ａの中心（コア部３ｘの中心）とが合致している。そして、このＰＣＦ３の小径部３ｂの端部３ｃには，光ファイバ５の端部５ｃがＰＣ接続または融着接続されている。したがって、ＰＣＦ３の大径部３ａの端面３Ａにおけるコア部３ｘは、スリーブ２の中心軸Ｘ上に高精度に位置決めされた状態にある。
【００３７】
そして、ＰＣＦ３の大径部３ａのみが正確に位置決めされていることを要する送信器またはコリメータにあっては、小径部３ｂについてまでも正確な位置決め或いはスリーブ２に対する固定が必ずしも必要ではない。
【００３８】
この実施形態では、ＰＣＦ３の小径部３ｂは、以下に示すようにしてスリーブ２に固定支持されている。すなわち、図１に示すように、スリーブ２の内周には、中心部（中心軸Ｘ上）に内孔４ａを有する支持体（ガラスキャピラリやセラミック支持体等）４が固定されており、この支持体４の内孔４ａは、光ファイバ５の位置決め基準となるように構成されている。具体的には、例えば図外のフェルールに光ファイバ５を挿入固定し且つそのフェルールをスリーブ２の内周に嵌合させた場合には、光ファイバ５の中心と支持体４の内孔４ａの中心とが同軸上に配置されるように設定されている。
【００３９】
この場合、ＰＣＦ３の小径部３ｂは、支持体４の内孔４ａを基準として位置決め固定されている。すなわち、この実施形態では、支持体４の内孔４ａに、ＰＣＦ３の小径部３ｂが密に嵌合することにより、ＰＣＦ３の小径部３ｂが内孔４ａを基準として正確（高精度）に位置決め固定されている。したがって、ＰＣＦ３の小径部３ｂの端面におけるコア部は、スリーブ２の中心軸Ｘ上に高精度に位置決めされた状態にある。尚、光ファイバ５が、フェルールの中心軸上に挿入された状態で固定される場合には、フェルールがスリーブ２の内周に嵌合された状態で支持体４の端面に当接することになる。
【００４０】
そして、ＰＣＦ３の小径部３ｂのみが正確に位置決めされていることを要する送信器またはコリメータにあっては、図示のように大径部３ａについてまでも正確な位置決め或いはスリーブ２に対する固定が必ずしも必要ではない。
【００４１】
尚、スリーブ２は、上述のように単一のものである必要はなく、例えば図３に示すように、ＰＣＦ３の小径部３ｂの位置決め用の支持体４が固定される第１スリーブ２Ａと、この第１スリーブ２Ａの先端部を覆うように嵌合固定され且つＰＣＦ３の大径部３ａが内蔵される第２スリーブ２Ｂとの２個（或いは３個以上）で構成してもよい。この場合には、例えば第１スリーブ２Ａをガラスやセラミックで形成する一方、第２スリーブ２Ｂを金属等で形成するなど、種々のバリエーションが可能である。
【００４２】
また、ＰＣＦ３の小径部３ｂと光ファイバ５との接続部の位置も、上記の位置に限定されるわけではなく、例えば図３に示すように、支持体４の内孔４ａに光ファイバ５を挿通固定して、支持体４のＰＣＦ３側の端面近傍でその小径部３ｂの端面３ｃと光ファイバ５の端面５ｃとを接続するようにしてもよい。
【００４３】
更に、支持体４も、上述のようにＰＣＦ３の小径部３ｂとして軸方向に同一径とされた部位のみを保持するものである必要はなく、例えば図４に示すように、ＰＣＦ３の小径部３ｂとして軸方向に漸次縮径するテーパー部位３ｄをも含んで保持する支持体４であってもよい。
【００４４】
以上のような構成を備えた光導波構造体１によれば、大径部３ａからその外周面が湾曲しつつ小径部３ｂに至る複雑な形状を呈するＰＣＦ３が、スリーブ２の内周面ａに嵌合固定され、且つＰＣＦ３の光導波方向がスリーブ２の軸方向に沿っていることから、ＰＣＦ３がスリーブ２内に適切な状態で組み込まれ、しかも光ファイバ５への接続が適正に行われ得ることになる。換言すれば、スリーブ２を有効利用してＰＣＦ３を組み込むことにより、ＰＣＦ３と光ファイバ５とをスリーブ２の中心軸Ｘに対して適正な状態で固定することが可能となる。これにより、ＰＣＦ３とこれに接続される光ファイバ５（及びその他の光導波素子）との接続を正確且つ容易に行い得ることになり、アセンブリが適正に行われると共に、そのアセンブリに要する作業も簡素化されるという利点を享受できる。
【００４５】
そして、以上のような構成を備えた光導波構造体１が、ＰＣＦ３の大径部３ａのみが正確に位置決めされている場合には、ＰＣＦ３の大径部３ａのコア部を、スリーブ２の中心軸Ｘに対して正確に芯合わせした状態とする。これにより、ＰＣＦ３の大径部３ａのコア部に対して光信号を正確に送受信させることが可能となると共に、大径部３ａのコア部における広い領域が正確に位置決めされることを有効利用して、光信号の送受信等をＰＣＦ３の大径部３ａを通じて適正に行うことが可能となる。そして、光ファイバ５は、ＰＣＦ３の小径部３ｂに接続されているため、例えばＰＣＦ３の大径部３ａを通じて受信した光信号は、その小径部３ｂで集光されて光ファイバ５に正確に導波され、また光ファイバ５から小径部３ｂを通じてＰＣＦ３に入射された光は、大径部３ａからコリメータ光として正確に送信される。また、ＰＣＦ３の別異に応じて光学特性にバラツキがあっても、光信号がＰＣＦ３の大径部３ａ側から小径部３ｂに至った時点においては、コア径が小さい上にその位置決めが正確になされているため、上記のバラツキによる悪影響を受ける確率が低くなる。
【００４６】
この場合の具体的使用例として、図５に示すように、第１スリーブ２Ｃと第２スリーブ２Ｄとを同軸上に離隔して配置すると共に、この２個のスリーブ２Ｃ、２Ｄの内周面２Ｃａ、２Ｄａを基準として、２個のＰＣＦ３の大径部３ａをそれぞれ位置決め固定する。そして、第１スリーブ２Ｃと第２スリーブ２Ｄとの相互間の隙間２Ｙに、フィルタや光アイソレータからなる光学部品８を介設する。このような構成によれば、２個のＰＣＦ３の大径部３ａが相対的に正確に位置決めされることから、一方のＰＣＦ３の大径部３ａから正確に送出されたコリメータ光が、光学部品８を介して、他方のＰＣＦ３の大径部３ａによって正確に受光される。したがって、ＰＣＦ３の大径部３ａの位置に狂いが生じていることによる不当な導波ロスが生じ難くなり、高性能の送信器と受信器とを組み合わせてなる光導波機器（後述するコリメータと同種の機器）を得ることが可能となる。
【００４７】
一方、以上のような構成を備えた光導波構造体１が、ＰＣＦ３の小径部３ａのみが正確に位置決めされている場合には、スリーブ２の内周に固定された支持体４の内孔４ａを基準として、ＰＣＦ３の小径部３ｂの位置決め固定を行い、且つＰＣＦ３の小径部３ｂのコア部と、光ファイバ５のコア部とを正確に合致させる。これにより、ＰＣＦ３の大径部３ａから入射した光信号は、その小径部３ｂで集光して正確に光ファイバ５に導波される。その場合に、ＰＣＦ３の大径部３ａにおけるコア部は、広い領域を有しているため、大径部３ａを通じて入射される光信号（光束）が多少位置ずれを起こしても、良好に光信号を入射させることができ、しかもこの光信号はＰＣＦ３の小径部３ｂで集光されて光ファイバ５に正確に導波される。
【００４８】
この場合の具体的使用例として、図６に示すように、スリーブ２の内周側に、光ファイバ５が挿入固定されたフェルール７を嵌合させると共に、スリーブ２の軸方向一端側に連設されたホルダ９内に光源６を配設し、フェルール７と光源６との間にＰＣＦ３を介設する。このような構成によれば、光源６からの光をＰＣＦ３で受光する際には、ＰＣＦ３の大径部３ａにおける広い領域のコア部で受光が行われるため、光源６からの光束の多少のズレに拘わらず、支障なく受光を行うことができる。そして、ＰＣＦ３の大径部３ａで受けられた光は、正確に位置決め固定されたＰＣＦ３の小径部３ｂから、スリーブ２内のフェルール７に挿入固定されている光ファイバ５に光導波ロス等を生じることなく適正に伝搬される。また、これにより、従来使用されていたレンズを不要とできるが、もちろんレンズをホルダ９に固定してＰＣＦ３と光源６との間に配設してもよい。
【００４９】
図７は、本発明の第２実施形態に係る光導波構造体であって、具体的には光通信用のコリメータとして使用される光導波構造体を例示している。同図に示すように、この光導波構造体１は、上述のＰＣＦ３と同一の構造のものを一対備え、この一対のＰＣＦ３のそれぞれの大径部３ａが離隔して対向するように単一のスリーブ２の内周側に配置したものである。そして、これらのＰＣＦ３のそれぞれの大径部３ａは、スリーブ２の内周面２ａを基準として位置決め固定されている。すなわち、これらの大径部３ａは、スリーブ２の内周面２ａに適正に嵌合された状態で高精度に位置決め固定されている。また、これらの大径部３ａの相互間の隙間２Ｘには、フィルタや光アイソレータからなる光学部品８が介設されると共に、それぞれの小径部３ｂには、光ファイバまたはその他の光導波素子（例えば３次元フォトニック結晶や、ＰＬＣ）が接続されている（図示略）。尚、この第２実施形態に係る光導波構造体１において、上述の第１実施形態に係る光導波構造体１と共通の構成要件については、同一符号を使用してその詳細な説明を省略する。
【００５０】
この第２実施形態に係る光導波構造体１によれば、一方のＰＣＦ３の大径部３ａから送出されたコリメート光が、他方のＰＣＦ３の大径部３ａで受けられることになるが、双方の大径部３ａが正確に相対位置決めされていることから、コリメート光の送受信が適正に行われる。すなわち、一方のＰＣＦ３の大径部３ａにおけるコア部と、他方のＰＣＦ３の大径部３ａにおけるコア部とが、正確な姿勢及び正確な径方向位置で対向配置されていることから、両者のコア部の相互間でコリメート光が適正に発信・受信される。尚、一方のＰＣＦ３の大径部３ａに連なる小径部３ｂ、及び他方のＰＣＦ３の大径部３ａに連なる小径部３ｂは何れも、大径部３ａと同等に位置決めされる必要はないが、それらを同等に位置決めするようにしても差し支えない。
【００５１】
以上の実施形態では、ＰＣＦ３の外周面が裸面（非被覆面）とされているが、例えば図８に示すように、ＰＣＦ３の外周面に樹脂やガラス等からなる覆設部１０を被覆し、この覆設部１０の外周面が大径部３ａ側から小径部３ｂ側に向って連続的に径が小さくなるように形成してもよい。この覆設部１０の最大外径は、ＰＣＦ３の大径部３ａの最大外径（端部の径）と同一もしくはそれよりも小径とされ、またＰＣＦ３の小径部３ｂの端部まで覆設部１０が覆った状態となっている。そして、このような構造のＰＣＦ３は、覆設部１０により覆われた状態で、図１及び図３〜図７に示すＰＣＦ３と同様の態様となるようにスリーブの内部に収納される。
【００５２】
更に、例えば図９に示すように、ＰＣＦ３の外周面に樹脂やガラス等からなる覆設部１１を被覆し、この覆設部１１が柱状体（例えば円柱形状）をなすように形成してもよい。この場合にも、覆設部１１の最大外径は、ＰＣＦ３の大径部３ａの最大外径（端部の径）と同一もしくはそれよりも小径とされ、またＰＣＦ３の小径部３ｂの端部まで覆設部１１が覆った状態となっている。そして、このような構造のＰＣＦ３は、覆設部１１により覆われた状態で、図１及び図３〜図７に示すＰＣＦ３と同様の態様となるようにスリーブの内部に収納される。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光導波構造体を示す縦断側面図である。
【図２】前記第１実施形態に係る光導波構造体の構成要素であるフォトニッククリスタルファイバ（ＰＣＦ）を示す斜視図である。
【図３】前記第１実施形態に係る光導波構造体の一の変形例を示す縦断側面図である。
【図４】前記第１実施形態に係る光導波構造体の他の変形例を示す縦断側面図である。
【図５】前記第１実施形態に係る光導波構造体が使用された光学機器の一例を示す縦断側面図である。
【図６】前記第１実施形態に係る光導波構造体が使用された光学機器の他の例を示す縦断側面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る光導波構造体を示す縦断側面図である。
【図８】本発明の第１実施形態及び第２実施形態に係る光導波構造体の構成要素であるフォトニッククリスタルファイバ（ＰＣＦ）が覆設部により覆われた一例を示す縦断側面図である。
【図９】本発明の第１実施形態及び第２実施形態に係る光導波構造体の構成要素であるフォトニッククリスタルファイバ（ＰＣＦ）が覆設部により覆われた他の例を示す縦断側面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ 光導波構造体
２ スリーブ
２Ａ スリーブ
２Ｂ スリーブ
２Ｃ スリーブ
２Ｄ スリーブ
３ フォトニッククリスタルファイバ（ＰＣＦ）
３ａ 大径部
３ｂ 小径部
４ 支持体
４ａ 支持体の内孔
Ｘ 中心軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波構造体に係り、詳しくは、光導波方向の一方側が大径部とされ且つ他方側が小径部とされたフォトニッククリスタルファイバを用いて構成された光導波構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、フォトニッククリスタルファイバ（以下、単に「ＰＣＦ」ともいう）は、ファイバの中心に導波コアを有すると共に、その周囲に複数の空孔を例えば蜂の巣状に規則性を持って形成してなる光導波部材である（下記の特許文献１参照）。このＰＣＦは、光通信用途に一般に使用される光ファイバに比して、導波コアを大きく、且つシングルモードで光を導波することができ、而も屈曲等の極度な曲げが生じても光伝達損失が小さい等の種々の利点を有している。
【０００３】
そして、ＰＣＦのコア径を上述の一般に使用される光ファイバよりも大径にした場合、ＰＣＦからその光ファイバに光を導波し或いはその光ファイバからＰＣＦに光を導波する際に、適切且つ正確に導波を行わせるためには、両者の接続端部における径を同等にまたは対応させることが要求される。そこで、例えば下記の特許文献２によれば、ＰＣＦの一端側を加熱延伸してその端部のコア径を小径にし、その小径部と光ファイバとの両者の径を整合させることが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特表２００２−５３７５７５号公報
【特許文献２】特開２００４−２７９７４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述のＰＣＦのコア径及びファイバ径並びにこれらの比率は、任意に設定されるのが通例であり、その用途に応じて適正に設定すればよいのであるが、現存する用途の下においては、上述の小径部を有するＰＣＦの最大ファイバ径（大径部のファイバ径）が、０．１２５ｍｍ程度とされている。したがって、この数値（０．１２５ｍｍ）から大きく掛け離れた大径部及びこれに連なる小径部を有するＰＣＦについては、その用途或いは使用態様が見い出されていないのが実情である。
【０００６】
そして、このような実情に関連して、この種の大径部と小径部とを有するＰＣＦを構成要素として、上述の光通信用の光導波構造体を作製するには、どのような組み付け構造とするのが最適であるかという問題が生じる。すなわち、この種のＰＣＦは、軸方向に沿って同径の柱状体ではなく、縮径して大径部から小径部に至る形状であるため、容易にアセンブリを行えるものではない。そのため、この種のＰＣＦを、いかなる手段をもって或いはいかなる部材を用いて、光ファイバやその他の光導波路部品に接続すれば適正な光の導波を行えるかという重要且つ根本的な問題が生じる。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、大径部と小径部とを備えてなるＰＣＦを、適切な手段或いは部材を用いてアセンブリすることにより、光ファイバその他の光導波路部品と適正に接続することを可能とし、この種のＰＣＦを通じて好適に光を導波させることを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記技術的課題を解決するために創案された本発明に係る光導波構造体は、中心軸が光導波方向に沿うスリーブの内周側に、光導波方向の一方側が大径部とされ且つ他方側が小径部とされたフォトニッククリスタルファイバを固定したことに特徴づけられる。この場合、フォトニッククリスタルファイバの大径部の端面は、平面や、凸面であることが好ましい。
【０００９】
このような構成によれば、大径部と小径部とを備えてなるＰＣＦ（例えば、大径部からその外周面が縮径しつつ小径部に至る形状を呈するＰＣＦ）が、スリーブの内周側に固定され、且つＰＣＦの光導波方向がスリーブの軸方向に沿うことになる。これにより、この種のＰＣＦがスリーブ内に適切に組み込まれた状態とすることができ、しかも光ファイバその他の光導波路部品とＰＣＦとを適正に接続することが可能となる。すなわち、スリーブ内にＰＣＦを上記の態様で組み込んでおくことにより、そのスリーブを有効利用して、例えば光ファイバをスリーブの中心軸に芯合わせした状態で固定することができ、且つその光ファイバの先端部にＰＣＦの小径部を正確に合致させた状態で接続することが可能となる。付言すれば、スリーブを有効利用して、ＰＣＦ及び光ファイバ等を位置決めしておけば、これらの接続を正確且つ容易に行い得ることになり、アセンブリが適正に行われると共に、そのアセンブリに要する作業も簡素化されるという利点を享受できる。この場合、ＰＣＦの大径部におけるコア部は広い領域を有しているため、この大径部を通じて光信号または光束が送受信（送受波）される場合、特に受信される場合には、光束が多少位置ずれを来たしていても、支障なく受信することができる。そして、この受信した光束は、ＰＣＦの小径部で適正に集光される。尚、必要に応じてキャピラリー等からなる支持体を、スリーブと大径部との間に配設してもよい。
【００１０】
このような基本的構成において、スリーブの内周面を基準として、フォトニッククリスタルファイバの大径部で位置決め固定し、且つフォトニッククリスタルファイバの小径部に光ファイバまたはその他の光導波路素子を接続することにより、光導波構造体を形成することができる。ここで、上記の「接続」とは、物理的に接触して接続されている場合のみならず、物理的には非接触であっても光学的に接続されている場合をも含む意味である（以下、同様）。
【００１１】
このようにすれば、スリーブの内周面を基準として、ＰＣＦの大径部の位置決め固定が行われることから、ＰＣＦの大径部のコア部がスリーブの中心軸に対して正確に芯合わせされた状態とすることができる。したがって、ＰＣＦの大径部のコア部に対して光束を正確に送受波させることが可能となると共に、大径部のコア部における広い領域が正確に位置決めされることになり、光信号の送受信等をＰＣＦの大径部を通じて適正に行う上で極めて有利となる。そして、光ファイバ等は、ＰＣＦの小径部に接続される構成であるから、例えばＰＣＦの大径部を通じて受信した光信号は、その小径部で集光されて光ファイバ等に正確に導波される。尚、このような構成とすれば、ＰＣＦについては、それらの大径部を位置決め固定するだけで充分となり、製作時や組み付け時の作業能率が改善される。但し、ＰＣＦの小径部については、適正な位置決めがなされていなくてもよいが、キャピラリー等の支持体によって位置決めされている方が好ましい。
【００１２】
そして、このような構成を備えた光導波構造体は、光信号の送信器またはそれらの一部として使用することができる。
【００１３】
このようにすれば、上記の光導波構造体を、例えば光信号の送信器（もしくはその一部）として使用した場合には、ＰＣＦの大径部における広い領域の正確な位置で光信号を受けて、その小径部で集光させた後に光ファイバ等に正確に光導波を行うことができるという利点が得られる。
【００１４】
一方、上記のようにスリーブの内周側にフォトニッククリスタルファイバを固定するという基本的構成において、スリーブの内周に、光ファイバその他の光導波路素子の位置決め基準となる内孔が形成された支持体を固定すると共に、この支持体の内孔を基準として、フォトニッククリスタルファイバの小径部を位置決め固定し、且つその小径部に光ファイバその他の光導波路素子を接続することにより、光導波構造体を形成することができる。
【００１５】
このようにすれば、スリーブの内周に固定された支持体の内孔を基準として、ＰＣＦの小径部の位置決め固定が行われることから、光ファイバその他の光導波路素子とＰＣＦとの相互間で極めて正確に光信号の受け渡しを行うことが可能となる。すなわち、光ファイバ等は、ＰＣＦの小径部に接続される構成であるから、スリーブ内におけるその接続部において、例えば光ファイバのコア径と、ＰＣＦの小径部のコア径とを同一もしくは対応したものとすることができる。しかも、スリーブ内の支持体の内孔は、光ファイバ等の位置決め基準となるものである。したがって、ＰＣＦの小径部を、スリーブ内の支持体の内孔を基準として位置決め固定しておけば、ＰＣＦの小径部のコア部と、光ファイバ等のコア部等とを正確に合致させることができ、これによりＰＣＦの大径部から入射した光信号を、その小径部で集光させて正確に光ファイバ等に導波させることが可能となる。尚、このような構成とすれば、ＰＣＦについては、その小径部を適正に位置決め固定するだけで充分となり、製作時や組み付け時の作業能率が改善される。但し、ＰＣＦの大径部については、適正な位置決めがなされていなくてもよいが、位置決めされている方が好ましい。
【００１６】
そして、このような構成を備えた光導波構造体も、光信号の送信器またはそれらの一部として使用することができる。
【００１７】
また、このようにフォトニッククリスタルファイバの大径部をスリーブの内周面を基準として位置決め固定する構成において、フォトニッククリスタルファイバを一対備え、この一対のフォトニッククリスタルファイバにおけるそれぞれの大径部を離隔して対向させて配置することもできる。
【００１８】
このようにすれば、スリーブの内周面を基準として、一対のＰＣＦの大径部が位置決め固定されていることから、一方のＰＣＦの大径部と、他方のＰＣＦの大径部との相互間で極めて正確に光信号の発信・受信を行うことが可能となる。すなわち、一対のＰＣＦにおける対向する大径部の相互間で光信号を正確に発信・受信することが要求される光導波構造体である場合に、それらのＰＣＦの大径部が同一の面（スリーブの内周面）を基準として位置決め固定されるため、それぞれの大径部の相対位置関係が正確となり、相互間での光信号の受け渡しが正確且つ確実化される。
【００１９】
このようにスリーブの内周側に一対のＰＣＦを配置してなる光導波構造体は、コリメータまたはその一部として使用することができる。
【００２０】
このようにすれば、一対のＰＣＦにおけるスリーブの内周面を基準として正確に位置決めされた対向する各大径部の相互間隙間でコリメート光が適正に発信・受信されることになり、高性能のコリメータを得ることができる。尚、この一対のＰＣＦの各大径部の相互間隙間には、必要に応じて、フィルタや光アイソレータ等が介設される。
【００２１】
上記の光導波構造体を、例えばコリメータ（もしくはその一部）として使用した場合には、ＰＣＦの大径部における広い領域で光信号を受ける際にその光信号の位置が多少ずれていても、その小径部が正確に位置決めされているので、光信号は小径部で適正に集光されて導波ロス等を生じることなく光ファイバ等に確実且つ正確に導波が行われるという利点が得られる。
【００２２】
上記の全ての光導波構造体において、フォトニッククリスタルファイバの大径部の直径が、０．５〜２．５ｍｍであり、且つその小径部の直径が、０．０５〜０．２５ｍｍであることが好ましい。
【００２３】
このようにすれば、大径部と小径部とを有する構成のＰＣＦとしては、上述のような用途或いは使用態様が見い出されたことから、大径部の直径（ファイバ径）及びコア径が従来よりも大幅に大きくなり、広い領域で光信号の送受信が可能となる。また、ＰＣＦの小径部の直径（ファイバ径）を上記の数値範囲とすれば、その小径部の直径と光ファイバの直径とを同一にすることができ、適正な光導波を行うことが可能となる。
【００２４】
また、上記の全ての光導波構造体において、フォトニッククリスタルファイバの小径部の端部に、光ファイバをＰＣ接続してもよく、或いは光ファイバを融着接続してもよい。
【００２５】
このようにすれば、特にＰＣＦの小径部の直径を既述のように光ファイバの直径と同一とすることにより、両者の接続部を最良の形態とすることができる。
【００２６】
更に、上記の全ての光導波構造体において、フォトニッククリスタルファイバは、加熱延伸により形成することができる。
【００２７】
このようにすれば、加熱延伸という手法を用いて、上述のように大径部は従来よりも大きく且つ小径部は光ファイバと同径のＰＣＦを容易に製作することが可能となる。
【００２８】
また、上記の全ての光導波構造体において、例えば図８に示すように、フォトニッククリスタルファイバの外周面を覆設部で覆い且つその覆設部の外周面が大径部側から小径部側に向って連続的に径が小さくなるように構成してもよい。
【００２９】
このような構成とするには、加熱延伸による手法を採用することもできるが、その他の手法、例えば軟化状態にあるガラスや樹脂をＰＣＦの外周面に塗布したり、或いは型成形を利用してもよい。このような構成によれば、小径部側の端部の径をコア径に比べて大きくできるので、ＰＣ接続するなどして光ファイバ等との接続を良好に行わせることができるという利点を享受し得る。
【００３０】
更に、上記の全ての光導波構造体において、例えば図９に示すように、フォトニッククリスタルファイバの外周面を覆設部により覆って柱状体となるように構成してもよい。
【００３１】
このような構成とするための手法及びこれによる利点は、既述の覆設部を形成した場合と同様であるので、便宜上、その説明を省略する。
【発明の効果】
【００３２】
以上のように本発明によれば、大径部及び小径部を有するＰＣＦが、スリーブの内周側に固定され、且つＰＣＦの光導波方向がスリーブの軸方向に沿っていることから、ＰＣＦがスリーブ内に適切に組み込まれた状態とすることができると共に、光ファイバその他の光導波路部品と適正に接続することが可能となる。したがって、この種のＰＣＦについてアセンブリが適正に行われると共に、そのアセンブリに要する作業も簡素化されるという利点を享受できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。
【００３４】
図１は、本発明の第１実施形態に係る光導波構造体であって、具体的には光通信用の送信器またはコリメータとして使用される光導波構造体を例示している。同図に示すように、この光導波構造体１は、中心軸Ｘが光導波方向に沿うスリーブ２の内周側に、光導波方向の一方側が大径部３ａとされ且つ他方側が小径部３ｂとされたＰＣＦ３を固定してなる。この場合、スリーブ２は、好ましくはガラスまたはセラミックで形成されるが、樹脂や金属等で形成することもできる。
【００３５】
また、ＰＣＦ３は、加熱延伸により形成されたガラス成形体であって、図２に示すように、中心軸Ｘ上にコア部３ｘが形成され、その周囲に複数の空孔３ｙが蜂の巣状に規則性を持って形成されている。そして、このＰＣＦ３の大径部３ａの直径（ファイバ径）は、０．５〜２．５ｍｍ（具体的には、１ｍｍ、１．２５ｍｍ、１．８ｍｍ、２．５ｍｍ）であり、且つその小径部３ｂの直径（ファイバ径）は、０．０５〜０．２５ｍｍ（具体的には、０．０８ｍｍ、０．１２５ｍｍ）である。尚、図示例のＰＣＦ３は、大径部３ａの端面３Ａが平面とされているが、光信号の送受信の有利性を考慮して、この大径部３ａの端面３Ａは凸面とされていることが好ましい。
【００３６】
更に、図１に示すように、ＰＣＦ３の大径部３ａは、スリーブ２の内周面２ａを基準として位置決め固定されている。すなわち、このＰＣＦ３の大径部３ａは、スリーブ２の内周面２ａに密に嵌合された状態で位置決め固定され、これによりスリーブ２の中心軸Ｘと、ＰＣＦ３の大径部３ａの中心（コア部３ｘの中心）とが合致している。そして、このＰＣＦ３の小径部３ｂの端部３ｃには，光ファイバ５の端部５ｃがＰＣ接続または融着接続されている。したがって、ＰＣＦ３の大径部３ａの端面３Ａにおけるコア部３ｘは、スリーブ２の中心軸Ｘ上に高精度に位置決めされた状態にある。
【００３７】
そして、ＰＣＦ３の大径部３ａのみが正確に位置決めされていることを要する送信器またはコリメータにあっては、小径部３ｂについてまでも正確な位置決め或いはスリーブ２に対する固定が必ずしも必要ではない。
【００３８】
この実施形態では、ＰＣＦ３の小径部３ｂは、以下に示すようにしてスリーブ２に固定支持されている。すなわち、図１に示すように、スリーブ２の内周には、中心部（中心軸Ｘ上）に内孔４ａを有する支持体（ガラスキャピラリやセラミック支持体等）４が固定されており、この支持体４の内孔４ａは、光ファイバ５の位置決め基準となるように構成されている。具体的には、例えば図外のフェルールに光ファイバ５を挿入固定し且つそのフェルールをスリーブ２の内周に嵌合させた場合には、光ファイバ５の中心と支持体４の内孔４ａの中心とが同軸上に配置されるように設定されている。
【００３９】
この場合、ＰＣＦ３の小径部３ｂは、支持体４の内孔４ａを基準として位置決め固定されている。すなわち、この実施形態では、支持体４の内孔４ａに、ＰＣＦ３の小径部３ｂが密に嵌合することにより、ＰＣＦ３の小径部３ｂが内孔４ａを基準として正確（高精度）に位置決め固定されている。したがって、ＰＣＦ３の小径部３ｂの端面におけるコア部は、スリーブ２の中心軸Ｘ上に高精度に位置決めされた状態にある。尚、光ファイバ５が、フェルールの中心軸上に挿入された状態で固定される場合には、フェルールがスリーブ２の内周に嵌合された状態で支持体４の端面に当接することになる。
【００４０】
そして、ＰＣＦ３の小径部３ｂのみが正確に位置決めされていることを要する送信器またはコリメータにあっては、図示のように大径部３ａについてまでも正確な位置決め或いはスリーブ２に対する固定が必ずしも必要ではない。
【００４１】
尚、スリーブ２は、上述のように単一のものである必要はなく、例えば図３に示すように、ＰＣＦ３の小径部３ｂの位置決め用の支持体４が固定される第１スリーブ２Ａと、この第１スリーブ２Ａの先端部を覆うように嵌合固定され且つＰＣＦ３の大径部３ａが内蔵される第２スリーブ２Ｂとの２個（或いは３個以上）で構成してもよい。この場合には、例えば第１スリーブ２Ａをガラスやセラミックで形成する一方、第２スリーブ２Ｂを金属等で形成するなど、種々のバリエーションが可能である。
【００４２】
また、ＰＣＦ３の小径部３ｂと光ファイバ５との接続部の位置も、上記の位置に限定されるわけではなく、例えば図３に示すように、支持体４の内孔４ａに光ファイバ５を挿通固定して、支持体４のＰＣＦ３側の端面近傍でその小径部３ｂの端面３ｃと光ファイバ５の端面５ｃとを接続するようにしてもよい。
【００４３】
更に、支持体４も、上述のようにＰＣＦ３の小径部３ｂとして軸方向に同一径とされた部位のみを保持するものである必要はなく、例えば図４に示すように、ＰＣＦ３の小径部３ｂとして軸方向に漸次縮径するテーパー部位３ｄをも含んで保持する支持体４であってもよい。
【００４４】
以上のような構成を備えた光導波構造体１によれば、大径部３ａからその外周面が湾曲しつつ小径部３ｂに至る複雑な形状を呈するＰＣＦ３が、スリーブ２の内周面ａに嵌合固定され、且つＰＣＦ３の光導波方向がスリーブ２の軸方向に沿っていることから、ＰＣＦ３がスリーブ２内に適切な状態で組み込まれ、しかも光ファイバ５への接続が適正に行われ得ることになる。換言すれば、スリーブ２を有効利用してＰＣＦ３を組み込むことにより、ＰＣＦ３と光ファイバ５とをスリーブ２の中心軸Ｘに対して適正な状態で固定することが可能となる。これにより、ＰＣＦ３とこれに接続される光ファイバ５（及びその他の光導波素子）との接続を正確且つ容易に行い得ることになり、アセンブリが適正に行われると共に、そのアセンブリに要する作業も簡素化されるという利点を享受できる。
【００４５】
そして、以上のような構成を備えた光導波構造体１が、ＰＣＦ３の大径部３ａのみが正確に位置決めされている場合には、ＰＣＦ３の大径部３ａのコア部を、スリーブ２の中心軸Ｘに対して正確に芯合わせした状態とする。これにより、ＰＣＦ３の大径部３ａのコア部に対して光信号を正確に送受信させることが可能となると共に、大径部３ａのコア部における広い領域が正確に位置決めされることを有効利用して、光信号の送受信等をＰＣＦ３の大径部３ａを通じて適正に行うことが可能となる。そして、光ファイバ５は、ＰＣＦ３の小径部３ｂに接続されているため、例えばＰＣＦ３の大径部３ａを通じて受信した光信号は、その小径部３ｂで集光されて光ファイバ５に正確に導波され、また光ファイバ５から小径部３ｂを通じてＰＣＦ３に入射された光は、大径部３ａからコリメータ光として正確に送信される。また、ＰＣＦ３の別異に応じて光学特性にバラツキがあっても、光信号がＰＣＦ３の大径部３ａ側から小径部３ｂに至った時点においては、コア径が小さい上にその位置決めが正確になされているため、上記のバラツキによる悪影響を受ける確率が低くなる。
【００４６】
この場合の具体的使用例として、図５に示すように、第１スリーブ２Ｃと第２スリーブ２Ｄとを同軸上に離隔して配置すると共に、この２個のスリーブ２Ｃ、２Ｄの内周面２Ｃａ、２Ｄａを基準として、２個のＰＣＦ３の大径部３ａをそれぞれ位置決め固定する。そして、第１スリーブ２Ｃと第２スリーブ２Ｄとの相互間の隙間２Ｙに、フィルタや光アイソレータからなる光学部品８を介設する。このような構成によれば、２個のＰＣＦ３の大径部３ａが相対的に正確に位置決めされることから、一方のＰＣＦ３の大径部３ａから正確に送出されたコリメータ光が、光学部品８を介して、他方のＰＣＦ３の大径部３ａによって正確に受光される。したがって、ＰＣＦ３の大径部３ａの位置に狂いが生じていることによる不当な導波ロスが生じ難くなり、高性能の送信器と受信器とを組み合わせてなる光導波機器（後述するコリメータと同種の機器）を得ることが可能となる。
【００４７】
一方、以上のような構成を備えた光導波構造体１が、ＰＣＦ３の小径部３ａのみが正確に位置決めされている場合には、スリーブ２の内周に固定された支持体４の内孔４ａを基準として、ＰＣＦ３の小径部３ｂの位置決め固定を行い、且つＰＣＦ３の小径部３ｂのコア部と、光ファイバ５のコア部とを正確に合致させる。これにより、ＰＣＦ３の大径部３ａから入射した光信号は、その小径部３ｂで集光して正確に光ファイバ５に導波される。その場合に、ＰＣＦ３の大径部３ａにおけるコア部は、広い領域を有しているため、大径部３ａを通じて入射される光信号（光束）が多少位置ずれを起こしても、良好に光信号を入射させることができ、しかもこの光信号はＰＣＦ３の小径部３ｂで集光されて光ファイバ５に正確に導波される。
【００４８】
この場合の具体的使用例として、図６に示すように、スリーブ２の内周側に、光ファイバ５が挿入固定されたフェルール７を嵌合させると共に、スリーブ２の軸方向一端側に連設されたホルダ９内に光源６を配設し、フェルール７と光源６との間にＰＣＦ３を介設する。このような構成によれば、光源６からの光をＰＣＦ３で受光する際には、ＰＣＦ３の大径部３ａにおける広い領域のコア部で受光が行われるため、光源６からの光束の多少のズレに拘わらず、支障なく受光を行うことができる。そして、ＰＣＦ３の大径部３ａで受けられた光は、正確に位置決め固定されたＰＣＦ３の小径部３ｂから、スリーブ２内のフェルール７に挿入固定されている光ファイバ５に光導波ロス等を生じることなく適正に伝搬される。また、これにより、従来使用されていたレンズを不要とできるが、もちろんレンズをホルダ９に固定してＰＣＦ３と光源６との間に配設してもよい。
【００４９】
図７は、本発明の第２実施形態に係る光導波構造体であって、具体的には光通信用のコリメータとして使用される光導波構造体を例示している。同図に示すように、この光導波構造体１は、上述のＰＣＦ３と同一の構造のものを一対備え、この一対のＰＣＦ３のそれぞれの大径部３ａが離隔して対向するように単一のスリーブ２の内周側に配置したものである。そして、これらのＰＣＦ３のそれぞれの大径部３ａは、スリーブ２の内周面２ａを基準として位置決め固定されている。すなわち、これらの大径部３ａは、スリーブ２の内周面２ａに適正に嵌合された状態で高精度に位置決め固定されている。また、これらの大径部３ａの相互間の隙間２Ｘには、フィルタや光アイソレータからなる光学部品８が介設されると共に、それぞれの小径部３ｂには、光ファイバまたはその他の光導波素子（例えば３次元フォトニック結晶や、ＰＬＣ）が接続されている（図示略）。尚、この第２実施形態に係る光導波構造体１において、上述の第１実施形態に係る光導波構造体１と共通の構成要件については、同一符号を使用してその詳細な説明を省略する。
【００５０】
この第２実施形態に係る光導波構造体１によれば、一方のＰＣＦ３の大径部３ａから送出されたコリメート光が、他方のＰＣＦ３の大径部３ａで受けられることになるが、双方の大径部３ａが正確に相対位置決めされていることから、コリメート光の送受信が適正に行われる。すなわち、一方のＰＣＦ３の大径部３ａにおけるコア部と、他方のＰＣＦ３の大径部３ａにおけるコア部とが、正確な姿勢及び正確な径方向位置で対向配置されていることから、両者のコア部の相互間でコリメート光が適正に発信・受信される。尚、一方のＰＣＦ３の大径部３ａに連なる小径部３ｂ、及び他方のＰＣＦ３の大径部３ａに連なる小径部３ｂは何れも、大径部３ａと同等に位置決めされる必要はないが、それらを同等に位置決めするようにしても差し支えない。
【００５１】
以上の実施形態では、ＰＣＦ３の外周面が裸面（非被覆面）とされているが、例えば図８に示すように、ＰＣＦ３の外周面に樹脂やガラス等からなる覆設部１０を被覆し、この覆設部１０の外周面が大径部３ａ側から小径部３ｂ側に向って連続的に径が小さくなるように形成してもよい。この覆設部１０の最大外径は、ＰＣＦ３の大径部３ａの最大外径（端部の径）と同一もしくはそれよりも小径とされ、またＰＣＦ３の小径部３ｂの端部まで覆設部１０が覆った状態となっている。そして、このような構造のＰＣＦ３は、覆設部１０により覆われた状態で、図１及び図３〜図７に示すＰＣＦ３と同様の態様となるようにスリーブの内部に収納される。
【００５２】
更に、例えば図９に示すように、ＰＣＦ３の外周面に樹脂やガラス等からなる覆設部１１を被覆し、この覆設部１１が柱状体（例えば円柱形状）をなすように形成してもよい。この場合にも、覆設部１１の最大外径は、ＰＣＦ３の大径部３ａの最大外径（端部の径）と同一もしくはそれよりも小径とされ、またＰＣＦ３の小径部３ｂの端部まで覆設部１１が覆った状態となっている。そして、このような構造のＰＣＦ３は、覆設部１１により覆われた状態で、図１及び図３〜図７に示すＰＣＦ３と同様の態様となるようにスリーブの内部に収納される。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光導波構造体を示す縦断側面図である。
【図２】前記第１実施形態に係る光導波構造体の構成要素であるフォトニッククリスタルファイバ（ＰＣＦ）を示す斜視図である。
【図３】前記第１実施形態に係る光導波構造体の一の変形例を示す縦断側面図である。
【図４】前記第１実施形態に係る光導波構造体の他の変形例を示す縦断側面図である。
【図５】前記第１実施形態に係る光導波構造体が使用された光学機器の一例を示す縦断側面図である。
【図６】前記第１実施形態に係る光導波構造体が使用された光学機器の他の例を示す縦断側面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る光導波構造体を示す縦断側面図である。
【図８】本発明の第１実施形態及び第２実施形態に係る光導波構造体の構成要素であるフォトニッククリスタルファイバ（ＰＣＦ）が覆設部により覆われた一例を示す縦断側面図である。
【図９】本発明の第１実施形態及び第２実施形態に係る光導波構造体の構成要素であるフォトニッククリスタルファイバ（ＰＣＦ）が覆設部により覆われた他の例を示す縦断側面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ 光導波構造体
２ スリーブ
２Ａ スリーブ
２Ｂ スリーブ
２Ｃ スリーブ
２Ｄ スリーブ
３ フォトニッククリスタルファイバ（ＰＣＦ）
３ａ 大径部
３ｂ 小径部
４ 支持体
４ａ 支持体の内孔
Ｘ 中心軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸が光導波方向に沿うスリーブの内周側に、光導波方向の一方側が大径部とされ且つ他方側が小径部とされたフォトニッククリスタルファイバを固定したことを特徴とする光導波構造体。
【請求項２】
前記スリーブの内周面を基準として、前記フォトニッククリスタルファイバの大径部を位置決め固定し、且つ前記フォトニッククリスタルファイバの小径部に光ファイバまたはその他の光導波路素子を接続したことを特徴とする請求項１に記載の光導波構造体。
【請求項３】
前記スリーブの内周に、光ファイバその他の光導波路素子の位置決め基準となる内孔が形成された支持体を固定すると共に、該支持体の内孔を基準として、前記フォトニッククリスタルファイバの小径部を位置決め固定し、且つその小径部に光ファイバその他の光導波路素子を接続したことを特徴とする請求項１または２に記載の光導波構造体。
【請求項４】
光信号の送信器またはそれらの一部であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の光導波構造体。
【請求項５】
前記フォトニッククリスタルファイバを一対備え、この一対のフォトニッククリスタルファイバにおけるそれぞれの大径部を離隔して対向させて配置したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の光導波構造体。
【請求項６】
コリメータまたはその一部であることを特徴とする請求項５に記載の光導波構造体。
【請求項７】
前記フォトニッククリスタルファイバの大径部の直径が、０．５〜２．５ｍｍであり、且つその小径部の直径が、０．０５〜０．２５ｍｍであることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の光導波構造体。
【請求項８】
前記フォトニッククリスタルファイバの小径部の端部に、光ファイバがＰＣ接続されていることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の光導波構造体。
【請求項９】
前記フォトニッククリスタルファイバが、加熱延伸により形成されていることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の光導波構造体。
【請求項１０】
前記フォトニッククリスタルファイバの外周面が覆設部により覆われて該覆設部の外周面が大径部側から小径部側に向って連続的に径が小さくなっていることを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の光導波構造体。
【請求項１１】
前記フォトニッククリスタルファイバの外周面が覆設部により覆われて柱状体をなしていることを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載の光導波構造体。
【請求項１】
中心軸が光導波方向に沿うスリーブの内周側に、光導波方向の一方側が大径部とされ且つ他方側が小径部とされたフォトニッククリスタルファイバを固定したことを特徴とする光導波構造体。
【請求項２】
前記スリーブの内周面を基準として、前記フォトニッククリスタルファイバの大径部を位置決め固定し、且つ前記フォトニッククリスタルファイバの小径部に光ファイバまたはその他の光導波路素子を接続したことを特徴とする請求項１に記載の光導波構造体。
【請求項３】
前記スリーブの内周に、光ファイバその他の光導波路素子の位置決め基準となる内孔が形成された支持体を固定すると共に、該支持体の内孔を基準として、前記フォトニッククリスタルファイバの小径部を位置決め固定し、且つその小径部に光ファイバその他の光導波路素子を接続したことを特徴とする請求項１または２に記載の光導波構造体。
【請求項４】
光信号の送信器またはそれらの一部であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の光導波構造体。
【請求項５】
前記フォトニッククリスタルファイバを一対備え、この一対のフォトニッククリスタルファイバにおけるそれぞれの大径部を離隔して対向させて配置したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の光導波構造体。
【請求項６】
コリメータまたはその一部であることを特徴とする請求項５に記載の光導波構造体。
【請求項７】
前記フォトニッククリスタルファイバの大径部の直径が、０．５〜２．５ｍｍであり、且つその小径部の直径が、０．０５〜０．２５ｍｍであることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の光導波構造体。
【請求項８】
前記フォトニッククリスタルファイバの小径部の端部に、光ファイバがＰＣ接続されていることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の光導波構造体。
【請求項９】
前記フォトニッククリスタルファイバが、加熱延伸により形成されていることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の光導波構造体。
【請求項１０】
前記フォトニッククリスタルファイバの外周面が覆設部により覆われて該覆設部の外周面が大径部側から小径部側に向って連続的に径が小さくなっていることを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の光導波構造体。
【請求項１１】
前記フォトニッククリスタルファイバの外周面が覆設部により覆われて柱状体をなしていることを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載の光導波構造体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−９０６７（Ｐ２００８−９０６７Ａ）
【公開日】平成２０年１月１７日（２００８．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１７８３８６（Ｐ２００６−１７８３８６）
【出願日】平成１８年６月２８日（２００６．６．２８）
【出願人】（０００２３２２４３）日本電気硝子株式会社 (1,447)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月１７日（２００８．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月２８日（２００６．６．２８）
【出願人】（０００２３２２４３）日本電気硝子株式会社 (1,447)
【Ｆターム（参考）】
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