被覆光ファイバ、及び関連装置、リンク、及び光学的減衰方法
被覆光ファイバ及び関連装置、リンク並びに光ファイバに差し向けられ又は光ファイバから差し向けられた光を光学的に減衰させる方法が開示される。一実施形態では、光ファイバは、光ファイバ端部を有する。光ファイバ端部は、ソーズ側端部及び／又は検出器側端部であるのが良く、角度劈開されるのが良い。コーティング材料が光ファイバ端部の少なくとも一部分に被着され、このコーティング材料は、光ファイバ端部に差し向けられる光の一部分を光学的に減衰させるよう構成されている。コーティング材料の材料形式及び／又はコーティング材料の厚さは、光学的減衰量を制御するよう選択的に調節可能である。また、コーティング材料の厚さは、光ファイバ端部の少なくとも一部分に被着されるコーティング材料の所望の厚さを提供するよう調節可能である。コーティング材料は又、マルチモード光リンクの帯域幅を向上させるよう選択的にパターニング可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の技術は、光ファイバ、特に、光源のモニタリングの際に用いられる角度劈開された光ファイバに関する。
【０００２】
〔関連出願の説明〕
本願は、２００９年１０月１５日に出願された米国特許出願第１２／５７９，４７３号の権益主張出願であり、この米国特許出願を参照により引用し、その記載内容全体を本明細書の一部とする。
【背景技術】
【０００３】
光ファイバは、種々の用途において光を伝送し又は処理するために使用できる。例としては、光を基板上に形成された一体形光学コンポーネント又は光学装置に送り又は光をこれから受けること、情報チャネルを波長分割多重光通信装置及びシステムで送ること、光ファイバスイッチマトリックス装置又はファイバアレイ‐アレイコネクタ（fiber array to array connector）を形成すること及び光増幅又はレーザ発信のための光学利得を生じさせることが挙げられる。光ファイバは、本質的に、光をファイバ境界部内に閉じ込め、光を１つの箇所から別の箇所に送る「光パイプ（ライトパイプ）」として働く。
【０００４】
光ファイバコア及び光ファイバコアを包囲したクラッド層を有するものとして典型的な光ファイバを単純化していうことができる。光ファイバコアの屈折率は、光を閉じ込めるためにクラッドの屈折率よりも高い。光ファイバコアの長手方向軸線に関して最大角度内で光ファイバコア中に結合された光線は、光ファイバコアとクラッドのインターフェイスのところで全反射される。全反射（ＴＩＲ）は、光線が表面の法線に対し臨界角度よりも大きな角度で媒質境界部に当たったときに生じる光学的現象である。境界部の他方の側の材料の屈折率が小さい場合、通過する光は存在せず、光の全てが反射される。臨界角度は、全反射が起こる下限としての入射角である。このＴＩＲは、光線の光エネルギーを１つ又は２つ以上の選択された光ファイバモード内に空間的に閉じ込めて光エネルギーを光ファイバコアに沿って案内する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光ファイバリンクの光パワーレベルは、光源の光パワーレベルの関数である。光源の光パワーレベルは、光検出器ノイズに起因した検出誤差を最小限に抑えるために既定の最小光パワーレベルよりも大きいことが必要な場合がある。しかしながら、多くの光ファイバリンクでは、光パワーレベルは、例えば目の安全上の要件を満たし又は光検出器飽和を回避するために既定の最大光パワーレベルを超えないよう制御されなければならない。このため、光パワーレベルは、検出誤差を最小限に抑えるための最小光パワーレベルと目の安全のための最大光パワーレベルとの間にあるよう制御される場合がある。しかしながら、例えば目の安全上の要件を満たすよう最大光パワーレベルを既定の最大光パワーレベルの制限することは、光ファイバリンクの性能を制限する場合がある。例えば、垂直共振器表面発光ダイオードレーザ（ＶＣＳＥＬ）は、特定の光パワーレベルで最も効率的に動作する。この最適パワーから外れると、効率、速度又は信頼性が低下する場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
詳細な説明において開示される実施形態は、被覆光ファイバ及び関連装置、リンク並びに光ファイバに差し向けられ又は光ファイバから差し向けられた光を光学的に減衰させる方法を含む。一実施形態では、光ファイバは、光ファイバ端部を有する。例えば、光ファイバ端部は、光源から発射された光を受けるよう光源に隣接して配置され又は取り付けられるよう構成されたソース側端部及び／又は光ファイバからの光を受ける光検出器に隣接して配置され又は取り付けられるよう構成された検出器側端部であるのが良い。コーティング材料が光ファイバ端部の少なくとも一部分に被着され、このコーティング材料は、光ファイバ端部に差し向けられた光の一部分を光学的に減衰させるよう構成されている。
【０００７】
このように一例として、光源は、光ファイバ内の最大光パワーレベルを制限しながら高い出力光パワーレベルで光ファイバの方に差し向けられる光を生じさせるよう制御されるのが良い。例えば、光ファイバは、目の安全上の要件を満たし又は光検出器飽和を回避するために光パワーが制限されるのが良い。しかしながら、光源をかかる限度を超えた最大光パワー出力レベルに駆動することが望ましい場合がある。例えば、光源の直線性は、或る特定のしきい駆動電流を超えて駆動されると向上する場合がある。さらに、光源を高い光パワーレベルで駆動すると、制限のされた数又は所定の組をなすモード又はモード群を励振するファーフィールド光パターンを生じさせることができる。マルチモード光ファイバリンク内の励振モード又はモード群の数を制限すると、モード分散を減少させることができると共にその結果として光ファイバリンク帯域幅を向上させることができる。別の例として、光源を過剰駆動すると、光パワー、例えば温度を減少させる場合のある変動条件又は光源のエイジング効果を補償することができる。
【０００８】
さらに、コーティング材料を光ファイバの検出器側端部に被着させて光を光学的に減衰させることも又望ましい場合がある。コーティング材料を光ファイバの検出器側端部に被着させて光を光学的に減衰させることにより、光検出器により検出される光ファイバからの光の或る特定のモード又はモード群を制限することができ、それにより、モード分散を減少させ、それにより帯域幅性能を向上させることができる。
【０００９】
コーティング材料の材料形式及び／又はコーティング材料の厚さは、コーティング材料により提供される光学減衰量を制御するよう選択的に調節可能である。コーティング材料の厚さは、一例として、コーティング材料除去プロセス又はコーティング材料の所望の厚さを被着させるためのプロセスによって調節可能である。他の実施形態では、光ファイバ端部に被着されるコーティング材料は、光学減衰パターンをなして被着されるのが良い。光学減衰パターンは、光の或る特定のモード又はモード群を遮断し又は減衰させることができる一方で、光の他のモード又はモード群がコーティング材料を通過することができるようにする。このように、光学減衰パターンは、光ファイバ内で励振されるモード又はモード群の数及び／又は光検出器により検出されるモード又はモード群の数を制限してモード分散を制限し、帯域幅性能を向上させるのに役立ちうる。
【００１０】
別の実施形態では、光ファイバリンクのための光学的減衰を行う方法が開示される。この方法は、光ファイバ端部を備えた光ファイバを用意するステップを有する。光ファイバ端部は、ソース側端部及び／又は検出器側端部であるのが良い。光ファイバ端部に差し向けられた光の一部分を光学的に減衰させるよう構成されたコーティング材料を光ファイバ端部の少なくとも一部分に被着させる。光ファイバ端部を角度劈開して光を反射させるための反射ファセットを提供するのが良い。反射光は、光ファイバ端部がソース側端部である場合には光源から受け取った光又は光ファイバ端部が検出器側端部である場合には光検出器に反射される伝搬光であるのが良い。光ファイバ端部の角度劈開は、例を挙げると、レーザ劈開又は光ファイバ端部の研磨によって実施されるのが良い。
【００１１】
追加の特徴及び利点は、以下の詳細な説明に記載されており、部分的にはかかる説明から当業者には容易に明らかであり、或いは以下の詳細な説明、特許請求の範囲並びに添付の図面を含む明細書において開示する実施形態を実施することによって認識されよう。
【００１２】
上述の概要説明と以下の詳細な説明の両方は、種々の実施形態に関しており、特許請求の範囲に記載された発明の性質及び性格を理解するための概観又は枠組を提供するようになっていることは理解されるべきである。添付の図面は、種々の実施形態の一層の理解を提供するために添付されており、本明細書に組み込まれてその一部をなす。図面は、本明細書において説明する種々の実施形態を示しており、詳細な説明と一緒になって、特許請求の範囲に記載された本発明の原理及び作用を説明するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】光ファイバのソース側端部内に光を発射する光源と光ファイバの検出器側端部のところで発射された光を検出する光検出器との間に設けられた光ファイバで構成される例示のマルチモード光ファイバリンクを示す図である。
【図２】図１の光ファイバのソース側端部の拡大側面図である。
【図３】光ファイバに向かって光源によって発射された光を光学的に減衰させるために例示の光ファイバのソース側端部に被着された例示のコーティング材料の側面図である。
【図４】図３の光ファイバの側面図であり、コーティング材料が光ファイバに被着され、コーティング材料の一部分が所望の光学減衰をもたらすよう選択的に除去される前の状態を示す図である。
【図５】所望の光学減衰をもたらすようコーティング材料の所望の厚さを提供するために図４の光ファイバに被着されたコーティング材料の選択された部分の例示のレーザ除去の仕方を示す図である。
【図６】例示の光ファイバのソース側端部に被着されていて、或る特定のモード及び／又はモード群が光ファイバ内で励起されるのを阻止し又はこれらを減衰させるよう構成されたコーティング材料に施される例示の選択的光学減衰パターンの側面図である。
【図７】例示の光ファイバのソース側端部に被着されていて、光ファイバ内で励振されるモード及び／又はモード群の数を減少させるよう構成されたコーティング材料に施された別の例示の選択的光学減衰パターンの側面図である。
【図８】例示の光ファイバの検出器側端部に被着されていて、光の低次モード又はモード群を遮断し又は減衰させるよう構成されたコーティング材料に施された例示の選択的光学減衰パターンの側面図である。
【図９】図８の光ファイバの検出器側端部に被着されたコーティング材料に施される選択的光学減衰パターンに従って光の低次モード又はモード群を遮断し又は減衰させる仕方を示す追加の側面図である。
【図１０】図８の光ファイバの検出器側端部に被着されたコーティング材料に施される選択的光学減衰パターンに従って光の低次モード又はモード群を遮断し又は減衰させる仕方を示す追加の側面図である。
【図１１】図８の光ファイバの検出器側端部に被着されたコーティング材料に施される選択的光学減衰パターンに従って光の低次モード又はモード群を遮断し又は減衰させる仕方を示す追加の側面図である。
【図１２】例示の光ファイバの検出器側端部に被着されていて、光の高次モード又はモード群を遮断し又は減衰させるよう構成されたコーティング材料に施された別の例示の選択的光学減衰パターンの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、実施形態を詳細に参照するが、かかる実施形態の実施例が添付の図面に示されており、図中、全てではなく、幾つかの実施形態が示されている。確かに、本発明の技術的思想は、多くの種々の形態で具体化でき、本発明を限定するものと解されてはならず、これら実施形態は、本明細書における開示が該当する法上の要件を満たすように提供されている。可能な限り、同一の参照符号は、同一のコンポーネント又は部分を示すために用いられる。
【００１５】
詳細な説明において開示される実施形態は、被覆光ファイバ及び関連装置、リンク並びに光ファイバに差し向けられ又は光ファイバから差し向けられた光を光学的に減衰させる方法を含む。一実施形態では、光ファイバは、光ファイバ端部を有する。例えば、光ファイバ端部は、光源から発射された光を受けるよう光源に隣接して配置され又は取り付けられるよう構成されたソース側端部及び／又は光ファイバからの光を受ける光検出器に隣接して配置され又は取り付けられるよう構成された検出器側端部であるのが良い。コーティング材料が光ファイバ端部の少なくとも一部分に被着され、このコーティング材料は、光ファイバ端部に差し向けられた光の一部分を光学的に減衰させるよう構成されている。
【００１６】
コーティング材料を光ファイバに被着させて光学減衰を行う仕方を説明する前に、図１及び図２を参照して例示の光ファイバリンクについて説明する。この点に関し、図１は、例示の光ファイバリンク１０を示している。光ファイバリンク１０は、内部コア１４を有する光ファイバ１２で構成されている。光ファイバ１２は、この実施形態では、マルチモード光ファイバであり、このことは、このことは、内部コア１４内に、内部コア１４に設けられたフェース１５中に発射された光に起因して発射角度によって定められた多数の伝搬経路が存在することを意味している。図１には内部コア１４だけが示されているが、言うまでもないこととして、光が光ファイバ１２に沿って伝搬しているときに光を全体として内部コア１４内に閉じこめるために内部コア１４を包囲するクラッド層（図示せず）が光ファイバ１２内に設けられる。光ファイバ１２の内部コア１４を包囲したクラッドの一例が図２に示されており、これについては以下において説明する。
【００１７】
図１を参照すると、この実施形態では、光１７Ｌを第１のゾーン（Ｉ）において光ファイバ１２中に発射するために光源１６が光ファイバ１２のソース側端部１８に設けられている。光１７Ｌは、全反射（ＴＩＲ）により光源１６から光ファイバ１２中に結合される。この点に関し、光ファイバ１２のソース側端部１８は、光１７Ｒを光ファイバ１２の内部コア１４中に全反射させるためにレーザにより角度をなして劈開されている（即ち、レーザ劈開されている）（以下、劈開ファイバ端２０又は角度劈開ファイバ端２０又はレーザ劈開ファイバ端２０と呼ぶ）。光源１６は、一例として垂直共振器表面発光ダイオードレーザ（ＶＣＳＥＬ）又は他の光源であって良い。光１７Ｒは、第２のゾーン（ＩＩ）において光ファイバ１２の内部コア１４に沿って伝搬し、ついには、ソース側端部１８と反対側の光ファイバ１２の検出器側端部２２に達する。図１には、光ファイバ１２に沿って伝搬する光１７Ｒは、ステップインデックス内部コアのインデックス分布が用いられる場合と同様、内部コア１４に沿って一連の真っ直ぐな線を辿るものとして示されている。これらの線は又、一般に直線ではない経路を表すようになっており、次に、光は、グレーデッドインデックス（勾配屈折率）内部コアインデックス分布状態にある。光ファイバ１２に沿って伝搬している光１７Ｒを検出するために光検出器２４が光ファイバ１２の検出器側端部２２に設けられている。また、検出のために第３のゾーン（ＩＩＩ）において光１７Ｒを光検出器２４に当てるよう下方へ変向するために角度劈開ファイバ端部が光ファイバ１２の検出器側端部２２のところに設けられている。
【００１８】
図２は、この例では、光ファイバ１２の角度劈開ファイバ端２０に関する詳細を提供するよう図１の光ファイバ１２のソース側端部１８を拡大側面図で示している。図２に示されているように、光ファイバ１２は、角度劈開ファイバ端２０が光源１６から発射された光１７Ｌを受けるよう光源１６と位置合わせされるように位置決めされている。光ファイバ１２は、この実施形態では、光ファイバ１２を光ファイバ軸線Ａ1に垂直に発射された光１７Ｌを受けるよう構成されている。光源１６は、基板２８上に設けられ、光ファイバ１２は、光源１６から光ファイバ１２への効率的な光信号伝送を達成するよう光源１６に位置合わせされるのが良い。角度劈開ファイバ端２０の角度Θ1は、光源１６から発射された光１７Ｌを角度劈開ファイバ端２０のところで全反射により反射されて光１７Ｒとして光ファイバ１２の内部コア１４に沿って変向されるよう設けられるのが良い。例えば、一実施形態では、角度劈開ファイバ端２０の角度Θ1は、向上した光学性能（例えば、後方反射の減少、マルチモードファイバにおける帯域幅の増大等）を提供するよう約４５°であるのが良く又は他の角度であっても良い。角度劈開ファイバ端２０から反射された光１７Ｒは、一般に、光１７Ｒが検出器側端部２２（図１も又参照されたい）に向かって内部コア１４に沿って伝搬しているときに光ファイバ１２の内部コア１４を包囲したクラッド３０で反射することにより内部コア１４内に留まる。
【００１９】
光源１６からの光１７Ｌは、この実施形態では発散角をなして発散し又は拡がっているので、光１７Ｌは、所与の角度範囲にわたって内部コア１４内に発射される。この結果、光１７Ｌは、光ファイバ軸線Ａ1に対して発射角度の光１７Ｒとして角度劈開ファイバ端２０から発射される。この結果、マルチモード光ファイバ１２の多くのモード又はモード群の励振が生じる場合があり、それによりモード分散が入り込む。モード群は、内部コア１４に沿って同一の伝搬経路を有する一群の光線であり、従って、これら光線は、検出器側端部２２に同時に到達して１つの群を形成する。モード分散は、光ファイバリンク１０の帯域幅を制限する場合がある。さらに、モード分散は、光ファイバ１２の長さが増大するにつれて増大する場合がある。
【００２０】
例としてシングルモード光ファイバリンクとマルチモード光ファイバリンクの両方を含む例えば図１及び図２の光ファイバリンク１０のような多くの光ファイバリンクでは、光検出器により受け取られる光ファイバからの光の光パワーレベルを制御することができる。光の光パワーレベルは、光検出器のノイズを含むノイズに起因したビットエラーを最小限に抑えるために既定の最小光パワーレベルよりも大きいように制御されるのが良い。一例として、図１の光検出器２４により受け取られる光１７Ｄは、最高毎秒２０ギガビット（Ｇｂｐｓ）までの帯域幅を提供するよう−１０ｄＢｍの光パワーレベルに適合し又はこれを超えることが必要な場合がある。受け取った光の光パワーレベルを制御してこれが既定の最小光パワーレベルよりも大きくするためには、光源は、光ファイバの内部コア中に発射される光の光パワーを制御するよう調節されるのが良い。この点に関し、光源は、光をその最大出力パワーレベルで光ファイバ中に発射するよう制御される場合がある。しかしながら、多くの光ファイバリンク及び関連用途は、例えば例を挙げると目の安全上の要件を満たし又は光検出器の飽和を回避するために光源に関して最大光パワーレベルを定めている。例えば、最大光パワーレベルは、＋３ｄＢｍである場合がある。この点において、光源は、光を最小既定光パワーレベルと最大既定光パワーレベルとの間の光パワーレベルで光ファイバ中に発射するよう制御される場合がある。
【００２１】
光源を光ファイバリンクの最大既定光パワーレベル又は限度を超える動作点で駆動することが何故望ましいかについては多くの理由が存在する。例えば、光源の直線性は、或る特定のしきい駆動電流を超えて駆動されると向上する場合があり、その結果、高い動作周波数で性能の向上を得るための開口アイダイヤグラム（open eye diagram）が得られる。さらに、マルチモード光ファイバリンクでは、光源を高い光パワーレベルで駆動することにより、制限された数又は所定の組をなすモード又はモード群を励振するファーフィールド光パターンを生じさせることができる。例えば、ＶＣＳＥＬ光源ファーフィールド光パターンの形状は、駆動電流の関数として変化する。マルチモード光ファイバリンク内の励振モード又はモード群の数を制限することにより、モード分散を減少させることができ、その結果として、光ファイバリンク帯域幅を向上させることができる。また、光源、例えばＶＣＳＥＬを過剰駆動して光パワーを減少させる場合のある変動条件を補償することが望ましい場合がある。例えば、温度の変動は、光源に提供される所与の駆動電流のための光パワー出力を変化させる場合がある。また、半導体を利用した光源、例えばＶＣＳＥＬの光パワーレベルは、半導体のエイジング効果に起因して経時的に低下する場合がある。
【００２２】
光源を高い出力光パワーレベルで動作させる一方で光ファイバリンク内の最大光パワーレベルを制限するために、光学減衰を導入するのが良い。この点において、図３は、光学減衰が光源３８と光ファイバ４０との間で行われる例示の実施形態としての光ファイバリンク３４を側面図で示している。この実施形態では、以下に詳細に説明するように、光学減衰は、コーティング材料３６の形態で提供される。コーティング材料３６は、光ファイバ４０の少なくとも一部分の周りに被着され又は施される材料である。この実施形態では、被着されたコーティング材料３６は、光ファイバ４０の外面３９上に位置する。コーティング材料３６は、光学減衰を可能にする光吸収特性を有する。この実施形態では、光学減衰を可能にするコーティング材料３６の一部分３７は、光源３８と光ファイバ４０との間の光路４５中に配置され、光源３８により発射された光４２Ｌは、光ファイバ４０に達する前にこのコーティング材料の一部分３７を通る。その結果、コーティング材料３６の吸収特性により、光ファイバ４０内に発射された光４２Ｌが減衰される。
【００２３】
コーティング材料３６の光吸収特性及び光路４５内に配置されたコーティング材料３６の一部分３７の厚さは、光ファイバ４０中に発射された光４２Ｌの光学減衰量を制御する。コーティング材料３６の一部分３７の厚さは、光４２Ｌの光学減衰量を制御するよう調節可能である。コーティング材料３６は、図３に示されているように光４２Ｌを光学的に減衰させてこれを光学的減衰光４２Ｌ′にする。このように、光源３８は、光ファイバリンク３４に関する最大光パワーレベルを超える場合のある高い出力光パワーレベルで光４２Ｌを発射するが、光学減衰光４２Ｌ′及び光学的減衰光４２Ｌ′から反射された光４２Ｒが光ファイバリンク３４に関する最大光パワーレベルを超えることがないようにするよう駆動されるのが良い。上述したように、光ファイバリンク３４は、例を挙げると、例えば目の安全に関する或る特定の仕様又は要件を満たし又は光検出飽和を回避するよう既定の最大光パワーレベルを有するのが良く、この場合、既定最大光パワーレベルは、光源３８により提供できる最大出力光パワーレベルよりも低い。
【００２４】
引き続き図３を参照すると、コーティング材料３６の一部分３７によりもたらされる光学減衰量は、光ファイバ４０のソース側端部４４のところで行われる。光源３８は、この実施形態では、基板４６上に配置されている。光ファイバ４０は、光源３８から光ファイバ４０中に発射される光４２Ｌの効率的な伝送を達成するために光源３８に位置合わせされるのが良い。図３に示されているように、光４２Ｌは、光ファイバ軸線Ａ2に垂直に光源３８から光ファイバ４０中に発射され、そしてこの実施形態では光ファイバ４０のクラッド４８中に進む。基板４６に対する他の発射角度及び光ファイバ角度が採用可能である。コーティング材料３６は、光４２Ｌがクラッド４８に達する前にコーティング材料３６の一部分３７を通過しなければならないようクラッド４８と光源３８との間に配置されている。クラッド４８は、光ファイバ４０の内部コア５０を包囲している。光４２Ｌは、図３に示されているように光学的減衰光４２Ｌ′として光学的に減衰される。光学減衰量は、コーティング材料３６の形式又は種類及びその厚さの関数であり、この例については以下に詳細に説明する。次に、光学減衰光４２Ｌ′は、クラッド４８を通って光ファイバ４０の内部コア５０に入り、ここで、光ファイバ４０の角度劈開ファイバ端５４の角度劈開端ファセット５２（又は端面）で全反射（ＴＩＲ）により反射される。その結果、反射光４２Ｒは、光ファイバ４０の光ファイバ軸線Ａ2に平行ではない角度をなして光ファイバ４０の内部コア５０に沿って変向される。
【００２５】
光４２Ｌが光学的に減衰されるので、光源３８は、光４２Ｌを光ファイバ４０の内部コア５０に沿って反射された反射光４２Ｒの光パワーレベルよりも高い光出力パワーレベルで発射するよう制御可能である。例えば、上述したように、例を挙げると向上した性能又は向上した光ファイバリンク帯域幅を得るために、光源３８を駆動させて光４２Ｌを高い出力光パワーレベルで生じさせることが望ましい場合がある。何らかの理由で、かかる高い出力光パワーレベルが光ファイバリンクについて所望の又は設計された最大光パワーレベルを超える場合、コーティング材料３６の一部分３７により提供される光学減衰は、光４２Ｌを光学的に減衰させてこれを光学減衰光４２Ｌ′にして光ファイバのクラッド４８及び／又は内部コア５０に入る光４２Ｌの光パワーレベルを減少させるよう設計されるのが良い。
【００２６】
光源３８からの光４２Ｌは、この実施形態では、発散角で発散し又は拡がっているので、光学的減衰光４２Ｌ′は、所与の角度にわたり光ファイバ４０の内部コア５０中に発射される。この結果、光学減衰光４２Ｌ′は、大きな発射角度で反射光４２Ｒとして角度劈開端ファセット５２から発射される。この結果、光ファイバ４０の多数のモード又はモード群が励振される場合があり、それによりモード分散が導入される。モード群は、内部コア５０に沿って同一の伝搬経路を有する一群の光線であり、従って、これら光線は、光ファイバ４０の検出器側端部に同時に到達するようになっている。モード分散は、光ファイバリンク３４の帯域幅を制限する場合がある。さらに、モード分散は、光ファイバ４０の長さが増大するにつれて増大する場合がある。光４２Ｌは又、光源３８によって小さな発射角度で光ファイバ４０の内部コア５０中に発射されるのが良く、その結果、内部コア５０内で励振されるモード又はモード群は僅かであり、それにより、モード分散が減少する。
【００２７】
この実施形態におけるコーティング材料３６は、図３に示されているように光ファイバ４０の角度劈開ファイバ端５４中に組み込まれている。上述したように、角度劈開ファイバ端５４を更にレーザ劈開し又は研磨プロセスにより劈開しても良い。劈開のために公知の方法によるレーザ処理を用いてレーザ劈開光ファイバ端又はファセットを光ファイバ端部に形成することができる。例えば、可変ビームエキスパンダ（ビーム拡大器）及び２５ミリメートル（ｍｍ）焦点距離集束レンズを備えた二酸化炭素（ＣＯ2）レーザから成るレーザ劈開ステーションを用いることができる。レーザを用いて光ファイバを劈開した場合、光ファイバ又は光ファイバの端をレーザ劈開ファイバ又はレーザ劈開端ともいう場合がある。レーザプロセスを用いると、単一の光ファイバ又は１次元（１‐Ｄ）又は２次元（２‐Ｄ）アレイの状態に配列された一群の光ファイバに傾斜面を形成することができる。角度が付けられたレーザ劈開端を備える光ファイバを多くの目的に用いることができる。例えば、光検出器、例えばＶＳＣＥＬは、光ビームを垂直方向に、垂直に、即ち９０°で放出するので、或る特定の用途に関し、コンパクトさに関する検討を除外した状態で、方向転換が必要な場合が多い。角度を持つレーザ劈開端を備えた光ファイバを用いると、光検出器、例えば図１の上方に示された光検出器２４中への必要とされる光の直角の方向転換を達成することができる。
【００２８】
コーティング材料３６は、この実施形態では、図３に示されているように光ファイバ４０のクラッド４８の外面５６に被着されている。コーティング材料３６は、光ファイバ４０の角度劈開の前又はその後において製造中に光ファイバ４０のクラッド４８の外面５６に被着可能である。コーティング材料３６は、外面３６全体に被着されても良く或いは外面の一部分だけに被着されても良い。コーティング材料３６が角度劈開前に被着された場合、コーティング材料３６の材料は、この実施形態では、クラッド４８の外面５６上に位置したままであろう。他の実施形態では、コーティング材料３６は、例えばクラッド４８が光ファイバ４０内に設けられておらず又は光ファイバ４０のソース側端部４４のところに設けられている場合、光ファイバ４０の内部コア５０の外面５７に被着される場合がある。コーティング材料３６は又、例えばレーザアブレーション又は研磨作業により光ファイバ４０のソース側端部４４の近くでクラッド４８の幾分か又はすべてを局所的に除去した結果として生じるファイバ表面に被着されても良い。コーティング材料３６は、浸漬被覆、吹き付け、ブラシ掛け、スクリーン印刷、スパッタリング又は化学気相蒸着を含む（これらには限定されない）方法を用いて光ファイバ４０に被着されるのが良い。
【００２９】
コーティング材料３６の形式又は種類は、コーティング材料３６の光吸収特性に従って光学減衰量に影響を及ぼす。例えば、コーティング材料３６は、光を設計された厚さで通過させることができるが、光学的に減衰させることができる耐久性のあるコーティング材料、例えば金属又は炭素を主成分とする材料であるのが良い。金属の例としては、チタン、アルミニウム及び金が挙げられるが、これらには限定されない。他の例としては、光を吸収し又は散乱させる粒子入りのポリマー被膜や光を散乱させる回折格子又は粗面が挙げられるが、これらには限定されない。ポリマーの例としては、アクリレート、テフロン（ＰＴＦＥ）及びナイロンが挙げられるが、これらには限定されない。コーティング材料３６が被着された光ファイバ４０の全体的厚さを最小限に抑えるために薄い層の状態で被着されたときに相当な光吸収をもたらすことができるコーティング材料３６を提供することが望ましい場合がある。
【００３０】
コーティング材料３６は、光学減衰をもたらすよう光ファイバ４０に塗布可能な光吸収又は分散液体であっても良い。例えば、光ファイバ４０は、非ランダムエアライン（ＲＡＬ）光ファイバではなく、ランダムエアライン（ＲＡＬ）光ファイバであるのが良く、この場合、毛管力は、光路４５中の１組のＲＡＬチャネル中に流体コーティングを吸い込ませる。この例において光吸収又は分散液体の特性を調節することにより又は液体がＲＡＬチャネル中で分散する仕方を制御することにより、光学減衰を加減することができる。
【００３１】
或る特定の実施形態では、コーティング材料３６は、他の利点又は目的を提供する材料から選択可能である。例えば、コーティング材料３６は、例示として、光ファイバ４０の外面３９が損傷しないよう保護すると共に／或いは光ファイバ４０の機械的強度を保つポリマー又はアクリル層として提供できる。コーティング材料３６の材料の形式又は種類も又、光ファイバ４０のためのハーメチックシール又はバリヤ層を提供すると共に／或いは光ファイバ４０の耐久性を一段と高めるよう選択可能である。光学減衰及び気密封止をもたらすことができるコーティング材料３６の例としては、炭素を主成分とする被膜や金属を主成分とする被膜、例えばアルミニウム又はチタンを主成分とする被膜が挙げられるが、これらには限定されない。コーティング材料３６は、金属繊維被膜であっても良く、それにより、金属繊維被膜で被覆された光ファイバ４０を光電子パッケージに設けられている貫通穴中にはんだ付けすることによりハーメチックシールを形成することができる。
【００３２】
上述したように、光源３８から発射された光４２Ｌと光ファイバ４０との間で光路４５内に位置するコーティング材料３６の一部分３７の厚さも又、光４２Ｌの光学減衰量を制御する。この点において、光４２Ｌの光学減衰量は、コーティング材料３６の一部分３７の厚さを調節することによって制御できる。例えば、コーティング材料除去プロセスを製造時点で採用すると、コーティング材料３６の厚さＷ1を厚さＷ2に減少させて、図３に示されているようにコーティング材料３６の一部分３７を形成し、光４２Ｌの光学減衰量を調節することができる。図３に示されているように、光ファイバ４０のソース側端部４４のところのコーティング材料３６の一部分３７は、光源３８と光ファイバ４０との間の光路４５内でコーティング材料３６の厚さを厚さＷ2に減少させるよう除去されている。これにより、光４２Ｌが厚さＷ1のコーティング材料３６の一部分３７を通過した場合に得ることができる光学減衰量と比較して、光源３８により光ファイバ４０のクラッド４８中に発射される光４２Ｌの光学減衰量が減少する。
【００３３】
厚さの例として、厚さＷ1は、炭素を主成分とする被膜の場合、２００マイクロメートル（μｍ）であるのが良く、厚さＷ2は、１０μｍであるのが良く、この場合、光４２Ｌは、光４２Ｌがコーティング材料３６の一部分３７を通過した結果として、３ｄＢｍからゼロ（０）ｄＢｍ光学的減衰光４２Ｌ′に光学的に減衰される。被膜除去後に光源３８と光ファイバ４０との間の光路４５内に残るコーティング材料３６の一部分３７の厚さは、所望の光学減衰性能を達成するよう任意の厚さで提供できる。コーティング材料除去プロセスが光ファイバ４０の製造中に実施される場合、光源３８と光ファイバ４０との間で光路４５内に残るコーティング厚さを所望の任意の用途に合わせて調節することができる。種々の厚さを製造プロセス中、種々の用途に合わせて残すことができる。
【００３４】
上述したように、コーティング材料除去プロセスを製造時点で実施すると、光ファイバ４０に被着されているコーティング材料３６の一部分３７を除去して厚さを減少させ、その結果、コーティング材料３６により提供される光学減衰性能を低下させることができる。図４は、角度劈開端ファセット５２を光ファイバ４０の角度劈開光ファイバ端５４に設けてコーティング材料３６をクラッド４８の外面５６に被着させた後の図３の光ファイバ４０を示している。角度劈開端ファセット５２を例を挙げるとレーザ劈開作業により又は光ファイバ４０を研磨することにより提供できる。レーザ劈開を用いる場合、コーティング材料３６は、非ポリマー材料、例えば炭素又は金属として選択するのが良く、その結果、コーティング材料３６は、角度劈開されるべき光ファイバ４０の一部分を照射したときに形状を変化させず又は分解することがないようになる。次に、コーティング材料除去プロセスをコーティング材料３６の一部分３７に対して実施して光源３８と光ファイバ４０との間で光路４５内に位置するコーティング材料３６の厚さＷ2を提供する（図３参照）。コーティング材料除去プロセスの例としては、レーザアブレーション、化学エッチング、機械的アブレーション及び研磨が挙げられるが、これらには限定されない。
【００３５】
例えば、図５は、図３及び図４の光ファイバ４０のコーティング材料３６の一部分３７を除去して厚さを厚さＷ2（図３）に減少させると共に光ファイバ４０の光学減衰性能を増大させるコーティング材料除去装置及びプロセスを示している。コーティング材料３６の一部分３７の厚さを光ファイバ４０のソース側端部４４の近くで選択的に減少させて光ファイバ４０を光源３８に位置合わせしたときに所望の光学減衰を光路４５内で実施されるようにするのが良い。図５に示されているように、レーザ６０が利用される。レーザ６０は、一例として１０．６μｍの波長で動作するＣＯ2レーザであるのが良い。レーザ６０は、除去されるべきコーティング材料３６の一部分３７にレーザビーム６０を放出して厚さをこの例では厚さＷ2に減少させるよう位置決めされている。レーザビーム６２は、コーティング材料３６を部分的に溶発させてコーティング材料３６の厚さを所望に応じて減少させる。この実施形態では、レーザ６０は、レーザビーム６２が光源３８（図３）と光ファイバ４０との間で光路４５内に位置するコーティング材料３６の一部分３７に差し向けられるよう制御される。コーティング材料３６に加えられるレーザビーム６２の強度及び持続時間を調節することにより残留厚さを選択的に制御するよう除去されたコーティング材料３６の一部分３７を変化させることができる。レーザ６０は又、レーザビーム６２を図５に示されているように垂直ではなく、光ファイバ軸線Ａ2に平行にコーティング材料３６に差し向けてコーティング材料３６の一部分３７を除去するのが良い。変形例として、レーザ６０は、レーザビーム６２を光ファイバ４０のいずれかの側から図５の紙面に入る方向又はこれから出る方向でコーティング材料３６をめがけて差し向けても良い。
【００３６】
この場合も又、他の除去方法が採用可能であり、本明細書において開示する光ファイバ、コーティング材料除去装置及び方法の実施形態は、レーザ除去又はアブレーションには限定されない。コーティング材料除去方法以外の他の方法を用いてもコーティング材料を光ファイバに被着させて図３の光学的減衰を含む光学的減衰をもたらすことができる。例えば、コーティング材料３６に適合した化学的処理をコーティング材料３６に施してコーティング材料３６の一部分を除去して厚さを制御することができる。フォトリソグラフィーマスキング及び／又はエッチングプロセスを採用することができる。コーティング材料３６の厚さは又、除去プロセスを実施しないでコーティング材料３６を光ファイバ４０に所望の厚さまで制御可能に被着させることにより制御できる。この場合、コーティング材料を光ファイバ全体又は光ファイバの一部分、例えば、一例を挙げると図３の光ファイバ４０のソース側端部４４に被着させるのが良い。光ファイバに対するコーティング被着又は蒸着プロセスの例としては、浸漬被覆、吹き付け、ブラシ掛け、スクリーン印刷、スパッタリング又は化学気相蒸着が挙げられるが、これらには限定されない。コーティング材料３６の形式又は種類も又、厚さを制御するための除去プロセスを助けるよう選択されるのが良い。例えば、酸化を受けるコーティング材料３６、例えば炭素又は金属を主成分とするコーティング材料のレーザ支援酸化を用いてコーティング材料３６の厚さを制御しても良い。
【００３７】
光ファイバに被着されるコーティング材料の厚さをどのように設けるか又は制御するかとは無関係に、光ファイバの本体に被着されるコーティング材料により光学減衰をもたらすことには、或る特定の非限定的な利点がある。例えば、コーティング材料が光ファイバの本体と一体である場合、コーティング材料により提供される光学的減衰は、光源の位置及び光ファイバに対するその光フィールド構造とは独立して機能することができる。コーティング材料が光ファイバの周囲全体に被着される場合、コーティング材料により提供される光学的減衰は、光ファイバに対して自動位置合わせされ、それにより光ファイバの組立てプロセスを単純化する。コーティング材料、例えば一例を挙げるとハーメチックパッケージ貫通封止を用いて金属化又は気密光ファイバコーティング材料が他の理由で光ファイバの周りに被着されることが必要な場合、このコーティング材料は、追加の材料又は部品を必要としないで光学的減衰を制御するよう選択的に除去可能である。それにもかかわらず、光学的減衰手段として光ファイバコーティング材料を被着させるには光源のための又は光源と光ファイバとの間に設けられるべき追加の部品を必要としない。
【００３８】
上述したように、光ファイバに被着されたコーティング材料の一部分を所望厚さまで除去して光ファイバ中に発射される光の光学的減衰を行うのが良い。また、上述したように、コーティング材料の所望厚さは、被着プロセスが所望の光学減衰性能に望ましい厚さまでのコーティング材料の被着の制御を可能にする場合、除去を用いないで被着プロセスにより提供できる。コーティング材料除去プロセスを用いて光ファイバに被着されるコーティング材料の厚さを制御し、それにより光学減衰を行うことは、別の又は追加の特徴及び利点を有する場合がある。例えば、単一厚さのコーティング材料を光ファイバに被着されることができ、この場合、コーティング材料の除去量を必要に応じて制御すると共に調節することができ、それにより処理済み光ファイバの用途に応じて光学減衰量を所望通りに調節することができる。光源と光ファイバとの間の光路内のコーティング材料の除去を選択的に制御して光ファイバの或る特定のモード又はモード群だけを光源によって励振させるやり方について例示として以下に詳細に説明する。
【００３９】
図３〜図５を参照して上述した実施形態は、光学減衰を行うために一様な又は実質的に一様な残留厚さへのコーティング材料３６の一部分３７の除去を含む。その結果、光路４５内の残留コーティング材料３６により提供される光学的減衰は、光源３８から光ファイバ３０中に発射される光４２Ｌの種々のオーダ又はモードにとって一様又は実質的に一様であるのが良い。しかしながら、光ファイバに被着されるコーティング材料の特定の一領域又は複数の領域を除去して特定の光学的減衰パターン又はマスクを形成して光ファイバ中に発射される光の種々のオーダ又はモードが一様に光学的に減衰されないようにすることも又可能である。この点において、図６及び図７は、光ファイバの周りに被着されるコーティング材料の一部分又は複数の部分が所望の光学的減衰パターン又はマスクに従って選択的に除去される光ファイバの実施形態を示している。その結果、光ファイバは、光源により光ファイバ中に発射される光の種々のオーダ又はモードが一様に光学的に減衰されることがないように構成されている。
【００４０】
図６を参照すると、別の例示の光ファイバリンク７０の側面図が提供されており、この場合、光学的減衰をもたらすコーティング材料は、光源７２と光ファイバ７４との間に設けられている。光源７２及び光ファイバ７４は、図３〜図５に示されると共に上述した光源３８及び光ファイバ４０と同一又は類似の光源及び光ファイバであるのが良い。この点において、光ファイバ７４は、光ファイバ７４のソース側端部７６が光源７２から光ファイバ７４中に発射される光７８Ｌの効率的伝送を達成するよう光源７２と位置合わせされるよう基板７５に取り付けられるのが良い。
【００４１】
図６に示されているように、光７８Ｌは、光源７２から光ファイバ軸線Ａ3に垂直な光路７３に沿って光ファイバ７４中に発射され、そしてこの実施形態では光ファイバ７４のクラッド８０中に進む。クラッド８０は、光ファイバ７４の内部コア８２を包囲している。光７８Ｌは、光７８Ｌが光学的な減衰を行うコーティング材料８４を通過し、特に、上述したように所望の光学減衰量をもたらすよう所望の厚さまで選択的に除去され又は被着されたコーティング材料８４のリングマスク又はリングパターン８６を通過しているときに光学的に減衰されて光学減衰光７８Ｌ′となる。コーティング材料の形式又は種類及びコーティング材料８４の所望の厚さを提供する除去又は被着プロセスは、上述した形式又は種類及びプロセスのうちの任意のものであって良い。次に、光学減衰光７８Ｌ′は、クラッド８０を通って光ファイバ７４の内部コア８２に入り、ここで、光ファイバ７４の角度劈開ファイバ端９０の角度劈開端ファセット又は端面８８で全反射（ＴＩＲ）により光７８Ｒとして反射される。その結果、反射光７８Ｒは、光ファイバ７４の光ファイバ軸線Ａ3に平行ではない角度をなして光ファイバ７４の内部コア８２に沿って変向される。
【００４２】
この実施形態では、コーティング材料８４に施されるリングパターン８６は、コーティング材料８４の中央部分又はスポット９４周りのリング領域９２のコーティング材料８４の部分を除去することにより提供される。光ファイバ７４が例えば図６に示されているように光源７２と位置合わせされると、コーティング材料８４の中央部分９４は、光源７２から発射された光７８Ｌを遮断し又は実質的に減衰させるよう構成され、この光７８Ｌは、通常、角度劈開端ファセット８８で反射して光ファイバ軸線Ａ3にほぼ平行な又は実質的に平行な角度をなして内部コア８２に沿って案内される。この角度は、この実施形態では、低次案内ファイバモードのための伝搬方向に一致している。この実施形態における光ファイバ７４に被着されたコーティング材料８４に施されたリングパターン８６は、低次モード光を遮断し又は濾波するよう構成されている。大きな角度で光源７２から発射された光７８Ｌは、コーティング材料８４のリング領域９２を通過して減衰光７８Ｌ′として光ファイバ７４に進むことができる。この結果、光ファイバ７４内の高次モード又はモード群の励振が生じ、それによりモード分散を制限すると共に光ファイバリンク７０の光ファイバリンク帯域幅を向上させることができる。
【００４３】
図７は、コーティング材料マスク又はパターンが光ファイバに被着されたコーティング材料に施されると共に光源から発射された光を遮断し又は実質的に減衰させるよう構成された実施形態を示しており、この光は、通常、反射されて、光ファイバの光ファイバ軸線にほぼ平行ではなく又は実質的に平行ではない角度をなして光ファイバに沿って案内される。この角度は、高次案内ファイバモードに関する伝搬方向に一致している。この点において、図７に示されているように、図６の光ファイバ７４で構成された光ファイバリンク７０′が提供されている。同一の要素は、図６に記載されている共通の要素番号を付けられた状態で図７に示されている。しかしながら、この実施形態では、別の光学減衰マスク又はパターン９６が光路７３内のコーティング材料８４に施されている。光学減衰パターン９６は、図６のコーティング材料８４に施されたリングパターン８６とは逆のパターンであるのが良い。この実施形態における光学減衰パターン９６は、コーティング材料８４を除去して形成された孔９８で構成される円形凹状パターンであり、この円形凹状パターンは、光ファイバ軸線Ａ3に垂直な又は実質的に垂直な角度で差し向けられた光７８Ｌを通過させて減衰光７８Ｌ′としてクラッド８０に至ることができるようにするのに所望の厚さのものとして構成されている。このパターンは、非円形の状態に作られても良く又は凹状輪郭形状以外の他の何らかの断面輪郭形状で作られても良い。例えば、この輪郭形状は、一様な深さの局所領域を形成しても良い。光ファイバ軸線Ａ3に対して角度をなして差し向けられた光７８Ｌは、孔９８を包囲した厚い厚さの光学減衰パターン９６の部分１００によって遮断され又は実質的に減衰される。この結果、光ファイバ７４内の低次モード又はモード群の励振が生じ、それによりモード分散を制限すると共に光ファイバリンク７０′の光ファイバリンク帯域幅を向上させることができる。
【００４４】
互いに異なる発射角の光を互いに異なった仕方で光学的に減衰させ又は遮断するよう設計された光学減衰マスク又はパターンも又、光ファイバのレシーバ側端部に設けられるのが良い。これらとしては、リングパターン８６並びに図６及び図７のそれぞれの光ファイバ４０，７４に施された凹状パターンが挙げられるがこれらには限定されない。この点において、図８〜図１１は、光検出器の方へ差し向けられた伝搬光の光学的減衰をもたらすよう光ファイバのレシーバ側端部に施された光学減衰マスク又はパターンの例を示している。かかる光学減衰は、方向付けられた光の光パワーを減少させ又は光の或る特定のファイバモード又はモード群を減衰させ若しくは遮断するよう構成されているのが良い。
【００４５】
図８は、コーティング材料１１２が被着された光ファイバ１１０のレシーバ側端部１０８の側面図である。コーティング材料１１２は、この実施形態では、上述した実施形態と同様に、光ファイバ１１０の内部コア１１８を包囲しているクラッド１１６の外面１１４に被着されている。光１２０Ｒは、光が光源（図示せず）から光ファイバ１１０中に発射された結果として、光ファイバ１１０の内部コア１１８に沿って伝搬する。この光は、例えば図６に提供され又は本明細書において開示した任意他の実施形態としての光源により光ファイバ１１０中に発射されるのが良く、この場合、光は、発射され、そしてＴＩＲ反射されて光ファイバの内部コアに沿って進む。光１２０Ｒは光ファイバ１１０のレシーバ側端部１０８に設けられた角度劈開端ファセット１２２で反射されて光１２０Ｃとなる。角度劈開端ファセット１２２は、光ファイバのソース側端部に角度劈開端ファセットを設けるための上述のプロセスのうちの任意のものを用いて光ファイバ１１０のレシーバ側端部１０８に設けられるのが良い。光ファイバ１１０は、基板１２４上に又はその近くに設けられ、この光ファイバは、この実施形態では、光１２０Ｃが光検出器１２６の方へ差し向けられるよう光検出器１２６と位置合わせされる。
【００４６】
この実施形態では、リングマスク又はリングパターン１２８が光１２０Ｃの減衰を選択的に制御するようコーティング材料１１２に施されている。リングパターン１２８は、図６の光ファイバ７４のソース側端部７６に被着されたコーティング材料８４に施されているリングパターン８０と同じ仕方で又はこれに類似した仕方でコーティング材料１１２に施されるのが良い。リングパターン１２８は、コーティング材料１１２の中央部分又はスポット１３２の周りのリング領域１３０に位置するコーティング材料１１２を部分的に除去することによりコーティング材料１１２に設けられる。除去は、例を挙げると、上述した方法のうちの任意のものに従って達成できる。光ファイバ１１０を例えば図８に示されているように光検出器１２６に位置合わせすると、コーティング材料１１２の中央部分１３２は、光１２０Ｒを遮断し又は実質的に減衰させるよう構成され、この光１２０Ｒは、通常、角度劈開端ファセット１２２で反射して光ファイバ１１０の光ファイバ軸線Ａ4にほぼ垂直な又は実質的に垂直な角度をなして光検出器１２６まで案内される。この角度は、この実施形態では、低次案内ファイバモード又はモード群のための伝搬方向に一致している。この実施形態における光ファイバ１１０に被着されたコーティング材料１１２に施されたリングパターン１２８は、低次モード光を遮断し又は濾波するよう構成されている。大きな角度をなして光ファイバ１１０の角度劈開端ファセット１２２で反射した光１２０Ｒは、コーティング材料１１２に設けられたリング領域１３０を通過し、そして減衰光１２０Ｃ′として光検出器１２６に進むことができる。光１２０Ｒが光ファイバ１１０内の低次モード又はモード群を励振するかどうかとは無関係に、かかる低次モード又はモード群は、減衰され又は遮断されて光検出器１２６に達しないようになる。これによりモード分散を制限すると共に光ファイバ１１０の光ファイバリンク帯域幅を向上させることができる。
【００４７】
図９〜図１１は、図８の光ファイバ１１０の側面図であり、リングパターン１２８は、別の例として、光１２０Ｒの他のモード又はモード群を減衰させ又は遮断している。図９は、光ファイバ１１０に被着されているコーティング材料１１２に施されたリングパターン１２８が又、光１２０Ｃの或る特定の低次モード又はモード群をどのように遮断することができるかを示している。光１２０Ｒは、この実施形態では、光ファイバ軸線Ａ4にほぼ平行な角度をなして内部コア１１８に沿って伝搬し、それより光ファイバ１１０の低次モード又はモード群を励振する。光ファイバ１１０の角度劈開端ファセット１２２で反射された或る特定の光は、図８に提供されているようにリングパターン１２８の中央部分１３２によって減衰され又は遮断される。しかしながら、減衰光１２０Ｃ″の他の低次モード又はモード群は、リング領域１３０を通って中央部分１３２の側部に進む。しかしながら、光ファイバ１１０は、減衰光１２０Ｃ″が光検出器１２６に達することがなく、効果的に濾波されるよう光検出器１２６と位置合わせされている。これによりモード分散を制限することができると共に光ファイバ１１０の光ファイバリンク帯域幅を向上させることができる。
【００４８】
図１０及び図１１は又、光ファイバ１１０に被着されているコーティング材料１１２に施されたリングパターン１２８が又、光１２０Ｃの或る特定の高次モード又はモード群（例えば、負の角度）をどのように遮断することができ、他方、光１２０Ｃの他の高次モード又はモード群を光検出器１２６によって検出することができるかを示している。光ファイバ１１０の角度劈開端ファセット１２２で反射された或る特定の光１２０Ｃが図８に提供されているようにリングパターン１２８の中央部分１３２によって減衰され又は遮断される。光ファイバ１１０は、減衰光１２０Ｃ′″の或る高次モード又はモード群がリング領域１３０を通って中央部分１３２の側部に進み、そして光検出器１２６に当たるよう光検出器１２６と位置合わせされている。しかしながら、これ又リングパターン１２８のリング領域１３０を通過した減衰光１２０Ｃ″″の高次モード又はモード群は、光検出器１２６に達せず、効果的に濾波される。これによりモード分散を制限することができると共に光ファイバ１１０の光ファイバリンク帯域幅を向上させることができる。
【００４９】
光の低次モード又はモード群を遮断し又は光学的に減衰させるために光学減衰マスク又はパターンが光ファイバのレシーバ側端部にも設けられるのが良い。この点において、図１２は、コーティング材料１４２が被着された光ファイバ１４０のレシーバ側端部１３８の側面図である。コーティング材料１４２は、この実施形態では、上述の実施形態と同様、光ファイバ１４０の内部コア１４０を包囲したクラッド１４６の外面１４４に被着されている。光１５０Ｒは、光が光源（図示せず）から光ファイバ１４０中に発射された結果として、光ファイバ１４０の内部コア１４８に沿って伝搬する。この光は、例えば図６に提供され又は本明細書において開示した任意他の実施形態としての光源により光ファイバ１４０中に発射されるのが良く、この場合、光は、発射され、そしてＴＩＲ反射されて光ファイバの内部コアに沿って進む。光１５０Ｒは光ファイバ１４０のレシーバ側端部１３８に設けられた角度劈開端ファセット１５２で反射されて光１５０Ｃとなる。角度劈開端ファセット１５２は、光ファイバのソース側端部に角度劈開端ファセットを設けるための上述のプロセスのうちの任意のものを用いて光ファイバ１４０のレシーバ側端部１３８に設けられるのが良い。光ファイバ１４０は、基板１５４上に設けられ、光ファイバ１４０は、この実施形態では、光１５０Ｃが光検出器１５６の方へ差し向けられるよう光検出器１５６と位置合わせされる。
【００５０】
この実施形態では、光学減衰パターン１５８が図８のコーティング材料１１２に施されたリングパターン１２８とは逆であり且つ／或いは図７のコーティング材料８４に施された光学減衰パターン９６と同一又は類似の光ファイバ１４０のレシーバ側端部１３８に被着されたコーティング材料１４２に施されるのが良い。この点において、光学減衰パターン１５８は、この実施形態では、コーティング材料１４２を除去して形成された孔１６０で構成される円形凹状パターンであり、この円形凹状パターンは、光ファイバ１４０の光ファイバ軸線Ａ5に垂直な又はほぼ垂直に角度劈開端ファセット１５２から反射された光１５０Ｃを光１５０Ｃ′として通過させることができるようにするのに所望の厚さのものとして構成されている。光１５０Ｃ′の低次モード又はモード群は、この実施形態では、コーティング材料１４２を通過する。光ファイバ１４０は、光１５０Ｃ′が光検出器１５６に達するよう光検出器１５６と位置合わせされるのが良い。光ファイバ１４０の光ファイバ軸線Ａ5に垂直ではなく又は実質的に垂直ではない角度で反射された光１５０Ｒは、孔１６０を包囲した厚い厚さの光学減衰パターン１５８の部分１６２によって遮断され又は実質的に減衰される。光１５０Ｃの高次モード又はモード群は、コーティング材料１４２を通過して光検出器１５６に達することがないよう遮断されるのが良く又はこの実施形態では実質的に減衰されるのが良い。これによりモード分散を制限すると共に光ファイバ１４０の光ファイバリンク帯域幅を向上させることができる。
【００５１】
本明細書において開示した実施形態は、どのような特定の光ファイバリンク、光ファイバ、角度劈開、コーティング材料及びコーティング材料被着又は除去プロセスにも限定されない。所望の光学減衰特性を提供する任意種類のコーティング材料を使用することができる。所望の光学減衰特性を提供する任意厚さのコーティング材料を使用することができる。所望の光学減衰特性を提供する任意形式のコーティングマスク又はパターンを使用することができる。任意形式の光源及び光検出器を採用することができる。
【００５２】
上述したように、レーザ劈開プロセスを利用して本明細書において開示したレーザ劈開ファイバ端を個々のファイバ又はファイバの個々のアレイに設け又は形成することができる。角度劈開部を提供する研磨プロセスも又、採用可能である。コーティング材料を光ファイバに比茶させる前又は後に且つ／或いはコーティング材料の一部分の除去前又は後に角度劈開プロセスを実施して所望の光学減衰を提供することができる。単一又は多数のレーザ劈開面を個々の光ファイバに加えてアレイ状に配列された光ファイバの端に設けることができ又は形成することができる。光ファイバアレイは、各々が外面、内部コア及び本明細書において開示した形式の１つ又は２つ以上のレーザ劈開面を備えた劈開（例えば、レーザ劈開）ファイバ端を有する光ファイバで構成可能である。
【００５３】
さらに、本明細書で用いられている「光ファイバケーブル」及び／又は「光ファイバ」は、あらゆる形式のシングルモード及びマルチモード光導波路を含み、かかる光導波路としては、１本又は２本以上の裸光ファイバ、ルーズチューブ型光ファイバ、タイトバッファー型光ファイバ、リボン（テープ）型光ファイバ、曲げ不敏感性光ファイバ又は光信号を伝送する任意他の媒質手段が挙げられる。曲げ不敏感性光ファイバの一例は、コーニング・インコーポレイテッド（Corning Incorporated）により製造されたClearCurve（登録商標）光ファイバである。
【００５４】
本明細書において説明した多くの改造例及び他の実施形態は、上述の実施形態の関連する技術分野において上述の説明及び関連の図面に提供された教示の恩恵を受ける当業者に想到されよう。したがって、上記説明及び特許請求の範囲の記載は、開示した特定の実施形態には限定されず、改造例及び他の実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲に含まれるものであることが理解されるべきである。上述の実施形態は、これら実施形態の改造例及び変形例が特許請求の範囲に記載された本発明の範囲及びその均等範囲に属することを条件として、これら改造例及び変形例を含むものである。本明細書において特定の用語が用いられているが、これら用語は、一般的な意味で且つ説明の目的上用いられているに過ぎず、本発明を限定する目的では用いられていない。
【技術分野】
【０００１】
本発明の技術は、光ファイバ、特に、光源のモニタリングの際に用いられる角度劈開された光ファイバに関する。
【０００２】
〔関連出願の説明〕
本願は、２００９年１０月１５日に出願された米国特許出願第１２／５７９，４７３号の権益主張出願であり、この米国特許出願を参照により引用し、その記載内容全体を本明細書の一部とする。
【背景技術】
【０００３】
光ファイバは、種々の用途において光を伝送し又は処理するために使用できる。例としては、光を基板上に形成された一体形光学コンポーネント又は光学装置に送り又は光をこれから受けること、情報チャネルを波長分割多重光通信装置及びシステムで送ること、光ファイバスイッチマトリックス装置又はファイバアレイ‐アレイコネクタ（fiber array to array connector）を形成すること及び光増幅又はレーザ発信のための光学利得を生じさせることが挙げられる。光ファイバは、本質的に、光をファイバ境界部内に閉じ込め、光を１つの箇所から別の箇所に送る「光パイプ（ライトパイプ）」として働く。
【０００４】
光ファイバコア及び光ファイバコアを包囲したクラッド層を有するものとして典型的な光ファイバを単純化していうことができる。光ファイバコアの屈折率は、光を閉じ込めるためにクラッドの屈折率よりも高い。光ファイバコアの長手方向軸線に関して最大角度内で光ファイバコア中に結合された光線は、光ファイバコアとクラッドのインターフェイスのところで全反射される。全反射（ＴＩＲ）は、光線が表面の法線に対し臨界角度よりも大きな角度で媒質境界部に当たったときに生じる光学的現象である。境界部の他方の側の材料の屈折率が小さい場合、通過する光は存在せず、光の全てが反射される。臨界角度は、全反射が起こる下限としての入射角である。このＴＩＲは、光線の光エネルギーを１つ又は２つ以上の選択された光ファイバモード内に空間的に閉じ込めて光エネルギーを光ファイバコアに沿って案内する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光ファイバリンクの光パワーレベルは、光源の光パワーレベルの関数である。光源の光パワーレベルは、光検出器ノイズに起因した検出誤差を最小限に抑えるために既定の最小光パワーレベルよりも大きいことが必要な場合がある。しかしながら、多くの光ファイバリンクでは、光パワーレベルは、例えば目の安全上の要件を満たし又は光検出器飽和を回避するために既定の最大光パワーレベルを超えないよう制御されなければならない。このため、光パワーレベルは、検出誤差を最小限に抑えるための最小光パワーレベルと目の安全のための最大光パワーレベルとの間にあるよう制御される場合がある。しかしながら、例えば目の安全上の要件を満たすよう最大光パワーレベルを既定の最大光パワーレベルの制限することは、光ファイバリンクの性能を制限する場合がある。例えば、垂直共振器表面発光ダイオードレーザ（ＶＣＳＥＬ）は、特定の光パワーレベルで最も効率的に動作する。この最適パワーから外れると、効率、速度又は信頼性が低下する場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
詳細な説明において開示される実施形態は、被覆光ファイバ及び関連装置、リンク並びに光ファイバに差し向けられ又は光ファイバから差し向けられた光を光学的に減衰させる方法を含む。一実施形態では、光ファイバは、光ファイバ端部を有する。例えば、光ファイバ端部は、光源から発射された光を受けるよう光源に隣接して配置され又は取り付けられるよう構成されたソース側端部及び／又は光ファイバからの光を受ける光検出器に隣接して配置され又は取り付けられるよう構成された検出器側端部であるのが良い。コーティング材料が光ファイバ端部の少なくとも一部分に被着され、このコーティング材料は、光ファイバ端部に差し向けられた光の一部分を光学的に減衰させるよう構成されている。
【０００７】
このように一例として、光源は、光ファイバ内の最大光パワーレベルを制限しながら高い出力光パワーレベルで光ファイバの方に差し向けられる光を生じさせるよう制御されるのが良い。例えば、光ファイバは、目の安全上の要件を満たし又は光検出器飽和を回避するために光パワーが制限されるのが良い。しかしながら、光源をかかる限度を超えた最大光パワー出力レベルに駆動することが望ましい場合がある。例えば、光源の直線性は、或る特定のしきい駆動電流を超えて駆動されると向上する場合がある。さらに、光源を高い光パワーレベルで駆動すると、制限のされた数又は所定の組をなすモード又はモード群を励振するファーフィールド光パターンを生じさせることができる。マルチモード光ファイバリンク内の励振モード又はモード群の数を制限すると、モード分散を減少させることができると共にその結果として光ファイバリンク帯域幅を向上させることができる。別の例として、光源を過剰駆動すると、光パワー、例えば温度を減少させる場合のある変動条件又は光源のエイジング効果を補償することができる。
【０００８】
さらに、コーティング材料を光ファイバの検出器側端部に被着させて光を光学的に減衰させることも又望ましい場合がある。コーティング材料を光ファイバの検出器側端部に被着させて光を光学的に減衰させることにより、光検出器により検出される光ファイバからの光の或る特定のモード又はモード群を制限することができ、それにより、モード分散を減少させ、それにより帯域幅性能を向上させることができる。
【０００９】
コーティング材料の材料形式及び／又はコーティング材料の厚さは、コーティング材料により提供される光学減衰量を制御するよう選択的に調節可能である。コーティング材料の厚さは、一例として、コーティング材料除去プロセス又はコーティング材料の所望の厚さを被着させるためのプロセスによって調節可能である。他の実施形態では、光ファイバ端部に被着されるコーティング材料は、光学減衰パターンをなして被着されるのが良い。光学減衰パターンは、光の或る特定のモード又はモード群を遮断し又は減衰させることができる一方で、光の他のモード又はモード群がコーティング材料を通過することができるようにする。このように、光学減衰パターンは、光ファイバ内で励振されるモード又はモード群の数及び／又は光検出器により検出されるモード又はモード群の数を制限してモード分散を制限し、帯域幅性能を向上させるのに役立ちうる。
【００１０】
別の実施形態では、光ファイバリンクのための光学的減衰を行う方法が開示される。この方法は、光ファイバ端部を備えた光ファイバを用意するステップを有する。光ファイバ端部は、ソース側端部及び／又は検出器側端部であるのが良い。光ファイバ端部に差し向けられた光の一部分を光学的に減衰させるよう構成されたコーティング材料を光ファイバ端部の少なくとも一部分に被着させる。光ファイバ端部を角度劈開して光を反射させるための反射ファセットを提供するのが良い。反射光は、光ファイバ端部がソース側端部である場合には光源から受け取った光又は光ファイバ端部が検出器側端部である場合には光検出器に反射される伝搬光であるのが良い。光ファイバ端部の角度劈開は、例を挙げると、レーザ劈開又は光ファイバ端部の研磨によって実施されるのが良い。
【００１１】
追加の特徴及び利点は、以下の詳細な説明に記載されており、部分的にはかかる説明から当業者には容易に明らかであり、或いは以下の詳細な説明、特許請求の範囲並びに添付の図面を含む明細書において開示する実施形態を実施することによって認識されよう。
【００１２】
上述の概要説明と以下の詳細な説明の両方は、種々の実施形態に関しており、特許請求の範囲に記載された発明の性質及び性格を理解するための概観又は枠組を提供するようになっていることは理解されるべきである。添付の図面は、種々の実施形態の一層の理解を提供するために添付されており、本明細書に組み込まれてその一部をなす。図面は、本明細書において説明する種々の実施形態を示しており、詳細な説明と一緒になって、特許請求の範囲に記載された本発明の原理及び作用を説明するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】光ファイバのソース側端部内に光を発射する光源と光ファイバの検出器側端部のところで発射された光を検出する光検出器との間に設けられた光ファイバで構成される例示のマルチモード光ファイバリンクを示す図である。
【図２】図１の光ファイバのソース側端部の拡大側面図である。
【図３】光ファイバに向かって光源によって発射された光を光学的に減衰させるために例示の光ファイバのソース側端部に被着された例示のコーティング材料の側面図である。
【図４】図３の光ファイバの側面図であり、コーティング材料が光ファイバに被着され、コーティング材料の一部分が所望の光学減衰をもたらすよう選択的に除去される前の状態を示す図である。
【図５】所望の光学減衰をもたらすようコーティング材料の所望の厚さを提供するために図４の光ファイバに被着されたコーティング材料の選択された部分の例示のレーザ除去の仕方を示す図である。
【図６】例示の光ファイバのソース側端部に被着されていて、或る特定のモード及び／又はモード群が光ファイバ内で励起されるのを阻止し又はこれらを減衰させるよう構成されたコーティング材料に施される例示の選択的光学減衰パターンの側面図である。
【図７】例示の光ファイバのソース側端部に被着されていて、光ファイバ内で励振されるモード及び／又はモード群の数を減少させるよう構成されたコーティング材料に施された別の例示の選択的光学減衰パターンの側面図である。
【図８】例示の光ファイバの検出器側端部に被着されていて、光の低次モード又はモード群を遮断し又は減衰させるよう構成されたコーティング材料に施された例示の選択的光学減衰パターンの側面図である。
【図９】図８の光ファイバの検出器側端部に被着されたコーティング材料に施される選択的光学減衰パターンに従って光の低次モード又はモード群を遮断し又は減衰させる仕方を示す追加の側面図である。
【図１０】図８の光ファイバの検出器側端部に被着されたコーティング材料に施される選択的光学減衰パターンに従って光の低次モード又はモード群を遮断し又は減衰させる仕方を示す追加の側面図である。
【図１１】図８の光ファイバの検出器側端部に被着されたコーティング材料に施される選択的光学減衰パターンに従って光の低次モード又はモード群を遮断し又は減衰させる仕方を示す追加の側面図である。
【図１２】例示の光ファイバの検出器側端部に被着されていて、光の高次モード又はモード群を遮断し又は減衰させるよう構成されたコーティング材料に施された別の例示の選択的光学減衰パターンの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、実施形態を詳細に参照するが、かかる実施形態の実施例が添付の図面に示されており、図中、全てではなく、幾つかの実施形態が示されている。確かに、本発明の技術的思想は、多くの種々の形態で具体化でき、本発明を限定するものと解されてはならず、これら実施形態は、本明細書における開示が該当する法上の要件を満たすように提供されている。可能な限り、同一の参照符号は、同一のコンポーネント又は部分を示すために用いられる。
【００１５】
詳細な説明において開示される実施形態は、被覆光ファイバ及び関連装置、リンク並びに光ファイバに差し向けられ又は光ファイバから差し向けられた光を光学的に減衰させる方法を含む。一実施形態では、光ファイバは、光ファイバ端部を有する。例えば、光ファイバ端部は、光源から発射された光を受けるよう光源に隣接して配置され又は取り付けられるよう構成されたソース側端部及び／又は光ファイバからの光を受ける光検出器に隣接して配置され又は取り付けられるよう構成された検出器側端部であるのが良い。コーティング材料が光ファイバ端部の少なくとも一部分に被着され、このコーティング材料は、光ファイバ端部に差し向けられた光の一部分を光学的に減衰させるよう構成されている。
【００１６】
コーティング材料を光ファイバに被着させて光学減衰を行う仕方を説明する前に、図１及び図２を参照して例示の光ファイバリンクについて説明する。この点に関し、図１は、例示の光ファイバリンク１０を示している。光ファイバリンク１０は、内部コア１４を有する光ファイバ１２で構成されている。光ファイバ１２は、この実施形態では、マルチモード光ファイバであり、このことは、このことは、内部コア１４内に、内部コア１４に設けられたフェース１５中に発射された光に起因して発射角度によって定められた多数の伝搬経路が存在することを意味している。図１には内部コア１４だけが示されているが、言うまでもないこととして、光が光ファイバ１２に沿って伝搬しているときに光を全体として内部コア１４内に閉じこめるために内部コア１４を包囲するクラッド層（図示せず）が光ファイバ１２内に設けられる。光ファイバ１２の内部コア１４を包囲したクラッドの一例が図２に示されており、これについては以下において説明する。
【００１７】
図１を参照すると、この実施形態では、光１７Ｌを第１のゾーン（Ｉ）において光ファイバ１２中に発射するために光源１６が光ファイバ１２のソース側端部１８に設けられている。光１７Ｌは、全反射（ＴＩＲ）により光源１６から光ファイバ１２中に結合される。この点に関し、光ファイバ１２のソース側端部１８は、光１７Ｒを光ファイバ１２の内部コア１４中に全反射させるためにレーザにより角度をなして劈開されている（即ち、レーザ劈開されている）（以下、劈開ファイバ端２０又は角度劈開ファイバ端２０又はレーザ劈開ファイバ端２０と呼ぶ）。光源１６は、一例として垂直共振器表面発光ダイオードレーザ（ＶＣＳＥＬ）又は他の光源であって良い。光１７Ｒは、第２のゾーン（ＩＩ）において光ファイバ１２の内部コア１４に沿って伝搬し、ついには、ソース側端部１８と反対側の光ファイバ１２の検出器側端部２２に達する。図１には、光ファイバ１２に沿って伝搬する光１７Ｒは、ステップインデックス内部コアのインデックス分布が用いられる場合と同様、内部コア１４に沿って一連の真っ直ぐな線を辿るものとして示されている。これらの線は又、一般に直線ではない経路を表すようになっており、次に、光は、グレーデッドインデックス（勾配屈折率）内部コアインデックス分布状態にある。光ファイバ１２に沿って伝搬している光１７Ｒを検出するために光検出器２４が光ファイバ１２の検出器側端部２２に設けられている。また、検出のために第３のゾーン（ＩＩＩ）において光１７Ｒを光検出器２４に当てるよう下方へ変向するために角度劈開ファイバ端部が光ファイバ１２の検出器側端部２２のところに設けられている。
【００１８】
図２は、この例では、光ファイバ１２の角度劈開ファイバ端２０に関する詳細を提供するよう図１の光ファイバ１２のソース側端部１８を拡大側面図で示している。図２に示されているように、光ファイバ１２は、角度劈開ファイバ端２０が光源１６から発射された光１７Ｌを受けるよう光源１６と位置合わせされるように位置決めされている。光ファイバ１２は、この実施形態では、光ファイバ１２を光ファイバ軸線Ａ1に垂直に発射された光１７Ｌを受けるよう構成されている。光源１６は、基板２８上に設けられ、光ファイバ１２は、光源１６から光ファイバ１２への効率的な光信号伝送を達成するよう光源１６に位置合わせされるのが良い。角度劈開ファイバ端２０の角度Θ1は、光源１６から発射された光１７Ｌを角度劈開ファイバ端２０のところで全反射により反射されて光１７Ｒとして光ファイバ１２の内部コア１４に沿って変向されるよう設けられるのが良い。例えば、一実施形態では、角度劈開ファイバ端２０の角度Θ1は、向上した光学性能（例えば、後方反射の減少、マルチモードファイバにおける帯域幅の増大等）を提供するよう約４５°であるのが良く又は他の角度であっても良い。角度劈開ファイバ端２０から反射された光１７Ｒは、一般に、光１７Ｒが検出器側端部２２（図１も又参照されたい）に向かって内部コア１４に沿って伝搬しているときに光ファイバ１２の内部コア１４を包囲したクラッド３０で反射することにより内部コア１４内に留まる。
【００１９】
光源１６からの光１７Ｌは、この実施形態では発散角をなして発散し又は拡がっているので、光１７Ｌは、所与の角度範囲にわたって内部コア１４内に発射される。この結果、光１７Ｌは、光ファイバ軸線Ａ1に対して発射角度の光１７Ｒとして角度劈開ファイバ端２０から発射される。この結果、マルチモード光ファイバ１２の多くのモード又はモード群の励振が生じる場合があり、それによりモード分散が入り込む。モード群は、内部コア１４に沿って同一の伝搬経路を有する一群の光線であり、従って、これら光線は、検出器側端部２２に同時に到達して１つの群を形成する。モード分散は、光ファイバリンク１０の帯域幅を制限する場合がある。さらに、モード分散は、光ファイバ１２の長さが増大するにつれて増大する場合がある。
【００２０】
例としてシングルモード光ファイバリンクとマルチモード光ファイバリンクの両方を含む例えば図１及び図２の光ファイバリンク１０のような多くの光ファイバリンクでは、光検出器により受け取られる光ファイバからの光の光パワーレベルを制御することができる。光の光パワーレベルは、光検出器のノイズを含むノイズに起因したビットエラーを最小限に抑えるために既定の最小光パワーレベルよりも大きいように制御されるのが良い。一例として、図１の光検出器２４により受け取られる光１７Ｄは、最高毎秒２０ギガビット（Ｇｂｐｓ）までの帯域幅を提供するよう−１０ｄＢｍの光パワーレベルに適合し又はこれを超えることが必要な場合がある。受け取った光の光パワーレベルを制御してこれが既定の最小光パワーレベルよりも大きくするためには、光源は、光ファイバの内部コア中に発射される光の光パワーを制御するよう調節されるのが良い。この点に関し、光源は、光をその最大出力パワーレベルで光ファイバ中に発射するよう制御される場合がある。しかしながら、多くの光ファイバリンク及び関連用途は、例えば例を挙げると目の安全上の要件を満たし又は光検出器の飽和を回避するために光源に関して最大光パワーレベルを定めている。例えば、最大光パワーレベルは、＋３ｄＢｍである場合がある。この点において、光源は、光を最小既定光パワーレベルと最大既定光パワーレベルとの間の光パワーレベルで光ファイバ中に発射するよう制御される場合がある。
【００２１】
光源を光ファイバリンクの最大既定光パワーレベル又は限度を超える動作点で駆動することが何故望ましいかについては多くの理由が存在する。例えば、光源の直線性は、或る特定のしきい駆動電流を超えて駆動されると向上する場合があり、その結果、高い動作周波数で性能の向上を得るための開口アイダイヤグラム（open eye diagram）が得られる。さらに、マルチモード光ファイバリンクでは、光源を高い光パワーレベルで駆動することにより、制限された数又は所定の組をなすモード又はモード群を励振するファーフィールド光パターンを生じさせることができる。例えば、ＶＣＳＥＬ光源ファーフィールド光パターンの形状は、駆動電流の関数として変化する。マルチモード光ファイバリンク内の励振モード又はモード群の数を制限することにより、モード分散を減少させることができ、その結果として、光ファイバリンク帯域幅を向上させることができる。また、光源、例えばＶＣＳＥＬを過剰駆動して光パワーを減少させる場合のある変動条件を補償することが望ましい場合がある。例えば、温度の変動は、光源に提供される所与の駆動電流のための光パワー出力を変化させる場合がある。また、半導体を利用した光源、例えばＶＣＳＥＬの光パワーレベルは、半導体のエイジング効果に起因して経時的に低下する場合がある。
【００２２】
光源を高い出力光パワーレベルで動作させる一方で光ファイバリンク内の最大光パワーレベルを制限するために、光学減衰を導入するのが良い。この点において、図３は、光学減衰が光源３８と光ファイバ４０との間で行われる例示の実施形態としての光ファイバリンク３４を側面図で示している。この実施形態では、以下に詳細に説明するように、光学減衰は、コーティング材料３６の形態で提供される。コーティング材料３６は、光ファイバ４０の少なくとも一部分の周りに被着され又は施される材料である。この実施形態では、被着されたコーティング材料３６は、光ファイバ４０の外面３９上に位置する。コーティング材料３６は、光学減衰を可能にする光吸収特性を有する。この実施形態では、光学減衰を可能にするコーティング材料３６の一部分３７は、光源３８と光ファイバ４０との間の光路４５中に配置され、光源３８により発射された光４２Ｌは、光ファイバ４０に達する前にこのコーティング材料の一部分３７を通る。その結果、コーティング材料３６の吸収特性により、光ファイバ４０内に発射された光４２Ｌが減衰される。
【００２３】
コーティング材料３６の光吸収特性及び光路４５内に配置されたコーティング材料３６の一部分３７の厚さは、光ファイバ４０中に発射された光４２Ｌの光学減衰量を制御する。コーティング材料３６の一部分３７の厚さは、光４２Ｌの光学減衰量を制御するよう調節可能である。コーティング材料３６は、図３に示されているように光４２Ｌを光学的に減衰させてこれを光学的減衰光４２Ｌ′にする。このように、光源３８は、光ファイバリンク３４に関する最大光パワーレベルを超える場合のある高い出力光パワーレベルで光４２Ｌを発射するが、光学減衰光４２Ｌ′及び光学的減衰光４２Ｌ′から反射された光４２Ｒが光ファイバリンク３４に関する最大光パワーレベルを超えることがないようにするよう駆動されるのが良い。上述したように、光ファイバリンク３４は、例を挙げると、例えば目の安全に関する或る特定の仕様又は要件を満たし又は光検出飽和を回避するよう既定の最大光パワーレベルを有するのが良く、この場合、既定最大光パワーレベルは、光源３８により提供できる最大出力光パワーレベルよりも低い。
【００２４】
引き続き図３を参照すると、コーティング材料３６の一部分３７によりもたらされる光学減衰量は、光ファイバ４０のソース側端部４４のところで行われる。光源３８は、この実施形態では、基板４６上に配置されている。光ファイバ４０は、光源３８から光ファイバ４０中に発射される光４２Ｌの効率的な伝送を達成するために光源３８に位置合わせされるのが良い。図３に示されているように、光４２Ｌは、光ファイバ軸線Ａ2に垂直に光源３８から光ファイバ４０中に発射され、そしてこの実施形態では光ファイバ４０のクラッド４８中に進む。基板４６に対する他の発射角度及び光ファイバ角度が採用可能である。コーティング材料３６は、光４２Ｌがクラッド４８に達する前にコーティング材料３６の一部分３７を通過しなければならないようクラッド４８と光源３８との間に配置されている。クラッド４８は、光ファイバ４０の内部コア５０を包囲している。光４２Ｌは、図３に示されているように光学的減衰光４２Ｌ′として光学的に減衰される。光学減衰量は、コーティング材料３６の形式又は種類及びその厚さの関数であり、この例については以下に詳細に説明する。次に、光学減衰光４２Ｌ′は、クラッド４８を通って光ファイバ４０の内部コア５０に入り、ここで、光ファイバ４０の角度劈開ファイバ端５４の角度劈開端ファセット５２（又は端面）で全反射（ＴＩＲ）により反射される。その結果、反射光４２Ｒは、光ファイバ４０の光ファイバ軸線Ａ2に平行ではない角度をなして光ファイバ４０の内部コア５０に沿って変向される。
【００２５】
光４２Ｌが光学的に減衰されるので、光源３８は、光４２Ｌを光ファイバ４０の内部コア５０に沿って反射された反射光４２Ｒの光パワーレベルよりも高い光出力パワーレベルで発射するよう制御可能である。例えば、上述したように、例を挙げると向上した性能又は向上した光ファイバリンク帯域幅を得るために、光源３８を駆動させて光４２Ｌを高い出力光パワーレベルで生じさせることが望ましい場合がある。何らかの理由で、かかる高い出力光パワーレベルが光ファイバリンクについて所望の又は設計された最大光パワーレベルを超える場合、コーティング材料３６の一部分３７により提供される光学減衰は、光４２Ｌを光学的に減衰させてこれを光学減衰光４２Ｌ′にして光ファイバのクラッド４８及び／又は内部コア５０に入る光４２Ｌの光パワーレベルを減少させるよう設計されるのが良い。
【００２６】
光源３８からの光４２Ｌは、この実施形態では、発散角で発散し又は拡がっているので、光学的減衰光４２Ｌ′は、所与の角度にわたり光ファイバ４０の内部コア５０中に発射される。この結果、光学減衰光４２Ｌ′は、大きな発射角度で反射光４２Ｒとして角度劈開端ファセット５２から発射される。この結果、光ファイバ４０の多数のモード又はモード群が励振される場合があり、それによりモード分散が導入される。モード群は、内部コア５０に沿って同一の伝搬経路を有する一群の光線であり、従って、これら光線は、光ファイバ４０の検出器側端部に同時に到達するようになっている。モード分散は、光ファイバリンク３４の帯域幅を制限する場合がある。さらに、モード分散は、光ファイバ４０の長さが増大するにつれて増大する場合がある。光４２Ｌは又、光源３８によって小さな発射角度で光ファイバ４０の内部コア５０中に発射されるのが良く、その結果、内部コア５０内で励振されるモード又はモード群は僅かであり、それにより、モード分散が減少する。
【００２７】
この実施形態におけるコーティング材料３６は、図３に示されているように光ファイバ４０の角度劈開ファイバ端５４中に組み込まれている。上述したように、角度劈開ファイバ端５４を更にレーザ劈開し又は研磨プロセスにより劈開しても良い。劈開のために公知の方法によるレーザ処理を用いてレーザ劈開光ファイバ端又はファセットを光ファイバ端部に形成することができる。例えば、可変ビームエキスパンダ（ビーム拡大器）及び２５ミリメートル（ｍｍ）焦点距離集束レンズを備えた二酸化炭素（ＣＯ2）レーザから成るレーザ劈開ステーションを用いることができる。レーザを用いて光ファイバを劈開した場合、光ファイバ又は光ファイバの端をレーザ劈開ファイバ又はレーザ劈開端ともいう場合がある。レーザプロセスを用いると、単一の光ファイバ又は１次元（１‐Ｄ）又は２次元（２‐Ｄ）アレイの状態に配列された一群の光ファイバに傾斜面を形成することができる。角度が付けられたレーザ劈開端を備える光ファイバを多くの目的に用いることができる。例えば、光検出器、例えばＶＳＣＥＬは、光ビームを垂直方向に、垂直に、即ち９０°で放出するので、或る特定の用途に関し、コンパクトさに関する検討を除外した状態で、方向転換が必要な場合が多い。角度を持つレーザ劈開端を備えた光ファイバを用いると、光検出器、例えば図１の上方に示された光検出器２４中への必要とされる光の直角の方向転換を達成することができる。
【００２８】
コーティング材料３６は、この実施形態では、図３に示されているように光ファイバ４０のクラッド４８の外面５６に被着されている。コーティング材料３６は、光ファイバ４０の角度劈開の前又はその後において製造中に光ファイバ４０のクラッド４８の外面５６に被着可能である。コーティング材料３６は、外面３６全体に被着されても良く或いは外面の一部分だけに被着されても良い。コーティング材料３６が角度劈開前に被着された場合、コーティング材料３６の材料は、この実施形態では、クラッド４８の外面５６上に位置したままであろう。他の実施形態では、コーティング材料３６は、例えばクラッド４８が光ファイバ４０内に設けられておらず又は光ファイバ４０のソース側端部４４のところに設けられている場合、光ファイバ４０の内部コア５０の外面５７に被着される場合がある。コーティング材料３６は又、例えばレーザアブレーション又は研磨作業により光ファイバ４０のソース側端部４４の近くでクラッド４８の幾分か又はすべてを局所的に除去した結果として生じるファイバ表面に被着されても良い。コーティング材料３６は、浸漬被覆、吹き付け、ブラシ掛け、スクリーン印刷、スパッタリング又は化学気相蒸着を含む（これらには限定されない）方法を用いて光ファイバ４０に被着されるのが良い。
【００２９】
コーティング材料３６の形式又は種類は、コーティング材料３６の光吸収特性に従って光学減衰量に影響を及ぼす。例えば、コーティング材料３６は、光を設計された厚さで通過させることができるが、光学的に減衰させることができる耐久性のあるコーティング材料、例えば金属又は炭素を主成分とする材料であるのが良い。金属の例としては、チタン、アルミニウム及び金が挙げられるが、これらには限定されない。他の例としては、光を吸収し又は散乱させる粒子入りのポリマー被膜や光を散乱させる回折格子又は粗面が挙げられるが、これらには限定されない。ポリマーの例としては、アクリレート、テフロン（ＰＴＦＥ）及びナイロンが挙げられるが、これらには限定されない。コーティング材料３６が被着された光ファイバ４０の全体的厚さを最小限に抑えるために薄い層の状態で被着されたときに相当な光吸収をもたらすことができるコーティング材料３６を提供することが望ましい場合がある。
【００３０】
コーティング材料３６は、光学減衰をもたらすよう光ファイバ４０に塗布可能な光吸収又は分散液体であっても良い。例えば、光ファイバ４０は、非ランダムエアライン（ＲＡＬ）光ファイバではなく、ランダムエアライン（ＲＡＬ）光ファイバであるのが良く、この場合、毛管力は、光路４５中の１組のＲＡＬチャネル中に流体コーティングを吸い込ませる。この例において光吸収又は分散液体の特性を調節することにより又は液体がＲＡＬチャネル中で分散する仕方を制御することにより、光学減衰を加減することができる。
【００３１】
或る特定の実施形態では、コーティング材料３６は、他の利点又は目的を提供する材料から選択可能である。例えば、コーティング材料３６は、例示として、光ファイバ４０の外面３９が損傷しないよう保護すると共に／或いは光ファイバ４０の機械的強度を保つポリマー又はアクリル層として提供できる。コーティング材料３６の材料の形式又は種類も又、光ファイバ４０のためのハーメチックシール又はバリヤ層を提供すると共に／或いは光ファイバ４０の耐久性を一段と高めるよう選択可能である。光学減衰及び気密封止をもたらすことができるコーティング材料３６の例としては、炭素を主成分とする被膜や金属を主成分とする被膜、例えばアルミニウム又はチタンを主成分とする被膜が挙げられるが、これらには限定されない。コーティング材料３６は、金属繊維被膜であっても良く、それにより、金属繊維被膜で被覆された光ファイバ４０を光電子パッケージに設けられている貫通穴中にはんだ付けすることによりハーメチックシールを形成することができる。
【００３２】
上述したように、光源３８から発射された光４２Ｌと光ファイバ４０との間で光路４５内に位置するコーティング材料３６の一部分３７の厚さも又、光４２Ｌの光学減衰量を制御する。この点において、光４２Ｌの光学減衰量は、コーティング材料３６の一部分３７の厚さを調節することによって制御できる。例えば、コーティング材料除去プロセスを製造時点で採用すると、コーティング材料３６の厚さＷ1を厚さＷ2に減少させて、図３に示されているようにコーティング材料３６の一部分３７を形成し、光４２Ｌの光学減衰量を調節することができる。図３に示されているように、光ファイバ４０のソース側端部４４のところのコーティング材料３６の一部分３７は、光源３８と光ファイバ４０との間の光路４５内でコーティング材料３６の厚さを厚さＷ2に減少させるよう除去されている。これにより、光４２Ｌが厚さＷ1のコーティング材料３６の一部分３７を通過した場合に得ることができる光学減衰量と比較して、光源３８により光ファイバ４０のクラッド４８中に発射される光４２Ｌの光学減衰量が減少する。
【００３３】
厚さの例として、厚さＷ1は、炭素を主成分とする被膜の場合、２００マイクロメートル（μｍ）であるのが良く、厚さＷ2は、１０μｍであるのが良く、この場合、光４２Ｌは、光４２Ｌがコーティング材料３６の一部分３７を通過した結果として、３ｄＢｍからゼロ（０）ｄＢｍ光学的減衰光４２Ｌ′に光学的に減衰される。被膜除去後に光源３８と光ファイバ４０との間の光路４５内に残るコーティング材料３６の一部分３７の厚さは、所望の光学減衰性能を達成するよう任意の厚さで提供できる。コーティング材料除去プロセスが光ファイバ４０の製造中に実施される場合、光源３８と光ファイバ４０との間で光路４５内に残るコーティング厚さを所望の任意の用途に合わせて調節することができる。種々の厚さを製造プロセス中、種々の用途に合わせて残すことができる。
【００３４】
上述したように、コーティング材料除去プロセスを製造時点で実施すると、光ファイバ４０に被着されているコーティング材料３６の一部分３７を除去して厚さを減少させ、その結果、コーティング材料３６により提供される光学減衰性能を低下させることができる。図４は、角度劈開端ファセット５２を光ファイバ４０の角度劈開光ファイバ端５４に設けてコーティング材料３６をクラッド４８の外面５６に被着させた後の図３の光ファイバ４０を示している。角度劈開端ファセット５２を例を挙げるとレーザ劈開作業により又は光ファイバ４０を研磨することにより提供できる。レーザ劈開を用いる場合、コーティング材料３６は、非ポリマー材料、例えば炭素又は金属として選択するのが良く、その結果、コーティング材料３６は、角度劈開されるべき光ファイバ４０の一部分を照射したときに形状を変化させず又は分解することがないようになる。次に、コーティング材料除去プロセスをコーティング材料３６の一部分３７に対して実施して光源３８と光ファイバ４０との間で光路４５内に位置するコーティング材料３６の厚さＷ2を提供する（図３参照）。コーティング材料除去プロセスの例としては、レーザアブレーション、化学エッチング、機械的アブレーション及び研磨が挙げられるが、これらには限定されない。
【００３５】
例えば、図５は、図３及び図４の光ファイバ４０のコーティング材料３６の一部分３７を除去して厚さを厚さＷ2（図３）に減少させると共に光ファイバ４０の光学減衰性能を増大させるコーティング材料除去装置及びプロセスを示している。コーティング材料３６の一部分３７の厚さを光ファイバ４０のソース側端部４４の近くで選択的に減少させて光ファイバ４０を光源３８に位置合わせしたときに所望の光学減衰を光路４５内で実施されるようにするのが良い。図５に示されているように、レーザ６０が利用される。レーザ６０は、一例として１０．６μｍの波長で動作するＣＯ2レーザであるのが良い。レーザ６０は、除去されるべきコーティング材料３６の一部分３７にレーザビーム６０を放出して厚さをこの例では厚さＷ2に減少させるよう位置決めされている。レーザビーム６２は、コーティング材料３６を部分的に溶発させてコーティング材料３６の厚さを所望に応じて減少させる。この実施形態では、レーザ６０は、レーザビーム６２が光源３８（図３）と光ファイバ４０との間で光路４５内に位置するコーティング材料３６の一部分３７に差し向けられるよう制御される。コーティング材料３６に加えられるレーザビーム６２の強度及び持続時間を調節することにより残留厚さを選択的に制御するよう除去されたコーティング材料３６の一部分３７を変化させることができる。レーザ６０は又、レーザビーム６２を図５に示されているように垂直ではなく、光ファイバ軸線Ａ2に平行にコーティング材料３６に差し向けてコーティング材料３６の一部分３７を除去するのが良い。変形例として、レーザ６０は、レーザビーム６２を光ファイバ４０のいずれかの側から図５の紙面に入る方向又はこれから出る方向でコーティング材料３６をめがけて差し向けても良い。
【００３６】
この場合も又、他の除去方法が採用可能であり、本明細書において開示する光ファイバ、コーティング材料除去装置及び方法の実施形態は、レーザ除去又はアブレーションには限定されない。コーティング材料除去方法以外の他の方法を用いてもコーティング材料を光ファイバに被着させて図３の光学的減衰を含む光学的減衰をもたらすことができる。例えば、コーティング材料３６に適合した化学的処理をコーティング材料３６に施してコーティング材料３６の一部分を除去して厚さを制御することができる。フォトリソグラフィーマスキング及び／又はエッチングプロセスを採用することができる。コーティング材料３６の厚さは又、除去プロセスを実施しないでコーティング材料３６を光ファイバ４０に所望の厚さまで制御可能に被着させることにより制御できる。この場合、コーティング材料を光ファイバ全体又は光ファイバの一部分、例えば、一例を挙げると図３の光ファイバ４０のソース側端部４４に被着させるのが良い。光ファイバに対するコーティング被着又は蒸着プロセスの例としては、浸漬被覆、吹き付け、ブラシ掛け、スクリーン印刷、スパッタリング又は化学気相蒸着が挙げられるが、これらには限定されない。コーティング材料３６の形式又は種類も又、厚さを制御するための除去プロセスを助けるよう選択されるのが良い。例えば、酸化を受けるコーティング材料３６、例えば炭素又は金属を主成分とするコーティング材料のレーザ支援酸化を用いてコーティング材料３６の厚さを制御しても良い。
【００３７】
光ファイバに被着されるコーティング材料の厚さをどのように設けるか又は制御するかとは無関係に、光ファイバの本体に被着されるコーティング材料により光学減衰をもたらすことには、或る特定の非限定的な利点がある。例えば、コーティング材料が光ファイバの本体と一体である場合、コーティング材料により提供される光学的減衰は、光源の位置及び光ファイバに対するその光フィールド構造とは独立して機能することができる。コーティング材料が光ファイバの周囲全体に被着される場合、コーティング材料により提供される光学的減衰は、光ファイバに対して自動位置合わせされ、それにより光ファイバの組立てプロセスを単純化する。コーティング材料、例えば一例を挙げるとハーメチックパッケージ貫通封止を用いて金属化又は気密光ファイバコーティング材料が他の理由で光ファイバの周りに被着されることが必要な場合、このコーティング材料は、追加の材料又は部品を必要としないで光学的減衰を制御するよう選択的に除去可能である。それにもかかわらず、光学的減衰手段として光ファイバコーティング材料を被着させるには光源のための又は光源と光ファイバとの間に設けられるべき追加の部品を必要としない。
【００３８】
上述したように、光ファイバに被着されたコーティング材料の一部分を所望厚さまで除去して光ファイバ中に発射される光の光学的減衰を行うのが良い。また、上述したように、コーティング材料の所望厚さは、被着プロセスが所望の光学減衰性能に望ましい厚さまでのコーティング材料の被着の制御を可能にする場合、除去を用いないで被着プロセスにより提供できる。コーティング材料除去プロセスを用いて光ファイバに被着されるコーティング材料の厚さを制御し、それにより光学減衰を行うことは、別の又は追加の特徴及び利点を有する場合がある。例えば、単一厚さのコーティング材料を光ファイバに被着されることができ、この場合、コーティング材料の除去量を必要に応じて制御すると共に調節することができ、それにより処理済み光ファイバの用途に応じて光学減衰量を所望通りに調節することができる。光源と光ファイバとの間の光路内のコーティング材料の除去を選択的に制御して光ファイバの或る特定のモード又はモード群だけを光源によって励振させるやり方について例示として以下に詳細に説明する。
【００３９】
図３〜図５を参照して上述した実施形態は、光学減衰を行うために一様な又は実質的に一様な残留厚さへのコーティング材料３６の一部分３７の除去を含む。その結果、光路４５内の残留コーティング材料３６により提供される光学的減衰は、光源３８から光ファイバ３０中に発射される光４２Ｌの種々のオーダ又はモードにとって一様又は実質的に一様であるのが良い。しかしながら、光ファイバに被着されるコーティング材料の特定の一領域又は複数の領域を除去して特定の光学的減衰パターン又はマスクを形成して光ファイバ中に発射される光の種々のオーダ又はモードが一様に光学的に減衰されないようにすることも又可能である。この点において、図６及び図７は、光ファイバの周りに被着されるコーティング材料の一部分又は複数の部分が所望の光学的減衰パターン又はマスクに従って選択的に除去される光ファイバの実施形態を示している。その結果、光ファイバは、光源により光ファイバ中に発射される光の種々のオーダ又はモードが一様に光学的に減衰されることがないように構成されている。
【００４０】
図６を参照すると、別の例示の光ファイバリンク７０の側面図が提供されており、この場合、光学的減衰をもたらすコーティング材料は、光源７２と光ファイバ７４との間に設けられている。光源７２及び光ファイバ７４は、図３〜図５に示されると共に上述した光源３８及び光ファイバ４０と同一又は類似の光源及び光ファイバであるのが良い。この点において、光ファイバ７４は、光ファイバ７４のソース側端部７６が光源７２から光ファイバ７４中に発射される光７８Ｌの効率的伝送を達成するよう光源７２と位置合わせされるよう基板７５に取り付けられるのが良い。
【００４１】
図６に示されているように、光７８Ｌは、光源７２から光ファイバ軸線Ａ3に垂直な光路７３に沿って光ファイバ７４中に発射され、そしてこの実施形態では光ファイバ７４のクラッド８０中に進む。クラッド８０は、光ファイバ７４の内部コア８２を包囲している。光７８Ｌは、光７８Ｌが光学的な減衰を行うコーティング材料８４を通過し、特に、上述したように所望の光学減衰量をもたらすよう所望の厚さまで選択的に除去され又は被着されたコーティング材料８４のリングマスク又はリングパターン８６を通過しているときに光学的に減衰されて光学減衰光７８Ｌ′となる。コーティング材料の形式又は種類及びコーティング材料８４の所望の厚さを提供する除去又は被着プロセスは、上述した形式又は種類及びプロセスのうちの任意のものであって良い。次に、光学減衰光７８Ｌ′は、クラッド８０を通って光ファイバ７４の内部コア８２に入り、ここで、光ファイバ７４の角度劈開ファイバ端９０の角度劈開端ファセット又は端面８８で全反射（ＴＩＲ）により光７８Ｒとして反射される。その結果、反射光７８Ｒは、光ファイバ７４の光ファイバ軸線Ａ3に平行ではない角度をなして光ファイバ７４の内部コア８２に沿って変向される。
【００４２】
この実施形態では、コーティング材料８４に施されるリングパターン８６は、コーティング材料８４の中央部分又はスポット９４周りのリング領域９２のコーティング材料８４の部分を除去することにより提供される。光ファイバ７４が例えば図６に示されているように光源７２と位置合わせされると、コーティング材料８４の中央部分９４は、光源７２から発射された光７８Ｌを遮断し又は実質的に減衰させるよう構成され、この光７８Ｌは、通常、角度劈開端ファセット８８で反射して光ファイバ軸線Ａ3にほぼ平行な又は実質的に平行な角度をなして内部コア８２に沿って案内される。この角度は、この実施形態では、低次案内ファイバモードのための伝搬方向に一致している。この実施形態における光ファイバ７４に被着されたコーティング材料８４に施されたリングパターン８６は、低次モード光を遮断し又は濾波するよう構成されている。大きな角度で光源７２から発射された光７８Ｌは、コーティング材料８４のリング領域９２を通過して減衰光７８Ｌ′として光ファイバ７４に進むことができる。この結果、光ファイバ７４内の高次モード又はモード群の励振が生じ、それによりモード分散を制限すると共に光ファイバリンク７０の光ファイバリンク帯域幅を向上させることができる。
【００４３】
図７は、コーティング材料マスク又はパターンが光ファイバに被着されたコーティング材料に施されると共に光源から発射された光を遮断し又は実質的に減衰させるよう構成された実施形態を示しており、この光は、通常、反射されて、光ファイバの光ファイバ軸線にほぼ平行ではなく又は実質的に平行ではない角度をなして光ファイバに沿って案内される。この角度は、高次案内ファイバモードに関する伝搬方向に一致している。この点において、図７に示されているように、図６の光ファイバ７４で構成された光ファイバリンク７０′が提供されている。同一の要素は、図６に記載されている共通の要素番号を付けられた状態で図７に示されている。しかしながら、この実施形態では、別の光学減衰マスク又はパターン９６が光路７３内のコーティング材料８４に施されている。光学減衰パターン９６は、図６のコーティング材料８４に施されたリングパターン８６とは逆のパターンであるのが良い。この実施形態における光学減衰パターン９６は、コーティング材料８４を除去して形成された孔９８で構成される円形凹状パターンであり、この円形凹状パターンは、光ファイバ軸線Ａ3に垂直な又は実質的に垂直な角度で差し向けられた光７８Ｌを通過させて減衰光７８Ｌ′としてクラッド８０に至ることができるようにするのに所望の厚さのものとして構成されている。このパターンは、非円形の状態に作られても良く又は凹状輪郭形状以外の他の何らかの断面輪郭形状で作られても良い。例えば、この輪郭形状は、一様な深さの局所領域を形成しても良い。光ファイバ軸線Ａ3に対して角度をなして差し向けられた光７８Ｌは、孔９８を包囲した厚い厚さの光学減衰パターン９６の部分１００によって遮断され又は実質的に減衰される。この結果、光ファイバ７４内の低次モード又はモード群の励振が生じ、それによりモード分散を制限すると共に光ファイバリンク７０′の光ファイバリンク帯域幅を向上させることができる。
【００４４】
互いに異なる発射角の光を互いに異なった仕方で光学的に減衰させ又は遮断するよう設計された光学減衰マスク又はパターンも又、光ファイバのレシーバ側端部に設けられるのが良い。これらとしては、リングパターン８６並びに図６及び図７のそれぞれの光ファイバ４０，７４に施された凹状パターンが挙げられるがこれらには限定されない。この点において、図８〜図１１は、光検出器の方へ差し向けられた伝搬光の光学的減衰をもたらすよう光ファイバのレシーバ側端部に施された光学減衰マスク又はパターンの例を示している。かかる光学減衰は、方向付けられた光の光パワーを減少させ又は光の或る特定のファイバモード又はモード群を減衰させ若しくは遮断するよう構成されているのが良い。
【００４５】
図８は、コーティング材料１１２が被着された光ファイバ１１０のレシーバ側端部１０８の側面図である。コーティング材料１１２は、この実施形態では、上述した実施形態と同様に、光ファイバ１１０の内部コア１１８を包囲しているクラッド１１６の外面１１４に被着されている。光１２０Ｒは、光が光源（図示せず）から光ファイバ１１０中に発射された結果として、光ファイバ１１０の内部コア１１８に沿って伝搬する。この光は、例えば図６に提供され又は本明細書において開示した任意他の実施形態としての光源により光ファイバ１１０中に発射されるのが良く、この場合、光は、発射され、そしてＴＩＲ反射されて光ファイバの内部コアに沿って進む。光１２０Ｒは光ファイバ１１０のレシーバ側端部１０８に設けられた角度劈開端ファセット１２２で反射されて光１２０Ｃとなる。角度劈開端ファセット１２２は、光ファイバのソース側端部に角度劈開端ファセットを設けるための上述のプロセスのうちの任意のものを用いて光ファイバ１１０のレシーバ側端部１０８に設けられるのが良い。光ファイバ１１０は、基板１２４上に又はその近くに設けられ、この光ファイバは、この実施形態では、光１２０Ｃが光検出器１２６の方へ差し向けられるよう光検出器１２６と位置合わせされる。
【００４６】
この実施形態では、リングマスク又はリングパターン１２８が光１２０Ｃの減衰を選択的に制御するようコーティング材料１１２に施されている。リングパターン１２８は、図６の光ファイバ７４のソース側端部７６に被着されたコーティング材料８４に施されているリングパターン８０と同じ仕方で又はこれに類似した仕方でコーティング材料１１２に施されるのが良い。リングパターン１２８は、コーティング材料１１２の中央部分又はスポット１３２の周りのリング領域１３０に位置するコーティング材料１１２を部分的に除去することによりコーティング材料１１２に設けられる。除去は、例を挙げると、上述した方法のうちの任意のものに従って達成できる。光ファイバ１１０を例えば図８に示されているように光検出器１２６に位置合わせすると、コーティング材料１１２の中央部分１３２は、光１２０Ｒを遮断し又は実質的に減衰させるよう構成され、この光１２０Ｒは、通常、角度劈開端ファセット１２２で反射して光ファイバ１１０の光ファイバ軸線Ａ4にほぼ垂直な又は実質的に垂直な角度をなして光検出器１２６まで案内される。この角度は、この実施形態では、低次案内ファイバモード又はモード群のための伝搬方向に一致している。この実施形態における光ファイバ１１０に被着されたコーティング材料１１２に施されたリングパターン１２８は、低次モード光を遮断し又は濾波するよう構成されている。大きな角度をなして光ファイバ１１０の角度劈開端ファセット１２２で反射した光１２０Ｒは、コーティング材料１１２に設けられたリング領域１３０を通過し、そして減衰光１２０Ｃ′として光検出器１２６に進むことができる。光１２０Ｒが光ファイバ１１０内の低次モード又はモード群を励振するかどうかとは無関係に、かかる低次モード又はモード群は、減衰され又は遮断されて光検出器１２６に達しないようになる。これによりモード分散を制限すると共に光ファイバ１１０の光ファイバリンク帯域幅を向上させることができる。
【００４７】
図９〜図１１は、図８の光ファイバ１１０の側面図であり、リングパターン１２８は、別の例として、光１２０Ｒの他のモード又はモード群を減衰させ又は遮断している。図９は、光ファイバ１１０に被着されているコーティング材料１１２に施されたリングパターン１２８が又、光１２０Ｃの或る特定の低次モード又はモード群をどのように遮断することができるかを示している。光１２０Ｒは、この実施形態では、光ファイバ軸線Ａ4にほぼ平行な角度をなして内部コア１１８に沿って伝搬し、それより光ファイバ１１０の低次モード又はモード群を励振する。光ファイバ１１０の角度劈開端ファセット１２２で反射された或る特定の光は、図８に提供されているようにリングパターン１２８の中央部分１３２によって減衰され又は遮断される。しかしながら、減衰光１２０Ｃ″の他の低次モード又はモード群は、リング領域１３０を通って中央部分１３２の側部に進む。しかしながら、光ファイバ１１０は、減衰光１２０Ｃ″が光検出器１２６に達することがなく、効果的に濾波されるよう光検出器１２６と位置合わせされている。これによりモード分散を制限することができると共に光ファイバ１１０の光ファイバリンク帯域幅を向上させることができる。
【００４８】
図１０及び図１１は又、光ファイバ１１０に被着されているコーティング材料１１２に施されたリングパターン１２８が又、光１２０Ｃの或る特定の高次モード又はモード群（例えば、負の角度）をどのように遮断することができ、他方、光１２０Ｃの他の高次モード又はモード群を光検出器１２６によって検出することができるかを示している。光ファイバ１１０の角度劈開端ファセット１２２で反射された或る特定の光１２０Ｃが図８に提供されているようにリングパターン１２８の中央部分１３２によって減衰され又は遮断される。光ファイバ１１０は、減衰光１２０Ｃ′″の或る高次モード又はモード群がリング領域１３０を通って中央部分１３２の側部に進み、そして光検出器１２６に当たるよう光検出器１２６と位置合わせされている。しかしながら、これ又リングパターン１２８のリング領域１３０を通過した減衰光１２０Ｃ″″の高次モード又はモード群は、光検出器１２６に達せず、効果的に濾波される。これによりモード分散を制限することができると共に光ファイバ１１０の光ファイバリンク帯域幅を向上させることができる。
【００４９】
光の低次モード又はモード群を遮断し又は光学的に減衰させるために光学減衰マスク又はパターンが光ファイバのレシーバ側端部にも設けられるのが良い。この点において、図１２は、コーティング材料１４２が被着された光ファイバ１４０のレシーバ側端部１３８の側面図である。コーティング材料１４２は、この実施形態では、上述の実施形態と同様、光ファイバ１４０の内部コア１４０を包囲したクラッド１４６の外面１４４に被着されている。光１５０Ｒは、光が光源（図示せず）から光ファイバ１４０中に発射された結果として、光ファイバ１４０の内部コア１４８に沿って伝搬する。この光は、例えば図６に提供され又は本明細書において開示した任意他の実施形態としての光源により光ファイバ１４０中に発射されるのが良く、この場合、光は、発射され、そしてＴＩＲ反射されて光ファイバの内部コアに沿って進む。光１５０Ｒは光ファイバ１４０のレシーバ側端部１３８に設けられた角度劈開端ファセット１５２で反射されて光１５０Ｃとなる。角度劈開端ファセット１５２は、光ファイバのソース側端部に角度劈開端ファセットを設けるための上述のプロセスのうちの任意のものを用いて光ファイバ１４０のレシーバ側端部１３８に設けられるのが良い。光ファイバ１４０は、基板１５４上に設けられ、光ファイバ１４０は、この実施形態では、光１５０Ｃが光検出器１５６の方へ差し向けられるよう光検出器１５６と位置合わせされる。
【００５０】
この実施形態では、光学減衰パターン１５８が図８のコーティング材料１１２に施されたリングパターン１２８とは逆であり且つ／或いは図７のコーティング材料８４に施された光学減衰パターン９６と同一又は類似の光ファイバ１４０のレシーバ側端部１３８に被着されたコーティング材料１４２に施されるのが良い。この点において、光学減衰パターン１５８は、この実施形態では、コーティング材料１４２を除去して形成された孔１６０で構成される円形凹状パターンであり、この円形凹状パターンは、光ファイバ１４０の光ファイバ軸線Ａ5に垂直な又はほぼ垂直に角度劈開端ファセット１５２から反射された光１５０Ｃを光１５０Ｃ′として通過させることができるようにするのに所望の厚さのものとして構成されている。光１５０Ｃ′の低次モード又はモード群は、この実施形態では、コーティング材料１４２を通過する。光ファイバ１４０は、光１５０Ｃ′が光検出器１５６に達するよう光検出器１５６と位置合わせされるのが良い。光ファイバ１４０の光ファイバ軸線Ａ5に垂直ではなく又は実質的に垂直ではない角度で反射された光１５０Ｒは、孔１６０を包囲した厚い厚さの光学減衰パターン１５８の部分１６２によって遮断され又は実質的に減衰される。光１５０Ｃの高次モード又はモード群は、コーティング材料１４２を通過して光検出器１５６に達することがないよう遮断されるのが良く又はこの実施形態では実質的に減衰されるのが良い。これによりモード分散を制限すると共に光ファイバ１４０の光ファイバリンク帯域幅を向上させることができる。
【００５１】
本明細書において開示した実施形態は、どのような特定の光ファイバリンク、光ファイバ、角度劈開、コーティング材料及びコーティング材料被着又は除去プロセスにも限定されない。所望の光学減衰特性を提供する任意種類のコーティング材料を使用することができる。所望の光学減衰特性を提供する任意厚さのコーティング材料を使用することができる。所望の光学減衰特性を提供する任意形式のコーティングマスク又はパターンを使用することができる。任意形式の光源及び光検出器を採用することができる。
【００５２】
上述したように、レーザ劈開プロセスを利用して本明細書において開示したレーザ劈開ファイバ端を個々のファイバ又はファイバの個々のアレイに設け又は形成することができる。角度劈開部を提供する研磨プロセスも又、採用可能である。コーティング材料を光ファイバに比茶させる前又は後に且つ／或いはコーティング材料の一部分の除去前又は後に角度劈開プロセスを実施して所望の光学減衰を提供することができる。単一又は多数のレーザ劈開面を個々の光ファイバに加えてアレイ状に配列された光ファイバの端に設けることができ又は形成することができる。光ファイバアレイは、各々が外面、内部コア及び本明細書において開示した形式の１つ又は２つ以上のレーザ劈開面を備えた劈開（例えば、レーザ劈開）ファイバ端を有する光ファイバで構成可能である。
【００５３】
さらに、本明細書で用いられている「光ファイバケーブル」及び／又は「光ファイバ」は、あらゆる形式のシングルモード及びマルチモード光導波路を含み、かかる光導波路としては、１本又は２本以上の裸光ファイバ、ルーズチューブ型光ファイバ、タイトバッファー型光ファイバ、リボン（テープ）型光ファイバ、曲げ不敏感性光ファイバ又は光信号を伝送する任意他の媒質手段が挙げられる。曲げ不敏感性光ファイバの一例は、コーニング・インコーポレイテッド（Corning Incorporated）により製造されたClearCurve（登録商標）光ファイバである。
【００５４】
本明細書において説明した多くの改造例及び他の実施形態は、上述の実施形態の関連する技術分野において上述の説明及び関連の図面に提供された教示の恩恵を受ける当業者に想到されよう。したがって、上記説明及び特許請求の範囲の記載は、開示した特定の実施形態には限定されず、改造例及び他の実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲に含まれるものであることが理解されるべきである。上述の実施形態は、これら実施形態の改造例及び変形例が特許請求の範囲に記載された本発明の範囲及びその均等範囲に属することを条件として、これら改造例及び変形例を含むものである。本明細書において特定の用語が用いられているが、これら用語は、一般的な意味で且つ説明の目的上用いられているに過ぎず、本発明を限定する目的では用いられていない。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ装置であって、
光ファイバ端部を備えた光ファイバと、
前記光ファイバ端部の少なくとも一部分に被着されていて、前記光ファイバ端部に差し向けられた光の一部分を光学的に減衰させるよう構成されたコーティング材料とを有する、光ファイバ装置。
【請求項２】
前記コーティング材料は、炭素、金属及びポリマーから成る群から選択された材料を含む、請求項１記載の光ファイバ装置。
【請求項３】
前記コーティング材料は、前記光ファイバに対してハーメチックシールを提供する、請求項１又は２記載の光ファイバ装置。
【請求項４】
前記コーティング材料は、前記光ファイバ端部に差し向けられた前記光の一部分の光学減衰量を制御する第１の厚さで設けられ、前記第１の厚さは、１０マイクロメートル（μｍ）〜２００マイクロメートルである、請求項１〜３のうちいずれか一に記載の光ファイバ装置。
【請求項５】
前記光ファイバ端部は、角度劈開されている、請求項１〜４のうちいずれか一に記載の光ファイバ装置。
【請求項６】
前記光ファイバ端部に差し向けられた前記光の一部分を選択的に光学的に減衰させるよう前記コーティング材料の少なくとも一部分に設けられた光学減衰パターンを更に有する、請求項１〜５のうちいずれか一に記載の光ファイバ装置。
【請求項７】
前記光学減衰パターンは、リングパターン又は凹状パターンで構成されている、請求項６記載の光ファイバ装置。
【請求項８】
前記光学減衰パターンは、前記光ファイバ端部に差し向けられた前記光の一部分の少なくとも１つの発散角を光学的に減衰させるよう構成されている、請求項６記載の光ファイバ装置。
【請求項９】
光ファイバリンクのための光学減衰を行う方法であって、
光ファイバ端部を備えた光ファイバを用意するステップと、
前記光ファイバ端部に差し向けられた光の一部分を光学的に減衰させるよう構成されたコーティング材料を前記光ファイバ端部の少なくとも一部分に被着させるステップと、
前記光ファイバ端部を角度劈開するステップとを有する、方法。
【請求項１０】
前記コーティング材料を被着させる前記ステップは、前記コーティング材料を前記光ファイバ端部の外面全体に被着させるステップを含む、請求項６記載の方法。
【請求項１１】
前記コーティング材料の一部分を所望厚さに除去するステップを更に有する、請求項９又は１０記載の方法。
【請求項１２】
光学的減衰パターンを前記コーティング材料の少なくとも一部分に施すステップを更に有する、請求項９〜１１のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項１３】
前記光学減衰パターンを施す前記ステップは、前記コーティング材料の前記少なくとも一部分を除去するステップ、前記コーティング材料の前記少なくとも一部分にパターンをエッチングするステップ及び前記コーティング材料の前記少なくとも一部分に化学的処理を施すステップから成る群から選択されたステップのうちの１つを含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記光学減衰パターンは、リングパターン又は凹状パターンで構成されている、請求項１２又は１３記載の方法。
【請求項１５】
前記光学減衰パターンが前記光ファイバ端部に差し向けられた前記光の少なくとも１つの発散角を光学的に減衰させるステップを更に有する、請求項１２〜１４のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項１】
光ファイバ装置であって、
光ファイバ端部を備えた光ファイバと、
前記光ファイバ端部の少なくとも一部分に被着されていて、前記光ファイバ端部に差し向けられた光の一部分を光学的に減衰させるよう構成されたコーティング材料とを有する、光ファイバ装置。
【請求項２】
前記コーティング材料は、炭素、金属及びポリマーから成る群から選択された材料を含む、請求項１記載の光ファイバ装置。
【請求項３】
前記コーティング材料は、前記光ファイバに対してハーメチックシールを提供する、請求項１又は２記載の光ファイバ装置。
【請求項４】
前記コーティング材料は、前記光ファイバ端部に差し向けられた前記光の一部分の光学減衰量を制御する第１の厚さで設けられ、前記第１の厚さは、１０マイクロメートル（μｍ）〜２００マイクロメートルである、請求項１〜３のうちいずれか一に記載の光ファイバ装置。
【請求項５】
前記光ファイバ端部は、角度劈開されている、請求項１〜４のうちいずれか一に記載の光ファイバ装置。
【請求項６】
前記光ファイバ端部に差し向けられた前記光の一部分を選択的に光学的に減衰させるよう前記コーティング材料の少なくとも一部分に設けられた光学減衰パターンを更に有する、請求項１〜５のうちいずれか一に記載の光ファイバ装置。
【請求項７】
前記光学減衰パターンは、リングパターン又は凹状パターンで構成されている、請求項６記載の光ファイバ装置。
【請求項８】
前記光学減衰パターンは、前記光ファイバ端部に差し向けられた前記光の一部分の少なくとも１つの発散角を光学的に減衰させるよう構成されている、請求項６記載の光ファイバ装置。
【請求項９】
光ファイバリンクのための光学減衰を行う方法であって、
光ファイバ端部を備えた光ファイバを用意するステップと、
前記光ファイバ端部に差し向けられた光の一部分を光学的に減衰させるよう構成されたコーティング材料を前記光ファイバ端部の少なくとも一部分に被着させるステップと、
前記光ファイバ端部を角度劈開するステップとを有する、方法。
【請求項１０】
前記コーティング材料を被着させる前記ステップは、前記コーティング材料を前記光ファイバ端部の外面全体に被着させるステップを含む、請求項６記載の方法。
【請求項１１】
前記コーティング材料の一部分を所望厚さに除去するステップを更に有する、請求項９又は１０記載の方法。
【請求項１２】
光学的減衰パターンを前記コーティング材料の少なくとも一部分に施すステップを更に有する、請求項９〜１１のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項１３】
前記光学減衰パターンを施す前記ステップは、前記コーティング材料の前記少なくとも一部分を除去するステップ、前記コーティング材料の前記少なくとも一部分にパターンをエッチングするステップ及び前記コーティング材料の前記少なくとも一部分に化学的処理を施すステップから成る群から選択されたステップのうちの１つを含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記光学減衰パターンは、リングパターン又は凹状パターンで構成されている、請求項１２又は１３記載の方法。
【請求項１５】
前記光学減衰パターンが前記光ファイバ端部に差し向けられた前記光の少なくとも１つの発散角を光学的に減衰させるステップを更に有する、請求項１２〜１４のうちいずれか一に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公表番号】特表２０１３−５０８７４７（Ｐ２０１３−５０８７４７Ａ）
【公表日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５３４２４６（Ｐ２０１２−５３４２４６）
【出願日】平成２２年１０月８日（２０１０．１０．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５１９６６
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０４６８２１
【国際公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．テフロン
【出願人】（３９７０６８２７４）コーニング インコーポレイテッド (1,222)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月８日（２０１０．１０．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５１９６６
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０４６８２１
【国際公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．テフロン
【出願人】（３９７０６８２７４）コーニング インコーポレイテッド (1,222)
【Ｆターム（参考）】
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