JP2004086127A

JP2004086127A - Optical device

Info

Publication number: JP2004086127A
Application number: JP2002359466A
Authority: JP
Inventors: Koji Seo; 瀬尾　浩司; Renichi Yuguchi; 湯口　廉一
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2002-12-11
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2022-12-11
Also published as: JP4070111B2

Abstract

【課題】高出力駆動時に発生するファイバヒューズ現象に対する耐久性に優れた光装置及び光コネクタを提供する。
【解決手段】光の伝送方向における少なくとも１箇所の部分が他の部分に比べて低光エネルギー密度領域Ａ１になっている光ファイバＬから成る光伝送路が組み込まれている光装置であって、低エネルギー密度領域は少なくとも１箇所の部分のモードフィールド径を、他の部分のモードフィールド径よりも大きくして形成される。また、このモードフィールド径の大きな部分をフェルール内に収めた光コネクタも提供できる。
【選択図】　　　図２An optical device and an optical connector having excellent durability against a fiber fuse phenomenon generated at the time of high-output driving are provided.
An optical device incorporating an optical transmission line including an optical fiber L in which at least one portion in a light transmission direction has a lower light energy density region A1 than other portions, The low energy density region is formed by making the mode field diameter of at least one portion larger than that of the other portions. Also, an optical connector in which a portion having a large mode field diameter is accommodated in a ferrule can be provided.
[Selection] Fig. 2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光装置に関し、更に詳しくは、高出力の光パワー伝送に対して耐久性を備えた光伝送路が組み込まれている光装置、光コネクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光通信システムの分野においては、使用する光パワーは比較的微弱であった。そのため、光伝送路である光ファイバや各種の光部品に関しては、光パワーを高出力化した場合の問題はあまり考慮されてこなかった。
しかしながら、近年、大容量伝送を可能にするＷＤＭ通信システムの普及により、使用する光パワーの高出力化が進んでいる。
【０００３】
例えば、信号光のような微弱パワーの光であっても、それをＡＷＧなどで多波長合波すると、光パワーは数百ｍＷにまで達する。また、ＥＤＦＡと組み合わせて使用されているレーザ素子の場合、その出力は素子単体で数百ｍＷにまで高出力化されている。
また、ラマン増幅器を使用する場合には、当該ラマン増幅器における広帯域利得を取得するために、複数波長のレーザ光を合波した励起光を使用している。そのため、ラマン増幅器に入力する励起光の光パワーは数Ｗにまで達する場合もある。
【０００４】
このように、大容量伝送が進めば進むほど、そのシステムに用いる励起光発振装置内や、その励起光発振装置から励起光を信号光伝送路に導入するために使用される光伝送路である光ファイバ、その接続部などを伝送する光パワーは高出力化していく。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光パワーの高出力化が進むにつれて、従来は考慮しなくてもよかった問題が新たに浮上している。
すなわち、光パワーが光ファイバに入力して光ファイバにおける光エネルギー密度があるしきい値より高い状態、すなわち高光エネルギー密度になり、かつコア溶融などを誘発する様々な要因が加わると、当該光ファイバは数百〜数千℃に発熱し、構成材料である石英が溶融し、その溶融現象は光源に向かって自己伝達する、いわゆるファイバヒューズ現象が発生する。
【０００６】
その場合、光ファイバの溶融現象は、例えばＳＭＦの場合には、コア部と同等の直径（略１０μｍ程度）の断面領域で発生することが知られている。
このファイバヒューズ現象は、１ｍ／ｓ程度の速度で進行し、光源からの光伝送を停止するか、または光ファイバにおける光エネルギー密度があるしきい値より低い状態、すなわち低光エネルギー密度にならない限り、継続する。そして最終的には、光源や光部品などを破壊することになる。
【０００７】
このファイバヒューズ現象は、現在の光パワーが高出力化していることを考慮すると、例えば、光伝送路に組み込まれているコネクタの接続端面に付着する塵埃などのコンタミネーションによる光吸収、光ファイバや誘導多層膜フィルタなどにおける組織欠陥に基づく光吸収、また光ファイバの曲げや折れに基づく多重反射などによる当該部位での光エネルギー密度の濃縮化を原因として容易に発生し得る状況になっている。
【０００８】
したがって、光パワーの更に進む高出力化を想定した場合、上記したファイバヒューズ現象の発生と光源へ向かう進行を防止し、高価な光源や光部品などの光装置の損壊を防止する対策を立てることが是非とも必要になる。
本発明は上記した課題に応えることができ、しかも非常に簡略な方法で応えることができるので、高出力の光伝送システムの構築に用いて有用な破壊伝達防止構造を備えた光装置及び光コネクタの提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明においては、光の伝送方向における少なくとも１箇所の部分が他の部分に比べて光エネルギー密度が低い領域になっている光ファイバから成る光伝送路を有することを特徴とする光装置が提供される。
【００１０】
具体的には、前記少なくとも１箇所の部分のモードフィールド径（ＭＦＤ）を、前記他の部分のＭＦＤよりも大きくして前記光エネルギー密度が低い領域が形成されている光装置や、前記光エネルギー密度が低い領域が空間結合部で形成されている光装置が提供される。
【００１１】
また、特にシングルモードファイバのＭＦＤを大きくしようとすると、コア層とクラッド層の屈折率差を小さくする必要があり、曲げ損失が大きくなる。そこで、ＭＦＤが大きい部分をフェルールの内部に限定することにより、曲げ損失を受けずに、従来の光コネクタと同等の使用が可能で、かつファイバフューズの停止が可能な光コネクタを提供することもできる。
【発明の実施の形態】
まず、本発明の技術思想を説明する。
ファイバヒューズ現象は、何らかの理由で光伝送路（光ファイバ）のある箇所に光エネルギーが蓄積することにより当該箇所が発熱し、石英が溶融する現象である。そして、光伝送路においては、光源側ほど光エネルギー密度は高くなっているので、ある箇所で一旦始まったファイバヒューズ現象は、その箇所よりも光エネルギー密度が高い上流側（光源側）に向かって遡行していく。
【００１２】
したがって、仮に光ファイバのある箇所でファイバヒューズ現象が発生したとしても、その箇所よりも上流側のある箇所が低光エネルギー密度の状態になっていれば、遡行するファイバヒューズ現象はその箇所で停止することになる。
このことは、ある箇所でファイバヒューズ現象が生起した時点で、光源からの光パワーを弱めることと等価効果であるといってよい。
【００１３】
そして、光ファイバが例えばＳＭＦである場合、光エネルギー密度が高い部分はそのファイバ断面におけるコア部と略同径の大きさであり、その部分でファイバヒューズ現象が発現している。
したがって、光伝送路を構成する光ファイバのコア部や各光部品との接続部などに、光エネルギー密度が閾値よりも低くなるような箇所を形成しておけば、仮に下流側でファイバヒューズ現象が発生したとしても、そして上流側の光源は定格駆動状態にあったとしても、ファイバヒューズ現象の遡行は、その低光エネルギー密度領域で自主的に停止することになる。
【００１４】
本発明の光装置の１例を概念図として図１に示す。
この光装置は、光ファイバの光伝送路Ｌに光信号を伝送し、その光伝送路Ｌに箇所Ｌ０で例えばポンプレーザ素子からの励起光を入力し、光信号を増幅する装置を示している。
この装置の場合、箇所Ｌ０における光エネルギー密度のみが、光伝送路Ｌの全体における光エネルギー密度に比べて低くなっていて、かつある閾値よりも低くなっている。すなわち、この箇所Ｌ０が本発明でいう光エネルギー密度が低い領域（低光エネルギー密度領域という）になっている。
【００１５】
この光装置において、図１で示したように、光伝送路Ｌのある箇所でファイバヒューズ現象が発生した場合、そのファイバヒューズ現象は高出力で発振するポンプレーザ素子に向かって光伝送路Ｌを遡行する。しかしながら、箇所Ｌ０はあるしきい値よりも充分に低い光エネルギー密度の領域になっているため、箇所Ｌ０に到達するとそこで消滅する。すなわち、ポンプレーザ素子が破壊されることはない。
【００１６】
次に、上記した技術思想に基づいて開発された本発明の光装置に組み込まれる光伝送路（光ファイバ）における低光エネルギー密度領域について説明する。
本発明における低光エネルギー密度領域としては、モードフィールド径（ＭｏｄｅＦｉｅｌｄ　Ｄｉａｍｅｔｅｒ：ＭＦＤ）の差を有効に利用するタイプのものと、空間結合部タイプのものが提案される。
【００１７】
まず、前者のタイプ（タイプＡ）について説明する。
図２にタイプＡの１例Ａ１を示す。このタイプＡ１においては、そのＭＦＤ（２）が光伝送路ＬのＭＦＤ（１）よりも大きくなっている。したがって、領域Ａ１における光エネルギー密度は、光伝送路Ｌの他の部分における光エネルギー密度よりも低密度になっている。
【００１８】
このような領域Ａ１は次のようにして形成することができる。
例えば、図３で示したように、光ファイバにおいて、領域Ａ１を形成したい箇所を集中的に加熱する。コア内のドーパントがクラッド側へ熱拡散するので加熱箇所のコア部が拡大し、当該加熱箇所のＭＦＤ（２）は、加熱しない他の部分のＭＦＤ（１）に比べて大きくなる。
【００１９】
また、図４で示したように、端面のコア部が拡大している２本の光ファイバの当該端面を融着しても領域Ａ１を形成することができる。
図５に、タイプＡの別の例Ａ２を示す。
この領域タイプＡ２は、ＭＦＤ（２）が大きい領域が領域タイプＡ１に比べて長くなっている。したがって、領域タイプＡ１に比べて、より一層の低光エネルギー密度領域になっていて、ファイバヒューズ現象の遡行を停止する機能は優れている。
【００２０】
この領域タイプＡ２は次のようにして形成することができる。
例えば図６で示したように、光ファイバの加熱箇所を長くすることにより、拡大するコア部の長さを長くして形成することができる。また、図７で示したように、グレーテッドインデックスファイバ（ＧＩＦ）の両端面に、ＳＭＦを端面融着しても領域タイプＡ２を形成することができる。
【００２１】
図８に、タイプＡの更に別の例Ａ３を示す。
この領域タイプＡ３は、光ファイバの加熱しながら引っ張ることによって形成される。コアは全体として細径化するがドーパントのクラッド側への熱拡散により、領域タイプＡ３におけるＭＦＤ（２）は、非加熱箇所のＭＦＤ（１）に比べて大きくなる。この領域タイプＡ３は、例えばタップカプラの融着部に採用することにより、ファイバヒューズ現象の遡行を防止できるカプラ（光分配器）を製造することができる。
【００２２】
以上例示した各種のタイプＡの領域は、光部品間を接続するコネクタへも適用可能である。
例えば、図９で示したように、領域タイプＡ１を有する光ファイバをフェルールに収容したコネクタや、図１０で示したように、領域タイプＡ１を端面に有する複合型のコネクタを構成することができる。これらは、いずれも、ファイバヒューズ現象の遡行を停止させる機能を備えているだけではなく、例えば後者のコネクタの場合は、その端面自体が低光エネルギー密度領域になっているので、端面の熱破壊が起こりにくく、そのため、コネクタ単体としてダメージを受けないコネクタになっている。
【００２３】
次に、低光エネルギー密度領域を空間結合部で形成する例を図１１、図１２に示す。
図１１は、ＭＦＤ（１）の光ファイバの間にコリメータレンズを配置した領域タイプＢ１のものを示している。この場合には、レンズ間で光束径は拡大されるので、この領域は低光エネルギー密度領域になる。また、図１２は、コリメータレンズに代えてグレーテッドインデックスレンズ（ＧＩレンズ）を配置したタイプのものを示しており、この場合も、ＧＩレンズ間に低光エネルギー密度領域Ｂ２が形成される。
【００２４】
以上説明した低光エネルギー密度領域が組み込まれている光装置の１例を図１３に示す。
図１３は、ＷＤＭ励起用のラマン光源の概略構成例を示している。
この光源では、レーザ素子で生産された波長λ１〜λ５のレーザ光を合波器で合波してＷＤＭ光にし、このＷＤＭ光と信号光をＷＤＭカプラで合成したのち、コネクタを介して外部の光伝送路に伝送する。
【００２５】
そして、合波器から出力したＷＤＭ光の光エネルギーは１Ｗ程度になっていて、外部の光伝送路へ出力していく光も、１Ｗ程度の光エネルギーを有しているものと考えられる。
この装置においては、合波器とＷＤＭカプラを結ぶ光線路の適宜な箇所Ｃ１には、例えば図２で示した低光エネルギー密度領域Ａ１を形成してレーザ素子（光源）がファイバヒューズ現象から防御されている。
【００２６】
また、ＷＤＭカプラとコネクタを結ぶ光線路の適宜な箇所Ｃ２には、例えば図５で示した低光エネルギー密度領域Ａ２を形成してＷＤＭカプラが防御されている。
更に、外部の光伝送路と接続されるコネクタＣ３としては、例えば図１０で示した複合型コネクタを使用することにより、このラマン光源全体を、外部の光伝送路で発生したファイバヒューズ現象から防御している。
【００２７】
かくして、図１３で示したラマン光源は、ファイバヒューズ現象に対して３重の防御対策が施されていて、高出力耐久性が優れた構造になっている。
例えばラマン増幅で用いられる波長１４００ｎｍ帯域の励起光によるファイバヒューズ現象の場合、典型的なＳＭＦにおけるファイバヒューズ現象が伝達し得る最小の光パワー（光エネルギー密度の閾値）は１．９ＭＷ／ｃｍ２である。
【００２８】
すなわち、ＳＭＦのＭＦＤを直径１０μｍとすると、１．５Ｗ以上の入力パワーでファイバヒューズ現象は伝達する。このとき、ＳＭＦとして、前記したような方法でＭＦＤを直径１５μｍに拡大しておけば、そのＭＦＤの拡大領域におけるファイバヒューズ現象の伝達のためには、３．３Ｗ以上の入力パワーが必要となるが、当面の通信においては、入力パワーとして最大でも３Ｗ程度を考えておけば充分であるため、ファイバヒューズ現象の遡行は停止し、当該ＳＭＦの耐久性を向上させることができる。
【００２９】
なお、上記した光エネルギー密度の閾値は、使用波長や光ファイバの種類によって変化する。
【００３０】
次に、本発明を光コネクタのフェルールに適用した実施例を示す。図１４に従来型のフェルールの構造を示す。装着される光ファイバのＭＦＤは、フェルールの外側と内側で変わらず一定である。
一方、図１５に、単芯系コネクタ（ＦＣ，ＳＣ，ＳＴ，ＭＵ，ＬＣ等）に内装されるジルコニアフェルールに適応した実施例を示す。本発明のフェルールに内装される光ファイバは、通常のＭＦＤ（直径約１０μｍ）を有するＳＭＦと、ＭＦＤが通常よりも大きいＳＭＦを融着接続することによって形成される。
【００３１】
ただし、このＭＦＤの大きいＳＭＦは、コア層とクラッド層の屈折率の差を小さくする必要があるため、少しでもＳＭＦを曲げると損失が大きく変動する。従って、このＭＦＤが大きいＳＭＦ部分が、フェルールの内部に完全に収まるように、フェルールよりも短い長さである必要がある。
【００３２】
また、ＭＦＤが大きく異なる光ファイバ同士の接続の場合、融着によって調芯を行いながら接続したとしても、挿入損失は大きくなる。異なるＭＦＤを有する光ファイバを接続する場合には、挿入損失は、以下の式のようになる。
【式１】

【式２】

ｗ_１：モールドフィールド径１
ｗ_２：モールドフィールド径２
ｄ　：軸ずれ量
【００３３】
もし通常のＳＭＦのＭＦＤであるｗ_１＝１０μｍとし、軸ずれ量ｄ＝０とすれば、上式から明らかなとおり、ｗ_２が大きいほど挿入損失も大きくなる。
ただし、この理論値は、図１６（ａ）に示されるような完全な段付きになって接続された場合である。しかし、実際に融着接続された場合は、図１６（ｂ）に示されるように、光ファイバは溶融されるので、完全な段付きよりは、なめらかな形状で接続される。従って、理論値よりはよい値になることが、一般に知られている。
【００３４】
実際に、本発明のフェルールに適用する、ＭＦＤ＝１０μｍのＳＭＦと、ＭＦＤがそれぞれ１５，２０，２５，３０μｍであるＭＦＤを融着接続した場合の挿入損失を比較してみる。ここで、挿入損失を、波長１５５０ｎｍで測定した結果を図１７の表に示す。各ＭＦＤついて５回づつ、試作を行って測定した。
【００３５】
損失は熱エネルギに返還されるため、ハイパワーを負荷した場合においては、０．５ｄＢ以下にすることが望ましい。０．５ｄＢ以上であると、発熱が数１０度以上となり、接着剤の劣化や光ファイバの窪み現象によるＰＣ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｃｏｎｔａｃｔ）外れが発生する確率が増加する。
図１７の表から、挿入損失を０．５ｄＢ程度に抑えるためには、ＭＦＤは３０μｍ以下であることを要する。
【００３６】
また、ＳＭＦにおけるファイバフューズは、光ファイバ中の光パワー密度が、ある一定値以下になると伝達しなくなることが分かっており、概略的には伝達パワー関数（Ｐ）とＭＦＤ（ｗ）の関係は次式で与えられる。
【式３】
Ｐ＝Ａｗ^２
ここでＡは、光ファイバの種類と波長によって決定される定数である。今回実施した通常のＭＦＤを有するＳＭＦに、中心波長１４８０ｍｎのラマンレーザを適用した場合においては、Ａ＝１．５ｘ１０^６（Ｗ／ｃｍ^２）で与えられる。
【００３７】
ファイバフューズの伝達パワー閾値を測定した結果を図１８に示す。この図から明らかなとおり、現状のＭＦＤ＝１０μｍのＳＭＦと比較して、ＭＦＤを１．２倍に広げるだけでも、伝達パワー閾値は２Ｗ以上となり十分な効果が得られることがわかる。
また、コア層内にパワー密度分布があるため、単純に上述の式３の関係にはならないが、ＭＦＤ＝１０〜２０μｍの間でほぼ一致していることが図１８からわかる。
【００３８】
以上より、挿入損失が低く、かつ、ファイバヒューズを停止させることができるためには、ＭＦＤが３０μｍ以下であることが適切である。その範囲において、例えば、伝送路のパワーによって２Ｗなら１２μｍ以上、３Ｗなら１５μｍ以上のＭＦＤとなるように、適切なＳＭＦを選択して、フェルール内に装着すれば実現することができる。
【００３９】
現在、光通信分野で使用されている光パワーは、最大でも１〜２Ｗ程度である。従って、今後のハイパワー化を見込んでも、ＳＭＦにおいてはＭＦＤを２０μｍ程度まですることができるので、十分ファイバフューズを停止させることができる。
なお、本実施例ではＳＭＦを採り上げたが、ＤＳＦ（Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　Ｓｈｉｆｔｅｄ　Ｆｉｂｅｒ：分散シフトファイバ）やＤＣＦ（Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ　Ｆｉｂｅｒ：分散補償ファイバ）等の他の様々な光ファイバでも同様な結果を得られる。
【００４０】
本発明では、使用する光ファイバの製造方法として、バーナで光ファイバを加熱等して、熱拡散によってＭＦＤを拡大する方法を採ることができる。しかし、この場合には、光ファイバの外径が加熱によって細径化する。従って、コア軸ずれを小さくして低ロス化するためには、この光ファイバが挿入されるフェルールの微細穴を本ファイバ専用に、１２０μｍ以下に細径化する必要がある。
【００４１】
次に、段階的にＭＦＤを変えることによって、挿入損失を極力小さくして、ＭＦＤを拡大する工夫のなされたフェルールの実施例を下記に説明する。
その実施例の形態を、図１９に示す。図１９では、中間ファイバを間に入れて、２段階にＭＦＤを拡大させている。ここで、図１５に示すような１段階でＭＦＤを拡大させた場合と、図１８に示すような中間ファイバを利用して２段階でＭＦＤを拡大させた場合を比較してみる。
【００４２】
図１５に示す実施例のようなＭＦＤ＝１０μｍのＳＭＦとＭＦＤ＝３５μｍのＳＭＦを接続した場合と、図１９に示すようなＭＦＤ＝１０μｍのＳＭＦとＭＦＤ＝２０μｍのＳＭＦをまず接続し、更にこのＭＦＤ＝２０μｍのＳＭＦとＭＦＤ＝３５μｍのＳＭＦを接続した場合の挿入損失を比較した結果を図２０に示す。
【００４３】
上述の実施例の場合と同様に、図１５と図１９の各々のタイプについて５回づつ、試作を行い挿入損失の測定を行った。結果は、５回の平均値で、１．２０ｄＢ対０．５４ｄＢと、中間ファイバを利用した場合には、しない場合に比べて、半分以下の挿入損失となることが判明した。
以上の結果より、必要性に応じて、実用的な挿入損失の範囲において、更にＭＦＤを拡大することができることが判明した。
また、本実施例では、２段のＭＦＤの拡大を行ったが、更に他段の拡大を行うことも可能である。
【００４４】
次に、本発明のフェルールをＡＰＣ（Ａｎｇｌｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｃｏｎｔａｃｔ）コネクタに適用した場合を説明する。ＭＦＤ＝１５μｍ程度であれば、通常の８度でもＰＣ研磨することができる。しかし、単芯コネクタのＡＰＣ研磨は球面研磨であるため、ＭＦＤ＝２０μｍ以上の場合には、図２１に示すように、光ファイバ同士がＰＣ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｃｏｎｔａｃｔ）していない部分が生じることになる。
【００４５】
ハイパワーを負荷した場合においては、この光ファイバ同士がＰＣ（ＰｈｙｓｉｃａｌＣｏｎｔａｃｔ）していないコア層外周部における多重反射によって、接続損失が劣化し、更に、発熱によってコネクタ破壊が生じる恐れがある。
そこで、ＭＦＤ＝２０μｍ以上の場合には、８度よりも小さい角度で研磨する必要があり、特に、ＭＦＤ＝３０μｍの際には、４度研磨が最適である。このときの反射減衰量は、図２２に示される。上述の測定と同様に、５回、試作と測定を行った。結果は、反射減衰量の平均値は５８．０ｄＢであり、実用上問題のないレベルになることが判明した。
【００４６】
次に、本発明のフェルールの別の実施例を図２３に示す。この実施例では、通常のＭＦＤ＝１０μｍの光ファイバと、ＭＦＤ＝３５μｍの光ファイバを接続し、次にＭＦＤ＝３５μｍの光ファイバの先端に、再びＭＦＤ＝１０μｍの光ファイバを接続したフェルールである。このフェルールは、まず、図１５に示すフェルールと同様に、通常のＭＦＤ＝１０μｍの光ファイバの先端に、ＭＦＤ＝３５μｍの光ファイバを融着接続する。その後、ＭＦＤ＝３５μｍの光ファイバをフェルール長未満に切断する。そして、ＭＦＤ＝３５μｍの光ファイバの端末に、再び通常のＭＦＤ＝１０μｍの光ファイバを融着接続することによって得られる。
【００４７】
本実施例のフェルールでは、両端が通常のＭＦＤ＝１０μｍの光ファイバなので、一般に広く使用されているＳＭコネクタとの接続が可能であり、様々な場合に幅広く利用できる利点がある。
もちろん適用するＭＦＤは、上述の値に限定されず、様々なＭＦＤで提供できる。また、多段でＭＦＤを拡大する方法と併用することも考えられる。適用する光ファイバは、ＳＭＦを始めとして、ＤＳＦやＤＣＦ等の他の様々な光ファイバが適用できる。
【００４８】
本発明は、上述の実施例に示した態様に限らず、更に様々な態様での実施が可能である。
【００４９】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明の光装置は、低光エネルギー密度領域になっている光伝送路を備えているので、高出力駆動時に発生しやすいファイバヒューズ現象に対する耐久性が優れている。
また、本発明をフェ−ルールの中に収めることによって光コネクタプラグ等に適用し、曲げ損失の恐れもなく光システムの様々な場面で適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光装置の概略を示す概念図である。
【図２】本発明の低光エネルギー密度領域の１例Ａ１を示す概略図である。
【図３】領域Ａ１の形成方法の１例を示す概略図である。
【図４】領域Ａ１の形成方法の他の例を示す概略図である。
【図５】本発明の低光エネルギー密度領域の他の例Ａ２を示す概略図である。
【図６】領域Ａ２の形成方法の１例を示す概略図である。
【図７】領域Ａ２の形成方法の他の例を示す概略図である。
【図８】本発明の低光エネルギー密度領域の他の例Ａ３を示す概略図である。
【図９】本発明のコネクタの１例を示す概略図である。
【図１０】本発明のコネクタの他の例を示す概略図である。
【図１１】本発明の低光エネルギー密度領域の別の例Ｂ１を示す概略図である。
【図１２】本発明の低光エネルギー密度領域の更に別の例Ｂ２を示す概略図である。
【図１３】本発明の光装置（ラマン光源）の構成例を示す概略図である。
【図１４】従来型の光コネクタフェルールの構造を表す図である。
【図１５】通常のＭＦＤの光ファイバに、拡大されたＭＦＤの光ファイバを接続した本発明の光コネクタフェルールの構造を表す図である。
【図１６】ＭＦＤの異なる光ファイバ融着接続したフェルールにおいて、理論計算上の接続形状と、実際に融着した接続形状とを示す図である。
【図１７】通常のＭＦＤの光ファイバとＭＦＤの異なる光ファイバを接続した場合の融着損失を比較した表である。
【図１８】光ファイバのＭＦＤによるファイバフューズ伝達パワー閾値を示すグラフである。
【図１９】中間ファイバを利用して２段階でＭＦＤを拡大させた本発明の光コネクタフェルールの構造を表す図である。
【図２０】図１５に示すフェルールと図１９に示すフェルールの挿入損失を比較した表である。
【図２１】ＭＦＤ＝２０μ以上の場合のＡＰＣ（８度）の形状を示す図である。
【図２２】ＭＦＤ＝３０μで研磨角度８度のＡＰＣの場合の反射減衰量を示す表である。
【図２３】両端が通常のＭＦＤの光ファイバであって、その中間に拡大されたＭＦＤの光ファイバが接続された本発明のフェルールである。
【符号の説明】
Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ２　　　　低光エネルギー密度領域[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical device, and more particularly, to an optical device and an optical connector in which an optical transmission line having durability for high-power optical power transmission is incorporated.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in the field of optical communication systems, the optical power used has been relatively weak. Therefore, with respect to the optical fiber and various optical components which are optical transmission lines, the problem of increasing the output power of the optical power has not been considered much.
However, in recent years, with the spread of WDM communication systems capable of large-capacity transmission, the output of optical power used has been increasing.
[0003]
For example, even if the light has a weak power such as a signal light, if the light is multi-wavelength multiplexed by AWG or the like, the light power reaches several hundred mW. In the case of a laser device used in combination with an EDFA, the output of the laser device alone is increased to several hundred mW.
When a Raman amplifier is used, pump light obtained by multiplexing laser lights of a plurality of wavelengths is used to obtain a wide band gain in the Raman amplifier. Therefore, the optical power of the pump light input to the Raman amplifier may reach several W.
[0004]
As described above, as the large-capacity transmission progresses, the optical transmission line is used in the pumping light oscillating device used for the system or for introducing pumping light from the pumping light oscillating device into the signal light transmission line. The optical power transmitted through an optical fiber, its connection, and the like, is increasing in output.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, as the output of the optical power has been increased, a problem which has conventionally been unnecessary to be considered has emerged.
That is, when the optical power is input to the optical fiber and the optical energy density in the optical fiber is higher than a certain threshold value, that is, when the optical energy density becomes high and various factors inducing the core fusion and the like are added, the optical fiber Generates heat at several hundreds to several thousand degrees Celsius, and the quartz, which is a constituent material, melts, and the melting phenomenon causes self-transmission toward the light source, that is, a so-called fiber fuse phenomenon occurs.
[0006]
In this case, it is known that, for example, in the case of SMF, the melting phenomenon of the optical fiber occurs in a cross-sectional area having the same diameter (about 10 μm) as the core.
This fiber fuse phenomenon proceeds at a speed of about 1 m / s, and stops the light transmission from the light source, or unless the optical energy density in the optical fiber is lower than a certain threshold, that is, unless the optical energy density becomes low. ,continue. Eventually, the light source and the optical components will be destroyed.
[0007]
Considering the fact that the current optical power is increasing in output, the fiber fuse phenomenon is, for example, light absorption due to contamination of dust and the like attached to the connection end face of the connector incorporated in the optical transmission line, optical fiber and the like. Light absorption based on tissue defects in an inductive multilayer filter or the like, and concentration of light energy density at the site due to multiple reflection based on bending or bending of an optical fiber can easily occur.
[0008]
Therefore, when assuming a further increase in the output power of the optical power, it is necessary to take measures to prevent the occurrence of the above-described fiber fuse phenomenon and the progress toward the light source, and to prevent damage to optical devices such as expensive light sources and optical components. Is absolutely necessary.
Since the present invention can meet the above-mentioned problems and can respond in a very simple manner, an optical device and an optical connector having a destructive transmission prevention structure useful for constructing a high-output optical transmission system are provided. The purpose is to provide.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention has an optical transmission line including an optical fiber in which at least one portion in a light transmission direction is a region having a lower light energy density than other portions. An optical device is provided.
[0010]
Specifically, an optical device in which a mode field diameter (MFD) of the at least one portion is larger than the MFD of the other portion to form a region having a low light energy density, An optical device is provided wherein the low density region is formed by a spatial coupling.
[0011]
In particular, when trying to increase the MFD of a single mode fiber, it is necessary to reduce the difference in the refractive index between the core layer and the cladding layer, and the bending loss increases. Therefore, by limiting the portion where the MFD is large to the inside of the ferrule, it is also possible to provide an optical connector that can be used equivalently to a conventional optical connector and can stop the fiber fuse without receiving bending loss. it can.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
First, the technical concept of the present invention will be described.
The fiber fuse phenomenon is a phenomenon in which light energy accumulates in a certain part of an optical transmission line (optical fiber) for some reason, and that part generates heat, and quartz melts. In the optical transmission path, since the light energy density is higher on the light source side, the fiber fuse phenomenon that has begun once at a certain point is directed toward the upstream side (light source side) where the light energy density is higher than that point. Going back.
[0012]
Therefore, even if a fiber fuse phenomenon occurs at a certain point of the optical fiber, the backward fiber fuse phenomenon stops at that point if a certain point on the upstream side of the optical fiber has a low light energy density. Will do.
This may be said to be equivalent to reducing the optical power from the light source when the fiber fuse phenomenon occurs at a certain location.
[0013]
When the optical fiber is, for example, an SMF, a portion having a high light energy density has substantially the same diameter as a core portion in the cross section of the fiber, and a fiber fuse phenomenon occurs in the portion.
Therefore, if a portion where the light energy density is lower than the threshold is formed in the core of the optical fiber that forms the optical transmission line or the connection with each optical component, etc., the fiber fuse phenomenon may occur temporarily on the downstream side. However, even if the light source on the upstream side is in the rated driving state, the backward movement of the fiber fuse phenomenon will be automatically stopped in the low light energy density region.
[0014]
One example of the optical device of the present invention is shown in FIG. 1 as a conceptual diagram.
This optical device is a device that transmits an optical signal to an optical transmission line L of an optical fiber, inputs excitation light from, for example, a pump laser element at a point L0 to the optical transmission line L, and amplifies the optical signal. .
In the case of this device, only the light energy density at the point L0 is lower than the light energy density of the entire light transmission path L and lower than a certain threshold. That is, this portion L0 is a region having a low light energy density (referred to as a low light energy density region) according to the present invention.
[0015]
In this optical device, as shown in FIG. 1, when a fiber fuse phenomenon occurs at a certain point of the optical transmission line L, the fiber fuse phenomenon causes the optical transmission line L to travel toward a pump laser element that oscillates at a high output. Go back. However, since the location L0 is a region having a light energy density sufficiently lower than a certain threshold value, the location L0 disappears when reaching the location L0. That is, the pump laser element is not destroyed.
[0016]
Next, a low light energy density region in an optical transmission line (optical fiber) incorporated in the optical device of the present invention developed based on the above-described technical concept will be described.
As the low light energy density region in the present invention, a type that effectively utilizes a difference in a mode field diameter (Mode Field Diameter: MFD) and a type that spatially couples are proposed.
[0017]
First, the former type (type A) will be described.
FIG. 2 shows an example A1 of the type A. In the type A1, the MFD (2) is larger than the MFD (1) of the optical transmission line L. Therefore, the light energy density in the area A1 is lower than the light energy density in other parts of the light transmission path L.
[0018]
Such a region A1 can be formed as follows.
For example, as shown in FIG. 3, in the optical fiber, a portion where the region A1 is to be formed is intensively heated. Since the dopant in the core thermally diffuses to the cladding side, the core portion of the heated portion expands, and the MFD (2) of the heated portion becomes larger than the MFD (1) of the other portion not heated.
[0019]
Also, as shown in FIG. 4, the region A1 can be formed by fusing the end surfaces of two optical fibers having enlarged core portions at the end surfaces.
FIG. 5 shows another example A2 of the type A.
In the area type A2, the area where the MFD (2) is large is longer than the area type A1. Therefore, compared to the area type A1, the area has a much lower light energy density area, and the function of stopping the backward movement of the fiber fuse phenomenon is excellent.
[0020]
This region type A2 can be formed as follows.
For example, as shown in FIG. 6, it is possible to increase the length of the core portion to be enlarged by lengthening the heating portion of the optical fiber. Also, as shown in FIG. 7, the area type A2 can be formed by fusing the SMF to both end faces of the graded index fiber (GIF).
[0021]
FIG. 8 shows still another example A3 of the type A.
This region type A3 is formed by pulling the optical fiber while heating it. Although the diameter of the core is reduced as a whole, the MFD (2) in the region type A3 becomes larger than the MFD (1) in the non-heated portion due to the thermal diffusion of the dopant to the clad side. By adopting the region type A3 in, for example, a fused portion of a tap coupler, it is possible to manufacture a coupler (optical distributor) that can prevent the fiber fuse phenomenon from going back.
[0022]
The various types A regions exemplified above are also applicable to connectors for connecting optical components.
For example, as shown in FIG. 9, a connector in which an optical fiber having an area type A1 is accommodated in a ferrule, or as shown in FIG. 10, a composite connector having an area type A1 on an end face can be formed. . Each of these has not only the function of stopping the backward movement of the fiber fuse phenomenon, but also, for example, in the case of the latter connector, the end face itself has a low light energy density region, so that the end face has thermal destruction. Therefore, the connector is not damaged as a single connector.
[0023]
Next, FIGS. 11 and 12 show examples in which a low light energy density region is formed by a spatial coupling portion.
FIG. 11 shows an area type B1 in which a collimator lens is arranged between optical fibers of the MFD (1). In this case, since the light beam diameter is enlarged between the lenses, this region becomes a low light energy density region. FIG. 12 shows a type in which a graded index lens (GI lens) is arranged in place of the collimator lens. In this case as well, a low light energy density region B2 is formed between the GI lenses.
[0024]
FIG. 13 shows an example of an optical device incorporating the low light energy density region described above.
FIG. 13 shows a schematic configuration example of a Raman light source for WDM excitation.
In this light source, laser light of wavelengths λ1 to λ5 produced by a laser element is multiplexed by a multiplexer into WDM light, and the WDM light and signal light are combined by a WDM coupler, and then externally connected via a connector. Transmit to optical transmission path.
[0025]
The optical energy of the WDM light output from the multiplexer is about 1 W, and the light output to the external optical transmission line is considered to have about 1 W of optical energy.
In this device, for example, a low light energy density region A1 shown in FIG. 2 is formed at an appropriate portion C1 of an optical line connecting a multiplexer and a WDM coupler to protect a laser element (light source) from a fiber fuse phenomenon. Have been.
[0026]
In addition, for example, a low light energy density region A2 shown in FIG. 5 is formed in an appropriate portion C2 of the optical line connecting the WDM coupler and the connector, and the WDM coupler is protected.
Further, as the connector C3 connected to the external optical transmission line, for example, by using the composite connector shown in FIG. 10, the entire Raman light source is protected from the fiber fuse phenomenon generated in the external optical transmission line. are doing.
[0027]
Thus, the Raman light source shown in FIG. 13 has a triple protection measure against the fiber fuse phenomenon, and has a structure excellent in high output durability.
For example, in the case of a fiber fuse phenomenon caused by pumping light having a wavelength of 1400 nm used in Raman amplification, the minimum optical power (threshold of light energy density) that can be transmitted by the fiber fuse phenomenon in a typical SMF is 1.9 MW / cm 2. .
[0028]
That is, if the MFD of the SMF is 10 μm in diameter, the fiber fuse phenomenon is transmitted with an input power of 1.5 W or more. At this time, if the MFD is expanded to a diameter of 15 μm as the SMF by the above-described method, an input power of 3.3 W or more is required for transmitting the fiber fuse phenomenon in the expanded region of the MFD. However, in communication for the time being, it is sufficient to consider at most about 3 W as the input power, so that the backward movement of the fiber fuse phenomenon is stopped, and the durability of the SMF can be improved.
[0029]
Note that the above-described threshold value of the light energy density varies depending on the wavelength used and the type of optical fiber.
[0030]
Next, an embodiment in which the present invention is applied to a ferrule of an optical connector will be described. FIG. 14 shows the structure of a conventional ferrule. The MFD of the attached optical fiber is constant outside and inside the ferrule.
On the other hand, FIG. 15 shows an embodiment adapted to a zirconia ferrule to be installed in a single-core connector (FC, SC, ST, MU, LC, etc.). The optical fiber provided in the ferrule of the present invention is formed by fusion splicing an SMF having a normal MFD (about 10 μm in diameter) and an SMF having a larger MFD than a normal.
[0031]
However, in the case of the SMF having a large MFD, the difference in the refractive index between the core layer and the cladding layer needs to be reduced. Therefore, the SMF portion having a large MFD needs to have a shorter length than the ferrule so that the SMF portion completely fits inside the ferrule.
[0032]
Further, in the case of connecting optical fibers having greatly different MFDs, the insertion loss increases even if the optical fibers are connected while performing alignment by fusion. When connecting optical fibers having different MFDs, the insertion loss is expressed by the following equation.
(Equation 1)

[Equation 2]

w ₁ : Mold field diameter 1
w ₂ : mold field diameter 2
d: axis deviation amount
If w ₁ = 10 μm, which is the MFD of a normal SMF, and the amount of axis deviation d = 0, as is clear from the above equation, the insertion loss increases as w ₂ increases.
However, this theoretical value is a case where the connection is made in a completely stepped manner as shown in FIG. However, when fusion splicing is actually performed, as shown in FIG. 16B, the optical fiber is melted, so that the splicing is performed in a shape that is smoother than a complete step. Therefore, it is generally known that the value is better than the theoretical value.
[0034]
Actually, a comparison will be made of the insertion loss when the SMF with MFD = 10 μm applied to the ferrule of the present invention and the MFD with MFD of 15, 20, 25, and 30 μm are fusion-spliced. Here, the result of measuring the insertion loss at a wavelength of 1550 nm is shown in the table of FIG. For each MFD, a trial production was performed five times and measured.
[0035]
Since the loss is returned to the heat energy, it is desirable to set the loss to 0.5 dB or less when high power is applied. If it is 0.5 dB or more, the heat generation becomes several tens of degrees or more, and the probability of occurrence of PC (Physical Contact) detachment due to deterioration of the adhesive or depression of the optical fiber increases.
From the table in FIG. 17, it is necessary that the MFD be 30 μm or less in order to suppress the insertion loss to about 0.5 dB.
[0036]
Further, it has been found that the fiber fuse in the SMF does not transmit when the optical power density in the optical fiber falls below a certain value, and the relationship between the transfer power function (P) and the MFD (w) is roughly It is given by the following equation.
[Equation 3]
P = Aw ²
Here, A is a constant determined by the type and wavelength of the optical fiber. In the case where a Raman laser having a center wavelength of 1480 mn is applied to the SMF having the ordinary MFD implemented this time, A = 1.5 × 10 ⁶ (W / cm ² ).
[0037]
FIG. 18 shows the result of measuring the transmission power threshold of the fiber fuse. As is apparent from this figure, compared to the current SMF with MFD = 10 μm, the transmission power threshold is 2 W or more, and a sufficient effect can be obtained only by expanding the MFD by 1.2 times.
Also, since there is a power density distribution in the core layer, the relationship of the above-described formula 3 does not simply hold, but it can be seen from FIG. 18 that MFD = 10 to 20 μm substantially coincides.
[0038]
From the above, it is appropriate that the MFD is 30 μm or less so that the insertion loss is low and the fiber fuse can be stopped. In this range, for example, an appropriate SMF can be selected and mounted in a ferrule so that the MFD is 12 μm or more for 2 W and 15 μm or more for 3 W depending on the power of the transmission path.
[0039]
Currently, the optical power used in the optical communication field is at most about 1 to 2 W. Therefore, even in anticipation of higher power in the future, since the MFD can be reduced to about 20 μm in the SMF, the fiber fuse can be stopped sufficiently.
In this embodiment, the SMF is used, but similar results can be obtained with various other optical fibers such as a DSF (Dispersion Shifted Fiber) and a DCF (Dispersion Compensating Fiber).
[0040]
In the present invention, as a method of manufacturing an optical fiber to be used, a method of heating the optical fiber with a burner or the like and expanding the MFD by thermal diffusion can be adopted. However, in this case, the outer diameter of the optical fiber is reduced by heating. Therefore, in order to reduce the core axis deviation and reduce the loss, it is necessary to reduce the diameter of the fine hole of the ferrule into which the optical fiber is inserted to 120 μm or less exclusively for the present fiber.
[0041]
Next, an embodiment of a ferrule devised to expand the MFD by minimizing the insertion loss by changing the MFD stepwise will be described below.
An embodiment of this embodiment is shown in FIG. In FIG. 19, the MFD is enlarged in two stages with an intermediate fiber interposed. Here, the case where the MFD is expanded in one step as shown in FIG. 15 and the case where the MFD is expanded in two steps using an intermediate fiber as shown in FIG. 18 will be compared.
[0042]
An SMF with MFD = 10 μm and an SMF with MFD = 35 μm as in the embodiment shown in FIG. 15 are connected. An SMF with MFD = 10 μm and an SMF with MFD = 20 μm as shown in FIG. FIG. 20 shows the result of comparing the insertion loss when the SMF with MFD = 20 μm and the SMF with MFD = 35 μm are connected.
[0043]
As in the case of the above-described embodiment, prototypes were manufactured five times for each type of FIGS. 15 and 19, and the insertion loss was measured. As a result, it was found that the average value of five times was 1.20 dB to 0.54 dB, and the insertion loss was less than half when the intermediate fiber was used, as compared with the case where no intermediate fiber was used.
From the above results, it has been found that the MFD can be further expanded within a practical insertion loss range as required.
Further, in the present embodiment, the two-stage MFD is enlarged, but it is also possible to enlarge another stage.
[0044]
Next, a case where the ferrule of the present invention is applied to an APC (Angled Physical Contact) connector will be described. If MFD = about 15 μm, PC polishing can be performed even at a normal angle of 8 degrees. However, since the APC polishing of the single-core connector is spherical polishing, when the MFD is equal to or larger than 20 μm, a portion where the optical fibers are not PC (Physical Contact) occurs as shown in FIG.
[0045]
When a high power is applied, the connection loss is degraded by multiple reflections at the outer peripheral portion of the core layer where the optical fibers are not PC (Physical Contact), and furthermore, the connector may be broken by heat generation.
Therefore, when MFD = 20 μm or more, it is necessary to polish at an angle smaller than 8 degrees. In particular, when MFD = 30 μm, 4 times polishing is optimal. The return loss at this time is shown in FIG. Prototyping and measurement were performed five times in the same manner as the above measurement. As a result, the average value of the return loss was 58.0 dB, which proved to be a level having no practical problem.
[0046]
Next, another embodiment of the ferrule of the present invention is shown in FIG. In this embodiment, an ordinary MFD = 10 μm optical fiber is connected to an MFD = 35 μm optical fiber, and a ferrule is connected to the tip of the MFD = 35 μm optical fiber again to the MFD = 10 μm optical fiber. . In this ferrule, first, an MFD = 35 μm optical fiber is fusion-spliced to the tip of a normal MFD = 10 μm optical fiber like the ferrule shown in FIG. After that, the optical fiber of MFD = 35 μm is cut to less than the ferrule length. Then, it can be obtained by fusion splicing a normal optical fiber with MFD = 10 μm to the end of the optical fiber with MFD = 35 μm.
[0047]
In the ferrule of this embodiment, since both ends of the optical fiber have a normal MFD of 10 μm, the ferrule can be connected to a generally used SM connector, and has an advantage that it can be widely used in various cases.
Of course, the MFD to be applied is not limited to the above values, and can be provided in various MFDs. It is also conceivable to use the method in combination with a method of expanding the MFD in multiple stages. As an optical fiber to be applied, various other optical fibers such as SMF, DSF and DCF can be applied.
[0048]
The present invention is not limited to the embodiments described in the above embodiments, but can be implemented in various other embodiments.
[0049]
【The invention's effect】
As apparent from the above description, since the optical device of the present invention includes the optical transmission line in the low optical energy density region, the optical device has excellent durability against a fiber fuse phenomenon that is likely to occur during high-output driving. I have.
Further, the present invention can be applied to an optical connector plug or the like by being accommodated in a ferrule, and can be applied to various scenes of an optical system without fear of bending loss.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram schematically showing an optical device of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing an example A1 of a low light energy density region of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view illustrating an example of a method for forming a region A1.
FIG. 4 is a schematic view showing another example of a method for forming a region A1.
FIG. 5 is a schematic view showing another example A2 of the low light energy density region of the present invention.
FIG. 6 is a schematic view showing one example of a method for forming a region A2.
FIG. 7 is a schematic view showing another example of a method for forming a region A2.
FIG. 8 is a schematic diagram showing another example A3 of the low light energy density region of the present invention.
FIG. 9 is a schematic view showing one example of the connector of the present invention.
FIG. 10 is a schematic view showing another example of the connector of the present invention.
FIG. 11 is a schematic view showing another example B1 of the low light energy density region of the present invention.
FIG. 12 is a schematic view showing still another example B2 of the low light energy density region of the present invention.
FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a configuration example of an optical device (Raman light source) of the present invention.
FIG. 14 is a diagram illustrating a structure of a conventional optical connector ferrule.
FIG. 15 is a diagram showing a structure of an optical connector ferrule of the present invention in which an enlarged MFD optical fiber is connected to a normal MFD optical fiber.
FIG. 16 is a diagram showing a connection shape based on theoretical calculation and a connection shape actually fused in ferrules in which optical fibers having different MFDs are fusion-spliced.
FIG. 17 is a table showing a comparison between fusion loss when an ordinary MFD optical fiber and an optical fiber having a different MFD are connected.
FIG. 18 is a graph showing a fiber fuse transmission power threshold by MFD of an optical fiber.
FIG. 19 is a diagram illustrating the structure of an optical connector ferrule of the present invention in which the MFD is expanded in two stages using an intermediate fiber.
20 is a table comparing the insertion loss between the ferrule shown in FIG. 15 and the ferrule shown in FIG. 19;
FIG. 21 is a diagram showing the shape of APC (8 degrees) when MFD = 20 μ or more.
FIG. 22 is a table showing the return loss in the case of APC with MFD = 30 μ and a polishing angle of 8 °.
FIG. 23 shows a ferrule of the present invention in which both ends are ordinary MFD optical fibers, and an MFD optical fiber enlarged in the middle is connected between the two ends.
[Explanation of symbols]
A1, A2, A3, B1, B2 Low light energy density region

Claims

An optical device having an optical transmission path made of an optical fiber in which at least one portion in a light transmission direction is a region having a lower light energy density than other portions.

The optical device according to claim 1, wherein the light energy density in the low light energy density region is lower than a light energy density threshold value defined by the type of the optical fiber and the length of the wavelength used.

The optical device according to claim 1, wherein a mode field diameter of the at least one portion is larger than a mode field diameter of the other portion to form a region where the energy density is low.

The optical device according to claim 1, wherein the region having a low light energy density is formed by a spatial coupling portion.

The optical device according to claim 1, wherein the region having a low light energy density is a connection portion arranged in the device.

An optical connector ferrule, wherein an MFD (mode field diameter) of an optical fiber fixed to a ferrule microhole is larger than an MFD of an optical fiber extending backward from the optical fiber ferrule.

The optical connector ferrule according to claim 6, wherein the MFD of the optical fiber fixed to the ferrule microhole is three times or less the MFD of the optical fiber extending rearward from the optical fiber ferrule.

The optical connector ferrule according to claim 6, wherein the optical fiber fixed to the ferrule microhole connects two or more optical fibers having different MFDs.

The optical fiber fixed to the ferrule fine hole is a fusion spliced of an optical fiber having a normal MFD and an optical fiber having an MFD larger than normal. Optical connector ferrule.

The optical fiber fixed to the ferrule fine hole, the MFD is expanded by heating, and the fine hole of the ferrule is reduced in diameter to 120 nm or less, according to any one of claims 6 to 9, The described optical connector ferrule.

The optical connector ferrule according to any one of claims 6 to 10, wherein a tip end surface of the optical fiber fixed to the ferrule fine hole is polished obliquely at 4 to 8 degrees.

The light according to any one of claims 6 to 11, wherein the MFD of the optical fiber at the distal end fixed to the ferrule microhole and the MFD of the optical fiber extending backward from the optical fiber ferrule coincide with each other. Connector ferrule.

The optical connector ferrule according to any one of claims 6 to 12, wherein the optical fiber is a single mode fiber (SMF).

An optical connector plug using the optical connector ferrule according to claim 6.