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WO2002019002A1 - Ferrule de fibre optique munie d'un polariseur, connecteur et adaptateur de connecteur - Google Patents

Ferrule de fibre optique munie d'un polariseur, connecteur et adaptateur de connecteur Download PDF

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WO2002019002A1
WO2002019002A1 PCT/JP2001/007423 JP0107423W WO0219002A1 WO 2002019002 A1 WO2002019002 A1 WO 2002019002A1 JP 0107423 W JP0107423 W JP 0107423W WO 0219002 A1 WO0219002 A1 WO 0219002A1
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WO
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optical fiber
polarizer
fiber
connector
ferrule
Prior art date
Application number
PCT/JP2001/007423
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Inventor
Kenjiro Hasui
Yoshiaki Takeuchi
Kouichi Muro
Original Assignee
Corning Incorporated
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Publication date
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    • G02B6/3885Multicore or multichannel optical connectors, i.e. one single ferrule containing more than one fibre, e.g. ribbon type

Definitions

  • the present invention relates to an optical fiber ferrule with a polarizer, an optical fiber connector with a polarizer, and an optical fiber connector adapter with a polarizer.
  • Fiber optic systems are particularly attractive for telecommunications because of their enormous information carrying capabilities and immunity to electromagnetic interference. Fiber optic links are also useful for transmitting signals over very short distances, such as between a large computer and its peripherals. The optical fiber transmission system is also used for transmitting signals between circuit boards inside a computer. Optical fiber connections at low levels, such as between microchips, are also being studied. Fiber optic systems have also been used as sensors to detect pressure, liquid levels, temperature, magnetic fields, acidity and other stimuli. These fiber optic sensors are generally based on a conversion mechanism that depends on the change in polarization of the light passing through the sensor.
  • An optical fiber system includes a transmitter that converts a data signal into an optical signal, an optical fiber that guides the optical signal, and a receiver that captures the optical signal at the other end of the fiber and converts them into an electric signal. It has three main components.
  • the light source in the transmitter may be a semiconductor laser diode or a light emitting diode (LED). LED is laser diode It is a relatively low-power light source that operates at a lower data transmission ratio than the light source. Laser diodes are preferred for applications requiring high-speed data transmission or for covering long distances. Light emitted from the light source is modulated to convert the light signal into a data signal.
  • the above-mentioned light generated by the semiconductor laser diode is linearly polarized light, and this linearly polarized laser light is very effective in many communication and measurement systems using optical fibers.
  • the extinction ratio of the light emitted from the laser is about 2 O dB, which is not always stable. Also, this extinction ratio is not sufficiently high for many applications. For example,
  • An extinction ratio of 40 dB or more is desired.
  • laser modules with a polarization plane rotation (rotation) function are used as light sources, and fiber polarizers and the like are used in optical transmission lines.
  • Such devices generally require the following techniques and configurations. That is, passing the laser light through a linear polarizer that has a higher extinction ratio than the guided laser light.
  • Various strategies have been proposed to achieve this approach and structure.
  • the linear polarizer used for the above purposes is used as a single element, and is generally a polarizer using a Dart-N-Thompson prism, PBS, a polar core (trade name), or the like.
  • These linear polarizers generally require a lens system for coupling to a fiber.
  • the lenses used here are generally expensive, and the coupling with the fiber requires alignment of the lenses in the three-dimensional direction with sub-micron precision, making the process very complicated and difficult. Therefore, reduction of the number of parts and simplification of the process are desired.
  • LAMIP0L Ramipole (LAMIP0L) (trade name) with a plate thickness of about 30 mm is known as such a very thin linear polarizer. It is used for optical fiber applications that do not use lenses. However, the process is still complicated because the effective diameter of this LAMIP0L is very small and the resulting assembly process is very difficult. Since LAMIP0L has a laminated structure, it has the property that its optical characteristics differ greatly depending on the change in the incident angle of light.
  • LAMIP0L is composed of alternating layers of materials with significantly different coefficients of thermal expansion, there is a problem in that its optical characteristics are lost by high-energy irradiation such as irradiation with a high-power laser or high-temperature treatment. Therefore, applications of LAMIP0L are limited to applications with relatively low light intensity, such as fiber polarizers and polarization output collimators.
  • the wavelength selection filter used for optical fiber WDM communication is It can be about LAMI P0L thick. Therefore, this wavelength selection filter can be applied to an optical fiber without using a lens.
  • a connector in which a groove is formed so as to cross a fiber, and a wavelength selection filter is inserted into the groove.
  • a wavelength plate made of polyimide or the like having a thickness less than the above thickness, and an element in which a groove is formed in a waveguide and the wavelength plate is inserted into the groove has been proposed.
  • These lenses are thin and do not require a lens, but since the optical characteristics of the filter greatly depend on the angle of incidence, the filter is individually designed and the groove is filtered at the desired angle. High-precision groove width control is required so that evening can be inserted.
  • the present invention focuses on optical fiber connectors and optical fiber connector adapters, which are indispensable for connection to both light sources and optical transmission lines.Furthermore, it focuses on optical fiber ferrules, which are essential parts for both applications. Optical fiber ferrule with polarizer that can generate laser light with high extinction ratio, optical fiber connector with polarizer, with polarizer It is an object of the present invention to provide an optical fiber connector adapter.
  • Still another object of the present invention is to provide an optical fiber ferrule with a polarizer, an optical fiber connector with a polarizer, an optical fiber connector with a polarizer, which can be manufactured at a low cost and a simple structure with a small number of parts, and which facilitates the manufacturing process.
  • the present invention provides an optical fiber connector adapter with a connector.
  • an optical fiber ferrule with a polarizer of the present invention includes: an optical fiber; a ferrule attached around the optical fiber and having a groove reaching the optical fiber; And a linear polarizer inserted across the optical fiber.
  • the optical fiber connector with a polarizer of the present invention is provided with a ferrule attached around the optical fiber and the optical fiber and having a groove reaching the optical fiber, and inserted into the optical fiber through the groove so as to cross the optical fiber. And a linear polarizer provided.
  • optical fiber connector adapter with a polarizer of the present invention is mounted around the optical fiber and the optical fiber, and is connected between two ferrules fixed in the alignment sleeve and a ferrule. And a linear polarizer.
  • the optical fiber connector adapter with a polarizer of the present invention is provided with a ferrule attached around the optical fiber and the optical fiber and having a groove reaching the optical fiber, and an optical fiber passing through the groove to the optical fiber so as to cross the optical fiber. And a linear polarizer inserted.
  • the linear polarizer can be a dichroic glass polarizer. Further, the groove may be inclined with respect to the extension direction of the optical fiber.
  • the fiber can be a single mode fiber. Further, the fiber may be a polarization maintaining fiber. It is preferable that the polarization angle of the linear polarizer to be inserted coincides with the polarization direction of the laser beam.
  • the number of optical fibers may be one or more.
  • An optical fiber ferrule with a polarizer, an optical fiber connector with a polarizer, and an optical fiber connector adapter with a polarizer according to the present invention include: a ferrule having a groove reaching the optical fiber; Since there is a linear polarizer inserted across the lens, no additional optical component such as a lens is required. Also, since a linear polarizer is simply inserted into the groove, a complicated alignment step is not required. As a result, a laser beam having a high extinction ratio can be obtained, and an effect can be obtained in which the number of components is small, the configuration is inexpensive and simple, and the manufacturing process can be simplified.
  • the optical fiber connector adapter with a polarizer of the present invention includes two ferrules fixed in an alignment sleeve and a linear polarizer inserted between the ferrules, so that a high extinction ratio can be obtained.
  • the laser beam can be used as a light source, and the number of parts can be reduced, an inexpensive and simple configuration can be achieved, and the manufacturing process can be simplified.
  • the linear polarizer is a dichroic glass polarizer
  • all non-transmitted polarized components can be absorbed.
  • the groove is inclined with respect to the extension direction of the optical fiber, the reflected return light becomes so small that it can be ignored.
  • the fiber When the fiber is a single mode fiber, it is suitable for large-capacity transmission requiring wideband characteristics.
  • FIG. 1 shows an optical fiber ferrule with a polarizer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 A first figure.
  • FIG. 2 is a sectional view showing an optical fiber connector with a polarizer according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows a multi-core light with a polarizer according to still another embodiment of the present invention. It is a figure showing a fiber connector.
  • FIG. 4 is a sectional view showing an optical fiber connector adapter with a polarizer according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing an optical fiber connector adapter with a polarizer according to still another embodiment of the present invention.
  • a fiber optic ferrule with a polarizer, a fiber optic connector with a polarizer, and a polarization for coupling a linear polarizer to one or more optical fibers without using a lens system
  • An optical fiber connector adapter with a connector is provided.
  • Embodiments of the present invention are based on inserting a linear polarizer into an optical fiber in a ferrule so as to traverse the optical fiber.
  • the linear polarizer is inserted into the optical fiber through a slit (groove) formed in the ferrule so as to cross the optical fiber.
  • the linear polarizer is extremely thin to minimize coupling loss.
  • the thickness of this linear polarizer is preferably about 50 m or less.
  • the linear polarizer should have an extinction ratio much higher than that of a laser diode.
  • the linear polarizer needs to be a dichroic polarizer that transmits one polarized wave and absorbs the other polarized light. Further, it is preferable that the linear polarizer has a high resistance to damage caused by laser irradiation.
  • the linear polarizer has a large aperture so that it can be easily mounted across the optical fiber.
  • the optical characteristics of this linear polarizer are such that, in order to reduce the return light that reflects the incident light and returns to the incident side, the linear polarizer can be arranged at an angle slightly off the optical axis. Being substantially insensitive to It is preferable to have a large light receiving angle.
  • This linear polarizer preferably has a refractive index equivalent to the refractive index of the optical fiber core, that is, the optical waveguide.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an optical fiber ferrule with a polarizer 42 having a groove 43 reaching the optical fiber.
  • a bare fiber 41 is inserted and fixed in the ferrule 42 in a center hole 45 thereof.
  • a groove 43 is formed in the ferrule 42 across the bare fiber 41, and a linear polarizer 44 is inserted into the groove 43.
  • the groove 43 is formed at an angle slightly deviated from the direction perpendicular to the axis of the bare fiber 41.
  • the optical fiber ferrule with a polarizer 42 is the basis of the present invention, and any optical component using the ferrule 42, such as an optical fiber connector, an optical fiber connector adapter, etc. Is also included.
  • FIG. 1 describes a single fiber, that is, a single-core ferrule, but the present invention can also be applied to a multi-core ferrule in which two or more fibers are fixed.
  • application examples including the optical fiber ferrule with a polarizer 42 will be sequentially described.
  • FIG. 2 shows an optical fiber connector 2 with a polarizer provided with a connector ferrule 4.
  • the connector ferrule 4 includes a ferrule 5 that can be formed of a ceramic material, and has a central hole 6 for inserting the bare optical fiber 10: the eyepiece portion 8.
  • the ferrule 5 is secured together by a ferrule support 12 such as a metal flange mount.
  • the ferrule support 12 has a central hole 14 for receiving a part of the bare fiber portion 8 of the optical fiber 10.
  • a groove 16 is cut from the ferrule support 12 to the bare fiber portion 8.
  • the groove 16 is formed at an angle slightly inclined from the vertical with respect to the fiber.
  • a groove 16 may be formed in the ferrule 5 near the ferrule support 12 instead.
  • a linear polarizer 18 is inserted into the groove 16.
  • the linear polarizer 18 can be fixed using, for example, an adhesive.
  • the pivoting mechanism (not shown) is added to the linear polarizer 18 so that the linear polarizer 18 is turned on if necessary.
  • the plane perpendicular to the optical axis direction of the fiber 10 may be rotated to obtain a desired polarization direction.
  • This optical fiber connector 2 with a polarizer is used for a laser module (not shown), and the rotation axis of the polarizer 18 is aligned with the polarization axis of the laser light generated by the laser diode. it can.
  • the polarizer 18 is a dichroic polarizer as described above, all non-transmitted polarization components are absorbed.
  • the polarizer 18 is fixed to be slightly inclined from the vertical plane of the optical axis of the optical fiber 10 so that the return light reflected by the polarizer 18 is so small as to be negligible.
  • the polarizer with optical fiber connector 2 can also be applied to a general connector of the optical transmission path. In this case, the extinction ratio of light propagating through the line can be increased.
  • this optical fiber connector with a polarizer performs the same function as a fiber polarizer.
  • the above-mentioned optical fiber connector with a polarizer is manufactured by providing a linear polarizer insertion groove in a generally used connector and inserting and fixing the linear polarizer. It does not require a simple design. Also, since only a linear polarizer is inserted into the groove, a complicated alignment step is not required.
  • linear polarizers must be extremely thin to minimize coupling losses.
  • Linear polarizers must also have high extinction ratios and large apertures.
  • Linear polarizers for lasers It is preferable to have a high resistance to such irradiation.
  • a suitable linear polarizer 18 is a dichroic glass polarizer sold under the trade name Ultra Thin "by Koening Co.
  • Ultra Tiiin TM polarizer is a dichroic glass polarizer Therefore, the non-transmitted polarization component is absorbed.
  • This Ultra Thin TM has a thickness of about 30 m, and its optical characteristics are 40 dB extinction ratio and less than 0.5 dB insertion loss. In other words, it is a highly functional polarizer that has a high extinction ratio and low insertion loss while being extremely thin.
  • Ultra Thin TM polarizers also have a large light receiving angle (20 degrees earth), a large aperture diameter, and a high resistance to irradiation by a laser.
  • Ultra Tiiin "'polarizers have a refractive index close to the refractive index of the core of a general optical fiber 10. The advantage of having a large acceptance angle is the inclination of the groove 16 with respect to the extension direction of the optical fiber 10.
  • the angle (preferably 5) can be effectively selected so that the reflection at boundaries 20 and 22 is suppressed.
  • the advantage of having a large aperture diameter is that the assembling process is simplified.
  • it can be applied to applications using high-power laser beams. By having this, the insertion loss due to the insertion of Ultra Thin TM can be reduced, and the deviation of the optical axis of the fiber due to the oblique arrangement is small enough to be ignored.
  • FIG. 3 shows an optical fiber connector 26 with a polarizer including a multi-core optical fiber connector 26.
  • This multi-core optical fiber connector 26 with a polarizer includes a flat substrate 28. A plurality of array grooves 31 are formed in the flat substrate 28.
  • the polarizer insertion groove (groove) 30 is formed across the array groove 31.
  • the bare fiber portions 32 of the plurality of optical fibers 34 are arranged in the array grooves 31.
  • the linear polarizer 38 is arranged in the insertion groove 30.
  • the linear polarizer 38 is inserted at an angle slightly inclined from the vertical with respect to the bare fino 32.
  • the linear polarizer 38 is a two-color product sold under the trade name “Ultra Thin TM ” by Corning. Glass polarizer.
  • a linear polarizer is installed by the above method using a commonly used connector for polarization maintaining fiber.
  • the optical fiber connector with a polarizer 2 according to the present invention can provide a laser beam having a high extinction ratio by being applied to a light source or an optical transmission line currently used.
  • FIG. 4 shows a cross section of an optical fiber connector adapter 54 with a polarizer provided with an adapter ferrule 53.
  • An optical fiber 55a, 55b is mounted between the two adapter ferrules 53a, 53b.
  • the adapter ferrules 53 a and 53 b are fixed to both surfaces of the linear polarizer 52. This fixing can be performed using, for example, an adhesive.
  • the contact surface between the adapter ferrules 53a and 53b and the linear polarizer 52 is arranged to be inclined with respect to the optical axis of each optical fiber 55a and 55b. That is, the linear polarizer 52 is arranged to be inclined with respect to the optical axes of the optical fibers 55a and 55b.
  • FIG. 5 shows a cross section of an optical fiber connector adapter with a polarizer 64 equipped with an adapter ferrule 63.
  • a groove 61 is formed in the ferrule 63 so as to reach the bare optical fiber portions 65a and 65b, so that the optical fiber fixed to the adapter ferrule 63 is formed by this groove.
  • the optical fiber bare portion 65a, 65b is divided into two by the optical fiber 61, and the linear polarizer 62 is fixedly inserted into the groove 61.
  • This fixing can be performed using, for example, an adhesive.
  • the contact surface of the linear polarizer 62 is arranged so as to be inclined from the perpendicular to the optical axis of each optical fiber 65a, 65b. Become. In other words, the linear polarizer 62 is arranged to be inclined with respect to the optical axes of the optical fins 65a and 65b.
  • a rotation mechanism (not shown) is added to the linear polarizer 62, and if necessary, the linear polarizer 62 is rotated on a plane perpendicular to the optical axis direction of the optical fiber to obtain a desired polarization direction. May be obtained.
  • the above-mentioned optical fiber connector adapter 64 with a polarizer is used for a laser module (not shown), and the rotation axis of the polarizer 62 is aligned with the polarization axis of the laser beam generated by the laser diode. Can be. Accordingly, a laser beam having a high extinction ratio can be generated only by connecting the optical fiber connector adapter with a polarizer 64 to a laser module having a low extinction ratio.
  • the polarizer 62 is a dichroic polarizer as described above, all non-transmitted polarization components are absorbed.
  • the polarizer 62 is fixed to be slightly inclined from the vertical plane of the optical axis of the fiber so that the return light reflected by the polarizer 62 is so small as to be negligible.
  • laser oscillation can be kept stable. That is, the characteristics of a normal laser module can be improved.
  • the optical fiber connector adapter with a polarizer 64 can also be used as a general adapter in an optical transmission line. In this case, the extinction ratio of light propagating on the line can be increased. In other words, the optical fiber adapter with a polarizer performs the same function as a fiber polarizer.
  • optical fiber connector adapter with polarizer 64 is manufactured by inserting and fixing a linear polarizer 62 between adapter ferrules 63 in a commonly used adapter. No special design is required.
  • the effectiveness of the optical fiber connector adapter with polarizer 64 depends on the selection of the linear polarizer 62. As described above, the linear polarizer 62 must be extremely thin to minimize the coupling loss with the fiber. No. Also, the linear polarizer 62 must have a high extinction ratio and a large aperture. The linear polarizer 62 preferably has a high resistance to laser irradiation. A suitable linear polarizer 62 is the dichroic glass polarizer Ultra Thin TM described above.
  • This UltraThin TM has a thickness of about 30 m, and its optical characteristics are an extinction ratio of 40 dB and an insertion loss of 0.5 dB or less. In other words, it is a highly functional polarizer that has a high extinction ratio and low insertion loss while being extremely thin.
  • Ultra Thin TM has a large light receiving angle ( ⁇ 20 degrees), a large aperture diameter, and high laser resistance. Ultra Thin TM has a refractive index close to the refractive index of the core of general optical fibers 65a and 65b.
  • the advantage of having a large allowable angle is that the linear polarizer 62 can be arranged at an inclination (preferably at an inclination angle of about 5 °) with respect to the extension direction of the optical fibers 65a and 65b. The reason is that it is possible to effectively select so as to suppress the return light reflected by the fibers 65 a and 65 b and the linear polarizer 62.
  • the advantage of having a large opening diameter is that assembly is easier. Also, having high laser resistance, it can be applied to applications using high-power laser beams.
  • the optical fiber connector adapter with a polarizer 64 can provide a laser beam having a high extinction ratio by being applied to a currently used light source or optical signal line without adding a lens or the like. is there.

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Description

明 糸田 書 偏う 子付き光フ アイ ノ フエ Jレ—— レ、 コ ネク タ、 およびコネク タアダプタ
技術分野
本発明は偏光子付き光フアイバフエルール、 偏光子付き光フアイバ コネクタ、 および偏光子付き光ファイバコネクタアダプタに関するも のである。
背景技術
通信システムにおいて光フアイバ技術には極めて広い用途がある ことが知られている。 銅線および同軸ケーブル、 ならびに或る塲合に はマイクロウエーブリ レーおよび衛星が光ファイバ通信システムに 置き換えられる。光ファイバシステムは、膨大な情報伝達能力を有し、 かつ電磁干渉を受けないために、 遠距離通信に関し特に魅力がある。 光ファイバリンクはまた、 大コンピュータとその周辺機器との間のよ うな極めて短い距離に信号を送信するのに有用である。 光フアイバ伝 送システムは、 コンピュータ内部において回路基板間での信号の伝達 にも用いられる。 マイクロチップ間のような低レベルにおける光ファ ィバの接続も研究されている。 光ファイバシステムはまた、 圧力、 液 体レベル、 温度、 磁場、 酸度およびその他の刺激を検出するセンサと しても用いられている。 これらの光ファイバセンサは、 一般にそのセ ンサを通過する光の偏光の変化に左右される変換メカニズムに基づ いている。 光の偏光は外部から加えられる刺激によって変化する。 光ファイバシステムは、 データ信号を光信号に変換する送信機と、 光信号を案内する光ファイバと、 このファイバの他端で光信号を捕捉 してこれらを電気信号に変換する受信機とを含む 3つの主構成要素 を備えている。 上記送信機内の光源は半導体レーザーダイォードまた は発光ダイオード (L E D ) となし得る。 L E Dはレーザ一ダイォー ドより も低いデータ送信比において動作する比較的低出力の光源で ある。 高速データ送信を必要とする用途または遠距離をカバ一する用 途にはレーザーダイオードが好ましい。 光源から発せられた光は、 光 信号をデータ信号に変換するために変調される。
上記、 半導体レーザ一ダイォードょり生起される光は直線偏波光で あり、 この直線偏波レーザー光は、 光ファイバを用いた通信や測定の 多くのシステムで大変有効である。 しかしながら、 レーザーから出射 される光の消光比はおよそ 2 O dBで、 この値はいつも安定ではない。 また、 この消光比は多くの用途に対し十分高いとは言えない。例えば、
4 0 dB以上の消光比が望まれている。このような高い消光比を有する レーザー光の要求に対して、 光源としては偏波面回転 (回動) 機能付 きレーザーモジュールなど、 光伝送路ではファイバ偏光子などが実用 化されている。 このような素子は一般に、 次のような手法と構成を必 要とする。 それは、 導波しているレーザー光より高い消光比を有する 直線偏光子にレーザー光を通すことである。 この手法と構成を達成す るために、 様々な方策が提案されている。
上記目的等で用いられる直線偏光子は単体素子として使われ、 ダラ ン卜ムソンプリズム、 PBS、 ポーラコア (商品名) などが一般的に使 われる偏光子である。 これら直線偏光子は、 一般にファイバとの結合 にはレンズ系を必要とする。 ここで使われるレンズは一般に高価なも ので、 且つ、 ファイバとの結合にはレンズを 3次元方向にサブミクロ ン程度の精度でァライメントする必要があり、 その工程は大変複雑困 難である。 よって、 この部品点数の減少と工程の簡略化が望まれてい る。
もし偏光子の厚さが光導波路間に配置しても著しい損失を示さな い程薄ければ、 ファイバとの結合にレンズを必要としない。 さらに、 ある構成を適用すれば複雑なァライメント工程なしで偏光子を適用 することが可能となる。 このような非常に薄い厚さを持つ直線偏光子 として板厚が約 3 0 ΠΙのラミポール(LAMIP0L) (商品名) が知られて おり、 レンズを用いない光ファイバの用途に用いられている。 しかし ながら、 この LAMIP0Lの有効口径は大変小さく、 結果として生じる組 立て工程が大変困難であるので、 工程は依然複雑である。 LAMIP0Lは 積層構造であるので、 光の入射角変化によつてその光学特性が大きく 異なるという性質を持つ。 このため、 反射による戻り光抑制のための 素子の斜め配置が適用できない。 この斜め配置は、 光ファイバ応用で 必須であり、 LAMIP0Lの応用を大きく制限している。 また、 LAMIP0Lは 熱膨張係数が大きく異なる材料の交互層からなるので、 高出力レーザ 一の照射や高温処理のような、 高エネルギー照射によりその光学特性 を失われる問題もある。 よって、 LAMIP0Lの用途はファイバ偏光子や 偏光出カフアイバコリメータなどのような比較的低い光強度の用途 に限られる。 つまり、 LAMI P0Lを用いた光学系ではレンズを使用しな いという利点を有するものの、 上述の通り応用にはかなり制限がある < 一方、 光ファイバ波長多重通信用途で用いられる波長選択フィルタ は、 上記 LAMI P0L程度の厚さにすることができる。 よって、 この波長 選択フィルタは、 レンズを使わずに光フアイバに適用できる。例えば、 コネクタに溝をフアイバを横切るように形成し、 この溝に波長選択フ ィルタを挿入したものなどがある。 他、 ポリイミ ドなどからなる波長 板も上記以下の厚さにできるものがあり、 導波路中に溝を形成し、 そ の溝に波長板を挿入する素子も提案されている。 これらブイル夕は、 薄いのでレンズを必要としないが、 フィル夕の光学特性が入射角に大 きく依存するので、 フィルタに対しては個別の設計、 また、 溝に対し ては所望の角度でフィル夕が挿入できるように、 高精度の溝幅の制御 が必要である。
本発明は、 光源にも光伝送路にも接続として必須に用いられる光フ アイバコネクタと光ファイバコネクタアダプタに着目し、 更には、 ど ちらの用途にも必須部品である光ファイバフエルールに着目したも ので、 高い消光比を持ったレーザー光とすることができる偏光子付き 光ファイバフエルール、 偏光子付き光ファイバコネクタ、 偏光子付き 光ファイバコネクタアダプタを提供することを目的とするものであ る。
更に、 本発明の他の目的は、 少ない部品点数で安価、 且つ簡単な構 成にすることができるとともに製造工程を容易にした偏光子付き光 ファイバフエルール、 偏光子付き光ファイバコネクタ、 偏光子付き光 ファイバコネクタアダプタを提供するものである。
発明の開示
一つの態様によれば、 本発明の偏光子付き光フアイバフエルールは. 光ファイバと、 光ファイバの周囲に取り付けられ、 光ファイバまで達 する溝を備えたフエルールと、 溝を通って光ファイバに光ファイバを 横切るように挿入された直線偏光子とを備えたことを特徴とするも のである。
また、 本発明の偏光子付き光ファイバコネクタは、 光ファイバと光 ファイバの周囲に取り付けられ、 光ファイバまで達する溝を備えたフ エルールと、 溝を通って光ファイバに光ファイバを横切るように挿入 された直線偏光子とを備えたことを特徴とするものである。
さらに、 本発明の偏光子付き光ファイバコネクタアダプタは、 光フ アイバと光ファイバの周囲に取り付けられ、 ァライメントスリーブの 中に固定された二つのフェル一ルと、 フエルールの間に挿入された直 線偏光子とを備えたことを特徴とするものである。
さらに、 本発明の偏光子付き光ファイバコネクタアダプタは、 光フ アイバと光ファイバの周囲に取り付けられ、 光ファイバまで達する溝 を備えたフエルールと、 溝を通って光フアイパに光フアイバを横切る ように挿入された直線偏光子とを備えたことを特徴とするものであ る。
上記直線偏光子は、二色性ガラス偏光子とすることができる。また、 前記溝が光ファイバの延長方向に対して傾斜していてもよい。
前記ファイバは、 シングルモードファイバとすることができる。 ま た、 前記フアイバが偏波保持フアイバであってもよい。 前記挿入される直線偏光子の偏波角は、 レーザービームの偏光方向 と一致させることが好ましい。光フアイバは、 1本以上あってもよい。 本発明の偏光子付き光フアイバフエルール、 偏光子付き光ファィバ コネクタ、 および偏光子付き光ファイバコネクタアダプタは、 光ファ ィバまで達する溝を備えたフエルールと、 溝を通って光ファイバに光 フアイバを横切るように挿入された直線偏光子とを備えているので、 レンズなど追加の光部品を必要としない。 また、 直線偏光子を溝に挿 入するだけなので、 複雑なァライメント工程も不要である。 これらに より、 高い消光比を持ったレーザー光とすることができ、 また、 少な い部品点数で、 安価且つ簡単な構成にすると共に製造工程を容易にす ることができるという効果を奏する。
さらに、 本発明の偏光子付き光ファイバコネクタアダプタは、 ァラ ィメントスリーブの中に固定された二つのフエルールと、 フエルール の間に挿入された直線偏光子を備えているので、 高い消光比を持った レーザー光とすることができ、 また、 少ない部品点数で、 安価且つ簡 単な構成にすると共に製造工程を容易にすることができるという効 果を奏する。
上記直線偏光子を二色性ガラス偏光子とした場合は、 非透過偏波成 分は全て吸収することができる。 また、 前記溝が光ファイバの延長方 向に対して傾斜している場合は、 反射戻り光が無視できるほど小さく なる。
前記ファイバを、 シングルモードファイバとした場合は、 広帯域な 特性を必要とする大容量伝送に適する。
図 面 の簡単な言兒明
図 1 は、 本発明の一実施の形態による偏光子付き光ファイバフェル
—ルを示す斜視図である。
図 2は、 本発明の他の実施の形態による偏光子付き光ファイバコネ ク夕を示す断面図である。
図 3は、 本発明のさらに、 他の実施の形態による偏光子付き多心光 ファイバコネクタを示す図である。
図 4は、 本発明の別の実施の形態による偏光子付き光フアイバコネ ク夕アダプタを示す断面図である。
図 5は、 本発明のさらに別の実施の形態による偏光子付き光ファィ バコネクタアダプタを示す断面図である。
発明を実施する ための最良の形態
以下、 本発明の好ましい実施の形態について、 添付図面を参照して 詳細に説明する。 本発明の実施の形態によれば、 レンズ系を用いるこ となしに直線偏光子を 1本またはそれ以上の光ファイバに結合する 偏光子付き光ファイバフエルール、 偏光子付き光ファイバコネクタ、 および偏光子付き光フアイバコネクタアダプタが提供される。 本発明 の実施の形態は、 直線偏光子をフエルール内の光フアイバにこの光フ ァィバを横切るように挿入することを基本にしている。 上記直線偏光 子は、 上記フエルール内に形成されたスリ ッ ト (溝) を通って上記光 ファイバにこの光ファィバを横切るように挿入される。
偏光子付き光ファイバフエルール、 偏光子付き光フアイバコネクタ. および偏光子付き光フアイバコネクタアダプタの有効性は、 直線偏光 子の選択に左右される。 この直線偏光子は結合損失を最小にするため に極めて薄いことが好ましい。 この直線偏光子の厚さは約 5 0 m以 下が好ましい。 レーザーダイオードの消光比を高めるために、 上記直 線偏光子は、 レーザ一ダイォードの消光比よりもはるかに高い消光比 を持つべきである。 更に、 この直線偏光子は、 一方の偏波を透過し、 他方の偏波を吸収する二色性偏光子であることが必要である。 また直 線偏光子は、 レーザ一の照射による損傷に対しても高い抵抗力を有す ることが好ましい。 また直線偏光子は、 光ファイバにこれを横切って 容易に取り付けられるように大きな開口を備えていることも好まし い。 この直線偏光子の光学的特性は、 入射光が反射し入射側に戻る戻 り光を低減させるために、 光軸から若千ずれた角度での配置が可能な ように、 入射角の変化に対して実質的に鈍感であること、 すなわち、 大きな受光角を有することが好ましい。 この直線偏光子は、 光フアイ パのコア、 すなわち光導波路の屈折率と同等な屈折率を有しているこ とが好ましい。
次に図面を参照して本発明の種々の実施の形態について説明する。 図 1は、 光ファイバまで達する溝 4 3を備えた偏光子付き光ファイバ フエルール 4 2の概略図である。 フエルール 4 2には、 裸ファイバ 4 1がその中心孔 4 5に挿入固定されている。 この裸ファイバ 4 1 を横 切るように溝 4 3がフエルール 4 2 に形成され、 その溝 4 3に直線偏 光子 4 4が挿入されている。 この溝 4 3は、 裸フアイバ 4 1 の軸線方 向に対して垂直から若干ずれた角度に形成されている。 この偏光子付 き光ファイバフェル一ル 4 2が本発明の基本であり、 このフエルール 4 2を用いる光部品であれば、 例えば、 光ファイバコネクタ、 光ファ ィバコネクタアダプタなど、 どのようなものも含まれる。 また、 図 1 では、 固定されるファイバが一本つまり、 単心用フエルールについて の説明であるが、 2本以上のファイバを固定した多心用フエルールに も適用できる。 続いて、 上記偏光子付き光フアイバフエルール 4 2 を 備えた、 応用例について順次説明する。
図 2は、 コネクタフェル一ル 4を備えた、 偏光子付き光ファイバコ ネクタ 2を示す。 コネクタフエルール 4は、 セラミック材料で成形可 能なフエルール 5を含み、 光ファイバ 1 0の裸: アイバ部分 8を挿入 するための中心孔 6が形成されている。 フエルール 5は、 例えば金属 製フランジ取付具のようなフェル一ル支持体 1 2 によって一体に固 定される。 上記フエルール支持体 1 2は、 光ファイバ 1 0の裸フアイ バ部分 8の一部分を受容する中心孔 1 4を備えている。 フエルール支 持体 1 2から裸フアイバ部分 8に向かって溝 1 6が切られている。 こ の溝 1 6は、 ファイバに対して垂直から若干傾いた角度に形成されて いる。 もしフエルール 5が十分な機械的強度を有するときには、 これ に代わり、 溝 1 6をフエルール支持体 1 2近傍のフエルール 5に形成 してもよい。 図 2を参照すると、直線偏光子 1 8が、溝 1 6内に挿入されている。 この直線偏光子 1 8は、 例えば接着剤を用いて固定することができる, この直線偏光子 1 8に回動機構 (図示せず) を付与して、 必要ならば 直線偏光子 1 8 を光ファイバ 1 0の光軸方向に垂直な面を回動させ て所望の偏光方向を得るようにしてもよい。
この偏光子付き光ファイバコネクタ 2は、 レーザ一モジュール (図 示せず) に用いられ、 偏光子 1 8の回動軸は、 レーザーダイオードに よって発生されたレーザー光の偏光軸に整合されることができる。 こ れによって、 消光比の低いレーザーモジュールにこの偏光子付き光フ アイバコネクタ 2を接続することだけで、 高い消光比をもったレーザ —光を作り出すことが可能となる。 また、 上述の通り偏光子 1 8は二 色性偏光子であるので、 非透過偏波成分は全て吸収される。 さらに、 偏光子 1 8は、 この偏光子 1 8による反射戻り光が無視できるほど小 さくなるように、 光ファイバ 1 0の光軸の垂直面より若干傾いて固定 されている。 よって、 レーザー発振を安定に保つことができる。 つま り、 通常のレーザ一モジュールの特性を向上させることが可能となる t また、 この偏光子付き光ファイバコネクタ 2は、 光伝送路中の一般 的なコネクタにも適用することができる。 この場合、 線路を伝搬して いる光の消光比を高めることができる。 つまり、 この偏光子付き光フ アイバコネクタは、 フアイバ偏光子と同等な機能を果すこととなる。 上記、 偏光子付き光ファイバコネクタは、 一般に用いられているコ ネクタに直線偏光子揷入用溝を設け、 直線偏光子を挿入固定すること により作製されるので、 レンズなど追加の光部品や特別な設計を必要 としない。 また、 直線偏光子を溝に挿入するだけなので、 複雑なァラ ィメント工程も不要である。
偏光子付き光フアイパコネクタ 2の有効性は、 直線偏光子の選択に 左右される。 前述したように、 直線偏光子は、 結合損失を最小にする ために極めて薄くなければならない。 また直線偏光子は、 高い消光比 と大きな開口を持っていなければならない。 直線偏光子はレーザーに よる照射に対して高い抵抗力を持っているのが好ましい。 適当な直線 偏光子 1 8は、 コ一二ング社から商品名 Ultra Thin" (ウルトラシン) として販売されている二色性ガラス偏光子である。 Ultra TiiinTM偏光 子は二色性ガラス偏光子であるので、 非透過偏波成分は吸収する。
この Ultra ThinTM は、 約 3 0 mの厚さを有し、 その光学特性は消 光比 40dB、 挿入損失 0. 5dB以下である。 つまり、 ごく薄でありな がら、 高消光比-低揷入損失をもった高機能偏光子である。 また Ultra ThinTM偏光子は、 大きな受光角 (土 2 0度) と、 大きな開口径を有し、 かつ、 レーザ一による照射に対する高い抵抗力とを有する。また Ultra Tiiin "'偏光子は、 一般的な光ファイバ 1 0のコアの屈折率に近い屈折 率を有する。 大きな受光角を有する利点は、 光ファイバ 1 0の延長方 向に対する溝 1 6の傾斜角 ( 5。 が好ましい) を、 境界 2 0 , 2 2に おける反射が抑圧されるように効果的に選択することができること である。 大きな開口径を有する利点は、 アセンブル工程が簡便になる ことである。 また、 高いレーザ一耐性を持つことにより、 高出力のレ 一ザ一ビームを用いた応用にも適用することが可能となる。 この光フ アイバコ アの屈折率と同等な屈折率を有する ことによ り、 Ultra Thin™ を挿入することによる挿入損失を低減することができ、 更に、 斜め配置によるファイバの光軸のズレが無視できる程小さい。
上記、偏光子付き光ファイバコネクタは、単心コネクタに限らない。 図 3は多心の光ファイバコネクタ 2 6を含む偏光子付き光ファイバ コネクタ 2 6を示す。 この多心の偏光子付き光ファイバコネクタ 2 6 は、 偏平な基板 2 8を備えている。 複数のアレイ溝 3 1が偏平な基板 2 8内に形成され Tいる。 偏光子挿入溝 (溝) 3 0はアレイ溝 3 1を 横切って形成されている。 複数の光ファイバ 34の裸ファイバ部分 3 2がアレイ溝 3 1内に配置されている。 直線偏光子 3 8は揷入溝 3 0 内に配置されている。 ここで、 直線偏光子 3 8は裸フアイノ 3 2に対 して垂直から若干傾斜した角度で挿入されている。 直線偏光子 3 8は、 コ一ニング社から商品名 「Ultra ThinTM」 として販売されている二色 性ガラス偏光子となし得る。
ある用途によると、 上記偏光子付き光フアイバコネクタにおいて、 消光比を高めた後、 その偏波を保持する必要がある。 通常使われてい る偏波保持ファイバ用コネクターを用い、 上記手法で直線偏光子を設 置する。
上述の通り、 かって適切な直線偏光子が実用されていなかつたこと により、 偏光子を比較的小さい光部品であるコネクタに設置する考え はなかった。 本発明による偏光子付き光ファイバコネクタ 2は、 現行 用いられている光源や光伝送路に適用することで、 高い消光比を持つ たレーザービームを提供できるものである。
図 4は、 アダプタフエルール 5 3を備えた、 偏光子付き光ファイバ コネクタアダプタ 5 4の断面を示す。 二つのアダプタフエルール 5 3 a、 5 3 bの間には、 光フアイノ 5 5 a、 5 5 bが装着されている。 この アダプタフエルール 5 3 a、 5 3 bは直線偏光子 5 2の両表面に固定さ れている。 この固定は、例えば接着剤を用いて固定することができる。 このアダプタフェル一ル 5 3 a、 5 3 bと直線偏光子 5 2の接触面は、 各光フアイバ 5 5 a、 5 5 bの光軸に対して傾いた配置となる。つまり、 直線偏光子 5 2は光フアイバ 5 5 a、 5 5 bの光軸に対して傾斜して配 置されている。 この直線偏光子 5 2に回動機構 (図示せず) を付与し て、 必要ならば直線偏光子 5 2を光フアイバ 5 5 a、 5 5 bのの光軸方 向に垂直な面を回動させて所望の偏光方向を得るようにしてもよい。 図 5は、 アダプタフェル一ル 6 3を備えた、 偏光子付き光ファィバ コネクタアダプタ 6 4の断面を示す。 ここで、 フエルール 6 3内に溝 6 1が光ファィバ裸部分 6 5 a、 6 5 bに達するように形成されている, よって、 アダプタフェル一ル 6 3に固定された光ファイバは、 この溝 6 1によって光フアイバ裸部分 6 5 a、 6 5 bの二つに分割されている, この溝 6 1に直線偏光子 6 2が掙入固定されている。 この固定は、 例 えば接着剤を用いて固定することができる。 直線偏光子 6 2の接触面 は、 各光ファイバ 6 5 a、 6 5 bの光軸に対して垂直から傾いた配置と なる。 つまり、 直線偏光子 6 2は光ファイノ 6 5 a、 6 5 bの光軸に対 して傾斜して配置されている。 なお、 この直線偏光子 6 2に回動機構 (図示せず) を付与して、 必要ならば直線偏光子 6 2を光フアイバの 光軸方向に垂直な面を回動させて所望の偏光方向を得るようにして もよい。
上記、 偏光子付き光フアイバコネクタアダプタ 6 4はレーザーモジ ユール (図示せず) に用いられ、 偏光子 6 2の回動軸は、 レーザーダ ィオードによって生起されたレーザービームの偏光軸に整合される ことができる。 これによつて、消光比の低いレーザ一モジュールに、 この偏光子付き光ファイバコネクタアダプタ 6 4を接続することだ けで、 高い消光比をもったレーザービームを作り出すことが可能とな る。 また、 上述の通り偏光子 6 2は二色性偏光子であるので、 非透過 偏波成分は全て吸収される。 さらに、 偏光子 6 2は、 この偏光子 6 2 による反射戻り光が無視できるほど小さくなるように、 フアイバの光 軸の垂直面より若干傾いて固定されている。 よって、 レーザ一発振を 安定に保つことができる。 つまり、 通常のレーザーモジュールの特性 を向上させることが可能となる。
また、 この偏光子付き光ファイバコネクタアダプタ 6 4は、 光伝送 路中の一般的なアダプタとして用いることも可能である。 この場合、 線路を伝搬している光の消光比を高めることができる。 つまり、 この 偏光子付き光ファイバアダプタは、 ファイバ偏光子と同等な機能を果 すこととなる。
上記、 偏光子付き光ファイバコネクタアダプタ 6 4は、 一般に用い られているアダプタ中のアダプタフエルール 6 3 の間に直線偏光子 6 2を挿入固定することにより作製されるので、 追加の光部品や特別 な設計を必要としない。
偏光子付き光フアイバコネクタアダプタ 6 4の有効性は、 直線偏光 子 6 2の選択に左右される。 前述したように、 直線偏光子 6 2は、 フ アイバとの結合損失を最小にするために極めて薄くなければならな い。 また直線偏光子 6 2は、 高い消光比と大きな開口を持っていなけ ればならない。 直線偏光子 6 2はレーザーによる照射に対して高い抵 抗カを持っているのが好ましい。 適当な直線偏光子 6 2は、 上述の二 色性ガラス偏光子である Ultra ThinTMである。
この UltraThinTMは、 約 3 0 mの厚さを有し、 その光学特性は消光 比 40dB、 挿入損失 0. 5dB以下である。 つまり、 ごく薄でありなが ら、 高消光比-低挿入損失をもった高機能偏光子である。 また Ultra ThinTMは、 大きな受光角 (±2 0度) と、 大きな開口径を有し、 かつ、 高いレーザー耐性を持つ。 また Ultra ThinTMは、 一般的な光ファイバ 6 5 a, 6 5 bのコアの屈折率に近い屈折率を有する。 大きな許容角を 有する利点は、 光ファイバ 6 5 a, 6 5 bの延長方向に対するして直線 偏光子 6 2を傾斜して配置 (傾斜角約 5 ° が好ましい) することが可 能となり、 光ファイバ 6 5 a, 6 5 bと直線偏光子 6 2における反射戻 り光が抑圧されるように効果的に選択することができることである。 大きな開口径を有する利点は、 ァセンブルエ程が簡便になることであ る。 また、 高いレーザー耐性を持つことにより、 高出力のレーザービ ームを用いた応用にも適用することが可能となる。 この光ファイバコ ァの屈折率と同等な屈折率を有することにより、 UUra Thin™を揷入 することによる挿入損失を低減することができ、 更に、 斜め配置によ るファイバの光軸のズレが無視できる程小さい。
上述の通り、 かって適切な直線偏光子が実用されていなかったこと により、 偏光子を比較的小さい光部品であるアダプタ内に設置する考 えはなかった。 本発明による偏光子付き光ファイバコネクタアダプタ 64は、 レンズなどの追加なしに、 現行用いられている光源や光信号 線路に適用することで、 高い消光比を持ったレーザービームを提供で きるものである。

Claims

言青求の範囲
1 . 光ファイバと、
該光ファイバの周囲に取り付けられ、 該光ファイバまで達する溝を 備えたフエルールと、
前記溝を通って前記光ファイバに該光ファイバを横切るように挿 入された直線偏光子とを備えたことを特徴とする偏光子付き光ファ ィバフェル一ル。
2 . 前記直線偏光子が二色性ガラス偏光子であることを特徴とする 請求の範囲 1記載の偏光子付き光フアイパフェルール。
3 . 前記溝が光フアイバの延長方向に対して傾斜していることを特 徴とする請求の範囲 1記載の偏光子付き光フアイバフエルール。
4 . 前記ファイバがシングルモードファイバであることを特徴とす る請求の範囲 1記載の偏光子付き光ファイバフエルール。
5 . 前記フアイバが偏波保持ファイバであることを特徴とする請求 の範囲 1記載の偏光子付き光フアイバフエルール。
6 . 前記挿入される直線偏光子の偏波角がレーザービームの偏光方 向と一致していることを特徴とする請求の範囲 1記載の偏光子付き 光ファイバフエルール。
7 . 前記光ファイバが 1本以上あることを特徴とする請求の範囲 1 記載の偏光子付き光ファイバフエルール。
8 . 光ファイバと、
該光ファイバの周囲に取り付けられ、 該光ファイバまで達する溝を 備えたフエルールと、
前記溝を通って前記光ファイバに該光ファイバを横切るように挿 入された直線偏光子とを備えたことを特徴とする偏光子付き光ファ ィバコネクタ。
9 . 前記直線偏光子が二色性ガラス偏光子であることを特徴とする 請求の範囲 8記載の偏光子付き光フアイバコネクタ。
1 0 . 前記溝が、 光ファイバの延長方向に対して傾斜していること を特徴とする請求の範囲 8記載の偏光子付き光フアイバコネクタ。
1 1 . 前記ファイバがシングルモードファイバであることを特徴と する請求の範囲 8記載の偏光子付き光フアイバコネクタ。
1 2 . 前記ファイバが偏波保持ファイバであることを特徴とする請 求の範囲 8記載の偏光子付き光ファイバコネクタ。
1 3 . 前記挿入される直線偏光子の偏波角がレーザービームの偏光 方向と一致していることを特徴とする請求の範囲 8記載の偏光子付 き光ファイバコネクタ。
1 4 . 前記光ファイバが 1本以上あることを特徴とする請求の範囲 8記載の偏光子付き光ファイバコネクタ。
1 5 . 光ファイバと、
該光ファイバの周囲に取り付けられ、 ァライメントスリーブの中に 固定された二つのフエルールと、
前記フエルールの間に挿入された直線偏光子とを備えたことを特 徵とする偏光子付き光ファイバコネクタアダプタ。
1 6 . 前記直線偏光子が二色性ガラス偏光子であることを特徴とす る請求の範囲 1 5記載の偏光子付き光ファイバコネクタアダプタ。
1 7 . 前記溝が光ファイバの延長方向に対して傾斜していることを 特徴とする請求の範囲 1 5記載の偏光子付き光ファイバコネクタァ グプタ。
1 8 . 前記ファイバがシングルモードファイバであることを特徴と する請求の範囲 1 5記載の偏光子付き光ファイバコネクタアダプタ。
1 9 . 前記フアイバが偏波保持フアイバであることを特徴とする請 求の範囲 15記載の偏光子付き光ファイバコネクタアダプタ。
2 0 . 前記光フアイパが 1本以上あることを特徴とする請求の範囲 1 5記載の偏光子付き光ファイバコネクタアダプタ。
2 1 . 光ファイバと、
該光フアイバの周囲に取り付けられ、 該光フアイバまで達する溝を 備えたフエルールと、 前記溝を通って前記光フアイバに該光フアイバを横切るように揷 入された直線偏光子とを備えたことを特徴とする偏光子付き光ファ ィバコネクタアダプタ。
2 2 . 前記直線偏光子が二色性ガラス偏光子であることを特徴とす る請求の範囲 2 1記載の偏光子付き光フアイパコネクタアダプタ。
2 3 . 前記溝が光ファイバの延長方向に対して傾斜していることを 特徴とする請求の範囲 2 1記載の偏光子付き光ファイバコネクタァ ダプ夕。
2 . 前記フアイバがシングルモードフアイバであることを特徴と する請求の範囲 2 1記載の偏光子付き光フアイバコネクタアダプタ。
2 5 . 前記ファイバが偏波保持ファイバであることを特徴とする請 求の範囲 2 1記載の偏光子付き光ファイバコネクタアダプタ。
2 6 . 前記光ファイバが 1本以上あることを特徴とする請求の範囲 2 1記載の偏光子付き光ファイバコネクタアダプタ。
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