JP2004093697A - 光ファイバ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】コア(3)及びクラッド(4)より構成されるシングルモード光ファイバの中心軸に対称な位置にクラッド(4)と異なる線膨張係数を有する材料からなる応力付与部(2a及び2b)が形成された偏波保持光ファイバ(1)であって、クラッド外径が105μm以下であり、カットオフ波長が810nm〜970nmである光ファイバ。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、応力付与型の偏波保持型光ファイバに関する。
【0002】
【従来の技術】
直線偏波光を安定して伝搬させる代表的な光ファイバとして、図1に示す構造のパンダ型光ファイバが知られている。また、WDM伝送技術の進歩により半導体レーザやLN変調器、偏波ビームの合分波器等光学部品の端末にパンダファイバが使用されており、最終的には適宜必要な長さに切断されファイバ同士融着されたり、或いは光コネクタで他の部品と接合され、各部品の端末がコイル状に巻かれて伝送機器の筐体内に収納されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
Erドープ光ファイバ(EDF)を用いた光増幅装置(EDFA)の開発により、WDM伝送が急速に発展している。WDM伝送の拡大によりEDFAへの要求も増しており、特にアンプ筐体の小型化の要求が増している。また、こうしたところで使うにはファイバには980nmでシングルモード(SM)動作しかつ直線偏波の保持機能を有するファイバが使われている。現在、クラッド径が125μmφ、被覆外径250μmφの光ファイバがあるが、筐体の小型化の為には更にファイバを小径のコイルにする必要があることに加え、ファイバの嵩自体が問題となっている。また、980nmから1550nm帯や1600nm帯での使用が求められている。
本発明の目的は上記の問題を解決し、小径のコイル状に巻いた時においてもファイバの機械的、光学的信頼性の確保が可能な光ファイバを提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、
(1)コア及びクラッドより構成されるシングルモード光ファイバの中心軸に対称な位置にクラッドと異なる線膨張係数を有する材料からなる応力付与部が形成された偏波保持光ファイバであって、クラッド外径が105μm以下であり、カットオフ波長が810nm〜970nmであることを特徴とする光ファイバ、
(2)コア及びクラッドより構成されるシングルモード光ファイバの中心軸に対称な位置にクラッドと異なる線膨張係数を有する材料からなる応力付与部が形成された偏波保持光ファイバであって、カットオフ波長が810nm〜970nmであり、この光ファイバを直径32mm5周のコイル状にしたときの波長1550nmの光におけるマクロベンディングによる損失増加が0.1dB以下であり、この光ファイバ1mを直径32mm5周のコイル状にしたときの波長1550nmの光での偏波クロストークが−20dB以下であることを特徴とする光ファイバ、
(3)コア及びクラッドより構成されるシングルモード光ファイバの中心軸に対称な位置にクラッドと異なる線膨張係数を有する材料からなる応力付与部が形成された偏波保持光ファイバであって、クラッド外径が105μm以下であり、カットオフ波長が810nm〜970nmであり、この光ファイバを直径32mm5周のコイル状にしたときの波長1550nmの光におけるマクロベンディングによる損失増加が0.1dB以下であり、この光ファイバ1mを直径32mm5周のコイル状にしたときの波長1550nmの光での偏波クロストークが−20dB以下であることを特徴とする光ファイバ、
(4)前記光ファイバで直径32mm5周のコイル状にしたときの波長1625nmの光におけるマクロベンディングによる損失増加が0.1dB以下であり、前記光ファイバ1mを直径32mm5周のコイル状にしたときの波長1625nmの光での偏波クロストークが−20dB以下であることを特徴とする(1)、(2)又は(3)項に記載の光ファイバ、
(5)コア部の比屈折率差が0.4%以上であり、かつ2×10−4以上の複屈折率を有していることを特徴とする(1)〜(4)のいずれか1項に記載の光ファイバ、及び
(6)被覆外径が200μm未満であることを特徴とする(1)〜(5)のいずれか1項に記載の光ファイバ
を提供するものである。
【0005】
【発明の実施の形態】
本発明を図面を参照してより詳細に説明する。
図1は本発明の偏波保持光ファイバの好ましい1実施態様であるPANDAファイバの構造を示す断面図である。
図1において、偏波保持光ファイバ1(PANDAファイバ)は、コア3、クラッド4、応力付与部2a及び2bを有する。応力付与部2a及び2bは、コア3の対称位置に設けられ、例えば1対のB2O3の添加されたガラスからなる。
本発明の光ファイバは、例えば以下のようにして製造される。
【0006】
図2は本発明の偏波保持光ファイバの好ましい1実施態様であるPANDAファイバの製造工程の例を示す説明図である。
まず、図2に示すように、コア32を有するシングルモード光ファイバ母材5にドリルで応力付与部用の穴6を開ける。穴内面と、別途作製した一対の応力付与部材用のボロンドープガラスロッド7表面とを研削・研磨仕上げを行い、応力付与部材8と穴開き母材9を作製する。母材9の穴6に応力付与部材8を挿入し、コア32と応力付与部82とを有する線引き母材10とし、線引き炉にて紡糸しファイバ化を行う。
【0007】
本発明の光ファイバは、コア、クラッドで構成されるシングルモード光ファイバにおいて特にコア部に引っ張り応力を印加する応力付与部を形成した定偏波光ファイバであり、カットオフ波長を810nm〜970nmとすることを特徴とし、980nm帯(960〜1000μm)での使用に最適である。
【0008】
本発明の第1の態様は、上記特定のカットオフ波長とすることに加え、クラッド外径を105μm以下とする。これにより、ファイバをコイル状に巻いた場合でもクラッド部表層への引張り歪が低減でき、ファイバの機械的信頼性を向上させることができる。クラッド外径は、好ましくは60μm〜100μm、より好ましくは70μm〜90μmである。
【0009】
さらに、本発明のファイバで波長1.55μm帯や1.6μm帯の光を伝播させることが想定される。そこで、本発明の第2の態様は、、直径32mm(以下、32φという)5周のコイル状にしたときの1550nm、1625nmにおけるマクロベンディングによる損失増加(曲げ損失)を0.1dB以下、かつ、1mのファイバを32φ5周のコイル状にしたときの1550nm、1625nmでのマクロベンディングによる偏波クロストークを−20dB以下とする。これにより小径モジュールに使用した時においても伝送損失、偏波保持特性の高い信頼性を確保することができる。
ここで、マクロベンディングによる損失増加を上記の範囲にする1つのやり方としてコア部の第5の発明であるような非屈折率差を0.4%以上にすることが挙げられる。
また、マクロベンディングによる損失増加は、好ましくは0.05dB以下である。
また、偏波クロストークを上記の範囲にするために、高い複屈折を確保する必要がある。好ましくは、2×10−4以上の複屈折率を有していることが好適である。
また、上記の第2態様による光学的な信頼性に加えて第1態様により機械的信頼性を同時に確保することが好ましく、これは第1態様の構成と第2態様の構成をともに満たすことで達成される。
【0010】
上記のように、光ファイバは小径のコイル状態に巻かれて収納される場合がある。この状態で光学的信頼性を得るために、コア部の比屈折率差が0.4%以上かつ2×10−4以上の複屈折率を付与することが好ましい。これにより光ファイバの耐マクロベンド特性を向上させ伝送損失と偏波保持特性を安定させることが可能となり、小径コイル状態に巻いた時に安定した特性が実現できる。
本発明の光ファイバは980nm帯ばかりでなく1550nm帯や1600nm帯の光も伝送するケースが考えられる。特にこうした用途においても小径のコイルに巻いて収納するケースがあるので、コアの比屈折率差と複屈折率を更に上げると光学的信頼性が得られることになる。
【0011】
更に、ファイバをより小径状のコイルの形態で収納する場合には、収納長が同じならばコイル径が小さくなりコイルの嵩が減るに従いコイルの総断面積は大きくなる。そこで、コイルの嵩を減らすため、被覆外径を小さくすることが好ましい。特に被覆外径を200μm未満にすることが好ましい。これによりコイルの嵩を半減させることが可能となり、好適なコイル状のファイバの収納が可能になる。被覆外径は、より好ましくは180μm未満である。
【0012】
本発明に用いられるシングルモード光ファイバは特に制限するものではないが、単峰型或いはディップレスト層が付与されたW型などが好ましい。また、応力付与部材としては特に制限するものではないが、B2O3がドープされた石英ガラス、或いはB2O3に加えてGeO2がドープされた石英ガラスなどが好ましい。
【0013】
【実施例】
次に本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明はこれに制限されるものではない。
実施例1
前記図2で示した製法に基き、以下のようにして図1に示すような各ファイバ試料を作製した。
(比較ファイバ試料の作製)
20mol%のB2O3をドープした応力付与部を有し、ファイバ化後に直径35μmの応力付与部(図1中、2a及び2b)の中心間隔(目中心間隔)が55μmとなるように設定したプリフォームを、図2における線引母材10として用いた。この母材10を線引きし、クラッド外径125μmφ、被覆外径251μmのファイバを得た。得られたファイバについて1%歪1秒間のプルーフテストを行い、比較ファイバとした。
(本発明ファイバ試料の作製)
表1に示すように、応力付与部の位置や直径は比較ファイバと相似関係になるように設定し、カットオフ波長を0.81〜0.97μm、かつ、クラッド外径を105μm以下となるようにした以外は、比較ファイバと同様にして本発明の光ファイバ試料(試作ファイバ1〜3)を試作した。
【0014】
比較ファイバと本発明ファイバについて、以下の各特性について測定を行った。
1)MFD@980nm
2)B.L.@980nm
3)伝送損失@980nm
4)C.T.@980nm
結果を表1に示す。
【0015】
【表1】
【0016】
図3にクラッド径を変えたときと1mのファイバを32φのコイルとしたときのファイバのFIT数(故障率、1FITは1時間当り10−9件故障するということである。)とクラッド径の関係を示す。
図3のグラフより、クラッド外径を105μm以下とすることによりファイバをコイル状に巻いてもクラッド部表層への歪が低減できファイバの機械的信頼性が向上することがわかる 表1、図3の結果より、比較ファイバに対し本発明試料(試作ファイバ1〜3)は、機械的光学的信頼性に優れることがわかる。
加えて被覆外径を細径化することにより、コイル状にしたときの容積の低減が可能であることがわかる。特に被覆外形を180μm未満にすることにより、コイルの嵩を半減させることが可能となり、機械的信頼性と光学的信頼性のあるファイバを得ることが可能となる。
【0017】
実施例2
実施例1と同様にして、表2に示す本発明のファイバ試料(試作ファイバ2,4,5,6)を試作した。なお、コア部の比屈折率差の調整はステップ型プロファイルのドーパントのGeO2の量を適宜制御した。複屈折率の調整は、応力付与部のB2O3濃度を変化させることにより行った。各ファイバでカットオフ波長を制御する為にコア径を適宜制御した。
試作を行った結果を表2に示す。
【0018】
【表2】
【0019】
表2の結果から、コア部の比屈折率差を0.4%以上とし、2×10−4以上複屈折を付与することにより、光ファイバの耐マクロベンド特性をさらに向上させることができ、より長波長側でも良好な特性を得ることができることがわかる。
【0020】
【発明の効果】
本発明の光ファイバは、980nm用のPANDAファイバに好適であり、より長波長側まで利用可能で小型収納に好適であり、機械的、光学的信頼性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の偏波保持光ファイバの好ましい1実施態様であるPANDAファイバの構造を示す断面図である。
【図2】本発明の偏波保持光ファイバの好ましい1実施態様であるPANDAファイバの製造工程の例を示す説明図である。
【図3】1mのファイバを32φのコイルとしたときの、FIT数とクラッド径との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1 偏波保持光ファイバ
2a、2b 応力付与部
3 コア
4 クラッド
Claims (6)
- コア及びクラッドより構成されるシングルモード光ファイバの中心軸に対称な位置にクラッドと異なる線膨張係数を有する材料からなる応力付与部が形成された偏波保持光ファイバであって、クラッド外径が105μm以下であり、カットオフ波長が810nm〜970nmであることを特徴とする光ファイバ。
- コア及びクラッドより構成されるシングルモード光ファイバの中心軸に対称な位置にクラッドと異なる線膨張係数を有する材料からなる応力付与部が形成された偏波保持光ファイバであって、カットオフ波長が810nm〜970nmであり、この光ファイバを直径32mm5周のコイル状にしたときの波長1550nmの光におけるマクロベンディングによる損失増加が0.1dB以下であり、この光ファイバ1mを直径32mm5周のコイル状にしたときの波長1550nmの光での偏波クロストークが−20dB以下であることを特徴とする光ファイバ。
- コア及びクラッドより構成されるシングルモード光ファイバの中心軸に対称な位置にクラッドと異なる線膨張係数を有する材料からなる応力付与部が形成された偏波保持光ファイバであって、クラッド外径が105μm以下であり、カットオフ波長が810nm〜970nmであり、この光ファイバを直径32mm5周のコイル状にしたときの波長1550nmの光におけるマクロベンディングによる損失増加が0.1dB以下であり、この光ファイバ1mを直径32mm5周のコイル状にしたときの波長1550nmの光での偏波クロストークが−20dB以下であることを特徴とする光ファイバ。
- 前記光ファイバで直径32mm5周のコイル状にしたときの波長1625nmの光におけるマクロベンディングによる損失増加が0.1dB以下であり、前記光ファイバ1mを直径32mm5周のコイル状にしたときの波長1625nmの光での偏波クロストークが−20dB以下であることを特徴とする請求項1、2又は3に記載の光ファイバ。
- コア部の比屈折率差が0.4%以上であり、かつ2×10−4以上の複屈折率を有していることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の光ファイバ。
- 被覆外径が200μm未満であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の光ファイバ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002251979A JP2004093697A (ja) | 2002-08-29 | 2002-08-29 | 光ファイバ |
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JP2002251979A JP2004093697A (ja) | 2002-08-29 | 2002-08-29 | 光ファイバ |
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JP2004093697A true JP2004093697A (ja) | 2004-03-25 |
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ID=32058411
Family Applications (1)
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JP2002251979A Pending JP2004093697A (ja) | 2002-08-29 | 2002-08-29 | 光ファイバ |
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JP (1) | JP2004093697A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007010896A (ja) * | 2005-06-29 | 2007-01-18 | Fujikura Ltd | 偏波保持光ファイバ及び光ファイバジャイロ |
-
2002
- 2002-08-29 JP JP2002251979A patent/JP2004093697A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007010896A (ja) * | 2005-06-29 | 2007-01-18 | Fujikura Ltd | 偏波保持光ファイバ及び光ファイバジャイロ |
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