JP2005070461A - 偏波保持フォトニック結晶ファイバ、そのファイバ端部処理方法、光ファイバ融着接続装置を制御するためのコンピュータープログラム及びそのプログラムの読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 ファイバ側面視により偏波主軸方向を容易に視認できる偏波保持ＰＣＦ、そのファイバ端部処理方法、光ファイバ融着接続装置を制御するためのコンピュータープログラム及びそのプログラムの読み取り可能な記録媒体を提供する。
【解決手段】 ファイバ横断面において、偏波主軸方向またはそれに垂直な方向にマーカー用細孔を設ける。そして、ファイバ端部において、クラッドに設けられた複数の細孔の少なくとも一部が封止されて、それにより、ファイバ側面視によるマーカー用細孔の視認が可能になる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、偏波保持フォトニック結晶ファイバ（以下、「偏波保持ＰＣＦ」という）、そのファイバ端部処理方法、光ファイバ融着接続装置を制御するためのコンピュータープログラム及びそのプログラムの読み取り可能な記録媒体に関するものである。

偏波保持ファイバは、伝送される光の偏波主軸方向を一定に保つ。よって、偏波保持ファイバ同士を接続する場合、偏波主軸方向を一致させなければ、偏波間クロストークを招く虞がある。また、ファイバ端部にコネクタ等のファイバ端末部品を取り付ける場合がある。ファイバ端末部品には、伝送される光の偏波主軸方向を示すキー溝が設けられており、そのキー溝と装置の入力端のキーとを一致させてファイバ端末部品を装置に装着する。しかし、光ファイバにファイバ端末部品を取り付けるさい、光ファイバを伝送される光の偏波主軸方向とファイバ端末部品のキー溝とがずれる場合があり、この状態でファイバ端末部品を装置に装着すると、正しく測定またはモニターされない。従って、偏波保持ファイバ同士を接続する場合も光ファイバにファイバ端末部品を取り付ける場合も、接続または取り付ける前に伝送される光の偏波主軸方向がわかることが望ましい。そして、ファイバを接続させる際には光ファイバ融着接続装置を用いることが多く、光ファイバ融着接続装置では、コアずれが生じないようにファイバの側面を透視観察しながら接続させるため、ファイバ側面視により偏波主軸方向が視認できることが望ましい。

偏波保持ファイバの一例である偏波保持ＰＣＦは、ファイバ横断面において、コアと、コアを覆うように設けられコアに沿って延びるように形成された複数の細孔によりファイバ半径方向にフォトニック結晶構造が構成されたクラッドと、を備えている。そして、例えば、コアに隣接し且つコアを挟むように設けられた三対の細孔のうちの一対を大径の細孔とすること等により、光伝送領域は楕円形となり、伝送される光の偏波面は保持される。そのため、クラッドにおける細孔の分布を観察することにより偏波主軸方向を視認できる。

しかしながら、偏波保持ＰＣＦは複数の細孔をファイバ長手方向に備えているため、ファイバ側面視により細孔の分布状態を知ることが困難である。そこで、ファイバ長手方向に延びるように、偏波主軸方向またはそれに垂直な方向に一対のマーカー部を設け、そのマーカー部にコア及びクラッドと屈折率の異なる材質を充填すると、側面視による偏波主軸方向の視認は可能となる。しかし、マーカー部は、屈折率がコア及びクラッドの屈折率と異なるため、伝送される光に影響を与えないように、コアからファイバ半径方向に対して遠ざかったところに設けられなければならない。そのため、設計が困難であり、また、製造するにあたりコスト及び時間を費やす。また、機械強度が劣化するという危険性もある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ファイバ端部において、ファイバ側面視により偏波主軸方向を容易に視認できる偏波保持ＰＣＦ、そのファイバ端部処理方法及び光ファイバ融着接続装置を制御するためのコンピュータープログラム及びそのプログラムの読み取り可能な記録媒体を提供することにある。

請求項１の発明は、コアと、該コアを覆うように設けられ該コアに沿って延びるように形成された複数の細孔によりファイバ半径方向にフォトニック結晶構造が構成されたクラッドと、を備え、偏波主軸方向又はそれに垂直な方向に配設されたファイバ長さ方向に沿って延びる少なくとも一対のマーカー用細孔が形成された偏波保持フォトニック結晶ファイバであって、ファイバ端部において、上記複数の細孔の少なくとも一部が封止されて、任意の方向のファイバ側面視で上記マーカー用細孔が視認可能とされていることを特徴とする。

上記の構成によると、ファイバ端部のファイバ側面を顕微鏡などで透視観察すると、マーカー用細孔が視認可能である。そして、マーカー用細孔は一対設けられているため、ファイバ中心を回転軸としてファイバを回転させると、マーカー用細孔は、通常、２本観察されるが、その２本がちょうど重なると、１本しか観察されなくなる。更に、マーカー用細孔は偏波主軸方向に設けられているため、観察されるマーカー用細孔の本数から偏波主軸方向がわかる。従って、ファイバ側面から偏波主軸方向を容易に視認できる。

請求項２の発明は、請求項１において、上記コアに隣接した細孔のうち該コアを挟むように設けられた一対の細孔だけが他の細孔よりも孔径が大きく形成されることにより偏波保持可能とされ、上記一対の細孔が上記一対のマーカー用細孔を構成していることを特徴とする。

上記の構成によると、マーカー用細孔を設けることにより、光ファイバは偏波保持機能を有する。

請求項３の発明は、請求項１において、上記マーカー用細孔の孔径（ｄ１）の上記他の細孔の孔径（ｄ２）に対する比（ｄ１／ｄ２）が１．３より大きいことを特徴とする。

上記の構成では、ファイバ側面視によるマーカー用細孔の視認が容易に可能となる。 請求項４の発明は、コアと、該コアを覆うように設けられ該コアに沿って延びるように形成された複数の細孔によりファイバ半径方向にフォトニック結晶構造が構成されたクラッドと、を備え、偏波主軸方向又はそれに垂直な方向に配設されたファイバ長さ方向に沿って延びる少なくとも一対のマーカー用細孔が形成された偏波保持フォトニック結晶ファイバのファイバ端部処理方法であって、ファイバ端部において、任意の方向のファイバ側面視で上記マーカー用細孔が視認可能となるように、上記複数の細孔の少なくとも一部を封止することを特徴とする。

上記の方法によると、ファイバ端部のファイバ側面を顕微鏡などで透視観察すると、マーカー用細孔が視認可能である。そして、マーカー用細孔は一対設けられているため、ファイバ中心を回転軸としてファイバを回転させると、マーカー用細孔は、通常、２本観察されるが、その２本がちょうど重なると、１本しか観察されなくなる。更に、マーカー用細孔は偏波主軸方向に設けられているため、観察されるマーカー用細孔の本数から偏波主軸方向がわかる。従って、偏波保持ＰＣＦにこのファイバ端部処理を施すと、ファイバ側面視により偏波主軸方向を容易に視認できる。

請求項５の発明は、請求項４において、上記複数の細孔の少なくとも一部を封止することを特徴とする。

これは、本発明のファイバ端部処理方法の一つの実施態様である。

請求項６の発明は、請求項５において、上記ファイバ端部の加熱処理時に上記一対のマーカー用細孔内を加圧することを特徴とする。

上記の方法によると、確実にマーカー用細孔のみを視認可能とすることができる。

請求項７の発明は、請求項４において、上記複数の細孔の少なくとも一部に上記クラッドと同一の屈折率を有する封止材を充填することによりそれらを封止することを特徴とする。

これは、本発明のファイバ端部処理方法のまた別の実施態様である。

請求項８の発明は、第１及び第２ファイバ保持部と、それらの間に設けられたファイバ加熱部と、を備えた光ファイバ融着接続装置をコンピューターで制御するためのコンピュータープログラムであって、コンピューターに、上記第１ファイバ保持部に保持されたファイバ長さ方向に延びる細孔が形成された偏波保持フォトニック結晶ファイバのファイバ端部と上記第２ファイバ保持部に保持された偏波保持光ファイバのファイバ端部とが間隔を開けるように該第１及び第２ファイバ保持部を位置付ける手順と、上記第１ファイバ保持部に保持された偏波保持フォトニック結晶ファイバのファイバ端部が上記ファイバ加熱部により加熱可能となるように該第１ファイバ保持部及び該ファイバ加熱部を位置付けさせる手順と、上記ファイバ加熱部により上記第１ファイバ保持部に保持された偏波保持フォトニック結晶ファイバのファイバ端部の細孔の一部が封止されるようにそのファイバ端部を加熱させる手順と、上記第１ファイバ保持部に保持された偏波保持フォトニック結晶ファイバのファイバ横断面における偏波主軸方向と上記第２ファイバ保持部に保持された偏波保持光ファイバのファイバ横断面における偏波主軸方向とが一致するように該第１及び／または第２ファイバ保持部を位置づける手順と、上記第１ファイバ保持部に保持された偏波保持フォトニック結晶ファイバと上記第２ファイバ保持部に保持された偏波保持光ファイバとが突き合わされ且つその突き合わせ部分が上記ファイバ加熱部により加熱可能となるように該第１及び第２ファイバ保持部並びに該ファイバ加熱部を位置付けさせる手順と、上記ファイバ加熱部により上記第１ファイバ加熱部に保持された偏波保持フォトニック結晶ファイバと上記第２ファイバ保持部に保持された偏波保持光ファイバとの突き合わせ部分を加熱させる手順と、を実行させることを特徴とする。

上記のコンピュータープログラムによると、偏波主軸方向またはそれに垂直な方向に少なくとも一対のマーカー用細孔を設けた偏波保持ＰＣＦを用い、マーカー用細孔を他の細孔よりも大径にするまたはマーカー用細孔に圧力を加えると、ファイバ端部加熱により、マーカー用細孔のみが残存する。そして、ファイバ中心を回転軸としてファイバを回転させながらファイバ側面を顕微鏡などで透視観察すると、マーカー用細孔は、通常、２本観察されるが、その２本がちょうど重なると、１本しか観察されなくなる。よって、観察されるマーカー用細孔の本数から、偏波保持ＰＣＦの偏波主軸方向が分かる。そして、このコンピュータープログラムは、フレキシブルディスクまたはＣＤ−ＲＯＭなどのコンピューター読み取り可能な記録媒体に記録されたものがコンピューターにインストールされ、あるいは、オンラインでコンピューターにダウンロードされることにより、実行可能となる。

本発明によると、ファイバ側面視により偏波主軸方向を容易に視認できる偏波保持Ｐ
ＣＦ、そのファイバ端部処理方法、光ファイバ融着接続装置を制御するためのコンピュータープログラム及びそのプログラムの読み取り可能な記録媒体を提供することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

《発明の実施形態１》
本発明の実施形態１として、偏波保持ＰＣＦ１０の構造、製造方法及びファイバ端部処理方法並びに本発明のコンピュータープログラムを説明する。

まず、偏波保持ＰＣＦ１０の構造を説明する。

図１は、本発明の実施形態１に係る偏波保持ＰＣＦ１０のファイバ横断面を示す。この偏波保持ＰＣＦ１０は、石英ガラス製であり、ファイバ中心をなす中実のコア１１と、コア１１を覆うように設けられたクラッド１２と、を備えている。コア１１には、ファイバ横断面における形状が円形である高屈折率部分１１ａがファイバ全長にわたって設けられている。クラッド１２には、コア１１を挟むように且つコア１１の短軸方向に設けられた一対のマーカー用細孔１３ａと、コア１１を囲うようにコア１１に沿って延びる複数の細孔１３ｂとで、フォトニック結晶構造が形成されている。また、マーカー用細孔１３ａは、コア１１を挟んで対向する三対の細孔のうちの一対であり、他の細孔１３ｂよりも孔径が大きく、これによりコア１１の光伝送領域が楕円形となっている。従って、マーカー用細孔１３ａを設けることにより、偏波保持ＰＣＦ１０は偏波主軸方向が表示されると共に、偏波保持ファイバとなる。

次に、偏波保持ＰＣＦ１０の製造方法を簡単に説明する。

第１の製造方法では、まず、ゲルマニウムがドープされた１本の石英ガラスロッドと複数本の石英キャピラリとを準備する。このとき、複数本の石英キャピラリのうち２本については、孔径が他のものよりも大きいものを選定する。また、ロッド横断面において、ゲルマニウムがドープされた部分の形状は円形である。

次いで、石英ガラスロッド及び石英キャピラリを最密状に束ねることにより母材を作製する。このとき、石英ガラスロッドを母材の中心位置に配設すると共に、石英ガラスロッドに接触する６本の石英キャピラリを母材の中心付近に配設する。そして、６本のうち２本は大径の石英キャピラリであり、大径の石英キャピラリは、石英ガラスロッドを挟むように、且つ、石英ガラスロッドのロッド断面におけるゲルマニウムがドープされた部分の短軸方向に、配設される。

最後に、母材を加熱延伸することにより線引きする。このとき、石英ロッドと石英キャピラリとの間及び石英キャピラリ相互間が融着すると共に細径化され、石英コアロッドがコアに及び石英キャピラリがクラッドにそれぞれ対応するように形成された偏波保持ＰＣＦ１０が製造される。

第２の製造方法では、まず、ロッド中心にゲルマニウムがドープされた中実の石英ガラスロッドを準備する。そして、ゲルマニウムがドープされた部分は、ロッド横断面において円形である。

次いで、ドリルを用いて、ロッド横断面に複数の孔を開け、ロッド長手方向に対して貫通させる。このとき、まず、ゲルマニウムがドープされた部分を囲うように且つ等間隔に６個の略円形の孔を開け、その部分の短軸方向の一対の孔だけは他の孔よりも孔径が大きくなるようにする。そして、その外側には、等間隔に１２個の孔を開ける。このようにして、ゲルマニウムがドープされた部分の周囲には複数の孔が形成される。

最後に、母材を加熱延伸することにより線引きする。このとき、石英コアロッドがコアに及びドリルを用いて開けられた孔がクラッドにそれぞれ対応するように形成された偏波保持ＰＣＦ１０が製造される。

続いて、光ファイバ融着接続装置２０を制御するためのコンピュータープログラムを説明する。

図２は本発明のコンピュータープログラムのフローチャートを、図３は光ファイバ融着接続装置２０を、図４は本発明のコンピュータープログラムにおける第１、２偏波保持ＰＣＦ１０ａ，１０ｂのファイバ側面を、示す。なお、図４は第１、２偏波保持ＰＣＦ１０ａ，１０ｂのファイバ側面を透視観察した図であるが、図が煩雑になるのを避けるため、ファイバ内部に設けられているマーカー用細孔１３ａ及び他の細孔１３ｂも実線で記載している。

まず、第１、２偏波保持ＰＣＦ１０ａ，１０ｂ及び本発明のコンピュータープログラムがインストールされたコンピューターにより制御された光ファイバ融着接続装置２０を用意する。このとき、第１、２偏波保持ＰＣＦ１０ａ，１０ｂは、本実施形態１の偏波保持ＰＣＦ１０と同一の構造を示す。そして、ファイバ端部はガラスがむき出しになっている。また、本発明のコンピュータープログラムは、光ファイバ融着接続装置２０の制御用コンピューターに、フレキシブルディスクまたはＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体を介してインストールされる、または、オンラインでダウンロードされる。

ここで、光ファイバ融着接続装置２０を説明する。光ファイバ融着接続装置２０は、図３に示すように、第１、２ファイバ保持部２１、２２とそれらの間に設けられたファイバ加熱部２３とを備えている。第１、２ファイバ保持部２１、２２は、ぞれぞれ、第１、２Ｖ溝２１ａ，２２ａと第１、２シースＶ溝２１ｂ，２２ｂと第１、２シースクランプ２１ｃ，２２ｃとを備え、ファイバ加熱部２３は、レンズ２３ａと放電電極棒２３ｂとを備え、これらは光ファイバ融着接続装置２０の制御用コンピューターにより制御される。そして、ファイバ加熱部２３では、第１、２ファイバ保持部２１、２２で保持された光ファイバの端面を加熱すると同時に、これらのファイバ端面におけるファイバ側面を表示装置に映し出す。そのため、レンズ２３ａはファイバ側面を透視し、レンズ２３ａに接続しているＣＣＤカメラ（図示していない）は、レンズ２３ａにより透視されたファイバ側面を観察し、ＣＣＤカメラに接続されている表示装置（図示していない）は、そのファイバ側面を画像処理後、画面に表示する。

次に、光ファイバ融着接続装置２０に第１、２偏波保持ＰＣＦ１０ａ，１０ｂを取り付ける。このとき、図３に示すように、第１偏波保持ＰＣＦ１０ａを第１Ｖ溝２１ａに戴設し、第１シースＶ溝２１ｂと第１シースクランプ２１ｃとで挟持する。また、第２偏波保持ＰＣＦ１０ｂを第２Ｖ溝２２ａに戴設し、第２シースＶ溝２２ｂと第２シースクランプ２２ｃとで挟持する。そして、光ファイバ融着接続装置２０のスタートボタンを押す。すると、コンピュータープログラムは開始され、ステップＳ１、ステップＳ２、ステップＳ３、の順に実行される。

ステップＳ１では、第１、２シースＶ溝２１ｂ，２２ｂ及び第１、２シースクランプ２１ｃ，２２ｃを待機位置まで移動させる。これにより、図４（ａ）に示すように、第１偏波保持ＰＣＦ１０ａのファイバ端面と第２偏波保持ＰＣＦ１０ｂのファイバ端面とを、間隔を開けて位置付ける。

ステップＳ２では、第１シースＶ溝２１ｂ及び第１シースクランプ２１ｃを放電電極棒２３ｂへ移動させる。これにより、第１シースＶ溝２１ｂ及び第１シースクランプ２１ｃが挟持している第１偏波保持ＰＣＦ１０ａのファイバ端部を放電電極棒２３ｂの下へ位置付ける。

ステップＳ３では、放電電極棒２３ｂに熱を供給させる。これにより、第１偏波保持ＰＣＦ１０ａのファイバ端部は加熱溶融される。このとき、第１偏波保持ＰＣＦ１０ａのファイバ端部では、加熱によりクラッド１２は溶融され、マーカー用細孔１３ａ及び他の細孔１３ｂは封止される（以下、「封止部」という）。また、この熱は、ファイバ長手方向に対してある程度伝導し、その領域では、クラッド１２は、若干溶融され他の細孔１３ｂを封止する（以下、「マーカー用細孔残存部」という）。そして、ファイバ端面から充分離れた領域では、この熱は、全く伝導されないためクラッド１２を溶融することはない（以下、「細孔残存部」という）。従って、図４（ｂ）に示すように、第１偏波保持ＰＣＦ１０ａには、ファイバ長手方向においてファイバ端部から順に、封止部１７、マーカー用細孔残存部１８、細孔残存部１９が形成され、ファイバ長手方向に対して、マーカー用細孔１３ａが他の細孔１３ｂよりも長く形成される。

ステップＳ４では、第１シースＶ溝２１ｂ及び第１シースクランプ２１ｃを待機位置まで移動させる。以上、ステップＳ２〜４により、第１偏波保持ＰＣＦ１０ａのファイバ端部は処理される。

ステップＳ５〜７では、ステップＳ２〜４における第１シースＶ溝２１ｂ、第１シースクランプ２１ｃ及び放電電極棒２３ｂに対して発した命令と同一の命令を、第２シースＶ溝２２ｂ、第２シースクランプ２２ｃ及び放電電極棒２３ｂに対して下す。すると、図４（ｃ）に示すように、第２偏波保持ＰＣＦ１０ｂにも、封止部１７、マーカー用細孔残存部１８、細孔残存部１９が形成され、その結果、ファイバ長手方向に対して、マーカー用細孔１３ａが他の細孔１３ｂよりも長く形成される。また、図４（ｃ）に示すように、マーカー用細孔残存部１８において、第１偏波保持ＰＣＦ１０ａでは、マーカー用細孔１３ａが一本しか観察されていないのに対し、第２偏波保持ＰＣＦ１０ｂでは、マーカー用細孔１３ａが二本観察されている。これは、第１偏波保持ＰＣＦ１０ａでは、二本のマーカー用細孔１３ａが重なっていることを示唆している。

ステップＳ８では、第１、２Ｖ溝２１ａ，２２ａを移動させる。これにより、第１、２偏波保持ＰＣＦ１０ａ，１０ｂのｘ軸方向及びｙ軸方向は、それぞれ一致する。ここで、ｘ軸方向及びｙ軸方向は、それぞれ図３に示すｘ軸方向とｙ軸方向である。

ステップＳ９では、第１、２シースＶ溝２１ｂ，２２ｂ及び第１、２シースクランプ２１ｃ，２２ｃを回転させる。このとき、図６（ｄ）に示すように、二本のマーカー用細孔１３ａが重なって観察されるように、すなわち、マーカー用細孔１３ａが一本観察されるように、第１、２シースクランプ２１ｃ，２２ｃを位置づける。従って、第１偏波保持ＰＣＦ１０ａと第２偏波保持ＰＣＦ１０ｂとで、偏波主軸方向は一致する。

ステップＳ１０では、第１、２シースＶ溝２１ｂ，２２ｂ及び第１、２シースクランプ２１ｃ，２２ｃを放電電極棒２３ｂへ移動させる。これにより、第１偏波保持ＰＣＦ１０ａのファイバ端部と第２偏波保持ＰＣＦ１０ｂのファイバ端部とを放電電極棒２３ｂの下に位置付ける。

ステップＳ１１では、放電電極棒２３ｂに熱を供給させる。これにより、第１、２偏波保持ＰＣＦ１０ａ，１０ｂのファイバ端部は加熱溶融されて接続される。そして、本発明のコンピュータープログラムは終了する。

最後にファイバ端部処理方法を説明する。

第１のファイバ端部処理方法は、本発明のコンピュータープログラムを実行したさいに施されるファイバ端部を加熱することである。

第２のファイバ端部処理方法では、偏波保持ＰＣＦ１０のマーカー用細孔１３ａに圧力を加え、その後加熱する。このとき、マーカー用細孔１３ａと他の細孔１３ｂとには圧力差が生じているため、この状態で加熱すると、図５に示すように、他の細孔１３ｂのみが封じられる。これにより、マーカー用細孔残存部１８が形成され、ファイバ長手方向に対してマーカー用細孔１３ａが他の細孔１３ｂよりも長く形成される。従って、第１のファイバ端部処理方法を施した場合と同一の効果が得られる。

第３のファイバ端部処理方法では、まず、ファイバ横断面におけるマーカー用細孔１３ａの大きさと略同一もしくは若干大きい膜を２枚用意する。次に、その膜を偏波保持ＰＣＦ１０のファイバ端面におけるマーカー用細孔１３ａを覆うように張り付ける。続いて、偏波保持ＰＣＦ１０のファイバ端面に、クラッド１２と略同一の屈折率を有する充填材を充填する。このようにすることで、第１、２のファイバ端部処理方法で得られた効果と同一の効果を得ることができる。

以上より、偏波保持ＰＣＦ１０は、第１〜３のファイバ端部処理方法を施すことにより、ファイバ側面から偏波主軸方向を視認できる。ファイバ端部処理方法を施す前の偏波保持ＰＣＦの側面は、図４（ａ）に示すように複数の細孔を備えており、たとえ屈折率がコア及びクラッドと異なるマーカー部を設けている場合でも複数の細孔１３ｂが視界を遮るため、ファイバ側面から偏波主軸方向を視認することは困難である。しかし、第１〜３のファイバ端部処理方法を施すと、ファイバ端部付近にマーカー用細孔残存部１８が形成され、複数の他の細孔１３ｂに遮られることなくファイバ側面からマーカー用細孔１３ａのみを視認できる。また、マーカー用細孔１３ａは、コア１１を挟むように且つ偏波主軸方向に一対設けられているため、図４（ｃ）に示すように、マーカー用細孔１３ａは、通常、２本観察されるが、その２本がちょうど重なると１本しか観察されなくなり、観察されるマーカー用細孔１３ａの本数から偏波主軸方向がわかる。従って、ファイバ側面視による偏波主軸方向の視認が容易となる。

また、第１のファイバ端部処理方法によると、マーカー用細孔１３ａが他の細孔１３ｂよりも大径であれば、ファイバ端部を加熱するだけで、ファイバ長手方向に対してマーカー用細孔１３ａが長く形成されている。従って、時間及びコストを費やすことなく、偏波主軸方向がわかる。また、第２、３のファイバ端部処理方法によると、マーカー用細孔１３ａと他の細孔１３ｂとが同一の大きさであっても、ファイバ長手方向に対してマーカー用細孔１３ａを長く形成することができる。

また、本発明のコンピュータープログラムによると、光ファイバを突き合わせる前に上記第１のファイバ端部処理方法を施すため、偏波主軸方向を視認後、接続させることができる。従って、偏波主軸方向を視認できるとともに、偏波保持ＰＣＦ１０同士を接続するさいには偏波間クロストークが招来する危険性は非常に低くなる。

《発明の実施形態２》
本発明の実施形態２として、偏波保持ＰＣＦ３０の構造及び製造方法並びに上記実施形態１に記載した光ファイバ融着接続装置２０を用いて偏波保持ＰＣＦ３０とサイドトンネル型光ファイバまたはパンダ型光ファイバ（以下、「他の偏波保持ファイバ」という）とを接続する場合を説明する。

まず、偏波保持ＰＣＦ３０の構造を説明する。

図６は、本発明の実施形態２に係る偏波保持ＰＣＦ３０のファイバ横断面を示す。この偏波保持ＰＣＦ３０は、石英ガラス製であり、ファイバ中心をなす中実のコア３１と、コア３１を覆うように設けられたクラッド３２と、を備えている。コア３１には、ファイバ横断面における形状が円形である高屈折率部分３１ａがファイバ全長にわたって設けられている。クラッド３２には、コア３１の短軸方向にコア３１からファイバの半径方向に遠く離れて設けられている一対のマーカー用細孔３３ａと、コア３１を囲うようにコア３１に沿って延びる複数の他の細孔３３ｂとで、フォトニック結晶構造が形成されている。そして、ファイバ横断面において、ファイバ中心に他の細孔３３ｂの２つ分の中実部が形成されており、それがコア３１を形成している。これにより、偏波保持ＰＣＦ３０は偏波保持機能を有する。以上より、偏波保持ＰＣＦ３０は、上記実施形態１の偏波保持ＰＣＦ１０とマーカー用細孔３３ａが配設される位置と他の細孔３３ｂの配設方法を異にする。

次に、偏波保持ＰＣＦ３０の製造方法を簡単に説明する。上記実施形態１の偏波保持ＰＣＦ１０と構造が若干異なるため、相違点を以下に記す。

第１の製造方法では、母材を作成するさいの石英キャピラリの配設方法が異なる。すなわち、８本の石英キャピラリを石英ガラスロッドに接触させ等間隔に配設する。そして、この外側には、１４本の石英キャピラリを等間隔に配設する。このようにして、石英キャピラリは、石英ガラスロッドの周囲に、対向する二辺がそれ以外の四辺よりも長く、且つ、その差がその四辺の長さと同一である六角形を形成するように配設される。そして、大径の石英キャピラリは、石英ガラスロッドから母材の半径方向に離れた場所に一対で配設され、且つ、石英ガラスロッドに設けられたゲルマニウムの短尺方向に設けられる。

第２の製造方法では、ドリルを用いて開ける複数個の孔の配置が異なる。ゲルマニウムがドープされた部分の周囲に、等間隔に８個の略円形の孔を開ける。そして、その外側に、等間隔に１４個の孔を開ける。このようにして、対向する二辺がそれ以外の四辺よりも長く、且つ、その差がその四辺の長さと同一である六角形が形成されるように孔を開けていく。そして、大径の孔は、ゲルマニウムがドープされている部分からロッドの半径方向に離れた部分に且つゲルマニウムがドープされた部分の短軸方向に、開けられる。

最後に、偏波保持ＰＣＦ３０と他の偏波保持ファイバと上記実施形態１に記載された光ファイバ融着接続装置２０とを用意して、この２本の光ファイバを接続する場合を説明する。

他の偏波保持ファイバは、ファイバ横断面において、コアとそのコアを覆うように設けられたクラッドとを備えている。そして、そのクラッドには、コアと隣接するようにクラッドよりも屈折率の低い部分（以下、「低屈折率部分」という）または応力付与部が設けられているためコアに応力複屈折が生じ、その結果、伝送される光の偏波面が保持される。また、この一対の低屈折率部分または応力付与部は、ファイバ長手方向に設けられている。そのため、他の偏波保持ファイバのファイバ側面を透視観察すると、クラッド内に２本の低屈折率部分または応力付与部が観察されるため、ちょうど、偏波保持ＰＣＦに本発明の第１〜３のファイバ端部処理方法を施した場合と同一の効果が得られる。すなわち、一対の低屈折率部分または応力付与部により偏波主軸方向が分かるため、他の偏波保持ファイバに対して上記実施形態１の第１〜３のファイバ端部処理方法を施す必要はない。従って、他の偏波保持ファイバと偏波保持ＰＣＦ３０とを光ファイバ融着接続装置２０を用いて接続する場合、図２に示す本発明のコンピュータープログラムのフローチャートにおけるステップＳ２〜４またはステップＳ５〜７は省かれ、それ以外のステップについては、上記実施形態１に記載したとおりにプログラムを実行させる。すると、上記実施形態１に記載した効果と同一の効果を得ることができる。

《発明の実施形態３》
本発明の実施形態３として、偏波保持ＰＣＦ４０の構造、製造方法及びファイバ端部処理方法並びに本発明のコンピュータープログラムを説明する。

まず、偏波保持ＰＣＦ４０の構造を説明する。

図７は、本発明の実施形態３に係る偏波保持ＰＣＦ４０のファイバ横断面を示す。この偏波保持ＰＣＦ４０は、石英ガラス製であり、ファイバ中心をなす中実のコア４１と、コア４１を覆うように設けられたクラッド４２と、を備えている。コア４１には、ファイバ横断面における形状が円形である高屈折率部分４１ａがファイバ全長にわたって設けられている。クラッド４２には、コア４１の長軸方向にコア４１からファイバの半径方向に遠く離れて設けられている一対のマーカー用細孔４３ａと、コア４１を囲うようにコア４１に沿って延びる複数の他の細孔４３ｂとで、フォトニック結晶構造が形成されている。そして、ファイバ横断面において、ファイバ中心に他の細孔４３ｂの２つ分の中実部が形成されており、それがコア４１を形成している。これにより、偏波保持ＰＣＦ４０は偏波保持機能を有する。以上より、偏波保持ＰＣＦ４０は、上記実施形態２の偏波保持ＰＣＦ３０とマーカー用細孔４３ａが配設される位置のみを異にする。

次に、偏波保持ＰＣＦ４０の製造方法を簡単に説明する。上記実施形態２の偏波保持ＰＣＦ３０と構造が若干異なるため、相違点を以下に記す。

第１の製造方法では、母材を作成するさい、大径の石英キャピラリはゲルマニウムの長軸方向に設けられる。

第２の製造方法では、ドリルを用いて開けるさい、大径の孔は、ゲルマニウムがドープされた部分の長軸方向に開けられる。

最後に、偏波保持ＰＣＦ３０にコネクタなどのファイバ端末部品を取り付ける場合を説明する。

ファイバ端末部品には、光ファイバの偏波主軸方向を示すキー溝が設けられており、偏波保持ＰＣＦ４０とコネクタとを突き合わせる前に、偏波保持ＰＣＦ４０に上記実施形態１の第１〜３のファイバ端部処理方法のどれか一つを施す。すると、上記実施形態１に記載したように、偏波保持ＰＣＦ４０にマーカー用細孔残存部１８が形成され、ファイバ側面視により偏波主軸方向を視認することができる。従って、キー溝と偏波主軸方向とを一致させて取り付けることができるという効果が得られ、その結果、そのコネクタを装置の入力端に装着すると、正しく測定またはモニターすることができるという効果も得られる。

《発明の実施形態４》
本発明の実施形態４として、偏波保持ＰＣＦ５０の構造、製造方法を説明する。

まず、偏波保持ＰＣＦ５０の構造を説明する。

図８は、本発明の実施形態４に係る偏波保持ＰＣＦ５０のファイバ横断面を示す。この偏波保持ＰＣＦ５０は、石英ガラス製であり、ファイバ中心をなす中実のコア５１と、コア５１を覆うように設けられたクラッド５２と、を備えている。コア５１には、ファイバ横断面における形状が円形である高屈折率部分５１ａがファイバ全長にわたって設けられている。クラッド５２には、コア５１を挟むように且つコア５１の短軸方向に設けられた二対のマーカー用細孔５３ａと、コア５１に沿って延びる複数の他の細孔５３ｂとで、フォトニック結晶構造が形成されている。そして、ファイバ横断面において、ファイバ中心に他の細孔５３ｂの２つ分の中実部が形成されており、それがコアを形成している。これにより、偏波保持ＰＣＦ５０は偏波保持機能を有する。以上より、上記実施形態２、３とはマーカー用細孔５３ａの大きさとマーカー用細孔の個数とを異にする。すなわち、マーカー用細孔５３ａと他の細孔５３ｂとは同一の大きさを示す。

次に、偏波保持ＰＣＦ５０の製造方法を簡単に説明する。上記実施形態２、３の偏波保持ＰＣＦ３０、４０と構造が若干異なるため、相違点を以下に記す。

第１の製造方法では、準備する石英キャピラリ孔径の大きさは同一である。

第２の製造方法では、ドリルを用いて開ける孔の大きさは同一である。

この偏波保持ＰＣＦ５０に対して、上記実施形態１の第２、３のファイバ端部処理方法を施すと上記実施形態１と同一の効果を得ることができる。すなわち、その処置後、偏波保持ＰＣＦまたは他の偏波保持ファイバと接続させると偏波間クロストークが招来する危険性は低くなる。また、ファイバ端末部品を取り付けるさいには、ファイバ端末部品のキー溝と偏波主軸方向とを一致させて取り付けることができ、装置を用いて正しく測定またはモニターすることができる。なお、ファイバ端部処理後ファイバ側面を透視観察すると、マーカ用細孔残存部におけるマーカー用細孔は、全く重なっている場合、１本しか観察されないが、その場合から偏波主軸方向が９０°ずれるように偏波保持ＰＣＦ５０を回転させた場合、二対設けられているため４本観察される。

《その他の実施形態》
上記実施形態１〜４の偏波保持ＰＣＦ１０、３０、４０、５０は、本発明における一例にすぎない。例えば、マーカー用細孔は、上記実施形態４の偏波保持ＰＣＦ５０では、偏波主軸方向に設けられている細孔としたが、この偏波主軸方向と垂直な方向に設けられている細孔として、上記実施形態１の第２、３のファイバ端部処理方法を施してもよい。

上記実施形態１〜４の光ファイバ融着接続装置２０を制御するコンピュータープログラムでは、ステップＳ２〜４が終了後、ステップＳ５〜７を実行するとしたが、ステップＳ１終了後同時に実行されてもよい。また、このプログラムでは、第１、２光ファイバ保持部２１、２２が移動されファイバ加熱部２３が固定されているとしたが、ファイバ加熱部２３が移動され第１、２光ファイバ保持部２１、２２が固定されていてもよい。

上記実施形態１では、第１〜３のファイバ端部処理後、偏波保持ＰＣＦ１０同士の接続について、上記実施形態２では、偏波保持ＰＣＦ３０と他の偏波保持ファイバとの接続について、上記実施形態３では、偏波保持ＰＣＦ４０とコネクタの取り付けについて説明したが、この組み合わせは何等制限されない。

具体的に実施した実施例について説明する。

《発明の実施例１》
上記実施形態１と同一の構造を示す１本の偏波保持ＰＣＦと、上記実施形態１と同一の光ファイバ融着接続装置と、を準備した。表１は、本実施例１で用いた偏波保持ＰＣＦのファイバ径（μｍ）、ｄ１（μｍ）、ｄ２（μｍ）、Λ（μｍ）及びｄ１／ｄ２を示す。なお、図９に示すように、ｄ１、ｄ２及びΛはそれぞれ、マーカー用細孔の孔径、他の細孔の孔径及び隣接する細孔の中心間距離である。

光ファイバ融着接続装置を用いて表１に示す構造パラメーターを持つ偏波保持ＰＣＦのファイバ端部を一定時間加熱し、マーカー用細孔残存部でのファイバ長手方向におけるマーカー用細孔の長さ（以下、「マーカー用細孔の長さ」という）Ｌの放電強度依存性を調べた。ここで、放電強度は、光ファイバ融着接続装置の放電電極棒に流れる電流値に依存する物理量を意味し、放電強度値が大きくなるほど、流れる電流量が多くなることを意味し、従って、加熱温度は高くなる。ただし、放電強度値と加熱温度との間には、定量的な関係はない。また、表２に示す放電時間は、放電電極棒を放電する時間であり、ファイバ端部を加熱する時間とみなすことができる。

表２は、放電時間を２０００（ミリ秒）とし、放電強度を１０〜２５の範囲で変量したときのＬの測定結果を示す。

表２より、放電強度値が大きくなると、Ｌは短くなることが分かる。すなわち、放電時間が一定ならば、加熱温度とＬとは反比例することが分かる。

《発明の実施例２》
実施例１で用いた偏波保持ＰＣＦよりもｄ１／ｄ２の値が小さい偏波保持ＰＣＦと、実施例１と同一の光ファイバ融着接続装置と、を準備した。表３は、本実施例２で用いた偏波保持ＰＣＦのファイバ径（μｍ）、ｄ１（μｍ）、ｄ２（μｍ）、Λ（μｍ）、及び、ｄ１／ｄ２を示す。なお、ｄ１、ｄ２、Λ及びｄ１／ｄ２の定義は、実施例１と同一である。

光ファイバ融着接続装置を用いて表３に示す構造パラメーターを持つ偏波保持ＰＣＦのファイバ端部を、放電強度２０で２０００（ミリ秒）間加熱し、マーカー用細孔の長さＬを測定した。表４は、その測定結果を示す。

表４と表２より、放電時間及び放電強度が同一である場合は、Ｌの値はｄ１／ｄ２の値に依存し、ｄ１／ｄ２の値が小さくなると、Ｌは短くなることが分かる。

《発明の実施例３》
実施例１で用いた偏波保持ＰＣＦよりもｄ１／ｄ２の値が大きい偏波保持ＰＣＦと、実施例１と同一の光ファイバ融着接続装置と、を準備した。表５は、本実施例３で用いた偏波保持ＰＣＦのファイバ径（μｍ）、ｄ１（μｍ）、ｄ２（μｍ）、Λ（μｍ）、及び、ｄ１／ｄ２を示す。なお、ｄ１、ｄ２、Λ及びｄ１／ｄ２の定義は、実施例１と同一である。

光ファイバ融着接続装置を用いて表５に示す構造パラメーターを持つ偏波保持ＰＣＦのファイバ端部を、実施例２と同様、放電強度２０で２０００（ミリ秒）間加熱し、マーカー用細孔の長さＬを測定した。表６は、その測定結果を示す。

表６と表２より、放電時間及び放電強度が同一である場合は、Ｌの値はｄ１／ｄ２の値に依存し、ｄ１／ｄ２の値が大きくなると、Ｌは長くなることが分かる。

なお、実施例１〜３で用いた偏波保持ＰＣＦは、上記実施形態１と同一の偏波保持ＰＣＦであっても、上記実施形態２、３と同一の偏波保持ＰＣＦであってもよい。ファイバ横断面において、偏波主軸方向またはその方向に垂直な方向に、マーカー用細孔が設けられており、そして、マーカー用細孔は、他の細孔よりも孔径が大きいければよい。

《作用》
上記実施例１〜３の結果のうち、放電強度２０で２０００（ミリ秒）間加熱したさいの測定結果を表７に示す。

表７及び上記実施例１の測定結果より、マーカー用細孔の長さＬは１５（μｍ）以上と視認可能なほど長いため、この偏波保持ＰＣＦは、ファイバ端部を加熱するとファイバ側面視により容易に偏波主軸方向を視認できる。また、その長さＬは、放電強度が小さいほど、ｄ１／ｄ２の値が大きいほど、長くなることがわかる。また、表７より、偏波保持ＰＣＦのｄ１／ｄ２は１．３３よりも大きければ、ファイバ側面視により視認可能となることがわかる。

本実施形態１における偏波保持ＰＣＦ１０のファイバ横断面図である。 光ファイバ融着接続装置２０を制御するコンピュータープログラムのフローチャート図である。 光ファイバ融着接続装置２０のブロック図である。 接続工程中の第１、２偏波保持ＰＣＦ１０ａ，１０ｂの側面図である。 本実施形態１における第２、３のファイバ端部処理方法を施したさいの偏波保持ＰＣＦ１０の側面図である。 本実施形態２における偏波保持ＰＣＦ３０のファイバ横断面図である。 本実施形態３における偏波保持ＰＣＦ４０のファイバ横断面図である。 本実施形態４における偏波保持ＰＣＦ５０のファイバ横断面図である。 本実施例１〜３における偏波保持ＰＣＦの構造のパラメーターの説明図である。

符号の説明

１０、３０、４０、５０ 偏波保持ＰＣＦ
１０ａ 第１偏波保持ＰＣＦ
１０ｂ 第２偏波保持ＰＣＦ
１１、３１、４１、５１ コア
１１ａ、３１ａ、４１ａ、５１ａ 高屈折率部分
１２、３２、４２、５２ クラッド
１３ａ、３３ａ、４３ａ、５３ａ マーカー用細孔
１３ｂ、３３ｂ、４３ｂ、５３ｂ 他の細孔
１７ 細孔封止部
１８ マーカー用細孔残存部
１９ 細孔残存部
２０ 光ファイバ融着接続装置
２１ 第１ファイバ保持部
２１ａ 第１Ｖ溝
２１ｂ 第１シースＶ溝
２１ｃ 第１シースクランプ
２２ 第２ファイバ保持部
２２ａ 第２Ｖ溝
２２ｂ 第２シースＶ溝
２２ｃ 第２シースクランプ
２３ ファイバ加熱部
２３ａ レンズ
２３ｂ 放電電極棒

Claims (9)

1. コアと、該コアを覆うように設けられ該コアに沿って延びるように形成された複数の細孔によりファイバ半径方向にフォトニック結晶構造が構成されたクラッドと、を備え、偏波主軸方向又はそれに垂直な方向に配設されたファイバ長さ方向に沿って延びる少なくとも一対のマーカー用細孔が形成された偏波保持フォトニック結晶ファイバであって、
   ファイバ端部において、上記複数の細孔の少なくとも一部が封止されて、任意の方向のファイバ側面視で上記マーカー用細孔が視認可能とされていることを特徴とする偏波保持フォトニック結晶ファイバ。
2. 請求項１に記載された偏波保持フォトニック結晶ファイバにおいて、
   上記コアに隣接した細孔のうち該コアを挟むように設けられた一対の細孔だけが他の細孔よりも孔径が大きく形成されることにより偏波保持可能とされ、
   上記一対の細孔が上記一対のマーカー用細孔を構成していることを特徴とする偏波保持フォトニック結晶ファイバ。
3. 請求項１に記載された偏波保持フォトニック結晶ファイバにおいて、
   上記マーカー用細孔の孔径（ｄ１）の上記他の細孔の孔径（ｄ２）に対する比（ｄ１／ｄ２）が１．３より大きいことを特徴とする偏波保持フォトニック結晶ファイバ。
4. コアと、該コアを覆うように設けられ該コアに沿って延びるように形成された複数の細孔によりファイバ半径方向にフォトニック結晶構造が構成されたクラッドと、を備え、偏波主軸方向又はそれに垂直な方向に配設されたファイバ長さ方向に沿って延びる少なくとも一対のマーカー用細孔が形成された偏波保持フォトニック結晶ファイバのファイバ端部処理方法であって
   ファイバ端部において、任意の方向のファイバ側面視で上記マーカー用細孔が視認可能となるように、上記複数の細孔の少なくとも一部を封止することを特徴とする偏波保持フォトニック結晶ファイバのファイバ端部処理方法。
5. 請求項４に記載された偏波保持フォトニック結晶ファイバのファイバ端部処理方法であって、
   上記ファイバ端部の加熱処理により上記複数の細孔の少なくとも一部を封止することを特徴とする偏波保持フォトニック結晶ファイバのファイバ端部処理方法。
6. 請求項５に記載された偏波保持フォトニック結晶ファイバのファイバ端部処理方法であって、
   上記ファイバ端部の加熱処理時に上記一対のマーカー用細孔内を加圧することを特徴とする偏波保持フォトニック結晶ファイバのファイバ端部処理方法。
7. 請求項４に記載された偏波保持フォトニック結晶ファイバのファイバ端部処理方法であって、
   上記複数の細孔の少なくとも一部に上記クラッドと同一の屈折率を有する封止材を充填することによりそれらを封止することを特徴とする偏波保持フォトニック結晶ファイバのファイバ端部処理方法。
8. 第１及び第２ファイバ保持部と、それらの間に設けられたファイバ加熱部と、を備えた光ファイバ融着接続装置をコンピューターで制御するためのコンピュータープログラムであって、
   コンピューターに、
   上記第１ファイバ保持部に保持されたファイバ長さ方向に延びる細孔が形成された偏波保持フォトニック結晶ファイバのファイバ端部と上記第２ファイバ保持部に保持された偏波保持光ファイバのファイバ端部とが間隔を開けるように該第１及び第２ファイバ保持部を位置付ける手順と、
   上記第１ファイバ保持部に保持された偏波保持フォトニック結晶ファイバのファイバ端部が上記ファイバ加熱部により加熱可能となるように該第１ファイバ保持部及び該ファイバ加熱部を位置付けさせる手順と、
   上記ファイバ加熱部により上記第１ファイバ保持部に保持された偏波保持フォトニック結晶ファイバのファイバ端部の細孔の一部が封止されるようにそのファイバ端部を加熱させる手順と、
   上記第１ファイバ保持部に保持された偏波保持フォトニック結晶ファイバのファイバ横断面における偏波主軸方向と上記第２ファイバ保持部に保持された偏波保持光ファイバのファイバ横断面における偏波主軸方向とが一致するように該第１及び／または第２ファイバ保持部を位置づける手順と、
   上記第１ファイバ保持部に保持された偏波保持フォトニック結晶ファイバと上記第２ファイバ保持部に保持された偏波保持光ファイバとが突き合わされ且つその突き合わせ部分が上記ファイバ加熱部により加熱可能となるように該第１及び第２ファイバ保持部並びに該ファイバ加熱部を位置付けさせる手順と、
   上記ファイバ加熱部により上記第１ファイバ加熱部に保持された偏波保持フォトニック結晶ファイバと上記第２ファイバ保持部に保持された偏波保持光ファイバとの突き合わせ部分を加熱させる手順と、
   を実行させることを特徴とするコンピュータープログラム。
9. 請求項８に記載されたコンピュータープログラムを記録したことを特徴とするコンピューター読みとり可能な記録媒体。
   
   
   
   
   
   

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