JP2528094B2 - フアイバ形偏光子 - Google Patents
フアイバ形偏光子Info
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- JP2528094B2 JP2528094B2 JP60228299A JP22829985A JP2528094B2 JP 2528094 B2 JP2528094 B2 JP 2528094B2 JP 60228299 A JP60228299 A JP 60228299A JP 22829985 A JP22829985 A JP 22829985A JP 2528094 B2 JP2528094 B2 JP 2528094B2
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- Japan
- Prior art keywords
- fiber
- core
- type polarizer
- panda
- polarizer
- Prior art date
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/105—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type having optical polarisation effects
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光フアイバセンサおよび光通信に用いられ
るフアイバ他偏光子に関するものである。
るフアイバ他偏光子に関するものである。
（従来の技術） 一定方向の偏光のみを通すようにしたものは、これを
用い偏光の発生および検出ができ、これをその用途によ
り偏光子（polarizer）および検光子（analyser）と呼
ばれる。前者は自然光より平面偏光を作るのに用いら
れ、後者は偏光面の検出に用いられる。
用い偏光の発生および検出ができ、これをその用途によ
り偏光子（polarizer）および検光子（analyser）と呼
ばれる。前者は自然光より平面偏光を作るのに用いら
れ、後者は偏光面の検出に用いられる。
第８図は従来より用いられている偏光子の説明図であ
つて、１が図に示すような方解石をカナダバルサムで互
いに逆向きに接着させたグラン−トンプソンプリズムで
ある。
つて、１が図に示すような方解石をカナダバルサムで互
いに逆向きに接着させたグラン−トンプソンプリズムで
ある。
偏光子に入射した自然光のうち、Ｐ成分の平面偏光の
みが透過する。
みが透過する。
しかし従来のこのようなバルク形の偏光子をフアイバ
センサに用いるためには、光フアイバとの光の結合のた
めにレンズを用いなければならない。レンズやバルク偏
光子を用いると振動や熱等により容易に光学軸がずれ
て、光量が変動するので、システムの信頼性が乏しいと
いう欠点があつた。
センサに用いるためには、光フアイバとの光の結合のた
めにレンズを用いなければならない。レンズやバルク偏
光子を用いると振動や熱等により容易に光学軸がずれ
て、光量が変動するので、システムの信頼性が乏しいと
いう欠点があつた。
（発明が解決しようとする問題点） 前述の欠点を除去するために、フアイバにおける偏波
依存性曲げ損失を利用したフアイバ形の偏光子を提供す
ることにある。
依存性曲げ損失を利用したフアイバ形の偏光子を提供す
ることにある。
（問題点を解決するための手段） 以下の条件を満たすPANDAファイバをドラムに巻回す
ることにより、ファイバ形偏光子を形成する。
ることにより、ファイバ形偏光子を形成する。
すなわち、入射光の波長をλ、前記PANDAファイバの
コアとクラッドの比屈折率差Δ Δ＝（n1 2−n2 2）/2n1 2 に対して（ただし、n1及びn2は各々前記コア及び前記ク
ラッドの屈折率）、 前記PANDAファイバのガウス波形以外の電界分布を持
つ高次モードの群の遮断波長のうち最も長い遮断波長λ
ｃが 4.3×102Δ＋0.18≦λ／λｃ≦4.3×102Δ＋0.8 なる条件を満足するよう設計する。
コアとクラッドの比屈折率差Δ Δ＝（n1 2−n2 2）/2n1 2 に対して（ただし、n1及びn2は各々前記コア及び前記ク
ラッドの屈折率）、 前記PANDAファイバのガウス波形以外の電界分布を持
つ高次モードの群の遮断波長のうち最も長い遮断波長λ
ｃが 4.3×102Δ＋0.18≦λ／λｃ≦4.3×102Δ＋0.8 なる条件を満足するよう設計する。
本発明はすべて光フアイバで構成されており、レンズ
等を用いなくても、他の光ブアイバと光結合ができる点
が従来の偏光子と異なる。
等を用いなくても、他の光ブアイバと光結合ができる点
が従来の偏光子と異なる。
第１図は本発明の一実施例図である。第１図のフアイ
バ形偏光子は応力付与形のPANDAフアイバ２を直径Ｄの
ドラムに巻いたものである。
バ形偏光子は応力付与形のPANDAフアイバ２を直径Ｄの
ドラムに巻いたものである。
第２図はPANDAフアイバの断面図であつて、コア３の
両側に熱膨張係数がクラツド４の熱膨張係数と異なる応
力付与部５が配置されている。具体的には、応力付与部
には石英にB2O3が15mol％ドーブされたガラスが用いら
れている。
両側に熱膨張係数がクラツド４の熱膨張係数と異なる応
力付与部５が配置されている。具体的には、応力付与部
には石英にB2O3が15mol％ドーブされたガラスが用いら
れている。
第３図はPANDAフアイバの作製方法の説明図である。
第３図において、６はコアであつて、超音波ドリルで
穴開けしたブリフオーム７に応力付与母材８を挿入し、
ヒータ９で2100℃に加熱して線引きする。
穴開けしたブリフオーム７に応力付与母材８を挿入し、
ヒータ９で2100℃に加熱して線引きする。
第４図はPANDAフアイバにおける応力による光弾性効
果を考慮した屈折率分布を示したものである。n10およ
びn20は各々応力を考慮しないときのコアおよびクラツ
ドの屈折率である。
果を考慮した屈折率分布を示したものである。n10およ
びn20は各々応力を考慮しないときのコアおよびクラツ
ドの屈折率である。
第４図には、第２図におけるｙ軸上の屈折率分布nx,n
yを示してある。第４図により、コアおよびコア近傍で
は nx＞ny （１） であるが、クラツド中では nx≒ny （２） であることがわかる。図中、βx/kまたはβy/kはx,y偏
波の規格化伝搬定数である。このようなPANDAフアイバ
が 第５図に示すように、半径Ｒ（＝D/2）で曲げられて
いるとき、フアイバ中の平面波の位相速度は で与えられる。ここで、ｖ∞は曲げがないとき（Ｒ＝
∞）の位相速度である。なお第５図に示すＥ（ｒ）は光
の電界分布である。
yを示してある。第４図により、コアおよびコア近傍で
は nx＞ny （１） であるが、クラツド中では nx≒ny （２） であることがわかる。図中、βx/kまたはβy/kはx,y偏
波の規格化伝搬定数である。このようなPANDAフアイバ
が 第５図に示すように、半径Ｒ（＝D/2）で曲げられて
いるとき、フアイバ中の平面波の位相速度は で与えられる。ここで、ｖ∞は曲げがないとき（Ｒ＝
∞）の位相速度である。なお第５図に示すＥ（ｒ）は光
の電界分布である。
クラッド中の平面波の位相速度はｒの増加とともに大
きくなり、ｒ＝roの位置で媒質中の位相速度vcl＝c/ncl
を越えクラツド中に放射される。ここで、nclはクラツ
ドの屈折率、ｃは真空中の光速である。放射が始まる位
置rOはvR（rO）＝c/nclより で与えられる。第４図に示すように βx/k−βy/k＝Ｂ （５） （B:モード複屈折率） であるから、ｘ偏波の放射される位置ro (x)とｙ偏波の
放射される位置ro (y)の間には、次のような差があるこ
とがわかる。
きくなり、ｒ＝roの位置で媒質中の位相速度vcl＝c/ncl
を越えクラツド中に放射される。ここで、nclはクラツ
ドの屈折率、ｃは真空中の光速である。放射が始まる位
置rOはvR（rO）＝c/nclより で与えられる。第４図に示すように βx/k−βy/k＝Ｂ （５） （B:モード複屈折率） であるから、ｘ偏波の放射される位置ro (x)とｙ偏波の
放射される位置ro (y)の間には、次のような差があるこ
とがわかる。
この実施例の場合には、Ｂ＝4.5×10-4,D＝2R＝4.5cm
であるから ro (x)−ro (y)≒７μｍ （７） となる。従つて、ｙ偏波はｘ偏波に比べてコアに近い位
置から放射されることがわかる。
であるから ro (x)−ro (y)≒７μｍ （７） となる。従つて、ｙ偏波はｘ偏波に比べてコアに近い位
置から放射されることがわかる。
クラツド中の電界は指数関数的に減少するので、ｙ偏
波の方が大きな曲げ損失を被るのに対して、ｘ偏波はほ
とんど曲げ損失を受けず、曲げ損失の偏波依存性が生じ
ることがわかる。
波の方が大きな曲げ損失を被るのに対して、ｘ偏波はほ
とんど曲げ損失を受けず、曲げ損失の偏波依存性が生じ
ることがわかる。
第６図は第１図に示すフアイバ偏光子（Δ＝0.24％）
の消光比およびｘ偏波の損失の波長依存性を示したもの
である。2R＝4.5cm、巻き数Ｎ＝４、PANDAフアイバの長
さＬ＝1.5mの場合、消光比20dB以上で、ｘ偏波の損失が
1dB以下の波長範囲は 1.48μｍλ1.61μｍ （８） である（第６図の斜線部分）。
の消光比およびｘ偏波の損失の波長依存性を示したもの
である。2R＝4.5cm、巻き数Ｎ＝４、PANDAフアイバの長
さＬ＝1.5mの場合、消光比20dB以上で、ｘ偏波の損失が
1dB以下の波長範囲は 1.48μｍλ1.61μｍ （８） である（第６図の斜線部分）。
用いているPANDAフアイバの遮断波長はλｃ＝1.1μｍ
であるから となる。
であるから となる。
比屈折率差Δ、遮断波長λｃ、モード複屈折率Ｂ、曲
げ半径Ｒおよび巻き数Ｎを種々変えて実験を行つた結果
を第７図に示す。図中直線ａより上の領域は、消光比が
20dB以上となる領域であり、直線ｂより下の領域はｘ偏
波の損失が1dB以下の条件を満足する領域である。
げ半径Ｒおよび巻き数Ｎを種々変えて実験を行つた結果
を第７図に示す。図中直線ａより上の領域は、消光比が
20dB以上となる領域であり、直線ｂより下の領域はｘ偏
波の損失が1dB以下の条件を満足する領域である。
すなわち第７図の斜線で囲まれた部分が偏光子として
の特性を満足する領域である。
の特性を満足する領域である。
直線ａおよびｂは実験式として次式で近似できる。
直線a: λ／λｃ＝4.3×102Δ＋0.18 （10） 直線b: λ／λｃ＝4.3×102Δ＋0.8 （11） 従つて斜線で囲まれた範囲は と表わされる。
結局、光源の波長がλであるとき比屈折率差がΔであ
るフアイバを用いる場合には、遮断波長λｃは式（12）
を満足するように設計すればよいことがわかる。
るフアイバを用いる場合には、遮断波長λｃは式（12）
を満足するように設計すればよいことがわかる。
（発明の効果） 以上の説明により明らかなように、本発明のフアイバ
形偏光子は、小形、軽量であり、かつ他のフアイバとの
光結合をコネクタや融着接続によつて容易に達成できる
利点がある。
形偏光子は、小形、軽量であり、かつ他のフアイバとの
光結合をコネクタや融着接続によつて容易に達成できる
利点がある。
第１図は本発明の一実施例図、 第２図はPANDAフアイバの断面図、 第３図はPANDAフアイバの作製方法の説明図、 第４図はPANDAフアイバの各偏波の屈折率分布を示す
図、 第５図は曲がりフアイバによる放射損失を説明する図、 第６図は2R＝4.5cm,N＝４の場合のフアイバ偏光子の消
光比とｘ偏波の損失の波長依存性を示す図、 第７図は消光比20dB以上、損失1dB以下を満足する領域
を示す図、 第８図は従来のバルク形のグラン−トンプソン偏光子の
説明図である。 １……グラン−トンプソンプリズム ２……PANDAフアイバ、３……コア ４……クラツド、５……応力付与部 ６……コア ７……穴開けしたプリフオーム ８……応力付与母材、９……ヒータ 10……コア
図、 第５図は曲がりフアイバによる放射損失を説明する図、 第６図は2R＝4.5cm,N＝４の場合のフアイバ偏光子の消
光比とｘ偏波の損失の波長依存性を示す図、 第７図は消光比20dB以上、損失1dB以下を満足する領域
を示す図、 第８図は従来のバルク形のグラン−トンプソン偏光子の
説明図である。 １……グラン−トンプソンプリズム ２……PANDAフアイバ、３……コア ４……クラツド、５……応力付与部 ６……コア ７……穴開けしたプリフオーム ８……応力付与母材、９……ヒータ 10……コア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−189848（ＪＰ，Ａ) ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＬＥＴＴＥ ＲＳ Ｖｏｌ．19，Ｎｏ．17，ＰＰ. 679〜680
Claims (1)
- 【請求項１】PANDAファイバが、ドラムに巻回されたフ
ァイバ形偏光子であって、 前記PANDAファイバは、入射光の波長をλとして、前記P
ANDAファイバのコアとクラッドの比屈折率差Δ Δ＝（n1 2−n2 2）/2n1 2 に対して（ただし、n1及びn2は各々前記コア及び前記ク
ラッドの屈折率）、 前記PANDAファイバのガウス波形以外の電界分布を持つ
高次モードの群の遮断波長のうち最も長い遮断波長λｃ
が 4.3×102Δ＋0.18≦λ／λｃ≦4.3×102Δ＋0.8 なる条件を満足することを特徴とするファイバ形偏光
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60228299A JP2528094B2 (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | フアイバ形偏光子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60228299A JP2528094B2 (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | フアイバ形偏光子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6287906A JPS6287906A (ja) | 1987-04-22 |
| JP2528094B2 true JP2528094B2 (ja) | 1996-08-28 |
Family
ID=16874282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60228299A Expired - Lifetime JP2528094B2 (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | フアイバ形偏光子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2528094B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58189848A (ja) * | 1982-04-30 | 1983-11-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | フアイバ形光学ヘツド |
-
1985
- 1985-10-14 JP JP60228299A patent/JP2528094B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＬＥＴＴＥＲＳＶｏｌ．１９，Ｎｏ．１７，ＰＰ．６７９〜６８０ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6287906A (ja) | 1987-04-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |