JPH01279211A - 偏波保持光ファイバ - Google Patents
偏波保持光ファイバInfo
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- JPH01279211A JPH01279211A JP63108799A JP10879988A JPH01279211A JP H01279211 A JPH01279211 A JP H01279211A JP 63108799 A JP63108799 A JP 63108799A JP 10879988 A JP10879988 A JP 10879988A JP H01279211 A JPH01279211 A JP H01279211A
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- base material
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- holes
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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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
未発ＩＩは偏波保持光ファイバに関するものである。
（従来技術）
従来の応力付与型の偏波保持光ファイバは第３図のよう
に１円形のクラッドＡの中央に１石英を主材料とする屯
−モード光ファイバ用ＩｆＪ材のコアＢが設けられ、そ
の両側にコアＢに対して引張応力を与える応力付与体Ｃ
が配置されている。この偏波保持光ファイバは通称ＰＡ
ＮＤＡ型ファイバと呼ばれている。
に１円形のクラッドＡの中央に１石英を主材料とする屯
−モード光ファイバ用ＩｆＪ材のコアＢが設けられ、そ
の両側にコアＢに対して引張応力を与える応力付与体Ｃ
が配置されている。この偏波保持光ファイバは通称ＰＡ
ＮＤＡ型ファイバと呼ばれている。
この偏波保持光ファイバのクラッドＡは通常は５１０２
を成分としてあり、コアＢは５１０２にＧ、０２がドー
プされて屈折率がＳｔ Ｏ？に比べて約０．３％高くな
っており、応力付与体ＣはＢ２Ｏ３のドーパントをドー
プしたｓ、ｏ７からなり且線膨張係数がクラッドＡより
も大きな材質よりなる。
を成分としてあり、コアＢは５１０２にＧ、０２がドー
プされて屈折率がＳｔ Ｏ？に比べて約０．３％高くな
っており、応力付与体ＣはＢ２Ｏ３のドーパントをドー
プしたｓ、ｏ７からなり且線膨張係数がクラッドＡより
も大きな材質よりなる。
この応力付４体Ｃは軟化温度がクラッドＡより低いため
、線引き時の冷却過程でクラッドＡより遅れて固化し、
又、前記したように大きな線膨張係数であるため、大き
な収縮力が１＠き、クラッドＡ内のコアＢを両心力付与
体Ｃの方向に引張る残留応力が残存する。この結果、コ
アＢの屈折率が応力付与一体Ｃの対向する主軸方向（Ｘ
軸方向）とそれと昨直な方向（Ｙ軸方向）とで異なると
いう、いわゆる複屈折性が生ずる。
、線引き時の冷却過程でクラッドＡより遅れて固化し、
又、前記したように大きな線膨張係数であるため、大き
な収縮力が１＠き、クラッドＡ内のコアＢを両心力付与
体Ｃの方向に引張る残留応力が残存する。この結果、コ
アＢの屈折率が応力付与一体Ｃの対向する主軸方向（Ｘ
軸方向）とそれと昨直な方向（Ｙ軸方向）とで異なると
いう、いわゆる複屈折性が生ずる。
複屈折型の偏波保持光ファイバはＸ軸、Ｙ軸方向に電界
が振動する二つの直線偏光を、夫々の偏波面（偏光の電
界の振動する而）を保存しながら伝帳することができる
。このような複屈折型の偏波保持光ファイバは一般に複
屈折が大きい程、偏波の保持滝力が高い、一方この複屈
折は偏波保持光ファイバの応力付１１体Ｃの大きさ、位
置、ドーパントＣ度と密接な関係があることが知られて
いる。
が振動する二つの直線偏光を、夫々の偏波面（偏光の電
界の振動する而）を保存しながら伝帳することができる
。このような複屈折型の偏波保持光ファイバは一般に複
屈折が大きい程、偏波の保持滝力が高い、一方この複屈
折は偏波保持光ファイバの応力付１１体Ｃの大きさ、位
置、ドーパントＣ度と密接な関係があることが知られて
いる。
また、偏波保持光ファイバの伝送損失は、応力付４体Ｃ
中のドーパン） （Ｉｈ Ｏ：ｌが代表的である）及び
水分による光吸収のため、応力付与体Ｃの位ｔがコアＢ
に近い程増加する。
中のドーパン） （Ｉｈ Ｏ：ｌが代表的である）及び
水分による光吸収のため、応力付与体Ｃの位ｔがコアＢ
に近い程増加する。
以−ヒのことから、第４図のようにコア径が２ａ、フィ
アパ径が２ｂ、応力付与体の直径がし、応力材り１体の
開き角が０、応力付与体のドーパントｅ度がρ、応応力
タケ一体間間隔が２γである場合、高ｈ１（折率でｆ【
低損失な偏波保持光ファイバの条件は以下の通りである
。
アパ径が２ｂ、応力付与体の直径がし、応力材り１体の
開き角が０、応力付与体のドーパントｅ度がρ、応応力
タケ一体間間隔が２γである場合、高ｈ１（折率でｆ【
低損失な偏波保持光ファイバの条件は以下の通りである
。
（Ａ）応力付与体の開き角度０が９０度であること。
（Ｂ）応力＋Ｊグ・体の直径ｔがクラッド半径すの０．
６〜０．７倍であること。
６〜０．７倍であること。
（Ｃ）応力付与体の位置がｒ／ａ＝３．３であること。
（Ｄ）応力旧与体のドーパン１度ができるだけ大きいこ
と。
と。
ところが、現在実用化されている通信用光ファイバの構
造パラメータ（クラッド径２ｂ＝１２５ＩＬｍφ、コア
比屈折率差Δ＝０．３％、カットオフ波長入ｃ＝１．２
ｇｍ）を満足するコア径２ａは約８７１ｍφ（２ａ＝
（２，４Ｑ５λｃ）／（τｎｙｔ））であり、前記（Ａ
）（Ｂ）（Ｃ）の３つの条件が同時に満足するためには
、応力付４休Ｃが第５図のように扇形でなければならな
いことが知られている。
造パラメータ（クラッド径２ｂ＝１２５ＩＬｍφ、コア
比屈折率差Δ＝０．３％、カットオフ波長入ｃ＝１．２
ｇｍ）を満足するコア径２ａは約８７１ｍφ（２ａ＝
（２，４Ｑ５λｃ）／（τｎｙｔ））であり、前記（Ａ
）（Ｂ）（Ｃ）の３つの条件が同時に満足するためには
、応力付４休Ｃが第５図のように扇形でなければならな
いことが知られている。
（従来技術の問題点）
しかし実際には次のような理由で円形の応力材Ｉｐ体し
か実用化されていない。
か実用化されていない。
（１）単一モード用母材のコアの両側に穴をあけるとき
、回転及び上下振動するｊＢ ｉ波ドリルを用いるため
、扇形でかつ長尺の穴をあけることができない。
、回転及び上下振動するｊＢ ｉ波ドリルを用いるため
、扇形でかつ長尺の穴をあけることができない。
（２）該穴に挿入する応力付与体体を穴と同一形状にし
、しかも該穴とのクリアランスをできるだけ小さくしな
いと、単一モード川母材と一体化するときに母材が変形
する。このため応力付与一体は通常、円柱形にせざるを
得ない。
、しかも該穴とのクリアランスをできるだけ小さくしな
いと、単一モード川母材と一体化するときに母材が変形
する。このため応力付与一体は通常、円柱形にせざるを
得ない。
（３）穴の内面及び応力付与体の外表面を鏡面状に研磨
する必要がある。これは一体止時に該穴との間で発泡す
ることを防ぐためである。このためには穴の内面、応力
付与体の外表面ともゆるやかな曲面でなければならない
。
する必要がある。これは一体止時に該穴との間で発泡す
ることを防ぐためである。このためには穴の内面、応力
付与体の外表面ともゆるやかな曲面でなければならない
。
このため従来は低損失で且高複屈折の偏波保持光ファイ
バは得られなかった。
バは得られなかった。
（発明の目的）
本発明の目的は低損失で■高複屈折の偏波保持光ファイ
バを実現することにあるや （問題点を解決するための手段） 未発ＩＪＪの偏波保持光ファイバのうち請求項第１のも
のは、第１図、第２図のように石英系ガラスを主材料と
する単一モード光ファイバ用母材ｌのコア２の両側に穴
３をあけ、この穴３に同ｍ材のクラッド４と比べて熱膨
儒係数の大きく異なるガラスを主材料とする応力付与体
５を挿入して一体化した後、同母材を加熱して線引きす
る基により得られる偏波保持光ファイバにおいて、前記
穴３の形状及び前記応力付与体５の形状が長円形である
ことを特徴とするものである。
バを実現することにあるや （問題点を解決するための手段） 未発ＩＪＪの偏波保持光ファイバのうち請求項第１のも
のは、第１図、第２図のように石英系ガラスを主材料と
する単一モード光ファイバ用母材ｌのコア２の両側に穴
３をあけ、この穴３に同ｍ材のクラッド４と比べて熱膨
儒係数の大きく異なるガラスを主材料とする応力付与体
５を挿入して一体化した後、同母材を加熱して線引きす
る基により得られる偏波保持光ファイバにおいて、前記
穴３の形状及び前記応力付与体５の形状が長円形である
ことを特徴とするものである。
本発明の偏波保持光ファイバのうち請求項第２のものは
、請求項第１の偏波保持光ファイバにおいて、応力付４
体５の材ネ１がＢ２０１ 、Ｇｅ Ｏ？、Ａ１７０３．
７１０２ 、Ｆ、Ｐｂ Ｏ２の少なくとも１種類のドー
パントを有する５１０２ガラスであることを特徴とする
ものである。
、請求項第１の偏波保持光ファイバにおいて、応力付４
体５の材ネ１がＢ２０１ 、Ｇｅ Ｏ？、Ａ１７０３．
７１０２ 、Ｆ、Ｐｂ Ｏ２の少なくとも１種類のドー
パントを有する５１０２ガラスであることを特徴とする
ものである。
（実施例１）
第１図に本発明の偏波保持光ファイバの一実施例を示す
、これは穴３の形状及び応力付与体５の形状が長円形で
あることを特徴とするものであり、次のようにして製作
されたものである。
、これは穴３の形状及び応力付与体５の形状が長円形で
あることを特徴とするものであり、次のようにして製作
されたものである。
ＶＡＤ法にて作成したΔ＝０．３％、コア径＝２ｍｍφ
、長さ６０ｃｍ、外径３１．２ｍｍφの弔−モード母材
を用、αし、これを長手方向に３等分し、このうち１本
の母材のコア２の両側で且ｒ／ａ＝３．３の位置に、大
きさが９ｍｍＸ１１ｍｍの長円形の穴３を二つあけ、こ
の穴３の内面を鏡面研磨した後、同大３に応力付与体５
を挿入する。この応力付与体５としてはＢ２Ｏ３がＣ度
１８ｍｏ１％ド〜プされた５１０２０ツドを、８．８ｎ
ｏｍＸ１０．８ｍｍの長円形の断面に加工し、その表面
を鏡面研磨したものを使用した。この応力材を体５を挿
入して母材と一体化してから、外径１２５ｇｍφ、長さ
５Ｋｍの偏波保持光ファイ／へに線引きしたものである
。
、長さ６０ｃｍ、外径３１．２ｍｍφの弔−モード母材
を用、αし、これを長手方向に３等分し、このうち１本
の母材のコア２の両側で且ｒ／ａ＝３．３の位置に、大
きさが９ｍｍＸ１１ｍｍの長円形の穴３を二つあけ、こ
の穴３の内面を鏡面研磨した後、同大３に応力付与体５
を挿入する。この応力付与体５としてはＢ２Ｏ３がＣ度
１８ｍｏ１％ド〜プされた５１０２０ツドを、８．８ｎ
ｏｍＸ１０．８ｍｍの長円形の断面に加工し、その表面
を鏡面研磨したものを使用した。この応力材を体５を挿
入して母材と一体化してから、外径１２５ｇｍφ、長さ
５Ｋｍの偏波保持光ファイ／へに線引きしたものである
。
次に比較のため、前記の三分割された母材のうち、他の
一本の母材を使用し、そのＪｊＪ材のコアの両側で且ｒ
／ａ＝３．３の位置に、内径９ｍｍφの円形（長円形で
はない）の穴を二つあけ、これを鏡面研磨した後、Ｂ２
Ｏ３が濃度１８ｍｏ１％濃度にドープされた５Ｉ０２０
ツドを、８．８ｍｍφの断面に加工し、その表面を鏡面
研磨してなる応力材ケ・体をこの穴に挿入し、母材と一
体化してから前記の場合と同様に外径１２５ｕＬｍφ、
長さ５Ｋｍの偏波保持光ファイバに線引きした。
一本の母材を使用し、そのＪｊＪ材のコアの両側で且ｒ
／ａ＝３．３の位置に、内径９ｍｍφの円形（長円形で
はない）の穴を二つあけ、これを鏡面研磨した後、Ｂ２
Ｏ３が濃度１８ｍｏ１％濃度にドープされた５Ｉ０２０
ツドを、８．８ｍｍφの断面に加工し、その表面を鏡面
研磨してなる応力材ケ・体をこの穴に挿入し、母材と一
体化してから前記の場合と同様に外径１２５ｕＬｍφ、
長さ５Ｋｍの偏波保持光ファイバに線引きした。
また前記の三分割された母材のうち残る一本の母材を使
用し、それを何ら加工することなくそのまま１２５牌口
φＸ５Ｋｍのファイバに線引きして通常の単一モード光
ファイバとした。
用し、それを何ら加工することなくそのまま１２５牌口
φＸ５Ｋｍのファイバに線引きして通常の単一モード光
ファイバとした。
この二本の偏波保持光ファイバの特性を測定したところ
、曲者の応力付怪体開き角０は９０度であり、後者のそ
れは７０度であった。伝送損失はいずれも波長１．３ｐ
ｍで０．４ｄＢ／ｋｍ、１．５５ｕＬｍで０．２５ｃｌ
Ｂ／ｋｍと低損失であった。又、Ｌ、１１Ｍモードのカ
ットオフ波長はいずれも１．２１ｇｍであった。波長１
．３終ｍでの複屈折を測定したところ、前者のファイバ
は９Ｘ１０−４であり後者は７Ｘ１０１であった。
、曲者の応力付怪体開き角０は９０度であり、後者のそ
れは７０度であった。伝送損失はいずれも波長１．３ｐ
ｍで０．４ｄＢ／ｋｍ、１．５５ｕＬｍで０．２５ｃｌ
Ｂ／ｋｍと低損失であった。又、Ｌ、１１Ｍモードのカ
ットオフ波長はいずれも１．２１ｇｍであった。波長１
．３終ｍでの複屈折を測定したところ、前者のファイバ
は９Ｘ１０−４であり後者は７Ｘ１０１であった。
又、通常の単一モード光ファイバの伝送損失は波ｉ１．
３ｇｍで０．３６ｄＢ／ｋｍ、波長１．５５ｐｍで０．
２０ｄＢ／ｋｍ、カットオフ波長は１．２５ｇｍであっ
た。こ、の結果から、偏波保持光ファイバ化することに
より過剰損失は１．３ｇｍで０．０４ｄＢ／ｋｍ、１．
５５μｍで０．０５ｄＢ／ｋｍと小さいことがわかった
。
３ｇｍで０．３６ｄＢ／ｋｍ、波長１．５５ｐｍで０．
２０ｄＢ／ｋｍ、カットオフ波長は１．２５ｇｍであっ
た。こ、の結果から、偏波保持光ファイバ化することに
より過剰損失は１．３ｇｍで０．０４ｄＢ／ｋｍ、１．
５５μｍで０．０５ｄＢ／ｋｍと小さいことがわかった
。
以」二のように応力付与体５の形状を長円化することに
より、低損大孔高複屈折の偏波保持光ファイバが得られ
た。
より、低損大孔高複屈折の偏波保持光ファイバが得られ
た。
なお本例に用いた応力付与体５の材料としてはＡｌ７０
３ 、Ｔ＋ ０２ 、Ｂ２０３．Ｇｅ ０２ その他の
ドーパントを有する高熱膨張係数を有するものである。
３ 、Ｔ＋ ０２ 、Ｂ２０３．Ｇｅ ０２ その他の
ドーパントを有する高熱膨張係数を有するものである。
（実施例２）
第２図は本発明の偏波保持光ファイバの他の実施例であ
る。これはコア径２．５ｍｍφ、外径３１．２ｍｍφ、
コア比屈折率差０．３％の母材１に、幅８．５ｍｍで且
長手方向両端が内側に湾曲する穴３をその開き角Ｏが９
０度となるように二つあけ、その後、実施例１と同様に
その穴３にそれと同一形状で且クリアランスがＯ，１ｍ
ｍの応力付与体５を挿入して一体化した後、線引きして
外径１２５ｇｍφのファイバを得た。
る。これはコア径２．５ｍｍφ、外径３１．２ｍｍφ、
コア比屈折率差０．３％の母材１に、幅８．５ｍｍで且
長手方向両端が内側に湾曲する穴３をその開き角Ｏが９
０度となるように二つあけ、その後、実施例１と同様に
その穴３にそれと同一形状で且クリアランスがＯ，１ｍ
ｍの応力付与体５を挿入して一体化した後、線引きして
外径１２５ｇｍφのファイバを得た。
この偏波保持光ファイバはカー／ トオフ波長が１．５
＃Ｌｍ、波長１．５５ｐｍでの損失が０．２２ｄＢ／ｋ
ｍと低損失であった。また複屈折は波ｉ１．５５ｐｍで
８Ｘ１０−４と大きがった。
＃Ｌｍ、波長１．５５ｐｍでの損失が０．２２ｄＢ／ｋ
ｍと低損失であった。また複屈折は波ｉ１．５５ｐｍで
８Ｘ１０−４と大きがった。
なお近年は、光ファイバの最低伝送損失帯である１、５
５ｕＬｍでの伝送を主眼において、上記のようにカット
オフ波長が１．５５μｍ近くである光ファイバが注「１
されている。このような光ファイバではコア径がその分
大きくなり、偏波保持光ファイバ化すると、断面が円形
である従来の応力付与体５の場合は、その開き角θがｉ
２図のように６４度となり、かなり小さくなるが、末完
Ｉ１１ではカー、トオフ波長が１．．５５ｇｍの場合で
も開き角θが第２図のように９０度にできる。
５ｕＬｍでの伝送を主眼において、上記のようにカット
オフ波長が１．５５μｍ近くである光ファイバが注「１
されている。このような光ファイバではコア径がその分
大きくなり、偏波保持光ファイバ化すると、断面が円形
である従来の応力付与体５の場合は、その開き角θがｉ
２図のように６４度となり、かなり小さくなるが、末完
Ｉ１１ではカー、トオフ波長が１．．５５ｇｍの場合で
も開き角θが第２図のように９０度にできる。
（発明の効果）
本発明の偏波保持光ファイバは次のような効果がある。
（１）穴３とそれに挿入される応力付与体５の断面形状
が長円化されているので、開き角θを９０度にすること
が可使であり、低損大孔高複屈折の偏波保持光ファイバ
となる。
が長円化されているので、開き角θを９０度にすること
が可使であり、低損大孔高複屈折の偏波保持光ファイバ
となる。
第１図、第２図は本発明の偏波保持光ファイバの異なる
例の縦断面図、第３図は従来のＰＡＮＤＡ型偏波保持光
ファイバの説明図、第４図は同光ファイバのパラメータ
の説明図、第５図は理想的なＰＡＮＤＡ型偏波保持光フ
ァイバの説明図である。 ■は光ファイバ用母材 ２はコア ３は穴 ４はクラッド ５は応力付与体
例の縦断面図、第３図は従来のＰＡＮＤＡ型偏波保持光
ファイバの説明図、第４図は同光ファイバのパラメータ
の説明図、第５図は理想的なＰＡＮＤＡ型偏波保持光フ
ァイバの説明図である。 ■は光ファイバ用母材 ２はコア ３は穴 ４はクラッド ５は応力付与体
Claims (2)
- （１）石英系ガラスを主材料とする単一モード光ファイ
バ用母材１のコア２の両側に穴３をあけ、この穴３に同
母材のクラッド４と比べて熱膨張係数の大きく異なるガ
ラスを主材料とする応力付与体５を挿入して一体化した
後、同母材を加熱して線引きする事によって得られる偏
波保持光ファイバにおいて、前記穴３の形状及び前記応
力付与体５の形状が長円形であることを特徴とする偏波
保持光ファイバ。 - （２）請求項第１において、応力付与体５の材料がＢ＿
２Ｏ＿３、ＧｅＯ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＴｉＯ＿２、
Ｆ、ＰｂＯ＿２の少なくとも１種類のドーパントを有す
るＳｉＯ＿２ガラスであることを特徴とする偏波保持光
ファイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63108799A JPH01279211A (ja) | 1988-04-30 | 1988-04-30 | 偏波保持光ファイバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63108799A JPH01279211A (ja) | 1988-04-30 | 1988-04-30 | 偏波保持光ファイバ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01279211A true JPH01279211A (ja) | 1989-11-09 |
Family
ID=14493776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63108799A Pending JPH01279211A (ja) | 1988-04-30 | 1988-04-30 | 偏波保持光ファイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01279211A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001244535A (ja) * | 2000-02-29 | 2001-09-07 | Fujikura Ltd | 偏波保持光増幅用ファイバ |
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| CN103253860A (zh) * | 2012-11-15 | 2013-08-21 | 北京一轻研究院 | 一种椭圆应力区型保偏光纤的制造方法 |
-
1988
- 1988-04-30 JP JP63108799A patent/JPH01279211A/ja active Pending
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