JPH0350505A - 単一偏波光ファイバ - Google Patents
単一偏波光ファイバInfo
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- JPH0350505A JPH0350505A JP1184719A JP18471989A JPH0350505A JP H0350505 A JPH0350505 A JP H0350505A JP 1184719 A JP1184719 A JP 1184719A JP 18471989 A JP18471989 A JP 18471989A JP H0350505 A JPH0350505 A JP H0350505A
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- Japan
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- core
- refractive index
- cladding
- optical fiber
- clad
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- 230000010287 polarization Effects 0.000 title claims abstract description 21
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- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 22
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Landscapes
- 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】
く産業上の利用分野〉
本発明は、光ファイバ応用計測器やコヒーレント光伝送
方式等で要求される傷波を、その特性を保持したまま伝
送させる傷波保持ファイバであって、特に単一傷波面の
みが伝搬される波長帯を有する単一傷波光ファイバに関
する。
方式等で要求される傷波を、その特性を保持したまま伝
送させる傷波保持ファイバであって、特に単一傷波面の
みが伝搬される波長帯を有する単一傷波光ファイバに関
する。
く従来の技術〉
光通信技術の進展に伴い、現在、種々の装置に光ファイ
バが使用されている。その中で、各種通信装置に用いら
れている光ｍ積回路（光ＩＣ）では、光ファイバからの
出力が指定された方向の直線傷波であることが前提とさ
れ、また、各種の測定装置では、光ファイバを伝搬する
光が直Ｉ４Ｉ傷波であることが要求されていろ。そこで
、傷波面を保持したまま直！Ｓ傷波を伝搬させろ偏波保
持光ファイバが開発されていろ。
バが使用されている。その中で、各種通信装置に用いら
れている光ｍ積回路（光ＩＣ）では、光ファイバからの
出力が指定された方向の直線傷波であることが前提とさ
れ、また、各種の測定装置では、光ファイバを伝搬する
光が直Ｉ４Ｉ傷波であることが要求されていろ。そこで
、傷波面を保持したまま直！Ｓ傷波を伝搬させろ偏波保
持光ファイバが開発されていろ。
第５図及び第６図には、乙の偏波保持光ファイバの従来
の例を示してあり、第５図及び第６図はそれぞれ楕円コ
アファイバ５０及び非軸対称応力付与型ファイバ６０の
断面を示す。
の例を示してあり、第５図及び第６図はそれぞれ楕円コ
アファイバ５０及び非軸対称応力付与型ファイバ６０の
断面を示す。
第５図に示すように楕円コアファイバ５０では、コア５
１の断面が楕円形をしており、電界が長軸に平行（Ｘ軸
方向）な場合と、垂直（ｙ軸方向）な場合とで伝の定数
が異なり、これら２方向の間の複屈折率Ｂは、 Ｂｏｃ（楕円偏平率）×（比屈折率Δ）２という関係を
有する。但し、比屈折率Δはコア５１の屈折率ｎ１及び
クラッド５２の屈折率ｎ２により、 の式で表わされる。
１の断面が楕円形をしており、電界が長軸に平行（Ｘ軸
方向）な場合と、垂直（ｙ軸方向）な場合とで伝の定数
が異なり、これら２方向の間の複屈折率Ｂは、 Ｂｏｃ（楕円偏平率）×（比屈折率Δ）２という関係を
有する。但し、比屈折率Δはコア５１の屈折率ｎ１及び
クラッド５２の屈折率ｎ２により、 の式で表わされる。
したがって、楕円コアファイバ５０では、コア５１とク
ラツド５２との屈折率ｎ，，ｎ２並びにコア５１の楕円
偏平率を操作するととにより、高い複屈折率Ｂを得てｘ
，ｙ２方向の直交傷波に複屈折性を与え、これらのエネ
ルギー結合を抑制することができろ。
ラツド５２との屈折率ｎ，，ｎ２並びにコア５１の楕円
偏平率を操作するととにより、高い複屈折率Ｂを得てｘ
，ｙ２方向の直交傷波に複屈折性を与え、これらのエネ
ルギー結合を抑制することができろ。
一方、第６図に示す非軸対称応力付与型ファイバ６０で
は、コア６１の断面は円形であるが、クラッド６２中に
設けた一対の応力付与部材６３によってコア６１に一方
向（Ｘ軸方向）の応力が加えられており、これによって
コア６１の内部に歪が生じて本来は等方性の物体であっ
たコア６１が異方性となり、上記楕円コアファイバ５０
のコア５１と同様に高い複屈折率を得るものである。
は、コア６１の断面は円形であるが、クラッド６２中に
設けた一対の応力付与部材６３によってコア６１に一方
向（Ｘ軸方向）の応力が加えられており、これによって
コア６１の内部に歪が生じて本来は等方性の物体であっ
たコア６１が異方性となり、上記楕円コアファイバ５０
のコア５１と同様に高い複屈折率を得るものである。
乙のように従来の偏波保持ファイバは、縮退している２
つの直交傷波モードＨＥ，Ｌ”及びＨＥ１ｉＦに対して
複屈折性を与え、これらのモード間のエネルギー結合を
抑制することにより、唯一つの傷波面を保存するもので
あり、一般に複屈折ファイバと呼ばれている。
つの直交傷波モードＨＥ，Ｌ”及びＨＥ１ｉＦに対して
複屈折性を与え、これらのモード間のエネルギー結合を
抑制することにより、唯一つの傷波面を保存するもので
あり、一般に複屈折ファイバと呼ばれている。
く発明が解決しようとする課題〉
しかし、前述したような従来の複屈折率ファイバでは所
定の偏波が保存されると共に、この偏波とは直交する偏
波が速度，損失等で異なる状態ではあるが同時に伝搬さ
れる。したがって、かかる複屈折率ファイバを例えば測
定装置として適用するには、不必要な直交偏波成分を除
去して所定の偏波成分のみを抽出するための検光子等が
必要となるという問題がある。
定の偏波が保存されると共に、この偏波とは直交する偏
波が速度，損失等で異なる状態ではあるが同時に伝搬さ
れる。したがって、かかる複屈折率ファイバを例えば測
定装置として適用するには、不必要な直交偏波成分を除
去して所定の偏波成分のみを抽出するための検光子等が
必要となるという問題がある。
本発明はこのような事情に鑑み、受光側に検光子などの
所定偏波抽出手段を必要としないように、直交する２つ
の偏波モードのうち一方の偏波モードのみを伝搬させろ
単一個波光ファイバを提供することを目的とする。
所定偏波抽出手段を必要としないように、直交する２つ
の偏波モードのうち一方の偏波モードのみを伝搬させろ
単一個波光ファイバを提供することを目的とする。
く課題を解決するための手段〉
前記目的を達成する本発明にかかる単一偏波光ファイバ
は、コアと、このコアの外周に形成されて当該コアより
も低屈折率の第１クラッドと、この第１クラッドの外側
に形成されて当該第１クラッドよりも高屈折率であり且
つ前記コアの中心部よりも低屈折率であろ第２クラッド
とを備える光ファイバであって、前記第２クラッド中に
前記コアを軸と直交する方向に挾んで対向して配置され
当該コアに複屈折を与える応力付与部を有し、少なくと
もこの応力付与部と前記第２クラッドとの屈折率を一致
させたことを特徴とする。
は、コアと、このコアの外周に形成されて当該コアより
も低屈折率の第１クラッドと、この第１クラッドの外側
に形成されて当該第１クラッドよりも高屈折率であり且
つ前記コアの中心部よりも低屈折率であろ第２クラッド
とを備える光ファイバであって、前記第２クラッド中に
前記コアを軸と直交する方向に挾んで対向して配置され
当該コアに複屈折を与える応力付与部を有し、少なくと
もこの応力付与部と前記第２クラッドとの屈折率を一致
させたことを特徴とする。
上記構成を有する単一傷波保持光ファイバの一例の断面
及び屈折率分布を第１図及び第２図に示す。両図に示す
ようもと、中心から半径ａの部分のコア１１はｎ０の屈
折率を有し、その外側半径ｂまでの部分の第１クラッド
１２はｎ０より小さいｎ，の屈折率を有し、さらにその
外側の第２クラッド１３及びこの第２クラッド１３の中
に設けられた応力付与部１４ａ，１４ｂはｎ２の屈折率
を有しており、ｎ２はｎ０とｎ１の間の値となっている
。
及び屈折率分布を第１図及び第２図に示す。両図に示す
ようもと、中心から半径ａの部分のコア１１はｎ０の屈
折率を有し、その外側半径ｂまでの部分の第１クラッド
１２はｎ０より小さいｎ，の屈折率を有し、さらにその
外側の第２クラッド１３及びこの第２クラッド１３の中
に設けられた応力付与部１４ａ，１４ｂはｎ２の屈折率
を有しており、ｎ２はｎ０とｎ１の間の値となっている
。
乙のような屈折率分布を有する二重クラッド構造の単一
モードファイバでは、コア１１中の電磁界エネルギーが
内側の第１クラッド１２及び外側の第２クラッド１３に
漏れやすく、コア１１と第１クラッド１２との外径比ａ
／ｂ並びにコア１１．第１クラッド１２及び第２クラッ
ド１３の屈折率ｎ，， ｎ２， ｎ３間の比屈折率差に
より決まる波長においては、Ｈ Ｅ，，モードも漏れモ
ードになり、カットオフ状態となる。
モードファイバでは、コア１１中の電磁界エネルギーが
内側の第１クラッド１２及び外側の第２クラッド１３に
漏れやすく、コア１１と第１クラッド１２との外径比ａ
／ｂ並びにコア１１．第１クラッド１２及び第２クラッ
ド１３の屈折率ｎ，， ｎ２， ｎ３間の比屈折率差に
より決まる波長においては、Ｈ Ｅ，，モードも漏れモ
ードになり、カットオフ状態となる。
そして、かかる二重クラッド構造の単一モードファイバ
に応力付与部１４ａ，１４ｂを設けてコア１１に高い複
屈折性を持たせろと、直交する２つの個波モード、すな
わちＨ Ｅ，，モードとＨＥ Ｙモードとのうち、−
４の傷波モードはその伝搬定数がクラッドの伝搬定数よ
りも大きくなり伝搬可能であるが、他方の偏波モードは
その伝搬定数がクラッドの伝搬定数よりも小さいか等し
くなってカットオフ状態となるような波長域が存在する
ようになる。つまり、この波長域が単一掃波領域となる
。
に応力付与部１４ａ，１４ｂを設けてコア１１に高い複
屈折性を持たせろと、直交する２つの個波モード、すな
わちＨ Ｅ，，モードとＨＥ Ｙモードとのうち、−
４の傷波モードはその伝搬定数がクラッドの伝搬定数よ
りも大きくなり伝搬可能であるが、他方の偏波モードは
その伝搬定数がクラッドの伝搬定数よりも小さいか等し
くなってカットオフ状態となるような波長域が存在する
ようになる。つまり、この波長域が単一掃波領域となる
。
また、カットオフ波長は、クラッド部の屈折率分布に大
きく左右され、クラッド部に屈？率の段差等があると実
際のファイバのカットオフ波長が設計と異なることがあ
るが、本発明では第２クラッド１３と応力付与部１４ａ
，１４ｂとの屈折率を一致させているので、設計通りの
製造が可能となる。
きく左右され、クラッド部に屈？率の段差等があると実
際のファイバのカットオフ波長が設計と異なることがあ
るが、本発明では第２クラッド１３と応力付与部１４ａ
，１４ｂとの屈折率を一致させているので、設計通りの
製造が可能となる。
なお、本発明では、コア１１の屈折率ｎ０と応力付与部
１４ａ，１４ｂの屈折率ｎ２とはできろたけ近づけｔこ
方が望ましいが、コア１１の材料に純枠石英又は徴料の
添加物を加えて屈折率を下げろことにより製造が容易と
なる。
１４ａ，１４ｂの屈折率ｎ２とはできろたけ近づけｔこ
方が望ましいが、コア１１の材料に純枠石英又は徴料の
添加物を加えて屈折率を下げろことにより製造が容易と
なる。
く実 施 例〉
第１図に示す構成と同様の単一個波光ファイバを製造し
た。
た。
本実施例では、コア１１を屈折率１．４５８の純ＳＩ０
２ガラス、このコア１１の内包する第１クラッド１２を
屈折率１．４４７のＳ ｉ Ｏ２− Ｆガラス、第１ク
ラッド１２を内包する第２クラッド１３を屈折率１．４
５１のＳｉＯ■−Ｆガラス、コア１１を挾んで軸に直交
する方向両側に設けられた応力付与部１４ａ， １４ｂ
ｊｔＳｉｎ２−Ｂ，Ｏ，，ガラスで構成した。
２ガラス、このコア１１の内包する第１クラッド１２を
屈折率１．４４７のＳ ｉ Ｏ２− Ｆガラス、第１ク
ラッド１２を内包する第２クラッド１３を屈折率１．４
５１のＳｉＯ■−Ｆガラス、コア１１を挾んで軸に直交
する方向両側に設けられた応力付与部１４ａ， １４ｂ
ｊｔＳｉｎ２−Ｂ，Ｏ，，ガラスで構成した。
かかる単一偏波光ファイバを製造するには、第３図（ａ
ｌに示すように、まず、屈折率１，４５８，直径１。６
間の純Ｓｉｎ２ガラスＮ３１，屈折率１．４４７，直径
４．８ｍｍのＳ ｉ Ｏ２− Ｆガラス層３２，屈折率
１．４５１，直径４０＋ｗのＳｉＯ。一ＦガラスＩ？！
３３からなるガラスロッド３０をＶＡＤ法で形成する。
ｌに示すように、まず、屈折率１，４５８，直径１。６
間の純Ｓｉｎ２ガラスＮ３１，屈折率１．４４７，直径
４．８ｍｍのＳ ｉ Ｏ２− Ｆガラス層３２，屈折率
１．４５１，直径４０＋ｗのＳｉＯ。一ＦガラスＩ？！
３３からなるガラスロッド３０をＶＡＤ法で形成する。
そして、第３図（ｂｌに示すように、ガラスロッド３０
に、その断面において直径上で中心から９．４ｍの距離
の２点Ａ，Ｂをそれぞれ中心とする直径１１胴の孔３５
ａ ， ３５ｂを形成する。次いで、第３図（ｃｌに示
すように、これら孔３５ａ，３５ｂの両面を火炎研磨し
、さらに１０％濃度の硫酸液に３０分間漬けて洗浄した
後、これら孔３５ａ ， ３５ｂに、１５重五％のＢ２
０３を含む直径１０間のＳ ｉ Ｏ２− Ｂ２０，ガラ
スロッド３４ａ，３４ｂをそれぞれ挿入して光ファイバ
用母材とする。そして、この母材をカーボン抵抗炉を用
いて謳度約２０００℃，線引速度約３０ｍ／分で外径″
ｉ２５μｍに線引することにより、コア径が５μｍの偏
波保持ファイバを得た。
に、その断面において直径上で中心から９．４ｍの距離
の２点Ａ，Ｂをそれぞれ中心とする直径１１胴の孔３５
ａ ， ３５ｂを形成する。次いで、第３図（ｃｌに示
すように、これら孔３５ａ，３５ｂの両面を火炎研磨し
、さらに１０％濃度の硫酸液に３０分間漬けて洗浄した
後、これら孔３５ａ ， ３５ｂに、１５重五％のＢ２
０３を含む直径１０間のＳ ｉ Ｏ２− Ｂ２０，ガラ
スロッド３４ａ，３４ｂをそれぞれ挿入して光ファイバ
用母材とする。そして、この母材をカーボン抵抗炉を用
いて謳度約２０００℃，線引速度約３０ｍ／分で外径″
ｉ２５μｍに線引することにより、コア径が５μｍの偏
波保持ファイバを得た。
このようにして作成された偏波保持ファイバは、波長１
．３μｍに対する複屈折率Ｂが５ Ｘ １ ０−’であ
り、波長１，５５μｍに対するＨＥ，，ｘ％−ドの漏れ
損失が１． ０ ｄＢ／ｋｍ ｐＨ Ｅ，，ｙモードの
漏れ損失が２５．０ｄＢ／ｋｍであった。
．３μｍに対する複屈折率Ｂが５ Ｘ １ ０−’であ
り、波長１，５５μｍに対するＨＥ，，ｘ％−ドの漏れ
損失が１． ０ ｄＢ／ｋｍ ｐＨ Ｅ，，ｙモードの
漏れ損失が２５．０ｄＢ／ｋｍであった。
そして、この偏波保持ファイバは、第４図に示すような
損失波長特性を有している。
損失波長特性を有している。
このように、本実施例の傷波保持ファイバは、ＨＥ，，
Ｙモードの漏れ損失がＨＥ，，”モードに比べて明らか
に大きく、単一傷波光ファイバであることが判かろ。
Ｙモードの漏れ損失がＨＥ，，”モードに比べて明らか
に大きく、単一傷波光ファイバであることが判かろ。
く発明の効果〉
以上説明したように、本発明にかかる単一偏波光ファイ
バは、Ｈ Ｅ”，，モードとＨＥ’，，モードの何れか
一方がカットオフ状態となる波長域を有し、この波長域
において唯一の偏波モードのみを伝搬することができる
ので例えばファイバセンサに適用されると非常に感度を
高め、さらに受光側に検光子などの所定傷波抽出手段が
不必要となり、計測，光通信などの分野で非常に有用で
ある。
バは、Ｈ Ｅ”，，モードとＨＥ’，，モードの何れか
一方がカットオフ状態となる波長域を有し、この波長域
において唯一の偏波モードのみを伝搬することができる
ので例えばファイバセンサに適用されると非常に感度を
高め、さらに受光側に検光子などの所定傷波抽出手段が
不必要となり、計測，光通信などの分野で非常に有用で
ある。
また、本発明の単一傷波光ファイバでは、第２クラッド
内に設けた応力付与部と第２クラッドとの屈折率を一致
させることにより、単一掃波モードのみが伝搬する波長
域を設計通りに製造することが可能となる。
内に設けた応力付与部と第２クラッドとの屈折率を一致
させることにより、単一掃波モードのみが伝搬する波長
域を設計通りに製造することが可能となる。
第ｌｒＩ！Ｊは本発明にかかる単一備波光ファイバの一
例を示す断面図、第２図はその屈折率分布図、第３図（
ａｌ〜｛ｅ）は実施例にかかる単一偏波光ファイバの製
造工程を示す説明図、第４図は実施例にかかる単一傷波
光ファイバの損失波長特性を示すグラフ、第５図及び第
６図はそれぞれ従来技術にかかる偏波保持ファイバを示
す断面図である。 図面中、 １１はコア、 １２は第１クラッド、 １３は第２クラッド、 １４ｍ，１４ｂば応力付与部、 ３１は純Ｓｉｎ２ガラス層、 ３２はＳｉＯ２−Ｆガラス層、 ３３はＳ ｉ Ｏ２− Ｆガラス層、 ３４ ａ，３４ ｂはＳ ｉ Ｏ２−Ｂ２０，ガラスロ
ッ３５ａ，３５ｂは孔である。 ド、
例を示す断面図、第２図はその屈折率分布図、第３図（
ａｌ〜｛ｅ）は実施例にかかる単一偏波光ファイバの製
造工程を示す説明図、第４図は実施例にかかる単一傷波
光ファイバの損失波長特性を示すグラフ、第５図及び第
６図はそれぞれ従来技術にかかる偏波保持ファイバを示
す断面図である。 図面中、 １１はコア、 １２は第１クラッド、 １３は第２クラッド、 １４ｍ，１４ｂば応力付与部、 ３１は純Ｓｉｎ２ガラス層、 ３２はＳｉＯ２−Ｆガラス層、 ３３はＳ ｉ Ｏ２− Ｆガラス層、 ３４ ａ，３４ ｂはＳ ｉ Ｏ２−Ｂ２０，ガラスロ
ッ３５ａ，３５ｂは孔である。 ド、
Claims (2)
- （１）コアと、このコアの外周に形成されて当該コアよ
りも低屈折率の第１クラッドと、この第１クラッドの外
側に形成されて当該第１クラッドよりも高屈折率であり
且つ前記コアの中心部よりも低屈折率である第２クラッ
ドとを備える光ファイバであつて、 前記第２クラッド中に前記コアを軸と直交する方向に挾
んで対向して配置され当該コアに複屈折を与える応力付
与部を有し、少なくともこの応力付与部と前記第２クラ
ッドとの屈折率を一致させたことを特徴とする単一偏波
光ファイバ。 - （２）コアの材料は、添加物を含まない純粋石英又は屈
折率を小さくする作用を有する添加物を添加した石英で
ある請求項１記載の単一偏波光ファイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1184719A JPH0350505A (ja) | 1989-07-19 | 1989-07-19 | 単一偏波光ファイバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1184719A JPH0350505A (ja) | 1989-07-19 | 1989-07-19 | 単一偏波光ファイバ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0350505A true JPH0350505A (ja) | 1991-03-05 |
Family
ID=16158170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1184719A Pending JPH0350505A (ja) | 1989-07-19 | 1989-07-19 | 単一偏波光ファイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0350505A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5829768A (en) * | 1995-04-28 | 1998-11-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Arm and process for forging the same |
| WO2001002904A1 (fr) * | 1999-06-30 | 2001-01-11 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Fibre optique |
| KR20060108179A (ko) * | 2005-04-12 | 2006-10-17 | 현대자동차주식회사 | 레이디어스 로드 구조 |
-
1989
- 1989-07-19 JP JP1184719A patent/JPH0350505A/ja active Pending
Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| US5829768A (en) * | 1995-04-28 | 1998-11-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Arm and process for forging the same |
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