JPH06129865A - Single-mode fiber type depolarizer and manufacture thereof and optical fiber gyro - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To reduce the cost of materials and simplify a manufacturing method by twisting by a predetermined angle the winding part of small diameter on which single- mode fibers are wound with tensile forces being applied to the predetermined number of bobbins. CONSTITUTION:Single-mode fibers are wound on two bobbins so as to make a single layer or a plurality of layers with tensile forces being applied thereto to form two winding parts of small diameter, which are different from each other in the number of windings and diameter. After wound, two winding parts of small diameter are twisted at angles of 45 deg. to 49 deg. in consideration of rotatory polarization due to the twisting of fibers. Thus, since tensile forces are applied thereto, an internal stress is increased to increase birefringence. In comparison with the case where two optical fibers for supporting the plane of polarization are jointed together, the cost of materials can be reduced because the increase of birefringence is utilized. Also, since the single- mode fibers are used for the optical path of the optical fiber gyro and the construction may be made on the way, the connection becomes unnecessary and the making becomes easy. The twisting at 45 deg. to 49 deg. can be finely adjusted by only twisting a series of fibers with the rotation of the plane of polarization being observed through the linear polarization, the manufacture thereof can be made easy in this respect.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、光ファイバジャイロ
などの光学系に用いられるデポラライザに関する。特に
材料コストが低く製法が簡単なデポラライザを提供する
ことが目的である。デポラライザというのは、直線偏
光、楕円偏光、円偏光等の偏光を持つ光を無偏光にする
光学部品である。無偏光といっても光には必ず偏波面が
あるのであって偏波面を消失させるものではない。偏光
方向を回転方向に等確率にするということを無偏光とい
うのである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a depolarizer used in an optical system such as an optical fiber gyro. In particular, it is an object to provide a depolarizer having a low material cost and a simple manufacturing method. A depolarizer is an optical component that depolarizes linearly polarized light, elliptically polarized light, circularly polarized light, or other polarized light. Even though it is called non-polarized light, light always has a plane of polarization, and does not eliminate the plane of polarization. Making the polarization direction equal to the rotation direction has the same probability as non-polarization.

【０００２】[0002]

【従来の技術】デポラライザ自体は古くから知られた光
学部品である。Ｌｙｏｔデポラライザというのが最も良
く知られている。これは複屈折性を持ち２：１の厚みの
光学結晶２枚を主軸が４５度食い違うようにこれら主軸
と直角の方向に張り合わせたものである。つまり複屈折
性の軸をｘ、ｙとするとｚ方向に２枚の複屈折性結晶を
張り合わせる。また異常光線、常光線の実効的光路長の
差が光源の可干渉長より長くなるように結晶の厚みを決
めている。2. Description of the Related Art The depolarizer itself is an optical component that has been known for a long time. The Lyot depolarizer is best known. This is obtained by laminating two optical crystals having birefringence and having a thickness of 2: 1 in a direction perpendicular to the principal axes so that the principal axes are staggered by 45 degrees. That is, assuming that the axes of birefringence are x and y, two birefringent crystals are stuck together in the z direction. The crystal thickness is determined so that the difference in effective optical path length between the extraordinary ray and the ordinary ray is longer than the coherence length of the light source.

【０００３】原理を簡単に説明する。直線偏光を例に取
る。これは楕円偏光や円偏光に拡張することができる。
始めの複屈折性結晶をＱ₁ とし、次の複屈折性結晶をＱ
₂ とする。光の偏波面と、Ｑ₁ の複屈折性の主軸のなす
角をΘとし、光の成分は、sin Θとcos Θに分けられ
る。これが４５度の角をなすＱ₂ に入るので、それぞれ
の主軸方向に偏波面を持つ光の強度は、sin Θcos ４５
°とcos Θsin ４５°の和、sin Θsin ４５°とcos Θ
cos ４５°の和ということになる。The principle will be briefly described. Take linearly polarized light as an example. This can be extended to elliptically polarized light and circularly polarized light.
Let the first birefringent crystal be Q ₁ and the next birefringent crystal be Q _1.
Set to ₂ . The angle between the plane of polarization of light and the principal axis of birefringence of Q ₁ is Θ, and the light component is divided into sin Θ and cos Θ. Since this enters Q ₂ forming an angle of 45 degrees, the intensity of light having a polarization plane in each principal axis direction is sin Θcos 45
The sum of ° and cos Θ sin 45 °, sin Θsin 45 ° and cos Θ
It means the sum of cos 45 °.

【０００４】光のパワ−はこれら和の２乗である。しか
し複屈折性結晶の厚みが十分に厚くて、異常光線と常光
線の光路長差が可干渉長以上であるから、和の２乗を計
算するときに交差項が０になる。このために、それぞれ
の主軸に偏波面を持つ光のパワ−はいつも等しいという
ことになる。これが任意の偏波面を持つ直線偏光につい
て成り立つから、楕円偏光や円偏光についても成り立
つ。The power of light is the square of these sums. However, since the birefringent crystal is thick enough and the optical path length difference between the extraordinary ray and the ordinary ray is not less than the coherence length, the cross term becomes 0 when the square of the sum is calculated. For this reason, the power of light having a plane of polarization on each principal axis is always the same. Since this holds true for linearly polarized light having an arbitrary plane of polarization, it holds true for elliptically polarized light and circularly polarized light.

【０００５】光ファイバジャイロは角速度を求めるセン
サである。光ファイバをコイル状に多数回巻き回したフ
ァイバコイルの中を光が伝搬する時、ファイバコイルの
角速度が左廻り光右廻り光の位相差に比例することを利
用する。位相差は受光素子での右廻り光左廻り光の干渉
光の強度として求められる。干渉光の強度が安定するた
めには両方の光の偏波面が一致している必要がある。偏
波面が変動するとこれにより干渉光強度が変動するから
である。The optical fiber gyro is a sensor for determining the angular velocity. When light propagates through a fiber coil formed by winding an optical fiber in a coil shape many times, the fact that the angular velocity of the fiber coil is proportional to the phase difference between the left-handed light and the right-handed light is used. The phase difference is obtained as the intensity of the interference light of the clockwise light and the counterclockwise light in the light receiving element. In order for the intensity of the interference light to be stable, the polarization planes of both lights must match. This is because if the plane of polarization changes, the intensity of the interference light changes accordingly.

【０００６】そこで光ファイバジャイロでは、右廻り光
と左廻り光の偏波面の違いによる干渉光強度の変動を防
止するために、光を分岐する前の光路に偏光子を入れて
いる。これによって光の偏波面を１方向に固定し、左廻
り光右廻り光の偏波面を一致させるのである。Therefore, in the optical fiber gyro, in order to prevent the fluctuation of the interference light intensity due to the difference in the polarization plane of the clockwise light and the counterclockwise light, a polarizer is inserted in the optical path before the light is branched. As a result, the polarization plane of the light is fixed in one direction, and the polarization planes of the left-handed light and the right-handed light are matched.

【０００７】ファイバコイルをシングルモ−ドファイバ
で構成するときは、fadingを防止するためにファイバコ
イルの近くにデポラライザを入れる必要がある。偏光子
を挿入すると、ファイバコイルで偏波面が回転して偏光
子の透過軸と垂直になる場合がある。この場合光は偏光
子を通過できない。これを防ぎとにかく光量の半分が偏
光子を透過できるようにするためにデポラライザを挿入
して無偏光にするのである。デポラライザとしては複屈
折性結晶を用いるＬｙｏｔのデポラライザは材料コスト
が高く嵩ばるので、実際に光ファイバジャイロには利用
し難い。When the fiber coil is composed of a single mode fiber, it is necessary to insert a depolarizer near the fiber coil in order to prevent fading. When the polarizer is inserted, the plane of polarization may be rotated by the fiber coil and may be perpendicular to the transmission axis of the polarizer. In this case light cannot pass through the polarizer. In order to prevent this and to allow half of the light quantity to pass through the polarizer, a depolarizer is inserted to make it non-polarized. The Lyot depolarizer, which uses a birefringent crystal as the depolarizer, is high in material cost and bulky, so that it is difficult to actually use it for an optical fiber gyro.

【０００８】そこで例えば複屈折性光ファイバ２本を主
軸が４５°捩じれた状態で接合してファイバ型のデポラ
ライザが提案される。図４にこれを示す。２本の複屈折
性ファイバは、偏波状態をモニタしながら角度合わせを
行い融着接続をする。これ自体難しい作業である。しか
も複屈折性（偏波面保存光ファイバ）ファイバは高価で
ある。またその他の部分はシングルモ−ドファイバであ
るから、デポラライザとその他のファイバ部分を融着接
続しなければならない。Therefore, for example, a fiber type depolarizer is proposed in which two birefringent optical fibers are joined in a state where the main axis is twisted by 45 °. This is shown in FIG. The two birefringent fibers are fused and spliced by matching the angles while monitoring the polarization state. This is a difficult task in itself. Moreover, the birefringent (polarization maintaining optical fiber) fiber is expensive. Since the other portion is a single mode fiber, the depolarizer and the other fiber portion must be fusion-spliced.

【０００９】図５に光ファイバジャイロの全体の構成を
示す。ここで×印が融着接続点である。デポラライザと
記した中間点の接続点は先述の複屈折性ファイバ同士の
接続点（２箇所）、左右の接続点が複屈折性ファイバと
シングルモ−ドファイバの接続点（４箇所）である。こ
のように接続点が多いので、製作のための工数も多くな
る。FIG. 5 shows the overall structure of the optical fiber gyro. Here, the X mark is the fusion splicing point. The connection points at the intermediate points described as depolarizers are the connection points between the birefringent fibers described above (two locations), and the left and right connection points are the connection points between the birefringent fibers and the single mode fibers (four locations). Since there are many connection points in this way, the number of man-hours for manufacturing also increases.

【００１０】このような難点を解決するために、特開昭
６３−１０６５１９はシングルモ−ドファイバだけでデ
ポラライザを構成するものを提案している。これはシン
グルモ−ドファイバを小さい半径のコイル状に巻くと、
偏波面がコイル面方向の光と、偏波面が軸方向の光につ
いて屈折率が異なることを利用するものである。これは
ファイバを曲げると、曲率に比例した応力が発生し、こ
の応力がポッケルス係数の異方性を通じて屈折率に変化
を引き起こすからである。In order to solve such a problem, Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-106519 proposes a depolarizer composed of only a single mode fiber. This is because if you wind a single mode fiber into a coil with a small radius,
This utilizes the fact that the light whose polarization plane is in the coil plane direction and the light whose polarization plane is in the axial direction have different refractive indices. This is because when the fiber is bent, a stress proportional to the curvature is generated, and this stress causes a change in the refractive index through the anisotropy of the Pockels coefficient.

【００１１】しかしファイバは細くて曲げによって発生
する応力は小さく、当然複屈折性も小さい。応力を大き
くするために曲げ半径を著しく小さくする必要がある。
これは例えば、半径が２．３ｍｍであるようにコイル状
にシングルモ−ドファイバを曲げる。この場合第１のコ
イルの巻き数を２１回、第２のコイルの巻き数を４２回
としており、この巻き数で偏波面の異なる光の光路長差
は第１のコイルで３０．３μｍ、第２のコイルで６０．
６μｍであり、可干渉長が２５μｍの光源を用いた時前
記の条件が満足されうると述べている。However, the fiber is thin and the stress generated by bending is small, and naturally the birefringence is also small. It is necessary to make the bending radius extremely small in order to increase the stress.
This bends a single mode fiber into a coil, for example, so that the radius is 2.3 mm. In this case, the number of turns of the first coil is 21 and the number of turns of the second coil is 42. With this number of turns, the optical path length difference of light having different polarization planes is 30.3 μm in the first coil, 60 with 2 coils.
The above condition can be satisfied when a light source having a coherence length of 6 μm and a coherence length of 25 μm is used.

【００１２】このようにシングルモ−ドファイバを用い
て複屈折性を得ようとする試みがなされるが、いずれも
コイル状に巻くときの曲げ半径をかなり小さくしなけれ
ばならない。曲げ半径が小さいものは作り難いしまた破
断し易い。曲げ半径がより大きいものの方が好都合であ
る。As described above, attempts have been made to obtain birefringence by using a single mode fiber, but in both cases, the bending radius when wound in a coil shape must be made quite small. Those with a small bending radius are difficult to make and easily break. Larger bend radii are more convenient.

【００１３】[0013]

【発明が解決しようとする課題】複屈折性結晶を用いた
デポラライザは材料が単結晶の複屈折性材料であり材料
コストが高い。複屈折性ファイバを２本接続したもの
は、A depolarizer using a birefringent crystal is a single crystal birefringent material and has a high material cost. The one that connects two birefringent fibers is

【００１４】ファイバそのものが高価である。The fiber itself is expensive.

【００１５】２本のファイバの主軸は４５°傾けて接
続する必要がある。しかし複屈折性ファイバの接続は通
常のファイバの融着接続器ではできない。また専用の装
置を用いても通常の接続に比べて非常に長い加工時間を
必要とする。It is necessary to connect the main axes of the two fibers at an angle of 45 °. However, splicing of birefringent fibers is not possible with ordinary fiber fusion splicers. Moreover, even if a dedicated device is used, a much longer processing time is required as compared with normal connection.

【００１６】融着接続点が増えるために光学系全体で
の光のロスが著しく増加する。接続点が多いので、工数
が増え、信頼性が低下する。Since the number of fusion splicing points increases, the loss of light in the entire optical system significantly increases. Since there are many connection points, man-hours increase and reliability decreases.

【００１７】特開昭６３−１０６５１９のデポラライザ
はこのような欠点は無いが、代わりに次の難点がある。 光ファイバを２〜３ｍｍの直径のコイルに曲げる必要
がある。破断強度，曲げロスの点から問題が多い。 ２つの小径コイルの相互の角度を４５°としている
が、ファイバを捻じることによる旋光性を考慮していな
い。The depolarizer of Japanese Patent Laid-Open No. 63-106519 does not have such a defect, but instead has the following drawbacks. It is necessary to bend the optical fiber into a coil with a diameter of 2-3 mm. There are many problems in terms of breaking strength and bending loss. The mutual angle of the two small-diameter coils is 45 °, but the optical rotatory power by twisting the fiber is not taken into consideration.

【００１８】本発明はシングルモ−ドファイバを用いて
デポラライザを製作しようとするものである。目的は、
コイルの半径をあまり小さくしないようにすること、フ
ァイバの捻じりに因る旋光性の問題を解決することなど
である。The present invention is intended to manufacture a depolarizer using a single mode fiber. My goal is,
Do not make the coil radius too small, and solve the problem of optical rotatory property due to the twist of the fiber.

【００１９】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明のデポラライザは
シングルモ−ドファイバを２つのボビンに張力を掛けな
がら捻じれないように巻き付けて２つの小径巻線部を作
り、これらの中間でファイバをを４５°〜４９°捻じっ
たものである。張力を掛けて巻き付けボビンに巻いた状
態でも張力を維持している。この点でファイバが自由で
ある特開昭６３−１０６５１９号とは著しく異なる。SUMMARY OF THE INVENTION In the depolarizer of the present invention, a single mode fiber is wound around two bobbins so as not to be twisted while being tensioned to form two small-diameter winding portions, and a fiber is formed in the middle between them. It is twisted by ° to 49 degrees. Tension is maintained and the tension is maintained even when wound on a bobbin. This point is significantly different from JP-A-63-106519 in which the fiber is free.

【００２０】また４５°捻じるのではなく４５°〜４９
°捻じるのである。さらに本発明ではボビンに微小な突
起を設けておきここでファイバが大きい曲率で曲がるよ
うにする。応力が集中するので複屈折性が高揚する。Further, instead of twisting at 45 °, 45 ° to 49
° Twist. Further, in the present invention, the bobbin is provided with a minute protrusion so that the fiber bends with a large curvature. Birefringence is enhanced because stress is concentrated.

【００２１】[0021]

【作用】図１は本発明のデポラライザの原理図を示す。
シングルモ−ドファイバをコイル状に巻いた小径巻線部
がふたつある。これらは巻き数、半径などが違う。また
ボビンの周囲に張力を掛けながら巻いたものである。残
留張力がある。これがひとつの大きい特徴である。ここ
では巻線の芯になるものを図示を略しているが実際には
巻線の芯がある。どのようなものでも良いのであるがこ
こでは総称してボビンと呼んでいる。残留張力を維持す
るためにボビンを用いているのである。また二つの小径
巻線部のなす角が４５°ではなく、４５°〜４９°であ
る。FIG. 1 shows the principle of the depolarizer of the present invention.
There are two small-diameter windings made by winding a single mode fiber into a coil. These have different numbers of turns and radii. The bobbin is wound around the bobbin while applying tension. There is residual tension. This is one big feature. Although the core of the winding is not shown here, the core of the winding is actually used. Anything may be used, but it is generically called a bobbin here. The bobbin is used to maintain the residual tension. Further, the angle formed by the two small-diameter winding portions is not 45 ° but 45 ° to 49 °.

【００２２】製造方法であるが、図２の（ａ）に示すよ
うに先ず、二つの連続する小径巻線部を同一平面上にあ
るボビンに巻き回す。この際ファイバを捻じらないよう
にしなければない。これは同一方向に巻線するので最も
簡単なのである。このように巻線した後、図２（ｂ）に
示すように、二つの小径巻線部を４５°〜４９°捻じ
る。この時中間部のファイバがそれだけの角度だけ捩じ
れるということに注意すべきである。Although it is a manufacturing method, as shown in FIG. 2A, first, two continuous small diameter winding portions are wound around a bobbin on the same plane. At this time, the fiber must be twisted. This is the simplest because it winds in the same direction. After winding in this way, as shown in FIG. 2B, the two small-diameter winding portions are twisted by 45 ° to 49 °. It should be noted that the fiber in the middle section is twisted at that angle.

【００２３】このようにすると二つの小径巻線部は複屈
折性素子として機能し、これが４５°〜４９°の角度で
捩じれているのでデポラライザとして機能する。これだ
けでなく突起を作りこの上にファイバを張力を掛けなが
ら巻き回すようにすると一層効果的である。By doing so, the two small-diameter winding portions function as a birefringent element, and since they are twisted at an angle of 45 ° to 49 °, they function as a depolarizer. In addition to this, it is more effective to form a protrusion and wind the fiber on this while applying tension.

【００２４】二つの小径巻線部よりなる素子はデポララ
イザとして用いることが出来る。図３に光ファイバジャ
イロの概略の構成を示す。長方形で囲んだ３つの位置の
何れの位置に用いても良い。１は光源と第１のカップラ
の間である。２は第１カップラと、偏光子の間である。
３は第２のカップラとファイバコイルの間である。いず
れか１箇所または２，３箇所にデポラライザを設ける。
これらの箇所にデポラライザを設けるということは公知
である。An element composed of two small-diameter winding portions can be used as a depolarizer. FIG. 3 shows a schematic configuration of the optical fiber gyro. It may be used at any of the three positions surrounded by the rectangle. 1 is between the light source and the first coupler. 2 is between the first coupler and the polarizer.
3 is between the second coupler and the fiber coil. A depolarizer is provided at any one location or at a few locations.
It is known to provide depolarizers at these locations.

【００２５】特開昭６３−１０６５１９も二つの小径巻
線部を作るためにはボビンを用いるのであるが、これは
しかしファイバに張力を掛けずに巻いている。ために非
常に小径の巻線部を作らなくてはならない。本発明は張
力を掛けながら巻線し大きい残留応力を発生させるので
直径のやや大きい無理のない巻線部で十分である。Japanese Patent Laid-Open No. 63-106519 also uses a bobbin to make the two small diameter windings, but it winds the fiber without tension. For this reason, a very small diameter winding section must be made. In the present invention, since a large residual stress is generated by winding while applying tension, a reasonably large diameter winding portion is sufficient.

【００２６】この点は簡単には理解できないので詳しく
説明する。図６はファイバを半径Ｒの円弧状に巻いた状
態を示す。これは内周部が自由で特開昭６３−１０６５
１９に対応している。半径方向の座標はｒであるが、ｒ
はファイバの半径に用いるのでここでは、ある一定方向
を指定して半径方向の座標としてｘを取る。接線方向の
座標をｚとする、紙面に直角の方向をｙ方向とする。フ
ァイバの中心線からの半径方向の変位をｘとする、中心
線での半径をＲとする。任意の点での曲率半径はＲ＋ｘ
となる。ｘの変域は−ｒから＋ｒである。Since this point cannot be easily understood, it will be described in detail. FIG. 6 shows a state in which the fiber is wound in an arc shape having a radius R. This is free in the inner peripheral portion, and is disclosed in JP-A-63-1065.
It corresponds to 19. The radial coordinate is r, but r
Since is used for the radius of the fiber, a certain fixed direction is designated and x is taken as the coordinate in the radial direction. The coordinate in the tangential direction is z, and the direction perpendicular to the paper surface is the y direction. Let R be the radius at the center line, where x is the radial displacement from the center line of the fiber. The radius of curvature at any point is R + x
Becomes The range of x is −r to + r.

【００２７】ファイバ内部でのｙｚ面、ｚｘ面、ｘｙ面
を介して隣接領域間で働く応力をσ_x 、σ_y 、σ_z とす
る。ｚ方向の応力は曲げられた物体の応力として良く知
られており、歪みが（ｘ／Ｒ）であることから、ヤング
率をＥとしてThe stresses acting between adjacent regions via the yz, zx, and xy planes inside the fiber are σ _x , σ _y , and σ _z . The stress in the z direction is well known as the stress of a bent object, and the strain is (x / R).

【００２８】 σ_z ＝Ｅｘ／Ｒ （１）Σ _z = Ex / R (1)

【００２９】ｙ方向の応力は低次（（ｒ／Ｒ）の摂動展
開に関して）の範囲では０である。The stress in the y direction is 0 in the low order (with respect to the perturbation expansion of (r / R)).

【００３０】 σ_y ＝０ （２）Σ _y = 0 (2)

【００３１】ｘ方向の応力はｚ方向の応力のため圧縮応
力が発生することに因る。σ_x はｘ座標に依存するので
σ_x （ｘ）のように書く。微小部分（中心角をΔΘとす
る）の釣り合いの関係から、The stress in the x direction is due to the generation of compressive stress due to the stress in the z direction. Since σ _x depends on the x coordinate, it is written as σ _x (x). From the balance relation of the minute part (the central angle is ΔΘ),

【００３２】 （ｘ＋Ｒ＋ｄｘ）σ_x （Ｒ＋ｘ＋ｄｘ）ΔΘ＝（ｘ＋Ｒ）σ_x （Ｒ＋ｘ）ΔΘ＋ σ_z ｄｘΔΘ （３）(X + R + dx) σ _x (R + x + dx) ΔΘ = (x + R) σ _x (R + x) ΔΘ + σ _z dxΔΘ (3)

【００３３】が成り立つ。左辺の項は、図８（ｂ）の微
小円弧ＵＶＳＴの図に於いて円弧辺ＴＳでの外向きの力
である。円弧長ＳＴは、（ｘ＋Ｒ＋ｄｘ）ΔΘで応力が
σ_x （ｘ＋Ｒ＋ｄｘ）であるから、その積が力となる。
右辺の第１項は、円弧辺ＵＶでの内向きの力である。円
弧長ＵＶは、（ｘ＋Ｒ）ΔΘであり、応力はσ_x （ｘ＋
Ｒ）であるからこれらの積が力となる。右辺の第２項
は、辺ＵＴ、辺ＶＳに於けるｘ方向の力である。応力は
σ_z であるが、tan （ΔΘ／２）≒ΔΘ／２だけが、ｘ
方向に寄与する、辺ＵＴの長さがｄｘであり、これらの
積の２倍がｘ方向の力になる。つまりIs satisfied. The term on the left side is the outward force on the arc side TS in the diagram of the minute arc UVST in FIG. 8B. Since the arc length ST is (x + R + dx) ΔΘ and the stress is σ _x (x + R + dx), the product is the force.
The first term on the right side is the inward force on the arc side UV. The arc length UV is (x + R) ΔΘ, and the stress is σ _x (x +
Since R), the product of these becomes power. The second term on the right side is the force in the x direction on the side UT and the side VS. The stress is σ _z , but only tan (ΔΘ / 2) ≈ΔΘ / 2 is x
The length of the side UT that contributes to the direction is dx, and twice the product of these is the force in the x direction. That is

【００３４】 ｄ｛（ｘ＋Ｒ）σ_x ｝／ｄｘ＝σ_z （４）D {(x + R) σ _x } / dx = σ _z (4)

【００３５】という微分方程式が成り立つ。これは
（３）をΔΘとｄｘで割ったものである。σ_z に（１）
を代入して、積分しσ_x を求めることができる。境界条
件が重要である。特開昭６３−１０６５１９のファイバ
は張力が残留しておらず、ボビンと接触する内周部での
ｘ方向の応力が０である。つまり応力の発生するのは曲
げによるｘ／Ｒだけである。またｘ≪Ｒであるから（ｘ
＋Ｒ）をＲとしてしまって単純な式にすると、The differential equation This is (3) divided by ΔΘ and dx. to σ _z (1)
Can be substituted and integrated to obtain σ _x . Boundary conditions are important. The tension of the fiber of Japanese Patent Laid-Open No. 63-106519 does not remain, and the stress in the x direction at the inner peripheral portion in contact with the bobbin is zero. In other words, stress is generated only in x / R due to bending. Since x << R, (x
If + R) is set as R and it becomes a simple expression,

【００３６】 ｄσ_x ／ｄｘ＝σ_z ／Ｒ （５）Dσ _x / dx = σ _z / R (5)

【００３７】となる。ｘ＝−ｒ，＋ｒでσ_x ＝０という
境界条件で、これを解くと、簡単に積分できて、[0037] By solving this with the boundary condition of σ _x = 0 at x = −r, + r, integration can be done easily,

【００３８】 σ_x ＝Ｅ（ｘ² −ｒ² ）／（２Ｒ² ） （６）Σ _x = E (x ² −r ² ) / (2R ² ) (6)

【００３９】となる。このような応力は図７に示してい
る。図７の（ｃ）では、σ_z が原点（コアの中心に当た
る）で０（タ）、ファイバの両端で正負の最大値
（カ）、（レ）を取っている。（ａ）ではσ_x がファイ
バの両端で０（イ，ハ）、中心で負の最大値をとる
（ロ）ということが示される。中心にコアがあり周辺に
クラッドがあるが光はコアを通るので中心での応力が問
題である。応力と歪みの関係はポアッソン係数をνとし
て、It becomes Such stress is shown in FIG. In (c) of FIG. 7, σ _z is 0 (ta) at the origin (corresponding to the center of the core), and the positive and negative maximum values (f) and (r) are taken at both ends of the fiber. In (a), it is shown that σ _x takes 0 (a, c) at both ends of the fiber and has a negative maximum value at the center (b). There is a core at the center and a clad at the periphery, but since light passes through the core, stress at the center is a problem. The relationship between stress and strain is Poisson coefficient ν,

【００４０】 ε_x ＝｛σ_x −νσ_y −νσ_z ｝／Ｅ （７）Ε _x = {σ _x −νσ _y −νσ _z } / E (7)

【００４１】などの関係がある。ｙ、ｚ方向も同様であ
る。すると、There are relationships such as The same applies to the y and z directions. Then,

【００４２】 ε_x −ε_y ＝（σ_x −σ_y ）（１＋ν）／Ｅ （８）Ε _x −ε _y = (σ _x −σ _y ) (1 + ν) / E (8)

【００４３】光弾性効果による屈折率の変化は、光弾性
係数をＰ_ijとして、The change in refractive index due to the photoelastic effect, the photoelastic coefficient as P _ij,

【００４４】 δｎ_i ＝−（ｎ³ ／２）ΣＰ_ijε_j （ｉ，ｊ＝ｘ，ｙ，ｚ） （９）[0044] ^{_{δn i = - (n 3/}} 2) ΣP ij ε j (i, j = x, y, z) (9)

【００４５】で表される。ファイバの場合は、材料それ
自身に異方性がないので、光弾性係数は２つの自由度し
かない。It is represented by In the case of fibers, the photoelastic coefficient has only two degrees of freedom because the material itself is not anisotropic.

【００４６】 Ｐ_xx＝Ｐ_yy＝Ｐ_zz＝Ｐ₁₁ （１０）P _xx = P _yy = P _zz = P ₁₁ (10)

【００４７】 Ｐ_xy＝Ｐ_yx＝Ｐ_zx＝Ｐ_xz＝Ｐ_yz＝Ｐ_zy＝Ｐ₁₂ （１１）P _xy = P _yx = P _zx = P _xz = P _yz = P _zy = P ₁₂ (11)

【００４８】である。It is

【００４９】 δｎ_x −δｎ_y ＝−（ｎ³ ／２）｛Ｐ_xxε_x ＋Ｐ_xyε_y −Ｐ_yxε_x −Ｐ_yyε_y ｝ ＝−（ｎ³ ／２）（Ｐ₁₁−Ｐ₁₂）（ε_x −ε_y ） （１２）[0049] _{δn x -δn y = - (n} 3/2) {P xx ε x + P xy ε y -P yx ε x -P yy ε y} = - (n 3/2) (P 11 -P 12 ) (Ε _x −ε _y ) (12)

【００５０】コアにおける屈折率変化が問題である。こ
こではｘ＝０である。（６）、（７）を代入して、The change in refractive index in the core is a problem. Here, x = 0. Substituting (6) and (7),

【００５１】δｎ_x −δｎ_y ＝（ｎ³ ／４）（Ｐ₁₁−Ｐ
₁₂）（１＋ν）（ｒ² ／Ｒ² ） (13)これが屈折率変化
である。特開昭６３−１０６５１９号は、ｎ＝１．４
５、Ｐ₁₁＝０．１２１、Ｐ₁₁＝０．２７０、Ｅ＝７８３
０kg/mm²、ν＝０．１８６とし、複屈折性性Ｂ_bemd＝δ
ｎ_x −δｎ_y は、[0051] ^{_{δn x -δn y = (n 3}} /4) (P 11 -P
₁₂ ) (1 + ν) (r ² / R ² ) (13) This is the change in refractive index. In Japanese Patent Laid-Open No. 63-106519, n = 1.4.
5, P ₁₁ = 0.121, P ₁₁ = 0.270, E = 783
0 kg / mm ² , ν = 0.186, birefringence B _bemd = δ
n _x -δn _y is,

【００５２】 Ｂ_bemd＝−０．１３５（ｒ／Ｒ）² （１４）B _bemd = -0.135 (r / R) ² (14)

【００５３】であるとしている。（ｒ／Ｒ）の２乗に比
例することに注意すべきである。これを大きい値にする
には、曲げ半径Ｒを小さくしなければならない。さらに
曲げ直径２Ｒ＝４．６ｍｍ、ファイバ直径２ｒ＝１２５
μｍとして、It is assumed that Note that it is proportional to the square of (r / R). In order to make this a large value, the bending radius R must be made small. Bending diameter 2R = 4.6 mm, fiber diameter 2r = 125
μm,

【００５４】 Ｂ_bemd＝−１×１０^-4 （１５）B _bemd = -1 × 10 ^-4 (15)

【００５５】という結果を得ている。しかし曲げ半径が
２．３ｍｍというのはいかにも小さすぎる。これではフ
ァイバが破断する可能性が大きい。これは光の波長をλ
＝１．３μｍとして計算している。しかし本発明ではλ
＝０．８５μｍの光を用いるのでこれと比較するため
に、λ＝０．８５μｍとする。位相定数の変化Δβは、The result is as follows. However, the bending radius of 2.3 mm is too small. This is likely to break the fiber. This is the wavelength of light
= 1.3 μm. However, in the present invention, λ
Since light of 0.85 μm is used, λ = 0.85 μm is set for comparison with this. The change in phase constant Δβ is

【００５６】 Δβ＝Ｂ_bemd（２π／λ）＝７３９ ｒａｄ／ｍ （１６）Δβ = B _bemd (2π / λ) = 739 rad / m (16)

【００５７】となる。さらに、このような半径のコイル
を２１タ−ンと、４２タ−ン巻いて波束のずれとして３
０．３μｍと６０．６μｍを得ている。可干渉長が２５
μｍの光源を用いればこれはデポラライザとして機能す
るという訳である。It becomes Furthermore, a coil with such a radius is wound with 21 turns and 42 turns, and the wave packet shift is 3
0.3 μm and 60.6 μm are obtained. Coherence length is 25
If a μm light source is used, this will function as a depolarizer.

【００５８】本発明は張力を加えながらファイバをボビ
ンに巻き付ける。ために芯になる部分に半径方向の応力
をファイバが及ぼすことになる。反対にファイバが芯か
ら半径方向の圧縮応力を受ける。このためにファイバが
より細くなるように歪む。この歪みがＸ方向の歪みであ
るから、複屈折性がさらに増強される。本発明の着想の
妙はここにある。The present invention winds the fiber around the bobbin while applying tension. Therefore, the fiber exerts a stress in the radial direction on the core portion. Conversely, the fiber is subject to radial compressive stress from the core. This causes the fiber to distort to become thinner. Since this strain is a strain in the X direction, birefringence is further enhanced. This is the strange idea of the present invention.

【００５９】図８（ａ）はその概念図である。斜線を付
けた部分が応力を及ぼす芯である。ファイバは何回もボ
ビンの周りに巻かれている。最内周のファイバにとって
は芯というのはボビンである。しかしそれより外側に巻
かれているファイバにとっては斜線を付した部分はそれ
より内側のファイバである。であるから内側の芯材から
圧縮応力を受けるだけでなく、外側のファイバからも圧
縮応力をうけ両者の作用でファイバはより細くなるよう
に歪む。FIG. 8A is a conceptual diagram thereof. The shaded area is the core that exerts stress. The fiber is wrapped around the bobbin many times. For the innermost fiber, the core is the bobbin. However, for fibers wound outside, the shaded area is the fiber inside. Therefore, not only the compressive stress is received from the inner core material, but also the compressive stress is applied from the outer fiber, and the fibers are distorted by the action of both to become thinner.

【００６０】まず図８（ａ）のような単純な場合に歪み
がどうなるか検討しよう。図９に応力の分布を示す。ｙ
方向の応力が０というのは変わらない。ｚ方向の応力で
あるが、張力Ｆをファイバに加えるので、これが均一に
分布すると仮定すると単位面積当たりのｚ方向応力とし
て、Ｆ／πｒ² ＝ｆが加えられる。First, let us consider what happens to distortion in a simple case as shown in FIG. FIG. 9 shows the stress distribution. y
The directional stress of 0 does not change. Although the stress in the z direction is applied to the fiber, tension F is applied to the fiber. Therefore, assuming that the stress is uniformly distributed, F / πr ² = f is applied as the z direction stress per unit area.

【００６１】 σ_z ＝Ｅｘ／Ｒ＋ｆ （１７）Σ _z = Ex / R + f (17)

【００６２】となる。図９に本発明の応力分布を示す
が、図９（ｃ）において横軸がｆだけ下へ下がったよう
なグラフになる。どれだけ下がるかということはｆによ
る。ここでは内側で応力が０になる例を示す。すると
レ、タ、ヨ、カのように常に正ということになる。（１
７）を（５）の右辺に代入すると微分方程式（５）は、It becomes FIG. 9 shows the stress distribution of the present invention, which is a graph in which the horizontal axis in FIG. 9C is lowered by f. How much it depends depends on f. Here, an example in which the stress is zero inside is shown. Then it will always be positive like Re, Ta, Yo, Ka. (1
Substituting 7) into the right side of (5), the differential equation (5) becomes

【００６３】 ｄσ_x ／ｄｘ＝ｆ／Ｒ＋Ｅｘ／Ｒ² （１８）Dσ _x / dx = f / R + Ex / R ² (18)

【００６４】となる。これを積分して、外周部ｘ＝ｒで
自由でありσ_x ＝０という境界条件を入れると、It becomes Integrating this, and entering the boundary condition that it is free at the outer periphery x = r and σ _x = 0,

【００６５】 ｄσ_x ＝ｆ（ｘ−ｒ）／Ｒ＋Ｅ（ｘ² −ｒ² ）／Ｒ² （１９）Dσ _x = f (x−r) / R + E (x ² −r ² ) / R ² (19)

【００６６】となる。ｆとＲの関係は任意であるが、も
しも図９（ｃ）に示すようにｘ＝−ｒでσ_x ＝０なら、
σ_x はｘ＝−ｒで最小でこれから単調に増加する関数と
なる。ト、ヘ、ニ、イとなる。重要なのは、コアでの応
力である。張力のないときはロであり、張力があるとホ
のようになり、絶対値で必ず大きくなる。これはｆがど
のような値でもそうなのである。差ロホはｆに比例す
る。（１９）からコアでのσ_x は、ｘ＝０とおいてIt becomes The relation between f and R is arbitrary, but if x = −r and σ _x = 0 as shown in FIG.
σ _x is a minimum at x = −r, and is a function that monotonically increases from this point. To, he, ni, i. What is important is the stress in the core. When there is no tension, it is B, and when there is tension, it becomes like E, and it always increases in absolute value. This is true for any value of f. The difference Rojo is proportional to f. From (19), σ _x in the core is set as x = 0

【００６７】 σ_x (0) ＝−ｆｒ／Ｒ−Ｅｒ² ／２Ｒ² （２０）Σ _x (0) = −fr / R−Er ² / 2R ² (20)

【００６８】となる。差ロホはｆｒ／Ｒである。注意す
べきことは、前項（張力項と呼ぶ）がｒ／Ｒの１乗、後
項（曲げ項と呼ぶ）がｒ／Ｒの２乗に比例するというこ
とである。而も係数が張力項は１で、曲げ項は半分の
０．５であるということである。It becomes The difference Rojo is fr / R. It should be noted that the former term (called tension term) is proportional to r / R to the 1st power, and the latter term (called bending term) to r / R 2nd power. The coefficient is 1 for the tension term and 0.5 for the bending term.

【００６９】以上の計算は勿論単純化されたものであ
る。実際の境界条件はそうではない。ファイバをボビン
に何回も巻き回しているから、内外から応力を受ける。
この応力は内側へ行くに従って増加する。The above calculation is of course simplified. The actual boundary conditions are not. Since the fiber is wound around the bobbin many times, it receives stress from inside and outside.
This stress increases as it goes inward.

【００７０】図１０はこれを略示する。１巻き目の内周
での応力σ_x は（１９）でｘ＝−ｒとおいて得られる
が、−２ｆｒ／Ｒである。一巻き毎に内部に行くにした
がってｆｒずつ増えてゆくのである。一般に外からｎ巻
き目のファイバにおける応力σ_xnは、最外周のものより
も２ｆ（ｎ−１）／Ｒだけ増える（マイナスの方向
に）。であるからｎ巻き目のファイバの内部の応力は
（１９）の代わりに、FIG. 10 schematically illustrates this. The stress σ _{x on} the inner circumference of the first turn is −2fr / R, which is obtained by setting (19) as x = −r. Each time it goes inside, it increases by fr. Generally, the stress σ _xn in the n-th fiber from the outside increases by 2f (n−1) / R (in the negative direction) as compared with the outermost one. Therefore, the stress inside the n-th fiber is, instead of (19),

【００７１】 σ_xn＝−２ｆｒ（ｎ−１）／Ｒ＋ ｆ（ｘ−ｒ）／Ｒ ＋Ｅ（ｘ² −ｒ² ）／２Ｒ² （２１）Σ _xn = −2fr (n−1) / R + f (x−r) / R + E (x ² −r ² ) / 2R ² (21)

【００７２】となる。ただしＲはファイバの中心線を通
る円弧の半径であるから少し違うのであるが、ここでは
簡単のために同一の記号Ｒを用いている。また変数ｘそ
れぞれのファイバの中心からの座標である。そうする
と、ｎ巻き目のファイバの中心における応力σ_xn ⁰ は、
ｘ＝０とおいて、It becomes However, R is slightly different because it is the radius of an arc passing through the center line of the fiber, but the same symbol R is used here for simplicity. The variable x is the coordinate from the center of the fiber. Then, the stress σ _xn ^{0 at} the center of the n-th fiber is
Setting x = 0,

【００７３】 σ_xn ⁰ ＝−（２ｎ−１）ｆｒ／Ｒ−Ｅｒ² ／２Ｒ² （２２）Σ _xn ⁰ = − (2n−1) fr / R−Er ² / 2R ² (22)

【００７４】すると（１３）の複屈折性の式はつぎのよ
うに書き換えられる。Then, the birefringence equation (13) can be rewritten as follows.

【００７５】 δｎ_x −δｎ_y ＝（ｎ³ ／２）（Ｐ₁₁−Ｐ₁₂）（１＋ν）｛（２ｎ−１）（ｆｒ ／２ＥＲ）＋（ｒ² ／２Ｒ² ）｝ （２３）[0075] ^{_{δn x -δn y = (n 3}} /2) (P 11 -P 12) (1 + ν) {(2n-1) (fr / 2ER) + (r 2 / 2R 2)} (23)

【００７６】第２項はファイバの曲げによる項であり公
知の項である。これはｒ／Ｒの２乗に比例する。第１項
が本発明で初めて見い出した新しい項である。これはｒ
／Ｒの１乗に比例する。つまり曲げ半径Ｒを小さくあま
り小さくしなくてもよい。しかもこれは張力を増加する
と幾らでも増大する項である。The second term is a known term due to the bending of the fiber. This is proportional to the square of r / R. The first item is a new item first discovered in the present invention. This is r
It is proportional to the first power of / R. That is, the bending radius R does not have to be small and not too small. Moreover, this is a term that increases as the tension increases.

【００７７】 Ｃ_s ＝ｋ（ｎ³ ／２）（Ｐ₁₁−Ｐ₁₂）（１＋ν） （２４）[0077] ^{_{C s = k (n 3/}} 2) (P 11 -P 12) (1 + ν) (24)

【００７８】とおく。つまり上の式において係数の項に
波数ｋを掛けたものを定数としてまとめてしまう。さら
に本発明で用いる張力ｆは単位面積当たりの力である
が、ヤング率で割ると無次元の伸びを表す数になる。こ
れをεとして、ε＝ｆ／Ｅ。波数の変化をΔβとする
と、Let us say. That is, in the above equation, the product of the term of the coefficient and the wave number k is put together as a constant. Further, the tension f used in the present invention is a force per unit area, but when it is divided by the Young's modulus, it becomes a number representing dimensionless elongation. Letting this be ε, ε = f / E. If the change in wave number is Δβ,

【００７９】 Δβ＝０．５Ｃ_s ｛（２ｎ−１）（εｒ／Ｒ）＋（ｒ² ／Ｒ² ）｝ （２５）Δβ = 0.5C _s {(2n−1) (εr / R) + (r ² / R ² )} (25)

【００８０】これを本発明で提案する項Δβ₁ と、公知
の項Δβ₂ に分けると、If this is divided into the term Δβ ₁ proposed in the present invention and the known term Δβ ₂ ,

【００８１】 Δβ₁ ＝０．５Ｃ_s （２ｎ−１）（εｒ／Ｒ） （２６）Δβ ₁ = 0.5C _s (2n−1) (εr / R) (26)

【００８２】 Δβ₂ ＝０．５Ｃ_s （ｒ² ／Ｒ² ） （２７）Δβ ₂ = 0.5C _s (r ² / R ² ) (27)

【００８３】となる。石英ファイバの場合、ｎ＝１．４
５、Ｐ₁₁−Ｐ₁₂＝−０．１５、ν＝０１８６とする。ま
た光の波長を０．８６μｍとすると、ｋ＝７．４×１０
⁶ ｍ^-1であるから、It becomes N = 1.4 for quartz fiber
_{5, P 11 -P 12 = -0.15} , and ν = 0186. If the wavelength of light is 0.86 μm, k = 7.4 × 10
^Since it is ⁶ m ^-1 ,

【００８４】 Ｃ_s ＝２．０×１０⁶ ｍ^-1 （２８）C _s = 2.0 × 10 ⁶ m ^-1 (28)

【００８５】 Ｃ_s ／ｋ＝０．２７１ （２９）C _s /k=0.271 (29)

【００８６】である。本発明では何回もファイバを巻い
ており内側のファイバ程複屈折性が大きくなるわけであ
るが、簡単に比較するために、平均値を求める、上下に
重なる巻き数をＭとする（全体の巻き数ではない）と、
平均値はIt is In the present invention, the fiber is wound many times, and the birefringence increases with the inner fiber. However, for easy comparison, the average value is obtained, and the number of vertically overlapping turns is M (total Not the number of turns)
The average value is

【００８７】 Σ_n=1 ^M（２ｎ−１）／Ｍ＝Ｍ （３０）Σ _{n = 1} ^M (2n−1) / M = M (30)

【００８８】但しここでΣの積算の初数と終数はΣの上
下に書くべきであるが、ＪＩＳではこれができないの
で、右横に書いている。平均値で評価すると、（２６）
はHowever, the initial number and the final number of the integration of Σ should be written above and below Σ, but since this cannot be done in JIS, they are written on the right side. The average value is (26)
Is

【００８９】 Δβ₁ ＝０．５Ｃ_s Ｍ （εｒ／Ｒ） （３１）Δβ ₁ = 0.5C _s M (εr / R) (31)

【００９０】となる。曲げによる項Δβ₂ と、張力に因
る項（本発明の項）を比較すると、It becomes Comparing the term Δβ ₂ due to bending and the term due to tension (the term of the present invention),

【００９１】 Ｍε＞ｒ／Ｒ （３２）Mε> r / R (32)

【００９２】であれば本発明の項の方が優越する。先述
の特開昭６３−１０６５１９は、曲げ直径２Ｒ＝４．６
ｍｍとしている。極めて小さい直径でファイバが破断し
易い。このような小さい直径の曲げは是非とも避けたい
ものである。曲げによる複屈折性を（ｒ／Ｒ）₀ によっ
て評価する。これと同じ複屈折性を本発明の方法で得よ
うとすると、（２５）と（３１）の比較より、In that case, the item of the present invention is superior. In the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 63-106519, the bending diameter 2R = 4.6.
mm. The fiber is easy to break with an extremely small diameter. Bending with such a small diameter is something we definitely want to avoid. The birefringence due to bending is evaluated by (r / R) ₀ . In order to obtain the same birefringence as this by the method of the present invention, from the comparison of (25) and (31),

【００９３】 Ｍεｒ／Ｒ＝（ｒ／Ｒ）₀ ² （３３）Mεr / R = (r / R) ₀ ² (33)

【００９４】となる。ここで右辺と左辺のｒ／Ｒは異な
る値であることに注意しなければならない。特開昭６３
−１０６５１９でファイバの直径２ｒ＝０．１２５ｍｍ
であるから、ｒ／Ｒ＝２．７×１０^-2である。これと同
じ複屈折性を本発明の方法で得るには、It becomes It has to be noted here that the right side and the left side have different values of r / R. JP 63
The fiber diameter at −106519 is 2r = 0.125 mm
Therefore, r / R = 2.7 × 10 ⁻² . To obtain the same birefringence as this by the method of the present invention,

【００９５】 Ｍεｒ／Ｒ＝７．４×１０^-4 （３４）Mεr / R = 7.4 × 10 ⁻⁴ (34)

【００９６】とすれば良い。曲げ直径を約４倍大きい２
Ｒ＝２０ｍｍにすると、ｒ／Ｒ＝６．２５×１０^-3であ
るから、It is sufficient if Bending diameter is about 4 times larger 2
When R = 20 mm, r / R = 6.25 × 10 ⁻³ ,

【００９７】 Ｍε＝０．１２ （３５）Mε = 0.12 (35)

【００９８】となる。例えば重なり数Ｍ＝４とすると、
伸び率はε＝０．０３であり、ヤング率をＥ＝７８３０
ｋｇ／ｍｍ² ＝７．８３×１０⁹ ｋｇ／ｍ² として、ｆ
＝２．３４×１０⁸ ｋｇ／ｍ² である。ファイバの面積
πｒ² ＝１．２３×１０^-8ｍ²をこれに乗じて全張力Ｆ
＝２．８８ｋｇを得る。つまり、２．８８ｋｇの張力を
掛けながらファイバを４段に巻いて作った場合、曲げ直
径が２０ｍｍであっても、公知の方法で曲げ直径を４．
６ｍｍにしたものと単位長さ当たりの複屈折性が等しく
なるのである。It becomes For example, if the number of overlaps M = 4,
The elongation is ε = 0.03 and the Young's modulus is E = 7830.
kg / mm ² = 7.83 × 10 ⁹ kg / m ² , f
= 2.34 × 10 ⁸ kg / m ² . The area of the fiber πr ² = 1.23 × 10 ^-8 m ² is multiplied by this to obtain the total tension F.
= 2.88 kg is obtained. That is, when the fiber is wound in four stages while applying a tension of 2.88 kg, the bending diameter is 4.
The birefringence per unit length is equal to that of 6 mm.

【００９９】これは重なり数Ｍを４にした場合である。
重なり数Ｍがより大きいと張力はより小さくて良い。Ｍ
＝９であれば、同じまげ直径２０ｍｍという条件で、全
張力Ｆ＝１．２８ｋｇで良い。さらにＭ＝１６であれ
ば、Ｆ＝０．７２ｋｇで良いということになる。This is the case where the number of overlaps M is set to 4.
If the number of overlaps M is larger, the tension may be smaller. M
= 9, the total tension F = 1.28 kg is sufficient under the condition of the same bending diameter of 20 mm. Further, if M = 16, it means that F = 0.72 kg is sufficient.

【０１００】以上の比較は特開昭６３−１０６５１９の
方法では曲げ直径２Ｒ＝４．６ｍｍとし、本発明では２
Ｒ＝２０ｍｍとしているので、本発明の場合極めて強い
張力がなければならないように見える。しかしファイバ
の破断などを考えると同一の曲げ直径で比較すべきなの
である。In the above comparison, a bending diameter of 2R = 4.6 mm was used in the method of JP-A-63-106519, and a bending diameter of 2R was used in the present invention.
Since R = 20 mm, it seems that in the case of the present invention, extremely strong tension must be present. However, considering the fiber breakage, comparison should be made with the same bending diameter.

【０１０１】そこで曲げ直径２Ｒ＝２０ｍｍとし、ｘ偏
波とｙ偏波の波束のずれΔｌ＝３０．３μｍを実現する
ためにどれだけのファイバ長Ｌを必要とするかという点
で考える。ｋΔｌ＝ＬΔβであるから、Therefore, considering the bending diameter 2R = 20 mm, and how much the fiber length L is required to realize the deviation Δl = 30.3 μm of the wave packets of the x polarization and the y polarization. Since kΔl = LΔβ,

【０１０２】曲げに因る（公知）場合では、In the case (known) due to bending,

【０１０３】 Ｌ₂ ＝ｋΔｌ／Δβ₂ ＝ｋΔｌ／０．５Ｃ_s （ｒ² ／Ｒ² ） （３６）L ₂ = kΔl / Δβ ₂ = kΔl / 0.5C _s (r ² / R ² ) (36)

【０１０４】ｋ＝７．４×１０⁶ ｍ^-1、ｒ＝６．２５×
１０^-5ｍ、Ｃ_s ＝２．０×１０⁶ ｍ^-1を代入すると、K = 7.4 × 10 ⁶ m ⁻¹ , r = 6.25 ×
Substituting 10 ⁻⁵ m and C _s = 2.0 × 10 ⁶ m ⁻¹ ,

【０１０５】 Ｌ₂ ＝５．７×１０⁴ Ｒ² （３７）L ₂ = 5.7 × 10 ⁴ R ² (37)

【０１０６】であるが、Ｒ＝１×１０^-2ｍとした場合、
Ｌ₂ ＝５．７ｍとなる。これは約９１タ−ンである。However, when R = 1 × 10 ⁻² m,
L ₂ = 5.7 m. This is about 91 turns.

【０１０７】本発明のように張力に因る場合は、In the case of using tension as in the present invention,

【０１０８】 Ｌ₁ ＝ｋΔｌ／０．５Ｃ_s Ｍ（εｒ／Ｒ） （３８）L ₁ = kΔl / 0.5C _s M (εr / R) (38)

【０１０９】 Ｌ₁ ＝３．６Ｒ／（Ｍε） （３９）L ₁ = 3.6R / (Mε) (39)

【０１１０】となる。Ｍとεがパラメ−タとして含まれ
る。εは張力のパラメ−タであるが、ε＝Ｆ／（πｒ²
Ｅ）であるので、ε＝１．０４×１０^-2Ｆである。例え
ばＦ＝５００ｇ＝０．５ｋｇとすると、ε＝５．２×１
０^-3（０．５２％）である。重なり数Ｍ＝２と仮定する
と、Ｌ₁ ＝１．７×１０² Ｒであるが、Ｒ＝１０^-2ｍと
して、Ｌ₁ ＝１．７ｍとなる。これは約２７タ−ンであ
る。これは曲げを利用するＬ₂ の約１／３である。２７
タ−ンあるからこれを４層（Ｍ＝４）に重ねて巻くこと
は難しくない。It becomes: M and ε are included as parameters. ε is a parameter of tension, but ε = F / (πr ²
Since E), ε = 1.04 × 10 ⁻² F. For example, if F = 500 g = 0.5 kg, ε = 5.2 × 1
It is 0 ^-3 (0.52%). Assuming that the number of overlaps M = 2, L ₁ = 1.7 × 10 ² R, but when R = 10 ⁻² m, L ₁ = 1.7 m. This is about 27 turns. This is about 1/3 of L ₂ that utilizes bending. 27
Since there are turns, it is not difficult to wind them in four layers (M = 4).

【０１１１】もちろんＭ＝４というのは本発明では最低
に近い条件である（最低条件はＭ＝１）。重ね合わせの
層をさらに増やしｘ方向の応力を増大させるとさらに短
いファイバで同一の複屈折性を実現できる。Of course, M = 4 is a condition close to the minimum in the present invention (the minimum condition is M = 1). The same birefringence can be realized with a shorter fiber by increasing the number of superposed layers and increasing the stress in the x direction.

【０１１２】もしもＭ＝６であれば、張力０．５ｋｇ
で、Ｌ₁ ＝１．１ｍとなる。これは１８タ−ンであるか
ら６層に巻くことができる。If M = 6, tension 0.5 kg
Therefore, L ₁ = 1.1 m. Since this is 18 turns, it can be wound in 6 layers.

【０１１３】さてもう一つは旋光性である。特開昭６３
−１０６５１９はファイバを一つ目のボビンに巻いて、
ファイバを捻じることなく４５°の方向にファイバをさ
らにこれの２倍量巻いてデポラライザを作る。途中でフ
ァイバを捻じらないので旋光性の問題がない。しかしこ
の巻き方は難しい。どうしても同じ方向に２つとも巻い
て、中間位置で４５°の角度をなすように捻じる方が作
製が容易である。The other is optical activity. JP 63
-106519 is a fiber wound on the first bobbin,
The fiber is further wound twice in the direction of 45 ° without twisting the fiber to make a depolarizer. Since the fiber is not twisted on the way, there is no problem of optical rotation. However, this winding method is difficult. It is easier to fabricate by winding both in the same direction and twisting them so as to form an angle of 45 ° at the intermediate position.

【０１１４】シングルモ−ドファイバを捻じると、この
中を通る光の偏波面が回転するということが知られてい
る。ファイバを３６０°捻じると（１回転）、偏波面が
約２６°捩じれと同じ方向に回転する。例えば、大越、
岡本、保立「光ファイバ」オ−ム社発行（１９８３）ｐ
１７４に説明される。これも光弾性効果の一つの現れで
ある。偏波面保存光ファイバであれば３６０°捻じる
と、これにつれて偏波面も３６０°捩じれるが、シング
ルモ−ドファイバの場合は対称性が良いのでそれ程捩じ
れない。しかし全く捩じれないわけではなく、２６／３
６０＝０．０７２ほど捩じれるのである。It is known that when the single mode fiber is twisted, the plane of polarization of the light passing therethrough rotates. When the fiber is twisted 360 ° (one rotation), the plane of polarization rotates in the same direction as the twist of about 26 °. For example, Ogoshi,
Okamoto, Hotate "Optical Fiber" published by Ohmsha (1983) p
174. This is also a manifestation of the photoelastic effect. If the polarization-maintaining optical fiber is twisted by 360 °, the polarization plane is also twisted by 360 °, but in the case of a single-mode fiber, the symmetry is good and the twisting is not so much. However, it does not mean that it cannot be twisted at all, 26/3
The twist is about 60 = 0.072.

【０１１５】そこで本発明のように同一の方向に二つの
巻線部を作り、これを４５°近く捻じるようにするもの
では、ファイバを４５°捻じったのでは、偏波面が４５
°も捩じれないのである。捩じれが不足する。どれだけ
捻じるべきかというと、捻じり角をΦとして、Therefore, in the case of forming two winding portions in the same direction and twisting them by about 45 ° as in the present invention, if the fiber is twisted by 45 °, the plane of polarization is 45 °.
It cannot be twisted. There is not enough twist. How much should be twisted, the twist angle is Φ,

【０１１６】 Φ｛１−（２６／３６０）｝＝４５ （４０）Φ {1- (26/360)} = 45 (40)

【０１１７】が成り立つ。これを解いて、Holds. Solve this,

【０１１８】 Φ＝４８．５° （４１）Φ = 48.5 ° (41)

【０１１９】を得る。捩じれが０．０７２の割合という
のは最大値の近くで、製造条件により捩じれ角が３６０
°当たり２６°より小さいこともあり大きい事もある。
そこで同一方向に巻いて作った小巻線部は、４５°〜４
９°の間で捻じることとする。実際には直線偏光を一方
から入射し他端からでる光の偏光状態を調べて無偏光に
なるように捩じれ角を微調整する。To obtain The twist ratio of 0.072 is close to the maximum value, and the twist angle is 360 depending on the manufacturing conditions.
It may be smaller or smaller than 26 ° per degree.
Therefore, the small winding part made by winding in the same direction is 45 ° -4
Twist between 9 °. Actually, the polarization angle of the linearly polarized light entering from one end and exiting from the other end is examined, and the twist angle is finely adjusted so as to be non-polarized.

【０１２０】図１１に示すようにボビンに突起を設けて
おき、この上にファイバを巻くことも有利である。ここ
で局所的に曲率１／Ｒが増加するからである。但しこの
場合は、ｒ／Ｒの２乗の項から余分の項が出てくる。１
乗の項からは突起による寄与は発生しない。ただし張力
が掛かっているから局所的な曲率の増加があるのであ
り、張力のない場合は曲率増加がない。この図でＮ点に
突起があるとする。ファイバが高さＨだけ持ち上げられ
る。Ｕ点で曲率の増加がある。ＡＵ間、ＢＵ間では直線
になる。ここでは曲率が減るが、曲率の２乗の項を利用
するので、Ｕ点での曲率増加分の方が優勢になり、複屈
折性を増加させる。It is also advantageous to provide a protrusion on the bobbin as shown in FIG. 11 and wind the fiber on the protrusion. This is because the curvature 1 / R locally increases here. However, in this case, an extra term appears from the term of the square of r / R. 1
The contribution of the protrusion does not occur from the power term. However, since tension is applied, there is a local increase in curvature, and when there is no tension, there is no increase in curvature. In this figure, it is assumed that there is a protrusion at point N. The fiber is lifted by height H. There is an increase in curvature at point U. It becomes a straight line between AU and between BU. Here, the curvature is reduced, but since the term of the square of the curvature is used, the increase in the curvature at the point U becomes more dominant and the birefringence is increased.

【０１２１】[0121]

【実施例】直径２０ｍｍのボビン２つに一続きのシング
ルモ−ドファイバを張力を加えながら巻き付けた。張力
は５００ｇである。巻き数は第１ボビンが約２７タ−ン
で長さが１．７ｍである。重なり数Ｍ＝２である。λ＝
０．８５μｍとして、ｘ偏波とｙ偏波の光路長の差はΔ
ｌ＝３０μｍである。第２ボビンは巻き数が約５４タ−
ンで長さが３．４ｍ、重なり数Ｍ＝４である。これによ
り光路長の差Δｌ＝６０μｍを得た。これを４７°捻じ
ったところで直線偏光が完全に無偏光になった。可干渉
長が２０μｍの半導体レ−ザを光源とした場合これはデ
ポラライザとして機能した。EXAMPLE A continuous single mode fiber was wound around two bobbins having a diameter of 20 mm while applying tension. The tension is 500 g. The number of turns of the first bobbin is about 27 turns and the length is 1.7 m. The number of overlaps M = 2. λ =
Assuming 0.85 μm, the difference between the optical path lengths of the x polarization and the y polarization is Δ
1 = 30 μm. The second bobbin has about 54 turns.
The length is 3.4 m and the number of overlaps M = 4. As a result, a difference in optical path length Δl = 60 μm was obtained. When this was twisted at 47 °, the linearly polarized light became completely unpolarized. When a semiconductor laser having a coherence length of 20 μm was used as a light source, this functioned as a depolarizer.

【０１２２】これまで光源の可干渉長ｈとファイバの巻
き数の関係を説明していなかった。デポラライザである
ので、ｘ偏波、ｙ偏波の光の光路長の差Δｌ₁ 、Δｌ₂
がｈｙより大きくなくてはならない。また従来はΔｌ
₁ ：Δｌ₂ ＝１：２にすることが多かったが、別段そう
でなくても良い。光路長差はSo far, the relationship between the coherence length h of the light source and the number of turns of the fiber has not been described. Since it is a depolarizer, the difference between the optical path lengths of x-polarized light and y-polarized light Δl ₁ and Δl ₂
Must be greater than hy. Conventionally, Δl
It was often set to ₁ : Δl ₂ = 1: 2, but this need not be the case. Optical path length difference

【０１２３】 Δｌ₁ ，Δｌ₂ ，｜Δｌ₁ −Δｌ₂ ｜＞ｈ （４２）Δl ₁ , Δl ₂ , | Δl ₁ −Δl ₂ |> h (42)

【０１２４】という条件を満たさなくてはならないが、
これを最も無理なく満たすのが対称性のよい１：２とい
う条件なのである。しかし実際には（４２）が満足され
れば良いのである。The following condition must be satisfied,
The condition of 1: 2 with good symmetry is to satisfy this condition most comfortably. However, in reality, it suffices if (42) is satisfied.

【０１２５】第１の小径巻線部と第２の小径巻線部は直
径、応力などが同一である必要はない。これは任意に異
なっていても良い。つまり、それぞれの小径巻線部のパ
ラメ−タについてサフィックス１、２を付けると、The first small-diameter winding portion and the second small-diameter winding portion do not have to have the same diameter, stress, and the like. This may optionally be different. In other words, if suffixes 1 and 2 are added to the parameters of each small diameter winding part,

【０１２６】 Δｌ₁ ＝０．５（Ｃ_s ／ｋ）Ｍ₁ （ε₁ ｒ／Ｒ₁ ）Ｌ₁ （４３）Δl ₁ = 0.5 (C _s / k) M ₁ (ε ₁ r / R ₁ ) L ₁ (43)

【０１２７】 Δｌ₂ ＝０．５（Ｃ_s ／ｋ）Ｍ₂ （ε₂ ｒ／Ｒ₂ ）Ｌ₂ （４４）Δl ₂ = 0.5 (C _s / k) M ₂ (ε ₂ r / R ₂ ) L ₂ (44)

【０１２８】と書くことができ、ファイバ長さＬ、ボビ
ンの半径Ｒ、重なり数Ｍは異なっていても良い。これら
はもちろん（４２）を満足しなけらばならない。Ｌ＝２
πＲＮ（Ｎは巻き数）であるので、同じ式は巻き数を用
いて、The fiber length L, the bobbin radius R, and the number of overlaps M may be different. Of course, these must satisfy (42). L = 2
Since πRN (N is the number of turns), the same formula uses the number of turns,

【０１２９】 Δｌ₁ ＝π（Ｃ_s ／ｋ）Ｍ₁ Ｎ₁ ε₁ ｒ （４５）Δl ₁ = π (C _s / k) M ₁ N ₁ ε ₁ r (45)

【０１３０】 Δｌ₂ ＝π（Ｃ_s ／ｋ）Ｍ₂ Ｎ₂ ε₂ ｒ （４６）Δl ₂ = π (C _s / k) M ₂ N ₂ ε ₂ r (46)

【０１３１】と表現することができる。It can be expressed as

【０１３２】[0132]

【発明の効果】本発明はシングルモ−ドファイバを張力
を掛けながら巻き回した２つの小巻線部を用いてデポラ
ライザを製作するものである。張力によって引き起こさ
れた内部応力による複屈折性を利用している。偏波面保
存光ファイバを２本繋ぎ合わせるのに比較して材料費が
著しく削減される。According to the present invention, a depolarizer is manufactured by using two small winding portions formed by winding a single mode fiber under tension. It utilizes birefringence due to internal stress caused by tension. Material cost is significantly reduced compared to connecting two polarization-maintaining optical fibers.

【０１３３】光ファイバジャイロはデポラライザ以外の
光路はシングルモ−ドファイバを用いているから、一続
きのシングルモ−ドファイバの途中でこのような工作を
すれば良い。ためにファイバ同士の接続点が極めて少な
くなる。接続が不要であるので製作が容易になる。偏波
面保存光ファイバを４５°捻じって接続するのは難しい
がこのような作業が不要となる。接続点がないので接続
に伴う信頼性の低下という問題もなくなる。つまり信頼
性の高いデポラライザを与えることができる。Since the optical fiber gyro uses a single mode fiber for the optical path other than the depolarizer, such a work may be performed in the middle of a series of single mode fibers. Therefore, the number of connection points between fibers is extremely small. Manufacturing is easy because no connection is required. It is difficult to twist and connect the polarization-maintaining optical fiber by 45 °, but such an operation becomes unnecessary. Since there is no connection point, there is no problem of reliability deterioration due to connection. That is, a highly reliable depolarizer can be provided.

【０１３４】さらにシングルモ−ドファイバを単に巻い
たものに比較して張力を掛けているので内部応力をより
増強できるから、大きな複屈折性を実現できる。またフ
ァイバを単に巻いたものは、曲げ半径を極めて小さいも
のにしなければならずファイバの破断、ロス増大の可能
性が高い。本発明は内部応力を増強しているから曲げ半
径をさほど小さくする必要がないのでファイバの破断、
ロスという点でもより有利で安定な構造となっている。Furthermore, since tension is applied as compared with a single-mode fiber simply wound, internal stress can be further enhanced, and thus a large birefringence can be realized. Further, if the fiber is simply wound, the bending radius must be extremely small, and there is a high possibility of fiber breakage and loss increase. Since the present invention enhances the internal stress, it is not necessary to make the bending radius so small that the fiber breaks,
The structure is more advantageous and stable in terms of loss.

【０１３５】また２つの小巻線部は同一方向に一旦巻い
てから４５〜４９°の間で捻じるのであるが、このとき
は実際に直線偏光を通して偏波面回転を観察しつつ捻じ
れば良いので微調整が可能である。偏波面保存光ファイ
バを４５°捻じって接続する方法では接続してからでな
いと光を通すことができず、接続の失敗は取り返しがつ
かない。本発明はファイバを接続するということがな
く、ひと続きのファイバを捻じるだけであり、幾らでも
調整が可能である。この点でも製作が容易な方法である
といえる。Further, the two small winding portions are wound in the same direction and then twisted between 45 ° and 49 °. At this time, it is sufficient to actually twist the linear polarized light while observing the polarization plane rotation. Therefore, fine adjustment is possible. In the method of twisting the polarization-maintaining optical fiber by twisting at 45 °, the light cannot pass until it is connected, and the failure of the connection is irreversible. The present invention does not splice fibers, it only twists a stretch of fiber and allows for any number of adjustments. It can be said that this method is also easy to manufacture.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明のデポラライザの概略斜視図。FIG. 1 is a schematic perspective view of a depolarizer of the present invention.

【図２】本発明のデポラライザの製作の順を示す斜視
図。（ａ）は、二つの連続する小径巻線部を同一平面上
にあるボビンに巻き回しており、（ｂ）は、二つの小径
巻線部を４５°〜４９°捻じったものである。FIG. 2 is a perspective view showing the order of manufacturing the depolarizer of the present invention. In (a), two continuous small-diameter winding parts are wound around a bobbin on the same plane, and in (b), two small-diameter winding parts are twisted by 45 ° to 49 °.

【図３】光ファイバジャイロに於て本発明のデポラライ
ザを設けるべき箇所を示す図。FIG. 3 is a view showing a portion where the depolarizer of the present invention is to be provided in an optical fiber gyro.

【図４】２本の複屈折性ファイバを主軸方向が４５°異
なるように接続して製作するデポラライザの概略斜視
図。FIG. 4 is a schematic perspective view of a depolarizer produced by connecting two birefringent fibers so that the principal axis directions are different by 45 °.

【図５】光ファイバジャイロにおいて２本の複屈折性フ
ァイバを接続してデポラライザとした場合の接続点を示
す図。FIG. 5 is a diagram showing connection points when two birefringent fibers are connected to form a depolarizer in an optical fiber gyro.

【図６】特開昭６３−１０６５１９の場合のファイバの
曲げに於いて発生する応力を説明するためのファイバ曲
げ部の図。FIG. 6 is a diagram of a fiber bending portion for explaining a stress generated in bending a fiber in the case of Japanese Patent Laid-Open No. 63-106519.

【図７】特開昭６３−１０６５１９の場合のファイバの
曲げに於いて発生する３軸方向応力の直径方向の分布を
説明するグラフであり、（ａ）はｘ軸方向の分布（ｂ）
はｙ軸方向の分布（ｃ）はｚ軸方向の分布を示す。FIG. 7 is a graph for explaining the diametrical distribution of triaxial stress generated during fiber bending in JP-A-63-106519, where (a) is the x-axis distribution (b).
Shows the distribution in the y-axis direction (c) shows the distribution in the z-axis direction.

【図８】（ａ）本発明において張力を加えながらファイ
バをボビンに巻き付けたときのファイバ内応力の発生を
説明するための概略斜視図。（ｂ）微小曲げ部分に於け
る力のつりあいを説明する線図。FIG. 8A is a schematic perspective view for explaining generation of stress in the fiber when the fiber is wound around a bobbin while applying tension in the present invention. (B) A diagram for explaining the balance of forces in a minute bending portion.

【図９】本発明において応力を加えながらファイバをボ
ビンに巻き付けた場合の３軸方向の応力の直径方向の分
布を説明するグラフであり、（ａ）はｘ軸方向の分布
（ｂ）はｙ軸方向の分布（ｃ）はｚ軸方向の分布を示
す。FIG. 9 is a graph for explaining a diametrical distribution of stress in three axial directions when a fiber is wound around a bobbin while applying stress in the present invention, where (a) is distribution in the x-axis direction and (b) is y. The distribution (c) in the axial direction shows the distribution in the z-axis direction.

【図１０】本発明に於いてファイバが複数層に巻かれて
いるときの応力が外から内に向かって増大することを示
す図。FIG. 10 is a view showing that the stress increases from the outside to the inside when the fiber is wound into a plurality of layers in the present invention.

【図１１】ボビンに突起を形成しておきこれに張力を加
えてファイバを巻き付けた時の応力や曲げを説明するた
めの図。FIG. 11 is a diagram for explaining stress and bending when a fiber is wound by forming a protrusion on a bobbin and applying tension to the protrusion.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 シングルモ−ドファイバを張力を掛けて
２個のボビンに単層または複数層になるように巻き付け
て巻き数または直径の異なる２個の小径巻線部を形成
し、ボビンの軸方向のなす角Θを４５°〜４９°になる
ように捻じることを特徴とするシングルモ−ドファイバ
型デポラライザの製造方法。1. A single-mode fiber is tensioned and wound around two bobbins so as to form a single layer or a plurality of layers to form two small-diameter winding portions having different numbers of windings or diameters, and the bobbin is formed in an axial direction. A method of manufacturing a single mode fiber type depolarizer, characterized in that the angle Θ formed by is twisted to be 45 ° to 49 °. 【請求項２】 シングルモ−ドファイバを張力を掛けて
突起を表面に有する２個のボビンに単層または複数層に
なるように巻き付けて巻き数または直径の異なる２個の
小径巻線部を形成し、ボビンの軸方向のなす角Θを４５
°〜４９°になるように捻じることを特徴とするシング
ルモ−ドファイバ型デポラライザの製造方法。2. A single mode fiber is applied with tension to be wound around two bobbins having protrusions on the surface so as to form a single layer or a plurality of layers to form two small diameter winding portions having different numbers of windings or diameters. , The angle θ formed by the bobbin axis is 45
A method for manufacturing a single-mode fiber depolarizer, which comprises twisting so as to be at an angle of from ° to 49 °. 【請求項３】 ボビンの軸方向のなす角Θが４５°〜４
９°である２つのボビンと、二つのボビンに残留応力ｆ
を有するように単層あるいは複数層巻き付けられ小径巻
線部を形成した一続きのシングルモ−ドファイバとより
なり、小径巻線部は複屈折性を有し、ふたつの小径巻線
部について、ボビンの半径Ｒ、ファイバの長さＬ、重な
り数Ｍ、張力Ｆの何れかが異なり、複屈折性が１：１で
ないようにしてあることを特徴とするシングルモ−ドフ
ァイバ型デポラライザ。3. The angle θ formed by the axial direction of the bobbin is 45 ° to 4 °.
Two bobbins at 9 ° and residual stress f on the two bobbins
A single-mode fiber in which a small-diameter winding portion is formed by winding a single layer or a plurality of layers so that the small-diameter winding portion has birefringence. A single mode fiber depolarizer characterized in that any of radius R, fiber length L, number of overlaps M, and tension F is different and birefringence is not 1: 1. 【請求項４】 ボビンの軸方向のなす角Θが４５°〜４
９°である２つのボビンと、二つのボビンに残留応力ｆ
を有するように単層あるいは複数層巻き付けられ小径巻
線部を形成した一続きのシングルモ−ドファイバとより
なり、小径巻線部は複屈折性を有し、ふたつの小径巻線
部について、ボビンの半径Ｒ、ファイバの長さＬ、重な
り数Ｍ、張力Ｆの何れかが異なり、複屈折性が１：１で
ないようにしてあり、且つ両方の小巻線部について残留
応力ｆをヤング率Ｅで割った値ε、ファイバの半径ｒと
上の定数の間に、Ｍε＞ｒ／Ｒが成り立つことを特徴と
するシングルモ−ドファイバ型デポラライザ。4. The angle θ formed by the bobbin in the axial direction is 45 ° to 4 °.
Two bobbins at 9 ° and residual stress f on the two bobbins
A single-mode fiber in which a small-diameter winding portion is formed by winding a single layer or a plurality of layers so that the small-diameter winding portion has birefringence. The radius R, the length L of the fiber, the number of overlaps M, and the tension F are different so that the birefringence is not 1: 1 and the residual stress f for both small winding portions is Young's modulus E. A single-mode fiber depolarizer characterized in that Mε> r / R is satisfied between the divided value ε, the radius r of the fiber and the above constant. 【請求項５】 ボビンの軸方向のなす角Θが４５°〜４
９°である突起を有する２つのボビンと、二つのボビン
に残留応力ｆを有するように単層あるいは複数層巻き付
けられ小径巻線部を形成した一続きのシングルモ−ドフ
ァイバとよりなり、小径巻線部は複屈折性を有し、ふた
つの小径巻線部について、ボビンの半径Ｒ、ファイバの
長さＬ、重なり数Ｍ、張力Ｆの何れかが異なり、複屈折
性が１：１でないようにしてあることを特徴とするシン
グルモ−ドファイバ型デポラライザ。5. The angle θ formed by the axial direction of the bobbin is 45 ° to 4 °.
It consists of two bobbins having protrusions of 9 ° and a series of single mode fibers wound in a single layer or a plurality of layers so as to have a residual stress f on the two bobbins to form a small diameter winding part. The part has birefringence, and the two small-diameter winding parts are different in the radius R of the bobbin, the length L of the fiber, the number of overlaps M, and the tension F so that the birefringence is not 1: 1. A single mode fiber type depolarizer characterized by being provided. 【請求項６】 可干渉長Ｈの単色光を発生する光源と、
干渉光強度を検出する受光素子と、シングルモ−ドファ
イバを多数回巻き回したファイバコイルと、二つのファ
イバカップラと、偏光子と、１〜３個のデポラライザを
含み、光源から出射された光が第１のファイバカップラ
を通過し偏光子で直線偏光になり第２ファイバカップラ
で二つの光に分岐してファイバコイルを右廻り光左廻り
光として伝搬し、これらが第２ファイバカップラ、偏光
子、第１ファイバカップラを経て受光素子に入り干渉光
を検出するようにしてあり、デポラライザは光源と第１
カップラの間、第１カップラと偏光子の間、または第２
カップラとファイバこの間のシングルモ−ドファイバの
部分いずれか１箇所または３箇所に設けられ、これらデ
ポラライザは、ボビンの軸方向のなす角Θが４５°〜４
９°である２つのボビンと、二つのボビンに残留応力ｆ
を有するように単層あるいは複数層巻き付けられ小径巻
線部を形成した一続きのシングルモ−ドファイバとより
なり、小径巻線部は複屈折性を有し、ふたつの小径巻線
部について、ボビンの半径Ｒ、ファイバの長さＬ、重な
り数Ｍ、張力Ｆの何れかが異なり、複屈折性が１：１で
ないようにしてあり、且つ両方の小巻線部について残留
応力ｆをヤング率Ｅで割った値ε、ファイバの半径ｒ、
コアの屈折率ｎ、巻き数Ｎ、光弾性係数Ｐ₁₁、Ｐ₁₂、フ
ァイバのポアソン係数νによって決まるそれぞれの小巻
線部の直交偏波間の光路長差Δｌ₁ 、Δｌ₂ Δｌ₁ ＝π（ｎ³ ／２）（Ｐ₁₁−Ｐ₁₂）（１＋ν）Ｍ₁
Ｎ₁ ε₁ ｒ Δｌ₂ ＝π（ｎ³ ／２）（Ｐ₁₁−Ｐ₁₂）（１＋ν）Ｍ₂
Ｎ₂ ε₂ ｒ が、光源の可干渉長ｈに対して、 Δｌ₁ ＞ｈ，Δｌ₂ ＞ｈ，｜Δｌ₁ −Δｌ₂ ｜＞ｈ であるように構成したことを特徴とする光ファイバジャ
イロ。6. A light source for generating monochromatic light having a coherence length H,
A light receiving element for detecting the intensity of interference light, a fiber coil in which a single-mode fiber is wound many times, two fiber couplers, a polarizer, and one to three depolarizers are included. After passing through the first fiber coupler, the light is linearly polarized by the polarizer, split into two lights by the second fiber coupler, and propagates as right-handed light and left-handed light in the fiber coil. The interfering light is detected by entering the light receiving element through one fiber coupler.
Between the coupler, the first coupler and the polarizer, or the second
The depolarizer is provided at any one or three positions of the single mode fiber between the coupler and the fiber. These depolarizers form an angle Θ between 45 ° and 4 ° with the axial direction of the bobbin.
Two bobbins at 9 ° and residual stress f on the two bobbins
A single-mode fiber in which a small-diameter winding portion is formed by winding a single layer or a plurality of layers so that the small-diameter winding portion has birefringence. The radius R, the length L of the fiber, the number of overlaps M, and the tension F are different so that the birefringence is not 1: 1 and the residual stress f for both small winding portions is Young's modulus E. Divided value ε, radius r of the fiber,
The optical path length difference Δl ₁ , Δl ₂ Δl ₁ = π (π) between the orthogonal polarizations of the small windings, which is determined by the refractive index n of the core, the number of turns N, the photoelastic coefficients P ₁₁ and P ₁₂ , and the Poisson coefficient ν of the fiber. _{^{n 3/2) (P 11}} -P 12) (1 + ν) M 1
_{N 1 ε 1 r Δl 2 =} π (n 3/2) (P 11 -P 12) (1 + ν) M 2
N ₂ ε ₂ r is configured so that Δl ₁ > h, Δl ₂ > h, and | Δl ₁ −Δl ₂ |> h with respect to the coherence length h of the light source. .