JPS60107603A - 偏波保持光フアイバの接続方法 - Google Patents
偏波保持光フアイバの接続方法Info
- Publication number
- JPS60107603A JPS60107603A JP21500483A JP21500483A JPS60107603A JP S60107603 A JPS60107603 A JP S60107603A JP 21500483 A JP21500483 A JP 21500483A JP 21500483 A JP21500483 A JP 21500483A JP S60107603 A JPS60107603 A JP S60107603A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- polarization
- light
- optical
- fibers
- Prior art date
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- Pending
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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
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/36—Mechanical coupling means
- G02B6/38—Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
- G02B6/3801—Permanent connections, i.e. wherein fibres are kept aligned by mechanical means
- G02B6/3803—Adjustment or alignment devices for alignment prior to splicing
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Mechanical Coupling Of Light Guides (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】
本発明は接続された光ファイバの偏波保持特性を損うこ
となく、また光ファイバの偏波分散による伝送特性の劣
化を生じさせることなく、偏波保持光ファイバを接続す
る方法に関する0長距離にわたり伝搬光の偏波面が保持
可能な偏波保持光ファイバは、コヒーレント光通信、光
フアイバセンサー用の媒体として重要である。偏波保持
光ファイバには種々のものがあり、コアの楕円比、クラ
ッドの楕円化、ジャケットの楕円化によるファイバまた
はコアの周辺に応力を付与する媒質を設けた応力付与形
のファイバ等が報告されている。
となく、また光ファイバの偏波分散による伝送特性の劣
化を生じさせることなく、偏波保持光ファイバを接続す
る方法に関する0長距離にわたり伝搬光の偏波面が保持
可能な偏波保持光ファイバは、コヒーレント光通信、光
フアイバセンサー用の媒体として重要である。偏波保持
光ファイバには種々のものがあり、コアの楕円比、クラ
ッドの楕円化、ジャケットの楕円化によるファイバまた
はコアの周辺に応力を付与する媒質を設けた応力付与形
のファイバ等が報告されている。
これらの偏波保持光ファイバは、コア断面に屈折率異方
性を有し、その屈折率楕円体における主軸(長軸と短軸
)に一致した偏波を有する光を偏波保持光ファイバに入
射させると、長刺1こわたり伝搬光の偏波面が保持され
る。
性を有し、その屈折率楕円体における主軸(長軸と短軸
)に一致した偏波を有する光を偏波保持光ファイバに入
射させると、長刺1こわたり伝搬光の偏波面が保持され
る。
したがって偏波保持光ファイバの接続には、接続損失を
低減するために行う光の伝搬方向の軸合わせのほかに、
ファイバ断面内における屈折率楕円体の主軸を合わすた
めに、光の伝搬方向を軸とした回転角度合わせが必要で
ある。従来この種の接続方法としては、■マーク法、■
パルス法が提案されている。
低減するために行う光の伝搬方向の軸合わせのほかに、
ファイバ断面内における屈折率楕円体の主軸を合わすた
めに、光の伝搬方向を軸とした回転角度合わせが必要で
ある。従来この種の接続方法としては、■マーク法、■
パルス法が提案されている。
■のマーク法は、コアと応力付与部におけるエツチング
速度の差を利用し、エツチングによって生じたコア断面
の凹凸を顕微鏡により観察し、回転角度合わせを行うも
のであるが、対象ファイバが応力付与形光ファイバに限
られ、また目視による観察のため正確な角度合わせが困
難である。
速度の差を利用し、エツチングによって生じたコア断面
の凹凸を顕微鏡により観察し、回転角度合わせを行うも
のであるが、対象ファイバが応力付与形光ファイバに限
られ、また目視による観察のため正確な角度合わせが困
難である。
■ノパルス法は、狭いパルス幅の光パルスヲ光ファイノ
iに入射せしめ、光ファイバの屈折率楕円体における長
軸または短軸に一致した偏波面を持つ光パルスの伝搬時
間差を利用し、光パルスの分離状態から、回転角度合わ
せを行う方法である〇すなわち入射光パルスの偏波面が
主軸と一致したときは、出射パルスは一つとなり、そう
でないときは二つとなることから、回転角度合tフせを
行うことができる。しかしノ<’)レス法によるR間分
解nヒは、実現可能な光R/レス幅、測定系のジ・7タ
等により制限され、最良で50 p8程度である0この
測定系を用いて正確な回転角度合わせな行うに(よ、光
パルスは時間分解能の約10倍、すな才〕ち500ps
分離している必要がある。偏波保持光ファイバの偏波分
散が50 o ps/Km程度であることを考えると、
接続する光ファイ/くの長さる11−以上必要トなり、
パルス法は長尺コアイノくの接続に限られるという欠点
がある0 本発明はこれらの欠点を解決するため、変調された光信
号のコアイノく伝搬後の位相を測定することにより、偏
波保持光フ了イノくσ〕断面もこお(するIiα折率楕
円体の長軸と短軸を検出し、接続さ4する二つの偏波保
持光コアイノ々の正確な主軸合わせをiiJ能としたも
のである0以下図面により本発+!1g fi:員?細
に説明する0 第1図は本発明の一実施例図である。第1図Gこおいて
、発振器3の周波数fの繰返し信号でレーザ4を変調し
、光ファイバ1に入射させる。光ファイバlの出射端l
−bと接続すべき光コアイノく2の入射9’H12−a
を対向させ、微動台等によりX。
iに入射せしめ、光ファイバの屈折率楕円体における長
軸または短軸に一致した偏波面を持つ光パルスの伝搬時
間差を利用し、光パルスの分離状態から、回転角度合わ
せを行う方法である〇すなわち入射光パルスの偏波面が
主軸と一致したときは、出射パルスは一つとなり、そう
でないときは二つとなることから、回転角度合tフせを
行うことができる。しかしノ<’)レス法によるR間分
解nヒは、実現可能な光R/レス幅、測定系のジ・7タ
等により制限され、最良で50 p8程度である0この
測定系を用いて正確な回転角度合わせな行うに(よ、光
パルスは時間分解能の約10倍、すな才〕ち500ps
分離している必要がある。偏波保持光ファイバの偏波分
散が50 o ps/Km程度であることを考えると、
接続する光ファイ/くの長さる11−以上必要トなり、
パルス法は長尺コアイノくの接続に限られるという欠点
がある0 本発明はこれらの欠点を解決するため、変調された光信
号のコアイノく伝搬後の位相を測定することにより、偏
波保持光フ了イノくσ〕断面もこお(するIiα折率楕
円体の長軸と短軸を検出し、接続さ4する二つの偏波保
持光コアイノ々の正確な主軸合わせをiiJ能としたも
のである0以下図面により本発+!1g fi:員?細
に説明する0 第1図は本発明の一実施例図である。第1図Gこおいて
、発振器3の周波数fの繰返し信号でレーザ4を変調し
、光ファイバ1に入射させる。光ファイバlの出射端l
−bと接続すべき光コアイノく2の入射9’H12−a
を対向させ、微動台等によりX。
y、z軸方向の位置合わせを行い、光ファイバ2に伝搬
せしめる。光ファイバ2の出射端における変調信号を受
光器5で検知し、発振器の信号との位相差θを位相計6
で計測する。いま光ファイバ1に入射した光の偏波方向
が光ファイバ1の主軸の一方(仮に長軸)と一致してい
るとすると、光ファイバ1の出射端面1−’bでも光の
偏波方向は光ファイバ1の長軸と一致している。このと
き光ファイバ1と光7アイパ2の光伝搬方向を軸とする
相対回転角度ψを変えることにより、光ファイバ1.2
の長軸同士を一致させると、変調信号は光ファイバ2の
長軸における群居折率NLで定まる速度c / N L
で伝わり、位相量が2πfNLl/Cだけ変化する。た
だしここでlは光ファイバ2の長さであり、Cは真空中
の光速である〇 一方、光ファイバ1,2の長軸と短軸を一致させると変
調信号は光ファイバ2の短軸における群・屈折率1(8
で定まる速度c / N 3で伝わり、位相1.fが2
πfNsl/Cだけ変化するO 光ファイバ1,2の長袖同士が一致しなし)ときまたは
長軸と短軸が一致しない中間の回転角度σ)ときは、変
Wt信号がO/NLおよびc/N3で伝搬する二つの1
3号に分配されるので、光コアイノ<2を伝搬すること
による位相量1ヒ量は2πfN3β/Cくθく2πfN
Ll/Cとなる。したがってθが最大値、または最小値
をとる回転角度にψを設定することにより、2本の光コ
アイノくの主軸を一致させることができる。
せしめる。光ファイバ2の出射端における変調信号を受
光器5で検知し、発振器の信号との位相差θを位相計6
で計測する。いま光ファイバ1に入射した光の偏波方向
が光ファイバ1の主軸の一方(仮に長軸)と一致してい
るとすると、光ファイバ1の出射端面1−’bでも光の
偏波方向は光ファイバ1の長軸と一致している。このと
き光ファイバ1と光7アイパ2の光伝搬方向を軸とする
相対回転角度ψを変えることにより、光ファイバ1.2
の長軸同士を一致させると、変調信号は光ファイバ2の
長軸における群居折率NLで定まる速度c / N L
で伝わり、位相量が2πfNLl/Cだけ変化する。た
だしここでlは光ファイバ2の長さであり、Cは真空中
の光速である〇 一方、光ファイバ1,2の長軸と短軸を一致させると変
調信号は光ファイバ2の短軸における群・屈折率1(8
で定まる速度c / N 3で伝わり、位相1.fが2
πfNsl/Cだけ変化するO 光ファイバ1,2の長袖同士が一致しなし)ときまたは
長軸と短軸が一致しない中間の回転角度σ)ときは、変
Wt信号がO/NLおよびc/N3で伝搬する二つの1
3号に分配されるので、光コアイノ<2を伝搬すること
による位相量1ヒ量は2πfN3β/Cくθく2πfN
Ll/Cとなる。したがってθが最大値、または最小値
をとる回転角度にψを設定することにより、2本の光コ
アイノくの主軸を一致させることができる。
以上光ファイバ1への入射光の偏波方向が、光ファイバ
lの長軸に一致した場合につpzで説明したが、短軸に
一致した場合についてモ全く同様テあり、光ファイバ1
の短軸と光コアイノぐ2の長軸が一致したときθは最大
値となり、光7アイノ々1と光ファイバ2の短軸同士が
一致したときθは最小値となる0以上の説明からもわか
るようGこ、元ファイバ1へ入射する光の偏波方向をあ
らかじめ知っておけば、光ファイバlと光コアイノく2
σ) fk軸同士を一致させた接続と、長軸と短軸を合
わせた接続を区別して行うこともロエ能である。
lの長軸に一致した場合につpzで説明したが、短軸に
一致した場合についてモ全く同様テあり、光ファイバ1
の短軸と光コアイノぐ2の長軸が一致したときθは最大
値となり、光7アイノ々1と光ファイバ2の短軸同士が
一致したときθは最小値となる0以上の説明からもわか
るようGこ、元ファイバ1へ入射する光の偏波方向をあ
らかじめ知っておけば、光ファイバlと光コアイノく2
σ) fk軸同士を一致させた接続と、長軸と短軸を合
わせた接続を区別して行うこともロエ能である。
なお、光ファイバ1への入射光の偏波方向が光ファイバ
の主軸(長軸または短軸)と一致しない場合は、位相差
θの最大値θmaxと最小値θminの差Δθ=θma
x−θminは主軸と一致したときのΔθ値、2 πf
tl (NL N3 ) / cと異なる。
の主軸(長軸または短軸)と一致しない場合は、位相差
θの最大値θmaxと最小値θminの差Δθ=θma
x−θminは主軸と一致したときのΔθ値、2 πf
tl (NL N3 ) / cと異なる。
光ファイバ1への入射光の偏波方向が光ファイバ1の主
軸となす角度をαとし、αにょるΔθの変化の一つの計
算例を第2図に示す。α二45゜のときΔθ== o
Oとなる。これはα=45°のとき光ファイバlの長軸
と短軸に等電力の光が伝搬するため、光ファイバ1と光
ファイバ2の相対角度を変えても光ファイバ2の長軸と
短軸に入射する光の電力と位相は、互いに等しいがらで
ある。
軸となす角度をαとし、αにょるΔθの変化の一つの計
算例を第2図に示す。α二45゜のときΔθ== o
Oとなる。これはα=45°のとき光ファイバlの長軸
と短軸に等電力の光が伝搬するため、光ファイバ1と光
ファイバ2の相対角度を変えても光ファイバ2の長軸と
短軸に入射する光の電力と位相は、互いに等しいがらで
ある。
このとき光ファイバ1と光ファイバ2の主軸を合わすこ
とは不可能となる。この状態を避けるため、光ファイバ
1への入射光の偏波方向は、光ファイバlの主軸と一致
させた方がよい。
とは不可能となる。この状態を避けるため、光ファイバ
1への入射光の偏波方向は、光ファイバlの主軸と一致
させた方がよい。
ところで第1図に示す実施例では、光ファイバ1へ入射
する光は直線偏光であることを仮定した。
する光は直線偏光であることを仮定した。
通常の半導体レーザは90q6以上の偏光度を有するの
で、以上の仮定は妥当である。しかし、偏光度の悪いレ
ーザを使用する場合には、偏光子を通過させた光を光フ
ァイバ1に入射させる必要がある。これは以下で示すす
べての実施例についても共通である。
で、以上の仮定は妥当である。しかし、偏光度の悪いレ
ーザを使用する場合には、偏光子を通過させた光を光フ
ァイバ1に入射させる必要がある。これは以下で示すす
べての実施例についても共通である。
本発明の方法による時間分解能Δτは、変調周波数fと
位相計の位相分解能Δθにより決まり、次式で与えられ
る。
位相計の位相分解能Δθにより決まり、次式で与えられ
る。
Δτ=Δθ/2πf
現在Δθが0.2 X 士(rad )以下の位相計は
容易に入手可能であり、またレーザ4に半導体レーザを
用いたとき、f=1(GHz)とすることも可能である
。このときΔτ=o4(ps)となり、パルス法に比べ
て時間分解能が100倍改善される。したがって109
F!程度の短尺偏波保持光ファイバも接続可能である0 第3図は第1図に示した実施例に基づいて位相・0と回
転角度ψを測定した結果である。このときの変調周波数
fはa o o (MHz) 、光ファイバー。
容易に入手可能であり、またレーザ4に半導体レーザを
用いたとき、f=1(GHz)とすることも可能である
。このときΔτ=o4(ps)となり、パルス法に比べ
て時間分解能が100倍改善される。したがって109
F!程度の短尺偏波保持光ファイバも接続可能である0 第3図は第1図に示した実施例に基づいて位相・0と回
転角度ψを測定した結果である。このときの変調周波数
fはa o o (MHz) 、光ファイバー。
2の長さはlKmである。位相θはψに対してほぼ正弦
波状に変化している。第3図において、A点は長軸と一
致し、B点は短軸と一致している。第8図からもわかる
ように、θをモニターして回転角度ψを設定するとき、
θが最大、最小のときよりもθがそれらの中間値のとき
の方がdθ−/dψが大きいので、ψの設定精度が高い
。したがってθが同一の値をとるψ□およびψ、(ただ
し1ψ、−ψ2I〈180°)を測定し、9’1+9’
2 より、光ファイバの主軸を一致させた方が精度は高
い。
波状に変化している。第3図において、A点は長軸と一
致し、B点は短軸と一致している。第8図からもわかる
ように、θをモニターして回転角度ψを設定するとき、
θが最大、最小のときよりもθがそれらの中間値のとき
の方がdθ−/dψが大きいので、ψの設定精度が高い
。したがってθが同一の値をとるψ□およびψ、(ただ
し1ψ、−ψ2I〈180°)を測定し、9’1+9’
2 より、光ファイバの主軸を一致させた方が精度は高
い。
なお第1図の測定系では光フアイバ伝搬後の変調信号に
対する参照信号は、発振器から直接入力しているが、第
4図に示すように、発振器3によリレーザ4′をレーザ
4とともに変調し、その変調信号光を光ファイバーに入
射させ、その出射光を受光器5′で受光し、その信号を
位相計に人力してもよい0この場合、光ファイバ7とし
て、接続すべき光ファイバー、2が収容されている光ケ
ーブル内の他の心線を使用することにより、光の入射端
1aと出射端2bが遠く離れているときでも測定可能で
ある。
対する参照信号は、発振器から直接入力しているが、第
4図に示すように、発振器3によリレーザ4′をレーザ
4とともに変調し、その変調信号光を光ファイバーに入
射させ、その出射光を受光器5′で受光し、その信号を
位相計に人力してもよい0この場合、光ファイバ7とし
て、接続すべき光ファイバー、2が収容されている光ケ
ーブル内の他の心線を使用することにより、光の入射端
1aと出射端2bが遠く離れているときでも測定可能で
ある。
なお第4図ではレーザを2個使用しているが、第5図に
示したように、レーザ4の出力をノ・−7ミラー8によ
り分岐してもよい0 また第1図の測定系では光ファイバの出力信号は直接光
ファイバの出射光を受光しているが、光ファイバの入射
端のみで測定を行うために、第6図に示すように、光フ
ァイバ2の出射端2−bからの反射信号を光ファイバの
入射端に設けた/・−7ミラー8等を介して受光しても
よい0このとき測定はすべて片端で行うことができるの
で、作業の迅速化が図られる0 以上説明したように、本発明の偏波保持光ファイバの接
続方法は、以下に列挙する利点がある0(+) 偏波保
持光ファイバの種類に関係なく、接続可能である。
示したように、レーザ4の出力をノ・−7ミラー8によ
り分岐してもよい0 また第1図の測定系では光ファイバの出力信号は直接光
ファイバの出射光を受光しているが、光ファイバの入射
端のみで測定を行うために、第6図に示すように、光フ
ァイバ2の出射端2−bからの反射信号を光ファイバの
入射端に設けた/・−7ミラー8等を介して受光しても
よい0このとき測定はすべて片端で行うことができるの
で、作業の迅速化が図られる0 以上説明したように、本発明の偏波保持光ファイバの接
続方法は、以下に列挙する利点がある0(+) 偏波保
持光ファイバの種類に関係なく、接続可能である。
(2) 長尺の偏波保持光ファイバはもち論のこと、1
0frL程度の短尺の偏波保持光ファイバでも接続可能
である。
0frL程度の短尺の偏波保持光ファイバでも接続可能
である。
(8) 従来のマスク法や、パルス法に比へて、100
倍の精度で偏波保持光ファイバの主軸を一致させる接続
が可能である。
倍の精度で偏波保持光ファイバの主軸を一致させる接続
が可能である。
(4) 偏波1♀持光フアイバの主軸を一致させること
が可能であるばかりでなく、長軸と短軸を区別すること
も可能である。
が可能であるばかりでなく、長軸と短軸を区別すること
も可能である。
4図面のl′lii 、iliな説明
第1図は本発明の一実施例図、第2図は光ファイバ1へ
の入射光の偏波方向が光ファイバ1の主軸となす角度α
と、位相差の最大、最小値の差Δθの関係の一計算例を
示す図、第3図は位相θとファイバ回転角度ψの関係の
測定結果を示す図、第4図は2個のレーザを使用し参照
信号にファイバ伝搬後の信号を使用したときの本発明の
実施例図、第5図は1個のレーザの出力を二つに分岐し
、参照信ぢにファイバ伝搬後の信号を使用したときの本
発明の実施例図、第6図はファイバを往復伝搬した信号
を使用したときの本発明の実施例図である0 1・・偏波保持光ファイバ、2−・偏波保持光ファイバ
、3 ・発振器、4・・レーザ、4′・レーザ、5・受
光器、5′ 受光器、6 位相計、7 光ファイバ、8
・・ハーフミラ−0 特許出願人 日本電信電話公社 代理人弁理士 杉 村 暁 秀 1
の入射光の偏波方向が光ファイバ1の主軸となす角度α
と、位相差の最大、最小値の差Δθの関係の一計算例を
示す図、第3図は位相θとファイバ回転角度ψの関係の
測定結果を示す図、第4図は2個のレーザを使用し参照
信号にファイバ伝搬後の信号を使用したときの本発明の
実施例図、第5図は1個のレーザの出力を二つに分岐し
、参照信ぢにファイバ伝搬後の信号を使用したときの本
発明の実施例図、第6図はファイバを往復伝搬した信号
を使用したときの本発明の実施例図である0 1・・偏波保持光ファイバ、2−・偏波保持光ファイバ
、3 ・発振器、4・・レーザ、4′・レーザ、5・受
光器、5′ 受光器、6 位相計、7 光ファイバ、8
・・ハーフミラ−0 特許出願人 日本電信電話公社 代理人弁理士 杉 村 暁 秀 1
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 L 接続する2本の偏波保持光ファイバ1,2のそれぞ
れの片端1−bと2−aを対向させ、軸合わせおよび光
の伝搬方向を軸とする回転角度合わせを行うに際し、軸
合わせの後、偏波保持光ファイバの片端1−aから周波
Hfで変調した連続発振するレーザ光を伝搬させ、偏波
保持光ファイバ2の出射端からの出力光と入射光の位相
差θを計測し、対向した2本の光ファイバの相互回転角
度を変化させたときの位相差θの変fヒの観測から、位
相差θが最大または最小となる回転角度を検出して該回
転角度位置で前記2本の光ファイバを接続することを特
徴とする偏波保持光ファイバの接続方法。 & 入射したレーザ光の出力端からの反射光を入射端側
で分離検出し、入射光と反射光の位相差を検出すること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の偏波保持光フ
ァイバの接続方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21500483A JPS60107603A (ja) | 1983-11-17 | 1983-11-17 | 偏波保持光フアイバの接続方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21500483A JPS60107603A (ja) | 1983-11-17 | 1983-11-17 | 偏波保持光フアイバの接続方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60107603A true JPS60107603A (ja) | 1985-06-13 |
Family
ID=16665108
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21500483A Pending JPS60107603A (ja) | 1983-11-17 | 1983-11-17 | 偏波保持光フアイバの接続方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60107603A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6223007A (ja) * | 1985-07-22 | 1987-01-31 | クセルト セントロ・ステユデイ・エ・ラボラトリ・テレコミニカチオ−ニ・エツセ・ピ−・ア− | 単一モ−ドの光フアイバ−のカツプリング損失の測定方法および装置 |
JPS63276020A (ja) * | 1987-05-08 | 1988-11-14 | Fujitsu Ltd | 偏波面保存光アイソレ−タ |
EP0319041A2 (en) * | 1987-12-04 | 1989-06-07 | Fujikura Ltd. | Method and apparatus for fusion-splicing polarization maintaining optical fibers |
US5028118A (en) * | 1989-02-21 | 1991-07-02 | Centre National D'etudes Des Telecommunications | Device for the control and adjustment of the modal alignment of optical fibers |
WO1994009403A1 (en) * | 1992-10-20 | 1994-04-28 | Fujitsu Limited | Application of optical system to phase conjugate optics |
-
1983
- 1983-11-17 JP JP21500483A patent/JPS60107603A/ja active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6223007A (ja) * | 1985-07-22 | 1987-01-31 | クセルト セントロ・ステユデイ・エ・ラボラトリ・テレコミニカチオ−ニ・エツセ・ピ−・ア− | 単一モ−ドの光フアイバ−のカツプリング損失の測定方法および装置 |
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