JPS63208809A - 偏波保持光フアイバ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、偏波保持光ファイバに関する。より詳細には
、その断面形状に異方性を持たせることによって、保持
する偏波の主軸方向を外部から容易に識別することので
きる新規な偏波保持光ファイバの構成に関する。

従来の技術 偏波保持光ファイバは、コアを伝播する光の互いに直交
する偏波に対して大きな伝播係数の差を設け、実質的に
伝播光の特定の偏波のみを伝播する′ように構成された
光ファイバである。

このような偏波保持光ファイバの構造はいくつかの種類
が開発されている。例えば、コアの断面形状を長方形ま
たは楕円形にしたり、あるいは円形断面のコアに対して
クラッドの断面形状を楕円形とする等して、伝播光軸に
対して互いに直行るす方向で、コアに作用する物理的応
力を変化するように構成される。このような構成は応力
複屈折型ファイバと呼ばれている。

第３図並びに第４図は、応力複屈折型偏波保持光ファイ
バの代表的な構造を示す断面図である。

第３図に示す偏波保持光ファイバは、いわゆる“パンダ
ファイバであり、コア１を中心に対象な位置に１対の応
力付与部材２を配置し、更に、クラッド３によって一体
としたものである。このとき、応力付与部材２はクラッ
ド３よりも熱膨張率の大きい材料で形成されており、完
成したパンダファイバ内では、応力付与部材２を結ぶ方
向（以下、この方向を主軸方向と記す）に、コア１に対
して引張応力が付与される。従って、コア１は、応力の
方向と、この方向と直角な方向とで屈折率が相違し、コ
ア１を伝播する光の各偏波の位相速度に大きな差が生じ
る。

第４図に示す偏波保持光ファイバも、やはりコア１の両
側部に１対の応力付与部材２を埋設してクラッド３によ
って一体としたものであり、応力付与部材は、形状は異
なるが、同様な機能をもっている。

尚、これらの偏波保持光ファイバは、一般の光フアイバ
素線と同様に、表面の物理的な保護のための被覆層４を
備えている。

又、偏波保持光ファイバの偏波保持性能を表す最も代表
的な特性は、互いに垂直な偏波の間のクロストーク（漏
話）という値によって示される。

即ち、偏波保持光ファイバに単一偏波光を入射し、出射
端において、入射光と同一の偏波方向の出射光のパワー
をＰｘ　、この光と直交する偏波の出射光のパワーをｐ
ｙとし、 〔クロストーク）　＝１０　ｌｏｇ　（Ｐｙ／Ｐｘ）　
　（ｄＢという式に従って得られた値である。この式か
られかるようにクロストークの値が小さいほど、偏波保
持特性が優れているといえる。

ところで、上述のような応力複屈折型光ファイバは、こ
れを屈曲した場合にその曲げ方向がクロストーク特性に
影響を与えることが知られている。

エレクトロニクスレターズ第１９巻第１７号の６７９頁
乃至６８０頁（ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ’Ｓ　ＬＢＴＴＥ
Ｒ３Ｖｏｌ、１９　Ｎｏ。

１７　ｐｐ６７９−６８０　）には、第４図に示した構
造の偏波保持光ファイバにおいて、主軸方向に対する曲
げ方向の変化によってクロストーク特性が変化すること
が報告されている。即ち、屈曲していない偏波保持光フ
ァイバと主軸方向とによって規定される平面に対して、
屈曲した状態の光ファイバを含む平面が成す角度によっ
て、屈曲によるクロストーク特性の劣化の程度が大きく
異なることをか述べられている。

また、本発明者等も、第３図に示した構造の偏波保持光
ファイバが同様な特性を示すことを確認した。第５図（
ａ）は、発明者が第３図に示した形状の偏波保持光ファ
イバを用いて実際に測定した偏波保持光ファイバの特性
を示すグラフである。即ち、保護被覆を含めた直径が９
００μｍの偏波保持光ファイバを直径５Ｑｍｍの円筒形
の治具に巻きつけ、第５図ら）に示すように、偏波保持
光ファイバのある断面における主軸方向と、その断面の
接する位置での治具の母線とが成す角度θを種々変化し
て、それぞれの場合のクロストーク特性を測定してプロ
ットした。

尚、第５図（ａ）におけるクロストーク特性は、クロス
トークが最良となるときをΔＣＴ＝ＯｄＢとした相対値
である。また、用いた偏波保持光ファイバの他の諸元を
第１表に示す。

第１表 第５図（ａ）から明らかなように、角度θが０°あるい
は１８０　’の場合にクロストーク特性は最良となる。

発明が解決しようとする問題点 ところで、偏波保持光ファイバの主要な用途のひとつに
光フアイバジャイロのコイルが挙げられ、る。コイルを
構成する場合に偏波保持光ファイバが屈曲されることは
いうまでもなく、従って、コイルの作製時に、偏波保持
光ファイバの主軸方向を治具の母線と平行に保つことが
できれば、極めてクロストーク特性の優れた光フアイバ
ジャイロコイルができる。

しかしながら、従来の偏波保持光ファイバは、第４図並
びに第４図にその断面を示したように、被覆４により等
方的に全体が覆われており、端面以外では、外部から主
軸方向を窺い知ることはできなかった。

即ち、従来の偏波保持光ファイバによってコイルを作製
する場合は、光ファイバの屈曲方向と主軸方向とを、ク
ロストークが最良となるように維持しながら巻くことが
できず、みすみすクロストークの劣化を招いていた。ま
た、このような問題は、他の用途の場合でも、設計上の
必要によって偏波保持光ファイバを屈曲しなければなら
ない場合に必ず付き纏っていた。

そこで、本発明の目的は、外部からその主軸方向を容易
に識別することができ、屈曲する場合にクロストークの
劣化が最も少ない屈曲方向を容易に選択することのでき
る、新規な偏波保持光ファイバを提供することにある。

問題を解決するための手段 即ち、本発明に従い、コアと、該コアの両側部に平行に
配列された２本の応力付与部材と、該コア並びに該応力
付与部材を埋設、保持するクラッドと、該クラッドの外
周を囲う保護被覆を備え、伝播光の特定偏波のみを選択
的に伝播するように構成した偏波保持光ファイバであっ
て、該保護被覆の伝播光軸に直角な断面形状が、前記コ
アを伝播する特定偏波の主軸方向を外部から識別するこ
とができるように異方性を与えられていることを特徴と
する偏波保持光ファイバが提供される。

ここで、偏波保持光ファイバの断面形状としては、楕円
形、長方形等が挙げられるが、特に、光ファイバを治具
に巻いてコイル状にする場合等を考慮すると、主軸方向
の寸法がより長い断面形状であることが望ましい。

また、一般に応力複屈折型の偏波保持光ファイバの場合
、応力付与部はコアに対して引張応力を付与しているの
で、形状のためにあるいは屈曲したときの保護被覆層の
変形のためにコアを圧迫して、この引張応力が打ち消さ
れるような形状は好ましくない。

詐月 本発明の偏波光ファイバは、その被覆の形状により、外
観から偏波の主軸方向を判別することができるように構
成されている。従って、偏波保持光ファイバが保持する
偏波の主軸方向を、その全長に渡って容易に識別するこ
とができる。

こうして、例えば偏波保持光ファイバをコイル状に巻く
ような場合には、偏波保持光ファイバの屈曲方向の違い
によるクロストーク特性の劣化を極限まで防止できる。

実施例 以下に、添付の図面を参照にして本発明をより具体的に
詳述するが、以下に示すものは本発明の一実施例に過ぎ
ず、本発明の技術的範囲を何ら制限するものではない。

第１図（ａ）は本発明に従う偏波保持光ファイバの形状
を示す断面図である。

同図に示すように本発明の偏波光ファイバ５ａは、コア
１、応力付与部材２並びにクラッド３の構成は従来の偏
波保持光ファイバと同じである。

即ち、コア１を中心に、その両側部に１対の応力付与部
材２を配置し、これらをクラッド３によって１体として
いる。

しかしながら、更にその外周を覆う保護被覆層の断面形
状は従来のものと異なっており、応力付与部材を結ぶ線
の延長上、即ち、この偏波保持光ファイバを伝播する光
の主軸方向を長径とする長円形となっている。

このような偏波保持光ファイバの製造は、出側に楕円ダ
イスを設けた通常の線引き機を用いて、従来通りの手順
に従って操業を行った。但し、出側の楕円ダイスの長径
が、コア１並びに応力付与部材２の配列平面即ち主軸の
延長上にあるように、装置の設営並びにプリフォームの
供給段階で配慮した。この操作は、肉眼によって確認す
ることで行ったが、実際に線引きされた光ファイバの断
面を顕微鏡で観察したところ、設計通りファイバの主軸
方向と被覆の楕円長軸方向は一致していた。

作成した偏波保持光ファイバ５ａは、直径１２５μｍの
クラッドを備えた光フアイバ素線に対して、長径が３０
０μｍ１短径が２００μｍのものであった。

また、比較のために、同様の方法で、上記光ファイバ５
ａと被覆層４の断面形状のみが異なり、その他の特性を
同じくする偏波保持光ファイバ５ｂを作製した。この偏
波保持光ファイバ５ｂは、やはり１２５μｍの直径のク
ラッドに対して３００μｍの直径を有していた。

こうして完成した２種の偏波保持光ファイバ５ａｓ５ｂ
それぞれ１００ｍを、直径５Ｑｍｍの２本のマンドレル
６に別々に巻いて２種類の偏波保持光フアイバコイルを
作った。

第２図は偏波保持光ファイバ５ａをマンドレル６にコイ
ル状に巻きつけている様子を示す図であるが、同図に示
すように光ファイバ５ａを巻く場合は、楕円形の短軸が
マンドレルの表面と垂直になるようにした。

こうして作製した２つの偏波保持光フアイバコイルのク
ロストークを、波長１．３μｍの光源を用いて測定した
結果、光ファイバ５ｂを用いたものが−１３，７ｄＢ、
光７フイバ５ａを用いたものが−１９，８ｄＢであり、
本発明による偏波保持光ファイバである光ファイバ５ａ
を用いたコイルの方が従来の光ファイバ５ｂを用いたコ
イルよりもクロストークが６．１ｄＢ良いことが確認さ
れた。

尚、被覆層４の硬化前にローラに接触させる等して、第
１図ら）に示すように、その表面に平坦な部分を設ける
ことも好ましい。特に、上述のようにマンドレルに巻き
付ける場合は、この平坦部がマンドレル上での光ファイ
バの角度をより安定させるからである。

発明の詳細 な説明したように、本発明による偏波保持光ファイバは
、外観からその偏波の主軸方向を判別することが可能で
あり、光ファイバの曲げ方向と偏波の主軸方向の成す角
度をクロストークが最良となる角度に保ちながらコイル
状に巻くことができる。従って、曲げ方向によるクロス
トークの劣化がなくなり、光フアイバジャイロ等で偏波
保持光ファイバをコイル状にして使用する場合、特に効
果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）並びにら）は、本発明による偏波保持光フ
ァイバの構成を示す横断面図であり、第２図は、偏波保
持光ファイバ５ａをマンドレル６にコイル状に巻きつけ
る様子を表す図であり、第３図は、従来の偏波保持光フ
ァイバの構成を示す横断面図であり、 第４図は、別の従来の偏波保持光ファイバの構成を示す
横断面図であり、 第５（ａ）図は、偏波保持光ファイバの曲げ方向と偏波
の主軸方向の成す角度θと、クロストークの劣化ΔＣＴ
との関係を示すグラフであり、第５（ｂ）図は、第５（
ａ）図に示す角度θを説明する図である。 （主な参照番号） ■・・・・・コア、 ２・・・・・応力付与部、 ３・・・・・クラッド、 ４・・・・・被覆、 ５ａ、ｂ・・偏波保持光ファイバ、 ６・・φ・・マンドレル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）コアと、該コアの両側部に平行に配列された２本
   の応力付与部材と、該コア並びに該応力付与部材を埋設
   、保持するクラッドと、該クラッドの外周を囲う保護被
   覆を備え、伝播光の特定偏波のみを選択的に伝播するよ
   うに構成した偏波保持光ファイバであって、 該保護被覆の伝播光軸に直角な断面形状が、前記コアを
   伝播する特定偏波の主軸方向を外部から識別することが
   できるように異方性を与えられていることを特徴とする
   偏波保持光ファイバ。
2. （２）前記保護被覆の断面形状が、前記主軸方向を長径
   とする長円形であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の偏波保持光ファイバ。
3. （３）前記保護被覆の表面に、前記主軸方向と平行な平
   坦部が形成されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項または第２項に記載の偏波保持光ファイバ。