JPH01156702A - 定偏波光フアイバ用母材 - 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〕 本発明は定偏波光ファイバ用母材に関するもので、詳し
くは本発明母材はこれを線引することにより、曲げて用
いる際にクロストークの劣化を最小にして曲げ得るよう
な構造の、自己湾曲した定偏波光ファイバを得られるも
のである。

〔従来の技術〕

従来の定偏波光ファイバの一つに、第３図にその断面図
を示すような応力付与型のものがある。この種のファイ
バではコア４の両側となるように応力付与部６をクラッ
ド５に埋め込んである。このようなファイバ構造に対応
した構造の母材を作製し、該母材からファイバに線引き
する際に１応力付与部の存在によって熱残留応力が発生
し、この応力による光弾性効果により、２つの直交する
偏波モード間の伝搬定数に差をもたせ、ファイバに偏波
保持特性を持たせている。

また従来例の他の一つとして、第４図に断面図を示すよ
うな楕円コア型のものがある。この種のファイバでは、
コア７の断面形状を楕円形にすることにより、２つの直
交する偏波モード間の伝搬定数に差をもたせ、ファイバ
に偏波保持特性を持たせている。第４図の８はクワッド
である。

ところで偏波保持特性は、クロスーク（ＣＴ）々る量で
表現することができる。例えば入射端で、２つの直交す
る偏波モードのうちのＨＥ　ｕモード（Ｘ偏波）のみを
入射した場合のクロスＦ−りは以下の（１）式で与えら
れる。

ＣＴ　＝　１０−　ｌｏｇ（ＰＹ／Ｐ、）　　（ａＢ）
　　　　・・・（１）ここで、Ｐｘ、　ＰＹ　　はそれ
ぞれ、出射端でのＨＥＸ１１モード（Ｘ偏波）、ＨＥ　
ｔｔモード（Ｙ偏波）の光パワーである。クロストーク
ＣＴが小さいほど偏波保持特性が優れていると言える。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の定偏波光ファイバの問題点の一つとして、曲げを
加えたときにクロストークの劣化が見られることが挙げ
られる。しかも、この劣化量はファイバの曲げ方向によ
って異なる。−例として、直径８１１１１のマンドレ〜
に、第３図の構造の定偏波光ファイバをに回巻き付けた
ときの、曲げ方向（θ０）によるクロストーク（ｄＢ）
の変化を第５図に示す。なお、使用のファイバ９は、コ
ア１０の直径が７８μｍ、Δｎが１３％、応力付与部１
２の直径３２μｍ、応力付与部間隔２４μｍである。１
１はクラッドをあられす。曲げの々いときのクロストー
クは同図中の二点鎖線Ａに示し、を曲げたときのヌトロ
ーク変化を図中に丸印で示すが、これは図中に破線Ｂに
て示す曲線に大よそ沿っている。第５図から、ｈ回の巻
付けでも曲げ方向によってクロストークが最大約８ｄＢ
異なることがわかる。またこの図から望ましい曲げ方向
はθ＝０°又は１８０°、すなわち応力付与部１２の中
心とコア１０の中心を結ぶ直線が曲げの軸と平行になる
ような曲げ方向であることがわかる。

しかしながら、従来構造の定偏波光ファイバは例えば第
３図のもののように、外観上等方向に構成されていたた
めに、その外観からはクロストークの劣化量が最小とな
る曲げ方向を確認することができなかった。従って、曲
げに伴うクロストークの劣化を最小限に抑えることは不
可能であった。

本発明はこのような現状に鑑みてなされたもので、クロ
ストークの劣化量が最小となる曲げ方向を、その外観か
ら容易に判別できるよう々定偏波光ファイバを製造する
ための定偏波光ファイバ用母材を提供することを目的と
するものである。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明はコア
、クラッド及び曲げ付与部からなり、該クラッド中心と
該曲げ付与部中心とは偏心されておシ、該コアの断面形
状が該コア中心と前記曲げ付与部中心を結ぶ直線方向を
その短軸とする楕円形であり、該曲げ付与部の軟化点温
度がコア又はクラッドのいずれの軟化点温度よりも高い
ことを特徴とする定偏波光ファイバ用母材に関するもの
である。

本発明の特に好ましい実施態様として、曲げ付与部が純
石英からなり、コア及びクラッドは添加剤を加えた石英
からなる純石英の軟化温度よりも低い軟化温度のもので
ある上記定偏波光ファイバ用母材を挙げることができる
。

以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図（ａ）は、本発明の定偏波光ファイバ用母材の一
具体例の径方向断面図であって、図中１はコア、２はク
ラッド、３は曲げ付与部である。

コア１はその断面形状が楕円形であシ、コア１の中心Ｂ
と曲げ付与部３の中心Ａを結ぶ直線方向を短軸としてい
る。このコア１の楕円形断面構造によシ偏波モード間に
光路差が生じて伝搬定数差が生じる。また、コアの異方
性のためコアに異方性の応力が働き、この応力による光
弾性効果によって、２つの直交する偏波モード間の伝搬
定数差を発生させ、これによ）偏波保持特性を持たせる
。々お、コアに異方性の応力が働いていなければ、直交
する２つの偏波モードに対する屈折率は同じである。

また、曲げ付与部３は、コア１、クラッド２よりも軟化
温度の高い物質からなっておシ、当該母材を線引きして
、線引終了後のファイバに曲がりを発生させ、この曲が
９によって、ファイバの外観よシ、クロスＦ−りの劣化
量が最小となる曲げ方向が判別可能となる。この理由は
次の如くである。

本発明の定偏波光ファイバ用母材は、曲げ付与部３の軟
化温度がコア１．クラッド２のそれより高いので、線引
き時の張力は曲げ付与部３にかがシ、曲げ付与部３は軸
方向に伸びた状態になる。線引きが終了すると、曲げ付
与部３は線引き時の張力から解放されてファイバの長手
方向に縮もうとするが、本発明では線引き終了後のファ
イバの曲げ付与部３′の中心とクラッド２′の中心をず
らして、コアの短軸をコア中心と曲げ付与部中心を結ぶ
直線上に位置させているために、曲げ付与部３′が曲げ
モーメントを発生して、第２図に示すように、該ファイ
バは曲げ付与部３Ｉが内側になシ、曲げによるクロスト
ーク劣化量を最小にする形で自己湾曲する。なお、第２
図の１′はファイバのコアである。これにょつて、外観
からクロストーク劣化量が最小となる曲げ方向を確認す
ることができる。すなわち、本発明の母材を線引きして
ファイバ化すると、該ファイバ自体が最も望ましい曲げ
方向へ曲がるので、この曲がシにしたがってファイバを
曲げて用いるという簡単な方法でクロストーク劣化量を
最小限に抑えることができる。

本発明の定偏波光ファイバ用母材において、コア、クラ
ッド、曲げ付与部に用いる材料としては、例えば純石英
ガラス、石英に添加剤例えばＦ、　Ｇｅ、　Ｐ、　Ｂ、
　Ａｔ等の１種以上を加えた石英系ガラス等から選択す
ることが好ましい。この際、コア、クラッドはｈずれも
曲げ付与部よ）も軟化温度が低く、またクラッドの屈折
率はコアの屈折率よシ低くなるような材質を選択する。

このような組合せの一例としては、コアをゲルマニウム
ｅ　ｐ、ｏ、またはＡ２，０３添加石英ガラス、クラッ
ドをフッ素またはＢｍＯｓ添加石英ガラス、曲げ付与部
を純石英とする組合せ等が挙げられる。なおいずれの組
合せでもコア・クラッド間の比屈折率差が光の伝搬を可
能とする値（１３程度）をとる必要がある。

なお、本発明の偏波保持光ファイバ用母材は、通常の方
法で線引きしてファイバにすれば、必ず曲げによるクロ
ストーク劣化が最小と彦る方向に自己湾曲する。ただし
、自己湾曲の程度を実用上十分な大きさ又は程度とする
ためには、線引き時の張力、温度を適宜調整すればよい
。

本発明の定偏波光ファイバ用母材の製造法については、
特に限定されるところは表いが、−例を挙げると次のよ
うに行なう。まず、ＶＡＤ法等によシ、通常のコアとク
ラッドからなるシングルモードファイバ用母材を作製し
、これに第１図（ｂ）に示すように穴１４〜１６を開け
る。

穴１４及び穴１５はコア１ａを楕円形にする丸めのもの
であり、穴１６は曲げ付与部材を挿入するためのもので
ある。２ａはクラッドである。

別途、ＶＡＤ法等によシ曲げ付与部材を作製しておき、
上記母材の穴１６に挿入し、この状態でコラップスする
ととＫよシ、第１図（ａ）のようにコアが楕円形となシ
、曲げ付与部を備えた本発明の定偏波光ファイバ用母材
が得られる。以上はあ≦まで例示であシ、当然別法も考
えられる。

〔実施例〕

実施例１ 第１図（ａ）　Ｋ示した断面形状を有し、コアがゲルマ
ニウム１重量Ｘ添加石英、クラッドがフッ素１重量ｘ添
加石英、曲げ付与部が純石英からなり、コアとクラッド
の屈折率差がΔｎ＝０．３％の定偏波光ファイバ母材（
本発明品）を、線引き張カフ０ｆで線引きして、被覆径
が２５０ｐｍとなるように紫外線硬化性樹脂の被覆を行
なった。得られたファイバ断面の各寸法は、コアの長径
１０μｍ、短径５μｍ１曲げ付与部の直径１７μｍであ
シ、曲げ付与部の中心Ａはクラッド２の中心Ｂよ９３２
２ｍ偏心していた。また本ファイバは曲率半径７０−で
自己湾曲した。ファイバ断面を顕微鏡を用いて観察した
ところ、自己湾曲の方向が第２図に示したように、コア
が内側になるような方向であることを確認できた。

本ファイバのビート長ＬＢは、波長λ＝ｔ３μｍにて測
定したところ＆　３　ｖｍ　（複屈折率Ｂ＝λ１×１０
　）であシ、外力による曲げを加えない場合のクロスト
ークは、λ＝ｔＳμｍ１ファイバ長１０ｍで一３ｔ２ｄ
Ｂであった。本ファイバをファイバ自体の曲がりに従っ
てマンドレル等に巻くことは容易であり、直径３０ｍｍ
のマンドレルにファイバ長１０ｍを巻いてクロストーク
を測定したところ−３０，９ｄＢであった。すなわち曲
げに伴うクロストークの劣化は（Ｌ　５　ｄＢと小さい
ことが確認された。

比較例１ 実施例１の本発明の偏波保持ファイバ用母材とは、曲げ
付与部がない点以外は同様である母材（比較量）を、実
施例１と同様に線引き被覆して定偏波光ファイバを得た
。このファイバは第４図に示した従来品の断面形状を有
し、コア１の長径１０μｍ、短径５μｍであシ、湾曲は
なかった。このファイバの１０ｍについて、直径３０１
のマンドレルに巻きつけ、巻き付は前後でのクロストー
クを波長１．３μｍで測定したところ、巻付は前で−３
２，１ｄＢ、巻付は後で−１９，４ｄＢ　と、曲げによ
るクロストークの劣化は１２．５ｄＢと、実施例１の本
発明品のｃＬ３ｄＢに比して非常に大きかった。

以上の実施例、比較例から本発明の定偏波光ファイバ用
母材は曲げ付与部を有する構造によって、線引き後は自
己湾曲し、クロストーク劣化が最小となる方向に容易に
曲げて使用できることがわかる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の定偏波光ファイバ用母材は
、これを線引きしたファイバの自己湾曲が、曲げによる
クロストーク劣化が最小となる方向と一致する゛ので、
該ファイバの曲がりを外部から観察するだけでクロスト
ーク劣化が最小となる曲げ方向を確認することができて
、このファイバ曲がシに従って曲げることで曲げによる
クロストークの劣化を最小限に抑えることができる。

従って本発明の定偏波光ファイバ用母材は例えば光ファ
イバジャイロに用いる定偏波光ファイバコイル等のよう
に曲げて用いられる定偏波光ファイバの製造分野に利用
すると非常に有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の定偏波光ファイバ用゛母材の一
事施例の径方向断面図、第１図ｃｂ）は本発明品の製法
の一例を説明する図、第２図は本発明の母材を線引きし
て得た定偏波光ファイバの自己湾曲状態を説明する模式
図である。 第３図は従来の応力付与型定偏波光ファイバの一例の断
面図、第４図は従来の楕円コア型定偏波光ファイバの一
例の断面図であシ、第５図は第３図の従来ファイバにお
ける、曲げ方向（６）とクロストーク（−ｄＢ　）の関
係を示す模式図であシ、二点鎖線Ａは曲げを加えないと
きのクロストークを、丸印は曲げを加えたときのクロス
トークであシ、破線Ｂは○印の値が沿っている大よその
曲線である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）コア、クラツド及び曲げ付与部からなり、該クラ
   ッド中心と該曲げ付与部中心とは偏心されており、該コ
   アの断面形状が該コア中心と前記曲げ付与部中心を結ぶ
   直線方向をその短軸とする楕円形であり、該曲げ付与部
   の軟化点温度がコア又はクラッドのいずれの軟化点温度
   よりも高いことを特徴とする定偏波光ファイバ用母材。
2. （２）曲げ付与部が純石英からなり、コア及びクラッド
   は添加剤を加えた石英からなる純石英の軟化温度よりも
   低い軟化温度のものである特許請求の範囲第１項記載の
   定偏波光ファイバ用母材。