JPH02207202A - 偏波保持型光ファイバ結合子の製造方法 - 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〉 本発明は光通信や光ファイバセンサ等に用いられる偏波
保持型光ファイバ結合子の製造方法に関する。

〈従来の技術〉 直線偏波を主軸に沿って安定に保存する単一モード光フ
ァイバである偏波保持光ファイバの利用に際しては、フ
ァイバに接続される光回路部品にも直接偏波保持性が要
求される。

このうち、特に、偏波保持型光ファイバ結合子は重要な
光回路部品である。この従来の偏一 波保持型光ファイバ結合子を第８図（，１〜（Ｃ）に示
す。同図に示すように、偏波保持型光ファイバ結合子を
作製するには、先づ複数（第８図においては２本）のコ
ア部１１ａの周囲のクラッド部１１ｂに屈折率が該クラ
ッド部１１ｂより低い応力付与部１２を有する被覆を除
去した偏波保持光ファイバ１３，１４を用意する（第８
図（ａｌ参照）。次いでこれら２本の偏波保持光ファイ
バ１３，１４を支持台１５上に設置し、それぞれの偏波
保持光ファイバ１３゜１４を回転させて応力付与部１２
で定まるファイバの複屈折主軸α、βが互いに平行に揃
うようにして偏波の主軸方向を一致させるようにする（
第８図（ｂ）参照）。そして、複屈折主軸ａ、ρの方向
が一致した偏波保持光ファイバ１３，１４は、バーナ１
６で加熱されると共に支持台１５を軸方向（第８図（Ｃ
）生方右方向）へ移動させ、２本の偏波保持光ファイバ
１３，１４を融着延伸し、その後ファイバの端部を分割
することによって偏波保持型光ファイバ結合子が得られ
る。このようにして得られた偏波保持型光ファイバ結合
子は、第９図に示すように、ファイバ１３に入射した直
線偏光１７が、ファイバ複屈折主軸αに沿って伝わると
共に、融着・延伸部で他方のファイバにも分割され、直
線偏光１８，１９としてそれぞれファイバ１３，１４か
ら出射されろ。

また、上述した偏波保持光ファイバを回転させて、偏波
の主軸方向ａ、βを一致させる際には、第１０図に示す
ように、被覆を除去した偏波保持光ファイバ１３．１４
をマツチングオイル２０に浸漬させ、光源２１からの光
を透過照明として利用し、顕微鏡２２によって応力付与
部１２で定まる複屈折主軸α。

βを観察しながら、偏波保持光ファイバ１３゜１４をそ
れぞれ回転させ、複屈折主軸α、βが互いに平行になる
ように一致させるようにしている。

〈発明が解決しようとする課題〉 一般に、光を分岐した後も入射光の偏波面を保持する能
力の高い偏波保持型光ファイバ結合子を得るためには、
使用する複数の偏波保持光ファイバの偏波の主軸方向を
高精度に一致させることが必要である。

しかしながら、従来の偏波保持型光フアイバ結合子の作
製法では、応力付与部で定まる複屈折主軸の軸方向が揃
っていない被数のファイバを合わせるのに、該応力付与
部を顕微鏡で観察することによって行っているため、複
数本の極細径な光ファイバを高精度に配列することが困
難な上作業時間も長時間を要し、また融着、延伸する際
軸ずれが生じやすく良好なる偏波保持特性を高歩留りで
作製することが困難となっている。

そこで、本発明は上述の欠点に鑑み良好な偏波保持特性
を高歩留りで作製する偏波保持型光ファイバ結合子の製
造方法を提供することを目的とする。

〈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第１の偏波保持型光
ファイバ結合子の製造方法の構成は、複数の偏波保持光
ファイバを用い、これらの複屈折主軸方向が揃った状態
で合わせて保持し、その一部を加熱・延伸し、複数の偏
波保持光ファイバの中央部が各光ファイバの各複屈折主
軸方向に揃った状態で相互に融着・延伸されてなる偏波
保持型光ファイバ結合子を製造する方法において、断面
矩形状の偏波保持光ファイバであってその複屈折主軸と
ファイバ側面のいずれかとが平行な偏波保持光ファイバ
を用いることを特徴とし、一方の第２の偏波保持型光フ
ァイバ結合子の製造方法の構成は、複数の偏波保持光フ
ァイバの中央部が各光ファイバの各複屈折主軸方向に揃
った状態で相互に融着・延伸されてなる偏波保持型光フ
ァイバ結合子を製造する方法において、断面矩形状の偏
波保持光ファイバであってその複屈折主軸とファイバ側
面のいず６一 れかとが平行な偏波保持光ファイバを用い、複数の咳個
波保持光ファイバの軸方向の一部をスリーブに入れて嵌
合させてこれら偏波保持光ファイバ同志を複屈折主軸方
向に揃えた状態で保持し、この嵌合保持部を延伸するこ
とを特徴とする。

〈実　施　例〉 以下に本発明方法の具体的な一実施例を図面を参照して
説明する。

本実施例に用いる光ファイバ用母材は例えば次の方法に
より製造される。

まず、例えば公知技術である加水分解法によって得られ
るＳｉＯ。スートの多孔質母材を加熱透明化することに
より、クラッド部にフッ素が添加された母材を得る。又
は、プラズマ中に５１０２の出発原料であるｓ１ハロゲ
ン化物を導入し、直接透明ガラス化することにより母材
を得る。

そしてこのような公知技術を用いて製造されたシングル
モードファイバ用母材のコアの径方向両側に、超音波開
孔材を用いて軸方向に沿って孔を形成した後、この孔に
応力付与部となるＢ２Ｏ３を添加したガラス部材を挿入
し、更に、該応力付与部で定まる光ファイバの複屈折主
軸と光ファイバ用母材の側面とが平行となるように横断
面形状を矩形となるように研削し、本実施例に用いる断
面矩形状の偏波保持光ファイバ用母材とする。

本実施例でかかる偏波保持光ファイバ用母材を用いて偏
波保持型光ファイバ結合子とするには、第１図に示すよ
うに例えば当該光ファイバ用母材を一定条件で綿引きし
て得た断面形状矩形状のファイバ１０１を複数本、本実
施例では２本のファイバｌ０ＩＡ、ｌ０ＩＢを用い、こ
れらの複屈折主軸α、βと平行なファイバの一側面同志
を揃えて合わせると共に複屈折主軸方向が揃った状態で
合せ、且つその中央部同士をバーナ１０２で加熱融着し
、さらに延伸すればよい。

加熱延伸した後、必要に応じてファイバの両端を複数の
ファイバに分離することが必要である（第２図参照）が
、これは、ダイヤと石を用いた機械的手段あるいはエツ
チング液を用いた化学的手段によって達成することがで
きる。また、分離ファイバの強度を考慮すると、微小径
に絞られたＣＯ２レーザ光を用いて、高精度かつ高速に
分離することが可能である。なお、本実施例では偏波保
持型光ファイバ結合子を説明したが、ファイバ同士の断
面の向きを揃えた部品の製造に広く応用できる。

尚、複屈折主軸方向の揃えを容易に且つ高精度に行うた
めには、複数の上記断面矩形状の偏波保持光ファイバ用
母材をその複屈折率主軸方向を揃えて融着し次いで線引
きしてファイバ化し、その後得られたファイバを適当に
切断して分割し、その分割されたファイバの長さ方向中
央部を加熱延伸すると共にこの分割されたファイバの両
端部を長さ方向に沿って複数本のファイバに分離するこ
とにより製造すればよい。

このように本発明方法により偏波保持型光ファイバ結合
子を製造した場合、従来の例えば断面円形状の偏波保持
光ファイバを用いた場合のように複屈折主軸の主軸合わ
せを手間と時間を要することがなく、短時間で高性能な
偏波保持型光ファイバ結合子を得ることができる。

尚、本実施例においては２本の偏波保持光ファイバを用
いて説明したが３本以上の光ファイバを用いることもで
きることはいうまでもなく、複数本の場合には更に従来
より手間がかかることはない。

次に本発明の第２の製造方法の一実施例について図面を
参照して説明する。

尚、本実施例においては前述した断面矩形状の偏波保持
光ファイバｌ０ＩＡ、ｌ０ＩＢを用いており、重複する
部材の説明については同符号を付してその説明は省略す
る。

第３図に示すように、断面矩形状の偏波保持光ファイバ
ｌ０ＩＡ、１０］、Ｂはそれらの側面を合わせるように
して揃えられており、複屈折主軸方向ａ、βが平行にな
っている。

これらの光ファイバの軸方向の一部には横断面が凹の字
型で開口部３１を有するスリーブ３２が嵌合されており
、該開口部３１の上縁を閉塞する蓋部３３によって束ね
られた光ファイバｌ０ＩＡ、ｌ０ＩＢを嵌合し、保持し
ている。この状態で第４図に示すように左右に設けられ
た支持台３４上に設置し、バーナー３５で該嵌合部であ
るスリーブ３２を加熱しつつ上記支持台３４を第４図中
左右方向へそれぞれ移動させ、偏波保持光ファイバｌ０
ＩＡ。

１０１Ｂとスリーブ３２とを加熱一体化させながら延伸
し、その後偏波保持光ファイバ１０１Ａ、ｌ０ＩＢのそ
れぞれの端部を分割して偏波保持型光ファイバ結合子を
得る。

第５図は、前述したように本実施例に係るスリーブ３２
及び蓋部３３に光ファイバｌ０ＩＡ。

１０１Ｂが嵌合されてなる状態を示している。

ここで、スリーブ３２と光ファイバｌ０ＩＡ。

１０１Ｂこの関係を示すと、次の関係がある。

光ファイバｌ０ＩＡ、ｌ０ＩＢの断面の長辺の長さを４
１．短辺の長さを４２．スリーブ３２の内側の一辺の長
さをｌ！３．他辺の長さを１４とすると、ｌｉ、で２）
　’３Ｆ　’４には、で、−１１で＝２×で の関係がある。

乙の光ファイバ１０１Ａ、ｌ０ＩＢの複屈折主軸α、β
ば、２つの応力付与部１２，１２の中心を通る直線であ
り、この主軸α、βと光ファイバの側面とは常に平行に
なっている。

このため、２つの応力付与部１２，１２を通る直線（複
屈折主軸α、β）と光ファイバ１０１Ａ、ｌ０ＩＢのク
ラツド１ｌｂＯ長辺とが平行になっている光ファイバｌ
０ＩＡ。

１０１Ｂを用い、断面凹字型のスリーブ３２に断面矩形
状の偏波保持光ファイバ１０１Ａ。

１０１Ｂを納めることで、２つの光ファイバ１０１Ａ、
ｌ０ＩＢの複屈折主軸ａ、βを一部１− 致させることが可能となり、従来のように煩雑な軸合せ
の作業が不要となる。

尚、複数本の光ファイバを合わせる場合には本数に応じ
てスリーブ３２の１４の長さを長くすれば可能となる。

更に、光ファイバｌ０ＩＡ、ｌ０ＩＢの長軸方向側面と
応力付与部１２，１２からなる複屈折主軸のα、βとを
平行に削ること（まファイバの母材の作製段階で行うた
め、高精度に軸合せを行うことが容易となり、このため
結合子の特性も向上する。

尚、本実施例では断面矩形状の偏波保持光ファイバは母
材を研磨研削して複屈折主軸と側面とが平行なものを用
い、ある特定温度で線引きしたものを用いたが、本発明
方法はこれに限定されるものではない。

試験例 次に本発明の効果を表す試験例について説明する。

ＶＡＤ法により、中心にＧｅＯを添加したコアスー１−
１その外側に８１０２スートからなるクラッド層を有す
る多孔質母材を加熱一体化してシングルモード光ファイ
バ用母材を得た。

この光ファイバ用母材（外径１９胴φ、長さ２５０ｍｍ
）のコア部の径方向両側に超音波開孔機を用いて５　ｍ
ｍφの孔を形成した。次いでこの孔の内側を機械研摩、
気相エツチングにより平滑にした。その後、気相肉付法
により作製した外径７．５ｍｍφのＢＯ添加ＳｉＯガラ
スロッド（Ｓｉｎ２ガラスこの屈折率差Δ−＝０．６０
％）を孔内に挿入した。

このように複合化した光ファイバ母材を線引機を用い、
加熱して一体化しながら外径１２５μｍφ×７０μｍφ
の断面矩形状の偏波保持光ファイバを得た。

この光ファイバを２００ｍｍ長に切断分割し、被覆４０
を除去した。次に第７図（ｂｌに示す断面凹状のスリー
ブ４２の開口部４１内に上記２本の光ファイバ２０１Ａ
、２０１Ｂを挿入し、蓋部４３で開口部４１の上縁を閉
塞して光ファイバ２０１Ａ、２０１Ｂを保持した（第６
図（ａ）参照）。この状態で該スリーブ４２を支持台４
６，４６上に設置し、光ファイバ２０１Ａの端部（図中
左側端部）にのみ、モニタＭからの光を入射させた。一
方、２本の光ファイバ２０１Ａ、２０１Ｂの他端（図中
右側端部）には、光パワーメータＰＡｐＰ８を接続した
。

次いで、スリーブ４２部分をＨ２１０２マイクロバーナ
４７で加熱し、スリーブ４２．蓋部４３、及び２本の光
ファイバ２０１Ａ、２０１Ｂを加熱一体化しながら線引
した（この線引時の線引張力は５０ｇ以上で行った）。

この加熱延ｆｌの際には、光パワーメータＰＡ。

Ｐによって２本の光ファイバ２０１Ａ、　２０１Ｂの出
力を常にモニタしておき、２つの光ファイバ２０１Ａ、
２０１Ｂの出力が等しくなった時点で、延伸を停止した
。

乙の結合子を５個試作し、特性を評価したところ、平均
損失は０．１２ｄＢ、クロストークは■→■の経路につ
いては平均−２９ｄＢ。

■→■の経路については平均−３０ｄＢと良好な特性が
再現よく得られた。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明方法によれば、融着・延伸
段階での煩雑な光ファイバの複屈折主軸の軸合せが不要
となるため、高性能な偏波保持型光ファイバ結合子を容
易に得ることができると共に経済的に廉価に製造するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の第１の製造方法を実施する一
実施例に係る概説図、第３図〜第５図は本発明の第２の
製造方法を実施する一実施例に係る概説図、第６図〜第
７図はそれぞれ一試験例に係る概説図、第８図〜第１０
図はそれぞれ従来例に係る概説図である。 図　面　中、 １０１Ａ、　ｌ０ＩＢ、　２０１Ａ、　２０１Ｂは偏波
保持光ファイバ、 α、βは複屈折主軸、 ３２．４２はスリーブ、 ３３．４３は蓋部、 １０２．４７はバーナである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）複数の偏波保持光ファイバを用い、これらの複屈折
   主軸方向が揃った状態で合わせて保持し、その一部を加
   熱・延伸し、複数の偏波保持光ファイバの中央部が各光
   ファイバの各複屈折主軸方向に揃った状態で相互に融着
   ・延伸されてなる偏波保持型光ファイバ結合子を製造す
   る方法において、断面矩形状の偏波保持光ファイバであ
   ってその複屈折主軸とファイバ側面のいずれかとが平行
   な偏波保持光ファイバを用いることを特徴とする偏波保
   持型光ファイバ結合子の製造方法。 ２）複数の偏波保持光ファイバの中央部が各光ファイバ
   の各複屈折主軸方向に揃った状態で相互に融着・延伸さ
   れてなる偏波保持型光ファイバ結合子を製造する方法に
   おいて、断面矩形状の偏波保持光ファイバであってその
   複屈折主軸とファイバ側面のいずれかとが平行な偏波保
   持光ファイバを用い、複数の該偏波保持光ファイバの軸
   方向の一部をスリーブに入れて嵌合させてこれら偏波保
   持光ファイバ同志を複屈折主軸方向に揃えた状態で保持
   し、この嵌合保持部を延伸することを特徴とする偏波保
   持型光ファイバ結合子の製造方法。