JPH026425Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は温度補償の施された光フアイバ型位相
変調器に関する。

（従来技術とその問題点） 近年、通信の高機能化を目指したコヒーレント
光通信や機器の小型化、高信頼性化を目指した光
フアイバジヤイロなどの研究が進められている
が、これらにはいずれも光の位相制御手段が必要
とされる。

また導波型光素子と単一モードフアイバの接続
やコヒーレント光通信では任意の偏光を所望の方
向の直線偏光に変換する偏光補償装置が必要とさ
れるが、この偏光補償装置においても２段の位相
変調器を縦続に接続した方式が特願昭58−116342
に述べられている。

上述の用除に用いられる位相変調器としては、
光フアイバに圧力や伸びを印加し、光フアイバ内
の複屈折の大きさや方向を変化させることにより
光フアイバ伝搬光の直交する２つの偏光成分間の
位相差を変える方式が、光をフアイバ外に光を出
す必要がなく損失を生じないため期待されてい
る。

上述のような光フアイバに圧力や伸びを印加す
る光フアイバ型位相変調器としては第１図の構成
のものが提案されている。第１図の構成において
は、円筒状圧電素子に偏波保存光フアイバを巻き
付け、円筒状圧電素子に印加する電圧により偏波
保存光フアイバに伸びを生じさせる。このとき生
じた伸びにより偏波保存光フアイバの直交する２
つの光学軸方向の複屈折の大きさが変化すること
により伝搬定数差が変化し直交する２つの偏光成
分間の位相差を変えることができる。偏波保存光
フアイバの場合２つの光学軸間の伝搬定数差はも
ともと大きく作られているため伸びを印加したと
きに生ずる伝搬定数差の変化分も大きいという特
徴がある。しかしながらもともとの伝搬定数差が
大きいため伝搬定数差の温度依存性も大きく、わ
ずかな温度変化により伝搬定数差が大きく変わつ
てしまうという欠点がある。このため円筒状圧電
素子に同じ電圧を印加しても、直交する２つの偏
光成分間の位相差の変化分は温度により大きく異
なつてしまう。このような欠点は光フアイバに板
状圧電素子などで圧力を印加する型の位相変調器
でも同様である。これは前述のような２段の位相
変調器を縦続に接続する方式の偏光補償装置にお
いては大きな問題であり、ある時点で２つの位相
変調器に適当な電圧を印加して偏光補償を行なつ
ても、それから温度が変化すると印加すべき電圧
値が変化し、最悪の場合には偏光補償装置出射光
の偏光状態を監視して位相変調器への印加電圧を
制御しようとしても制御しきれない場合が生ず
る。

（考案の目的） 本考案の目的は上述のような欠点を除去せしめ
て温度補償の施された光フアイバ型位相変調器を
提供することにある。

（考案の構成） 本考案は、光透過方向と直交する方向に屈折率
の異方性を有する複数本の光フアイバと、この光
フアイバに伸びまたは圧力を印加する手段を備
え、複数本の光フアイバは、屈折率の異方性の主
軸を一定方向に向けたものと、この一定方向に対
して90度傾けたものとを含むようにして光透過方
向に直列接続され、かつ、前記主軸が一定の方向
に向いている各光フアイバの長さの和と主軸が前
記一定方向に対して90度傾いている各光フアイバ
の長さの和が等しくなるよう構成されている。

（本考案の作用・原理） 上述の構成のように位相変調器を構成する光フ
アイバを屈折率の異方性の主軸が互いに90゜傾け
られて接続された偶数本の光フアイバとすると、
互いに直交する２つの偏光成分間の伝搬定数差の
温度変動による変化は偶数本の光フアイバ中で
正、負、正、負、……と偶数回繰り返すことにな
り、かつ各々の光フアイバは長さを等しくしてあ
るのでその絶対値は等しい。したがつて隣り合う
２本の光フアイバで温度変動による伝搬定数差の
変化は打ち消しあうことになる。位相変調器は偶
数本の光フアイバより構成されているので、位相
変調器全体としての温度変動による伝搬定数差の
変化は零となり、温度補償が施されたことにな
る。

以上の説明では理解しやすくするため、長さの
同じ光フアイバが偶数本ある場合を例にとつて説
明したが、光フアイバが奇数本の場合、又、長さ
が全て同じでない場合でも成り立つ。すなわち、
温度変動による伝搬定数差の正、負の変化量が同
じになるように光フアイバの本数、長さが定めら
れていればよいのである。

（実施例） 以下図面を参照して本考案を詳細に説明する。

第２図は本考案による光フアイバ型位相変調器
の一実施例を示す。第２図において楕円クラツド
型偏波保存光フアイバ２１および２２が圧電素子
２３にはさみつけられており、偏波保存光フアイ
バ２１と２２は点２４においてその複屈折軸がが
互いに90゜の角度をなすように、すなわち偏波保
存光フアイバ２１と２２とで楕円クラツドの長軸
の方向が互いに90゜の角度をなすように接続され
ている。そして接続点２４はこの位相変調器の構
成要素である偏波保存光フアイバの長さの２等分
点である。なお第２図においては説明の都合上２
本の偏波保存光フアイバ２１と２２は離れている
ように書かれているが、実際には両者は密着して
接続されている。以上により本考案による光フア
イバ型位相変調器が構成される。

偏波保存光フアイバ２１の伝搬光は圧電素子２
３により圧力が印加され、この圧力により直交す
る２つの偏光成分間の伝搬定数差が変化し、前記
２つの偏光成分間の位相差が圧電素子に電圧を印
加しない時に対して変化する。今第２図において
圧力はｙ方向に印加されているので圧力の印加方
向すなわちｙ方向の偏光成分がそれに直交するｘ
方向の偏光成分より位相の進み方が大きいとす
る。この時接続点２４において複屈折軸が90゜傾
けられて２本の偏波保存光フアイバ２１と２２が
接続されていても、偏波保存光フアイバ２２にお
いてもやはり圧力は同方向のｙ方向に印加されて
いるので偏波保存光フアイバ２２の伝搬光もｙ方
向の偏光成分の位相の進み方が大きいことにな
る。これに対して温度変動により接続点２４まで
に偏波保存光フアイバ２１中で生ずる位相差の変
化分をΔβとすると、接続点２４から後の偏波保
存光フアイバ２２中で生ずる位相差の温度変化分
もやはりΔβと等しくなる。これは接続点２４が
この位相変調器を構成している偏波保存光フアイ
バの長さの２等分点であるためである。しかしな
がら、接続点２４において偏波保存光フアイバ２
１と２２は複屈折軸が互いに90゜傾けられて接続
されているため、偏波保存光フアイバ２１と２２
での位相差の温度変化分の大きさは等しくてもそ
の符号が異なる。すなわちｘ方向偏光成分のｙ方
向偏光成分に対する位相の進みの温度変動分が偏
波保存光フアイバ２１中でΔφとすると偏波保存
光フアイバ２２では−Δφとなり位相変調器全体
としての温度変動による伝搬定数差の変化分は零
となる。

（考案の効果） 以上が本光フアイバ型位相変調器の動作原理で
あり、このように位相変調器を構成する偏波保存
光フアイバの全長の半分の長さ分だけ、偏波保存
光フアイバの複屈折軸を90゜傾けて接続すること
により、位相変調の効果の大きさを損なうことな
く、不用な温度変動による伝搬定数差の変化を除
去でき、温度補償の施された光フアイバ型位相変
調器を簡単に得ることができる。

本考案は上記の実施例に限定されるものではな
い。例えば他の例としては、２本の長さの等しい
偏波保存光フアイバを複屈折軸を90゜傾けて接続
し、そのうちの１本のみを円筒状圧電素子に巻き
付けた構成の光フアイバ型位相変調器や、単一モ
ードフアイバに圧電素子で圧力を印加し、単一モ
ードフアイバの長さの２等分点で複屈折軸を90゜
傾けて接続した構成、あるいは、偏波保存光フア
イバの本数をふやし、例えば、長さがｌ、2l、
3l、ｌ、3lの各光フアイバを温度変動による伝搬
定数の変化が正、負、負、正、正となるように接
続した構成等でも上記実施例と同じように伝搬定
数の変化は零とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は円筒状圧電素子に１本の偏波保存光フ
アイバを巻きつけた光フアイバ型位相変調器の公
知例を示す図、第２図は本考案による温度補償を
施した光フアイバ型位相変調器の詳細を示す図で
ある。 １１，２１，２２：偏波保存光フアイバ、１
２：円筒状圧電素子、２３：板状圧電素子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 光透過方向と直交する方向に屈折率の異方性を
   有する複数本の光フアイバと該光フアイバに伸び
   または圧力を印加する手段とを備え、前記複数本
   の光フアイバは屈折率の異方性の主軸を一定方向
   に向けたものとこの一定方向に対して90゜傾けた
   ものを含むようにして光透過方向に直列接続され
   かつ、屈折率の異方性の主軸が一定の方向に向い
   ている各光フアイバの長さの和と屈折率の異方性
   の主軸が前記一定方向に対して90゜傾いている各
   光フアイバの長さの和が等しくなるようになつて
   いることを特徴とする光フアイバ型位相変調器。