JPH0756042A - ファイバ型偏光子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ボビンに巻き付けた複屈折光ファイバを張力
フリーにする新規な構造のファイバ型偏光子とその製造
方法、ならびに、ボビンレス構造のファイバ型偏光子
を、複屈折光ファイバが傷ついたりコイルがばらばらに
なったりせずに製造する新規な製造方法を提供する。 【構成】 ボビン付きは、一部に切込み２ａを有し、弾
性変形によって外周長を変更できる胴２１を備えたボビ
ン２を使用し、胴２１の外周長を大きくして複屈折光フ
ァイバ１を巻き付けた後、弾性変形によって胴２１の外
周長を小さくして複屈折光ファイバ１のコイルにかかる
応力を除去する。ボビンレスは、上記胴と同様の弾性変
形可能な治具の外周長を大きくして複屈折光ファイバ１
を巻き付けた後、弾性変形によって外周長を小さくして
抜き取る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複屈折光ファイバを曲
げた際に２つの直交偏波間に生じる減衰率の差を利用し
て偏光特性を得る、コイル状のファイバ型偏光子と、そ
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】偏光子は、光通信や各種計測機器の光回
路中に挿入されて、自然光や円偏光、楕円偏光等から直
線偏光を選択するために用いられる素子であり、光回路
を構成する上でなくてはならない光回路素子の１つであ
る。偏光子には１方向の偏光のみを通過させるものと、
直交する２方向のＸ，Ｙ偏波を分離するものとがある。

【０００３】従来、上記偏光子としては、複屈折性を有
する方解石や水晶などの結晶を用いた複合偏光光プリズ
ムが一般に用いられてきたが、近時、オールファイバ型
の光ファイバジャイロ等に用いる偏光子として、ファイ
バ型偏光子が用いられるようになってきた。ファイバ型
偏光子は、複屈折の大きな定偏波ファイバ（複屈折光フ
ァイバ）に曲げを加えたときに、Ｘ，Ｙ偏波の損失の波
長特性間に差が生じることを利用したもので、図７に示
すように所定径の円柱状の胴９２ａを有するボビン９２
の、当該胴９２ａの周囲に、上記複屈折光ファイバ９１
をコイル状に巻き付けることで構成されている。なおコ
イル状に巻き付けた複屈折光ファイバ９１は、同図に示
すように、エポキシ系接着剤等の接着剤９３で接着する
ことで、その巻き付け状態を固定するのが一般的であ
る。

【０００４】また上記ボビンを使用せず、図１０に示す
ように、複屈折光ファイバ９１のみをコイル状に巻き付
けて、接着剤９３等で固定したボビンレス構造のファイ
バ型偏光子もある。このボビンレス構造のファイバ型偏
光子は、所定径の円柱状に形成された治具の周囲に、上
記複屈折光ファイバをコイル状に巻き付け、接着剤９３
等で巻き付け状態を固定した後、製造されたファイバ型
偏光子を治具から抜き取ることで製造される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図７に示す
構造のファイバ型偏光子は、ボビン９２に複屈折光ファ
イバ９１を巻き付けて固定したものゆえ、巻き付けられ
た複屈折光ファイバ９１には巻き付け時の張力が残留
し、また常にボビン９２からの側圧を受けることにな
る。

【０００６】偏光子用の定偏波ファイバ（複屈折光ファ
イバ９１）は、外応力の影響を非常に受けやすいファイ
バであるため、巻き付け時に張力をかけすぎたり、ある
いは、巻き付け時のファイバの重なりなどによって局所
的な曲げ応力がかかったりすると、光量のロスが増大す
る等の特性の劣化が生じる。またボビン９２の熱膨張に
よって張力や側圧が変動し、これに伴って偏光特性が変
化するという問題も生じる。

【０００７】これらの問題を解消すべく、従来より、巻
き付けられた複屈折光ファイバを張力フリーとするため
の種々の方法が提案されている。たとえば図８に示すよ
うに、ボビン９２の、胴９２ａの外周面にかかる位置に
貫通穴９２ｂを形成し、この貫通穴９２ｂにピン９４を
挿入して、上記胴９２ａの外周をピン９４の分だけ膨ら
ませた状態でファイバを巻き付け、接着剤等で固定した
後、ピン９４を抜き取って張力フリーとする方法や、あ
るいは図９に示すように、複屈折光ファイバ９１を接着
剤で固定せず、巻き付けた複屈折光ファイバ９１の最外
径より少し大きい内径の外筒９５を被せて固定する方法
等がある。

【０００８】ところが前者の方法では、ピン９４を抜き
取る際に、依然としてファイバに張力がかかっているた
め、ピン９４とファイバがこすれて、最悪の場合、複屈
折光ファイバ９１を傷つけるおそれがある。また後者の
方法では、外筒９５を被せる際に複屈折光ファイバ９１
の乱れが生じるおそれがある他、外筒９５を被せてしま
うと、確実に張力フリーになっているか、乱れが発生し
ていないか等を全く確認できなくなるという問題もあ
る。

【０００９】一方、図１０に示すボビンレス構造のファ
イバ型偏光子はボビンを有さないので、それ自体張力フ
リーであるが、円柱状の治具の周囲に複屈折光ファイバ
９１を巻き付け、接着剤９３で固定した後、治具を抜き
取ることで製造されるため、巻き付け時の複屈折光ファ
イバ９１には張力が残留しており、治具からの抜き取り
が困難になる。そして図１１に示すように、複屈折光フ
ァイバ９１のコイルがばらばらになってしまったり、あ
るいは複屈折光ファイバ９１が傷ついてしまったりする
おそれがある。

【００１０】テーパーのついた治具を使用すれば抜き取
りは容易になるが、巻き付け時に複屈折光ファイバ９１
がずれやすいので、所定の径を有するコイルを製造でき
ない等の問題を生じるおそれがある。本発明の目的は、
前記のような種々の問題を生じることなしに、ボビンに
巻き付けられた複屈折光ファイバを張力フリーとするこ
とができる、新規な構造のファイバ型偏光子と、その製
造方法を提供することにある。また本発明の他の目的
は、ボビンレス構造のファイバ型偏光子を、複屈折光フ
ァイバが傷ついたりコイルがばらばらになったりするこ
となく製造できる、新規な製造方法を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の、本発明のファイバ型偏光子は、複屈折光ファイバを
コイル状に巻き付けた状態で保持するためのボビンが、
円柱状でかつその一部に切込みを有し、弾性変形によっ
て外周長を変更できる胴を備えており、外周長を大きく
した上記胴の周囲に複屈折光ファイバを巻き付け、巻き
付け状態を固定することで、当該複屈折光ファイバのコ
イルが形成されているとともに、弾性変形によって上記
胴の外周長を小さくして複屈折光ファイバのコイルにか
かる応力が除去されていることを特徴とする。

【００１２】また上記ファイバ型偏光子を製造するため
の本発明の製造方法は、上記ボビンの胴の外周長を大き
くした状態で、その周囲に複屈折光ファイバを巻き付
け、巻き付け状態を固定することで、当該複屈折光ファ
イバのコイルを形成した後、弾性変形によって上記胴の
外周長を小さくすることで、複屈折光ファイバのコイル
にかかる応力を除去することを特徴とする。

【００１３】さらにボビンレス構造のファイバ型偏光子
を製造するための本発明の製造方法は、複屈折光ファイ
バをコイル状に巻き付ける治具として、円柱状でかつそ
の一部に切込みを有し、弾性変形によって外周長を変更
できるものを使用し、上記治具の外周長を大きくした状
態で、その周囲に複屈折光ファイバをコイル状に巻き付
け、巻き付け状態を固定してファイバ型偏光子を製造し
た後、弾性変形によって上記治具の外周長を小さくし
て、製造されたファイバ型偏光子を治具から抜き取るこ
とを特徴とする。

【００１４】

【作用】上記構成からなる本発明のファイバ型偏光子に
おいては、ボビンの胴を弾性変形させてその外周長を小
さくすることで、複屈折光ファイバのコイルにかかる応
力を除去しているので、常に安定した偏光特性が得られ
る。また本発明の製造方法によれば、上記のようにボビ
ンの胴自体の外周長を小さくすることで、複屈折光ファ
イバのコイルにかかる応力を除去しているので、複屈折
光ファイバが傷ついたり乱れたりすることなしに、上記
本発明のファイバ型偏光子を製造することができる。

【００１５】さらに本発明の他の製造方法によれば、治
具の外周長を小さくして、製造されたファイバ型偏光子
を抜き取るので、複屈折光ファイバが傷ついたりコイル
がばらばらになったりすることなく、ボビンレス構造の
ファイバ型偏光子を製造することができる。

【００１６】

【実施例】以下に本発明を、その一実施例を示す図面を
参照しつつ説明する。図１(a) 〜(c) は本発明のファイ
バ型偏光子のうち、複屈折光ファイバ１をボビン２に巻
き付けたタイプのものを、本発明の製造方法にしたがっ
て製造する工程を示す図である。

【００１７】ボビン２は、同図(a) に示すように、円柱
状の胴２１と、この胴２１の両側に設けられた円板状の
フランジ２２，２２とを、ポリプロピレン、ナイロン等
の弾性変形可能な合成樹脂で一体形成したもので、その
円周上の１個所に、全体を弾性変形させて、上記胴２１
の外周長を変更するための切込み２ａが形成されてい
る。切込み２ａは、実施例の場合、胴２１の中心点に至
る扇形に形成されている。

【００１８】上記ボビン２を用いてファイバ型偏光子を
製造するには、まず、図１(b) に示すように、ボビン２
の切込み２ａを拡げて、胴２１の外周長を大きくした状
態で、その周囲に複屈折光ファイバ１を所定回数、コイ
ル状に巻き付けた後、接着剤５で複屈折光ファイバ１を
接着して、巻き付け状態を固定し、複屈折光ファイバ１
のコイルを形成する。つぎに、図１(c) に白矢印で示す
ように、切込み２ａを縮める方向にボビン２を弾性変形
させて、胴２１の外周長を小さくした状態でボビン２を
固定して、複屈折光ファイバ１のコイルにかかる応力を
除去すると、当該コイルが張力フリーになったファイバ
型偏光子が得られる。

【００１９】胴２１の外周長を小さくした状態でボビン
２を固定する方法としては、概略下記の２法が考えられ
る。 始めから、ボビン２を、図１(c) に示すように切込
み２ａが狭く、胴２１の外周長が小さい状態に形成して
おき、楔を圧入する等して切込み２ａを拡げた状態で、
複屈折光ファイバ１を巻き付けた後、楔を切込み２ａか
ら除去する。この方法では、楔を切込み２ａから除去す
れば、ボビン２は自身のもつ弾性により、切込み２ａが
縮む方向に弾性変形して、最初の胴２１の外周長が小さ
い状態に戻り、その状態で固定される。 ボビン２は、図１(a)(b)に示すように切込み２ａが
広く、胴２１の外周長が大きい状態に形成しておき、複
屈折光ファイバ１を巻き付けた後、外力により、切込み
２ａが縮む方向に弾性変形させて、何等かの固定手段で
固定する。

【００２０】上記の方法における固定手段としては種
々のものが考えられるが、ファイバ型偏光子が、ボビン
２を基板等に装着して使用するものである場合には、た
とえば図２(a)(b)に示す固定手段が好適に採用される。
すなわちボビン２の下面に、ｄ₁ の間隔で２本の爪２
３，２３を形成するとともに、基板３の、ボビン２を装
着する箇所に、上記爪２３，２３が係合される、幅ｄ₂
がｄ₂ ＜ｄ₁ である穴３１を形成する。そして同図(b)
に示すように、爪２３，２３を穴３１に係合すると、ボ
ビン２は、切込み２ａが縮み、胴２１の外周長が小さく
なる方向に弾性変形された状態で、固定される。

【００２１】なお上記ボビン２の胴２１の、切込み２ａ
の角２１ａは、複屈折光ファイバ１の巻き付け時の断線
を防止するため、図４に示すように丸くしておくのが好
ましい。図３にボビン２の変形例を示す。図のボビン
は、上下のフランジ２２にそれぞれ突出部２２ａを設
け、そこへ、接着剤５によって複屈折光ファイバ１の上
口、下口を固定したものである。このようにすると、張
力フリーとなった複屈折光ファイバ１のコイルをボビン
２に固定できるので、コイルががたついたりばらけたり
するのを確実に防止できる。

【００２２】つぎに、複屈折光ファイバを治具によって
コイル状に巻き付けてボビンレス構造のファイバ型偏光
子を製造するための、本発明の製造方法について、その
一実施例を示す図５，６を参照しつつ説明する。まず図
５の実施例について説明する。この実施例で使用される
治具４は、全体がポリプロピレン、ナイロン等の弾性変
形可能な合成樹脂で一体形成された円柱状のものであ
り、その円周上の１個所に、全体を弾性変形させて、そ
の外周長を変更するための切込み４ａが形成されてい
る。切込み４ａは、実施例の場合、円柱の中心点に至る
扇形に形成されている。またこの治具４は、図５(a) に
示すように切込み４ａが広く、外周長が大きい状態に形
成されており、外力により、切込み４ａが縮む方向に弾
性変形させて外周長を小さくして、形成されたファイバ
型偏光子を抜き取るものである。さらに上記治具４の側
面には、コイル状に巻き付けられた複屈折光ファイバ１
を固定する際に、接着剤の塗布や粘着テープの貼り付け
作業を行いやすくするための溝４１が形成されている。
なお上記治具４の、切込み４ａの角４ｂは、複屈折光フ
ァイバ１の巻き付け時の断線を防止するため、図(a) 中
に拡大して示すように丸くしておくのが好ましい。

【００２３】上記治具４を用いてボビンレス構造のファ
イバ型偏光子を製造するには、まず図５(a) に示すよう
に、当該治具４の周囲に、複屈折光ファイバ１を巻き付
ける。そして、図５(b) に示すように、治具４の溝４１
の部分で、接着剤５によって複屈折光ファイバ１を接着
してファイバ型偏光子を製造した後、同図に白矢印で示
すように、切込み４ａを縮める方向に治具４を弾性変形
させて、その外周長を小さくしつつ、製造されたファイ
バ型偏光子を抜き取ればよい。

【００２４】つぎに図６の実施例について説明する。こ
の実施例で使用される治具４は、図６(b) に示すように
切込み４ａが狭く、外周長が小さい状態に形成されてい
る点が、先のものと相違している。側面に溝４１が形成
されていることや、切込み４ａの角４ｂが丸くしてある
ことは、先のものと同様である。

【００２５】上記治具４を用いてボビンレス構造のファ
イバ型偏光子を製造するには、まず同図(a) に示すよう
に、楔６を圧入する等して切込み４ａを拡げた状態で、
複屈折光ファイバ１を巻き付ける。そして、図５(b) に
示すように、治具４の溝４１の部分で、接着剤５によっ
て複屈折光ファイバ１を接着してファイバ型偏光子を製
造した後、楔６を切込み４ａから除去して、切込み４ａ
を縮める方向に治具４を弾性変形させて、その外周長を
小さくしつつ、製造されたファイバ型偏光子を抜き取れ
ばよい。

【００２６】なお本発明のファイバ型偏光子およびその
製造方法は、以上で説明した各図の実施例に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々
の設計変更を施すことができる。

【００２７】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、複
屈折光ファイバが傷ついたり乱れたりすることなしに、
ボビンに巻き付けられた複屈折光ファイバを張力フリー
とすることができ、したがって常に安定した偏光特性を
示すファイバ型偏光子が得られる。

【００２８】また本発明の他の構成によれば、ボビンレ
ス構造のファイバ型偏光子を、複屈折光ファイバが傷つ
いたりコイルがばらばらになったりすることなしに、製
造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】同図(a)〜(c)はそれぞれ、本発明のファイバ型
偏光子を、本発明の製造方法にしたがって製造する工程
を示す斜視図である。

【図２】同図(a)(b)は、本発明のファイバ型偏光子に使
用されるボビンの固定手段の一例を示す側面図である。

【図３】ボビンの変形例を示す斜視図である。

【図４】ボビンの、切込みの角を示す拡大断面図であ
る。

【図５】同図(a)(b)はそれぞれ、本発明の他の製造方法
によってボビンレス構造のファイバ型偏光子を製造する
工程を示す斜視図である。

【図６】同図(a)(b)はそれぞれ、本発明の他の製造方法
の変更例の工程を示す斜視図である。

【図７】従来のファイバ型偏光子の斜視図である。

【図８】張力フリーのボビンの従来例を示す斜視図であ
る。

【図９】張力フリーのボビンの、他の従来例を示す斜視
図である。

【図１０】ボビンレス構造のファイバ型偏光子の斜視図
である。

【図１１】ボビンレス構造のファイバ型偏光子を従来の
製造方法で使用した際に、コイルがばらばらになった状
態を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 複屈折光ファイバ ２ ボビン ２ａ 切込み ２１ 胴 ４ 治具 ４ａ 切込み

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コイル状に巻き付けられた複屈折光ファイ
   バと、この複屈折光ファイバのコイルを保持するボビン
   とを備えたファイバ型偏光子において、上記ボビンが、
   円柱状でかつその一部に切込みを有し、弾性変形によっ
   て外周長を変更できる胴を備えており、外周長を大きく
   した上記胴の周囲に複屈折光ファイバを巻き付け、巻き
   付け状態を固定することで、当該複屈折光ファイバのコ
   イルが形成されているとともに、弾性変形によって上記
   胴の外周長を小さくして複屈折光ファイバのコイルにか
   かる応力が除去されていることを特徴とするファイバ型
   偏光子。
2. 【請求項２】複屈折光ファイバをボビンにコイル状に巻
   き付けてファイバ型偏光子を製造する方法において、上
   記ボビンとして、円柱状でかつその一部に切込みを有
   し、弾性変形によって外周長を変更できる胴を備えたも
   のを使用し、上記胴の外周長を大きくした状態で、その
   周囲に複屈折光ファイバを巻き付け、巻き付け状態を固
   定することで、当該複屈折光ファイバのコイルを形成し
   た後、弾性変形によって上記胴の外周長を小さくするこ
   とで、複屈折光ファイバのコイルにかかる応力を除去す
   ることを特徴とするファイバ型偏光子の製造方法。
3. 【請求項３】複屈折光ファイバを治具によってコイル状
   に巻き付けてファイバ型偏光子を製造する方法におい
   て、上記治具として、円柱状でかつその一部に切込みを
   有し、弾性変形によって外周長を変更できるものを使用
   し、上記治具の外周長を大きくした状態で、その周囲に
   複屈折光ファイバをコイル状に巻き付け、巻き付け状態
   を固定してファイバ型偏光子を製造した後、弾性変形に
   よって上記治具の外周長を小さくして、製造されたファ
   イバ型偏光子を治具から抜き取ることを特徴とするファ
   イバ型偏光子の製造方法。