JPH08262259A - 偏光不感波長多重２×２ファイバ結合器及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は偏光状態不感波長多重２×２テ−
パ型溶融ファイバ結合器及びその製造方法に関するもの
である。 【構成】 漸進的引伸しによる波長多重２×２ファイバ
結合器の製造において、漸進的引伸しの結果生じた複屈
折はその後結合器の弾性的ねじれにより零にされる。漸
進的引伸しは、結合器の主偏光面の１つにとって前記ね
じれの期間において結合の強さが実質的に一定にとどま
る性質を有する結合器の結合領域の状態を提供する温度
状態の下で形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は偏光状態不感波長多重
２×２テ−パ型溶融ファイバ結合器の提供に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術とその課題】従来、一対の同一の光ファイ
バ間の相互結合は、それらを平行して接触配置し接着の
ため加熱しそして引伸すことにより、また加熱中に断面
が減少する領域を形成するため部分的に塑性変形を行う
ことにより達成され、２本のファイバが次第に細くなる
領域はこれらの次第に細くなる領域の実質的重り合が形
成された量に応じて拡大する。この次第に細くなる領域
の重り合いが２本のファイバの相互結合を提供し、かく
して２×２テ−パ型溶融ファイバ結合器が形成される。
結合の強さは重り合いの量に依存しモ−ドおよび波長の
両方に依存し、また結合領域の長さと形状に依存する。
２本のファイバが単一モ−ド・ファイバの場合には２×
２テ−パ型溶融ファイバ結合器を作成するために引伸し
を制御することが可能であり、この結合器は原理的に以
下において最小パワ−移動波長と呼ばれる、ファイバの
うち１本の一端に入射される１つの指定された波長の光
が同じファイバの他端から実質上排他的に放射され、一
方以下において最大パワ−移動波長と呼ばれる、ファイ
バのうち同一の１本の同一の一端に入射される他の１つ
の指定された波長の光が他のファイバの他端から実質上
排他的に放射される性質を有する。実際には、断面減少
結合領域は円対称性でないため、２本のファイバ・コア
の軸を含む面が偏光面である任意の与えられた波長の光
の結合係数は、その垂直面が偏光面である同一波長の光
の結合係数と正確に同一ではない。それ故実際には結合
器は複屈折性を示し、その主面はファイバ・コアの軸を
含む面とそれに垂直な面の２つの面であり、その結果２
つの主面の各々について相異なる最小および最大パワ−
移動波長が存在する。

【０００３】ある意味で、一様に再現性のある結果をも
たらす簡単で有効な２×２テ−パ型溶融ファイバ結合器
を作成する特に適切な方法は、ＧＢ２１５０７０３Ｂに
記載された漸進的引伸し方法である。この漸進的引伸し
方法は、２つのクランプを結ぶ直線により限定された軸
方向に動くように設計された、独立の直線運動駆動装置
に据え付けられた一対のクランプを使用する。２つのク
ランプ間の軸方向に引伸すためにより合された一対のフ
ァイバは固定され、部分的に高温領域を形成するためフ
ァイバ直下に燃焼物が設置される。バ−ナを燃焼し、フ
ァイバは張力により塑性変形が可能となるに丁度十分な
粘度に低減される温度に加熱され、２つのクランプは制
御された割合で同一の方向に駆動される。先導するクラ
ンプは追従するクランプより制御量だけ速く駆動され、
制御された割合でファイバの塑性的引伸しが実行され
る。この方法によりわずかに断面が減少した引伸し領域
が形成され、それは小さなテ−パが標準の太さとなる、
引伸しのない、より合されたファイバの領域の各端部で
終わる。断面の比例的な減少、即ち一回の横移動によっ
て形成される縮小比率は２つの駆動装置の速度によって
決定される。減少された断面の領域の長さは横移動の継
続時間を変えることにより縮小比率とは独立に変化させ
ることができる。一般的には５乃至１０回の間の横移動
を採用することにより、およそ断面積が４０乃至５０倍
の範囲の減少が達成される。都合の良いことには連続的
横移動は、ある横移動では先導する駆動装置が次の横移
動では追従する駆動装置になるように互いに逆方向に行
われる。また一般的には各連続的横移動は直前の横移動
よりも僅かに短く行われることが望ましく、そうするこ
とにより、断面減少領域の各端部において減少部の大き
さから引伸しの無い領域の標準の大きさの断面に復帰さ
せる比較的滑らかな断熱的テ−パが形成できる。

【０００４】２本のより合されたファイバのうちの１本
の一端に光を入射し、他のファイバの遠端部からの放射
に対するそのファイバの遠端部からの放射の比率を測定
することにより、漸進的引伸しによって形成された結合
の量を引伸しの結果として連続的に測定することができ
る。ＧＢ２１５０７０３Ｂには、非常に小さな幅のバ−
ナを使用する利点は、何時でも断面減少領域全長のほん
の一部分のみが加熱されることで、この故に全体の結合
の強さはバ−ナが消された時ほとんど変化せず、そして
加熱部分の屈折率は熱的効果によってのみ変化すること
であると記載されている。もし１回の連続する断続的燃
焼により全ての漸進的引伸し操作を行うことを望むなら
ばこのことは明らかな利点である。他方、終点の近くで
の対応に満足するならば、その場合には（漸進的引伸し
のバ−ストに同期して）バ−ナの連続する短期間バ−ス
トが行われ、そして連続するバ−ストの間で”低温で
の”結合の強さを容易に測定することが可能であり、か
かる場合にはより幅の広いバ−ナを使用することが有利
であるかもしれない。

【０００５】漸進的引伸しにおいて他の重要な制御可能
の変形の方法はバ−ナの加熱である。もしバ−ナが比較
的低軟化温度を供給するならば、２本のファイバは断面
減少結合領域においていかなる範囲の大きさにおいても
合体することがなく、その結果結合領域は８の字に近似
する断面を有することになる。他方バ−ナが十分により
高温を供給するならば、表面張力効果はより著しくな
り、８の字の凹部は消滅し、断面はより円形に近くな
り、８の字形に比較して低減された複屈折を示す。

【０００６】I.J.Wilkinson およびC.J.Roweの“非常に
低い偏光性を有する近接配置溶融ファイバ波長分割多
重”Electoronics Letters Volume 26 pp 382-4 (1990)
と題する論文には、波長多重２×２ファイバ結合器の偏
光性を、その制作の後結合器を弾性的にねじることによ
り、いかにして実質的に零にすることができるかについ
て記載されている。実質的有効性のためにはこのねじれ
が結合器の弾性的ねじれの前に明確な２つの主偏光面の
最小および最大パワ−移動波長スペクトル配置につい
て、いかなる効果を持つかを知ることが重要である。こ
のねじれの前に、結合器は各々λ1 およびλ2 として示
された偏光の主面の１つに関し最小および最大パワ−移
動波長を有する。同様に、他の主偏光面に関し、対応す
る最小および最大パワ−移動波長は各々λ3 およびλ4
として示されている。ねじれの前には多重チャンネルは
前提により複屈折であり、このことからλ1 ≠λ3 また
はλ2≠λ4 のいずれかか、両方ともλ1 ≠λ3 および
λ2 ≠λ4 である。弾性的ねじれは複屈折を零にするの
に役に立ち、このことから、ねじれの後、全ての入力さ
れる偏光状態（ＳＯＰ´ｓ）について結合器はλ5 とし
て示された同一の最小パワ−移動波長を示し、そしてま
たいずれかの入力ＳＯＰについてλ6 で示された最大パ
ワ−移動波長が対応する。

【０００７】Wilkinson およびRoweはチャンネル間隔お
よび通過帯域位置はねじれによって変化を受けないと主
張し、Wilkinson は“ファイバ増幅器ＷＤＭ´ｓにおけ
る偏光低減の制御”Electoronic Letters Volume 29 N
o.2 pp 214-5(1993) と題する後の論文の中で、“ねじ
れはどんなチャンネル間隔または最大または最小の波長
分割にも効果を持たない”と明確に主張する。これらの
主張はλ1 ＝λ3 ＝λ5およびλ2 ＝λ4 ＝λ6 である
と代替的に述べるが、しかしこの等しい関係は先に詳述
した等しくない関係と合い反する。それ故に、Wilkinso
n およびRoweが反対のことを述べているかどうかは明白
であり、もしねじれが偏光性を除去するならば、このこ
とは必然的に何等かの変化を、少なくともファイバ間の
最大および最小パワ−移動波長の変化を含まなければな
らないことは自明である。Wilkinson およびRoweの論文
に記載された特別の事例において、図３ａの実験図の最
後の上部波長は第２の幾分大きい波長において最小部が
終了する前に、第１の波長において最後の最大部を通過
する。これらの２つの波長は、ねじられる前の結合器に
適用される何等かの明記されていないＳＯＰについての
最大および最小パワ−移動波長であり、その故に同時に
偏光性（複屈折）をまだ保持している。図３ｂは、ねじ
れの後、これらの２つの波長の役割は置き換えられ、以
前最大パワ−移動波長であった波長が今は最小パワ−移
動波長となり、一方以前最小パワ−移動波長であった波
長が今は最大パワ−移動波長となることを示す。この置
き換えはWilkinson の後の論文で明確に確認され、そこ
では明確に“最大および最小交換出力ポ−ト“として認
識される。この出力ポ−トの役割の交換は、Wilkinson
およびRoweによって示唆されたように少しも変化せずに
とどまるのではなく、彼等の事例が彼等の多重化装置の
２チャンネルの完全な波長分離ための大きさの等しい波
長移動をもたらすのに役立ち、ねじれによってもたらさ
れた結合の強さの変化を実証していることを意味する。

【０００８】かかるねじれによってもたらされる波長移
動はT.A.Birks による“テ−パ型ファイバ結合器におけ
るねじれ誘導同調”Applied Optics Volume 28 pp 4226
-33(1989) と題する論文の中に記述され、彼は波長の同
調を実行するためにその効果を用いている。その効果は
また、N.M.O'Sullixan、 T.A. Birks および C.D.Husse
y の“ファイバ増幅器ＷＤＭｓにおける偏光低下の制
御”Electronics Letters Volume 28 pp 1616-8 と題す
る論文、再びこれら３人の著者による後の“返答”Elec
tronics Letters Volume 29 pp 215および前に参照した
Wilkinson の後の論文に引用されいる。その返答の中
で、３人の著者は彼等はねじれ同調は１４８０／１５５
０ ｎｍＷＤＭ´ｓのチャンネル波長を３０ｎｍ増加す
ることができることを発見したと主張する。

【０００９】多くの応用のためには、波長多重結合器の
最小および最大パワ−移動波長の正確なスペクトル配置
は重要な意味を持つ。時には一方の配置は他方の配置よ
り極めて重要である。例えば、光ポンプ増幅器において
用いられる多重結合器の場合、光ポンプパワーの波長と
一方のパワ−移動波長の整合は、増幅される信号の波長
と他方のパワ−移動波長の整合より重要ではないであろ
う。このことは光ポンプパワ−源は容易に同調でき、ま
たは誤整合によるポンプパワ−の消耗は信号パワ−の消
耗より重要性が少ないことに起因する。

【００１０】偏光性２×２溶融ファイバ波長多重結合器
の製造中に、製造工程は結合器の偏光の一方の主面の最
小および最大パワ−移動波長のスペクトル配置を正確で
比較的高水準で提供することにより特別の瞬間において
終了を可能にする方法で連続的に監視し得るが、しかし
もし２次の弾性的ねじれが重要な波長移動を発生させる
場合には、その移動の正確な量を確実に予測することが
できないため、偏光性を零とした結合器のパワ−移動波
長に対応するスペクトル配置は概略近傍の匹敵し得る精
度で予測することができない。

【００１１】

【課題を解決するための手段および作用】本発明は、偏
光抑制２×２テ−パ型溶融ファイバ波長多重結合器の２
段階工程による製造方法に関するもので、第１の段階は
複屈折結合器の製造を含み、したがって偏光性を示し、
しかしまたそれは特別の性質を有する。この性質は結合
器の複屈折によって決定される主偏光面の特別の一つに
ついて最小および最大パワ−移動波長が、複屈折結合器
の実質的に偏光性を零にするような弾性的ねじれを含む
第２段階の実行作業の下で実質上変化せずにとどまるこ
とである。

【００１２】本発明によれば、漸進的引伸しによる波長
多重２×２テ−パ型溶融ファイバ結合器を製造する方法
が提供され、ここで結合領域を製作するための漸進的引
伸しによる結合の製作に起因する結合器の複屈折は漸進
的引伸し領域の弾性的ねじれによって実質上零にされ、
そしてここで結合領域の偏光の主複屈折面の一つについ
ての結合が前記弾性的ねじれの継続する間実質的に一定
にとどまる性質を有する状態を備えた結合領域を提供す
る温度条件の下で漸進的引伸しが実行される。本発明は
また、第１および第２の波長の多重化のため２×２テ−
パ型溶融ファイバ波長多重結合器の製造方法を提供する
ものであり、ここで平行して接触するように配置された
一対の単一モ−ド光ファイバはそれらが接触する領域に
おいて加熱され、一緒に溶融され、減少された実質的に
一定な断面の領域を間に有する２つのテ−パが形成され
る方法で塑性的に引伸され、間に挟まれた領域に沿って
２本のファイバは相互に光学的に結合され、ここで間に
挟まれた領域は各前述の第１および第２の波長において
結合器によって規定される２つの偏光の主状態（ＳＯＰ
´ｓ）の結合係数間の差を零にするために実質的に弾性
的にねじられ、そしてここで２本のファイバの溶融は前
記弾性的ねじれは結合器の主ＳＯＰの１つの前記第１お
よび第２の各波長における結合係数を実質的に変化しな
い状態にしておく性質を有する断面形状を備えた前記間
に挟まった領域をある温度で形成する。

【００１３】本発明はさらに波長多重２×２テ−パ型溶
融ファイバ結合器を提供し、その中で結合器の弾性的ね
じれによって偏光性は零にされ、前記弾性的ねじれはね
じれのない結合器の偏光面の一つについての結合の強さ
に関し何等かの重要な変化を伴はない特徴を有する。

【００１４】図面の簡単な説明 ここで以下本発明を具体化する、約１５５０ｎｍ波長の
信号光を有する約１４７０ｎｍ波長の多重ポンプ光のた
めの光ポンプエルビウム添加ファイバ増幅器に使用する
ため偏光不感２×２テ−パ型溶融ファイバ波長多重結合
器を好ましい形で具体化する方法について記載する。比
較の目的で、本発明を具体化する方法ではない、２つの
追加の偏光不感２×２テ−パ型溶融ファイバ波長多重結
合器の製造について説明する。説明は添付図面を参照に
し、ここで、図１は結合器を製造するために使用された
装置の概略図であり、図２は最初に言及した２×２結合
器の製造過程で得られたチャ−ト記録器のグラフを示
し、図３は結果である偏光の２主面のそれぞれに関する
結合器の伝送特性のスペクトル図を示し、図４および図
５は上記製造過程で得られた２つの別の結合器のチャ−
ト記録器のグラフを示し、図６は図１の装置で作られた
２×２結合器の概略図である。

【００１５】

【実施例】

好ましい実施例の詳細な記載 図１を参照し、酸素とメタンを燃料として、およそ５ｍ
ｍ幅の炎を供給する、バ−ナ１は直線運動のために共通
の水平の軸に沿って配置された２つのモ−タ駆動ファイ
バ据え付け台２および３の間に設置される。バ−ナ１は
また水平方向の直線運動のために、据え付け台２および
３の運動と共通方向に直角に配置されたモ−タ駆動可動
台（図示せず）の上に据え付けられている。それにより
２×２結合器が製作される単一モ−ドファイバの第１お
よび第２の長さのもの４および５が据え付け台２および
３の間に平行して設置されている。据え付け台間のファ
イバ間の接触が必要であり、例えば２本のファイバをよ
り合わせることにより実現し得る。その様なより合わせ
は、いずれのファイバも自己の軸を中心にねじれること
なく操作されることが望ましい。漸進的引伸しが２つの
ファイバ据え付け台を同一方向に動かすために配置する
こよにより実行され、先導する台は追従する台よりも制
御された量だけ速く動き、ファイバはバ−ナの働きによ
り形成された熱軟化状態となる。引伸しは、すでに引伸
された範囲に沿った領域で、２本のファイバ４および５
の断面積を減少させる。引伸された領域の各端部には短
いテ−パ領域が存在し、そこで断面積はファイバが引伸
されてない領域の大きさに拡大される。漸進的引伸しに
おいては、次の引伸し操作が全体にわたって、しかし直
前の引伸し操作によって引伸された領域の最終端を除い
て、行われるように材料を配置するのが一般的に好まし
い。それ故に、この引伸し操作によって形成されたテ−
パ領域は、前記引伸し操作によって形成されたテ−パの
内側に位置し、そして、それぞれ個々のテ−パはその前
に存在していたものに無理なく滑らかに追従する。この
方法により、斬新的引伸し操作は、図６において図式的
に描かれたような形状を作り出すために採用される。こ
の図において、図解の便宜のために、２本のファイバ４
と５を一緒にするより合せ部は図示されていないが、し
かし図は、２本のファイバが並んで接触している領域６
０が存在し、この２つの接触した領域の２つの端部で図
は完全な断面の大きさであり、そしてそれ故に光学的に
結合されずにとどまり、そしてこれら２つのフルサイズ
の末端領域６１と６２との間に、フルサイズ領域６１お
よび６２と実質的に一定断面の結合領域６５を連結する
２つの実質的に一様に先細りするテ−パ領域６３および
６４があり、そこではこの領域でファイバ間の光学的結
合がなされるためファイバの断面積は十分に減少するこ
とを示している。図１に注意を戻すと、結合器の製造工
程は、レ−ザ６から単一モ−ドファイバリンク７と一時
的な接続器８を経て、ファイバ４の一方の端部へと偏光
された単色光を導き、それから、一対の半導体感光素子
９と１０の助けで、ファイバ４と５の反対側の端部から
放射される光を観察する。２つの半導体感光素子の出力
はチャ−ト記録器１１へ供給される。ファイバリンク７
には、ポアンカレ球の面の観察をするためファイバ４に
入射される光を偏光（ＳＯＰ）状態にするための独立に
接続された２つのル−プ１２が含まれる。

【００１６】漸進的引伸しにより２×２結合器の製造の
開始において、ファイバの間に横方向の結合は存在せ
ず、そして、それ故にレ−ザ６からファイバ４へ入射さ
れた全ての光は検出器９に伝送されるが、一方、検出器
１０には何も到達しない。引伸しが進むに従い、結合が
顕著になりはじめる時期がき、次第により多くのパワ−
がファイバ５から現れるように移動する。ある状態で、
最初の３ｄＢ点に達し、そこでは最初に入射されたパワ
−の半分がファイバ５に移動し、残りはファイバ４から
放出される。引伸し工程が最初の３ｄＢ点を超えると、
全てのパワ−をファイバ５から放射するために移動する
状態に到達するまで、段々により多くのパワ−がファイ
バ５に移動する。それから、引伸しを継続することによ
り、パワ−は段々に逆に移動しそして再度いくらかのパ
ワ−がファイバ４から放射される。この逆移動が実質的
に終了したとき第１のサイクルが終了し、再度実質的に
全ての入射された光学的パワ−がファイバ４の反対側の
端部から放出される状態が形成される。それ故に、第２
のサイクル、第３のサイクル、等々を形成するため、さ
らに漸進的引伸し工程が繰り返される。 引用されたこ
の特別の事例では２本のファイバは１２５ μｍ．ｏ．
ｄの単一モ−ドの伝送型のファイバであるが、しかしま
た実質的に同じ効果が分散シフト単一モ−ドファイバを
用いて再現できた。

【００１７】完全なサイクルを形成するために必要とさ
れる引伸し量は波長に依存し、そして漸進的引伸しが特
定の波長λ1 に対して１／２サイクルの整数ｎ倍である
点に進行したとき、１／２サイクルの数が（ｎ＋１）で
ある他の波長λ2 が存在する。それ故、この段階におい
て、結合器は整数ｎが奇数または偶数のいずれかに従っ
てそれぞれλ1 およびλ2 またはλ2 およびλ1 の最小
および最大パワ−移動波長を有する波長多重化装置とし
て機能する。これら２つの波長の間の差（λ2−λ1 ）
はｎの値が増加するにつれて減少する。例として、以下
に記載される図面に関する３つの特別の結合器の製造に
採用された特別の状態の下で、ｎの値が約１５に達する
時まで、（λ2 −λ1 ）の波長の差は約１００ｎｍであ
り、そしてｎ値の増加により単位あたり約５ｎｍの割合
で減少する。

【００１８】さて、測定記録図が図２に示され特別の信
号波長の光と特別のポンプ波長の光を多重化するために
設計された結合器の製造に含まれる細部へ注意を向ける
と、ポンプまたは信号波長のいずれかを入射するレ−ザ
源６を用いて引伸しの工程を観測することが原理的に可
能であった。このことは２本ファイバ４と５の出力の１
つが引伸し工程の望ましい終点で最大となり、一方他の
出力は最小となることを意味した。これらの最大と最小
は正確に決定することが難しく、そしてそれ故、観測の
目的のため、中間の波長の光を採用するのが望ましく、
それは２本のファイバ間のパワ−の配分のために望まし
い終点において速やかに変化する。

【００１９】３段階による結合器の制作に含めて漸進的
引伸し操作を行うことが適切であることが発見された。
第１段階において何回かの連続的なバ−ナの横移動が実
質的に中断なしにファイバ間の結合を零から約最初の３
ｄＢ点に増加させる状態をもたらすため実行された。テ
−パの大半が生じたのはこの期の継続中であり、この期
の横移動および伸張はこれらのテ−パがファイバの中で
光を伝送するために実質的に断熱的であることを確実に
するため調整された。第２の段階は同様に何回かの連続
的横移動を含み、これらの横移動が結合を増加させる目
的のため望ましい終点のおよそ半サイクル短い点まで実
質的に中断なしに実行された。この第２の段階は第１の
段階よりも低いバ−ナの温度で実行され、そのため２つ
のテ−パの間で広がる結合領域の断面形状は主として第
１段階の期間のバ−ナの温度によって決定された。漸進
的引伸し操作の第３段階は連続する短い間隔のバ−スト
により実行された。連続的なバ−ストの間隔はファイバ
を室温に実質的に冷却するため十分に長く、そのため室
温で存在する結合の測定が可能となった。測定により評
価され望ましい終点に達した時一連の連続するバ−スト
が終了した。３段階は全て測定目的のため１５２７ｎｍ
で発光するレ−ザを用いた。

【００２０】図２は単一の記録図で２つの軌跡を描いて
おり、ここでその記録計は異なった時間に異なった速度
で動作しそして調整がされる間時には停止したためその
時間スケ−ルは一定でない。軌跡ＡとＢはフォトダイオ
−ド９および１０の出力を記録し、そして漸進的引伸し
の第１の段階の始めであるから、４と５のファイバ間で
まだ結合はなく、軌跡Ａは最大値で一方の軌跡Ｂは零で
あった。２本のファイバ間の顕著なエバネセント結合の
開始時に軌跡Ａは２０Ａにおいてその値の減少を開始
し、一方、２０Ｂにおいて軌跡Ｂの値の対応する増加が
生じた。この時期に漸進的引伸しに中断があり、一方バ
−ナはファイバの下から取り除かれそしてその流量制御
がなされ、据え付け台の横移動の割合が漸進的引伸しの
第２段階のために先だって設定された。この時間の間フ
ァイバは急速に室温近くに冷却した。この冷却は結合の
強さの増加をもたらし、それは２つの軌跡において段２
１Ａと２１Ｂとして明確に示される。第２段階の開始時
にファイバ−の下にバ−ナが再設置され、２２Ａと２２
Ｂの鋭角部によって明示されるように温度は再び急速に
上昇した。この後、２３Ａと２３Ｂに達した第１の結合
サイクルの完成を有する引伸しおよびそれ故の結合が着
実に増加した。２４Ａと２４Ｂにて完了した連続する第
２のおよび７回に達した次の結合サイクルの完成のため
にさらなる引伸しが実行された。

【００２１】この時期に、第１および第２段階の実質的
に連続する横移動による漸進的引伸しは、第２の期間よ
り各々がより小さい短いバ−ストにより実行される第３
段階の漸進的引伸しに置き換えるために停止された。各
バ−ストのため、バ−ナ１はファイバを加熱軟化するた
めにファイバの下にあるモ−タによって動かされ、そし
てほとんどその直後にファイバを冷却することを考慮し
て再び引き戻される。ファイバが加熱軟化された状態に
ある間に、据え付け台のモ−タには瞬間的横移動および
引伸しを行うための電圧が加えられ、バ−ナがファイバ
の下方から引き戻される時にそれは再び停止される。

【００２２】第３段階の加熱および引伸しのバ−ストは
２回の処理により実行され、偏光調整は第１回の処理の
最後と第２回の開始の間で実行された。第１回の処理は
１６のバ−ストからなり、ファイバがバ−ナの炎の中で
加熱されている間に、各々のバ−ストは関連する結合の
強さを示す連合するピ−ク２５Ａおよび２５Ｂを形成し
た。連続的なバ−ストの間で、ファイバは実質的に室温
へ素早く冷却され、かかる冷却の結果である結合の強さ
の必然的変化は、近接した鋭角部２５Ａ間および近接し
た鋭角部２５Ｂ間の溝によって示される。

【００２３】この時期においては漸進的引伸しによって
生じた結合領域の複屈折は大きくなっており、そしてそ
れ故にファイバ４を通って結合領域に入射される光の偏
光状態（ＳＯＰ）はその結合領域の主偏光面の１つとし
てその向きが調整される。それはより大きな結合の強さ
を有する主偏光面にその向きが調整され得るが、しかし
実際にはこの事例で選択されたのは他の主偏光面であっ
た。２つの主偏光面は、ポアンカレ球の面の測定をする
ためおよび最大の結合の強さを与える配列と最小の結合
の強さを与える配列を決めるための連係する偏光状態調
整用輪１２によって発見された。この測定は垂直線２６
Ａと２６Ｂとして表わされている。これらの軌跡はこの
測定がなされる前に結合領域に入射された光のＳＯＰが
より大きな結合の強さを持つ主偏光面に相対的に近いこ
とが偶然に生じたことを示している。より小さな結合の
強さを伴う主偏光面の選択は棚２７Ａおよび２７Ｂとし
て示す。

【００２４】その後はちょうど８回の後続するバ−スト
２８Ａおよび２８Ｂが全てであり、それは望ましい最終
点に到達するために必要とされた。それらの最後の８回
のバ−ストの後に冷却された結合領域の結合の強さが棚
２９Ａおよび２９Ｂによって表示された。

【００２５】漸進的引伸しの完了後の結合器の複屈折は
垂直線２００Ａと２００Ｂによって示され、直交する偏
光状態を通ってファイバ４へ入射された測定用光のＳＯ
Ｐを掃引しそして再び元に戻すための輪１２の連係の結
果としてどのように結合の強さが変化したかを実証す
る。

【００２６】この複屈折を少なくするために、結合領域
はファイバ据付台２の部分を回転することによりおよそ
軸方向に１８０°弾性的にねじられた。偏光の測定が繰
り返され、その結果そして垂直線２０１Ａおよび２０１
Ｂが得られた。その後偏光の測定が繰り返される前に結
合領域は更に１０°まで弾性的にねじられ、その結果垂
直線２０２Ａおよび２０２Ｂが得られた。線２００Ａと
２００Ｂと比較して線２０１Ａ，２０１Ｂ，２０２Ａ，
２０２Ｂが短いのは、１８０°と１９０°間の弾性的ね
じれは結合器によって示された複屈折を消去するために
実質上効果的であったことを実証している。

【００２７】特に注目されることは弾性的にねじられる
前の線２００Ａの上端の水準と線２００Ｂの下端水準に
よって示される結合器の最小の結合の強さは、それが１
８０°から１９０°まで弾性的にねじられた後の線２０
１Ａと２０２Ａおよび線２０１Ｂと２０２Ｂの下端の水
準である、結合器の最小の結合の強さと本質的に同じで
あるという事実である。この様にしてこの事例におい
て、弾性的ねじれは、結合領域を通って伝送し主偏光面
で偏光しねじれ前は小さい結合の強さを与える光の最小
および最大パワ−移動波長に重要な変化を生じさせなか
ったことを実証する。完成した結合器の両主偏光面のス
ペクトル図を図３に示す。

【００２８】図２と図３の結合器と比較するために、記
録図の一部が図２のそれと似ている図４で示されるが、
しかしそれは漸進的引伸しの第１段階においてわずかに
高温の炎が用いられたという重要な相違を除き、図２お
よび図３と実質的に同一の一般的方法で製造された結合
器に関するものである。図５もこの事例においては第１
段階においてわずかに低温の炎が用いられたという事実
を除き同様である。より高温および低温の炎は、バ−ナ
１に酸素およびメタンを供給するための流量制御器の設
定を、図２および図３の結合器の製造に用いた元の設定
から変化することにより得られる。高温の炎のためには
その設定は４％まで増加させられ一方低温の炎のために
はそれらは同じ量減少させられた。

【００２９】図４と図５の概観は、第２および第３段階
は図２および図３の結合器の製造と実質上同一の方法に
おいて進行したことを示す。図２および図３の結合器の
製造における第１段階において用いられた元の流量設定
は、結果としての結合領域がおよそ１．２から１の縦横
比を示したという事実が指摘するように比較的高温の引
伸し様式を形成するものであった。

【００３０】図４の結合器の場合、弾性的ねじれの前の
複屈折は偏光の測定により得られた垂直線４００Ａおよ
び４００Ｂによって示される。結合器が１７０°、１８
０°、１９０°、そして２００°まで弾性的にねじられ
た後の偏光の測定により同様に垂直線４０１ＡとＢ，４
０２ＡとＢ，４０３ＡとＢと４０４ＡとＢの各々が得ら
れた。これらの線の位置と長さから、およそ１／２回転
ねじれは、全ての複屈折を実質的に除去するのに十分で
あるが、しかし漸進的引伸しにおけるより高温の炎の使
用の結果、弱く結合された主偏光面にとってこの除去は
結合の強さの重要な低減を引き起こしたように理解され
る。

【００３１】同様に、図５の結合器の場合において、弾
性的ねじれの前の複屈折は偏光の測定により得られた垂
直線５００Ａおよび５００Ｂによって示される。結合器
が９０°と１８０°弾性的にねじられた後の偏光の測定
により垂直線５０１ＡおよびＢ，５０２ＡおよびＢがそ
れぞれ得られた。これらの線の位置や長さからおよそ１
／２回転のねじれは、全ての複屈折を実質的に除去する
のに十分であるが、しかし漸進的引伸しにおいけるより
低温の炎の使用の結果、弱く結合された主偏光面にとっ
てこの除去は結合の強さの重要な増加を引き起こしたよ
うに理解される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る結合器を製造するた
めに使用された装置の概略図である

【図２】最初に言及した２×２結合器の製造過程で得ら
れたチャ−ト記録器のグラフを示す。

【図３】結果である偏光の２主面のそれぞれに関する結
合器の伝送特性のスペクトル図を示す。

【図４】上記製造過程で得られた別の結合器のチャ−ト
記録器のグラフを示す。

【図５】上記製造過程で得られたさらに別の結合器のチ
ャ−ト記録器のグラフを示す。

【図６】図１の装置で作られた２×２結合器の概略図を
示す。

【符号の説明】

１…バ−ナ、 ２、３…据え付け台、 ４、５…単一モ
−ドファイバ、 ６…レ−ザ、 ７…ファイバリンク、
８…接続器、 ９、１０…検出器、 １１…チャ−ト
記録器、 １２…ル−プ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アラン・フィールディング イギリス国、ハートフォードシャー、ビシ ョプス・ストートフォード、ピンチベック 11 (72)発明者 クリストファー・チュー イギリス国、ハートフォードシャー、ビシ ョプス・ストートフォード、リンドセイ・ ロード 10 (72)発明者 バーノン・ベーカー イギリス国、エセックス、ハーロウ、シカ モアー・フィールド 186 (72)発明者 サンドラ・デービス イギリス国、ハートフォードシャー、ウエ アー・ホールトウイック、ファー・コテッ ジ（番地無し)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 結合領域を形成するための漸進的引伸し
   により形成された結合の結果として得られる結合器の複
   屈折が漸進的に引伸された結合領域の弾性的ねじれによ
   り実質的に零とされ、漸進的引伸しは、結合領域の偏光
   の主複屈折面の１つに対する結合が前記弾性的ねじれの
   期間中実質的に一定にとどまる性質有する状態を持つ結
   合領域を形成する温度状態の下で行われることを特徴と
   する漸進的引伸しによる波長多重２×２テ−パ型溶融フ
   ァイバ結合器の製造方法。
2. 【請求項２】 並べて接触するように配置された一対の
   単一モ−ド光ファイバがそれらが接触している区域にお
   いて加熱され、一緒に溶融されて実質的に一定な減少さ
   れた断面の中間領域を持つ２つのテ−パを形成する方法
   で塑性的に引伸され、その中間領域おいて２本のファイ
   バは相互に光学的に結合され、中間領域は第１および第
   ２の波長のそれぞれにおいて結合器によって決定される
   ２つの主要な偏光状態（ＳＯＰ´ｓ）の結合係数間の差
   を実質的に零とするため弾性的にねじられ、２本のファ
   イバの溶融は、前記弾性的ねじれが実質的に結合器の主
   要ＳＯＰの１つの前記第１および第２の波長の各々の結
   合係数を変化させずにとどめる性質を有する断面形状を
   有する前記中間領域を形成することを特徴とする前記第
   １および第２の波長を多重化するための２×２テ−パ型
   溶融ファイバ波長多重結合器の製造方法。
3. 【請求項３】 結合器の弾性的ねじれによって偏光性が
   零にされ、前記弾性的ねじれはねじれなしの偏光の主面
   の１つにとって結合の強さのいかなる顕著な変化を伴わ
   ない特性を有する波長多重２×２テ−パ型溶融ファイバ
   結合器。