JPH08313749A

JPH08313749A - 希土類添加偏波保持光ファイバ

Info

Publication number: JPH08313749A
Application number: JP7116031A
Authority: JP
Inventors: Kuniharu Himeno; 邦治姫野; Minoru Sawada; 稔澤田; Tetsuya Sakai; 哲也酒井; Ryozo Yamauchi; 良三山内; Akira Wada; 朗和田
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1995-05-15
Filing date: 1995-05-15
Publication date: 1996-11-29
Anticipated expiration: 2020-03-23
Also published as: JP3630767B2

Abstract

(57)【要約】【目的】融着接続の際には、光学的にファイバを側面
視して軸合せする方法を適用できる構造を有し、光増幅
器の構成に好適な希土類添加偏波保持光ファイバを提供
する。【構成】コア１に希土類元素を添加したＰＡＮＤＡフ
ァイバであって、コア１の周上に低屈折率の第１クラッ
ド２を形成し、第１クラッド２の周上に第１クラッドよ
りも屈折率が高い第２クラッド３を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、希土類が添加された偏
波保持光ファイバに関し、コアとクラッドとの比屈折率
差を大きく保持するとともに、そのためにクラッドと応
力付与部との屈折率差がほとんどなくなっても、接続の
際には偏光軸の調心を光学的にファイバを側面視する方
法によって行えるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、コアにエルビウム（Ｅｒ）などの
希土類を添加した単一モード光ファイバの光増幅機能を
利用して、波長１．５５μｍ帯域用の光増幅器が構成さ
れ、注目されている。このような光増幅器はＥｒ添加光
ファイバ増幅器などと呼ばれている。ところで、Ｅｒ添
加光ファイバ自体は、その利得特性が、信号光や励起光
の偏波にほとんど依存されないことが知られているが、
Ｅｒ添加光ファイバ増幅器を構成する他の光部品、例え
ば光ファイバカプラやアイソレータには偏波依存性があ
る。このためＥｒ添加光ファイバ増幅器には、偏波保持
特性を有するＥｒ添加光ファイバが好適に用いられる。

【０００３】またＥｒ添加光ファイバは、これを用いて
共振器を構成してレーザーとして用いることも可能であ
る。Ｅｒ添加光ファイバをレーザーに用いる場合には次
のような理由で偏波保持特性を有することが不可欠であ
る。すなわち、レーザーの発振周波数は、共振器中に存
在可能な定在波の波長で決まる。つまり、共振器中を光
が１往復する時間、つまりＥｒ添加光ファイバの伝送モ
ードの群遅延時間で決まる。ところが、実際の単一モー
ド光ファイバには、光ファイバへの外力やコアの非円に
よって生じた複屈折により２つの直交する偏波モードが
存在しているために、レーザーを構成した場合には、こ
れら２つの偏波モードのそれぞれの群遅延時間に応じた
２つの周波数（縦モード）で発振してしまい、縦単一モ
ードレーザー発振ができないという不都合が生じてしま
う。これに対して、適当な偏波制御を用いることによ
り、１つの縦モードのみを取り出すことが可能ではある
が、単一モード光ファイバ中の偏光状態は外乱によって
変動しやすく、安定して発振させるのは容易ではない。
そこで、Ｅｒ添加光ファイバでレーザーを構成する場合
には、偏波保持特性を有するものを用いて、光ファイバ
中で偏波を安定して保持できるようにすることが必要で
ある。

【０００４】一方、偏波保持特性を有する光ファイバと
しては種々の構造のものが提案されているが（Juichi N
oda,"Polarization-maintaining fibers and their app
lications", J. lightwave technol., Vol. LT-4, No.
8, pp.1071-1089, 1986）、コアの外方のクラッド内に
コアに対して対称的に２個の応力付与部を配したＰＡＮ
ＤＡファイバは、複屈折率が大きく偏波保持特性に優れ
ていることから広く用いられている。図５は従来のＰＡ
ＮＤＡファイバの例を示したもので、（ａ）は断面形
状、（ｂ）は図中Ｘ−Ｘ’線で示した断面での屈折率分
布、（ｃ）は図中Ｙ−Ｙ’線で示した断面での屈折率分
布をそれぞれ示している。この例のＰＡＮＤＡファイバ
は、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ₂）を添加した石英ガラ
スからなるコア１１、純石英ガラスからなるクラッド１
２、および酸化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）を比較的多量に添加し
た石英ガラスからなる応力付与部１３からなっている。

【０００５】またＰＡＮＤＡファイバを接続する際の偏
光軸の軸合せは、クラッド１２と応力付与部１３との屈
折率が異なることを利用して、光学的にファイバを側面
視して応力付与部の位置を定める方法によって行われて
いる。この方法は、ＰＡＮＤＡファイバ側面視像を画像
処理して、左右のファイバの偏光軸が一致するようにフ
ァイバ軸を中心としてファイバを回転させて調心を行う
もので、その機能を有する自動融着接続装置も実用化さ
れており、短時間で簡単に軸合せ作業を行うことができ
る（特開平１−１４７５０６号公報、特開平１−２２５
９０６号公報、H.Taya, K.Ito, T.Yamada and M.Yoshin
uma:Proc. of OFC'89, THJ2, pp164,1989 参照）。

【０００６】ＰＡＮＤＡファイバは、所望のコア／クラ
ッド構造を形成する工程と、応力付与部を形成する工程
とを別々に行うことができるので、通常のＥｒ添加光フ
ァイバ用母材を用いて、偏波保持型のＥｒ添加光ファイ
バを得るのに好適である。したがって、Ｅｒ添加偏波保
持光ファイバにはＰＡＮＤＡファイバ型構造が好ましく
用いられる。図６は従来のＥｒ添加ＰＡＮＤＡファイバ
の例を示したもので、（ａ）は断面形状、（ｂ）は図中
Ｘ−Ｘ’線で示した断面での屈折率分布、（ｃ）は図中
Ｙ−Ｙ’線で示した断面での屈折率分布をそれぞれ示し
ている。この例のＰＡＮＤＡファイバにおいて、コア１
１はＥｒ、アルミニウム（Ａｌ）、およびＧｅＯ₂を添
加した石英ガラスからなり、クラッド１２はフッ素
（Ｆ）が添加された石英ガラスからなり、応力付与部１
３は酸化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）が比較的多量に添加した石英
ガラスからなっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一般に光増幅器に用い
られるＥｒ添加光ファイバにあっては、コア１１にＧｅ
Ｏ₂を添加するとともにクラッド１２にＦを添加して、
コア／クラッドの比屈折率差を大きくし、モードフィー
ルド径を小さくすることによって効率の高い増幅作用が
得られるように構成される。しかしながら、ＰＡＮＤＡ
ファイバ型構造のＥｒ添加光ファイバにあっては、クラ
ッド１２と応力付与部１３との比屈折率差が小さくなっ
てしまい、ファイバを側面視する方法によって軸合せが
できないという問題があった。すなわち、図５に示すよ
うな通常のＰＡＮＤＡファイバにおいては、クラッド１
２と応力付与部１３との比屈折率差△₁が０．５〜０．
８％であるのに対して、図６に示すようなＥｒ添加ＰＡ
ＮＤＡファイバにおける△₁は０．０５〜０．３％とな
る。このように△₁が非常に小さいと、ＰＡＮＤＡファ
イバを側面視しても応力付与部の判別が困難であり、側
面視像を画像処理しても正確な偏光軸調整ができなかっ
た。

【０００８】これに対して、Ｅｒ添加ＰＡＮＤＡファイ
バに直線偏波を入射して、消光比をモニターしながら偏
光軸の調整を行うことも可能であるが、非常に手間がか
かるものであった。また、励起光を入射しない場合は、
動作波長（１．５５μｍ）帯において無偏光の自然放出
光が生じ、これによって消光比が劣化してしまうため、
動作波長での正確な偏光軸合せができないという不都合
があった。

【０００９】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、融着接続の際に、光学的にファイバを側面視して軸
合せする方法を適用できるようにした希土類添加偏波保
持光ファイバを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の希土類添加偏波保持光ファイバは、コアに
希土類元素が添加され、コアの外方のクラッド内にコア
に対して対称的に配された応力付与部を有する希土類添
加偏波保持光ファイバであって、前記クラッドが、第１
クラッドと、第１クラッドの周上に形成され第１クラッ
ドよりも屈折率が高い第２クラッドとからなることを特
徴とするものである。前記第１クラッドの直径は、好ま
しくは、モードフィールド径の３倍以上で、かつ前記応
力付与部の中心間の距離より小さく形成される。また前
記コアにはゲルマニウム添加石英ガラスを好適に用い、
前記第１クラッドにはフッ素添加石英ガラスを好適に用
いることができる。

【００１１】以下、本発明を詳しく説明する。まず、Ｐ
ＡＮＤＡファイバを側面視する方法によって軸合せを行
う原理について概説する。図３は、図５に示した通常の
ＰＡＮＤＡファイバに、側面から平行光を入射させたと
きの透過光線の軌跡の例を示した説明図であり、（ａ）
は２つの応力付与部１３，１３’の中心を結ぶ軸線に対
して垂直な方向から平行光を入射した状態、（ｂ）は同
軸線に対して平行な方向から平行光を入射した状態をそ
れぞれ示す。この例のＰＡＮＤＡファイバは、クラッド
１２が純粋石英ガラスからなるとともに、応力付与部１
３がＢ₂Ｏ₃添加石英ガラスからなり、純粋石英ガラスの
屈折率に対する比屈折率△（以下、単に△と記載する）
＝−０．７％である。

【００１２】図３（ａ）の状態においては、まずクラッ
ド１２に入射した光線はクラッド１２を凸レンズとして
収束する。またクラッド１２よりも低屈折率の応力付与
部１３を通過した光線は、この応力付与部１３を凹レン
ズとして発散する。したがって、光源と反対側からこの
ＰＡＮＤＡファイバを側面視すると、応力付与部１３が
わずかに暗い部分として透視されて見える。また２つの
応力付与部１３の間を通過した光線は、クラッド１２を
直進するので、この光線と応力付与部１３で発散された
光線とが重なる点Ｌが存在する。さらに図３（ｂ）の状
態においても、応力付与部１３’によって発散した光が
クラッド１２中を通過した光線と重なる点Ｌが存在す
る。これらの点Ｌを含む面をフォーカス面Ｆとしてファ
イバの側面から観視すると、これらは輝線となって観察
され、このような輝線はＰＡＮＤＡファイバの周方向の
回転によって移動する。したがって、融着接続機などの
画像処理において、これらの輝線Ｌがファイバの中心か
ら等距離にある場合を基準にして、応力付与部の位置角
度を判断することが可能である。例えば図３（ｂ）の状
態では、ＰＡＮＤＡファイバの周方向のわずかな回転に
よって輝線が移動するので、現在のＰＡＮＤＡファイバ
の自動融着装置においては、図３（ｂ）の状態を見出
し、これを基準として応力付与部の位置角度を決定して
いる。

【００１３】図４は、従来の希土類添加ＰＡＮＤＡファ
イバのように、クラッド１２と応力付与部１３の屈折率
がほぼ等しい場合に、ＰＡＮＤＡファイバに側面から平
行光を入射させたときの透過光線の軌跡の例を示した説
明図である。（ａ）は２つの応力付与部１３の中心を結
ぶ軸線に対して垂直な方向から平行光を入射した状態、
（ｂ）は前記の軸線に対して平行な方向から平行光を入
射した状態をそれぞれ示す。この例のＰＡＮＤＡファイ
バは、例えばクラッド１２がＦ添加石英ガラスからな
り、応力付与部１３がＢ₂Ｏ₃添加石英ガラスからなる。

【００１４】図４（ａ）の状態において、２つの応力付
与部１３の中心を結ぶ軸線に対して垂直な方向から平行
光を入射した状態で、クラッド１２に入射した光線はク
ラッド１２を凸レンズとして収束する。しかしクラッド
１２と応力付与部１３との屈折率が等しいか、またはこ
れらの差が僅かである場合には、光線は応力付与部１３
を通過しても屈折せずに直進する。したがって、応力付
与部１３が暗い部分として見えず、輝線も観察されない
ので、応力付与部の位置角度を判断することはできな
い。また（ｂ）の状態においても光線は（ａ）と同様の
軌跡を示す。したがって（ａ）の状態であるか（ｂ）の
状態であるか、すなわち入射光線に対して２つの応力付
与部１３の中心を結ぶ軸線が平行であるか垂直であるか
の判断はできない。

【００１５】以下、本発明の希土類添加偏波保持光ファ
イバについて説明する。図１は本発明の希土類添加偏波
保持光ファイバの例を示したもので、（ａ）は断面形
状、（ｂ）は図中Ｘ−Ｘ’線で示した断面での屈折率分
布、（ｃ）は図中Ｙ−Ｙ’線で示した断面での屈折率分
布をそれぞれ示している。また図２は、図１に示した希
土類添加偏波保持光ファイバに側面から平行光を入射さ
せたときの透過光線の軌跡の例を示した説明図であり、
（ａ）は２つの応力付与部４の中心を結ぶ軸線に対して
垂直な方向から平行光を入射した状態、（ｂ）は同軸線
に対して平行な方向から平行光を入射した状態をそれぞ
れ示している。この希土類添加偏波保持光ファイバは、
コア１の周上に第１クラッド２、その周上に第２クラッ
ド３が形成され、コア１の外方に２つの応力付与部４，
４’がコアに対して対称的に配されている。外径は、通
常、裸光ファイバの状態で１２５μｍに形成される。コ
ア１は、石英ガラスに屈折率を上げるドーパント、希土
類元素、および必要に応じて金属が添加され、△＝１．
０〜１．５％程度の高屈折率に形成される。ドーパント
としては、加熱により拡散されやすいものが好ましく、
ＧｅＯ₂が好適に用いられる。希土類としては、エルビ
ウム（Ｅｒ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ネオジウム
（Ｎｄ）等が好適に用いられ、金属としてはリン
（Ｐ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）等が
好適に用いられる。

【００１６】第１クラッド２は、石英ガラスに屈折率を
下げるドーパントが添加され、その屈折率は△＝−０．
５〜−０．７％程度の範囲で、モードフィールド径（Ｍ
ＦＤ）が５μｍ以下となるように形成される。ドーパン
トとしてフッ素（Ｆ）を用いると、加熱によってコア中
のＧｅの第１クラッド２内への拡散係数が大きくなるの
で好ましい。

【００１７】第１クラッド２の直径は、小さすぎると希
土類添加偏波保持光ファイバを曲げたときに導波光が第
２クラッドに結合して、この第１クラッド２がない構造
の従来の希土類添加偏波保持光ファイバよりもカットオ
フ波長が小さくなる、または曲げ損失が大きくなるとい
った影響がでてくる。したがって、第１クラッド２の直
径をＭＦＤの３倍以上とすれば実用上これらの影響が出
ないと考えられ、好ましくは５倍以上とすることによっ
てこれらの影響を確実に排除することができる。また第
１クラッド２の直径が大きすぎると、応力付与部４，
４’が、屈折率がほぼ等しい第１クラッド２の中に包み
こまれるようになって、図４のように、応力付与部４，
４’を暗い部分として識別することが困難となる。又図
２（ａ）のように２つの応力付与部４，４’の中心を結
ぶ軸線に対して垂直な方向から平行光を入射したとき
に、応力付与部４または４’で発散した光線と、第１ク
ラッド２で発散した光線とが交わらず、輝線が得られな
くなる。暗い部分としての識別は、応力付与部４および
４’の半分以上の領域が第１クラッド２と隣接した状態
になると困難になると考えられる。したがって第１クラ
ッド２の直径は応力付与部４，４’の中心間の距離より
も小さい範囲で適宜設定するのが好ましい。

【００１８】第２クラッド３は、純粋石英ガラス、また
は屈折率を下げるドーパントが添加され、その屈折率が
△＝−０．０〜−０．４％程度となるように形成され
る。ドーパントとしては適宜のものを用いることができ
るが、例えばＦを好適に用いることができ、第１クラッ
ド２よりも少なく添加される。応力付与部４は、Ｂ₂Ｏ₃
をドープした石英ガラスで好ましく形成される。

【００１９】このような構造の希土類添加偏波保持光フ
ァイバは、以下のようにして製造することができる。ま
ず、ＶＡＤ法により、ＧｅＯ₂を添加した石英ガラスか
らなる多孔質ガラス材を作成し、これをＥｒＣｌ₃およ
びＡｌＣｌ₃を含有するアルコール溶液中に浸す。充分
に含浸させた後、乾燥させ、さらに脱水、焼結を行って
コア母材とする。このコア母材に石英ガラススートを外
付けし、脱水した後に、ＳｉＦ₄ガス雰囲気中で焼結す
ることによってＦを適量添加して第１クラッドに相当す
るガラス層を形成する。さらに石英ガラススートを外付
けし、脱水した後に、ＳｉＦ₄ガス雰囲気中で焼結する
ことによってＦを適量添加して第２クラッドに相当する
ガラス層を形成する。このようにして得られたコア−ク
ラッド母材の応力付与部形成位置に、超音波ドリル等で
貫通孔を穿設し、この孔の内面に対して研磨および火炎
研磨を行いＰＡＮＤＡファイバ母材とする。これとは別
に、Ｂ₂Ｏ₃を添加した石英ガラスロッドを作成し、外周
面を研磨して、応力付与母材とする。応力付与母材をＰ
ＡＮＤＡファイバ母材の貫通孔内に挿通させた後、線引
を行って、希土類添加偏波保持光ファイバを得ることが
できる。

【００２０】次に、図２を用いて本発明の希土類添加偏
波保持光ファイバの作用について説明する。図２（ａ）
の状態においては、まず第２クラッド３に入射した光線
は第２クラッド３を凸レンズとして収束する。そして第
２クラッド３よりも低屈折率の応力付与部４を通過した
光線は、この応力付与部４を凹レンズとして発散する。
また２つの応力付与部４の間には第２クラッド３よりも
低屈折率の第１クラッド２が形成されているので、この
第１クラッド２を通過した光線は、第１クラッド２を凹
レンズとして発散する。この結果、第１クラッド２で発
散された光線と応力付与部４で発散された光線が重なる
点が存在する。また図２（ｂ）の状態においては、第２
クラッド３に入射した光のうち第１クラッド２を通るも
のは、第１クラッド２および応力付与部４’を凹レンズ
として発散する。この結果、応力付与部４’で発散され
た光線と第２クラッド３を通過した光線が重なる点Ｌが
存在する。

【００２１】これらの重なる点を含む面をフォーカス面
Ｆとしてファイバの側面から観視すると、これらは輝線
として観察され、このような輝線はＰＡＮＤＡファイバ
の周方向の回転によって移動する。したがって、融着接
続機などの画像処理において、これらの輝線Ｌがファイ
バの中心から等距離にある場合を基準にして、応力付与
部の位置角度を判断することが可能である。したがっ
て、本発明の希土類添加偏波保持光ファイバは、通常の
ＰＡＮＤＡファイバと同様に、例えば融着接続機などの
画像処理において、２つの応力付与部４による２つの輝
線Ｌがファイバの中心から等距離にある場合を基準にし
て、応力付与部４の位置角度を精密に判断することがで
きる。

【００２２】また、Ｅｒ添加光ファイバにおいて、コア
にＧｅを添加し、クラッドにＦを添加することによっ
て、ＭＦＤが異なる他の光ファイバと接続する際に、コ
ア内のＧｅを熱拡散させて両ファイバのＭＦＤの整合を
好適に行うことがすでに提案されているが（A.Wada, T.
Sakai, D.Tanaka, T.Nozawa and R.Yamauchi:Technical
Digest of Optical Amprifiers and Their Application
s vol.13, FD3, pp258-261,1991参照）、本発明の希土
類添加偏波保持光ファイバを、光ファイバ増幅器や光フ
ァイバレーザを構成する他の光ファイバと接続する場合
にも、融着接続部を追加放電などにより加熱することに
よって、コア１内のドーパントを第１クラッド２へ拡散
させてＭＦＤを拡大することができる。これによって、
他のＭＦＤが大きい通常の光ファイバとのＭＦＤの整合
性を容易に達成でき、接続損失を抑えることができる。
ここで、ＭＦＤを拡大させることによって、コア１を導
波するモードフィールドの一部が比較的屈折率が高い第
２クラッド３に達して、第２クラッド３に光が結合する
おそれもあるが、ＭＦＤ拡大のために加熱を施す領域は
光ファイバ端部から短い距離であるので、この加熱によ
って第２クラッド３に結合する導波光は非常にわずかで
あり、問題は生じない。

【００２３】尚、ここでは偏波保持構造としてＰＡＮＤ
Ａ型を例にとって述べているが、本発明の希土類添加偏
波保持光ファイバの偏波保持構造は、ＰＡＮＤＡ型に限
らず、コアに対して対称的に配された応力付与部を有す
る構造、いわゆるボータイ型、楕円ジャケット型も同様
に適用可能である。

【００２４】

【実施例】本発明の実施例１〜３として下記表１に示す
構造パラメータを有する希土類添加偏波保持光ファイバ
を作成した。また比較例１として下記表１に示す構造パ
ラメータを有する従来の希土類添加偏波保持光ファイバ
を作成した。すなわち、まず、ＶＡＤ法により、△＝
１．３％となるようにＧｅＯ₂を添加した石英ガラスか
らなる多孔質ガラス材を作成し、これをＥｒＣｌ₃およ
びＡｌＣｌ₃を含有するアルコール溶液中に浸した。充
分に含浸させた後、乾燥させ、さらに脱水、焼結を行っ
てコア母材とした。Ｅｒの添加濃度は８５０重量ｐｐ
ｍ、Ａｌの添加濃度は１７５００重量ｐｐｍとした。こ
のコア母材に石英ガラススートを外付けし、脱水した後
に、ＳｉＦ₄ガス雰囲気中で焼結することによって△＝
−０．７％となるようにＦを添加して第１クラッドに相
当するガラス層を形成した。ここで得られたガラスロッ
ドをロッドＡとする。ロッドＡを２分割し、その一方は
さらに２分割した。他方のロッドＡには、さらに石英ガ
ラススートを外付けし、脱水した後に、ＳｉＦ₄ガス雰
囲気中で焼結することによって△＝−０．７％となるよ
うにＦを添加して第１クラッドに相当するガラス層を形
成した。このようにして第１クラッドが厚く形成された
ガラスロッドをロッドＢとする。ロッドＢは２分割し
た。

【００２５】（実施例１）上記ロッドＡに石英ガラスス
ートを外付けし、脱水した後に、ＳｉＦ₄ガス雰囲気中
で焼結することによって△＝−０．４％となるようにＦ
を添加して第２クラッドに相当するガラス層を形成し
た。このようにして得られたコア−クラッド母材の応力
付与部形成位置に、超音波ドリルで貫通孔を穿設し、こ
の孔の内面に対して研磨および火炎研磨を行いＰＡＮＤ
Ａファイバ母材とした。これとは別に、Ｂ₂Ｏ₃を第１ク
ラッドと等しい屈折率（△＝−０．７％）となるように
添加した石英ガラスロッドを作成し、外周面を研磨し
て、応力付与母材とした。この応力付与母材をＰＡＮＤ
Ａファイバ母材の貫通孔内に挿通させた後、線引を行っ
て、希土類添加偏波保持光ファイバを得た。尚、ＭＦＤ
は波長１．５５μｍにて４．５μｍとした。

【００２６】このようにして得られた希土類添加偏波保
持光ファイバについて、ファイバを側面視する方法を用
い前記の偏光軸調心自動融着接続機を用いて通常の分散
シフト型ＰＡＮＤＡファイバとの融着接続を行った。こ
こで用いた分散シフト型ＰＡＮＤＡファイバのＭＦＤは
波長１．５５μｍにて８．２μｍであった。よって融着
接続後、接続点を加熱して希土類添加偏波保持光ファイ
バのコア中のＧｅを拡散させ、そのＭＦＤを９μｍ程度
に拡大させた。本実施例においては、融着接続機のフォ
ーカス面を調整することによって輝線Ｌを観察すること
ができ、短時間で容易に自動融着接続を行うことができ
た。融着接続後、ＭＦＤ拡大前の接続損失（１．５５μ
ｍ）およびＭＦＤ拡大後の接続損失を測定した。また偏
波主軸のずれを評価するために接続後の光ファイバ全体
で偏波モード間のクロストーク（１．５５μｍ）を測定
した。これらの結果を下記表１に示す。

【００２７】（実施例２）上記ロッドＢに石英ガラスス
ートを外付けし、脱水した後に、ＳｉＦ₄ガス雰囲気中
で焼結することによって△＝−０．４％となるようにＦ
を添加して第２クラッドに相当するガラス層を形成し
た。上記実施例１と同様にしてコア−クラッド母材の応
力付与部形成位置に貫通孔を穿設し、ＰＡＮＤＡファイ
バ母材に応力付与母材を挿通させた後、線引を行って、
希土類添加偏波保持光ファイバを得た。

【００２８】このようにして得られた希土類添加偏波保
持光ファイバについて、上記実施例１と同様にして自動
融着接続機を用いて通常の分散シフト型ＰＡＮＤＡファ
イバとの融着接続を行った。本実施例においては、融着
接続機により輝線Ｌを見出すことはできなかったが、作
業者の目視により応力付与部の影から偏光軸を判別でき
た。したがって、融着接続機を手動で操作して融着接続
を行った。また、実施例１と同様に、ＭＦＤ拡大前後の
接続損失および接続後のクロストークを測定した。これ
らの結果を下記表１に示す。

【００２９】（実施例３）上記ロッドＢに石英ガラスス
ートを外付けし、脱水した後に、焼結することによって
純粋石英（△＝０．０％）からなる第２クラッドに相当
するガラス層を形成した。上記実施例１と同様にしてコ
ア−クラッド母材の応力付与部形成位置に貫通孔を穿設
し、ＰＡＮＤＡファイバ母材に応力付与母材を挿通させ
た後、線引を行って、希土類添加偏波保持光ファイバを
得た。

【００３０】このようにして得られた希土類添加偏波保
持光ファイバについて、上記実施例１と同様にして自動
融着接続機を用いて通常の分散シフト型ＰＡＮＤＡファ
イバとの融着接続を行った。本実施例においては、融着
接続機のフォーカス面を調整することによって輝線Ｌを
観察することができ、短時間で容易に自動融着接続を行
うことができた。また、実施例１と同様に、ＭＦＤ拡大
前後の接続損失および接続後のクロストークを測定し
た。これらの結果を下記表１に示す。

【００３１】（比較例１）上記ロッドＡの周上に、第１
クラッドと屈折率が等しい（△＝−０．７％）Ｆ添加石
英ガラス層を、外付け法にて形成した。上記実施例１と
同様にしてコア−クラッド母材の応力付与部形成位置に
貫通孔を穿設し、ＰＡＮＤＡファイバ母材に応力付与母
材を挿通させた後、線引を行った。このようにして、第
１クラッド−第２クラッド構造を持たず、クラッドの屈
折率が一様な従来の希土類添加偏波保持光ファイバを得
た。尚、ＭＦＤは波長１．５５μｍにて４．５μｍとし
た。

【００３２】このようにして得られた希土類添加偏波保
持光ファイバについて、通常の分散シフト型ＰＡＮＤＡ
ファイバとの融着接続を行った。融着接続後、実施例１
と同様にして接続点を加熱してコア中のＧｅを拡散さ
せ、そのＭＦＤを９μｍ程度に拡大させた。本比較例に
おいては、光ファイバ側面から光を入射させても応力付
与部を側面視することができなかった。そのため、予め
偏光子を通過させた波長１．３μｍ直線偏波を光ファイ
バに入射させ、接続する２本の光ファイバおよび検光子
を回転させて、偏波消光比が最大となるように調整した
後、融着接続を行った。また、実施例１と同様に、ＭＦ
Ｄ拡大前後の接続損失および接続後のクロストークを測
定した。これらの結果を下記表１に示す。

【００３３】

【表１】

【００３４】尚、表１において、応力付与部の可視性の
評価は、自動融着接続機で輝線Ｌを観察できたものを
◎、輝線Ｌは観察できないが、作業者の目視により応力
付与部の影から偏光軸を判別できたものを○、応力付与
部を側面視できなかったものを×とした。また自動融着
機の適用性の評価は、自動融着接続できたものを◎、で
きなかったものを×として示した。

【００３５】表１の結果より、実施例１および３の希土
類添加偏波保持光ファイバは、ファイバを側面視する方
法による自動融着接続機の適用が可能であり、接続損失
および接続後のクロストークも、光ファイバに直線偏波
を入射して消光比をモニターしながら接続を行った場合
と同程度の良好な値が得られた。またＭＦＤを拡大させ
たことによって、拡大前に比べて接続損失が充分に低減
したことが認められた。実施例２の希土類添加偏波保持
光ファイバは、輝線Ｌの観察は不可能であったが応力付
与部の影を用いて融着接続することが可能であり、接続
後のクロストークも、実施例１および３には及ばないが
良好であった。またＭＦＤを拡大させたことによって、
拡大前に比べて接続損失が充分に低減したことが認めら
れた。尚、実施例１〜３、および比較例１の接続損失に
は若干のばらつきがあるが、これは測定再現性の低さに
よるばらつき、あるいはＭＦＤ拡大時の加熱条件が最適
化されていないためのばらつきであって、構造の差異に
よるばらつきではないと考えられる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の希土類添加
偏波保持光ファイバは、コアに希土類元素が添加され、
コアの外方のクラッド内にコアに対して対称的に配され
た応力付与部を有する希土類添加偏波保持光ファイバで
あって、前記クラッドが、第１クラッドと、第１クラッ
ドの周上に形成され第１クラッドよりも屈折率が高い第
２クラッドとからなることを特徴とするものである。し
たがって、ファイバを光学的に側面視する方法によって
偏光軸の調心が可能であり、融着接続時には、精度よく
軸合せを行うことができ、容易にかつ効率良く融着接続
を行うことができる。またコアがＧｅを含有し、その周
上の第１クラッドがＦを含有する構成とすれば、接続端
部を加熱することによってコア内のＧｅを容易に拡散さ
せることができ、ＭＦＤを拡大させて他のＭＦＤが大き
い光ファイバとの接続特性を向上させるのに好適であ
る。よって本発明の希土類添加偏波保持光ファイバを用
いて、光ファイバ増幅器や光ファイバレーザを好適に構
成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の希土類添加偏波保持光ファイバの例
を示したもので、（ａ）は断面図、（ｂ）はＸ−Ｘ’線
で示した断面での屈折率分布、（ｃ）はＹ−Ｙ’線で示
した断面での屈折率分布を示す。

【図２】本発明の希土類添加偏波保持光ファイバに側
面から平行光を入射させたときの透過光線の軌跡の例を
示した説明図である。

【図３】通常のＰＡＮＤＡファイバに側面から平行光
を入射させたときの透過光線の軌跡の例を示した説明図
である。

【図４】従来の希土類添加偏波保持光ファイバに側面
から平行光を入射させたときの透過光線の軌跡の例を示
した説明図である。

【図５】通常のＰＡＮＤＡファイバの例を示したもの
で、（ａ）は断面図、（ｂ）はＸ−Ｘ’線で示した断面
での屈折率分布、（ｃ）はＹ−Ｙ’線で示した断面での
屈折率分布を示す。

【図６】従来の希土類添加偏波保持光ファイバの例を
示したもので、（ａ）は断面図、（ｂ）はＸ−Ｘ’線で
示した断面での屈折率分布、（ｃ）はＹ−Ｙ’線で示し
た断面での屈折率分布を示す。

【符号の説明】

１…コア、２…第１クラッド、３…第２クラッド、４…
応力付与部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山内良三千葉県佐倉市六崎1440番地株式会社フジクラ佐倉工場内 (72)発明者和田朗千葉県佐倉市六崎1440番地株式会社フジクラ佐倉工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コアに希土類元素が添加され、コアの外
方のクラッド内にコアに対して対称的に配された応力付
与部を有する希土類添加偏波保持光ファイバであって、
前記クラッドが、第１クラッドと、第１クラッドの周上
に形成され第１クラッドよりも屈折率が高い第２クラッ
ドとからなることを特徴とする希土類添加偏波保持光フ
ァイバ。
【請求項２】前記第１クラッドの直径が、モードフィ
ールド径の３倍以上で、かつ前記応力付与部の中心間の
距離より小さいことを特徴とする請求項１記載の希土類
添加偏波保持光ファイバ。
【請求項３】前記コアがゲルマニウム添加石英ガラス
からなり、前記第１クラッドがフッ素添加石英ガラスか
らなることを特徴とする請求項１記載の希土類添加偏波
保持光ファイバ。