JPS58220104A

JPS58220104A - 超長波長用単一偏波フアイバ

Info

Publication number: JPS58220104A
Application number: JP57103082A
Authority: JP
Inventors: Katsunari Okamoto; 勝就岡本; Teruhisa Kanamori; 金森　照寿
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1982-06-17
Filing date: 1982-06-17
Publication date: 1983-12-21
Also published as: JPS6054645B2

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】本発明は入射光の偏光状態を保持する学−偏波ファイバ
において２〜６μｍの波長域において低損失な光ファイ
バに関するものである。

光フアイバ内のモードの縮退を解き、ＨＥＭ、モードと
ＨＥ￥、モードの伝搬定数差を大きくして、ＨＥＭ、ま
たはＨＥＭ、モードのみを伝搬させる単一偏波ファイバ
として、従来はＧｅＯ２またはＰ２Ｏ，をＳｉｎ、に添
加したコアと、Ｓ１０□のクラッドと、Ｂ２Ｏ３を５ｉ
ｎＱに添加した応力付与部から成る石英系の屯−偏波フ
ァイバが知られていた。しかし石英系の光ファイバにお
いては、波長２μｍ以上の光に対する損失が非常に大き
いので、２μｍ以上の光を伝搬させることは困卸であっ
た。これに対してＢａＦＱ−ＲＦ　−ｈｔＦＬｚｒｙ、
　（Ｒ＝　Ｙおよびランタニド元８繋）ををコアとするぶつ化物系光ファイバは２〜６１１
ｍの波長域で低摺失となるので、この波長帯の光に対す
る光ファイバとして有用である。しかし従ドとＨＥ￥□
士−ドに対する伝搬定数が等しいかまたけ非常に小さい
ので、ファイバに曲げや圧力等の外乱が加わった場合、
容易にモード結合が生じてしまい、ＨＥｘ　　またけＨ
ＥＭ□モードのみを伝搬さ１せることが困難であった。

本発明の目的は、これらの欠点を解決するため、ぶつ化
物系ファイバのコアの両側に応力付与部を設け、２〜６
μｍ帯で低ｔＦｌ失で、かつ良好な偏波保存性をイ１す
る超長波長月Ｊ単一偏波ファイバを提供することにある
。以下、図面により本発明を詳１１１１に説明する。

第１図は本発明の一実施例図であって、１はコア、２は
クラッド、３は応力付与部である。ふっ化物糸ファイバ
の基本構成成分は、ＢａＦ　　−ＲＦ８−ＺｒＦ、　（
Ｒ−Ｙ　ｂよびランタニド元素）であり、このようＩＩ
ガラスのＲＦ８−　ＧｄＦ３の場合のガラス化領域およ
びファイバ化領域をそれぞれ点線および実線で第２図に
示した。

第２図かられかるように、安定に線引きできるファイバ
化領域はＢａＦ２−２８〜８８　ｍｏ１％、　ＧｄＦ８
＝２〜８ｍｏ１％、　ＺｒＦ、　＝　５６〜６９　ｍｏ
１％の範囲内であることがわがる。

また第８図はＢａＦ　　−ＧｄＦ３−　ＺｒＦ、ガラス
＋：ＡｔＦ８を添加したときのＡ／Ｆ８のモル１１度と
屈折率の関係を示す。第８図よりクラッドに添加するＩ
Ｆ８のモル濃度をコアのそれよりも太くすれば、クラッ
ドの屈折率をコアの屈折率よりも小さくすることができ
、導波構造を形成できることがわがろ、。

Ａ１．Ｆ８の添加量を１０　ｍｏ１％以上にすると結晶
化するので、Ａ　／Ｆ　、のモル濃度はＩ　Ｑ　ｍｏ１
％以内が望ましい。本発明の実施例ではコアの組成とし
てＢａＦ２（８２）　−ＧｄＦ、　（４）　−Ａ／Ｆ８
（２）　−ＺｒＦ。

（６２）とし、クラッドの組成としてはＢａＦ２（８１
）　−ＧｄＦ８（４）　−Ａ７Ｆ８（６）　−ＺｒＦ。

（５９）とした。このときコアおよびクラッドの屈折率
、光弾性定数、熱膨張係数、ガラス転移温度は各々表１
に示すようであった。

表１　　コア、クラッドの材料ｆｆ１Ｐつぎに応力付ケ
一部の材料組成について述べる。

゛　　応力付与部に留水される条件は、（：）クラッド
の熱。

膨張係数と異なる熱膨張係数を有すること、（ｉＤ屈折
率はクラッドの屈折率と同じかまたは小ざいことである
。条件（１）はコアに熱応力を生ぜしめるための条件で
あり、条件（１１）は応力付与部に光が導波されないた
めである。ｎ＋＋記の二つの条件を満ノｔする材料とし
て、ＢａＦ　　−ＲＦ、　−ＭＦ　−ＺｒＦ、　（Ｒ−
Ｙおよびランタニド元素、Ｍ＝アルカリ金属元素）が適
当であることがわかった。材料のファイバ化領域および
Ｍｔ前記二つの条件を満足する組成として、本発明の実
施例では応力付与部の材料をＢａＦ、　（２（１）−Ｌ
ａＦ、　（６）　−ＮａＦ　（２ｏ　）　−ＺｒＦ、　
（５４）とした。このとき応力付与部の屈折率はｎ　＝
　１．５０５、熱膨張係数はα＝２０．８Ｘ１０　　（
／Ｃ）であった。

またガラス転移温度は２６０℃である。

前記のコア、クラッドおよび応力付与部から成る単一偏
波ファイバにおいて、コア半径ａ　＝　７．ｌＪμｍ、
応力付与部の内、外学径をそれぞれｒ１＝！’＋ａ。

ｒ、　＝　１０　ａとしたとき、有限要繋法を１１４い
た応力解析によりコア内に生じるＸ・ｙ方向のＩ＋ｉ；
Ｉ力の差（ａＸ−σｙ）は（σ　−σ　）　＝　３．４８　（ｋｇ／ｍｍ”　）　
　　（１）ｙであることがわかった。コアの光弾性定数は（Ｃ。

−０２）　−６，２δＩ　Ｘ　１Ｏ−５（ｍｍ”／ｌｌ
ｃｇ　）であるから、コア内に生じるモード屈折率は、Ｂ＝　ｎＸ−ｎｙ−（ｃｌ−ｃＱ）“（σＸ−σｙ）−
２，２Ｘ　１０−’　　　　　　　（２１である。ただ
−敗、　ｎｙは各々Ｘおよびｙ方向に偏光した光に対す
る伝搬定数β８．Ａ９を光の波数にで割ったものであり
、（ｋ−２π／λ、λは光の波長）で表わされる。式＋２）　、　（９１よりＨＥ　　±−
ドとＩ（Ｅ、□１モードの間の伝搬定数差Δβは Δβ−八−へ、　＝　ｋＢ　　　　　（４）で与えられ
、Ｂが大きい程良いことがわかる。例λば一ソＣ，ファ
イバを曲げ半径１ｃ１ｎ程度に曲げた時に、曲げ応力に
」：つてコア内に生じるモード榎屈折はＢ　＝　Ｉ　ｌ
］−６稈度である。したがって本発明の実施例の単−偏
波ファイバの伝搬定数差は曲げ等によって生じる外乱の
影響をほとんど受けないので、ｘ　　　　　　ｙＨＥ１□またはＨＥ１□モードのみを安定に伝搬させる
ことができる。

以上の説明から明らかなように本発明の紹長波長用単−
偏波ブｒイバは、２〜６μ■ｌの波長域で低損失、かつ
偏波保持性の高い１′イ長波長川単−偏波ファイバとし
て使用することができるので、２〜６μｍ帯におけるフ
ヒーレント光通信方式、光フアイバセンサとして大きな
利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例図、第２図はｇａＦ２−　ＧｄＦ３−　ＺｒＦ、糸ガラスＯ
Ｊ　７アイパ化領域を示す図、第８図はＢａＦ２−　ＧｄＦ３−　ＺｒＦ、糸ガラスＧ
、：　Ａ／Ｆ８を添加したときの添加剤濃度と屈折率の
関係を示す図である。１・・・コア、２・・・クラッド、８・・ＩＩｒカ付ｑ
部。

Claims

【特許請求の範囲】１、　　ＢａＦ　　−ＲＦ　　−Ａ／Ｆ　　−ＺｒＦ４
（Ｒ＝　Ｙおよ２　　　　　８　　　　　　８びランタニド元素）から成るコアと、ＢａＦ、−コアの
両端に位置する部分にクラッド部と熱膨張係数の異なる
応力付与部が配置されていることを特徴とする超長波長
用単−偏波コアイパ。２　特に’Ｆ　Ｗｒｔ求の範囲第１項記載の超長波長用
単−（ｆｆｉ波ファイバにおいて、コアおよびクラッド
を成１すＢａ、Ｆ　　、　ＲＦ８（Ｒ＝Ｙおよびランナ
ニド元ｉ’　）　−ＡＩＦＢ　、ｚｒＦ、の組成がＢａ
Ｆ、　＝２８〜３Ｆ３ｍｏ１％、　ＲＦ　　＝　２〜８
　ｍｏ１％　、　Ａ、ｔＦ８〜０〜１０　ｍｏ１％　、
ｚｒＦ、　＝　５６〜６９　ｍｏ１％であり、この組成
の範囲内で配合ｉれていることを特徴とする超長波長用
単−偏波ファイバ。＆　特許請求の範囲第１項記載の超長波長用単−偏波フ
ァイバにおいで、応力付与部を成ず材料がＢａＦ　−Ｒ
Ｆ　−ＩＦ　−ＺｒＦ、ガラス（Ｒ＝Ｙおよ８びランタニド元素Ｊ＝アルカリ金属元素）であることを
特徴とする縮長波長ｒｔＪ４４−偏波ファイバ。