JPS5884139A - 「へん」波保存光フアイバ用プリフオ−ムロツド製造法 - Google Patents

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、−波保存光ファイバを得るに必要な紡糸前の
１編波攪存光ファイバ用プリ７オームロツドの製造方法
に関するものである。

光ファイバのいわゆる雄−モード導波領域において導波
さ？Ｌるモードは、厳密には互いに直交する瑚＆面を有
するＨ　＆”ｔ　、Ｈ’Ｆｓ’ｔモードの２つである。

コヒーレント光伝送方式のように光の位相に噴上を担り
ぜる蝙隆には、その伝送・着体として＋１いられる光フ
ァイバはいわゆる曝−モードであり、それ自体に偏波面
を保存する機能を備えていることが望ましい。光ファイ
バの導波モードの偏波ＩＩを保存するためＫａ、ａ該モ
ード間のモード結合を生伊しめないことが必要であり、
その一つの方法として当膣モード間の長手方向の伝搬定
数差を十分に大きくする方法が有効である。そのための
方法が各種提案されているが、その中で肴近提案された
有望な方法の一つについて構造を第１図にホす。１はコ
ア、−２は応力付加用ビット、３＃１クラツド、４ｕ残
留応力の方向である。この構造のプリフォームロッドＲ
において社コア１の左右に一定量１・４（コア半径の約
９倍）をおいてコア１と熱膨張係数および同化＠度の異
なる材質からなる２つの応力付加用ビット２が配置され
ている。

本Ｉ潰のファイバでは、第１図の矢印４の方向に桟曽も
力が生じ、その結果コア１にはＸ方向だけに引張り力が
働き、Ｘ方向に偏波面をもつＨｇｔ’ｔモードとｙ方向
に偏波面をもつＨＥに　モードの伝搬定数差を生ぜしめ
ることができ、結果として両モード間のモード結合を抑
制でき偏波保存が可能となる。

しかしながら、従来木偏波保存ファイノぐの製造方ｌｈ
は以下に述べるように極めて腹雑になるという欠点があ
った。第２図はこの光ファイ／（の製造方法の説明図で
ある。図中、５＃−ｉ、石英ガラス管である。プリフォ
ームロッドは３つに分けて作る。

一つはコアｌを含む部分でＶＡＤ法により作製し他の２
つは応力材ｊＪＩｌ用ビット２を含む部分でＭＣＶＤ法
により作製する。コア１はＳ１０！　　にＧ・０鵞また
ｐｔ　０１　　あるいはその両方をドープしたものでク
ラッド部はＳ　ｉ　Ｏｘ　　であり、このプリフォーム
ロッドＲａ　をコア１を中心として一定厚の板材に切り
出す。一方ＳｉＯ＊　　にＢｙ　Ｏｓ　　をドープした
応力付加用部分のブリたムロラドＲｂ　は半円状に切り
出す。これらの屹いの疑触面を光学研轡した後、石英ガ
ラス管５に呻入し一つのプリフォームロッドＲを作製す
る。このように従来のプリフォームロッド作製法は工程
数が多く、また切り出し、光学（升→等の鑵祐１〕川■
二が必要であるため、コストおよび製ＩＷ時間の面で実
用上不利な点が多かった。

愼らＶＣ１＋（損失な木偏波保存ファイバを得るために
Ｖま、プリフォームロッド作製の切秒出し光学研−〜を
慎ゆに行なう必要があり、歩留りの向上が峻しかった。

さらに、−〇、がドープされた応力材りｎ１ｌｌピット
２部分は、純粋石英からなるクラッド部分より屈折率が
低くそれ自体で光導波機能を備えていない。

このため本偏波保存ファイバ同士を接続するとともに、
−波面を保存するため接続点でファイバ同士全史き合わ
せ九没階で、ファイバ断面のＸ方向、ｙ方向をそれぞれ
一敗させて接続する必要があり、鴫の光導波路を位置合
わせ用光量監視モニターとして利用できれば比較的容易
に低損失な接続＃ま行なえる。しかし従来は一定の偏波
面をもつ光を一方のファイバ端から入射させ、他方のフ
ァイバ瑞においてそつ偏波面が保存される状態になるよ
うに接続点でファイバを回転させるといういわゆる一波
面のモニターを行なわねばならず、このモニタには噴密
な光学系と煩雑な手続きが必要となり、実用的ではなか
った。

本聞明けこのような欠点のない偏光保存光ファイバ用プ
リフォームロッドの製造方法を提供することを目的とす
る。祥しくは、製造がｍｌで、低コストであり、しかも
高品質で、かつ低損失偏波保存接続の可能な光ファイバ
と彦る偏光保存光ファイバ用プリフォーム言ツドの製造
方法を提供することを目的とする。

したがって本発明による偏波保存光７アイバ用プリフオ
ームロツドの製造方法は、石英ガラス管の中心に、コア
用ロッドを挿入し、２本光導波機能を有する応力付加用
ロッドを前記コア用ロッドの左右に配置し、加熱一体化
したことをｌｐ！ｆ！！ｌＩとするものである。

本発明を１に詳しく説明する。

第３図は本発明にかかわる製造方法で斃造されたプリフ
ォームロッドＲ１の断面形状を示した本のであ妙、Ｍ中
、１はコア用ロッド、２は応力付加用ロッド、３ｍはク
ラッド、５は石英ガラス管を示す。

Ａ、゛・＾ｐ１４においては応力付加用ロッド２の屈折
率４・クラッド３ａ　　より高くする。このようにすれ
ば、ロッド２は光導波機能を有するようになる。たとえ
ば、コア用ロッド１及び応力付加用ロッド２を８１（）
１　　とし、クラッド３ａ　をＳ　ｉ　ｏｔ　に’Ｆｂ
　Ｏｎ　　をドープしたものとすれば、光導波機能分有
するコア２とすることができる。この場合、ｓｔｏｗ　
　とＨｅ　Ｏｓ　　の固化温吹および熱膨張係数の相違
によって、２霞３図の４のような方向の残留応力が生じ
、その結果中心に配置され九コア用ロッドｌには、従来
の製造方法で作製された木偏波保存光ファイバの場合と
同様にＸ方向のみに応力が慟き、Ｘ方間とｙ方向の屈折
率に差が生じ、所望の偏波保存４ｆ注が得られる。

このようなコア用ロッド１、応力付加用プリフォームロ
ッド２及びクラッド３ｍの組合せは基本的に限定される
ものではなく、クラッド３ａ　の屈折率が高く、かつ応
力付加しえるようなものの粗汁せであればいかなるもの
で屯よい。前述のほかに・樋用的な組合せとしては、コ
ア用ロッド１及び応力付加用ロッド２がＧ・０鵞　又け
ｐｔ　０１　又は、その山者をドープした石英で、クラ
ツド材３が純粋石英の場合が有用である。この場合コア
２（ロッド）Ｋよる応力は第１図に示した矢印４の如く
なり、その応力によりＨＥ、Ｘ、とＨＥｌｙＩモードの
伝搬定数差を生ぜしめることができる。

このような光フアイバ用プリ７オームロツドＲ。

全製造するには、まず、九とえは前述のコア用ロッド１
にクラツド材３を投けたコア用プリフォームロッドＲｃ
醍び応力付加用ロッド２にクラッド材３ヶ設けた応力付
加用プリフォームロッドＲｓを製造し、さらにクラツド
材３より成るクラッド用プリフォームロッドＲｃｌ　　
を用量する。これらのプリ７オームロツドＲｃＸ　Ｒ３
、Ｒｃｔを、コア用プリフォームロッドＲｅ　を中心に
、応力材７」用プリフォームロッドＲｄ（左右に配電さ
れるように石英ガラス管５に挿入し、加熱処理により、
石英ガラス管５と各プリフォームロッドＲｅ、Ｒｓ、Ｒ
ｃｔ　とを一体化したガラス棒とする。前述の例ではコ
ア用プリフォームロッドＲｅ　、　　応力付加１１１プ
リフオームロツドＲｓ　　を用いているが、このロッド
ＲｅＳ　Ｒｓの代抄に、クラツド材３を役けていないコ
ア用ロッド１、応力付加用ロッド２を用い、これらをク
ラッド用ロッドＲｅｔ　　と共に石英、ガラス管に挿入
し、加熱一体化すること本できる。捷たコア用プリフォ
ームロッドＲｅ　　及び応力付ｈｇ用プリフォームロッ
ドＲ１１のみを用い、クラッド用ロッドＲｅｌを用いず
に光フアイバ用プリフォームロッドを製造することもで
きる。加熱一体化の過程で、各ロッド間の空隙は、たと
えば石英ガラスで充填され、クラッド３ａ　　が形成さ
れる。

波 このとき中心のコア１と光り能を備えた応力材１＋０部
コア２間の相互の間隔および径は、たとえばプリフォー
ムロッドＲｅ、Ｒｓｓの段階でコア部分等の径およびク
ラッド３厚をｙＡ整する等により変化させることができ
る。この石英ガラス管５と各ロッド（たとえばＲｅ　、
　　Ｒｓ　、　　Ｒ（ｔ）　　とを一体化する方法は、
公知の加熱延伸方法によって該ガラス棒の下端を１３０
０〜１５００℃程度に加熱した加熱Ｐに内挿し所望径に
線引し、この際に空ｒ４を中実化して１つのプリフォー
ムＲ１とすることができる。この加工僅のプリ７オーム
ロツド亀は通常の巣−コアファイバの場合と同様に外！
ｖ！１００泌ｍ　〜２００．ａｍ程度に紡糸され、光フ
ァイバとなる。なお、大きな応力を生せしめるためには
コア２の径がコア１に比べて大きい方が望ましい力ζそ
の成体的数頌は、ファイバの使用目的、コアの比屈折率
差等によって任意に設計できる。

ま九、コア１を楕円形状にし、応力付加による被耗折性
と楕円形状に基づく被屈折性の両方をたしあわせて、２
つのモード間の伝搬定数差をよ抄大きくすることも有用
である。

さらに、コア１とコア２の間のクロストークを少なくす
るために、両者の間に高損失性の介在部をもうけること
も有用であるが、そのためには第４図のロッドＲｅ、Ｒ
ｅの周囲にあらかじめ高損失性部分を形成しておけばよ
いつ 以上述べた偏波保存ファイバ用プリ７オームロツド製造
方法においては、コアおよび光導波機能ｋＷする応力付
加部プリフォームを、従来からのノリフオーム製造法で
あるＶＡＤ法又はＭＣＶＤｒ札によって作製することが
できる。また、このようｔ・ＣＶｐ　代ｔ、、たブリフ
オマムから一部を切り出したり、光学研−等の微細加工
を施すことなく、単にＪ＋＋＋　４４！Ｆ−伸処理のみ
によって一体化できるため、低４ｔｄ’Ｊｅな光ファイ
バが得られ、かつ工程数も前述の従来の方法に比べて少
ない。

′＃後に該−仮保存ファイバ接続時に応力付加用ピット
の光導波路を光量監視モニターとして用いる１９材合わ
せ方法について第５図金柑いて説明する。図中９は該偏
波光ファイバ、１０は光源、１１は受光素子、１２は接
続点である。接続点に４？いて両ファイバ端面を突き合
わせ九とき光源から２つの応力付加用コアに光を入射さ
せ、受光素子で・シける先賢が最大となるように接続点
で、該ファイバを同転させて接続する。青竜が最大とな
ると六両光ファイバのＸ方向、ｙ方向はｑいに一部する
ことｋなり、この位置合わせ＄ＩＩ　ｉｆは応力材／Ｊ
ｌｌ　４のコア径を細径にすることで向上させることが
でき、従来の一波方向をモニターする方法に比べ、噌雑
な光学系、煩雑な測定法も必要とせず、実用ヒ容鵬に低
損失かつ偏波憬存接峻が実現できる。ただし応力付９０
部コアの径は先に述べたように応力付加の目的からは大
きい方が望ましく、そのφ件で峻小のコア径が決定され
る。

以上説明したように、本発明による偏波殊存光ファイバ
用ブリフオマム製造方法では偏波保存光ファイバを構成
するコアおよび光導波機能を備えたｌト；力付加＋Ｈピ
ットのプリ７オームロツドを切り出し、光学研−するこ
となしに、プリフォームを一体化することができるので
、従来の製造法に比較して大幅に簡便化でき、さらに低
損失化が可能である。

したがって、低伯失かつ低価格で従来と同等の一波保存
待往會もつ墳波保存ファイバを製造することができる。

さらに、応力付加部を接続の吟の位置合わせ用モニター
線として利用できるので、低損失でかつ十分な儂波保存
特性分もつ接続が容易に可能とな抄、Ｔ−波保存ファイ
バを複数本接続した伝送路を容易に構成できるようＫな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の１＠彼保存光フアイバのＶｒ而面、第２
図は従来の偏波保存光ファイバ用プリフォームロッドの
製造法、第３図は本発明のｉ１１！施例のプリ７オーム
ロツドの断面図、第４図は実施例において一体化される
前の各ブリフォマムロットノ配置図、第５図Ｆｉ接続点
における一波方向位置合わ−せ方法を示す図である。 ｌ・・・コア材、２・・・応力付加部、３・・・クラツ
ド材、４・・・残留応力の方向、５・・・石英ガラス管
、Ｒｃ・・・コア用プリ７オームロツド、Ｒ１・・・応
力付加用ロッド、Ｒａ・・・クラッド用ロッド、９・・
・光ファイバ、１０・・・光源、１１・・・受光素子、
１２・・・接続点。 出願人代理人　　雨　　宮　　正　　季第３図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 石英ガラス管の中心にコア用ロッドを挿入し２本の光導
   波機能を有する応力付加用ロッドを前記コア用ロッドの
   左右に配置し、加熱一体化することを特徴とする１−波
   保存光ファイバ用プリ７オームロツドのｊｌｉｌ造法。