JPS6287906A - フアイバ形偏光子 - Google Patents
フアイバ形偏光子Info
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- JPS6287906A JPS6287906A JP60228299A JP22829985A JPS6287906A JP S6287906 A JPS6287906 A JP S6287906A JP 60228299 A JP60228299 A JP 60228299A JP 22829985 A JP22829985 A JP 22829985A JP S6287906 A JPS6287906 A JP S6287906A
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- Japan
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- wavelength
- fiber
- delta
- optical fiber
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/105—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type having optical polarisation effects
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野〕
本発明は、元ファイバセンサおよび光通信ｌこ用いられ
るファイバ形偏光子に関するものである。
るファイバ形偏光子に関するものである。
（従来の技術）
一定方向の偏光のみを通すようにしたものは、これを用
い偏光の発生および検出ができ、これをその用途により
偏光子（ｐｏｌａｒｉｚａｒ ）および検光子（ａｎａ
ｌｙｓｅｒ ）と呼ばれる。前者は自然光より平面偏光
を作るのに用いられ、後者は偏光面の検出に用いられる
。
い偏光の発生および検出ができ、これをその用途により
偏光子（ｐｏｌａｒｉｚａｒ ）および検光子（ａｎａ
ｌｙｓｅｒ ）と呼ばれる。前者は自然光より平面偏光
を作るのに用いられ、後者は偏光面の検出に用いられる
。
第８図は従来より用いられているＩ）Ａ光子の説明図で
あって、１が図に示すような方解石をカナダバルサムで
互いに逆向き１こ接着させたグランートンプノンプリズ
ムである。
あって、１が図に示すような方解石をカナダバルサムで
互いに逆向き１こ接着させたグランートンプノンプリズ
ムである。
偏光子に入射した自然光のうち、Ｐ成分の平面偏光のみ
が透過する。
が透過する。
しかし従来のこのようなバルク形の偏光子をファイバセ
ンサに用いるためには、元ファイバとの光の結合のため
にレンズを用いなければならない。
ンサに用いるためには、元ファイバとの光の結合のため
にレンズを用いなければならない。
レンズやバルク（＃ｉ１元子光子いると振動や熱等ｆこ
より容易に光学軸がずれて、光量が変動するので、シス
テムの信頼性が乏しいという欠点があった。
より容易に光学軸がずれて、光量が変動するので、シス
テムの信頼性が乏しいという欠点があった。
（発明が解決しようとする問題点）
前述の欠点を除去するために、ファイバーこおける偏波
依存性曲げ損失を利用したファイバ形の偏光子を提供す
ることにある。
依存性曲げ損失を利用したファイバ形の偏光子を提供す
ることにある。
（問題点を解決するための手段）
直交する二つの直線偏波光に対する伝搬定数が異なる複
屈折光ファイバにおいて、光源のレーザ光の波長をλと
し、前記元ファイバ中のガウス波形以外の電界分布を持
つ高次モード群の遮断波長のうぢ最も長い遮断波長λＣ
と、コアＳよびクラッドの屈折率ｎ０およびｎ２を用い
てΔ＝（ｎよ−ｎ２）、４ｎ。
屈折光ファイバにおいて、光源のレーザ光の波長をλと
し、前記元ファイバ中のガウス波形以外の電界分布を持
つ高次モード群の遮断波長のうぢ最も長い遮断波長λＣ
と、コアＳよびクラッドの屈折率ｎ０およびｎ２を用い
てΔ＝（ｎよ−ｎ２）、４ｎ。
なる式で定義される比屈折率差Δとに対して遮断波長λ
Ｃが後述の式（］２）を満足するようｆこ設計する０ 本発明はすべて元ファイバで構成されており、レンズ等
を用いなくても、他の元ファイバと光結合ができる点が
従来の偏光子と異なる。
Ｃが後述の式（］２）を満足するようｆこ設計する０ 本発明はすべて元ファイバで構成されており、レンズ等
を用いなくても、他の元ファイバと光結合ができる点が
従来の偏光子と異なる。
第１図は本発明の一実施例図である。第１図のファイバ
形偏光子は応力付与形のＰＡＮＤＡファイバ２を直径り
のドラムに巻いたものである。
形偏光子は応力付与形のＰＡＮＤＡファイバ２を直径り
のドラムに巻いたものである。
第２図はＰＡＮＤＡファイバの断面図であって、コア３
の両側に熱膨張係数がクラッド令の熱膨張係数と異なる
応力付与部５が配置されている。具体的には、応力付与
部−こは石英ｆこＢ２Ｏ２が１５ｍ０ｌチドープされた
ガラスが用いられている。
の両側に熱膨張係数がクラッド令の熱膨張係数と異なる
応力付与部５が配置されている。具体的には、応力付与
部−こは石英ｆこＢ２Ｏ２が１５ｍ０ｌチドープされた
ガラスが用いられている。
第８図はＰＡＮＤＡ ７アイパの作製方法の説明図であ
る。
る。
第８図において、６はコアであって、超音波ドリルで穴
開けしたプリフォーム７ｆこ応力付与母材８を挿入し、
ヒータ９で２１０００４こ加熱して線引きする。
開けしたプリフォーム７ｆこ応力付与母材８を挿入し、
ヒータ９で２１０００４こ加熱して線引きする。
第４図はＰＡＮＤＡファイバにおける応力による光弾性
効果を考慮した屈折率分布を示したものである。ｎ お
よびｎ２０は各々応力を考慮しないときのコア８よびク
ラッドの屈折率である。
効果を考慮した屈折率分布を示したものである。ｎ お
よびｎ２０は各々応力を考慮しないときのコア８よびク
ラッドの屈折率である。
第４図には、第２図におけるｙ軸上の屈折率分布ｎｘ
＊ ｎｙを示しである。第４図より、コアおよびコア近
傍では 敗＞ ｎｙ（］） であるが、クラッド中では ｎｘ ＃ｎｙ （２）であること
がわかる。図中、βｘ／ｋまたはβｙ／にはｘ、ｙ偏波
の規格化伝搬定数である。このようなＰＡＮＤＡファイ
バが 第５図に示すように、半径Ｒ（＝ Ｄ／２ ）で曲げら
れているとき、ファイバ中の平面波の位相速度は ｖＲ（ｒｌ ＝ ｖ−・（］ ＋ ｐ ） （８
１で与えられる。ここで、ｖｏｏは曲げがないとき（Ｒ
＝ｏｏ）の位相速度である。なお第５図）こ示すＥ （
ｒ＞は光の電界分布である。
＊ ｎｙを示しである。第４図より、コアおよびコア近
傍では 敗＞ ｎｙ（］） であるが、クラッド中では ｎｘ ＃ｎｙ （２）であること
がわかる。図中、βｘ／ｋまたはβｙ／にはｘ、ｙ偏波
の規格化伝搬定数である。このようなＰＡＮＤＡファイ
バが 第５図に示すように、半径Ｒ（＝ Ｄ／２ ）で曲げら
れているとき、ファイバ中の平面波の位相速度は ｖＲ（ｒｌ ＝ ｖ−・（］ ＋ ｐ ） （８
１で与えられる。ここで、ｖｏｏは曲げがないとき（Ｒ
＝ｏｏ）の位相速度である。なお第５図）こ示すＥ （
ｒ＞は光の電界分布である。
クラッド中の平面波の位相速度はｒの増加とともに大き
くな９、ｒ＝ｒ０の位置で媒質中の位相速度Ｖ。ｚ ；
Ｏ／ｎａｌを越えクラッド中に放射される〇ここで、ｎ
ｃｌはクラッドの屈折率、Ｃは真空中り光速である。放
射が始まる位ｔｒ０はＶＲ（ｒｏ） ＝０／ ｎｃ７よ
り で与えられる。第４図に示すように β７に一βｙ／ｋ ＝ Ｂ （５）（
Ｂ：モード複屈折率〕 であるから、Ｘ偏波の放射される位ｔｒｏＣＸ）とｙ偏
波の放射される位置ｒ。（ｙ）の間には、次のような差
があることがわかる。
くな９、ｒ＝ｒ０の位置で媒質中の位相速度Ｖ。ｚ ；
Ｏ／ｎａｌを越えクラッド中に放射される〇ここで、ｎ
ｃｌはクラッドの屈折率、Ｃは真空中り光速である。放
射が始まる位ｔｒ０はＶＲ（ｒｏ） ＝０／ ｎｃ７よ
り で与えられる。第４図に示すように β７に一βｙ／ｋ ＝ Ｂ （５）（
Ｂ：モード複屈折率〕 であるから、Ｘ偏波の放射される位ｔｒｏＣＸ）とｙ偏
波の放射される位置ｒ。（ｙ）の間には、次のような差
があることがわかる。
この実施例の場合には、Ｂ＝４．ＦＩＸｌｏ 。
Ｄ ＝ ２Ｒ＝ ４．Ｆｌ ａｎであるからｒＯ（ｘ）
−ｒ ＣＹ’ ＃７ Ａｍ （７）とな
る。従って、ｙ偏波はＸ偏“波に比べてコアをこ近い位
置から放射されることがわかる。
−ｒ ＣＹ’ ＃７ Ａｍ （７）とな
る。従って、ｙ偏波はＸ偏“波に比べてコアをこ近い位
置から放射されることがわかる。
クラッド中の電界は指数関数的に減少するので、Ｘ偏波
の方が大きな曲げ損失を被るのに対して、Ｘ偏波はほと
んど曲げ損失を受けず、曲げ損失の偏波依存性が生じる
ことがわかる。
の方が大きな曲げ損失を被るのに対して、Ｘ偏波はほと
んど曲げ損失を受けず、曲げ損失の偏波依存性が生じる
ことがわかる。
第６図はｗｃ１図に示すファイバ（！１元子（Δ＝０．
２４ｉ％）の消光比およびＸ偏波の損失の波長依存性を
示したものである。２Ｒ＝ ４．Ｆ） ｃｍ、巻き数Ｎ
＝４、ＰＡＮＤＡファイバの長さＬ ＝ １．Ｆ） ｍ
の場合、消光比２０ ｄＢ以上で、Ｘ偏波の損失が１
ｄＢ以下の波長範囲は １．４８μｍくλり１．６１μｍ（８）である（第６図
の斜線部分）。
２４ｉ％）の消光比およびＸ偏波の損失の波長依存性を
示したものである。２Ｒ＝ ４．Ｆ） ｃｍ、巻き数Ｎ
＝４、ＰＡＮＤＡファイバの長さＬ ＝ １．Ｆ） ｍ
の場合、消光比２０ ｄＢ以上で、Ｘ偏波の損失が１
ｄＢ以下の波長範囲は １．４８μｍくλり１．６１μｍ（８）である（第６図
の斜線部分）。
用いているＰＡＮＤＡファイバの遮断波長はλＣ；］、
１μｍであるから λ となる。
１μｍであるから λ となる。
比屈折率差Δ、遮断波長λＣ、モード複屈折率Ｂ１曲げ
半径Ｒおよび巻き数Ｋを種々変えて実験を行った結果を
第７図に示す。図中直線ａより上の領域は、消光比が２
０ ｄＢ以上となる領域であり、直線すより下の領域は
Ｘ偏波の損失が１ （ｉＢ以下の条件を満足する領域で
ある。
半径Ｒおよび巻き数Ｋを種々変えて実験を行った結果を
第７図に示す。図中直線ａより上の領域は、消光比が２
０ ｄＢ以上となる領域であり、直線すより下の領域は
Ｘ偏波の損失が１ （ｉＢ以下の条件を満足する領域で
ある。
すなわち第７図の斜線で囲まれた部分が偏光子としての
特性を満足する領域である。
特性を満足する領域である。
直線ａおよびｂは実験式として次式で近似できる０
直線ａ：
λ／λ ＝４．ａＸｌｏ Δ十０．１８ （１０
）直線ｂ： λ／λ −４，８Ｘ １０ Δ＋０．８ （
１１）従って斜線で囲まれた範囲は と表わされる◇ 結局、光源の波長がλであるとき比屈折率差がΔである
ファイバを用いる場合には、遮断波長λＣは式（］２）
を満足するように設計すればよいことがわかる。
）直線ｂ： λ／λ −４，８Ｘ １０ Δ＋０．８ （
１１）従って斜線で囲まれた範囲は と表わされる◇ 結局、光源の波長がλであるとき比屈折率差がΔである
ファイバを用いる場合には、遮断波長λＣは式（］２）
を満足するように設計すればよいことがわかる。
（発明の効果）
以上の説明により明らかなように、本発明のファイバ形
偏光子は、小形、軽量であり、かつ他のファイバとの光
結合をコネクタや融着接続１こよって容易に達成できる
利点がある。
偏光子は、小形、軽量であり、かつ他のファイバとの光
結合をコネクタや融着接続１こよって容易に達成できる
利点がある。
第１図は不発明の一実施例図、
第２図はＰＡＮＤＡファイバの断面図、第３図はＰＡＮ
ＤＡファイバの作製方法の説明図、第４図はＰＡＮＤＡ
７アイバの各偏波の屈折率分布を示す図、 第５図は曲がりファイバによる放射損失を説明する図、 第６図は２Ｒ＝４Ｊα、Ｎ＝４の場合のファイバｆＡｒ
＋光子の消光比とＸ偏波の損失の波長依存性を示す図、 第７図は消光比２０ ｄＢ以上、損失１ ｄＢ以下を満
足する領域を示す図、 第８図は従来のバルク形のグランートンプノン偏光子の
説明図である。 】・・・グラン−トンプソンプリズム ２・・・ＰＡＮＤＡファイバ ３・・・コア４・・・
クラッド ５・・・応力付与部６・・・コア ７・・・穴開けしたプリフォーム ８・・・応力付与母材 ９・・・ヒータ１０・・・
コア 特許出願人 日本電信電話株式会社 第２図 第３図 第４図 羊イ） Ｃμｍノ 手イ発 第５図 第６図 坂畏χ兜ｍ）
ＤＡファイバの作製方法の説明図、第４図はＰＡＮＤＡ
７アイバの各偏波の屈折率分布を示す図、 第５図は曲がりファイバによる放射損失を説明する図、 第６図は２Ｒ＝４Ｊα、Ｎ＝４の場合のファイバｆＡｒ
＋光子の消光比とＸ偏波の損失の波長依存性を示す図、 第７図は消光比２０ ｄＢ以上、損失１ ｄＢ以下を満
足する領域を示す図、 第８図は従来のバルク形のグランートンプノン偏光子の
説明図である。 】・・・グラン−トンプソンプリズム ２・・・ＰＡＮＤＡファイバ ３・・・コア４・・・
クラッド ５・・・応力付与部６・・・コア ７・・・穴開けしたプリフォーム ８・・・応力付与母材 ９・・・ヒータ１０・・・
コア 特許出願人 日本電信電話株式会社 第２図 第３図 第４図 羊イ） Ｃμｍノ 手イ発 第５図 第６図 坂畏χ兜ｍ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、直交する二つの直線偏波光に対する伝搬定数が異な
る複屈折光ファイバにおいて、光源のレーザ光の波長を
λとし、前記光ファイバ中のガウス波形以外の電界分布
を持つ高次モード群の遮断波長のうち最も長い遮断波長
λ＿Ｃと、コアおよびクラッドの屈折率ｎ＿１およびｎ
＿２を用いて次のように定義される比屈折率差Δ Δ＝（ｎ＿１＾２−ｎ＿２＾２）／２ｎ＿１＾２とに対
して遮断波長λ＿Ｃが ４．３×１０＾２Δ＋０．１８≦λ／λ＿Ｃ≦４．３×
１０＾２Δ＋０．８なる条件を満足することを特徴とす
るファイバ形偏光子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60228299A JP2528094B2 (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | フアイバ形偏光子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60228299A JP2528094B2 (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | フアイバ形偏光子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6287906A true JPS6287906A (ja) | 1987-04-22 |
| JP2528094B2 JP2528094B2 (ja) | 1996-08-28 |
Family
ID=16874282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60228299A Expired - Lifetime JP2528094B2 (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | フアイバ形偏光子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2528094B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58189848A (ja) * | 1982-04-30 | 1983-11-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | フアイバ形光学ヘツド |
-
1985
- 1985-10-14 JP JP60228299A patent/JP2528094B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58189848A (ja) * | 1982-04-30 | 1983-11-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | フアイバ形光学ヘツド |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2528094B2 (ja) | 1996-08-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |