JPS6310403B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6310403B2 JPS6310403B2 JP57190395A JP19039582A JPS6310403B2 JP S6310403 B2 JPS6310403 B2 JP S6310403B2 JP 57190395 A JP57190395 A JP 57190395A JP 19039582 A JP19039582 A JP 19039582A JP S6310403 B2 JPS6310403 B2 JP S6310403B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polarization
- fiber
- cladding
- core
- fibers
- Prior art date
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(a) （発明の技術分野）
本発明は一方向の偏波面をそのまま維持して伝
送する所謂偏波面保存光フアイバーの改良に関
す。
送する所謂偏波面保存光フアイバーの改良に関
す。
(b) 技術の背景
半導体レーザ、半導体受光素子および伝送路と
しての光フアイバーの開発進歩は、従来の電気通
信に代つて幾多の長所を備える所謂光通信技術を
著しく進歩させ、既にその実用化も著しい進展を
見せつつある。
しての光フアイバーの開発進歩は、従来の電気通
信に代つて幾多の長所を備える所謂光通信技術を
著しく進歩させ、既にその実用化も著しい進展を
見せつつある。
この際使用されている光フアイバーは、共に石
英材からなるクラツドタイプのもので、中心のコ
アー部と外周のクラツド部との屈折率の相違に基
づく界面全反射を利用して媒体であるレーザ光を
僅少な損失で伝送する。
英材からなるクラツドタイプのもので、中心のコ
アー部と外周のクラツド部との屈折率の相違に基
づく界面全反射を利用して媒体であるレーザ光を
僅少な損失で伝送する。
この光フアイバーはレーザ光のどの方向の偏波
面も一様に伝送する。
面も一様に伝送する。
一方上記従来の光フアイバーと異なり、特定方
向の偏波面のシングルモードレーザ光はその偏波
面を保持して伝播させるが、他の方向の偏波面の
レーザ光をできるだけ減衰する所謂偏波面保存フ
アイバーも特殊目的のために開発されつつある。
向の偏波面のシングルモードレーザ光はその偏波
面を保持して伝播させるが、他の方向の偏波面の
レーザ光をできるだけ減衰する所謂偏波面保存フ
アイバーも特殊目的のために開発されつつある。
このような偏波面保存フアイバーを使用すれば
例えば波長の僅か異なる２個のレーザ光を偏波面
を一致させて該フアイバーの一端に入力させ、他
端より両者の位相差に該当する出力を得て、電気
的に変換することなく光の状態のままへテロダイ
ン検波機能を持たせることができる。
例えば波長の僅か異なる２個のレーザ光を偏波面
を一致させて該フアイバーの一端に入力させ、他
端より両者の位相差に該当する出力を得て、電気
的に変換することなく光の状態のままへテロダイ
ン検波機能を持たせることができる。
更に移動体の運動方向指示や姿勢制御のために
必要とする角速度センサ（ジヤイロ）を、この偏
波面保存フアイバーを使用して感度よく製作する
ことができる。即ち該フアイバーを以て作られた
コイル中を伝播する光波の移相（θ）がコイルの
回転角速度（Ω）に比例してずれる現象（サグナ
ツク効果）を利用して高い精度で該回転角速度が
測定される。
必要とする角速度センサ（ジヤイロ）を、この偏
波面保存フアイバーを使用して感度よく製作する
ことができる。即ち該フアイバーを以て作られた
コイル中を伝播する光波の移相（θ）がコイルの
回転角速度（Ω）に比例してずれる現象（サグナ
ツク効果）を利用して高い精度で該回転角速度が
測定される。
第１図はその原理図を示すもので半導体レーザ
１からの波長λのレーザ光はミラー２で反射して
半径Ｒのコイル状にＮ回捲かれた偏波面保存フア
イバーコイル３の一方の端面より実線矢印のよう
に入力され、一方ミラー２を通過したレーザ光は
他方の端面より点線矢印のように入力され、両者
の出力はミラー２にて反射、あるいは通過して合
成され光検知器４によつて電気出力に変換され、
増幅器５を経て記録計６に記録される。
１からの波長λのレーザ光はミラー２で反射して
半径Ｒのコイル状にＮ回捲かれた偏波面保存フア
イバーコイル３の一方の端面より実線矢印のよう
に入力され、一方ミラー２を通過したレーザ光は
他方の端面より点線矢印のように入力され、両者
の出力はミラー２にて反射、あるいは通過して合
成され光検知器４によつて電気出力に変換され、
増幅器５を経て記録計６に記録される。
コイル３が回転角速度Ωで回転した場合に生じ
る光位相差θは所謂サグナツクの式 θ＝8π2R2N／λC （Ｃは光速度） で示され、これに比例する電気出力が記録計６か
ら得られる。
る光位相差θは所謂サグナツクの式 θ＝8π2R2N／λC （Ｃは光速度） で示され、これに比例する電気出力が記録計６か
ら得られる。
このように偏波面保存フアイバーは種々特殊な
利用に今後大きい期待が持たれているので、安価
に生産されて特性もよくかつ取り扱いの容易なも
のであることが望ましい。
利用に今後大きい期待が持たれているので、安価
に生産されて特性もよくかつ取り扱いの容易なも
のであることが望ましい。
(c) 従来技術と問題点
従来この種偏波面保存フアイバーとして生産さ
れた２例を横断面をもつて第２図イ，ロに示すが
イにあつてはコアー１１を取りかこむクラツド１
２が楕円形状に構成されて、これをジヤケツト１
３が囲み構造となつており、製作時の熱歪によつ
て長軸方向、短軸方向を最大、最小とする屈折率
の推移変化を起させて両軸方向の偏波面のレーザ
光を主として伝播させるものであり、ロにあつて
はコアー１４を囲むクラツド１５に軸心に対称的
に空洞１６，１６′を設け、同様製作時の熱歪に
よる屈折率の推移変化を起させて同様の特性をも
たしめたものである。
れた２例を横断面をもつて第２図イ，ロに示すが
イにあつてはコアー１１を取りかこむクラツド１
２が楕円形状に構成されて、これをジヤケツト１
３が囲み構造となつており、製作時の熱歪によつ
て長軸方向、短軸方向を最大、最小とする屈折率
の推移変化を起させて両軸方向の偏波面のレーザ
光を主として伝播させるものであり、ロにあつて
はコアー１４を囲むクラツド１５に軸心に対称的
に空洞１６，１６′を設け、同様製作時の熱歪に
よる屈折率の推移変化を起させて同様の特性をも
たしめたものである。
一見して推察されるようにこのような構造のフ
アイバーを生産するのはかなり困難であるのみな
らず、全長を通して均一な特性とすることも頗る
難しい。更にフアイバーとフアイバーとの接続に
際しては、従来のようにセンター合せに加えて断
面形状合せを必要とし、コアー歪が10ミクロンに
満たないフアイバーにこのような断面形状合せは
容易なことではない。
アイバーを生産するのはかなり困難であるのみな
らず、全長を通して均一な特性とすることも頗る
難しい。更にフアイバーとフアイバーとの接続に
際しては、従来のようにセンター合せに加えて断
面形状合せを必要とし、コアー歪が10ミクロンに
満たないフアイバーにこのような断面形状合せは
容易なことではない。
更に既述のコイル状となして角速度センサとし
て使用せんとする場合には、捲回に際して生じる
内部応力による屈折率の変動を配慮すれば、捲回
面に対する断面の相対的関係位置を一定に保持す
る必要があり、極めて取り扱いの困難なるのみな
らず、然して特定偏波面出力が他に比し相対的に
大きく、即ちSN比をあげるためには数糎から数
十糎の長さを必要とし、小形化のためにはコイル
状となす必要がある。
て使用せんとする場合には、捲回に際して生じる
内部応力による屈折率の変動を配慮すれば、捲回
面に対する断面の相対的関係位置を一定に保持す
る必要があり、極めて取り扱いの困難なるのみな
らず、然して特定偏波面出力が他に比し相対的に
大きく、即ちSN比をあげるためには数糎から数
十糎の長さを必要とし、小形化のためにはコイル
状となす必要がある。
第２図ハは横軸にドラム（コイル）径を、縦軸
に偏波面の保存特性を、所定の偏波面を有する光
を入射したとき目的とする偏波面をもつ光とその
他の光のパアーの比で示したもので点線波形で示
すようにフアイバーを捲きつけるドラムの径をあ
る程度大にしなければ偏波面保存特性が維持でき
ず、小形化に不適である。
に偏波面の保存特性を、所定の偏波面を有する光
を入射したとき目的とする偏波面をもつ光とその
他の光のパアーの比で示したもので点線波形で示
すようにフアイバーを捲きつけるドラムの径をあ
る程度大にしなければ偏波面保存特性が維持でき
ず、小形化に不適である。
(d) 発明の目的
本発明は従来のこの種フアイバーの欠点を除去
し、通常のフアイバーと同様な工程で生産され、
フアイバー間の接続もセンター合せのみで行い得
る新規な偏波面保存光フアイバーを得ることをそ
の目的とする。
し、通常のフアイバーと同様な工程で生産され、
フアイバー間の接続もセンター合せのみで行い得
る新規な偏波面保存光フアイバーを得ることをそ
の目的とする。
(e) 発明の構成
本発明の上記目的は、石英を素材とし、コア
ー、クラツドおよびジヤケツトの三層よりなり、
コアーとクラツドの屈折率差の比（n1−n2／2n1× 100、ここにn1，n2は夫々コアークラツドの屈折
率）を0.13±0.05％としたフアイバーを直径50〜
200mmのドラムに捲回してなる本発明によるシン
グルモードの偏波面保存フアイバーによつて達成
される。
ー、クラツドおよびジヤケツトの三層よりなり、
コアーとクラツドの屈折率差の比（n1−n2／2n1× 100、ここにn1，n2は夫々コアークラツドの屈折
率）を0.13±0.05％としたフアイバーを直径50〜
200mmのドラムに捲回してなる本発明によるシン
グルモードの偏波面保存フアイバーによつて達成
される。
即ち本発明のフアイバーはコアー、クラツドお
よびジヤケツト共に断面同心円状に構成されてい
る故に、生産工程も従来の偏波面非保存性光フア
イバーと同様であり、フアイバー間の結合もセン
ー合せのみ配慮すればよい。尚±0.05は製造誤差
で、屈折率が一般のフアイバーに比べて小さいの
で、生じるものである。
よびジヤケツト共に断面同心円状に構成されてい
る故に、生産工程も従来の偏波面非保存性光フア
イバーと同様であり、フアイバー間の結合もセン
ー合せのみ配慮すればよい。尚±0.05は製造誤差
で、屈折率が一般のフアイバーに比べて小さいの
で、生じるものである。
この光フアイバーは、直線状のままでは偏波面
保存特性を示さないが円筒ドラムに捲きつけるこ
とによつて、光フアイバーの円筒ドラムの軸に対
し、直角方向の部分において、外側が延び、ドラ
ム側が縮む。一方、円筒ドラムの軸に対し水平方
向については、歪が生じないことにより、形状を
方向によつて変化させることとなり、始めて偏波
保存特性を示す。このことはマイクロ波でよく用
いられる矩形円形導波管変換器と同じように考え
ることができる。
保存特性を示さないが円筒ドラムに捲きつけるこ
とによつて、光フアイバーの円筒ドラムの軸に対
し、直角方向の部分において、外側が延び、ドラ
ム側が縮む。一方、円筒ドラムの軸に対し水平方
向については、歪が生じないことにより、形状を
方向によつて変化させることとなり、始めて偏波
保存特性を示す。このことはマイクロ波でよく用
いられる矩形円形導波管変換器と同じように考え
ることができる。
勿論従来の通信用光フアイバーも屈曲に際して
微少な屈折率の方向性を生じるが元々偏波面保存
特性についての配慮はなく、伝送損失を可及的小
さくするようコアー、クラツドの屈折率が選ばれ
ており、両者の屈折率の比（n1−n2／2n1×100、こ こにn1，n2は夫々コアー、クラツドの屈折率）
は0.2〜0.5％に及ぶ。
微少な屈折率の方向性を生じるが元々偏波面保存
特性についての配慮はなく、伝送損失を可及的小
さくするようコアー、クラツドの屈折率が選ばれ
ており、両者の屈折率の比（n1−n2／2n1×100、こ こにn1，n2は夫々コアー、クラツドの屈折率）
は0.2〜0.5％に及ぶ。
このようなフアイバーではたとえ屈曲しても偏
波面保存特性は僅少で、例えば既述のジヤイロ用
として使用することができない。
波面保存特性は僅少で、例えば既述のジヤイロ用
として使用することができない。
本発明のフアイバーにあつてはコアー、クラツ
ドの屈折率差をさらに僅少にし、n1−n2／2n1×100 ％を0.13±0.05％となすことによつて第２図ハの
実線に示すように捲きつけるドラムの径が小さい
方がフアイバーのドラム軸に対して垂直方向の歪
が大きくなり、従つて偏波面保存特性はよくな
り、小形化に適している。屈折率の差の僅少とな
ることで屈曲した場合の前述した二方向の歪によ
る屈折率の相対的変化が増大するためである。か
くて目的とする偏波面保存特性を実用し得る値に
まで向上させることができた。
ドの屈折率差をさらに僅少にし、n1−n2／2n1×100 ％を0.13±0.05％となすことによつて第２図ハの
実線に示すように捲きつけるドラムの径が小さい
方がフアイバーのドラム軸に対して垂直方向の歪
が大きくなり、従つて偏波面保存特性はよくな
り、小形化に適している。屈折率の差の僅少とな
ることで屈曲した場合の前述した二方向の歪によ
る屈折率の相対的変化が増大するためである。か
くて目的とする偏波面保存特性を実用し得る値に
まで向上させることができた。
(f) 発明の実施例
第３図は本発明の一実施例をフアイバー横断面
拡大図イ、偏波面保存特性を測定するための構成
ブロツクダイアグラムロ、および該特性曲線ハで
示すものである。
拡大図イ、偏波面保存特性を測定するための構成
ブロツクダイアグラムロ、および該特性曲線ハで
示すものである。
円形断面コアー２１、円形断面クラツド２２お
よび円形断面ジヤケツト２３の三重構造からな
り、コアー２１とクラツド２２の屈折率の比が
0.13に選ばれた第３図イに示す寸法の光フアイバ
ー２４を、同図ロに示すように直径150mmのドラ
ム２５に約500米捲回し、その始端に偏光プリズ
ム２６、レンズ系２７，２７′を介して0.78ミク
ロン波長の半導体レーザ光を付与して、コイル内
に直線偏波面のレーザ光を伝播させ、他端よりの
出力光を集光レンズ２８および回転検光子２９を
介して検知器３０に付与し、出力計３１を働かせ
る。
よび円形断面ジヤケツト２３の三重構造からな
り、コアー２１とクラツド２２の屈折率の比が
0.13に選ばれた第３図イに示す寸法の光フアイバ
ー２４を、同図ロに示すように直径150mmのドラ
ム２５に約500米捲回し、その始端に偏光プリズ
ム２６、レンズ系２７，２７′を介して0.78ミク
ロン波長の半導体レーザ光を付与して、コイル内
に直線偏波面のレーザ光を伝播させ、他端よりの
出力光を集光レンズ２８および回転検光子２９を
介して検知器３０に付与し、出力計３１を働かせ
る。
検光子２９を回転させ到来光の直線偏波面とな
す角度θを横軸に、出力計３２の指示（dB）を
横軸にとつた第３図ハに示す特性曲線は、本発明
光フアイバーの良好な偏波面保存性を示してい
る。
す角度θを横軸に、出力計３２の指示（dB）を
横軸にとつた第３図ハに示す特性曲線は、本発明
光フアイバーの良好な偏波面保存性を示してい
る。
(g) 発明の効果
以上説明のように本発明による偏波面保存光フ
アイバーにあつては生産も従来の光フアイバーと
同様に行われ、フアイバー同志の接続もセンター
合せのみでよく、ドラム捲回にも特別の配慮を必
要としない等従来のこの種フアイバーの欠点を除
去した優れた効果を示すものである。
アイバーにあつては生産も従来の光フアイバーと
同様に行われ、フアイバー同志の接続もセンター
合せのみでよく、ドラム捲回にも特別の配慮を必
要としない等従来のこの種フアイバーの欠点を除
去した優れた効果を示すものである。
第１図は偏波面保存フアイバーを利用した角速
度センサー（ジヤイロ）の構成を示し、第２図
イ，ロは従来使用されて来たこの種フアイバーの
２例を、ハはドラム径と偏波面保存特性を、第３
図は本発明の１実施例を、フアイバー断面イ、偏
波面保存特性測定のための構成ブロツクダイアグ
ラムロ、及びその保存特性曲線ハを示す。 図において１１，１４，２１はフアイバーコア
ー、１２，１５，２２はクラツド、１３，２３は
ジヤケツト、２４は本発明による光フアイバー、
２５はドラム、２６は偏光プリズム、２９は検光
子、３０は検知器、３１は出力計を示す。
度センサー（ジヤイロ）の構成を示し、第２図
イ，ロは従来使用されて来たこの種フアイバーの
２例を、ハはドラム径と偏波面保存特性を、第３
図は本発明の１実施例を、フアイバー断面イ、偏
波面保存特性測定のための構成ブロツクダイアグ
ラムロ、及びその保存特性曲線ハを示す。 図において１１，１４，２１はフアイバーコア
ー、１２，１５，２２はクラツド、１３，２３は
ジヤケツト、２４は本発明による光フアイバー、
２５はドラム、２６は偏光プリズム、２９は検光
子、３０は検知器、３１は出力計を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 石英を素材としてコアー、クラツドおよびジ
ヤケツトの同心３重構造よりなり、コアとクラツ
ドの屈折率差の比（n1−n2／2n1×100、ここにn1， n2は夫々コアー、クラツドの屈折率）を0.13±
0.05％としたフアイバーを直径50〜200mmのドラ
ムに捲回してなることを特徴とするシングルモー
ドの偏波面保存光フアイバー。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57190395A JPS5979201A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 偏波面保存光フアイバ− |
| CA000437093A CA1238970A (en) | 1982-09-28 | 1983-09-20 | Fiber-optic gyro |
| DE8383305763T DE3382205D1 (de) | 1982-09-28 | 1983-09-27 | Kreisel mit optischem faden. |
| EP83305763A EP0107373B1 (en) | 1982-09-28 | 1983-09-27 | Fibre optic gyroscope |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57190395A JPS5979201A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 偏波面保存光フアイバ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5979201A JPS5979201A (ja) | 1984-05-08 |
| JPS6310403B2 true JPS6310403B2 (ja) | 1988-03-07 |
Family
ID=16257437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57190395A Granted JPS5979201A (ja) | 1982-09-28 | 1982-10-29 | 偏波面保存光フアイバ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5979201A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61103329A (ja) * | 1984-10-26 | 1986-05-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光信号の群遅延時間差付与方法および装置 |
| JPS61143112U (ja) * | 1985-02-25 | 1986-09-04 | ||
| IT1192093B (it) * | 1985-07-26 | 1988-03-31 | Carlo Giacomo Someda | Guida d'onda dielettrica a birifrangenza circolare |
-
1982
- 1982-10-29 JP JP57190395A patent/JPS5979201A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5979201A (ja) | 1984-05-08 |
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