JPS6311546A - フアラデ−効果の大きなフツ化物smフアイバ - Google Patents

フアラデ−効果の大きなフツ化物smフアイバ

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JPS6311546A
JPS6311546A JP61155022A JP15502286A JPS6311546A JP S6311546 A JPS6311546 A JP S6311546A JP 61155022 A JP61155022 A JP 61155022A JP 15502286 A JP15502286 A JP 15502286A JP S6311546 A JPS6311546 A JP S6311546A
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吉田 伊知朗
Shigeru Hirai
茂 平井
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寛 菅沼
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    • C03C13/00—Fibre or filament compositions
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はファラデー効果の大きな光ファイバに関するも
のであり、詳しくは変調器、磁気センサなどに利用でき
るファラデー効果の大きなフッ化物SM(シングルモー
ド)ファイバに関する。
〔従来の技術〕
ファラデー効果とは磁場内におかれた等方性物質中を直
線偏光が磁場方向に進むにつれて、その偏光面が回転す
る現象をいう。偏光面の回転角θは磁場の強さHと物質
中の通過距離tとの積に比例し、θ= rHLで表され
、このときの比例定fllrをベルブの定数という。
光ファイバの発展に伴ない、光ファイバのファラデー効
果も研究され、光ファイバーを偏波制御素子とするファ
イバー型のファラデーローチーターなども試作されてい
る(文献1:大越他、昭和61年度電子通信学会総合全
国大会講演番号846番、講演要旨集第4分冊17ぺ一
ジ)。上記文献1に記載の公知例ではシリカガラスファ
イバが用いられている。このような光フアイバーファラ
デーローチーターは、例えばヘテロダイン光フアイバ通
信に2いて高受信感度を保持するために、信号光と局発
光の偏波面を一致させる目的で使用できるので開発途上
にあるが、そねには小さな磁界で偏波面を大きく回転さ
せるので効率が良くなる、ファラデー効果の大きい光フ
ァイバが要求される。
又、磁気センサこしては、ファラデー効果の大きい光フ
ァイバを用いると感度の高いものが得られる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところが従来光7アイパに使われていた石英系ガラスで
はファラデー効果の大きさを示すベルデ定数が小さい、
という問題があった。Pr。
Tb、Dyなどを含むガラスはベルデ定数が大きいこと
が知られているが、石英ガラス中にこれらの元素を多量
に入れるのは困難で、ベルデ定数の大きなファイバは得
られなかった。
本発明は上記の現状に鑑みファラデー効果の大きな新規
な光ファイバを提供することを目的とするものである。
〔問題点?解決するだめの手段] 本発明者らは、石英系シングルモード(以下SMと略す
)光ファイバよりもさらに長波長の光を伝送し得るフッ
化物光ファイバにPr、Tb。
Dy 5を含有させることでファラデー効果の非常に太
き々光フアイバー得られることを見出した。
本発明はフッ化物からなるコア及びクラッドを有し、該
コアにPr、Tb、Dy  の少なくとも1つ?含んで
なるフッ化物SM7アイバである。
本発−においては、コアに加えてクラッドにもPr、T
b、Dy  の少なくとも1つを含んでなるフッ化物S
Mファイバは特に好ましく、さらにこのような3Mファ
イバが定偏波型であることが好ましい。
また本発明のフッ化物E3Mファイバの両端に定偏波型
石英系SMファイバを接続して々る3Mファイバは特に
好ましい実施態様である。
Pr、Tb、Dy 等は石英系光ファイバへの添加は困
難であるが、PrFl のようなフッ化物として、Ba
Fl やZrF4 からなるフッ化物ファイバに添加す
ることは容易である。
ところで石英系光ファイバにおいては、伝送損失が理論
限界に近い[12aB/kmのものが達成されており、
これより低損失なファイバを得るには石英7アイパより
もさらに長波長の光を透過しうる材料によらねばならな
いと考えられている。このような素材の1つとして第1
々のハロゲン化物が検討されている。単体でガラス化で
きるフッ化物はB e F2 のみであり、二元系ガラ
スとしてはZrF4− 二AP2 、  AlF2− 
MF!  (M ”’Ca、 Sr、 I3a、 E’
b )等が報告されている。しかしBeFl 単体は潮
解性が大きく毒性があり、赤外部の吸収端も8101 
 と同等であり実用性がなく、二元系ガラスの中でけZ
rF4−BeFl系が最もガラス化しやすいとされるが
、これとても光フアイバ用プリフォームとして安定に使
用できるものではない。そこで三元系のガラスBaF1
−Zr’F4− GdF3  を用いた。フッ化物光フ
ァイバの製造が検討されている〔文献2、三田地他二N
TT研究実用化報告第32巻第12号(1983)p、
2723]。
したがって本発明は、フッ化物ファイバ)てベルデ定数
を大きくできるPr、 ’rb、 D7  eフッ化物
として添加し、ファラデー効果が大でしかも伝送損失特
性の優れた3Mファイバを得るものである。
本発明に用いられるフッ化物としては、ZrF4−Ba
Fl  を主成分とする例えばZr−Ea−Gd−At
系、 Zr−Ba−La−Y−At−Li、Zr−Ba
−La−Y−At−Na等あるいは上記のうちのZrの
全部または一部をHf で置き換えたもの等が挙げられ
る。
本発明において、フン化物にPr、Tb、Dyを添加す
るには、これらのもののフッ化物を原料に添加する、又
はPr、Tb、Dy  の酸化物と酸性フッ化アンモニ
ウムを原料に添加すればよい。
本発明の3Mファイバの一般的製法としては文献2に提
案され後記の本発明の実施例にも具体的方法を示しであ
る、ビルトインキヤスティング法が用いられた。
これによって石英系SMファイバよりもペルデ定数の大
きなファイバが得られる。Pr、Tb。
D7  の量はわずかでも効果があるが合計で2モル係
以上あった方が好ましい。
カントオフ波長はそのファイバを何μm帯で用いるかで
適当に決めれば良い。使用波長は例えば1.3.1.5
.2.5.4μmのあたりである。
SMファイバにおいては光はコアだけでなくクラッドも
通るため、クラッド部にもPr、T’b。
D7  の少なくとも1つを含むようにするとより効果
的である。コアとクラッドのペルデ定数を合わせること
は特に好ましい結果を得られる。
フン化物ファイバは寸だ製造技術が未熟で、SMファイ
バをつくっても十分に均質なものは作るのが難しい。こ
のため特に10m以上の長尺で使う際にはSMファイバ
中で偏波面が乱れやすい。これはファイバを定偏波型に
することにより解決できる。定偏波ファイバの構造は、
石英系と同様パンダ型、だ円クラッド型などを用いるこ
とができる。フッ化物定偏波ファイバの例はすでに開本
らによって示されている(特公昭60−54645号)
。以下の実施例はこの公知例に準じて行った。
石英系光フアイバシステムの中でこのフッ化物7アイパ
を使う場合には両者を接続する必要がある。しかし石英
系ファイバとフッ化物ファイバとは融点が違いすぎ融着
はできない。このため、接続は軸合わせ後側ファイバを
しつかり固定することによらなければならない。これに
は特殊な持具と細心の注意が必要である。この問題はフ
ッ化物SMファイバの両端に石英系EIMファイバを接
続しておくことにより解決できる。あらかじめ熟練した
作業者が、フッ化物ファイバと石英系ファイバを接続し
ておけば、使用者はこのフッ化物ファイバを用意した石
英系ファイバのシステムに組みこむことができる。
この両端につなぐ石英系SMファイバは、一般的使用に
は通常のSMでも良いが、特に偏波面のゆらぎを押えた
いとき、あるいは長尺のものを使うときには石英系定偏
波ファイバを用いた方が良い。フッ化物ファイバも定偏
波型であるときけ両者のIIII+を合わせることが好
ましい。
〔実施列〕
実施例1 コア用の原料として52..5BaFl@−五9PrF
3−61.8ZrF4−2AtF3、クラッド用の原料
として51.0BaF1−38FrF3−59.2Zr
F4−6A473 (以上モル%)をそれぞf1混合し
、原料5vに対して1fの割合で酸性フッ化アンモニウ
ムを加えて金ルツボに入ね1、Ar雰囲気中800℃で
1時間加熱した後ろ50℃寸で徐冷した。
これをとりだし、250℃に予熱した内径7.5日の鋳
型(クラッド用原料Itしこみ、中央部が固まる前に中
央部を流し出した。続いてその中央部にコア用原料fr
:流しこみ、フッ化物プリフォームを得た。クラツド径
は′15−で、コア径は軸方向に多少変動しているが約
α5諺でめった。
これにフッ素系樹脂の熱収縮性チューブをかぶせ% 5
50℃で線引きしてフッ化物ファイバを得た。これを3
051の長さに切ったものの伝送損失を測定したところ
、そのうちの1つは比較的低ロスであった。このコア径
は約8μm。
クラツド径は約130μm1Δnは約α3悌であった。
この寸法と△nから考えてこのファイバは1.3μmで
BMである。
得られたファイバで第1図に示すような構成の光変調器
を構成し九。電磁石に流す電流が1A、50Hz  の
交流電流であるとき消光比は−9、2dB  であった
。
なお第1図において半導体レーザー1からの光を通常の
石英系SMファイバ2でガイドし。
そこから出た光をマイクロレンズ3を用いて平行ビーム
4とする(入射光)。該入射光は偏光フィルタ5を通っ
た後、レンズ(図示は省略)で集光され、本発明のフッ
化物SMファイバ6に入る。該フッ化物SMファイバ6
は、交流電源7.4mコイル8及び鉄心9にて構成さf
する電磁石内を通っている。該フッ化物S M 7アイ
バ6の他端から出た光は図示されていないレンズで平行
ビームとされて偏光フィルタ10全通り、通過後の光1
1(出射光)は再びマイクロレンズ12で集光されて、
石英系SMファイバ13に入る。この石英系SMファイ
バー3からの光をモニタ装置14によりモニタして、フ
ッ化物SM7アイバ6のファラデー効果の大きさ全測定
する。偏光フィルタ5け回転させてみて出射光11が最
大になる角度に固定する。また偏光フィルター0は回転
させてみて出射光11が最大になる角度と最小になる角
度の中央に固定する。モニター装置にて測定される出射
光強度の大きいときの値をb1小さいときの値をaとす
るとき、両者の比idB で表わしたものを消光比とい
う。
消光比= 1o 10g(−) 比較#!14) 通常の酸化物系ae G加SMファイバを用いて実施例
1と同様の笑味?行ったところ消光比Fi−1,8d 
 とはるかに悪い値しか示さなかった。
〔発明の効果] 以上の説明および実%J N、比較例の結果から明らか
なように、本発明は従来品よりファラデー効果の大きな
優れたSMファイバを提供できるものである。本発明は
コンパクトで高効率な変調器や高感度磁気センサその他
本発明ファイバの有する大きなファラデー効果という特
性を利用しつる分野罠広く応用して有利である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例及び比較例で用いた光変調器の
構成を説明する概念図である。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)フッ化物からなるコア及びクラッドを有し、該コ
    アにPr、Tb、Dyの少なくとも1つを含んでなるフ
    ッ化物SMファイバ。
  2. (2)クラッドにもPr、Tb、Dyの少なくとも1つ
    を含んでなる特許請求の範囲第(1)項記載のフッ化物
    SMファイバ。
  3. (3)定偏波型であることを特徴とする特許請求の範囲
    第(1)項または第(2)項記載のフッ化物SMファイ
    バ。
  4. (4)両端に石英系SMファイバを接続してなる特許請
    求の範囲第(1)項ないし第(3)項のいずれかに記載
    のフッ化物SMファイバ。
  5. (5)石英系SMファイバは定偏波型である特許請求の
    範囲第(4)項記載のフッ化物SMファイバ。
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