CN1149414C - 偏振波保持光导纤维联接器的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种将两条偏振波保持光导纤维并列，将其长度方向的一部分加热，沿其长度方向延伸，形成熔融延伸部的偏振波保持光导纤维联接器的制造方法，通过制造在工作波长中，伴随延伸长度的两个偏振波的耦合度的变化周期在任意两个周期以内的时刻延伸结束，一个偏振波的耦合度在10%以下，另一个偏振波的耦合度在90%以上的偏振波保持光导纤维联接器，能获得与以往相比，延伸长度短，耦合度对偏振波的依赖性大的偏振波保持光导纤维联接器。

Description

偏振波保持光导纤维联接器的制造方法

技术领域

本发明提供一种在光导纤维通信领域、利用光导纤维的传感器领域等中使用的仍然保持着光导纤维中的光的偏振波状态进行光的汇合、分支的新的偏振波保持光导纤维联接器。

背景技术

由电场方向正交的X偏振波和Y偏振波构成光模式。能使这些偏振波汇合、分支的装置称为偏振波光束分离器(以下简称PBS)。例如在利用光的干涉，测定角加速度而使光导纤维旋转、或者使来自具有线偏振波的光源的光汇合、分支时PBS有用。为了实现PBS的特性，有必要使X偏振波-Y偏振波之间具有不同的耦合特性。

作为这样的光学装置，提出了使用偏振波保持光导纤维的偏振波保持光导纤维联接器。

虽然提出了各种偏振波保持光导纤维，但具有代表性的偏振波保持光导纤维，已知有PANDA型光导纤维(Polalization maintainingAND Absorption reduced fiber)。

图12表示PANDA型光导纤维之一例，该PANDA型光导纤维10由以下部分构成：设在中心的纤芯11；与该纤芯11呈同心圆状设置在该纤芯11的周围，而且其折射率比该纤芯11低的包层12；以及以上述纤芯11为中心对称地配置在该包层12内，而且其折射率比该包层12低的断面呈圆形的两个应力施加部13、13。

在该例中，纤芯11由添加锗的石英玻璃构成，包层12由纯石英玻璃构成，应力施加部13由添加了较大量的硼的石英玻璃构成。根据所希望的特性等，适当地设定纤芯11的外径、应力施加部13的外径、纤芯11和包层12的折射率差、以及包层12和应力施加部13的折射率差。包层12的外径通常约为125微米。

上述应力施加部13具有比包层12大的热胀系数。因此，制造光导纤维时在使拉丝后的光导纤维冷却的过程中，在纤维断面上产生由应力施加部13引起的变形。

而且，该变形使得纤芯11发生各向异性变形，其结果，可知偏振波退化，X偏振波的传播常数和Y偏振波的传播常数呈不同的值，当然这些偏振波的电磁场的分布也不同。其结果，能获得在保存着X偏振波和Y偏振波的状态下进行传播的特性。

图13表示偏振波保持光导纤维联接器之一例，该偏振波保持光导纤维联接器14呈这样一种结构，即，按各自的偏振波轴平行地排列两条PANDA型光导纤维10、10，在这些PANDA型光导纤维10、10的中途使包层12、12接触，进行加热、熔融，同时沿其长度方向延伸，形成熔融延伸部(光耦合部)3。另外，所谓偏振波轴是指在各个PANDA型光导纤维10中通过应力施加部13、13中心的线而言。

在该偏振波保持光导纤维联接器中，X偏振波沿PANDA型光导纤维10、10的偏振波轴方向保持着电场矢量并传播，Y偏振波保持着与其平行的电场矢量，并在PANDA型光导纤维10、10内传播。而且，在中途的熔融延伸部3中进行X偏振波和Y偏振波的汇合、分支。

在现有的偏振波保持光导纤维联接器中，形成熔融延伸部3时延长使光导纤维(PANDA型光导纤维10)延伸的长度、即增加延伸长度，实现X偏振波的耦合度和Y偏振波的耦合度的差，能赋予作为PBS的特性。

图14(a)是表示延伸长度和工作波长的光的耦合度的关系曲线图。虚线表示X偏振波的耦合特性，实线表示Y偏振波的耦合特性。

制造现有的偏振波保持光导纤维联接器的熔融延伸部时，反复进行以下操作：使X偏振波和Y偏振波都从一条偏振波保持光导纤维(第一光导纤维)耦合到另一条偏振波保持光导纤维(第二光导纤维)中，然后通过继续延伸，再使各个偏振波转移(耦合)到第一光导纤维中，再转移到第二光导纤维中。

用通常的偏振波保持光导纤维形成熔融延伸部3时，由于Y偏振波的耦合比X偏振波的耦合稍微小一些，所以Y偏振波和X偏振波的耦合度的变化周期(转移周期)产生微小的差异。这里为了方便起见，将耦合度从0％开始增加到100％，耦合度再减少到0％这样的变化作为一个周期，再使耦合度增加到100％，再变化到0％，数作两个周期。

而且，如果延伸长度增长，其周期从数个周期增加到数十个周期，则X偏振波和Y偏振波的耦合度的差增大。而且，如果一直延伸到曲线中用箭头表示的耦合度的差变大的附近形成熔融延伸部3，则如图14(b)所示，从由与输出侧的端口A相同的纤维构成的输入侧的端口输入工作波长的X偏振波和Y偏振波时，能获得从输出侧的端口A输出X偏振波、从端口B输出Y偏振波的作为PBS的特性。

可是，在现有的偏振波保持光导纤维联接器中为使X偏振波和Y偏振波汇合、分支，所以存在元件长度变长的问题。例如在使用外径为125微米的偏振波保持光导纤维的情况下，有时延伸长度为60mm以上，时而达到100mm左右。

其结果，熔融延伸部变得非常细，机械强度下降，需要补强。可是，如果使补强材料与熔融延伸部接触，则光学特性会发生变化，所以补强困难。

另外，存在能使X偏振波和Y偏振波汇合、分支的波长区非常窄、例如10nm左右的问题。

发明内容

本发明就是鉴于上述情况而完成的，其目的在于获得一种延伸长度比现有的短、耦合度对偏振波的依赖性大的偏振波保持光导纤维联接器。

另一个目的在于提供一种能提高机械强度的偏振波保持光导纤维联接器。

再一个目的在于提供一种能在宽波长区中使用的具有偏振波依赖性的偏振波保持光导纤维联接器。

为了解决这些课题，本发明的偏振波保持光导纤维联接器的制造方法是一种将两条偏振波保持光导纤维并列，将其长度方向的一部分加热，沿其长度方向延伸，形成熔融延伸部的偏振波保持光导纤维联接器的制造方法，其特征在于：所制造的偏振波保持光导纤维联接器，在工作波长中，伴随延伸长度的两个偏振波的耦合度的变化周期在任意两个周期以内的时刻延伸结束，且一个偏振波的耦合度在10％以下，另一个偏振波的耦合度在90％以上。

在该制造方法中，最好通过使两条偏振波保持光导纤维的纤芯尽可能地不接近，形成熔融延伸部，从产生光的耦合的时刻开始，使上述偏振波保持光导纤维中的两个偏振波的耦合度的差增大。

另外，最好制造能使一个偏振波的耦合度保持在10％以下，使另一个偏振波的耦合度保持在90％以上的范围内的波长区在30nm以上的偏振波保持光导纤维联接器。

另外，最好用下述的偏振波保持光导纤维制造偏振波保持光导纤维联接器，即该偏振波保持光导纤维在包围纤芯的包层内有相对于纤芯对称配置的应力施加部，在作为纤芯的同心圆、与应力施加部无关、而且其内部不包含应力施加部的圆中，最大的圆的直径为20微米以上。

另外，上述直径最好为25～30微米。

另外，上述直径为20微米以上的偏振波保持光导纤维的双折射率最好为5×10^-5～5×10^-4。

另外，该偏振波保持光导纤维的偏振波交扰最好在-20dB/km以上。

另外，该偏振波保持光导纤维的损失最好在1dB/km以上。

另外，用该偏振波保持光导纤维制造偏振波保持光导纤维联接器时，引出纤维的长度最好在10m以下。

另外，在本发明中作为偏振波保持光导纤维，最好使用PANDA型偏振波保持光导纤维。

附图说明

图1是表示第一实施例的偏振波保持光导纤维联接器的延伸长度和耦合度的关系曲线图。

图2是表示第一实施例的偏振波保持光导纤维联接器的波长和耦合度的关系曲线图。

图3是表示第二实施例的偏振波保持光导纤维联接器的延伸长度和耦合度的关系曲线图。

图4是表示第二实施例的偏振波保持光导纤维联接器的波长和耦合度的关系曲线图。

图5是表示本发明中适宜的偏振波保持光导纤维之一例的剖面图。

图6是表示第三实施例的偏振波保持光导纤维联接器的延伸长度和耦合度的关系曲线图。

图7是表示第三实施例的偏振波保持光导纤维联接器的延伸长度和过剩损失的关系曲线图。

图8是表示第三实施例的偏振波保持光导纤维联接器的波长和耦合度的关系曲线图。

图9是表示使用通常的PANDA型光导纤维时的偏振波保持光导纤维联接器的延伸长度和过剩损失的关系曲线图。

图10是表示使用通常的PANDA型光导纤维时的偏振波保持光导纤维联接器的延伸长度和过剩损失的关系曲线图。

图11(a)是用纤芯半径标准化了的两个纤芯之间的中心距离和标准化了的耦合系数与标准化频率的关系曲线图，图11(b)是曲线图横轴的值的说明图。

图12是表示PANDA型光导纤维之一例的剖面图。

图13是偏振波保持光导纤维联接器之一例的说明图。

图14(a)是表示延伸长度和耦合度的关系曲线图，图14(b)是表示偏振波保持光导纤维联接器的工作的说明图。

具体实施方式

以下，说明本发明的详细内容。

图1是表示第一实施例的熔融延伸部形成时的延伸长度和波长为1550nm(工作波长)的光的耦合度的关系曲线图。

该实施例中使用的偏振波保持光导纤维是以下的PANDA型光导纤维。

(PANDA型光导纤维的特性)

纤芯直径(半径)                         6.5微米(3.25微米)

包层直径                               125微米

纤芯与包层之间的折射率差               0.35％

应力施加部的外径                       35微米

应力施加部的中心之间的距离             55微米

直径A                                  20微米

工作波长                               1550nm

工作波长状态下的双折射率               4×10^-4

所获得的偏振波保持光导纤维联接器的熔融延伸部的最小直径为61微米，其形状(平面形状比)为1.89，延伸长度为17.8mm。另外，上述所谓其形状(平面形状比)是指熔融延伸部的中央部分的最大外径和最小外径的比而言(最大外径/最小外径)。

该偏振波保持光导纤维的特性示于表1。

[表1]

过剩损失(1550nm)	X偏振波	0.12dB
			Y偏振波	0.33dB
	耦合度(1550nm)	X偏振波			0.9％
Y偏振波			99.2％
		Y偏振波90％区域		58nm
X偏振波15％区域	1600nm以下

如上所述，形成熔融延伸部时虽然延伸长度变长，但X偏振波和Y偏振波的耦合度从0％至100％，再至0％这样反复地变化。

在本发明中，尽可能地使两条偏振波保持光导纤维的纤芯不接近(纤芯中心之间的距离不怎么变小)而进行加热、熔融，形成熔融延伸部，从耦合度开始增加的时刻在X偏振波-Y偏振波之间能产生大的耦合度的差。

其结果，如图1所示，对于Y偏振波来说，耦合度增加，在最初达到100％的时刻(1/2周期)，延伸结束，对于X偏振波来说，在耦合度几乎未增加的时刻延伸结束，所以主要只是Y偏振波例如从一条偏振波保持光导纤维耦合到另一条偏振波保持光导纤维中，X偏振波几乎呈不耦合的状态，能如此形成熔融延伸部。

然后，如图2所示，通过这样调整熔融延伸部中的两个纤芯的接近程度，能在宽的波长区内实现X偏振波和Y偏振波的充分的耦合度的差。

在该例中，Y偏振波的耦合度在90％以上、而且X偏振波的耦合度在10％以下的范围为58nm，非常宽。另外，在长波长一侧，由于X偏振波的耦合度微微上升，所以X偏振波对波长的依赖性在短波长一侧小。

在具体的熔融延伸部的制造操作中，最好设定容易保持光导纤维外形的加热条件，以使两条偏振波保持光导纤维的纤芯中心之间的距离不过分接近。例如可以举出将燃烧器等加热源的温度设定得比以往的低，或者增大至加热源的距离等方法的例子。另外，还可以举出高速地进行延伸、以减少每单位时间的热量的方法的例子。

实际上一边从输入侧端口输入工作波长的光，监视从输出侧的两个端口输出的光，一边进行加热、延伸，在获得了所希望的耦合度的时刻将操作结束。

图3是表示第二实施例的熔融延伸部形成时的延伸长度和波长为1550nm(工作波长)的光的耦合度的关系曲线图。

在第二实施例中也与上述第一实施例一样，通过尽可能地使两条偏振波保持光导纤维的纤芯不过分接近那样进行加热、熔融，形成熔融延伸部，在熔融延伸部中保持两个纤芯的中心之间的距离，从耦合度开始增加的时刻在X偏振波-Y偏振波之间产生大的耦合度的差。

如图3所示，在该第二实施例中，对于Y偏振波来说，在其耦合度一次增加到100％，接着减少到0％的时刻(1周期)，使延伸结束。另一方面，对于X偏振波来说，在其耦合度最初达到100％的时刻(1/2周期)，使延伸结束。

其结果，如图4所示，在该第二实施例中，能在宽的波长区实现X偏振波和Y偏振波的耦合度的差。

该偏振波保持光导纤维联接器的熔融延伸部的最小直径为41微米，其形状(平面形状比)为1.98，延伸长度为24.2mm。

将该偏振波保持光导纤维联接器的特性示于表2。

[表2]

过剩损失(1550nm)	X偏振波	0.14dB
			Y偏振波	0.45dB
	耦合度(1550nm)	X偏振波			99.1％
Y偏振波			1.1％
		X偏振波90％区域		35nm
Y偏振波15％区域	43nm

在该例中，X偏振波的耦合度在90％以上、而且Y偏振波的耦合度在10％以下的范围为35nm，与以往为10nm左右的情况相比，能增加3倍以上。

其次，说明本发明中优选的偏振波保持光导纤维。

图5是表示本发明中适宜的偏振波保持光导纤维之一例的剖面图，该例的偏振波保持光导纤维是PANDA型光导纤维。

该PANDA型光导纤维10的特征在于应力施加部13、13之间的距离大。以纤芯11或包层12的同心圆、与应力施加部13、13无关、而且其内部不包含应力施加部13、13的最大圆15的直径A为基准，确定该距离。直径A在20微米以上，最好为25～30微米。

在用该PANDA型光导纤维10构成图13所示的偏振波保持光导纤维联接器的情况下，在熔融延伸部3中，如果使用通常的工作波长，则即使光从纤芯11射出，该光多半也是在应力施加部13、13之间，与应力施加部13无关。因此，光信号(在纤芯11中传播的状态：传播光)难以耦合成高次状态，能抑制过剩损失的增加。

在直径A小于20微米的情况下，过剩损失有增大的趋势。如果超过30微米，则X偏振波的传播常数和Y偏振波的传播常数的差变小，X偏振波-Y偏振波之间的交扰(偏振波交扰)劣化，有时X偏振波和Y偏振波的保存状态变坏。

另外，通常的通信用等的偏振波保持光导纤维的直径A为12～17微米左右。与此不同，如上所述，如果远离应力施加部13，则应力施加部13加在纤芯11上的应力下降，与通常的偏振波保持光导纤维相比较，双折射率变低，另外，快速(fast)轴(Y偏振波轴)和慢速(slow)轴(X偏振波轴)之间的交扰(X偏振波-Y偏振波之间的交扰)有劣化趋势。再者有时损失也变大。可是，由于偏振波保持光导纤维联接器的纤维的工作长度短，所以偏振波保持光导纤维本身的双折射率、交扰及损失的条件与通信用等通常的条件相比较，要求得不那么严格，在使用上没有太大的问题。

具体地说，本发明中最佳偏振波保持光导纤维的双折射率在5×10^-5～5×10^-4范围内。另外，通常的通信用等的偏振波保持光导纤维的双折射率为5×10^-4左右。

另外，每单位长度的交扰在-20dB/km以上，实际上在-20～-10dB/km范围内。另外。通常的偏振波保持光导纤维的交扰为-25dB/km左右。

另外，每单位长度的损失为1dB/km以上。实际上为1～10dB/km。另外，通常的偏振波保持光导纤维的损失为0.2～0.3dB/km左右。

另外，使用该偏振波保持光导纤维的偏振波保持光导纤维联接器的引出光导纤维最好在10m以下。实际上为0.5～10m。另外，如图13所示，所谓引出纤维是指从熔融延伸部3的两端各伸出两条构成输入输出端口的偏振波保持光导纤维(PANDA型光导纤维)10而言。因为如果引出纤维过长，则透过偏振波保持光导纤维联接器时光信号的交扰和损失变大。

另外，纤芯11、包层12、应力施加部13用例如与以往相同的材料形成。另外，应力施加部13的外径、纤芯11和包层12的比折射率差、以及包层12和应力施加部13的比折射率差分别根据所希望的特性适当地设定。通常纤芯11的状态区域直径虽然随着纤芯11的直径、工作波长等的不同而不同，但设定为4～10微米左右。另外包层12的外径为125微米左右。

图6是表示第三实施例中的熔融延伸部形成时的延伸长度和波长为980nm(工作波长)的光的耦合度的关系曲线图。

在该实施例中，对于Y偏振波来说，耦合度增加，在最初达到100％的时刻(1/2周期)，延伸结束，对于X偏振波来说，在耦合度几乎未增加的时刻延伸结束。图7分别表示伴随延伸长度的增加，X偏振波和Y偏振波的过剩损失的变化，可知X偏振波的过剩损失几乎不变化，Y偏振波的过剩损失一度增加后减少而接近于零。而且Y偏振波的耦合度充分增加的点与Y偏振波的过剩损失变为零附近的点一致，由于在该时刻停止延伸，所以能实现X偏振波和Y偏振波的耦合度的差大，而且过剩损失小的特性。而且，在第三实施例中，如图8所示，也能在宽的波长区实现X偏振波和Y偏振波的耦合度的差。

熔融延伸部的最小直径为58微米，该形状(平面形状比)为1.92，延伸长度为22mm。

将该偏振波保持光导纤维联接器的特性示于表3中。

[表3]

过剩损失(980nm)	X偏振波	0.10dB
			Y偏振波	0.38dB
	耦合度(980nm)	X偏振波			0.1％
Y偏振波			99.6％
		X偏振波90％区域		36nm
Y偏振波15％区域	1200nm以下

另一方面，图9是表示用以下的直径A小的通常的PANDA型光导纤维，进行与第三实施例同样的处理后制造了偏振波保持光导纤维联接器时的延伸长度和波长980nm(工作波长)的光的耦合度的关系曲线图。图10是表示这时的延伸长度与X偏振波和Y偏振波的过剩损失的关系的曲线图。

(PANDA型光导纤维的特性)

纤芯直径(纤芯半径)                   6.5微米(3.25微米)

包层直径                             125微米

纤芯与包层之间的折射率差             0.35％

应力施加部的外径                     35微米

应力施加部的中心之间的距离           51微米

直径A                                16微米

工作波长                             980nm

工作波长状态下的双折射率             4×10^-4

比较图6和图7可知，在图10中，如果延伸长度变长，则X偏振波的过剩损失几乎不变化，Y偏振波的过剩损失增大，接着减少，但还未接近零时就再次增加。而且，从图9可知，由于该过剩损失的变化的影响，耦合度反复地增加、减少。因此，由于不能使Y偏振波的过剩损失接近于零，所以不管在什么条件下即使中止延伸，与第一至第三实施例的偏振波保持光导纤维联接器相比较，特性劣化是无可否认的。另外，如果在Y偏振波的耦合度大，而且过剩损失小的时刻中止延伸，则虽然能获得在某种程度上能实用的产品，但多半情况下满足这些条件的延伸长度的范围窄，生产效率低。另外，由于工作波长等条件，如本例所示，即使使用通常的偏振波保持光导纤维，也能在某种程度上获得本发明的效果。

如上所述，在本发明中，在形成熔融延伸部时，由于从耦合度开始增加的时刻(发生光耦合的时刻)开始在X偏振波-Y偏振波之间产生大的耦合度的差，所以在各偏振波的耦合度的变化周期为两个周期以内的范围，能实现以下所示的偏振波保持光导纤维联接器的优选的耦合度的范围。

在用本发明的制造方法制造的偏振波保持光导纤维联接器中，在工作波长的情况下，最好对一种偏振波的耦合度在10％以下，而对另一种偏振波的耦合度至少在90％以上，而且，保持这些耦合度的波长区最好至少在30nm以上。

通过实现这样的耦合度的范围，能获得优良的PBS的特性。

另外，通过使用直径A在20微米以上的偏振波保持光导纤维，能提供过剩损失小的偏振波保持光导纤维联接器。

这些耦合度的范围可以这样设定：如上所述，制作熔融延伸部时使工作波长的光入射到一种偏振波保持光导纤维中，监视两种偏振波的耦合度，在获得了所希望的特性的时刻将作业结束。

如图2、图4、图6、图9中的曲线图所示，在本发明中，由于从耦合度开始增加的时刻开始在X偏振波-Y偏振波之间产生大的耦合度的差，所以在二个偏振波的耦合度的变化周期为两个周期以内的范围，能实现X偏振波和Y偏振波的耦合度的差，从而不增大延伸长度，就能使能保持上述耦合度的范围的波长区在30nm以上。

特别是这么宽的波长区的PBS特性的实现，用现有的技术是无法获得的。

如果两种偏振波的耦合度在上述范围以外，则难以进行X偏振波、Y偏振波的汇合、分支。另外，如果上述波长区比30nm窄，则偏振波的耦合度对波长的依赖性变大，工作波长受到限制。

另外，工作波长最好在使用通常的偏振波保持光导纤维联接器的波长区的0.6～1.7微米的范围内。另外，上述波长区最好也在该范围内。

上述的实施例虽然是使用PANDA型光导纤维的例，但不受此限，也可以使用弓形联接纤维、椭圆套管纤维等构成的偏振波保持光导纤维。

但是，如图13中的剖面图所示，如果尽可能不使应力施加部13等包层12以外的部分位于纤芯11、11之间，则能减少由应力施加部13的吸收引起的损失。如该剖面图所示，最好使两条偏振波轴平行。

如上所述，在本发明中，能用短的延伸长度获得耦合度对偏振波的依赖性大的偏振波保持光导纤维联接器。因此，能有效制作PBS。另外，由于延伸长度短，所以能提高机械强度。

另外，X偏振波或Y偏振波由于能减少从一种偏振波保持光导纤维结合到另一种偏振波保持光导纤维的次数(转移次数)，所以损失小。

另外，能在宽的波长区获得耦合度对偏振波的依赖性大的偏振波保持光导纤维联接器。因此，能提供一种制作例如输入多种波长的光，同时对进行偏振波分离、或者合成偏振波的光回路的制作有用的PBS。

因此，光导纤维联接器中的两条光导纤维在各自的长度方向的位置z处的传播光的功率PA(z)、PB(z)用式(1)表示。

式(1)

$F=\frac{1}{1+{(\mathrm{\δ}/\mathrm{\κ})}^2}$

$q=\sqrt{{\mathrm{\κ}}^2+{\mathrm{\δ}}^2}$

k＝耦合系数

δ＝(β₂-β₁)/2

β₂、β₁是假定两个导波路径独立存在时的传播常数

这里，如果两条光导纤维具有的纤芯直径、纤芯包层间的比折射率差相等，则β₁＝β₂，由于δ＝0，F＝1，所以式(1)能简化成以下的式(2)。

式(2)

在偏振波保持光导纤维中，对于X偏振波和Y偏振波，式(2)均成立。这时，如果随着偏振波方向的不同，耦合系数k与偏振波无关，则规定的波长不能获得与偏振波相关的耦合特性。

图11(a)是表示k与光导纤维的结构有关的曲线图(参考文献：コロナ社刊，フオトニクスシミ-ズ“光导波路の基础”冈本胜就著p151)。

如图11(b)所示，横轴D/a中的D是熔融延伸部中的两个纤芯A、纤芯B的中心之间的最小距离，a是纤芯A、纤芯B的共同的半径。纵轴表示标准化的光的耦合系数。

曲线中所示的V是光导纤维的纤芯的标准频率，用以下的式(3)表示。

V：标准频率

$(2\mathrm{\π}/\mathrm{\λ})a{n_1}^{\sqrt{\left(2\mathrm{\Δ}\right)}}$

式(3)

纤芯半径    a

纤芯的折射率    n₁

纤芯包层间的折射率差(相对折射率差)    Δ

光的波长    λ

式(3)中的Δ用以下的式(4)表示。

Δ＝(n₁ ²-n₂ ²)/(2n₁)         式(4)

包层的折射率    n₂

由于该曲线简单，所以它是表示两条光导纤维的标准频率V相等时的曲线。由图11(a)可知，随着标准频率V的不同，耦合系数k的变化大。

另外，在构成光导纤维联接器的光导纤维中，标准频率V必须是保证单模式传播的值。在具有阶跃型的折射率分布的光导纤维中，在满足V＜＝2.405的情况下能保证单模式条件。在偏振波保持光导纤维中，可以对各种偏振波考虑单模式条件。

在偏振波保持光导纤维联接器中，可以考虑两个纤芯之间的X偏振波之间的耦合、Y偏振波之间的耦合。如图13所示，在两条偏振波保持光导纤维(PANDA型光导纤维)10、10的偏振波轴平行的情况下，在理论上不需要考虑X偏振波和Y偏振波的耦合(偏振波交扰)。

由图11(a)所示的曲线可知，在纤芯的中心之间的距离大到某种程度的情况下，在各纤芯中如果X偏振波的标准频率和Y偏振波的标准频率取不同的值，则在X偏振波-Y偏振波之间耦合系数k的差变大。在通常的偏振波保持光导纤维中，X偏振波和Y偏振波的光学特性稍微不同，其不同程度能将两者区分开。

例如，当D/a为12、X偏振波的标准频率Vx为1.6、Y偏振波的标准频率Vy为1.4时，X偏振波的耦合系数取Y偏振波的耦合系数的10倍左右的值。

这时，对于Y偏振波来说，相对于式(2)中的kz成为π/2的耦合长度L(熔融延伸部的长度)，Y偏振波的耦合系数k_y和L的积如下。

                   k_y·L＝π/2

X偏振波的耦合系数k_x和L的积如下。

               k_x·L＝0.1×(π/2)

而且，如图14(b)所示，如果使X偏振波和Y偏振波入射到由与输出侧的端口A相同的光导纤维构成的输入侧的端口中，则Y偏振波在端口B100％耦合。另一方面，输入的X偏振波的功率为1时，从端口B输出的X偏振波的功率的比率为以下所示的值。

        P_B＝sin2(k_x·L)＝sin2(π/20)

          ＝0.024

因此，X偏振波的98％从端口A输出，Y偏振波的100％从端口B输出。即，当然能获得PBS的特性。

在本发明中能获得以下的效果。用短的延伸长度能获得耦合度对偏振波的依赖性大的偏振波保持光导纤维联接器。因此，制作PBS有效。

另外，由于延伸长度短，所以能获得机械强度大的偏振波保持光导纤维联接器。另外，由于能减少X偏振波或Y偏振波从一种偏振波保持光导纤维耦合到另一种偏振波保持光导纤维的次数(转移次数)，所以损失小。

另外，能在宽的波长区中获得耦合度对偏振波的依赖性大的偏振波保持光导纤维联接器。因此，能提供一种对制作例如同时对多种波长的光，进行偏振波分离、或者偏振波合成的光回路有用的PBS。

另外，由于使用直径A大的偏振波保持光导纤维，所以能提供过剩损失小的偏振波保持光导纤维联接器。

Claims (10)

1.一种偏振波保持光导纤维联接器的制造方法，它是将两条偏振波保持光导纤维并列，将其长度方向的一部分加热，沿其长度方向延伸，形成熔融延伸部的偏振波保持光导纤维联接器的制造方法，其特征在于：

所说的偏振波保持光导纤维联接器在工作波长中，伴随延伸长度的两个偏振波的耦合度的变化周期在任意两个周期以内的时刻延伸结束，一个偏振波的耦合度在10％以下，另一个偏振波的耦合度在90％以上。

2.根据权利要求1所述的偏振波保持光导纤维联接器的制造方法，其特征在于：通过使两条偏振波保持光导纤维的纤芯分离，形成熔融延伸部，从产生光的耦合的时刻开始，使两个偏振波的耦合度的差增大。

3.根据权利要求1或2所述的偏振波保持光导纤维联接器的制造方法，其特征在于：制造能使一个偏振波的耦合度保持在10％以下，使另一个偏振波的耦合度保持在90％以上的范围内的波长区在30nm以上的偏振波保持光导纤维联接器。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的偏振波保持光导纤维联接器的制造方法，其特征在于：

偏振波保持光导纤维在包围纤芯的包层内有相对于纤芯对称配置的应力施加部，在作为纤芯的同心圆、与应力施加部无关、而且其内部不包含应力施加部的圆中，最大的圆的直径为20微米以上。

5.根据权利要求4所述的偏振波保持光导纤维联接器的制造方法，其特征在于：上述直径为25～30微米。

6.根据权利要求4或5所述的偏振波保持光导纤维联接器的制造方法，其特征在于：偏振波保持光导纤维的双折射率为5×10^-5～5×10^-4。

7.根据权利要求4～6中的任意一项所述的偏振波保持光导纤维联接器的制造方法，其特征在于：偏振波保持光导纤维的交扰在-20dB/km以上。

8.根据权利要求4～7中的任意一项所述的偏振波保持光导纤维联接器的制造方法，其特征在于：偏振波保持光导纤维的损失在1dB/km以上。

9.根据权利要求4～8中的任意一项所述的偏振波保持光导纤维联接器的制造方法，其特征在于：偏振波保持光导纤维联接器的引出纤维的长度在10m以下。

10.根据权利要求1～9中的任意一项所述的偏振波保持光导纤维联接器的制造方法，其特征在于：偏振波保持光导纤维为PANDA型偏振波保持光导纤维。

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