JP2002228869A - 光部品用光ファイバおよびその製造方法 - Google Patents

光部品用光ファイバおよびその製造方法

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JP2002228869A
JP2002228869A JP2001022041A JP2001022041A JP2002228869A JP 2002228869 A JP2002228869 A JP 2002228869A JP 2001022041 A JP2001022041 A JP 2001022041A JP 2001022041 A JP2001022041 A JP 2001022041A JP 2002228869 A JP2002228869 A JP 2002228869A
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Naoki Kimura
直樹 木村
Yutaka Ishii
裕 石井
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Fujikura Ltd
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    • C03B37/025Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
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  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 偏波モード分散および挿入損失偏波依存性な
どの偏波依存特性に優れた光部品用光ファイバおよびそ
の製造方法を提供する。 【解決手段】 光部品に使用される短尺な光ファイバで
あって、光ファイバが0.2回転/mm以上の捻りを有
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、偏波モード分散お
よび挿入損失偏波依存性などの偏波依存特性に優れた光
部品用光ファイバおよびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】光ファイバ母材を製造する際、光ファイ
バのコアとなる部分およびクラッドとなる部分の断面形
状を完全な真円形の同心円状にすることは非常に困難で
ある。そのため、この光ファイバ母材から製造された光
ファイバのコア及びクラッドの断面構造は僅かに楕円あ
るいは歪んだ円になっており、これが原因となって偏波
モード分散が大きくなってしまう。このような理由か
ら、光ファイバの偏波モード分散を低減させるため、光
ファイバの紡糸工程において、光ファイバに捻り(スパ
ン)を加える方法が提案されている。例えば、特開平8
−59278号公報には、光ファイバ母材の中心軸の近
くの中心軸にほぼ平行な軸を回転中心軸として回転速度
10〜1000rpmで回転しながら線引きすることが
記載されている。このようにすることにより、製造され
た光ファイバのコアの断面が、完全な真円形かつ同心円
状でなかったとしても、断面状の歪みは各方向に均一に
現れるため、長尺光ファイバ全体としては、真円かつ同
心円構造の光伝送路と等価と見なすことができる。
【0003】このような光ファイバに捻りを付与する方
法については様々な提案がなされている。特開平8−2
95528号公報には、揺動ガイドローラの揺動運動に
より光ファイバを転動させて所定の捻りを付与する方法
について開示されている。また、特開平9−2834号
公報には、光ファイバがプリフォームから引き出される
ときに、光ファイバに時計回り方向と半時計回り方向と
に交互に入れ替わる捻りを光ファイバに加える方法につ
いて開示されている。また、特開2000−24767
5号公報には、ボビンの前段に、周面が断面略V字状で
周面の表面にV字の中心線に対して左右対称に螺旋状の
溝が設けられている採取ガイドプーリを配し、最終ガイ
ドプーリをボビンの回転軸と平行な方向に往復移動させ
つつ巻き取りを行うことによって、光ファイバに捻りを
加える方法が提案されている。
【0004】この導入された捻りは偏波モード間の結合
を促進することができ、長距離通信用光ファイバの光フ
ァイバ紡糸工程において導入された捻りの周期は、通
常、数十cm〜数mにつき1回転程度の周期である。捻
りがこの周期で導入されるのは、この周期が伝送路にお
いて、異なる偏波モードが伝搬する間にお互いに結合す
るのに必要十分な周期だからである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、光部品用光
ファイバに関しては、従来から長距離通信用の光ファイ
バと同様のものが多く使用されていた。しかしながら、
光部品用光ファイバの場合、光部品に用いられる光ファ
イバの長さが数mm〜数十mmと短尺であるため、伝送
用ファイバに導入されている捻りでは、異なる偏波モー
ドが光部品を伝搬する間に結合することはできなかっ
た。このため、特開平8−295528号公報、特開平
9−2834号公報、特開2000−247675号公
報のいずれかの方法により捻りを付与された光ファイバ
を使用しても、光ファイバの偏波モード分散に起因する
光部品の偏波依存特性の向上は望めなかった。本発明
は、前記事情を鑑みて行われたものであり、短尺であっ
ても、偏波モード分散および挿入損失偏波依存性などの
偏波依存特性に優れた光部品用光ファイバおよびその製
造方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の光部品用光ファ
イバは、光部品に使用される短尺な光ファイバであっ
て、光ファイバが0.2回転/mm以上の捻りを有して
いるものである。また、本発明の光部品用光ファイバの
製造方法は、光ファイバ母材を2000rpm以上で回
転させながら、線引き速度10m/分以下で線引きする
ものである。また、本発明の光部品用光ファイバの複屈
折率の測定方法は、100mm以下の光ファイバにグレ
ーティング部を形成し、その挿入損失の波長依存性と挿
入損失の偏波依存性の波長依存性とを測定し、該測定値
を解析して前記光ファイバのモード複屈折率を算出する
ものである。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の光部品用光ファイバは、
光部品に使用される光部品用光ファイバであって、光フ
ァイバが0.2回転/mm以上の捻りを有しているもの
である。光部品の長さは100mm以下であり、短尺で
ある。したがって、光部品に用いられる光ファイバも短
尺である。このような短尺な光部品用光ファイバであっ
ても、光ファイバ素線が0.2回転/mm以上の捻りを
有していることにより、異なる偏波モードが互いに結合
することができる。ここで、光ファイバとしては、光フ
ァイバ裸線、光ファイバ素線、光ファイバ心線のいずれ
であってもよい。
【0008】このような短尺な光ファイバの偏波モード
分散は、10-3〜10-2ps/m程度と小さいため、そ
の評価が非常に難しい。本発明では、光ファイバの偏波
モード分散に敏感な長周期ファイバグレーティングを光
ファイバの円周方向全体から均等に光を照射することに
よって形成し、この挿入損失スペクトルおよび挿入損失
偏波依存性の波長依存性を測定、解析することによって
モード複屈折率を算出する方法により、偏波依存性につ
いて評価した。ここで、モード複屈折率とは、光ファイ
バを伝搬する二つの偏波モード間の伝搬定数差を波数で
割ったものである。本発明におけるモード複屈折率測定
方法は、測定した挿入損失スペクトルから挿入損失のピ
ーク値△L、その中心波長λp 、挿入損失の帯域半幅σ
を求め、これらと挿入損失の偏波依存性の波長依存性か
ら2つの偏波間の挿入損失ピークの中心波長差δλp
求めることによってモード複屈折率を算出する。この方
法によれば、短尺な光ファイバであっても、モード複屈
折率を精密かつ再現性良く測定することができる。
【0009】グレーティングの形成は、フォトリフラク
ティブ効果を利用したものである。フォトリフラクティ
ブ効果とは、特定の石英系ガラスに特定波長の光を照射
すると屈折率が上昇する現象のことである。光デバイス
の場合は、主にゲルマニウム添加石英ガラスに波長24
0nm付近の紫外光を照射すると、屈折率が上昇する現
象を利用する。グレーティング部の形成方法の例とし
て、光ファイバの側面から、光ファイバの長さ方向にそ
って所定の周期で紫外光を照射する方法が挙げられる。
このようにすることにより、屈折率が周期的に変動す
る。この屈折率の変動周期のことをグレーティング周期
という。なお、光ファイバへの紫外線の照射は、光ファ
イバの円周方向の全体に均等に紫外光を照射し、光ファ
イバの断面において、屈折率の分布や複屈折が生じない
ようにすることが好ましい。そのようにする例として、
一つの方向から紫外光を照射する際に、光ファイバを回
転させながら、前記照射部分の光ファイバの円周全体に
紫外光を均等に照射する方法などが挙げられる。
【0010】図1は本発明の光部品用光ファイバを製造
する装置の一例である。この光ファイバ素線製造装置
は、光ファイバ母材1を紡糸炉2において、アルゴンガ
スなどの不活性ガス雰囲気中で高温加熱し、線引きして
溶融紡糸し、外径を125μmまで引き落として、光フ
ァイバ裸線3とする。次いで、この光ファイバ裸線3を
冷却装置4にて冷却し、ついでこの光ファイバ裸線3上
に、樹脂塗布装置5にて樹脂を塗布し、ついで硬化装置
6にて前記樹脂を硬化して一次被覆層を形成する。さら
にこの一次被覆層上に樹脂塗布装置7にて樹脂を塗布
し、硬化装置8にてこの樹脂を硬化して二次被覆層を形
成する。このように製造された光ファイバ素線9は、タ
ーンプーリ10によりパスラインを変えられ、引き取り
機11を通過し、巻き取り装置12により巻き取られ
る。
【0011】本発明の光部品用光ファイバの製造方法で
は、上記製造装置において、光ファイバ素線母材1を2
000rpm以上で回転させながら、線引き速度10m
/分以下で線引きする。光ファイバ素線母材1の回転数
が2000rpm未満であると、捻りの間隔が長くな
る。また、線引き速度が10m/分を超えても、捻りの
間隔が長くなる。また、捻りの間隔が長くなると、短い
距離で異なる偏波モードを互いに結合することができな
い。
【0012】また、上記のような偏波依存特性の優れた
光ファイバは、光部品以外にも利用することもできる。
例えば、融着延伸型ファイバカプラを作製する場合、短
周期の捻りを導入した光ファイバを用いることによっ
て、カプラの挿入損失偏波依存性を低減させることがで
きる。また、損失傾斜の大きい短周期型ファイバグレー
ティング(SPFG)を作製する場合、短周期の捻りを
導入した光ファイバを用いることによって、偏波モード
分散由来の挿入損失偏波依存性を低減させることができ
る。
【0013】
【実施例】[実施例1]フジクラ社製1.5μmカット
オフシフトファイバの母材を3000rpmで回転させ
ながら、3m/分の線引き速度で紡糸した。このように
することにより、1回転/mmの捻りを光ファイバ素線
に付与した。これに、KrFエキシマレーザを用いて波
長248nmの光を照射して長周期のグレーティング部
を形成した。なお、グレーティング周期は約297μ
m、グレーティング段数は118段とした。また、形成
したグレーティング長は35mmである。このグレーテ
ィング部について挿入損失の波長依存性を測定した。長
周期型ファイバグレーティングの透過損失は、(sin
x/x)2 型の関数で近似され、この関数を下記式
(1)のようにおいた場合、透過損失(Loss)の波
長依存性の各パラメータは、図2に示すように対応す
る。これより、損失ピーク値△L、損失中心波長λp
帯域半幅σを求め、これらの値を表1に示す。
【0014】
【数1】
【0015】また、長周期ファイバグレーティングの損
失中心波長は、グレーティング周期をΛ、導波モードの
実効屈折率をne1、クラッドモードの実効屈折率をnen
として、下記式(2)で表される。
【0016】
【数2】
【0017】そのため、偏波による実効屈折率の差、す
なわちモード複屈折率Bと、これによる損失中心波長の
差δλp は下記式(3)で表される。
【0018】
【数3】
【0019】したがって、モード複屈折率Bは(モード
複屈折率)=(偏波による挿入損失ピークの中心波長
差)/(グレーティング周期)の式に代入して求めるこ
とができる。モード複屈折率の測定は3サンプルで行
い、その平均値を求めた。その結果も表1に示す。
【0020】
【表1】
【0021】[比較例1]フジクラ社製1.5μmカッ
トオフシフトファイバの母材を回転させずに、3m/分
の線引き速度で紡糸した。この光ファイバ素線には捻り
はなかった。この光ファイバ素線のモード複屈折率を実
施例1と同様の方法により測定した。その結果を表2に
示す。
【0022】
【表2】
【0023】[比較例2]フジクラ社製1.5μmカッ
トオフシフトファイバの母材を150rpmで回転させ
ながら、3m/分の線引き速度で紡糸した。このように
することにより、0.05回転/mmの捻りを光ファイ
バに付与した。この光ファイバ素線のモード複屈折率を
実施例1と同様の方法により測定した。その結果を表2
に示す。
【0024】比較例1の捻りがないものと比較例2の
0.05回転/mmの捻りを有するものとでは、モード
複屈折率に違いは見られなかった。すなわち、0.05
回転/mm程度では異なる偏波モード間を結合する効果
がなかった。一方、実施例1の1回転/mmの捻りを有
するものは、モード複屈折率が比較例1および2に比べ
て1/3〜1/4程度まで小さくなっていた。このよう
に、短周期の捻りを有する光ファイバは、長周期型ファ
イバグレーティングにおいて、偏波間の挿入損失ピーク
の中心波長差、すなわち挿入損失偏波依存性の低減に有
効であり、モード複屈折率が低下した。
【0025】
【発明の効果】本発明の光部品用光ファイバによれば、
光部品に使用される短尺な光ファイバであって、光ファ
イバが0.2回転/mm以上の捻りを有しているため、
光ファイバの偏波モード分散および挿入損失偏波依存性
などの偏波依存特性を向上させることができる。また、
本発明の光部品用光ファイバの製造方法によれば、光フ
ァイバ母材を2000rpm以上で回転させながら、線
引き速度10m/分以下で線引きするものであるため、
偏波モード分散および挿入損失偏波依存性などの偏波依
存特性の優れた光ファイバを製造することができる。ま
た、本発明の光部品用光ファイバの複屈折率の測定方法
は、100mm以下の光ファイバに長周期のグレーティ
ング部を形成し、その挿入損失の波長依存性と挿入損失
の偏波依存性の波長依存性とを測定し、該測定値を解析
して前記光ファイバのモード複屈折率を算出するもので
ある。このため、モード複屈折率を精密に再現性良く測
定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の光部品用光ファイバの製造方法で用
いられる光ファイバ素線の製造装置の一例を示す断面図
である。
【図2】 挿入損失の波長依存性の一例を示すグラフで
ある。
【符号の説明】
1・・・光ファイバ母材、9・・・光ファイバ素線

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光部品に使用される短尺な光ファイバで
    あって、光ファイバが0.2回転/mm以上の捻りを有
    していることを特徴とする光部品用光ファイバ。
  2. 【請求項2】 光ファイバ母材を2000rpm以上で
    回転させながら、線引き速度10m/分以下で線引きす
    ることを特徴とする光部品用光ファイバの製造方法。
  3. 【請求項3】 100mm以下の光ファイバにグレーテ
    ィング部を形成し、その挿入損失の波長依存性と挿入損
    失の偏波依存性の波長依存性とを測定し、該測定値を解
    析して前記光ファイバのモード複屈折率を算出すること
    を特徴とする光部品用光ファイバのモード複屈折率の測
    定方法。
JP2001022041A 2001-01-30 2001-01-30 光部品用光ファイバおよびその製造方法 Withdrawn JP2002228869A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013220972A (ja) * 2012-04-17 2013-10-28 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ファイバの製造方法
JP2020024306A (ja) * 2018-08-07 2020-02-13 株式会社フジクラ 光ファイバ及び光ファイバの製造方法

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Effective date: 20080401