JP2003128429A - Optical element and method of manufacturing it, optical fiber and method of manufacturing it - Google Patents

Optical element and method of manufacturing it, optical fiber and method of manufacturing it

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JP2003128429A
JP2003128429A JP2001319533A JP2001319533A JP2003128429A JP 2003128429 A JP2003128429 A JP 2003128429A JP 2001319533 A JP2001319533 A JP 2001319533A JP 2001319533 A JP2001319533 A JP 2001319533A JP 2003128429 A JP2003128429 A JP 2003128429A
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Japan
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optical
glass
optical fiber
fiber
substance
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Imamura
一雄 今村
Moriyuki Fujita
盛行 藤田
Tetsuya Yamamoto
哲也 山本
Shinya Yamatori
真也 山取
Takayuki Komatsu
高行 小松
Takumi Fujiwara
巧 藤原
Yasuhiko Kono
安彦 紅野
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Mitsubishi Cable Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Cable Industries Ltd
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B23/00Re-forming shaped glass
    • C03B23/20Uniting glass pieces by fusing without substantial reshaping
    • C03B23/203Uniting glass sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/01205Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
    • C03B37/01211Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments by inserting one or more rods or tubes into a tube
    • C03B37/0122Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments by inserting one or more rods or tubes into a tube for making preforms of photonic crystal, microstructured or holey optical fibres
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    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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    • C03B2201/80Non-oxide glasses or glass-type compositions
    • C03B2201/86Chalcogenide glasses, i.e. S, Se or Te glasses
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    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2203/00Fibre product details, e.g. structure, shape
    • C03B2203/42Photonic crystal fibres, e.g. fibres using the photonic bandgap PBG effect, microstructured or holey optical fibres

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical element which exhibits a function of a photonic crystal by alternately arranging a quartz glass and one of a non-quartz glass and an organic substance having a nonlinear optical property in cycles of a wavelength of light and is provided with various functions resulted with the non-quartz glass and the organic substance having the nonlinear optical property. SOLUTION: The optical element is provided with a base part 101 having a plurality of parallel rectangular plates of quartz glass which project vertically from one plane of a sheet of the glass in cycles of 10-10<5> nm, and with filled parts 102 between parallel plates of quartz glass of the base part 101 being filled with a tellurite glass.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、石英ガラスと、非
石英ガラス及び有機物のうち少なくとも一方とを複合し
た光学素子及びその製造方法、並びに光ファイバ及びそ
の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical element in which silica glass is combined with at least one of non-silica glass and an organic material, a manufacturing method thereof, an optical fiber and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、情報化社会の発展に伴い、高速大
容量の通信システムが必要となっている。このような通
信システムとして、光ファイバを用いた光通信システム
が実用化されている。この光通信システムでは、光信号
の増幅、変換、その他の種々の処理を行うために増幅器
やフィルターなどいろいろな光学素子が使われており、
最近になって、このような光学素子にフォトニック結晶
を用いようと盛んに研究が行われている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the development of information society, a high-speed and large-capacity communication system is required. As such a communication system, an optical communication system using an optical fiber has been put into practical use. In this optical communication system, various optical elements such as amplifiers and filters are used to perform amplification, conversion, and other various processing of optical signals.
Recently, much research has been conducted to use photonic crystals for such optical elements.

【0003】フォトニック結晶とは、誘電率の異なる2
種類以上の物質を光の波長程度の周期で配列した人工的
な結晶をいう。このフォトニック結晶は、フォトニック
バンドギャップと呼ばれる伝搬不可能な光波長領域が存
在し、従来制御不能であった自然放出光を制御できると
ともに、大きな分散と異方性を有しているため、偏光子
やフィルター等にも用いることができると期待されてい
る。
A photonic crystal has a dielectric constant of 2
An artificial crystal in which more than one kind of substance is arranged at a period of the wavelength of light. Since this photonic crystal has a non-propagable light wavelength region called a photonic band gap, it can control spontaneous emission light that was conventionally uncontrollable, and has large dispersion and anisotropy. It is expected that it can also be used as a polarizer or a filter.

【0004】上記フォトニック結晶の光学的な特性は、
周期的に並べる2種の物質の誘電率の差によって変わっ
てくる。
The optical characteristics of the photonic crystal are as follows:
It depends on the difference in the dielectric constants of two types of materials that are arranged periodically.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フォト
ニック結晶は構造が微細且つ複雑であるため、これまで
はSiやGaAs等の半導体やSiO2などを用いて周
期構造を作製し、もう一つの物質として空気を用いるも
のがほとんどである。特に、フォトニック結晶を光ファ
イバの形状としたものは、石英ガラスのバルクの中に細
孔を周期的に配列したものもののみである。このような
光ファイバは、機械的な強度が低く、温度変化による変
形も大きいため、安定した光学特性を発揮させることが
困難である。
However, since the structure of the photonic crystal is fine and complicated, until now, a periodic structure was produced using a semiconductor such as Si or GaAs or SiO 2 , and another substance was used. Most of them use air as. In particular, the photonic crystal in the shape of an optical fiber is only one in which pores are periodically arranged in the bulk of silica glass. Since such an optical fiber has low mechanical strength and is largely deformed by temperature change, it is difficult to exhibit stable optical characteristics.

【0006】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、石英ガラスと非
石英ガラス及び非線形光学特性を有する有機物のうち少
なくとも一方とを光の波長程度の周期で交互に配列する
ことで、フォトニック結晶の機能を発揮し且つ非石英ガ
ラス及び非線形光学特性を有する有機物に由来する種々
の光学的機能が付与された光学素子及び光ファイバを提
供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to make silica glass, non-silica glass, and / or at least one of organic substances having nonlinear optical characteristics within a wavelength range of light. To provide an optical element and an optical fiber, which are arranged alternately in a periodical manner to exert the function of a photonic crystal and to which various optical functions derived from non-quartz glass and organic substances having nonlinear optical characteristics are added. is there.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1の発明は、少なくとも一つの方向に、石
英ガラスと、石英以外の物質を主成分とするガラス及び
非線形光学特性を有する有機物のうち少なくとも一方と
が10〜105nmの周期で交互に配置されていること
を特徴とする光学素子とする。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 provides in at least one direction quartz glass, glass containing a substance other than quartz as a main component, and nonlinear optical characteristics. An optical element is characterized in that at least one of the organic substances contained therein is alternately arranged at a cycle of 10 to 10 5 nm.

【0008】ここで、石英以外の物質を主成分とするガ
ラスとは、その組成中で最も量の多い成分が石英以外の
物質であるガラスのことで、例えば、TeO2を主成分
とするテルライトガラス、ビスマスガラス、カルコゲナ
イドガラス及びフッ化物ガラス等を挙げることができ
る。また、非線形光学特性を有する有機物とは、入射光
から出射光へ光特性を非線形に異なったものに変換する
機能を有するものであり、高分子では、Poly(methylmet
hacrylate)、Poly[4,4'-(1-methylethylidene)bispheny
lterephthalate]、Poly[4,4'-(1-phenylethylidene)bis
phenylterephthalate]等を、側鎖型高分子では、Poly(m
ethylmethacrylate-co-diazo-dye-substituted methacr
ylateを)、色素では、ディスパース・レッドDR1(シ
ス及びトランス形)を、有機光学結晶では、4-dimethyl
amino-N-methylstylbazorium-tosylate(DAST)、
4'-nitrobenzylidene-3-acetamino-4-methoxyaniline
(MNBA)、(-)2-(a-methylbenzylamino)-5-nitropy
ridine(MBANP)等を挙げることができる。
Here, the glass containing a substance other than quartz as a main component is a glass in which the most abundant component in the composition is a substance other than quartz. For example, a glass containing TeO 2 as a main component is used. Light glass, bismuth glass, chalcogenide glass, fluoride glass and the like can be mentioned. Further, an organic substance having a nonlinear optical property is one that has a function of converting the optical property from incident light to outgoing light in a nonlinear manner, and in a polymer, Poly (methylmet
hacrylate), Poly [4,4 '-(1-methylethylidene) bispheny
lterephthalate], Poly [4,4 '-(1-phenylethylidene) bis
phenylterephthalate], etc., in the side chain type polymer, Poly (m
ethylmethacrylate-co-diazo-dye-substituted methacr
ylate), Disperse Red DR1 (cis and trans forms) for dyes, and 4-dimethyl for organic optical crystals.
amino-N-methylstylbazorium-tosylate (DAST),
4'-nitrobenzylidene-3-acetamino-4-methoxyaniline
(MNBA), (-) 2- (a-methylbenzylamino) -5-nitropy
ridine (MBANP) etc. can be mentioned.

【0009】請求項1の発明の構成であれば、石英ガラ
スと、非石英ガラス及び非線形光学特性を有する有機物
のうち少なくとも一方とでフォトニック結晶を構成して
いるので、周期構造が同じであっても非石英ガラスや有
機物の誘電率を選択することにより、フォトニック結晶
の光学特性を変えることができる。また、非石英ガラス
や有機物の有する種々の光学特性をさらに加えることも
できる。ここで、石英ガラスと非石英ガラス或いは有機
物との周期的配置は一方向だけでもよく、その時には一
次元配置となり、周期的配置が平面的であれば二次元配
置となり、周期的配置が立体的であれば三次元配置とな
る。なお、周期的配置は一部欠陥があったり、場所や方
向によって周期が異なっていても構わない。
According to the structure of the invention of claim 1, since the photonic crystal is composed of quartz glass and at least one of the non-quartz glass and the organic substance having nonlinear optical characteristics, the periodic structure is the same. However, the optical characteristics of the photonic crystal can be changed by selecting the dielectric constant of non-quartz glass or organic material. Further, various optical characteristics possessed by non-quartz glass and organic substances can be further added. Here, the periodical arrangement of the quartz glass and the non-quartz glass or the organic substance may be only one direction, and at that time, it becomes a one-dimensional arrangement, and if the periodic arrangement is planar, it becomes a two-dimensional arrangement. If so, it will be a three-dimensional arrangement. Note that the periodic arrangement may have some defects or may have different periods depending on the place and direction.

【0010】また、交互配置の周期は10〜105nm
であるので、フォトニック結晶として紫外光から赤外光
まで全ての波長の光に対応することができる。光通信に
用いられる波長領域の光では、102〜104nmの周期
が好ましい。
The period of the alternating arrangement is 10 to 10 5 nm.
Therefore, the photonic crystal can be used for light of all wavelengths from ultraviolet light to infrared light. For light in the wavelength range used for optical communication, a period of 10 2 to 10 4 nm is preferable.

【0011】非石英ガラス又は非線形光学特性を有する
有機物の、石英では得られない光変換の機能とは、広帯
域光増幅、紫外線照射による屈折率変化の程度が大きい
(高光誘起屈折率変化)こと、光非線形特性及び高ラマ
ンゲイン等が挙げられる。このうち、高光誘起屈折率変
化を利用するとファイバグレーティングを容易に作製で
きる。また、光非線形特性は、テルライトガラスの局所
的結晶構造を利用した第二高調波の発生や、有機光学結
晶の入力光の強度に応じた屈折率変化特性(光スイッチ
に利用)等を例として挙げることができる。高ラマンゲ
インを利用すると、高機能のラマン増幅器を作製でき
る。また、石英ガラスの屈折率値と非石英ガラスあるい
は有機物の屈折率値の差を使用する光の波長に応じて設
定することにより、光の反射、透過、屈折特性を自由に
制御して、光結合素子あるいは光分岐素子とすることが
できる。
The functions of light conversion of non-quartz glass or organic substances having non-linear optical characteristics, which cannot be obtained by quartz, include wide-band light amplification and a large degree of change in refractive index due to ultraviolet irradiation (high light-induced change in refractive index). Examples include optical nonlinear characteristics and high Raman gain. Among them, the fiber grating can be easily manufactured by utilizing the high light-induced change in refractive index. Examples of optical nonlinear characteristics include the generation of second harmonics using the local crystal structure of tellurite glass and the refractive index change characteristics (used for optical switches) of organic optical crystals depending on the intensity of input light. Can be mentioned as. A high-performance Raman amplifier can be manufactured by using high Raman gain. Also, by setting the difference between the refractive index value of quartz glass and the refractive index value of non-quartz glass or organic matter according to the wavelength of light used, the reflection, transmission, and refraction characteristics of light can be freely controlled to It can be a coupling element or an optical branching element.

【0012】次に、請求項2の発明は、少なくとも一つ
の方向に、石英ガラスと空気層とを10〜105nmの
周期で交互に配置する工程と、上記空気層に石英以外の
物質を主成分とするガラス及び非線形光学特性を有する
有機物のうち少なくとも一方を導入する工程とを備えて
いることを特徴とする光学素子の製造方法とする。
Next, in the invention of claim 2, a step of alternately arranging the silica glass and the air layer in at least one direction at a cycle of 10 to 10 5 nm, and a substance other than quartz in the air layer. And a step of introducing at least one of a glass as a main component and an organic substance having nonlinear optical characteristics.

【0013】請求項2の発明の製造方法であれば、請求
項1の光学素子を簡単に製造することができ、また、石
英ガラスの周期構造のみを初めに作製しておけば、空気
層を埋める非石英ガラス或いは有機物を任意に選択して
後から導入することができるため、多種類の光学素子を
短時間且つ低コストで容易に製造することができる。こ
こで、非石英ガラス或いは有機物の導入方法は、液状の
非石英ガラス或いは有機物を、毛細管現象を利用して或
いは吸引又は加圧という圧力差を利用して導入する方法
が好ましい。
According to the manufacturing method of the second aspect of the invention, the optical element of the first aspect can be easily manufactured. Further, if only the periodic structure of quartz glass is manufactured first, the air layer is formed. Since non-quartz glass or an organic substance to be filled can be arbitrarily selected and introduced later, various types of optical elements can be easily manufactured in a short time at low cost. Here, as the method of introducing the non-quartz glass or the organic substance, a method of introducing the liquid non-quartz glass or the organic substance by utilizing the capillary phenomenon or the pressure difference of suction or pressurization is preferable.

【0014】次に、請求項3の発明は、主たる構成材料
が石英ガラスである光ファイバを対象とする。
Next, the invention of claim 3 is directed to an optical fiber whose main constituent material is silica glass.

【0015】そして、内部に、ファイバ軸方向に延び且
つ石英以外の物質を主成分とするガラス及び非線形光学
特性を有する有機物の少なくとも一方からなる多数の機
能性光路を備え、上記機能性光路は、ファイバ横断面に
おいて10〜105nmの二次元周期構造となるように
配置されているものとする。
Further, a large number of functional optical paths extending in the fiber axis direction and comprising at least one of a glass containing a substance other than quartz as a main component and an organic material having nonlinear optical characteristics are provided. It is assumed that the fibers are arranged so as to have a two-dimensional periodic structure of 10 to 10 5 nm in the cross section of the fiber.

【0016】ここで、二次元周期構造というのは、平面
のあらゆる方向に周期的に配列された構造のことであ
り、異なる方向では周期が異なっていても構わない。
Here, the two-dimensional periodic structure is a structure which is periodically arranged in every direction of the plane, and the periods may be different in different directions.

【0017】請求項3の発明の構成であれば、光ファイ
バ形状であって且つ石英ガラスと非石英ガラス及び有機
物とのうち少なくとも一方とからなるフォトニック結晶
であるので、本発明の光ファイバは石英ガラスの強度と
ほぼ同等の強度となり、通常の石英光ファイバとの接合
も容易に行え、光通信システム用の光部品として簡単に
用いることができる。そして、光ファイバは石英ガラス
と非石英ガラス及び有機物とのうち少なくとも一方とか
らなるので、温度変化に対する体積変化が小さくて安定
している。また、請求項1と同じように、石英ガラスと
非石英ガラス及び有機物のうち少なくとも一方との交互
配置の周期は10〜105nmであるので、フォトニッ
ク結晶として紫外光から赤外光まで全ての波長の光に対
応することができる。光通信に用いられる波長領域の光
では、102〜104nmの周期が好ましい。
According to the third aspect of the present invention, the optical fiber of the present invention has a shape of an optical fiber and is a photonic crystal composed of at least one of quartz glass, non-quartz glass and an organic substance. The strength is almost the same as that of quartz glass, and it can be easily joined with a normal quartz optical fiber, and can be easily used as an optical component for an optical communication system. Further, since the optical fiber is made of at least one of quartz glass, non-quartz glass, and organic matter, the volume change with respect to temperature change is small and stable. Further, as in claim 1, since the period of alternately arranging the quartz glass, the non-quartz glass and at least one of the organic substances is 10 to 10 5 nm, all of the photonic crystals from ultraviolet light to infrared light can be obtained. It is possible to correspond to the light of the wavelength. For light in the wavelength range used for optical communication, a period of 10 2 to 10 4 nm is preferable.

【0018】次に、請求項4の発明は、請求項3におい
て、上記機能性光路は、ファイバ横断面において直交す
る2方向に相異なる周期で配置されているものとする。
Next, the invention of claim 4 is based on claim 3, wherein the functional optical paths are arranged at different periods in two directions orthogonal to each other in the cross section of the fiber.

【0019】請求項4の発明の構成であれば、ファイバ
横断面において複屈折が生じるので、偏波保存ファイバ
となる。即ち、請求項4の発明の光ファイバは、請求項
3の効果に偏波保存が加わった光ファイバとなる。
According to the structure of the invention of claim 4, birefringence occurs in the cross section of the fiber, so that the fiber is a polarization maintaining fiber. That is, the optical fiber of the invention of claim 4 is an optical fiber in which polarization preservation is added to the effect of claim 3.

【0020】次に、請求項5の発明は、請求項3におい
て、上記機能性光路は、構成材料の相異なる複数種類が
存在していて、ファイバ横断面において直交する2方向
で屈折率の分布が相異なるように配置されているものと
する。
Next, in the invention of claim 5, in claim 3, the functional optical path has a plurality of kinds of different constituent materials, and the distribution of the refractive index in two directions orthogonal to each other in the cross section of the fiber. Are arranged so that they are different from each other.

【0021】請求項5の発明の構成であれば、ファイバ
横断面において複屈折が生じるので、偏波保存ファイバ
となる。即ち、請求項5の発明の光ファイバは、請求項
3の効果に偏波保存が加わった光ファイバとなる。な
お、屈折率は、誘電率の光学的側面を表している指数で
ある。
With the structure of the fifth aspect of the present invention, birefringence occurs in the cross section of the fiber, so that the fiber is a polarization maintaining fiber. That is, the optical fiber of the invention of claim 5 is an optical fiber in which polarization preservation is added to the effect of claim 3. The refractive index is an index representing the optical aspect of the dielectric constant.

【0022】ここで、構成材料が異なる複数種類の上記
機能性光路が、上記光ファイバ横断面において屈折率の
分布が直交する2方向において異なるように配置されて
いるというのは、構成材料が異なることにより屈折率が
異なっている複数種類の機能性光路が、光ファイバ横断
面における直交する2方向において各機能性光路毎に分
布が異なるように配置されているために、結果として、
該直交する2方向で屈折率の分布が異なっていることで
ある。換言すると、光ファイバ横断面において屈折率分
布が中心軸に関して非軸対称(90度回転時)となるよ
うに配置されていること、即ち、光ファイバを中心軸の
周りに90度回転させたときに、回転前の屈折率分布と
回転後の屈折率分布とが異なっているように配置されて
いることである。
Here, a plurality of kinds of functional optical paths having different constituent materials are arranged so as to be different in two directions in which the refractive index distribution is orthogonal in the cross section of the optical fiber, that is, the constituent materials are different. As a result, a plurality of types of functional optical paths having different refractive indices are arranged so that the distributions are different for each functional optical path in two directions orthogonal to each other in the optical fiber cross section.
That is, the refractive index distributions are different in the two orthogonal directions. In other words, in the cross section of the optical fiber, the refractive index distribution is arranged so as to be non-axisymmetric (when rotated by 90 degrees) with respect to the central axis, that is, when the optical fiber is rotated by 90 degrees around the central axis. In addition, the refractive index distribution before rotation is different from the refractive index distribution after rotation.

【0023】次に、請求項6の発明は、請求項3におい
て、上記機能性光路を構成する物質の組成が、ファイバ
長手方向に変化しているものとする。
Next, in the invention of claim 6, in claim 3, the composition of the substance constituting the functional optical path is changed in the longitudinal direction of the fiber.

【0024】請求項6の発明の構成であれば、請求項3
の効果に加えて、光が伝搬する方向において変調等の機
能を付与することができる。ここで、機能性光路を構成
する物質の組成がファイバ長手方向に変化しているとい
うのは、濃度が変化していたり組成物の組み合わせが変
化していたりすることである。
According to the configuration of the invention of claim 6, claim 3
In addition to the above effect, it is possible to add a function such as modulation in the direction in which light propagates. Here, the fact that the composition of the substance forming the functional optical path changes in the longitudinal direction of the fiber means that the concentration changes or the combination of compositions changes.

【0025】次に、請求項7の発明は、請求項3〜6の
いずれかにおいて、上記機能性光路は、ファイバ軸方向
に周期的な屈折率変化構造を有しているものとする。
Next, in the invention of claim 7, in any one of claims 3 to 6, the functional optical path has a periodic refractive index changing structure in the fiber axis direction.

【0026】請求項7の発明の構成であれば、機能性光
路がファイバ軸方向に周期的な屈折率変化構造を有して
いる、即ちファイバグレーティングであるので、請求項
3の効果に加えて、ファイバグレーティングとしての特
定波長反射或いは特定波長透過といった機能を有した光
ファイバとなる。ここで、非石英ガラス又は非線形光学
特性を有する有機物は、紫外線照射による屈折率変化の
程度が大きい、つまり高光誘起屈折率変化を有している
ので、容易にファイバグレーティングとすることができ
る。
According to the structure of the invention of claim 7, since the functional optical path has a periodic refractive index changing structure in the axial direction of the fiber, that is, a fiber grating, in addition to the effect of claim 3, The optical fiber has a function of reflecting a specific wavelength or transmitting a specific wavelength as a fiber grating. Here, since the non-quartz glass or the organic substance having nonlinear optical characteristics has a large degree of change in refractive index due to irradiation with ultraviolet rays, that is, has a high light-induced change in refractive index, it can be easily used as a fiber grating.

【0027】次に、請求項8の発明は、請求項3〜7の
いずれかにおいて、全周囲を覆い且つ上記機能性光路の
構成材料の融点以上の耐熱性を有する被覆層を備えてい
るものとする。
Next, the invention of claim 8 is the invention according to any one of claims 3 to 7, further comprising a coating layer which covers the entire circumference and has heat resistance equal to or higher than the melting point of the constituent material of the functional optical path. And

【0028】ここで、機能性光路の構成材料の融点以上
の耐熱性を有する被覆層とは、融点、熱分解温度又は熱
劣化温度が上記機能性光路の構成材料の融点以上である
被覆層のことであり、耐熱性を示す温度では被覆層が光
ファイバを保護し、外部の物や空気等との直接接触を遮
る。具体的には、ポリイミド、ポリアミドイミド、フッ
素樹脂及び芳香族ポリアミド等の耐熱性樹脂や、Alや
Cu等の金属を挙げることができる。
Here, the coating layer having heat resistance equal to or higher than the melting point of the constituent material of the functional optical path means a coating layer whose melting point, thermal decomposition temperature or thermal deterioration temperature is equal to or higher than the melting point of the constituent material of the functional optical path. That is, at the temperature at which the heat resistance is exhibited, the coating layer protects the optical fiber and blocks direct contact with external objects such as air. Specific examples thereof include heat resistant resins such as polyimide, polyamide imide, fluororesin and aromatic polyamide, and metals such as Al and Cu.

【0029】請求項8の発明の構成であれば、非石英ガ
ラス及び非線形光学特性を有する有機物のうち少なくと
も一方を高温で溶融させて、石英光ファイバの軸方向に
延びる細孔に導入して複合光ファイバを形成する際に
も、被覆層が溶融や分解等してしまうことがなく、非石
英ガラスや非線形光学特性を有する有機物を導入した後
も被覆層としての保護機能を果たすことができる。特
に、高温時の被覆機能を保持することで、石英ガラスの
湿熱劣化を防ぐことができる。
According to the structure of the invention of claim 8, at least one of the non-quartz glass and the organic substance having nonlinear optical characteristics is melted at a high temperature and introduced into the pores extending in the axial direction of the quartz optical fiber to form a composite. Even when the optical fiber is formed, the coating layer does not melt or decompose, and the protective function as the coating layer can be achieved even after the introduction of non-quartz glass or an organic substance having nonlinear optical characteristics. In particular, by maintaining the covering function at high temperature, it is possible to prevent the quartz glass from deteriorating under wet heat.

【0030】次に、請求項9の発明は、石英ガラスから
なる光ファイバ母材を、ファイバ軸方向に延びる多数の
細孔を形成しながら線引きする工程と、上記細孔に、溶
融状態である石英以外の物質を主成分とするガラス又は
非線形光学特性を有する有機物を、圧力差を用いて導入
する機能性光路形成工程とを備えたことを特徴とする光
ファイバの製造方法とする。
Next, a ninth aspect of the present invention is a step of drawing an optical fiber preform made of quartz glass while forming a large number of pores extending in the fiber axis direction, and a molten state in the pores. A method of manufacturing an optical fiber, comprising: a glass having a substance other than quartz as a main component or an organic substance having nonlinear optical characteristics, which is introduced by using a pressure difference.

【0031】ここで、線引きとは、光ファイバ母材を加
熱溶融し、延伸することで光ファイバ、又は光ファイバ
のコア部分が細孔である光ファイバ中間体を形成するこ
とである。
Here, the drawing means forming an optical fiber or an optical fiber intermediate body in which the core portion of the optical fiber is a pore by heating and melting the optical fiber preform and stretching it.

【0032】請求項9の発明の製造方法であれば、予め
ファイバ軸方向に延びる多数の細孔を有する石英からな
る光ファイバ中間体を形成しておいて、その細孔に吸引
及び加圧の少なくとも一方を用いた圧力差を利用する方
法で、溶融させた非石英ガラス又は非線形光学特性を有
する有機物を導入することで、請求項3〜8のうちいず
れかに係る光ファイバを容易に製造できる。さらに、光
ファイバのコア部分以外は予め形成しておくので、機能
性光路形成工程において、コアに導入する非石英ガラス
や非線形光学特性を有する有機物の種類を変えること
で、多種類の光ファイバを簡単に、低コストで、短時間
に製造することができる。ここで石英ガラスは融点が非
常に高いため、非石英ガラスや非線形光学特性を有する
有機物の融点では、石英ガラスは光ファイバ中間体の形
状を保持しており、非石英ガラスや非線形光学特性を有
する有機物の導入を容易に行うことができる。
According to the manufacturing method of the ninth aspect, an optical fiber intermediate body made of quartz having a large number of pores extending in the fiber axis direction is formed in advance, and suction and pressurization are applied to the pores. The optical fiber according to any one of claims 3 to 8 can be easily manufactured by introducing a fused non-quartz glass or an organic substance having nonlinear optical characteristics by a method utilizing a pressure difference using at least one of them. . Further, since the parts other than the core part of the optical fiber are formed in advance, various kinds of optical fibers can be prepared by changing the kind of non-quartz glass or organic material having nonlinear optical characteristics to be introduced into the core in the step of forming the functional optical path. It can be manufactured easily, at low cost, and in a short time. Since silica glass has a very high melting point, silica glass retains the shape of an optical fiber intermediate at the melting point of non-silica glass or an organic substance having non-linear optical characteristics, and has non-quartz glass or non-linear optical characteristics. It is possible to easily introduce an organic substance.

【0033】また、軸方向に延びる細孔を有する石英光
ファイバ中間体を形成する方法としては、例えば、光フ
ァイバ母材に軸方向の孔を開けた後線引きする方法や、
石英の棒材と管とを束ねて溶融密着により母材とし、そ
の後線引きする方法等が挙げられる。また、光ファイバ
中間体に溶融した非石英ガラスや非線形光学特性を有す
る有機物を導入するときには、光ファイバ中間体を非石
英ガラスや非線形光学特性を有する有機物の融点と略同
じ温度に保持しておくと、非石英ガラスや非線形光学特
性を有する有機物が途中で冷えて固まり、それ以上先の
方に導入されないといったことが生じないので好まし
い。
Further, as a method for forming a quartz optical fiber intermediate body having pores extending in the axial direction, for example, a method of forming an axial hole in an optical fiber preform and then drawing it,
Examples include a method in which a quartz rod and a tube are bundled, melted and adhered to form a base material, and then drawn. When the molten non-quartz glass or the organic substance having the nonlinear optical characteristic is introduced into the optical fiber intermediate, the optical fiber intermediate is kept at a temperature substantially the same as the melting point of the non-quartz glass or the organic substance having the nonlinear optical characteristic. It is preferable that the non-quartz glass and the organic substance having nonlinear optical characteristics are cooled and solidified on the way and are not introduced further into the future.

【0034】次に、請求項10の発明は、請求項9にお
いて、上記機能性光路形成工程は、上記多数の細孔のう
ち複数を選択的に封止して、残りの細孔に、溶融状態で
ある石英以外の物質を主成分とするガラス又は非線形光
学特性を有する有機物を、圧力差を用いて導入する工程
と、上記封止を解除して、該封止解除した細孔に、上記
導入したのとは異なる種類の溶融状態である石英以外の
物質を主成分とするガラス又は非線形光学特性を有する
有機物を、圧力差を用いて導入する工程とを有するもの
とする。
Next, in the invention of claim 10, in the step of forming the functional optical path according to claim 9, a plurality of the plurality of pores are selectively sealed and the remaining pores are melted. Glass having a substance other than quartz in a state of being a main component or an organic substance having nonlinear optical characteristics, a step of introducing by using a pressure difference, and releasing the sealing, to the unsealed pores, It is assumed that the method includes a step of introducing a glass having a substance other than quartz in a molten state different from that of the introduced substance as a main component or an organic substance having nonlinear optical characteristics by using a pressure difference.

【0035】請求項10の発明の製造方法であれば、構
成材料の異なる機能性光路を光ファイバの任意の位置に
容易に形成することができる。
According to the manufacturing method of the tenth aspect of the present invention, it is possible to easily form the functional optical paths having different constituent materials at arbitrary positions of the optical fiber.

【0036】[0036]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0037】−実施形態1− 図1は、実施形態1に係る光学素子100の斜視図であ
る。この光学素子100は、櫛歯状のベース部101
と、ベース部101の隙間を満たした充填部102とか
らなる。
First Embodiment FIG. 1 is a perspective view of an optical element 100 according to the first embodiment. The optical element 100 includes a comb-shaped base portion 101.
And a filling portion 102 that fills the gap of the base portion 101.

【0038】上記ベース部101は、一枚の石英ガラス
板の一つの面から垂直に複数の矩形の石英ガラス板が一
定間隔で平行に突き出していて、双方の石英ガラス板に
垂直な断面が櫛歯の形状となっている。上記平行な複数
の石英ガラス板は、10〜105nmの周期で配列され
ている。この周期は、本光学素子100に入射させる光
の波長の1/2乃至ほぼ同じ長さである。従って、紫外
光に適用するときには、10〜4×102nmの周期と
し、可視光に適用するときには、1.9×102〜8×
102nmの周期とし、赤外光に適用するときには、
3.8×102〜10 5nmの周期とすればよい。また、
平行に配列する石英ガラス板の厚みは特に限定されない
が、配列周期の1/4〜3/4であれば、光学素子10
0の製造が容易であり、フォトニック結晶としての機能
も十分発揮するので好ましい。
The base portion 101 is a piece of quartz glass.
A plurality of rectangular quartz glass plates are arranged vertically from one side of the plate.
It sticks out in parallel at regular intervals and is attached to both quartz glass plates.
The vertical cross section is comb-shaped. Parallel above
The quartz glass plate of 10 to 10Fivearranged with a period of nm
ing. This cycle is the same as the light incident on the optical element 100.
1/2 to almost the same length. Therefore, ultraviolet
10-4 × 10 when applied to light2nm period and
However, when applied to visible light, 1.9 × 102~ 8x
102nm period and when applied to infrared light,
3.8 x 102-10 FiveThe period may be nm. Also,
The thickness of the quartz glass plates arranged in parallel is not particularly limited
Is 1/4 to 3/4 of the array period, the optical element 10
0 is easy to manufacture and functions as a photonic crystal
Is also preferable because it sufficiently exhibits.

【0039】上記充填部102は、石英以外の物質を主
成分とするガラス及び非線形光学特性を有する有機物の
うち少なくとも一方からなっていればよいが、ここで
は、TeO2を主成分とするテルライトガラスからなっ
ている。
The filling portion 102 may be made of at least one of glass containing a substance other than quartz as a main component and an organic substance having nonlinear optical characteristics. Here, tellurite containing TeO 2 as a main component is used. It is made of glass.

【0040】次に、本実施形態の光学素子100の製造
方法について説明する。
Next, a method of manufacturing the optical element 100 of this embodiment will be described.

【0041】まず、石英ガラスでベース部101を形成
する。このベース部101は、石英ガラスをエッチング
等によって削り取ったりして形成してもよいし、石英ガ
ラスの板を接合して形成してもよい。石英ガラスと空気
層とが交互に周期的に配置されたベース部101を形成
したら、溶融させたテルライトガラスに、ベース部10
1の櫛歯形状が表れている面を上にして下部を浸漬させ
て、上面側を吸引して、テルライトガラスを吸い上げ
る。テルライトガラスがベース部101の空気層のほぼ
全域に導入されたら、ベース部101を溶融テルライト
ガラスから引き上げて、充填部102のテルライトガラ
スを固化させて、光学素子100ができあがる。
First, the base portion 101 is formed of quartz glass. The base portion 101 may be formed by scraping off quartz glass by etching or the like, or may be formed by joining quartz glass plates. After forming the base portion 101 in which quartz glass and air layers are alternately and periodically arranged, the base portion 10 is added to the molten tellurite glass.
The lower part is immersed with the surface showing the comb tooth shape of 1 facing upward, the upper surface side is sucked, and the tellurite glass is sucked up. When the tellurite glass is introduced into almost the entire air layer of the base portion 101, the base portion 101 is pulled up from the molten tellurite glass to solidify the tellurite glass in the filling portion 102, and the optical element 100 is completed.

【0042】このようにして出来上がった光学素子10
0は、石英ガラスとテルライトガラスとの周期的な交互
配置方向に光を入射させると、フォトニック結晶として
機能する。また、充填部102のテルライトガラスの広
帯域光増幅や高ラマンゲイン等の光学特性を利用するこ
ともできる。
The optical element 10 thus completed
0 functions as a photonic crystal when light is made incident in the periodic alternating arrangement direction of quartz glass and tellurite glass. Further, optical characteristics such as wide band light amplification and high Raman gain of the tellurite glass of the filling portion 102 can be used.

【0043】本実施形態の光学素子100は、構造が簡
単で全体がガラスで満たされているので強度が大きく、
取り扱いが容易である。そして、石英ガラスとテルライ
トガラスの周期構造により、フォトニック結晶の機能を
有しているとともに、テルライトガラスの種々の光学特
性も有している。本実施形態の製造方法では、予め石英
ガラスと空気層とを交互に周期的に配置したベース部1
01を形成しておくことにより、空気層に導入する非石
英ガラス或いは非線形光学特性を有する有機物の種類を
任意に選択することができる。そのため、石英ガラスと
の屈折率差も自由に選択できて、フォトニック結晶の性
質を制御できる。また、充填部102の物質が有してい
る光学特性も自由に選択できる。また、溶融したテルラ
イトガラスを吸引によりベース部101に導入するの
で、簡単に製造できる。
The optical element 100 of this embodiment has a simple structure and is entirely filled with glass, so that the strength is high.
Easy to handle. Further, due to the periodic structure of quartz glass and tellurite glass, it has the function of a photonic crystal and also has various optical characteristics of tellurite glass. In the manufacturing method according to the present embodiment, the base portion 1 in which quartz glass and air layers are alternately and periodically arranged in advance.
By forming 01, it is possible to arbitrarily select the type of non-quartz glass or an organic substance having nonlinear optical characteristics to be introduced into the air layer. Therefore, the difference in refractive index from the quartz glass can be freely selected, and the properties of the photonic crystal can be controlled. Further, the optical characteristics of the substance of the filling portion 102 can be freely selected. Further, since the molten tellurite glass is introduced into the base portion 101 by suction, it can be easily manufactured.

【0044】−実施形態2− 図2は、実施形態2に係る光ファイバ10の横断面の一
部を示した図である。この光ファイバ10の横断面は円
形をなしていて、石英ガラスからなるクラッド1の中に
多数の機能性光路2が周期的に配置されていて、クラッ
ド1の外側表面は、被覆層(不図示)により覆われてい
る。
-Embodiment 2- FIG. 2 is a diagram showing a part of a cross section of an optical fiber 10 according to a second embodiment. The optical fiber 10 has a circular cross section, and a large number of functional optical paths 2 are periodically arranged in a clad 1 made of quartz glass. The outer surface of the clad 1 is covered with a coating layer (not shown). ).

【0045】上記機能性光路2は、光ファイバ10の軸
方向に延びていて、光ファイバ10横断面において10
〜105nmの二次元周期構造となるように配置されて
いる。本実施形態での二次元周期構造は、最小単位が正
三角形である平面格子構造であって、隣り合う機能性光
路2の中心間の距離は、10〜105nmである。この
距離は、本光学素子100に入射させる光の波長の1/
2乃至ほぼ同じ長さである。従って、この距離は、紫外
光に適用するときには、10〜4×102nmとし、可
視光に適用するときには、1.9×102〜8×102
mとし、赤外光に適用するときには、3.8×102
105nmとすればよい。また、機能性光路2は、Te
2を主成分とするテルライトガラスからなっていて、
TeO2は50モル%以上含有されていることが好まし
く、その他の成分としては、BaO、Bi23、Na2
O、Li2O、ZnO、K2O等を挙げることができる。
本実施形態では、例えば、BaO(20モル%)−Zn
O(20モル%)−TeO2(60モル%)という組成
のテルライトガラスを用いることができる。また、上記
機能性光路2には光増幅機能を付与するために、Erが
添加されている。Er以外の希土類元素、例えばPrや
Nd等を添加してもよい。また、機能性光路2の径は、
特に限定されないが、隣り合う機能性光路2の中心間距
離の1/4〜3/4が好ましい。
The functional optical path 2 extends in the axial direction of the optical fiber 10 and is 10 in the cross section of the optical fiber 10.
It is arranged so as to have a two-dimensional periodic structure of -10 5 nm. The two-dimensional periodic structure in this embodiment is a planar lattice structure whose minimum unit is an equilateral triangle, and the distance between the centers of adjacent functional optical paths 2 is 10 to 10 5 nm. This distance is 1 / the wavelength of the light incident on the optical element 100.
2 to almost the same length. Therefore, this distance is 10 to 4 × 10 2 nm when applied to ultraviolet light, and 1.9 × 10 2 to 8 × 10 2 n when applied to visible light.
m, and when applied to infrared light, 3.8 × 10 2 ~
It may be 10 5 nm. Further, the functional optical path 2 is Te
It consists of tellurite glass with O 2 as the main component,
TeO 2 is preferably contained in an amount of 50 mol% or more, and other components include BaO, Bi 2 O 3 and Na 2
O, Li 2 O, it may be mentioned ZnO, K 2 O or the like.
In the present embodiment, for example, BaO (20 mol%)-Zn
Tellurite glass having a composition of O (20 mol%)-TeO 2 (60 mol%) can be used. Further, Er is added to the functional optical path 2 in order to impart a light amplification function. A rare earth element other than Er, such as Pr or Nd, may be added. The diameter of the functional optical path 2 is
Although not particularly limited, 1/4 to 3/4 of the distance between the centers of the adjacent functional optical paths 2 is preferable.

【0046】上記クラッド1を形成している石英ガラス
は、屈折率や他の特性を調整するために、GeやB等を
含有していてもよい。また、クラッド1径は特に限定さ
れないが、他の伝送用や光源用等の光ファイバと同じ径
であることが好ましい。
The quartz glass forming the clad 1 may contain Ge, B or the like in order to adjust the refractive index and other characteristics. Further, the diameter of the clad 1 is not particularly limited, but it is preferable that it is the same as that of other optical fibers for transmission and light sources.

【0047】上記被覆層は、融点が300℃を超える耐
熱性樹脂であるポリイミド樹脂からなり、被覆厚みは
0.01〜50μmであることが好ましい。
The coating layer is made of a polyimide resin which is a heat resistant resin having a melting point of over 300 ° C., and the coating thickness is preferably 0.01 to 50 μm.

【0048】次に、本実施形態の光ファイバ10の製造
方法について説明する。
Next, a method of manufacturing the optical fiber 10 of this embodiment will be described.

【0049】図3は、光ファイバ10の母材の断面図で
ある。この母材は、中心部に孔4を有する石英ガラス管
3を多数束ねて形成する。石英ガラス管3の径及び孔4
の径は、全ての石英ガラス管3において同じに設定され
ている。
FIG. 3 is a sectional view of the base material of the optical fiber 10. This base material is formed by bundling a large number of quartz glass tubes 3 having a hole 4 in the center. Diameter of quartz glass tube 3 and hole 4
The diameter of is set to be the same in all quartz glass tubes 3.

【0050】それから、上記母材を線引きする。即ち、
上記母材に対して、加熱溶融延伸をして、さらに被覆層
を設けて、図4に示すように、光ファイバ中間体12と
する。なお、このとき、石英ガラス管3同士は溶融して
接合し、境界が消滅して、光ファイバ中間体12全体に
は、ファイバ軸方向に延びる多数の細孔6が同時に形成
される。
Then, the base material is drawn. That is,
The base material is heated and melt-stretched, and a coating layer is further provided to form an optical fiber intermediate body 12 as shown in FIG. At this time, the quartz glass tubes 3 are melted and joined to each other, the boundary disappears, and a large number of pores 6 extending in the fiber axis direction are simultaneously formed in the entire optical fiber intermediate body 12.

【0051】次に、図2に示すように、機能性光路形成
工程において、光ファイバ中間体12の多数の細孔6に
溶融したテルライトガラスを導入し機能性光路2を形成
して、光ファイバ10が完成する。
Next, as shown in FIG. 2, in the step of forming the functional optical path, the molten tellurite glass is introduced into a large number of pores 6 of the optical fiber intermediate body 12 to form the functional optical path 2, and the optical path is formed. The fiber 10 is completed.

【0052】上記細孔6へのテルライトガラスの導入
は、図5に概略で示すような導入装置20を用いて行
う。この導入装置20は、恒温槽21と吸引装置22と
を備えていて、恒温槽21と吸引装置22とはチューブ
23により繋がれており、恒温槽21の中にはテルライ
トガラス25を溶融させるための溶融装置24が設置さ
れている。この導入装置20を用いた光ファイバ中間体
12へのテルライトガラス25の導入は、以下のように
行う。
The tellurite glass is introduced into the pores 6 by using an introduction device 20 as schematically shown in FIG. The introduction device 20 includes a constant temperature bath 21 and a suction device 22, and the constant temperature bath 21 and the suction device 22 are connected by a tube 23. The tellurite glass 25 is melted in the constant temperature bath 21. A melting device 24 is installed. The tellurite glass 25 is introduced into the optical fiber intermediate body 12 by using the introducing device 20 as follows.

【0053】まず、図4に示す多数の細孔6が形成され
た光ファイバ中間体12を恒温槽21の中に入れる。こ
の光ファイバ中間体12の一方の端を溶融したテルライ
トガラス25の中に挿入し、もう一方の端を恒温槽21
の壁に設けられた吸引口26に挿入する。吸引口26
は、チューブ23を介して吸引装置22に繋がってい
る。
First, the optical fiber intermediate body 12 having a large number of pores 6 shown in FIG. 4 is placed in the constant temperature bath 21. One end of the optical fiber intermediate body 12 is inserted into the molten tellurite glass 25, and the other end is inserted into the constant temperature bath 21.
It is inserted into the suction port 26 provided on the wall of the. Suction port 26
Is connected to the suction device 22 via a tube 23.

【0054】このように光ファイバ中間体12をセット
したら、恒温槽21内の温度をテルライトガラス25の
融点とほぼ同じ温度にし、吸引装置22を作動させてテ
ルライトガラス25を光ファイバ中間体12の細孔6内
に吸い込む。周囲の温度がテルライトガラス25の融点
とほぼ同じに保持されているため、テルライトガラス2
5は細孔6内で固化することなく、吸い込まれていく。
所定のところまで吸い込み終わったら、恒温槽21内の
温度を下げて、光ファイバ10内に導入したテルライト
ガラス25を固化させてから吸引装置22の作動を停止
させる。そして、光ファイバ10の両端を溶融したテル
ライトガラス25と吸引口26とからそれぞれ取り出
し、光ファイバ10自体を恒温槽21から取り出して、
導入の工程は終了する。この工程中、耐熱性の被覆層が
クラッド1の周囲全てを覆っているので、このテルライ
トガラス25導入中及び導入後も被覆の役割を果たす。
従って、クラッド1表面が直接空気に触れて劣化したり
装置内で衝突して傷ついたりすることは起こらない。
After the optical fiber intermediate body 12 is set in this way, the temperature in the constant temperature bath 21 is made substantially the same as the melting point of the tellurite glass 25, and the suction device 22 is operated to move the tellurite glass 25 to the optical fiber intermediate body. 12 is sucked into the pores 6. Since the ambient temperature is kept almost the same as the melting point of the tellurite glass 25, the tellurite glass 2
5 is sucked in the pores 6 without solidifying.
When the suction is completed up to a predetermined point, the temperature in the constant temperature bath 21 is lowered to solidify the tellurite glass 25 introduced into the optical fiber 10 and then the operation of the suction device 22 is stopped. Then, both ends of the optical fiber 10 are taken out from the molten tellurite glass 25 and the suction port 26, respectively, and the optical fiber 10 itself is taken out from the constant temperature bath 21,
The introduction process ends. During this process, the heat-resistant coating layer covers the entire periphery of the clad 1, and therefore plays a role of coating during and after the introduction of the tellurite glass 25.
Therefore, the surface of the clad 1 is not directly contacted with air to be deteriorated or collided in the apparatus to be damaged.

【0055】本実施形態の光ファイバ10では、信号光
がテルライトガラスからなる複数本の機能性光路2とそ
の周囲の石英からなるクラッド1とを通るので、光ファ
イバ10の分散は、石英ガラスとテルライトガラスの各
分散の合成されたものとなる。つまり、この光ファイバ
10は、分散制御素子としての機能を有する。もちろ
ん、フォトニック結晶の機能や、テルライトガラス特有
の光学特性も有する。
In the optical fiber 10 of the present embodiment, the signal light passes through the plurality of functional optical paths 2 made of tellurite glass and the surrounding cladding 1 made of quartz. Therefore, the dispersion of the optical fiber 10 is made of quartz glass. And each dispersion of tellurite glass will be synthesized. That is, the optical fiber 10 has a function as a dispersion control element. Of course, it also has a function of a photonic crystal and optical characteristics peculiar to tellurite glass.

【0056】これまで説明したように、本実施形態の光
ファイバ10は、機能性光路2がテルライトガラスから
なり、クラッド1が石英ガラスからなるので、フォトニ
ック結晶の機能と広帯域光増幅等の光変換機能を有し且
つファイバ強度は石英ガラスファイバと同等となる。ま
た、温度変化に対しても安定である。伝送用の石英系光
ファイバとの接続も、クラッド同士の溶着により強固に
行うことができる。また、被覆層に耐熱性樹脂であるポ
リイミドを用いているので、製造工程での高温にも被覆
層が耐えることができ、光ファイバ10の湿熱劣化を防
いでファイバ破断を防止する。
As described above, in the optical fiber 10 of this embodiment, since the functional optical path 2 is made of tellurite glass and the clad 1 is made of silica glass, the function of the photonic crystal and the broadband optical amplification and the like can be obtained. It has a light conversion function and has the same fiber strength as silica glass fiber. It is also stable against temperature changes. The connection with the silica-based optical fiber for transmission can be made firmly by welding the clads together. Further, since polyimide, which is a heat-resistant resin, is used for the coating layer, the coating layer can withstand the high temperature in the manufacturing process, prevent the optical fiber 10 from deteriorating under heat and humidity, and prevent fiber breakage.

【0057】この光ファイバ10の製造においては、予
め光ファイバ10に形成しておいた軸方向に延びる細孔
6に、溶融したテルライトガラス25を吸引により導入
しているので、製造が容易であり、細孔6を備えた光フ
ァイバ10を予め形成しておけば、機能性光路2部分の
テルライトガラスの組成や添加物等は任意に変更できる
ため、多種類の光ファイバ10を簡単に、低コストかつ
短時間で製造できる。
In the manufacture of this optical fiber 10, the molten tellurite glass 25 is introduced by suction into the axially extending pores 6 formed in the optical fiber 10 in advance, so that the manufacturing is easy. If the optical fiber 10 having the pores 6 is formed in advance, the composition and additives of the tellurite glass in the functional optical path 2 portion can be arbitrarily changed, so that many kinds of optical fibers 10 can be easily manufactured. It can be manufactured at low cost and in a short time.

【0058】−実施形態3− 図6は、実施形態3に係る光ファイバ10の横断面の一
部を示した図である。本実施形態は、二次元周期構造の
平面格子の最小単位が正方形のものである。実施形態2
とは、平面格子構造が異なるだけで、素材や製造方法、
機能等は同じである。フォトニック結晶の機能が発揮さ
れる光の波長は、この平面格子構造とその周期とにより
決まる。
-Embodiment 3- FIG. 6 is a view showing a part of a cross section of the optical fiber 10 according to the third embodiment. In this embodiment, the minimum unit of the plane lattice of the two-dimensional periodic structure is a square. Embodiment 2
Is different only in the plane lattice structure, the material and manufacturing method,
Functions and the like are the same. The wavelength of light at which the function of the photonic crystal is exerted is determined by this plane lattice structure and its period.

【0059】−実施形態4− 図7は、実施形態4に係る光ファイバ10の横断面の一
部を示した図である。本実施形態は、二次元周期構造の
平面格子の最小単位が長方形のものである。即ち、機能
性光路2は、光ファイバ10横断面において直交する2
方向に相異なる周期で配置されている。実施形態2と
は、平面格子構造が異なるだけで、素材や製造方法等は
同じである。また、実施形態2の機能に加えて、偏波保
存の機能を有している。フォトニック結晶の機能が発揮
される光の波長は、この平面格子構造とその周期とによ
り決まるが、周期が方向によって異なるので、本実施形
態の光ファイバ10は二つの波長の偏波光に関してフォ
トニック結晶として働く。
-Embodiment 4- FIG. 7 is a view showing a part of a cross section of an optical fiber 10 according to Embodiment 4. As shown in FIG. In the present embodiment, the minimum unit of the plane lattice having the two-dimensional periodic structure is rectangular. That is, the functional optical path 2 is perpendicular to the cross section of the optical fiber 10.
They are arranged in different directions with different periods. The second embodiment is different from the second embodiment only in the plane lattice structure, and the material and manufacturing method are the same. In addition to the function of the second embodiment, it has a polarization conservation function. The wavelength of the light that exhibits the function of the photonic crystal is determined by this plane lattice structure and its period. However, since the period differs depending on the direction, the optical fiber 10 of the present embodiment uses the photonic light for polarized light of two wavelengths. Work as a crystal.

【0060】−実施形態5− 図8は、実施形態5に係る光ファイバ10の横断面の一
部を示した図である。本実施形態は、二次元周期構造が
実施形態3と同じであるが、特定の直線上に並ぶ機能性
光路2aに、他の機能性光路2に充填されている材料と
は屈折率が相異なる材料が充填されている。そのため、
光ファイバ10横断面において直交する2方向において
屈折率の分布が相異なる配置になっており、偏波保存の
機能を有していいる。また、機能性光路2,2aに二種
類の材料を充填しているので、これらの材料が有してい
る各光学特性を本光ファイバ10は有している。
-Fifth Embodiment FIG. 8 is a view showing a part of a cross section of the optical fiber 10 according to the fifth embodiment. In this embodiment, the two-dimensional periodic structure is the same as that of the third embodiment, but the functional optical paths 2a arranged on a specific straight line have a different refractive index from the material with which the other functional optical paths 2 are filled. The material is filled. for that reason,
The refractive index distributions are arranged differently in two directions orthogonal to each other in the cross section of the optical fiber 10 and have a polarization preserving function. Further, since the functional optical paths 2 and 2a are filled with two kinds of materials, the optical fiber 10 has each optical characteristic that these materials have.

【0061】本実施形態の光ファイバ10の製造方法
は、軸方向に延びる多数の細孔6を有する光ファイバ中
間体12を形成するところまでは、実施形態2と同じで
ある。次に、特定の直線上に並ぶ細孔6を封止して、残
りの細孔6に第一のテルライトガラスを図5に示す装置
で導入する。細孔6の封止は、テルライトガラスに挿入
する端部側に行ってもよいし、その反対側の端部に行っ
てもよい。また、両端部を封止してもよい。第一のテル
ライトガラス導入後、封止を解除して第一のテルライト
ガラスとは組成が異なり屈折率が異なっている第二のテ
ルライトガラスを封止しておいた細孔6に導入して、本
実施形態の光ファイバ10が出来上がる。この製造過程
において、第一のテルライトガラスの方が第二のテルラ
イトガラスよりも融点が高い方が好ましい。
The method of manufacturing the optical fiber 10 of the present embodiment is the same as that of the second embodiment up to the point of forming the optical fiber intermediate body 12 having a large number of pores 6 extending in the axial direction. Next, the pores 6 arranged on a specific straight line are sealed, and the first tellurite glass is introduced into the remaining pores 6 by the device shown in FIG. The sealing of the pores 6 may be performed on the end portion side to be inserted into the tellurite glass or on the opposite end portion. Also, both ends may be sealed. After introducing the first tellurite glass, the sealing is released and the second tellurite glass having a different composition and a different refractive index from the first tellurite glass is introduced into the sealed pores 6. Then, the optical fiber 10 of this embodiment is completed. In this manufacturing process, it is preferable that the first tellurite glass has a higher melting point than the second tellurite glass.

【0062】−実施形態6− 図9は、実施形態6に係る光ファイバ10の横断面の一
部を示した図である。この光ファイバ10は、径の異な
る四種類の機能性光路31〜34を有している。また、
二次元周期構造は実施形態2と同じである。光ファイバ
10横断面の中心部に、最大径の機能性光路31が一本
配置され、その周囲に二番目に大径の六本の機能性光路
32が配置され、さらにその周囲に三番目に大径の十二
本の機能性光路33が配置され、残りは最小径の機能性
光路34が配置されている。
-Sixth Embodiment- FIG. 9 is a view showing a part of a cross section of an optical fiber 10 according to a sixth embodiment. The optical fiber 10 has four types of functional optical paths 31 to 34 having different diameters. Also,
The two-dimensional periodic structure is the same as in the second embodiment. In the center of the cross section of the optical fiber 10, one functional optical path 31 having the largest diameter is arranged, six functional optical paths 32 having the second largest diameter are arranged around it, and the third functional optical path 32 is further arranged around it. Twelve large-diameter functional optical paths 33 are arranged, and the remaining small-diameter functional optical paths 34 are arranged.

【0063】本実施形態の光ファイバ10は、フォトニ
ック結晶として機能する光の波長帯域が実施形態2に比
較して広い。その他の機能や製造方法等は、実施形態2
と同じである。
The optical fiber 10 of this embodiment has a wider wavelength band of light that functions as a photonic crystal than that of the second embodiment. Other functions, manufacturing methods, etc. are the same as those in the second embodiment.
Is the same as.

【0064】−実施形態7− 図10は、実施形態7に係る光ファイバ10の縦断面の
一部を模式的に示した図である。本実施形態は、実施形
態2の光ファイバ10の機能性光路2にファイバ軸方向
の周期的な屈折率変化構造、即ち屈折率の高い部分36
と低い部分35とを交互に周期的に配列した構造を付与
した光ファイバ10である。つまり、実施形態2の光フ
ァイバ10をファイバグレーティングとしたものであ
る。従って、本実施形態の光ファイバ10では、実施形
態2の光ファイバ10の機能にファイバグレーティング
の機能が加わっている。ファイバグレーティングの周期
は、入射させる光の波長と同程度でもよいし、その波長
より二桁程度長いものでもよい。製造方法は、実施形態
2の光ファイバ10を作製した後で、グレーティングパ
ターンのマスクを通して紫外線をファイバ軸方向に対し
て垂直に光ファイバ10に照射して、グレーティングを
作製すればよい。テルライトガラスは、水素処理等を行
わなくても紫外線照射のみによる屈折率変化の度合いが
大きく、ファイバグレーティングを容易に作製できる。
-Seventh Embodiment- FIG. 10 is a diagram schematically showing a part of a vertical cross section of an optical fiber 10 according to a seventh embodiment. In this embodiment, in the functional optical path 2 of the optical fiber 10 of the second embodiment, a periodic refractive index changing structure in the fiber axis direction, that is, a portion 36 having a high refractive index is provided.
The optical fiber 10 is provided with a structure in which the lower portions 35 and the lower portions 35 are alternately and periodically arranged. That is, the optical fiber 10 of the second embodiment is a fiber grating. Therefore, in the optical fiber 10 of this embodiment, the function of the fiber grating is added to the function of the optical fiber 10 of the second embodiment. The period of the fiber grating may be about the same as the wavelength of the incident light, or may be about two orders of magnitude longer than the wavelength. As a manufacturing method, after manufacturing the optical fiber 10 of the second embodiment, ultraviolet rays may be applied to the optical fiber 10 perpendicularly to the fiber axis direction through a mask having a grating pattern to manufacture the grating. Tellurite glass has a large degree of change in the refractive index only by irradiation with ultraviolet rays without being subjected to hydrogen treatment or the like, and a fiber grating can be easily manufactured.

【0065】以上の実施形態は例であって、本発明はこ
れらの例に限定されない。充填部102あるいは機能性
光路2を構成する材料は、テルライトガラス以外の非石
英ガラスであっても構わない。また、この材料がDAS
T等の非線形光学特性を有する有機物であっても構わな
い。実施形態1において、充填部102全てを一種類の
材料で満たしてもよいし、二種類以上の材料で充填して
もよい。また、材料中のある物質の濃度が徐々に変化し
ていてもよい。実施形態2において、細孔6に溶融した
テルライトガラス25を導入するときに、溶融装置24
の中にErを加えていって、機能性光路2の中のEr濃
度がファイバ長手方向で変化するようにしてもよい。ま
た、ファイバ長手方向で局所的に機能性光路2の材料組
成が変化するようにしてもよく、このようにすると、光
の波長によって速度が変わる群速度可変な光ファイバ1
0となる。細孔6形状は円柱でなくてもよく、多角柱や
楕円柱などでも構わない。
The above embodiments are examples, and the present invention is not limited to these examples. The material forming the filling section 102 or the functional optical path 2 may be non-quartz glass other than tellurite glass. Also, this material is DAS
An organic substance having nonlinear optical characteristics such as T may be used. In the first embodiment, all the filling portions 102 may be filled with one kind of material, or may be filled with two or more kinds of materials. Further, the concentration of a certain substance in the material may be gradually changed. In the second embodiment, when the molten tellurite glass 25 is introduced into the pores 6, the melting device 24
Er may be added to the inside so that the Er concentration in the functional optical path 2 changes in the longitudinal direction of the fiber. Further, the material composition of the functional optical path 2 may be locally changed in the longitudinal direction of the fiber. In this case, the group velocity variable optical fiber 1 whose velocity changes depending on the wavelength of light.
It becomes 0. The shape of the pores 6 need not be a cylinder, but may be a polygonal column or an elliptic column.

【0066】実施形態2の製造方法において、細孔6を
形成する方法は、石英ガラスの円柱母材に軸方向に多数
の孔を開けて線引きする方法でも構わない。また、被覆
層は、線引きの際に光ファイバ中間体12を溶融金属
(例えばAl)に浸漬させることによる金属の被覆とし
てもよい。また、細孔6への非石英ガラス又は非線形光
学特性を有する有機物の導入方法は恒温槽21内の加圧
による方法でもよいし、恒温槽21内の加圧と吸引装置
22による吸引との組み合わせでもよい。
In the manufacturing method of the second embodiment, the method of forming the pores 6 may be a method of forming a large number of holes in the axial direction in the cylindrical preform of quartz glass and drawing the wire. Further, the coating layer may be a metal coating obtained by immersing the optical fiber intermediate body 12 in a molten metal (for example, Al) during drawing. Further, the method of introducing the non-quartz glass or the organic substance having nonlinear optical characteristics into the pores 6 may be a method of applying pressure in the thermostat 21, or a combination of pressurization in the thermostat 21 and suction by the suction device 22. But it's okay.

【0067】実施形態2〜7において二次元周期構造
は、最小格子単位が平行四辺形等であっても構わない
し、局所的あるいは特定方向に異なる周期や欠陥を有し
ていても構わない。実施形態5において、異なる屈折率
を有する3種類以上の機能性光路2を光ファイバ10が
有していても構わないし、それらの分布も特に限定され
ない。
In Embodiments 2 to 7, the minimum lattice unit of the two-dimensional periodic structure may be a parallelogram or the like, and may have different periods or defects locally or in a specific direction. In the fifth embodiment, the optical fiber 10 may have three or more types of functional optical paths 2 having different refractive indexes, and their distribution is not particularly limited.

【0068】[0068]

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に述べる効果を奏する。
The present invention is carried out in the form as described above, and has the following effects.

【0069】石英ガラスと、非石英ガラス及び非線形光
学特性を有する有機物のうち少なくとも一方とを交互に
10〜105nmの周期で配置している光学素子である
ので、フォトニック結晶を構成し、その光学特性を非石
英ガラス又は有機物の誘電率によって変更できる。ま
た、非石英ガラスや有機物の有する広帯域光増幅や高ラ
マンゲイン等の種々の光学機能も発揮することができ
る。
Since the quartz glass and at least one of the non-quartz glass and the organic material having the non-linear optical characteristic are alternately arranged at a period of 10 to 10 5 nm, a photonic crystal is formed, Its optical properties can be modified by the dielectric constant of non-quartz glass or organics. Further, various optical functions such as wide band optical amplification and high Raman gain possessed by non-quartz glass and organic substances can be exhibited.

【0070】石英ガラスと空気層とを10〜105nm
の周期で交互に配置して、その空気層に非石英ガラス及
び非線形光学特性を有する有機物のうち少なくとも一方
を導入して光学素子を製造するので、光学素子を簡単に
製造できるともに、後から導入する非石英系ガラスや有
機物を自由に選択できて多種類の光学素子を短時間で且
つ低コストで製造できる。
Quartz glass and air layer are 10 to 10 5 nm
Since the optical elements are manufactured by alternately arranging them in a cycle of, and introducing at least one of non-quartz glass and an organic substance having nonlinear optical characteristics into the air layer, the optical elements can be easily manufactured, and they are introduced later. It is possible to freely select the non-quartz glass or organic substance to be used, and it is possible to manufacture various kinds of optical elements in a short time and at low cost.

【0071】主として石英ガラスからなる光ファイバ
が、ファイバ軸方向に延びる非石英ガラス及び非線形光
学特性を有する有機物からなる多数の機能性光路を有し
ていて、該機能性光路が光ファイバ横断面において10
〜105nmの二次元周期構造を有しているので、該光
ファイバは石英ガラスファイバと同程度の強度を有する
フォトニック結晶として機能し、非石英ガラスや有機物
の有する広帯域光増幅や高ラマンゲイン等の種々の光学
機能も発揮することができる。また、通常の石英光ファ
イバとの接合も容易に行うことができ、さらに温度変化
に対しても体積の変化割合が小さくて安定している。
An optical fiber mainly made of silica glass has a large number of functional optical paths extending in the axial direction of the fiber and made of non-silica glass and an organic material having nonlinear optical characteristics. 10
Since it has a two-dimensional periodic structure of -10 5 nm, the optical fiber functions as a photonic crystal having the same strength as that of the silica glass fiber, and the broadband optical amplification and high Raman gain of non-silica glass and organic substances. It is also possible to exert various optical functions such as. Further, it can be easily joined to a normal quartz optical fiber, and the rate of change in volume is small and stable with respect to temperature changes.

【0072】上記光ファイバの機能性光路をファイバ横
断面の直交する2方向で異なる周期で配置したり、異な
る材料の機能性光路を屈折率分布が該直交する2方向で
異なるように配置しているので、偏波保存光ファイバと
しても機能する。
The functional optical paths of the optical fiber are arranged at different periods in two directions orthogonal to each other in the cross section of the fiber, or the functional optical paths of different materials are arranged so that the refractive index distributions are different in the two directions orthogonal to each other. Therefore, it also functions as a polarization maintaining optical fiber.

【0073】ファイバ軸方向に延びる多数の細孔の中
に、溶融した非石英ガラス又は非線形光学特性を有する
有機物を圧力差を利用して導入するので、光ファイバの
製造が容易に行えるのとともに、予め多数の細孔を有す
る光ファイバ中間体を製造しておけば、材料組成が異な
る機能性光路を有する多種類の光ファイバを低コストで
短時間に製造できる。
Molten non-quartz glass or an organic substance having nonlinear optical characteristics is introduced into a large number of pores extending in the axial direction of the fiber by utilizing a pressure difference, so that an optical fiber can be easily manufactured and If an optical fiber intermediate having a large number of pores is manufactured in advance, various types of optical fibers having functional optical paths having different material compositions can be manufactured at low cost in a short time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施形態1に係る光学素子の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of an optical element according to a first embodiment.

【図2】実施形態2に係る光ファイバの横断面の一部を
示した断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a part of a cross section of an optical fiber according to a second embodiment.

【図3】実施形態2に係る光ファイバ母材の横断面の一
部を示した断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a part of a cross section of an optical fiber preform according to a second embodiment.

【図4】実施形態2に係る光ファイバ中間体の横断面の
一部を示した断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a part of a cross section of an optical fiber intermediate body according to a second embodiment.

【図5】テルライトガラスの導入装置の概略図である。FIG. 5 is a schematic view of a device for introducing tellurite glass.

【図6】実施形態3に係る光ファイバの横断面の一部を
示した断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a part of a cross section of an optical fiber according to a third embodiment.

【図7】実施形態4に係る光ファイバの横断面の一部を
示した断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a part of a cross section of an optical fiber according to a fourth embodiment.

【図8】実施形態5に係る光ファイバの横断面の一部を
示した断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a part of a cross section of an optical fiber according to a fifth embodiment.

【図9】実施形態6に係る光ファイバの横断面の一部を
示した断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a part of a cross section of an optical fiber according to a sixth embodiment.

【図10】実施形態7に係る光ファイバの縦断面の一部
を示した断面図である。
FIG. 10 is a sectional view showing a part of a vertical section of an optical fiber according to a seventh embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2,2a 機能性光路 6 細孔 10 光ファイバ 31〜34 機能性光路 100 光学素子 2,2a Functional optical path 6 pores 10 optical fibers 31-34 Functional optical path 100 optical elements

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 哲也 兵庫県伊丹市池尻4丁目3番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 山取 真也 兵庫県伊丹市池尻4丁目3番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 小松 高行 新潟県長岡市南七日町16−9 (72)発明者 藤原 巧 新潟県長岡市青葉台2−7−7 (72)発明者 紅野 安彦 新潟県長岡市南七日町20−4 Fターム(参考) 2H047 KA02 PA01 2H049 AA03 AA33 AA37 AA44 AA45 AA59 AA62 2H050 AA01 AB03 AC01 4G021 HA01 HA05 LA02    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Tetsuya Yamamoto             4-3 Ikejiri, Itami City, Hyogo Prefecture Mitsubishi Electric Cable             Industrial Co., Ltd. Itami Works (72) Inventor Shinya Yamatori             4-3 Ikejiri, Itami City, Hyogo Prefecture Mitsubishi Electric Cable             Industrial Co., Ltd. Itami Works (72) Inventor Takayuki Komatsu             16-9 Minaminanakamachi, Nagaoka City, Niigata Prefecture (72) Inventor Takumi Fujiwara             2-7-7 Aobadai, Nagaoka City, Niigata Prefecture (72) Inventor Yasuhiko Kono             20-4 Minaminanakamachi, Nagaoka City, Niigata Prefecture F-term (reference) 2H047 KA02 PA01                 2H049 AA03 AA33 AA37 AA44 AA45                       AA59 AA62                 2H050 AA01 AB03 AC01                 4G021 HA01 HA05 LA02

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも一つの方向に、石英ガラス
と、石英以外の物質を主成分とするガラス及び非線形光
学特性を有する有機物のうち少なくとも一方とが10〜
105nmの周期で交互に配置されていることを特徴と
する光学素子。
1. In at least one direction, quartz glass and at least one of glass containing a substance other than quartz as a main component and an organic substance having nonlinear optical characteristics are 10 to 10.
An optical element characterized by being arranged alternately at a cycle of 10 5 nm.
【請求項2】 少なくとも一つの方向に、石英ガラスと
空気層とを10〜105nmの周期で交互に配置する工
程と、 上記空気層に石英以外の物質を主成分とするガラス及び
非線形光学特性を有する有機物のうち少なくとも一方を
導入する工程とを備えていることを特徴とする光学素子
の製造方法。
2. A step of alternately arranging silica glass and an air layer in at least one direction at a period of 10 to 10 5 nm, and glass and a non-linear optics containing a substance other than quartz as a main component in the air layer. And a step of introducing at least one of organic substances having characteristics.
【請求項3】 主たる構成材料が石英ガラスである光フ
ァイバであって、 内部に、ファイバ軸方向に延び且つ石英以外の物質を主
成分とするガラス及び非線形光学特性を有する有機物の
少なくとも一方からなる多数の機能性光路を備え、 上記機能性光路は、ファイバ横断面において10〜10
5nmの二次元周期構造となるように配置されているこ
とを特徴とする光ファイバ。
3. An optical fiber whose main constituent material is silica glass, which is internally composed of at least one of glass extending in the fiber axis direction and containing a substance other than silica as a main component and an organic substance having nonlinear optical characteristics. It is provided with a large number of functional optical paths, and the functional optical paths are 10 to 10 in a fiber cross section.
An optical fiber, which is arranged so as to have a two-dimensional periodic structure of 5 nm.
【請求項4】 請求項3において、 上記機能性光路は、ファイバ横断面において直交する2
方向に相異なる周期で配置されていることを特徴とする
光ファイバ。
4. The functional optical path according to claim 3, wherein the functional optical paths are orthogonal to each other in a cross section of the fiber.
An optical fiber characterized by being arranged in different directions with different periods.
【請求項5】 請求項3において、 上記機能性光路は、構成材料の相異なる複数種類が存在
していて、ファイバ横断面において直交する2方向で屈
折率の分布が相異なるように配置されていることを特徴
とする光ファイバ。
5. The functional optical path according to claim 3, wherein a plurality of types of constituent materials different from each other are present, and the functional optical paths are arranged so that refractive index distributions are different in two directions orthogonal to each other in a fiber cross section. An optical fiber characterized in that
【請求項6】 請求項3において、 上記機能性光路を構成する物質の組成が、ファイバ長手
方向に変化していることを特徴とする光ファイバ。
6. The optical fiber according to claim 3, wherein the composition of the substance forming the functional optical path changes in the longitudinal direction of the fiber.
【請求項7】 請求項3〜6のいずれかにおいて、 上記機能性光路は、ファイバ軸方向に周期的な屈折率変
化構造を有していることを特徴とする光ファイバ。
7. The optical fiber according to claim 3, wherein the functional optical path has a refractive index changing structure that is periodic in the fiber axis direction.
【請求項8】 請求項3〜7のいずれかにおいて、 全周囲を覆い且つ上記機能性光路の構成材料の融点以上
の耐熱性を有する被覆層を備えていることを特徴とする
光ファイバ。
8. The optical fiber according to claim 3, further comprising a coating layer that covers the entire circumference and has heat resistance equal to or higher than the melting point of the constituent material of the functional optical path.
【請求項9】 石英ガラスからなる光ファイバ母材を、
ファイバ軸方向に延びる多数の細孔を形成しながら線引
きする工程と、 上記細孔に、溶融状態である石英以外の物質を主成分と
するガラス又は非線形光学特性を有する有機物を、圧力
差を用いて導入する機能性光路形成工程とを備えたこと
を特徴とする光ファイバの製造方法。
9. An optical fiber preform made of quartz glass,
A step of drawing while forming a large number of fine pores extending in the fiber axis direction, and glass having a substance other than quartz in a molten state as a main component or an organic substance having nonlinear optical characteristics is used for the fine pores by using a pressure difference. And a step of forming a functional optical path to be introduced as a method of manufacturing an optical fiber.
【請求項10】 請求項9において、 上記機能性光路形成工程は、 上記多数の細孔のうち複数を選択的に封止して、残りの
細孔に、溶融状態である石英以外の物質を主成分とする
ガラス又は非線形光学特性を有する有機物を、圧力差を
用いて導入する工程と、 上記封止を解除して、該封止解除した細孔に、上記導入
したのとは異なる種類の溶融状態である石英以外の物質
を主成分とするガラス又は非線形光学特性を有する有機
物を、圧力差を用いて導入する工程とを有することを特
徴とする光ファイバの製造方法。
10. The functional optical path forming step according to claim 9, wherein a plurality of the plurality of pores are selectively sealed and the remaining pores are filled with a substance other than fused quartz. A step of introducing glass as the main component or an organic substance having nonlinear optical characteristics by using a pressure difference, and releasing the sealing, and then opening the unsealed pores of a type different from that introduced above. A method of manufacturing an optical fiber, comprising the step of introducing a glass containing a substance other than quartz in a molten state as a main component or an organic substance having nonlinear optical characteristics by using a pressure difference.
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