JP2003222752A - Polarized wave preserving photonic crystal fiber and its manufacturing method - Google Patents

Polarized wave preserving photonic crystal fiber and its manufacturing method

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polarized wave preserving photonic crystal fiber in which a mode of a Ti-diffused waveguide of an LN modulator can be matched to that of a quartz glass waveguide or the like of an AWG. <P>SOLUTION: The polarized wave preserving photonic crystal fiber 20 comprises a solid core 21a, and a clad 21b having a plurality of pores 21c arranged to form a predetermined lattice in a cross section of the fiber. The pore adjacent to the core 21a of the clad 21b has large pore size pores 21c' arranged as a pair via the core 21a, and small pore size pores 21c arranged as a pair via the core 21a so that a mode field of an optical propagation region perpendicularly cross with each other in the cross section of the fiber and has two polarized wave modes having different propagation constants. The large pore size pores 21c' are arranged to be deviated from a position for forming the predetermined lattice in a direction in which an aspect ratio of the pores 21c' is reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、偏波保存フォトニ
ッククリスタルファイバ(以下「偏波保存PFC」とい
う)に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polarization maintaining photonic crystal fiber (hereinafter referred to as "polarization maintaining PFC").

【0002】[0002]

【従来の技術】フォトニッククリスタルファイバは、フ
ァイバ中心をなす中実のコアと、そのコアを被覆するよ
うに設けられファイバ横断面に所定格子を形成してファ
イバ半径方向にフォトニッククリスタル構造を構成する
ように配設された複数の細孔を有するクラッドとを備え
た光ファイバであり、種々の分野での適用が提案されて
いる。
2. Description of the Related Art A photonic crystal fiber has a solid core forming the center of the fiber, and a photonic crystal structure formed in the radial direction of the fiber by forming a predetermined lattice on the cross section of the fiber so as to cover the core. It is an optical fiber provided with a clad having a plurality of pores arranged in such a manner as to be applied in various fields.

【0003】その中の一つとして、図18(a)に示す
ように、コアを楕円形状とすることにより、その長軸方
向と短軸方向とで伝搬定数を異ならしめた偏波保存PC
Fがある。
As one of them, as shown in FIG. 18A, a polarization-maintaining PC in which the propagation constant is made different in the major axis direction and the minor axis direction by making the core an elliptical shape.
There is F.

【0004】また、Optic letters 2000.9 Vol.25 NO.1
8には、図18(b)の示すように、クラッドに三角格
子を形成するように複数の細孔が配設されており、コア
に隣接した6つの細孔のうちコアを挟んで対向した一対
を含む直線上に配設された細孔のみを小孔径のものとす
ることにより、小孔径の細孔が並ぶ方向とそれに直交す
る方向とで偏波モードの伝搬定数を異ならしめた偏波保
存PCFが開示されている。このような偏波保存PCF
では、10-3オーダーのモード複屈折率を実現すること
が可能であり、これは偏波保存ファイバの代表であるP
ANDAファイバと比較して一桁近く大きく、偏波保存
性能が極めて優れる。
Also, Optic letters 2000.9 Vol.25 NO.1
As shown in FIG. 18 (b), a plurality of pores are provided in 8 so as to form a triangular lattice in the clad, and of the six pores adjacent to the core, they are opposed to each other with the core sandwiched therebetween. By making only the pores arranged on a straight line including a pair of small pores, the polarization with different propagation constants of the polarization mode in the direction in which the pores with small pores are lined up and the direction orthogonal to it A preserved PCF is disclosed. Such polarization-preserving PCF
In, it is possible to realize a mode birefringence of the order of 10 −3 , which is a typical polarization maintaining fiber P
It is nearly an order of magnitude larger than ANDA fiber and has extremely excellent polarization conservation performance.

【0005】さらに、OFC2001.TuM2 2001.3には、図1
8(c)に示すように、クラッドに三角格子を形成する
ように複数の細孔が配設されており、コアに隣接した6
つの細孔のうちコアを挟んで対向した一対を他の細孔よ
りも大孔径のものとすることにより両大孔径の細孔を結
ぶ方向とそれに直交する方向とで偏波モードの伝搬定数
を異ならしめ、また、その大孔径の細孔のみを三角格子
を形成する位置よりも細孔ピッチの8割の長さだけファ
イバ半径方向内向きにずらして配設することにより、モ
ード複屈折率を高めた偏波保存PCFが開示されている
(図中のコアに示されているのは光強度の分布であ
る)。この偏波保存PCFでは、モード複屈折率が1.
5×10-3と計算されており、大孔径の細孔が対向する
方向のモードフィールド径に対するそれに直交する方向
のモードフィールド径の比であるアスペクト比が図より
おおよそ2.0以上であると推測できる。
Furthermore, in OFC2001.TuM2 2001.3, FIG.
As shown in FIG. 8 (c), a plurality of pores are arranged in the clad so as to form a triangular lattice, and 6
By making one pair of the two pores that face each other across the core have a larger diameter than the other pores, the propagation constant of the polarization mode in the direction connecting the pores of both large diameters and the direction orthogonal to that is The mode birefringence is improved by arranging the large pores with different diameters and displacing them inward in the fiber radial direction by 80% of the pore pitch from the position where the triangular lattice is formed. An enhanced polarization preserving PCF is disclosed (shown in the core in the figure is the distribution of light intensity). In this polarization-maintaining PCF, the mode birefringence is 1.
It is calculated to be 5 × 10 −3, and the aspect ratio, which is the ratio of the mode field diameter in the direction orthogonal to the direction in which the large pores face each other, is approximately 2.0 or more from the figure. I can guess.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】今日、WDM通信にお
いて、偏波保存ファイバは、LD光源(レーザダイオー
ド光源)とLN変調器(リチウムナイオベイト変調器)
とを繋ぐピグテールとして使用されており、また、将
来、SC光源(スーパーコンチニウム光源)とフィルタ
とを備えたAWG(アレイ導波路)で分波するような場
合、SC光源とAWGとを繋ぐピグテールとして、さら
には、AWGとLN変調器とを繋ぐピグテールとして使
用されると考えられる。
In WDM communication today, a polarization maintaining fiber includes an LD light source (laser diode light source) and an LN modulator (lithium niobate modulator).
It is used as a pigtail for connecting the SC light source and the AWG (array waveguide) equipped with the SC light source (supercontinium light source) and the filter in the future. Furthermore, it is considered to be used as a pigtail that connects the AWG and the LN modulator.

【0007】ところで、LN変調器には、導波路として
アスペクト比が1.5であるTi拡散導波路が用いられ
ており、また、AWGには、導波路としてアスペクト比
が1.0に近い石英ガラス系導波路が用いられている。
By the way, the LN modulator uses a Ti diffusion waveguide having an aspect ratio of 1.5 as a waveguide, and the AWG has a quartz having an aspect ratio close to 1.0 as a waveguide. A glass waveguide is used.

【0008】従って、上記後者の文献に開示された偏波
保存PCFでは、高いモード複屈折率を有するものの、
アスペクト比が高いためにLN変調器のTi拡散導波路
やAWGの石英ガラス系導波路とモードマッチしないと
いう問題がある。
Therefore, although the polarization-maintaining PCF disclosed in the latter document has a high mode birefringence,
Since the aspect ratio is high, there is a problem that it does not mode match with the Ti diffusion waveguide of the LN modulator or the silica glass waveguide of the AWG.

【0009】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、LN変調器のTi拡
散導波路やAWGの石英ガラス系導波路等とのモードマ
ッチが可能な偏波保存PCF及びその製造方法を提供す
ることにある。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a polarization mode capable of mode matching with a Ti diffusion waveguide of an LN modulator or a silica glass waveguide of an AWG. It is to provide a wave-preserving PCF and a manufacturing method thereof.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、2つの偏波モ
ードの方向のうち一方のモードフィールド径に対する他
方のモードフィールド径の比であるアスペクト比を小さ
くするように、細孔を所定格子を形成する位置からオフ
セットして配設したものである。
According to the present invention, pores are formed in a predetermined lattice so that the aspect ratio, which is the ratio of the mode field diameter of one of the two polarization modes to the mode field diameter of the other, is reduced. It is arranged by being offset from the position for forming the.

【0011】具体的には、ファイバ中心をなす中実のコ
アと、該コアを被覆するように設けられファイバ横断面
に所定格子を形成してファイバ半径方向にフォトニック
クリスタル構造を構成するように配設された複数の細孔
を有するクラッドと、を備え、該クラッドにおける該コ
アに隣接した細孔が、該コアを挟んで対をなして配設さ
れた大孔径の細孔と、該コアを挟んで対をなして配設さ
れた小孔径の細孔と、からなることにより、光伝搬領域
であるモードフィールドがファイバ横断面において相互
に直交し且つ伝搬定数が異なる2つの偏波モードを有す
るように構成された偏波保存PCFを前提とする。そし
て、上記コアに隣接した大孔径の細孔及び小孔径の細孔
のうち少なくともいずれか一方は、上記モードフィール
ドにおける上記2つの偏波モードの方向のうち一方のモ
ードフィールド径に対する他方のモードフィールド径の
比であるアスペクト比が小さくなる向きに、上記所定格
子を形成する位置からずれて配設されていることを特徴
とする。
Specifically, a solid core forming the center of the fiber and a predetermined lattice formed on the core so as to cover the core to form a photonic crystal structure in the radial direction of the fiber are formed. A clad having a plurality of pores arranged therein, the pores adjacent to the core in the clad having a large pore diameter arranged in pairs with the core sandwiched therebetween; And a pair of small-diameter pores that are arranged in a pair with the polarization field sandwiched between the two polarization modes in which the mode fields, which are the light propagation regions, are orthogonal to each other in the cross section of the fiber and have different propagation constants. Given a polarization preserving PCF configured to have. At least one of the large-pore diameter and the small-pore diameter adjacent to the core has at least one of the two polarization mode directions in the mode field with respect to the other mode field diameter. It is characterized in that it is arranged so as to deviate from the position where the above-mentioned predetermined lattice is formed in the direction in which the aspect ratio, which is the ratio of the diameters, decreases.

【0012】上記の構成によれば、高いモード複屈折率
を得ることができるのに加え、大孔径の細孔及び小孔径
の細孔のうち少なくともいずれか一方が所定格子を形成
する位置からずれて配設され、アスペクト比が小さくな
る、すなわち、1.0に近づくようにされているので、
LN変調器のTi拡散導波路やAWGの石英ガラス系導
波路等のアスペクト比と近いものとなり、それらとのモ
ードマッチが可能となる。
According to the above construction, in addition to being able to obtain a high mode birefringence, at least one of the large pores and the small pores is displaced from the position where the predetermined lattice is formed. Since it is arranged so that the aspect ratio becomes small, that is, it approaches 1.0,
The aspect ratio becomes close to that of the Ti diffusion waveguide of the LN modulator or the silica glass waveguide of the AWG, and mode matching with them becomes possible.

【0013】ここで、本出願において、「アスペクト
比」とは、2つの偏波モードの方向のうち一方のモード
フィールド径と他方のモードフィールド径とが等しい場
合を除いて、小さい方を一方のモードフィールド径、大
きい方を他方のモードフィールド径とする。従って、ア
スペクト比は常に1.0以上となる。
Here, in the present application, the "aspect ratio" means one of the directions of the two polarization modes, whichever is smaller, except for the case where the mode field diameter of one is equal to the mode field diameter of the other. The mode field diameter, and the larger one is the other mode field diameter. Therefore, the aspect ratio is always 1.0 or more.

【0014】細孔のずれの大きさは、通常、格子ピッチ
をΛとすると0.1Λ〜0.9Λの範囲である。
The size of the deviation of the pores is usually in the range of 0.1Λ to 0.9Λ when the lattice pitch is Λ.

【0015】偏波保存PCFの場合、通常、10-3以上
のモード複屈折率を得ることができ、また、そのため1
00mでのクロストークが−30dB以下と非常に小さ
い。
In the case of a polarization-maintaining PCF, a mode birefringence of 10 -3 or more can be usually obtained, and therefore 1
The crosstalk at 00m is -30 dB or less, which is very small.

【0016】本発明の上記アスペクト比は、一般的に存
在する導波路とのモードマッチを考慮すれば、1.0以
上で且つ2.0よりも小さいことが好ましく、また、ア
スペクト比は、アスペクト比が1.5であるTi拡散導
波路及びアスペクト比が1に近い石英ガラス系導波路を
考慮すれば、1.0以上で且つ1.7以下であることが
より好ましい。
The aspect ratio of the present invention is preferably 1.0 or more and less than 2.0 in consideration of mode matching with a generally existing waveguide. Further, the aspect ratio is Considering a Ti diffusion waveguide having a ratio of 1.5 and a silica glass waveguide having an aspect ratio close to 1, the ratio is more preferably 1.0 or more and 1.7 or less.

【0017】本発明は、上記コアに隣接した大孔径の細
孔又は小孔径の細孔のみが上記所定格子を形成する位置
からずれて配設されている構成であってもよい。かかる
構成によれば、クラッドのフォトニッククリスタル構造
が大きく崩れることがない。
The present invention may be arranged such that only large pores or small pores adjacent to the core are arranged so as to be displaced from the position where the predetermined lattice is formed. According to this structure, the photonic crystal structure of the clad is not greatly broken.

【0018】本発明の具体的な構成としては、上記コア
に隣接した大孔径の細孔が上記所定格子を形成する位置
からファイバ半径方向外向きにずれて配設されているも
のや、上記コアに隣接した小孔径の細孔が上記所定格子
を形成する位置からファイバ半径方向内向きにずれて配
設されているものを挙げることができる。
As a concrete constitution of the present invention, the large pores adjacent to the core are arranged so as to be displaced outward in the fiber radial direction from the position where the predetermined lattice is formed, or the core. There may be mentioned those in which the small pores adjacent to the above are arranged so as to be displaced inward in the fiber radial direction from the position where the above-mentioned predetermined lattice is formed.

【0019】本発明は、ファイバ横断面に、上記コアを
挟んで対向するように配設され上記コアに隣接した大孔
径の細孔を含む大孔径の細孔群を有する一対の大孔径細
孔領域と、上記コアを挟んで対向するように配設され上
記コアに隣接した小孔径の細孔を含む小孔径の細孔群を
有する一対の小孔径細孔領域と、の4つの領域が形成さ
れており、上記大孔径細孔領域の各細孔及び小孔径細孔
領域の各細孔のうち少なくともいずれか一方が上記所定
格子を形成する位置からずれて配設されている構成であ
ってもよい。
According to the present invention, a pair of large pores having a large pore group including large pores arranged adjacent to each other in the fiber cross section and adjacent to the core are provided. And a pair of small pore size pore regions having a small pore size pore group including small pore size pores which are arranged so as to face each other across the core and are adjacent to the core. It is configured such that at least one of the respective pores of the large pore size pore region and each of the small pore size pore region is arranged displaced from the position forming the predetermined lattice. Good.

【0020】その具体的な構成としては、上記大孔径細
孔領域の各細孔が上記所定格子を形成する位置からファ
イバ半径方向外向きにずれて配設されているものや、上
記小孔径領域の各細孔が上記所定格子を形成する位置か
らファイバ半径方向内向きにずれて配設されているもの
を挙げることができる。
Specific configurations thereof include one in which each of the pores in the large pore area is displaced outward from the position forming the predetermined lattice in the radial direction of the fiber, and the small pore area. The pores may be arranged so as to be displaced inward in the radial direction of the fiber from the position where the predetermined lattice is formed.

【0021】以上のような偏波保存PCFは、石英製の
ロッド材にファイバ横断面の孔パタンに対応するように
ロッド軸方向に延びる複数の孔を形成して母材を形成す
る母材形成工程と、上記母材を線引き加工により細径化
する線引き工程と、を経て製造することができる。
In the polarization maintaining PCF as described above, a base material is formed by forming a plurality of holes in the rod material made of quartz and extending in the axial direction of the rod so as to correspond to the hole pattern of the fiber cross section. It can be manufactured through a step and a wire drawing step of reducing the diameter of the base material by wire drawing.

【0022】この製造方法において、上記母材の複数の
孔を封止した状態で線引き加工するようにしてもよい。
このようにすれば、線引き加工時の線引き張力によって
母材の孔を押し潰す方向に作用する力が孔内の圧力と均
衡し、孔が押し潰されることなく線引き加工を行うこと
ができる。ここで、封止とは、母材の複数の孔への外気
の進入を阻止する手段全てを意味する。
In this manufacturing method, wire drawing may be performed with the plurality of holes of the base material sealed.
By doing so, the force acting in the direction of crushing the hole of the base material by the drawing tension during the drawing process is balanced with the pressure inside the hole, and the drawing process can be performed without the hole being crushed. Here, the term "sealing" means all means for preventing the entry of outside air into the plurality of holes of the base material.

【0023】その場合、複数の孔の封止前に、その複数
の孔の内壁の不純物を除去する不純物除去処理を施すこ
とが好ましい。このようにすれば、母材の孔内の不純物
を除去することができるので、製造される偏波保存PC
Fは低損失なものとなる。不純物除去処理としては、フ
ッ化水素酸によるエッチング処理や塩素ガスに晒すこと
により水酸基を除去する塩素ガス処理等を挙げることが
できる。
In that case, it is preferable to perform an impurity removal treatment for removing impurities on the inner walls of the plurality of holes before sealing the plurality of holes. In this way, the impurities in the holes of the base material can be removed, and thus the polarization-maintaining PC to be manufactured.
F has a low loss. Examples of the impurity removal treatment include etching treatment with hydrofluoric acid and chlorine gas treatment for removing hydroxyl groups by exposing to chlorine gas.

【0024】また、上記偏波保存PCFであって、クラ
ッドを被覆するように設けられた被覆部を備えたもの
は、石英製のロッド材に上記ファイバ横断面の孔パタン
に対応するようにロッド軸方向に延びる複数の孔を形成
する穿孔工程と、上記複数の孔を形成したロッド材をロ
ッド軸方向に加熱延伸することにより細径化して母材本
体を形成する母材本体形成工程と、上記母材本体と上記
被覆部になる石英製の被覆部形成材とで母材を構成し、
該母材を線引き加工により細径化する線引き工程と、を
経て製造することもできる。
Further, the polarization-preserving PCF having a coating portion provided so as to coat the clad, the rod material made of quartz is provided so as to correspond to the hole pattern of the fiber cross section. A boring step of forming a plurality of holes extending in the axial direction, a base material main body forming step of forming a base material main body by reducing the diameter by heating and stretching the rod material in which the plurality of holes are formed in the rod axial direction, The base material is composed of the base material body and the quartz covering portion forming material that becomes the covering portion,
It can also be manufactured through a wire drawing process in which the diameter of the base material is reduced by wire drawing.

【0025】この場合、上記母材本体を石英製の筒状の
被覆部形成材内に配置してそれらで母材を構成し、該母
材を線引き加工により該母材本体と該被覆部形成材とを
一体化させつつ細径化するようにしても、上記母材本体
の外周に石英系材料を堆積一体化させることにより上記
被覆部になる被覆部形成材を形成してそれらで母材を構
成し、該母材を線引き加工により細径化するようにして
もよい。
In this case, the base material main body is placed in a cylindrical covering portion forming material made of quartz to form a base material, and the base material is drawn to form the base material main body and the covering portion. Even if the diameter of the base material is reduced while being integrated with the base material, the base material main body is formed with a silica-based material by depositing and integrating the base material to form a cover portion forming material that serves as the cover portion, and the base material is formed by them. Alternatively, the diameter of the base material may be reduced by drawing.

【0026】この製造方法において、上記母材本体の複
数の孔を封止した状態で線引き加工するようにしてもよ
い。このようにすれば、線引き加工時の線引き張力によ
って母材本体の孔を押し潰す方向に作用する力が孔内の
圧力と均衡し、孔が押し潰されることなく線引き加工を
行うことができる。ここで、封止とは、母材本体の複数
の孔への外気の進入を阻止する手段全てを意味する。
In this manufacturing method, wire drawing may be performed in a state in which the plurality of holes of the base material body are sealed. With this configuration, the force that acts in the direction of crushing the hole of the base material body due to the drawing tension during the drawing process is balanced with the pressure inside the hole, and the drawing process can be performed without the hole being crushed. Here, the term "sealing" means all means for preventing outside air from entering the plurality of holes of the base material body.

【0027】その場合、複数の孔の封止前に、その複数
の孔の内壁の不純物を除去する不純物除去処理を施すこ
とが好ましい。このようにすれば、母材本体の孔内の不
純物を除去することができるので、製造される偏波保存
PCFは低損失なものとなる。不純物除去処理として
は、フッ化水素酸によるエッチング処理や塩素ガスに晒
すことにより水酸基を除去する塩素ガス処理等を挙げる
ことができる。
In this case, it is preferable to perform an impurity removal treatment for removing impurities on the inner walls of the plurality of holes before sealing the plurality of holes. By doing so, impurities in the holes of the base material body can be removed, so that the polarization-maintaining PCF manufactured has low loss. Examples of the impurity removal treatment include etching treatment with hydrofluoric acid and chlorine gas treatment for removing hydroxyl groups by exposing to chlorine gas.

【0028】また、いずれの製造方法においても、上記
石英製のロッド材を水酸基含有量が1ppm以下の無水
合成ガラスで形成されたものとすることが好ましい。こ
のようにすれば、製造される偏波保存PCFに含まれる
水酸基の数が少なく低損失なものとなる。
Further, in any of the manufacturing methods, it is preferable that the quartz rod material is made of anhydrous synthetic glass having a hydroxyl group content of 1 ppm or less. By doing so, the number of hydroxyl groups contained in the manufactured polarization-maintaining PCF is small and the loss is low.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
LN変調器のTi拡散導波路やAWGの石英ガラス系導
波路等のアスペクト比と近いものとなり、それらとのモ
ードマッチが可能となる。
As described above, according to the present invention,
The aspect ratio becomes close to that of the Ti diffusion waveguide of the LN modulator or the silica glass waveguide of the AWG, and mode matching with them becomes possible.

【0030】[0030]

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

【0031】(実施形態1) <偏波保存PCFの構成>図1は、本発明の実施形態1
に係る偏波保存PCF20を示す。図2は、その横断面
における中心部分を示す。
(Embodiment 1) <Structure of Polarization Preserving PCF> FIG. 1 shows Embodiment 1 of the present invention.
2 shows a polarization-maintaining PCF 20 according to the present invention. FIG. 2 shows the central part of the cross section.

【0032】この偏波保存PCF20は、石英(SiO
2)で形成されたものであって、ファイバ中心をなす中
実のコア21a及びそのコア21aを被覆するように設
けられたクラッド21bからなるファイバ本体21と、
ファイバ本体21のクラッド21bをさらに被覆するよ
うに設けられた被覆部22とで構成されている。
This polarization-preserving PCF 20 is made of quartz (SiO 2).
2 ), which is formed of a solid core 21a forming the center of the fiber and a clad 21b provided so as to cover the core 21a;
The coating portion 22 is provided so as to further cover the cladding 21b of the fiber body 21.

【0033】クラッド21bには、複数の細孔が配設さ
れており、それらがファイバ横断面において三角格子を
形成してファイバ半径方向にフォトニッククリスタル構
造を構成している。
The cladding 21b is provided with a plurality of pores, which form a triangular lattice in the cross section of the fiber to form a photonic crystal structure in the radial direction of the fiber.

【0034】ファイバ横断面において、コア21aに隣
接した6つの細孔のうち、コア21aを挟んで対向する
ように配設された一対の細孔21c’は他の細孔21c
よりも大孔径のものである一方、コア21aを挟んで対
向するように配設された他の二対の細孔21cはコア2
1aに隣接したもの以外の細孔21cと同径の小孔径の
ものである。これによって、偏波保存PCF20が光伝
搬領域であるモードフィールドがファイバ横断面におい
て相互に直交し且つ伝搬定数が異なる2つの偏波モード
を有するものとなっている。
In the cross section of the fiber, of the six pores adjacent to the core 21a, the pair of pores 21c 'arranged so as to face each other with the core 21a interposed therebetween is the other pore 21c.
While the diameter of the core 2 is larger than that of the core 2, the other two pairs of pores 21c arranged so as to face each other with the core 21a interposed therebetween are
It has a small hole diameter that is the same as that of the pores 21c other than those adjacent to 1a. As a result, the polarization-maintaining PCF 20 has two polarization modes in which the mode fields, which are the light propagation regions, are orthogonal to each other in the cross section of the fiber and have different propagation constants.

【0035】そして、大孔径の細孔21c’は、図2に
仮想線で示す三角格子を形成する位置からファイバ半径
方向外向き、すなわち、コア21aから遠ざかる向きに
ずれて配設されている。この配設位置のずれの向きは、
モードフィールドにおける2つの偏波モードの方向のう
ち一方のモードフィールド径に対する他方のモードフィ
ールド径の比であるアスペクト比が小さくなる向きであ
る。このように、三角格子を形成する位置からずれて配
設されているのは大孔径の細孔21c’のみである。
The large pores 21c 'are arranged so as to be displaced outward in the fiber radial direction from the position forming the triangular lattice shown by the phantom line in FIG. 2, that is, away from the core 21a. The direction of the displacement of this arrangement position is
Among the two polarization modes in the mode field, the aspect ratio, which is the ratio of the diameter of one mode field to the diameter of the other mode, decreases. Thus, only the large-diameter pores 21c 'are arranged so as to be displaced from the position where the triangular lattice is formed.

【0036】この偏波保存PCF20は、アスペクト比
が1.0以上で且つ2.0より小さい(好ましくは1.
0以上で且つ1.7以下)。
The polarization-preserving PCF 20 has an aspect ratio of 1.0 or more and less than 2.0 (preferably 1.
0 or more and 1.7 or less).

【0037】以上の構成の偏波保存PCF20によれ
ば、高いモード複屈折率を得ることができるのに加え、
大孔径の細孔21c’が三角格子を形成する位置からフ
ァイバ半径方向外向きにずれて配設されているので、そ
れによってアスペクト比が下げられるので、ファイバL
N変調器のTi拡散導波路やAWGの石英ガラス系導波
路等のアスペクト比と近いものとなり、それらとのモー
ドマッチが可能となる。
According to the polarization-maintaining PCF 20 having the above configuration, in addition to being able to obtain a high mode birefringence,
Since the large-diameter pores 21c 'are arranged so as to be displaced outward in the fiber radial direction from the position where the triangular lattice is formed, the aspect ratio is lowered thereby, so that the fiber L
It becomes close to the aspect ratio of the Ti diffusion waveguide of the N modulator and the silica glass waveguide of the AWG, etc., and mode matching with them becomes possible.

【0038】また、大孔径の細孔21c’のみが三角格
子を形成する位置からずれて配設されているので、クラ
ッド21bのフォトニッククリスタル構造が大きく崩れ
ることがない。
Further, since only the large pores 21c 'are arranged so as to be displaced from the position where the triangular lattice is formed, the photonic crystal structure of the clad 21b does not largely collapse.

【0039】<偏波保存PCFの製造方法>次に、本発
明の実施形態1に係る偏波保存PCF20の製造方法を
工程の順を追って説明する。
<Method of Manufacturing Polarization-Maintaining PCF> Next, a method of manufacturing the polarization-maintaining PCF 20 according to the first embodiment of the present invention will be described step by step.

【0040】−準備工程− 図3に示すように、石英製の円柱のロッド材1を準備す
る。このロッド材1として、水酸基含有量が1ppm以
下の無水合成ガラスで形成されたものを用いる。
-Preparation Step-As shown in FIG. 3, a cylindrical rod material 1 made of quartz is prepared. As the rod material 1, one made of anhydrous synthetic glass having a hydroxyl group content of 1 ppm or less is used.

【0041】−穿孔工程− 図3に示すように、準備したロッド材1に対し、中心軸
部分をコア形成部1aとして中実のまま残し、そのコア
形成部1aを囲うようにロッド軸方向に延びる貫通した
孔1cを複数配設することによりクラッド形成部1bを
形成する。これらの孔1cは、上記偏波保存PCF20
のクラッド21bに構成された細孔パターンが形成され
るように配設する。孔の形成は、例えば、ドリルによる
穿孔加工、棒状の研磨具による粗仕上げ、中仕上げ、最
終仕上げ加工及びブラシと酸化セリウム研磨材とによる
最終研磨加工により行う。
-Punching Step- As shown in FIG. 3, the prepared rod material 1 is left solid as the core forming portion 1a with the central axis portion as the core forming portion 1a, and is axially surrounded so as to surround the core forming portion 1a. The cladding forming portion 1b is formed by arranging a plurality of extending through holes 1c. These holes 1c are used for the polarization maintaining PCF 20.
The clad 21b is arranged so as to form a fine pore pattern. The holes are formed by, for example, drilling with a drill, rough finishing with a rod-shaped polishing tool, intermediate finishing, final finishing, and final polishing with a brush and a cerium oxide abrasive.

【0042】−母材本体形成工程− コア形成部1a及びクラッド形成部1bを形成したロッ
ド材1を電気炉延伸器にセットし、図4に示すように、
ロッド材1をロッド延伸用ヒータ2で加熱すると共に延
伸して細径化した母材本体3を形成する。このとき、ロ
ッド材1が細径化された母材本体3では、ロッド材1の
ものより孔径及び孔間隔が縮小された複数の孔3cが保
持され、これに伴いコア形成部3a及びクラッド形成部
3bがロッド材1のものより縮小されたものとなる。
-Base material main body forming step-The rod material 1 on which the core forming portion 1a and the clad forming portion 1b are formed is set in an electric furnace drawing machine, and as shown in FIG.
A rod material 1 is heated by a rod drawing heater 2 and is drawn to form a base material main body 3 having a reduced diameter. At this time, in the base material body 3 in which the rod material 1 has a reduced diameter, a plurality of holes 3c having a smaller hole diameter and a smaller hole spacing than those of the rod material 1 are held, and accordingly, the core forming portion 3a and the clad formation are formed. The portion 3b is smaller than that of the rod material 1.

【0043】−不純物除去処理工程− 母材本体3をフッ化水素酸に浸漬して表面をエッチング
し、母材本体3表面に付着した金属等の不純物を除去す
る。
-Impurity removing treatment step-The base material main body 3 is immersed in hydrofluoric acid to etch the surface, and impurities such as metal adhered to the surface of the base material main body 3 are removed.

【0044】次いで、図5に示すように、母材本体3の
両端にそれぞれ補助パイプ4を溶着した後、1000〜
1200℃の温度雰囲気下で、一方の補助パイプ4に塩
素ガスを送り、それを母材本体3の孔3cに流通させ、
他方の補助パイプ4から排出する塩素ガス処理を行うこ
とにより、孔3cの内壁に形成された水酸基を除去す
る。
Then, as shown in FIG. 5, after the auxiliary pipes 4 are welded to both ends of the base material body 3, respectively,
Under a temperature atmosphere of 1200 ° C., chlorine gas was sent to one of the auxiliary pipes 4 and was made to flow through the holes 3c of the base material body 3,
By performing the chlorine gas treatment for discharging from the other auxiliary pipe 4, the hydroxyl group formed on the inner wall of the hole 3c is removed.

【0045】−封止工程− 塩素ガス処理を行った後、図6に示すように、直ちに両
方の補助パイプ4の端を加熱して閉じ、母材本体3の孔
3cの両端を封止した状態にする。この際、孔内に塩素
ガスが封入されるようにしてもよい。
-Sealing Step-After chlorine gas treatment, as shown in FIG. 6, both ends of both auxiliary pipes 4 were immediately heated and closed to seal both ends of the hole 3c of the base material body 3. Put in a state. At this time, chlorine gas may be enclosed in the holes.

【0046】−線引き工程− 図7に示すように、母材本体3を石英製の筒状の被覆部
形成材12内に配置してそれらで母材13を構成し、そ
の母材13を線引き用ヒータ11で加熱すると共に延伸
する線引き加工により母材本体3と被覆部形成材12と
を一体化させつつ細径化して偏波保存PCF20を製造
する。この際、母材本体3と被覆部形成材12との間の
空隙内を負圧に減圧する。
-Drawing Step-As shown in FIG. 7, the base material main body 3 is arranged in a quartz cylindrical covering portion forming material 12 to form a base material 13, and the base material 13 is drawn. The polarization preserving PCF 20 is manufactured by integrating the base material main body 3 and the covering portion forming material 12 into a thin diameter by a drawing process in which the base material main body 3 is heated while being stretched by the heater 11. At this time, the inside of the gap between the base material main body 3 and the covering portion forming material 12 is depressurized to a negative pressure.

【0047】母材本体を被覆部形成材と加熱一体化させ
て母材を構成した後に線引き加工する場合、その加熱一
体化の過程で孔の孔径の変動を生じる虞があるが、以上
のような偏波保存PCF20の製造方法によれば、母材
本体3と被覆部形成材12とを線引き時に一体化するよ
うにしているので、かかる孔径の変動を防止することが
できる。
When the base material main body is heat-integrated with the covering portion forming material to form the base material and then the wire drawing is performed, there is a possibility that the hole diameter may vary in the process of heat integration. According to the method for manufacturing the polarization-preserving PCF 20, since the base material main body 3 and the covering portion forming material 12 are integrated at the time of drawing, it is possible to prevent the variation of the hole diameter.

【0048】また、線引き加工時に、母材本体3と被覆
部形成材12との間の空隙内を負圧に減圧し、ファイバ
本体21と被覆部22との間への空気の閉じ込めが防が
れるので、製造される偏波保存PCF20の伝送損失が
かかる空気の閉じ込めにより高くなることを防止するこ
とができる。
During the drawing process, the inside of the space between the base material main body 3 and the covering portion forming material 12 is depressurized to a negative pressure to prevent air from being trapped between the fiber main body 21 and the covering portion 22. Therefore, it is possible to prevent the transmission loss of the manufactured polarization-maintaining PCF 20 from increasing due to such air confinement.

【0049】以上のような偏波保存PCF20の製造方
法によれば、複数の孔1cを形成したロッド材1を加熱
延伸して母材本体3を形成するので、ロッド材1の段階
で有する孔径及び孔間隔の誤差が母材本体3の段階で縮
小され、高寸法精度の偏波保存PCF20を製造するこ
とができる。
According to the manufacturing method of the polarization-preserving PCF 20 as described above, the rod material 1 having the plurality of holes 1c formed therein is heated and drawn to form the base material main body 3. Further, the error of the hole spacing is reduced at the stage of the base material body 3, and the polarization maintaining PCF 20 with high dimensional accuracy can be manufactured.

【0050】また、母材本体3の複数の孔3cを封止し
た状態で線引き加工するようにしているので、線引き加
工時の線引き張力によって母材本体3の孔3cを押し潰
す方向に作用する力が孔内の圧力と均衡し、孔3cが押
し潰されることなく線引き加工を行うことができる。
Further, since the plurality of holes 3c of the base material main body 3 are drawn in a sealed state, the drawing tension during the drawing work acts in the direction of crushing the holes 3c of the base material main body 3. The force balances the pressure in the hole, and the wire drawing process can be performed without the hole 3c being crushed.

【0051】さらに、石英製の円柱のロッド材1として
水酸基含有量が1ppm以下の無水合成ガラスで形成さ
れたものを用いており、しかも、母材本体3の複数の孔
3cの封止前に、母材本体3表面の金属等を除去するフ
ッ化水素酸によるエッチング処理及び孔3cの内壁の水
酸基を除去するための塩素ガス処理を施しているので、
低損失の偏波保存PCF20を製造することができる。
Furthermore, as the cylindrical rod material 1 made of quartz, one made of anhydrous synthetic glass having a hydroxyl group content of 1 ppm or less is used, and moreover, before sealing the plurality of holes 3c of the base material body 3. Since the etching treatment with hydrofluoric acid for removing the metal or the like on the surface of the base material body 3 and the chlorine gas treatment for removing the hydroxyl group on the inner wall of the hole 3c are performed,
The polarization-preserving PCF 20 with low loss can be manufactured.

【0052】<実験1>以下の実施例1及び比較例1の
偏波保存PCFを作製し、それぞれのアスペクト比を求
めた。
<Experiment 1> Polarization-maintaining PCFs of Example 1 and Comparative Example 1 below were prepared and their aspect ratios were determined.

【0053】−実施例1− VADにより作成した直径45mmの無水合成石英のロ
ッド材に、図8(a)に示す孔パターンの孔をあけた
後、それを直径6mmとなるまで延伸して母材本体を形
成した。このとき、小孔径の細孔21cとなるものの孔
径D1を1.4mm、大孔径の細孔21c’となるもの
の孔径D2を3.9mm、小孔径の細孔21cとなるも
のの孔間のピッチP1を3.9mm、及びロッド中心か
ら大孔径の細孔21c’となるものまでのピッチP2
4.7mmとした。母材本体の孔内部を塩素ガス処理し
て両端を封止した後、それを外径25mmで内孔径8m
mの石英ガラス管の中心に配置し、これを母材としてフ
ァイバ径125μmに線引き加工して作製された偏波保
存PCF20を実施例1とした。
Example 1 After forming holes in the hole pattern shown in FIG. 8A in a rod material of anhydrous synthetic quartz having a diameter of 45 mm prepared by VAD, the rod material was stretched to have a diameter of 6 mm, and a mother was formed. The material body was formed. At this time, the pore diameter D 1 of the small pores 21c is 1.4 mm, the pore diameter D 2 of the large pores 21c 'is 3.9 mm, and the pores of the small pores 21c are between the pores. The pitch P 1 was 3.9 mm, and the pitch P 2 from the center of the rod to the pores 21 c ′ having large pores was 4.7 mm. After the inside of the hole of the base material body is treated with chlorine gas to seal both ends, the outside diameter is 25 mm and the inside diameter is 8 m.
Example 1 was a polarization-maintaining PCF 20 that was placed at the center of a quartz glass tube of m and was drawn by using this as a base material to draw a fiber having a diameter of 125 μm.

【0054】作製された実施例1の偏波保存PCF20
の構成は、小孔径の細孔21cの孔径d1が1.0μ
m、大孔径の細孔21c’の孔径d2が2.7μm、小
孔径の細孔21c間の孔ピッチΛ1が2.7μm及びフ
ァイバ中心から大孔径の細孔21c’までのピッチΛ2
が3.2μm(すなわち、大孔径の細孔21c’が三角
格子を形成する位置からファイバ半径方向外向きに0.
19Λ1ずらして配設されている。)であった。この偏
波保存PCF20について、波長1.55μmで光強度
分布を測定してシングルモード伝送を確認し、光強度が
中心の最大値の1/e2となる径を測定した(光強度分
布がガウシアン分布である場合、光強度が中心の最大値
の1/e2となる径がモードフィールド径となる)。こ
の結果、長径が4.4μm、短径が3.5μmであり、
従って、アスペクト比が1.26であった。また、モー
ド複屈折率は1.6×10-3であり、高い偏波保存性を
示した。以上の特性を表1に示す。
The manufactured polarization-maintaining PCF 20 of Example 1
In the configuration, the pore diameter d 1 of the small pore 21c is 1.0 μm.
m, the pore diameter d 2 of the large pores 21c ′ is 2.7 μm, the pore pitch Λ 1 between the small pores 21c is 2.7 μm, and the pitch Λ 2 from the fiber center to the large pores 21c ′.
Is 3.2 .mu.m (that is, from the position where the large pores 21c 'form a triangular lattice to the outer side in the radial direction of the fiber of 0.
They are arranged so as to be offset by 19Λ 1 . )Met. For this polarization-maintaining PCF 20, the light intensity distribution was measured at a wavelength of 1.55 μm to confirm single mode transmission, and the diameter at which the light intensity was 1 / e 2 of the maximum value at the center was measured (the light intensity distribution is Gaussian. In the case of distribution, the diameter at which the light intensity is 1 / e 2 of the maximum value of the center is the mode field diameter). As a result, the major axis is 4.4 μm and the minor axis is 3.5 μm,
Therefore, the aspect ratio was 1.26. Further, the mode birefringence was 1.6 × 10 −3 , which showed high polarization conservation. The above characteristics are shown in Table 1.

【0055】[0055]

【表1】 [Table 1]

【0056】−比較例1− 小孔径の細孔210cとなるものの孔間のピッチP1
びロッド中心から大孔径の細孔210c’となるものま
でのピッチP2のいずれをもを3.9mmとし、実施例
1の場合と同様にして作製した偏波保存PCF200を
比較例1とした。
-Comparative Example 1- Both the pitch P 1 between the pores having the small pores 210c and the pitch P 2 from the center of the rod to the pores having the large pores 210c 'are 3.9 mm. Then, a polarization-maintaining PCF 200 manufactured in the same manner as in Example 1 was used as Comparative Example 1.

【0057】作製された比較例1の偏波保存PCF20
0の構成は、図8(b)に示すように、小孔径210c
の細孔間の孔ピッチΛ1及びファイバ中心から大孔径の
細孔210c’までのピッチΛ2のいずれもが2.7μ
mであることを除いては実施例1と同一であった。波長
1.55μmで光強度分布を測定し、シングルモード伝
送を確認した。この偏波保存PCF200について、波
長1.55μmで光強度分布を測定してシングルモード
伝送を確認し、光強度が中心の最大値の1/e 2となる
径を測定した。この結果、長径が4.4μm、短径が
2.9μmであり、従って、アスペクト比が1.52で
あった。また、モード複屈折率は1.7×10-3であ
り、実施例1と同等の高い偏波保存性を示した。以上の
特性を表2に示す。
The manufactured polarization-maintaining PCF 20 of Comparative Example 1
8 has a small hole diameter 210c as shown in FIG.
Pore pitch Λ between pores of1And a large hole from the center of the fiber
Pitch Λ up to pore 210c '22.7μ for both
Same as Example 1 except m. wavelength
Measure the light intensity distribution at 1.55 μm and
Confirmed delivery. For this polarization-preserving PCF200,
Single mode by measuring the light intensity distribution at a length of 1.55 μm
Confirm the transmission, the light intensity is 1 / e of the maximum value of the center 2Becomes
The diameter was measured. As a result, the major axis is 4.4 μm and the minor axis is
2.9 μm, so with an aspect ratio of 1.52
there were. The mode birefringence is 1.7 × 10.-3And
As a result, high polarization preserving property equivalent to that of Example 1 was exhibited. More than
The characteristics are shown in Table 2.

【0058】[0058]

【表2】 [Table 2]

【0059】−実験結果− 上記のように、アスペクト比は、大孔径の細孔21c’
を三角格子を形成する位置からずらして配設した実施例
1の方が、大孔径の細孔210c’を三角格子を形成す
る位置に配設した比較例1よりも小さい。
-Experimental Results- As described above, the aspect ratio is such that the large pores 21c 'have a large diameter.
The example 1 in which the holes are displaced from the position where the triangular lattice is formed is smaller than the comparative example 1 in which the large-diameter pores 210c ′ are arranged at the positions where the triangular lattice is formed.

【0060】(実施形態2) <偏波保存PCFの構成>図9は、本発明の実施形態2
に係る偏波保存PCF20を示す。なお、実施形態1と
同一部分は同一符号で示す。
(Second Embodiment) <Structure of Polarization Preserving PCF> FIG. 9 shows a second embodiment of the present invention.
2 shows a polarization-maintaining PCF 20 according to the present invention. The same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals.

【0061】この偏波保存PCF20では、ファイバ横
断面において、コア21aに隣接した6つの細孔のう
ち、コア21aを挟んで対向するように配設された一対
の細孔21c’は他の細孔21cよりも大孔径のもので
ある一方、コア21aを挟んで対向するように配設され
た他の二対の細孔21cはコア21aに隣接したもの以
外の他の細孔21cと同径の小孔径のものである。これ
によって、偏波保存PCF20が光伝搬領域であるモー
ドフィールドがファイバ横断面において相互に直交し且
つ伝搬定数が異なる2つの偏波モードを有するものとな
っている。
In this polarization-maintaining PCF 20, of the six pores adjacent to the core 21a in the cross section of the fiber, the pair of pores 21c 'disposed so as to face each other with the core 21a sandwiched therebetween is the other thin pore. While the diameter of the pores is larger than that of the holes 21c, the other two pairs of pores 21c arranged to face each other with the core 21a interposed therebetween have the same diameter as the pores 21c other than those adjacent to the core 21a. It has a small hole diameter. As a result, the polarization-maintaining PCF 20 has two polarization modes in which the mode fields, which are the light propagation regions, are orthogonal to each other in the cross section of the fiber and have different propagation constants.

【0062】そして、コア21aに隣接した大孔径の細
孔21c’は、図9に仮想線で示す三角格子を形成する
位置からファイバ半径方向外向き、すなわち、コア21
aから遠ざかる向きにずれて配設されている。この配設
位置のずれの向きは、モードフィールドにおける2つの
偏波モードの方向のうち一方のモードフィールド径に対
する他方のモードフィールド径の比であるアスペクト比
が小さくなる向きである。また、2つの大孔径の細孔2
1c’を結ぶ線上にある、それらのそれぞれの外側の小
孔径の細孔21cもまた、図9に仮想線で示す三角格子
を形成する位置からファイバ半径方向外向き、すなわ
ち、コア21aから遠ざかる向きにずれて配設されてい
る。
The large pores 21c 'adjacent to the core 21a are directed outward in the fiber radial direction from the position forming the triangular lattice shown by the phantom line in FIG.
It is arranged so as to be away from a. The direction of the displacement of the arrangement position is such that the aspect ratio, which is the ratio of the mode field diameter of one of the two polarization modes in the mode field to the mode field diameter of the other, becomes smaller. Also, two large pores 2
The outer small pores 21c on the line connecting 1c 'are also outward in the fiber radial direction from the position forming the triangular lattice shown by the phantom line in FIG. 9, that is, the direction away from the core 21a. It is arranged so as to be offset.

【0063】以上の構成の偏波保存PCF20では、大
孔径の細孔21c’の孔径が大きい場合等、これを三角
格子を形成する位置からずらして配設した際に、大孔径
の細孔21c’がその外側にある小孔径の細孔21cと
干渉するのが防がれる。
In the polarization-preserving PCF 20 having the above-described structure, when the large pores 21c 'have large pores and are arranged so as to be displaced from the position where the triangular lattice is formed, the large pores 21c' are arranged. ′ Is prevented from interfering with the small pores 21c on the outside.

【0064】その他の構成、作用及び効果、並びに製造
方法は実施形態1と同一である。
Other configurations, operations and effects, and a manufacturing method are the same as those in the first embodiment.

【0065】<実験2>以下の実施例2及び比較例2の
偏波保存PCFを作製し、それぞれのアスペクト比を求
めた。
<Experiment 2> Polarization-maintaining PCFs of Example 2 and Comparative Example 2 below were prepared and their aspect ratios were determined.

【0066】−実施例2− VADにより作成した直径45mmの無水合成石英のロ
ッド材に、図10(a)に示す孔パターンの孔をあけた
後、それを直径6mmとなるまで延伸して母材本体を形
成した。このとき、小孔径の細孔21cとなるものの孔
径D1を2.7mm、大孔径の細孔21c’となるもの
の孔径D2を6.7mm、小孔径の細孔21cとなるも
のの孔間のピッチP1を5.8mm、及びロッド中心か
ら大孔径の細孔21c’となるものまでのピッチP2
7.0mmとした。母材本体の孔内部を塩素ガス処理し
て両端を封止した後、それを外径25mmで内孔径8m
mの石英ガラス管の中心に配置し、これを母材としてフ
ァイバ径125μmに線引き加工して作製された偏波保
存PCF20を実施例2とした。
Example 2 After forming holes of the hole pattern shown in FIG. 10 (a) in a rod material of anhydrous synthetic quartz having a diameter of 45 mm prepared by VAD, it was stretched to a diameter of 6 mm and mother The material body was formed. At this time, the pore diameter D 1 of the small pores 21c is 2.7 mm, the pore diameter D 2 of the large pores 21c 'is 6.7 mm, and the pores of the small pores 21c are between the pores. The pitch P 1 was 5.8 mm, and the pitch P 2 from the center of the rod to the pores 21 c ′ having large pores was 7.0 mm. After the inside of the hole of the base material body is treated with chlorine gas to seal both ends, the outside diameter is 25 mm and the inside diameter is 8 m.
Example 2 was a polarization-maintaining PCF 20 that was placed at the center of a quartz glass tube of m and was drawn by using this as a base material to draw a fiber having a diameter of 125 μm.

【0067】作製された実施例2の偏波保存PCF20
の構成は、小孔径の細孔21cの孔径d1が1.9μ
m、大孔径の細孔21c’の孔径d2が4.7μm、小
孔径の細孔21c間の孔ピッチΛ1が4.0μm及びフ
ァイバ中心から大孔径の細孔21c’までのピッチΛ2
が4.8μm(すなわち、大孔径の細孔21c’及びそ
の外側の小孔径の細孔21cが、それぞれ三角格子を形
成する位置からファイバ半径方向外向きに0.20Λ1
ずらして配設されている。)であった。この偏波保存P
CF20について、波長1.55μmで光強度分布を測
定してシングルモード伝送を確認し、光強度が中心の最
大値の1/e2となる径を測定した。この結果、長径が
6.1μm、短径が4.4μmであり、従って、アスペ
クト比が1.39であった。また、モード複屈折率は
1.4×10-3であり、実施例1と比較すると若干低い
が、モードフィールド径が大きいので他の光ファイバと
の接続性に優れるといえる。以上の特性を表3に示す。
The manufactured polarization-maintaining PCF 20 of Example 2
In the configuration, the pore diameter d 1 of the small pore 21c is 1.9 μm.
m, the pore diameter d 2 of the large pores 21c ′ is 4.7 μm, the pore pitch Λ 1 between the small pores 21c is 4.0 μm, and the pitch Λ 2 from the center of the fiber to the large pores 21c ′.
Is 4.8 μm (that is, the large pores 21c ′ and the outer small pores 21c each have a diameter 0.20Λ 1 outward from the position where the triangular lattice is formed, respectively.
They are arranged in a staggered manner. )Met. This polarization conservation P
For CF20, the light intensity distribution was measured at a wavelength of 1.55 μm to confirm single mode transmission, and the diameter at which the light intensity was 1 / e 2 of the maximum value at the center was measured. As a result, the major axis was 6.1 μm and the minor axis was 4.4 μm, and thus the aspect ratio was 1.39. Further, the mode birefringence is 1.4 × 10 −3, which is slightly lower than that in Example 1, but the mode field diameter is large, so it can be said that the connectivity with other optical fibers is excellent. The above characteristics are shown in Table 3.

【0068】[0068]

【表3】 [Table 3]

【0069】−比較例2− 小孔径の細孔210cとなるものの孔間のピッチP1
びロッド中心から大孔径の細孔210c’となるものま
でのピッチP1のいずれをもを5.8mmとし、実施例
1の場合と同様にして作製した偏波保存PCF200を
比較例2とした。
[0069] - 5.8 mm to any of the pitch P 1 of the pitch P 1 and the rod center between hole of what the Comparative Example 2 small pore diameter of the pores 210c to which the pores 210c 'of the large pore Then, a polarization-maintaining PCF200 manufactured in the same manner as in Example 1 was used as Comparative Example 2.

【0070】作製された比較例2の偏波保存PCF20
0の構成は、図10(b)に示すように、小孔径の細孔
210c間の孔ピッチΛ1及びファイバ中心から大孔径
の細孔210c’までのピッチΛ2のいずれもが4.0
μmであることを除いては実施例1と同一であった。こ
の偏波保存PCF200について、波長1.55μmで
光強度分布を測定してシングルモード伝送を確認し、光
強度が中心の最大値の1/e2となる径を測定した。こ
の結果、長径が6.1μm、短径が3.5μmであり、
従って、アスペクト比が1.71であった。また、モー
ド複屈折率は1.5×10-3であり、実施例2と同等の
性能を示した。以上の特性を表4に示す。
The polarization-maintaining PCF 20 of Comparative Example 2 produced
In the configuration of No. 0, as shown in FIG. 10B, both the hole pitch Λ 1 between the small pores 210c and the pitch Λ 2 from the fiber center to the large pore 210c 'are 4.0.
The same as Example 1 except that the thickness was μm. For this polarization-maintaining PCF200, the light intensity distribution was measured at a wavelength of 1.55 μm to confirm single mode transmission, and the diameter at which the light intensity was 1 / e 2 of the maximum value at the center was measured. As a result, the major axis was 6.1 μm and the minor axis was 3.5 μm,
Therefore, the aspect ratio was 1.71. Moreover, the mode birefringence was 1.5 × 10 −3 , which was equivalent to that of Example 2. The above characteristics are shown in Table 4.

【0071】[0071]

【表4】 [Table 4]

【0072】−実験結果− 上記のように、アスペクト比は、大孔径の細孔21c’
及びその外側の小孔径の細孔21cを三角格子を形成す
る位置からずらして配設した実施例2の方が、大孔径の
細孔210c’を三角格子を形成する位置に配設した比
較例2よりも小さい。
-Experimental Results- As described above, the aspect ratio is that of the large pores 21c '.
Example 2 in which the small pores 21c on the outside and the small pores 21c are arranged offset from the position where the triangular lattice is formed is comparative example in which the large pores 210c 'are arranged at the position where the triangular lattice is formed. Less than 2.

【0073】(実施形態3) <偏波保存PCFの構成>図11は、本発明の実施形態
3に係る偏波保存PCF20を示す。なお、実施形態1
と同一部分は同一符号で示す。
(Third Embodiment) <Structure of Polarization Preserving PCF> FIG. 11 shows a polarization preserving PCF 20 according to a third embodiment of the present invention. The first embodiment
The same parts as are indicated by the same reference numerals.

【0074】この偏波保存PCF20では、ファイバ横
断面において、コア21aに隣接した6つの細孔のう
ち、コア21aを挟んで対向するように配設された一対
の細孔21cを結ぶ直線上にある細孔は他の細孔よりも
小孔径のものである一方、コア21aを挟んで対向する
ように配設された他の二対の細孔21c’を含むその他
の細孔は大孔径のものである。また、ファイバ横断面に
おいて、コア21aを挟んで対向するように配設されコ
ア21aに隣接した大孔径の細孔21c’を含む大孔径
の細孔群を有する一対の領域が大孔径細孔領域31を構
成している一方、コア21aを挟んで対向するように配
設されコア21aに隣接した小孔径の細孔21cを含む
小孔径の細孔群を有する一対の領域が小孔径細孔領域3
2を構成している。以上の構成によって、偏波保存PC
F20が光伝搬領域であるモードフィールドがファイバ
横断面において相互に直交し且つ伝搬定数が異なる2つ
の偏波モードを有するものとなっている。
In this polarization-maintaining PCF 20, in the cross section of the fiber, among the six pores adjacent to the core 21a, on a straight line connecting a pair of pores 21c arranged so as to face each other with the core 21a interposed therebetween. Some pores have a smaller pore diameter than other pores, while other pores including two pairs of other pores 21c ′ arranged so as to face each other with the core 21a interposed therebetween have a larger pore diameter. It is a thing. Further, in the cross section of the fiber, a pair of regions having a large pore group including large pores 21c ′ adjacent to the core 21a arranged so as to face each other across the core 21a is a large pore region. On the other hand, a pair of regions having a small pore size pore group including small pore size small pores 21c that are arranged to face each other with the core 21a sandwiched therebetween and that are adjacent to the core 21a Three
Make up 2. With the above configuration, polarization preserving PC
The mode field in which F20 is a light propagation region has two polarization modes that are orthogonal to each other in the cross section of the fiber and have different propagation constants.

【0075】そして、コア21aに隣接した小孔径の細
孔21cは、図11に仮想線で示す三角格子を形成する
位置からファイバ半径方向内向き、すなわち、コア21
aに近づく向きにずれて配設されている。この配設位置
のずれの向きは、モードフィールドにおける2つの偏波
モードの方向のうち一方のモードフィールド径に対する
他方のモードフィールド径の比であるアスペクト比が小
さくなる向きである。また、コア21aに隣接した小孔
径の細孔21cを結ぶ線上にある、それらの外側の小孔
径の細孔21cもまた、図9に仮想線で示す三角格子を
形成する位置からファイバ半径方向内向き、すなわち、
コア21aに近づく向きにずれて配設されている。つま
り、大孔径細孔領域31の各細孔21c’が三角格子を
形成する位置に配設されている一方、小孔径細孔領域3
2の各細孔21cが三角格子を形成する位置からファイ
バ半径方向外向きにずれて配設されている。
The small pores 21c adjacent to the core 21a are directed inward in the fiber radial direction from the position forming the triangular lattice shown by the phantom line in FIG.
They are arranged so as to be closer to a. The direction of the displacement of the arrangement position is such that the aspect ratio, which is the ratio of the mode field diameter of one of the two polarization modes in the mode field to the mode field diameter of the other, becomes smaller. Further, the small pores 21c outside the small pores 21c on the line connecting the small pores 21c adjacent to the core 21a are also located inside the fiber radial direction from the position forming the triangular lattice shown by the phantom line in FIG. Orientation, that is,
The cores 21a are arranged so as to shift toward the core 21a. That is, each of the small pores 21c ′ of the large pore diameter pore area 31 is arranged at a position forming a triangular lattice, while the small pore diameter pore area 3 is formed.
Each of the two small holes 21c is arranged so as to be displaced outward in the fiber radial direction from the position where the triangular lattice is formed.

【0076】以上の構成の偏波保存PCF20は、クラ
ッド21bに構成されたフォトニッククリスタル構造の
孔間隔に対する細孔の孔径の比が全体的に大きいために
ゼロ分散波長が短波長側にシフトしたものである。
In the polarization-maintaining PCF 20 having the above structure, the zero dispersion wavelength is shifted to the short wavelength side because the ratio of the hole diameter of the holes to the hole interval of the photonic crystal structure formed in the cladding 21b is large overall. It is a thing.

【0077】その他の構成、作用及び効果、並びに製造
方法は実施形態1と同一である。
Other configurations, operations and effects, and manufacturing method are the same as those in the first embodiment.

【0078】<実験3>以下の実施例3及び比較例3の
偏波保存PCFを作製し、それぞれのアスペクト比を求
めた。
<Experiment 3> Polarization-maintaining PCFs of Example 3 and Comparative Example 3 below were prepared and their aspect ratios were determined.

【0079】−実施例3− VADにより作成した直径45mmの無水合成石英のロ
ッド材に、図12(a)に示す孔パターンの孔をあけた
後、それを直径6mmとなるまで延伸して母材本体を形
成した。このとき、小孔径の細孔21cとなるものの孔
径D1を1.0mm、大孔径の細孔21c’となるもの
の孔径D2を2.3mm、小孔径の細孔21cとなるも
のの孔間のピッチP1を3.3mm、及びロッド中心か
ら大孔径の細孔21c’となるものまでのピッチP2
2.8mmとした。母材本体の孔内部を塩素ガス処理し
て両端を封止した後、それを外径25mmで内孔径8m
mの石英ガラス管の中心に配置し、これを母材としてフ
ァイバ径125μmに線引き加工して作製された偏波保
存PCF20を実施例3とした。
Example 3 After forming holes of the hole pattern shown in FIG. 12 (a) in a rod material of anhydrous synthetic quartz having a diameter of 45 mm prepared by VAD, it was stretched to a diameter of 6 mm and mother The material body was formed. At this time, the pore diameter D 1 of the small pores 21c is 1.0 mm, the pore diameter D 2 of the large pores 21c 'is 2.3 mm, and the pores of the small pores 21c are between the pores. The pitch P 1 was 3.3 mm, and the pitch P 2 from the center of the rod to the pores 21 c ′ having a large hole diameter was 2.8 mm. After the inside of the hole of the base material body is treated with chlorine gas to seal both ends, the outside diameter is 25 mm and the inside diameter is 8 m.
Example 3 was a polarization-maintaining PCF 20 which was placed at the center of a quartz glass tube of m and was drawn by using this as a base material to draw a fiber having a diameter of 125 μm.

【0080】作製された実施例3の偏波保存PCF20
の構成は、小孔径の細孔21cの孔径d1が0.7μ
m、大孔径の細孔21c’の孔径d2が1.6μm、小
孔径の細孔21c間の孔ピッチΛ1が2.3μm及びフ
ァイバ中心から大孔径の細孔21c’までのピッチΛ2
が2.0μm(すなわち、小孔径の細孔21cが三角格
子を形成する位置からファイバ半径方向内向きに0.1
3Λ1ずれて配設されている。)であった。そして、ア
スペクト比は1.10であった。また、モード複屈折率
は1.6×10-3であり、高い偏波保存性を示した。以
上の特性を表5に示す。
The manufactured polarization-maintaining PCF 20 of Example 3
Is configured such that the pore diameter d 1 of the small pore 21c is 0.7 μm.
m, the pore diameter d 2 of the large pore 21c ′ is 1.6 μm, the pore pitch Λ 1 between the small pores 21c is 2.3 μm, and the pitch Λ 2 from the center of the fiber to the large pore 21c ′.
Is 2.0 μm (that is, 0.1 inward from the position where the small pores 21c form a triangular lattice in the radial direction of the fiber).
It is arranged with a deviation of 3Λ 1 . )Met. The aspect ratio was 1.10. Further, the mode birefringence was 1.6 × 10 −3 , which showed high polarization conservation. The above characteristics are shown in Table 5.

【0081】[0081]

【表5】 [Table 5]

【0082】−比較例3− 小孔径の細孔210cとなるものの孔間のピッチP1
びロッド中心から大孔径の細孔210c’となるものま
でのピッチP2のいずれをもを3.3mmとし、実施例
1の場合と同様にして作製した偏波保存PCF200を
比較例3とした。
[0082] - 3.3 mm and even one from the pitch P 1 and the rod center between hole of what the Comparative Example 3 small pore diameter of the pores 210c of the pitch P 2 to which the pores 210c 'of the large pore Then, the polarization-maintaining PCF200 manufactured in the same manner as in Example 1 was used as Comparative Example 3.

【0083】作製された比較例3の偏波保存PCF20
0の構成は、図12(b)に示すように、小孔径の細孔
210c間の孔ピッチΛ1及びファイバ中心から大孔径
の細孔210c’までのピッチΛ2のいずれもが2.3
μmであることを除いては実施例1と同一であった。そ
して、アスペクト比は1.30であった。また、モード
複屈折率は1.6×10-3であり、実施例3と同等の性
能を示した。以上の特性を表6に示す。
The manufactured polarization-maintaining PCF 20 of Comparative Example 3
In the configuration of 0, as shown in FIG. 12B, both the hole pitch Λ 1 between the small holes 210c and the pitch Λ 2 from the center of the fiber to the large hole 210c 'are 2.3.
The same as Example 1 except that the thickness was μm. The aspect ratio was 1.30. Moreover, the mode birefringence was 1.6 × 10 −3 , which was equivalent to that of Example 3. The above characteristics are shown in Table 6.

【0084】[0084]

【表6】 [Table 6]

【0085】−実験結果− 上記のように、アスペクト比は、小孔径の細孔21cを
三角格子を形成する位置からずらして配設した実施例3
の方が、小孔径の細孔210cを三角格子を形成する位
置に配設した比較例3よりも小さい。
-Experimental Results- As described above, the aspect ratio of Example 3 was such that the small pores 21c were displaced from the positions forming the triangular lattice.
Is smaller than Comparative Example 3 in which the small pores 210c are arranged at the positions forming the triangular lattice.

【0086】(実施形態4) <偏波保存PCFの構成>図13は、本発明の実施形態
4に係る偏波保存PCF20を示す。なお、実施形態1
と同一部分は同一符号で示す。
(Fourth Embodiment) <Configuration of Polarization Preserving PCF> FIG. 13 shows a polarization preserving PCF 20 according to a fourth embodiment of the present invention. The first embodiment
The same parts as are indicated by the same reference numerals.

【0087】この偏波保存PCF20では、ファイバ横
断面において、コア21aに隣接した6つの細孔のう
ち、コア21aを挟んで対向するように配設された一対
の細孔21c’を結ぶ直線上にある細孔は他の細孔より
も大孔径のものである一方、コア21aを挟んで対向す
るように配設された他の二対の細孔21cを含むその他
の細孔は小孔径のものである。また、ファイバ横断面に
おいて、コア21aを挟んで対向するように配設されコ
ア21aに隣接した大孔径の細孔21c’を含む大孔径
の細孔群を有する一対の領域が大孔径細孔領域31を構
成している一方、コア21aを挟んで対向するように配
設されコア21aに隣接した小孔径の細孔21cを含む
小孔径の細孔群を有する一対の領域が小孔径細孔領域3
2を構成している。以上の構成によって、偏波保存PC
F20が光伝搬領域であるモードフィールドがファイバ
横断面において相互に直交し且つ伝搬定数が異なる2つ
の偏波モードを有するものとなっている。
In this polarization-maintaining PCF 20, in the cross section of the fiber, among the six pores adjacent to the core 21a, on a straight line connecting a pair of pores 21c 'arranged so as to face each other with the core 21a sandwiched therebetween. While the pores in FIG. 3 have a larger diameter than the other pores, the other pores including the other two pairs of pores 21c arranged so as to face each other with the core 21a interposed therebetween have a smaller pore diameter. It is a thing. Further, in the cross section of the fiber, a pair of regions having a large pore group including large pores 21c ′ adjacent to the core 21a arranged so as to face each other across the core 21a is a large pore region. On the other hand, a pair of regions having a small pore size pore group including small pore size small pores 21c that are arranged to face each other with the core 21a sandwiched therebetween and that are adjacent to the core 21a Three
Make up 2. With the above configuration, polarization preserving PC
The mode field in which F20 is a light propagation region has two polarization modes that are orthogonal to each other in the cross section of the fiber and have different propagation constants.

【0088】そして、コア21aに隣接した大孔径の細
孔21c’は、図13に仮想線で示す三角格子を形成す
る位置からファイバ半径方向内向き、すなわち、コア2
1aから遠ざかる向きにずれて配設されている。この配
設位置のずれの向きは、モードフィールドにおける2つ
の偏波モードの方向のうち一方のモードフィールド径に
対する他方のモードフィールド径の比であるアスペクト
比が小さくなる向きである。また、コア21aに隣接し
た大孔径の細孔21c’を結ぶ線上にある、それらの外
側の大孔径の細孔21c’もまた、図13に仮想線で示
すように三角格子を形成する位置からファイバ半径方向
外向き、すなわち、コア21aから遠ざかる向きにずれ
て配設されている。つまり、小孔径細孔領域32の各細
孔21cが三角格子を形成する位置に配設されている一
方、大孔径細孔領域31の各細孔21c’が三角格子を
形成する位置からファイバ半径方向外向きにずれて配設
されている。
The large pores 21c 'adjacent to the core 21a are directed inward in the fiber radial direction from the position forming the triangular lattice shown by the phantom line in FIG.
It is arranged so as to be away from 1a. The direction of the displacement of the arrangement position is such that the aspect ratio, which is the ratio of the mode field diameter of one of the two polarization modes in the mode field to the mode field diameter of the other, becomes smaller. Also, the large pores 21c ′ on the outside of the large pores 21c ′ adjacent to the core 21a, which are on the line connecting the large pores 21c ′, are also separated from the positions forming the triangular lattice as shown by the phantom lines in FIG. The fibers are arranged outward in the radial direction of the fiber, that is, in a direction away from the core 21a. In other words, the pores 21c of the small pore area 32 are arranged at the positions forming the triangular lattice, while the pores 21c 'of the large pore area 31 form the triangular lattice at the fiber radius. It is arranged so as to be shifted outward in the direction.

【0089】実施形態1及び2のものでは、コア21a
に隣接した大孔径の細孔21c’の外側に小孔径の細孔
21cがあるので、長波長の光がその方向に放射してし
まい長波長の伝送が遮断される虞があるが、以上の構成
の偏波保存PCF20では、コア21aに隣接した大孔
径の細孔21c’の外側にさらに大孔径の細孔21c’
があるので、かかる不都合が解消される。
In the first and second embodiments, the core 21a is used.
Since there is a small-pore 21c 'outside the large-pore 21c' adjacent to, there is a possibility that long-wavelength light may be emitted in that direction and long-wavelength transmission may be interrupted. In the polarization-preserving PCF 20 having the configuration, the larger pore 21c ′ is provided outside the large pore 21c ′ adjacent to the core 21a.
Therefore, such inconvenience is eliminated.

【0090】その他の構成、作用及び効果、並びに製造
方法は実施形態1と同一である。
Other configurations, operations and effects, and the manufacturing method are the same as those in the first embodiment.

【0091】(その他の実施形態)上記実施形態1〜4
では、母材本体3を石英製の筒状の被覆部形成材12内
に配置してそれらで母材13を構成し、その母材13を
線引き用ヒータ11で加熱すると共に延伸する線引き加
工により母材本体3と被覆部形成材12とを一体化させ
つつ細径化して偏波保存PCF20を製造したが、特に
これに限定されるものではなく、図14に示すように、
孔3cが封止された母材本体3の外周に、酸水素バーナ
5の火炎にSiCl4を供給して生成した石英微粒子を
堆積一体化させ石英多孔質層6を形成し、次いで、図1
5に示すように、石英多孔質層6が外周に一体に堆積し
た母材本体3をヘリウムと塩素ガスとを流通させた加熱
容器7に配置し、外部より焼成用ヒータ8で加熱するこ
とにより石英多孔質層6を焼成して透明な被覆部形成材
9に変化させて母材10とした後、その母材10を線引
き装置にセットし、図16に示すように、線引き用ヒー
タ11で線引き加工により細径化するようにしてもよ
い。
(Other Embodiments) First to Fourth Embodiments
Then, the base material main body 3 is arranged in the cylindrical covering portion forming material 12 made of quartz, and the base material 13 is constituted by them, and the base material 13 is heated by the drawing heater 11 and is drawn by a drawing process. The polarization-maintaining PCF 20 was manufactured by integrating the base material main body 3 and the covering portion forming material 12 and reducing the diameter, but the invention is not particularly limited to this, and as shown in FIG.
Quartz particles produced by supplying SiCl 4 to the flame of the oxyhydrogen burner 5 are deposited and integrated on the outer periphery of the base material body 3 in which the holes 3c are sealed to form a quartz porous layer 6, and then, as shown in FIG.
As shown in FIG. 5, by disposing the base material body 3 in which the quartz porous layer 6 is integrally deposited on the outer periphery in the heating container 7 in which helium and chlorine gas are circulated, and heating by the firing heater 8 from the outside. After the quartz porous layer 6 is fired to be changed into the transparent covering portion forming material 9 to form a base material 10, the base material 10 is set in a wire drawing device, and as shown in FIG. The diameter may be reduced by drawing.

【0092】また、石英製のロッド材にファイバ横断面
の孔パターンに対応するようにロッド軸方向に延びる複
数の孔を形成して母材を形成する母材形成工程と、母材
を線引き加工により細径化する線引き工程と、を経て偏
波保存PCFを製造するようにしてもよい。この場合、
母材の複数の孔を封止した状態で線引き加工するように
すれば、線引き加工時の線引き張力によって母材の孔を
押し潰す方向に作用する力が孔内の圧力と均衡し、孔が
押し潰されることなく線引き加工を行うことができる。
また、複数の孔の封止前に、その複数の孔の内壁の不純
物を除去する不純物除去処理を施すようにすれば、母材
の孔内の不純物を除去することができるので、製造され
る偏波保存PCFは低損失なものとなる。さらに、石英
製のロッド材を水酸基含有量が1ppm以下の無水合成
ガラスで形成されたものとすれば、製造される偏波保存
PCFに含まれる水酸基の数が少なく低損失なものとな
る。
Also, a base material forming step of forming a base material by forming a plurality of holes extending in the rod axial direction so as to correspond to a hole pattern of a fiber cross section in a quartz rod material, and drawing the base material. The polarization-maintaining PCF may be manufactured through a wire drawing process for reducing the diameter. in this case,
If drawing work is performed with multiple holes in the base material sealed, the force that acts in the direction to crush the holes in the base material due to the drawing tension during drawing work balances the pressure inside the holes, and Wire drawing can be performed without being crushed.
Further, if the impurity removal treatment for removing the impurities on the inner walls of the plurality of holes is performed before the plurality of holes are sealed, the impurities in the holes of the base material can be removed, so that the manufacturing process is performed. The polarization-maintaining PCF has low loss. Furthermore, if the rod material made of quartz is made of anhydrous synthetic glass having a hydroxyl group content of 1 ppm or less, the number of hydroxyl groups contained in the polarization-maintaining PCF produced is small and the loss is low.

【0093】また、実施形態3では、ファイバ横断面
に、コア21aを挟んだ一対の帯状領域でよる小孔径細
孔領域32を構成する一方、その他の領域で大孔径細孔
領域31を構成し、実施形態4では、ファイバ横断面
に、コア21aを挟んだ一対の帯状領域でよる大孔径細
孔領域31を構成する一方、その他の領域で小孔径細孔
領域32を構成したが、特にこれに限定されるものでは
なく、図17に示すように、コア21aを中心とした例
えば中心角60°や120°の扇形領域で大孔径細孔領
域31及び小孔径細孔領域32をそれぞれ構成するよう
にしてもよい。
Further, in the third embodiment, the small pore diameter pore region 32 is constituted by a pair of strip-shaped regions sandwiching the core 21a in the cross section of the fiber, while the large pore diameter pore region 31 is constituted in the other regions. In the fourth embodiment, the large pore diameter pore region 31 is constituted by a pair of strip-shaped regions sandwiching the core 21a in the fiber cross section, while the small pore diameter pore region 32 is constituted in other regions. However, as shown in FIG. 17, the large-pore-diameter pore area 31 and the small-pore-diameter pore area 32 are respectively constituted by fan-shaped areas having a center angle of 60 ° or 120 ° around the core 21a. You may do it.

【0094】また、上記実施形態1〜3では、純粋な石
英製の偏波保存PCF20としたが、特にこれに限定さ
れるものではなく、主成分が石英のものであれば、他の
元素がドープされたものであってもよい。
Further, in the above-mentioned Embodiments 1 to 3, the polarization-maintaining PCF 20 made of pure quartz is used, but the invention is not particularly limited to this, and if the main component is quartz, other elements may be used. It may be doped.

【0095】また、上記実施形態1〜3では、クラッド
21bに三角格子を形成するように細孔を配設したが、
特にこれに限定されるものではなく、四角格子やハニカ
ム格子等のようにクラッドにフォトニッククリスタル構
造を構成するものであれば何であってもよい。
Further, in the above-described first to third embodiments, the pores are arranged in the clad 21b so as to form a triangular lattice.
The material is not particularly limited to this, and any material such as a square lattice or a honeycomb lattice may be used as long as it has a photonic crystal structure in the clad.

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

【図1】実施形態1に係る偏波保存PCFの斜視図であ
る。
FIG. 1 is a perspective view of a polarization maintaining PCF according to a first embodiment.

【図2】実施形態1に係る偏波保存PCFの横断面中心
部分の正面図である。
FIG. 2 is a front view of a central portion of a cross section of the polarization-maintaining PCF according to the first embodiment.

【図3】実施形態1に係る準備工程及び穿孔工程の説明
図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a preparation process and a punching process according to the first embodiment.

【図4】実施形態1に係る母材本体形成工程の説明図で
ある。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a base material main body forming step according to the first embodiment.

【図5】実施形態1に係る不純物除去処理工程の塩素ガ
ス処理の説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of chlorine gas treatment in the impurity removal treatment step according to the first embodiment.

【図6】実施形態1に係る封止工程の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a sealing process according to the first embodiment.

【図7】実施形態1に係る線引き工程の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a wire drawing process according to the first embodiment.

【図8】実験1の実施例1及び比較例1のそれぞれの偏
波保存PCFの横断面中心部分の正面図である。
8 is a front view of the central portion of the cross section of the polarization-maintaining PCFs of Example 1 and Comparative Example 1 of Experiment 1. FIG.

【図9】実施形態2に係る偏波保存PCFの横断面中心
部分の正面図である。
FIG. 9 is a front view of a central portion of a cross section of a polarization-maintaining PCF according to a second embodiment.

【図10】実験2の実施例2及び比較例2のそれぞれの
偏波保存PCFの横断面中心部分の正面図である。
10 is a front view of a central portion of a cross section of a polarization-maintaining PCF of each of Example 2 and Comparative Example 2 of Experiment 2. FIG.

【図11】実施形態3に係る偏波保存PCFの横断面中
心部分の正面図である。
FIG. 11 is a front view of a central portion of a cross section of a polarization-maintaining PCF according to a third embodiment.

【図12】実験3の実施例3及び比較例3のそれぞれの
偏波保存PCFの横断面中心部分の正面図である。
12 is a front view of a central portion of a cross section of a polarization-maintaining PCF of each of Example 3 and Comparative Example 3 of Experiment 3. FIG.

【図13】実施形態4に係る偏波保存PCFの横断面中
心部分の正面図である。
FIG. 13 is a front view of a central portion of a cross section of a polarization-maintaining PCF according to a fourth embodiment.

【図14】その他の実施形態の偏波保存PCFの製造方
法に係る被覆部形成材形成工程の石英多孔質層の形成過
程を示す説明図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing a process of forming a quartz porous layer in a coating portion forming material forming step according to a method for manufacturing a polarization-maintaining PCF of another embodiment.

【図15】その他の実施形態の偏波保存PCFの製造方
法に係る被覆部形成材形成工程の石英多孔質層の焼成に
よる被覆部形成材の形成過程を示す説明図である。
FIG. 15 is an explanatory diagram showing a process of forming a coating portion forming material by firing a quartz porous layer in a coating portion forming material forming step according to a method of manufacturing a polarization-maintaining PCF of another embodiment.

【図16】その他の実施形態の偏波保存PCFの製造方
法に係る線引き工程を示す説明図である。
FIG. 16 is an explanatory diagram showing a drawing process according to a method of manufacturing a polarization-maintaining PCF of another embodiment.

【図17】その他の実施形態に係る偏波保存PCFの横
断面中心部分の模式的な正面図である。
FIG. 17 is a schematic front view of a central portion of a cross section of a polarization maintaining PCF according to another embodiment.

【図18】従来技術に係る偏波保存PCFの横断面中心
部分の正面図である。
FIG. 18 is a front view of a central portion of a cross section of a polarization-maintaining PCF according to a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ロッド材 1a,3a コア形成部 1b,3b クラッド形成部 1c,3c 孔 2 ロッド延伸用ヒータ 3 母材本体 4 補助パイプ 5 酸水素バーナ 6 石英多孔質層 7 加熱容器 8 焼成用ヒータ 9,12 被覆部形成材 10,13 母材 11 線引き用ヒータ 20,200 偏波保存PCF 21 ファイバ本体 21a,210a コア 21b,210b クラッド 21c,210c 小孔径の細孔 21c’,210c’ 大孔径の細孔 22 被覆部 31 大孔径細孔領域 32 小孔径細孔領域 1 Rod material 1a, 3a core forming part 1b, 3b clad forming part 1c, 3c holes 2 Rod stretching heater 3 Base material body 4 Auxiliary pipe 5 oxyhydrogen burner 6 Quartz porous layer 7 heating container 8 Firing heater 9,12 coating material 10,13 Base material 11 Wire drawing heater 20,200 Polarization-preserving PCF 21 Fiber body 21a, 210a core 21b, 210b clad 21c, 210c Small pore size 21c ', 210c' Large pores 22 Cover 31 Large pore area 32 small pore area

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 正俊 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 藤田 盛行 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 川西 悟基 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 鈴木 和宣 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 久保田 寛和 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 Fターム(参考) 2H050 AA09 AB03Z AC45 AC62 4G021 BA00    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Masatoshi Tanaka             4-3 Ikejiri, Itami City, Hyogo Prefecture Mitsubishi Electric Cable             Industrial Co., Ltd. Itami Works (72) Inventor Moriyuki Fujita             4-3 Ikejiri, Itami City, Hyogo Prefecture Mitsubishi Electric Cable             Industrial Co., Ltd. Itami Works (72) Inventor Satoru Kawanishi             2-3-1, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo             Inside Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Kazunori Suzuki             2-3-1, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo             Inside Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Hirokazu Kubota             2-3-1, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo             Inside Telegraph and Telephone Corporation F-term (reference) 2H050 AA09 AB03Z AC45 AC62                 4G021 BA00

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ファイバ中心をなす中実のコアと、該コ
アを被覆するように設けられファイバ横断面に所定格子
を形成してファイバ半径方向にフォトニッククリスタル
構造を構成するように配設された複数の細孔を有するク
ラッドと、を備え、該クラッドにおける該コアに隣接し
た細孔が、該コアを挟んで対をなして配設された大孔径
の細孔と、該コアを挟んで対をなして配設された小孔径
の細孔と、からなることにより、光伝搬領域であるモー
ドフィールドがファイバ横断面において相互に直交し且
つ伝搬定数が異なる2つの偏波モードを有するように構
成された偏波保存フォトニッククリスタルファイバであ
って、 上記コアに隣接した大孔径の細孔及び小孔径の細孔のう
ち少なくともいずれか一方は、上記モードフィールドに
おける上記2つの偏波モードの方向のうちの一方のモー
ドフィールド径に対する他方のモードフィールド径の比
であるアスペクト比が小さくなる向きに、上記所定格子
を形成する位置からずれて配設されていることを特徴と
する偏波保存フォトニッククリスタルファイバ。
1. A solid core that forms the center of a fiber, and a core is provided so as to cover the core and a predetermined lattice is formed in the cross section of the fiber so as to form a photonic crystal structure in the radial direction of the fiber. And a clad having a plurality of pores, the pores adjacent to the core in the clad having large pores arranged in pairs with the core sandwiched therebetween and the core sandwiched with the large pore diameter. And a pair of small pores arranged in pairs so that the mode fields, which are light propagation regions, have two polarization modes that are orthogonal to each other in the cross section of the fiber and have different propagation constants. In the polarization-maintaining photonic crystal fiber configured, at least one of a large-pore diameter and a small-pore diameter adjacent to the core is the above-mentioned in the mode field. One of the two polarization mode directions is displaced from the position where the above-mentioned predetermined grating is formed in a direction in which the aspect ratio, which is the ratio of the other mode field diameter to the other mode field diameter, becomes smaller. A polarization-preserving photonic crystal fiber.
【請求項2】 請求項1に記載された偏波保存フォトニ
ッククリスタルファイバにおいて、 上記アスペクト比が1.0以上で且つ2.0よりも小さ
いことを特徴とする偏波保存フォトニッククリスタルフ
ァイバ。
2. The polarization maintaining photonic crystal fiber according to claim 1, wherein the aspect ratio is 1.0 or more and less than 2.0.
【請求項3】 請求項2に記載された偏波保存フォトニ
ッククリスタルファイバにおいて、 上記アスペクト比が1.0以上で且つ1.7以下である
ことを特徴とする偏波保存フォトニッククリスタルファ
イバ。
3. A polarization maintaining photonic crystal fiber according to claim 2, wherein the aspect ratio is 1.0 or more and 1.7 or less.
【請求項4】 請求項1に記載された偏波保存フォトニ
ッククリスタルファイバにおいて、 上記コアに隣接した大孔径の細孔又は小孔径の細孔のみ
が上記所定格子を形成する位置からずれて配設されてい
ることを特徴とする偏波保存フォトニッククリスタルフ
ァイバ。
4. The polarization-maintaining photonic crystal fiber according to claim 1, wherein only the large pores or small pores adjacent to the core are displaced from the position where the predetermined lattice is formed. A polarization-maintaining photonic crystal fiber characterized by being installed.
【請求項5】 請求項1に記載された偏波保存フォトニ
ッククリスタルファイバにおいて、 上記コアに隣接した大孔径の細孔が上記所定格子を形成
する位置からファイバ半径方向外向きにずれて配設され
ていることを特徴とする偏波保存フォトニッククリスタ
ルファイバ。
5. The polarization-maintaining photonic crystal fiber according to claim 1, wherein the large-diameter pores adjacent to the core are displaced outward from the position forming the predetermined lattice in the fiber radial direction. A polarization-maintaining photonic crystal fiber characterized by being used.
【請求項6】 請求項1に記載された偏波保存フォトニ
ッククリスタルファイバにおいて、 上記コアに隣接した小孔径の細孔が上記所定格子を形成
する位置からファイバ半径方向内向きにずれて配設され
ていることを特徴とする偏波保存フォトニッククリスタ
ルファイバ。
6. The polarization-maintaining photonic crystal fiber according to claim 1, wherein the small pores adjacent to the core are displaced inward in the fiber radial direction from the position where the predetermined lattice is formed. A polarization-maintaining photonic crystal fiber characterized by being used.
【請求項7】 請求項1に記載された偏波保存フォトニ
ッククリスタルファイバにおいて、 ファイバ横断面に、上記コアを挟んで対向するように配
設され上記コアに隣接した大孔径の細孔を含む大孔径の
細孔群を有する一対の大孔径細孔領域と、上記コアを挟
んで対向するように配設され上記コアに隣接した小孔径
の細孔を含む小孔径の細孔群を有する一対の小孔径細孔
領域と、の4つの領域が形成されており、 上記大孔径細孔領域の各細孔及び小孔径細孔領域の各細
孔のうち少なくともいずれか一方が上記所定格子を形成
する位置からずれて配設されていることを特徴とする偏
波保存フォトニッククリスタルファイバ。
7. The polarization-maintaining photonic crystal fiber according to claim 1, wherein the cross section of the fiber includes pores of a large pore size which are arranged so as to face each other with the core interposed therebetween and which are adjacent to the core. A pair of large pore size pore regions having a large pore size pore group, and a small pore size pore group including small pore size pores arranged so as to face each other across the core and adjacent to the core And a small pore size pore region of, and at least one of each pore of the large pore size pore region and each of the small pore size pore region forms the predetermined lattice. A polarization-maintaining photonic crystal fiber, which is arranged so as to be displaced from the position where
【請求項8】 請求項7に記載された偏波保存フォトニ
ッククリスタルファイバにおいて、 上記大孔径細孔領域の各細孔が上記所定格子を形成する
位置からファイバ半径方向外向きにずれて配設されてい
ることを特徴とする偏波保存フォトニッククリスタルフ
ァイバ。
8. The polarization-maintaining photonic crystal fiber according to claim 7, wherein each of the pores in the large pore diameter pore region is displaced outward from the position where the predetermined lattice is formed in the fiber radial direction. A polarization-maintaining photonic crystal fiber characterized by being used.
【請求項9】 請求項7に記載された偏波保存フォトニ
ッククリスタルファイバにおいて、 上記小孔径細孔領域の各細孔が上記所定格子を形成する
位置からファイバ半径方向内向きにずれて配設されてい
ることを特徴とする偏波保存フォトニッククリスタルフ
ァイバ。
9. The polarization-maintaining photonic crystal fiber according to claim 7, wherein each of the pores in the small-pore diameter pore region is displaced inward in the fiber radial direction from the position where the predetermined lattice is formed. A polarization-maintaining photonic crystal fiber characterized by being used.
【請求項10】 ファイバ中心をなす中実のコアと、該
コアを被覆するように設けられファイバ横断面に所定格
子を形成してファイバ半径方向にフォトニッククリスタ
ル構造を構成するように配設された複数の細孔を有する
クラッドと、を備え、該クラッドにおける該コアに隣接
した細孔が、該コアを挟んで対をなして配設された大孔
径の細孔と、該コアを挟んで対をなして配設された小孔
径の細孔と、からなることにより、光伝搬領域であるモ
ードフィールドがファイバ横断面において相互に直交し
且つ伝搬定数が異なる2つの偏波モードを有するように
構成され、該モードフィールドにおける該2つの偏波モ
ードの方向のうち一方のモードフィールド径に対する他
方のモードフィールド径の比であるアスペクト比が小さ
くなる向きに、該コアに隣接した大孔径の細孔及び小孔
径の細孔のうち少なくともいずれか一方が該所定格子を
形成する位置からずれて配設された偏波保存フォトニッ
ククリスタルファイバの製造方法であって、 石英製のロッド材に上記ファイバ横断面の孔パターンに
対応するようにロッド軸方向に延びる複数の孔を形成し
て母材を形成する母材形成工程と、 上記母材を線引き加工により細径化する線引き工程と、
を備えたことを特徴とする偏波保存フォトニッククリス
タルファイバの製造方法。
10. A solid core which forms the center of the fiber, and a core which is provided so as to cover the core and which is arranged to form a photonic crystal structure in the radial direction of the fiber by forming a predetermined lattice in the cross section of the fiber. And a clad having a plurality of pores, the pores adjacent to the core in the clad having large pores arranged in pairs with the core sandwiched therebetween and the core sandwiched with the large pore diameter. And a pair of small pores arranged in pairs so that the mode fields, which are light propagation regions, have two polarization modes that are orthogonal to each other in the cross section of the fiber and have different propagation constants. In the direction of the two polarization modes in the mode field, one of the two polarization mode directions has a smaller aspect ratio, which is the ratio of the other mode field diameter to the other mode field diameter. A method of manufacturing a polarization-maintaining photonic crystal fiber, wherein at least one of a large-pore diameter and a small-pore diameter adjacent to a is arranged displaced from a position forming the predetermined lattice, A base material forming step of forming a base material by forming a plurality of holes extending in the rod axial direction in a rod material made of quartz so as to correspond to the hole pattern of the cross section of the fiber; And the wire drawing process,
A method of manufacturing a polarization-maintaining photonic crystal fiber, comprising:
【請求項11】 請求項10に記載された偏波保存フォ
トニッククリスタルファイバの製造方法において、 上記母材の複数の孔を封止した状態で線引き加工するこ
とを特徴とする偏波保存フォトニッククリスタルファイ
バの製造方法。
11. The polarization-maintaining photonic crystal fiber according to claim 10, wherein the drawing is performed in a state where a plurality of holes of the base material are sealed, and the polarization-maintaining photonic crystal fiber is drawn. Crystal fiber manufacturing method.
【請求項12】 請求項11に記載された偏波保存フォ
トニッククリスタルファイバの製造方法において、 上記複数の孔の封止前に、該複数の孔の内壁の不純物を
除去する不純物除去処理を施すことを特徴とする偏波保
存フォトニッククリスタルファイバの製造方法。
12. The method for manufacturing a polarization-maintaining photonic crystal fiber according to claim 11, wherein an impurity removal treatment for removing impurities on inner walls of the plurality of holes is performed before sealing the plurality of holes. A method of manufacturing a polarization-maintaining photonic crystal fiber, comprising:
【請求項13】 ファイバ中心をなす中実のコアと、該
コアを被覆するように設けられファイバ横断面に所定格
子を形成してファイバ半径方向にフォトニッククリスタ
ル構造を構成するように配設された複数の細孔を有する
クラッドと、該クラッドをさらに被覆するように設けら
れた被覆部と、を備え、該クラッドにおける該コアに隣
接した細孔が、該コアを挟んで対をなして配設された大
孔径の細孔と、該コアを挟んで対をなして配設された小
孔径の細孔と、からなることにより、光伝搬領域である
モードフィールドがファイバ横断面において相互に直交
し且つ伝搬定数が異なる2つの偏波モードを有するよう
に構成され、該モードフィールドにおける該2つの偏波
モードの方向のうち一方のモードフィールド径に対する
他方のモードフィールド径の比であるアスペクト比が小
さくなる向きに、該コアに隣接した大孔径の細孔及び小
孔径の細孔のうち少なくともいずれか一方が該所定格子
を形成する位置からずれて配設された偏波保存フォトニ
ッククリスタルファイバの製造方法であって、 石英製のロッド材に上記ファイバ横断面の孔パターンに
対応するようにロッド軸方向に延びる複数の孔を形成す
る穿孔工程と、 上記複数の孔を形成したロッド材をロッド軸方向に加熱
延伸することにより細径化して母材本体を形成する母材
本体形成工程と、 上記母材本体と上記被覆部になる石英製の被覆部形成材
とで母材を構成し、該母材を線引き加工により細径化す
る線引き工程と、を備えたことを特徴とする偏波保存フ
ォトニッククリスタルファイバの製造方法。
13. A solid core forming the center of the fiber and a core provided to cover the core and forming a photonic crystal structure in the radial direction of the fiber by forming a predetermined lattice in the cross section of the fiber. A clad having a plurality of pores and a covering portion provided so as to further cover the clad, and pores adjacent to the core in the clad are arranged in pairs with the core interposed therebetween. The mode fields, which are the light propagation regions, are orthogonal to each other in the cross section of the fiber due to the large pores provided and the small pores arranged in pairs with the core sandwiched therebetween. Of the two polarization modes having different propagation constants, and one of the directions of the two polarization modes in the mode field corresponds to the other mode field diameter. At least one of the large pores and the small pores adjacent to the core is arranged to be displaced from the position where the predetermined lattice is formed in the direction in which the aspect ratio, which is the ratio of the diameter of the holes, decreases. A method of manufacturing a polarization-maintaining photonic crystal fiber, comprising a step of forming a plurality of holes extending in a rod axial direction in a rod material made of quartz so as to correspond to the hole pattern of the fiber cross section, Forming a base material main body by thinning the rod material having the holes formed therein by heating and stretching in the axial direction of the rod to form a base material main body; And a drawing step of reducing the diameter of the base material by a drawing process. A method of manufacturing a polarization-maintaining photonic crystal fiber, comprising:
【請求項14】 請求項13に記載された偏波保存フォ
トニッククリスタルファイバの製造方法において、 上記母材本体の複数の孔を封止した状態で線引き加工す
ることを特徴とする偏波保存フォトニッククリスタルフ
ァイバの製造方法。
14. The method of manufacturing a polarization-preserving photonic crystal fiber according to claim 13, wherein the drawing is performed in a state where a plurality of holes of the base material body are sealed, and a polarization-preserving photo. Nick crystal fiber manufacturing method.
【請求項15】 請求項14に記載された偏波保存フォ
トニッククリスタルファイバの製造方法において、 上記複数の孔の封止前に、該複数の孔の内壁の不純物を
除去する不純物除去処理を施すことを特徴とする偏波保
存フォトニッククリスタルファイバの製造方法。
15. The method for manufacturing a polarization-maintaining photonic crystal fiber according to claim 14, wherein before the sealing of the plurality of holes, an impurity removing process for removing impurities on the inner walls of the plurality of holes is performed. A method of manufacturing a polarization-maintaining photonic crystal fiber, comprising:
【請求項16】 請求項10又は13に記載された偏波
保存フォトニッククリスタルファイバの製造方法におい
て、 上記石英製のロッド材を水酸基含有量が1ppm以下の
無水合成ガラスで形成されたものとすることを特徴とす
る偏波保存フォトニッククリスタルファイバの製造方
法。
16. The method for producing a polarization maintaining photonic crystal fiber according to claim 10 or 13, wherein the quartz rod material is formed of anhydrous synthetic glass having a hydroxyl group content of 1 ppm or less. A method of manufacturing a polarization-maintaining photonic crystal fiber, comprising:
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