JP2530823B2 - Fiber type single mode lightwave circuit element and method of manufacturing the same - Google Patents
Fiber type single mode lightwave circuit element and method of manufacturing the sameInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はファイバ型単一モード光波回路素子及びその
製造方法に係り、特に光波の進行方向に沿って一様でな
い屈折率分布を有したファイバ型の単一モード光波回路
素子であり、単一モードの整合器として用いられるもの
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fiber type single mode lightwave circuit element and a method for manufacturing the same, and more particularly to a fiber having a non-uniform refractive index distribution along the traveling direction of the lightwave. Type single-mode lightwave circuit element used as a single-mode matching device.
[従来の技術] 従来から光技回路素子としては屈折率分布が光波の進
行方向に一様な構造を有するものが用いられており、こ
のため、材質や幾何学的構造の異なる複数の素子を接続
する場合には電磁界分布の不整合による放射損失を招く
という問題が指摘されていた。例えば、半導体レーザ等
の偏平な電磁界分布を有する素子と光ファイバ等の円形
状の電磁界分布を有する素子とを接続する場合には結合
損失が大きかった。[Prior Art] Conventionally, as an optoelectronic circuit element, one having a structure in which the refractive index distribution is uniform in the traveling direction of the light wave has been used, and therefore, a plurality of elements having different materials or geometric structures are used. It has been pointed out that the connection causes a radiation loss due to a mismatch of the electromagnetic field distribution. For example, when an element having a flat electromagnetic field distribution such as a semiconductor laser is connected to an element having a circular electromagnetic field distribution such as an optical fiber, the coupling loss is large.
また、導波作用のない種々の光学素子の通例の光ファ
イバ間に挿入する際には、ファイバを伝搬する光波の電
磁界分布の拡がりが小さいため、ファイバ間での回折に
よる放射損失が大きかった。このようなことから、従来
から結合素子としてはレンズが用いられてきているが、
相互の電磁界分布を一致させるレンズ系を設計・製作す
ることは困難であり、また小型化や安定化を図るという
観点からは向いていない。In addition, when inserting between various optical elements that do not have a waveguiding effect, which are usually used, the spread of the electromagnetic field distribution of the light wave propagating through the fiber is small, so the radiation loss due to diffraction between the fibers is large. . For this reason, a lens has been conventionally used as a coupling element,
It is difficult to design and manufacture a lens system in which the mutual electromagnetic field distributions are matched, and it is not suitable from the viewpoint of miniaturization and stabilization.
ところで、この問題について、光集積回路型、即ち平
面型の光回路素子については、その導波路の屈折率分布
を光の進行方向に徐々に変化させるという手段を適用す
ることにより、レンズ系を用いることなく、放射損失の
小さい分岐回路、高効率のレーザ・ファイバ結合器、ま
たは単一モード光ファイバ・薄膜光回路結合器等を実現
できるものが開発され、またその製造技術についても開
発されている(特開昭60−191208号公報)。この光波回
路素子は、光集積回路において光導波路を形成すべき位
置にカリウムイオンが拡散されているナトリウムを含む
ガラス基板と、ガラス基板の上に形成されたガラス被膜
と、ガラス基板に拡散されたカリウムイオンを、基板及
び被膜の中へ再拡散させることによって光導波路を形成
したものである。With respect to this problem, for an optical integrated circuit type, that is, a planar type optical circuit element, a lens system is used by applying a means of gradually changing the refractive index distribution of the waveguide in the traveling direction of light. Without this, a branch circuit with a small radiation loss, a high-efficiency laser / fiber coupler, a single-mode optical fiber / thin-film optical circuit coupler, etc. has been developed, and its manufacturing technology has also been developed. (JP-A-60-191208). This lightwave circuit element is a glass substrate containing sodium in which potassium ions are diffused at a position where an optical waveguide is to be formed in an optical integrated circuit, a glass film formed on the glass substrate, and diffused in the glass substrate. An optical waveguide is formed by re-diffusing potassium ions into the substrate and the coating.
そして、この光集積回路型の光回路素子には光集積回
路との電磁界分布の整合性が良好で、且つその製造にお
いても集積回路プロセス技術が利用できるという利点が
あるが、屈折率差の大きな導波路を得ることが困難であ
り、光集積型回路であることから必然的に可撓性に欠け
るという欠点がある。The optical integrated circuit type optical circuit element has an advantage that the matching of the electromagnetic field distribution with the optical integrated circuit is good and the integrated circuit process technology can be used in the manufacture thereof, but It is difficult to obtain a large waveguide, and since it is an optical integrated circuit, it is necessarily lacking in flexibility.
[発明が解決しようとする問題点] ところで、前記の光集積回路型の光回路素子は、複数
の集積回路型素子を接続する場合における電磁界分布の
不整合に伴なう放射損失の問題を一応解決するものであ
るが、その入出力部における単一モード光ファイバとの
機械的及び幾何学的な整合性は必ずしも良くない。[Problems to be Solved by the Invention] By the way, the above-mentioned optical circuit of optical integrated circuit type has a problem of radiation loss due to mismatch of electromagnetic field distribution when a plurality of integrated circuit type elements are connected. Although it is a solution for the time being, the mechanical and geometrical compatibility with the single mode optical fiber at the input and output is not necessarily good.
本発明は、光集積回路型の素子だけでなく、種々の光
回路素子を接続する場合における電磁界分布の不整合に
伴なう放射損失を低く抑制することができるファイバ型
単一モード光波回路素子を提供することを目的としたも
のである。INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is capable of suppressing not only optical integrated circuit type elements but also radiation loss due to mismatch of electromagnetic field distribution when various optical circuit elements are connected, to a low level. The purpose is to provide a device.
[問題点を解決するための手段] 本願の発明は次のファイバ型単一モード光波回路素子
に係る三発明とその製造方法に係る発明の四発明からな
る。[Means for Solving the Problems] The invention of the present application consists of the following three inventions related to the fiber type single mode lightwave circuit element and four inventions related to the manufacturing method thereof.
第一の発明は、コア領域とクラッディング領域とから
なるファイバ状素子であり、屈折率分布を生成するため
にコア領域及び/又はクラッディング領域に含有させた
ドーパントの横断面内総量を素子全長にわたり一定に保
ちつつ、単一モード条件を満たしながら屈折率分布が軸
方向に連続的に変化していることを特徴とするファイバ
型単一モード光波回路素子に係る。A first aspect of the present invention is a fiber-like element including a core region and a cladding region, wherein the total amount of dopant contained in the core region and / or the cladding region in the cross section in order to generate a refractive index distribution is the total length of the device. The present invention relates to a fiber-type single-mode lightwave circuit element, characterized in that the refractive index distribution continuously changes in the axial direction while satisfying the single-mode condition while keeping constant over the entire length.
第二の発明は、コア領域とクラッディング領域とから
なるファイバ状素子であり、その一端若しくは他端また
はその間の任意の横断面における少なくとも一の面での
屈折率分布が非円形状であると共に、屈折率分布を生成
するためにコア領域及び/又はクラッディング領域に含
有させたドーパントの横断面内総量を素子全長にわたり
一定に保ちつつ、屈折率分布が単一モード条件を満たし
ながら軸方向に連続的に変化していることを特徴とする
ファイバ型単一モード光波回路素子に係る。A second invention is a fiber-like element consisting of a core region and a cladding region, wherein one end or the other end thereof or a refractive index distribution in at least one surface in any cross section between them is non-circular. , While keeping the total amount of the dopant contained in the core region and / or the cladding region in the cross section for generating the refractive index distribution constant over the entire length of the device, while the refractive index distribution satisfies the single mode condition in the axial direction. The present invention relates to a fiber type single mode lightwave circuit element characterized by being continuously changing.
第三の発明は、軸方向に一様な屈折率分布を有する単
一モードファイバに対して軸方向に沿って分布加熱を施
すことにより、コア材及び/又はクラッディング材の中
のドーパントを拡散させ、ファイバの屈折率分布を軸方
向に単一モード条件を満たしながら連続的に変化させる
ことを特徴とするファイバ型単一モード光波回路素子の
製造方法に係る。A third aspect of the present invention diffuses a dopant in a core material and / or a cladding material by subjecting a single mode fiber having a uniform refractive index distribution in the axial direction to distributed heating along the axial direction. The present invention relates to a method for manufacturing a fiber type single mode lightwave circuit element, characterized in that the refractive index distribution of the fiber is continuously changed in the axial direction while satisfying the single mode condition.
[作用] 第一の発明のファイバ型単一モード光波回路素子の基
本的概念は第1図に示される。図において、1はこの発
明のファイバ型単一モード光波回路素子であり、コア領
域2とクラッディング領域3とからなるファイバ状の素
子として構成されている。屈折率分布を生成するために
コア領域及び/又はクラッディング領域に含有させたド
ーパントの横断面内総量を素子全長にわたり一定に保た
れている。そして、各横断面における屈折率分布は一例
として第2a図から第2c図に示すように、その軸方向に単
一モード条件を満たしながら連続的に変化し、即ちドー
パント分布もその横断面内総量を一定に保ったまま分布
形状が軸方向に連続的に変化しており、素子外形は全体
としてほぼ一定に保たれるように形成されている。[Operation] The basic concept of the fiber type single mode lightwave circuit element of the first invention is shown in FIG. In the figure, 1 is a fiber type single mode lightwave circuit element of the present invention, which is configured as a fiber-like element composed of a core region 2 and a cladding region 3. The total amount of the dopant contained in the core region and / or the cladding region in the cross section in order to generate the refractive index distribution is kept constant over the entire device length. Then, as shown in FIGS. 2a to 2c as an example, the refractive index distribution in each cross section continuously changes while satisfying the single mode condition in the axial direction, that is, the dopant distribution also has the total amount in the cross section. The distribution shape is continuously changed in the axial direction while maintaining constant, and the outer shape of the element is formed so as to be maintained substantially constant as a whole.
ここで、単一モード条件とは、例えばコアの横断面が
円形であると仮定したとき、コアの半径をa、コア及び
クラッディングの屈折率をそれぞれn1,n2とし、伝搬す
る光の真空中波長をλとした場合、 V=(2π/λ)a(n1 2−n2 2)1/2 の関係式で定義される正規化周波数Vが2.4以下である
ことを意味する。Here, the single mode condition means that, assuming that the cross section of the core is circular, for example, the radius of the core is a, the refractive indices of the core and the cladding are n 1 and n 2 , respectively, and When the wavelength in vacuum is λ, it means that the normalized frequency V defined by the relational expression of V = (2π / λ) a (n 1 2 −n 2 2 ) 1/2 is 2.4 or less.
従って、この素子1の一端1a側の屈折率分布に対応す
る固有モードを有する光波を一端1aから入射させると、
素子の中を伝搬するに従いドーパント分布すなわち屈折
率分布に対応した電磁界分布に変化しながらその固有モ
ードを保持して他端1bに到達し、且つ軸方向への屈折率
分布が滑らかに変化していることから、素子中を伝搬す
る光波の放射モードへの結合を抑制することができ、一
端1aから他端1bへの電磁界分布の変形を低損失で行なう
ことが可能となる。Therefore, when a light wave having an eigenmode corresponding to the refractive index distribution on the one end 1a side of the element 1 is incident from the one end 1a,
As it propagates through the element, it changes to a dopant distribution, that is, an electromagnetic field distribution corresponding to the refractive index distribution, retains its eigenmode and reaches the other end 1b, and the refractive index distribution in the axial direction changes smoothly. Therefore, the coupling of the light wave propagating through the element to the radiation mode can be suppressed, and the electromagnetic field distribution from one end 1a to the other end 1b can be deformed with low loss.
尚、「屈折率分布が連続的に変化している」とは第1
図に示したようなテーパー状の変化に限定されず、要は
単一モード条件を満たしながら滑らかな変化が構成され
ていればよい(以下、同様に解釈する。)。In addition, "the refractive index distribution is continuously changing" means the first
The present invention is not limited to the taper-like change as shown in the figure, but the point is that a smooth change can be configured while satisfying the single mode condition (hereinafter, the same interpretation will be made).
第二の発明のファイバ型光波回路素子の基本的概念は
第3図に示される。図において、4はこの発明のファイ
バ型単一モード光波回路素子であり、コア層5とクラッ
ディング層6とからなるファイバ状の素子として構成さ
れている。The basic concept of the fiber type lightwave circuit element of the second invention is shown in FIG. In the figure, 4 is a fiber type single mode lightwave circuit element of the present invention, which is configured as a fiber-shaped element comprising a core layer 5 and a cladding layer 6.
そして、一例として第3図におけるXm−Xm及びYm−Ym
(m;1,2,3)で示される面の各屈折率分布をグラフにす
ると、m=1の面においては第4a図及び第5a図に示すよ
うにその屈折率分布が非円形状であり、一方、m=3の
面における屈折率分布は第4c図及び第5c図に示すように
略円形状となっている。Then, as an example, X m −X m and Y m −Y m in FIG.
Graphing each refractive index distribution of the surface indicated by (m; 1,2,3), the refractive index distribution in the surface of m = 1 has a non-circular shape as shown in Figs. 4a and 5a. On the other hand, the refractive index distribution on the surface of m = 3 has a substantially circular shape as shown in FIGS. 4c and 5c.
そして、m=1の面m=3の面との間ではその屈折率
分布が連続的に変化しており、第4b図及び第5b図はこの
連続的に変化している途中の一横断面の屈折率分布を示
したものである。尚、前記には屈折率分布についての一
例として一端が非円形状、他端が略円形状であるものを
掲げたが、この発明においては両端が非円形状のもの、
両端が略円形状であるが任意の横断面が非円形状である
ものをも含む。The refractive index distribution continuously changes between the surface of m = 1 and the surface of m = 3, and FIGS. 4b and 5b show one cross section in the middle of this continuous change. 3 shows the refractive index distribution of. In the above, one example of the refractive index distribution is a non-circular shape at one end and a substantially circular shape at the other end, but in the present invention, both ends are non-circular shapes,
It also includes one in which both ends are substantially circular, but any cross section is non-circular.
この発明の素子もドーパントの断面内分布総量が素子
全長にわたり一定に保たれつつ軸方向への屈折率分布が
単一モード条件を満たしながら滑らかに変化しているこ
とから、素子中を伝搬する光波の放射モードへの結合を
抑制することができ、一端から他端への電磁界分布の変
形を低損失で行ない得る。この素子の他の利点は種々の
光回路素子を接続する場合にその入出力部における幾何
学的不整合即ち電磁界分布の不整合に伴なう放射損失を
抑制することができる点にある。例えば、接続される素
子が光集積回路型の素子で非円形状の屈折率分布を有し
ているような場合に、この発明の素子の接続端の屈折率
分布をその屈折率分布に整合させておけば、放射損失を
非常に低く抑制することが可能となる。In the device of the present invention as well, the total distribution of the dopant in the cross section is kept constant over the entire length of the device, and the refractive index distribution in the axial direction changes smoothly while satisfying the single mode condition. Can be suppressed from coupling to the radiation mode, and the electromagnetic field distribution from one end to the other can be deformed with low loss. Another advantage of this device is that when various optical circuit devices are connected, it is possible to suppress the radiation loss due to the geometrical mismatch in the input / output parts, that is, the mismatch of the electromagnetic field distribution. For example, when the element to be connected is an optical integrated circuit type element and has a non-circular refractive index distribution, the refractive index distribution at the connection end of the element of the present invention is matched with the refractive index distribution. If so, the radiation loss can be suppressed to a very low level.
上記発明のファイバ型単一モード光波回路素子の使用
例あるいは実施態様例の基本的概念は第6図に示され
る。図において、7及び8はそれぞれコア層9a,9bとク
ラッディング層10a,10bからなる第1及び第2の素子部
であり、伝搬する光波の電磁界分布はある横断面11a,11
bで十分に拡がるように屈折率分布を軸方向に連続的に
変化させてある。そして、その横断面11a,11bの間はギ
ャップ12として構成されている。The basic concept of the use example or the embodiment of the fiber type single mode lightwave circuit device of the present invention is shown in FIG. In the figure, reference numerals 7 and 8 denote first and second element portions composed of core layers 9a and 9b and cladding layers 10a and 10b, respectively.
The refractive index distribution is continuously changed in the axial direction so that it is sufficiently widened at b. A gap 12 is formed between the cross sections 11a and 11b.
従って、伝搬する光のスポットサイズはそのギャップ
12で充分に大きくなり、ギャップ12に導波作用の無い他
の素子を介装した場合においても光波の回折による損失
を低く抑制することができる。Therefore, the spot size of the propagating light is
12 is sufficiently large, and even when another element having no waveguiding effect is interposed in the gap 12, the loss due to the diffraction of the light wave can be suppressed low.
一般の光ファイバの間に導波作用のない光素子を挿入
するとファイバを伝搬する光波の電磁界分布の拡がりが
小さいために、このファイバ間で回折による大きな放射
損失が生じたが、この発明のファイバ型単一モード光波
回路素子は電磁界分布を横断面11a,11bで充分に拡がる
ように屈折率分布を軸方向に連続的に変化させてあるた
め、その部分での放射損失を極めて低くすることができ
ることになる。When an optical element having no waveguiding action is inserted between general optical fibers, a large radiation loss due to diffraction occurs between the fibers because the spread of the electromagnetic field distribution of the light wave propagating through the fibers is small. Since the fiber type single mode lightwave circuit element has the refractive index distribution continuously changed in the axial direction so that the electromagnetic field distribution is sufficiently widened in the cross sections 11a and 11b, the radiation loss in that part is made extremely low. It will be possible.
第三の発明のファイバ型単一モード光波回路素子の製
造方法の基本的概念は第7図に示される。同図におい
て、13はファイバプリフォームであり、横断面形状が非
円形状であるコア用プリフォーム14を中央に、クラッデ
ィング用プリフォーム15を周囲に配設した構成を有して
いる。The basic concept of the method of manufacturing the fiber type single mode lightwave circuit element of the third invention is shown in FIG. In the figure, 13 is a fiber preform having a configuration in which a core preform 14 having a non-circular cross-sectional shape is arranged at the center and a cladding preform 15 is arranged around the core preform 14.
そして、このファイバプリフォーム13には線引き用加
熱16が施されつつ線引きされて単一モードファイバ17が
形成される。この線引は周知の技術である。本発明にお
いてはその線引きされたファイバに軸方向に沿って更に
分布加熱18を施すことに特徴がある。Then, the fiber preform 13 is subjected to drawing heating 16 and drawn to form a single mode fiber 17. This line drawing is a well-known technique. The present invention is characterized in that the drawn fiber is further subjected to distributed heating 18 along the axial direction.
この分布加熱18は、第8図に示すようにコア材14a及
び/又はクラッディング材15aの中に含まれているドー
パントをその境界面付近19で拡散させることにより、単
一モードファイバ17の各横断面における屈折率分布を軸
方向へ連続的に変化させる役割を果たす。即ち、分布加
熱18において、大きな熱量で加熱した部分については、
横断面内の半径方向へのドーパントの拡散長が長くな
り、小さな熱量で加熱した部分についてはドーパンの横
断面内の半径方向への拡散長が短くなることから、加熱
の分布を適宜制御することによって屈折率分布を単一モ
ードファイバ17の軸方向に沿って連続的に変化させるこ
とが可能となる。As shown in FIG. 8, the distributed heating 18 diffuses the dopant contained in the core material 14a and / or the cladding material 15a in the vicinity 19 of the boundary surface of the core material 14a and / or the cladding material 15a. It serves to continuously change the refractive index distribution in the cross section in the axial direction. That is, in the distributed heating 18, for the portion heated by a large amount of heat,
Since the diffusion length of the dopant in the radial direction in the cross section becomes longer and the diffusion length in the radial direction in the cross section of the dopan becomes shorter in the portion heated by a small amount of heat, the heating distribution should be controlled appropriately. This makes it possible to change the refractive index distribution continuously along the axial direction of the single mode fiber 17.
尚、ここで「分布加熱」とは、単一モードファイバ17
の軸方向に温度分布をつけて加熱する場合だけでなく、
単一モードファイバ17の所定部を局部的に加熱するよう
な熱処理も含む概念である。また、コア材14a及び/又
はクラッディング材15aの中に含まれているドーパント
量は本来的に均一であり、従って単一モードファイバ17
における単位長さ当りのドーパント総量は一定であるこ
とから、分布加熱18を施した後の単一モードファイバ17
によって構成される光波回路素子は屈折率分布が軸方向
に沿って単一モード条件を満たしながら変化したものと
なる。The term "distributed heating" used here refers to the single mode fiber 17
Not only when heating with a temperature distribution in the axial direction of
This is a concept including heat treatment for locally heating a predetermined portion of the single mode fiber 17. In addition, the amount of dopant contained in the core material 14a and / or the cladding material 15a is essentially uniform, and therefore the single mode fiber 17
Since the total amount of dopants per unit length in is constant, the single mode fiber 17 after distributed heating 18
In the lightwave circuit element constituted by, the refractive index distribution changes along the axial direction while satisfying the single mode condition.
尚、この発明においては、ファイバプリフォーム13を
線引きする必要上、各プリフォーム14,15はガラスが適
しており、また屈折率を変化させるドーパントとしては
銀イオン、カリウムイオン等を用いることもできるが、
大きな屈折率変化を得るためには、電子分極率の大き
な、例えばタリウムイオンを用いることが望ましい。In the present invention, since it is necessary to draw the fiber preform 13, glass is suitable for each of the preforms 14 and 15, and silver ions, potassium ions or the like can also be used as the dopant for changing the refractive index. But,
In order to obtain a large change in the refractive index, it is desirable to use, for example, thallium ions having a large electronic polarizability.
[実施例] 実施例1(第一の発明に対応) 第9図は、本願の第一の発明のファイバ型単一モード
光波回路素子の一実施例を示すものであり、51はコア層
であり、52はクラッディング層である。ここに、両端51
a,51bにおけるコア層51の横断面形状は略円形状になっ
ており、両端51a,51bの間においては横断面内ドーパン
ト総量が一定に保つように、屈折率分布が軸方向に単一
モード条件を満たしながら連続的に変化している。この
変化の状態は第9図におけるZm−Zm(m;1,2,3)で示さ
れる横断面で、それぞれ第9a図、第9b図及び第9c図に示
されるように連続的に電磁界分布が拡がるように設定さ
れている。[Embodiment] Embodiment 1 (corresponding to the first invention) FIG. 9 shows an embodiment of the fiber type single mode lightwave circuit element of the first invention of the present application, and 51 is a core layer. Yes, 52 is a cladding layer. Where both ends 51
The cross-sectional shape of the core layer 51 in a, 51b is substantially circular, and between both ends 51a, 51b, the refractive index distribution has a single mode in the axial direction so that the total amount of dopant in the cross-section is kept constant. It changes continuously while satisfying the conditions. The state of this change is the cross section indicated by Zm-Zm (m; 1,2,3) in FIG. 9, and the electromagnetic field is continuously changed as shown in FIGS. 9a, 9b and 9c, respectively. The distribution is set to widen.
従って、一端51aから入射した光波は、伝搬中の放射
損失が抑えられながら、その固有モードを保持して他端
51bへ到達する。また、両端51a,51bに接続される光波回
路素子の電磁界分布に対応させて両端51a,51bのコア層5
1の横断面形状を設定しておけば、接続による電磁界分
布の不整合に伴なう放射損失を抑制することができるた
め整合素子としての機能を有する。Therefore, the light wave incident from one end 51a retains its eigenmode while suppressing the radiation loss during propagation, and the other end
Reach 51b. Further, the core layer 5 at both ends 51a, 51b is made to correspond to the electromagnetic field distribution of the lightwave circuit element connected to both ends 51a, 51b.
If the cross-sectional shape of 1 is set, the radiation loss due to the mismatch of the electromagnetic field distribution due to the connection can be suppressed, so that it has a function as a matching element.
実施例2(第二の発明に対応) 第10図は、本願の第二の発明のファイバ型単一モード
光波回路素子の一実施例を示すものであり、61はコア層
であり、62はクラッディング層である。Embodiment 2 (corresponding to the second invention) FIG. 10 shows an embodiment of the fiber type single mode lightwave circuit element of the second invention of the present application, 61 is a core layer, and 62 is It is a cladding layer.
ここに、コア層61の一端61aの横断面形状は略方形状
であり、他端61bの横断面形状が略円形状になってい
る。従って、屈折率分布は、一端61aにおいては第11a図
に示すようにZ1−Z1軸について矩形状の分布で、且つ軸
に関して非円形状の分布をなしており、他端61bにおい
ては第11c図に示すような円形状の屈折率分布をなして
いる。そして、両端面61a,61bの間においては、コア層6
1の横断面形状が略方形から略円形に連続的に変化して
いる。第10図におけるZ2−Z2で示される面の屈折率分布
は第11b図に示され、矩形状の分布から円形状の分布へ
移行する過渡的な段階を示している。Here, the one end 61a of the core layer 61 has a substantially rectangular cross section, and the other end 61b has a substantially circular cross section. Therefore, the refractive index distribution is a rectangular distribution about the Z1-Z1 axis at one end 61a as shown in FIG. 11a, and a non-circular distribution about the axis, and the other end 61b at FIG. 11c. The refractive index distribution is circular as shown in. The core layer 6 is provided between the end surfaces 61a and 61b.
The cross-sectional shape of 1 continuously changes from a substantially square shape to a substantially circular shape. The refractive index distribution of the surface indicated by Z2-Z2 in FIG. 10 is shown in FIG. 11b, which shows a transitional step from the rectangular distribution to the circular distribution.
従って、一端61aに接続される光導波路や光学素子の
屈折率分布が略方形状であり、他端61bのそれが略円形
状であるような場合に、放射損失の低い単一モード整合
器として用いることができる。Therefore, when the refractive index distribution of the optical waveguide or the optical element connected to the one end 61a has a substantially rectangular shape and that of the other end 61b has a substantially circular shape, a single mode matching device with low radiation loss is obtained. Can be used.
第二の発明の実施例としては第12図に示すように、コ
ア層71の形状が両端71a,71bで略円形状であり、或る横
断面72(Zn−Znで示される)で略方形状にすることも可
能である。この素子は整合素子としての機能も有してい
るが、横断面72で切断することにより、第三の発明にお
けるファイバ型単一モード回路素子の一部(第6図にお
ける7,8に相当)として用いることが可能となる。As shown in FIG. 12 as an embodiment of the second invention, the shape of the core layer 71 is substantially circular at both ends 71a, 71b, and is substantially square at a certain cross section 72 (indicated by Zn-Zn). It is also possible to have a shape. Although this element also has a function as a matching element, a part of the fiber type single mode circuit element in the third invention (corresponding to 7 and 8 in FIG. 6) is obtained by cutting at the cross section 72. Can be used as.
使用例 第13図は、本願発明のファイバ型単一モード光波回路
素子の一使用例を示すものである。図において、81はフ
ァイバ型回路素子であり、コア層82とクラッディング層
83及び該素子81をコア層82を含む横断面の一部を削除し
て設けたギャップ84とからなる。Example of Use FIG. 13 shows an example of use of the fiber type single mode lightwave circuit element of the present invention. In the figure, 81 is a fiber type circuit element, which includes a core layer 82 and a cladding layer.
83 and a gap 84 formed by removing a part of the cross section including the core layer 82 from the element 81.
そして、端面81aと81b及び端面81cと81dとでは屈折率
分布が異なっており、端面81aと81b及び端面81cと81dと
の間では屈折率分布が連続的に変化している。ここに重
要なことは、端面81bと81cにおいて伝搬光の固有モード
の電磁界分布が充分に拡がるように、即ち伝搬光のスポ
ットサイズが充分に大きくなるように屈折率分布が設定
されていることである。The end faces 81a and 81b and the end faces 81c and 81d have different refractive index distributions, and the end faces 81a and 81b and the end faces 81c and 81d have continuous refractive index distributions. What is important here is that the refractive index distribution is set so that the electromagnetic field distribution of the eigenmode of the propagating light is sufficiently widened at the end faces 81b and 81c, that is, the spot size of the propagating light is sufficiently large. Is.
このように設定することにより、この素子81を伝搬す
る光波はギャップ84の部分で導波作用が無いにもかかわ
らず、端面81bから端面81cへの小さな回折損失で伝搬す
ることができる。第14図は屈折率2,33を有する物質(例
えば光アイソレータ用磁気光学結晶等)をギャップ84の
中に介装したときのギャップ84の幅(即ち、介装物質の
長さ)と回折損失との関係を種々のスポットサイズを有
する波長1.3μmの光波に対して求めたものである。By setting in this way, the light wave propagating through the element 81 can propagate with a small diffraction loss from the end face 81b to the end face 81c, even though there is no waveguiding effect in the gap 84 portion. FIG. 14 shows the width of the gap 84 (that is, the length of the interposing material) and the diffraction loss when a material having a refractive index of 2,33 (for example, a magneto-optical crystal for an optical isolator) is interposed in the gap 84. Is obtained for light waves having various spot sizes and a wavelength of 1.3 μm.
通例の通信用単一モードファイバでは波長1.3μmに
おいてスポットサイズは約5μmであるから、回折損失
を0.1dBに抑制するにはギャップ幅を40μm以下にしな
ければならない。Since the spot size is about 5 μm at a wavelength of 1.3 μm in a typical communication single-mode fiber, the gap width must be 40 μm or less to suppress the diffraction loss to 0.1 dB.
しかし、本例の素子81を用いてスポットサイズを例え
ば15μmに拡大すれば、同じ回折損失値でギャップ幅を
約400μmにまで大きくすることができる。従って、ギ
ャップ84の部分に光アイソレータや光スイッチイ等の種
々の素子を介装することが可能となる。However, if the spot size is expanded to, for example, 15 μm using the element 81 of this example, the gap width can be increased to about 400 μm with the same diffraction loss value. Therefore, various elements such as an optical isolator and an optical switch can be inserted in the gap 84.
実施例3(第三の発明に対応) 第15a図及び第15b図は前記のファイバ型単一モード光
波回路素子を製造する製造装置の概略を示したものであ
り、91はファイバプリフォームで、加熱器92で加熱され
ることにより線引きされファイバ93となる。作製された
単一モードファイバ93には更に加熱器94によって軸方向
にその熱量が変化する分布加熱が施される。Example 3 (corresponding to the third invention) FIGS. 15a and 15b show an outline of a manufacturing apparatus for manufacturing the fiber type single mode lightwave circuit element, and 91 is a fiber preform, By being heated by the heater 92, it is drawn and becomes a fiber 93. The produced single mode fiber 93 is further subjected to distributed heating in which the amount of heat changes in the axial direction by the heater 94.
本実施例においてはタリウムを含むBK7ガラスをコア
用に使用し、タリウムを含まないBK7ガラスをクラッデ
ィング用に使用した。これは、ガラスの屈折率はタリウ
ムの含有量によって大幅に変化し、比屈折率差が1.8%
及び2.9%近くの大きな値をもつ素子が得られるからで
あり、熱膨張係数、転移点、屈伏点はBK7ガラスとタリ
ウム入りBK7ガラスとでほぼ同程度の値であることか
ら、単一モードファイバへの線引きに適しているからで
ある。In this example, BK7 glass containing thallium was used for the core and BK7 glass containing no thallium was used for the cladding. This is because the refractive index of glass changes significantly depending on the content of thallium, and the relative refractive index difference is 1.8%.
And the element having a large value of about 2.9% is obtained, and the coefficient of thermal expansion, the transition point, and the yield point are almost the same in the BK7 glass and the BK7 glass containing thallium. This is because it is suitable for line drawing.
第16図はファイバプリフォーム91の横断面図(第15a
図のA−A矢視断図)であり、次の工程を経て製造され
る。先ず、BK7ガラスからなるクラッディング材95,96の
一方のクラッディング材96に溝を設け、これらクラッデ
ィング材95,96を接合させて、640℃の温度で30分間保持
し、互いに融着させて矩形状の孔97をもつクラッディン
グ用プリフォーム98を作製する。この孔97にタリウム入
りBK7ガラス製でその横断面が方形状のコア用プリフォ
ーム99を石英製スペーサ100を介して挿入する。FIG. 16 is a cross-sectional view of the fiber preform 91 (15a
It is a sectional view taken along the line AA in the drawing), and is manufactured through the following steps. First, a groove is provided in one of the cladding materials 95 and 96 made of BK7 glass, the cladding materials 95 and 96 are joined, and the mixture is held at a temperature of 640 ° C. for 30 minutes and fused to each other. To produce a cladding preform 98 having a rectangular hole 97. A core preform 99 made of BK7 glass containing thallium and having a rectangular cross section is inserted into the hole 97 via a quartz spacer 100.
このようにして作製されたファイバプリフォーム91は
第15a図に示すように加熱器92によって加熱されて線引
きされることになり、第17図に示すように加熱軟化され
て、コア層101とクラッディング層102が接触する部分で
は、コア層101中のタリウムとクラッディング層102中の
カリウムとの間でイオン交換が生じ、タリウムがドーパ
ントとしてクラッディング層102中に拡散する。The fiber preform 91 thus produced is heated by the heater 92 to be drawn as shown in FIG. 15a, and is softened by heating as shown in FIG. At a portion where the cladding layer 102 is in contact, ion exchange occurs between thallium in the core layer 101 and potassium in the cladding layer 102, and thallium diffuses into the cladding layer 102 as a dopant.
この段階での拡散は線引きした単一モードファイバ93
の屈折率分布が鈍る原因になるが、現実的には線引きに
よりタリウムの拡散長が縮小される効果があり、更に線
引き温度を低くしてタリウムの拡散係数を小さくするこ
とによりこの影響を抑制することができる。次に、線引
きした単一モードファイバ93は所定の長さに切断し、そ
の切断した単一モードファイバ93を加熱器94によって分
布加熱を施す。The diffusion at this stage is a drawn single mode fiber 93
Causes a blunted refractive index distribution, but in reality it has the effect of reducing the diffusion length of thallium by drawing, and further suppressing this effect by lowering the drawing temperature and decreasing the diffusion coefficient of thallium. be able to. Next, the drawn single mode fiber 93 is cut into a predetermined length, and the cut single mode fiber 93 is subjected to distributed heating by a heater 94.
即ち、この段階でコア層101の中のタリウムとクラッ
ディング層102の中のカリウムとをイオン交換させ、軸
方向の各横断面において屈折率分布が異なる所望の素子
を得ることになる。加熱器94はファイバ93の長さ方向に
沿っての温度分布を調節することが可能なものであり、
前記のイオン交換を制御する役割を果たす。That is, at this stage, thallium in the core layer 101 and potassium in the cladding layer 102 are ion-exchanged to obtain a desired element having a different refractive index distribution in each axial cross section. The heater 94 is capable of adjusting the temperature distribution along the length direction of the fiber 93,
It plays a role of controlling the above-mentioned ion exchange.
第18図はタリウム濃度と屈折率変化量との関係を示す
ものであるが、タリウムの濃度にほぼ比例して屈折率が
大きくなっており、タリウムの濃度分布形状が屈折率分
布形状に対応することが理解できる。FIG. 18 shows the relationship between the thallium concentration and the amount of change in the refractive index. The refractive index increases almost in proportion to the concentration of thallium, and the thallium concentration distribution shape corresponds to the refractive index distribution shape. I understand.
第19図は加熱によるドーパント分布の測定しやすい多
モード用素子を作製し、線引き後のタリウムの分布をEP
MAにより測定した結果を示す。Fig. 19 shows a multimode device in which it is easy to measure the dopant distribution due to heating.
The result measured by MA is shown.
また、第20図はそのファイバを600℃の温度で3時間
保持した後のタリウムの分布を示すEPMA測定結果であ
る。これらの図から明らかなように、加熱によりタリウ
ムの拡散が生じており、単一モードファイバ93に対して
制御された分布加熱を施すことにより、ドーパントの分
布、即ち屈折率の分布を制御でき、単一モードファイバ
93の軸方向の各横断面における屈折率分布を連続的に変
化させることが可能であることが理解できる。Also, FIG. 20 is an EPMA measurement result showing the distribution of thallium after the fiber was held at a temperature of 600 ° C. for 3 hours. As is clear from these figures, the diffusion of thallium is caused by heating, and the distribution of the dopant, that is, the distribution of the refractive index can be controlled by performing the controlled distributed heating on the single mode fiber 93, Single mode fiber
It can be seen that the refractive index distribution in each of the 93 axial cross sections can be varied continuously.
このようにして、前記の種々のファイバ型単一モード
光波回路素子を製造することができ、同様の方法で、例
えば波長1.52μmにおいて単一モードの素子を製造する
こともできた。In this way, various fiber-type single-mode lightwave circuit devices described above could be manufactured, and a single-mode device at a wavelength of 1.52 μm, for example, could be manufactured in the same manner.
[発明の効果] 以上のように第一の発明によれば、単一モード光回路
素子を接続する場合における電磁界分布の不整合に伴う
放射損失を低く抑制するおとができる。また、ドーパン
ト分布すなわち屈折率分布のみを変化させればよいの
で、素子外形を一定とすることが可能である。[Effects of the Invention] As described above, according to the first invention, it is possible to suppress the radiation loss due to the mismatch of the electromagnetic field distribution in the case of connecting the single-mode optical circuit element to a low level. Further, since only the dopant distribution, that is, the refractive index distribution needs to be changed, the outer shape of the element can be made constant.
さらに、ファイバー型であることから、小型かつ軽量
で、可撓性に富むものとなる。Further, since it is a fiber type, it is small and lightweight and highly flexible.
また、第二発明によれば、入出力部における極端な幾
何学的不整合に伴う放射損失を抑制することができる。Further, according to the second aspect of the invention, it is possible to suppress the radiation loss due to the extreme geometrical mismatch in the input / output section.
そして、第三の発明によれば、ファイバ型単一モード
光波回路素子を製造するに際しては、屈折率分布が軸方
向に一様な単一モードファイバを用意しておき、加熱の
熱量を制御可能な分布加熱によりドーパントの拡散を制
御するという簡単な手法により、軸方向の屈折率分布変
化を単一モード条件下で容易に実現できる。According to the third invention, when manufacturing a fiber-type single-mode lightwave circuit element, a single-mode fiber having a uniform refractive index distribution in the axial direction is prepared, and the amount of heat for heating can be controlled. A simple method of controlling the diffusion of the dopant by uniform distributed heating can easily realize the change in the refractive index distribution in the axial direction under the single mode condition.
総じて、本発明によれば、半導体レーザーと光ファイ
バ間の単一モード整合器又はファイバ中に種々の素子を
介装したファイバ型単一モード機能素子として用いられ
るに最適な回路素子を提供することができる。In general, according to the present invention, there is provided a circuit element most suitable for use as a single mode matching device between a semiconductor laser and an optical fiber or a fiber type single mode functional element having various elements interposed in the fiber. You can
更に、本発明に係る光波回路素子の一端をレンズ状に
加工し、又はレンズを付加して、より多くの機能を持た
せたり、特性を改良したりすることにより、本発明を拡
張したものにすることは可能である。Further, one end of the lightwave circuit element according to the present invention is processed into a lens shape, or a lens is added to provide more functions or characteristics, thereby expanding the present invention. It is possible to do so.
なお、上記使用例によれば、単一モード光波導波路中
に種々の素子を介装した場合でも放射損失を抑制した整
合を行うことができ、ファイバ型機能素子として用いら
れるに最適の光波回路素子を提供することができる。According to the above usage example, even when various elements are interposed in the single-mode lightwave waveguide, the matching can be performed while suppressing the radiation loss, and the lightwave circuit optimal for use as the fiber-type functional element is provided. An element can be provided.
第1図は本発明(第一の発明)の基本的概念を示す図で
あり、ファイバ型単一モード光波回路素子の斜視図であ
る。 第2a図から第2c図は、上図については横軸にファイバ型
単一モード光波回路素子の横断面上の位置を、縦軸に屈
折率をとり、また下図については縦軸にファイバ型単一
モード光波回路素子の横断面上の位置を、横軸に屈折率
をとり、各横断面における屈折率分布を示したグラフで
ある。 第3図は本発明(第二の発明)の基本的概念を示す図で
あり、ファイバ型単一モード光波回路素子の斜視図であ
る。 第4図aから第4図c図は横軸にファイバ型単一モード
光波回路素子の横断面上の位置を、縦軸に屈折率をと
り、各断面における屈折率分布を示したグラフである。 第5図aから第5図cは横軸にファイバ型単一モード光
波回路素子の横断面上の位置を、横軸に屈折率をとり、
各横断面における屈折率分布を示したグラフである。 第6図は本発明の一使用例の基本的概念を示す図であ
り、ファイバ型単一モード光波回路素子の斜視図であ
る。 第7図は本発明(第三の発明)の基本的概念を示す図で
あり、ファイバ型単一モード光波回路素子の製造工程を
示す図である。 第8図は加熱分布状態における単一モードファイバの斜
視図である。 第9図は実施例のファイバ型単一モード光波回路素子の
斜視図である。 第9aから第9c図は横軸にファイバ型単一モード光波回路
素子の横断面上の位置を、横軸に屈折率をとり、各横断
面における屈折率分布を示したグラフである。 第10図は実施例のファイバ型単一モード光波回路素子の
斜視図である。 第11a図から第11c図は横軸にファイバ型単一モード光波
回路素子の横断面上の位置を、縦軸に屈折率をとり、各
断面における屈折率分布を示したグラフである。 第12図は実施例のファイバ型単一モード光波回路素子の
斜視図である。 第13図は実施例のファイバ型単一モード光波回路素子の
斜視図である。 第14図は横軸に回折による損失を、横軸にギヤツプの幅
をとり、光波のスポットサイズの相違による回折損失を
示したグラフである。 第15a図及び第15b図はファイバ型単一モード光波回路素
子の製造装置(それぞれ、線引き加熱部、線引き後の分
布加熱部)の概略図である。 第16図はファイバプリファームの横断面図(第15a図に
おけるA−A矢視図)である。 第17図は線引き中のファイバプリファーム側面図であ
る。 第18図はタリウム濃度を横軸に、屈折率変化を横軸にと
り、両者の関係を示したグラフである。 第19図は多モード用素子を線引きした後のタリウム濃度
分布を示すEPMA測定グラフである。 第20図は線引き後の多モード用素子を600℃で3時間熱
処理してタリウムを拡散させた場合のEPMA測定グラフで
ある。 (符号の説明) 1……ファイバ型単一モード光波回路素子、 1a、1b……端面、 2……コア層、 3……クラッディング層、 7……第1の素子部、 8……第2の素子部、 9a、9b……コア層、 10a、10b……クラッディング層、 11a、11b……横断面、 12……ギャップ、 13……ファイバプリフォーム、 14……コア用プリフォーム、 14a……コア材、 15……クラッディング用プリフォーム、 15a……クラッディング材、 16……加熱、 17……単一モードファイバ、 18……分布加熱、 19……コア材とクラッディング材の境界付近。FIG. 1 is a view showing the basic concept of the present invention (first invention), and is a perspective view of a fiber type single mode lightwave circuit element. Figures 2a to 2c show the position on the cross section of the fiber type single mode lightwave circuit element on the horizontal axis in the upper figure, the refractive index on the vertical axis, and the fiber type single axis on the vertical axis in the lower figure. 6 is a graph showing the refractive index distribution in each cross section, with the horizontal axis representing the position on the cross section of the one-mode lightwave circuit element, and the refractive index taken along the horizontal axis. FIG. 3 is a diagram showing the basic concept of the present invention (second invention) and is a perspective view of a fiber type single mode lightwave circuit element. 4A to 4C are graphs showing the refractive index distribution in each cross section, with the horizontal axis representing the position of the fiber type single-mode lightwave circuit element on the horizontal cross section and the vertical axis representing the refractive index. . 5a to 5c, the horizontal axis represents the position on the cross section of the fiber type single mode lightwave circuit element, and the horizontal axis represents the refractive index.
It is a graph which showed the refractive index distribution in each cross section. FIG. 6 is a view showing the basic concept of one use example of the present invention, and is a perspective view of a fiber type single mode lightwave circuit element. FIG. 7 is a diagram showing a basic concept of the present invention (third invention), and a diagram showing a manufacturing process of a fiber type single mode lightwave circuit element. FIG. 8 is a perspective view of a single mode fiber in a heating distribution state. FIG. 9 is a perspective view of the fiber type single mode lightwave circuit element of the embodiment. FIGS. 9a to 9c are graphs in which the horizontal axis represents the position on the cross section of the fiber type single-mode lightwave circuit element, and the horizontal axis represents the refractive index, showing the refractive index distribution in each cross section. FIG. 10 is a perspective view of a fiber type single mode lightwave circuit element of an example. FIGS. 11a to 11c are graphs showing the refractive index distribution in each cross section with the horizontal axis representing the position on the horizontal cross section of the fiber type single mode lightwave circuit element and the vertical axis representing the refractive index. FIG. 12 is a perspective view of a fiber type single mode lightwave circuit element of an example. FIG. 13 is a perspective view of a fiber type single mode lightwave circuit element of the example. FIG. 14 is a graph showing the loss due to diffraction on the horizontal axis and the width of the gear axis on the horizontal axis, and showing the diffraction loss due to the difference in the spot size of the light wave. FIG. 15a and FIG. 15b are schematic views of a fiber type single mode lightwave circuit device manufacturing apparatus (a drawing heating unit and a distribution heating unit after drawing, respectively). FIG. 16 is a cross-sectional view of the fiber pre-firm (a view taken along the line AA in FIG. 15a). FIG. 17 is a side view of the fiber pre-firm during drawing. FIG. 18 is a graph showing the relationship between the thallium concentration on the horizontal axis and the refractive index change on the horizontal axis. FIG. 19 is an EPMA measurement graph showing a thallium concentration distribution after drawing a multimode element. FIG. 20 is an EPMA measurement graph when the multimode element after drawing is heat-treated at 600 ° C. for 3 hours to diffuse thallium. (Explanation of symbols) 1 ... Fiber type single mode lightwave circuit element, 1a, 1b ... End face, 2 ... Core layer, 3 ... Cladding layer, 7 ... First element part, 8 ... 2 element part, 9a, 9b ... core layer, 10a, 10b ... cladding layer, 11a, 11b ... cross section, 12 ... gap, 13 ... fiber preform, 14 ... core preform, 14a …… core material, 15 …… cladding preform, 15a …… cladding material, 16 …… heating, 17 …… single mode fiber, 18 …… distributed heating, 19 …… core material and cladding material Near the boundary of.
フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭48−91948(JP,U) 特公 昭56−7202(JP,B2)Continuation of the front page (56) Bibliographic references Sho 48-91948 (JP, U) Japanese Patent Sho 56-7202 (JP, B2)
Claims (9)
ファイバ状素子であり、屈折率分布を生成するためにコ
ア領域及び/又はクラッディング領域に含有させたドー
パントの横断面内総量を素子全長にわたり一定に保ちつ
つ、単一モード条件を満たしながら屈折率分布が軸方向
に連続的に変化していることを特徴とするファイバ型単
一モード光波回路素子。1. A fiber-shaped element comprising a core region and a cladding region, wherein the total amount of dopant contained in the core region and / or the cladding region in the cross section in order to generate a refractive index distribution is measured over the entire length of the device. A fiber-type single-mode lightwave circuit element, characterized in that the refractive index distribution continuously changes in the axial direction while satisfying the single-mode condition while keeping constant.
請求の範囲第(1)項記載のファイバ型光波回路素子。2. The fiber type lightwave circuit element according to claim 1, wherein the refractive index distributions at both ends are substantially circular.
ファイバ状素子であり、その一端若しくは他端またはそ
の間の任意の横断面における少なくとも一の面での屈折
率分布が非円形状であると共に、屈折率分布を生成する
ためにコア領域及び/又はクラッディング領域に含有さ
せたドーパントの横断面内総量を素子全長にわたり一定
に保ちつつ、屈折率分布が単一モード条件を満たしなが
ら軸方向に連続的に変化していることを特徴とするファ
イバ型単一モード光波回路素子。3. A fiber-shaped element comprising a core region and a cladding region, wherein one end or the other end thereof, or at least one surface in an arbitrary cross section between them has a non-circular refractive index distribution, and While keeping the total amount of the dopant contained in the core region and / or the cladding region in the cross section to generate the refractive index distribution constant over the entire length of the device, the refractive index distribution is continuous in the axial direction while satisfying the single mode condition. Fiber-type single-mode lightwave circuit element characterized in that it is changing over time.
率分布が略円形状であり、屈折率分布を生成するために
コア領域及び/又はクラッディング領域に含有させたド
ーパントの横断面内総量を素子全長にわたり一定に保ち
つつ、両端間で屈折率分布が軸方向に単一モード条件を
満たしながら連続的に変化したものである特許請求の範
囲第(3)項記載のファイバ型単一モード光波回路素
子。4. The refractive index distribution at one end is non-circular and the refractive index distribution at the other end is substantially circular, and the dopant contained in the core region and / or the cladding region in order to generate the refractive index distribution. The fiber according to claim (3), wherein the total amount in the transverse cross section is kept constant over the entire length of the element, and the refractive index distribution between both ends continuously changes while satisfying a single mode condition in the axial direction. Type single mode lightwave circuit element.
率分布を生成するためにコア領域及び/又はクラッディ
ング領域に含有させたドーパントの横断面内総量を素子
全長にわたり一定に保ちつつ、両端間の屈折率分布が軸
方向に単一モード条件を満たしながら連続的に変化した
ものである特許請求の範囲第(3)項記載のファイバ型
単一モード光波回路素子。5. The refractive index distribution at both ends is non-circular, and the total amount in the cross section of the dopant contained in the core region and / or the cladding region for generating the refractive index distribution is kept constant over the entire length of the device. The fiber type single mode lightwave circuit element according to claim (3), wherein the refractive index distribution between both ends continuously changes while satisfying the single mode condition in the axial direction.
状で、両端の屈折率分布が略円形状であり、屈折率分布
を生成するためにコア領域及び/又はクラッディング領
域に含有させたドーパントの横断面内総量を素子全長に
わたり一定に保ちつつ、両端とその横断面の間で屈折率
分布が軸方向に単一モード条件を満たしながら連続的に
変化したものである特許請求の範囲第(3)項記載のフ
ァイバ型単一モード光波回路素子。6. The refractive index distribution in an arbitrary cross section is non-circular, and the refractive index distribution at both ends is substantially circular, and is contained in the core region and / or the cladding region to generate the refractive index distribution. Wherein the total amount of the dopant in the cross section is kept constant over the entire length of the device, and the refractive index distribution between both ends and the cross section continuously changes in the axial direction while satisfying the single mode condition. A fiber type single mode lightwave circuit element according to the item (3).
り、コア層の一端部の横断面形状を略方形状とし、他端
の横断面形状を略円形状とした特許請求の範囲第(3)
項記載のファイバ型単一モード光波回路素子。7. A core region and a cladding region, wherein one end of the core layer has a substantially rectangular cross-sectional shape and the other end has a substantially circular cross-sectional shape.
A fiber type single mode lightwave circuit element according to the paragraph.
ードファイバに対して軸方向に沿って分布加熱を施すこ
とにより、コア材及び/又はクラッディング材の中のド
ーパントを拡散させ、ファイバの屈折率分布を軸方向に
単一モード条件を満たしながら連続的に変化させること
を特徴とするファイバ型単一モード光波回路素子の製造
方法。8. A single-mode fiber having a uniform refractive index distribution in the axial direction is subjected to distributed heating along the axial direction to diffuse the dopant in the core material and / or the cladding material. , A method for manufacturing a fiber type single mode lightwave circuit element, characterized in that the refractive index distribution of the fiber is continuously changed in the axial direction while satisfying the single mode condition.
し、クラッディング材中のドーパントをタリウムイオン
以外のイオンとした特許請求の範囲第(9)項記載のフ
ァイバ型単一モード光波回路素子の製造方法。9. A fiber type single mode lightwave circuit device according to claim 9, wherein the dopant in the core material is thallium ion and the dopant in the cladding material is ion other than thallium ion. Method.
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