JP3088828B2 - 導波路型光デバイス接続用光ファイバ - Google Patents
導波路型光デバイス接続用光ファイバInfo
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- JP3088828B2 JP3088828B2 JP04089252A JP8925292A JP3088828B2 JP 3088828 B2 JP3088828 B2 JP 3088828B2 JP 04089252 A JP04089252 A JP 04089252A JP 8925292 A JP8925292 A JP 8925292A JP 3088828 B2 JP3088828 B2 JP 3088828B2
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- clad
- optical fiber
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/024—Optical fibres with cladding with or without a coating with polarisation maintaining properties
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、導波路型光スイッチな
どの導波路型光デバイスとの接続に用いられる光ファイ
バに関するものである。
どの導波路型光デバイスとの接続に用いられる光ファイ
バに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】導波路型光デバイスに接続される従来の
光ファイバは、図６に示すように、断面楕円形のコア１
をクラッド２で覆った構造となっている。これは、導波
路型光デバイスの導波路の断面形状が長方形で、モード
フィールドが偏平な楕円形となるため、光ファイバのモ
ードフィールドをこれに出来るだけ一致させるためであ
る。
光ファイバは、図６に示すように、断面楕円形のコア１
をクラッド２で覆った構造となっている。これは、導波
路型光デバイスの導波路の断面形状が長方形で、モード
フィールドが偏平な楕円形となるため、光ファイバのモ
ードフィールドをこれに出来るだけ一致させるためであ
る。
【０００３】したがってこの種の光ファイバには次のよ
うな特性が求められる。 モードフィールドの楕円度（長径／短径）が、導波
路型光デバイスのモードフィールドの楕円度と一致する
ように、十分大きいこと。 曲げによる損失が少なく、広い波長範囲で動作する
こと。
うな特性が求められる。 モードフィールドの楕円度（長径／短径）が、導波
路型光デバイスのモードフィールドの楕円度と一致する
ように、十分大きいこと。 曲げによる損失が少なく、広い波長範囲で動作する
こと。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の導
波路型光デバイス接続用の光ファイバは、この要求を必
ずしも満足するものではなかった。その理由は次のとお
りである。
波路型光デバイス接続用の光ファイバは、この要求を必
ずしも満足するものではなかった。その理由は次のとお
りである。
【０００５】について コアとクラッドの比屈折率差Δを一定として、コア径を
変化させたときの、コア径とモードフィールドの大きさ
の関係は図７のようになる。コア径が小さ過ぎると光の
閉じ込め効果が弱く、コアからの光のしみだしが大きく
なるので、モードフィールドは大きくなる。一方、コア
径を大きくすると、光の閉じ込め効果が強くなるので光
のしみだしは小さくなるが、モードフィールドはコア径
に応じて大きくなる。したがってモードフィールドの大
きさには最小値があり、コア径はモードフィールドが最
小値のときの寸法ｃより大きい領域に選定される。
変化させたときの、コア径とモードフィールドの大きさ
の関係は図７のようになる。コア径が小さ過ぎると光の
閉じ込め効果が弱く、コアからの光のしみだしが大きく
なるので、モードフィールドは大きくなる。一方、コア
径を大きくすると、光の閉じ込め効果が強くなるので光
のしみだしは小さくなるが、モードフィールドはコア径
に応じて大きくなる。したがってモードフィールドの大
きさには最小値があり、コア径はモードフィールドが最
小値のときの寸法ｃより大きい領域に選定される。
【０００６】その結果、コアを楕円形にして、その長径
方向の寸法をａ、短径方向の寸法をｂとした場合、モー
ドフィールドの寸法は長径方向がｅ、短径方向がｆとな
る。すなわち楕円コア光ファイバの場合、コアの楕円度
（ａ／ｂ）を大きくしてもモードフィールドの楕円度
（ｅ／ｆ）はそれ程大きくならない。これは、短径側で
はコア寸法が小さくてもコアからの光のしみだしが大き
く、長径側ではコア寸法が大きくてもコア内への光の閉
じ込め効果が強いことによる。したがって従来の光ファ
イバでは、モードフィールドの楕円度を大きくすること
には限界があり、導波路型光デバイスのモードフィール
ドの楕円度に近づけることが困難であった。
方向の寸法をａ、短径方向の寸法をｂとした場合、モー
ドフィールドの寸法は長径方向がｅ、短径方向がｆとな
る。すなわち楕円コア光ファイバの場合、コアの楕円度
（ａ／ｂ）を大きくしてもモードフィールドの楕円度
（ｅ／ｆ）はそれ程大きくならない。これは、短径側で
はコア寸法が小さくてもコアからの光のしみだしが大き
く、長径側ではコア寸法が大きくてもコア内への光の閉
じ込め効果が強いことによる。したがって従来の光ファ
イバでは、モードフィールドの楕円度を大きくすること
には限界があり、導波路型光デバイスのモードフィール
ドの楕円度に近づけることが困難であった。
【０００７】について 楕円コア光ファイバの場合、長径側で単一モード条件を
満たすためには、長径方向の寸法ａに制限があり、この
制限の中で必要な楕円度から短径方向の寸法ｂを選定す
ると、短径側（長径方向の周面）は光の閉じ込め効果が
弱い状態にせざるを得ない。光の閉じ込め効果が弱い
と、曲げによる損失が生じやすく、特に長波長域での損
失が許容範囲を超えてしまう。
満たすためには、長径方向の寸法ａに制限があり、この
制限の中で必要な楕円度から短径方向の寸法ｂを選定す
ると、短径側（長径方向の周面）は光の閉じ込め効果が
弱い状態にせざるを得ない。光の閉じ込め効果が弱い
と、曲げによる損失が生じやすく、特に長波長域での損
失が許容範囲を超えてしまう。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
課題を解決した導波路型光デバイス接続用光ファイバを
提供するもので、その構成は、断面が偏平なコアと、そ
のコアの長径方向の周面を覆う屈折率がコアより低い第
一クラッドと、前記コアおよび第一クラッドの外側に設
けられた屈折率がコアより低く第一クラッドより高い第
二クラッドとからなり、コアの長径方向の寸法をａ、短
径方向の寸法をｂ、コアと第一クラッドの比屈折率差を
Δ1 、コアと第二クラッドの比屈折率差をΔ2 としたと
き、ａ2 ・Δ2 ≒ｂ2 ・Δ1 なる関係にしたことを特徴
とするものである。
課題を解決した導波路型光デバイス接続用光ファイバを
提供するもので、その構成は、断面が偏平なコアと、そ
のコアの長径方向の周面を覆う屈折率がコアより低い第
一クラッドと、前記コアおよび第一クラッドの外側に設
けられた屈折率がコアより低く第一クラッドより高い第
二クラッドとからなり、コアの長径方向の寸法をａ、短
径方向の寸法をｂ、コアと第一クラッドの比屈折率差を
Δ1 、コアと第二クラッドの比屈折率差をΔ2 としたと
き、ａ2 ・Δ2 ≒ｂ2 ・Δ1 なる関係にしたことを特徴
とするものである。
【０００９】
【作用】この光ファイバは、コアとクラッドの比屈折率
差Δを長径側と短径側で変えることにより光の閉じ込め
をより確実にするもので、具体的には、光の閉じ込め効
果の弱い短径側（コア長径方向の周面）でΔを大きく
し、閉じ込め効果を高めたものである。これによりモー
ドフィールドの楕円度をコアの楕円度と同等にすること
ができる。
差Δを長径側と短径側で変えることにより光の閉じ込め
をより確実にするもので、具体的には、光の閉じ込め効
果の弱い短径側（コア長径方向の周面）でΔを大きく
し、閉じ込め効果を高めたものである。これによりモー
ドフィールドの楕円度をコアの楕円度と同等にすること
ができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。図１は本発明の一実施例を示す。この光フ
ァイバは、断面楕円形のコア３と、そのコア３の長径方
向の周面を覆う屈折率がコア３より低い第一クラッド４
と、前記コア３および第一クラッド４の外側に設けられ
た屈折率がコア３より低く第一クラッド４より高い第二
クラッド５とから構成されている。コア３を含む第一ク
ラッド４の断面形状は円形である。
に説明する。図１は本発明の一実施例を示す。この光フ
ァイバは、断面楕円形のコア３と、そのコア３の長径方
向の周面を覆う屈折率がコア３より低い第一クラッド４
と、前記コア３および第一クラッド４の外側に設けられ
た屈折率がコア３より低く第一クラッド４より高い第二
クラッド５とから構成されている。コア３を含む第一ク
ラッド４の断面形状は円形である。
【００１１】また寸法と屈折率の関係は、コア３の長径
をａ、短径をｂ、コア３と第一クラッド４の比屈折率差
をΔ1 、コア３と第二クラッド５の比屈折率差をΔ2 と
したとき、ａ2 ・Δ2 ≒ｂ2 ・Δ1 なる関係にしてあ
る。これによりモードフィールドの楕円度をコアの楕円
度と同等にすることができ、従来より楕円度（偏平度）
の高いモードフィールドを得ることが可能となる。
をａ、短径をｂ、コア３と第一クラッド４の比屈折率差
をΔ1 、コア３と第二クラッド５の比屈折率差をΔ2 と
したとき、ａ2 ・Δ2 ≒ｂ2 ・Δ1 なる関係にしてあ
る。これによりモードフィールドの楕円度をコアの楕円
度と同等にすることができ、従来より楕円度（偏平度）
の高いモードフィールドを得ることが可能となる。
【００１２】具体例をあげると、コア３にＧｅＯ2 ドー
プ石英ガラスを、第一クラッド４にホウ素またはフッ素
ドープ石英ガラスを、第二クラッド５に純石英ガラスを
それぞれ使用し、寸法と比屈折率差を次のとおりとす
る。 コア３の長径ａ：９μm コア３の短径ｂ： 4.5μm 第一クラッド４の直径：９μm 第二クラッド５の直径： 125μm コア３と第一クラッド４の比屈折率差Δ1 ：−１％ コア３と第二クラッド５の比屈折率差Δ2 ：−0.25％
プ石英ガラスを、第一クラッド４にホウ素またはフッ素
ドープ石英ガラスを、第二クラッド５に純石英ガラスを
それぞれ使用し、寸法と比屈折率差を次のとおりとす
る。 コア３の長径ａ：９μm コア３の短径ｂ： 4.5μm 第一クラッド４の直径：９μm 第二クラッド５の直径： 125μm コア３と第一クラッド４の比屈折率差Δ1 ：−１％ コア３と第二クラッド５の比屈折率差Δ2 ：−0.25％
【００１３】また、光の波長をλ、コアの屈折率をｎと
したとき、２πｎ・｛ａｂ・２（Δ1 ・Δ2 ）1/2 ｝
1/2 ／λの値を 1.8〜2.6 の範囲にすると、長尺でも曲
げに対する損失が十分小さくなり、都合がよい。この値
は、通常の真円コア単一モード光ファイバにおいて、使
用波長 1.3〜1.55μm に対し、遮断波長が 1.1〜1.3 μ
m であることにほぼ対応している。
したとき、２πｎ・｛ａｂ・２（Δ1 ・Δ2 ）1/2 ｝
1/2 ／λの値を 1.8〜2.6 の範囲にすると、長尺でも曲
げに対する損失が十分小さくなり、都合がよい。この値
は、通常の真円コア単一モード光ファイバにおいて、使
用波長 1.3〜1.55μm に対し、遮断波長が 1.1〜1.3 μ
m であることにほぼ対応している。
【００１４】上記の光ファイバは図２のようにして製造
することができる。まず（イ）のように断面円形のコア
材料３′を第二クラッド材料４′で覆った断面円形のガ
ラスロッド６を製作し、その両側面を（ロ）のように研
削する。これを加熱して溶融させると表面張力により
（ハ）のように全体の断面が円形になり、コア材料３′
の断面が楕円形になる。このガラスロッド７を（ニ）の
ように円筒状の第二クラッド材料５′に挿入し、これを
（ホ）のようにコラプスした後、このガラスロッド８を
線引すれば、図１のような光ファイバが得られる。
することができる。まず（イ）のように断面円形のコア
材料３′を第二クラッド材料４′で覆った断面円形のガ
ラスロッド６を製作し、その両側面を（ロ）のように研
削する。これを加熱して溶融させると表面張力により
（ハ）のように全体の断面が円形になり、コア材料３′
の断面が楕円形になる。このガラスロッド７を（ニ）の
ように円筒状の第二クラッド材料５′に挿入し、これを
（ホ）のようにコラプスした後、このガラスロッド８を
線引すれば、図１のような光ファイバが得られる。
【００１５】図３は本発明の他の実施例を示す。この光
ファイバは、第一クラッド４が楕円形コア３を覆う面積
を図１の場合より小さくしたものである。図４は本発明
のさらに他の実施例を示す。この光ファイバは、第一ク
ラッド４が楕円形コア３の全周面を覆うものであるが、
コア３の短径方向の周面で、第一クラッド４が実質的に
第一クラッドとして機能しない程度に、第一クラッド４
の厚さを極めて薄くしたものである。図５は本発明のさ
らに他の実施例を示す。この光ファイバは、コア３の断
面を長方形とし、その長径（長辺）方向の周面を第一ク
ラッド４で覆ったものである。
ファイバは、第一クラッド４が楕円形コア３を覆う面積
を図１の場合より小さくしたものである。図４は本発明
のさらに他の実施例を示す。この光ファイバは、第一ク
ラッド４が楕円形コア３の全周面を覆うものであるが、
コア３の短径方向の周面で、第一クラッド４が実質的に
第一クラッドとして機能しない程度に、第一クラッド４
の厚さを極めて薄くしたものである。図５は本発明のさ
らに他の実施例を示す。この光ファイバは、コア３の断
面を長方形とし、その長径（長辺）方向の周面を第一ク
ラッド４で覆ったものである。
【００１６】なお図３ないし図５において、コア３およ
び第一クラッド４の外側に第二クラッド５を設けるこ
と、コア３の寸法と各部の屈折率の関係などは、図１の
実施例と同様である。
び第一クラッド４の外側に第二クラッド５を設けるこ
と、コア３の寸法と各部の屈折率の関係などは、図１の
実施例と同様である。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、モ
ードフィールドの楕円度が従来より大きく、しかも曲げ
による損失の小さい光ファイバを得ることができ、導波
路型光デバイスとの接続性能を向上させるのに極めて顕
著な効果がある。
ードフィールドの楕円度が従来より大きく、しかも曲げ
による損失の小さい光ファイバを得ることができ、導波
路型光デバイスとの接続性能を向上させるのに極めて顕
著な効果がある。
【図１】 本発明の一実施例に係る光ファイバを示す断
面図。
面図。
【図２】 （イ）〜（ホ）は図１の光ファイバの製造過
程を示す説明図。
程を示す説明図。
【図３】 本発明の他の実施例に係る光ファイバを示す
断面図。
断面図。
【図４】 本発明のさらに他の実施例に係る光ファイバ
を示す断面図。
を示す断面図。
【図５】 本発明のさらに他の実施例に係る光ファイバ
を示す断面図。
を示す断面図。
【図６】 従来の導波路型光デバイス接続用光ファイバ
を示す断面図。
を示す断面図。
【図７】 光ファイバのコア寸法とモードフィールド寸
法の関係を示すグラフ。
法の関係を示すグラフ。
３：コア ４：第一クラッド ５：第二クラッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 6/22 - 6/42
Claims (1)
- 【請求項１】断面が偏平なコアと、そのコアの長径方向
の周面を覆う屈折率がコアより低い第一クラッドと、前
記コアおよび第一クラッドの外側に設けられた屈折率が
コアより低く第一クラッドより高い第二クラッドとから
なり、コアの長径方向の寸法をａ、短径方向の寸法を
ｂ、コアと第一クラッドの比屈折率差をΔ1 、コアと第
二クラッドの比屈折率差をΔ2 としたとき、ａ2 ・Δ2
≒ｂ2 ・Δ1 なる関係にあることを特徴とする導波路型
光デバイス接続用光ファイバ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04089252A JP3088828B2 (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | 導波路型光デバイス接続用光ファイバ |
| EP93103938A EP0561276B1 (en) | 1992-03-16 | 1993-03-11 | Optical fiber for connection to waveguide type optical device and method of manufacturing the same |
| DE69311168T DE69311168T2 (de) | 1992-03-16 | 1993-03-11 | Optische Faser zum Anschluss an einen Wellenleiter und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| CA002092662A CA2092662A1 (en) | 1992-03-16 | 1993-03-12 | Optical fiber for connection to waveguide type optical device and method of manufacturing the same |
| US08/033,095 US5333232A (en) | 1992-03-16 | 1993-03-16 | Optical fiber for connection to waveguide type optical device and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04089252A JP3088828B2 (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | 導波路型光デバイス接続用光ファイバ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05264854A JPH05264854A (ja) | 1993-10-15 |
| JP3088828B2 true JP3088828B2 (ja) | 2000-09-18 |
Family
ID=13965572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04089252A Expired - Fee Related JP3088828B2 (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | 導波路型光デバイス接続用光ファイバ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5333232A (ja) |
| EP (1) | EP0561276B1 (ja) |
| JP (1) | JP3088828B2 (ja) |
| CA (1) | CA2092662A1 (ja) |
| DE (1) | DE69311168T2 (ja) |
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| CN115308832A (zh) * | 2022-07-26 | 2022-11-08 | 江苏深远海洋信息技术与装备创新中心有限公司 | 一种低色散保偏少模光纤 |
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| JP2003029072A (ja) * | 2001-07-11 | 2003-01-29 | Fujikura Ltd | 偏波面保存型光ファイバ |
| WO2005082801A2 (en) | 2004-02-20 | 2005-09-09 | Corning Incorporated | Optical fiber and method for making such fiber |
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| CN101809476A (zh) * | 2007-07-31 | 2010-08-18 | 康宁股份有限公司 | 包括掺硼-氟应力构件的保偏和单偏振光纤 |
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| CN102576123B (zh) * | 2009-05-27 | 2015-07-29 | 拜莱泰克制药市场有限公司 | 精确形状的芯式光纤及其制造方法 |
| DE102013202589B4 (de) | 2012-02-29 | 2022-06-02 | Lothar Brehm | Verfahren zum Fertigen eines Lichtwellenleiters mit einem Kern aus einem dotierten oder undotierten Kernmaterial in einer Vieleckform |
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| US9535212B1 (en) * | 2015-09-17 | 2017-01-03 | Raytheon Company | Single mode large mode area optical fiber coil |
| CN110346865B (zh) * | 2019-06-12 | 2020-09-15 | 烽火通信科技股份有限公司 | 一种多波段使用的保偏光纤 |
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-
1992
- 1992-03-16 JP JP04089252A patent/JP3088828B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-03-11 EP EP93103938A patent/EP0561276B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-03-11 DE DE69311168T patent/DE69311168T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-03-12 CA CA002092662A patent/CA2092662A1/en not_active Abandoned
- 1993-03-16 US US08/033,095 patent/US5333232A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115308832A (zh) * | 2022-07-26 | 2022-11-08 | 江苏深远海洋信息技术与装备创新中心有限公司 | 一种低色散保偏少模光纤 |
| CN115308832B (zh) * | 2022-07-26 | 2024-03-22 | 江苏深远海洋信息技术与装备创新中心有限公司 | 一种低色散保偏少模光纤 |
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| Publication number | Publication date |
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| JPH05264854A (ja) | 1993-10-15 |
| EP0561276B1 (en) | 1997-06-04 |
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| US5333232A (en) | 1994-07-26 |
| DE69311168D1 (de) | 1997-07-10 |
| CA2092662A1 (en) | 1993-09-17 |
| EP0561276A1 (en) | 1993-09-22 |
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