JP3484165B2 - Polarization-maintaining optical fiber - Google Patents
Polarization-maintaining optical fiberInfo
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- JP3484165B2 JP3484165B2 JP2001059033A JP2001059033A JP3484165B2 JP 3484165 B2 JP3484165 B2 JP 3484165B2 JP 2001059033 A JP2001059033 A JP 2001059033A JP 2001059033 A JP2001059033 A JP 2001059033A JP 3484165 B2 JP3484165 B2 JP 3484165B2
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、偏波保持光ファイ
バのコアやクラッド(フォトニック結晶構造クラッド)
に工夫をすることにより、光信号の偏波を一定に維持し
つつ伝送ができるようにした偏波保持光ファイバに関す
るものである。かかる本発明は、光通信ネットワークお
よび光信号処理に用いられる伝送媒体として利用するこ
とができる。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a core and a clad (a photonic crystal structure clad) of a polarization maintaining optical fiber.
The present invention relates to a polarization-maintaining optical fiber capable of transmitting while maintaining the polarization of an optical signal constant by devising the above. The present invention can be used as a transmission medium used for optical communication networks and optical signal processing.
【0002】[0002]
【従来の技術】図5は従来の光ファイバ10を示す。こ
の光ファイバ10のコア11の周囲にはフォトニック結
晶構造クラッド12が備えられ、このフォトニック結晶
構造クラッド12の周囲はジャケット13により覆われ
ている。なお、一般文献においては、「フォトニック結
晶構造クラッド」という用語がコアの材質とは無関係に
使われる一方で、「フォトニックバンドギャップクラッ
ド」という用語が中空のコアの場合またはコアの屈折率
がクラッドの屈折率よりも低い場合に限って使われてい
るが、以下においては「フォトニック結晶構造クラッ
ド」という用語を統一的に前者の意味で用いるので、
「フォトニック結晶構造クラッド」には「フォトニック
バンドギャップクラッド」も含まれるものとする。2. Description of the Related Art FIG. 5 shows a conventional optical fiber 10. A photonic crystal structure clad 12 is provided around the core 11 of the optical fiber 10, and a circumference of the photonic crystal structure clad 12 is covered with a jacket 13. In the general literature, the term "photonic crystal structure cladding" is used regardless of the material of the core, while the term "photonic bandgap cladding" is used when the core is hollow or the refractive index of the core is It is used only when it is lower than the refractive index of the clad, but in the following, the term "photonic crystal structure clad" is used in the same sense as the former,
The "photonic crystal structure cladding" also includes the "photonic bandgap cladding".
【0003】フォトニック結晶構造クラッド12は、回
折格子(図中に○で示す部材)を有している。なお、格
子は空孔により構成するのが一般的であるが、屈折率の
異なる断面円形部材を形成することによっても構成する
ことができる。The photonic crystal structure clad 12 has a diffraction grating (member indicated by ◯ in the figure). The grating is generally formed by holes, but it can also be formed by forming circular cross-section members having different refractive indexes.
【0004】次に、このような構造となっている光ファ
イバ10による光の導波原理を説明する。この光ファイ
バ10において、コア11の材料がガラスである場合に
は、フォトニック結晶構造クラッド12の等価屈折率が
コア11よりも低いため光は屈折率の全反射による閉じ
込め(一般的な単一モードファイバの閉じ込めと同じ)
によってコア11内を導波する。一方、コア11の屈折
率がフォトニック結晶構造クラッド12の屈折率よりも
低い場合またはコア11が中空である場合には、周囲の
フォトニック結晶構造クラッド12およびジャケット1
3は、通常の光ファイバと同じ石英系の材料を用いてい
るため、材料自体の屈折率はコア11の屈折率よりも高
い。従ってクラッドが従来のファイバのクラッドと同じ
構造であった場合には、コア11の屈折率が最も低くな
り、このままでは光のエネルギーをコア11に閉じこめ
ることはできない。Next, the principle of light guiding by the optical fiber 10 having such a structure will be described. In this optical fiber 10, when the material of the core 11 is glass, the equivalent refractive index of the photonic crystal structure cladding 12 is lower than that of the core 11, so that light is confined by total reflection of the refractive index (general single Same as mode fiber confinement)
Is guided in the core 11. On the other hand, when the refractive index of the core 11 is lower than the refractive index of the photonic crystal structure clad 12, or when the core 11 is hollow, the surrounding photonic crystal structure clad 12 and the jacket 1 are provided.
Since No. 3 uses the same silica-based material as the ordinary optical fiber, the refractive index of the material itself is higher than that of the core 11. Therefore, if the clad has the same structure as the clad of the conventional fiber, the refractive index of the core 11 becomes the lowest, and the energy of light cannot be confined in the core 11 as it is.
【0005】そこで、クラッドの一部にフォトニック結
晶構造という構造を採用することによって光の閉じこめ
を実現している。即ち、コア11の周囲に、光をコア1
1に閉じ込めるように格子間隔を設定した回折格子を有
するフォトニック結晶構造クラッド12を備えるように
している。Therefore, the confinement of light is realized by adopting a structure called a photonic crystal structure in a part of the clad. That is, the light is emitted around the core 11 to the core 1.
A photonic crystal structure clad 12 having a diffraction grating with a grating interval set so as to be confined to 1 is provided.
【0006】図6はフォトニック結晶構造(フォトニッ
ク結晶構造クラッド12)の構成を示す図である。一般
に三次元のフォトニック結晶構造とは、光を全方向にブ
ラッグ反射する回折格子であり、図6に示すように回折
格子の格子定数(格子間隔)dを、媒質(コア)内を伝
搬する光の波長と同程度に設定することで実現される。FIG. 6 is a diagram showing the structure of a photonic crystal structure (photonic crystal structure clad 12). In general, a three-dimensional photonic crystal structure is a diffraction grating that Bragg-reflects light in all directions, and the grating constant (grating spacing) d of the diffraction grating propagates in a medium (core) as shown in FIG. It is realized by setting the wavelength to the same level as the wavelength of light.
【0007】フォトニック結晶構造を構成する結晶格子
の構成としては、図6に示したような正方形の格子以外
にもいくつかの構成が考えられる。図7はフォトニック
結晶構造を構成する結晶格子の各種の構成例を示してい
る。As the structure of the crystal lattice which constitutes the photonic crystal structure, several structures other than the square lattice as shown in FIG. 6 are conceivable. FIG. 7 shows various structural examples of the crystal lattice that constitutes the photonic crystal structure.
【0008】図7(a)は、屈折率の低い媒質(図中白
色部分)中に埋め込まれた屈折率の高い正方形状の格子
構造(図中黒色部分)を、図7(b)は、屈折率の高い
媒質(図中黒色部分)中に埋め込まれた屈折率の低い正
方形状の格子構造(図中白色部分)を、図7(c)は、
屈折率の低い媒質(図中白色部分)中に埋め込まれた屈
折率の高い三角形状の格子構造(図中黒色部分)を、図
7(d)は、屈折率の高い媒質(図中黒色部分)中に埋
め込まれた屈折率の低い三角形状の格子構造(図中白色
部分)を、そして図7(e)は、屈折率の低い媒質(図
中白色部分)中に埋め込まれた屈折率の高いハニカム状
の格子構造(図中黒色部分)をそれぞれ示している。FIG. 7A shows a square lattice structure (black portion in the figure) having a high refractive index embedded in a medium (white portion in the figure) having a low refractive index, and FIG. FIG. 7C shows a square lattice structure with a low refractive index (white portion in the figure) embedded in a medium with a high refractive index (black portion in the figure).
FIG. 7D shows a medium having a high refractive index (black portion in the drawing), and a triangular lattice structure having a high refractive index (black portion in the drawing) embedded in a medium having a low refractive index (white portion in the drawing). ) Is embedded in a low-refractive-index triangular lattice structure (white portion in the figure), and FIG. 7 (e) shows a low-refractive-index triangular structure embedded in a medium with a low refractive index (white portion in the figure). Each shows a high honeycomb-shaped lattice structure (black portion in the figure).
【0009】参考文献「J.D.Joannopoulos et al., Pho
tonic Crystals, Princeton University Press, pp.122
-126, 1995. 」によれば、これらの構造ではフォトニッ
ク結晶構造が存在して光の閉じこめが行われることが示
されている。Reference [JD Joannopoulos et al., Pho
tonic Crystals, Princeton University Press, pp.122
-126, 1995. ”, it is shown that a photonic crystal structure exists in these structures to confine light.
【0010】また、格子の形状としてここでは円柱また
は円孔の格子構造を仮定しているが、これも円柱や円孔
に限定されることはなく、三角柱または三角孔、四角柱
または四角孔、六角柱または六角孔などの形状を有する
格子構造においてもフォトニック結晶構造を実現するこ
とが可能である。Although a lattice structure of a cylinder or a circular hole is assumed here as the shape of the lattice, this is not limited to the cylinder or the circular hole, and a triangular prism or a triangular hole, a square prism or a square hole, It is possible to realize a photonic crystal structure even in a lattice structure having a shape such as a hexagonal column or a hexagonal hole.
【0011】このフォトニック結晶構造に欠陥(=格子
孔のない部分=コア)を設けると光はこの欠陥に強く閉
じこめられる。従って光をある構造中を導波させたい時
に、図6に示すように、その構造(コア11)の周囲を
フォトニック結晶構造(フォトニック結晶構造クラッド
12)とすることによって光をその構造(コア11)内
に閉じこめて伝搬させることができる。When a defect (= part without a lattice hole = core) is provided in this photonic crystal structure, light is strongly confined in this defect. Therefore, when light is to be guided through a certain structure, as shown in FIG. 6, by making the periphery of the structure (core 11) a photonic crystal structure (photonic crystal structure clad 12), the light is converted into the structure ( It can be confined and propagated in the core 11).
【0012】このフォトニック結晶構造を光ファイバの
コア周囲に、光ファイバのコアの中心から半径方向に光
が伝搬しないように閉じこめを行う。すなわち、図5に
示すように、光ファイバ10の断面を見た場合には格子
状の構造を有し、長さ方向には同一の構造を維持する。
すなわち光ファイバ10の断面は、(光ファイバの作成
プロセスによる形状のゆらぎを無視すれば)、至る所同
じ構造であり、光ファイバ10の長さ方向に直交または
斜交するような構造は存在しない。この構造を採用する
ことによってコア11に入射した光はコア11内に閉じ
こめられて伝搬することができる。The photonic crystal structure is confined around the core of the optical fiber so that light does not propagate in the radial direction from the center of the core of the optical fiber. That is, as shown in FIG. 5, when the cross section of the optical fiber 10 is seen, it has a lattice-like structure and maintains the same structure in the length direction.
That is, the cross section of the optical fiber 10 has the same structure everywhere (ignoring the fluctuation of the shape due to the manufacturing process of the optical fiber), and there is no structure orthogonal or oblique to the length direction of the optical fiber 10. . By adopting this structure, the light incident on the core 11 can be confined and propagated in the core 11.
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の光ファ
イバ10においては、コア11に光を閉じこめて光をフ
ァイバ中に伝送させることが可能であるが、この光ファ
イバ10で光通信を行おうとした場合、以下のような問
題が生じる。即ち、ファイバのコア11の形状が円形で
ある場合にはコア11内を伝搬する光の偏波方向を決め
る機構が存在しないため、この円形のコア11の形状の
わずかなゆらぎによってコア11内の偏波方向にゆらぎ
を生じる。したがって光ファイバ10を伝送した後の光
信号の偏波は、光ファイバ10の温度変動や振動などに
よって変動することになり、受信側においては光信号の
偏波が変動しても良いような偏波無依存構成とする必要
があった。In the conventional optical fiber 10 described above, it is possible to confine the light in the core 11 and transmit the light into the fiber, but the optical fiber 10 is used for optical communication. In that case, the following problems occur. That is, when the shape of the core 11 of the fiber is circular, there is no mechanism for determining the polarization direction of the light propagating in the core 11, and therefore, a slight fluctuation in the shape of the circular core 11 causes Fluctuation occurs in the polarization direction. Therefore, the polarization of the optical signal after being transmitted through the optical fiber 10 will fluctuate due to temperature fluctuations and vibrations of the optical fiber 10, and the polarization of the optical signal may fluctuate on the receiving side. It was necessary to have a wave-independent configuration.
【0014】現在存在する偏波保持ファイバとしては、
PANDAファイバがあるが、このPANDAファイバ
はフォトニック結晶構造は用いていない。このPAND
Aファイバは製造過程で光ファイバの母材のコア部直近
の二個所に孔をあけ、さらにその孔に応力付与材を押し
込んでファイバを生成するという高度な技術を必要とす
る。特に応力付与材を押し込む過程がPANDAファイ
バの生産性が上がらない大きな要因になっており、PA
NDAファイバの価格は通常の単一モードファイバの1
00倍以上にもなっている。さらにこのPANDAファ
イバ構造によって生じる直交偏波モードの伝搬定数差は
あまり大きな値を実現できず、したがって両モード間の
クロストークを−30dB以上とするのは困難であっ
た。したがってPANDAファイバで信号パルスを長距
離にわたって単一偏波を保持したまま伝送することは難
しく、PANDAファイバを単一偏波の伝送路として用
いることは現在のところ実現されていない。The polarization-maintaining fibers currently existing are:
There is a PANDA fiber, but this PANDA fiber does not use a photonic crystal structure. This PAND
In the manufacturing process, the A fiber requires a sophisticated technique of forming a hole in the base material of the optical fiber at two positions in the vicinity of the core portion, and further pressing the stress applying material into the hole to generate the fiber. In particular, the process of pushing in the stress-applying material is a major factor that prevents the productivity of PANDA fibers from increasing.
The price of NDA fiber is one of ordinary single mode fiber
It is more than 00 times. Further, the propagation constant difference of the orthogonal polarization modes generated by this PANDA fiber structure cannot be realized so large that it is difficult to set the crosstalk between both modes to -30 dB or more. Therefore, it is difficult to transmit a signal pulse over a long distance while maintaining a single polarization in the PANDA fiber, and the use of the PANDA fiber as a single polarization transmission line has not been realized at present.
【0015】本発明は、上記従来技術に鑑み、光信号の
偏波を一定に維持しつつ光信号の伝送ができる偏波保持
光ファイバを提供することを目的とする。In view of the above-mentioned prior art, it is an object of the present invention to provide a polarization maintaining optical fiber capable of transmitting an optical signal while maintaining the polarization of the optical signal constant.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、コアの周囲に、光を前記コアに閉じ込め
るように格子間隔Λを設定した回折格子を有するフォト
ニック結晶構造クラッドを備えた光ファイバにおいて、
前記フォトニック結晶構造クラッドは、周方向に関して
4分割されており、ある方向に沿って相対向する第1の
分割部分対の格子の全ての格子はより大きな径d2を有
し、該ある方向と直交する他の方向に沿って相対向する
第2の分割部分対の全ての格子はより小さな径d1を有
し、前記コア付近の光強度分布が単峰性を示すための条
件として、d1/Λを縦軸としd2/Λを横軸としたグ
ラフ上において該より大きな径d2と該より小さな径d
1の比d1/d2が、
d1/Λ=d2/Λ
d1/Λ=0.2(d2/Λ)
d1/Λ=d2/Λ−0.20
d2/Λ=1.0
の四つの式で与えられる四本の直線で囲まれた領域内と
なるような値であることを特徴とする偏波保持光ファイ
バを提供する。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention comprises a photonic crystal structure cladding having a diffraction grating with a grating interval Λ so as to confine light in the core. Optical fiber,
The photonic crystal structure clad is divided into four in the circumferential direction, and all the lattices of the first pair of divided sub-portions facing each other along a certain direction have a larger diameter d 2 , All the gratings of the second pair of divided parts facing each other along the other direction orthogonal to have a smaller diameter d 1 and the condition for the light intensity distribution near the core to be unimodal is: On the graph where d 1 / Λ is the vertical axis and d 2 / Λ is the horizontal axis, the larger diameter d 2 and the smaller diameter d
1 of the ratio d 1 / d 2, d 1 / Λ = d 2 / Λ d 1 /Λ=0.2(d 2 / Λ) d 1 / Λ = d 2 /Λ-0.20 d 2 / Λ A polarization-maintaining optical fiber having a value such that it is within a region surrounded by four straight lines given by the four equations of 1.0.
【0017】 また、本発明は、コアの周囲に、光を前
記コアに閉じ込めるように格子間隔Λを設定した回折格
子を有するフォトニック結晶構造クラッドを備えた光フ
ァイバにおいて、前記フォトニック結晶構造クラッド
は、周方向に関して4分割されており、ある方向に沿っ
て相対向する第1の分割部分対の格子の内の前記コアに
最も近い格子のみがより大きな径d2を有し、その他の
格子はより小さな径d1を有し、該ある方向と直交する
他の方向に沿って相対向する第2の分割部分対の全ての
格子はより小さな径d1を有し、前記コア付近の光強度
分布が単峰性を示すための条件として、d1/Λを縦軸
としd2/Λを横軸としたグラフ上において該より大き
な径d2と該より小さな径d1の比d1/d2が、
d1/Λ=d2/Λ
d1/Λ=0.2(d2/Λ)
d1/Λ=d2/Λ−0.20
d2/Λ=1.0
の四つの式で与えられる四本の直線で囲まれた領域内と
なるような値であることを特徴とする偏波保持光ファイ
バを提供する。Further, the present invention provides an optical fiber having a photonic crystal structure clad having a diffraction grating having a grating interval Λ set so as to confine light in the core around the core, in the optical fiber. Is divided into four in the circumferential direction, and only the lattice closest to the core among the lattices of the first divided partial pairs facing each other along a certain direction has a larger diameter d 2 and the other lattices. Has a smaller diameter d 1 and all gratings of the second pair of splitting parts facing each other along the other direction orthogonal to the one direction have a smaller diameter d 1 and As a condition for the intensity distribution to show a single peak, a ratio d 1 of the larger diameter d 2 and the smaller diameter d 1 on a graph in which d 1 / Λ is the vertical axis and d 2 / Λ is the horizontal axis / d 2 is, d 1 / Λ = d 2 Surrounded by four straight lines given by the four equations of Λ d 1 /Λ=0.2(d 2 / Λ) d 1 / Λ = d 2 /Λ-0.20 d 2 /Λ=1.0 Provided is a polarization-maintaining optical fiber, which has a value such that it falls within a range.
【0018】[0018]
【0019】[0019]
【0020】[0020]
【0021】[0021]
【0022】[0022]
【0023】[0023]
【0024】[0024]
【0025】[0025]
【0026】[0026]
【0027】[0027]
【0028】[0028]
【0029】[0029]
【0030】[0030]
【0031】[0031]
【0032】[0032]
【0033】[0033]
【0034】[0034]
【0035】[0035]
【0036】[0036]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【0037】図1は本発明の第1の実施の形態にかかる
偏波保持光ファイバ30を示す断面図である。この偏波
保持光ファイバ30は、単一モード光ファイバであり、
そのコア31は中空となっており、このコア31の周囲
にはフォトニック結晶構造クラッド32が備えられ、こ
のフォトニック結晶構造クラッド32の周囲はジャケッ
ト33により覆われている。フォトニック結晶構造クラ
ッド32は、回折格子(図中に○で示す部材)を有して
いる。FIG. 1 is a sectional view showing a polarization maintaining optical fiber 30 according to the first embodiment of the present invention. The polarization maintaining optical fiber 30 is a single mode optical fiber,
The core 31 is hollow, a photonic crystal structure clad 32 is provided around the core 31, and the periphery of the photonic crystal structure clad 32 is covered with a jacket 33. The photonic crystal structure clad 32 has a diffraction grating (member indicated by ◯ in the figure).
【0038】この偏波保持光ファイバ30における基本
的な光の閉じこめ効果は、従来技術と同じである。本発
明の内容の主要部分は、コア31の形状にある。つま
り、コア31の断面形状が長方形となっている。このよ
うに、コアの断面形状が長方形であるため、コア31内
における光の電界にはX軸方向とY軸方向のモードが発
生する。ここでコア31内を伝搬する光の偏波に関して
は、コア31のX軸またはY軸に平行の偏波方向を維持
するため、偏波保持光ファイバ30を出射した後の偏波
状態も一定となる。The basic light confining effect in this polarization maintaining optical fiber 30 is the same as in the prior art. A major part of the subject matter of the invention is the shape of the core 31. That is, the cross-sectional shape of the core 31 is rectangular. As described above, since the core has a rectangular cross-sectional shape, modes in the X-axis direction and the Y-axis direction are generated in the electric field of light in the core 31. Regarding the polarization of the light propagating in the core 31, the polarization state parallel to the X axis or the Y axis of the core 31 is maintained, and therefore the polarization state after exiting the polarization maintaining optical fiber 30 is also constant. Becomes
【0039】図2は本発明の第2の実施の形態にかかる
単一モード型の偏波保持光ファイバ40である。図2に
おいて、41はコア(中空)、42はフォトニック結晶
構造クラッド、43はジャケットであり、コア41の断
面形状が楕円形となっている。FIG. 2 shows a single-mode polarization maintaining optical fiber 40 according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 2, 41 is a core (hollow), 42 is a photonic crystal structure clad, and 43 is a jacket, and the cross-sectional shape of the core 41 is elliptical.
【0040】図2に示す偏波保持光ファイバ40におけ
る基本的な光の閉じこめ効果は、従来技術と同じであ
る。図2に示すようにコアの断面形状が楕円形である時
にはX軸方向とY軸方向の径(長軸と短軸)が異なるた
め、X軸もしくはY軸に沿った一方向の偏波のみが存在
する状態が存在し、より安定に単一偏波状態を保つこと
ができる。The basic optical confinement effect in the polarization maintaining optical fiber 40 shown in FIG. 2 is the same as that of the prior art. As shown in FIG. 2, when the cross-sectional shape of the core is elliptical, the diameters in the X-axis direction and the Y-axis direction (major axis and minor axis) are different, so only polarization in one direction along the X-axis or Y-axis is possible. Exists, and the single polarization state can be maintained more stably.
【0041】ここで、図1または図2に示すように、コ
ア31,41の断面形状が長方形もしくは楕円形である
とき、つまり、X軸方向とY軸方向の径(長軸と短軸)
が異なる場合に、偏波保持ができる原理を詳述する。Here, as shown in FIG. 1 or 2, when the cores 31 and 41 have a rectangular or elliptical cross-sectional shape, that is, the diameters in the X-axis direction and the Y-axis direction (long axis and short axis).
The principle that polarization can be maintained when the values are different will be described in detail.
【0042】X軸方向またはY軸方向に平行な偏波を有
するモードでは伝搬定数(すなわちファイバを伝搬する
光の速度)が異なるため、ファイバ内でX軸方向に平行
な偏波とY軸方向に平行な偏波の間のエネルギーの変換
(モード結合)が起こりにくくなる。Since the propagation constant (that is, the speed of light propagating through the fiber) is different in the mode having the polarization parallel to the X-axis direction or the Y-axis direction, the polarization parallel to the X-axis direction and the Y-axis direction in the fiber. Energy conversion (mode coupling) between polarized waves parallel to is difficult to occur.
【0043】もともと従来の光ファイバが単一偏波を保
持できないのは、直交する2つのモード(HE11xモー
ドとHE11yモード)の伝搬定数差をδβ(=βx−β
y)としたときに、光ファイバの長さ方向のゆらぎ(構
造や外乱など)のなかにδβに近いか等しい空間周波数
成分があると両モード間にモード結合が生じ、たとえ入
力が単一偏波であってもファイバ中のモード結合によっ
て他の偏波が発生するためである。Originally, the conventional optical fiber cannot hold a single polarization because the propagation constant difference between two orthogonal modes (HE11x mode and HE11y mode) is δβ (= βx-β).
y), if there is a spatial frequency component close to or equal to δβ in the fluctuation (structure, disturbance, etc.) in the length direction of the optical fiber, mode coupling occurs between both modes, and even if the input is a single polarization. This is because even if it is a wave, other polarized waves are generated by mode coupling in the fiber.
【0044】この光ファイバの長さ方向のゆらぎに対応
する空間周波数成分は通常低周波であり、δβが約0.
01cm-1を越えると急激に減少する。本実施の形態で
は、意図的にδβを大きくしてこのモード結合を抑えて
いるため、X軸もしくはY軸に沿った一方向に入射した
偏波は、もう一方の軸に平行な成分に変換されることな
く一方向の偏波のみが存在する状態が存在し、単一偏波
状態を保つことができる。The spatial frequency component corresponding to the fluctuation in the length direction of this optical fiber is usually a low frequency, and δβ is about 0.
When it exceeds 01 cm -1 , it decreases sharply. In the present embodiment, since δβ is intentionally increased to suppress this mode coupling, polarized light incident in one direction along the X axis or the Y axis is converted into a component parallel to the other axis. It is possible to maintain a single polarization state because there is a state in which only one direction of polarization exists without being affected.
【0045】このモード結合に関する説明は、例えば、
岡本:「光導波路の基礎」(コロナ社)pp,106〜
122に述べられている。For the explanation of this mode coupling, for example,
Okamoto: "Fundamentals of optical waveguides" (Corona Publishing) pp, 106-
122.
【0046】上述した偏波保持の原理は、以下に述べる
他の実施の形態においても同じである。The above-mentioned principle of polarization maintaining is the same in other embodiments described below.
【0047】図3は本発明の第3の実施の形態にかかる
単一モード型の偏波保持光ファイバ50である。図3に
おいて、51はコア(中空)、52はフォトニック結晶
構造クラッド、53はジャケットである。また、基本的
な光の閉じこめ効果は、従来技術と同じである。FIG. 3 shows a single-mode polarization maintaining optical fiber 50 according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 3, 51 is a core (hollow), 52 is a photonic crystal structure clad, and 53 is a jacket. Further, the basic light confinement effect is the same as that of the conventional technique.
【0048】第3の実施の形態においては、コア51の
断面形状は円形となっている。また、フォトニック結晶
構造クラッド52の格子間隔が、光軸に対して垂直な面
内において直交する2つの軸方向、具体的にはX軸方向
とY軸方向とで異なっている。つまり、Y軸方向の格子
間隔に対してX軸方向の格子間隔が長くなっている。こ
のため、X軸もしくはY軸に沿った一方向の偏波のみが
存在する状態が存在し、より安定に単一偏波状態を保つ
ことができる。In the third embodiment, the core 51 has a circular cross section. In addition, the lattice spacing of the photonic crystal structure clad 52 is different in two axial directions orthogonal to each other in a plane perpendicular to the optical axis, specifically, the X-axis direction and the Y-axis direction. That is, the lattice spacing in the X-axis direction is longer than the lattice spacing in the Y-axis direction. For this reason, there is a state in which there is only polarized light in one direction along the X axis or the Y axis, and it is possible to more stably maintain the single polarized state.
【0049】図4は本発明の第4の実施の形態にかかる
単一モード型の偏波保持光ファイバ60である。図4に
おいて、61はコア(中空)、62はフォトニック結晶
構造クラッド、63はジャケットである。また、基本的
な光の閉じこめ効果は、従来技術と同じである。FIG. 4 shows a single-mode polarization maintaining optical fiber 60 according to a fourth embodiment of the present invention. In FIG. 4, 61 is a core (hollow), 62 is a photonic crystal structure clad, and 63 is a jacket. Further, the basic light confinement effect is the same as that of the conventional technique.
【0050】第4の実施の形態においては、コア61の
断面形状は円形となっている。また、フォトニック結晶
構造クラッド62は正方形形状の回折格子(図中に○で
示す部材)を有し、周方向に関して4つの分割部分62
a,62b,62c,62dに分割されている。そして
各分割部分62a,62b,62c,62dにおいて、
格子孔間の格子間隔は同一であるが、第1のY軸に沿っ
て相対向する分割部分62a,62cにおける各格子の
径は大きく、第2のX軸に沿って相対向する分割部分6
2b,62dにおける各格子の径は小さくなっている。
なお、格子は空孔により構成するのが一般的であるが、
屈折率の異なる断面円形部材を形成することによっても
構成することができる。In the fourth embodiment, the core 61 has a circular cross section. The photonic crystal structure clad 62 has a square-shaped diffraction grating (member indicated by a circle in the figure) and has four divided portions 62 in the circumferential direction.
It is divided into a, 62b, 62c and 62d. And in each divided part 62a, 62b, 62c, 62d,
Although the lattice spacing between the lattice holes is the same, the diameter of each lattice in the divided portions 62a and 62c facing each other along the first Y axis is large, and the divided portion 6 facing each other along the second X axis is large.
The diameter of each lattice in 2b and 62d is small.
Note that the lattice is generally composed of holes,
It can also be constructed by forming circular members having different refractive indexes in cross section.
【0051】このように、第1の相対向する分割部分6
2a,62cにおける各格子の径を大きく、第2の相対
向する分割部分62b,62dにおける各格子の径を小
さくしているため、X軸もしくはY軸に沿った一方向の
偏波のみが存在する状態が存在し、より安定に単一偏波
状態を保つことができる。In this way, the first opposing divided portion 6
Since the diameters of the respective gratings in 2a and 62c are large and the diameters of the respective gratings in the second opposing divided portions 62b and 62d are small, only polarized light in one direction along the X axis or the Y axis exists. There is a state in which a single polarization state can be maintained more stably.
【0052】なお上述した実施例では、コアを中空とし
ているが、コアを中実とし、コアの材質として、フォト
ニック結晶構造クラッドの材質の屈折率よりも屈折率が
低いものを採用することとしても、同様の効果が得られ
る。In the above-mentioned embodiment, the core is hollow, but the core is solid and the material of the core having a refractive index lower than that of the material of the photonic crystal structure clad is adopted. Also has the same effect.
【0053】図8は本発明の第5の実施の形態にかかる
偏波保持光ファイバ70を示す断面図である。この偏波
保持光ファイバ70は、単一モード光ファイバであり、
そのコア71の周囲にはフォトニック結晶構造クラッド
72が備えられ、このフォトニック結晶構造クラッド7
2の周囲はジャケット73により覆われている。この偏
波保持光ファイバ70における基本的な光の閉じこめ効
果は、従来技術と同じである。FIG. 8 is a sectional view showing a polarization maintaining optical fiber 70 according to the fifth embodiment of the present invention. The polarization maintaining optical fiber 70 is a single mode optical fiber,
A photonic crystal structure clad 72 is provided around the core 71.
The periphery of 2 is covered with a jacket 73. The basic light confinement effect in this polarization maintaining optical fiber 70 is the same as that of the conventional technique.
【0054】第5の実施の形態においては、コア71の
断面形状は円形となっている。また、フォトニック結晶
構造クラッド72は三角形形状の回折格子(図中に○で
示す部材)を有し、周方向に関して4つの分割部分72
a,72b,72c,72dに分割されている。そして
各分割部分72a,72b,72c,72dにおいて、
格子孔間の格子間隔Λは同一であるが、第1のY軸に沿
って相対向する分割部分72a,72cにおける各格子
の径d2は、第2のX軸に沿って相対向する分割部分7
2b,72dにおける各格子の径d1よりも大きいくな
っている(d2>d1)。このようにすることでX方向
とY方向に伝搬定数差を生じさせて偏波保持機能が実現
できる。In the fifth embodiment, the core 71 has a circular cross section. Further, the photonic crystal structure clad 72 has a triangular diffraction grating (member indicated by a circle in the figure), and has four divided portions 72 in the circumferential direction.
It is divided into a, 72b, 72c and 72d. And in each divided part 72a, 72b, 72c, 72d,
The lattice spacing Λ between the lattice holes is the same, but the diameter d 2 of each lattice in the divided portions 72a and 72c facing each other along the first Y axis is the same as the diameter of the divided portions facing each other along the second X axis. Part 7
It is larger than the diameter d 1 of each lattice in 2b and 72d (d 2 > d 1 ). By doing so, a propagation constant difference is generated in the X direction and the Y direction, and the polarization maintaining function can be realized.
【0055】第5の実施の形態にかかる偏波保持光ファ
イバは、コア71の形態により、以下の三種類の形で実
現可能である。The polarization maintaining optical fiber according to the fifth embodiment can be realized in the following three types depending on the form of the core 71.
【0056】(1)コア71が中空であるタイプ:この
場合はファイバの伝搬定数差は格子孔の径の比で与えら
れるためコア71の形状は特に限定されず、正方形、長
方形、楕円形でもよいが、一般的には円形にすることが
ファイバの作成上都合が良い。(1) Type in which the core 71 is hollow: In this case, the propagation constant difference of the fiber is given by the ratio of the diameters of the lattice holes, so the shape of the core 71 is not particularly limited, and it may be square, rectangular, or elliptical. Although good, it is generally convenient to make a fiber in the shape of a circle.
【0057】(2)コア71の材質がフォトニック結晶
構造クラッドの材質の屈折率よりも屈折率が低いもので
あるタイプ:この場合もファイバの伝搬定数差は格子孔
の径の比で与えられるためコア71の形状は特に限定さ
れず、正方形、長方形、楕円形でもよいが、一般的には
円形にすることがファイバの作成上都合が良い。(2) Type in which the material of the core 71 has a refractive index lower than that of the material of the photonic crystal structure clad: In this case as well, the propagation constant difference of the fiber is given by the ratio of the diameters of the lattice holes. Therefore, the shape of the core 71 is not particularly limited, and may be a square, a rectangle, or an ellipse, but generally a circle is convenient for producing the fiber.
【0058】(3)コア71の材質がフォトニック結晶
構造クラッドの材質と同じものであるタイプ:この場合
は、コア71の形状は直近の格子で囲まれた内側の部分
となる。これについては、PCT出願公開番号WO00
/49436に既に、中実ガラスコアでフォトニック結
晶構造の格子の径を直交する2軸方向で異なるようにし
て2回対称軸を発生させて偏波保持機能を発生させる構
造が開示されているが、この文献では格子の径の比の実
用的な範囲について具体的な記述はない。この格子の径
の比は、その値が偏波保持機能に直接影響するだけでな
く、コア内の光強度分布にも影響するものである。即
ち、比がある値以上になると格子の径が小さい側の光の
閉じ込めが弱くなって光強度分布が大きく歪んでしま
う。(3) Type in which the material of the core 71 is the same as the material of the photonic crystal structure clad: In this case, the shape of the core 71 is the inner part surrounded by the nearest lattice. Regarding this, PCT application publication number WO00
/ 49436 has already disclosed a structure in which a diameter of a lattice of a photonic crystal structure in a solid glass core is made different in two orthogonal directions to generate a two-fold symmetry axis to generate a polarization maintaining function. However, in this document, there is no specific description about the practical range of the ratio of the diameter of the lattice. The ratio of the diameters of the grating not only directly affects the polarization maintaining function, but also affects the light intensity distribution in the core. That is, if the ratio exceeds a certain value, the light confinement on the side where the grating diameter is small becomes weak and the light intensity distribution is greatly distorted.
【0059】図9は、数値解析法の一つである有限要素
法を用いて求めたコア71周辺の光強度分布を示し、等
高線を光の強度が10パーセント変化する毎に一本引い
て表している。計算では、格子間隔Λがファイバ内を伝
搬する光の波長の2倍にほぼ等しい場合、より正確には
Λ=2μmで光の波長が0.85μmの場合を想定し
た。図9(a)は、コア71付近の光強度分布が単峰性
を示している場合(d1/Λ=0.6、d2/Λ=0.
9)を示し、図9(b)は、コア71付近の光強度分布
が双峰性を示している場合(d1/Λ=0.1、d2/
Λ=0.9)を示している。図9(a)の場合は、コア
付近の光強度分布は従来の光ファイバのものとほぼ同じ
形状をしており、従来の光ファイバを低損失で接続する
ことも可能であるが、図9(b)のような光強度分布の
場合には従来の光ファイバを低損失で接続することが困
難であるばかりでなく、格子の径が小さい部分での光の
閉じ込めが不十分であるため、例えばファイバを曲げた
時などに光がファイバの外に散逸する恐れもある。FIG. 9 shows the light intensity distribution around the core 71 obtained by using the finite element method, which is one of the numerical analysis methods. One contour line is drawn each time the light intensity changes by 10%. ing. In the calculation, it is assumed that the lattice spacing Λ is approximately equal to twice the wavelength of light propagating in the fiber, more accurately, Λ = 2 μm and the wavelength of light is 0.85 μm. FIG. 9A shows a case where the light intensity distribution near the core 71 shows a single peak (d 1 /Λ=0.6, d 2 / Λ = 0.
9), and FIG. 9B shows a case where the light intensity distribution near the core 71 exhibits bimodal characteristics (d 1 /Λ=0.1, d 2 /
Λ = 0.9) is shown. In the case of FIG. 9A, the light intensity distribution near the core has almost the same shape as that of the conventional optical fiber, and it is possible to connect the conventional optical fiber with low loss. In the case of the light intensity distribution as shown in (b), it is not only difficult to connect the conventional optical fiber with low loss, but also the light is not sufficiently confined in the portion where the diameter of the grating is small. There is also the danger that light will escape to the outside of the fiber, for example when the fiber is bent.
【0060】本実施形態では、コア付近の光強度分布が
単峰性を示すための格子径の条件を以下のように指定す
る。In this embodiment, the condition of the lattice diameter for the light intensity distribution near the core to show a single peak is specified as follows.
【0061】図10は、コア付近の光強度分布が単峰性
を示すためのd1/Λとd2/Λの範囲を示す。図10
では、横軸にd2/Λ、縦軸にd1/Λをとり、コア付
近の光強度分布が単峰性を示す範囲を斜線領域として示
している。なお、d2>d1と定義したので、図10で
有意な領域は直線d2=d1の下側部分のみである。図
10から明らかな通り、光強度分布が単峰性を示すのは
限られた範囲においてのみであり、必要以上にd2とd
1の比を大きくすると光強度分布が単峰性からはずれて
十分な光の閉じ込めが光ファイバにおいて出来なくな
る。FIG. 10 shows the range of d 1 / Λ and d 2 / Λ so that the light intensity distribution near the core exhibits a single peak. Figure 10
In the figure, the horizontal axis represents d 2 / Λ and the vertical axis represents d 1 / Λ, and the range in which the light intensity distribution near the core exhibits a single peak is shown as a shaded area. Since d 2 > d 1 is defined, the significant region in FIG. 10 is only the lower part of the straight line d 2 = d 1 . As is apparent from FIG. 10, the light intensity distribution exhibits a single peak only in a limited range, and d 2 and d are unnecessarily large.
When the ratio of 1 is increased, the light intensity distribution deviates from the unimodal property and sufficient optical confinement cannot be performed in the optical fiber.
【0062】図10に示したΛ=2μmの場合、単峰性
を示す範囲は以下の式で与えられる四本の直線で囲まれ
た領域として表すことができる。
d1/Λ=d2/Λ (1)
d1/Λ=0.2(d2/Λ) (2)
d1/Λ=d2/Λ−0.20 (3)
d2/Λ=1.0 (4)In the case of Λ = 2 μm shown in FIG. 10, the range exhibiting the unimodal characteristic can be expressed as a region surrounded by four straight lines given by the following equation. d 1 / Λ = d 2 / Λ (1) d 1 /Λ=0.2 (d 2 / Λ) (2) d 1 / Λ = d 2 /Λ−0.20 (3) d 2 / Λ = 1.0 (4)
【0063】格子間隔Λが変わると単峰性を示す範囲は
多少変化するが、おおむね図10に示すようにd1/Λ
=d2/Λの下側の一部の領域となる。When the lattice spacing Λ changes, the range showing the unimodal property changes a little, but generally, as shown in FIG. 10, d 1 / Λ
= D 2 / Λ is a part of the lower region.
【0064】また、図11は、図10に示した点Aから
Fまでの各点における値を用いて求めた光強度分布を示
す。図11から明らかな通り、AからDの各点の光強度
分布(図11(a)から(d))はきれいな単峰性を示
しているが、点Eの光強度分布(図11(e))では左
右方向に広がった光の中心領域がコア領域とほぼ等しく
なり、点Fの光強度分布(図11(f))では左右方向
に広がった光の中心領域がコア領域より大きくなって双
峰性を示している。FIG. 11 shows the light intensity distribution obtained by using the values at the points A to F shown in FIG. As is clear from FIG. 11, the light intensity distributions at points A to D (FIGS. 11A to 11D) show a clean unimodal characteristic, but the light intensity distribution at point E (FIG. 11E )), The central region of the light spread in the left-right direction is almost equal to the core region, and the central region of the light spread in the left-right direction is larger than the core region in the light intensity distribution at point F (FIG. 11 (f)). It is bimodal.
【0065】従って、本実施形態の偏波保持光ファイバ
を実用的に実現するためには図10に示したような単峰
性を示す範囲内に各格子径の大きさを設定する必要があ
る。Therefore, in order to practically realize the polarization-maintaining optical fiber of the present embodiment, it is necessary to set the size of each grating diameter within the range exhibiting the unimodal characteristic as shown in FIG. .
【0066】図12は本発明の第6の実施の形態にかか
る偏波保持光ファイバ80を示す断面図である。この偏
波保持光ファイバ80は、単一モード光ファイバであ
り、そのコア81の周囲にはフォトニック結晶構造クラ
ッド82が備えられ、このフォトニック結晶構造クラッ
ド82の周囲はジャケット83により覆われている。こ
の偏波保持光ファイバ80における基本的な光の閉じこ
め効果は、従来技術と同じである。FIG. 12 is a sectional view showing a polarization maintaining optical fiber 80 according to the sixth embodiment of the present invention. The polarization-maintaining optical fiber 80 is a single-mode optical fiber, a photonic crystal structure cladding 82 is provided around a core 81 thereof, and a circumference of the photonic crystal structure cladding 82 is covered with a jacket 83. There is. The basic light confinement effect in this polarization maintaining optical fiber 80 is the same as that of the conventional technique.
【0067】第5の実施の形態においては、コア81の
断面形状は円形となっている。また、フォトニック結晶
構造クラッド82は正三角形状に配置された回折格子
(図中に○で示す部材)を有し、周方向に関して4つの
分割部分82a,82b,82c,82dに分割されて
いる。そして各分割部分82a,82b,82c,82
dにおいて、格子孔間の格子間隔Λは同一であるが、第
1のY軸に沿って相対向する分割部分82a,82cに
おける少なくとも一部の格子の径d2は第1の相対向す
る分割部分82a,82cにおける残りの格子と第2の
X軸に沿って相対向する分割部分82b,82dにおけ
る各格子の径d1よりも大きくなっている(d2>
d1)。In the fifth embodiment, the core 81 has a circular cross section. The photonic crystal structure clad 82 has diffraction gratings (members indicated by ◯ in the drawing) arranged in an equilateral triangle, and is divided into four divided portions 82a, 82b, 82c, 82d in the circumferential direction. . Then, the divided parts 82a, 82b, 82c, 82
In d, the lattice spacing Λ between the lattice holes is the same, but the diameter d 2 of at least some of the lattices in the divided portions 82a and 82c facing each other along the first Y-axis is the same. The diameter is larger than the diameter d 1 of each lattice in the divided portions 82b, 82d facing each other along the second X axis with the remaining lattices in the portions 82a, 82c (d 2 >).
d 1 ).
【0068】より具体的には、本実施形態では、第1の
Y軸に沿って相対向する分割部分82a,82cの内コ
ア81に最も近い四つの格子のみの径d2がその他の格
子の径d1よりも大きいくなっている。この場合、より
大きな径d2を有する格子の数を最小に抑えることがで
きるので上述した第5の実施の形態と比較してファイバ
作成上の都合が良い。More specifically, in this embodiment, only the four lattices closest to the inner core 81 of the divided portions 82a and 82c facing each other along the first Y axis have the diameters d 2 of other lattices. It is larger than the diameter d 1 . In this case, the number of gratings having a larger diameter d 2 can be suppressed to the minimum, which is convenient in fiber production as compared with the fifth embodiment described above.
【0069】第6の実施の形態にかかる偏波保持光ファ
イバも、上記第5の実施の形態で説明した(1)、
(2)、(3)の三種類の形で実現可能である。(3)
のタイプの場合には、コア付近の光強度分布が単峰性を
示す範囲は第5の実施の形態と同様である。即ち、図9
(a)に示されるように、コア付近の光強度分布が単峰
性を示すために格子径の条件が満たされる場合には、光
強度の大部分はコア領域に存在するため、大きな格子径
を用いる領域を図12のようにコア領域の直近のみに限
定してもよい。The polarization-maintaining optical fiber according to the sixth embodiment is also (1) described in the fifth embodiment,
It can be realized in three types of forms (2) and (3). (3)
In the case of the above type, the range in which the light intensity distribution near the core exhibits a single peak is similar to that of the fifth embodiment. That is, FIG.
As shown in (a), when the condition of the lattice diameter is satisfied in order that the light intensity distribution near the core exhibits a single peak, most of the light intensity exists in the core region, and thus the large lattice diameter is large. The region where is used may be limited only to the immediate vicinity of the core region as shown in FIG.
【0070】[0070]
【発明の効果】以上説明したように本発明では、フォト
ニック結晶構造をクラッドに用いることによってコアに
光を閉じこめ、さらにコアの断面形状を長方形もしくは
楕円形とした。このため、光ファイバ内において光信号
の偏波を維持しながら光信号の伝送をさせることができ
る。この結果、高速・高パワー光の伝送を、偏波を保持
したまま実現可能となると共に、簡便な構成で光信号処
理回路を構成することができる。As described above, in the present invention, light is confined in the core by using the photonic crystal structure for the cladding, and the core has a rectangular or elliptical cross section. Therefore, the optical signal can be transmitted while maintaining the polarization of the optical signal in the optical fiber. As a result, transmission of high-speed and high-power light can be realized while maintaining polarization, and the optical signal processing circuit can be configured with a simple configuration.
【0071】また本発明では、偏波保持光ファイバにお
いて、コアの断面形状を円形としつつ、フォトニック結
晶構造クラッドの格子間隔を直交する2つの軸方向に関
して異ならせたり、フォトニック結晶構造クラッドを周
方向に4分割して、第1の相対向する分割部分の格子の
径は大きく、第1の分割部分に隣接する第2の相対向す
る分割部分の格子の径を小さくしたりする構成とした。
このような構成とすることによっても、光ファイバ内に
おいて光信号の偏波を維持しながら光信号の伝送をさせ
ることができる。この結果、高速・高パワー光の伝送
を、偏波を保持したまま実現可能となると共に、簡便な
構成で光信号処理回路を構成することができる。Further, in the present invention, in the polarization-maintaining optical fiber, while making the cross-sectional shape of the core circular, the lattice spacing of the photonic crystal structure clad is different in two axial directions orthogonal to each other, or the photonic crystal structure clad is formed. The structure is such that the lattice is divided into four in the circumferential direction and the diameter of the lattice of the first opposing division is large, and the diameter of the lattice of the second opposing division adjacent to the first division is small. did.
With such a configuration, the optical signal can be transmitted while maintaining the polarization of the optical signal in the optical fiber. As a result, transmission of high-speed and high-power light can be realized while maintaining polarization, and the optical signal processing circuit can be configured with a simple configuration.
【図1】本発明の第1の実施の形態にかかる単一モード
型の偏波保持光ファイバを示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing a single-mode polarization maintaining optical fiber according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第2の実施の形態にかかる単一モード
型の偏波保持光ファイバを示す断面図。FIG. 2 is a sectional view showing a single-mode polarization maintaining optical fiber according to a second embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第3の実施の形態にかかる単一モード
型の偏波保持光ファイバを示す断面図。FIG. 3 is a sectional view showing a single-mode polarization maintaining optical fiber according to a third embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第4の実施の形態にかかる単一モード
型の偏波保持光ファイバを示す断面図。FIG. 4 is a sectional view showing a single-mode polarization maintaining optical fiber according to a fourth embodiment of the present invention.
【図5】従来の光ファイバを示す断面図。FIG. 5 is a sectional view showing a conventional optical fiber.
【図6】フォトニック結晶構造の構成を示す説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a configuration of a photonic crystal structure.
【図7】フォトニック結晶構造を構成する結晶格子の構
成例を示す説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a configuration example of a crystal lattice that constitutes a photonic crystal structure.
【図8】本発明の第5の実施の形態にかかる単一モード
型の偏波保持光ファイバを示す断面図。FIG. 8 is a sectional view showing a single-mode polarization maintaining optical fiber according to a fifth embodiment of the present invention.
【図9】図8の偏波保持光ファイバにおけるコア付近の
光強度分布を、単峰性を示す場合と双峰性を示す場合に
ついて示す図。9 is a diagram showing the light intensity distribution near the core in the polarization-maintaining optical fiber of FIG. 8 in the case of showing a single peak and in the case of showing a double peak.
【図10】図8の偏波保持光ファイバにおけるコア付近
の光強度分布が単峰性を示すための格子径の範囲を示す
グラフの例を示す図。10 is a diagram showing an example of a graph showing a range of a lattice diameter for showing a single-peaked light intensity distribution near the core in the polarization-maintaining optical fiber of FIG.
【図11】図8の偏波保持光ファイバにおけるコア付近
の光強度分布を、図10に示す6つの格子径の値につい
て示す図。11 is a diagram showing the light intensity distribution near the core in the polarization maintaining optical fiber of FIG. 8 for the values of the six grating diameters shown in FIG.
【図12】本発明の第6の実施の形態にかかる単一モー
ド型の偏波保持光ファイバを示す断面図。FIG. 12 is a sectional view showing a single-mode polarization maintaining optical fiber according to a sixth embodiment of the present invention.
10,30,40,50,60,70,80 偏波保持
光ファイバ
11,31,41,51,61,71,81 コア
12,32,42,52,62,72,82 フォトニ
ック結晶構造クラッド
13,33,43,53,63,73,83 ジャケッ
ト
62a,62b,62c,62d,72a,72b,7
2c,72d,82a, 82b,82c,82d 分
割部分10, 30, 40, 50, 60, 70, 80 Polarization-maintaining optical fiber 11, 31, 41, 51, 61, 71, 81 Core 12, 32, 42, 52, 62, 72, 82 Photonic crystal structure cladding 13, 33, 43, 53, 63, 73, 83 Jackets 62a, 62b, 62c, 62d, 72a, 72b, 7
2c, 72d, 82a, 82b, 82c, 82d Divided part
フロントページの続き (56)参考文献 特表2002−537575(JP,A) 国際公開99/064903(WO,A1) 国際公開99/064904(WO,A1) 国際公開00/49436(WO,A1) A. Ortigosa−Blanc h, et al.,Highly b irefringent photon ic crystal fibers, OPTICS LETTERS,米国, 2000年 9月15日,Vol. 25, N o. 18,P. 1325−1327 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 6/00 G02B 6/10 G02B 6/16 - 6/22 Front Page Continuation (56) References Special Table 2002-537575 (JP, A) International Publication 99/064903 (WO, A1) International Publication 99/064904 (WO, A1) International Publication 00/49436 (WO, A1) A . Ortigosa-Blanch, et al. , Highly birefringent photonic crystal fibers, OPTICS LETTERS, USA, September 15, 2000, Vol. 25, No. 18, P.I. 1325-1327 (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G02B 6/00 G02B 6/10 G02B 6/16-6/22
Claims (2)
るように格子間隔Λを設定した回折格子を有するフォト
ニック結晶構造クラッドを備えた光ファイバにおいて、 前記フォトニック結晶構造クラッドは、周方向に関して
4分割されており、ある方向に沿って相対向する第1の
分割部分対の格子の全ての格子はより大きな径d2を有
し、該ある方向と直交する他の方向に沿って相対向する
第2の分割部分対の全ての格子はより小さな径d1を有
し、前記コア付近の光強度分布が単峰性を示すための条
件として、d1/Λを縦軸としd2/Λを横軸としたグ
ラフ上において該より大きな径d2と該より小さな径d
1の比d1/d2が、 d1/Λ=d2/Λ d1/Λ=0.2(d2/Λ) d1/Λ=d2/Λ−0.20 d2/Λ=1.0 の四つの式で与えられる四本の直線で囲まれた領域内と
なるような値であることを特徴とする偏波保持光ファイ
バ。1. An optical fiber comprising a photonic crystal structure clad around a core, the photonic crystal structure clad having a diffraction grating in which a lattice spacing Λ is set so as to confine light in the core. Are divided into four parts with respect to each other, and all the gratings of the gratings of the first divided sub-pair which are opposed to each other along a certain direction have a larger diameter d 2 and are relative to each other along the other direction orthogonal to the one direction. All the lattices of the facing second split sub-pair have a smaller diameter d 1 , and the condition for the light intensity distribution near the core to be unimodal is to have d 1 / Λ as the vertical axis and d 2 The larger diameter d 2 and the smaller diameter d on the graph with / Λ being the horizontal axis.
1 of the ratio d 1 / d 2, d 1 / Λ = d 2 / Λ d 1 /Λ=0.2(d 2 / Λ) d 1 / Λ = d 2 /Λ-0.20 d 2 / Λ A polarization-maintaining optical fiber having a value such that it is within a region surrounded by four straight lines given by four equations of 1.0.
るように格子間隔Λを設定した回折格子を有するフォト
ニック結晶構造クラッドを備えた光ファイバにおいて、 前記フォトニック結晶構造クラッドは、周方向に関して
4分割されており、ある方向に沿って相対向する第1の
分割部分対の格子の内の前記コアに最も近い格子のみが
より大きな径d2を有し、その他の格子はより小さな径
d1を有し、該ある方向と直交する他の方向に沿って相
対向する第2の分割部分対の全ての格子はより小さな径
d1を有し、前記コア付近の光強度分布が単峰性を示す
ための条件として、d1/Λを縦軸としd2/Λを横軸
としたグラフ上において該より大きな径d2と該より小
さな径d1の比d1/d2が、 d1/Λ=d2/Λ d1/Λ=0.2(d2/Λ) d1/Λ=d2/Λ−0.20 d2/Λ=1.0 の四つの式で与えられる四本の直線で囲まれた領域内と
なるような値であることを特徴とする偏波保持光ファイ
バ。2. An optical fiber comprising a photonic crystal structure clad around a core, the diffraction grating having a grating interval Λ set so as to confine light in the core, wherein the photonic crystal structure clad has a circumferential direction. Of the lattices of the first split sub-pair that are opposed to each other along a certain direction, only the lattice closest to the core has a larger diameter d 2 , and the other lattices have a smaller diameter. has d 1, all grid of the second divided portion to be opposed along the other direction perpendicular to said certain direction has more smaller diameter d 1, the light intensity distribution in the vicinity of the core is a single As a condition for showing the peak characteristic, a ratio d 1 / d 2 between the larger diameter d 2 and the smaller diameter d 1 is plotted on a graph with d 1 / Λ being the vertical axis and d 2 / Λ being the horizontal axis. , D 1 / Λ = d 2 / Λ d 1 / Λ = 0 .2 (d 2 / Λ) d 1 / Λ = d 2 /Λ−0.20 d 2 /Λ=1.0, which is within the area surrounded by the four straight lines given by the four equations. A polarization-maintaining optical fiber characterized by a value.
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A. Ortigosa−Blanch, et al.,Highly birefringent photonic crystal fibers,OPTICS LETTERS,米国,2000年 9月15日,Vol. 25, No. 18,P. 1325−1327 |
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