JP3875567B2 - 偏波保持フォトニッククリスタルファイバ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コアの周囲に、光ファイバ軸方向に延びる多数の細孔が結晶状に配列されたクラッド部と、該クラッド部の周囲に設けられたオーバークラッド部とを備えた偏波保持フォトニッククリスタルファイバに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コア及びクラッドからなる通常の光ファイバでは得ることのできない大きな波長分散を発現するものとしてフォトニッククリスタルファイバが注目されている。このフォトニッククリスタルファイバは、コアの周囲に、光ファイバ軸方向に延びる多数の細孔が結晶状に配列されたクラッド部と、さらにクラッド部をサポートするためにクラッド部の周囲に設けられたオーバークラッド部とを備えている。
【０００３】
一方、偏光や干渉を利用した光ファイバセンサやコヒーレント光ファイバ通信等には、偏波安定性が高い偏波保持ファイバを使用している。上記フォトニッククリスタルファイバも、その波長分散特性を生かして偏波保持フォトニッククリスタルファイバとしての使用が検討されている。このようにフォトニッククリスタルファイバを偏波保持ファイバにするには、コア、あるいはコア近辺の細孔配置に工夫を凝らし、例えばコアの断面形状を楕円形状や長方形状にしたり、コアに隣接する細孔の一部を他の細孔とは異なる径にしたりすればよい。
【０００４】
ところで、二本の光ファイバの端部同士を融着し接合する際には、光ファイバ側面を拡大観察して、コアの位置を合わせて端面同士を突き合わせてから融着を行っている。このように拡大観察するのには、顕微鏡等を用いる。偏波保持ファイバの接合においては、さらに二本のファイバの偏波面を一致させる必要がある。従来偏波保持ファイバとして使用されているＰＡＮＤＡファイバは、コアの両脇に配置された応力付与部分が他の部分と屈折率が異なるため、顕微鏡観察により偏波面が判別できるので、比較的容易に二本のファイバの偏波面を合わせることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、偏波保持フォトニッククリスタルファイバは側方から顕微鏡観察すると、細孔部分の屈折率が石英ガラスよりも低いためクラッド部は黒く見えるが、偏波面が判別できるコア近辺の部分は、その周囲の多数の細孔に隠されてしまっていて偏波面を判別することができないので、二本の偏波保持フォトニッククリスタルファイバの偏波面を一致させて接合することは非常に困難であった。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、顕微鏡観察により偏波面が容易に判別できる偏波保持フォトニッククリスタルファイバを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、ファイバ側方から観察されるクラッド部の最大幅又は最小幅のいずれかが、ファイバを中心軸周りに回転させたときに９０度あるいは１８０度毎に表れるようにクラッド部を形成した偏波保持フォトニッククリスタルファイバとした。
【０００８】
具体的には、請求項１の発明は、コアの周囲に、光ファイバ軸方向に延びる多数の細孔が結晶状に配列されたクラッド部と、該クラッド部の周囲に設けられたオーバークラッド部とを備えた偏波保持フォトニッククリスタルファイバを前提とする。
【０００９】
そして、上記ファイバ側方から観察される上記クラッド部の幅がファイバの中心軸周りの回転により変化するとともに、該クラッド部の最大幅又は最小幅のいずれかが観察された位置からファイバを中心軸周りに回転させたとき、該クラッド部の幅が回転角が０度よりも大きく１８０度よりも小さいときには回転角０度における最大幅よりも小さく又は最小幅よりも大きくて、回転角が１８０度になったときに回転角０度における最大幅又は最小幅のいずれかと略同じ幅になるよう上記細孔が配置されていることにより、保持される偏波面が表示されるように構成されているものとする。
【００１０】
ここで、多数の細孔が結晶状に配列されたというのは、多数の細孔がファイバ横断面において規則的に配列していることであって、例えば、最小単位が正三角形、正方形又は長方形である格子配列等を挙げることができる。細孔は、径が０．１〜１０μｍであることがファイバ特性上好ましい。また、ファイバ側方から観察される上記クラッド部の幅がファイバの中心軸周りの回転により変化するというのは、ファイバ横断面におけるクラッド部が、形状が円形とは異なることに由来して、ファイバが３６０度回転する間に少なくとも一つの最大径と少なくとも一つの最小径とが現れることである。
【００１１】
請求項１の発明であれば、ファイバ側方から顕微鏡観察することでファイバ横断面の特定の径方向が判別できるため、互いに直交する二つの偏波面をそれぞれ区別して判別できて、容易に偏波保持フォトニッククリスタルファイバと他の光ファイバとを、偏波面を一致させて接合することができる。すなわち、ファイバ側方から見たクラッド部の最大幅又は最小幅の幅方向は、ファイバ横断面において、特定の一つの径方向であるから、１８０度ファイバを中心軸周りに回転させたときに再度最大幅又は最小幅が表れるのであって、それ故に、上記特定の径方向と互いに直交する二つの偏波面のそれぞれの偏波方向とを予め関係づけておけば、該二つの偏波面をそれぞれ区別して判別できるのである。別の言葉で言うと、請求項１の発明の光ファイバは、クラッド部の最大幅又は最小幅のいずれかが観察された位置からファイバを中心軸周りに回転させたとき、再度回転角０度における最大幅又は最小幅が観察される回転角の最小値が１８０度である偏波保持フォトニッククリスタルファイバである。
【００１２】
請求項１の発明の光ファイバは、互いに直交する二つの偏波面の両方において光が伝搬する複屈折光ファイバである偏波保持フォトニッククリスタルファイバでも良いが、互いに直交する二つの偏波面のうち一方のみが光を伝搬する単一偏波光ファイバである偏波保持フォトニッククリスタルファイバであることが好ましい。ファイバ接合する他の光ファイバは、偏波保持フォトニッククリスタルファイバ、あるいは他の種類の偏波保持ファイバが挙げられる。
【００１３】
また、ファイバ側方から観察されるクラッド部の最大幅と最小幅の比が１．２〜５であれば、顕微鏡観察において最大幅又は最小幅のいずれかとそれ以外の幅との見分けがつきやすく且つフォトニッククリスタルファイバとして製造が容易であるので好ましい。
【００１４】
次に、請求項２の発明は、コアの周囲に、光ファイバ軸方向に延びる多数の細孔が結晶状に配列されたクラッド部と、該クラッド部の周囲に設けられたオーバークラッド部とを備えた偏波保持フォトニッククリスタルファイバを前提とする。
【００１５】
そして、上記ファイバ側方から観察される上記クラッド部の幅がファイバの中心軸周りの回転により変化するとともに、該クラッド部の最大幅又は最小幅のいずれかが観察された位置からファイバを中心軸周りに回転させたとき、該クラッド部の幅が回転角が０度よりも大きく９０度よりも小さいときには回転角０度における最大幅よりも小さく又は最小幅よりも大きくて、回転角が９０度になったときに回転角０度における最大幅又は最小幅のいずれかと略同じ幅になるよう上記細孔が配置されていることにより、保持される偏波面が表示されるように構成されているものとする。
【００１６】
請求項２の発明であれば、ファイバ側方から顕微鏡観察することで偏波面を判別できるので、容易に偏波保持フォトニッククリスタルファイバと他の光ファイバとを、偏波面を一致させて接合することができる。すなわち、ファイバ側方から見たクラッド部の最大幅又は最小幅のいずれかの幅方向は、ファイバ横断面において、特定の直交する二つの径方向であるために、ファイバを中心軸周りに９０度回転させたときに再度最大幅又は最小幅が表れるのであって、それ故に前記特定の径方向と偏波面の偏波方向とを予め関係づけておけば、互いに直交する二つの偏波面をそれぞれ区別しないで判別できるのである。別の言葉で言うと、請求項２の発明の光ファイバは、クラッド部の最大幅又は最小幅のいずれかが観察された位置からファイバを中心軸周りに回転させたとき、再度回転角０度における最大幅又は最小幅が観察される回転角の最小値が９０度である偏波保持フォトニッククリスタルファイバである。
【００１７】
請求項２の発明の光ファイバは、互いに直交する二つの偏波面を区別しないため、両方の偏波面において光が伝搬する複屈折光ファイバである偏波保持フォトニッククリスタルファイバであることが好ましい。接合する他の光ファイバは、偏波保持フォトニッククリスタルファイバ、あるいは他の種類の偏波保持ファイバが挙げられる。
【００１８】
また、ファイバ側方から観察されるクラッド部の最大幅と最小幅の比が１．２〜５であれば、顕微鏡観察において最大幅又は最小幅のいずれかとそれ以外の幅との見分けがつきやすく且つフォトニッククリスタルファイバとして製造が容易であるので好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
−第一の実施の形態−
図１（Ａ）に第一の実施の形態に係る偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０の端面を示す。この偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０は、石英ガラスよりなるコア１の周囲に、光ファイバ軸方向に延びる多数の細孔４ａ，４ｂが、最小単位が正三角形格子の結晶状に配列されたクラッド部２と、このクラッド部２の周囲に石英ガラスよりなるオーバークラッド部３とを備えている。上記クラッド部２は、端面における外形が菱形となるよう細孔４ａ，４ｂが配置されて形成されている。
【００２１】
この偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０では、コア１に隣接する六つの細孔４ａ，４ｂのうち、コア１を挟んで相対向する一対の細孔４ｂが、他の四つの細孔４ａよりも径が大きい。このような細孔４ａ，４ｂ配置にすることで、偏波保持機能が光ファイバ１０に備わる。すなわち、大きい径の一対の細孔４ｂの中心を結ぶ直線を含みファイバ横断面に垂直な偏波面（以下、第一の偏波面という）と、それに直交する偏波面（以下、第二の偏波面という）とでは、コア１隣接の細孔４ａ，４ｂ配置により、伝搬する二つの偏波モード間の伝搬定数に差ができるので、この光ファイバ１０において偏波が保持される。
【００２２】
上記クラッド部２は、外形である菱形の二つの対角線のうち、短い方の対角線が第一の偏波面の偏波方向に延びていて、長い方の対角線が第二の偏波面の偏波方向に延びている。
【００２３】
次に、偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０を顕微鏡観察したときに偏波面の方向が判別できることについて説明する。
【００２４】
図１（Ｂ）は、偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０の端面の概略図である。偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０を側方から顕微鏡観察すると、細孔４ａ，４ｂからなるクラッド部２の部分は、石英ガラスだけの部分であるオーバークラッド部３よりも屈折率が低いため、黒く見える。図１（Ｃ）に示すように、ファイバ１０を中心軸周りに回転させると、ファイバ１０側方から観察されるクラッド部２の幅は、サインカーブのように変化していく。図１（Ｂ）のＸ方向から見ると、クラッド部２の最大幅が観察され、そこからファイバ１０を時計回りに回転させていくと、クラッド部２の幅は段々減少していき、９０度回転させると（Ｙ方向から見ていることになる）最小幅が観察される。さらに回転させると、段々クラッド部２の幅は増加していき、Ｘから１８０度回転させると（Ｚ方向から見ていることになる）再度最大幅が観察される。従って、このＸ又はＺ方向に直交する面が第二の偏波面であることが判別でき、Ｙ方向に直交する面が第一の偏波面であることが判別できて、二本の偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０を接合するときに顕微鏡観察することで、直交する二つの偏波面をそれぞれ区別して容易に一致させることができる。
【００２５】
すなわち、ファイバ１０側方から観察されるクラッド部２の幅が、ファイバ１０の中心軸周りの回転により変化するとともに、このクラッド部２の最大幅又は最小幅のいずれかが観察された位置からファイバ１０を中心軸周りに回転させたとき、クラッド部２の幅が、回転角が０度よりも大きく１８０度よりも小さいときには、回転角０度における最大幅よりも小さく又は最小幅よりも大きくなって、回転角が１８０度になったときに回転角０度における最大幅又は最小幅のいずれかと略同じ幅になるように細孔４ａ，４ｂが配置されてクラッド部２が形成されている。このことは、クラッド部２が断面菱形になるよう細孔４ａ，４ｂが配置されていることにより、保持される偏波面が表示されるように構成されていると言うことである。しかも、本実施形態では、クラッド部２の最大幅と最小幅の比が約１．７なので、ファイバ１０を回転させていったときにＸ、Ｙ、Ｚ方向が判別しやすくなっている。
【００２６】
本実施形態に係る偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０に比べて、図１０に示すクラッド部２の外形が六角形である従来の偏波保持フォトニッククリスタルファイバ２０では、ファイバ２０側方から観察すると、クラッド部２の最大幅又は最小幅のいずれかがファイバ２０を６０度回転させる毎に現れるので、偏波面を判別することができない。また、クラッド部２の最大幅と最小幅の比が、約１．１６なので、最大幅と最小幅との判別が困難である。従って、従来の偏波保持フォトニッククリスタルファイバ２０では、ファイバ２０側方からの顕微鏡観察によっては、二本のファイバ２０の偏波方向を一致させて接合することはできない。
【００２７】
次に、本実施形態に係る偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０の製造方法について説明する。
【００２８】
まず、ＳｉＯ2製の円筒であるサポート管を用意する。このサポート管はオーバークラッド部３になる部分であって、管としての厚みが大きく、外径が内径の２〜５倍程度である。それから、サポート管の内壁を横断面が菱形となるように研削する。
【００２９】
そして次に、互いに同一外径を有する、一本のＳｉＯ2製の円柱（ロッド）と、二本のＳｉＯ2製の大内径細管（キャピラリー）と、多数のＳｉＯ2製の小内径細管（キャピラリー）とを用意する。上記ロッドは、コアになるものとして上記サポート管の中心部に配置し、このロッドの両脇であって、上記菱形の短い方の対角線上に上記大内径キャピラリーを配置し、サポート管内部空間の残りの部分には上記小内径キャピラリーを詰めて、ファイバ母材であるプリフォームを作製する。なお、プリフォームでのロッドやキャピラリーの配置は、図１（Ａ）の配置と同様である。
【００３０】
上記サポート管及びロッドは、ＶＡＤ法、ＯＶＤ法又はＭＣＶＤ法等の公知の方法で作製すればよい。上記キャピラリーは、比較的大径の円筒部材であるキャピラリー母材を加熱延伸して細径化する線引き加工によって形成すればよい。
【００３１】
こうして作製されたプリフォームは、塩素ガス等で脱水処理を施された後、線引き炉内で加熱した後に延伸する線引き加工を施されて細径化（ファイバ化）され光ファイバとなる。線引き工程の前に、プリフォームの端部を封止しておくと、線引き工程時に細孔が潰れてしまうことが防止されるため好ましい。
【００３２】
光ファイバに線引きされると、サポート管とキャピラリー、キャピラリーとロッド、キャピラリー同士は同じ素材であるので、融着一体化して境目がなくなり、図１（Ａ）に示す偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０となる。
【００３３】
これまで説明したように、本実施形態に係る偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０は、クラッド部２が細孔４ａ，４ｂを菱形に配置して形成され、ファイバ１０側方からの観察において、ファイバ１０を中心軸周りに１８０度回転させる毎に、クラッド部２の最大幅が現れ、最小幅も同様に現れて、その最大幅及び最小幅が観察される方向が、直交する二つの偏波面の偏波方向とそれぞれ一致するので、顕微鏡によりファイバ１０側面を拡大して観察することにより、直交する二つの偏波面の方向をそれぞれ区別して容易に判別できる。このため、偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０同士、あるいは偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０と他の偏波保持ファイバ等との偏波面を一致させての接合作業が、短時間で簡単に行える上、作業者の熟練度が低くても正確な接合が行える。従って接合作業のコストを低減できる。また、本実施形態に係る偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０の製造は、オーバークラッド部３となるサポート管の内側を断面菱形となるように研削し、そこにキャピラリーとロッドとを詰め込むだけなので、容易に短時間で製造でき、製造コストも低くできる。
【００３４】
−第二の実施の形態−
図２（Ａ）は、第二の実施の形態に係る偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０の端面の概略図である。本実施の形態は、クラッド部２の断面外形が楕円となるように細孔４ａ，４ｂを配置したものである。楕円の長径方向が、第一の偏波面の偏波方向に略一致している。本実施形態もファイバ１０を中心軸周りに回転させながらファイバ１０側方から観察すると、図２（Ｂ）に示すようにファイバ１０を１８０度回転させる毎にクラッド部２の最大幅が現れ、最小幅も同様に現れるので、作用効果は、第一の実施形態と同様である。また、本実施形態の偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０は、クラッド部２の最大幅と最小幅の比をフォトニッククリスタルとしての機能を維持したまま容易に大きくできるので、最大径及び最小径を判別しやすい。また、製造方法も第一の実施形態と同様である。
【００３５】
−第三の実施の形態−
図３（Ａ）は、第三の実施の形態に係る偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０の端面の概略図である。本実施の形態は、クラッド部２の断面外形を円の外周が一部外方に矩形状に突出している鍵穴形状となるように細孔４ａ，４ｂを配置したものである。本実施の形態は、ファイバ１０を中心軸周りに回転させながらファイバ１０側方から観察すると、図３（Ｂ）に示すようにクラッド部２の最大幅が１８０度回転させる毎に現れ、この最大幅の幅方向が第一の偏波面の偏波方向に略一致しているので、作用効果は、第一の実施形態と同様である。また、製造方法も第一の実施形態と同様である。
【００３６】
−第四の実施の形態−
図４（Ａ）は、第四の実施の形態に係る偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０の端面の概略図である。本実施の形態は、クラッド部２の断面外形を直角三角形となるように細孔４ａ，４ｂを配置したものである。本実施の形態は、ファイバ１０を中心軸周りに回転させながらファイバ１０側方から観察すると、図４（Ｂ）に示すようにクラッド部２の最大幅が１８０度回転させる毎に現れ、最小幅も同様に現れて、この最大幅の幅方向が第一の偏波面の偏波方向に略一致しているので、作用効果は、第一の実施形態と同様である。さらに、図の時計回りにファイバ１０を回転させると、９０度より小さい回転角で最小幅から最大幅になるので、判別しやすい。また、製造方法も第一の実施形態と同様である。
【００３７】
−第五の実施の形態−
図５（Ａ）は、第五の実施の形態に係る偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０の端面の概略図である。本実施の形態は、クラッド部２の断面外形を二等辺三角形となるように細孔４ａ，４ｂを配置したものである。本実施の形態は、ファイバ１０を中心軸周りに回転させながらファイバ１０側方から観察すると、図５（Ｂ）に示すようにクラッド部２の最小幅が１８０度回転させる毎に現れ、この最小幅の幅方向が第一の偏波面の偏波方向に略一致しているので、作用効果は、第一の実施形態と同様である。また、製造方法も第一の実施形態と同様である。
【００３８】
−第六の実施の形態−
図６（Ａ）は、第六の実施の形態に係る偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０の端面の概略図である。本実施の形態は、クラッド部２の断面外形を長方形となるように細孔４ａ，４ｂを配置したものである。本実施の形態は、ファイバ１０を中心軸周りに回転させながらファイバ１０側方から観察すると、図６（Ｂ）に示すようにクラッド部２の最小幅が１８０度回転させる毎に現れ、この最小幅の幅方向が第一の偏波面の偏波方向に略一致しているので、作用効果は、第一の実施形態と同様である。さらに、９０度より小さい回転角で最大幅から最小幅になり且つ最大幅と最小幅の比をフォトニッククリスタルとしての機能を維持したまま容易に大きくできるので、最大径及び最小径を判別しやすい。また、製造方法も第一の実施形態と同様である。
【００３９】
−第七の実施の形態−
図７（Ａ）は、第七の実施の形態に係る偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０の端面の概略図である。本実施の形態は、クラッド部２の断面外形を正方形となるように細孔４ａ，４ｂを配置したものである。本実施の形態は、ファイバ１０を中心軸周りに回転させながらファイバ１０側方から観察すると、図７（Ｂ）に示すようにクラッド部２の最大幅及び最小幅が９０度回転させる毎に現れ、この最大幅の幅方向が第一又は第二の偏波面の偏波方向に略一致しているので、直交する二つの偏波面をそれぞれ区別することはできないが、それ以外の作用効果は、第一の実施形態と同様である。すなわち、ファイバ１０側方から観察されるクラッド部２の幅が、ファイバ１０の中心軸周りの回転により変化するとともに、このクラッド部２の最大幅又は最小幅のいずれかが観察された位置からファイバ１０を中心軸周りに回転させたとき、クラッド部２の幅が、回転角が０度よりも大きく９０度よりも小さいときには、最大幅よりも小さく又は最小幅よりも大きくなって、回転角が９０度になったときに回転角０度における最大幅又は最小幅のいずれかと略同じ幅になるように細孔４ａ，４ｂが配置されてクラッド部２が形成されている。このことは、クラッド部２が断面正方形になるよう細孔４ａ，４ｂが配置されていることにより、保持される偏波面が表示されるように構成されていると言うことである。また、製造方法も第一の実施形態と同様である。
【００４０】
−その他の実施の形態−
上記の実施形態は例であって、本発明はこれらの例に限定されない。偏波保持機能を発現させる構造は、図８や図９に示す構造でも構わない。図８は、コア１に隣接した六個の細孔４ａ，４ｂのうち、コア１を挟んで相対向する一対の細孔４ａよりも、他の四つの細孔４ｂの方が径が大きい。これらの周りは、小径の細孔４ａが多数結晶状に配置されてクラッド部２になっている。図９は、コア１径が直交する二方向で異なっていて、偏波保持機能を発現している。このコア１の径の比は、図の縦が二に対して横が一の割合となっていて、コア１の周囲は、小径の細孔４ａが多数結晶状に配置されてクラッド部２になっている。さらに、上記構造に限らず偏波保持機能さえあれば、どのような構造でも構わない。
【００４１】
ファイバ１０の構成材料は、石英ガラス以外のガラスやプラスチック等でも構わないし、石英ガラスにＧｅ、Ｂ、Ｆ等をドープしたガラスでも構わない。クラッド部２の細孔配置は、最小単位が正方形や長方形、ハニカム構造等の規則的な配置でも構わない。また、細孔４ａ，４ｂ形状は、円形、楕円形、多角形、半円状、その他どのような形でも構わない。クラッド部２を構成する小径の細孔４ａの径は、全て同じでも良いし、異なるものがあっても良い。また、コア１にのみＧｅ、Ｂ、Ｆ等をドープしても構わない。コア１に細孔を設けてもよいし、コア１が空孔であっても構わない。
【００４２】
クラッド部２の断面外形も、ファイバ１０を中心軸周りに回転させたときに、ファイバ１０側方から観察されるクラッド部２の最大幅又は最小幅のいずれかが、１８０度又は９０度回転させる毎に現れるような形状であれば、どのような形状でも良い。また、ファイバ１０側方から観察されるクラッド部２の幅も、細孔４ａ以外のもの、例えば石英とは屈折率の異なる物質で形成されていても構わない。
【００４３】
また、クラッド部２の細孔４ａ，４ｂに石英ガラス以外の材料、例えば、他の種類のガラスやポリマー、ＧｅやＢやＦ等をドープした石英ガラス等を充填しても構わない。ファイバの製造方法も、細孔４ａ，４ｂ全て又は一部をドリル等で開けてもよい。
【００４４】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に述べる効果を奏する。
【００４５】
偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０を中心軸周りに回転させたときに、ファイバ１０側方から観察されるクラッド部２の最大幅又は最小幅のいずれかが、９０度又は１８０度回転させる毎に現れるので、保持される偏波面をファイバ１０側方からの観察で容易に判別することができ、他の偏波保持ファイバとの接合において偏波面合わせ作業が短時間で容易に行えるため、作業コストを低減できる。特に、１８０度毎に最大幅又は最小幅のいずれかが現れるものでは、直交する二つの偏波面をそれぞれ区別して判別することができる。また、製造も容易であるので、製造コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は第一の実施形態の偏波保持フォトニッククリスタルファイバの端面図、（Ｂ）は端面の概略図、（Ｃ）はファイバ側方から見たクラッド部の幅とファイバ回転角との関係図である。
【図２】（Ａ）は第二の実施形態の偏波保持フォトニッククリスタルファイバの端面の概略図、（Ｂ）はファイバ側方から見たクラッド部の幅とファイバ回転角との関係図である。
【図３】（Ａ）は第三の実施形態の偏波保持フォトニッククリスタルファイバの端面の概略図、（Ｂ）はファイバ側方から見たクラッド部の幅とファイバ回転角との関係図である。
【図４】（Ａ）は第四の実施形態の偏波保持フォトニッククリスタルファイバの端面の概略図、（Ｂ）はファイバ側方から見たクラッド部の幅とファイバ回転角との関係図である。
【図５】（Ａ）は第五の実施形態の偏波保持フォトニッククリスタルファイバの端面の概略図、（Ｂ）はファイバ側方から見たクラッド部の幅とファイバ回転角との関係図である。
【図６】（Ａ）は第六の実施形態の偏波保持フォトニッククリスタルファイバの端面の概略図、（Ｂ）はファイバ側方から見たクラッド部の幅とファイバ回転角との関係図である。
【図７】（Ａ）は第七の実施形態の偏波保持フォトニッククリスタルファイバの端面の概略図、（Ｂ）はファイバ側方から見たクラッド部の幅とファイバ回転角との関係図である。
【図８】偏波保持機能を有する別の構造の図である。
【図９】偏波保持機能を有するさらに別の構造の図である。
【図１０】（Ａ）は従来の偏波保持フォトニッククリスタルファイバの端面図、（Ｂ）は端面の概略図、（Ｃ）はファイバ側方から見たクラッド部の幅とファイバ回転角との関係図である。
【符号の説明】
１ コア
２ クラッド部
３ オーバークラッド部
４ａ，４ｂ 細孔
１０ 偏波保持フォトニッククリスタルファイバ
２０ 偏波保持フォトニッククリスタルファイバ
【発明の属する技術分野】
本発明は、コアの周囲に、光ファイバ軸方向に延びる多数の細孔が結晶状に配列されたクラッド部と、該クラッド部の周囲に設けられたオーバークラッド部とを備えた偏波保持フォトニッククリスタルファイバに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コア及びクラッドからなる通常の光ファイバでは得ることのできない大きな波長分散を発現するものとしてフォトニッククリスタルファイバが注目されている。このフォトニッククリスタルファイバは、コアの周囲に、光ファイバ軸方向に延びる多数の細孔が結晶状に配列されたクラッド部と、さらにクラッド部をサポートするためにクラッド部の周囲に設けられたオーバークラッド部とを備えている。
【０００３】
一方、偏光や干渉を利用した光ファイバセンサやコヒーレント光ファイバ通信等には、偏波安定性が高い偏波保持ファイバを使用している。上記フォトニッククリスタルファイバも、その波長分散特性を生かして偏波保持フォトニッククリスタルファイバとしての使用が検討されている。このようにフォトニッククリスタルファイバを偏波保持ファイバにするには、コア、あるいはコア近辺の細孔配置に工夫を凝らし、例えばコアの断面形状を楕円形状や長方形状にしたり、コアに隣接する細孔の一部を他の細孔とは異なる径にしたりすればよい。
【０００４】
ところで、二本の光ファイバの端部同士を融着し接合する際には、光ファイバ側面を拡大観察して、コアの位置を合わせて端面同士を突き合わせてから融着を行っている。このように拡大観察するのには、顕微鏡等を用いる。偏波保持ファイバの接合においては、さらに二本のファイバの偏波面を一致させる必要がある。従来偏波保持ファイバとして使用されているＰＡＮＤＡファイバは、コアの両脇に配置された応力付与部分が他の部分と屈折率が異なるため、顕微鏡観察により偏波面が判別できるので、比較的容易に二本のファイバの偏波面を合わせることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、偏波保持フォトニッククリスタルファイバは側方から顕微鏡観察すると、細孔部分の屈折率が石英ガラスよりも低いためクラッド部は黒く見えるが、偏波面が判別できるコア近辺の部分は、その周囲の多数の細孔に隠されてしまっていて偏波面を判別することができないので、二本の偏波保持フォトニッククリスタルファイバの偏波面を一致させて接合することは非常に困難であった。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、顕微鏡観察により偏波面が容易に判別できる偏波保持フォトニッククリスタルファイバを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、ファイバ側方から観察されるクラッド部の最大幅又は最小幅のいずれかが、ファイバを中心軸周りに回転させたときに９０度あるいは１８０度毎に表れるようにクラッド部を形成した偏波保持フォトニッククリスタルファイバとした。
【０００８】
具体的には、請求項１の発明は、コアの周囲に、光ファイバ軸方向に延びる多数の細孔が結晶状に配列されたクラッド部と、該クラッド部の周囲に設けられたオーバークラッド部とを備えた偏波保持フォトニッククリスタルファイバを前提とする。
【０００９】
そして、上記ファイバ側方から観察される上記クラッド部の幅がファイバの中心軸周りの回転により変化するとともに、該クラッド部の最大幅又は最小幅のいずれかが観察された位置からファイバを中心軸周りに回転させたとき、該クラッド部の幅が回転角が０度よりも大きく１８０度よりも小さいときには回転角０度における最大幅よりも小さく又は最小幅よりも大きくて、回転角が１８０度になったときに回転角０度における最大幅又は最小幅のいずれかと略同じ幅になるよう上記細孔が配置されていることにより、保持される偏波面が表示されるように構成されているものとする。
【００１０】
ここで、多数の細孔が結晶状に配列されたというのは、多数の細孔がファイバ横断面において規則的に配列していることであって、例えば、最小単位が正三角形、正方形又は長方形である格子配列等を挙げることができる。細孔は、径が０．１〜１０μｍであることがファイバ特性上好ましい。また、ファイバ側方から観察される上記クラッド部の幅がファイバの中心軸周りの回転により変化するというのは、ファイバ横断面におけるクラッド部が、形状が円形とは異なることに由来して、ファイバが３６０度回転する間に少なくとも一つの最大径と少なくとも一つの最小径とが現れることである。
【００１１】
請求項１の発明であれば、ファイバ側方から顕微鏡観察することでファイバ横断面の特定の径方向が判別できるため、互いに直交する二つの偏波面をそれぞれ区別して判別できて、容易に偏波保持フォトニッククリスタルファイバと他の光ファイバとを、偏波面を一致させて接合することができる。すなわち、ファイバ側方から見たクラッド部の最大幅又は最小幅の幅方向は、ファイバ横断面において、特定の一つの径方向であるから、１８０度ファイバを中心軸周りに回転させたときに再度最大幅又は最小幅が表れるのであって、それ故に、上記特定の径方向と互いに直交する二つの偏波面のそれぞれの偏波方向とを予め関係づけておけば、該二つの偏波面をそれぞれ区別して判別できるのである。別の言葉で言うと、請求項１の発明の光ファイバは、クラッド部の最大幅又は最小幅のいずれかが観察された位置からファイバを中心軸周りに回転させたとき、再度回転角０度における最大幅又は最小幅が観察される回転角の最小値が１８０度である偏波保持フォトニッククリスタルファイバである。
【００１２】
請求項１の発明の光ファイバは、互いに直交する二つの偏波面の両方において光が伝搬する複屈折光ファイバである偏波保持フォトニッククリスタルファイバでも良いが、互いに直交する二つの偏波面のうち一方のみが光を伝搬する単一偏波光ファイバである偏波保持フォトニッククリスタルファイバであることが好ましい。ファイバ接合する他の光ファイバは、偏波保持フォトニッククリスタルファイバ、あるいは他の種類の偏波保持ファイバが挙げられる。
【００１３】
また、ファイバ側方から観察されるクラッド部の最大幅と最小幅の比が１．２〜５であれば、顕微鏡観察において最大幅又は最小幅のいずれかとそれ以外の幅との見分けがつきやすく且つフォトニッククリスタルファイバとして製造が容易であるので好ましい。
【００１４】
次に、請求項２の発明は、コアの周囲に、光ファイバ軸方向に延びる多数の細孔が結晶状に配列されたクラッド部と、該クラッド部の周囲に設けられたオーバークラッド部とを備えた偏波保持フォトニッククリスタルファイバを前提とする。
【００１５】
そして、上記ファイバ側方から観察される上記クラッド部の幅がファイバの中心軸周りの回転により変化するとともに、該クラッド部の最大幅又は最小幅のいずれかが観察された位置からファイバを中心軸周りに回転させたとき、該クラッド部の幅が回転角が０度よりも大きく９０度よりも小さいときには回転角０度における最大幅よりも小さく又は最小幅よりも大きくて、回転角が９０度になったときに回転角０度における最大幅又は最小幅のいずれかと略同じ幅になるよう上記細孔が配置されていることにより、保持される偏波面が表示されるように構成されているものとする。
【００１６】
請求項２の発明であれば、ファイバ側方から顕微鏡観察することで偏波面を判別できるので、容易に偏波保持フォトニッククリスタルファイバと他の光ファイバとを、偏波面を一致させて接合することができる。すなわち、ファイバ側方から見たクラッド部の最大幅又は最小幅のいずれかの幅方向は、ファイバ横断面において、特定の直交する二つの径方向であるために、ファイバを中心軸周りに９０度回転させたときに再度最大幅又は最小幅が表れるのであって、それ故に前記特定の径方向と偏波面の偏波方向とを予め関係づけておけば、互いに直交する二つの偏波面をそれぞれ区別しないで判別できるのである。別の言葉で言うと、請求項２の発明の光ファイバは、クラッド部の最大幅又は最小幅のいずれかが観察された位置からファイバを中心軸周りに回転させたとき、再度回転角０度における最大幅又は最小幅が観察される回転角の最小値が９０度である偏波保持フォトニッククリスタルファイバである。
【００１７】
請求項２の発明の光ファイバは、互いに直交する二つの偏波面を区別しないため、両方の偏波面において光が伝搬する複屈折光ファイバである偏波保持フォトニッククリスタルファイバであることが好ましい。接合する他の光ファイバは、偏波保持フォトニッククリスタルファイバ、あるいは他の種類の偏波保持ファイバが挙げられる。
【００１８】
また、ファイバ側方から観察されるクラッド部の最大幅と最小幅の比が１．２〜５であれば、顕微鏡観察において最大幅又は最小幅のいずれかとそれ以外の幅との見分けがつきやすく且つフォトニッククリスタルファイバとして製造が容易であるので好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
−第一の実施の形態−
図１（Ａ）に第一の実施の形態に係る偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０の端面を示す。この偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０は、石英ガラスよりなるコア１の周囲に、光ファイバ軸方向に延びる多数の細孔４ａ，４ｂが、最小単位が正三角形格子の結晶状に配列されたクラッド部２と、このクラッド部２の周囲に石英ガラスよりなるオーバークラッド部３とを備えている。上記クラッド部２は、端面における外形が菱形となるよう細孔４ａ，４ｂが配置されて形成されている。
【００２１】
この偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０では、コア１に隣接する六つの細孔４ａ，４ｂのうち、コア１を挟んで相対向する一対の細孔４ｂが、他の四つの細孔４ａよりも径が大きい。このような細孔４ａ，４ｂ配置にすることで、偏波保持機能が光ファイバ１０に備わる。すなわち、大きい径の一対の細孔４ｂの中心を結ぶ直線を含みファイバ横断面に垂直な偏波面（以下、第一の偏波面という）と、それに直交する偏波面（以下、第二の偏波面という）とでは、コア１隣接の細孔４ａ，４ｂ配置により、伝搬する二つの偏波モード間の伝搬定数に差ができるので、この光ファイバ１０において偏波が保持される。
【００２２】
上記クラッド部２は、外形である菱形の二つの対角線のうち、短い方の対角線が第一の偏波面の偏波方向に延びていて、長い方の対角線が第二の偏波面の偏波方向に延びている。
【００２３】
次に、偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０を顕微鏡観察したときに偏波面の方向が判別できることについて説明する。
【００２４】
図１（Ｂ）は、偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０の端面の概略図である。偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０を側方から顕微鏡観察すると、細孔４ａ，４ｂからなるクラッド部２の部分は、石英ガラスだけの部分であるオーバークラッド部３よりも屈折率が低いため、黒く見える。図１（Ｃ）に示すように、ファイバ１０を中心軸周りに回転させると、ファイバ１０側方から観察されるクラッド部２の幅は、サインカーブのように変化していく。図１（Ｂ）のＸ方向から見ると、クラッド部２の最大幅が観察され、そこからファイバ１０を時計回りに回転させていくと、クラッド部２の幅は段々減少していき、９０度回転させると（Ｙ方向から見ていることになる）最小幅が観察される。さらに回転させると、段々クラッド部２の幅は増加していき、Ｘから１８０度回転させると（Ｚ方向から見ていることになる）再度最大幅が観察される。従って、このＸ又はＺ方向に直交する面が第二の偏波面であることが判別でき、Ｙ方向に直交する面が第一の偏波面であることが判別できて、二本の偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０を接合するときに顕微鏡観察することで、直交する二つの偏波面をそれぞれ区別して容易に一致させることができる。
【００２５】
すなわち、ファイバ１０側方から観察されるクラッド部２の幅が、ファイバ１０の中心軸周りの回転により変化するとともに、このクラッド部２の最大幅又は最小幅のいずれかが観察された位置からファイバ１０を中心軸周りに回転させたとき、クラッド部２の幅が、回転角が０度よりも大きく１８０度よりも小さいときには、回転角０度における最大幅よりも小さく又は最小幅よりも大きくなって、回転角が１８０度になったときに回転角０度における最大幅又は最小幅のいずれかと略同じ幅になるように細孔４ａ，４ｂが配置されてクラッド部２が形成されている。このことは、クラッド部２が断面菱形になるよう細孔４ａ，４ｂが配置されていることにより、保持される偏波面が表示されるように構成されていると言うことである。しかも、本実施形態では、クラッド部２の最大幅と最小幅の比が約１．７なので、ファイバ１０を回転させていったときにＸ、Ｙ、Ｚ方向が判別しやすくなっている。
【００２６】
本実施形態に係る偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０に比べて、図１０に示すクラッド部２の外形が六角形である従来の偏波保持フォトニッククリスタルファイバ２０では、ファイバ２０側方から観察すると、クラッド部２の最大幅又は最小幅のいずれかがファイバ２０を６０度回転させる毎に現れるので、偏波面を判別することができない。また、クラッド部２の最大幅と最小幅の比が、約１．１６なので、最大幅と最小幅との判別が困難である。従って、従来の偏波保持フォトニッククリスタルファイバ２０では、ファイバ２０側方からの顕微鏡観察によっては、二本のファイバ２０の偏波方向を一致させて接合することはできない。
【００２７】
次に、本実施形態に係る偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０の製造方法について説明する。
【００２８】
まず、ＳｉＯ2製の円筒であるサポート管を用意する。このサポート管はオーバークラッド部３になる部分であって、管としての厚みが大きく、外径が内径の２〜５倍程度である。それから、サポート管の内壁を横断面が菱形となるように研削する。
【００２９】
そして次に、互いに同一外径を有する、一本のＳｉＯ2製の円柱（ロッド）と、二本のＳｉＯ2製の大内径細管（キャピラリー）と、多数のＳｉＯ2製の小内径細管（キャピラリー）とを用意する。上記ロッドは、コアになるものとして上記サポート管の中心部に配置し、このロッドの両脇であって、上記菱形の短い方の対角線上に上記大内径キャピラリーを配置し、サポート管内部空間の残りの部分には上記小内径キャピラリーを詰めて、ファイバ母材であるプリフォームを作製する。なお、プリフォームでのロッドやキャピラリーの配置は、図１（Ａ）の配置と同様である。
【００３０】
上記サポート管及びロッドは、ＶＡＤ法、ＯＶＤ法又はＭＣＶＤ法等の公知の方法で作製すればよい。上記キャピラリーは、比較的大径の円筒部材であるキャピラリー母材を加熱延伸して細径化する線引き加工によって形成すればよい。
【００３１】
こうして作製されたプリフォームは、塩素ガス等で脱水処理を施された後、線引き炉内で加熱した後に延伸する線引き加工を施されて細径化（ファイバ化）され光ファイバとなる。線引き工程の前に、プリフォームの端部を封止しておくと、線引き工程時に細孔が潰れてしまうことが防止されるため好ましい。
【００３２】
光ファイバに線引きされると、サポート管とキャピラリー、キャピラリーとロッド、キャピラリー同士は同じ素材であるので、融着一体化して境目がなくなり、図１（Ａ）に示す偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０となる。
【００３３】
これまで説明したように、本実施形態に係る偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０は、クラッド部２が細孔４ａ，４ｂを菱形に配置して形成され、ファイバ１０側方からの観察において、ファイバ１０を中心軸周りに１８０度回転させる毎に、クラッド部２の最大幅が現れ、最小幅も同様に現れて、その最大幅及び最小幅が観察される方向が、直交する二つの偏波面の偏波方向とそれぞれ一致するので、顕微鏡によりファイバ１０側面を拡大して観察することにより、直交する二つの偏波面の方向をそれぞれ区別して容易に判別できる。このため、偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０同士、あるいは偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０と他の偏波保持ファイバ等との偏波面を一致させての接合作業が、短時間で簡単に行える上、作業者の熟練度が低くても正確な接合が行える。従って接合作業のコストを低減できる。また、本実施形態に係る偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０の製造は、オーバークラッド部３となるサポート管の内側を断面菱形となるように研削し、そこにキャピラリーとロッドとを詰め込むだけなので、容易に短時間で製造でき、製造コストも低くできる。
【００３４】
−第二の実施の形態−
図２（Ａ）は、第二の実施の形態に係る偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０の端面の概略図である。本実施の形態は、クラッド部２の断面外形が楕円となるように細孔４ａ，４ｂを配置したものである。楕円の長径方向が、第一の偏波面の偏波方向に略一致している。本実施形態もファイバ１０を中心軸周りに回転させながらファイバ１０側方から観察すると、図２（Ｂ）に示すようにファイバ１０を１８０度回転させる毎にクラッド部２の最大幅が現れ、最小幅も同様に現れるので、作用効果は、第一の実施形態と同様である。また、本実施形態の偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０は、クラッド部２の最大幅と最小幅の比をフォトニッククリスタルとしての機能を維持したまま容易に大きくできるので、最大径及び最小径を判別しやすい。また、製造方法も第一の実施形態と同様である。
【００３５】
−第三の実施の形態−
図３（Ａ）は、第三の実施の形態に係る偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０の端面の概略図である。本実施の形態は、クラッド部２の断面外形を円の外周が一部外方に矩形状に突出している鍵穴形状となるように細孔４ａ，４ｂを配置したものである。本実施の形態は、ファイバ１０を中心軸周りに回転させながらファイバ１０側方から観察すると、図３（Ｂ）に示すようにクラッド部２の最大幅が１８０度回転させる毎に現れ、この最大幅の幅方向が第一の偏波面の偏波方向に略一致しているので、作用効果は、第一の実施形態と同様である。また、製造方法も第一の実施形態と同様である。
【００３６】
−第四の実施の形態−
図４（Ａ）は、第四の実施の形態に係る偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０の端面の概略図である。本実施の形態は、クラッド部２の断面外形を直角三角形となるように細孔４ａ，４ｂを配置したものである。本実施の形態は、ファイバ１０を中心軸周りに回転させながらファイバ１０側方から観察すると、図４（Ｂ）に示すようにクラッド部２の最大幅が１８０度回転させる毎に現れ、最小幅も同様に現れて、この最大幅の幅方向が第一の偏波面の偏波方向に略一致しているので、作用効果は、第一の実施形態と同様である。さらに、図の時計回りにファイバ１０を回転させると、９０度より小さい回転角で最小幅から最大幅になるので、判別しやすい。また、製造方法も第一の実施形態と同様である。
【００３７】
−第五の実施の形態−
図５（Ａ）は、第五の実施の形態に係る偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０の端面の概略図である。本実施の形態は、クラッド部２の断面外形を二等辺三角形となるように細孔４ａ，４ｂを配置したものである。本実施の形態は、ファイバ１０を中心軸周りに回転させながらファイバ１０側方から観察すると、図５（Ｂ）に示すようにクラッド部２の最小幅が１８０度回転させる毎に現れ、この最小幅の幅方向が第一の偏波面の偏波方向に略一致しているので、作用効果は、第一の実施形態と同様である。また、製造方法も第一の実施形態と同様である。
【００３８】
−第六の実施の形態−
図６（Ａ）は、第六の実施の形態に係る偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０の端面の概略図である。本実施の形態は、クラッド部２の断面外形を長方形となるように細孔４ａ，４ｂを配置したものである。本実施の形態は、ファイバ１０を中心軸周りに回転させながらファイバ１０側方から観察すると、図６（Ｂ）に示すようにクラッド部２の最小幅が１８０度回転させる毎に現れ、この最小幅の幅方向が第一の偏波面の偏波方向に略一致しているので、作用効果は、第一の実施形態と同様である。さらに、９０度より小さい回転角で最大幅から最小幅になり且つ最大幅と最小幅の比をフォトニッククリスタルとしての機能を維持したまま容易に大きくできるので、最大径及び最小径を判別しやすい。また、製造方法も第一の実施形態と同様である。
【００３９】
−第七の実施の形態−
図７（Ａ）は、第七の実施の形態に係る偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０の端面の概略図である。本実施の形態は、クラッド部２の断面外形を正方形となるように細孔４ａ，４ｂを配置したものである。本実施の形態は、ファイバ１０を中心軸周りに回転させながらファイバ１０側方から観察すると、図７（Ｂ）に示すようにクラッド部２の最大幅及び最小幅が９０度回転させる毎に現れ、この最大幅の幅方向が第一又は第二の偏波面の偏波方向に略一致しているので、直交する二つの偏波面をそれぞれ区別することはできないが、それ以外の作用効果は、第一の実施形態と同様である。すなわち、ファイバ１０側方から観察されるクラッド部２の幅が、ファイバ１０の中心軸周りの回転により変化するとともに、このクラッド部２の最大幅又は最小幅のいずれかが観察された位置からファイバ１０を中心軸周りに回転させたとき、クラッド部２の幅が、回転角が０度よりも大きく９０度よりも小さいときには、最大幅よりも小さく又は最小幅よりも大きくなって、回転角が９０度になったときに回転角０度における最大幅又は最小幅のいずれかと略同じ幅になるように細孔４ａ，４ｂが配置されてクラッド部２が形成されている。このことは、クラッド部２が断面正方形になるよう細孔４ａ，４ｂが配置されていることにより、保持される偏波面が表示されるように構成されていると言うことである。また、製造方法も第一の実施形態と同様である。
【００４０】
−その他の実施の形態−
上記の実施形態は例であって、本発明はこれらの例に限定されない。偏波保持機能を発現させる構造は、図８や図９に示す構造でも構わない。図８は、コア１に隣接した六個の細孔４ａ，４ｂのうち、コア１を挟んで相対向する一対の細孔４ａよりも、他の四つの細孔４ｂの方が径が大きい。これらの周りは、小径の細孔４ａが多数結晶状に配置されてクラッド部２になっている。図９は、コア１径が直交する二方向で異なっていて、偏波保持機能を発現している。このコア１の径の比は、図の縦が二に対して横が一の割合となっていて、コア１の周囲は、小径の細孔４ａが多数結晶状に配置されてクラッド部２になっている。さらに、上記構造に限らず偏波保持機能さえあれば、どのような構造でも構わない。
【００４１】
ファイバ１０の構成材料は、石英ガラス以外のガラスやプラスチック等でも構わないし、石英ガラスにＧｅ、Ｂ、Ｆ等をドープしたガラスでも構わない。クラッド部２の細孔配置は、最小単位が正方形や長方形、ハニカム構造等の規則的な配置でも構わない。また、細孔４ａ，４ｂ形状は、円形、楕円形、多角形、半円状、その他どのような形でも構わない。クラッド部２を構成する小径の細孔４ａの径は、全て同じでも良いし、異なるものがあっても良い。また、コア１にのみＧｅ、Ｂ、Ｆ等をドープしても構わない。コア１に細孔を設けてもよいし、コア１が空孔であっても構わない。
【００４２】
クラッド部２の断面外形も、ファイバ１０を中心軸周りに回転させたときに、ファイバ１０側方から観察されるクラッド部２の最大幅又は最小幅のいずれかが、１８０度又は９０度回転させる毎に現れるような形状であれば、どのような形状でも良い。また、ファイバ１０側方から観察されるクラッド部２の幅も、細孔４ａ以外のもの、例えば石英とは屈折率の異なる物質で形成されていても構わない。
【００４３】
また、クラッド部２の細孔４ａ，４ｂに石英ガラス以外の材料、例えば、他の種類のガラスやポリマー、ＧｅやＢやＦ等をドープした石英ガラス等を充填しても構わない。ファイバの製造方法も、細孔４ａ，４ｂ全て又は一部をドリル等で開けてもよい。
【００４４】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に述べる効果を奏する。
【００４５】
偏波保持フォトニッククリスタルファイバ１０を中心軸周りに回転させたときに、ファイバ１０側方から観察されるクラッド部２の最大幅又は最小幅のいずれかが、９０度又は１８０度回転させる毎に現れるので、保持される偏波面をファイバ１０側方からの観察で容易に判別することができ、他の偏波保持ファイバとの接合において偏波面合わせ作業が短時間で容易に行えるため、作業コストを低減できる。特に、１８０度毎に最大幅又は最小幅のいずれかが現れるものでは、直交する二つの偏波面をそれぞれ区別して判別することができる。また、製造も容易であるので、製造コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は第一の実施形態の偏波保持フォトニッククリスタルファイバの端面図、（Ｂ）は端面の概略図、（Ｃ）はファイバ側方から見たクラッド部の幅とファイバ回転角との関係図である。
【図２】（Ａ）は第二の実施形態の偏波保持フォトニッククリスタルファイバの端面の概略図、（Ｂ）はファイバ側方から見たクラッド部の幅とファイバ回転角との関係図である。
【図３】（Ａ）は第三の実施形態の偏波保持フォトニッククリスタルファイバの端面の概略図、（Ｂ）はファイバ側方から見たクラッド部の幅とファイバ回転角との関係図である。
【図４】（Ａ）は第四の実施形態の偏波保持フォトニッククリスタルファイバの端面の概略図、（Ｂ）はファイバ側方から見たクラッド部の幅とファイバ回転角との関係図である。
【図５】（Ａ）は第五の実施形態の偏波保持フォトニッククリスタルファイバの端面の概略図、（Ｂ）はファイバ側方から見たクラッド部の幅とファイバ回転角との関係図である。
【図６】（Ａ）は第六の実施形態の偏波保持フォトニッククリスタルファイバの端面の概略図、（Ｂ）はファイバ側方から見たクラッド部の幅とファイバ回転角との関係図である。
【図７】（Ａ）は第七の実施形態の偏波保持フォトニッククリスタルファイバの端面の概略図、（Ｂ）はファイバ側方から見たクラッド部の幅とファイバ回転角との関係図である。
【図８】偏波保持機能を有する別の構造の図である。
【図９】偏波保持機能を有するさらに別の構造の図である。
【図１０】（Ａ）は従来の偏波保持フォトニッククリスタルファイバの端面図、（Ｂ）は端面の概略図、（Ｃ）はファイバ側方から見たクラッド部の幅とファイバ回転角との関係図である。
【符号の説明】
１ コア
２ クラッド部
３ オーバークラッド部
４ａ，４ｂ 細孔
１０ 偏波保持フォトニッククリスタルファイバ
２０ 偏波保持フォトニッククリスタルファイバ
Claims (1)
- コアの周囲に、光ファイバ軸方向に延びる多数の細孔からなるとともに該細孔が結晶状に配列されたクラッド部と、該クラッド部の周囲に設けられ横断面において外形が円であるオーバークラッド部とを備えた偏波保持フォトニッククリスタルファイバであって、
上記細孔は、最小単位が正三角形格子の結晶状に配列されており、
上記クラッド部は、横断面において外径が菱形であり、
上記菱形の２つの対角線は、直交する２つの偏波面の偏波方向にそれぞれ延びており、
上記ファイバ側方から観察される上記クラッド部の幅がファイバの中心軸周りの回転により変化するとともに、該クラッド部の最大幅又は最小幅のいずれかが観察された位置からファイバを中心軸周りに回転させたとき、該クラッド部の幅が回転角が０度よりも大きく１８０度よりも小さいときには回転角０度における最大幅よりも小さく又は最小幅よりも大きくて、回転角が１８０度になったときに回転角０度における最大幅又は最小幅のいずれかと略同じ幅になるよう上記細孔が配置されていることにより、保持される偏波面が表示されるように構成されていることを特徴とする偏波保持フォトニッククリスタルファイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002019529A JP3875567B2 (ja) | 2002-01-29 | 2002-01-29 | 偏波保持フォトニッククリスタルファイバ |
Applications Claiming Priority (1)
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