JP3952390B2 - 光ファイバの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石英パイプに複数の石英ロッド及び石英キャピラリのうち少なくとも一方を該石英パイプの中心軸に平行に詰め込んで母材とし、該母材を軸方向に溶融延伸する光ファイバの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
偏光子は入射した光の偏光状態に関わらず特定の偏光方向を有する直線偏光を出力する光学素子であり、コヒーレント光通信システムや光回転検出装置等のセンサの主要部品として広く用いられるようになっている。
【０００３】
このような偏光子の中でも光ファイバに偏光子の機能を持たせた光ファイバ偏光子は、伝送用の光ファイバとの接続が容易であるため、研究開発が進められている。この光ファイバ偏光子としては、コイル形光ファイバ偏光子、装荷形光ファイバ偏光子、薄膜偏光子挿入形光ファイバ偏光子及び反射形光ファイバ偏光子の４種類が知られている。
【０００４】
上記コイル形光ファイバ偏光子は、ボウタイファイバ等の偏波保存ファイバをコイル状にして曲げて、直交する二つの直線偏光モード間に大きな損失差を生じさせるものである。
【０００５】
上記装荷形光ファイバ偏光子は、コア近傍に金属を装荷して二つの直線偏光モード間に大きな損失差を与えるもので、光ファイバのクラッドを削ってその削った面に金属膜を蒸着させて作製したり、コア近傍の軸方向に延びる孔にＧａやＩｎ／Ｓｎといった金属を流し込んで作製する。
【０００６】
上記薄膜偏光子挿入形光ファイバ偏光子は、二本の光ファイバの端面間に薄膜偏光子を挟み込んだものであり、偏光機能は薄膜偏光子のものである。
【０００７】
上記反射形光ファイバ偏光子は、光ファイバ反射器に偏光依存性をもたせたものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記コイル形光ファイバ偏光子は、コイルの直径を小さくするには限界があるため素子の小型化が困難である。上記装荷形光ファイバ偏光子は、細い光ファイバを加工して作製するため、加工が困難でファイバ強度も低下してしまう。従って、歩留まりも低くコストが非常に高くなる。上記薄膜偏光子挿入形光ファイバ偏光子は、温度変化或いは衝撃等によって光軸がずれたり、製造時の光軸合わせが困難である問題がある。上記反射形光ファイバ偏光子は、波長域が狭い、サイズが大きい等の問題がある。
【０００９】
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、偏光子として用いられる光ファイバを低コストで簡単に製造することのできる製造方法を提供することにある。
【００１０】
【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、石英ロッド又は石英キャピラリを大径の石英パイプに詰め込んで母材とする際に、光減衰ロッド又は光減衰キャピラリをともに詰め込んで母材として、この母材を線引きすることで光ファイバとすることにした。
【００１１】
具体的には、請求項１の発明は、コアの近傍に、伝搬する光を減衰させる減衰物質が配置されている光ファイバの製造方法を対象とする。
【００１２】
そして、石英パイプを用意する工程と、上記石英パイプの孔の中心軸にコアとなる石英ロッド又は石英キャピラリを配置し、該石英パイプ孔内残部には少なくともクラッドとなる石英ロッド及び石英キャピラリの少なくとも一方と上記減衰物質を含有する光減衰ロッド又は光減衰キャピラリとを詰め込むとともに、少なくとも一本の該光減衰ロッド又は光減衰キャピラリを該コアとなる石英ロッド又は石英キャピラリの近傍の所定範囲内に配置して母材を作製する工程と、上記母材を軸方向に加熱延伸する工程と、を備えているものとする。
【００１３】
ここで、ロッドとは、石英パイプ内径よりも径が小さい棒材であり、キャピラリとは、石英パイプ内径よりも外径が小さい細管である。また、伝搬する光を減衰させる減衰物質とは、光ファイバを伝搬していく光を、吸収等により減衰させる物質であって、例えば金属を挙げることができる。そして、減衰物質を含有する光減衰ロッド又は光減衰キャピラリというのは、減衰物質を石英に添加したロッド又はキャピラリ、或いは減衰物質そのものをロッド又はキャピラリの形状としたものである。なお、石英パイプや石英ロッド、石英キャピラリには、石英以外の物質が添加されていても構わない。
【００１４】
また、コアとなる石英ロッド又は石英キャピラリの近傍の所定範囲内というのは、該石英ロッド又は石英キャピラリの径をｒとしたときに、該石英ロッド又は石英キャピラリの中心軸から半径６ｒの範囲内のことであり、好ましくは半径４ｒの範囲内である。
【００１５】
請求項１の製造方法であれば、光減衰物質を光ファイバ横断面における任意の位置に配置すること、特にコアの近傍に光減衰物質を配置することを容易に行える。従って、光ファイバ自体に所望の特性を備えた光ファイバ偏光子や偏波保持ファイバ等を簡単に設計通りの特性に作製することができる。例えば、光ファイバ偏光子であれば小型にすることができ、波長域等の特性も自在に調節できる。そして、製造が容易で歩留まりも良いので、製造コストも従来の他の製造方法に比べて非常に低くすることができる。また、コアになる石英ロッド又はキャピラリとクラッドとなる石英ロッド及び石英キャピラリの少なくとも一方と光減衰ロッド又は光減衰キャピラリとを所望の位置に配置して石英パイプ孔内に詰め込む方法は、例えば、石英パイプの中に予め定められた配置通りに順にそれぞれのロッド及びキャピラリを詰め込んでいく方法やクラッドとなるロッド及びキャピラリの少なくとも一方を石英パイプに密に詰め込んだ後、コアや光減衰部分となるところのみを、それぞれのロッド又はキャピラリで置換する方法などを挙げることができる。なお、石英パイプ内には、コア、クラッド及び光減衰部分となるロッド又はキャピラリ以外のものを詰め込んでも構わない。
【００１６】
次に、請求項２の発明は、請求項１において、光減衰ロッド又は光減衰キャピラリは、母材横断面においてコアに関して非軸対称（９０度回転時）に配置されているものとする。
【００１７】
ここで、母材横断面においてコアに関して非軸対称（９０度回転時）というのは、コアを回転軸として光ファイバを９０度回転させたときに光減衰ロッド又は光減衰キャピラリの回転前の配置と回転後の配置とが異なっていて重ならないことである。
【００１８】
請求項２の製造方法であれば、光ファイバを伝搬する光において、偏波面が直交する二つの偏光のうち一方のみが減衰されて、他方が減衰されずにそのまま伝搬されるため、常に一定方向の直線偏光のみを出射する光ファイバ偏光子を確実且つ簡単に製造することができる。
【００１９】
次に、請求項３の発明は、請求項１又は２において、減衰物質は、金属であるものとする。
【００２０】
請求項３の製造方法であれば、安価に且つ容易に光ファイバを製造できる。減衰物質としての金属は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｓｎ、Ａｇ、Ａｕ等を好ましく挙げることができる。
【００２１】
【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。
【００２２】
（実施形態１）
図１に、本実施形態に係る光ファイバ母材１の端面を示す。この母材１は、石英パイプ２の孔内に、コアロッド３、クラッドロッド５，５，…及び光減衰ロッド４，４を石英パイプ２の中心軸に平行に詰め込んで充填したものである。以下にこの母材１及びこの母材１から作製される光ファイバの製造方法を説明する。
【００２３】
まず、大径の石英パイプ２を用意する（準備工程）。ここでは、石英パイプ２は石英製の円筒で、横断面が円形の孔を有し、内径は外径の約２／３である。この石英パイプ２は石英円柱に孔開け加工を施すことによって得られる。
【００２４】
次に、石英パイプ２内に各ロッド３，４，５を詰め込んで母材１を作製する（母材作製工程）。各ロッド３，４，５は全て同じ径の小円柱であり、その径は石英パイプ２の外径の約１／２０である。これらのうちコアロッド３は、石英にＧｅを比屈折率差が約０．３％となるようにドープしたものからなり、光減衰ロッド４，４は、石英にＡｌを２５０００ｐｐｍドープしたものからなり、クラッドロッド５，５，…は、石英からなる。各ロッド３，４，５は公知の製造方法で作られた石英棒材、Ｇｅ又はＡｌドープ石英棒材を所望の径に加熱延伸して得られる。ここで、コアロッド３は石英パイプ２の中心軸上に配置をし、二本の光減衰ロッド４，４は隣接させてこのコアロッド３の隣に配置し、残りの空間にはクラッドロッド５，５，…を充填する。従って、コアロッド３の径をｒとすると、光減衰ロッド４，４はコアロッドの中心軸から半径２ｒの範囲内に配置されている。クラッドロッド５，５，…は１３６本である。この各ロッド３，４，５の配置は、母材１の横断面において光減衰ロッド４，４がコアロッド３に関して非軸対称（９０度回転時）の配置である。
【００２５】
次に、上記母材１を加熱延伸する（加熱延伸工程）。このとき、母材１の一方の端面を封止し他方の端面を真空ポンプに接続して、各ロッド３，４，５及び石英パイプ２の内壁との間の隙間に存する空気を排出する。このように内部を真空とした母材１を炉内で加熱し溶融させて延伸を行って、図２に示すような光ファイバ１１とする。
【００２６】
このようにして製造された光ファイバ１１は、ファイバ横断面においてコア１３の片側に伝送光を減衰させるＡｌを含有している部分（減衰部１４）が隣接して配置されている（図ではコア１３の上側）。従って、この図において偏波面が上下方向である光は、この減衰部１４によって伝送中に減衰していき、偏波面が横方向である（減衰部１４と平行）光は減衰部１４により減衰しないため、この光ファイバ１１は、偏波面が横方向である偏光を出射する光ファイバ偏光子となっている。
【００２７】
本実施形態の光ファイバ１１の製造方法によれば、石英パイプ２に各種ロッド３，４，５を所定の配置で充填することにより母材１を作製でき、この母材１を加熱延伸することで簡単に光ファイバ偏光子を製造することができる。本実施形態の光ファイバ母材１では、石英パイプ２の中心軸の位置にコアロッド３を配置し、その横に二本の光減衰ロッド４，４を互いに隣接させて並べ、残りはクラッドロッド５，５，…を充填するだけという簡単な配置であるので、製造するのに短時間で済み、安価に光ファイバ偏光子を製造できる。また、各ロッド３，４，５も簡単に安価に作製できるので、安価な光ファイバ偏光子とすることができる。
【００２８】
（実施形態２）
図３は、実施形態２に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、コアロッド３を挟んで二本の光減衰ロッド４，４がそれぞれ一本ずつ配置されている点以外は実施形態１と同じであるので、実施形態１と異なる点について説明する。
【００２９】
本実施形態の光ファイバの製造方法は、まず石英パイプ２の中心軸上にコアロッド３を配置して、その両脇（図では左右）に光減衰ロッド４を一本ずつ配置する。そして、石英パイプ２内の残りの部分はクラッドロッド５，５，…を充填する。こうして母材１を作製する。この母材１を加熱延伸して光ファイバとする。各構成部材の素材及び製造方法は実施形態１と同じである。
【００３０】
実施形態２に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、実施形態１とは逆に、偏波面が上下方向である光のみが減衰されずに伝送していく光ファイバ偏光子となる。
【００３１】
本実施形態の光ファイバの製造方法の作用効果は、実施形態１と同様である。
【００３２】
（実施形態３）
図４は、実施形態３に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、コアロッド３の両側にそれぞれ二本ずつの光減衰ロッド４，４，…が配置されている点以外は実施形態２と同じであるので、実施形態２と異なる点について説明する。
【００３３】
本実施形態の光ファイバの製造方法は、まず石英パイプ２の中心軸上にコアロッド３を配置して、その両脇（図では上下）に光減衰ロッド４，４，…を二本ずつ配置する。そして、石英パイプ２内の残りの部分はクラッドロッド５，５，…を充填する。こうして母材１を作製する。この母材１を加熱延伸して光ファイバとする。各構成部材の素材及び製造方法は実施形態１と同じである。
【００３４】
本実施形態に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、実施形態１と同様に、偏波面が横方向である光のみが減衰されずに伝送していく光ファイバ偏光子となる。
【００３５】
本実施形態の光ファイバの製造方法によれば、コアロッド３の両脇に二本ずつの光減衰ロッド４，４，…を配置しているので、光ファイバ単位長さ当たりの消光比を大きくすることができて、短いファイバ長で必要な偏光子としての能力を発揮するため、伝送光の損失を小さくすることができる。他の作用効果は、実施形態１と同様である。
【００３６】
（実施形態４）
図５は、実施形態４に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、コアロッド３の両側にそれぞれ十二本ずつの光減衰ロッド４，４，…が直線状に互いに平行に配置されている点以外は実施形態１と同じであるので、実施形態１と異なる点について説明する。
【００３７】
本実施形態の光ファイバの製造方法は、まず石英パイプ２の中心軸上にコアロッド３を配置して、その両脇（図では上下）に光減衰ロッド４，４，…を十二本ずつ直線状に互いに平行に配置する。そして、石英パイプ２内の残りの部分はクラッドロッド５，５，…を充填する。こうして母材１を作製する。この母材１を加熱延伸して光ファイバとする。各構成部材の素材及び製造方法は実施形態１と同じである。
【００３８】
本実施形態に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、実施形態１と同様に、偏波面が横方向である光のみが減衰されずに伝送していく光ファイバ偏光子となる。
【００３９】
本実施形態の光ファイバの製造方法によれば、コアロッド３の両脇に十二本ずつの光減衰ロッド４，４，…を直線状に互いに平行に配置しているので、光ファイバ単位長さ当たりの消光比を大きくすることができて、短いファイバ長で必要な偏光子としての能力を発揮するため、伝送光の損失を小さくすることができる。また、光減衰部が直線上に長く延びているので、光ファイバ側面から確認しやすく、二本の光ファイバ同士を接続するときに偏波面の方向を互いに合わせることを容易に行うことができる。他の作用効果は、実施形態１と同様である。
【００４０】
（実施形態５）
図６は、実施形態５に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、コアロッド３の両側にそれぞれ十本ずつの光減衰ロッド４，４，…が正三角形をなして互いに一辺を平行にして配置されている点以外は実施形態１と同じであるので、実施形態１と異なる点について説明する。
【００４１】
本実施形態の光ファイバの製造方法は、まず石英パイプ２の中心軸上にコアロッド３を配置して、その両脇（図では上下）に光減衰ロッド４，４，…を十本ずつ正三角形をなして配置する。二つの正三角形は、コアロッド３に隣接する辺同士が平行になるように配置されている。そして、石英パイプ２内の残りの部分はクラッドロッド５，５，…を充填する。こうして母材１を作製する。この母材１を加熱延伸して光ファイバとする。各構成部材の素材及び製造方法は実施形態１と同じである。
【００４２】
本実施形態に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、実施形態１と同様に、偏波面が横方向である光のみが減衰されずに伝送していく光ファイバ偏光子となる。
【００４３】
本実施形態の光ファイバの製造方法によれば、コアロッド３の両脇に十本ずつの光減衰ロッド４，４，…を正三角形をなして互いに一辺を平行にして配置しているので、光ファイバ単位長さ当たりの消光比を大きくすることができて、短いファイバ長で必要な偏光子としての能力を発揮するため、伝送光の損失を小さくすることができる。他の作用効果は、実施形態１と同様である。
【００４４】
（実施形態６）
図７は、実施形態６に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、コアロッド３の両側に、コアロッド３との間にクラッドロッド５，５を一層分挟んで、それぞれ三本ずつの光減衰ロッド４，４，…が配置されている点以外は実施形態１と同じであるので、実施形態１と異なる点について説明する。
【００４５】
本実施形態の光ファイバの製造方法は、まず石英パイプ２の中心軸上にコアロッド３を配置して、そのまわりに六本のクラッドロッド５，５，…を配置して六角形を形成する。六角形の両脇（図では上下）に光減衰ロッド４，４，…を三本ずつ直線状に配置する。このとき、コアロッド３の径をｒとすると、光減衰ロッド４，４，…は全てコアロッド３の中心軸から半径３ｒの範囲内に配置されている。そして、石英パイプ２内の残りの部分はクラッドロッド５，５，…を充填する。こうして母材１を作製する。この母材１を加熱延伸して光ファイバとする。各構成部材の素材及び製造方法は実施形態１と同じである。
【００４６】
本実施形態に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、実施形態１と同様に、偏波面が横方向である光のみが減衰されずに伝送していく光ファイバ偏光子となる。また、光減衰ロッド４，４，４とコアロッド３との間にクラッドロッド５が一層分配置されているので、モードフィールド径と消光比とが双方とも適切な値となるように調節できて、伝搬偏光の伝搬ロスを小さくできる。
【００４７】
本実施形態の光ファイバの製造方法によれば、コアロッド３の両脇に、クラッドロッド５を一層分挟んで、三本ずつの光減衰ロッド４，４，…を配置しているので、光ファイバ単位長さ当たりの消光比を大きくすることができて、短いファイバ長で必要な偏光子としての能力を発揮するため、伝送光の損失を小さくすることができる。また、同時にモードフィールド径とのバランスも取れて伝搬ロスを小さくできる。他の作用効果は、実施形態１と同様である。
【００４８】
（実施形態７）
図８は、実施形態７に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、コアロッド３に隣接して四本の光減衰ロッド４，４，…が配置され、これと平行に五本の光減衰ロッド４，４，…が、コアロッド３との間にクラッドロッド５一層分挟んで配置されている点以外は実施形態１と同じである。
【００４９】
本実施形態に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、実施形態１と同様に、偏波面が横方向である光のみが減衰されずに伝送していく光ファイバ偏光子となる。また、片側の五本の光減衰ロッド４，４，…とコアロッド３との間にクラッドロッド５が一層分配置されているので、モードフィールド径と消光比とが双方とも適切な値となるように調節できて、伝搬偏光の伝搬ロスを小さくできる。本実施形態の光ファイバの製造方法の他の作用効果は、実施形態１と同様である。
【００５０】
（実施形態８）
図９は、実施形態８に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、コアロッド３との間にクラッドロッド５一層分挟んで、断面長方形の大型の光減衰ロッド（角材）７が一つ配置されている点以外は実施形態１と同じである。この光減衰ロッド７は、断面の長方形の長辺がクラッドロッド５の径の約５倍で、短辺が約２．５倍であり、長辺がコアロッド３の方に向いている。本実施形態において、コアロッド３の径をｒとすると、光減衰ロッド７はコアロッド３の中心軸から半径５ｒの範囲内に存している。
【００５１】
本実施形態に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、実施形態１と同様に、偏波面が横方向である光のみが減衰されずに伝送していく光ファイバ偏光子となる。また、光減衰ロッド７を一本用いるのみなので、母材１の製造を容易にすることができる。本実施形態の光ファイバの製造方法の他の作用効果は、実施形態１と同様である。
【００５２】
（実施形態９）
図１０は、実施形態９に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、コアロッド３との間にクラッドロッド５一層分挟んで、大径の光減衰ロッド８，８，８が三本隣接して直線状に配置されている点以外は実施形態１と同じである。この光減衰ロッド８は、径がクラッドロッド５の径の約１．５倍である。
【００５３】
本実施形態に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、実施形態１と同様に、偏波面が横方向である光のみが減衰されずに伝送していく光ファイバ偏光子となる。また、大径の光減衰ロッド８を三本用いるのみで小径の光減衰ロッド４の約五本分の機能を発揮するので、母材１の製造を容易にすることができる。本実施形態の光ファイバの製造方法の他の作用効果は、実施形態１と同様である。
【００５４】
（実施形態１０）
図１１は、実施形態１０に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、実施形態３の母材１に、ファイバ接続のためのマーキングロッド６，６をクラッドロッド５，５，…の最外層近傍に配置したものである。マーキングロッド６，６は二本であって、コアロッド３を挟んで対称の位置に配置されている。また、マーキングロッド６，６は、光ファイバとしたときに側面から目視観察できるように、石英にＧｅやＢ等をドープして作られていて、コアを伝搬する光に影響を与えないように、コアロッド３から十分離れた位置（クラッドロッド５を三本以上挟んだ位置）に配置されている。
【００５５】
本実施形態に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、実施形態２の作用効果に加えて、光ファイバ同士を接続するときに、伝搬する光の偏波面の方向を簡単に合わせることができ、ファイバ接続時間が短縮でき、コストも下げられる。
【００５６】
（実施形態１１）
図１２は、実施形態１１に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、実施形態３の母材１のコアロッド３に隣接しコアロッド３を挟んで存する二本のクラッドロッド５，５を、これらと同径のキャピラリ２１，２１に替えたものである。製造方法は、これらキャピラリ２１，２１をクラッドロッド５，５に替えて用いる以外は実施形態３と同じである。なお、キャピラリ２１，２１は石英パイプを加熱延伸する方法等で作製することができる。
【００５７】
本実施形態に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、キャピラリ２１，２１由来の空孔部分が光を閉じこめる働きをするので、短い距離で偏波面が縦方向の偏光をのみを取り出すことができる。
【００５８】
本実施形態の光ファイバの製造方法によれば、キャピラリ２１，２１をコアロッド３の両脇に配置しているので、それら由来の空孔部分が光を閉じこめて短い距離で機能する偏光子とすることができる。又製造も容易である。
【００５９】
（実施形態１２）
図１３は、実施形態１２に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、実施形態６の母材１のコアロッド３に隣接しコアロッド３を挟んで二列の光減衰ロッド４，４，…と平行に存する二本のクラッドロッド５，５を、これらと同径のキャピラリ２１，２１に替えたものである。製造方法は、これらキャピラリ２１，２１をクラッドロッド５，５に替えて用いる以外は実施形態６と同じである。なお、キャピラリ２１，２１は実施形態１１と同様に、石英パイプを加熱延伸する方法等で作製することができる。
【００６０】
本実施形態に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、キャピラリ２１，２１由来の空孔部分が光を閉じこめる働きをするので、短い距離で偏波面が縦方向の偏光をのみを取り出すことができる。
【００６１】
本実施形態の光ファイバの製造方法によれば、キャピラリ２１，２１をコアロッド３の両脇に配置しているので、それら由来の空孔部分が光を閉じこめて短い距離で機能する偏光子とすることができる。又製造も容易である。
【００６２】
（実施形態１３）
図１４は、実施形態１３に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、実施形態１１の母材１の二本のキャピラリ２２，２２をコアロッド３に隣接する位置ではなく、コアロッド３との間にクラッドロッド５を介在させて配置したものである。そして、本実施形態のキャピラリ２２，２２は実施形態１１のキャピラリ２１，２１よりも孔径が大きいものである。製造方法は、実施形態１１と同様である。
【００６３】
本実施形態に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、キャピラリ２２，２２とコアロッド３の間にクラッドロッド５，５が入っている分、光の閉じこめ度合いが下がるが、キャピラリ２２，２２の孔径が大きいことにより、小口径のキャピラリ２１，２１を同じ位置で用いたものと比べると、光の閉じこめ度合いは高い。本実施形態の作用効果は実施形態１１とほぼ同じである。
【００６４】
（実施形態１４）
図１５は、実施形態１４に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、実施形態１２の母材１の二本のキャピラリ２２，２２をコアロッド３に隣接する位置ではなく、コアロッド３との間にクラッドロッド５を介在させて配置したものである。そして、本実施形態のキャピラリ２２，２２は実施形態１１のキャピラリ２１，２１よりも孔径が大きいものである。製造方法は、実施形態１２と同様である。
【００６５】
本実施形態に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、キャピラリ２２，２２とコアロッド３の間にクラッドロッド５，５が入っている分、光の閉じこめ度合いが下がるが、キャピラリ２２，２２の孔径が大きいことにより、小口径のキャピラリ２１，２１を同じ位置で用いたものと比べると、光の閉じこめ度合いは高い。本実施形態の作用効果は実施形態１２とほぼ同じである。
【００６６】
（実施形態１５）
図１６は、実施形態１５に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、実施形態１１の母材１の四本の光減衰ロッド４，４，…をキャピラリ２１，２１，…に、二本のキャピラリ２１，２１を光減衰ロッド４，４に替えたものである。製造方法は、実施形態１１と同じである。
【００６７】
本実施形態の作用効果は、実施形態１１に比べて光の閉じ込めの働きが強く、光を減衰させる働きが弱いこと以外は実施形態１１とほぼ同じである。
【００６８】
（実施形態１６）
図１７は、実施形態１６に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、全体の形状はこれまでの実施形態と同様であるが、各ロッドやキャピラリの配置が異なっている。
【００６９】
本実施形態の母材１は、石英パイプ２の中心軸上にコアロッド３を配置し、その左右両脇にクラッドロッド５，５を配置し、さらにそれらの脇にコアロッド３及びクラッドロッド５，５と直線状になるように光減衰ロッド４，４を配置している。コアロッド３、クラッドロッド５，５及び光減衰ロッド４，４の上下には、キャピラリ２１，２１，…がそれぞれ二列に並べられて配置されている。この二列のうちコアロッドに近い側の列は、上記各ロッド３，５，４に隣接した各四本のキャピラリ２１，２１，…からなり、もう一つの列は各五本のキャピラリ２１，２１，…からなっている。石英パイプ２孔内の残りの部分はクラッドロッド５，５，…が充填されている。
【００７０】
本実施形態の母材１は、実施形態１と同様に製造され、同様に光ファイバにされる。この光ファイバは、この図において偏波面が上下方向である偏光は強く閉じ込められ、偏波面が左右方向である偏光は減衰していく。
【００７１】
（その他の実施形態）
今まで説明した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。石英パイプ２の内径はもっと大きくても小さくてもよいし、孔の形も断面円形以外に六角形等の多角形や楕円形等でも構わない。コアロッド３、クラッドロッド５、光減衰ロッド４，７，８及びキャピラリ２１，２２は、径や断面形状が異なっているものがあっても構わないし、より大径でもより小径でも構わない。コアロッド３やクラッドロッド５にＦ、Ｂ、Ｅｒ等を添加してもよい。光減衰ロッド４，７，８は、Ａｌ以外にＮｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃｏ等どのような金属を添加したものでもよいし、二種類以上を添加してもよいし、その濃度も伝送光を減衰させることができれば、特に限定されない。また、光減衰ロッド４，７，８を金属そのもので作製してもよいし、石英細管の孔内に金属を詰めたものを用いても良い。光減衰ロッド４，７，８の母材１内での配置も特に限定されず、例えば、実施形態６においてコアロッド３と光減衰ロッド４との間にクラッドロッド５を二層分挟んでもよい。また、石英パイプ２への各ロッド３，４，５及びキャピラリ２１，２２の詰め込み方法も限定されず、例えば、最初に石英パイプ２内にクラッドロッド５を充填した後に、コアロッド３及び光減衰ロッド４，７，８をクラッドロッド５と置き換えながら挿入しても良い。また、母材１において、コア、クラッド、光減衰部となる部分にロッドではなくてキャピラリを配置しても構わない。また、光減衰ロッド４，７，８と光減衰キャピラリの双方を一つの母材１の中に配置しても構わない。
【００７２】
【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。
【００７３】
石英パイプにコアロッド、クラッドロッド及び光減衰ロッド又はロッドの代わりにキャピラリを詰め込んで母材とし、それを加熱延伸して光ファイバとするので、減衰物質を光ファイバ横断面の任意の位置に簡単に配置することができ、偏光子などの所望の特性を有する光ファイバを容易に且つ安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図２】実施形態１に係る光ファイバの端面を示す図である。
【図３】実施形態２に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図４】実施形態３に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図５】実施形態４に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図６】実施形態５に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図７】実施形態６に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図８】実施形態７に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図９】実施形態８に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図１０】実施形態９に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図１１】実施形態１０に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図１２】実施形態１１に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図１３】実施形態１２に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図１４】実施形態１３に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図１５】実施形態１４に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図１６】実施形態１５に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図１７】実施形態１６に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【符号の説明】
１ 母材
２ 石英パイプ
３ コアロッド
４ 光減衰ロッド
５，７，８ クラッドロッド
１１ 光ファイバ
１２ クラッド
１３ コア
２１、２２ キャピラリ
【発明の属する技術分野】
本発明は、石英パイプに複数の石英ロッド及び石英キャピラリのうち少なくとも一方を該石英パイプの中心軸に平行に詰め込んで母材とし、該母材を軸方向に溶融延伸する光ファイバの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
偏光子は入射した光の偏光状態に関わらず特定の偏光方向を有する直線偏光を出力する光学素子であり、コヒーレント光通信システムや光回転検出装置等のセンサの主要部品として広く用いられるようになっている。
【０００３】
このような偏光子の中でも光ファイバに偏光子の機能を持たせた光ファイバ偏光子は、伝送用の光ファイバとの接続が容易であるため、研究開発が進められている。この光ファイバ偏光子としては、コイル形光ファイバ偏光子、装荷形光ファイバ偏光子、薄膜偏光子挿入形光ファイバ偏光子及び反射形光ファイバ偏光子の４種類が知られている。
【０００４】
上記コイル形光ファイバ偏光子は、ボウタイファイバ等の偏波保存ファイバをコイル状にして曲げて、直交する二つの直線偏光モード間に大きな損失差を生じさせるものである。
【０００５】
上記装荷形光ファイバ偏光子は、コア近傍に金属を装荷して二つの直線偏光モード間に大きな損失差を与えるもので、光ファイバのクラッドを削ってその削った面に金属膜を蒸着させて作製したり、コア近傍の軸方向に延びる孔にＧａやＩｎ／Ｓｎといった金属を流し込んで作製する。
【０００６】
上記薄膜偏光子挿入形光ファイバ偏光子は、二本の光ファイバの端面間に薄膜偏光子を挟み込んだものであり、偏光機能は薄膜偏光子のものである。
【０００７】
上記反射形光ファイバ偏光子は、光ファイバ反射器に偏光依存性をもたせたものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記コイル形光ファイバ偏光子は、コイルの直径を小さくするには限界があるため素子の小型化が困難である。上記装荷形光ファイバ偏光子は、細い光ファイバを加工して作製するため、加工が困難でファイバ強度も低下してしまう。従って、歩留まりも低くコストが非常に高くなる。上記薄膜偏光子挿入形光ファイバ偏光子は、温度変化或いは衝撃等によって光軸がずれたり、製造時の光軸合わせが困難である問題がある。上記反射形光ファイバ偏光子は、波長域が狭い、サイズが大きい等の問題がある。
【０００９】
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、偏光子として用いられる光ファイバを低コストで簡単に製造することのできる製造方法を提供することにある。
【００１０】
【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、石英ロッド又は石英キャピラリを大径の石英パイプに詰め込んで母材とする際に、光減衰ロッド又は光減衰キャピラリをともに詰め込んで母材として、この母材を線引きすることで光ファイバとすることにした。
【００１１】
具体的には、請求項１の発明は、コアの近傍に、伝搬する光を減衰させる減衰物質が配置されている光ファイバの製造方法を対象とする。
【００１２】
そして、石英パイプを用意する工程と、上記石英パイプの孔の中心軸にコアとなる石英ロッド又は石英キャピラリを配置し、該石英パイプ孔内残部には少なくともクラッドとなる石英ロッド及び石英キャピラリの少なくとも一方と上記減衰物質を含有する光減衰ロッド又は光減衰キャピラリとを詰め込むとともに、少なくとも一本の該光減衰ロッド又は光減衰キャピラリを該コアとなる石英ロッド又は石英キャピラリの近傍の所定範囲内に配置して母材を作製する工程と、上記母材を軸方向に加熱延伸する工程と、を備えているものとする。
【００１３】
ここで、ロッドとは、石英パイプ内径よりも径が小さい棒材であり、キャピラリとは、石英パイプ内径よりも外径が小さい細管である。また、伝搬する光を減衰させる減衰物質とは、光ファイバを伝搬していく光を、吸収等により減衰させる物質であって、例えば金属を挙げることができる。そして、減衰物質を含有する光減衰ロッド又は光減衰キャピラリというのは、減衰物質を石英に添加したロッド又はキャピラリ、或いは減衰物質そのものをロッド又はキャピラリの形状としたものである。なお、石英パイプや石英ロッド、石英キャピラリには、石英以外の物質が添加されていても構わない。
【００１４】
また、コアとなる石英ロッド又は石英キャピラリの近傍の所定範囲内というのは、該石英ロッド又は石英キャピラリの径をｒとしたときに、該石英ロッド又は石英キャピラリの中心軸から半径６ｒの範囲内のことであり、好ましくは半径４ｒの範囲内である。
【００１５】
請求項１の製造方法であれば、光減衰物質を光ファイバ横断面における任意の位置に配置すること、特にコアの近傍に光減衰物質を配置することを容易に行える。従って、光ファイバ自体に所望の特性を備えた光ファイバ偏光子や偏波保持ファイバ等を簡単に設計通りの特性に作製することができる。例えば、光ファイバ偏光子であれば小型にすることができ、波長域等の特性も自在に調節できる。そして、製造が容易で歩留まりも良いので、製造コストも従来の他の製造方法に比べて非常に低くすることができる。また、コアになる石英ロッド又はキャピラリとクラッドとなる石英ロッド及び石英キャピラリの少なくとも一方と光減衰ロッド又は光減衰キャピラリとを所望の位置に配置して石英パイプ孔内に詰め込む方法は、例えば、石英パイプの中に予め定められた配置通りに順にそれぞれのロッド及びキャピラリを詰め込んでいく方法やクラッドとなるロッド及びキャピラリの少なくとも一方を石英パイプに密に詰め込んだ後、コアや光減衰部分となるところのみを、それぞれのロッド又はキャピラリで置換する方法などを挙げることができる。なお、石英パイプ内には、コア、クラッド及び光減衰部分となるロッド又はキャピラリ以外のものを詰め込んでも構わない。
【００１６】
次に、請求項２の発明は、請求項１において、光減衰ロッド又は光減衰キャピラリは、母材横断面においてコアに関して非軸対称（９０度回転時）に配置されているものとする。
【００１７】
ここで、母材横断面においてコアに関して非軸対称（９０度回転時）というのは、コアを回転軸として光ファイバを９０度回転させたときに光減衰ロッド又は光減衰キャピラリの回転前の配置と回転後の配置とが異なっていて重ならないことである。
【００１８】
請求項２の製造方法であれば、光ファイバを伝搬する光において、偏波面が直交する二つの偏光のうち一方のみが減衰されて、他方が減衰されずにそのまま伝搬されるため、常に一定方向の直線偏光のみを出射する光ファイバ偏光子を確実且つ簡単に製造することができる。
【００１９】
次に、請求項３の発明は、請求項１又は２において、減衰物質は、金属であるものとする。
【００２０】
請求項３の製造方法であれば、安価に且つ容易に光ファイバを製造できる。減衰物質としての金属は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｓｎ、Ａｇ、Ａｕ等を好ましく挙げることができる。
【００２１】
【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。
【００２２】
（実施形態１）
図１に、本実施形態に係る光ファイバ母材１の端面を示す。この母材１は、石英パイプ２の孔内に、コアロッド３、クラッドロッド５，５，…及び光減衰ロッド４，４を石英パイプ２の中心軸に平行に詰め込んで充填したものである。以下にこの母材１及びこの母材１から作製される光ファイバの製造方法を説明する。
【００２３】
まず、大径の石英パイプ２を用意する（準備工程）。ここでは、石英パイプ２は石英製の円筒で、横断面が円形の孔を有し、内径は外径の約２／３である。この石英パイプ２は石英円柱に孔開け加工を施すことによって得られる。
【００２４】
次に、石英パイプ２内に各ロッド３，４，５を詰め込んで母材１を作製する（母材作製工程）。各ロッド３，４，５は全て同じ径の小円柱であり、その径は石英パイプ２の外径の約１／２０である。これらのうちコアロッド３は、石英にＧｅを比屈折率差が約０．３％となるようにドープしたものからなり、光減衰ロッド４，４は、石英にＡｌを２５０００ｐｐｍドープしたものからなり、クラッドロッド５，５，…は、石英からなる。各ロッド３，４，５は公知の製造方法で作られた石英棒材、Ｇｅ又はＡｌドープ石英棒材を所望の径に加熱延伸して得られる。ここで、コアロッド３は石英パイプ２の中心軸上に配置をし、二本の光減衰ロッド４，４は隣接させてこのコアロッド３の隣に配置し、残りの空間にはクラッドロッド５，５，…を充填する。従って、コアロッド３の径をｒとすると、光減衰ロッド４，４はコアロッドの中心軸から半径２ｒの範囲内に配置されている。クラッドロッド５，５，…は１３６本である。この各ロッド３，４，５の配置は、母材１の横断面において光減衰ロッド４，４がコアロッド３に関して非軸対称（９０度回転時）の配置である。
【００２５】
次に、上記母材１を加熱延伸する（加熱延伸工程）。このとき、母材１の一方の端面を封止し他方の端面を真空ポンプに接続して、各ロッド３，４，５及び石英パイプ２の内壁との間の隙間に存する空気を排出する。このように内部を真空とした母材１を炉内で加熱し溶融させて延伸を行って、図２に示すような光ファイバ１１とする。
【００２６】
このようにして製造された光ファイバ１１は、ファイバ横断面においてコア１３の片側に伝送光を減衰させるＡｌを含有している部分（減衰部１４）が隣接して配置されている（図ではコア１３の上側）。従って、この図において偏波面が上下方向である光は、この減衰部１４によって伝送中に減衰していき、偏波面が横方向である（減衰部１４と平行）光は減衰部１４により減衰しないため、この光ファイバ１１は、偏波面が横方向である偏光を出射する光ファイバ偏光子となっている。
【００２７】
本実施形態の光ファイバ１１の製造方法によれば、石英パイプ２に各種ロッド３，４，５を所定の配置で充填することにより母材１を作製でき、この母材１を加熱延伸することで簡単に光ファイバ偏光子を製造することができる。本実施形態の光ファイバ母材１では、石英パイプ２の中心軸の位置にコアロッド３を配置し、その横に二本の光減衰ロッド４，４を互いに隣接させて並べ、残りはクラッドロッド５，５，…を充填するだけという簡単な配置であるので、製造するのに短時間で済み、安価に光ファイバ偏光子を製造できる。また、各ロッド３，４，５も簡単に安価に作製できるので、安価な光ファイバ偏光子とすることができる。
【００２８】
（実施形態２）
図３は、実施形態２に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、コアロッド３を挟んで二本の光減衰ロッド４，４がそれぞれ一本ずつ配置されている点以外は実施形態１と同じであるので、実施形態１と異なる点について説明する。
【００２９】
本実施形態の光ファイバの製造方法は、まず石英パイプ２の中心軸上にコアロッド３を配置して、その両脇（図では左右）に光減衰ロッド４を一本ずつ配置する。そして、石英パイプ２内の残りの部分はクラッドロッド５，５，…を充填する。こうして母材１を作製する。この母材１を加熱延伸して光ファイバとする。各構成部材の素材及び製造方法は実施形態１と同じである。
【００３０】
実施形態２に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、実施形態１とは逆に、偏波面が上下方向である光のみが減衰されずに伝送していく光ファイバ偏光子となる。
【００３１】
本実施形態の光ファイバの製造方法の作用効果は、実施形態１と同様である。
【００３２】
（実施形態３）
図４は、実施形態３に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、コアロッド３の両側にそれぞれ二本ずつの光減衰ロッド４，４，…が配置されている点以外は実施形態２と同じであるので、実施形態２と異なる点について説明する。
【００３３】
本実施形態の光ファイバの製造方法は、まず石英パイプ２の中心軸上にコアロッド３を配置して、その両脇（図では上下）に光減衰ロッド４，４，…を二本ずつ配置する。そして、石英パイプ２内の残りの部分はクラッドロッド５，５，…を充填する。こうして母材１を作製する。この母材１を加熱延伸して光ファイバとする。各構成部材の素材及び製造方法は実施形態１と同じである。
【００３４】
本実施形態に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、実施形態１と同様に、偏波面が横方向である光のみが減衰されずに伝送していく光ファイバ偏光子となる。
【００３５】
本実施形態の光ファイバの製造方法によれば、コアロッド３の両脇に二本ずつの光減衰ロッド４，４，…を配置しているので、光ファイバ単位長さ当たりの消光比を大きくすることができて、短いファイバ長で必要な偏光子としての能力を発揮するため、伝送光の損失を小さくすることができる。他の作用効果は、実施形態１と同様である。
【００３６】
（実施形態４）
図５は、実施形態４に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、コアロッド３の両側にそれぞれ十二本ずつの光減衰ロッド４，４，…が直線状に互いに平行に配置されている点以外は実施形態１と同じであるので、実施形態１と異なる点について説明する。
【００３７】
本実施形態の光ファイバの製造方法は、まず石英パイプ２の中心軸上にコアロッド３を配置して、その両脇（図では上下）に光減衰ロッド４，４，…を十二本ずつ直線状に互いに平行に配置する。そして、石英パイプ２内の残りの部分はクラッドロッド５，５，…を充填する。こうして母材１を作製する。この母材１を加熱延伸して光ファイバとする。各構成部材の素材及び製造方法は実施形態１と同じである。
【００３８】
本実施形態に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、実施形態１と同様に、偏波面が横方向である光のみが減衰されずに伝送していく光ファイバ偏光子となる。
【００３９】
本実施形態の光ファイバの製造方法によれば、コアロッド３の両脇に十二本ずつの光減衰ロッド４，４，…を直線状に互いに平行に配置しているので、光ファイバ単位長さ当たりの消光比を大きくすることができて、短いファイバ長で必要な偏光子としての能力を発揮するため、伝送光の損失を小さくすることができる。また、光減衰部が直線上に長く延びているので、光ファイバ側面から確認しやすく、二本の光ファイバ同士を接続するときに偏波面の方向を互いに合わせることを容易に行うことができる。他の作用効果は、実施形態１と同様である。
【００４０】
（実施形態５）
図６は、実施形態５に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、コアロッド３の両側にそれぞれ十本ずつの光減衰ロッド４，４，…が正三角形をなして互いに一辺を平行にして配置されている点以外は実施形態１と同じであるので、実施形態１と異なる点について説明する。
【００４１】
本実施形態の光ファイバの製造方法は、まず石英パイプ２の中心軸上にコアロッド３を配置して、その両脇（図では上下）に光減衰ロッド４，４，…を十本ずつ正三角形をなして配置する。二つの正三角形は、コアロッド３に隣接する辺同士が平行になるように配置されている。そして、石英パイプ２内の残りの部分はクラッドロッド５，５，…を充填する。こうして母材１を作製する。この母材１を加熱延伸して光ファイバとする。各構成部材の素材及び製造方法は実施形態１と同じである。
【００４２】
本実施形態に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、実施形態１と同様に、偏波面が横方向である光のみが減衰されずに伝送していく光ファイバ偏光子となる。
【００４３】
本実施形態の光ファイバの製造方法によれば、コアロッド３の両脇に十本ずつの光減衰ロッド４，４，…を正三角形をなして互いに一辺を平行にして配置しているので、光ファイバ単位長さ当たりの消光比を大きくすることができて、短いファイバ長で必要な偏光子としての能力を発揮するため、伝送光の損失を小さくすることができる。他の作用効果は、実施形態１と同様である。
【００４４】
（実施形態６）
図７は、実施形態６に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、コアロッド３の両側に、コアロッド３との間にクラッドロッド５，５を一層分挟んで、それぞれ三本ずつの光減衰ロッド４，４，…が配置されている点以外は実施形態１と同じであるので、実施形態１と異なる点について説明する。
【００４５】
本実施形態の光ファイバの製造方法は、まず石英パイプ２の中心軸上にコアロッド３を配置して、そのまわりに六本のクラッドロッド５，５，…を配置して六角形を形成する。六角形の両脇（図では上下）に光減衰ロッド４，４，…を三本ずつ直線状に配置する。このとき、コアロッド３の径をｒとすると、光減衰ロッド４，４，…は全てコアロッド３の中心軸から半径３ｒの範囲内に配置されている。そして、石英パイプ２内の残りの部分はクラッドロッド５，５，…を充填する。こうして母材１を作製する。この母材１を加熱延伸して光ファイバとする。各構成部材の素材及び製造方法は実施形態１と同じである。
【００４６】
本実施形態に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、実施形態１と同様に、偏波面が横方向である光のみが減衰されずに伝送していく光ファイバ偏光子となる。また、光減衰ロッド４，４，４とコアロッド３との間にクラッドロッド５が一層分配置されているので、モードフィールド径と消光比とが双方とも適切な値となるように調節できて、伝搬偏光の伝搬ロスを小さくできる。
【００４７】
本実施形態の光ファイバの製造方法によれば、コアロッド３の両脇に、クラッドロッド５を一層分挟んで、三本ずつの光減衰ロッド４，４，…を配置しているので、光ファイバ単位長さ当たりの消光比を大きくすることができて、短いファイバ長で必要な偏光子としての能力を発揮するため、伝送光の損失を小さくすることができる。また、同時にモードフィールド径とのバランスも取れて伝搬ロスを小さくできる。他の作用効果は、実施形態１と同様である。
【００４８】
（実施形態７）
図８は、実施形態７に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、コアロッド３に隣接して四本の光減衰ロッド４，４，…が配置され、これと平行に五本の光減衰ロッド４，４，…が、コアロッド３との間にクラッドロッド５一層分挟んで配置されている点以外は実施形態１と同じである。
【００４９】
本実施形態に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、実施形態１と同様に、偏波面が横方向である光のみが減衰されずに伝送していく光ファイバ偏光子となる。また、片側の五本の光減衰ロッド４，４，…とコアロッド３との間にクラッドロッド５が一層分配置されているので、モードフィールド径と消光比とが双方とも適切な値となるように調節できて、伝搬偏光の伝搬ロスを小さくできる。本実施形態の光ファイバの製造方法の他の作用効果は、実施形態１と同様である。
【００５０】
（実施形態８）
図９は、実施形態８に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、コアロッド３との間にクラッドロッド５一層分挟んで、断面長方形の大型の光減衰ロッド（角材）７が一つ配置されている点以外は実施形態１と同じである。この光減衰ロッド７は、断面の長方形の長辺がクラッドロッド５の径の約５倍で、短辺が約２．５倍であり、長辺がコアロッド３の方に向いている。本実施形態において、コアロッド３の径をｒとすると、光減衰ロッド７はコアロッド３の中心軸から半径５ｒの範囲内に存している。
【００５１】
本実施形態に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、実施形態１と同様に、偏波面が横方向である光のみが減衰されずに伝送していく光ファイバ偏光子となる。また、光減衰ロッド７を一本用いるのみなので、母材１の製造を容易にすることができる。本実施形態の光ファイバの製造方法の他の作用効果は、実施形態１と同様である。
【００５２】
（実施形態９）
図１０は、実施形態９に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、コアロッド３との間にクラッドロッド５一層分挟んで、大径の光減衰ロッド８，８，８が三本隣接して直線状に配置されている点以外は実施形態１と同じである。この光減衰ロッド８は、径がクラッドロッド５の径の約１．５倍である。
【００５３】
本実施形態に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、実施形態１と同様に、偏波面が横方向である光のみが減衰されずに伝送していく光ファイバ偏光子となる。また、大径の光減衰ロッド８を三本用いるのみで小径の光減衰ロッド４の約五本分の機能を発揮するので、母材１の製造を容易にすることができる。本実施形態の光ファイバの製造方法の他の作用効果は、実施形態１と同様である。
【００５４】
（実施形態１０）
図１１は、実施形態１０に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、実施形態３の母材１に、ファイバ接続のためのマーキングロッド６，６をクラッドロッド５，５，…の最外層近傍に配置したものである。マーキングロッド６，６は二本であって、コアロッド３を挟んで対称の位置に配置されている。また、マーキングロッド６，６は、光ファイバとしたときに側面から目視観察できるように、石英にＧｅやＢ等をドープして作られていて、コアを伝搬する光に影響を与えないように、コアロッド３から十分離れた位置（クラッドロッド５を三本以上挟んだ位置）に配置されている。
【００５５】
本実施形態に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、実施形態２の作用効果に加えて、光ファイバ同士を接続するときに、伝搬する光の偏波面の方向を簡単に合わせることができ、ファイバ接続時間が短縮でき、コストも下げられる。
【００５６】
（実施形態１１）
図１２は、実施形態１１に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、実施形態３の母材１のコアロッド３に隣接しコアロッド３を挟んで存する二本のクラッドロッド５，５を、これらと同径のキャピラリ２１，２１に替えたものである。製造方法は、これらキャピラリ２１，２１をクラッドロッド５，５に替えて用いる以外は実施形態３と同じである。なお、キャピラリ２１，２１は石英パイプを加熱延伸する方法等で作製することができる。
【００５７】
本実施形態に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、キャピラリ２１，２１由来の空孔部分が光を閉じこめる働きをするので、短い距離で偏波面が縦方向の偏光をのみを取り出すことができる。
【００５８】
本実施形態の光ファイバの製造方法によれば、キャピラリ２１，２１をコアロッド３の両脇に配置しているので、それら由来の空孔部分が光を閉じこめて短い距離で機能する偏光子とすることができる。又製造も容易である。
【００５９】
（実施形態１２）
図１３は、実施形態１２に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、実施形態６の母材１のコアロッド３に隣接しコアロッド３を挟んで二列の光減衰ロッド４，４，…と平行に存する二本のクラッドロッド５，５を、これらと同径のキャピラリ２１，２１に替えたものである。製造方法は、これらキャピラリ２１，２１をクラッドロッド５，５に替えて用いる以外は実施形態６と同じである。なお、キャピラリ２１，２１は実施形態１１と同様に、石英パイプを加熱延伸する方法等で作製することができる。
【００６０】
本実施形態に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、キャピラリ２１，２１由来の空孔部分が光を閉じこめる働きをするので、短い距離で偏波面が縦方向の偏光をのみを取り出すことができる。
【００６１】
本実施形態の光ファイバの製造方法によれば、キャピラリ２１，２１をコアロッド３の両脇に配置しているので、それら由来の空孔部分が光を閉じこめて短い距離で機能する偏光子とすることができる。又製造も容易である。
【００６２】
（実施形態１３）
図１４は、実施形態１３に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、実施形態１１の母材１の二本のキャピラリ２２，２２をコアロッド３に隣接する位置ではなく、コアロッド３との間にクラッドロッド５を介在させて配置したものである。そして、本実施形態のキャピラリ２２，２２は実施形態１１のキャピラリ２１，２１よりも孔径が大きいものである。製造方法は、実施形態１１と同様である。
【００６３】
本実施形態に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、キャピラリ２２，２２とコアロッド３の間にクラッドロッド５，５が入っている分、光の閉じこめ度合いが下がるが、キャピラリ２２，２２の孔径が大きいことにより、小口径のキャピラリ２１，２１を同じ位置で用いたものと比べると、光の閉じこめ度合いは高い。本実施形態の作用効果は実施形態１１とほぼ同じである。
【００６４】
（実施形態１４）
図１５は、実施形態１４に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、実施形態１２の母材１の二本のキャピラリ２２，２２をコアロッド３に隣接する位置ではなく、コアロッド３との間にクラッドロッド５を介在させて配置したものである。そして、本実施形態のキャピラリ２２，２２は実施形態１１のキャピラリ２１，２１よりも孔径が大きいものである。製造方法は、実施形態１２と同様である。
【００６５】
本実施形態に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、キャピラリ２２，２２とコアロッド３の間にクラッドロッド５，５が入っている分、光の閉じこめ度合いが下がるが、キャピラリ２２，２２の孔径が大きいことにより、小口径のキャピラリ２１，２１を同じ位置で用いたものと比べると、光の閉じこめ度合いは高い。本実施形態の作用効果は実施形態１２とほぼ同じである。
【００６６】
（実施形態１５）
図１６は、実施形態１５に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、実施形態１１の母材１の四本の光減衰ロッド４，４，…をキャピラリ２１，２１，…に、二本のキャピラリ２１，２１を光減衰ロッド４，４に替えたものである。製造方法は、実施形態１１と同じである。
【００６７】
本実施形態の作用効果は、実施形態１１に比べて光の閉じ込めの働きが強く、光を減衰させる働きが弱いこと以外は実施形態１１とほぼ同じである。
【００６８】
（実施形態１６）
図１７は、実施形態１６に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、全体の形状はこれまでの実施形態と同様であるが、各ロッドやキャピラリの配置が異なっている。
【００６９】
本実施形態の母材１は、石英パイプ２の中心軸上にコアロッド３を配置し、その左右両脇にクラッドロッド５，５を配置し、さらにそれらの脇にコアロッド３及びクラッドロッド５，５と直線状になるように光減衰ロッド４，４を配置している。コアロッド３、クラッドロッド５，５及び光減衰ロッド４，４の上下には、キャピラリ２１，２１，…がそれぞれ二列に並べられて配置されている。この二列のうちコアロッドに近い側の列は、上記各ロッド３，５，４に隣接した各四本のキャピラリ２１，２１，…からなり、もう一つの列は各五本のキャピラリ２１，２１，…からなっている。石英パイプ２孔内の残りの部分はクラッドロッド５，５，…が充填されている。
【００７０】
本実施形態の母材１は、実施形態１と同様に製造され、同様に光ファイバにされる。この光ファイバは、この図において偏波面が上下方向である偏光は強く閉じ込められ、偏波面が左右方向である偏光は減衰していく。
【００７１】
（その他の実施形態）
今まで説明した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。石英パイプ２の内径はもっと大きくても小さくてもよいし、孔の形も断面円形以外に六角形等の多角形や楕円形等でも構わない。コアロッド３、クラッドロッド５、光減衰ロッド４，７，８及びキャピラリ２１，２２は、径や断面形状が異なっているものがあっても構わないし、より大径でもより小径でも構わない。コアロッド３やクラッドロッド５にＦ、Ｂ、Ｅｒ等を添加してもよい。光減衰ロッド４，７，８は、Ａｌ以外にＮｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃｏ等どのような金属を添加したものでもよいし、二種類以上を添加してもよいし、その濃度も伝送光を減衰させることができれば、特に限定されない。また、光減衰ロッド４，７，８を金属そのもので作製してもよいし、石英細管の孔内に金属を詰めたものを用いても良い。光減衰ロッド４，７，８の母材１内での配置も特に限定されず、例えば、実施形態６においてコアロッド３と光減衰ロッド４との間にクラッドロッド５を二層分挟んでもよい。また、石英パイプ２への各ロッド３，４，５及びキャピラリ２１，２２の詰め込み方法も限定されず、例えば、最初に石英パイプ２内にクラッドロッド５を充填した後に、コアロッド３及び光減衰ロッド４，７，８をクラッドロッド５と置き換えながら挿入しても良い。また、母材１において、コア、クラッド、光減衰部となる部分にロッドではなくてキャピラリを配置しても構わない。また、光減衰ロッド４，７，８と光減衰キャピラリの双方を一つの母材１の中に配置しても構わない。
【００７２】
【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。
【００７３】
石英パイプにコアロッド、クラッドロッド及び光減衰ロッド又はロッドの代わりにキャピラリを詰め込んで母材とし、それを加熱延伸して光ファイバとするので、減衰物質を光ファイバ横断面の任意の位置に簡単に配置することができ、偏光子などの所望の特性を有する光ファイバを容易に且つ安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図２】実施形態１に係る光ファイバの端面を示す図である。
【図３】実施形態２に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図４】実施形態３に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図５】実施形態４に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図６】実施形態５に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図７】実施形態６に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図８】実施形態７に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図９】実施形態８に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図１０】実施形態９に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図１１】実施形態１０に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図１２】実施形態１１に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図１３】実施形態１２に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図１４】実施形態１３に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図１５】実施形態１４に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図１６】実施形態１５に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図１７】実施形態１６に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【符号の説明】
１ 母材
２ 石英パイプ
３ コアロッド
４ 光減衰ロッド
５，７，８ クラッドロッド
１１ 光ファイバ
１２ クラッド
１３ コア
２１、２２ キャピラリ
Claims (3)
- コアの近傍に、伝搬する光を減衰させる減衰物質が配置されている光ファイバの製造方法であって、
石英パイプを用意する工程と、
上記石英パイプの孔の中心軸にコアとなる石英ロッド又は石英キャピラリを配置し、該石英パイプ孔内残部には少なくともクラッドとなる石英ロッド及び石英キャピラリの少なくとも一方と上記減衰物質を含有する光減衰ロッド又は光減衰キャピラリとを詰め込むとともに、少なくとも一本の該光減衰ロッド又は光減衰キャピラリを該コアとなる石英ロッド又は石英キャピラリの近傍の所定範囲内に配置して母材を作製する工程と、
上記母材を軸方向に加熱延伸する工程と、を備えていることを特徴とする光ファイバの製造方法。 - 請求項１において、
光減衰ロッド又は光減衰キャピラリは、母材横断面においてコアに関して非軸対称（９０度回転時）に配置されていることを特徴とする光ファイバの製造方法。 - 請求項１又は２において、
減衰物質は、金属であることを特徴とする光ファイバの製造方法。
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