JP7133328B2 - 偏波保持ファイバ、光デバイス、偏波保持ファイバの母材、及び製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の一実施形態に係る偏波保持ファイバ1の構造について、図1を参照して説明する。図1の(a)は、偏波保持ファイバ1の横断面を示す断面図である。図1の(b)は、図1の(a)に示す断面のAA’直線における偏波保持ファイバ1の屈折率分布を示すグラフである。図1の(c)は、図1の(a)に示す断面のBB’直線における偏波保持ファイバ1の屈折率分布を示すグラフである。
次に、図1に示す偏波保持ファイバ1の製造方法について、図2を参照して説明する。図2は、偏波保持ファイバ1の製造方法を示す図である。
コア直径、内側クラッド直径、外側クラッド直径、応力付与部間隔、バリア厚み、孔直径、応力付与部直径、及び外周厚みを下記の表1のように設定した母材を用意した。負のバリア厚みを持つ母材は、各応力付与部が内側クラッドに陥入している母材であり、実施例である。正のバリア厚みを持つ母材は、各応力付与部が内側クラッドから離間している母材であり、比較例である。なお、比較例1~3に係る母材における緒元の定義については、図4の(a)を参照されたい。また、実施例1~3に係る母材における緒元の定義については、図5の(a)を参照されたい。なお、比較例1~3に係る母材においては、図4の(a)に示すように、母材の中心から応力付与部の並び方向と平行に伸びる半直線をLとして、内側クラッドの外縁を構成する円と半直線Lとの交点Pから、応力付与部の母材となるロッドが挿入される孔の外縁を構成する円と半直線Lとの交点Qまでの距離がバリア厚みの絶対値となる。一方、実施例1~3に係る母材においては、図5の(a)に示すように、母材の中心から応力付与部の並び方向と平行に伸びる半直線をLとして、内側クラッドの外縁と重なる円と半直線Lとの交点Pから、応力付与部の母材となるロッドが挿入される孔の外縁を構成する円と半直線Lとの交点Qまでの距離がバリア厚みの絶対値となる。
偏波保持ファイバ1は、基板型光導波路と光ファイバとを備えた光デバイスに好適に利用することができる。このような光デバイス2について、図6~図8を参照して説明する。
上述したように、コア11、内側クラッド12、応力付与部13a~13b、外側クラッド14の溶融時粘度η1、η2、η3、η4の間には、η3≪η2≪η1<η4という関係が成り立つ。なお、η3とη2との間の不等号「≪」は、η3とη2との差がη1とη4との差よりも大きいことを意味し、η3とη2との差が特定の値よりも大きいことを意味しない。同様に、η2とη1との間の不等号「≪」は、η2とη1との差がη1とη4との差よりも大きいことを意味し、η2とη1との差が特定の値よりも大きいことを意味しない。以下、コア11、内側クラッド12、応力付与部13a~13b、外側クラッド14の溶融時粘度η1、η2、η3、η4に関して、図9を参照して補足する。
コア11にゲルマニウムが添加されると共に内側クラッド12にフッ素やリンなどのドーパントが共添加された偏波保持ファイバ1は、モードフィールド径が偏波保持ファイバ1よりも大きい、断面が円形のコアを有する他の光ファイバと融着接続する場合に、接続損失を小さく抑えることができるという効果を奏する。このような効果を奏する理由は、少なくとも2つある。
本発明は、上述した各実施形態に限定されるものでなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
11 コア
12 内側クラッド
13a~13b 応力付与部
14 外側クラッド
1A 偏波保持ファイバの母材
2 光デバイス
21 基板型光導波路(光導波路)
22 第1光ファイバ(偏波保持ファイバ)
23 第2光ファイバ
Claims (14)
- コアと、
上記コアを内包する内側クラッドと、
上記内側クラッドを両側から挟み込む2つの応力付与部と、
上記内側クラッド及び上記2つの応力付与部を内包する外側クラッドと、を備え、
上記内側クラッドは、上記2つの応力付与部の各々に陥入しており、上記コアの断面は、上記2つの応力付与部の並び方向を長手方向とするように扁平し、
上記コアは、ゲルマニウムが添加された石英ガラスにより構成されており、
上記内側クラッドは、フッ素と、フッ素の屈折率低下作用を相殺するアップドーパントとが添加された石英ガラスにより構成されている、
ことを特徴とする偏波保持ファイバ。 - 上記コアは、ゲルマニウムが添加され、かつ、フッ素が添加されない石英ガラスにより構成されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の偏波保持ファイバ。 - 上記応力付与部は、ホウ素が添加された石英ガラスにより構成されている、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の偏波保持ファイバ。 - 各断面における上記コアの溶融時粘度η1(z)、上記内側クラッドの溶融時粘度η2(z)、上記応力付与部の溶融時粘度η3(z)、及び外側クラッドの溶融時粘度η4(z)の間に、η3(z)<η2(z)<η4(z)、かつ、η3(z)<η1(z)<η4(z)という大小関係が成り立つ、
ことを特徴とする請求項1~3の何れか1項に記載の偏波保持ファイバ。 - 上記アップドーパントは、リン及びゲルマニウムの一方又は両方を含んでいる、
ことを特徴とする請求項1~4の何れか1項に記載の偏波保持ファイバ。 - 請求項1~5の何れか1項に記載の偏波保持ファイバと、
端面が上記偏波保持ファイバの端面と対向する光導波路であって、モードフィールドパターンが楕円形の光導波路と、を備えている、
ことを特徴とする光デバイス。 - 請求項1~5の何れか1項に記載の偏波保持ファイバと、
端面が上記偏波保持ファイバの端面に融着された光ファイバであって、モードフィールド径が上記偏波保持ファイバのモードフィールド径よりも大きい光ファイバと、を備えている、
ことを特徴とする光デバイス。 - 請求項1~5の何れか1項に記載の偏波保持ファイバと、
端面が上記偏波保持ファイバの一方の端面と対向する光導波路であって、モードフィールドパターンが楕円形の光導波路と、
端面が上記偏波保持ファイバの他方の端面に融着された光ファイバであって、モードフィールド径が上記偏波保持ファイバのモードフィールド径よりも大きい光ファイバと、を備えている、
ことを特徴とする光デバイス。 - コアと、
上記コアを内包する内側クラッドと、
上記内側クラッドを両側から挟み込む2つの応力付与部と、
上記内側クラッド及び上記2つの応力付与部を内包する外側クラッドと、を備え、
上記2つの応力付与部の各々は、上記内側クラッドに陥入し、
上記コアは、ゲルマニウムが添加された石英ガラスにより構成されており、
上記内側クラッドは、フッ素と、フッ素の屈折率低下作用を相殺するアップドーパントとが添加された石英ガラスにより構成され、
コアの断面が、2つの応力付与部の並び方向を長手方向とするように扁平する偏波保持ファイバを作成するための、母材である、
ことを特徴とする、
偏波保持ファイバの母材。 - 上記母材のコアは、ゲルマニウムが添加され、かつ、フッ素が添加されない石英ガラスにより構成されている、
ことを特徴とする請求項9に記載の偏波保持ファイバの母材。 - 各断面における上記コアの溶融時粘度η1(z)、上記内側クラッドの溶融時粘度η2(z)、上記応力付与部の溶融時粘度η3(z)、及び外側クラッドの溶融時粘度η4(z)の間に、η3(z)<η2(z)<η4(z)、かつ、η3(z)<η1(z)<η4(z)という大小関係が成り立つ、
ことを特徴とする請求項9または10に記載の偏波保持ファイバの母材。 - コアと、上記コアを内包する内側クラッドと、上記内側クラッドを両側から挟み込む2つの応力付与部と、上記内側クラッド及び上記2つの応力付与部を内包する外側クラッドと、を備えた母材を線引きする工程を含む偏波保持ファイバの製造方法であって、
上記母材において、上記2つの応力付与部の各々が上記内側クラッドに陥入しており、
上記偏波保持ファイバにおいて、上記内側クラッドが上記2つの応力付与部の各々に陥入しており、上記コアの断面が上記2つの応力付与部の並び方向を長手方向とするように扁平し、
上記コアは、ゲルマニウムが添加された石英ガラスにより構成されており、
上記内側クラッドは、フッ素と、フッ素の屈折率低下作用を相殺するアップドーパントとが添加された石英ガラスにより構成され、
前記母材から製造される前記偏波保持ファイバは、コアの断面が、2つの応力付与部の並び方向を長手方向とするように扁平する、
ことを特徴とする、偏波保持ファイバの製造方法。 - 上記母材のコアは、ゲルマニウムが添加され、かつ、フッ素が添加されない石英ガラスにより構成されている、
ことを特徴とする請求項12に記載の偏波保持ファイバの製造方法。 - 線引き中の上記母材において、温度が最も高くなる断面と細径化が終わる断面との間の断面における上記コアの溶融時粘度η1(z)、上記内側クラッドの溶融時粘度η2(z)、上記応力付与部の溶融時粘度η3(z)、及び外側クラッドの溶融時粘度η4(z)の間に、η3(z)<η2(z)<η4(z)、かつ、η3(z)<η1(z)<η4(z)という大小関係が成り立つ、
ことを特徴とする請求項12または13に記載の偏波保持ファイバの製造方法。
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