JPH02108010A - カップラ製造用偏光状態維持オプチカルファイバー - Google Patents
カップラ製造用偏光状態維持オプチカルファイバーInfo
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- JPH02108010A JPH02108010A JP1226351A JP22635189A JPH02108010A JP H02108010 A JPH02108010 A JP H02108010A JP 1226351 A JP1226351 A JP 1226351A JP 22635189 A JP22635189 A JP 22635189A JP H02108010 A JPH02108010 A JP H02108010A
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Classifications
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
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- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/2804—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
- G02B6/2821—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using lateral coupling between contiguous fibres to split or combine optical signals
- G02B6/2835—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using lateral coupling between contiguous fibres to split or combine optical signals formed or shaped by thermal treatment, e.g. couplers
-
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は改良された単一モードの偏光状態維持オプチカ
ルフアイバーバーカップラ又はカップラ／スプリッタ（
ここでは簡単に「カップラ」と称する）を備える偏光状
態維持オプチカルフアイバーバーに関する。また、本発
明はカップラ及びカップラのマウントを作る方法に関す
る。偏光状態の保存はファイバージャイロスコープ、干
渉計式センサー及びコヒーレントな通信で特に重要であ
る。
ルフアイバーバーカップラ又はカップラ／スプリッタ（
ここでは簡単に「カップラ」と称する）を備える偏光状
態維持オプチカルフアイバーバーに関する。また、本発
明はカップラ及びカップラのマウントを作る方法に関す
る。偏光状態の保存はファイバージャイロスコープ、干
渉計式センサー及びコヒーレントな通信で特に重要であ
る。
従来の技術
単一モードのオプチカルフアイバーバーは高屈折率のガ
ラス内方コアと低屈折率のガラスジャケットとを有する
。通常、コアの直径は３〜１０マイクロメートルであり
、且つジャケットの直径はセンサーファイバーについて
は８０マイクロメートルであり且つ遠距離通信について
は１−２５マイクロメートルである。シバタほかの［偏
光状態維持及び吸収減少ファイバーの製造Ｊ 、Ｉｏｕ
Ｔ１８１ ＯｆＬｉｇｈｌｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏ
ｇｙ、第ＬＴ−１巻、第１−号、第３８〜４３頁（１９
８３）によると、［単一モードファイバーでの直線偏光
状態を維持することへの一般的なアプローチは偏光モー
ド間のパワー相互交換を減らすようにファイバー複屈折
を増加することである。幾つかの種類の高い複屈折の単
一モードのファイバーは論証されており、即ち、非円形
幾何形状のために複屈折を生ずる非円形コアを有するフ
ァイバー［ラマスワミーほかの「非円形コア単一モード
ファイバーの偏光特性Ｊ 、Ａｐｐｌｉｅｄ ０ｐｔｉ
ｃｓ、第１７巻、第１８号、第３０１４〜３０１７頁（
１９７８）を引用］、コア中に異方性中を生ずる楕円形
クラッドを有するファイバー［ラマスワミーほかの［楕
円形クラッドのホウケイ酸単一モードファイバーでの複
屈折Ｊ 、ＡｐｐｌｉｅｄＯｐｔｉｃｓ、第１８巻、第
２４号、第４０８０〜４０８４頁（１９７９）及びカッ
ヤマほかの「低損失単一偏光ファイバーＪ 、Ｅｌｅｃ
＋＋ｏｎ、 ＬｅＨ第１７巻、第１３号、第４７３〜４
７４頁（１９８１）を参照］、及びコアの両側に屈折率
ピットを有するファイバー［ホサカほかの［コアの両側
に非対称的屈折率ピットを有する単一モードファイバー
Ｊ 、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、 Ｌｅｆｔ、 、第１７巻
、第５号、第１９１〜１９３頁（１９８１）を参照］で
ある。
ラス内方コアと低屈折率のガラスジャケットとを有する
。通常、コアの直径は３〜１０マイクロメートルであり
、且つジャケットの直径はセンサーファイバーについて
は８０マイクロメートルであり且つ遠距離通信について
は１−２５マイクロメートルである。シバタほかの［偏
光状態維持及び吸収減少ファイバーの製造Ｊ 、Ｉｏｕ
Ｔ１８１ ＯｆＬｉｇｈｌｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏ
ｇｙ、第ＬＴ−１巻、第１−号、第３８〜４３頁（１９
８３）によると、［単一モードファイバーでの直線偏光
状態を維持することへの一般的なアプローチは偏光モー
ド間のパワー相互交換を減らすようにファイバー複屈折
を増加することである。幾つかの種類の高い複屈折の単
一モードのファイバーは論証されており、即ち、非円形
幾何形状のために複屈折を生ずる非円形コアを有するフ
ァイバー［ラマスワミーほかの「非円形コア単一モード
ファイバーの偏光特性Ｊ 、Ａｐｐｌｉｅｄ ０ｐｔｉ
ｃｓ、第１７巻、第１８号、第３０１４〜３０１７頁（
１９７８）を引用］、コア中に異方性中を生ずる楕円形
クラッドを有するファイバー［ラマスワミーほかの［楕
円形クラッドのホウケイ酸単一モードファイバーでの複
屈折Ｊ 、ＡｐｐｌｉｅｄＯｐｔｉｃｓ、第１８巻、第
２４号、第４０８０〜４０８４頁（１９７９）及びカッ
ヤマほかの「低損失単一偏光ファイバーＪ 、Ｅｌｅｃ
＋＋ｏｎ、 ＬｅＨ第１７巻、第１３号、第４７３〜４
７４頁（１９８１）を参照］、及びコアの両側に屈折率
ピットを有するファイバー［ホサカほかの［コアの両側
に非対称的屈折率ピットを有する単一モードファイバー
Ｊ 、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、 Ｌｅｆｔ、 、第１７巻
、第５号、第１９１〜１９３頁（１９８１）を参照］で
ある。
シバタの刊行物は複屈折単一モードファイバーに係わる
ものであり、そのシリカのジャケットはジャケットの残
りの部分より異なる熱膨張を有するようにドープされて
いる扇形にされた直径方向に対向した部分を含み、コア
に異方性応力誘起複屈折を生ずる。第４０頁において、
シバタの刊行物は、これらのファイバーが、 ［ジャケット付は技術で製作された。ＶＡＤ法により作
られた単一モードファイバープレフォーム［トマルほか
のｒＶ、Ａ、Ｄ、 による単一モードファイバーの製作
Ｊ 、Ｈｅｃｌ＋ｏｎｉｃｓ ＬｅＨ第１６巻、第１３
号、第５１１〜５１２頁（１９８０）を参照］は直径数
ミリメートルまで細長くされた。次に、それは内径的１
５ｍｍを有する厚壁のジャケット付シリカ管の中心に置
かれた。ＭＣＶＤ法によってシリカ管中でＳ ｉＯ２Ｂ
Ｏ−ＧｅＯ２ガラスを付着することによって応力適用
部分が準備された。ＭＣＶＤ法によって準備された棒が
数ミリメートルまで細長くされ且つジャケット付管中で
コア棒の両側に配置された。ジャケット管中の残りの内
方空間は数個の商業的に入手し得るシリカ棒、例えば直
径数ミリメートルの４つの棒、で満たされた。最終のプ
レフォームは炭素抵抗炉によってファイバーに圧伸され
た。」 と述べている。同様の形状にされた応力適用部分ならび
に楕円形コアを有する複屈折ファイバーは米国特許第４
，４８０，８９７号（才力モトほか）に示されている。
ものであり、そのシリカのジャケットはジャケットの残
りの部分より異なる熱膨張を有するようにドープされて
いる扇形にされた直径方向に対向した部分を含み、コア
に異方性応力誘起複屈折を生ずる。第４０頁において、
シバタの刊行物は、これらのファイバーが、 ［ジャケット付は技術で製作された。ＶＡＤ法により作
られた単一モードファイバープレフォーム［トマルほか
のｒＶ、Ａ、Ｄ、 による単一モードファイバーの製作
Ｊ 、Ｈｅｃｌ＋ｏｎｉｃｓ ＬｅＨ第１６巻、第１３
号、第５１１〜５１２頁（１９８０）を参照］は直径数
ミリメートルまで細長くされた。次に、それは内径的１
５ｍｍを有する厚壁のジャケット付シリカ管の中心に置
かれた。ＭＣＶＤ法によってシリカ管中でＳ ｉＯ２Ｂ
Ｏ−ＧｅＯ２ガラスを付着することによって応力適用
部分が準備された。ＭＣＶＤ法によって準備された棒が
数ミリメートルまで細長くされ且つジャケット付管中で
コア棒の両側に配置された。ジャケット管中の残りの内
方空間は数個の商業的に入手し得るシリカ棒、例えば直
径数ミリメートルの４つの棒、で満たされた。最終のプ
レフォームは炭素抵抗炉によってファイバーに圧伸され
た。」 と述べている。同様の形状にされた応力適用部分ならび
に楕円形コアを有する複屈折ファイバーは米国特許第４
，４８０，８９７号（才力モトほか）に示されている。
また、米国特許第４，５６１゜８７１号（バーケイ）の
第６図及び第８図はコアから分離された直径方向に対向
した応力適用部分を有する複屈折ファイバーの製造を例
示している。
第６図及び第８図はコアから分離された直径方向に対向
した応力適用部分を有する複屈折ファイバーの製造を例
示している。
シバタの刊行物は、
［伝達損失を減らすために、応力適用部分はコアから十
分に分離されねばならない。」と述べている。若干の以
前の特許はそのような分離の必要を認めていなかった。
分に分離されねばならない。」と述べている。若干の以
前の特許はそのような分離の必要を認めていなかった。
米国特許第４，１７９．１８９号（カミノウほか）及び
米国特許第４．２７４，８５４号（プレイベル）を参照
されたい。米国特許第４，４７８，４８９号（プランケ
ンシップ）のような他のものは、もし前記分離が小さす
ぎるならば散乱のために軽い伝達損失があることを説明
している。プランケンシップの特許は分離ができるだけ
小さくあるべきであることを述べており、且つ分離物質
及び応力適用部分が同じ屈折率をもっとき、応力適用部
分に対する最小半径はコアの半径の１．５倍程度に小さ
くすることができることを示している。
米国特許第４．２７４，８５４号（プレイベル）を参照
されたい。米国特許第４，４７８，４８９号（プランケ
ンシップ）のような他のものは、もし前記分離が小さす
ぎるならば散乱のために軽い伝達損失があることを説明
している。プランケンシップの特許は分離ができるだけ
小さくあるべきであることを述べており、且つ分離物質
及び応力適用部分が同じ屈折率をもっとき、応力適用部
分に対する最小半径はコアの半径の１．５倍程度に小さ
くすることができることを示している。
ササキの１長い長さで低損失の偏光状態維持ファイバー
Ｊ 、Ｊｏｕｒｎａｌ Ｏｆ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔ
ｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 。
Ｊ 、Ｊｏｕｒｎａｌ Ｏｆ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔ
ｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 。
第ＬＴ−５巻、第９号、第１１３９〜１１４６頁（１９
８７）は、コアから分離されるべきであるとする２つの
直径方向に対向された応力適用部分を有し、且つ応力適
用部分に対する最小半径（ｒ）及びコアの半径（ａ）が
３．４より大きい比を有する時、吸収損失が充分に低い
複屈折ファイバーに係わる。ササキの刊行物の第７図は
２つのピットをジャケット中で形成すること及びドープ
された棒を応力適用部分を提供するピット中へ挿入する
ことによってファイバーを製造することを例示している
。
８７）は、コアから分離されるべきであるとする２つの
直径方向に対向された応力適用部分を有し、且つ応力適
用部分に対する最小半径（ｒ）及びコアの半径（ａ）が
３．４より大きい比を有する時、吸収損失が充分に低い
複屈折ファイバーに係わる。ササキの刊行物の第７図は
２つのピットをジャケット中で形成すること及びドープ
された棒を応力適用部分を提供するピット中へ挿入する
ことによってファイバーを製造することを例示している
。
カツヤマほかの「低損失単一偏光ファイバー」、Ａｐｐ
ｌｉｅｄ ０ｐｔｉｃｓ、第２２巻、第１１号、第１７
４１〜１７４７頁（１９８３）は、応力適用部分が楕円
形であり且つジャケットを作る３つの同心状シリカ部分
の中間にあることにおいて前述したラマスワミーの刊行
物のものと同様である偏光状態維持オプチカルフアイバ
ーバーに係わる。中間部分はＢ２Ｏ３をドープすること
によって誘起する応力を作られる。カツヤマの刊行物は
この中間部分を「楕円形ジャケット」と称している。ま
た、中間の応力適用部分はその屈折率を３つの同心状部
分の内方及び外方で同じにするためにＧ ｅ Ｏ２をド
ープされる。シバタの刊行物からの上記引用分と一致し
て、カツヤマの刊行物は「クラッド半径」に対する「コ
ア半径」の比（即ち「楕円形ジャケット」に対する最小
半径）が吸収損失を最小限にするために０．５より小さ
くなければならないことを説明している。
ｌｉｅｄ ０ｐｔｉｃｓ、第２２巻、第１１号、第１７
４１〜１７４７頁（１９８３）は、応力適用部分が楕円
形であり且つジャケットを作る３つの同心状シリカ部分
の中間にあることにおいて前述したラマスワミーの刊行
物のものと同様である偏光状態維持オプチカルフアイバ
ーバーに係わる。中間部分はＢ２Ｏ３をドープすること
によって誘起する応力を作られる。カツヤマの刊行物は
この中間部分を「楕円形ジャケット」と称している。ま
た、中間の応力適用部分はその屈折率を３つの同心状部
分の内方及び外方で同じにするためにＧ ｅ Ｏ２をド
ープされる。シバタの刊行物からの上記引用分と一致し
て、カツヤマの刊行物は「クラッド半径」に対する「コ
ア半径」の比（即ち「楕円形ジャケット」に対する最小
半径）が吸収損失を最小限にするために０．５より小さ
くなければならないことを説明している。
３つの偏光状態維持オプチカルフアイバーバーが米国特
許第４，５１５，４３６号（ハワードほか）に例示され
ている。第３図のファイバーはホウ素ドープ５ｉ０２か
らなり得る「高度に楕円形の内方クラッド層３２」を有
し、それがシリカを明らかにドープされないジャケット
内でフッ素ドープＳ ｉＯ２からなり得る楕円形の「外
方クラッド層３４」によって囲まれている。それによる
「内方クラッド層の高度の楕円形性は、基本モードの２
つの偏光を充分に分離するに充分大きい応力をファイバ
ー上に含む」 （第４欄、第４７〜５０行）。
許第４，５１５，４３６号（ハワードほか）に例示され
ている。第３図のファイバーはホウ素ドープ５ｉ０２か
らなり得る「高度に楕円形の内方クラッド層３２」を有
し、それがシリカを明らかにドープされないジャケット
内でフッ素ドープＳ ｉＯ２からなり得る楕円形の「外
方クラッド層３４」によって囲まれている。それによる
「内方クラッド層の高度の楕円形性は、基本モードの２
つの偏光を充分に分離するに充分大きい応力をファイバ
ー上に含む」 （第４欄、第４７〜５０行）。
ハワード特許の第３図のもののような前述した従来の偏
光状態維持ファイバーの若干の応力適用部分はコアから
分離されないとしても、現在市場にある全ての偏光状態
維持ファイバーがそのような分離を有していること及び
（カツヤマの刊行物に教示されるように）応力適用部分
に対する最小半径に対するコアの半径を比が常に０．５
より小さい（典型的には０．２である）ことは信じられ
る。そうでなければ、コアによって伝達された光の大部
分はドープされた応力発生部分によって吸収されるであ
ろう。
光状態維持ファイバーの若干の応力適用部分はコアから
分離されないとしても、現在市場にある全ての偏光状態
維持ファイバーがそのような分離を有していること及び
（カツヤマの刊行物に教示されるように）応力適用部分
に対する最小半径に対するコアの半径を比が常に０．５
より小さい（典型的には０．２である）ことは信じられ
る。そうでなければ、コアによって伝達された光の大部
分はドープされた応力発生部分によって吸収されるであ
ろう。
偏光状態維持ファイバーの重要な応用は偏光状態を維持
するカップラを必要とする。莫大のカップラが報告され
ている。ビラルエルほかの「融合された単一モードファ
イバー接近カップラ」、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅ
ｄ、 、第１７巻、第２４３〜２４４頁（１９８０）は
コア直径の数マイクロメートルまで半径方向にエツチン
グするが応力誘起部分を除去することによってクラッド
を除去することを利用し、これは明らかに偏光状態維持
特性を破壊する。カワサキほかの１複円錐形テーパ単一
モードファイバーカツプラＪ 、ＯｐＬ Ｌｅｄ、、
第６巻、第３２７〜３２８頁（１９８１）は、複円錐形
テーパ付融合カップラを作るためにエツチングしない融
合及びテーパ付けを利用する。ビラルエルはかの［偏光
状態保存単一モードファイバーカップラＪ 、Ｈｅｃｊ
ｔｏｎｉｃｓ Ｌｅｆｔ、 、第１９巻、第１７〜１８
頁（１９８３）では、エツチング、融合及びテーパ付け
はカップラファイバーの偏光軸線を整合する試みをせず
に連合される。それにもかかわらず、偏光状態は満足に
維持されると言われており、且つこれはファイバーの大
きいコヒーレントの複屈折を特性付ける。
するカップラを必要とする。莫大のカップラが報告され
ている。ビラルエルほかの「融合された単一モードファ
イバー接近カップラ」、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅ
ｄ、 、第１７巻、第２４３〜２４４頁（１９８０）は
コア直径の数マイクロメートルまで半径方向にエツチン
グするが応力誘起部分を除去することによってクラッド
を除去することを利用し、これは明らかに偏光状態維持
特性を破壊する。カワサキほかの１複円錐形テーパ単一
モードファイバーカツプラＪ 、ＯｐＬ Ｌｅｄ、、
第６巻、第３２７〜３２８頁（１９８１）は、複円錐形
テーパ付融合カップラを作るためにエツチングしない融
合及びテーパ付けを利用する。ビラルエルはかの［偏光
状態保存単一モードファイバーカップラＪ 、Ｈｅｃｊ
ｔｏｎｉｃｓ Ｌｅｆｔ、 、第１９巻、第１７〜１８
頁（１９８３）では、エツチング、融合及びテーパ付け
はカップラファイバーの偏光軸線を整合する試みをせず
に連合される。それにもかかわらず、偏光状態は満足に
維持されると言われており、且つこれはファイバーの大
きいコヒーレントの複屈折を特性付ける。
デイオツドほかの［Ｄ断面を有する楕円形コア付ファイ
バーから作られた偏光状態保持方向性カップラＪ 、Ｅ
Ｉｅｃｊｏｒｏｎｉｃ＋ Ｌｅｆｔ、、第１９巻、第６
０１及び６０２頁（１９８３）は、楕円形コアとＤ形状
の横断面を有するクラッドとを有し、コアがＤ形状の平
らな側に近接するファイバを利用する。カップラを作る
ために、少量の材料が短い長さにわたって両ファイバー
の表面からエツチングされ、且つファイバーはガラスの
大中に配置され、近接するエツチングされた部分及びＤ
形状の平らな側が互いに対向するファイバーを利用する
。ガラス管はコアが一緒に非常に接近して来る中央部分
を引くために加熱され且つ引張られる。
バーから作られた偏光状態保持方向性カップラＪ 、Ｅ
Ｉｅｃｊｏｒｏｎｉｃ＋ Ｌｅｆｔ、、第１９巻、第６
０１及び６０２頁（１９８３）は、楕円形コアとＤ形状
の横断面を有するクラッドとを有し、コアがＤ形状の平
らな側に近接するファイバを利用する。カップラを作る
ために、少量の材料が短い長さにわたって両ファイバー
の表面からエツチングされ、且つファイバーはガラスの
大中に配置され、近接するエツチングされた部分及びＤ
形状の平らな側が互いに対向するファイバーを利用する
。ガラス管はコアが一緒に非常に接近して来る中央部分
を引くために加熱され且つ引張られる。
カワサキほかの１単一偏光単一モードフアイバーカツプ
ラの製作Ｊ 、Ｈｅｃｌｏ＋ｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔ、、
第１８巻、第２２号（１９８２）のカップラでは、偏光
状態は、前述したラマスワミー、バーチ及びシバタの刊
行物、才力モト及びバーケイの特許、並びにプランケン
シップの第１図のファイバーに類似する２つの並んだオ
プチカルフアイバーバーを融合することによって維持さ
れる。即ち、コアから分離した直径方向に対向した応力
適用部分を有するファイバーである。偏光状態は、３つ
の整合のどれかで、即ち２つのファイバーの応力適用部
分の主軸線が平行である時又は同一線上にある時又は直
角である時に維持されると言われる。
ラの製作Ｊ 、Ｈｅｃｌｏ＋ｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔ、、
第１８巻、第２２号（１９８２）のカップラでは、偏光
状態は、前述したラマスワミー、バーチ及びシバタの刊
行物、才力モト及びバーケイの特許、並びにプランケン
シップの第１図のファイバーに類似する２つの並んだオ
プチカルフアイバーバーを融合することによって維持さ
れる。即ち、コアから分離した直径方向に対向した応力
適用部分を有するファイバーである。偏光状態は、３つ
の整合のどれかで、即ち２つのファイバーの応力適用部
分の主軸線が平行である時又は同一線上にある時又は直
角である時に維持されると言われる。
ヨコハマはかの１低過剰損失の偏光状態維持ファイバー
カップラＪ 、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ １ｅｔ１．
、第２２巻、第１８号、第９２９及び９３０頁（１９８
６）は、コアから離間した直径方向に対向した応力適用
部分を有する２つの整合されたファイバーを融合するこ
とによって作られた偏光状態維持力ツプラにかかわる。
カップラＪ 、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ １ｅｔ１．
、第２２巻、第１８号、第９２９及び９３０頁（１９８
６）は、コアから離間した直径方向に対向した応力適用
部分を有する２つの整合されたファイバーを融合するこ
とによって作られた偏光状態維持力ツプラにかかわる。
プランケンシップの特許で好適とされるように、応力適
用部分及び周囲ジャケット又はクラッドは同じ屈折率を
有する。カップラは、２つの並んだファイバーの偏光主
軸線を整合すること、それらを−緒に融合すること、及
び［指示したカップラ比が得られるまち融合した部分の
一部を細長くすることによって作られる。ヨｄＢであっ
たことを報告している。また、それは３０ｄＢより小さ
い偏光漏話（「偏光消滅率」とも称する）を報告してい
る。これら値の両方は市場でみられるどのカップラより
もおよそより良好な大きさのオーダーである。
用部分及び周囲ジャケット又はクラッドは同じ屈折率を
有する。カップラは、２つの並んだファイバーの偏光主
軸線を整合すること、それらを−緒に融合すること、及
び［指示したカップラ比が得られるまち融合した部分の
一部を細長くすることによって作られる。ヨｄＢであっ
たことを報告している。また、それは３０ｄＢより小さ
い偏光漏話（「偏光消滅率」とも称する）を報告してい
る。これら値の両方は市場でみられるどのカップラより
もおよそより良好な大きさのオーダーである。
プレイベルほかの「自己整合複屈折ファイバーを有する
偏光状態保存カップラＪ 、ＨｅｃｌｒｏｎｉｃｓＬｅ
ｄ、 、第１９巻、第８２５及び８２６頁（１９８３）
は、クラッドに高度にドープされた楕円形部分を有する
ことによって複屈折性を有するファイバーから作られた
カップラを形成する。「コアイバーはそのアクリレート
被膜と一緒に、シリカブロック中で２５ｃｍ半径に曲げ
られ且つ結合される。ファイバーの一側部及びその被膜
はファイバーを通して伝達される光を積極的に監視しな
がら研磨される。伝達された光が低下し始める時、研磨
は停止され、且つ２つの半休は結合をチエツクするため
に一緒に置かれる。処理は所望のレベルの結合が得られ
るまで繰返される。」米国特許第４．５６４，２６２号
（ショー）は同様の処理にかかわるが、処理中に光の伝
達を監視することについてなにも言及していない。
偏光状態保存カップラＪ 、ＨｅｃｌｒｏｎｉｃｓＬｅ
ｄ、 、第１９巻、第８２５及び８２６頁（１９８３）
は、クラッドに高度にドープされた楕円形部分を有する
ことによって複屈折性を有するファイバーから作られた
カップラを形成する。「コアイバーはそのアクリレート
被膜と一緒に、シリカブロック中で２５ｃｍ半径に曲げ
られ且つ結合される。ファイバーの一側部及びその被膜
はファイバーを通して伝達される光を積極的に監視しな
がら研磨される。伝達された光が低下し始める時、研磨
は停止され、且つ２つの半休は結合をチエツクするため
に一緒に置かれる。処理は所望のレベルの結合が得られ
るまで繰返される。」米国特許第４．５６４，２６２号
（ショー）は同様の処理にかかわるが、処理中に光の伝
達を監視することについてなにも言及していない。
米国特許第４，６３２．５１３号（ストウニほか）では
、一対の単一モードオプチカルフアイバーバーの並行な
並置セグメントが一緒に融合され、偏光不感応であるカ
ップラを形成する。
、一対の単一モードオプチカルフアイバーバーの並行な
並置セグメントが一緒に融合され、偏光不感応であるカ
ップラを形成する。
課題を解決するための手段及び作用
本発明は、市場に現れているどのカップラと比較しても
、実質的により少ない伝達損失を有し且つ実質的により
良好な偏光状態維持をすると信じられる偏光状態維持単
一モードファイバーカップうを作るために使用され得る
偏光状態維持オプチカルフアイバーバーを提供する。更
に、本発明の偏光状態維持カップラは市場に現れている
どの偏光状態維持カップラよりも製作費用がかなり少な
い。
、実質的により少ない伝達損失を有し且つ実質的により
良好な偏光状態維持をすると信じられる偏光状態維持単
一モードファイバーカップうを作るために使用され得る
偏光状態維持オプチカルフアイバーバーを提供する。更
に、本発明の偏光状態維持カップラは市場に現れている
どの偏光状態維持カップラよりも製作費用がかなり少な
い。
従来技術の偏光状態維持オプチカルフアイバーバーのよ
うに、本発明の偏光状態維持オプチカルフアイバーバー
はコアの屈折率よりも実質的に低い屈折率を有するジャ
ケットを有し、ジャケットは卵形の応力適用部分を含む
。この新規なオプチカルフアイバーバーは従来技術のオ
プチカルフアイバーバーと次の点で相違する。即ち、ジ
ャケットは実質的に−様な屈折率を有し、且つ応力適用
部分は１×１０４及び３Ｘ１０’の間（好ましくはｌＸ
ｌ０−’〜２Ｘ １０ ’）の複屈折をファイバーに与
える熱膨張率を有し、コアと実質的に接触し、且つファ
イバーの面積の１０パーセントより小さい面積を有する
。「実質的に接触する」は応力適用部分がコアから２μ
ｍより大きく分離されないこと又はコアの半径の８０パ
ーセントより大きく分離されないことを意味する。もし
応力適用部分がコアから約２μｍより大きく分離される
ならば、１×１０−４及び３Ｘ１０ ’の間の複屈折を
達成すること及びファイバーの面積の１０パーセントよ
り小さい面積を有する応力適用部分を得ることの両方を
非常に困難にするであろう。
うに、本発明の偏光状態維持オプチカルフアイバーバー
はコアの屈折率よりも実質的に低い屈折率を有するジャ
ケットを有し、ジャケットは卵形の応力適用部分を含む
。この新規なオプチカルフアイバーバーは従来技術のオ
プチカルフアイバーバーと次の点で相違する。即ち、ジ
ャケットは実質的に−様な屈折率を有し、且つ応力適用
部分は１×１０４及び３Ｘ１０’の間（好ましくはｌＸ
ｌ０−’〜２Ｘ １０ ’）の複屈折をファイバーに与
える熱膨張率を有し、コアと実質的に接触し、且つファ
イバーの面積の１０パーセントより小さい面積を有する
。「実質的に接触する」は応力適用部分がコアから２μ
ｍより大きく分離されないこと又はコアの半径の８０パ
ーセントより大きく分離されないことを意味する。もし
応力適用部分がコアから約２μｍより大きく分離される
ならば、１×１０−４及び３Ｘ１０ ’の間の複屈折を
達成すること及びファイバーの面積の１０パーセントよ
り小さい面積を有する応力適用部分を得ることの両方を
非常に困難にするであろう。
１×１０ 及び３Ｘ１０−４の間の複屈折は波長８５０
ｎｍにおいて約８〜３ｍｍのうなり長さの範囲に対応す
る。
ｎｍにおいて約８〜３ｍｍのうなり長さの範囲に対応す
る。
卵形の応力適用部分を有する通常の偏光状態維持ファイ
バー（前述したカッヤマの刊行物を参照）のように、新
規なファイバーは好ましくは薬品蒸気付着（ｃＶＤ）又
は修正された薬品蒸気付着（ＭＣＶＤ）によって作られ
る。その応力適用部分はそれほど小さく且つ好ましくは
コアと接触しているので、新規なファイバーは通常の偏
光状態維持ファイバーを作るために要する時間の約半分
で作られることができ且つ失敗がはるかに少ない。
バー（前述したカッヤマの刊行物を参照）のように、新
規なファイバーは好ましくは薬品蒸気付着（ｃＶＤ）又
は修正された薬品蒸気付着（ＭＣＶＤ）によって作られ
る。その応力適用部分はそれほど小さく且つ好ましくは
コアと接触しているので、新規なファイバーは通常の偏
光状態維持ファイバーを作るために要する時間の約半分
で作られることができ且つ失敗がはるかに少ない。
新規な偏光状態維持オプチカルフアイバーバーは本発明
の偏光状態維持カップラへ次の段階によって改造され得
る。
の偏光状態維持カップラへ次の段階によって改造され得
る。
１）２つの短い長さのオプチカルフアイバーバーを並ん
で置く段階、 ２）２つの長さのオプチカルフアイバーバーの偏光軸線
を整合する段階、 ３） 該長さのオプチカルフアイバーバーを一緒に融合
する段階、及び ４） 該長さのオプチカルフアイバーバーの１つの中に
光を発射しながら、通常は同等の光が融合した両長さか
ら発する時に両長さから発した光が所定の関係に達する
まで融合した両長さを圧伸する段階。
で置く段階、 ２）２つの長さのオプチカルフアイバーバーの偏光軸線
を整合する段階、 ３） 該長さのオプチカルフアイバーバーを一緒に融合
する段階、及び ４） 該長さのオプチカルフアイバーバーの１つの中に
光を発射しながら、通常は同等の光が融合した両長さか
ら発する時に両長さから発した光が所定の関係に達する
まで融合した両長さを圧伸する段階。
圧伸する段階４）が同等の光出力において停止された時
、その結果生じたカップラの融合された部分は断面が実
質的に亜鈴形状にされる。現在までの実験では、カップ
ラのウェスト部の最大直径は元の単一ファイバーの直径
の１／３から１／２までであり且つコアを通る最小直径
の１．５〜１．８倍であった。典型的には、直径約９０
μｍのオプチカルフアイバーバーを使用する時、カップ
ラのウェスト部の最大直径は３０〜４５μｍであつた。
、その結果生じたカップラの融合された部分は断面が実
質的に亜鈴形状にされる。現在までの実験では、カップ
ラのウェスト部の最大直径は元の単一ファイバーの直径
の１／３から１／２までであり且つコアを通る最小直径
の１．５〜１．８倍であった。典型的には、直径約９０
μｍのオプチカルフアイバーバーを使用する時、カップ
ラのウェスト部の最大直径は３０〜４５μｍであつた。
概述した方法の段階３）において、整合された両長さは
好ましくは異常に幅広いトーチ（直径０．５ｃｍより大
きい）によって加熱され、それにより方法の間トーチを
長さに対して相対的に移動する必要がない。トーチを移
動しないで、できるカップラの融合された部分は長さが
約２〜３ ｃｍである。オプチカルフアイバーバーの融
合長さの非融合端は次に全長約１メートルに切り取られ
、通常の偏光維持ファイバーへ機械的に容易に添え継ぎ
され得る腕即ちリード部を形成する。これらリード部の
長さは添え継ぎ中に更に減らすことができる。
好ましくは異常に幅広いトーチ（直径０．５ｃｍより大
きい）によって加熱され、それにより方法の間トーチを
長さに対して相対的に移動する必要がない。トーチを移
動しないで、できるカップラの融合された部分は長さが
約２〜３ ｃｍである。オプチカルフアイバーバーの融
合長さの非融合端は次に全長約１メートルに切り取られ
、通常の偏光維持ファイバーへ機械的に容易に添え継ぎ
され得る腕即ちリード部を形成する。これらリード部の
長さは添え継ぎ中に更に減らすことができる。
新規なカップラが作られるオプチカルフアイバーバーは
比較的廉価であり且つ２つの長さのファイバーをカップ
ラに改造する加工も比較的廉価であることにかかわらず
、本発明のカップラは市場にみられるどのカップラより
も性能が優れている。全て全長約１メートルに切り取ら
れている現在までに作られたプロトタイプのカップラの
約半数において、過剰の損失は０． １ｄＢより少なが
った。その他の大部分において、過剰の損失は約０．
３ｄＢ又はそれ以下であった。また、プロトタイプのカ
ップラの少なくとも半数の吸光比は２０ｄＢより良好で
あるが、現在市場にある最良のカップラは１５〜２０ｄ
Ｂの吸光比を有すると信じられる。また、試験は、プロ
トタイプのカップラが広い範囲の温度（−４０℃から７
０℃まで）にわたって現在市場にある最良のカップラよ
りも良好にそれらの特性を保持することを示した。
比較的廉価であり且つ２つの長さのファイバーをカップ
ラに改造する加工も比較的廉価であることにかかわらず
、本発明のカップラは市場にみられるどのカップラより
も性能が優れている。全て全長約１メートルに切り取ら
れている現在までに作られたプロトタイプのカップラの
約半数において、過剰の損失は０． １ｄＢより少なが
った。その他の大部分において、過剰の損失は約０．
３ｄＢ又はそれ以下であった。また、プロトタイプのカ
ップラの少なくとも半数の吸光比は２０ｄＢより良好で
あるが、現在市場にある最良のカップラは１５〜２０ｄ
Ｂの吸光比を有すると信じられる。また、試験は、プロ
トタイプのカップラが広い範囲の温度（−４０℃から７
０℃まで）にわたって現在市場にある最良のカップラよ
りも良好にそれらの特性を保持することを示した。
新規なカップラの低コストは、従来技術でしばしば用い
られているエツチング又は研磨段階を必要としない複円
錐形テーパ付融合方法によってカップラを作る能力に一
部依る。
られているエツチング又は研磨段階を必要としない複円
錐形テーパ付融合方法によってカップラを作る能力に一
部依る。
低コスト、失敗の少ないこと、及び優れた性能は全て本
発明のプロトタイプのカップラの生産において同時に達
成され得ることは驚きである。偏光状態を最良に維持す
る現在市場にあるファイバ−が４×１０〜５Ｘ１０’の
オーダーの複屈折を有するにもかかわらず、最高の特性
のプロトタイブのカップラが１×１０ 及び３Ｘ１０’
の間の複屈折を有するファイバーが得られていることは
更に驚きである。最高の特性のプロトタイプのカップラ
は、応力適用部分がファイバーの面積の１、〜３パーセ
ントであり且つコアに接しているオプチカルフアイバー
バーから作られている。
発明のプロトタイプのカップラの生産において同時に達
成され得ることは驚きである。偏光状態を最良に維持す
る現在市場にあるファイバ−が４×１０〜５Ｘ１０’の
オーダーの複屈折を有するにもかかわらず、最高の特性
のプロトタイブのカップラが１×１０ 及び３Ｘ１０’
の間の複屈折を有するファイバーが得られていることは
更に驚きである。最高の特性のプロトタイプのカップラ
は、応力適用部分がファイバーの面積の１、〜３パーセ
ントであり且つコアに接しているオプチカルフアイバー
バーから作られている。
プロトタイプのカップラの製作において、本発明者は対
にされた長さのオプチカルフアイバーバーの長側光軸線
が平行であるか又は同一直線的であるか又は直角である
かをまだ決定できないでいる（ワタナベの刊行物の前記
論述を参照）。この故に、プロトタイプのカップラの約
半数においてそれらの軸線が直角であり且つその他の半
数において同一直線的であるか又は平行であることが想
像され得る。優れた性能を有するカップラにおいて卵形
の応力適用部分の主軸線は対にされたファイバー長さが
一緒に融合された時に同−直線的又は平行であったと信
じられるがまだ確定されていない。
にされた長さのオプチカルフアイバーバーの長側光軸線
が平行であるか又は同一直線的であるか又は直角である
かをまだ決定できないでいる（ワタナベの刊行物の前記
論述を参照）。この故に、プロトタイプのカップラの約
半数においてそれらの軸線が直角であり且つその他の半
数において同一直線的であるか又は平行であることが想
像され得る。優れた性能を有するカップラにおいて卵形
の応力適用部分の主軸線は対にされたファイバー長さが
一緒に融合された時に同−直線的又は平行であったと信
じられるがまだ確定されていない。
プロトタイプのカップラが作られた対にされたファイバ
ー長さの卵形の応力適用部分は楕円形であった。高い偏
光維持特性のカップラを得るために、出発ファイバーの
応力適用部分の短軸線はコアの直径に近似し得るが、コ
アの直径の二倍を超えるべきではない。もし短軸線が実
質的により大きいならば、応力適用部分はファイバーの
面積の１０パーセントより小さく作ることができず、且
つまた高い偏光維持特性を有するカップラを与えるに充
分細長くされることができない。最良の結果のために、
出発オプチカルフアイバーバーの応力適用部分の長軸線
はコアの直径が約５μｍであるとき２５〜４０μｍであ
るべきである。
ー長さの卵形の応力適用部分は楕円形であった。高い偏
光維持特性のカップラを得るために、出発ファイバーの
応力適用部分の短軸線はコアの直径に近似し得るが、コ
アの直径の二倍を超えるべきではない。もし短軸線が実
質的により大きいならば、応力適用部分はファイバーの
面積の１０パーセントより小さく作ることができず、且
つまた高い偏光維持特性を有するカップラを与えるに充
分細長くされることができない。最良の結果のために、
出発オプチカルフアイバーバーの応力適用部分の長軸線
はコアの直径が約５μｍであるとき２５〜４０μｍであ
るべきである。
本発明は全ての図が概略図である図面を参照してより容
易に理解され得る。
易に理解され得る。
実施例
第１図に示すオプチカルフアイバーバー１０は後述する
例１に開示されるように作られることができる。それは
、断面図でみられるように、円形のコア１２（例１で１
層−３」と称する）と、隣接する楕円形の応力適用部分
１４（例１で「層−２」と称する）とを有し、その短軸
線はコアの直径よりも僅かに大きい。薄い層１５（例１
で「層−１」と称する）及び外方ジャケット１６が応力
適用部分を取囲んでおり、該薄い層及び該外方ジャケッ
トは例１で説明される理由で互いに光学的に同一であり
且つ一緒にオプチカルフアイバーバー１０のジャケット
又はクラッドを形成する。ジャケットの上に樹脂状保護
被覆１８がある。
例１に開示されるように作られることができる。それは
、断面図でみられるように、円形のコア１２（例１で１
層−３」と称する）と、隣接する楕円形の応力適用部分
１４（例１で「層−２」と称する）とを有し、その短軸
線はコアの直径よりも僅かに大きい。薄い層１５（例１
で「層−１」と称する）及び外方ジャケット１６が応力
適用部分を取囲んでおり、該薄い層及び該外方ジャケッ
トは例１で説明される理由で互いに光学的に同一であり
且つ一緒にオプチカルフアイバーバー１０のジャケット
又はクラッドを形成する。ジャケットの上に樹脂状保護
被覆１８がある。
第２図のカップラ２０は、断面図でみられるように、２
つの円形のコア２２を有し、該コアのそれぞれは楕円形
の応力適用部分２４によって取囲まれ且つ亜鈴形状にさ
れたジャケット２６を有する。２つの応力適用部分の主
軸線は互いに平行である。
つの円形のコア２２を有し、該コアのそれぞれは楕円形
の応力適用部分２４によって取囲まれ且つ亜鈴形状にさ
れたジャケット２６を有する。２つの応力適用部分の主
軸線は互いに平行である。
第３図で、カップラ２０のマウント３０はカバー３３に
よって閉鎖されたチャネル３２を形成した基体３１を有
する。基体及びカバーはオプチカルフアイバーバー１０
とほぼ同じ熱膨張率を有するべきである。基体、カバー
、及びオプチカルフアイバーバーのそれぞれは好ましく
は石英ガラスである。
よって閉鎖されたチャネル３２を形成した基体３１を有
する。基体及びカバーはオプチカルフアイバーバー１０
とほぼ同じ熱膨張率を有するべきである。基体、カバー
、及びオプチカルフアイバーバーのそれぞれは好ましく
は石英ガラスである。
カップラの腕即ちリード部は接着剤３６によって基体及
びカバーに付着され、それによりカップラの剥離された
部分３７はマウントに接触せずに維持され且つ接着剤は
樹脂状保護被覆１８だけに接触する。このように裸のガ
ラスになにも触れないでカップラを空気中に懸架するこ
とによって、吸光比は例えば接着剤３６が裸のガラスに
接触しているときのような接触があるときよりもはるか
に良好である。
びカバーに付着され、それによりカップラの剥離された
部分３７はマウントに接触せずに維持され且つ接着剤は
樹脂状保護被覆１８だけに接触する。このように裸のガ
ラスになにも触れないでカップラを空気中に懸架するこ
とによって、吸光比は例えば接着剤３６が裸のガラスに
接触しているときのような接触があるときよりもはるか
に良好である。
以下の例において、全ての部は重量で示される。
例１
（本発明の偏光状態維持ファイバーを作る）イ、プレフ
ォーム製作 この例でプレフォームは修正された薬品蒸気付着方法（
ＭＣＶＤ）によって製作された。この方法では、制御さ
れた組成及び厚さのガラスが金属塩化物又は臭化物によ
る酸素の化学反応によって融合シリカ管の内部に付着さ
れる。この方法のより完全な説明は米国特許第４，２１
７，０２７号（マツケスネイほか）にみられ得る。
ォーム製作 この例でプレフォームは修正された薬品蒸気付着方法（
ＭＣＶＤ）によって製作された。この方法では、制御さ
れた組成及び厚さのガラスが金属塩化物又は臭化物によ
る酸素の化学反応によって融合シリカ管の内部に付着さ
れる。この方法のより完全な説明は米国特許第４，２１
７，０２７号（マツケスネイほか）にみられ得る。
内径１７．０ｍｍ及び外径２０．０ｍｍを有する融合さ
れたシリカ管（ゼネラル・エレクトリック＃９８２ＷＧ
１）が付着装置（プレフォーム旋盤、ガス流システム、
水素トーチ）中へ挿入された。
れたシリカ管（ゼネラル・エレクトリック＃９８２ＷＧ
１）が付着装置（プレフォーム旋盤、ガス流システム、
水素トーチ）中へ挿入された。
管の内側壁は最初にフッ素でエツチングされて付着のた
めに汚染されない表面を作った。３つのガラス層が次に
管の内側壁に付着された。３つの層の作用及び組成は以
下に説明される。
めに汚染されない表面を作った。３つのガラス層が次に
管の内側壁に付着された。３つの層の作用及び組成は以
下に説明される。
層
層
層
作用（機能）
１ ジャケット層
２ 応力適用部分
３ 導波コア
組成
ＳｉＯ２／Ｐ２Ｏ５／Ｆ
ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３／ＧｅＯ２／Ｐ２Ｏ５５１０２／Ｇ
ｅ Ｏ２ 第２の清掃通過と層−３の付着との間に、事前つぶし段
階があった。段階的条件は表１に報告するとおりであっ
た。
ｅ Ｏ２ 第２の清掃通過と層−３の付着との間に、事前つぶし段
階があった。段階的条件は表１に報告するとおりであっ
た。
層−１は融合されたシリカ管と光学的に同一であり、こ
の故に外方ジャケットの部分となった。
の故に外方ジャケットの部分となった。
それはファイバーを直径９０μｍまで圧伸する際に例１
の偏光状態維持ファイバーのコアに直径５μｍをもたせ
るためにだけ応用された。
の偏光状態維持ファイバーのコアに直径５μｍをもたせ
るためにだけ応用された。
表１に報告された温度は融合されたシリカ管の外部表面
の高温計の読みであった。
の高温計の読みであった。
付着工程の終了後、環状プレフォームは標準的な技術に
よって中実棒につぶされた。
よって中実棒につぶされた。
ロ、プレフォーム造形
２つの直径方向に対向した平坦部は通常の表面研削機及
びダイヤモンド研削機で研削され、それぞれの平坦部に
おいて２．１３ｍｍ半径方向に除去した。次にプレフォ
ームは研削から生ずる粒子汚染物を除去するために完全
に清浄にされた。
びダイヤモンド研削機で研削され、それぞれの平坦部に
おいて２．１３ｍｍ半径方向に除去した。次にプレフォ
ームは研削から生ずる粒子汚染物を除去するために完全
に清浄にされた。
ハ、ファイバー圧伸
ジルコニア誘導炉を用いて、プレフォームはファイバー
に円形横断面を与えるに充分な温度を維持しながら直径
９０μｍを有するファイバーに圧伸された。そうするた
めに、ファイバーの直径は２つの直角の方向に連続的に
監視しながら炉の温度を調節して直径を両方向に同じに
保った。ファイバーが炉から出ると直ちに、それは紫外
線重合性アクリレート（ＤｅＳｏｔｏ Ｃｏ、からの９
５０ＸＯ７５）で被覆され、紫外線放射に暴露され、別
の紫外線重合性アクリレート（ＤｅＳｏｌｏからの３４
７１２−６）で上被覆され、かつ同じように暴露されて
樹脂状保護カバーを形成し、次にリールに巻いた。
に円形横断面を与えるに充分な温度を維持しながら直径
９０μｍを有するファイバーに圧伸された。そうするた
めに、ファイバーの直径は２つの直角の方向に連続的に
監視しながら炉の温度を調節して直径を両方向に同じに
保った。ファイバーが炉から出ると直ちに、それは紫外
線重合性アクリレート（ＤｅＳｏｔｏ Ｃｏ、からの９
５０ＸＯ７５）で被覆され、紫外線放射に暴露され、別
の紫外線重合性アクリレート（ＤｅＳｏｌｏからの３４
７１２−６）で上被覆され、かつ同じように暴露されて
樹脂状保護カバーを形成し、次にリールに巻いた。
その結果生じたオプチカルフアイバーバーは次の特性を
有した。
有した。
長さ ５００ｍ被覆外径
２０５μｍジャケット外径
９０μｍコア直径
５μｍ楕円形応力適用部分 長軸線 ２７μｍ短軸線
７μｍ面積対ファイバーの全面積
２％ ８５０ｎｍでの減衰 ８． Ｏｄｄ
／ｋｍ喰切り （カットオフ） ７７０ｎ
ｍ８５０ｎｍでのモード場直径 ５．９μｍＨ
−パラメータ ８．ｌＸｌ０６ｍ
’８５０ｎｍでのうなり（ビート）長さ ６． ４ｍｍ
例２ （本発明のカップラを作る） 例１の偏光状態維持オプチカルフアイバーバーの２つの
長さが複円錐針テーパ付融合技術によって本発明のカッ
プラに改造された。連続的段階は次のとおりであった。
２０５μｍジャケット外径
９０μｍコア直径
５μｍ楕円形応力適用部分 長軸線 ２７μｍ短軸線
７μｍ面積対ファイバーの全面積
２％ ８５０ｎｍでの減衰 ８． Ｏｄｄ
／ｋｍ喰切り （カットオフ） ７７０ｎ
ｍ８５０ｎｍでのモード場直径 ５．９μｍＨ
−パラメータ ８．ｌＸｌ０６ｍ
’８５０ｎｍでのうなり（ビート）長さ ６． ４ｍｍ
例２ （本発明のカップラを作る） 例１の偏光状態維持オプチカルフアイバーバーの２つの
長さが複円錐針テーパ付融合技術によって本発明のカッ
プラに改造された。連続的段階は次のとおりであった。
イ）各ファイバー長さの２． ８ｃｍ長さ中央部分はそ
の複層アクリレート被覆を機械的に剥離され且つ次に化
学的に清浄にされた。
の複層アクリレート被覆を機械的に剥離され且つ次に化
学的に清浄にされた。
口）ファイバーの各長さは、カララほかの「偏０〜４７
２頁（１９８６）に記載されている方法によって配向さ
れた。そうするとき、それぞれ平行又は同一直線的であ
る速及び遅生軸線を整合させる試みがなされたが、該整
合が直角でないことの保証はなかった。
２頁（１９８６）に記載されている方法によって配向さ
れた。そうするとき、それぞれ平行又は同一直線的であ
る速及び遅生軸線を整合させる試みがなされたが、該整
合が直角でないことの保証はなかった。
ハ）両長さは真空チャックに平行に保持された。
二）チャックの一方の側部で２つのファイバー端は層剥
離され且つ光学式検知システム中に配置された。
離され且つ光学式検知システム中に配置された。
ホ）波長８５０ｎｍの偏光された光がチャックの他方の
側部でリード部の１つの中へ発せられた。
側部でリード部の１つの中へ発せられた。
へ）ファイバー長さの裸の部分が一緒に長さ２．３ｃｍ
にわたって押込まれ、且つ紫外線硬化可能な接着剤が裸
の部分の端を一緒に接合するために使用された。
にわたって押込まれ、且つ紫外線硬化可能な接着剤が裸
の部分の端を一緒に接合するために使用された。
ト）裸の部分の中央部分が直径１印の静止水素トーチを
加熱され、それによりファイバーを長さ約０．５ｃｍに
わたって融合した。
加熱され、それによりファイバーを長さ約０．５ｃｍに
わたって融合した。
チ）ファイバー長さが一緒に融合した直後に、チャック
はそれらの追加された分離が１０ｍｍになるまで０．２
ｍｍ／ｓｅｃの速度で分離され、次に分離速度は約０．
０４ｍｍ／ｓｅｃまで減少され、これが停止され且つ
熱は同等の光出力が光学式検知システムで検知されると
直ちに撤去された。その結果化じたカップラの中央にお
ける横断面は図面の第２図に例示するとおりであり、次
の寸法をもった。
はそれらの追加された分離が１０ｍｍになるまで０．２
ｍｍ／ｓｅｃの速度で分離され、次に分離速度は約０．
０４ｍｍ／ｓｅｃまで減少され、これが停止され且つ
熱は同等の光出力が光学式検知システムで検知されると
直ちに撤去された。その結果化じたカップラの中央にお
ける横断面は図面の第２図に例示するとおりであり、次
の寸法をもった。
カップラのウェスト部の最大直径 ３５μｍ各コアの最
小直径 ２０μｍコア間の中央最小直径
１５μｍ融合部分の推定長さ
２５ｍｍ各リードすの近似長さ １ｍす
）カップラは紫外線硬化可能な接着剤によって石英ガラ
スのチャネル中に取付けられ（第３図に示すように）、
且つこの接着剤は石英カバーを通して紫外線放射に暴露
することによって硬化された。
小直径 ２０μｍコア間の中央最小直径
１５μｍ融合部分の推定長さ
２５ｍｍ各リードすの近似長さ １ｍす
）カップラは紫外線硬化可能な接着剤によって石英ガラ
スのチャネル中に取付けられ（第３図に示すように）、
且つこの接着剤は石英カバーを通して紫外線放射に暴露
することによって硬化された。
ヌ）取付けられたカップラはハウジング中へ挿入され且
つそこで室温硬化エラストマー中に注封され、後述する
ように取扱い且つ試験するために適する密封された外方
保護パッケージを形成した。
つそこで室温硬化エラストマー中に注封され、後述する
ように取扱い且つ試験するために適する密封された外方
保護パッケージを形成した。
例２におけるように作られた１１個の注封されたカップ
ラは次の特性を有した。
ラは次の特性を有した。
＊
５１ ０．２７ ２８．２ ２０．０ ２８
．１４９ ０．８３ １９．４ ２５．４ ２
７．５４８ ０．３＋ ３１．６ ３０
．４ ２７．５５５ ０．０２ ２３．５ ２
３．８ ２０．２４７ ０．０５ ３２．２
２５．６ ２５．３５１ ０．０１ ２８．１
１７，５ １９．２５４ ０．１８ ２
］、４ １８．８５１ ０．０８ ２Ｂ、０
＋９．９５Ｇ ０．０８ ３１．５ ２６
．５ ３３．５ ３１７５３ ０．２５ ３０
．５ ２０．２ １９．９ ２７．４５４ ０．０
１ ３５．６ ２８，０ ３０．０ ３３．０２７
．３ ３０．５ ２０．１ ２８．９ ２７．９ １−３及び１−４はそれぞれリード部１を入力としたと
きの非結合及び結合出力リド部についての偏光吸光比で
あり、２−３及び２−４はリード部２を入力としたとき
の値である。
．１４９ ０．８３ １９．４ ２５．４ ２
７．５４８ ０．３＋ ３１．６ ３０
．４ ２７．５５５ ０．０２ ２３．５ ２
３．８ ２０．２４７ ０．０５ ３２．２
２５．６ ２５．３５１ ０．０１ ２８．１
１７，５ １９．２５４ ０．１８ ２
］、４ １８．８５１ ０．０８ ２Ｂ、０
＋９．９５Ｇ ０．０８ ３１．５ ２６
．５ ３３．５ ３１７５３ ０．２５ ３０
．５ ２０．２ １９．９ ２７．４５４ ０．０
１ ３５．６ ２８，０ ３０．０ ３３．０２７
．３ ３０．５ ２０．１ ２８．９ ２７．９ １−３及び１−４はそれぞれリード部１を入力としたと
きの非結合及び結合出力リド部についての偏光吸光比で
あり、２−３及び２−４はリード部２を入力としたとき
の値である。
＊＊ カップラＡについて、結合比及び過剰損失は８２
０ｎｍにおいて測定され、その他の全ての測定は８５０
ｎｍにおいて行なった。
０ｎｍにおいて測定され、その他の全ての測定は８５０
ｎｍにおいて行なった。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の好適なオプチカルフアイバーバーの横
断面図であり、第２図は第１図のファイバーの１つの短
い長さから作られた本発明の好適なカップラの拡大断面
図であり、第３図は第２図のカップラのためのマウント
の一部破断にした平行透視図である。 １０・・・オプチカルフアイバーバー、１２．２２・・
・コア、１４．２４・・・応力適用部分、１５・・・薄
い層、１６．２６・・・ジャケット、１８・・・保護被
覆、２０・・・カップラ、３０・・・マウント、３１・
・・基体、３２・・・チャネル、３３・・・カバー３５
・・・腕即ちリード部、３６・・・接着剤、３７・・・
剥離部分。
断面図であり、第２図は第１図のファイバーの１つの短
い長さから作られた本発明の好適なカップラの拡大断面
図であり、第３図は第２図のカップラのためのマウント
の一部破断にした平行透視図である。 １０・・・オプチカルフアイバーバー、１２．２２・・
・コア、１４．２４・・・応力適用部分、１５・・・薄
い層、１６．２６・・・ジャケット、１８・・・保護被
覆、２０・・・カップラ、３０・・・マウント、３１・
・・基体、３２・・・チャネル、３３・・・カバー３５
・・・腕即ちリード部、３６・・・接着剤、３７・・・
剥離部分。
Claims (16)
- （１）コアの屈折率より実質的に低い屈折率を有するジ
ャケットを具備する偏光状態維持オプチカルフアイバー
であつて、該ジャケットが卵形の応力適用部分を含み、
該応力適用部分が、 ファイバーに１×１０＾−＾４から３×１０＾−＾４ま
での複屈折を与える熱膨張率を有し、 コアと実質的に接触し、且つ ファイバーの面積の１０パーセントより小さい面積を有
する、 偏光状態維持オプチカルフアイバー。 - （２）卵形の応力適用部分が波長８５０ｎｍにおいて少
なくとも３ｍｍの複屈折を与える特許請求の範囲第１項
に記載の偏光状態維持オプチカルフアイバー。 - （３）卵形の応力適用部分が実質的に楕円形であり且つ
その短軸線がコアの直径に近似する特許請求の範囲第１
項に記載の偏光状態維持オプチカルフアイバー。 - （４）楕円形の応力適用部分の短軸線がコアの直径の二
倍を超えない特許請求の範囲第３項に記載の偏光状態維
持オプチカルフアイバー。 - （５）コアの直径が約５μｍであり且つ応力適用部分の
最大直径が２５〜４０μｍである特許請求の範囲第４項
に記載の偏光状態維持オプチカルフアイバー。 - （６）複円錐形テーパ付の融合された偏光状態維持オプ
チカルフアイバーの２つの長さを具備する偏光状態維持
カップラであつて、各長さが高い屈折率の内方コアと比
較的低い屈折率のジャケットとを具備し、それが卵形の
応力適用部分を含み、該応力適用部分が、 ファイバーに１×１０＾−＾４から３×１０＾−＾４ま
での複屈折を与える熱膨張率を有し、 コアと実質的に接触し、且つ ファイバーの面積の１０パーセントより小さい面積を有
する、 偏光状態維持カップラ。 - （７）その融合された部分が実質的に亜鈴形状の横断面
を有する特許請求の範囲第６項に記載の偏光状態維持カ
ップラ。 - （８）カップラのウェスト部の最大直径が元の単一のフ
ァイバーの直径の１／３から１／２までである特許請求
の範囲第７項に記載の偏光状態維持カップラ。 - （９）カップラのウェスト部の最大直径がコアを横切る
カップラの最小直径の１．５〜１．８倍である特許請求
の範囲第７項に記載の偏光状態維持カップラ。 - （１０）融合された部分が長さ２〜３ｃｍである特許請
求の範囲第９項に記載の偏光状態維持カップラ。 - （１１）偏光状態維持カップラを取付けるためのマウン
トであつて、 一対の複円錐形テーパ付の融合された長さのオプチカル
フアイバーであつて、そのリード部が保護被覆を有し且
つその融合された部分が裸である一対の複円錐形テーパ
付の融合された長さのオプチカルフアイバーと、 カップラの融合された部分とほぼ同じ熱膨張率を有する
剛固な基体と、 融合部分を緊張して懸架して基体及び取付装置の両方と
接触しないように前記リード部を取付ける取付装置と、 カップラを空気中に懸架してカップラを保護パッケージ
内に密閉する装置と、 を具備するマウント。 - （１２）オプチカルフアイバー及び前記剛固な基体の両
方が石英ガラスからなる特許請求の範囲第１１項に記載
のマウント。 - （１３）前記剛固な基体が石英ガラスカバーで密閉され
たチャネルを形成する特許請求の範囲第１２項に記載の
マウント。 - （１４）前記取付装置がリード部の保護被覆をカップラ
のガラスに接触せずに基体へ付着する接着剤からなる特
許請求の範囲第１３項に記載のマウント。 - （１５）前記密閉装置が硬化されたエラストマーからな
る特許請求の範囲第１４項に記載のマウント。 - （１６）偏光状態維持カップラを作る方法であつて、（
ａ）２つの短い長さのオプチカルフアイバーを並んで配
置し、各オプチカルフアイバーがコアの屈折率より実質
的に低い屈折率を有するジャケットを具備し、該ジャケ
ットが卵形の応力適用部分を含み、該応力適用部分が ファイバーに１×１０＾−＾４から３×１０＾−＾４ま
での複屈折を与える熱膨張率を有し、 コアと実質的に接触し、且つ ファイバーの面積の１０パーセントより小さい面積を有
することと、 （ｂ）２つのファイバー長さの偏光軸線を整合すること
と、 （ｃ）２つのファイバー長さを融合することと、（ｄ）
ファイバー長さの１つの中へ光を発しながら、両長さか
ら放散される光が所定の関係に達するまで融合された両
長さを圧伸することと、の段階からなる方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US239540 | 1988-09-01 | ||
| US07/239,540 US4906068A (en) | 1988-09-01 | 1988-09-01 | Polarization-maintaining optical fibers for coupler fabrication |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02108010A true JPH02108010A (ja) | 1990-04-19 |
Family
ID=22902605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1226351A Pending JPH02108010A (ja) | 1988-09-01 | 1989-08-31 | カップラ製造用偏光状態維持オプチカルファイバー |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4906068A (ja) |
| EP (1) | EP0357429B1 (ja) |
| JP (1) | JPH02108010A (ja) |
| CA (1) | CA1320373C (ja) |
| DE (1) | DE68927431T2 (ja) |
| IL (2) | IL91329A (ja) |
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