JPH02232608A - Wide band polarization maintaining optical fiber coupler - Google Patents

Wide band polarization maintaining optical fiber coupler

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JPH02232608A
JPH02232608A JP5204989A JP5204989A JPH02232608A JP H02232608 A JPH02232608 A JP H02232608A JP 5204989 A JP5204989 A JP 5204989A JP 5204989 A JP5204989 A JP 5204989A JP H02232608 A JPH02232608 A JP H02232608A
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JP
Japan
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optical fiber
branching ratio
polarization
optical fibers
fiber coupler
Prior art date
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Pending
Application number
JP5204989A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Hanabusa
花房 広明
Yoshiaki Takeuchi
善明 竹内
Juichi Noda
野田 寿一
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication of JPH02232608A publication Critical patent/JPH02232608A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To make the wavelength dependency of branching ratio small and to obtain nearly constant branching ratio in a wide waveguide range by forming an optical coupling part between polarization maintaining single mode optical fibers. CONSTITUTION:The coupler is provided with two polarization maintaining single mode optical fibers 1a and 1b having at least one different value among the values of a mode field diameter, a cutoff wavelength and a mode double refractive index and the optical coupling part 5 is formed between the polarization maintaining single mode optical fibers. In this case, the maximum branching ratio can be designed to be an optional value from 0% to 100% corresponding to the degree of the difference of fiber parameter between two optical fibers. Since the wavelength dependency of the branching ratio is small near the maximum branching ratio, the optical fiber coupler having wide band characteristic is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 く産業上の利用分野〉 本発明は広帯域偏波保持光ファイバヵップラニ関し、各
種光通信システムにおいて光信号を分岐あるいは合流す
るために使用して有用なものである。
[Detailed Description of the Invention] Industrial Application Fields The present invention relates to a broadband polarization-maintaining optical fiber coupler, which is useful for branching or merging optical signals in various optical communication systems. .

〈従来の技術〉 コヒーレント光通信あるいは光ファイバセンサの分舒で
は、偏波保持型の光ファイバヵップラが要求されている
。偏波保持光ファイバカップラは偏波保持型の光ファイ
バを用いて融着延伸法あるいは研■法によって作製され
ろ。
<Prior Art> A polarization-maintaining optical fiber coupler is required for coherent optical communication or the distribution of optical fiber sensors. A polarization-maintaining optical fiber coupler is manufactured using a polarization-maintaining optical fiber by a fusion drawing method or a polishing method.

融着延伸法は、2本の光ファイバの側面同志を融着した
後、この融着部を細長く延伸して両者の融看部で光結合
部を形成する方法である。乙の融着延伸法により形成し
た光ファイバカップラでは2本の光ファイバのコア同志
が光結合部で接近していろため、一方の光ファイバの一
端から光信号を入射すると、この光信号が光結合部を通
過するときに他方の光ファイバに光信号の一部が漏れる
。したがって、この光ファイバカップラは光信号の分岐
式あるいは合流器として用いることができろ。
The fusion-stretching method is a method in which the side surfaces of two optical fibers are fused together, and then the fused portion is stretched into a long and thin shape to form an optical coupling portion at the fused portion of the two optical fibers. In the optical fiber coupler formed by the fusion-drawing method described in Part B, the cores of the two optical fibers are close to each other at the optical coupling part, so when an optical signal is input from one end of one optical fiber, this optical signal is A portion of the optical signal leaks into the other optical fiber when passing through the coupling section. Therefore, this optical fiber coupler can be used as an optical signal branching type or merging device.

更に、光ファイバとして、直s偏波を長距離に亘って保
持し得ろ複屈折性単一モードファイバ、即ち帰波保持型
の光ファイバを用い、融着延伸するときに偏波保持型の
2本の光ファイバの複屈折主軸方向を揃えることにより
偏波保持光ファイバカップラを作製することができる。
Furthermore, when using a birefringent single mode fiber, that is, a return wave maintaining type optical fiber, which can maintain normal S polarization over a long distance, when fusion-stretching it, A polarization-maintaining optical fiber coupler can be fabricated by aligning the principal axes of birefringence of the optical fibers.

第4図は融着延伸法により作製した偏波保持光ファイバ
カップラを示す構造図である。
FIG. 4 is a structural diagram showing a polarization-maintaining optical fiber coupler manufactured by the fusion drawing method.

同図において、la,lbは帰波保持型の光ファイバ、
2m,2bはコア、3g,3bはクラッド、4a,4b
は応力付与部、5は光結合部である。同図に示す偏波保
持光ファイバカップラでは、入射された光信号I0が光
信号1,,  I,に分岐されて出射される。
In the figure, la and lb are return-maintaining optical fibers,
2m, 2b is core, 3g, 3b is clad, 4a, 4b
5 is a stress applying part, and 5 is an optical coupling part. In the polarization-maintaining optical fiber coupler shown in the figure, the input optical signal I0 is branched into optical signals 1, , I, and output.

また、研磨法は、クラッドの局面の一部を研磨した2本
の光ファイバを接合する方法であり、融着延伸法と同様
の特性が得られる。
Furthermore, the polishing method is a method of joining two optical fibers whose cladding surfaces have been partially polished, and provides the same characteristics as the fusion-stretching method.

第5図(Jl)は研磨法により作製した偏波保持光ファ
イバカツプラを示す構造図、第5図[blはその光結合
部の横断面図である。両図中、lc,ldは偏波保持型
の光ファイバ、2c,2dはコア、3c,3dはクラッ
ド、4c,4dは応力付与部、5は光結合部、6a,a
dは石英ブロックである。
FIG. 5 (Jl) is a structural diagram showing a polarization-maintaining optical fiber coupler manufactured by a polishing method, and FIG. 5 (Jl) is a cross-sectional view of the optical coupling portion thereof. In both figures, lc and ld are polarization-maintaining optical fibers, 2c and 2d are cores, 3c and 3d are claddings, 4c and 4d are stress applying parts, 5 is an optical coupling part, and 6a and a
d is a quartz block.

上述の如き偏波保持光ファイバカップラは、従来、ファ
イバパラメータが等しい2本の光ファイバla,lbあ
るいはla,ldにより形成していた。
The polarization-maintaining optical fiber coupler as described above has conventionally been formed by two optical fibers la and lb or la and ld having the same fiber parameters.

第6図は、融着延伸法で作製した従来技術に係る、即ち
2本の光ファイバla,lbのファイバパラメータが等
しい偏波保持光ファイバカップラの分岐比一波長特性の
一例を示すグラフである。同図に示すような特性をもつ
光ファイバカップラは、波長1.3μm帯の3 dB分
岐器として作製したものである。
FIG. 6 is a graph showing an example of the branching ratio one-wavelength characteristic of a polarization-maintaining optical fiber coupler manufactured by the fusion drawing method according to the prior art, that is, the fiber parameters of two optical fibers la and lb are equal. . The optical fiber coupler having the characteristics shown in the figure was manufactured as a 3 dB splitter for the wavelength band of 1.3 μm.

く発明が解決しようとするran> 上記従来技術に係る偏波保持光ファイバカップラは、第
6図を参照すれば明らかな通り、分岐比に波長依存性が
あるため、狭い波長範囲でしか3 dB分岐醪として機
能しないという問題があった。
As is clear from FIG. 6, the polarization maintaining optical fiber coupler according to the above-mentioned prior art has a wavelength dependence in the branching ratio, so that the polarization maintaining optical fiber coupler according to the above-mentioned prior art has a wavelength dependence of 3 dB only in a narrow wavelength range. There was a problem that it did not function as a branched moromi.

本発明は、上記従来技術に鑑み、分岐比の波長依存性が
小さく、広い波長範囲でほぼ一定の分岐比を有する偏波
保持光ファイバカップラを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned prior art, it is an object of the present invention to provide a polarization-maintaining optical fiber coupler that has a branching ratio that has a small wavelength dependence and has a substantially constant branching ratio over a wide wavelength range.

く課題を解決するための手段〉 上記目的を達成する本発明の構成は、モードフィールド
径、カットオフ波長、モード複屈折率の中の少なくとも
1つが相異なる値である2本の偏波保持単一モード光フ
ァイバを有するとともに、これら偏波保持単一モード光
ファイバ間に光学的結合部を形成したことを特徴とする
Means for Solving the Problems> The configuration of the present invention that achieves the above object includes two polarization-maintaining units in which at least one of the mode field diameter, cutoff wavelength, and mode birefringence has a different value. It is characterized in that it has one-mode optical fibers and that an optical coupling portion is formed between these polarization-maintaining single-mode optical fibers.

く作   用〉 従来の偏波保持光ファイバカップラは、ファイバパラメ
ータが相等しい2本の光ファイバで構成していtこので
、その分岐比波長特性は、第6図に示したように、波長
とともに分岐比が0%から100%まで変化する完全結
合型の特性を示す。一方、上記構成の本発明の偏波保持
光ファイバカップラは、2本の光ファイバのファイバパ
ラメータの違いの程度に応じて、最大分岐比を0%から
100%の間の任意の値に設計することができる。また
、最大分岐比の近傍では分岐比の波長依存性が小さいの
で、広帯域特性を有する光ファイバカップラとなる。
Function> A conventional polarization-maintaining optical fiber coupler consists of two optical fibers with the same fiber parameters. Therefore, as shown in Figure 6, the branching ratio wavelength characteristic changes with the wavelength. It exhibits fully bonded characteristics in which the branching ratio varies from 0% to 100%. On the other hand, the polarization-maintaining optical fiber coupler of the present invention having the above configuration is designed to have a maximum branching ratio of any value between 0% and 100% depending on the degree of difference in fiber parameters between the two optical fibers. be able to. Furthermore, since the wavelength dependence of the branching ratio is small near the maximum branching ratio, the optical fiber coupler has broadband characteristics.

く実 施 例〉 息下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。Example of implementation Embodiments of the present invention will now be described in detail based on the drawings.

本発明の実施例に係る光ファイバカップラは第4図に示
すものと同じ融着延伸法により形成したものであるため
、外形形状は第4図に示す光ファイバカップラと同一で
ある。また、第1表は、同実施例に用いた種々のファイ
バパラメータを有する偏波保持型の光ファイバla,l
bの諸元を示したものである。
Since the optical fiber coupler according to the embodiment of the present invention is formed by the same fusion drawing method as that shown in FIG. 4, its external shape is the same as that of the optical fiber coupler shown in FIG. Table 1 also shows polarization-maintaining optical fibers la and l having various fiber parameters used in the same example.
This shows the specifications of b.

同表中、ファイバの項に記載したAは光ファイバ1mで
あり、Bl 〜B3,Cl 〜C3及びD1〜D3はA
と組合せる光ファイバ1bである。まi、Bl〜B3は
、Aに対しモードフィールド径が異なるもの、01〜C
3はカットオフ波長が異なるもの及びD1〜D3はモー
ド複屈折率が異なるものである。
In the same table, A written in the fiber section is an optical fiber of 1 m, and Bl ~ B3, Cl ~ C3 and D1 ~ D3 are A
This is the optical fiber 1b to be combined with the optical fiber 1b. Well, Bl~B3 have different mode field diameters than A, 01~C
3 have different cutoff wavelengths, and D1 to D3 have different mode birefringence.

く第1の実施例〉 第1図は本発明の第1の実施例の分岐比一波長特性を示
すグラフで、ファイバAとファイバ81〜B3のモード
フィールド径が相異なる光ファイバla,lb同士を融
看延伸することによって得られた偏波保持光ファイバの
特性を示すものである。同図中、実線,破線及び一点鎖
線は、モードフィールド径が7.5 pm,  8.0
 pm, 8.5 μmの光ファイバ1bの場合を夫々
示している。
First Embodiment> FIG. 1 is a graph showing the branching ratio single wavelength characteristic of the first embodiment of the present invention. This figure shows the characteristics of a polarization-maintaining optical fiber obtained by drawing the In the figure, the solid line, broken line, and dashed-dotted line indicate mode field diameters of 7.5 pm and 8.0 pm.
pm and 8.5 μm optical fiber 1b are shown.

第1図を参照すれば、最大分岐比の近くでは、分岐比の
波長依存性が小さく、またモードフィールド径の差が大
きくなるにつれて最大分岐比が100%から低下するこ
とがわかる。したがって、融着延伸する偏波保持型の2
本の光ファイバla,lbのモードフィールド径の値を
選ぶことによって、所要の分岐比の広帯域偏波保持光フ
ァイバカップラが得られる。
Referring to FIG. 1, it can be seen that near the maximum branching ratio, the wavelength dependence of the branching ratio is small, and as the difference in mode field diameter increases, the maximum branching ratio decreases from 100%. Therefore, the polarization-maintaining type 2
By selecting the values of the mode field diameters of the optical fibers la and lb, a broadband polarization-maintaining optical fiber coupler with a desired branching ratio can be obtained.

〈第2の実施例〉 第2sは本発明の第2の実施例の分岐比一波長持性を示
すグラフで、ファイバAとファイバC1〜C3のカット
オフ波長が相異なる光ファイバla,lb同士を融着延
伸することによって得られた4ll波保持光ファイバの
特性を示すものである。同図中、実線,破線及び一点鎖
線は、カットオフ波長が1.05μm,1.10 pm
,  115 pmの光77イバ】bの場合を夫々示し
ている。
<Second Example> 2s is a graph showing the branching ratio single wavelength property of the second example of the present invention, in which optical fibers la and lb have different cutoff wavelengths for fiber A and fibers C1 to C3. This figure shows the characteristics of a 4ll wave-maintaining optical fiber obtained by fusion-drawing. In the figure, the solid line, broken line, and dashed-dotted line indicate cutoff wavelengths of 1.05 μm and 1.10 pm.
, 115 pm light 77 pm] b).

第2図を参照すれば、最大分岐比の近くでは、分岐比の
波長依存性が小さく、またカットオフ波長の差が大きい
ほど最大分岐比が低下することがわかる。したがって、
カットオフ波長を違えろことによっても広帯域帰波保持
光ファイバカップラが得られろ。
Referring to FIG. 2, it can be seen that near the maximum branching ratio, the wavelength dependence of the branching ratio is small, and the larger the difference in cutoff wavelength is, the lower the maximum branching ratio is. therefore,
A broadband return-maintaining optical fiber coupler can be obtained by changing the cutoff wavelength.

く第3の実施例〉 第3図は本発明の第3の実施例の分岐比一波長特性を示
すグラフで、ファイバAとファイバD1〜D3のモード
複屈折率が相異なる光ブアイバ同士を融着延伸すること
によって得られた偏波保持光ファイバの特性を示すもの
である。同図中、実線,破線及び一点鎖繍は、モート複
屈折率が0.5X10 , 1.OX10 ,2x10
−“の光ファイバ1bの場合を夫々示していろ。
Third Embodiment FIG. 3 is a graph showing the branching ratio single-wavelength characteristics of the third embodiment of the present invention, in which fiber A and fibers D1 to D3 are used to fuse optical fibers with different mode birefringences. This figure shows the characteristics of a polarization-maintaining optical fiber obtained by stretching. In the figure, solid lines, broken lines, and dotted chain lines indicate moat birefringence of 0.5×10, 1. OX10, 2x10
- Indicate the case of the optical fiber 1b.

第3図を参照すれば、最大分岐比の近くでは、分岐比の
波長依存性が小さく、最大分岐比の低下はあまり顕著で
はないが、モード複屈折率を変えることによっても広帯
域偏波保持光ファイバカップラを得ることができる。
Referring to Figure 3, near the maximum branching ratio, the wavelength dependence of the branching ratio is small, and the decrease in the maximum branching ratio is not so remarkable. A fiber coupler can be obtained.

なお、本発明の第1〜第3の実施例はいずれも融着延伸
法によって作製したものであろカ,9F!!lmによっ
ても実現できろことは、本発明の特徴が、ファイバパラ
メータが相異なる2本の光ファイバ・la,lbから構
成されている点にあることからの当然の帰結である。
Incidentally, the first to third embodiments of the present invention were all produced by the fusion stretching method. ! The fact that it can also be realized by lm is a natural consequence of the fact that the feature of the present invention is that it is composed of two optical fibers la and lb with different fiber parameters.

また、相異なるファイバパラメータは、モードフィール
ド径,カットオ7波長,モード複屈折率の中のただ1つ
に限る必要はな<、2つ、あるいは全部のパラメータが
相異なる光ファイバ同士を用いた方が、最大分岐比の低
下がより大きくなる場合がある。
In addition, the different fiber parameters need not be limited to just one of the mode field diameter, cutoff wavelength, and mode birefringence. However, the reduction in maximum branching ratio may be greater.

く発明の効果〉 以上実施例とともに具体的に説明したように、本発明で
はファイバパラメータが相異なる2本の侮波保持型の光
ファイバを用いたので、分岐比の波長依存性が小さい偏
波保持光ファイバカップラを得ることができる。この結
果、コk−レント光通信あるいは光ファイバセンサに上
記カップラを適用する際に、特に仕様変更をすることな
く広範囲の波長域に対応できろという利点がある。
Effects of the Invention> As specifically explained above in conjunction with the embodiments, in the present invention, two wavelength-maintaining optical fibers with different fiber parameters are used, so that polarized light with small wavelength dependence of the branching ratio can be obtained. A retaining optical fiber coupler can be obtained. As a result, when the coupler is applied to co-current optical communications or optical fiber sensors, there is an advantage that it can be used in a wide range of wavelength ranges without changing the specifications.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図〜第3図は夫々本発明の第1〜第3の実施例の分
岐比一波長特性を示すグラフであり、第1図はモードフ
ィールド径が相異なる2本の偏波保持型の光ファイバを
用いた場合、第2図はカットオフ波長が相異なる2本の
偏波保持型の光ファイバを用いた場合、第3図はモード
複屈折率が相異なる2本の偏波保持型の光ファイバを用
いた場合である。第4図,第5図(a)はいずれも偏波
保持光ファイバカップラを示す構造4m,4b,4c,
4dは応力付与部、5は光結合部、 6c,adは石英ブロックである〇
Figures 1 to 3 are graphs showing the branching ratio single wavelength characteristics of the first to third embodiments of the present invention, respectively, and Figure 1 is a graph of two polarization maintaining types with different mode field diameters. When using optical fibers, Figure 2 shows the case where two polarization-maintaining optical fibers with different cutoff wavelengths are used, and Figure 3 shows the case where two polarization-maintaining optical fibers with different mode birefringences are used. This is the case using an optical fiber. Figures 4 and 5 (a) both show structures 4m, 4b, 4c, and polarization-maintaining optical fiber couplers.
4d is a stress applying part, 5 is an optical coupling part, 6c and ad are quartz blocks〇

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] モードフィールド径、カットオフ波長、モード複屈折率
の中の少なくとも1つが相異なる値である2本の偏波保
持単一モード光ファイバを有するとともに、これら偏波
保持単一モード光ファイバ間に光学的結合部を形成した
ことを特徴とする広帯域偏波保持光ファイバカップラ。
It has two polarization-maintaining single-mode optical fibers in which at least one of the mode field diameter, cutoff wavelength, and mode birefringence has a different value, and an optical fiber is formed between these polarization-maintaining single-mode optical fibers. 1. A broadband polarization-maintaining optical fiber coupler, characterized in that a polarization-maintaining optical fiber coupler is formed.
JP5204989A 1989-03-06 1989-03-06 Wide band polarization maintaining optical fiber coupler Pending JPH02232608A (en)

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