JPH03230104A - 光ファイバ偏光子およびその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、光ファイバセンサ用あるいは光ファイバ通信
用部品などとして使用される光ファイバ偏光子およびそ
の製造方法に関するものである。

「従来の技術」 偏光子は無偏光から直線偏光を取り出すものであり、従
来用いられている偏光子には、プリズムを重ね合わせて
作製したバルク型偏光子と、偏波保持光ファイバをコイ
ル状に巻いたコイル型ファイバ偏光子などがある。

第１７図および第１８図にこれらの従来の偏光子の例を
示す。

第１７図はバルク型偏光子の例を示すものである。この
ものは、ホルダーｌ内にプリズム２を収めて、このプリ
ズム２の入射端３から無偏光を入射して、プリズム２の
複屈折を利用して出力端４から直線偏光を取り出すもの
である。

第１８図はコイル型ファイバ偏光子の例を示すものであ
る。このものは円筒形のボビン５に偏波保持光ファイバ
６を複数回巻回し、異なる偏波軸の偏波の曲げ損失の差
を利用して、入射側のリード部分７から無偏光を入射さ
せることにより、出力側のリード部分８から直線偏光を
取り出すらのである。

１発明か解決しようとする課題」 しかしながら、上記のバルク型偏光子にあっては、ホル
ダー１内にプリズム２を収めて、その入射端３側と出力
端４側の両方に入射光および出力光を平行にするための
レンズ（図示せず）を設ける必要がある。よって、この
バルク型偏光子は小型化か困難であり、これを光学装置
等に組み込む場合に不便である。さらに、上記バルク型
偏光子は、プリズム２に精密な平面が要求されるｆ二め
、その研摩加工のコストが高くなっている。

また、コイル型ファイバ偏光子にあっては、異なる偏波
軸の偏波の曲げ損失の波長による差を１１用しているの
で、使用できる波長領域か狭い。そして、そのコイルの
巻き径を小さくするほと損失か大きくなるため、このコ
イル型ファイバ偏光子の犬ささば、そのフィルの巻き径
の大きさに制限され、コイルの巻き径以下の大きさにす
ることはてきない。

本発明は館記事情に鑑みてなされたもので、小型で広い
範囲の波長領域にわたって使用することかでき、しかも
、その製造が容易で安価な偏光子を提供することを目的
とする。

「課題を解決する１こめの手段ｊ 本発明は、応力付与型偏波保持光ファイバの光の伝搬部
位に、該応力付与型偏波保持光ファイバの２軸ある偏波
光のうち一方の偏波光を吸収し他方の偏波光を通過させ
る積層型偏光子を設けて光ファイバ偏光子を構成するこ
とによって、上記課題を解決しｆこ。

まｆ二、」−配光ファイバ偏光子の製造方法としてよ、
応力付与型偏波保持光ファイバを、溝付基板の溝内に挿
入、固定し、次いて溝付基板の溝側の而に、該応力付与
型偏波保持光ファイバの光伝搬方向に対し交差する方向
に沿ってファイバ切断溝を形成し、該応力付与型偏波保
持光コアイノ・を切断して隙間部を形成し、次いで該隙
間部に、積層型偏光子を、その多層膜の積層方向が偏波
保持光ファイバのいずれか一方の偏波軸に正確に一致す
るように設置する方法が望ましい。

「実施例」 第１図は本発明の第１実施例を示す図であって、この図
中符号１０は光ファイバ偏光子である。この光ファイバ
偏光子１０は、応力付与型偏波保持光ファイバ１１（以
下、偏波保持光コアイノくという）の一部に形成された
隙間部１２に、積層型偏光子１３を介在させて構成され
ている。

この積層型偏光子１３は、金属と誘電体とを交互に多数
積層してなるものであり、任意に偏光した光が入射する
と、その多層膜の積層方向と一致する方向に偏光した光
のみが通過し、それと直交する方向に偏光した光は金属
の自由電子により吸収されようになっている。

この光ファイバ偏光子１０では、偏波保持光ファイバ】
ｌの２つの偏波軸のいずれか一方の偏波軸古曲と−ｍ層
型偏光子１３の積層方向とが一致するように積層型偏光
子１３を配置している。

上記偏波保持光ファイバ１１は、第２図に示すように、
中心部のコア１４と、この両側部に配設された応力付与
部１５．１５と、これらを囲むクラット１６とを備えて
構成されている。

このような偏波保持光ファイバＩｆには、２つの複屈折
の主軸であるところのＸ偏波軸、Ｙ偏波軸（応力付与部
１５．１５の中心線を結ぶ方向をＸ偏波軸とし、それと
直交する方向をＹ偏波軸とする。）か存在する。

上記コアＩ４にはＧｅｍ、を添加した５１０２が使用さ
れ、応力付与部１５．１５にはＢ、０３を添加したＳｉ
Ｏ２が使用され、クラッド２３にはＳｉｆ。

か使用されている。応力付与部１５．１５の屈折率は、
クラッド１６の屈折率よりも低く、この偏波保持光ファ
イバ１１を側方から目視すると、応力付与部１５．１５
か黒く目視される。

第３図ないし第５図は、上記光ファイバ偏光子ＩＯの製
造方法の一例を説明するためのものである。この光ファ
イバ偏光子ｌＯを作製するには、ます第３図に示すよう
に、ガラスなどの透明硬質材料からなる角柱材にファイ
バ挿入用の溝＋７ａが形成されてなるブロック１７の溝
１７ａ内に、偏波保持光ファイバ１１を挿入する。なお
、このｉＭ　１７　ａは、深さを一定としても、深さに
変化を持たせても良い。

次に顕微鏡を用いて溝１７ａ内の偏波保持光ファイバ１
１を観察し、この偏波保持光ファイバ１１のＸ偏波軸あ
るいはＸ偏波軸が、ブロック１７の溝１７ａが形成され
ている而１７ｂに平行になるように、偏波保持光ファイ
バ１１を回転させて軸方向の調整を行う。次にこのブロ
ック１７の溝１７ａ内に接着剤（図示せず）を注入し、
これを固化させて偏波保持光ファイバ１１を溝１７ａ内
に固定する。このように固定することにより、積層型偏
光子１３の積層方向を偏波保持光ファイバＩＩのいずれ
か一方の偏波軸に一致させることか容易とζろ。

続いて、第４図に示すようにブロック１７の溝側の而１
７ｂに、偏波保持光ファイバ１１の伝搬方向と交差する
方向に沿ってファイバ切断ｉ？１ｔ１８を形成し、偏波
保持光ファイバ１１の一部に積層型偏光子１３を設置す
るための隙間部１２を形成する。このファイバ切断溝【
８の方向は、偏波保持光ファイバ１１の伝搬方向に対し
垂直でもよいが、この部分での反射を減少させるために
第６図および第７図に示すように７〜８°の角度を設け
たり、あるいは各種の反射防止処理が施されることが望
ましい。

次に、溝！８によって形成された偏波保持光ファイバＩ
＋の隙間部１２内に、第５図に示すように積層型偏光子
１３を、その多層膜の積層方向が偏波保持光ファイバ１
１のいずれか一方の偏波軸に正確に一致するように設置
し、透光性の、高い接着剤等により固定することによっ
て光ファイバ偏光子ＩＯが作製される。

この光ファイバ偏光子１０により直線偏光が得られるの
は次の理由による。まず偏波保持光ファイバ１１の一端
から無偏光を入射する。この偏波保持光ファイバＩＩて
は、入射された光はＸ偏波軸に沿って伝播ずろＸ偏波と
、Ｘ偏波軸に沿って伝播するＸ偏波とに分かれて偏波保
持光ファイバ１１内を伝播する。そして第８図に示すよ
うに積層型偏光子１３の積層方向１９と偏波保持光ファ
イバ１１のＸ偏波軸とが一致している場合には、Ｘ偏波
が吸収されてＸ偏波のみが取り出される。

また第９図に示すように積層型偏光子１３の積層方向１
９と偏波保持光ファイバ１１のＸ偏波軸とが一致してい
る場合には、Ｘ偏波が吸収されてＸ偏波のみが取り出さ
れる。

この光ファイバ偏光子１０は、偏波保持光ファイバ１１
の一部に形成された隙間１２に、偏波保持光ファイバ１
１の一方の偏波光を吸収し他方の偏波光を通過させる積
層型偏光子１３を介在させた構成としたので、構造が簡
略化でき小型化が極めて容易となる。また積層型偏光子
１３は広帯域を有しているため、この光ファイバ偏光子
１０は広い範囲の波長領域にわたって使用することがで
きる。

第１Ｏ図は本発明の第２実施例を示す図であって、この
図中符号２０は光ファイバ偏光子である。

この先ファイバ偏光子２０は、偏波保持光ファイバ１１
の一端にコネクタ２Ｉを取り付け、２つのコネクタ２１
．２１をアダプタ２２で接続し、かつそれぞれのフェル
ール２３．２３先端間に積層型偏光子１３を介在させて
構成されている。この積層型偏光子１３の積層方向は、
偏波保持光ファイバｌｌの２つの偏波軸のいずれか一方
の偏波軸に一致されている。

この光ファイバ偏光子２０を作製するには、２本の偏波
保持光ファイバ１１のそれぞれの一端に、通常用いられ
ているコネクタ２１．２１を取り付ける。

この際、コネクタ２１．２１に付属している回転止め金
具（キー）２４は、第１１図および第１２図に示すよう
に偏波保持光ファイバ１１のＸ偏波軸あるいはＸ偏波軸
の延長線上にあることが望ましい。

これにより積層型偏光子１３の積層方向と偏波保持光フ
ァイバ１１の偏波軸を一致させる操作が容易となる。

次に、２つのコネクタ２１．２１をアダプタ２２に接続
し、それぞれのフェルール２３．２３の先端間に、偏波
保持光ファイバ１１のいずれか一方の偏波軸と積層方向
を一致させた状態で積層型偏光子１３を設置し、必要に
応じて接着剤等により固定を行い、光ファイバ偏光子２
０を作製する。この際、各コネクタ２１．２１のフェル
ール先端の形状は、光の伝搬方向に対し垂直な方向に研
摩されていても良いし、あるいは第１３図に示すように
７〜８゜の角度をつけて研摩する等の反射を減少させる
処理を施しても良い。

この光ファイバ偏光子２０は、上記構成としにことによ
り、先の第１実施例と同様の効果が得られる他、偏波保
持光ファイバｌｌどうしの接続部位に設置オろことかで
きるので、偏光子を含め１こ装置の設置スペースを小さ
くすることができろとともに、偏光子の設置か容易とな
る。

第１４図は本発明の第３実施例を示す図てあ−て、この
図中符号３０は光ファイバ偏光子である。

この光ファイバ偏光子３０は、偏波保持光ファイバ１１
の一端に取り付けられたコネクタ２１のフェルール２３
に溝３１を形成し、この溝３１内に、偏波保持光ファイ
バ１１のいずれか一方の偏波軸と積層方向を一致させた
状態で積層型偏光子１３を設置しｆこ構成になっている
。

この光ファイバ偏光子３０を作製するには、まず偏波保
持光ファイバの一端に通常用いられているコネクタ２１
を取り付ける。この際、先の第２実施例と同様にキー２
４の位置を偏波保持光ファイバのいずれかの偏波軸に一
致させておくのが望ましい。そしてこのキー２４の位置
を確認しながらフェルール２３に溝３１を形成する。こ
の際、溝３１の方向は光の伝搬方向に垂直な方向でも良
いし、あるいは光の伝搬方向に７〜８°の角度をつけて
形成しても良い。次に、この溝３１内に偏波保持光ファ
イバ１１のいずれか一方の偏波軸に、積、【価方向を一
致させ１こ状態で積層型偏光子１３を設置し、さらにこ
こを接着剤で固定して、光ファイバ偏光子３０を作製す
る。

この光ファイバ偏光子３０は、先の第２実施例と同様の
効果が得らシ１ろ。

（実験例） 第５図に示す光ファイバ偏光子を作製した。

偏波保持光ファイバは次に示すものを用いｆ二。

ファイバ径・・１２５μｍ コア・・・８μｍ５ＧｅＯ７添加Ｓｉｎ、、屈折率１．
４８８クラツド・・・Ｓｉｎ、、屈折率１４５８応力付
与部・・・３０μｍ径、Ｂ、０３添加ＳｉＯ２、屈折率
１．３４２、応力付与部間隔２４．７μｍこの偏波保持
光ファイバを、第３図に示すように石英製ブロックの溝
に挿入し、Ｘ偏波軸を１７ｂの面に垂直に向けてアクリ
ル系接着剤で固着した。次にブロックの中央部に、偏波
保持光ファイバの伝搬方向に対し垂直に、幅約３０μｍ
の溝を形成し、この溝によって形成されｆこファイバの
隙間に、２　ｍｍＸ　１　ｍｍＸ　３０μｍの積層型偏
光子を、多層膜の積層方向と偏波保持光ファイバのＸ偏
波軸とを一致させた状態で設置し、上記接着剤で固定し
て、光ファイバ偏光子を作製しｆこ。得られた光ファイ
バ偏光子は、第８図に示すものと同様に偏油厚残キ７．
ツバ小Ｖ厄涜ヰ占（１１Ｂヤ六光　Ｙ僅辿光のみが通過
するものである。

そして、得られた光ファイバ偏光子のＸ、Ｙ偏波の１２
〜１６μｍの波長域における挿入損失および温度変化を
測定した。第１５図に１２〜１６μｍの波長域における
ｘ、Ｙ各偶波光の挿入損失の結果を示す。この図に示す
ように、得られた光ファイバ偏光子では、全波長域にお
いて２０ｄＢ以上、波長１３μｍでは３０ｄＢ以上の消
光比（Ｘ偏波光とＹ偏波光の透過光強度の比）が得られ
ており、また透過光の挿入損失も全波長域で約０゜５ｄ
Ｂという良好な特性が得られた。

また波長１．３μｍにおけるＸ、Ｙ各偶波光の挿入損失
の一２０６Ｃ〜＋６０°Ｃにおける温度変化を第１６図
に示す。透過光の挿入損失の変動は００８ｄＢと小さく
、また消光比も全温度域において３０ｄＢ以上という良
好な特性を示している。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明による光ファイバ偏光子
は、偏波保持光ファイバの光の伝搬部位に一眩広カイ寸
耳型個汚４！ｊ：持先ファイバの２Φ由ある偏波光のう
ち一方の偏波光を吸収し他方の偏波光を通過させる積層
型偏光子を設けた構成としたので、構造が簡略となり小
型化が極めて容易となる。

また積層型偏光子は広帯域を有しているため、この光フ
ァイバ偏光子は広い範囲の波長領域にわたって使用する
ことかできるなとの優れた効果がある。

またこの発明による光ファイバ偏光子の製造方法は、優
れた偏光特性を有し、機械的強度の高い光ファイバ偏光
子を、極めて容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す光ファイバ偏光子の
概略斜視図、第２図は応力付与型偏波保持光ファイバの
例を示す断面図、第３図ないし第５図は第１図に示す先
ファイバ偏光子の製造方法の一例を工程順に説明するた
めの斜視図、第６図および第７図は第１図の先ファイバ
偏光子における積層型偏光子の他の配置例を説明するた
めの図、第８図および第９図は偏波保持光ファイバの偏
波軸と積層型偏光子の積層方向との関係を説明するため
の要部拡大図、第１０図は本発明の第２実施例を示す光
ファイバ偏光子の側面図、第１１図および第１２図は第
１Ｏ図に示す光ファイバ偏光子における偏波軸方向とコ
ネクタのキーとの位置関係を説明するｆコめの要部拡大
図、第１３図は第１０図の光ファイバ偏光子における積
層型偏光子の配置方法の他の例を示す要部拡大図、第１
４図は本発明の第３実施例を示す光ファイバ偏光子の側
面図、第１５図および第１６図は本発明の光ファイバ偏
光子の特性の一例を示すグラフ、第１７図および第１８
図は従来の偏光子の例を示す斜視図である。 　０　２ １　ｌ　・ ２ ７ ８ ０．３０・・・光ファイバ偏光子 応力付与型偏波保持光ファイバ 隙間部　　　　　１３　・・積層型偏光子溝付基板　　
　　１７ａ　　溝 ファイバ切断溝

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）応力付与型偏波保持光ファイバの光の伝搬部位に
   、該応力付与型偏波保持光ファイバの２軸ある偏波光の
   うち一方の偏波光を吸収し他方の偏波光を通過させる積
   層型偏光子を設けたことを特徴とする光ファイバ偏光子
   。
2. （２）応力付与型偏波保持光ファイバを、溝付基板の溝
   内に挿入、固定し、次いで溝付基板の溝側の面に、該応
   力付与型偏波保持光ファイバの光伝搬方向に対し交差す
   る方向に沿ってファイバ切断溝を形成し、該応力付与型
   偏波保持光ファイバを切断して隙間部を形成し、次いで
   該隙間部に、積層型偏光子を、その多層膜の積層方向が
   偏波保持光ファイバのいずれか一方の偏波軸に正確に一
   致するように設置することを特徴とする光ファイバ偏光
   子の製造方法。