JPH0343602B2 - - Google Patents
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- JPH0343602B2 JPH0343602B2 JP54001792A JP179279A JPH0343602B2 JP H0343602 B2 JPH0343602 B2 JP H0343602B2 JP 54001792 A JP54001792 A JP 54001792A JP 179279 A JP179279 A JP 179279A JP H0343602 B2 JPH0343602 B2 JP H0343602B2
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- waveguide
- cladding
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- core
- fiber
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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
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/105—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type having optical polarisation effects
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
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- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
- C03B37/018—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD] by glass deposition on a glass substrate, e.g. by inside-, modified-, plasma-, or plasma modified- chemical vapour deposition [ICVD, MCVD, PCVD, PMCVD], i.e. by thin layer coating on the inside or outside of a glass tube or on a glass rod
- C03B37/01861—Means for changing or stabilising the diameter or form of tubes or rods
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- C03B37/01884—Means for supporting, rotating and translating tubes or rods being formed, e.g. lathes
- C03B37/01892—Deposition substrates, e.g. tubes, mandrels
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-
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は一方向だけの偏光を用いて光波を伝搬
する光ウエーブガイドに関する。
する光ウエーブガイドに関する。
集積光学装置の場合、一方向だけの偏光によつ
てパワを伝送しうる光ウエーブガイドを使用する
ことが望ましい。しかしながら、従来のグレー
ド・インデツクスフアイバにおいてはその幾何学
的あるいは誘電体的欠陥のため、光がほんの数cm
進行すると偏光が消えてしまうという欠陥がある
ことが良く知られている。様々に偏光した光波を
分離する手段としてフアイバコアの対称性に歪み
を与えることにより、これらのフアイバの偏光作
用を僅かに改善することができるが、イー．エ
ー．ジエー．マーカチリ著のベルシステムテクニ
カルジヤーナル、1969年９月発行「誘電体方形導
波管と集積オプチクス用方向性結合器」と題する
論文の2071頁〜2102頁における解析によると、コ
アの幾何形状を単に変えるだけでは２つの直交的
に偏光される基本モードの伝搬定数の差が目立つ
程変化しないことが示されている。
てパワを伝送しうる光ウエーブガイドを使用する
ことが望ましい。しかしながら、従来のグレー
ド・インデツクスフアイバにおいてはその幾何学
的あるいは誘電体的欠陥のため、光がほんの数cm
進行すると偏光が消えてしまうという欠陥がある
ことが良く知られている。様々に偏光した光波を
分離する手段としてフアイバコアの対称性に歪み
を与えることにより、これらのフアイバの偏光作
用を僅かに改善することができるが、イー．エ
ー．ジエー．マーカチリ著のベルシステムテクニ
カルジヤーナル、1969年９月発行「誘電体方形導
波管と集積オプチクス用方向性結合器」と題する
論文の2071頁〜2102頁における解析によると、コ
アの幾何形状を単に変えるだけでは２つの直交的
に偏光される基本モードの伝搬定数の差が目立つ
程変化しないことが示されている。
この問題に対する他の試みは、米国特許第
3659916号に開示された或る基本モードストリツ
プウエーブガイドであり、この場合損失性の材料
が導波ストリツプの表面に沿つて取付けられ、２
つの直交する偏光モードの１つを制御している。
さらに別の方法ではモードの一つを導くウエーブ
ガイドの能力をなくす手段として、損失性材料の
代わりにさらに高屈折率の材料を使用することが
できる。これらの方法においては２つの光波が吸
収あるいは輻射によつて抑制されるが、それらの
光波の結合が防ぎきれない。その結果、好ましい
偏光から望ましくない偏光へのパワーの一定な漏
れが存在し、ロスが生じる。従つて、上述の形式
の単偏光ウエーブガイドは非常に損失を生じやす
い。
3659916号に開示された或る基本モードストリツ
プウエーブガイドであり、この場合損失性の材料
が導波ストリツプの表面に沿つて取付けられ、２
つの直交する偏光モードの１つを制御している。
さらに別の方法ではモードの一つを導くウエーブ
ガイドの能力をなくす手段として、損失性材料の
代わりにさらに高屈折率の材料を使用することが
できる。これらの方法においては２つの光波が吸
収あるいは輻射によつて抑制されるが、それらの
光波の結合が防ぎきれない。その結果、好ましい
偏光から望ましくない偏光へのパワーの一定な漏
れが存在し、ロスが生じる。従つて、上述の形式
の単偏光ウエーブガイドは非常に損失を生じやす
い。
本発明は、応力誘発すなわちひずみ複屈折を増
強する様な方法で作られたウエーブガイド内にお
いて、直交的に偏光した光波がより効果的に分離
されるという認識に基づいている。この現象は、
幾何学的材料的非対称性をプリフオームに誘発さ
せ、このプリフオームから光フアイバを線引し、
誘発された応力すなわちひずみ複屈折Δnが都合
良く５×10-5より大きくなる様にすると現れる。
ビート周期Ｌは、その様なウエーブガイドの場
合、波長1μｍにおいて20mmより小さく波長0.5μｍ
において10mmより小さい。ここにＬ＝2π／Δβ、
でありΔβは直交する２方向の偏光波の伝搬定数
の差である。
強する様な方法で作られたウエーブガイド内にお
いて、直交的に偏光した光波がより効果的に分離
されるという認識に基づいている。この現象は、
幾何学的材料的非対称性をプリフオームに誘発さ
せ、このプリフオームから光フアイバを線引し、
誘発された応力すなわちひずみ複屈折Δnが都合
良く５×10-5より大きくなる様にすると現れる。
ビート周期Ｌは、その様なウエーブガイドの場
合、波長1μｍにおいて20mmより小さく波長0.5μｍ
において10mmより小さい。ここにＬ＝2π／Δβ、
でありΔβは直交する２方向の偏光波の伝搬定数
の差である。
Δnが40×10-5の場合のフアイバの製造方法を
説明する。この場合、Ｌは波長1μｍにおいて2.5
mmであり波長0.5μｍにおいて1.25mmである。
説明する。この場合、Ｌは波長1μｍにおいて2.5
mmであり波長0.5μｍにおいて1.25mmである。
都合良く線引きした光フアイバ（1972年２月発
行のIEEジヤーナルオブクオンタムエレクトロニ
クスのVOL.QE−８、No.２、222頁〜225頁に記載
されたカプロンその他による「誘電体光ウエーブ
ガイドにおける複屈折」を参照のこと）において
は、10-7のオーダーの応力誘発複屈折が測定され
ているがその効果は、偏光結合が、実際的に使用
可能レベル迄減ずるのに充分な大きさではない。
さらに応力誘発複屈折はその様な結合を減ずるた
めの可能な手段として認識されていなかつた。
行のIEEジヤーナルオブクオンタムエレクトロニ
クスのVOL.QE−８、No.２、222頁〜225頁に記載
されたカプロンその他による「誘電体光ウエーブ
ガイドにおける複屈折」を参照のこと）において
は、10-7のオーダーの応力誘発複屈折が測定され
ているがその効果は、偏光結合が、実際的に使用
可能レベル迄減ずるのに充分な大きさではない。
さらに応力誘発複屈折はその様な結合を減ずるた
めの可能な手段として認識されていなかつた。
本発明は添付された図面を参照することにより
さらに良く理解される。
さらに良く理解される。
図面において、第１図は、内部誘電体部材１１
の主表面と接触する外部誘電体層１２と１３およ
び、その部材１１とを含む板状ウエーブガイド１
０を示す。主として内部誘電体部材内またはこの
ウエーブガイドのコア領域に波の伝達路を設ける
ため、外層の屈折率は部材１１の屈折率よりも小
さい。
の主表面と接触する外部誘電体層１２と１３およ
び、その部材１１とを含む板状ウエーブガイド１
０を示す。主として内部誘電体部材内またはこの
ウエーブガイドのコア領域に波の伝達路を設ける
ため、外層の屈折率は部材１１の屈折率よりも小
さい。
コアの幅Ｗがその厚さｔよりも数倍大きいとい
う事実にも拘らず、その様なウエーブガイドはコ
ア領域の両横方向に平行な方向に沿つて偏光した
光波エネルギーを伝搬することができる。いかな
る外部の結合メカニズムもない場合はビート周期
Ｌを決定することができ、このビート周期内にエ
ネルギーは２つの直交する偏光の間で完全に交換
される。すなわち、そのエネルギーは一方の偏光
に完全に移つた後、再び元の偏光に現われる。シ
ングルモードフアイバの場合、この周期Ｌは次式
で与えられる。
う事実にも拘らず、その様なウエーブガイドはコ
ア領域の両横方向に平行な方向に沿つて偏光した
光波エネルギーを伝搬することができる。いかな
る外部の結合メカニズムもない場合はビート周期
Ｌを決定することができ、このビート周期内にエ
ネルギーは２つの直交する偏光の間で完全に交換
される。すなわち、そのエネルギーは一方の偏光
に完全に移つた後、再び元の偏光に現われる。シ
ングルモードフアイバの場合、この周期Ｌは次式
で与えられる。
Ｌ＝2π／Δβ (1)
ここにΔβは、２つの直交する偏光波の伝搬定
数の差である。Δβを増加すると、周期が短かく
なることが明らかである。ビート周期に匹敵する
空間周期を有する機械的“ゆらぎ”は、一方の偏
光の他方への好ましくない結合を引き起すので、
ビート周期は、製造工程あるいはウエーブガイド
を使用する際に生ずる物理的曲げまたはねじりに
よつて典型的に誘発されるゆらぎ周期よりも小さ
くする。例えば、0.63μｍの波長において名目上
円形状を有する硼硅酸塩のグレーデツドインデツ
クスフアイバは、10cmよりも長いＬを有する。匹
敵する長さの機械的ゆらぎは異常であるので、そ
の様なフアイバに沿つて伝搬し、一方向に偏光し
て放出されるエネルギーは干渉偏光となる傾向が
ある。従来技術の平板フアイバは、導波領域の縦
横比が１とはるかに異なるという事実にも拘ら
ず、干渉偏光波エネルギーを発生させる傾向があ
る。しかしながらこの偏光結合は、本発明に従つ
て、Δβが非常に増加する様なウエーブガイド内
の応力誘発すなわちひずみ複屈折によつて避けら
れる。用語「応力誘発複屈折」すなわち「ひずみ
複屈折」はここでは、導波領域内の互いに直交す
る横方向に沿つた機械的応力における差の発生に
よつて生じた基本屈折率の差を表すために用いら
れる。従つて例えば、層１１の熱膨張係数が外層
１２と１３の熱膨張係数と異なると、誘電体層１
１内に複屈折が誘発される。この様な場合、部材
１１の幅は、フアイバが線引きされて冷却される
際に層１２と１３の幅と異なろうとする。しか
し、これらの３層は互いに接着されているのでそ
れらの幅は同一であると見做され、その結果外層
が充分に固くなると、幅Ｗの方向に沿つて部材１
１の内部に内部応力が生ずる。一方、ｔの方向に
はその様な応力が誘発されないので、この異方性
歪みの結果、光電効果の手段によつてこれらの２
方向に沿つた偏光したエネルギーに対する伝搬定
数に、比較的大きな差異が生ずる。
数の差である。Δβを増加すると、周期が短かく
なることが明らかである。ビート周期に匹敵する
空間周期を有する機械的“ゆらぎ”は、一方の偏
光の他方への好ましくない結合を引き起すので、
ビート周期は、製造工程あるいはウエーブガイド
を使用する際に生ずる物理的曲げまたはねじりに
よつて典型的に誘発されるゆらぎ周期よりも小さ
くする。例えば、0.63μｍの波長において名目上
円形状を有する硼硅酸塩のグレーデツドインデツ
クスフアイバは、10cmよりも長いＬを有する。匹
敵する長さの機械的ゆらぎは異常であるので、そ
の様なフアイバに沿つて伝搬し、一方向に偏光し
て放出されるエネルギーは干渉偏光となる傾向が
ある。従来技術の平板フアイバは、導波領域の縦
横比が１とはるかに異なるという事実にも拘ら
ず、干渉偏光波エネルギーを発生させる傾向があ
る。しかしながらこの偏光結合は、本発明に従つ
て、Δβが非常に増加する様なウエーブガイド内
の応力誘発すなわちひずみ複屈折によつて避けら
れる。用語「応力誘発複屈折」すなわち「ひずみ
複屈折」はここでは、導波領域内の互いに直交す
る横方向に沿つた機械的応力における差の発生に
よつて生じた基本屈折率の差を表すために用いら
れる。従つて例えば、層１１の熱膨張係数が外層
１２と１３の熱膨張係数と異なると、誘電体層１
１内に複屈折が誘発される。この様な場合、部材
１１の幅は、フアイバが線引きされて冷却される
際に層１２と１３の幅と異なろうとする。しか
し、これらの３層は互いに接着されているのでそ
れらの幅は同一であると見做され、その結果外層
が充分に固くなると、幅Ｗの方向に沿つて部材１
１の内部に内部応力が生ずる。一方、ｔの方向に
はその様な応力が誘発されないので、この異方性
歪みの結果、光電効果の手段によつてこれらの２
方向に沿つた偏光したエネルギーに対する伝搬定
数に、比較的大きな差異が生ずる。
偏光の２方向に対する屈折率の差の大きさΔn
は、これら２方向における歪みの差に比例し次式
で与えられる。
は、これら２方向における歪みの差に比例し次式
で与えられる。
Δn∝〜（α0−α1）ΔT (2)
ここにα0とα1はそれぞれ外層と内層の熱膨張係
数であり、ΔTはガラス層が固まる時の温度と動
作温度との差である。
数であり、ΔTはガラス層が固まる時の温度と動
作温度との差である。
他のウエーブガイド構造を作るため、第１図の
平板構造を第２図の如く修正して、より小さな屈
折率の中間クラツド１５によつて囲まれた内部コ
ア１４と、外被１６とを構成する。この様なプリ
フオーム構造は、独立したガラス平板を組立てる
かあるいは当業者には公知の連続的付着方法によ
つて容易に製造できる。その様なプリフオームに
近づける他の方法についてさらに詳細に以下に記
す。
平板構造を第２図の如く修正して、より小さな屈
折率の中間クラツド１５によつて囲まれた内部コ
ア１４と、外被１６とを構成する。この様なプリ
フオーム構造は、独立したガラス平板を組立てる
かあるいは当業者には公知の連続的付着方法によ
つて容易に製造できる。その様なプリフオームに
近づける他の方法についてさらに詳細に以下に記
す。
コア１４とクラツド１５とを含む導波部におい
て望ましい大きな複屈折を生じさせるために、外
被材料とウエーブガイド材料との熱伝導係数の差
を大きくする。さらに、平板の寸法は次の不等式
を満足する。
て望ましい大きな複屈折を生じさせるために、外
被材料とウエーブガイド材料との熱伝導係数の差
を大きくする。さらに、平板の寸法は次の不等式
を満足する。
（t1＋t3）C1t2C2 (3)
また
（W1＋W3）C1W2C2 (4)
ここにC1とC2はそれぞれ、外被および導波管
材料の弾性率である。典型的な場合C1とC2とは
ほとんど等しいこともあり、その結果上式の不等
式は根本的に幾何学的である。或る場合には以下
に記す様なW1とW3とは零になることもある。
材料の弾性率である。典型的な場合C1とC2とは
ほとんど等しいこともあり、その結果上式の不等
式は根本的に幾何学的である。或る場合には以下
に記す様なW1とW3とは零になることもある。
第２図の実施例に対する歪複屈折は、
（Sy−Sx）＝（α1−α2）ΔT (5)
ここにSyとSyは、それぞれｙおよびｘ方向に生
じた歪みであり、ΔT＝Ta−Tbである。Taは動
作する時の周囲温度、Tbは材料の軟化温度にお
およそ等しく、α1とα2はそれぞれ外被および導波
領域の熱膨張係数である。見当をつける時は、簡
略のためα1とα2は温度に無関係であると仮定す
る。
じた歪みであり、ΔT＝Ta−Tbである。Taは動
作する時の周囲温度、Tbは材料の軟化温度にお
およそ等しく、α1とα2はそれぞれ外被および導波
領域の熱膨張係数である。見当をつける時は、簡
略のためα1とα2は温度に無関係であると仮定す
る。
ひずみ複屈折Δnは次式で与えられる。
Δn＝n3／２（P11−P12）（α1−α2）ΔT (6)
ここにｎは屈折率であり、P11とP12とは導波管
材料の光弾性定数である。
材料の光弾性定数である。
典型的に、プリフオームは純シリカの外被と、
硼硅酸塩またはゲルマニウム硅酸塩または燐硅酸
塩ガラスでできたクラツドとコアとを含むことが
あり、ここにコアとクラツドとは別々にドープし
て必要とする屈折率の変化を与えている。以下の
例において、P11とP12に対するシリカの値を代入
して説明する。
硼硅酸塩またはゲルマニウム硅酸塩または燐硅酸
塩ガラスでできたクラツドとコアとを含むことが
あり、ここにコアとクラツドとは別々にドープし
て必要とする屈折率の変化を与えている。以下の
例において、P11とP12に対するシリカの値を代入
して説明する。
例 １
５モル％のB203−Si02のクラツドの場合、計算
されたΔnの値は１×10-4である。ここにｎ1.5、
（P11−P12）0.15、（α1−α2）−５×10-7／
℃、またΔT−850℃である。
されたΔnの値は１×10-4である。ここにｎ1.5、
（P11−P12）0.15、（α1−α2）−５×10-7／
℃、またΔT−850℃である。
例 ２
25モル％のGe02−SiO2のクラツドの場合、計
算されたΔnは４×10-4である。ここにｎ1.5
（P11−P12）0.15、（α1−α2）＝−1.6×10-6／℃
、
またΔT−100℃である。
算されたΔnは４×10-4である。ここにｎ1.5
（P11−P12）0.15、（α1−α2）＝−1.6×10-6／℃
、
またΔT−100℃である。
例 ３
12モル％のP205−Si02クラツドの場合、計算さ
れたΔnは４×10-4である。ここにｎ1.5、（P11
−P12）0.15、（α1−α2）＝1.4×10-6／℃またΔT
＝−1200℃である。
れたΔnは４×10-4である。ここにｎ1.5、（P11
−P12）0.15、（α1−α2）＝1.4×10-6／℃またΔT
＝−1200℃である。
これらの上記の諸例において、コアとクラツド
の熱特性は同一であると見做される。
の熱特性は同一であると見做される。
確認された動作メカニズムにより、本発明の原
理は従来の光フアイバにも応用しうる。典型的
に、外部クラツド２２により囲まれた内部コア領
域２１を含む、第３図に示された型のプリフオー
ム２０から光フアイバが線引きされる。その円形
の対称性により、その様なプリフオームから線引
きされたフアイバ内には、ほんの僅かな応力誘発
複屈折が存在する。
理は従来の光フアイバにも応用しうる。典型的
に、外部クラツド２２により囲まれた内部コア領
域２１を含む、第３図に示された型のプリフオー
ム２０から光フアイバが線引きされる。その円形
の対称性により、その様なプリフオームから線引
きされたフアイバ内には、ほんの僅かな応力誘発
複屈折が存在する。
従つて、歪み複屈折を強めるには対称性を持た
せる時は注意深くせねばならない。さらに本発明
の特徴として、内部コア３１と中間クラツド層３
２と外被３３とによつて囲まれた内部コア３１を
含む第４図に示された型の３層構造を、始めのプ
リフオームとして考慮する。本発明の実施例にお
いて、外層３３の直径方向に相対する部分は研削
乃至他の方法で除去し第５図に示される様なプリ
フオームとする。このプリフオームは、コア３１
とクラツド３２および、３３′と３３″の部分を除
去して修正された外層３３とを含む。この様な修
正されたプリフオームを線引きすると、表面張力
によりその断面は第６図に示される形状となる。
この形状が第２図の平板形状に似ていることが分
かるであろう。第２図に実施例の如く、外被層３
３により、ｘ方向の歪みよりもはるかに大きい歪
みがｙ方向に沿つてフアイバ内に生ずる。この２
方向の歪みの比はプリフオームの厚さａ、ｂ、ｃ
および、変形したフアイバにおけるそれらに対応
する寸法a′、b′、c′に関係づけられる。
せる時は注意深くせねばならない。さらに本発明
の特徴として、内部コア３１と中間クラツド層３
２と外被３３とによつて囲まれた内部コア３１を
含む第４図に示された型の３層構造を、始めのプ
リフオームとして考慮する。本発明の実施例にお
いて、外層３３の直径方向に相対する部分は研削
乃至他の方法で除去し第５図に示される様なプリ
フオームとする。このプリフオームは、コア３１
とクラツド３２および、３３′と３３″の部分を除
去して修正された外層３３とを含む。この様な修
正されたプリフオームを線引きすると、表面張力
によりその断面は第６図に示される形状となる。
この形状が第２図の平板形状に似ていることが分
かるであろう。第２図に実施例の如く、外被層３
３により、ｘ方向の歪みよりもはるかに大きい歪
みがｙ方向に沿つてフアイバ内に生ずる。この２
方向の歪みの比はプリフオームの厚さａ、ｂ、ｃ
および、変形したフアイバにおけるそれらに対応
する寸法a′、b′、c′に関係づけられる。
どの様な対称性もひずみ複屈折を生ずるが、次
の条件の時ビート周期が５mmより小さくなる。す
なわち、 クラツドの半径ｃの元の厚さａに比が1/2より
小さく且つ、外層の減少した厚さｂの元の厚さａ
に対する比が1/10より小さい時、すなわち ｃ／ａ＜0.5 (7) 且つ ｂ／ａ≦0.1 (8) の時である。
の条件の時ビート周期が５mmより小さくなる。す
なわち、 クラツドの半径ｃの元の厚さａに比が1/2より
小さく且つ、外層の減少した厚さｂの元の厚さａ
に対する比が1/10より小さい時、すなわち ｃ／ａ＜0.5 (7) 且つ ｂ／ａ≦0.1 (8) の時である。
第７図は、プリフオームの外層に非対称性を持
たせる他の手段である。本方法によれば、クラツ
ド４１を囲む外層４０は、直径方向に相対する部
分４０′と４０″を切込んである。この様なプリフ
オームから線引きしたフアイバは第８図の如くで
ある。なおこの実施例では、前記厚さｂの値は極
めて小さく第７図及び第８図には表示されていな
い。
たせる他の手段である。本方法によれば、クラツ
ド４１を囲む外層４０は、直径方向に相対する部
分４０′と４０″を切込んである。この様なプリフ
オームから線引きしたフアイバは第８図の如くで
ある。なおこの実施例では、前記厚さｂの値は極
めて小さく第７図及び第８図には表示されていな
い。
第９図に示す第３の製造方法によれば、クラツ
ド層５０に環状の部分５１と５２が付加されてい
る。このため前記厚さｂはｂ＝０となる。
ド層５０に環状の部分５１と５２が付加されてい
る。このため前記厚さｂはｂ＝０となる。
これらの技術にうちどちらかを使用するかは、
始めのプリフオームの性質によつて決まる。硼硅
酸塩ドープトプリフオームの様なものは３層に作
られ、従つて第５図と第７図に示された方法が用
いられる。一方、２層プリフオームから作る場合
は第９図の方法が用いられる。
始めのプリフオームの性質によつて決まる。硼硅
酸塩ドープトプリフオームの様なものは３層に作
られ、従つて第５図と第７図に示された方法が用
いられる。一方、２層プリフオームから作る場合
は第９図の方法が用いられる。
クラツドとコア層を形成するための方法の詳細
は、プロシーデイングスオブザI.E.E.E.，62 1280
（1974年）刊行のジエー．ビー．マツクケスネイ
とピー．ビー．オコーナーおよびエツチ．エム．
プレスバイ著の「低損失のグレーデツドインデツ
クスオプチカルフアイバの製法に関する新しい方
法」と、同じくプロシーデングスオブザI.E.E.E.，
62 1281（1974年）刊行のジー．ダブリユ．タスカ
ーおよびダブリユ．ジー．フレンチ著の「純溶融
シリカを用いた低損失オプチカルウエーブガイ
ド」中に記載されている。
は、プロシーデイングスオブザI.E.E.E.，62 1280
（1974年）刊行のジエー．ビー．マツクケスネイ
とピー．ビー．オコーナーおよびエツチ．エム．
プレスバイ著の「低損失のグレーデツドインデツ
クスオプチカルフアイバの製法に関する新しい方
法」と、同じくプロシーデングスオブザI.E.E.E.，
62 1281（1974年）刊行のジー．ダブリユ．タスカ
ーおよびダブリユ．ジー．フレンチ著の「純溶融
シリカを用いた低損失オプチカルウエーブガイ
ド」中に記載されている。
伝搬した輻射の偏光が非対称的幾何形状と応力
複屈折との結合によつて維持されることが信ぜら
れている。理論上、これらの条件の両方が偏光を
維持し、ともかくどちらが支配的であるかは問題
になつている特定のフアイバに因子によつて決ま
る。
複屈折との結合によつて維持されることが信ぜら
れている。理論上、これらの条件の両方が偏光を
維持し、ともかくどちらが支配的であるかは問題
になつている特定のフアイバに因子によつて決ま
る。
上記に論じられたフアイバの場合、コアは円形
もしくはほんの僅かな楕円形であり、最も幾何学
的に非対称の領域はクラツドとサブストレートと
の境界であり、この部分は電磁場が弱い。幾何学
的要因は応力誘発複屈折よりも重要でない。
もしくはほんの僅かな楕円形であり、最も幾何学
的に非対称の領域はクラツドとサブストレートと
の境界であり、この部分は電磁場が弱い。幾何学
的要因は応力誘発複屈折よりも重要でない。
そのフアイバは、サブストレートとコア材料
（ほとんど純シリカ）の融点がクラツドの融点と
異なるため応力を受け、このクラツドはドープ処
理されその屈折率を変える。プリフオームは潰さ
れてから冷却するので、サブストレートが第１に
冷却し、また液状の（あるいは軟化した）クラツ
ドが楕円状の断面となる。クラツドが冷却し硬化
する際、サブストレートによつて収縮が防止され
従つて、サブストレートがそこにない場合よりも
より大きな容積を占め、その結果フアイバが応力
を受ける。サブストレートは非対称であるので応
力もまた非対称あり、複屈折が生ずる。
（ほとんど純シリカ）の融点がクラツドの融点と
異なるため応力を受け、このクラツドはドープ処
理されその屈折率を変える。プリフオームは潰さ
れてから冷却するので、サブストレートが第１に
冷却し、また液状の（あるいは軟化した）クラツ
ドが楕円状の断面となる。クラツドが冷却し硬化
する際、サブストレートによつて収縮が防止され
従つて、サブストレートがそこにない場合よりも
より大きな容積を占め、その結果フアイバが応力
を受ける。サブストレートは非対称であるので応
力もまた非対称あり、複屈折が生ずる。
幾何学的および応力効果の相対的大きさは、フ
アイバの形状、異なる層の種々の厚さと相対融
点、またプリフオームをフアイバに線引きする方
法によつて決まる。
アイバの形状、異なる層の種々の厚さと相対融
点、またプリフオームをフアイバに線引きする方
法によつて決まる。
与えられたフアイバが偏光を維持する程度もま
た、そのフアイバ不純物による偏光混乱状態、気
泡およびフアイバ寸法の不規則性に依存し、とり
わけ、これらの競合効果の総合効果は或る特定の
場合に、経験的に決定される。
た、そのフアイバ不純物による偏光混乱状態、気
泡およびフアイバ寸法の不規則性に依存し、とり
わけ、これらの競合効果の総合効果は或る特定の
場合に、経験的に決定される。
上述の説明のためのフアイバは、サブストレー
トの融点よりも低い融点を有するクラツド層を含
み、その結果、クラツド層は引張応力を受ける。
もちろん、サブストレートが最後に固化してクラ
ツドとコアとを共に圧縮する様に、クラツドとサ
ブストレートを組合せることも可能である。
トの融点よりも低い融点を有するクラツド層を含
み、その結果、クラツド層は引張応力を受ける。
もちろん、サブストレートが最後に固化してクラ
ツドとコアとを共に圧縮する様に、クラツドとサ
ブストレートを組合せることも可能である。
応力が生ずる位置は、クラツド層の組成を変え
ることによりコントロールできる。最も低い融点
を有する層は最後に固化し、説明のためのフアイ
バにおいて応力はそこに集中する様に見える。従
つて応力は、幾つかの層の融点とそれらの熱膨張
係数によつて、コアあるいはサブストレートの付
近に集中する可能性がある。応力の総合効果はま
た、当然、コアとクラツドとサブストレートの相
対的厚さによつて決まる。
ることによりコントロールできる。最も低い融点
を有する層は最後に固化し、説明のためのフアイ
バにおいて応力はそこに集中する様に見える。従
つて応力は、幾つかの層の融点とそれらの熱膨張
係数によつて、コアあるいはサブストレートの付
近に集中する可能性がある。応力の総合効果はま
た、当然、コアとクラツドとサブストレートの相
対的厚さによつて決まる。
第１図と第２図は２つの板状光導波管を示す説
明図である。第３図は外殻により囲まれたコアを
有する円形の光フアイバプリフオームを示す説明
図である。第４図は３層の光フアイバプリフオー
ムを示す説明図である。第５図は、第４図のプリ
フオームにおける両側部分を削り落した後の状態
を示す説明図、第６図は、第５図の変形したプリ
フオームから線引きされたフアイバの断面図であ
る。第７図と第８図はそれぞれ、ひずみ複屈折を
強力にするために３層プリフオームを変形する他
の手段と、その様なプリフオームから線引きされ
たフアイバの断面図である。第９図は、光フアイ
バ内に応力誘発複屈折を発生するために、２層プ
リフオームを変更する方法を示す図である。 〔主要部分の符号の説明〕、内部コア領域……
１４，２１，３１、クラツド……１５，２２，３
２、外被……１６，３３。
明図である。第３図は外殻により囲まれたコアを
有する円形の光フアイバプリフオームを示す説明
図である。第４図は３層の光フアイバプリフオー
ムを示す説明図である。第５図は、第４図のプリ
フオームにおける両側部分を削り落した後の状態
を示す説明図、第６図は、第５図の変形したプリ
フオームから線引きされたフアイバの断面図であ
る。第７図と第８図はそれぞれ、ひずみ複屈折を
強力にするために３層プリフオームを変形する他
の手段と、その様なプリフオームから線引きされ
たフアイバの断面図である。第９図は、光フアイ
バ内に応力誘発複屈折を発生するために、２層プ
リフオームを変更する方法を示す図である。 〔主要部分の符号の説明〕、内部コア領域……
１４，２１，３１、クラツド……１５，２２，３
２、外被……１６，３３。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ クラツドによつて囲まれた内部コア領域と、
少なくとも部分的に前記クラツドを覆う外被とを
有し、前記外被が、前記内部コアと異なる熱膨張
係数を有するとともに、一つの方向に沿い或る厚
さａを有し、この厚さａが前記一つの方向に対し
直交する方向に沿つた厚さｂと異なつており、ま
た厚さｂの厚さａに対する比が0.1と同じか又は
より小さい値であるプリフオームから引き出され
た単偏光ウエーブガイドであつて、 該ウエーブガイドの歪複屈折率ｎが５×10-5よ
り大きく、該歪複屈折は、該ウエーブガイドの内
部の直交する方向に沿つた主屈折率の差であるこ
とを特徴とする単偏光ウエーブガイド。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載のウエーブガイ
ドにおいて、前記内部コアと外被とが、前記ウエ
ーブガイドを製造の際冷却したときその収縮が該
ウエーブガイド内に歪を生じさせるに十分な互い
に異なる熱膨張係数を有するべく選ばれているこ
とを特徴とする、単偏光ウエーブガイド。 ３ 特許請求の範囲第２項に記載のウエーブガイ
ドにおいて、前記ウエーブガイドが、平らなコア
を有し、前記外被が該平らなコアのいずれかの側
面に設けた低屈折率の材料の層を有することを特
徴とする、単偏光ウエーブガイド。 ４ 特許請求の範囲第２項に記載のウエーブガイ
ドにおいて、前記ウエーブガイドの外被の形状
が、該フアイバを製造の際冷却したとき前記ウエ
ーブガイドの形状が変形し前記歪を生じせしめる
ように設けられていることを特徴とする、単偏光
ウエーブガイド。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US86936578A | 1978-01-13 | 1978-01-13 | |
| US05/869,366 US4179189A (en) | 1978-01-13 | 1978-01-13 | Single polarization optical fibers and methods of fabrication |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54130044A JPS54130044A (en) | 1979-10-09 |
| JPH0343602B2 true JPH0343602B2 (ja) | 1991-07-03 |
Family
ID=27128109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP179279A Granted JPS54130044A (en) | 1978-01-13 | 1979-01-13 | Optical waveguide and method of fabricating same |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS54130044A (ja) |
| DE (1) | DE2901092A1 (ja) |
| FR (1) | FR2417120A1 (ja) |
| GB (1) | GB2012983B (ja) |
| NL (1) | NL193330C (ja) |
Families Citing this family (55)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4184859A (en) * | 1978-06-09 | 1980-01-22 | International Telephone And Telegraph Corporation | Method of fabricating an elliptical core single mode fiber |
| DE2908752A1 (de) * | 1979-03-06 | 1980-09-18 | Max Planck Gesellschaft | Optisches transmissionsfilter |
| DE2909356A1 (de) * | 1979-03-09 | 1980-09-18 | Siemens Ag | Spaltbare lichtleitfaser und verfahren zu deren herstellung |
| DE3064691D1 (en) * | 1979-06-19 | 1983-10-06 | Andrew Corp | Dielectric waveguides and method of propagating polarized electromagnetic waves and communication apparatus and system using such waveguides and method |
| US4307938A (en) | 1979-06-19 | 1981-12-29 | Andrew Corporation | Dielectric waveguide with elongate cross-section |
| JPS5624306A (en) * | 1979-08-03 | 1981-03-07 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Production of optical fiber having elliptical core |
| JPS5627104A (en) * | 1979-08-13 | 1981-03-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Construction of optical fiber |
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| US4372646A (en) * | 1980-07-31 | 1983-02-08 | Rockwell International Corporation | Birefringent electromagnetic transmission line that preserves the state of polarized radiation propagating therein |
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