JPH0822765B2 - フアラデ−効果の大きなフツ化物ｓｍフアイバ - Google Patents
フアラデ−効果の大きなフツ化物ｓｍフアイバInfo
- Publication number
- JPH0822765B2 JPH0822765B2 JP61155022A JP15502286A JPH0822765B2 JP H0822765 B2 JPH0822765 B2 JP H0822765B2 JP 61155022 A JP61155022 A JP 61155022A JP 15502286 A JP15502286 A JP 15502286A JP H0822765 B2 JPH0822765 B2 JP H0822765B2
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- Japan
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- fiber
- fluoride
- polarization
- constant
- light
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C13/00—Fibre or filament compositions
- C03C13/04—Fibre optics, e.g. core and clad fibre compositions
- C03C13/041—Non-oxide glass compositions
- C03C13/042—Fluoride glass compositions
-
- 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
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はフアラデー効果の大きな光フアイバに関する
ものであり、詳しくは変調器、磁気センサなどに利用で
きるフアラデー効果の大きなフツ化物SM（シングルモー
ド）フアイバに関する。
ものであり、詳しくは変調器、磁気センサなどに利用で
きるフアラデー効果の大きなフツ化物SM（シングルモー
ド）フアイバに関する。
フアラデー効果とは磁場内におかれた等方性物質中を
直線偏光が磁場方向に進むにつれて、その偏光面が回転
する現象をいう。偏光面の回転角θは磁場の強さＨと物
質中の透過距離ｌとの積に比例し、θ＝rHlで表され、
このときの比例定数ｒをベルデの定数という。
直線偏光が磁場方向に進むにつれて、その偏光面が回転
する現象をいう。偏光面の回転角θは磁場の強さＨと物
質中の透過距離ｌとの積に比例し、θ＝rHlで表され、
このときの比例定数ｒをベルデの定数という。
光フアイバの発展に伴ない、光フアイバのフアラデー
効果も研究され、光フアイバーを偏波制御素子とするフ
アイバー型のフアラデーローテーターなども試作されて
いる（文献1:大越他、昭和61年度電子通信学会総合全国
大会講演番号846番、講演要旨集第４分冊17ページ）。
上記文献１に記載の公知例ではシリカガラスフアイバが
用いられている。このような光フアイバーフアラデーロ
ーテーターは、例えばヘテロダイン光フアイバ通信にお
いて高受信感度を保持するために、信号光と局発光の偏
波面を一致させる目的で使用できるので開発途上にある
が、それには小さな磁界で偏波面を大きく回転させるの
で効率が良くなる、フアラデー効果の大きい光フアイバ
が要求される。
効果も研究され、光フアイバーを偏波制御素子とするフ
アイバー型のフアラデーローテーターなども試作されて
いる（文献1:大越他、昭和61年度電子通信学会総合全国
大会講演番号846番、講演要旨集第４分冊17ページ）。
上記文献１に記載の公知例ではシリカガラスフアイバが
用いられている。このような光フアイバーフアラデーロ
ーテーターは、例えばヘテロダイン光フアイバ通信にお
いて高受信感度を保持するために、信号光と局発光の偏
波面を一致させる目的で使用できるので開発途上にある
が、それには小さな磁界で偏波面を大きく回転させるの
で効率が良くなる、フアラデー効果の大きい光フアイバ
が要求される。
又、磁気センサとしては、フアラデー効果の大きい光
フアイバを用いると感度の高いものが得られる。
フアイバを用いると感度の高いものが得られる。
ところが従来光フアイバに使われていた石英系ガラス
ではフアラデー効果の大きさを示すベルデ定数が小さ
い、という問題があつた。Pr,Tb,Dyなどを含むガラスは
ベルデ定数が大きいことが知られているが、石英ガラス
中にこれらの元素を多量に入れるのは困難で、ベルデ定
数の大きなフアイバは得られなかつた。
ではフアラデー効果の大きさを示すベルデ定数が小さ
い、という問題があつた。Pr,Tb,Dyなどを含むガラスは
ベルデ定数が大きいことが知られているが、石英ガラス
中にこれらの元素を多量に入れるのは困難で、ベルデ定
数の大きなフアイバは得られなかつた。
本発明は上記の現状に鑑みフアラデー効果の大きな新
規な光フアイバを提供することを目的とするものであ
る。
規な光フアイバを提供することを目的とするものであ
る。
本発明者らは、石英系シングルモード（以下、SMと略
す）光フアイバよりもさらに長波長の光を伝送し得るフ
ツ化物光フアイバにPr,Tb,Dyを含有させることでフアラ
デー効果の非常に大きな光フアイバを得られることを見
出した。
す）光フアイバよりもさらに長波長の光を伝送し得るフ
ツ化物光フアイバにPr,Tb,Dyを含有させることでフアラ
デー効果の非常に大きな光フアイバを得られることを見
出した。
本発明はフツ化物からなるコア及びクラツドを有し、
該コアにPr,Tb,Dyの少なくとも１つを含んでなる偏波面
制御用定偏波型フツ化物SMフアイバである。
該コアにPr,Tb,Dyの少なくとも１つを含んでなる偏波面
制御用定偏波型フツ化物SMフアイバである。
本発明においては、コアに加えてクラツドにもPr,Tb,
Dyの少なくとも１つを含んでなる偏波面制御用定偏波フ
ツ化物SMフアイバが特に好ましい。
Dyの少なくとも１つを含んでなる偏波面制御用定偏波フ
ツ化物SMフアイバが特に好ましい。
また本発明のフツ化物SMフアイバの両端に定偏波型石
英系SMフアイバを接続してなるSMフアイバは特に好まし
い実施態様である。
英系SMフアイバを接続してなるSMフアイバは特に好まし
い実施態様である。
Pr,Tb,Dy等は石英系光フアイバへの添加は困難である
が、PrF3のようなフツ化物として、BaF2やZrF4からなる
フツ化物フアイバに添加することは容易である。
が、PrF3のようなフツ化物として、BaF2やZrF4からなる
フツ化物フアイバに添加することは容易である。
ところで石英系光フアイバにおいては、伝送損失が理
論限界に近い0.2dB/kmのものが達成されており、これよ
り低損失なフアイバを得るには石英フアイバよりもさら
に長波長の光を透過しうる材料によらねばならないと考
えられている。このような素材の１つとして種々のハロ
ゲン化物が検討されている。単体でガラス化できるフツ
化物はBeF2のみであり、二元系ガラスとしてはZrF4−MF
2,AlF3−MF2（Ｍ＝Ca,Sr,Ba,Pb）等が報告されている。
しかしBeF2単体は潮解性が大きく毒性があり、赤外部の
吸収端もSiO2と同様であり実用性がなく、二元系ガラス
の中ではZrF4−BaF2系が最もガラス化しやすいとされる
が、これとても光フアイバ用プリフオームとして安定に
使用できるものではない。そこで三元素のガラスBaF2−
ZrF4−GdF3を用いた。フツ化物光フアイバの製造が検討
されている〔文献２、三田地他:NTT研究実用化報告第32
巻第12号（1983）p.2723〕。
論限界に近い0.2dB/kmのものが達成されており、これよ
り低損失なフアイバを得るには石英フアイバよりもさら
に長波長の光を透過しうる材料によらねばならないと考
えられている。このような素材の１つとして種々のハロ
ゲン化物が検討されている。単体でガラス化できるフツ
化物はBeF2のみであり、二元系ガラスとしてはZrF4−MF
2,AlF3−MF2（Ｍ＝Ca,Sr,Ba,Pb）等が報告されている。
しかしBeF2単体は潮解性が大きく毒性があり、赤外部の
吸収端もSiO2と同様であり実用性がなく、二元系ガラス
の中ではZrF4−BaF2系が最もガラス化しやすいとされる
が、これとても光フアイバ用プリフオームとして安定に
使用できるものではない。そこで三元素のガラスBaF2−
ZrF4−GdF3を用いた。フツ化物光フアイバの製造が検討
されている〔文献２、三田地他:NTT研究実用化報告第32
巻第12号（1983）p.2723〕。
したがつて本発明は、フツ化物フアイバにベルデ定数
を大きくできるPr,Tb,Dyをフツ化物として添加し、フア
ラデー効果が大でしかも伝送損失特性の優れたSMフアイ
バを得るものである。
を大きくできるPr,Tb,Dyをフツ化物として添加し、フア
ラデー効果が大でしかも伝送損失特性の優れたSMフアイ
バを得るものである。
本発明に用いられるフツ化物としては、ZrF4−BaF2を
主成分とする例えばZr−Ba−Gd−Al系、Zr−Ba−La−Ｙ
−Al−Li、Zr−Ba−La−Ｙ−Al−Na等あるいは上記のう
ちのZrの全部または一部をHfで置き換えたもの等が挙げ
られる。
主成分とする例えばZr−Ba−Gd−Al系、Zr−Ba−La−Ｙ
−Al−Li、Zr−Ba−La−Ｙ−Al−Na等あるいは上記のう
ちのZrの全部または一部をHfで置き換えたもの等が挙げ
られる。
本発明において、フツ化物にPr,Tb,Dyを添加するに
は、これらのもののフツ化物を原料に添加する、又はP
r,Tb,Dyの酸化物と酸性フツ化アンモニウムを原料に添
加すればよい。
は、これらのもののフツ化物を原料に添加する、又はP
r,Tb,Dyの酸化物と酸性フツ化アンモニウムを原料に添
加すればよい。
本発明のSMフアイバの一般的製法としては文献２に提
案され後記の本発明の実施例にも具体的方法を示してい
る、ビルトインキヤステイング法が用いられた。
案され後記の本発明の実施例にも具体的方法を示してい
る、ビルトインキヤステイング法が用いられた。
これによつて石英系SMフアイバよりもベルデ定数の大
きさフアイバが得られる。Pr,Tb,Dyの量はわずかでも効
果があるが合計で２モル％以上あつた方が好ましい。
きさフアイバが得られる。Pr,Tb,Dyの量はわずかでも効
果があるが合計で２モル％以上あつた方が好ましい。
カツトオフ波長はそのフアイバを何μｍ帯で用いるか
で適当に決めれば良い。使用波長は例えば1.3、1.5、2.
5、４μｍのあたりである。
で適当に決めれば良い。使用波長は例えば1.3、1.5、2.
5、４μｍのあたりである。
SMフアイバにおいては光はコアだけでなくクラツドも
通るため、クラツド部にもPr,Tb,Dyの少なくとも１つを
含むようにするとより効果的である。コアとクラツドの
ベルデ定数を合わせることは特に好ましい結果を得られ
る。
通るため、クラツド部にもPr,Tb,Dyの少なくとも１つを
含むようにするとより効果的である。コアとクラツドの
ベルデ定数を合わせることは特に好ましい結果を得られ
る。
フツ化物フアイバはまだ製造技術が未熟で、SMフアイ
バをつくつても十分に均質なものは作るのが難しい。こ
のため特に10m以上の長尺で使う際にはSMフアイバ中で
偏波面が乱れやすい。これはフアイバを定偏波型にする
ことにより解決できる。定偏波フアイバの構造は、石英
系と同様パンダ型、だ円クラツド型などを用いることが
できる。フツ化物定偏波フアイバの例はすでに岡本らに
よつて示されている（特公昭60−54645）。以下の実施
例はこの公知例に準じて行つた。
バをつくつても十分に均質なものは作るのが難しい。こ
のため特に10m以上の長尺で使う際にはSMフアイバ中で
偏波面が乱れやすい。これはフアイバを定偏波型にする
ことにより解決できる。定偏波フアイバの構造は、石英
系と同様パンダ型、だ円クラツド型などを用いることが
できる。フツ化物定偏波フアイバの例はすでに岡本らに
よつて示されている（特公昭60−54645）。以下の実施
例はこの公知例に準じて行つた。
石英系光フアイバシステムの中でこのフツ化物フアイ
バを使う場合には両者を接続する必要がある。しかし石
英系フアイバとフツ化物フアイバとは融点が違いすぎ融
着はできない。このため、接続は軸合わせ後両フアイバ
をしつかり固定することによらなければならない。これ
に特殊な持具と細心の注意が必要である。この問題はフ
ツ化物SMフアイバの両端に石英系SMフアイバを接続して
おくことにより解決できる。あらかじめ熟練した作業者
が、フツ化物フアイバと石英系フアイバを接続しておけ
ば、使用者はこのフツ化物フアイバを用意した石英系フ
アイバのシステムに組みこむことができる。
バを使う場合には両者を接続する必要がある。しかし石
英系フアイバとフツ化物フアイバとは融点が違いすぎ融
着はできない。このため、接続は軸合わせ後両フアイバ
をしつかり固定することによらなければならない。これ
に特殊な持具と細心の注意が必要である。この問題はフ
ツ化物SMフアイバの両端に石英系SMフアイバを接続して
おくことにより解決できる。あらかじめ熟練した作業者
が、フツ化物フアイバと石英系フアイバを接続しておけ
ば、使用者はこのフツ化物フアイバを用意した石英系フ
アイバのシステムに組みこむことができる。
この両端につなぐ石英系SMフアイバは、一般的使用に
は通常のSMでも良いが、特に偏波面のゆらぎを押えたい
とき、あるいは長尺のものを使うときには石英系定偏波
フアイバを用いた方が良い。フツ化物フアイバも定偏波
型であるときは両者の軸を合わせることが好ましい。
は通常のSMでも良いが、特に偏波面のゆらぎを押えたい
とき、あるいは長尺のものを使うときには石英系定偏波
フアイバを用いた方が良い。フツ化物フアイバも定偏波
型であるときは両者の軸を合わせることが好ましい。
実施例１ コア用の原料として32.3BaF2−3.9PrF3−61.8ZrF4−2
AlF3、クラツド用の原料として31.0BaF2−3.8PrF3−59.
2ZrF4−6AlF3（以上モル％）をそれぞれ混合し、原料5g
に対して1gの割合で酸性フツ化アンモニウムを加えて金
ルツボに入れ、Ar雰囲気中800℃で１時間加熱した後650
℃まで徐冷した。
AlF3、クラツド用の原料として31.0BaF2−3.8PrF3−59.
2ZrF4−6AlF3（以上モル％）をそれぞれ混合し、原料5g
に対して1gの割合で酸性フツ化アンモニウムを加えて金
ルツボに入れ、Ar雰囲気中800℃で１時間加熱した後650
℃まで徐冷した。
これをとりだし、250℃に予熱した内径7.5mmの鋳型に
クラツド用原料を流しみ、中央部が固まる前に中央部を
流し出した。続いてその中央部にコア用原料を流しこ
み、フツ化物プリフオームを得た。クラツド径は7.5mm
で、コア径は軸方向に多少変動しているが約0.5mmであ
つた。
クラツド用原料を流しみ、中央部が固まる前に中央部を
流し出した。続いてその中央部にコア用原料を流しこ
み、フツ化物プリフオームを得た。クラツド径は7.5mm
で、コア径は軸方向に多少変動しているが約0.5mmであ
つた。
これにフツ素系樹脂の熱収縮性チユーブをかぶせ、35
0℃で線引きしてフツ化物フアイバを得た。これを30cm
の長さに切つたものの伝送損失を測定したところ、その
うちの１つは比較的低ロスであつた。このコア系は約８
μｍ、クラツド系は約130μｍ、Δｎは約0.3％であつ
た。この寸法とΔｎから考えてこのフアイバは1.3μｍ
でSMである。
0℃で線引きしてフツ化物フアイバを得た。これを30cm
の長さに切つたものの伝送損失を測定したところ、その
うちの１つは比較的低ロスであつた。このコア系は約８
μｍ、クラツド系は約130μｍ、Δｎは約0.3％であつ
た。この寸法とΔｎから考えてこのフアイバは1.3μｍ
でSMである。
得られたフアイバで第１図に示すような構成の光変調
器を構成した。電磁石に流す電流が1A、50Hzの交流電流
であるとき消光比は−9.2dBであつた。
器を構成した。電磁石に流す電流が1A、50Hzの交流電流
であるとき消光比は−9.2dBであつた。
なお第１図において半導体レーザー１からの光を通常
の石英系SMフアイバ２でガイドし、そこから出た光をマ
イクロレンズ３を用いて平行ビーム４とする（入射
光）。該入射光は偏光フイルタ５を通つた後、レンズ
（図示は省略）で集光され、本発明のフツ化物SMフアイ
バ６に入る。該フツ化物SMフアイバ６は、交流電源７、
導線コイル８及び鉄心９にて構成される電磁石内を通つ
ている。該フツ化物SMフアイバ６の他端から出た光は図
示されていないレンズで平行ビームとされて偏光フイル
タ10を通り、通過後の光11（出射光）は再びマイクロレ
ンズ12で集光されて、石英系SMフアイバ13に入る。この
石英系SMフアイバ13からの光をモニタ装置14によりモニ
タして、フツ化物SMフアイバ６のフアラデー効果の大き
さを測定する。偏光フイルタ５は回転させてみて出射光
11が最大になる角度に固定する。また偏光フイルタ10は
回転させてみて出射光11が最大になる角度と最小になる
角度の中央に固定する。モニター装置にて測定される出
射光強度の大きいときの値をｂ、小さいときの値をａと
するとき、両者の比をdBで表わしたものを消光比とい
う。
の石英系SMフアイバ２でガイドし、そこから出た光をマ
イクロレンズ３を用いて平行ビーム４とする（入射
光）。該入射光は偏光フイルタ５を通つた後、レンズ
（図示は省略）で集光され、本発明のフツ化物SMフアイ
バ６に入る。該フツ化物SMフアイバ６は、交流電源７、
導線コイル８及び鉄心９にて構成される電磁石内を通つ
ている。該フツ化物SMフアイバ６の他端から出た光は図
示されていないレンズで平行ビームとされて偏光フイル
タ10を通り、通過後の光11（出射光）は再びマイクロレ
ンズ12で集光されて、石英系SMフアイバ13に入る。この
石英系SMフアイバ13からの光をモニタ装置14によりモニ
タして、フツ化物SMフアイバ６のフアラデー効果の大き
さを測定する。偏光フイルタ５は回転させてみて出射光
11が最大になる角度に固定する。また偏光フイルタ10は
回転させてみて出射光11が最大になる角度と最小になる
角度の中央に固定する。モニター装置にて測定される出
射光強度の大きいときの値をｂ、小さいときの値をａと
するとき、両者の比をdBで表わしたものを消光比とい
う。
比較例１ 通常の酸化物系Ge添加SMフアイバを用いて実施例１と
同様の実験を行つたところ消光比は−1.8dBとはるかに
悪い値しか示さなかつた。
同様の実験を行つたところ消光比は−1.8dBとはるかに
悪い値しか示さなかつた。
以上の説明および実施例、比較例の結果から明らかな
ように、本発明は従来品よりフアラデー効果の大きな優
れた偏波面制御用定偏波型フツ化物SMフアイバを提供で
きるものである。本発明はコンパクトで高効率な変調器
用SMフアイバや高感度磁気センサ用SMフアイバとしてそ
の他本発明フアイバの有する大きなフアラデー効果とい
う特性を利用しうる分野に広く応用して有利である。
ように、本発明は従来品よりフアラデー効果の大きな優
れた偏波面制御用定偏波型フツ化物SMフアイバを提供で
きるものである。本発明はコンパクトで高効率な変調器
用SMフアイバや高感度磁気センサ用SMフアイバとしてそ
の他本発明フアイバの有する大きなフアラデー効果とい
う特性を利用しうる分野に広く応用して有利である。
第１図は本発明の実施例及び比較例で用いた光変調器の
構成を説明する概念図である。
構成を説明する概念図である。
Claims (5)
- 【請求項１】フツ化物からなるコア及びクラツドを有
し、該コアにPr,Tb,Dyの少なくとも１つを含んでなる偏
波面制御用定偏波型フツ化物SMフアイバ。 - 【請求項２】クラツドにもPr,Tb,Dyの少なくとも１つを
含んでなる特許請求の範囲第（１）項記載の偏波面制御
用定偏波型フツ化物SMフアイバ。 - 【請求項３】両端に石英系SMフアイバを接続してなる特
許請求の範囲第（１）項または第（２）項に記載の偏波
面制御用定偏波型フツ化物SMフアイバ。 - 【請求項４】特許請求の範囲第（１）項ないし第（３）
項のいずれかに記載の偏波面制御用定偏波型フツ化物SM
フアイバからなる磁気センサ用フツ化物SMフアイバ。 - 【請求項５】特許請求の範囲第（１）項ないし第（３）
項のいずれかに記載の偏波面制御用定偏波型フツ化物SM
フアイバからなる光変調器用SMフアイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61155022A JPH0822765B2 (ja) | 1986-07-03 | 1986-07-03 | フアラデ−効果の大きなフツ化物ｓｍフアイバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61155022A JPH0822765B2 (ja) | 1986-07-03 | 1986-07-03 | フアラデ−効果の大きなフツ化物ｓｍフアイバ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6311546A JPS6311546A (ja) | 1988-01-19 |
| JPH0822765B2 true JPH0822765B2 (ja) | 1996-03-06 |
Family
ID=15596958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61155022A Expired - Lifetime JPH0822765B2 (ja) | 1986-07-03 | 1986-07-03 | フアラデ−効果の大きなフツ化物ｓｍフアイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0822765B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05310440A (ja) * | 1992-05-08 | 1993-11-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光ファイバ、光増幅器、光伝送システム及び固体レーザ |
| US5426656A (en) * | 1993-01-25 | 1995-06-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Laser element doped with rare earth ions, optical amplifier element doped with rare earth ions and rare-earth-ion-doped short-wavelength laser light source apparatus |
| DK0684934T3 (da) * | 1993-02-22 | 1997-06-02 | British Telecomm | Halogenide glassammensætninger |
| EP1018492A1 (en) * | 1999-01-05 | 2000-07-12 | Corning Incorporated | Current measuring method and device |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6059180B2 (ja) * | 1980-09-19 | 1985-12-24 | 日本電信電話株式会社 | 光学フイルタ用フツ化物ガラス |
| JPS6054645B2 (ja) * | 1982-06-17 | 1985-11-30 | 日本電信電話株式会社 | 超長波長用単一偏波フアイバ |
-
1986
- 1986-07-03 JP JP61155022A patent/JPH0822765B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6311546A (ja) | 1988-01-19 |
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