JPS5979201A - 偏波面保存光フアイバ− - 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】 （ａ１発明の技術分野 （ｂｌ技術の背景 半導体レーザ、半導体受光素子および伝送路としての光
ファイバーの開発進歩は、従来の電気通信に代って幾多
の長所を備える所謂光通信技術を著しく進歩させ、既に
その実用化も著しい進展を見せつつある。

この際使用されている光ファイバーは、共に石英材から
なるタララドタイプのもので、中心のコア一部と外周の
クラッド部との屈折率の相違に基づく界面全反射を利用
して媒体であるレーザ光を僅少な損失で伝送する。

この光ファイバーはレーザ光のどの方向の偏波面も一様
に伝送する。

一方上記従来の光ファイバーと異なり、特定方向の偏波
面のシングルモードレーザ光その偏波面を保持して伝播
させるが、他の方向の偏波面のレーザ光を伝播させない
所謂偏波面保存ファイバーも特殊目的のために開発され
つつある。

このような偏波面保存ファイバーを使用すれば例えば波
長の僅か異なる２個のレーザ光を偏波面を一致させて該
ファイバーの一端に入力させ、他端より両者の位相差に
該当する出力を得て、電気的に変換することなく光の状
態のままヘテロダイン検波機能を持たせることができる
。

又この種偏波面保存ファイバーは互いに直角をなず偏波
面のレーザ光を相互干渉することなく伝播させｆ−する
故に同一波長のレーザ光で従来に倍する１青和を送るこ
とができる。

更に移動体の運動方向指示や姿勢制御のために必要とす
る角速度センサ（ジ茎イロ）を、この偏波面保存ファイ
バーを使用して感度よく製作することができる。即ち該
ファイバーを以て作られたコイル中を伝播する光波の移
相（θ）がコイルの回転角速度（Ω）に比例してずれる
現象（サグナック効果）を利用して高い精度で該回転角
速度が測定される。

第１図はその原理図を示すもので半導体レーザ１からの
波長λのレーザ光はミラー２で反射して半径Ｒのコイル
状にＮ回捲かれた偏波面保存ファイバーコイル３の一方
の端面より実線矢印のように入力され、一方ミラー２を
通過したレーザ光は他方の端面より点線矢印のように入
力され、両者の出力はミラー２にて反射、あるいは通過
して合成され光検知器４によって電気出力に変換され、
増幅器５を経て記録計６に記録される。

コイル３が回転角速度Ωで回転した場合に生しで示され
、これに比例する電気出力が記録計６から得られる。

このように偏波面保存ファイバーは種々特殊な利用に今
後大きい期待が持たれているので、安価に生産されて特
性もよくかつ取り扱いの容易なものであることが望まし
い。

（Ｃ１従来技術と問題点 従来この種偏波面保存ファイバーとして生産された２例
を横断面をもって第２図（イ）、（ロ）に示すが（イ）
にあってはコアー１１を取りかこむクラット１２が楕円
形状に構成されて、これをジャケット１３が囲み構造と
なっており、製作時の熱歪によって長軸方向、短軸方向
を最大、最小とする屈折率の推移変化を起させて両軸方
向の偏波面のレーザ光を主として伝播させるものであり
、（ロ）にあってはコアー１４を囲むクラッド１５に軸
心に対称的に空洞１６．１６”を設け、同様製作時の熱
歪による屈折率の推移変化を起させて同様の特性をもた
しめたものである。

一見して推察されるようにこのような構造のファイバー
を生産するのはかなり困ガであるのみならず、全長を通
して均一な特性とすることも頗るケ「シい。更にファイ
バーとファイバーとの接続に際しては、従来のようにセ
ンター合せに加えて断面形状合せを必要とし、コアー歪
が１０ミクロンに満たないファイバーにこのような断面
形状合せは容易なことではない。

更に既述のコイル状となして角速度センサとして使用せ
んとする場合には、捲回に際して住しる内部応力による
屈折率の変動を配慮すれば、捲回面に対する断面の相対
的関係位置を一定に保持するａ・要があり、極めて取り
扱いの困ｎなファイバーといわざるを得ない。

（ｄｉ発明の目的 本発明は従来のこの種ファイバーの欠点を除去し、１ｆ
ｆｌ常のファイバーと同様な工程で生産され、ファイバ
ー間の接続もセンター合せのみで行い得る新規な偏波面
保存光ファイバーを得ることをその目的とする。

（ｅ＋全発明構成 本発明の上記目的は、石英を素材とし、コアー、クラッ
ドおよびジャケットの三層よりなり、コアーとクラッド
の屈折率差の比（−Ｘ　１００．２れＪ ここにｎｌ、ｎ２は夫々コアーフラノ１−゛の屈折率）
を０．１３±０．０５％としたファイバーをトラムに確
回してなることを特徴とするシングルモートの偏波面保
存ファイバーによって達成される。

即ち本発明のファイバーはコアー、クラットおよびジャ
ケット共に断面同心円状に構成されている故に、生産工
程も従来の偏波面非保存性光ファイバーと同様であり、
ファイバー間の結合もセン−合せのみ配慮すればよい。

尚±０．０５は製造誤差で、屈折率が一般のファイバー
に比べて小さいので、生じるものである。

この光ファイバーは、直線状のままではＢ　波面　。

保存特性を示さないが円筒ドラムに捲きつりることによ
って、光ファイバーの円筒１−ラムの軸乙こ対し、直角
方向の部分において、外側が延び、ドラム側が縮む。一
方、円筒ドラムの軸に対し水平方向については、歪が生
しないことにより、形状を方向によって変化させること
となり、始めて偏波保存特性を示す。このことはマイク
ロ波でヨく用いられる矩形円形導波管変換器と同じよう
に考えることができる。

勿論従来の通信用光ファイバーも屈曲に際して微少な屈
折率の方向性を生しるが元々傷波面保存特性についての
配慮はなく、伝送損失を可及的小さくするようコアー、
クラッドの屈折率が選ばれており、両者の屈折率の比（
７２／−７２２Ｘ１ｏｏ、ごごに２ルＩ ｎｌ、ｎ２は夫々コアー、クラン１゛の屈折率）は０．
２〜０．５％に及ぶ。

このようなファイバーではたとえ屈曲しても偏波面保存
特性は僅少で、例えば既述のシャイ１．１用として使用
することができない。

、ｔＱ明のファイバーにあってはコアー、クラッドの屈
折率差をさらに僅少にし、Ｊニ”−Ｌｘｔｏｏ％を２花
！ ０．１３±０．０５　　％となすことによって目的とす
るイ描波面保存特性を実用し得る値にまで向上さ一口る
ことができた。

（ｆ１発明の実施例 第３図は本発明の一実施例をファイバー横ＩＵｉ面拡大
図（イ）、偏波面保存特性を測定するための構成ブロッ
クダイアグラム（ｔＩ）、および該特性曲線（ハ）で示
すものである。

円形断面コアー２１、円形断面クラット２２および円形
断面ジャゲット２３の三重構造からなり、：１７−２１
とクラッド２２の屈折率の比が０．１３に選ばれた第３
図（イ）に示す寸法の光ファイバー２４を、同図（ロ）
に示すように直ｉ￥１５０ｍｍの１°うＪ、２５に約５
００米撞回し、その始端に偏光プリズム２６、レンズ系
２７．２７”を介して０．７８　ミクロン波長の半導体
レーザ光を付与して、コイル内に直線偏波面のし・−ザ
光を伝播さゼ、他端よりの出力光を集光レンズ２Ｂおよ
び回転検光子２９を介して検知器３０に何−５し、出力
計３１を働かせる。

検光子２９を回転させ到来光の直線偏波面となす角度θ
を横軸に、出力計３２の指示（ｄＢ）を横軸にとった第
３図（ハ）に示す特性曲線は、本発明光ファイバーの良
好な偏波面保存性を示している。

倍）発明の詳細 な説明のように本発明による偏波面保存光ファイバーに
あっては生産も従来の光コア・イハ−と同様に行われ、
ファイバー同志の接続もセンター合せのみでよく、ドラ
ム捲回にも特別の配慮を必要としない等従来のこの種フ
ァイバーの欠点をＰ去した優れた効果を示すものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は偏波面保存ファイバーを利用した角速度センサ
ー（ジャイロ）の構成を示し、第２図は従来使用されて
来たこの種ファイバーの２　ｆＪＩ７を、第３図は本発
明の１実施例を、ファイバー断面（イ）、偏波面保存特
性測定のための構成ブロックダイアグラム（ロ）、及び
その保存特性曲線（ハ）を示す。 図においてＩＩ、１４．２１はファイバーコアー、１２
．１５．２２はクラッド、１３．２３はジャゲノ１−１
２４は本発明による光ファイバー、２５はト′ラム、２
６は偏光プリズム、２９は検光子、３０ば検知器、３１
ば出力計を示す。 晃　１　月 見　２　図 恍　３　図 胛） ４５０　　　　０　　　　４５’

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 石英を素材としてコアー、クランドおよびジャケットの
   同心３重構造よりなり、コアとクラッドの屈折率差の比
   Ｃ叶コ對ｘ１ｏｏ　、ここにｎＬｎ２２ｎ！ は夫々コアー、クラッドの屈折率）　ヲｏ、１３±０．
   ０５％としたファイバーをドラムに捲回してなることを
   特徴とするシングルモードの偏波面保存光ファイバー。