JPS60237406A - 光フアイバ - Google Patents
光フアイバInfo
- Publication number
- JPS60237406A JPS60237406A JP60082353A JP8235385A JPS60237406A JP S60237406 A JPS60237406 A JP S60237406A JP 60082353 A JP60082353 A JP 60082353A JP 8235385 A JP8235385 A JP 8235385A JP S60237406 A JPS60237406 A JP S60237406A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- core
- coupling length
- polarization
- cladding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は光ファイバ、特に光ファイバの直交する光学主
軸方向の伝搬位相速度が異なり二入射光の偏波面が長い
伝搬距離に亘って変動しない性質を有する光ファイバに
係る。
軸方向の伝搬位相速度が異なり二入射光の偏波面が長い
伝搬距離に亘って変動しない性質を有する光ファイバに
係る。
近時、光ファイバの開発の進展に伴い、光ファイバに種
々の機能を持たせたものが開発されているが、その一つ
に、入射光の偏波面を変えず長距離に亘って伝送する光
ファイバ（以下偏波面保存ファイバと呼ぶ）がある。偏
波面保存ファイバは、光集積回路との結合手段、測定装
置、光スィッチなどの応用が考えられている。光ファイ
バの偏波面の保存性は、原理的には光フアイバ断面の直
交する光学主軸方向の位相伝播速度の差が大きいものほ
ど強い。
々の機能を持たせたものが開発されているが、その一つ
に、入射光の偏波面を変えず長距離に亘って伝送する光
ファイバ（以下偏波面保存ファイバと呼ぶ）がある。偏
波面保存ファイバは、光集積回路との結合手段、測定装
置、光スィッチなどの応用が考えられている。光ファイ
バの偏波面の保存性は、原理的には光フアイバ断面の直
交する光学主軸方向の位相伝播速度の差が大きいものほ
ど強い。
このような直交する２軸方向の位相伝播速度差をつける
方法としては、コアを楕円にして、直交する長軸、短軸
方向の偏波光に対する実質コア径の差を利用するもの（
Ｒ，Ｂ 、 Ｄｙｏｔｔ外、プレザベーションオブ・ボ
ラリゼーションイン・オプティカル・ファイバ・ウェー
ブガイズ・ウィズ・エリプティカル・コア：エレクトロ
ニック・レターズ Ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｏｆ
Ｐｏ１ａｒｉｚａｔｊ、ｏｎ １ｎＯｐｔｉｃａｌ−Ｆ
ｉｂｒｅ Ｗａｖｅｇｕｊ、ｄｅｓ ｗｉｔｈ Ｅｌ］
１ｐｔｊ、ｃａｌＣｏｒｅ ： Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ
Ｌｅｔｔｅｒｓ １５． ３８０ （１９７９））、
およびファイバに異方性束を加え、光弾性効果によって
発生する屈折率の異方性を利用するもの（Ｖ 、 Ｒａ
ｍａｓｖａｍｙ外、シングル・ボラリゼーション・オプ
ティカル・ファイバース：イクスポーズド・クラツディ
ング・テクニーク：アプライド・フイズックス・レター
（Ｓ ｉｎｇｌｅ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｏｐｔｉ
ｃａｌ ｆｉｂｅｒｓ ： Ｅｘｐｏｓｅｄ ｃｌａｄ
ｄｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ： Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ
、Ｌｅｔｔ）、 ３３ （９）、 ８１４ （１９７９
））が考えられている。
方法としては、コアを楕円にして、直交する長軸、短軸
方向の偏波光に対する実質コア径の差を利用するもの（
Ｒ，Ｂ 、 Ｄｙｏｔｔ外、プレザベーションオブ・ボ
ラリゼーションイン・オプティカル・ファイバ・ウェー
ブガイズ・ウィズ・エリプティカル・コア：エレクトロ
ニック・レターズ Ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｏｆ
Ｐｏ１ａｒｉｚａｔｊ、ｏｎ １ｎＯｐｔｉｃａｌ−Ｆ
ｉｂｒｅ Ｗａｖｅｇｕｊ、ｄｅｓ ｗｉｔｈ Ｅｌ］
１ｐｔｊ、ｃａｌＣｏｒｅ ： Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ
Ｌｅｔｔｅｒｓ １５． ３８０ （１９７９））、
およびファイバに異方性束を加え、光弾性効果によって
発生する屈折率の異方性を利用するもの（Ｖ 、 Ｒａ
ｍａｓｖａｍｙ外、シングル・ボラリゼーション・オプ
ティカル・ファイバース：イクスポーズド・クラツディ
ング・テクニーク：アプライド・フイズックス・レター
（Ｓ ｉｎｇｌｅ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｏｐｔｉ
ｃａｌ ｆｉｂｅｒｓ ： Ｅｘｐｏｓｅｄ ｃｌａｄ
ｄｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ： Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ
、Ｌｅｔｔ）、 ３３ （９）、 ８１４ （１９７９
））が考えられている。
しかしながら、光ファイバのコアやクラッドの楕円の度
合を制御したり、材料（屈折率や、熱膨張率を変えるた
め）の選定により、偏波面保存性の改善には一定の限定
があり、製造上、あるいは保守上に不都合を生じること
がある。
合を制御したり、材料（屈折率や、熱膨張率を変えるた
め）の選定により、偏波面保存性の改善には一定の限定
があり、製造上、あるいは保守上に不都合を生じること
がある。
したがって、本発明の目的はコアやクラッドあるいはジ
ャケット等の楕円率を変えることなく制御がしやすい要
因によって、偏波保存性の強い光ファイバを実現するこ
とである。
ャケット等の楕円率を変えることなく制御がしやすい要
因によって、偏波保存性の強い光ファイバを実現するこ
とである。
本発明は上記目的を実現するため、光ファイバで偏波保
存性の強い光ファイバを実現した。すなわちコアが円形
でそれをかこむクラッドやジャケットからなり、そのク
ラッドやジャケットの影響によって発生する複屈折によ
る偏波保存性の強い光ファイバを再に改善し、その光フ
ァイバの規格化周波数を１．７から３．９の範囲となる
ようにコアの径および屈折率を設定したものである。
存性の強い光ファイバを実現した。すなわちコアが円形
でそれをかこむクラッドやジャケットからなり、そのク
ラッドやジャケットの影響によって発生する複屈折によ
る偏波保存性の強い光ファイバを再に改善し、その光フ
ァイバの規格化周波数を１．７から３．９の範囲となる
ようにコアの径および屈折率を設定したものである。
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。第１図は偏
波面の保存性の強い光ファイバの一例の断面構造を示す
もので、同図に示すように、円形のコア１と楕円形のク
ラッド２とジャケット３が同心状に形成されている。こ
のような光ファイバはジャケット３となる５ｉ０２ガラ
ス管の内壁にドーパントとしてのＢ２Ｏ３を含むＳｉＯ
２ガラス層、およびコアとなるＳｉＯ２ガラス層を形成
し、これを一定の条件のもとに、加熱して中実のガラス
棒（プレホームロット）にし、さらにそのプレホームロ
ットを最終的に加熱線引することによって実現される。
波面の保存性の強い光ファイバの一例の断面構造を示す
もので、同図に示すように、円形のコア１と楕円形のク
ラッド２とジャケット３が同心状に形成されている。こ
のような光ファイバはジャケット３となる５ｉ０２ガラ
ス管の内壁にドーパントとしてのＢ２Ｏ３を含むＳｉＯ
２ガラス層、およびコアとなるＳｉＯ２ガラス層を形成
し、これを一定の条件のもとに、加熱して中実のガラス
棒（プレホームロット）にし、さらにそのプレホームロ
ットを最終的に加熱線引することによって実現される。
上述のようにして製造する場合、光ファイバの使用時と
プレホーム製造および線引時の温度差によって、各層に
熱応力が発生し、特にクラッドが楕円であるため、その
長軸方向および短軸方向の応力が異なるため、その各軸
に対応するコアの軸方向（以下光学主軸と呼ぶ）の屈折
率が異なる。
プレホーム製造および線引時の温度差によって、各層に
熱応力が発生し、特にクラッドが楕円であるため、その
長軸方向および短軸方向の応力が異なるため、その各軸
に対応するコアの軸方向（以下光学主軸と呼ぶ）の屈折
率が異なる。
そのため、上記光学主軸方向の位相伝播速度が異なり、
偏波面の保存性が強められる。すなわち、光フアイバ断
面の直交する二面を通る光の伝播モード間の伝播定数差
が大きくなるためモード間のカップリングが小さいから
である。
偏波面の保存性が強められる。すなわち、光フアイバ断
面の直交する二面を通る光の伝播モード間の伝播定数差
が大きくなるためモード間のカップリングが小さいから
である。
直交する方向における位相伝播定数差をΔβとすると
という（以下結合長と呼ぶ）値によって、偏波面の保存
性が評価され、Ｌが小さいほど保存性が傅いことになる
。前述の如き光ファイバにおいて、Δβは光学主軸方向
の屈折率差に比例する。
性が評価され、Ｌが小さいほど保存性が傅いことになる
。前述の如き光ファイバにおいて、Δβは光学主軸方向
の屈折率差に比例する。
一方、位相伝搬定数βは規格化周波数Ｖの関数であり、
規格化周波数Ｖは で表される。ここで、λは光の波長、ｎＣはコアの屈折
率、ａはコア半径、そしてΔはコアとクラツディング間
の比屈折率差である。
規格化周波数Ｖは で表される。ここで、λは光の波長、ｎＣはコアの屈折
率、ａはコア半径、そしてΔはコアとクラツディング間
の比屈折率差である。
上述の複屈折があり、かつ、コアがほぼ円形の場合、光
ファイバの偏波保存性は上記複屈折量と規格化周波数に
よって決定される。そしてこの２つの要因が互いに独立
に影響する。しかし、従来この規格化周波数と偏波保存
性との関係は明確でなかった。本発明者らの実験によっ
て初めて、複屈折量が一定のときは、結合長りを小さく
する範囲が分った。
ファイバの偏波保存性は上記複屈折量と規格化周波数に
よって決定される。そしてこの２つの要因が互いに独立
に影響する。しかし、従来この規格化周波数と偏波保存
性との関係は明確でなかった。本発明者らの実験によっ
て初めて、複屈折量が一定のときは、結合長りを小さく
する範囲が分った。
第２図は上記第１図に示した光ファイバの構造で複屈折
量を一定として、規格化周波数と結合長の関係を計測し
た結果を示す。すなわち、ジャケットがＳｉＯ２ガラス
、クラッドがドーパントＢ２Ｏ３濃度が１２ｍｏｆ１％
で、ＳｉＯ２ガラスのコア径あるいはコアの屈折率を変
えて、結合長りを測ったものである。この場合の複屈折
の大きさは３．２Ｘ１０＝’である。
量を一定として、規格化周波数と結合長の関係を計測し
た結果を示す。すなわち、ジャケットがＳｉＯ２ガラス
、クラッドがドーパントＢ２Ｏ３濃度が１２ｍｏｆ１％
で、ＳｉＯ２ガラスのコア径あるいはコアの屈折率を変
えて、結合長りを測ったものである。この場合の複屈折
の大きさは３．２Ｘ１０＝’である。
同図から明らかなように規格化周波数１．７〜３．９の
間において結合長が短かく、この範囲外では急激に結合
長が増大している。又、結合長がこの範囲で短いことは
、複屈折量が異なった場合についても言える。
間において結合長が短かく、この範囲外では急激に結合
長が増大している。又、結合長がこの範囲で短いことは
、複屈折量が異なった場合についても言える。
第３図は、第２図の場合と同様な構造の光ファイバを用
いて、複屈折量を変えた場合の結合長が短かくなる範囲
を示したもので、複屈折量を変えるために、コアの径、
屈折率、ジャケットの径。
いて、複屈折量を変えた場合の結合長が短かくなる範囲
を示したもので、複屈折量を変えるために、コアの径、
屈折率、ジャケットの径。
材料を一定、クラツディングのドーパント量（Ｂ２０３
を１２ｍｏＲ％）を一定として、クラツディングの楕円
率のみ変えて、複屈折量を変えて測定したものである。
を１２ｍｏＲ％）を一定として、クラツディングの楕円
率のみ変えて、複屈折量を変えて測定したものである。
同図から明らかなように、楕円率、したがって複屈折量
を変えても、結合長が短かくなる規格化周波数の望まし
い範囲は一定となることが分る。
を変えても、結合長が短かくなる規格化周波数の望まし
い範囲は一定となることが分る。
このことは、複屈折量を変えるために楕円率は一定とし
て、クラツディングのＢ２Ｏ３等のドーパントの量を変
えた場合にも同様の結果を示す。
て、クラツディングのＢ２Ｏ３等のドーパントの量を変
えた場合にも同様の結果を示す。
以上説明したように、発明では複屈折量が一定のとき、
規格化周波数を最適に選ぶことによって光ファイバの結
合長を短かくする。すなわち、偏波保存性の強い光ファ
イバを実現できるため、複屈折量を得ることに困難性が
あるとき、すなわち、クラツディングの楕円率を大きく
とれないとき、又クラツディングのドーパント量を多く
することが、光ファイバの破損のけ原因となるなどによ
って制限を受けるとき、規格化周波数を決定する要因で
あるコアの半径、使用する光の波長、コアの屈折率、あ
るいは、コアとクラツディングの屈折差を上記規格化周
波数の範囲に選ぶことによって、偏波保存性の強い光フ
ァイバを実現することができる。
規格化周波数を最適に選ぶことによって光ファイバの結
合長を短かくする。すなわち、偏波保存性の強い光ファ
イバを実現できるため、複屈折量を得ることに困難性が
あるとき、すなわち、クラツディングの楕円率を大きく
とれないとき、又クラツディングのドーパント量を多く
することが、光ファイバの破損のけ原因となるなどによ
って制限を受けるとき、規格化周波数を決定する要因で
あるコアの半径、使用する光の波長、コアの屈折率、あ
るいは、コアとクラツディングの屈折差を上記規格化周
波数の範囲に選ぶことによって、偏波保存性の強い光フ
ァイバを実現することができる。
ｆｉ１図は本発明が実施される光ファイバの一実施例の
断面構造を示す図、第２図は規格化周波数と結合長の関
係を示す測定結果を示す図、第３図はクラツディングの
楕円率と最適規格化周波数の範囲の関係を示す図である
。 ｌ・・・コア、２・・・クラツディング、３・・・ジャ
ケット。 第 １ 図 第 ２ 図 ｔ Ｏｑ 第３図
断面構造を示す図、第２図は規格化周波数と結合長の関
係を示す測定結果を示す図、第３図はクラツディングの
楕円率と最適規格化周波数の範囲の関係を示す図である
。 ｌ・・・コア、２・・・クラツディング、３・・・ジャ
ケット。 第 １ 図 第 ２ 図 ｔ Ｏｑ 第３図
Claims (1)
- ■、ココア円形でそのまわりにクラッドおよびジャケッ
トが上記コアに複屈折を生ゼしめるように形成された光
ファイバにおいて、上記光ファイバの規格化周波数が１
．７ないし３．９の範囲に設定されたことを特徴とする
光ファイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60082353A JPS60237406A (ja) | 1985-04-19 | 1985-04-19 | 光フアイバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60082353A JPS60237406A (ja) | 1985-04-19 | 1985-04-19 | 光フアイバ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60237406A true JPS60237406A (ja) | 1985-11-26 |
Family
ID=13772207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60082353A Pending JPS60237406A (ja) | 1985-04-19 | 1985-04-19 | 光フアイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60237406A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4907853A (en) * | 1986-11-06 | 1990-03-13 | Nec Corporation | Optical connector using a polarization-maintaining optical fiber |
| CN105985014A (zh) * | 2015-02-28 | 2016-10-05 | 武汉长盈通光电技术有限公司 | 一种菱形包层保偏光纤及其制造方法 |
| CN105985015A (zh) * | 2015-02-28 | 2016-10-05 | 武汉长盈通光电技术有限公司 | 一种椭圆芯保偏光纤及其制造方法 |
-
1985
- 1985-04-19 JP JP60082353A patent/JPS60237406A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4907853A (en) * | 1986-11-06 | 1990-03-13 | Nec Corporation | Optical connector using a polarization-maintaining optical fiber |
| CN105985014A (zh) * | 2015-02-28 | 2016-10-05 | 武汉长盈通光电技术有限公司 | 一种菱形包层保偏光纤及其制造方法 |
| CN105985015A (zh) * | 2015-02-28 | 2016-10-05 | 武汉长盈通光电技术有限公司 | 一种椭圆芯保偏光纤及其制造方法 |
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