JPS619608A - 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】 「産業上の利用分野」 この発明は偏波保存特性を有する偏波面保存光ファイバ
に関するものである。

「従来の技術」 １個のモードについて動作する各種の光集積回路と光フ
ァイバを結合する場合、或は光ヘテロダイン検波など偏
波に敏感な通信方式を用いる光通信システムにおいては
、偏波面保存光ファイバを用いることが必要である。

この種の偏波面保存光ファイバとしては、例えばコアの
形状を真円以外の形状とすることにより偏波保存特性を
具備させた非円形コア形光ファイバが使用される。この
非円形コア形光ファイバは、光ファイバに対して外部か
ら与えられる振動や衝撃によシ生ずる内部応力によって
複屈折の屈折率が変化し、複屈折の主軸方向が変動する
ことがある。この変動は振動や衝撃の他にも温度によっ
ても生ずることがある。

例えば偏波面保存光ファイバは巻取具に巻装されて保管
され、必要に応じて巻取具から巻戻されて使用される。

この巻装保管時に巻取具に積層巻装される光ファイバに
対して巻重ねにより応力が印加され、複屈折の主軸方向
が変動することがある。光フアイバジャイロなどのよう
に偏波面保存光ファイバをコイル状に巻いて使用する場
合にも、この温度、振動或は衝撃による外乱で複屈折の
主軸方向が変動することがある。

［発明が解決しようとする問題点」 偏波面保存光ファイバは例えば巻装時・の巻重ねの状態
で、或は例えばコイル状に巻いた使用状態でコアの複屈
折の主軸に対して長手方向において異なる方向から外部
力が印加されると、複屈折の屈折率が変化して複屈折の
主軸方向が変動し、光学的特性が変化する。従って複屈
折の主軸方向が変動しないようにコアの複屈折の主軸方
向を一致させて巻装保管し、或はコイル状に巻いて使用
することが必要である。このように偏波面保存光ファイ
バにおいては巻装保管時や使用時において複屈折の主軸
方向における温度、振動、衝撃などの外乱の影響がなる
べく少ない状態に光ファイバを保管し、或は配置して使
用することが必要である。

しかし従来使用されている偏波面保存光ファイバでは、
その外部からコアの複屈折の主軸方向を知ることはでき
ない。従って巻装保管時や或は使用時においてコアの複
屈折の主軸方向を確認して主軸方向を一致させて巻装す
ることにょシ、例えば外部力の影響を主軸方向が変動し
ないように一様に設定することはできなかった。又使用
時にコアの複屈折の主軸方向を確認して使用雰囲気での
熱、振動、衝撃などの外乱によってその複屈折の主軸方
向が変動しないように、偏波保存光ファイバの巻装条件
、保持使用条件或は温度条件を設定することはできなか
った。

この発明は上述のこの種の偏波面保存光ファイバでの従
来の欠点を解決し、ファイバ外部からコアの複屈折の主
軸方向を簡単に確認することを可能とし、保管時或は使
用時においてコアの複屈折の主軸方向が変動しないよう
に巻装保管条件或は使用設定条件を定めることが可能な
偏波面保存光ファイバを提供するものである。

「発明の構成」 この発明の偏板面保存光ファイバではコアの中心からコ
アの複屈折の主軸に対して所定角度偏位した方向におい
て、偏波面保存光ファイバの周面に偏波面保存光ファイ
バの長手軸た平行な方向に偏波面マーク領域が形成され
る。この偏波面マーク領域は、偏波面保存光ファイバの
周面の他領域とは光学的特性の異なる構成とされる。

従ってこの発明の偏波面保存光ファイバでは、偏波面マ
ーク領域を検出することによりコアの複屈折の主軸方向
を確認することが可能である。偏波面マーク領域を検出
してコアの複屈折の主軸方向を知シ、この主軸方向が変
動しないように温度。

振動或は衝撃などの外乱存在雰囲気下での保管条件或は
使用条件を設定して外乱の影響を受けない伝送を行わせ
ることができる。

「実施例」 以下この発明の偏波面保存光ファイバをその実施例に基
づき図面を使用して詳細に説明する。

第１図はこの発明の偏波面保存光ファイバの実施例の母
材１０の構成を示すもので、偏波面保存光ファイバとし
て石英ガラス系の楕円クラッド形偏波面保存光ファイバ
母材を取シ上げて説明する。

コア１１は光の屈折率を大きくするために、石英ガラス
（Ｓ１０２）に対してドープ物質としてゲルマニア（Ｇ
ｅＯ２）　１０〜５０重量％　、　Ｐ２Ｏ５１〜２％が
添加されている。このコア層１１の外側にクラッド層１
２が配設される。クラッド層１２は石英ガラス（ＳｉＯ
ｚ）に対して光の屈折率を小さくするために酸化ホルン
（Ｂ２Ｏ２）　、フッ素■が微量添加される。このクラ
ッド層１２は円形の対向する両側部が平行に削シ取られ
た形状とされる。このクラッド層１２の外側には円筒形
状の石英ガラス（ＳｉＯｚ）管１３が配設されている。

第１図のような構成の母材１０が、例えば肉付は法（１
ｎｓｉｄｅ　ｖａｐｏｕｒｐｈａｓｅ　ｏｘｉｄａｔｉ
ｏｎ）により直径１０關長さ５０−の形状に形成される
。この形状の母材１゜からはほぼ１〜３Ｋｍの光ファイ
バが紡糸される。

第１図に示す母材１０のコア１１の中心から複屈折の主
軸Ｘ、Ｙに対して所定角度偏位した方向において、母材
１０の周面に偏波面マーク領域が形成される。第１図の
例では偏位角度が０度とされ、コア１１の複屈折の主軸
Ｙに一致した方向において、母材１０の周面に母材の長
手軸に平行な方向に偏波面マーク領域１５が形成される
。

偏波面マーク領域１５は母材１０の周面の他領域とは光
学的特性を異にするものであシ、例えば母材１０の周面
に軸心に平行に光反射率の高い金属がスハシタ後に熱拡
散されて形成されている。

第１図に示す母材１０から偏波面保存光ファイバが形成
される。第２図に示すように母材１０Ｂが先端部から抵
抗加熱炉２１内に挿入され、アルゴンガスの不活性ガス
雰囲気内で加熱される。加熱された母材１０は抵抗加熱
炉２１の出口に設けた線径測定器２２でその線径が測定
され、線径測定器２２の出力が線径制御回路２３に入力
され、との線径制御回路２３の出力によって線引ローラ
２４の線引速度が制御されながら、一定線径の偏波面保
存光ファイバ２７か巻取ローラ２５に巻取られる。

巻取ローラ２５に巻取られる偏波面保存光ファイバ２７
は、第３図に示すようにクラッド層１２の断面が楕円形
状に形成される。コア１１の複屈折のＹ軸方向において
、偏波面保存光ファイバ２７の周面にその、長手軸に平
行な方向に対して周面の他領域部分とは光学的特性の異
なる偏波面マーク領域１５が線状に形成されている。

第４図にその構成を示すのはこの発明の偏波面保存光フ
ァイバの第２の実施例の構成を示すもので、この実施例
は第１図に示す実施例のファイバの周面の外側にファイ
バの強化と取扱性を容易にするために被覆層３０を形成
したものである。

この場合には第１図に示す母材１０で偏波面マーク領域
１５を形成しないものを用いて、すでに説明した第２図
に示す方法に従って光ファイバを形成する。このように
形成された光ファイバ３１が第５図に示すローラ３２か
ら巻戻され、被覆形成器３３内にニップル３４を通して
送出される。被覆形成器３３内にはスクリュー機構部３
５を介して例えばナイロンの被覆層材が供給されている
。

被覆形成器３３内を通過する光ファイバ３１には被覆形
成器３３内でその外周面に対して被覆層材が例えば１０
０〜２００μｍの厚みに付着され、被覆形成器３３の出
口３６からは被覆層３０が形成された外径が例えば１朧
の偏波面保存光ファイバが得られる。被覆形成器３３を
通過する光ファイバ３１は、コア１１ノ複屈折の主軸方
向を一定に保持された状態で被覆形成器３３内を通過し
ている。

被覆形成器３３の出口３６から供給される光ファイバに
対して、コア１１の複屈折の主軸方向に対して所定角度
偏位した方向に偏波面マーク形成器３７により偏波面マ
ーク領域１５が形成される。この偏波面マーク領域の形
成は第１図に示すものと同様の手段によシ、例えば光フ
ァイバの周面の他の領域よシも反射率の大きな偏波面マ
ーク領域材を周面に直線状に塗布形成することによシ行
われる。偏波面マーク領域が形成された光ファイバ４０
は冷却槽４１内を通過して冷却され、巻取ローラ４２に
巻取られる。

このようにして例えば第４図に示すような構成の偏波面
保存光ファイバ４０が得られる。実施例は光ファイバの
周面に対してナイロンの被覆層３０が形成されたものに
ついて説明したが、シリコン層とナイロン層の二□層か
らなる被覆層を、第５図に示す被覆形成器を直列に配列
した構成の手段を使用することにより形成することも簡
単にできる。

各実施例ではこの発明の偏波面保存光ファイバに形成さ
れる偏波面マーク領域として、光ファイバの周面′に対
して周面の他領域よシも光の反射率の犬き々材質により
光ファイバの軸心に平行に直線状に偏波面マーク領域１
５を形成する場合について説明した。

しかしこの偏波面マーク領域１５は各実施例に示すもの
に限らず、例えば光ファイバの周面の他領域よりも光の
一反射率の小さな材質により直線状に偏波面マーク領域
１５を形成してもよい。或は直線状の偏波面マーク領域
を残して光ファイバの周面の他領域全面に対して光の反
射率の大きな材質を塗布することにより、直線状の偏波
面マーク領域を形成してもよい。さらに偏波面マーク領
域は直線状でなく破線状に形成してもよい。

この発明の偏波面保存光ファイバにおいて、偏波面マー
ク領域１５は偏波面保存光ファイバ４０の周面の他領域
に対して色彩或は幅を選定することによシ肉眼で確認可
能な構成のものとすることが可能である。偏波面マーク
領域を光学的に検出するには、例えば第６図に示すよう
な光学検出系が用いられる。

即ち偏波面保存光ファイバ４００周面に対して長子軸方
向に平行に、間隔ｔを保持して投射光４９−１．４９−
２を放射する発光器４８が設けられる。発光器４８から
の投射光’４９−１　、４９−２の偏波面保存光フテイ
バ４０の周面からの反射光５０−１　、５０−２を検出
する検出器５１−１．５１−２が設けられ、検出器５１
−１．５１−２の出力がそれぞれ差動増幅器５２の反転
入力端子及び非反転入力端子に入力として与えられる。

差動増幅器５２の出力は回転制御器５３に入力として与
えられ、この回転制御器５３の出力によって偏波面保存
光ファイバ４０が差動増幅器５２の出力信号に対応して
軸心の！りに回動自在な構成とされる。

偏波面マーク領域１５が光ファイバの周面の他領域よシ
も光の反射率が高く設定形成されている場合について説
明する。

投射光４９−１．４９−２の入射点の間隔ｔは偏波面保
存光ファイバ４０の偏波面マーク領域１５の幅よりも僅
かに大きく設定されている。例えば目視の手段によって
偏波面マーク領域１５がほぼ間隔り内に入るように事前
設定が行われる。この事前設定状態で仮に反射光５０−
２が偏波面マーク領域１５から得られ、反射光５０−１
が偏波面保存光ファイバ４０の偏波面マーク領域１５以
外の領域から得られる状態にあるものとする。この状態
では偏波面マーク領域１５は正確に間隔を内に位置され
ておらず、差動増幅器５２の出力端に比較的大きな信号
が得られるので、この信号によって回転制御器５３が駆
動される。

回転制御器５３によって偏波面保存光ファイバ４０が第
６図で０１方向に低回転速度で回転され、反射光５０−
１　、５０−２が偏波面マーク領域１５゛を挾んだ位置
に来ると差動増幅器５２の出力信号が零となり、回転制
御器５３による偏波面保存光ファイバ４０の回動が停止
する。この状態で間隔ｔの中点に偏波面マーク領域１５
が存在する所定検出位置となっている。

偏波面マーク領域１５ハすでに述べたようにコア１１の
中心からコア１１の複屈折の主軸に対して所定角度偏位
した方向において、偏波面保存光ファイバ４０の周面に
形成されている。従って偏波面マーク領域１５の方向を
このように検出することにより、コアの複屈折の主軸方
向を知ることができる。

目視による事前設定が不可能な場合には差動増幅器５２
の出力端に信号が発生せず、回転制御器５３が作動しな
い状態でも偏波面保存光ファイバ４０を手動或は自動で
θ１方向に回転させる。この回転によって差動増幅器５
２に出力が現われる位置を検出し、その位置から偏波面
保存光ファイバ４０を差動増幅器５２の出力によって低
速度で自動回転させ、差動増幅器５２の出力に基づいて
偏波面保存光ファイバ４０の回転が停止した位置を検出
する。

「発明の効果」 この発明の偏波面保存光ファイバには、すでに各実施例
で説明したようにコアの中Ｉシ・からコアの複屈折の主
軸に対して所定角度偏位した方向に偏波面保存光ファイ
バの周面に偏波面マーク領域が形成されている。

この偏波面マーク領域１５の方向は、目視の手段やすで
に述べた光学的検出手段によって容易に検出することが
できる。この偏波面マーク領域１５の方向を検出するこ
とによシ、予めこの偏波面マーク領域１５と所定の角度
関係が設定されているコアの複屈折の主軸方向を知るこ
とができる。

従って例えばこのように検出されたコアの複屈折の主軸
方向が一致するように重ね合せて偏波面保存光ファイバ
４０を巻取器に巻装すると、巻装時の巻重ねの圧力は偏
波面保存光ファイバ４０の全長にわたって主軸方向に印
加される。このためにこの巻装の圧力によって偏波面保
存光ファイバ４０のコアの複屈折の主軸方向が変動する
ことはなくなり、コアの複屈折の主軸方向が変動しない
状態で偏波面保存光ファイバ４０を巻装保管することが
可能となる。

光フアイバジャイロなどで偏波面保存光ファイバ４０を
コイル状に巻装して使用する場合にも同様の効果が得ら
れる。

又巻装時の外力に限らず、温度、振動、衝撃など偏波面
保存光ファイバに対してコアの複屈折の主軸方向に変動
を与える外乱に対して同様の効果が得られる。この発明
の偏波面保存光ファイバではコアの複屈折の主軸方向を
正確に検出することができるので、偏波面保存光ファイ
バ４０の保管時或は使用時において、これらすべての外
乱に対して偏波面保存光ファイバのコアの複屈折の主軸
方向に変動を与えないように保管或は使用時の雰囲気条
件を設定することができる。

以上詳細に説明したようにこの発明の偏波面保存光ファ
イバは、コアの複屈折の主軸方向を知るための偏波面マ
ーク領域が外部から検出可能にファイバの周面に形成さ
れている。従って偏波面保存光ファイバのコアの複屈折
の主軸方向を正確に知シ、この主軸方向に対して変動を
与える温度。

振動、衝撃などの外乱が光ファイバに与えられ々いよつ
な保管或は使用雰囲気条件下で、偏波面保存光ファイバ
を保管したシ使用したシすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の偏波面保存光ファイバの母材の構成
を示す斜視図、第２図はこの発明の偏波面保存光ファイ
バの製造工程を示す工程図、第３図及び第４図は母材か
ら形成されたこの発明の偏波面保存光ファイバのそれぞ
れ第１及び第２の実施例の構成を示す斜視図、第５図は
この発明の偏波面保存光ファイバの第２の実施例の製造
に必要な製造工程を示す工程図、第６図はこの発明の偏
波面保存光ファイバの偏波面マーク領域を検出する方法
を示す斜視図である。 １０：母材、１１：コア、１２：クラツド層、１３ニガ
ラス管、１５：偏波面マーク領域、２１：抵抗加熱炉、
２２：線径測定器、２３：線径制御回路、２４：線引ロ
ーラ、２５　、４２　：巻取ローラ、２７　、３１　、
４０：偏波面保存光ファイバ、３０：被覆層、３２：ロ
ラ、３３：被覆形成器、３５ニスクリユ一機構部、３７
：偏波面マーク形成器、４８：発光器、４９−１゜４９
−２：投射光、５０−１．５０−２　：反射光、５１−
１．５１−２：検出器、５２：差動増幅器、５３：回転
制御器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）偏波面保存光ファイバにおいて、コアの中心から
   このコアの複屈折の主軸に対して所定角度偏位した方向
   において、前記偏波面保存光ファイバの周面に、前記偏
   波面保存光ファイバの長手軸に平行な方向に前記周面の
   他領域とは光学的特性の異なる偏波面マーク領域が形成
   されていることを特徴とする偏波面保存光ファイバ。