JPS6230602B2 - - Google Patents

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JPS6230602B2
JPS6230602B2 JP58192174A JP19217483A JPS6230602B2 JP S6230602 B2 JPS6230602 B2 JP S6230602B2 JP 58192174 A JP58192174 A JP 58192174A JP 19217483 A JP19217483 A JP 19217483A JP S6230602 B2 JPS6230602 B2 JP S6230602B2
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JP
Japan
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fiber
stress
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optical
fibers
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JP58192174A
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Masao Kawachi
Juichi Noda
Yutaka Sasaki
Morio Kobayashi
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光通信や光フアイバセンサの分野に
用いるフアイバ形光結合子およびその製造方法に
関するものである。
光フアイバ製造技術の進展に伴ない、直線偏波
を主軸に沿つて長距離にわたつて安定に保存する
単一モード光フアイバが開発され、直線偏波保持
性光フアイバと呼ばれて光通信や光フアイバセン
サの分野に新らたな進歩を生み出すものと期待さ
れている。直線偏波保持性光フアイバの利用に際
しては、フアイバに接続される光回路部品にも直
線偏波保持性が要求される。なかでも、フアイバ
形光結合子は重要な光回路部品であり、従来、第
1図の構造が提案されている。第1図において、
2本の直線偏波保持性光フアイバ1−1a,2−
2aは、その一部が融着・延伸されている。直線
偏波保持性光フアイバは、コア部4aの周囲のク
ラツド部4bに応力付与部5を有し、応力付与部
5で定まるフアイバ複屈折主軸6a,6bが互い
に平行に揃うように、融着・延伸部3の断面7で
フアイバが配列されている。フアイバ1に入射し
た直線偏光8は、フアイバ複屈折主軸に沿つて伝
わり、融着・延伸部で他方の光フアイバにも分割
され、直線偏光9,10として、それぞれフアイ
バ1a,2aから出射する。
融着・延伸部3でも、直線偏光状態が破壊され
ない2本のフアイバの配列構造としては、第1図
に示した例を含めて、第2図に示すように2本の
フアイバを融着操作21して得た構造が3通りあ
ることが知られている(参考文献M.Kawachi
他;Electron.Lett.18(1982)962)。このような
フアイバの配列操作は、顕微鏡下で応力付与部位
置を観察することによりなされている。
上記のフアイバ形光結合子は、確かに入射・出
射フアイバの複屈折主軸に沿つて、直線偏波を−
15dB程度の消光比で良好に保持するが、融着・
延伸部3での過剰損失が3dB程度と大きいという
欠点があつた。これは、応力付与部を有しない通
常の単一モード光フアイバから構成される直線偏
波保持性のないフアイバ形光結合子の過剰損失が
1dB程度以下であることと対照的で、第1図に示
した従来の直線偏波保持性フアイバ形光結合子の
使用上の大きな問題点であつた。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、
過剰損失の少いフアイバ形光結合子およびその製
造方法を提供することを目的とする。本発明の第
1の発明であるフアイバ形光結合子は、クラツド
部に応力付与部を有する複数本の直線偏波保持性
光フアイバの一部が、フアイバ複屈折主軸方向を
揃えて融着・延伸されてなるフアイバ形光結合子
において、該光フアイバの応力付与部の屈折率が
クラツド部の屈折率に整合していることを特徴と
するものである。また第2の発明であるフアイバ
形光結合子の製造方法は、クラツド部に応力付与
部を有する複数本の直線偏波保持性光フアイバの
一部を融着・延伸するフアイバ形光結合子の製造
方法において、融着・延伸に先だち、該光フアイ
バの応力付与部位置を光フアイバ側面より偏光あ
るいは紫外光を用いて検出し、必要に応じて個々
の光フアイバをその中心軸に関して回転し、複数
本の該光フアイバの複屈折主軸方向を所望の配列
に揃えることを特徴とする。
本発明者は、過剰損失要因を鋭意検討した結
果、応力付与部の屈折率値が過剰損失に大きく影
響することを見出したもので、本発明は、低損失
化のため、フアイバ形光結合子を構成する光フア
イバの応力付与部の屈折率値を、2種以上のドー
パントを用いて、クラツド部の屈折率に匹敵する
よう補償せしめたものである。屈折率を補償され
た応力付与部は、従来のような顕微鏡観察では側
面よりの位置観察が不可能で、フアイバ主軸の配
列が困難という問題が生じたが、これをフアイバ
側面より偏光あるいは紫外光を用いて観察するこ
とにより解決したのである。以下、図面について
本発明を詳細に説明する。
第3図aは、種々の応力付与部屈折率値を有す
る直線偏波保持性光フアイバから構成したフアイ
バ形光結合子の過剰損失と応力付与部比屈折率差
(クラツド部の屈折率を基準)との関係(実験
値)を示したものである。用いたフアイバ断面図
を第3図bに示したが、フアイバ外径は125μ
m、コア径6.5μm、コア部比屈折率差+0.4%、
応力付与部5直径30μm、応力付与部中心とコア
中心との距離30μmである。応力付与部にはドー
パントとしてB2O3(屈折率を低下させる)と
GeO2(屈折率を増加させる)を含み、そのバラ
ンスにより比屈折率差が制御されている。ここで
は2本のフアイバは、第2図aに示した配列構造
で融着・延伸され、1.3μmでほぼ50%;50%の
分割比を持つよう延伸長が調節されており、第3
図aに示す過剰損失は、それぞれ作製した10個の
結合子のうち、良好な5個の平均値を示したもの
である。
第3図より、応力付与部の比屈折率差が−0.5
〜−0.7%程度の光フアイバから構成される従来
のフアイバ形光結合子の過剰損失が3dB程度以上
となることが確認されるとともに、過剰損失が
1dB程度以下になる領域は、−0.15%〓応力付与
部比屈折率差〓+0.05%と狭いことがわかる。第
3図aにおいて、応力付与部の比屈折率差がマイ
ナスの方向に移動するにつれて、過剰損失が増加
する理由としては次の点が考えられる。すなわ
ち、融着・延伸部では、コア径が細くなるため、
光はコア部のみならずクラツド部にも大きく広が
つて伝わるが、応力付与部の比屈折率差がマイナ
スの場合には、電界分布が乱されてしまい、基本
モードから高次モードへの変換が生じ乱散損失の
増加を招いてしまうものと推定される。逆に比屈
折率差がプラスの場合には、上記の要因ととも
に、応力付与部への望ましくない光結合が生じて
しまうためと考えられる。第3図aの実験結果
は、第2図aの配列に対応したものであるが、第
2図b,cの配列の場合には、応力付与部が2つ
のコア間に介在することになるので、応力付与部
屈折率値の不整合に伴なう過剰損失増加は、さら
に著しいものとなる。かくして、フアイバ形光結
合子の低損失化のためには、応力付与部の屈折率
がクラツド部の値に整合するよう複数のドーパン
トで補償することが必要である。
第4図は本発明のフアイバ形光結合子の製造工
程説明図である。まず、2本の直線偏波保持性光
フアイバ1−1a,2−2aの複屈折主軸方向を
第2図に示した所望の配列に調節するため、これ
らを支持台41,42に設置し、複屈折主軸方向
を調節する(第4図a)。しかる後、フアイバを
固定する。つづいてフアイバの一部を、酸素・プ
ロパン炎で加熱し、一体になるよう融着する(第
4図b)。ここで、融着部43は、2本のフアイ
バの配列方向に細くなつているが、これはこの直
交方向に太くなつたためである。次に融着部43
を加熱すると同時に、支持台42を滑らかに矢印
44方向に移動させ、融着部43をテーパ状に延
伸し、融着・延伸部3を形成する(第4図c)。
第5図は、第4図aのフアイバ主軸配列工程を
さらに詳しく図解したもので、第4図aの破線A
−A′に沿つた断面図を示したものである。第5
図において、フアイバ2−2aは既に複屈折主軸
方向調整済の状態にあり、フアイバ1−1aは調
整前の状態にある。複屈折主軸配列工程におい
て、2本のフアイバ1−1a,2−2aは、2枚
のガラス板51,52間に挾在せしめられ、しか
もフアイバのクラツド部に近い屈折率値を有する
整合液53に侵漬されている。照明光源54から
の光は偏光板55aにより、偏光となり、フアイ
バを横断した後、別の偏光板55bを通過する。
偏光がフアイバを横断する際に応力付与部の存在
によつて生ずる光弾性効果のため、偏光面が回転
し、顕微鏡56で観察することにより、明暗差と
して応力付与部の位置を検出することができる。
応力付与部の屈折率値がクラツド部の屈折率と精
度良く一致していて、通常の顕微鏡観察では応力
付与部を同定できない場合でも応力による光弾性
効果は生ずるので、第5図の方法で応力付与部の
位置を知ることができ、フアイバを回転して、第
2図に示したいずれの配列にも合わせることがで
きる。以上、配列操作の終了後には、フアイバを
支持台41,42に固定し、ガラス板51,52
を除去し、次の融着工程に備えるのである。フア
イバ側面に残留した整合液は、融着時に酸・プロ
パン炎で分解・気化せしめられるので何の問題も
無い。
フアイバ複屈折主軸の配列方法としては、紫外
光を用いることもできる。すなわち第6図に実施
例を示すように、フアイバ1−1a,2−2aは
整合液53とともに、ガラス板51,52間に挾
在せしめられており、フアイバ側面には、He・
Cdレーザ61(波長0.325μm、出力10mV)か
らの紫外光が照射されている。ドーパントとして
GeO2を含む応力付与部は紫外光照射によつて可
視域に螢光を発するために、螢光分布を顕微鏡5
6を通して観察することにより、応力付与部位
置、したがつて複屈折主軸方向を検出することが
でき、本発明のフアイバ形光結合子の作製に有効
である。顕微鏡観察をテレビカメラ等を通さず、
直接眼で行なう場合には、適当な位置に紫外線カ
ツトフイルター62を入れ眼を保護することが望
ましい。
以上、本発明の構成等を(2×2)形光結合子
について説明したが3本の光フアイバを用いる
(3×3)形等についても同様に有効であること
はもちろんである。また、以上の実施例でとりあ
げた直線偏波保持性光フアイバ(PANDAフアイ
バ)の他、類似のいわゆる複屈折性フアイバ(例
えばBow−Tieフアイバ、楕円形クラツドフアイ
バ等)から成るフアイバ形光結合子にも、本発明
が適用できることももちろんである。
以上説明したように、本発明によれば、直線偏
波保持性光フアイバ応力付与部の屈折率をクラツ
ド部と整合させておくことにより、過剰損失1dB
程度以下のフアイバ形光結合子を提供することが
できる。偏光あるいは紫外光を用いることによ
り、フアイバ複屈折主軸方向を希望の方向に揃え
て配列させることができるので、光結合部で直線
偏波を安定に保存することが可能である。本発明
のフアイバ形光結合子は、安定な偏波保持が必要
なコヒーレント光通信や光フアイバ干渉計センサ
の構成部品として使用すると効用が大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の直線偏波保持性フアイバ形光結
合子の構造図、第2図a〜cは直線偏波を保存す
るフアイバ配列図、第3図aは応力付与部比屈折
率差と光結合子過剰損失との関係図、第3図bは
第3図aの実験に用いたフアイバの断面図、第4
図a〜cは本発明のフアイバ形光結合子作製工程
図、第5図は本発明におけるフアイバ複屈折主軸
整列方法の実施例を示す説明図、第6図は同別の
実施例を示す説明図である。 1−1a,2−2a……直線偏波保持性光フア
イバ、3……融着・延伸部、4a……コア部、4
b……クラツド部、5……応力付与部、6a,6
b……フアイバ複屈折主軸、7……融着延伸部断
面、8……入射偏波、9,10……出射偏波、2
1……融着操作、41,42……支持台、43…
…融着部、44……延伸方向、51,52……ガ
ラス板、53……屈折率整合液、54……照明光
源、55a,55b……偏光板、56……顕微
鏡、61……紫外光源、(He・Cdレーザ)、62
……紫外線カツトフイルター。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 クラツド部に応力付与部を有する複数本の直
    線偏波保持光フアイバの一部が、フアイバ複屈折
    主軸方向を揃えて融着・延伸されてなるフアイバ
    形光結合子において、該光フアイバの応力付与部
    の屈折率がクラツド部の屈折率に整合しているこ
    とを特徴とするフアイバ形光結合子。 2 クラツド部に応力付与部を有する複数本の直
    線偏波保持光フアイバの一部を融着・延伸するフ
    アイバ形光結合子の製造方法において、融着・延
    伸に先だち、該光フアイバの応力付与部位置を光
    フアイバ側面より偏光あるいは紫外光を用いて検
    出し、必要に応じて個々の光フアイバをその中心
    軸に関して回転し、複数本の該光フアイバの複屈
    折主軸方向を所望の配列に揃えることを特徴とす
    るフアイバ形光結合子の製造方法。
JP19217483A 1983-10-14 1983-10-14 フアイバ形光結合子およびその製造方法 Granted JPS6083906A (ja)

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