JPS6283708A - 定偏波フアイバ - Google Patents
定偏波フアイバInfo
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- JPS6283708A JPS6283708A JP60222802A JP22280285A JPS6283708A JP S6283708 A JPS6283708 A JP S6283708A JP 60222802 A JP60222802 A JP 60222802A JP 22280285 A JP22280285 A JP 22280285A JP S6283708 A JPS6283708 A JP S6283708A
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- Japan
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- glass
- core
- softening point
- refractive index
- stress
- Prior art date
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- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/01205—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
- C03B37/01211—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments by inserting one or more rods or tubes into a tube
- C03B37/01217—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments by inserting one or more rods or tubes into a tube for making preforms of polarisation-maintaining optical fibres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2203/00—Fibre product details, e.g. structure, shape
- C03B2203/30—Polarisation maintaining [PM], i.e. birefringent products, e.g. with elliptical core, by use of stress rods, "PANDA" type fibres
- C03B2203/31—Polarisation maintaining [PM], i.e. birefringent products, e.g. with elliptical core, by use of stress rods, "PANDA" type fibres by use of stress-imparting rods, e.g. by insertion
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明はコヒーレント通信や光応用計測器などに用いら
れる定偏波光ファイバに関するものである。
れる定偏波光ファイバに関するものである。
光通信技術の進展に伴って現在種々の装置に光ファイバ
が使用されている。その中で、各種通信装置に用いられ
ている光ＩＣや光ヘテロダイン方式では、光ファイバか
らの出力が指定された方向の直線偏波であることが前提
とされ、また、各種の測定装置では、光ファイバを伝搬
する光が直線偏波であることが要求されている。
が使用されている。その中で、各種通信装置に用いられ
ている光ＩＣや光ヘテロダイン方式では、光ファイバか
らの出力が指定された方向の直線偏波であることが前提
とされ、また、各種の測定装置では、光ファイバを伝搬
する光が直線偏波であることが要求されている。
そこで、偏波面を保持したまま光を伝搬させる定偏波フ
ァイバが開発されている。
ァイバが開発されている。
従来この定偏波７アイパとして、コアに異方性応力を与
えてコアに複屈折性を持たせることによ）、偏波面を保
持する方式の定偏波７アイパが提案されている。これは
第７図に示すように、コア７１とクラッド７２からなる
ファイバ中に熱膨張係数が大きなガラス材例えばＳ ｉ
０１−Ｂ！Ｏｓガラスからなる応力付与部７４を非軸
対称に配置し、線引時の冷却過程においてこの熱膨張係
数差によって生ずる応力を利用してコア７１に異方性応
力を与えていた。なお第７図中矢印は応力の向きと大き
さを示す。
えてコアに複屈折性を持たせることによ）、偏波面を保
持する方式の定偏波７アイパが提案されている。これは
第７図に示すように、コア７１とクラッド７２からなる
ファイバ中に熱膨張係数が大きなガラス材例えばＳ ｉ
０１−Ｂ！Ｏｓガラスからなる応力付与部７４を非軸
対称に配置し、線引時の冷却過程においてこの熱膨張係
数差によって生ずる応力を利用してコア７１に異方性応
力を与えていた。なお第７図中矢印は応力の向きと大き
さを示す。
しかしながら上記した従来の定偏波ファイバにおいては
、ガラスの熱膨張係数はたかだか１０−＠／℃であり、
またこのときに利用する温度差も１０３℃程度であるこ
とから、これによって応力付与部７４に生じる軸方向応
力は１０ｋｇ／ ｓａ ”程度でアク、またコア７１に
与えられる異方性応力は数ｋｇ／ ｓｓ ”程度となり
、これによって生じる複屈折率も１Ｘ１０ 以下であっ
た。
、ガラスの熱膨張係数はたかだか１０−＠／℃であり、
またこのときに利用する温度差も１０３℃程度であるこ
とから、これによって応力付与部７４に生じる軸方向応
力は１０ｋｇ／ ｓａ ”程度でアク、またコア７１に
与えられる異方性応力は数ｋｇ／ ｓｓ ”程度となり
、これによって生じる複屈折率も１Ｘ１０ 以下であっ
た。
このようにガラスの熱膨張差を利用して生じさせる応力
にはおのずと限界があり、今後より −そう高度の偏波
面保持能力を要求されると考えられる定偏波ファイバに
おいては、さらに高い応力を発生できる構造を開発する
ことが重要な問題であった。
にはおのずと限界があり、今後より −そう高度の偏波
面保持能力を要求されると考えられる定偏波ファイバに
おいては、さらに高い応力を発生できる構造を開発する
ことが重要な問題であった。
本発明は上記の問題点を解決し、従来の構造のものに比
べ数倍大きな応力を発生することが可能な定遍波ファイ
バの構造を提供しようとするものである。
べ数倍大きな応力を発生することが可能な定遍波ファイ
バの構造を提供しようとするものである。
本発明はコアとクラッドから成る光ファイバにおいて、
コアは屈折率ｎ１、軟化点温度Ｔ１のガラスよりなり、
クラッドは屈折率ｎ’ｓ軟化点温度Ｔ、のガラスよりな
り、該クラッド内の該コアの両側の軸対称位置に、屈折
率−９軟化点温度Ｔ３の応力付与部を′有し、かつ、そ
れぞれのガラスの屈折率および軟化点温度の間に、ｎｔ
＞ ｎｚ＞ｎｌ ｓおよびＴ、） Ｔ、 、 Ｔｓ＞
’ｒ、の関係があることを特徴とする定偏波ファイバで
ある。
コアは屈折率ｎ１、軟化点温度Ｔ１のガラスよりなり、
クラッドは屈折率ｎ’ｓ軟化点温度Ｔ、のガラスよりな
り、該クラッド内の該コアの両側の軸対称位置に、屈折
率−９軟化点温度Ｔ３の応力付与部を′有し、かつ、そ
れぞれのガラスの屈折率および軟化点温度の間に、ｎｔ
＞ ｎｚ＞ｎｌ ｓおよびＴ、） Ｔ、 、 Ｔｓ＞
’ｒ、の関係があることを特徴とする定偏波ファイバで
ある。
以下、図面を参照して説明する。第１図は本発明の定偏
波ファイバの実施態様を示すが、これに限定されるもの
でないことは自明である。
波ファイバの実施態様を示すが、これに限定されるもの
でないことは自明である。
該ファイバは断面中心の屈折率ｎ１のコア１及び該コア
を内包し、ｎｌよシ小さい屈折率ｎ、のクラッド２よシ
構成され、更にコア１の両側に、コア１のガラス部材１
１（コアガラス材１１という）およびクラッド２のガラ
ス部材１２（以下クラツド材１２という）の軟化点温度
Ｔ１およびＴ鵞よシも高い軟化点温度Ｔｓを有するガラ
ス１５（以下応力付与部材１３という）からなる応力付
与部３を有する。第２図に第１図のよ５な汀！造のファ
イバのＸ軸方向における屈折率分布の一例を示し、また
第３図（ａ）及びΦ）には上記ファイバの直交する２つ
の直径方向すなわちＸ軸及びｙ軸におけるガラス軟化点
温度分布の一例を示す。
を内包し、ｎｌよシ小さい屈折率ｎ、のクラッド２よシ
構成され、更にコア１の両側に、コア１のガラス部材１
１（コアガラス材１１という）およびクラッド２のガラ
ス部材１２（以下クラツド材１２という）の軟化点温度
Ｔ１およびＴ鵞よシも高い軟化点温度Ｔｓを有するガラ
ス１５（以下応力付与部材１３という）からなる応力付
与部３を有する。第２図に第１図のよ５な汀！造のファ
イバのＸ軸方向における屈折率分布の一例を示し、また
第３図（ａ）及びΦ）には上記ファイバの直交する２つ
の直径方向すなわちＸ軸及びｙ軸におけるガラス軟化点
温度分布の一例を示す。
上記のように本発明においてはｎｌ ） ｎｌ ） ｎ
ｌ 。
ｌ 。
Ｔｓ ＞ Ｔｌｔ Ｔｓ ＞ Ｔｔの関係が成立する。
ここで一般にＳｉｎ、ガラスの軟化点温度は約１８００
℃であシ、これにＰｒｏ＠、 Ｇｅ０１． Ｇａ１０３
。
℃であシ、これにＰｒｏ＠、 Ｇｅ０１． Ｇａ１０３
。
Ａｌ４０ｓｐ Ｂ２Ｏ３，Ｓｂ、０３． Ｆ等の屈折率
調整用の添加剤を添加することによシ軟化点温度は下が
る。
調整用の添加剤を添加することによシ軟化点温度は下が
る。
したがって本発明の一実施例のように、クラツド材１２
としてＳｉＯ，−Ｐ、０．−Ｆ、 あるいはＳ ｉ
ｏ、 −Ｇｅ０２−Ｆ の組成のガラスを用い、また応
力付与部材１３として高純度Ｓ１０！ガラスを用いると
、軟化点温度の分布は第５図（ａ）及び■）のように、
軸対称形となる。また、応力付与部３のＳ ｉ Ｏ，の
屈折率がクラッドガラスの屈折率よシ大きいと、クラッ
ドモードが発生しシングルモード７アイパとして好まし
くないので、ここでは、クラッドガラスに添加するｐ、
ｏ、もしくはＧｅＯ２とＦの添加量を調整し、屈折率を
Ｓｉｎ、以上としておくことが好ましい。コア１には、
Ｓｉｎ、あるいはＳｉｎｇに屈折率を高める添加剤、例
えばＧｅ、 Ａ１．、 Ｔｉ。
としてＳｉＯ，−Ｐ、０．−Ｆ、 あるいはＳ ｉ
ｏ、 −Ｇｅ０２−Ｆ の組成のガラスを用い、また応
力付与部材１３として高純度Ｓ１０！ガラスを用いると
、軟化点温度の分布は第５図（ａ）及び■）のように、
軸対称形となる。また、応力付与部３のＳ ｉ Ｏ，の
屈折率がクラッドガラスの屈折率よシ大きいと、クラッ
ドモードが発生しシングルモード７アイパとして好まし
くないので、ここでは、クラッドガラスに添加するｐ、
ｏ、もしくはＧｅＯ２とＦの添加量を調整し、屈折率を
Ｓｉｎ、以上としておくことが好ましい。コア１には、
Ｓｉｎ、あるいはＳｉｎｇに屈折率を高める添加剤、例
えばＧｅ、 Ａ１．、 Ｔｉ。
ｐ、 Ｓｂ、 Ｇａ等を添加したガラスが用いられる。
また、ＦあるいはＢのような屈折率を低める添加材を、
水素等の耐環境特性を改善するために同時に添加しても
良い。
水素等の耐環境特性を改善するために同時に添加しても
良い。
このようなガラス構造のプリフォームを応力付与部材１
３のＳｉｎ、の軟化点に近い温度、たとえば１９００℃
で線引を行うと、応力付与部３は線引後直ちに硬化する
が、それ以外の部分は依然低粘度である。
３のＳｉｎ、の軟化点に近い温度、たとえば１９００℃
で線引を行うと、応力付与部３は線引後直ちに硬化する
が、それ以外の部分は依然低粘度である。
このような状態では、線引によりファイバに加えられる
線引張力は応力付与部５のみでささえられ、全体が硬化
した後も応力付与部３には大きな応力が残留する。線引
張力は最大２００を程度まで加えることが可能であ）、
これにより応力付与部３に残留する応力をファイバの軸
方向で数１０ ’に９ ／ ｐｍ ”以上の値にするこ
とができる。従って、コア１に従来構造のものの数倍の
異方性応力を加えることが可能となる。
線引張力は応力付与部５のみでささえられ、全体が硬化
した後も応力付与部３には大きな応力が残留する。線引
張力は最大２００を程度まで加えることが可能であ）、
これにより応力付与部３に残留する応力をファイバの軸
方向で数１０ ’に９ ／ ｐｍ ”以上の値にするこ
とができる。従って、コア１に従来構造のものの数倍の
異方性応力を加えることが可能となる。
また、第４図に示すように、第１図に示した例の構成に
、高膨張ガラス部材４４を付加、配置し、従来の定偏波
ファイバで試みられている膨張率の差による異方性の残
留熱応力効果と組み合わせて、さらに複屈折性を工・ａ
加することは有効な方法である。
、高膨張ガラス部材４４を付加、配置し、従来の定偏波
ファイバで試みられている膨張率の差による異方性の残
留熱応力効果と組み合わせて、さらに複屈折性を工・ａ
加することは有効な方法である。
また、応力付与部３は、コア１の両側に１つずつ配置す
る必要はなく、第５図のように応力形状とすることも有
効な方法である。
る必要はなく、第５図のように応力形状とすることも有
効な方法である。
このときの工軸及びｙＮの屈折率分布を第６図（ａ）及
び（ｂ）に示す。
び（ｂ）に示す。
なお本発明において応力付与層ガラス１３の軟化点温度
Ｔ、はコアのガラス１１の軟化点温度Ｔ１より高いこと
が好ましい。しかしコアイノく中におけるコアの体積が
応力付与部のそれよりはるかに小さい場合は、あまシ厳
密にコアの軟化点を調整する必要はなく（上記した第７
図、第４図、第５図はこれに相当する）、応力付与部と
コアの軟化点温度は同程度でもよい。
Ｔ、はコアのガラス１１の軟化点温度Ｔ１より高いこと
が好ましい。しかしコアイノく中におけるコアの体積が
応力付与部のそれよりはるかに小さい場合は、あまシ厳
密にコアの軟化点を調整する必要はなく（上記した第７
図、第４図、第５図はこれに相当する）、応力付与部と
コアの軟化点温度は同程度でもよい。
このように、本発明のファイバは、従来の熱膨張係数差
による軸対称応力付与形ファイバでは得ることが難しか
った大きな異方性応力をコアに加えることが可能となシ
、非常に良好な偏波特性を有することが可能となった。
による軸対称応力付与形ファイバでは得ることが難しか
った大きな異方性応力をコアに加えることが可能となシ
、非常に良好な偏波特性を有することが可能となった。
実施例
ＭＡＤ法によシ、コアがＳｉＯ鵞−ＧｅＯｌ、クラッド
がＳｉＯ，−Ｐ、０．−Ｆの組成のガラスからなる３０
日φのガラスロッドを製作した。クラッド用ガラスのＰ
！（％ ９度は１０重量％、Ｆ濃度は１．３重量％であ
シ、このガラスの屈折率はＳ１０．ガラスのそ。
がＳｉＯ，−Ｐ、０．−Ｆの組成のガラスからなる３０
日φのガラスロッドを製作した。クラッド用ガラスのＰ
！（％ ９度は１０重量％、Ｆ濃度は１．３重量％であ
シ、このガラスの屈折率はＳ１０．ガラスのそ。
れとほぼ等しく、かつ軟化点温度は約１４００℃で６
’） 、８１０ｍガラスの軟化点温度約１８００℃に比
し十分に小さい。またコア、クラッド間の屈折率差は１
４％であった。
’） 、８１０ｍガラスの軟化点温度約１８００℃に比
し十分に小さい。またコア、クラッド間の屈折率差は１
４％であった。
該ガラスロッドのコアの両側に、８霞φの孔を超音波開
孔器にて１つずつ設け、この孔の中に５１０２ガラスロ
ツドを挿入し、その後これを加熱し一体化した。得られ
たロンドを炉温的１９００℃、線引張力１００ｆで線引
して外径１２５μｍの定偏波ファイバを得た。
孔器にて１つずつ設け、この孔の中に５１０２ガラスロ
ツドを挿入し、その後これを加熱し一体化した。得られ
たロンドを炉温的１９００℃、線引張力１００ｆで線引
して外径１２５μｍの定偏波ファイバを得た。
得られた７アイパのカットオフは１．２０μｍであり、
波長λ＝ １．５０μｍの光源を用いて光学的磁界印加
法によシビート長を測定したところ、Ｌ＝１．２ｍであ
った。このことから、該ファイバの複屈折率は１．０８
Ｘ １０ であることがわかった。従来の熱応力に
よる軸対称応力付与形ファイバの最大屈折率が１． Ｏ
Ｘ １０ 程度であったことを考えると、本発明の定
偏波７アイパは従来品以上の性能が容易に得られている
ことがわかる。
波長λ＝ １．５０μｍの光源を用いて光学的磁界印加
法によシビート長を測定したところ、Ｌ＝１．２ｍであ
った。このことから、該ファイバの複屈折率は１．０８
Ｘ １０ であることがわかった。従来の熱応力に
よる軸対称応力付与形ファイバの最大屈折率が１． Ｏ
Ｘ １０ 程度であったことを考えると、本発明の定
偏波７アイパは従来品以上の性能が容易に得られている
ことがわかる。
本発明の定偏波ファイバは、従来の熱膨張係数の差を利
用した定偏波７アイパでは実現が困難であった高複屈折
性を有することが可能であシ、これによフ非常に良好な
偏波特性を示すものである。
用した定偏波７アイパでは実現が困難であった高複屈折
性を有することが可能であシ、これによフ非常に良好な
偏波特性を示すものである。
第１図は本発明の定偏波ファイバの一実施態様を示す図
であシ、 第２図は第１図の構造の定偏波ファイバのＸ軸における
屈折率分布の一例を示すグラフ、第３図（ａ）及びし）
は、第１図の構造の定偏波ファイバのＩ軸およびｙ軸に
おけるガラス軟化点温度分布の例をそれぞれ示すグラフ
である。 第４図は本発明の別の実施態様を示すものであって、第
１図の構成に加えて、高膨張ガラス部を設けた場合を説
明する図である。 第５図は本発明のさらに別の実施態様を示す図である。 第６図（ａ）及び（ｂ）は、第５図の構造の定偏波ファ
イバのＩ軸及びｙ軸における屈折率分布を示すグラフで
ある。 第７図は従来の定偏波ファイバを説明する図である。 ｉ 第１図 （（２） Ｃｂ）第３図 拳 第５図 午 第６図
であシ、 第２図は第１図の構造の定偏波ファイバのＸ軸における
屈折率分布の一例を示すグラフ、第３図（ａ）及びし）
は、第１図の構造の定偏波ファイバのＩ軸およびｙ軸に
おけるガラス軟化点温度分布の例をそれぞれ示すグラフ
である。 第４図は本発明の別の実施態様を示すものであって、第
１図の構成に加えて、高膨張ガラス部を設けた場合を説
明する図である。 第５図は本発明のさらに別の実施態様を示す図である。 第６図（ａ）及び（ｂ）は、第５図の構造の定偏波ファ
イバのＩ軸及びｙ軸における屈折率分布を示すグラフで
ある。 第７図は従来の定偏波ファイバを説明する図である。 ｉ 第１図 （（２） Ｃｂ）第３図 拳 第５図 午 第６図
Claims (1)
- コアとクラッドから成る光ファイバにおいて、コアは、
屈折率ｎ＿１、軟化点温度Ｔ＿１のガラスよりなり、ク
ラッドは屈折率ｎ＿２、軟化点温度Ｔ＿２のガラスより
なり、該クラッド内の該コアの両側の軸対称位置に、屈
折率ｎ＿３、軟化点温度Ｔ＿３の応力付与部を有し、か
つ、それぞれのガラスの屈折率および軟化点温度の間に
、ｎ＿１＞ｎ＿２＞ｎ＿３、およびＴ＿３＞Ｔ＿１、Ｔ
＿３＞Ｔ＿２の関係があることを特徴とする定偏波ファ
イバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60222802A JPS6283708A (ja) | 1985-10-08 | 1985-10-08 | 定偏波フアイバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60222802A JPS6283708A (ja) | 1985-10-08 | 1985-10-08 | 定偏波フアイバ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6283708A true JPS6283708A (ja) | 1987-04-17 |
Family
ID=16788122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60222802A Pending JPS6283708A (ja) | 1985-10-08 | 1985-10-08 | 定偏波フアイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6283708A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63306403A (ja) * | 1987-06-08 | 1988-12-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 偏波保持ファイバ |
| JP2011237796A (ja) * | 2010-04-30 | 2011-11-24 | Corning Inc | 複屈折差機構を有する光ファイバ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58214104A (ja) * | 1982-06-04 | 1983-12-13 | Hitachi Cable Ltd | 偏波面保存光フアイバ |
-
1985
- 1985-10-08 JP JP60222802A patent/JPS6283708A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58214104A (ja) * | 1982-06-04 | 1983-12-13 | Hitachi Cable Ltd | 偏波面保存光フアイバ |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63306403A (ja) * | 1987-06-08 | 1988-12-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 偏波保持ファイバ |
| JP2011237796A (ja) * | 2010-04-30 | 2011-11-24 | Corning Inc | 複屈折差機構を有する光ファイバ |
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