JPS6365408A - 偏波面保存シングルモ−ド光フアイバ - 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】 概　　　要 コア部の屈折率をＸ軸方向とＹ軸方向とで変化させ、さ
らにコア部とクラッド部との間にクラッド部の屈折率よ
り小さな屈折率を有する中間層を配設した偏波面保存シ
ングルモード光ファイバ。

中間層を設けたことにより、両軸方向の光伝搬速度差が
大きくなるようにして偏波面保存特性を向上させている
。

産業上の利用分野 本発明は偏波面保存シングルモード光ファイバに関する
。

偏波面保存光ファイバとは、コアを惰円にして、Ｘ軸方
向、Ｙ＠力方向光の伝搬速度を変えたり、円形コアに応
力を与え両方向に屈折率差をもたせることにより、シン
グルモード光ファイバの基本モードの偏波面を保存した
まま伝送できる光ファイバである。コアとクラッドで形
成したステップインデクス型光ファイバは、ある臨界角
以内で入射した光線をコア内に閉込めて伝送できるが、
光フアイバ中を伝わる光の伝わり方は、臨界角以下の反
射角の全てに対して許されるわけではない。

光ファイバのコアとクラッドの屈折率差、コアの太さな
どの関係から、ある特定の角度の反射のみが反射を繰返
して伝わってゆく。この特定の角度を光ファイバの伝搬
モードという。伝搬モードの数は、コア、クラッドの屈
折率差及びコア径を小さくしていくと減少してゆき、あ
る値以下ではモードは１個のみとなる。これがシングル
モード光ファイバであり、この伝搬モードを基本モード
という。

シングルモード光ファイバを伝わる基本モードは、互い
に直交する直線偏向波Ｅ　　１Ｅ、とに分けて考えられ
る。コアが真円で一様な構造の理想的なファイバでは、
Ｅ、Ｅ、モードの位相は揃りたまま伝搬し、両モードの
区別はっかない。しかし、現実にはコアの真円からのズ
レ、材料の不均一性や撮動、曲げ、温度変化のような外
乱等により、各モードの位相は複雑にズレながら伝搬し
、両モードの合成として、偏波面は時間的、空間的に乱
れてしまい、直線偏向しル光を入射しても、光ファイバ
からの出力光は偏波面が保存されていない。

Ｅ、Ｅ、モードの伝搬速度を変え、すなわちＸ軸方向、
Ｙ軸方向の伝搬速度を変え、両者に外乱による位相変化
より大きな位相のズレを生じさせることができれば、各
モードは独立に伝搬するようになり、直線偏向した光を
入射したとき、外乱があっても偏波面を保存したまま取
出すことができる。

このような偏波面保存シングルモード光ファイバは、偏
向、位相、干渉などを利用するファイバセンサや光ファ
イバ・ジャイロスコープなどの計測技術、大容岱の伝送
を可能とするコヒーレント光通信などに利用される。

従来の技術 第２図を参照すると、従来の偏波面保存シングルモード
光ファイバの屈折率分布図が示されており、Ｘ軸方向と
Ｙ軸方向とでコア部１０の屈折率分布を異ならせている
。このようなコア部１０の作成方法としては、例えばコ
ア部１０のＸ、Ｙ方向に異なる応力を加えることにより
、両方向での屈折率に相違をもたせることができる。こ
のようにＸ軸方向とＹ軸方向とでコア部１０の屈折率分
布を異ならせると、Ｘ軸方向とＹ軸方向とで伝搬定数が
異なり、偏波面が保存される。しかし両方向の屈折率差
を余り大きくできないため、偏波面保存特性はそれほど
強くないという問題がある。

第３図は他の従来例の屈折率分布を示しており、この従
来例ではコア部１０の屈折率分布はＸ軸方向及びＹ＠力
方向同じであるが、コア部１０とクラッド部１２との間
に、片側方向のみ、例えばＹ軸方向のみにクラッド部１
２の屈折率よりも小さい屈折率を有する中間１１１４を
形成している。このように片側方向のみに中間層１４を
設けることにより、第２図に示したシングルモード光フ
ァイバに比較して偏波面保存特性をかなり強くすること
ができる。

明が解決しようとする間　１、 しかし上述したような従来の偏波面保存シングルモード
光ファイバは、第２図に示した従来例においては、偏波
面保存特性が弱いという問題点があり、第３図に示した
従来例においては、偏波面保存特性°はかなり改善され
ているが製作は困難で伝送損失も高いという問題点があ
る。

本発明はこのような点に鑑みなされたものであり、その
目的とするところは、製造が容易で伝送損失が低く且つ
偏波面の保存特性を向上させたシングルモード光ファイ
バを提供することである。

問題点を解決するための手段 第１図は本発明の偏波面保存シングルモード光ファイバ
の横断面の半径方向における屈折率分布形状を示す図で
ある。

本発明では、前記従来技術の問題点を解決するための手
段として、横島面のＸＩｒｄ１Ｉｒ上Ｙ＠力方向で屈折
率の異なるコア部１０を有し、コア部１０とクラッド部
１２との間にクラッド部１２の屈折率より小さな屈折率
を有する中間層１６を設けた構成により、偏波面保存特
性を改善したシングルモード光ファイバを提供する。

作　　　用 コア部１０とクラッド部１２との間にクラッド部１２の
屈折率よりも低い屈折率を有する中間層１６を設けたこ
とにより、基本モードにカットオフが生じ易くなる。カ
ットオフ波長は、コア部１０と中間層１６との屈折率差
によって異なるため、本発明のような屈折率分布を有す
るシングルモード光ファイバにより、Ｘ軸方向とＹ軸方
向の偏波成分の伝搬特性の変化をより大きくすることが
できるため、偏波面保存特性を改善することができる。

実　　施　　例 第１図におイテ、コア部１０を５ｉＯ２−ａｅＯ２から
形成し、Ｘ軸方向及びＹ＠力方向・クラッド部１２との
間の比屈折率差がそれぞれ約０．６％、０．３％と大き
く異なるように形成した。このようにＸ軸方向とＹ軸方
向とで屈折率分布の異なるコアの形成は、例えば内材Ｃ
ＶＤ法により達成することができる。例えば石英ガラス
中にドープするＧｅの賛をホ（制御することによって達
成できる。まず°、石英管中に四塩化シリコン（ＳｉＣ
ｌ２）や四塩化ゲルマニウム（ＧｅＣ）。）と酸素ガス
を同時に送り込み、外部から１３００〜１６００℃で加
熱することによってＳｉＯ、ＧｅＯ２の微粒子が白色の
粉体として石英管に付石し、これが加熱されて直ちに透
明ガラス化する。

次いで石英管を４５度回転し反応ガスの組成を変えて同
様にＳ！Ｏ，ＧｅＯ□の微粒子を石英管に付着させる。

このように石英管を４５度づつ間欠的に回転させながら
反応ガスの組成を制御することにより、Ｘ軸方向とＹ軸
方向とで屈折率の異なるコア部１０を得ることができる
。

コア部１０の直径は、本実施例においては約１０μｍに
なるように形成した。クラッド部１２はＳ　ｉ　０２−
Ｐ２０５−Ｆから構成され、その外径は約１２５μｍに
なるように形成した。クラッド部１２の屈折率は、約１
．４５８である。

コア部１０とクラッド部１２との間に設けられているの
は、クラッド部１２の屈折率よりも低い屈折率を有する
本発明の特徴である中間層１６であり、その組成はＳｉ
Ｏ，、−Ｆから構成される。

中間層１６の厚さは約３μｍ、クラッド部１２との比屈
折率差は約−０，３％である。中間層１６は、Ｘ軸方向
及びＹ軸方向に対称となるように、即ち円対称となるよ
うに形成されている。

上述のような構成のシングルモード光ファイバにより、
伝送実験を試みたところ、出射端での光の偏波面保存特
性が第２図及び第３図に示す従来のシングルモード光フ
ァイバに比較して、相当改善されているのが確認された
。即ち、偏波面保存特性を示す例としてＸ軸方向成分と
Ｙｌｌ力方向成分の分離度である消光比で表した場合、
従来のシングルモード光ファイバが２０〜２５ｄＢであ
ったものが、本実施例においでは３０ｄＢ以上に改善さ
れていることが確認された。

発明の効果 本発明は以上詳述したように、横断面のＸ軸方内とＹ軸
方向とで屈折率の異なるコア部を有し、このコア部とク
ラッド部との間にクラッド部の屈折率より小さな屈折率
を右づ゛る中間層を設けてシングルモード光ファイバを
構成したので１その製造が容易で伝送損失を低く抑える
ことができると共に、偏波面保存特性を顕著に改善する
ことができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のシングルモード光ファイバの屈折率分
布を示す模式図、 第２図は従来のシングルモード光ファイバの屈折率分布
を示す模式図、 第３図は他の従来例の屈折率分布を示す模式図である。 １０・・・コア部、　　　　　１２・・・クラッド部、
１４．１６・・・中間層。 木屑５ち弓のンングル七−ド死ファイバ゛のＸ＃’Ｐ七
ｉ４第１図 ィ疋来例の１打半々呻 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 横断面のＸ軸方向とＹ軸方向とで屈折率の異なるコア部
   （１０）を有し、 該コア部（１０）とクラッド部（１２）との間にクラッ
   ド部（１２）の屈折率より小さな屈折率を有する中間層
   （１６）を設けたことを特徴とする偏波面保存シングル
   モード光ファイバ。