WO2018174206A1 - Polarization maintaining fiber, optical device, preform of polarization maintaining fiber, and manufacturing method - Google Patents
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- WO2018174206A1 WO2018174206A1 PCT/JP2018/011543 JP2018011543W WO2018174206A1 WO 2018174206 A1 WO2018174206 A1 WO 2018174206A1 JP 2018011543 W JP2018011543 W JP 2018011543W WO 2018174206 A1 WO2018174206 A1 WO 2018174206A1
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- the present invention relates to a polarization maintaining fiber having a flat core.
- the present invention also relates to an optical device having such polarization maintaining, a base material for such a polarization maintaining fiber, and a method for manufacturing such a polarization maintaining fiber.
- a polarization maintaining fiber is widely used as a transmission medium for transmitting light input to the silicon waveguide or light output from the silicon waveguide.
- the polarization maintaining fiber refers to an optical fiber having improved polarization maintaining performance by suppressing coupling between polarization modes.
- a PANDA (Polarization-maintaining AND Absorption-reducing) fiber in which a stress applying portion for applying stress to the core is provided in the clad is a typical example of a polarization maintaining fiber.
- the core has a flat cross section (not an exact circle or a square, but an ellipse or a rectangle) depending on the application.
- the polarization maintaining performance can be enhanced by the flat cross section of the core.
- the mode field of the polarization maintaining fiber can be made elliptical.
- the mode feel of a silicon waveguide is usually elliptical. Accordingly, the polarization maintaining fiber having the elliptical mode field can suppress the connection loss with the silicon waveguide to be smaller than that of the polarization maintaining fiber having the true circular mode field.
- the polarization maintaining performance can be enhanced by flattening the core cross section because the longitudinal direction of the core cross section and the direction in which the two stress applying sections are aligned are parallel, and the birefringence due to the stress applying section. And birefringence due to the flattening of the core mutually intensify.
- the longitudinal direction of the cross section of the core and the arrangement direction of the two stress applying portions are perpendicular to each other, the birefringence due to the stress applying portion and the birefringence due to the flattening of the core weaken each other. The effect of increasing cannot be obtained.
- an optical fiber having an elliptical cross-sectional shape of the core can be manufactured by performing the following steps.
- a third preform is created by forming a soot of the secondary cladding part on the entire outer periphery of the primary cladding part of the second preform.
- Step 4 The third preform (soot rod) is heated by sintering in a dehydrated atmosphere to form a fourth preform. At this time, volume contraction accompanying the disappearance of the hole portion occurs, and the cross-sectional shape of the core portion changes from a perfect circle to an ellipse.
- Step 5 A fifth preform is created by cutting the fourth preform so that the cross-sectional shape becomes a perfect circle.
- Step 6 An optical fiber having a core with an elliptical cross-sectional shape is obtained by drawing the fifth preform.
- JP 2002-365463 Japanese Patent Publication “JP 2002-365463” (published on December 18, 2002)
- Patent Document 1 has the following problems.
- the present invention has been made in view of the above problems, and its main purpose is a polarization maintaining fiber having two stress applying portions and a flat core cross section, which can be easily manufactured.
- the object is to realize a polarization maintaining fiber.
- Another object of the present invention is to realize an optical device including such a polarization maintaining fiber, a base material of such a polarization maintaining fiber, or a manufacturing method of such a polarization maintaining fiber.
- a polarization maintaining fiber includes a core, an inner cladding that encloses the core, two stress applying portions that sandwich the inner cladding from both sides, and the inner surface.
- the arrangement direction is flattened so that the arrangement direction is the longitudinal direction.
- a base material of a polarization maintaining fiber includes a core, an inner clad that encloses the core, and two stress applying portions that sandwich the inner clad from both sides.
- An inner cladding and an outer cladding that encloses the two stress applying portions, and each of the two stress applying portions is indented into the inner cladding.
- a method of manufacturing a polarization maintaining fiber includes a core, an inner clad that encloses the core, and two stress applying portions that sandwich the inner clad from both sides.
- a polarization maintaining fiber manufacturing method including a step of drawing a base material including the inner clad and the outer clad including the two stress applying portions, wherein the two stress applying portions are provided in the base material.
- the inner cladding is recessed into each of the two stress applying portions, and the cross section of the core is the two stress applying portions.
- the arrangement direction is flattened so that the arrangement direction is the longitudinal direction.
- a polarization maintaining fiber that has a flat core cross section and can be easily manufactured can be realized.
- an optical device including such a polarization maintaining fiber, a base material for such a polarization maintaining fiber, or a method for manufacturing such a polarization maintaining fiber is realized. be able to.
- FIG. 1 It is a figure which shows the structure of the polarization maintaining fiber which concerns on one Embodiment of this invention.
- A is sectional drawing which shows the cross section of the polarization maintaining fiber.
- B is a graph which shows the refractive index distribution in the AA 'straight line of the cross section shown to (a).
- C is a graph which shows the refractive index distribution in the BB 'straight line of the cross section shown to (a).
- FIG. 1 It is a figure which shows the manufacturing method of the polarization maintaining fiber shown in FIG.
- FIG. 1 It is a cross-sectional photograph of the polarization maintaining fiber manufactured by the manufacturing method shown in FIG.
- A is a figure which shows the definition of the origin in the base material which concerns on a comparative example.
- (B) is a figure which shows the definition of the origin in the polarization maintaining fiber which concerns on a comparative example.
- (A) is a figure which shows the definition of the origin in the base material which concerns on an Example.
- (B) is a figure which shows the definition of the origin in the polarization maintaining fiber which concerns on an Example. It is a side view of the optical device which can apply the polarization maintaining fiber shown in FIG.
- (A) is a front view of the board
- (B) is a front view of the 1st optical fiber with which the optical device shown in FIG. 5 is provided.
- (A) is a graph which shows the mode field pattern of the board
- (B) is a graph which shows the mode field pattern of the 1st optical fiber with which the optical device shown in FIG. 6 is provided. It is a side view of the polarization maintaining fiber at the time of drawing.
- FIG. 1A is a sectional view showing a transverse section of the polarization maintaining fiber 1.
- FIG. 1B is a graph showing the refractive index distribution of the polarization maintaining fiber 1 along the line AA ′ in the cross section shown in FIG.
- FIG. 1C is a graph showing the refractive index distribution of the polarization maintaining fiber 1 along the BB ′ straight line in the cross section shown in FIG.
- the polarization maintaining fiber 1 includes a core 11, an inner cladding 12 that encloses the core 11, two stress applying portions 13a to 13b that sandwich the inner cladding 12 from both sides, And an outer clad 14 including the clad 12 and the two stress applying portions 13a to 13b.
- the inner cladding 12 is recessed into each of the two stress applying portions 13a to 13b.
- the cross-sectional shape of the inner cladding 12 is circular
- the cross-sectional shape of the stress applying portion 13a located on the left side of the inner cladding 12 is a circular shape with a chip on the right side.
- the cross-sectional shape of the stress applying portion 13b located on the right side is a circular shape with a chip on the left side.
- the cross-sectional shape of the core 11 is a flat shape (in this embodiment, a flat circular shape, that is, an elliptical shape) such that the direction in which the two stress applying portions 13a to 13b are aligned is the long axis direction.
- the arrangement direction of the two stress applying portions 13a to 13b refers to a direction parallel to a straight line passing through the center of the first stress applying portion 13a and the center of the second stress applying portion 13b.
- the core 11 is made of quartz glass to which germanium (Ge) is added. Germanium added to the core 11 has an action of increasing the refractive index of quartz glass. For this reason, the refractive index n1 of the core 11 is higher than the refractive index n0 (about 1.46) of pure quartz glass.
- the melting viscosity ⁇ 1 of the core 11 is substantially the same as the melting viscosity ⁇ 0 of pure quartz glass, or a value slightly smaller than the melting viscosity ⁇ 0 of pure quartz glass.
- the structure which adds germanium to the core 11 as an updopant is employ
- adopted this invention is not limited to this. That is, a configuration in which one or both of phosphorus and aluminum in addition to germanium is added to the core 11 as an updopant may be employed. Or you may employ
- the refractive index n1 of the core 11 with respect to the refractive index n4 (substantially the same as the refractive index of pure quartz glass) of the outer cladding 14 to be described later can be adjusted by appropriately adjusting its concentration.
- the relative refractive index difference can be 1.0% or more.
- the concentration of germanium in the core 11 can be set to, for example, 10 to 30 wt%.
- the inner cladding 12 is made of quartz glass co-doped with phosphorus (P) and fluorine (F).
- Phosphorus added to the inner cladding 12 has an action of increasing the refractive index of the quartz glass and an action of lowering the viscosity at the time of melting of the quartz glass.
- the fluorine added to the inner clad 12 promotes the diffusion of germanium added to the core 11 into the inner clad 12 during heating for fusion, and lowers the refractive index of quartz glass. And have.
- the concentrations of phosphorus and fluorine added to the inner cladding 12 are adjusted so that the refractive index increasing action of phosphorus and the refractive index decreasing action of fluorine cancel each other. For this reason, the refractive index n2 of the inner cladding 12 is substantially the same as that of pure quartz glass.
- the melting viscosity ⁇ 2 of the inner cladding 12 is lower than the melting viscosity ⁇ 0 of pure quartz glass.
- this invention is not limited to this. That is, a configuration in which germanium (Ge) is added as an updopant to the inner cladding 12 instead of phosphorus may be adopted, or germanium may be added as an updopant to the inner cladding 12 in addition to phosphorus. Even when the fluorine concentration in the inner cladding 12 is high, by adding both phosphorus and germanium to the inner cladding 12, the refractive index n4 of the outer cladding 14 described later (substantially the refractive index of pure quartz glass).
- the relative refractive index difference of the refractive index n2 of the inner cladding 12 with respect to the same) can be made 0.1% or less.
- concentrations of phosphorus and germanium in the inner cladding 12 are, for example, 0.5 to 2.0 wt% and 1.5 to 5 respectively. 0.0 wt%.
- the fluorine concentration in the inner cladding 12 may be set so that the relative refractive index difference of the refractive index n2 of the inner cladding 12 with respect to the refractive index n4 of the outer cladding 14 is 0.1% or less.
- the two stress applying portions 13a to 13b are each composed of quartz glass to which boron (B) is added. Boron added to the stress applying portions 13a to 13b has an action of lowering the refractive index of the quartz glass and an action of lowering the viscosity at the time of melting of the quartz glass. Therefore, the refractive index n3 of the stress applying portions 13a to 13b is lower than the refractive index n0 of pure quartz glass. Further, the melting viscosity ⁇ 3 of the stress applying portions 13a to 13b is lower than the melting viscosity ⁇ 0 of pure quartz glass.
- boron (B) is added to the two stress applying portions 13a to 13b
- a configuration in which boron oxide (B 2 O 3 ) is added to the two stress applying portions 13a to 13b may be employed.
- the concentration of boron oxide in the two stress applying portions 13a to 13b may be set to 15 to 25 mol%, for example.
- the outer cladding 14 is made of quartz glass to which a dopant other than chlorine (Cl) is not intentionally added.
- the quartz glass constituting the outer cladding 14 is not added with an updopant other than chlorine having a refractive index increasing action and a downdopant having a refractive index lowering action.
- the chlorine concentration in the outer cladding 14 may be set so that the relative refractive index difference of the refractive index n2 of the inner cladding 12 relative to the refractive index n4 of the outer cladding 14 is 0.1% or less.
- the refractive index n4 of the outer cladding 14 is substantially the same as the refractive index n0 of pure quartz glass.
- the melting viscosity ⁇ 4 of the outer cladding 14 is substantially the same as the melting viscosity ⁇ 0 of pure quartz glass.
- n3 ⁇ n2 ⁇ n4 ⁇ n1 is established among the refractive indexes n1, n2, n3, and n4 of the core 11, the inner cladding 12, the stress applying portions 13a to 13b, and the outer cladding 14. .
- the polarization maintaining fiber 1 has an optical confinement function due to this relationship (particularly n2 ⁇ n1).
- a relationship of ⁇ 3 ⁇ ⁇ 2 ⁇ ⁇ 1 ⁇ 4 is established among the melt viscosity ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3, and ⁇ 4 of the core 11, the inner cladding 12, the stress applying portions 13a to 13b, and the outer cladding 14.
- the relationship of ⁇ 3 ⁇ ⁇ 2 is established because boron added to the stress applying portions 13a to 13b has a stronger viscosity reducing action than phosphorus added to the inner cladding 12. This is the reason why the polarization maintaining fiber 1 has the polarization maintaining capability (particularly, ⁇ 3 ⁇ ⁇ 2 ⁇ ⁇ 1) (for the reason, refer to “Method of manufacturing polarization maintaining fiber”).
- the respective dopant concentrations in the core 11, the inner cladding 12, the stress applying portions 13a to 13b, and the outer cladding 14 may be set so as to satisfy ⁇ 3 ⁇ ⁇ 2 ⁇ ⁇ 1 ⁇ 4.
- a configuration in which germanium is added to the core 11 a configuration in which phosphorus, germanium, and fluorine are added to the inner cladding 12 is adopted, and boron oxide (B 2 O 3 ) is added to the two stress applying portions 13 a to 13 b.
- the concentration of germanium in the core 11 is set to, for example, 10 to 30 wt%
- the concentrations of phosphorus and germanium in the inner cladding 12 are set to, for example, 0.5 to 2.0 wt% and 1.5 to 5.
- the concentration of boron oxide in the inner cladding 12 is set to 0 wt% so that the relative refractive index difference of the refractive index n2 of the inner cladding 12 with respect to the refractive index n4 of the outer cladding 14 is 0.1% or less.
- the concentration of boron oxide in the two stress applying portions 13a to 13b is set to 15 to 25 mol%, for example, and the concentration of chlorine in the outer cladding 14 is set to the ratio of the refractive index n2 of the inner cladding 12 to the refractive index n4 of the outer cladding 14.
- the refractive index difference may be set to be 0.1% or less, and may be set to satisfy ⁇ 3 ⁇ ⁇ 2 ⁇ ⁇ 1 ⁇ 4.
- FIG. 2 is a diagram illustrating a method for manufacturing the polarization maintaining fiber 1.
- the base material 1A is prepared.
- the base material 1A for example, two holes are formed in the base material including the core 11, the inner cladding 12, and the outer cladding 14 using a drill tool or the like, and the base materials of the stress applying portions 13a to 13b are formed in the holes. It can manufacture by inserting the rod which becomes.
- the base material 1 ⁇ / b> A also has the same cross-sectional structure as the polarization maintaining fiber 1. However, in the polarization maintaining fiber 1, the inner clad 12 is indented into the stress applying portions 13a to 13b (the inner clad 12 is convex and the stress applying portions 13a to 13b are concave).
- the stress applying portions 13a to 13b are recessed into the inner cladding 12 (the inner cladding 12 is concave and the stress applying portions 13a to 13b are inserted). Is convex).
- the cross-sectional shape of the core 11 is elliptical (flattened circular shape), whereas in the base material 1A, the cross-sectional shape of the core 11 is circular.
- the polarization maintaining fiber 1B is obtained by melting and stretching the base material 1A.
- the core 11, the inner cladding 12, the stress applying portions 13a to 13b, and the outer cladding 14 are all melted.
- the polarization maintaining fiber 1B is cooled to obtain the polarization maintaining fiber 1C.
- the outer cladding 14 is in a solidified state, and the core 11, the inner cladding 12, and the stress applying portions 13a to 13b are in a molten state.
- the outer cladding 14 solidifies before the core 11, the inner cladding 12, and the stress applying portions 13a to 13b because the viscosity ⁇ 4 of the outer cladding 14 is equal to the core 11, the inner cladding 12, and the stress applying. This is because the viscosities of the parts 13a to 13b are higher than ⁇ 1, ⁇ 2, and ⁇ 3.
- the polarization maintaining fiber 1D is obtained by cooling the polarization maintaining fiber 1C.
- the core 11, the inner cladding 12, and the outer cladding 14 are in a solidified state, and the stress applying portions 13a to 13b are in a molten state.
- the main reason why the core 11, the inner cladding 12, and the outer cladding 14 solidify before the stress applying portions 13a to 13b is that the viscosity ⁇ 1, ⁇ 2, and the viscosity of the core 11, the inner cladding 12, and the outer cladding 14, And ⁇ 4 is higher than the viscosity ⁇ 3 of the stress applying portions 13a to 13b.
- the stress applying portions 13a to 13b are in a molten state.
- the inner cladding 12 is deformed so as to have a circular cross-sectional shape due to surface tension.
- the core 11 is deformed so that the cross-sectional shape becomes elliptical due to the stress received from the inner cladding 12.
- the polarization maintaining fiber 1 is obtained by cooling the polarization maintaining fiber 1D.
- the core 11, the inner cladding 12, the stress applying portions 13a to 13b, and the outer cladding 14 are all solidified.
- stress acts on the inner clad 12 and the core 11 that are solidified first from the stress applying portions 13 a to 13 b that are solidified later. Due to this stress, the polarization maintaining fiber 1 exhibits a polarization maintaining function.
- the polarization maintaining fiber 1B described above can be rephrased as a molten base material 1A
- the polarization maintaining fibers 1C and 1D described above can be rephrased as a base material 1A cooled after melting.
- FIG. 3 shows a cross-sectional photograph of the polarization maintaining fiber 1 manufactured according to the above manufacturing method. According to this cross-sectional photograph, it is confirmed that the cross-sectional shape of the core 11 is elliptical.
- the manufacturing method has been described in which the cross-sectional shape of the core 11 in the base material 1A is circular, so that the cross-sectional shape of the core 11 in the polarization maintaining fiber 1 is elliptical (flattened circular shape).
- the present invention is not limited to this.
- the cross-sectional shape of the core 11 in the base material 1A can be a square shape
- the cross-sectional shape of the core 11 in the polarization maintaining fiber 1 can be a rectangular shape (flat square shape).
- the cross-sectional shape of the core 11 in the polarization maintaining fiber 1 manufactured according to the above manufacturing method is a flattened shape of the cross-sectional shape of the core 11 in the base material 1A.
- Example 1 A base material in which the core diameter, inner clad diameter, outer clad diameter, stress applying part interval, barrier thickness, hole diameter, stress applying part diameter, and outer peripheral thickness were set as shown in Table 1 below was prepared.
- the base material having a negative barrier thickness is a base material in which each stress applying portion is recessed in the inner cladding, and is an example.
- the base material having a positive barrier thickness is a base material in which each stress applying portion is separated from the inner cladding, and is a comparative example.
- L represents a half line extending in parallel with the direction of arrangement of the stress applying portions from the center of the base material, and the outer edge of the inner cladding.
- the distance from the intersection P between the circle constituting the circle and the half line L to the intersection Q between the circle constituting the outer edge of the hole into which the rod serving as the base material of the stress applying portion is inserted and the half line L is the absolute thickness of the barrier Value.
- L is a half line extending in parallel with the arrangement direction of the stress applying portions from the center of the base material, and the outer edge of the inner cladding.
- the absolute value of the barrier thickness is the distance from the intersection point P of the circle that overlaps with the half line L to the intersection point Q of the circle and the half line L that forms the outer edge of the hole into which the rod serving as the base material of the stress applying portion is inserted It becomes.
- a polarization maintaining fiber was manufactured from each base material according to the manufacturing method described above. Measure the core diameter (average value of core major axis diameter and core minor axis diameter), inner cladding diameter, outer cladding diameter, stress applying part interval, stress applying part diameter, and barrier thickness of each polarization maintaining fiber. The measurement results shown in Table 1 below were obtained. As for the barrier thickness of the polarization maintaining fibers according to Examples 1 to 3, estimated values estimated from the barrier thickness of the base material are shown in Table 1 below.
- a half line extending in parallel with the alignment direction of the stress applying portions from the center of the polarization maintaining fiber is denoted as L ′.
- the distance from the intersection point P ′ between the circle constituting the outer edge of the inner cladding and the half line L ′ to the intersection point Q ′ between the circle constituting the outer edge of the stress applying part and the half line L ′ is the absolute value of the barrier thickness.
- L ′ a half line extending in parallel with the direction in which the stress applying portions are arranged from the center of the polarization maintaining fiber.
- the distance from the intersection point P ′ between the circle constituting the outer edge of the inner cladding and the half line L ′ to the intersection point Q ′ between the circle overlapping the outer edge of the stress applying portion and the half line L ′ is the absolute value of the barrier thickness. .
- the non-circularity ratio of the core could be 20% or more. In Examples 1 and 2, the non-circularity of the core could be 50% or more. In Example 2, the non-circularity ratio of the core could be 80% or more. That is, it was confirmed that the non-circularity of the core increases as the absolute value of the barrier thickness in the base material increases, that is, as each stress applying portion is deeply inserted into the inner cladding.
- mode field patterns were measured for Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3. Specifically, the mode field diameter measurement by the one-dimensional far field pattern method was repeated while rotating the polarization maintaining fiber by 30 °, thereby obtaining the dependency of the mode field diameter on the rotation direction. As a result, the measurement results of 4.0 ⁇ 0.9 ⁇ m in Example 1, 4.0 ⁇ 1.3 ⁇ m in Example 2, and 4.0 ⁇ 0.4 ⁇ m in Example 3 were obtained. These results indicate that an elliptical electric field distribution is formed in Examples 1 to 3. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3, the variation of the mode field diameter ( ⁇ of 4.0 ⁇ ⁇ ⁇ m) was 0.3 ⁇ m or less. These results indicate that a substantially circular electric field distribution is formed in Comparative Examples 1 to 3.
- the only dopant added to the core was germanium.
- the germanium concentration in the core was 22 wt%.
- the dopants added to the inner cladding were phosphorus, germanium, and fluorine.
- the phosphorus concentration in the inner cladding was 0.8 wt%
- the germanium concentration in the inner cladding was 2.9 wt%.
- the fluorine concentration in the inner cladding was adjusted so that the relative refractive index difference between the inner cladding and the outer cladding was 0.0%.
- the dopant added to the stress applying portion was boron oxide (B 2 O 3 ).
- the concentration of boron oxide (B 2 O 3 ) in the stress applying part was about 20 mol%.
- the polarization maintaining fiber 1 shown in FIG. 3 is obtained by drawing the base material of Example 1 to which such a dopant is added.
- the side surface of the rod serving as the base material of the stress applying portion and the hole into which the rod is inserted are provided in the base material of the polarization maintaining fiber.
- the polarization maintaining fiber 1 can be suitably used for an optical device including a substrate type optical waveguide and an optical fiber. Such an optical device 2 will be described with reference to FIGS.
- FIG. 6 is a side view of the optical device 2.
- the optical device 2 includes a substrate type optical waveguide 21, a first optical fiber 22, and a second optical fiber 23.
- the substrate-type optical waveguide 21 is optically connected to the first optical fiber 22 by making its end face face one end face of the first optical fiber 22.
- the second optical fiber 23 is physically and optically connected to the first optical fiber 22 by fusing its end face to the other end face of the first optical fiber 22.
- a spatial optical system may be provided between the end face of the substrate type optical waveguide 21 and the end face of the polarization maintaining fiber 1 facing each other.
- the substrate type optical waveguide 21 is, for example, a silicon waveguide having a silicon core 211.
- the core diameter of the substrate type optical waveguide 21 is smaller than the core diameter of the first optical fiber 22 described later. Therefore, the mode field diameter of the substrate type optical waveguide 21 is set to the mode of the first optical fiber 22 in the vicinity of the end surface of the core type 211 of the substrate type optical waveguide 21 facing the core 221 of the first optical fiber 22.
- a mode field diameter conversion unit 212 is provided to match the field diameter.
- FIG. 7A is a front view showing an end face 21 a facing the first optical fiber 22 among the end faces of the substrate-type optical waveguide 21.
- the cross section (end face) shape of the core 211 of the substrate-type optical waveguide 21 is a rectangle having the longitudinal direction in the x-axis direction, as shown in FIG. For this reason, the mode field pattern of the substrate-type optical waveguide 21 is an ellipse whose longitudinal direction is the x-axis direction.
- the first optical fiber 22 is, for example, a glass fiber having a glass core 221 and has a polarization maintaining function by a stress applying unit (not shown).
- the core diameter of the first optical fiber 22 is smaller than the core diameter of the second optical fiber 23 described later. Therefore, the mode field diameter of the first optical fiber 22 is set to the mode of the second optical fiber 23 in the vicinity of the end surface of the core 221 of the first optical fiber 22 facing the core 231 of the second optical fiber 23.
- a mode field diameter converter 222 is provided for matching with the field diameter.
- FIG. 7B is a front view showing an end face 22a facing the substrate-type optical waveguide 21 among the end faces of the first optical fiber 22.
- FIG. The cross section (end face) shape of the core 221 of the first optical fiber 22 is an ellipse whose longitudinal direction is the x-axis direction, as shown in FIG. Therefore, the mode field pattern of the first optical fiber 22 has an elliptical shape with the x axis as the longitudinal direction, similar to the mode field pattern of the substrate type optical waveguide 21. For this reason, the connection loss between the substrate-type optical waveguide 21 and the first optical fiber 22 can be kept small.
- the second optical fiber 23 is, for example, a glass fiber having a glass core 231 and has a polarization maintaining function by a stress applying unit (not shown).
- the cross section (end face) shape of the core 231 of the second optical fiber 23 is circular.
- the polarization maintaining fiber 1 described above can be suitably used as the first optical fiber 22 in the optical device 2.
- fluorine is added to the inner cladding 12 of the polarization maintaining fiber 1 as described above.
- This fluorine has a function of promoting diffusion of germanium added to the core 11 by heating.
- the core diameter of the first optical fiber 22 is fused to the heat when the first optical fiber 22 is fused to the second optical fiber 23. It can be enlarged in the vicinity.
- the mode field diameter converter 222 can be easily realized simply by fusing the first optical fiber 22 to the second optical fiber 23. it can.
- FIG. 8A is a graph showing a mode field pattern of the substrate type optical waveguide 21.
- a chain line represents an electric field distribution on a straight line passing through the central axis of the core 211 and parallel to the x axis
- a dotted line is a straight line passing through the central axis of the core 211 and parallel to the y axis. Represents the electric field distribution.
- FIG. 8B is a graph showing a mode field pattern of the first optical fiber 22 (polarization-maintaining fiber 1). In FIG.
- a chain line represents an electric field distribution on a straight line passing through the central axis of the core 221 and parallel to the x axis
- a dotted line is a straight line passing through the central axis of the core 221 and parallel to the y axis. Represents the electric field distribution. Comparing these graphs, it can be seen that the mode field pattern of the substrate type optical waveguide 21 and the mode field pattern of the first optical fiber 22 are in good agreement.
- the polarization maintaining fiber 1 is used as the first optical fiber 22 in the optical device 2 including the substrate type optical waveguide 21, the first optical fiber 22, and the second optical fiber 23.
- the polarization maintaining fiber 1 is used as the first optical fiber 22.
- the polarization maintaining fiber 1 is used as the first optical fiber 22. Also good.
- the inequality sign “ ⁇ ” between ⁇ 2 and ⁇ 1 means that the difference between ⁇ 2 and ⁇ 1 is larger than the difference between ⁇ 1 and ⁇ 4, and the difference between ⁇ 2 and ⁇ 1 is larger than a specific value. Does not mean that.
- the melt viscosity ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3, and ⁇ 4 of the core 11, the inner cladding 12, the stress applying portions 13a to 13b, and the outer cladding 14 will be supplemented with reference to FIG.
- FIG. 9 is a side view showing the base material 1A during drawing of the polarization-maintaining fiber 1, a cross-sectional view taken along the line AA ′ serving as the XY plane (hereinafter referred to as the AA ′ cross-section), and BB FIG. 6 is a cross-sectional view of a cross section taken along a line CC 'serving as an XY plane (hereinafter referred to as a CC' cross section).
- the cross-sectional view of the A-A ′ cross section and the cross-sectional view of the C-C ′ cross section are drawn in the same size for facilitating understanding of the drawing, but the actual sizes are different from each other. As shown in FIG.
- the base material 1A is reduced in diameter in a wire drawing furnace.
- the A-A ′ cross section shown in FIG. 9 is a cross section where the diameter reduction starts, that is, a cross section where melting starts. Accordingly, above the section AA ′, the diameter of the base material 1A matches the diameter of the base material 1A before drawing, and below the section AA ′, the diameter of the base material 1A is the base material 1A before drawing. Smaller than the diameter of.
- the C-C ′ cross section shown in FIG. 9 is a cross section where the diameter reduction ends, that is, a cross section where the melting ends, or a cross section when the polarization maintaining fiber 1 is completed after the solidification ends.
- the diameter of the base material 1A is larger than the diameter of the base material 1A after drawing above the section CC ′, and the diameter of the base material 1A is below the section after drawing CC ′. It corresponds to a diameter of 1A.
- a BB ′ line shown in FIG. 9 is an imaginary line showing a region where the temperature of the base material 1A is highest in the shape of a line extending in the X-axis direction of FIG. It is located between the CC ′ cross section.
- the section from the A-A ′ cross section to the C-C ′ cross section of the base material 1A may be called “neck down”.
- the A-A ′ cross section can be rephrased as a cross section where neck-down starts.
- the C-C ′ section can be rephrased as a section where the neck-down ends.
- the base material 1A after drawing can be rephrased as the polarization maintaining fiber 1.
- each of the melt viscosity ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3, ⁇ 4 may be different for each position in the Z-axis direction and for each position in the X-axis direction. This is because the melt viscosity ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3, and ⁇ 4 depend on the temperature of the base material 1A, and the temperature of the base material 1A can be different for each position.
- melt viscosity ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3, and ⁇ 4 at the position (x, y, z) are respectively expressed as ⁇ 1 (x, y, z), ⁇ 2 (x, y, z), ⁇ 3 (x, y, z). ), ⁇ 4 (x, y, z).
- the z-axis is a coordinate axis parallel to the longitudinal direction of the base material 1A
- the x-axis and the y-axis are coordinate axes orthogonal to the longitudinal direction of the base material 1A.
- ⁇ 1 (z), ⁇ 2 (z), ⁇ 3 (z), and ⁇ 4 (z) in each cross section from the AA ′ cross section to the CC ′ cross section are the melt viscosity ⁇ 1 (x, y , Z), ⁇ 2 (x, y, z), ⁇ 3 (x, y, z), and ⁇ 4 (x, y, z) as a spatial average.
- melt viscosity ⁇ 1 (z A ), ⁇ 2 (z A ), ⁇ 3 (z A ), and ⁇ 4 (z A ) in the AA ′ section are respectively the melt viscosity ⁇ 1 (x , y, z a), ⁇ 2 (x, y, z a), ⁇ 3 (x, y, z a), ⁇ 4 (x, y, is defined as a spatial average of z a).
- ⁇ 1 (z B ), ⁇ 2 (z B ), ⁇ 3 (z B ), and ⁇ 4 (z B ) of a cross section along the BB ′ line are B ⁇ melt viscosity at ⁇ 1 at B 'cross section (x, y, z B) , ⁇ 2 (x, y, z B), ⁇ 3 (x, y, z B), ⁇ 4 (x, y, z B) as a space average Defined.
- the melt viscosity ⁇ 1 (z C ), ⁇ 2 (z C ), ⁇ 3 (z C ), and ⁇ 4 (z C ) in the CC ′ section are respectively the melt viscosity ⁇ 1 (x , y, z C), ⁇ 2 (x, y, z C), ⁇ 3 (x, y, z C), ⁇ 4 (x, y, is defined as a spatial average of z C).
- Each value of the melt viscosity ⁇ 1 (z), ⁇ 2 (z), ⁇ 3 (z), and ⁇ 4 (z) in each cross section from the AA ′ cross section to the CC ′ cross section is as per XY plane. Can be different. However, an essential point in realizing the flattening of the core 11 is that the melt viscosity ⁇ 1 (z), ⁇ 2 (z), ⁇ 3 (z) in each section from the AA ′ section to the CC ′ section. ), Not the value of ⁇ 4 (z), but the melt viscosity ⁇ 1 (z), ⁇ 2 (z), ⁇ 3 (z), ⁇ 4 (z) in each section from the AA ′ section to the CC ′ section. It is a big and small relationship.
- Condition 1 ⁇ 3 (z) between the melt viscosity ⁇ 1 (z), ⁇ 2 (z), ⁇ 3 (z), and ⁇ 4 (z) in an arbitrary cross section from the AA ′ cross section to the CC ′ cross section ⁇ ⁇ 2 (z) ⁇ ⁇ 1 (z) ⁇ 4 (z).
- This magnitude relationship also holds at least as a magnitude relationship of ⁇ 3 (z) ⁇ ⁇ 2 (z) ⁇ ⁇ 1 (z) ⁇ 4 (z) of the melt viscosity in the cooling process.
- This magnitude relationship also holds at least as a magnitude relationship of ⁇ 3 (z) ⁇ 2 (z) ⁇ 1 (z) ⁇ 4 (z) of viscosity at the time of cooling.
- Condition 2 At least the melting viscosity ⁇ 1 (z), ⁇ 2 (z), ⁇ 3 (z), and ⁇ 4 (z) in the cooling process, ⁇ 3 (z) ⁇ 1 (z) ⁇ 2 (z) ⁇ 4 ( The magnitude relationship z) holds.
- conditions 1 to 3 described above can be summarized as follows. That is, at least the melt viscosity ⁇ 1 (z), ⁇ 2 (z), ⁇ 3 (z), and ⁇ 4 (z) in the cooling process is between ⁇ 3 (z) ⁇ 2 (z) ⁇ 4 (z) and ⁇ 3
- the magnitude relationship of (z) ⁇ 1 (z) ⁇ 4 (z) is established.
- melt viscosity ⁇ 1 (z), ⁇ 2 (z), ⁇ 3 (z), and ⁇ 4 (z) are between ⁇ 3 (z) ⁇ 2 (z) ⁇ 4 (z),
- the magnitude relationship of ⁇ 3 (z) ⁇ 1 (z) ⁇ 4 (z) is not necessarily established, but the magnitude relationship may be established.
- the dopant concentrations in the core 11, the inner cladding 12, the stress applying portions 13a to 13b, and the outer cladding 14 are ⁇ 3 (z) ⁇ 2 (z).
- ⁇ 4 (z) and ⁇ 3 (z) ⁇ 1 (z) ⁇ 4 (z) may be set so as to satisfy.
- a configuration in which germanium is added to the core 11 a configuration in which phosphorus, germanium, and fluorine are added to the inner cladding 12 is adopted, and boron oxide (B 2 O 3 ) is added to the two stress applying portions 13 a to 13 b.
- the following dopant concentrations are respectively ⁇ 3 (z) ⁇ 2 (z) ⁇ 4 (z) and ⁇ 3 (z) ⁇ 1 (z) ⁇ 4 (z) may be set so as to satisfy. That is, the concentration of germanium in the core 11 is set to, for example, 10 to 30 wt%, and the concentrations of phosphorus and germanium in the inner cladding 12 are set to, for example, 0.5 to 2.0 wt% and 1.5 to 5.
- the concentration of boron oxide in the inner cladding 12 is set to 0 wt% so that the relative refractive index difference of the refractive index n2 of the inner cladding 12 with respect to the refractive index n4 of the outer cladding 14 is 0.1% or less.
- the concentration of boron oxide in the two stress applying portions 13a to 13b is set to 15 to 25 mol%, for example, and the concentration of chlorine in the outer cladding 14 is set to the ratio of the refractive index n2 of the inner cladding 12 to the refractive index n4 of the outer cladding 14.
- the refractive index difference is set to be 0.1% or less, and ⁇ 3 (z) ⁇ 2 (z) ⁇ 4 (z) and ⁇ 3 (z) ⁇ 1 ( z) ⁇ 4 (z) may be set so as to satisfy.
- the temperature of the base material 1A only needs to be set so as to satisfy the following (Condition 1) and (Condition 2).
- melt viscosity ⁇ 1 (z), ⁇ 2 (z), ⁇ 3 (z), ⁇ 4 (z) in the cooling process refers to the BB ′ cross section where the temperature becomes highest and the diameter reduction is completed.
- ⁇ 1 (z), ⁇ 2 (z), ⁇ 3 (z), and ⁇ 4 (z) in each cross section from the AA ′ cross section to the CC ′ cross section is as follows.
- the spatial average of ⁇ 1 (x, y, z), ⁇ 2 (x, y, z), ⁇ 3 (x, y, z), and ⁇ 4 (x, y, z) is employed, it is not limited to this.
- ⁇ 1 (z), ⁇ 2 (z), ⁇ 3 (z), and ⁇ 4 (z) in each cross section from the AA ′ cross section to the CC ′ cross section are as follows: (a) Viscosity at melting in the cross section The minimum value of ⁇ 1 (x, y, z), ⁇ 2 (x, y, z), ⁇ 3 (x, y, z), ⁇ 4 (x, y, z) can be adopted, and (b) It is also possible to adopt the maximum values of the melt viscosity ⁇ 1 (x, y, z), ⁇ 2 (x, y, z), ⁇ 3 (x, y, z), ⁇ 4 (x, y, z) in the cross section.
- the base material 1A satisfying the above condition 2 when the base material 1A is melted, ⁇ 3 (z) ⁇ 2 (z) ⁇ 4 (z) and ⁇ 3 (z) ⁇ 1 in an arbitrary cross section
- the magnitude relationship of (z) ⁇ 4 (z) is established.
- the polarization maintaining fiber 1 manufactured from the base material 1A satisfying the above condition 2 has an arbitrary cross section of ⁇ 3 (z) ⁇ 2 (z) ⁇ 4 (z) when the polarization maintaining fiber 1 is melted.
- a magnitude relationship of ⁇ 3 (z) ⁇ 1 (z) ⁇ 4 (z) is established.
- the base material 1A used in the manufacturing method described above has ⁇ 3 (z) ⁇ 2 (z) ⁇ 4 (z) and ⁇ 3 (z) ⁇ 1 (z) ⁇ 4 in an arbitrary cross section when melted. It can be characterized by the fact that the magnitude relationship (z) holds. Similarly, when the polarization maintaining fiber 1 manufactured by the above manufacturing method is melted, ⁇ 3 (z) ⁇ 2 (z) ⁇ 4 (z) and ⁇ 3 (z) ⁇ 1 ( z) ⁇ 4 (z).
- the polarization maintaining fiber 1 in which germanium is added to the core 11 and a dopant such as fluorine or phosphorus is co-added to the inner cladding 12 is a core having a circular mode cross section with a mode field diameter larger than that of the polarization maintaining fiber 1.
- germanium is added to the core 11 and a dopant such as fluorine or phosphorus is co-added to the inner cladding 12
- the first reason is that germanium added to the core 11 is diffused in the inner cladding 12 by heating at the time of fusion splicing, as is widely known as TEC (Thermally Diffused Expanded Core) technology.
- the mode field diameter of the holding fiber 1 is increased.
- the second reason is that the cross section of the core of the polarization-maintaining fiber 1 when germanium added to the core 11 due to heating at the time of fusion splicing diffuses into the inner cladding 12 as shown in the following reference.
- the flatness of the core decreases (for example, the cross section of the core that was an ellipse approaches a perfect circle).
- the polarization maintaining fiber 1 in which germanium is added to the core 11 and the dopant is added to the inner clad 12 can suppress the connection loss when the mode field pattern is connected to the elliptical substrate type optical waveguide. There is an effect that can be. This is because the connection between the polarization-maintaining fiber 1 and the substrate type optical waveguide can be realized without heating the polarization-maintaining fiber 1 while keeping the cross section of the core flat. Accordingly, the polarization maintaining fiber 1 in which germanium is added to the core 11 and the dopant is co-added to the inner cladding 12 is (a) a core having a circular mode cross section with a mode field diameter larger than that of the polarization maintaining fiber 1.
- the mode field diameter of the polarization-maintaining fiber 1 is likely to approach the mode field diameter of the other optical fiber, so that the connection loss can be kept small.
- this is an excellent polarization-maintaining fiber having the advantage that the connection loss can be kept small when the mode field pattern is connected to an elliptical substrate type optical waveguide.
- the optical device 2 (see FIGS. 6 to 8) provided with the polarization maintaining fiber 1 can also be said to be an excellent optical device having the same advantages.
- the polarization maintaining fiber according to the present embodiment includes a core, an inner clad that encloses the core, two stress applying portions that sandwich the inner clad from both sides, and the inner cladding and the two stress applying portions.
- the polarization maintaining fiber configured as described above includes a core, an inner clad enclosing the core, two stress applying portions sandwiching the inner clad from both sides, the inner cladding and the two stress applying portions.
- An inner cladding, and each of the two stress-applying portions can be easily manufactured by drawing a base material that is recessed in the inner cladding. Therefore, according to the above configuration, a polarization maintaining fiber that has a flat core cross section and can be easily manufactured can be realized.
- such a base material is realized by inserting a rod serving as a base material of the stress applying portion into a hole formed by using a drill tool or the like so as to be inserted into the inner cladding. Can do.
- the stress applying portion is made of quartz glass to which boron is added.
- the melting viscosity of the stress applying part can be made significantly smaller than the melting viscosity of pure quartz glass.
- the core is made of quartz glass doped with germanium, and the inner cladding is doped with fluorine and an updopant that offsets the refractive index lowering effect of fluorine. It is preferable that the quartz glass is formed.
- the polarization maintaining fiber which has the property that a core expands by heating is realizable. Since the up-dopant that cancels the refractive index lowering effect of fluorine is added to the inner cladding, there is no possibility that the refractive index difference between the core and the inner cladding is lost. Therefore, it is possible to realize a polarization maintaining fiber having a property that the core expands by heating without impairing the optical confinement function.
- the updopant includes one or both of phosphorus and germanium.
- the refractive index lowering effect of fluorine can be offset by the refractive index increasing action of one or both of phosphorus and germanium.
- the melt viscosity ⁇ 1 (z) of the core in each cross section, the melt viscosity ⁇ 2 (z) of the inner cladding, the melt viscosity ⁇ 3 (z) of the stress applying portion, And the melt viscosity ⁇ 4 (z) of the outer cladding have the following magnitude relationship: ⁇ 3 (z) ⁇ 2 (z) ⁇ 4 (z) and ⁇ 3 (z) ⁇ 1 (z) ⁇ 4 (z) It is preferable to hold.
- a polarization maintaining fiber that has a flat core cross section and can be manufactured more easily can be realized.
- An optical device includes the polarization maintaining fiber according to the present embodiment, and an optical waveguide whose end surface is opposed to the end surface of the polarization maintaining fiber, and whose mode field pattern is an ellipse. It is preferable.
- the mode field pattern of the polarization-maintaining fiber can be made elliptical like the mode field pattern of the optical waveguide. Therefore, an optical device with a small connection loss can be realized.
- An optical device includes a polarization maintaining fiber according to the present embodiment, an optical fiber having an end surface fused to the end surface of the polarization maintaining fiber, and a mode field diameter of the polarization maintaining fiber. It is preferable to provide an optical fiber larger than the mode field diameter.
- the core of the polarization-maintaining fiber is made of quartz glass to which germanium is added, and the inner cladding of the polarization-maintaining fiber offsets the fluorine and the refractive index lowering effect of fluorine.
- a mode field conversion unit that matches the mode field diameter of the polarization maintaining fiber with the mode field diameter of the optical fiber, and the polarization maintaining fiber is It can be formed easily when fused to an optical fiber.
- An optical device includes a polarization maintaining fiber according to the present embodiment, an optical waveguide having an end surface facing one end surface of the polarization maintaining fiber, and an optical waveguide having an elliptical mode field pattern.
- the mode field pattern of the polarization-maintaining fiber can be made elliptical like the mode field pattern of the optical waveguide. Therefore, the connection loss between the polarization maintaining fiber and the optical waveguide can be reduced.
- the core of the polarization maintaining fiber is configured by quartz glass to which germanium is added, and the inner cladding of the polarization maintaining fiber is fluorine and a refractive index lowering effect of fluorine.
- the base material of the polarization maintaining fiber includes a core, an inner cladding that encloses the core, two stress applying portions that sandwich the inner cladding from both sides, and the inner surface.
- the melting viscosity ⁇ 1 (z) of the core In the base material of the polarization maintaining fiber according to the present embodiment, the melting viscosity ⁇ 1 (z) of the core, the melting viscosity ⁇ 2 (z) of the inner clad, and the melting viscosity ⁇ 3 ( z) and the melt viscosity ⁇ 4 (z) of the outer cladding, ⁇ 3 (z) ⁇ 2 (z) ⁇ 4 (z) and ⁇ 3 (z) ⁇ 1 (z) ⁇ 4 (z) It is preferable that a magnitude relationship is established.
- a polarization maintaining fiber manufacturing method includes a core, an inner cladding that encloses the core, two stress applying portions that sandwich the inner cladding from both sides, and the inner surface.
- a method of manufacturing a polarization-maintaining fiber including a step of drawing a base material including a clad and an outer cladding including the two stress applying portions, wherein each of the two stress applying portions is provided in the base material. Is intruded into the inner clad, and in the polarization maintaining fiber, the inner clad is indented into each of the two stress applying portions, and the cross-section of the core is an array of the two stress applying portions. It is flat so that the direction may be the longitudinal direction.
- the melt viscosity ⁇ 1 of the core in the cross section between the cross section where the temperature is highest in the polarization maintaining fiber being drawn and the cross section where the diameter reduction is finished ( z), the melting viscosity ⁇ 2 (z) of the inner cladding, the melting viscosity ⁇ 3 (z) of the stress applying portion, and the melting viscosity ⁇ 4 (z) of the outer cladding ⁇ 3 (z) ⁇ 2 ( z) ⁇ 4 (z) and ⁇ 3 (z) ⁇ 1 (z) ⁇ 4 (z) are preferably satisfied.
- a polarization maintaining fiber having a flat cross section can be more easily manufactured.
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Abstract
Description
本発明は、扁平したコアを有する偏波保持ファイバに関する。また、そのような偏波保持を備えた光デバイス、そのような偏波保持ファイバの母材、及び、そのような偏波保持ファイバの製造方法に関する。 The present invention relates to a polarization maintaining fiber having a flat core. The present invention also relates to an optical device having such polarization maintaining, a base material for such a polarization maintaining fiber, and a method for manufacturing such a polarization maintaining fiber.
シリコンフォトニクスの分野では、シリコン導波路に入力する光、又は、シリコン導波路から出力される光を伝送する伝送媒体として、偏波保持ファイバが広く用いられている。偏波保持ファイバとは、偏波モード間の結合を抑制することによって、偏波保持性能を高めた光ファイバのことを指す。例えば、コアに応力を与えるための応力付与部がクラッド内に設けられたPANDA(Polarization-maintaining AND Absorption-reducing)ファイバは、偏波保持ファイバの代表例である。 In the field of silicon photonics, a polarization maintaining fiber is widely used as a transmission medium for transmitting light input to the silicon waveguide or light output from the silicon waveguide. The polarization maintaining fiber refers to an optical fiber having improved polarization maintaining performance by suppressing coupling between polarization modes. For example, a PANDA (Polarization-maintaining AND Absorption-reducing) fiber in which a stress applying portion for applying stress to the core is provided in the clad is a typical example of a polarization maintaining fiber.
2つの応力付与部を有する偏波保持ファイバでは、用途によっては、コアの断面が扁平している(真円形や正方形でなく、楕円形や長方形である)ことが好ましい。その理由は、第一に、コアの断面が扁平していることで、偏波保持性能を高めることができるからである。第二に、コアの断面が扁平していることで、偏波保持ファイバのモードフィールドを楕円形にすることができるからである。シリコン導波路のモードフィールは、通常、楕円形である。したがって、モードフィールドが楕円形である偏波保持ファイバの方が、モードフィールドが真円形である偏波保持ファイバよりも、シリコン導波路との接続損失を小さく抑えることができる。 In a polarization maintaining fiber having two stress applying portions, it is preferable that the core has a flat cross section (not an exact circle or a square, but an ellipse or a rectangle) depending on the application. The reason is that, firstly, the polarization maintaining performance can be enhanced by the flat cross section of the core. Second, because the core has a flat cross section, the mode field of the polarization maintaining fiber can be made elliptical. The mode feel of a silicon waveguide is usually elliptical. Accordingly, the polarization maintaining fiber having the elliptical mode field can suppress the connection loss with the silicon waveguide to be smaller than that of the polarization maintaining fiber having the true circular mode field.
なお、コアの断面を扁平化することによって偏波保持性能を高めることができるのは、コアの断面の長手方向と2つの応力付与部の並び方向とが平行になり、応力付与部による複屈折とコアの扁平化による複屈折とが互いに強め合う場合である。コアの断面の長手方向と2つの応力付与部の並び方向とが垂直になる場合には、応力付与部による複屈折とコアの扁平化による複屈折とが互いに弱め合うため、偏波保持性能を高める効果は得られない。 Note that the polarization maintaining performance can be enhanced by flattening the core cross section because the longitudinal direction of the core cross section and the direction in which the two stress applying sections are aligned are parallel, and the birefringence due to the stress applying section. And birefringence due to the flattening of the core mutually intensify. When the longitudinal direction of the cross section of the core and the arrangement direction of the two stress applying portions are perpendicular to each other, the birefringence due to the stress applying portion and the birefringence due to the flattening of the core weaken each other. The effect of increasing cannot be obtained.
コアの断面が扁平した光ファイバを製造する方法としては、例えば、特許文献1に記載の製造方法が知られている。特許文献1によれば、以下の工程を実施することにより、コアの断面形状が楕円形の光ファイバを製造することができる。工程1:断面形状が真円形のコア部の全外周に第1次クラッド部を形成することによって、第1プリフォームを作成する。工程2:第1プリフォームの1次クラッド部の側部側の一部を第1プリフォームの長手方向に沿って外削することによって、第2プリフォームを作成する。工程3:第2プリフォームの1次クラッド部の全外周に2次クラッド部のスートを形成することによって、第3プリフォームを作成する。工程4:第3プリフォーム(スートロッド)を脱水雰囲気中で焼結により加熱し、第4プリフォームを形成する。この際、空孔部の消滅に伴う体積収縮が起こり、コア部の断面形状が真円形から楕円形に変化する。工程5:断面形状が真円形になるように第4プリフォームを外削することによって、第5プリフォームを作成する。工程6:第5プリフォームを線引きすることによって、断面形状が楕円形のコアを有する光ファイバを得る。
As a method for manufacturing an optical fiber having a flat core cross section, for example, a manufacturing method described in
しかしながら、特許文献1に記載の製造方法には、以下の問題があった。
However, the manufacturing method described in
すなわち、特許文献1に記載の製造方法においては、プリフォームが完成するまでに2回の外削加工を必要とする。特に、コアの断面形状を十分な非円率を有する楕円形とするためには、第1プリフォームに対する外削を、外削された部分の半径が外削されていない部分の半径の1/2程度になるまで行う必要がある(特許文献1の図2及び段落0024参照)。このため、外削に要する時間が長く、簡単に製造することができないという問題があった。
That is, in the manufacturing method described in
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、2つの応力付与部を有し、コアの断面が扁平した偏波保持ファイバであって、簡単に製造することができる偏波保持ファイバを実現することにある。また、そのような偏波保持ファイバを備えた光デバイス、そのような偏波保持ファイバの母材、又は、そのような偏波保持ファイバの製造方法を実現することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its main purpose is a polarization maintaining fiber having two stress applying portions and a flat core cross section, which can be easily manufactured. The object is to realize a polarization maintaining fiber. Another object of the present invention is to realize an optical device including such a polarization maintaining fiber, a base material of such a polarization maintaining fiber, or a manufacturing method of such a polarization maintaining fiber.
上記の目的を達成するために、本発明の一態様に係る偏波保持ファイバは、コアと、上記コアを内包する内側クラッドと、上記内側クラッドを両側から挟み込む2つの応力付与部と、上記内側クラッド及び上記2つの応力付与部を内包する外側クラッドと、を備え、上記内側クラッドは、上記2つの応力付与部の各々に陥入しており、上記コアの断面は、上記2つの応力付与部の並び方向を長手方向とするように扁平している、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a polarization maintaining fiber according to an aspect of the present invention includes a core, an inner cladding that encloses the core, two stress applying portions that sandwich the inner cladding from both sides, and the inner surface. A clad and an outer clad that encloses the two stress applying portions, and the inner clad is indented into each of the two stress applying portions, and the cross section of the core has the two stress applying portions. The arrangement direction is flattened so that the arrangement direction is the longitudinal direction.
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る偏波保持ファイバの母材は、コアと、上記コアを内包する内側クラッドと、上記内側クラッドを両側から挟み込む2つの応力付与部と、上記内側クラッド及び上記2つの応力付与部を内包する外側クラッドと、を備え、上記2つの応力付与部の各々は、上記内側クラッドに陥入している、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a base material of a polarization maintaining fiber according to an aspect of the present invention includes a core, an inner clad that encloses the core, and two stress applying portions that sandwich the inner clad from both sides. An inner cladding and an outer cladding that encloses the two stress applying portions, and each of the two stress applying portions is indented into the inner cladding.
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る偏波保持ファイバの製造方法は、コアと、上記コアを内包する内側クラッドと、上記内側クラッドを両側から挟み込む2つの応力付与部と、上記内側クラッド及び上記2つの応力付与部を内包する外側クラッドと、を備えた母材を線引きする工程を含む偏波保持ファイバの製造方法であって、上記母材において、上記2つの応力付与部の各々が上記内側クラッドに陥入しており、上記偏波保持ファイバにおいて、上記内側クラッドが上記2つの応力付与部の各々に陥入しており、上記コアの断面が上記2つの応力付与部の並び方向を長手方向とするように扁平している、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a method of manufacturing a polarization maintaining fiber according to an aspect of the present invention includes a core, an inner clad that encloses the core, and two stress applying portions that sandwich the inner clad from both sides. A polarization maintaining fiber manufacturing method including a step of drawing a base material including the inner clad and the outer clad including the two stress applying portions, wherein the two stress applying portions are provided in the base material. Are intruded into the inner cladding, and in the polarization maintaining fiber, the inner cladding is recessed into each of the two stress applying portions, and the cross section of the core is the two stress applying portions. The arrangement direction is flattened so that the arrangement direction is the longitudinal direction.
本発明の一態様によれば、コアの断面が扁平した偏波保持ファイバであって、簡単に製造することができる偏波保持ファイバを実現することができる。また、本発明の一態様によれば、そのような偏波保持ファイバを備えた光デバイス、そのような偏波保持ファイバの母材、又は、そのような偏波保持ファイバの製造方法を実現することができる。 According to one aspect of the present invention, a polarization maintaining fiber that has a flat core cross section and can be easily manufactured can be realized. In addition, according to one aspect of the present invention, an optical device including such a polarization maintaining fiber, a base material for such a polarization maintaining fiber, or a method for manufacturing such a polarization maintaining fiber is realized. be able to.
(偏波保持ファイバの構造)
本発明の一実施形態に係る偏波保持ファイバ1の構造について、図1を参照して説明する。図1の(a)は、偏波保持ファイバ1の横断面を示す断面図である。図1の(b)は、図1の(a)に示す断面のAA’直線における偏波保持ファイバ1の屈折率分布を示すグラフである。図1の(c)は、図1の(a)に示す断面のBB’直線における偏波保持ファイバ1の屈折率分布を示すグラフである。
(Polarization-maintaining fiber structure)
The structure of the
偏波保持ファイバ1は、図1の(a)に示すように、コア11と、コア11を内包する内側クラッド12と、内側クラッド12を両側から挟み込む2つの応力付与部13a~13bと、内側クラッド12及び2つの応力付与部13a~13bを内包する外側クラッド14と、を備えている。
As shown in FIG. 1A, the
内側クラッド12は、2つの応力付与部13a~13bの各々に陥入している。このため、内側クラッド12の断面形状は、円形状になるのに対して、内側クラッド12の左側に位置する応力付与部13aの断面形状は、右側に欠けのある円形状になり、内側クラッド12の右側に位置する応力付与部13bの断面形状は、左側に欠けのある円形状になる。また、コア11の断面形状は、2つの応力付与部13a~13bの並び方向が長軸方向となるように扁平した形状(本実施形態においては、扁平した円形状、すなわち、楕円形状)になる。ここで、2つの応力付与部13a~13bの並び方向とは、第1の応力付与部13aの中心と第2の応力付与部13bの中心とを通る直線と平行な方向のことを指す。
The
コア11は、ゲルマニウム(Ge)が添加された石英ガラスにより構成されている。コア11に添加されるゲルマニウムは、石英ガラスの屈折率を上昇させる作用を有する。このため、コア11の屈折率n1は、純粋石英ガラスの屈折率n0(約1.46)よりも高くなる。また、コア11の溶融時粘度η1は、純粋石英ガラスの溶融時粘度η0と実質的に同一、又は、純粋石英ガラスの溶融時粘度η0よりも僅かに小さい値となる。
The
なお、本実施形態においては、ゲルマニウムをアップドーパントとしてコア11に添加する構成を採用しているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、ゲルマニウムに加えてリン及びアルミニウムの一方又は両方をアップドーパントとしてコア11に添加する構成を採用してもよい。或いは、酸化ゲルマニウムや塩素等をアップドーパントとしてコア11に添加する構成を採用してもよい。何れのアップドーパントを用いる場合であっても、その濃度を適宜調整することにより、後述する外側クラッド14の屈折率n4(純粋石英ガラスの屈折率と実質的に同一)に対するコア11の屈折率n1の比屈折率差を1.0%以上にすることができる。なお、コア11にゲルマニウムを添加する構成を採用する場合、コア11おけるゲルマニウムの濃度は、例えば、10~30wt%とすることができる。
In addition, in this embodiment, although the structure which adds germanium to the core 11 as an updopant is employ | adopted, this invention is not limited to this. That is, a configuration in which one or both of phosphorus and aluminum in addition to germanium is added to the core 11 as an updopant may be employed. Or you may employ | adopt the structure which adds germanium oxide, chlorine, etc. to the core 11 as an updopant. Regardless of which updopant is used, the refractive index n1 of the core 11 with respect to the refractive index n4 (substantially the same as the refractive index of pure quartz glass) of the
内側クラッド12は、リン(P)及びフッ素(F)が共添加された石英ガラスにより構成されている。内側クラッド12に添加されるリンは、石英ガラスの屈折率を上昇させる作用と、石英ガラスの溶融時粘度を低下させる作用と、を有する。一方、内側クラッド12に添加されるフッ素は、融着のための加熱に際してコア11に添加されたゲルマニウムが内側クラッド12へと拡散することを促進する作用と、石英ガラスの屈折率を低下させる作用とを有する。内側クラッド12に添加されるリン及びフッ素の濃度は、リンの有する屈折率上昇作用とフッ素の有する屈折率低下作用とが互いに相殺するように調整されている。このため、内側クラッド12の屈折率n2は、純粋石英ガラスの屈折率と実質的に同一になる。また、内側クラッド12の溶融時粘度η2は、純粋石英ガラスの溶融時粘度η0よりも低くなる。
The
なお、本実施形態においては、リンをアップドーパントとして内側クラッド12に添加する構成を採用しているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、リンの代わりにゲルマニウム(Ge)をアップドーパントして内側クラッド12に添加する構成を採用してもよいし、リンに加えてゲルマニウムをアップドーパントとして内側クラッド12に添加してもよい。内側クラッド12におけるフッ素の濃度が高い場合であっても、リン及びゲルマニウムの両方を内側クラッド12に添加することにより、後述する外側クラッド14の屈折率n4(純粋石英ガラスの屈折率と実質的に同一)に対する内側クラッド12の屈折率n2の比屈折率差を0.1%以下にすることができる。なお、内側クラッド12にリン、ゲルマニウム、及びフッ素を添加する構成を採用する場合、内側クラッド12におけるリン及びゲルマニウムの濃度は、それぞれ、例えば、0.5~2.0wt%及び1.5~5.0wt%とすることができる。内側クラッド12におけるフッ素の濃度は、外側クラッド14の屈折率n4に対する内側クラッド12の屈折率n2の比屈折率差が0.1%以下になるように設定すればよい。
In addition, in this embodiment, although the structure which adds phosphorus to the
2つの応力付与部13a~13bは、それぞれ、ホウ素(B)が添加された石英ガラスにより構成されている。これら応力付与部13a~13bに添加されるホウ素は、石英ガラスの屈折率を低下させる作用と、石英ガラスの溶融時粘度を低下させる作用とを有する。このため、これら応力付与部13a~13bの屈折率n3は、純粋石英ガラスの屈折率n0よりも低くなる。また、これら応力付与部13a~13bの溶融時粘度η3は、純粋石英ガラスの溶融時粘度η0よりも低くなる。なお、2つの応力付与部13a~13bにホウ素(B)を添加する構成に代えて、2つの応力付与部13a~13bに酸化ホウ素(B2O3)を添加する構成を採用してもよい。この場合、2つの応力付与部13a~13bにおける酸化ホウ素の濃度は、例えば、15~25mol%に設定すればよい。
The two
外側クラッド14は、塩素(Cl)以外のドーパントが意図的に添加されていない石英ガラスにより構成されている。すなわち、外側クラッド14を構成する石英ガラスには、屈折率上昇作用を有する塩素以外のアップドーパントも屈折率低下作用を有するダウンドーパントも添加されていない。ここで、外側クラッド14における塩素の濃度は、外側クラッド14の屈折率n4に対する内側クラッド12の屈折率n2の比屈折率差が0.1%以下になるように設定すればよい。このため、外側クラッド14の屈折率n4は、純粋石英ガラスの屈折率n0と実質的に同一になる。また、外側クラッド14の溶融時粘度η4は、純粋石英ガラスの溶融時粘度η0と実質的に同一である。
The
以上のように、コア11、内側クラッド12、応力付与部13a~13b、及び外側クラッド14の屈折率n1、n2、n3、及びn4の間には、n3<n2≒n4<n1という関係が成り立つ。偏波保持ファイバ1が光閉じ込め機能を有するのは、この関係(特にn2<n1)による。
As described above, the relationship of n3 <n2≈n4 <n1 is established among the refractive indexes n1, n2, n3, and n4 of the core 11, the
また、コア11、内側クラッド12、応力付与部13a~13b、及び外側クラッド14の溶融時粘度η1、η2、η3、及びη4の間には、η3≪η2≪η1<η4という関係が成り立つ。ここで、η3≪η2という関係が成り立つのは、応力付与部13a~13bに添加されるホウ素の方が、内側クラッド12に添加されるリンよりも粘度低下作用が強いからである。偏波保持ファイバ1が偏波保持能力を有するのは、この関係(特にη3≪η2≪η1)による(理由については、「偏波保持ファイバの製造方法」を参照のこと)。ここで、コア11、内側クラッド12、応力付与部13a~13b、及び外側クラッド14の各部におけるそれぞれのドーパント濃度は、η3≪η2≪η1<η4を満たす様に、設定されていればよい。例えば、コア11にゲルマニウムを添加する構成を採用し、内側クラッド12にリン、ゲルマニウム、及びフッ素を添加する構成を採用し、2つの応力付与部13a~13bに酸化ホウ素(B2O3)を添加する構成を採用し、外側クラッド14に塩素(Cl)以外のドーパントが意図的に添加されていない石英ガラスを採用する場合は、それぞれ以下のドーパント濃度が、η3≪η2≪η1<η4を満たす様に設定されていればよい。すなわち、コア11おけるゲルマニウムの濃度を、例えば、10~30wt%と設定し、内側クラッド12におけるリン及びゲルマニウムの濃度を、それぞれ、例えば、0.5~2.0wt%及び1.5~5.0wt%と設定し、内側クラッド12における酸化ホウ素の濃度を、外側クラッド14の屈折率n4に対する内側クラッド12の屈折率n2の比屈折率差が0.1%以下になるように設定し、2つの応力付与部13a~13bにおける酸化ホウ素の濃度を、例えば、15~25mol%と設定し、外側クラッド14における塩素の濃度を、外側クラッド14の屈折率n4に対する内側クラッド12の屈折率n2の比屈折率差が0.1%以下になるように設定し、さらに、η3≪η2≪η1<η4を満たす様に設定されていればよい。
In addition, a relationship of η3 << η2 << η1 <η4 is established among the melt viscosity η1, η2, η3, and η4 of the core 11, the
(偏波保持ファイバの製造方法)
次に、図1に示す偏波保持ファイバ1の製造方法について、図2を参照して説明する。図2は、偏波保持ファイバ1の製造方法を示す図である。
(Polarization-maintaining fiber manufacturing method)
Next, a manufacturing method of the
まず、母材1Aを用意する。母材1Aは、例えば、コア11、内側クラッド12、及び外側クラッド14を含む母材に、ドリルツール等を用いて2つの孔を形成し、この孔に各応力付与部13a~13bの母材となるロッドを挿入することよって製造することができる。母材1Aも偏波保持ファイバ1と同様の断面構造を有している。ただし、偏波保持ファイバ1においては、内側クラッド12が各応力付与部13a~13bに陥入している(内側クラッド12が凸、応力付与部13a~13bが凹)のに対して、母材1Aにおいては、各応力付与部13a~13b(或いは、各応力付与部13a~13bが挿入される孔)が内側クラッド12に陥入している(内側クラッド12が凹、応力付与部13a~13bが凸)。また、偏波保持ファイバ1においては、コア11の断面形状が楕円形状(扁平した円形状)であるのに対して、母材1Aにおいては、コア11の断面形状が円形状である。
First, the
次に、母材1Aを溶融延伸することにより、偏波保持ファイバ1Bを得る。偏波保持ファイバ1Bにおいては、コア11、内側クラッド12、応力付与部13a~13b、及び外側クラッド14が何れも溶融した状態にある。
Next, the
次に、偏波保持ファイバ1Bを冷却することにより、偏波保持ファイバ1Cを得る。偏波保持ファイバ1Cにおいては、外側クラッド14が凝固した状態にあり、コア11、内側クラッド12、及び応力付与部13a~13bが溶融した状態にある。このように、外側クラッド14が、コア11、内側クラッド12、及び応力付与部13a~13bよりも先に凝固するのは、外側クラッド14の粘度η4が、コア11、内側クラッド12、及び応力付与部13a~13bの粘度η1、η2、及びη3よりも高いことによる。
Next, the
次に、偏波保持ファイバ1Cを冷却することにより、偏波保持ファイバ1Dを得る。偏波保持ファイバ1Dにおいては、コア11、内側クラッド12、及び、外側クラッド14が凝固した状態にあり、応力付与部13a~13bが溶融した状態にある。このように、コア11、内側クラッド12、及び外側クラッド14が、応力付与部13a~13bよりも先に凝固する主たる理由は、コア11、内側クラッド12、及び外側クラッド14の粘度η1、η2、及びη4が、応力付与部13a~13bの粘度η3よりも高いことによる。
Next, the
コア11及び内側クラッド12が凝固する際、応力付与部13a~13bが溶融状態にある。このため、内側クラッド12は、表面張力によって断面形状が円形になるように変形する。この際、コア11は、内側クラッド12から受ける応力によって断面形状が楕円形になるように変形する。
When the
最後に、偏波保持ファイバ1Dを冷却することにより、偏波保持ファイバ1を得る。偏波保持ファイバ1においては、コア11、内側クラッド12、応力付与部13a~13b、及び、外側クラッド14が何れも凝固した状態にある。偏波保持ファイバ1においては、後に凝固した応力付与部13a~13bから先に凝固した内側クラッド12及びコア11に対して応力が作用する。この応力により、偏波保持ファイバ1は、偏波保持機能を発現する。ここで、上述した偏波保持ファイバ1Bは溶融した母材1Aと言い換えることができ、上述した偏波保持ファイバ1C、1Dは溶融後に冷却された母材1Aと言い換えることができる。
Finally, the
上記の製造方法に従って製造された偏波保持ファイバ1の断面写真を図3に示す。この断面写真によれば、コア11の断面形状が楕円形であることが確かめられる。
FIG. 3 shows a cross-sectional photograph of the
なお、ここでは、母材1Aにおけるコア11の断面形状を円形状とすることによって、偏波保持ファイバ1におけるコア11の断面形状は楕円形状(扁平した円形状)とする製造方法について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、母材1Aにおけるコア11の断面形状を正方形状とすることによって、偏波保持ファイバ1におけるコア11の断面形状を長方形状(扁平した正方形状)とすることができる。より一般的に言うと、上記の製造方法に従って製造した偏波保持ファイバ1におけるコア11の断面形状は、母材1Aにおけるコア11の断面形状を扁平化した形状になる。
Here, the manufacturing method has been described in which the cross-sectional shape of the core 11 in the
(実施例及び比較例)
コア直径、内側クラッド直径、外側クラッド直径、応力付与部間隔、バリア厚み、孔直径、応力付与部直径、及び外周厚みを下記の表1のように設定した母材を用意した。負のバリア厚みを持つ母材は、各応力付与部が内側クラッドに陥入している母材であり、実施例である。正のバリア厚みを持つ母材は、各応力付与部が内側クラッドから離間している母材であり、比較例である。なお、比較例1~3に係る母材における緒元の定義については、図4の(a)を参照されたい。また、実施例1~3に係る母材における緒元の定義については、図5の(a)を参照されたい。なお、比較例1~3に係る母材においては、図4の(a)に示すように、母材の中心から応力付与部の並び方向と平行に伸びる半直線をLとして、内側クラッドの外縁を構成する円と半直線Lとの交点Pから、応力付与部の母材となるロッドが挿入される孔の外縁を構成する円と半直線Lとの交点Qまでの距離がバリア厚みの絶対値となる。一方、実施例1~3に係る母材においては、図5の(a)に示すように、母材の中心から応力付与部の並び方向と平行に伸びる半直線をLとして、内側クラッドの外縁と重なる円と半直線Lとの交点Pから、応力付与部の母材となるロッドが挿入される孔の外縁を構成する円と半直線Lとの交点Qまでの距離がバリア厚みの絶対値となる。
(Examples and Comparative Examples)
A base material in which the core diameter, inner clad diameter, outer clad diameter, stress applying part interval, barrier thickness, hole diameter, stress applying part diameter, and outer peripheral thickness were set as shown in Table 1 below was prepared. The base material having a negative barrier thickness is a base material in which each stress applying portion is recessed in the inner cladding, and is an example. The base material having a positive barrier thickness is a base material in which each stress applying portion is separated from the inner cladding, and is a comparative example. For the definition of the specifications in the base materials according to Comparative Examples 1 to 3, see (a) of FIG. For the definition of the specifications in the base materials according to Examples 1 to 3, see (a) of FIG. In the base materials according to Comparative Examples 1 to 3, as shown in FIG. 4 (a), L represents a half line extending in parallel with the direction of arrangement of the stress applying portions from the center of the base material, and the outer edge of the inner cladding. The distance from the intersection P between the circle constituting the circle and the half line L to the intersection Q between the circle constituting the outer edge of the hole into which the rod serving as the base material of the stress applying portion is inserted and the half line L is the absolute thickness of the barrier Value. On the other hand, in the base materials according to Examples 1 to 3, as shown in FIG. 5 (a), L is a half line extending in parallel with the arrangement direction of the stress applying portions from the center of the base material, and the outer edge of the inner cladding. The absolute value of the barrier thickness is the distance from the intersection point P of the circle that overlaps with the half line L to the intersection point Q of the circle and the half line L that forms the outer edge of the hole into which the rod serving as the base material of the stress applying portion is inserted It becomes.
上述した製造方法に従って各母材から偏波保持ファイバを製造した。できあがった各偏波保持ファイバのコア直径(コア長軸径とコア短軸径との平均値)、内側クラッド直径、外側クラッド直径、応力付与部間隔、応力付与部直径、及びバリア厚みを測定し、下記の表1に示す測定結果を得た。なお、実施例1~3に係る偏波保持ファイバのバリア厚みについては、母材のバリア厚みから推定される推定値を下記の表1に記載した。また、コア非円率は、コア長軸径及びコア短軸径を測定し、コア非円率={(コア長軸径-コア短軸径)/(コア長軸径とコア短軸径との平均値)}×100に従って算出した値を下記の表1に記載した。なお、比較例1~3に係る偏波保持ファイバにおける緒元の定義については、図4の(b)を参照されたい。また、実施例1~3に係る偏波保持ファイバにおける緒元の定義については、図5の(b)を参照されたい。なお、比較例1~3に係る偏波保持ファイバにおいては、図4の(b)に示すように、偏波保持ファイバの中心から応力付与部の並び方向と平行に伸びる半直線をL’として、内側クラッドの外縁を構成する円と半直線L’との交点P’から、応力付与部の外縁を構成する円と半直線L’との交点Q’までの距離がバリア厚みの絶対値となる。一方、実施例1~3に係る偏波保持ファイバにおいては、図5の(b)に示すように、偏波保持ファイバの中心から応力付与部の並び方向と平行に伸びる半直線をL’として、内側クラッドの外縁を構成する円と半直線L’との交点P’から、応力付与部の外縁と重なる円と半直線L’との交点Q’までの距離がバリア厚みの絶対値となる。
実施例1~3では、コアの非円率を20%以上とすることができた。また、実施例1~2では、コアの非円率を50%以上とすることができた。また、実施例2では、コアの非円率を80%以上とすることができた。すなわち、母材におけるバリア厚みの絶対値を大きくするほど、すなわち、各応力付与部を内側クラッドに深く陥入させるほど、コアの非円率が大きくなることが確かめられた。 In Examples 1 to 3, the non-circularity ratio of the core could be 20% or more. In Examples 1 and 2, the non-circularity of the core could be 50% or more. In Example 2, the non-circularity ratio of the core could be 80% or more. That is, it was confirmed that the non-circularity of the core increases as the absolute value of the barrier thickness in the base material increases, that is, as each stress applying portion is deeply inserted into the inner cladding.
更に、実施例1~3及び比較例1~3に対して、モードフィールドパターンを測定した。具体的には、1次元ファーフィールドパターン法によるモードフィールド径測定を、偏波保持ファイバを30°ずつ回転させながら繰り返すことによって、モードフィールド径の回転方向依存性を求めた。その結果、実施例1では、4.0±0.9μm、実施例2では、4.0±1.3μm、実施例3では、4.0±0.4μmという測定結果が得られた。これらの結果は、実施例1~3において楕円形状の電界分布が形成されていることを示す。一方、比較例1~3では、モードフィールド径の変動(4.0±αμmのα)が0.3μm以下となった。これらの結果は、比較例1~3において略円形状の電界分布が形成されていることを示す。 Furthermore, mode field patterns were measured for Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3. Specifically, the mode field diameter measurement by the one-dimensional far field pattern method was repeated while rotating the polarization maintaining fiber by 30 °, thereby obtaining the dependency of the mode field diameter on the rotation direction. As a result, the measurement results of 4.0 ± 0.9 μm in Example 1, 4.0 ± 1.3 μm in Example 2, and 4.0 ± 0.4 μm in Example 3 were obtained. These results indicate that an elliptical electric field distribution is formed in Examples 1 to 3. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3, the variation of the mode field diameter (α of 4.0 ± α μm) was 0.3 μm or less. These results indicate that a substantially circular electric field distribution is formed in Comparative Examples 1 to 3.
なお、実施例1~3及び比較例1~3の母材において、コアに添加したドーパントは、ゲルマニウムのみであった。また、コアにおけるゲルマニウムの濃度は、22wt%であった。また、これらの母材において、内側クラッドに添加したドーパントは、リン、ゲルマニウム、フッ素であった。内側クラッドにおけるリンの濃度は、0.8wt%であり、内側クラッドにおけるゲルマニウムの濃度は、2.9wt%であった。内側クラッドにおけるフッ素の濃度は、内側クラッドと外側クラッドとの比屈折率差が0.0%となるように調整した。また、これらの母材において、応力付与部に添加したドーパントは、酸化ホウ素(B2O3)であった。応力付与部における酸化ホウ素(B2O3)の濃度は、約20mol%であった。図3に示した偏波保持ファイバ1は、このようなドーパントが添加された実施例1の母材を線引きすることによって得られたものである。
In the base materials of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3, the only dopant added to the core was germanium. The germanium concentration in the core was 22 wt%. In these base materials, the dopants added to the inner cladding were phosphorus, germanium, and fluorine. The phosphorus concentration in the inner cladding was 0.8 wt%, and the germanium concentration in the inner cladding was 2.9 wt%. The fluorine concentration in the inner cladding was adjusted so that the relative refractive index difference between the inner cladding and the outer cladding was 0.0%. Moreover, in these base materials, the dopant added to the stress applying portion was boron oxide (B 2 O 3 ). The concentration of boron oxide (B 2 O 3 ) in the stress applying part was about 20 mol%. The
なお、図4の(a)及び図5の(a)に示すように、偏波保持ファイバの母材においては、応力付与部の母材となるロッドの側面と該ロッドが挿入される孔の内壁との間に隙間がある。この隙間は、線引きの際に、ロッドが溶融して低粘度のガラスとなり、この低粘度のガラスが孔を満たすように広がることで解消される。このため、できあがった偏波保持ファイバの断面における応力付与部の位置及びサイズは、母材の断面における孔の位置及びサイズから推定することができる。 As shown in FIGS. 4A and 5A, in the base material of the polarization maintaining fiber, the side surface of the rod serving as the base material of the stress applying portion and the hole into which the rod is inserted are provided. There is a gap between the inner wall. This gap is eliminated when the rod melts to become low-viscosity glass during drawing, and the low-viscosity glass expands to fill the holes. For this reason, the position and size of the stress applying portion in the cross section of the polarization-maintaining fiber can be estimated from the position and size of the hole in the cross section of the base material.
(適用例)
偏波保持ファイバ1は、基板型光導波路と光ファイバとを備えた光デバイスに好適に利用することができる。このような光デバイス2について、図6~図8を参照して説明する。
(Application example)
The
図6は、光デバイス2の側面図である。光デバイス2は、図6に示すように、基板型光導波路21と、第1光ファイバ22と、第2光ファイバ23とを備えている。基板型光導波路21は、その端面を第1光ファイバ22の一方の端面と対向させることによって、第1光ファイバ22と光学的に接続されている。第2光ファイバ23は、その端面を第1光ファイバ22の他方の端面に融着することによって、第1光ファイバ22と物理的かつ光学的に接続されている。なお、互いに対向する基板型光導波路21の端面と偏波保持ファイバ1の端面との間には、空間光学系が設けられていてもよい。
FIG. 6 is a side view of the
基板型光導波路21は、例えば、シリコン製のコア211を有するシリコン導波路である。基板型光導波路21のコア径は、後述する第1光ファイバ22のコア径よりも小さい。このため、基板型光導波路21のコア211の端面のうち、第1光ファイバ22のコア221に対向する端面の近傍には、基板型光導波路21のモードフィールド径を第1光ファイバ22のモードフィールド径に整合させるためのモードフィールド径変換部212が設けられている。
The substrate type
図7の(a)は、基板型光導波路21の端面のうち、第1光ファイバ22に対向する端面21aを示す正面図である。基板型光導波路21のコア211の断面(端面)形状は、図7の(a)に示すように、x軸方向を長手方向とする長方形である。このため、基板型光導波路21のモードフィールドパターンは、x軸方向を長手方向とする楕円になる。
FIG. 7A is a front view showing an
第1光ファイバ22は、例えば、ガラス製のコア221を有するガラスファイバであり、図示しない応力付与部により偏波保持機能を有している。第1光ファイバ22のコア径は、後述する第2光ファイバ23のコア径よりも小さい。このため、第1光ファイバ22のコア221の端面のうち、第2光ファイバ23のコア231に対向する端面の近傍には、第1光ファイバ22のモードフィールド径を第2光ファイバ23のモードフィールド径と整合させるためのモードフィールド径変換部222が設けられている。
The first
図7の(b)は、第1光ファイバ22の端面のうち、基板型光導波路21に対向する端面22aを示す正面図である。第1光ファイバ22のコア221の断面(端面)形状は、図7の(b)に示すように、x軸方向を長手方向とする楕円形である。このため、第1光ファイバ22のモードフィールドパターンは、基板型光導波路21のモードフィールドパターンと同様、x軸を長手方向とする楕円形になる。このため、基板型光導波路21と第1光ファイバ22との接続損失を小さく抑えることができる。
7B is a front view showing an
第2光ファイバ23は、例えば、ガラス製のコア231を有するガラスファイバであり、図示しない応力付与部により偏波保持機能を有している。第2光ファイバ23のコア231の断面(端面)形状は円形である。
The second
上述した偏波保持ファイバ1は、この光デバイス2における第1光ファイバ22として好適に利用することができる。
The
なお、偏波保持ファイバ1の内側クラッド12には、上述したように、フッ素が添加されている。このフッ素は、加熱によりコア11に添加されたゲルマニウムの拡散を促進する作用を有する。このため、第1光ファイバ22として偏波保持ファイバ1を用いた場合、第1光ファイバ22を第2光ファイバ23に融着する際の熱で第1光ファイバ22のコア径を融着点近傍において拡大することができる。このため、第1光ファイバ22として偏波保持ファイバ1を用いた場合、第1光ファイバ22を第2光ファイバ23に融着するだけで、モードフィールド径変換部222を容易に実現することができる。
Note that fluorine is added to the
図8の(a)は、基板型光導波路21のモードフィールドパターンを示すグラフである。図8の(a)において、鎖線は、コア211の中心軸を通りx軸に平行な直線上での電界分布を表し、点線は、コア211の中心軸を通りy軸に平行な直線上での電界分布を表す。図8の(b)は、第1光ファイバ22(偏波保持ファイバ1)のモードフィールドパターンを示すグラフである。図8の(b)において、鎖線は、コア221の中心軸を通りx軸に平行な直線上での電界分布を表し、点線は、コア221の中心軸を通りy軸に平行な直線上での電界分布を表す。これらのグラフを比較すると、基板型光導波路21のモードフィールドパターンと第1光ファイバ22のモードフィールドパターンとが良く一致していることが見て取れる。
8A is a graph showing a mode field pattern of the substrate type
なお、ここでは、基板型光導波路21と、第1光ファイバ22と、第2光ファイバ23とを備えた光デバイス2において、偏波保持ファイバ1を第1光ファイバ22として用いる適用例について説明したが、これに限定されない。例えば、基板型光導波路21を省略した光デバイス2、すなわち、第1光ファイバ22と第2光ファイバ23とを備えた光デバイス2において、偏波保持ファイバ1を第1光ファイバ22として用いてもよい。或いは、第2光ファイバ23を省略した光デバイス2、すなわち、基板型光導波路21と第1光ファイバ22とを備えた光デバイス2において、偏波保持ファイバ1を第1光ファイバ22として用いてもよい。
Here, an application example in which the
(溶融時粘度に関する補足)
上述したように、コア11、内側クラッド12、応力付与部13a~13b、外側クラッド14の溶融時粘度η1、η2、η3、η4の間には、η3≪η2≪η1<η4という関係が成り立つ。なお、η3とη2との間の不等号「≪」は、η3とη2との差がη1とη4との差よりも大きいことを意味し、η3とη2との差が特定の値よりも大きいことを意味しない。同様に、η2とη1との間の不等号「≪」は、η2とη1との差がη1とη4との差よりも大きいことを意味し、η2とη1との差が特定の値よりも大きいことを意味しない。以下、コア11、内側クラッド12、応力付与部13a~13b、外側クラッド14の溶融時粘度η1、η2、η3、η4に関して、図9を参照して補足する。
(Supplementary information on melting viscosity)
As described above, the relationship of η3 << η2 << η1 <η4 is established among the melt viscosity η1, η2, η3, and η4 of the core 11, the
図9は、偏波保持ファイバ1の線引き中の母材1Aを表す側面図、XY平面となるA-A’線における断面(以下、A-A’断面と称する)の断面図、B-B’線、及びXY平面となるC-C’線における断面(以下、C-C’断面と称する)の断面図である。ここで、図9によるとA-A’断面の断面図とC-C’断面の断面図とは、図面の理解促進のため同一のサイズで描かれているが、実際のサイズは互いに異なる。母材1Aは、図9に示すように、線引き炉内で細径化される。図9に示すA-A’断面は、細径化が始まる断面、つまり、溶融が始まる断面である。したがって、A-A’断面より上方では、母材1Aの直径が線引き前の母材1Aの直径に一致し、A-A’断面より下方では、母材1Aの直径が線引き前の母材1Aの直径よりも小さくなる。また、図9に示すC-C’断面は、細径化が終わる断面、つまり、溶融が終わる断面であり、もしくは、凝固が終わって偏波保持ファイバ1が完成する際の断面である。したがって、C-C’断面より上方では、母材1Aの直径が線引き後の母材1Aの直径よりも大きくなり、C-C’断面より下方では、母材1Aの直径が線引き後の母材1Aの直径に一致する。また、図9に示すB-B’線は、母材1Aの温度が最も高くなる領域を図9のX軸方向に延在する線状に示した仮想線であり、A-A’断面とC-C’断面との間に位置する。なお、母材1AのA-A’断面からC-C’断面までの区間は、「ネックダウン」と呼ばれることもある。A-A’断面は、ネックダウンの始まる断面と言い換えることができる。また、C-C’断面は、ネックダウンの終わる断面と言い換えることができる。また、線引き後の母材1Aは、偏波保持ファイバ1と言い換えることができる。
FIG. 9 is a side view showing the
ところで、溶融が始まってから溶融が終わるまでの母材1Aにおいて、すなわち、A-A’断面からC-C’断面までの母材1Aにおいて、溶融時粘度η1、η2、η3、η4のそれぞれの値は、Z軸方向の位置毎およびX軸方向の位置毎に異なり得る。なぜなら、溶融時粘度η1、η2、η3、η4は、それぞれ、母材1Aの温度に依存し、母材1Aの温度は、位置毎に異なり得るからである。そこで、位置(x、y、z)における溶融時粘度η1、η2、η3、η4を、それぞれ、η1(x、y、z)、η2(x、y、z)、η3(x、y、z)、η4(x、y、z)と表す。ここで、z軸は、母材1Aの長手方向に平行な座標軸であり、x軸及びy軸は、母材1Aの長手方向に直交する座標軸である。
By the way, in the
A-A’断面からC-C’断面までの各断面におけるη1(z)、η2(z)、η3(z)、η4(z)は、それぞれ、その断面における溶融時粘度η1(x、y、z)、η2(x、y、z)、η3(x、y、z)、η4(x、y、z)の空間平均として定義される。例えば、A-A’断面における溶融時粘度η1(zA)、η2(zA)、η3(zA)、η4(zA)は、それぞれ、A-A’断面における溶融時粘度η1(x、y、zA)、η2(x、y、zA)、η3(x、y、zA)、η4(x、y、zA)の空間平均として定義される。また、B-B’線における断面(以下、B-B’断面と称する)のη1(zB)、η2(zB)、η3(zB)、η4(zB)は、それぞれ、B-B’断面における溶融時粘度η1(x、y、zB)、η2(x、y、zB)、η3(x、y、zB)、η4(x、y、zB)の空間平均として定義される。また、C-C’断面における溶融時粘度η1(zC)、η2(zC)、η3(zC)、η4(zC)は、それぞれ、C-C’断面における溶融時粘度η1(x、y、zC)、η2(x、y、zC)、η3(x、y、zC)、η4(x、y、zC)の空間平均として定義される。 Η1 (z), η2 (z), η3 (z), and η4 (z) in each cross section from the AA ′ cross section to the CC ′ cross section are the melt viscosity η1 (x, y , Z), η2 (x, y, z), η3 (x, y, z), and η4 (x, y, z) as a spatial average. For example, the melt viscosity η1 (z A ), η2 (z A ), η3 (z A ), and η4 (z A ) in the AA ′ section are respectively the melt viscosity η1 (x , y, z a), η2 (x, y, z a), η3 (x, y, z a), η4 (x, y, is defined as a spatial average of z a). In addition, η1 (z B ), η2 (z B ), η3 (z B ), and η4 (z B ) of a cross section along the BB ′ line (hereinafter referred to as a BB ′ cross section) are B− melt viscosity at η1 at B 'cross section (x, y, z B) , η2 (x, y, z B), η3 (x, y, z B), η4 (x, y, z B) as a space average Defined. The melt viscosity η1 (z C ), η2 (z C ), η3 (z C ), and η4 (z C ) in the CC ′ section are respectively the melt viscosity η1 (x , y, z C), η2 (x, y, z C), η3 (x, y, z C), η4 (x, y, is defined as a spatial average of z C).
A-A’断面からC-C’断面までの各断面における溶融時粘度η1(z)、η2(z)、η3(z)、η4(z)のそれぞれの値は、XY平面となる断面毎に異なり得る。しかしながら、コア11の扁平化を実現するうえで本質的な点は、A-A’断面からC-C’断面までの各断面における溶融時粘度η1(z)、η2(z)、η3(z)、η4(z)の値ではなく、A-A’断面からC-C’断面までの各断面における溶融時粘度η1(z)、η2(z)、η3(z)、η4(z)の大小関係である。
Each value of the melt viscosity η1 (z), η2 (z), η3 (z), and η4 (z) in each cross section from the AA ′ cross section to the CC ′ cross section is as per XY plane. Can be different. However, an essential point in realizing the flattening of the
なお、本実施形態においては、下記の条件1を満たす母材1Aについて説明したが、これに限定されない。すなわち、下記の条件2または条件3を満たす母材1Aであっても、下記の条件1を満たす母材1Aと同様、コア11の扁平化を実現することができる。
In addition, in this embodiment, although 1 A of base materials which satisfy | fill the following
条件1:A-A’断面からC-C’断面までの任意の断面における溶融時粘度η1(z)、η2(z)、η3(z)、η4(z)の間に、η3(z)≪η2(z)≪η1(z)<η4(z)という大小関係が成り立つ。また、この大小関係は、少なくとも冷却過程における溶融時粘度のη3(z)≪η2(z)≪η1(z)<η4(z)という大小関係でも成り立つ。また、この大小関係は、少なくとも冷却過程における溶融時粘度のη3(z)<η2(z)<η1(z)<η4(z)という大小関係でも成り立つ。 Condition 1: η3 (z) between the melt viscosity η1 (z), η2 (z), η3 (z), and η4 (z) in an arbitrary cross section from the AA ′ cross section to the CC ′ cross section << η2 (z) << η1 (z) <η4 (z). This magnitude relationship also holds at least as a magnitude relationship of η3 (z) << η2 (z) << η1 (z) <η4 (z) of the melt viscosity in the cooling process. This magnitude relationship also holds at least as a magnitude relationship of η3 (z) <η2 (z) <η1 (z) <η4 (z) of viscosity at the time of cooling.
条件2:少なくとも冷却過程における溶融時粘度η1(z)、η2(z)、η3(z)、η4(z)の間に、η3(z)<η1(z)<η2(z)<η4(z)という大小関係が成り立つ。 Condition 2: At least the melting viscosity η1 (z), η2 (z), η3 (z), and η4 (z) in the cooling process, η3 (z) <η1 (z) <η2 (z) <η4 ( The magnitude relationship z) holds.
条件3:少なくとも冷却過程における溶融時粘度η1(z)、η2(z)、η3(z)、η4(z)の間に、η3(z)<η2(z)=η1(z)<η4(z)という大小関係が成り立つ。 Condition 3: η3 (z) <η2 (z) = η1 (z) <η4 (at least between the melt viscosity η1 (z), η2 (z), η3 (z), and η4 (z) in the cooling process The magnitude relationship z) holds.
ここで、上述した条件1~3は、以下の通り纏めることができる。すなわち、少なくとも冷却過程における溶融時粘度η1(z)、η2(z)、η3(z)、η4(z)の間に、η3(z)<η2(z)<η4(z)、かつ、η3(z)<η1(z)<η4(z)という大小関係が成り立つ。ここで、冷却過程前後においては、溶融時粘度η1(z)、η2(z)、η3(z)、η4(z)の間に、η3(z)<η2(z)<η4(z)、かつ、η3(z)<η1(z)<η4(z)という大小関係は必ずしも成立している必要はないが、この大小関係は成立していてもよい。
Here,
ここで、上述した条件1~3の各条件において、コア11、内側クラッド12、応力付与部13a~13b、及び外側クラッド14の各部におけるそれぞれのドーパント濃度は、η3(z)<η2(z)<η4(z)、かつ、η3(z)<η1(z)<η4(z)を満たす様に、設定されていればよい。例えば、コア11にゲルマニウムを添加する構成を採用し、内側クラッド12にリン、ゲルマニウム、及びフッ素を添加する構成を採用し、2つの応力付与部13a~13bに酸化ホウ素(B2O3)を添加する構成を採用し、外側クラッド14に塩素(Cl)以外のドーパントが意図的に添加されていない石英ガラスを採用する場合は、それぞれ以下のドーパント濃度が、η3(z)<η2(z)<η4(z)、かつ、η3(z)<η1(z)<η4(z)を満たす様に設定されていればよい。すなわち、コア11おけるゲルマニウムの濃度を、例えば、10~30wt%と設定し、内側クラッド12におけるリン及びゲルマニウムの濃度を、それぞれ、例えば、0.5~2.0wt%及び1.5~5.0wt%と設定し、内側クラッド12における酸化ホウ素の濃度を、外側クラッド14の屈折率n4に対する内側クラッド12の屈折率n2の比屈折率差が0.1%以下になるように設定し、2つの応力付与部13a~13bにおける酸化ホウ素の濃度を、例えば、15~25mol%と設定し、外側クラッド14における塩素の濃度を、外側クラッド14の屈折率n4に対する内側クラッド12の屈折率n2の比屈折率差が0.1%以下になるように設定し、さらに、η3(z)<η2(z)<η4(z)、かつ、η3(z)<η1(z)<η4(z)を満たす様に設定されていればよい。
Here, in each of the
また、上述した条件1~3の各条件において、母材1Aの温度は、以下の(条件1)および(条件2)を満たす様に設定されていればよい。
In each of the
(条件1)少なくとも冷却過程直前におけるコア11、内側クラッド12、応力付与部13a~13b、及び外側クラッド14の各部のぞれぞれの温度が溶融温度以上を満たす。(条件2)少なくとも冷却過程における溶融時粘度η1(z)、η2(z)、η3(z)、η4(z)の間に、η3(z)<η2(z)<η4(z)、かつ、η3(z)<η1(z)<η4(z)という大小関係が成り立つ。
(Condition 1) At least the temperatures of the core 11, inner clad 12,
ここで、「冷却過程における溶融時粘度η1(z)、η2(z)、η3(z)、η4(z)」とは、温度が最も高くなるB-B’断面と細径化が終わるC-C’断面との間に挟まれた任意の断面における溶融時粘度η1(z)、η2(z)、η3(z)、η4(z)のことを意味する。このため、溶融された母材1Aの冷却は、主としてB-B’断面とC-C’断面との間で行われ得る。
Here, “melting viscosity η1 (z), η2 (z), η3 (z), η4 (z) in the cooling process” refers to the BB ′ cross section where the temperature becomes highest and the diameter reduction is completed. Means melt viscosity η1 (z), η2 (z), η3 (z), η4 (z) in an arbitrary cross-section sandwiched between the −C ′ cross-section. Therefore, the
また、ここでは、A-A’断面からC-C’断面までの各断面におけるη1(z)、η2(z)、η3(z)、η4(z)の定義として、その断面における溶融時粘度η1(x、y、z)、η2(x、y、z)、η3(x、y、z)、η4(x、y、z)の空間平均を採用したが、これに限定されない。すなわち、A-A’断面からC-C’断面までの各断面におけるη1(z)、η2(z)、η3(z)、η4(z)の定義として、(a)その断面における溶融時粘度η1(x、y、z)、η2(x、y、z)、η3(x、y、z)、η4(x、y、z)の最小値を採用することもできるし、(b)その断面における溶融時粘度η1(x、y、z)、η2(x、y、z)、η3(x、y、z)、η4(x、y、z)の最大値を採用することもできるし、(c)その断面における溶融時粘度η1(x、y、z)、η2(x、y、z)、η3(x、y、z)、η4(x、y、z)の中央値を採用することもできる。これらの定義を採用した場合であっても、上記の条件1を満たす母材1Aであれば、コア11の扁平化を実現することができる。また、上記の条件2を満たす母材1Aであれば、コア11の扁平化を実現することができる。
Further, here, the definition of η1 (z), η2 (z), η3 (z), and η4 (z) in each cross section from the AA ′ cross section to the CC ′ cross section is as follows. Although the spatial average of η1 (x, y, z), η2 (x, y, z), η3 (x, y, z), and η4 (x, y, z) is employed, it is not limited to this. That is, the definitions of η1 (z), η2 (z), η3 (z), and η4 (z) in each cross section from the AA ′ cross section to the CC ′ cross section are as follows: (a) Viscosity at melting in the cross section The minimum value of η1 (x, y, z), η2 (x, y, z), η3 (x, y, z), η4 (x, y, z) can be adopted, and (b) It is also possible to adopt the maximum values of the melt viscosity η1 (x, y, z), η2 (x, y, z), η3 (x, y, z), η4 (x, y, z) in the cross section. , (C) The median value of the melt viscosity η1 (x, y, z), η2 (x, y, z), η3 (x, y, z), η4 (x, y, z) in the cross section is adopted. You can also Even when these definitions are adopted, the core 11 can be flattened as long as the
なお、上記の条件2を満たす母材1Aにおいては、当該母材1Aを溶融した際、任意の断面においてη3(z)<η2(z)<η4(z)、かつ、η3(z)<η1(z)<η4(z)という大小関係が成り立つ。また、上記の条件2を満たす母材1Aから製造された偏波保持ファイバ1は、当該偏波保持ファイバ1を溶融した際、任意の断面においてη3(z)<η2(z)<η4(z)、かつ、η3(z)<η1(z)<η4(z)という大小関係が成り立つ。すなわち、上記の製造方法に用いられる母材1Aは、溶融した際に任意の断面においてη3(z)<η2(z)<η4(z)、かつ、η3(z)<η1(z)<η4(z)という大小関係が成り立つことによって特徴付けることができる。同様に、上記の製造方法により製造された偏波保持ファイバ1は、溶融した際に任意の断面においてη3(z)<η2(z)<η4(z)、かつ、η3(z)<η1(z)<η4(z)という大小関係が成り立つことによって特徴付けることができる。
In the
(効果に関する補足)
コア11にゲルマニウムが添加されると共に内側クラッド12にフッ素やリンなどのドーパントが共添加された偏波保持ファイバ1は、モードフィールド径が偏波保持ファイバ1よりも大きい、断面が円形のコアを有する他の光ファイバと融着接続する場合に、接続損失を小さく抑えることができるという効果を奏する。このような効果を奏する理由は、少なくとも2つある。
(Supplement about the effect)
The
第1の理由は、TEC(Thermally Diffused Expanded Core)技術として広く知られているように、融着接続時の加熱によってコア11に添加されたゲルマニウムが内側クラッド12に拡散し、その結果、偏波保持ファイバ1のモードフィールド径が拡大することである。第2の理由は、下記参考文献に示されているように、融着接続時の加熱によってコア11に添加されたゲルマニウムが内側クラッド12に拡散する際に、偏波保持ファイバ1のコアの断面の扁平度が低下する(例えば、楕円であったコアの断面が真円に近づく)ことである。
The first reason is that germanium added to the
参考文献:H. YOKOTA, et al., “Design of Polarization-Maintaning Optical Fiber Suitable for Thermally-Diffused Expanded Core Techniques,” IEICE TRANS. COMMUN., VOL. E80-B, NO. 4, pp516-521, APRIL 1997. References: H. YOKOTA, et al., “Design of Polarization-Maintaning Optical Fiber Suitable for Thermally-Diffused Expanded Core Techniques,” IEICE TRANS. COMMUN., VOL. E80-B, NO. 4, pp516-521 1997.
なお、コア11にゲルマニウムが添加されると共に内側クラッド12にドーパントが共添加された偏波保持ファイバ1は、モードフィールドパターンが楕円形の基板型光導波路と接続する場合に、接続損失を小さく抑えることができるという効果を奏する。偏波保持ファイバ1と基板型光導波路との接続は、偏波保持ファイバ1を加熱することなく、コアの断面を扁平化した状態に保ったまま実現することができるからである。したがって、コア11にゲルマニウムが添加されると共に内側クラッド12にドーパントが共添加された偏波保持ファイバ1は、(a)モードフィールド径が偏波保持ファイバ1よりも大きい、断面が円形のコアを有する他の光ファイバと融着接続する場合に、偏波保持ファイバ1のモードフィールド径が他の光ファイバのモードフィールド径に近づきやすくなるため、接続損失を小さく抑えることができるという利点と、(b)モードフィールドパターンが楕円形の基板型光導波路と接続する場合に、接続損失を小さく抑えることができるという利点を兼ね備えた、優れた偏波保持ファイバであると言える。また、偏波保持ファイバ1を備えた光デバイス2(図6~8参照)も、同様の利点を兼ね備えた、優れた光デバイスであると言える。
In addition, the
(まとめ)
本実施形態に係る偏波保持ファイバは、コアと、上記コアを内包する内側クラッドと、上記内側クラッドを両側から挟み込む2つの応力付与部と、上記内側クラッド及び上記2つの応力付与部を内包する外側クラッドと、を備え、上記内側クラッドは、上記2つの応力付与部の各々に陥入しており、上記コアの断面は、上記2つの応力付与部の並び方向を長手方向とするように扁平している、ことを特徴とする。
(Summary)
The polarization maintaining fiber according to the present embodiment includes a core, an inner clad that encloses the core, two stress applying portions that sandwich the inner clad from both sides, and the inner cladding and the two stress applying portions. An outer clad, wherein the inner clad is indented into each of the two stress applying portions, and a cross section of the core is flat so that a direction in which the two stress applying portions are arranged is a longitudinal direction. It is characterized by that.
上記のように構成された偏波保持ファイバは、コアと、上記コアを内包する内側クラッドと、上記内側クラッドを両側から挟み込む2つの応力付与部と、上記内側クラッド及び上記2つの応力付与部を内包する外側クラッドと、を備え、上記2つの応力付与部の各々が上記内側クラッドに陥入している母材を線引きすることによって、簡単に製造することができる。したがって、上記の構成によれば、コアの断面が扁平した偏波保持ファイバであって、簡単に製造することができる偏波保持ファイバを実現することができる。なお、このような母材は、例えば、上記内側クラッドに陥入するようにドリルツール等を用いて形成された孔に、上記応力付与部の母材となるロッドを挿入することによって実現することができる。 The polarization maintaining fiber configured as described above includes a core, an inner clad enclosing the core, two stress applying portions sandwiching the inner clad from both sides, the inner cladding and the two stress applying portions. An inner cladding, and each of the two stress-applying portions can be easily manufactured by drawing a base material that is recessed in the inner cladding. Therefore, according to the above configuration, a polarization maintaining fiber that has a flat core cross section and can be easily manufactured can be realized. In addition, such a base material is realized by inserting a rod serving as a base material of the stress applying portion into a hole formed by using a drill tool or the like so as to be inserted into the inner cladding. Can do.
本実施形態に係る偏波保持ファイバにおいて、上記応力付与部は、ホウ素が添加された石英ガラスにより構成されている、ことが好ましい。 In the polarization maintaining fiber according to the present embodiment, it is preferable that the stress applying portion is made of quartz glass to which boron is added.
上記の構成によれば、上記応力付与部の溶融時粘度を純粋石英ガラスの溶融時粘度よりも大幅に小さくすることができる。これにより、線引き後、上記応力付与部が硬化する時点を上記コア及び上記内側クラッドが硬化する時点よりも後にすることができる。このため、上記応力付与部に陥入するように上記内側クラッドを変形させると共に、断面が扁平になるように上記コアを変形させることができる。 According to the above configuration, the melting viscosity of the stress applying part can be made significantly smaller than the melting viscosity of pure quartz glass. Thereby, after drawing, the time when the stress applying portion is cured can be set later than the time when the core and the inner cladding are cured. For this reason, the core can be deformed such that the inner clad is deformed so as to be recessed into the stress applying portion and the cross section is flattened.
本実施形態に係る偏波保持ファイバにおいて、上記コアは、ゲルマニウムが添加された石英ガラスにより構成されており、上記内側クラッドは、フッ素と、フッ素の屈折率低下作用を相殺するアップドーパントとが添加された石英ガラスにより構成されている、ことが好ましい。 In the polarization maintaining fiber according to the present embodiment, the core is made of quartz glass doped with germanium, and the inner cladding is doped with fluorine and an updopant that offsets the refractive index lowering effect of fluorine. It is preferable that the quartz glass is formed.
上記の構成によれば、上記内側クラッドにフッ素が添加されているため、加熱により上記コアに添加されたゲルマニウムを上記内側クラッドに拡散させることができる。すなわち、上記の構成によれば、加熱によりコアが拡大するという性質を有する偏波保持ファイバを実現することができる。なお、上記内側クラッドには、フッ素の屈折率低下作用を相殺するアップドーパントが添加されているため、コアと内側クラッドとの屈折率差が失われる虞はない。したがって、光閉じ込め機能を損なうことなく、加熱によりコアが拡大するという性質を有する偏波保持ファイバを実現することができる。 According to the above configuration, since fluorine is added to the inner clad, germanium added to the core by heating can be diffused into the inner clad. That is, according to said structure, the polarization maintaining fiber which has the property that a core expands by heating is realizable. Since the up-dopant that cancels the refractive index lowering effect of fluorine is added to the inner cladding, there is no possibility that the refractive index difference between the core and the inner cladding is lost. Therefore, it is possible to realize a polarization maintaining fiber having a property that the core expands by heating without impairing the optical confinement function.
本実施形態に係る偏波保持ファイバにおいて、上記アップドーパントは、リン及びゲルマニウムの一方又は両方を含む、ことが好ましい。 In the polarization maintaining fiber according to the present embodiment, it is preferable that the updopant includes one or both of phosphorus and germanium.
上記の構成によれば、リン及びゲルマニウムの一方又は両方の屈折率上昇作用によりフッ素の屈折率低下作用を相殺することができる。 According to the above configuration, the refractive index lowering effect of fluorine can be offset by the refractive index increasing action of one or both of phosphorus and germanium.
本実施形態に係る偏波保持ファイバにおいて、各断面における上記コアの溶融時粘度η1(z)、上記内側クラッドの溶融時粘度η2(z)、上記応力付与部の溶融時粘度η3(z)、及び外側クラッドの溶融時粘度η4(z)の間に、η3(z)<η2(z)<η4(z)、かつ、η3(z)<η1(z)<η4(z)という大小関係が成り立つ、ことが好ましい。 In the polarization maintaining fiber according to the present embodiment, the melt viscosity η1 (z) of the core in each cross section, the melt viscosity η2 (z) of the inner cladding, the melt viscosity η3 (z) of the stress applying portion, And the melt viscosity η4 (z) of the outer cladding have the following magnitude relationship: η3 (z) <η2 (z) <η4 (z) and η3 (z) <η1 (z) <η4 (z) It is preferable to hold.
上記の構成によれば、コアの断面が扁平した偏波保持ファイバであって、より一層簡単に製造することができる偏波保持ファイバを実現することができる。 According to the above configuration, a polarization maintaining fiber that has a flat core cross section and can be manufactured more easily can be realized.
本実施形態に係る光デバイスは、本実施形態に係る偏波保持ファイバと、端面が上記偏波保持ファイバの端面と対向する光導波路であって、モードフィールドパターンが楕円形の光導波路とを備えている、ことが好ましい。 An optical device according to the present embodiment includes the polarization maintaining fiber according to the present embodiment, and an optical waveguide whose end surface is opposed to the end surface of the polarization maintaining fiber, and whose mode field pattern is an ellipse. It is preferable.
上記の構成によれば、上記偏波保持ファイバのモードフィールドパターンを、上記光導波路のモードフィールドパターンと同様、楕円形にすることができる。したがって、接続損失の小さい光デバイスを実現することができる。 According to the above configuration, the mode field pattern of the polarization-maintaining fiber can be made elliptical like the mode field pattern of the optical waveguide. Therefore, an optical device with a small connection loss can be realized.
本実施形態に係る光デバイスは、本実施形態に係る偏波保持ファイバと、端面が上記偏波保持ファイバの端面に融着された光ファイバであって、モードフィールド径が上記偏波保持ファイバのモードフィールド径よりも大きい光ファイバとを備えている、ことが好ましい。 An optical device according to the present embodiment includes a polarization maintaining fiber according to the present embodiment, an optical fiber having an end surface fused to the end surface of the polarization maintaining fiber, and a mode field diameter of the polarization maintaining fiber. It is preferable to provide an optical fiber larger than the mode field diameter.
上記の構成によれば、上記偏波保持ファイバのコアが、ゲルマニウムが添加された石英ガラスにより構成されており、上記偏波保持ファイバの内側クラッドが、フッ素と、フッ素の屈折率低下作用を相殺するアップドーパントとが添加された石英ガラスにより構成されている場合、上記偏波保持ファイバのモードフィールド径を上記光ファイバのモードフィールド径に整合させるモードフィールド変換部を、上記偏波保持ファイバを上記光ファイバに融着する際に簡単に形成することができる。 According to the above configuration, the core of the polarization-maintaining fiber is made of quartz glass to which germanium is added, and the inner cladding of the polarization-maintaining fiber offsets the fluorine and the refractive index lowering effect of fluorine. A mode field conversion unit that matches the mode field diameter of the polarization maintaining fiber with the mode field diameter of the optical fiber, and the polarization maintaining fiber is It can be formed easily when fused to an optical fiber.
本実施形態に係る光デバイスは、本実施形態に係る偏波保持ファイバと、端面が上記偏波保持ファイバの一方の端面と対向する光導波路であって、モードフィールドパターンが楕円形の光導波路と、端面が上記偏波保持ファイバの他方の端面に融着された光ファイバであって、モードフィールド径が上記偏波保持ファイバのモードフィールド径よりも大きい光ファイバと、を備えている、ことが好ましい。 An optical device according to the present embodiment includes a polarization maintaining fiber according to the present embodiment, an optical waveguide having an end surface facing one end surface of the polarization maintaining fiber, and an optical waveguide having an elliptical mode field pattern. An optical fiber whose end face is fused to the other end face of the polarization maintaining fiber, and the mode field diameter of the optical fiber is larger than the mode field diameter of the polarization maintaining fiber. preferable.
上記の構成によれば、上記偏波保持ファイバのモードフィールドパターンを、上記光導波路のモードフィールドパターンと同様、楕円形にすることができる。したがって、上記偏波保持ファイバと上記光導波路との接続損失を小さく抑えることができる。また、上記の構成によれば、上記偏波保持ファイバのコアが、ゲルマニウムが添加された石英ガラスにより構成されており、上記偏波保持ファイバの内側クラッドが、フッ素と、フッ素の屈折率低下作用を相殺するアップドーパントとが添加された石英ガラスにより構成されている場合、上記偏波保持ファイバのモードフィールド径を上記光ファイバのモードフィールド径に整合させるモードフィールド変換部を、上記偏波保持ファイバを上記光ファイバに融着する際に簡単に形成することができる。したがって、上記偏波保持ファイバと上記光ファイバとの接続損失を小さく抑えることができる。 According to the above configuration, the mode field pattern of the polarization-maintaining fiber can be made elliptical like the mode field pattern of the optical waveguide. Therefore, the connection loss between the polarization maintaining fiber and the optical waveguide can be reduced. Further, according to the above configuration, the core of the polarization maintaining fiber is configured by quartz glass to which germanium is added, and the inner cladding of the polarization maintaining fiber is fluorine and a refractive index lowering effect of fluorine. A mode field conversion unit that matches the mode field diameter of the polarization maintaining fiber with the mode field diameter of the optical fiber, wherein the polarization maintaining fiber includes: Can be easily formed when it is fused to the optical fiber. Therefore, the connection loss between the polarization maintaining fiber and the optical fiber can be kept small.
上記目的を達成するために、本実施形態に係る偏波保持ファイバの母材は、コアと、上記コアを内包する内側クラッドと、上記内側クラッドを両側から挟み込む2つの応力付与部と、上記内側クラッド及び上記2つの応力付与部を内包する外側クラッドと、を備え、上記2つの応力付与部の各々は、上記内側クラッドに陥入している、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the base material of the polarization maintaining fiber according to the present embodiment includes a core, an inner cladding that encloses the core, two stress applying portions that sandwich the inner cladding from both sides, and the inner surface. A clad and an outer clad that encloses the two stress applying portions, and each of the two stress applying portions is indented into the inner clad.
上記の構成によれば、上記母材を線引きすることによって、断面が扁平な偏波保持ファイバを容易に得ることが可能な偏波保持ファイバの母材を実現できる。 According to the above configuration, it is possible to realize a polarization-maintaining fiber base material that can easily obtain a polarization-maintaining fiber having a flat cross section by drawing the base material.
本実施形態に係る偏波保持ファイバの母材において、各断面における上記コアの溶融時粘度η1(z)、上記内側クラッドの溶融時粘度η2(z)、上記応力付与部の溶融時粘度η3(z)、及び外側クラッドの溶融時粘度η4(z)の間に、η3(z)<η2(z)<η4(z)、かつ、η3(z)<η1(z)<η4(z)という大小関係が成り立つ、ことが好ましい。 In the base material of the polarization maintaining fiber according to the present embodiment, the melting viscosity η1 (z) of the core, the melting viscosity η2 (z) of the inner clad, and the melting viscosity η3 ( z) and the melt viscosity η4 (z) of the outer cladding, η3 (z) <η2 (z) <η4 (z) and η3 (z) <η1 (z) <η4 (z) It is preferable that a magnitude relationship is established.
上記の構成によれば、上記母材を線引きすることによって、断面が扁平な偏波保持ファイバをより一層容易に得ることが可能な偏波保持ファイバの母材を実現できる。 According to the above configuration, it is possible to realize a polarization maintaining fiber preform that can more easily obtain a polarization maintaining fiber having a flat cross section by drawing the preform.
上記目的を達成するために、本実施形態に係る偏波保持ファイバの製造方法は、コアと、上記コアを内包する内側クラッドと、上記内側クラッドを両側から挟み込む2つの応力付与部と、上記内側クラッド及び上記2つの応力付与部を内包する外側クラッドと、を備えた母材を線引きする工程を含む偏波保持ファイバの製造方法であって、上記母材において、上記2つの応力付与部の各々が上記内側クラッドに陥入しており、上記偏波保持ファイバにおいて、上記内側クラッドが上記2つの応力付与部の各々に陥入しており、上記コアの断面が上記2つの応力付与部の並び方向を長手方向とするように扁平している、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a polarization maintaining fiber manufacturing method according to the present embodiment includes a core, an inner cladding that encloses the core, two stress applying portions that sandwich the inner cladding from both sides, and the inner surface. A method of manufacturing a polarization-maintaining fiber including a step of drawing a base material including a clad and an outer cladding including the two stress applying portions, wherein each of the two stress applying portions is provided in the base material. Is intruded into the inner clad, and in the polarization maintaining fiber, the inner clad is indented into each of the two stress applying portions, and the cross-section of the core is an array of the two stress applying portions. It is flat so that the direction may be the longitudinal direction.
上記の構成によれば、断面が扁平な偏波保持ファイバを簡単に製造することができる。 According to the above configuration, it is possible to easily manufacture a polarization maintaining fiber having a flat cross section.
本実施形態に係る偏波保持ファイバの製造方法において、線引き中の上記偏波保持ファイバで温度が最も高くなる断面と細径化が終わる断面との間の断面における上記コアの溶融時粘度η1(z)、上記内側クラッドの溶融時粘度η2(z)、上記応力付与部の溶融時粘度η3(z)、及び外側クラッドの溶融時粘度η4(z)の間に、η3(z)<η2(z)<η4(z)、かつ、η3(z)<η1(z)<η4(z)という大小関係が成り立つ、ことが好ましい。 In the polarization maintaining fiber manufacturing method according to the present embodiment, the melt viscosity η1 of the core in the cross section between the cross section where the temperature is highest in the polarization maintaining fiber being drawn and the cross section where the diameter reduction is finished ( z), the melting viscosity η2 (z) of the inner cladding, the melting viscosity η3 (z) of the stress applying portion, and the melting viscosity η4 (z) of the outer cladding η3 (z) <η2 ( z) <η4 (z) and η3 (z) <η1 (z) <η4 (z) are preferably satisfied.
上記の構成によれば、断面が扁平な偏波保持ファイバをより一層簡単に製造することができる。 According to the above configuration, a polarization maintaining fiber having a flat cross section can be more easily manufactured.
(付記事項)
本発明は、上述した各実施形態に限定されるものでなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
(Additional notes)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and the embodiments can be obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. The form is also included in the technical scope of the present invention.
1 偏波保持ファイバ
11 コア
12 内側クラッド
13a~13b 応力付与部
14 外側クラッド
1A 偏波保持ファイバの母材
2 光デバイス
21 基板型光導波路(光導波路)
22 第1光ファイバ(偏波保持ファイバ)
23 第2光ファイバ
DESCRIPTION OF
22 First optical fiber (Polarization-maintaining fiber)
23 Second optical fiber
Claims (12)
上記コアを内包する内側クラッドと、
上記内側クラッドを両側から挟み込む2つの応力付与部と、
上記内側クラッド及び上記2つの応力付与部を内包する外側クラッドと、を備え、
上記内側クラッドは、上記2つの応力付与部の各々に陥入しており、上記コアの断面は、上記2つの応力付与部の並び方向を長手方向とするように扁平している、
ことを特徴とする偏波保持ファイバ。 The core,
An inner clad enclosing the core;
Two stress applying portions sandwiching the inner cladding from both sides;
An outer clad including the inner clad and the two stress applying portions,
The inner clad is indented into each of the two stress applying portions, and the cross section of the core is flattened so that the alignment direction of the two stress applying portions is the longitudinal direction.
A polarization-maintaining fiber characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載の偏波保持ファイバ。 The stress applying part is made of quartz glass to which boron is added,
The polarization maintaining fiber according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の偏波保持ファイバ。 The melting viscosity η1 (z) of the core in each cross section, the melting viscosity η2 (z) of the inner cladding, the melting viscosity η3 (z) of the stress applying portion, and the melting viscosity η4 (z) of the outer cladding. Between η3 (z) <η2 (z) <η4 (z) and η3 (z) <η1 (z) <η4 (z) holds.
The polarization maintaining fiber according to claim 1 or 2, wherein
上記内側クラッドは、フッ素と、フッ素の屈折率低下作用を相殺するアップドーパントとが添加された石英ガラスにより構成されている、
ことを特徴とする請求項1~3の何れか1項に記載の偏波保持ファイバ。 The core is made of quartz glass to which germanium is added,
The inner cladding is made of quartz glass to which fluorine and an updopant that cancels the refractive index lowering effect of fluorine are added.
The polarization-maintaining fiber according to any one of claims 1 to 3, wherein:
ことを特徴とする請求項4に記載の偏波保持ファイバ。 The updopant includes one or both of phosphorus and germanium.
The polarization maintaining fiber according to claim 4.
端面が上記偏波保持ファイバの端面と対向する光導波路であって、モードフィールドパターンが楕円形の光導波路と、を備えている、
ことを特徴とする光デバイス。 The polarization maintaining fiber according to any one of claims 1 to 5,
An end face is an optical waveguide facing the end face of the polarization maintaining fiber, and the mode field pattern includes an elliptical optical waveguide.
An optical device characterized by that.
端面が上記偏波保持ファイバの端面に融着された光ファイバであって、モードフィールド径が上記偏波保持ファイバのモードフィールド径よりも大きい光ファイバと、を備えている、
ことを特徴とする光デバイス。 The polarization maintaining fiber according to claim 4 or 5,
An optical fiber having an end face fused to the end face of the polarization maintaining fiber, and an optical fiber having a mode field diameter larger than the mode field diameter of the polarization maintaining fiber.
An optical device characterized by that.
端面が上記偏波保持ファイバの一方の端面と対向する光導波路であって、モードフィールドパターンが楕円形の光導波路と、
端面が上記偏波保持ファイバの他方の端面に融着された光ファイバであって、モードフィールド径が上記偏波保持ファイバのモードフィールド径よりも大きい光ファイバと、を備えている、
ことを特徴とする光デバイス。 The polarization maintaining fiber according to claim 4 or 5,
An optical waveguide having an end face opposed to one end face of the polarization-maintaining fiber, and an optical waveguide having an elliptical mode field pattern;
An optical fiber having an end face fused to the other end face of the polarization maintaining fiber, and an optical fiber having a mode field diameter larger than the mode field diameter of the polarization maintaining fiber;
An optical device characterized by that.
上記コアを内包する内側クラッドと、
上記内側クラッドを両側から挟み込む2つの応力付与部と、
上記内側クラッド及び上記2つの応力付与部を内包する外側クラッドと、を備え、
上記2つの応力付与部の各々は、上記内側クラッドに陥入している、
ことを特徴とする偏波保持ファイバの母材。 The core,
An inner clad enclosing the core;
Two stress applying portions sandwiching the inner cladding from both sides;
An outer clad including the inner clad and the two stress applying portions,
Each of the two stress applying portions is recessed in the inner cladding,
A base material for a polarization maintaining fiber.
ことを特徴とする請求項9に記載の偏波保持ファイバの母材。 The melting viscosity η1 (z) of the core in each cross section, the melting viscosity η2 (z) of the inner cladding, the melting viscosity η3 (z) of the stress applying portion, and the melting viscosity η4 (z) of the outer cladding. Between η3 (z) <η2 (z) <η4 (z) and η3 (z) <η1 (z) <η4 (z) holds.
The base material of the polarization maintaining fiber according to claim 9.
上記母材において、上記2つの応力付与部の各々が上記内側クラッドに陥入しており、
上記偏波保持ファイバにおいて、上記内側クラッドが上記2つの応力付与部の各々に陥入しており、上記コアの断面が上記2つの応力付与部の並び方向を長手方向とするように扁平している、
ことを特徴とする偏波保持ファイバの製造方法。 Drawing a base material comprising a core, an inner clad enclosing the core, two stress applying portions sandwiching the inner clad from both sides, and an outer clad enclosing the inner clad and the two stress applying portions A method of manufacturing a polarization-maintaining fiber including the step of:
In the base material, each of the two stress applying portions is invaginated in the inner cladding,
In the polarization maintaining fiber, the inner clad is indented into each of the two stress applying portions, and the cross section of the core is flattened so that the alignment direction of the two stress applying portions is a longitudinal direction. Yes,
A method of manufacturing a polarization-maintaining fiber.
ことを特徴とする請求項11に記載の偏波保持ファイバの製造方法。 In the base material during drawing, the melt viscosity η1 (z) of the core and the melt viscosity η2 (z) of the inner clad in the cross section between the cross section where the temperature becomes highest and the cross section where the diameter reduction is finished, Between the melting viscosity η3 (z) of the stress applying portion and the melting viscosity η4 (z) of the outer cladding, η3 (z) <η2 (z) <η4 (z) and η3 (z) < A magnitude relationship of η1 (z) <η4 (z) holds.
The method of manufacturing a polarization maintaining fiber according to claim 11.
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