(57)【要約】このフォトニックバンドギャップファイバは、クラッドの屈折率以下の屈折率を持つ第１コアと、この第１コアを囲んで設けられ、第１コアの屈折率未満の屈折率を持つ第２コアと、この第２コアを囲むクラッドと、このクラッドの第２コア近傍に設けられ、クラッドの屈折率よりも屈折率が高い高屈折率部が周期構造をなして構成された周期構造部と、を備える。前記周期構造部が波長フィルタとして機能することで、透過波長の伝搬損失を小さく、遮断波長の伝搬損失を大きくすることができる。
2008108269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッドの屈折率以下の屈折率を持つ第１コアと、
この第１コアを囲んで設けられ第１コアの屈折率未満の屈折率を持つ第２コアと、
この第２コアを囲むクラッドと、
このクラッドの第２コア近傍に設けられ、クラッドの屈折率よりも屈折率が高い高屈折率部が周期構造をなして構成された周期構造部と、を備え、
前記周期構造部が、波長フィルタとして機能するフォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項２】
クラッドの屈折率に対して、比屈折率差が０％〜０．１％である屈折率を持つ第１コアと、
この第１コアを囲んで設けられ前記第１コアの屈折率未満の屈折率を持つ第２コアと、
この第２コアを囲むクラッドと、
このクラッドの第２コア近傍に設けられ、クラッドの屈折率よりも屈折率が高い高屈折率部が周期構造をなして構成された周期構造部と、を備え、
前記周期構造部が、波長フィルタとして機能するフォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項３】
前記周期構造が２回以下の回転対称性を有し、偏波保持ファイバもしくは単一偏波ファイバとして機能する請求項１又は２に記載のフォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項４】
前記周期構造は、多数の前記高屈折率部が少なくとも三角格子構造、ハニカム格子構造、正方格子構造、長方格子構造のいずれかを含み配置されてなるものである請求項１又は２に記載のフォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項５】
前記第１コアが断面円形である請求項１又は２に記載のフォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項６】
前記周期構造の内部、前記第１コア、及び前記第２コアに空孔が存在していない請求項１又は２に記載のフォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項７】
前記第１コアの前記クラッドに対する比屈折率差が０．１％〜−１．０％の範囲であり、前記第２コアの前記クラッドに対する比屈折率差が−０．０１〜−１．５％の範囲である請求項１又は２に記載のフォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項８】
前記高屈折率部における前記クラッドに対する最大比屈折率差が、０．５％〜４．０％の範囲である請求項１又は２に記載のフォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項９】
前記クラッドは、このクラッドよりも小さい屈折率の媒質で囲まれている請求項１又は２に記載のフォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項１０】
前記周期構造が、前記第１コアを中心軸としてらせん状に配置されている請求項１又は２に記載のフォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項１１】
前記周期構造の少なくとも一部にファイバグレーティングが形成され、ファイバの長手方向に屈折率が変調されている請求項１又は２に記載のフォトニックバンドギャップファイバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトニックバンドギャップファイバに関し、特に、波長フィルタ機能を持つフォトニックバンドギャップファイバに関する。
本願は、２００７年０３月０５日に、日本に出願された特願２００７−５４２７３号、および２００７年０６月０５日に、日本に出願された特願２００７−１４９１８０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
近年、希土類添加光ファイバを用いた高出力のファイバレーザが脚光を浴びている。高出力ファイバレーザは、励起光と信号光とがファイバ中を伝搬しながら、励起光により信号光が増幅される構成となっており、冷却が容易、装置が小型化できるなどの利点を持っている。【０００３】
そのような高出力のファイバレーザにおいては、増幅された誘導放出光（ＡＳＥ）や、誘導ラマン散乱といった非線形効果を抑制するため、波長フィルタ効果を持ったファイバが求められている。【０００４】
波長フィルタ効果を持ったファイバの従来技術として、例えば、特許文献１に開示された技術が提案されている。
この従来技術には、クラッドよりも屈折率の大きな通常のコアを伝搬するモードを、ある特定の波長でのみ、コアの周囲に設けられた、同様に屈折率を上昇させた部位を伝搬するモードと結合させることで、波長フィルタ機能を持たせることが開示されている。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／２５７０７１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述した従来技術には、次のような問題があった。
特許文献１においては、コアの周囲を伝搬するモードはファイバ中を同じく伝搬するため、再度コアを伝搬するモードと結合し、コアへと戻ってくる。したがって、特許文献１の方法では、遮断波長の伝搬の抑制効果は限られたものとなる。【０００６】
本発明は、前記事情に鑑みてなされ、波長フィルタ効果を持つファイバにおいて、透過波長の伝搬損失を小さく、遮断波長の伝搬損失を大きくすることができるファイバの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明は、クラッドの屈折率以下の屈折率を持つ第１コアと、この第１コアを囲んで設けられ第１コアの屈折率未満の屈折率を持つ第２コアと、この第２コアを囲むクラッドと、このクラッドの第２コア近傍に設けられ、クラッドの屈折率よりも屈折率が高い高屈折率部が周期構造をなして構成された周期構造部と、を備え、前記周期構造部が、波長フィルタとして機能するフォトニックバンドギャップファイバを提供する。【０００８】
また、クラッドの屈折率に対して、比屈折率差が０％〜０．１％である屈折率を持つ第１コアと、この第１コアを囲んで設けられ前記第１コアの屈折率未満の屈折率を持つ第２コアと、この第２コアを囲むクラッドと、このクラッドの第２コア近傍に設けられ、クラッドの屈折率よりも屈折率が高い高屈折率部が周期構造をなして構成された周期構造部と、を備え、前記周期構造部が、波長フィルタとして機能するフォトニックバンドギャップファイバを提供する。【０００９】
本発明のフォトニックバンドギャップファイバにおいて、前記周期構造が２回以下の回転対称性を有し、偏波保持ファイバもしくは単一偏波ファイバとして機能することが好ましい。【００１０】
本発明のフォトニックバンドギャップファイバにおいて、前記周期構造は、多数の前記高屈折率部が少なくとも三角格子構造、ハニカム格子構造、正方格子構造、長方格子構造のいずれかを含み配置されてなるものが好ましい。【００１１】
本発明のフォトニックバンドギャップファイバにおいて、前記第１コアが断面円形であることが好ましい。【００１２】
本発明のフォトニックバンドギャップファイバにおいて、前記周期構造の内部、前記第１コア、及び前記第２コアに空孔が存在していないことが好ましい。【００１３】
本発明のフォトニックバンドギャップファイバにおいて、前記第１コアの前記クラッドに対する比屈折率差が０．１％〜−１．０％の範囲であり、前記第２コアの前記クラッドに対する比屈折率差が−０．０１〜−１．５％の範囲であることが好ましい。【００１４】
本発明のフォトニックバンドギャップファイバにおいて、前記高屈折率部における前記クラッドに対する最大比屈折率差が、０．５％〜４．０％の範囲であることが好ましい。【００１５】
本発明のフォトニックバンドギャップファイバにおいて、前記クラッドは、このクラッドよりも小さい屈折率の媒質で囲まれていることが好ましい。【００１６】
本発明のフォトニックバンドギャップファイバにおいて、前記周期構造が、前記第１コアを中心軸としてらせん状に配置されていることが好ましい。【００１７】
本発明のフォトニックバンドギャップファイバにおいて、前記周期構造の少なくとも一部にファイバグレーティングが形成され、ファイバの長手方向に屈折率が変調されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のフォトニックバンドギャップファイバは、第１、第２コアの周囲に周期構造を設けることによって、波長フィルタとして機能させることができる。
また、本発明のフォトニックバンドギャップファイバは、第１コアと第２コアの屈折率がクラッドの屈折率以下もしくは未満であるため、フォトニックバンドギャップによる導波を原理とし、コアを伝搬するモードの電界が、周期構造を伝搬するモードと結合して伝搬した後、コアを伝搬するモードと再結合する現象が原理的に発生せず、遮断波長における高い波長フィルタリング効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のフォトニックバンドギャップファイバの一実施形態を示す断面図である。
【図２】実施例１で作製したフォトニックバンドギャップファイバのバンド図である。
【図３】周期構造を持たないファイバにおけるモードの分散曲線である。
【図４】図２と図３の結果を重ねたバンド図である。
【図５】実施例１において、周期構造を持たないファイバの損失を計算した結果を示すグラフである。
【図６】実施例１において、周期構造を設けたファイバの損失を計算した結果を示すグラフである。
【図７】実施例１で作製したフォトニックバンドギャップファイバの透過帯域の測定結果を示すグラフである。
【図８】実施例１で作製したフォトニックバンドギャップファイバの第１コアを伝搬するモードを示す図である。
【図９】実施例１で作製したフォトニックバンドギャップファイバの第２コアと周期構造との間の部位を伝搬するモードを示す図である。
【図１０】実施例２で作製したフォトニックバンドギャップファイバの断面図である。
【図１１】実施例２で作製したフォトニックバンドギャップファイバの透過帯域の測定結果を示すグラフである。
【図１２】実施例３で作製したフォトニックバンドギャップファイバの断面図である。
【図１３】実施例３で作製したフォトニックバンドギャップファイバの透過帯域の測定結果を示すグラフである。
【図１４】実施例４で作製したフォトニックバンドギャップファイバの断面図である。
【図１５】実施例４で作製したフォトニックバンドギャップファイバの断面図である。
【図１６】実施例４で作製したフォトニックバンドギャップファイバの透過帯域の測定結果を示すグラフである。
【図１７】実施例５で作製したフォトニックバンドギャップファイバの斜視断面図である。
【図１８Ａ】実施例６で作製したフォトニックバンドギャップファイバの断面図である。
【図１８Ｂ】実施例６で作製したフォトニックバンドギャップファイバの断面図である。
【図１８Ｃ】実施例６で作製したフォトニックバンドギャップファイバの断面図である。
【図１８Ｄ】実施例６で作製したフォトニックバンドギャップファイバの断面図である。
【図１８Ｅ】実施例６で作製したフォトニックバンドギャップファイバの断面図である。
【図１９Ａ】実施例７で作製したフォトニックバンドギャップファイバの長手方向における断面図において、導波する励起光の進行を模式的に示した図である。
【図１９Ｂ】実施例７で作製したフォトニックバンドギャップファイバの長手方向における断面図において、導波する励起光の進行を模式的に示した図である。
【図１９Ｃ】実施例７で作製したフォトニックバンドギャップファイバの長手方向における断面図において、導波する励起光の進行を模式的に示した図である。
【図１９Ｄ】実施例７で作製したフォトニックバンドギャップファイバの長手方向における断面図において、導波する励起光の進行を模式的に示した図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０，１００，１２０，１４０，１７０，１８０，１９０  クラッド
１１，１０１，１２１，１４１，１７１，１８１，１９１  第１コア
１２，１０２，１２２，１４２，１７１，１８２  第２コア
１３，１０３，１２３，１４３，１７３，１８３，１９３  高屈折率部
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明のフォトニックバンドギャップファイバの一実施形態を示す図である。
本実施形態のフォトニックバンドギャップファイバは、クラッド１０の屈折率以下の屈折率を持つ第１コア１１と、この第１コア１１を囲んで設けられ第１コア１１の屈折率未満の屈折率を持つ第２コア１２と、この第２コア１２を囲むクラッド１０と、このクラッド１０の第２コア１２近傍に設けられ、クラッド１０の屈折率よりも屈折率の高い多数の高屈折率部１３が島状に周期的に配置された三角格子構造になっている。【００２２】
本実施形態のフォトニックバンドギャップファイバにおいて、透過波長では、モードの伝搬定数は周期構造によって決まるフォトニックバンドギャップ中にあり、遮断波長でのモードの伝搬定数はフォトニックバンドギャップの外にある。このとき、フォトニックバンドギャップは、透過波長におけるモードの閉じ込めを強める働きがある一方、遮断波長におけるモードに対しては、閉じ込めを強める作用を持たない。【００２３】
したがって、周期構造がない場合には、透過波長および遮断波長において伝搬損失が大きい基本構造のファイバに周期構造を加えることで、透過波長を選択的に低い伝搬損失で伝搬させることができる。【００２４】
また、本実施形態のフォトニックバンドギャップファイバは、第１コア１１と第２コア１２の屈折率がクラッド１０の屈折率以下であるため、フォトニックバンドギャップによる導波を原理とし、コアを伝搬するモードの電界が、周期構造を伝搬するモードと結合して伝搬した後、コアを伝搬するモードと再結合する現象が原理的に発生しない。このため、本実施形態のフォトニックバンドギャップファイバは、モードの伝搬定数がフォトニックバンドギャップの外にある波長の光に対して、高いフィルタリング効果を得ることができる。
本実施形態に掛かるフォトニックバンドギャップファイバにおいて、第１コア１１と第２コア１２の屈折率がクラッド１０の屈折率以下であるとしたが、第１コア１１の屈折率は、クラッド１０の屈折率より、０．1％程度まで高くてもよい。この場合、第１コア１１には、この第１コア１１の屈折率とクラッド１０の屈折率との間の実効屈折率をもち、コアを伝搬するコアモードが存在する。このコアモードの電界は、周期構造部を伝搬する遮断波長のモードの電界と相互に結合し得るため、一旦、コアモードから周期構造部へと伝搬するモードへ結合した電界が、コアモードに再結合する現象が生じ得る。しかしながら、周期構造部を伝搬するモードであって、かつコアモードから結合し得るモードは閉じ込めが弱いために、このフォトニックバンドギャップファイバを使用する際に避けられないような非常に大きな曲げ径による曲げ損失が生じたとしても、周期構造部を伝搬するモードの閉じこめを解消することができる。これにより、一旦、コアモードから周期構造部を伝搬するモードへ結合した電界が、コアモードに再結合する現象を抑制することができる。ゆえに、第１コア１１の屈折率が、クラッド１０の屈折率より０．１％程度まで高くても、第１コア１１と第２コア１２の屈折率がクラッド１０の屈折率以下である場合と同様にモードの伝搬定数がフォトニックバンドギャップの外にある波長の光に対して高いフィルタリング効果を得ることができる。
また、本実施形態のフォトニックバンドギャップファイバは、第１コアの断面形状が円形となっている。したがって、ファイバのモードフィールド形状はほぼ同心円形状となり、このファイバ同士を接続する場合に、接続損失に角度依存性が発生することがなく、また、同心円形状の屈折率分布を持つ従来型の光ファイバと低い接続損失で接続することができる。【００２５】
また、本実施形態のフォトニックバンドギャップファイバは、前記周期構造の内部及びコアに空孔が存在していない中実構造になっている。したがって、このファイバ同士、又はこのファイバと別の光ファイバとを融着接続する場合に、空孔が存在する場合のような加熱による空孔収縮が起こらず、融着接続部のファイバ端面構造が変化しないため、低損失で融着接続することができる。
また、本実施形態のフォトニックバンドギャップファイバは、第１コア１１、第２コア１２、高屈折率部１３及びクラッド１０がいずれも石英ガラスからなる。したがって、低損失のファイバが実現でき、また、現在広く用いられている石英ガラス製の光ファイバと容易に融着接続を行うことができる。【００２６】
本実施形態のフォトニックバンドギャップファイバは、周知のフォトニックバンドギャップファイバの製造方法と同様の方法を用いて作製することができる。次に、その一例を説明する。【００２７】
本例では、まず、次の材料を用意する。
（１）石英ガラスからなる第１コア１１の周りに、フッ素添加石英ガラスからなる低屈折率の第２コア１２が設けられたコア用石英ガラスロッド。
（２）高屈折率部１３となるゲルマニウムを添加して純粋石英ガラスよりも屈折率の高い石英ガラスからなる中心部との周りの純粋石英ガラスからなる外層部とを有する２層石英ガラスロッド。
（３）クラッド１０となる純粋石英ガラスからなる円筒。この円筒の空洞断面は円形でも良いが、断面円形の石英ロッドを最密充填するために六角形とすることが好ましい。【００２８】
次に、（３）の円筒の内部に、中心に（１）のコア用石英ロッド、その周囲に（２）の２層石英ガラスロッドを多層に充填する。図１は、（２）の２層石英ガラスロッドを５層に配置した例を示している。【００２９】
次に、前記充填体を真空加熱炉内に入れて充填体全体をヒータ等で加熱するか、あるいは、円筒の両端にキャップを装着して密封し、キャップを通して円筒内を真空排気しながら、円筒外部を酸水素火炎で加熱し、石英ガラスを軟化させて円筒内部の隙間を埋め、図１に示す構造の光ファイバ母材を作製する。【００３０】
次に、得られた光ファイバ母材を、周知の光ファイバ紡糸装置（線引き装置）にセットし、通常の光ファイバ製造の場合と同様にして線引きし、図１のフォトニックバンドギャップファイバを得る。なお、線引き時、得られた光ファイバ裸線の外側に紫外線硬化型樹脂液を塗布し、直後に紫外線を照射して樹脂液を硬化させて被覆層を設けることが好ましい。【００３１】
なお、前記製造方法は一例にすぎず、これに限定されず、種々変更可能である。例えば、（２）の２層石英ガラスロッドに代えて、純粋石英ガラスよりも屈折率の高い石英ガラスからなる高屈折率石英ガラスロッドと、純粋石英ガラスロッドとを用意し、円筒内にこれらを交互に充填する方法であってもよい。
【実施例１】
【００３２】
本発明に係る実施例として、図１に示す構造のフォトニックバンドギャップファイバを作製した。屈折率１．４５の純粋石英ガラスからなるクラッド１０の中に、クラッド１０との比屈折率差Δ１が０％で、直径ｄ１が１７．８μｍである第１コア１１があり、第１コア１１の周囲に、クラッド１０との比屈折率差Δ２が−０．３６％で、直径ｄ２が２５μｍである第２コア１２が存在する。そしてその周囲に、クラッド１０との比屈折率差Δｈが１．６％で、直径ｄｈが５．６μｍである高屈折率部１３が周期１４．０μｍの三角格子構造の周期構造をなして配置されている。周期構造は、コアを配置するため、中心から２層が存在せず、５層の周期構造である。【００３３】
第２コア１２の周囲に周期構造部が存在しない基本構造において、コアを導波するモードの分散曲線を図３に示す。続いて、周期構造のバンド図を図２に示す。このバンド図中で点が存在しない領域がバンドギャップである。また、コアが周期構造部に囲まれた図１のような構造のファイバでは、コアを導波するモードの分散曲線がバンドギャップ中に存在する波長である場合、フォトニックバンドギャップの効果によりモードに対して閉じ込めの効果が発生する。コアを導波するモードの分散曲線と周期構造のバンド図との両者を重ねたものを図４に示す。これらの図から明らかなように、コアを導波するモードの分散曲線は波長１．０μｍ〜１．１μｍにおいてはバンドギャップ中に存在し、その一方で、波長１．２μｍにおいては、コアモードの分散曲線はバンドギャップ中には存在しない。そのため、波長１．０μｍ〜１．１μｍにおいてコアを導波するモードは周期構造部により閉じ込められない。したがって、図１のフォトニックバンドギャップファイバは、波長フィルタとして機能することができる。【００３４】
第２コア１２の周囲に周期構造部がない基本構造のファイバにおいて、コアを導波するモードの損失を計算したのが図５である。波長によらず、損失は大きい。
一方、図１に示す周期構造部を設けた場合の、モードの損失を計算したのが図６である。図６に示す通り、バンドギャップ中においてモードの損失が非常に小さい一方、バンドギャップの端、バンドギャップ外において損失は大きい。【００３５】
したがって、本発明に係るファイバは、不要なＡＳＥ光や誘導ラマン散乱といった、信号光以外の波長の光を取り除く効果を持つ。例えば、ファイバレーザを波長１．０８μｍで発振させた場合、誘導ラマン散乱は波長１．１４μｍ付近に現れるが、波長１．１４μｍでは基本モードの損失は３０ｄＢ／ｍ以上であり、誘導ラマン散乱を効果的に抑圧することができる。【００３６】
実際に図１の構造のフォトニックバンドギャップファイバを作製し、ファイバを１ｍ取り出して、コア部のみを白色光で励起して透過帯域を測定した結果を図７に示す。曲げ径は１８０ｍｍφから１２０ｍｍφまで変化させた。曲げ径が１８０ｍｍφから１６０ｍｍφのとき、波長１．０８μｍの光は伝搬するが、波長１．１４μｍの光は約３０ｄＢ減衰していることが分かる。したがって、このファイバは、波長１．０８μｍで高出力のファイバレーザを発振させた際の、波長１．１４μｍの誘導ラマン散乱光の発生を効果的に抑圧できる。【００３７】
また、曲げ径を１８０ｍｍφから１２０ｍｍφに変更することで、１．０μｍから１．０５μｍにおける透過特性が大きく変化していることがわかる。これは、曲げを加えることで、第１コアを伝搬する図８のようなモードが、主に第２コアと周期構造との間の部位を伝搬する、例えば図９のようなモードと結合し、第１コアから漏れだしていくためである。第２コアと周期構造との間の部位を伝搬するモードは閉じ込めが弱く、曲げ等で容易に光がクラッドへ放射されるため、伝搬損失となる。したがって、ファイバの曲げ径を適宜設定することにより、波長１．０μｍから１．０５μｍでのＡＳＥや寄生発振等、ファイバレーザでしばしば問題となる不要な光を減衰させることができる。
【実施例２】
【００３８】
本発明にかかる別の実施例として、図１０に示す構造のフォトニックバンドギャップファイバを作製した。屈折率１．４５の純粋石英ガラスのクラッド１００の中に、クラッドとの比屈折率差Δ１が０．０％で、直径ｄ１が１２．０μｍである第１コア１０１があり、第１コア１０１の周囲に、クラッドとの比屈折率差Δ２が−０．３６％で直径ｄ２が２２．０μｍである第２コア１０２が存在する。そしてその周囲に、クラッドとの比屈折率差Δｈが１．６％で、直径ｄｈが３．２μｍである高屈折率部１０３が、周期９．０μｍの三角格子構造の周期構造をなして配置されている。周期構造は、コアを配置するため、中心から２層が存在せず、５層の周期構造である。【００３９】
作製したファイバを２ｍ取り出し、直径２００ｍｍφに巻いた状態で、コア部のみを白色光で励起して透過帯域を測定した結果を図１１に示す。この図に示すように、波長１．１３μｍ付近で急激に透過光強度が低下している。そのため、波長１．０６μｍのレーザ光を入射したときに、波長１．１２μｍ付近の１次の誘導ラマン散乱は発生するが、波長１．１８μｍ付近の２次以降の誘導ラマン散乱を抑制することができる。従ってこのファイバは、１次の誘導ラマン散乱を効率的に発生させることができるファイバとして機能する。【００４０】
また、このファイバと、同心円状の屈折率分布を有し、類似のモードフィールド径を有する従来型のファイバとを融着接続したところ、波長１．０６μｍにおいて、０．１ｄＢ以下の融着接続損失を安定して得ることができた。これは、このファイバの第１コアは円形であり、電界分布は主に第１コアの形状によって決定されるため、電界分布は同心円状であり、モードフィールド形状の差異による接続損失を低減させることができるためである。このように、本発明のフォトニックバンドギャップファイバは、従来型のファイバとの接続損失を低減させることができる。
【実施例３】
【００４１】
本発明にかかる別の実施例として、図１２に示す構造のフォトニックバンドギャップファイバを作製した。屈折率１．４５の純粋石英ガラスのクラッド１２０の中に、クラッドとの比屈折率差Δ１が０．０％で、直径ｄ１が２９．０μｍである第１コア１２１があり、第１コア１２１の周囲に、クラッドとの比屈折率差Δ２が−０．３６％で直径ｄ２が３５．０μｍである第２コア１２２が存在する。そしてその周囲に、クラッドとの比屈折率差Δｈが１．６％で、直径ｄｈが５．８μｍである高屈折率部１２３が、周期１４．５μｍの三角格子構造の周期構造をなして配置されている。周期構造は、コアを配置するため、中心から２層が存在せず、５層の周期構造である。【００４２】
作製したファイバを２ｍ取り出し、直径２８０ｍｍφに巻いた状態で、コア部のみを白色光で励起して透過帯域を測定した結果を図１３に示す。この図に示すように、波長１．１３μｍ付近で急激に透過光強度が低下している。そのため、波長１．０８μｍのレーザ光を入射したときに、波長１．１４μｍ付近の１次の誘導ラマン散乱を抑制することができる。
【実施例４】
【００４３】
本発明にかかる別の実施例として、図１４に示す構造のフォトニックバンドギャップファイバを作製した。屈折率１．４５の純粋石英ガラスのクラッド１４０の中に、クラッド１４０との比屈折率差Δ１が０．０％で、直径ｄ１が２８．６μｍである第１コア１４１があり、第１コア１４１の周囲に、クラッド１４０との比屈折率差Δ２が−０．１５％で、コアを囲むクラッド１４０の内接円の直径ｄ２が３４．４μｍとなる第２コア１４２が存在する。そしてその周囲に、クラッド１４０との比屈折率差Δｈが最大２．８％で、およそ放物線形状の屈折率部分布を持つ、半径５．１μｍの高屈折率部１４３が、周期８．１μｍの三角格子構造の周期構造をなして配置されている。周期構造部は、コアを配置するため、中心から３層が存在せず、５層から６層の周期構造である。また、ファイバの外径は２１５μｍである。
本母材を作製する際、クラッド１４０を構成する管の内部に、周期構造部を構成する周辺部材が周期的に配置され、その中心に、第１コア１４１と第２コア１４２を構成する中心部材が配置される。この際、中心部材は周辺部材と直径が異なるため、中心部材と周辺部材との間に隙間が発生する。この隙間をあけたまま線引きを行うと、線引き工程で一体化される際にコアが変形したり、周期構造に乱れが生じたりして好ましくない。
そのため、図１５のように、中心部材と周辺部材との間の隙間にさらに中間部材１５６を配置することで、コアの変形や周期構造の乱れを防ぐことができるが、この中間部材１５６の屈折率を第１コア１４１の屈折率と等しいか、もしくは高くすると、コアを導波するモードと、中間部材１５６に対応する箇所を導波するモードとのモード結合が生じ、フォトニックバンドギャップの効果による透過帯域の中において、コアモードに損失が生じる場合があり、好ましくない場合がある。
本実施例においては、中間部材１５６の屈折率を第２コア１４２の屈折率と等しくすることで、フォトニックバンドギャップの効果による透過帯域の中で、モード結合による不要な損失が発生することを防いでいる。ただし、中間部材１５６の屈折率は、本実施例の実施範囲に限らず、第１コア１４１の屈折率よりも小さな範囲において、適宜変更することが可能である。【００４４】
作製したファイバを２ｍ取り出し、直径２８０ｎｍφに巻いた状態で、基本モードのみ選択的に白色光で励起して透過帯域を測定した結果を図１６に示す。図１６に示すように、波長１．１３μｍ付近で急激に透過強度が低下しており、波長１．０８μｍのレーザ光を入射した際に、波長１．１４μｍ付近の１次の誘導ラマン散乱を抑制することができる。【００４５】
次に、作製したファイバを６ｍ取り出し、中心波長１．０８μｍ、ピークパワー１８ｋＷ、平均出力３０Ｗの加工用パルスファイバレーザからの光を、加工対象物まで導光するファイバとして用いた。本実施例のフォトニックバンドギャップファイバの波長フィルタ効果により、波長１．１４μｍにおける誘導ラマン散乱は発生せず、加工用パルスファイバレーザ本体から出射する高出力の光を、誘導ラマン散乱による波長スペクトルの変化の影響を受けずに、加工対象物まで安定して導光することができた。
また、高屈折率部の比屈折率差Δｈが１％程度のフォトニックバンドギャップファイバにおいては、ファイバの曲げ損失による透過帯域の現象がしばしば問題となるが、本実施例のフォトニックバンドギャップファイバは、光屈折率部の比屈折率差Δｈが最大２．８％と大きい値であるため、レーザ光を加工対象物まで導光する間に直径５０ｍｍ程度の曲げが加わっても、曲げ損失による透過帯域の減少を十分に小さくすることができ、加工対象物まで安定して導光することができた。
【実施例５】
【００４６】
（スピンを入れたダブルクラッドファイバ）
図１７は、本発明に係る別の実施例のファイバの構造を示す図である。本実施例のファイバは、断面構造は実施例４のファイバと同等であるが、第１コア１７１にイッテルビウムを添加し、クラッド１７０ａの周囲に屈折率１．３８のフッ素系樹脂からなる第２クラッド１７０ｂを被覆した、ダブルクラッド構造の増幅用ファイバとなっている。ここで、第１コア１７１にはイッテルビウムが添加してあるため、純粋石英との比屈折率差は０．０５％となっている。また、ファイバ線引き時に、溶融された状態でねじりが加えられており、高屈折率部１７３は、らせん状となって、実質的に長手方向に曲げが加えられた状態となっている。そのため、高屈折率部１７３を伝搬する光に対しては、マクロベント、マイクロベントといった損失が発生する。一方、第１コア１７１はファイバ断面の中心にあり、長手方向の曲げは発生しない。
本実施例のファイバは、第１コア１７１の屈折率がクラッド１７０ａと比較してわずかに大きいが、その比屈折率差は０．０５％とわずかであるため、実施例４のファイバとほぼ同じ透過特性、遮断特性を持つ。したがって、本実施例のファイバを、波長１．０８μｍのレーザ光を増幅するためのファイバとして使用した際に、波長１．１４μｍ付近の１次の誘導ラマン散乱を抑制することができる。【００４７】
本実施例のファイバは、ダブルクラッド構造の増幅器用ファイバとして好適に使用することができる。ねじりが加えられていない場合は、ダブルクラッド構造の増幅器用ファイバとして使用した際に、クラッド１７０ａで励起された励起光が高屈折率部１７３を導波して信号光の増幅に使われなくなる現象が発生し、増幅器の励起光利用率が低下する。しかし、本実施例のフォトニックバンドギャップファイバを用いれば、高屈折率部１７３を導波する励起光はマクロベント、マイクロベント等の損失により高屈折率部１７３から放射され、コアに吸収されて信号光の増幅に利用される。したがって、本実施例のフォトニックバンドギャップファイバを、ダブルクラッド構造の増幅器用ファイバとして使用すると、増幅器の励起光利用効率を上げることができる。【００４８】
実施例５のファイバには、ねじれの周期Ｐが１ｃｍで、ねじれの最大角度Ａが２０πラジアンである、おおよそ正弦波型のねじれが加えられている。正弦波型のねじれとは、ファイバの長手方向の距離Ｚにおけるファイバのねじれの角度Θ（ｚ）が、ファイバのねじれの周期Ｐと、最大ねじれの角度Ａの関数として以下のように表されることをいう。
Θ（ｚ）＝Ａ×ｓｉｎ（２π×ｚ／Ｐ）
実施例５においては、０．２５ｃｍの間にファイバに約３回転のねじれが加えられており、これは、ファイバが固化した後に加えるのは非常に困難なねじれの量である。【００４９】
実施例５のファイバのクラッド全面を、波長９１５ｎｍの光で励起したとき、コアに添加されたイッテルビウムによる吸収量は０．４ｄＢ／ｍであった。また、高屈折率部１７３に入射した励起光は、曲げ損失によりクラッドへ放射された後、コアに添加されたイッテルビウムにより吸収され、高屈折率部１７３に残留する励起光は観測されなかった。また、波長１．０８μｍのレーザ光を増幅するためのファイバとして使用した場合、波長１．１４μｍ付近の１次の誘導ラマン散乱を抑制することができた。【００５０】
非特許文献（Ｊ．Ｄ．Ｌｏｖｅ，ｅｔ  ａｌ．，‘Ｒａｄｉａｔｉｏｎ  ｆｒｏｍ  ｓｉｎｇｌｅ−ｍｏｄｅ  ｈｅｌｉｃａｌ  ｆｉｂｅｒｓ，’Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  ｌｅｔｔｅｒｓ，ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．２１，ｐｐ．１１０９−１１１０，１９８７）には、コアが長手方向にらせん状になったファイバの損失について記述があり、実施例４のフォトニックバンドギャップにおいて、高屈折率部１７３へと漏れ出した光が損失を受けるためにはどの程度のねじれが必要かを知る指針とすることができる。実際には、コアの形状、モードの次数、らせんの半径等によって損失は異なるが、非特許文献には、一般的な石英系光ファイバで実現可能な屈折率分布の範囲において１ｄＢ／ｍ以下の損失を得るためには、おおよそ５ｍｍに１回転程度のねじれが必要であることが示されている。また、非特許文献ではファイバに一方向のねじれを加えているが、正弦波型のねじれや、その他のねじれ形状であっても、平均しておおよそ５ｍｍに最低１回転のねじれが入っていれば、高屈折率部１７３へと漏れ出た光は損失を受ける。また、ねじれ量は多ければ多いほど、高屈折率部１７３へと漏れ出た光の損失を大きくすることができる。
【実施例６】
【００５１】
（偏波保持ファイバ）
本発明にかかる別の実施例として、図１８Ａに示す構造のフォトニックバンドギャップファイバを作製した。屈折率１．４５の純粋石英ガラスのクラッド１８０の中に、クラッド１８０との比屈折率差Δ１が０．０％で、直径ｄ１が２８．６μｍである純粋石英ガラスの第１コア１８１があり、第１コア１８１の周囲に、クラッド１８０との比屈折率差Δ２が−０．１５％で、コアを囲むクラッド１８０の内接円の直径ｄ２が３４．４μｍとなる、純粋石英にフッ素を添加した第２コア１８２が存在する。そしてその周囲に、第２コア１８２の屈折率と同じ屈折率を持つ、純粋石英にフッ素を添加した低屈折率部位と、クラッドの屈折率よりも屈折率の高い、純粋石英にゲルマニウムを添加した高屈折率部１８３をもつ周期構造とが、２回の回転対称性を有して配置された構成となっている。また、ファイバの外径は２１５μｍである。
周期構造は、クラッドとの比屈折率差Δｈが最大２．８％で、およそ放物線形状の屈折率分布を持つ、半径５．１μの高屈折率部１８３が、周期８．１μｍの三角格子構造の周期構造をなして配置された構成となっている。周期構造部は、コアを配置するため、中心から３層が存在せず、５層の周期構造である。
高屈折率部１８３は、純粋石英にゲルマニウムが添加されており、純粋石英からなるクラッド１８０や、純粋石英にフッ素が添加された低屈折率部位と熱膨張係数が大きく異なるため、図１８Ａに示すように、断面構造が２回以下の回転対称性しか持たない場合、熱応力による複屈折が発生する。そのため、応力付与部を別途設けることなく、偏波保持ファイバとして機能させることができる。作製したファイバの基本モードの複屈折を測定したところ、波長１．０８μｍで１×１０−４以上の複屈折を持ち、偏波保持ファイバとして機能させることができた。また、フォトニックバンドギャップの効果による波長フィルタ効果も有していた。
また、本発明のファイバの第１コア１８１は円形であり、電界分布はおもに第１コア１８１の形状によって決定されるため、電界分布は同心円状であり、モード複屈折は発生せず、応力起因の複屈折のみが発生する。さらに、同心円状の電界分布を持つ従来型の光ファイバと接続する際、モードフィールド形状の差異による接続損失を低減させることができ、従来型のファイバとの低損失な接続が可能となる。
なお、本発明のフォトニックバンドギャップファイバは、本実施例に限らず、図１８Ｂ、図１８Ｃ、図１８Ｄのように、熱応力によりコアに複屈折を発生させる高屈折率部位１８３が、２回以下の回転対称性で配置されていればよい。【００５２】
石英系光ファイバにおいて、偏波保持ファイバを形成するための応力付与部材としては、ホウ素を添加した石英ガラスが一般的であり、図１８Ｅのように、応力付与部１８５を別途設ける構造も考えられるが、ホウ素を添加した純粋石英の屈折率は純粋石英よりも低いため、応力付与部１８５は、高屈折率部１８３とは別途設ける必要がある。そのため、波長フィルタ特性の効果を得るために高屈折率部１８３を適切な配置に配する必要が生じ、設計自由度が減少する。さらに、図１８Ｅのような構造において、高屈折率部１８３の屈折率差がたとえば１．５％以上となるようにゲルマニウムを多量に添加した場合などには、高屈折率部１８３による熱応力と、別途設けた応力付与部１８５による熱応力が相殺してしまい、複屈折が小さくなる場合や発生しない場合がある。したがって、特に高屈折率部１８３に起因する熱応力が大きい場合には、別途応力付与部を設けずに、高屈折率部１８３による熱応力のみによって複屈折を発生させる方がより好ましい。
【実施例７】
【００５３】
（ファイバグレーティングを書き込んだファイバ）
本実施例のファイバは、断面構造は実施例４のファイバと同等であるが、第１コアにイッテルビウムを添加し、クラッドの周囲に屈折率１．３８のフッ素系樹脂からなる第２クラッドを被覆した、ダブルクラッド構造の増幅用ファイバとなっている。また、高屈折率部に長周期ファイバグレーティングが書き込まれており、クラッド励起で励起光を導入した際に、高屈折率部を導波する一部の励起光を、高屈折率部から放射させる構成となっている。
本実施例のファイバは、ダブルクラッド構造の増幅器用ファイバとして好適に使用することができる。高屈折率部に長周期ファイバグレーティングが書き込まれていない場合は、ダブルクラッド構造の増幅器用ファイバと使用した際に、図１９Ａに示すように、クラッドで励起された励起光の一部が高屈折率部１９３を導波し、第１コア１９１へ到達せずに、信号光の増幅に使われなくなる現象が発生する。そのため、増幅器の励起光利用効率が低下する。しかし、本実施例のフォトニックバンドギャップファイバを用いれば、高屈折率部１９３を導波する励起光は長周期ファイバグレーティングにより、図１９Ｂに示すように、高屈折率部１９３から放射され、クラッド１９０と第２クラッド１９４の屈折率差により導波する別の導波モードと結合し、その後コアに吸収されて信号光の増幅に利用される。したがって、本実施例のフォトニックバンドギャップファイバをダブルクラッド構造の増幅器用ファイバとして使用すると、増幅器の励起光利用効率を上げることができる。
高屈折率部１９３を導波する励起光を結合させる導波モードは、クラッド１９０の屈折率より小さく、第２クラッド１９４の屈折率よりも大きな実効屈折率をもつ導波モードが好ましい。この場合、実効屈折率がクラッド１９０よりも小さいために高屈折率部には閉じ込められず、かつ、実効屈折率が第２クラッド１９４よりも大きいために第２クラッド１９４を伝搬することができる。そのため、励起光を効率よくコアに到達させることが可能である。さらに好ましくは、図１９Ｃに示すように、コアを伝搬するモードと結合させることで、より効率よくコアに到達させることができる。【００５４】
本実施例においては、長周期ファイバグレーティングを用いたが、高屈折率部１９３を導波する励起光を、高屈折率部１９３の外へ放射させて別の導波モードと結合させることができるファイバグレーティングであればよく、たとえば、スラント型ファイバグレーティングを用い、図１９Ｄに示すように、励起光の伝搬方向と逆方向に放射させることもできる。この場合に、コアを逆方向に伝搬するモードと結合させて、効率よくコアに励起光を到達させてもよい。【００５５】
また、本発明のフォトニックバンドギャップファイバにおいては、ファイバグレーティングにより励起光がクラッド部に放射された箇所で、クラッド部に新たな励起光が導入されることになるので、ファイバグレーティングを書き込むファイバ長手方向の位置を最適化することで、増幅用ファイバ内での励起光の長手方向分布を最適化することができる。
長周期ファイバグレーティングを用いる場合には、高屈折率部から放射された励起光は、高屈折率部を導波していた方向と導方向に伝搬するため、たとえば、放射された後コアに十分励起光吸収されるに十分なファイバ長が確保できる位置にファイバグレーティングを書き込むことが好ましい。
スラント型ファイバグレーティングを用いる場合には、高屈折率部から放射された励起光は、高屈折率部を導波していた方向と逆方向に伝搬するため、たとえば、励起光が入射されている端面とは反対側の端面に書き込むことで、励起光の一部は励起光入射端面とは反対側の端面から導入されることになり、増幅用ファイバ内での励起光の長手方向分布が均一化され、好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明のフォトニックバンドギャップファイバは、第１、第２コアの周囲に周期構造を設けることによって、波長フィルタとして機能させることができる。これにより、透過波長の伝搬損失を小さく、遮断波長の伝搬損失を大きくすることができ、遮断波長における高い波長フィルタリング効果を得ることができる。
【図１】
2008108269.tif 000003
【図２】
2008108269.tif 000004
【図３】
2008108269.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2008108269.tif 000016
【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
2008108269.tif 000020
【図１８Ｄ】
2008108269.tif 000021
【図１８Ｅ】
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【図１９Ａ】
2008108269.tif 000023
【図１９Ｂ】
2008108269.tif 000024
【図１９Ｃ】
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【図１９Ｄ】
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【図８】
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【図９】
2008108269.tif 000028
【手続補正書】
【提出日】平成21年1月7日(2009.1.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッドの屈折率以下の屈折率を持つ第１コアと、この第１コアを囲んで設けられ第１コアの屈折率未満の屈折率を持つ第２コアと、この第２コアを囲むクラッドと、このクラッドの第２コア近傍に設けられ、クラッドの屈折率よりも屈折率が高い高屈折率部が周期構造をなして構成された周期構造部と、を備え、
前記周期構造部が、波長フィルタとして機能するフォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項２】
クラッドの屈折率に対して、比屈折率差が０％〜０．１％である屈折率を持つ第１コアと、この第１コアを囲んで設けられ前記第１コアの屈折率未満の屈折率を持つ第２コアと、この第２コアを囲むクラッドと、このクラッドの第２コア近傍に設けられ、クラッドの屈折率よりも屈折率が高い高屈折率部が周期構造をなして構成された周期構造部と、を備え、
前記周期構造部が、波長フィルタとして機能するフォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項３】
前記周期構造が２回以下の回転対称性を有し、偏波保持ファイバもしくは単一偏波ファイバとして機能する請求項１又は２に記載のフォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項４】
前記第１コアが断面円形である請求項１又は２に記載のフォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項５】
前記第１コアの前記クラッドに対する比屈折率差が０．１％〜−１．０％の範囲であり、前記第２コアの前記クラッドに対する比屈折率差が−０．０１〜−１．５％の範囲である請求項１に記載のフォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項６】
前記周期構造が、前記第１コアを中心軸としてらせん状に配置されている請求項１又は２に記載のフォトニックバンドギャップファイバ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正書】
【提出日】平成21年6月8日(2009.6.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１コアと、この第１コアを囲んで設けられ第１コアの屈折率未満の屈折率を持つ第２コアと、この第２コアを囲むクラッドと、このクラッドの第２コア近傍に設けられ、クラッドの屈折率よりも屈折率が高い高屈折率部が周期構造をなして構成された周期構造部と、を備え、
前記第１コアの断面形状は円形であり、この第１コアの直径に対する前記第２コアの直径の比率が１．２〜１．８であることを特徴とするフォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項２】
第１コアと、この第１コアを囲んで設けられ第１コアの屈折率未満の屈折率を持つ第２コアと、この第２コアを囲むクラッドと、このクラッドの第２コア近傍に設けられ、クラッドの屈折率よりも屈折率が高い高屈折率部が周期構造をなして構成された周期構造部と、を備え、
前記第１コアの断面形状は円形であり、
前記第２コアの厚さが２．９〜５μｍであることを特徴とするフォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項３】
前記第１コアの前記クラッドに対する比屈折率差が０．１％〜−１．０％であり、
前記第２コアの前記クラッドに対する比屈折率差が−０．０１〜−１．５％であることを特徴とする請求項１または２に記載のフォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項４】
前記第１コアの前記クラッドに対する比屈折率差が０％であり、
前記第２コアの前記クラッドに対する比屈折率差が−０．３６〜−０．１５％であることを特徴とする請求項１または２に記載のフォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項５】
前記周期構造が２回以下の回転対称性を有し、前記高屈折率部は、前記クラッドと熱膨張係数が異なり、熱応力によって発生する複屈折に起因して、偏波保持ファイバもしくは単一偏波ファイバとして機能することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のフォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項６】
さらに、前記第２コアと屈折率が同じである低屈折率部位が、この第２コアの周囲に設けられ、前記高屈折率部が、純粋石英にゲルマニウムが添加されてなり、前記クラッドが純粋石英からなり、前記低屈折率部位が、純粋石英にフッ素が添加されてなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のフォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項７】
さらに、前記クラッドよりも屈折率が低い第２クラッドが、このクラッドの周囲に設けられ、前記第１コアが、石英ガラスに希土類元素が添加されてなるものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のフォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項８】
前記周期構造が、前記第１コアを中心軸としてらせん状に配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のフォトニックバンドギャップファイバ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明は、第１コアと、この第１コアを囲んで設けられ第１コアの屈折率未満の屈折率を持つ第２コアと、この第２コアを囲むクラッドと、このクラッドの第２コア近傍に設けられ、クラッドの屈折率よりも屈折率が高い高屈折率部が周期構造をなして構成された周期構造部と、を備え、前記第１コアの断面形状は円形であり、この第１コアの直径に対する前記第２コアの直径の比率が１．２〜１．８であることを特徴とするフォトニックバンドギャップファイバを提供する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
また、本発明は、第１コアと、この第１コアを囲んで設けられ第１コアの屈折率未満の屈折率を持つ第２コアと、この第２コアを囲むクラッドと、このクラッドの第２コア近傍に設けられ、クラッドの屈折率よりも屈折率が高い高屈折率部が周期構造をなして構成された周期構造部と、を備え、前記第１コアの断面形状は円形であり、前記第２コアの厚さが２．９〜５μｍであることを特徴とするフォトニックバンドギャップファイバを提供する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明のフォトニックバンドギャップファイバにおいて、前記第１コアの前記クラッドに対する比屈折率差が０．１％〜−１．０％であり、前記第２コアの前記クラッドに対する比屈折率差が−０．０１〜−１．５％であることが好ましい。
本発明のフォトニックバンドギャップファイバにおいて、前記第１コアの前記クラッドに対する比屈折率差が０％であり、前記第２コアの前記クラッドに対する比屈折率差が−０．３６〜−０．１５％であることが好ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明のフォトニックバンドギャップファイバにおいて、前記周期構造が２回以下の回転対称性を有し、前記高屈折率部は、前記クラッドと熱膨張係数が異なり、熱応力によって発生する複屈折に起因して、偏波保持ファイバもしくは単一偏波ファイバとして機能することが好ましい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明のフォトニックバンドギャップファイバにおいて、さらに、前記第２コアと屈折率が同じである低屈折率部位が、この第２コアの周囲に設けられ、前記高屈折率部が、純粋石英にゲルマニウムが添加されてなり、前記クラッドが純粋石英からなり、前記低屈折率部位が、純粋石英にフッ素が添加されてなることが好ましい。
本発明のフォトニックバンドギャップファイバにおいて、さらに、前記クラッドよりも屈折率が低い第２クラッドが、このクラッドの周囲に設けられ、前記第１コアが、石英ガラスに希土類元素が添加されてなるものであることが好ましい。
【手続補正書】
【提出日】平成21年12月9日(2009.12.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１コアと、この第１コアを囲んで設けられ第１コアの屈折率未満の屈折率を持つ第２コアと、この第２コアを囲むクラッドと、このクラッドの第２コア近傍に設けられ、クラッドの屈折率よりも屈折率が高い高屈折率部が周期構造をなして構成された周期構造部と、を備え、
前記第１コアの断面形状は円形であり、この第１コアの直径に対する前記第２コアの直径の比率が１．２〜１．８であり、前記第２コアの厚さが２．９〜５μｍであり、
前記第１コアの前記クラッドに対する比屈折率差が０．１％〜−１．０％であり、
前記第２コアの前記クラッドに対する比屈折率差が−０．０１〜−１．５％であることを特徴とするフォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項２】
前記第１コアの前記クラッドに対する比屈折率差が０％であり、
前記第２コアの前記クラッドに対する比屈折率差が−０．３６〜−０．１５％であることを特徴とする請求項１に記載のフォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項３】
前記周期構造が２回以下の回転対称性を有し、前記高屈折率部は、前記クラッドと熱膨張係数が異なり、熱応力によって発生する複屈折に起因して、偏波保持ファイバもしくは単一偏波ファイバとして機能することを特徴とする請求項１又は２に記載のフォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項４】
さらに、前記第２コアと屈折率が同じである低屈折率部位が、この第２コアの周囲に設けられ、前記高屈折率部が、純粋石英にゲルマニウムが添加されてなり、前記クラッドが純粋石英からなり、前記低屈折率部位が、純粋石英にフッ素が添加されてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のフォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項５】
さらに、前記クラッドよりも屈折率が低い第２クラッドが、このクラッドの周囲に設けられ、前記第１コアが、石英ガラスに希土類元素が添加されてなるものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のフォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項６】
前記周期構造が、前記第１コアを中心軸としてらせん状に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のフォトニックバンドギャップファイバ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明は、第１コアと、この第１コアを囲んで設けられ第１コアの屈折率未満の屈折率を持つ第２コアと、この第２コアを囲むクラッドと、このクラッドの第２コア近傍に設けられ、クラッドの屈折率よりも屈折率が高い高屈折率部が周期構造をなして構成された周期構造部と、を備え、前記第１コアの断面形状は円形であり、この第１コアの直径に対する前記第２コアの直径の比率が１．２〜１．８であり、前記第２コアの厚さが２．９〜５μｍであり、前記第１コアの前記クラッドに対する比屈折率差が０．１％〜−１．０％であり、前記第２コアの前記クラッドに対する比屈折率差が−０．０１〜−１．５％であることを特徴とするフォトニックバンドギャップファイバを提供する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明のフォトニックバンドギャップファイバにおいて、前記第１コアの前記クラッドに対する比屈折率差が０％であり、前記第２コアの前記クラッドに対する比屈折率差が−０．３６〜−０．１５％であることが好ましい。
【国際調査報告】
2008108269.tif 000029
2008108269.tif 000030
2008108269.tif 000031
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