(57)【要約】【課題】  短い長さの光ファイバにおいて、光の偏光状態を、入射光の全ての偏光状態に対して容易に解消して、無偏光に変換する光ファイバデポラライザの製造方法を提供することである。【解決手段】  光ファイバの一端から偏光された光を入射し、該光ファイバの他端からの出射光の偏光度を観測しながら、偏光解消効果が最も大きくなるように、複数の所定の位置にそれぞれ複数の所定の方向から、該光ファイバのコア部分にイオン注入を行う光ファイバデポラライザの製造方法。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアの部分にイオン注入された光ファイバの一端から偏光された光を入射し、その光ファイバの他端とコアの部分にイオン注入された第２の光ファイバの一端とを接触させ、該第２の光ファイバの他端からの出射光の偏光度を観測しながら、該第２の光ファイバを回転させて、偏光解消効果が最も大きいところで、双方の光ファイバを融着することを特徴とする光ファイバデポラライザの製造方法。
【請求項２】
コアの部分にイオン注入された３本以上の複数の光ファイバを用い、請求項１に記載された方法を順次繰り返し、３本以上の複数の光ファイバを融着することを特徴とする光ファイバデポラライザの製造方法。
【請求項３】
光ファイバの複数の所定の位置にそれぞれ複数の所定の方向から、少なくともコアの部分にイオンが停止するような条件でイオン注入を行うことを特徴とする光ファイバデポラライザの製造方法。
【請求項４】
光ファイバの一端から偏光された光を入射し、該光ファイバの他端からの出射光の偏光度を観測しながら、偏光解消効果が最も大きくなるように、請求項３記載の方法で該光ファイバにイオン注入を行うことを特徴とする光ファイバデポラライザの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光した光を無偏光の光に変換する光ファイバ方式デポラライザの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デポラライザは偏光した光を無偏光の光に変換する素子であり、光デバイスの偏光依存性を取り除く為に用いられるものである。光ファイバを用いた光通信デバイスやセンサには、その特性が光ファイバ中を伝播する光の偏波に依存するものが多く存在するため、偏波状態を制御する必要がある。例えば、光ファイバラマン増幅器では、その動作特性が励起光の偏波状態に依存する。そのため、励起光はデポラライザにより無偏光化されてから光ファイバラマン増幅器に入射される。
【０００３】
従来の光ファイバ用デポラライザには、長さLと2Lの2本の偏波保持光ファイバを、お互いの偏波保持光ファイバの複屈折方向が45度傾くように接続するライオット型のデポラライザがある。しかし、このデポラライザにおける上記の長さLは数10m程度となってしまい、収納スペースが大きくなってしまうと言う問題がある。また、ファブリペロー型のレーザダイオードに対しては、複屈折結晶を用いたデポラライザが考案されているが、このデポラライザはファブリペロー型のレーザダイオードに対してのみ有効であり、汎用性が低い。
【０００４】
そこで、我々は光ファイバ外部から、光ファイバのコアにイオンを注入することによって、デポラライザを作製する手法を発明して開示した。（特許文献１参照）しかしながら、本手法で作製した光ファイバ型デポラライザには、偏光解消特性(デポラライズ特性)が入射光の偏光状態に大きく依存しており、入射光の全ての偏光状態に対応して無偏光に変換することができないという問題があった。
【特許文献１】特開2004-12538  号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、上記のような問題に鑑み、短い長さの光ファイバにおいて、光の偏光状態を、入射光の全ての偏光状態に対して容易に解消して、無偏光に変換する光ファイバデポラライザの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では、上記の課題を解決するため、請求項１に示す方法では、コアの部分にイオン注入された光ファイバの一端から偏光された光を入射し、その光ファイバの他端とコアの部分にイオン注入された第２の光ファイバの一端とを接触させ、該第２の光ファイバの他端からの出射光の偏光度を観測しながら、該第２の光ファイバを回転させて、偏光解消効果が最も大きいところで、双方の光ファイバを融着する光ファイバデポラライザの製造方法である。この製造方法によって、入射光の全ての偏光状態に対してほぼ無偏光状態の出射光が簡単に得られる光ファイバデポラライザを製造することができる。
【０００７】
さらに、請求項２に示す方法では、上記の方法を順次繰り返し、３本以上の複数の光ファイバを融着する光ファイバデポラライザの製造方法である。この製造方法によって、さらにデポラライズ特性が改善され、入射光の全ての偏光状態に対して無偏光状態の出射光を効果的に得ることができる光ファイバデポラライザを製造することができる。
【０００８】
また、請求項３に示す方法では、光ファイバを融着するのではなくて、光ファイバの複数の所定の位置にそれぞれ複数の所定の方向から、少なくともコアの部分にイオンが停止するような条件でイオン注入を行う光ファイバデポラライザの製造方法である。この製造方法によって、入射光の全ての偏光状態に対してほぼ無偏光状態の出射光を得る光ファイバデポラライザを、さらに簡単に製造することができる。
【０００９】
請求項４に示す方法では、光ファイバの一端から偏光された光を入射し、該光ファイバの他端からの出射光の偏光度を観測しながら、偏光解消効果が最も大きくなるように、上記の方法で複数の所定の位置にそれぞれ複数の所定の方向から、該光ファイバのコア部分にイオン注入を行う光ファイバデポラライザの製造方法である。この製造方法によって、さらにデポラライズ特性が改善され、入射光の全ての偏光状態に対して無偏光状態の出射光を効果的に得ることができる光ファイバデポラライザを簡単に製造することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係わる光ファイバデポラライザの製造方法によれば、短い長さの光ファイバにおいて、光の偏光状態を、入射光の全ての偏光状態に対して容易に解消して、無偏光に変換する光ファイバデポラライザを簡単な方法で製造できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明について、好ましい実施形態を、図を参照しながら詳述する。光ファイバのコア部分に1方向からイオン注入された状態を表す光ファイバの断面図を図１に示す。図１において、１はコアと呼ばれる部分で、光が通る部分である。２はクラッドと呼ばれ、コア１を保護すると同時に、コア１の部分の屈折率より小さな屈折率をもつ材料で作られてコアを通る光をコアに閉じ込める役割を果たしている。このような構造の光ファイバに、例えば、上方からイオン注入を行うと注入されたイオン３が停止する位置は、図１に示すように、円弧状になる。このような光ファイバに、例えば斜め方向に偏光した光を入射させると、無偏光状態の出射光が得られるが、水平方向に偏光した光や垂直方向に偏光した光を入射させても、無偏光状態の出射光が得られないという現象がある。
【００１２】
上記のような現象の実験データを以下に示す。1×1015個/ｃｍ2の水素イオンがコアに注入された長さ50cmの光ファイバに対して、1480nmのスーパールミネセントダイオードの光源を用いて、デポラライズ効果を測定した。ここで、この入射光の偏光度(degree of polarization, DOP)は100％である。この時、イオン注入光ファイバを透過してきた光の偏光度は、入射光の偏波状態に依存し、最もデポラライズ効果が見られた場合ではDOPは2.4％まで減少したが、デポラライズ効果が無い場合ではDOPは95％と殆ど効果が無かった。以下このデポラライズ効果が最も見られている状態の偏光度をMinDOP、最もデポラライズ効果が見られていない状態の偏光度をMaxDOPと呼ぶ。
【００１３】
本発明について、好ましい第1の実施形態を図２に示す。図２に示す様に、上記と同じ条件でイオン注入した長さ50cmの光ファイバ10、11の2本を用意し、この2本を回転融着機にセットして、一方の光ファイバをもう一方の光ファイバに対して回転させながら、片方の光ファイバから光を入射し、出射光のMaxDOPが最も小さくなる角度でこの2本の光ファイバの融着を行った。この結果、MinDOP＝0.29％、MaxDOP＝29％のデポラライザを得ることができた。このように、長さ50cmの2本の光ファイバを偏光解消効果が最も大きいところで融着することにより、わずか１ｍの長さで、ほぼ無偏光状態の出射光を得る光ファイバデポラライザを製造することができた。
【００１４】
さらに、このデポラライザに対して、上記と同じ工程にて、さらにもう1本、イオン注入光ファイバを融着することによって、MinDOP＝0.56％、MaxDOP＝8.58％のデポラライザを得ることができた。この場合のデポラライザの長さは1.5mであり、従来のライオット型デポラライザの10分の1以下の長さでほぼ同程度の効果をもつデポラライザを得ることができた。このようにして、光ファイバの数を増してゆけば、さらに高性能のデポラライザを簡単に製造することができる。
【００１５】
ここで、光ファイバ10、11は、光ファイバの長さ方向に渡って全体にイオン注入されている必要は無い。全長70cmの光ファイバで、中央部分50cmにのみ上記と同じ条件でイオン注入を行い、両端10cmの部分にはイオン注入を行わなかった光ファイバを用いて、上記と同に工程にてデポラライザの作製を試みたところ、全く同じ結果を得ることができた。
【００１６】
さらに、本発明についての好ましい第２の実施形態を図３に示す。第１の実施形態では、イオン注入した光ファイバの複数本を最適な角度になるように入射光に対して出射光を観測しながら融着することによりデポラライザを得た。好ましい第２の実施形態では、融着する工程をなくして、より簡単にデポラライザを製造する方法を示す。
【００１７】
イオン注入法では、図３に示すように、イオン注入時にイオンの注入方向を変化させることができる。実際には、被注入物である光ファイバを回転させることによって注入方向を変化させる。よって、上記の3本のイオン注入光ファイバを融着して得られたデポラライザと同等のデポラライザを、1本の光ファイバ中に、イオン注入方向を変化させて形成することも可能である。
【００１８】
図３において、工程Aで所定の位置（ａ）の部分にイオンがコア１の部分に停止する条件でイオン注入を行う、次の工程Ｂでは、光ファイバを長さ方向に所定の長さ（この実施例では50cm）スライドさせて（ｂ）の位置に、所定の角度だけ回転させて、イオンがコア１の部分に停止する条件でイオンを注入する。さらに、工程Cでは、再度光ファイバを長さ方向に所定の長さ（この実施例では50cm）スライドさせて（ｃ）の位置に、所定の角度だけ回転させて、イオンがコア１の部分に停止する条件でイオンを注入する。ここで、イオン注入方向の角度変化は上記の実施例１から得た適切な値とすることができる。勿論、所定の位置および所定の角度は３箇所を越えて複数箇所にすることもできる。また、所定の長さも自由に変えることができる。また、図３においては、所定の位置（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は近接している様に描いたが、これらの所定の位置（ａ）と（ｂ）、（ｂ）と（ｃ）の間は離れていても良い。
【００１９】
ここで、注入するイオンはどのようなイオンでもよい。注入するイオンとしては、例えば、水素イオン、ヘリウムイオン単体イオンでもよいし、分子のイオン、クラスターのイオンでもよい。しかし、注入されたイオンがクラッド２を通りコア１の部分に到達して停止する必要があるので、加速するための印加電圧の実用的なレベルの制限とイオンの物質中への進入深さを考慮すると、水素イオンやヘリウムイオンなどが適当である。また、加速電圧も１０ＭeＶ以下が実用的である。また、図１では、イオン３はコア１のほぼ中心に注入されているが、これは、コア１の部分内であればよく、必ずしもコア１の中心である必要はない。また、実施例１では複数本のイオン注入された光ファイバが用いられているが、それぞれの光ファイバにおいて、コア１の部分内で注入されたイオン３の位置、つまりイオンが注入される深さは異なっていても良く、同様に、実施例２では、複数箇所へのイオン注入を行っているが、このときもそれぞれの箇所で、コア１の部分内で注入されたイオン３の位置が異なっていても良い。
【００２０】
イオンを注入する部分の長さは、イオンの注入密度との関係で決まるが、一般に、同じ効果を得るには、イオンの注入密度が大きくなれば、イオンを注入する部分の長さは短くてよいという関係がある。
【００２１】
好ましい第３の実施形態は、上記第２の実施形態において、入射光に対して出射光を観測しながらイオン注入密度を制御する方法である。この具体的方法は、図３に示すように所定の位置（ａ）、（ｂ）、（ｃ）と所定の角度を予め決めておき、入射光に対して出射光を観測しながらイオン注入密度を最適に制御する方法である。勿論、この場合も上記第２の実施形態と同様に、所定の位置および所定の角度は３箇所を越えて複数箇所にすることもできる。また、所定の長さも自由に変えることができる。
【００２２】
本発明は、この実施例に限定されるべきものではなく、実質的に同等の思想により当業者が置き換えや変更により、同等の効果が得られるものも、本発明の範囲に属するものとする。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】イオン注入された光ファイバの断面図。
【図２】本発明による第１の実施例を説明する図。
【図３】本発明による第２の実施例を説明する図。
【符号の説明】
【００２４】
１  コア
２  クラッド
３  注入されたイオン
10  イオン注入された第1の光ファイバ
11  イオン注入された第２の光ファイバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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