(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
減偏光子を製作するためのシステム（５）であって、
光源（５０）と、
第１端が前記光源（５０）に隣接して配置された第１の複屈折ファイバ（３２）と、
第１端が前記第１の複屈折ファイバ（３２）の第２端に隣接して配置された第２の複屈折ファイバ（３６）と、
前記第１の複屈折ファイバ（３２）および前記第２の複屈折ファイバ（３６）の複屈折軸の相対的な向きを調節する手段（６０）と、
前記第２の複屈折ファイバ（３６）の第２端に隣接して配設され、光線を第１偏光を有する第１ビーム（１２）と第２偏光を有する第２ビーム（１４）に分けるビーム・スプリッタ手段（８４）と、
第１および第２のビームを検出する検出手段（８０）とを備え、
この検出手段（８０）は、それぞれ第１および第２ビームを検出する第１の検出器（１００）および第２の検出器（１１０）と、前記第１の検出器（１００）と前記第２の検出器（１１０）とをそれぞれ第２および第１ビームを検出する位置に切り替える手段とを有するシステム。
【請求項２】
前記光源（５０）は光線（１０）を前記第１複屈折ファイバ（３２）の前記第１端に放射し、
光が前記第１複屈折ファイバ（３２）の前記第２端より出て、前記第２複屈折ファイバ（３６）の前記第１端に入り、前記第２複屈折ファイバ（３６）の前記第２端を出て、
前記複屈折軸の向きを調節する手段が前記第１および前記第２の複屈折ファイバを回転して複屈折軸間の角度を変化させ、
第１および第２の検出器が第１および第２ビームのそれぞれおよび／またはその逆の強度を示し、
向きを調節するための手段が、前記第１および前記第２の複屈折ファイバを回転させ、前記第１および前記第２の検出器に示された強度にしたがった複屈折軸の間の所望の角度にできる請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記光源（５０）は、
射出光部を有する広帯域光源（５２）と、
第１側および第２側を有して第１側が前記広帯域光源の前記射出光部と位置合せされたコリメータ（５３）と、
第１側および第２側を有し、この第１側が前記コリメータの前記第２側と位置合せされた第１偏光子（５４）と、
第１側および第２側を有し、この第１側が前記第１偏光子の第２側と位置合せされ、前記第２側が前記第１の複屈折ファイバ（３２）の前記第１端と位置合せされた第１結合レンズ（５６）とを含む請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
向きを調節する手段（６０）は、第１端、第２端および少なくとも１つの複屈折ファイバチャックを有する調整器（６２）および融着スライサ（６３）を含み、
前記調整器（６２）および前記融着スライサ（６３）は、所定の長さの前記第１の複屈折ファイバ（３２）の前記第２端を受ける請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記検出手段（８０）は、第１側および第２側を有し、この第１側が前記第２の複屈折ファイバ（３６）の前記第２端と位置合せされた第２結合レンズ（８２）を含む請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記ビーム・スプリッタ手段（８４）は、ウォラストン検光子を備える請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記第１および第２の光検出器に接続された装置（１３０）をさらに備え、その装置は、自動的に消光比を計算する請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
消光比がＥであり、光の強度がｙ成分およびｘ成分を有し、
ｙ成分の強度がＩyであり、前記ｘ成分の強度がＩxであり、そしてＥ＝１０ｌｏｇ〔Ｉx／Ｉy〕である請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
さらに検出手段（８０）をシールドする光を通さない構造体（８６）を備える請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第１の複屈折ファイバ（３２）および前記第２の複屈折ファイバ（３６）は、単一モード偏光保持光複屈折ファイバである請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第１の複屈折ファイバ（３２）は、予め定められた長さであって、複数の新しい減偏光子が前記第１複屈折ファイバから前記光源を外すことなく、前記予め決められた長さで作られるような、予め決められた長さを有する請求項２に記載のシステム。
【請求項１２】
射出光部を有する広帯域光源（５０）を用意するステップと、
ある長さ、第１端および第２端を有する複屈折ファイバ（３０）を用意するステップと、
この複屈折ファイバ（３０）を第１の複屈折ファイバ・セグメント（３２）および第２の複屈折ファイバ・セグメント（３６）に切断するステップと、
ファイバのお互いに対する向きを調節するための手段（６０）を用意して、この調節するための手段を前記第１複屈折ファイバセグメント（３２）および前記第２の複屈折ファイバ・セグメント（３６）と連結するステップと、
検出装置（８０）を用意し、この検出装置（８０）を複屈折ファイバ（３０）と位置合せするステップと
を有し、
この検出装置を用意して位置合わせするステップは、
第１側および第２側を有する第２結合レンズ（８２）を用意して、この第２結合レンズ（８２）の第１側を前記複屈折ファイバ（３０）の第２端と位置合わせするステップと、
第１側、第１射出光部（１２）および第２射出光部（１４）を有するビーム・スプリッタ手段（８４）を用意して、そのビーム・スプリッタ手段の第１側を前記第２結合レンズ（８２）の第２側と位置合わせするステップと、
第１側を有する第１光検出器（１００）と第１側を有する第２光検出器（１１０）とを用意するステップと、
前記第１光検出器（１００）の第１側が前記ビーム・スプリッタ手段（８４）の第１出射光部（１２）と位置合わせされ、かつ前記第２光検出器（１１０）の第１側が前記ビーム・スプリッタ手段（８４）の第２出射光部（１４）と位置合わせされる第１の位置に第１（１００）および第２（１１０）光検出器を配置するステップと、
前記第１光検出器（１００）が前記ビーム・スプリッタ手段（８４）の第２出射光部（１４）と位置合わせされ、かつ前記第２（１１０）光検出器が前記ビーム・スプリッタ手段（８４）の第１出射光部（１２）と位置合わせされる第２の位置に前記第１（１００）および前記第２光検出器（１１０）を配置するステップと、
前記第１（１００）および前記第２光検出器（１１０）の前記第１の位置および前記第２の位置について、光源（５０）を用いたときに、ビーム・スプリッタ手段（８４）の射出光部（１２、１４）の消光比が約０ｄＢになるまで、複屈折ファイバ・セグメント（３２、３６）を位置合せするステップと、
前記複屈折ファイバ・セグメント（３２、３６）を互いに融着するステップと
を含む減偏光子を製作する方法。
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
この発明は一般に減偏光子（減偏光器）に関し、より詳細には複屈折ファイバから放射する電磁成分の射出光強度をほぼ同時に測定する使用法によって、減偏光子を確実、効率的かつ正確に製作する装置および方法に関する。
発明の背景技術
減偏光子は、光ファイバすなわちファイバ光ジャイロスコープを組み込んだ生産品に広く使用され、そしてセンサ技術において主な役割を演じる。減偏光子は光ファイバを含む生産品の性能および品質を増進させることができるので、減偏光子はファイバ光ジャイロ・システムに重要である。特に、ジャイロ誤差信号は光ファイバ内の個々の光波列の種々の偏光条件の結果として生じるので、減偏光子を使用してジャイロ誤差を抑止できる。
減偏光子を製作する通常の技術は、２つの複屈折ファイバの光軸を４５度で位置合せするものである。首尾よく４５度のアライメントを決定するため、検光子によりファイバの出口の偏光の消光比を測定する。測定した強度が第２のファイバに対する検光子の角度位置に依存しないとき、４５度のアライメントが達成される。消光比は複屈折ファイバの任意の２つの直交軸に含まれる強度の比を示す（ｄＢ＝１０ｌｏｇ〔Ｉmin／Ｉmax〕）。デシベル（ｄＢ）は比を示す通常の単位である。最適の偏光子は９０ｄＢの消光比を必要とし、一方最適の減偏光子は０ｄＢの消光比が必要である。
広帯域に偏光した光源を位置合せした後、最適の減偏光子は、２つの直交する光軸の各々に相関のない同じ量だけ射出するので、Ｉmin＝Ｉmaxおよびｌｏｇ〔１〕＝０であるため、消光比は０ｄＢに等しい。各軸で光を等量にするためには、２つのファイバ・セグメントの各軸を互いに対して４５度に合わさなければならない。連結の方位角での４５度アライメントは、入射した偏光光を等しい直交電場（Ｅmax＝Ｅminは各軸で等しい電場成分である）に移す。４５度に等しくないアライメントは、１つの軸に沿った強度が増大し、他の軸に沿った強度が減少する結果となる。
現在の方法では、減偏光子を製作するとき、射出光検出器は検光子で構成され、結合ファイバの最大および最小の射出光強度（例えば、ＩminとＩmaxは速いおよび遅い軸に沿う強度である）を測定する。つまりＰＭファイバは、生ずるファイバ・セグメントが光源の減偏光に十分な長さに切断される。任意に偏光した光は第１ファイバに入る。第２ファイバは第１ファイバに位置合せされる。ＩminおよびＩmaxは、第２ファイバの端部で最大および最小の強度軸を位置決めすることによって決定される。第１ファイバは第２ファイバに対して回転させられ、次いで検光子を回転してＩminとＩmaxから消光比を決定する。消光比が０ｄＢである場合、ファイバ・セグメントが融着され減偏光子を形成する。消光比が０ｄＢでない場合、第１ファイバは強度が各軸で等しくなるまで再度回転させられ、次いで検光子を再度回転し、０ｄＢの消光比が達成されたかを決定する。ところが第１ファイバ・セグメントと検光子を繰返し回転することは、特別な熟練と時間を必要とし、測定誤差を生じやすい。
光が第１ファイバに入るとき、光が完全には一複屈折軸上にない場合、その光は連結アライメントの前に少なくとも部分的に相関を失う。したがって、既に相関を失っているため、連結角アライメントの良否を決定することが困難になる。さらに詳しくは、光が第１ファイバに速い軸および遅い軸から４５度で入る場合、たとえ連結ずれの不良が存在しないとしても、光は相関を失う。最適には任意のランダムな角度で第１ファイバ内に光を入れるのではなく、光をファイバの一屈折軸上に入れる。一軸のファイバに入る光はファイバ全体を通してそれ自体相関したままである。したがって、一軸に入る光は単に４５度に連結することに軸間の配置の要点を置く。完全な非相関（すなわち減偏光）は正確な４５度連結を必要とする。
偏光を解消する多くの方法が存在するが、現在知られている各方法によると、使用困難、不確実および／または高価という重大な不利益がある。Ｌａｓｋｏｓｋｉｅ等の特許、米国特許第５３５１１２４号は臨時の第三のファイバおよび干渉計の使用によって複屈折軸を位置合せする適切なシステムを開示する。’１２４特許は従来技術のシステムがもつ問題を認識しているが、’１２４特許で提案される解決方法は、干渉計などの高価で複雑な部品の使用を必要とし、その操作に特別な熟練を必要とする。
従来技術の繰り返し回転する問題を克服するため、Ｍｉｃｈａｌ特許（米国特許第５４８６９１６号）は加熱されたファイバ・コイルの使用によって複屈折軸を位置合せする装置を開示する。低複屈折ファイバ感知コイルは出力回路の１つに接続され、また相互干渉計も使用されて、２つのファイバのアライメントを測定する。加熱コイルおよび相互干渉計を組み込むことで、’９１６特許は減偏光子の組み立てに高価で複雑な装置を使用する必要がある。
存在する他のシステムは、無偏光光を有効に生成するのに使用されてきた方法を含み、偏光したビームを複数の副ビームに分離し、次いでそれらを再結合することである。再結合により検出器の面を横切る偏光状態の変化パターンを生成し、空間平均を形成する。しかし、この方法は比較的大きな領域にわたる空間平均を含むので、単一モード・ファイバにとって有益でない。
減偏光子を構成するさらに別の方法はＡＣ検出器の使用に依っている。ＡＣ信号は複屈折変調によって発生する。この変調は両ファイバ軸を互いに対して４５度に回転するとき消滅する。しかしながら、ＡＣ検出方法はポッケルス・セルを使用するため高圧を必要とし、危険で高価であるのみならず複雑な光回路構成にもなる。
従来の減偏光子の製作方法が存在するが、各々複雑な装置および繰り返し測定を必要とするという原理的不利益を被ることを従来技術は示している。したがって、従来技術の欠点を克服する減偏光子を提供するシステムおよび方法が必要となる。それ故、従来技術を克服するより効率的、正確かつ価格的に有効な方法で、減偏光子の知られた製作技術によって引き起こされた不利益を解決する必要性が長い間実感されてきた。
発明の概要
本発明は減偏光子を効率的に製作するための革新的な方法および装置を開示する。本発明により減偏光子を製作する方法はより詳細に以下に説明されるが、一般にその方法および装置は光ファイバから放射する電磁成分の直角な射出光の強度をほぼ同時に測定する使用法により、減偏光子を確実に製作する。
減偏光子を製作する本方法および装置は、偏光光源、第１および第２の複屈折ファイバ、ファイバを配向する手段、すなわちファイバの向きを調節する手段および検出システムを含む。アライメント装置はファイバをお互いに連結するとともに向きを調節する手段を含む。検出システムは電磁成分を分けるよう構成され、各成分の強度をほぼ同時に測定する検光子を含む。検出器はファイバの消光比を自動的に計算する装置と通信することができる。
【図面の簡単な説明】
本発明の好適な実施形態について以下添付の図面とともに説明する。ここで、同一の数字は同一の要素を示す。
第１図は、複屈折要素を通過後、複屈折軸に４５度で偏光した入射光をもつ波束の時間および距離に関する分離を示す図、
第２図は、本発明に使用されるような例示的楕円応力部材を含む、４５度だけずれた軸を有する２つの複屈折ＰＭファイバの概略図、
第３図は、ファイバの配置およびアライメント決定のための装置を示す図、
第４図は、本発明の例示的広帯域光源の概略図、
第５図は、本発明の例示的アライメント装置の概略図、
第６図は、本発明の例示的検出装置の概略図、
第７図は、第６図の検出装置からの検出器の代替実施形態としての結合した検出器を示す図、そして
第８図は、第６図の検出装置からの検出器の代替実施形態として、やはり電磁成分のほぼ同時の検出を行う１つの回転検出器を示す図である。
好ましい実施形態の詳細な説明
本発明の様々な態様による装置および方法は、複屈折ファイバから放射する電磁的ｘ１２およびｙ１４の成分の射出光強度をほぼ同時に測定する使用法により、減偏光子を確実に製作する。連結のアライメントずれを決定する方法が以下非常に詳細に説明されるが、一般に光ファイバ３０を出るＩy １４およびＩx １２の強度比はファイバ・セグメント３２、３６の操作に基づいて同時に検出される。少しの間第３図を参照する。本発明の様々な態様による減偏光子を製作する例示的装置５は、偏光光源５０、アライメント装置６０、ファイバ・セグメント３２、３６を有する複屈折ファイバ３０、検光子８４および検出装置８０を備える。以下非常に詳細に説明するように、アライメント装置６０による複屈折ファイバ・セグメント３２、３６の方向に基づいて、検出装置８０が複屈折ファイバ・セグメント３６を出るＩy １４およびＩx １２を検出し、これにより最適強度比を決定し、これによって適正なアライメントを表示する。
第１図には、複屈折要素を通過後、複屈折軸に４５度で偏光した入射光の波束の時間と距離における分離を示している。図はファイバ３６内の光１０の非相関の例示的概略図を示す。光１０のパルスが、ファイバ・セグメント３２，３６間（第３図に見られるように）に連結された４５度アライメントを通過するとき、光１０のパルスはｘおよびｙ軸に沿うパルス、Ｉx １２およびＩy １４に分解される。
第２図を参照する。この図は、４５度に位置合せされた各複屈折ｘ４６およびｙ４７の軸をもつ複屈折ファイバ・セグメント３２、３６の概略図を示す。その位置合わせ角度は、ファイバ・セグメント３２，３６の各軸４６、４７の間のアーク値（ａｒｃ  ｖａｌｕｅ）によって測定される。応力部材４４はファイバ３２、３６の内部コア４２に応力を加える。その応力はｘ軸４６およびｙ軸４７で異なる屈折率を引き起こし、このためファイバ３２、３６はｘ軸４６およびｙ軸４７に沿って光１０に異なる影響を及ぼす。したがって、ｘ軸４６に沿う屈折率は、ｙ軸４７に沿う屈折率と異なる。ファイバの例示的概略図中のｚ軸４８はファイバ・コアに沿う伝播軸を表す。
第３図に関する好ましい実施形態では、ファイバ３０を切断した後のファイバ・セグメント３２、３６の長さが異なるのが適切である。ファイバ３６は、少なくとも非相関に必要とされる最小の長さがある。ファイバ３２は、少なくともファイバ３６の２倍の長さが好ましいが、上限を全く設けないのが適切である。したがって、第５図を参照するように、ファイバ３２は、好ましくはファイバのスプールの形のファイバ・ストレージ３９を含むことが好ましい。上述のように、４５度アライメントは、ファイバ３２とファイバ３６の相互間の最終比率が好ましくは大体２：１であるような位置で、ファイバ３２、３６の間に組み込むのが適切である。この好ましい比によれば、一端を結合させるだけでファイバの単一ファイバ・ストレージ・スプール３９から減偏光子の継続的な製造が可能になる。
再び第３図を参照すると、光源５０は、偏光光を生成することができ、かつレーザダイオードおよび／またはその他同様なものなどの、複屈折ファイバに結合することのできる任意の広帯域光源を備えるのが適切である。次に第４図を参照する。好ましい実施形態に従う例示的光源は、広帯域光源５２、コリメータレンズ５３、入力偏光子５４および入力結合レンズ５６を内蔵することが好ましい。広帯域光源５２は、光の広帯域の周波数の含まれる光線をつくることができる任意の広帯域光源を備えるのが適切である。この発明の好ましい実施形態によると、広帯域光源５２は短いコヒーレント長の赤外線レーザダイオードを備える。コリメータレンズ５３は光線を平行にすることができる任意のレンズを備えることが適切である。この発明の好ましい実施形態によると、コリメータレンズ５３はストレスのない０．１１ＮＡ顕微鏡対物レンズモデルｎｏ．Ｒｏｌｙｎ  Ｏｐｔｉｃｓ  ５：１  ＮＡ０．１１を備える。入力偏光子５４は光線を偏光することができる任意の装置を備えることが適切である。この発明の好ましい実施形態によると、入力偏光子５４はＧｌａｎ−Ｔｈｏｍｓｏｎ偏光子モデルｎｏ．ＭＧＴ  Ｅ１４を備える。入力結合レンズ５６はファイバに光線を入れることができる任意の装置を備えるのが適切である。この発明の好ましい実施形態によると、入力結合レンズ５６はストレスのない０．１ＮＡ顕微鏡対物レンズモデルｎｏ．Ｒｏｌｙｎ  Ｏｐｔｉｃｓ  ５：１  ＮＡ０．１１を備える。
引き続き第３図を参照する。ファイバ３０は、光ファイバおよび／またはその他同様のものなどの、光線を伝達することができる任意の単一モードの偏光保持（ＰＭ）光導波路であるのが適切である。つぎに第５図に示す好ましい実施形態に従う例示的ファイバ３０は、第１端部３３、ファイバ・ストレージ３９および第２端部３４を有する第１のファイバ・セグメント３２と、第１端部３７および第２端部３８を有する第２のファイバ・セグメント３６とを備えるようにカットされた複屈折ファイバ３０を含むことが好ましい。この発明の好適な実施形態に従って、ファイバ３０は単一モードのＰＭファイバを備える。代替実施形態として、ファイバ３０は減偏光子の組み立てプロセス中に合わされて融着される２つの別々のファイバを備える。
再度第５図を参照する。例示的アライメント装置６０は、ｘ−ｙ−ｚ調整器６２、方位角調整器６１、連結器６３、それらの組み合わせ、および／またはその他同様なものなどの、２つのファイバ３２，３６を位置合せおよび接続することができる任意の装置を備えるのが適切である。ｘ−ｙ−ｚ調整器６２は光ファイバを並進できる任意の装置を備えるのが適切である。方位角調整器６１は光ファイバを回転できる任意の装置を備えるのが適切である。融着連結器６３は２つの光ファイバを合わせて連結することができる任意の装置を備えることが適切である。好ましい実施形態ではｘ−ｙ−ｚ調整器６２、方位角調整器６１および融着連結器６３を、Ｅｒｉｃｓｓｏｎモデルｎｏ．ＦＳＵ９０５を備える１つの装置に組み込んでいる。アライメント装置６０は第１ファイバ・セグメント３２と第２ファイバ・セグメント３６の間に配置される。
つぎに第６図を参照する。検出装置８０は、光検出器および／またはその他同様なものなどの、光線を検出することができる任意の装置を備えるのが適切である。好適な実施形態に従う例示的検出装置は、射出コリメータ８２、偏光ビーム・スプリッタ８４および２つの射出光検出器１００、１１０を含むことが好ましい。光を通さない構造体８６は、射出コリメータ８２、ビーム・スプリッタ８４および２つの射出光検出器１００、１１０を囲む。光を通さない構造体８６は、全ての周囲光を実質的に遮蔽することができる任意の装置を備えるのが適切である。この発明の好適な実施形態によると、光を通さない構造体８６はアルミニウムシートからなる。射出コリメータ８２は光線をほぼ平行にすることができる任意の装置を備えるのが適切である。この発明の好適な実施形態によると、射出コリメータ８２はストレスのない０．１ＮＡ顕微鏡対物レンズモデルｎｏ．Ｒｏｌｙｎ  Ｏｐｔｉｃｓ  ５：１  ＮＡ０．１１を備える。ビーム・スプリッタ８４は光線をそのＸおよびＹの偏光成分に分離することができる任意の装置を備えるのが適切である。この発明の好適な実施形態によると、ビーム・スプリッタ８４は、Ｋａｒｌ  Ｌａｍｂｒｅｃｈｔ，Ｉｎｃ．により製造されたウォラストン検光子（Ｗｏｌｌａｓｔｏｎ  Ａｎａｌｙｚｅｒ）、モデルｎｏ．ＭＷ２Ａ１０−２０を備える。
引き続き第６図を参照する。射出光検出器１００、１１０は、光ファイバから放射する電磁成分１２，１４の射出光強度を実質的に同時に測定することができる任意の装置を備えるのが適切である。この発明の好適な実施形態によると、射出光検出器１００、１１０は、Ｐｈｏｔｏｄｙｎｅモデルｎｏ．５５０を備える。第７図に関して、光検出器１００、１１０は、存在する光１０の消光比を自動的に計算する、Ｐｈｏｔｏｄｙｎｅモデルｎｏ．２２ＸＬＣなどの装置１３０に接続されるのが適切である。第８図に示す代替実施形態では、光検出器１００、１１０は１つの光検出器１１２になっている。光検出器１１２は、各電磁成分１２、１４の前において、電磁成分１２、１４をほぼ同時に測定できる速度で回転する。
第５図に関して、実質的に偏光された光は、任意の適切な手段によってファイバ・セグメント３２のある軸つまりＹ軸に沿って入射されることが好ましい。ファイバ３０は、全ての偏光光が検出器１００に入射するように位置合せすることが好ましい。好ましくは光源５２（第４図に見られるように）、光検出器１００、１１０およびファイバ端部３３、３８間の入射光または射出光のアライメントを乱すことなく、ファイバ３０を２つの部分、すなわち第１ファイバ・セグメント３２と第２ファイバ・セグメント３６に適切に分割される。第１ファイバ・セグメント３２の第２端部３４と第２ファイバ・セグメント３６の第１端部３７は融着スライサ６３のファイバ・チャック６４に適切に挿入される。ファイバ端部３４、３７は、ｘ−ｙ−ｚ調整器６２を使用して、ｘ−ｙ−ｚでお互いに対して適切に位置合せされる。ついで、光検出器１００、１１０の消光比測定値が大体０ｄＢになるように装置１３０が計算するまで、ファイバ３２、３６は方位角調整器６１を使用して適切に回転させる。その結果大体４５度の接続アライメントを得ることができる。２つの光検出器１００、１１０の好適な使用により、測りうる大きさの程度ぐらいでより正確な４５度アライメントが可能になる。好適な実施形態を使用すると、わずか±０．１度の誤差で接続アライメントが達成された。
第６図に示す各光検出器１００、１１０からの強度を読取り、消光比を適切に計算することによって、消光比を適切に測定することができる。好ましい実施形態では第７図のように、２つの光検出器１００、１１０は適切に装置１３０に接続され、自動的に消光比を計算する。したがって第１ファイバ・セグメント３２は装置１３０が０ｄＢを読み取るまで回転することが好ましい。
第５図を参照する。０ｄＢの消光比に到達すると、ファイバ・セグメント３２、３６はついで融着スライサ６３により適切に融着される。ファイバ・セグメント３２、３６の融着は、好ましくは電気アークを端部３４、３７の回りに通しファイバ・セグメント３２、３６を一緒に溶かすことによって達成される。新しいＬｙｏｔ減偏光子１２０が装置から移される前に、Ｌｙｏｔ減偏光子１２０はその最終形態に切断されることが望ましい。ファイバ・ストレージ３９に巻かれた余分の光ファイバの有効利用のため、新Ｌｙｏｔ減偏光子１２０を除去後、余分の光ファイバは巻き戻され、光源５０からの入射光アライメントを乱すことなく新光ファイバ３０として使用できる。
第６図を参照して、４５度からの接続ずれおよび減偏光した射出光の偏光度は最終の消光比測定値で特性を表すことが適切である。強度測定用の大抵の光検出器はわずかに偏光感受性を有している。検出器の応答は、偏光状態および／または光検出器１００、１１０の固有差の変化に関連して、典型的に最高０．０４〜０．０８ｄＢまで異なる。光検出器１００、１１０の種々の応答性による誤差の可能性を無視するため、光検出器１００、１１０はこれらがビーム・スプリッタ８４の各射出光１２、１４の間で切り換えできるように配置されて取り付けられるのが適切である。したがってビーム・スプリッタ８４から放射する各成分１２、１４の前の各光検出器１００、１１０を適切に配置することによってＬｙｏｔ減偏光子１２０から放射する同じ光１０で２つの異なった消光比を測定することが好ましい。例えば、光検出器１００がＩx １２を適切に測定し、光検出器１１０がＩy １４を適切に測定し、ついで光検出器１００がＩy １４を適切に測定し、光検出器１１０がＩx １２を適切に測定する。ビーム・スプリッタ８４からの同じ射出光１２、１４に対する光検出器１００、１１０間のどんな強度差にも留意することが好ましく、かつ最終の強度結果を計算するのが適切である。Ｌｙｏｔ減偏光子１２０の射出光１２、１４の真の消光比は消光比の大きさの各々の差の半分である。
さらに詳細には、εが接続ずれであるとき、θ1＝π／４＋εであり、θ2＝δ、すなわちファイバ軸からの偏光子８４（第６図に見られるように）の心ずれであり、ＥxおよびＥyは偏光ビーム・スプリッタ８４（第６図に見られるように）を通る射出光の直交する電場であり、そしてファイバ端部３３（第４図参照）での入射光Ｅiがファイバ軸に実質的に沿う偏光した入射光となる。Ｉx＝Ｅx・Ｅx*（ここで、Ｅx*は共役複素数である）およびファイバ・セグメント３２、３６が減偏光光源のための適切な長さである（すなわち、広帯域光源のコヒーレント長よりも長いかまたはファイバ・セグメント３６の長さに大体等しい）場合、セグメント３２、３６の実際の長さの寄与は全て無視できる。広帯域光源の使用のため、電場ＥxおよびＥyはファイバ・セグメント３６を通過後相関をもたないので、クロス乗積（Ｅx・Ｅy）の時間平均はゼロになる。これはＥx・Ｅ*Y≒１／２、Ｅy・Ｅ*Y≒１／２、および射出光強度を記述する角度εおよびδのみが残る。ｘ軸に沿う強度は、
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小さいδおよびεについて、さらに減少して
Ｉx＝１／２＋ε                                      （２）
同様に、ｙ軸に沿う強度は
Ｉy＝１／２−ε                                      （３）
と得られる。
Ｉx、Ｉyおよび迷光を測定する検出器の様々な応答性による誤差の可能性を無視するため、製作における減偏光子の射出光はコリメータ８２により平行にされる。光検出器１００、１１０はこれらが各ウォラストンからの各射出光間で容易に切り替えられて光１０の２つの消光比の測定値をつくることができるように取り付けられている。
比Ｉy／Ｉx≒１−４εは通常１０・ｌｏｇ（１−４ε）、すなわち減偏光子を出る光の消光比として表される。この表現の便利かつきわめて正確な使用は、それをテイラ級数に展開し、第１次項以外を無視することで行うことができ、
１０・ｌｏｇ（１−４ε）≒−１７・４ε                （４）
となり、または再計算、半径方向での接続ずれは、−１７．４で割ったｄＢの消光比に等しい。
Ｌｙｏｔの減偏光子の製作とその後の特性記述において、消光比Ｃが測定され、検出器１００、１１０が切り替えられ、消光比Ｄが測定された結果、真の消光比、Ｅが、
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となる。Ｅの正確さ、それによる誤差の増加による角度ずれの大きさ（ε）の正確さは評価されている。Ｃ＝Ａ−Ｂであるため（ＡおよびＢは各軸に沿った射出光の光検出器１００、１１０からの各検出器の読みである）、σc＝０．０２８ｄＢ（１σはＣの誤差）の評価はσA＝σB＝０．０２ｄＢを控えめに評価し、かつ
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を使用することによって行うことができる。
Ｄ＝Ａ−Ｂを定義して、同じ手続きでσD＝０．０２８ｄＢを生じる。さらに式（６）の各Ａ、ＢおよびＣをそれぞれＣ、ＤおよびＥに置き換え、かつ式（５）を使用することによって、つぎにσε＝０．０２０ｄＢとなる。この結果および式（４）を用いて、Ｌｙｏｔ減偏光子に必要とされる４５度角が０．１度よりも小さい正確さでうみ出すことができることがわかる。
消光比測定値がつくられているとき、２つの軸の光間のコヒーレンス度はゼロであるため、偏光度Ｐはこの状況で
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として直接測定され、そしてこの簡単な方法を使用することで２×１０-3またはそれよりも小さい程度に偏光度の光を生ずる減偏光子が製作された。
好ましい実施形態における第４図に関して、本発明を通して光１０の経路を追跡すると、広帯域光源５２からの光線１０は好ましくはコリメータレンズ５３、ついで入力偏光子５４に入る。入力偏光子５４を出る際に、光線１０は直線的に偏光される。直線偏光した光線１０はつぎに入力結合レンズ５６に入り、ここで光１０は複屈折ファイバ３０に入る前に適切に結合される。入力偏光子５４は直線偏光した光線１０がファイバ・セグメント３２に入ることのみを適切に許容し、したがって光１０をファイバ・セグメント３２に完全に一軸に入ることが可能となる。
第２図を参照すると、ファイバ・セグメント３２を伝わった後光１０はファイバ３６に軸に対して４５度角で入る。第１図を参照すると、光１０の電気ベクトルは、４５度ずれによってＸ１２およびＹ１４成分に適切に分解され、それらはほぼ等しい振幅（Ａ）であり、したがって等しい強度になる。
第６図を参照すると、光１０はファイバ・セグメント３６に存在し、そして射出コリメータ８２に入り、ここで成分１２、１４は適切に平行になる。成分１２、１４はつぎにビーム・スプリッタ８４に好ましく入り、ここで直交成分Ｅx １２およびＥy １４は別の角度で進んで離れる。射出光検出器１００、１１０はビーム・スプリッタ８４の２つの発散する射出光を適切に受ける。光検出器１００は適切にＥx １２の強度を測定し、光検出器１１０は適切にＥy １４の強度を測定し、ファイバ３０の軸に沿う射出光のミリワットに対してデシベルで強度を決定する。
本発明の好ましい例示的実施形態は減偏光子並びに光の減偏光のための方法および装置を包含しているが、本発明はそのように限定されないことは理解されるものである。特に、本発明が位置合せ接続および同時検出の任意のタイプの方法または装置を実質的に意図していることが理解されるものである。
本発明の好ましい実施形態の前述の詳細な記述は、本発明の範囲および精神内で減偏光子を製作するための装置および方法を表現したものであることが当業者に明らかになる。さらに当業者は、本発明の真の精神および範囲から逸脱することなく、様々な取り替えおよび変形を行うことができることを認識するものである。例えば、検出器の配置を変えることができ、任意の複屈折ファイバを使用することができる。当業者は本発明がここに示したような詳述に制限されないが、添付の請求の範囲内にある任意の形式または変形でクレイムされることを認識するものである。そのような理由により、本発明の範囲をつぎの請求の範囲で説明する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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８】
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