(57)【要約】      （修正有）【課題】光ファイバの軸を中心に回転運動を抑制する偏波保持光ファイバ及びキャピラリを提供する。【解決手段】偏波保持光ファイバは、光を伝搬するコア部１３と、コア部１３の外周に形成され、コア部１３の屈折率よりも低い屈折率を有するクラッド部１１と、コア部１３に対し応力付与作用を有し、コア部１３を中心として対向する位置に形成された１対の応力付与部１２と、クラッド部１１の外周上の長手方向に沿って突起形状、又は溝形状を有する位置極め部と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を伝搬するコア部と、
前記コア部の外周に形成され、前記コア部の屈折率よりも低い屈折率を有するクラッド部と、
前記コア部に対し応力付与作用を有し、前記コア部を中心として対向する位置に形成された１対の応力付与部と、
前記クラッド部の外周上の長手方向に沿って突起形状、又は溝形状を有する位置極め部と、
を備えることを特徴とする偏波保持光ファイバ。
【請求項２】
前記位置極め部は、
前記応力付与部同士を結ぶ結線に対し垂直方向、又は前記結線の延長線上に位置するように設ける
ことを特徴とする請求項１に記載の偏波保持光ファイバ。
【請求項３】
円柱形状の外形を有するキャピラリであって、
前記円柱形状の長軸方向に伸びる円形状の貫通孔が形成されるとともに、前記長軸方向に沿って前記貫通孔の外周上の外側に対し溝形状、又は外周上の内側に対し突起形状を有する複数の空孔部、
を備えることを特徴とするキャピラリ。
【請求項４】
突起形状の位置極め部を有する請求項１又は請求項２に記載の偏波保持光ファイバが、溝形状の空孔部を有する請求項３に記載のキャピラリに対して、前記突起形状の位置極め部と前記溝形状の空孔部とが互いに嵌まり込むように挿入され、又は、溝形状の位置極め部を有する請求項１又は請求項２に記載の偏波保持光ファイバが、突起形状の空孔部を有する請求項３に記載のキャピラリに対して、前記溝形状の位置極め部と前記突起形状の空孔部とが互いに嵌まり込むように挿入される
ことを特徴とするコネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏波保持光ファイバ、キャピラリ及びコネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
関連技術では、光通信において、当該ファイバ内に応力付与部を設けた偏波保持光ファイバが用いられている。図１に示すように、偏波保持光ファイバは、クラッド部１１と、応力付与部１２と、コア部１３と、を備える。上述した偏波保持光ファイバは、応力による複屈折現象を利用した応力付与型偏波保持光ファイバであり、コア部１３に応力を付与することで、基本モードを構成する各モードの位相差を発生させ、所定の偏波面を保存することができる。
【０００３】
偏波保持光ファイバにおける応力付与部１２は、予めホウ素が添加されておりクラッド部１１に比べ熱膨張係数が高くなっている。この応力付与部１２は、光ファイバを作成する際の冷却工程で、クラッド部１１より収縮するため、コア部１３に対し両端に配置された応力付与部１２間を結線上方向に引張応力がかかり、複屈折率を生じさせることができる。
【０００４】
一方の関連技術では、図１に示す偏波保持光ファイバを互いに接続したり発光素子及び受光素子等とを接続する際に偏波保持光ファイバを固定し収納するため、キャピラリと呼ばれる光接続部品が用いられている。図２は、偏波保持光ファイバを挿入した関連技術に係る円柱形状キャピラリ１５を示す。円柱形状キャピラリ１５には、予め空孔が設けられた母材を加熱処理により線引きすることで、空孔を保持したまま円柱形状キャピラリ１５を作成することができる。
【０００５】
また、他方の関連技術では、セラミック製のスリーブがキャピラリとして用いられている。セラミックにより形成されたキャピラリは、一般的に高い硬度を有しており耐摩耗性にも優れているため、長期信頼性を確保した光接続部品として広く用いられている。なお、セラミック製のキャピラリの空孔は、予め空孔を穿孔した成形体を焼成するか、又は、成形体の焼成後に穿孔することにより形成される。
【０００６】
上述した円柱形状キャピラリ１５に挿入する偏波保持光ファイバは、円形状の光ファイバであるため偏波保持光ファイバの軸を中心に回転してしまうため、光接続部品との接続の際に偏波保持光ファイバ及び光部品間による光軸のズレが生じ、そのズレに起因する光信号の結合損失が生じてしまう。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】“Ｈｉｇｈ−Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ  Ｐｏｌａｒｉｚｉｎｇ  Ｆｉｂｅｒ  ｗｉｔｈ  Ｆｌａｔ  Ｃｌａｄｄｉｎｇ”  ＪＯＵＲＮＡＬ  ＯＦ  ＬＩＧＨＴＷＡＶＥ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ，ＶＯＬ．ＬＴ３，ＮＯ．４，ＡＵＧＵＳＴ  １９８５．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明は、光ファイバの軸を中心に生じる回転運動を抑制する偏波保持光ファイバ及びキャピラリを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明では、偏波保持光ファイバ及びキャピラリに対し突起形状又は溝形状を形成する。
【００１０】
具体的には、本発明に係る偏波保持光ファイバは、
光を伝搬するコア部と、
前記コア部の外周に形成され、前記コア部の屈折率よりも低い屈折率を有するクラッド部と、
前記コア部に対し応力付与作用を有し、前記コア部を中心として対向する位置に形成された１対の応力付与部と、
前記クラッド部の外周上の長手方向に沿って突起形状、又は溝形状を有する位置極め部と、を備える。
【００１１】
本発明に係る偏波保持光ファイバでは、
前記位置極め部は、
前記応力付与部同士を結ぶ結線に対し垂直方向、又は前記結線の延長線上に位置するように設けてもよい。
【００１２】
具体的には、本発明に係るキャピラリは、
円柱形状の外形を有するキャピラリであって、
前記円柱形状の長軸方向に伸びる円形状の貫通孔が形成されるとともに、前記長軸方向に沿って前記貫通孔の外周上の外側に対し溝形状、又は外周上の内側に対し突起形状を有する複数の空孔部を備える。
【００１３】
具体的には、本発明に係るコネクタは、
突起形状の位置極め部を有する上述に記載の偏波保持光ファイバが、溝形状の空孔部を有する上述に記載のキャピラリに対して、前記突起形状の位置極め部と前記溝形状の空孔部とが互いに嵌まり込むように挿入され、又は、溝形状の位置極め部を有する上述に記載の偏波保持光ファイバが、突起形状の空孔部を有する上述に記載のキャピラリに対して、前記溝形状の位置極め部と前記突起形状の空孔部とが互いに嵌まり込むように挿入される。
【００１４】
なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、光ファイバの軸を中心に生じる回転運動を抑制する偏波保持光ファイバ及びキャピラリを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】関連技術に係る偏波保持光ファイバの一例を示す。
【図２】関連技術に係るキャピラリの一例を示す。
【図３】実施形態１に係るＰＭファイバの一例を示す。
【図４】実施形態１に係るＰＭファイバの位置極め部の配置の一例を示す。
【図５】実施形態２に係るキャピラリの一例を示す。
【図６】実施形態２に係るキャピラリの一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００１８】
（実施形態１）
本実施形態に係る偏波保持光ファイバ（以下ＰＭ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇ）ファイバ）を図３に示す。ＰＭファイバは、クラッド部１１と、コア部１３と、１対の応力付与部１２と、を有する。ＰＭファイバは、クラッド部１１領域内にコア部１３を挟んで１対の応力付与部１２を有している。
【００１９】
本実施形態に係るＰＭファイバでは、１対の応力付与部１２のそれぞれの応力付与部１２の中心点を互いに結ぶ第１方向と、第１方向に直交する第２方向とで異なる残留応力が生じる。これによりＰＭファイバは、複屈折性を有し、光の偏波状態を保持したまま光を伝搬させることができる。
【００２０】
コア部１３は、クラッド部１１に対し比屈折率差を大きくするためにＧｅＯ２を添加したＧｅＯ２ガラスを用いてもよい。応力付与部１２は、Ｂ２Ｏ３を添加したガラスを用いることで、クラッド部１１に比べ、大きな線膨張率を有する応力付与部１２に引張応力による歪が生じる事により、上述した第１方向に沿ってコア部１３に応力が印加され、複屈折率が生じる。
【００２１】
ＰＭファイバでは、１対の応力付与部１２の引張応力により生じた直交する２つの偏波面をもつ偏波モードが存在し、偏波保持光ファイバはこれら２つの偏波モード間に伝搬定数差を生じさせそれぞれの偏波モードからもう一方への偏波モードへの結合を抑制し偏波保持能力を高めることができる。
【００２２】
図３に示すようにＰＭファイバでは、クラッド部１１の外周側に突出する凸形状の位置極め部が設けられている。なお、位置極め部は、所望の形状を有した突起部又は溝部を、ＰＭファイバの作製する際のプリフォームの段階で母材に成型し線引きすることで形成してもよい。
【００２３】
本実施形態に係るＰＭファイバの断面形状と同形状の空孔を予め設けたキャピラリに当該ＰＭファイバを挿入し、キャピラリを介してＰＭファイバ同士を接続する場合、ＰＭファイバに設けられた位置極め部により、当該ＰＭファイバの回転運動を抑制し、両方のＰＭファイバの中心軸の配置を維持したままファイバ端面同士を突き合せることができる。
【００２４】
図３に示すＰＭファイバでは、位置極め部の長辺ｘは高さｙよりも長い距離が好ましい。ｘ＞ｙの関係を満たすことで、外部応力に対する突起の強度を高めることができるため、位置極め部の破損や折れの発生を低減することができる。
【００２５】
位置極め部の配置位置は、図４に示すように１対の応力付与部１２を結ぶ一点鎖線で表した結線に対し結線上方向に位置するように設けてもよい。またＰＭファイバの位置極め部の形状は、位置極め部の四角形状以外の形状を示したＰＭファイバの断面であってもよい。具体的には、位置極め部がクラッド部１１の外周上の外側に突起する場合の突起の形状は、半円形状又は三角形状であってもよい。また、位置極め部がクラッド部１１の外周上の内側に溝を有する場合、三角形状又は半円形状であってもよい。
【００２６】
なお、本実施形態に係る位置極め部の配置位置は、位置極め部により偏波方向を保持できるため、上述した結線から垂直又は延長線上に配置すれば偏波方向を保持するのに好都合である。
【００２７】
１対の応力付与部１２を結ぶ一点鎖線で表した結線を対称軸にした際、線対称の関係を満たすか、又はコア部１３の中心点及び結線の交点から当該結線の垂直方向の垂直線と線対称の関係を満たして配置されてもよい。また、位置極め部の大きさは、クラッド部１１上の円周のクラッド側円弧から、位置極め部と当該クラッド側円弧に接した投影上の投影円弧を除いた実体円弧の長さが、５０パーセント以上の関係を満たす長さであってもよい。
【００２８】
（実施形態２）
図５は、本実施形態に係るキャピラリを示す。キャピラリは、実施形態１に係る位置極め部を有するＰＭファイバを挿入するための溝付き空孔を有したガイド付キャピラリ１６である。ガイド付キャピラリ１６は、突起形状の位置極め部を有するＰＭファイバを挿入するために、キャピラリのプリフォームの段階でガラス母材に円形状の空孔を形成した後、超音波ドリルを用いたＮＣ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）加工で位置極め部をガイドするガイド溝を空孔部分に形成し所望の大きさまで線引きすることで突起形状を有するＰＭファイバを挿入することが可能であるガイド付きのキャピラリを作成することができる。
【００２９】
また、ガイド付キャピラリ１６は、溝形状の位置極め部を有するＰＭファイバを挿入する場合において、キャピラリのプリフォームの段階でガラス母材に円形状の空孔を形成した後、位置極め部の溝形状とほぼ同一の断面形状を有する凸部材を予め作成し、作成した凸部材を空孔部分に接着した状態で所望の大きさまで線引きすることで溝形状を有するＰＭファイバを挿入することが可能であるガイド付きのキャピラリを作成することができる。
【００３０】
なお、本実施形態に係るキャピラリは、セラミックにより形成されたセラミック製キャピラリを用いてもよい。この場合、位置極め部の空孔は、予め成形体を焼成した後、掘削加工してもよく、又は、焼成前に予め位置極め部の空孔を成形体に対し形成して焼成してもよい。
【００３１】
（実施形態３）
本実施形態では、図５及び図６に示すように、位置極め部を有するＰＭファイバをガイド付キャピラリ１６に挿入し、ＰＭファイバ及びガイド付キャピラリ１６を組み合わせたコネクタを以下に説明する。
【００３２】
本実施形態に係るガイド付キャピラリ１６に対し位置極め部を有するＰＭファイバを挿入することで、ＰＭファイバにおける位置極め部と、ガイド付キャピラリ１６におけるガイド溝又は突起部との嵌合により、ＰＭファイバの回転運動を抑制し、両方のＰＭファイバの中心軸の配置を維持したままファイバ端面同士を突き合せることができる。
【００３３】
また、ＰＭファイバ及び光接続部品の接続の際生じる光軸のズレを防止することができるため、本実施形態に係るコネクタを用いることで、光軸のズレに起因する光信号の結合損失を低減することができる。
【００３４】
図６は、本実施形態に係る円柱形状のガイド付キャピラリ１６に対しＤカット面を形成したＤ面キャピラリ１７を示す。Ｄ面キャピラリ１７は、キャピラリのプリフォームの段階でガラス母材にＤカットを形成した後、所望の大きさまで線引きすることでＤカット面を有するキャピラリを作成することができる。Ｄ面キャピラリ１７は、Ｄ面形状の一部が平坦面を有するため当該Ｄ面キャピラリ１７を外部装置に固定する際に位置及び向きが決定するため組立作業を容易に行うことができる。
【００３５】
なお、上述したＤ面キャピラリ１７は、セラミックにより形成されたセラミック製キャピラリを用いてもよい。この場合、Ｄ面形状の平坦面は、予め円柱形状の成形体を焼成した後、研削加工してもよく、又は、焼成前に予め平坦面を成形体に対し形成して焼成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明に係るＰＭファイバ及びガイド付キャピラリは、情報通信産業に適用した構成を一例として示したが、目標物に光学的な刺激を与えるための光出力プローブとして使用する医療機器として用いられる医療分野に適用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１１：クラッド部
１２：応力付与部
１３：コア部
１５：円柱形状キャピラリ
１６：溝付キャピラリ
１７：Ｄ面キャピラリ
【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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