(57)【要約】      （修正有）【課題】光ファイバの伝送特性を変化させずに、光ファイバの側面から偏波面方向が判別可能にすることのできる光ファイバを提供する。【解決手段】クラッド部１２の中心にコア部１１が配置され、コア部１１に対して点対称に２つの応力付与部１３Ａ及び１３Ｂが配置されている光ファイバ９１であって、クラッド部１２は、２つの応力付与部１３が配置されているｘ軸方向と平行に切欠き１２１を備え、コア部１１の中心から切欠き１２１までの距離をｒｙ、クラッド部１２の半径をｒｘとすると、０．６４≦ｒｙ／ｒｘが成立する光ファイバである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッド部の中心にコア部が配置され、前記コア部に対して点対称に２つの応力付与部が配置されている光ファイバであって、
前記クラッド部のうちの前記２つの応力付与部が配置されている方向と直交しかつ前記コア部を通る直線上に、当該直線に対して線対称な形状の切欠きを備え、
前記コア部の中心から前記切欠きまでの距離をｒｙ、前記クラッド部の半径をｒｘとすると、０．６４≦ｒｙ／ｒｘが成立する、
光ファイバ。
【請求項２】
前記切欠きは、前記２つの応力付与部が配置されている方向と平行に設けられている、
請求項１に記載の光ファイバ。
【請求項３】
前記ｒｘが６２．５μｍであり、かつ、
光ファイバを保持する保持具のクリアランス値が１μｍであり、かつ、
ｒｙ／ｒｘ＜０．９５が成立する、
請求項１又は２に記載の光ファイバ。
【請求項４】
前記ｒｘが６２．５μｍであり、かつ、
光ファイバを保持する保持具のクリアランス値が２μｍであり、かつ、
ｒｙ／ｒｘ＜０．７９が成立する、
請求項１又は２に記載の光ファイバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏波保持機能を有する光ファイバに関する。
【背景技術】
【０００２】
クラッド部に応力付与部を設けることにより偏波保持を持たせた光ファイバが提案されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。特許文献１の光ファイバは、フェルールを保持するキャピラリの表面に、偏波保持光ファイバにおける偏波面方向を指示する角度インデックスを設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１５６０４１号公報
【特許文献２】特開平８−１４６２４２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１及び２の発明は、キャピラリの側面を用いて偏波面方向を判別できるが、キャピラリのない状態では光ファイバの偏波面方向の判別は困難である。一方で、光ファイバの側面に加工を施すと、光ファイバの伝送特性が変化する可能性がある。
【０００５】
本発明は、光ファイバの伝送特性を変化させずに、光ファイバの偏波面方向を判別可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の光ファイバは、
クラッド部の中心にコア部が配置され、前記コア部に対して点対称に２つの応力付与部が配置されている光ファイバであって、
前記クラッド部のうちの前記２つの応力付与部が配置されている方向と直交しかつ前記コア部を通る直線上に、当該直線に対して線対称な形状の切欠きを備え、
前記コア部の中心から前記切欠きまでの距離をｒｙ、前記クラッド部の半径をｒｘとすると、０．６４≦ｒｙ／ｒｘが成立する。
【０００７】
本発明の光ファイバでは、前記切欠きは、前記２つの応力付与部が配置されている方向と平行に設けられていてもよい。
【０００８】
本発明の光ファイバでは、前記ｒｘが６２．５μｍであり、かつ、光ファイバを保持する保持具のクリアランス値が１μｍであり、かつ、ｒｙ／ｒｘ＜０．９５が成立する形態を採用しうる。
【０００９】
本発明の光ファイバでは、前記ｒｘが６２．５μｍであり、かつ、光ファイバを保持する保持具のクリアランス値が２μｍであり、かつ、ｒｙ／ｒｘ＜０．７９が成立する形態を採用しうる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光ファイバの伝送特性を変化させずに、光ファイバの偏波面方向を判別可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る光ファイバの断面図の一例を示す。
【図２】実施形態に係る光ファイバ９１のパラメータの一例を示す。
【図３】ｄ＝２８μｍかつｒｘ＝６２．５μｍのときの第１形態についてのモード複屈折率Ｂに対する半径ｒｙの依存性の一例を示す。
【図４】ｄ＝３０μｍかつｒｘ＝６２．５μｍのときの第１形態についてのモード複屈折率Ｂに対する半径ｒｙの依存性の一例を示す。
【図５】ｄ＝３２μｍかつｒｘ＝６２．５μｍのときの第１形態についてのモード複屈折率Ｂに対する半径ｒｙの依存性の一例を示す。
【図６】ｄ＝２８μｍかつｒｘ＝６２．５μｍのときの第２形態についてのモード複屈折率Ｂに対する半径ｒｙの依存性の一例を示す。
【図７】ｄ＝３０μｍかつｒｘ＝６２．５μｍのときの第２形態についてのモード複屈折率Ｂに対する半径ｒｙの依存性の一例を示す。
【図８】ｄ＝３２μｍかつｒｘ＝６２．５μｍのときの第２形態についてのモード複屈折率Ｂに対する半径ｒｙの依存性の一例を示す。
【図９】ｄ＝２８μｍかつｒｘ＝６２．５μｍのときの第１形態についての曲げ損失に対する曲げ半径の依存性の一例を示す。
【図１０】ｄ＝３０μｍかつｒｘ＝６２．５μｍのときの第１形態についての曲げ損失に対する曲げ半径の依存性の一例を示す。
【図１１】ｄ＝３２μｍかつｒｘ＝６２．５μｍのときの第１形態についての曲げ損失に対する曲げ半径の依存性の一例を示す。
【図１２】曲げ損失算出時の光ファイバの曲げ方向の一例を示す。
【図１３】ｄ＝２８μｍかつｒｘ＝６２．５μｍのときの第１形態についての曲げ損失に対する半径ｒｙの依存性の一例を示す。
【図１４】ｄ＝３０μｍかつｒｘ＝６２．５μｍのときの第１形態についての曲げ損失に対する半径ｒｙの依存性の一例を示す。
【図１５】ｄ＝３２μｍかつｒｘ＝６２．５μｍのときの第１形態についての曲げ損失に対する半径ｒｙの依存性の一例を示す。
【図１６】ｄ＝２８μｍかつｒｘ＝５５μｍのときの第１形態についてのモード複屈折率Ｂに対する半径ｒｙの依存性の一例を示す。
【図１７】ｄ＝３０μｍかつｒｘ＝５５μｍのときの第１形態についてのモード複屈折率Ｂに対する半径ｒｙの依存性の一例を示す。
【図１８】ｄ＝３２μｍかつｒｘ＝５５μｍのときの第１形態についてのモード複屈折率Ｂに対する半径ｒｙの依存性の一例を示す。
【図１９】ｄ＝２８μｍかつｒｘ＝５０μｍのときの第１形態についてのモード複屈折率Ｂに対する半径ｒｙの依存性の一例を示す。
【図２０】ｄ＝３０μｍかつｒｘ＝５０μｍのときの第１形態についてのモード複屈折率Ｂに対する半径ｒｙの依存性の一例を示す。
【図２１】ｄ＝３２μｍかつｒｘ＝５０μｍのときの第１形態についてのモード複屈折率Ｂに対する半径ｒｙの依存性の一例を示す。
【図２２】ｄ＝２８μｍかつｒｘ＝４５μｍのときの第１形態についてのモード複屈折率Ｂに対する半径ｒｙの依存性の一例を示す。
【図２３】ｄ＝３０μｍかつｒｘ＝４５μｍのときの第１形態についてのモード複屈折率Ｂに対する半径ｒｙの依存性の一例を示す。
【図２４】実施形態２における第１の算出例を示す。
【図２５】実施形態２における第２の算出例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
（実施形態１）
図１に、実施形態に係る光ファイバの断面図の一例を示す。実施形態に係る光ファイバ９１は、コア部１１、クラッド部１２、応力付与部１３Ａ及び１３Ｂを備える偏波保持ファイバである。コア部１１は、光ファイバ９１の中心に配置される。
【００１４】
応力付与部１３Ａ及び１３Ｂの中心は、コア部１１の中心に対して点対称に配置される。応力付与部１３Ｂ、コア部１１及び応力付与部１３Ａを通る直線をｘ軸とする。このため、ｘ軸がｓｌｏｗ軸、ｙ軸がｆａｓｔ軸となる。
【００１５】
光ファイバ９１は、クラッド部１２の少なくとも一部に切欠き１２１が設けられている。これにより、光ファイバ９１の偏波面方向を判別することができる。切欠き１２１は、ｘ軸方向と直交しかつコア部１１を通るｙ軸上に設けられる。切欠き１２１は、応力付与部１３Ａ及び１３Ｂがコア部１１に与える応力が均等になるよう、ｙ軸に対して線対称な形状を有する。例えば、切欠き１２１は、ｘ軸方向に平行な直線である。
【００１６】
図２に、実施形態に係る光ファイバ９１のパラメータの一例を示す。「ｒｘ」は、クラッド部１２のｘ軸方向の半径（μｍ）である。「ｒｙ」は、クラッド部１２のｙ軸方向における、コア部１１の中心から切欠き１２１までの距離（μｍ）である。「ａ」はコア部１１の半径（μｍ）、「Δ」はコア部１１の比屈折率差（％）、「ｂ」は応力付与部１３Ａ及び１３Ｂの半径（μｍ）、「ｄ」は光ファイバ９１の中心から応力付与部１３Ａ及び１３Ｂの中心までの距離（μｍ）である。
【００１７】
図２において、「αｃｏｒｅ」はコア部１１の熱膨張係数（℃−１）、「αｃｌａｄ」はクラッド部１２の熱膨張係数（℃−１）、「αＳＡＰ」は応力付与部１３Ａ及び１３Ｂの熱膨張係数（℃−１）、「ΔＴ」は温度変化（℃）である。波長は、１５５０ｎｍである。第１形態と第２形態の違いは、半径ａ及び比屈折率差Δである。
【００１８】
図３〜図５に、第１形態についてのモード複屈折率Ｂに対する半径ｒｙの依存性の一例を示す。図３、図４、図５は、それぞれ、ｄ＝２８、３０、３２μｍでありかつｒｘ＝６２．５μｍのときのモード複屈折率Ｂを示す。なお、Ｖ値はＶ＝２．２１の固定値とした。
【００１９】
ここで、Ｖ値は、次式で定義される。
（数１）
Ｖ＝２π（ａ／λ）・（ＮＡ）    （１）
ここで、ａはコア部１１の半径、λは使用波長、ＮＡは光ファイバ９１の開口数である。Ｖ値は、規格化周波数、正規化周波数又はＶパラメータとも呼ばれる無次元の数値であり、導波路理論を解くことで導出される。またＶ値は、光ファイバ９１中のモード数などに関係し、Ｖ＜２．４０５のときに単一モードファイバになり、１個のモード（光線のすじ）のみを透過する。このため、単一モードファイバの使用波長が決まれば、使用波長でのＶ値を求めることで、Δ及びコア径などを決めることができる。またその逆も計算できることになる。
【００２０】
図６〜図８に、第２形態についてのモード複屈折率Ｂに対する半径ｒｙの依存性の一例を示す。図６、図７、図８は、それぞれ、ｄ＝２８、３０、３２μｍでありかつｒｘ＝６２．５μｍのときのモード複屈折率Ｂを示す。なお、Ｖ値はＶ＝２．２１の固定値とした。
【００２１】
図３〜図８より、ｒｙ≧４０μｍの範囲ではモード複屈折率Ｂが一定であり、ｒｙ＜４０μｍの範囲ではモード複屈折率Ｂが低下している。コア部１１の半径ａ及び比屈折率差Δに依らず、ｒｘ＝６２．５μｍのときにｒｙ≧４０μｍとすることで、すなわち、ｒｙ／ｒｘ≧０．６４とすることで、モード複屈折率Ｂの劣化を防ぐことができることが分かる。
【００２２】
図９〜図１１に、第１形態についての曲げ損失に対する曲げ半径の依存性の一例を示す。図９、図１０、図１１は、それぞれ、ｄ＝２８、３０、３２μｍでありかつｂ＝１５μｍのときの曲げ損失を示す。図９〜図１１は、図１２に示すように、光ファイバ９１をｙ軸方向に曲げ半径Ｒで曲げた場合の曲げ損失である。図９〜図１１において、ｒｙ≧４０μｍの範囲では、曲げ半径Ｒが３０ｍｍであっても曲げ損失が１０−３ｄＢ／ｍ未満である。
【００２３】
図１３〜図１５に、第１形態についての曲げ損失に対する半径ｒｙの依存性の一例を示す。図１３、図１４、図１５は、それぞれ、ｄ＝２８、３０、３２μｍでありかつ曲げ半径Ｒ＝３０及び１４０ｍｍのときの曲げ損失を示す。図１３〜図１５において、ｒｙ≧４０μｍの範囲では、曲げ半径Ｒが３０ｍｍであっても曲げ損失が１０−３ｄＢ／ｍ未満である。
【００２４】
図１６〜図１８に、モード複屈折率Ｂに対する半径ｒｙの依存性の一例を示す。図１６、図１７、図１８は、それぞれ、ｄ＝２８、３０、３２μｍでありかつｒｘ＝５５μｍのときのモード複屈折率Ｂを示す。図１６〜図１８において、ｒｙ≧３５μｍの範囲ではモード複屈折率Ｂが一定であり、ｒｙ＜３５μｍの範囲ではモード複屈折率Ｂが低下している。このため、ｒｘ＝５５μｍのときにｒｙ≧３５μｍとすることで、すなわち、ｒｙ／ｒｘ≧０．６４とすることで、モード複屈折率Ｂの劣化を防ぐことができる。
【００２５】
図１９〜図２１に、モード複屈折率Ｂに対する半径ｒｙの依存性の一例を示す。図１９、図２０、図２１は、それぞれ、ｄ＝２８、３０、３２μｍでありかつｒｘ＝５０μｍのときのモード複屈折率Ｂを示す。図１９〜図２１において、ｒｙ≧３２μｍの範囲ではモード複屈折率Ｂが一定であり、ｒｙ＜３２μｍの範囲ではモード複屈折率Ｂが低下している。このため、ｒｘ＝５０μｍのときにｒｙ≧３２μｍとすることで、すなわち、ｒｙ／ｒｘ≧０．６４とすることで、モード複屈折率Ｂの劣化を防ぐことができる。
【００２６】
図２２〜図２３に、モード複屈折率Ｂに対する半径ｒｙの依存性の一例を示す。図２２、図２３は、それぞれ、ｄ＝２８、３０μｍでありかつｒｘ＝４５μｍのときのモード複屈折率Ｂを示す。図２２〜図２３において、ｒｙ≧２９μｍの範囲ではモード複屈折率Ｂが一定であり、ｒｙ＜２９μｍの範囲ではモード複屈折率Ｂが低下している。このため、ｒｘ＝４５μｍのときにｒｙ≧２９μｍとすることで、すなわち、ｒｙ／ｒｘ≧０．６４とすることで、モード複屈折率Ｂの劣化を防ぐことができる。
【００２７】
以上より、ｒｙ／ｒｘ≧０．６４とすることで、モード複屈折率Ｂが劣化しないため、偏波保持特性の劣化を防ぐことができる。
【００２８】
（実施形態２）
実施形態１より、偏波保持特性の劣化を防ぐことの可能な半径ｒｙの下限値が得られた。本実施形態では、実施形態１で得られた半径ｒｙの下限値に加え、さらに、半径ｒｙの上限値について検討する。
【００２９】
実施形態に係る光ファイバ９１は、切欠き１２１を備えるため、ｒｙ＜ｒｘである。さらに、光ファイバ９１は、偏波保持ファイバであるため、偏波軸のずれは予め定められた範囲内であることが好ましい。
【００３０】
そうすると、光ファイバ９１を保持するフェルールのクリアランス値ｃ［μｍ］及び偏波軸のずれθ［°］を考慮すると、次式を満たすことが好ましい。
【数２】
2017146342.tif 000003
【００３１】
図２４に、式（２）の第１の算出例を示す。第１の算出例は、光ファイバ９１がフェルールのキャピラリの中心に配置された状態で、光ファイバ９１を回転させた場合の算出結果である。フェルールのクリアランス値ｃは１μｍ、偏波軸のずれθは±３°とした。
【００３２】
半径ｒｘが６２．５、５５．０、５０．０、４５．０、４０．０のとき、式（２）の右辺は、それぞれ、５９．５、５１．５、４６．２、４０．７、３５．１であった。このため、半径ｒｘ＝６２．５μｍのときは０．６４≦ｒｙ／ｒｘ＜０．９５、半径ｒｘ＝５５．０μｍのときは０．６４≦ｒｙ／ｒｘ＜０．９３、半径ｒｘ＝５０．０μｍのときは０．６４≦ｒｙ／ｒｘ＜０．９２、半径ｒｘ＝４５．０μｍのときは０．６４≦ｒｙ／ｒｘ＜０．９０、半径ｒｘ＝４０．０μｍのときは０．６４≦ｒｙ／ｒｘ＜０．８７であることが好ましい。
【００３３】
図２５に、式（２）の算出結果の第２の算出例を示す。第２の算出例は、光ファイバ９１がフェルールのキャピラリ内で偏った位置に配置された状態で、光ファイバ９１を回転させた場合の算出結果である。フェルールのクリアランス値ｃは２μｍ、偏波軸のずれθは±３°とした。
【００３４】
半径ｒｘがそれぞれ６２．５、５５．０のとき、式（２）の右辺は、それぞれ、４９．４、３９．５であった。このため、半径ｒｘ＝６２．５μｍのときは０．６４≦ｒｙ／ｒｘ＜０．７９、半径ｒｘ＝５５．０μｍのときは０．６４≦ｒｙ／ｒｘ＜０．７１であることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は情報通信産業に適用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１１：コア部
１２：クラッド部
１２１：切欠き
１３Ａ、１３Ｂ：応力付与部
【図１】
2017146342.tif 000004
【図２】
2017146342.tif 000005
【図３】
2017146342.tif 000006
【図４】
2017146342.tif 000007
【図５】
2017146342.tif 000008
【図６】
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【図７】
2017146342.tif 000010
【図８】
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【図９】
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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】
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【図１７】
2017146342.tif 000020
【図１８】
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【図１９】
2017146342.tif 000022
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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