JP2004067438A

JP2004067438A - Optical fiber manufacturing method

Info

Publication number: JP2004067438A
Application number: JP2002228336A
Authority: JP
Inventors: Shinya Yamatori; 山取　真也; Akihito Suzuki; 鈴木　聡人; Moriyuki Fujita; 藤田　盛行; Satoki Kawanishi; 川西　悟基; Kazunobu Suzuki; 鈴木　和宣; Hirokazu Kubota; 久保田　寛和
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2002-08-06
Filing date: 2002-08-06
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2022-08-06
Also published as: JP3952390B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing an optical fiber by which the optical fiber used as a polarizer is inexpensively and simply manufactured. <P>SOLUTION: A core rod 3 formed by doping Ge on the center axis of a quartz pipe 2 is arranged and an optical attenuation rod 4, 4 formed by doping Al which is an optical attenuating material on both sides in a high concentration is arranged. An optical fiber preform 1 is formed by packing a clad rod 5 into the residual part of holes of the quartz pipe 2. The optical Fiber is the polarizer emitting polarized light in the oscillation direction vertical in the figure. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石英パイプに複数の石英ロッド及び石英キャピラリのうち少なくとも一方を該石英パイプの中心軸に平行に詰め込んで母材とし、該母材を軸方向に溶融延伸する光ファイバの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
偏光子は入射した光の偏光状態に関わらず特定の偏光方向を有する直線偏光を出力する光学素子であり、コヒーレント光通信システムや光回転検出装置等のセンサの主要部品として広く用いられるようになっている。
【０００３】
このような偏光子の中でも光ファイバに偏光子の機能を持たせた光ファイバ偏光子は、伝送用の光ファイバとの接続が容易であるため、研究開発が進められている。この光ファイバ偏光子としては、コイル形光ファイバ偏光子、装荷形光ファイバ偏光子、薄膜偏光子挿入形光ファイバ偏光子及び反射形光ファイバ偏光子の４種類が知られている。
【０００４】
上記コイル形光ファイバ偏光子は、ボウタイファイバ等の偏波保存ファイバをコイル状にして曲げて、直交する二つの直線偏光モード間に大きな損失差を生じさせるものである。
【０００５】
上記装荷形光ファイバ偏光子は、コア近傍に金属を装荷して二つの直線偏光モード間に大きな損失差を与えるもので、光ファイバのクラッドを削ってその削った面に金属膜を蒸着させて作製したり、コア近傍の軸方向に延びる孔にＧａやＩｎ／Ｓｎといった金属を流し込んで作製する。
【０００６】
上記薄膜偏光子挿入形光ファイバ偏光子は、二本の光ファイバの端面間に薄膜偏光子を挟み込んだものであり、偏光機能は薄膜偏光子のものである。
【０００７】
上記反射形光ファイバ偏光子は、光ファイバ反射器に偏光依存性をもたせたものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記コイル形光ファイバ偏光子は、コイルの直径を小さくするには限界があるため素子の小型化が困難である。上記装荷形光ファイバ偏光子は、細い光ファイバを加工して作製するため、加工が困難でファイバ強度も低下してしまう。従って、歩留まりも低くコストが非常に高くなる。上記薄膜偏光子挿入形光ファイバ偏光子は、温度変化或いは衝撃等によって光軸がずれたり、製造時の光軸合わせが困難である問題がある。上記反射形光ファイバ偏光子は、波長域が狭い、サイズが大きい等の問題がある。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、偏光子として用いられる光ファイバを低コストで簡単に製造することのできる製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、石英ロッド又は石英キャピラリを大径の石英パイプに詰め込んで母材とする際に、光減衰ロッド又は光減衰キャピラリをともに詰め込んで母材として、この母材を線引きすることで光ファイバとすることにした。
【００１１】
具体的には、請求項１の発明は、コアの近傍に、伝搬する光を減衰させる減衰物質が配置されている光ファイバの製造方法を対象とする。
【００１２】
そして、石英パイプを用意する工程と、上記石英パイプの孔の中心軸にコアとなる石英ロッド又は石英キャピラリを配置し、該石英パイプ孔内残部には少なくともクラッドとなる石英ロッド及び石英キャピラリの少なくとも一方と上記減衰物質を含有する光減衰ロッド又は光減衰キャピラリとを詰め込むとともに、少なくとも一本の該光減衰ロッド又は光減衰キャピラリを該コアとなる石英ロッド又は石英キャピラリの近傍の所定範囲内に配置して母材を作製する工程と、上記母材を軸方向に加熱延伸する工程と、を備えているものとする。
【００１３】
ここで、ロッドとは、石英パイプ内径よりも径が小さい棒材であり、キャピラリとは、石英パイプ内径よりも外径が小さい細管である。また、伝搬する光を減衰させる減衰物質とは、光ファイバを伝搬していく光を、吸収等により減衰させる物質であって、例えば金属を挙げることができる。そして、減衰物質を含有する光減衰ロッド又は光減衰キャピラリというのは、減衰物質を石英に添加したロッド又はキャピラリ、或いは減衰物質そのものをロッド又はキャピラリの形状としたものである。なお、石英パイプや石英ロッド、石英キャピラリには、石英以外の物質が添加されていても構わない。
【００１４】
また、コアとなる石英ロッド又は石英キャピラリの近傍の所定範囲内というのは、該石英ロッド又は石英キャピラリの径をｒとしたときに、該石英ロッド又は石英キャピラリの中心軸から半径６ｒの範囲内のことであり、好ましくは半径４ｒの範囲内である。
【００１５】
請求項１の製造方法であれば、光減衰物質を光ファイバ横断面における任意の位置に配置すること、特にコアの近傍に光減衰物質を配置することを容易に行える。従って、光ファイバ自体に所望の特性を備えた光ファイバ偏光子や偏波保持ファイバ等を簡単に設計通りの特性に作製することができる。例えば、光ファイバ偏光子であれば小型にすることができ、波長域等の特性も自在に調節できる。そして、製造が容易で歩留まりも良いので、製造コストも従来の他の製造方法に比べて非常に低くすることができる。また、コアになる石英ロッド又はキャピラリとクラッドとなる石英ロッド及び石英キャピラリの少なくとも一方と光減衰ロッド又は光減衰キャピラリとを所望の位置に配置して石英パイプ孔内に詰め込む方法は、例えば、石英パイプの中に予め定められた配置通りに順にそれぞれのロッド及びキャピラリを詰め込んでいく方法やクラッドとなるロッド及びキャピラリの少なくとも一方を石英パイプに密に詰め込んだ後、コアや光減衰部分となるところのみを、それぞれのロッド又はキャピラリで置換する方法などを挙げることができる。なお、石英パイプ内には、コア、クラッド及び光減衰部分となるロッド又はキャピラリ以外のものを詰め込んでも構わない。
【００１６】
次に、請求項２の発明は、請求項１において、光減衰ロッド又は光減衰キャピラリは、母材横断面においてコアに関して非軸対称（９０度回転時）に配置されているものとする。
【００１７】
ここで、母材横断面においてコアに関して非軸対称（９０度回転時）というのは、コアを回転軸として光ファイバを９０度回転させたときに光減衰ロッド又は光減衰キャピラリの回転前の配置と回転後の配置とが異なっていて重ならないことである。
【００１８】
請求項２の製造方法であれば、光ファイバを伝搬する光において、偏波面が直交する二つの偏光のうち一方のみが減衰されて、他方が減衰されずにそのまま伝搬されるため、常に一定方向の直線偏光のみを出射する光ファイバ偏光子を確実且つ簡単に製造することができる。
【００１９】
次に、請求項３の発明は、請求項１又は２において、減衰物質は、金属であるものとする。
【００２０】
請求項３の製造方法であれば、安価に且つ容易に光ファイバを製造できる。減衰物質としての金属は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｓｎ、Ａｇ、Ａｕ等を好ましく挙げることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
（実施形態１）
図１に、本実施形態に係る光ファイバ母材１の端面を示す。この母材１は、石英パイプ２の孔内に、コアロッド３、クラッドロッド５，５，…及び光減衰ロッド４，４を石英パイプ２の中心軸に平行に詰め込んで充填したものである。以下にこの母材１及びこの母材１から作製される光ファイバの製造方法を説明する。
【００２３】
まず、大径の石英パイプ２を用意する（準備工程）。ここでは、石英パイプ２は石英製の円筒で、横断面が円形の孔を有し、内径は外径の約２／３である。この石英パイプ２は石英円柱に孔開け加工を施すことによって得られる。
【００２４】
次に、石英パイプ２内に各ロッド３，４，５を詰め込んで母材１を作製する（母材作製工程）。各ロッド３，４，５は全て同じ径の小円柱であり、その径は石英パイプ２の外径の約１／２０である。これらのうちコアロッド３は、石英にＧｅを比屈折率差が約０．３％となるようにドープしたものからなり、光減衰ロッド４，４は、石英にＡｌを２５０００ｐｐｍドープしたものからなり、クラッドロッド５，５，…は、石英からなる。各ロッド３，４，５は公知の製造方法で作られた石英棒材、Ｇｅ又はＡｌドープ石英棒材を所望の径に加熱延伸して得られる。ここで、コアロッド３は石英パイプ２の中心軸上に配置をし、二本の光減衰ロッド４，４は隣接させてこのコアロッド３の隣に配置し、残りの空間にはクラッドロッド５，５，…を充填する。従って、コアロッド３の径をｒとすると、光減衰ロッド４，４はコアロッドの中心軸から半径２ｒの範囲内に配置されている。クラッドロッド５，５，…は１３６本である。この各ロッド３，４，５の配置は、母材１の横断面において光減衰ロッド４，４がコアロッド３に関して非軸対称（９０度回転時）の配置である。
【００２５】
次に、上記母材１を加熱延伸する（加熱延伸工程）。このとき、母材１の一方の端面を封止し他方の端面を真空ポンプに接続して、各ロッド３，４，５及び石英パイプ２の内壁との間の隙間に存する空気を排出する。このように内部を真空とした母材１を炉内で加熱し溶融させて延伸を行って、図２に示すような光ファイバ１１とする。
【００２６】
このようにして製造された光ファイバ１１は、ファイバ横断面においてコア１３の片側に伝送光を減衰させるＡｌを含有している部分（減衰部１４）が隣接して配置されている（図ではコア１３の上側）。従って、この図において偏波面が上下方向である光は、この減衰部１４によって伝送中に減衰していき、偏波面が横方向である（減衰部１４と平行）光は減衰部１４により減衰しないため、この光ファイバ１１は、偏波面が横方向である偏光を出射する光ファイバ偏光子となっている。
【００２７】
本実施形態の光ファイバ１１の製造方法によれば、石英パイプ２に各種ロッド３，４，５を所定の配置で充填することにより母材１を作製でき、この母材１を加熱延伸することで簡単に光ファイバ偏光子を製造することができる。本実施形態の光ファイバ母材１では、石英パイプ２の中心軸の位置にコアロッド３を配置し、その横に二本の光減衰ロッド４，４を互いに隣接させて並べ、残りはクラッドロッド５，５，…を充填するだけという簡単な配置であるので、製造するのに短時間で済み、安価に光ファイバ偏光子を製造できる。また、各ロッド３，４，５も簡単に安価に作製できるので、安価な光ファイバ偏光子とすることができる。
【００２８】
（実施形態２）
図３は、実施形態２に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、コアロッド３を挟んで二本の光減衰ロッド４，４がそれぞれ一本ずつ配置されている点以外は実施形態１と同じであるので、実施形態１と異なる点について説明する。
【００２９】
本実施形態の光ファイバの製造方法は、まず石英パイプ２の中心軸上にコアロッド３を配置して、その両脇（図では左右）に光減衰ロッド４を一本ずつ配置する。そして、石英パイプ２内の残りの部分はクラッドロッド５，５，…を充填する。こうして母材１を作製する。この母材１を加熱延伸して光ファイバとする。各構成部材の素材及び製造方法は実施形態１と同じである。
【００３０】
実施形態２に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、実施形態１とは逆に、偏波面が上下方向である光のみが減衰されずに伝送していく光ファイバ偏光子となる。
【００３１】
本実施形態の光ファイバの製造方法の作用効果は、実施形態１と同様である。
【００３２】
（実施形態３）
図４は、実施形態３に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、コアロッド３の両側にそれぞれ二本ずつの光減衰ロッド４，４，…が配置されている点以外は実施形態２と同じであるので、実施形態２と異なる点について説明する。
【００３３】
本実施形態の光ファイバの製造方法は、まず石英パイプ２の中心軸上にコアロッド３を配置して、その両脇（図では上下）に光減衰ロッド４，４，…を二本ずつ配置する。そして、石英パイプ２内の残りの部分はクラッドロッド５，５，…を充填する。こうして母材１を作製する。この母材１を加熱延伸して光ファイバとする。各構成部材の素材及び製造方法は実施形態１と同じである。
【００３４】
本実施形態に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、実施形態１と同様に、偏波面が横方向である光のみが減衰されずに伝送していく光ファイバ偏光子となる。
【００３５】
本実施形態の光ファイバの製造方法によれば、コアロッド３の両脇に二本ずつの光減衰ロッド４，４，…を配置しているので、光ファイバ単位長さ当たりの消光比を大きくすることができて、短いファイバ長で必要な偏光子としての能力を発揮するため、伝送光の損失を小さくすることができる。他の作用効果は、実施形態１と同様である。
【００３６】
（実施形態４）
図５は、実施形態４に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、コアロッド３の両側にそれぞれ十二本ずつの光減衰ロッド４，４，…が直線状に互いに平行に配置されている点以外は実施形態１と同じであるので、実施形態１と異なる点について説明する。
【００３７】
本実施形態の光ファイバの製造方法は、まず石英パイプ２の中心軸上にコアロッド３を配置して、その両脇（図では上下）に光減衰ロッド４，４，…を十二本ずつ直線状に互いに平行に配置する。そして、石英パイプ２内の残りの部分はクラッドロッド５，５，…を充填する。こうして母材１を作製する。この母材１を加熱延伸して光ファイバとする。各構成部材の素材及び製造方法は実施形態１と同じである。
【００３８】
本実施形態に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、実施形態１と同様に、偏波面が横方向である光のみが減衰されずに伝送していく光ファイバ偏光子となる。
【００３９】
本実施形態の光ファイバの製造方法によれば、コアロッド３の両脇に十二本ずつの光減衰ロッド４，４，…を直線状に互いに平行に配置しているので、光ファイバ単位長さ当たりの消光比を大きくすることができて、短いファイバ長で必要な偏光子としての能力を発揮するため、伝送光の損失を小さくすることができる。また、光減衰部が直線上に長く延びているので、光ファイバ側面から確認しやすく、二本の光ファイバ同士を接続するときに偏波面の方向を互いに合わせることを容易に行うことができる。他の作用効果は、実施形態１と同様である。
【００４０】
（実施形態５）
図６は、実施形態５に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、コアロッド３の両側にそれぞれ十本ずつの光減衰ロッド４，４，…が正三角形をなして互いに一辺を平行にして配置されている点以外は実施形態１と同じであるので、実施形態１と異なる点について説明する。
【００４１】
本実施形態の光ファイバの製造方法は、まず石英パイプ２の中心軸上にコアロッド３を配置して、その両脇（図では上下）に光減衰ロッド４，４，…を十本ずつ正三角形をなして配置する。二つの正三角形は、コアロッド３に隣接する辺同士が平行になるように配置されている。そして、石英パイプ２内の残りの部分はクラッドロッド５，５，…を充填する。こうして母材１を作製する。この母材１を加熱延伸して光ファイバとする。各構成部材の素材及び製造方法は実施形態１と同じである。
【００４２】
本実施形態に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、実施形態１と同様に、偏波面が横方向である光のみが減衰されずに伝送していく光ファイバ偏光子となる。
【００４３】
本実施形態の光ファイバの製造方法によれば、コアロッド３の両脇に十本ずつの光減衰ロッド４，４，…を正三角形をなして互いに一辺を平行にして配置しているので、光ファイバ単位長さ当たりの消光比を大きくすることができて、短いファイバ長で必要な偏光子としての能力を発揮するため、伝送光の損失を小さくすることができる。他の作用効果は、実施形態１と同様である。
【００４４】
（実施形態６）
図７は、実施形態６に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、コアロッド３の両側に、コアロッド３との間にクラッドロッド５，５を一層分挟んで、それぞれ三本ずつの光減衰ロッド４，４，…が配置されている点以外は実施形態１と同じであるので、実施形態１と異なる点について説明する。
【００４５】
本実施形態の光ファイバの製造方法は、まず石英パイプ２の中心軸上にコアロッド３を配置して、そのまわりに六本のクラッドロッド５，５，…を配置して六角形を形成する。六角形の両脇（図では上下）に光減衰ロッド４，４，…を三本ずつ直線状に配置する。このとき、コアロッド３の径をｒとすると、光減衰ロッド４，４，…は全てコアロッド３の中心軸から半径３ｒの範囲内に配置されている。そして、石英パイプ２内の残りの部分はクラッドロッド５，５，…を充填する。こうして母材１を作製する。この母材１を加熱延伸して光ファイバとする。各構成部材の素材及び製造方法は実施形態１と同じである。
【００４６】
本実施形態に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、実施形態１と同様に、偏波面が横方向である光のみが減衰されずに伝送していく光ファイバ偏光子となる。また、光減衰ロッド４，４，４とコアロッド３との間にクラッドロッド５が一層分配置されているので、モードフィールド径と消光比とが双方とも適切な値となるように調節できて、伝搬偏光の伝搬ロスを小さくできる。
【００４７】
本実施形態の光ファイバの製造方法によれば、コアロッド３の両脇に、クラッドロッド５を一層分挟んで、三本ずつの光減衰ロッド４，４，…を配置しているので、光ファイバ単位長さ当たりの消光比を大きくすることができて、短いファイバ長で必要な偏光子としての能力を発揮するため、伝送光の損失を小さくすることができる。また、同時にモードフィールド径とのバランスも取れて伝搬ロスを小さくできる。他の作用効果は、実施形態１と同様である。
【００４８】
（実施形態７）
図８は、実施形態７に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、コアロッド３に隣接して四本の光減衰ロッド４，４，…が配置され、これと平行に五本の光減衰ロッド４，４，…が、コアロッド３との間にクラッドロッド５一層分挟んで配置されている点以外は実施形態１と同じである。
【００４９】
本実施形態に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、実施形態１と同様に、偏波面が横方向である光のみが減衰されずに伝送していく光ファイバ偏光子となる。また、片側の五本の光減衰ロッド４，４，…とコアロッド３との間にクラッドロッド５が一層分配置されているので、モードフィールド径と消光比とが双方とも適切な値となるように調節できて、伝搬偏光の伝搬ロスを小さくできる。本実施形態の光ファイバの製造方法の他の作用効果は、実施形態１と同様である。
【００５０】
（実施形態８）
図９は、実施形態８に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、コアロッド３との間にクラッドロッド５一層分挟んで、断面長方形の大型の光減衰ロッド（角材）７が一つ配置されている点以外は実施形態１と同じである。この光減衰ロッド７は、断面の長方形の長辺がクラッドロッド５の径の約５倍で、短辺が約２．５倍であり、長辺がコアロッド３の方に向いている。本実施形態において、コアロッド３の径をｒとすると、光減衰ロッド７はコアロッド３の中心軸から半径５ｒの範囲内に存している。
【００５１】
本実施形態に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、実施形態１と同様に、偏波面が横方向である光のみが減衰されずに伝送していく光ファイバ偏光子となる。また、光減衰ロッド７を一本用いるのみなので、母材１の製造を容易にすることができる。本実施形態の光ファイバの製造方法の他の作用効果は、実施形態１と同様である。
【００５２】
（実施形態９）
図１０は、実施形態９に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、コアロッド３との間にクラッドロッド５一層分挟んで、大径の光減衰ロッド８，８，８が三本隣接して直線状に配置されている点以外は実施形態１と同じである。この光減衰ロッド８は、径がクラッドロッド５の径の約１．５倍である。
【００５３】
本実施形態に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、実施形態１と同様に、偏波面が横方向である光のみが減衰されずに伝送していく光ファイバ偏光子となる。また、大径の光減衰ロッド８を三本用いるのみで小径の光減衰ロッド４の約五本分の機能を発揮するので、母材１の製造を容易にすることができる。本実施形態の光ファイバの製造方法の他の作用効果は、実施形態１と同様である。
【００５４】
（実施形態１０）
図１１は、実施形態１０に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、実施形態３の母材１に、ファイバ接続のためのマーキングロッド６，６をクラッドロッド５，５，…の最外層近傍に配置したものである。マーキングロッド６，６は二本であって、コアロッド３を挟んで対称の位置に配置されている。また、マーキングロッド６，６は、光ファイバとしたときに側面から目視観察できるように、石英にＧｅやＢ等をドープして作られていて、コアを伝搬する光に影響を与えないように、コアロッド３から十分離れた位置（クラッドロッド５を三本以上挟んだ位置）に配置されている。
【００５５】
本実施形態に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、実施形態２の作用効果に加えて、光ファイバ同士を接続するときに、伝搬する光の偏波面の方向を簡単に合わせることができ、ファイバ接続時間が短縮でき、コストも下げられる。
【００５６】
（実施形態１１）
図１２は、実施形態１１に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、実施形態３の母材１のコアロッド３に隣接しコアロッド３を挟んで存する二本のクラッドロッド５，５を、これらと同径のキャピラリ２１，２１に替えたものである。製造方法は、これらキャピラリ２１，２１をクラッドロッド５，５に替えて用いる以外は実施形態３と同じである。なお、キャピラリ２１，２１は石英パイプを加熱延伸する方法等で作製することができる。
【００５７】
本実施形態に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、キャピラリ２１，２１由来の空孔部分が光を閉じこめる働きをするので、短い距離で偏波面が縦方向の偏光をのみを取り出すことができる。
【００５８】
本実施形態の光ファイバの製造方法によれば、キャピラリ２１，２１をコアロッド３の両脇に配置しているので、それら由来の空孔部分が光を閉じこめて短い距離で機能する偏光子とすることができる。又製造も容易である。
【００５９】
（実施形態１２）
図１３は、実施形態１２に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、実施形態６の母材１のコアロッド３に隣接しコアロッド３を挟んで二列の光減衰ロッド４，４，…と平行に存する二本のクラッドロッド５，５を、これらと同径のキャピラリ２１，２１に替えたものである。製造方法は、これらキャピラリ２１，２１をクラッドロッド５，５に替えて用いる以外は実施形態６と同じである。なお、キャピラリ２１，２１は実施形態１１と同様に、石英パイプを加熱延伸する方法等で作製することができる。
【００６０】
本実施形態に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、キャピラリ２１，２１由来の空孔部分が光を閉じこめる働きをするので、短い距離で偏波面が縦方向の偏光をのみを取り出すことができる。
【００６１】
本実施形態の光ファイバの製造方法によれば、キャピラリ２１，２１をコアロッド３の両脇に配置しているので、それら由来の空孔部分が光を閉じこめて短い距離で機能する偏光子とすることができる。又製造も容易である。
【００６２】
（実施形態１３）
図１４は、実施形態１３に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、実施形態１１の母材１の二本のキャピラリ２２，２２をコアロッド３に隣接する位置ではなく、コアロッド３との間にクラッドロッド５を介在させて配置したものである。そして、本実施形態のキャピラリ２２，２２は実施形態１１のキャピラリ２１，２１よりも孔径が大きいものである。製造方法は、実施形態１１と同様である。
【００６３】
本実施形態に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、キャピラリ２２，２２とコアロッド３の間にクラッドロッド５，５が入っている分、光の閉じこめ度合いが下がるが、キャピラリ２２，２２の孔径が大きいことにより、小口径のキャピラリ２１，２１を同じ位置で用いたものと比べると、光の閉じこめ度合いは高い。本実施形態の作用効果は実施形態１１とほぼ同じである。
【００６４】
（実施形態１４）
図１５は、実施形態１４に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、実施形態１２の母材１の二本のキャピラリ２２，２２をコアロッド３に隣接する位置ではなく、コアロッド３との間にクラッドロッド５を介在させて配置したものである。そして、本実施形態のキャピラリ２２，２２は実施形態１１のキャピラリ２１，２１よりも孔径が大きいものである。製造方法は、実施形態１２と同様である。
【００６５】
本実施形態に係る光ファイバ母材１から作製された光ファイバは、キャピラリ２２，２２とコアロッド３の間にクラッドロッド５，５が入っている分、光の閉じこめ度合いが下がるが、キャピラリ２２，２２の孔径が大きいことにより、小口径のキャピラリ２１，２１を同じ位置で用いたものと比べると、光の閉じこめ度合いは高い。本実施形態の作用効果は実施形態１２とほぼ同じである。
【００６６】
（実施形態１５）
図１６は、実施形態１５に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、実施形態１１の母材１の四本の光減衰ロッド４，４，…をキャピラリ２１，２１，…に、二本のキャピラリ２１，２１を光減衰ロッド４，４に替えたものである。製造方法は、実施形態１１と同じである。
【００６７】
本実施形態の作用効果は、実施形態１１に比べて光の閉じ込めの働きが強く、光を減衰させる働きが弱いこと以外は実施形態１１とほぼ同じである。
【００６８】
（実施形態１６）
図１７は、実施形態１６に係る光ファイバ母材１の端面を示した図である。本実施形態の母材１は、全体の形状はこれまでの実施形態と同様であるが、各ロッドやキャピラリの配置が異なっている。
【００６９】
本実施形態の母材１は、石英パイプ２の中心軸上にコアロッド３を配置し、その左右両脇にクラッドロッド５，５を配置し、さらにそれらの脇にコアロッド３及びクラッドロッド５，５と直線状になるように光減衰ロッド４，４を配置している。コアロッド３、クラッドロッド５，５及び光減衰ロッド４，４の上下には、キャピラリ２１，２１，…がそれぞれ二列に並べられて配置されている。この二列のうちコアロッドに近い側の列は、上記各ロッド３，５，４に隣接した各四本のキャピラリ２１，２１，…からなり、もう一つの列は各五本のキャピラリ２１，２１，…からなっている。石英パイプ２孔内の残りの部分はクラッドロッド５，５，…が充填されている。
【００７０】
本実施形態の母材１は、実施形態１と同様に製造され、同様に光ファイバにされる。この光ファイバは、この図において偏波面が上下方向である偏光は強く閉じ込められ、偏波面が左右方向である偏光は減衰していく。
【００７１】
（その他の実施形態）
今まで説明した実施形態は例であって、本発明はこれらの例に限定されない。石英パイプ２の内径はもっと大きくても小さくてもよいし、孔の形も断面円形以外に六角形等の多角形や楕円形等でも構わない。コアロッド３、クラッドロッド５、光減衰ロッド４，７，８及びキャピラリ２１，２２は、径や断面形状が異なっているものがあっても構わないし、より大径でもより小径でも構わない。コアロッド３やクラッドロッド５にＦ、Ｂ、Ｅｒ等を添加してもよい。光減衰ロッド４，７，８は、Ａｌ以外にＮｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃｏ等どのような金属を添加したものでもよいし、二種類以上を添加してもよいし、その濃度も伝送光を減衰させることができれば、特に限定されない。また、光減衰ロッド４，７，８を金属そのもので作製してもよいし、石英細管の孔内に金属を詰めたものを用いても良い。光減衰ロッド４，７，８の母材１内での配置も特に限定されず、例えば、実施形態６においてコアロッド３と光減衰ロッド４との間にクラッドロッド５を二層分挟んでもよい。また、石英パイプ２への各ロッド３，４，５及びキャピラリ２１，２２の詰め込み方法も限定されず、例えば、最初に石英パイプ２内にクラッドロッド５を充填した後に、コアロッド３及び光減衰ロッド４，７，８をクラッドロッド５と置き換えながら挿入しても良い。また、母材１において、コア、クラッド、光減衰部となる部分にロッドではなくてキャピラリを配置しても構わない。また、光減衰ロッド４，７，８と光減衰キャピラリの双方を一つの母材１の中に配置しても構わない。
【００７２】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に述べる効果を奏する。
【００７３】
石英パイプにコアロッド、クラッドロッド及び光減衰ロッド又はロッドの代わりにキャピラリを詰め込んで母材とし、それを加熱延伸して光ファイバとするので、減衰物質を光ファイバ横断面の任意の位置に簡単に配置することができ、偏光子などの所望の特性を有する光ファイバを容易に且つ安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図２】実施形態１に係る光ファイバの端面を示す図である。
【図３】実施形態２に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図４】実施形態３に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図５】実施形態４に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図６】実施形態５に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図７】実施形態６に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図８】実施形態７に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図９】実施形態８に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図１０】実施形態９に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図１１】実施形態１０に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図１２】実施形態１１に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図１３】実施形態１２に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図１４】実施形態１３に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図１５】実施形態１４に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図１６】実施形態１５に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【図１７】実施形態１６に係る光ファイバ母材の端面を示す図である。
【符号の説明】
１　　　　　　母材
２　　　　　　石英パイプ
３　　　　　　コアロッド
４　　　　　　光減衰ロッド
５，７，８　　クラッドロッド
１１　　　　　光ファイバ
１２　　　　　クラッド
１３　　　　　コア
２１、２２　　キャピラリ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing an optical fiber in which at least one of a plurality of quartz rods and a quartz capillary is packed in a quartz pipe in parallel with a central axis of the quartz pipe to form a base material, and the base material is melt-drawn in the axial direction. .
[0002]
[Prior art]
A polarizer is an optical element that outputs linearly polarized light having a specific polarization direction regardless of the polarization state of incident light, and is widely used as a main component of sensors such as a coherent optical communication system and an optical rotation detection device. ing.
[0003]
Among such polarizers, an optical fiber polarizer in which an optical fiber has the function of a polarizer is being researched and developed because it can be easily connected to an optical fiber for transmission. As the optical fiber polarizer, four types of a coil type optical fiber polarizer, a loaded type optical fiber polarizer, an optical fiber polarizer inserted with a thin film polarizer, and a reflection type optical fiber polarizer are known.
[0004]
The coil-type optical fiber polarizer is such that a polarization maintaining fiber such as a bow-tie fiber is bent in a coil shape to generate a large loss difference between two orthogonal linear polarization modes.
[0005]
The above-mentioned loaded optical fiber polarizer is to load a metal near the core and give a large loss difference between the two linearly polarized light modes, and cut the cladding of the optical fiber and deposit a metal film on the cut surface. It is manufactured by pouring a metal such as Ga or In / Sn into an axially extending hole near the core.
[0006]
The thin-film polarizer-inserted optical fiber polarizer has a thin-film polarizer sandwiched between end faces of two optical fibers, and has a polarizing function of the thin-film polarizer.
[0007]
The reflection type optical fiber polarizer has an optical fiber reflector having polarization dependency.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the coil-type optical fiber polarizer, there is a limit in reducing the diameter of the coil, so that it is difficult to reduce the size of the element. Since the above-mentioned loaded optical fiber polarizer is manufactured by processing a thin optical fiber, the processing is difficult and the fiber strength is reduced. Therefore, the yield is low and the cost is very high. The above-mentioned thin-film polarizer-inserted optical fiber polarizer has a problem that the optical axis is shifted due to a temperature change, an impact, or the like, and it is difficult to align the optical axis during manufacturing. The reflective optical fiber polarizer has problems such as a narrow wavelength range and a large size.
[0009]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a manufacturing method capable of easily manufacturing an optical fiber used as a polarizer at low cost.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, when a quartz rod or a quartz capillary is packed in a large-diameter quartz pipe and used as a base material, the light-attenuating rod or the light-attenuating capillary is packed together as a base material, and the base material is drawn. By doing so, the optical fiber was decided.
[0011]
More specifically, the invention of claim 1 is directed to a method for manufacturing an optical fiber in which an attenuating substance for attenuating propagating light is disposed near a core.
[0012]
Then, a step of preparing a quartz pipe, and disposing a quartz rod or a quartz capillary serving as a core on the central axis of the hole of the quartz pipe, and at least the quartz rod and the quartz capillary serving as a clad in the remainder of the quartz pipe hole. One and the light attenuating rod or the light attenuating capillary containing the attenuating substance are packed, and at least one of the light attenuating rods or the light attenuating capillaries is arranged in a predetermined range near the quartz rod or the quartz capillary serving as the core. And a step of heating and stretching the base material in the axial direction.
[0013]
Here, the rod is a rod having a diameter smaller than the inner diameter of the quartz pipe, and the capillary is a thin tube having an outer diameter smaller than the inner diameter of the quartz pipe. The attenuating substance that attenuates the propagating light is a substance that attenuates the light propagating through the optical fiber by absorption or the like, and examples thereof include metals. The light-attenuating rod or the light-attenuating capillary containing the attenuating substance is a rod or a capillary in which the attenuating substance is added to quartz, or the attenuation substance itself is in the form of a rod or a capillary. Note that a substance other than quartz may be added to the quartz pipe, the quartz rod, and the quartz capillary.
[0014]
The predetermined range in the vicinity of the quartz rod or quartz capillary serving as the core is defined as a range within a radius of 6r from the central axis of the quartz rod or quartz capillary, where r is the diameter of the quartz rod or quartz capillary. And preferably within a radius of 4r.
[0015]
According to the manufacturing method of the first aspect, it is easy to arrange the light attenuating substance at an arbitrary position in the cross section of the optical fiber, particularly to arrange the light attenuating substance near the core. Therefore, an optical fiber polarizer, a polarization maintaining fiber, or the like having desired characteristics in the optical fiber itself can be easily manufactured to the characteristics as designed. For example, if an optical fiber polarizer is used, the size can be reduced, and characteristics such as a wavelength range can be freely adjusted. Since the production is easy and the yield is good, the production cost can be made very low as compared with other conventional production methods. Further, a method of arranging at least one of a quartz rod or a capillary serving as a core and a quartz rod or a quartz capillary serving as a clad and a light attenuation rod or a light attenuation capillary at a desired position and packing the light attenuation rod or the light attenuation capillary into a quartz pipe hole includes, for example, quartz. A method of packing each rod and capillary in order according to a predetermined arrangement in a pipe, and a method of packing at least one of a rod and a capillary serving as a clad closely into a quartz pipe, and then serving as a core and a light attenuation portion A method in which only the respective rods or capillaries are substituted can be used. The quartz pipe may be filled with a material other than the core, the clad, and the rod or capillary serving as the light attenuation portion.
[0016]
Next, according to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the light-attenuating rod or the light-attenuating capillary is arranged non-axisymmetrically (when rotated by 90 degrees) with respect to the core in the base material cross section.
[0017]
Here, non-axisymmetric (when rotated by 90 degrees) with respect to the core in the base material cross section means that the arrangement before rotation of the optical attenuation rod or the optical attenuation capillary when the optical fiber is rotated by 90 degrees with the core as the rotation axis. And the arrangement after rotation is different and does not overlap.
[0018]
According to the manufacturing method of the second aspect, in the light propagating through the optical fiber, only one of the two polarized lights whose polarization planes are orthogonal to each other is attenuated, and the other is propagated without being attenuated. An optical fiber polarizer that emits only linearly polarized light can be reliably and easily manufactured.
[0019]
Next, according to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the attenuating substance is a metal.
[0020]
According to the manufacturing method of the third aspect, an optical fiber can be easily manufactured at low cost. As the metal as the attenuating substance, Cu, Ni, Al, Co, Fe, Sn, Ag, Au and the like can be preferably mentioned.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0022]
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows an end face of an optical fiber preform 1 according to the present embodiment. The base material 1 is such that a core rod 3, clad rods 5, 5,... And light attenuation rods 4, 4 are packed in a hole of a quartz pipe 2 in parallel with the central axis of the quartz pipe 2. Hereinafter, a method of manufacturing the preform 1 and an optical fiber manufactured from the preform 1 will be described.
[0023]
First, a large-diameter quartz pipe 2 is prepared (preparation step). Here, the quartz pipe 2 is a quartz cylinder having a hole with a circular cross section and an inner diameter of about 2/3 of the outer diameter. The quartz pipe 2 is obtained by subjecting a quartz cylinder to drilling.
[0024]
Next, the rods 3, 4, and 5 are packed in the quartz pipe 2 to prepare the base material 1 (base material preparation step). The rods 3, 4, and 5 are all small cylinders having the same diameter, and the diameter is about 1/20 of the outer diameter of the quartz pipe 2. Among these, the core rod 3 is made of quartz doped with Ge so that the relative refractive index difference becomes about 0.3%, and the light attenuation rods 4, 4 are made of quartz doped with 25,000 ppm of Al. The clad rods 5, 5,... Are made of quartz. Each of the rods 3, 4, and 5 is obtained by heating and stretching a quartz bar or a Ge or Al-doped quartz bar manufactured by a known manufacturing method to a desired diameter. Here, the core rod 3 is arranged on the central axis of the quartz pipe 2, the two light attenuation rods 4, 4 are arranged adjacent to and adjacent to the core rod 3, and the cladding rods 5, 5, , ... are filled. Therefore, assuming that the diameter of the core rod 3 is r, the light attenuation rods 4 and 4 are arranged within a radius 2r from the center axis of the core rod. There are 136 clad rods 5, 5,... The arrangement of the rods 3, 4, 5 is such that the light attenuating rods 4, 4 are non-axially symmetric with respect to the core rod 3 (when rotated 90 degrees) in the cross section of the base material 1.
[0025]
Next, the base material 1 is stretched by heating (heating stretching step). At this time, one end face of the base material 1 is sealed and the other end face is connected to a vacuum pump to discharge air existing in gaps between the rods 3, 4, 5 and the inner wall of the quartz pipe 2. The preform 1 whose interior is evacuated in this manner is heated and melted in a furnace and stretched to obtain an optical fiber 11 as shown in FIG.
[0026]
In the optical fiber 11 manufactured in this manner, a portion (attenuating portion 14) containing Al for attenuating transmission light is arranged adjacent to one side of the core 13 in the cross section of the fiber (the core in the figure). 13). Therefore, in this figure, light whose polarization plane is in the vertical direction is attenuated during transmission by the attenuator 14, and light whose polarization plane is in the horizontal direction (parallel to the attenuator 14) is not attenuated by the attenuator 14. Therefore, the optical fiber 11 is an optical fiber polarizer that emits polarized light having a horizontal polarization plane.
[0027]
According to the method of manufacturing the optical fiber 11 of the present embodiment, the base material 1 can be manufactured by filling the quartz pipe 2 with the various rods 3, 4, and 5 in a predetermined arrangement, and the base material 1 can be heated and drawn. Thus, an optical fiber polarizer can be easily manufactured. In the optical fiber preform 1 of the present embodiment, the core rod 3 is disposed at the position of the central axis of the quartz pipe 2, and two light attenuation rods 4, 4 are arranged adjacent to each other beside the core rod 3, and the rest is a clad rod 5. , 5,... Can be manufactured in a short time, and an optical fiber polarizer can be manufactured at low cost. In addition, since the rods 3, 4, and 5 can be easily manufactured at low cost, an inexpensive optical fiber polarizer can be obtained.
[0028]
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a diagram illustrating an end surface of the optical fiber preform 1 according to the second embodiment. The base material 1 of the present embodiment is the same as the first embodiment except that two light attenuating rods 4 and 4 are arranged one by one with the core rod 3 interposed therebetween. Will be described.
[0029]
In the method for manufacturing an optical fiber according to the present embodiment, first, a core rod 3 is arranged on the central axis of a quartz pipe 2, and light attenuating rods 4 are arranged on both sides (right and left in the figure) one by one. The remaining portion in the quartz pipe 2 is filled with clad rods 5, 5,. Thus, the base material 1 is manufactured. The base material 1 is heated and drawn to form an optical fiber. The material and manufacturing method of each component are the same as in the first embodiment.
[0030]
The optical fiber manufactured from the optical fiber preform 1 according to the second embodiment is an optical fiber polarizer that transmits only light whose polarization plane is up and down without being attenuated, contrary to the first embodiment. .
[0031]
The operation and effect of the optical fiber manufacturing method according to the present embodiment are the same as those of the first embodiment.
[0032]
(Embodiment 3)
FIG. 4 is a diagram illustrating an end surface of the optical fiber preform 1 according to the third embodiment. The base material 1 of the present embodiment is the same as the embodiment 2 except that two light attenuating rods 4, 4,... Are arranged on both sides of the core rod 3, respectively. Will be described.
[0033]
In the method of manufacturing an optical fiber according to the present embodiment, first, the core rod 3 is arranged on the central axis of the quartz pipe 2, and two light attenuation rods 4, 4,... . The remaining portion in the quartz pipe 2 is filled with clad rods 5, 5,. Thus, the base material 1 is manufactured. The base material 1 is heated and drawn to form an optical fiber. The material and manufacturing method of each component are the same as in the first embodiment.
[0034]
The optical fiber manufactured from the optical fiber preform 1 according to the present embodiment is an optical fiber polarizer that transmits only light having a horizontal polarization plane without attenuation, as in the first embodiment.
[0035]
According to the method of manufacturing an optical fiber of the present embodiment, two light attenuating rods 4, 4,... Are arranged on both sides of the core rod 3, so that the extinction ratio per unit length of the optical fiber is increased. As a result, the required performance as a polarizer can be exhibited with a short fiber length, so that the loss of transmitted light can be reduced. Other functions and effects are the same as those of the first embodiment.
[0036]
(Embodiment 4)
FIG. 5 is a diagram illustrating an end face of the optical fiber preform 1 according to the fourth embodiment. The base material 1 of the present embodiment is the same as the first embodiment except that twelve light attenuating rods 4, 4,... The differences from the first embodiment will be described.
[0037]
In the method of manufacturing an optical fiber according to the present embodiment, first, a core rod 3 is disposed on the central axis of a quartz pipe 2 and twelve light attenuating rods 4, 4,. Arranged in parallel to each other. The remaining portion in the quartz pipe 2 is filled with clad rods 5, 5,. Thus, the base material 1 is manufactured. The base material 1 is heated and drawn to form an optical fiber. The material and manufacturing method of each component are the same as in the first embodiment.
[0038]
The optical fiber manufactured from the optical fiber preform 1 according to the present embodiment is an optical fiber polarizer that transmits only light having a horizontal polarization plane without attenuation, as in the first embodiment.
[0039]
According to the optical fiber manufacturing method of the present embodiment, the twelve light attenuating rods 4, 4,... Are arranged on both sides of the core rod 3 in a straight line parallel to each other. Since the extinction ratio per hit can be increased and the capability as a necessary polarizer can be exhibited with a short fiber length, the loss of transmission light can be reduced. In addition, since the light attenuating portion extends long on a straight line, it is easy to confirm from the side of the optical fiber, and when connecting two optical fibers, the directions of the polarization planes can be easily matched. Other functions and effects are the same as those of the first embodiment.
[0040]
(Embodiment 5)
FIG. 6 is a diagram illustrating an end face of the optical fiber preform 1 according to the fifth embodiment. The base material 1 of the present embodiment differs from that of the first embodiment in that ten light attenuating rods 4, 4,... Are arranged on both sides of the core rod 3 so as to form an equilateral triangle with one side parallel to each other. Since they are the same, points different from the first embodiment will be described.
[0041]
In the method for manufacturing an optical fiber according to the present embodiment, first, a core rod 3 is disposed on the central axis of a quartz pipe 2 and ten light attenuating rods 4, 4,. And arrange them. The two regular triangles are arranged such that sides adjacent to the core rod 3 are parallel to each other. The remaining portion in the quartz pipe 2 is filled with clad rods 5, 5,. Thus, the base material 1 is manufactured. The base material 1 is heated and drawn to form an optical fiber. The material and manufacturing method of each component are the same as in the first embodiment.
[0042]
The optical fiber manufactured from the optical fiber preform 1 according to the present embodiment is an optical fiber polarizer that transmits only light having a horizontal polarization plane without attenuation, as in the first embodiment.
[0043]
According to the manufacturing method of the optical fiber of the present embodiment, ten light attenuating rods 4, 4,... Are arranged on both sides of the core rod 3 so as to form an equilateral triangle with one side parallel to each other. Since the extinction ratio per unit length of the fiber can be increased and the necessary function as a polarizer can be exhibited with a short fiber length, the loss of transmission light can be reduced. Other functions and effects are the same as those of the first embodiment.
[0044]
(Embodiment 6)
FIG. 7 is a diagram illustrating an end face of the optical fiber preform 1 according to the sixth embodiment. In the base material 1 of the present embodiment, three light attenuating rods 4, 4,... Are respectively arranged on both sides of the core rod 3 with the clad rods 5, 5 being sandwiched between the core rod 3 and the core rod 3. The other points are the same as those of the first embodiment, and therefore, the differences from the first embodiment will be described.
[0045]
In the method for manufacturing an optical fiber according to the present embodiment, first, a core rod 3 is arranged on a central axis of a quartz pipe 2, and six clad rods 5, 5,... Are arranged around the core rod 3 to form a hexagon. Three light attenuation rods 4, 4,... Are arranged linearly on both sides of the hexagon (up and down in the figure). At this time, assuming that the diameter of the core rod 3 is r, the light attenuation rods 4, 4,... Are all disposed within a radius 3r from the center axis of the core rod 3. The remaining portion in the quartz pipe 2 is filled with clad rods 5, 5,. Thus, the base material 1 is manufactured. The base material 1 is heated and drawn to form an optical fiber. The material and manufacturing method of each component are the same as in the first embodiment.
[0046]
The optical fiber manufactured from the optical fiber preform 1 according to the present embodiment is an optical fiber polarizer that transmits only light having a horizontal polarization plane without attenuation, as in the first embodiment. Further, since one clad rod 5 is disposed between the light attenuation rods 4, 4, 4 and the core rod 3, the mode field diameter and the extinction ratio can both be adjusted to appropriate values. The propagation loss of the propagation polarization can be reduced.
[0047]
According to the method for manufacturing an optical fiber of the present embodiment, three optical attenuation rods 4, 4,... Are arranged on both sides of the core rod 3 with the clad rod 5 being interposed therebetween. Since the extinction ratio per unit length can be increased and the capability as a necessary polarizer can be exhibited with a short fiber length, the loss of transmission light can be reduced. At the same time, the balance with the mode field diameter can be maintained to reduce the propagation loss. Other functions and effects are the same as those of the first embodiment.
[0048]
(Embodiment 7)
FIG. 8 is a diagram illustrating an end face of the optical fiber preform 1 according to the seventh embodiment. In the base material 1 of the present embodiment, four light attenuating rods 4, 4,... Are arranged adjacent to the core rod 3, and five light attenuating rods 4, 4,. This is the same as the first embodiment except that the cladding rods are interposed between five layers.
[0049]
The optical fiber manufactured from the optical fiber preform 1 according to the present embodiment is an optical fiber polarizer that transmits only light having a horizontal polarization plane without attenuation, as in the first embodiment. Further, since the cladding rods 5 are arranged one layer between the five light attenuation rods 4, 4,... On one side and the core rod 3, both the mode field diameter and the extinction ratio become appropriate values. And the propagation loss of the propagation polarized light can be reduced. Other operational effects of the optical fiber manufacturing method of the present embodiment are the same as those of the first embodiment.
[0050]
(Embodiment 8)
FIG. 9 is a diagram illustrating an end surface of the optical fiber preform 1 according to the eighth embodiment. The base material 1 of the present embodiment is the same as the first embodiment except that one large light attenuation rod (square member) 7 having a rectangular cross section is disposed between the core rod 3 and the cladding rod 5 for one layer. It is. The light attenuating rod 7 has a rectangular long section whose cross section is about 5 times the diameter of the clad rod 5, whose short side is about 2.5 times, and whose long side faces the core rod 3. In the present embodiment, assuming that the diameter of the core rod 3 is r, the light attenuation rod 7 is within a radius 5r from the central axis of the core rod 3.
[0051]
The optical fiber manufactured from the optical fiber preform 1 according to the present embodiment is an optical fiber polarizer that transmits only light having a horizontal polarization plane without attenuation, as in the first embodiment. Further, since only one light attenuation rod 7 is used, the production of the base material 1 can be facilitated. Other operational effects of the optical fiber manufacturing method of the present embodiment are the same as those of the first embodiment.
[0052]
(Embodiment 9)
FIG. 10 is a diagram illustrating an end face of the optical fiber preform 1 according to the ninth embodiment. The base material 1 of the present embodiment is different from the core rod 3 in that three cladding rods 5 are sandwiched between the core rod 3 and three large-diameter light attenuation rods 8, 8, 8 are linearly arranged adjacent to each other. This is the same as the first embodiment. The diameter of the light attenuation rod 8 is about 1.5 times the diameter of the clad rod 5.
[0053]
The optical fiber manufactured from the optical fiber preform 1 according to the present embodiment is an optical fiber polarizer that transmits only light having a horizontal polarization plane without attenuation, as in the first embodiment. Further, the function of about five small diameter light attenuating rods 4 is exhibited only by using three large diameter light attenuating rods 8, so that the base material 1 can be easily manufactured. Other operational effects of the optical fiber manufacturing method of the present embodiment are the same as those of the first embodiment.
[0054]
(Embodiment 10)
FIG. 11 is a diagram illustrating an end face of the optical fiber preform 1 according to the tenth embodiment. In the preform 1 of the present embodiment, marking rods 6, 6 for connecting fibers are arranged near the outermost layer of the cladding rods 5, 5,. The number of the marking rods 6, 6 is two, and they are arranged symmetrically with respect to the core rod 3. The marking rods 6 and 6 are made of quartz doped with Ge, B, or the like so that they can be visually observed from the side when an optical fiber is used. And at a position sufficiently distant from the core rod 3 (a position sandwiching three or more clad rods 5).
[0055]
The optical fiber manufactured from the optical fiber preform 1 according to the present embodiment has, in addition to the operation and effect of the second embodiment, a simple adjustment of the direction of the plane of polarization of the propagating light when connecting the optical fibers. , Fiber connection time can be reduced, and costs can be reduced.
[0056]
(Embodiment 11)
FIG. 12 is a diagram illustrating an end surface of the optical fiber preform 1 according to the eleventh embodiment. In the base material 1 of the present embodiment, the two clad rods 5 and 5 adjacent to the core rod 3 of the base material 1 of the third embodiment and sandwiching the core rod 3 are replaced with capillaries 21 and 21 having the same diameter as these. Things. The manufacturing method is the same as that of the third embodiment except that the capillaries 21 and 21 are used instead of the clad rods 5 and 5. The capillaries 21 and 21 can be manufactured by a method of heating and stretching a quartz pipe.
[0057]
In the optical fiber manufactured from the optical fiber preform 1 according to the present embodiment, the holes derived from the capillaries 21 and 21 function to confine the light, so that the polarization plane takes out only the vertically polarized light at a short distance. be able to.
[0058]
According to the method for manufacturing an optical fiber of the present embodiment, the capillaries 21 and 21 are arranged on both sides of the core rod 3, so that the pores derived therefrom confine the light to form a polarizer that functions at a short distance. be able to. It is also easy to manufacture.
[0059]
(Embodiment 12)
FIG. 13 is a diagram illustrating an end face of the optical fiber preform 1 according to the twelfth embodiment. The preform 1 of the present embodiment is composed of two clad rods 5, 5 adjacent to the core rod 3 of the preform 1 of Embodiment 6 and parallel to the two rows of light attenuation rods 4, 4,. Are replaced with capillaries 21 and 21 having the same diameter as these. The manufacturing method is the same as that of the sixth embodiment except that the capillaries 21 and 21 are used instead of the clad rods 5 and 5. Note that the capillaries 21 and 21 can be manufactured by a method of heating and stretching a quartz pipe as in the eleventh embodiment.
[0060]
In the optical fiber manufactured from the optical fiber preform 1 according to the present embodiment, the holes derived from the capillaries 21 and 21 function to confine the light, so that the polarization plane takes out only the vertically polarized light at a short distance. be able to.
[0061]
According to the method for manufacturing an optical fiber of the present embodiment, the capillaries 21 and 21 are arranged on both sides of the core rod 3, so that the pores derived therefrom confine the light to form a polarizer that functions at a short distance. be able to. It is also easy to manufacture.
[0062]
(Embodiment 13)
FIG. 14 is a diagram illustrating an end surface of the optical fiber preform 1 according to the thirteenth embodiment. The preform 1 of the present embodiment is obtained by disposing the two capillaries 22 and 22 of the preform 1 of the eleventh embodiment not at a position adjacent to the core rod 3 but with the clad rod 5 interposed therebetween. It is. The capillaries 22 and 22 of the present embodiment have a larger hole diameter than the capillaries 21 and 21 of the eleventh embodiment. The manufacturing method is the same as that of the eleventh embodiment.
[0063]
In the optical fiber manufactured from the optical fiber preform 1 according to the present embodiment, although the cladding rods 5 and 5 are inserted between the capillaries 22 and 22 and the core rod 3, the degree of light confinement is reduced. Due to the large hole diameter of 22, the degree of light confinement is higher than that of the case where the small diameter capillaries 21 and 21 are used at the same position. The operation and effect of this embodiment are almost the same as those of the eleventh embodiment.
[0064]
(Embodiment 14)
FIG. 15 is a diagram illustrating an end surface of the optical fiber preform 1 according to the fourteenth embodiment. The base material 1 of the present embodiment is obtained by disposing the two capillaries 22, 22 of the base material 1 of the twelfth embodiment not at a position adjacent to the core rod 3 but with a clad rod 5 interposed between the core rod 3 and the core. It is. The capillaries 22 and 22 of the present embodiment have a larger hole diameter than the capillaries 21 and 21 of the eleventh embodiment. The manufacturing method is the same as that of the twelfth embodiment.
[0065]
In the optical fiber manufactured from the optical fiber preform 1 according to the present embodiment, although the cladding rods 5 and 5 are inserted between the capillaries 22 and 22 and the core rod 3, the degree of light confinement is reduced. Due to the large hole diameter of 22, the degree of light confinement is higher than that of the case where the small diameter capillaries 21 and 21 are used at the same position. The operation and effect of this embodiment are almost the same as those of the twelfth embodiment.
[0066]
(Embodiment 15)
FIG. 16 is a diagram illustrating an end face of the optical fiber preform 1 according to the fifteenth embodiment. In the base material 1 of the present embodiment, the four light attenuating rods 4, 4,... Of the base material 1 of the eleventh embodiment are used as capillaries 21, 21,. 4 is replaced. The manufacturing method is the same as that of the eleventh embodiment.
[0067]
The operation and effect of this embodiment are almost the same as those of the eleventh embodiment except that the function of confining light is stronger and the function of attenuating light is weaker than that of the eleventh embodiment.
[0068]
(Embodiment 16)
FIG. 17 is a diagram illustrating an end surface of the optical fiber preform 1 according to the sixteenth embodiment. The base material 1 of the present embodiment has the same overall shape as the previous embodiments, but differs in the arrangement of the rods and capillaries.
[0069]
In the base material 1 of the present embodiment, the core rod 3 is arranged on the central axis of the quartz pipe 2, the clad rods 5 and 5 are arranged on both left and right sides thereof, and the core rod 3 and the clad rods 5 and 5 are arranged beside them. The light attenuation rods 4 and 4 are arranged so as to be linear. Capillaries 21, 21,... Are arranged above and below the core rod 3, the cladding rods 5, 5, and the light attenuation rods 4, 4, respectively, in two rows. Of the two rows, the row near the core rod is composed of four capillaries 21, 21,... Adjacent to the rods 3, 5, 4, and the other row is five capillaries 21, 21,. , ... The remaining portion in the quartz pipe 2 hole is filled with clad rods 5, 5,.
[0070]
The preform 1 of this embodiment is manufactured in the same manner as in the first embodiment, and is similarly made into an optical fiber. In this optical fiber, polarized light whose polarization plane is in the vertical direction in this figure is strongly confined, and polarized light whose polarization plane is in the horizontal direction is attenuated.
[0071]
(Other embodiments)
The embodiments described so far are examples, and the present invention is not limited to these examples. The inner diameter of the quartz pipe 2 may be larger or smaller, and the shape of the hole may be a polygon such as a hexagon or an ellipse other than a circular cross section. The core rod 3, the clad rod 5, the light attenuation rods 4, 7, 8 and the capillaries 21, 22 may have different diameters or cross-sectional shapes, and may have a larger diameter or a smaller diameter. F, B, Er or the like may be added to the core rod 3 or the clad rod 5. The light attenuating rods 4, 7, and 8 may be formed by adding any metal such as Ni, Cr, Cu, Ag, and Co in addition to Al, or by adding two or more kinds, and transmitting the concentration. There is no particular limitation as long as the light can be attenuated. Further, the light attenuation rods 4, 7, 8 may be made of metal itself, or a quartz tube having a hole filled with metal may be used. The arrangement of the light attenuation rods 4, 7, and 8 in the base material 1 is not particularly limited. For example, in the sixth embodiment, the cladding rod 5 may be interposed between the core rod 3 and the light attenuation rod 4 for two layers. The method of packing the rods 3, 4, 5 and the capillaries 21, 22 into the quartz pipe 2 is not limited. For example, after the cladding rod 5 is first filled in the quartz pipe 2, the core rod 3 and the optical attenuation rod 4, 7, 8 may be inserted while replacing the clad rod 5. Further, in the base material 1, a capillary may be arranged instead of a rod at a portion serving as a core, a clad, and a light attenuation portion. Further, both the light attenuation rods 4, 7, 8 and the light attenuation capillary may be arranged in one base material 1.
[0072]
【The invention's effect】
The present invention is implemented in the form described above, and has the following effects.
[0073]
A quartz pipe is filled with a capillary instead of a core rod, clad rod, and optical attenuation rod or rod to form a base material, which is then drawn by heating to form an optical fiber. An optical fiber having desired characteristics such as a polarizer can be easily and inexpensively manufactured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an end face of an optical fiber preform according to a first embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating an end face of the optical fiber according to the first embodiment.
FIG. 3 is a view showing an end face of an optical fiber preform according to a second embodiment.
FIG. 4 is a view showing an end face of an optical fiber preform according to a third embodiment.
FIG. 5 is a diagram illustrating an end face of an optical fiber preform according to a fourth embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing an end face of an optical fiber preform according to a fifth embodiment.
FIG. 7 is a diagram showing an end face of an optical fiber preform according to a sixth embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing an end face of an optical fiber preform according to a seventh embodiment.
FIG. 9 is a diagram showing an end face of an optical fiber preform according to an eighth embodiment.
FIG. 10 is a diagram showing an end face of an optical fiber preform according to a ninth embodiment.
FIG. 11 is a diagram showing an end face of an optical fiber preform according to a tenth embodiment.
FIG. 12 is a diagram showing an end face of an optical fiber preform according to an eleventh embodiment.
FIG. 13 is a diagram showing an end face of an optical fiber preform according to a twelfth embodiment.
FIG. 14 is a diagram showing an end face of an optical fiber preform according to a thirteenth embodiment.
FIG. 15 is a diagram showing an end face of an optical fiber preform according to a fourteenth embodiment.
FIG. 16 is a diagram showing an end face of an optical fiber preform according to a fifteenth embodiment.
FIG. 17 is a diagram showing an end face of an optical fiber preform according to a sixteenth embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Base material
2 Quartz pipe
3 core rod
4 Light attenuation rod
5,7,8 clad rod
11 Optical fiber
12 clad
13 core
21, 22 Capillary

Claims

A method of manufacturing an optical fiber in which an attenuating substance that attenuates propagating light is disposed near a core,
Preparing a quartz pipe;
A quartz rod or quartz capillary serving as a core is disposed on the central axis of the hole of the quartz pipe, and at least one of the quartz rod and the quartz capillary serving as a clad and light attenuating material containing the attenuating substance are provided in the remainder of the quartz pipe hole. A step of packing a rod or a light-attenuating capillary and preparing a base material by arranging at least one light-attenuating rod or a light-attenuating capillary in a predetermined range near a quartz rod or a quartz capillary serving as the core,
And a step of heating and stretching the preform in the axial direction.

In claim 1,
A method for manufacturing an optical fiber, wherein the light-attenuating rod or the light-attenuating capillary is arranged non-axisymmetrically (when rotated by 90 degrees) with respect to the core in the base material cross section.

In claim 1 or 2,
The method for manufacturing an optical fiber, wherein the attenuation material is a metal.