偏波保持光ファイバ及び光ファイバジャイロ
【課題】 小さい胴径のリールに長い条長で巻き付けた場合にも偏波クロストークの劣化が少ない偏波保持光ファイバとこれを用いた小型で高性能な光ファイバジャイロの提供。
【解決手段】 コアの両側方に一対の応力付与部が設けられ、これらのコアと応力付与部とがクラッドに包囲されてなる波長０．８１〜０．８７μｍで使用される偏波保持光ファイバであって、２ｍの条長で測定されるカットオフ波長が前記使用波長より長く、且つ胴径φ４０ｍｍのリールに１０００ｍ巻いたときの偏波クロストークが−３５ｄＢ／１００ｍ以下である偏波保持光ファイバ。このファイバにおいて、クラッド径７０μｍ〜９０μｍ、被覆外径１６０μｍ〜１８０μｍ、応力付与部の直径２０μｍ〜３５μｍ、応力付与部間の間隔４μｍ〜７μｍ、比屈折率差０．６０〜０．８５％、カットオフ波長０．８５μｍ〜０．９２μｍの範囲であることが好ましい。
【解決手段】 コアの両側方に一対の応力付与部が設けられ、これらのコアと応力付与部とがクラッドに包囲されてなる波長０．８１〜０．８７μｍで使用される偏波保持光ファイバであって、２ｍの条長で測定されるカットオフ波長が前記使用波長より長く、且つ胴径φ４０ｍｍのリールに１０００ｍ巻いたときの偏波クロストークが−３５ｄＢ／１００ｍ以下である偏波保持光ファイバ。このファイバにおいて、クラッド径７０μｍ〜９０μｍ、被覆外径１６０μｍ〜１８０μｍ、応力付与部の直径２０μｍ〜３５μｍ、応力付与部間の間隔４μｍ〜７μｍ、比屈折率差０．６０〜０．８５％、カットオフ波長０．８５μｍ〜０．９２μｍの範囲であることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機などの移動体において該移動体の姿勢や位置を正確に測定するための光ファイバジャイロを作製するために好適な偏波保持光ファイバに関し、特に、長尺ファイバを小さな曲げ径に巻いても特性劣化が少なく、安定した特性を得ることができる偏波保持光ファイバとそれを用いた光ファイバジャイロに関する。
【背景技術】
【０００２】
偏波保持光ファイバは、直線偏波を保持して伝送可能な単一モード光導波路（シングルモードファイバ）である。その典型的な構造を図１に示す。この偏波保持光ファイバ１は、中心のコア２と、該コア２の両側方に配置された一対の応力付与部３ａ，３ｂと、それらを囲むクラッド４とからなっている。この偏波保持光ファイバ１は、光が導波するコア２内に複屈折を誘起するための、互いに分離し、直径方向に対向し、かつ長手方向に延長した応力付与部３ａ，３ｂと呼ばれる１対のガラス領域がこの光導波路ファイバのクラッド４内に配置されている。応力付与部３ａ，３ｂの熱膨張係数は、クラッド４の熱膨張係数と異なっており、またこれらの応力付与部３ａ，３ｂの少なくとも一方の断面寸法が前記コア２の直径よりも大きいことを特徴とするものがよく知られている。この構造の偏波保持光ファイバは、ＰＡＮＤＡ（Polarization-maintaining and absorption reducing）型と呼ばれている。
【０００３】
従来、偏波保持光ファイバは、偏波依存性を有する光部品同士の接続用ファイバとして用いられる他、それ自身光ファイバグレーティングや光ファイバカプラなどの伝送用光部品として加工され、光ファイバ型ジャイロ、光伝送装置および各種計測器等に利用されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
従来の偏波保持光ファイバは、その製造性、品質の安定性、一般的な石英系光導波路ファイバとの接続性などを考慮し、１２５μｍのクラッド外径（以下、クラッド径という。）をもった図１に示すような形状のものが一般的であった。
【０００５】
前述したような特徴を持つ偏波保持光ファイバは、そのプルーフテストレベルに応じてφ６０ｍｍ〜φ４０ｍｍの胴径を持つスプールに巻き付けた後、光伝送部品や各種計測器に実装される。前記胴径は、曲げによる前記ファイバの光学特性やクラッド部に与えられる歪量から考えられる信頼性への影響を考慮して決定される。
【０００６】
光ファイバジャイロなど、小径に巻き込む必要がある偏波保持光ファイバでは、通常のクラッド径１２５μｍにすると、歪を原因とした強度劣化による信頼性劣化の問題がある。そのため、クラッド径を８０μｍにした細径の偏波保持光ファイバも開発されている（例えば、特許文献２，非特許文献１，２参照。）。
【特許文献１】特開昭６３−１０６５１９号公報
【特許文献２】特開２００３−３３７２３８号公報
【非特許文献１】フジクラ技報、第８５号（１９９３年１０月発行）、ｐ１−ｐ９
【非特許文献２】http://www.fibercore.com/06hb-hbg.php (Fibercore社ホームページ)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記非特許文献１には、クラッド径を８０μｍと細径化したジャイロスコープ用偏波保持光ファイバが報告されている。このジャイロスコープ用偏波保持光ファイバは、マイクロベンド損失を抑制するためにコアとクラッドとの間の比屈折率差（以下、単に比屈折率差という。）Δを通常の偏波保持光ファイバより大きくし、モードフィールド径（以下、ＭＦＤという。）を小さくした構造を用いている。
【０００８】
しかしながら、前述したようにＭＦＤを小さくすると、融着接続をした場合の軸ずれによる接続損失が大きくなりやすいという欠点がある。
特許文献２には、この問題を解決するために設計を最適化したファイバ構造が示されている。すなわち、特許文献２には、コアの両側方に一対の応力付与部が設けられ、これらのコア及び応力付与部がクラッドに包囲されてなる偏波保持光ファイバであって、クラッド径が７０〜９０μｍであり、応力付与部の直径が２１〜３２μｍであり、応力付与部間の間隔が６〜１７μｍであり、比屈折率差が０．３〜０．５％である偏波保持光ファイバが開示されている。
【０００９】
さらに光ファイバジャイロ用ファイバとして、Fibercore社からは、カットオフ波長６８０〜７８０ｎｍ、ＭＦＤ４．２μｍのクラッド外径が８０μｍのファイバが提供されている。このファイバを用いて胴径４０ｍｍのスプールに５００ｍ巻いたとき、−２７ｄＢの偏波クロストークが得られているが、更に小さいスプールに長く巻いた場合、偏波クロストークの劣化がある。
【００１０】
本発明は前記事情に鑑みてなされ、小さい胴径のリールに長い条長で巻き付けた場合にも偏波クロストークの劣化が少ない偏波保持光ファイバ及びこの偏波保持光ファイバを用いた小型で高性能な光ファイバジャイロの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するため、本発明は、コアの両側方に一対の応力付与部が設けられ、これらのコアと応力付与部とがクラッドに包囲されてなる波長０．８１〜０．８７μｍで使用される偏波保持光ファイバであって、２ｍの条長で測定されるカットオフ波長が前記使用波長より長く、且つ胴径φ４０ｍｍのリールに１０００ｍ巻いたときの偏波クロストークが−３５ｄＢ／１００ｍ以下であることを特徴とする偏波保持光ファイバを提供する。
【００１２】
また本発明は、コアの両側方に一対の応力付与部が設けられ、これらのコアと応力付与部とがクラッドに包囲されてなる波長０．８１〜０．８７μｍで使用される偏波保持光ファイバであって、クラッド径が７０μｍ〜９０μｍの範囲であり、被覆外径が１６０μｍ〜１８０μｍの範囲であり、応力付与部の直径が２０μｍ〜３５μｍの範囲であり、応力付与部間の間隔が４μｍ〜７μｍの範囲であり、コアとクラッドとの比屈折率差が０．６０〜０．８５％の範囲であり、且つ２ｍの条長で測定されるカットオフ波長が０．８５μｍ〜０．９２μｍの範囲であることを特徴とする偏波保持光ファイバを提供する。
【００１３】
また本発明は、コアの両側方に一対の応力付与部が設けられ、これらのコアと応力付与部とがクラッドに包囲されてなる波長０．８１〜０．８７μｍで使用される偏波保持光ファイバであって、クラッド径が７０μｍ〜９０μｍの範囲であり、被覆外径が１６０μｍ〜１８０μｍの範囲であり、応力付与部の直径が２０μｍ〜３５μｍの範囲であり、応力付与部間の間隔が４μｍ〜７μｍの範囲であり、コアとクラッドとの比屈折率差が０．６０〜０．８５％の範囲であり、２ｍの条長で測定されるカットオフ波長が前記使用波長より長く、且つ胴径φ４０ｍｍのリールに１０００ｍ巻いたときの偏波クロストークが−３５ｄＢ／１００ｍ以下であることを特徴とする偏波保持光ファイバを提供する。
【００１４】
本発明の偏波保持光ファイバにおいて、モード複屈折率が５．５×１０−４〜８．０×１０−４の範囲であり、波長０．８５μｍにおけるＭＦＤが４．０μｍ〜４．４μｍの範囲であることが好ましい。
【００１５】
また本発明は、本発明に係る前記偏波保持光ファイバを胴径６０ｍｍ以下のリールに５００ｍ以上巻いてなることを特徴とする光ファイバジャイロを提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の偏波保持光ファイバは、クラッド径が７０μｍ〜９０μｍ、より好ましくは７７μｍ〜８３μｍと細径化しても、優れた偏波保持特性を有するとともに、２ｍの条長で測定するカットオフ波長が使用波長よりも長いものなので、小さい胴径のリールに長い条長で巻き付けた場合にも偏波クロストーク特性の劣化が少なくなり、より小型で高性能な光ファイバジャイロを提供することができる。
本発明の光ファイバジャイロは、本発明に係る前記偏波保持光ファイバを胴径６０ｍｍ以下のリールに５００ｍ以上巻いてなるものなので、良好な偏波クロストーク特性を持ち、従来品よりも小型にでき、この光ファイバジャイロを搭載した各種機器の小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
まず、本発明者らは、ボビン巻きを行った際の、カットオフ波長（以下、カットオフと略記する場合がある。）の挙動について評価を行った。表１は、カットオフの曲げ径及び曲げ条長依存性を測定した結果である。
【００１８】
【表１】
【００１９】
また、２ｍカットオフと比較したシフト量を図２に示す。
一般的な光ファイバジャイロに使用される巻き条件は、条長が数百ｍ〜１ｋｍ、曲げ径が１５〜４０ｍｍφである。図２中、斜線を付した領域は、曲げ径６０ｍｍφ以下、条長１００ｍ以上の領域を示す。マージンを考慮して一般的な光ファイバジャイロで使用される場合よりもカットオフシフト量が小さめの条件としている。この条件でボビン巻き状態でのカットオフは、少なくとも０．９２５倍以下にシフトすると言える。使用波長８５０ｎｍでのシングルモード動作を曲げ径６０ｍｍφ、条長１００ｍのボビン巻き状態において末端で保証するには、２ｍカットオフは（８５０ｎｍ／０．９２５倍＝）９１９ｎｍ以下となる。
【００２０】
次に、ボビン巻き状態での偏波クロストークについて実験を行った。２ｍカットオフを使用波長より長波長に設定した場合、入射端から一定距離の区間はマルチモード状態で伝送する。高次モード（ＬＰ１１）と基底モード（ＬＰ０１）のモードの結合が生じると偏波クロストークが劣化する。図３に偏波クロストークの長手方向依存性を示す。２ｍカットオフ波長１３８０ｎｍの素線を使用し、巻き径は３００ｍｍ、ファイバの比屈折率差Δは０．３２％とし、波長１３１０ｎｍにおいて測定を行った。図３中「ＭＭ領域」はマルチモード状態で光が伝搬する領域であり、「ＳＭ領域」はシングルモード状態で光が伝搬する領域である。ＭＭ領域の倍程度の条長で高次モードの影響がなくなり、−４５ｄＢ／１００ｍ以下の偏波クロストークが得られた。モード間の結合が殆ど生じていないことを示している。
【００２１】
比屈折率差を変化させたときの、カットオフ波長に対するＭＦＤと曲げ損失の関係を図４に示す。図４に示す結果からわかるように、ＭＦＤを大きくしようとすると比屈折率差Δが下がるため、曲げ損失の影響による偏波クロストーク劣化も顕著になる。従来のように、２ｍカットオフ波長を０．８０μｍ以下にしようとすると、比屈折率差Δを０．６０％に設定する必要がある。ここで、カットオフ波長を０．９２μｍにすると、比屈折率差Δを０．７０％とすることができる。この場合、曲げ損失は１０−９ｄＢ／ｍレベルから１０−１８ｄＢ／ｍレベルまで低くすることができるので、従来よりも小さな径で巻いても曲げ損失に起因する偏波クロストークの劣化を抑えることができる。
【００２２】
以上の結果から、本発明の偏波保持光ファイバにあっては、目標とする比屈折率差Δを０．７０％、目標とするカットオフ波長を０．９０μｍ、ＭＦＤを４．２μｍ〜４．３μｍとした。
【００２３】
図５は、計算により求めた応力付与部間隔、応力付与部直径のモード複屈折率（Ｂ）依存性を示すグラフである。図１に示すようなＰＡＮＤＡ型偏波保持光ファイバの場合、モード複屈折率Ｂは、下記式（１）で表される（P. L. Chu et. al: “Analytical Method for Calculation of Stress and Material Birefringence in Polarization-Maintaining Optical Fiber,” J. of Lightwave Technol. Vol. LT-2, No.5, Oct. 1984）。
【００２４】
【数１】
【００２５】
この式（１）において、Ｂはモード複屈折率であり、Ｅは石英のヤング率であり、Ｃは光弾性係数であり、νはポアソン比であり、α２はクラッド４の熱膨張係数であり、α３は応力付与部３ａ，３ｂの熱膨張係数であり、Ｔは応力付与部３ａ，３ｂの融点と実使用環境温度との差であり、ｄ１は応力付与部３ａ，３ｂの半径であり、ｄ２はコア２の中心と応力付与部３ａ（または３ｂ）の中心との距離であり、ｂはクラッド４の半径である。また、ｒおよびθは、コア２の中心を原点とする偏波保持光ファイバ１内部にある任意の点の座標を示し、ｒ＝０として偏波保持光ファイバ１のモード複屈折率を代表できる。
【００２６】
この式（１）中、下記式（２）
【００２７】
【数２】
【００２８】
で表される因子は、応力付与部３ａ，３ｂの材料により決定することができる。応力付与部３ａ，３ｂの材料は、一般的にＢ２Ｏ３添加石英が用いられており、Ｂ２Ｏ３の添加量は、Ｂ２Ｏ３の断面質量換算で２１質量％以下とすることが望ましい（例えば特開２００２−２１４４６５号公報参照）。このような応力付与部３ａ，３ｂの材料は、経験的に知られている値として、Ｅとして７８３０ｋｇ／ｍｍ２、νとして０．１８６、（α２−α３）Ｔとして１．６９×１０−３という値を用いることにより、一般的な応力付与部３ａ，３ｂの材料を表現することができる。
【００２９】
また、下記式（３）
【００３０】
【数３】
【００３１】
で表される因子は、偏波保持光ファイバ１の構造パラメータにより決定され、モード複屈折率Ｂを大きくするためには、各応力付与部３ａ，３ｂの直径Ｄを大きくし、応力付与部３ａ，３ｂ間の間隔Ｒを小さくすればよいことが分かる。
【００３２】
図５より、本発明の偏波保持光ファイバにおいて、５．５×１０−４以上のモード複屈折率を得るためには、応力付与部直径Ｄを２０μｍ〜３５μｍの範囲、応力付与部間隔Ｒを４〜７μｍの範囲とすることが望ましいといえる。さらにコストや製造制御性を考慮すると、応力付与部直径Ｄは２０μｍ〜２７μｍの範囲とすることが望ましい。
【００３３】
本発明は、コアの両側方に一対の応力付与部が設けられ、これらのコアと応力付与部とがクラッドに包囲されてなる波長０．８１〜０．８７μｍで使用される偏波保持光ファイバであって、２ｍの条長で測定されるカットオフ波長が前記使用波長より長く、且つ胴径φ４０ｍｍのリールに１０００ｍ巻いたときの偏波クロストークが−３５ｄＢ／１００ｍ以下であることを特徴とする偏波保持光ファイバを提供する。
【００３４】
このような偏波保持光ファイバを提供するには、クラッド径を７０μｍ〜９０μｍの範囲、被覆外径を１６０μｍ〜１８０μｍの範囲、応力付与部の直径を２０μｍ〜３５μｍの範囲、応力付与部間の間隔を４μｍ〜７μｍの範囲、コアとクラッドとの比屈折率差を０．６０〜０．８５％の範囲、且つ２ｍの条長で測定されるカットオフ波長を０．８５μｍ〜０．９２μｍの範囲にそれぞれ設定することが望ましい。
【００３５】
本発明の偏波保持光ファイバは、カットオフ波長を使用波長よりも長くすることで、ＭＦＤを大きな値で維持しながら、曲げ損失を低減することができ、１５ｍｍ〜４０ｍｍという小さな曲げ直径で、５００〜１０００ｍの長いファイバを巻き込んでも偏波クロストークの劣化がほとんど無い優れたものとなる。前述した各構造パラメーターが前述した範囲から外れると、ＭＦＤを大きな値で維持しながら、曲げ損失を低減することが困難になり、小さな曲げ直径で長いファイバを巻き込んだ場合に偏波クロストークが劣化してしまう。
【００３６】
本発明の偏波保持光ファイバにおいて、モード複屈折率が５．５×１０−４〜８．０×１０−４の範囲であり、波長０．８５μｍにおけるＭＦＤが４．０μｍ〜４．４μｍの範囲であることが好ましい。
モード複屈折率及びＭＦＤが前記範囲内である偏波保持光ファイバを構成することにより、周辺の光部品と低損失で結合させることができる。
【００３７】
また本発明の光ファイバジャイロは、前述した本発明に係る偏波保持光ファイバを胴径６０ｍｍ以下のリールに５００ｍ以上巻いたことを特徴としている。
このような光ファイバジャイロを用いることで、システム全体の特性を維持したまま、より小型化することが可能である。
【実施例】
【００３８】
図１に示す断面構造のＰＡＮＤＡ型の偏波保持ファイバ１を作製した。この偏波保持ファイバ１は、コア２の両側方の対称位置に一対の応力付与部３ａ，３ｂが設けられ、これらコア２及び応力付与部３ａ，３ｂとがクラッド４で包囲された構造になっている。コア２には、クラッド４より屈折率が高い材料が用いられ、応力付与部３ａ，３ｂには、コア２及びクラッド４より熱膨張係数の大きい材料が用いられる。これらの材料としては、従来のＰＡＮＤＡ型偏波保持ファイバに用いられている材料であれば、いずれのものを用いてもよいが、例えば、コア２としてはＧｅＯ２を添加（ドープ）した石英ガラス（ＧｅＯ２添加石英ガラス）を用い、各応力付与部３ａ，３ｂとしてはＢ２Ｏ３の断面質量換算で１７〜２１質量％程度ドープしたＢ２Ｏ３−ＳｉＯ２ガラスを用い、クラッド４としては純石英ガラス（ＳｉＯ２）を用いる構成が例示される。
【００３９】
［実施例１］
偏波保持光ファイバの作製にあたっては、まず、比屈折率差Δが０．７０％となるように、ＧｅＯ２添加石英ガラスからなるコア部と純石英ガラスからなるクラッド部とを有するＶＡＤ母材を用意した。次いで、所定のカットオフ波長が得られるように外周に石英ガラスを堆積させ焼結して、ＰＡＮＤＡ型偏波保持光ファイバのコアクラッド母材を得た。次いで、このコアクラッド母材のコア部の両側に、所定の位置及び直径となるように超音波ドリルで孔をあけ、この孔の内表面を研削及び研磨して鏡面化することにより、孔開き母材を製造した。
別途、ＭＣＶＤ法を用いて偏波保持光ファイバの応力付与部となるＢ２Ｏ３−ＳｉＯ２ガラス製の応力付与部材を製造した。
この応力付与部材を、前記孔開き母材に挿入し、線引き炉にて加熱し、クラッド径８０μｍになるように線引きして偏波保持光ファイバを製造した。さらに線引き後の光ファイバ裸線に対して、２層の紫外線硬化型アクリレート樹脂を被覆し、光ファイバ素線を得た。この際、１層目被覆径は約１２５μｍとし、２層目被覆径は約１７０μｍとした。得られた偏波保持光ファイバ（Ｎｏ．１）の構造パラメータ及び光学特性を測定した。その結果を表２に示す。
【００４０】
【表２】
【００４１】
本実施例の偏波保持光ファイバ（Ｎｏ．１）は、２ｍで測定したカットオフ波長が０．９０μｍであったが、φ６０ｍｍの胴径を有するリールに１０ｍ巻いた時点で、カットオフ波長は０．８５μｍとなり、１０ｍ以上でφ６０ｍｍよりも小さなリールに巻き込んで使用する場合は、０．８５μｍにおいてシングルモードとなることが確認された。そしてφ６０ｍｍのリールに１０００ｍ巻いたときの偏波クロストークは−３９ｄＢ／１００ｍと良好であった。
【００４２】
［実施例２］
偏波保持光ファイバの作製にあたっては、まず、比屈折率差Δが０．６５％となるように、ＧｅＯ２添加石英ガラスからなるコア部と純石英ガラスからなるクラッド部とを有するＶＡＤ母材を用意した。次いで、所定のカットオフ波長が得られるように外周に石英ガラスを堆積させ焼結して、ＰＡＮＤＡ型偏波保持光ファイバのコアクラッド母材を得た。次いで、このコアクラッド母材のコア部の両側に、所定の位置及び直径となるように超音波ドリルで孔をあけ、この孔の内表面を研削及び研磨して鏡面化することにより、孔開き母材を製造した。
別途、ＭＣＶＤ法を用いて偏波保持光ファイバの応力付与部となるＢ２Ｏ３−ＳｉＯ２ガラス製の応力付与部材を製造した。
この応力付与部材を、前記孔開き母材に挿入し、線引き炉にて加熱し、クラッド径８０μｍになるように線引きして偏波保持光ファイバを製造した。さらに線引き後の光ファイバ裸線に対して、２層の紫外線硬化型アクリレート樹脂を被覆し、光ファイバ素線を得た。この際、１層目被覆径は約１２５μｍとし、２層目被覆径は約１７０μｍとした。得られた偏波保持光ファイバ（Ｎｏ．２）の構造パラメータ及び光学特性を測定した。その結果を表３に示す。
【００４３】
【表３】
【００４４】
本実施例の偏波保持光ファイバ（Ｎｏ．２）は、２ｍで測定したカットオフ波長が０．９０μｍであったが、φ４０ｍｍの胴径を有するリールに１０ｍ巻いた時点で、カットオフ波長は０．８３μｍとなり、数ｍでφ４０ｍｍよりも小さなリールに巻き込んで使用する場合は、０．８５μｍにおいてシングルモードとなることが確認された。そしてφ４０ｍｍのリールに１０００ｍ巻いたときの偏波クロストークは−３８ｄＢ／１００ｍと良好であった。
【００４５】
［比較例］
比屈折率差Δが０．６０％となるように、ＧｅＯ２添加石英ガラスからなるコア部と純石英ガラスからなるクラッド部とを有するＶＡＤ母材を用意した。次いで、所定のカットオフ波長が得られるように外周に石英ガラスを堆積させ焼結して、ＰＡＮＤＡ型偏波保持光ファイバのコアクラッド母材を得た。次いで、このコアクラッド母材のコア部の両側に、所定の位置及び直径となるように超音波ドリルで孔をあけ、この孔の内表面を研削及び研磨して鏡面化することにより、孔開き母材を製造した。
別途、ＭＣＶＤ法を用いて偏波保持光ファイバの応力付与部となるＢ２Ｏ３−ＳｉＯ２ガラス製の応力付与部材を製造した。
この応力付与部材を、前記孔開き母材に挿入し、線引き炉にて加熱し、クラッド径８０μｍになるように線引きして偏波保持光ファイバを製造した。さらに線引き後の光ファイバ裸線に対して、２層の紫外線硬化型アクリレート樹脂を被覆し、光ファイバ素線を得た。この際、１層目被覆径は約１２５μｍとし、２層目被覆径は約１７０μｍとした。得られた偏波保持光ファイバ（Ｎｏ．３）の構造パラメータ及び光学特性を測定した。その結果を表４に示す。
【００４６】
【表４】
【００４７】
比較例の偏波保持光ファイバ（Ｎｏ．３）は、２ｍで測定したカットオフ波長でも０．８２μｍなので条長、巻き方によるカットオフ波長のシフトは問題にしなくてもよいが、曲げ損失が本発明のファイバよりも高いため、φ４０ｍｍのリールに１０００ｍ巻いたときの偏波クロストークは−２６ｄＢ／１００ｍ程度まで劣化した。
なお、表２〜表４中で「損失」は、各光ファイバを曲げ損失の生じない大きな径で巻いたときの損失であり、また「曲げ損失」はある小さな径（２Ｒ＝２０ｍｍ）に巻いたときに生じる損失である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】偏波保持光ファイバの断面図である。
【図２】ボビン巻き状態のカットオフの２ｍカットオフに対するシフト量を示すグラフである。
【図３】偏波クロストークの長手方向依存性を示すグラフである。
【図４】比屈折率差を変化させたときの、ＭＦＤとカットオフ波長の関係を示すグラフである。
【図５】応力付与部間隔、応力付与部直径のモード複屈折率依存性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４９】
１…偏波保持光ファイバ、２…コア、３ａ，３ｂ…応力付与部、４…クラッド。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機などの移動体において該移動体の姿勢や位置を正確に測定するための光ファイバジャイロを作製するために好適な偏波保持光ファイバに関し、特に、長尺ファイバを小さな曲げ径に巻いても特性劣化が少なく、安定した特性を得ることができる偏波保持光ファイバとそれを用いた光ファイバジャイロに関する。
【背景技術】
【０００２】
偏波保持光ファイバは、直線偏波を保持して伝送可能な単一モード光導波路（シングルモードファイバ）である。その典型的な構造を図１に示す。この偏波保持光ファイバ１は、中心のコア２と、該コア２の両側方に配置された一対の応力付与部３ａ，３ｂと、それらを囲むクラッド４とからなっている。この偏波保持光ファイバ１は、光が導波するコア２内に複屈折を誘起するための、互いに分離し、直径方向に対向し、かつ長手方向に延長した応力付与部３ａ，３ｂと呼ばれる１対のガラス領域がこの光導波路ファイバのクラッド４内に配置されている。応力付与部３ａ，３ｂの熱膨張係数は、クラッド４の熱膨張係数と異なっており、またこれらの応力付与部３ａ，３ｂの少なくとも一方の断面寸法が前記コア２の直径よりも大きいことを特徴とするものがよく知られている。この構造の偏波保持光ファイバは、ＰＡＮＤＡ（Polarization-maintaining and absorption reducing）型と呼ばれている。
【０００３】
従来、偏波保持光ファイバは、偏波依存性を有する光部品同士の接続用ファイバとして用いられる他、それ自身光ファイバグレーティングや光ファイバカプラなどの伝送用光部品として加工され、光ファイバ型ジャイロ、光伝送装置および各種計測器等に利用されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
従来の偏波保持光ファイバは、その製造性、品質の安定性、一般的な石英系光導波路ファイバとの接続性などを考慮し、１２５μｍのクラッド外径（以下、クラッド径という。）をもった図１に示すような形状のものが一般的であった。
【０００５】
前述したような特徴を持つ偏波保持光ファイバは、そのプルーフテストレベルに応じてφ６０ｍｍ〜φ４０ｍｍの胴径を持つスプールに巻き付けた後、光伝送部品や各種計測器に実装される。前記胴径は、曲げによる前記ファイバの光学特性やクラッド部に与えられる歪量から考えられる信頼性への影響を考慮して決定される。
【０００６】
光ファイバジャイロなど、小径に巻き込む必要がある偏波保持光ファイバでは、通常のクラッド径１２５μｍにすると、歪を原因とした強度劣化による信頼性劣化の問題がある。そのため、クラッド径を８０μｍにした細径の偏波保持光ファイバも開発されている（例えば、特許文献２，非特許文献１，２参照。）。
【特許文献１】特開昭６３−１０６５１９号公報
【特許文献２】特開２００３−３３７２３８号公報
【非特許文献１】フジクラ技報、第８５号（１９９３年１０月発行）、ｐ１−ｐ９
【非特許文献２】http://www.fibercore.com/06hb-hbg.php (Fibercore社ホームページ)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記非特許文献１には、クラッド径を８０μｍと細径化したジャイロスコープ用偏波保持光ファイバが報告されている。このジャイロスコープ用偏波保持光ファイバは、マイクロベンド損失を抑制するためにコアとクラッドとの間の比屈折率差（以下、単に比屈折率差という。）Δを通常の偏波保持光ファイバより大きくし、モードフィールド径（以下、ＭＦＤという。）を小さくした構造を用いている。
【０００８】
しかしながら、前述したようにＭＦＤを小さくすると、融着接続をした場合の軸ずれによる接続損失が大きくなりやすいという欠点がある。
特許文献２には、この問題を解決するために設計を最適化したファイバ構造が示されている。すなわち、特許文献２には、コアの両側方に一対の応力付与部が設けられ、これらのコア及び応力付与部がクラッドに包囲されてなる偏波保持光ファイバであって、クラッド径が７０〜９０μｍであり、応力付与部の直径が２１〜３２μｍであり、応力付与部間の間隔が６〜１７μｍであり、比屈折率差が０．３〜０．５％である偏波保持光ファイバが開示されている。
【０００９】
さらに光ファイバジャイロ用ファイバとして、Fibercore社からは、カットオフ波長６８０〜７８０ｎｍ、ＭＦＤ４．２μｍのクラッド外径が８０μｍのファイバが提供されている。このファイバを用いて胴径４０ｍｍのスプールに５００ｍ巻いたとき、−２７ｄＢの偏波クロストークが得られているが、更に小さいスプールに長く巻いた場合、偏波クロストークの劣化がある。
【００１０】
本発明は前記事情に鑑みてなされ、小さい胴径のリールに長い条長で巻き付けた場合にも偏波クロストークの劣化が少ない偏波保持光ファイバ及びこの偏波保持光ファイバを用いた小型で高性能な光ファイバジャイロの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するため、本発明は、コアの両側方に一対の応力付与部が設けられ、これらのコアと応力付与部とがクラッドに包囲されてなる波長０．８１〜０．８７μｍで使用される偏波保持光ファイバであって、２ｍの条長で測定されるカットオフ波長が前記使用波長より長く、且つ胴径φ４０ｍｍのリールに１０００ｍ巻いたときの偏波クロストークが−３５ｄＢ／１００ｍ以下であることを特徴とする偏波保持光ファイバを提供する。
【００１２】
また本発明は、コアの両側方に一対の応力付与部が設けられ、これらのコアと応力付与部とがクラッドに包囲されてなる波長０．８１〜０．８７μｍで使用される偏波保持光ファイバであって、クラッド径が７０μｍ〜９０μｍの範囲であり、被覆外径が１６０μｍ〜１８０μｍの範囲であり、応力付与部の直径が２０μｍ〜３５μｍの範囲であり、応力付与部間の間隔が４μｍ〜７μｍの範囲であり、コアとクラッドとの比屈折率差が０．６０〜０．８５％の範囲であり、且つ２ｍの条長で測定されるカットオフ波長が０．８５μｍ〜０．９２μｍの範囲であることを特徴とする偏波保持光ファイバを提供する。
【００１３】
また本発明は、コアの両側方に一対の応力付与部が設けられ、これらのコアと応力付与部とがクラッドに包囲されてなる波長０．８１〜０．８７μｍで使用される偏波保持光ファイバであって、クラッド径が７０μｍ〜９０μｍの範囲であり、被覆外径が１６０μｍ〜１８０μｍの範囲であり、応力付与部の直径が２０μｍ〜３５μｍの範囲であり、応力付与部間の間隔が４μｍ〜７μｍの範囲であり、コアとクラッドとの比屈折率差が０．６０〜０．８５％の範囲であり、２ｍの条長で測定されるカットオフ波長が前記使用波長より長く、且つ胴径φ４０ｍｍのリールに１０００ｍ巻いたときの偏波クロストークが−３５ｄＢ／１００ｍ以下であることを特徴とする偏波保持光ファイバを提供する。
【００１４】
本発明の偏波保持光ファイバにおいて、モード複屈折率が５．５×１０−４〜８．０×１０−４の範囲であり、波長０．８５μｍにおけるＭＦＤが４．０μｍ〜４．４μｍの範囲であることが好ましい。
【００１５】
また本発明は、本発明に係る前記偏波保持光ファイバを胴径６０ｍｍ以下のリールに５００ｍ以上巻いてなることを特徴とする光ファイバジャイロを提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の偏波保持光ファイバは、クラッド径が７０μｍ〜９０μｍ、より好ましくは７７μｍ〜８３μｍと細径化しても、優れた偏波保持特性を有するとともに、２ｍの条長で測定するカットオフ波長が使用波長よりも長いものなので、小さい胴径のリールに長い条長で巻き付けた場合にも偏波クロストーク特性の劣化が少なくなり、より小型で高性能な光ファイバジャイロを提供することができる。
本発明の光ファイバジャイロは、本発明に係る前記偏波保持光ファイバを胴径６０ｍｍ以下のリールに５００ｍ以上巻いてなるものなので、良好な偏波クロストーク特性を持ち、従来品よりも小型にでき、この光ファイバジャイロを搭載した各種機器の小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
まず、本発明者らは、ボビン巻きを行った際の、カットオフ波長（以下、カットオフと略記する場合がある。）の挙動について評価を行った。表１は、カットオフの曲げ径及び曲げ条長依存性を測定した結果である。
【００１８】
【表１】
【００１９】
また、２ｍカットオフと比較したシフト量を図２に示す。
一般的な光ファイバジャイロに使用される巻き条件は、条長が数百ｍ〜１ｋｍ、曲げ径が１５〜４０ｍｍφである。図２中、斜線を付した領域は、曲げ径６０ｍｍφ以下、条長１００ｍ以上の領域を示す。マージンを考慮して一般的な光ファイバジャイロで使用される場合よりもカットオフシフト量が小さめの条件としている。この条件でボビン巻き状態でのカットオフは、少なくとも０．９２５倍以下にシフトすると言える。使用波長８５０ｎｍでのシングルモード動作を曲げ径６０ｍｍφ、条長１００ｍのボビン巻き状態において末端で保証するには、２ｍカットオフは（８５０ｎｍ／０．９２５倍＝）９１９ｎｍ以下となる。
【００２０】
次に、ボビン巻き状態での偏波クロストークについて実験を行った。２ｍカットオフを使用波長より長波長に設定した場合、入射端から一定距離の区間はマルチモード状態で伝送する。高次モード（ＬＰ１１）と基底モード（ＬＰ０１）のモードの結合が生じると偏波クロストークが劣化する。図３に偏波クロストークの長手方向依存性を示す。２ｍカットオフ波長１３８０ｎｍの素線を使用し、巻き径は３００ｍｍ、ファイバの比屈折率差Δは０．３２％とし、波長１３１０ｎｍにおいて測定を行った。図３中「ＭＭ領域」はマルチモード状態で光が伝搬する領域であり、「ＳＭ領域」はシングルモード状態で光が伝搬する領域である。ＭＭ領域の倍程度の条長で高次モードの影響がなくなり、−４５ｄＢ／１００ｍ以下の偏波クロストークが得られた。モード間の結合が殆ど生じていないことを示している。
【００２１】
比屈折率差を変化させたときの、カットオフ波長に対するＭＦＤと曲げ損失の関係を図４に示す。図４に示す結果からわかるように、ＭＦＤを大きくしようとすると比屈折率差Δが下がるため、曲げ損失の影響による偏波クロストーク劣化も顕著になる。従来のように、２ｍカットオフ波長を０．８０μｍ以下にしようとすると、比屈折率差Δを０．６０％に設定する必要がある。ここで、カットオフ波長を０．９２μｍにすると、比屈折率差Δを０．７０％とすることができる。この場合、曲げ損失は１０−９ｄＢ／ｍレベルから１０−１８ｄＢ／ｍレベルまで低くすることができるので、従来よりも小さな径で巻いても曲げ損失に起因する偏波クロストークの劣化を抑えることができる。
【００２２】
以上の結果から、本発明の偏波保持光ファイバにあっては、目標とする比屈折率差Δを０．７０％、目標とするカットオフ波長を０．９０μｍ、ＭＦＤを４．２μｍ〜４．３μｍとした。
【００２３】
図５は、計算により求めた応力付与部間隔、応力付与部直径のモード複屈折率（Ｂ）依存性を示すグラフである。図１に示すようなＰＡＮＤＡ型偏波保持光ファイバの場合、モード複屈折率Ｂは、下記式（１）で表される（P. L. Chu et. al: “Analytical Method for Calculation of Stress and Material Birefringence in Polarization-Maintaining Optical Fiber,” J. of Lightwave Technol. Vol. LT-2, No.5, Oct. 1984）。
【００２４】
【数１】
【００２５】
この式（１）において、Ｂはモード複屈折率であり、Ｅは石英のヤング率であり、Ｃは光弾性係数であり、νはポアソン比であり、α２はクラッド４の熱膨張係数であり、α３は応力付与部３ａ，３ｂの熱膨張係数であり、Ｔは応力付与部３ａ，３ｂの融点と実使用環境温度との差であり、ｄ１は応力付与部３ａ，３ｂの半径であり、ｄ２はコア２の中心と応力付与部３ａ（または３ｂ）の中心との距離であり、ｂはクラッド４の半径である。また、ｒおよびθは、コア２の中心を原点とする偏波保持光ファイバ１内部にある任意の点の座標を示し、ｒ＝０として偏波保持光ファイバ１のモード複屈折率を代表できる。
【００２６】
この式（１）中、下記式（２）
【００２７】
【数２】
【００２８】
で表される因子は、応力付与部３ａ，３ｂの材料により決定することができる。応力付与部３ａ，３ｂの材料は、一般的にＢ２Ｏ３添加石英が用いられており、Ｂ２Ｏ３の添加量は、Ｂ２Ｏ３の断面質量換算で２１質量％以下とすることが望ましい（例えば特開２００２−２１４４６５号公報参照）。このような応力付与部３ａ，３ｂの材料は、経験的に知られている値として、Ｅとして７８３０ｋｇ／ｍｍ２、νとして０．１８６、（α２−α３）Ｔとして１．６９×１０−３という値を用いることにより、一般的な応力付与部３ａ，３ｂの材料を表現することができる。
【００２９】
また、下記式（３）
【００３０】
【数３】
【００３１】
で表される因子は、偏波保持光ファイバ１の構造パラメータにより決定され、モード複屈折率Ｂを大きくするためには、各応力付与部３ａ，３ｂの直径Ｄを大きくし、応力付与部３ａ，３ｂ間の間隔Ｒを小さくすればよいことが分かる。
【００３２】
図５より、本発明の偏波保持光ファイバにおいて、５．５×１０−４以上のモード複屈折率を得るためには、応力付与部直径Ｄを２０μｍ〜３５μｍの範囲、応力付与部間隔Ｒを４〜７μｍの範囲とすることが望ましいといえる。さらにコストや製造制御性を考慮すると、応力付与部直径Ｄは２０μｍ〜２７μｍの範囲とすることが望ましい。
【００３３】
本発明は、コアの両側方に一対の応力付与部が設けられ、これらのコアと応力付与部とがクラッドに包囲されてなる波長０．８１〜０．８７μｍで使用される偏波保持光ファイバであって、２ｍの条長で測定されるカットオフ波長が前記使用波長より長く、且つ胴径φ４０ｍｍのリールに１０００ｍ巻いたときの偏波クロストークが−３５ｄＢ／１００ｍ以下であることを特徴とする偏波保持光ファイバを提供する。
【００３４】
このような偏波保持光ファイバを提供するには、クラッド径を７０μｍ〜９０μｍの範囲、被覆外径を１６０μｍ〜１８０μｍの範囲、応力付与部の直径を２０μｍ〜３５μｍの範囲、応力付与部間の間隔を４μｍ〜７μｍの範囲、コアとクラッドとの比屈折率差を０．６０〜０．８５％の範囲、且つ２ｍの条長で測定されるカットオフ波長を０．８５μｍ〜０．９２μｍの範囲にそれぞれ設定することが望ましい。
【００３５】
本発明の偏波保持光ファイバは、カットオフ波長を使用波長よりも長くすることで、ＭＦＤを大きな値で維持しながら、曲げ損失を低減することができ、１５ｍｍ〜４０ｍｍという小さな曲げ直径で、５００〜１０００ｍの長いファイバを巻き込んでも偏波クロストークの劣化がほとんど無い優れたものとなる。前述した各構造パラメーターが前述した範囲から外れると、ＭＦＤを大きな値で維持しながら、曲げ損失を低減することが困難になり、小さな曲げ直径で長いファイバを巻き込んだ場合に偏波クロストークが劣化してしまう。
【００３６】
本発明の偏波保持光ファイバにおいて、モード複屈折率が５．５×１０−４〜８．０×１０−４の範囲であり、波長０．８５μｍにおけるＭＦＤが４．０μｍ〜４．４μｍの範囲であることが好ましい。
モード複屈折率及びＭＦＤが前記範囲内である偏波保持光ファイバを構成することにより、周辺の光部品と低損失で結合させることができる。
【００３７】
また本発明の光ファイバジャイロは、前述した本発明に係る偏波保持光ファイバを胴径６０ｍｍ以下のリールに５００ｍ以上巻いたことを特徴としている。
このような光ファイバジャイロを用いることで、システム全体の特性を維持したまま、より小型化することが可能である。
【実施例】
【００３８】
図１に示す断面構造のＰＡＮＤＡ型の偏波保持ファイバ１を作製した。この偏波保持ファイバ１は、コア２の両側方の対称位置に一対の応力付与部３ａ，３ｂが設けられ、これらコア２及び応力付与部３ａ，３ｂとがクラッド４で包囲された構造になっている。コア２には、クラッド４より屈折率が高い材料が用いられ、応力付与部３ａ，３ｂには、コア２及びクラッド４より熱膨張係数の大きい材料が用いられる。これらの材料としては、従来のＰＡＮＤＡ型偏波保持ファイバに用いられている材料であれば、いずれのものを用いてもよいが、例えば、コア２としてはＧｅＯ２を添加（ドープ）した石英ガラス（ＧｅＯ２添加石英ガラス）を用い、各応力付与部３ａ，３ｂとしてはＢ２Ｏ３の断面質量換算で１７〜２１質量％程度ドープしたＢ２Ｏ３−ＳｉＯ２ガラスを用い、クラッド４としては純石英ガラス（ＳｉＯ２）を用いる構成が例示される。
【００３９】
［実施例１］
偏波保持光ファイバの作製にあたっては、まず、比屈折率差Δが０．７０％となるように、ＧｅＯ２添加石英ガラスからなるコア部と純石英ガラスからなるクラッド部とを有するＶＡＤ母材を用意した。次いで、所定のカットオフ波長が得られるように外周に石英ガラスを堆積させ焼結して、ＰＡＮＤＡ型偏波保持光ファイバのコアクラッド母材を得た。次いで、このコアクラッド母材のコア部の両側に、所定の位置及び直径となるように超音波ドリルで孔をあけ、この孔の内表面を研削及び研磨して鏡面化することにより、孔開き母材を製造した。
別途、ＭＣＶＤ法を用いて偏波保持光ファイバの応力付与部となるＢ２Ｏ３−ＳｉＯ２ガラス製の応力付与部材を製造した。
この応力付与部材を、前記孔開き母材に挿入し、線引き炉にて加熱し、クラッド径８０μｍになるように線引きして偏波保持光ファイバを製造した。さらに線引き後の光ファイバ裸線に対して、２層の紫外線硬化型アクリレート樹脂を被覆し、光ファイバ素線を得た。この際、１層目被覆径は約１２５μｍとし、２層目被覆径は約１７０μｍとした。得られた偏波保持光ファイバ（Ｎｏ．１）の構造パラメータ及び光学特性を測定した。その結果を表２に示す。
【００４０】
【表２】
【００４１】
本実施例の偏波保持光ファイバ（Ｎｏ．１）は、２ｍで測定したカットオフ波長が０．９０μｍであったが、φ６０ｍｍの胴径を有するリールに１０ｍ巻いた時点で、カットオフ波長は０．８５μｍとなり、１０ｍ以上でφ６０ｍｍよりも小さなリールに巻き込んで使用する場合は、０．８５μｍにおいてシングルモードとなることが確認された。そしてφ６０ｍｍのリールに１０００ｍ巻いたときの偏波クロストークは−３９ｄＢ／１００ｍと良好であった。
【００４２】
［実施例２］
偏波保持光ファイバの作製にあたっては、まず、比屈折率差Δが０．６５％となるように、ＧｅＯ２添加石英ガラスからなるコア部と純石英ガラスからなるクラッド部とを有するＶＡＤ母材を用意した。次いで、所定のカットオフ波長が得られるように外周に石英ガラスを堆積させ焼結して、ＰＡＮＤＡ型偏波保持光ファイバのコアクラッド母材を得た。次いで、このコアクラッド母材のコア部の両側に、所定の位置及び直径となるように超音波ドリルで孔をあけ、この孔の内表面を研削及び研磨して鏡面化することにより、孔開き母材を製造した。
別途、ＭＣＶＤ法を用いて偏波保持光ファイバの応力付与部となるＢ２Ｏ３−ＳｉＯ２ガラス製の応力付与部材を製造した。
この応力付与部材を、前記孔開き母材に挿入し、線引き炉にて加熱し、クラッド径８０μｍになるように線引きして偏波保持光ファイバを製造した。さらに線引き後の光ファイバ裸線に対して、２層の紫外線硬化型アクリレート樹脂を被覆し、光ファイバ素線を得た。この際、１層目被覆径は約１２５μｍとし、２層目被覆径は約１７０μｍとした。得られた偏波保持光ファイバ（Ｎｏ．２）の構造パラメータ及び光学特性を測定した。その結果を表３に示す。
【００４３】
【表３】
【００４４】
本実施例の偏波保持光ファイバ（Ｎｏ．２）は、２ｍで測定したカットオフ波長が０．９０μｍであったが、φ４０ｍｍの胴径を有するリールに１０ｍ巻いた時点で、カットオフ波長は０．８３μｍとなり、数ｍでφ４０ｍｍよりも小さなリールに巻き込んで使用する場合は、０．８５μｍにおいてシングルモードとなることが確認された。そしてφ４０ｍｍのリールに１０００ｍ巻いたときの偏波クロストークは−３８ｄＢ／１００ｍと良好であった。
【００４５】
［比較例］
比屈折率差Δが０．６０％となるように、ＧｅＯ２添加石英ガラスからなるコア部と純石英ガラスからなるクラッド部とを有するＶＡＤ母材を用意した。次いで、所定のカットオフ波長が得られるように外周に石英ガラスを堆積させ焼結して、ＰＡＮＤＡ型偏波保持光ファイバのコアクラッド母材を得た。次いで、このコアクラッド母材のコア部の両側に、所定の位置及び直径となるように超音波ドリルで孔をあけ、この孔の内表面を研削及び研磨して鏡面化することにより、孔開き母材を製造した。
別途、ＭＣＶＤ法を用いて偏波保持光ファイバの応力付与部となるＢ２Ｏ３−ＳｉＯ２ガラス製の応力付与部材を製造した。
この応力付与部材を、前記孔開き母材に挿入し、線引き炉にて加熱し、クラッド径８０μｍになるように線引きして偏波保持光ファイバを製造した。さらに線引き後の光ファイバ裸線に対して、２層の紫外線硬化型アクリレート樹脂を被覆し、光ファイバ素線を得た。この際、１層目被覆径は約１２５μｍとし、２層目被覆径は約１７０μｍとした。得られた偏波保持光ファイバ（Ｎｏ．３）の構造パラメータ及び光学特性を測定した。その結果を表４に示す。
【００４６】
【表４】
【００４７】
比較例の偏波保持光ファイバ（Ｎｏ．３）は、２ｍで測定したカットオフ波長でも０．８２μｍなので条長、巻き方によるカットオフ波長のシフトは問題にしなくてもよいが、曲げ損失が本発明のファイバよりも高いため、φ４０ｍｍのリールに１０００ｍ巻いたときの偏波クロストークは−２６ｄＢ／１００ｍ程度まで劣化した。
なお、表２〜表４中で「損失」は、各光ファイバを曲げ損失の生じない大きな径で巻いたときの損失であり、また「曲げ損失」はある小さな径（２Ｒ＝２０ｍｍ）に巻いたときに生じる損失である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】偏波保持光ファイバの断面図である。
【図２】ボビン巻き状態のカットオフの２ｍカットオフに対するシフト量を示すグラフである。
【図３】偏波クロストークの長手方向依存性を示すグラフである。
【図４】比屈折率差を変化させたときの、ＭＦＤとカットオフ波長の関係を示すグラフである。
【図５】応力付与部間隔、応力付与部直径のモード複屈折率依存性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４９】
１…偏波保持光ファイバ、２…コア、３ａ，３ｂ…応力付与部、４…クラッド。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアの両側方に一対の応力付与部が設けられ、これらのコアと応力付与部とがクラッドに包囲されてなる波長０．８１〜０．８７μｍで使用される偏波保持光ファイバであって、２ｍの条長で測定されるカットオフ波長が前記使用波長より長く、且つ胴径φ４０ｍｍのリールに１０００ｍ巻いたときの偏波クロストークが−３５ｄＢ／１００ｍ以下であることを特徴とする偏波保持光ファイバ。
【請求項２】
コアの両側方に一対の応力付与部が設けられ、これらのコアと応力付与部とがクラッドに包囲されてなる波長０．８１〜０．８７μｍで使用される偏波保持光ファイバであって、クラッド径が７０μｍ〜９０μｍの範囲であり、被覆外径が１６０μｍ〜１８０μｍの範囲であり、応力付与部の直径が２０μｍ〜３５μｍの範囲であり、応力付与部間の間隔が４μｍ〜７μｍの範囲であり、コアとクラッドとの比屈折率差が０．６０〜０．８５％の範囲であり、且つ２ｍの条長で測定されるカットオフ波長が０．８５μｍ〜０．９２μｍの範囲であることを特徴とする偏波保持光ファイバ。
【請求項３】
コアの両側方に一対の応力付与部が設けられ、これらのコアと応力付与部とがクラッドに包囲されてなる波長０．８１〜０．８７μｍで使用される偏波保持光ファイバであって、クラッド径が７０μｍ〜９０μｍの範囲であり、被覆外径が１６０μｍ〜１８０μｍの範囲であり、応力付与部の直径が２０μｍ〜３５μｍの範囲であり、応力付与部間の間隔が４μｍ〜７μｍの範囲であり、コアとクラッドとの比屈折率差が０．６０〜０．８５％の範囲であり、２ｍの条長で測定されるカットオフ波長が前記使用波長より長く、且つ胴径φ４０ｍｍのリールに１０００ｍ巻いたときの偏波クロストークが−３５ｄＢ／１００ｍ以下であることを特徴とする偏波保持光ファイバ。
【請求項４】
モード複屈折率が５．５×１０−４〜８．０×１０−４の範囲であり、波長０．８５μｍにおけるモードフィールド径が４．０μｍ〜４．４μｍの範囲であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の偏波保持光ファイバ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の偏波保持光ファイバを胴径６０ｍｍ以下のリールに５００ｍ以上巻いてなることを特徴とする光ファイバジャイロ。
【請求項１】
コアの両側方に一対の応力付与部が設けられ、これらのコアと応力付与部とがクラッドに包囲されてなる波長０．８１〜０．８７μｍで使用される偏波保持光ファイバであって、２ｍの条長で測定されるカットオフ波長が前記使用波長より長く、且つ胴径φ４０ｍｍのリールに１０００ｍ巻いたときの偏波クロストークが−３５ｄＢ／１００ｍ以下であることを特徴とする偏波保持光ファイバ。
【請求項２】
コアの両側方に一対の応力付与部が設けられ、これらのコアと応力付与部とがクラッドに包囲されてなる波長０．８１〜０．８７μｍで使用される偏波保持光ファイバであって、クラッド径が７０μｍ〜９０μｍの範囲であり、被覆外径が１６０μｍ〜１８０μｍの範囲であり、応力付与部の直径が２０μｍ〜３５μｍの範囲であり、応力付与部間の間隔が４μｍ〜７μｍの範囲であり、コアとクラッドとの比屈折率差が０．６０〜０．８５％の範囲であり、且つ２ｍの条長で測定されるカットオフ波長が０．８５μｍ〜０．９２μｍの範囲であることを特徴とする偏波保持光ファイバ。
【請求項３】
コアの両側方に一対の応力付与部が設けられ、これらのコアと応力付与部とがクラッドに包囲されてなる波長０．８１〜０．８７μｍで使用される偏波保持光ファイバであって、クラッド径が７０μｍ〜９０μｍの範囲であり、被覆外径が１６０μｍ〜１８０μｍの範囲であり、応力付与部の直径が２０μｍ〜３５μｍの範囲であり、応力付与部間の間隔が４μｍ〜７μｍの範囲であり、コアとクラッドとの比屈折率差が０．６０〜０．８５％の範囲であり、２ｍの条長で測定されるカットオフ波長が前記使用波長より長く、且つ胴径φ４０ｍｍのリールに１０００ｍ巻いたときの偏波クロストークが−３５ｄＢ／１００ｍ以下であることを特徴とする偏波保持光ファイバ。
【請求項４】
モード複屈折率が５．５×１０−４〜８．０×１０−４の範囲であり、波長０．８５μｍにおけるモードフィールド径が４．０μｍ〜４．４μｍの範囲であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の偏波保持光ファイバ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の偏波保持光ファイバを胴径６０ｍｍ以下のリールに５００ｍ以上巻いてなることを特徴とする光ファイバジャイロ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−１０８９６（Ｐ２００７−１０８９６Ａ）
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１９０２４６（Ｐ２００５−１９０２４６）
【出願日】平成１７年６月２９日（２００５．６．２９）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２９日（２００５．６．２９）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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