保偏光纤及保偏光纤的制造方法技术

保偏光纤具有：至少1个保偏纤芯；第1包层，其包围保偏纤芯；以及第2包层，其包围第1包层。保偏纤芯具有纤芯和一对低折射率部，该一对低折射率部具有比纤芯的折射率低的折射率。在剖面，一对低折射率部各自的外周的至少一部分与纤芯相接，并且除了与低折射率部相接的部分以外，纤芯的外周为圆形。剖面内的残留应力的绝对值的最大值为100MPa以下。在850nm以上且1625nm以下的范围的任意波长，模场扁平率f为0.05以上且0.40以下。0.05以上且0.40以下。0.05以上且0.40以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】保偏光纤及保偏光纤的制造方法


[0001]本专利技术涉及保偏光纤及保偏光纤的制造方法。
[0002]本申请基于2021年2月12日申请的日本申请第2021－020621号而要求优先权，引用在上述日本申请中记载的全部记载内容。

技术介绍

[0003]已知在包层内部设置有由与包层不同的材料构成的应力施加部(Stress applying parts(SAP))的保偏光纤。根据SAP，能够引起应力诱导双折射。还已知使用了非圆形的纤芯的保偏光纤。关于非圆形的纤芯，根据光纤剖面中的折射率分布形状的非对称性而能够通过偏振的朝向而改变有效折射率。
[0004]在非专利文献1公开了各种种类的保偏光纤和代表性的制造方法。
[0005]非专利文献1：J.Noda,K.Okamoto，and Y.Sasaki，
[0006]“Polarization
‑
maintaining fibers and their applications，”Lightwave
[0007]Technology，Journal of 4(8)，1071
‑
1089(1986)

技术实现思路

[0008]本专利技术的保偏光纤具有：至少1个保偏纤芯；光学包层，其将所述至少1个保偏纤芯包围；以及共通物理包层，其包围所述光学包层。所述至少1个保偏纤芯具有一对低折射率部和由玻璃构成的纤芯，该一对低折射率部具有比所述纤芯的折射率低的折射率。所述光学包层的折射率低于所述纤芯的折射率。所述共通物理包层的折射率低于所述纤芯的折射率。在与所述保偏光纤的长度方向正交的剖面，所述一对低折射率部各自的外周的至少一部分与所述纤芯相接，并且除了与所述低折射率部相接的部分以外，所述纤芯的外周为圆形。满足下述三种情况的任意者：所述剖面内的残留应力的绝对值的最大值为100MPa以下、在构成所述保偏光纤的各个部分的玻璃间热膨胀系数的差为5
×
10
－7
/K以下、或者构成所述保偏光纤的各个部分的玻璃是B2O3的浓度按照质量分数为1％以下或0％的二氧化硅玻璃。在所述剖面，如果将以所述至少1个保偏纤芯各自的局部坐标系记述的近场的强度分布设为I(X，Y)，则在850nm以上且1625nm以下的范围的任意波长，通过下式定义的模场扁平率f为0.05以上且0.40以下，其中，关于所述局部坐标系，X轴与将所述一对低折射率部各自的中心间连结的直线平行，是经过所述至少1个保偏纤芯各自的中心即原点的轴，Y轴与所述X轴垂直，是经过所述原点的轴。
[0009]【式1】
[0010][0011]本专利技术的保偏光纤的制造方法，该保偏光纤具有：至少1个保偏纤芯，其具有一对低折射率部和由玻璃构成的纤芯，该一对低折射率部具有比所述纤芯的折射率低的折射率；光学包层，其将所述至少1个保偏纤芯包围；以及共通物理包层，其包围所述光学包层。保偏光纤的制造方法包含：准备光学母材，该光学母材由玻璃构成，为圆筒对称，并且包含纤芯部和光学包层部；准备低折射率部母材，该低折射率部母材由玻璃构成，为圆筒对称，并且具有与所述纤芯部的热膨胀系数的差为5
×
10
－7
/K以下的热膨胀系数；将在与所述光学母材的中心轴正交的剖面关于所述光学母材的中心轴为点对称，并且具有与所述光学母材的中心轴平行的中心轴的圆筒状的一对孔形成于所述光学母材；将所述低折射率部母材一根一根地插入至所述光学母材的孔，通过加热而一体化，形成与所述至少1个保偏纤芯相对应的至少1个保偏光学母材；以及在所述至少1个保偏光学母材的周围附加共通物理包层部之后进行延伸，由此进行纺丝，或一边附加、一边延伸，由此进行纺丝。
[0012]本专利技术的保偏光纤的制造方法，该保偏光纤具有：至少1个保偏纤芯，其具有一对低折射率部和由玻璃构成的纤芯，该一对低折射率部具有比所述纤芯的折射率低的折射率；光学包层，其将所述至少1个保偏纤芯包围；以及共通物理包层，其包围所述光学包层。保偏光纤的制造方法包含下述工序：准备基本光纤母材，该基本光纤母材具有：纤芯部，其由玻璃构成，为圆筒对称；光学包层部，其包围所述纤芯部，为圆筒对称，并且由玻璃构成，具有与所述纤芯部的热膨胀系数的差为5
×
10
－7
/K以下的热膨胀系数；以及共通物理包层部，其包围所述光学包层部，由玻璃构成，外周沿规定的轴而具有平移对称性，并且具有与所述纤芯部的热膨胀系数的差为5
×
10
－7
/K以下的热膨胀系数；将在与所述纤芯部的中心轴正交的剖面，关于所述纤芯部的中心轴为点对称，并且将具有相对于所述纤芯部的中心轴成为平行的中心轴的圆筒状的一对孔以各自的至少一部分遍及所述纤芯部和光学包层部而形成的方式形成于所述基本光纤母材；准备低折射率部母材，该低折射率部母材由玻璃构成，具有与所述纤芯部的热膨胀系数的差及与所述共通物理包层部的热膨胀系数的差分别为5
×
10
－7
/K以下的热膨胀系数，并且为圆筒对称，具有调整为能够插入至所述孔的外径；以及将所述低折射率部母材一根一根地插入至所述基本光纤母材的孔，在一体化后进行延伸，由此进行纺丝，或一边一体化、一边延伸，由此进行纺丝。
附图说明
[0013]图1是第1对比例所涉及的保偏光纤的剖视图。
[0014]图2是第2对比例所涉及的保偏光纤的剖视图。
[0015]图3是第3对比例所涉及的保偏光纤的剖视图。
[0016]图4是第4对比例所涉及的保偏光纤的剖视图。
[0017]图5是表示偏振串扰和偏振模式损耗之间的关系的曲线图。
[0018]图6是实施方式所涉及的保偏光纤的剖视图。
[0019]图7是图6所示的保偏光纤的局部放大剖视图。
[0020]图8是第1变形例所涉及的保偏光纤的剖视图。
[0021]图9是第2变形例所涉及的保偏光纤的剖视图。
[0022]图10是第3变形例所涉及的保偏光纤的剖视图。
[0023]图11是第4变形例所涉及的保偏光纤的剖视图。
[0024]图12是第5变形例所涉及的保偏光纤的剖视图。
[0025]图13是第6变形例所涉及的保偏光纤的剖视图。
[0026]图14是第7变形例所涉及的保偏光纤的剖视图。
[0027]图15是第8变形例所涉及的保偏光纤的剖视图。
[0028]图16是第9变形例所涉及的保偏光纤的剖视图。
[0029]图17是第10变形例所涉及的保偏光纤的剖视图。
[0030]图18是表示第1实施方式所涉及的制造方法的流程图。
[0031]图19是表示第1实施方式的变形例所涉及的制造方法的流程图。
[0032]图20是表示第2实施方式所涉及的制造方法的流程图。
[0033]图21是表示第2实施方式的变形例所涉及的制造方法的流程图。
具体实施方式
[0034][本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种保偏光纤，其具有：至少1个保偏纤芯；光学包层，其将所述至少1个保偏纤芯包围；以及共通物理包层，其包围所述光学包层，在该保偏光纤中，所述至少1个保偏纤芯具有一对低折射率部和由玻璃构成的纤芯，该一对低折射率部具有比所述纤芯的折射率低的折射率，所述光学包层的折射率低于所述纤芯的折射率，所述共通物理包层的折射率低于所述纤芯的折射率，在与所述保偏光纤的长度方向正交的剖面，所述一对低折射率部各自的外周的至少一部分与所述纤芯相接，并且除了与所述低折射率部相接的部分以外，所述纤芯的外周为圆形，所述剖面内的残留应力的绝对值的最大值为100MPa以下、在构成所述保偏光纤的各个部分的玻璃间热膨胀系数的差为5
×
10
－7
/K以下、或者构成所述保偏光纤的各个部分的玻璃是B2O3的浓度按照质量分数为1％以下或0％的二氧化硅玻璃这三种情况的任意者，在所述剖面，如果将以所述至少1个保偏纤芯各自的局部坐标系记述的近场的强度分布设为I(X，Y)，则在850nm以上且1625nm以下的范围的任意波长，由下式定义的模场扁平率f为0.05以上且0.40以下，其中，关于所述局部坐标系，X轴与将所述一对低折射率部各自的中心间连结的直线平行，是经过所述至少1个保偏纤芯各自的中心即原点的轴，Y轴与所述X轴垂直，是经过所述原点的轴，【式1】【式1】【式1】【式1】【式1】2.根据权利要求1所述的保偏光纤，其中，在所述剖面，将第1条件设为所述一对低折射率部各自的外周为圆形，将第2条件设为所述一对低折射率部关于所述至少1个保偏纤芯各自的中心轴而点对称地配置，将第3条件设为所述至少1个保偏纤芯各自的折射率分布除了所述低折射率部以外，关于所述至少1个保偏纤芯各自的中心轴为轴对称，将第4条件设为所述一对低折射率部各自的不与所述至少1个保偏纤芯相接的外周与
所述光学包层相接，将第5条件设为所述一对低折射率部各自由玻璃构成，构成所述保偏光纤的所述低折射率部的玻璃的热膨胀系数和其以外的部分的玻璃的热膨胀系数的差为5
×
10
－7
/K以下，或者所述低折射率部的玻璃的B2O3的浓度按照质量分数为1％以下或0％，满足所述第1条件至所述第5条件的任一个以上的条件。3.根据权利要求1或2所述的保偏光纤，其中，所述保偏纤芯是多个保偏纤芯。4.根据权利要求3所述的保偏光纤，其中，所述多个保偏纤芯配置为在所述剖面，关于所述共通物理包层的中心轴具有2次以上的旋转对称性。5.根据权利要求3所述的保偏光纤，其中，所述多个保偏纤芯配置为在所述剖面，分别具有与将所述一对低折射率部的中心轴连结的直线垂直且经过所述多个保偏纤芯各自的中心轴的保偏方向，并且还包含所述保偏方向的方向，关于所述共通物理包层的中心轴而具有2次以上的旋转对称性。6.根据权利要求3所述的保偏光纤，其中，所述多个保偏纤芯配置为在所述剖面，分别具有与将所述一对低折射率部的中心轴连结的直线垂直且经过所述多个保偏纤芯各自的中心轴的保偏方向，并且全部的所述保偏方向彼此成为平行。7.根据权利要求3所述的保偏光纤，其中，所述多个保偏纤芯配置为在所述剖面，分别具有与将所述一对低折射率部的中心轴连结的直线垂直且经过所述多个保偏纤芯各自的中心轴的保偏方向，并且还包含所述保偏方向的方向，关于经过所述共通物理包层的中心轴的直线而成为线对称。8.根据权利要求1至7中任一项所述的保偏光纤，其中，如果将所述纤芯的半径设为r10，将所述低折射率部的半径设为r40，将所述光学包层的半径设为r21，将以所述共通物理包层的折射率为基准的所述纤芯的相对折射率差设为Δ10，将所述低折射率部的相对折射率差设为Δ40，将所述光学包层的相对折射率差设为Δ21，将所述至少1个保偏纤芯各自的中心轴和所述低折射率部的中心轴之间的距离设为d，则满足下式，0.8≤r40/r10≤2.00.2≤(d－r21)/r10≤0.60.5％≤Δ10－Δ40≤2.0％0.5％≤Δ10－Δ21≤2.0％。9.根据权利要求8所述的保偏光纤，其中，满足由下式表示的条件1或条件2，条件1：3μm≤r10≤6μm2.5≤r21/r10≤3.60.70％≤Δ10－Δ40≤0.85％
0.70％≤Δ10－Δ21≤0.85％0.40％≤Δ10≤0.63％Δ21≤0％Δ40≤0％条件2：3μm≤r10≤6μm2.5≤r21/r10≤3.70.50％≤Δ10－Δ40≤0.65％0.50％≤Δ10－Δ21≤0.85％0.40％≤Δ10≤0.53％Δ21≤0％Δ40≤0％。10.根据权利要求1至9中任一项所述的保偏光纤，其中，在波长1310nm，由下式定义的模场平均直径为3μm以上且12μm以下，【式2】。11.根据权利要求1至10中任一项所述的保偏光纤，其中，在850nm以上且1625nm以下的范围的任意波长，双折射为5
×
10
－6
以上且5
×
10
－5
以下。12.根据权利要求1至11中任一项所述的保偏光纤，其中，在所述长度方向的长度为10cm以上且10m以下时，在850nm以上且1625nm以下的范围的任意波长，偏振串扰为－26.4dB以上。13.根据权利要求1至12中任一项所述的保偏光纤，其中，在所述长度方向的长度为10cm以上且10m以下时，在850nm以上且1625nm以下的范围的任意波长，偏振串扰为－7.2dB以下。14.根据权利要求1至13中任一项所述的保偏光纤，其中，所述至少1个保偏纤芯在所述剖面，具有与将所述一对低折射率部的中心轴连结的直线垂直且经过所述至少1个保偏纤芯各自的中心轴的保偏方向，所述保偏光纤被赋予半径10mm以下的弯曲，并且在所述剖面，以弯曲半径方向和所述保偏方向彼此成为正交、或彼此成为平行的方式固定于保持部件。15.一种保偏光纤的制造方法，该保偏光纤具有：至少1个保偏纤芯，其具有一对低折射率部和由玻璃构...

【专利技术属性】
技术研发人员：林哲也，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：