JP2002507874A - 光ファイバーでの色分散を補償するための装置および方法 - Google Patents

光ファイバーでの色分散を補償するための装置および方法

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ヨウチェイ ダンジガー,
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Abstract

(57)【要約】 分散補償装置は、光通信システムで存在している色分散を補償するために、少なくとも2本の色分散補償ファイバーを使用する。2個の分散位数は、異なる分散特性を有する適当な長さの2本の連続的に結合した補償ファイバーを使用して、補正できる。これらの装置は、独特の分散特性を備えたN本のさらなる補償ファイバーを使用することにより、N位の追加分散位数を補正できる。これらの装置は、伝達ファイバーに直接結合できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (関連出願の相互参照) 本願は、1998年3月26日に出願された米国特許仮出願第60/079,
423号、1998年6月15日に出願された米国特許仮出願第60/089,
350号および1998年6月29日に出願された米国特許仮出願第60/09
1,026号に対して優先権を主張しており、また、本願と同時に出願された米
国特許出願「Transverse Spatial Mode Transf
ormer for Optical Communication」(代理人
事件整理番号LCM−001)および「Optical Communicat
ion System with Chromatic Dispersion
Compensation」(代理人事件整理番号LCM−002)を参考と
して援用する。
【0002】 (発明の分野) 本発明は、光ファイバー遠距離通信システムに関し、さらに具体的には、この
ようなシステムでの色分散補償に関する。
【0003】 (発明の背景) 光ファイバーを通って伝播している光のパルスが広幅化する傾向は、異なる波
長の光が、異なる速度で、このファイバーを通るという事実から、生じる。この
パルスを広幅化するこの速度差は、色分散と呼ばれている。光パルスがこのファ
イバーを伝播するにつれて広幅化する傾向により、接近した間隔の光パルスが、
そのうちに重なり合うので、色分散は、現代の光通信システムにおいて、問題を
生じる。この重なり合いは、これらのパルスの間隔が接近できる程度を制約する
ので、望ましくない影響を及ぼし得る。これは、次に、この光ファイバーのデー
タ帯域幅を制限する。
【0004】 多くの分散特性が存在している。一位分散とは、このファイバーでの波長に対
する屈折率の変化割合である。一位分散はまた、群速度とも呼ばれる。二位分散
とは、波長に対する一位分散の変化割合である。二位分散は、そのパルスの広幅
化を生じる。三位分散とは、波長の変化に対する広幅化の変化割合である。これ
は、しばしば、分散勾配(dispersion slope)と呼ばれる。
【0005】 伝達ファイバーでの分散効果を緩和するために、いくつかの解決法が提案され
ている。1つの技術は、適当な長さを有する補償光ファイバーの使用を包含し、
このファイバーは、伝達ファイバーの分散特性とは反対の分散を有する。その結
果、この伝達ファイバーでの分散は、この補償ファイバーでの全分散に実質的に
一致し、それによって相殺される。この技術は、この分散の問題の解決法を与え
るものの、この補償ファイバーの必要長に帰因する減衰のために、実際の使用に
おいては、実用的ではないことがある。このような場合、このファイバーの全伝
達長は、著しく大きくなり、それにより、このファイバーでの信号減衰が増大す
る。さらに、必要な分散特性を備えた所望長のファイバーを見つけることは、困
難であり得る。
【0006】 その直径にわたって屈性率が変化する(ファイバー屈折率プロフィール(th
e fiber index profile))ファイバー(これは、二位お
よび三位分散を同時に補償する)を設計することもまた、困難である。このよう
なファイバーを製造するのに必要な最も正確な製作プロセスでさえ、このような
ファイバーの材料特性を制御することは、さらにいっそう困難である。それに加
えて、この単一補償色分散ファイバーを製作するプロセスは、高価であり、一般
には、実用的ではない。
【0007】 1パルスの光が光ファイバーを通って伝達されるとき、そのエネルギーは、こ
のファイバーの軸を異なる角度で横切る多数の経路に従う。この軸を同じ角度で
横切る一群の経路は、モードとして知られている。時には、伝達システムで使用
されるモードの数を制限または制御する必要がある。このファイバー軸に実質的
に沿って光が通る基本モードLP01は、しばしば、単一モードファイバーと一般
に呼ばれている光ファイバーを用いて、高帯域幅伝達システムで使用されている
【0008】 高い位数のモードの分散特性は、長い間にわたって、研究されている。高い位
数のモード分散は、波長、およびこのファイバーの特性に依存している。そのフ
ァイバー屈折率プロフィールを適当に設計することにより、その分散勾配を正、
負またはゼロにすることが可能である。その分散の規模を負、ゼロまたは僅かに
正にすることもまた、可能である。これらの2つの特性を使用すると、任意の伝
達ファイバーでの分散を制御または補償することができる。
【0009】 典型的な光通信システムでの分散を補償するために、より高い位数のモードを
利用するシステムが開発されている。このようなシステムでは、まず、より低い
位数の基本モードの光を、より高い位数の空間モードに変換することが必要であ
る。これは、長手方向モード変換を使用して、達成される。
【0010】 長手方向モード変換のための従来の方法は、このファイバー軸に沿って、定期
的な摂動を導入することに基づいている。これらの長手方向変換器での各周期の
長さおよび周期数は、その波長、この摂動の強度、および関与しているモードに
従って、正確に決定しなければならない。長手方向モード変換器を構成すること
により、限定されたスペクトル帯域幅で、1モードから他のモードへとエネルギ
ーを移動する際の良好な効率を達成することが可能となる。このスペクトル特性
は、他の用途のための遠距離通信にて、Dense Wavelength D
ivision Multiplexing(DWDM)用途で使用されている
。残念なことに、この技術は、著しいエネルギー減衰を伴っており、広いスペク
トル帯域幅にわたって使用できない。
【0011】 長手方向モード変換器に伴う別の欠陥は、その変換後、このファイバーにおい
て、単一モードだけが存在すべきであるという事実に関係している。この変換器
の出力にて、不要なモードが現れ得るので、殆ど同じ群速度を有する所望のモー
ドと望ましくないモードとを識別することは、困難であり得る。これらのモード
が伝播するにつれて、モード分散が起こり、そのパルスは、広幅化する。一般に
、長手方向モード変換器は、著しいエネルギー減衰およびノイズを導入する。従
って、広いスペクトル性能を有することと、その初期モードを純粋な単一の高い
位数のモードへと変換することの要求との間で、相殺取引を行わなければならな
い。
【0012】 このような長手方向モード変換器の1つは、特許番号第5,802,234号
で論述されている。ここでは、単一モード伝達ファイバーは、LP01を長手方向
モード変換器に運ぶ。しかしながら、このシステムでの変換前に、その信号を基
本LP01モードに維持しつつ、この単一モード伝達ファイバーを多モードファイ
バーに結合する必要がある。この結合は、典型的には、信号低下なしで達成する
のが困難であり、いずれかの誤整列または製造上の不正確の結果、さらに高い位
数のモードが存在し得る。このシステムの性能を低下させる著しいノイズをなく
すために、この多モードファイバーにおいて、このLP01モードのみを最初に伝
播するのが望ましく、典型的には、このような結合の結果、さらなるモードの伝
播が生じる。
【0013】 本発明は、光ファイバーシステムでの分散を制御するための以前の試みおよび
長手方向モード変換器の欠点を克服する。
【0014】 (発明の要旨) 本発明は、光システムの色分散補償のための装置および方法に関する。これら
の装置および方法は、複数の色分散補償光ファイバーを利用する。補正できる分
散の位数は、これらの装置中の補償ファイバーの数と共に、高くなる。具体的に
は、N位の分散は、N本の色分散補償光ファイバーを連続的に結合することによ
り、補正できる。
【0015】 1実施態様では、本発明は、第1および第2の分散補償ファイバーを備える色
分散補償モジュールという特徴がある。その光信号は、各補償ファイバーにより
、分散補償される。1実施態様では、1本の補償ファイバーは、一位色分散を補
償し、そして他の補償ファイバーは、二位色分散を補償する。別の実施態様では
、これらの補償ファイバーの少なくとも1本は、伝達ファイバーに光結合される
【0016】 別の局面では、本発明は、光システムでの色分散を補償する方法という特徴が
あり、これは、伝達ファイバーからの光信号を受信する工程、この光信号を第1
の補償ファイバーに導入する工程、およびこの光信号を分散補償する工程を包含
する。この方法は、この第1の補償ファイバーから出ていく光信号を第2の補償
ファイバーへと導入する工程、さらに、この光信号を補償する工程、およびこの
光信号を第2の伝達ファイバーへと導入する工程をさらに包含する。
【0017】 本発明のこれらの利点および他の利点は、本明細書および図面を参照すると、
さらに明らかに理解し得る。
【0018】 (発明の詳細な説明) 従来技術で公知の典型的な光ファイバー伝達システムを、図1に示す。このよ
うなシステムは、信号送信機2を備え、これは、単一モードファイバー(SMF
)3と光学的に連絡しており、これは、次に、信号受信機4と光学的に連絡して
いる。(光ファイバーシステムで一般的な他の構成部品(例えば、増幅器、サー
キュレータ、アイソレータなど)は、図示していない。)信号は、送信機2から
ファイバー3へと伝達され、そこで、それは、いくらかの距離を伝播する。この
ファイバーの長さおよび他の特性に依存して、このファイバーでは、著しい信号
減衰および分散が起こり得る。受信機4は、減衰した信号がファイバー3を出て
いくと、この信号を獲得する。
【0019】 本発明のシステムの基本的な設計を、図2に示す。送信機2は、光信号を通信
ファイバー3へと伝達する。通信ファイバー3は、分散を導入し、この分散は、
補償を必要とする。色分散補償モジュール10は、この信号を受信機4に伝播す
る前に、通信ファイバー3によって導入された信号分散を補償する。
【0020】 色分散モジュール10の1実施態様を、図3に示す。単一モードファイバー(
SMF)3で伝播している信号は、モード変換器28に入り、これは、基本のよ
り低い位数の空間モード(一般に、LP01)をより高い位数の空間モード(一般
に、LP02)に変換し、それは、特定の色分散補償ファイバー30にて、伝播す
る。色分散補償ファイバー(DCF)30は、この信号の一位分散を補償するよ
うに、設計されている。異なる補償特性を備えた第2の色分散補償ファイバー3
1は、図4で示すように、分散勾配を補償するために、第1の色分散補償ファイ
バー30と結合され得る。もし、必要なら、さらに高い位数の分散を補償するた
めに、あるいは、モードフィルター用途のために、2本より多い色分散補償ファ
イバーが使用され得る。一旦、補償が完了すると、この信号は、次いで、第2の
モード変換器28’により変換されて、より低い位数のモードに戻り、そして単
一モードファイバー3’にて、色分散補償モジュール10から現れる。
【0021】 本発明のモード変換器28は、二方向横モード変換器である。それは、より低
い位数の空間モードをより高い位数の空間モードに変換するのに、使用できる。
逆に、同じ横モード変換器28は、より高い位数の空間モードをより低い位数の
空間モードに変換するのに、使用できる。長手方向モード変換を達成するために
このファイバーの長手方向軸を使用した従来のモード変換器とは異なり、本発明
の横モード変換器は、この光の波面の少なくとも一部の位相を選択的に変化させ
ることによりモード変換するために、この波面の横特性を使用する。横モード変
換器の1実施態様は、図5で示す。このファイバーの長手方向軸に対して垂直に
配置された横位相素子58は、モード変換を達成するのに使用される。光のパル
スは、小直径コア54を備えた単一モードファイバー50にて、伝播する。この
パルスは、このファイバーから現れるにつれて、拡張領域56へと広幅化する。
このパルスが横位相素子58を通過するにつれて、このパルスの位相分布は、変
化する。位相素子58は、空間的に選択的な位相素子からなり得、これは、それ
らの横位置の関数として、この波面上の点の位相を変化させる。集束レンズ62
は、このパルスを集めて、特定の色分散補償ファイバー64(これは、単に、説
明の目的のために、より広いコア66を有するように、示されている)に戻す。
多くの従来のシステムでは、レンズ62は、複合レンズである。1実施態様では
、分布屈折率(GRIN)レンズが使用される。位相素子58は、任意の空間的
に選択的な位相素子であり得、これには、レンズ、ミラー、回折格子、電気光学
デバイス、ビームスプリッタ、反射素子、分布屈折率材料および光食刻素子が挙
げられるが、これらに限定されない。
【0022】 位相変換は、光学レンズに固有の球面収差特性を使用して、達成できる。波面
は、レンズを通過した後、球面収差に遭遇する。得られた歪んだ波面は、初期波
面の空間モードをより高い位数の空間モードへと変換するために、本発明の横モ
ード変換器28にて、位相素子58を用いてまたはそれなしで、使用できる。
【0023】 図6aは、図4の実施態様で示した光ファイバー3を伝達源24で置き換えた
システムを描写している。ここでは、このシステムは、入力伝達ファイバーを必
要とせず、本発明の全ての機能および利点を保持している。伝達源24は、光信
号を色分散補償モジュール10に直接導入し、そこで、それは、伝達ファイバー
3’により受信される前に、予め補償される。前補償は、伝達ファイバー3’が
補償を必要とする既知の分散を有するとき、望まれ得る。
【0024】 図6bは、図4の実施態様で示した伝達ファイバー3’を検出器36で置き換
えたシステムを記載している。ここでは、このシステムは、出口伝達ファイバー
3’を必要とせず、また、このシステムの機能は、影響を受けない。この場合、
この光信号は、色分散補償モジュール10によって補償される前に、光ファイバ
ー3で伝播する。一旦、この信号がモード変換器28’によって変換されると、
それは、検出器36により、直接検出される。この方法は、この検出器の前に、
ファイバー結合損失を示さないので、エネルギーを保存できる。
【0025】 本発明で提示された横モード変換の物理的機構を、図13a〜13cを参照し
て、説明する。(図13a〜13cは、同じ水平縮尺を共有している)。図13
aは、単一モードファイバーでのモードLP01のガウシアン振幅分布を図示して
おり、ここで、その水平軸は、任意の単位で、このファイバーの直径にわたる横
位置に相当し、その垂直軸は、任意の単位で、その振幅に相当している。1実施
態様では、横位相素子58(図5)は、波面20の中心領域20aが波面20の
外部領域20bに対して遅延されるように、このパルスの波面20に対してステ
ップ機能を導入する。従って、波面20の内部領域20aおよび外部領域20b
は、位相が180°だけ異なる。伝播および変換後、得られた分布22(これは
、図13cで示す)は、色分散補償ファイバー64に入る(図5を参照)。変換
後、LP02モード(図7bを参照)では、LP01モード(図7aを参照)での横
強度分布の90%より多くが存在している。残りのエネルギーは、特定の色分散
補償ファイバー66で支持されていない高い位数のモードの間で分布される。従
って、このファイバーは、実質的に、単一の高い位数のモード(LP02)を含む
。同じプロセス(しかし、逆の順序である)は、補償ファイバー66の反対末端
にある第2のモード変換器28’で起こる。この技術はまた、他の空間モード間
で変換するのに、適用できる。
【0026】 この横変換機構の利点の1つには、広いスペクトルにわたるその高い効率があ
る。図8は、1550nmでの操作に対して最適化した素子用のLP01モードで
の残留エネルギーを示す。その水平軸は、ナノメーターでのパルスの波長に相当
し、その垂直軸は、このパルスの全エネルギーに対するこの低い位数のモードで
残留しているエネルギーの比に相当している。このパルスエネルギーの割合の半
分未満は、100nmより大きいスペクトル範囲にわたって、最低位数モードで
残っている。
【0027】 この変換効率をさらに改良するために、図9で示すように、複数の位相素子7
4および74’を使用することが可能である。ファイバー54から現れるパルス
は、レンズ72により視準化され、次いで、2個の位相素子74および74’を
通過し、最後に、レンズ72’により、特別な色分散補償ファイバー64へと集
められる。この技術は、これらの位相素子の配置における長手方向感度を低くす
る。位相素子74および74’の設計は、空間モード間で変換するための座標変
換法に基づき得る。第1の位相素子74は、このパルスを横切って局所位相変化
を有するように、設計される。各局所位相変化は、波面20の小部分を、第2の
位相素子74’上の所定座標へと再び向ける(すなわち、案内する)。結果とし
て、第2の位相素子74’では、所定強度のパターンが発生する。この第2の位
相素子はまた、得られる波面20が、第2の素子74’にて、所定の強度および
位相分布で、所望の空間モードを生じるように、この波面を横切って、局所位相
変化を誘発する。
【0028】 本発明の色分散補償モジュール10の別の実施態様は、図10aで示す。この
実施態様は、横モード変換器28と共に使用され得るが、それらの用途には限定
されない。高い位数のモードで光結合器6にパルスを伝播する任意の手段は、本
発明を使用できる。この高い位数のパルスが光結合器6を通過した後、このパル
スは、次いで、第1の色分散補償ファイバー(DCF1)8に入るが、これは、 通信ファイバー3の分散を補償するように、設計されている。DCF18は、ス プライス12を通って、第2の分散補償ファイバー(DCF2)10に接合され る。DCF210は、その分散勾配が最大になる点で、最小の二位分散を有する ように設計される。これらの設計パラメータを適当に選択することにより、DC
F8および10の最小長は、分散を補償するのに必要である。DCF18および DCF210は、異なる分散特性を有する限り、基本LP01モードで作動するよ うに、設計できる。DCF18およびDCF210を配置する順序は、変えること
ができる。一般に、補償する分散位数が増えるにつれて、より多くの色分散補償
ファイバーが必要である。この色分散補償パルスは、スプライス14にて、退出
光伝達ファイバー3’へと通過する。図10bは、本発明の別の実施態様を図示
している。単一モードファイバーは、2本の分散補償ファイバーの間で挟まれて
いる。本発明の本質を損なうことなく、任意数の結合が実現できる。
【0029】 本発明の色分散補償ファイバーを使用する可能な解のグラフを、図11a〜1
1eに示す。その水平軸は、二位分散に相当し、その垂直軸は、二位分散勾配(
すなわち、三位分散)に相当する。この色分散補償ファイバーにより導入される
分散補償は、矢印24として、提示されている。図11aは、理想的なシステム
を表わし、この場合、所望の分散解(dispersion solution
)は、点20として、提示されている。色分散補償ファイバーの適当な長さを選
択することにより、所望の結果が達成される。残念なことに、従来の通信システ
ムでは、これらの分散位数間の関係を変えることは、困難である。さらに、この
補償ファイバーの製作が完了する前に、この関係を予測することさえ、困難であ
る。それに加えて、この関係は、製作プロセスによって、大きく変わる。従って
、もし、点20で示された所望量の分散補償が、図11bで図示されているよう
に置き換えられるなら、所望の補償を達成することは不可能である。しかしなが
ら、矢印24に長さ26を加えるために、このDCFの長さを長くすることは可
能であり、その結果、その実際の分散規模は、大きくなり、得られる分散27は
、所望の分散20に近づく。
【0030】 2本またはそれ以上の異なるファイバーを結合することにより、種々の分散特
性を達成することが可能となる。図10でのDCF18およびDCF210の分散
特性は、図11cでは、32および34として表わされる。領域36は、分散補
償の解空間に相当し、これは、2本のファイバー8および10の適当な結合によ
り、達成し得る。
【0031】 図11dは、このような結合の一例を表わす。2本またはそれ以上のDCFの
結合を使用して、より高位の分散を補償できる。より良好な適用範囲の分散可能
性を達成するために、図11cでの矢印32および34間の角度を大きくするの
が望ましい。従来の単一モードDCFを使用することによってこの結果を達成す
ることは困難であるが、しかしながら、高い位数のモード分散補償ファイバー(
HOM−DCF)は、図11eで示しているように、2本の異なるDCF間にて
、90度より大きい差を達成できる。これらのファイバーの長さを変えることは
、この結果におけるいかなる偏位をも補償できるので、このシステムは、DCF
の正確な特性の影響を受けない。
【0032】 図12aは、本発明の横モード変換器の代替実施態様を描写し、そしてその波
面を修正するように設計された2本のファイバー間の接続部を示す。両方のファ
イバーは、コア10およびクラッド12を備える。伝達ファイバー14の面は、
反射ノイズをなくすために、分散補償ファイバー6の面と垂直であり得るか、ま
たはDCF6に対して小さな角度をなし得る。これらのファイバーの少なくとも
1本の端面は、所定のバイナリーパターン16を有する。パターン16は、この
ファイバーにエッチングできるか、またはファイバーと光学的に連絡できる。こ
のパターンは、ガウス波面(例えば、図7bで記載したようなLP02モードに対
応するもの)を再分布するように、設計される。この波面を瞬間的に変化させる
ために、このバイナリーパターンの高さは、1実施態様では、1.5ミクロンに
設定される。この高さは、「レーリー範囲」(これは、通常のファイバーでは、
およそ50ミクロンである)よりもずっと小さい。このレーリー範囲は、πr2 /λとして定義され、ここで、rは、この波面の半径であり、そしてλは、この
光の波長である。
【0033】 図12bは、その相対運動および損失を減らすために、ファイバー4、6が互
いに接触している実施態様を描写している。図12cは、間隙17を透明材料(
例えば、そのクラッディングそれ自体)で満たしていること以外は、図12bと
同じ構造を描写している。この構造では、パターン16’の高さは、さらに長く
できる。もし、満たした間隙17とパターン16’との間の相対屈折率差が4%
に設定されるなら、そのパターン高さは、13ミクロンに設定される。この高さ
は、依然として、「レーリー範囲」よりも小さい。
【0034】 ファイバーでの波面の幅は、ミクロンのオーダーである。現在の光食刻法は、
サブミクロン解像度を達成できるので、このファイバーの面で所望パターンを作
製するには、光食刻が使用できる。
【0035】 光食刻により、このファイバーの縁部にて、所望のパターンを正確にエッチン
グまたは被覆することが可能となるように、複数の食刻プロセスにより、任意の
連続パターンに近づけることが可能となる。このコアを通ってこのファイバーを
照射することにより、このファイバーコアを所望のパターンに正確に整列できる
【0036】 ファイバーの端面にてパターン16を作製する別の方法には、所望パターン1
6を有する短い(すなわち、10分の数ミクロンの長さ)ファイバーを装着する
ことである。それはまた、このファイバー端面に長いファイバーを装着すること
、そしてそれを所望の長さに切断することにより、行うことができる。この方法
は、大量生産により好都合でありかつより安価である。
【0037】 本発明の内反射空間モード変換器190を、図20aに図示する。単一モード
ファイバー186の端部から現れるガウスビームは、中心部192および外部1
94を有する。ガウスビーム192および194は、空間モード変換器190に
入り、この場所で、部分192および194の間の干渉がLP02モードのものと
類似の波面を生じるように、外部194だけが、内面196から、中心部192
へと戻って反射される。得られる波面は、1個またはそれ以上のレンズ198(
これらは、この波面を、高い位数のモードファイバー188に結合する)を通過
する。内面196は、種々の反射体から製造でき、これらには、金属反射材料お
よび屈折率界面(例えば、コア−クラッド界面を有する光ファイバーのセグメン
ト)が挙げられるが、これらに限定されない。図20bは、単一モードファイバ
ー186に装着した内部反射空間モード変換器190を図示している。図13C
で示す別の実施態様では、ファイバーベースの空間モード変換器190’は、2
本のファイバー186および188の末端間で配置されている。モード変換器1
90’は、高屈折率の拡張コア200を有する光ファイバーの短セグメントを備
える。2本のファイバーのコア186および188は、空間モード間の結合効率
を改善するために、拡張できる。
【0038】 その横変換プロセスは、伝播しているパルスの偏光の影響を受けない。しかし
ながら、多くの用途では、異なる偏光のパルスに対して、異なる位相シフトを導
入する必要がある。これは、望ましいと言える。何故なら、この単一モードファ
イバーでのLP01モードの偏光は、それより高位のモード(例えば、TE01モー
ド)のものとは異なり得るからである。図14は、このような用途の1実施態様
を描写している。この実施態様では、視準化レンズ88、偏光ビームスプリッタ
92およびコンバイナ96は、通常のバルク素子である。特殊ミラー100およ
び102は、横モード変換を実行する。これらのミラー100および102は、
反射した波面に位相シフトを導入するように、設計されている。これを達成する
1方法は、これらのミラーそれ自体上にて、パターンをエッチングすることによ
る。別の実施態様では、横モード変換器28は、図15で示すように、単一バル
ク成分109として構成される。入射光ビーム110は、偏光ビームスプリッタ
115によって2本の直交偏光ビーム111および113に分割される。各ビー
ムは次いで面114からの全内反射によって反射され、そして偏光ビームスプリ
ッタ115にて、単一出力ビーム112に再結合される。
【0039】 そこを通る光の偏光に対するこの素子109の効果は、図16に図示されてい
る。任意に偏光したパルス120は、偏光スプリッタ115により、その2個の
直交偏光成分124aおよび124bに分割される。各成分124aおよび12
4bの位相は、ミラー114上の位相素子により変えられて、変化成分128a
および128bが生じる。偏光ビームスプリッタ115は、成分128aおよび
128bを単一環状分布132へと結合する。変化成分128aおよび128b
を生じるのに使用されるミラー114上の位相素子の配向は、全てのLP11モー
ドが別個に生じ得るように、回転できる。結果として、単一モードだけが、ファ
イバー84にて、伝播する。1つの利点には、偏光維持ファイバーが必要ではな
いことがある。
【0040】 もし、この入射パルスの偏光が、(偏光子または偏光スプリッタの後に)、既
知であれば、その偏光を変換して、このファイバーでの高い位数のモードのそれ
と一致させることが可能である。この偏光変換は、微細な横回折格子を用いて、
行うことができる。例えば、LP01モード(最低位数モード)の偏光は、基本的
には、直線状であって、このモードにわたって均一であるが、異なる局所周期で
横回折格子を使用することにより、(TE01のもののような)方位(azimu
thal)偏光に変換できる。
【0041】 あるいは、複屈折素子が使用できる。図17は、遅延プレートを使用すること
により、直線偏光を角度偏光へと変換するプロセスの物理的描写を表わす。直線
偏光140は、直線偏光142の配向に対してある角度で配向された一次軸を有
する波長板を通過する。このプレートの高さは、等式H1(γ,θ)=D/(2 π)θに従った角度依存性を有するように、設計されており、ここで、Dは、こ
の複屈折波長板が直線偏光の配向を変化させていない深さとして、定義される。
得られる偏光144は、図17で示されている。しかしながら、この波面は、残
留角度位相(residual angular phase)を有し得る。従
って、あらゆる残留角度位相を補償するために、別の非複屈折素子146が使用
される。この素子は、負の角度位相を導入する。この位相は、H2(γ,θ)= −F/(27π)θとして表わすことができ、ここで、Fは、この残留角度位相
に従って、計算される。同じ効果は、反対の角度位相を有する2枚の遅延波長板
を使用することによっても達成でき、それらの一次軸は、この直線偏光に対して
反対角で、配向される。
【0042】 これらの横位相素子は、この完成システムの要件に従って、少数の配置で実現
できる。図18は、そのシステムの偏光モード分散に対する感度をなくすように
設計された従来のシステムを表わす。単一モードファイバー3で伝播している光
は、サーキュレータ160または結合器(図示せず)に入る。次いで、この光は
、横モード変換器162を通過する。この光は、分散補償ファイバー164にて
、より高い位数のモードとして伝播される。ファラデーミラー166は、次いで
、この光を反射する。この光が、再度、分散補償ファイバー164および横モー
ド変換器162を通過した後、サーキュレータ160は、ファイバー3を通って
伝播している入射光から、ファイバー3’を通って伝播するための出射光を分離
する。
【0043】 しかしながら、多くの用途では、サーキュレータ160は、その費用および複
雑性のために、望ましくない。結合器(すなわち、ビームスプリッタ)もまた、
固有の50%損失をもたらすので、望ましくない。図19は、サーキュレータま
たは結合器が必要ではない構成を表わす。この光は、偏光スプリッタ172によ
り、その直交偏光に分離される。次いで、各偏光は、ファラデー回転子174(
これは、この偏光に対して、45°の偏光回転を与える)を通り、次いで、位相
素子178を通る。偏光保存する特定のファイバー180または楕円形の特定の
ファイバー180は、伝達された偏光に平行となるように、45°で配向される
。2個のファラデー回転子174の影響は、特定のファイバー180により導入
された回転を相殺する。結果として、これらの2つの偏光は、それらの初期状態
に戻り、そして偏光子172にて、同じ配向で結合される。これら2つの偏光は
、特定のファイバー180での伝播を促さない(counter−propag
ating)ので、同じ配向を有する。従って、それらは、時間差なしで組み合
わされる。
【0044】 それゆえ、上記の記述に含まれるかまたは添付の図面で示されている全ての事
柄は、限定の意味ではなく、例示として解釈すべきであることを意図している。
また、上記特許請求の範囲は、本明細書中で記述した一般的な特徴および特殊な
特徴の全てを含むことを意図していることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、従来技術で公知の典型的な光ファイバー伝達システムの1実施態様の
ブロック線図である。
【図2】 図2は、色分散補償ファイバーモジュールを備える本発明の光ファイバー伝達
システムの1実施態様のブロック線図である。
【図3】 図3は、図2で示した色分散補償ファイバーモジュールの1実施態様のブロッ
ク線図であり、これは、横モード変換器および色分散補償ファイバーを示してい
る。
【図4】 図4は、本発明の色分散補償ファイバーモジュールの別の実施態様のブロック
線図であり、これは、横モード変換器および2本の色分散補償ファイバーを示し
ている。
【図5】 図5は、図3で示した横モード変換器の1実施態様の非常に概略的な線図であ
る。
【図6】 図6aは、本発明の光ファイバー伝達システムの代替実施態様のブロック線図
であり、先導伝達ファイバーは、伝達源で置き換えられている。そして、図6b
は、本発明の光ファイバー伝達システムの代替実施態様のブロック線図であり、
受容伝達ファイバーは、検出器で置き換えられている。
【図7】 図7aは、理想的な場合にて、ファイバーの直径に沿った位置の関数としての
強度のグラフであり、図7bは、LP02モードへの変換後にて、ファイバーの直
径に沿った位置の関数としての強度のグラフである。
【図8】 図8は、理想的な場合にて、1550nmの波長での操作に最適化した素子用
のLP01モードに対してより高い位数のモードでの相対エネルギーのグラフであ
る。
【図9】 図9は、2個の位相素子を用いた横モード変換器の代替実施態様のブロック線
図である。
【図10】 図10aは、本発明の代替実施態様の非常に概略的な線図であり、これは、 複数位数の分散補償で使用される2本の色分散補償ファイバーを示しており、図
10bは、本発明の代替実施態様の非常に概略的な線図であり、これは、複数位
数の分散補償で使用される単一モード伝達ファイバーを挟んでいる2本の色分散
補償ファイバーを示している。
【図11】 図11a〜eは、異なる解空間のグラフであり、これは、一次および二次分散
の使用から生じる相対設計特性を示している。
【図12】 図12a〜cは、光ファイバー伝達システムに包埋して示される横モード変換
器の代替実施態様の例示である。
【図13】 図13a〜cは、モード変換前、変換中、および変換後のファイバーの直径を
横切るパルスの振幅対位置のプロットのグラフである。
【図14】 図14は、偏光ビームスプリッタおよび偏光コンバイナを使用する本発明の代
替実施態様の例示である。
【図15】 図15は、図14で示した実施態様での別個のバルク光成分を置き換えるのに
使用できる単一バルク成分の概略線図である。
【図16】 図16は、図15で記載した素子を通る伝播モードの偏光の描写を示す。
【図17】 図17は、複屈折素子を使用する伝播モードの偏光の描写を示す。
【図18】 図18は、本発明の代替実施態様のブロック線図であり、これは、サーキュレ
ータおよびファラデーミラーを使用することにより、そのシステムの偏光モード
分散に対する感度をなくすように設計されている。
【図19】 図19は、本発明の代替実施態様のブロック線図であり、これは、サーキュレ
ータを使用せずに、そのシステムの偏光モード分散に対する感度をなくすように
設計されている。
【図20】 図20a〜cは、内反射を使用する横モード変換器の代替実施態様の線図であ
る。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成12年4月20日(2000.4.20)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【0010】 モード変換のための先行技術の方法は、長手方向モード変換として公知であり
、そしてこのファイバー軸に沿って、定期的な摂動を導入することに基づいてい
る。これらの長手方向変換器での各周期の長さおよび周期数は、その波長、この
摂動の強度、および関与しているモードに従って、正確に決定しなければならな
い。長手方向モード変換器を構成することにより、限定されたスペクトル帯域幅
で、1モードから他のモードへとエネルギーを移動する際の良好な効率を達成す
ることが可能となる。このスペクトル特性は、他の用途のための遠距離通信にて
、Dense Wavelength Division Multiplex
ing(DWDM)用途で使用されている。残念なことに、この技術は、著しい
エネルギー減衰を伴っており、広いスペクトル帯域幅にわたって使用できない。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0021
【補正方法】変更
【補正内容】
【0021】 本発明のモード変換器28は、二方向横モード変換器である。それは、より低
い位数の空間モードをより高い位数の空間モードに変換するのに、使用できる。
逆に、同じ横モード変換器28は、より高い位数の空間モードを低い位数の空間
モードに変換するのに、使用できる。長手方向モード変換を達成するためにこの
ファイバーの長手方向軸を使用した従来のモード変換器とは異なり、本発明の横
モード変換器は、この光の波面の少なくとも一部の位相を選択的に変化させるこ
とによりモード変換するために、この波面の横特性を使用する。横モード変換器
の1実施態様は、図5で示す。このファイバーの長手方向軸に対して垂直に配置
された横位相素子58は、モード変換を達成するのに使用される。光のパルスは
、小直径コア54を備えた単一モードファイバー50にて、伝播する。このパル
スは、このファイバーから現れるにつれて、拡張領域56へと広幅化する。この
パルスが横位相素子58を通過するにつれて、このパルスの位相分布は、変化す
る。位相素子58は、空間的に選択的な位相素子からなり得、これは、それらの
横位置の関数として、この波面上の点の位相を変化させる。集束レンズ62は、
このパルスを集めて、特定の色分散補償ファイバー64(これは、単に、説明の
目的のために、より広いコア66を有するように、示されている)に戻す。ある
実施態様では、レンズ62は、複合レンズである。別の実施態様では、分布屈折
率(GRIN)レンズが使用される。位相素子58は、任意の空間的に選択的な
位相素子であり得、これには、レンズ、ミラー、回折格子、電気光学デバイス、
ビームスプリッタ、反射素子、分布屈折率材料および光食刻素子が挙げられるが
、これらに限定されない。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0025
【補正方法】変更
【補正内容】
【0025】 本発明で提示された横モード変換の物理的機構を、図13a〜13cを参照し
て、説明する。(図13a〜13cは、同じ水平縮尺を共有している)。図13
aは、単一モードファイバーでのモードLP01のガウシアン振幅分布を図示して
おり、ここで、その水平軸は、任意の単位で、このファイバーの直径にわたる横
位置に相当し、その垂直軸は、任意の単位で、その振幅に相当している。1実施
態様では、横位相素子58(図5)は、波面20の中心領域20aが波面20の
外部領域20bに対して遅延されるように、このパルスの波面20に対してステ
ップ機能を導入する。従って、波面20の内部領域20aおよび外部領域20b
は、位相が180°だけ異なる。伝播および変換後、得られた分布22(これは
、図13cで示す)は、色分散補償ファイバー64に入る(図5を参照)。変換
後、LP02モード(図7bを参照)では、LP01モード(図7aを参照)での横
強度分布の90%より多くが存在している。残りのエネルギーは、特定の色分散
補償ファイバー64で支持されていない高い位数のモードの間で分布される。従
って、このファイバーは、実質的に、単一の高い位数のモード(LP02)を含む
。同じプロセス(しかし、逆の順序である)は、補償ファイバー64の反対末端
にある第2のモード変換器28’で起こる。この技術はまた、他の空間モード間
で変換するのに、適用できる。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0027
【補正方法】変更
【補正内容】
【0027】 この変換効率をさらに改良するために、図9で示すように、複数の位相素子5
8’および58”を使用することが可能である。ファイバー50から現れるパル
スは、レンズ62’により視準化され、次いで、2個の位相素子58’および5
8”を通過し、最後に、レンズ62”により、特別な色分散補償ファイバー64
へと集められる。この技術は、これらの位相素子の配置における長手方向感度を
低くする。位相素子58’および58”の設計は、空間モード間で変換するため
の座標変換法に基づき得る。第1の位相素子58’は、このパルスを横切って局
所位相変化を有するように、設計される。各局所位相変化は、波面20の小部分
を、第2の位相素子58”上の所定座標へと再び向ける(すなわち、案内する)
。結果として、第2の位相素子58”では、所定強度のパターンが発生する。こ
の第2の位相素子はまた、得られる波面20が、第2の素子58”にて、所定の
強度および位相分布で、所望の空間モードを生じるように、この波面を横切って
、局所位相変化を誘発する。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0028
【補正方法】変更
【補正内容】
【0028】 本発明の色分散補償モジュール10の別の実施態様は、図10aで示す。この
実施態様は、横モード変換器28と共に使用され得るが、それらの用途には限定
されない。高い位数のモードで光結合器6にパルスを伝播する任意の手段は、本
発明を使用できる。この高い位数のパルスが光結合器6を通過した後、このパル
スは、次いで、第1の色分散補償ファイバー(DCF1)8に入るが、これは、 通信ファイバー5の分散を補償するように、設計されている。DCF18は、ス プライス12を通って、第2の分散補償ファイバー(DCF2)9に接合される 。DCF29は、その分散勾配が最大になる点で、最小の二位分散を有するよう に設計される。これらの設計パラメータを適当に選択することにより、DCF1 8およびDCF29の最小長は、分散を補償するのに必要である。DCF18およ
びDCF29は、異なる分散特性を有する限り、基本LP01モードで作動するよ うに、設計できる。DCF18およびDCF29を配置する順序は、変えることが
できる。一般に、補償する分散位数が増えるにつれて、より多くの色分散補償フ
ァイバーが必要である。この色分散補償パルスは、スプライス14にて、退出光
伝達ファイバー5’へと通過する。図10bは、本発明の別の実施態様を図示し
ている。単一モードファイバーは、2本の分散補償ファイバーの間で挟まれてい
る。本発明の本質を損なうことなく、任意数の結合が実現できる。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0030
【補正方法】変更
【補正内容】
【0030】 2本またはそれ以上の異なるファイバーを結合することにより、種々の分散特
性を達成することが可能となる。図10aでのDCF18およびDCF29の分散
特性は、図11cでは、32および34として表わされる。領域36は、分散補
償の解空間に相当し、これは、2本のファイバーDCF18およびDCF29の適
当な結合により、達成し得る。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0032
【補正方法】変更
【補正内容】
【0032】 図12aは、本発明の横モード変換器の代替実施態様を描写し、そしてその波
面を修正するように設計された2本のファイバー間の接続部を示す。両方のファ
イバーは、コア10およびクラッド11を備える。伝達ファイバー7の面14は
、反射ノイズをなくすために、分散補償ファイバー8の面と垂直であり得るか、
またはDCF8に対して小さな角度をなし得る。これらのファイバーの少なくと
も1本の端面は、所定のバイナリーパターン16を有する。パターン16は、こ
のファイバーにエッチングできるか、またはファイバーと光学的に連絡できる。
このパターンは、例えば、図7aで記載したようなLP01モードに対応するもの
のようなガウス波面を、図7bで記載したようなLP02モードへと再分布するよ
うに、描写される。この波面を瞬間的に変化させるために、このバイナリーパタ
ーンの高さは、1実施態様では、1.5ミクロンに設定される。この高さは、「
レーリー範囲」(これは、通常のファイバーでは、およそ50ミクロンである)
よりもずっと小さい。このレーリー範囲は、πr2/λとして定義され、ここで 、rは、この波面の半径であり、そしてλは、この光の波長である。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0033
【補正方法】変更
【補正内容】
【0033】 図12bは、その相対運動および損失を減らすために、ファイバー7、8が互
いに接触している実施態様を描写している。図12cは、間隙17を透明材料(
例えば、そのクラッディングそれ自体)で満たしていること以外は、図12bと
同じ構造を描写している。この構造では、パターン16”の高さは、さらに長く
できる。もし、満たした間隙17とパターン16”との間の相対屈折率差が4%
に設定されるなら、そのパターン高さは、13ミクロンに設定される。この高さ
は、依然として、「レーリー範囲」よりも小さい。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0037
【補正方法】変更
【補正内容】
【0037】 本発明の内反射空間モード変換器190を、図20aに図示する。単一モード
ファイバー3の端部から現れるガウスビームは、中心部192および外部194
を有する。ガウスビーム192、194および194’は、空間モード変換器1
90に入り、この場所で、部分192、194および194’の間の干渉がLP 02 モードのものと類似の波面を生じるように、外部194だけが、内面196お
よび196’から、中心部192へと戻って反射される。得られる波面は、1個
またはそれ以上のレンズ198(これらは、この波面を、高い位数のモードファ
イバー8に結合する)を通過する。内面196および196’は、種々の反射体
から製造でき、これらには、金属反射材料および屈折率界面(例えば、コア−ク
ラッド界面を有する光ファイバーのセグメント)が挙げられるが、これらに限定
されない。図20bは、単一モードファイバー3に装着した内部反射空間モード
変換器190を図示している。図20cで示す別の実施態様では、ファイバーベ
ースの空間モード変換器190’は、2本のファイバー3および8の末端間で配
置されている。モード変換器190’は、高屈折率の拡張コア200を有する光
ファイバーの短セグメントを備える。2本のファイバー3および8のコアは、空
間モード間の結合効率を改善するために、拡張できる。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0039
【補正方法】変更
【補正内容】
【0039】 そこを通る光の偏光に対するこの素子109の効果は、図16に図示されてい
る。任意に偏光したパルス120は、偏光スプリッタ115(図示せず)により
、その2個の直交偏光成分124aおよび124bに分割される。各成分124
aおよび124bの位相は、図15のミラー114上の位相素子により変えられ
て、変化成分128aおよび128bが生じる。偏光ビームスプリッタ115(
図示せず)は、成分128aおよび128bを単一環状分布132へと結合する
。変化成分128aおよび128bを生じるのに使用されるミラー114上の位
相素子の配向は、全てのLP11モードが別個に生じ得るように、回転できる。結
果として、単一モードだけが、図14のファイバーDCF84にて、伝播する。
1つの利点には、偏光維持ファイバーが必要ではないことがある。
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0041
【補正方法】変更
【補正内容】
【0041】 あるいは、複屈折素子が使用できる。図17は、遅延プレートを使用すること
により、直線偏光を角度偏光へと変換するプロセスの物理的描写を表わす。直線
偏光140は、直線偏光142の配向に対してある角度で配向された一次軸を有
する波長板を通過する。このプレートの高さは、等式H1(γ,θ)=D/(2 π)θに従った角度依存性を有するように、設計されており、ここで、Dは、こ
の複屈折波長板が直線偏光の配向を変化させていない深さとして、定義される。
得られる偏光144は、図17で示されている。しかしながら、この波面は、残
留角度位相(residual angular phase)を有し得る。従
って、あらゆる残留角度位相を補償するために、別の非複屈折素子146が使用
される。この素子は、負の角度位相を導入する。この位相は、H2(γ,θ)= −F/(2π)θとして表わすことができ、ここで、Fは、この残留角度位相に
従って、計算される。同じ効果は、反対の角度位相を有する2枚の遅延波長板を
使用することによっても達成でき、それらの一次軸は、この直線偏光に対して反
対角で、配向される。
【手続補正12】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0042
【補正方法】変更
【補正内容】
【0042】 これらの横位相素子は、この完成システムの要件に従って、少数の配置で実現
できる。図18は、そのシステムの偏光モード分散に対する感度をなくすように
設計された本発明によるシステムのある実施態様を表わす。単一モードファイバ
ー3で伝播している光は、サーキュレータ160または結合器(図示せず)に入
る。次いで、この光は、横モード変換器162を通過する。この光は、分散補償
ファイバー164にて、より高い位数のモードとして伝播される。ファラデーミ
ラー166は、次いで、この光を反射する。この光が、再度、分散補償ファイバ
ー164および横モード変換器162を通過した後、サーキュレータ160は、
ファイバー3を通って伝播している入射光から、ファイバー3’を通って伝播す
るための出射光を分離する。
【手続補正13】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【手続補正14】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】
【手続補正15】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図3
【補正方法】変更
【補正内容】
【図3】
【手続補正16】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図4
【補正方法】変更
【補正内容】
【図4】
【手続補正17】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図5
【補正方法】変更
【補正内容】
【図5】
【手続補正18】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図6
【補正方法】変更
【補正内容】
【図6】
【手続補正19】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図7
【補正方法】変更
【補正内容】
【図7】
【手続補正20】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図8
【補正方法】変更
【補正内容】
【図8】
【手続補正21】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図9
【補正方法】変更
【補正内容】
【図9】
【手続補正22】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図10
【補正方法】変更
【補正内容】
【図10】
【手続補正23】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図11
【補正方法】変更
【補正内容】
【図11】
【手続補正24】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図12
【補正方法】変更
【補正内容】
【図12】
【手続補正25】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図13
【補正方法】変更
【補正内容】
【図13】
【手続補正26】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図14
【補正方法】変更
【補正内容】
【図14】
【手続補正27】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図15
【補正方法】変更
【補正内容】
【図15】
【手続補正28】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図20
【補正方法】変更
【補正内容】
【図20】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 60/091,026 (32)優先日 平成10年6月29日(1998.6.29) (33)優先権主張国 米国(US) (31)優先権主張番号 09/249,920 (32)優先日 平成11年2月12日(1999.2.12) (33)優先権主張国 米国(US) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ,BA ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CU, CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GD,G E,GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS ,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK, LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,M N,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU ,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM, TR,TT,UA,UG,UZ,VN,YU,ZA,Z W

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも1個の光信号上で動作可能な色分散補償モジュー
    ルであって、該モジュールは、複数の光ファイバーを備え、ここで、該複数の光
    ファイバーの各光ファイバーは、異なる分散位数を補償し、そして該光ファイバ
    ーの少なくとも1本は、実質的に高い位数の空間モードで、該光信号上で動作す
    ることを特徴とする、モジュール。
  2. 【請求項2】 前記高い位数の空間モードが、LP02モードである、請求項
    1に記載の色分散補償モジュール。
  3. 【請求項3】 前記光ファイバーの少なくとも1本が、単一モードファイバ
    ーである、請求項1に記載の色分散補償モジュール。
  4. 【請求項4】 前記分散位数の1個が、ゼロ位分散に対応している、請求項
    1に記載の色分散補償モジュール。
  5. 【請求項5】 前記分散位数の1個が、分散勾配に対応している、請求項1
    に記載の色分散補償モジュール。
  6. 【請求項6】 前記分散位数の1個が、二位分散に対応している、請求項1
    に記載の色分散補償モジュール。
  7. 【請求項7】 前記光信号を低い位数の空間モードから前記高い位数の空間
    モードへと変換するためのモード変換器をさらに備える、請求項1に記載の色分
    散補償モジュール。
  8. 【請求項8】 前記複数の光ファイバーの最初の光ファイバーに光結合され
    た伝達ファイバーをさらに備える、請求項1に記載のモジュール。
  9. 【請求項9】 前記複数の光ファイバーの最後の光ファイバーに光結合され
    た伝達ファイバーをさらに備える、請求項1に記載のモジュール。
  10. 【請求項10】 少なくとも1個の光信号上で動作可能な色分散補償モジュ
    ールであって、該モジュールは、複数の光ファイバーを備え、ここで、該複数の
    光ファイバーの各光ファイバーは、異なる線形結合の分散位数を補償し、そして
    該光ファイバーの少なくとも1本は、実質的に高い位数の空間モードで、該光信
    号上で動作することを特徴とする、モジュール。
  11. 【請求項11】 複数の光ファイバーにより少なくとも1個の光信号の複数
    位数の分散を補償する方法であって、該方法は、以下: 複数位数の分散を有する該光信号を受信する工程;および 前記複数の光ファイバーを通って該光信号を伝達する工程であって、ここで、
    該複数の光ファイバーの少なくとも1本の該光ファイバーは、実質的に高い位数
    の空間モードで、該光信号上で動作する、工程により特徴付けられ、 ここで、該複数の光ファイバーの各光ファイバーは、異なる分散位数を補償す
    る、方法。
  12. 【請求項12】 前記複数位数の分散が、少なくとも二位分散を備える、請
    求項11に記載の方法。
  13. 【請求項13】 前記複数位数の分散が、少なくとも分散勾配を備える、請
    求項11に記載の方法。
  14. 【請求項14】 前記光信号を、第1のモードから、第2のさらに高い位数
    のモードに実質的に変換する工程をさらに包含する、請求項11に記載の方法。
  15. 【請求項15】 前記第2のさらに高い位数のモードが、LP02モードであ
    る、請求項14に記載の方法。
  16. 【請求項16】 伝達ファイバーから前記光信号を受信する工程、および前
    記複数の光ファイバーを通って、前記第1の光信号を伝達する工程をさらに包含
    する、請求項11に記載の方法。
  17. 【請求項17】 前記補償が、実質的に、前記複数位数の分散の反対値に対
    応している、請求項11に記載の方法。
  18. 【請求項18】 前記複数の光ファイバーから、伝達ファイバーを通って、
    前記光信号を伝達する工程をさらに包含する、請求項11に記載の方法。
  19. 【請求項19】 前記複数の光ファイバーの各光ファイバーが、前記伝達フ
    ァイバーからの異なる分散位数を予め補償する、請求項18に記載の方法。
  20. 【請求項20】 複数の光ファイバーにより少なくとも1個の光信号の複数
    位数の分散を補償する方法であって、該方法は、以下: 複数位数の分散を有する該光信号を受信する工程;および 前記複数の光ファイバーを通って該光信号を伝達する工程であって、ここで、
    該複数の光ファイバーの少なくとも1本の該光ファイバーは、実質的に高い位数
    の空間モードで、該光信号上で動作する、工程により特徴付けられ、 ここで、該複数の光ファイバーの各光ファイバーは、異なる線形結合の分散位
    数を補償する、方法。
  21. 【請求項21】 前記複数の光ファイバーの各光ファイバーが、前記伝達フ
    ァイバーからの異なる線形結合の分散位数を予め補償する、請求項20に記載の
    方法。
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