JP2002519729A - モノリシック同軸デバイス - Google Patents

モノリシック同軸デバイス

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JP2002519729A JP2000557171A JP2000557171A JP2002519729A JP 2002519729 A JP2002519729 A JP 2002519729A JP 2000557171 A JP2000557171 A JP 2000557171A JP 2000557171 A JP2000557171 A JP 2000557171A JP 2002519729 A JP2002519729 A JP 2002519729A
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Abstract

(57)【要約】 低過剰損失及び低偏光依存性損失の、環境に対して安定な干渉計型及び格子型デバイスが提供される。デバイスピグテイルとシステムファイバとの間の永久接続におけるモーダルノイズは最小限に抑えられるかまたは排除される。デバイスは光信号フィルタリングのための光デバイス（１０）である。光デバイス（１０）のスペクトル感度は調整可能である。光デバイスには、第１のコア領域（３０）及び屈折率がｎ２のクラッド領域（３４）を有する第１の光ファイバ（２５）が含まれる。第１のコア領域（３０）には屈折率がｎ１のコア（３２）及び第１の光ファイバ（２５）と一体化された第１のファイバ結合レギュレータ（３００）が含まれる。第１のファイバ結合レギュレータ（３００）は第１の光路と第２の光路との間で光信号を結合し、光信号の第３の光路への結合を実質的に阻止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 関連出願の説明 本出願は１９９８年６月２９日に出願された米国特許出願第６０/０９１,０９
２号の一部継続出願であり、本明細書はその内容に依存し、また内容の全てが本
明細書に参照として含まれ、米国特許法第１２０条の下における優先権の特恵を
本明細書で請求される。
【０００２】 発明の背景 １．発明の分野 本発明は概してモノリシックフィルタに関し、特に単一ファイバ同軸マッハ−
ツェンダー及び格子デバイス並びにこれらの用途に関する。
【０００３】 ２．技術的背景 狭帯域波長分割多重（ＷＤＭ）結合器及びフィルタが必要になりつつある。重
要な用途には希土類元素及びラマン増幅器のための広帯域利得平坦化フィルタが
ある。例えば、そのようなデバイスはエルビウムファイバ増幅器の利得スペクト
ルを改変するために１５５０ｎｍウインドウで利用することができる。そのよう
なデバイスはまた、ファイバ−加入者アーキテクチャだけでなく幹線においても
広く用いられる。これらのデバイスは環境に対して安定で、信頼性が極めて高く
なければならない。
【０００４】 マッハ−ツェンダーフィルタはその狭帯域波長性能で知られている。２つのエ
バネッセント結合器を長さの異なるファイバとファイバの間に接続することによ
り、１ｎｍという狭い通過帯域を有するフィルタを形成することが提案されてい
る。しかし、この手法で環境に対して安定なデバイスを再現することは困難であ
る。接続ファイバは、温度変化及び不規則な曲げ力のような外部の不安定化条件
にさらされる。
【０００５】 温度勾配の影響を受けず、思わぬ曲げを生じさせがちな力に耐え得る、環境に
対して安定なマッハ−ツェンダーデバイスが提案されている。このデバイスは、
第１及び第２の相異なる光ファイバが中を通って伸びる、細長いマトリックスガ
ラス体を含む。このマトリックスガラス体には前記２本のファイバが相異なる伝
搬定数を有する位相シフト領域があり、よって光信号は位相シフト領域において
相異なる速度で光ファイバを通って伝搬する。マトリックスガラス体にはさらに
ガラス体の直径及びファイバの直径が位相シフト領域より小さい、間隔をおかれ
た２つのテーパ付結合器領域が位相シフト領域の対向する両端にある。位相シフ
ト領域においては２本のファイバの伝搬定数が相異なっているが、テーパ付結合
領域内でこれらのファイバを伝搬する基本モードの伝搬定数の差は、結合がおこ
るテーパ付領域におけるコア寸法が小さいことにより、問題にならない。
【０００６】 利得平坦化フィルタにオーバークラッド付マッハ−ツェンダー結合器を用いる
ことが提案されている。二結合器型デバイスの代表的な正弦波型波長依存性は、
エルビウムドープファイバ増幅器の赤色帯域利得または青色帯域利得の平坦化に
有用である。広帯域利得フィルタには非正弦波型フィルタ機能が必要である。三
結合器−二コア型オーバークラッド付格子構造を用いるそのような広帯域機能が
実地に示されている。しかし二ファイバ型オーバークラッド付マッハ−ツェンダ
ー狭帯域フィルタは、デバイス製造時にオーバークラッドチューブがファイバに
向かってつぶれるためにデバイスの位相シフト領域でコアが変形するので、感偏
光性になりがちであることが見いだされている。
【０００７】 感偏光性を排除するために同軸配置が提案されている。そのようなデバイスは
ロッド導波路（ファイバの中心コア）及び同軸の管状すなわちリング導波路の２
つの導波路を定める光ファイバで形成される。中心コア及びリング導波路の屈折
率は、コアとリング導波路の間にあるクラッド層の屈折率より、またリング導波
路を取り囲む外層クラッドの屈折率より、高くなっている。この構成を実施する
のは以下の理由により困難である。コア導波路からの光をリング導波路内のリン
グモードに結合するためには、テーパ付領域におけるそれぞれのモードの伝搬定
数が同じであることが必要である。しかし、高いフィルタリング性能を得るため
には伝搬定数が相異なっていなければならない。これらの必要条件を満たす同軸
ファイバ結合器を形成することは困難である。さらに重要なことには、中心コア
導波路とリング導波路を有するファイバで形成された同軸デバイスにおいては、
リングモードがリング導波路と非常に強固に結び付けられているために、リング
モードをリング導波路から引き離すことが出力ファイバピグテイルの保護被覆に
より容易にはできなくなっている。このため、リング導波路内を伝搬する光のデ
バイスの出力ピグテイルへの到達を阻止するための屈折率整合液浴をさらに利用
しなければならない。リングモードが出力ピグテイルとシステムファイバとの間
の永久接続に到達すれば、モーダルノイズが発生する。さらに、コア及びリング
導波路を有する同軸ファイバでつくられるマッハ−ツェンダーデバイスの挿入損
失対波長特性は、再現性が非常に乏しい。
【０００８】 発明の概要 本発明は、過剰損失が小さく、偏光依存性損失が小さい、環境に対して安定な
干渉計型及び格子型デバイスを提供する。本発明の干渉計型及び格子型デバイス
は作成コストが低く、また作成が簡単である。デバイスピグテイルとシステムフ
ァイバとの間の永久接続におけるモーダルノイズは最小限に抑えられるかまたは
排除される。
【０００９】 本発明の一態様は、光信号のフィルタリングを行うための光デバイスである。
本光デバイスは調整可能なスペクトル感度を有する。本光デバイスは：屈折率が
ｎ１の第１の中心領域を含む第１のコア及び屈折率がｎ２の第１のクラッドを有
する第１の光ファイバ；並びに第１の光ファイバと一体化された、第１の光路と
第２の光路との間で光信号を結合し、光信号の第３の光路への結合は実質的に阻
止する、第１のファイバ結合レギュレータを含む。
【００１０】 別の態様において、本発明は動作波長λｏにおける動作のための同軸デバイス
を含み、本デバイスは：最大屈折率がｎ２のクラッドに取り囲まれた最大屈折率
がｎ１のコア及びコアとクラッドとの間に配された最大屈折率がｎ５の屈折率ペ
デスタルを有する単一光ファイバ、ここでｎ１＞ｎ５＞ｎ２である；並びにファ
イバの少なくとも１つのテーパ付領域を含む。テーパ付領域の一端から伸びるフ
ァイバ部分は保護被覆を有し、ファイバピグテイルを構成する。テーパ付領域の
テーパ角はＬＰ０１モードとＬＰ０２モードとの間の結合を生じさせるに十分な
大きさであるが、ＬＰ０３モードとの結合を生じさせるほどの大きさではない。
光ファイバの遮断周波数λｃｏは動作波長λｏより短く、遮断周波数λｃｏと動
作波長λｏとの差は２００ｎｍより大きい。
【００１１】 また別の態様において本発明は；最大屈折率がｎ２のクラッドに取り囲まれた
最大屈折率がｎ１のコア及びコアとクラッドとの間に配された最大屈折率がｎ５ の屈折率ペデスタルを有する単一光ファイバ、ここでｎ１＞ｎ５＞ｎ２である；
ファイバの中途で、軸方向に隔てられた、少なくとも第１と第２のテーパ付領域
；これらのテーパ付領域の間に伸びるファイバの位相シフト領域；並びに第１の
テーパ付領域の位相シフト領域とは反対側の端から伸びる第１のファイバピグテ
イルを含み、テーパ付領域のテーパ角はＬＰ０１モードとＬＰ０２モードとの間
の結合を生じさせるに十分な大きさであるが、ＬＰ０３モードとの結合を生じさ
せるほどの大きさではない同軸デバイスを含む。
【００１２】 さらに別の態様において、本発明は既定のスペクトル感度を有する光デバイス
による光信号をフィルタリングするための方法を含み、本光デバイスは第１のコ
ア領域及び屈折率がｎ２の第１のクラッドを有し、第１のコア領域は屈折率がｎ １ の第１のコアを含む、第１の光ファイバを含み、本方法は：第１の光ファイバ
と一体化された第１のファイバ結合レギュレータを準備するステップ；光信号を
第１の光ファイバに導くステップ； 及び光信号をＬＰ０１モードからＬＰ０２
モードに結合するステップを含み、ここで第１のファイバ結合レギュレータはＬ
Ｐ０１モードとＬＰ０２モードとの間で光信号を結合し、光信号のＬＰ０３モー
ドへの結合を実質的に阻止する。
【００１３】 本発明のさらなる特徴及び利点は以下の詳細な説明に述べられ、当業者には、
ある程度までは説明から明らかであろうし、あるいは以下の詳細な説明、特許請
求の範囲、並びに添付図面を含む、本明細書に説明される本発明の実施により認
められるであろう。
【００１４】 前述した一般的説明及び以下の詳細な説明が本発明の代表的な例でしかなく、
特許請求される本発明の本質及び特徴を理解するための概観ないし枠組を提供す
るように意図されていることは当然である。添付図面は本発明をさらによく理解
するために含められ、本明細書に組み込まれて本明細書の一部をなす。図面は本
発明の様々な実施形態を示し、説明とともに、本発明の原理及び動作を説明する
ために役立つ。
【００１５】 好ましい実施形態の詳細な説明 本発明の現在好ましい実施形態がここで詳細に参照され、その例が添付図面に
示されている。可能である限り、全図面を通して同じ参照数字が同じまたは同様
の要素を示すために用いられる。本発明の同軸光デバイス１０の典型的実施例が
図１に示され、全図面を通し、総括的に参照数字１０で表される。
【００１６】 本発明の特徴を表するために本明細書では以下の記号が用いられる。Δが２つ
の光伝搬材料間の比屈折率差を示すために用いられる。すなわちΔ１-２＝(ｎ１ ２ −ｎ２ ２)/２ｎ１ ２、Δ５-２＝(ｎ５ ２−ｎ２ ２)/２ｎ２ ２、Δ２-３＝(ｎ２ ２ −ｎ３ ２)/２ｎ２ ２であり、ここでｎ１，ｎ２，ｎ３及びｎ５はそれぞれ、フ
ァイバコアの中心領域、ファイバクラッド、デバイスのオーバークラッド、及び
コア領域のファイバペデスタルの屈折率である。コア領域はトラフを含むことも
ある。
【００１７】 本発明にしたがえば、モノリシック同軸デバイス１０に関する本発明は結合レ
ギュレータ３００を含む。結合レギュレータ３００には、光結合器３０２及び結
合抑制器３０４がある。結合器３０２は、ＬＰ０１モードとＬＰ０２モードの２
つの光路間で光信号を結合させる。結合抑制器３０４は、ＬＰ０１モードとＬＰ ０２ モードの間で光信号を結合させ得るが、ＬＰ０３モードのようなさらに高次
のモードのいずれとの光信号の結合も阻止する。結合レギュレータ３００は、既
定の所望のスペクトル感度を与えるように調整できる。さらに、光デバイス１０
を縦続接続してすなわち鎖状に連結して、プロファイルが非常に複雑なスペクト
ル感度を得ることができる。
【００１８】 結合レギュレータ３００は用途に応じて１つ、２つ、または３つの結合器及び
結合抑制器を含む。結合レギュレータ３００は：チャネルフィルタリング、ソリ
トン伝送システムにおけるジッター除去フィルタ、バンドパスフィルタ、ノッチ
フィルタ、ラマン増幅器フィルタ、希土類元素増幅器フィルタ及びいかなる所望
のあるいは既定のプロファイルにも合致するスペクトル感度を有する利得平坦化
フィルタを含む様々な用途に与えられる。光デバイス１０は別の特徴及び利点も
有する。光デバイス１０は作成が比較的簡単でコストがかからない。光デバイス
１０は、過剰損失が小さく、偏光依存性損失が小さく、デバイスピグテイルとシ
ステムファイバとの間の永久接続におけるモーダルノイズを排除するかまたは最
小限に抑える、環境に対して安定なデバイスである。
【００１９】 本明細書に具体化され、図１に示されるように、光デバイス１０は光ファイバ
２５及び結合レギュレータ３００を含む。光ファイバ２５にはコア領域３０及び
クラッド３４がある。結合領域３００は光ファイバ２５と一体化され、結合器３
０２及び結合抑制器３０４を含む。図１に示される単純な一テーパ型デバイス１
０は非干渉計型フィルタの一例である。図１に示されるような光デバイス１０に
関して論じられる原理は、以下で論じられる二テーパ型マッハ−ツェンダーフィ
ルタ及び三テーパ型格子フィルタにも適用できる。
【００２０】 結合器３０２は既知の適当ないずれの形式のものであってもよいが、例として
テーパ付領域１８，中心領域３２の直径、及びコア領域３０に一体化された屈折
率トラフ３７が示されている。テーパ１８が非断熱的であれば、光信号はＬＰ０ １ モードとより高次のモードとの間で伝搬し、トラフ３７は必要ではない。この
場合、テーパ角はＬＰ０１モードとＬＰ０２モードとの間の非断熱的結合を生じ
させるある最小テーパ角より大きくなければならない。
【００２１】 テーパ角は一般にテーパ比を用いて定義される。テーパ比は光ファイバ２５の
半径の変分（ｄｒ）の、長さの変分（ｄｚ）に対する比である。ｄｒ/ｄｚ＞ｒ/
Ｚ０２であることが望ましく、ここでＺ０２＝２π/(β０１−β０２)である。
しかし、テーパ角をＬＰ０３モードとの結合が生じるほどの大きさにすることは
できない。すなわち、ｄｒ/ｄｚがｒ/Ｚ０３より大きくなるほどテーパ角を大き
くするべきではない。ここでＺ０３＝２π/(β０１−β０３)である。さらに、
テーパ角を小さくするほど製造プロセス時の制御は容易になる。上記の関係式に
おいてβ０１，β０２及びβ０３は、テーパ付領域におけるＬＰ０１，ＬＰ０２ 及びＬＰ０３モードの伝搬定数である。
【００２２】 上に論じたように、結合器３０２は屈折率トラフ３７を用いて実施できる。テ
ーパ付領域１８が断熱的であれば、テーパ付領域１８はＬＰ０１モードとＬＰ０ ２ モードとの結合をサポートせず、トラフ３７がコア領域３０と一体化される。
トラフ３７は、光をＬＰ０１モード光路とＬＰ０２モード光路との間で結合させ
るが、より高次のモードとは結合させない。
【００２３】 当業者であれば、ＬＰ０１モードとＬＰ０２モードとの間の結合をコア径を大
きくすることによっても実施し得ることにも気づくであろう。
【００２４】 結合抑制器３０４は既知の適当ないずれの形式のものであってもよいが、例と
してテーパ付領域１８及びコア３０に一体化されている屈折率ペデスタル３３が
示されている。上で論じたように、テーパ付領域１８が断熱的であればテーパ付
領域１８はＬＰ０１モードとＬＰ０２モードとの間の結合を阻止し、トラフ３７
が用いられなければならない。結合抑制器３０４もペデスタル領域３３とともに
実施される。急峻な非断熱的テーパ付領域１８が用いられる場合には、光は容易
にＬＰ０２及びより高次のモードと結合する。ペデスタル領域３３は、ＬＰ０３ またはより高次のモードとの結合を阻止するためにコア３０と一体化される。
【００２５】 本明細書に具体化され、図２に示されるように、本発明にしたがう光デバイス
１０の代表的な屈折率プロファイルが与えられる。図２は光ファイバ２５の半径
に対する、コア３０，中心コア領域３２，ペデスタル３３，クラッド３４及びト
ラフ３７の間の関係を示す。中心コア領域３２は屈折率ｎ１で表される。クラッ
ド３４は屈折率ｎ２で表される。ペデスタル３３及びトラフ３７の屈折率は、そ
れぞれｎ５及びｎ６である。図２に示されるように、ｎ１＞ｎ５＞ｎ２＞ｎ６で
ある。光デバイス１０は一般に屈折率がｎ３のオーバークラッド領域１７を含む
ことにも注意されたい。図２に示されるように、オーバークラッド１７の屈折率
ｎ３がファイバクラッド３４の屈折率ｎ２より小さい場合に、ＬＰ０１モードと
ＬＰ０２モードとの間のモード結合がより容易におこる。ファイバクラッドは一
般にシリカで形成されるから、オーバークラッドチューブの屈折率はＢ２Ｏ３ま
たはフッ素がドープされたシリカでチューブを形成することによりファイバクラ
ッドより小さくすることができる。
【００２６】 ファイバ被覆材３８の屈折率ｎ４はファイバクラッド３４の屈折率ｎ２より大
きい。さらにファイバ被覆材の屈折率ｎ４は、デバイス１０から伝搬するＬＰ０ ２ モードをピグテイルでファイバから引き離すことができるように、ペデスタル
３３の屈折率ｎ５に等しくするか、またはそれより大きくするべきである。そう
すれば、ピグテイルとシステムファイバとの間の永久接続におけるモーダルノイ
ズが排除される。
【００２７】 塩素を用いればファイバクラッドに対し非常に小さい比屈折率差Δ５-２を有
するペデスタルを精確に形成できるから、ペデスタルの屈折率を高めるドーパン
トとして塩素を用いると都合がよい。しかし、塩素以外のドーパントも屈折率プ
ロファイルにペデスタル領域３３（図２）を有するファイバの作成に用いること
ができる。コア領域３２の形成に用いられるドーパントは、ペデスタル３３の形
成にも用いることができる。ファイバコアの形成に普通に用いられる酸化ゲルマ
ニウムをペデスタル３３のドーパントに用いることもできる。さらに、コア３２
及び／またはペデスタル３３の形成に用いることができる、さらに多くの屈折率
増大ドーパントがある。ペデスタル領域３３はシリカのようなガラスで形成する
こともでき、ファイバクラッド領域３４はフッ素またはホウ素のような屈折率低
下ドーパントがドープされたシリカで形成される。
【００２８】 本明細書で説明される特定の結合器において、デバイスファイバ２５は結合領
域でマトリックスガラス体１７に取り囲まれる。周囲媒質はファイバクラッドの
屈折率より小さい屈折率ｎ３を有する、プラスチック、空気等の、どのような材
料であってもよい。テーパ付領域におけるＬＰ０１モードとＬＰ０２モードとの
間のファイバ伝搬定数の差は、空気が周囲媒質であればかなり大きい。したがっ
て、そのようなデバイスのテーパはより急峻でなければならず、よってテーパ角
の制御がさらに困難になる。また、テーパ付領域の先端部に空気があると光はＬ
Ｐ０２モードからＬＰ０３モードに結合できる。すなわち空気が周囲媒質である
場合は、テーパを極めて慎重に形成しなければならない。これらの望ましくない
効果は、より高い屈折率ｎ４を有するオーバークラッドチューブを用いれば排除
される。
【００２９】 本明細書に具体化され、図３に示されるように、モノリシック同軸オーバーク
ラッド付マッハ−ツェンダーデバイス１０が開示される。本発明の第２，第３及
び第４の実施形態にしたがう別のマッハ−ツェンダーデバイスが以下で論じられ
る。デバイス１０から伸びる、被覆された第１及び第２の光ファイバピグテイル
１１及び１２がそれぞれ永久接続１５及び１６によりシステムファイバ１３及び
１４に接続される。デバイス１０は内部にテーパ付結合領域１８及び１９を有す
るマトリックスガラス体１７を含む。位相シフト領域２０が領域１８と領域１９
との間に配される。
【００３０】 本発明のフィルタの機能に影響する要因の１つは、テーパ比並びにテーパ付領
域におけるＬＰ０１モード及びＬＰ０２モードの伝搬定数値に依存する、結合器
の波長依存性である。テーパ角はＬＰ０１モードとＬＰ０２モードとの間の非断
熱的結合を生じさせる、ある最小テーパ角より大きくなければならない。テーパ
角はＬＰ０３モードとの結合を生じさせるほど急峻にすることはできない。さら
に、テーパ角が小さくなるほど製造プロセス時にその制御が容易になる。ｄｒ/
ｄｚ＞ｒ/Ｚ０２であることが望ましく、ここでＺ０２＝２π/(β０１−β０２)
である。しかし、ｄｒ/ｄｚがｒ/Ｚ０３より大きくなるほどテーパ角を大きくし
すぎるべきではない。ここでＺ０３＝２π/(β０１−β０３)である。これらの
関係式において、ｒはファイバ半径、ｚはファイバの軸線に沿う長さ、またβ１ ，β２及びβ３はテーパ付領域におけるＬＰ０１，ＬＰ０２及びＬＰ０３モード
の伝搬定数である。
【００３１】 ＬＰ０１モードのＬＰ０２モードへの結合方程式は、エルスヴィア(Elsevier)
社か発行されたシー・ヴァッサロ(C. Vassallo)著「光導波路の概念」（１９９
１年）に与えられている。
【００３２】 テーパ付領域でおこる結合はファイバの遮断波長に依存することが見いだされ
た。遮断波長が動作波長近くにある場合には、結合がおこらなかった。１５００
ｎｍ領域で動作するデバイスに関しては、遮断波長が動作波長より約２００ｎｍ
短いファイバでテーパ付領域においてある程度の結合が生じた。ファイバの遮断
波長が約９５０ｎｍである場合には、かなりの結合が生じた。このことは、設計
上の重要なトレードオフを示す。
【００３３】 遮断周波数が動作波長に対して５００ｎｍよりも短い場合に、優れた結合結果
が得られた。この結果はβ１とβ２とが比較的近いことにより得られる。しかし
β１とβ２とが近すぎると、モード間干渉長をより大きくするモード分散効果が
生じる。このためにデバイス長が大きくなる。デバイスのフィルタ効果を生じさ
せるのは、デバイスで発生するモード間干渉であることはもちろんである。デバ
イスを小さくするためにはβ１とβ２とが比較的離れていなければならない。こ
のため、遮断波長がより長くなる。デバイスが小さくなると、屈折率トラフ３７
がモード間結合を生じさせるために必要である。このことは、本発明の第３及び
第４の実施形態に関して以下で論じられる。
【００３４】 本発明のフィルタ機能に影響する別の要因は、位相シフト領域２０の（例えば
三テーパ型デバイスにおいて１つより多い）長さ“Ｌ”及び領域２０の波長依存
性であり、この波長依存性はテーパが付けられていない位相シフト領域２０にお
けるＬＰ０１モード及びＬＰ０２モードの伝搬定数に依存する。
【００３５】 単純な正弦波型波長フィルタまたはＷＤＭ結合器は、結合器１８及び１９が実
質的に同じ結合特性を有するときに優れた性能特性を示す。したがって、テーパ
付結合器１８の形成に用いた延伸条件と同じ条件でオーバークラッドチューブの
適切な領域を延伸することにより、第２の結合器１９をテーパ付領域１８とは反
対の側のチューブ端近くに形成することが好ましい。もちろん、より複雑なスペ
クトル感度プロファイルに関しては、結合器１８及び１９が同じにはならないで
あろう。
【００３６】 上で論じたように、図３に示したタイプの原型マッハ−ツェンダーデバイス及
び図１７に示されるタイプの格子デバイスを、所望の伝達関数が得られるように
“調整”することができる。第１に、材料の適切な選択により所望の屈折率プロ
ファイルが得られる。第２に、光デバイス１０の光学特性及びスペクトル特性が
製造時に測定される。所望のスペクトル特性を得るために、デバイス１０のテー
パ比、延伸または伸長長さが調節される。この調整過程により、ある与えられた
フィルタに対して最適な、材料選択、テーパ比、延伸長及び位相シフト領域長Ｌ
が得られる。
【００３７】 ファイバコアは、デバイスのピグテイルが融着または接続されるシステムファ
イバのモード場径にかなり近いモード場径を有するべきである。また、改善され
た温度特性を有するデバイスを形成するためにＢ２Ｏ３をファイバコアに添加す
ることもできる。以下で論じられるように、屈折率及び半径のようなコアパラメ
ータの値は、デバイス動作波長λｏが単一モード遮断波長λｃｏより十分長くな
るような値でなければならない。
【００３８】 本明細書に具体化され、図４に示されるように、本発明の第２の実施形態が開
示される。デバイス１０はマトリックスガラス体１７に取り囲まれた単一ガラス
光ファイバ２５を含む。テーパ比は３対１にほぼ等しい。以下で説明される方法
にしたがってマッハ−ツェンダーデバイスを形成するために８重量％のＢ２Ｏ３ がドープされたシリカチューブを用いた。チューブ長（Ｘ）は４.５ｃｍである
。テーパ付領域の延伸長はいずれも０.７５ｃｍであり、テーパ付領域の間隔Ｌ
は１.０ｃｍである。ファイバコアは１５重量％のＧｅＯ２及び３重量％のＢ２
Ｏ３がドープされたシリカからなり、コア−クラッド間のΔ１-２は約１.０％で
ある。半径ｒｃ，ｒｃｒ及びｒｃｌａｄはそれぞれ、約３μｍ，約１２μｍ及び
６２.５μｍである。遮断波長はほぼ９６１ｎｍである。デバイスの偏光依存性
損失は０.１ｄＢより小さい。
【００３９】 図５は、ファイバ２５の屈折率プロファイル及びマトリックスガラス体１７の
少なくとも内側部分の屈折率プロファイルである。図５の屈折率プロファイルで
は、屈折率及び半径を一定の比率及び／または正確な相対値で表すようにはして
いない。デバイスファイバ２５は最大屈折率がｎ１のコア領域３０及び屈折率が
より小さいｎ２のクラッド領域３４を含む。本発明のこの実施形態の顕著な特徴
は、中心領域３２とクラッド３４の間に配された屈折率ペデスタル３３である。
ペデスタル領域３３の屈折率ｎ５はｎ１とｎ２の間にある。図を明解にするため
、中心領域３２及びペデスタル領域３３を含むコア領域は一定の屈折率をもつフ
ァイバ領域であるように描かれている。
【００４０】 あるいは、中心領域３２及びペデスタル領域３３は、本明細書に説明されるよ
うにペデスタルがＬＰ０２モードとの結合のみをサポートするのであれば、傾斜
プロファイル、複数段で形成されるプロファイル等のような、変動屈折率プロフ
ァイルを有していてもよい。ペデスタル領域の屈折率プロファイルは、望ましく
は実質的に一定のままであるかまたは半径方向で若干低下してゆくべきである。
コア、ペデスタル及びファイバ表面の半径はそれぞれ、ｒｃ，ｒｃｒ及びｒｃｌ ａｄ である。
【００４１】 図５に示されるプロファイルにおいて、位相シフト領域２０ではファイバを伝
搬するＬＰ０１モード及びＬＰ０２モードの伝搬定数が大きく異なっているが、
テーパ付領域１８及び１９では強いモード結合を得られるに十分な近い値になる
。そのようなプロファイルを有するファイバでは、テーパ付領域におけるモード
結合を弱めずに、位相シフト領域において十分なモード間位相差が得られる。第
２の実施形態におけるΔ１-２の値は１.０％にほぼ等しい。Δ５-２の値は小さ
くなければならず、しかもファイバのＬＰ０１モードとＬＰ０２モードとの間で
光が結合できるには十分であるが、同時にＬＰ０３モードとの結合は阻止する大
きさでなければならない。ＬＰ０２モードは、クラッドがマトリックスガラス体
のような媒質で取り囲まれているマッハ−ツェンダーデバイスを伝搬する導波モ
ードである。Δ５-２は、値が大きくなるほど大きなテーパ比が必要となるので
、０.０５％より小さくするべきである。テーパ付領域でＬＰ０３モードとの結
合を可能にし、一方ＬＰ０３モードとの結合を阻止するためには、Δ５-２値を
０.０１％より大きくするべきである。ｒｃｒは１０μｍから２５μｍの間とす
べきであり、好ましくは１５μｍより小さくするべきである。
【００４２】 図６は、本発明の第２の実施形態にしたがう光デバイス１０の挿入損失対波長
のグラフである。光デバイス１０のスペクトル感度は、一段マッハ−ツェンダー
チャネルフィルタのものである。光デバイス１０は、スペクトルの１５５０ｎｍ
領域で大きな挿入損失を有する、優れた減衰特性を示す。
【００４３】 本明細書に具体化され、図７に示されるように、光デバイス１０の第３及び第
４の実施形態の長さは第２の実施形態のほぼ１/２である。上で論じたように、
デバイスの大きさと結合容易性との間にはトレードオフがある。第３及び第４の
実施形態のいずれにおいても、屈折率トラフ３７が光結合器３０２の一部として
光ファイバ２５に一体化されている。トラフ３７によりＬＰ０１とＬＰ０２との
間のモード間結合が可能になる。
【００４４】 図８は、本発明の第３の実施形態にしたがうマッハ−ツェンダーフィルタの屈
折率プロファイルである。第３の実施形態におけるΔ１-２値は２.０％にほぼ等
しい。モード間結合を促進するためにコア径を約７μｍまで大きくしてある。ト
ラフ３７が非常に深く、ほぼ０.１％から０.４％の範囲のΔ１-６を有すること
に注意されたい。トラフ３７は小さなテーパ比と大きなΔβを相互補完するため
に用いられる。Δβが大きいため遮断波長はかなり長い。遮断波長は１２００ｎ
ｍにほぼ等しい。結合抑制器３０４は小テーパ角領域及びペデスタル３３を含む
。テーパ比は２対１より小さい。通常このテーパ比は断熱的であって、モード間
結合を阻止する。しかし、光結合器３０２には小テーパ比の効果を無くす効果を
有する、非常に顕著なトラフ３７がある。ペデスタル３３はＬＰ０２モードとＬ
Ｐ０３またはより高次のモードとの結合を阻止する役に立つ。
【００４５】 図９は、本発明の第４に実施形態にしたがう屈折率プロファイルである。第４
の実施形態におけるΔ１-２値は０.８％にほぼ等しい。モード間結合を促進する
ため、コア径を約１０μｍまで大きくしてある。本実施形態においてトラフ３７
はかなり浅く、ほぼ０.０３％から０.０７％の範囲のΔ１-６を有する。トラフ
３７は小さなテーパ比と大きなΔβを相互補完するために用いられるが、この場
合、その効果はそれほど強くはない。実施例３と同様に、遮断波長は実施例２の
遮断波長よりかなり長い。遮断波長は１２８０ｎｍにほぼ等しい。テーパ比は２
対１より小さい。実施例３の場合と同様に、結合抑制器は通常は断熱的であるテ
ーパ比を含む。光結合器３０２にはこれらの効果を無くす小さなトラフ３７があ
る。結合抑制器３０４にはペデスタル３３がない。ＬＰ０２モードとＬＰ０３ま
たはより高次のモードとの結合を阻止する必要はない。
【００４６】 図１０は、ソリトン伝送システムに用いるためのフィルタとして構成された、
第２，第３及び第４の実施形態にしたがうマッハ−ツェンダーデバイスの強度対
波長のグラフである。上に論じたように、光デバイス１０を調整して、いかなる
数の既定のスペクトル感度もつくることができる。図１０において、マッハ−ツ
ェンダーデバイスは最大で入射光信号の約１００％を通過させ、最小で入射光信
号の約７０％を通過させるように調整されている。ソリトン伝送システムにおい
ては、タイミングジッターがソリトン通信システムの最も重要な要因である。こ
の課題を解決する方法の１つはスライド周波数フィルタである。
【００４７】 図１１は、図１０に示したスペクトル感度を有するマッハ−ツェンダーデバイ
ス１０を用いるロングホールソリトン伝送システム１００のブロック図である。
送信器２００が増幅器２０２に接続される。増幅器２０２の出力はマッハ−ツェ
ンダーフィルタ１０に接続される。増幅器２０２及びフィルタ１０は損失を補償
するために通信リンクに分散配置される。理論的には、ソリトンパルスは形状を
失わずに何度でも増幅できる。増幅器２０２は、増幅自然放出（ＡＳＥ）により
雑音を付加する。フィルタ１０は、不要なＡＳＥの通過を阻止する光バンドパス
フィルタである。通信リンクにあるフィルタ１０のそれぞれは相異なる中心周波
数を有する。連続するフィルタの中心周波数を順次高くして行くことにより、一
連のスライド周波数フィルタが形成される。ソリトン周波数がフィルタにしたが
ってスライドするので、タイミングジッターが低減され、一方でＡＳＥがフィル
タ除去される。
【００４８】 本明細書に具体化され、図１２に示されるように、二段チャネルフィルタ２０
０が本発明の第５の実施形態で開示される。１つのマッハ−ツェンダー１０の出
力ピグテイル５３がもう１つのマッハ−ツェンダー１０の入力ピグテイル５４に
接続される。当業者であれば、２つまたはそれ以上のマッハ−ツェンダーデバイ
スを縦続接続してＭ段チャネルフィルタを構成できることに気づくであろう。
【００４９】 光デバイス２００の出力伝達関数が図１３〜１６に描かれている。図１３はシ
ステムの波長チャネルを示す。図１４には、一段マッハ−ツェンダーデバイスの
スペクトル感度が示される。この感度は図６に描かれた感度と同じであり、説明
を明解にするためにここで繰り返されている。図１２に示される二段デバイスの
スペクトル感度は図１５に示される。周期は一段デバイスの２倍である。連鎖に
付加された連続するマッハ−ツェンダー毎に周期が２倍になる。Ｍ段デバイスの
スペクトル感度が図１６に示される。当業者であれば、Ｍ段デバイスがバンドパ
スフィルタとして機能することに気づくであろう。図１６において、バンドパス
フィルタは図１３に描かれたチャネル０を単離するために用いられる。
【００５０】 本明細書に具体化され、図１７に示されるように、本発明の第６の実施形態に
したがう、テーパを３つ有するモノリシック同軸オーバークラッド格子フィルタ
１０が開示される。デバイス１０は、テーパ付結合領域１７０，１８０及び１９
０を内部に有するマトリックスガラス体１７を含む。位相遅延領域２０及び２１
が結合領域１７０，１８０及び１９０の間に配される。位相遅延領域２０の長さ
はＬ１１であり、位相遅延領域２１の長さはＬ１２である。格子デバイス１０は
、上に開示されたマッハ−ツェンダーデバイスの正弦波型感度より複雑化された
スペクトル感度を有する様々なフィルタ機能を果すように調整できる。しかし、
マッハ−ツェンダー同軸デバイスの調整に関して上に開示した原理は、本明細書
に開示される三テーパ型格子フィルタにも適用される。上で論じた、テーパ比、
位相遅延長Ｌ１１及びＬ１２、屈折率トラフ、ペデスタル、コア径、Δ値並びに
その他のパラメータが所望のスペクトル感度を得るために用いられる。
【００５１】 図１８〜２１は、図１７に示した同軸格子デバイス１０で得られたスペクトル
感度の例を示すグラフである。図１８は、実質的にガウス型のスペクトル感度を
示す。この利得平坦化フィルタ１０は、１５２８ｎｍから１５４０ｎｍのスペク
トルウインドウにある信号を減衰させる。このフィルタの特徴は、エルビウムド
ープファイバ増幅器の利得スペクトルにあるスパイクに対応する、ほぼ１５３２
ｎｍにおける最大挿入損失である。１５３２ｎｍでの最大挿入損失はほぼ７.０
ｄＢである。図２０は、図１８に示したスペクトル感度に非常に類似したスペク
トル感度を示す。このフィルタは１５２８ｎｍから１５３８ｎｍの、より狭いウ
インドウを有する。最大挿入損失は１５３３ｎｍで３.５ｄＢである。格子フィ
ルタ１０はスペクトルのいかなる領域もフィルタするように調整できる。図１９
は、ほぼ１５４８ｎｍから１５６０ｎｍのスペクトルウインドウにある赤色波長
帯にわたるスペクトル感度を示す。このスペクトル感度の特徴は、波長が長くな
るにしたがって単調に減少する非線形曲線をともなう、１５５０ｎｍにおける最
大値である。図２１は、１５６５ｎｍから１６００ｎｍの間のウインドウを有す
るＬバンドフィルタのスペクトル感度を示す。このフィルタのスペクトル感度は
図１９に示したスペクトル感度に非常に類似しており、波長が長くなるにしたが
って単調に減少する非線形曲線をともなう、１５７２ｎｍにおける最大値を特徴
とする。上で論じたように、本発明を図１８〜２１に示したスペクトル感度に限
定すべきではない。格子デバイス１０はいろいろな目的に使用でき、多様な用途
に適している。
【００５２】 本明細書に具体化され、図２２に示されるように、図１７の同軸格子デバイス
を用いるラマン増幅器が開示される。光ポンプ１５４が結合器１５０にポンプ信
号を供給する。光信号は通信ファイバ１３から結合器１５０に導かれる。ポンプ
信号と光信号の２つの信号がファイバ１４０を伝搬する間に、ポンプ信号から光
信号にエネルギーが移される。ショット雑音による自発ラマン散乱が広い周波数
範囲でおこり、増幅器の効率を制限する。格子フィルタ１０は、広い波長帯にわ
たって調整可能であるから、ラマン増幅器の性能を向上させる。
【００５３】 本明細書に具体化され、図２３に示されるように、図１７の同軸デバイスを用
いるエルビウムドープファイバ増幅器が開示される。光ポンプ１５４が波長選択
性結合器１５０にポンプ信号を供給する。光信号は通信ファイバ１３から結合器
１５０に導かれる。エルビウムドープファイバ１４０が結合器１５０の出力に接
続され、ポンプ信号により生じるエルビウムイオンの誘導放射光で信号が増幅さ
れる。アイソレータ１５２がエルビウムドープファイバ１４０に接続され、光信
号から９８０ｎｍのポンプ信号を切り離す。
【００５４】 図２４はシリカホストガラスにおけるエルビウム利得スペクトルの強度対波長
のグラフである。エルビウムドープファイバは、以下で論じられるように増幅器
用途で非常に重要である。利得スペクトルの、１５３０ｎｍ領域近くを中心とす
るピークに注目されたい。利得等価のためにＥＤＦＡ（エルビウムドープファイ
バ増幅器）の出力においてバンドパスフィルタが必要である。すなわち、格子フ
ィルタ１０がアイソレータ１５２に接続され、利得平坦化フィルタとして機能す
る。図１８及び２０に示したスペクトル感度がこの用途に適している。これらの
スペクトル感度の減衰帯は、エルビウム利得スペクトルのピークを平坦化するよ
うに設計されている。
【００５５】 本明細書に具体化され、図２５に示されるように、三テーパ型格子デバイス７
１を三テーパ型格子デバイス７２と縦続接続することにより、利得平坦化フィル
タ７００が作成される。フィルタ７００は、上で論じたエルビウムドープファイ
バ増幅器用途で特に有用である。図２６は図２５に示される利得平坦化フィルタ
を用いて得られるスペクトル感度の一例である。この複雑なプロファイルは二段
−三テーパ構成により可能になっている。二段−三テーパ構成が１５３０〜１５
４０ｎｍウインドウにおいてエルビウム利得スペクトルの鏡像をつくり、このス
ペクトルウインドウにおいて極めて平坦な利得を生じさせる。
【００５６】 本明細書に具体化され、図２７に示されるように、マッハ−ツェンダーデバイ
ス７１を三テーパ型格子デバイス７２と縦続接続することにより作成された利得
平坦化フィルタが開示される。このフィルタ構成も、調節して複雑なスペクトル
感度プロファイルを得ることができる。
【００５７】 図２８は細いチューブをファイバにむけてつぶし、延伸して結合領域を形成す
るための装置の略図である。本発明の光デバイス１０は、米国特許第５,２５１,
２７７号に開示されるような、半径方向で組成が変化するチューブで形成するこ
とができる。そのようなチューブを用いる場合、チューブの内側部分にはシリカ
及び屈折率低下ドーパントが含まれる。
【００５８】 デバイスファイバは、本明細書に参照として含まれる、米国特許第５,２９５,
２１１号に開示されるプロセスと同じプロセスにより作成できる。コア領域及び
薄いクラッドガラス層を含む多孔質コアプリフォームを円筒マンドレル上で形成
する。マンドレルを取り外し、得られた円筒形のプリフォームを最高温度が１２
００℃から１７００℃の間の、高シリカ含有ガラスに対しては約１４９０℃であ
ることが好ましい、固結炉のマッフル内に徐々に挿入する。乾燥させるための、
プリフォーム固結工程時に通常存在する塩素は、ヘリウム及び塩素からなる乾燥
ガスをプリフォームの開口に流し込むことにより、プリフォームに供給すること
ができる。コアを十分乾燥させるためには、最小限約１体積％の塩素が混合乾燥
ガス中に必要である。プリフォームの微細孔を通してガスを流すために、開口端
をふさぐ。同時にフラッシング用のヘリウムガスをマッフルを通して流す。上記
の第１の乾燥／固結工程後、約０.０６〜０.０７重量％の塩素が固結したプリフ
ォーム内に残る。得られた円筒形のガラス物品を、開口が閉じられた“コアロッ
ド”を形成するために開口を真空引きしながら、標準的な延伸炉内で加熱して延
伸する。
【００５９】 適当な長さのコアロッドを旋盤に取り付け、シリカ粒子をコアロッド上に被着
する。シリカを被着したロッドを、ヘリウムと９体積％の塩素からなる混合ガス
が流れている、炉のマッフル内で乾燥し、固結させる。
【００６０】 得られた焼結ロッド中間製品を旋盤に取り付け、シリカ粒子をロッド上に被着
する。この最終多孔質プリフォームを固結炉内に入れ、ヘリウムと０.６体積％
の塩素からなる混合ガスをマッフルを通して上方に流しながら、第３の乾燥／固
結工程を受けさせる。このプリフォームの外周部がファイバ２５のクラッド領域
３４（図１）になる。
【００６１】 得られたファイバプリフォームを延伸して光ファイバを形成する。プリフォー
ム中間製品を形成するためにコアロッドに与えられるクラッドガラス粒子の量に
より、ペデスタルの半径が定まる。第２及び第３の乾燥／固結工程でプリフォー
ムの微細孔部分がさらされる塩素の量により、Δ５-２値が定まる。図２９はあ
る特定のデバイスの光ファイバに関する塩素濃度対ファイバ半径のグラフである
。
【００６２】 デバイスファイバ２５が上記の方法にしたがって形成され、クラッド領域が乾
燥を行うための最小限の量の塩素を含むシリカからなり、ペデスタルが塩素を約
０.１２重量％より多く含むシリカからなっていれば、４重量％より多いＢ２Ｏ
３がドープされたシリカからなるマトリックスガラス体を用いることにより、最
小の過剰損失が得られる。この特徴を表すため、３つのタイプのデバイスを作製
した。マトリックスガラス体１７のホウ素含有量以外は、デバイスはどれも同じ
とした。マトリックスガラスチューブが２重量％のＢ２Ｏ３及び４重量％のＢ２ Ｏ３がドープされたシリカからなる場合、デバイスの過剰損失はそれぞれ、約１
.０ｄＢ及び約０.８ｄＢであった。８重量％のＢ２Ｏ３がドープされたシリカで
形成されたマトリックスガラスチューブからデバイスを作成した場合には、過剰
損失は実質的にゼロであった。
【００６３】 上述したように、フッ素も屈折率低下ドーパントとして用いることができる。
Ｂ２Ｏ３またはフッ素のいずれを用いるかに関わらず、低過剰損失を示すデバイ
スを得るためにはΔ２-３を０.１％より大きくするべきである。
【００６４】 本明細書に参照として含まれる、米国特許第５,０１１,２５１号及び第５,２
９５,２０５号に開示される方法にしたがってデバイスが形成される。図２及び
４を参照すれば、ある長さの被覆ファイバの中央部分から、マトリックスガラス
チューブ３９の長さより若干短い長さの被覆が除去される。被覆が除去された部
分の両側の被覆ファイバ部分はピグテイル１１及び１２になる。むき出しのガラ
スファイバ２５は、ファイバ被覆２６及び２７がファイバを挿入しやすくするた
めにチューブ３９の内腔の両端に与えられた漏斗口に伸び込むように、チューブ
３９の内腔に挿入される。このファイバとチューブの組合せを結合器プリフォー
ム４０と称する。
【００６５】 図２８を参照すると、プリフォーム４０がリングバーナーを通して挿入され、
モータで制御されるステージ４４及び４５に取り付けられた延伸チャック４２及
び４３にクランプされる。バーナーは長方形４１で簡略に表され、そこから伸び
る矢印が炎を表す。ファイバは真空アタッチメント（図示せず）に通され、真空
アタッチメントは次いでプリフォーム４０の両端に封着される。代表的な真空ア
タッチメントが米国特許第５,０１１,２５１号に開示されている。
【００６６】 マトリックスガラスチューブの点ａと点ｂ（図４）との間の部分が初めにファ
イバに向かってつぶれる。これは、真空アタッチメントを介して内腔を排気し、
チューブの一端近くを加熱して熱印加領域でチューブをつぶれさせることにより
達成される。チャック４１及び４３は、つぶれたチューブ領域が所望の長さにな
るまで、つぶれたチューブ領域をチューブの両端方向に徐々に伸ばすようにプリ
フォームをバーナーに対して動かす。
【００６７】 テーパ付領域１８は、チューブのある領域を加熱し、コンピュータ制御のステ
ージ４５及び４６を反対方向に動かして加熱領域を引き伸ばすことにより、プリ
フォームの一端近くに形成される。チューブ引き伸ばし操作は米国特許第５,０
１１,２５１号の教示にしたがって行うことができる。得られるテーパ付領域の
結合特性は、チューブ３９及びファイバ２５の光学的及び機械的性質のようなパ
ラメータ並びにテーパ付領域の長さ及び形状のようなテーパパラメータにより、
定まることが知られている。
【００６８】 その後、チューブがバーナーに対して動かされ、第２のテーパ付領域１９が同
様にして形成される。ファイバピグテイルの引っ張り強度を向上させるために、
接着剤２８及び２９をチューブの両端に付加することができる。
【００６９】 本発明の精神及び範囲を逸脱することなく本発明に様々な改変及び変形がなさ
れ得ることが当業者には明らかであろう。したがって、本発明の改変及び変形が
特許請求項及びその等価物の範囲内に入るならば、本発明はそれらの改変及び変
形を包含するとされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態の図である
【図２】 図１に示したデバイスの代表的な屈折率プロファイルである
【図３】 本発明の第２，第３，及び第４の実施形態に用いられる二結合器型マッハ−ツ
ェンダー構成を示す
【図４】 本発明の第２の実施形態の断面図である
【図５】 本発明の第２の実施形態の屈折率プロファイルである
【図６】 本発明の第２の実施形態にしたがうマッハ−ツェンダーに関する挿入損失対波
長のグラフである
【図７】 本発明の第３及び第４の実施形態の断面図である
【図８】 本発明の第３の実施形態にしたがう屈折率プロファイルである
【図９】 本発明の第４の実施形態にしたがう屈折率プロファイルである
【図１０】 ソリトン伝送システムに用いるためのフィルタとして構成された第２，第３及
び第４の実施形態にしたがうマッハ−ツェンダーに関する強度対波長のグラフで
ある
【図１１】 図１０のマッハ−ツェンダーデバイスを用いるソリトン伝送システムである
【図１２】 一対の縦続接続されたマッハ−ツェンダーデバイスを示す
【図１３】 縦続接続マッハ−ツェンダーデバイスの波長チャネルを示す
【図１４】 一段マッハ−ツェンダーデバイスのスペクトル感度を示す
【図１５】 二段マッハ−ツェンダーデバイスのスペクトル感度を示す
【図１６】 Ｍ段マッハ−ツェンダーデバイスのスペクトル感度を示す
【図１７】 本発明の第５の実施形態にしたがう同軸格子デバイスを示す
【図１８】 図１７に示した同軸格子デバイスで得られたスペクトル感度の第１の例を示す
グラフである
【図１９】 図１７に示した同軸格子デバイスで得られたスペクトル感度の第２の例を示す
グラフである
【図２０】 図１７に示した同軸格子デバイスで得られたスペクトル感度の第３の例を示す
グラフである
【図２１】 図１７に示した同軸格子デバイスで得られたスペクトル感度の第４の例を示す
グラフである
【図２２】 図１７の同軸格子デバイスを用いるラマン増幅器である
【図２３】 図１７の同軸格子デバイスを用いるエルビウムドープファイバ増幅器である
【図２４】 シリカホストガラスにおけるエルビウム利得スペクトルの強度対波長のグラフ
である
【図２５】 ２つの三テーパ型格子デバイスの縦続接続により作成された利得平坦化フィル
タである
【図２６】 図２５に示した利得平坦化フィルタのスペクトル感度である
【図２７】 マッハ−ツェンダーデバイスを三テーパ型格子デバイスと縦続接続することに
より作成された利得平坦化フィルタである
【図２８】 細管をファイバに向けてつぶし、延伸して、結合領域を形成するための装置の
略図である
【図２９】 ある特定のデバイスの光ファイバに関する塩素濃度対ファイバ半径のグラフで
ある
【符号の説明】
１０ 同軸光デバイス １８ テーパ付領域 ２５ 光ファイバ ３０ コア領域 ３２ 中心コア領域 ３３ 屈折率ペデスタル ３４ クラッド領域 ３７ 屈折率トラフ ３００ 結合レギュレータ ３０２ 光結合器 ３０４ 結合抑制器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＬ，ＡＭ，Ａ Ｔ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ， ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，Ｉ Ｌ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ， ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ， ＺＷ Ｆターム(参考） 2H038 AA08 BA23 BA25

Claims (68)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 調整可能なスペクトル感度を有する、光信号をフィルタリン
    グするための光デバイスにおいて、前記光デバイスが： 第１のコア及び屈折率がｎ２の第１のクラッドを有する第１の光ファイバ；前
    記第１のコアは屈折率がｎ１の第１の中心領域を含む；及び 前記第１の光ファイバと一体化された第１のファイバ結合レギュレータ；前記
    第１の光ファイバ結合レギュレータは第１の光路と第２の光路との間で前記光信
    号を結合し、前記光信号の第３の光路への結合を実質的に阻止する； を含むことを特徴とする光デバイス。
  2. 【請求項２】 前記第１のファイバ結合レギュレータが： 前記第１の光ファイバと一体化された、前記第１の光路と前記第２の光路との
    間で前記光信号を結合して第１の出力信号を生成するための第１の光結合器；こ
    こで前記第１の光路は前記光信号のＬＰ０１モードであり、前記第２の光路は前
    記光信号のＬＰ０２モードである；及び 少なくとも前記第１の光結合器または前記第１の光ファイバのいずれかと一体
    化された第１の結合抑制器；前記第１の結合抑制器は前記光信号の前記第３の光
    路への結合を実質的に阻止し、ここで前記第３の光路は前記光信号の前記ＬＰ０ ２ モードより高次のいずれかのモードである； を含むことを特徴とする請求項１記載の光デバイス。
  3. 【請求項３】 前記第１の光結合器が前記第１の光ファイバのテーパ付領域
    を含み、ここで前記テーパ付領域が前記テーパ付領域の長さの変分に対する前記
    第１の光ファイバの半径における変分の比として定義されるテーパ比をもつこと
    を特徴とする請求項２記載の光デバイス。
  4. 【請求項４】 前記第１の結合抑制器が前記第１のコアに、前記第１の中心
    領域と前記第１のクラッドとの間に配された屈折率ペデスタルを含み、前記屈折
    率ペデスタル領域の屈折率はｎ５であり、ここでｎ１＞ｎ５＞ｎ２であることを
    特徴とする請求項３記載の光デバイス。
  5. 【請求項５】 前記テーパ付領域が３対１にほぼ等しいテーパ比をもつこと
    を特徴とする請求項３記載の光デバイス。
  6. 【請求項６】 前記第１の光結合器が前記第１のコアに、前記第１の中心領
    域と前記第１のクラッドとの間に配されたトラフ領域を含み、前記トラフ領域の
    屈折率はｎ６であり、ここでｎ１＞ｎ２＞ｎ６であることを特徴とする請求項３
    記載の光デバイス。
  7. 【請求項７】 前記第１の結合抑制器が前記第１のコアに、前記トラフ領域
    と前記第１のクラッドとの間に配された屈折率ペデスタル領域を含み、前記屈折
    率ペデスタル領域の屈折率はｎ５であり、ここでｎ１＞ｎ５＞ｎ２＞ｎ６である
    ことを特徴とする請求項６記載の光デバイス。
  8. 【請求項８】 前記トラフ領域の半径寸法がほぼ３μｍから１０μｍの範囲
    にあり、Δ１-６がほぼ０.１％から０.４％の範囲にあることを特徴とする請求
    項７記載の光デバイス。
  9. 【請求項９】 前記第１の結合抑制器が前記テーパ付領域を含み、前記テー
    パ付領域のテーパ比は、モード間結合を抑制するように、２対１より小さいこと
    を特徴とする請求項６記載の光デバイス。
  10. 【請求項１０】 前記ＬＰ０１モードと前記ＬＰ０２モードとの間のモード
    間結合が可能となるように、前記トラフ領域の半径寸法がほぼ５μｍから１０μ
    ｍの範囲にあり、Δ１-６がほぼ０.０３％から０.０７％の範囲にあることを特
    徴とする請求項９記載の光デバイス。
  11. 【請求項１１】 前記第１のファイバ結合レギュレータが： 前記第１の光ファイバと一体化され、前記第１の光結合器から位相遅延長Ｌ１ １ だけ隔てられた第２の光結合器；前記第２の光結合器は前記第１の出力信号の
    前記ＬＰ０１モードと前記第１の出力信号の前記ＬＰ０２モードとの間で前記第
    １の出力信号を結合して第２の出力信号を生成し、ここで前記第１の光結合器と
    前記第２の光結合器はマッハ−ツェンダーデバイスを形成する；及び 少なくとも前記第２の光結合器または前記第１の光ファイバのいずれかと一体
    化された第２の結合抑制器；前記第２の結合抑制器は前記第１の出力信号の前記
    ＬＰ０２モードより高次のいずれのモードへの前記第１の出力信号の結合も実質
    的に阻止する； をさらに含むことを特徴とする請求項２記載の光デバイス。
  12. 【請求項１２】 前記第１の光結合器が第１のテーパ比を有する第１のテー
    パ付領域を含み、前記第２の光結合器が第２のテーパ比を有する第２のテーパ付
    領域を含み、ここで前記第１のテーパ比及び前記第２のテーパ比は前記第１の光
    ファイバの長さの変分に対する前記第１の光ファイバの半径の変分の比として定
    義されることを特徴とする請求項１１記載の光デバイス。
  13. 【請求項１３】 前記スペクトル感度が前記第１のテーパ比、前記第２のテ
    ーパ比及び前記位相遅延長Ｌ１１の関数として調整可能であることを特徴とする
    請求項１２記載の光デバイス。
  14. 【請求項１４】 前記スペクトル感度がチャネル波長λｃ，波長チャネル通
    過帯域、波長チャネル阻止帯域及び波長の関数としての利得を含むことを特徴と
    する請求項１３記載の光デバイス。
  15. 【請求項１５】 前記スペクトル感度が１つの最大値と１つの最小値を含む
    第１の周期を有するほぼ正弦波型の周期関数であり、ここで前記最大値が前記波
    長チャネル通過帯域に対応し、前記最小値が前記波長チャネル阻止帯域に対応す
    ることを特徴とする請求項１４記載の光デバイス。
  16. 【請求項１６】 前記最大値が前記光信号のほぼ１００％を通過させ、前記
    最小値が前記光信号のほぼ７０％を通過させることを特徴とする請求項１５記載
    の光デバイス。
  17. 【請求項１７】 光ファイバ通信システムにおいて： データを変調し、前記データを伝送するためにチャネル波長にわたってソリト
    ンパルスを送信するための少なくとも１つのソリトン送信器； 前記ソリトン送信器に接続された、前記ソリトンパルスを伝搬するための光フ
    ァイバ； 前記光ファイバに接続された、前記ソリトンパルスを増幅するための少なくと
    も１つの増幅器； 前記少なくとも１つの増幅器に接続され、ある中心周波数に調整された請求項
    １６記載の光デバイス；及び 前記光ファイバに接続された、前記ソリトンパルスを復調して前記データを回
    復させるための少なくとも１つのソリトン受信器； を含むことを特徴とする光ファイバ通信システム。
  18. 【請求項１８】 前記少なくとも１つの増幅器が前記通信システム内で互い
    に隔てられて配された複数の増幅器を含み、ここで前記複数の増幅器に接続され
    た前記請求項１６記載の光デバイスのそれぞれの前記中心周波数が相異なり、前
    記通信システムのタイミングジッターを実質的に低減する一連のスライド周波数
    フィルタを形成することを特徴とする請求項１７記載の光ファイバ通信システム
    。
  19. 【請求項１９】 請求項１５記載の光デバイスにおいて： 前記第１の光ファイバに接続された第２の光ファイバ；前記第２の光ファイバ
    は第２のコア及び屈折率がｎ４の第２のクラッドを有し、前記第２のコアは屈折
    率がｎ３の第２の中心領域を含む； 前記第２の光ファイバと一体化された第２のファイバ結合レギュレータ；前記
    第２のファイバ結合レギュレータは前記第１の光路と前記第２の光路との間で前
    記光信号を結合し、前記光信号の前記第３の光路への結合を実質的に阻止する；
    をさらに含むことを特徴とする光デバイス。
  20. 【請求項２０】 前記第２のファイバ結合レギュレータが： 前記第２の光ファイバと一体化された、前記第１の光路と前記第２の光路との
    間で前記光信号を結合して第３の出力信号を生成するための第３の光結合器；及
    び 少なくとも前記第３の光結合器または前記第２の光ファイバのいずれかと一体
    化された第３の結合抑制器；前記第３の結合抑制器は前記光信号の前記第３の光
    路への結合を実質的に阻止する； を含むことを特徴とする請求項１９記載の光デバイス。
  21. 【請求項２１】 前記第２のファイバ結合レギュレータが： 前記第２の光ファイバと一体化され、前記第３の光結合器から位相遅延長Ｌ２ １ だけ隔てられた第４の光結合器；前記第４の光結合器は前記第１の光路と前記
    第２光路との間で前記第３の出力信号を結合して第４の出力信号を生成し、ここ
    で前記第３の光結合器と前記第４の光結合器はマッハ−ツェンダーデバイスを形
    成する；及び 少なくとも前記第４の光結合器または前記第２の光ファイバのいずれかと一体
    化された第４の結合抑制器；前記第４の結合抑制器は前記第３の出力信号の前記
    第３の光路への結合を実質的に阻止する； をさらに含むことを特徴とする請求項２０記載の光デバイス。
  22. 【請求項２２】 前記スペクトル感度がほぼ正弦波型の周期関数であり、前
    記第１の周期の２倍の第２の周期を有することを特徴とする請求項２１記載の光
    デバイス。
  23. 【請求項２３】 前記第１のファイバ結合レギュレータが： 前記第１の光ファイバと一体化され、前記第２の光結合器から位相遅延長Ｌ１ ２ だけ隔てられた第３の光結合器；前記第３の光結合器は前記第１の光路と前記
    第２光路との間で前記第２の出力信号を結合して第３の出力信号を生成し、ここ
    で前記第１の光結合器、前記第２の光結合器及び前記第３の光結合器は格子フィ
    ルタデバイスを形成する；及び 少なくとも前記第３の光結合器または前記第１の光ファイバのいずれかと一体
    化された第３の結合抑制器；前記第３の結合抑制器は前記第２の出力信号の前記
    第３の光路への結合を実質的に阻止する特性を有する素子である； をさらに含むことを特徴とする請求項１１記載の光デバイス。
  24. 【請求項２４】 前記第１の光結合器が第１のテーパ比を有する第１のテー
    パ付領域を含み、前記第２の光結合器が第２のテーパ比を有する第２のテーパ付
    領域を含み、前記第３の光結合器が第３のテーパ比を有する第３のテーパ付領域
    を含み、ここで前記第１のテーパ比、前記第２のテーパ比及び前記第３のテーパ
    比は前記第１の光ファイバの長さの変分に対する前記第１の光ファイバの半径の
    変分の比として定義されることを特徴とする請求項２３記載の光デバイス。
  25. 【請求項２５】 前記スペクトル感度が前記第１のテーパ比、前記第２のテ
    ーパ比、前記第３のテーパ比並びに前記位相遅延長Ｌ１１及びＬ１２の関数とし
    て調整可能であることを特徴とする請求項２４記載の光デバイス。
  26. 【請求項２６】 前記光デバイスの挿入損失を波長の関数として変化させる
    ことにより前記スペクトル感度が調整され、よって既定のスペクトルウインドウ
    がフィルタリングされることを特徴とする請求項２５記載の光デバイス。
  27. 【請求項２７】 ファイバラマン増幅器システムにおいて： ポンプ信号を供給するための光ポンプ； 前記光ポンプに接続された第１の入力及び光信号に接続された第２の入力を有
    するＷＤＭ結合器； 前記ＷＤＭ結合器の出力に接続された光ファイバ；ここで誘導ラマン散乱によ
    りエネルギーが前記ポンプ信号から前記光信号に移される；及び 前記光ファイバに接続された請求項２６記載の光デバイスを含む、前記光信号
    をフィルタリングするための広帯域フィルタ； を含むことを特徴とするファイバラマン増幅器システム。
  28. 【請求項２８】 エルビウムドープファイバ増幅器システムにおいて： ポンプ信号を供給するための光ポンプ； 光信号に接続された第１の入力及び前記光ポンプに接続された第２の入力を有
    する波長選択性結合器； 前記波長選択性結合器の出力に接続されたエルビウムドープファイバ；ここで
    前記ポンプ信号により生じるエルビウムイオンの誘導放射光により出力光信号が
    増幅される； 前記エルビウムドープファイバに接続されたアイソレータ；及び 請求項２６記載の光デバイスを含む利得平坦化フィルタ；前記利得平坦化フィ
    ルタの伝達関数が前記出力光信号の利得を既定のスペクトルにおいて実質的に一
    様にする； を含むことを特徴とするエルビウムドープファイバ増幅器システム。
  29. 【請求項２９】 光ファイバ通信システムにおいて： 光信号を送信するための第１のネットワーク要素； 前記光信号を伝搬するための光ファイバ； 請求項２８記載のエルビウムドープファイバ増幅器システム；及び 前記光信号を受信するための第２のネットワーク要素； を含むことを特徴とする光ファイバ通信システム。
  30. 【請求項３０】 請求項２３記載の光デバイスにおいて： 前記第１の光ファイバに接続された第２の光ファイバ；前記第２の光ファイバ
    は第２のコア及び屈折率がｎ４の第２のクラッドを有し、前記第２のコアは屈折
    率がｎ３の第２の中心領域を含み、ここでｎ３＞ｎ４である； 前記第２の光ファイバと一体化された第２のファイバ結合レギュレータ；前記
    第２のファイバ結合レギュレータは前記第１の光路と前記第２の光路との間で前
    記光信号を結合し、前記光信号の前記第３の光路への結合を実質的に阻止する；
    をさらに含むことを特徴とする光デバイス。
  31. 【請求項３１】 前記第２のファイバ結合レギュレータが： 前記第２の光ファイバと一体化された、前記第１の光路と前記第２の光路との
    間で前記光信号を結合して第４の光信号を生成するための第４の光結合器； 少なくとも前記第４の光結合器または前記第２の光ファイバのいずれかと一体
    化された第４の結合抑制器；前記第４の結合抑制器は前記光信号の第４の光路へ
    の結合を実質的に阻止する； 前記第２の光ファイバと一体化され、前記第４の光結合器から位相遅延長Ｌ２ １ だけ隔てられた第５の光結合器；前記第５の光結合器は前記第１の光路と前記
    第２の光路との間で前記第４の出力信号を結合して第５の出力信号を生成し、こ
    こで前記第４の光結合器及び前記第５の光結合器はマッハ−ツェンダーデバイス
    を形成する；及び 少なくとも前記第５の光結合器または前記第２の光ファイバのいずれかと一体
    化された第５の結合抑制器；前記第５の結合抑制器は前記第４の出力信号の前記
    第３の光路への結合を実質的に阻止する； を含むことを特徴とする請求項３０記載の光デバイス。
  32. 【請求項３２】 前記第２のファイバ結合レギュレータが： 前記第２の光ファイバと一体化され、前記第５の光結合器から位相遅延長Ｌ２ ２ だけ隔てられた第６の光結合器；前記第６の光結合器は前記第１の光路と前記
    第２の光路との間で前記第５の出力信号を結合して第６の出力信号を生成し、こ
    こで前記第５の光結合器及び前記第６の光結合器はマッハ−ツェンダーデバイス
    を形成する；及び 少なくとも前記第６の光結合器または前記第２の光ファイバのいずれかと一体
    化された第６の結合抑制器；前記第６の結合抑制器は前記第５の出力信号の前記
    第３の光路への結合を阻止する； をさらに含むことを特徴とする請求項３０記載の光デバイス。
  33. 【請求項３３】 前記スペクトル感度がアルミニウムを共ドープしたシリカ
    ホストガラスのエルビウム利得スペクトルの鏡像であることを特徴とする請求項
    ３１記載の光デバイス。
  34. 【請求項３４】 動作波長λｏでの動作のための同軸デバイスにおいて、前
    記デバイスが： 最大屈折率がｎ２のクラッドに取り囲まれた最大屈折率がｎ１のコア及び前記
    コアと前記クラッドの間に配された最大屈折率がｎ５の屈折率ペデスタルを有す
    る単一光ファイバ；ここでｎ１＞ｎ５＞ｎ２である； 前記ファイバの少なくとも１つのテーパ付領域；前記ファイバの前記テーパ付
    領域の一端から伸びる部分は前記部分の上に保護被覆を有し、ファイバピグテイ
    ルを構成しており、前記テーパ付領域のテーパ角はＬＰ０１モードとＬＰ０２モ
    ードとの間の結合を生じさせるに十分な大きさであるが、ＬＰ０３モードとの結
    合を生じさせるほど大きくはない； を含み： 前記光ファイバは前記動作波長λｏよりも短い遮断波長λｃｏを有し、前記動
    作波長λｏと前記遮断波長λｃｏとの差は２００ｎｍより大きい； ことを特徴とするデバイス。
  35. 【請求項３５】 前記遮断波長λｃｏが前記動作波長λｏよりも短く、前記
    動作波長λｏと前記遮断波長λｃｏとの差が５００ｎｍより大きいことを特徴と
    する請求項３４記載のデバイス。
  36. 【請求項３６】 前記光ファイバの前記少なくとも１つのテーパ付領域を取
    り囲む、屈折率がｎ３の媒質をさらに含み、ここでｎ３＜ｎ２であることを特徴
    とする請求項３４記載のデバイス。
  37. 【請求項３７】 Δ２-３＝(ｎ２ ２−ｎ３ ２)/２ｎ２ ２であり、Δ２-３が
    ０.１％より大きいことを特徴とする請求項３６記載のデバイス。
  38. 【請求項３８】 前記媒質が２つの端部領域並びに中間領域を有する細長い
    マトリックスガラス体を含み、前記ファイバが前記マトリックスガラス体内を軸
    方向に伸び、さらに前記マトリックスガラス体の前記中間領域と融着されて一体
    化され、前記中間領域が前記少なくとも１つのテーパ付領域及び前記位相シフト
    領域を含むことを特徴とする請求項３６記載のデバイス。
  39. 【請求項３９】 前記媒質が基体ガラス及び屈折率低下ドーパントを含むこ
    とを特徴とする請求項３６記載のデバイス。
  40. 【請求項４０】 前記第１のファイバピグテイルが保護被覆に取り囲まれ、
    前記保護被覆の屈折率は、前記ＬＰ０２モードが前記第１のファイバピグテイル
    において前記ファイバから引き離されるに十分に、前記クラッドの屈折率より大
    きく、前記保護被覆の屈折率はｎ４であり、ここでｎ４＝ｎ５であることを特徴
    とする請求項３４記載のデバイス。
  41. 【請求項４１】 前記位相シフト領域の前記ペデスタルの半径ｒｐが１０μ
    ｍから２５μｍの間にあることを特徴とする請求項３４記載のデバイス。
  42. 【請求項４２】 前記半径ｒｐが１５μｍより小さいことを特徴とする請求
    項４１記載のデバイス。
  43. 【請求項４３】 前記ファイバが塩素を含み、前記ペデスタル内の塩素の量
    が前記クラッド内の塩素の量より多いことを特徴とする請求項３４記載のデバイ
    ス。
  44. 【請求項４４】 前記コアがシリカ及び屈折率増大ドーパントを含み、前記
    ペデスタルがシリカ及び屈折率増大ドーパントを含むことを特徴とする請求項３
    ４記載のデバイス。
  45. 【請求項４５】 前記コア及び前記ペデスタルが同じ屈折率増大ドーパント
    を含むことを特徴とする請求項４４記載のデバイス。
  46. 【請求項４６】 Δ５-２＝(ｎ５ ２−ｎ２ ２)/２ｎ２ ２であり、Δ５-２が
    ０.０１％から０.０５％の範囲にあることを特徴とする請求項３４記載のデバイ
    ス。
  47. 【請求項４７】 前記少なくとも１つのテーパ付領域が複数のテーパ付領域
    を含むことを特徴とする請求項３４記載のデバイス。
  48. 【請求項４８】 同軸デバイスにおいて： 最大屈折率がｎ２のクラッドに取り囲まれた最大屈折率がｎ１のコア及び前記
    コアと前記クラッドの間に配された最大屈折率がｎ５の屈折率ペデスタルを有す
    る単一光ファイバ；ここでｎ１＞ｎ５＞ｎ２である； 前記ファイバの中途にあって、軸方向に隔てられた、少なくとも第１と第２の
    テーパ付領域； 前記テーパ付領域間に伸びる前記ファイバの位相シフト領域；及び 前記第１のテーパ付領域の前記位相シフト領域とは反対側の端から伸びる第１
    のファイバピグテイル； を含み： 前記テーパ付領域のテーパ角はＬＰ０１モードとＬＰ０２モードとの間の結合
    を生じさせるに十分な大きさであるが、ＬＰ０３モードとの結合を生じさせるほ
    ど大きくはない； ことを特徴とするデバイス。
  49. 【請求項４９】 前記デバイスがある与えられた動作波長λｏで機能し、前
    記光ファイバが前記動作波長λｏより短い遮断波長λｃｏを有し、前記動作波長
    λｏと前記遮断波長λｃｏとの差が２００ｎｍより大きいことを特徴とする請求
    項４８記載のデバイス。
  50. 【請求項５０】 前記遮断波長λｃｏが前記動作波長λｏより短く、前記動
    作波長λｏと前記遮断波長λｃｏとの差が５００ｎｍより大きいことを特徴とす
    る請求項４９記載のデバイス。
  51. 【請求項５１】 前記ファイバの前記テーパ付領域を取り囲む屈折率がｎ３ の媒質をさらに含み、ここでｎ３＜ｎ２であることを特徴とする請求項４８記載
    のデバイス。
  52. 【請求項５２】 Δ２-３が０.１％より大きいことを特徴とする請求項５１
    記載のデバイス。
  53. 【請求項５３】 前記媒質が２つの端部領域並びに中間領域を有する細長い
    マトリックスガラス体を含み、前記ファイバが前記マトリックスガラス体内を軸
    方向に伸び、さらに前記マトリックスガラス体の前記中間領域と融着されて一体
    化され、前記中間領域が前記テーパ付領域及び前記位相シフト領域を含むことを
    特徴とする請求項５１記載のデバイス。
  54. 【請求項５４】 前記媒質が基体ガラス及び屈折率低下ドーパントを含むこ
    とを特徴とする請求項５１記載のデバイス。
  55. 【請求項５５】 前記第１のファイバピグテイルが保護被覆に取り囲まれ、
    前記保護被覆の屈折率は、前記ＬＰ０２モードが前記第１のファイバピグテイル
    において前記ファイバから引き離されるに十分に、前記クラッドの屈折率より大
    きく、前記保護被覆の屈折率はｎ４であり、ここでｎ４＝ｎ５であることを特徴
    とする請求項４８記載のデバイス。
  56. 【請求項５６】 前記位相シフト領域の前記ペデスタルの半径ｒｐが１０μ
    ｍから２５μｍの間にあることを特徴とする請求項４８記載のデバイス。
  57. 【請求項５７】 前記半径ｒｐが１５μｍより小さいことを特徴とする請求
    項５６記載のデバイス。
  58. 【請求項５８】 前記ファイバが塩素を含み、前記ペデスタル内の塩素の量
    が前記クラッド内の塩素の量より多いことを特徴とする請求項４８記載のデバイ
    ス。
  59. 【請求項５９】 前記コアがシリカ及び屈折率増大ドーパントを含み、前記
    ペデスタルがシリカ及び屈折率増大ドーパントを含むことを特徴とする請求項４
    ８記載のデバイス。
  60. 【請求項６０】 前記コア及び前記ペデスタルが同じ屈折率増大ドーパント
    を含むことを特徴とする請求項４９記載のデバイス。
  61. 【請求項６１】 前記コア及び前記ペデスタルが相異なる屈折率増大ドーパ
    ントを含むことを特徴とする請求項４９記載のデバイス。
  62. 【請求項６２】 第１のコア及び屈折率がｎ２の第１のクラッドを有する第
    １の光ファイバを含み、前記第１のコアは屈折率がｎ１の第１の中心領域を含む
    、既定のスペクトル感度を有する光デバイスを用いて光信号をフィルタリングす
    るための方法において、前記方法が： 前記第１の光ファイバに一体化された第１のファイバ結合レギュレータを準備
    するステップ； 前記第１の光ファイバに前記光信号を導くステップ；及び 前記光信号をＬＰ０１モードからＬＰ０２モードに結合するステップ；ここで
    前記第１のファイバ結合レギュレータはＬＰ０１モードとＬＰ０２モードとの間
    で前記光信号を結合し、前記光信号のＬＰ０３モードへの結合を実質的に阻止す
    る； を含むことを特徴とする方法。
  63. 【請求項６３】 第１のファイバ結合レギュレータを準備する前記ステップ
    がスペクトル感度を調整するステップを含むことを特徴とする請求項６２記載の
    方法。
  64. 【請求項６４】 前記光デバイスが請求項１４記載の光デバイスであり、こ
    こで前記スペクトル感度が最大値及び最小値を有するほぼ正弦波型の周期関数で
    あって、１つの最大値及び１つの最小値を含む第１の周期において、前記最大値
    が波長チャネル通過帯域に対応し、前記最小値が波長チャネル阻止帯域に対応す
    ることを特徴とする請求項６３記載の方法。
  65. 【請求項６５】 前記最大値が前記光信号のほぼ１００％を通過させ、前記
    最小値が前記光信号のほぼ７０％を通過させることを特徴とする請求項６４記載
    の方法。
  66. 【請求項６６】 第１のファイバ結合レギュレータを準備する前記ステップ
    が、既定のスペクトルウインドウがフィルタリングされるように、前記光デバイ
    スの挿入損失を波長の関数として変化させることにより前記スペクトル感度を調
    整するステップを含むことを特徴とする請求項６２記載の方法。
  67. 【請求項６７】 請求項６２記載の方法において： 前記第１の光ファイバに接続された第２の光ファイバを準備するステップ；前
    記第２の光ファイバは第２のコア及び屈折率がｎ４の第２のクラッドを有し、前
    記第２のコアは屈折率がｎ３の第２の中心領域を含み、ここでｎ３＞ｎ４である
    ； 前記第２の光ファイバと一体化された第２の結合レギュレータを準備するステ
    ップ；前記第２のファイバ結合レギュレータは第１の光路と第２の光路との間で
    前記光信号を結合し、前記光信号の第３の光路への結合を実質的に阻止する； をさらに含むことを特徴とする請求項６２記載の方法。
  68. 【請求項６８】 前記スペクトル感度がアルミニウムを共ドープしたシリカ
    ホストガラスのエルビウム利得スペクトルの鏡像であることを特徴とする請求項
    ６７記載の方法。
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