JP2015121626A - モード変換装置、モード多重装置、モード分離装置、光合波装置および分波装置 - Google Patents
モード変換装置、モード多重装置、モード分離装置、光合波装置および分波装置 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】モード変換装置1は、単一モード導波路10と、多モード導波路20とを有した光カプラである。単一モード導波路10と多モード導波路20とが平行に配置された結合区間40において、単一モード導波路10と多モード導波路20との少なくとも一方には、モード変換作用を有するグレーティング30が設けられている。単一モード導波路10を搬送されてきた第1の伝搬モードの光M1は、グレーティング30により、第2の伝搬モードの光M2に変換されて多モード導波路20から出力される。
【選択図】図1
Description
単一モード導波路と、
前記単一モード導波路と少なくとも一部の区間で平行に配置された多モード導波路と、
前記単一モード導波路と前記多モード導波路とが平行に配置された結合区間において前記単一モード導波路と前記多モード導波路との少なくとも一方に設けられたグレーティングと
を有し、
前記単一モード導波路を搬送されてきた第1の伝搬モードの光が前記グレーティングによって第2の伝搬モードの光に変換されて前記多モード導波路から出力されることを特徴とするモード変換装置を提供する。
ここで、λは、単一モード導波路10および多モード導波路20を搬送される光の波長、つまり、モード変換前の伝搬モードの光M1とモード変換後の伝搬モードの光M2の波長である。Δnは、変換前の伝搬モードの光M1の実効屈折率と変換後の伝搬モードの光M2の実効屈折率との差分である。
たとえば、単一モード導波路10に入力された変換対象である第1の伝搬モードの光M1を、実効屈折率がnLP21_2である第2の伝搬モードの光M2に変換したい場合、ΛGは次の通りである。
このように、単一モード導波路10に入力された変換対象である第1の伝搬モードの光M1の実効屈折率と、モード変換後の第2の伝搬モードの光M2の実効屈折率との差Δnに基づいて、グレーティング30のグレーティング周期ΛGを決定することで、所望の伝搬モードへのモード変換を実現できる。
Claims (16)
- 単一モード導波路と、
前記単一モード導波路と少なくとも一部の区間で平行に配置された多モード導波路と、
前記単一モード導波路と前記多モード導波路とが平行に配置された結合区間において前記単一モード導波路と前記多モード導波路との少なくとも一方に設けられたモード変換作用を有するグレーティングと
を有し、
前記単一モード導波路を搬送されてきた第1の伝搬モードの光が前記グレーティングによって第2の伝搬モードの光に変換されて前記多モード導波路から出力されることを特徴とするモード変換装置。 - 前記グレーティングの間隔は、前記単一モード導波路に入力された第1の伝搬モードの光の波長の100倍以上であることを特徴とする請求項1に記載のモード変換装置。
- 前記グレーティングの間隔は、前記単一モード導波路に入力された第1の伝搬モードの光の波長を、前記単一モード導波路を搬送される変換対象の第1の伝搬モードの光の実効屈折率と、当該第1の伝搬モードの光を変換することで得られる第2の伝搬モードの光の実効屈折率との差分で除算することで得られる間隔であることを特徴とする請求項1または2に記載のモード変換装置。
- 第1の伝搬モードの光が伝搬可能な単一モード導波路と、
前記単一モード導波路と少なくとも一部の区間で平行に配置され、複数の伝搬モードの光が伝搬可能な多モード導波路と、
前記単一モード導波路と前記多モード導波路とが平行に配置された結合区間において前記単一モード導波路と前記多モード導波路との少なくとも一方に設けられ、前記単一モード導波路を搬送されてきた前記第1の伝搬モードの光を第2の伝搬モードの光に変換して前記多モード導波路へ渡すモード変換作用を有するグレーティングと
を有し、
前記多モード導波路へ入力された第3の伝搬モードの光とともに前記第2の伝搬モードの光が前記多モード導波路から出力されることを特徴とするモード多重装置。 - 前記グレーティングの間隔は、前記単一モード導波路に入力された第1の伝搬モードの光の波長の100倍以上であることを特徴とする請求項4に記載のモード多重装置。
- 前記グレーティングの間隔は、前記単一モード導波路に入力された第1の伝搬モードの光の波長を、前記第1の伝搬モードの光の実効屈折率と前記第2の伝搬モードの実効屈折率との差分で除算することで得られる間隔であることを特徴とする請求項4または5に記載のモード多重装置。
- 第1の伝搬モードの光が伝搬可能な単一モード導波路と、
前記単一モード導波路と少なくとも一部の区間で平行に配置され、複数の伝搬モードの光が伝搬可能な多モード導波路と、
前記単一モード導波路と前記多モード導波路とが平行に配置された結合区間において前記単一モード導波路と前記多モード導波路との少なくとも一方に設けられ、前記多モード導波路を搬送されてきた複数の伝搬モードの光のうち第2の伝搬モードの光を前記第1の伝搬モードの光に変換して前記単一モード導波路へ渡すモード変換作用を有するグレーティングと
を有することを特徴とするモード分離装置。 - 前記グレーティングの間隔は、前記単一モード導波路に入力された第1の伝搬モードの光の波長の100倍以上であることを特徴とする請求項7に記載のモード分離装置。
- 前記グレーティングの間隔は、前記単一モード導波路に入力された第1の伝搬モードの光の波長を、前記第1の伝搬モードの光の実効屈折率と前記第2の伝搬モードの実効屈折率との差分で除算することで得られる間隔であることを特徴とする請求項7または8に記載のモード分離装置。
- 第1の光カプラと、
前記第1の光カプラに対してカスケード接続された第2の光カプラと
を有する光合波装置であって、
前記第1の光カプラは、
第1の伝搬モードの光が伝搬可能な第1の単一モード導波路と、
前記第1の単一モード導波路と少なくとも一部の区間で平行に配置され、複数の伝搬モードの光が伝搬可能な第1の多モード導波路と、
前記第1の単一モード導波路と前記第1の多モード導波路とが平行に配置された結合区間において前記第1の単一モード導波路と前記第1の多モード導波路との少なくとも一方に設けられ、前記第1の単一モード導波路を搬送されてきた前記第1の伝搬モードの光を第2の伝搬モードの光に変換して前記第1の多モード導波路へ渡すモード変換作用を有する第1のグレーティングと
を有し、
前記第2の光カプラは、
前記第1の伝搬モードの光が伝搬可能な第2の単一モード導波路と、
前記第2の単一モード導波路と少なくとも一部の区間で平行に配置され、複数の伝搬モードの光が伝搬可能な第2の多モード導波路と、
前記第2の単一モード導波路と前記第2の多モード導波路とが平行に配置された結合区間において前記第2の単一モード導波路と前記第2の多モード導波路との少なくとも一方に設けられ、前記第2の単一モード導波路を搬送されてきた前記第1の伝搬モードの光を第3の伝搬モードの光に変換して前記第2の多モード導波路へ渡すモード変換作用を有する第2のグレーティングと
を有し、
前記第1の多モード導波路と前記第2の多モード導波路とが接続されており、前記第2の伝搬モードの光と前記第3の伝搬モードの光が前記第2の光カプラの前記第2の多モード導波路から出力されることを特徴とする光合波装置。 - 前記第1のグレーティングの間隔は、前記単一モード導波路に入力された第1の伝搬モードの光の波長の100倍以上であり、前記第2のグレーティングの間隔は、前記第2の伝搬モードの光の波長の100倍以上であることを特徴とする請求項10に記載の光合波装置。
- 前記第1のグレーティングの間隔は、前記単一モード導波路に入力された第1の伝搬モードの光の波長を、前記第1の伝搬モードの光の実効屈折率と前記第2の伝搬モードの実効屈折率との差分で除算することで得られる間隔であり、
前記第2のグレーティングの間隔は、前記第1の伝搬モードの光の波長を、前記第1の伝搬モードの光の実効屈折率と前記第3の伝搬モードの実効屈折率との差分で除算することで得られる間隔であることを特徴とする請求項10または11に記載の光合波装置。 - 第1の光カプラと、
前記第1の光カプラに対してカスケード接続された第2の光カプラと
を有する光分波装置であって、
前記第1の光カプラは、
第1の伝搬モードの光が伝搬可能な第1の単一モード導波路と、
前記第1の単一モード導波路と少なくとも一部の区間で平行に配置され、複数の伝搬モードの光が伝搬可能な第1の多モード導波路と、
前記第1の単一モード導波路と前記第1の多モード導波路とが平行に配置された結合区間において前記第1の単一モード導波路と前記第1の多モード導波路との少なくとも一方に設けられ、前記第1の多モード導波路を搬送されてきた複数の伝搬モードの光のうち第2の伝搬モードの光を前記第1の伝搬モードの光に変換して前記第1の単一モード導波路へ渡すモード変換作用を有する第1のグレーティングと
を有し、
前記第2の光カプラは、
前記第1の伝搬モードの光が伝搬可能な第2の単一モード導波路と、
前記第2の単一モード導波路と少なくとも一部の区間で平行に配置され、複数の伝搬モードの光が伝搬可能な第2の多モード導波路と、
前記第2の単一モード導波路と前記第2の多モード導波路とが平行に配置された結合区間において前記第2の単一モード導波路と前記第2の多モード導波路との少なくとも一方に設けられ、前記第2の多モード導波路を搬送されてきた複数の伝搬モードの光のうち第3の伝搬モードの光を前記第1の伝搬モードの光に変換して前記第2の単一モード導波路へ渡すモード変換作用を有する第2のグレーティングと
を有し、
前記第1の多モード導波路と前記第2の多モード導波路とが接続されており、前記第2の伝搬モードの光と前記第3の伝搬モードの光が前記第2の光カプラの前記第2の多モード導波路に入力され、前記第1の光カプラにおいて前記第2の伝搬モードの光が分離され、前記第2の光カプラにおいて前記第3の伝搬モードの光が分離されることを特徴とする光分波装置。 - 前記第1のグレーティングの間隔は、前記第1の単一モード導波路に入力された光の波長の100倍以上であり、前記第2のグレーティングの間隔は、前記第2の単一モード導波路に入力された光の波長の100倍以上であることを特徴とする請求項13に記載の光分波装置。
- 前記第1のグレーティングの間隔は、前記単一モード導波路に入力された第1の伝搬モードの光の波長を、前記第1の伝搬モードの光の実効屈折率と前記第2の伝搬モードの実効屈折率との差分で除算することで得られる間隔であり、
前記第2のグレーティングの間隔は、前記第1の伝搬モードの光の波長を、前記第1の伝搬モードの光の実効屈折率と前記第3の伝搬モードの実効屈折率との差分で除算することで得られる間隔であることを特徴とする請求項13または14に記載の光分波装置。 - 単一モード導波路と、
前記単一モード導波路と少なくとも一部の区間で平行に配置された多モード導波路と、
前記単一モード導波路と前記多モード導波路とが平行に配置された結合区間において前記単一モード導波路と前記多モード導波路との少なくとも一方に設けられたモード変換作用を有するグレーティングと
を有し、
前記多モード導波路を搬送されてきた第2の伝搬モードの光が前記グレーティングによって第1の伝搬モードの光に変換されて前記単一モード導波路から出力されることを特徴とするモード変換装置。
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