JP2018084813A - 回転光ビーム発生器 - Google Patents
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Abstract
Description
sin(θ)<NA
を満足する。ここで、NA=√(n1 2-n2 2)は開口数であり、n1及びn2はそれぞれ入力ファイバのコア及びクラッドの屈折率である。入力ファイバ210が非ステップインデックス光ファイバである場合には、導波モードはファイバの波動方程式の通常の解法を用いてアナログ的に定義することができる。
sin(θ)〜2πn1RΦ
l〜2πRsin(θ)/λ
ここで、Rは回転導波モード及び/又は回転漏洩波の有効半径であり、一般的に単一コア405の半径より約10%小さい。従って、例えば、6mmの回転ピッチ、1.450のコア屈折率(例えば溶融シリカガラスに特有である)及びλ=1080nmの動作波長を有する100μmのコア直径の回転ファイバ220を用いると、有効半径は約45×10−6m(例えば、R〜90%×(100/2)=45×10−6m)である。ここで、ねじれ率は166.7回転/メートル(例えば、1/6mm=166.7)であり、従って、sin(θ)〜0.068ラジアン及びlは約18(例えば、l〜18)になる。
Claims (23)
- 主区分と副区分を含む単一コアを備えること、
前記副区分の少なくとも一部分が前記単一コアの中心からオフセットされ、前記単一コアが光ファイバ装置の光軸を中心に前記光ファイバ装置の長さに沿ってねじれ、且つ前記主区分の屈折率が前記副区分の屈折率より大きいこと、及び
前記単一コアを取り囲むクラッドを備えること、
を特徴とする光ファイバ装置。 - 前記主区分は第1の屈折率を有し、前記クラッドは第2の屈折率を有し、且つ前記副区分は第3の屈折率を有すること、
前記第1の屈折率が前記第2の屈折率及び前記第3の屈折率より大きく、且つ前記第3の屈折率が前記第2の屈折率より大きいかそれに等しいこと、
を特徴とする請求項1記載の光ファイバ装置。 - 前記副区分は、前記副区分が前記主区分を少なくとも2つの区分に分離するように前記主区分内に配置されていること、を特徴とする請求項1記載の光ファイバ装置。
- 前記少なくとも2つの区分は4つの区分を含むこと、を特徴とする請求項3記載の光ファイバ装置。
- 前記少なくとも2つの区分はほぼ等しい断面積を有すること、を特徴とする請求項3記載の光ファイバ装置。
- 前記副区分は前記単一区分内に、前記副区分が前記主区分内で部分分割器を形成するように配置されていること、を特徴とする請求項1記載の光ファイバ装置。
- 前記副区分の断面は前記光ファイバ装置の光軸に対して対称であること、を特徴とする請求項1記載の光ファイバ装置。
- 前記副区分は少なくとも3つの部分を備え、
前記少なくとも3つの部分が前記光ファイバ装置の断面内で前記光ファイバ装置の光軸に直角の方向に延在していること、
を特徴とする請求項1記載の光ファイバ装置。 - 前記単一コアが前記光軸を中心にねじれるねじれ率は前記光ファイバ装置の第1の端における第1のねじれ率から前記光ファイバ装置の第2の端における第2のねじれ率まで増加していること、を特徴とする請求項1記載の光ファイバ装置。
- 前記光ファイバ装置の第1の端における前記第1のねじれ率は1回転/50ミリメートルより小さいかそれに等しいこと、を特徴とする請求項9記載の光ファイバ装置。
- 前記光ファイバ装置は、前記光ファイバ装置の第1の端における前記光ファイバ装置のサイズが前記光ファイバ装置の第2の端における前記光ファイバ装置のサイズより小さくなるようにテーパー状であること、を特徴とする請求項9記載の光ファイバ装置。
- 前記光軸を中心にねじられた前記単一コアは前記光ファイバ装置の第1の端において入射された光ビームを前記光ファイバ装置の第2の端において回転光ビームに少なくとも部分的に変換せしめること、を特徴とする請求項1記載の光ファイバ装置。
- 前記回転光ビームは少なくとも1つの回転導波モード又は少なくとも1つの回転漏洩波で伝搬する光を含んでいること、を特徴とする請求項12記載の光ファイバ装置。
- 前記少なくとも1つの回転導波モードの1つの回転導波モード又は前記少なくとも1つの回転漏洩波の1つの回転漏洩波と関連する回転量子数は4より大きいかそれに等しいこと、を特徴とする請求項13記載の光ファイバ装置。
- 前記回転光ビームは前記光ファイバ装置の前記第2の端において円環状であること、を特徴とする請求項12記載の光ファイバ装置。
- 前記光軸を中心にねじられた前記単一コアは第1の回転状態を有する入力光ビームを第2の回転状態を有する出力光ビームに変換せしめ、前記第1の回転状態は前記第2の回転状態と異なること、を特徴とする請求項1記載の光ファイバ装置。
- 前記入力光ビーム及び前記出力光ビームは円偏光ビームであること、を特徴とする請求項16記載の光ファイバ装置。
- 前記入力光ビームはマルチモード光ビームであり、且つ前記出力光ビームは多数の回転導波モード又は回転漏洩波を含んでいること、を特徴とする請求項16記載の光ファイバ装置。
- 前記入力光ビームは単一モード光ビームであり、且つ前記出力光ビームは多数の回転出力モード又は回転漏洩波を含んでいること、を特徴とする請求項16記載の光ファイバ装置。
- 前記入力光ビームは単一モード光ビームであり、且つ前記入力光ビームと関連する入力パワーの少なくとも50%が前記出力光ビームにおいて単一回転導波モード又は単一回転漏洩波に変換されていること、を特徴とする請求項16記載の光ファイバ装置。
- 主区分を含む単一コアを備えること、
前記単一コアの前記主区分は非円形状であり、前記単一コアは前記光ファイバ装置の光軸を中心に前記光ファイバ装置の長さに沿ってねじれていること、及び
前記単一コアを取り囲むクラッドを備えること、
を特徴とする光ファイバ装置。 - 前記非円形状の周縁は少なくとも部分的にくぼんでいること、を特徴とする請求項21記載の光ファイバ装置。
- 回転ファイバによって、前記回転ファイバの第1の端で光ビームを受信するステップを備え、
このステップにおいて前記回転ファイバは前記回転ファイバの光軸を中心に前記回転ファイバの長さに沿ってねじれた単一コアを含んでいること、
前記回転ファイバによって、前記光ビームを回転光ビームに少なくとも部分的に変換するステップを備え、
このステップにおいて、前記光ビームは前記単一コアが前記光軸を中心にねじれている結果として前記回転光ビームに少なくとも部分的に変換されること、及び
前記回転ファイバによって、前記回転光ビームを出力するステップをそなえること、
を特徴とする方法。
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