JP2769615B2 - 光ファイバモードセレクタ - Google Patents

光ファイバモードセレクタ

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JP2769615B2 JP62008867A JP886787A JP2769615B2 JP 2769615 B2 JP2769615 B2 JP 2769615B2 JP 62008867 A JP62008867 A JP 62008867A JP 886787 A JP886787 A JP 886787A JP 2769615 B2 JP2769615 B2 JP 2769615B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の分野］ この発明は一般に光ファイバ結合装置に関するもので
あって、特に２つの似ていない光ファイバの選択された
モードの間で光エネルギを結合させる装置に関するもの
である。 ［発明背景］ 光ファイバシステムでは、光信号の或る伝播モードを
除去、選択または抑制することがしばしば所望である。
たとえば、第１および第２のオーダの空間伝播モードで
そこで伝播する光信号を有する２つのモードの光ファイ
バでは、第２のオーダのモードで伝播する光はファイバ
の長尺のセグメントを形成することによってファイバ内
の光信号から適切に選択されたコイルの直径を有するコ
イルに「ストリップ」され得る。コイルの直径は第１の
オーダのモードに実質的に影響することなしに第２のオ
ーダのモードを混乱させるために選択され、そのためフ
ァイバの第２のオーダのモードで伝播する光は光ファイ
バの被覆に入りかつそこから脱出する。第１のオーダの
モードで伝播する部分はファイバによって嚮導され、か
つファイバのコア内に残る。第１のオーダのモードのこ
の光は第１のオーダと第２のオーダのファイバのモード
の間の伝播定数の違いによって、通常第２のオーダのモ
ードに結合しない。こうして、コイルファイバの長尺を
通過した後、光信号は実質的に第１のオーダの伝播モー
ドでのみ伝播する。こうして、「モードストリッパ（mo
de stripper）」は、第２のオーダのモードでの光の除
去を通して第１のオーダのモードで伝播する光の選択を
可能にする。 モードストリッパは有利な装置であるが、その使用は
限られ、これはファイバからストリップされる光が単に
自由空間に放射するからである。モードストリッパは２
つの異なる光ファイバの選択されたモードを結合させる
能力を有さない。１つの光ファイバの選択された空間モ
ードを別の光ファイバの選択された空間モードに結合さ
せる能力は、光ファイバシステムにおいて多くの用途を
有する。たとえば、第１のオーダのモードで伝播する光
が第２のオーダのモードに結合され、かつ周波数がシフ
トされる光ファイバ周波数シフタでは、第２のオーダの
モードでの周波数のシフトされた光の部分がシフトされ
た周波数で光を伝導することができるように異なるファ
イバの選択されたモードに結合されることが望ましい。
こうして、たとえば低い方のオーダモード（たとえば第
１のオーダモード）を高い方のオーダモード（たとえば
第２のオーダモード）から分離させ、かつ高い方のオー
ダモードを光ファイバシステムでさらに使用するために
出力として与えることができるモードセレクタに対する
必要性が存在する。 ［発明の要約］ この発明は、多数モードファイバで２個または３個以
上のモードで伝播する光を分離させかつこれらのモード
の選択されたものからの光を別々の光ファイバの選択さ
れたモードに結合させるための手段を提供するるモード
セレクタを含む。こうして、この発明は光ファイバモー
ドフィルタとして動作する。 この発明は、相互作用領域を形成するように並置され
た第１および第２の似ていない光ファイバを含む。第１
の光ファイバは、１つの波長の光に対して少なくとも１
つの伝播モードを提供するコアおよび被覆を有し、第２
の光ファイバは、この波長の光に対して少なくとも２つ
の伝播モードを提供するコアおよび被覆を有する。伝播
モードの２つのみが、ファイバの１つにおける整合して
いるモードを伝播する光がファイバの他方における整合
しているモードに効率的に結合されるように、整合する
伝播速度を有する。整合する伝播速度を有するモードの
一方は第１のファイバ内にあり、そして整合する伝播速
度を有するモードの他方は第２のファイバの２つのモー
ドの１つである。好ましい実施例では、２つのファイバ
の各々が支持構造に弓状に装設され、かつ被覆の一部は
相互作用領域を形成するために並置される楕円形の被覆
表面を形成するためにファイバの各々の一方の側から取
り除かれる。ファイバのコアは相互作用領域の内部で、
相互作用領域の外部と実質的に同じである断面を有し、
かつ相互作用領域でのコアの近接は、ファイバの一方で
の整合するモードの１つで伝播する光がファイバの他方
での整合するモードの他方に結合されるように選択され
る。相互作用領域の長尺は、整合した伝播速度を有する
２つの伝播モードの間で実質的に完全な結合を引き起こ
すように選択される。両方のファイバの伝播モードの残
りは不整合の伝播速度を有し、そのため整合していない
伝播モードの各々の伝播速度はすべての他方の伝播モー
ドの伝播速度と充分に異なり、整合していないモードの
いずれの間での実質的な光結合を妨げる。 好ましい実施例では、第２のファイバは第１のファイ
バの内部コアより大きい直径を有する内部コアを有す
る。より特定的には、この実施例の第１のファイバは第
１のオーダのモードで専ら光を伝播する単一モードファ
イバであり、一方第２のファイバは第１のオーダのモー
ドと第２のオーダのモードとで専ら光を伝播する二重モ
ード（２モード）ファイバである。また、好ましい実施
例では、整合する伝播速度を有する２つの伝播モードの
一方は整合する伝播速度を有する２つのモードの他方よ
り高いオーダのモードである。この実施例はより高いオ
ーダモードでエネルギ分布パターンの配向を制御し、そ
れによって２つのモードの間の結合を制御するための手
段を付加的に含んでもよい。 好ましくは、被覆は２つのファイバの各々から取り除
かれ、そのため各ファイバの楕円形の被覆表面と各ファ
イバのコアの間にわずかな量の被覆のみが残る。こうし
て、２つのファイバの間の結合は２つのファイバの一致
したモードの間のエバーネッセントフィールド相互作用
を介して達成される。 ［好ましい実施例の説明］ 第１図ないし第5b図で示されるように、この発明は第
１の光ファイバ100と第２のファイバ110を含む。第１の
光ファイバ100は内部コア102と外部被覆104を有する。
第２の光ファイバ110は内部コア112と外部被覆114を有
する。第１の光ファイバ100のコア102はコアの屈折率ｎ
core1を有し、かつ被覆104は被覆屈折率ｎcladding1を
有する。第１のファイバ100のコアの屈折率および被覆
の屈折率はコアの屈折率が被覆の屈折率より大きくなる
ように選択する（すなわちｎcore1＞ｎcladding1）。そ
れゆえ、コア102で伝播する光は被覆104に伝播する光よ
りも遅い位相速度で伝播するであろう。同様の態様で、
第２の光ファイバ110のコア112がコアの屈折率nncore2
および被覆114は被覆の屈折率ｎcladding2を有し、これ
らはコアの屈折率が被覆の屈折率より大きくなるように
選択される（すなわちｎcore2＞ｎcladding2）。好まし
い実施例では、第１の光ファイバ100のコアの屈折率、
被覆の屈折率およびコアの直径は、第１の光ファイバ10
0が選択された光周波数ｆ0で単一モードの光ファイバで
あるように選択される。第２の光ファイバ110のコアの
屈折率、被覆の屈折率およびコアの直径は、第２の光フ
ァイバ110が同じ選択された光周波数ｆ0で二重モード
（すなわち２モード）光ファイバであるように選択され
る。こうして、第１の光ファイバ100は選択された光周
波数で第１のオーダLP01モードでの光のみを伝播するで
あろう。第２の光ファイバ110は第１のオーダLP01モー
ドで光を伝播しかつより高いオーダのモードすなわち第
２のオーダのLP11伝播モードでの光もまた伝播する。 第１の光ファイバ110は第１の装設ブロック120に弓状
に装設される。第２の光ファイバ110は第２の装設ブロ
ック130に弓状に装設される。好ましい実施例では第１
および第２の装設ブロック120および130はここで引用に
より援用されている米国特許番号第4,536,058号の教示
に従って構成される。第１の装設ブロック120は平坦な
装設表面140を有し、それに弓状のスロット142が第１の
光ファイバ100への嚮導を与えるためにカットされる。
米国特許番号第4,536,058号で説明されるように、スロ
ット142は第１の装設ブロック120の２つの端部の各々で
装設表面140に対して装設表面140の中央での深さより深
い深さを有し、そのため第１の光ファイバ100がスロッ1
42に位置決めされるとき、第１の光ファイバ100の一方
の側の被覆104の部分は装設表面140とに最も近い。装設
表面140は研磨され、そのため第１の光ファイバ100の被
覆104は表面140とともに次第に取り除かれ、第２図に例
示されるように、表面と同一表面である一般的な楕円形
の形を有する被覆104上で向かい合う表面144を形成す
る。研磨は被覆104の充分な量が取り除かれそのため向
かい合う表面144が第１の光ファイバ100のコア102の数
ミクロン内にあるようになるまで続けられる。同様の態
様で、弓状スロット152は第２の装設ブロック130の装設
表面150で形成され、かつ第２の光ファイバ110はスロッ
ト152内に位置決めされる。第２のファイバ110の装設表
面150および被覆114は上に説明された態様で研磨され、
向かい合う表面154を形成する。 第３図に例示されるように、第１の光ファイバ100の
向かい合う表面144は第２の光ファイバ110の向かい合う
表面154と並置関係で位置決めされ、ファイバ内で光を
伝送するための相互作用領域156を形成する。第１の光
ファイバ100のコア102と第２の光ファイバ110のコア112
は、向かい合う表面144とコア102の間に残っている被覆
104の薄い層と、向かい合う表面154とコア112の間に残
っている被覆114の薄い層とによって空間があけられて
いる。被覆の除去は好ましくは米国特許番号第4,536,05
8号に説明される方法に従って行なわれる。米国特許番
号第4,536,058号で説明される油滴検査は、除去される
被覆の量と向かい合う表面144および154のそれぞれコア
102および112への近接を決定するために有利に用いられ
る。これより後に論じられるように、ファイバの選択さ
れた嚮導モードのための向かい合う表面144および154の
エバーネッセントフィールド浸透が２つの嚮導モードの
間での光の結合を引き起こすのに充分であるまで第１の
ファイバ100および第２のファイバ110から被覆は取り除
かれる。 向かい合う表面144および向かい合う表面154が重ねら
れるとき、第１図に示されるように第１のファイバ100
および第２のファイバ110は装設ブロック120および130
の中心近くで収束し、かつブロック120および130の中心
からの距離が増えるに従って次第に発散する。２つのフ
ァイバの収束および発散率は２つの弓状の溝の曲率半径
によって決定され、これは１つの好ましい実施例では25
cmで選択される。この曲率半径は、２つのファイバのコ
アがエバーネッセントフィールドが相互作用領域156の
長尺を制限する一方で相互作用することを可能にするた
めに近接して位置決めされることを可能にする。ディゴ
ネット（Digonnet）等によって「調整可能単一モード光
ファイバカプラの分析（Analysis of Tunable Single M
ode Optical Fiber Coupler）」でのクォンタムエレク
トロニクスのIEEE ジャーナル（IEEE Journal of Quan
tum Electronics）QE−18巻第４号1982年４月の746頁−
754頁および米国特許番号第4,556,279号で詳細に説明さ
れるように、それらの教示はここで引用により援用され
ているが、２つの並置に置かれたファイバの相互作用領
域の長尺は主にファイバの曲率半径によって決定される
一方で、結合の強さは主に相互作用領域でのコアの近接
度によって決定され、特に最少のコアの間隔によって決
定される（すなわち向かい合う表面144および154の中心
でのコアと間の距離）。相互作用領域の長尺は好ましく
は前記ファイバのいずれのコアの直径よりも大きい次数
であり、そのため実質的な伝送される光の量および好ま
しくは２つのファイバ間の光の完全な伝送が存在する。
相互作用領域の長尺は曲率半径の増加とともに増加しか
つ結合の強さはコアの間隔の減少に伴い増加する。曲率
半径は好ましくは充分に大きく選択され、そのため存在
するとしてもわずかな曲げ効果しかファイバ内に導入さ
れない。さらに、コアの間隔は好ましくは零と同じぐら
いであり、そのためコア102および112の直径はこの発明
の装置の長尺にわたって均一であり、そしていかなるモ
ードの混乱もファイバの特性の変化によって導入される
ことはない。 この発明の動作は第4a図ないし第4b図、第5a図ないし
第5b図、第6a図ないし第6b図、第7a図ないし第7c図およ
び第8a図ないし第8b図を参照することによってより完全
に理解され得る。第4a図および第4b図は単一モードの光
ファイバ100で伝播する光信号のLP01伝播モードのため
の電界強度分布を例示する。第4b図に例示されるよう
に、電界強度分配はコア102の中心で実施的に最大202を
有する電界強度分布グラフ200によって規定される。強
度はコア102の中心からの距離が増すにつれて減少す
る。ほとんどのLP01伝播モードの電界エネルギはファイ
バ100のコア102内に集中される。しかしながら、電界エ
ネルギの一部はグラフ200の下位部分204と下位部分206
によって例示されるように、被覆104に延在している。
コア102の外側の電界エネルギの部分はエバーネッセン
トフィールドと呼ばれる。相互作用領域156内の２つの
嚮導モードのエバーネッセントフィールドの相互作用
は、米国特許番号第4,536,058号で説明されるように、
２つのファイバ100と110の間で光エネルギを結合させる
ための手段を提供する。結合量は主に相互作用領域と２
つのファイバのそれぞれのコアの間の距離の長さによっ
て決定される。 第5a図および第5b図は選択された周波数で二重モード
ファイバ110のLP01およびLP11モードで伝播する光の電
界強度分布を例示する。LP01伝播モードの電界強度分布
はグラフ220によって例示され、LP11伝播モードの電界
分布はグラフ222によって例示される。第4b図のグラフ2
00に関して上で論じられたように、LP01伝播モードで伝
播する光信号の電界は、最大224によって例示されるよ
うにファイバ110の中心近くのコア112内に集中され、そ
してその強度はコア112の中心からの距離が増すにつれ
て減少する。LP01伝播モードの電界強度分布の一部は部
分226および228で示されるエバーネッセントフィールド
として被覆114内に延在する。 LP11伝播モードで伝播する光のための電界強度分布グ
ラフ222は、、コア112の中心近くで最少の強度230を有
し、そしてその強度はコア112からの距離が増すにつれ
て次第に増加する。最大の電界強度は最大232および234
で発生し、これらは光ファイバ110のコア112と被覆114
の間の境界面に近接している。こうして、電界エネルギ
分布部分236および238によって示される、LP11伝播モー
ドで伝播する光信号のエバーネッセントフィールドは、
第２の光ファイバ110のLP01モードで伝播する光信号の
部分のエバーネッセントフィールドよりさらに被覆へと
延在する。 第5b図に例示されるように、第２の光ファイバ110のL
P01伝播モードで伝播する光信号がファイバ110のコア11
2を越えて延在するエバーネッセントフィールドを非常
にわずかしか有さない（グラフ220の部分226および228
を参照）。それと対照的に、LP11伝播モードで伝播する
光ファイバのエバーネッセントフィールドは、第２の光
ファイバ110の被覆114により延在している（グラフ222
の部分236および238を参照）。こうして、被覆の部分が
２つの光ファイバの各々から取り除かれ、そのためコア
112および102が近接して並置され得るとき、第１の光フ
ァイバ100のコア102との相互作用に利用できるLP11伝播
モードには比較的大きいエバーネッセントフィールド強
度がある。これは第6a図および第6b図で例示され、そこ
では第２の光ファイバ110の電界強度分布グラフ220およ
び222は２つのファイバが、それらのそれぞれの向かい
合う表面154および144で並置されるときの第１の光ファ
イバ100の電界強度分布グラフ200に関連して示される。
例示されるように、第２の光ファイバのLP01電界強度分
布220と第１の光ファイバ100のLP01電界強度分布200と
のいかなる重なりも実質的にない。しかしながら、第２
の光ファイバ110のLP11電界強度分布222のエバーネッセ
ントフィールド部分238と第１の光ファイバ100のLP01電
界強度分布200のエバーネッセントフィールド部分204と
の比較的大きい重なりがある。こうして、第２の光ファ
イバ110のLP11伝播モードと第１の光ファイバ100のLP01
伝播モードは、２つのファイバのLP01モードの間の相互
作用と比較して強く相互作用する。１つの実施例では、
２つのファイバのコアの間の間隔が第２の光ファイバ11
0のコア112の半径の約2.5倍で選択されるとき、LP11モ
ードの電界振幅は、Ｖ＝2.6の正規化した周波数で第２
の光ファイバ110のLP01モードの電界振幅の10倍より大
きい。二重モードファイバ110のLP11モードと単一モー
ドファイバ100のLP01モードとの間の強い相互作用のた
めに、比較的大きな量の光エネルギがファイバ110のLP
11伝播モードとファイバ100のLP01伝播モードとの間で
結合される。しかしながら、２つのファイバ100と110の
LP01モードの間には実質的にいかなる相互作用もないの
で、ファイバ110のLP01伝播モードとファイバ100のLP01
モードとの間で結合される光エネルギは実質的にない。
これより先に論じられるように、ファイバ110のLP11モ
ードとファイバ100のLP01モードとの間での結合は、こ
れらの２つのモードの伝播定数が同じになるようにファ
イバを選択することによって向上される。同様に、ファ
イバのLP01モードの間での結合は、ファイバのLP01モー
ドが実質的に異なる伝播定数を有することを確実にする
ことによって禁止される。 当業者はLP11伝播の電界強度分布が二重モード光ファ
イバ110の配向で変化するローブ（lobe）状のパターン
を有することを認めるであろう。最大結合を得るため
に、ローブの１つは向かい合う表面154に隣接して配向
されるべきでありそのためローブは単一モード光ファイ
バ100に最も近い。最大結合のためにローブを配向する
一手段は、LP11モード近似値を作成する４つの真の固有
モード（eigenmode）の位相を調整するためにファイバ
位相シフタ（図示されていない）を用いることである。
好ましい実施例では、二重モード光ファイバ110は真の
固有モードがローブのような形をしている楕円形のコア
の二重モードファイバである。固有モードは変化なしに
ファイバ内を伝播し、そのためLP11伝播モードのための
エネルギー分布のローブ状のパターンは単一モードファ
イバ100への最大結合を可能にするために配向され得
る。LP11モードのためのエネルギー分布のローブ状のパ
ターンは、エバーネッセント結合領域を通過する間、最
大結合のために偏向制御器などを用いて調整される。 上で論じられたように、ファイバのLP01モードで伝播
する光信号のエネルギは、ファイバのコア内にほとんど
が閉じ込められる。こうして、LP01伝播モードでの光信
号は、ファイバのコアの屈折率によって主として決定さ
れる位相伝播速度で伝播する。LP01伝播モードで伝播す
る光によって見られる有効屈折率は、コアの屈折率の値
に近い値を有する。LP01モードと対比して、LP11伝播モ
ードではファイバの被覆内でより大きな光エネルギの断
片を伝播する。こうして、LP11伝播モードで伝播する光
信号の位相伝播速度は、コアの屈折率より少なくかつ被
覆の屈折率より大きい値を有する効果的な屈折率によっ
て決定される。したがって、LP11伝播モードでの光の有
効屈折率はLP01伝播モードの光のそれより小さい値を有
する。こうして、LP11伝播モードで伝播する光信号の位
相伝播速度は、LP01モードで伝播する光信号の位相伝播
速度より速い。LP01およびLP11モードの位相速度の差に
よって、これらのモードは簡単に結合せず、むしろそれ
らは２つの独立した光経路としての機能を果たす傾向に
ある。好ましい実施例では、ファイバ110のLP11モード
とファイバ100のLP01モードの間での選択的な結合は、
似ていないファイバを利用することによって達成され、
そのためファイバ110のLP11モードの位相伝播速度はフ
ァイバ100のLP01モードの位相伝播速度と整合し、一方
すべての他の対のモードの位相伝播速度は整合しない。 前述のことから、第１の（単一モードの）光ファイバ
100のLP01モードで伝播する光信号の伝播速度は一部で
はコア102の屈折率、被覆104の屈折率およびコア102の
直径の組合わせによって決定されることが理解されるで
あろう。同様に、第２の（二重モードの）光ファイバ11
0のLP01モードおよびLP11モードで伝播する光信号の位
相伝播速度はコア112の屈折率、被覆114の屈折率および
コア112の直径の組合せによって決定される。上に述べ
られたように、光ファイバ110でLP11モードで伝播する
光信号の位相伝播速度は光ファイバ110のLP01モードで
伝播する光信号の位相伝播速度より大きいであろう。こ
の発明では、第１の光ファイバ100と第２の光ファイバ1
10は第２の光ファイバ110のLP11伝播モードでの光信号
の位相伝播速度が第１の光ファイバ100のLP01伝播モー
ドでの光信号の位相伝播速度に整合するように特性（す
なわち屈折率およびコアの直径）を有するように選択さ
れる。こうして、第２の光ファイバでのLP01モードで伝
播する光信号の位相伝播速度は第２の光ファイバ110のL
P11モードで伝播する光信号の位相伝播速度より遅く、
かつ第１の光ファイバ100のLP01モードで伝播する光信
号の位相伝播速度よりもまた遅いであろう。位相伝播速
度での関係は第7a図、第7b図および第7c図に例示され
る。 第7a図では、進行波250は第１の（単一モードの）光
ファイバ100のLP01伝播モードで伝播する信号の位相伝
播を示す。進行波250はファイバ100のLP01伝播モードで
の光信号の速度Ｖ1によって規定される第１の波長Ｌ
1と、選択された光周波数ｆ0（すなわちＬ1＝Ｖ1/f0）
を有する。同様に、第7b図は選択された光の周波数ｆ0
で第２の（二重モードの）光ファイバ110のLP01伝播モ
ードで進行する信号の位相伝播を示す。進行波252は第
２の光ファイバ110のLP01伝播モードでの光信号の速度
Ｖ2によって規定される波長Ｌ2と、選択された光周波数
ｆ0（すなわちＬ2＝Ｖ2/f0）を有する。第7c図は選択さ
れた光周波数ｆ0で光ファイバ110のLP11伝播モードで進
行する信号の位相伝播を示す。進行波254は第２の光フ
ァイバ110のLP11伝播モードでの光信号の速度Ｖ3と選択
された光周波数ｆ0（すなわちＬ3＝Ｖ3/f0）を有する。
上で述べられたように、第１の光ファイバ100と第２の
光ファイバ110の特性は、速度Ｖ1が実質的に速度Ｖ3と
等しくなるように選択される。こうして、速度Ｖ3より
少なくてはならない速度Ｖ2は速度Ｖ1より少ない。それ
ゆえ、波長Ｌ3は波長Ｌ1と整合し、かつ波長Ｌ2は波長
Ｌ1と整合しない。したがって、第7a図および第7c図に
例示されるように、第２の光ファイバ110のLP11伝播モ
ードで進行する光は第１の光ファイバ100のLP01伝播モ
ードで進行する光に対して実質的に固定された位相関係
を有するであろう。他方で、第7a図および第7b図で例示
されるように、第２の光ファイバ110LP01伝播モードで
進行する光は、第１の光ファイバ100のLP01伝播モード
で進行する光に対して連続的に変化する位相関係を有す
るであろう。 １つのファイバのモードからの光を別のファイバのモ
ードに結合させるために、モードは相互作用長尺にわた
るそれらのエバーネッセントフィールドを介して相互作
用すべきでありかつ２つの光信号の位相伝播速度は実質
的に等しくあるべきであることが示される。好ましい実
施例では、選択された周波数で第２の光ファイバ110のL
P11伝播モードの位相伝播速度Ｖ3は実質的に第１の光フ
ァイバ100のLP01伝播モードの位相伝播速度Ｖ1に等し
い。こうして、この発明の装置は第２の光ファイバ110
のLP11伝播モードと第１の光ファイバ100のLP01伝播モ
ードとの間で光エネルギを結合させるための手段を提供
する。第２の光ファイバ110でのLP01伝播モードで伝播
する光信号は第１の光ファイバ100に結合されず、この
理由は第２の光ファイバ110でLP01モードで伝播する光
の位相伝播速度Ｖ2が第１の光ファイバ100のLP01伝播モ
ードで伝播する光の位相伝播速度Ｖ1と整合しないから
である。こうして、この発明の装置は、第１の光ファイ
バ100のLP01モードで伝播する光エネルギと第２の光フ
ァイバ110のLP11モードで伝播する光信号との間での選
択を提供する。したがって、第１図で示されるように、
光エネルギが矢印302によって示されるLP01伝播モード
そして矢印304によって示されるLP11伝播モードで第２
の光ファイバ110の第１の端部300に入力されるとき、LP
11伝播モードの光エネルギは第１の光ファイバ100に結
合され、かつ矢印312によって示されるように第１の光
ファイバ100のLP01伝播モードで第１の光ファイバ100の
端部310から出て行くであろう。それと対比して、第２
の光ファイバ110のLP01伝播モードの光エネルギは第２
の光ファイバ110に残り、かつ矢印322によって示される
ように第２の光ファイバ110の第２の端部320から出るで
あろう。それゆえ第１の光ファイバ100は第２の光ファ
イバ110のLP11伝播モードで伝播する２つのファイバの
相互作用領域156に入射する光信号と対応する出力信号
を提供する。 この発明の前述の特性は第１の光ファイバ100のLP01
伝播モードでの第１の光ファイバ100の端部に導入され
る光信号が第１の向かい合う表面144と第２の向かい合
う表面154の間の相互作用領域での第２の光ファイバ110
のLP11伝播モードと相互作用し、エネルギを第２の光フ
ァイバ110のLP11伝播モードに結合させるといった点で
相互的である。この相互効果は多くの応用で有利であ
る。 この発明の装置は２つのファイバの縦の軸がきちんと
平行ではないように２つのファイバ100および110を配向
させることによって微調整され得る。こうして、もし位
相伝播速度Ｖ1およびＶ3が選択された周波数で正確に同
じではないから、たとえば第２の光ファイバ110が第２
の光ファイバ110のコア112の縦軸が第１の光ファイバ10
0のコア102の縦軸に対してある角度をなすように位置決
めされ得、そのため第２の光ファイバ110のコア112の縦
軸の方向での位相速度Ｖ3の構成要素の大きさは、第１
の光ファイバ100のコア102の縦軸に沿った位相速度Ｖ1
と同じである。これは第8a図および第8b図で例示され、
そこではベクトル402が第２の光ファイバ110（仮想的に
示される）のLP11伝播モードの位相伝播速度Ｖ3を示
し、かつベクトル400は第１の光ファイバ100（仮想的に
示される）での伝播モードLP01の位相伝播速度Ｖ1を示
す。第8a図では、２つのベクトルは平行に位置決めさ
れ、ベクトル400の大きさはベクトル402の大きさよりも
小さい。こうして、位相伝播速度Ｖ3およびＶ1は整合し
ておらず、有効結合は起こり得ない。第8b図では、第２
の光ファイバ110は第１の光ファイバ100に対して小さな
角度をなして配向され、そのため位相伝播速度ベクトル
400は位相伝播速度ベクトル402に対してわずかの角度を
なして配向される。位相伝播速度ベクトル400の方向で
位相伝播速度ベクトル402の成分は速度Ｖ3′を示すベク
トル402′として点線で示される。ベクトル402′はベク
トル400と実質的に同じ大きさを有しこうしてベクトル4
02′および400によって示される位相伝播速度Ｖ3′およ
びＶ1は示される角度で整合する。こうして、有効結合
は第２の光ファイバ110のLP11伝播モードから第１の光
ファイバ100のLP01伝播モードにまで起こり得る。例示
の明解さのためにファイバ間の角度は第8b図では意義深
い角度として示されているが、２つのファイバ100と110
の間の角度はファイバが相互作用領域156で実質的に平
行であるように非常に小さいことが好ましい。この発明
では、相互作用の長尺の大いなる減少を妨げるためにフ
ァイバ間の大きい角度を避けることが望ましい。ここで
用いられるように、相互作用の長尺はファイバの１つ
（たとえばファイバ100）のファイバの軸の方向での長
さを意味し、それを通って一方のファイバ（たとえばフ
ァイバ100）のコアが他方のファイバ（たとえばファイ
バ110）のエバーネッセントフィールド内に位置決めさ
れる。 この発明の例示の応用は第９図で相互モード周波数シ
フタ606として例示されている。相互モード周波数シフ
ト606は好ましくは単一モード光ファイバであるのが有
利な入力光ファイバ600を含む。入力光ファイバ600は二
重モード光ファイバ602に当接して撚り継ぎされてい
る。二重モード光ファイバ602の第１の部分は技術分野
で公知の態様でモードストリッパとして動作するコイル
604へと形成される。二重モード光ファイバ602の第２の
部分はモードストリッパ604を相互モード周波数シフタ6
06と相互接続させる。相互モード周波数シフタ606は好
ましくは同時係属中のこの明細書と同じ日に出願されか
つこの出願の譲受人に譲り受けられ、その開示がここで
は引用により援用されている「光ファイバ相互モード結
合単一側部バンド周波数シフタ、（Fiber Optic Inter
−mode Coupling Single Side Band Frequency Shifte
r）」と題される特許出願連続番号第820,513号に従って
構成される。変換器610は一連の進行マイクロベンド（m
icrobends）を含むたわみ波として変換器610から向こう
に一方向614で伝播するファイバ602への振動を引き起こ
す。相互モード周波数シフタ606は第１の伝播モード
（たとえばLP01モード）からの光を第２の伝播モード
（たとえばLP11モード）に結合させかつ光が変調源612
から周波数シフタ606の変換器610に与えられる変調信号
によって決定される量だけ周波数がシフトされることを
引き起こすように動作する。周波数シフタ606を通過し
た後、二重モード光ファイバ602は周波数シフタ606をこ
の発明に従って構成されたモードセレクタ640と相互接
続させる。モードセレクタ640では、二重モード光ファ
イバ602は上に説明された態様で相互作用領域652で単一
モード光ファイバ650と並置される。二重モード光ファ
イバ602は出力端部部分654を有する。単一モード光ファ
イバ650は出力端部部分656を有する。 相互モード周波数変調器は以下の態様で動作する。矢
印650で示される光信号は入力光ファイバ600に導入され
る。好ましくは光信号は入力光ファイバ600ではLP01モ
ードでのみ伝播する。光信号は入力光ファイバ600を通
って伝播しかつ二重モード光ファイバ602に結合されそ
してLP01伝播モードで二重モード光ファイバ602内で伝
播する。ファイバ602のLP11伝播モードで伝播するいか
なる光信号も技術分野で公知の態様でモードストリッパ
604で二重モード光ファイバ602からストリップされる。
こうして、モードストリッパ604を通過した後、二重モ
ード光ファイバ602内に残っている光信号はLP01伝播モ
ードでのみ伝播する。光信号は二重モード光ファイバ60
2を介して周波数シフタ606にLP01伝播モードで伝播す
る。周波数シフタ606ではLP01伝播モードで伝播する光
信号はLP11伝播モードに結合され、変調源612の周波数
によって決定される量だけ周波数がシフトされる。上で
参照された同時係属中の出願連続番号第820,513号で述
べられているように、LP11伝播モードに結合される光信
号は周波数シフタ606での進行たわみ波の伝播方向に従
って周波数が上方向または下方向にシフトされ得る。LP
11伝播モードで周波数がシフトされた光およびLP01伝播
モードが残っているいずれの光も周波数シフト606から
二重モード光ファイバ602を介してモードセレクタ640に
伝播する。モードセレクタ640内では、LP11伝播モード
で伝播する光は単一モード光ファイバ650のLP01伝播モ
ードに結合され、そしてそれが周波数がシフトされた光
として存在し、矢印662で示される端部部分656へと伝播
する。元のシフトされていない周波数でファイバ602内
のLP01モードで伝播する光は二重モード光ファイバ602
の端部部分654に伝播しかつシフトされない光として存
在し矢印664で示される。 上で述べられたように、この発明のモードセレクタ64
0は相互的であり、そのため光信号はLP01伝播モードで
光ファイバ650の端部部分656に入力され得る。単一モー
ド光ファイバ650のLP01伝播モードでの光は、モードセ
レクタ640内で二重モード光ファイバ602のLP11伝播モー
ドに結合される。その後、光は光ファイバ602を通って
周波数シフタ606に伝播し、そこではそれは周波数がシ
フトされ、かつ光ファイバ602のLP01モードに結合され
る。光信号は光ファイバ606を介して周波数シフタ602か
らモードストリッパ604に伝播し、そこではLP11伝播モ
ードで残っているいかなる光信号も光ファイバ602から
ストリップされる。こうして、モードストリッパ604か
ら単一モード光ファイバ600に伝播する光信号（これは
ここで出力光ファイバとして動作する）は、LP01伝播モ
ードでのみ伝播され、かつ光ファイバ650の端部部分656
で光信号入力から周波数がシフトされる。 単一モードファイバおよび二重モードファイバに関し
て上で説明されてきたが、この発明はまた２つの似てい
ない多数モードファイバのモード間の光エネルギを選択
的に結合させるためにも用いられ得る。たとえば、光エ
ネルギは第１の二重モードファイバのLP01モードから第
２の二重モード光ファイバLP11モードに結合され得る。
これは第10図に第１の二重モードファイバ700および第
２の多数モードファイバ710で例示されている。ファイ
バ700および710は第１の二重モードファイバ700のLP01
モードで光信号の位相伝播速度が実質的に第２の二重モ
ードファイバ710のLP01伝播モードの位相伝播速度と等
しいように選択される。第１のファイバ700および第２
のファイバ710は上に説明されるように第１のカプラハ
ーフ720と第２のカプラハーフ730での２つのファイバを
位置決めすることによってこの発明に従って構成され、
２つのファイバ上に第１および第２の向かい合う表面を
形成しかつ第10図で絵画的に例示されるように向かい合
う表面で２つのファイバを並置させる。一実施例では、
２つのファイバはITTによって作られる。第１のファイ
バ700は約3.8ミクロンの直径のコアと0.12の開口率を有
する。第２のファイバは5.6ミクロンのコアの直径と約
0.08の開口率を有する。両方のファイバは580ナノメー
タのオーダでのカットオフ波長を有する。アルゴンイオ
ンレーザ740は4,880オングストロームの波長で光エネル
ギのソースとして用いられる。その波長で、第１のファ
イバ700と第２のファイバ710の両方は第１および第２の
オーダのモードの両方で光エネルギを伝播する。レーザ
740からの光信号は第１のファイバ700の第１の端部750
の入力信号として与えられる。この発明に従った第１の
ファイバ70を動作させるために、第１の光ファイバ700
の一部はモードストリッパ752へと形成され、これは第
２のオーダのLP11モードで伝播するいかなるエネルギを
取り除くために密ベンドを採用する。こうして、カプラ
ハーフ720で第１のファイバ700の部分に伝播するエネル
ギのみがLP01伝播モード内にある。第10図の実施例は好
ましくは、モードストリッパ752とカプラーハーフ720の
間に偏光制御器754を含み、そのためカプラハーフ720に
入射するLP01伝播モードでの光エネルギの偏光は制御可
能である。上に説明されたように、LP01伝播モードでカ
プラ720内の第１のファイバ700の部分に入射する光はLP
11伝播モードで第２のファイバ710に結合される。第２
のファイバ710でのLP01伝播モードの位相速度は第１の
光ファイバ700のLP01伝播モードでの光のエネルギの位
相伝播速度と整合しない。こうして、実質的にいかなる
光エネルギも第２の光ファイバ710のLP01伝播モードに
伝達されない。 カプラハーフ720を通過した後第１の光ファイバ700で
伝播する光は矢印762によって示されるように第１の光
ファイバ700の第２の端部760から出力され、そして出力
光のフィールドパターンが観察されるスクリーン764上
に投影される。同様に、第２の光ファイバ710に結合さ
れる光は矢印772によって示されるように第２の光ファ
イバ710の端部770から出力され、そしてまたスクリーン
764上に投影される。こうして第10図に従って構成され
た実施例でのスクリーン764上に投影されるフィールド
パターンの観察によって、第１の光ファイバ700の端部7
60からの光の出力によって発生されるフィールドパター
ンは、LP01モードパターンに対応させることが示され
る。同様に、第２の光ファイバ710の端部770からスクリ
ーン764上に投影された光はLP11伝播モードでのフィー
ルドパターンに対応する。 第１の光ファイバ700の第２の端部760からの光の出力
と第２の光ファイバ710の端部770からの光の出力からの
パワーの測定は少なくとも97％の結合効率が得られるこ
とを示している。この結合効率は、結合された電力（す
なわち第２の多数モード光ファイバ710の端部770からの
電力出力）を結合される電力と結合されていない電力の
合計で（すなわち、第１の多数モード光ファイバ700の
第２の端部760からの光出力の電力）割ることによって
計算される。第１のコアの間の距離は、米国特許番号第
4,536,058号で説明されるように、ファイバを横に変位
することによって調整され得、０から97％まで結合効率
を調整する。 第11図はこの発明に従って１つのファイバ内で複数個
の周波数で伝播する光を別々のファイバで伝播するディ
スクリートな周波数で複数個の光の信号に分割させるシ
ステムに組み入れられる、モードセレクタを組み込むシ
ステムを例示する。システムは示される好ましい実施例
では２つの伝播モードのみを有する第１の光ファイバ80
0を含む。このファイバ800は矢印804によって示される
入力光を受取る第１の端部802を含む。入力光804はディ
スクリートな光波長λ1、λ2、…λnを有する複数個の
光信号からなる。好ましくは、光信号はファイバのLP01
伝播モードで伝播している。光ファイバ800の一部はこ
の発明に従って構成されるカプラハーフ806で位置決め
される。好ましくは単一モード光ファイバである第２の
光ファイバ810は、この発明に従ってまた構成される第
２のカプラハーフ812に位置決めされる。２つのカプラ
ハーフ806および812はファイバ800および810上に形成さ
れる向かい合う表面が２つのファイバの伝播モードの間
の結合を与えるために並置され、そしてそれによってこ
の発明のモードセレクタ814を形成するように位置決め
される。第１の光ファイバ800の第２の部分は1985年７
月15日に出願され、この出願の譲受人に譲渡された「光
ファイバエバーネッセント格子反射器（Optical Fiber
Evanescent Grating Reflector）」と題される同時係属
中の米国特許出願連続番号第754,271号に従って構成さ
れるエバーネッセントフィールド格子反射器820に組み
込まれる。この出願ここで引用により援用される。同時
係属中の出願に開示されるように、格子反射器820の格
子の周期性を適当に選択することによって、矢印830に
よって示されるように光ファイバ800のLP01伝播モード
での格子反射器に投射する光は格子反射器820によって
反射されかつ矢印840によって示されるようにLP11伝播
モードで逆方向に伝播することを引き起こされる。同時
係属中特許出願で述べられているように、格子反射器82
0はΛの周期性を有する一連の周期的な格子を有するよ
うに構成され得、（この場合のΛは格子を形成する平行
線間の距離である）そのためλ01の波長（この場合λ01
はLP01伝播モードの入力周波数での波長に言及してい
る）を有するLP01モードの格子反射器820に入射する光
は、LP11伝播モードでの同じ周波数で信号の波長に対応
する波長λ11で反対方向でファイバ802内に反射され返
されるであろう。この反射特性を達成するために、格子
反射器820の周期性のΛは以下の等式に従って選択され
る。 同時係属中の特許出願に述べられているように、格子
反射器820は格子の周期性が等式１に従って選択される
とき相互モードカプラとして働く。格子反射器820は特
にそれが周波数を選択できかつ複数個の周波数で伝播す
る光を分離させそのため逆の方向に伝播している矢印84
0によって示される光が複数個の周波数の選択された１
つのみを有するという点で特に有利である。（選択され
た周波数で光信号の自由空間波長を示す波長λ1を有す
る）周波数は、LP01モード波長λ01およびLP11モード波
長λ11が格子反射器820の周期性のΛのための等式１を
満足させる周波数である。こうして、矢印804によって
示されるように、第１の多数モード光ファイバ800の第
１の端部802に投射する入力光信号は複数個の光周波数
（すなわち、λ1、λ2、λ3、…λn）を有するが、等式
１を満足させる伝播モード波長λ01およびλ11を有する
波長λ1を有する光信号のみが格子反射器800によって反
射されるであろう。 第11図のシステムは以下のように動作する。LP01モー
ドでの第１の光ファイバ800の第１の端部802へ入射する
光はモードセレクタ814に伝播する。モードセレクタ814
はファイバ800および810とともに構成され、そのために
位相伝播速度は第１の光ファイバ800のLP11モードから
第２の光ファイバ810の第２のLP01モードまで結合させ
るためにのみ整合される。こうして、第１の光ファイバ
810のLP01モードで伝播する光信号は第２の光ファイバ8
10にほとんど結合せずにモードセレクタ814の相互作用
領域を通過する。矢印830によって示される格子反射器8
20へ入射する光はこうしてLP01モードで入力周波数
λ1、λ2、λ3、…λnですべての入力光を実質的に含
む。格子反射器820で、LP01伝播モードの波長λ01とLP
11伝播モードの波長λ11の等式（１）を満足させる周波
数λ1の入力光は格子反射器820によって反射されそして
矢印840によって示されるようにLP11伝播モードで逆の
方向に伝播する。この光がモードセレクタ814に入ると
き、第１の光ファイバ800のLP11伝播モードの光信号
は、第２の光ファイバ810のLP11伝播モードに結合され
かつ矢印850によって示されるように第２の光ファイバ8
10の端部852からの出力信号として与えられる。（λ2、
λ3、…λnによって示される）他方の周波数の入力光信
号は格子反射器820によって反射されず、かつ矢印860に
よって示されるように元の前方の方向に第１の光ファイ
バ800のLP01伝播モードで伝播し続ける。こうして、モ
ードセレクタ814および格子反射器820はともに波長λ1
に対応する周波数で光信号を選択しかつそれをLP01伝播
モードでの第２の光ファイバ810の端部852からのディス
クリートな出力信号として与えるように働く。他方の波
長（すなわちλ2、λ3、…λn）のために構成される付
加的な対のモードセレクタおよび格子反射器（図示され
ていない）は第１の光ファイバ800上に形成され得、他
方の波長を選択しかつそれらをディスクリートな出力信
号として与える。こうして、第11図の実施例は光の周波
数を複数個の入力周波数を有する入力光から分離させる
ための有利な手段を提供する。 上で述べられた実施例に関連する検討から、この発明
のモードセレクタは一方が多数モードで、他方が単一モ
ードか多数モードのいずれかである２つの似ていない光
ファイバを利用することが理解されるであろう。しかし
ながら、この発明の多数モードファイバは約５ないし10
にほぼ等しい空間モードで光を伝播する「数モードファ
イバ」としてここで参照される特別のクラスの多数モー
ドファイバである。当業者は約５ないし10モード以上を
有するファイバで上で論じられた伝播速度の整合および
不整合を達成させることは困難であることを認めるであ
ろうが、これは伝播速度の間の差はモードの数が増加す
るにつれて減少するからである。さらに、より高いオー
ダモードでの伝播速度の差は低いオーダのモードでの差
より通常少ない。たとえば、100モードのファイバの99
番目のオーダのモードと100番目のオーダのモードの間
の伝播速度差は二重モードファイバの第１と第２のオー
ダのモードとの間の伝播速度差に比べて非常にわずかで
ある。こうして、この発明において数モードのファイバ
を用いることは特に有利である。 この発明の好ましい実施例がここで開示されている一
方で、当業者は前掲の特許請求の範囲に規定されている
ようにこの発明の精神および範囲から逸脱することなし
にそこで変化および修正がなされてもよいことを認める
であろう。
【図面の簡単な説明】 第１図は方向性カプラ内に並置される二重モードファイ
バと単一モードファイバを示すこの発明の装置の断面図
である。 第２図はこの発明を含みかつ各カプラハーフに装設され
るファイバに形成される向かい合う表面を示すカプラハ
ーフの透視図である。 第３図は第１図の２つのファイバのコアおよび被覆の間
の位置関係を示す第１図の線３−３に沿ってとられた断
面端面図である。 第4a図は第１図の線4a−4aに沿ってとられた単一モード
光ファイバの断面図である。 第4b図は第4a図での単一モード光ファイバのLP01モード
で伝播する光信号の電界エネルギ分布のグラフ表示であ
る。 第5a図は第１図の線5a−5aに沿ってとらえた二重モード
ファイバの断面図である。 第5b図は第5a図の二重モードファイバで伝播する光信号
のLP01伝播モードとLP11伝播モードの電界エネルギ分布
のグラフの表示である。 第6a図はそれらの向かい合う表面で並置された関係で単
一モード光ファイバと二重モード光ファイバを示す。 第6b図は単一モード光ファイバのLP01伝播モードと二重
モード光ファイバのLP11伝播モードのエバーネッセント
フィールドとの相互作用をグラフ的に例示する。 第7a図は単一モード光ファイバのLP01モードで伝播する
光信号の波形のグラフの表示である。 第7b図は二重モード光ファイバのLP01モードで伝播する
光信号の波形のグラフ表示である。 第7c図は二重モード光ファイバのLP11モードで伝播する
光信号の波形のグラフ表示である。 第8a図はコアの軸が平行であるとき単一モードおよび二
重モード光ファイバの不整合の位相伝播速度を絵画的に
例示している。 第8b図は他方の光ファイバのコアの軸に対して角度をな
して光ファイバの一方を位置決めすることによって位相
伝播速度の一致を絵画的に例示している。 第９図はLP11伝播モードの周波数がシフトされた光をLP
01伝播モードのシフトされていない光から分離させるた
めのこの発明の装置を用いる相互モードの変調器の絵画
的な例示である。 第10図は装置のモードの選択能力を変化させるためにこ
の発明の装置を組み込むシステムである。 第11図はこの発明を組み込むシステムでありかつ特定の
周波数で伝播する光を他の周波数での光から分離させる
エバーネッセントフィールド格子反射器である。 図において、100は第１の光ファイバ、102は内部コア、
104は外部被覆、110は第２のファイバ、112はコア、114
は被覆、120は第１の装設ブロック、130は第２の装設ブ
ロック、140は平坦な装設表面、140は弓状スロット、14
4および154は向かい合う表面、150は装設表面、152はス
ロット、156は相互作用領域、200は電界強度分布グラ
フ、204および206は下位部分、220はグラフ、222は電界
強度分布グラフ、230は最少強度、236および238は電界
エネルギ分布部分、250および252は進行波、300は第１
の端部、320は第２の端部、400および402はベクトル、5
00は相互モード周波数シフタ、600は入力光ファイバ、6
02は二重モード光ファイバ、604はコイル、606は相互モ
ード周波数シフタ、610は変換器、612は変調源、650は
単一モード光ファイバ、652は相互作用領域、654および
656は出力端部部分、700は第１の二重モードファイバ、
710は第２の多数モードファイバ、720はカプラハーフ、
740はアルゴンイオンレーザ、750は第１の端部、754は
偏光制御器、764はスクリーン、800は第１の光ファイ
バ、804は入力光、800および812はカプラハーフ、820は
格子反射器である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウェイン・ブィ・ソーリン アメリカ合衆国、カリフォルニア州、ス タンフォード エスコンディードゥ・ビ レッジ、68・ジェイ (72)発明者 ハーバート・ジェイ・ショウ アメリカ合衆国、カリフォルニア州、ス タンフォード アルバラードゥ・ロー、 719 (56)参考文献 特開 昭60−42715（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−142313（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−156020（ＪＰ，Ａ) ＯＰＴＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ，ｖｏ ｌ．10，ｎｏ．１，Ｊａｎｕａｒｙ 1985，ｐａｇｅ46−48，Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃ ａ；Ｒ．Ｇ．ＬＡＭＯＮＴ ｅｔ ａ ｌ．：”Ｔｕｎｅｄ−ｐｏｒｔ ｔｗｉ ｎ ｂｉｃｏｎｉｃａｌ−ｔａｐｅｒ ｆｉｂｅｒ ｓｐｌｉｔｔｅｒｓ：ｆａ ｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｄｉｓ ｓｉｍｉｌａｒ ｌｏｗ−ｍｏｄｅ−ｎ ｕｍｂｅｒ ｆｉｂｅｒｓ"

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 １．光ファイバモードセレクタであって、 相互作用領域を形成するように並置された第１および第
    ２の光ファイバ（100,110）を含み、前記第１のファイ
    バ（100）は、１つの波長の光に対して少なくとも１つ
    の伝播モード（LP01）を提供するコアおよび被覆を有
    し、前記第２のファイバ（110）は、前記波長の光に対
    して少なくとも２つの伝播モード（LP01,LP11）を提供
    するコアおよび被覆を有し、前記モードの２つのみが、
    前記ファイバの１つにおける整合しているモードを伝播
    する光が前記ファイバの他方における整合しているモー
    ドに効率的に結合されるように、整合する伝播速度を有
    し、整合しているモードの一方が前記第１のファイバ
    （100）内にあり、かつ他方が前記第２のファイバ（11
    0）内にあり、 前記第２の光ファイバ（110）は数モードの多モードフ
    ァイバを備え、前記第２の光ファイバの前記多モードの
    うちの前記整合している伝播モードは、光エネルギの電
    界強度分布のローブ（第6b図の238）をその配向を変え
    ることなく前記第２の光ファイバを介して伝播させる固
    有モードであり、前記第２の光ファイバは、前記エネル
    ギのローブが前記相互作用領域を介して伝播して前記第
    １のファイバの前記整合している伝播モードのみへの前
    記光エネルギの実質的結合をもたらすように、前記第１
    の光ファイバに対して配向されており、整合していない
    モードの各々の伝播速度は、整合していないモードのい
    ずれの間でも実質的な光結合が生じるのを防ぐのに十分
    なだけ、他のモードのすべてとは異なることを特徴とす
    る、光ファイバモードセレクタ。 ２．前記第２のファイバ（110）が前記第１のファイバ
    （100）のそれより大きい直径を有するコア（112）を有
    する、特許請求の範囲第１項に記載の光ファイバモード
    セレクタ。 ３．前記第１のファイバ（100）が第１のオーダのモー
    ド（LP01）で専ら光を伝播する単一モードファイバであ
    る、特許請求の範囲第１項または第２項のいずれかに記
    載の光ファイバモードセレクタ。 ４．前記第２のファイバ（110）が第１および第２のオ
    ーダのモード（LP01,LP11）で専ら光を伝播する２モー
    ドファイバである、特許請求の範囲第１項ないし第３項
    のいずれかに記載の光ファイバモードセレクタ。 ５．前記光ファイバが相互作用領域（156）上で並置さ
    れ、前記相互作用領域（156）の長さが、整合した伝播
    速度を有する２つのモードの間で実質的に完全な結合を
    引起こすように選択される、特許請求の範囲第１項ない
    し第４項のいずれかに記載の光ファイバモードセレク
    タ。 ６．整合する伝播速度を有する前記モードの１つが、整
    合する伝播速度を有する前記モードの他方よりも、高い
    オーダのモードである、特許請求の範囲第１項ないし第
    ５項のいずれかに記載の光ファイバモードセレクタ。 ７．前記モードセレクタが付加的に、整合する伝播速度
    を有する前記モードの間での結合を制御するために前記
    高いオーダのモードでのエネルギ分布パターンの配向を
    制御するための手段を含む、特許請求の範囲第６項記載
    の光ファイバモードセレクタ。 ８．前記ファイバ（100,110）の各々が支持構造に弓状
    に装設される、特許請求の範囲第１項ないし第７項のい
    ずれかに記載の光ファイバモードセレクタ。 ９．前記ファイバ（100,110）の各々が、楕円形の被覆
    表面（144,154）を形成するようにその一方の側から被
    覆（104,114）が取除かれ、それぞれのファイバの前記
    楕円形の被覆表面は、前記相互作用領域を形成するよう
    互いに並置された関係で位置決めされる、特許請求の範
    囲第１項ないし第８項のいずれかに記載の光ファイバモ
    ードセレクタ。 １０．前記ファイバ（100,110）が前記相互作用領域（1
    56）を通して実質的に平行である、特許請求の範囲第１
    項ないし第９項のいずれかに記載の光ファイバモードセ
    レクタ。 １１．光が前記整合しているモードの間のエバーネッセ
    ントフィールド相互作用によって前記２つのファイバ
    （100,110）の間で結合される、特許請求の範囲第１項
    ないし第10項のいずれかに記載の光ファイバモードセレ
    クタ。 １２．前記相互作用領域（156）の長さが、少なくとも
    前記ファイバのいずれかのコアの直径より大きい次数で
    ある、特許請求の範囲第１項ないし第11項のいずれかに
    記載の光ファイバモードセレクタ。 １３．前記第１のファイバ（800）の２つの伝播モード
    間で光を結合するための、前記第１のファイバ（800）
    上の位置に配置された格子反射器（820）をさらに備え
    る、特許請求の範囲第１項ないし第12項のいずれかに記
    載の光ファイバモードセレクタ。 １４．前記第２の光ファイバ（110）は楕円形のコア（1
    12）を有する、特許請求の範囲第１項ないし第13項のい
    ずれかに記載の光ファイバモードセレクタ。
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