JP5370361B2 - オールソリッドフォトニックバンドギャップファイバ - Google Patents
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Description
[0060]リングタイプPBGFは、スタックアンドドロー(stack and draw)法又は切削加工方法(drilling method)により作ることができる。
[0067]本発明に係るPBGFの一つの用途は、逆に高パワー送信に影響を与え得る誘導ラマン散乱(Stimulated Raman Scattering:SRS)を防止することである。SRSは、光ファイバ中に高パワー光が存在するときに発生する非線形光学効果である。SRSは、光パワーの一部を異なる波長にシフトさせる。波長が変更された光は、ストークス光と称される。場合によっては、光ファイバに入力された光の大部分がストークス光に変動される。光パワーの一部のストークス波長への変更は、所望な波長で伝送されるパワーを低減させ、パワー伝送に望ましくない。しかし、ストークス光が発生する波長で高損失を有するようにファイバが作られた場合には、SRS効果が抑えられる。オールソリッドPBGFの伝送帯域は空孔タイプLMAPCF等のように連続的ではなく、またクラッドモードによって妨げられる。伝送帯域が妨げられた波長では、コア導波モードが存在せず、中心のコア周囲の光はクラッドモードと結合されて急激に減衰する。ストークス光でコア導波モードが存在しないと、損失がラマン利得を上回る。その結果、ストークス光への変更は低減され得る。例えば、シリカガラスにおいて、1次のストークス光は、伝送周波数より約13.2THz低い周波数で発生する。1.55μmの波長において、ストークス光は1.55μmより約0.1μm長い。従って、光ファイバが1.66μmで大きな損失を有する場合には、高パワーの1.55μnの光が光ファイバに入力されるときにSRSが抑制され得る。
Claims (22)
- コア領域と、
第1屈折率nを有する背景光学材料と二次元の周期的な構造に配列された複数の要素とを含むと共に前記コア領域を囲むクラッド領域と、
を備えるフォトニックバンドギャップ光ファイバであって、
前記複数の要素のそれぞれが、中央部と、前記中央部より大きな屈折率を有する周辺部とを有し、
βが波数ベクトルの縦方向成分であり、kが自由空間の波数であり、Λが前記クラッド領域中の前記複数の要素の周期である場合に、前記フォトニックバンドギャップ光ファイバが該フォトニックバンドギャップ光ファイバの規格化されたモードパラメータ(β2-n2k2)Λ2内にバンドギャップを有し、且つ前記バンドギャップの下端が規格化された周波数kΛの所定の範囲にわたって実質的に一定となるように前記複数の要素が配列されている、フォトニックバンドギャップ光ファイバ。 - 前記規格化されたモードパラメータ(β2-n2k2)Λ2が、少なくとも20の前記規格化された周波数kΛの所定の範囲にわたって0.4より大きく変動しない、請求項1に記載のフォトニックバンドギャップ光ファイバ。
- 前記規格化された周波数kΛの前記所定の範囲がkΛが100である点を含む、請求項1又は2に記載のフォトニックバンドギャップ光ファイバ。
- 前記中央部の断面形状が円形ディスクであり、前記周辺部の断面形状がリングである、請求項1〜3の何れか一項に記載のフォトニックバンドギャップ光ファイバ。
- 前記周辺部の外径に対する前記中央部の直径の比が0.80以上である、請求項4に記載のフォトニックバンドギャップ光ファイバ。
- 前記中央部の断面形状が多角形であり、前記周辺部の断面形状が中空多角形である、請求項1に記載のフォトニックバンドギャップ光ファイバ。
- 前記周辺部を取り囲む円の直径に対する前記中央部を取り囲む円の直径の比が0.80以上である、請求項6に記載のフォトニックバンドギャップ光ファイバ。
- 前記第1屈折率が前記中央部の屈折率と実質的に同等である、請求項1〜7の何れか一項に記載のフォトニックバンドギャップ光ファイバ。
- 前記周辺部と前記中央部との間の屈折率差が1%より大きい、請求項1〜8の何れか一項に記載のフォトニックバンドギャップ光ファイバ。
- dが前記複数の要素のそれぞれの外径であり、Λが前記複数の要素間の間隔である場合、比d/Λが0.6より小さい、請求項1〜9の何れか一項に記載のフォトニックバンドギャップ光ファイバ。
- コア領域と、
第1屈折率を有する背景光学材料と二次元の周期的な構造に配列された複数の要素とを含むと共に前記コア領域を囲むクラッド領域と、
を備え、
前記複数の要素のそれぞれが、前記第1屈折率より高い第2屈折率を有する複数のロッドを有し、
前記複数の要素のそれぞれの前記複数のロッドが、円形又は多角形に配列されている、フォトニックバンドギャップ光ファイバ。 - 前記多角形が三角形又は六角形である、請求項11に記載のフォトニックバンドギャップ光ファイバ。
- 前記複数の要素のそれぞれにおける前記複数のロッドの数が、3、6又は12である、請求項11又は請求項12に記載のフォトニックバンドギャップ光ファイバ。
- 周波数の連続する所定の範囲にわたってサポートされているコア導波光学モードを有する前記フォトニックバンドギャップ光ファイバが提供されるように、前記複数の要素のそれぞれの前記複数のロッドが配列されており、前記所定の範囲において、前記フォトニックバンドギャップ光ファイバが実質的に単一モードとして光を伝送する、請求項11〜13の何れか一項に記載のフォトニックバンドギャップ光ファイバ。
- kが前記波数であり、Λが隣接する前記複数の要素間の距離である場合において、90より大きい規格化された周波数kΛの連続する所定の範囲にわたってサポートされているコア導波光学モードを有する前記フォトニックバンドギャップ光ファイバが提供されるように、前記複数の要素のそれぞれの前記複数の要素が配列されている、請求項14に記載のフォトニックバンドギャップ光ファイバ。
- 前記複数のロッドの直径に対する前記複数のロッドを取り囲む円の直径の比が0.8以上である、請求項11〜15の何れか一項に記載のフォトニックバンドギャップ光ファイバ。
- 前記複数のロッドと前記背景光学材料との間の屈折率差が1.5%より大きい、請求項11〜16の何れか一項に記載のフォトニックバンドギャップ光ファイバ。
- 請求項1〜17の何れかに記載のフォトニックバンドギャップ光ファイバと、
波数kp1を有する第1入射光を出力するように配置された第1光源と、
を備え、
前記フォトニックバンドギャップ光ファイバが、前記第1入射光をコア導波モードとして伝送するのに適合されており、1次のストークス光をクラッドモードに結合させて該フォトニックバンドギャップ光ファイバ中で減衰させることで、波数ks1を有し且つ前記フォトニックバンドギャップ光ファイバ中において前記第1入射光によって誘導される前記1次のストークス光を伝送しない、光伝送装置。 - 波数kp1を含むバンドギャップにおける低い周波数側の該バンドギャップの端の波数keがkp1>ke>ks1の関係を有し、前記第1入射光と前記第1のストークス光との間の透過率の差が15dB以上である、請求項18に記載の光伝送装置。
- 波数kp2を有する第2入射光を出力するように配置された第2光源を更に備え、
前記フォトニックバンドギャップ光ファイバが前記第2入射光をコア導波モードとして伝送するのに適合されており、2次のストークス光をクラッドモードに結合させて該フォトニックバンドギャップ光ファイバ中で減衰させることで、波数ks2を有し且つ前記フォトニックバンドギャップ光ファイバ中において前記第2入射光によって誘導される前記2次のストークス光を伝送しない、請求項19に記載の光伝送装置。 - 光源から光を供給するステップと、
前記光をフォトニックバンドギャップ光ファイバ内に結合させるステップと、
を備え、
前記フォトニックバンドギャップ光ファイバが、
コア領域と、
第1屈折率nを有する背景光学材料と二次元の周期的な構造に配列された複数の要素とを含むと共に前記コア領域を囲むクラッド領域と、
を備え、
前記複数の要素のそれぞれが、中央部と、前記中央部より大きな屈折率を有する周辺部とを有し、
βが波数ベクトルの縦方向成分であり、kが自由空間の波数であり、Λが前記クラッド領域中の前記複数の要素の周期である場合に、前記フォトニックバンドギャップ光ファイバが該フォトニックバンドギャップ光ファイバの規格化されたモードパラメータ(β2-n2k2)Λ2内にバンドギャップを有し、且つ前記バンドギャップの下端が規格化された周波数kΛの所定の範囲にわたって実質的に一定となるように、前記複数の要素が配列されており、
誘導ラマン散乱光が、前記フォトニックバンドギャップ光ファイバの前記クラッド領域によって減衰される、光伝送システムにおける誘導ラマン散乱光の抑制方法。 - 光源から光を供給するステップと、
前記光をフォトニックバンドギャップ光ファイバ内に結合させるステップと、
を備え、
前記フォトニックバンドギャップ光ファイバが、
コア領域と、
第1屈折率を有する背景光学材料と二次元の周期的な構造に配列された複数の要素とを含むと共に前記コア領域を囲むクラッド領域と、
を備え、
前記複数の要素のそれぞれは、前記第1屈折率より高い第2屈折率を有する複数のロッドを有し、
前記複数の要素のそれぞれの前記複数のロッドは、円又は多角形に配列されており、
誘導ラマン散乱光が、前記フォトニックバンドギャップ光ファイバの前記クラッド領域によって減衰される、光伝送システムにおける誘導ラマン散乱光の抑制方法。
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