JP5589001B2 - 高アスペクト比固体利得媒質用モノリシック信号カプラ - Google Patents
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Description
neff=n0+(dneff/dh)δh
ここで、δhは平均値h0からの厚みの差を表し、n0=neff(h0)及び(dneff/dh)は差δhに対する屈折率の感度を特徴付ける。SHARCファイバーカプラに関しては、コア材料とクラッド材料との間の屈折率の差分Δn=ncore−ncladは小さく、平面チャネルのVパラメータ値は、少数の平面モードを含む伝播様式が可能となる程度に十分大きい。Vパラメータ値Vは次のように表される。
V = (πh/λ) ・NA・ncore
かかる条件においては、コアの厚みの変動に対する感度は、厚みに反比例することがわかった。この感度は次のように表される。
この関係式を用いて、一次元GRINレンズの焦点合わせ力を計算することができる。まず、厚みが、ファイバー軸からコア端までの距離xに放物線に従った依存関係があると仮定し、次のように表す。
h(x)=hmax+δh(x)
ただし、
δh(x) = -Δh・(2x/w)2
ここで、wはチャネル幅である。この関係式は、遅軸方向に沿った実効屈折率に関して以下の放物線を得る。
neff(x)=n0−n1・x2
ただし、
n1=(4/w2)Δh・(dneff/dh)
得られた 平面GRINレンズの焦点距離、すなわち1/4ピッチ長は、次のように表される。
L1/4=(π/2)(n0/2n1)1/2
Claims (43)
- 円形コアファイバーからの信号ビームを、狭い速軸方向と広い遅軸方向と広い遅軸寸法 の狭い速軸寸法に対する比として定義されるコア断面アスペクト比とを有する断面方形のコアファイバーに結合する方法であって、
30から100又はそれ以上の高アスペクト比の断面を有する光コアを備えて円形の断面を有する信号ビームを受信する光カプラを提供し、
前記信号ビームの寸法及び拡がり角を維持しつつ前記信号ビームを前記光コアを通って狭い速軸方向において伝播させ、
広い遅軸方向においてコリメートされたビームを生成しつつ前記信号のビーム寸法を大きくする方法。 - 前記断面方形のコアファイバーの広い遅軸方向において信号ビームの最低次の空間モードのみを励起するように、入口における前記信号ビームを断面方形のコアファイバーに結 合することを含む請求項1に記載の方法。
- 前記信号ビームの寸法を大きくすることが、前記寸法を前記断面方形のコアファイバーにおいて約10倍に拡大することを含む請求項1に記載の方法。
- 前記信号ビームの寸法及び拡がり角を維持することが、前記狭い速軸方向において前記信号ビームをガイドするように構成されると共に信号増幅を生じない非活性構造によって実現される請求項1に記載の方法。
- 前記カプラの前記コアにおける前記遅軸方向において放物線プロファイルを有する実効屈折率が存在する前記遅軸方向において前記信号ビームが回折することができる請求項1に記載の方法。
- 前記放物線屈折率プロファイルが遅軸方向における屈折率分布型レンズとして機能する プロファイルを含む請求項5に記載の方法。
- 前記断面方形のコアファイバー及び前記円形コアファイバーのいずれかの端部に前記カプラを直接取り付ける請求項1に記載の方法。
- 接着、スプライシング、及び/又は溶融によって、前記カプラを前記断面方形のコアファイバー及び前記円形コアファイバーに直接取り付ける請求項7に記載の方法。
- 前記カプラが前記断面方形のコアファイバーと前記円形コアファイバーとの間におけるモノリシックアーキテクチャを可能にする請求項1に記載の方法。
- 前記光コアが活性コアである請求項1に記載の方法。
- 前記光コアが非活性コアである請求項1に記載の方法。
- 円形のコアファイバーから放射される単一横モード信号ビームを、広い遅軸寸法の狭い 速軸寸法に対する比として定義されるコア断面アスペクト比を有する方形のコアファイバーの方形コアの最低次の平面モードに結合するように構成されたカプラであって、
30から100又はそれ以上の高アスペクト比の断面を有しており円形の断面を有する信号ビームを受信する光コアを含む光カプラを備え、
前記光カプラは、前記信号ビームの寸法及び拡がり角を維持しつつ、前記信号ビームを前記光コア内で狭い速軸方向において伝播させ、
前記光カプラは、前記信号ビームの寸法を大きくするとともに、前記信号ビームを前記高アスペクト比断面の広い遅軸方向においてコリメートするように配置されるカプラ。 - 前記カプラが、一端において入力ファイバーコアの直径に対応するコア厚を有し他端において方形コア出力ファイバーの厚みに対応するコア厚を有するように構成された請求項12に記載のカプラ。
- 前記遅軸方向に沿ってコリメートされたビームを生成するために、前記コア厚が前記遅軸方向に沿って一定ではない請求項13に記載のカプラ。
- 前記コア厚が前記カプラの長軸に沿って最も厚くなるよう構成され、前記速軸方向に沿った前記厚みは前記コアのいずれかの端部に向かって段階的に減少する請求項13に記載のカプラ。
- 前記カプラは、平面導波路チャネルとして形成され、
前記平面導波路チャネルが、前記遅軸方向において変化する前記平面導波路チャネルの 前記狭い速軸方向の厚みによって、前記チャネルの面において焦点効果を提供するように構成された請求項13に記載のカプラ。 - 前記焦点効果は、前記遅軸方向において空間的に変化するように前記光コアの屈折率を 調整することにより制御され、前記変化は、前記ビームの中心付近で高い屈折率を提供するとともに前記ビームの端部において段階的に減少する屈折率を提供する請求項16に記載のカプラ。
- 一次元GRINレンズとして機能する前記カプラの長さが1/4ピッチ距離と等しい請求項12に記載のカプラ。
- 前記カプラが、前記方形のコアファイバー及び前記円形コアファイバーのいずれかの端部に直接取り付けられるように構成された請求項12に記載のカプラ。
- 前記カプラが、前記方形のコアファイバー及び前記円形コアファイバーに、接着、スプライシング、及び/又は溶融により直接取り付けられる請求項19に記載のカプラ。
- 前記カプラが前記方形のコアファイバーと前記円形コアファイバーとの間におけるモノリシックアーキテクチャを可能にする請求項12に記載のカプラ。
- 前記光コアが活性コアである請求項12に記載のカプラ。
- 前記光コアが非活性コアである請求項12に記載のカプラ。
- 狭い速軸方向と広い遅軸方向と広い遅軸寸法の狭い速軸寸法に対する比として定義され るコア断面アスペクト比とを有する方形コアファイバーからの信号ビームを断面円形のコアファイバーに結合する方法であって、
30から100又はそれ以上の高アスペクト比の断面を有する光コアを備える光カプラを提供し、
前記前記信号ビームの寸法及び拡がり角を維持しつつ前記信号ビームを前記光コアを通って狭い速軸方向において伝播させ、
広い遅軸方向においてコリメートされたビームを生成する一方で前記信号ビームの寸法を変化させる方法。 - 前記方形コアファイバー及び前記円形コアファイバーのいずれかの端部に前記カプラを直接取り付ける請求項24に記載の方法。
- 接着、スプライシング、及び/又は溶融によって、前記カプラを前記方形コアファイバー及び前記円形コアファイバーに直接取り付ける請求項25に記載の方法。
- 前記カプラが前記方形コアファイバーと前記円形コアファイバーとの間におけるモノリシックアーキテクチャを可能にする請求項24に記載の方法。
- 前記光コアが活性コアである請求項24に記載の方法。
- 前記光コアが非活性コアである請求項24に記載の方法。
- 広い遅軸寸法の狭い速軸寸法に対する比として定義されるコア断面アスペクト比を有す る方形コアファイバーから放射される単一横モード信号ビームを円形コアファイバーに結合するように構成されたカプラであって、
30から100又はそれ以上の高アスペクト比の断面を有する光コアを含む光カプラを備え、
前記光カプラは、前記信号ビームの寸法及び拡がり角を維持しつつ、前記信号ビームを前記光コア内で狭い速軸方向において伝播させるように構成され、
前記光カプラは、広い遅軸方向において前記信号ビームの寸法を狭くするように構成されるカプラ。 - 前記カプラが、前記方形コアファイバー及び前記円形コアファイバーのいずれかの端部に直接取り付けられるように構成された請求項30に記載の前記カプラ。
- 前記カプラが、前記方形コアファイバー及び前記円形コアファイバーに、接着、スプライシング、及び/又は溶融により直接取り付けられる請求項31に記載のカプラ。
- 前記カプラが前記方形コアファイバーと前記円形コアファイバーとの間におけるモノリシックアーキテクチャを可能にする請求項30に記載のカプラ。
- 前記光コアが活性コアである請求項30に記載のカプラ。
- 前記光コアが非活性コアである請求項30に記載のカプラ。
- 前記信号ビームの寸法を大きくすることが、前記光カプラのレンズの作用によって制御 される請求項1に記載の方法。
- 前記レンズの作用は、前記広い遅軸方向において変化する前記光コアの前記狭い速軸方 向の厚みに起因する請求項36に記載の方法。
- 前記レンズの作用は、前記光コアの前記広い遅軸方向において横方向屈折率を適用する ことを含む請求項36に記載の方法。
- 前記レンズの作用は、前記光コアに対して空間的に変化する歪みを加えることを含む請 求項36に記載の方法。
- 前記信号ビームは、前記光カプラのレンズの作用によって寸法を大きくされる請求項1 2に記載のカプラ。
- 前記レンズの作用は、前記広い遅軸方向において変化する前記光コアの前記狭い速軸方 向の厚みに起因する請求項40に記載のカプラ。
- 前記レンズの作用は、前記光コアの前記広い遅軸方向において横方向屈折率を適用する ことを含む請求項40に記載のカプラ。
- 前記レンズの作用は、前記光コアに対して空間的に変化する歪みを加えることを含む請 求項40に記載のカプラ。
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