JP6306531B2 - 光入射装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバ側面への光入射装置及び方法に関する。

光ファイバケーブルによる通信網の建設や保守を行うにあたり、ケーブル内あるいはユーザ宅における、光ファイバの心線を識別する必要性が作業現場で生じる。この作業を心線対照作業と呼ぶ。

従来の心線対照作業では、任意の光ファイバに対し、曲げ装置を用いて曲げを与え、その光ファイバの上流側に設置した心線対照用光源から出射される信号光を、光カプラを介して光ファイバに入射し、その光ファイバの曲部の側面から信号光を放射させ、これを受光器で検出することで、目的とする心線を特定する手法が一般的に用いられている（下記特許文献１参照）。また、心線対照用光源を光パルス試験器に置き換えることによって、光カプラを介して光ファイバの品質検査や故障位置探査を実行している。

さらに、異なる複数の作業現場における作業者同士の連絡手段として、光ケーブル内の非現用心線の片端から光信号を入力し、作業現場で心線を切断することなく外部より歪みを加え、偏波特性の変化、あるいは曲げによる損失変化を強度変調に置き換えたりすることで、音声信号を作り出すといった手法で光通話を行っている（例えば、下記特許文献２及び３参照）。

これらの作業では、いずれも目的に応じた信号光を安定的に、かつ、効率的に光ファイバに入力することが重要である。

このため、現在のところ、信号光入射手段は、所内設備の光カプラか、もしくは非現用心線であることを前提にした屋外設備の光コネクタに限られている。なお、コネクタがない場合は光ファイバの心線を切断して簡易コネクタ等を現場で作製し、信号光を入力することもある。ただし現状では、屋外設備の光コネクタからの信号光の入力はほとんど行われず、所内設備の光カプラが唯一の信号光入力手段として用いられている。

また近年、１本の光ファイバを光分岐器によって複数本の線路に分岐させる通信方式が実用化されている。この方式においては、所内設備側の光カプラからの入力では、光分岐器により全ての分岐線路に信号光が分配されるため、心線対照作業や光パルス試験（上述の光ファイバの品質検査や故障位置探査）が実施できないという問題がある。

あるいは、伝送論理リンクを継続しながら信号光を瞬断することなく光ファイバの切り替えを行う無瞬断切り替え装置及び方法に関する技術が検討されている（下記特許文献４参照）。ところが、実線路設備においては、光ファイバを二重化し迂回ルートに切り替える場合には、光ファイバの区間の両端に「２入力、Ｎ出力」の光分岐器が設置されていなければ実現することができない。そこで、光ファイバ設備の任意の場所において、光ファイバの側面から光を入射する装置が開発されている（下記特許文献５参照）。しかしながら、この装置は光ファイバの最適配置機構が備わっていないため、結合効率すなわち入射効率が悪く、実用化には至っていない。また、この技術には所外に「２入力、Ｎ出力」の光分岐器が設置されていなければ実施できないという問題がある。

したがって、作業者が光ファイバ設備のいずれの場所からも自由に信号光を入出射する技術が望まれていた。

特許３４０７８１２号公報 特開平７−３８５０２号公報 特開平１１−６４６９１号公報 特開２００９−２５３８８４号公報 特開２００９−２５２１０号公報

R. W. Hellwarth, "Generation of time-reversed wave fronts by nonlinear refraction," J. Opt. Soc. Am., January 1977, Vol. 67, No. 1, pp. 1-3. Yariv, Amnon Phase Conjugate Optics and Real-Time Holography [Invited Paper]. IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONICS, SEPTEMBER 1978, VOL. QE-14, NO.9, pp. 650-660.

上述のように、これまでにも光ファイバの側面から入射したり出射したりする技術として、光入射装置が検討されてきた。しかしながら、光入射装置は入射効率や出射効率の低さが原因で、その適用領域の狭さや信頼性が光ファイバ端部からの入射・受光方式より劣ることから普及してこなかった。

従来技術では、光ファイバの側面への入射位置及び角度の最適化が困難であり、また、その調心に必要な機器の大きさや煩雑さにも問題があった。

また、曲げられた光ファイバ（曲げ光ファイバ）の曲部の側面から入射及び出射する際、曲げ光ファイバの曲部側面への入射光として、他の光ファイバ（入射用光ファイバ）の端面からの光を用いているため、ビーム形状が入射用光ファイバ固有の形状であり、曲げ光ファイバの側面からの出射（放射）光である「曲げ漏洩光」のビーム形状と整合することが困難であり、さらにそれらの波面の整合も困難である。

さらに、入射用光ファイバの外径の制限により、曲げ光ファイバとの距離を近接させることが難しいため、入射用光ファイバ端面から光が曲げ光ファイバに入射する際の回折効果により、この入射光は拡がってしまい、入射光の一部しか入射させられず、結合効率の向上には限界が存在する。

そのため、結合効率の向上を図るには、レンズ等の光学素子を組み合わせて入射光と曲げ漏洩光の波面を整合させることが必要である。

レンズ等の光学素子を複数組み合わせた空間光学系を構成することにより、結合効率は向上することが期待できるものの、光学系が大がかりとなる問題がある。

さらに、実用上の大きな課題として、曲げ光ファイバの特性に個体差が存在することが挙げられる。すなわち、曲げ光ファイバの曲部からの曲げ漏洩光の波面は、曲げ光ファイバのメーカあるいはロッド毎に異なることが想定されるため、光学系の調整・最適化が煩雑かつ困難である。

また、曲げ光ファイバ自体の個体差に加え、被覆材料の状態差、さらには曲げ光ファイバを曲げた際に発生する応力誘起複屈折量の違いなどにより、個々の曲げ光ファイバそれぞれにおいてレンズ系光学系の最適化が必要となり、より煩雑かつ困難な作業が要求される。

上記の課題に鑑み、本発明では、光ファイバ側面から信号光を効率よく結合させることができる、光入射装置及び方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決する第１の発明に係る光入射装置は、
光ファイバの曲部の側面から光を入射する光入射装置であって、
前記曲部からの曲げ漏洩光に基づき、該曲げ漏洩光の位相共役光を生成し、該位相共役光を前記光ファイバに入射する、位相共役器を備える
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第２の発明に係る光入射装置は、
上記第１の発明に係る光入射装置において、
前記位相共役器は、４光波混合を用いており、前記曲げ漏洩光に基づき前記位相共役光を発生させる非線形光学材料を備える
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第３の発明に係る光入射装置は、
上記第２の発明に係る光入射装置において、
前記位相共役器は、
光を出力する光源と、
前記光を、前進ポンプ光と後進ポンプ光とに分岐させるビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタからの前記前進ポンプ光と前記後進ポンプ光とを、互いに対向して前記非線形光学材料に入射するように反射するミラーとを備え、
前記非線形光学材料において、前記曲げ漏洩光と前記前進ポンプ光と前記後進ポンプ光とから、前記位相共役光を発生させる
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第４の発明に係る光入射装置は、
上記第２又は３の発明に係る光入射装置において、
前記非線形光学材料は、フォトリフラクティブ効果を有する材料である
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第５の発明に係る光入射装置は、
上記第２又は３の発明に係る光入射装置において、
前記非線形光学材料は、光カー効果を有する材料である
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第６の発明に係る光入射装置は、
上記第１の発明に係る光入射装置において、
前記位相共役器は、
参照光を出力する参照光光源と、
前記曲げ漏洩光と前記参照光とを干渉させ干渉光を生成するビームスプリッタと、
前記干渉光を検出する撮像素子と、
前記撮像素子が検出した前記干渉光の複素振幅を取得し、該複素振幅の位相共役な複素振幅を算出する信号処理装置と、
前記信号処理装置によって算出した前記位相共役な複素振幅に空間位相変調を施し、前記ビームスプリッタを通して前記参照光が入射されることにより、前記位相共役光を発生させる空間位相変調器とを備える
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第７の発明に係る光入射方法は、
光ファイバの曲部の側面から光を入射する光入射方法であって、
前記曲部の曲げ漏洩光に基づき、該曲げ漏洩光の位相共役光を生成し、該位相共役光を前記光ファイバに入射する
ことを特徴とする。

本発明に係る光入射装置及び方法によれば、光ファイバ側面から信号光を効率よく結合させることができる。

曲げ光ファイバからの曲げ漏洩光の電界振幅分布の計算例を示したグラフである。 図１に対応した曲げ光ファイバの屈折率分布のグラフである。 図１における解析領域右端（ｚ＝２０００μｍ）での入射光電界振幅（放射複素電界振幅）分布を示すグラフである。 ｚ＝２０００μｍでの放射複素電界振幅の複素共役電界を初期電界とした入射光を、曲げ光ファイバへ入射・結合させる場合の電界分布を計算したグラフである。 ｚ＝８０００μｍにおける入射光電界振幅分布を示すグラフである。 実施例１に係る光入射装置及び方法を説明する模式図である。 実施例２に係る光入射装置及び方法を説明する模式図である。 従来技術による光結合をビーム伝搬法により計算した例を示したグラフである。 図８の計算に用いた曲げＳＭＦの屈折率分布のグラフである。 従来技術によるｚ＝０における入射光電界振幅分布のグラフである。 従来技術によるｚ＝８０００μｍにおける入射光電界振幅分布を示すグラフである。

発明者らは、光ファイバ側面への光入射装置及び方法に関する技術を鋭意精査した結果、曲げ光ファイバへの入射光に、該曲げ光ファイバからの曲げ漏洩光の位相共役光（上記非特許文献１及び２参照）を使用すれば、上記課題が解決可能であることを見出した。

すなわち、曲げ漏洩光の位相共役光を用いることにより、ビーム径や波面の整合が自動的に可能となり、原理的に結合損失の存在しない曲げ光ファイバの曲部側面への光入射が実現可能であるという結論に至った。以下、本発明に係る光入射装置及び方法について説明する。

まず、「位相共役光」について説明する。簡単化のため、周波数ω、伝搬方向＋ｚの単色平面波（第１平面波）を考え、これを下記式１で表す。

ただし、Ａ_p（ｘ，ｙ）は位相項に比べ空間的にゆっくり変化する複素振幅（ｓｌｏｗｌｙ ｖａｒｙｉｎｇ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）、ｋ_pは第１平面波のｚ方向波数、ｒ_vは空間座標ベクトルであり、ｃ．ｃは直前の式の複素共役をとることを意味する。この第１平面波に対して、第２平面波を下記式２で表す。

ただし、ｋ_cは第２平面波のｚ方向波数である。ここで、φ_c（ｒ_v）＝φ_p ^*（ｒ_v）、すなわち、Ａ_c＝Ａ_p ^*かつｋ_c＝−ｋ_pが満たされるならば、第２平面波Ｅ_cは第１平面波Ｅ_pの位相共役光であるという。上記式１と式２とを比較すると、第１平面波、第２平面波は、伝搬方向を含めて空間座標に依存した部分が互いに複素共役の関係にあることがわかる。また、下記式３が成立する。

これは、位相共役光である第２平面波Ｅ_pが第１平面波Ｅ_cに対して、波面の形はそのままで時間軸だけが反転されていることを意味している。そのため、位相共役光を時間反転波ともいう。
以上が「位相共役光」についての説明である。

このような位相共役光の特徴の一つとして、空間的な位相補正作用がある。位相共役光の空間的な位相補正作用を利用すると、空間的位相歪の測定、逆歪の作成を、同時に、かつ精度良く行うことが可能である。

したがって、この位相共役光の空間的な位相補正作用を、曲げ光ファイバの曲部側面における光入射に応用すれば、曲げによる放射や被覆材で歪んだ波面を反転させて、あたかも時間を反転させたかのように、曲げ光ファイバからの曲げ漏洩光を元に戻すことが可能と考えられる。

そこで、曲げ光ファイバ側面における光入射への位相共役光の適用性を、数値計算により鋭意検討した。以下では、入射用光ファイバ及び曲げ光ファイバに、シングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）を用いたものとしている。

図８は、従来技術、すなわち入射用ＳＭＦを曲げＳＭＦの曲部に突合せて側面入射させる技術による光結合を、ビーム伝搬法により計算した例を示すグラフである。すなわち、図８は、曲げＳＭＦへ入射用ＳＭＦ端面からの光をｚ＝０μｍの位置から入射する際の、光電界振幅分布を計算したものである。なお、図中の横軸は、入射光の曲げＳＭＦ中における伝搬方向（ｚ方向）の距離を、縦軸は振幅（ｘ方向）を表している。

図９は、図８の計算に用いた曲げＳＭＦの屈折率分布のグラフであり、縦軸と横軸については上述した図８の説明と同様である。

なおここでは、入射用ＳＭＦ及び曲げＳＭＦの間にマッチングオイルを塗布し、空間はクラッドと同一の屈折率で満たされているものとしている。

入射用ＳＭＦの端面を曲げＳＭＦの曲部に近接し、角度及び距離を最適化することにより結合を行う従来技術では、入射用ＳＭＦの外径により曲部に近接することができない。それゆえ、図８に示すように、入射用ＳＭＦの端面から出射した光は回折により拡がり、その多くが光ファイバ結合に寄与せず、結合効率が向上しない。

図１０は、入射用ＳＭＦからの入射光電界振幅分布、すなわち、入射用ＳＭＦ端面（ｚ＝０μｍ）での規格化電界分布を示すグラフであり、横軸は伝搬方向に対して垂直な方向の距離を、縦軸は光強度を表している。また、図１１はｚ＝８０００μｍにおける入射光電界振幅分布を示すグラフであり、縦軸及び横軸については図１０の説明と同様である。

図１０と図１１とを比べると、曲げＳＭＦの曲部中のコアに到達する光の割合が少ない。曲げＳＭＦの曲部中のコアに到達できた一部の光においても、曲げ漏洩光のモードと波面の整合が取れていないため、結合への寄与が少なく、曲げＳＭＦの導波モードの励振が容易ではないことが分かる。

図１は、曲げＳＭＦからの曲げ漏洩光の電界振幅分布の計算例を示したグラフである。また、図２は、図１に対応した曲げＳＭＦの屈折率分布のグラフである。図１での計算においては意図的に曲げ半径を小さくし、漏洩状態を模倣している。

図３は、図１における解析領域右端（ｚ＝２０００μｍ）での入射光電界振幅（放射複素電界振幅）分布を示すグラフである。横軸は振幅（ｘ方向）、縦軸は光強度を表している。

曲げ漏洩光の位相共役光の例として、図３に示すｚ＝２０００μｍでの放射複素電界振幅の複素共役電界を初期電界とした入射光を、曲げＳＭＦへ入射・結合させる場合の電界分布を計算した。図４はこの計算結果を示すグラフであり、横軸は入射光の曲げＳＭＦ中における伝搬方向（ｚ方向）、縦軸は振幅を表している。なお、曲げＳＭＦの曲げ半径等の状態は、従来技術での計算と同一である。

図４に示すように、曲げ漏洩光の位相共役光を入射光に用いる場合、自動的に曲げＳＭＦの曲部に向かって入射光が逆伝搬し、曲げＳＭＦに高い効率で結合していることが分かる。微弱な曲げ漏洩光電界を入射したにもかかわらず、従来技術での入出力電界分布（図８）と比較すると、多くの光が結合・伝搬していることが分かる。

図５は、曲げＳＭＦの曲部で結合した光が曲げＳＭＦ中のｚ＝８０００μｍの位置に到達した際の電界振幅分布を表すグラフである。

図５によると、従来技術で見られたクラッド領域（約０〜８０及び１２０〜２００μｍ）への光の散逸が少なく、効率的に曲げＳＭＦの導波モードを励振していることがわかる。

従来技術と本発明による結合効率を精度よく比較するため、伝搬距離を波長λに比べ十分に長く（伝搬距離 ｚ＞ １０⁶×λ）した計算の結果、従来技術における結合損失、すなわち図１０の光強度に対する ｚ＞１０⁶×λの領域での曲げＳＭＦ中の光強度の割合が、１５ｄＢ以上あるのに対して、本発明の曲げ漏洩光の位相共役光を入射させた場合の結合損失、すなわち図３の光強度に対するｚ＞１０⁶×λの領域での曲げＳＭＦ中の光強度の割合が、約５．６５ｄＢであり、大幅に結合効率が向上していることがわかった。

以上の検討から、位相共役光を用いることは結合効率向上に極めて有効であることが分かる。図４の計算では図１でのｚ＝２０００μｍの位置での位相共役光を採用したが、他のｚにおける位相共役光を採用したり、異なる曲げ状態のモデルで計算しても、ほぼ同様の結果であり、位相共役光を用いれば従来技術で不可避である煩雑な入射位置及び角度の最適化が不要であることを確認した。

以下、本発明に係る光入射装置及び方法について、実施例にて詳述する。

［実施例１］
本実施例は、非線形光学材料中での光混合を用いて光ファイバの曲部からの曲げ漏洩光（放射光）の位相共役光を発生させ、該曲部に位相共役光を入射するものである。以下、本実施例に係る側面光入射装置及び方法について、図６を用いて説明する。なお、以下では慣例に従い、曲げ漏洩光をプローブ光という（実施例２も同様）。

図６に示すように、本実施例に係る側面光入射装置は、位相共役器１０及び光ファイバ曲げ装置１２を備えている。位相共役器１０は、プローブ光の位相共役光を生成し、該位相共役光をＳＭＦ１１に入射するものであり、非線形光学材料１３、高出力光源１４、分岐比可変ビームスプリッタ１５、及び、ミラー１６，１７を備えている。

光ファイバ曲げ装置１２は、伝搬光１０１が伝搬するＳＭＦ１１を曲げる装置である。ＳＭＦ１１の曲部１１ａからは、波長１５５０ｎｍのプローブ光１０２が漏洩する。

非線形光学材料１３は、ＬｉＮｂＯ₃結晶からなり、上記プローブ光１０２が入射するように配置される。高出力光源１４は、プローブ光１０２と同じ波長１５５０ｎｍを有する。また、分岐比可変ビームスプリッタ１５は、入射光を分岐させるものであり、その際の分岐比が可変であるものである。本実施例における分岐比可変ビームスプリッタ１５は、高出力光源１４から出力された光を、前進ポンプ光１０３と後進ポンプ光１０４とに分岐させる。

ミラー１６，１７は、前進ポンプ光１０３と後進ポンプ光１０４とが互いに対向して非線形光学材料１３に入射するように、それぞれ反射するものである。なお、プローブ光１０２と前進ポンプ光１０３との成す角度をθとしたとき、０°＜θ＜９０°であるものとする。

以下、本実施例に係る側面光入射装置の動作について説明する。
まず、高出力光源１４から出力された光を分岐比可変ビームスプリッタ１５に入射し、前進ポンプ光１０３及び後進ポンプ光１０４を発生させ、ミラー１６，１７によって、前進ポンプ光１０３及び後進ポンプ光１０４をそれぞれ反射し、互いに対向伝搬するようにして非線形光学材料１３に入射させる。なお本実施例では、ポンプ光１０３，１０４がプローブ光１０２に対して十分高強度であるものとする。

一方、光ファイバ曲げ装置１２によって曲げられ、伝搬光１０１が伝搬するＳＭＦ１１は、曲部１１ａからプローブ光１０２が漏洩する（図６中の１０１ａで示すように、一部漏洩しない伝搬光もある）。

非線形光学材料１３内では、プローブ光１０２と前進ポンプ光１０３の干渉により光強度分布が生じ、非線形光学効果により屈折率分布が発生し、微細な空間回折格子が形成される。この空間回折格子により、後進ポンプ光１０４をブラッグ回折させ、プローブ光１０２の位相共役光１０５を発生させる。

発生した位相共役光１０５は、ＳＭＦ１１の曲部１１ａに入射し、伝搬光１０１と逆向きの入射導波光１０６となる。

本実施例では、非線形光学材料１３にＬｉＮｂＯ₃結晶を用いることで、非線形光学効果としてフォトリフラクティブ効果を用いた縮退４光波混合に基づき、位相共役光１０５を発生させている。

このように、ＬｉＮｂＯ₃からなる非線形光学材料１３内のフォトリフラクティブ効果を用いることにより、位相共役光１０５を高効率に発生させ、ＳＭＦ１１の曲部１１ａに入射することで、結合効率が改善した。

ただし、非線形光学材料１３は、上記ＬｉＮｂＯ₃結晶以外にも、ＫＴＮ、ＢａＴｉＯ₃、ＳＢＮ、ＢＳＯ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＣｄＴｅのいずれかの結晶であれば同様の効果を奏する。

本実施例では、結合効率を改善したこと、及び、プローブ光１０２に対して十分高強度のポンプ光を用いたことにより、位相共役光の発生において利得を持たせることを実現したため、結合した光強度が従来技術に比べて大幅に改善及び向上した。

なお、非線形光学材料１３は、フォトリフラクティブ効果を示すもの以外に、光カー効果を示す材料である、Ｎａ蒸気等のアルカリ金属蒸気、高非線形ガラス等の非晶質材料、ＣＳ₂、アルカリハライド、半導体のいずれかを用いても、上記同様に従来技術に比べて結合効率が改善及び向上する。

［実施例２］
本実施例では、実施例１とは異なる手法で曲げ漏洩光の位相共役光を発生させる。すなわち、実施例１は純光学的に位相共役光を発生させているのに対し、本実施例では信号処理技術に基づいた複素振幅検出技術と生成技術により位相共役光を発生させるものである。本実施例に係る側面光入射装置及び方法について、図７を用いて説明する。

図７に示すように、本実施例に係る光入射装置は、ＳＭＦ１１、光ファイバ曲げ装置１２、及び、位相共役器２０を備えている。位相共役器２０は、プローブ光の位相共役光を生成し、該位相共役光をＳＭＦ１１に入射するものであり、コンピュータ（信号処理装置）２３、参照光光源２４、ビームスプリッタ２５、ＣＣＤ（撮像素子）２６、及び、ＳＬＭ（空間位相変調器）２７を備えている。なお、ＳＭＦ１１、及び、光ファイバ曲げ装置１２については実施例１と同様である。

ビームスプリッタ２５は、波長１５５０ｎｍのプローブ光１０２と、参照光光源２４から出力された波長１５５０ｎｍの参照光１１４とを干渉させ、干渉光１１３を生成するものである。

また、ＣＣＤ２６は干渉光１１３を検出し、コンピュータ２３は、ＣＣＤ２６が検出した干渉光１１３の複素振幅を算出し、該複素振幅の位相共役な複素振幅を、信号処理技術を用いて算出する。

ＳＬＭ２７には、コンピュータ２３によって算出した位相共役な複素振幅に空間位相変調を施す。なお、本実施例のＳＬＭ２７には、液晶で構成される反射型ＳＬＭであるＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ ｓｉｌｉｃｏｎ）を用いる。

以下、本実施例に係る光入射装置の動作について説明する。
まず、ビームスプリッタ２５を通してプローブ光１０２を参照光光源２４で発生させた参照光１１４と干渉させ、ＣＣＤ２６へ入射する。

次に、ＣＣＤ２６において干渉光１１３を検出した後、コンピュータ２３上で、ＣＣＤ２６において検出した干渉光１１３の複素振幅を取得し、該複素振幅の位相共役な複素振幅を算出する。算出された位相共役な複素振幅に対しＳＬＭ２７により空間位相変調を施し、参照光１１４をビームスプリッタ２５に通してＳＬＭ２７に入射することにより、プローブ光１０２の位相共役光１０５を発生させる。

発生した位相共役光１０５は、ＳＭＦ１１の曲部１１ａに入射し、伝搬光１０１と逆向きの入射導波光１０６となる。

本実施例においても実施例１と同様に、位相共役光１０５を高効率に発生させ、ＳＭＦ１１の曲部１１ａに入射することで、結合効率が改善した。なお、上述では撮像素子がＣＣＤであるものとしたが、ＣＣＤの代わりにＣＭＯＳを用いてもよい。

本実施例では、結合効率を改善したこと、及び、プローブ光１０２に対して十分高強度の参照光１１４を用いたことにより、位相共役光の発生において利得を持たせることを実現したため、結合した光強度が従来技術に比べて大幅に改善及び向上した。

本発明は、光ファイバケーブルによる通信網の建設・保守に使用される光心線対照器、光パルス試験器あるいは光通信器、若しくは、サービス切り替え技術に用いられ、光ファイバの側面から信号光を入出射させる光ファイバカプリングとしての光入射装置及び方法として好適である。

１０，２０ 位相共役器
１１ ＳＭＦ（シングルモード光ファイバ）
１２ 光ファイバ曲げ装置
１３ 非線形光学材料
１４ 高出力光源
１５ 分岐比可変ビームスプリッタ
１６，１７ ミラー
２３ コンピュータ（信号処理装置）
２４ 参照光光源
２５ ビームスプリッタ
２６ ＣＣＤ（撮像素子）
２７ ＳＬＭ（空間位相変調器）
１０１ 伝搬光
１０２ プローブ光（曲げ漏洩光）
１０３ 前進ポンプ光
１０４ 後進ポンプ光
１０５ 位相共役光
１０６ 入射導波光
１１３ 干渉光
１１４ 参照光

Claims (7)

1. 光ファイバの曲部の側面から光を入射する光入射装置であって、
   前記曲部からの曲げ漏洩光に基づき、該曲げ漏洩光の位相共役光を生成し、該位相共役光を前記光ファイバに入射する、位相共役器を備える
   ことを特徴とする光入射装置。
2. 前記位相共役器は、４光波混合を用いており、前記曲げ漏洩光に基づき前記位相共役光を発生させる非線形光学材料を備える
   ことを特徴とする、請求項１に記載の光入射装置。
3. 前記位相共役器は、
   光を出力する光源と、
   前記光を、前進ポンプ光と後進ポンプ光とに分岐させるビームスプリッタと、
   前記ビームスプリッタからの前記前進ポンプ光と前記後進ポンプ光とを、互いに対向して前記非線形光学材料に入射するように反射するミラーとを備え、
   前記非線形光学材料において、前記曲げ漏洩光と前記前進ポンプ光と前記後進ポンプ光とから、前記位相共役光を発生させる
   ことを特徴とする、請求項２に記載の光入射装置。
4. 前記非線形光学材料は、フォトリフラクティブ効果を有する材料である
   ことを特徴とする、請求項２又は３に記載の光入射装置。
5. 前記非線形光学材料は、光カー効果を有する材料である
   ことを特徴とする、請求項２又は３に記載の光入射装置。
6. 前記位相共役器は、
   参照光を出力する参照光光源と、
   前記曲げ漏洩光と前記参照光とを干渉させ干渉光を生成するビームスプリッタと、
   前記干渉光を検出する撮像素子と、
   前記撮像素子が検出した前記干渉光の複素振幅を取得し、該複素振幅の位相共役な複素振幅を算出する信号処理装置と、
   前記信号処理装置によって算出した前記位相共役な複素振幅に空間位相変調を施し、前記ビームスプリッタを通して前記参照光が入射されることにより、前記位相共役光を発生させる空間位相変調器とを備える
   ことを特徴とする、請求項１に記載の光入射装置。
7. 光ファイバの曲部の側面から光を入射する光入射方法であって、
   前記曲部の曲げ漏洩光に基づき、該曲げ漏洩光の位相共役光を生成し、該位相共役光を前記光ファイバに入射する
   ことを特徴とする光入射方法。