JP6348861B2 - Optical transmission apparatus and optical transmission method - Google Patents
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Description
本発明は、光ファイバを用いたハイパワー光を伝送する光伝送装置及び光伝送方法に関する。 The present invention relates to an optical transmission apparatus and an optical transmission method for transmitting high power light using an optical fiber.
高出力レーザーの進展に伴い、レーザー光を用いた溶接など工業加工への応用が広く利用されている。特に近年では、出力が10kWに及び高出力なファイバレーザーが開発されており、医療・工業への利用が期待されている。このような高出力ファイバレーザーでは、例えば非特許文献1に示すように、数m以下の短尺の光ファイバにおいてコア面積を拡大することにより、非線形性による出力パワー制限を緩和している。またレーザー加工では、出射光のビーム品質が加工効率に大きく影響する。ビーム品質は出射光のモード状態に強く依存するため、単一モード伝送が可能な光ファイバがファイバレーザ中で使用される。
With the progress of high power lasers, industrial processing applications such as welding using laser light are widely used. In particular, in recent years, high-power fiber lasers with an output of 10 kW have been developed and are expected to be used for medical and industrial purposes. In such a high-power fiber laser, for example, as shown in Non-Patent
さらに非特許文献2に示すように、前記の高出力レーザーの出射端に光ファイバを接続し、遠隔からの溶接加工にも応用されている。この場合、出射端のビーム品質は接続した光ファイバにおける高次モードの励振状態が影響する。そのため、コア面積の大きいマルチモード光ファイバは数kWのようなハイパワー光を数十m以上伝送することができるが、出射端におけるビーム品質は低くなる。また単一モード光ファイバを使用することで高いビーム品質の出射光を得ることができるが、単一モード伝送とコア面積の拡大はトレードオフの関係にあり、伝送可能なパワーは制限される。非特許文献3ではフォトニックバンドギャップ構造を用いることで非線形効果を抑圧し、単一モード伝送条件を維持しながらコア面積の拡大を実現している。
Furthermore, as shown in Non-Patent
上述の通り、従来の単一モード光ファイバでは単一モード伝送条件とコア面積の拡大がトレードオフの関係にあり、伝送可能なパワーおよび距離が制限されるといった課題があった。またフォトニックバンドギャップ構造を用いた光ファイバは製造時の構造偏差による特性ばらつきが非常に大きく、さらに伝送損失も20dB/kmと非常に大きいため、遠隔へのハイパワー光伝送には適さないといった課題があった。 As described above, in the conventional single mode optical fiber, there is a trade-off relationship between the single mode transmission condition and the expansion of the core area, and there is a problem that the transmittable power and distance are limited. In addition, the optical fiber using the photonic band gap structure has a very large variation in characteristics due to structural deviations during manufacturing, and the transmission loss is very large at 20 dB / km, so that it is not suitable for high-power optical transmission to a remote location. There was a problem.
そこで、本発明は、上記課題を解決すべく、伝送可能なパワーおよび距離の制限を緩和でき、伝送損失が少ない光伝送装置及び光伝送方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical transmission apparatus and an optical transmission method that can alleviate restrictions on transmittable power and distance and reduce transmission loss.
本発明に係る光伝送装置は、伝送する光をマルチコア光ファイバの各コアへ分散し、受光端においてマルチコア光ファイバの各コアからの出射光を所定の位置で集光することとした。 In the optical transmission device according to the present invention, the light to be transmitted is dispersed to each core of the multi-core optical fiber, and the emitted light from each core of the multi-core optical fiber is condensed at a predetermined position at the light receiving end.
具体的には、本発明に係る光伝送装置は、
1心の光ファイバ中に複数のコア領域を有するマルチコア光ファイバと、
前記マルチコア光ファイバの前記コア領域から出射する光を所定位置に集光するビームスプリッタと、
前記所定位置に配置され、前記ビームスプリッタが集光した光を1つのモードフィールドの光として出力する集光部と、
を備える。
Specifically, the optical transmission device according to the present invention is:
A multi-core optical fiber having a plurality of core regions in one optical fiber;
A beam splitter that focuses light emitted from the core region of the multi-core optical fiber at a predetermined position;
A light collecting unit arranged at the predetermined position and outputting the light collected by the beam splitter as light of one mode field;
Is provided.
また、本発明に係る光伝送方法は、光源からの光を分岐して、1心の光ファイバ中に複数のコア領域を有するマルチコア光ファイバの各コアへ結合し、前記マルチコア光ファイバの前記コア領域から出射する光を所定位置に集光し、1つのモードフィールドの光として出力する。 The optical transmission method according to the present invention branches light from a light source and couples it to each core of a multicore optical fiber having a plurality of core regions in one optical fiber, and the core of the multicore optical fiber. Light emitted from the region is condensed at a predetermined position and output as light of one mode field.
本発明に係る光伝送装置及び光伝送方法は、光をマルチコア光ファイバの各コアへ分散することにより、単一モード条件を維持しながら伝送可能な光パワーをコア数分だけ増加することができる。さらに、マルチコア光ファイバはフォトニックバンドギャップ構造を用いた光ファイバに比べて特性ばらつきが小さく伝送損失も小さい。このため、遠隔へのハイパワー光伝送も可能である。 The optical transmission device and the optical transmission method according to the present invention can increase the transmittable optical power by the number of cores while maintaining the single mode condition by dispersing light to each core of the multi-core optical fiber. . Furthermore, the multi-core optical fiber has less characteristic variation and transmission loss than the optical fiber using the photonic band gap structure. For this reason, high-power optical transmission to a remote is also possible.
従って、本発明は、伝送可能なパワーおよび距離の制限を緩和でき、伝送損失が少ない光伝送装置及び光伝送方法を提供することができる。 Therefore, the present invention can provide an optical transmission apparatus and an optical transmission method that can alleviate restrictions on transmittable power and distance and reduce transmission loss.
本発明に係る光伝送装置は、前記マルチコア光ファイバのファイバ中心とそれぞれの前記コア領域の中心との間隔のうち最長の間隔Λ、前記ビームスプリッタと前記集光部との距離L、及び前記集光部の開口数NAが、
上記条件を満たすとき、マルチコア光ファイバの全コアの出射光は集光部へ入射される。従って、光の伝送損失を低減することができる。
The optical transmission apparatus according to the present invention includes a longest distance Λ among distances between a fiber center of the multi-core optical fiber and a center of each core region, a distance L between the beam splitter and the condensing unit, and the collection point. The numerical aperture NA of the optical part is
When the above conditions are satisfied, the light emitted from all the cores of the multi-core optical fiber is incident on the condensing unit. Therefore, light transmission loss can be reduced.
本発明に係る光伝送装置は、前記マルチコア光ファイバの前記コア領域が、同心円状または同心円状及びファイバ中心に配置されていることを特徴とする。ビームスプリッタの形状を単純化できるため、装置のコストを低減することができる。 The optical transmission device according to the present invention is characterized in that the core region of the multi-core optical fiber is arranged concentrically or concentrically and in the center of the fiber. Since the shape of the beam splitter can be simplified, the cost of the apparatus can be reduced.
本発明に係る光伝送装置の前記マルチコア光ファイバは、クラッドとコアとの屈折率分布がW型又はトレンチ型であることを特徴とする。本発明に係る光伝送装置の前記マルチコア光ファイバは、空孔アシスト構造であってもよい。コアの実効断面積の拡大と単一モード動作の保証に関するトレードオフを緩和することができる。 The multi-core optical fiber of the optical transmission device according to the present invention is characterized in that a refractive index distribution between a clad and a core is a W type or a trench type. The multi-core optical fiber of the optical transmission device according to the present invention may have a hole assist structure. The trade-off regarding the expansion of the effective area of the core and the guarantee of single mode operation can be eased.
本発明に係る光伝送装置の前記集光部は、前記マルチコア光ファイバの前記コア領域毎に伝送された異なる波長の光を合波し、合波した前記光を所定の位置に集光し、1つのモードフィールドの光として出力することを特徴とする。本光伝送装置は、マルチコア光ファイバのコア毎に波長が異なるので、マルチコア光ファイバ伝送中におけるコア間の干渉が極めて小さく、安定した光出力が得られる。 The condensing unit of the optical transmission device according to the present invention combines light of different wavelengths transmitted for each core region of the multi-core optical fiber, condenses the combined light at a predetermined position, It outputs as light of one mode field. Since this optical transmission apparatus has a different wavelength for each core of the multi-core optical fiber, interference between the cores during multi-core optical fiber transmission is extremely small, and a stable optical output can be obtained.
本発明は、伝送可能なパワーおよび距離の制限を緩和でき、伝送損失が少ない光伝送装置及び光伝送方法を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide an optical transmission apparatus and an optical transmission method that can alleviate restrictions on transmittable power and distance and have low transmission loss.
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. In the present specification and drawings, the same reference numerals denote the same components.
図1は、本実施形態の光伝送装置の構造を説明する図である。本光伝送装置は、
1心の光ファイバ中に複数のコア領域11を有するマルチコア光ファイバ10と、
マルチコア光ファイバ10のコア領域11から出射する光を所定位置に集光するビームスプリッタ20と、
前記所定位置に配置され、ビームスプリッタ20が集光した光を1つのモードフィールドの光として出力する集光部30と、
を備える。
ビームスプリッタ20は、例えばプリズムである。集光部30は、例えばコリメータである。
FIG. 1 is a diagram for explaining the structure of the optical transmission apparatus according to the present embodiment. This optical transmission device
A multi-core
A
A
Is provided.
The
マルチコア光ファイバ10の各コア領域11を出射した光波はビームスプリッタ20により、集光部30の中心位置に入射する。ここで、集光部30へ入射する光波は、光波の入射角θが集光部30におけるNA以下である場合に集光部30に入射でき、NAを超えて入射する光波は漏えいする。
The light wave emitted from each
したがって、マルチコア光ファイバ10のファイバ中心とそれぞれのコア領域11の中心との間隔Λのうち最も大きいものΛmax、ビームスプリッタ20と集光部30との距離Lとが、及び集光部30のNAが、
図15及び図16は、レーザ1からマルチコア光ファイバ10の各コア領域11へ光を結合する構造を説明する図である。図15の構造では、レーザ1が出力した光はビームスプリッタ2でマルチコア光ファイバ10のコア数分に分岐され、各コア領域11に結合される。図16の構造では、コア数と同数のレーザ1およびファンインデバイス3を用い、個々のレーザ出力がファンインデバイス3を経て、1心のマルチコア光ファイバ10の各コア11へ入射される。
FIGS. 15 and 16 are diagrams illustrating a structure for coupling light from the
図2は、集光部30が、当該波長で単一の伝搬モードのみを伝搬可能な単一コア光ファイバ40の入射端に前記出射光を結合する場合の光伝送装置を説明する図である。コリメータのような集光部30を単一コア光ファイバ40の前段に配置することで集光効率を高めることができる。さらに、単一コア光ファイバ40は単一のモードのみを伝搬するため、前記出射光は単一コア光ファイバ40の出射端において1つのモードフィールドとして出射される。
FIG. 2 is a diagram for explaining an optical transmission device in which the condensing
つまり、本光伝送装置は、伝送する光をマルチコア光ファイバ10の複数のコア領域11に分割し、各コアでの光パワーを低減することで、10kW等のハイパワーな光伝送を可能としている。さらに、本光伝送装置は、集光部30でマルチコア光ファイバ10の全コアからの光を集約し、単一コア光ファイバ40から単一のモードフィールドの光を出射できるため、ビーム品質の高い光を出射することができる。
That is, the present optical transmission apparatus divides the light to be transmitted into a plurality of
図3は、集光部30の構成として単一コア光ファイバ30aを用いる場合の光伝送装置を説明する図である。つまり、図3の光伝送装置は、ビームスプリッタ20からの光を直接単一コア光ファイバ30aに入射するタイプである。この場合、前記単一コア光ファイバ30aは数mm〜数cm以上の長さがあれば十分であり、使用波長帯で単一モード伝搬を保証するものとする。単一コア光ファイバを集光部30として用いる場合、光波の入射角の微小な軸ずれ等があっても単一のモードのみに結合し品質を劣化する成分が生じないため、高品質な出射光が得られ好ましい。
FIG. 3 is a diagram illustrating an optical transmission device when a single core
ここでビームスプリッタ20の形状はマルチコア光ファイバ10のコア領域11の配置によって変化し、コアが多層化するほどビームスプリッタ20の形状が複雑となり製造の難易度が高くなる。そのためコアはマルチコア光ファイバ10の中心に対して同心円状に配置すると、ビームスプリッタ20は多角錐状と単純な構造とすることができ、好ましい。このとき、マルチコア光ファイバ10の中心部分にコアがあってもよい。
Here, the shape of the
図4は、図3の光伝送装置ついて、マルチコア光ファイバ10のコア間距離Λに対して必要となるビームスプリッタ20と集光部30との間の距離の最小値Lminを示す。横軸は単一コア光ファイバ30aにおけるコア/クラッドの比屈折率差である。距離Λが大きく、また単一コア光ファイバ30aの比屈折率差が小さくなるほどLminが大きくなることがわかる。なお、マルチコア光ファイバ10のいずれのコア間距離も同じとすれば、ビームスプリッタ20を簡易な構造とすることができ、ビームスプリッタ加工の観点から好ましい。
FIG. 4 shows the minimum distance L min between the
一方、単一コア光ファイバ30aは、マルチコア光ファイバ10と効率よく接続を行うため、比較的大きな実効断面積が必要である。実効断面積拡大には比屈折率差低減が必須であり、例えば、比屈折率差0.1%以下のような非常にNAが小さいものが必要となる(NAと比屈折率差とは比例する。)。
On the other hand, the single core
図5は、マルチコア光ファイバ10の断面図であり、図6は、テープ型多芯ファイバの断面図である。テープ型多芯ファイバは、各ファイバのクラッドの外周に被覆領域があり、ファイバ間距離(コア間距離)は被覆を含めた外径となる。従来の単一コア光ファイバの被覆外径は少なくとも250μm、ハイパワー光を導波するものでは500〜1000μmに及ぶ。そのため、テープ型多芯ファイバのコア間距離Λは250μm以上となる。光伝送としてテープ型多芯ファイバを用いた場合、集光部30の単一コア光ファイバ30aの比屈折率差が0.01%の場合、図4から1cm前後のLminが必要となる(Λ=250μmの曲線より。)。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the multi-core
光ファイバの出射光を空間系で集光する場合、焦点距離が数mm程度である。例えば非特許文献4に示すように出射端から集光部までの距離が数mm以上と長くなると結合損失が増加することになる。さらに振動等の外乱による損失増加も生じやすくなる。このため、図6のようなテープ型多芯ファイバで光を分散して伝送した場合、Lmin=1cmなので、大きな結合損失が発生することになる。
When the light emitted from the optical fiber is collected by a spatial system, the focal length is about several mm. For example, as shown in
一方マルチコア光ファイバ10は、各コアが単一のクラッドを共有することから効率よく複数のコアを収容でき、コア間距離を数十μm程度で配置することができる。例えばコア間距離が50μmであれば、Lminを1.6mm以下と非常に短い領域で設計することができる。従って、上述した結合損失を低減できる。結合損失が低減するため、光パワーの低減を行うことができ、水冷等によるファイバ端面の焼損対策も軽減することができる。
On the other hand, since each core shares a single clad, the multi-core
図7は、1コアあたりで伝搬可能な光パワーの上限値を示した図である。ハイパワー光伝送ではファイバ中で生じる誘導ラマン散乱(SRS)光が制限要因となり、SRS発生閾値以上の光パワーは伝搬することができない。図に示すように、より高い光パワーを伝搬するには実効断面積を拡大する、もしくはファイバ長を制限する必要がある。 FIG. 7 is a diagram showing the upper limit value of the optical power that can be propagated per core. In high-power optical transmission, stimulated Raman scattering (SRS) light generated in the fiber becomes a limiting factor, and optical power that exceeds the SRS generation threshold cannot propagate. As shown in the figure, in order to propagate higher optical power, it is necessary to enlarge the effective area or limit the fiber length.
図8は、波長1060nmにおいて単一モード伝送を可能とする光ファイバのコア構造の条件を示す。横軸はコア直径であり、縦軸はコアとクラッドの比屈折率差である。実線は遮断波長に対する条件であり、実線以下の領域で、当該光ファイバが単一モードあるいは基本モードLP01と第一高次モードLP11で動作することを意味する。破線は曲げ損失に対する条件であり、所定の曲げ半径(R=140mm、R=500mm)の場合、破線以上の領域でファイバ長100mあたり0.01dB以下の損失に抑えることができることを意味する。 FIG. 8 shows the conditions of the core structure of an optical fiber that enables single mode transmission at a wavelength of 1060 nm. The horizontal axis is the core diameter, and the vertical axis is the relative refractive index difference between the core and the clad. The solid line is a condition for the cutoff wavelength, and means that the optical fiber operates in the single mode or the fundamental mode LP 01 and the first higher-order mode LP 11 in the region below the solid line. A broken line is a condition for bending loss, and means that when a predetermined bending radius (R = 140 mm, R = 500 mm), the loss can be suppressed to 0.01 dB or less per 100 m of fiber length in a region beyond the broken line.
例えば、光ファイバを波長1060nmにおいて単一モード動作とし、かつ曲げ損失を曲げ半径R=140mmにおいてファイバ長100mあたり0.01dB以下とする場合、コア直径で19μm以下とする必要がある(領域D参照)。またLP01モードとLP11モードはモード間結合が生じにくいことを利用し、両者が伝搬可能な領域においてLP01モードのみを励振し実効的な単一モード伝送を行うことで、コア構造に対する条件を緩和することができる。例えば前記の曲げ損失の条件に対して、コア直径を33μmまで拡大することができる(領域D’参照)。 For example, when the optical fiber is operated in a single mode at a wavelength of 1060 nm and the bending loss is 0.01 dB or less per 100 m of the fiber length at the bending radius R = 140 mm, the core diameter needs to be 19 μm or less (see region D). ). Further, the LP 01 mode and the LP 11 mode use the fact that coupling between modes is less likely to occur, and excite only the LP 01 mode in a region where both can propagate to perform effective single mode transmission, thereby providing a condition for the core structure. Can be relaxed. For example, the core diameter can be expanded to 33 μm with respect to the bending loss condition (see region D ′).
単一コア光ファイバ30aの入射端の軸ずれやモードフィールド不一致によりLP11モードがわずかに励振されても、当該入射端で生じたLP11モードは単一コア光ファイバ30aで漏えいするため、単一コア光ファイバ30aから出射するビーム品質を劣化することはない。
Even LP 11 mode is slightly excited by axial displacement and the mode field mismatch of the entrance end of the single-core
図9は、コア直径と実効断面積の関係を説明する図である。横軸はコア直径であり、縦軸は実効断面積である。実線は光ファイバが単一モード動作を保証する場合、破線は光ファイバが2モード伝搬可能であり実効的な単一モード伝送を行う場合を表す。単一モード動作の場合コア直径は18μm以下である必要があるため、実効断面積は約300μm2以下となる。 FIG. 9 is a diagram illustrating the relationship between the core diameter and the effective cross-sectional area. The horizontal axis is the core diameter, and the vertical axis is the effective cross-sectional area. A solid line represents a case where the optical fiber guarantees single mode operation, and a broken line represents a case where the optical fiber can propagate in two modes and performs effective single mode transmission. In the case of single mode operation, the core diameter needs to be 18 μm or less, so the effective area is about 300 μm 2 or less.
これを図7に適用すればファイバ長100mで1コアあたり0.5kWの伝送が可能となる。実効的な単一モード伝送を行う場合、コア直径は33μmまで拡大できるため実効断面積は約600μm2まで拡大でき、100mで1コアあたり1kWの伝送が可能となる。これらのコア構造を用いたマルチコア光ファイバ10を使用することで、コア数分だけ伝送可能なパワーを増大させることが可能となる。
If this is applied to FIG. 7, transmission of 0.5 kW per core is possible with a fiber length of 100 m. When performing effective single mode transmission, the core diameter can be expanded to 33 μm, so the effective area can be increased to about 600 μm 2 , and transmission of 1 kW per core is possible at 100 m. By using the multi-core
図10は、マルチコア光ファイバ10が伝送可能な光パワーとクラッド径との関係の一例を説明する図である。本例では波長を1060nmとし、マルチコア光ファイバ10の長さを100m、コア直径および比屈折率差をそれぞれ30μmおよび0.06%とし、コア間隔を50μmとした。このコア構造は図8より2モードが伝送可能な領域であり、実効的な単一モード伝送を想定している。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the relationship between the optical power that can be transmitted by the multi-core
またマルチコア光ファイバ10の必要なクラッド径は、中心以外のコアにおける伝送損失増加を抑圧する観点から、クラッド外径は最も外側となるコア領域の中心からモードフィールド径の2.5倍以上とした。図中の実線及び破線はそれぞれ、同心円状のみにコアを配置した場合と、中心ならびに同心円状にコアを配置した場合を表す。
The required cladding diameter of the multi-core
図10より次のことがわかる。本コア構造を同心円状のみに配置した場合、クラッド径110μm以上で複数のコアを配置することが可能となり、さらにクラッド径を270μm以上とした場合には13個のコアが配置でき10kWのハイパワー光を100m伝送可能となる。また当該コア構造を中心及び同心円状に配置した場合、160μm以上のクラッド径で7個以上のコアを配置でき、5kW以上のハイパワー光を伝送可能となる。 The following can be understood from FIG. When this core structure is arranged only concentrically, it is possible to arrange a plurality of cores with a clad diameter of 110 μm or more, and when the clad diameter is 270 μm or more, 13 cores can be arranged and high power of 10 kW Light can be transmitted 100 meters. When the core structure is arranged concentrically with the center, seven or more cores can be arranged with a cladding diameter of 160 μm or more, and high power light of 5 kW or more can be transmitted.
なお図10に示したコア構造、コア間ピッチおよびファイバ長は一例である。他のコア構造、コア間ピッチおよびファイバ長のマルチコア光ファイバ10を用いることで単一コア光ファイバよりも飛躍的に高い光パワーを、長距離伝送することが可能となる。
The core structure, inter-core pitch, and fiber length shown in FIG. 10 are examples. By using the multi-core
図11及び図12は、マルチコア光ファイバ10のコアの屈折率分布の構造例を説明する図である。図4から図10では単純なステップ型屈折率分布のコアを持つマルチコア光ファイバで説明したが、図11に示すようなW型、もしくは図12に示すようなトレンチ型屈折率分布のコアを持つマルチコア光ファイバも採用することができる。これらの屈折率分布のコアを持つマルチコア光ファイバを用いることにより、光伝送装置は、単一モード伝送としながら実効断面積を拡大でき、さらにハイパワーでビーム品質のよい光を伝送することができる。
FIG. 11 and FIG. 12 are diagrams for explaining a structural example of the refractive index distribution of the core of the multi-core
図13及び図14は、マルチコア光ファイバ10の構造例を説明する図である。図13は屈折率差と空孔を併用した空孔アシスト構造を説明する。図14は単一材料に多数の空孔を設けたフォトニック結晶ファイバ構造を説明する。マルチコア光ファイバとして空孔アシスト構造やフォトニック結晶ファイバ構造を採用することによっても、光伝送装置は、単一モード伝送としながら実効断面積を拡大でき、さらにハイパワーでビーム品質のよい光を伝送することができる。
FIGS. 13 and 14 are diagrams illustrating an example of the structure of the multi-core
図17は、本実施形態の光伝送装置の構造を説明する図である。本光伝送装置は、
マルチコア光ファイバ10の各コア領域11に異なる波長の光波を伝送しており、
マルチコア光ファイバ10から出射されビームスプリッタ20で集光した光波を合波する波長合波器50を具備し、合波した光を所定の位置に集光し、1つのモードフィールドの光として出力する集光部30を備える。
FIG. 17 is a diagram illustrating the structure of the optical transmission apparatus according to this embodiment. This optical transmission device
Transmitting light waves of different wavelengths to each
A
本構成では、互いに波長が異なる光波(λ1、λ2)をマルチコア光ファイバ10の各コア11に入射する。各コア11から出射した光はビームスプリッタ20を介して波長合波器50に集光し、1つの光波に合波される。波長合波器50で合波された合波光は集光部30へ結合される。集光部30は、前記合波光を集光し、1つのモードフィールドとして単一コア光ファイバ40へ結合する。なお、構成によっては集光部30が不要な場合もあるが、集光部30を配置することで各光波の単一コア光ファイバ40への結合効率が向上する。図17の光伝送装置は、マルチコア光ファイバ10のコア毎に波長が異なるので、マルチコア光ファイバ伝送中におけるコア間の干渉が極めて小さく、安定した光出力が得られ好ましい。
In this configuration, light waves (
本発明は、ハイパワー光を用いた工業加工に用いることができる。 The present invention can be used for industrial processing using high power light.
1:レーザ
2:ビームスプリッタ
3:ファンインデバイス
10:マルチコア光ファイバ
11:コア領域
20:ビームスプリッタ
30:集光部
30a:単一コア光ファイバ
40:単一コア光ファイバ
41:コア領域
50:波長合波器
1: Laser 2: Beam splitter 3: Fan-in device 10: Multi-core optical fiber 11: Core region 20: Beam splitter 30:
Claims (7)
前記マルチコア光ファイバの前記コア領域から出射する光を所定位置に集光するビームスプリッタと、
前記所定位置に配置され、前記ビームスプリッタが集光した光を1つのモードフィールドの光として出力する集光部と、
を備える光伝送装置であって、
前記コア領域において単一モードで伝送された光を集光することにより、単一モードで伝送可能な光パワーを前記コア領域の数分だけ増加することを特徴とする光伝送装置。 A multi-core optical fiber having a plurality of core regions capable of transmitting light incident on a single optical fiber while maintaining a single mode condition ;
A beam splitter that focuses light emitted from the core region of the multi-core optical fiber at a predetermined position;
A light collecting unit arranged at the predetermined position and outputting the light collected by the beam splitter as light of one mode field;
An optical transmission device comprising :
An optical transmission device characterized in that by condensing light transmitted in a single mode in the core region, the optical power that can be transmitted in a single mode is increased by the number of the core region .
前記マルチコア光ファイバの前記コア領域毎に伝送された異なる波長の光を合波し、合波した前記光を所定の位置に集光し、1つのモードフィールドの光として出力することを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の光伝送装置。 The condensing part is
The light having different wavelengths transmitted for each of the core regions of the multi-core optical fiber is multiplexed, and the combined light is condensed at a predetermined position and output as light of one mode field. The optical transmission device according to claim 1.
前記マルチコア光ファイバの前記コア領域から出射する光を所定位置に集光し、
1つのモードフィールドの光として出力する
光伝送方法であって、
前記コア領域において単一モードで伝送された光を集光することにより、単一モードで伝送可能な光パワーを前記コア領域の数分だけ増加することを特徴とする光伝送方法。 Branching light from a light source and coupling light incident on a single optical fiber to each core of a multi-core optical fiber having a plurality of core regions capable of transmitting while maintaining a single mode condition ;
Condensing the light emitted from the core region of the multi-core optical fiber at a predetermined position;
An optical transmission method for outputting light as one mode field ,
An optical transmission method characterized in that by condensing light transmitted in a single mode in the core region, the optical power that can be transmitted in a single mode is increased by the number of the core region .
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