JPH083567B2 - 単モ−ド光フアイバ用カツプリング装置および同装置を有する通信装置 - Google Patents
単モ−ド光フアイバ用カツプリング装置および同装置を有する通信装置Info
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- JPH083567B2 JPH083567B2 JP61262864A JP26286486A JPH083567B2 JP H083567 B2 JPH083567 B2 JP H083567B2 JP 61262864 A JP61262864 A JP 61262864A JP 26286486 A JP26286486 A JP 26286486A JP H083567 B2 JPH083567 B2 JP H083567B2
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は光パワーの光ファイバから光ファイバへまた
は光ファイバから、もしくは光ファイバへのカップリン
グのための装置に関し、また、そのような装置を有する
光ファイバ通信装置に関する。
は光ファイバから、もしくは光ファイバへのカップリン
グのための装置に関し、また、そのような装置を有する
光ファイバ通信装置に関する。
発明の背景 光通信は、非常に急速な発達をみせており、光ファイ
バ伝送方法がほとんど一般的というところまで来てい
る。光ファイバは幹線（すなわち、長距離伝送）への適
用に使用されているのみならず、短距離の情報伝送、例
えば地域情報網や、将来実現される見込みの電話加入者
線においても使用される。
バ伝送方法がほとんど一般的というところまで来てい
る。光ファイバは幹線（すなわち、長距離伝送）への適
用に使用されているのみならず、短距離の情報伝送、例
えば地域情報網や、将来実現される見込みの電話加入者
線においても使用される。
多くの応用例において、光パワーをファイバガイドの
中間位置で挿入すること、および／またはファイバガイ
ドのそのような位置から、光パワーを取り出すことをフ
ァイバガイドを破壊あるいは、終端する必要なしに、フ
ァイバガイドに特別なカップリングポイントを具備する
必要なしに、行うことが必要あるいは少なくとも望まし
い。そのようなカップラーは、しばらく前から、業界で
知られてきてはいる。例えば米国特許第3,931,518号
は、あるカップラ型の特殊な実施例を示しており、ここ
では、それを“グレーティング”カップラーと呼ぶこと
にする。
中間位置で挿入すること、および／またはファイバガイ
ドのそのような位置から、光パワーを取り出すことをフ
ァイバガイドを破壊あるいは、終端する必要なしに、フ
ァイバガイドに特別なカップリングポイントを具備する
必要なしに、行うことが必要あるいは少なくとも望まし
い。そのようなカップラーは、しばらく前から、業界で
知られてきてはいる。例えば米国特許第3,931,518号
は、あるカップラ型の特殊な実施例を示しており、ここ
では、それを“グレーティング”カップラーと呼ぶこと
にする。
米国特許第3,31,518号は、光ファイバに周期的なひず
みを与えることによって、そのファイバから光パワーを
カップリングできるということを示している。ただし、
そのひずみの周期性は、電磁波の適切なモード間にカッ
プリング（結合）を誘導するように選ばれてある。この
方法では、光パワーは、低次から高次への導波（guide
d）あるいは結合（bound）モードへ共振的に伝送されう
る。さらに、より高次の結合モードから、トンネル漏洩
（TL）モードと呼ばれるモードへ非共振的に伝送されう
る。その後TLモードは、ファイバガイドのクラディング
から、誘電体の助けをかりて、取り去られる。その誘電
体は、周期ひずみ領域から下流側地点において、ファイ
バガイドに接しており、クラディングの屈折率とほぼ同
じか、より大きい屈折率を持つ。
みを与えることによって、そのファイバから光パワーを
カップリングできるということを示している。ただし、
そのひずみの周期性は、電磁波の適切なモード間にカッ
プリング（結合）を誘導するように選ばれてある。この
方法では、光パワーは、低次から高次への導波（guide
d）あるいは結合（bound）モードへ共振的に伝送されう
る。さらに、より高次の結合モードから、トンネル漏洩
（TL）モードと呼ばれるモードへ非共振的に伝送されう
る。その後TLモードは、ファイバガイドのクラディング
から、誘電体の助けをかりて、取り去られる。その誘電
体は、周期ひずみ領域から下流側地点において、ファイ
バガイドに接しており、クラディングの屈折率とほぼ同
じか、より大きい屈折率を持つ。
関連した理論の解説として、例えば、ディー．マルキ
ューズ（D.Marcuse）著セオリ・オブ・ディエレクトリ
ック・オプティカル・ウェーブガイズ（Theory of Diel
ectric Optical Waveguides）（誘電光波の理論）アカ
デミックプレス（Academic Press.）1974年版の特に95
〜157頁を参照するとよい。簡潔にいえば、多モードフ
ァイバにおいて、カップリング機構は次のように提供で
きると示されている。すなわち、（i,j）′番目と（p,
q）′番目の結合モードは、カップリングを起こして、
カップリング長さLc＝π/Rij,pq′にわたって、完全な
エネルギー変換を生成する。ここで、カップリング定数
Rij,pqは、コア半径、コアとクラディングの間の屈折率
の差、操作波長、ファイバ側面の形状および前記米国特
許3,931,518号に示されているような、カップラ内にお
けるファイバのひずみの振幅のような、ファイバパラメ
ータに依存してくる。ひずみの振幅が増加するにつれ、
カップリング長さLcは減少する。そのため、米国特許第
3,931,518号に開示されているような公知技術のカップ
ラーは、多モードファイバのひずみ振幅を調整すること
により、最大効率に合わせることができ、その結果、低
次から高次の結合モードへの共振エネルギーの転移が生
ずる。
ューズ（D.Marcuse）著セオリ・オブ・ディエレクトリ
ック・オプティカル・ウェーブガイズ（Theory of Diel
ectric Optical Waveguides）（誘電光波の理論）アカ
デミックプレス（Academic Press.）1974年版の特に95
〜157頁を参照するとよい。簡潔にいえば、多モードフ
ァイバにおいて、カップリング機構は次のように提供で
きると示されている。すなわち、（i,j）′番目と（p,
q）′番目の結合モードは、カップリングを起こして、
カップリング長さLc＝π/Rij,pq′にわたって、完全な
エネルギー変換を生成する。ここで、カップリング定数
Rij,pqは、コア半径、コアとクラディングの間の屈折率
の差、操作波長、ファイバ側面の形状および前記米国特
許3,931,518号に示されているような、カップラ内にお
けるファイバのひずみの振幅のような、ファイバパラメ
ータに依存してくる。ひずみの振幅が増加するにつれ、
カップリング長さLcは減少する。そのため、米国特許第
3,931,518号に開示されているような公知技術のカップ
ラーは、多モードファイバのひずみ振幅を調整すること
により、最大効率に合わせることができ、その結果、低
次から高次の結合モードへの共振エネルギーの転移が生
ずる。
米国特許第3,931,518号は、光パワーを、単モード
（シングルモード）ファイバの単一導波モード（ふつう
LP01モードと呼ばれる）から、そのようなファイバの一
つあるいは一つ以上のTLモードへカップリングすること
ができ、それゆえ、米国特許第3,931,518号に示されて
いる型のカップラは、多モード（マルチモード）ファイ
バにのみならず、単モードファイバにも使用することが
可能であるということを示してはいるが、実際は、その
ような型のカップリングは、多モードファイバと共にの
み使用されてきている。その理由は、以下の通りであ
る。多モードファイバ内の結合モード間でのカップリン
グ方法は、共振方法であり、従って、カップリングパラ
メータは、高次の結合モードへ共振的パワー転移を、ま
た、高次の結合モードからTLモードへ非共振的パワー転
移を効率的に行うよう調整されるということは一般に業
界内で知られている。他方、上記理論は、単モードファ
イバにおいては、LP01、結合モードおよびLP11のような
TLモード間のカップリングは非共振的であり、LP01にお
ける電磁波の振幅は、LP01内の一定分量のパワーのTLモ
ードへの連続的な転移のために、伝搬方向に沿って、距
離と共に指数関数的に減少していくということを示して
いる。例えば、先に引用したマルキューズ（Marcuse）
の著書112頁を参照すると、以下のことが述べられてい
る。すなわち、単モードファイバガイドの場合には、TL
（電磁波）モードにカップリングしたパワーは、ファイ
バガイドより輻射され、導波モードとは、相互作用を起
こさないのである。そのような非共振的カップリング
は、LP01とTLモードとの間に効率のよいパワー転移を生
じるように調節はできないため、当業者間では、一般に
“グレーティング”型のファイバタイプは、単モードフ
ァイバとして効率よく機能するようには作れないとされ
ている。
（シングルモード）ファイバの単一導波モード（ふつう
LP01モードと呼ばれる）から、そのようなファイバの一
つあるいは一つ以上のTLモードへカップリングすること
ができ、それゆえ、米国特許第3,931,518号に示されて
いる型のカップラは、多モード（マルチモード）ファイ
バにのみならず、単モードファイバにも使用することが
可能であるということを示してはいるが、実際は、その
ような型のカップリングは、多モードファイバと共にの
み使用されてきている。その理由は、以下の通りであ
る。多モードファイバ内の結合モード間でのカップリン
グ方法は、共振方法であり、従って、カップリングパラ
メータは、高次の結合モードへ共振的パワー転移を、ま
た、高次の結合モードからTLモードへ非共振的パワー転
移を効率的に行うよう調整されるということは一般に業
界内で知られている。他方、上記理論は、単モードファ
イバにおいては、LP01、結合モードおよびLP11のような
TLモード間のカップリングは非共振的であり、LP01にお
ける電磁波の振幅は、LP01内の一定分量のパワーのTLモ
ードへの連続的な転移のために、伝搬方向に沿って、距
離と共に指数関数的に減少していくということを示して
いる。例えば、先に引用したマルキューズ（Marcuse）
の著書112頁を参照すると、以下のことが述べられてい
る。すなわち、単モードファイバガイドの場合には、TL
（電磁波）モードにカップリングしたパワーは、ファイ
バガイドより輻射され、導波モードとは、相互作用を起
こさないのである。そのような非共振的カップリング
は、LP01とTLモードとの間に効率のよいパワー転移を生
じるように調節はできないため、当業者間では、一般に
“グレーティング”型のファイバタイプは、単モードフ
ァイバとして効率よく機能するようには作れないとされ
ている。
多モードファイバ中内でカップリングする小さな曲げ
（microbending）導波モードは、共振機構を含むことが
できるという事実はまた、高感度ファイバ光転位センサ
の製造に利用されてきた。例えば、エヌ・ラガコス（N.
Lagakos）著ダイジェスト・オブ・テクニカル ペーパ
ーズ オブ・ザ・コンフェランス・オン・オプティカル
・ファイバ・コミュニケーション（Digest of Technica
l Papers of the Conterence on Optical Fiber Commun
ication）（（光ファイバ通信会議における技術論文抜
すい））於ルイジアナ州、ニューオルレアンズ、1984年
１月、の５から58頁を参照するとよい。
（microbending）導波モードは、共振機構を含むことが
できるという事実はまた、高感度ファイバ光転位センサ
の製造に利用されてきた。例えば、エヌ・ラガコス（N.
Lagakos）著ダイジェスト・オブ・テクニカル ペーパ
ーズ オブ・ザ・コンフェランス・オン・オプティカル
・ファイバ・コミュニケーション（Digest of Technica
l Papers of the Conterence on Optical Fiber Commun
ication）（（光ファイバ通信会議における技術論文抜
すい））於ルイジアナ州、ニューオルレアンズ、1984年
１月、の５から58頁を参照するとよい。
ジー・エフ・リプスコム（G.F.Lipscomb）等による、
ファースト・インターナショナル コンフェランス・オ
ン・オプティカル・ファイバ・センサーズ（First Inte
rnational Conference on Optical Fiber Sensors）
（（光ファイバ用センサについての第１回国際会議））
於ロンドン、1983年４月の117から121頁にかけては、単
モードおよび多モードファイバについての実験結果の報
告がなされており、そこでは、多モードファイバを円筒
型心棒にまきつけて曲げることにより、ファイバ中に一
個の曲げをつくった。両タイプのファイバ中に、結合モ
ードとTLモードの間で相互作用効果が観測された。特
に、上記曲げにより、コア−モードパワーのいくらか
が、クラディング−モードのパワーに変換され、さらに
ある特定の角度において、クラディング−モードのパワ
ーのいくらかがコア−モードのパワーへ変換し返される
ようなことが観測された。リプスコム等による、単一曲
げ形態において相互作用効果が、本題の関心となる、所
望の共振カップリング効果であるわけではないというこ
とは、留意されるべきである。この点に関しては上記マ
ルキューズ（Marcuse）著の引用文献の156から157頁を
また参照されたい。
ファースト・インターナショナル コンフェランス・オ
ン・オプティカル・ファイバ・センサーズ（First Inte
rnational Conference on Optical Fiber Sensors）
（（光ファイバ用センサについての第１回国際会議））
於ロンドン、1983年４月の117から121頁にかけては、単
モードおよび多モードファイバについての実験結果の報
告がなされており、そこでは、多モードファイバを円筒
型心棒にまきつけて曲げることにより、ファイバ中に一
個の曲げをつくった。両タイプのファイバ中に、結合モ
ードとTLモードの間で相互作用効果が観測された。特
に、上記曲げにより、コア−モードパワーのいくらか
が、クラディング−モードのパワーに変換され、さらに
ある特定の角度において、クラディング−モードのパワ
ーのいくらかがコア−モードのパワーへ変換し返される
ようなことが観測された。リプスコム等による、単一曲
げ形態において相互作用効果が、本題の関心となる、所
望の共振カップリング効果であるわけではないというこ
とは、留意されるべきである。この点に関しては上記マ
ルキューズ（Marcuse）著の引用文献の156から157頁を
また参照されたい。
ケー・ピー・ジャクソン（K.P.Jackson）等による、
アプライト・フィジックス・レターズ（Applied Physic
s Letters）（（応用物理書簡））は、タップされた単
モード光ファイバ遅延線についての報告をしている。タ
ップは、タッピング、ピンをファイバに押し付けること
によって形成され、それにより、半径1.5mmの屈曲部を
ファイバ中に誘導した。この手法では、共振カップリン
グは含まれていない。
アプライト・フィジックス・レターズ（Applied Physic
s Letters）（（応用物理書簡））は、タップされた単
モード光ファイバ遅延線についての報告をしている。タ
ップは、タッピング、ピンをファイバに押し付けること
によって形成され、それにより、半径1.5mmの屈曲部を
ファイバ中に誘導した。この手法では、共振カップリン
グは含まれていない。
単モード光ファイバは、長距離伝送用ファイバとして
急速に選択度が増して来ており、多数の送信および（ま
たは）受信局が、一重あるいは二重のファイバ伝送経路
によって結ばれているような、単距離網への適用にも将
来性のある媒体として考えられているゆえに、ファイバ
を破壊することなしに、また、カップリング領域のファ
イバ特性を永久に変えることなしに、光パワーを単モー
ド光ファイバへ、および（または）単モード光ファイバ
から、カップリングさせる、手にはいりやすい効率的な
手段を作り出すことは、とても望ましいことであること
は明らかである。本願は、そのようなカップリング手段
を開示するものである。
急速に選択度が増して来ており、多数の送信および（ま
たは）受信局が、一重あるいは二重のファイバ伝送経路
によって結ばれているような、単距離網への適用にも将
来性のある媒体として考えられているゆえに、ファイバ
を破壊することなしに、また、カップリング領域のファ
イバ特性を永久に変えることなしに、光パワーを単モー
ド光ファイバへ、および（または）単モード光ファイバ
から、カップリングさせる、手にはいりやすい効率的な
手段を作り出すことは、とても望ましいことであること
は明らかである。本願は、そのようなカップリング手段
を開示するものである。
本発明に関する用語の解説 “光ファイバ”（あるいは、ファイバガイドまたは他
の同等語句）は、内側の領域（コア）を有する細長い物
体であり、そのコアはコアを取り囲む領域すなわちクラ
ディングよりも、信号波長λ０において、より高い屈折
率を持つものである。光ファイバは、屈折率が互いに相
違する多くの領域を持つクラディングを有する場合もあ
り、一般には、一種のコーティングあるいは多種のコー
ティングにより、覆われている。一般的なコーティング
は、重合体（ポリマー）であり、ファイバへあるいはフ
ァイバからカップリングされた電磁波に対して透過性の
ある（本発明の実施例で使用されているファイバは、そ
れ自体も一般的に透過性がある）ものである。
の同等語句）は、内側の領域（コア）を有する細長い物
体であり、そのコアはコアを取り囲む領域すなわちクラ
ディングよりも、信号波長λ０において、より高い屈折
率を持つものである。光ファイバは、屈折率が互いに相
違する多くの領域を持つクラディングを有する場合もあ
り、一般には、一種のコーティングあるいは多種のコー
ティングにより、覆われている。一般的なコーティング
は、重合体（ポリマー）であり、ファイバへあるいはフ
ァイバからカップリングされた電磁波に対して透過性の
ある（本発明の実施例で使用されているファイバは、そ
れ自体も一般的に透過性がある）ものである。
光通信装置において、しばしば２本あるいは２本以上
のファイバが、継ぎ合わされたり、あるいは、そうでな
ければ、いっしょに接合されて、第１ファイバ端から第
２ファイバ端への連続光伝送経路を形成する。しばしば
伝送経路の一端を入力端、他端を出力端とみなしている
が、しかしながら、任意の経路を、ファイバの両端の各
々に送信と受信装置を両方向具備させて、信号を両方向
に送るように装置を操作することは可能である。
のファイバが、継ぎ合わされたり、あるいは、そうでな
ければ、いっしょに接合されて、第１ファイバ端から第
２ファイバ端への連続光伝送経路を形成する。しばしば
伝送経路の一端を入力端、他端を出力端とみなしている
が、しかしながら、任意の経路を、ファイバの両端の各
々に送信と受信装置を両方向具備させて、信号を両方向
に送るように装置を操作することは可能である。
光ファイバへ導かれた電磁波あるいは、光ファイバか
ら輻射された電磁波は、電磁波の“モード”という語句
によって言い表わされている。本願では、ディー．グロ
ージ（D.Gloge）著アプライド・オプティクス（Applied
Optics）（（応用光学））第10巻、2252から2258頁（1
971年版）で提供されている命令法を、モードの同定に
使用する。各モードLPijに１個の減衰定数αijおよび１
個の伝搬定数βijが付随しうる。
ら輻射された電磁波は、電磁波の“モード”という語句
によって言い表わされている。本願では、ディー．グロ
ージ（D.Gloge）著アプライド・オプティクス（Applied
Optics）（（応用光学））第10巻、2252から2258頁（1
971年版）で提供されている命令法を、モードの同定に
使用する。各モードLPijに１個の減衰定数αijおよび１
個の伝搬定数βijが付随しうる。
単モードファイバにおける“トンネル漏洩（Ｔunneli
ng Ｌeaky）”（TL）モードは、比較的小さな減衰定数
を持つ、低次電磁波モード（LP11、LP12、LP21・・・）
である。
ng Ｌeaky）”（TL）モードは、比較的小さな減衰定数
を持つ、低次電磁波モード（LP11、LP12、LP21・・・）
である。
“カップラー”は、本願では、ファイバの中間位置に
おいて、光ファイバから、光パワーを引き出す手段およ
び、ファイバの中間位置において、光ファイバへ光パワ
ーを注入する手段の両方について言う。
おいて、光ファイバから、光パワーを引き出す手段およ
び、ファイバの中間位置において、光ファイバへ光パワ
ーを注入する手段の両方について言う。
“グレーティング”は、本願では、ファイバの伝送特
性が周期的あるいは擬似周期的に変化する、ファイバの
中間領域である。Ｚがファイバの長手方向座標であると
き、グレーティングは、反復長さΛ（ｚ）を伴う、Ｎ個
の要素を有する。グレーティングに関連するのが、“包
絡”関数ｇ（ｚ）によって表される“包絡振幅”であ
り、この“包絡”関数ｇ（ｚ）は定数あるいは、Ｚの関
数として変化する。ファイバ特性は、Λ（ｚ）が定数で
あれば、“周期”的に変化し、また、Λ（ｚ）がＺの規
則的で予め定まった関数であれば、“擬周期”的に変化
する。グレーティングの１つの要素である“振幅”は、
その要素に関連した、最大ファイバ軸変位（転位）ある
いは、最大屈曲率変化量をいう。
性が周期的あるいは擬似周期的に変化する、ファイバの
中間領域である。Ｚがファイバの長手方向座標であると
き、グレーティングは、反復長さΛ（ｚ）を伴う、Ｎ個
の要素を有する。グレーティングに関連するのが、“包
絡”関数ｇ（ｚ）によって表される“包絡振幅”であ
り、この“包絡”関数ｇ（ｚ）は定数あるいは、Ｚの関
数として変化する。ファイバ特性は、Λ（ｚ）が定数で
あれば、“周期”的に変化し、また、Λ（ｚ）がＺの規
則的で予め定まった関数であれば、“擬周期”的に変化
する。グレーティングの１つの要素である“振幅”は、
その要素に関連した、最大ファイバ軸変位（転位）ある
いは、最大屈曲率変化量をいう。
発明の要約 本発明は波長λ０の電磁波を、単一モード光ファイバ
の中間部分へあるいは、中間部分から、効率的に、すな
わち、ファイバを破壊あるいは終端化することなく、ま
たよくあるように、ファイバの伝送特性を永久的に改造
すること、例えば、カップリング位置で、クラディング
材の一部あるいは全部を取り除くこと、がなく、カップ
リングする手段を有している。本カップリング手段は、
グレーティングを形成する手段、例えば、ファイバの光
特性を、多数の、規則的に（周期的あるいは擬似周期的
に）離間したひずみをファイバに与えることによってあ
るいは、多数の、規則的に配置されたファイバの領域に
おけるファイバの屈折率を変えることによって、局部的
に変える手段を有する。本発明による、カップリング装
置において、グレーティング感覚Λ（Ｚ）は、 Ω０＝（２π／）＞β01−２πncl/λ０ になるように選ばれる。ここで、は、平均反復間隔、
β01モードの伝搬定数、そして、nclは、ファイバクラ
ディングの屈折率である。さらに、本発明によるこのよ
うな装置では、グレーティング間隔Λ（Ｚ）は、 Ω０＝β01−βrs となるように選ばれる。ここでβrsは、ファイバ内の、
LPrsのTLモードの伝搬定数である。反復距離をこのよう
に選ぶことにより、LPrsからのパワー損失が距離Ｎに
わたって小さいと仮定したとき、LP01とLPrs（および近
隣モード）の間の擬似共振エネルギー転移を生ずること
になる。LPrpモードの減衰定数αrpに対する一般的な上
限値は、1dB/cmである。
の中間部分へあるいは、中間部分から、効率的に、すな
わち、ファイバを破壊あるいは終端化することなく、ま
たよくあるように、ファイバの伝送特性を永久的に改造
すること、例えば、カップリング位置で、クラディング
材の一部あるいは全部を取り除くこと、がなく、カップ
リングする手段を有している。本カップリング手段は、
グレーティングを形成する手段、例えば、ファイバの光
特性を、多数の、規則的に（周期的あるいは擬似周期的
に）離間したひずみをファイバに与えることによってあ
るいは、多数の、規則的に配置されたファイバの領域に
おけるファイバの屈折率を変えることによって、局部的
に変える手段を有する。本発明による、カップリング装
置において、グレーティング感覚Λ（Ｚ）は、 Ω０＝（２π／）＞β01−２πncl/λ０ になるように選ばれる。ここで、は、平均反復間隔、
β01モードの伝搬定数、そして、nclは、ファイバクラ
ディングの屈折率である。さらに、本発明によるこのよ
うな装置では、グレーティング間隔Λ（Ｚ）は、 Ω０＝β01−βrs となるように選ばれる。ここでβrsは、ファイバ内の、
LPrsのTLモードの伝搬定数である。反復距離をこのよう
に選ぶことにより、LPrsからのパワー損失が距離Ｎに
わたって小さいと仮定したとき、LP01とLPrs（および近
隣モード）の間の擬似共振エネルギー転移を生ずること
になる。LPrpモードの減衰定数αrpに対する一般的な上
限値は、1dB/cmである。
グレーティングは、１つあるいは１対の適当な波状の
物体をファイバに押しつけることによって、ファイバに
ひずみを与える手段、あるいはまた、光屈折や、光弾性
効果によってファイバの屈折率を適当に変化させる手段
等の適当な手段によりつくることができる。
物体をファイバに押しつけることによって、ファイバに
ひずみを与える手段、あるいはまた、光屈折や、光弾性
効果によってファイバの屈折率を適当に変化させる手段
等の適当な手段によりつくることができる。
グレーティングは、一定の振幅を持つか、あるいは、
Ｚの関数である振幅を持つ。さらに、グレーティング
は、Λが一定であるか、擬似周期的であり、反復間隔が
Ｚの関数であることを伴って、周期的になりうる。適当
な形状をした、一定でない振幅は、ファイバと外部検出
器もしくは、電磁波源との間のカップリングを向上させ
る。そのことは以下に詳しく述べられている。擬似周期
的なグレーティングを使用することにより、特に高めら
れた周波数依存性を持つカップラーを生ずるようにな
る。そのようなカップラーは特に、ノッチフィルタとし
て有用である。グレーティングの“形状化（Shapin
g）”により、カップリングの効率、周波数応答、また
その他の装置特性を増加させることが、本発明の重要な
側面であると考えられる。
Ｚの関数である振幅を持つ。さらに、グレーティング
は、Λが一定であるか、擬似周期的であり、反復間隔が
Ｚの関数であることを伴って、周期的になりうる。適当
な形状をした、一定でない振幅は、ファイバと外部検出
器もしくは、電磁波源との間のカップリングを向上させ
る。そのことは以下に詳しく述べられている。擬似周期
的なグレーティングを使用することにより、特に高めら
れた周波数依存性を持つカップラーを生ずるようにな
る。そのようなカップラーは特に、ノッチフィルタとし
て有用である。グレーティングの“形状化（Shapin
g）”により、カップリングの効率、周波数応答、また
その他の装置特性を増加させることが、本発明の重要な
側面であると考えられる。
本発明による装置が、高く波長選択性を持つよう作ら
れる事実により、そのような装置は、波長分割多重方式
あるいは、ラーマン（Raman）増幅ソリトン（soliton）
方式における、波長依存カップラとして、潜在的な有用
性を持つものと考えられる。本発明による装置は、ま
た、ノッチフィルタ、光屈折変調器あるいは、可変減衰
器と潜在的に有用なものである。本発明による減衰器
は、一般に、公知技術の減衰器にはないような、高度の
有益な特色を持っている。すなわち、該減衰器は、パワ
ーを電磁波源に反射し返すということは起こさないので
ある。そのような反射は敏感な電磁波源の放出特性に影
響をおよぼすため、好ましくない。さらに、本発明によ
るグレーティングは、修理や再構成の目的にしばしば必
要とされるような一時的なタップとして使用できる。そ
のような場合、グレーティングを有利に、クランプ−オ
ン装置に取り入れることができる。そのような装置は、
層状組織細片ファイバと同様、コーティングされたある
いは緩衝型の個別ファイバとも使用できる。
れる事実により、そのような装置は、波長分割多重方式
あるいは、ラーマン（Raman）増幅ソリトン（soliton）
方式における、波長依存カップラとして、潜在的な有用
性を持つものと考えられる。本発明による装置は、ま
た、ノッチフィルタ、光屈折変調器あるいは、可変減衰
器と潜在的に有用なものである。本発明による減衰器
は、一般に、公知技術の減衰器にはないような、高度の
有益な特色を持っている。すなわち、該減衰器は、パワ
ーを電磁波源に反射し返すということは起こさないので
ある。そのような反射は敏感な電磁波源の放出特性に影
響をおよぼすため、好ましくない。さらに、本発明によ
るグレーティングは、修理や再構成の目的にしばしば必
要とされるような一時的なタップとして使用できる。そ
のような場合、グレーティングを有利に、クランプ−オ
ン装置に取り入れることができる。そのような装置は、
層状組織細片ファイバと同様、コーティングされたある
いは緩衝型の個別ファイバとも使用できる。
本願ではまた、波長λ０の電磁波源、単モード光ファ
イバ、電磁波を第１ファイバ位置でファイバ内へカップ
リングする手段、電磁波を、それがファイバ内を伝送さ
れた後、第１ファイバ位置から離間して配置された第２
ファイバ位置で検出する手段、電磁波（波長λ０または
波長λ≠λ０でも）を、第１ファイバ位置と第２ファイ
バ位置の中間にある第３ファイバ位置で、ファイバ内へ
および（または）ファイバから、上述されているような
手段でカップリングするための手段を含む光ファイバ通
信装置が開示されている。該装置は、本発明で使用され
ている、減衰器、フィルタ、あるいは変調器のようなカ
ップラを随意に含むことができる。
イバ、電磁波を第１ファイバ位置でファイバ内へカップ
リングする手段、電磁波を、それがファイバ内を伝送さ
れた後、第１ファイバ位置から離間して配置された第２
ファイバ位置で検出する手段、電磁波（波長λ０または
波長λ≠λ０でも）を、第１ファイバ位置と第２ファイ
バ位置の中間にある第３ファイバ位置で、ファイバ内へ
および（または）ファイバから、上述されているような
手段でカップリングするための手段を含む光ファイバ通
信装置が開示されている。該装置は、本発明で使用され
ている、減衰器、フィルタ、あるいは変調器のようなカ
ップラを随意に含むことができる。
図面に基づいた詳細な説明 第１図は本発明に基づいた通信装置の一例を概略的に
示すものであり、符号10は光ファイバ、符号11は、電磁
波源、例えば、波長1.55μｍで放出されるレーザ光の発
生源、符号12は、電磁波をファイバの一端にカップリン
グする手段、符号13は電磁波検出器である。中間位置1
4、18および23は、本発明によるカップリング手段が配
置されている場所であり、符号15はファイバから放出さ
れる。電磁波16をタッピングすなわち傍受する手段、符
号19は、ファイバへ電磁波21を注入する手段、符号24
は、電磁波をタッピングしおよび注入することの両方の
ための手段である。受信手段17および26は、タッピング
された電磁波を受信する手段、たとえば、検出器や、も
う１つのファイバなどである。同様に電磁波源20および
25は、注入されるべき電磁波源、例えばレーザ光、LED
（発光ダイオード）またはもう１つのファイバである。
電磁波パターンの形状を変えるための手段22は、１ケ所
のカップリング位置にのみ示されてはいるが、そのよう
な手段は、必ずしも使用される必要はないが、一般的に
使用されることは明らかである。
示すものであり、符号10は光ファイバ、符号11は、電磁
波源、例えば、波長1.55μｍで放出されるレーザ光の発
生源、符号12は、電磁波をファイバの一端にカップリン
グする手段、符号13は電磁波検出器である。中間位置1
4、18および23は、本発明によるカップリング手段が配
置されている場所であり、符号15はファイバから放出さ
れる。電磁波16をタッピングすなわち傍受する手段、符
号19は、ファイバへ電磁波21を注入する手段、符号24
は、電磁波をタッピングしおよび注入することの両方の
ための手段である。受信手段17および26は、タッピング
された電磁波を受信する手段、たとえば、検出器や、も
う１つのファイバなどである。同様に電磁波源20および
25は、注入されるべき電磁波源、例えばレーザ光、LED
（発光ダイオード）またはもう１つのファイバである。
電磁波パターンの形状を変えるための手段22は、１ケ所
のカップリング位置にのみ示されてはいるが、そのよう
な手段は、必ずしも使用される必要はないが、一般的に
使用されることは明らかである。
本発明の中心となる側面は、単モード光ファイバにお
いて伝搬モードLP01と、主にLP11であるTLモードとの間
に、本質的に共振カップリングを実現することが可能で
あるという発見である。この発見は、現在容認されてい
る理論では予測できず、電磁波を、ファイバに沿った中
間点において、ファイバを破壊、あるいは終端化するこ
となく、単モード光ファイバから、および（または）フ
ァイバへカップリングする非常に効率のよい手段をうち
たてることを可能にする。
いて伝搬モードLP01と、主にLP11であるTLモードとの間
に、本質的に共振カップリングを実現することが可能で
あるという発見である。この発見は、現在容認されてい
る理論では予測できず、電磁波を、ファイバに沿った中
間点において、ファイバを破壊、あるいは終端化するこ
となく、単モード光ファイバから、および（または）フ
ァイバへカップリングする非常に効率のよい手段をうち
たてることを可能にする。
もし、センチメータオーダのファイバ長において、TL
モードからの光パワー損失がモード内のパワーのうち少
量のみであるならば、電磁波モードは、実質上、境界モ
ードであるかのように、局部的に振る舞う。言い換えれ
ば、TLモードLPrsに対する、量が、Ｎαrs＜＜１なら
ば、LP01とLPrsの間のパワー転移は、実質上共振的とな
る。このような状況の下では、カップリング状態（例え
ば、グレーティング間隔Λ（Ｚ）、要素数Ｎ、および包
絡関数ｇ（Ｚ）の振幅）は、電磁波が単モード光ファイ
バへあるいはファイバから効率よくカップリングされる
ように見い出される。LPrsモードの減衰定数が約1dB/cm
より大ならば、有効なカップリングも可能であるだろう
が、現在のところ1dB/cmが、一つあるいは多数の選択さ
れたTLモードの減衰として許容できる実際的な上限値で
あると考えられている。
モードからの光パワー損失がモード内のパワーのうち少
量のみであるならば、電磁波モードは、実質上、境界モ
ードであるかのように、局部的に振る舞う。言い換えれ
ば、TLモードLPrsに対する、量が、Ｎαrs＜＜１なら
ば、LP01とLPrsの間のパワー転移は、実質上共振的とな
る。このような状況の下では、カップリング状態（例え
ば、グレーティング間隔Λ（Ｚ）、要素数Ｎ、および包
絡関数ｇ（Ｚ）の振幅）は、電磁波が単モード光ファイ
バへあるいはファイバから効率よくカップリングされる
ように見い出される。LPrsモードの減衰定数が約1dB/cm
より大ならば、有効なカップリングも可能であるだろう
が、現在のところ1dB/cmが、一つあるいは多数の選択さ
れたTLモードの減衰として許容できる実際的な上限値で
あると考えられている。
現在使用されている、多くの単モードファイバの設計
は、ファイバ設計波長λ０において、最低次TLモード
（LP11）が、比較的小さな減衰定数α11を持つよう、ま
た、上述の上限値が一般に少なくともLP11に合うようふ
つうは、その他のTLモードにも合うようになっている
が、なされている。
は、ファイバ設計波長λ０において、最低次TLモード
（LP11）が、比較的小さな減衰定数α11を持つよう、ま
た、上述の上限値が一般に少なくともLP11に合うようふ
つうは、その他のTLモードにも合うようになっている
が、なされている。
先に述べたように、モードカップリングは、グレーテ
ィングによって生成され、そのグレーティングは、光パ
ワーが、ファイバコアへ注入あるいはコアから取り去ら
れるところの位置の、あるいはその位置近くのファイバ
へ差し込まれている。LP01が最も強くカップリングす
る、TLモードLPrsは、グレーティングパラメータ、主に
与えられた波長での反復距離Λ（Ｚ）を適当に選択する
ことによって、選ばれる。Λ（Ｚ）を、 Ω０＝（２π／）＞β01−（２π／λ０）ncl と選ぶことによって、LP01が１つ（あるいは１つ以上
の）TLモードとカップリングすることを保証する。Λ
（Ｚ）をさらに、Ω０＝β01−βrsと選ぶことにより、
Ｎαrs＜＜１ならばグレーティングは、擬似供振カッ
プリング主にLP01とLPrs間の擬似カップリングを引き起
こす。に対する値の１例は、500μｍのオーダであ
る。一般に、単モードファイバにおけるグレーティング
反復距離は約1mmより小さく、反復距離が一般に1mmより
大きい多モードファイバの場合と、対照をなすものであ
る。
ィングによって生成され、そのグレーティングは、光パ
ワーが、ファイバコアへ注入あるいはコアから取り去ら
れるところの位置の、あるいはその位置近くのファイバ
へ差し込まれている。LP01が最も強くカップリングす
る、TLモードLPrsは、グレーティングパラメータ、主に
与えられた波長での反復距離Λ（Ｚ）を適当に選択する
ことによって、選ばれる。Λ（Ｚ）を、 Ω０＝（２π／）＞β01−（２π／λ０）ncl と選ぶことによって、LP01が１つ（あるいは１つ以上
の）TLモードとカップリングすることを保証する。Λ
（Ｚ）をさらに、Ω０＝β01−βrsと選ぶことにより、
Ｎαrs＜＜１ならばグレーティングは、擬似供振カッ
プリング主にLP01とLPrs間の擬似カップリングを引き起
こす。に対する値の１例は、500μｍのオーダであ
る。一般に、単モードファイバにおけるグレーティング
反復距離は約1mmより小さく、反復距離が一般に1mmより
大きい多モードファイバの場合と、対照をなすものであ
る。
典型的な単モードファイバの実際的なグレーティング
に対して、共振は、有限幅内に起こる。このことは、Ω
０＝β01−βrsでは、カップリングは、LP01とLPrs間の
みでなく、例え、より弱くとも、LP01と伝搬定数がβrs
に近いTLモードLPijの間でも起こることを意味する。特
に、要素Ｎ個のグレーティングに対しては、共振カップ
リング幅の測定値はΩ0N-1、すなわち、共振カップリン
グは、もしβrs−βij＜Ω0N-1ならば、モードLPijに対
して起こるだろうということを示すことができる。
に対して、共振は、有限幅内に起こる。このことは、Ω
０＝β01−βrsでは、カップリングは、LP01とLPrs間の
みでなく、例え、より弱くとも、LP01と伝搬定数がβrs
に近いTLモードLPijの間でも起こることを意味する。特
に、要素Ｎ個のグレーティングに対しては、共振カップ
リング幅の測定値はΩ0N-1、すなわち、共振カップリン
グは、もしβrs−βij＜Ω0N-1ならば、モードLPijに対
して起こるだろうということを示すことができる。
所与のファイバに対する必要な反復距離は、伝搬定数
を既知の方法によって、関連モードに対して、計算する
ことによって決定されたり、あるいは、実験的に決定さ
れたりする。しばしば、前記２通りの方法を合わせて使
うのが有効であるとわかることがある。よく知られてい
るように、ある所与のモードの伝搬定数の値は、電磁波
の波長のみならず、有効屈折率と標準縦断面形状を含む
ファイバパラメータにも依存する。
を既知の方法によって、関連モードに対して、計算する
ことによって決定されたり、あるいは、実験的に決定さ
れたりする。しばしば、前記２通りの方法を合わせて使
うのが有効であるとわかることがある。よく知られてい
るように、ある所与のモードの伝搬定数の値は、電磁波
の波長のみならず、有効屈折率と標準縦断面形状を含む
ファイバパラメータにも依存する。
グレーティングを特徴づけるため、反復距離のみなら
ず、さらに包絡関数を含んだパラメータも特定する必要
がある。例えば、ファイバの空間的に周期的なひずみに
よって形成されたグレーティングに対し、包絡関数は、
ファイバ軸に与えられたひずみの振幅を特定する。ファ
イバの、屈折率の空間的に周期的な変化によって形成さ
れたグレーティングに対しては、包絡関数は一般に多く
のグレーティング要素の最大屈折率を特定する。
ず、さらに包絡関数を含んだパラメータも特定する必要
がある。例えば、ファイバの空間的に周期的なひずみに
よって形成されたグレーティングに対し、包絡関数は、
ファイバ軸に与えられたひずみの振幅を特定する。ファ
イバの、屈折率の空間的に周期的な変化によって形成さ
れたグレーティングに対しては、包絡関数は一般に多く
のグレーティング要素の最大屈折率を特定する。
簡単な一例において、グレーティングは、正弦的であ
る。すなわち、Ｚが、（−πN/Ω０）＜Ｚ＜（πN/
Ω０）に対してｆ（Ｚ）＝AcosΩ0Z、Ｚがそれ以外の時
にはｆ（Ｚ）＝０の関数として表わされる。座標の原点
は、グレーティングがその原点に対して、対照となるよ
う選ばれている。このことは、便宜上の都合のみで、本
質的な意味はない。
る。すなわち、Ｚが、（−πN/Ω０）＜Ｚ＜（πN/
Ω０）に対してｆ（Ｚ）＝AcosΩ0Z、Ｚがそれ以外の時
にはｆ（Ｚ）＝０の関数として表わされる。座標の原点
は、グレーティングがその原点に対して、対照となるよ
う選ばれている。このことは、便宜上の都合のみで、本
質的な意味はない。
第２図に、かなり誇張した座標軸でもって、この関数
を描いている。上記の一例では、包絡関数は、Ｚに依存
しない定数（Ａ）である。しかしながら一般に、包絡関
数はＺの関数であり、次に記述されているように、一定
でない包絡線を持ったグレーティングは、本発明による
装置において、有効に利用される。
を描いている。上記の一例では、包絡関数は、Ｚに依存
しない定数（Ａ）である。しかしながら一般に、包絡関
数はＺの関数であり、次に記述されているように、一定
でない包絡線を持ったグレーティングは、本発明による
装置において、有効に利用される。
よく知られているように、回折グレーティング（格
子）から放出される電磁波パターンは、グレーティング
関数のフーリエ変換によって表わされる。同様に、本願
で述べられているようなグレーテイングを有するファイ
バから放出される電磁波のパターンは、包絡関数のフー
リエ変換に比例する。相互性が本発明装置に適用される
ため、包絡関数のフーリエ変換はまた、グレーティング
によってファイバに注入されうる電磁波のパターに対応
するということが直ちに言える。関数ｆ（ｚ）のフーリ
エ変換Ｆ（Ω）は、次のように定義される。
子）から放出される電磁波パターンは、グレーティング
関数のフーリエ変換によって表わされる。同様に、本願
で述べられているようなグレーテイングを有するファイ
バから放出される電磁波のパターンは、包絡関数のフー
リエ変換に比例する。相互性が本発明装置に適用される
ため、包絡関数のフーリエ変換はまた、グレーティング
によってファイバに注入されうる電磁波のパターに対応
するということが直ちに言える。関数ｆ（ｚ）のフーリ
エ変換Ｆ（Ω）は、次のように定義される。
Ｆ（Ω）＝（1/2π）ｆ（ｚ）exp（ｉΩＺ）dZ 解説のため、もしグレーティングが、 ｆ（ｚ）＝AcosΩ0Zただし （−πN/Ω０）＜Ｚ＜（πN/Ω０） と表わされるならば、 となる。
この表現の第１項のグラフは第３図に示されており、
第２項は意味ある効果を生じないため、該グラフは、Ｆ
（Ω）に、密接に対応している。
第２項は意味ある効果を生じないため、該グラフは、Ｆ
（Ω）に、密接に対応している。
グレーディング関数のフーリエ変換は、次の表現を通
して、ファイバのクラディング内の電磁波パターンに関
連している。
して、ファイバのクラディング内の電磁波パターンに関
連している。
θij＝cos-1（λ０βij/2πncl） （１） この時、ゆがんでいないファイバ軸に対して角度θij
をなす方向における相対電磁波振幅がΩ＝β01−βijに
対するフーリエ変換の振幅に比例する。ファイバの外側
の電磁波パターンは、当業者に通じているように、スネ
ルの法則を簡単に適用することによって、クラディング
内のパターンから、導き出せる。ファイバ軸を有する対
称面を持つグレーティングの場合、電磁波パターンは、
同じ対称面について対称となることも理解されることと
思われる。
をなす方向における相対電磁波振幅がΩ＝β01−βijに
対するフーリエ変換の振幅に比例する。ファイバの外側
の電磁波パターンは、当業者に通じているように、スネ
ルの法則を簡単に適用することによって、クラディング
内のパターンから、導き出せる。ファイバ軸を有する対
称面を持つグレーティングの場合、電磁波パターンは、
同じ対称面について対称となることも理解されることと
思われる。
適切な状況の下では、外部電磁波源（例えば、レーザ
光、LED（発光ダイオード、あるいはもう１つの光ファ
イバ）あるいは、電磁波受信器（例えば、光検出ダイオ
ード、もう１つの光ファイバあるいは、平面状光導波管
を含むその他の光導波管）に対するカップリング効率
は、グレーティング形状（例えば振幅ｇ（ｚ）を選ぶこ
とによって増加せしめられる。特にグレーティングを、
グレーティング関数ｆ（ｚ）のフーリエ変換が、外部電
磁波源の電磁波パターンあるいは、受信器の口径関数に
近似するよう形成する方が有用である。このことは第
４、５図に示されており、これらは、それぞれ、一定で
ない（ガラス分布（関数）、すなわちｇ（ｚ）＝exp
（−z2/a2））振幅を持ったグレーティングの一例とグ
レーティング関数のフーリエ変換を概略的に示してい
る。フーリエ変換は第６図に比較されるものであり、第
６図において曲線60は、半導体レーザの輝度分布の一
例、そして曲線61は、単モードファイバの出力パターン
の一例である。フーリエ変換（第５図）のピーク形状と
第６図の曲線の形状がよく似ていることは明白であり、
これらの電磁波源と、ガウス振幅のカップラとの間の密
接に一致する可能があることを示している。
光、LED（発光ダイオード、あるいはもう１つの光ファ
イバ）あるいは、電磁波受信器（例えば、光検出ダイオ
ード、もう１つの光ファイバあるいは、平面状光導波管
を含むその他の光導波管）に対するカップリング効率
は、グレーティング形状（例えば振幅ｇ（ｚ）を選ぶこ
とによって増加せしめられる。特にグレーティングを、
グレーティング関数ｆ（ｚ）のフーリエ変換が、外部電
磁波源の電磁波パターンあるいは、受信器の口径関数に
近似するよう形成する方が有用である。このことは第
４、５図に示されており、これらは、それぞれ、一定で
ない（ガラス分布（関数）、すなわちｇ（ｚ）＝exp
（−z2/a2））振幅を持ったグレーティングの一例とグ
レーティング関数のフーリエ変換を概略的に示してい
る。フーリエ変換は第６図に比較されるものであり、第
６図において曲線60は、半導体レーザの輝度分布の一
例、そして曲線61は、単モードファイバの出力パターン
の一例である。フーリエ変換（第５図）のピーク形状と
第６図の曲線の形状がよく似ていることは明白であり、
これらの電磁波源と、ガウス振幅のカップラとの間の密
接に一致する可能があることを示している。
擬似周期グレーティング関数 ｆ（ｚ）＝［J1（ΩBZ）/Z］cos（ΩMZ） は、フーリエ変換 Ｆ（Ω）＝［１−（Ω−ΩＭ）2/ΩB 2］1/2 ただし、−ΩＢ＜（Ω−ΩＭ）＜ΩＢ および Ｆ（Ω）＝０ ただしΩ−ΩＭ＞ΩＢ を持つ。これらの表現において、J1（ΩBZ）は、よく知
られているベッセル関数の第１次項であり、 ΩＭ＝２π/AM ここでAMは中心グレーティング間隔で
あり、そしてΩＢはフーリエ変換の幅を決める定数であ
る。上記のグレーティング関数によって記述されている
グレーティングは、特にノッチフィルタとして有用であ
る。というのは、狭いスペクトル範囲にある以外のすべ
ての減衰されていない電磁波長を通すからである。
られているベッセル関数の第１次項であり、 ΩＭ＝２π/AM ここでAMは中心グレーティング間隔で
あり、そしてΩＢはフーリエ変換の幅を決める定数であ
る。上記のグレーティング関数によって記述されている
グレーティングは、特にノッチフィルタとして有用であ
る。というのは、狭いスペクトル範囲にある以外のすべ
ての減衰されていない電磁波長を通すからである。
相互作用の原理に表現されるように、本発明よるカッ
プラーは、同一の電磁波パターンと、口径関数を持つ。
それゆえ第５図の曲線はまた、タップとして使用される
カップラーの電磁波パターンを表している。同様に、第
６図の曲線61は、また、単モードファイバの口径関数に
対応する。そのため、本発明のカップラを単モード受信
ファイバに密接に調和させることは可能である。しばし
ば、単モード光ファイバの一端へあるいは一端からカッ
プリングする際に、１つあるいは複数のレンズによって
ビーム幅を変える方が有効である。
プラーは、同一の電磁波パターンと、口径関数を持つ。
それゆえ第５図の曲線はまた、タップとして使用される
カップラーの電磁波パターンを表している。同様に、第
６図の曲線61は、また、単モードファイバの口径関数に
対応する。そのため、本発明のカップラを単モード受信
ファイバに密接に調和させることは可能である。しばし
ば、単モード光ファイバの一端へあるいは一端からカッ
プリングする際に、１つあるいは複数のレンズによって
ビーム幅を変える方が有効である。
上述に述べたように、ファイバ内にグレーティングを
形成するための方法は、ファイバ幅が適当な形状、すな
わちグレーティング関数によって表されるような形状を
とるように、ファイバを機械的にゆがませる方法であ
る。このことを実現する手段は知られている。例えば米
国特許第3,931,518号、第4,135,780号および第4,253,72
7号を見るとよい。例えば、周期的ファイバ軸ひずみを
成しえるように整列された波形を伴った２つの波形をし
た金属、ガラス、セラミックあるいはプラスチック板を
ファイバに対して押し付ければよい。
形成するための方法は、ファイバ幅が適当な形状、すな
わちグレーティング関数によって表されるような形状を
とるように、ファイバを機械的にゆがませる方法であ
る。このことを実現する手段は知られている。例えば米
国特許第3,931,518号、第4,135,780号および第4,253,72
7号を見るとよい。例えば、周期的ファイバ軸ひずみを
成しえるように整列された波形を伴った２つの波形をし
た金属、ガラス、セラミックあるいはプラスチック板を
ファイバに対して押し付ければよい。
ファイバ内にグレーティングを生成するもう１つの可
能性のある方法は、ファイバに空間周期的応力を与え
て、光弾性効果により屈折率に周期的変化を誘導する方
法である。そのような応力は、軸方向ひずみを生成する
のに使われる手段に似た手段によって生成しうる。少な
くともシリカ主成分のファイバ、を使った光弾性（効
果）の場合、必要な応力を加えるには、ファイバコーテ
ィングを取り除いた方が好ましいと今のところ考えては
いるが、軸方向ひずみによってグレーティングを形成す
る場合、一般にファイバのコーティングを取り除く必要
はない。しかしながら本発明は、シリカ主成分ファイバ
以外のものや、他の材料、例えばプラスチックのよう
な、SiO2（シリカ）より実質上大きな光弾性係数を持つ
ものに実行できるゆえ、比較的小さなストレスを必要と
するだけである。
能性のある方法は、ファイバに空間周期的応力を与え
て、光弾性効果により屈折率に周期的変化を誘導する方
法である。そのような応力は、軸方向ひずみを生成する
のに使われる手段に似た手段によって生成しうる。少な
くともシリカ主成分のファイバ、を使った光弾性（効
果）の場合、必要な応力を加えるには、ファイバコーテ
ィングを取り除いた方が好ましいと今のところ考えては
いるが、軸方向ひずみによってグレーティングを形成す
る場合、一般にファイバのコーティングを取り除く必要
はない。しかしながら本発明は、シリカ主成分ファイバ
以外のものや、他の材料、例えばプラスチックのよう
な、SiO2（シリカ）より実質上大きな光弾性係数を持つ
ものに実行できるゆえ、比較的小さなストレスを必要と
するだけである。
グレーティングを形成するもう１つの方法は、光屈折
効果を利用することである。適切なドーパント（dopan
t）（例えばFe（鉄）やbi（ビスマス）がファイバコア
に存在することにより、適当な波長の光でファイバを露
光して、屈折率を変化を生じせしめる。例えば、Bi（ビ
スマス）ドープのシリカを約568nmの波長の電磁波に露
光することによって、露光した領域の屈折率の変化が生
じることが、期待される。
効果を利用することである。適切なドーパント（dopan
t）（例えばFe（鉄）やbi（ビスマス）がファイバコア
に存在することにより、適当な波長の光でファイバを露
光して、屈折率を変化を生じせしめる。例えば、Bi（ビ
スマス）ドープのシリカを約568nmの波長の電磁波に露
光することによって、露光した領域の屈折率の変化が生
じることが、期待される。
光屈折方法は、ファイバが機械的損傷を受ける可能性
を回避し、時間依存生パラメータを伴うグレーティング
を形成する潜在性を提供する。そのようなグレーティン
グは、ファイバから電磁波を時間依存的に除去すること
により、ファイバ内に導かれる電磁波の振幅を変調する
ことができる。そのような装置は例えば、顧客の建物内
に使用して、安価なCW（連続波）光源を変調する経済的
な手段を提供する。そのような装置を取り入れている通
信装置の一例を第７図に概略的に示してある。ここで、
符号70は、中央電話局あるいは他の重要な切換センター
に対応し、それは、幹線71によって、他の同様のセンタ
ーへ接続されている。多重交換光パルス（マルチプレク
サ光パルス）は、地域分配岐点73からおよび該岐点へ、
光ファイバライン72を通って伝送される。なお、ここで
は、分配岐点のうち１つだけ示してある。ライン72から
岐点73へ到達した信号は、１つ１つ分離され、加入者線
74に分配され、電話加入者局75（ここではそのうちの１
局だけ示してある）に伝送される。電話加入者用装置
は、ライン74が２方向性伝送経路として使われる場合は
一般に、指向性カップラ76を有する。しかしながら、ラ
イン74が二重（duplex）ラインならばそのようなカップ
ラは必要ない。いずれの場合でも、加入者局75に到達す
る信号は検出器77によって検出され、その出力78は既知
の方法によって処理可能となる。該局装置はまたCW（連
続波）光源81（例えば、LED（発光ダイオード）や、適
切な狭帯手段、例えばフィルタを備えた白熱源のような
広帯（光波）源）を有し、光源81の出力は、光屈折変調
器80を有するファイバにカップリングされている。該変
調器は、入力信号79に応答する。すなわち変調器80を通
って伝送され、そこから、加入者線74にカップリングさ
れる電磁波の量は、入力信号79に応答して変化する。加
入者線局75から、分配岐点73に到達する変調されたCW
（連続波）信号は一般に、標準的なパルス信号に変換さ
れ、その後ライン72あるいはもう１つのライン76上に切
り換えられる。図示の通信網は例示のためのものであ
り、上述されているような電話加入者局は、あらゆるフ
ァイバ通信網幾何学的構造又は形状とも使用されるとい
うことは理解されよう。
を回避し、時間依存生パラメータを伴うグレーティング
を形成する潜在性を提供する。そのようなグレーティン
グは、ファイバから電磁波を時間依存的に除去すること
により、ファイバ内に導かれる電磁波の振幅を変調する
ことができる。そのような装置は例えば、顧客の建物内
に使用して、安価なCW（連続波）光源を変調する経済的
な手段を提供する。そのような装置を取り入れている通
信装置の一例を第７図に概略的に示してある。ここで、
符号70は、中央電話局あるいは他の重要な切換センター
に対応し、それは、幹線71によって、他の同様のセンタ
ーへ接続されている。多重交換光パルス（マルチプレク
サ光パルス）は、地域分配岐点73からおよび該岐点へ、
光ファイバライン72を通って伝送される。なお、ここで
は、分配岐点のうち１つだけ示してある。ライン72から
岐点73へ到達した信号は、１つ１つ分離され、加入者線
74に分配され、電話加入者局75（ここではそのうちの１
局だけ示してある）に伝送される。電話加入者用装置
は、ライン74が２方向性伝送経路として使われる場合は
一般に、指向性カップラ76を有する。しかしながら、ラ
イン74が二重（duplex）ラインならばそのようなカップ
ラは必要ない。いずれの場合でも、加入者局75に到達す
る信号は検出器77によって検出され、その出力78は既知
の方法によって処理可能となる。該局装置はまたCW（連
続波）光源81（例えば、LED（発光ダイオード）や、適
切な狭帯手段、例えばフィルタを備えた白熱源のような
広帯（光波）源）を有し、光源81の出力は、光屈折変調
器80を有するファイバにカップリングされている。該変
調器は、入力信号79に応答する。すなわち変調器80を通
って伝送され、そこから、加入者線74にカップリングさ
れる電磁波の量は、入力信号79に応答して変化する。加
入者線局75から、分配岐点73に到達する変調されたCW
（連続波）信号は一般に、標準的なパルス信号に変換さ
れ、その後ライン72あるいはもう１つのライン76上に切
り換えられる。図示の通信網は例示のためのものであ
り、上述されているような電話加入者局は、あらゆるフ
ァイバ通信網幾何学的構造又は形状とも使用されるとい
うことは理解されよう。
第８図は、光屈折変調器の一例80を概略的に示すもの
である。該変調器は、ファイバ87の一領域を、空間的・
時間的に変化する電磁波へ露光する手段を有する。該手
段は、出力強度が信号79に応答する電磁波源82と電磁波
源82の出力83を、Ｎ個の極大値851、852、・・・・85N
を持った空間的に変化する電磁波に変換するための手段
84（例えば、回折グレーティングすなわち回折格子）を
有する。ファイバ87のコアは適切なドーパト（例えばBi
（ビスマス）を含み、電磁波83は、ファイバコアの屈折
率の変化を生じさせる、遷移をドーパントに受けさせる
波長を持つものが選択される。変換された状態は、変調
帯幅が1MHzのオーダーになるような、比較的短い寿命を
有利に持つ。ファイバ87はコネクタ86によって通常の光
ファイバ（多モードあるいは単モード）10および10′に
カップリングされ、CW（連続波）電磁波は符号10′に導
入される。もし電磁波83が一時的に変調されているなら
ば、ファイバ87内に一時的に変化するグレーティングが
形成されファイバ87から時間的変化を起こす量の電磁波
88のカップリングを起こし、したがってファイバ内に電
磁波の振幅変調を生ずる。光屈折効果の知識としては、
例えば、エー．エム．グラス（A.M.Glass）著オプティ
カル エンジニアリング（optical engineering）
（（光工学）第17（５）巻470から479頁（1978年）を見
るとよい。
である。該変調器は、ファイバ87の一領域を、空間的・
時間的に変化する電磁波へ露光する手段を有する。該手
段は、出力強度が信号79に応答する電磁波源82と電磁波
源82の出力83を、Ｎ個の極大値851、852、・・・・85N
を持った空間的に変化する電磁波に変換するための手段
84（例えば、回折グレーティングすなわち回折格子）を
有する。ファイバ87のコアは適切なドーパト（例えばBi
（ビスマス）を含み、電磁波83は、ファイバコアの屈折
率の変化を生じさせる、遷移をドーパントに受けさせる
波長を持つものが選択される。変換された状態は、変調
帯幅が1MHzのオーダーになるような、比較的短い寿命を
有利に持つ。ファイバ87はコネクタ86によって通常の光
ファイバ（多モードあるいは単モード）10および10′に
カップリングされ、CW（連続波）電磁波は符号10′に導
入される。もし電磁波83が一時的に変調されているなら
ば、ファイバ87内に一時的に変化するグレーティングが
形成されファイバ87から時間的変化を起こす量の電磁波
88のカップリングを起こし、したがってファイバ内に電
磁波の振幅変調を生ずる。光屈折効果の知識としては、
例えば、エー．エム．グラス（A.M.Glass）著オプティ
カル エンジニアリング（optical engineering）
（（光工学）第17（５）巻470から479頁（1978年）を見
るとよい。
本発明の利点の１つは、軸方向ひずみによるグレーテ
ィングの創成がファイバ損傷（コーティングの損傷も含
む）が実質上存在しないような小さな変形（一般には、
0.5μｍより小）しか必要としないことである。したが
って、そのようなカップラを無期限すなわち永久的に、
ファイバに結合させることが可能である。
ィングの創成がファイバ損傷（コーティングの損傷も含
む）が実質上存在しないような小さな変形（一般には、
0.5μｍより小）しか必要としないことである。したが
って、そのようなカップラを無期限すなわち永久的に、
ファイバに結合させることが可能である。
擬似周期的な本発明のカップラは、特にフィルタへの
応用に有用である。というのは、そのようなグレーティ
ングは、所定波長の範囲外の電磁波に対しては、実質上
減衰のないよう境界を明瞭に設計されうるからである。
しかしながら、周期的な、あるいは一定振幅のグレーテ
ィングを効率よくフィルタリングすることは可能であ
る。例えば、我々は、一定振幅（Ｎ＝60、Λ＝560μ
ｍ）の軸方向ひずみグレーティングで、15dB（デシベ
ル）の過度減衰を1.5μｍにおいて、0.02dBの過度減衰
を1.3μｍにおいて成し得た。
応用に有用である。というのは、そのようなグレーティ
ングは、所定波長の範囲外の電磁波に対しては、実質上
減衰のないよう境界を明瞭に設計されうるからである。
しかしながら、周期的な、あるいは一定振幅のグレーテ
ィングを効率よくフィルタリングすることは可能であ
る。例えば、我々は、一定振幅（Ｎ＝60、Λ＝560μ
ｍ）の軸方向ひずみグレーティングで、15dB（デシベ
ル）の過度減衰を1.5μｍにおいて、0.02dBの過度減衰
を1.3μｍにおいて成し得た。
ある状況においては、単モードファイバのクラディン
グから放出されるTLモードの電磁波を強める手段を提供
することが望ましい。このことは、例えば、ファイバを
下流位置で適切な誘導体に接触させたり、グレーティン
グより下流のファイバ内に大きな曲げを生成することに
よって、実現できる。そのような方法は当業界で知られ
ている。例えば、米国特許第3,931,518号および第4,13
5,780号を見るとよい。さらに、波状物体を、グレーテ
ィング生成のみならず、光学的機能、例えば放出電磁波
パターンの形状を変化させることのような機能を行わせ
るのに利用すると有利であろう。そのような波状透過性
誘電体は知られている。（米国特許第4,253,727号参
照） 実施例1:商業的に手にはいる単モード光ファイバ（8.
5μｍのコア半径、125μｍのファイバ半径、二重ポリマ
ーコーティング、245μｍのコーティングされたファイ
バ半径、1.27μｍのLP11のカットオフ波長）において、
１つのグレーティングが２つの波状PMMA部材の間のコー
ティングされたファイバの中間部分を圧搾することによ
って形成された。それらの部材は、１つの部材の谷が他
の部材の頂点となるように配置されてある。各波形は約
559μｍの間で10個の周期をもつ。従って、平均反復距
離（間隔）は559μｍであり、明細書第23頁に記載の
式Ω０＝（２π／）から、Ω０＝２π/559μｍとな
る。約15N（ニュートン）の通常の力が部材にかけら
れ、約0.2μｍの振幅の変形が生じた。商業的に手には
いる1.3μｍのレーザ源が該光ファイバ（第１ファイバ
と呼ぶ）の一端に突き合わせカップリングされ、レーザ
源とグレーティングとの間の伝送経路は約1kmであっ
た。商業的に手にはいる電磁波検出器が、上述のタイプ
の単モード光ファイバの短い長さ部分（第２ファイバと
呼ぶ）に突き合わせカップリングされ、第２ファイバの
他端は、規格化された屈折率差が約0.04である、半径2m
mの屈折率を段階的に変えたグレーテッドインデックス
円筒型レンズの焦点に置かれた。第１ファイバは、円形
測定軌道の中心にグレーティング領域の中心が置かれる
よう、測角器の台に載せられた。なお、載せ台は、前記
軌道に沿って動かせる。レンズを突けた第２光ファイバ
は、前記台に取り付けられ、第１ファイバから放出され
第２ファイバへカップリングされたレーザ光のパワー
は、第１ファイバ軸と、レンズを付けた第２ファイバの
光軸との間の角θ（シータ）の関数として測定された。
検出パワーの最大値は、第１ファイバにカップリングさ
れたパワーより約18.5db低く、θ＝20℃で起こった。
グから放出されるTLモードの電磁波を強める手段を提供
することが望ましい。このことは、例えば、ファイバを
下流位置で適切な誘導体に接触させたり、グレーティン
グより下流のファイバ内に大きな曲げを生成することに
よって、実現できる。そのような方法は当業界で知られ
ている。例えば、米国特許第3,931,518号および第4,13
5,780号を見るとよい。さらに、波状物体を、グレーテ
ィング生成のみならず、光学的機能、例えば放出電磁波
パターンの形状を変化させることのような機能を行わせ
るのに利用すると有利であろう。そのような波状透過性
誘電体は知られている。（米国特許第4,253,727号参
照） 実施例1:商業的に手にはいる単モード光ファイバ（8.
5μｍのコア半径、125μｍのファイバ半径、二重ポリマ
ーコーティング、245μｍのコーティングされたファイ
バ半径、1.27μｍのLP11のカットオフ波長）において、
１つのグレーティングが２つの波状PMMA部材の間のコー
ティングされたファイバの中間部分を圧搾することによ
って形成された。それらの部材は、１つの部材の谷が他
の部材の頂点となるように配置されてある。各波形は約
559μｍの間で10個の周期をもつ。従って、平均反復距
離（間隔）は559μｍであり、明細書第23頁に記載の
式Ω０＝（２π／）から、Ω０＝２π/559μｍとな
る。約15N（ニュートン）の通常の力が部材にかけら
れ、約0.2μｍの振幅の変形が生じた。商業的に手には
いる1.3μｍのレーザ源が該光ファイバ（第１ファイバ
と呼ぶ）の一端に突き合わせカップリングされ、レーザ
源とグレーティングとの間の伝送経路は約1kmであっ
た。商業的に手にはいる電磁波検出器が、上述のタイプ
の単モード光ファイバの短い長さ部分（第２ファイバと
呼ぶ）に突き合わせカップリングされ、第２ファイバの
他端は、規格化された屈折率差が約0.04である、半径2m
mの屈折率を段階的に変えたグレーテッドインデックス
円筒型レンズの焦点に置かれた。第１ファイバは、円形
測定軌道の中心にグレーティング領域の中心が置かれる
よう、測角器の台に載せられた。なお、載せ台は、前記
軌道に沿って動かせる。レンズを突けた第２光ファイバ
は、前記台に取り付けられ、第１ファイバから放出され
第２ファイバへカップリングされたレーザ光のパワー
は、第１ファイバ軸と、レンズを付けた第２ファイバの
光軸との間の角θ（シータ）の関数として測定された。
検出パワーの最大値は、第１ファイバにカップリングさ
れたパワーより約18.5db低く、θ＝20℃で起こった。
実施例2:準備は実質上、上手津の通り（ただし検出器
とレーザ源の位置を取り換えた）で、レンズ付第２ファ
イバから放出され、グレーティングにより第１ファイバ
にカップリングされたパワーが測定された。最大検出パ
ワーは、第２ファイバにカップリングされたパワーより
も約18dB低く、θ＝20゜で起こった。実施例１と実施例
２において観測されたパワー間の少差はレーザー源と検
出器にそれぞれ取り付けられたコネクタの効率のばらつ
きによるものである。
とレーザ源の位置を取り換えた）で、レンズ付第２ファ
イバから放出され、グレーティングにより第１ファイバ
にカップリングされたパワーが測定された。最大検出パ
ワーは、第２ファイバにカップリングされたパワーより
も約18dB低く、θ＝20゜で起こった。実施例１と実施例
２において観測されたパワー間の少差はレーザー源と検
出器にそれぞれ取り付けられたコネクタの効率のばらつ
きによるものである。
当業者にはすぐ認識されるように、グレーティングに
関連した反復距離Λ（ｚ）および、振幅関数ｇ（ｚ）
は、公称の数学的表現によって表わされ、ファイバ内の
グレーティングの実際の反復距離および振幅は、製造上
の避けられない不完全さのため、公称値からはずれてし
まう。しかしながら、一般に実際の反復距離および振幅
は公称値の±10％以内、好適には±５％以内とできる可
能性がある。
関連した反復距離Λ（ｚ）および、振幅関数ｇ（ｚ）
は、公称の数学的表現によって表わされ、ファイバ内の
グレーティングの実際の反復距離および振幅は、製造上
の避けられない不完全さのため、公称値からはずれてし
まう。しかしながら、一般に実際の反復距離および振幅
は公称値の±10％以内、好適には±５％以内とできる可
能性がある。
グレーティングの要素数Ｎは原則的には１より大きい
いかなる整数であってもよく一般にはＮは、少なくとも
５、しばしば10あるいはそれ以上である。
いかなる整数であってもよく一般にはＮは、少なくとも
５、しばしば10あるいはそれ以上である。
第１図は、ファイバ中間領域で光パワーを注入あるいは
引き出す手段を有するファイバガイド通信装置を模式的
に示す図、 第２図は、一定振幅のグレーティングを形成する周期的
ひずみを備えた光ファイバの軸を模式的に示す図、 第３図は、グレーティング関数ｆ（ｚ）＝AcosΩ0ZのＺ
の範囲（−πN/Ω０）＜Ｚ＜（πN/Ω０）でのフーリエ
変換曲線を示す図、 第４図は、ｇ（ｚ）＝exp（−Z2/a2）とした時のグレー
ティング関数、ｆ（ｚ）＝ｇ（ｚ）cosΩ0Zの、第３図
と同じＺの範囲における曲線を示す図、 第５図は、第４図に示されている関数のフーリエ変換曲
線を示す図、 第６図は、半導体レーザの電磁波パターンおよび、単モ
ードファイバの一例の受容関数曲線を示す図、 第７図は、光屈折変調器を有する通信装置一例を示した
概略図、 第８図は、光屈折変調器の概略図である。
引き出す手段を有するファイバガイド通信装置を模式的
に示す図、 第２図は、一定振幅のグレーティングを形成する周期的
ひずみを備えた光ファイバの軸を模式的に示す図、 第３図は、グレーティング関数ｆ（ｚ）＝AcosΩ0ZのＺ
の範囲（−πN/Ω０）＜Ｚ＜（πN/Ω０）でのフーリエ
変換曲線を示す図、 第４図は、ｇ（ｚ）＝exp（−Z2/a2）とした時のグレー
ティング関数、ｆ（ｚ）＝ｇ（ｚ）cosΩ0Zの、第３図
と同じＺの範囲における曲線を示す図、 第５図は、第４図に示されている関数のフーリエ変換曲
線を示す図、 第６図は、半導体レーザの電磁波パターンおよび、単モ
ードファイバの一例の受容関数曲線を示す図、 第７図は、光屈折変調器を有する通信装置一例を示した
概略図、 第８図は、光屈折変調器の概略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/13 10/135 10/14
Claims (17)
- 【請求項１】コアとコアを取り囲むクラディングを有す
る光ファイバでかつ、ｉを負でない整数、ｊを正の整数
とした時に、そのファイバ内に存在しうる電磁波の各モ
ードLPijに対する、減衰定数αijおよび伝搬定数βijを
含んだ光特性をもつファイバの、中間部分へ、あるいは
該中間部分から波長λ０の電磁波をカップリングする装
置において、 ａ） 前記ファイバは波長λ０における、単モード光フ
ァイバであり、 ｂ） 前記装置はＮ個の要素から成るグレーティングを
該ファイバの中間部分に形成する手段を含み、上記グレ
ーティングは、ファイバの一部であり、そこにおいて一
種あるいは一種以上のファイバパラメータが、ファイバ
の軸方向座標ｚの関数として変化させられ、上記ファイ
バパラメータは、コア屈折率およびファイバ軸の幾何学
的形状を含み、上記グレーティングの特性の一つは公称
反復距離Λ（ｚ）と、他の一つは公称振幅関数ｇ（ｚ）
とで示され、 ｃ） を平均反復距離、β01をL01モードの電磁波の
伝搬定数、nclをファイバのクラディングの屈折率とし
た時に、Λ（ｚ）が、 Ω０＝（２π／）＞β01−２πncl/λ０ となるよう選ばれており、 ｄ） LPrsをファイバ内の波長λ０を持つ電磁波のトン
ネル漏洩（TL）モードとした時、Brsが、Prsモードの電
磁波の伝搬定数であるとして、Λ（ｚ）がさらに Ω０＝β01−βrs となるように選ばれており、そして ｅ） LPrsモードの減衰定数αrsが約1dB/cmより小さい
こと、 を特徴とするカップリング装置。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載のカップリン
グ装置において、グレーティングを形成する手段が、フ
ァイバ軸に波形状を与える方法あるいは、局部的にコア
屈折率を変える手段を有する装置。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項に記載のカップリン
グ装置において、LPrsモードは、LP11モードである装
置。 - 【請求項４】特許請求の範囲第１項に記載のカップリン
グ装置において、公称振幅関数ｇ（ｚ）は定数である装
置。 - 【請求項５】特許請求の範囲第１項に記載のカップリン
グ装置において、公称振幅関数ｇ（ｚ）はＺを変数とす
るガウス関数に比例する装置。 - 【請求項６】特許請求の範囲第１項に記載のカップリン
グ装置において、公称反復距離Λ（ｚ）は定数である装
置。 - 【請求項７】特許請求の範囲第２項に記載のカップリン
グ装置において、ファイバ軸上に波形状を与える手段
は、少なくとも１個の波状物体をもって、該波状物体を
ファイバに対して押し付ける手段を有する装置。 - 【請求項８】特許請求の範囲第２項に記載のカップリン
グ装置において、局部的にコアの屈折率を変える手段
は、コア内に存在する光屈折活性化化学要素でもって、
ファイバコアを化学線に露光することによって、ファイ
バコアの屈折率を光屈折効果によって変化させうる手段
を有する装置。 - 【請求項９】特許請求の範囲第２項に記載のカップリン
グ装置において、局部的にコアの屈折率を変える手段
は、少なくとも１個の液状物体と、該波状物体をファイ
バに対して押し付けるための手段を含み、ファイバコア
の屈折率を光弾性効果によって変化させうる装置。 - 【請求項１０】特許請求の範囲第１項に記載のカップリ
ング装置において、少なくともファイバの中間部分は、
波長λ０の電磁波に対して実質上透過性のある材料でコ
ーティングされている装置。 - 【請求項１１】特許請求の範囲第２項に記載のカップリ
ング装置において、ファイバのクラディングから電磁波
の放出を高める手段を有する装置。 - 【請求項１２】特許請求の範囲第11項に記載のカップリ
ング装置において、クラディングから電磁波の放出を強
める手段は、グレーティングから下流側のファイバに接
触する、波長λ０に対して実質上透過性のある誘電体を
有する装置。 - 【請求項１３】特許請求の範囲第11項に記載のカップリ
ング装置において、クラディングからの電磁波の放出を
強める手段はグレーティングから下流側のファイバに大
きな曲げを導入する手段を有する装置。 - 【請求項１４】波長λ０の第１電磁波源と、第１電磁波
を導くようにされた光ファイバと、第１電磁波を第１フ
ァイバ位置において該光ファイバとカップリングする第
１の手段と、第１ファイバ位置から離間して配置され
た、第２ファイバ位置において、光ファイバを通って第
１ファイバ位置から第２ファイバ位置へ伝送される第１
電磁波を検出する手段とを有し、上記光ファイバは、コ
アとコアを取り囲むクラディングを有し、かつ、ｉを負
でない整数、ｊを正の整数とした時に、該光ファイバ内
に存在しうる第１電磁波の各モードLPijに対する減衰定
数αijおよび伝搬定数βijを含む光特性を持つものであ
り、さらに、光ファイバを破壊あるいは終端することな
しに、第１ファイバ位置と第２ファイバ位置の中間部に
位置する第３ファイバ位置で、該光ファイバへあるいは
該光ファイバから第１電磁波をカップリングする第２の
手段と、を有する光通信装置において、 ａ） 上記ファイバは波長λ０における単モード光ファ
イバであり、 ｂ） 上記第１の手段はＮ個の要素から成るグレーティ
ングを、該ファイバの中間部分に形成するための手段か
ら成り、グレーティングは光ファイバの一部であて、そ
こでは屈折率とファイバ軸配置を含む１つもしくはそれ
以上のファイバパラメータが、該光ファイバの軸方向座
標ｚの関数として規則的に変化し、該グレーティングの
特性は公称反復距離Λ（ｚ）と公称振幅関数ｇ（ｚ）と
で示され、 ｃ） を平均反復距離β01をL01モードの電磁波の伝
搬定数、nclをファイバのクラディングの屈折率とした
時に、Λ（ｚ）が、 Ω０＝（２π／）＞β01−２πncl/λ０ となるよう選ばれており、 ｄ） LPrsをファイバ内の波長λ０を持つ電磁波のトン
ネル漏洩（TL）モードとした時、Brsが、LPrsモードの
電磁波の伝搬定数であるとして、Λ（ｚ）がさらに Ω０＝β01−βrs となるように選ばれており、そして ｅ） LPrsモードの減衰定数αrsが約1dB/cmより小さい
こと を特徴とする光通信装置。 - 【請求項１５】特許請求の範囲第14項に記載の光通信装
置において、第２の手段は、可変減衰器を形成する装
置。 - 【請求項１６】特許請求の範囲第14項に記載の光通信装
置において、第２の手段は、ファイバ内にグレーティン
グを形成する波状化手段を含んだクランプ−オン手段、
光ファイバに対し、波状化手段を押しつける手段、およ
び、第３ファイバ位置において、ファイバから放出され
る第１電磁波を検出する手段を有する装置。 - 【請求項１７】特許請求の範囲第14項に記載の光通信装
置において、電磁波源は、またλ０以外の波長の電磁波
を放出し、第１の手段は少なくともいくつかのλ０以外
の波長の電磁波が、第１ファイバ位置において、ファイ
バ中へカップリングされるようにされており、第２の手
段は、少なくともいくつかの第１電磁波が、ファイバか
ら選択的にカップリングされるようにされたフィルタを
形成する装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/795,482 US4749248A (en) | 1985-11-06 | 1985-11-06 | Device for tapping radiation from, or injecting radiation into, single made optical fiber, and communication system comprising same |
| US795482 | 1985-11-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62109011A JPS62109011A (ja) | 1987-05-20 |
| JPH083567B2 true JPH083567B2 (ja) | 1996-01-17 |
Family
ID=25165630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61262864A Expired - Lifetime JPH083567B2 (ja) | 1985-11-06 | 1986-11-06 | 単モ−ド光フアイバ用カツプリング装置および同装置を有する通信装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4749248A (ja) |
| EP (1) | EP0221560B1 (ja) |
| JP (1) | JPH083567B2 (ja) |
| KR (1) | KR950009564B1 (ja) |
| CN (1) | CN86107169A (ja) |
| CA (1) | CA1243078A (ja) |
| DE (1) | DE3687944T2 (ja) |
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