JPS5938562B2 - 光フアイバ - Google Patents
光フアイバInfo
- Publication number
- JPS5938562B2 JPS5938562B2 JP56055044A JP5504481A JPS5938562B2 JP S5938562 B2 JPS5938562 B2 JP S5938562B2 JP 56055044 A JP56055044 A JP 56055044A JP 5504481 A JP5504481 A JP 5504481A JP S5938562 B2 JPS5938562 B2 JP S5938562B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mode
- waveguide
- optical fiber
- sub
- modes
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/44—Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
- G02B6/4401—Optical cables
- G02B6/441—Optical cables built up from sub-bundles
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
- Waveguides (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光通信の分野において、主に位相情報伝達用の
光ファイバ伝送路に関するものである。
光ファイバ伝送路に関するものである。
光ファイバを用いて位相情報を伝達するためには、Ｚを
ファイバの軸方向の座標とし、位相変化量Φ７）をファ
イバ長Ｌに対して一定にする必要があり、従つてある一
つの導波モードのみに情報を担わせることが望ましい。
そのためには使用する光ファイバは単一モードファイバ
であることが必要とされるが、通常の円形コアをもつ、
いわゆる単一モードファイバにおいても、実際には互い
に直交する偏波面をもつ二つの導波モード、ＨＥＸＩＩ
、ＨＥｙ１１モードが存在する。一般にこれら二つの導
波モードの伝搬定数は等しくなく、これらのモード間に
は光ファイバパラメータの長手方向のランダムなゆらぎ
によつて、モード結合が生ずるので、Ｚ＝Ｌ伝搬後の位
相変化量は必ずしも一定にならない。従来、このモード
結合の強度がゆらぎのパワースペクトラムＣ閲に比例し
、Ｃ圓が第１図に示すようなＬｏｗ−Ｐａｓｓ特性に近
い性質をもつていることに着目して、前記二つの導波モ
ードの伝搬定数βＸ、βｙの差δβを、δβ＞Ｋｃ（Ｋ
ｃ：Ｃ（代）の遮断空間周波数） ・・・（１）とする
ために複屈折を生ぜしめ、δβを大きくする元ファイバ
が提案されている。
ファイバの軸方向の座標とし、位相変化量Φ７）をファ
イバ長Ｌに対して一定にする必要があり、従つてある一
つの導波モードのみに情報を担わせることが望ましい。
そのためには使用する光ファイバは単一モードファイバ
であることが必要とされるが、通常の円形コアをもつ、
いわゆる単一モードファイバにおいても、実際には互い
に直交する偏波面をもつ二つの導波モード、ＨＥＸＩＩ
、ＨＥｙ１１モードが存在する。一般にこれら二つの導
波モードの伝搬定数は等しくなく、これらのモード間に
は光ファイバパラメータの長手方向のランダムなゆらぎ
によつて、モード結合が生ずるので、Ｚ＝Ｌ伝搬後の位
相変化量は必ずしも一定にならない。従来、このモード
結合の強度がゆらぎのパワースペクトラムＣ閲に比例し
、Ｃ圓が第１図に示すようなＬｏｗ−Ｐａｓｓ特性に近
い性質をもつていることに着目して、前記二つの導波モ
ードの伝搬定数βＸ、βｙの差δβを、δβ＞Ｋｃ（Ｋ
ｃ：Ｃ（代）の遮断空間周波数） ・・・（１）とする
ために複屈折を生ぜしめ、δβを大きくする元ファイバ
が提案されている。
しかしながら、Ｃ圓が第１図に示すように完全なＬｏｗ
−Ｐａｓｓ特性でないこと、またＫｃおよびＣＥが光フ
ァイバの製造条件や使用する温度環境によつて変化する
ことから、δβの比較的大きいいわゆる複屈折ファイバ
においても、前記二つの導波モード間のモード結合を十
分に抑圧することができないのが現状であつた。
−Ｐａｓｓ特性でないこと、またＫｃおよびＣＥが光フ
ァイバの製造条件や使用する温度環境によつて変化する
ことから、δβの比較的大きいいわゆる複屈折ファイバ
においても、前記二つの導波モード間のモード結合を十
分に抑圧することができないのが現状であつた。
本発明はこれらの欠点を解決するため、複屈折ファイバ
において、二つの導波モードＨＥＸ１ｈＨＦｙ１１モー
ドのいずれか一方を減衰させることによつて、一つのモ
ードのみが導波可能な真の単一モードファイバとし、た
とえ前記二つの導波モード間にモード結合がある場合に
も、位相の乱れを除去しようとするものである。
において、二つの導波モードＨＥＸ１ｈＨＦｙ１１モー
ドのいずれか一方を減衰させることによつて、一つのモ
ードのみが導波可能な真の単一モードファイバとし、た
とえ前記二つの導波モード間にモード結合がある場合に
も、位相の乱れを除去しようとするものである。
以下図面により本発明を詳細に説明する。第２図は本発
明の光ファイバの一実施例の断面図であつて、１は主導
波路（コア）、２は損失の大きい副導波路（コア）、３
はクラッドである。
明の光ファイバの一実施例の断面図であつて、１は主導
波路（コア）、２は損失の大きい副導波路（コア）、３
はクラッドである。
主導波路１である複屈折ファイバに隣り合つて、平行し
て副導波路２を設けてある。このとき第３図のβ一ω曲
線（横軸は角周波数ω一旦王λ、ただしｃは真空中の光
速、縦軸は伝Ｃ搬定数β）に示すように、いま主導波路
のＨＥｙｌｌモードが使用光源波長λ一λｏにおいて副
導波路の一つのモード（以下モードＡという）と縮退す
るかまたは伝搬定数差を遮断空間周波数Ｋ。
て副導波路２を設けてある。このとき第３図のβ一ω曲
線（横軸は角周波数ω一旦王λ、ただしｃは真空中の光
速、縦軸は伝Ｃ搬定数β）に示すように、いま主導波路
のＨＥｙｌｌモードが使用光源波長λ一λｏにおいて副
導波路の一つのモード（以下モードＡという）と縮退す
るかまたは伝搬定数差を遮断空間周波数Ｋ。
より十分に小さい状態にし、かつ主導波路の二つのモー
ド間の伝搬定数差δβはＫｃより大とし、さらにＨＥＸ
ｌｌモードは副導波路のいずれのモードとも縮退するこ
とのないように、両導波路のコア径、コアの屈折率を選
定するとする。また副導波路の損失は大きいとし、モー
ドＡの減衰率は主導波路の他の二つのモードに比べて十
分に大きいと仮定する。このときには、前記三つのモー
ド間に、それぞれモード結合があるが、そのうちＨＥｙ
ｌｌモードとモードＡとの結合が強くなり、モード結合
の強さがパワースペクトラムに比例することと、第１図
に示した典型的なパワースペクトラムの関数形を考慮に
入れれば、このモード結合の強さは他の二つの結合に比
べて十分大きい。すなわち一定量のパワーが他のモード
に遷移するに要する距離が極めて短いことを意味してい
る。いま位相情報を担わせたＨＥＸｌｌモードのみを主
導波路に励振したとすると、ＨＥＸｌｌとＨＥｙｌｌモ
ード間の結合はたとえ僅かであつても位相変化量の乱れ
の原因となるが、ＨＥＸｌｌモードからＨＥｙｌｌモー
ドへ遷移したパワーは次の瞬間にはモードＡに移り、モ
ードＡの損失が大きいので、結局、ＨＥｙｌｌモードか
らのパワーの戻りはほとんど零である。
ド間の伝搬定数差δβはＫｃより大とし、さらにＨＥＸ
ｌｌモードは副導波路のいずれのモードとも縮退するこ
とのないように、両導波路のコア径、コアの屈折率を選
定するとする。また副導波路の損失は大きいとし、モー
ドＡの減衰率は主導波路の他の二つのモードに比べて十
分に大きいと仮定する。このときには、前記三つのモー
ド間に、それぞれモード結合があるが、そのうちＨＥｙ
ｌｌモードとモードＡとの結合が強くなり、モード結合
の強さがパワースペクトラムに比例することと、第１図
に示した典型的なパワースペクトラムの関数形を考慮に
入れれば、このモード結合の強さは他の二つの結合に比
べて十分大きい。すなわち一定量のパワーが他のモード
に遷移するに要する距離が極めて短いことを意味してい
る。いま位相情報を担わせたＨＥＸｌｌモードのみを主
導波路に励振したとすると、ＨＥＸｌｌとＨＥｙｌｌモ
ード間の結合はたとえ僅かであつても位相変化量の乱れ
の原因となるが、ＨＥＸｌｌモードからＨＥｙｌｌモー
ドへ遷移したパワーは次の瞬間にはモードＡに移り、モ
ードＡの損失が大きいので、結局、ＨＥｙｌｌモードか
らのパワーの戻りはほとんど零である。
したがつてＨＥＸｌｌモードのＺ−Ｌにおける位相変化
量は常にβＸＬと表わすことができる。なおＨＥＸｌｌ
モードからモードＡへのパワーの遷移は、信号エネルギ
ーの減衰をもたらすのみであり、モードＡからＨＥＸｌ
ｌモードへのパワーの戻りはないので、ＨＥＸｌｌモー
ドの位相変化量の乱れはもたらさない。以上述べた本発
明の効果を数値的に検討してみる。
量は常にβＸＬと表わすことができる。なおＨＥＸｌｌ
モードからモードＡへのパワーの遷移は、信号エネルギ
ーの減衰をもたらすのみであり、モードＡからＨＥＸｌ
ｌモードへのパワーの戻りはないので、ＨＥＸｌｌモー
ドの位相変化量の乱れはもたらさない。以上述べた本発
明の効果を数値的に検討してみる。
第４図はその具体的設計例図である。主導波路である複
屈折フアイバのコアは縦１μｍ、横２μｍ、比屈折率差
Δが０．６％の矩形状のコアフアイバであり、副導波路
はコア半径３．５μｍ、比屈折率差Δが０．２％の円形
コアフアイバとする。なおこの例では、主導波路として
矩形状の導波路を用いたが、該導波路は楕円等、他の形
状であつても差し支えない。光源波長ω（たとえば１μ
ｍ）では、主導波路のＨＥｙｌｌモードと副導波路のＡ
モード（ＨＥｌｌモード）が第３図に示すように縮退し
ており、一方、主導波路のＨＥＸｌｌモードとの伝般定
数差δβは従来、約２×１０−４が代表値となつており
、通常のフアイバでは第１図のパワースペクトラムＣ（
Ｋ）の遮断空間周波数Ｋｃとの関係はδβ〉Ｋｃである
。したがつて第１図よりＨＥＸｌｌモードとＡモードの
結合強度は、縮退モード間の結合強度の約１／１０４で
あり、また位相乱れの原因となる主導波路のＨＥＸｌｌ
、ＨＥｙｌｌモード間の結合もこれと同程度と考えられ
る。モード結合理論（参考文献：ＩＥＥＥ，．ＪＯｕｒ
ｎａｌＯｆＱｕａｎｔｕｍＥｌｅｃｔｒＯｎｉｃｓ，．
ＶＯｌ、ＱＥ−１７、Ｊａｎ．ｌ９８ｌ、Ｐ．ｌ５〜Ｐ
．２２）を用いた数値計算の結果、主導波路に存在する
ＨＥｙ，ｌモードは１０ｍ伝ぱん後には、そのパワーの
９８％が副導波路のＡモードに変換されるが、一方、Ｈ
ＥｙｌｌモードからＨＥＸｌｌモードへのパワーの変換
率は１０ｍ伝ぱん後で、０．０１％と極めて小さい。し
たがつて副導波路に大きい損失（たとえば約１０ｄＢ／
ｍ）をもたせておけば、主導波路に生じたＨＥｙｌｌモ
ードはＨＥＸｌｌモードに影響を及ぼすことなく、副導
波路にそのパワーを移行させ消滅させることができる。
このときもち論ＨＥＸｌｌモードとＡモードとの間に結
合が生じるが、これは単にＨＥＸｌｌモードの損失、す
なわち信号の減衰となるだけであり、またその量も１０
ｍ伝ぱん後で、０．０００４ｄＢと極めて小さい。両導
波路間の間隔は、モード結合を生じるために接近させる
必要はあるが、ＨＥＸｌｌモードの電界分布のコアから
の浸み出し部分が副導波路の損失による減衰を避けるた
め、１〜２μｍ程度とすることが望ましい。なおこの光
フアイバの製造としては、たとえばＭＣＶＤ法において
は出発石英管をドーパント蒸着時に常時回転させて軸対
称の構造を形成させるのではなく、出発石英管を固定し
た状態で一方向にドーパント入りガラスを堆積させた後
、石英管を一定角度回転させて同様に堆積させて、非軸
対称母材を形成していくという、新しい技術を適用する
ことができる。また両導波路を別個に作製し、プリフオ
ーム段階で合成して、一つの光フアイバ母材とする方法
も考えられ、いずれにしても現用光フアイバ作製技術が
適用可能である。以上説明したように、本発明の光フア
イバを用いればＨＥＸｌｌまたはＨＥｙｌｌのいずれか
一方を伝搬する真の単一モード導波路が得られるので、
ある距離伝ぱんした後の位相変化量は、常に一定に保た
れるから、位相情報を利用する周波数変調方式を用いた
光通信分野の光伝送路とじζ有効である。
屈折フアイバのコアは縦１μｍ、横２μｍ、比屈折率差
Δが０．６％の矩形状のコアフアイバであり、副導波路
はコア半径３．５μｍ、比屈折率差Δが０．２％の円形
コアフアイバとする。なおこの例では、主導波路として
矩形状の導波路を用いたが、該導波路は楕円等、他の形
状であつても差し支えない。光源波長ω（たとえば１μ
ｍ）では、主導波路のＨＥｙｌｌモードと副導波路のＡ
モード（ＨＥｌｌモード）が第３図に示すように縮退し
ており、一方、主導波路のＨＥＸｌｌモードとの伝般定
数差δβは従来、約２×１０−４が代表値となつており
、通常のフアイバでは第１図のパワースペクトラムＣ（
Ｋ）の遮断空間周波数Ｋｃとの関係はδβ〉Ｋｃである
。したがつて第１図よりＨＥＸｌｌモードとＡモードの
結合強度は、縮退モード間の結合強度の約１／１０４で
あり、また位相乱れの原因となる主導波路のＨＥＸｌｌ
、ＨＥｙｌｌモード間の結合もこれと同程度と考えられ
る。モード結合理論（参考文献：ＩＥＥＥ，．ＪＯｕｒ
ｎａｌＯｆＱｕａｎｔｕｍＥｌｅｃｔｒＯｎｉｃｓ，．
ＶＯｌ、ＱＥ−１７、Ｊａｎ．ｌ９８ｌ、Ｐ．ｌ５〜Ｐ
．２２）を用いた数値計算の結果、主導波路に存在する
ＨＥｙ，ｌモードは１０ｍ伝ぱん後には、そのパワーの
９８％が副導波路のＡモードに変換されるが、一方、Ｈ
ＥｙｌｌモードからＨＥＸｌｌモードへのパワーの変換
率は１０ｍ伝ぱん後で、０．０１％と極めて小さい。し
たがつて副導波路に大きい損失（たとえば約１０ｄＢ／
ｍ）をもたせておけば、主導波路に生じたＨＥｙｌｌモ
ードはＨＥＸｌｌモードに影響を及ぼすことなく、副導
波路にそのパワーを移行させ消滅させることができる。
このときもち論ＨＥＸｌｌモードとＡモードとの間に結
合が生じるが、これは単にＨＥＸｌｌモードの損失、す
なわち信号の減衰となるだけであり、またその量も１０
ｍ伝ぱん後で、０．０００４ｄＢと極めて小さい。両導
波路間の間隔は、モード結合を生じるために接近させる
必要はあるが、ＨＥＸｌｌモードの電界分布のコアから
の浸み出し部分が副導波路の損失による減衰を避けるた
め、１〜２μｍ程度とすることが望ましい。なおこの光
フアイバの製造としては、たとえばＭＣＶＤ法において
は出発石英管をドーパント蒸着時に常時回転させて軸対
称の構造を形成させるのではなく、出発石英管を固定し
た状態で一方向にドーパント入りガラスを堆積させた後
、石英管を一定角度回転させて同様に堆積させて、非軸
対称母材を形成していくという、新しい技術を適用する
ことができる。また両導波路を別個に作製し、プリフオ
ーム段階で合成して、一つの光フアイバ母材とする方法
も考えられ、いずれにしても現用光フアイバ作製技術が
適用可能である。以上説明したように、本発明の光フア
イバを用いればＨＥＸｌｌまたはＨＥｙｌｌのいずれか
一方を伝搬する真の単一モード導波路が得られるので、
ある距離伝ぱんした後の位相変化量は、常に一定に保た
れるから、位相情報を利用する周波数変調方式を用いた
光通信分野の光伝送路とじζ有効である。
第１図は、光フアイバパラメータの長手方向に沿うラン
ダムなゆらぎのパワースペクトラムを示す図、第２図は
本発明の一実施例の断面図、第３図は本発明の光フアイ
バの導波モードのβ一ω曲線を示す図、第４図は本発明
の光フアイバの具体的構造設計例図である。 １・・・・・・主導波路（コア）、２・・・・・・副導
波路（コア）、３・・・・・・クラツド。
ダムなゆらぎのパワースペクトラムを示す図、第２図は
本発明の一実施例の断面図、第３図は本発明の光フアイ
バの導波モードのβ一ω曲線を示す図、第４図は本発明
の光フアイバの具体的構造設計例図である。 １・・・・・・主導波路（コア）、２・・・・・・副導
波路（コア）、３・・・・・・クラツド。
Claims (1)
- １ 複屈折ファイバからなる主導波路と、この主導波路
に隣り合う位置に平行して形成した副導波路とからなり
、単一モード光ファイバにおいて、互いに直交する偏波
方向をもつ二つの最低次モードをＨＥ＾ｘ＿１＿１モー
ドおよびＨＥ＾ｙ＿１＿１モードとし、主導波路の導波
モードのうち、ＨＥ＾ｘ＿１＿１モードかＨＥ＾ｙ＿１
＿１モードのいずれか一方を副導波路の導波モードに結
合せしめ、かつ副導波路に大きい損失をもたらせ、主導
波路からモード結合により副導波路に移行したエネルギ
ーを減衰させることにより、主導波路からＨＥ＾ｘ＿１
＿１モードかＨＥ＾ｙ＿１＿１モードのいずれか一方を
除去し主導波路に他の一つの導波モードのみを導波する
ことを特徴とする光ファイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56055044A JPS5938562B2 (ja) | 1981-04-14 | 1981-04-14 | 光フアイバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56055044A JPS5938562B2 (ja) | 1981-04-14 | 1981-04-14 | 光フアイバ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57169701A JPS57169701A (en) | 1982-10-19 |
| JPS5938562B2 true JPS5938562B2 (ja) | 1984-09-18 |
Family
ID=12987661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56055044A Expired JPS5938562B2 (ja) | 1981-04-14 | 1981-04-14 | 光フアイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5938562B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0223306A (ja) * | 1988-07-12 | 1990-01-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 偏波保持光ファイバ |
| KR100906045B1 (ko) | 2001-05-09 | 2009-07-03 | 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 | 광학 렌즈용 모재, 광학 렌즈 및 광학 렌즈의 제조 방법 |
-
1981
- 1981-04-14 JP JP56055044A patent/JPS5938562B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57169701A (en) | 1982-10-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0109604B1 (en) | Polarised plane-maintaining optical fiber | |
| US4723828A (en) | Bandwidth enhancement of multimode optical transmisson lines | |
| US4851025A (en) | Process for producing a planar optical waveguide | |
| WO2017121160A1 (zh) | 一种低损耗抗辐照的双折射光子晶体光纤 | |
| CN110244404B (zh) | 一种低衰减环形纤芯光纤 | |
| US4717225A (en) | Form polarizing fibers and method of fabrication | |
| US4412722A (en) | Single mode fiber with graded index of refraction | |
| CN114739376A (zh) | 基于二氧化硅波导偏振分束器的空芯光子晶体光纤陀螺 | |
| CA2309564C (en) | Method of manufacturing polarization-maintaining optical fiber coupler | |
| JPS5938562B2 (ja) | 光フアイバ | |
| JPS6360411A (ja) | 偏波面保存光フアイバ | |
| Romaniuk et al. | Octopus-Like-Shape Cored Optical Fibres/OLSCF | |
| JPS62275203A (ja) | シングルモ−ドフアイバ用固定減衰器 | |
| JPS6053285B2 (ja) | 定偏波型光フアイバ | |
| JPS59139005A (ja) | 直線偏光保存フアイバ | |
| Hinata et al. | A single-polarization optical fiber of hollow pit type with zero total dispersion at wavelength of 1.55/spl mu/m | |
| JPS61228404A (ja) | 定偏波光フアイバ | |
| Gambling | Recent advances in optical fibre communications | |
| JP2828251B2 (ja) | 光ファイバカプラ | |
| JPS62283304A (ja) | 絶対単一偏波面保存光フアイバ | |
| JPS6033513A (ja) | 単一直線偏波光フアイバ | |
| JPS61264303A (ja) | １．５ミクロン帯用シングルモ−ド光フアイバ | |
| JPS6054644B2 (ja) | 超長波長用単一偏波フアイバ | |
| Okoshi | Polarization-maintaining optical fibers | |
| Gambling et al. | A Comparison of Single-Mode and Multimode Fibres for Long-Distance Telecommunications |