JP2006243735A

JP2006243735A - 光導波路及び光伝送方法

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Publication number: JP2006243735A
Application number: JP2006057130A
Authority: JP
Inventors: Michael Charles Parker; チャールズパーカーマイケル; Makiko Hisatomi; 真紀子久富; Stuart Douglas Walker; ダグラスウォーカースチュアート
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2005-03-04
Filing date: 2006-03-03
Publication date: 2006-09-14
Also published as: DE602005006383D1; EP1705503B1; EP1705503A1; US20080101754A1; DE602005006383T2

Abstract

【課題】或る偏光性の軌道角運動量｜ｌ｜≧１の光伝送をサポートするが、他の方向の偏光性の光伝送をサポートしないキラル導波路を提供すること。
【解決手段】コア(20;30)を有する光導波路が使用される。コア(20;30)は半径方向に沿う不連続部(50;55)を有する屈折率を有し、該屈折率は方位角θが増えるにつれて不連続部(50;55)の第１側面での第１の値n₂から不連続部(50;55)の第２側面での第２の値n₁に変化する。
【選択図】図３

Description

本発明は光ファイバを含む光導波路の技術分野に関する。

一般に光ファイバはガラス、プラスチック又はその他の適切な材料による非常に長い撚り線（ストランド）である。一般に光ファイバはその断面において環状のクラッディングで包囲された中心のコア領域を有し、そのクラッディングはしばしば環状のジャケットで包囲され、ファイバを力学的なダメージから保護する。光はコア及びクラッディング間の屈折率の相違によりファイバの中に導かれる：クラッディングはコアのものより低い屈折率を有し、コア−クラッディング境界での内部全反射により、コアに導入された光をそこに閉じこめることができる。

多種多様な光ファイバが知られている。例えば或るファイバは非常に複雑な階段状パターンの屈折率を有するクラッディングを有し、また或るファイバは何らかの手法でコアから滑らかに変化する屈折率特性を有するクラッディングを有する。或る複数のファイバの各々は１より多くのコアを有する。

通常的にはコア及びクラッディングの異なる屈折率はファイバ中のそれらの部分のドーパント濃度の相違から生じる；しかしながら或るファイバでは異なる屈折率がクラッディング及びコアの中のホール分布の相違から生じる。そのようなファイバの例は「マイクロストラクチャファイバ」、「ホーリー(holey)ファイバ」又は「フォトニック結晶ファイバ」としばしば呼ばれる部類の導波路である。場合によってはファイバ中の光の案内は内部的な全反射によるものではなく、クラッディング中のホール分布に起因するフォトニックバンドギャップの存在のような別の機構から生じる。

マイクロストラクチャファイバの他の例は、屈折率の異なる同心（ソリッド）領域を有するクラッディング領域を有する。

最近、軌道角運動量(OAM: orbital angular momentum)に関する光の特性が注目を受けている。OAMは円偏光の高次形式と考えられ、その理由は円偏光は（±ｈバーの値をとる左回り及び右回り偏光の）２状態しかないからである：ここでｈバーはｈ／２πであり、ｈはプランク定数である。それでも光のOAMは円対称性を有するが、ｈバーの整数倍の値（±ｌｈバー，ｌは整数）をとることができる。更にOAMが導波路内で保存されるような「よじれた光(twisted light)」のような導波路の可能性に関する推察が存在する。

更に、目覚ましい光の研究は科学的興味の増すテーマになりつつあり、光ピンセット(optical tweezer)として使用されたり暗号化データ伝送に使用されたりするかもしれない高い光角運動量（OAM）光子の生成に関する最近の説明をもたらす。
米国特許６，５７３，８１３号明細書

本発明の課題は或る偏光性(handedness)の軌道角運動量｜ｌ｜≧１の光伝送はサポートするが、他の方向の偏光性の光伝送はサポートしないキラル(chiral)導波路を提供することである。

本発明の一形態によれば、コアを有する光導波路がもたらされ、前記コアは半径方向に沿う不連続部を有する屈折率を有し、該屈折率は方位角θが増えるにつれて前記不連続部の第１側面での第１の値n₂から前記不連続部の第２側面での第２の値n₁に変化する。

屈折率の不連続部は相対的に高い値n₂から相対的に低い値n₁へ非常に短い距離にわたって屈折率が変化する領域である：理論的には、２つの値の間で無限に急峻な変化に成るであろうが、当然に実際にはその変化は有限の距離にわたって生じる。

半径方向に沿う不連続部はコアの中心（又は実質的に中心）から半径方向に伸びる不連続部である。半径方向に沿って境界がある不連続部はコアの中心から伸び始めてもよいし、半径状の別の地点から伸び始めてもよい。

方位角θは或る半径に沿う不連続部（又は1より多くい場合は、何らかの選択された半径方向に沿う不連続部）と別の半径方向との間の角度である。

屈折率の変化は、コア内の地点におけるローカルな屈折率の変化になるように設定されてもよいし、ホーリー又は同様なマイクロストラクチャコアを有する導波路の場合には、コア内の地点における実効的な屈折率の変化になるように設定されてもよい（実効的な屈折率はローカルなマイクロストラクチャの正味の影響から生じる。）。

屈折率は、第1の値n₂から第２の値n₁まで360度にわたる方位角と共に単調に（増加しながら又は減少しながら）変化してもよい。

屈折率は、第1の値n₂から第２の値n₁まで360度にわたる方位角と共に線形に（増加しながら又は減少しながら）変化してもよい。

導波路は光ファイバでもよい。

好ましくは導波路はコアを包囲するクラッディング部を更に有する。クラッディング部はn₁及びn₂よりも小さい屈折率n₃を有してもよい。或いはクラッディング部はn₁及びn₂よりも大きい屈折率n₃を有してもよい。不連続部はクラッディング部に達してもよいし、クラッディング部の手前で止まってもよい。

コア内の屈折率変化に起因して、光が導波路の長さ方向に沿って伝搬する場合に、光は左回り又は右回りの螺旋に従って進む。

導波路は、コアの中心部に（又は実質的に中心部に）、不連続部が延在していない領域を有してもよい。その領域は円筒形状でもよい。その円筒はコアと同心状でもよい。円筒は導波路と同心状でもよい。その領域は例えばn₁，n₂，n₃の屈折率を有してもよし、別の屈折率n₄を有してもよい。領域は空洞又はホールでもよい。

不連続部は光導波路の長さ方向に沿って一様でもよい。かくて導波路はその長さ方向に沿って一様な断面になってもよい。

不連続部は光導波路の長さ方向の全部又は一部に沿って回転していてもよい。

光導波路は、n₂からn₁への屈折率変化が第１の偏光性に関連する第１の長さ方向部分（例えば、光が導入される部分の端部を見込む方向に沿って眺めた場合に、時計回りに増える方位角と共に増加し、その観点からは左回りの変化である）と、n₂からn₁への屈折率変化が逆の第２の偏光性に関連する第２の長さ方向部分（例えば、同じ方向から眺めた場合に、時計回りに増える方位角と共に減少し、その観点からは右回りの変化である）とを有してもよい。

一組の逆の偏光性の部分を複数組存在してもよい。等しい長さの逆の偏光性の部分が連結され、当該光導波路を形成してもよい。連結された等長部分は異なる光モード間のカップリングを行うように４分の1周期のカップリング長を用意してもよい。

光導波路の屈折率は半径方向に変化してもよい。屈折率の変化によりファイバの横断面で同心状のゾーンを形成してもよい。同心状のゾーンはリングでもよい。リングが等しい幅を有し、ゾーンがブラッグゾーンプレートを形成してもよい。或いは一連のリングが減少する幅を有し、前記ゾーンがフレネルゾーンプレートを形成してもよい。（フレネルゾーンプレートは周知の光学装置であり、プレートの中心からｎ番目のリングの外半径はrn=√n・r₁で与えられ、r₁はプレートの中心領域の外半径である。）
半径方向に沿う複数の不連続部が存在してもよい。半径方向に沿う複数の不連続部が異なる方位角にあってもよい；例えば、不連続部は一連のゾーンの中で増加する半径の地点でX度だけ変位させてもよく、Xは180°，90°，72°，60°，45°，30°の中から選択される。ファイバの横断面で同心状のゾーンをもたらす屈折率変化があり、半径方向に沿う不連続部が異なるゾーンにあってもよい。

本発明の第２形態によれば、左回り又は右回りのゼロでない軌道角運動量を有する光を伝送する方法がもたらされ、当該方法は本発明の第1形態による光導波路に光を導入し、方位角を増やした場合の屈折率変化は、送信される光の偏光性を有する光の伝搬を支援する。

かくて右回りの光が或る屈折率を有するコアの中に導入され、その屈折率は光が伝搬する方向で眺めた場合であって方位角が時計回りに増える場合に減少する。或いは左回りの光が或る屈折率を有するコアの中に導入され、その屈折率は光が伝搬する方向で眺めた場合であって方位角が時計回りに増える場合に増加する。かくて光の軌道角運動量は導波路内を伝搬する間に保存される。

以下、本発明の一例に過ぎない実施例が添付図面を参照しながら説明される。

本発明の実施例は、従来の半径方向に変化する屈折率パターンとは異なり、方位によって変化するファイバコアのキラル性の屈折率パターンに基づくマイクロストラクチャファイバ（MSF）設計例である。ファイバ（図１）は一様な屈折率のクラッディング１０の内側で方位によって変化する局所的な屈折率を備えるコアを有する。方位によって（角度的に）変化する屈折率は或る半径エッジ５０に沿う階段状の不連続性を有する。屈折率（RI）は方位角（極角）θが増えるにつれて半径エッジ５０に沿う高屈折率n₂から低屈折率n₁へ減少する。この特定の実施例では導波路のコア２０はより高い屈折率n₃(>n₁,n₂)の同心状クラッディング１０内に含まれている。

キラル屈折率勾配(chiral refractive index gradient)の結果、光はファイバ内に導かれる。適切なOAMの光は、OAMは維持されるが回転半径は減少する対数螺旋状の軌跡（即ち、渦巻き）に従う。それ故に光は方角的に変化する屈折率分布により閉じこめられ、ぎっしり詰まった渦巻き又は螺旋に継続的に「フォーカスされ」（絞り込まれ）、逃れられない。しかしながら逆の偏光性又はキラリティの光はいつか増加する半径の螺旋軌跡に従う。最終的にはその螺旋の半径はコアのものより大きくなり、光はコアから出て行き、外へ放射される。従ってこの逆の偏光性を有する光はファイバによって案内されず、外へ放射される。

光はコア２０の中で屈折率勾配に従って曲がり、その軌跡はファイバの長さ方向に沿って伝搬する際に或る偏光性の螺旋に従う。半径エッジ５０に沿う不連続性は光の伝搬には影響しないが、その不連続性（切れ目）５０にわたる方位勾配は一様であることが仮定される。勾配の付いた屈折率（GRIN: graded index）媒体の中での光軌跡を支配する方程式は、屈折率の変化率に依存する傾向があるので、屈折率の完全な不連続性は光の伝搬性（軌跡）に影響する傾向を有しない。螺旋軌跡の偏光性は屈折率勾配の偏光性によって一意に決定される。従って適切な軌道角運動量の光がファイバの中に発射されるならば、その光を導く機能が発揮される。OAM（及びその偏光性）は伝搬中に保存される。逆の偏光性の光はガイドされず、放出される。

ファイバは本質的に固有の偏光性を有し、１つのキラリティの光伝搬しかサポートしない。

非限定的な単なる説明により、本発明に関する物理についての我々の考察内容を説明する。我々の分析において本発明によるキラルファイバの光伝搬に関する様々な数値分析がなされた。図３はファイバ及びその屈折率特性を方位角θの関数として示す概略図である。

光の伝搬性は最小時間のフェルマーの原理を用いて分析された。これはビーム伝搬モデル分析に比較して少ない演算負担で済む利点を有するだけでなく、本願の装置の導波路特性に更に深い洞察をも与える。方程式（１）はカーテシアン座標空間ｘの関数として屈折率分布n(x)を有する媒体の中での光線の軌跡ｓを記述し、その方程式は分析の便宜を図るため円筒座標（ｒ，θ，ｚ）に変換される。

円筒座標では方程式（１）は次のように書ける：

我々が関心を寄せる方位GRIN幾何学に関し、次のことを仮定することができる。

更に、光は近似的に螺旋軌道でファイバに沿って伝搬するものとする。螺旋軌道は円筒表面上にあり、螺旋が「展開(unwrapped)」されるならば、図４(a)に示されるように、直角三角形を形成する。半径ｒ，ｚ軸方向（即ち、伝搬方向）の長さ（即ち、ピッチ）Hの螺旋の一巻きに関し、軌跡ｓの長さはs²=H²+(2πr)²で簡潔に与えられる。

更に螺旋は角度γで次のように特徴づけられる。

螺旋のこの性質を利用して、演算子（オペレータ）の関係を、

のように定義することができる。

のような量（但し、θドットはdθ/dzである）は軌跡のOAMに比例し：

従って、これは運動に関して保存され且つ一定であることに留意を要する。ここで、ｋは光の伝搬定数である。OAMはｈバーの整数倍（ｌ倍）であることにも留意を要する。一定の半径の螺旋軌跡を単に仮定するのではなく、対数螺旋（即ち、近似的な螺旋軌跡であるが、半径が変化する螺旋）を考察することで微分方程式（２）に対する一層起こり得る軌跡の解を探すことができる。対数螺旋は dr=−βnrdθ の表式で記述され、半径ｒは方位角θと共に変化し、βは比例定数であり、上記の完全な螺旋の場合にはゼロに等しい。オペレータ（３）を対数螺旋に関する方程式に適用することで、次式が得られる：

（２）の半径方向を考察すると、方位性のGRINファイバに関し、

のように書くことができる。

であり、必要に応じて恒等式（３）を使用すること、及び（５）式は

を示し、方程式（６）はdn(θ)=−dθ/β を与えるように変形できることに留意を要し、総合すると方位屈折率変化は比例関係n(θ)=n₂−θ/β を満たす必要があり、これは螺旋位相面に関するものと同じである。（２）の方位方向を考察すると、

が得られる。

偏光性の保存に関し、我々はファイバの長さZに沿う螺旋軌跡に1つの完全な回転しか要求しない、即ちキラルガイディングを弱めることができる。これは不連続性を表す屈折率変化がファイバの長さを任意に増やす場合にゼロに近づき得ることを意味する、即ち、

である。これは満たされる方程式（７）と矛盾しないよう要求される。

方程式（５）を考察するに、βは与えられた方位GRINファイバに関して及び与えられた光のOAM−n(θドット)r²−に関して一定であるので、螺旋の角度γは定数及び半径ｒによって決定される。方程式（５）は、方位GRIN変化 n(θ)=n₂−θ/β に関して及び正の（即ち、右回りの）OAMに関して（θドットの符号で決められる）、軌跡の半径が減少傾向にあることを示す。これに対して、左回りの（反時計回りの）OAMは、軌跡がファイバの半径を超えるまで軌跡の半径を徐々に増やし、その光は放出されることになる。従って左回りの光はこの方位性ファイバによっては案内されず、放出される。

右回りの光について、ファイバ内に残る光に関して半径は減少し、従ってそれはガイドされる。しかしながら不確定性原理により光は有限の最小値までしか減少できない。螺旋軌道に関し、角速度はθドット＝2π/Hで与えられ、ここでHは螺旋のピッチである。OAMは一定であるので、従って最小半径は

で与えられ、ここでｌ＝１であり（方程式４参照）、λは光の波長である。理解できるように、螺旋半径は方位屈折率に依存する。従って屈折率の不連続点では、OAMが保存されるためには図４(b)に示されるように螺旋半径は動経方向に変位しなければならない。これは光ホール効果(optical Hall effect)と同様に考えることができる。安定的な軌跡はファイバ回りの各ループに関して２πの位相増加を要し、即ち一回りの各々についての軌跡の長さは波長の整数倍でなければならない。図４(a)を参照するに、これは螺旋一巻きの軌跡の長さが

でなければならないことを意味し、ここでNは整数である。

以前に算出した最小半径の表式をこれに代入し、正の解だけを考察すると、螺旋ピッチは

で与えられることを要する。

螺旋ピッチが従来の１次ブラッグ分布回折格子の周期に比例することは興味深い。

図１(a)のファイバの逆の偏光性を有するキラル対応物は図１(b)に示される。

ファイバジオメトリの中心での位相特異性はそこにゼロ振幅の光が存在することを含む（即ち、有限振幅の光はファイバの中心に存在することができないような特異性がそこにある。）。本発明の一実施例では、屈折率n₄の材料（或いは等価的に他の屈折率n₁,n₂,n₃のどれでもよい）又は中空コアファイバのような単なる空気（又は真空）より成る一様な屈折率の領域（例えば、ファイバの長さに沿う同心円等領域）が存在する。そのようなファイバの具体例は図２に示されている。再びファイバは一様な屈折率のクラッディング１０の内側で方位によって変化する屈折率を有するコア２５，３５を有するが、目下の場合はファイバの中心に付加的な一様な屈折率の領域４０が備わっている。図２(b)は図２(a)のファイバの逆の偏光性を有する対応物を示す。

ファイバはキラル特性を有するが、それ自身よじれた幾何学形状を有することは必要ではなく、即ちファイバ軸に沿って伸びる場合に半径方向の不連続線は平面を形成するように真っ直ぐに残ることに留意を要する。図１，２の双方はOAM保存ファイバの断面図を示す。ファイバの長さ全体にわたって同一の断面図が一様に続くことを仮定することができる。

しかしながら別の実施例では（図示せず）、半径方向の不連続線がファイバ軸に沿ってねじれており、その断面はファイバの長さに沿う所定のピッチ（又はチャープ若しくは不規則なピッチ）で（時計回りに又は反時計回りに）回転する。そのよじれ（ツイスト）は屈折率勾配に対して逆である。

別の実施例では左回りの及び右回りのOAM保存ファイバ（捩られた又は捩られていない）の等しい長さの部分が連結され、導波路全体を構成し、更なる新たな機能を発揮する。この変形例では、（例えば、ブラッグ位相整合や伝搬モード整合等のように）等しい長さの部分は結合長の４分の１に等価であるように設定され、（同一の偏光性であるが１とは異なる整数値であるもの或いは２つの逆の偏光モード間のような）異なるOAMモード間のカップリングをもたらす。

図５に示される例では、方位屈折率変化自身が半径方向に変化し、同心リング１１０，１２０を形成する。第１群のリング１１０では、方向性変化が第１の不連続部１５０（それ自身ファイバの半径に沿って不連続である）で始まり及び終了する。第２群のリング１２０では、半径方向に増えた所で第１群のリング１１０とリングが置き換わり、方位変化が第２の（断片的な）不連続部１６０で始まり及び終了し、第１の不連続部１５０から１８０度方角的に異なる。第１群のリング１１０内の方位変化は、第２群のリング１２０内の方位変化に対して逆の偏光性でもある。

リング１１０，１２０の半径は、リング１１０，１２０が共にフレネルゾーンプレートのパターンを形成するように決定される。フレネルゾーンプレートは周知の光学装置であり、一種のレンズとして機能し、そのプレートを通過する光を絞り込む。図５の実施例のフレネル構造はそれ自身ファイバ内に光を案内するように機能することができ；屈折率の方向性変化はその案内機能を支援することができる。しかしながら変形例の偏光性は異なる半径で異なるので、別の効果が得られる。例えばファイバの中を伝搬する光の高次の横波モードは低次の横波モードよりも横断面で大きくなる傾向がある。従って図５のファイバを伝搬する異なるモードは異なるリング１１０，１２０に影響し；屈折率変化の偏光性は隣接するリング１１０，１２０で逆なので、同じOAMのモードは、リング１１０，１２０の正味の効果が影響を及ぼす領域に依存して異なる損失の影響を受け、その正味の影響はファイバからそれらを排出する或いはファイバにそれらを閉じこめる傾向を有する。かくてファイバは１つのモードフィルタとして機能してよい。

図６の例のファイバもフレネルゾーンプレートのパターンを形成する環状リング２１０，２２０を有する。図５と同様に各リング２１０，２２０の屈折率の不連続部２５０，２６０は隣接するものと１８０度だけずらされているが；この例では方向性変化は各リング２１０，２２０で同じ偏光性に属する。

図７，８の例のファイバもフレネルゾーンプレートのパターンを形成するリングを有する。図６と同様に屈折率変化は各リングで同じ偏光性に属する。図７では中心から半径方向に外に向かう一連のリングの屈折率の不連続部３１０，３２０，３３０，３４０はこの例では９０度だけずらされている。図８では一連のリングの屈折率の不連続部４１０，４２０，４３０，４４０は４５度だけずらされている。

実施例で説明された本発明による導波路の「偏光性」依存性は物理層データキーのような重要な新たな暗号化技術の用途を見出すかもしれない。更に本願のファイバは光ピンセットのような状況でOAM光をフレキシブルに案内する手段をもたらすことができる。

以下、本発明により教示される手段が例示的に列挙される。

（付記１）
コアを有する光導波路であって、前記コアは半径方向に沿う不連続部を有する屈折率を有し、該屈折率は方位角θが増えるにつれて前記不連続部の第１側面での第１の値n₂から前記不連続部の第２側面での第２の値n₁に変化する
ことを特徴とする光導波路。

（付記２）
前記屈折率は、前記第1の値n₂から前記第２の値n₁まで360度にわたる方位角と共に単調に変化する
ことを特徴とする付記１記載の光導波路。

（付記３）
前記屈折率は、前記第1の値n₂から前記第２の値n₁まで360度にわたる方位角と共に線形に変化する
ことを特徴とする付記２記載の光導波路。

（付記４）
前記コアの中心部に（又は実質的に中心部に）、前記不連続部が延在していない領域を有する
ことを特徴とする付記１乃至３の何れか１項に記載の光導波路。

（付記５）
前記不連続部が、当該光導波路の長さ方向に沿って一様である
ことを特徴とする付記１乃至４の何れか１項に記載の光導波路。

（付記６）
前記不連続部が、当該光導波路の長さ方向の全部又は一部に沿って回転している
ことを特徴とする付記１乃至４の何れか１項に記載の光導波路。

（付記７）
当該光導波路が、n₂からn₁への屈折率変化が第１の偏光性に関連する第１の長さ方向部分と、n₂からn₁への屈折率変化が逆の第２の偏光性に関連する第２の長さ方向部分とを有する
ことを特徴とする付記１乃至４の何れか１項に記載の光導波路。

（付記８）
一組の逆の偏光性の部分を複数組有する
ことを特徴とする付記７記載の光導波路。

（付記９）
等しい長さの逆の偏光性の部分が連結され、当該光導波路を形成する
ことを特徴とする付記８記載の光導波路。

（付記１０）
当該光導波路の屈折率が半径方向に変化する
ことを特徴とする付記１乃至９の何れか１項に記載の光導波路。

（付記１１）
屈折率の変化によりファイバの横断面で同心状のゾーンを形成する
ことを特徴とする付記１０記載の光導波路。

（付記１２）
前記同心状のゾーンがリングである
ことを特徴とする付記１１記載の光導波路。

（付記１３）
前記リングが等しい幅を有し、ブラッグゾーンプレートを形成する
ことを特徴とする付記１２記載の光導波路。

（付記１４）
一連のリングが減少する幅を有し、前記ゾーンがフレネルゾーンプレートを形成する
ことを特徴とする付記１２記載の光導波路。

（付記１５）
半径方向に沿う複数の不連続部を有する
ことを特徴とする付記１乃至４の何れか１項に記載の光導波路。

（付記１６）
半径方向に沿う複数の不連続部が異なる方位角にある
ことを特徴とする付記１５記載の光導波路。

（付記１７）
ファイバの横断面で同心状のゾーンをもたらす屈折率変化があり、半径方向に沿う不連続部が異なるゾーンにある
ことを特徴とする付記１５又は１６に記載の光導波路。

（付記１８）
左回り又は右回りのゼロでない軌道角運動量を有する光を伝送する方法であって、付記１乃至１６の何れか１項に記載の光導波路に光を導入し、方位角を増やした場合の屈折率変化は、送信される光の偏光性を有する光の伝搬を支援する
ことを特徴とする方法。

本発明による２つの導波路の概略断面図である（(a)，(b)のファイバは逆の偏光性を有する）。本発明による別の２つの導波路の概略断面図である（(a)，(b)のファイバは逆の偏光性を有する）。光の軌跡を描いたキラル方位GRINファイバの概略図(a)及びその屈折率特性(b)を示す図である。「展開された」螺旋の直角三角形(a)及び最小半径対数螺旋（準螺旋）の軌跡(b)を示す図である（屈折率の不連続点で半径がシフトする様子を示す）。本発明による他の導波路の概略断面図である。本発明による他の導波路の概略断面図である。本発明による他の導波路の概略断面図である。本発明による他の導波路の概略断面図である。

符号の説明

１０クラッディング
２０，３０，２５，３５コア
５０，５５，６０，６５不連続部
４０同心状領域
１１０，１２０，２１０，２２０リング
１５０，１６０，２５０，２６０不連続部
３１０，３２０，３３０，３４０不連続部
４１０，４２０，４３０，４４０不連続部

Claims

コアを有する光導波路であって、前記コアは半径方向に沿う不連続部を有する屈折率を有し、該屈折率は方位角θが増えるにつれて前記不連続部の第１側面での第１の値n₂から前記不連続部の第２側面での第２の値n₁に変化する
ことを特徴とする光導波路。
前記コアの中心部に、前記不連続部が延在していない領域を有する
ことを特徴とする請求項１記載の光導波路。
前記不連続部が、当該光導波路の長さ方向に沿って一様である
ことを特徴とする請求項１乃至２の何れか１項に記載の光導波路。
前記不連続部が、当該光導波路の長さ方向の全部又は一部に沿って回転している
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の光導波路。
当該光導波路の屈折率が半径方向に変化する
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の光導波路。
屈折率の変化によりファイバの横断面で同心状のゾーンを形成する
ことを特徴とする請求項５記載の光導波路。
前記同心状のゾーンがリングである
ことを特徴とする請求項６記載の光導波路。
半径方向に沿う複数の不連続部を有する
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の光導波路。
半径方向に沿う複数の不連続部が異なる方位角にある
ことを特徴とする請求項８記載の光導波路。
左回り又は右回りのゼロでない軌道角運動量を有する光を伝送する方法であって、請求項１乃至９の何れか１項に記載の光導波路に光を導入し、方位角を増やした場合の屈折率変化は、送信される光の偏光性を有する光の伝搬を支援する
ことを特徴とする方法。