JP3443523B2 - 自己同調型光学導波路フィルタ - Google Patents
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- 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
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
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- G—PHYSICS
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/3515—All-optical modulation, gating, switching, e.g. control of a light beam by another light beam
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学導波路デバイ
スに関し、特に、モードビーティングと吸収飽和に基づ
く自己同調型光学導波路フィルタに関する。
スに関し、特に、モードビーティングと吸収飽和に基づ
く自己同調型光学導波路フィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバは現代の通信システムのキー
コンポーネントである。光ファイバは大量の情報を含む
光学信号を長距離に亘って伝送できるガラス製の細い糸
である。光学導波路は、第１屈折率のコアをそれより低
い第２屈折率のクラッド層でもって包囲した小径の導波
路である。通常光ファイバは、屈折率を制御するための
低濃度のドーパントを含有する高純度のシリカ製であ
る。
コンポーネントである。光ファイバは大量の情報を含む
光学信号を長距離に亘って伝送できるガラス製の細い糸
である。光学導波路は、第１屈折率のコアをそれより低
い第２屈折率のクラッド層でもって包囲した小径の導波
路である。通常光ファイバは、屈折率を制御するための
低濃度のドーパントを含有する高純度のシリカ製であ
る。
【０００３】主波長バンドの外側の光信号を選択的に減
衰する自己同調型フィルタは、通信において非常に有用
である。例えば、通信用ファイバは、波長λ2 を中心と
するシングルハイパワーの通信チャネルを搬送する。し
かし、システムが不完全なために光ファイバは、別の波
長λ1 で低パワーレベルのクロストーク信号のような不
要な第２信号も搬送してしまう。さらにまたこの不要な
信号λ1 は、波長分割多重システム内の多くの異なる波
長チャネルの中の１つでもある。
衰する自己同調型フィルタは、通信において非常に有用
である。例えば、通信用ファイバは、波長λ2 を中心と
するシングルハイパワーの通信チャネルを搬送する。し
かし、システムが不完全なために光ファイバは、別の波
長λ1 で低パワーレベルのクロストーク信号のような不
要な第２信号も搬送してしまう。さらにまたこの不要な
信号λ1 は、波長分割多重システム内の多くの異なる波
長チャネルの中の１つでもある。
【０００４】従来の光学導波路ブラグフィルタは、その
バンド幅が狭いために、複数の波長の不要な信号を排除
するためには、特定の異なる波長用に設計された複数の
フィルタを必要とする。このアプローチは、チャネル数
が増加するに従って、ますます高価となる。必要な自己
同調型フィルタは、高いパワーの信号に対し、低いパワ
ーの信号を自動的に減衰するものである。
バンド幅が狭いために、複数の波長の不要な信号を排除
するためには、特定の異なる波長用に設計された複数の
フィルタを必要とする。このアプローチは、チャネル数
が増加するに従って、ますます高価となる。必要な自己
同調型フィルタは、高いパワーの信号に対し、低いパワ
ーの信号を自動的に減衰するものである。
【０００５】ツインコアのエルビウムドープの光ファイ
バを用いてこの自己同調型ファイバを形成する試みがな
されている。これに関しては、R.I. Laming et al.著の
"Twin-core Erbium-doped Fibre Amplifier With Pass
ive Spectral Gain Equalization", Electronic Letter
s, Vol.. 29, pp. 509-510, (March 18, 1993)およびM.
N. Zervas et al.著の "Twin-core Fiber Erbium-doped
Channel Equalizer",J. Lightwave Tech., Vol.. 13,
No. 5, pp. 721-731 (May 1995) を参照のこと。
バを用いてこの自己同調型ファイバを形成する試みがな
されている。これに関しては、R.I. Laming et al.著の
"Twin-core Erbium-doped Fibre Amplifier With Pass
ive Spectral Gain Equalization", Electronic Letter
s, Vol.. 29, pp. 509-510, (March 18, 1993)およびM.
N. Zervas et al.著の "Twin-core Fiber Erbium-doped
Channel Equalizer",J. Lightwave Tech., Vol.. 13,
No. 5, pp. 721-731 (May 1995) を参照のこと。
【０００６】このツインコアのエルビウムドープの光フ
ァイバを構成する２個のコアの一方に導入された多重光
は、光の波長に依存する周期でもって２個のコアの間を
周期的に行ったり来たりする。波長λ2 の強い信号は、
その交互のパスに沿ってエルビウム吸収材料を飽和させ
る。別の波長λ1 の弱い信号は、未飽和の吸収材料にあ
たり高い損失を受ける。このようにしてこのデバイス
は、自己同調型光ファイバとして機能し、吸収は強い信
号のピーク波長で最小となり、弱い信号の波長でより大
きくなる。
ァイバを構成する２個のコアの一方に導入された多重光
は、光の波長に依存する周期でもって２個のコアの間を
周期的に行ったり来たりする。波長λ2 の強い信号は、
その交互のパスに沿ってエルビウム吸収材料を飽和させ
る。別の波長λ1 の弱い信号は、未飽和の吸収材料にあ
たり高い損失を受ける。このようにしてこのデバイス
は、自己同調型光ファイバとして機能し、吸収は強い信
号のピーク波長で最小となり、弱い信号の波長でより大
きくなる。
【０００７】しかし、このツインコアのアプローチは、
沢山の問題がある。まずツインコアファイバは、製造が
難しく多くの通信アプリケーションで使用されるシング
ルコア光ファイバに結合することが困難である。さらに
またこのツインコアの形状は複屈折を引き起こし、デー
タレートを制限するような相互作用および出力点におい
てその損失はパワーの半分（３ｄＢ）となる。
沢山の問題がある。まずツインコアファイバは、製造が
難しく多くの通信アプリケーションで使用されるシング
ルコア光ファイバに結合することが困難である。さらに
またこのツインコアの形状は複屈折を引き起こし、デー
タレートを制限するような相互作用および出力点におい
てその損失はパワーの半分（３ｄＢ）となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、改良した自己同調型光学導波路フィルタを提供す
ることである。
的は、改良した自己同調型光学導波路フィルタを提供す
ることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、波長λ
2 の高パワー光信号よりも波長λ1 の低パワー光信号を
より多く減衰する自己同調型光学導波路フィルタは、あ
る長さのシングルコアの導波路と波長λ1 ，λ2 の光信
号をこの導波路にモードビーティングを受ける２つの伝
播モードで入力する光注入器とを有する。このモードビ
ーティングが波長λ1 の高強度領域を波長λ2 の高強度
領域から物理的にずらす作用をする。
2 の高パワー光信号よりも波長λ1 の低パワー光信号を
より多く減衰する自己同調型光学導波路フィルタは、あ
る長さのシングルコアの導波路と波長λ1 ，λ2 の光信
号をこの導波路にモードビーティングを受ける２つの伝
播モードで入力する光注入器とを有する。このモードビ
ーティングが波長λ1 の高強度領域を波長λ2 の高強度
領域から物理的にずらす作用をする。
【００１０】導波路の一部には可飽和吸収体（saturabl
e absorber）がドーピングされ、低パワーレベルの波長
を不均一に減衰させる。この光学導波路は、中央部のコ
アが稀土類元素製可飽和吸収体でドーピングされたシン
グルコアファイバである。一実施例においては、光ファ
イバはＬＰ０１モードとＬＰ０２モードで波長λ１，λ
２ を伝播し、可飽和吸収体はエルビウムである。
e absorber）がドーピングされ、低パワーレベルの波長
を不均一に減衰させる。この光学導波路は、中央部のコ
アが稀土類元素製可飽和吸収体でドーピングされたシン
グルコアファイバである。一実施例においては、光ファ
イバはＬＰ０１モードとＬＰ０２モードで波長λ１，λ
２ を伝播し、可飽和吸収体はエルビウムである。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１に示した本発明の自己同調型
光学導波路フィルタ１０は、一対のビーティング伝播モ
ードで所望の範囲の波長（λ１ ，λ２ を含む）を伝播
するような寸法を有している。光注入部分１２が自己同
調型光学導波路フィルタ１０に具備され、この両方のビ
ーティング伝播モードで波長λ２ を中心とする高いパ
ワーバンドと別の波長λ１ を中心とする低いパワーバ
ンドの光を両方のモードで導入する。モードフィルタ１
３は出力点１４の上流側に具備され、一つのモードから
のみの光が出力点１４から出力される。導波路には導波
路中を伝播する光を受信する位置に、例えば稀土類元素
のような可飽和吸収体でもってドーピングされた領域１
５を具備する。
光学導波路フィルタ１０は、一対のビーティング伝播モ
ードで所望の範囲の波長（λ１ ，λ２ を含む）を伝播
するような寸法を有している。光注入部分１２が自己同
調型光学導波路フィルタ１０に具備され、この両方のビ
ーティング伝播モードで波長λ２ を中心とする高いパ
ワーバンドと別の波長λ１ を中心とする低いパワーバ
ンドの光を両方のモードで導入する。モードフィルタ１
３は出力点１４の上流側に具備され、一つのモードから
のみの光が出力点１４から出力される。導波路には導波
路中を伝播する光を受信する位置に、例えば稀土類元素
のような可飽和吸収体でもってドーピングされた領域１
５を具備する。
【００１２】一実施例においては、光学導波路１１はク
ラッド層１６とシングルコア１７とを有する光ファイバ
で、波長λ２ ，λ１ をＬＰ０１とＬＰ０２のモードで
伝播できるような寸法構成である。これらのモードで特
定の波長を伝播させるのに必要な寸法は、D. Gloge 著
の "Weakly Guiding Fibers," Applied Optics, Vol..1
0, pp. 2252-2258 (1971) に開示されている。可飽和吸
収体はエルビウムで、ドープ領域１５はシングルコア１
７の中心部分である。
ラッド層１６とシングルコア１７とを有する光ファイバ
で、波長λ２ ，λ１ をＬＰ０１とＬＰ０２のモードで
伝播できるような寸法構成である。これらのモードで特
定の波長を伝播させるのに必要な寸法は、D. Gloge 著
の "Weakly Guiding Fibers," Applied Optics, Vol..1
0, pp. 2252-2258 (1971) に開示されている。可飽和吸
収体はエルビウムで、ドープ領域１５はシングルコア１
７の中心部分である。
【００１３】次に図１の光学導波路フィルタの動作につ
いて述べる。２つのモード間での波長独立性（無依存
性）のビーティングにより、物理的に分離された波長λ
１ の高強度領域と波長λ２ の高強度領域が形成され
る。この物理的に分離した領域に入った光は可飽和吸収
体と相互作用し、低パワー光λ１ は高パワー光λ２ よ
りもより多く吸収される。かくして低パワー光λ１
は、高パワー光λ２ よりもより多く減衰する。
いて述べる。２つのモード間での波長独立性（無依存
性）のビーティングにより、物理的に分離された波長λ
１ の高強度領域と波長λ２ の高強度領域が形成され
る。この物理的に分離した領域に入った光は可飽和吸収
体と相互作用し、低パワー光λ１ は高パワー光λ２ よ
りもより多く吸収される。かくして低パワー光λ１
は、高パワー光λ２ よりもより多く減衰する。
【００１４】以上の効果はＬＰ01モードとＬＰ02モード
を用いた実施例を考えることにより理解できる。図２は
ＬＰ01光の半径方向の分散を、図３はＬＰ02光の半径方
向の分散を示す。この２つのモードが建設的に干渉しあ
う場合には、図４に示すようにその和は、光ファイバの
中心部分の狭い範囲に光を集中させる。２つのモードが
破壊的に干渉しあう場合には、その差分は、図５に示す
ような光ファイバの周辺部近傍のリングに集中する。
を用いた実施例を考えることにより理解できる。図２は
ＬＰ01光の半径方向の分散を、図３はＬＰ02光の半径方
向の分散を示す。この２つのモードが建設的に干渉しあ
う場合には、図４に示すようにその和は、光ファイバの
中心部分の狭い範囲に光を集中させる。２つのモードが
破壊的に干渉しあう場合には、その差分は、図５に示す
ような光ファイバの周辺部近傍のリングに集中する。
【００１５】かくしてＬＰ01とＬＰ02モードの間のビー
ティングは、光ファイバの長さ方向に沿って、周辺リン
グと中心スポットが交互に表れるシーケンス（連続体）
を生成する。この周辺リングと中心スポットの間の周期
的距離（ビート長さの半分）は、光の波長に依存し、波
長λ2 のスポットとλ1 のスポットとは、導波路に沿っ
て徐々に長くなりながら徐々に分離する。
ティングは、光ファイバの長さ方向に沿って、周辺リン
グと中心スポットが交互に表れるシーケンス（連続体）
を生成する。この周辺リングと中心スポットの間の周期
的距離（ビート長さの半分）は、光の波長に依存し、波
長λ2 のスポットとλ1 のスポットとは、導波路に沿っ
て徐々に長くなりながら徐々に分離する。
【００１６】図６は、この分離のパターンを示してい
る。実線が波長λ１ のビート極値を、点線が波長λ２
のビート極値を表す。このようしてモードビーティング
は、物理的に分離した波長λ１ ，λ２ の高強度領域２
１（中心スポット）を生成し、これらが中心コア内のド
ープ領域１５と相互作用をして低パワー信号λ１ を選
択的に減衰させる。この実施例においては、ビートリン
グ２２は可飽和吸収体とは殆ど相互作用はしない。
る。実線が波長λ１ のビート極値を、点線が波長λ２
のビート極値を表す。このようしてモードビーティング
は、物理的に分離した波長λ１ ，λ２ の高強度領域２
１（中心スポット）を生成し、これらが中心コア内のド
ープ領域１５と相互作用をして低パワー信号λ１ を選
択的に減衰させる。この実施例においては、ビートリン
グ２２は可飽和吸収体とは殆ど相互作用はしない。
【００１７】光注入部分１２は適宜の寸法のコアを有す
るある長さの入力光ファイバである。最も単純な構造
は、ＬＰ01モードとＬＰ02モードの和の小さな中心スポ
ットサイズに一致した寸法のコアを有する光ファイバで
ある。別の好ましい例としては、光ファイバは、ＬＰ01
モードを伝播する寸法であり、ＬＰ01パワーの適正な一
部をＬＰ02モードに変換する光ファイバの長周期グレー
ティングを具備している。
るある長さの入力光ファイバである。最も単純な構造
は、ＬＰ01モードとＬＰ02モードの和の小さな中心スポ
ットサイズに一致した寸法のコアを有する光ファイバで
ある。別の好ましい例としては、光ファイバは、ＬＰ01
モードを伝播する寸法であり、ＬＰ01パワーの適正な一
部をＬＰ02モードに変換する光ファイバの長周期グレー
ティングを具備している。
【００１８】この後者のアプローチにより、より小さな
中心スポットサイズが得られ、その結果飽和するのに少
ないパワーで済む。このような光注入器の詳細は、F. B
ilodeau et al.著の "Efficient Narrowband LP01→LP
02 Mode Converters in Photosensitive Fiber", Elect
ronic Letters, Vol.. 27, pp. 682-684 (1991) と、K.
O. Hillの米国特許No. 5,104,209 (1992)に開示されて
いる。
中心スポットサイズが得られ、その結果飽和するのに少
ないパワーで済む。このような光注入器の詳細は、F. B
ilodeau et al.著の "Efficient Narrowband LP01→LP
02 Mode Converters in Photosensitive Fiber", Elect
ronic Letters, Vol.. 27, pp. 682-684 (1991) と、K.
O. Hillの米国特許No. 5,104,209 (1992)に開示されて
いる。
【００１９】ＬＰ02モードを除去するモードフィルタ１
３は、デバイスを長さと波長の小さな変化に対しては、
感受性を有しないようにする。このモードフィルタは、
光ファイバループ、テーパ状の光ファイバあるいはフィ
ルタ処理されるべきモードを非導波モードに結合するよ
うな長周期グレーティングである。
３は、デバイスを長さと波長の小さな変化に対しては、
感受性を有しないようにする。このモードフィルタは、
光ファイバループ、テーパ状の光ファイバあるいはフィ
ルタ処理されるべきモードを非導波モードに結合するよ
うな長周期グレーティングである。
【００２０】この本発明の自己同調型フィルタの効果
は、Ｅ１１ ｘモードとＥ２２ ｘモードとの間のモードビ
ーティングを用ることによりシングルコア領域と可飽和
吸収体とを含む平面状（四角形）の導波路でも達成でき
る。これらのモードを伝播する導波路の詳細は、E.A.J.
Marcatilli 著の "Dielectric Rectangular Waveguide
s and Directional Couplers for Integrated Optics,"
Bell System TechnicalJournal, Vol. 48, pp. 2071-2
102 (1969) を参照のこと。
は、Ｅ１１ ｘモードとＥ２２ ｘモードとの間のモードビ
ーティングを用ることによりシングルコア領域と可飽和
吸収体とを含む平面状（四角形）の導波路でも達成でき
る。これらのモードを伝播する導波路の詳細は、E.A.J.
Marcatilli 著の "Dielectric Rectangular Waveguide
s and Directional Couplers for Integrated Optics,"
Bell System TechnicalJournal, Vol. 48, pp. 2071-2
102 (1969) を参照のこと。
【００２１】次に本発明の実験例を述べる。
【００２２】
【実験例】この実験例で用いられた屈折率が階段状に変
わる（ステップインデックス）の光ファイバでは、コア
とクラッド層の屈折率差が０．０２で、コアの直径が
９．２μｍで、その結果特性Ｖ数は４．５である。この
光ファイバでは、ＬＰ01モードフィールド半径は通常の
分散シフト形光ファイバの範囲内にあり、ＬＰ01とＬＰ
02モードの群速度は適合している。エルビウムをドープ
した領域は、コアの中心の２０％である。
わる（ステップインデックス）の光ファイバでは、コア
とクラッド層の屈折率差が０．０２で、コアの直径が
９．２μｍで、その結果特性Ｖ数は４．５である。この
光ファイバでは、ＬＰ01モードフィールド半径は通常の
分散シフト形光ファイバの範囲内にあり、ＬＰ01とＬＰ
02モードの群速度は適合している。エルビウムをドープ
した領域は、コアの中心の２０％である。
【００２３】ＬＰ01とＬＰ02モードの間のビート長さ
は、約１００μｍである。ドーピング濃度は、吸収係数
と光ファイバの長さの積が、均一にドープしたファイバ
で２００に等しいように選択した。実際の吸収は中心部
にドープした光ファイバでははるかに小さいが、その理
由はＬＰ01とＬＰ02モードの和の中心部分のみが吸収作
用を受けることになるからである。４０ｍの長さの光フ
ァイバにおいては、バンド幅は約０．３ｎｍである。こ
のエルビウムドープの濃度の飽和パワーは、１００−５
００マイクロワットである。
は、約１００μｍである。ドーピング濃度は、吸収係数
と光ファイバの長さの積が、均一にドープしたファイバ
で２００に等しいように選択した。実際の吸収は中心部
にドープした光ファイバでははるかに小さいが、その理
由はＬＰ01とＬＰ02モードの和の中心部分のみが吸収作
用を受けることになるからである。４０ｍの長さの光フ
ァイバにおいては、バンド幅は約０．３ｎｍである。こ
のエルビウムドープの濃度の飽和パワーは、１００−５
００マイクロワットである。
【００２４】本発明によるシングルコアの自己同調型フ
ィルタは、従来の Laming et al.のツインコア形のデバ
イスに対し以下に述べる多くの利点を有している。 １．本発明の光ファイバは軸方向に対称である。この軸
方向に対称な光ファイバの製造は標準技術を用い、従来
のツインコアファイバの製造よりも簡単である。
ィルタは、従来の Laming et al.のツインコア形のデバ
イスに対し以下に述べる多くの利点を有している。 １．本発明の光ファイバは軸方向に対称である。この軸
方向に対称な光ファイバの製造は標準技術を用い、従来
のツインコアファイバの製造よりも簡単である。
【００２５】２．本発明の光ファイバは、１個の中心コ
アを有する。シングルコア（１個の中心コア）に光を結
合することは、ツインコアの光ファイバの一方のコアに
光を結合するよりも容易である。 ３．ＬＰ01−ＬＰ02デバイスは、固有の極性依存性を有
さず、その結果好ましい極性方向が存在しない。残留局
部複屈折は、光ファイバの引き抜き工程中に光ファイバ
プリフォームを回転させることにより平均化される。こ
れに対し、ツインコアファイバはその形状から固有の複
屈折を有する。
アを有する。シングルコア（１個の中心コア）に光を結
合することは、ツインコアの光ファイバの一方のコアに
光を結合するよりも容易である。 ３．ＬＰ01−ＬＰ02デバイスは、固有の極性依存性を有
さず、その結果好ましい極性方向が存在しない。残留局
部複屈折は、光ファイバの引き抜き工程中に光ファイバ
プリフォームを回転させることにより平均化される。こ
れに対し、ツインコアファイバはその形状から固有の複
屈折を有する。
【００２６】４．モード内分散（Intermodal dispersio
n） によりツインコアファイバのスーパーモードは、光
ファイバの端部で分離し、その結果ツインコアファイバ
内の線形および非線形相互作用に基づいて、光ファイバ
デバイスのデータレートを制限してしまう。（これに関
しては、K.S. Chiang, Opt. Lett., Vol. 20, p.997,(1
995)を参照のこと。）このことは、ＬＰ01−ＬＰ02モー
ドビーティングを利用した本発明のデバイスには必ずし
もあてはまらない、理由はＬＰ01とＬＰ02モードの群速
度が同一である波長部分が常に存在するからである。
n） によりツインコアファイバのスーパーモードは、光
ファイバの端部で分離し、その結果ツインコアファイバ
内の線形および非線形相互作用に基づいて、光ファイバ
デバイスのデータレートを制限してしまう。（これに関
しては、K.S. Chiang, Opt. Lett., Vol. 20, p.997,(1
995)を参照のこと。）このことは、ＬＰ01−ＬＰ02モー
ドビーティングを利用した本発明のデバイスには必ずし
もあてはまらない、理由はＬＰ01とＬＰ02モードの群速
度が同一である波長部分が常に存在するからである。
【００２７】５．本発明のステップインデックスの光フ
ァイバのパワーの最適な混合比率は、ＬＰ01モードのパ
ワーの２／３と、ＬＰ02モードのパワーの１／３であ
る。この本発明のデバイスの端部において、ＬＰ02モー
ドの除去は、従来のツインコアファイバのパワーの半分
（３ｄＢ）ではなく、わずか約２ｄＢである。
ァイバのパワーの最適な混合比率は、ＬＰ01モードのパ
ワーの２／３と、ＬＰ02モードのパワーの１／３であ
る。この本発明のデバイスの端部において、ＬＰ02モー
ドの除去は、従来のツインコアファイバのパワーの半分
（３ｄＢ）ではなく、わずか約２ｄＢである。
【００２８】６．本発明のＬＰ01−ＬＰ02モードのデバ
イスの様々な特徴は、光ファイバの屈折率プロファイル
を変化させることにより修正可能である。例えば、ビー
ト長さは、屈折率プロファイル内の屈折率を減少させた
リング、または増加させたリングにより増加させたり減
少させたりすることもできる。波長感受性は、ＬＰ01と
ＬＰ02モードにおける有効屈折率対周波数の傾斜を調整
することにより変えることができる。
イスの様々な特徴は、光ファイバの屈折率プロファイル
を変化させることにより修正可能である。例えば、ビー
ト長さは、屈折率プロファイル内の屈折率を減少させた
リング、または増加させたリングにより増加させたり減
少させたりすることもできる。波長感受性は、ＬＰ01と
ＬＰ02モードにおける有効屈折率対周波数の傾斜を調整
することにより変えることができる。
【図１】本発明の自己同調型光学導波路フィルタの断面
図
図
【図２】図１の光学導波路フィルタ内を伝播するＬＰ01
モードを表す図
モードを表す図
【図３】図１の光学導波路フィルタ内を伝播するＬＰ02
モードを表す図
モードを表す図
【図４】ＬＰ01モードとＬＰ02モードの和を表す図
【図５】ＬＰ01モードとＬＰ02モードの差分を表す図
【図６】図１の光学導波路フィルタに沿ったいくつかの
点における伝播信号を表す図
点における伝播信号を表す図
１０ 自己同調型光学導波路フィルタ
１１ 光学導波路
１２ 光注入部分
１３ モードフィルタ
１４ 出力点
１５ ドープ領域
１６ クラッド層
１７ シングルコア
２１ 高強度領域
２２ ビートリング
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 アセシュ マドヒュカー ヴェンサーカ
ー
アメリカ合衆国，07922 ニュージャー
ジー，ユニオン，ダリア レイン 10
(72)発明者 ジャウ−シェン ワン
アメリカ合衆国，06512 コネチカット,
ニューハーヴェン，ウッドワード 24,
フォートヘイル ガーデンス，ユニット
20
(56)参考文献 国際公開95／032451（ＷＯ，Ａ１)
Ｆｉｂｅｒ ａｎｄ Ｉｎｔｅｇｒａ
ｔｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ，1989年，Ｖｏ
ｌ．８，217−225
Ｍ．Ｎ．Ｚｅｒｖａｓ，Ｒ．Ｉ．Ｌａ
ｍｉｎｇ，Ｔｗｉｎ−Ｃｏｒｅ Ｆｉｂ
ｅｒ Ｅｒｂｉｕｍ−Ｄｏｐｅｄ Ｃｈ
ａｎｎｅｌ Ｅｑｕａｌｉｚｅｒ，Ｊｏ
ｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．13,
Ｎｏ．５，721−731
Ａｌｉｓｔａｉｒ Ｊ．Ｐｏｕｓｔｉ
ｅ，Ｎｅｉｌ Ｆｉｎｌａｙｓｏｎ，Ｍ
ｕｌｔｉｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｆｉｂ
ｅｒ ｌａｓｅｒ ｕｓｉｎｇ ａ ｓ
ｐａｔｉａｌ ｍｏｄｅ ｂｅａｔｉｎ
ｇ ｆｉｌｔｅｒ，Ｏｐｔｉｃｓ Ｌｅ
ｔｔｅｒｓ，1994年 ５月15日，Ｖｏ
ｌ．19，Ｎｏ．10，716−718
Ｆｒａｎｃｏｉｓ Ｇｏｎｔｈｉｅ
ｒ，Ｓｕｚａｎｎｅ Ｌａｃｒｏｉｘ,
Ｘａｖｉｅｒ Ｄａｘｈｅｌｅｔ，Ｒｉ
ｃｈａｒｄ Ｊ．Ｂｌａｃｋ，Ｊａｃｑ
ｕｅｓ Ｂｕｒｅｓ，Ｂｒｏａｄｂａｎ
ｄ ａｌｌ−ｆｉｂｅｒ ｆｉｌｔｅｒ
ｓ ｆｏｒ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｄ
ｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉ
ｎｇ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，Ａｐｐ
ｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅ
ｒｓ，1989年 ４月 ３日，Ｖｏｌ.
54，Ｎｏ．14，1290−1292
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02F 1/01
G02B 6/00
ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (7)
- 【請求項１】 第１波長λ１ の低パワー光信号を第２
波長λ２ の高パワー光信号よりもより多く減衰させる
自己同調型光学導波路フィルタにおいて、 （Ａ）コア（１７）とクラッド層（１６）を有するある
長さのシングルコア光学導波路（１１）と、 前記光学導波路（１１）は、少なくとも２つの伝播モー
ドで前記信号λ１ ，λ２ を伝播するような寸法で、 前記伝播モードのビーティングは、λ１ ，λ２ の高強
度領域を前記導波路内に形成し、 前記λ１ の高強度領域と前記λ２ の高強度領域とは、
物理的に分離しており、 （Ｂ）前記２つの伝播モードで前記信号λ１ ，λ２ の
光を前記導波路中に注入する光注入器（１２）と、から
なり、 （Ｃ）前記導波路（１１）が、信号λ１ ，λ２ の前記
高強度領域と相互作用する可飽和吸収材料を含有し、前
記可飽和吸収体は、前記低パワー信号λ１ は、前記高
パワー信号λ２ よりも強く吸収することを特徴とする
自己同調型光学導波路フィルタ。 - 【請求項２】 前記（Ａ）光学導波路（１１）は、光フ
ァイバを含むことを特徴とする請求項１のフィルタ。 - 【請求項３】 前記伝播モードは、ＬＰ０１モードとＬ
Ｐ０２モードを含むことを特徴とする請求項２のフィル
タ。 - 【請求項４】 前記可飽和吸収材料は、前記光ファイバ
のコア内に導入されることを特徴とする請求項３のフィ
ルタ。 - 【請求項５】 前記可飽和吸収材料は、稀土類元素を含
むことを特徴とする請求項１のフィルタ。 - 【請求項６】 前記（Ａ）光学導波路（１１）は、矩形
の光学導波路を含むことを特徴とする請求項１のフィル
タ。 - 【請求項７】 （Ｄ）前記ＬＰ０２モードを除去するモ
ードフィルタ（１３）をさらに有することを特徴とする
請求項３のフィルタ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/803,051 US5828802A (en) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | Self-tuning optical waveguide filter |
| US08/803051 | 1997-02-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10232318A JPH10232318A (ja) | 1998-09-02 |
| JP3443523B2 true JP3443523B2 (ja) | 2003-09-02 |
Family
ID=25185464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02755098A Expired - Fee Related JP3443523B2 (ja) | 1997-02-19 | 1998-02-09 | 自己同調型光学導波路フィルタ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5828802A (ja) |
| EP (1) | EP0860733B1 (ja) |
| JP (1) | JP3443523B2 (ja) |
| DE (1) | DE69812750T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7656578B2 (en) | 1997-03-21 | 2010-02-02 | Imra America, Inc. | Microchip-Yb fiber hybrid optical amplifier for micro-machining and marking |
| US7576909B2 (en) | 1998-07-16 | 2009-08-18 | Imra America, Inc. | Multimode amplifier for amplifying single mode light |
| EP0990185A1 (en) * | 1997-06-20 | 2000-04-05 | BRITISH TELECOMMUNICATIONS public limited company | Multi-band-pass filter |
| EP1108234A4 (en) * | 1998-06-29 | 2005-06-15 | Corning Inc | MONOLITHIC COAXIAL CONSTRUCTION ELEMENT |
| US6275512B1 (en) | 1998-11-25 | 2001-08-14 | Imra America, Inc. | Mode-locked multimode fiber laser pulse source |
| US6327403B1 (en) | 1999-06-10 | 2001-12-04 | Lasercomm Inc. | Reducing mode interference in transmission of LP02 Mode in optical fibers |
| US6434311B1 (en) | 1999-06-10 | 2002-08-13 | Lasercomm Inc. | Reducing mode interference in transmission of a high order mode in optical fibers |
| US20020164140A1 (en) * | 2000-01-12 | 2002-11-07 | Michael Lysiansky | Few-mode fiber profile |
| US20020141695A1 (en) * | 2001-02-07 | 2002-10-03 | Redc Optical Networks Ltd. | Method and apparatus for a dynamic gain equalizer for an erbium doped fiber amplifier |
| AU2002323522A1 (en) * | 2001-08-29 | 2003-03-18 | 3M Innovative Properties Company | Optical devices using shaped optical fibers and methods for making optical devices with shaped optical fibers |
| US6876805B2 (en) * | 2002-09-09 | 2005-04-05 | Finisar Corporation | Multiple mode fiber with mode discrimination |
| JP5019731B2 (ja) * | 2005-09-06 | 2012-09-05 | 国立大学法人 東京大学 | 光デバイス |
| US7400807B2 (en) * | 2005-11-03 | 2008-07-15 | Aculight Corporation | Apparatus and method for a waveguide with an index profile manifesting a central dip for better energy extraction |
| US7570856B1 (en) | 2005-12-07 | 2009-08-04 | Lockheed Martin Corporation | Apparatus and method for an erbium-doped fiber for high peak-power applications |
| US7768700B1 (en) | 2006-11-30 | 2010-08-03 | Lockheed Martin Corporation | Method and apparatus for optical gain fiber having segments of differing core sizes |
| US8594476B2 (en) * | 2009-01-23 | 2013-11-26 | Raytheon Company | Apparatus and method for mode control in a semi-guiding amplifier medium |
| CN103033882B (zh) * | 2012-12-31 | 2018-04-03 | 青岛农业大学 | 一种双芯光纤微环谐振器的制作方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4778237A (en) * | 1984-06-07 | 1988-10-18 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Single-mode fiber optic saturable absorber |
| US4781425A (en) * | 1986-02-18 | 1988-11-01 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Fiber optic apparatus and method for spectrum analysis and filtering |
| GB9503781D0 (en) * | 1994-05-19 | 1995-04-12 | Univ Southampton | External cavity laser |
-
1997
- 1997-02-19 US US08/803,051 patent/US5828802A/en not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-02-09 JP JP02755098A patent/JP3443523B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1998-02-10 DE DE69812750T patent/DE69812750T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-02-10 EP EP98300946A patent/EP0860733B1/en not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| Ａｌｉｓｔａｉｒ Ｊ．Ｐｏｕｓｔｉｅ，Ｎｅｉｌ Ｆｉｎｌａｙｓｏｎ，Ｍｕｌｔｉｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｆｉｂｅｒ ｌａｓｅｒ ｕｓｉｎｇ ａ ｓｐａｔｉａｌ ｍｏｄｅ ｂｅａｔｉｎｇ ｆｉｌｔｅｒ，Ｏｐｔｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，１９９４年 ５月１５日，Ｖｏｌ．１９，Ｎｏ．１０，７１６−７１８ |
| Ｆｉｂｅｒ ａｎｄ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ，１９８９年，Ｖｏｌ．８，２１７−２２５ |
| Ｆｒａｎｃｏｉｓ Ｇｏｎｔｈｉｅｒ，Ｓｕｚａｎｎｅ Ｌａｃｒｏｉｘ，Ｘａｖｉｅｒ Ｄａｘｈｅｌｅｔ，Ｒｉｃｈａｒｄ Ｊ．Ｂｌａｃｋ，Ｊａｃｑｕｅｓ Ｂｕｒｅｓ，Ｂｒｏａｄｂａｎｄ ａｌｌ−ｆｉｂｅｒ ｆｉｌｔｅｒｓ ｆｏｒ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，１９８９年 ４月 ３日，Ｖｏｌ．５４，Ｎｏ．１４，１２９０−１２９２ |
| Ｍ．Ｎ．Ｚｅｒｖａｓ，Ｒ．Ｉ．Ｌａｍｉｎｇ，Ｔｗｉｎ−Ｃｏｒｅ Ｆｉｂｅｒ Ｅｒｂｉｕｍ−Ｄｏｐｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｅｑｕａｌｉｚｅｒ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．１３，Ｎｏ．５，７２１−７３１ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0860733B1 (en) | 2003-04-02 |
| JPH10232318A (ja) | 1998-09-02 |
| EP0860733A1 (en) | 1998-08-26 |
| DE69812750D1 (de) | 2003-05-08 |
| US5828802A (en) | 1998-10-27 |
| DE69812750T2 (de) | 2003-12-24 |
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