JPH0721598B2 - 光フアイバ形非線形方向性結合器 - Google Patents
光フアイバ形非線形方向性結合器Info
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- JPH0721598B2 JPH0721598B2 JP18644786A JP18644786A JPH0721598B2 JP H0721598 B2 JPH0721598 B2 JP H0721598B2 JP 18644786 A JP18644786 A JP 18644786A JP 18644786 A JP18644786 A JP 18644786A JP H0721598 B2 JPH0721598 B2 JP H0721598B2
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- optical fiber
- directional coupler
- birefringence
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- fiber
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、構成要素が少なくかつ動作速度が速く、光入
出力特性が非線形性をもつ光ファイバ形非線形方向結合
器に関するものである。
出力特性が非線形性をもつ光ファイバ形非線形方向結合
器に関するものである。
（従来技術とその問題点） 従来の非線形方向性結合器には第２図（Ａ）に示すもの
がある。（文献1D.Sarid and M.Sargert III,“Tunable
nonlinear directional coupler",J.Opt.Soc.Am.voL7
2,p.835−838（1982）．）。これは、基盤12上に２つの
導波路11を平行に並べて形成し、２つの導波路11のエバ
ネッセント波（クラッド部分へしみだした電界成分）が
重なりあうような構造になっている。
がある。（文献1D.Sarid and M.Sargert III,“Tunable
nonlinear directional coupler",J.Opt.Soc.Am.voL7
2,p.835−838（1982）．）。これは、基盤12上に２つの
導波路11を平行に並べて形成し、２つの導波路11のエバ
ネッセント波（クラッド部分へしみだした電界成分）が
重なりあうような構造になっている。
第２図（Ａ）に示す構造では基盤12上にホトレジスト或
いは拡散イオンが打ち込みによって導波路11が形成され
ているため、光の入出力に光ファイバを使用するときに
は、基盤12上に溝を切って光ファイバと導波路11をつき
合せなければならず、光ファイバの軸ずれによる光損失
を1dB以下に抑制するためには、基盤12上に0.5μｍ以下
の精度の加工技術が要求され、製作上の欠点となった。
また、基盤12の材料には、LiTiO3,LiNbO3等が用いられ
るが、石英系の光ファイバとの接続では屈折率（LiNbO3
＝2.20,SiO2＝1.46の違いによるフレネル反射（反射率
４％）が生じ、つき合わせ接続を行うため、光ファイバ
の固定方法およびその長期信頼性の点で、光ファイバ同
志の融着接続と比較して劣る欠点があった。
いは拡散イオンが打ち込みによって導波路11が形成され
ているため、光の入出力に光ファイバを使用するときに
は、基盤12上に溝を切って光ファイバと導波路11をつき
合せなければならず、光ファイバの軸ずれによる光損失
を1dB以下に抑制するためには、基盤12上に0.5μｍ以下
の精度の加工技術が要求され、製作上の欠点となった。
また、基盤12の材料には、LiTiO3,LiNbO3等が用いられ
るが、石英系の光ファイバとの接続では屈折率（LiNbO3
＝2.20,SiO2＝1.46の違いによるフレネル反射（反射率
４％）が生じ、つき合わせ接続を行うため、光ファイバ
の固定方法およびその長期信頼性の点で、光ファイバ同
志の融着接続と比較して劣る欠点があった。
他方、これらの欠点を除くため、２本の光ファイバを融
着延伸して得られる第２図（Ｂ）に示すような光ファイ
バ形偏波選択型方向性結合器23がある。この偏波選択型
方向性結合器23では、２つの光ファイバへの光パワー分
岐比は２つのコアを伝搬する伝搬モードの重なり積分で
決まる結合定数と結合長とによって決まってしまい、さ
らに光ファイバの複屈折が大きいため、入力光強度によ
って屈折率を変えて分岐比を変えることはできず、非線
形方向性結合器を実現できない欠点があった。しかし、
光入出力端子21a,22a,21b,22bが光ファイバであるた
め、光ファイバ同志の接続であるから光通信に使われて
いる通常の融着接続と熱収縮チユーブによる補強法を利
用できる長所があった。
着延伸して得られる第２図（Ｂ）に示すような光ファイ
バ形偏波選択型方向性結合器23がある。この偏波選択型
方向性結合器23では、２つの光ファイバへの光パワー分
岐比は２つのコアを伝搬する伝搬モードの重なり積分で
決まる結合定数と結合長とによって決まってしまい、さ
らに光ファイバの複屈折が大きいため、入力光強度によ
って屈折率を変えて分岐比を変えることはできず、非線
形方向性結合器を実現できない欠点があった。しかし、
光入出力端子21a,22a,21b,22bが光ファイバであるた
め、光ファイバ同志の接続であるから光通信に使われて
いる通常の融着接続と熱収縮チユーブによる補強法を利
用できる長所があった。
第２図（Ａ）の従来の導波路11において断面が円形の導
波路構造を仮定し、導波路11間の結合長を2.5cm、相互
作用長を1.8mとした非線形方向性結合器の出力波形の計
算結果を第３図に示す。同図において横軸は規格化パル
ス幅を、縦軸は規格化パルス強度を示し、同図より破線
で示す尖頭値1.2KWの入射光パルスを入射端の一方から
入射したとき、実線で示すように出射光パルスは光パル
ス列になり、いわゆる光断続現象（Optical breaking,
同様の結果は文献2.R.Hoffe et al.,Opt.Commun.57,34
（1986）を参照）を生じ、単一の光パルス出力を取り出
すことが不可能である欠点があった。
波路構造を仮定し、導波路11間の結合長を2.5cm、相互
作用長を1.8mとした非線形方向性結合器の出力波形の計
算結果を第３図に示す。同図において横軸は規格化パル
ス幅を、縦軸は規格化パルス強度を示し、同図より破線
で示す尖頭値1.2KWの入射光パルスを入射端の一方から
入射したとき、実線で示すように出射光パルスは光パル
ス列になり、いわゆる光断続現象（Optical breaking,
同様の結果は文献2.R.Hoffe et al.,Opt.Commun.57,34
（1986）を参照）を生じ、単一の光パルス出力を取り出
すことが不可能である欠点があった。
（発明の目的） 本発明の目的は、従来の非線形方向性結合器では得られ
なかった単一でかつ、入力光パルスよりもパルス幅の狭
い光パルスを出力として取り出すことが可能で、さらに
他の光学系と光ファイバを介して容易に接続でき、さら
にまた、極短光パルスの発生や波形整形の手段として、
簡単な構成でピコ秒からサブピコ秒の応答速度を有する
高速動作光分配器へ応用できる全ファイバ形の非線形方
向性結合器を提供することにある。
なかった単一でかつ、入力光パルスよりもパルス幅の狭
い光パルスを出力として取り出すことが可能で、さらに
他の光学系と光ファイバを介して容易に接続でき、さら
にまた、極短光パルスの発生や波形整形の手段として、
簡単な構成でピコ秒からサブピコ秒の応答速度を有する
高速動作光分配器へ応用できる全ファイバ形の非線形方
向性結合器を提供することにある。
（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記の目的を達成するため、コアとクラッド
からなる導波路構造をもち、かつコア部分が複屈折性す
なわち伝搬方向に垂直な平面（x,y軸方向）で屈折率が
異なっている光ファイバの一端を光入射端となすと共に
他端を出射端となし、該光ファイバの出射端に光ファイ
バ形偏波選択型方向性結合器の一つの入射端を、該光フ
ァイバの主軸の一つと一致するように接続し、前記光フ
ァイバの光入射端に任意の偏光状態の光を入射させ、該
偏波選択型方向性結合器の一方の出射端より非線形光出
力を得るようにした。
からなる導波路構造をもち、かつコア部分が複屈折性す
なわち伝搬方向に垂直な平面（x,y軸方向）で屈折率が
異なっている光ファイバの一端を光入射端となすと共に
他端を出射端となし、該光ファイバの出射端に光ファイ
バ形偏波選択型方向性結合器の一つの入射端を、該光フ
ァイバの主軸の一つと一致するように接続し、前記光フ
ァイバの光入射端に任意の偏光状態の光を入射させ、該
偏波選択型方向性結合器の一方の出射端より非線形光出
力を得るようにした。
（作 用） 本発明によれば、複屈折性光ファイバ中では、入力光に
よって生じる複屈折（光カー効果）と、低複屈折性光フ
ァイバのもつ固有の複屈折の競合が起こり、ｙ軸の伝搬
モードからｘ軸の伝搬モードへ光パワーの非線形な変換
が生じる。偏波選択型方向性結合器の入射端には変換さ
れたｘ軸伝搬モード及び残りのｙ軸伝搬モードが入射
し、これらは偏波選択型方向性結合器で分離し、出射端
にはｘ軸伝搬モードが、出射端にはｙ軸伝搬モードがそ
れぞれ出力される。
よって生じる複屈折（光カー効果）と、低複屈折性光フ
ァイバのもつ固有の複屈折の競合が起こり、ｙ軸の伝搬
モードからｘ軸の伝搬モードへ光パワーの非線形な変換
が生じる。偏波選択型方向性結合器の入射端には変換さ
れたｘ軸伝搬モード及び残りのｙ軸伝搬モードが入射
し、これらは偏波選択型方向性結合器で分離し、出射端
にはｘ軸伝搬モードが、出射端にはｙ軸伝搬モードがそ
れぞれ出力される。
（実施例） 第１図は本発明の第一の実施例を説明する図であって、
３は第２図（Ｂ）に示したと同様の偏波選択型方向性結
合器で、その１つの入射端1aと低複屈折光ファイバ４の
出射端4bとはそれらの進相軸（以下ｙ軸という）及び遅
相軸（以下ｘ軸という）をそれぞれ合わせて接続されて
いる。また第１図には丸の中の矢印で、各位置における
偏光状態を示している。なお、2aは他の入射端、1b,2b
は出射端、4aは光入射端である。
３は第２図（Ｂ）に示したと同様の偏波選択型方向性結
合器で、その１つの入射端1aと低複屈折光ファイバ４の
出射端4bとはそれらの進相軸（以下ｙ軸という）及び遅
相軸（以下ｘ軸という）をそれぞれ合わせて接続されて
いる。また第１図には丸の中の矢印で、各位置における
偏光状態を示している。なお、2aは他の入射端、1b,2b
は出射端、4aは光入射端である。
本発明の全ファイバ形非線形方向性結合器の動作は以下
のとおりである。直線偏光の入力光を低複屈折性光ファ
イバ４の光入射端4aから該光ファイバ４のｙ軸の偏光面
がほぼ平行となるように入射させる。低複屈折性光ファ
イバ４中では、入力光によって生じる複屈折（光カー効
果）と、低複屈折性光ファイバ４のもつ固有の複屈折の
競合が起こり、ｙ軸の伝搬モードからｘ軸の伝搬モード
へ光パワーの非線形な変換が生じる。偏波選択型方向性
結合器３の入射端1aには変換されたｘ軸伝搬モードEx及
び残りのｙ軸伝搬モードEyが入射し、これらは偏波選択
型方向性結合器３で分離し、出射端2bにはｘ軸伝搬モー
ドExが、出射端1bにはｙ軸伝搬モードEyがそれぞれ出力
される。なお偏波選択型方向性結合器３の延伸結合部長
の設計によっては、出射する偏波が入れ替わることがあ
る。これらの動作による波形変化は後で詳述する第５図
に示されている通りであり、入力波形に対して非線形動
作し、出射端2bにｘ軸伝搬モードのパルス幅の狭い出力
波形（Ex）が出射されることになる。
のとおりである。直線偏光の入力光を低複屈折性光ファ
イバ４の光入射端4aから該光ファイバ４のｙ軸の偏光面
がほぼ平行となるように入射させる。低複屈折性光ファ
イバ４中では、入力光によって生じる複屈折（光カー効
果）と、低複屈折性光ファイバ４のもつ固有の複屈折の
競合が起こり、ｙ軸の伝搬モードからｘ軸の伝搬モード
へ光パワーの非線形な変換が生じる。偏波選択型方向性
結合器３の入射端1aには変換されたｘ軸伝搬モードEx及
び残りのｙ軸伝搬モードEyが入射し、これらは偏波選択
型方向性結合器３で分離し、出射端2bにはｘ軸伝搬モー
ドExが、出射端1bにはｙ軸伝搬モードEyがそれぞれ出力
される。なお偏波選択型方向性結合器３の延伸結合部長
の設計によっては、出射する偏波が入れ替わることがあ
る。これらの動作による波形変化は後で詳述する第５図
に示されている通りであり、入力波形に対して非線形動
作し、出射端2bにｘ軸伝搬モードのパルス幅の狭い出力
波形（Ex）が出射されることになる。
本実施例では、低複屈折性光ファイバ４と偏波選択型方
向性結合器３との接続において、主軸のｘ軸,y軸をそれ
ぞれ一致させているが、これと90゜ずれた状態すなわち
ｘ軸とｙ軸が合っていても良い。この時は出射する偏波
は入れ替り、出射端1bにｘ軸伝搬モードExが出射され
る。またここでは入力光の入射条件として最も単純な直
線偏光を低複屈折性光ファイバの主軸に合わせて入射す
る場合を示したが、偏光方向と主軸が傾いている場合で
も、さらに一般的には楕円偏光を入射し、その楕円の主
軸とファイバの主軸が傾いている場合でも適用可能であ
る。これらの場合には後で詳述する第４図に示すよう
に、傾き角等に応じてストークスパラメータS1のピーク
値以外のファイバ長を適宜選択することにより実現でき
る。
向性結合器３との接続において、主軸のｘ軸,y軸をそれ
ぞれ一致させているが、これと90゜ずれた状態すなわち
ｘ軸とｙ軸が合っていても良い。この時は出射する偏波
は入れ替り、出射端1bにｘ軸伝搬モードExが出射され
る。またここでは入力光の入射条件として最も単純な直
線偏光を低複屈折性光ファイバの主軸に合わせて入射す
る場合を示したが、偏光方向と主軸が傾いている場合で
も、さらに一般的には楕円偏光を入射し、その楕円の主
軸とファイバの主軸が傾いている場合でも適用可能であ
る。これらの場合には後で詳述する第４図に示すよう
に、傾き角等に応じてストークスパラメータS1のピーク
値以外のファイバ長を適宜選択することにより実現でき
る。
また非線形効果を低励起入力で効率よく励起するために
は低複屈折する光ファイバを用いるか、或いは、非線形
感受率の大きな材料を用いることが望ましく、LiNbO3,P
LZT,YIG,GaAs,InP,NiO2−B2O3−Na2O,As2S3,PMMA,MNA,
ポリジアセチレン，ジアセチレン,PCH1083などはSiO2に
比較して大きな非線形感受率を持っており、低励起入力
で使用できる。
は低複屈折する光ファイバを用いるか、或いは、非線形
感受率の大きな材料を用いることが望ましく、LiNbO3,P
LZT,YIG,GaAs,InP,NiO2−B2O3−Na2O,As2S3,PMMA,MNA,
ポリジアセチレン，ジアセチレン,PCH1083などはSiO2に
比較して大きな非線形感受率を持っており、低励起入力
で使用できる。
次に、低複屈折光ファイバ中の電界を▲▼として、ｘ
軸,y軸の電界の非線形結合を定量的に示す。電界▲▼
は次式で表わされる。
軸,y軸の電界の非線形結合を定量的に示す。電界▲▼
は次式で表わされる。
ここで、 はそれぞれ遅相軸，進相軸の単位ベクトルで、Ex,Eyは
その方向の電界成分、r,ｌは右回り，左回りの回転
表示での単位ベクトルで、 である。この低複屈折性光ファイバの直交するモードを
導波モードとするので第２図（Ａ）に示したような２つ
の導波路を必要とせず、１本のファイバで非線形動作を
行うことができる。ここでは、このファイバ中の偏光状
態の変化、すなわち２つの導波モード間の光エネルギー
の変化をストークスパラメータＳ＝（S1,S2,S3）を用い
て評価する。（文献３ B.Daino,G.Gregori,and S.Wabn
itz“New all−optical devices based on third−orde
r nonlinearity of birefringent fibers",Qpt.Lett.vo
l 11,P.42−44（1986）．）▲▼のＺ方向への変化
は、ポアンカレ球表示で次式で与えられる。
その方向の電界成分、r,ｌは右回り，左回りの回転
表示での単位ベクトルで、 である。この低複屈折性光ファイバの直交するモードを
導波モードとするので第２図（Ａ）に示したような２つ
の導波路を必要とせず、１本のファイバで非線形動作を
行うことができる。ここでは、このファイバ中の偏光状
態の変化、すなわち２つの導波モード間の光エネルギー
の変化をストークスパラメータＳ＝（S1,S2,S3）を用い
て評価する。（文献３ B.Daino,G.Gregori,and S.Wabn
itz“New all−optical devices based on third−orde
r nonlinearity of birefringent fibers",Qpt.Lett.vo
l 11,P.42−44（1986）．）▲▼のＺ方向への変化
は、ポアンカレ球表示で次式で与えられる。
ここで、▲▼はポアンカレ球の３軸（S1,S2,S3軸）に
ついての回転角速度である。ストークスパラメータは、
S1＝|Ex|2−|Ey|2,S2＝Ex・Ey＊＋Ex＊・Ey,S3＝ｉ（Ex
・Ey＊−Ex＊・Ey）,S20＝S21＋S22＋S23＝|Ex|2＋|Ey|
2で与えられる。＊は複素共役を表わす。角速度▲▼
は、入射光強度によって生じる屈折率変化のため、次式
に示すように線形および非線形な複屈折を効果を含む。
ついての回転角速度である。ストークスパラメータは、
S1＝|Ex|2−|Ey|2,S2＝Ex・Ey＊＋Ex＊・Ey,S3＝ｉ（Ex
・Ey＊−Ex＊・Ey）,S20＝S21＋S22＋S23＝|Ex|2＋|Ey|
2で与えられる。＊は複素共役を表わす。角速度▲▼
は、入射光強度によって生じる屈折率変化のため、次式
に示すように線形および非線形な複屈折を効果を含む。
ここで、Ω１は低複屈折性光ファイバ固有の複屈折によ
る角速度、λは波長、ｘは導波路の感受率で、計算例で
は、石英系ファイバを仮定し、λ＝1.06μｍ、ｘ＝2.5
×10-9、低複屈折性光ファイバの複屈折を10-6とした。
第４図は、1.2KWのCW直線偏光を低複屈折性光ファイバ
のｙ軸から0.2゜ずらして入射したときの伝搬方向のス
トークスパラメータS1の変化を示す。全光強度S0で規格
化してある。ストークスパラメータS1はEx成分とEy成分
の強度差を表わしており、S1＝１でEx成分、S1＝−１で
Ey成分だけがそれぞれ存在することを示す。第４図よ
り、ファイバ長約1.8m,5.5m,9.3mで、Ey成分からEx成分
へ光パワーが移っていることがわかる。従って、最低1.
8mの長さの低複屈折性光ファイバの後に、光ファイバ形
偏波選択型方向性結合器（文献4.I.Yokohama,k.Okamot
o,J.Noda,“Fiber optic polarising beam splitter em
poloying birefringent−fiber coupler,"Electron.Let
t.voL,21,pp.415−416（1985）．）を接続すると、それ
ぞれの出射端2b,1bよりEx,Ey成分を分離して取り出すこ
とができる。このとき低複屈折性光ファイバの主軸とフ
ァイバ形偏波選択型方向性結合器の入射端のファイバの
主軸が一致していれば、Ex,Ey成分を、またθ傾いてい
れば|Ex cosθ|2＋|Ey sinθ|2の光出力を得る。この式
よりわずかなθのずれに対して、光出力はほぼ|Ex|とな
ってほとんどθの影響を受けないこと、及びθを選択す
ることにより、波形をある程度変えられることがわか
る。
る角速度、λは波長、ｘは導波路の感受率で、計算例で
は、石英系ファイバを仮定し、λ＝1.06μｍ、ｘ＝2.5
×10-9、低複屈折性光ファイバの複屈折を10-6とした。
第４図は、1.2KWのCW直線偏光を低複屈折性光ファイバ
のｙ軸から0.2゜ずらして入射したときの伝搬方向のス
トークスパラメータS1の変化を示す。全光強度S0で規格
化してある。ストークスパラメータS1はEx成分とEy成分
の強度差を表わしており、S1＝１でEx成分、S1＝−１で
Ey成分だけがそれぞれ存在することを示す。第４図よ
り、ファイバ長約1.8m,5.5m,9.3mで、Ey成分からEx成分
へ光パワーが移っていることがわかる。従って、最低1.
8mの長さの低複屈折性光ファイバの後に、光ファイバ形
偏波選択型方向性結合器（文献4.I.Yokohama,k.Okamot
o,J.Noda,“Fiber optic polarising beam splitter em
poloying birefringent−fiber coupler,"Electron.Let
t.voL,21,pp.415−416（1985）．）を接続すると、それ
ぞれの出射端2b,1bよりEx,Ey成分を分離して取り出すこ
とができる。このとき低複屈折性光ファイバの主軸とフ
ァイバ形偏波選択型方向性結合器の入射端のファイバの
主軸が一致していれば、Ex,Ey成分を、またθ傾いてい
れば|Ex cosθ|2＋|Ey sinθ|2の光出力を得る。この式
よりわずかなθのずれに対して、光出力はほぼ|Ex|とな
ってほとんどθの影響を受けないこと、及びθを選択す
ることにより、波形をある程度変えられることがわか
る。
第５図は、ピーク出力1.2KWの点線で示したガウス型の
光パルスを第４図と同じ条件で長さ1.8mの低複屈折性光
ファイバに入射させたときの出力波形を計算した結果を
示す。ただし、ストークスベクトルによる解析は、連続
光が入射した場合の複屈折ファイバ中における偏光状態
の長手方向の変化を記述しており、直接光パルスが入射
した場合の偏光状態におけるパルス応答特性を求めるこ
とはできない。ここでは入射パルスの時間軸上の各点で
の光強度から偏光状態の変化を求め、出力側で時間軸上
で分割して求めた出力光強度を合成することによって光
パルスの偏光状態の変化を計算している。出射光強度は
入射光強度で規格化してあり、約65％の透過光出力が得
られる。以上の数値計算結果より、構造が簡単でかつ高
性能な全ファイバ形非線形方向性結合器が実現できるこ
とがわかる。入射光強度が強くなるとストークスベクト
ルの変化が生じなくなる光強度が存在し、その強度は式
（３）のΩ１＋２πxS1S0/3λ成分が零となる入射光強
度である。例えば、複屈折ファイバ固有の複屈折が10-6
であり、且つS1−１の条件では、その値は1.28kWにな
り、この値より大きな強度の光、例えば光強度が1.3kW
などの光が入射した場合には、本発明の目的である単一
パルス取り出しはできなくなる。
光パルスを第４図と同じ条件で長さ1.8mの低複屈折性光
ファイバに入射させたときの出力波形を計算した結果を
示す。ただし、ストークスベクトルによる解析は、連続
光が入射した場合の複屈折ファイバ中における偏光状態
の長手方向の変化を記述しており、直接光パルスが入射
した場合の偏光状態におけるパルス応答特性を求めるこ
とはできない。ここでは入射パルスの時間軸上の各点で
の光強度から偏光状態の変化を求め、出力側で時間軸上
で分割して求めた出力光強度を合成することによって光
パルスの偏光状態の変化を計算している。出射光強度は
入射光強度で規格化してあり、約65％の透過光出力が得
られる。以上の数値計算結果より、構造が簡単でかつ高
性能な全ファイバ形非線形方向性結合器が実現できるこ
とがわかる。入射光強度が強くなるとストークスベクト
ルの変化が生じなくなる光強度が存在し、その強度は式
（３）のΩ１＋２πxS1S0/3λ成分が零となる入射光強
度である。例えば、複屈折ファイバ固有の複屈折が10-6
であり、且つS1−１の条件では、その値は1.28kWにな
り、この値より大きな強度の光、例えば光強度が1.3kW
などの光が入射した場合には、本発明の目的である単一
パルス取り出しはできなくなる。
また、第６図には長手方向に複屈折の分布をつけたとき
のストークスパラメータの伝搬方向の変化を示す。ここ
で、複屈折の伝搬方向の変化は（1,064−0.15×sin（π
ｚ）×10-6とした。第３図と比較すると、ストークスパ
ラメータS1が著しく変化しており、ｙ軸からｘ軸モード
への変換がファイバ長2.5m,3.6m,4.6mと変化させること
が可能である。
のストークスパラメータの伝搬方向の変化を示す。ここ
で、複屈折の伝搬方向の変化は（1,064−0.15×sin（π
ｚ）×10-6とした。第３図と比較すると、ストークスパ
ラメータS1が著しく変化しており、ｙ軸からｘ軸モード
への変換がファイバ長2.5m,3.6m,4.6mと変化させること
が可能である。
長手方向に分布をつけるには第７図に示すように複数の
押え板５を光ファイバ４の軸方向に沿って不連続に分布
させ、又は一様に分布させ、或いは第７図に示すと同様
に電極をつけ、静電界あるいは高周波電界を分布させ、
部分的に複屈折が加わるようにする。第７図では、押え
板５を含む光ファイバ４を熱収縮チューブ６で包囲し、
この熱収縮チューブ６の収縮力を利用して複屈折を印加
する。また、押え板５の代りに圧電材料を低複屈折性光
ファイバ４の全長にわたって挟み込み、応力や圧電材料
の電気振動を利用して低複屈折性光ファイバ，楕円コア
光ファイバの複屈折に摂動を加えたり、真円コア光ファ
イバのように複屈折のない状態に複屈折を誘起させて、
非線形動作を行わせることができる。
押え板５を光ファイバ４の軸方向に沿って不連続に分布
させ、又は一様に分布させ、或いは第７図に示すと同様
に電極をつけ、静電界あるいは高周波電界を分布させ、
部分的に複屈折が加わるようにする。第７図では、押え
板５を含む光ファイバ４を熱収縮チューブ６で包囲し、
この熱収縮チューブ６の収縮力を利用して複屈折を印加
する。また、押え板５の代りに圧電材料を低複屈折性光
ファイバ４の全長にわたって挟み込み、応力や圧電材料
の電気振動を利用して低複屈折性光ファイバ，楕円コア
光ファイバの複屈折に摂動を加えたり、真円コア光ファ
イバのように複屈折のない状態に複屈折を誘起させて、
非線形動作を行わせることができる。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明に係る光ファイバ形非線形
方向性結合器はすべて光ファイバで構成されており、構
造が簡単であり、また光ファイバとの接続も容易となる
利点がある。さらに、数値計算結果からもわかるよう
に、入射光パルスを整形し、極短パルスとして取り出す
ことができる利点もある。また、感受率ｘの大きな材料
を用いると、入力光強度を低減させることが可能であ
り、光通信，分光学の分野で利用できる。
方向性結合器はすべて光ファイバで構成されており、構
造が簡単であり、また光ファイバとの接続も容易となる
利点がある。さらに、数値計算結果からもわかるよう
に、入射光パルスを整形し、極短パルスとして取り出す
ことができる利点もある。また、感受率ｘの大きな材料
を用いると、入力光強度を低減させることが可能であ
り、光通信，分光学の分野で利用できる。
第１図は本発明の一実施例を示す光ファイバ形非線形方
向性結合器の構成図、第２図（Ａ）は従来の非線形方向
性結合器の構成図、第２図（Ｂ）は従来の偏波選択型方
向性結合器の構成図、第３図は従来の非線形方向性結合
器の光パルス入出力特性を示す図、第４図はストークス
パラメータS1の長手方向（ｚ方向）の変化を示す図、第
５図はガウス入力波形に対する本実施例の動作特性の計
算例を示す図、第６図は低複屈折性光ファイバに−0.15
sin（πｚ）の複屈折の分布をつけたときのストークス
パラメータS1の変化を示す図、第７図は本発明の他の実
施例を示す構成図である。 1a,2a……入射端、1b,2b……出射端、３……偏波選択型
方向性結合器、４……低複屈折性光ファイバ、５……押
え板、６……熱収縮チューブ。
向性結合器の構成図、第２図（Ａ）は従来の非線形方向
性結合器の構成図、第２図（Ｂ）は従来の偏波選択型方
向性結合器の構成図、第３図は従来の非線形方向性結合
器の光パルス入出力特性を示す図、第４図はストークス
パラメータS1の長手方向（ｚ方向）の変化を示す図、第
５図はガウス入力波形に対する本実施例の動作特性の計
算例を示す図、第６図は低複屈折性光ファイバに−0.15
sin（πｚ）の複屈折の分布をつけたときのストークス
パラメータS1の変化を示す図、第７図は本発明の他の実
施例を示す構成図である。 1a,2a……入射端、1b,2b……出射端、３……偏波選択型
方向性結合器、４……低複屈折性光ファイバ、５……押
え板、６……熱収縮チューブ。
Claims (5)
- 【請求項１】コアとクラッドからなる導波路構造をも
ち、かつコア部分が複屈折性すなわち伝搬方向に垂直な
平面（x,y軸方向）で屈折率が異なっている光ファイバ
の一端を光入射端となすと共に他端を出射端となし、該
光ファイバの出射端に光ファイバ形偏波選択型方向性結
合器の一つの入射端を、該光ファイバの主軸の一つと一
致するように接続し、前記光ファイバの光入射端に任意
の偏光状態の光を入射させ、該偏波選択型方向性結合器
の一方の出射端より非線形光出力を得るようにしたこと
を特徴とする全ファイバ形非線形方向性結合器。 - 【請求項２】複屈折性を有する光ファイバの複屈折の制
御部として、静電界あるいは高周波電界を該光ファイバ
の伝搬方向に一様に或いは不連続に分布させた電極をつ
けることを特徴とした特許請求の範囲第１項記載の光フ
ァイバ形非線形方向結合器。 - 【請求項３】複屈折性を有する光ファイバの複屈折の制
御部として、該光ファイバの伝搬方向に垂直に静圧力を
加える圧電材料を用いることを特徴とした特許請求の範
囲第１項記載の光ファイバ形非線形方向性結合器。 - 【請求項４】複屈折性を有する光ファイバの複屈折の制
御部として、該光ファイバの伝搬方向に垂直に静圧力を
加える圧電材料を用いることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の光ファイバ形非線形方向性結合器。 - 【請求項５】光ファイバに、LiNbO3,PLZT,YIG,GaAs,In
P,SiO2,NiO2−B2O3−Na2O,As2S3,PMMA,MNA,ポリジアセ
チレン，ジアセチレン,PCH1083のいずれか一つを使用す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項の
いずれか１項記載の光ファイバ形非線形方向性結合器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18644786A JPH0721598B2 (ja) | 1986-08-08 | 1986-08-08 | 光フアイバ形非線形方向性結合器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18644786A JPH0721598B2 (ja) | 1986-08-08 | 1986-08-08 | 光フアイバ形非線形方向性結合器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6341831A JPS6341831A (ja) | 1988-02-23 |
| JPH0721598B2 true JPH0721598B2 (ja) | 1995-03-08 |
Family
ID=16188613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18644786A Expired - Fee Related JPH0721598B2 (ja) | 1986-08-08 | 1986-08-08 | 光フアイバ形非線形方向性結合器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0721598B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02232608A (ja) * | 1989-03-06 | 1990-09-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 広帯域偏波保持光ファイバカップラ |
| JPH02259703A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | コネクタ付き光ファイバカップラ |
| JPH02261789A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-24 | Mitsubishi Electric Corp | エレベータ装置 |
| JPH0328180U (ja) * | 1989-07-25 | 1991-03-20 |
-
1986
- 1986-08-08 JP JP18644786A patent/JPH0721598B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6341831A (ja) | 1988-02-23 |
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Legal Events
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