JPH10232318A - 自己同調型光学導波路フィルタ - Google Patents
自己同調型光学導波路フィルタInfo
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- JPH10232318A JPH10232318A JP10027550A JP2755098A JPH10232318A JP H10232318 A JPH10232318 A JP H10232318A JP 10027550 A JP10027550 A JP 10027550A JP 2755098 A JP2755098 A JP 2755098A JP H10232318 A JPH10232318 A JP H10232318A
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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
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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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 第１波長λ1 の低パワー光信号を第２波長λ
2 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１０を提供する。 【解決手段】 本発明のフィルタは、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１
１と、（前記光学導波路１１は、信号λ1 ，λ2の前記
高強度領域と相互作用する過飽和吸収材料を含有し、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、前記伝搬モードは、λ1 ，λ2 の高強度領域を
前記導波路内に形成し）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１
２とからなる。
2 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１０を提供する。 【解決手段】 本発明のフィルタは、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１
１と、（前記光学導波路１１は、信号λ1 ，λ2の前記
高強度領域と相互作用する過飽和吸収材料を含有し、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、前記伝搬モードは、λ1 ，λ2 の高強度領域を
前記導波路内に形成し）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１
２とからなる。
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】導波路の一部には過飽和吸収体（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
アが稀土類元素製過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 ，λ2を
伝播し、過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
アが稀土類元素製過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 ，λ2を
伝播し、過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１３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
な過飽和吸収体でもってドーピングされた領域１５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１３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
な過飽和吸収体でもってドーピングされた領域１５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 "Wea
kly Guiding Fibers," Applied Optics, Vol.. 10, pp.
2252-2258 (1971) に開示されている。過飽和吸収体は
エルビウムで、ドープ領域１５はシングルコア１７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 "Wea
kly Guiding Fibers," Applied Optics, Vol.. 10, pp.
2252-2258 (1971) に開示されている。過飽和吸収体は
エルビウムで、ドープ領域１５はシングルコア１７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過飽和吸収体と
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過飽和吸収体と
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２１
（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２
２は過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２１
（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２
２は過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過飽和吸収体
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. Marca
tilli 著の "Dielectric Rectangular Waveguides andD
irectional Couplers for Integrated Optics," Bell S
ystem Technical Journal, Vol. 48, pp. 2071-2102 (1
969) 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過飽和吸収体
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. Marca
tilli 著の "Dielectric Rectangular Waveguides andD
irectional Couplers for Integrated Optics," Bell S
ystem Technical Journal, Vol. 48, pp. 2071-2102 (1
969) 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 (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (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
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、 前記伝搬モードは、λ1 ，λ2 の高強度領域を前記導波
路内に形成し、 （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過飽和吸収材料を含有し、前記
過飽和吸収体は、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ＬＰ
02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】 前記過飽和吸収材料は、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】 前記過飽和吸収材料は、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。
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| 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 true JPH10232318A (ja) | 1998-09-02 |
| JP3443523B2 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) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007072112A (ja) * | 2005-09-06 | 2007-03-22 | Univ Of Tokyo | 光デバイス |
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|---|---|---|---|---|
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| 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 |
| CA2335131A1 (en) | 1998-06-29 | 2000-01-06 | Corning Incorporated | Monolithic coaxial device |
| US6275512B1 (en) | 1998-11-25 | 2001-08-14 | Imra America, Inc. | Mode-locked multimode fiber laser pulse source |
| US6434311B1 (en) | 1999-06-10 | 2002-08-13 | Lasercomm Inc. | Reducing mode interference in transmission of a high order mode in optical fibers |
| US6327403B1 (en) | 1999-06-10 | 2001-12-04 | Lasercomm Inc. | Reducing mode interference in transmission of LP02 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 |
| WO2003021317A2 (en) * | 2001-08-29 | 2003-03-13 | 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 |
| 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 |
Family Cites Families (3)
| 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 EP EP98300946A patent/EP0860733B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-02-10 DE DE69812750T patent/DE69812750T2/de not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007072112A (ja) * | 2005-09-06 | 2007-03-22 | Univ Of Tokyo | 光デバイス |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3443523B2 (ja) | 2003-09-02 |
| DE69812750T2 (de) | 2003-12-24 |
| EP0860733B1 (en) | 2003-04-02 |
| US5828802A (en) | 1998-10-27 |
| DE69812750D1 (de) | 2003-05-08 |
| EP0860733A1 (en) | 1998-08-26 |
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