JPS61122611A - 帯域補償光フアイバ伝送路 - Google Patents
帯域補償光フアイバ伝送路Info
- Publication number
- JPS61122611A JPS61122611A JP24381184A JP24381184A JPS61122611A JP S61122611 A JPS61122611 A JP S61122611A JP 24381184 A JP24381184 A JP 24381184A JP 24381184 A JP24381184 A JP 24381184A JP S61122611 A JPS61122611 A JP S61122611A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transmission line
- mode
- side transmission
- order mode
- optical fiber
- Prior art date
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- Pending
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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
- G02B6/24—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
- G02B6/29379—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 characterised by the function or use of the complete device
- G02B6/29392—Controlling dispersion
- G02B6/29394—Compensating wavelength dispersion
-
- 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
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/14—Mode converters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はマルチモード光ファイバ伝送路に係り、特に伝
送路内にモード変換機構を付加することにより其の伝送
帯域を改善する光ファイバ伝送路に関するものである。
送路内にモード変換機構を付加することにより其の伝送
帯域を改善する光ファイバ伝送路に関するものである。
周知の様に光ファイバはコアの屈折率分布の形状からス
テップ形ファイバとグレーデツト形（収束形）ファイバ
に分類される。
テップ形ファイバとグレーデツト形（収束形）ファイバ
に分類される。
ステップ形ファイバには基本伝送モードのみを伝送する
単一モードファイバと高次の伝送モードも一括して伝送
する多モードファイバがある。
単一モードファイバと高次の伝送モードも一括して伝送
する多モードファイバがある。
単一モード伝送を満足する波長はコア半径、コア屈折率
、及びクラッド屈折率により定まる成る値以上でなけれ
ばならない。単一モードファイバはモード分散による波
形歪がなく広帯域伝送特性を持つが、反面光源との結合
及び光ファイバ間の接続に高度の技術が必要となる。
、及びクラッド屈折率により定まる成る値以上でなけれ
ばならない。単一モードファイバはモード分散による波
形歪がなく広帯域伝送特性を持つが、反面光源との結合
及び光ファイバ間の接続に高度の技術が必要となる。
多モードファイバの場合にはモード分散により伝送帯域
幅が狭くなるが、光の励振、接続等が簡単になると云う
利点がある。
幅が狭くなるが、光の励振、接続等が簡単になると云う
利点がある。
一般に光信号が光ファイバに入る場合、入射角度が小さ
い時は低次モードとなって伝播速度は早くなり、入射角
度が大きい時は高次モードとなって伝播速度は遅くなる
。
い時は低次モードとなって伝播速度は早くなり、入射角
度が大きい時は高次モードとなって伝播速度は遅くなる
。
又光信号が光ファイバに入る場合、高次モードの光を除
去して入力するとモード分散が小さくなり帯域は広（な
るが、反面損失が多くなる。
去して入力するとモード分散が小さくなり帯域は広（な
るが、反面損失が多くなる。
本発明の目的は上記従来方式の欠点を除去し、光ファイ
バ伝送路内にモード変換機構を付加して其の伝送帯域の
改善を行うことである。
バ伝送路内にモード変換機構を付加して其の伝送帯域の
改善を行うことである。
問題点を解決するための手段は、光ファイバ伝送路内に
少なくとも一ケ所実質的に高次モードを低次モードへ変
換させると共に低次モードを高次モードへ変換する機構
を備えたマルチモード光ファイバ伝送路に於いて、該モ
ード変換機構として軸対称の凹面全反射ミラーを設けた
ことにより達成される。
少なくとも一ケ所実質的に高次モードを低次モードへ変
換させると共に低次モードを高次モードへ変換する機構
を備えたマルチモード光ファイバ伝送路に於いて、該モ
ード変換機構として軸対称の凹面全反射ミラーを設けた
ことにより達成される。
本発明に依るとモード変換機構として軸対称の凹面全反
射ミラーを設けることにより高次モードの光を除去する
ことなく伝送帯域を拡大出来ると云う効果が生まれる。
射ミラーを設けることにより高次モードの光を除去する
ことなく伝送帯域を拡大出来ると云う効果が生まれる。
５ 〔実施例〕
以下本発明の原理に就いて説明する。周知の如く光ファ
イバの屈折率分布は周知の如く下式で示される。
イバの屈折率分布は周知の如く下式で示される。
ｎ” （ｒ）＝ｆｉ、” （１−２Δ （ｒ／ａ）
）・ ・ ・ ・ ・（１） 但し、ａはコアの半径、 ｒはコア中心からの距離、 ｎ、はコアの最大屈折率、 Δは比屈折率差、 αは屈折率分布パラメータである。
）・ ・ ・ ・ ・（１） 但し、ａはコアの半径、 ｒはコア中心からの距離、 ｎ、はコアの最大屈折率、 Δは比屈折率差、 αは屈折率分布パラメータである。
光ファイバの固有モードは角度方向モード次数Ｘと動径
方向モード次数μの組合わせにより定まり、主モード群
番号ｍは（ｍ＝２μ＋Ｘ）で分類され、各モード群のモ
ード数は主モード群番号ｍに比例する。
方向モード次数μの組合わせにより定まり、主モード群
番号ｍは（ｍ＝２μ＋Ｘ）で分類され、各モード群のモ
ード数は主モード群番号ｍに比例する。
此の時各モード群の単位長当たりの群遅延時間ｔｍは次
式で表される。
式で表される。
＋Ｏ（Δ３）〕 ・・・・・・・・・・（２）但し、Ｃ
は真空中の光速、 Ｍは最大主モード数、 Ｎは群居折率、 εは分散により決まる定数、 ０ば微小な値で無視出来る項であることを示す数である
。
は真空中の光速、 Ｍは最大主モード数、 Ｎは群居折率、 εは分散により決まる定数、 ０ば微小な値で無視出来る項であることを示す数である
。
尚群居折率Ｎ、最大主モード数Ｍ、及び分散により決ま
る定数εは下式により表される。
る定数εは下式により表される。
Ｍ＝ａ” ｋ” ｎ、２ （）
α＋２
但し、メは波長、ｋ＝２π／λ である。
上記の（２）式に於いて、
α＝■の時（ステップ形ファイバ）は、・・・・・・・
・・・・・・（４） α″＝、２の時（一般のグレーデツト形ファイバ）は、 ｔｍ −−（１＋ｂ、 ｍ”＋ ｂｚ ｍ” ＋ ・〕
１５）但し、ｂ、＝Δδ／４Ｍ峰 ｂ２−Δ”／２Ｍ” δ 閣α−２−ε である。
・・・・・・（４） α″＝、２の時（一般のグレーデツト形ファイバ）は、 ｔｍ −−（１＋ｂ、 ｍ”＋ ｂｚ ｍ” ＋ ・〕
１５）但し、ｂ、＝Δδ／４Ｍ峰 ｂ２−Δ”／２Ｍ” δ 閣α−２−ε である。
（４）式、及び（５）式から明らかな様にδが正である
時、即ちα〉２＋８なる場合には群遅延時間ｔｍは主モ
ード群番号ｍが大きくなるに従い単調に増加する特性が
ある。
時、即ちα〉２＋８なる場合には群遅延時間ｔｍは主モ
ード群番号ｍが大きくなるに従い単調に増加する特性が
ある。
従って最大の遅延時間差（モード分散）は最低次モード
ｍ＝ｏと最高次モードｍ＝Ｍの間で生じ、其の値は約（
Ｎ／Ｃ） ・Δ（α＝ＯＯ）、及び約（Ｎ／Ｃ）
・ （Δ２／２）（α＃２）となる。
ｍ＝ｏと最高次モードｍ＝Ｍの間で生じ、其の値は約（
Ｎ／Ｃ） ・Δ（α＝ＯＯ）、及び約（Ｎ／Ｃ）
・ （Δ２／２）（α＃２）となる。
第２図は主モード群番号ｍと群遅延時間ｔｍの関係を図
示するものである。
示するものである。
第３図は２個の光ファイバの間にモード変換部に挿入し
た場合の説明図である。
た場合の説明図である。
第３図に示す様に長さり、で群遅延時間ｔｍ。
の光ファイバと、長さＬ２で群遅延時間ｔｍ、の光ファ
イバの間にモード変換部を挿入し、此のモード変換部に
於いてｍ次モードを（Ｍ−ｍ）次モードに変換されるも
のと仮定する。
イバの間にモード変換部を挿入し、此のモード変換部に
於いてｍ次モードを（Ｍ−ｍ）次モードに変換されるも
のと仮定する。
此の場合の各モード群の単位長当たりの群遅延時間ｔｍ
２は、前記（２）式に於いてｍ→（Ｍ−ｍ）とすればよ
い。
２は、前記（２）式に於いてｍ→（Ｍ−ｍ）とすればよ
い。
即ち、此の場合のｔｍ。
＋０″ （Δ３） ・・・・・・（９）従っ
て同様に α−ψの時（ステップ形ファイバ）は、 ０”（Δ３）〕 ・・・・・・ （１０）α＃２の時（
一般のグレーデツト形ファイバ）は、 １−２＝ ゞ 〔１・ｂ、 （Ｍ−一声＋ｂｚ （Ｍ
ｍ）” ＋ ・ ｉ ・ ・ （１１）同様に
α〉２＋εの場合に各モード群の単位長当たりの群遅延
時間ｔｍｚは主モード群番号ｍに対して第４図に示す様
に変化する。
て同様に α−ψの時（ステップ形ファイバ）は、 ０”（Δ３）〕 ・・・・・・ （１０）α＃２の時（
一般のグレーデツト形ファイバ）は、 １−２＝ ゞ 〔１・ｂ、 （Ｍ−一声＋ｂｚ （Ｍ
ｍ）” ＋ ・ ｉ ・ ・ （１１）同様に
α〉２＋εの場合に各モード群の単位長当たりの群遅延
時間ｔｍｚは主モード群番号ｍに対して第４図に示す様
に変化する。
従って最大の遅延時間差（モード分散）は最低次モード
ｍ＝ｏと最高次モードｍ＝Ｍの間で生じ、其の値は約（
Ｎ／Ｃ） ・Δ（α＝＝ｏｏ）、及び約（Ｎ／Ｃ）
・ （Δ”／２）（α＃２）となる。
ｍ＝ｏと最高次モードｍ＝Ｍの間で生じ、其の値は約（
Ｎ／Ｃ） ・Δ（α＝＝ｏｏ）、及び約（Ｎ／Ｃ）
・ （Δ”／２）（α＃２）となる。
従って両光ファイバの間にモード変換部を挿入し、此の
モード変換部に於いてｍ次モードを（Ｍ−ｍ）次モード
に変換した時の全体の群遅延時間は下式で表される。
モード変換部に於いてｍ次モードを（Ｍ−ｍ）次モード
に変換した時の全体の群遅延時間は下式で表される。
即ち、α＝■の時（ステップ形ファイバ）は、ｔｍ、−
１−ｔ、ｍ。
１−ｔ、ｍ。
＋３Δ”（−）”＋Ｏ（Δ） ・ ・ ・〕・ ・ ・
・ ・ （１４） 又α＃２の時（グレーデツト形ファイバ）は、ｔｍｌ＋
ｊｍｚ 。
・ ・ （１４） 又α＃２の時（グレーデツト形ファイバ）は、ｔｍｌ＋
ｊｍｚ 。
＝二。２や５．麿、□−０戸、
＋ｂ、（Ｍ” −２ｍＭ＋２ｍ” ）
＋・・・・・〕 ・・・・・・ （１５）第５図は主モ
ード群番号ｍと全体の群遅延時間ｔｍ、＋ｔｍ、の関係
を図示するものである。
ード群番号ｍと全体の群遅延時間ｔｍ、＋ｔｍ、の関係
を図示するものである。
全体の群遅延時間ｔｍ、＋ｔｍ２はｍ＝Ｍ／２に対し極
値を取る曲線となる。従って最大の遅延時間差（モード
分散）は、最低次モードｍ＝０と最高次モードｍ ＝
Ｍの間で生じ、其の値は約（Ｎ／Ｃ）−（３／４）Δ２
（α＝Ｏｏ）、及び約（Ｎ／Ｃ） ・ （１／４）Δ
２ （α＃２）となる。
値を取る曲線となる。従って最大の遅延時間差（モード
分散）は、最低次モードｍ＝０と最高次モードｍ ＝
Ｍの間で生じ、其の値は約（Ｎ／Ｃ）−（３／４）Δ２
（α＝Ｏｏ）、及び約（Ｎ／Ｃ） ・ （１／４）Δ
２ （α＃２）となる。
従って第３図に示す様に２個の光ファイバの間にモード
変換部に挿入し、此のモード変換部がｍモードを（Ｍ−
ｍ）次モードに変換する機能を有する時、モード間の群
遅延時間差（モード分散）が大幅に減少することが判る
。
変換部に挿入し、此のモード変換部がｍモードを（Ｍ−
ｍ）次モードに変換する機能を有する時、モード間の群
遅延時間差（モード分散）が大幅に減少することが判る
。
又α＝■の場合（ステップ形ファイバの場合）に主モー
ド群番号ｍと出射角θとの間にはθ＝Ｋｍ ・・
・・・・・・ （１６）なる関係が成立する。
ド群番号ｍと出射角θとの間にはθ＝Ｋｍ ・・
・・・・・・ （１６）なる関係が成立する。
同様にα＃２の場合（一般のグレーデツト形ファイバの
場合）も主モード群番号ｍと出射角θとの間には若干複
雑となるが、概略（１６）式が成立する。
場合）も主モード群番号ｍと出射角θとの間には若干複
雑となるが、概略（１６）式が成立する。
第１図は本発明に依る帯域補償光ファイバ伝送路の一実
施例を示す図である。
施例を示す図である。
図中、■は送り側転送路、２は受は側転送路、３．４は
全反射ミラーである。
全反射ミラーである。
以下図に従って本発明の詳細な説明する。
上記説明かられかる様に送り側転送路１からの出射光（
出射角θ）の下半分を全反射ミラー３で受け、送り側転
送路１からの出射光の上半分を全反射ミラー４で夫々受
ける。
出射角θ）の下半分を全反射ミラー３で受け、送り側転
送路１からの出射光の上半分を全反射ミラー４で夫々受
ける。
全反射ミラー３及び４は共に三次元の全反射ミラー（凹
面の放物線鏡）である。
面の放物線鏡）である。
従って全反射ミラー３及び４は夫々送り側転送路ｌ （
光ファイバ）からの出射光を全反射し、受は側転送路２
（光ファイバ）の最大入射角以内の角度で受は側転送
路２に入射する。
光ファイバ）からの出射光を全反射し、受は側転送路２
（光ファイバ）の最大入射角以内の角度で受は側転送
路２に入射する。
此の様に設定することにより送り側転送路１から最大出
射角で出た光は全反射ミラー３及び４により全反射され
て受は側転送路２の中心軸に沿って人力し、送り側転送
路１の中心軸に沿って出射した光は全反射ミラー３及び
４により全反射されて受は側転送路２の最大入射角で入
力する。
射角で出た光は全反射ミラー３及び４により全反射され
て受は側転送路２の中心軸に沿って人力し、送り側転送
路１の中心軸に沿って出射した光は全反射ミラー３及び
４により全反射されて受は側転送路２の最大入射角で入
力する。
モード変換の状況を下表に一括表示する。
表
モード変換機能
従って送信側伝送路１内に於いて高次モードの光は受は
側転送路２内では低次モードとなり、送り側転送路１内
に於いて低次モードの光は受は側転送路２内では高次モ
ードとなり、送り側転送路１内に於いて中火モードの光
は受は側転送路２内では中火モードとなる。此の為送り
側転送路１の入力端〜受信側伝送路２の出力端間の綜合
した群遅延時間ｔｍは略同−となる。
側転送路２内では低次モードとなり、送り側転送路１内
に於いて低次モードの光は受は側転送路２内では高次モ
ードとなり、送り側転送路１内に於いて中火モードの光
は受は側転送路２内では中火モードとなる。此の為送り
側転送路１の入力端〜受信側伝送路２の出力端間の綜合
した群遅延時間ｔｍは略同−となる。
以上詳細に説明した様に本発明によれば、光ファイバ伝
送路内にモード変換機構を付加して其の伝送帯域の改善
を行うことが出来ると云う大きい効果がある
送路内にモード変換機構を付加して其の伝送帯域の改善
を行うことが出来ると云う大きい効果がある
第１図は本発明に依る帯域補償光ファイバ伝送路の一実
施例を示す図である。 図中、１は送り側転送路、２ば受は側転送路、３．４は
全反射ミラーである。 第２図は主モード群番号ｍと群遅延時間ｔｍの関係を図
示するものである。 第３図は２個の光ファイバの間にモード変換部に挿入し
た場合の説明図である。 第４図は主モード群番号（Ｍ −ｍ）と群遅延時間ｔｍ
の関係を図示するものである。 第５図は主モード群番号ｍと全体の群遅延時間ｔｍｌ＋
ｔｍｚの関係を図示するものである。 図中、１は送り側転送路、２は受は側転送路、３．４は
全反射ミラーである。 セ江ヨ 第 １ 図 邦２ 図 ０ 間 第 ３ 図 へ ％４ 図 ％ ５ ｚ
施例を示す図である。 図中、１は送り側転送路、２ば受は側転送路、３．４は
全反射ミラーである。 第２図は主モード群番号ｍと群遅延時間ｔｍの関係を図
示するものである。 第３図は２個の光ファイバの間にモード変換部に挿入し
た場合の説明図である。 第４図は主モード群番号（Ｍ −ｍ）と群遅延時間ｔｍ
の関係を図示するものである。 第５図は主モード群番号ｍと全体の群遅延時間ｔｍｌ＋
ｔｍｚの関係を図示するものである。 図中、１は送り側転送路、２は受は側転送路、３．４は
全反射ミラーである。 セ江ヨ 第 １ 図 邦２ 図 ０ 間 第 ３ 図 へ ％４ 図 ％ ５ ｚ
Claims (1)
- 光ファイバ伝送路内に少なくとも一ケ所実質的に高次モ
ードを低次モードへ変換させると共に低次モードを高次
モードへ変換する機構を備えたマルチモード光ファイバ
伝送路に於いて、該モード変換機構として軸対称の凹面
全反射ミラーを設けたことを特徴とする帯域補償光ファ
イバ伝送路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24381184A JPS61122611A (ja) | 1984-11-19 | 1984-11-19 | 帯域補償光フアイバ伝送路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24381184A JPS61122611A (ja) | 1984-11-19 | 1984-11-19 | 帯域補償光フアイバ伝送路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61122611A true JPS61122611A (ja) | 1986-06-10 |
Family
ID=17109281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24381184A Pending JPS61122611A (ja) | 1984-11-19 | 1984-11-19 | 帯域補償光フアイバ伝送路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61122611A (ja) |
-
1984
- 1984-11-19 JP JP24381184A patent/JPS61122611A/ja active Pending
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