JP2002525645A - Multi-core / multi-mode dispersion control fiber - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】 複数のコア若しくは複数のモードを含む光ファイバに沿った光路は、正及び負の分散特性を有して整列配置される。結合機構は、異なる分散特性を有する光路間を伝送する相対的な長さを規定する。故に、組み合わせられた光路の全分散は、伝送させたい信号波長の範囲でゼロ分散に近づく。 (57) [Summary] Optical paths along an optical fiber that include multiple cores or multiple modes are aligned with positive and negative dispersion characteristics. The coupling mechanism defines a relative length of transmission between optical paths having different dispersion characteristics. Therefore, the total dispersion of the combined optical paths approaches zero dispersion in the range of signal wavelengths to be transmitted.
Description
【0001】[0001]
本出願は、1998年9月16日に出願された仮出願第60/100,495号に基づいており
、本出願の優先日として上記日付を請求する。 一般的なファイバ光媒体中を進行している光信号は、僅かに変化を受け、これ
が長距離に及ぶと重大な信号の品質の劣化を引き起こし得る。波長分散は、かか
る変化の1つである。分散制御ファイバは、正及び負の分散特性を有し、これは
零分散の近くに長さ-重み平均を生じるように調整される。This application is based on provisional application Ser. No. 60 / 100,495, filed Sep. 16, 1998, which claims the above date as the priority date of the present application. Optical signals traveling in a typical fiber optic medium undergo slight changes, which can cause significant signal quality degradation over long distances. Chromatic dispersion is one such change. The dispersion control fiber has positive and negative dispersion characteristics, which are tuned to produce a length-weighted average near zero dispersion.
【0002】[0002]
波長分散は、信号波長の変化だけでなく、導波路の材料及び構造の関数として
導波路に沿って変化する。零分散は特定の波長に規定することができるが、零分
散は、隣接する波長チャネル間のクロストーク(漏話)の原因となる公知の現象
である「四光波混合」と関連している。四光波混合は、零分散で最も顕著である
が、光学パワーとともに増加して、チャネル間隔を減じる。Chromatic dispersion varies along the waveguide as a function of the material and structure of the waveguide, as well as changes in signal wavelength. Zero dispersion can be specified at a particular wavelength, but zero dispersion is associated with "four-wave mixing", a well-known phenomenon that causes crosstalk between adjacent wavelength channels. Four-wave mixing is most pronounced at zero dispersion, but increases with optical power and reduces channel spacing.
【0003】 (伝送させたい波長で評価された)正及び負の分散ファイバの長さを組み合わ
せた分散制御ファイバによって、波長分散及び四光波混合が回避できる。非零分
散のファイバのみが使用されると、四光波混合は回避される。正及び負の分散の
長さ-重み平均が零近傍にあると、波長分散は回避される。 かかる方法は、全長に亘って光信号を送信するための正の分散ファイバと、こ
の正の分散ファイバを周期的に切断して、負の分散ファイバのロールを含ませた
分散補償モジュールと、によって、結合された光路の平均分散を減じるのである
。しかしながら、補償モジュールは、目的とする方向へ信号を前進させずに信号
パワーを減じてしまう。[0003] Chromatic dispersion and four-wave mixing can be avoided by a dispersion control fiber that combines the lengths of the positive and negative dispersion fibers (evaluated at the wavelength to be transmitted). If only non-zero dispersion fiber is used, four-wave mixing is avoided. If the length-weighted mean of the positive and negative dispersion is near zero, chromatic dispersion is avoided. Such a method comprises a positive dispersion fiber for transmitting an optical signal over its entire length, and a dispersion compensation module that periodically cuts the positive dispersion fiber and includes a roll of negative dispersion fiber. , Reducing the average dispersion of the combined optical paths. However, the compensation module reduces the signal power without advancing the signal in the desired direction.
【0004】 正及び負の分散ファイバ長をスプライスして、波長分散を減じつつ光信号をよ
り効率的に送信できる。しかしながら、組み合わせられるファイバの分散特性を
追跡するマッピングの必要性があって、更に、2種類の異なるファイバも在庫し
続けなければならない。 分散制御ファイバは、目的とする伝送波長において異なる分散の符号を有する
ような交互のセクションを有した連続した長さで形成される。この場合、1本の
ファイバのみを在庫すればよいが、分散周期(すなわち2つのセクションの繰り
返し長さ)は、製造時点で選択しなければならず、後に変更することを許容し得
ない。また、セクション間の界面でファイバにコンタミ(汚染)が生じた場合に
あっては、最終的な形状に線引きされる前に、個々に磨かれて組み立てなければ
ならない。Optical signals can be more efficiently transmitted while reducing chromatic dispersion by splicing the lengths of the positive and negative dispersion fibers. However, there is a need for mapping to track the dispersion characteristics of the fibers being combined, and furthermore, two different types of fibers must be kept in stock. The dispersion control fiber is formed of a continuous length with alternating sections having different signs of dispersion at the intended transmission wavelength. In this case, only one fiber needs to be stocked, but the dispersion period (ie, the repetition length of the two sections) must be selected at the time of manufacture and cannot be changed later. Also, if the fibers become contaminated at the interfaces between the sections, they must be individually polished and assembled before being drawn into the final shape.
【0005】 分散制御ケーブルは、異なる分散の符号を有するファイバの1本以上を組とし
たものを含む。1つのセクションの正の分散ファイバが隣接するセクションの負
の分散ファイバに接続されるようにケーブルのセクションは互いにスプライスさ
れる。更に、分散マッピングは、セクション長の情報を取得し続けるために必要
であって、且つ異符号の分散が伝送波長において等しい大きさとなるように設定
しなければならない故に、個々のファイバの設計は制限されるのである。[0005] The dispersion control cable includes a set of one or more fibers having different dispersion codes. Sections of the cable are spliced together such that the positive dispersion fiber of one section is connected to the negative dispersion fiber of an adjacent section. In addition, dispersion mapping is required to keep the section length information alive and the individual fiber design is limited because the dispersion of the different codes must be set to be equal at the transmission wavelength. It is done.
【0006】[0006]
本発明は、波長分散を補償して、四光波混合を回避するファイバ光システムの
多くの実施例を含む。その一方で、ファイバの在庫を最小限に抑え、ファイバの
設計及び性能のより多くの柔軟性を与える。また、製造を複雑にせず且つ製造の
後に追加の分散オプションを必要とせずに分散周期(すなわち、分散変化が繰り
返される長さ)をより短くすることが可能である。The present invention includes many embodiments of fiber optic systems that compensate for chromatic dispersion and avoid four-wave mixing. On the other hand, fiber inventory is minimized, giving more flexibility in fiber design and performance. Also, the dispersion period (ie, the length over which the dispersion change is repeated) can be shorter without complicating the fabrication and without requiring additional dispersion options after the fabrication.
【0007】 1つの実施例としては、光信号を搬送する異なる分散特性を有する複数の連続
する光学光路を有する1本の光ファイバを含む分散補償ファイバ光システムであ
る。光路のうちの1つは、光信号の中心波長で正の分散を示し、光路の他方は、
光信号の中心波長で負分散を示す。結合機構は、光信号の中心波長で、零に近い
長さ-重み平均分散を生じる2つの光路の進行部分間で光信号をシフトする。好
ましくは、分散及び分散勾配は、波長の範囲に亘る平均分散が零分散に最も近く
なるように、中心波長で(例えば、大きさは等しいが逆符号に)適合化される。One embodiment is a dispersion compensating fiber optical system that includes a single optical fiber having a plurality of continuous optical paths having different dispersion characteristics that carry an optical signal. One of the optical paths exhibits a positive dispersion at the center wavelength of the optical signal and the other of the optical paths has
It shows negative dispersion at the center wavelength of the optical signal. The coupling mechanism shifts the optical signal between the advancing portions of the two optical paths that produces a length-weighted average dispersion near zero at the center wavelength of the optical signal. Preferably, the dispersion and dispersion slope are adapted at the center wavelength (eg, of equal magnitude but opposite sign) such that the average dispersion over a range of wavelengths is closest to zero dispersion.
【0008】 連続する光路は、互いに平行若しくは同心状に伸長し、いかなる追加の結合構
造を存在させることなく、いずれの光路をも切断することなく光路間で光信号を
シフトさせる。例えば、1つのファイバがクラッドに包囲された複数のコアを有
して構成される。各々のコアは、異なる分散特性を有する光路の1つを形成する
。[0008] Successive optical paths extend parallel or concentric to one another, shifting the optical signal between the optical paths without breaking any optical paths without any additional coupling structures being present. For example, one fiber includes a plurality of cores surrounded by a clad. Each core forms one of the optical paths having different dispersion characteristics.
【0009】 信号は、1つ以上の長周期グレーティングの如き、結合機構を形成することで
コア間で能動的にシフトされ得る。また、結合機構は、信号転送を支持するよう
に互いに十分に近くコアを配置することによるコア間隔の結果としても形成され
得る。結合の後者のモードは、コアの間で対称な分散特性を必要とし、コア間の
結合長と等しい分散周期を有する。前者の結合モードは、不均等な間隔でコア間
で信号をシフトすることにより、コアの分散特性により多くの柔軟性を許容する
。結合モードと関係なく、正及び負の分散コアの分散勾配は、好ましくは適合化
(例えば小なる大きさ若しくは異符号)され、最終的に生じる平均分散は、意図
する信号波長範囲に亘って零近傍に維持される。Signals can be actively shifted between cores by forming a coupling mechanism, such as one or more long-period gratings. Coupling mechanisms can also be formed as a result of core spacing by placing cores close enough together to support signal transfer. The latter mode of coupling requires symmetric dispersion characteristics between the cores and has a dispersion period equal to the coupling length between the cores. The former combined mode allows more flexibility in the dispersion characteristics of the core by shifting the signal between cores at unequal intervals. Regardless of the coupling mode, the dispersion gradients of the positive and negative dispersion cores are preferably adapted (eg, small magnitude or opposite sign) and the resulting average dispersion is zero over the intended signal wavelength range. Maintained near.
【0010】 他の実施例は、異符号の分散特性を有する1つ以上のコアの組を有するファイ
バセグメントを含む。セグメントは、端部同士をスプライスされ、1つのセグメ
ントの正の分散コアは他のセグメントの負の分散コアに合わせられる。セグメン
ト長は、零分散に近い長さ-重み平均を達成するように選択される。正及び負の
分散の絶対値の大きさを等しくし、且つ、隣接するセグメントにおいて互いに反
対側を向き合わせて正及び負の分散コアの双方を合わせることで、各組の2つの
コアは、平行に信号を送信するように使用され得る。正及び負の分散コアの複数
の組は、複数のビットレート若しくはアプリケーションの伝送をサポートするた
めに別々に配置され得る。分散マッピングのより多くの柔軟性は、異なる分散特
性を有するコアの多様な組合せを整列配置するように、隣接するセクション間で
の角度を制御することによっても可能である。Another embodiment includes a fiber segment having one or more sets of cores having opposite sign dispersion characteristics. The segments are spliced end-to-end and the positive distribution core of one segment is aligned with the negative distribution core of the other segment. The segment length is chosen to achieve a length-weighted average close to zero variance. By equalizing the magnitudes of the absolute values of the positive and negative variances, and having both positive and negative divergent cores face-to-face in adjacent segments, the two cores in each set are parallel. Can be used to send signals. Multiple sets of positive and negative distributed cores may be separately arranged to support transmission of multiple bit rates or applications. More flexibility of dispersion mapping is also possible by controlling the angles between adjacent sections to align various combinations of cores with different dispersion characteristics.
【0011】 この1つのファイバは、異なる分散特性を有する同心状の光路を形成するよう
に、異なる分散値を有し、基本モードパス及びより高次のモードパスを有するマ
ルチモードファイバとして形成することもできる。この更なる実施例の結合機構
は、1以上のモードカプラを含み、基本及びより高次のモードパス間で光信号を
シフトするように、テーパー付けされたカプリング若しくは長周期グレーティン
グとして形成され得る。The one fiber may be formed as a multimode fiber having different dispersion values and having a fundamental mode path and a higher-order mode path so as to form concentric optical paths having different dispersion characteristics. Can also. The coupling mechanism of this further embodiment includes one or more mode couplers and may be formed as a tapered coupling or long-period grating to shift the optical signal between the fundamental and higher order mode paths.
【0012】 基本モードは、正の分散を呈するように配列され、より高次のモードは、負の
分散のより高い大きさを呈するように配列され得る。したがって、この配列のモ
ードカプラは、より高次のモードよりも長い間隔となるようにして、基本モード
に光信号をシフトするように配置される。しかしながら、適切なコア分布設計及
び規格化周波数の選択によって、基本及び二次モードの分散及び分散勾配は、等
しいが符号を異にすることができる。また、より良好な信号の制限は、モードカ
ットオフ値から離れた規格化周波数値で可能である。The fundamental modes may be arranged to exhibit a positive variance, and higher order modes may be arranged to exhibit a higher magnitude of the negative variance. Therefore, the mode couplers in this arrangement are arranged to shift the optical signal to the fundamental mode with a longer interval than the higher order modes. However, by appropriate core distribution design and selection of the normalized frequency, the dispersion and dispersion slope of the fundamental and second-order modes can be equal but different signs. Also, better signal limiting is possible with normalized frequency values away from the mode cutoff value.
【0013】 多様なコネクタは、シングルモード・シングルコアファイバにマルチコア若し
くはマルチモードファイバで送られた信号を通過させるために使用され得る。例
えば、光学グレーティングは、シングルモード・シングルコアファイバによって
更に伝送するように、あるコアからシングルモード・シングルコアファイバと整
列配置された他のコアへ、若しくは、より高いモードから基本モードへ光信号を
シフトさせるために使用することが出来る。テーパー付きカップリングもまた、
シングルコア若しくは基本モードに信号を付勢するために使用され得る。加えて
、別個のシングルモード・シングルコアファイバは、マルチコアファイバの異な
るコアに接続されて、そしてスイッチが、接続されたファイバのうちの1つから
、共通のシングルモード・シングルコアファイバに更に信号を送るために使用さ
れ得る。A variety of connectors can be used to pass signals sent on multi-core or multi-mode fiber through a single-mode single-core fiber. For example, an optical grating may transmit an optical signal from one core to another core aligned with a single-mode single-core fiber, or from a higher mode to a fundamental mode, for further transmission by a single-mode single-core fiber. Can be used to shift. Tapered couplings also
It can be used to energize signals to single core or fundamental mode. In addition, a separate single-mode single-core fiber is connected to the different cores of the multi-core fiber, and the switch sends additional signals from one of the connected fibers to a common single-mode single-core fiber. Can be used to send.
【0014】 マルチモードファイバは、モードの分散特性に注目した従来の工程によって製
造することが出来る。マルチコアファイバは、通常のファイバの線引きステップ
に先立って、プリフォーム内に2つ以上のコアケーンを組み込むことによって形
成され得る。チューブ若しくはロッドの多様な配置が、コアケーンを整列配置及
び離間させるために使用され得て、さらに、スートのオーバークラッドは、コア
構造体の周囲へコンソリデートされて、プリフォーム内部に構造体を封止する。[0014] Multimode fibers can be manufactured by conventional processes that focus on the dispersion characteristics of the modes. Multi-core fibers can be formed by incorporating two or more core canes into a preform prior to a conventional fiber drawing step. Various arrangements of tubes or rods can be used to align and separate the core canes, and the soot overcladding is consolidated around the core structure to seal the structure inside the preform. Stop.
【0015】[0015]
図1Aに示すように、マルチコア光ファイバ10は、共通のクラッド16によって包
囲されている正の分散コア12及び負の分散コア14を有する。2つのコア12及び14
の異符号の分散は、ファイバ10によって伝送されることを意図される波長範囲の
中心波長(一般的にエルビウム拡大窓に対応する)に関して参照される。1530nm
から1560nmの波長範囲に亘る分散制御の場合において、正のコアは、SMF1528フ
ァイバと同等の設計を有しうる。また、負のコアは、1585LSファイバ若しくは一
連の製品と同等の設計を有しうる。2つのファイバは、ニューヨーク州コーニン
グにあるコーニング・インコーポレイテッド(Corning lncorporated, Corning,
New York)から入手可能である。後述するように、他の波長範囲の場合におい
て、異なる種類の公知のコア設計が使用できる。As shown in FIG. 1A, a multi-core optical fiber 10 has a positive dispersion core 12 and a negative dispersion core 14 surrounded by a common cladding 16. Two cores 12 and 14
Is referred to with respect to the center wavelength (generally corresponding to an erbium expansion window) of the wavelength range intended to be transmitted by the fiber 10. 1530nm
In the case of dispersion control over the wavelength range from to 1560 nm, the positive core may have a design equivalent to SMF1528 fiber. Also, the negative core may have a design equivalent to a 1585LS fiber or series of products. The two fibers are from Corning Incorporated, Corning, Corning, NY.
New York). As described below, for other wavelength ranges, different types of known core designs can be used.
【0016】 2つのコア12及び14は、ファイバ10の光軸18によって距離「S」だけ離間して
平行に伸長しており、コア12及び14の間の自動結合を抑制若しくは推進するよう
に調整され得る。図示したように、この距離「S」は、自動結合を抑制するのに
十分に大きい。製造工程の間、少なくとも0.4のコア-クラッド比率を有するコア
ケーンが必要とされる間隔を与えるように十分に離間して配置される。ファイバ
10の表面の任意のノッチ20は、ファイバ10のセグメント長に角度目盛りを付ける
ための参照点を与える。The two cores 12 and 14 extend in parallel by a distance “S” by the optical axis 18 of the fiber 10 and are adjusted to suppress or promote automatic coupling between the cores 12 and 14. Can be done. As shown, this distance "S" is large enough to suppress automatic coupling. During the manufacturing process, core canes having a core-cladding ratio of at least 0.4 are spaced sufficiently apart to provide the required spacing. fiber
An optional notch 20 on the surface of the fiber 10 provides a reference point for angularly grading the segment length of the fiber 10.
【0017】 図2において、元は連続していたファイバ10を2つに分割した長さ10A及び10B
が軸方向に整列配置され、偏波保持ファイバとして設計されたスプライサの如く
、互いにスプライスされる前に、配光軸18A及び18Bの周りで相対回転される。回
転の量は、ファイバセグメント10Bの負の分散コア14Bと、ファイバセグメント10
Aの正の分散コア12Aを整列配置するように選択される。加えて、左右対称に設計
することで、ファイバセグメント10Bの正の分散コア12Bとファイバセグメント10
Aの負の分散コア14Aとを同時に整列させることもできる。セグメント10A及び10B
は、全ての接続するセグメント対だけでなく、2つのセグメント10A及び10Bの結
合された長さに沿った平均分散が零分散に近くなるように長さが調整される。In FIG. 2, the originally continuous fiber 10 is divided into two lengths 10A and 10B.
Are axially aligned and relatively rotated about light distribution axes 18A and 18B before being spliced together, such as a splicer designed as a polarization maintaining fiber. The amount of rotation depends on the negative dispersion core 14B of the fiber segment 10B and the fiber segment 10B.
A positive distribution core 12A is selected to be aligned. In addition, by designing symmetrically, the positive dispersion core 12B of the fiber segment 10B and the fiber segment 10B
A negative dispersion core 14A can also be aligned at the same time. Segments 10A and 10B
Is adjusted in length so that the average variance along the combined length of the two segments 10A and 10B, as well as all connecting segment pairs, is close to zero variance.
【0018】 セグメント10A及び10Bの各々の2つのコア12A、14A及び12B、14Bが異なる信号
を運ぶために使用された場合において、2つのコアの正及び負の分散は等しい大
きさでなければならず、2つのセグメント10A及び10Bは等しい長さでなければな
らない。しかしながら、セグメントの各々のコアのうちの1つ(例えば、セグメ
ント10Aのコア12A及びセグメント10Bのコア14B)が信号を運ぶ場合においては、
2つのコアの分散は、異なる大きさで最適化され得るし、異なる長さのセグメン
トが零に近い平均分散を達成するように組み合わせられ得る。また、2つのコア
の分散勾配は、伝送を望む波長範囲に亘って、零近傍の平均分散を維持するよう
に好ましくは適合させられる。If the two cores 12A, 14A and 12B, 14B of each of the segments 10A and 10B are used to carry different signals, the positive and negative dispersion of the two cores must be of equal magnitude Instead, the two segments 10A and 10B must be of equal length. However, in the case where one of each core of the segment (eg, core 12A of segment 10A and core 14B of segment 10B) carries a signal,
The variances of the two cores can be optimized at different magnitudes and different length segments can be combined to achieve an average variance close to zero. Also, the dispersion slope of the two cores is preferably adapted to maintain an average dispersion near zero over the wavelength range in which transmission is desired.
【0019】 正及び負の分散コア12及び14の光路を交替になるようにファイバ10のセグメン
ト長をスプライスする代わりに、受動若しくは能動結合がコア12及び14の進行中
の長さの間に与えられ得る。受動結合は、コア間の距離Sを減じることによって
達成され得る。すなわち、パワーの転送は所望の分散周期でコア間に生じて、こ
れは結合長に等しい。コア12及び14の正及び負の分散は、中心波長について対称
形(すなわち等しい大きさ)でなければならない。つまり、信号はコア12及び14
の各々の時間の半分を使用するのである。また、隔離された2つのコア12及び14
の伝搬定数は、パワーのより完全な転送を支持し得るだけ十分に近くなければな
らない。結合長は、複合導波路の2つの最も低次のスーパーモードの伝搬定数差
によって決定され、反クロマチック若しくはクロマチックとなるように設計され
得る。Instead of splicing the segment length of the fiber 10 to alternate the optical paths of the positive and negative dispersion cores 12 and 14, a passive or active coupling is provided between the running lengths of the cores 12 and 14. Can be Passive coupling can be achieved by reducing the distance S between the cores. That is, power transfer occurs between the cores with a desired distribution period, which is equal to the coupling length. The positive and negative dispersion of cores 12 and 14 must be symmetric (ie, equal in magnitude) about the center wavelength. That is, the signal is transmitted to cores 12 and 14
Use half of each time. Also, two isolated cores 12 and 14
Must be close enough to support a more complete transfer of power. The coupling length is determined by the difference between the propagation constants of the two lowest order supermodes of the composite waveguide and can be designed to be anti-chromatic or chromatic.
【0020】 図3A及び3Bは、2つのコア12及び14間の実効屈折率n(eff)を等価に考えるた
めに修正された正および負の分散コア12及び14の屈折率分布を例示する。正の分
散コア12は、単純ステップ分布(SiO2クラッドを有するGeO2-SiO2コア)を有し
、且つコア及びクラッド値間で大きさを設定される実効屈折率n(eff)を有する
。負の分散コア14は、正の分散コア12の実効屈折率n(eff)に適合するように、
クラッドに若干のアップドープを有する「w-タイプ」若しくはセグメントコア
(SEGCOR)分布設計を有する。例えば、添加されたクラッドは、GeO2-SiO2若し
くはTiO2-SiO2からなることができる。(注:図3Bの点線は、外周シリカクラッ
ド16の屈折率レベルを表す。) 一般的に、より複雑な分布型は、正の分散を有するコアと反対の負分散及び分
散勾配を生じることを必要とする。更に4つの実施例が図3C乃至3Fにおいて示さ
れている。これらは、有効断面積、モードフィールド直径、曲がり及びミクロベ
ンディングの如き他の光学特性を大きく損なうことなく、負分散を有し得る。分
布線を横切る矢印は、分布の個々のラインセグメントを変化させる設計自由度を
示す。FIGS. 3A and 3B illustrate the refractive index distribution of the positive and negative dispersion cores 12 and 14 modified to consider the effective refractive index n (eff) between the two cores 12 and 14 equivalently. The positive dispersion core 12 has a simple step distribution (GeO 2 —SiO 2 core with SiO 2 cladding) and has an effective refractive index n (eff) that is sized between the core and cladding values. The negative dispersion core 14 is adapted to match the effective refractive index n (eff) of the positive dispersion core 12,
It has a "w-type" or segment core (SEGCOR) distribution design with some updoping in the cladding. For example, the added cladding may consist of GeO 2 -SiO 2 or TiO 2 -SiO 2. (Note: the dashed line in FIG. 3B represents the refractive index level of the outer silica cladding 16.) In general, more complex distribution types produce a negative dispersion and dispersion gradient opposite to a core having a positive dispersion. I need. Four more embodiments are shown in FIGS. 3C-3F. They can have negative dispersion without significantly compromising other optical properties such as effective area, mode field diameter, bending and microbending. Arrows across the distribution lines indicate the design freedom to change individual line segments of the distribution.
【0021】 図3Cの分布は、正若しくは負の分散勾配を有する正若しくは負の分散を達成す
るために使用され得る。図3Dの設計は、相対的に大なる有効断面積を有する正若
しくは負の分散を達成し得るのに特に役立つ。後者の2つの設計である図3E及び
3Fもまた、低損失での製造方法での分散制御を考慮したものである。 図4に示すように、コア12及び14の間の能動結合は、コア間に1つ以上の長周
期グレーティング24を形成することによって達成し得る。結合関数は局所化され
る故に、2つのコア12及び14は独立して設計され得る。例えば、コア12及び14間
でのコア分散の大きさ及び伝搬定数を変化させ得る。長さ-重み平均がさらに零
分散に接近するように、グレーティング24間の間隔をコア分散の異なる大きさに
対して補償して調整し得る。テーパー付けは、結合関数を増加させるために長周
期グレーティング24とともに使用され得る。The distribution of FIG. 3C can be used to achieve positive or negative dispersion with a positive or negative dispersion slope. The design of FIG. 3D is particularly useful in achieving positive or negative dispersion with a relatively large effective area. The latter two designs, FIG. 3E and
3F also takes into account dispersion control in a low loss manufacturing method. As shown in FIG. 4, active coupling between cores 12 and 14 may be achieved by forming one or more long-period gratings 24 between the cores. Since the coupling function is localized, the two cores 12 and 14 can be designed independently. For example, the magnitude of the core dispersion between the cores 12 and 14 and the propagation constant can be changed. The spacing between gratings 24 may be adjusted to compensate for different magnitudes of the core variance, such that the length-weighted average approaches zero variance. Taper can be used with long period grating 24 to increase the coupling function.
【0022】 長周期グレーティング24は、ファイバ10に屈折率摂動を生じるように光化学放
射線パターンで露光される感光性コア材料で形成され得る。コア12及び14間のク
ラッド領域もまた、結合関数を高めるためにフォトリフラクティブに形成され得
る。長周期グレーティング24は、ファイバの線引動作の間、強力なエキシマレー
ザーによって描画され得る。結合機構はファイバ10にコンタミ(汚染)を加えな
い故に、分散周期は非常に小さく且つ多数にすることが出来る。The long-period grating 24 may be formed of a photosensitive core material that is exposed to a photochemical radiation pattern to cause a refractive index perturbation in the fiber 10. The cladding region between cores 12 and 14 can also be formed photorefractively to enhance the coupling function. The long period grating 24 can be written by a powerful excimer laser during the drawing operation of the fiber. Since the coupling mechanism does not add contamination to the fiber 10, the dispersion period can be very small and large.
【0023】 グレーティング精度は、あまり重大でない。すなわち、必要とされるスペクト
ルの応答バンドは非常に広く、一般的に、長周期グレーティングは、数百ミクロ
ンのオーダーの周期を有するからである。また、屈折率摂動の大きさは、(水素
供給の必要を取り除くのに)非常に低くし得る。すなわち、長周期グレーティン
グ24は、有害な効果無しにファイバ10に沿って、比較的大なる距離(例えば1乃
至2メートル)を占め得るからである。屈折率摂動は、特に高速の線引速度では
、同時にワンスポットで描画されるか若しくは一度にいくつかのスポットで描画
されても良い。また、屈折率若しくは湾曲摂動は、同様の結合関数を達成するた
めに線引動作の間に強力なCO2レーザーによって描画されてもよい。他の摂動は
、ファイバを周期的に圧搾することによって生ずる応力によって誘発される変動
若しくは周期的なミクロベンディングによるパス長さ変動を含む同様のグレーテ
ィングを形成する。The grating accuracy is not very critical. That is, the required spectral response band is very wide, and typically long-period gratings have periods on the order of hundreds of microns. Also, the magnitude of the refractive index perturbation can be very low (to eliminate the need for a hydrogen supply). That is, the long period grating 24 can occupy a relatively large distance (eg, 1-2 meters) along the fiber 10 without detrimental effects. Refractive index perturbations may be written in one spot at a time or several spots at a time, especially at high drawing speeds. Also, the index of refraction or curvature perturbation may be drawn by a powerful CO 2 laser during the drawing operation to achieve a similar coupling function. Other perturbations form similar gratings, including stress-induced fluctuations caused by squeezing the fiber periodically or path length fluctuations due to periodic microbending.
【0024】 長周期グレーティング及びモードカップラーの更なる情報は、1996年1月のジ
ャーナル・オブ・ライトウェーブ・テクノロジー誌第14巻第1号の第58乃至65頁
のベンガサカー(Vengsarkar)氏等による「バンド-リジェクションフィルタと
しての長周期ファイバグレーティング(Long-Period Fiber Gratings as Band-R
ejection Filters)」及び1991年5月のジャーナル・オブ・ライトウェーブ・テ
クノロジー誌第9巻第5号の第598乃至604頁にプール(Poole)氏等による「らせ
んグレーティング、2モードファイバ、空間モードカプラ(Helical-Grating Tw
o-Mode Fiber Spatial-Mode Coupler)」に見ることが出来る。双方の文献は、
本願明細書に引用したものとする。For further information on long-period gratings and mode couplers, see Vengsarkar et al., Jan. 1996, Journal of Lightwave Technology, Vol. 14, No. 1, pp. 58-65. Long-Period Fiber Gratings as Band-R
ejection filters), and in May 1991, Journal of Lightwave Technology, Vol. 9, No. 5, pp. 598-604, by "Polar, et al.," Spiral gratings, two-mode fibers, spatial mode couplers. (Helical-Grating Tw
o-Mode Fiber Spatial-Mode Coupler). Both documents are
It shall be cited in the specification of the present application.
【0025】 図5に示すように、2つ以上のコアが単一のファイバに形成され得る。ファイ
バ30の2つの正の分散コア32及び34と2つの負の分散コア36及び38は、共通のク
ラッド40に包囲されている。コア32乃至38は、正及び負の分散コア(例えば32と
36及び34と38)のグループで対にされ得る。かかる対のコアは、個々のビットレ
ート若しくはアプリケーションに対して最適化され得る。あるいは、ファイバ30
の隣接するセクション間の角度の目印を変化させることによる分散マッピングに
おいて、ペアリングはより多くの柔軟性を与えるために変化し得る。換言すれば
、同様のファイバ30は、複数の異なる分散マップをサポートするように使用され
得るのである。ダミーコア44は、光軸46の周囲においてファイバ30の角度を目盛
るための印を与える。As shown in FIG. 5, more than one core may be formed in a single fiber. The two positive dispersion cores 32 and 34 and the two negative dispersion cores 36 and 38 of the fiber 30 are surrounded by a common cladding 40. Cores 32 to 38 are composed of positive and negative dispersion cores (for example, 32 and
36 and 34 and 38). Such pairs of cores may be optimized for individual bit rates or applications. Alternatively, fiber 30
In variance mapping by changing the angle landmark between adjacent sections of a pair, the pairing can be changed to give more flexibility. In other words, similar fibers 30 can be used to support multiple different dispersion maps. The dummy core 44 provides a mark for calibrating the angle of the fiber 30 around the optical axis 46.
【0026】 ファイバ10のコア12及び14と同様に、ファイバ30のコア32、34、36及び38は、
光軸46からオフセットされており、これによって偏波モード分散の問題が生じる
ことがある。ファイバ10若しくは30の周期的なねじれ若しくは連続的な回転は、
この問題を減じるために使用され得る。ファイバ10のコア12及び14若しくはファ
イバ30のコア32、34、36及び38は、ファイバ10及び30を通る別々の光学光路の特
性を最適化するために個々のクラッドゾーンによって包囲され得る。As with the cores 12 and 14 of the fiber 10, the cores 32, 34, 36 and 38 of the fiber 30
It is offset from the optical axis 46, which can cause polarization mode dispersion problems. The periodic twist or continuous rotation of fiber 10 or 30
Can be used to reduce this problem. The cores 12 and 14 of the fiber 10 or the cores 32, 34, 36 and 38 of the fiber 30 may be surrounded by individual cladding zones to optimize the properties of separate optical paths through the fibers 10 and 30.
【0027】 インライン増幅器の位置で若しくはリンク端部で、例えば、従来のシングルモ
ードファイバ若しくは同様の導波路構造体に接続するときに、各々の対になる2
つのコアは、従来の導波路のシングルコアに関連する。図6は、分散制御ファイ
バ10を従来のシングルモードファイバ70に接続するテーパー付きカップリング60
を表す。2つの導波路62及び64は、ファイバ10の正及び負の分散コア12及び14に
整列配置され、導波路64のみが通常のファイバ70の単一のコア66に整列配置され
る。この結合位置内で、2つの導波路62及び64は、パワーを導波路64に転送する
ように互いにテーパー付けされている。At the location of the in-line amplifier or at the link end, for example, when connecting to a conventional single-mode fiber or similar waveguide structure, each pair 2
One core is associated with a single core of a conventional waveguide. FIG. 6 shows a tapered coupling 60 connecting the dispersion control fiber 10 to a conventional single mode fiber 70.
Represents The two waveguides 62 and 64 are aligned with the positive and negative dispersion cores 12 and 14 of the fiber 10, and only the waveguide 64 is aligned with a single core 66 of the normal fiber 70. In this coupling position, the two waveguides 62 and 64 are tapered to each other to transfer power to the waveguide 64.
【0028】 図7に示すように、長周期グレーティング24もまた、テーパー付けされたカッ
プリング60の代わりに使用することができて、通常のファイバ70との入出力に先
だって、適当なコア(例えばコア12)に光信号を導く。通常のファイバ70のコア
66は、分散制御ファイバ10に沿って伝搬する光信号を受け取るための分散制御フ
ァイバ10のコア14に整列配置される。V溝基板72は、ファイバ10及び70の間に所
望の配列をサポートする。As shown in FIG. 7, the long period grating 24 can also be used in place of the tapered coupling 60, and a suitable core (eg, Guide the optical signal to the core 12). Normal fiber 70 core
66 is aligned with the core 14 of the dispersion control fiber 10 for receiving an optical signal propagating along the dispersion control fiber 10. V-groove substrate 72 supports the desired arrangement between fibers 10 and 70.
【0029】 通常のファイバ70は、分散制御ファイバ10のコア12若しくは14のどちらにでも
合わせることができる。若しくは、コア12及び14のそれぞれは、別個の通常のフ
ァイバに合わせることができる。後者の場合、光学スイッチ(図示せず)が1本
の通常のファイバに別個の通常のファイバを接続する代わりに使用され得る。別
個の通常のファイバのいずれにおいても信号の有無を検出するセンサによって、
スイッチが制御され得る。The normal fiber 70 can be tuned to either the core 12 or 14 of the dispersion control fiber 10. Alternatively, each of the cores 12 and 14 can be fitted with a separate regular fiber. In the latter case, an optical switch (not shown) can be used instead of connecting one regular fiber to a separate regular fiber. With sensors that detect the presence or absence of a signal on any of the separate regular fibers,
A switch can be controlled.
【0030】 図1Bは、共通のクラッド16'の中に埋め込まれた2つの類似するコア12'及び14
'を有する他のファイバ10'を表す。ファイバ10のコア12(図1Aを参照)とは対照
的に、コア12'は、ファイバ10'の光軸18'に沿って中心に配置されている。他方
のコア14'は、軸18'からオフセットされている。 中心に配置されたコア12'は、一般的なファイバのコアと整列配置するのは容
易である。しかしながら、中心に配置されたコア12'とオフセットコア14'との間
で信号をシフトするためのファイバ10'のセクションのエンドツーエンドのスプ
ライシングは、より複雑になる。したがって、コア12'及び14'間の信号転送は、
好ましくは、横方向の結合によって行われる。全てのエンドツーエンドの接続に
先だって、図6に示すように、ファイバ10'をテーパー付けして若しくはテーパ
ー付きカップリングを使用して、信号が好ましくは中央コア12'にシフトされる
。FIG. 1B shows two similar cores 12 ′ and 14 embedded in a common cladding 16 ′.
Represents another fiber 10 having '. In contrast to the core 12 of the fiber 10 (see FIG. 1A), the core 12 'is centered along the optical axis 18' of the fiber 10 '. The other core 14 'is offset from axis 18'. The centrally located core 12 'is easy to align with the core of a typical fiber. However, end-to-end splicing of sections of the fiber 10 'to shift signals between the centrally located core 12' and the offset core 14 'is more complicated. Therefore, the signal transfer between cores 12 'and 14'
Preferably, this is done by a lateral connection. Prior to any end-to-end connection, the signal is preferably shifted to the central core 12 'by tapering the fiber 10' or using a tapered coupling, as shown in FIG.
【0031】 図1Cは、光軸18'の周りにコア12'の1つだけを中心に配置する代わりに、光軸
18''について同心状に中心に配置された2つのコア12''及び14''を有する他のフ
ァイバ10''を示す。横方向カプラは、同心コア12''及び14''間に信号をシフトさ
せるために使用される。同心コア12''及び14''を有するファイバ10''は、より少
ない複屈折を呈して、従来の製作技術を使用した製造方法よりも簡単である。ま
た、追加の同心状コア若しくはオフセットコアと組み合わせた同心状コアが使用
できる。FIG. 1C shows that instead of centering only one of the cores 12 ′ around the optical axis 18 ′,
Shown is another fiber 10 "having two cores 12" and 14 "centered concentrically about 18". Lateral couplers are used to shift the signal between concentric cores 12 "and 14". Fiber 10 "having concentric cores 12" and 14 "exhibits less birefringence and is simpler than manufacturing methods using conventional manufacturing techniques. Also, concentric cores in combination with additional concentric cores or offset cores can be used.
【0032】 光ファイバの分散制御の他の方法は、図8において示されている。マルチモー
ド光ファイバ80は、光伝送の複数のモードをサポートするように設計された中央
コア82及び外周クラッド84を有している。1つのモード(例えば基本的モード)
は、正の分散を呈し、他のモード(例えば二次モード)は、負の分散を呈する。
長周期グレーティング86は、長さ-重み平均分散がゼロに近づくように、各々の
モードの光信号の相対的な継続時間を規制する繰り返しパターンを光軸88に沿っ
てファイバ80に描画されている。Another method of controlling dispersion of an optical fiber is shown in FIG. Multimode optical fiber 80 has a central core 82 and an outer cladding 84 designed to support multiple modes of optical transmission. One mode (eg basic mode)
Exhibits a positive variance, and other modes (eg, quadratic modes) exhibit a negative variance.
The long-period grating 86 is drawn on the fiber 80 along the optical axis 88 with a repeating pattern that regulates the relative duration of the optical signal in each mode, such that the length-weighted average dispersion approaches zero. .
【0033】 図8の描画と合わせて、二次モードの負の分散は、基本モードの正の分散より
も大なる大きさを有する。したがって、基本モードのグレーティング86の間の進
行の長さを計測した間隔LFは、二次モードのグレーティング86の間の進行の長
さを計測した間隔LHよりも大きい。2つの動作モード間で等しい大きさの異な
る符号の分散を含む他の組合せが可能である。等間隔に設置されたグレーティン
グは、2つの異なるモード間の光学的進行長を均等に計量分配するために使用さ
れ得る。また、二次よりも高次のモードは、偏波モード分散を減じる目的で使用
され得る。グレーティングは、信号を三次及びさらに高次のモードへシフトする
ことが出来るが、モードの間に生じる意図しない損失が、より高次のモードの効
用を制限し得る。In conjunction with the plot of FIG. 8, the negative variance of the secondary mode has a greater magnitude than the positive variance of the fundamental mode. Accordingly, the interval L F obtained by measuring the length of progression between the grating 86 of fundamental mode is greater than the distance L H to the length of the progress was measured between the grating 86 in the secondary mode. Other combinations are possible, including variances of different codes of equal magnitude between the two modes of operation. Equally spaced gratings can be used to evenly distribute the optical travel length between two different modes. Also, higher order modes than the second order can be used to reduce polarization mode dispersion. Gratings can shift the signal to third and higher order modes, but unintended losses occurring between modes can limit the utility of higher order modes.
【0034】 図9及び10は、ステップ屈折率分布コアで考慮されたマルチモードファイバ80
の典型的な性能をグラフで示している。図9において、規格化伝搬定数bnは、
規格化周波数Vに対してプロットされている。このとき、これは、以下のように
数学的に定義される。FIGS. 9 and 10 show a multimode fiber 80 considered with a stepped index core.
Is shown graphically. In FIG. 9, the normalized propagation constant b n is
It is plotted against the normalized frequency V. This is then defined mathematically as follows:
【数1】 ここで、βは伝搬定数、n1はコアの屈折率、n2はクラッドの屈折率、λはある
範囲の中心波長、kは2π/λの定数、及びaは導波路のコア半径である。n(ef
f)に関する規格化伝搬定数は、0と1の間で変化し、0のときにはクラッドで完
全に伝搬し、1のときにはコアにおいて完全に伝播することを表す。コアで生ず
る伝播は、クラッドにおいて生ずる伝搬よりもより厳しく拘束されている。規格
化周波数値Vは、中心波長λの逆数の関係を有する。(Equation 1) Where β is the propagation constant, n 1 is the refractive index of the core, n 2 is the refractive index of the cladding, λ is the center wavelength of a certain range, k is a constant of 2π / λ, and a is the core radius of the waveguide. . n (ef
The normalized propagation constant for f) varies between 0 and 1, where 0 indicates complete propagation in the cladding and 1 indicates complete propagation in the core. The propagation that occurs in the core is more tightly constrained than the propagation that occurs in the cladding. The normalized frequency value V has a relationship of the reciprocal of the center wavelength λ.
【0035】 曲線LP01、LP11及びLP02は、それぞれ基本、二次、三次モードを表す。図9の
典型的なグラフによれば、2.4よりも大きい規格化周波数は、複数のモードをサ
ポートすることを必要とするが、しかし、3.5近傍のさらにより大なる値が最も
実用的なアプリケーション用に信号を限定するのに必要である。The curves LP 01 , LP 11 and LP 02 represent the fundamental, second and third order modes, respectively. According to the exemplary graph of FIG. 9, a normalized frequency greater than 2.4 needs to support multiple modes, but even higher values around 3.5 are needed for most practical applications. Is necessary to limit the signal to
【0036】 図10に示すように、約3.5の規格化周波数では、動作領域で異符号の規格化導
波路分散Dnを与える。これは以下のように経験的に定義される。As shown in FIG. 10, in about 3.5 normalized frequency, giving a standard influencing for good waveguide dispersion D n of opposite sign in the operating area. This is empirically defined as follows:
【数2】 (Equation 2)
【0037】 3.5未満の規格化周波数が非常により高い分散の可能性を与えるが、二次モー
ド信号制限が減じられる。二次モードのカットオフから離れた動作(すなわち、
V = 2.4よりも十分に高い)では、曲げ損失、ミクロ曲げ損失及び偏波スプリッ
トも同様に減じられる。ファイバ80の周期的若しくは連続ねじれもまた、偏波モ
ード分散を減じるために使用できる。A normalized frequency of less than 3.5 gives a much higher dispersion potential, but the second-mode signal limit is reduced. Operation away from the secondary mode cutoff (ie,
At V = 2.4), bending loss, micro bending loss and polarization split are reduced as well. A periodic or continuous twist of the fiber 80 can also be used to reduce polarization mode dispersion.
【0038】 ps/km-nmの単位で計測される導波路分散Dは、以下の式で算出される。The waveguide dispersion D measured in the unit of ps / km-nm is calculated by the following equation.
【数3】 ここでΔは相対屈折率差である。導波路分散Dは、規格化波長分散Dnと反対の
符号を有し、基本モードLP01の導波路分散は正、二次モードLP11の導波路分散は
負である。(Equation 3) Here, Δ is a relative refractive index difference. Waveguide dispersion D has a sign opposite to the normalized wavelength dispersion D n, the waveguide dispersion of the fundamental mode LP 01 positive waveguide dispersion of the secondary mode LP 11 is negative.
【0039】 2.4よりも大きい規格化周波数で、ステップ屈折率ファイバの基本モードLP01
での導波路分散Dは非常に小さく、故にすべての実質的な波長分散の大部分は材
料分散に起因している。1550nm窓において、ステップ屈折率ファイバでの基本モ
ードの波長分散は、17から20ps/km-nm程度に限定されている。しかしながら、セ
グメントコア及び環状分布を含むより複雑なコア分布設計は、より高い分散値を
生じるために使用され得る。正及び負の分散コア間のコア設計は、平均分散が信
号波長の範囲全体に亘って零に最も近く維持されるように分散勾配を適切に関連
させて選択される。例えば、分散勾配は、等しい大きさだが、符号が逆で、絶対
的な大きさは小さい。At a normalized frequency greater than 2.4, the fundamental mode LP 01 of the step index fiber
Is very small, so most of all substantial chromatic dispersion is due to material dispersion. In the 1550 nm window, the chromatic dispersion of the fundamental mode in the step index fiber is limited to about 17 to 20 ps / km-nm. However, more complex core distribution designs, including segmented cores and annular distributions, can be used to produce higher variance values. The core design between the positive and negative dispersion cores is selected with the dispersion slope appropriately related so that the average dispersion is kept close to zero over the entire range of signal wavelengths. For example, the dispersion gradients are of equal magnitude, but of opposite sign, and of small absolute magnitude.
【0040】 マルチモード及びマルチコア設計は、また、個々のファイバ内で組み合わされ
て、分散に亘って更なる制御を与える一方で、他の設計基準も最適化する。例え
ば、図1Aにおいて表されるファイバ10のコア12及び14若しくは図1B及び1Cにおい
て表される他のコアの一方若しくは双方は、マルチモードコアとして形成されて
もよい。また、分散必要条件は、モード及びコアで分けられてもよい。Multimode and multicore designs are also combined within individual fibers to provide additional control over dispersion while optimizing other design criteria. For example, one or both of the cores 12 and 14 of the fiber 10 shown in FIG. 1A or the other cores shown in FIGS. 1B and 1C may be formed as multimode cores. Also, the dispersion requirements may be separated by mode and core.
【0041】 従来の製造技術は、マルチモードファイバ80を形成するために使用され得る。
また、マルチコアファイバのための上記同様のフォトリフラクティブ技術は、グ
レーティングを描画するために使用され得る。長周期グレーティング86は、モー
ド結合のためには好ましいが、直径変動を含む摂動の他のパターン及び形式もま
た、異なるモード間の信号をシフトするために使用され得る。Conventional manufacturing techniques can be used to form multimode fiber 80.
Also, similar photorefractive techniques for multi-core fibers as described above can be used to image the grating. While long period grating 86 is preferred for mode coupling, other patterns and types of perturbations, including diameter variations, can also be used to shift signals between different modes.
【0042】 残りの図11乃至14は、偏波維持ファイバの改良のための多様なロッドインチュ
ーブ法やOVD法(光学的蒸着)技術を使用したマルチコア光ファイバに関する
製造方法によるプリフォーム(または「ブランク」と称する)を例示する。 図11に示されるファイバプリフォーム90は、2つのガラスコアケーン94及び96
を受け入れるために穿設されたロッド92を有する。ロッド92は、クラッド材料か
らなる。2つのガラスコアケーン94及び96は、異なる分散特性を生じる屈折率分
布に光学蒸着によって順次形成されるコア及びクラッド材料を含む。クラッド材
料からなるガラススート98は、ロッドの外部に与えられて、プリフォーム90を形
成するためにコンソリデート(圧密化)される。プリフォームから線引きされる
マルチコアファイバは、互いに平行に伸長し且つ異なる分散特性を呈する少なく
とも2つのコアを有する。The remaining FIGS. 11 to 14 show preforms (or “preforms”) for manufacturing multi-core optical fibers using various rod-in-tube or OVD (optical vapor deposition) techniques for improving polarization maintaining fiber. Blank "). The fiber preform 90 shown in FIG. 11 has two glass core canes 94 and 96.
Has a rod 92 drilled to receive the. The rod 92 is made of a clad material. The two glass core canes 94 and 96 include core and cladding materials that are sequentially formed by optical vapor deposition into a refractive index profile that produces different dispersion characteristics. A glass soot 98 of cladding material is applied to the outside of the rod and is consolidated to form a preform 90. A multi-core fiber drawn from a preform has at least two cores extending parallel to each other and exhibiting different dispersion characteristics.
【0043】 図12に示されるファイバプリフォーム100は、チューブ110内に固定された2つ
のガラスコアケーン102、104及び2つのフィラーロッド106及び108、チューブ11
0を包囲する圧密化スート112を有する。2つのコアケーン102及び104は、異なる
分散特性をサポートするコア及びクラッド分布を有する。フィラーロッド106及
び108、チューブ110及びスート112は、プリフォームとなるコアケーン102及び10
4と共に溶融されるクラッド材料から全て出来ている。The fiber preform 100 shown in FIG. 12 has two glass core canes 102, 104 and two filler rods 106 and 108 fixed in a tube 110, and a tube 11.
It has a consolidated soot 112 surrounding 0. The two core canes 102 and 104 have a core and cladding distribution that support different dispersion characteristics. The filler rods 106 and 108, the tube 110, and the soot 112 are
All made of clad material that is melted with 4.
【0044】 図13は、異なる分散特性を有する2つのコアケーン116及び118を支持するクラ
ッド材料からなる特別な形状のロッド114を含むプリフォーム120を示している。
クラッド材料からなる圧密化スート122は、ロッド114及び2つのコアケーン116
及び118を包囲している。2つのコアケーン116及び118は、プリフォーム120がコ
ンソリデート(圧密化)されるまで所望の相対位置で2つのコアケーンを支持す
るロッド114で固定されている。FIG. 13 shows a preform 120 that includes a specially shaped rod 114 of cladding material that supports two core canes 116 and 118 having different dispersion characteristics.
A consolidated soot 122 of clad material comprises a rod 114 and two core canes 116.
And 118. The two core canes 116 and 118 are secured by a rod 114 that supports the two core canes in a desired relative position until the preform 120 is consolidated.
【0045】 図14に示すように、プリフォーム130は、互いに固定されて、圧密化スート136
によって包囲された2つのコアケーン132及び134を含む。コアケーン132及び134
は、プリフォーム130から線引された最終的なコアの間の自動結合を促進するか
若しくは妨げることのできる異なる分散特性及び屈折率分布を有する。 スートオーバークラッド98、112、122及び136は、コンソリデート(圧密化)
ステップの間に収縮して、プリフォーム90、100、120及び130内のコンポーネン
トを封止する軸方向及び半径方向の双方の力を生じる。続く線引工程の間におい
て、フォトリフラクティブ技術がコア間の結合を生成するために使用され得て、
更に偏波モード減少技術がコアを包囲するクラッドの非対称性の補償に使用され
得る。インデックスマークがプリフォームの周囲に形成されるか、若しくは、ク
ラッドと区別できる材料で作られたフィラーロッドが参照角度を与えるように見
える位置に与えられる。As shown in FIG. 14, the preforms 130 are fixed to each other and
, Surrounded by two core canes 132 and 134. Core canes 132 and 134
Have different dispersion properties and refractive index profiles that can promote or prevent automatic bonding between the final cores drawn from the preform 130. Soot over cladding 98, 112, 122 and 136 are consolidate
Shrinking during the step produces both axial and radial forces that seal components within preforms 90, 100, 120 and 130. During the subsequent drawing step, photorefractive techniques can be used to create bonds between the cores,
Furthermore, polarization mode reduction techniques can be used to compensate for asymmetry of the cladding surrounding the core. An index mark is formed around the preform or is provided at a location where a filler rod made of a material distinguishable from the cladding appears to provide a reference angle.
【0046】 4つのプリフォーム内の対のコアケーン94と96、102と104、116と118及び132
と134は、均等か若しくは不均等な絶対的な大きさを有する異符号の分散を有す
る。周期的若しくは連続するカップリングが、等しい大きさの分散で零に近い長
さ-重み平均分散を達成するために使用され得る。しかしながら、均等でない大
きさの分散は、異なる分散コアを進行する不均等な長さとされた周期的なカップ
リングにおいて、零に近い同じ長さ-重み平均分散を達成するために必要とされ
る。The pairs of core canes 94 and 96, 102 and 104, 116 and 118 and 132 in the four preforms
And 134 have variances of opposite signs having equal or unequal absolute magnitudes. Periodic or continuous coupling can be used to achieve a length-weighted average variance close to zero with equal magnitude variance. However, unequal magnitude variances are required to achieve the same length-weighted average variance near zero in unequal length periodic couplings traveling through different distribution cores.
【図1A】 異なる分散特性を有する2つのオフセットコアを有するマルチコア
光ファイバの拡大断面図である。FIG. 1A is an enlarged cross-sectional view of a multi-core optical fiber having two offset cores having different dispersion characteristics.
【図1B】 異なる分散特性を有する1つの中央コアと1つのオフセットコアを
有する他のマルチコア光ファイバの拡大断面図である。FIG. 1B is an enlarged cross-sectional view of another multi-core optical fiber having one central core and one offset core having different dispersion characteristics.
【図1C】 異なる分散特性を有する2つの同心状コアを有する他のマルチコア
光ファイバの拡大断面図である。FIG. 1C is an enlarged cross-sectional view of another multi-core optical fiber having two concentric cores having different dispersion characteristics.
【図2】 相対的に回転させられてスプライスされたマルチコアファイバの2つ
のセグメント長を示す拡大側面図である。FIG. 2 is an enlarged side view illustrating two segment lengths of a multi-core fiber spun relative to each other.
【図3A】 マルチコアファイバの2つのコアの屈折率分布についてコア半径r
の関数として屈折率をプロットした図である。FIG. 3A shows a core radius r for a refractive index distribution of two cores of a multi-core fiber.
FIG. 4 is a plot of the refractive index as a function of.
【図3B】 マルチコアファイバの2つのコアの屈折率分布についてコア半径r
の関数として屈折率をプロットした図である。FIG. 3B shows a core radius r with respect to a refractive index distribution of two cores of a multi-core fiber.
FIG. 4 is a plot of the refractive index as a function of.
【図3C】 負分散を達成するのに特に適した他の屈折率分布の図である。FIG. 3C is an illustration of another refractive index profile that is particularly suitable for achieving negative dispersion.
【図3D】 負分散を達成するのに特に適した他の屈折率分布の図である。FIG. 3D is a diagram of another refractive index distribution that is particularly suited to achieving negative dispersion.
【図3E】 負分散を達成するのに特に適した他の屈折率分布の図である。FIG. 3E is a diagram of another refractive index distribution that is particularly suitable for achieving negative dispersion.
【図3F】 負分散を達成するのに特に適した他の屈折率分布の図である。FIG. 3F is an illustration of another refractive index distribution that is particularly suited to achieving negative dispersion.
【図4】 2つのコアを光学的に結合する長周期グレーティングを含むマルチコ
アファイバの他の側面図である。FIG. 4 is another side view of a multi-core fiber including a long-period grating that optically couples two cores.
【図5】 2つの正の分散特性と2つの負分散特性を有する4つのコアを有する
マルチコアファイバの拡大断面図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a multi-core fiber having four cores having two positive dispersion characteristics and two negative dispersion characteristics.
【図6】 従来のシングルコアファイバに図1Aのマルチコアファイバの2つのコ
アを接続するためのテーパーカップリングの側面図である。FIG. 6 is a side view of a taper coupling for connecting two cores of the multi-core fiber of FIG. 1A to a conventional single-core fiber.
【図7】 マルチコアファイバの2つのコア間の信号をシフトさせるカップリン
グ及び従来のシングルコアファイバのコアとマルチコアファイバの2つのコアの
うちの1つを接合するコネクタの側面図である。FIG. 7 is a side view of a coupling for shifting a signal between two cores of a multi-core fiber and a connector for joining a core of a conventional single-core fiber and one of two cores of a multi-core fiber.
【図8】 異なる分散特性を有するモード間で信号をシフトさせるための長周期
グレーティングの連続を有するマルチモードファイバの側面図である。FIG. 8 is a side view of a multimode fiber having a continuation of a long period grating for shifting a signal between modes having different dispersion characteristics.
【図9】 ステップ分布コア設計によって例証されるマルチモードファイバの規
格化周波数Vに対する規格化伝搬定数bnのグラフである。FIG. 9 is a graph of normalized propagation constant b n versus normalized frequency V of a multimode fiber as exemplified by a step distribution core design.
【図10】 同じステップ分布コア設計の導波路の規格化周波数Vに対する規格
化波長分散dnのグラフである。10 is a graph of normalized wavelength dispersion d n with respect to the normalized frequency V of the waveguide in the same step distribution core design.
【図11】 穴あきロッド内で2つのコアケーンを支持しているプリフォームの
拡大断面図である。FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of a preform supporting two core canes in a perforated rod.
【図12】 チューブ内で2つのコアケーンを支持しているプリフォームの拡大
断面図である。FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of a preform supporting two core canes in a tube.
【図13】 特別な形状のロッドによって固定された2つのコアケーンの拡大断
面図である。FIG. 13 is an enlarged sectional view of two core canes secured by a specially shaped rod.
【図14】 2つのコアの周囲にプリフォームを溶融させる前の組み合わされた
2つのコアケーンの拡大断面図である。FIG. 14 is an enlarged cross-sectional view of the combined two core canes before melting the preform around the two cores.
10 マルチコア光ファイバ 12 正の分散コア 14 負の分散コア 16,40 クラッド 18,46,88 光軸 20 ノッチ 24 グレーティング 30,70 ファイバ 32,34,36,38 分散コア 44 ダミーコア 60 テーパー付きカップリング 62,64 導波路 66 コア 80 マルチモード光ファイバ 82 中央コア 84 外周クラッド 90,100 プリフォーム 92 ロッド 94,96,102,104,116,118 ガラスコアケーン 98,112,122 ガラススート 106,108 フィラーロッド 110 チューブ 114 ロッド 10 Multicore optical fiber 12 Positive dispersion core 14 Negative dispersion core 16,40 Cladding 18,46,88 Optical axis 20 Notch 24 Grating 30,70 Fiber 32,34,36,38 Dispersion core 44 Dummy core 60 Tapered coupling 62 , 64 waveguide 66 core 80 multimode optical fiber 82 central core 84 outer cladding 90,100 preform 92 rod 94,96,102,104,116,118 glass core cane 98,112,122 glass soot 106,108 filler rod 110 tube 114 rod
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成13年10月26日(2001.10.26)[Submission Date] October 26, 2001 (2001.10.26)
【手続補正1】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing
【補正対象項目名】全図[Correction target item name] All figures
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図1A】 FIG. 1A
【図1B】 FIG. 1B
【図1C】 FIG. 1C
【図2】 FIG. 2
【図3A】 FIG. 3A
【図3B】 FIG. 3B
【図3C】 FIG. 3C
【図3D】 FIG. 3D
【図3E】 FIG. 3E
【図3F】 FIG. 3F
【図4】 FIG. 4
【図5】 FIG. 5
【図6】 FIG. 6
【図7】 FIG. 7
【図8】 FIG. 8
【図9】 FIG. 9
【図10】 FIG. 10
【図11】 FIG. 11
【図12】 FIG.
【図13】 FIG. 13
【図14】 FIG. 14
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),AL,AM,A T,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA ,CH,CN,CU,CZ,DE,DK,EE,ES, FI,GB,GE,GH,GM,HR,HU,ID,I L,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,KZ ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MD, MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL,P T,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL ,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,US,UZ, VN,YU,ZW──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE ), AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CU, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, GB, GE, GH, GM , HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, US, U Z, VN, YU, ZW
Claims (84)
ルチコアファイバであって、 前記コアは、前記クラッドと異なる屈折率を有して光信号を運ぶとともに、前
記複数のコアの間の分散値に差を有することを特徴とするマルチコアファイバ。1. A multi-core fiber for controlling chromatic dispersion composed of a plurality of cores surrounded by a clad, wherein the core has an index of refraction different from that of the clad to carry an optical signal, and the plurality of cores Characterized in that there is a difference in dispersion value between the multi-core fibers.
1つは負の分散値を呈することを特徴とする請求項1記載のファイバ。2. The fiber of claim 1, wherein one of said cores exhibits a positive dispersion value and another of said cores exhibits a negative dispersion value.
項2記載のファイバ。3. The fiber of claim 2, wherein said core exhibits a positive and a negative dispersion gradient.
ついて対称であることを特徴とする請求項2記載のファイバ。4. The fiber according to claim 2, wherein the positive dispersion value and the negative dispersion value are symmetric about a center wavelength of the optical signal.
して配置されていることを特徴とする請求項4記載のファイバ。5. The fiber of claim 4, wherein said cores are located sufficiently close to each other to support a bond between said cores.
項5記載のファイバ。6. The fiber according to claim 5, wherein propagation constants between said cores are substantially the same.
る請求項1記載のファイバ。7. The fiber according to claim 1, wherein one of said cores is a multi-mode core.
の分散を示す第2のモードとを含むことを特徴とする請求項7記載のファイバ。8. The fiber according to claim 7, wherein said multimode core includes a first mode exhibiting positive dispersion and a second mode exhibiting negative dispersion.
て配置されていることを特徴とする請求項1記載のファイバ。9. The fiber of claim 1, wherein the cores are spaced sufficiently to avoid coupling between the cores.
の前記光信号の転送を促進することを特徴とする請求項9記載のファイバ。10. The fiber of claim 9, wherein the fiber includes a tapered portion to facilitate transfer of the optical signal between the core.
進することを特徴とする請求項9記載のファイバ。11. The fiber of claim 9, wherein a perturbation is formed in the core to facilitate transfer of an optical signal between the core.
アの間の結合を容易にすることを特徴とする請求項11記載のファイバ。12. The fiber of claim 11, wherein the perturbations are formed in a cladding region between the cores to facilitate coupling between the cores.
の光グレーティングを形成することを特徴とする請求項11記載のファイバ。13. The fiber of claim 11, wherein the perturbations are arranged to form a plurality of optical gratings that transfer optical power between the cores.
分散を生じるようなパターンで前記コア間で前記光信号をシフトするように配置
されていることを特徴とする請求項11記載のファイバ。14. The method of claim 14, wherein the perturbation is arranged to shift the optical signal between the cores in a pattern that produces a length-weighted average dispersion near zero at a center wavelength of the optical signal. 12. The fiber according to claim 11, wherein:
前記コアの間の前記光信号の転送を促進することを特徴とする請求項11記載のフ
ァイバ。15. A tapered fiber is used with said perturbation,
The fiber of claim 11, wherein the fiber facilitates transfer of the optical signal between the cores.
分割されており、異なる分散値を呈する前記コアの第1の対を整列配置する相対
的な回転位置で互いにスプライスされることを特徴とする請求項1記載のファイ
バ。16. The fiber is split into two lengths that are rotated relative to each other and spliced together at relative rotational positions to align a first pair of the cores exhibiting different dispersion values. The fiber according to claim 1, wherein the fiber is used.
アの第2の対を整列配置する他の角度位置まで相対的に回転可能であることを特
徴とする請求項16記載のファイバ。17. The fiber of claim 2, wherein the two lengths of the fiber are rotatable relative to another angular position that aligns a second pair of the cores exhibiting different dispersion values. The fiber according to item 16.
おり、前記コアの前記第2の対は、第2のビットレートで最適化されていること
を特徴とする請求項17記載のファイバ。18. The method of claim 18, wherein the first pair of cores is optimized at a first bit rate, and the second pair of cores is optimized at a second bit rate. 18. The fiber according to claim 17, wherein:
クラッド内の中心以外に配置される前記複数のコアの1つと、を接続するための
ファイバ界面を更に含むことを特徴とする請求項1記載のファイバ。19. The method according to claim 19, further comprising a fiber interface for connecting a core of the additional fiber disposed at a center in the cladding and one of the plurality of cores disposed at a position other than the center of the cladding. The fiber of claim 1, wherein:
期的にねじられていることを特徴とする請求項1記載のファイバ。20. The fiber of claim 1, wherein the fiber is twisted at least periodically to avoid polarization mode dispersion.
記コアの進行中の部分の間で前記光信号を転送する結合機構を更に含むことを特
徴とする請求項1記載のファイバ。21. The apparatus of claim 19, further comprising a coupling mechanism for transferring the optical signal between in-progress portions of the core that provides a length-weighted average dispersion near zero at a center wavelength of the optical signal. Item 7. The fiber according to Item 1.
近くなるように相対的に適合された分散勾配を呈することを特徴とする請求項21
記載のファイバ。22. The core according to claim 21, wherein the core exhibits a dispersion gradient relatively adapted such that the length-weighted average dispersion is close to zero in the wavelength range of the optical signal.
The fiber as described.
コアと、 第1の分散値を有する前記光軸に沿った第1のモードパスと、 第2の分散値を有する前記光軸に沿った第2のモードパスと、 互いに異なる前記第1及び前記第2の分散値と、 前記第1及び前記第2のモードパスの間で前後に光を結合するための前記光軸
に沿った複数のモードカプラと、からなることを特徴とする波長分散制御マルチ
モードファイバ。23. A core surrounded by a cladding that supports multi-mode transmission of light along an optical axis, a first mode path along the optical axis having a first dispersion value, and a second dispersion. A second mode path along the optical axis having a value, different first and second dispersion values from each other, and coupling light back and forth between the first and second mode paths. And a plurality of mode couplers along the optical axis.
あることを特徴とする請求項23記載のファイバ。24. The fiber according to claim 23, wherein the first mode path is a fundamental mode path having a positive dispersion value.
パスであることを特徴とする請求項24記載のファイバ。25. The fiber of claim 24, wherein the second mode path is a higher order mode path having a negative dispersion value.
均等な大きさの絶対値を有することを特徴とする請求項23記載のファイバ。26. The fiber of claim 23, wherein the dispersion values between the first and second mode paths have different signs and unequal magnitude absolute values.
で生じて、前記分散値の不均等な大きさの絶対値を補償することを特徴とする請
求項26記載のファイバ。27. The light coupling between the first and second mode paths occurs with unequal path lengths to compensate for unequal magnitude absolute values of the variance. 27. The fiber of claim 26.
均等な大きさを有することを特徴とする請求項23記載のファイバ。28. The fiber according to claim 23, wherein the dispersion values between the first and second mode paths have different signs and substantially equal magnitudes.
とする請求項23記載のファイバ。29. The fiber of claim 23, wherein the mode coupler is formed by a refractive index perturbation.
とする請求項29記載のファイバ。30. The fiber of claim 29, wherein the refractive index perturbation forms a long period grating.
近傍の少なくとも一部分に形成されていることを特徴とする請求項23記載のファ
イバ。31. The fiber of claim 23, wherein the mode coupler is formed in at least a portion near a tapered portion of the fiber.
-重み平均分散を生じるように離間して配置されていることを特徴とする請求項2
3記載のファイバ。32. The mode coupler has a central wavelength of the light transmission and a length close to zero.
-Are spaced apart so as to generate a weighted average variance.
Fiber described in 3.
-重み平均分散が零に近づくように相対的に適合化された分散勾配を呈すること
を特徴とする請求項32記載のファイバ。33. The first and second mode paths have a length in a transmission wavelength range of the light.
33. The fiber of claim 32, wherein the fiber exhibits a dispersion gradient that is relatively adapted so that the weighted average dispersion approaches zero.
アを有する第1のマルチコアファイバセクションと、 正の分散値を呈する第1のコア及び負の分散値を呈する第2のコアを有する第
2のマルチコアファイバセクションと、 前記ファイバセクションの組み合わされた長さに沿って平均分散を制御し、前
記第2のファイバセクションの前記第2のコアと前記第1のファイバセクション
の前記第1のコアとを整列配置した前記第1及び第2のマルチコアファイバセク
ションの間の光学界面と、からなることを特徴とする分散補償ファイバ光学シス
テム。34. A first multi-core fiber section having a first core exhibiting a positive dispersion value and a second core exhibiting a negative dispersion value, a first core exhibiting a positive dispersion value, and a negative dispersion. A second multi-core fiber section having a second core exhibiting a value, controlling an average dispersion along a combined length of said fiber sections, wherein said second core and said second core of said second fiber section are controlled. An optical interface between said first and second multi-core fiber sections in which said first core of one fiber section is aligned with said first core.
2のコアは、前記第1及び第2のコアの間で所望とされない結合を避けるために
十分に離間されて配置されることを特徴とする請求項34記載の光学システム。35. The first and second cores of each of the first and second fiber sections are sufficiently separated to avoid unwanted coupling between the first and second cores. 35. The optical system according to claim 34, wherein the optical system is disposed.
ファイバセクションの前記第1のコアに整列配置されて、前記平均分散を制御す
ることを特徴とする請求項34記載の光学システム。36. The method of claim 36, wherein the second core of the first fiber section is aligned with the first core of the second fiber section to control the average dispersion. The optical system of claim 34.
ファイバセクションの前記第1のコアは、前記組み合わされたファイバセクショ
ンを通って伝送される波長範囲で前記ファイバセクションの組み合わされた長さ
に沿った平均分散が零となるように適合された分散勾配を呈することを特徴とす
る請求項36記載の光学システム。37. The second fiber section of the first fiber section and the first core of the second fiber section, wherein the fiber section has a wavelength range transmitted through the combined fiber section. 37. The optical system of claim 36, wherein the optical system exhibits a dispersion gradient adapted such that the average dispersion along the combined length of is zero.
値を呈する第3のコアと、負の分散値を呈する第4のコアとを更に有することを
特徴とする請求項34記載の光学システム。38. The first and second multi-core fiber sections further include a third core exhibiting a positive dispersion value and a fourth core exhibiting a negative dispersion value. The optical system of claim 34.
ファイバセクションの前記第2のコアに整列配置されて、第1のビットレートで
伝送されるように最適化された前記ファイバセクション間の第1の光路をなし、
前記第1のファイバセクションの前記第3のコアは、前記第2のファイバセクシ
ョンの前記第4のコアと整列配置自在であって第2のビットレートで光信号を伝
送することを特徴とする請求項38記載の光学システム。39. The first core of the first fiber section is aligned with the second core of the second fiber section and optimized to be transmitted at a first bit rate. Forming a first optical path between said fiber sections;
The third core of the first fiber section is free to align with the fourth core of the second fiber section and transmits optical signals at a second bit rate. Item 39. The optical system according to Item 38.
記第2のファイバセクションの前記第2のコアと別個に整列配置自在であって異
なる分散補償を与えることを特徴とする請求項38記載の光学システム。40. The first and third cores of the first fiber section being separately alignable with the second core of the second fiber section to provide different dispersion compensation. 39. The optical system according to claim 38, wherein
記第2のファイバセクションの前記第4のコアと別個に整列配置自在であって分
散補償のためのより多くの選択を与えることを特徴とする請求項40記載の光学シ
ステム。41. The first and third cores of the first fiber section are separately alignable with the fourth core of the second fiber section to provide more for dispersion compensation. 41. The optical system of claim 40, wherein the selection is provided.
の所望の角度を表すことを補助するためにファイバセクションに与えられること
を特徴とする請求項34記載の光学システム。42. The optical system of claim 34, wherein an index mark is provided on the fiber section to assist in representing a desired angle between the fiber sections at the optical interface.
えられることを特徴とする請求項34記載の光学システム。43. The optical system of claim 34, wherein a splicer designed for a polarization maintaining fiber is provided at the optical interface.
切り出された実質的に個々のセクションであることを特徴とする請求項34記載の
光学システム。44. The optical system of claim 34, wherein said first and second fiber sections are substantially individual sections cut from the same fiber.
を有するマルチモードファイバと、 前記基本及び前記より高次のモードパスの間で前後に光信号をシフトさせる前
記ファイバの光軸に沿った複数のモードカプラと、 光信号を更に運ぶための前記ファイバの前記光軸と整列配置された光学システ
ムコンポーネントと、 前記システムコンポーネントとの界面で前記モードパスのうちの1つに光信号
を導くように配置された前記モードカプラのうちの1つと、からなることを特徴
とする分散補償ファイバ光学システム。45. A multi-mode fiber having a fundamental mode path having a different dispersion value and a higher-order mode path, and the fiber for shifting an optical signal back and forth between the fundamental and the higher-order mode paths. A plurality of mode couplers along an optical axis; an optical system component aligned with the optical axis of the fiber for further carrying an optical signal; and one of the mode paths at an interface with the system component. A dispersion-compensating fiber optical system, comprising: one of the mode couplers arranged to direct an optical signal.
パスは負の分散値を有することを特徴とする請求項45記載のシステム。46. The system of claim 45, wherein the fundamental mode path has a positive variance and the higher order mode path has a negative variance.
とを特徴とする請求項46記載のシステム。47. The system of claim 46, wherein the negative variance has a higher magnitude than the positive variance.
基本モードパス及び前記より高次のモードパス間で前記光信号をシフトすること
を特徴とする請求項47記載のシステム。48. The mode coupler of claim 47, wherein the mode coupler shifts the optical signal between the fundamental mode path and the higher order mode path at unequal intervals between the mode paths. System.
先立って、前記基本モードパスに前記光信号を導くことを特徴とする請求項45記
載のシステム。49. The system of claim 45, wherein said one mode coupler directs said optical signal on said fundamental mode path prior to said optical system component.
のモードカプラは前記光増幅器に続く前記より高次のモードパスへ前記光信号を
導くことを特徴とする請求項45記載のシステム。50. The optical system component of claim 45, wherein the optical system component is an optical amplifier and the one mode coupler directs the optical signal to the higher order mode path following the optical amplifier. system.
モードパスの間で前記光信号を転送することを特徴とする請求項45記載のシステ
ム。51. The system of claim 45, wherein the mode coupler includes an index perturbation along the optical axis to transfer the optical signal during the mode path.
る1つの光ファイバと、 前記光信号の中心波長で正の分散を呈する前記光路の第1と、 前記光信号の中心波長で負の分散を呈する前記光路の第2と、 前記光信号の中心波長で零に近い長さ-重み平均分散を生成する前記第1及び
第2の光路の進行中の部分間で前記光信号をシフトする結合機構と、からなるこ
とを特徴とする分散補償ファイバ光学システム。52. An optical fiber having a plurality of continuous optical paths having different dispersion characteristics for carrying an optical signal, a first of said optical paths exhibiting a positive dispersion at a central wavelength of said optical signal, A second portion of the optical path exhibiting a negative dispersion at the center wavelength, and a length-weighted average dispersion near zero at the center wavelength of the optical signal. A dispersion compensating fiber optical system, comprising: a coupling mechanism for shifting an optical signal.
前記第1及び第2の光路の平行な部分間で前記光信号をシフトさせることを特徴
とする請求項52記載のシステム。53. The first and second optical paths extend parallel to each other, and the coupling mechanism shifts the optical signal between parallel portions of the first and second optical paths. Clause 52. The system of clause 52.
のコアによって形成されることを特徴とする請求項53記載のシステム。54. The first and second optical paths include first and second optical paths surrounded by a cladding.
54. The system of claim 53, wherein the system is formed by:
心軸に整列配置され、前記第2のコアは前記中心軸からオフセットされて配置さ
れることを特徴とする請求項54記載のシステム。55. The optical fiber according to claim 55, wherein the one optical fiber has a central axis, the first core is aligned with the central axis, and the second core is offset from the central axis. The system of claim 54, wherein
の双方は前記中心軸からオフセットされて配置されることを特徴とする請求項54
記載のシステム。56. The optical fiber according to claim 54, wherein the one optical fiber has a central axis, and both the first and second cores are arranged offset from the central axis.
The described system.
を呈する第2のモードと、を有するマルチモードコアであることを特徴とする請
求項54記載のシステム。57. The multi-mode core according to claim 54, wherein the first core is a multi-mode core having a first mode exhibiting positive dispersion and a second mode exhibiting negative dispersion. System.
号を能動的にシフトする複数のカプラを含むことを特徴とする請求項54記載のシ
ステム。58. The system of claim 54, wherein the coupling mechanism includes a plurality of couplers that actively shift the optical signal back and forth between the first and second cores.
さの異符号の分散を呈し、前記カプラは、不均等な間隔で前記第1及び第2のコ
ア間で前記信号をシフトするように整列配置されることを特徴とする請求項58記
載のシステム。59. The first and second cores exhibit different sign dispersions of different magnitudes at a center wavelength of the optical signal, and the couplers are arranged at unequal intervals. 59. The system of claim 58, wherein the system is arranged to shift the signal between.
に互いに十分に近くなるように前記第1及び第2のコアを最終的に位置させるよ
うに形成されることを特徴とする請求項54記載のシステム。60. The coupling mechanism is formed to ultimately position the first and second cores sufficiently close to each other to support transfer of the optical signal between the cores. 55. The system of claim 54, wherein:
大きさの異符号の分散を呈することを特徴とする請求項60記載のシステム。61. The system of claim 60, wherein the first and second cores exhibit substantially uniform magnitudes of opposite sign dispersion at a center wavelength of the optical signal.
構は、前記第1及び第2の光路の同心状部分の間で前記光信号をシフトすること
を特徴とする請求項52記載のシステム。62. The first and second optical paths extend concentrically with each other, and the coupling mechanism shifts the optical signal between concentric portions of the first and second optical paths. 53. The system of claim 52, wherein the system comprises:
1及び第2の光路は、異なる分散値を有する基本モードパス及びより高次のモー
ドパスであることを特徴とする請求項62記載のシステム。63. The one fiber is a multi-mode fiber, wherein the first and second optical paths are a fundamental mode path and a higher-order mode path having different dispersion values. 63. The system of claim 62.
前記光信号を能動的にシフトする複数のモードカプラを含むことを特徴とする請
求項63記載のシステム。64. The system of claim 63, wherein the coupling mechanism includes a plurality of mode couplers that actively shift the optical signal back and forth between the fundamental and higher order mode paths.
きさの異符号の分散を呈することを特徴とする請求項63記載のシステム。65. The system of claim 63, wherein the first and second cores exhibit substantially equal magnitude dispersion of the sign at the center wavelength of the optical signal.
を特徴とする請求項52記載のシステム。66. The system of claim 52, wherein the coupling mechanism is formed by a perturbation in the optical path.
する請求項66記載のシステム。67. The system according to claim 66, wherein said coupling mechanism includes a plurality of optical gratings.
光路を含むことを特徴とする請求項52記載のシステム。68. The system of claim 52, including third and fourth optical paths having different dispersion characteristics for carrying the optical signal.
前記光信号をシフトするカプラと、第2の分散周期で前記第3及び第4の光路間
で前記光信号をシフトするカプラと、を含むことを特徴とする請求項68記載のシ
ステム。69. A coupler that shifts the optical signal between the first and second optical paths at a first dispersion cycle, and a coupler that shifts the optical signal between the third and fourth optical paths at a second dispersion cycle. 69. The system of claim 68, comprising: a coupler for shifting the optical signal at.
散勾配を呈することを特徴とする請求項52記載のシステム。70. The system of claim 52, wherein the first optical path exhibits a positive dispersion gradient and the second optical path exhibits a negative dispersion gradient.
徴とする請求項52記載のシステム。71. The system of claim 52, wherein the first and second optical paths exhibit a dispersion gradient near zero.
製造方法であって、 互いに異なる屈折率分布を有する少なくとも2つのガラスコアケーンを整列配
置するステップと、 ガラスクラッド材料で前記ガラスコアケーンを包囲するステップと、 ガラスプリフォームを形成するために前記コアケーンに前記包囲クラッド材料
を融着させるステップと、 互いに平行に伸長し且つ異なる分散特性を呈する少なくとも2つのコアを有す
るプリフォームからマルチコアファイバを線引きするステップと、からなる製造
方法。72. A method of manufacturing a multi-core fiber for transmitting an optical signal with reduced chromatic dispersion, comprising: arranging at least two glass core canes having different refractive index profiles from each other; Enclosing the glass core cane; fusing the enclosing cladding material to the core cane to form a glass preform; Drawing a multi-core fiber from the reform.
記コアの第2は負の分散を呈することを特徴とする請求項72記載の方法。73. The method of claim 72, wherein at the center wavelength of the optical signal, a first of the cores exhibits a positive dispersion and a second of the cores exhibits a negative dispersion.
与えるステップを更に含むことを特徴とする請求項72記載の方法。74. The method of claim 72, wherein said surrounding step further comprises providing said cladding material as an optical soot.
屈折率を有するガラスロッドに前記2つのコアケーンを整列配置するステップを
含むことを特徴とする請求項72記載の方法。75. The method of claim 72, wherein the aligning step includes aligning the two core canes on a glass rod having substantially the same reference index of refraction as the surrounding cladding material.
徴とする請求項75記載の方法。76. The method according to claim 75, wherein said glass rod supports said two core canes.
、前記2つのコアケーンを互いに固定するステップを更に含むことを特徴とする
請求項72記載の方法。77. The method of claim 72, further comprising the step of securing the two core canes together prior to surrounding them with the glass clad material.
徴とする請求項72記載の方法。78. The method of claim 72, further comprising forming a bond between the two cores.
とする請求項72記載の方法。79. The method of claim 72, wherein a mark is provided on the fiber to provide a reference angle point.
する方法であって、 前記信号の中心波長で異符号の分散特性を有する2つの平行光路を有するよう
に整列配置された前記ファイバに沿って前記信号を送るステップと、 前記信号が零分散に近い平均分散を呈するように前記ファイバの2つの平行路
の連続部分間で前後に信号を結合する結合ステップと、からなることを特徴とす
る方法。80. A method for compensating for chromatic dispersion induced in an optical signal propagating along an optical fiber, the method comprising: aligning two parallel optical paths having dispersion characteristics of opposite signs at a center wavelength of the signal. Sending the signal along the disposed fiber; coupling the signal back and forth between successive portions of the two parallel paths of the fiber such that the signal exhibits an average dispersion close to zero dispersion; A method comprising:
信号をシフトするステップを含むことを特徴とする請求項80記載の方法。81. The method of claim 80, wherein the coupling step comprises shifting the signal between different cores of a multi-core fiber.
前記信号をシフトするステップを含むことを特徴とする請求項80記載の方法。82. The method of claim 80, wherein said coupling comprises shifting said signal between different modes of a multimode fiber.
間で前記信号を能動的にシフトするステップを含むことを特徴とする請求項80記
載の方法。83. The method of claim 80, wherein said combining step comprises the step of actively shifting said signal between two parallel paths at unequal intervals between said optical paths.
配置するステップを含むことを特徴とする請求項80記載の方法。84. The method according to claim 80, wherein said combining step comprises arranging parallel paths carrying said signals with equal duration.
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