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JP2001522055A - マルチモードファイバリンク分散補正導波路 - Google Patents

マルチモードファイバリンク分散補正導波路

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Publication number
JP2001522055A
JP2001522055A JP2000518464A JP2000518464A JP2001522055A JP 2001522055 A JP2001522055 A JP 2001522055A JP 2000518464 A JP2000518464 A JP 2000518464A JP 2000518464 A JP2000518464 A JP 2000518464A JP 2001522055 A JP2001522055 A JP 2001522055A
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JP
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bandwidth
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wavelength
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Withdrawn
Application number
JP2000518464A
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エス サード アボット，ジョン
イー スミス，グレッグ
エム トゥルースデイル，カールトン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Corning Inc
Original Assignee
Corning Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 分散補正型マルチモード導波路ファイバリンクが開示される。実質的に全ての波長の分散をリンクに補正導波路ファイバを付加することにより補正でき、補正導波路はリンク本来の導波路ファイバにより生じる分散を無効にする分布形状及びλｐ波長を有する。補正導波路分布及びλｐを被補正リンクに関連づける解析式及び補正された分布及びλｐが、α分布を含む実施の形態について与えられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】発明の背景 本発明は１つ以上の前もって選択された波長におけるバンド幅を広げるために
リンクに光学的に結合された補正マルチモード光導波路ファイバをを含む分散補
正型マルチモード導波路リンクに関する。
【０００２】 マルチモード光導波路ファイバは、リンク長が一般に５ｋｍより短くまたデー
タ伝送レートが数１００Ｍビット／秒程度の、ローカルエリアネットワークのよ
うなリンク長が比較的短いシステムで長い間好んで使用されてきている。マルチ
モード導波路のコア直径は一般に５０μｍ，６２.５μｍ，１００μｍあるいは それ以上と大きいために、低損失の永久接続が可能であり接続の失敗による損失
も少なくなる。さらに、マルチモード導波路は約８５０ｎｍ及び１３００ｎｍを
中心とする２つの窓波長領域で動作し、いずれの波長においてもローカルエリア
ネットワークの所要データレート条件を満たすに十分なバンド幅を有する。
【０００３】 １３００ｎｍの動作窓領域における導波路減衰の方が小さいため、マルチモー
ド導波路製造プロセスは長波長側の窓領域でより広いバンド幅を得られるように
調整されている。この調整により、短波長側の窓領域と比較して、より長距離に
わたりより高いレートでデータを搬送することのできる長波長側窓領域が得られ
る。このようにして１３００ｎｍにおける低減衰が最大限に活用される。すなわ
ち、例えばバンド幅が８５０ｎｍにおいては１６０ＭＨｚ-ｋｍで１３００ｎｍ においては５００ＭＨｚ-ｋｍのマルチモードファイバ（１６０／５００ファイ バ）が、多くのローカルネットワークまたはその他の短距離用途の仕様に指定さ
れている。
【０００４】 バンド幅が短波長側動作窓領域で最適化されている用途が、ある種のシステム
では必要とされる。このような場合には、ピークバンド幅波長が７８０ｎｍまた
は８５０ｎｍのような短波長側にシフトさせられる。
【０００５】 しかし、短波長側窓領域におけるレーザ源がより強力に、線幅がより狭く、ま
た比較的にチャープがおこらなくなってきていることから、８５０ｎｍを中心と
する波長領域においてさらに広いバンド幅が要求されるようになってきている。
さらに、ある種のローカルエリアネット用途では、ビットレートの増大が要求さ
れ続けている。すなわち、１３００ｎｍ窓領域における十分なバンド幅は維持し
ながら、８５０ｎｍ窓領域におけるバンド幅をより広くすることへの実際的な要
求が生じてきている。
【０００６】 多くのネットワークが８５０ｎｍ及び１３００ｎｍの窓領域におけるそれぞれ
１６０ＭＨｚ-ｋｍ及び５００ＭＨｚ-ｋｍの２つの窓領域バンド幅値を用いて設
置されているから、設置済のマルチモード導波路ファイバリンクの２つの窓領域
バンド幅を調整すなわち補正するための費用及び時間をかけずに実行が可能な方
法を見いだすための探索が続けられている。
【０００７】定義 −屈折率分布は、始点と終点を有する線に沿ったある材料の屈折率の値の一覧で
ある。光導波路ファイバの場合には、屈折率分布の値は導波路の半径に沿う各点
において定められる。
【０００８】 −屈折率の一般式は： ｎ２(ｒ)=ｎ１ ２[1-２Δｆ(ｒ/ａ)] であり、ここでｎ(ｒ)は導波路半径上の点ｒにおける屈折率、ｎ１は導波路の中
心線における屈折率、Δ=(ｎ１ ２-ｎ２ ２)/２ｎ１ ２であり、ここでまたｎ２は 通常はクラッド層の屈折率の最小値としてとられる基準屈折率であり、さらにｆ
(ｒ/ａ)は[r]/[コア半径ａ]の関数である。
【０００９】 −α分布は、ｆ(ｒ/ａ)=(ｒ/ａ)αである屈折率分布である。
【００１０】 −バンド幅は、ある周波数範囲にわたる導波路の分散特性の基準尺度である。特
に導波路のバンド幅は、入力パワーを比較基準に用いたときの分散によるパワー
損失が３ｄＢより小さい周波数範囲である。バンド幅は、長さが１ｋｍの導波路
のバンド幅である、正規化周波数単位ＭＨｚ-ｋｍで表わされる。バンド幅が単 にＭＨｚで表わされるときは、バンド幅は測定された導波路の全長についての値
である。例えば、正規化バンド幅が５００ＭＨｚ-ｋｍである、長さ２ｋｍの導 波路の端間バンド幅は(５００ＭＨｚ-ｋｍ)/２ｋｍ =２５０ＭＨｚである。
【００１１】発明の概要 ２つの動作窓波長領域の内の１つでバンド幅を補正するための技術的な根拠が
確実で費用が小さい方法が必要とされている。さらにある種の用途では、一方の
窓波長領域をもう一方の窓波長領域のバンド幅を過度に犠牲にすることなく補正
するために前記方法が必要とされる。選択された補正されるべき窓波長領域近く
に極大値を有し、選択されたもう一方の動作窓波長領域に極大値を有する屈折率
分布ｎ(ｒ)を見いだし得ることが予想される。本発明はそのようなマルチモード
リンクバンド幅補正導波路への要求を満たす。
【００１２】 本発明の第１の態様は、第１及び第２の窓波長領域にそれぞれの前もって選択
されたバンド幅を与える屈折率分布を有する、第１のマルチモードファイバ長を
含む分散補正型マルチモードリンクである。マルチモード導波路はコア領域及び
外周クラッド層を有する。コア領域は半径ａの円形断面を有し、半径は導波路の
中心線から測られる。略記表示では、マルチモード導波路は波長λ１においてバ
ンド幅ＢＷ１を、また波長λ２においてバンド幅ＢＷ２を有するといわれる。分
布ｎ１(ｒ)は多くの形状をとり得るが、分布は一般に波長λｐ１に極大値を有す
るバンド幅対波長曲線を生じさせる。２つの動作窓領域のそれぞれにおけるそれ
ぞれの目標バンド幅はλ１及びλ２に対するλｐ１の位置と波長λｐ１にある最
大バンド幅との組合せにより実現される。２つの窓領域のそれぞれにおけるそれ
ぞれの目標バンド幅を達成するために、２つの動作窓領域の中心波長λ１及びλ ２ の中間にある波長λｐ１に最大すなわちピークバンド幅が生じるように分布が
設計される。導波路のバンド幅対波長応答は、導波路の形状寸法及び屈折率分布
から計算することができる。モード結合及びモード混合を考慮しない場合であっ
てさえ、数学的関係は極めて複雑である。数値解法及びコンピュータを用いても
、通常は単純化のための仮定がなされなければならない。よって本明細書におい
ては、“数学的に導出可能”という用語は特定の一組の導波路ファイバ特性を意
味して用いられ、特に屈折率分布並びにコア及びクラッドの形状寸法が： −相対モード遅延の推定； −λｐの予測；または −λｐにおけるバンド幅の推定； に用いられる。
【００１３】 以下で与えられる補正導波路パラメータの計算値と実験値の一致は本願明細書
に用いられる仮定の妥当性を実証している。
【００１４】 補正型リンクは第１のファイバに第２のマルチモード導波路ファイバを光学的
に連結することにより達成される。第２のマルチモード導波路は第１の導波路に
生じる相対モード遅延を補正する屈折率分布ｎ２(ｒ)を有する。補正の一方法は
波長λｐ２に最大バンド幅を有する補正導波路を利用する。そのような分布の例
はα分布である。λｐ２をλ１及びλ２で定められる波長区間の外におくことに
より、バンド幅の１つ、すなわち長波長側窓領域のバンド幅または短波長側窓領
域のバンド幅を第２のファイバで補正できる。第１の導波路における分布誤差が
α誤差である場合には、一般に補正導波路はλ１及びλ２のモードの群遅延を同
時に補正することはできず、よって一方のバンド幅の拡大は他方のバンド幅を犠
牲にしてなされる。これは、αの変化がλｐを変化させ、よってバンド幅対波長
曲線を長波長側または短波長側に向かってシフトさせることによる。
【００１５】 バンド幅を縮小する分布誤差がよりランダムであるか事実上非αである場合に
は、長波長側窓領域のバンド幅と短波長側窓領域のバンド幅を単一の補正導波路
で同時に補正することが可能である。よって、少なくとも１つのバンド幅を補正
できると明示することが一般には適切である。補正導波路は１つより多い波長に
おいてモード群遅延を等化するために作用し得るという別の提示の仕方もある。
【００１６】 補正されたバンド幅ＢＷ補正１及びＢＷ補正２はＭＨｚで表わされることに注
意されたい。このようにして、導波路ファイバの端間バンド幅が補正の前後で比
較される。たとえリンク長が補正導波路のために大きくなっているとしても、補
正はＭＨｚで表わした端間バンド幅を改善するに十分でなければならない。
【００１７】 補正型マルチモードリンクの好ましい実施の形態においては、第１または第２
のマルチモード導波路のいずれかが上に定義されたα分布を有し、αはほぼ０か
ら８の範囲にある。この屈折率分布の選択により、選択された波長におけるモー
ド群遅延を等化でき、１３００ｎｍ及び８５０ｎｍのいずれにおいても許容でき
る動作バンド幅を得るに十分な融通性が与えられる。α分布の選択により補正導
波路パラメータの計算もより容易になる。
【００１８】 最も好ましい実施の形態においては、リンクを構成する第１及び第２のマルチ
モード導波路のいずれもがそれぞれのα分布を有する。この屈折率分布選択に対
しては、補正されたリンク、第１の導波路、及び第２の導波路のパラメータ間に
はたらいている関係が特に簡単な形をとる。
【００１９】 ０.８≦α１＜２.１の範囲のα＝α１を有する第１の導波路ファイバは、α１ ≦α２≦８の範囲のα＝α２を有する第２の導波路ファイバにより補正すること
ができる。この選択は８５０ｎｍのような短波長側動作点におけるバンド幅を広
げるようにはたらく。第１のファイバに同じα１を用いた場合、０.８≦α１＜ α２の範囲のα２を有する第２の、すなわち補正導波路を用いて１３００ｎｍの
ような長波長側動作点におけるバンド幅を広げることもできる。
【００２０】 α１を第１の導波路の特性値、α２を第２のすなわち補正導波路の特性値、さ
らにα補正を補正されたリンクの特性値として定義すれば、短波長側バンド幅の
拡大に対しては、α短補正=(α１+ｃα２)/(１+ｃ)である。ここでｃ=Ｌ２/Ｌ１ であって、Ｌ１は第１の導波路の長さ、Ｌ２は第２の導波路の長さで、ｃは０か
ら１の範囲の数である。同様に、長波長側バンド幅が補正されるならば、α長補 正 =(α１+ｃα２)/(１+ｃ)である。
【００２１】 本発明の第２の態様においては、第１の長さＬ１の屈折率分布はｎ１ ２(ｒ)= ｎｃｌ１ ２[1-２Δ１ｆ１(ｒ/ａ１)]の形をとり、ここでｎｃｌ１はコアの中心 線における屈折率でａ１はコア半径である。比屈折率差Δ１はクラッド層屈折率
の最小値ｎｃ１を基準にとる。第２のマルチモード長は、同じ形のｎ２ ２(ｒ)= ｎｃｌ２ ２[1-２Δ２ｆ２(ｒ/ａ２)]という屈折率分布を有する。第１及び第２ のファイバの組合せを、長波長側または短波長側の動作波長のいずれかにおける
バンド幅を補正するように選ぶことができる。
【００２２】 好ましい実施の形態においては、ｆ１(ｒ/ａ１)またはｆ２(ｒ/ａ２)のいずれ
かが(ｒ/ａ)αの形、すなわちα分布を有する。
【００２３】 最も好ましい実施の形態においては、第１及び第２の導波路のいずれもがそれ
ぞれのα分布を有する。それぞれのα、すなわち第１のファイバに対するα１，
第２のファイバに対するα２及び２つのファイバの組合せに対するα補正の範囲
限界及び関係は上に述べた通りである。
【００２４】 マルチモード導波路ファイバの最も有利な動作窓領域は８５０ｎｍ及び１３０
０ｎｍを中心とする。これらの波長において、またこれらの波長に関して±３０
ｎｍの区間内で、減衰対波長特性が極小値を示す。
【００２５】 本発明の特定の実施の形態においては、ほぼ１１５０ｎｍから１２５０ｎｍの
範囲にλｐ１を有するリンクが、ほぼ４５０ｎｍから６５０ｎｍの範囲にλｐ２ を有する補正導波路を光学的に連結することにより、８５０ｎｍ動作点において
補正される。この実施の形態のさらなる特徴は以下の実施例で与えられる。
【００２６】 補正型リンクの目的と一致して、すなわちデータレートを高めるために、本発
明の好ましい実施の形態は補正すなわち第２の導波路の長さが最小の実施の形態
である。すなわち本発明の好ましい実施の形態は、補正ファイバのαが第１のフ
ァイバのαに比較して大きい実施の形態である。αが大きくなるほど、αが小さ
な補正導波路に比較して、等しい補正を得るために必要な補正ファイバ長は短く
なる。０から１の範囲にあり、ｃ=Ｌ２/Ｌ１である分画長ｃは、０.０１から０.
５０の範囲を有することが好ましい。αがほぼ２.５から３の範囲にある場合に は、好ましいｃの範囲が縮小されてほぼ０.０１から０.２５になる。
【００２７】発明の詳細な説明 広帯域マルチモード導波路ファイバは、シリカベースのガラスに屈折率を変え
るガラス形成金属酸化物を添加することにより製造することができる。ガラスが
シリカベースであるとよばれる場合、一般にＳｉＯ２の重量％が７０重量％以上
である。導波路内の各モードの伝搬時間が導波路内の他のどのモードの伝搬時間
とも可能な限り近い場合に、バンド幅は最大になる。理想的な場合には、屈折率
分布は全モードに対して等しい光路を与えるような形につくられる。理想分布形
状からの偏り、すなわち分布誤差はモード間の相対遅延を生じさせる。これらの
相対遅延は多くのモードからなる光信号を散開すなわち分散させる。
【００２８】 本発明は、リンクの第１の部分の製造欠陥または妥当ではない波長における最
適化から生じた分布誤差による信号分散が、リンクの残余部分により補正される
マルチモードファイバリンクに向けられる。
【００２９】 本発明の主要な特徴は、補正導波路長を可能な限り短く保ちながら十分な分布
誤差補正を得られる補正分布が見いだされたことである。リンクにある長さのフ
ァイバを付加すると減衰が増加し、完璧な導波路はないから、付加された長さが
付加ファイバ自体の分布誤差によるある程度のモード群遅延差も導入する。都合
のよいことに現在の導波路製造プロセスでは、補正導波路に存在する減衰及び分
布誤差にも関わらず、補正ファイバにより与えられるバンド幅の拡大がリンク全
体の性能を改善するような分布制御が可能である。
【００３０】 比屈折率差Δ対導波路半径のグラフである図１に、屈折率分布の例が示される
。分布２は、αが非常に大きい場合のα分布で近似することができる階段型屈折
率分布である。製造された階段型屈折率分布のほとんどについては、約８より大
きいαで、半径に対する屈折率の変化を正確に表わせる。図１の分布４はα＝２
を有するα分布で表わされる放物型である。分布６はα＝１を有する三角型であ
り、分布８はα＜１を有する分布の例である。図１はα分布の融通性を示すのに
役立つ。コア領域を半径方向に区分化し各区分に特定のαを割り当てることによ
り、さらに複雑な分布をαで表わすことができる。
【００３１】 ガラスの屈折率は波長で変わるから、マルチモード導波路は狭波長帯でモード
遅延を等化する屈折率を有することができる。バンド幅はこの狭い帯域内の波長
で最大値に達する。バンド幅は最大バンド幅波長の長波長側及び短波長側で減少
する。２つのバンド幅対波長曲線が図４に示される。バンド幅曲線１０はバンド
幅曲線１２より鋭いピークをもつが、これはバンド幅曲線１０を与える屈折率に
は不等モード遅延を生じさせる誤差がより少ないためである。縮小された最大バ
ンド幅から明らかなように、バンド幅曲線１２はより多くの分布誤差を含むが、
８５０ｎｍ及び１３００ｎｍの動作窓領域においてはバンド幅曲線１０及び１２
がほぼ等しいことに注目されたい。二波長窓領域動作のために分布を設計する場
合には、鋭いピークをもつバンド幅対波長曲線が拡張された波長範囲にわたって
より平坦ではあるがほぼ一定なバンド幅対波長曲線ほどには有効でないこともあ
り得る。
【００３２】 図４は１３００ｎｍにおけるバンド幅が８５０ｎｍにおけるバンド幅に対して
どのように変化し得るかも示す。１３００ｎｍにおける信号のモード群では光路
範囲が８５０ｎｍにおける信号のモード群と比較して異なる。導波路内の屈折率
変更ドーパント量を導波路半径に沿って調節することにより、長波長側のモード
または短波長側のモードについてより良好なモード遅延補正を得ることができる
。実際上、バンド幅対波長曲線の最大バンド幅を長波長側または短波長側にシフ
トさせることができる。例えば、最大バンド幅波長λｐを１３００ｎｍまたは８
５０ｎｍに一致させ、よって最大バンド幅を上記動作波長の一方または他方にシ
フトさせることができる。１３００ｎｍと８５０ｎｍの間にあるλｐを選べば、
一方の波長におけるバンド幅を縮小し、他方の窓領域におけるバンド幅を拡大す
ることができる。
【００３３】 相異なるλｐ値を有するマルチモード導波路ファイバを光学的に連結すること
により、前記相異なる導波路内に、そのような連結導波路のバンド幅対波長を測
定すると前記相異なるλｐの中間にあるλｐが得られるような別の信号モード群
遅延が生じる。
【００３４】 本発明は、設置済のリンクのλｐを調節するために、ある与えられた導波路の
前もって選択された波長にλｐを配し、よってある特定の動作波長におけるリン
クのバンド幅を変えることが可能であるということを利用する。設置済リンクの
λｐとは異なるλｐを有するある長さのマルチモードファイバ、すなわち補正フ
ァイバが、変更されたλｐ及び変更されたバンド幅対波長特性を有する補正され
たリンクを得るためにリンクに光学的に連結される。補正導波路長が既存のリン
ク長に加わるから、補正導波路は可能な限り短いことが重要である。本発明は、
補正導波路のλｐを非常に大きく、すなわち１３００ｎｍより長波長に、あるい
は非常に小さく、すなわち８５０ｎｍより短波長にすることにより上記要件を満
たす。このλｐ選択により長波長または短波長動作点における補正が与えられ、
一方補正ファイバ長は既設リンク長以下に抑えられる。以下の実施例でわかるよ
うに、既設リンク長の１％から５０％の範囲の長さの補正ファイバを用いて有効
な補正が可能である。本発明の補正ファイバをリンクのバンド幅の調節に実際に
役に立つツールとするのは、まさにこの特徴である。
【００３５】 α分布補正導波路のαを調節することにより補正導波路のλｐを調節すること
ができる。α対λｐを説明するプロットが図３の曲線１４として示される。約２
.２５のαが約５００ｎｍのλｐを与え、約１.９７のαが約１２００ｎｍのλｐ を与えることに注目されたい。
【００３６】 実施例１：αが２.２１の補正導波路 αが２.２１の補正導波路ファイバに４本のマルチモード導波路ファイバを代 わる代わる光学的に連結した。第１の長さ（補正されるファイバの長さ）の２％
，１０％，２７％及び５０％の補正ファイバ長について、過溢入力条件（レーザ
源のＮＡ（開口数）及びスポット径が上記ファイバのＮＡ及び径より大きい）を
用いて測定したＭＨｚバンド幅を表１に示す。
【００３７】
【表１】 試験した４本のファイバの長さはそれぞれ約１.７３ｋｍであった。これら４ 本の試験リンクのそれぞれに同じ補正ファイバを長さを変えて用いた。８５０ｎ
ｍ及び１３００ｎｍのそれぞれにおけるバンド幅への補正導波路ファイバの効果
が与えられる。８５０ｎｍにおけるバンド幅は、補正ファイバの分画長ｃが２％
から５０％まで増加するとともに拡大する。ここでｃは補正ファイバ長の被補正
ファイバ長に対する比である。それぞれの場合においてＭＨｚバンド幅で測定さ
れたバンド幅は端間バンド幅であり、よって補正導波路の付加によるリンク長の
増加が含まれる。約２７％までの補正ファイバ分画長においては、１３００ｎｍ
におけるバンド幅も補正ファイバの付加により拡大される。この拡大はおそらく
、λｐの短波長側へのシフトを相殺する、補正ファイバのモードストリッピング
またはモード混合作用によるものである。
【００３８】 １３００ｎｍのバンド幅が狭いファイバ＃１，１３００ｎｍのバンド幅が広い
ファイバ＃３，並びに１３００ｎｍのバンド幅が中程度のファイバ＃２及び＃４
の各導波路について、補正導波路による恩典が得られている。
【００３９】 表１の８５０ｎｍデータの１ｋｍに正規化されたプロットが図２に示される。
記号は実データ点を示し、線は線形モデルを用いてフィッティングされている。
この線形モデルにおいては、システムのα特性であるα補正が、被補正リンクの
αであるα１及び補正導波路のαであるα２を用いて書かれる。すなわち： α補正=(α１+ｃα２)/(１+ｃ) である。上記の式は分画長ｃについて、ｃ=(α１-α補正)/(α２-α補正)と解く
ことができる。この式は、ほぼ０.５から６までの範囲のα値に対して、ｃの良 好な近似を与える。モード間相関係数を含む、より正確な関係はすぐ下に挙げた
エム・イブ（M. Eve）の論文に見ることができる。
【００４０】 上記データは、“Opt. Quant. Electr.”誌，第１０巻，４１〜５１ページ（ １９７８年）の、エム・イブによる「光ネットワークの多重通路時間分散理論」
に述べられている多重通路時間分散モデルともよい一致を示す。このモデルでは
補正されたＧＨｚ帯のバンド幅が、被補正リンクのＧＨｚバンド幅、被補正リン
クのｒｍｓ（実効）パルス幅σ１、及び被補正リンク＋補正ファイバのｒｍｓパ
ルス幅σ２を用いて： ＢＷ補正=ＢＷ１(１/{１-(ｍσ２/σ１)}) と表わされる。
【００４１】 これらのモデルはデータ点に十分よくフィッティングするので、これらのモデ
ルは補正されたシステムの性能だけでなく補正導波路の特性も予測する上で有用
である。
【００４２】 ｍσ２/σ１の項が１に近くなるようにｍを選べば、ＢＷ補正についての式が 非常に広い補正バンド幅を予測することに注目されたい。すなわち、与えられた
いかなるマルチモードリンクに対しても最適なｍを選択できる。
【００４３】
【表２】
【表３】 ８５０ｎｍ動作窓領域における補正は、第１のファイバ（補正されるファイバ
）の１６％から２５％の間の補正ファイバ長で最大になることがわかる。
【００４４】 表４は相異なる補正導波路がλｐに与える相対的影響を示す。表４には、リン
クのλｐをほぼ１２００ｎｍから１１５０ｎｍにシフトさせるに十分な、特定の
αを有する補正導波路の長さが与えられている。
【００４５】
【表４】 αの大きい補正ファイバほど恩典が大きいことは明らかである。
【００４６】 本発明の特定の実施の形態を開示し、説明したが、それにもかかわらず本発明
は特許請求の範囲にのみ制限される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 択一的なα分布に対する比屈折率差Δ対半径のグラフである
【図２】 ４つの補正導波路が示された、８５０ｎｍにおける補正されたバンド幅対補正
導波路の分画長のグラフである
【図３】 実施例のマルチモード導波路ファイバに関するα対λｐのプロットである
【図４】 ８５０ｎｍにおけるバンド幅対リンクに付加された補正ファイバの分画量を説
明するグラフである
【符号の説明】
２，４，６，８ 屈折率分布 １４ α対λｐ曲線 １０，１２ バンド幅曲線
───────────────────────────────────────────────────── 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，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ， ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 トゥルースデイル，カールトン エム アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14830 コーニング リヴァー ロード 11922 Ｆターム(参考） 2H050 AC06 AC71 AC72 AC76 AD01 【要約の続き】

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 分散補正型マルチモード導波路ファイバリンクにおいて： 長軸寸Ｌ１、前記長軸寸に沿う中心線、円形断面をもつ中心コア領域にわたる
    屈折率分布ｎ１(ｒ)及び半径ａ１を有し、前記円形領域の中心が前記中心線上に
    ある、第１の長さのマルチモード導波路； 最小厚さがｔ１であり、最小屈折率ｎｃ１を有する、前記コア領域を囲んで接
    するクラッド層であって、前記分布ｎ１(ｒ)の少なくとも一部が前記ｎｃ１より
    大きいクラッド層；を含み、 前記分布ｎ１(ｒ)が、波長λ１において第１のバンド幅ＢＷ１を与え、波長λ ｐ１ において最大バンド幅ＢＷｐ１を与え、さらに波長λ２において第２のバン
    ド幅ＢＷ２を与え、前記ＢＷ１，ＢＷ２及びＢＷｐ１は前記ｎ１(ｒ)，ｎｃ１，
    ａ１及びｔ１から数学的に導出可能であって、λ１≦λｐ１≦λ２であり；さら
    に、 長軸寸Ｌ２、前記長軸寸に沿う中心線、円形断面をもつ中心コア領域にわたる
    屈折率分布ｎ２(ｒ)及び半径ａ２を有し、前記円形領域の中心が前記中心線上に
    ある、前記第１の長さのマルチモード導波路に光学的に連結された、第２の長さ
    のマルチモード導波路； 最小厚さがｔ２であり、最小屈折率ｎｃ２を有する、前記コア領域を囲んで接
    するクラッド層であって、前記分布ｎ２(ｒ)の少なくとも一部は前記ｎｃ２より
    大きいクラッド層；を含み、 前記分布ｎ２(ｒ)が、波長λ１において第３のバンド幅ＢＷ３を与え、波長λ ｐ２ において最大バンド幅ＢＷｐ２を与え、さらに波長λ２において第４のバン
    ド幅ＢＷ４を与え、前記ＢＷ３，ＢＷ４及びＢＷｐ２は前記ｎ２(ｒ)，ｎｃ２，
    ａ２及びｔ２から数学的に導出可能であって、λｐ２≦λ１またはλ２≦λｐ２ であり； 前記第１及び第２のマルチモード導波路の結合が、長さＬ１＋Ｌ２の補正型マ
    ルチモード導波路リンクを形成し、λ１にＭＨｚバンド幅ＢＷ補正１を有し，λ ２ にＭＨｚバンド幅ＢＷ補正２を有し、前記ＢＷ補正１またはＢＷ補正２の少な
    くとも一方がそれぞれＭＨｚで表わした前記バンド幅ＢＷ１またはＢＷ２より大
    きい； ことを特徴とする分散補正型マルチモードリンク。
  2. 【請求項２】 前記ｎ１(ｒ)がα＝α１を有するα分布であり、０＜α１≦
    ８であることを特徴とする請求項１記載の分散補正型マルチモードリンク。
  3. 【請求項３】 前記ｎ２(ｒ)がα＝α２を有するα分布であり、０＜α２≦
    ８であることを特徴とする請求項１記載の分散補正型マルチモードリンク。
  4. 【請求項４】 前記ｎ１(ｒ)がα＝α１を有するα分布で０.８≦α１≦２.
    １であり、前記ｎ２(ｒ)がα＝α２を有するα分布でα１≦α２≦８であって、
    前記補正型リンクの特性がα＝α補正及び０.８＜α補正＜α２及びＬ２＝ｃＬ １ である；ここで０＜ｃ＜１及びｃ=(α１-α補正)/(α補正-α２); ことを特徴とする請求項１記載の分散補正型マルチモードリンク。
  5. 【請求項５】 前記ｎ１(ｒ)がα＝α１を有するα分布で０.８＜α１≦２.
    １であり、前記ｎ２(ｒ)がα＝α２を有するα分布で０.８≦α２＜α１であっ て、前記補正型リンクの特性がα＝α補正及び０.８＜α補正＜２及びＬ２＝ｃ Ｌ１である；ここで０＜ｃ＜１及びｃ=(α１-α補正)/(α補正-α２); ことを特徴とする請求項１記載の分散補正型マルチモードリンク。
  6. 【請求項６】 ０.０１≦ｃ≦０.５０であることを特徴とする請求項４また
    は５のいずれか記載の分散補正型マルチモードリンク。
  7. 【請求項７】 分散補正型マルチモード導波路ファイバリンクにおいて： 長軸寸Ｌ１、前記長軸寸に沿う中心線、中心線屈折率ｎｃｌ１、比屈折率差Δ １ 、円形断面をもつ中心コア領域にわたる屈折率分布ｎ１ ２(ｒ)=ｎｃｌ１ ２[１
    -２Δ１ｆ１(ｒ/ａ１)]及び半径ａ１を有し、前記円形領域の中心が前記中心線 上にある第１の長さのマルチモード導波路； 最小厚さがｔ１であり、最小屈折率ｎｃ１を有する、前記コア領域を囲んで接
    するクラッド層であって、前記分布ｎ１(ｒ)の少なくとも一部が前記ｎｃ１より
    大きく、前記ｎｃ１は前記比屈折率差Δ１についての基準屈折率であるクラッド
    層；を含み、 前記分布ｎ１(ｒ)が、波長λ１において第１のバンド幅ＢＷ１を与え、波長λ ｐ１ において最大バンド幅ＢＷｐ１を与え、さらに波長λ２において第２のバン
    ド幅ＢＷ２を与え、前記ＢＷ１，ＢＷ２及びＢＷｐ１は前記ｎ１(ｒ)，ｎｃ１，
    ａ１及びｔ１から数学的に導出可能であって、λ１≦λｐ１≦λ２であり；さら
    に、 長軸寸Ｌ２、前記長軸寸に沿う中心線、中心線屈折率ｎｃｌ２、比屈折率差Δ ２ 、円形断面をもつ中心コア領域にわたる屈折率分布ｎ２ ２(ｒ)=ｎｃｌ２ ２[１
    -２Δ２ｆ２(ｒ/ａ２)]及び半径ａ２を有し、前記円形領域の中心が前記中心線 上にある、前記第１の長さのマルチモード導波路に光学的に連結された、第２の
    長さのマルチモード導波路； 最小厚さがｔ２であり、最小屈折率ｎｃ２を有する、前記コア領域を囲んで接
    するクラッド層であって、前記分布ｎ２(ｒ)の少なくとも一部が前記ｎｃ２より
    大きいクラッド層；を含み、 前記分布ｎ２(ｒ)が、波長λ１において第３のバンド幅ＢＷ３を与え、波長λ ｐ２ において最大バンド幅ＢＷｐ２を与え、さらに波長λ２において第４のバン
    ド幅ＢＷ４を与え、前記ＢＷ３，ＢＷ４及びＢＷｐ２は前記ｎ２(ｒ)，ｎｃ２，
    ａ２及びｔ２から数学的に導出可能であって、λｐ２≦λ１またはλ２≦λｐ２ であり； 前記第１及び第２のマルチモード導波路の結合が、長さＬ１＋Ｌ２の補正型マ
    ルチモード導波路リンクを形成し、λ１にＭＨｚバンド幅ＢＷ補正１を有し，λ ２ にＭＨｚバンド幅ＢＷ補正２を有し、前記ＢＷ補正１またはＢＷ補正２の少な
    くとも一方がそれぞれＭＨｚで表わした前記ＢＷ１またはＢＷ２より大きい； ことを特徴とする分散補正型マルチモードリンク。
  8. 【請求項８】 ｆ１(ｒ/ａ１)＝(ｒ/ａ１)α１であり、０＜α１≦８である
    ことを特徴とする請求項７記載の分散補正型マルチモードリンク。
  9. 【請求項９】 ｆ２(ｒ/ａ２)＝(ｒ/ａ２)α２であり、０＜α２≦８である
    ことを特徴とする請求項７記載の分散補正型マルチモードリンク。
  10. 【請求項１０】 ｆ１(ｒ/ａ１)＝(ｒ/ａ１)α１及びｆ２(ｒ/ａ２)＝(ｒ/ ａ２)α２で、それぞれ１.８≦α１≦２.１及びα１≦α２≦８を有し、前記補 正型リンクの特性がα＝α補正及び１.８＜α補正＜α２及びＬ２＝ｃＬ１であ る；ここで０＜ｃ＜１及びｃ=(α１-α補正)/(α補正-α２)である; ことを特徴とする請求項７記載の分散補正型マルチモードリンク。
  11. 【請求項１１】 ｆ１(ｒ/ａ１)＝(ｒ/ａ１)α１及びｆ２(ｒ/ａ２)＝(ｒ/ ａ２)α２で、それぞれ０.８＜α１≦２.１及びα１≦α２＜８を有し、前記補 正型リンクの特性がα＝α補正及び０.８＜α補正＜α２及びＬ２＝ｃＬ１であ る；ここで０＜ｃ＜１及びｃ=(α１-α補正)/(α補正-α２)である; ことを特徴とする請求項７記載の分散補正型マルチモードリンク。
  12. 【請求項１２】 ０.０１≦ｃ≦０.５０であることを特徴とする請求項１０
    または１１のいずれか記載の分散補正型マルチモードリンク。
  13. 【請求項１３】 前記λ１が約８５０±３０ｎｍの範囲にあり、前記λ２が
    約１３００±３０ｎｍの範囲にあることを特徴とする請求項７記載の分散補正型
    マルチモードリンク。
  14. 【請求項１４】 前記λｐ１がほぼ１１５０ｎｍから１２５０ｎｍの範囲に
    あり、前記λｐ２がほぼ４５０ｎｍから６５０ｎｍの範囲にあることを特徴とす
    る請求項１１記載の分散補正型マルチモードリンク。
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