JP2019032440A - Optical fiber - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、複数の伝搬モードを結合させる長周期グレーティングを有する光ファイバに関する。 The present disclosure relates to an optical fiber having a long-period grating that couples a plurality of propagation modes.
伝送容量を拡大する技術として複数の伝搬モードを用いる数モード光ファイバが提案されている。特に複数の伝搬モードを用いたモード多重伝送は、伝送容量をモード数倍に向上させられることから、新たな大容量伝送方式として注目されている。 A number mode optical fiber using a plurality of propagation modes has been proposed as a technique for expanding the transmission capacity. In particular, mode multiplex transmission using a plurality of propagation modes is attracting attention as a new large-capacity transmission system because the transmission capacity can be improved several times the number of modes.
この数モード光ファイバ用いた伝送においては、伝送路中でモード間クロストークが発生することから、その補償手段として、受信端においてMIMO(Multiple−Input Multiple−Output)等化器が用いられる。しかしながら、モード間の損失差(Mode dependent Loss:以下、MDL)が存在する場合、MIMO等化器を利用したとしても伝送システムのパフォーマンス低下が課題となる(例えば、非特許文献1を参照。)。また、しかしながら、受信端においてモード間の群遅延差(Differential Mode Delay:以下、DMD)が大きいと、MIMOに関わるデジタル処理(DSP)の負荷が大きくなり、長距離伝送を実現する為にはDSP負荷の低減が課題となる(例えば、非特許文献2を参照。)。そこで、MDLやDMDの影響を緩和するために、モード間の結合を生じさせるモードスクランブラの利用が提案されている(例えば、非特許文献3を参照。)。また、モード間の結合を光ファイバ伝送路中で積極的に起こすために、リングコア型ファイバが提案されている(例えば、非特許文献4を参照。)。さらに、モード合分波器を用いて2kmの6モードファイバの中間でモード結合を起こしDMD低減効果が実験的に確認されている(例えば、非特許文献5を参照。)。 In transmission using this number mode optical fiber, crosstalk between modes occurs in the transmission path, and therefore, a MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) equalizer is used at the receiving end as compensation means. However, when a loss difference between modes (Mode dependent Loss: hereinafter referred to as MDL) exists, even if a MIMO equalizer is used, the performance degradation of the transmission system becomes a problem (see, for example, Non-Patent Document 1). . However, if the group delay difference (Differential Mode Delay: DMD) between modes is large at the receiving end, the load of digital processing (DSP) related to MIMO increases, and in order to realize long-distance transmission, the DSP Reduction of a load becomes a problem (for example, refer nonpatent literature 2). In order to alleviate the influence of MDL and DMD, use of a mode scrambler that causes coupling between modes has been proposed (see, for example, Non-Patent Document 3). In addition, a ring core type fiber has been proposed in order to actively cause coupling between modes in an optical fiber transmission line (see, for example, Non-Patent Document 4). Furthermore, a mode coupling is caused in the middle of a 2 km 6-mode fiber using a mode multiplexer / demultiplexer, and the DMD reduction effect has been experimentally confirmed (for example, see Non-Patent Document 5).
しかしながら、非特許文献4においては十分なDMD低減量を得るためのモード結合が不十分であるという課題があった。また高次モードにおいてΔβが大きくなる傾向にあり、モード数が増えた場合において十分なモード結合を起こすことが難しい。非特許文献5に記載の方法においても同様に高次モードで十分なモード結合が生じていなかった。非特許文献6では11の長周期型グレーティング(LPG;Long Period Grating)を用いることで9LPモードファイバにおいてモードの群遅延差の広がりを抑えているが、結合しやすいモードの組み合わせ等の議論がなく、すべてのモードが結合しているかどうかは不明という課題があった。また結合効率を最大にするLPG設計については未検討であった。 However, Non-Patent Document 4 has a problem that mode coupling for obtaining a sufficient DMD reduction amount is insufficient. In addition, Δβ tends to increase in higher order modes, and it is difficult to cause sufficient mode coupling when the number of modes increases. Similarly, in the method described in Non-Patent Document 5, sufficient mode coupling does not occur in the higher-order mode. Non-Patent Document 6 uses 11 long-period gratings (LPG) to suppress the spread of the group delay difference in the 9LP mode fiber, but there is no discussion of combinations of modes that are easy to combine. There is a problem that it is unclear whether all modes are combined. Also, LPG design that maximizes coupling efficiency has not been studied.
そこで、本発明は、上記課題を解決するために、複数のモードが伝搬する光ファイバに対し、すべてのモードが効率よく結合する長周期グレーティングを有する光ファイバを提供することを目的とする。 Therefore, in order to solve the above-described problems, an object of the present invention is to provide an optical fiber having a long-period grating in which all modes are efficiently coupled to an optical fiber in which a plurality of modes propagate.
上記目的を達成するために、本発明に係る光ファイバは、断面においてコアの一部分のみ屈折率を変化させたグレーティング部を長手方向に複数並べた構造のLPGを有することとした。 In order to achieve the above object, the optical fiber according to the present invention has an LPG having a structure in which a plurality of grating portions in which the refractive index is changed only in a part of the core in the cross section are arranged in the longitudinal direction.
具体的には、本発明に係る光ファイバは、複数のモードが伝搬する光ファイバであって、
コアに、グレーティング部の間隔が数式C1である長周期グレーティングを有しており、
前記グレーティング部は、
光ファイバ断面において、前記光ファイバ断面の中心とコア外周上の一点を結ぶ直線H上で前記コア外周から数式C2を満たす距離Lcの位置にある点を点Pとしたときに直線Hに垂直で点Pを通る直線Vと前記コア外周で囲まれた領域の屈折率を変化させていることを特徴とする。
(数式C1)
2π/Δβ±10μm
ただし、Δβは、LPm,nモードとLPm+1,nモード(m≧0かつn≧1)との間あるいはLP0,nモードとLP1,n−1モード(n≧2)との間の伝搬定数差である。
(数式C2)
0.9a≦Lc≦1.1a
ただし、aはコア半径である。
Specifically, the optical fiber according to the present invention is an optical fiber in which a plurality of modes propagates,
The core has a long-period grating whose grating portion interval is Formula C1,
The grating portion is
In the cross section of the optical fiber, when a point at a distance Lc that satisfies the mathematical formula C2 from the outer periphery of the core on a straight line H connecting the center of the optical fiber cross section and a point on the outer periphery of the core is a point P, The refractive index of the region surrounded by the straight line V passing through the point P and the outer periphery of the core is changed.
(Formula C1)
2π / Δβ ± 10μm
However, Δβ is a propagation constant difference between LPm, n mode and LPm + 1, n mode (m ≧ 0 and n ≧ 1) or between LP0, n mode and LP1, n−1 mode (n ≧ 2). It is.
(Formula C2)
0.9a ≦ Lc ≦ 1.1a
Where a is the core radius.
グレーティング部のコアを上述のように形成し、当該グレーティング部を光ファイバの長手方向に数式C1の間隔で配列することで、複数のモードが伝搬する光ファイバに対し、すべてのモードが効率よく結合する長周期グレーティングとすることができる。強いモード結合の発生が見込まれるモード間の伝搬定数差Δβに相当するピッチ2π/Δβ±10μm間隔でコア断面の特定の領域に屈折率変化を付与することによりすべての伝搬モードで強い結合を起こすことができる。従って、本発明は、複数のモードが伝搬する光ファイバに対し、すべてのモードが効率よく結合する長周期グレーティングを有する光ファイバを提供することができる。 By forming the core of the grating part as described above and arranging the grating part in the longitudinal direction of the optical fiber at an interval of Formula C1, all modes are efficiently coupled to the optical fiber in which a plurality of modes propagate. A long period grating. Strong coupling occurs in all propagation modes by applying a refractive index change to a specific region of the core cross section at a pitch of 2π / Δβ ± 10 μm, which corresponds to a propagation constant difference Δβ between modes in which strong mode coupling is expected to occur. be able to. Therefore, the present invention can provide an optical fiber having a long period grating in which all modes are efficiently coupled to an optical fiber in which a plurality of modes propagate.
本発明に係る光ファイバの前記長周期グレーティングはグレーティング部の間隔が異なっていることを特徴とする。ステップインデックス型の光ファイバの場合、波長毎に伝搬定数差Δβが異なり、伝搬する波長毎に効率よくモード結合できるグレーティング部の間隔が存在する。このため、ステップインデックス型の光ファイバで波長多重伝送をする場合、多重する波長毎にグレーティング部の間隔を設定する(グレーティング部の間隔が一様でない)。 The long-period grating of the optical fiber according to the present invention is characterized in that the intervals of the grating portions are different. In the case of a step index type optical fiber, the propagation constant difference Δβ is different for each wavelength, and there is an interval between grating portions that can be efficiently mode-coupled for each propagation wavelength. For this reason, when performing wavelength division multiplexing transmission using a step index type optical fiber, the interval between the grating portions is set for each wavelength to be multiplexed (the interval between the grating portions is not uniform).
本発明に係る光ファイバはグレーデッドインデックス型であって、前記長周期グレーティングはグレーティング部の間隔が同じであることを特徴とする。グレーデッドインデックス型の光ファイバの場合、効率よくモード結合できるグレーティング部の間隔の波長依存性は少ない。このため、グレーデッドインデックス型の光ファイバで波長多重伝送をする場合、グレーティング部の間隔を一様にすることができる。 The optical fiber according to the present invention is a graded index type, and the long-period grating has the same interval between the grating portions. In the case of a graded index optical fiber, the wavelength dependence of the spacing between the grating portions that can efficiently perform mode coupling is small. For this reason, when performing wavelength division multiplexing transmission using a graded index optical fiber, the intervals between the grating portions can be made uniform.
本発明は、複数のモードが伝搬する光ファイバに対し、すべてのモードが効率よく結合する長周期グレーティングを有する光ファイバを提供することができる。 The present invention can provide an optical fiber having a long period grating in which all modes are efficiently coupled to an optical fiber in which a plurality of modes propagate.
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. In the present specification and drawings, the same reference numerals denote the same components.
図7は、以下で説明する実施形態の光ファイバのコア100を説明する図である。本光ファイバは、複数のモードが伝搬する光ファイバであって、
コア100に、グレーティング部11の間隔が数式C1である長周期グレーティング12を有しており、
グレーティング部11は、
光ファイバ断面において、前記光ファイバ断面の中心とコア外周上の一点を結ぶ直線H上で前記コア外周から数式C2を満たす距離Lcの位置にある点を点Pとしたときに直線Hに垂直で点Pを通る直線Vと前記コア外周で囲まれた領域(屈折率変化領域21)の屈折率をΔnだけ変化させていることを特徴とする。
(数式C1)
2π/Δβ±10μm
ただし、Δβは、LPm,nモードとLPm+1,nモード(m≧0かつn≧1)との間あるいはLP0,nモードとLP1,n−1モード(n≧2)との間の伝搬定数差である。
(数式C2)
0.9a≦Lc≦1.1a
ただし、aはコア半径である。
つまり、グレーティング部11は、屈折率変化領域21と他の領域22とで構成されている。なお、屈折率変化領域21の屈折率プロファイルは、グレーティング部11以外のコアの屈折率プロファイルの形状を維持したまま屈折率を変化させている(図28参照。)。
FIG. 7 is a diagram illustrating an optical fiber core 100 according to an embodiment described below. This optical fiber is an optical fiber in which a plurality of modes propagates,
The core 100 has a long-period grating 12 in which the interval between the grating portions 11 is a formula C1,
The grating section 11
In the cross section of the optical fiber, when a point at a distance Lc satisfying the formula C2 from the outer periphery of the core on a straight line H connecting the center of the optical fiber cross section and a point on the outer periphery of the core is a point P, the point is perpendicular to the straight line H. The refractive index of the region (refractive index changing region 21) surrounded by the straight line V passing through the point P and the outer periphery of the core is changed by Δn.
(Formula C1)
2π / Δβ ± 10μm
However, Δβ is a propagation constant difference between LPm, n mode and LPm + 1, n mode (m ≧ 0 and n ≧ 1) or between LP0, n mode and LP1, n−1 mode (n ≧ 2). It is.
(Formula C2)
0.9a ≦ Lc ≦ 1.1a
Where a is the core radius.
That is, the grating part 11 is composed of a refractive index changing region 21 and another region 22. Note that the refractive index profile of the refractive index changing region 21 is changed while maintaining the shape of the refractive index profile of the core other than the grating portion 11 (see FIG. 28).
(実施形態1)
図1は、本実施形態の光ファイバのコア断面図であって、グレーティング部11の屈折率変化領域21を説明する図である。少なくとも2以上の複数モードが伝搬する光ファイバの断面において、コア100の中心Oとコア外周を結ぶ直線H上で外周からLcの位置にある点を点Pとする。直線Hに垂直で点Pを通る直線Vとコア外周で囲まれた屈折率変化領域21(面積S)に対して屈折率変化を与えるとする。この屈折率変化量をΔnとしコア100の中心Oを中心に角度φの回転を考えると(図2)、コア断面内における屈折率変化は次式で表される。
FIG. 1 is a cross-sectional view of the core of the optical fiber according to the present embodiment, and is a view for explaining a refractive index changing region 21 of the grating portion 11. A point P is a point on the straight line H connecting the center O of the core 100 and the outer periphery of the core at a position Lc from the outer periphery in the cross section of the optical fiber in which at least two or more modes propagate. It is assumed that the refractive index change is given to the refractive index change region 21 (area S) surrounded by the straight line V perpendicular to the straight line H and passing through the point P and the outer periphery of the core. Considering the rotation of the angle φ around the center O of the core 100 with this refractive index change amount Δn (FIG. 2), the refractive index change in the cross section of the core is expressed by the following equation.
今回、図3に示すような屈折率分布をもつコア半径12.5μm、比屈折率差が0.84%のグレーデッドインデックス(GI)ファイバ(非特許文献7)をモード結合を起こすファイバとして考えた。図3の縦軸はシリカレベルを0とした場合の比屈折率差を表している。この光ファイバにおいて伝搬可能なモードは図4に示すような10個のLPモードである。これらのLPモードで、ほぼ等しい伝搬定数をもつモードをモード群とすると、M=1からM=4の4つのモード群が存在する。これらのモードの電界分布と図2に示す屈折率変化の重なり積分によりモード結合効率を実際に算出した。 This time, a graded index (GI) fiber (Non-patent Document 7) having a core radius of 12.5 μm and a relative refractive index difference of 0.84% as shown in FIG. 3 is considered as a fiber that causes mode coupling. It was. The vertical axis in FIG. 3 represents the relative refractive index difference when the silica level is zero. The modes that can propagate in this optical fiber are ten LP modes as shown in FIG. In these LP modes, if modes having substantially equal propagation constants are defined as mode groups, there are four mode groups from M = 1 to M = 4. The mode coupling efficiency was actually calculated by the overlap integration of the electric field distribution of these modes and the refractive index change shown in FIG.
はじめに、角度φに対するモード結合効率を計算した結果を図5に示す。図5より、例えばφ=0(rad)のとき、LP01−LP11aモード間の結合が生じ、LP01−LP11bモード間の結合効率は生じない。一方、φ=π/2(rad)の場合はφ=0(rad)において結合が生じないモード間でモード結合が生じる。その間であるφ=π/4(rad)の場合はいずれのモード間においてもモード結合が生じる。 First, the result of calculating the mode coupling efficiency with respect to the angle φ is shown in FIG. From FIG. 5, for example, when φ = 0 (rad), coupling between the LP 01 and LP 11a modes occurs, and coupling efficiency between the LP 01 and LP 11b modes does not occur. On the other hand, when φ = π / 2 (rad), mode coupling occurs between modes in which coupling does not occur at φ = 0 (rad). In the case of φ = π / 4 (rad) in the meantime, mode coupling occurs between any modes.
実際にはモードの電界分布は伝送ファイバ長やねじれ等により変化し得るため、角度φが0からπの範囲で変化すると考えられる。そこで、以降の検討においては複数のグレーティング部(φ=0〜π)によるモード結合効率を平均化することとし、φについては考慮しないこととした。 Actually, since the electric field distribution of the mode can be changed by the length of the transmission fiber, the twist or the like, the angle φ is considered to change in the range of 0 to π. Therefore, in the following examination, the mode coupling efficiency by a plurality of grating portions (φ = 0 to π) is averaged, and φ is not considered.
次に、コア径に対する屈折率変化幅Lc/2aとの関係を求めた(図6)。図6の結果より、
LP01モードとLP11モードとの間、
LP11モードとLP21モードまたはLP02モードとの間、
LP21モードとLP11モードまたはLP31モードとの間、
LP02モードとLP11モードまたはLP12モードとの間、
LP31モードとLP21モードとの間、
LP12モードとLP02モードとの間、
のモード結合効率が大きかった。
LP01−LP11モード間のモード結合効率がLc=aにおいて最大となる。Lc=aにおいてこの最大値の1/2以上のモード結合効率が得られるモードの組み合わせを図24の表において“○”で示す。
Next, the relationship with the refractive index change width L c / 2a with respect to the core diameter was obtained (FIG. 6). From the results of FIG.
Between LP 01 mode and LP 11 mode,
Between LP 11 mode and LP 21 mode or LP 02 mode,
Between LP 21 mode and LP 11 mode or LP 31 mode,
Between LP 02 mode and LP 11 mode or LP 12 mode,
Between LP 31 mode and LP 21 mode,
Between LP 12 mode and LP 02 mode,
The mode coupling efficiency of was high.
The mode coupling efficiency between the LP 01 and LP 11 modes is maximized at Lc = a. A combination of modes in which a mode coupling efficiency of 1/2 or more of the maximum value is obtained at Lc = a is indicated by “◯” in the table of FIG.
以上の結果から、LPm,nモードに対してm≧0かつn≧1に対してLPm,nモードとLPm+1,nモードの間、n≧2に対してLP0,nモードとLP1,n−1モードの間で結合しやすく、図4のようにモード群が存在するグレーデッドインデックスファイバでは、隣接するモード群間でモード結合が起こりやすい。 From the above results, LPm, n mode and LP1, n-1 for LPm, n mode and LPm, n mode and LPm + 1, n mode for m ≧ 0 and n ≧ 1, LP0, n mode and LP1, n−1 for n ≧ 2. In a graded index fiber in which mode groups exist and the mode groups exist as shown in FIG. 4, mode coupling is likely to occur between adjacent mode groups.
また、上記の大きなモード結合効率が得られるモード間のうちm≧0かつn≧1に対してLPm,nモードとLPm+1,nモードの間ではいずれの場合もLc/2a=0.5において最大のモード結合効率が得られることが分かった。LP02モードとLP11モード間の結合効率はLc/2a=0.5において最大とならないものの、Lc/2a=0.5における結合効率は最大値に十分近い値となっている。 In addition, among the modes between which the large mode coupling efficiency can be obtained, in any case between LPm, n mode and LPm + 1, n mode for m ≧ 0 and n ≧ 1, L c /2a=0.5. It was found that the maximum mode coupling efficiency was obtained. Although coupling efficiency between LP 02 mode and the LP 11 mode is not a maximum at L c /2a=0.5, coupling efficiency has a value sufficiently close to the maximum value in the L c /2a=0.5.
よって図7のように、隣接するモード群間の伝搬定数差Δβに相当するピッチ間隔2π/Δβ、誤差や許容を含めて
(数式C1)
2π/Δβ±10μm
でグレーティング部11を配置する(コア断面に対し半分の屈折率変化を与える)ことですべてのモードを強く結合させることができる。今回のファイバでは隣接するモード群との伝搬定数差Δβが10000程度であり、理想的なピッチ間隔は600μm程度である。よって、約600μm間隔にコア断面において片側半分の領域に屈折率変化を与えることで隣り合うモード群内のモードとの強い結合を生じさせることができ、複数モード伝搬可能な光ファイバにおいてすべてのモードを強く結合させることができる。
Therefore, as shown in FIG. 7, the pitch interval 2π / Δβ corresponding to the propagation constant difference Δβ between adjacent mode groups, including errors and tolerances (formula C1)
2π / Δβ ± 10μm
By disposing the grating portion 11 (providing half the refractive index change with respect to the core cross section), all modes can be strongly coupled. In this fiber, the propagation constant difference Δβ between adjacent mode groups is about 10,000, and the ideal pitch interval is about 600 μm. Therefore, a strong coupling with modes in adjacent mode groups can be generated by giving a refractive index change to one half region in the core cross section at intervals of about 600 μm, and all modes in an optical fiber capable of propagating multiple modes can be generated. Can be strongly coupled.
(実施形態2)
本実施形態では、コア半径12.5μm、比屈折率差0.6%の図8の屈折率プロファイルをもつGIファイバについて検討した。図8の縦軸はシリカレベルを0とした場合の比屈折率差を表している。本実施形態でも実施形態1と同様φについてモード結合効率を平均化し、最大の結合効率を得られる屈折率変化幅Lcを求めた。図8のGIファイバは4LPモードファイバであり、図4におけるM=4のモードは伝搬せずM=1〜3のモードが伝搬する。
(Embodiment 2)
In the present embodiment, a GI fiber having the refractive index profile of FIG. 8 with a core radius of 12.5 μm and a relative refractive index difference of 0.6% was studied. The vertical axis in FIG. 8 represents the relative refractive index difference when the silica level is zero. In this embodiment as well, the mode coupling efficiency is averaged for φ as in the first embodiment, and the refractive index change width Lc for obtaining the maximum coupling efficiency is obtained. The GI fiber of FIG. 8 is a 4LP mode fiber, and the mode of M = 4 in FIG. 4 does not propagate, but the mode of M = 1 to 3 propagates.
図9に計算結果を示す。図9の結果より、4LPモードファイバにおいて結合しやすいモードの組み合わせは6LPモードファイバの場合と同様LPm,nモードに対してm≧0かつn≧1に対してLPm,nモードとLPm+1,nモードの間、m=0かつn≧2に対してLP0,nモードとLP1,n−1モードの間で結合しやすいという結果となった。 FIG. 9 shows the calculation result. From the results of FIG. 9, the combination of modes easy to couple in the 4LP mode fiber is LPm, n mode and LPm + 1, n mode for m ≧ 0 and n ≧ 1 for LPm and n mode as in the case of 6LP mode fiber. As a result, when m = 0 and n ≧ 2, coupling between the LP0, n mode and the LP1, n−1 mode is easy.
LP01−LP11モード間のモード結合効率がLc=aにおいて最大となるが、Lc=aにおいてこの最大値の1/2以上のモード結合効率が得られるモードの組み合わせを図25の表において“○”で示す。隣接する郡内のモードに最も結合しやすく、例えばM=1とM=3など、離れたモード群のモードとは結合しにくい。また、上記の大きなモード結合効率が得られるモード間のうちm≧0かつn≧1に対してLPm,nモードとLPm+1,nモードの間ではいずれの場合もLc/2a=0.5において最大のモード結合効率が得られることが分かった。 The mode coupling efficiency between the LP 01 and LP 11 modes is maximized at Lc = a, and combinations of modes in which a mode coupling efficiency of ½ or more of the maximum value is obtained at Lc = a are shown in the table of FIG. “○”. It is most likely to be coupled to a mode in an adjacent county, and is not easily coupled to a mode of a distant mode group such as M = 1 and M = 3. In addition, among the modes between which the large mode coupling efficiency can be obtained, in any case between LPm, n mode and LPm + 1, n mode for m ≧ 0 and n ≧ 1, L c /2a=0.5. It was found that the maximum mode coupling efficiency was obtained.
LP02モードとLP11モード間の結合効率はLc/2a=0.5において最大とならないものの、Lc/2a=0.5における結合効率は最大値に十分近い値となっている。4LPモードファイバを用いる場合においても隣り合うモード群とのΔβに相当する数式C1のピッチ間隔でコア断面の半分の領域に屈折率変化を与えるのが望ましい。 Although coupling efficiency between LP 02 mode and the LP 11 mode is not a maximum at L c /2a=0.5, coupling efficiency has a value sufficiently close to the maximum value in the L c /2a=0.5. Even when a 4LP mode fiber is used, it is desirable to change the refractive index in a half region of the core cross section at a pitch interval of Formula C1 corresponding to Δβ between adjacent mode groups.
(実施形態3)
本実施形態では、コア半径14.1μm、比屈折率差1.0%の図10の屈折率プロファイルをもつGIファイバについて検討した。図10の縦軸はシリカレベルを0とした場合の比屈折率差を表している。本実施形態でも実施形態1と同様φについてモード結合効率を平均化し、最大の結合効率を得られる屈折率変化幅Lcを求めた。図10のファイバは9LPモードファイバであり、図11に示すような5つのモード群からなる15LPモードを伝搬可能である。
(Embodiment 3)
In the present embodiment, a GI fiber having the refractive index profile of FIG. 10 having a core radius of 14.1 μm and a relative refractive index difference of 1.0% was examined. The vertical axis in FIG. 10 represents the relative refractive index difference when the silica level is zero. In this embodiment as well, the mode coupling efficiency is averaged for φ as in the first embodiment, and the refractive index change width Lc for obtaining the maximum coupling efficiency is obtained. The fiber of FIG. 10 is a 9LP mode fiber, and can propagate a 15LP mode composed of five mode groups as shown in FIG.
図12に計算結果を示す。図12の結果より、
LP01モードとLP11モードとの間、
LP11モードとLP21モードとの間、
LP21モードとLP31モードとの間、
LP31モードとLP41モードとの間、
LP12モードとLP22モードとの間、
のモード結合効率が大きかった。
このように、9LPモードファイバにおいてもLPm,nモードに対してm≧0かつn≧1に対してLPm,nモードとLPm+1,nモードの間でモード結合効率が大きくなると言える。
FIG. 12 shows the calculation result. From the results of FIG.
Between LP01 mode and LP11 mode,
Between LP11 mode and LP21 mode,
Between LP21 mode and LP31 mode,
Between LP31 mode and LP41 mode,
Between LP12 mode and LP22 mode,
The mode coupling efficiency of was high.
Thus, even in the 9LP mode fiber, it can be said that the mode coupling efficiency increases between the LPm, n mode and the LPm + 1, n mode for m ≧ 0 and n ≧ 1 for the LPm, n mode.
さらに、
LP02モードとLP11モードとの間、
LP03モードとLP12モードとの間、
もモード結合効率が大きい。
このため、9LPモードファイバにおいてもm=0かつn≧2に対してLP0,nモードとLP1,n−1モードの間で結合しやすいという結果となった。
further,
Between LP02 mode and LP11 mode,
Between LP03 mode and LP12 mode,
Has a large mode coupling efficiency.
For this reason, even in the 9LP mode fiber, when m = 0 and n ≧ 2, coupling between the LP0, n mode and the LP1, n−1 mode is easy.
また、上記の大きなモード結合効率が得られるモード間のうちm≧0かつn≧1に対してLPm,nモードとLPm+1,nモードの間ではいずれの場合もLc/2a=0.5において最大のモード結合効率が得られることが分かった。LP02モードとLP11モード間、LP03モードとLP12モード間の結合効率はLc/2a=0.5において最大とならないものの、Lc/2a=0.5における結合効率は最大値に十分近い値となっている。 In addition, among the modes between which the large mode coupling efficiency can be obtained, in any case between LPm, n mode and LPm + 1, n mode for m ≧ 0 and n ≧ 1, L c /2a=0.5. It was found that the maximum mode coupling efficiency was obtained. Between LP 02 mode and the LP 11 mode, but coupling efficiency between LP03 mode and the LP12 mode does not become a maximum at L c /2a=0.5, the coupling efficiency is close enough to the maximum value in the L c /2a=0.5 It is a value.
LP01−LP11モード間のモード結合効率がLc=aにおいて最大となる。Lc=aにおいてこの最大値の1/2以上のモード結合効率が得られるモードの組み合わせを図26の表において“○”で示す。9LPモードファイバを用いる場合においても図26の表の“○”で示す組み合わせのモード間の伝搬定数差Δβに相当する数式C1のピッチ間隔でコア断面の半分の領域に屈折率変化を与えるのが望ましい。 The mode coupling efficiency between the LP 01 and LP 11 modes is maximized at Lc = a. A combination of modes in which a mode coupling efficiency of 1/2 or more of the maximum value is obtained at Lc = a is indicated by “◯” in the table of FIG. Even when a 9LP mode fiber is used, a refractive index change is given to a half region of the core cross section at a pitch interval of Formula C1 corresponding to the propagation constant difference Δβ between the combinations of modes indicated by “◯” in the table of FIG. desirable.
(実施形態4)
本実施形態では、コア半径12.0μm、比屈折率差0.4%の図13の屈折率プロファイルをもつステップインデックス(SI)ファイバについて検討した。図13の縦軸はシリカレベルを0とした場合の比屈折率差を表している。本実施形態でも実施形態1と同様φについてモード結合効率を平均化し、最大の結合効率を得られる屈折率変化幅Lcを求めた。
(Embodiment 4)
In the present embodiment, a step index (SI) fiber having the refractive index profile of FIG. 13 having a core radius of 12.0 μm and a relative refractive index difference of 0.4% was studied. The vertical axis in FIG. 13 represents the relative refractive index difference when the silica level is zero. In this embodiment as well, the mode coupling efficiency is averaged for φ as in the first embodiment, and the refractive index change width Lc for obtaining the maximum coupling efficiency is obtained.
図14に解析を行った結果を示す。SIファイバはGIファイバと比べて、
LP11モードとLP31モードとの間、
LP02モードとLP12モードとの間、
が多少結合しやすくなるという結果となった。
FIG. 14 shows the result of the analysis. Compared to GI fiber, SI fiber
Between LP 11 mode and LP 31 mode,
Between LP 02 mode and LP 12 mode,
As a result, it became easier to combine.
しかし、GIファイバと同様LPm,nモードに対してm≧0かつn≧1に対してLPm,nモードとLPm+1,nモードの間、m=0かつn≧2に対してLP0,nモードとLP1,n−1モードの間で結合しやすいという傾向は実施形態1〜3と同様であった。 However, as in GI fiber, LPm, n mode for LPm, n mode and LPm, n mode and LPm + 1, n mode for m ≧ 1, and LP0, n mode for m = 0 and n ≧ 2. The tendency to be easily coupled between the LP1 and n-1 modes was the same as in the first to third embodiments.
また、上記の大きなモード結合効率が得られるモード間のうちm≧0かつn≧1に対してLPm,nモードとLPm+1,nモードの間ではいずれの場合もLc/2a=0.5において最大のモード結合効率が得られることが分かった。LP02モードとLP11モード間の結合効率はLc/2a=0.5において最大とならないものの、Lc/2a=0.5における結合効率は最大値に十分近い値となっている。 In addition, among the modes between which the large mode coupling efficiency can be obtained, in any case between LPm, n mode and LPm + 1, n mode for m ≧ 0 and n ≧ 1, L c /2a=0.5. It was found that the maximum mode coupling efficiency was obtained. Although coupling efficiency between LP 02 mode and the LP 11 mode is not a maximum at L c /2a=0.5, coupling efficiency has a value sufficiently close to the maximum value in the L c /2a=0.5.
LP01−LP11モード間のモード結合効率がLc=aにおいて最大となる。Lc=aにおいてこの最大値の1/2以上のモード結合効率が得られるモードの組み合わせを図27の表の“○”で示す。SIファイバにおいては、モードが群化しないが、図27の表の“○”で示す組み合わせのモード間の伝搬定数差Δβに相当する数式C1のピッチ間隔でコア断面の半分に屈折率変化を与えることにより効率の良いモード結合が得られる。 The mode coupling efficiency between the LP 01 and LP 11 modes is maximized at Lc = a. A combination of modes in which a mode coupling efficiency of 1/2 or more of the maximum value is obtained at Lc = a is indicated by “◯” in the table of FIG. In the SI fiber, modes are not grouped, but a refractive index change is given to half of the core cross section at a pitch interval of Formula C1 corresponding to the propagation constant difference Δβ between the combinations of modes indicated by “◯” in the table of FIG. Thus, efficient mode coupling can be obtained.
(実施形態5)
実施形態1から4で、Lc/2aが0.5のときモード結合効率の大きいLPm,nモードとLPm+1,nモードの間(m≧1かつn≧1)で最大の結合効率を得ることを説明した。本実施形態では、モード結合効率κが最大値の90%の値を得るためのLcの許容範囲について算出を行った。
(Embodiment 5)
In the first to fourth embodiments, when Lc / 2a is 0.5, the maximum coupling efficiency is obtained between LPm, n mode and LPm + 1, n mode (m ≧ 1 and n ≧ 1) having large mode coupling efficiency. explained. In this embodiment, the allowable range of Lc for obtaining a value of 90% of the maximum value of the mode coupling efficiency κ is calculated.
図15は、6LPモードGIファイバの場合で図24の表の“○”で示すモードの組み合わせにおいて、(A)Lc/2aに対するモード結合効率の関係、(B)モード組み合わせ毎のモード結合効率がLc/2a=0.5において得られる最大値の90%以上となるLc/2aの幅を示している。6LPモードGIファイバはLP02モードとLP12モードとの間のモード結合効率がLcの値のずれに影響されやすく、許容されるLc/2aの範囲(κが最大値の90%以上)は0.45〜0.56であった。 FIG. 15 shows the relationship between (A) mode coupling efficiency with respect to Lc / 2a and (B) mode coupling efficiency for each mode combination in the case of 6LP mode GI fiber and the mode combinations indicated by “◯” in the table of FIG. The width of L c / 2a is 90% or more of the maximum value obtained when L c /2a=0.5. In the 6LP mode GI fiber, the mode coupling efficiency between the LP 02 mode and the LP 12 mode is easily affected by the deviation of the value of Lc, and the allowable range of Lc / 2a (κ is 90% or more of the maximum value) is 0. .45 to 0.56.
図16は、4LPモードGIファイバの場合で図25の表の“○”で示すモードの組み合わせにおいて、(A)Lc/2aに対するモード結合効率の関係、(B)モード組み合わせ毎のモード結合効率がLc/2a=0.5において得られる最大値の90%以上となるLc/2aの幅を示している。4LPモードGIファイバはLP01モードとLP11aモードとの間のモード結合効率がLcの値のずれに影響されやすく、許容されるLc/2aの範囲(κが最大値の90%以上)は0.45〜0.56であった。 FIG. 16 shows the relationship between (A) mode coupling efficiency with respect to Lc / 2a and (B) mode coupling efficiency for each mode combination in the case of 4LP mode GI fiber in the mode combinations indicated by “◯” in the table of FIG. The width of L c / 2a is 90% or more of the maximum value obtained when L c /2a=0.5. In the 4LP mode GI fiber, the mode coupling efficiency between the LP01 mode and the LP11a mode is easily affected by the deviation of the value of Lc, and the allowable range of Lc / 2a (κ is 90% or more of the maximum value) is 0.45. -0.56.
図17は、9LPモードGIファイバの場合で図26の表の“○”で示すモードの組み合わせにおいて、(A)Lc/2aに対するモード結合効率の関係、(B)モード組み合わせ毎のモード結合効率がLc/2a=0.5において得られる最大値の90%以上となるLc/2aの幅を示している。9LPモードGIファイバはLP01モードとLP11モードとの間、LP02モードとLP12モードとの間のモード結合効率がLcの値のずれに影響されやすく、許容されるLc/2aの範囲(κが最大値の90%以上)は0.45〜0.55であった。 FIG. 17 shows (A) the relationship of mode coupling efficiency with respect to Lc / 2a and (B) the mode coupling efficiency for each mode combination in the 9LP mode GI fiber in the mode combinations indicated by “◯” in the table of FIG. The width of L c / 2a is 90% or more of the maximum value obtained when L c /2a=0.5. In 9LP mode GI fiber, the mode coupling efficiency between the LP 01 mode and the LP 11 mode, and between the LP 02 mode and the LP 12 mode is easily affected by the deviation of the value of Lc, and the allowable range of Lc / 2a ( κ was 90% or more of the maximum value) was 0.45 to 0.55.
図18は、6LPモードSIファイバの場合で図27の表の“○”で示すモードの組み合わせにおいて、(A)Lc/2aに対するモード結合効率の関係、(B)モード組み合わせ毎のモード結合効率がLc/2a=0.5において得られる最大値の90%以上となるLc/2aの幅を示している。6LPモードSIファイバはLP02モードとLP12モードとの間のモード結合効率がLcの値のずれに影響されやすく、許容されるLc/2aの範囲(κが最大値の90%以上)は0.45〜0.56であった。 FIG. 18 shows (A) the relationship of mode coupling efficiency to Lc / 2a and (B) the mode coupling efficiency for each mode combination in the case of 6LP mode SI fiber in the mode combinations indicated by “◯” in the table of FIG. The width of L c / 2a is 90% or more of the maximum value obtained when L c /2a=0.5. In the 6LP mode SI fiber, the mode coupling efficiency between the LP 02 mode and the LP 12 mode is easily affected by the deviation of the value of Lc, and the allowable range of Lc / 2a (κ is 90% or more of the maximum value) is 0. .45 to 0.56.
以上より、いずれのファイバにおいてもLc/2aの値を0.5±0.05つまりLcを
(数式C2)
0.9a≦Lc≦1.1a
の範囲内に収めることで、大きなモード結合効率が得られるモード間の結合効率をLc/2aが0.5の時にとりうる最大値の90%以上の値とすることができる。
From the above, in any fiber, the value of Lc / 2a is 0.5 ± 0.05, that is, Lc (formula C2)
0.9a ≦ Lc ≦ 1.1a
By keeping within this range, the coupling efficiency between modes that can provide a large mode coupling efficiency can be set to 90% or more of the maximum value that can be taken when Lc / 2a is 0.5.
(実施形態6)
モード結合を起こすには屈折率変化(グレーティング部)をファイバの長手方向に対して周期的に付与する必要がある。その周期は、変換したいモード間の伝搬定数差2π/Δβにすると最大の変換効率が得られる。ただし、その周期が2π/Δβから少しずれても十分なモード結合が可能である。一般に、モード結合の強さξは下記のように表される。
In order to cause mode coupling, it is necessary to periodically apply a refractive index change (grating portion) to the longitudinal direction of the fiber. The maximum conversion efficiency can be obtained when the period is a propagation constant difference of 2π / Δβ between modes to be converted. However, sufficient mode coupling is possible even if the period slightly deviates from 2π / Δβ. In general, the mode coupling strength ξ is expressed as follows.
光ファイバに与えた構造周期を2π/Ωとすると、理想的なピッチとのずれは下記の式で表される。
例えば、構造変化長が1cmのLPGを考えると、ピッチずれΔpitchとモード結合の強さξとの関係は図19のように表される。図19のようにΔpitchが0以外であると、Δβの値の大きさに応じてモード結合が弱くなりやすい。Δβが8000以下のファイバを想定すると、ピッチずれΔpitchを10μm以下に抑えることで、ピッチずれが無い場合のモード結合効率の90%以上のモード結合効率を得られる。従って、図7で説明したように、光ファイバのコア100に配置するグレーティング部11は数式C1の間隔とすることが好ましい。 For example, when considering an LPG having a structural change length of 1 cm, the relationship between the pitch shift Δpitch and the mode coupling strength ξ is expressed as shown in FIG. If Δpitch is other than 0 as shown in FIG. 19, mode coupling tends to be weak depending on the value of Δβ. Assuming a fiber with Δβ of 8000 or less, by suppressing the pitch deviation Δpitch to 10 μm or less, a mode coupling efficiency of 90% or more of the mode coupling efficiency when there is no pitch deviation can be obtained. Therefore, as described with reference to FIG. 7, it is preferable that the grating portion 11 arranged in the core 100 of the optical fiber has an interval of the formula C1.
(実施形態7)
本実施形態の光ファイバはステップインデックス型であることを特徴とする。
長周期グレーティングを有する光ファイバにて波長多重伝送をする場合、各波長に応じたグレーティング部のピッチ間隔を設ける必要がある。例えば、C帯とL帯を用いて伝送を行う場合、C帯は1530〜1565nm、L帯は1565〜1625nmの範囲であるから、グレーティング部は1530〜1625nmの帯域に対応したピッチ間隔を設ける必要がある。
(Embodiment 7)
The optical fiber of this embodiment is a step index type.
When wavelength multiplexing transmission is performed using an optical fiber having a long-period grating, it is necessary to provide a pitch interval of the grating portion corresponding to each wavelength. For example, when transmission is performed using the C band and the L band, the C band is in the range of 1530 to 1565 nm, and the L band is in the range of 1565 to 1625 nm. Therefore, the grating section needs to have a pitch interval corresponding to the band of 1530 to 1625 nm. There is.
図13の屈折率プロファイルをもつ6LPモードが伝搬可能なSIファイバの例を示す。図20は、当該SIファイバが有するモード毎の実効屈折率neffの波長依存性を説明する図である。LP01モードのneffが大きく、LP12モードのneffが小さい。また、すべてのモードで長波長側においてneffが小さくなっている。実効屈折率と伝搬定数βとは数4の比例関係にある。
図27の表において“○”で示すモードの組み合わせをモード結合させるのに必要なグレーティング部のピッチ間隔を伝搬定数差Δβから算出した結果を図21に示す。それぞれのモード間の結合に必要なグレーティング部のピッチ間隔は次の通りである。
LP01−LP11:ピッチ間隔1600μm程度、
LP11−LP21:ピッチ間隔1250μm程度、
LP11−LP02:ピッチ間隔950μm程度、
LP21−LP31:ピッチ間隔1050μm程度、
LP02−LP12:ピッチ間隔850μm程度。
よって、10の伝搬モード全てを効率よく結合させるためには上記のピッチ間隔でコアにグレーティング部を設ける必要がある。
FIG. 21 shows the result of calculating the pitch interval of the grating portions necessary for mode coupling the mode combinations indicated by “◯” in the table of FIG. 27 from the propagation constant difference Δβ. The pitch intervals of the grating portions necessary for coupling between the modes are as follows.
LP 01 -LP 11 : pitch interval of about 1600 μm,
LP 11 -LP 21 : pitch interval of about 1250 μm,
LP 11 -LP 02 : pitch interval of about 950 μm,
LP 21 -LP 31 : pitch interval of about 1050 μm,
LP 02 -LP 12 : Pitch interval is about 850 μm.
Therefore, in order to efficiently couple all ten propagation modes, it is necessary to provide a grating portion in the core at the above pitch interval.
また、波長多重伝送を行う場合、各波長に対応したグレーティング部のピッチ間隔を設ける必要がある。例えば、CL帯を用いて信号の伝送を行う場合、1530〜1625nmの範囲に対応するピッチ間隔を設ける必要がある。例えば、LP01−LP11間でモード結合を起こさせるグレーティング部のピッチ間隔は
1530nmにおいて1647μm、
1625nmにおいて1581μm
であるから、1581μm〜1647μmの範囲の複数のピッチ間隔でグレーティング部を設ける必要がある。ここで、±10μmのピッチずれを許容すると、1590μm、1610μm、1630μm、1640μmの4種類のピッチ間隔でグレーティング部を設けることによりCL帯全域にわたりLP01−LP11間でモード結合を起こすことが可能である。さらに、他のモード間についても同様に波長帯域に対応するグレーティング部のピッチ間隔を設けることにより、CL帯全域にわたりモード結合を起こすことが可能である。
なお、本実施形態ではステップインデックス型の光ファイバで説明したが、GI型の光ファイバであっても波長帯域に応じてグレーティング部のピッチ間隔を複数設けてもよい。
In addition, when performing wavelength multiplexing transmission, it is necessary to provide a pitch interval of the grating portion corresponding to each wavelength. For example, when signal transmission is performed using the CL band, it is necessary to provide a pitch interval corresponding to a range of 1530 to 1625 nm. For example, the pitch interval of the grating part that causes mode coupling between LP 01 and LP 11 is 1647 μm at 1530 nm,
1581 μm at 1625 nm
Therefore, it is necessary to provide the grating portions at a plurality of pitch intervals in the range of 1581 μm to 1647 μm. Here, if a pitch deviation of ± 10 μm is allowed, mode coupling can occur between LP 01 and LP 11 over the entire CL band by providing grating portions at four pitch intervals of 1590 μm, 1610 μm, 1630 μm, and 1640 μm. It is. Further, by providing the pitch interval of the grating portion corresponding to the wavelength band in the same manner between other modes, it is possible to cause mode coupling over the entire CL band.
In the present embodiment, the step index type optical fiber has been described. However, even in the case of a GI type optical fiber, a plurality of pitch intervals of the grating portions may be provided according to the wavelength band.
(実施形態8)
本実施形態の光ファイバはグレーデッドインデックス型であることを特徴とする。
屈折率変化を付与するファイバとしてGIファイバを用いた場合、少ないピッチ数で簡単にすべての伝搬モードを効率よく結合させることができる。図22は、図3の屈折率プロファイルを持つ6LPモードが伝搬可能なGIファイバの実効屈折率neffの計算結果である。モードごとにneffは異なるが、モード間のneffの差は等しく、よって屈折率変化を与える周期であるピッチ間隔2π/Δβもモード間で等しくなる。
(Embodiment 8)
The optical fiber of this embodiment is a graded index type.
When a GI fiber is used as a fiber that imparts a change in refractive index, all propagation modes can be easily and efficiently coupled with a small number of pitches. FIG. 22 shows the calculation result of the effective refractive index neff of the GI fiber capable of propagating the 6LP mode having the refractive index profile of FIG. Although the neff differs from mode to mode, the difference in neff between the modes is the same, and therefore the pitch interval 2π / Δβ, which is the period giving the change in refractive index, is also equal between the modes.
図24の表において“○”で示すモードの組み合わせをモード結合させるのに必要なグレーティング部のピッチ間隔を伝搬定数差Δβから算出した結果を図23に示す。いずれのモード間もモード結合に必要なグレーティング部のピッチ間隔は600μm程度となっており、このピッチ間隔で屈折率変化を付与することによりすべてのモードを効率よく結合させることができる。 FIG. 23 shows the result of calculating the pitch interval of the grating portions necessary for mode coupling the mode combinations indicated by “◯” in the table of FIG. 24 from the propagation constant difference Δβ. The pitch interval of the grating portion necessary for mode coupling between all the modes is about 600 μm, and all modes can be efficiently coupled by applying a refractive index change at this pitch interval.
また、図3のような屈折率プロファイルを持つ光ファイバの場合、グレーティング部のピッチ間隔の波長依存性はほとんどなく、600μm程度のピッチ間隔でグレーティング部を設けるだけで、すべてのモードをCL帯全域で結合させることができる。例えば、LP01−LP11モード間のピッチ間隔は1530nmにおいて609.8μm、1625nmにおいて609.1μmであるから、CL帯をカバーするには609μmの1種類のピッチ間隔でグレーティング部を配置すれば十分である。 In addition, in the case of an optical fiber having a refractive index profile as shown in FIG. 3, there is almost no wavelength dependence of the pitch interval of the grating portion. Can be combined. For example, since the pitch interval between the LP 01 and LP 11 modes is 609.8 μm at 1530 nm and 609.1 μm at 1625 nm, it is sufficient to arrange the grating portions with one pitch interval of 609 μm to cover the CL band. It is.
他のモードに関しても、CL帯をカバーするグレーティング部のピッチ間隔は次の通りである。
LP11−LP21モード間:ピッチ間隔601.4μm〜602.3μm、
LP11−LP02モード間:ピッチ間隔601.1μm〜601.8μm、
LP21−LP31モード間:ピッチ間隔601.4μm〜602.3μm、
LP02−LP12モード間:ピッチ間隔600.7μm〜601.7μm。
ここで、±10μmのピッチずれを許容すると、605μm程度の1種類のピッチ間隔でグレーティング部を設けることで、10モードをCL帯全域に渡り高効率に結合させることができる。
なお、ステップインデックス型の光ファイバであっても1種類のピッチ間隔でグレーティング部を設ければよいこともある。例えば、ステップインデックス型の光ファイバを用いて1波長でLP01とLP11モードのみを伝送する場合は1種類のピッチ間隔でよい。
Regarding other modes, the pitch interval of the grating portion covering the CL band is as follows.
Between LP 11 and LP 21 modes: pitch interval 601.4 μm to 602.3 μm,
Between LP 11 and LP 02 modes: pitch interval 601.1 μm to 601.8 μm,
Between LP 21 and LP 31 modes: pitch interval 601.4 μm to 602.3 μm,
Between LP 02 and LP 12 modes: pitch interval 600.7 μm to 601.7 μm.
Here, if a pitch deviation of ± 10 μm is allowed, the 10 modes can be coupled with high efficiency over the entire CL band by providing the grating portions at one pitch interval of about 605 μm.
Even in the case of a step index type optical fiber, the grating portions may be provided at one pitch interval. For example, when only the LP01 and LP11 modes are transmitted with one wavelength using a step index type optical fiber, one type of pitch interval may be used.
(実施形態9)
実施形態1〜8では、光ファイバとして一般的なSIファイバやGIファイバで説明したが、上記グレーティング部を、低DMDファイバ、結合が生じやすいリングコアファイバ、DMD補償伝送路等を用いた低DMD伝送路に形成してもよい。この場合、長周期グレーティングによるモード結合によって更なるモード間の伝搬時間差の低減効果が期待でき、非常に少ない信号処理負荷で伝送可能な光伝送システムを提供できる。
(Embodiment 9)
In the first to eighth embodiments, a general SI fiber or GI fiber has been described as an optical fiber. However, the above-described grating unit is a low DMD transmission using a low DMD fiber, a ring core fiber that easily generates coupling, a DMD compensation transmission line, or the like. It may be formed on the road. In this case, it is possible to expect a further effect of reducing the difference in propagation time between modes due to mode coupling by the long period grating, and it is possible to provide an optical transmission system capable of transmission with a very small signal processing load.
(実施形態10)
上記グレーティング部の屈折率変化領域の付与手法はいずれの手法を用いてもよい。例えば光ファイバにレーザー光を照射することで屈折率変化を与えたり、曲げや応力を加えることにより屈折率変化を与えても良い。いずれの手法を用いて屈折率変化領域を与えても高効率なモード結合を生じさせることができる。
(Embodiment 10)
Any method may be used as the method for providing the refractive index change region of the grating portion. For example, the refractive index may be changed by irradiating the optical fiber with laser light, or the refractive index may be changed by applying bending or stress. Regardless of which method is used to provide the refractive index change region, high-efficiency mode coupling can be generated.
本発明は、ファイバ中の高次モードの利用により光ファイバ伝送の大容量化及び長距離化を実現することができる。 The present invention can realize a large capacity and a long distance of optical fiber transmission by using a higher-order mode in the fiber.
11:グレーティング部
12:長周期グレーティング
21:屈折率変化領域
22:他の領域
100:コア
11: Grating part 12: Long period grating 21: Refractive index change area 22: Other area 100: Core
Claims (3)
コアに、グレーティング部の間隔が数式C1である長周期グレーティングを有しており、
前記グレーティング部は、
光ファイバ断面において、前記光ファイバ断面の中心とコア外周上の一点を結ぶ直線H上で前記コア外周から数式C2を満たす距離Lcの位置にある点を点Pとしたときに直線Hに垂直で点Pを通る直線Vと前記コア外周で囲まれた領域の屈折率を変化させていることを特徴とする光ファイバ。
(数式C1)
2π/Δβ±10μm
ただし、Δβは、LPm,nモードとLPm+1,nモード(m≧0かつn≧1)との間あるいはLP0,nモードとLP1,n−1モード(n≧2)との間の伝搬定数差である。
(数式C2)
0.9a≦Lc≦1.1a
ただし、aはコア半径である。 An optical fiber in which multiple modes propagate,
The core has a long-period grating whose grating portion interval is Formula C1,
The grating portion is
In the cross section of the optical fiber, when a point at a distance Lc that satisfies the mathematical formula C2 from the outer periphery of the core on a straight line H connecting the center of the optical fiber cross section and a point on the outer periphery of the core is a point P, An optical fiber, wherein a refractive index of a region surrounded by a straight line V passing through the point P and the outer periphery of the core is changed.
(Formula C1)
2π / Δβ ± 10μm
However, Δβ is a propagation constant difference between LPm, n mode and LPm + 1, n mode (m ≧ 0 and n ≧ 1) or between LP0, n mode and LP1, n−1 mode (n ≧ 2). It is.
(Formula C2)
0.9a ≦ Lc ≦ 1.1a
Where a is the core radius.
前記長周期グレーティングは前記グレーティング部の間隔が同じであることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ。 The optical fiber is a graded index type,
The optical fiber according to claim 1, wherein the long-period grating has the same interval between the grating portions.
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
WO2022044251A1 (en) * | 2020-08-28 | 2022-03-03 | 日本電信電話株式会社 | Mode converter and optical transmission system |
JPWO2022054182A1 (en) * | 2020-09-09 | 2022-03-17 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11511568A (en) * | 1995-08-29 | 1999-10-05 | アロヨ・オプティクス・インコーポレイテッド | Optical coupler using wavelength selective diffraction grating |
US20040252939A1 (en) * | 2000-05-19 | 2004-12-16 | Gaylord Thomas K. | Optical fiber gratings with azimuthal refractive index perturbation and devices for tuning, attenuating, switching, and modulating optical signals |
JP2014526815A (en) * | 2011-06-30 | 2014-10-06 | オーエフエス ファイテル,エルエルシー | Method for reducing mode group delay in a multimode transmission system |
JP2016537659A (en) * | 2013-01-29 | 2016-12-01 | オーエフエス ファイテル,エルエルシー | Optical waveguide with built-in hologram |
-
2017
- 2017-08-08 JP JP2017153446A patent/JP2019032440A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11511568A (en) * | 1995-08-29 | 1999-10-05 | アロヨ・オプティクス・インコーポレイテッド | Optical coupler using wavelength selective diffraction grating |
US20040252939A1 (en) * | 2000-05-19 | 2004-12-16 | Gaylord Thomas K. | Optical fiber gratings with azimuthal refractive index perturbation and devices for tuning, attenuating, switching, and modulating optical signals |
JP2014526815A (en) * | 2011-06-30 | 2014-10-06 | オーエフエス ファイテル,エルエルシー | Method for reducing mode group delay in a multimode transmission system |
JP2016537659A (en) * | 2013-01-29 | 2016-12-01 | オーエフエス ファイテル,エルエルシー | Optical waveguide with built-in hologram |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022044251A1 (en) * | 2020-08-28 | 2022-03-03 | 日本電信電話株式会社 | Mode converter and optical transmission system |
JPWO2022044251A1 (en) * | 2020-08-28 | 2022-03-03 | ||
JP7480853B2 (en) | 2020-08-28 | 2024-05-10 | 日本電信電話株式会社 | Mode converter and optical transmission system |
JPWO2022054182A1 (en) * | 2020-09-09 | 2022-03-17 | ||
WO2022054182A1 (en) * | 2020-09-09 | 2022-03-17 | 日本電信電話株式会社 | Long-period fiber grating and optical transmission system |
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