(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少数モードの導波管内で波長λの光を所与の導波されたモードから別の導波されたモードへ変換する光導波モード変換装置からなる物品であって、該モード変換装置は該導波管内に傾斜屈折率格子からなり、該格子は傾斜角θを有し、該少数モードの導波管はコアおよび該コアを囲むクラッディングを有し、該モード変換装置は複数の結合強度と関連づけられており、
ａ）該少数モードの導波管は、該導波管に屈折率プロファイルn(r)および感光性プロファイルp(r)を提供するように選択されたドーパント分布を有し、n(r)およびp(r)は該導波管の放射座標の関数であり、
ｂ）p(r)は該コア内に少なくとも２つの異なるレベルの感光性を有し、そして、
ｃ）n(r)、p(r)およびθが、該所与の導波されたモードと特定の１つのモードとの間の結合強度を最大化し、そして該所与の導波されたモードと該特定の１つのモード以外の全てのモードとの間の結合強度を最小化するよう選択され、
前記結合強度の最小化は、前記結合強度を−３０ｄＢよりも小さくすることであり、そして前記結合強度の最大化は、前記結合強度を少なくとも−１０ｄＢとすることであり、そして、
最小化された結合の結合強度の積分において、被積分関数が領域の１つにおいて両方とも正であり、別の領域において両方とも負であり、合計の積分において互いにうち消すように、感光性が除去または大幅に低減されていることを特徴とする物品。
【請求項２】
請求項１に記載の物品において、該少数モードの導波管は３モードの導波管であり、該所与の導波されたモードは基本モードＬＰ０１、ｆであり、n(r)、p(r)およびθが、ＬＰ０１、ｆからＬＰ１１、ｂの結合強度およびＬＰ０１、ｆからＬＰ０１，ｂの結合強度は実質上最小化され、そしてＬＰ０１、ｆからＬＰ０２，ｂの結合強度が実質上最大化されるように選択されることを特徴とする物品。
【請求項３】
請求項１に記載の物品において、該所与の導波されたモードは基本モードＬＰ０１、ｆであり、n(r)、p(r)およびθが、該導波管の１つのモードを除くすべての導波されたモードでＬＰ０１、ｆ結合強度は最小化されるように選択されることを特徴とする物品。
【請求項４】
請求項１に記載の物品において、該所与の導波されたモードは基本モードＬＰ０１、ｆであり、n(r)、p(r)およびθが、該導波管のすべての導波されたモードでＬＰ０１、ｆ結合強度は最小化され、そして任意の２つのより高いオーダのモード間の１つの結合強度は実質上最大化されるように選択されることを特徴とする物品。
【請求項５】
請求項１に記載の物品において、該少数モードの導波管は３モードの光ファイバであり、該所与の導波されたモードは順方向に伝播する基本モードＬＰ０１、ｆであり、n(r)、p(r)およびθが、ＬＰ０１、ｆからＬＰ０１、ｂの結合強度は実質上最小化され、ＬＰ０１、ｆからＬＰ１１、ｂの結合強度は実質上最小化され、そしてＬＰ０１、ｆからＬＰ０２，ｂの結合強度は実質上最大化されるように選択されることを特徴とする物品。
【請求項６】
請求項１に記載の物品において、該物品は、送信器と、２以上の受信器と、該送信器と該受信器とを信号送信で結合する光ファイバ送信パスとからなるＷＤＭ光ファイバ通信システムであり、該送信パスのうち少なくとも１つは該傾斜屈折率格子をからなるデマルチプレクサからなることを特徴とする物品。
【請求項７】
請求項６に記載の物品において、該送信パスのうち少なくとも一部は単一モードのファイバであり、該単一モードのファイバが、該少数モードの導波管に送波的に接続されることを特徴とする物品。
【請求項８】
請求項１に記載の物品において、該少数モードの導波管はＬＰ０１モード、ＬＰ１１モード、ＬＰ０２モードをサポートする３モードの光ファイバであり、n(r)、p(r)およびθが、ＬＰ０２、ｆ−ＬＰ１１、ｂ結合強度を最大化し、そして他のすべての結合強度を最小化するように選択されることを特徴とする物品。
【請求項９】
請求項１に記載の物品において、１つを除きすべての結合強度は最小化されることを特徴とする物品。
【請求項１０】
請求項１に記載の物品において、該傾斜屈折率格子が第１の波長のＵＶ放射へ曝露することによって形成され、そして第２の波長のＵＶ放射へ曝露することによって修正され、該傾斜屈折率格子の最小化条件が調整されることを特徴とする物品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
本願は屈折率（ブラッグ）格子を伴う少数モードの光導波管(few-moded optical waveguides)、およびこのような導波管を備える光通信システムに関する。
【０００２】
尚、この出願は、同時に提出され参照により本明細書に援用される、T.A.Strasserらによる「Article Comprising a Tilted Grating in a Single Mode Waveguide」という題名の米国特許出願に関するものである。
【０００３】
【発明の背景】
光導波管の中のブラッグ格子（屈折率格子とも呼ばれる）は知られている。従来、このような格子は単一モードのファイバの中で順方向に伝播するコアの導波されたモードを後方反射されたコアモードに結合する。
【０００４】
モード変換格子も知られている。たとえば、米国特許第5,717,798号および第5,740,292号を参照されたい。中でも後者は、基本モード（ＬＰ０１）の光をＬＰ１１モードに結合する反射格子を開示している。
【０００５】
モード結合格子は光導波システム内で種々の用途を見いだすことができる。たとえば、ＷＤＭネットワーク内で波長ルーティングフィルタ(wavelength routing filter)として機能することもできる。
【０００６】
しかし、ＬＰ１１モードの空間的な縮退(spatial degeneracy)があるために、ＬＰ０１放射をＬＰ１１放射に効率的に変換する反射格子モード変換装置の製造はしばしば困難であることが分かってきた。ＬＰ１１空間モードの１つは典型的には、ＬＰ０１からＬＰ１１モード変換装置によってＬＰ０１に変換できるが、別のＬＰ１１空間モードは、近くに変質する２つの空間モードの干渉があるため、典型的にはそのように変換できない。この空間的な自由の程度は制御が困難である。したがって、空間的に変質するモードとの間の結合を含まないで使用可能なモード変換装置を有することが望ましい。
【０００７】
特に、ＬＰ０１モードをたとえばＬＰ１１および反射ＬＰ０１など任意の他の導波されたモードに結合することなく、ＬＰ０１モードをＬＰ０２モードに結合するモード変換装置に対するニーズがある。このようなＬＰ０１−ＬＰ０２モード変換装置はたとえば、追加／削除マルチプレクサ（add/drop multiplexer）内で使用できる。これは高価で損失の多いサーキュレータを不要にすることになる。サーキュレータは、従来技術のブラッグ格子に基づいた追加／削除濾波用途を実装する際には必須である。
【０００８】
ＬＰ０２モードは空間的には変質しないので、効率的にＬＰ０１に変換できる。しかし、ＬＰ０１からＬＰ０２へのモード変換反射格子は典型的には、ＬＰ０１からＬＰ１１へのモード変換およびＬＰ０１からＬＰ０１へのモード変換の両方が実質上ヌル化(substantially nulled)されるように設計されなければならない。ＬＰ０１からＬＰ０２へのモード変換が強力であるためには、光ファイバはＬＰ０２モードを導波しなければならず、したがって、ＬＰ１１モードも導波しなければならないため、光ファイバ内にＬＰ１１モードが存在しなければならない。発明者らの知る限りでは、従来技術はこのような反射性のＬＰ０１からＬＰ０２へのモード変換装置を作成するための技法を提供しない。この出願は特に、このようなモード変換装置を開示する。
【０００９】
C.X.Shiは、１９９６年８月のIEEE Journal of Quantum Electronics Vol.32(8)の1360頁で、２つのモード変換（ＬＰ０１からＬＰ０２）「ミラー」を有する光ファイバファブリペロー共振器の理論的な処理を提供している。また、1992年１２月のC.X.Shiらの、Optics Letters Vol.17(23)、1655頁、および1991年４月のF.BilodeauらのElectronics Letters Vol.27(8)、682頁を参照されたい。
【００１０】
M.J.Holmesらは、1999年９月２６日から３０日の、フランス、ニースのECOC'99のI-216乃至217ページで、サイドタップフィルタ(sidetap filters)用のファイバを開示している。このファイバは正規化半径が０．４未満に関しては非感光性のコアドーパント、正規化半径０．４乃至１に関しては非感光性のコアドーパントおよびゲルマニアの組合せ、正規化半径３．５までに関してはゲルマニアでドーピングされた感光性のクラッディングを有し、ここにホウ素が追加されてクラッディングインデックスが低減され、析出チューブと一致している。領域０．４乃至１．０および１．０乃至３．５に関するゲルマニアの濃度は、必要な相対的な感光性を得るために０．６：１．０の比である。このように、Holmesらの論文は、コアが２つの異なる感光性レベルを有し、クラッディングも感光性であるファイバを開示している。感光性プロファイルは用途に関してクラッディングモードの損失スペクトルの波長依存性を最適化し、関連するタイプのモード変換装置を得ないように選択されている。
【００１１】
すべての引用された参照箇所は、参照により本明細書に援用される。
【００１２】
【用語および定義】
容易に説明するために、本明細書での議論は一般に光ファイバに関する。しかし、たとえばプレーナ導波管などの他の光導波管でも同様な結果が得られることを理解されたい。
【００１３】
少数モードの光ファイバにおける２つの導波コアモードの間の「結合強度」は従来、下の式２）に示されるように重複積分の項で表現される。結合強度は典型的には屈折率プロファイルn(r)、感光性プロファイルp(r)、および傾斜角θに依存する。
【００１４】
所与の導波管内で２つの導波されたコアモードの間の結合を「最小化する」ということは、２つのモード間の結合強度が−３０ｄＢ未満であるように傾斜格子の傾斜角を調整することを意味する。
【００１５】
所与の導波管内で２つの導波されたコアモードの間の結合を「最大化する」ということは、２つのモード間の結合強度が少なくとも約−１０ｄＢであるように傾斜格子の傾斜角を調整することを意味する。
【００１６】
本明細書では「通常のヌル(regular null)」という言葉で、傾斜（「ブレーズ(blazed)」）ファイバブラッグ格子内で、傾斜角度の小さな角度範囲（典型的には０．１°未満）に渡ってのみ、−３０ｄＢ未満である既定の波長の光に関してコアモード結合強度を有する傾斜角の領域を意味する。通常のヌルは多くの傾斜角度に関して発生する。
【００１７】
本明細書では「スーパーヌル(super null)」という言葉で、空間的に近い傾斜角で発生し、それによって、通常のヌルの間で、比較的大きな範囲（０．１°より大きい、望ましくは０．２°より大きいか、０．５°またはそれ以上）の傾斜角に渡って、既定の波長におけるコアモード結合を非常に低くする（典型的には−３０ｄＢ未満）、２つの（またはそれ以上の可能性もある）通常のヌルを意味する。
【００１８】
導波された光のモードは従来の方法でＬＰｍｎと示され、ｍおよびｎは整数である。たとえば、ＬＰ０１は基本モードである。ＬＰ０１，ｆは順方向伝播基本モードを指し、ＬＰ０１，ｂは後方伝播基本モードを指す。
【００１９】
「感光性(photosensitivity)」は、適切にドーピングされた導波管が、典型的にはＵＶ放射である光化学性の放射に曝露された場合に結果として生じる導波管内の屈折率の変化を指す。
【００２０】
「少数モード(few-moded)の」光導波管は、基本モードおよび１つまたは複数のより高いオーダのモード、典型的には合計で１０以下の導波されたモードをサポートする。
【００２１】
本発明の説明は一般に、基本モードとＬＰ０２などのより高いオーダのモードの間の変換に関する。これは具体的に記述するためだけのものであり、本発明は少なくとも原理的には物品において、２つの適切なより高いオーダのモード間でモードを変換するためにも具体化できる。
【００２２】
【発明の概要】
本発明による例としてのモード変換装置においては、ＬＰ０１，ｆ光がＬＰ０２，ｂモードに強力に結合されていることが必要である。しかし、このようなモード変換装置においては、ＬＰ０１，ｆと他のすべての導波された反射モード（例としてＬＰ１１，ｂおよびＬＰ０１，ｂ）の間の結合は小さくなければならず、例としては、ＬＰ０１，ｆからＬＰ０２，ｂへの結合より少なくとも２０ｄＢ小さくなければならない。この、ＬＰ０１，ｆと他の導波されたモード間の結合（すなわち所望の結合以外の結合）を同時に「ヌル化(nulling)」することは、コア全体で均一な感光性を有する光ファイバでは達成できず、次に説明するようなより複雑なファイバ設計の使用を必要とする。
【００２３】
光ファイバ内の種々の導波されたモード間の結合強度は、ファイバの屈折率プロファイルおよび種々のモードの電界に依存する。これらのパラメータは両方とも一般的に格子の形成時に固定され、変更して所望の結合を達成することはできない。相対的な結合強度を大幅に変更するように変更できる格子のパラメータは、コア軸に対する格子の傾斜のみである。しかし、ファイバコア内の感光性が均一であれば、格子内に傾斜を導入することによって達成可能な種々の結合強度に対する制御は限定される。特に、均一な放射感光性プロファイルでは、偶数−偶数反射（たとえばＬＰ０１，ｆからＬＰ０１，ｂ）および偶数−奇数反射（たとえばＬＰ０１，ｆからＬＰ１１、ｂ）を同時に「ヌル化」することは不可能である。したがって、発明者らは追加の自由の程度を提供しなければならないと決定した。この自由の程度は光ファイバの感光性プロファイルである。このプロファイルはコア内に少なくとも２つの異なるレベルの感光性を有し（そのうち１つまたは複数がゼロである可能性がある）、さらに、クラッディング内には実質上感光性を有しない場合もあるが、これは必ずしも必要ではない。
【００２４】
このように例として、光ファイバ内でブラッグ格子を形成し、ファイバコアの所定の領域において感光性を除去する（または大幅に低減する）と、コア内に均一の感光性を有するファイバで可能な範囲よりはるかに広い範囲で相対的な結合強度をファイバの傾斜角の関数として達成することが可能になる。特に、強力なＬＰ０１，ｆからＬＰ０２，ｂ結合で偶数−偶数（たとえばＬＰ０１，ｆからＬＰ０１，ｂ）反射と偶数−奇数（たとえばＬＰ０１，ｆからＬＰ１１，ｂ）反射の両方を同時にヌル化することが可能になり、これはコア内に均一の感光性を有する傾斜屈折率格子では不可能であったことである。
【００２５】
さらに一般的には、本発明は波長λ（例として約１．５μｍ）の光を、順方向に伝播する所与の導波されたモードから、別の既定の導波されたモードへ変換する光導波管モード変換装置を備える物品の中で具体化される。モード変換装置は導波管内に傾斜屈折率格子を備え、格子は導波管軸に対して傾斜角θを有し、導波管の少なくとも一部に渡って長手方向に伸びる。導波管は波長λの光に関して少数モードの導波管であり、コアと、コアに接触してコアを囲むクラッディングを有する。ファイバは、ファイバに屈折率プロファイルn(r)および感光性プロファイルp(r)を提供するように選択されたドーパント分布を有し、どちらのプロファイルも導波管の放射座標ｒの関数である。
【００２６】
モード変換装置は、２つまたはそれ以上の非ゼロの結合強度をコアの導波されたモードの間に有し、p(r)はコア内に少なくとも２つの異なるレベルの感光性を有する。さらに、n(r)、p(r)およびθは、その非ゼロ結合強度のうち複数が同時にヌル化されるように選択される。たとえば、n(r)、p(r)およびθは、所与の導波されたモード（たとえばＬＰ０１，ｆ）が少なくとも１つの別の導波されたモード（たとえばＬＰ０１，ｂおよびＬＰ１１，ｂ）と共にヌル化され、少なくとも１つの別の導波されたモード（たとえばＬＰ０２，ｂ）に強力に結合されるように選択される。本発明の好ましい実施例では、基本モードＬＰ０１，ｆは偶数および奇数の後方に伝播する導波されたモード（それぞれＬＰ０１，ｂおよびＬＰ１１，ｂ）と同時にヌル化され、ＬＰ０１，ｆは同時により高いオーダの偶数モード（たとえばＬＰ０２，ｂ）に強力に結合される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
次に、少なくとも近似的に所望の結合強度を提供する感光性プロファイルを決定するために使用できる数式を提供する。所望であれば、傾斜角または可能であれば感光性プロファイルの典型的には小さな変更によって、最適化された結果が得られる。ＵＶ曝露による感光性プロファイルのトリミングも最適化のために使用できる。
【００２８】
光導波管内の第１の導波されたモードと第２の導波されたモードの間（ＬＰｍｎおよびＬＰｐｑと示される）の結合は結合強度κに依存し、これは次のθに依存する積分に比例する。
【数１】
0003667660.tif 000002
上式で、H(r)は、モードインデックスおよび格子傾斜角に依存する（たとえば、参照により本明細書に援用されるのの、T.Erdoganらによる「Tilted Fiber Phase Gratings」（J.Optical Soc. America, Ａ．Vol.13(2)、1996年、第２９６頁乃至第３１３頁）ぺージを参照されたい)。
【００２９】
たとえば、光ファイバがＬＰ０１モードならびにＬＰ１１モードをサポートする場合、傾斜格子はＬＰ０１モードとＬＰ１１モードを、ＬＰ０１からＬＰ１１の重複積分に依存する強度で結合する。すなわち、次式のようになる。
【数２】
0003667660.tif 000003
上式でＥ０１およびＥ１１は、ＬＰ０１モードおよびＬＰ１１モードの放射状に依存した電界の振幅（１に正規化されている。すなわち
【数３】
0003667660.tif 000004
であり、Ｋｇｒａｔｉｎｇは格子（Ｋｇｒａｔｉｎｇ＝２π／Λｇｒａｔｉｎｇ）の波ベクトルであり、θはファイバ軸に対する格子の傾斜角であり、W(r)は格子の感光性プロファイルであるp(r)の放射の変化を表す放射状に依存した重み付け関数である。ベッセル関数Ｊ１は方位角の積分から生じ、ＬＰ１１モードは奇数でＬＰ０１モードは偶数であるため、θ＝０の時にはゼロである。
【００３０】
重み付け関数W(r)は、傾斜格子の完全インデックス変調を介して定義できる。すなわち、次式のとおりである。
【数４】
0003667660.tif 000005
【００３１】
式（３）において、φは円柱座標内の方位角であり、δｎはインデックス変調の振幅である。均一に感光性であるファイバでは、W(r)はインデックスプロファイルn(r)と同じであり、コア半径まで１である。しかしここでは、W(r)が均一ではなく、インデックスプロファイルn(r)と同じ放射依存性を有する場合もあるが有しない場合もあるファイバを考慮している。
【００３２】
上記の数式は、選択された感光性プロファイルに関して所与の２つの導波されたモードの間で所望の結合を生む傾斜角θを決定するために使用できる。θの数学的に決定された値が所望の結合強度を直接生まない場合、典型的には少ない量の慣例的な実験で、たとえばモードの間の結合をヌル化する所望の結合を生む修正された傾斜角を十分に決定できる。所望の結合強度を提供する傾斜角を決定した後、傾斜角および所望の長さおよび強度を有する格子が従来の方法で製造される。
【００３３】
少数モードの光ファイバ内で２つの既定の導波されたモードの間で効率的なモードの変換を達成するには、典型的にはモード変換結合を除いたすべての結合を実質上ヌル化し、モード変換結合を実質上最大化することが必要である。例として、ファイバがＬＰ０１、ＬＰ１１およびＬＰ０２をサポートし、任意のより高次モード(higher order mode)（たとえばＬＰ２１）をサポートせず、所望のモード変換がＬＰ０１，ｆからＬＰ０２，ｂへのモード変換である場合、ＬＰ０１，ｆからＬＰ０１，ｂの結合強度およびＬＰ０１，ｆからＬＰ１１，ｂの結合強度は所望のようにヌル化され、ＬＰ０１，ｂからＬＰ０２，ｂの結合強度は所望のように最大化される。
【００３４】
明瞭に説明するために、以下の説明は３モードの光ファイバ内のＬＰ０１からＬＰ０２へのモード変換装置に関する。この手法はより高いモードの光ファイバ内の格子にも拡張することができ、任意の２つの空間モードの間の結合にも拡張することができる。
【００３５】
ファイバがＬＰ０１モードおよびＬＰ１１モードをサポートする場合、ファイバ内の傾斜格子はＬＰ０１−ＬＰ１１重複積分に依存する強度で、ＬＰ０１，ｆモードをＬＰ１１，ｂモードに結合する。上記の式（２）を参照されたい。類似のことがＬＰ０１，ｆからＬＰ０１，ｂの結合およびＬＰ０１，ｆからＬＰ０２，ｂの結合に関しても行える。ファイバの感光性プロファイルp(r)を適切に選択することにより、ＬＰ０１，ｆからＬＰ０１，ｂの結合およびＬＰ０１，ｆからＬＰ１１，ｂの結合を同時にヌル化し、大きなＬＰ０１，ｆからＬＰ０２，ｂの結合を得ることが可能になる。
【００３６】
同じ値の傾斜角θでＬＰ０１からＬＰ１１の結合とＬＰ０１からＬＰ０１の結合の両方をヌル化するためには、感光性プロファイルp(r)を適切に選択しなければならない。同時のヌル化は、２つの結合強度の積分において、被積分関数が領域の１つにおいて両方とも正であり、別の領域において両方とも負であり、合計の積分において互いに打ち消すように、放射の範囲に渡って感光性が除去（または大幅に低減）された時に達成される。別法としては、ＬＰ０１からＬＰ０１とＬＰ０１からＬＰ１１を同時にヌル化することは、２つの通常のヌルが所定の傾斜角の値に関して近接するＬＰ０１−ＬＰ０１結合に関して、「スーパーヌル」が形成された結果と理解できる。したがって、この大きな角度範囲はＬＰ０１−ＬＰ１１角度ヌルを重複するように作成できる。
【００３７】
図１ａは本発明による例としての３モードのファイバの屈折率プロファイルを概略的に示し、図１ｂはファイバの感光性プロファイルを概略的に示す。図１ａの中でｎ０はシリカの屈折率を指す。もっとも中心のコア領域１１はＧｅおよびＡｌでドーピングされ、その領域を部分的に感光性にしている。中間のコア領域１２はＡｌでドーピングされてその領域を非感光性にしており、もっとも外側のコア領域１３はＧｅでドーピングされてその領域を強力に感光性にしている。３つのコア領域がそれぞれ１４〜１６と示されている図１ｂを参照されたい。
【００３８】
図２ａからｂは、屈折率プロファイルおよび感光性プロファイルを概略的に示し、図２ｃはＬＰ０１（参照番号２１）、ＬＰ０２（参照番号２２）およびＬＰ１１（参照番号２３）の電界の強度をそれぞれ示す。
【００３９】
図３は、図２ａからｃのファイバに関して種々の結合強度の計算された値を傾斜角の関数として示す。図３から容易に理解されるように、θ〜６．５°においては、ＬＰ０１，ｆからＬＰ０１，ｂの結合強度３１は「スーパーヌル」を有し、ＬＰ０１，ｆからＬＰ１１，ｂの結合強度３２はＬＰ０１からＬＰ０１のスーパーヌルと重複する通常のヌルを有する。同じ傾斜角において、ＬＰ０１，ｆからＬＰ０２，ｂの結合強度３３は非常に最大に近いものを有し、これによって効率的なモードの変換を容易にする。
【００４０】
本発明の実行は具体的に開示された感光性プロファイルに限定されず、ＬＰ０１，ｆからＬＰ０２，ｂのモード変換装置にも限定されないことを理解されたい。少数モードの光ファイバは知られており、さらなる議論を必要としない。
【００４１】
少数モードの光導波管の屈折率プロファイルと感光性プロファイルの独立した操作は上述の特定の実施例に限定されず、より一般な設計の手順で適用されていくつかのより高いオーダのモードの結合を同時にヌル化することもできる。
【００４２】
この一般的な技法の例として、図４ａによって例示されているように、感光性は０からｒ１、ｒ１からｒ２など、異なる環状の領域内で異なるレベルp(r)に設定される場合もある。屈折率n(r)は同様に、０からｒ４、ｒ４からｒ５など、別の環状の領域の組内で異なる値に設定される場合もある。モード重複積分の好ましい組は次いで、知られた数学の最適化手順を介して計算できる。この手順はファイバを定義するいくつかの変数の関数として望ましくない結合を最小化すること（および所望の結合強度を最大化すること）、すなわち、感光性プロファイルおよび屈折率プロファイル、感光性レベル、屈折率レベルおよび傾斜角の半径を定義することを含む。
【００４３】
図４ａおよび４ｂは、少数モードファイバの例としての感光性および屈折率プロファイルを概略的に描く。変数はｐ１、ｐ２およびｐ３；ｒ１、ｒ２、・・・、ｒ６；ｎ１、ｎ２およびｎ３であり、傾斜角はθである。最適化手順は実質上上記に示されたような重複積分の評価を含む。最適化手順は既定の結合強度の最小化（ヌル化）（たとえばκ０１−０１、κ０１−１１、κ０１−０２、κ１１−１１およびκ０２−０２）および別の既定の結合強度、たとえばκ１１−０２を最大化することに関する。別の例として、３モードファイバ内では、ＬＰ０１はＬＰ０２およびＬＰ１１と共にヌル化される。さらなる例として、少数モードファイバ（３つ以上の導波されたモード）内では、ＬＰ０１は１つを除くすべての導波されたモードでヌル化されるかまたはＬＰ０１はすべての導波されたモードでヌル化される。
【００４４】
上述のようなモード変換装置は光ファイバ通信システム内で種々の使用法を見出すことができる。図５は例としての光ファイバ通信システム５０を概略的に描き、ここで参照番号５１はＷＤＭ送信器を指し、５２は光送信ファイバを指し、５３および５４はデマルチプレクサを指し、５５から５７は波長λ１、λ２・・・、の光の受信器を示す。ファイバ５２は基本モードＬＰ０１のみを第１のデマルチプレクサ５３に導波し、第１のデマルチプレクサ５３は本発明によるモード変換装置を備える。チャネル（たとえばλ１）はＬＰ０２に変換され、信号ストリームから削除され、受信器５５によって受信される。デマルチプレクサ５４は同様にチャネルλ２を削除し、チャネルλ２は受信器５６によって検出される。他のチャネルも同様な方法で削除され、最後には１つのチャネル（たとえばλｎ）のみが残って受信器５７によって検出される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による例としてのファイバに関する屈折率プロファイルおよび感光性プロファイルを概略的に示す図である。
【図２】本発明によるファイバのインデックスプロファイル、感光性プロファイルおよびモードの電界を概略的に示す図である。
【図３】傾斜角の関数として種々の結合定数を示す図である。
【図４】それぞれ、例としての感光性プロファイルおよび屈折率プロファイルを概略的に描く図である。
【図５】本発明によるモード変換装置を備える光ファイバ通信システムを概略的に示す図である。
【図１】
0003667660.tif 000006
【図２】
0003667660.tif 000007
【図３】
0003667660.tif 000008
【図４】
0003667660.tif 000009
【図５】
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