(57)【要約】【課題】一体型回折素子を備えたマルチコア光ファイバを提供すること。【解決手段】マルチコア光ファイバは、初期屈折率を有する非感光性材料で形成された第１の光ファイバコアと、第１の縦方向コア軸と実質平行な第２の縦方向コア軸を含む第２の光ファイバコアを含む。第１の光ファイバコアは、第１の縦方向コア軸と、初期屈折率と異なる変更された屈折率を有する複数の指標変更部とを備える。複数の指標変更部は、第１の光ファイバコアの非感光性材料内に配置されて一体型回折素子の回折構造を形成する。【選択図】図１Ａ
2006285234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
初期屈折率を有する非感光性材料で形成された第１の光ファイバコアであって、第１の縦方向コア軸と、前記初期屈折率と異なる変更された屈折率を有する複数の指標変更部とを備えた第１の光ファイバコアと、
前記第１の縦方向コア軸と実質平行な第２の縦方向コア軸を含む第２の光ファイバコアとを有する、一体型回折素子を備えたマルチコア光ファイバにおいて、
前記複数の指標変更部は、前記第１の光ファイバコアの非感光性材料内に配置されて回折構造を形成することを特徴とするマルチコア光ファイバ。
【請求項２】
前記第１の光ファイバコアの非感光性材料は、石英ガラス、ホウケイ酸塩、石英、フッ化ジルコニウム、ハロゲン化銀、カルコゲナイドガラス、光学用プラスチック、純粋な溶融石英、アルミノ珪酸塩、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、アクリル酸、又は三酸化砒素のうち少なくとも１つを含む請求項１記載のマルチコア光ファイバ。
【請求項３】
前記第１の光ファイバコアの非感光性材料は、初期の結晶度を有し、
前記複数の指標変更部は、前記非感光性材料の初期の結晶度よりも低い度数の変更された結晶度を有する請求項１記載のマルチコア光ファイバ。
【請求項４】
前記第１の光ファイバコアと前記第２の光ファイバコアを囲み、前記第１の光ファイバコアの初期屈折率よりも小さいクラッディング屈折率を有するクラッド層を有し、
前記第１の光ファイバコア円形断面の円筒形とコア半径を有し、
前記第２の光ファイバコアは前記非感光性材料で形成されるとともに、円形断面の円筒形とコア半径を有する請求項１記載のマルチコア光ファイバ。
【請求項５】
前記クラッド層は楕円形断面の円筒形であって、第１の縦方向焦点軸と第２の縦方向焦点軸を有し、
前記第１の光ファイバコアの第１の縦方向コア軸と前記クラッド層の第１の縦方向焦点軸とは同一線上にあり、
前記第２の光ファイバコアの第２の縦方向コア軸と前記クラッド層の第２の縦方向焦点軸とは同一線上にある請求項４記載のマルチコア光ファイバ。
【請求項６】
前記第２の光ファイバコアは、前記第２の光ファイバコアの非感光性材料内に配置されてもう１つの回折構造を形成する変更後の屈折率を有する複数の指標変更部を更に有する請求項４記載のマルチコア光ファイバ。
【請求項７】
前記第１の光ファイバコアは円形断面の円筒形とコア半径を有し、
前記第１の光ファイバコアの第１の縦方向コア軸と前記第２の光ファイバコアの第２の縦方向コア軸とは同一線上にあり、
前記第２の光ファイバコアは、環状円筒形であり、前記第１の光ファイバコアのコア半径と等しい内部コア半径と、外部コア半径と、前記第１の光ファイバコアの初期屈折率よりも小さい別の屈折率を有する請求項１記載のマルチコア光ファイバ。
【請求項８】
前記第１の光ファイバコアは単一モードの光ファイバコアである請求項７記載のマルチコア光ファイバ。
【請求項９】
前記第２の光ファイバコアは円形断面の円筒形とコア半径と、前記第１の光ファイバコアの初期屈折率よりも大きい別の屈折率を有し、
前記第１の光ファイバコアの第１の縦方向コア軸と前記第２の光ファイバコアの第２の縦方向コア軸とは同一線上にあり、
前記第１の光ファイバコアは、環状円筒形であり、前記第２の光ファイバコアのコア半径と等しい内部コア半径と、外部コア半径とを有する請求項１記載のマルチコア光ファイバ。
【請求項１０】
前記第２の光ファイバコアは単一モードの光ファイバコアである請求項９記載のマルチコア光ファイバ。
【請求項１１】
前記第２の光ファイバコアは楕円形断面の円筒形であって、第１の縦方向焦点軸と第２の縦方向焦点軸と、前記第１の光ファイバコアの初期屈折率よりも小さい別の屈折率を有し、
前記第１の光ファイバコアの第１の縦方向コア軸と前記第２の光ファイバコアの第１の縦方向焦点軸とは同一線上にある請求項１記載のマルチコア光ファイバ。
【請求項１２】
前記第１の光ファイバコア内に形成された回折構造はフォトニック結晶構造である請求項１記載のマルチコア光ファイバ。
【請求項１３】
前記第１の光ファイバコア内に形成されたフォトニック結晶構造は欠損部を含む請求項１２記載のマルチコア光ファイバ。
【請求項１４】
前記第１の光ファイバコアの複数の指標変更部の各々は、第１の透過面と、該第１の透過面と実質平行な第２の透過面と、縦方向の厚みとを有し、
前記複数の指標変更部は、前記複数の指標変更部の一部の前記第１の透過面が前記複数の指標変更部の近傍部の前記第２の透過面と実質平行となるような縦方向のピッチで、前記第１の光ファイバコアの非感光性材料内に配置され、
前記第１の光ファイバコア内に形成された回折構造は所定波長帯域用のブラッグ回折格子構造である請求項１記載のマルチコア光ファイバ。
【請求項１５】
前記複数の指標変更部の第１の透過面と第２の透過面は、平面、円錐面、球面状曲面、及び非球面状曲面のうちの１つである請求項１４記載のマルチコア光ファイバ。
【請求項１６】
前記第１の光ファイバコアと前記第２の光ファイバコアを囲み、前記第１の光ファイバコアの初期屈折率よりも小さいクラッディング屈折率を有するクラッド層を更に有し、
前記第１の光ファイバコアは円形断面の円筒形とコア半径を有し、
前記第２の光ファイバコアは前記非感光性材料で形成されるとともに、円形断面の円筒形とコア半径を有し、
前記複数の指標変更部の前記第１の透過面と前記第２の透過面はともに平面であり、
前記第１の光ファイバコアの第１の縦方向コア軸は、前記複数の指標変更部の前記第１の透過面と前記第２の透過面の平面と所定の入射角を成して、前記第１の光ファイバコアの横軸モードのサブセットを前記第２の光ファイバコアに好適に結合することを特徴とする請求項１４記載のマルチコア光ファイバ。
【請求項１７】
前記第１の光ファイバコアと前記第２の光ファイバコアを囲み、前記第１の光ファイバコアの初期屈折率よりも小さいクラッディング屈折率を有するクラッド層を更に有し、
前記第１の光ファイバコアは円形断面の円筒形とコア半径を有し、
前記第２の光ファイバコアは前記非感光性材料で形成されるとともに、円形断面の円筒形とコア半径を有し、
前記第２の光ファイバコアは前記変更後の屈折率と別の縦方向の厚みを有する他の複数の指標変更部を更に含み、
前記他の複数の指標変更部は、前記第２の光ファイバコアの非感光性材料内に他の縦方向のピッチで配置されてもう１つのブラッグ回折格子構造を形成する請求項１４記載のマルチコア光ファイバ。
【請求項１８】
前記第１の光ファイバコアの複数の指標変更部と前記第２の光ファイバコアの他の複数の指標変更部との前記第１の透過面と前記第２の透過面はともに平面であり、
前記第１の光ファイバコアの第１の縦方向コア軸は、前記複数の指標変更部の前記第１の透過面と前記第２の透過面の平面と所定の入射角を成し、
前記第２の光ファイバコアの第２の縦方向コア軸は、前記複数の指標変更部の前記第１の透過面と前記第２の透過面の平面と前記所定の入射角を成し、
前記複数の指標変更部と前記他の複数の指標変更部は縦方向に配置されて、
前記第１の光ファイバコアの横軸モードの第１のサブセットを前記第２の光ファイバコアに結合するか、または
前記第２の光ファイバコアの横軸モードの第２のサブセットを前記第１の光ファイバコアに結合するか、のうちの少なくとも１つの結合を好適に行う請求項１７記載のマルチコア光ファイバ。
【請求項１９】
前記第１の光ファイバコアの複数の指標変更部は、前記所定の波長帯域の波長の第１のサブバンドと好適に結合するサイズに構成配置され、
前記第２の光ファイバコアの他の複数の指標変更部は、前記所定の波長帯域の波長の第２のサブバンドと好適に結合するサイズに構成配置された請求項１７記載のマルチコア光ファイバ。
【請求項２０】
前記複数の指標変更部の形状は、該複数の指標変更部により形成されたブラッグ回折格子構造がアポダイズドブラッグ回折格子構造となるように、前記第１の光ファイバコアの縦方向において異なる指標変更部間で変化する請求項１４記載のマルチコア光ファイバ。
【請求項２１】
前記縦方向の厚みと前記縦方向のピッチは、前記ブラッグ回折格子構造が長周期ブラッグ回折格子構造となるように選定された請求項１４記載のマルチコア光ファイバ。
【請求項２２】
前記複数の指標変更部の縦方向ピッチは、該複数の指標変更部により形成されたブラッグ回折格子構造がチャープブラッグ回折格子構造となるように、前記第１の光ファイバコアの縦方向において異なる指標変更部間で変化する請求項１４記載のマルチコア光ファイバ。
【請求項２３】
前記複数の指標変更部により形成されたブラッグ回折格子構造はｎ個のサブセットの指標変更部を含み、
指標変更部の各サブセットは、前記第１の光ファイバコアの第１の縦方向コア軸と平行な直線上に縦方向に整列され、
第１のサブセットの指標変更部の各指標変更部は、前記第１の光ファイバコア内に、前記第１のサブセットの指標変更部により形成されたブラッグ回折格子構造の第１の部分が前記所定波長帯域の波長の第１のサブバンドと好適に結合するように選定された第１の縦方向厚みと第１の縦方向ピッチを有し、
第２のサブセットの指標変更部の各指標変更部は、前記第１の光ファイバコア内に、前記第２のサブセットの指標変更部により形成されたブラッグ回折格子構造の第２の部分が前記第１のサブバンドの波長と異なる前記所定波長帯域の波長の第２のサブバンドと好適に結合するように選定された第２の縦方向厚みと第２の縦方向ピッチを有する請求項１４記載のマルチコア光ファイバ。
【請求項２４】
前記第１の光ファイバコアが更に、
実質平坦な端面と、
前記実質平坦な端面に隣接した結合部と、
実質円筒形の表面と、
コア半径と、を有し、
前記第１の光ファイバコアの結合部に形成された回折構造が少なくとも１つの一体型回折カップリング光学素子を含む請求項１記載のマルチコア光ファイバ。
【請求項２５】
前記複数の指標変更部は、前記光ファイバコアの縦方向コア軸を中心とする複数の同心円環状部であり、該複数の同心円環状部は、
前記第１の光ファイバコアの結合部に形成された少なくとも１つの一体型回折カップリング光学素子が円形で２次元の回折光学レンズを含むようなサイズに構成配置された複数の同心円形環状部、または
前記第１の光ファイバコアの結合部に形成された少なくとも１つの一体型回折カップリング光学素子が楕円形で２次元の回折光学レンズを含むようなサイズに構成配置された複数の同心楕円形環状部、のいずれか一方である請求項２４記載のマルチコア光ファイバ。
【請求項２６】
前記複数の指標変更部は、前記光ファイバコアの縦方向コア軸と垂直な複数の平行線であり、
該複数の平行線は、前記第１の光ファイバコアの結合部に形成された少なくとも１つの一体型回折カップリング光学素子が１次元の回折光学レンズ又は回折格子のいずれか一方を含むようなサイズに構成配置された請求項２４記載のマルチコア光ファイバ。
【請求項２７】
少なくとも１つのハイパワーレーザと、
前記少なくとも１つのハイパワーレーザと光学的に結合されるマルチコア光ファイバとを備えた波長安定化・ハイパワー・無冷却レーザ光源であって、
前記マルチコア光ファイバは、
第１の屈折率を有する非感光性材料で形成され、第１の縦方向コア軸と、円形断面の円筒形状と第１のコア半径と、前記第１の屈折率と異なる変更後の屈折率を有する複数の指標変更部とを有する第１の光ファイバコアと、
前記第１の光ファイバコアの第１の屈折率より小さい第２の屈折率を有し、前記第１の縦方向コア軸と実質同一直線上にある第２の縦方向コア軸と、環状の円筒形状と、前記第１の光ファイバコアの第１のコア半径と等しい内部第２のコア半径と、外部第２のコア半径とを含む第２の光ファイバコアと、を含み、
前記複数の指標変更部は、前記第１の光ファイバコアの非感光性材料内に配置され、該第１の光ファイバコア内を伝播する所定の波長帯域の光の所定のフラクションを前記少なくとも１つのハイパワーレーザに戻るように反射するブラッグ回折格子構造を形成し、前記波長安定化・ハイパワー・無冷却のレーザ光源の出力波長帯域を所定の波長帯域に固定することを特徴とするレーザ光源。
【請求項２８】
前記第１の光ファイバコアは単一モードの光ファイバコアであり、
前記複数の指標変更部の各々は円筒形状であり、前記第１の光ファイバコアの第１のコア半径と実質等しい指標変更部の半径を有する請求項２７記載の波長安定化・ハイパワー・無冷却レーザ光源。
【請求項２９】
前記第１の光ファイバコアはマルチモードの光ファイバコアであり、
前記複数の指標変更部は、前記ブラッグ回折格子構造を好適に前記第１の光ファイバコアの横軸モードのサブセットと結合するようなサイズと形状を有する請求項２７記載の波長安定化・ハイパワー・無冷却レーザ光源。
【請求項３０】
前記ブラッグ回折格子構造は長周期のブラッグ回折格子構造である請求項２７記載の波長安定化・ハイパワー・無冷却レーザ光源。
【請求項３１】
前記少なくとも１つのハイパワーレーザは連続波の半導体レーザである請求項２７記載の波長安定化・ハイパワー・無冷却レーザ光源。
【請求項３２】
前記少なくとも１つのハイパワーレーザと前記マルチコア光ファイバは実質的には熱的に結合されない請求項２７記載の波長安定化・ハイパワー・無冷却レーザ光源。
【請求項３３】
前記第１の光ファイバコアの非感光性材料は、前記ブラッグ回折格子構造により反射される所定の波長帯域が実質一定となるのに充分小さい熱膨張係数を有する請求項２７記載の波長安定化・ハイパワー・無冷却レーザ光源。
【請求項３４】
前記マルチコア光ファイバの前記第１の光ファイバコアは、
前記少なくとも１つのハイパワーレーザと光学的に結合される前記第１の縦方向コア軸と垂直なレーザ結合面と、
前記複数の指標変更部が配置されたブラッグ回折格子部と、
動作中に、前記少なくとも１つのハイパワーレーザによる前記ブラッグ回折格子部の加熱を低減するために、前記レーザ結合面と前記ブラッグ回折格子部間に介在する熱緩衝部と、を有する請求項２７記載の波長安定化・ハイパワー・無冷却レーザ光源。
【請求項３５】
前記マルチコア光ファイバの前記第１の光ファイバコアは、
前記少なくとも１つのハイパワーレーザと光学的に結合される前記第１の縦方向コア軸と垂直なレーザ結合面と、
更なる複数の指標変更部を備えて一体型回折カップリングオプチックス構造を形成する、前記レーザ結合面と隣接した結合部と、
前記複数の指標変更部が配置されたブラッグ回折格子部と、を有する請求項２７記載の波長安定化・ハイパワー・無冷却レーザ光源。
【請求項３６】
前記マルチコア光ファイバの前記第１の光ファイバコアは、
前記波長安定化・ハイパワー・無冷却レーザ光源からの出力レーザ光を透過する、前記第１の縱方向のコア軸と垂直は出力面と、
更なる指標変更部を内部に設けて一体型回折出力オプチックス構造を形成する、前記出力面に隣接した出力部と、を有する請求項３５記載の波長安定化・ハイパワー・無冷却レーザ光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、超高速レーザ直接書込によりマルチコア光ファイバ内に形成された回折構造に関するものである。特に、これらの構造は、マルチコア光ファイバのコア内に形成されたブラッグ回折格子、長周期ブラッグ回折格子、フォトニック結晶構造、及び／又は回折光学素子であってもよい。
【背景技術】
【０００２】
ブラッグ回折格子は、光導波路の有効吸収係数及び／又は有効屈折率の周期的及び／又は非周期的な摂動である。簡単に述べると、ブラッグ回折格子は、回折格子への入射光の所定の狭小な又は広範な波長領域を反射することができ、該入射光の他の全ての波長領域を通過させるものである。このような構造は、光導波路内を伝わる光を操作するのに望ましい手段を提供する。
【０００３】
ファイバブラッグ回折格子（ＦＢＧ）は光ファイバ内に形成されたブラッグ回折格子である。ＦＢＧの構造は、フォト・インプリントされた回折格子から光ファイバ内に形成可能である。フォト・インプリンティングは紫外光のレーザビームで光導波路を照射して光導波路のコアの屈折率を変えることを含む。ファイバを周期的（又は非周期的）分布を有する光強度パターンで照射することにより、対応する屈折率の摂動が光導波路のコア内に永久に誘起される。その結果、光導波路内にフォト・インプリントされた目盛（インデックス）回折格子となる。この方法は、ガラスが感光性であるとともに、コミュニケーションズ・リサーチセンター・カナダ（Communications Research Centre Canada）のＤｒ．Ｋｅｎｎｅｔｈ  Ｈｉｌｌにより１９７８年に発見された効果を有することが必要である。
【０００４】
ＦＢＧはファイバのコアにおける極めて選択的な空間レフレクタと成り得る。回折格子の空間周期または屈折率のどんな変化も、反射光および透過光のスペクトル内に該変化と比例した変動をもたらす。ＦＢＧの構造は広範な種類の光ファイバの応用分野、例えば、狭帯域及び広帯域の波長可変（チューナブル）フィルタ；光ファイバモードコンバータ；波長選択フィルタ、マルチプレクサ、及び集配（ａｄｄ／ｄｒｏｐ）マッハツェンダ干渉計；遠距離通信ネットワークにおける分散の補正；エルビウム添加ファイバ増幅器における利得等価及び改良ポンプ効率；スペクトル分析器；特別な狭帯域レーザ；及び橋脚、ビルディング構造、エレベータ、リアクタ、複合物、鉱山およびスマート（ｓｍａｒｔ）構造等において注目されている。
【０００５】
１９９５年のそれらの市場導入以来、商品における光ＦＢＧ構造の利用は、遠距離通信および歪みセンサの分野で指数関数的に広く拡大してきている。遠距離通信ネットワークにおける更に広い帯域幅に対する要求が、新たな光部品及び装置（特に、波長分割マルチプレクサ）の発展を急速に拡大している。ＦＢＧの構造はこれら製品のあるものに対しては驚異的な成長に寄与し、ファイバ光通信の改良の非常に有能な技術として認識されている。
【０００６】
フォト・インプリントされたＦＢＧ構造は挿入損失が低くでき、遠距離通信ネットワークで使用される現今の光ファイバと共用できるが、フォト・インプリントされたＦＢＧにおいて伝送される光パワーが増大するにつれて、いくつかの望ましくない結果が引き起こされ得る。フォト・インプリントされたＦＢＧ構造の１つの問題点は、光ファイバが感光性コアを有する必要があることである。感光性材料は、典型的には、ハイパワーの適用に望ましい値よりも高い吸収計数を有するとともに、高い光パワーで大きくなり得る潜在的に望ましくない非線形性を有している。また、フォト・インプリントされたＦＢＧ構造は、特に、ファイバコアの感光性材料が規定より多い時間加熱または紫外線照射されると、機能低下の影響を受けやすい。
【０００７】
それらの論文：ＦＩＢＥＲ  ＢＲＡＧＧ  ＧＲＡＴＩＮＧＳ  ＭＡＤＥ  ＷＩＴＨ  Ａ  ＰＨＡＳＥ  ＭＡＳＫ  ＡＮＤ  ８００−ＮＭ  ＦＥＭＴＯＳＥＣＯＮＤ  ＲＡＤＩＡＴＩＯＮ  （Optics Letters, Vol. 28, No. 12, pgs. 995-97、２００３年刊）において、Stephen J. Mihailov 等は、フェムト秒レーザを使用して単一モードファイバ内に形成された第一次ＦＢＧについて開示している。使用された単一モードファイバは、非感光性のゲルマニウム添加コアを有する標準ＳＭＧ−２８遠距離通信ファイバであった。作者はこのコア内に第一次ブラッグ回折格子構造を形成することができた。このような直接レーザ書込による単一モードのＦＢＧは、フォト・インプリントされたＦＢＧに比べて熱的な安定性に優れていることが分かった。
【非特許文献１】Ｏｐｔｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．１２，ｐｇｓ．９９５−９７，Ｓｔｅｐｈｅｎ  Ｊ．Ｍｉｈａｉｌｏｖ等著、２００３年刊
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
Stephen J. Mihailov 等による直接レーザ書込による単一モードのＦＢＧはフォト・インプリントされたＦＢＧ構造の多くの不都合を解決することができるが、本発明は、特に更にハイパワーレベルにおいて優れた性能を発揮し得る更に多数の改良品と、形成可能な更に多用途のブラッグ回折格子構造を含んでいる。更に、本発明は、マルチコア光ファイバと該ファイバ内を伝わる光を制御及び監視するためにこれら光ファイバ内に形成され得る追加の回折構造の使用を含んでいる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施の形態は、一体型回折素子を有するマルチコア光ファイバである。マルチコア光ファイバは、屈折率が初期値の非感光性材料で形成された第１の光ファイバコアと、第１のコア縦軸と実質平行な第２のコア縦軸を有する第２の光ファイバコアを備える。第１の光ファイバコアは、第１のコア縦軸と、前記初期屈折率の値と異なる変更後の屈折率を有する複数の屈折率変更部を備える。屈折率変更部は第１の光ファイバコアの非感光性材料内に配置され、一体型回折素子の回折構造を形成する。
【００１０】
本発明の他の実施の形態は、波長安定化・ハイパワー・無冷却のレーザ光源である。波長安定化・ハイパワー・無冷却のレーザ光源は、少なくとも１つのハイパワーレーザと、ハイパワーレーザと光学的に結合されたマルチコア光ファイバとを備える。マルチコア光ファイバは、第１の屈折率を有する非感光性材料で形成された第１の光ファイバコアと、第１の光ファイバコアの第１の屈折率より小さい第２の屈折率を有する第２の光ファイバコアと、を含む。第１の光ファイバコアは、第１の縦方向コア軸と、円形断面の円筒形状と、第１のコア半径と、初期の屈折率と異なる変更後の屈折率を有する複数の指標変更部とを有する。第２の光ファイバコアは、第１の縦方向コア軸と実質同一直線上にある第２の縦方向コア軸と、環状の円筒形状と、第１の光ファイバコアの第１のコア半径と等しい内部第２のコア半径と、外部第２のコア半径とを含む。複数の指標変更部は、第１の光ファイバコアの非感光性材料内に配置され、ブラッグ回折格子構造を形成する。ブラッグ回折格子構造は、第１の光ファイバコア内を伝播する所定の波長帯域の光の所定のフラクションをハイパワーレーザに戻るように反射し、波長安定化・ハイパワー・無冷却のレーザ光源の出力波長帯域を所定の波長帯域に固定する。
【００１１】
前述の概括的な説明と以下に述べる詳細な説明は両方とも本発明の例示であり、本発明を限定するものではないことに留意すべきである。
【００１２】
本発明は、添付の図面に参照して記載された実施形態の詳細な説明を考慮することで、更に充分に理解されるであろう。通常の慣例により、図面の種々の形状は計測されたものではなく、種々の形状の寸法は構成の明瞭化のために任意に拡大又は縮小されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
材料の超高速レーザ加工で達成される極めて高い強度により、該材料を種々の方法で変化させることが可能となる。材料が超高速レーザ加工で変化される最も一般的な方法は、材料がアブレーション（溶融）により表面から除去されることである。別の方法としては、材料の様々な特性、例えば、結晶性及び／又は屈折率などを改変することも可能である。これらの材料の変化は材料の表面で発生し、例えば透明材料に対しては、超高速パルスを材料内部に集束させて、材料の大部分の内部でこれらの変化を引き起こすことができる。これらの内部変化は特定の影響を及ぼす上部においてのみ発生されるので、介在する材料は超高速レーザパルスに影響されない。パルスのエネルギー、パルス間隔およびパルスの集束等を注意深く制御することにより、特性が変化された正確な領域が鮮明な輪郭を有するように形成することが可能となる。
【００１４】
これにより、光ファイバにおけるブラッグ回折格子構造の直接書込用として超高速レーザを使用することにより、ファイバの指標（インデックス）改変部と周囲の非改変部間において、鮮明な対比を形成するといった利点が得られる。更に、光ファイバにおいて構造の直接書込用として設計された超高速レーザ加工システム、例えば、２００４年１０月２９日出願の米国特許仮出願（出願番号６０／６２３，２８５）に開示の「マルチモード長周期ファイバブラッグ回折格子形成のための超高速レーザ加工システム」（ULTRAFAST LASER MACHINING SYSTEM FOR FORMING MULTIMODE LONG PERIOD FIBER BRAGG GRATING）等の例示システムを使用することにより、光ファイバ、特に、マルチモード及びマルチコア光ファイバ内に複合的な構造を形成することが可能となる。
【００１５】
このような超高速レーザ加工システムは光ファイバ内の小さな領域に集中させてもよい。ここに例示の超高速レーザ加工システムのレーザ光の各パルスの作用は、ビームスポット近傍のこの小さな領域のみパルスで加工されるように調整することができる。尚、単一のパルスで加工された小領域はスポットのビームウエストよりも小さくても良い。光ファイバは三次元方向に移動可能であり、レーザパルスのビームスポットは、加工される光ファイバの非感光材料の部分を通って追従しながら光ファイバ内で走査される。加工される領域の場所はステレオ画像システムにより加工処理動作の間中見ることができ、回折構造の更に正確な加工が可能となる。このようにして、複雑な回折構造が高レベルの精度で光りファイバ内に三次元的に書き込むことができる。例えば、回折構造はマルチコア光ファイバの１つまたは複数の選択されたコアにおいてのみ形成してもよい。
【００１６】
単一モード光ファイバコアは比較的小さく、典型的には遠距離通信波長用の９マイクロメータよりも小さい。マルチコア光ファイバは潜在的に１つ以上のマルチモードコアを含むとともに、複数の単一モードコアを含んでもよい。単一モード光ファイバコア内に回折構造を形成するためには、例示の超高速レーザ加工システムのビームスポットを高度に正確かつ精密に制御することが必要となることがある。しかし、マルチモード光ファイバコアはコア内に構造を形成するために非常に大きな容積を有しても良い。典型的には、マルチモードファイバコアの半径は約１０マイクロメータから２００マイクロメータの範囲であり、遠距離通信波長用として最も一般的なマルチモードファイバコアの半径は２５マイクロメータと３１．２５マイクメータである。マルチコア光ファイバ内を伝わる光により複数のモードを使用することは、これらファイバ内の光を制御及び監視するための非常に多数の可能な構造形体を提供することを可能とする。
【００１７】
このように、超高速レーザ加工技術をマルチコア光ファイバに応用することにより、Stephen J. Mihailov 等の著作に開示された第１次の単一モードＦＢＧ構造を超えて光ファイバ内で直接レーザ書込構造の可能な利用分野を大幅に拡大することができる。
【００１８】
本発明の例示の実施形態は、例えば、ＦＢＧ構造、長周期ＦＢＧ構造（ＬＰＦＢＧ構造）；一体型フォトニック結晶部及び／又はディフラクティブカップリングオプティックス（回折結合光学素子）を有する光ファイバ；各コア毎に光の進行を別々に操作するための回折構造を有する多数の平行な光ファイバコアを備えたマルチコア光ファイバ；中央単一モード光ファイバコア内に形成されたＦＢＧ構造を備えた同軸マルチコア光ファイバ等、の光ファイバ内に形成された複数の回折構造を含む。これらの変形マルチコア光ファイバは、少し例を挙げれば、波長が安定したハイパワーで非冷却レーザ光源；分散補正技術の適用分野；光ファイバを含む種々の状況、および多くの光遠距離通信の適用分野において有益である。
【００１９】
図１Ａ及び１Ｂは所定の波長帯域用に設計された同軸マルチコアＦＢＧ１０６を例示する図である。図１Ａ及び１Ｂに示す同軸マルチコアファイバは、内部光ファイバコア１００と、外部光ファイバコア１０２と、クラッド層１０３を有する。尚、同軸複式コア光ファイバは図１Ａ−１Ｄを含む多くの図面で選択されているが、これは単に図示のための例示であり、これに限定することを意図するものではない。３個以上の光ファイバコアを有する同軸マルチコア光ファイバもまた本発明に含めてもよい。
【００２０】
図１Ａ及び１Ｂに示す例示のＦＢＧ１０６は、内部光ファイバコア１００内に配置されて実質平坦な透過面を有する複数の円筒状の指標変更部１０４により形成される。例示のＦＢＧ１０６により形成されたブラッグ回折格子構造は、単一周期のブラッグ回折格子構造または長周期のブラッグ回折格子構造であってもよい。各指標変更部の両透過面は実質平行であり、隣接する指標変更部の対向する透過面も同様に平行な面である。これらの指標変更部は、望ましくは、超高速レーザ光パルスで非感光性材料の複数部分を選択的に照射することにより、内部光ファイバコア１００の非感光性材料の最初の屈折率とは異なる屈折率を有するように変化されている。
【００２１】
図１Ｂでは、内部光ファイバコア１００は、実質円筒形表面と、コア縦軸と、コア半径を有する円筒形状に図示されている。外部光ファイバコア１０２は、図１Ｂでは、内部光ファイバコア１００の実質円筒表面の周囲に形成された環状円筒形として図示されている。当業者は、これらの光ファイバコアの断面形状がこのような円形対称の形状に限定されないことを理解するであろう。限定する者ではないが、他の断面形状、例えば、立体または空洞楕円形、矩形、多角形のコアを含む光ファイバコアも同様に本発明で使用可能である。偏光保持光ファイバコアもまた同様に使用可能である。
【００２２】
一実施の形態では、内部光ファイバコア１００は単一モードの光ファイバコアであってもよい。この実施の形態は、多数モードの光が外部光ファイバコア１０内を進み、損失を低減して透過することを可能にしながら、内部光ファイバコア１００内を伝わる単一モード光の強いフィードバックをもたらすことが特に望ましい。例えば、この実施の形態は、図１４を参照して後述するようなハイパワー（高出力）レーザ波長ロック（ｌｏｃｋｉｎｇ）システムにおいて特に望ましい。
【００２３】
内部光ファイバコア１００は、高強度で超高速のレーザ照射により変更される屈折率を有する非感光性材料で形成されることが望ましい。内部光ファイバコア１００と指標変更部１０４間の分別できる指標の変化は非感光性材料の選択に依存する。多くの材料は、分別できる指標の変化として１０−５から１０−３までの値を示し、典型的には略１０−４の値であるが、三酸化砒素は高々１０−２の値の分別できる指標の変化を示すことが留意される。結晶又は半結晶材料もまた更に高い分別可能な指標変化を示すことができる。これらの材料では、指標変更部１０４の結晶性が超高速レーザ加工により変化され、その結果、非結晶材料と比較して相対的により高い分別可能な指標変化を示すことになる。内部光ファイバコア１００の非感光性材料は、石英ガラス、ホウケイ酸塩、石英、フッ化ジルコニウム、ハロゲン化銀、カルコゲナイドガラス、光学用プラスチック、純粋な溶融石英、アルミノ珪酸塩、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、アクリル酸、及び／又は三酸化砒素のうち１つ又は複数の材料を含むことが望ましい。
【００２４】
外部光ファイバコア１０２は、望ましくはマルチモード光ファイバコアの非感光性材料の最初（変更前）の屈折率よりも小さい屈折率を有している。外部光ファイバコア１０２は、光ファイバコアに一般に使用される任意の材料で形成することができるが、特に、図９に示すように、外部光ファイバコア１０２に回折構造を形成することを望む場合は、内部光ファイバコア１００の非感光性材料と同様の非感光性材料を使用することが望ましい。更に、本発明の一体型回折構造を有する例示の同軸マルチコア光ファイバは、外部光ファイバコア１０２の外表面に形成されたクラッド層１０３を有することが望ましい。このクラッド層は光ファイバクラッドに一般に使用される任意の材料で形成することができるが、光ファイバコアの非感光性材料と同様の非感光性材料を使用することが望ましい。尚、回折構造がクラッド層１０３にも形成可能であることが留意される。
【００２５】
図１Ａ及び１Ｂに示す例示のブラッグ回折格子構造の指標変更部１０４は、縱（長手）方向に一定の厚み１０８と縱（長手）方向に一定のピッチ１１０を有する。縱方向の厚み１０８と縱方向のピッチ１１０は、ブラッグ回折格子構造が所定の波長帯域と好適に結合するように選択される。長周期ブラッグ回折格子構造の縱方向のピッチは、該構造で反射されたピーク波長を決定し、指標変更部の縱方向のピッチは、回折格子構造のＱ値、即ち、反射波長帯域の全幅最大半減に影響を及ぼす。従って、ブラッグ回折格子構造１０６が長周期のブラッグ回折格子構造である場合は、縱方向のピッチ１１０は該材料における所定の波長帯域のうち最長の波長よりも大きいことが望ましい。縱方向の厚み１０８は縱方向のピッチ１１０の半分よりも小さいことが望ましい。最小の縱方向の厚みは、ＦＢＧを形成するのに使用される超高速レーザ加工システムにより形成される最小の構成寸法により決まり、一般には１０ナノメータより大きい。
【００２６】
遠距離通信の波長帯域では、例示のブラッグ回折格子構造の指標変更部１０４は、．１〜２０マイクロメータの範囲、好ましくは５〜１０マイクロメータの範囲の縱方向の厚みを有することが望ましい。それらの縱方向のピッチは、望ましくは、．５〜５００マイクロメータの範囲であり、より好ましくは１５〜２０マイクロメータの範囲である。
【００２７】
尚、ブラッグ回折格子構造の複数の周期と、充填率又は空間占有率（ｆｉｌｌｉｎｇ  ｆａｃｔｏｒ）と、内部光ファイバコア１００と指標変更部１０４間の分別可能な指標変化が、所定の波長帯域で反射（又は透過）された内部光ファイバコア１００内を伝わる光の分率（フラクション）を決定する。充填率とは、指標変更部１０４により充填された内部光ファイバコア１００の断面積の測定値である。例えば、図１Ａ及び１Ｂに示す例示のＦＢＧは、図１Ｃ及び１Ｄに示す例示のＦＢＧのものよりも高い充填率を有する。従って、これら２例のＦＢＧ構造の周期の数と分別可能な指標変化が同一である場合は、図１Ａ及び１Ｂに示す例示のＦＢＧによる所定の波長帯域で反射（又は透過）された内部光ファイバコア１００内を伝わる光の分率（フラクション）は、図１Ｃ及び１Ｄに示す例示のＦＢＧのものよりも大きな（小さな）充填率となる。尚、内部光ファイバコア１００（又は外部光ファイバコア１０２）内に形成された例示のブラッグ回折格子構造はまた、内部光ファイバコア１００（又は外部光ファイバコア１０２）内を伝わる光の部分を外部光ファイバコア１０２（又は内部光ファイバコア１００）内に散乱させるように構成してもよい。図６Ａ及び６Ｂに示す例示のＦＢＧ構造は、特にこの目的に適している。
【００２８】
ブラッグ回折格子構造１０６により内部光ファイバコア１００方向に沿って反射して戻される光の望ましい分率（フラクション）は９９．９％まで可能である。例示のマルチコア光ファイバのコア内に結合される光の相対的な量により、高反射率の回折格子のブラッグ回折格子構造であっても、マルチコア光ファイバ内を伝わる光全体の僅かな部分だけが反射するだけである。多くの適用のために、レーザ波長のロックや全反射光の分率（フラクション）は、好ましくは３％〜２０％の範囲とされる。制限されたモード数で内部光ファイバコア１００内を伝わる反射光だけが例示のレーザ波長ロックシステムの質を改善することができる。図１Ａに示す例示のマルチモードＦＢＧは７個だけの指標変更部１０４を有して６周期のブラッグ回折格子構造を形成しているが、１００周期以上のブラッグ回折格子構造がもっと一般的である。ＦＢＧにおける周期の数は光ファイバの長さによってのみ制限される。いくつかの適用例では、数千または数万もの周期を有するブラッグ回折格子構造が望ましい場合がある。
【００２９】
図１Ｃ及び１Ｄは他の例の同軸マルチコアＦＢＧ１０６を示すもので、内部光ファイバコア１００内に配置された実質平坦な透過面を有する多数の円筒形指標変更部１１２により形成されている。図１Ｃ及び１Ｄに例示の同軸マルチコア光ファイバではクラッドが図示されていない。本発明ではクラッド層は必要ではないが、図１Ｃ及び１Ｄに例示の実施形態（及び同様に他のいくつかの実施形態）の図示でクラッド層を削除しているのは、図面を簡潔にするためであり、そのような構成に限定することを意図するものではない。図１Ｃ及び１Ｄに例示の同軸マルチコアＦＢＧと図１Ａ及び１Ｂに例示のものとの相違点は、内部光ファイバコア１００のコア半径よりも小さい円筒形指標変更部１１２の指標変更部半径１１４を有していることである。図１Ｃ及び１Ｄに例示の実施形態では、指標変更部半径１１４は、例示のブラッグ回折格子構造をマルチモード内部光ファイバコアの横軸モードの望ましいサブセットと好適に結合するように変化することができるパラメータを提示する。
【００３０】
図４Ａに示すように、円筒形指標変更部４００の指標変更部半径は内部光ファイバコア１００の縱方向における指標変更部間で変化され、例示のブラッグ回折格子構造４０２を内部光ファイバコア１００の横軸モードの更に特定のサブセットと好適に結合するように構成される。
【００３１】
図２Ａ及び２Ｂは所定の波長帯域用に設計された他の例の同軸マルチコアＦＢＧ１０６を示す。この例示の同軸マルチコアＦＢＧは、内部光ファイバコア１００内に配置された、実質平坦な透過面を有する多数の環状指標変更部２００により形成される。各環状指標変更部２００は、内部光ファイバコア１００の縦方向コア軸と同軸の縱方向の指標変更部軸と、図２Ａ及び２Ｂの実施形態ではコア半径に等しい指標変更部の外側半径と、指標変更部の内側半径２０２を含む。指標変更部の内側半径２０２は、ブラッグ回折格子構造１０６を内部光ファイバコア１００の横軸モードの望ましいサブセットと好適に結合するように選択される。
【００３２】
図２Ｃ及び２Ｄは、内部光ファイバコア１００内に配置された、多数の環状指標変更部２０４により形成される。図２Ｃ及び２Ｄに例示の同軸マルチコアＦＢＧと図２Ａ及び２Ｂの同軸マルチコアＦＢＧとの相違点は、ブラッグ回折格子構造１０６を内部光ファイバコア１００の横軸モードの望ましいサブセットと好適に結合するように、環状指標変更部２０４の指標変更部の外側半径２０６が指標変更部の内側半径２０２と同様に変化することである。また、図４Ｂに示すように、環状指標変更部２０４の指標変更部外側半径と指標変更部の内側半径２０２の一方又は両方が、内部光ファイバコア１００の縱方向において異なる指標変更部間で変化して、例示のブラッグ回折格子構造４０６を内部光ファイバコア１００の横軸モードの更に特定のサブセットと好適に結合するように構成されていることである。
【００３３】
図３Ａ及び３Ｂは所定の波長帯域用に設計された他の例の同軸マルチコアＦＢＧ３０２を示す。この例示の同軸マルチコアＦＢＧは、内部光ファイバコア１００内に配置された多数の環状指標変更部３００により形成される。各指標変更部３００は環状で弓形の扇形状部分（セグメント）であり、図３Ａ及び３Ｂの実施形態では内部光ファイバコア１００のコア半径よりも小さい指標変更部の外側半径と、指標変更部の内側半径と、内部光ファイバコア１００の縦方向コア軸の周囲に形成された環状延在部を含む。
【００３４】
必ずしも必要ではないが、環状で弓形の扇形状部分の環状延在部は略３６０°／ｎに等しいことが望ましい。ここで、ｎは１より大きい整数である。このような環状で弓形の扇形状部分は、ラゲールの多項式で記述される内部光ファイバコア１００の横軸モードのサブセットと好適に結合することが望ましい。
【００３５】
図３Ａ及び３Ｂの実施形態では環状で弓形の扇形状部分３００は、内部光ファイバコア１００の縱方向コア軸に平行な単線に沿って長手方向に配置される。
【００３６】
尚、環状で弓形の扇形状部分３００は、代替の形態としては、図３Ｅ及び３Ｆに示すように、縦方向コア軸の回りに螺旋状に配列してもよい。この代替の実施形態では、環状弓形の扇形状部分は、近傍の環状弓形の扇形状部分が略３６０°／ｎの環状分離部を有するように螺旋状に配置されることが望ましい。ここで、ｎは螺旋の１周期における環状弓形の扇形状部分の数を表す１より大きい整数である。図３Ｅ及び３Ｆでは、螺旋の１周期当たり４つの環状弓形の扇形状部分を有し、従って、本実施の形態の同軸マルチコアＦＢＧの環状弓形の扇形状部分３００は、４つのサブセットの環状弓形の扇形状部分３０８，３１０，３１２，３１４内に配列され得る。
【００３７】
図３Ｃ及び３Ｄは、内部光ファイバコア１００内に配置された環状弓形の扇形状部分３００の２個のサブセットで形成された多波長の同軸マルチコアＦＢＧの例を示す。サブセット３０４の環状弓形の扇形状部分は内部光ファイバコア１００内に第１の縦方向厚みと第１の縦方向ピッチを有する。これら環状弓形の扇形状部分の第１の縦方向厚みと第１の縦方向ピッチは、サブセット３０４で形成されたブラッグ回折格子構造の部分が所定の波長帯域の波長の第１のサブバンドと好適に結合されるように選定される。サブセット３０６の環状弓形の扇形状部分は内部光ファイバコア１００内に第２の縦方向厚みと第２の縦方向ピッチを有し、該縦方向厚みと縦方向ピッチは、サブセット３０６で形成されたブラッグ回折格子構造の部分が所定の波長帯域の波長の第２のサブバンドと好適に結合されるように選定される。この所定の波長帯域の第２のサブバンドは第１のサブバンドと異なることが望ましく、図３Ｃ及び３Ｄに例示の同軸マルチコアＦＢＧが所定の波長帯域の２つのサブバンドと結合することを可能とする。図３Ｃ及び３Ｄにおいて、環状弓形の扇形状部分の２つのサブセットを選択することは、単に図示のためであり、そのように限定することを意図するものではない。
【００３８】
尚、指標変更部の外側半径、指標変更部の内側半径または環状弓形の扇形状部分の環状延在部のうちの幾つか又は全ては、ブラッグ回折格子構造３０２を内部光ファイバコア１００の横方向モードの望ましいサブセットと好適に結合するように選定される。また、図４Ｃに示すように、環状弓形の扇形状部分４０８の指標変更部の外側半径、指標変更部の内側半径及び／又は環状延在部は、内部光ファイバコア１００の縦方向における異なる指標変更部間で変化されることで、例示のブラッグ回折格子構造４１０を内部光ファイバコア１００の横軸モードの更に特定のサブセットと好適に結合するように構成してもよい。
【００３９】
図５Ａ及び５Ｂは、打ち切り効果を持たせた（ａｐｏｄｉｚｅｄ）同軸マルチコアＦＢＧ構造を例示している。図５Ａは、円筒形状の複数の指標変更部を有する打ち切り効果を持たせた（ａｐｏｄｉｚｅｄ）同軸マルチコアＦＢＧを例示している。これら円筒形指標変更部の指標変更部外側半径は、ブラッグ回折格子構造５００が打ち切り効果を持たせた（ａｐｏｄｉｚｅｄ）ブラッグ回折格子構造となるように、内部光ファイバコア１００の縦方向における異なる指標変更部間で変化される。図５Ｂは、環状又は環状で弓形の指標変更部より成る同様の打ち切り効果を持たせた（ａｐｏｄｉｚｅｄ）同軸マルチコアＦＢＧ構造５０２を示す。この例示の構造では、複数の指標変更部の指標変更部外側半径又は指標変更部内側半径（又は環状弓形扇形状部分）の少なくとも１つが、内部光ファイバコア１００の縦方向における異なる指標変更部間で変化され、望ましくは、例示の打ち切り効果を持たせた（ａｐｏｄｉｚｅｄ）同軸マルチコア構造５０２を形成する。
【００４０】
図６Ａ及び６Ｂは更に２つの例示の同軸マルチコアＦＢＧ構造を示す。図６Ａに例示のブラッグ回折格子構造６０２は円錐形の透過面を有する指標変更部６００により形成され、図６Ｂに例示のブラッグ回折格子構造６０６は曲面形状の透過面を有する指標変更部６０４により形成されている。図６Ｂに示すように、指標変更部６０４の透過曲面は非球面又は球面の曲面であってもよい。図６Ａ及び６Ｂに示すような、指標変更部が非平坦な透過面を有する例示のブラッグ回折格子構造は、マルチモード内部ファイバコア内を伝わる光の横軸モードを変換するのに望ましい構成としてもよい。光伝播領域の種々の横軸モードにおいてこのように相対的な出力パワーを制御することは、接合されたファイバカプラ又は他のファイバカップリング手段における結合効率を所望に改善できる。また、他の代替例としては、非平坦な透過面を有する指標変更部を備えたこのような例示のブラッグ回折格子構造は、望ましくは、内部光ファイバコア１００内を伝播する光の部分を外部光ファイバコア１０２内に散乱させる構成としてもよい。非平坦な透過面を有する例示の指標変更部は、図６Ａ及び６Ｂでは、内部光ファイバコア１００の幅方向を横切るように拡張しているが、非平坦透過面の指標変更部はまたファイバコアの半径よりも小さい指標変更部半径を有する構成としてもよく、また、輪環形又は環状の弓形扇形状部分として形成してもよい。
【００４１】
図７，８，９，１０は数種類の多波長同軸マルチコアＦＢＧ構造を例示する図である。図７は多波長同軸マルチコアＦＢＧの一例を示すもので、指標変更部は縦方向に２つのサブセットに分離され、一方のサブセットの指標変更部７０２はブラッグ回折格子構造の第１の部分７００を形成し、他方のサブセットの指標変更部７１９は第２の部分７０８を形成する。第１の部分７００に含まれる指標変更部７０２は、内部光ファイバコア１００内に第１の縦方向厚み７０４と第１の縦方向ピッチ７０６を有し、これらの厚み及びピッチは、ブラッグ回折格子構造の第１の部分７００が所定の波長帯域の波長の第１のサブバンドと好適に結合するように選定される。第２の部分７０８に含まれる指標変更部７１０は、内部光ファイバコア１００内に第２の縦方向厚み７１２と第２の縦方向ピッチ７１４を有し、これらの厚み及びピッチは、ブラッグ回折格子構造の第２の部分７０８が所定の波長帯域の波長の第２のサブバンドと好適に結合するように選定される。ここで、波長の第２のサブバンドは第１のサブバンドと異なる波長帯域である。これにより、ブラッグ回折格子構造は２個別々の同軸マルチコアＦＢＧ構造として機能するのに望ましい構成となる。
【００４２】
尚、図７では、所定の波長帯域の波長の異なるサブバンドと結合されるブラッグ回折格子構造の２つだけの部分を有する構成であるが、これは単に図示を簡潔にするためであり、このような構成に限定するものではない。また、例示の指標変更部のサブセットは、図７では、内部光ファイバコア１００の幅方向を横切るように延びる円筒状の部分としているが、ファイバコアの半径よりも小さい指標変更部半径を有する円筒形指標変更部、及び／又は環状又は環状弓形の指標変更部を用いることで例示の多波長同軸マルチコアＦＢＧ構造を構成してもよい。これら代替の指標変更部を使用することで、ブラッグ回折格子構造の種々の部分が、（マルチモードコアの場合は）波長の異なるサブバンドと同様に内部光ファイバコアの横軸モードの異なるサブセットと好適に結合することが可能となる。更に、多波長同軸マルチコアＦＢＧ構造において環状弓形の指標変更部を使用することにより、図３Ｃに示すように、ブラッグ回折格子構造の縦方向の長さを低減することが可能となる。
【００４３】
図８は多波長同軸マルチコアＦＢＧ８００の他の例を示すもので、波長分散光学タップとして機能できる構成である。この実施形態では、斜面状の円筒形指標変更部８０２が傾斜した平坦透過面を有する。これらの平坦透過面は、同軸マルチコア光ファイバの縦方向コア軸が該透過面に対して所定の入射角度を有するように内部光ファイバコア１００内で傾斜している。これら傾斜した平坦な透過面を備えることで、多波長同軸マルチコアＦＢＧ８００は外部光ファイバコア１０２（及びクラッド層を含む場合はクラッド層）を通って伝わる光８０４の所定分量を反射し、伝播する光８０４の光度を観測することが可能となる。尚、他のブラッグ回折格子構造、特に、（図９及び１０に示すような）非対称の指標変更部及び／又は指標変更外部光ファイバコア部を有する構造は、外部光ファイバコア１０２を介して光を散乱させることが予想され、従って、マルチコア光ファイバにおける光学タップを形成するのにも使用可能である。
【００４４】
更に、図８に示す実施の形態では、傾斜円筒形の指標変更部８０２の縦方向厚みと縦方向ピッチは、内部光ファイバコア１００の縦方向に沿って連続的に変化し、チャープブラッグ回折格子構造を形成している。これにより、伝播する光８０４の種々の波長（λ１，λ２，λ３，λ４，λ５）が、多波長同軸マルチコアＦＢＧ８００により異なる地点で外部光ファイバコア１０２を通って反射することが可能となる。このようにして、伝播する光８０４のスペクトル成分が観測される。
【００４５】
図９は、異なる形体の指標変更部により形成されたブラッグ回折格子構造の２つの部分を有する同軸マルチコアＦＢＧの更に別の例を示す。円筒形の指標変更部９００が内部光ファイバコア１００から外部光ファイバコア１０２内に延在し、環状の指標変更クラッド部９０２全体が外部光ファイバコア１０２内に形成されている。指標変更部９００及び指標変更クラッド部９０２は、図９に示すように、外部光ファイバコア１０２を通って途中まで延ばしてもよく、または外部コア表面まで完全に通過した構成としてもよい。尚、円筒形の指標変更部９００又は環状の指標変更クラッド部９０２は、同様にクラッド層１０３内に延在してもよい。ブラッグ回折格子構造を外部光ファイバコア内を伝播する光と結合することに加えて、指標変更部を外部光ファイバコア内に延在させたことにより、更に高次の横軸モードの内部光ファイバコアをブラッグ回折格子構造と結合することを増進させることができるとともに、外部光ファイバコア１０２内に指標変更クラッド部全体を形成することで、ブラッグ回折格子構造で発生した内部光ファイバコアのより低次の横軸モードに対する摂動を低減することができる。単一モードの内部コアを有するマルチコア光ファイバでは、外部光ファイバコア内に指標変更部を形成することで、伝播する光の減衰（エバネッセント）部を結合することを可能にし、内部光ファイバコアに沿って戻る所定波長帯域の光の一部を反射するか又は、光を内部光ファイバコア内に散乱させる。外部光ファイバコア内の指標変更部は、内部及び外部の光ファイバコアの一方または両方での所定波長帯域の光を散乱させるように機能し、別々のコア内を伝播する光の合成を行うか又は光学タップを形成することができる。指標変更部が全体的に内部光ファイバコア内に形成されたことで、外部光ファイバコア内に部分的又は全体的に形成された指標変更部の種々のパラメータは、光ファイバの縦方向における異なる指標変更部間で変化され、その結果、ブラッグ回折格子構造は打ち切り効果を持たせた（ａｐｏｄｉｚｅｄ）ブラッグ回折格子構造となる。
【００４６】
環状及び環状弓形の指標変更部は両方とも同様に外部光ファイアバ内に延ばすことができると考えられる。また、内部光ファイバコア１００内に全体的に形成された指標変更部は、外部光ファイバコア１０２内に延在した指標変更部及び／又は外部光ファイバコア１０２内に全体的に形成された指標変更クラッド部と結合した構成であってもよい。
【００４７】
図１０はチャープ同軸マルチコアＦＢＧ１０００のまた別の例を示すもので、外部光ファイバコア１０２内に形成された指標変更環状弓形の扇形状部１００２により形成されている。図示のように、伝播する光８０４を外部光ファイバコア１０２を通して散乱させる例示により、例示のチャープ同軸マルチコアＦＢＧ１０００は、伝播する光８０４をのスペクトル成分を観測する波長分散型光学タップとして使用可能である。
【００４８】
例示の同軸マルチコアＦＢＧは、また、非周期的パターンで配列された指標変更部を有する構成として形成可能である。その結果、ブラッグ回折格子構造は、望ましくは、各光ファイバコア内を伝播する光に対して所定波長帯域において所定の透過スペクトルを有するように形成され、これにより、ファイバを通過する光のスペクトルを所望のスペクトル形状及び分布に変えることが可能となる。
【００４９】
本発明のまた別の実施の形態は、一体型フォトニック結晶部を有するマルチコア光ファイバである。これらの一体型フォトニック結晶構造は、前述のブラッグ回折格子構造を形成するのに用いられる方法と同様の方法で、これらファイバの１つ以上の光ファイバコアの部分を変化させる超高速レーザ加工システムを用いて形成される。単一モード及びマルチモードの光ファイバコアのコア内にフォトニック結晶部を有することにより、これらのコアに沿って進む光を更に大きく制御することと、コア間の結合を可能とする。更に、これらの一体型フォトニック結晶構造は、マルチコア光ファイバと他の光ファイバを含む他の光学部品間の結合効率を改善するのに利用される。更に、これらの一体型フォトニック結晶構造を用いて、高度に選択的な波長特定カプラを作成することができる。このようなカプラは、高密度波長分割マルチプレックス光通信システムでの使用に特に望ましい。
【００５０】
図１２Ａ及び１２Ｂは、このような構造が同軸マルチコア光ファイバの内部光ファイバ内に形成された例を示すものである。同軸マルチコア光ファイバは図示のための例として選択されている。図１２Ａでは、内部光ファイバコア１００は円筒形の指標変更部１０４を有し、該指標変更部１０４は、内部光ファイバコア１００の非感光性材料の最初の屈折率と異なる変更後の屈折率を有する。円筒形の指標変更部１０４は内部光ファイバコア１００内に配置され、一次元のフォトニック結晶構造１２００を形成する。一次元のフォトニック結晶構造１２００は、欠損部１２０２を含むこと以外は、図１Ａのブラッグ回折格子構造１０６と同様の概観構成である。（尚、一次元のフォトニック結晶構造１２００における円筒形の指標変更部１０４の縦方向厚みと縦方向ピッチは、ブラッグ回折格子構造１０６のものより小さいことが望ましい。）
【００５１】
図１２Ｂは、内部光ファイバコア１００内に形成された三次元のフォトニック結晶構造１２０４を備えた同軸マルチコア光ファイバの例を示す。例示の三次元フォトニック結晶構造１２０４は、規則的に距離をおいて配置された多数の球形の指標変更部１２０６で形成されている。球形の指標変更部１２０６で形成された格子は、規則的な間隔をあけて生じる欠損部１２０８により中断される。
【００５２】
尚、一次元のフォトニック結晶構造１２００内の欠損部１２０２と三次元のフォトニック結晶構造１２０４内の欠損部１２０８は両方とも指標変更部の欠損より構成されているが、他の形態の欠損、例えば、追加の指標変更部、異なる形状の指標変更部、又はフォトニック結晶の周期構造の変化等をこれらの例示のフォトニック結晶構造に形成してもよい。また、例示の二次元のフォトニック結晶構造も、本発明の実施の形態によるマルチモード光ファイバコア内に形成可能である。当業者であれば、図１２Ａ及び１２Ｂに示す構造と同様のフォトニック結晶構造も同様に外部光ファイバコア内に形成可能であることを理解するであろう。
【００５３】
本発明の更に他の実施の形態は、一体型回折カップリングオプチックスである。これらの一体型回折カップリングオプチックス構造もまた、マルチコア光ファイバの入力及び出力面近傍の１つ以上の光ファイバコアの変更部に対して超高速レーザ加工システムを使用することにより形成される。マルチコア光ファイバのコア内に一体型回折カップリングオプチックスを備えることで、これらの光ファイバと他の光学素子間の結合効率を大幅に改善できる。また、一体型回折カップリングオプチックスは、ファイバオプチックス・システム内にフリースペースのカップリング・オプチックスを設ける必要がなくなるので、ファイバオプチックス・システムにおける容積を抑制する課題の解消を可能としている。このような一体型回折カップリングオプチックスはまた、マルチコア光ファイバの回折光ファイバコアに沿って伝播する光を効率的に分離させることができるマルチプレックスの光通信システムにおいても有効であることがわかる。図１２Ａ及び１２Ｂに示す実施の形態の場合と同様に、図１３Ａ−Ｆでは、同軸マルチコア光ファイアｂは図示のために選定されたものである。また、図１３Ａ−Ｆに示す実施の形態では、内部光コア内においてのみ一体型回折カップリングオプチックスを備えているが、これは単に図示を簡潔にするためであり、このような構成に限定するものではない。
【００５４】
図１３Ａ及び１３Ｂは、一体型回折カップリングオプチックスを備えた同軸マルチコア光ファイバの１実施の形態を示す。この例では、内部光ファイバコア１００は、実質平坦な端面に隣接した結合（カップリング）部を有する。この結合部は同心円環状の指標変更部１３００及び１３０２と円筒形指標変更部１３０４で形成され、これらの指標変更部の屈折率は、内部光ファイバコア１００の非感光性材料の最初の屈折率と異なる値に変更されている。同心円環状の指標変更部１３００及び１３０２と円筒形指標変更部１３０４は、円形の二次元回折光学レンズを形成するように配置されている。このレンズは指標変更部の半径により、球面又は非球面としてもよい。尚、この例示の円形二次元回折光学レンズの焦点距離は波長依存性である。従って、このようなレンズは広帯域幅の用途に対しては望ましくない。
【００５５】
図１３Ｃ及び１３Ｄは、一体型楕円二次元回折光学レンズを備えた同軸マルチコア光ファイバの他の例を示す。この例では、結合部は同心楕円環状の指標変更部１３０６及び１３０８と楕円形指標変更部１３１０で形成され、これらの指標変更部の屈折率は、内部光ファイバコア１００の非感光性材料の最初の屈折率と異なる値に変更されている。このレンズは、Ｘ，Ｙ方向のテーパ角度（円錐角）の望ましい比率により、大楕円率のうちの小さい楕円率を有するように設計されている。
【００５６】
図１３Ｅ及び１３Ｆは、一体型一次元回折光学レンズを備えた同軸マルチコア光ファイバの更に別の実施例を示す。この例の一体型カップリングオプチックス部は円筒形レンズとして機能し得る。このようなレンズは、半導体レーザからのを同軸マルチコア光ファイバの内部光ファイバコア内に結合するのに特に望ましい。図１３Ｅ及び１３Ｆに示す結合部は、平行で真っ直ぐな指標変更部１３１２、１３１４及び１３１６により内部光ファイバコア１００内に形成される。平行で真っ直ぐな指標変更部１３１２、１３１４及び１３１６は、内部光ファイバコア１００の結合部に形成された一体型回折カップリングオプチックスが一次元の回折光学レンズとなるようなサイズ及び配置構成とされている。尚、平行で真っ直ぐな指標変更部１３１２、１３１４及び１３１６は、また、透過回折格子を形成し、同等のサイズと容積を有する場合は、同軸マルチコア光ファイバ内を伝播する種々の波長の光を別々の方向に回折させることが可能となる。
【００５７】
本発明のまた別の実施の形態は、２つ以上の平行で非同軸の光ファイバコアをクラッド層内に含むマルチコア光ファイバであり、一体型回折構造が少なくとも１つの非同軸光ファイバコアまたはクラッド層に形成されたマルチコア光ファイバである。これら一体型回折構造は上述の任意の回折構造を備えても良く、前述の同軸マルチコア光ファイバにおける回折構造の形成に用いた方法と同様の方法で、１つ以上の光ファイバコア又はファイバのクラッド層の超高速レーザ加工システムを用いた変更部で形成することができる。
【００５８】
図１１Ａは、平行で非同軸の光ファイバコア１１０２及び１１０４を備えたマルチコアＦＢＧの例を示す。図１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄは、マルチコア光ファイバのクラッド層内の平行で非同軸の光ファイバコアのまた別の３つの構成例を示す。これら３つの図示の構成は単に図使用の例示であり、全てを例示することを意図するものではない。尚、図１１Ａ−１１Ｄに示す非同軸光ファイバコアの例は円形断面で円筒形の略同じ大きさとしているが、異なる大きさであり、他の断面形状を有する光ファイバコアもまた使用できる。図１１Ｂは断面が円形のクラッド層１１００内に配置された２個の非同軸光ファイバコア１１０２及び１１０４を示す。図１１Ｃは円形のクラッド層１１００内に対称形に配置された３個の非同軸光ファイバコア１１０２、１１０４及び１１１２を示す。図１１Ｄは断面が楕円形のクラッド層１１００内に配置された２個の非同軸光ファイバコア１１０２及び１１０４を示す。図１１の構成例では、２個の非同軸光ファイバコア１１０２及び１１０４は、望ましくは、各々が楕円筒形のクラッド層１１００の焦点軸を有し、この実施の形態では、非同軸光ファイバコア１１０２及び１１０４間のある横軸モードの充分なカップリング（またはデカップリング）を可能とする。
【００５９】
尚、種々の非同軸光ファイバコア間の屈折率は多くの場合同じであることが望ましいが、屈折率は特定の用途によっては異なる値であってもよい。いずれの場合も、非同軸光ファイバコアを囲むクラッド層のクラッド屈折率は、光ファイバコア内を伝播する光の閉じ込めを補助するために、任意の光ファイバコアの最初の屈折率よりも小さく設定されている。
【００６０】
図１１Ａは、光ファイバコア１１０４からの特定波長λ３の部分光１１０６を、他の波長λ１及びλ２の部分光１１０６に重大な影響を及ぼすことなく、光ファイバコア１１０２に結合するように設計されたマルチコアＦＢＧである。傾斜したＦＢＧ部１１０８は、光ファイバコア１１０４からの所望の波長の光を回折するのに使用される。傾斜したＦＢＧ部１１１０は、回折光が光ファイバコア１１０２に入射するように光ファイバコア１１０２の縦方向に配置されており、回折光を光ファイバコア１１０２に効率的に結合するのに使用してもよい。光ファイバコア１１０４がマルチモード光ファイバコアである場合は、光部分は、光ファイバコア１１０４の特定の横軸モードまたは横軸モードのサブセットから好適に回折してもよい。数個の非同軸光ファイバコア間に配置された波長特定傾斜ＦＢＧのシステムは、波長分割マルチプレクス光通信システム用の効率的なマルチプレクサ／デマルチプレクサを形成することができる。
【００６１】
尚、図１Ａの一組の傾斜ＦＢＧ部の設計例は光ファイバコア１１０２と１１０４間のリバーシブル（可逆の）カップリングを可能にしているが、傾斜ＦＧＢ部１１０８を注意深く設計することにより、傾斜ＦＧＢ部１１１０を使用することなく回折光を光ファイバコア１１０２に充分に結合することを可能にし得る。このような単一の傾斜ＦＢＧ設計は、光ファイバコア１１０４からの光を光ファイバコア１１０２に結合することのみ可能にするであろう。
【００６２】
図１５Ａ及び１５Ｂは、複数の光ファイバコアにうちの１つに形成された一体型回折構造この例では、３次元フォトニック結晶構造１５０８、を備えた非同軸マルチコア光ファイバの他の例を示す。例示の３次元フォトニック結晶構造１５０８は、多数の規則的に間隔を置いて配置された球状指標変更部１５０４により形成されている。球状指標変更部１５０４により形成され格子は、等間隔ごとに欠損部を介在させることで、中断されている。フォトニック結晶構造は内部光ファイバコア１００内に形成され、外部光ファイバコア１５００の中心軸から偏倚している。この実施の形態では、外部光ファイバコア１５００は断面楕円形の円筒形であり、内部光ファイバコア１００は外部光ファイバコア１５００の複数の焦点軸の１つに沿って直線状に配置されているが、このような特定の幾何学構成は単に図示のためであって、このような構成に限定するものではく、３次元フォトニック結晶構造１５０８の選択は一体型回折構造と同様である。
【００６３】
上述の種々のマルチコア光ファイバ構造は多数の例示の光学装置を設計するのに使用することができ、その一例として、波長安定化した、高出力で、無冷却レーザ光源用として利用される。無冷却モードでレーザを動作することは、レーザ温度を制御するのに使用される帰還（フィードバック）回路を低減するとともに、レーザを冷却するのに使用される電力消費を低減できるので望ましい。ただし、残念なことに、このような無冷却動作はレーザの出力波長を一定に保持することが困難な場合がある。これはレーザの出力波長の熱依存性に起因する。これらの難題は、レーザにより大熱量が発生され、温度は大きな範囲に渡って変動するハイパワー用途において、拡大され得る。
【００６４】
これらの課題を解決する１つの方法は、外部光共振器を使用して、レーザ内に逆戻りする外部共振器と共振の光を結合することにより、レーザの出力波長を固定することである。レーザと外部共振器を光学的に結合することは、更なる光学部品を必要とし、さらに複雑さとパワー損失の増加を招くことになる。このような外部共振器は、また、望ましくは、熱的に絶縁されるか、又は低い温度依存性を有するように設計される。
【００６５】
図１４は波長安定化、ハイパワー、無冷却のレーザ光源を例示するもので、レーザ出力波長を固定するために例示のマルチコアＦＢＧ１４０８を使用している。図１４に示す実施の形態で特に望ましいハイパワーレーザの例示の形体として、連続波半導体レーザがある。この例示の波長安定化、ハイパワー、無冷却のレーザ光源は４つのハイパワーレーザを含む。これら４つのレーザは４つのカップリング光ファイバ１４０４に光学的に結合され、ファイバカプラ１４０６で単一のマルチコア光ファイバに結合される。ファイバカプラ１４０６は、望ましくは、図１４に示すようなスターカプラまたはスプライスド（接合）ファイバカプラなどの低損失ファイバカプラである。同軸マルチコア光ファイバを使用し、全てのレーザを全ての光ファイバコアに結合することが望ましい。尚、これらのハイパワー操作性能用のこの適用例として、１つ以上のマルチモード光ファイバコアを含むマルチコア光ファイバが望ましい。
【００６６】
単一のマルチコア光ファイバは、異なる屈折率を有する複数の指標変更部が超高速レーザ加工システムを用いて形成された非感光性材料より形成された低損失の内部光ファイバコアを含むことが望ましい。指標変更部は内部光ファイバコアの非感光性材料内に配置され、ブラッグ回折格子構造１４０８，これは長周期のブラッグ回折格子構造であってもよい、を形成することが望ましい。このブラッグ回折格子構造は、望ましくは、光ファイバを介してハイパワーレーザに戻る所望の波長帯域の光のフラクション（分率）を反射するように構成され、これにより、波長安定化、ハイパワー、無冷却のレーザ光源の出力波長帯域を所望の波長帯域に固定する。ブラッグ回折格子構造１４０８は、内部光ファイバコアに結合された光の９９．９％まで反射し、これは望ましくは、レーザに戻る所望の波長帯域においてレーザにより供給された光の３％〜２０％を示す。
【００６７】
内部光ファイバコアは、ハイパワーレーザ１４００の波長固定用に更に狭い帯域幅フィードバックをもたらす単一モード光ファイバコア、またはハイパワーレーザ１４００の波長固定用に更に大きい帯域幅フィードバックをもたらすマルチモード光ファイバコアであってもよい。
【００６８】
尚、例示のシステムのハイパワーレーザ１４００及びマルチコア光ファイバとしては実質的に熱的には結合されないことが望ましく、または、代替例としては、単一のマルチコア光ファイバの内部光ファイバコアの非感光性材料は、動作中にブラッグ回折格子構造１４０８で反射された所望の波長帯域における不都合な変動を防止するのに充分小さい熱膨張係数を有することが望ましい。ハイパワーレーザ１４００の動作中におけるブラッグ回折格子構造１４０８の加熱を低減する別の方法としては、レーザ結合面とブラッグ回折格子構造間のマルチコア光ファイバの非変更部である熱緩衝部１４１２を設けることである。
【００６９】
ここに例示の外部共振器の波長固定器は、少数の比較的簡単な光学素子のみ備えている。また、非感光性材料で形成されたマルチモード及び単一モードのコアを両方備えた低損失のマルチコア光ファイバを用いることにより、システムにおける電力損失が低く保たれる。更に、カップリング光ファイバ１４０４のレーザ結合面に隣接した、図１３Ａ−Ｆに示す構成と同様に、結合部１４０２と、単一のマルチコア光ファイバの出力面に隣接した出力部１４１０等の例示の回折構造を、光ファイバコア内に更に形成することにより、結合損失を更に低減することができる。その理由は、これらの回折構造は光ファイバのコア内部に形成されているので、代替される独立型（フリースタンディング）の光学素子よりも低い損失を有していることによる。
【００７０】
尚、図１４に示す波長安定化、ハイパワー、無冷却のレーザ光源は４つのハイパワーレーザ１４００を有する。ただし、４つのレーザを用いたことは単なる例示であり、他の個数のハイパワーレーザを本発明の波長安定化、ハイパワー、無冷却のレーザ光源で使用できることは当業者に理解されるであろう。これは単一のハイパワーレーザを備えたシステムを有しても良く、この場合は、カップリング光ファイバ１４０４とファイバカプラ１４０６はその動作に影響を及ぼすことなくレーザ光源から削除してもよい。
【００７１】
また、ブラッグ回折格子構造１４０８は、図１Ａ−１１Ｂを参照して説明した代替の任意の実施形態を含んでもよい。特に、ブラッグ回折格子構造１４０８は、ブラッグ回折格子構造１４０８が形成されたマルチコア光ファイバの種々の光ファイバコアを伝播するレーザ光の所定波長帯域の波長の異なるサブバンド及び／又は異なる横軸モードに好適に結合された指標変更部の多数のサブセットを含んでも良い。
【００７２】
本発明の多数の実施形態は、主として円形断面の光ファイバ構造の形成について説明している。しかし、ここで例示の構造は、断面形状が楕円、矩形、多角形および偏光保持光ファイバを含む異なる断面形状の光導波路において形成してもよい。
【００７３】
尚、本明細書ではある特定の実施形態について図面を参照して説明しているが、本発明は図示の詳細な構成に限定するものではなく、本発明の主旨から逸脱することなく、請求の範囲の記載と同等な範囲内で、その詳細について種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１Ａ】本発明のマルチコアファイバブラッグ回折格子（ＦＢＧ）の一例の図１Ｂの切断線１Ａにおける切断側面図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示すマルチコアＦＢＧの端面図である。
【図１Ｃ】本発明の他のマルチコアＦＢＧの一例の図１Ｄの切断線１Ｃにおける切断側面図である。
【図１Ｄ】図１Ｃに示す他の例のマルチコアＦＢＧの端面図である。
【図２Ａ】本発明の他のマルチコアＦＢＧの一例の図２Ｂの切断線２Ａにおける切断側面図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示すマルチコアＦＢＧの端面図である。
【図２Ｃ】本発明の他のマルチコアＦＢＧの一例の図２Ｄの切断線２Ｃにおける切断側面図である。
【図２Ｄ】図２Ｃに示す他の例のマルチコアＦＢＧの端面図である。
【図３Ａ】本発明の更に他のマルチコアＦＢＧの一例の図３Ｂの切断線３Ａにおける切断側面図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示すマルチコアＦＢＧの端面図である。
【図３Ｃ】本発明の多波長マルチコアＦＢＧの一例の図３Ｄの切断線３Ｃにおける切断側面図である。
【図３Ｄ】図３Ｃに示す多波長マルチコアＦＢＧの一例を示す端面図である。
【図３Ｅ】本発明の更に他のマルチコアＦＢＧの一例を示す側面図である。
【図３Ｆ】図３Ｅに示すマルチコアＦＢＧの端面図である。
【図４Ａ】本発明の更に他のマルチコアＦＢＧ構造の一例を示す切断側面図である。
【図４Ｂ】本発明の更に他のマルチコアＦＢＧ構造の一例を示す切断側面図である。
【図４Ｃ】本発明の更に他のマルチコアＦＢＧ構造の一例を示す切断側面図である。
【図５Ａ】本発明のアポダイズされたマルチコアＦＢＧ構造の一例を示す切断側面図である。
【図５Ｂ】本発明のアポダイズされたマルチコアＦＢＧ構造の一例を示す切断側面図である。
【図６Ａ】本発明の他のマルチコアＦＢＧ構造の一例を示す切断側面図である。
【図６Ｂ】本発明の他のマルチコアＦＢＧ構造の一例を示す切断側面図である。
【図７】本発明の多波長マルチコアＦＢＧの一例を示す切断側面図である。
【図８】本発明の多波長マルチコアＦＢＧ光学タップの一例を示す切断側面図である。
【図９】２個の代替のブラッグ回折格子構造を示す本発明の他の例の多波長マルチコアＦＢＧの切断側面図である。
【図１０】本発明の更に他の多波長マルチコアＦＢＧ光学タップの一例を示す切断側面図である。
【図１１Ａ】本発明の更に他のマルチコアＦＢＧの一例の図１１Ｂ及び１１Ｄの切断線１１Ａにおける切断側面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａに示すマルチコアＦＢＧの一実施形態の端面図である。
【図１１Ｃ】図１１Ａに示すマルチコアＦＢＧと同様のマルチコアＦＢＧの一例を示す端面図である。
【図１１Ｄ】図１１Ａに示すマルチコアＦＢＧの別の代替の実施形態を示す端面図である。
【図１２Ａ】本発明の一体型一次元フォトニック結晶体を備えたマルチコアファイバの一例を示す切断側面図である。
【図１２Ｂ】本発明の一体型三次元フォトニック結晶体を備えたマルチコアファイバの一例を示す切断側面図である。
【図１３Ａ】本発明の一体型回折カップリングオプチックスを備えたマルチコファイバの一例の図１３Ｂの切断線１３Ａにおける切断側面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａに示す一体型回折カップリングオプチックスを備えたマルチコアファイバの端面図である。
【図１３Ｃ】本発明の一体型回折カップリングオプチックスを備えたマルチコアファイバの一例の図１３Ｄの切断線１３Ｃにおける切断側面図である。
【図１３Ｄ】図１３Ｃに示す一体型回折カップリングオプチックスを備えたマルチコアファイバの一例を示す端面図である。
【図１３Ｅ】本発明の一体型回折カップリングオプチックスを備えた他のマルチコアファイバの一例を示す図１３Ｆの切断線１３Ｅにおける切断側面図である。
【図１３Ｆ】図１３Ｅに示す一体型回折カップリングオプチックスを備えたマルチコアファイバの例を示す端面図である。
【図１４】本発明の波長安定化、ハイパワー、無冷却のレーザ光源の一例を示すブロック概略図である。
【図１５Ａ】本発明の一体型三次元フォトニック結晶体を備えたマルチコアファイバの一例を示す図１５Ｂの切断線１５Ａにおける切断側面図である。
【図１５Ｂ】図１５Ａの一体型三次元フォトニック結晶体を備えたマルチコアファイバの一例を示す端面図である。
【符号の説明】
【００７５】
１００  内部光ファイバコア、    １０２  外部光ファイバコア、    １０３  クラッド層、    １０４，１１２  指標変更部、    １０６  ＦＢＧ、    １０８  縦方向厚み、    １１０  縦方向ピッチ、    １１４  指標変更部半径
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
2006285234.tif 000004
【図１Ｃ】
2006285234.tif 000005
【図１Ｄ】
2006285234.tif 000006
【図２Ａ】
2006285234.tif 000007
【図２Ｂ】
2006285234.tif 000008
【図２Ｃ】
2006285234.tif 000009
【図２Ｄ】
2006285234.tif 000010
【図３Ａ】
2006285234.tif 000011
【図３Ｂ】
2006285234.tif 000012
【図３Ｃ】
2006285234.tif 000013
【図３Ｄ】
2006285234.tif 000014
【図３Ｅ】
2006285234.tif 000015
【図３Ｆ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
2006285234.tif 000020
【図５Ｂ】
2006285234.tif 000021
【図６Ａ】
2006285234.tif 000022
【図６Ｂ】
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【図７】
2006285234.tif 000024
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2006285234.tif 000027
【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
2006285234.tif 000031
【図１２Ａ】
2006285234.tif 000032
【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１３Ｅ】
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【図１３Ｆ】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
2006285234.tif 000041
【図１５Ｂ】
2006285234.tif 000042
【外国語明細書】
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