(57)【要約】  インファイバモード変換器は、入力マイクロレンズを構成するファイバ部分１０と、１つの光信号の伝搬モードを他の伝搬モードに変換するようになされた位相シフト領域を構成するファイバ部分２０と、出力マイクロレンズを構成するファイバ部分３０とを含む。ファイバ部分は接続され、変換器は小型であり、損失は、自由空間におけるモード変換に対して最小限に抑えられる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受けた光信号の伝搬モードを変換するためのインファイバモード変換器であって、
前記光信号の波面を拡大するようになされた入力マイクロレンズを構成するファイバ部分（１０）と、
前記光信号の前記伝搬モードを他の伝搬モードに変換するようになされた位相シフト領域を構成するファイバ部分（２０）と、
前記光信号を前記他の伝搬モードで伝送するようになされた出力マイクロレンズを構成するファイバ部分（３０）とを含む、モード変換器。
【請求項２】
入力マイクロレンズを構成する前記ファイバ部分が接続され、出力マイクロレンズを構成する前記ファイバ部分が接続されることを特徴とする、請求項１に記載のモード変換器。
【請求項３】
位相シフト領域を構成するファイバ部分が、所定の長さ（Ｌ）、所定の屈折率プロファイルおよび所定のコア直径（ｅ）をもつことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のモード変換器。
【請求項４】
位相シフト領域を構成する前記ファイバ部分の屈折率プロファイルが、１つまたは複数のジャンプ（Δｎ）を含むことを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれかに記載のモード変換器。
【請求項５】
位相シフト領域を構成する前記ファイバ部分の長さ（Ｌ）が、２５μｍから１０００μｍであることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれかに記載のモード変換器。
【請求項６】
位相シフト領域を構成する前記ファイバ部分のコア直径（ｅ）が、０．５μｍから１００μｍであることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれかに記載のモード変換器。
【請求項７】
伝搬する光信号を第１伝搬モードで伝送するようになされた第１光ファイバ（４０）と、
前記第１伝搬モードから第２伝搬モードに変換するようになされた請求項１から６のいずれか一項に記載のモード変換器と、
伝搬する光信号を前記第２伝搬モードで伝送するようになされた第２光ファイバ（５０）とを含む、光学システム。
【請求項８】
第１および第２伝搬モードが、異なる円対称モードＬＰ０ｍであることを特徴とする、請求項７に記載の光学システム。
【請求項９】
光ファイバ（４０、５０）の１つが、マルチモードファイバであることを特徴とする、請求項７または請求項８に記載の光学システム。
【請求項１０】
光ファイバ（４０、５０）の１つが、高次モード（ＨＯＭ）ファイバであることを特徴とする、請求項７から９のいずれか一項に記載の光学システム。
【請求項１１】
光ファイバ（４０、５０）の１つが、色分散補償ファイバ（ＤＣＦ）であることを特徴とする、請求項７から１０のいずれか一項に記載の光学システム。
【請求項１２】
光ファイバ（４０、５０）の１つが、ブラッグ回折格子素子ファイバであることを特徴とする、請求項７から１０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１３】
光ファイバ（４０、５０）の１つが、増幅ファイバであることを特徴とする、請求項７から１０のいずれか一項に記載の光学システム。
【請求項１４】
増幅ファイバがレーザ放出ファイバであることを特徴とする、請求項１３に記載の光学システム。
【請求項１５】
増幅ファイバがラマン増幅ファイバであることを特徴とする、請求項１３または請求項１４に記載の光学システム。
【請求項１６】
前記第２伝送モードから前記第１伝送モードに変換するようになされた請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の第２モード変換器をさらに含むことを特徴とする、請求項７から１５のいずれか一項に記載の光学システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバにおける光モード変換に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光ファイバは、光信号を伝送し、適用できる場合には光信号を増幅する機能をもつ光コアを含み、それが光信号をコア内に閉じこめる機能をもつ光クラッディングによって囲まれる。この目的のために、コアの屈折率ｎ１は、クラッディングの屈折率ｎ２より大きい。
【０００３】
光ファイバの屈折率をファイバの半径の関数としてプロットするグラフの形状は、一般に屈折率プロファイルと呼ばれる。慣例として、ファイバの中心への距離ｒは、横軸に沿ってプロットされ、ファイバのコアの屈折率とクラッディングの屈折率との差は、縦軸の上にプロットされる。表現「ステップ」、「台形」および「三角形」は、それぞれステップ、台形、および三角形の形状をもつグラフに対して使用される。これらの曲線は、一般にファイバ用の理論的および設定値プロファイルを表し、ファイバ製造の制約が、大幅に異なるプロファイルに導くことがある。
【０００４】
光ファイバ内を伝送される光信号は、コアの大きさおよび光導波伝送路の性質に応じて、シングルモード信号またはマルチモード信号でよい。光ファイバ内を伝送される１つまたは複数の伝播モードは、特定の横方向強度分布をもつ。長手方向はファイバ内の信号の光伝播軸として画定され、断面はファイバの長手方向軸に直交する平面として画定される。
【０００５】
新しい高ビットレート波長分割多重（ＷＤＭ）伝送ネットワークでは、特に４０Ｇｂｉｔ／秒または１６０Ｇｂｉｔ／秒に等しいまたはそれより大きいビットレートに対しては、色分散を管理することが有利である。目的は、パルスの拡がりを制限するために、接続にわたって、多重のすべての波長の値に対して実質的にゼロである累積色分散を得ることである。表現「累積色分散」は、ファイバの長さにわたる色分散の積分のことを指す。一定の色分散では、累積色分散は、色分散にファイバの長さを掛けた積に等しい。累積色分散の傾きを多重の波長範囲にわたって制限することも、多重のチャネルの間の歪みを防止または制限するために、利益がある。慣例として、この傾きは、波長に対する色分散の微分である。
【０００６】
シングルモードファイバ（ＳＭＦ）および非ゼロ分散シフトファイバ（ＮＺ−ＤＳＦ＋）が、従来の光ファイバ伝送システムにおけるラインファイバとして使用される。これらのファイバは、正の色分散および正の色分散の傾きをもつ。
【０００７】
ラインファイバとして使用されるシングルモードファイバまたはＮＺ−ＤＳＦ＋ファイバ内の色分散および色分散の傾きを補償するために、分散補償ファイバ（ＤＣＦ）の短い長さを使用することが技術において知られている。
【０００８】
一般的に言えば、光伝送システムは、基本ＬＰ０１モードだけがガイドされるシングルモードファイバによって構成されたラインファイバを使用する。
【０００９】
それにもかかわらず、高次モードの特性を、いくつかの光学的目的のために、例えば、利得の平坦化または色分散の補償のために活用することができる。その時、基本モードを高次の空間モードに変換することが必要である。例えば、高次モード（ＨＯＭ）ファイバは、高い負の色分散および大きな有効領域をもつ。
【００１０】
２つの主要な光モード変換方法がある。長手方向の方法と呼ばれる第１の方法は、周期的な外乱を、与えられた信号伝播距離ｚにわたり、ファイバ部分の軸に沿って導入する。例えば長周期の回折格子（ＬＰＧ）などの、そのような外乱は、基本モードと高次モードとの間の結合に導く。しかし、その方法は１００％のモード結合を達成することができない。減衰させられるが、基本モードは、ＨＯＭファイバ内でガイドされ続け、ＨＯＭファイバ内を高次モードで伝播する信号にノイズを発生させる。
【００１１】
横方向の方法と呼ばれる第２の方法は、制御された位相ジャンプを導入するようになされた遅延要素によって、信号の伝播に沿った与えられた点において、信号の横方向強度分布を修正する。
【００１２】
そのような種類の技術は、位相シフト要素が信号伝播軸に完全に１直線にそろえられるならば、第１モードと第２モードとの間に１００％の結合を理論的に提供することができる。
【００１３】
したがって、国際公開第９９／４９３４２号パンフレットは、２つの光導波伝送路の間に、レンズ、鏡、回折格子、電気光学素子などの回折または反射要素を含んでもよい位相選択要素を挿入することによって、横方向光モード変換をもたらすことを提案している。
【００１４】
しかし、そのような種類のモード変換器は、複雑で、柔軟性がなく、比較的かさばる。
【００１５】
さらに、そのような種類の自由空間変換器は、周囲の影響を受けやすく、したがって、それは長期間の動作および調節が難しい。
【００１６】
欧州特許出願第１  ３４３  ０３１号明細書は、インファイバ横方向モード変換器、すなわちファイバの内部に完全に実装された横方向モード変換器を開示している。そのような種類の変換器は、伝送路のセクションに沿った特定の屈折率プロファイルを引き起こす感光性領域を含む光導波伝送路を含み、そのプロファイルは長手方向の断熱的遷移と、横方向にガイドされたモード分布とを同時に画定する。したがって、導波伝送路の屈折率を、導波伝送路の感光性領域の照射を制御することによって、局所的に修正することが可能である。屈折率プロファイルの径方向変化がモード変換をもたらし、導波伝送路に沿った照射の正確な制御が、特に、径方向変化の断熱的な長手方向の遷移を保証する。しかし、そのような種類の制御は難しく、特定の感光性プロファイルを得るためにファイバをドーピングすることは複雑である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は従来の技術の欠点を軽減することを目的とする。それは横方向変換をより効率的に達成する簡単化されたモード変換器を提案する。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
したがって、本発明はインファイバモード変換器を提供し、このインファイバモード変換器は、
前記光信号の波面を拡大するようになされた入力マイクロレンズを構成するファイバ部分と、
前記光信号の前記伝搬モードを他の伝搬モードに変換するようになされた位相シフト領域を構成するファイバ部分と、
出力マイクロレンズを構成するファイバ部分とを含む。
【００１９】
１つの特徴によれば、入力マイクロレンズを構成するファイバ部分が接続され（ｓｐｌｉｃｅｄ）、出力マイクロレンズを構成するファイバ部分が接続される。
【００２０】
１つの特徴によれば、位相シフト領域を構成するファイバ部分は、所定の長さ、所定の屈折率プロファイルおよび所定のコア直径をもつ。
【００２１】
１つの特徴によれば、位相シフト領域を構成するファイバ部分の屈折率プロファイルは、１つまたは複数のジャンプを含む。
【００２２】
１つの特徴によれば、位相シフト領域を構成するファイバ部分の長さは、２５マイクロメートル（μｍ）から１０００μｍである。
【００２３】
１つの特徴によれば、位相シフト領域を構成する部分のコア直径は、０．５μｍから１００μｍまでである。
【００２４】
したがって、本発明は光学システムに関し、その光学システムは、
伝搬する光信号を第１伝搬モードで伝送するようになされた第１光ファイバと、
前記第１伝搬モードから第２伝搬モードに変換するようになされた、本発明のモード変換器と、
伝搬する光信号を前記第２伝搬モードで伝送するようになされた第２光ファイバとを含む。
【００２５】
１つの特徴によれば、第１および第２伝搬モードは円対称モードＬＰ０ｍである。
【００２６】
１つの特徴によれば、光ファイバの１つはマルチモードファイバである。
【００２７】
１つの特徴によれば、光ファイバの１つは高次モードファイバである。
【００２８】
１つの適用例において、光ファイバの１つは色分散補償ファイバである。
【００２９】
１つの適用例において、光ファイバの１つがブラッグ回折格子素子ファイバである。
【００３０】
１つの適用例において、光ファイバの１つが増幅ファイバである。
【００３１】
１つの適用例において、増幅ファイバがレーザ放出ファイバである。
【００３２】
１つの適用例において、増幅ファイバがラマン増幅ファイバである。
【００３３】
１つの特徴によれば、光学システムは前記第２伝送モードを前記第１伝送モードに変換するようになされた本発明の第２モード変換器をさらに含む。
【００３４】
本発明の特徴および利点は、例示的なまた非限定的な例として、ならびに添付の図面に関連して与えられた以下の説明を読むことによって、より明瞭に分かってくる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
本発明のモード変換器は、接続されたファイバ部分を含む。第１の２つの部分は、入力光信号を発散させ、かつ入力光信号を平行にするようになされた入力マイクロレンズを構成する。次の部分は、入力信号の伝搬モードを他の伝搬モードに変換するために、適切な位相シフトを導入し、強度の横方向分布を修正するようになされた位相シフト領域を構成する。次の２つの部分は、出力信号を適切なガイドに焦点を合わせるようになされた出力マイクロレンズを構成する。
【００３６】
ファイバ部分が一緒に接続されているので、変換器は小型であり、自由空間の解法と比べて損失は最小限に抑えられる。
【００３７】
図１は、本発明のモード変換器を含む光伝送システムの図である。ＷＤＭ信号でもよい光信号は、例えば一般にシングルモードファイバである、伝送ファイバ中を伝送される。この場合、光信号は、基本ＬＰ０１モードで伝送される。
【００３８】
上で説明したように、シングルモードファイバ伝送ラインの色分散を補償することが一般に必要である。そのような補償を、高次モード補償ファイバを使用することによって、すなわち、信号の色分散が高次伝搬モードで、例えばＬＰ０２モードで補償されるならば、より効果的に行うことができる。
【００３９】
したがって、いくらかの長さの高次モード補償ファイバが、それぞれ、ＬＰ０１モードを、ＨＯＭファイバによって受けられる高次モードに変換するようになされた変換器と、高次モードを、色分散が中で補償されるシングルモードファイバに再度入射されるＬＰ０１モードに変換する変換器との、２つのモード変換器の間で伝送ラインに挿入される。
【００４０】
上で述べたように、モード変換は効率的でなければならず、言い換えれば、色分散補償効率を制限し得る、ＨＯＭファイバ内で引き起こされるノイズを制限するために、変換されたモードの重ね合わせは、できる限り１００％に近くなければならない。さらに、この二重の変換が、信号の光パワー損失を最小限にするようにしなければならない。
【００４１】
図２は、本発明のモード変換器の図である。このインファイバ形の変換器は、信号の光パワー損失を強く制限するファイバの内部に完全に実装される。
【００４２】
変換器は、入力マイクロレンズを構成するファイバ部分１０と、位相シフト領域を構成するファイバ部分２０と、出力マイクロレンズを構成するファイバ部分３０とを含む。マイクロレンズ１０および３０は、図３に関連して、より詳細に後で説明される。位相シフト領域は、すべて予め定められた、屈折率プロファイルと、コア直径ｅと、長さＬとをもつファイバ部分２０である。表現「位相シフト」は、場の与えられた空間位置に、特定の値の少なくとも１つの位相ジャンプを導入することを意味する。
【００４３】
したがって、与えられた第１伝搬モードでファイバ４０中にガイドされた光信号の波面は、入力マイクロレンズ１０によって拡大される。したがって、位相シフト領域２０を伝搬する光信号は、もはやガイドされず、光モード変換に導く位相シフトを受けることができる。それから、変換されたモードの波面は、出力マイクロレンズ３０によって、出力ファイバ５０の開口数に合致するように焦点が合わせられる。それから、第２の与えられた伝搬モードで伝搬する光信号を、出力ファイバ５０中をガイドすることができる。
【００４４】
例えば、ＬＰ０１モードでシングルモード伝送ファイバ４０中を伝搬する信号が、変換器の入力に与えられる。ＬＰ０１モードの波面は、入力マイクロレンズ１０によって拡大され、かつ平行にされる。この部分はコアと、導波伝送路としての役割ができる光クラッディングとをもつにもかかわらず、位相シフト領域２０を伝搬する波は、ガイドされない。入力マイクロレンズ１０は、ファイバ部分２０の開口数を越えて、入射モード場を拡大した。したがって、位相シフト領域２０は、下で説明するような、例えばＬＰ０１モードからＬＰ０２モードに変換する適切な位相ジャンプを導く。しかし、ＬＰ０２モードは、もはや位相シフト領域２０ではガイドされず、ＨＯＭファイバ５０の開口数よりさらに大きいモード直径をもつ。それから、出力マイクロレンズ３０は、ＨＯＭファイバの開口に合致するようにＬＰ０２モード伝搬を焦点合わせする。
【００４５】
光信号の同じ経路選択が逆変換に適用されることを理解しなければならない。ＨＯＭファイバ４０が高次伝搬モード信号、例えばＬＰ０２モード信号を入力マイクロレンズ１０に導入する。それから、ＬＰ０２モード信号が、位相シフト領域２０でＬＰ０１モードに変換される。それから、ＬＰ０１モード信号が、出力マイクロレンズ３０によって、シングルモードファイバ５０に焦点を合わされる。
【００４６】
図３は、本発明のモード変換器の入力マイクロレンズ１０を示す。この図は、マイクロレンズによる（陰のついた）光モードの拡大も示す。
【００４７】
マイクロレンズの理論および特性は、Ｐ．Ｃｈａｎｃｉｏｕらの「Ｄｅｓｉｇｎ  ａｎｄ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｏｆ  Ｅｘｐａｎｄｅｄ  Ｍｏｄｅ  Ｆｉｂｅｒ  Ｕｓｉｎｇ  Ｍｉｃｒｏｏｐｔｉｃｓ」に説明されている。マイクロレンズは、収束レンズのように振る舞う傾斜屈折率領域１２に溶接された、発散レンズのように振る舞う純粋シリカ領域１１を含むファイバ部分からなる。この種類の素子はＯｐｔｏｇｏｎｅ社から入手できる。
【００４８】
入力マイクロレンズの１つの機能は、入射光信号の波面を発散させることである。純粋シリカ部分は、光コアをもたず、入射信号の光モードは、この部分では、もはやガイドされない。入力マイクロレンズの他の機能は、発散ビームを平行にするために傾斜屈折率領域を使用することである。
【００４９】
出力マイクロレンズの機能は、位相シフト領域の出力信号の波面を収束させ、かつそれをファイバに焦点合わせし、出力ファイバ内で、変換されたモードと選択された伝搬モードとの間の重ね合わせを最大にすることである。
【００５０】
したがって、マイクロレンズは、２つの双方向的機能をもち、二重の光学レンズのように振る舞う。
【００５１】
したがって、ファイバ内にガイドされた入力信号が、入力マイクロレンズの純粋シリカ領域からなる発散レンズによって発散させられる。発散ビームは、入力マイクロレンズの傾斜屈折率領域からなる収束レンズによって、平行にされる。
【００５２】
同様に、ガイドされないが、平行にされた光ビームは、出力マイクロレンズの傾斜屈折率領域からなる第１レンズによって、収束させることができる。それから、ビームは、適切なモード場の直径をもつファイバに導入されるために、出力マイクロレンズの純粋シリカ領域からなる第２レンズによって平行にされる。
【００５３】
したがって、純粋シリカ領域の長さＬＳおよび傾斜屈折率領域の長さＬＧＲＩＮは、入力および出力モード場の直径の関数、すなわちマイクロレンズの入力および出力のところでのファイバのコア直径の関数として選択される。これらの長さＬＳおよびＬＧＲＩＮは、上で述べた等価のレンズの焦点距離を決める。
【００５４】
したがって、ガイドされ、閉じこめられた入力信号、例えば、９μｍのモード場の直径をもつシングルモードファイバ内をＬＰ０１モードで伝搬するシングルモード信号から、マイクロレンズは、直径が５μｍから８０μｍの拡大された平行にされた信号を供給できる。
【００５５】
マイクロレンズは、位相シフト領域２０中を平行ビームの形状で伝搬する、拡大された信号の伝搬モードを変換するために使用される。したがって、位相シフト領域は、空間的に適切な位相ジャンプを導入する位相板のように振る舞う。
【００５６】
位相シフト領域を構成するファイバ部分は、長方形、ステップ形状または、より複雑な形状の位相シフトを生み出すようになされた任意の他の形状でもよい階段形屈折率プロファイルをもつ。したがって、屈折率プロファイルに応じて、信号伝搬モード場の様々な場所に、様々な値の１つまたは複数の位相ジャンプを導入することが可能である。
【００５７】
例えば、πの位相ジャンプを、この式内で、λは光信号の波長、Ｌは位相シフト部分の長さおよびΔｎは位相シフト部分の屈折率ジャンプである、以下の式を満足する上の種類のファイバ内を伝搬する光信号の伝搬モードの位相に導入することができる。
λ／２＝（Δｎ）Ｌ
【００５８】
例えば、１５５０ナノメートル（ｎｍ）の伝送された光信号および１０−２の屈折率ジャンプをもったファイバ部分に対して、位相シフト領域の長さは７７．５μｍでなければならない。位相シフト領域用に使用されるファイバのプロファイルに応じて、ファイバの長さＬは２５μｍから１０００μｍでよい。
【００５９】
導入される位相ジャンプの位置は、位相シフト領域を構成するファイバ部分の屈折率ジャンプの径方向位置によって決められる。
【００６０】
ＬＰ０１モードをＬＰ０２モードに変換するために、例えば、シングル位相ジャンプが導入されるならば、適切なコア直径ｅを備え、長方形の屈折率プロファイルをもつファイバを使用することができる。
【００６１】
したがって、図４は、シングルモードファイバまたはＨＯＭファイバにおける様々な伝搬モードに対する角度θの関数として遠視野強度を示す。
【００６２】
ＬＰ０１モードと必要なモード、今の例ではＬＰ０２モードとの間の伝達関数は、例えば遠視野をＬＰ０２モードに対応させるために、そこにおいてπの位相ジャンプを導入することが必要である角度θ１を決める。図４の例では、この角度θ１は５．６８°である。強められた重ね合わせを備えるモード変換を達成するために、他の位相ジャンププロファイルを考えることもできる。
【００６３】
図５は、本発明のモード変換器に等価な光学配置を示す。送信器４は、第１モードで伝搬する入力光信号を伝送するファイバ４０に対応する。焦点距離ｆのレンズ１は入力マイクロレンズに、位相板２は位相シフト領域２０に、および焦点距離ｆ’のレンズ３は出力マイクロレンズに対応する。位相板２は、ファイバ２０のコアに対応する、周囲領域に対して屈折率ジャンプを有する直径ｅの中央領域をもつ。この領域の直径ｅは、導入されるべき位相ジャンプの角度位置を決める。
【００６４】
したがって、位相シフト領域を構成するファイバのコアの直径ｅは、第１および第２マイクロレンズの焦点距離ｆおよびｆ’にリンクされる。変換器の入射モードのこの拡大は、屈折率ジャンプによって導入された位相ジャンプが、入射モードの角度分布に対して、正確に配置されるように、制御されなければならない。
【００６５】
図６は、本発明のモード変換器の口径比を示す。位相板はフーリエ空間にあり、入力ファイバ（例えばシングルモードファイバ）は点Ａにあり、出力ファイバ（例えばＨＯＭファイバ）は点Ｂ’にある。
【００６６】
点Ａおよび点Ｂ’において位相板がファイバによって見られる、それぞれの半角θおよびθ’が決められる。２つのマイクロレンズ１０および３０の焦点距離が最適化される場合に、モード結合効率が最大にされる。
【００６７】
それから、比α＝ｓｉｎ（θ）／ｓｉｎ（θ’）が決められる。αがθの一次関数である場合に、最大の結合が見られる。図４の場のプロファイルに対応するファイバ用のＬＰ０１とＬＰ０２モードとの間の結合の効率の関数として、パラメータαを変化させることによって、式α＝ａθ＋ｂでａ＝０．１３およびｂ＝０．０９が達成された。
【００６８】
本発明の変換器を用いた１５５０ｎｍの光信号のＬＰ０１モードのＬＰ０２モードへの結合が、シミュレートされた。角度θ’およびθ１は両方とも約５．６８°に設定され、これがθ＝２°を与えた。長方形の屈折率プロファイルおよび１０−３の屈折率ジャンプをもつファイバの７７５μｍの部分が位相シフト領域用に使用された。位相シフト部分を構成するファイバのコアの直径ｅは、ｅ＝２ｆ’＊ｔａｎθ’の式で規定される出力マイクロレンズ３０の焦点距離ｆ’の関数であった。
【００６９】
シングルモードファイバにおけるＬＰ０１モード信号のパワーの８４％がＨＯＭファイバに結合されることが計算された。
【００７０】
本発明のモード変換器を構成するファイバ部分のパラメータは、必要な適用例に従って決められねばならないことが理解されなければならない。したがって、ＨＯＭファイバ内の色分散補償の適用例のためにＬＰ０１モードからＬＰ０２モードに変換するための本発明の変換器は、ＨＯＭファイバの出力のところでＬＰ０２モードからＬＰ０１モードに変換し、またはＬＰ０１モードからＬＰ０３モードに変換し、または必要とされ得る任意の他のモード変換をもたらすことを目的とする同じ形の変換器と、同じパラメータ（ＬＳおよびＬＧＲＩＮ）あるいは位相シフト領域ファイバの同じ屈折率ジャンププロファイルを備える入力および出力マイクロレンズをもたない。
【００７１】
ＬＰ０３モードへの変換は、例えば、高次モードポンピングまたはＬＰ０３モードでの色分散補償への適用に必要とされる。
【００７２】
特に、位相シフト領域を構成するファイバ部分は、ステップ状の屈折率プロファイル、または変換されるべき伝播モードの位相に適切なシフトを導入するようになされた任意の他のプロファイルをもってもよい。
【００７３】
本発明のモード変換器は円対称をもつ。したがって、任意の円対称モードのどのようなＬＰ０ｍにもモード変換をもたらすようになされる。
【００７４】
当分野の技術者は、例示の目的で本明細書に提供された情報を与えられるとすると、入力および出力マイクロレンズならびに位相シフト領域用に使用されるファイバの屈折率プロファイルのパラメータを決定することができるであろう。いくつかのパラメータを、特定の焦点距離をもった特定のマイクロレンズの商業的入手性などの商業的な制約によって、あるいは固定されたコア直径ｅと固定された屈折率ジャンプΔｎとを備えるファイバ部分の使用によって、固定することができる。
【００７５】
図１が、ＨＯＭファイバを用いた色分散補償への適用において本発明のモード変換器を使用する例に関して、上に説明される。しかし、傾斜ブラッグ回折格子による高次モードにおける利得平坦化などの他の適用例も、考えることができる。
【００７６】
本発明のモード変換器を、増幅ファイバまたは優れた増幅効率をもつレーザ放出ファイバにおけるポンピングへの適用のために等しく使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明のモード変換器を含む光伝送システムの図である。
【図２】本発明のモード変換器の図である。
【図３】本発明の変換器の入力マイクロレンズを示す図である。
【図４】それぞれシングルモードファイバおよびＨＯＭファイバにおける伝搬モードＬＰ０１およびＬＰ０２のための遠視野強度の角度分布のシミュレートされた曲線である。
【図５】本発明の変換器に等価なフーリエ面における配置を示す図である。
【図６】本発明のモード変換器の口径比を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2008538613.tif 000007
【図６】
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【国際調査報告】
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2008538613.tif 000010
2008538613.tif 000011