(57)【要約】テーパー状端部でのクラッド直径とテーパー状にされていない端部でのクラッド直径との間での差異に対応し、テーパー状にされていない端部でのモードフィールド径と異なるテーパー状端部でのモードフィールド径を有するテーパー状ファイバを形成するため、テーパー状にできるよう光ペデスタルファイバが構成される。複数のそのようなペデスタルファイバは、複数の入力ファイバおよびマルチコアファイバの個々のコアの間でのコアピッチおよびモードフィールド径の両方の対応をもたらすテーパーファイババンドルカプラを構成するのに用いることができる。さらに、テーパーファイババンドルカプラは、複数のファイバを用いて構成することができ、そこで、個々のファイバは異なる実効屈折率を持ち、その結果、それらの間でのクロストークを抑制する。【選択図】図６Ｄ
2014522997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の入力ファイバとマルチコアファイバの複数の個々のコアとの間の接合部を提供するための光ファイバカプラであって、
それぞれ個々のコアを持つ複数のカプラファイバからなり、各カプラファイバが、第一の屈折率を有するコア領域、前記コア領域を取り囲み前記の第一の屈折率よりも低い第二の屈折率を有するペデスタル領域、および前記ペデスタル領域を取り囲み前記の第二の屈折率よりも低い第三の屈折率を有するクラッド領域からなり、前記各カプラファイバがそれぞれの入力ファイバのモードフィールド径に対応するモードフィールド径を有し、
前記複数のカプラファイバは、一方の端において、前記マルチコアファイバに対応するコア構造を有する出力端面に終端する、溶融されテーパー状にされたブロックと共に束ねられ、各コアが、前記出力端面に接続されるマルチコアファイバのそれぞれのコアのモードフィールド径と対応するモードフィールド径を有する、光ファイバカプラ。
【請求項２】
前記複数のカプラファイバの各々は、それぞれの最低次モードおよび前記それぞれの最低次モードにおけるそれぞれの伝搬定数によって特徴づけられ、
前記複数のカプラファイバの少なくともいくつかが、それぞれの最低次モードにおいて異なる伝搬定数を有し、
前記溶融されテーパー状にされたブロック内でクロストークを抑制するように、同一の伝搬定数を持つ２つのカプラファイバが前記溶融され、テーパー状にされたブロック内で互いに直接隣接して位置しないように前記複数のカプラファイバが配置された、請求項１に記載の光ファイバカプラ。
【請求項３】
前記複数のカプラファイバの各々は、前記溶融され、テーパー状にされたブロックの前記出力端面において実質的に同じモードフィールド径を有する、請求項２に記載の光ファイバカプラ。
【請求項４】
前記複数のカプラファイバは、対応する複数のピグテール光ファイバの前記モードフィールド径のそれぞれに対応する、それぞれのモードフィールド径を有し、
前記溶融され、テーパー状にされたブロックの前記出力端面での前記コアは、マルチコア光利得ファイバの対応する複数のコアの前記モードフィールド径のそれぞれに対応する、それぞれのモードフィールド径を有する、請求項１に記載の光ファイバカプラ。
【請求項５】
前記複数の入力ファイバのコア対コアピッチおよびそれぞれのモードフィールド径がマルチコア利得ファイバのそれぞれのコア対コアピッチおよびそれぞれのコアのモードフィールド径に変換されるように、前記溶融され、テーパー状にされたブロックは、信号およびポンピング光を個々の入力ファイバから前記マルチコア利得ファイバへ入射するために用いるように構成される、請求項１に記載の光ファイバカプラ。
【請求項６】
複数の入力ファイバをマルチコアファイバに接続するための方法であって、
（ａ）各々が屈折率分布を有し、特に、カプラペデスタルファイバの組立品が、前記マルチコアファイバのコアピッチに対応するコアピッチまでテーパー状にされ、各カプラペデスタルファイバが、前記マルチコアファイバのサイズに対応するサイズまでテーパー状にされたモードフィールド径を有するように構成された、複数のカプラペデスタルファイバを供給し、
（ｂ）前記入力ペデスタルファイバのリード端を、前記マルチコアファイバの幾何学的形状に対応する幾何学的形状を有する組立品に配置し、および、
（ｃ）前記マルチコアファイバのコアピッチおよびモードフィールド径に対応するコアピッチとそれぞれのモードフィールド径とを持つ端面を有する、溶融されテーパー状にされたブロックを形成するために、前記ペデスタルファイバの前記組立品の端部を溶融し、テーパー状にし、終端する、
ことからなる方法。
【請求項７】
前記複数のカプラペデスタルファイバの各々が、それぞれの最低次モードと前記それぞれの最低次モードにおけるそれぞれの伝搬定数とによって特徴づけられ、
前記カプラペデスタルファイバの少なくともいくつかが、それぞれの最低次モードにおいて異なる伝搬定数を有し、
前記溶融され、テーパー状にされたブロック内でクロストークを抑制するように、同一の伝搬定数を有する２つのファイバが前記溶融され、テーパー状にされたブロック内で互いに直接隣接して位置しないように、ステップ（ｂ）が前記複数のカプラペデスタルファイバを配置することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
さらに、前記複数の入力ペデスタルファイバのそれぞれのコアは、前記溶融され、テーパー状にされたブロックの前記出力端面で実質的に同じモードフィールド径を有するように構成することを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
さらに、対応する複数のピグテール光ファイバのそれぞれのモードフィールド径に対応するそれぞれの入力モードフィールド径を有するように前記複数のファイバを構成すること、および
マルチコア光利得ファイバの複数のコアに対応するそれぞれのモードフィールド径に対応するそれぞれの出力モードフィールド径を有するように前記溶融され、テーパー状にされたブロックの前記出力端面での前記コア領域を構成することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
さらに、前記複数のファイバのコア対コアピッチおよびそれぞれのモードフィールド径が、それぞれ、前記マルチコア利得ファイバのコア対コアピッチおよびそれぞれのコアのモードフィールド径に変換されるように、信号およびポンピング光を個々のファイバからマルチコア利得ファイバに入射することに用いるため、前記溶融されテーパー状にされたファイバブロックを構成することを含む、請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に光ファイバ分野、特にマルチコアファイバの個々のコアに接続するため、および、更にはマルチコアファイバのそれら個々のコアに接続する際に低光損失を保持するための技術およびデバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
大容量光ネットワークへの絶え間なく拡大する要求のため、ネットワーク容量拡大のための手段としてマルチコアファイバ（ＭＣＦ）を用いるシステムの設計と製造への関心が高まっている。ＭＣＦの可能性の最大限の開拓は、例えば７つ、あるいはそれ以上の多数の密集したコアを有するファイバ、および、ファイバベースのアンプに対応することはもちろん、マルチコアファイバ（ＭＣＦ）伝送システムにおいて、それぞれ個々のコアによって伝達される信号の増幅のために複数のコアからなる他のファイバベースの部品の開発を必要としてきた。
【０００３】
マルチコアファイバアンプを使用した増幅を実現するには、複数の入力ファイバからそれぞれ個々の増幅コアに、信号を別々に入射する必要がある。加えて、入力信号、入力パワー変動に依存しない、あるいはその他の要因といった様々な状況下で、一定あるいは所定の利得を保持するため、各コアを別々に励起できることが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５，８６４，６４４号明細書
【特許文献２】米国特許公開第２００８−０２６７５６０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
対処しなければならない１つの技術的な問題は、標準的な入力ファイバおよびマルチコア増幅ファイバの根本的に異なる形状から生じる。例えば、７つの標準的な単一コアのシングルモードファイバ（以下、ＳＳＭＦ）入力と７コアのマルチコア増幅ファイバ（以下、Ａ−ＭＣＦ）のそれぞれ個々のコアとの間での接続を提供すること、そこで７つのＳＳＭＦとＡ−ＭＣＦが互いに十分に同じ外径、例えば〜１２５μｍを持つことが要求されるであろう。カプラは、ＳＳＭＦコアの各々がそれぞれ個々のＡ−ＭＣＦコアに接続できるように、７つのＳＳＭＦの断面積と単一のＳＳＭＦの断面積の間の移行を提供しなければならない。
【０００６】
さらに、上首尾な接続の解決法は、さらにモードフィールド径の問題に対処しなければならない。カプラへの各入力でのモードフィールド径は、それぞれの入力ＳＳＭＦ各々のモードフィールド径に一致しなければならず、カプラ出力での各コアのモードフィールド径は、それぞれのＡ−ＭＣＦコア各々のモードフィールド径に一致しなければならない。モードフィールド径における著しい不一致は、容認しがたい高損失をもたらすであろう。それゆえ、通常テーパー状にすることに起因するモードフィールド径増加のせいで、ＳＳＭＦ部分が要求される出力形状を実現するためにテーパー状にされる接続方法は、満足のいくものではない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の特徴は、異なる形状およびモードフィールド径を持つ光ファイバの低損失接続のための新手の構造および技術を提供する。本発明のさらなる特徴に従い、これら新手の構造および技術は、複数の入力ファイバとマルチコアファイバのそれぞれ個々のコアとの間での低損失接続を提供するという状況に適用される。
【０００８】
本発明の特徴に従う１つの技術において、第一および第二の異なるファイバの低損失接続は、所定のテーパー割合にファイバをテーパー状にすることが、第一のファイバへの低損失接続のために構成された形状およびモードフィールド径を持つ第一の端部と、第二のファイバへの低損失接続のために構成された形状およびモードフィールド径を持つ第二の端部を持つ構造を生じるというように構成された屈折率分布を持つペデスタルファイバを、テーパー状にすることにより実現される。    
【０００９】
本発明のさらなる実践において、上記ファイバは、選択されたテーパー割合にファイバをテーパー状にすることがモードフィールド径における選択された減少をもたらすというように構成される。そのファイバは、例えば、標準の単一コア入力ファイバと希土類元素をドープした利得ファイバとの間の接続を提供するために使用できる。
【００１０】
本発明のさらなる実践において、複数の上記ペデスタルファイバは一緒に溶融合されてテーパーファイババンドル（ＴＦＢ）を形成し、複数のＴＦＢ入力とマルチコアＴＦＢ出力との間での低損失な移行を提供する。そのＴＦＢ入力の各々は、複数の入力ファイバそれぞれへの低損失な接続のために構成されたそれぞれの形状およびモードフィールド径を持ち、そのマルチコアＴＦＢ出力は、マルチコアファイバのそれぞれのコアへの低損失な接続のために構成されたそれぞれの形状およびモードフィールド径を持つ複数のコアからなる。  
【００１１】
本発明のさらなる特徴は、上記のＴＦＢにおけるクロストークの減少に向けられている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】例となる７コアマルチコアファイバの端面図を示す。
【図１Ｂ】例となる７コアマルチコアファイバの斜視図を示す。
【図２】７つの入力ファイバと図１Ａおよび図１Ｂで示したマルチコアファイバからなる光リンクの略図を示す。
【図３】図２で示した入力ファイバと図１Ａおよび図１Ｂのマルチコアファイバの、それぞれのコア形状を説明する一対の端面図を示す。
【図４】例となるテーパーファイババンドルカプラの略図を示す。
【図５】図４で示したテーパーファイババンドルカプラの出力端および図１Ａおよび図１Ｂで示したマルチコアファイバの、それぞれのコアの形状を説明する一対の端面図を示す。
【図６Ａ】テーパーファイババンドルカプラを製造するための例となる技術を説明する一連の略図である。
【図６Ｂ】テーパーファイババンドルカプラを製造するための例となる技術を説明する一連の略図である。
【図６Ｃ】テーパーファイババンドルカプラを製造するための例となる技術を説明する一連の略図である。
【図６Ｄ】テーパーファイババンドルカプラを製造するための例となる技術を説明する一連の略図である。
【図７】従来技術に従った、標準的シングルモードファイバにおいて、コア直径の関数として、波長９８０ｎｍおよび１５５０ｎｍにおける算出されたモードフィールド径を説明するグラフを示す。
【図８Ａ】本発明の実施形態に従った、テーパー状にする前と後での例となるペデスタルファイバについて、屈折率分布を示す。
【図８Ｂ】本発明の実施形態に従った、テーパー状にする前と後での例となるペデスタルファイバについて、屈折率分布を示す。
【図９Ａ】本発明の特徴に従った例となるペデスタルファイバについての屈折率分布を示す。
【図９Ｂ】本発明の実施形態に従って、さまざまな異なるテーパー割合について、関連する出されたモードフィールド径を示す。
【図１０Ａ】本発明の特徴に従った第二のペデスタルファイバの屈折率分布を説明するグラフを示す。
【図１０Ｂ】本発明の実施形態に従って、さまざまな異なるテーパー割合における、関連する算出されたモードフィールド径を説明するグラフを示す。
【図１１】図９Ａ〜図９Ｂ（ファイバI）および図１０Ａ〜図１０Ｂ（ファイバII）で示されたファイバにおける実効屈折率を比較するグラフを示す。
【図１２】本発明の実施形態に従って、隣接したコアが異なる実効屈折率を持つように構成された、７本ファイバのテーパーファイババンドルカプラの例となる構造を示す。
【図１３】本発明の実施形態に従って、隣接したコアが異なる実効屈折率を持つように構成された、１９本ファイバのテーパーファイババンドルカプラの例となる構造を示す。
【図１４】標準のシングルモードファイバと本発明の特徴に従うペデスタルファイバでのテーパー因子とモードフィールド径の関係を説明するグラフを示す。
【図１５】複数の入力ファイバをマルチコアファイバのそれぞれのコアに接続するための、本発明の特徴に従う一般的な技術のフローチャートを示す。
【図１６】本発明の特徴に従って、テーパーファイババンドルカプラを用いた試験的な装置の略図を示す。
【図１７】本発明の実施形態に従って、図１６で示した試験的な装置に使用されたテーパーファイババンドルカプラの損失およびクロストーク特性を説明するグラフを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の特徴は、異なる形状およびモードフィールド径を持つ光ファイバの低損失接続を提供するための構造および技術に向けられている。本発明のさらなる特徴に従い、これらの今までにない構造および技術は、複数の入力ファイバとマルチコアファイバのそれぞれ個々のコアとの間で低損失結合を提供する状況に適用される。
【００１４】
具体的には、以下に記載のとおり、本発明の特徴は、複数の入力ファイバ（例えば、励起／信号結合器の共通ポートで使用されるピグテールファイバ）と入力ファイバとは異なるモードフィールド径（ＭＦＤ）を持つマルチコア利得ファイバあるいはその他のファイバとの間で、低損失、低クロストークの接合部分を提供するために使用できるテーパーファイババンドル（ＴＦＢ）カプラの状況に適用される。
【００１５】
記載された発明のＴＦＢは、米国特許第５，８６４，６４４号（以下、「６４４  ＴＦＢ」）に記載された構造とは根本的に異なる。本願に記載されたＴＦＢにおいて、バンドルの両端の個々のコアは、互いに物理的にはっきりと異なったままである。これら個々のコアの各々は、テーパー状にされていない端部で所定のモードフィールド径を持つように、そして、与えられたテーパー割合でテーパー状にされた端面で異なる所定のモード径を持つよう設計される。加えて、本発明の特徴に従い、ＴＦＢコアは、さらに、それらの間でのクロストークを減少するように構成される。
【００１６】
「６４４  ＴＦＢ」では、ＴＦＢ入力での個々のコアは、テーパー状にされていない端部で個々のコアに入射される光が、テーパー状にされた端部で一緒に混合されるであろうというように、１つの単一コアに融合する。それゆえ、「６４４  ＴＦＢ」では、コア間の高クロストークが望ましい。
【００１７】
本発明のその他の特徴は、以下を含む。
【００１８】
（ａ）ペデスタルファイバは、選択されたテーパー割合において必要とされるＭＦＤを実現するよう構成された屈折率分布を持つことが記載されている。さらに具体的には、ペデスタルファイバ部分のテーパー状にされていない端部は、シングルモードであろうピグテールファイバのＭＦＤと一致するＭＦＤを持つ。ペデスタルファイバ部分のテーパー状にされた端部は、小さいコアの利得ファイバといった異なるＭＦＤを持つ１つのコア（あるいは複数のコア）の単一コア（あるいはマルチコア）ファイバと一致するＭＦＤを持つ。
【００１９】
（ｂ）複数の入力ファイバからマルチコア利得ファイバの複数の個々のコアそれぞれへの、あるいは異なるＭＦＤを持つマルチコアファイバへの光の効率的な接続のために、ＴＦＢカプラは、（ａ）項に記載されたタイプのペデスタルファイバを使って製造されると記載されている。
【００２０】
（ｃ）（ａ）項に記載されたタイプのペデスタルファイバは、ＴＦＢカプラあるいは同等のデバイス内のテーパーに沿った各位置において、クロストークを抑制するように構成される。
【００２１】
（ｄ）束にされたペデスタルファイバ一式が記載されており、そこでは、低次モードについて異なるそれぞれの伝搬定数を持ように、そして、テーパー状にされていないときおよそ同等のＭＦＤを持つように、個々のファイバが構成される。そのファイバは、さらに、束にされたファイバが全て所定のテーパー割合にテーパー状にされるとき、それらテーパー状にされてた後の全てのファイバがおよそ同じＭＦＤを持つというように構成される。この特徴は、各ペデスタルファイバのコアの屈折率と半径およびペデスタル領域を適切に調整することにより実現される。本発明の代替の実践において、個々のファイバは同じ、テーパー状にされていないときのＭＦＤを持つが、しかしテーパー状にされてた後は異なるＭＦＤを持つ。更に、およそ１〜２μｍで互いに異なるようにそれぞれのＭＦＤを構成できるというように、個々のファイバを構成することができる。
【００２２】
（ｅ）ＴＦＢカプラは、（ｄ）項で記載されたタイプの少なくとも３つの異なるファイバの束からなることが記載されており、そこで、ファイバはクロストークを抑制するように配置される。
【００２３】
後に続く記述は、以下のセクションで構成されている。
１．例となる７コア構造
２．例となるＴＦＢカプラ
２．１    モードフィールド径
２．２    モード結合（クロストーク）
３．ＴＦＢカプラでの用途のための特別に設計されたペデスタルファイバ
４．その他の応用
５．一般的な技術
６．ＴＦＢカプラの試験的用途の例
７．結論
【００２４】
１．例となる７コア構造
本発明の特徴は、例となる７コアＭＣＦと７つの単一コア、シングルモードのピグテール入力ファイバ一式との間の接合部分を提供する状況において記載されている。当然のことながら、他のタイプのＭＣＦやここに具体的に描写および記載されたものとは異なる形状やコア構造を持つ入力ファイバとの用途のため、ここに記載された構造および技術は変更されるかもしれない。
【００２５】
例えば、記載された構造および技術は、シングルモードコア、マルチモードコアあるいはそれらの組み合わせからなるファイバや、その他の分布、その他の断面コア構造、あるいはここに記載されたそれらとは異なる複数のコアを持つファイバも、併せて使用されるであろう。加えて、後に続く記述および添付の図において、入力ファイバとＭＣＦコアとの間の一対一の対応がある。当然のことながら、本発明のある実践においては、そのような一対一の対応を持つことは必要でない、あるいは望ましくないかもしれない。
【００２６】
図１Ａは、複数の入力ファイバに接続される、例となるＭＣＦ２０の断面図を示す。ＭＣＦ２０は、図１Ｂに示されたとおり、共通クラッド２８内に伸びる７つのレイズド、あるいはステップインデックスのシングルモードコア２１〜２７からなる。一般的に言えば、ＭＣＦの設計において、ＭＣＦと入力ファイバが単一コアファイバとして同じ量の物理的空間を占拠することを許すために、標準的な単一コアファイバと同じ外径を持つことが望ましい。例えば、ＭＣＦ２０は、一般的な単一コアファイバにおいて標準直径である外径１２５μｍの円形の外周形状を持つ。
【００２７】
ＭＣＦコア２１〜２７は、中央コア２１と正六角形３０の頂点に位置する６つの外周コアと共に端面に横断面の六角形構造を持つ。隣接する外周コアの各対２２／２３、２３／２４、２４／２５、２５／２６、２６／２７、２７／２２と中央コア２１が、正三角形３１を形成するのが分かるであろう。それゆえ、各コアとすぐ隣接するコアとの間のコア対コア間隔、すなわちコア“ピッチ”は、全ての７つのコアにおいて同じであるのが分かるであろう。本例において、コアピッチはおよそ４０μｍであり、一般的な１２５μｍのシングルモードピグテールファイバの直径のおよそ３分の１である。
【００２８】
図２は、図１Ａおよび図１Ｂに示したとおり、７つの入力ファイバ４１〜４７およびある長さのＭＣＦ２０からなる光リンクの略図を示す。各入力ファイバ４１〜４７は、単一の中央に位置するシングルモードコア４１０〜４７０、および、直径がＭＣＦ２０のそれと名目上等しい、すなわち１２５μｍである、円形の外周形状を持つ。各入力ファイバコア４１０〜４７０は、ＭＣＦ端面２９において、それぞれ個々のＭＣＦコア２１〜２７に接続される。
【００２９】
本記述から当然のことながら、非対称構造、非六角形コアパターン、２つ以上のＭＣＦを用いた構造、および、異なる数あるいは配置のコアを持つＭＣＦを用いた構造を包含する、図２の光リンクとは異なる構造やトポロジーを持つ光リンクにおいて、本発明の特徴を実践することは可能である。加えて、ＭＣＦとは異なる外周直径を持つ入力ファイバを包含する光リンクにおいて、本発明の特徴を実践することも可能である。
【００３０】
図３は、入力ファイバ４１〜４７およびＭＣＦ２０のそれぞれの断面を並べた比較を提供する。入力ファイバ４１〜４７は、きっちりとまとめて積み重ねるように組み立てられており、１２５μｍのコアピッチを持ち、それはＭＣＦ２０の４０μｍのピッチよりかなり大きい。それゆえ、７つの単一コアファイバをＭＣＦ２０の個々のコアに接続することは、ＭＣＦ２０のきっちりと間隔を空けたコアと入力ファイバ４１〜４７のより幅広く間隔を空けたコアとの間での接合部分を提供するために、扇形というような構造を必要とする。
【００３１】
本発明の特徴に従い、テーパーファイババンドル（ＴＦＢ）カプラは、必要とする扇形を実現するのに使用される。クラッド励起デバイスのコア及びクラッド両方への入力を提供するというようなその他の状況において、ＴＦＢカプラは、すでに使用されてきた。しかしながら、ＴＦＢカプラの使用は、本発明の特徴が対処する複数の問題のせいで、これまでマルチコアファイバやデバイスには上手く拡がっていない。
【００３２】
ＴＦＢカプラを構成するための例となる技術の簡単な説明に続き、モードフィールド径およびクロストークの問題を対処する技術とファイバの記述が続く。
【００３３】
２．例となるＴＦＢカプラ
本発明の特徴にしたがって、テーパーファイババンドル（ＴＦＢ）カプラは、複数の入力ファイバとマルチコアファイバ端面での個々のコアとの間のテーパー状にされた接合部分を提供するのに使用される。ＴＦＢカプラは、参照することにより全てが包含される米国特許公開第２００８−０２６７５６０号明細書に記載されたとおり、その他の状況で用いられてきた。以下に述べるとおり、いくつかの理由のため、ＴＦＢカプラは、これまで、マルチコアファイバおよびデバイスと併せてうまく用いられてはいない。
【００３４】
図４は、例となるＴＦＢカプラ６０の略図（正確な縮尺で描かれていない）を示し、それぞれ個々のコア６２を有し、溶融合しテーパー状にされ出力端面６４で終わるブロック６３で一緒に束ねられた複数のピグテール入力ファイバ６１を備える。図５は、ＴＦＢカプラ端面６４とＭＣＦ端面２９との間の並べた比較を提供する断面図（正確な縮尺で描かれていない）を示し、ＴＦＢ端面６４での個々のコア６２とＭＣＦ端面２９との間の一対一の対応を説明する。
【００３５】
図５に示されるとおり、ＴＦＢ端面６４でのコア６２は、ＭＣＦ端面２９のコアと物理的なサイズにおいて一致しないかもしれない。ＴＦＢカプラ６０をテーパー状にする時、ＭＣＦ端面２９のコアと比較して、出力コア６２は小さいかもしれない。しかしながら、以下に述べるように、テーパー状にすることによるＴＦＢのコアサイズの縮小は、モードフィールド径（ＭＦＤ）の拡大が付き物である。さらに以下に述べるとおり、ＴＦＢ出力コア６２は、ＭＣＦコアと同じようなＭＦＤを有するように構成される。
【００３６】
ＴＦＢカプラ６０は、ピグテール入力ファイバ６１が入力ファイバ４１〜４７に対応する端面形状を有するように、そして、ＴＦＢ出力端面６４がＭＣＦ端面２９に対応するコア構造を有するように構成される。２つの端面を互いに適切な整列にあるそれぞれのコアに対して接続することが可能である限り、ＴＦＢ出力端面６４の外周とＭＣＦ端面２９の外周が異なる形状を持つかもしれないことが知られている。テーパー状にされたブロック６３は、ＴＦＢの入力と出力の形状との間でテーパー状の移行を提供する。
【００３７】
図６Ａ〜図６Ｄは、ＴＦＢカプラを製造するための例となる技術を説明する一連の略図である。
【００３８】
図６Ａ：最初に、一式の適切なファイバ６１が組み立てられる。本例において、それらのファイバは、標準ピグテールのシングルモードファイバである。しかしながら、記載された技術は、当然のことながら、他のタイプのファイバと共に用いられるかもしれない。
【００３９】
図６Ｂ：ファイバ６１の端部は一緒に集められ、それぞれのコア６２は、コアの求められる最終の配置に従って、互いに対し正確に位置づけされる。    
【００４０】
図６Ｃ：ファイバの端部は、その後、ブロック６３を形成するため、熱せられ一緒に溶融合される。これは、適切な接着剤によっても行うことができる。
【００４１】
図６Ｄ：ブロック６３は、その後、求められるテーパー割合にテーパー状にされ、その後、ＴＦＢカプラの端面６４を生成するため切り取られる。
【００４２】
ＴＦＢカプラ構造の使用はコアピッチの問題に対処するものであるが、モードフィールド径やクロストークを含む複数のその他の問題も対処されなければならない。
【００４３】
２．１  モードフィールド径
１つの問題は、マルチコア利得ファイバが、ピグテールファイバのモードフィールド径（ＭＦＤ）と比べて、一般に比較的小さいＭＦＤを持つことである。従来のテーパーバンドルファイバ（ＴＦＢ）カプラは、テーパー状にされた端部及びテーパー状にされていない端部の両方で、標準のピグテールファイバと一致する（一般に８〜９μｍ）モードフィールド径を持つように、しばしば設計される。利得ファイバのコアのモードフィールド径（一般に５〜６μｍで、およそ３μｍのコアサイズを持つ）は、しばしば、ピグテールファイバよりかなり小さく、大きな接続損失をもたらす。
【００４４】
留意すべきことは、ここに使用されるとおり、第一ファイバのＭＦＤが第二ファイバのＭＦＤに『対応する』と言われた場合、単語『対応する』は、二つのＭＦＤが互いに十分に近く、容認できる低損失でファイバが互いに接続されることを許すということを意味するのに使用される。それゆえ、『対応する』は『同じ』とは同義語ではない。例えば、少量の熱拡散がモードフィールドのマッチングを改善するのに使用される。
【００４５】
著しく似ていないコアの接続の従来方法は、マルチコアファイバの場合には、しばしば適切でない。上記のとおり、ピグテールファイバは一般的に８〜９μｍのＭＦＤを有し、その一方で、エルビウムドープファイバ（ＥＤＦ）といった利得ファイバは一般的に５〜６μｍのＭＦＤを有する。この差異は大きすぎる。例えば、熱拡散を使用した接続は、長引く加熱がコア形状はもちろん、コア配列の対象性をも歪めることができるという問題がある。さらに、熱拡散は、外側のコアとは異なり、中心コアのモードフィールド径に影響を及ぼすことができる。それゆえ、ある量の熱拡散は、対応するコア間でのモードフィールドのマッチングを改良するのに好ましい一方、モードフィールド径が著しく似ていない場合は好ましくない。
【００４６】
一般的に言えば、互いにおよそ１μｍ以内にあるＭＦＤは、熱拡散を使った微調整を行いやすい。それゆえ、ここに記載されたれた例となるカプラに関して、当然のことながら、ＭＦＤの正確なマッチングが望ましい一方、ＭＦＤがおよそ±１μｍの範囲内に互いに一致するところで、容認できる低レベルの損失を実現することができる。
【００４７】
２．２    モード結合（クロストーク）
一般的に言えば、ランダムなモード結合の結果として、クロストークはファイバ長の増加と共に減少する。カプラのテーパー状にされた領域において、コア直径が短尺なファイバにわたって連続的、あるいは、ほぼ連続的に変化しているところで（すなわち、ランダムモード結合の場合のファイバ長は、クロストークに対し比較的重要でない影響を持つ）、よく知られた共鳴および長く続かない結合のメカニズムが原因で、テーパーに沿ったあらゆる位置において、コア間のクロストークが生じるかもしれない。これは、ＴＦＢにおけるファイバがほとんど同一であるときの特別な場合であり、それゆえ、ほとんど同一の伝搬定数、βを有する。その上、およそ１．８より小さいＶ値を持つステップインデックスファイバといったいくつかのコア設計において、テーパー状にすることは、モードフィールドを拡散し、場合によりコア間で著しい重複を引き起こす。それゆえ、たとえテーパー状ファイバの入力端および出力端でのモード重複が、局所的にクロストークを抑制するために十分に小さいとしても、モード重複増加の結果として入力端および出力端の間でクロストークが生じるかもしれない。
【００４８】
３．ＴＦＢカプラでの用途のための特別に設計されたペデスタルファイバ
本発明の特徴によれば、上記の問題は、ＴＦＢカプラの構成における利用のために特別に設計されたファイバの利用を通して対処される。これらの設計の背後の原理を理解するため、第一に例となるマルチコアファイバへの要求、およびマルチコアファイバのデバイスが記載される。
【００４９】
例となるマルチコアファイバにおける効果的な空間分割多重伝送のため、例えば７あるいは１９といった複数のコアは、望ましくは六角形のパターンに配置され、標準的なシングルモードファイバと似た直径、例えば１２５μｍのクラッドに組み込まれる。上記のとおり、例となる７コアＭＣＦは、およそ４０μｍのコア対コアピッチを有する。
【００５０】
１．５５μｍ帯における光増幅でのＭＣＦを基にした応用において、各ＭＣＦコアは、一般的に、エルビウムあるいはエルビウムとイッテリビウムの混合物といった１つあるいはそれ以上の希土類元素をドープされる。ラマンやパラメトリック増幅といった他の応用では、非希土類ドーパントが用いられるかもしれない。他タイプのファイバアンプはもちろん、これらにとって、低励起パワーで良い増幅を実現するために、各ＭＣＦコアが小さい直径、例えば３μｍを持つことが望ましい。非線形効果を使うデバイスにおいて、コア直径はかなり小さくできる。代わりに、高出力パワーで操作するよう設計されたデバイスにおいて、励起状態吸収といった有害な非線形効果やパワーを激減させる効果を避けるため、コア直径はかなり大きくできる。
【００５１】
マルチコアアンプにおいて、信号とポンピング光の両者は効果的にＭＣＦコアに入射される必要がある。上記で述べたとおり、もっともらしい解決策は、ＭＣＦのコア数に対応する複数のシングルモードファイバを束ねて近接したひとまとめの構成にし、コア対コアピッチがマルチコア利得ファイバのコア対コアピッチと対応する直径にまでそのファイババンドルをテーパー状にすることである。入力ファイバが１２５μｍの外周クラッド直径を持つシングルモードファイバであると仮定すると、ファイババンドルは、マルチコアファイバのコアピッチに対応するコアピッチを実現するため、３．０の倍数でテーパー状にされる。
【００５２】
光ファイバがテーパー状にされるとき、各ファイバ領域のそれぞれの直径サイズにおけるパーセンテージ変化は、実質的には同じである。それゆえ、シングルモードファイバが３．０の倍数でテーパー状にされるとき、ファイバの外周直径のみが減少するのではなく、コア直径もおよそ３．０の倍数で減少する。標準的なシングルモードファイバにおいて、３．０の倍数でのコア直径の減少は、モードフィールド径の著しい増加を引き起こす。
【００５３】
図７は、およそ０．３２％の一定の屈折率差デルタ（Δ）を持つと仮定されるシングルモードのシリカファイバにおけるコア直径の関数として、９８０ｎｍ（破線曲線７１）および１５５０ｎｍ（実線曲線７２）の波長における算出されたモードフィールド径を説明するグラフ７０を示す。
【００５４】
シングルモードファイバにおいて、光は基本のＬＰ０１導波路モードで伝搬し、コア領域の中心にピークを持ちクラッドへと減少が広がるガウシアン形状の横軸方向のエネルギー分布を持つ。ＳＭＦにおいて、モードフィールド径は、横軸方向のエネルギー分布がピーク値の１／ｅにまで減少するところでのファイバの直径と定義される。グラフ７０に示されるとおり、大きいコア直径において、モードフィールド径は一般にコア直径より小さい。より小さいコア直径では、モードフィールド径は一般にコア直径より大きい。
【００５５】
より小さいコア直径でのＭＦＤの急な増加についての理由は、これらのより小さい直径では、コア−クラッドの境界が、比較的小さいパーセンテージの伝搬光以外、全てを閉じ込めるというその能力を失う。それゆえ、これらのより小さいコア直径では、横軸方向のエネルギー分布は比較的幅広く、大きいモードフィールド径を生じる。
【００５６】
一般的に言えば、ファイバにとって、できるだけ小さいモードフィールド径を持つことが望ましい。それゆえ、本例では、標準のシングルモードファイバは一般的におよそ８μｍのコア半径を有する。図７に示したとおり、このコア半径は、１５５０ｎｍにおける最小の、あるいは最小に近いＭＦＤに対応する。
【００５７】
図７のシングルモードファイバが最初のコア半径の８μｍから３の倍数でテーパー状にされるとき、結果として生じるコア直径は、およそ２．６７μｍである。曲線７２によって示されるとおり、そのコア直径において、１５５０ｎｍでのモードフィールド径は増加して２２μｍを越え、それゆえにテーパー状にされたファイバの端部は、著しい損失無しに比較的小さいコアのマルチコア利得ファイバと接続することはできない。
【００５８】
単一コアの状況において、異なったコア（例えば、シングルモードファイバとエルビウムドープファイバのコアというように）のそれぞれのモードフィールド径の対応は、熱拡散の方法を使って成し遂げることができる。残念ながら、モードフィールド径での大きな変化において、この技術は、マルチコアファイバあるいはマルチコアのペデスタルファイバにとっては適切ではない。いくらかの量の熱拡散は一般に望ましいが、マルチコアファイバの場合は、コアの配列をも歪めるかもしれない。
【００５９】
本発明の特徴は、特に、モードフィールド径での変化を同時に起こしつつ、より小さい直径にテーパー状にすることができる、設計されたペデスタルファイバを提供する。そのようなペデスタルファイバは、複数のファイバから比較的小さいコアのマルチコア利得ファイバに光を結合するために適切なＴＦＢカプラを構成することにおけるモードフィールド径の問題に対処するために使用することができる。      
【００６０】
図８Ａおよび図８Ｂは、例となるペデスタルファイバにおけるテーパー状にされる前（図８Ａ）とテーパー状にされた後（図８Ｂ）のそれぞれの屈折率分布８０ａおよび８０ｂを示す。
【００６１】
テーパー状にされていない屈折率分布８０ａは、第一の屈折率よりも低い第二の屈折率を持つペデスタル領域８２ａによって取り囲まれた第一の屈折率を持つコア領域８１ａからなる。ペデスタル領域８２ａは、第二の屈折率より低い第三の屈折率を持つクラッド領域８３ａによって取り囲まれている。
【００６２】
テーパー状にされていないファイバにおいて、光は、クラッドとしてのペデスタルの作用８２ａと一緒にコア８１ａによって誘導される。伝搬モードはコアとペデスタルの境界によって最初に制限される。コア８１ａによって誘導される光のＭＦＤと比べてペデスタル８２ａの半径が比較的大きいので、ペデスタルとクラッドの境界は、全体のモード制限には比較的わずかしか寄与しない。
【００６３】
ファイバがテーパー状にされると、コア半径は減少し、コアによって制限される光のパーセンテージにおいても対応する減少が生じる。同時に、ペデスタル半径の大きさも、テーパー状にされていないファイバでのコア領域のそれに近づく。それゆえ、テーパー状にされた屈折率分布８０ｂにおいて、伝搬モードの小さいパーセンテージ以上に制限するには、コア領域８１ｂは小さすぎる。それどころか、モードは主に、ペデスタル８２ｂとクラッド８３ｂとの間の境界によって導かれる。それゆえ、ＴＦＢカプラを構築するのにペデスタルファイバを使うことで、コアピッチにおける必要とされる縮小を実現するため、熱によってテーパー状にすることを利用することが可能であり、同時にファイバのテーパー状にされた端部でのモードフィールド径のサイズを操作することが可能である。    
【００６４】
図９Ａは、本発明の特徴に従った例となるペデスタルファイバ（ＦＩＢＥＲ−Ｉ）における屈折率分布を示し、図９Ｂはさまざまな異なるテーパー割合における算出されたモードフィールド径を示す。ＦＩＢＥＲ−Ｉにおいて、テーパー割合が増加するのにつれてモードフィールド径は着実に減少するということが示されている。
【００６５】
本発明の特徴に従い、ＦＩＢＥＲ−Ｉは、選択されたテーパー割合によってファイバをテーパー状にすることが、コアピッチでの必要とされる減少とモードフィールド径での必要とされる減少を同時に実現するというように構成されたペデスタル屈折率分布を有する。
【００６６】
それゆえ、図９Ｂに示されるとおり、ファイバが３．０の倍数でテーパー状にされるにつれ、モードフィールド径は約８．５μｍから６μｍに同時に減少するということが見て取れ、０．２３の開口数（ＮＡ）および３．２μｍのコア直径を持つエルビウムドープコアのモードフィールド径に等しい。
【００６７】
図１０Ａは、第二のペデスタルファイバ（ＦＩＢＥＲ−II）の屈折率分布を説明するグラフ１００を示し、図１０Ｂはさまざまな異なるテーパー割合にわたる算出されたモードフィールド径を説明するグラフ１０１を示す。ＦＩＢＥＲ−IとＦＩＢＥＲ−IIは異なるそれぞれの屈折率分布を持ち、しかしながら、テーパー状にされていないとき、および３の倍数でテーパー状にされた後で同じモードフィールド径を持つ。
【００６８】
本発明のさらなる特徴に従い、ＴＦＢカプラあるいは同等のデバイスは、選択されたテーパー割合によりテーパー状にされるとき、テーパー状にされていないものとテーパー状にされたものとで同じモードフィールド径を持ち、しかしながら異なる屈折率分布を持つ、複数のファイバを使って構成される。この技術は、隣接したコア間のクロストークを抑制するために使用することができる。
【００６９】
屈折率分布における差異は、２つのファイバ間での実効屈折率の差異をもたらす。図１１は、テーパー割合の関数として、２つのファイバについて実効屈折率を比較したグラフ１１０を示す。テーパー状にする前と３の倍数でテーパー状にした後の両方で２つのファイバにおけるＭＦＤは同じであるという事実にもかかわらず、テーパー状の範囲の始めから終わりまで、ＦＩＢＥＲ−IおよびＦＩＢＥＲ−IIにおいて算出された実効屈折率は互いに異なる。それゆえ、第一にコアとペデスタルの屈折率値およびそれぞれの半径を適切に選択すること、第二に特定のテーパー割合を選択することにより、テーパー状にする前と後とで同じモードフィールド径を示し、各ファイバは異なる実効屈折率ｎｅｆｆを有する複数のファイバを設計することができる。ＴＦＢカプラにおいてそのようなファイバを使用することにより、ファイバ間の伝搬定数は異なり、それらの間でのクロストークを抑制する。
【００７０】
六角形のコア構造を持つ例となる７コアのＴＦＢカプラにおいて、互いに異なる実効屈折率を持つ少なくとも上記に述べたタイプの３つのペデスタルファイバＡ、Ｂ、およびＣは、テーパー状にする前と後とで容認できるレベルまでクロストークを抑制する、あるいは最小化することを要求されるであろう。図１２は、この設計を例示する構造１２０を示す。図１３は、１９コアのＴＦＢカプラにおける同じような構造１３０を示す。
【００７１】
構造１２０および１３０の両者において、コアが正六角形配列に配置されるので、最小の３つの異なるファイバＡ、Ｂ、およびＣを使用することができる。図１２に示された７コア構造１２０において、外周コア１２１〜１２６は、六角形の中央に位置するコア１２７と共に正六角形に配置される。それゆえ、中央コア１２７は、互いが等距離にある各外周コア１２１〜１２６から等距離にある。中央コア１２７としてＣタイプのコアを使用し、外周コア１２１〜１２６としてＡタイプおよびＢタイプのコアを交互に使用することにより、７つのコア１２１〜１２７のいずれも同じタイプの近接するコアを持たない。
【００７２】
同じような結果は、構造１３０において得ることができるということが更にわかる。その場合、Ａタイプコアは中央コア１３１として使用される。コア１３１を取り囲む最初の六角形の輪のコア１３２は、交互に続くＢタイプおよびＣタイプのコアからなる。コア１３１および第一の輪１３２を取り囲む第二の六角形の輪のコア１３３は、交互に続くコアタイプ、Ａ−Ｂ−Ａ−Ｃ−Ａ−Ｂ−Ａ−Ｃ−Ａ−Ｂ−Ａ−Ｃからなる。再び、１９個のコアのいずれも同じタイプの近接するコアを持たない。
【００７３】
上記の図１２および図１３において留意すべきは、文字Ａ、Ｂ、およびＣの割り当ては任意であり、互いに、同一であるあるいは異なるといったコアを識別すること以外に何の意味も持たない。
【００７４】
追加の検討は、テーパーに沿ったモードフィールド径の展開である。図１４は、テーパー因子とモードフィールド径との間の関係を説明するグラフ１４０を示す。図１４において、テーパー因子は、図１１のテーパー割合の逆である。曲線１４１と曲線１４２は、それぞれ、例となるシングルモードファイバと例となるペデスタルファイバについて、この関係を説明している。
【００７５】
ペデスタルファイバ曲線１４２は、示されたとおり、ステップインデックスコア１４１よりもさらに複雑なＭＦＤの展開を示す。図１４に示されるとおり、テーパー状にされていないペデスタルファイバ（テーパー因子＝１．０）はおよそ１２μｍのＭＦＤを持つ。本考察のためには、与えられた応用は、およそ１０μｍの出力ＭＦＤを必要とすると考えられる。およそ０．１７のテーパー因子（すなわち、およそ６μｍのテーパー割合）を使うことで、１０μｍのＭＦＤが実現されるであろうことが、グラフ１４０で分かる。
【００７６】
しかしながら、グラフ１４０において、ペデスタルファイバ曲線１４２は、入力ＭＦＤ（テーパー因子＝１．０）および出力ＭＦＤ（テーパー因子＝０．１７）との間で「こぶ」１４２ａを包含する複雑な形状を持つということが分かる。こぶ１４２ａは、およそ０．３のテーパー因子（すなわち、およそ３．３３のテーパー割合）において、およそ１２μｍのピーク値を持つ。テーパーのこの領域において、そのような大きいモード
【数１】
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は、望まないレベルのクロストークを引き起こすため十分な軸方向の範囲にわたって十分な空間的重複を持つというように、コアのピッチは十分に小さい（すなわち、＜〜１２μｍ）であろう。    
【００７７】
適切なコアプロファイルの設計において、テーパー内におけるそのようなクロストークを避けるよう注意が払われなければならない。一般的に言うと、クロストークは−２０ｄＢ未満でなければならない。クロストークについては−３０ｄＢ未満が望ましく、さらに望ましくは−４０ｄＢ未満が長距離伝送には望ましい。
【００７８】
４．その他の応用
上記に述べたとおり同様の検討は、その他の応用および設計についても使用できる。例えば、その概念は、個々の入力ファイバからマルチコア出力ファイバへのＭＦＤの減少よりはむしろ増加に対して拡大される。さらに、モード変換テーパーは、送信機、受信機、モジュレーター、および同類のものといったオプトエレクトロニクスの能動部品と同様、アイソレータ、フィルタ、カプラ、および同類のものといった光受動部品というような他のデバイスにも適用することができる。
【００７９】
それらその他の応用において、マルチコアファイバにおいて伝搬を最適化するようにマルチコアファイバのモードを設計することができると同時に、１つあるいはそれ以上の上記に列挙された部品のモードを一致させるよう、個々のファイバのモードを設計することができる。マルチコア部品については、反対の配置が適用される可能性があり、その場合個々のファイバが標準のシングルモードファイバか、あるいはある特徴について最適化されたファイバであるかもしれない。
【００８０】
５．一般的な技術
上記で述べたとおり、本発明の特徴は、コア対コアピッチおよびモードフィールド径の両者がマルチコア利得ファイバのそれらと一致するといったマルチコア利得ファイバに、信号およびポンピング光を入射するためのテーパーファイババンドルを提供する。
【００８１】
本発明のさらなる特徴は、そのような応用のために特別に設計された屈折率分布をもつペデスタルファイバを対象にする。記載されたファイバは、ＭＦＤがピグテールファイバ
【数２】
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およびエルビウムドープコア
【数３】
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と一致するよう同時に調整するとともに、〜３．３３ぐらい大きい因子によって都合よくテーパー状にすることができる。
【００８２】
本発明の他の特徴は、似たようなテーパーとＭＦＤの特徴を持つが異なる伝搬定数を持つペデスタルファイバを対象にする。  図１２および図１３に示された設計のように、  同一の伝搬定数を持つファイバ間でのクロストークを抑制するように、互いに隣接して設置されない方法で、ファイバは配列されている。  
【００８３】
図１５は、複数の入力ファイバをマルチコアファイバに接続するための、本発明の特徴に従った、例となる一般的な技術１５０のフローチャートを示す。
【００８４】
技術１５０は以下の手順からなる。
【００８５】
１５１：入力ペデスタルファイバの組立品は、コアピッチがマルチコアファイバのコアピッチと対応するようにテーパー状にでき、各ペデスタルファイバが、サイズをマルチコアのモードフィールド径に対応するようにテーパー状にできるモードフィールド径を有するように構成された、それぞれの屈折率分布を有する複数の入力ペデスタルファイバを提供する。
【００８６】
１５２：マルチコアファイバに対応する幾何学的形状を有する組立品に入力ペデスタルファイバの先端部を配置する。
【００８７】
１５３：コアピッチおよびそれぞれのモードフィールド径がマルチコアファイバに対応する端面を形成するため、ペデスタルファイバの組立品を溶融し、テーパー状にし、切り取る。
【００８８】
上記に述べたとおり、本発明のさらなる実践に従い、ＴＦＢカプラにおけるファイバは、それらの間でクロストークを抑制するために、異なる実効屈折率を有するよう構成される。
【００８９】
６．ＴＦＢカプラの試験的用途の例
ここに説明されたＴＦＢカプラは、７つのコア全てにおいて同時に起こる増幅を提供する７コアのマルチコアエルビウムドープファイバ（ＭＣ−ＥＤＦ）アンプの増幅および雑音特性の研究において使用されてきた。信号およびポンピング光は、２つの説明されたＴＦＢカプラを使用したＭＣ−ＥＤＦの個々のコアに接続されている。    
【００９０】
この研究の結果は、Ｋ．Ｓ．Ａｂｅｄｉｎおよびその他による「エルビウムドープマルチコアファイバアンプの増幅と雑音特性」オプティクスエクスプレス、Ｖｏｌ．１９、Ｉｓｓｕｅ１７、１６７１５〜１６７２１ページ（２０１１）に明記されている。
【００９１】
７コアのＭＣ−ＥＤＦは、市販のエルビウムドープコアロッドから作成された。コアは４０．９μｍのピッチで六角形配列に配置されている。コア直径および開口数は、それぞれ３．２μｍおよび０．２３に等しい。ファイバは１４８μｍのクラッド直径および２５０μｍのアクリレート類コーティングを有する。１５５０ｎｍでのモードフィールド径は約６μｍと推定された。１５５０ｎｍでのエルビウムドープコアの吸収損失は、〜２．３ｄＢ／ｍであった。
【００９２】
ＴＦＢは、テーパー状の端部でＭＣ−ＥＤＦと一致するコア対コアピッチを実現するために７つの特別に設計されたファイバを束にし、その束をおよそ３のテーパー割合でテーパー状にすることにより製造された。これは、従来型のＰＭ溶融スプライサーの使用を許す。ＴＦＢにおいて、ＭＣＦとシングルモードファイバの間での接合部を提供するために、モードフィールド径はテーパー状にする前後で一定に保たれる。高性能なＥＤＦはより小さいＭＦＤを持つので、ＴＦＢは、９．０４から６．１μｍへモードフィールド径の断熱変換を許容するように設計された。ＴＦＢのテーパー状にされていない端部での７つの入力ファイバは９．０４μｍのＭＦＤ（ＬＰ０１）を持ち、最小の損失でＳＭＦファイバと接続することができた。    
【００９３】
図１６は、ＥＤＦＡの増幅特性を研究するために使用された試験的な組立品１６０の略図である。１５２０〜１５８０ｎｍの範囲で動作する外付けの共振レーザーダイオードからの単一周波数レーザー光は信号として利用され、ＷＤＭカプラを使って９８０ｎｍのポンピング光と混合される。不要波の後方反射を避け、ＡＳＥ雑音を抑制するため、アイソレータが入力および出力ポートの両方に接続され、ポンピング光は順方向に伝搬するのを許可される。測定目的のため、中央コアは＃０と番号付けされ、外周のコアは、順に＃１〜＃６と番号付けされる。
【００９４】
異なる入力波長とパワーレベルにおける増幅された出力のパワーと自然放射増幅光（ＡＳＥ）雑音は、光スペクトラムアナライザーを使って測定された。ＴＦＢ−ＭＣＦ−ＴＦＢ組立品の入力と出力ポートでの間の損失は、エルビウムが低吸収損失を持つ１３００ｎｍで測定される一方、アイソレータとＷＤＭでの受動損失は、１５２０〜１５８０ｎｍの範囲にわたって測定された。増幅器内の他の全ての位置における信号と雑音パワーレベルは、それゆえ、簡単に推定される。
【００９５】
図１７は、１３１０ｎｍで測定されたＴＦＢ−ＭＣＥＤＦ−ＴＦＢモジュールにおける損失とクロストーク特性を説明するグラフ１７０を示す。横軸での数字は光が入射されたコアを示し、縦軸は第二のＴＦＢの７つの出力で測定された信号における減衰を示す。それゆえ、対応するコア間での減衰は挿入損失を表す。対応するコアと異なるコアとの間の減衰における差異（ｄＢで表される）はクロストークの測定と見なされる。入力と利得組立品の対応する出力コアとの間の損失は、２．５〜４．９ｄＢにとどまる。７つのチャンネルにおいて、６つのコアでの平均されたクロストークは、３０．２と３６．６ｄＢの間で変動した。同様の測定は１５４６ｎｍの信号波長（入力パワー：０．３６ｄＢｍ）において実行され、１５ｍ長さのＭＣ−ＥＤＦにおいて３３．７ｄＢの平均吸収を生じた。
【００９６】
ＴＦＢカプラの低損失接続は、およそ２５ｄＢの純利得（総利得〜３０ｄＢ）を得ることを許し、４ｄＢより小さい雑音指数と１０ｄＢｍを超える３ｄＢ飽和出力を持つ。隣接するチャンネルからのＡＳＥレベルは２５ｄＢを下回った。
【００９７】
７．結論
先行の記述は、本発明を当事者が実践することを可能にするような詳細を含んでいるが、その記述は事実上実例であり、多くの改良や変化はそれら教示の利益を持つ当事者にとっては明白であろうということを認識すべきである。その結果、本発明が単にこの文書に添えられた請求項によってここに定義され、その請求項は従来技術によって許されるのと同じぐらい広く解釈されるということを意味している。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１７】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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