(57)【要約】マルチモード光ファイバからなる光伝送路において、高速で、広帯域の光信号を伝送でき、かつ安価で長距離の伝送が行えるようにするために、光伝送路のモード分散を小さくする。モード分散を小さくするために、複数のマルチモード光ファイバを接続して伝送路にしたときに、この光伝送の帯域が最大になる各マルチモード光ファイバの長さの比を求め、この長さの比で接続する。また、モード分散補償ファイバとして特定の屈折率プロファイルを有するマルチモード光ファイバを用いる。また、披補償ファイバと補償ファイバとを特定の長さで接続する。
2004070442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のマルチモード光ファイバを接続して光伝送路とする光伝送路の形成方法であって、
該光伝送路の帯域が最大となる各マルチモード光ファイバの長さの比を求め、該長さの比で複数のマルチモード光ファイバを接続することを特徴とする光伝送路の形成方法。
【請求項２】
複数のマルチモード光ファイバを有する光伝送路であって、
該光伝送路の帯域が最大となるように、各マルチモード光ファイバの長さの比が調整されたものであることを特徴とする光伝送路。
【請求項３】
複数の伝搬モードでマルチモード光ファイバを伝搬した信号光のうち低次モードよりも高次モードの到達時間が早いマルチモード光ファイバと、低次モードよりも高次モードの到達時間が遅いマルチモード光ファイバとを有することを特徴とする請求項２に記載の光伝送路。
【請求項４】
０．８５μｍ帯及び／又は１．３μｍ帯の信号光を伝送する光伝送路であることを特徴とする請求項２又は３に記載の光伝送路。
【請求項５】
請求項２ないし４のいずれかに記載の光伝送路を用いてなることを特徴とする光ＬＡＮ。
【請求項６】
マルチモード光ファイバからなる被補償ファイバにモード分散補償ファイバを接続して、被補償ファイバのモード分散を補償し、所定波長において最大帯域が得られるようにする際に、以下の式（１）を満足する屈折率プロファイルを有する被補償ファイバ及びモード分散補償ファイバを用いることを特徴とするモード分散の補償方法。
2004070442.tif 000020
但し、Δｃｏｍｐ（ｒ）は、モード分散補償ファイバのコア中心からの距離ｒにおける比屈折率差、Δｔａｒｇｅｔ（ｒ）は、被補償ファイバのコア中心からの距離ｒにおける比屈折率差、Δｏｐｔ（ｒ）は、被補償ファイバとモード分散補償ファイバとが接続され、所定波長において最大帯域が得られるようにされたファイバの全体でのコア中心からの距離ｒにおける比屈折率差、ｋは比例定数をそれぞれ示す。
【請求項７】
帯域が最大となる長さ比で前記モード分散補償ファイバと前記被補償ファイバとを接続することを特徴とする請求項６に記載のモード分散の補償方法。
【請求項８】
マルチモード光ファイバからなる被補償ファイバに接続して該被補償ファイバのモード分散を補償し、所定波長において最大帯域が得られるようにするモード分散補償ファイバにおいて、
屈折率プロファイルが上記式（１）を満たすことを特徴とするモード分散補償ファイバ。
【請求項９】
マルチモード光ファイバからなる被補償ファイバと、屈折率プロファイルが上記式（１）を満たすモード分散補償ファイバとが、帯域が最大となる長さ比で接続されて構成されたことを特徴とする光伝送路。
【請求項１０】
０．８５μｍ帯及び／又は１．３μｍ帯の信号光を伝送する光伝送路であることを特徴とする請求項９に記載の光伝送路。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載の光伝送路を用いてなることを特徴とする光ＬＡＮ。
【請求項１２】
マルチモード光ファイバからなる被補償ファイバにモード分散補償ファイバを接続して、被補償ファイバのモード分散を補償し、所定波長において最大帯域が得られるようにする際に、以下の式（２）を満足する長さ比でモード分散補償ファイバと被補償ファイバとを接続することを特徴とするモード分散の補償方法。
2004070442.tif 000021
但し、Ｌｃｏｍｐはモード分散補償ファイバの長さ、Ｌｔａｒｇｅｔは被補償ファイバの長さ、ａｃｏｍｐはモード分散補償ファイバのコア半径、ａｔａｒｇｅｔは被補償ファイバのコア半径、Δｃｏｍｐ（ｒ）は、モード分散補償ファイバのコア中心からの距離ｒにおける比屈折率差、Δｔａｒｇｅｔ（ｒ）は、被補償ファイバのコア中心からの距離ｒにおける比屈折率差、Δｏｐｔ（ｒ）は、被補償ファイバとモード分散補償ファイバとが接続され、所定波長において最大帯域が得られるようにされたファイバの全体でのコア中心からの距離ｒにおける比屈折率差をそれぞれ示す。
【請求項１３】
マルチモード光ファイバからなる被補償ファイバにモード分散補償ファイバを接続して、被補償ファイバのモード分散を補償し、所定波長において最大帯域が得られるようにする際に、以下の式（３）を満足する屈折率プロファイルを有する被補償ファイバ及びモード分散補償ファイバを用いて、以下の式（４）を満足する長さ比でモード分散補償ファイバと被補償ファイバとを接続することを特徴とするモード分散の補償方法。
2004070442.tif 000022
但し、ｎ（ｒ）は、光ファイバのコア中心からの距離ｒにおけるコア半径方向の屈折率分布、ｎ１はコア中心における屈折率、Δ１はクラッドに対するコア中心の比屈折率差、ａはコア半径、αは屈折率分布次数をそれぞれ示す。
2004070442.tif 000023
但し、Ｌｃｏｍｐはモード分散補償ファイバの長さ、Ｌｔａｒｇｅｔは被補償ファイバの長さ、αｃｏｍｐはモード分散補償ファイバの屈折率分布次数、αｔａｒｇｅｔは被補償ファイバの屈折率分布次数、αｏｐｔは被補償ファイバとモード分散補償ファイバとが接続され、所定波長において最大帯域が得られるようにされたファイバの全体での屈折率分布次数をそれぞれ示す。
【請求項１４】
マルチモード光ファイバからなる被補償ファイバとモード分散補償ファイバとが上記式（２）を満たす長さ比で接続されたことを特徴とする光伝送路。
【請求項１５】
マルチモード光ファイバからなる被補償ファイバとモード分散補償ファイバとが接続されて構成された光伝送路であって、
モード分散補償ファイバと被補償ファイバは、上記式（３）を満足する屈折率プロファイルを有するものであり、上記式（４）を満足する長さ比で接続されたことを特徴とする光伝送路。
【請求項１６】
前記モード分散補償ファイバ及び前記被補償ファイバは、屈折率分布次数αｃｏｍｐ，αｔａｒｇｅｔが０．５以上であり、クラッドに対するコア中心の比屈折率差Δ１ｃｏｍｐ，Δ１ｔａｒｇｅｔが０．００５〜０．０２５であり、コア半径ａｃｏｍｐ，ａｔａｒｇｅｔが５〜５０μｍであることを特徴とする請求項１５に記載の光伝送路。
【請求項１７】
０．８５μｍ帯および／又は１．３μｍ帯の信号光を伝送する光伝送路であることを特徴とする請求項１４ないし１６のいずれかに記載の光伝送路。
【請求項１８】
請求項１４ないし１７のいずれかに記載の光伝送路を用いてなることを特徴とする光ＬＡＮ。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】  この発明は、マルチモード光ファイバを用いて構築された光伝送路におけるモード分散を補償する方法に関し、この光伝送路のモード分散を小さくし、広い伝送帯域が得られるようにしたものである。
一般に、ＦＡ（ファクトリーオートメーション）、ＯＡ（オフィスオートメーション）などのように、コンピュータやその関連機器を光伝送路で結んだＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）などにおいて、この光伝送路には、受光面の大口径化が可能であり、発光・受光デバイスとの結合操作が容易に行えるマルチモード光ファイバが広く用いられている。
このマルチモード光ファイバのうち、グレーテッドインデックス形光ファイバ（以下、ＧＩ光ファイバと言う。）は、コアの屈折率分布を半径が大きくなるにつれて屈折率が徐々に小さくなるように形成して、信号光の各モードの到達時間が揃うようにし、モード分散が小さく、広い帯域が得られるようにしたものである。このＧＩ光ファイバは、広い帯域が得られるため、ＬＡＮなどの光伝送路に用いることによって、伝送速度の高速化が可能となるとされている。
近年、ＬＡＮの国際標準規格のイーサネット（登録商標）において、伝送レートが１０Ｇｂ／ｓのイーサネット（登録商標）（以下、１０ＧｂＥと言う。）が定められ、実用化が期待されている。この１０ＧｂＥを実現するためには、以下の文献に記載のように、その光伝送路には、モード分散を極力低く抑え、広い伝送帯域が安定して得られることが要求される。
「ＩＥＣ  ６０７９３−２−１０  オプティカル・ファイバーズ−パート２−１０：プロダクト・スピシフィケーションズ−セクショナル・スピシフィケーション・フォー・カテゴリー・Ａ１・マルチモード・ファイバーズ（Ｏｐｔｉｃａｌ  ｆｉｂｒｅｓ−Ｐａｒｔ  ２−１０：Ｐｒｏｄｕｃｔ  ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ−Ｓｅｃｔｉｏｎａｌ  ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ｃａｔｅｇｏｒｙ  Ａｌ  ｍｕｌｔｉｍｏｄｅ  ｆｉｂｒｅｓ）」，インターナショナル・エレクトロテクニカル・コミッション（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ），２００２年３月，ｐ．３−３０
また、ＧＩ光ファイバの伝送帯域は、屈折率分布によって決定されるため、この１０ＧｂＥで要求されるような広い帯域を実現するためには、コア中心において最大屈折率を有し、半径が大きくなるにつれて屈折率が徐々に低下するような形状にコアの屈折率分布を極めて精密に形成する必要がある。
このため、ＧＩ光ファイバの屈折率分布の誤差の許容範囲は、非常に狭いものとなり、歩留まり良く製造することが難しく、製造コストが高くなってしまう。また、屈折率分布の誤差の許容範囲が狭いため、安定して一定の屈折率分布を形成することが難しく、長尺のＧＩ光ファイバを製造することが難しい。
また、屈折率プロファイルの誤差の許容範囲が狭いため、安定して一定の屈折率プロファイルを形成することが難しく、目的とする広い帯域が得られ難い。さらに、最大の帯域が得られる屈折率プロファイルは信号光の波長によって異なるため、既設のＧＩ光ファイバを用いた光伝送路を利用し、この光伝送路の仕様とは異なる波長帯域の信号光を伝搬する場合などでは、広い帯域が得られない。
ところで、ＧＩ光ファイバの屈折率プロファイルが目的とする形状とならず、広い帯域が得られない場合、以下に示した文献に記載のように、そのＧＩ光ファイバ（被補償ファイバ）とは異なる屈折率プロファイルを有するＧＩ光ファイバをモード分散補償ファイバとし、被補償ファイバに接続することによって、モード分散が補償されることが知られている。
しかし、この文献では、具体的なモード分散の補償条件について明らかにされておらず、例えば被補償ファイバのモード分散を効率良く補償するためのモード分散補償ファイバの屈折率プロファイルの最適値などについて提案されていない。
Ｗ．Ｆ．ラブ（Ｗ．Ｆ．Ｌｏｖｅ），欧州光通信国際会議’８１予稿集（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ’８１），（デンマーク），エレクトロマグネティクス・インスティチュート，テクニカル・ユニバーシティ・オブ・デンマーク（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｄｅｎｍａｒｋ），１９８１年，第４巻，ｐ．４−１−４−４
また、日本特表２００１−５２２０５号公報には、モード分散補償ファイバを用いてＧＩ形光ファイバのモード分散を補償する場合、接続するモード分散補償ファイバと被補償ファイバの長さ比を以下の方法によって算出することが提案されている。
この提案にかかる方法は、まず、モード分散補償ファイバの屈折率プロファイルと、被補償ファイバの屈折率プロファイルとを以下の式（１）によって近似して各々の屈折率分布次数αを算出する。
2004070442.tif 000003
但し、光ファイバのコア中心からの距離ｒにおける屈折率、ｎ１はコア中心における屈折率、Δ１はクラッドに対するコア中心の比屈折率差、ａはコア半径、αは屈折率分布次数をそれぞれ示す。
そして、それぞれの屈折率分布次数αを用いてモード分散補償ファイバと被補償ファイバの長さ比が以下の式（２）を満たすようにモード分散補償ファイバの長さを決定する。
2004070442.tif 000004
但し、Ｌｃｏｍｐはモード分散補償ファイバの長さ、Ｌｔａｒｇｅｔは被補償ファイバの長さ、αｃｏｍｐはモード分散補償ファイバの屈折率分布次数、αｔａｒｇｅｔは被補償ファイバの屈折率分布次数、αｏｐｔは所定波長において最大帯域が得られるようにされた屈折率プロファイルにおける屈折率分布次数をそれぞれ示す。
従来のモード分散補償ファイバの長さを算出する方法は、経験則によるものであり誤差が大きい。またモード分散補償ファイバと被補償ファイバの屈折率プロファイルを前記式（１）で近似する必要があり、更に誤差が生じることとなる。このため十分にモード分散を補償できず、例えば高速の伝送速度に対応した広い帯域を得ることが難しい。
また、モード分散補償ファイバと被補償ファイバとを伝搬する信号光の群速度を電磁界解析によって算出し、この算出値をもとにシミュレーションによりモード分散補償ファイバと被補償ファイバの長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔの最適値を算出する方法も提案されている。
しかし、この方法は複雑な計算を必要とし、電子計算のプログラムを作成することが容易ではない。またシミュレーションのための計算には長時間を要し、例えば光伝送路を敷設する現場などでは使用できない。
【発明の開示】
したがって、本発明における課題は、ＧＩ光ファイバを用いて、広い帯域を有する光伝送路を安価で、長距離でも容易に形成する方法、広い帯域を有し、１０ＧｂＥのような高速の伝送速度が実現でき、かつ安価で、長距離でも容易に形成できる光伝送路や光ＬＡＮを提供することを課題とする。
また、モード分散を効率良く、また精度良く補償できるモード分散の補償方法、及びモード分散がほとんど無く、広い帯域を有する光伝送路と光ＬＡＮを提供することを課題とする。
かかる課題は解決するため、本出願では以下の３群の発明群を提供する。
・第１の発明群
請求項１にかかる発明は、複数のマルチモード光ファイバを接続して光伝送路とする光伝送路の形成方法であって、
該光伝送路の帯域が最大となる各マルチモード光ファイバの長さの比を求め、該長さの比で複数のマルチモード光ファイバを接続することを特徴とする光伝送路の形成方法である。
請求項２にかかる発明は、複数のマルチモード光ファイバを有する光伝送路であって、
該光伝送路の帯域が最大となるように、各マルチモード光ファイバの長さの比が調整されたものであることを特徴とする光伝送路である。
請求項３にかかる発明は、複数の伝搬モードでマルチモード光ファイバを伝搬した信号光のうち低次モードよりも高次モードの到達時間が早いマルチモード光ファイバと、低次モードよりも高次モードの到達時間が遅いマルチモード光ファイバとを有することを特徴とする請求項２に記載の光伝送路である。
請求項４にかかる発明は、０．８５μｍ帯及び／又は１．３μｍ帯の信号光を伝送する光伝送路であることを特徴とする請求項２又は３に記載の光伝送路である。
請求項５にかかる発明は、請求項２ないし４のいずれかに記載の光伝送路を用いてなることを特徴とする光ＬＡＮである。
・第２の発明群
請求項６にかかる発明は、マルチモード光ファイバからなる被補償ファイバにモード分散補償ファイバを接続して、被補償ファイバのモード分散を補償し、所定波長において最大帯域が得られるようにする際に、以下の式（３）を満足する屈折率プロファイルを有する被補償ファイバ及びモード分散補償ファイバを用いることを特徴とするモード分散の補償方法である。
2004070442.tif 000005
但し、Δｃｏｍｐ（ｒ）は、モード分散補償ファイバのコア中心からの距離ｒにおける比屈折率差、Δｔａｒｇｅｔ（ｒ）は、被補償ファイバのコア中心からの距離ｒにおける比屈折率差、Δｏｐｔ（ｒ）は、被補償ファイバとモード分散補償ファイバとが接続され、所定波長において最大帯域が得られるようにされたファイバの全体でのコア中心からの距離ｒにおける比屈折率差、ｋは比例定数をそれぞれ示す。
請求項７にかかる発明は、帯域が最大となる長さ比で前記モード分散補償ファイバと前記被補償ファイバとを接続することを特徴とする請求項６に記載のモード分散の補償方法である。
請求項８にかかる発明は、マルチモード光ファイバからなる被補償ファイバに接続して該被補償ファイバのモード分散を補償し、所定波長において最大帯域が得られるようにするモード分散補償ファイバにおいて、屈折率プロファイルが上記式（３）を満たすことを特徴とするモード分散補償ファイバ。
請求項９にかかる発明は、マルチモード光ファイバからなる被補償ファイバと、屈折率プロファイルが上記式（３）を満たすモード分散補償ファイバとが、帯域が最大となる長さ比で接続されて構成されたことを特徴とする光伝送路である。
請求項１０にかかる発明は、０．８５μｍ帯及び／又は１．３μｍ帯の信号光を伝送する光伝送路であることを特徴とする請求項９に記載の光伝送路である。
請求項１１にかかる発明は、請求項９又は１０に記載の光伝送路を用いてなることを特徴とする光ＬＡＮである。
・第３の発明群
請求項１２にかかる発明は、マルチモード光ファイバからなる被補償ファイバにモード分散補償ファイバを接続して、被補償ファイバのモード分散を補償し、所定波長において最大帯域が得られるようにする際に、以下の式（４）を満足する長さ比でモード分散補償ファイバと被補償ファイバとを接続することを特徴とするモード分散の補償方法である。
2004070442.tif 000006
但し、Ｌｃｏｍｐはモード分散補償ファイバの長さ、Ｌｔａｒｇｅｔは被補償ファイバの長さ、ａｃｏｍｐはモード分散補償ファイバのコア半径、ａｔａｒｇｅｔは被補償ファイバのコア半径、Δｃｏｍｐ（ｒ）は、モード分散補償ファイバのコア中心からの距離ｒにおける比屈折率差、Δｔａｒｇｅｔ（ｒ）は、被補償ファイバのコア中心からの距離ｒにおける比屈折率差、Δｏｐｔ（ｒ）は、被補償ファイバとモード分散補償ファイバとが接続され、所定波長において最大帯域が得られるようにされたファイバの全体でのコア中心からの距離ｒにおける比屈折率差をそれぞれ示す。
請求項１３にかかる発明は、マルチモード光ファイバからなる被補償ファイバにモード分散補償ファイバを接続して、被補償ファイバのモード分散を補償し、所定波長において最大帯域が得られるようにする際に、以下の式（５）を満足する屈折率プロファイルを有する被補償ファイバ及びモード分散補償ファイバを用いて、以下の式（６）を満足する長さ比でモード分散補償ファイバと被補償ファイバとを接続することを特徴とするモード分散の補償方法である。
2004070442.tif 000007
但し、ｎ（ｒ）は、光ファイバのコア中心からの距離ｒにおけるコア半径方向の屈折率分布、ｎ１はコア中心における屈折率、Δ１はクラッドに対するコア中心の比屈折率差、ａはコア半径、αは屈折率分布次数をそれぞれ示す。
2004070442.tif 000008
但し、Ｌｃｏｍｐはモード分散補償ファイバの長さ、Ｌｔａｒｇｅｔは被補償ファイバの長さ、αｃｏｍｐはモード分散補償ファイバの屈折率分布次数、αｔａｒｇｅｔは被補償ファイバの屈折率分布次数、αｏｐｔは被補償ファイバとモード分散補償ファイバとが接続され、所定波長において最大帯域が得られるようにされたファイバの全体での屈折率分布次数をそれぞれ示す。
請求項１４にかかる発明は、マルチモード光ファイバからなる被補償ファイバとモード分散補償ファイバとが上記式（４）を満たす長さ比で接続されたことを特徴とする光伝送路である。
請求項１５にかかる発明は、マルチモード光ファイバからなる被補償ファイバとモード分散補償ファイバとが接続されて構成された光伝送路であって、モード分散補償ファイバと被補償ファイバは、上記式（５）を満足する屈折率プロファイルを有するものであり、上記式（６）を満足する長さ比で接続されたことを特徴とする光伝送路である。
請求項１６にかかる発明は、前記モード分散補償ファイバ及び前記被補償ファイバは、屈折率分布次数αｃｏｍｐ，αｔａｒｇｅｔが０．５以上であり、クラッドに対するコア中心の比屈折率差Δ１ｃｏｍｐ，Δ１ｔａｒｇｅｔが０．００５〜０．０２５であり、コア半径ａｃｏｍｐ，ａｔａｒｇｅｔが５〜５０μｍであることを特徴とする請求項４に記載の光伝送路である。
請求項１７にかかる発明は、０．８５μｍ帯又は１．３μｍ帯の信号光を伝送する光伝送路であることを特徴とする請求項１４ないし１６のいずれかに記載の光伝送路である。
請求項１８にかかる発明は、請求項１４ないし１６のいずれかに記載の光伝送路を用いてなることを特徴とする光ＬＡＮである。
【図面の簡単な説明】  図１は、ＧＩ光ファイバの屈折率分布と、各伝搬モードの伝搬経路を示す概略模式図である。
図２は、本発明の光伝送路の一例を示す概略構成図である。
図３は、図２におけるＧＩ光ファイバ１，２、光伝送路のＤＭＤ特性を示す図である。
図４は、図２の光伝送路の帯域を示す図である。
図５は、図２の光伝送路のＩｎｎｅｒ／Ｏｕｔｅｒ  ＤＭＤを示す図である。
図６は、屈折率分布次数が最適値α０であるＧＩ光ファイバのＤＭＤ特性を示す図である。
図７は、経路長を０．３ｋｍとしたときのＤＭＤ特性を示す図である。
図８は、ＧＩ光ファイバの接続位置を逆にした光伝送路の帯域を示す図である。
図９は、ＧＩ光ファイバの接続位置を逆にした光伝送路のＩｎｎｅｒ／Ｏｕｔｅｒ  ＤＭＤ特性を示す図である。
図１０は、具体例１−１の光伝送路の帯域を示す図である。
図１１は、具体例１−１の光伝送路のＩｎｎｅｒ／Ｏｕｔｅｒ  ＤＭＤを示す図である。
図１２は、具体例１−１のＧＩ光ファイバ１，２、光伝送路のＤＭＤ特性を示す図である。
図１３は、具体例１−２の光伝送路の帯域を示す図である。
図１４は、具体例１−２の光伝送路のＩｎｎｅｒ／Ｏｕｔｅｒ  ＤＭＤを示す図である。
図１５は、具体例１−２のＧＩ光ファイバ１，２、光伝送路のＤＭＤ特性を示す図である。
図１６は、具体例１−３の光伝送路の帯域を示す図である。
図１７は、具体例１−３の光伝送路のＩｎｎｅｒ／Ｏｕｔｅｒ  ＤＭＤを示す図である。
図１８は、具体例１−３のＧＩ光ファイバ１，２、光伝送路のＤＭＤ特性を示す図である。
図１９は、具体例１−４の光伝送路の帯域を示す図である。
図２０は、具体例１−４の光伝送路のＩｎｎｅｒ／Ｏｕｔｅｒ  ＤＭＤを示す図である。
図２１は、具体例１−５の光伝送路の帯域を示す図である。
図２２は、具体例１−５の光伝送路のＩｎｎｅｒ／Ｏｕｔｅｒ  ＤＭＤを示す図である。
図２３は、具体例１−５のＧＩ光ファイバ１，２、光伝送路のＤＭＤ特性を示す図である。
図２４は、具体例１−６のＧＩ光ファイバ１，２の屈折率分布を示す図である。
図２５は、具体例１−６の光伝送路の帯域を示す図である。
図２６は、具体例１−６の光伝送路のＩｎｎｅｒ／Ｏｕｔｅｒ  ＤＭＤを示す図である。
図２７は、具体例１−６のＧＩ光ファイバ１，２、光伝送路のＤＭＤ特性を示す図である。
図２８は、ＧＩ光ファイバの屈折率プロファイルと、各伝搬モードの伝搬経路を示す概略模式図である。
図２９は、被補償ファイバとモード分散補償ファイバの屈折率プロファイル、及び使用する信号光の波長において最大の帯域が得られる屈折率プロファイルの一例を示す概略図である。
図３０は、本発明の光伝送路の一例を示す概略構成図である。
図３１は、具体例２−１の被補償ファイバとモード分散補償ファイバの屈折率プロファイル、及び使用する信号光の波長において最大の帯域が得られる屈折率プロファイルを示す図である。
図３２は、具体例２−１の光伝送路の帯域とモード分散補償ファイバの長さとの関係を示す図である。
図３３は、具体例２−１の光伝送路のＩｎｎｅｒ／Ｏｕｔｅｒ  ＤＭＤとモード分散補償ファイバの長さとの関係を示す図である。
図３４は、具体例２−１の（ａ）被補償ファイバと（ｂ）光伝送路のＤＭＤ特性を示す図である。
図３５は、具体例２−２の光伝送路の帯域を示す図である。
図３６は、具体例２−２の（ａ）被補償ファイバと（ｂ）光伝送路のＤＭＤ特性を示す図である。
図３７は、具体例２−３の光伝送路の帯域を示す図である。
図３８は、具体例２−３の（ａ）被補償ファイバと（ｂ）光伝送路のＤＭＤ特性を示す図である。
図３９は、具体例２−４の光伝送路の帯域を示す図である。
図４０は、具体例２−４の（ａ）被補償ファイバと（ｂ）光伝送路のＤＭＤ特性を示す図である。
図４１は、具体例２−５の光伝送路の帯域を示す図である。
図４２は、具体例２−５の（ａ）被補償ファイバと（ｂ）光伝送路のＤＭＤ特性を示す図である。
図４３は、具体例２−６の光伝送路の帯域を示す図である。
図４４は、具体例２−６の（ａ）被補償ファイバと（ｂ）光伝送路のＤＭＤ特性を示す図である。
図４５は、具体例２−７の光伝送路の帯域を示す図である。
図４６は、具体例２−７の（ａ）被補償ファイバと（ｂ）光伝送路のＤＭＤ特性を示す図である。
図４７は、具体例２−８のモード分散補償ファイバと、既に製造された被補償ファイバの屈折率プロファイル、及び使用する信号光の波長において最大の帯域が得られる屈折率プロファイルを示す図である。
図４８は、具体例２−８の光伝送路の帯域を示す図である。
図４９は、具体例２−８の（ａ）被補償ファイバと（ｂ）光伝送路のＤＭＤ特性を示す図である。
図５０は、具体例２−９の光伝送路の帯域を示す図である。
図５１は、具体例２−９の（ａ）被補償ファイバと（ｂ）光伝送路のＤＭＤ特性を示す図である。
図５２は、具体例３−１にて算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔをαｃｏｍｐとの関係を示す図である。
図５３は、具体例３−１の（ａ）被補償ファイバと、（ｂ）従来の方法で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔで構成された光伝送路と、（ｃ）本発明の方法で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔで構成された光伝送路のＤＭＤ特性を示す図である。
図５４は、具体例３−２にて算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔをαｃｏｍｐとの関係を示す図である。
図５５は、具体例３−２の（ａ）被補償ファイバと、（ｂ）従来の方法で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔで構成された光伝送路と、（ｃ）本発明の方法で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔで構成された光伝送路のＤＭＤ特性を示す図である。
図５６は、具体例３−３にて算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔをαｃｏｍｐとの関係を示す図である。
図５７は、具体例３−３の（ａ）被補償ファイバと、（ｂ）従来の方法で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔで構成された光伝送路と、（ｃ）本発明の方法で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔで構成された光伝送路のＤＭＤ特性を示す図である。
図５８は、具体例３−４にて算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔをαｃｏｍｐとの関係を示す図である。
図５９は、具体例３−４の（ａ）被補償ファイバと、（ｂ）従来の方法で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔで構成された光伝送路と、（ｃ）本発明の方法で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔで構成された光伝送路のＤＭＤ特性を示す図である。
図６０は、具体例３−５にて算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔをαｃｏｍｐとの関係を示す図である。
図６１は、具体例３−５の（ａ）被補償ファイバと、（ｂ）従来の方法で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔで構成された光伝送路と、（ｃ）本発明の方法で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔで構成された光伝送路のＤＭＤ特性を示す図である。
図６２は、具体例３−６にて算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔをαｃｏｍｐとの関係を示す図である。
図６３は、具体例３−６の（ａ）被補償ファイバと、（ｂ）従来の方法で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔで構成された光伝送路と、（ｃ）本発明の方法で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔで構成された光伝送路のＤＭＤ特性を示す図である。
図６４は、具体例３−７の既に製造された被補償ファイバの屈折率プロファイルを示す図である。
図６５は、具体例３−７にて算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔをαｃｏｍｐとの関係を示す図である。
図６６は、具体例３−７の（ａ）被補償ファイバと、（ｂ）従来の方法で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔで構成された光伝送路と、（ｃ）本発明の方法で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔで構成された光伝送路のＤＭＤ特性を示す図である。
図６７は、具体例３−８にて算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔをαｃｏｍｐとの関係を示す図である。
図６８は、具体例３−８の（ａ）被補償ファイバと、（ｂ）従来の方法で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔで構成された光伝送路と、（ｃ）本発明の方法で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔで構成された光伝送路のＤＭＤ特性を示す図である。
図６９は、具体例３−９にて算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔをαｃｏｍｐとの関係を示す図である。
図７０は、具体例３−９の（ａ）被補償ファイバと、（ｂ）従来の方法で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔで構成された光伝送路と、（ｃ）本発明の方法で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔで構成された光伝送路のＤＭＤ特性を示す図である。
図７１は、従来法の電磁界解析のシミュレーションを用いて算出された光伝送路の帯域とモード分散補償ファイバの長さとの関係を示す図である。
図７２は、従来法における被補償ファイバとモード分散補償ファイバを接続して光伝送路としたときのＩｎｎｅｒ／Ｏｕｔｅｒ  ＤＭＤとモード分散補償ファイバの長さとの関係を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明を詳しく説明する。
まず、第１の発明群について詳しく説明する。
［光伝送路の形成方法、光伝送路］
ＧＩ光ファイバなどのマルチモード光ファイバに入射された信号光は、複数の伝搬モードで伝搬する。各伝搬モードによって信号光の出力端での到達時間に差が生じる場合、この到達時間の差によって、伝搬した信号光は分散（以下、モード分散と言う。）することになる。
モード分散が大きい場合、伝送容量の高い信号光（パルス幅の狭い信号光）は、伝搬後、モード分散によってパルス幅が広がり、信号光同士が重なってしまい、検出不可能となる。このようにモード分散によって、伝搬できる信号光の伝送速度には限界があり、この伝搬できる信号光の限界値をその光ファイバの帯域と言う。
光ファイバにおける信号光の伝送速度は、伝搬できる信号光の周波数によって左右されるため、この光ファイバの帯域によって決定されることとなる。各伝搬モードでの信号光の出力端での到達時間が揃うようにすることによって、モード分散がほとんど無くなり、光ファイバの帯域が広くなり、信号光の伝送速度を高めることができる。
図１は、ＧＩ光ファイバの屈折率分布と、このＧＩ光ファイバを複数の伝搬モードで伝搬する信号光の各伝搬モードの伝搬経路を示す模式図である。
このＧＩ光ファイバの屈折率分布ｎ（ｒ）は、コア中心において最大屈折率を有する形状であり、以下の式（７）で近似される。ただし、式（７）中、ｎ１はコア中心における屈折率，Δ１は比屈折率差，ａはコア半径，ｒはコア中心からの距離，αは屈折率分布次数をそれぞれ示す。
2004070442.tif 000009
伝搬モードのうち低次モードは、コアの中心で光強度が最大となるようにコア中心付近を伝播する。これに対して高次モードは、光強度の分布がコアの中心から離れた点で最大となるように伝搬するため、コアとクラッドの境界部を大きな角度で全反射して伝搬することとなり、低次モードに比べて伝搬経路は長くなる。
ＧＩ光ファイバの屈折率分布は、上記したようにコア中心において最大屈折率を有し、半径が大きくなるにつれて屈折率が徐々に低下するような形状であるため、低次モードで伝搬する信号光は、伝搬経路は短いが、遅い速度で伝搬することになる。これに対して、高次モードで伝搬する信号光は、伝搬経路は長いが、コアの外周付近では屈折率が小さく、速い速度で伝搬することになる。
ＧＩ光ファイバの屈折率分布の形状は、上記した式（７）中、屈折率分布次数αによって決定される。このため、この屈折率分布次数αを調整することによって、各伝搬モードで伝搬した信号光の出力端での到達時間が揃うようにすることができる。このとき、モード分散は理論上最小となり、広い帯域が実現できる。このときの屈折率分布次数を最適値α０とする。
また、屈折率分布次数αを大きくすると、屈折率分布は、コアの中心部分でゆっくり変化しながら、コアの外周で急に屈折率が減少する形状となる。このため、屈折率分布形状αが最適値α０よりも大きい場合、高次モードで伝搬する信号光の出力端での到達時間が遅くなることになる。逆にαを小さくすると、高次モードで伝搬する信号光の出力端での到達時間が早くなる。
図２は、本発明の光伝送路の一例を示す。この光伝送路は、屈折率分布次数αが最適値α０よりも小さいＧＩ光ファイバ１と、屈折率分布次数αが最適値α０よりも大きいＧＩ光ファイバ２とが接続されたものである。
これらＧＩ光ファイバは、公知の方法で製造されたものが使用できる。また屈折率分布次数αが最適値α０よりも大きいか、又は小さくても良く、屈折率分布次数αを厳密に調整してＧＩ光ファイバを製造する必要はない。
図３の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、シミュレーションにより算出された図２におけるＧＩ光ファイバ１，２、光伝送路のＤＭＤ特性（ＤＭＤ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｍｏｄｅ  Ｄｅｌａｙ）を示す。このＤＭＤ特性とは、パルス状の入射光の中心をＧＩ光ファイバの中心からずらしながら各伝搬モードを励振し、時間領域で出力波形をプロットしたものであり、各モード間の伝搬時間差を示す。また、オフセットとは、入射信号光の中心とコアの中心との半径方向の距離を示す。
入射信号光の中心がコアの中心よりも半径方向に離れるほど、信号光はより高次モードで伝搬することになる。このため、オフセットが０の波形が低次モードを多く含んだ信号光であり、オフセットが大きいほどより高次モードで伝搬した信号光の波形を示す。
ＧＩ光ファイバ１の屈折率分布次数αは１．９４であり、ＧＩ光ファイバ２の屈折率分布次数αは２．１４であり、ＧＩ光ファイバ１，２の屈折率分布次数の最適値α０は２．０４である。また、ＧＩ光ファイバ１，２は、共に半径が６２．５μｍ、コア半径が２５μｍ、比屈折率差Δが０．０１であり、全長は１ｋｍである。
そして、この例の光伝送路は、０．４８ｋｍのＧＩ光ファイバ１と０．５２ｋｍのＧＩ光ファイバ２とが接続されて構成されている。
また、信号光の中心波長が０．８５μｍ、スペクトル半値全幅が０．２５ｎｍ、パルス半値全幅が０．０８ｎｓとした。
屈折率分布次数αが最適値α０よりも小さいＧＩ光ファイバ１は、図３（ａ）に示されたように、高次モードほど出射端に早く到達する。このため、最低次モードで伝搬した信号光の到達時間を基準とすると、高次モードで伝搬した信号光の到達時間の相対値はマイナスの値となる。
これに対して、屈折率分布次数αが最適値α０よりも大きいＧＩ光ファイバ２は、図３（ｂ）に示されたように、高次モードほど出射端に遅く到達する。このため、最低次モードで伝搬した信号光の到達時間を基準とすると、高次モードで伝搬した信号光の到達時間の相対値はプラスの値となる。
この光伝送路では、このＧＩ光ファイバ１とＧＩ光ファイバ２とを接続し、ＧＩ光ファイバ１にて生じる高次モードの到達時間のマイナスの相対値を、ＧＩ光ファイバ２の高次モードの到達時間のプラスの相対値で補償できるようになっている。
また、この高次モードで伝搬した信号光の到達時間の相対値は、ＧＩ光ファイバの長さに比例して大きくなる。このため、この光伝送路は、このＧＩ光ファイバ１にて生じる高次モードの到達時間の相対値と、ＧＩ光ファイバ２にて生じる高次モードの到達時間の相対値とが一致するように、ＧＩ光ファイバ１とＧＩ光ファイバ２の長さ比率が調整されており、図３（ｃ）に示されたように、全ての伝搬モードについて、出射端に伝搬した信号光の到達時間が揃うようになっている。
このＧＩ光ファイバ１とＧＩ光ファイバ２の長さ比率は、以下の方法によって求められる。
まず、各ＧＩ光ファイバ１，２の屈折率分布を測定し、この屈折率分布の測定値を用い、シミュレーションによって各伝搬モードにおける信号光の伝搬速度を算出する。ここで、シミュレーションの方法としては、例えば、Ｌ．Ｒａｄｄａｔｚ，ｅｔ．，ａｌ，Ｊ．Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌ．，ｖｏｌ．１６，ｐ．３２４−３３１（１９９８）にて開示された方法によって、入射光から励振される各モードのパワーを算出する。また、ＧＩ光ファイバ１からＧＩ光ファイバ２へのモード励振を、対応する伝搬モードの電磁界分布より計算する。
次にＫ．Ｏｋａｍｏｔｏ，Ａｐｐｌ．Ｏｐｔ．，ｖｏｌ．１８，ｐ．２１９９−２２０６（１９７９）にて開示された方法によって、ＧＩ光ファイバ１とＧＩ光ファイバ２における各伝搬モードの伝搬速度を算出する。
この理論計算法を用いて、２つのＧＩ光ファイバ１，２を種々の長さ比率で接続してなる光伝送路の帯域をシミュレーションにより算出する。このとき、一方のＧＩ光ファイバを伝搬した信号光は、他方のＧＩ光ファイバの伝搬可能な各伝搬モードで伝搬すると仮定する。
また、光伝送路の帯域は、出力信号光をフーリエ変換して周波数スペクトルとし、この周波数スペクトルの振幅がゼロ周波数の振幅の半分以下となる周波数帯域として求める。
図４は、上記光伝送路の全モード励振状態（以下，ＯＦＬと言う。ＯＦＬ：Ｏｖｅｒ−ｆｉｌｌｅｄ  Ｌａｕｎｃｈ）の帯域をシミュレーションにより算出し、ＧＩ光ファイバ１の長さ比率Ｌ１でプロットしたものである。光伝送路の帯域は、ＧＩ光ファイバ１の長さ比率Ｌ１に対して上に凸の曲線であり、最大値をもつことが分かる。ここで、図４中の帯域の最大値は、光伝送路に対するＧＩ光ファイバ１の長さ比率Ｌ１が０．４８のときである。
以上のように、この光伝送路を形成するＧＩ光ファイバ１，２の長さ比率は、このＧＩ光ファイバ１，２を種々の長さ比率で接続してなる光伝送路の帯域を算出し、この帯域が最大となるときの各ＧＩ光ファイバの長さ比率として求められる。
図５は、このＧＩ光ファイバ１，２を種々の長さ比率で接続してなる光伝送路において、各伝搬モードで出射端に伝搬した信号光の到達時間のうち、最も遅い到達時間と、最も早い到達時間との差をシミュレーションにより算出し、ＧＩ光ファイバ１の長さ比率Ｌ１でプロットしたものである。図５中、Ｉｎｎｅｒ  ＤＭＤは、オフセットが５〜１８μｍにおける最も遅い到達時間と、最も早い到達時間との差であり、また、Ｏｕｔｅｒ  ＤＭＤは、オフセットが０〜２３μｍにおける最も遅い到達時間と、最も早い到達時間との差である。
光伝送路の帯域が最大となるＧＩ光ファイバ１の光伝送路に占める長さ比率Ｌ１が０．４８のとき、Ｉｎｎｅｒ  ＤＭＤとＯｕｔｅｒ  ＤＭＤが共に最小となって、ほぼ一致することが分かる。
図６は、屈折率分布次数が最適値α０であるＧＩ光ファイバのＤＭＤ特性をシミュレーションにより算出したものである。
図３（ｃ）及び図６に示されたように、帯域が最大となるようにＧＩ光ファイバ１，２の長さ比率を調整して接続し、光伝送路とすると、屈折率分布次数が最適値α０であるＧＩ光ファイバとほぼ同等のＤＭＤ特性が得られることが分かる。
このように、屈折率分布次数αが最適値α０よりも小さいＧＩ光ファイバ１と、屈折率分布次数αが最適値α０よりも大きいＧＩ光ファイバ２とを種々の長さ比率で接続してなる光伝送路の帯域を図４のように算出し、この帯域が最大となるときの各ＧＩ光ファイバの長さ比率を求める。そして、この算出された長さ比率で各ＧＩ光ファイバを接続し、光伝送路とする。これによって、図３（ｃ）に示されたように、全ての伝搬モードについて、出射端に伝搬した信号光の到達時間が揃い、これにより広い帯域を有する光伝送路が実現できる。
図７は、伝送路長を０．３ｋｍとしたときのＤＭＤ特性であり、図７（ａ）はＧＩ光ファイバ１であり、図７（ｂ）はＧＩ光ファイバ２であり、図７（ｃ）は、図３に示したものと同じ長さ比率でＧＩ光ファイバ１，２を接続したものである。伝送路長が異なっても、長さ比率が同じであれば、全ての伝搬モードについて、出射端に伝搬した信号光の到達時間が揃うようにすることができる。
図８は、ＧＩ光ファイバ１を出射端側に設け、ＧＩ光ファイバ２を入射端側に設けて光伝送路としたときの光伝送路のＯＦＬでの帯域を入射端側のＧＩ光ファイバ２の長さ比率Ｌ２でプロットしたものであり、図９は、この光伝送路のＩｎｎｅｒ／Ｏｕｔｅｒ  ＤＭＤをＧＩ光ファイバ２の長さ比率Ｌ２でプロットしたものである。
ＧＩ光ファイバ２の長さ比率Ｌ２が０．５２のとき、光伝送路の帯域が最大となり、かつＩｎｎｅｒ  ＤＭＤとＯｕｔｅｒ  ＤＭＤが共に最小となって、ほぼ一致する。このとき、ＧＩ光ファイバ１の長さ比率Ｌ１は０．４８であり、ＧＩ光ファイバ１，２の接続する順番に関わりなく、長さ比率を最適化することによって、全ての伝搬モードについて、出射端に伝搬した信号光の到達時間が揃うようにすることができる。
また、この光伝送路では、厳密に屈折率分布を形成したＧＩ光ファイバを必要とせず、公知の方法で製造されたものが使用できる。このため、光伝送路に使用されるＧＩ光ファイバは歩留まり良く製造でき、これにより光伝送路を安価に形成できる。
また、任意の屈折率分布のＧＩ光ファイバについて、広い帯域を有する光伝送路とするための最適な長さ比率を算出し、使用することができ、既に製造されたＧＩ光ファイバを有効に利用できる。例えば、既に敷設されたＧＩ光ファイバに、長さ比率が調整されたＧＩ光ファイバを新たに接続することで広帯域の光伝送路とすることもできる。このように既に敷設されたＧＩ光ファイバも使用できるため、既存のＧＩ光ファイバを有効に利用できる。
［光ＬＡＮ］
本発明の光ＬＡＮは、前述した光伝送路を用いたものである。他の構成は、特に限定されず公知のものが適用できる。例えばコンピュータやその関連機器を前記光伝送路で結んだものなどが挙げられる。
前述したように前記光伝送路は、帯域が広く、これにより伝送速度の高速化が実現できる。これにより、例えば１０ＧｂＥのように伝送速度が１０Ｇｂ／ｓのイーサネット（登録商標）を実現することができる。
本発明の具体例を以下に示す。表１に示された屈折率分布次数を有するＧＩ光ファイバを用いて、本発明の光伝送路を形成した。信号光の波長が０．８５μｍのとき、屈折率分布次数の最適値α０は２．０４である。
2004070442.tif 000010
図１０は、具体例１−１のＧＩ光ファイバを種々の長さ比率で接続してなる光伝送路のＯＦＬでの帯域をシミュレーションにより算出し、ＧＩ光ファイバ１の長さ比率Ｌ１でプロットしたものであり、図１１は、この光伝送路のＩｎｎｅｒ／Ｏｕｔｅｒ  ＤＭＤをＧＩ光ファイバ１の長さ比率Ｌ１でプロットしたものである。
ＧＩ光ファイバ１の長さ比率Ｌ１が０．１６のとき、光伝送路の帯域が最大となり、かつＩｎｎｅｒ  ＤＭＤとＯｕｔｅｒ  ＤＭＤが共に最小となって、ほぼ一致することがわかる。具体例１−１では、ＧＩ光ファイバ１の長さ比率Ｌ１が０．１６となるように、ＧＩ光ファイバ１，２を接続し、光伝送路とした。
図１２は、シミュレーションにより算出された具体例１−１のＤＭＤ特性であり、図１２（ａ）はＧＩ光ファイバ１であり、図１２（ｂ）はＧＩ光ファイバ２であり、図１２（ｃ）は上記した長さ比率で接続し光経路としたときのものである。
この図１２（ｃ）に示されたように、帯域が最大となる長さ比率を求め、この長さ比率でＧＩ光ファイバ１，２を接続することによって、全ての伝搬モードについて、出射端に伝搬した信号光の到達時間が揃うようにすることができた。
図１３は、具体例１−２のＧＩ光ファイバを種々の長さ比率で接続してなる光伝送路のＯＦＬでの帯域をシミュレーションにより算出し、ＧＩ光ファイバ１の長さ比率Ｌ１でプロットしたものであり、図１４は、この光伝送路のＩｎｎｅｒ／Ｏｕｔｅｒ  ＤＭＤをＧＩ光ファイバの長さ比率でプロットしたものである。
ＧＩ光ファイバ１の長さ比率Ｌ１が０．８３のとき、光伝送路の帯域が最大となり、かつＩｎｎｅｒ  ＤＭＤとＯｕｔｅｒ  ＤＭＤが共に最小となって、ほぼ一致することがわかる。具体例１−２では、ＧＩ光ファイバ１の長さ比率Ｌ１が０．８３となるように、ＧＩ光ファイバ１，２を接続し、光伝送路とした。
図１５は、シミュレーションにより算出された具体例１−２のＤＭＤ特性であり、図１５（ａ）はＧＩ光ファイバ１であり、図１５（ｂ）はＧＩ光ファイバ２であり、図１５（ｃ）は上記した長さ比率で接続し光経路としたときのものである。
この図１５（ｃ）に示されたように、帯域が最大となる長さ比率を求め、この長さ比率でＧＩ光ファイバ１，２を接続することによって、全ての伝搬モードについて、出射端に伝搬した信号光の到達時間が揃うようにすることができた。
図１６は、具体例１−３のＧＩ光ファイバを種々の長さ比率で接続してなる光伝送路のＯＦＬでの帯域をシミュレーションにより算出し、ＧＩ光ファイバ１の長さ比率Ｌ１でプロットしたものであり、図１７は、この光伝送路のＩｎｎｅｒ／Ｏｕｔｅｒ  ＤＭＤをＧＩ光ファイバの長さ比率でプロットしたものである。
ＧＩ光ファイバ１の長さ比率Ｌ１が０．５１のとき、光伝送路の帯域が最大となり、かつＩｎｎｅｒ  ＤＭＤとＯｕｔｅｒ  ＤＭＤが共に最小となって、ほぼ一致することがわかる。具体例１−３では、ＧＩ光ファイバ１の長さ比率Ｌ１が０．５１となるように、ＧＩ光ファイバ１，２を接続し、光伝送路とした。
図１８は、シミュレーションにより算出された具体例１−３のＤＭＤ特性であり、図１８（ａ）はＧＩ光ファイバ１であり、図１８（ｂ）はＧＩ光ファイバ２であり、図１８（ｃ）は上記した長さ比率で接続し光伝送路としたときのものである。
ＧＩ光ファイバ１，２の屈折率分布次数が、最適値２．０４に近い場合であっても図１８（ｃ）に示されたように、帯域が最大となる長さ比率を求め、この長さ比率でＧＩ光ファイバ１，２を接続することによって、精度良く全ての伝搬モードについて、出射端に伝搬した信号光の到達時間が揃うようにすることができた。
図１９は、具体例１−４のＧＩ光ファイバを種々の長さ比率で接続してなる光伝送路のＯＦＬでの帯域をシミュレーションにより算出し、ＧＩ光ファイバ１の長さ比率Ｌ１でプロットしたものであり、図２０は、この光伝送路のＩｎｎｅｒ／Ｏｕｔｅｒ  ＤＭＤをＧＩ光ファイバの長さ比率でプロットしたものである。
ＧＩ光ファイバ１，２の屈折率分布次数は、共に屈折率分布次数の最適値の２．０４よりも小さいものであるため、このＧＩ光ファイバ１，２を接続して光伝送路としてもＧＩ光ファイバ１で生じる伝搬モードによる到達時間のずれをＧＩ光ファイバ２で補償することができない。このため図１９に示されたように、光伝送路の帯域は上に凸の曲線とならない。
ＧＩ光ファイバ１の長さ比率Ｌ１が０のとき、光伝送路の帯域が最大となり、かつＩｎｎｅｒ  ＤＭＤとＯｕｔｅｒ  ＤＭＤが共に最小となる。このため、具体例１−４では、ＧＩ光ファイバ１を用いず、ＧＩ光ファイバ２のみで光伝送路を形成することによって、より広い帯域が得られることがわかった。このようにあらかじめ、光伝送路の帯域をシミュレーションにより算出することで、２つのＧＩ光ファイバを接続して光伝送路とすることでより広い帯域が得られるか判断できる。
図２１は、具体例１−５のＧＩ光ファイバを種々の長さ比率で接続してなる光伝送路のＯＦＬでの帯域をシミュレーションにより算出し、ＧＩ光ファイバ１の長さ比率Ｌ１でプロットしたものであり、図２２は、この光伝送路のＩｎｎｅｒ／Ｏｕｔｅｒ  ＤＭＤをＧＩ光ファイバの長さ比率でプロットしたものである。この具体例１−５では、信号光は、波長が１．３μｍ、スペクトル半値全幅が１．０ｎｍ、パルス半値全幅が０．０５ｎｓであり、このときのＧＩ光ファイバの屈折率分布次数の最適値α０は１．９４となる。
ＧＩ光ファイバ１の長さ比率Ｌ１が０．４８のとき、光伝送路の帯域が最大となり、かつＩｎｎｅｒ  ＤＭＤとＯｕｔｅｒ  ＤＭＤが共に最小となって、ほぼ一致することがわかる。具体例１−５では、ＧＩ光ファイバ１の長さ比率Ｌ１が０．４８となるように、ＧＩ光ファイバ１，２を接続し、光伝送路とした。
図２３は、シミュレーションにより算出された具体例１−５のＤＭＤ特性であり、図２３（ａ）はＧＩ光ファイバ１であり、図２３（ｂ）はＧＩ光ファイバ２であり、図２３（ｃ）は上記した長さ比率で接続し光経路としたときのものである。
図２３（ｃ）に示されたように、帯域が最大となる長さ比率を求め、この長さ比率でＧＩ光ファイバ１，２を接続することによって、全ての伝搬モードについて、出射端に伝搬した信号光の到達時間が揃うようにすることができた。
図２４は、具体例１−６のＧＩ光ファイバの屈折率分布の測定結果を示し、図２４（ａ）はＧＩ光ファイバ１であり、図２４（ｂ）はＧＩ光ファイバ２である。比屈折率差Δ（ｒ）は、次のように定義されている。
Δ（ｒ）＝（ｎ１２（ｒ）−ｎ２２）／２ｎ１２（ｒ）    （ただし、ｎ１はコアの屈折率であり、ｎ２はクラッドの屈折率である。）
図２５は、この屈折率分布の測定結果を用いて、ＧＩ光ファイバ１，２を種々の長さ比率で接続してなる光伝送路のＯＦＬでの帯域をシミュレーションにより算出し、ＧＩ光ファイバ１の長さ比率Ｌ１でプロットしたものであり、図２６は、この光伝送路のＩｎｎｅｒ／Ｏｕｔｅｒ  ＤＭＤをＧＩ光ファイバの長さ比率でプロットしたものである。この具体例１−６では、光伝送路の経路長は４ｋｍである。また信号光は、波長が０．８５μｍ、スペクトル半値全幅が０．２５ｎｍ、パルス半値全幅が０．０８ｎｓであり、このときのＧＩ光ファイバの屈折率分布次数の最適値α０は２．０４となる。
ＧＩ光ファイバ１の長さ比率Ｌ１が０．４３のとき、光伝送路の帯域が最大となり、かつＩｎｎｅｒ  ＤＭＤとＯｕｔｅｒ  ＤＭＤが共に最小となって、ほぼ一致することがわかる。
図２７は、具体例１−６の実際に測定されたＤＭＤ特性であり、図２７（ａ）は経路長が２ｋｍのＧＩ光ファイバ１のみであり、図２７（ｂ）は経路長が２．２２ｋｍのＧＩ光ファイバ２のみである。また、図２７（ｃ）は、図２７（ａ）及び図２７（ｂ）で示されたＧＩ光ファイバ１，２とを接続して形成された光経路である。この図２７（ｃ）の光伝送路は、ＧＩ光ファイバ１の長さ比率Ｌ１が０．４７であり、シミュレーションにより算出された光伝送路の帯域が最大となるＧＩ光ファイバ１の長さ比率Ｌ１が０．４３のときとほぼ同等の長さ比率の場合である。
このため、図２７（ｃ）に示されたように、全ての伝搬モードについて、出射端に伝搬した信号光の到達時間がほぼ揃うようにすることができた。
以上のように、任意の屈折率分布のＧＩ光ファイバについて、広い帯域を有する光伝送路とするための最適な長さ比率を算出することができる。この長さ比率でＧＩ光ファイバを接続し光伝送路とすることによって、全ての伝搬モードについて、出射端に伝搬した信号光の到達時間が揃った光伝送路が実現できる。このとき、伝搬モードによる到達時間のずれによって生じるモード分散がほとんど無く、広い帯域が実現できる。
以上説明したように、全ての伝搬モードについて、出射端に伝搬した信号光の到達時間が揃い、これにより広い帯域を有する光伝送路が実現できる。また、厳密に屈折率分布を形成したＧＩ光ファイバを必要とせず、公知の方法で製造されたものが使用できる。このため、光伝送路に使用されるＧＩ光ファイバは歩留まり良く製造でき、これにより光伝送路を安価に形成できる。また、厳密に屈折率分布を形成したＧＩ光ファイバを必要としないため、長距離の光伝送路であっても容易に形成できる。
更に、任意の屈折率分布のＧＩ光ファイバについて、広い帯域を有する光伝送路とするための最適な長さ比率を算出し、使用することができ、既に製造されたＧＩ光ファイバを有効に利用できる。
また、広い帯域を有する光伝送路を安価で容易に実現でき、信号光の伝送レートを高めることができる。
次に、第２の発明群について詳しく説明する。
まず、グレーテッドインデックス形光ファイバ（以下、ＧＩ光ファイバと言う。）の屈折率プロファイルと、そのＧＩ光ファイバを伝搬した信号光の各伝搬モードにおける到達時間について説明する。
図２８は、ＧＩ光ファイバの屈折率プロファイルと、このＧＩ光ファイバを複数の伝搬モードで伝搬する信号光の各伝搬モードの伝搬経路を示す模式図である。
伝搬モードのうち低次モードは、コアの中心で光強度が最大となるようにコア中心付近を伝播する。これに対して高次モードは、光強度の分布がコアの中心から離れた点で最大となるように伝搬するため、コアとクラッドの境界部を小さな角度で全反射して伝搬することとなり、低次モードに比べて伝搬経路は長くなる。
ＧＩ光ファイバの屈折率プロファイルは、コア中心において最大屈折率を有し、半径が大きくなるにつれて屈折率が徐々に低下するような形状であるため、低次モードで伝搬する信号光は、伝搬経路は短いが、遅い速度で伝搬することになる。これに対して、高次モードで伝搬する信号光は、伝搬経路は長いが、コアの外周付近では屈折率が小さく、速い速度で伝搬することになる。
このため、屈折率プロファイルを調整することによって、各伝搬モードで伝搬した信号光の出力端での到達時間が揃うようにすることができる。このときモード分散は理論上最小となり、信号光の波長における最大の帯域が実現できる。
屈折率プロファイルが、信号光の波長において最大の帯域が得られる屈折率プロファイルと異なる場合、その屈折率プロファイルの差によって、低次モードで伝搬する信号光と高次モードで伝搬する信号光の出力端での到達時間に差が生じ、これによりモード分散が発生することとなる。
本発明では、信号光の波長において最大の帯域が得られる屈折率プロファイルと異なる屈折率プロファイルを有する光ファイバを被補償ファイバとし、この被補償ファイバに、所定の屈折率プロファイルを有するモード分散補償ファイバを接続して、被補償ファイバのモード分散を補償し、広い帯域が得られるようにする。このモード分散補償ファイバの屈折率プロファイルについて以下に説明する。
図２９は、被補償ファイバとモード分散補償ファイバの屈折率プロファイル、及び使用する信号光の波長において最大の帯域が得られる屈折率プロファイルの一例を示す概略図である。ここで、被補償ファイバのコア中心からの距離ｒにおける比屈折率差をΔｔａｒｇｅｔ（ｒ）と言い、モード分散補償ファイバのコア中心からの距離ｒにおける比屈折率差をΔｃｏｍｐ（ｒ）と言う。また、信号光の波長において最大の帯域が得られる屈折率プロファイルでのコア中心からの距離ｒにおける比屈折率差をΔｏｐｔ（ｒ）と言う。このΔｏｐｔ（ｒ）は、シミュレーションにより算出された計算値である。
前述したようにΔｔａｒｇｅｔ（ｒ）とΔｏｐｔ（ｒ）との差δによって、被補償ファイバを伝搬する信号光の高次モードと低次モードの到達時間に差が生じる。この低次モードと高次モードとの到達時間の相対差は、おおよそ差δに比例した値となる。
そこで、Δｃｏｍｐ（ｒ）とΔｏｐｔ（ｒ）との差が、Δｔａｒｇｅｔ（ｒ）とΔｏｐｔ（ｒ）との差に対して符号が逆であり、かつ絶対値が比例関係を満たすようなΔｃｏｍｐ（ｒ）を有する光ファイバをモード分散補償ファイバとする。これにより、モード分散補償ファイバを伝搬する信号光の低次モードと高次モードとの到達時間の相対差がΔｃｏｍｐ（ｒ）とΔｏｐｔ（ｒ）との差ｋδに比例した値となるようにする。
このようなΔｃｏｍｐ（ｒ）は、Δｔａｒｇｅｔ（ｒ）とΔｏｐｔ（ｒ）より、以下の式（８）で表される。
2004070442.tif 000011
次に、図３０に示されたように、モード分散補償ファイバの長さＬｃｏｍｐと被補償ファイバの長さＬｔａｒｇｅｔとの比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔが１／ｋとなるように、モード分散補償ファイバと被補償ファイバとを接続して光伝送路とする。
信号光の低次モードと高次モードとの到達時間の相対差は、伝搬する光ファイバの長さにも比例するため、Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔが１／ｋとなるように、モード分散補償ファイバと被補償ファイバとを接続して光導波路とすることによって、被補償ファイバの経路を伝搬した信号光の低次モードと高次モードとの到達時間の相対差を、モード分散補償ファイバの経路を伝搬する信号光の低次モードと高次モードとの到達時間の相対差で補償できる。
前記光伝送路は、この伝送路全体でのコア中心からの距離ｒにおける比屈折率差がΔｏｐｔ（ｒ）となり、各伝搬モードで出射端に伝搬した信号光の到達時間がほぼ揃い、広い帯域が得られる。
ここで、定数ｋが大きい値となるようにΔｃｏｍｐを定めることによって、接続するＬｃｏｍｐを短くすることができる。
図２９に示された各屈折率プロファイルΔｔａｒｇｅｔ（ｒ），Δｏｐｔ（ｒ），Δｃｏｍｐ（ｒ）を用いて、前述した補償原理を具体的に説明する。
Δｏｐｔ（ｒ）に比べて、Δｔａｒｇｅｔ（ｒ）はコアの外周での屈折率が小さい形状であり、被補償ファイバを伝搬する信号光のうち、高次モードほど伝搬速度が速く、出力端での到達時間が早くなることになる。このため、被補償ファイバを伝搬する信号光の低次モードと高次モードとの到達時間の相対差はマイナスの値となる。
この低次モードと高次モードとの到達時間の相対差の絶対値は、Δｔａｒｇｅｔ（ｒ）とΔｏｐｔ（ｒ）との差δに比例した値である。
これに対して、Δｃｏｍｐ（ｒ）は、前記した式（８）を満足するものであり、Δｏｐｔ（ｒ）に比べてコアの外周での屈折率が大きく、伝搬する信号光のうち高次モードほど出射端に遅く到達することになる。このため、モード分散補償ファイバ被補償ファイバを伝搬する信号光の低次モードと高次モードとの到達時間の相対差はプラスの値となる。
この低次モードと高次モードとの到達時間の相対差の絶対値は、Δｃｏｍｐ（ｒ）とΔｏｐｔ（ｒ）との差ｋδに比例した値となる。
低次モードと高次モードとの到達時間の相対差は、伝搬する光ファイバの長さにも比例するため、長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔが１／ｋとなるように、モード分散補償ファイバと被補償ファイバとを接続して光伝送路とする。
これにより被補償ファイバにて生じる低次モードと高次モードとの到達時間のマイナスの相対差を、モード分散補償ファイバの低次モードと高次モードとの到達時間のプラスの相対差でほぼ完全に補償することができる。
以上のように、本発明では、式（８）で表される屈折率プロファイルを有する光ファイバをモード分散補償ファイバとする。このモード分散補償ファイバを被補償ファイバに接続して光伝送路とすることによって、このモード分散補償ファイバにより効率良く被補償ファイバのモード分散を補償でき、広い帯域を有する光伝送路が実現できる。
このような光伝送路に、コンピュータやその関連機器などを接続することによって、光ＬＡＮとすることができる。前記光伝送路は帯域が広いため、伝送レートの高速化が可能な光ＬＡＮが実現できる。これにより、例えば１０ＧｂＥのように通信速度が１０Ｇｂ／ｓのイーサネットを実現できる。
次に、具体例を用いて更に詳細に説明する。
［具体例２−１］
図３１は、具体例２−１の被補償ファイバとモード分散補償ファイバの屈折率プロファイル、及び使用する信号光の波長において最大の帯域が得られる屈折率プロファイルを示す。
被補償ファイバは、そのコア中心からの距離ｒにおける屈折率ｎｔａｒｇｅｔ（ｒ）が以下の式（９）で近似されるように形成されたものである。
但し、ｎ（ｒ）は光ファイバのコア中心からの距離ｒにおける屈折率、ｎ１はコア中心における屈折率、Δ１はクラッドに対するコア中心の比屈折率差、ａはコア半径、αは屈折率分布次数をそれぞれ示す。
2004070442.tif 000012
ｎｔａｒｇｅｔ（ｒ）を前記式（９）で近似することによって得られる屈折率分布次数αｔａｒｇｅｔは１．９０である。また、クラッドに対するコア中心の比屈折率差Δ１ｔａｒｇｅｔは０．０１であり、コア半径ａは２５μｍである。
また、信号光は、中心波長が０．８５μｍ、スペクトル半値全幅が０．１６ｎｍ、パルス半値全幅が０．０９ｎｓである。この信号光の波長０．８５μｍにおけるΔｏｐｔ（ｒ）は、前記式（９）において屈折率分布次数αが２．０４のものである。
Δｃｏｍｐ（ｒ）は、図３１に示されたΔｔａｒｇｅｔ，Δｏｐｔを用い、前記式（８）にて算出する。図３１には、式（８）中の定数ｋが１，５，１０のものを示している。モード分散補償ファイバのクラッドに対するコア中心の比屈折率差Δ１ｃｏｍｐとコア半径ａは、被補償ファイバと同一である。
次に、前記した方法によって算出されたΔｃｏｍｐを有するモード分散補償ファイバと、前記被補償ファイバとを接続する際の長さ比の最適値を求める。
図３２は、前記モード分散補償ファイバと被補償ファイバとを接続して構成される光伝送路の全モード励振状態（以下、ＯＦＬと言う。ＯＦＬ：Ｏｖｅｒ−ｆｉｌｌｅｄ  Ｌａｕｎｃｈ）の帯域をシミュレーションにより算出し、モード分散補償ファイバの長さＬｃｏｍｐでプロットしたものである。被補償ファイバの長さＬｔａｒｇｅｔは１ｋｍである。
この光伝送路の全モード励振状態の帯域とは、入力信号光が均一に伝搬可能な全ての伝搬モードによって伝送されることを考慮して、被補償ファイバとモード分散補償ファイバの屈折率プロファイルから求めた出力信号光をフーリエ変換して周波数スペクトルとし、この周波数スペクトルのパワーがゼロ周波数のパワーの半分以下となる周波数帯域として算出されたものである。
光伝送路の帯域は、モード分散補償ファイバの長さＬｃｏｍｐに対して上に凸の曲線であり、最大値をもつことが分かる。これは、低次モードと高次モードとの到達時間の相対差が、光ファイバの長さに比例して大きくなるためであり、被補償ファイバにて生じる低次モードと高次モードとの到達時間の相対差と、モード分散補償ファイバにて生じる低次モードと高次モードとの到達時間の相対差とが一致するとき、光伝送路の帯域は最大となる。このときの長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔは約１／ｋとなる。
例えば、式（８）の定数ｋが２のΔｃｏｍｐを有するモード分散補償ファイバを用いる場合、図３２よりモード分散補償ファイバの長さＬｃｏｍｐが０．５４ｋｍのとき光伝送路の帯域は最大となる。
以上のように、被補償ファイバとモード分散補償ファイバの屈折率プロファイルを用いて、被補償ファイバとモード分散補償ファイバとを接続して構成される光伝送路の帯域をモード分散補償ファイバの長さＬｃｏｍｐでプロットしたものをシミュレーションにより算出し、この帯域が最大となるモード分散補償ファイバの長さＬｃｏｍｐを求める。
これにより、長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔが１／ｋとなるように接続するモード分散補償ファイバの長さＬｃｏｍｐを求める方法よりも、より正確に最大の帯域が得られるモード分散補償ファイバの長さＬｃｏｍｐを求めることができる。
そして、このモード分散補償ファイバの長さＬｃｏｍｐで、被補償ファイバとモード分散補償ファイバとを接続する。
図３３は、光伝送路のＩｎｎｅｒ  ＤＭＤとＯｕｔｅｒ  ＤＭＤをモード分散補償ファイバの長さＬｃｏｍｐでプロットしたものである。Ｉｎｎｅｒ  ＤＭＤは、低次モードで伝搬した信号光の到達時間のうち、最も遅い到達時間と、最も早い到達時間との差を算出した値である。また、Ｏｕｔｅｒ  ＤＭＤは、高次モードも含めた各伝搬モードで出射端に伝搬した信号光の到達時間のうち、最も遅い到達時間と、最も早い到達時間との差を算出した値である。
これは、以下の方法によって算出されたものである。まず、コアの中心からずらして信号光を入射することによって特定の伝搬モードで信号光を伝搬させたときの出射端に伝搬した信号光の到達時間をシミュレーションにより算出する。
光ファイバに入射させる信号光の中心とコアの中心との距離（以下、オフセットと言う。）が５〜１８μｍにおいて、各伝搬モードで出射端に伝搬した信号光の到達時間のうち、最も遅い到達時間と、最も早い到達時間との差を算出し、その値から入力パルスの幅を差し引いた値をＩｎｎｅｒ  ＤＭＤとする。オフセットが小さいほど信号光は低次モードで伝搬するため、このＩｎｎｅｒ  ＤＭＤより、低次モードで伝搬した信号光の到達時間が揃っているかどうかをみることができる。
また、オフセットが０〜２３μｍにおいて、各伝搬モードで出射端に伝搬した信号光の到達時間のうち、最も遅い到達時間と、最も早い到達時間との差を算出し、その値から入力パルスの幅を差し引いた値をＯｕｔｅｒ  ＤＭＤとする。このＯｕｔｅｒ  ＤＭＤより、高次モードも含めた伝搬モードについて信号光の到達時間が揃っているかどうかをみることができる。
Ｉｎｎｅｒ  ＤＭＤとＯｕｔｅｒ  ＤＭＤは、光伝送路の帯域が最大となるモード分散補償ファイバの長さＬｃｏｍｐのとき共に最小となり、各伝搬モードで出射端に伝搬した信号光の到達時間がほぼ揃っていることが分かる。
図３４は、シミュレーションにより算出された被補償ファイバと光伝送路のＤＭＤ特性（ＤＭＤ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｍｏｄｅ  Ｄｅｌａｙ）を示す。ＤＭＤ特性は、コアの中心からずらして信号光を入射したときの出射端へ伝搬した信号光の波形をシミュレーションにより算出したものである。
入射信号光の中心がコアの中心よりも離れるほど、信号光はより高次モードで伝搬することになる。このため、このＤＭＤ特性は、各伝搬モードで伝搬した信号光の光強度を到達時間の相対差でプロットしたものとなる。オフセットが０の波形が低次モードを伝搬した信号光であり、オフセットが大きいほどより高次モードで伝搬した信号光の波形を示す。
図３４（ａ）は、被補償ファイバであり、図３４（ｂ）は、この被補償ファイバ１ｋｍに、ｋ＝２の屈折率プロファイルを有するモード分散補償ファイバを０．５４ｋｍ接続し、光伝送路とした場合である。
被補償ファイバは、図３４（ａ）に示されたように、高次モードで伝搬した信号光ほど出射端に早く到達しており、各伝搬モード間で信号光が揃っていないことが分かる。これに対して、前述した式（８）を満たすΔｃｏｍｐ（ｒ）を有するモード分散補償ファイバを、光伝送路の帯域が最大となるときのモード分散補償ファイバの長さＬｃｏｍｐで前記被補償ファイバに接続することによって、図３４（ｂ）に示されたように、各モードで伝搬した信号光の到達時間が揃うようにすることができる。
なお、前記式（８）中の定数ｋは任意の値をとることができるが、特に効率良く被補償ファイバの波長分散を補償し、広い帯域を有する光伝送路とすることができるモード分散補償ファイバのΔｃｏｍｐ（ｒ）を決定するためには、以下に示す方法を適用することもできる。
図３２に示されたように、Δｃｏｍｐ（ｒ）を表す式（８）の定数ｋが大きいほど、光伝送路の帯域が最大となるときのモード分散補償ファイバの長さＬｃｏｍｐは短くなるが、その光伝送路の帯域の最大値は小さくなることが分かる。
そこで、まず種々の定数ｋについてΔｃｏｍｐ（ｒ）を算出し、各モード分散補償ファイバについて、図３２に示されたように光伝送路の帯域とモード分散補償ファイバの長さＬｃｏｍｐとの関係をシミュレーションにより算出する。そして、各定数ｋについて光伝送路の帯域が最大となるときのモード分散補償ファイバの長さＬｃｏｍｐと、その帯域の最大値を求める。
この光伝送路の帯域の最大値のうち、要求される目標値や大きな値が得られるモード分散補償ファイバの定数ｋの範囲を求め、この範囲のうち、帯域が最大となるときのモード分散補償ファイバの長さＬｃｏｍｐが最短である定数ｋを最適値とする。
例えば、図３２において、Δｃｏｍｐ（ｒ）を表す式（８）における定数ｋが大きいほど、帯域の最大値は小さくなるが、定数ｋが２以下では、帯域の最大値は顕著に小さくならず、ほぼ一定であることが分かる。このため式（８）の定数ｋが２のΔｃｏｍｐ（ｒ）を有するモード分散補償ファイバを用い、長さＬｃｏｍｐが０．５４ｋｍで被補償ファイバに接続し、光伝送路とする。これにより最短の長さで効率良く大きな帯域が得られる光伝送路が実現できる。
以上のように、まず種々の定数ｋについてΔｃｏｍｐ（ｒ）を求め、このモード分散補償ファイバを接続して形成された光伝送路の帯域とモード分散補償ファイバの長さＬｃｏｍｐとの関係を算出する。そして、帯域が最大となるときの長さＬｃｏｍｐとその帯域の最大値とを求め、その長さＬｃｏｍｐとその帯域の最大値を考慮して、Δｃｏｍｐ（ｒ）と長さＬｃｏｍｐの最適値を求めることが好ましい。
これにより、例えば、最短の長さで目的とする帯域が得られるようにΔｃｏｍｐ（ｒ）と長さＬｃｏｍｐを求めることができる。
［具体例２−２］
表２に示された屈折率分布次数を有する被補償ファイバとモード分散補償ファイバを用いて、具体例２−１と同様にして光伝送路を形成する。信号光の波長が０．８５μｍのとき、最大の帯域が得られる屈折率プロファイルの屈折率分布次数αｏｐｔは２．０４である。
2004070442.tif 000013
図３５は、具体例２−２の被補償ファイバを用いた光伝送路のＯＦＬの帯域をシミュレーションにより算出し、モード分散補償ファイバの長さＬｃｏｍｐでプロットしたものである。
具体例２−１と異なる点は、被補償ファイバの長さＬｔａｒｇｅｔが０．３ｋｍとなる点である。式（８）の定数ｋが２となる屈折率プロファイルを有するモード分散補償ファイバを接続する場合、モード分散補償ファイバの長さＬｃｏｍｐ＝０．１６２ｋｍのとき帯域は最大となる。
前記した光伝送路の帯域が最大となるときのモード分散補償ファイバと被補償ファイバの長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔは、０．１６４／０．３＝０．５４となり、図３２に示された具体例２−１と同一であり、被補償ファイバの長さＬｔａｒｇｅｔが変化しても光伝送路の帯域が最大となるときのモード分散補償ファイバと被補償ファイバの長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔは同一であることが分かる。
図３６は、シミュレーションにより算出された被補償ファイバと光伝送路のＤＭＤ特性を示す。図３６（ａ）は、被補償ファイバであり、図３６（ｂ）は、この被補償ファイバ０．３ｋｍに、ｋ＝２の屈折率プロファイルを有するモード分散補償ファイバを０．１６４ｋｍ接続し、光伝送路とした場合である。図３６（ｂ）に示されたように、各モードで伝搬した信号光の到達時間が揃うことが分かる。
以上により、例えば被補償ファイバを延長した場合などでは、光伝送路の帯域が最大となるときのモード分散補償ファイバと被補償ファイバの長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔが同一となるように、モード分散補償ファイバを更に接続すればよいことになる。
［具体例２−３］
図３７は、具体例２−３の被補償ファイバを用いた光伝送路のＯＦＬの帯域をシミュレーションにより算出し、モード分散補償ファイバの長さＬｃｏｍｐでプロットしたものである。具体例２−１と異なる点は、被補償ファイバの屈折率分布次数αｔａｒｇｅｔが２．００となる点である。
Δｃｏｍｐ（ｒ）を表す式（８）における定数ｋが大きいほど、帯域の最大値は小さくなる傾向にあるが、定数ｋが１０以下では帯域の最大値の低下傾向は顕著ではなく、ほぼ一定であることが分かる。
このため、具体例２−３の被補償ファイバのモード分散を補償する場合、式（８）の定数ｋが１０のΔｃｏｍｐ（ｒ）を有するモード分散補償ファイバを用い、帯域が最大となるときのモード分散補償ファイバの長さＬｃｏｍｐ＝０．１１ｋｍで被補償ファイバに接続し、光伝送路とする。
図３８は、シミュレーションにより算出された被補償ファイバと光伝送路のＤＭＤ特性を示す。図３８（ａ）は、被補償ファイバであり、図３８（ｂ）は、この被補償ファイバ１ｋｍに、ｋ＝１０の屈折率プロファイルを有するモード分散補償ファイバを０．１１ｋｍ接続し、光伝送路とした場合である。図３８（ｂ）に示されたように、各モードで伝搬した信号光の到達時間が揃うことが分かる。
以上により、最短の長さで効率良く大きな帯域が得られる光伝送路が実現できる。
［具体例２−４］
図３９は、具体例２−４の被補償ファイバを用いた光伝送路のＯＦＬの帯域をシミュレーションにより算出し、モード分散補償ファイバの長さＬｃｏｍｐでプロットしたものである。具体例２−１と異なる点は、被補償ファイバの屈折率分布次数αｔａｒｇｅｔが２．０３となる点である。
Δｃｏｍｐ（ｒ）を表す式（８）における定数ｋが大きいほど、帯域の最大値は増加する傾向にある。これは、被補償ファイバの比屈折率差が、最大の帯域が得られる光ファイバの比屈折率差に非常に近いものであり、光伝送路の帯域が主にモード分散補償ファイバの長さによって左右されるためである。
このため、具体例２−４の被補償ファイバのモード分散を補償する場合、式（８）の定数ｋが２０のΔｃｏｍｐ（ｒ）を有するモード分散補償ファイバを用い、帯域が最大となるときの長さＬｃｏｍｐ＝０．０５ｋｍで被補償ファイバに接続し、光伝送路とする。
図４０は、シミュレーションにより算出された被補償ファイバと光伝送路のＤＭＤ特性を示す。図４０（ａ）は、被補償ファイバであり、図４０（ｂ）は、この被補償ファイバ１ｋｍに、ｋ＝２０の屈折率プロファイルを有するモード分散補償ファイバを０．０５ｋｍ接続し、光伝送路とした場合である。図４０（ｂ）に示されたように、各モードで伝搬した信号光の到達時間が揃うことが分かる。
以上により、最短の長さで効率良く大きな帯域が得られる光伝送路が実現できる。
［具体例２−５］
図４１は、具体例２−５の被補償ファイバを用いた光伝送路のＯＦＬの帯域をシミュレーションにより算出し、モード分散補償ファイバの長さＬｃｏｍｐでプロットしたものである。具体例２−１と異なる点は、被補償ファイバの屈折率分布次数αｔａｒｇｅｔが２．０５となる点である。
具体例２−４と同様に、Δｃｏｍｐ（ｒ）を表す式（８）における定数ｋが大きいほど、帯域の最大値は増加する傾向にある。これも被補償ファイバの比屈折率差が、最大の帯域が得られる光ファイバの比屈折率差に非常に近いものであり、光伝送路の帯域が主にモード分散補償ファイバの長さによって左右されるためである。
このため、具体例２−５の被補償ファイバのモード分散を補償する場合、式（８）の定数ｋが２０のΔｃｏｍｐ（ｒ）を有するモード分散補償ファイバを用い、帯域が最大となるときのモード分散補償ファイバの長さＬｃｏｍｐ＝０．０５ｋｍで被補償ファイバに接続し、光伝送路とする。
図４２は、シミュレーションにより算出された被補償ファイバと光伝送路のＤＭＤ特性を示す。図４２（ａ）は、被補償ファイバであり、図４２（ｂ）は、この被補償ファイバ１ｋｍに、ｋ＝２０の屈折率プロファイルを有するモード分散補償ファイバを０．０５ｋｍ接続し、光伝送路とした場合である。図４２（ｂ）に示されたように、各モードで伝搬した信号光の到達時間が揃うことが分かる。
以上により、最短の長さで効率良く大きな帯域が得られる光伝送路が実現できる。
［具体例２−６］
図４３は、具体例２−６の被補償ファイバを用いた光伝送路のＯＦＬの帯域をシミュレーションにより算出し、モード分散補償ファイバの長さＬｃｏｍｐでプロットしたものである。具体例２−１と異なる点は、被補償ファイバの屈折率分布次数αｔａｒｇｅｔが２．１０となる点である。
具体例２−３と同様に、Δｃｏｍｐ（ｒ）を表す式（８）における定数ｋが大きいほど、帯域の最大値は小さくなるが、定数ｋが１０以下では、帯域の最大値の低下傾向は顕著ではなく、ほぼ一定であることが分かる。
このため、具体例２−６の被補償ファイバのモード分散を補償する場合、式（８）の定数ｋが１０のΔｃｏｍｐ（ｒ）を有するモード分散補償ファイバを用い、帯域が最大となるときのモード分散補償ファイバの長さＬｃｏｍｐ＝０．０９ｋｍで被補償ファイバに接続し、光伝送路とする。
図４４は、シミュレーションにより算出された被補償ファイバと光伝送路のＤＭＤ特性を示す。図４４（ａ）は、被補償ファイバであり、図４４（ｂ）は、この被補償ファイバ１ｋｍに、ｋ＝１０の屈折率プロファイルを有するモード分散補償ファイバを０．０９ｋｍ接続し、光伝送路とした場合である。図４４（ｂ）に示されたように、各モードで伝搬した信号光の到達時間が揃うことが分かる。
以上により、最短の長さで効率良く大きな帯域が得られる光伝送路が実現できる。
［具体例２−７］
図４５は、具体例２−７の被補償ファイバを用いた光伝送路のＯＦＬの帯域をシミュレーションにより算出し、モード分散補償ファイバの長さＬｃｏｍｐでプロットしたものである。具体例２−１と異なる点は、被補償ファイバの屈折率分布次数αｔａｒｇｅｔが２．２０となる点である。
具体例２−２と同様に、Δｃｏｍｐ（ｒ）を表す式（８）における定数ｋが大きいほど、帯域の最大値は小さくなるが、定数ｋが２以下では、帯域の最大値の低下傾向は顕著ではなく、ほぼ一定であることが分かる。
このため、具体例２−７の被補償ファイバのモード分散を補償する場合、式（８）の定数ｋが２のΔｃｏｍｐ（ｒ）を有するモード分散補償ファイバを用い、帯域が最大となるときのモード分散補償ファイバの長さＬｃｏｍｐ＝０．４７ｋｍで被補償ファイバに接続し、光伝送路とする。
図４６は、シミュレーションにより算出された被補償ファイバと光伝送路のＤＭＤ特性を示す。図４６（ａ）は、被補償ファイバであり、図４６（ｂ）は、この被補償ファイバ１ｋｍに、ｋ＝２の屈折率プロファイルを有するモード分散補償ファイバを０．４７ｋｍ接続し、光伝送路とした場合である。図４６（ｂ）に示されたように、各モードで伝搬した信号光の到達時間が揃うことが分かる。
以上により、最短の長さで効率良く大きな帯域が得られる光伝送路が実現できる。
［具体例２−８］
具体例２−８は、既に製造された光ファイバを被補償ファイバとし、この被補償ファイバにモード分散補償ファイバを接続し、光伝送路とする場合である。
図４７は、具体例２−８のモード分散補償ファイバと、既に製造された被補償ファイバの屈折率プロファイル、及び使用する信号光の波長において最大の帯域が得られる屈折率プロファイルを示す。被補償ファイバの屈折率プロファイルは測定結果をスムージングしたものである。
図４８は、具体例２−８の被補償ファイバを用いた光伝送路のＯＦＬの帯域をシミュレーションにより算出し、モード分散補償ファイバの長さＬｃｏｍｐでプロットしたものである。
具体例２−３と同様に、Δｃｏｍｐ（ｒ）を表す式（８）における定数ｋが大きいほど、帯域の最大値は小さくなる傾向にあるが、定数ｋが１０以下では帯域の最大値の低下傾向は顕著ではなく、ほぼ一定であることが分かる。
このため、具体例２−８の被補償ファイバのモード分散を補償する場合、式（８）の定数ｋが１０のΔｃｏｍｐ（ｒ）を有するモード分散補償ファイバを用い、帯域が最大となるときのモード分散補償ファイバの長さＬｃｏｍｐ＝０．１１ｋｍで被補償ファイバに接続し、光伝送路とする。
図４９は、シミュレーションにより算出された被補償ファイバと光伝送路のＤＭＤ特性を示す。図４９（ａ）は、被補償ファイバであり、図４９（ｂ）は、この被補償ファイバ１ｋｍに、ｋ＝１０の屈折率プロファイルを有するモード分散補償ファイバを０．１１ｋｍ接続し、光伝送路とした場合である。図４９（ｂ）に示されたように、各モードで伝搬した信号光の到達時間が揃うことが分かる。
以上により、既設のＧＩ光ファイバを用いた場合であっても、最短の長さで効率良く大きな帯域が得られる光伝送路が実現できる。
［具体例２−９］
具体例２−９は、中心波長が１．３μｍ、スペクトル半値全幅が１．０ｎｍ、パルス半値全幅が０．０５ｎｓの信号光を使用する場合である。信号光の波長が１．３μｍにおいて最大の帯域が得られる光ファイバは、屈折率分布次数αｏｐｔが１．９４のものである。また具体例２−１と異なる点は、被補償ファイバの屈折率分布次数αｔａｒｇｅｔが１．８４となる点である。
図５０は、具体例２−９の被補償ファイバを用いた光伝送路のＯＦＬの帯域をシミュレーションにより算出し、モード分散補償ファイバの長さＬｃｏｍｐでプロットしたものである。
Δｃｏｍｐ（ｒ）を表す式（８）における定数ｋが大きいほど、帯域の最大値は小さくなる傾向にあるが、定数ｋが５以下では帯域の最大値の低下傾向は顕著ではなく、ほぼ一定であることが分かる。
このため、具体例２−９の被補償ファイバのモード分散を補償する場合、式（８）の定数ｋが５のΔｃｏｍｐ（ｒ）を有するモード分散補償ファイバを用い、帯域が最大となるときのモード分散補償ファイバの長さＬｃｏｍｐ＝０．２２ｋｍで被補償ファイバに接続し、光伝送路とする。
図５１は、シミュレーションにより算出された被補償ファイバと光伝送路のＤＭＤ特性を示す。図５１（ａ）は、被補償ファイバであり、図５１（ｂ）は、この被補償ファイバ１ｋｍに、ｋ＝５の屈折率プロファイルを有するモード分散補償ファイバを０．２２ｋｍ接続し、光伝送路とした場合である。図５１（ｂ）に示されたように、各モードで伝搬した信号光の到達時間が揃うことが分かる。
以上により、最短の長さで効率良く大きな帯域が得られる光伝送路が実現できる。
具体例に示されたように、被補償ファイバに前述したモード分散補償ファイバを接続することによって、被補償ファイバのモード分散を効率良く、かつ精度良く補償でき、特に中心波長が０．８５μｍ又は１．３μｍの信号光を伝搬する光伝送路として、広い帯域が実現できる。
なお、例えば、Δｔａｒｇｅｔ（ｒ）が前述した式（９）に精度良く近似できない被補償ファイバであっても、Δｃｏｍｐ（ｒ）が前述した式（８）で表されるモード分散補償ファイバを用いることによって、本実施形態と同様にして被補償ファイバのモード分散を補償できる。
以上説明したように、Δｃｏｍｐ（ｒ）が式（８）で表されるモード分散補償ファイバを用いることによって、効率良く被補償ファイバのモード分散を補償でき、広い帯域を有する光伝送路が実現できる。またこの光伝送路を用いることによって、広い帯域が得られ、高速通信に対応した光ＬＡＮが実現できる。
次に、第３の発明群について詳しく説明する。
この発明群においては、信号光の波長において最大の帯域が得られる屈折率プロファイルとは異なる屈折率プロファイルを有する光ファイバを被補償ファイバとし、この被補償ファイバに、所定の長さ比でモード分散補償ファイバを接続して、被補償ファイバのモード分散を補償し、広い帯域が得られるようにする。接続するモード分散補償ファイバと被補償ファイバの長さ比について以下に説明する。
図２９は、被補償ファイバとモード分散補償ファイバの屈折率プロファイル、及び使用する信号光の波長において最大の帯域が得られる屈折率プロファイルの一例を示す概略図である。ここで、被補償ファイバのコア中心からの距離ｒにおける比屈折率差をΔｔａｒｇｅｔ（ｒ）と言い、モード分散補償ファイバのコア中心からの距離ｒにおける比屈折率差をΔｃｏｍｐ（ｒ）と言う。また、信号光の波長において最大の帯域が得られる屈折率プロファイルでのコア中心からの距離ｒにおける比屈折率差をΔｏｐｔ（ｒ）と言う。このΔｏｐｔ（ｒ）は、シミュレーションにより算出された計算値である。
前述したようにΔｔａｒｇｅｔ（ｒ）とΔｏｐｔ（ｒ）との差によって、被補償ファイバを伝搬する信号光の高次モードと低次モードの到達時間に差が生じる。この低次モードと高次モードとの到達時間の相対差は、Δｔａｒｇｅｔ（ｒ）とΔｏｐｔ（ｒ）との差に比例した値となる。
そこで、Δｃｏｍｐ（ｒ）とΔｏｐｔ（ｒ）との差が、Δｔａｒｇｅｔ（ｒ）とΔｏｐｔ（ｒ）との差に対して符号が逆となるΔｃｏｍｐ（ｒ）を有する光ファイバをモード分散補償ファイバとする。これにより、モード分散補償ファイバを伝搬する信号光の低次モードと高次モードとの到達時間の相対差の符号が、被補償ファイバを伝搬する信号光の低次モードと高次モードとの到達時間の相対差の符号と逆になるようにする。
次に、図３０に示されたように、モード分散補償ファイバの長さＬｃｏｍｐと被補償ファイバの長さＬｔａｒｇｅｔとの比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔが以下の式（１０）を満たすようにモード分散補償ファイバと被補償ファイバとを接続して光伝送路とする。
式（１０）中、ａｃｏｍｐはモード分散補償ファイバのコア半径、ａｔａｒｇｅｔは被補償ファイバのコア半径をそれぞれ示す。
2004070442.tif 000014
信号光の低次モードと高次モードとの到達時間の相対差は、伝搬する光ファイバの長さにも比例する。このため、この低次モードと高次モードとの到達時間の相対差は、光ファイバのコア中心からの距離ｒにおける比屈折率差とΔｏｐｔ（ｒ）との差と、光ファイバの長さとの積に比例することになる。
従って、長さの比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔが、前記式（１０）を満たすようにモード分散補償ファイバと被補償ファイバを接続して光導波路とするとき、被補償ファイバを伝搬した信号光の低次モードと高次モードとの到達時間の相対差の絶対値と、モード分散補償ファイバを伝搬した信号光の低次モードと高次モードとの到達時間の相対差の絶対値が一致することになり、被補償ファイバのモード分散が補償され、広い帯域が実現できる。
前記光伝送路は、この伝送路全体でのコア中心からの距離ｒにおける比屈折率差がΔｏｐｔ（ｒ）となり、各伝搬モードで出射端に伝搬した信号光の到達時間がほぼ揃い、広い帯域が得られる。
ここで、被補償ファイバとモード分散補償ファイバのコア中心からの距離ｒにおける屈折率分布ｎ（ｒ）が以下の式（１１）で近似される場合、前述した式（１０）は、以下のように式変形することができる。
式（１１）中、ｎ（ｒ）は、光ファイバのコア中心からの距離ｒにおけるコア半径方向の屈折率分布、ｎ１はコア中心における屈折率、Δ１はクラッドに対するコア中心の比屈折率差、ａはコア半径、αは屈折率分布次数をそれぞれ示す。
2004070442.tif 000015
このとき、被補償ファイバとモード分散補償ファイバのコア中心からの距離ｒにおける比屈折率差Δ（ｒ）は、以下の式（１３）に近似される。
2004070442.tif 000016
前記式（１３）のΔ（ｒ）をコア中心からの距離ｒで積分すると、以下の式（１４）となるため、前述した式（１０）は以下の式（１２）となる。
2004070442.tif 000017
以上により、被補償ファイバとモード分散補償ファイバのコア中心からの距離ｒにおける屈折率分布ｎ（ｒ）が前述した式（１１）で近似される場合、長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔが式（１２）を満たすようにモード分散補償ファイバと被補償ファイバとを接続して光伝送路とする。
これにより、被補償ファイバの経路を伝搬した信号光の低次モードと高次モードとの到達時間の相対差の絶対値と、モード分散補償ファイバの経路を伝搬した信号光の低次モードと高次モードとの到達時間の相対差の絶対値が一致することになり、被補償ファイバのモード分散が補償され、広い帯域が実現できる。
このような光伝送路に、コンピュータやその関連機器などを接続することによって、光ＬＡＮとすることができる。この光伝送路は帯域が広いため、伝送レートの高速化が可能な光ＬＡＮが実現できる。これにより、例えば１０ＧｂＥのように通信速度が１０Ｇｂ／ｓのイーサネットを実現できる。
次に、具体例を用いて詳細に説明する。
［具体例３−１］
表３に示された屈折率分布次数を有する被補償ファイバとモード分散補償ファイバを用いて、以下に示されたようにして光伝送路を形成する。
2004070442.tif 000018
被補償ファイバは、そのコア中心からの距離ｒにおける屈折率ｎｔａｒｇｅｔ（ｒ）が前記式（１２）で近似され、その屈折率分布次数αｔａｒｇｅｔは１．９０である。また、クラッドに対するコア中心の比屈折率差Δ１ｔａｒｇｅｔは０．０１であり、コア半径ａは２５μｍである。
使用する信号光は、中心波長が０．８５μｍ、スペクトル半値全幅が０．１６ｎｍ、パルス半値全幅が０．０９ｎｓである。この信号光の波長０．８５μｍにおいて最大の帯域が得られる光ファイバの屈折率分布次数αｏｐｔは２．０４である。
このため、Δｏｐｔ（ｒ）に比べて、Δｔａｒｇｅｔ（ｒ）はコアの外周での屈折率が小さい形状となり、伝搬する信号光の低次モードと高次モードとの到達時間の相対差はマイナスの値となる。
モード分散補償ファイバは、被補償ファイバと同様に、その屈折率分布が式（１２）で近似され、αｔａｒｇｅｔはαｏｐｔよりも大きい値のものとし、Δｏｐｔ（ｒ）に比べて、Δｔａｒｇｅｔ（ｒ）はコアの外周での屈折率が大きい形状とする。これにより、モード分散補償ファイバを伝搬する信号光の低次モードと高次モードとの到達時間の相対差がプラスの値となるようにする。
以上により、被補償ファイバを伝搬した信号光の低次モードと高次モードとの到達時間の相対差を、モード分散補償ファイバの経路を伝搬する信号光の低次モードと高次モードとの到達時間の相対差で補償できるようにする。
ここで、クラッドに対するコア中心の比屈折率差Δ１ｃｏｍｐ、コア半径ａは、被補償ファイバと同一である。
そして、長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔが前述した式（１２）を満たすようにモード分散補償ファイバと被補償ファイバとを接続して光伝送路とする。
図５２は、前記式（１２）に具体例３−１の条件（αｔａｒｇｅｔ＝１．９０，αｏｐｔ＝２．０４）を入力して得られる長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔをαｃｏｍｐでプロットしたものである。
なお、図５２中、比較として、従来の経験則による方法を用いて算出した値と、電磁界解析のシミュレーションを用いた方法により算出された値をプロットした。
従来の経験則による方法とは、以下の式（１５）により算出する方法である。
2004070442.tif 000019
また、従来の電磁界解析のシミュレーションを用いて最大の帯域が得られるモード分散補償ファイバと被補償ファイバの長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔを求める方法を以下に示す。
図７１は、モード分散補償ファイバと被補償ファイバとを接続して構成される光伝送路の全モード励振状態の帯域を電磁界解析のシミュレーションを用いて算出し、長さＬｃｏｍｐでプロットしたものである。長さＬｔａｒｇｅｔは１ｋｍである。
この図７１に示された光伝送路の帯域と長さＬｃｏｍｐとの関係を用いて、帯域が最大となる長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔを求める。
図７２は、光伝送路のＩｎｎｅｒ  ＤＭＤとＯｕｔｅｒ  ＤＭＤをモード分散補償ファイバの長さＬｃｏｍｐでプロットしたものである。Ｉｎｎｅｒ  ＤＭＤは、光ファイバに入射させる信号光の中心とコアの中心との距離（以下、オフセットと言う。）が５〜１８μｍにおいて、信号光の到達時間のうち、最も遅い到達時間と、最も早い到達時間との差を算出した値から入力パルスの幅を差し引いた値である。また、Ｏｕｔｅｒ  ＤＭＤは、オフセットが０〜２３μｍにおいて、信号光の到達時間のうち、最も遅い到達時間と、最も早い到達時間との差を算出した値から入力パルスの幅を差し引いた値である。
ここで、各伝搬モードで出射端に伝搬した信号光の到達時間は、コアの中心からずらして信号光を入射することによって特定の伝搬モードで信号光を伝搬させたときの出射端に伝搬した到達時間としてシミュレーションにより算出した値である。
図７１において光伝送路の帯域が最大となるモード分散補償ファイバの長さＬｃｏｍｐのとき、図２４のＩｎｎｅｒ  ＤＭＤとＯｕｔｅｒ  ＤＭＤが共に最小となり、各伝搬モードで出射端に伝搬した信号光の到達時間がほぼ揃っていることが分かる。
このように、従来の電磁界解析のシミュレーションを用いた方法では、信号光の到達時間がほぼ揃い、モード分散が完全に補償された光伝送路となる長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔが算出される。
以下の具体例では、上述した従来の電磁界解析のシミュレーションを用いた方法によって算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔを理論解析値とし、具体例で得られた長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔとの比較を行う。
図５３に示されたように、具体例３−１で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔは、前記した理論解析値とほぼ同等の値であることが分かる。これに比べて、従来の経験則による方法にて算出された値は、理論解析値と大きく異なることが分かる。
一例として具体例３−１の被補償ファイバに、αｃｏｍｐ＝２．６０の屈折率分布次数を有するモード分散補償ファイバを接続して光伝送路とする場合について説明する。
前述した式（１２）を用いて、接続する長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔを求めると、長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔは０．２０１となる。これは、図５２の長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔとαｃｏｍｐとの関係より、αｃｏｍｐ＝２．６０のときの長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔとして求めることもできる。
この長さでモード分散補償ファイバを被補償ファイバに接続して光伝送路とする。
図５３は、シミュレーションにより算出された被補償ファイバと光伝送路のＤＭＤを示す。ＤＭＤ特性は、コアの中心からずらして信号光を入射したときの出射端へ伝搬した信号光の波形をシミュレーションにより算出したものである。
入射信号光の中心がコアの中心よりも離れるほど、信号光はより高次モードで伝搬することになる。このため、このＤＭＤ特性は、各伝搬モードで伝搬した信号光の光強度を到達時間の相対差でプロットしたものとなる。信号光の中心とコア中心との距離（以下、オフセットと言う）が小さいとき信号光は低次モードで伝搬し、オフセットが大きいとき高次モードで伝搬する。このため、オフセットが大きいほど、より高次モードで伝搬した信号光の波形を示すことになる。
図５３（ａ）は被補償ファイバである。図５３（ｂ），（ｃ）は、この被補償ファイバ１ｋｍに、前述したαｃｏｍｐ＝３．００のモード分散補償ファイバを接続して構成された光伝送路であり、図５３（ｂ）は、従来の方法で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔ＝０．１４６で接続した場合であり、図５３（ｃ）は、具体例３−１で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔ＝０．２０１で接続した場合である。
具体例３−１で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔ＝０．２０１で接続した場合、図５３（ｃ）に示されたように、各モードで伝搬した信号光の到達時間がほぼ完全に揃っており、被補償ファイバのモード分散が補償されていることが分かる。これに対して、従来の方法で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔ＝０．１４６で接続した場合、図５３（ｂ）に示されたように各モードで伝搬した信号光の到達時間が十分に揃っていない。
このように従来の経験則による方法で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔ＝０．１４６で接続して光伝送路とした場合に比べて、具体例３−１で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔ＝０．２０１で接続することによって、各モードで伝搬した信号光の到達時間がほぼ完全に揃い、被補償ファイバのモード分散を精度良く補償できる。このため広い帯域を有する光伝送路が実現できる。
また、前記式（１３）を用いてモード分散補償ファイバの長さを算出することによって、電磁界解析のシミュレーションにより算出された理論解析値とほぼ同等の値が得られ、かつ電磁界解析のシミュレーションのように複雑な計算を必要とせず簡便に算出できる。このため、容易にモード分散を補償できる。
［具体例３−２］
図５４は、表３に示された具体例３−２の被補償ファイバに、モード分散補償ファイバを接続する場合において、式（１２）により算出される長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔをαｃｏｍｐでプロットしたものである。この式（１２）を用いて算出される長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔは、電磁界解析のシミュレーションを用いた方法によって算出された理論解析値とほぼ同等の値であることが分かる。
一例として具体例３−２の被補償ファイバに、αｃｏｍｐ＝２．６０の屈折率分布次数を有するモード分散補償ファイバを接続して光伝送路とする場合について説明する。
前述した式（１２）を用いて、接続する長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔを求めると、長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔは０．０８６となる。この長さでモード分散補償ファイバを被補償ファイバに接続して光伝送路とする。
図５５は、シミュレーションにより算出された被補償ファイバと光伝送路のＤＭＤ特性を示す。図５５（ａ）は、被補償ファイバである。図５５（ｂ），（ｃ）は、この被補償ファイバ１ｋｍに、前記したモード分散補償ファイバを接続して構成された光伝送路であり、図５５（ｂ）は、従来の方法で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔ＝０．０７１で接続した場合であり、図５５（ｃ）は、具体例３−２で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔ＝０．０８６で接続した場合である。
この方法にて算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔで接続した場合、図５５（ｃ）に示されたように、各モードで伝搬した信号光の到達時間がほぼ完全に揃っており、被補償ファイバのモード分散が精度良く補償できる。
［具体例３−３］
図５６は、表３に示された具体例３−３の被補償ファイバに、モード分散補償ファイバを接続する場合において、式（１２）により算出される長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔをαｃｏｍｐでプロットしたものである。この式（１２）を用いて算出される長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔは、理論解析値とほぼ同等の値であることが分かる。
一例として、具体例３−３の被補償ファイバにαｃｏｍｐ＝２．２０の屈折率分布次数を有するモード分散補償ファイバを接続して光伝送路とする場合について説明する。
前述した式（１２）を用いて、接続する長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔを求めると、長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔは０．０６６となる。この長さでモード分散補償ファイバを被補償ファイバに接続して光伝送路とする。
図５７は、シミュレーションにより算出された被補償ファイバと光伝送路のＤＭＤ特性を示す。図５７（ａ）は、被補償ファイバである。図５７（ｂ），（ｃ）は、この被補償ファイバ１ｋｍに、前記したモード分散補償ファイバを接続して構成された光伝送路であり、図５７（ｂ）は、従来の方法で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔ＝０．０６３で接続した場合であり、図５７（ｃ）は、具体例３−３で算出されたＬｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔ＝０．０６６で接続した場合である。
この方法にて算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔで接続した場合、図５７（ｃ）に示されたように、各モードで伝搬した信号光の到達時間がほぼ完全に揃っており、被補償ファイバのモード分散が精度良く補償できる。
［具体例３−４］
図５８は、表３に示された具体例３−４の被補償ファイバにモード分散補償ファイバを接続する場合において、式（１２）により算出される長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔをαｃｏｍｐでプロットしたものである。この式（１２）を用いて算出される長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔは、前記した理論解析値とほぼ同等の値であることが分かる。
一例として、具体例３−４の被補償ファイバにαｃｏｍｐ＝１．９０の屈折率分布次数を有するモード分散補償ファイバを接続して光伝送路とする場合について説明する。
前述した式（１２）を用いて、接続する長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔを求めると、長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔは０．０６８となる。この長さでモード分散補償ファイバを被補償ファイバに接続して光伝送路とする。
図５９は、シミュレーションにより算出された被補償ファイバと光伝送路のＤＭＤ特性を示す。図５９（ａ）は、被補償ファイバである。図５９（ｂ），（ｃ）は、この被補償ファイバ１ｋｍに、前記したモード分散補償ファイバを接続して構成された光伝送路であり、図５９（ｂ）は、従来の方法で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔ＝０．０７１で接続した場合であり、図５９（ｃ）は、具体例３−４で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔ＝０．０６８で接続した場合である。
この方法にて算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔで接続した場合、各モードで伝搬した信号光の到達時間がほぼ完全に揃っており、被補償ファイバのモード分散が精度良く補償できる。
［具体例３−５］
図６０は、表３に示された具体例３−５の被補償ファイバに、モード分散補償ファイバを接続する場合において、式（１２）により算出される長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔをαｃｏｍｐでプロットしたものである。この式（１２）を用いて算出される長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔは、理論解析値とほぼ同等の値であることが分かる。
一例として、具体例３−５の被補償ファイバにαｃｏｍｐ＝１．００の屈折率分布次数を有するモード分散補償ファイバを接続して光伝送路とする場合について説明する。
前述した式（１２）を用いて、接続する長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔを求めると、長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔは０．０３７となる。この長さでモード分散補償ファイバを被補償ファイバに接続して光伝送路とする。
図６１は、シミュレーションにより算出された被補償ファイバと光伝送路のＤＭＤ特性を示す。図６１（ａ）は、被補償ファイバである。図６１（ｂ），（ｃ）は、この被補償ファイバ１ｋｍに、前記したモード分散補償ファイバを接続して構成された光伝送路であり、図６１（ｂ）は、従来の方法で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔ＝０．０５８で接続した場合であり、図６１（ｃ）は、具体例３−５で算出されたＬｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔ＝０．０３７で接続した場合である。
この方法にて算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔで接続した場合、図６１（ｃ）に示されたように、各モードで伝搬した信号光の到達時間がほぼ完全に揃っており、被補償ファイバのモード分散が精度良く補償できる。従来の方法で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔで接続して光伝送路とした場合に比べても明らかに優れた帯域が得られる。
［具体例３−６］
図６２は、表３に示された具体例３−６の被補償ファイバに、モード分散補償ファイバを接続する場合において、式（１２）により算出される長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔをαｃｏｍｐでプロットしたものである。この式（１２）を用いて算出される長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔは、理論解析値とほぼ同等の値であることが分かる。
一例として、具体例３−６の被補償ファイバにαｃｏｍｐ＝１．４０の屈折率分布次数を有するモード分散補償ファイバを接続して光伝送路とする場合について説明する。
前記式（１２）を用いて、接続する長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔを求めると、長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔは０．１８７となる。この長さでモード分散補償ファイバを被補償ファイバに接続して光伝送路とする。
図６３は、シミュレーションにより算出された被補償ファイバと光伝送路のＤＭＤ特性を示す。図６３（ａ）は、被補償ファイバである。図６３（ｂ），（ｃ）は、この被補償ファイバ１ｋｍに、前記したモード分散補償ファイバを接続して構成された光伝送路であり、図６３（ｂ）は、従来の方法で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔ＝０．２５０で接続した場合であり、図６３（ｃ）は、具体例３−６で算出されたＬｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔ＝０．１８７で接続した場合である。
この方法にて算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔで接続した場合、図６３（ｃ）に示されたように、各モードで伝搬した信号光の到達時間がほぼ完全に揃っており、被補償ファイバのモード分散が精度良く補償できる。従来の方法で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔで接続して光伝送路とした場合に比べても明らかに優れたＤＭＤ特性が得られた。
［具体例３−７］
具体例３−７は、既に製造された光ファイバを被補償ファイバとし、この被補償ファイバにモード分散補償ファイバを接続し、光伝送路とする場合である。
図６４は、具体例３−７において既に製造された被補償ファイバの比屈折率差Δｃｏｍｐの測定値をスムージングしたものである。
図６５は、前記被補償ファイバに、モード分散補償ファイバを接続する場合において、式（１２）により算出される長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔをαｃｏｍｐでプロットしたものである。この式（１２）を用いて算出される長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔは、理論解析値とほぼ同等の値であることが分かる。
一例として、具体例３−７の被補償ファイバにαｃｏｍｐ＝１．５０の屈折率分布次数を有するモード分散補償ファイバを接続して光伝送路とする場合について説明する。
前記式（１２）を用いて、接続する長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔを求めると、長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔは０．０９２となる。この長さでモード分散補償ファイバを被補償ファイバに接続して光伝送路とする。
図６６は、シミュレーションにより算出された被補償ファイバと光伝送路のＤＭＤ特性を示す。図６６（ａ）は、被補償ファイバである。図６６（ｂ），（ｃ）は、この被補償ファイバ１ｋｍに、前記したモード分散補償ファイバを接続して構成された光伝送路であり、図６６（ｂ）は、従来の方法で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔ＝０．１１５で接続した場合であり、図６６（ｃ）は、具体例３−７で算出されたＬｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔ＝０．０９２で接続した場合である。
以上により、既設のＧＩ光ファイバを用いた場合であっても、この方法にて算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔで接続した場合、図６６（ｃ）に示されたように、各モードで伝搬した信号光の到達時間がほぼ完全に揃っており、被補償ファイバのモード分散が精度良く補償できる。従来の方法で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔで接続して光伝送路とする場合よりも優れた帯域が得られる。
［具体例３−８］
具体例３−８の被補償ファイバは、クラッドに対するコア中心の比屈折率差Δ１は０．０２であり、コア半径ａは３１．２５μｍである。このため、信号光の波長０．８５μｍにおいて最大の帯域が得られる屈折率プロファイルの屈折率分布次数αｏｐｔは２．０２となる。
図６７は、表３に示された具体例３−８の被補償ファイバに、モード分散補償ファイバを接続する場合において、式（１２）により算出される長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔをαｃｏｍｐでプロットしたものである。この式（１２）を用いて算出される長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔは、理論解析値とほぼ同等の値であることが分かる。
一例として、具体例３−８の被補償ファイバにαｃｏｍｐ＝２．３０の屈折率分布次数を有するモード分散補償ファイバを接続して光伝送路とする場合について説明する。
前記式（１２）を用いて、接続する長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔを求めると、長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔは０．４９４となる。この長さでモード分散補償ファイバを被補償ファイバに接続して光伝送路とする。
図６８は、シミュレーションにより算出された被補償ファイバと光伝送路のＤＭＤ特性を示す。図６８（ａ）は、被補償ファイバである。図６８（ｂ），（ｃ）は、この被補償ファイバ１ｋｍに、前記したモード分散補償ファイバを接続して構成された光伝送路であり、図６８（ｂ）は、従来の方法で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔ＝０．４３４で接続した場合であり、図６８（ｃ）は、具体例３−３で算出されたＬｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔ＝０．４９４で接続した場合である。
この方法にて算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔで接続した場合、図６８（ｃ）に示されたように、各モードで伝搬した信号光の到達時間がほぼ完全に揃っており、被補償ファイバのモード分散が精度良く補償できる。従来の方法で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔで接続して光伝送路とする場合に比べても明らかに優れた帯域が得られる。
［具体例３−９］
具体例３−９は、中心波長が１．３μｍ、スペクトル半値全幅が１．０ｎｍ、パルス半値全幅が０．０５ｎｓの信号光を使用する場合である。信号光の波長が１．３μｍにおいて最大の帯域が得られる屈折率プロファイルの屈折率分布次数αｏｐｔは１．９４である。
図６９は、表３に示された具体例３−９の被補償ファイバに、モード分散補償ファイバを接続する場合において、式（１２）により算出される長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔをαｃｏｍｐでプロットしたものである。この式（１２）を用いて算出される長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔは、理論解析値とほぼ同等の値であることが分かる。
一例として、具体例３−９の被補償ファイバにαｃｏｍｐ＝２．８０の屈折率分布次数を有するモード分散補償ファイバを接続して光伝送路とする場合について説明する。
前記式（１２）を用いて、接続する長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔを求めると、長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔは０．１５６となる。この長さでモード分散補償ファイバを被補償ファイバに接続して光伝送路とする。
図７０は、シミュレーションにより算出された被補償ファイバと光伝送路のＤＭＤ特性を示す。図７０（ａ）は、被補償ファイバである。図７０（ｂ），（ｃ）は、この被補償ファイバ１ｋｍに、前記したモード分散補償ファイバを接続して構成された光伝送路であり、図７０（ｂ）は、従来の方法で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔ＝０．１１６で接続した場合であり、図７０（ｃ）は、具体例３−９で算出されたＬｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔ＝０．１５６で接続した場合である。
この方法にて算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔで接続した場合、図７０（ｃ）に示されたように、各モードで伝搬した信号光の到達時間がほぼ完全に揃っており、被補償ファイバのモード分散が精度良く補償できる。従来の方法で算出された長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔで接続して光伝送路とする場合に比べても明らかに優れた帯域が得られる。
このようにして、式（１２）を用いることによって、接続する長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔを簡便に算出することができ、この長さ比で被補償ファイバとモード分散補償ファイバを接続することによって、被補償ファイバのモード分散を効率良く、かつ精度良く補償でき、特に中心波長が０．８５μｍ又は１．３μｍの信号光を伝搬する光伝送路として、広い帯域が実現できる。
また、これら具体例のモード分散補償とファイバ被補償ファイバは、屈折率分布次数αｃｏｍｐ，αｔａｒｇｅｔが０．５以上、クラッドに対するコア中心の比屈折率差Δ１ｃｏｍｐ，Δ１ｔａｒｇｅｔが０．００５〜０．０２５、コア半径ａｃｏｍｐ，ａｔａｒｇｅｔが５〜５０μｍであり、このとき被補償ファイバのモード分散を効率良く、かつ精度良く補償でき、広い帯域を有する光伝送路が実現できる。
なお、被補償ファイバやモード分散補償ファイバが、その屈折率分布が前述した式（１２）で精度良く近似できない場合であっても本発明を適用できる。この場合、モード分散補償ファイバと被補償ファイバの長さ比が前記式（１１）を満たすモード分散補償ファイバの長さを求め、この長さでモード分散補償ファイバを被補償ファイバに接続する。これにより、被補償ファイバのモード分散をほぼ完全に補償でき、広い帯域を有する光伝送路が実現できる。
以上のように、式（１０）又は式（１２）を用いることによって、接続する被補償ファイバとモード分散補償ファイバの長さ比Ｌｃｏｍｐ／Ｌｔａｒｇｅｔを簡便に算出することができ、この長さ比で被補償ファイバとモード分散補償ファイバを接続することによって、被補償ファイバのモード分散を効率良く、かつ精度良く補償でき、広い帯域を有する光伝送路が実現できる。
この光伝送路を用いることによって、広い帯域が得られ、高速通信に対応した光ＬＡＮが実現できる。
産業上の利用分野
本発明は、マルチモード光ファイバを用いたＬＡＮなどの光伝送路に用いられ、高速、広帯域の信号光の伝送路などを構築するシステムに適用することができる。
【図１】
2004070442.tif 000024
【図２】
2004070442.tif 000025
2004070442.tif 000026
【図４】
2004070442.tif 000027
【図５】
2004070442.tif 000028
【図６】
2004070442.tif 000029
2004070442.tif 000030
【図８】
2004070442.tif 000031
【図９】
2004070442.tif 000032
【図１０】
2004070442.tif 000033
【図１１】
2004070442.tif 000034
2004070442.tif 000035
【図１３】
2004070442.tif 000036
【図１４】
2004070442.tif 000037
2004070442.tif 000038
【図１６】
2004070442.tif 000039
【図１７】
2004070442.tif 000040
2004070442.tif 000041
【図１９】
2004070442.tif 000042
【図２０】
2004070442.tif 000043
【図２１】
2004070442.tif 000044
【図２２】
2004070442.tif 000045
【図２３】
2004070442.tif 000046
2004070442.tif 000047
【図２５】
2004070442.tif 000048
【図２６】
2004070442.tif 000049
2004070442.tif 000050
【図２８】
2004070442.tif 000051
【図２９】
2004070442.tif 000052
【図３０】
2004070442.tif 000053
【図３１】
2004070442.tif 000054
【図３２】
2004070442.tif 000055
2004070442.tif 000056
2004070442.tif 000057
【図３５】
2004070442.tif 000058
2004070442.tif 000059
【図３７】
2004070442.tif 000060
2004070442.tif 000061
【図３９】
2004070442.tif 000062
2004070442.tif 000063
【図４１】
2004070442.tif 000064
2004070442.tif 000065
【図４３】
2004070442.tif 000066
2004070442.tif 000067
【図４５】
2004070442.tif 000068
2004070442.tif 000069
【図４７】
2004070442.tif 000070
【図４８】
2004070442.tif 000071
2004070442.tif 000072
【図５０】
2004070442.tif 000073
2004070442.tif 000074
【図５２】
2004070442.tif 000075
2004070442.tif 000076
【図５４】
2004070442.tif 000077
2004070442.tif 000078
【図５６】
2004070442.tif 000079
2004070442.tif 000080
【図５８】
2004070442.tif 000081
2004070442.tif 000082
【図６０】
2004070442.tif 000083
2004070442.tif 000084
【図６２】
2004070442.tif 000085
2004070442.tif 000086
【図６４】
2004070442.tif 000087
【図６５】
2004070442.tif 000088
2004070442.tif 000089
【図６７】
2004070442.tif 000090
2004070442.tif 000091
【図６９】
2004070442.tif 000092
2004070442.tif 000093
【図７１】
2004070442.tif 000094
2004070442.tif 000095
【国際調査報告】
2004070442.tif 000096
2004070442.tif 000097
2004070442.tif 000098
2004070442.tif 000099
2004070442.tif 000100
2004070442.tif 000101