(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散システムを有する光ファイバ波長装置、
少なくとも一つの入力ファイバ、
少なくとも一つの出力ファイバを備え、
これらの少なくとも一つの入力ファイバと出力ファイバが、半径方向に変化する光学インデックスを有するコアを備えており、
前記分散システムが、出力ファイバと入力ファイバとの間で所与の波長を接続する作用をし、
前記ファイバのそれぞれが、コアおよび光シースを備えており、
前記光ファイバ波長装置が、マルチプレクサ、デマルチプレクサおよびルーターのいずれかである
光ファイバ遠隔伝送設備のための構成要素において、
前記コアの半径方向の光学インデックスの変化が、前記ファイバの全長さにわたって断面で一定であり、
半径方向に変化する光学インデックスを有するコアを有する前記入力ファイバおよび出力ファイバの少なくとも一方が、数個の連続するリングを有しており、これらのリングは、前記コアと光シースの間に配置された中間リングを備えており、この中間リングは、前記光シースの光学インデックスより大きな光学インデックスを有している
ことを特徴とする光ファイバ遠隔伝送設備のための構成要素。
【請求項２】
前記入力ファイバおよび出力ファイバの前記の少なくとも一方が、前記コアと中間リングとの間に絶縁リングを有し、前記絶縁リングの光学インデックスが前記中間リングの光学インデックスよりも低いことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ遠隔伝送設備のための構成要素。
【請求項３】
前記出力ファイバのコアの半径方向の光学インデックスの変化が、中心から直線的に減少していることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバ遠隔伝送設備のための構成要素。
【請求項４】
前記出力ファイバのコアの半径方向の光学インデックスの変化が、コアから最初は直線的に増加し、次に直線的に減少していることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバ遠隔伝送設備のための構成要素。
【請求項５】
前記出力ファイバのコアの半径方向の光学インデックスの変化が、コアから、最初に、値ｎ１に等しく一定であり、次に、値ｎ２＞ｎ１において一定であり、この変化によってリングが形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバ遠隔伝送設備のための構成要素。
【請求項６】
前記出力ファイバのコアの半径方向の光学インデックスの変化が、該コアから、複数の順次のリングを形成していることを特徴とする請求項５に記載の光ファイバ遠隔伝送設備のための構成要素。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ遠隔伝送設備（teletransmission installations）のための構成要素（特に光ファイバ波長マルチプレクサ−デマルチプレクサ（optic fiber wavelength multiplexer-demultiplexer））に関する。前記光ファイバの波長マルチプレクサ−デマルチプレクサは、光ファイバの波長マルチプレクサ及びデマルチプレクサとして使用できるもの、或いは光ファイバの波長マルチプレクサとして又は光ファイバの波長デマルチプレクサとして使用できるものを包含する。
【０００２】
【従来の技術】
このようなマルチプレクサ−デマルチプレクサが、フランス特許ＦＲ−２，５４３，７６８号、２，５１９，１４８号、２，４７９，９８１号、２，４９６，２６０号及びヨーロッパ特許ＥＰ−０．１９６，９６３号に記載され、次第に完成に近づいていることは、既に公知である。
【０００３】
光ファイバマルチプレクサ−デマルチプレクサとは、入力及び出力光波が光ファイバを介して伝播する装置を意味する。また光ファイバマルチプレクサ−デマルチプレクサは、光ファイバマルチプレクサ及びデマルチブレクサとして使用できる装置、或いは光ファイバマルチプレクサとして使用できる装置又はデマルチプレクサとして使用できる装置を包含する。
本発明は、空間的に別個の光ファイバによって伝播され、夫々特定の波長を有する可変の数の入力光束が異なる数の出力ファイバに向けられている光ファイバルーター（ｏｐｔｉｃａｌ  ｆｉｂｅｒ  ｒｏｕｔｅｒ）にも関する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これらの種々の装置においては、分散システムが出力ファイバと入力ファイバとの間で所与の波長を接続する役目を果たしている。
したがって、勿論、一定のスペクトル幅Δλによってチャンネルが規定されている。
このマルチプレクサ−デマルチプレクサ又はルーターの作動は、多数のチャンネルを、同時に操作することができなければならず、また、波長λに集中する、該チャンネルの夫々は、漏話を回避しながら、できるだけ広いスペクトル幅Δλを示さなければならない。
【０００５】
漏話は、チャンネルから生じるエネルギーの一部が隣接するチャンネルのエネルギーと混合する場合に生じる。周知のように、この漏話は通信を阻害し、漏話の多い装置は実用上使用できない。
説明を簡単にするために、本発明の装置をマルチプレクサ−デマルチプレクサと呼ぶが、実際には、マルチプレクサ、デマルチプレクサ又はルーターについて述べる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
したがって、本発明の目的は、改良された性質を有し、また、うまくチャンネルを分離しつつそれぞれのスペクトル幅を拡大する、マルチプレクサ−デマルチプレクサを提供することにある。
この目的を達成するために、本発明によれば、必要なスペクトル幅を広げることが可能なインデックス変化を有する入力又は出力用光ファイバ、できれば入力及び出力用光ファイバを提供することが示唆されている。
【０００７】
この観点から、本発明は、分散システムと、少なくとも一つの入力ファイバと、少なくとも一つの出力ファイバとを具えた光ファイバ波長マルチプレクサ−デマルチプレクサに関するものであり、前記出力ファイバは、コア及び光シース（ｏｐｔｉｃ  ｓｈｅａｔｈ）（クラッディング）を有している。
本発明によれば、出力及び／又は入力ファイバは、コアとシースの間に配置された中間リングを有しており、この中間リングの光学インデックス（屈折率等）（ｏｐｔｉｃ  ｉｎｄｅｘ：ｉｎｄｉｃｅ  ｏｐｔｉｑｕｅ）は、シースの光学インデックスよりも大きい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
種々の実施例によれば、それぞれが独自の利点を有する。
−前記ファイバがコアと中間リングの間に絶縁リングを具えており、該絶縁リングの光学インデックスは中間リングの光学インデックスよりも小さい。
−前記ファイバの半径に関する、コアのインデックスの変化が、中心から直線的に減少している。
−前記ファイバの半径に関する、コアのインデックスの変化が、コアから最初は直線的に増加し、次いで直線的に減少している。
−前記ファイバの半径に関する、コアのインデックスの変化が、コアから最初は値ｎ１に等しくて、一定であり、次いで値ｎ２＞ｎ１において一定であり、この変化がリングを形成している。
−前記ファイバの半径に関する、コアのインデックスの変化が、コアから順次に複数のリングを形成している。
【０００９】
本発明を、添付の図面を参照して詳しく説明する。
図１は、先行技術のネットワーク波長マルチプレクサ（ｎｅｔｗｏｒｋ  ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）で使用されている単モードのファイバのインデックスプロフィール（ｉｎｄｅｘ  ｐｒｏｆｉｌｅ）を示す。
図２は、図１の光ファイバを用いて、先行技術により得られたチャンネルのインデックスプロフィールを示す。
図３は、図１の光ファイバによって行われた先行技術のマルチプレクサの伝達関数（ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を示す。
図４は、本発明で使用される単モード光ファイバのインデックスプロフィールの第１例を示す。
図５は、図４の光ファイバを用いて本発明により得られたチャンネルのインデックスプロフィールを示す。
図６は、図４の光ファイバによって行われた本発明のマルチプレクサの伝達関数を示す。
図７は、本発明で使用される単モード光ファイバのインデックスプロフィールの第２例を示す。
図８は、図７の光ファイバを用いて本発明により得られたチャンネルのインデックスプロフィールを示す。
図９は、図７の光ファイバによって得られた本発明のマルチプレクサの伝達関数を示す。
図１０は、本発明で使用される単モード光ファイバのインデックスプロフィールの第３例を示す。
図１１は、図１０の光ファイバを用いて本発明により得られたチャンネルのインデックスプロフィールを示す。
図１２は、図１０の光ファイバによって行われた本発明のマルチプレクサの伝達関数を示す。
図１３は、本発明を適用した従来のネットワークのデマルチプレクサの一例である。
図１４は、本発明を適用した、シリコン基板上の集積ネットワークのマルチプレクサの一例である。
図１５は、本発明を適用した集積マルチプレクサの一例である。
図１６は、本発明で使用される単モード光ファイバのインデックスプロフィールの第４例を示す。
【００１０】
図１〜３は、先行技術の分散エレメントによる伝送装置の作用を示すためのものである。
単モードファイバは中心０からインデックス分布を有し、ファイバのコアのインデックスはｎ１であり、ファイバの光シース（即ちクラッディング）のインデックスはｎ０である。
【００１１】
図１に示すようなインデックスプロフィールを有するファイバは、分散エレメントによって互いに分離された入力ファイバと出力ファイバとの間で、図２に示すような波長λ０に中心があってほぼガウス曲線形状を有し、また中間高さの幅Δλ０を有する波長伝達関数を生じることが判っている。
【００１２】
マルチプレクサ又はデマルチプレクサの場合には、複数のファイバ、例えば、出力ファイバは入力ファイバと連携し、図３に示す全装置の通過帯域は、図２に示すような形の多数の基本通過帯域で構成されている。各中心波長λ１、λ２、・・・、λｎの間の距離は、隣り合うファイバのコアの機械的な隣接可能性によって限定されるが、この限定は、コア、光シース（クラッディング）及び機械的シース（コーティング）で構成されているファイバの機械的間隔の必要性によるものである。
【００１３】
図４には、本発明の第１実施例におけるファイバの半径ｒに関する該ファイバのインデックスプロフィールが示されている。中心０を始点として、このインデックスｎは、値ｎ１から直線的に減少して半径ａ１に達して値ｎ２まで下がり、半径ａ２に達するまでは一定値ｎ２に保たれ、次いでａ２とａ３の間で一定の値ｎ３になり、次いで、クラッディングのインデックスである一定値ｎ４になる。
【００１４】
このようなファイバは、図５に示すような基本的伝達関数を生じる。これの中間高さの幅Δλ０は、図２に示された従来のファイバのそれよりもはるかに大きくなっている。これによって、図６に示すようなマルチプレクサの伝達関数が得られるが、これは図３に示された先行技術のシステムのものよりも改善されている。
【００１５】
これらのパラメーターの好ましい値は次の通りである。
ｎ１＝１．４５０
ｎ２＝１．４４４
ｎ３＝１．４４８
ｎ４＝１．４４４
ａ１＝１０．５μｍ
ａ２＝２１μｍ
ａ３＝２６μｍ
一般に、この実施例においては、インデックスは、
（ｎ１−ｎ４）／ｎ４、（ｎ２−ｎ４）／ｎ４及び（ｎ３−ｎ４）／ｎ４であり、それぞれは２×１０−３（２．１０−３）より小さい。
【００１６】
ファイバのインデックス分布が図７に示されている別の実施例によれば、中心におけるその値ｎ１は比較的小さく、半径ａ１まではその値が維持され、半径ａ１とａ２の間ではインデックスはｎ２になり、ａ２とａ３の間で再びｎ１となり、そしてａ３とａ４の間でｎ３となる。
【００１７】
これらのパラメーターの好ましい値は次の通りである。
ｎ１＝１．４４７
ｎ２＝１．４５１
ｎ３＝１．４４４
ｎ４＝１．４４８
ｎ５＝１．４４４
ａ１＝１２μｍ
ａ２＝１４μｍ
ａ３＝２２μｍ
ａ４＝２７μｍ
【００１８】
図１０に示す第３実施例によれば、中心から出発するまで、インデックスは先ず中心の値ｎ１であり、直線的に徐々に増加して半径ｒ＝ａ１に達すると値ｎ２になり、次にインデックスはｎ３に等しくなり、それから半径ｒ＝ａ２とｒ＝ａ３の間で構成された中間リングは、リングを限定し、該リングにおいて、ファイバのインデックスはｎ４であり、光シース（クラッディング）のインデックスはｎ３に等しい。
【００１９】
これらのパラメーターの好ましい値は次の通りである。
ｎ１＝１．４６０
ｎ２＝１．４６４
ｎ３＝１．４５４
ｎ４＝１．４４４
ａ１＝１０μ
ａ２＝１３μｍ
ａ３＝１６μｍ
ａ４＝１９μｍ
【００２０】
図１６に示す第４実施例によれば、中心におけるインデックスの値ｎ１は、比較的小さく、インデックスは、半径ａ１に達するまでｎ１に等しいままである。半径ａ１とａ２の間でインデックスはｎ２であり、次いでａ２とａ３の間でｎ３に等しくなり、半径がａ３を越えるとｎ４になる。これらの値ｎ２、ｎ３及びｎ４は順に減少している。
これらの種々のファイバを種々のマルチプレクサ−デマルチプレクサ装置に適用することができる。
【００２１】
図１３はネットワーク装置１を示し、入力ファイバ２が多重化された光束を該装置に供給し、出力ファイバコウム（ｆｉｂｅｒ  ｃｏｍｂ）３が各波長毎に分割された光束を提供する。
これらのファイバ３の端末は、凹面鏡４のほぼ焦点にあるネットワーク１の中心に置かれている。ネットワーク１と鏡４との間の空間５は、必要に応じて、このシステムの特性を改善することのできる種々の光部品（ｏｐｔｉｃ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ）を収容している。
【００２２】
この装置において、前述し、また、図４、７、１０に示したものに対応するファイバコーム３の各ファイバのプロフィールは、このデマルチプレクサに、図６、９、１２に示すような伝達関数を与える。
本発明のマルチプレクサ−デマルチプレクサの分散エレメントは、図１４に示すような光集積ネットワーク（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｏｐｔｉｃ  ｎｅｔｗｏｒｋ）であってもよい。
入力ファイバ６と出力ファイバコウム７は、シリコン基板９に実装された集積ネットワーク８に接続されている。
【００２３】
また、ここでも、図４、７、１０に示されたファイバのインデックスプロフィールは、前述の伝達関数を与える。
本発明は、また、図１５に示すような集積マルチプレクサ又はルーターｎ×ｎに適用され、ここで、入力ファイバ１０は、光ネットワート１４を経て出力用星形スイッチ１３に接続された入力用星形スイッチ１２に供給し、出力用星形スイッチ自体は集積された一組の出力ファイバ１１と連携している。
また、ここでも、図４、７、１０に示したファイバのインデックスプロフィールは、前述の伝達関数を与える。
【００２４】
一般的に言えば、ファイバの種々のインデックスプロフィールを本発明に利用することが可能である。ジ．ペ．ロード（Ｊ．Ｐ．ＬＡＵＤＥ）が、１９９２年にマソン（Ｍａｓｓｏｎ）出版社から発行された自著「波長の多重化」１９９２（ＩＳＢＮ  ２−２２５−８２７５５−９）の中で述べている単モード（ｍｏｎｏｍｏｄｅ）のファイバ中の光波の伝播の理論は、他の著者によって書かれた複数の科学論文の基準となっており、これによって所与のプロフィールに対するファイバの等価半径を計算することが可能である。等価半径／実際半径の比が高いほど、マルチプレクサ−デマルチプレクサの性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】先行技術のネットワーク波長マルチプレクサで使用されている単一モードのファイバのインデックスプロフィールを示す。
【図２】図１の光ファイバを用いて先行技術によって得られたチャンネルのインデックスプロフィールを示す。
【図３】図１の光ファイバによって得られた先行技術のマルチプレクサの伝達関数を示す。
【図４】本発明で使用される単モード光ファイバのインデックスプロフィールの第１例を示す。
【図５】図４の光ファイバを用いて本発明によって得られたチャンネルのインデックスプロフィールを示す。
【図６】図４の光ファイバによって得られた本発明のマルチプレクサの伝達関数を示す。
【図７】本発明で使用される単モード光ファイバのインデックスプロフィールの第２例を示す。
【図８】図７の光ファイバを用いて本発明によって得られたチャンネルのインデックスプロフィールを示す。
【図９】図７の光ファイバによって得られた本発明のマルチプレクサの伝達関数を示す。
【図１０】本発明で使用される単モード光ファイバのインデックスプロフィールの第３例を示す。
【図１１】図１０の光ファイバを用いて本発明によって得られたチャンネルのインデックスプロフィールを示す。
【図１２】図１０の光ファイバによって得られた本発明のマルチプレクサの伝達関数を示す。
【図１３】本発明を適用した従来型のネットワークデマルチプレクサの一例である。
【図１４】本発明を適用した、シリコン基板上の集積ネットワークマルチプレクサの一例である。
【図１５】本発明を適用した集積マルチプレクサの一例である。
【図１６】本発明で使用される単モード光ファイバのインデックスプロフィールの第４例を示す。
【符号の説明】
１  ネットワーク装置
２、６、１０  入力ファイバ
３、７、１１  出力ファイバコウム
４  凹面鏡
５  空間
８  集積ネットワーク
９  シリコン基板
１２  入力用星形スイッチ
１３  出力用星形スイッチ
１４  光ネットワーク
ｒ  半径
λ０、λ１、λ２、・・λｎ中心波長
Δλ０  中間高さの幅
ｎ０  ファイバの光シースのインデックス
ｎ１、ｎ２、ｎ３、ｎ４、ｎ５  インデックス
ａ１、ａ２、ａ３、ａ４  半径ｒの値
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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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１６】
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