(57)【要約】屈折率分布にノッチを有するマルチモード光ファイバを用いた場合の伝送帯域を向上させる。併せて双方向光ファイバ通信を実現する。非対称な結合係数を有する非対称型光カプラを平板状矩形光導波路、イオン交換型円形光導波路、マルチモードエバネッセント光カプラを用いて構成し、この光カプラによって、送信用光ファイバと受信用光ファイバとの結合を行う。
2002018995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１と第２の光ファイバの光信号を第３の光ファイバに結合させる光カプラであって、第１と第２の光ファイバの光信号が第３の光ファイバに異なる結合比で結合する非対称型光カプラにおいて、
第１の光ファイバがシングルモード光ファイバ、第２及び第３の光ファイバがマルチモード光ファイバから構成されていることを特徴とする非対称型光カプラ。
【請求項２】
第１と第２の光ファイバの光信号を第３の光ファイバに結合させる光カプラであって、第１と第２の光ファイバの光信号が第３の光ファイバに異なる結合比で結合する非対称型光カプラにおいて、
平板状矩形光導波路回路を備え、第１の光ファイバに対応する第１の矩形光導波路の幅が第２の光ファイバに対応する矩形導波路の幅より狭いことを特徴とする非対称型光カプラ。
【請求項３】
第１と第２の光ファイバの光信号を第３の光ファイバに結合させる光カプラであって、第１と第２の光ファイバの光信号が第３の光ファイバに異なる結合比で結合する非対称型光カプラにおいて、
平板状矩形光導波路回路を備え、第１の光ファイバに対応する第１の矩形光導波路と第２の光ファイバに対応する矩形導波路とが離間した状態で第３の光ファイバに結合することを特徴とする非対称型光カプラ。
【請求項４】
第１と第２の光ファイバの光信号を第３の光ファイバに結合させる光カプラであって、第１と第２の光ファイバの光信号が第３の光ファイバに異なる結合比で結合する非対称型光カプラにおいて、
第１の平板状矩形光導波路回路と第２の平板状矩形光導波路回路とを備え、第１の平板状矩形光導波路回路に設けられた光導波路のコア径が第２の平板状光導波路回路に設けられた光導波路のコア径よりも小さく、前記第１及び第２の平板状光導波路回路が光導波路が設けられた面同士を密着して設けられて、第３の光ファイバに結合していることを特徴とする非対称型光カプラ。
【請求項５】
第１と第２の光ファイバの光信号を第３の光ファイバに結合させる光カプラであって、第１と第２の光ファイバの光信号が第３の光ファイバに異なる結合比で結合する非対称型光カプラにおいて、
シングルモード光ファイバとマルチモード光ファイバを互いに中心軸をずらして接続したオフセットパッチコードと、マルチモードエバネッセント光カプラとを備えたことを特徴とする非対称型光カプラ。
【請求項６】
請求項１ないし５の非対称型光カプラを備えた光送受信機であって、
第１の光ファイバに光源を、第２の光ファイバに受光素子を、第３の光ファイバに伝送用光ファイバを、それぞれ接続したことを特徴とする光送受信機。
【請求項７】
請求項１ないし４の非対称型光カプラを備えた光送受信機であって、
第１の光ファイバに接続すべき光導波路に直接光源を結合させ、第２の光ファイバに接続すべき光導波路に受光素子を直接接続させ、第３の光ファイバに伝送用光ファイバを接続したことを特徴とする光送受信機。
【請求項８】
請求項１ないし５の非対称型光カプラを備えた波長多重化装置であって、
さらにシングルモード光合波器とマルチモード波長多重化モジュールとを備え、複数の波長の異なる光源を前記シングルモード光合波器によって結合させ、複数の受光素子を前記マルチモード波長多重化モジュールによって結合させ、さらに前記シングルモード光合波器と前記波長多重化モジュールを前記非対称型光カプラによって結合させたことを特徴とする波長多重化装置。
【請求項９】
請求項８の波長多重化装置において、
異なる波長の光送受信機が複数ユニット状に設けらると共に、受動型波長多重化器がユニット状に設けられ、前記異なる波長の光送受信機と前記受動型波長多重化器とが、シングルモード光ファイバとマルチモード光ファイバとを対に設けた光ファイバコードによって接続されていることを特徴とする波長多重化装置。
【請求項１０】
光源、受光素子、非対称型シングルモードエバネッセント光カプラとを備えた光送受信機であって、
前記非対称型シングルモードエバネッセント光カプラは、第１のシングルモード光ファイバと第２のシングルモード光ファイバの光信号を、第３のシングルモード光ファイバに結合させる光カプラであって、第１のシングルモード光ファイバと第３のシングルモード光ファイバの結合比（Ｋ１）が、第２のシングルモード光ファイバと第３のシングルモード光ファイバの結合比（Ｋ２）よりも小さく（Ｋ１＜Ｋ２）構成されており、
第１の光ファイバに前記光源を、第２の光ファイバに前記受光素子を、第３の光ファイバに伝送用シングルモード光ファイバをそれぞれ接続したことを特徴とする光送受信機。
【請求項１１】
請求項１０の光送受信機において、
前記第１のシングルモード光ファイバと第３のシングルモード光ファイバの結合比（Ｋ１）と、前記第２のシングルモード光ファイバと第３のシングルモード光ファイバの結合比（Ｋ２）との比が、Ｋ２／Ｋ１≧３であることを特徴とする光送受信機。
【請求項１２】
請求項１１の光送受信機において、さらに、
前記第１のシングルモード光ファイバと第３のシングルモード光ファイバの結合比（Ｋ１）と、前記第２のシングルモード光ファイバと第３のシングルモード光ファイバの結合比（Ｋ２）との比が、Ｋ２／Ｋ１≧１０であることを特徴とする光送受信機。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は光ファイバー通信に関する。特にマルチモード型光ファイバを用いた双方向通信に適用される光カプラに関する。
背景技術
屈折率分布が放物線状である分布屈折率マルチモード光ファイバはビル構内の光通信用にかつて大量に敷設された。１０年以上前に製造されたマルチモード光ファイバは、当時の製法の関係から、第１３図に示すようなノッチと呼ばれる屈折率分布を持つものが多かった。第１３図（ａ）はマルチモード光ファイバの概略を示す図であり、同図のＺ軸は光ファイバの軸方向（光の伝搬方向）を、Ｘ軸は光ファイバの半径方向を示している。第１３図（ｂ）はマルチモード光ファイバの屈折率分布を示す図であり、ノッチを示す図でもある。第１３図（ｂ）からわかるように、ノッチは光ファイバのコアの中心部の屈折率が理想的な放物線分布よりは小さい値を示している。
このようなノッチを有するマルチモード光ファイバを用いた場合、光ファイバコア中心付近を通る光路（低次モード）と光ファイバコア周辺部を通る光路（高次モード）とで伝搬速度が異なってしまう問題、モード間遅延（ＤＭＤ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　Ｍｏｄｅ　Ｄｅｌａｙ）、が生じてしまう。光路（モード）によって光信号伝搬速度が異なるため、光パルスが時間的に歪んでしまい、通信速度の上限がこのＤＭＤによって決められていた。
第１４図に分布屈折型マルチモード光ファイバにおけるモードの概念を示す。第１４図において、Ｚ軸は光ファイバの光軸方向、Ｘ軸は光ファイバの半径方向を示す。分布屈折型マルチモード光ファイバ中では光は光軸に対してサインカーブを描くように進む。サインカーブの振幅が小さく、光軸付近のみを進む光１０１が低次モードであり、サインカーブの振幅が大きくコア周辺部を通る光１０２が高次モードである。なお、通常用いられているコア系５０ないし６０ミクロンの分布屈折型マルチモード光ファイバではモードの総数は数百から千のオーダーで存在している。
また、いわゆるシングルモード光ファイバは伝搬可能なモードの数が単一の光ファイバである。シングルモード光ファイバではモードはひとつなのでＤＭＤの問題は生じない。したがって長距離広帯域伝送が可能であり、シングルモード光ファイバは光長距離光通信用に好んで敷設されている。しかしながら、シングルモード光ファイバはコア径が１０ミクロン程度と小さいため、接続作業が困難であるという欠点があった。そのため、近距離通信用には分布屈折率型マルチモード光ファイバが好んで敷設されたという歴史的背景が存在する。
発明の開示
本発明は上記のノッチを有するマルチモード光ファイバにおけるモード間遅延（ＤＭＤ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　Ｍｏｄｅ　Ｄｅｌａｙ）を解決することを目的とする。特に、一本の光ファイバで双方向の光通信を行う場合においてモード間遅延を解決することを目的とする。また、併せて、双方向光ファイバ通信で問題となる相手局の送信光信号が自局のレーザー光源に入射して自局の送信光信号変調が攪乱されることを防ぐことをも目的とする。
上記課題を解決するために本発明の非対称型光カプラは、第１と第２の光ファイバの光信号を第３の光ファイバに結合させる光カプラであって、第１と第２の光ファイバの光信号が第３の光ファイバに異なる結合比で結合する非対称型光カプラにおいて、第１の光ファイバがシングルモード光ファイバ、第２及び第３の光ファイバがマルチモード光ファイバから構成されていることを特徴とする。
また、平板状矩形光導波路回路を備え、第１の光ファイバに対応する第１の矩形光導波路の幅が第２の光ファイバに対応する矩形導波路の幅より狭いことを特徴とする。
そして、この平板状矩形光導波路回路において、第１の光ファイバに対応する第１の矩形光導波路と第２の光ファイバに対応する矩形導波路とが離間した状態で第３の光ファイバに結合することを特徴とする。
あるいは、第１の平板状矩形光導波路回路と第２の平板状矩形光導波路回路とを備え、第１の平板状矩形光導波路回路に設けられた光導波路のコア径が第２の平板状光導波路回路に設けられた光導波路のコア径よりも小さく、前記第１及び第２の平板状光導波路回路が光導波路が設けられた面同士を密着して設けられて、第３の光ファイバに結合していることを特徴とする。
あるいは、シングルモード光ファイバとマルチモード光ファイバを互いに中心軸をずらして接続したオフセットパッチコードと、マルチモードエバネッセント光カプラとを備えたことを特徴とする。
また、本発明の光送受信機は、前記非対称型光カプラを備えた光送受信機であって、この第１の光ファイバに光源を、第２の光ファイバに受光素子を、第３の光ファイバに伝送用光ファイバを、それぞれ接続したことを特徴とする。
あるいは、前記非対称型光カプラを備えた光受信機であって、第１の光ファイバに接続すべき光導波路に直接光源を結合させ、第２の光ファイバに接続すべき光導波路に受光素子を直接接続させ、第３の光ファイバに伝送用光ファイバを接続したことを特徴とする。
また、本発明の波長多重化装置は、前記非対称型カプラを備えており、さらにシングルモード光合波器とマルチモード波長多重化モジュールとを備え、複数の波長の異なる光源を前記シングルモード光合波器によって結合させ、複数の受光素子を前記マルチモード波長多重化モジュールによって結合させ、さらに前記しグルモード光合波器と前記波長多重化モジュールを前記非対称型光カプラによって結合させたことを特徴とする。
さらに、本発明の波長多重化装置は、異なる波長の光送受信機が複数ユニット状に設けらると共に、受動型波長多重化器がユニット状に設けられ、前記異なる波長の光送受信機と前記受動型波長多重化器とが、シングルモード光ファイバとマルチモード光ファイバとを対に設けた光ファイバコードによって接続されていることを特徴とする。
また、本発明の光送受信機は、光源、受光素子、非対称型シングルモードエバネッセント光カプラとを備え、前記非対称型シングルモードエバネッセント光カプラは、第１のシングルモード光ファイバと第２のシングルモード光ファイバの光信号を、第３のシングルモード光ファイバに結合させる光カプラであって、第１のシングルモード光ファイバと第３のシングルモード光ファイバの結合比（Ｋ１）が、第２のシングルモード光ファイバと第３のシングルモード光ファイバの結合比（Ｋ２）よりも小さく（Ｋ１＜Ｋ２）構成されており、第１の光ファイバに前記光源を、第２の光ファイバに前記受光素子を、第３の光ファイバに伝送用シングルモード光ファイバをそれぞれ接続したことを特徴とする。
さらに上記光送受信機において、前記第１のシングルモード光ファイバと第３のシングルモード光ファイバの結合比（Ｋ１）と、前記第２のシングルモード光ファイバと第３のシングルモード光ファイバの結合比（Ｋ２）との比が、Ｋ２／Ｋ１≧３であることを特徴とする。
さらに前記結合比の割合、Ｋ２／Ｋ１≧１０であることを特徴とする。
上記構成の非対称型光カプラによれば、次の３つの機能を実現することができる。すなわち（１）双方向光通信を実現するための光カプラの機能、（２）高次モードのみを選択励起することによってモード間遅延（ＤＭＤ）を排除して広帯域伝送を可能とする選択励起機能、（３）統計効果を利用した非相反素子、統計効果光アイソレータの機能である。
上記構成の波長多重化装置によれば、マルチモード光ファイバによる波長多重化した双方向光信号伝送において、伝送帯域を向上させることができる。
上記構成の光送受信機によれば、光磁気効果を応用した光アイソレータを用いなくても、一方の局の送信光信号がもう一方の局の光源の変調を攪乱してしまうことを防ぐことができ、ひいては双方向光通信を実現することができる。
本発明の上述の側面および他の側面は請求の範囲に記載され、以下、詳細に説明される。
発明を実施するための最良の形態
以下、実施例を参照して本発明を詳細に説明する。
［第１実施例］
第１図に本発明の非対称型光カプラの第１実施例の上面図を示す。また、第２図には本発明の非対称型光カプラの第１実施例の構成斜視図を示す。平板状矩形光導波路基板１上には厚さが一定で導波路幅の異なる第１の矩形光導波路５と第２の矩形光導波路６が設けられている。第１の矩形光導波路５にはシングルモード光ファイバ２のコア７が接続されている。また、第２の矩形光導波路６にはマルチモード光ファイバ３のコア８が接続されている。第１の矩形光導波路５と第２の矩形光導波路６は合流することなく離間状態のまま、マルチモード光ファイバ４のコア９に接続されている。「第１の矩形光導波路５と第２の矩形光導波路６は合流することなく離間状態のまま」とは第３図に示すように第１の矩形光導波路５と第２の矩形光導波路６とが平板状矩形光導波路基板１の端面において距離ｄをもって離間しており、このｄがｄ≧０であることを意味している。
第４図は第１図の非対称型光カプラを用いた双方向光ファイバ通信システムの構成を示す図である。二つの局、ａ局とｂ局とが伝送用マルチモード光ファイバ２６によって接続されている。
ａ局は、送信部２１ａ、受信部２２ａ、及び、非対称型光カプラ１ａから成り立っている。送信部２１ａは非対称型光カプラ１ａとシングルモード光ファイバ２ａとで接続されている。また受信部２２ａは非対称型光カプラ１ａとマルチモード光ファイバ３ａとで接続されている。非対称型光カプラ１ａの出力側マルチモード光ファイバ４ａは伝送用マルチモード光ファイバ２６に接続されている。
同様にｂ局は送信部２１ｂ、受信部２２ｂ、及び、非対称型光カプラ１ｂから成り立っている。送信部２１ｂは非対称型光カプラ１ｂとシングルモード光ファイバ２ｂとで接続されている。また受信部２２ｂは非対称型光カプラ１ｂとマルチモード光ファイバ３ｂとで接続されている。非対称型光カプラ１ｂの出力側マルチモード光ファイバ４ｂは伝送用マルチモード光ファイバ２６に接続されている。
ａ局において、送信部２１ａからの光信号は非対称型光カプラ１ａによって、伝送用マルチモード光ファイバ２６の高次モードにのみ結合する。伝送用マルチモード光ファイバ２６を十分長い距離伝搬した光信号は伝送用マルチモード光ファイバ２６の高次モードに均一に分配されるため、光ファイバコアの周辺部に光のエネルギーが均一分布した形（リング状分布）となってｂ局側の非対称型光カプラ１ｂに入射する。このリング状分布の光の大半はマルチモード光ファイバ３ｂを経て受信部２２ｂに送られる。そして、リング状分布の光のごく一部がシングルモード光ファイバ２ｂに結合して送信部２１ｂに送られる。小さなパイプからの流れは大きなパイプに全て流れ込むが、大きなパイプからの流れはごく一部が小さなパイプに流れ込む。これは統計効果に基づく非相反現象である。
この統計効果に基づく非相半現象はいわゆる光アイソレータと同等の機能を実現することになる。双方向光ファイバ通信では、相手局の送信光信号が自局のレーザー光源に入射して自局の送信光信号変調が攪乱されるという問題があり、これを防ぐために従来は光磁気効果を利用した非相反素子である光アイソレータが用いられていた。本発明の非対称型光カプラは異なる原理により実質的にこの光アイソレータと同等の機能を実現することができる。
なお上記では、ａ局側からｂ局側への光信号の流れを説明したが、全く同様にｂ局側からａ局側へと光信号を伝送することができる。
以上のように本発明の非対称型光カプラは次の３つの機能を同時に実現することができる。
（１）双方向光通信を実現するための光カプラの機能。
（２）高次モードのみを選択励起することによってモード間遅延（ＤＭＤ）を排除して広帯域伝送を可能とする選択励起機能。
（３）統計効果を利用した非相反素子、統計効果光アイソレータの機能。
なお、シングルモード光ファイバ２ａ、２ｂ、マルチモード光ファイバ３ａ、３ｂを省略して、光源（レーザーダイオードなど）や受光素子を第２図に示した平板状矩形導波路基板１に直接結合させても良い。
［第２実施例］
第５図は本発明の第２実施例の非対称型光カプラ１０を示す構成斜視図である。第１実施例では厚さが一定で幅の異なる矩形導波路からなる平板状光導波路基板を用いて非対称型光カプラを構成していたが、本実施例では、２枚の平板状光導波路基板１１ないし１３とを張り合わせて第１実施例と同等の機能を実現している。
第１の平面光導波路基板１１上にはイオン交換法により円形のコアを有するシングルモード光導波路１２が形成されている。一方、第２の平面状光導波路基板１３上にはイオン交換法により円形のコアを有するマルチモード光導波路１４が形成されている。シングルモード光導波路１２とマルチモード導波路１４とは隣接状態でマルチモード光ファイバ４に結合する。
なお、本実施例ではイオン交換法により形成された円形コアを有するを用いたが、矩形光導波路を用いても構わない。
［第３実施例］
第６図は本発明の第３実施例の非対称型光カプラを示す概略図である。オフセットパッチコード４６とマルチモードエバネッセント光カプラ４１とを組み合わせた光カプラである。マルチモードエバネッセント光カプラ４１はマルチモード光ファイバ４３及び４５の光信号をマルチモード光ファイバ４４へと結合する。エバネッセント光カプラ４１はふたつのマルチモード光ファイバコアを平行近接配置させることによってふたつの光ファイバ間の光信号の結合を行うデバイスである。このエバネッセント光カプラは通常はふたつの光ファイバの融着によって作られるが、平板状光導波路によっても実現することもできる。オフセットパッチコード４６はシングルモード光ファイバ４２とマルチモード光ファイバ４５とが中心軸を外した状態で接続されている。この構造によって高次モードの選択励起及び統計効果光アイソレータの機能が実現されている。しかしながら、この構造だけでは光カプラの機能を持たないので、光カプラを別途用意する。しかし、光カプラとして単純なＹ字型光カプラを用いると、Ｙ字分岐光導波路中で低次モードと高次モードのモード交換が起こってしまって、高次モード選択励起効果が破壊されてしまう。そこで、マルチモードエバネッセント光カプラ４１を用いて送受信光信号をマルチモード光ファイバ４４に結合しているのである。
前述のようにマルチモードエバネッセント光カプラは、ふたつのマルチモード光ファイバコア部分を近接して平行配置した光カプラである。エバネッセント光カプラでは光子トンネリングによって光が結合し、この場合、一方のマルチモード光ファイバの高次モードの光信号はもう一方のマルチモード光ファイバの対応する次数の高次モードに結合する。したがって、高次モード選択励起を維持したまま、送受信光信号の結合を行うことができる。
この本発明の第３実施例の非対称型光カプラを第４図の光送受信機に適用した場合について説明する。第６図に示すシングルモード光ファイバ４２は、第４図における局ａないし局ｂのシングルモード光ファイバ２ａないし２ｂに対応する。同様に、第６図に示すマルチモード光ファイバ４３は第４図における局ａないし局ｂのマルチモード光ファイバ３ａないし３ｂに対応する。そして、第６図に示すマルチモード光ファイバ４４は第４図における局ａないし局ｂのマルチモード光ファイバ４ａないし４ｂに対応する。
また、第３実施例の変形例として、第７図に示すように、マルチモードエバネッセント光カプラ４１とマルチモード光ファイバ４４との接続関係を、第６図とは反対にしても良い。
［第４実施例］
本発明の第４実施例として、第８図に本発明の非対称型光カプラを適用した波長多重化装置の一実施例を示す。この波長多重化装置は異なる波長の光信号を送受信する光信号送受信機３３ａないし３３ｄ及び、受動型波長多重化器３４からなる。受動型波長多重化器３４は、シングルモード合波器３１、マルチモード波長多重化モジュール３２、及び非対称型光カプラ１ｃからなる。
光信号送受信機３３ａないし３３ｄからの４つの異なる波長の送信光信号は、シングルモード合波器３１によって合波されてから非対称型光カプラ１ｃに送られて、伝送用マルチモード光ファイバ３６に結合されて相手局に向けて波長多重化された光信号が送信される。
相手局から伝送用マルチモード光ファイバ３６を経て送られてきた波長多重化された光信号は非対称型光カプラ１ｃ、マルチモード波長多重化モジュール３２を経て個別の波長に分離されてから光信号送受信機３３ａないし３３ｄに送られる。
光信号送受信機３３ａないし３３ｄと受動型波長多重化器３４とは光ファイバケーブル３５によって結ばれているが、この光ファイバケーブル３５は送信線がシングルモード光ファイバ、受信線がマルチモード光ファイバとなっている。
第９図に本実施例の波長多重化装置３０の概観を示す構成斜視図を示す。波長多重化装置３０の本体（ラック）に光信号送受信機３３ａないし３３ｄと受動型波長多重化器３４とがユニットとして設けられている。光信号送受信機３３ａないし３３ｄと受動型波長多重化器３４とは前述の光ファイバケーブル３５によって接続されている。受動型波長多重化器３４には伝送用マルチモード光ファイバ３６が接続され図示しない相手局と接続されている。
第１０図に光ファイバケーブル３５の構成を示す。光コネクタ４１ａ、シングルモード光ファイバ４２、マルチモード光ファイバ４３、光コネクタ４１ｂとからなっている。
［第５実施例］
本発明の第５実施例として、第１１図に、第１実施例において示した光送受信機の変形例を示す。第４図に示した光送受信機をシングルモード光ファイバ用に変えた例である。第１１図において、二つの局、Ａ局とＢ局とが伝送用シングルモード光ファイバ５６によって接続されている。
Ａ局は、送信部２１ａ、受信部２２ａ、及び、非対称型シングルモードエバネッセント光カプラ５１ａから成り立っている。送信部２１ａは非対称型シングルモードエバネッセント光カプラ５１ａとシングルモード光ファイバ５２ａとで接続されている。また受信部２２ａは非対称型シングルモードエバネッセント光カプラ５１ａとシングルモード光ファイバ５３ａとで接続されている。非対称型シングルモードエバネッセント光カプラ５１ａの出力側マルチモード光ファイバ５４ａは伝送用シングルモード光ファイバ５６に接続されている。
同様にＢ局は送信部２１ｂ、受信部２２ｂ、及び、非対称型シングルモードエバネッセント光カプラ５１ｂから成り立っている。送信部２１ｂは非対称型シングルモードエバネッセント光カプラ５１ｂとシングルモード光ファイバ５２ｂとで接続されている。また受信部２２ｂは非対称型シングルモードエバネッセント光カプラ５１ｂとシングルモード光ファイバ５３ｂとで接続されている。非対称型シングルモードエバネッセント光カプラ５１ｂの出力側シングルモード光ファイバ５４ｂは伝送用シングルモード光ファイバ５６に接続されている。
非対称型シングルモードエバネッセント光カプラ５１ａないし５１ｂは結合係数１０％に選ばれている。これは一方の光ファイバコアからもう一方の光ファイバコアへ光信号が１０％だけ移動する結合の度合いを意味している。
第１２図に非対称型シングルモードエバネッセント光カプラ５１ａないし５１ｂと伝送用シングルモード光ファイバ５６の接続関係を示す。Ａ局及びＢ局の受信部は伝送用シングルモード光ファイバ５６に対して非対称型シングルモードエバネッセント光カプラ５１ａないし５１ｂが大きな結合を示す側に接続されている。この結果、Ａ局からの光信号Ｓは、非対称型シングルモードエバネッセント光カプラ５１ａを経て、伝送用シングルモード光ファイバ５６に０．１Ｓだけ結合する。伝送用シングルモード光ファイバ５６と非対称型シングルモードエバネッセント光カプラ５１ｂを経て、Ｂ局の受信部へは０．０９Ｓの光信号が伝搬する。また、Ｂ局の送信部へは０．０１Ｓの光信号が伝搬する。したがって、Ｂ局の送信部へはＡ局からの元の光信号の１／１００の電力が送られることになり、Ｂ局の送信部がＡ局からの光信号によって攪乱されることを防ぐことができる。
上記の構成は受信電力が多少低下するという欠点はあるものの、高価な光アイソレータを省略できることから短距離の双方向光通信装置のコスト低減に大きな効果を示す。
なお、相手局の光信号は１／１００以下に低減されることが望ましいが、１／１０以下であれば他局からの光信号による送信部（主にレーザーダイオード）の攪乱を防ぐことができる。したがって、結合係数は３３％以下から本構成は有効に機能する。
産業上の利用可能性
本発明の非対称型光カプラによれば、次の３つの機能を実現することができる。すなわち（１）双方向光通信を実現するための光カプラの機能、（２）高次モードのみを選択励起することによってモード間遅延（ＤＭＤ）を排除して広帯域伝送を可能とする選択励起機能、（３）統計効果を利用した非相反素子、統計効果光アイソレータの機能である。本発明の非対称型光カプラを光送受信機、波長多重化装置に用いることにより、マルチモード光ファイバを用いた場合により広帯域の伝送を低価格に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の第１実施例の非対称型光カプラの上面図である。
第２図は、本発明の第１実施例の非対称型光カプラの構成斜視図である。
第３図は、本発明の第１実施例の非対称型光カプラに用いられる平板状矩形導波路回路における「離間」を説明する図である。
第４図は、第１図の非対称型光カプラを用いた双方向光ファイバ通信システムの構成を示す図である。
第５図は、本発明の第２実施例の非対称型光カプラ１０を示す構成斜視図である。
第６図は、本発明の第３実施例の非対称型光カプラを示す概略図である。
第７図は、本発明の第３実施例の非対称型光カプラの変形例を示す概略図である。
第８図は、本発明の第４実施例である非対称型光カプラを適用した波長多重化装置の一実施例を示す概略図である。
第９図は、波長多重化装置３０の概観を示す構成斜視図である。
第１０図は、光ファイバケーブル３５の構成を示す図である。
第１１図は、本発明の第５実施例である光送受信機を示す図である。
第１２図は、非対称型シングルモードエバネッセント光カプラ５１ａないし５１ｂと伝送用シングルモード光ファイバ５６の接続関係を示図である。
第１３図は、従来敷設された分布屈折率マルチモード光ファイバの屈折率分布に存在するノッチを説明する図である。
第１４図は、分布屈折型マルチモード光ファイバにおけるモードの概念を示す図である。
【図１】
2002018995.tif 000003
【図２】
2002018995.tif 000004
【図３】
2002018995.tif 000005
【図４】
2002018995.tif 000006
【図５】
2002018995.tif 000007
【図６】
2002018995.tif 000008
【図７】
2002018995.tif 000009
【図８】
2002018995.tif 000010
【図９】
2002018995.tif 000011
【図１０】
2002018995.tif 000012
【図１１】
2002018995.tif 000013
【図１２】
2002018995.tif 000014
【図１３】
2002018995.tif 000015
【図１４】
2002018995.tif 000016
【国際調査報告】
2002018995.tif 000017
2002018995.tif 000018
2002018995.tif 000019
2002018995.tif 000020