"マルチコアファイバのそれぞれのコアによって伝送される光信号を平行にするマルチコアコリメータであって、前記マルチコアファイバのそれぞれのコアに対応する複数の個々の屈折率分布型レンズを含む屈折率分布型レンズアレイを備え、前記屈折率分布型レンズアレイは、前記マルチコアファイバのコア対コア間隔よりも大きいレンズ対レンズ間隔を有し、さらに、前記マルチコアファイバの前記コア対コア間隔と前記屈折率分布型レンズアレイの前記レンズ対レンズ間隔との間でテーパー状の推移を供給する、前記屈折率分布型レンズアレイの入力端におけるテーパーを備え、前記屈折率分布型レンズアレイが、前記マルチコアファイバから前記テーパーを介して伝送される光信号を受信し平行にするように、そして前記屈折率分布レンズアレイの出力端における出力として平行光信号を供給するように構成される、マルチコアコリメータ。前記テーパーが、前記マルチコアファイバのそれぞれ個々のコアに対応するシングルモードあるいはマルチモードの複数の個々のコアを含むテーパー状カプラを含み、前記テーパー状カプラのコアがカプラ入力端とカプラ出力端との間のカプラ本体を介して拡がり、前記カプラ入力端が、前記マルチコアファイバの出力端に接続され、そこからの入力として伝送された前記光信号を受信し、そして、前記カプラが、前記マルチコアファイバのコア対コア間隔に一致する入力のコア対コア間隔と、前記屈折率分布型レンズアレイのレンズ対レンズ間隔に一致する出力のコア対コア間隔とを有する、請求項1に記載のマルチコアコリメータ。前記屈折率分布型レンズアレイがマルチモードマルチコアファイバのセグメントからなり、個々の屈折率分布型レンズが前記マルチモードマルチコアファイバセグメントの個々のコアによって供給され、そして、前記マルチモードマルチコアファイバセグメントが、作動距離を最大にする長さ、屈折率プロファイルおよびコア寸法を有するように構成される、請求項1に記載のマルチコアコリメータ。前記マルチモードマルチコアファイバセグメントが、に従って最大の作動距離dmaxを達成するように構成される最適な長さloptに実質的に等しい長さを有し、ここで、nmは前記レンズの中間外側の屈折率であり、λは波長であり、ω02は前記屈折率分布型レンズ内のビームの最も拡散した領域に相当するガウスビームパラメータであり、半径ω01はビームスポット半径である、請求項3に記載のマルチコアコリメータ。前記テーパー状にされたカプラの出力間隔と前記レンズアレイの出力端のより広い間隔との間でのテーパー状の推移を供給するように、前記屈折率分布型レンズアレイがテーパー状にされる、請求項2に記載のマルチコアコリメータ。第一および第二のマルチコアファイバ間で平行にされたリンクを供給するデバイスであって、前記第一および第二の各マルチコアファイバによって伝送される個々の光信号の間の間隔を増し、前記光信号を平行にし、そして平行にされた前記光信号を出力として提供する手段からなる、前記第一および第二のマルチコアファイバにそれぞれ接続された第一および第二のマルチコアコリメータと、前記第一および第二のコリメータの間に配置されたバルク光学系とを備え、前記第一および第二のコリメータの間の空間が空気あるいはそれ以外の材料を包含する、デバイス。前記バルク光学系が、前記第一および第二のコリメータとともにビームリレーを形成するように構成されたレンズアレイからなる、請求項6に記載のデバイス。前記バルク光学系が、角度可変の誘電体反射鏡からなり、前記第一および第二のコリメータとともに可変マルチコア光フィルタを形成するように構成される、請求項6に記載のデバイス。前記バルク光学系が、第一および第二の複屈折ウォークオフブロックからなり、それらの間にファラデー回転子および波長板を有し、前記第一および第二のコリメータとともにマルチコアアイソレータを形成するように構成される、請求項6に記載のデバイス。前記第一および第二の複屈折ウォークオフブロックが、それぞれ半径方向に外へ向かう方向を指し示すウォークオフ角を有する複数の個々のセグメントからなる、請求項9に記載のデバイス。前記バルク光学系が、第一および第二の複屈折ウォークオフブロックからなり、それらの間のファラデー回転子と波長板と、反射プリズム、偏光ビームスプリッターキューブ、および第三のマルチコアファイバに接続された第三のマルチコアコリメータを有し、前記第一および第二のコリメータとともにマルチコアサーキュレータを形成するように構成される、請求項6に記載のデバイス。前記バルク光学系が、第一および第二の複屈折ウォークオフブロックからなり、それらの間のファラデー回転子と波長板と、反射プリズム、偏光ビームスプリッターキューブ、および微小電気機械素子MEMSに搭載された複数のミラーを有し、前記第一および第二のコリメータとともにマルチコア可変アッテネータを形成するように構成される、請求項6に記載のデバイス。さらに、それぞれ第三および第四のマルチコアファイバに接続された第三および第四のマルチコアコリメータを含み、前記バルク光学系がダイクロイックミラーからなり、前記第一、第二、第三および第四のマルチコアコリメータと前記ダイクロイックミラーが4ポートの波長分割多重化装置を形成するように構成される、請求項6に記載のデバイス。さらに、励起光を伝送するマルチモードファイバを含み、前記第一コリメータがマルチコア伝送ファイバに接続され、前記第二コリメータがダブルクラッドマルチコアファイバに接続され、前記バルク光学系がダイクロイックミラーからなり、前記第一および第二のコリメータと前記ダイクロイックミラーが励起構造を形成するように構成され、前記マルチコア伝送ファイバによって伝送される光信号が前記ダブルクラッドマルチコアファイバ内の対応するコアに発射され、前記マルチモードファイバによって伝送される励起光が前記ダブルクラッドマルチコアファイバの内側クラッド領域に発射される、請求項6に記載のデバイス。マルチコアフォーカサーであって、ピッチPを特徴とする屈折率分布型レンズのアレイを形成する複数の個々のマルチモードコアからなるマルチモードマルチコアファイバセグメントを備え、前記屈折率分布型レンズは入力端と出力端の間のファイバセグメントを介して拡がり、さらに、前記屈折率分布型レンズアレイは、その基部にマルチコア入力ファイバ端でコア対コア間隔に一致する入力間隔を有するテーパーを含み、前記テーパーが前記マルチコアファイバ端でのコア対コア間隔と前記屈折率分布型レンズアレイのコア対コア間隔の間でのテーパー状の推移を供給し、前記屈折率分布型レンズアレイが前記マルチコアファイバからの光信号を平行にするように、そして、前記マルチモードマルチコアファイバセグメントの端面での出力として平行にされた前記光信号を供給するように構成され、前記マルチコアフォーカサーはさらに、前記平行光信号が集中するそれぞれ個々の光デバイスからなる光デバイスのアレイを備え、前記マルチモードマルチコアファイバセグメントは、公称長さ0.5Pと、前記光デバイスアレイとのより良い適合を供給するために前記平行光信号の前記モードフィールドが増加するように変化させられる実際の長さとを有する、マルチコアフォーカサー。共通クラッドを介して拡がる複数のコアからなる光ファイバのセグメントを備え、前記ファイバセグメントは、異なるクラッド直径を作成するように入力端面と出力端面の間でテーパー状にされ、前記複数のコアの少なくとも1つのコアが、前記クラッド直径の違いに関係なく前記入力端面と前記出力端面で名目上等しいモードフィールド直径を有するように構成された屈折率プロファイルを有する、光デバイス。共通クラッドを介して拡がる複数のコアからなる光ファイバのセグメントを備え、前記複数のコアの少なくとも1つのコアが、前記の少なくとも1つのコアの中心に対して名目上放物線形状を持つ屈折率分布型プロファイルを有し、屈折率分布型プロファイルを持つそのような各コアは同じ傾きgを有し、前記ファイバセグメントはloptあるいはその整数倍に名目上等しい長さを有し、さもなければ、にしたがって最大の作動距離dmaxに達するように構成された最適な長さloptに名目上等しい長さを持つように構成され、nmは前記のレンズの中間外側の屈折率であり、λは波長であり、ω02は前記屈折率分布型レンズ内のビームの最も拡散した領域に相当するガウスビームパラメータであり、半径ω01はビームスポット半径である、光デバイス。低クロストークを持つ長距離伝送に適したマルチコアファイバの開発への関心が高まっている。マルチコアファイバを使った光ファイバ伝送リンクの展開は、かなりの部分において、マルチコアファイバアンプ、マルチコアWDM、アイソレータ/サーキュレータ、可変フィルタ、アッテネータ等を含む、パッシブおよびアクティブ両方の他の重要なデバイスの実現達成に依存している。そのような部品はシングルモードファイバについては商業化が可能であるものの、それらの部品は一般にマルチコアの応用には適していない。それ故、マルチコアの入力および出力を持つ同様のデバイスの開発が極めて重要となる。多くのタイプの光伝送リンクにおいて重要な一つの部品はコリメータであり、光出力の発散を減少するデバイスである。コリメータは、概して、自由空間ビーム出力が光ファイバの終端面で供給されるリンク内で使用される。コリメータの極めて重要な仕様パラメータは、その作動距離、すなわち、平行にされたビームがそのスポットサイズすなわち最小半径を保持する状態におけるビーム源からの最大距離である。受動光部品の組立品において、入力ファイバからの光は、通常、最初にレンズを使って平行にされ自由空間でバルク光素子内を伝搬し、その後、他のレンズを使って出力ファイバに結合される。そのようなコリメーティングシステムでは、自由空間の作動距離dと自由空間のガウスビームのスポットサイズまたはスポット半径ω0と波長λは以下のように表される。ここで、z0はレイリー長として知られており、次のように定義される。例えば、ω0=0.5mm、λ=1.55μmと選択すると、作動距離はd=2z0=~1mとなる。さらに、方程式θ=λ/πω0=ω0/z0に従ってビームの発散角θがスポットサイズに関係していることが知られている。コリメータの応用においてビームの発散を減少するためには、ビームスポットの近くに置かれるバルク光素子のサイズを上回らない限度までスポットサイズを増加するのが望ましい。問題は、マルチコアファイバの個々のコアから出る光をどのように平行にするかということである。1つの取り組みは、各レンズが個々のMCFのコアに対応するようアレイ状構成された複数のレンズを供給し、前述と同様な方法で使用することであろう。しかし、問題は、コア間の比較的狭い間隔に起因しているのだが、隣接したコア間でのビームの重なりと信号のクロストークを避けるために、平行ビームのモードフィールド直径MFDを隣接したコア間の間隔より狭く保たねばならないということである。この必要条件はバルク光素子の配置にとって短すぎる作動距離をもたらす。例えば、マルチコアファイバにおいて、コア対コアの間隔Λ12つの隣り合ったコア間でコア中心からコア中心までを測定が40μmならば、隣接するコアの領域の重なりを避けるためには、平行ビームに対する適切な最大スポットサイズω0maxは約10μmかもしれない。この場合、2z0は400μmほどに小さくなる。そのような短い動作距離は、たとえ不可能ではないとしても、光学的に実用的なデバイスを実現するためにフィルタ、ファラデー回転子、波長版、およびそれらに類する物といったバルク光素子を組み込みことを困難にする。その結果、マルチコア光を平行にするための新しい手法とデバイスが求められる。マルチコアコリメータは、マルチコアファイバのそれぞれのコアによって伝送される光信号を平行にする。屈折率分布型レンズのアレイは、マルチコアファイバのそれぞれのコアに対応する多数の個々の屈折率分布型レンズを包含する。多数の屈折率分布型レンズは入力端と出力端のあいだのレンズアレイ本体内に広がり、マルチコアファイバのコア対コア間隔より大きいレンズ対レンズ間隔を持つ。屈折率分布型レンズアレイの入力端でのテーパーは、マルチコアファイバのコア対コア間隔と屈折率分布型レンズアレイのレンズ対レンズ間隔の間でのテーパー状の推移をもたらす。屈折率分布型レンズアレイは、カプラからの光信号出力を平行にし、屈折率分布型レンズアレイの出力端で平行にされた光信号を出力として供給するように構成される。本発明の更なる特徴は、適切にレンズ領域を構成する構造と技術および記載されているマルチコアコリメータを活用する応用とデバイスに向けられている。本発明の特徴は、マルチコアファイバMCFの各コアのそれぞれの出力の独立したファイバ内のコリメーションを供給するための構造と技術に向けられており、それにおける作動距離は先行技術が達成可能な距離よりかなり長い。本考察は次のように編成されている。1.マルチコアコリメータ1.1概要1.2例となるコリメータ組立品1.3GRINレンズの長さの算出1.4コリメータ組立品の部品を組み立てるための技術2.例となる構造と技術2.1包括的なデバイス2.2テーパー状にされたGRINレンズ2.3マルチモードマルチコアファイバへ入射する、およびマルチモードマルチコアファイバから出力する光を平行化2.4バルク光デバイスの別の配置2.5マルチコアリレーレンズシステム2.6マルチコア可変フィルタ2.7マルチコアアイソレータ2.8マルチコアサーキュレータ2.9マルチコア可変アッテネータ2.10複屈折ウォークオフブロックへの必要条件2.11光アイソレータ2.12マルチコアWDMあるいはカプラ2.13ダイクロイックミラー2.14ビームコンバイナー3.他の光デバイス4.結論1.マルチコアコリメータ1.1概要本発明の特徴は、MCFのコアのそれぞれの光出力がファイバ内での拡大を経験しコア対コア間隔の増加をもたらすという第一段階と、その拡大された出力がファイバ内でのコリメーションを経験するという第二段階からなるコリメータ組立品に向けられている。本発明の特徴は、より広いコア対コア間隔を作り出すため、拡大に先立ってMCF出力を扇状に広げる能力をもたらす。事前に拡大する光出力の扇形の広がりは、拡大した光出力の相応したより広いコア対コア間隔をもたらす。それ故、拡大していない光出力の扇状の広がりを適切に構成することにより、それらの間でのクロストークを減らす、あるいは除去するため、拡大した光出力の十分広い空間的分離を達成することができる。ビームの屈曲とビームの発散に関しては、ビームウエストにおいて波面は無限の曲率半径を持つすなわち直線になるので、ビームはそのウエストにおいて平行にされるということを留意しなければならない。ビームの発散角θは、θ=λ/πω0の関係に従って、スポットサイズω0に反比例する。それ故、コリメータの応用のためには、一般にビームの発散を抑えるためにスポットサイズを大きくするのが望ましい。1.2例となるコリメータ組立品本発明の特徴は、以下のものを含むファイバを基礎とする複数のテクノロジーを混合したマルチコアコリメータに向けられている。1マルチコア伝送リンクにおいてテーパー状のマルチコアカプラあるいは同様のデバイスがコア対コア間隔を広げるために使用される構造と技術、そして2屈折率分布型あるいはグレーデッドインデックス型レンズGRINレンズのアレイあるいは同様のデバイスがマルチコアファイバの個々のコアからの光を平行にするために使用される構造と技術。ここに使用されるとおり、用語屈折率分布型はグレーデッドインデックス型と同義語である。それ故、用語GRINレンズは屈折率分布型レンズとグレーデッドインデックス型レンズの両方を含む。ここに使用されるとおり、用語GRINレンズは適切な光学材料の屈折率における段階的な変化によって形成されたレンズについて言及している。共通クラッド内で複数のコアからなり、そこでそれぞれ個々の入力ビームを拡大し平行にするように、そして長い作動距離を達成するように個々の各コアが屈折率において事前に決められた半径方向の変化を持つマルチコアファイバとしてGRINレンズのアレイは実現が可能である。次に掲げるように、本発明の例となる実践は、実質は放物線のプロファイルを持つファイバ内GRINレンズを採用する。本発明のさらなる例となる実践は、放物線形状から逸脱するプロファイルを持つファイバ内GRINレンズを採用する。それ故、当然のことながら、ここに記載された技術と構造は、放物線および非放物線の両方といった複数の異なる形状のうちのいずれかを持つ屈折率プロファイルのファイバ内GRINレンズを適切に採用するであろう。図1~図7は、本発明の実践に従った例となるコリメーティングサブシステム20の特徴を説明する一連の略図である。図1A~図1Cは、本発明の特徴に従ったコリメーティングサブシステム20の一連の図を示す。具体的には、図1A~図1Cは、それぞれ、一定の縮尺で描かれてはいないが、組み立てられたコリメーティングサブシステム20の断面部略図、サブシステム20の分解された断面部略図、およびサブシステム20の個々の部品の断面部および端部の図を示す。図1A~図1Cに示されるとおり、サブシステム20は、シングルモードのマルチコアファイバMCF30と、MCF30の対応する端面30aに接続された端面41aを持つコリメータ組立品40からなる。MCF30は、共通クラッド300内に伸びる複数の個々のコア301~307図2に見られるからなる。個々のコアはそれぞれの光信号31a~31cを伝達し、コリメータ組立品40内を伝搬し、それぞれの平行にされた出力33a~33cを作り出す。コリメータ組立品40は更に、少なくとも2つの部品からなる。MCF30のそれぞれ個々のコア301~307に対応する複数の個々のシングルモードコア411~417を取り囲むクラッド410からなる、シングルモードテーパーSMT41、および、SMT41のそれぞれ個々のコア411~417に対応する複数の個々のマルチモードコア421~427を取り囲むクラッド420を持つマルチモードMCFファイバセグメントからなる屈折率分布型GRINレンズアレイ。説明の目的のため、図1C示されたGRINレンズアレイの端面42aは、組み立てられたコリメータ40において、GRINレンズ421~427に対するSMTコア411~417の位置を示す破線円を含む。SMT41は、GRINレンズアレイ42において個々のレンズ素子のレンズ対レンズ間隔に適合させるためにMFC30の光出力のコア対コア間隔を広げるのに役立つ。GRINレンズアレイ42はSMT41の光出力を平行にするのに役立つ。図1Bに図示されたとおり、光信号31a~31cは、出力として間を隔てた光信号32a~32cを供給するSMT41に入力として発射される。間を隔てた光信号32a~32cは、GRINレンズアレイ42に入力として送り込まれ、そこで平行にされる。平行にされた光信号33a~33cはその後、GRINレンズアレイ42の端面42bからの出力として供給される。MCF30として使用するのに適切なファイバの例は、本出願の出願人によって所有されそれら全部が参照のためにここに引用される、2011年3月10日に出願された米国特許出願第13/045,064に記載されている。注目すべきは、本発明の特徴が、マルチコアファイバやカプラを使い、ここに具体的に示されたあるいは記載されたものとは異なって実施されるかもしれないということである。図1Cで見られるとおり、MCF30のコア301~307、SMT41のコア411~417およびGRINレンズアレイ42のコア421~427は、結合損失と不要なクロストークを減少するように、注意深く位置合わせされ、適合されなければならない。GRINレンズは、幅広いバンド幅の範囲に亘り動作するのに適切であり、波長分割多重化WDMされた信号伝送にとって重要である。その際、マルチコアファイバの1つの目的は空間多重化によって単一光ファイバのバンド幅容量を増加することであるので、個々のコアが最大の可能容量において個々に両立できなければならないということを意味する。これは、通常、コア間のクロストークは小さく、実効モード領域が他の非線形損失を避けるために十分大きくなければならないということを意味する。一般的に言えば、屈折率分布型GRINレンズ内を伝搬する光はおおよそ正弦関数の経路をたどる。この正弦関数経路の波長は、ファイバのピッチPすなわち軸方向の周期性と見なされる。図1Dは、同じピッチPを持つが異なる振幅を持つ、ファイバ内の4つの例となる経路を描く4つの正弦曲線51~54のグラフ50を示す。放物線のGRINファイバにおいて、ファイバは、各経路に沿った伝送時間は同じであり、それにより群遅延を取り除かれた一連の伝搬経路を作り出すようにドープされる。さらに図1Dに示されるのは、X軸に沿った4分の1ピッチ1/4Pおよび半ピッチ1/2P距離である。留意すべきは、当技術分野で、用語ピッチはマルチコアファイバにおけるコア間の空間を表すのにも使われる。明確化の目的のため、本考察において用語ピッチは、先の段落に記載されたとおり軸方向の周期性にのみ言及する。マルチコアファイバにおける中心から中心まで測定したコアの間の空間、ここではコア対コア間隔と言及する。さらに、光ファイバの複数のコアからなるGRINレンズのアレイにおいて、用語コア対コア間隔およびレンズ対レンズ間隔は同義語であることを意味する。図2は、MCF出力端面30aとSMT入力端面41aでのコア配列を説明する略図である。図2に示されるとおり、両端面30aと41aは同じコア対コア間隔Λ1を持つ。図1Cで図示されたとおり、SMT41は、その入力端面41aでのコア対コア間隔Λ1とその出力端41bでのより広いコア対コア間隔Λgの間での推移を供給する、すなわち、Λg>Λ1である。類似の溶融ファイバテーパー状のデバイスからわかるとおり、SMT41は、個々のコア411~417のそれぞれのモードフィールド直径MFDが、SMT入力端面41aとSMT出力端面41bでおおよそ同等であるように設計することができる。あるいは、GRINレンズ42のアレイに対してモードフィールドのサイズ変更や場合により再形成を供しながら、SMT41はその入力端において低接続損失でMCF30と接続するよう設計されるであろう。サイズ変更や再形成はGRINレンズアレイの設計を最適化するのに有益となり得る。GRINレンズ部品の設計は、一般的にコアインデックスの差異、コア直径、およびコア間隔により制約される。本発明の例となる実践に従い、アレイ42でのGRINレンズの適切な設計は、テーパー状にされたファイバ領域の長さに沿ってモードフィールド直径を保つように構成された一段高いインデックスの台座でコアを取り囲むことにより達成されるであろう。そのような台座は、例えば、上記に述べたように、米国特許出願第13/049,597号明細書で説明されている。台座の存在は1つより多いモードを伝搬することを許すかもしれないが、当面の目的のため、個々のコア411~417といったコアはシングルモードコアと呼ばれ、MCF30のコアの基本モードに属する信号を伝搬するように構成されるという事実を意味する。さらに、いくつかの応用においては、マクロベンド損失あるいはマイクロベンド損失に対してさらなる耐性を示すガイド波を引き起こすといった追加の考察を考慮に入れてSMT41を設計すること望ましいかもしれない。これらのタイプの損失に対する耐性は、低信号クロストークを必要とする応用で、1つのコアから他への光の漏れを最小限にすることにおいて重要となりえる。加えて、本発明のさらなる特徴に従って、Λ1からΛgへの間での断熱的変化を作り出すため、SMT41の長さは最適化例えば、それを短くするなどされる。MCF-SMT接続部301およびSMT-GRIN接続部401での接続は、モードの注意深い適合、あるいは、もし使用されるなら、融着接続の継続時間および温度の最適化に依存することができる。融着接続の場合、コアでのドーパントとドーパント分布や台座およびそれらに隣接した領域の1つあるいはそれ以上の部分は、拡散の度合いを強める、あるいは抑えるように選択されるかもしれず、モードフィールド直径の適合を持たせるであろう。当然のことながら、SMT41は単独で形成された部品として描写されているが、1つ、あるいはそれ以上の他の部品と併せてSMT41を一体化して形成することも、さらに可能であろう。その場合、そのような他の部品のコアは、以下に述べるとおり、コア直径が大幅な変化を被る際に強いられる追加的な制約に対応するように構成されるかもしれない。効果的なコアの適合、接続および接合面の排除、および断熱変化すなわち、非誘導の、あるいは高次のモードへの結合がないことは信号クロストークを避けるためには望ましい。GRINコア421~427は、自由空間伝搬に適切なモードにガイドモードを変換するように設計される。もし、各GRINコア421~427が理想的な放物線インデックスプロファイルを持ち、ガイドモードが完全なガウスモードフィールドを持つと仮定すると、GRINレンズアレイ42の最適な長さすなわち、マルチモードマルチコアファイバセグメントの長さは、おおよそピッチ長さの4分の11/4Pとなり、で、与えられる。ここで、gは放物線屈折率プロファイルの一定の勾配であり、によって表される。その最適な長さは、拡大するビームω02の最大半径が入力モードフィールド半径ω01よりずっと大きくなる、すなわちω02>>ω01である4分の1のピッチ1/4Pに達する。しかしながら、ω02がω01と同程度の値を持つ時、GRINレンズアレイ42の長さは4分の1ピッチ1/4Pよりかなり長くなるであろう。1.3GRINレンズの長さの算出本発明のさらなる特徴に従って、長い作動距離と低接続損失を供給するために、アレイ42でのGRINレンズのための最適な長さloptを算出する技術がここに記載されている。本考察の目的のため、入力光の伝搬モードはガウス形状を持ち、そこで各GRINレンズは放物線屈折率プロファイルを持つと仮定する。もし、SMT41のガイドモードのモードフィールド形状が、SMT41とGRINレンズアレイ42の間の接続部でガウシアンに近いならば、長い作動距離を達成するためには、GRINレンズアレイ42の各コア421~427が放物線の半径方向インデックスプロファイルとMCF30よりずっと大きいコア直径を持たなければならない。GRINレンズアレイ42は、コア対コア間隔ΛgSMT41のテーパー状にされていない端部と同じと4分の1ピッチの奇数倍よりわずかに長い長さを持つ。理想的な場合すなわち、ガウス形状のモードフィールドを持つ入力と完全な放物線屈折率プロファイルを持つGRINレンズにおいて、最適な長さloptは分析的に導き出すことができる。理想的でない場合においては、SMT41から放たれた非ガウスモード形状を説明するため、そしてさらにGRINレンズアレイ42での放物線インデックスプロファイルからの偏差を説明するために、ビーム伝搬方法BPMあるいは他の適切な技術が、最適な長さloptを算出するために使用される。SMT41とGRINレンズアレイ42のコアの中心が適切に位置合わせされたとき、各コアからの光はGRINレンズアレイ42の出口端面での自由空間において平行になる。いくつかの事例では、ビームを平行にするというよりは、自由空間において焦点をあわせる、あるいは他の改良されたビームを作ることが好ましい。これは、MCF30から出るモードのパラメータとGRINレンズアレイ42から出た後の自由空間でのビーム伝搬の要求される特性により、同様に影響を受けるGRIN設計の詳細を改良することで達成される。例えば、もしガイドモードが非ガウスであるなら、非ガウスのインデックスプロファイルはGRINレンズアレイ42に使用されるであろう。要求される非ガウスプロファイルを作り出すために適切な構造と技術は、本出願の出願人によって所有され、それら全部が参照のためにここに引用される米国特許第7,340,138に記載されている。Λ1からΛgへのSMT41での適切な拡大の後、従来型の個々の小型レンズは、GRINレンズアレイ42を使う代わりに、自由空間において、さらにモードを平行にし、焦点を合わせる、あるいは拡大するために使用されるということを留意されたい。いくつかの設計において、もっとも大きい可能帯域幅容量のためには、マルチコアファイバのコアは単一モードのみよりはむしろ多重モードを伝えるかもしれない。そのような場合、モードの数は直径62.5μmあるいは50μmのコアを使った従来のマルチモードファイバ内よりずっと少ない可能性がある。本発明の設計におけるマルチコアファイバのコアは十あるいはその程度の量のモードを維持するかもしれない可能性がさらにある。SMT41は、MCF30と平行にされた自由空間出力の間でのクロストークおよび光損失の両方を最小にするために存在する全てのモードの結合を最適化するように設計されなければならない。SMT41あるいは似たような構造の使用を通じてコア対コア間隔をΛ1からΛgに拡大することにより、個々のコアからの光は、ビームの重なりを引き起こすことなくより大きいスポットサイズへと平行にされることができる。より大きいスポットサイズは、さらに、より長い作動距離を確かなものにする。例えば、もしΛg=200μmで平行にされたビームのMFD2ω0がΛgの半分であるならば、作動距離2z0は10mmになる。作動距離は25の倍数で増加しているのがわかるであろう。図3Aおよび3Bは、例となるSMT41の屈折率プロファイルのテーパー状にする前60とテーパー状にした後60’を示す。両コア61と61’は台座領域62および62’で取り囲まれ、さらにクラッド63および63’で取り囲まれている。通常、テーパー状にされていないファイバでは、光はクラッドのように振舞う台座62を持つコア61によって誘導される。図3Bに示されるとおり、ファイバがテーパー状にされると、ファイバのコア61’はモード64を閉じ込めるには小さくなりすぎて、光は台座領域62’によって大部分が誘導される。したがって、このファイバをテーパー状にすることは、MFDが比較的不変であることを維持することができる一方で、必要に応じてコア対コア間隔において急激な変化をもたらす。適切なテーパー状にする技術は、本出願の出願人によって所有され、それら全部が参照のためにここに引用される、米国特許出願公開第2008/0267569号明細書に記載されている。作動距離d図4に示されるとおりは、レンズと最小スポットサイズの位置の間の距離に言及する。上記で考察したとおり、バルク光素子を適合するために、平行にされたビームの作動距離dが自由空間で最大となるように、GRINレンズの長さを適切に選択することが極めて重大である。図4は、GRINレンズ81を採用した例となるコリメーションシステム80の略図であり、作動距離dに関連している複数のパラメータを説明している。ガウス形状およびビームスポット半径ω01を持つシングルモードファイバファイバ82からの光がGRINレンズに発射されたとき、レンズの中間の外側に達することができる最も長い作動距離dmaxは、で与えられる。ここでnmはレンズの中間の外側での屈折率である。図4で説明したとおり、ω02は、GRINレンズ内部のビームの最も拡大した領域に対応するガウスビームパラメータであり、GRINレンズの4分の1ピッチ、すなわち0.25Pを伝搬した後に生じる。これはいわゆる1/4ピッチ状態である。光のコリメーションにおいて、レンズの側面で電界が切り取られるのを避けるため、GRINレンズの直径はω02より十分に大きくなければならない。ガウスビームパラメータω02について、直径φを持つGRINレンズの限界において失われるパワーの割合は、で与えられる。例えば、φ=2ω02の場合、損失は13.5となるであろう、そしてφ=4ω02の場合、損失は0.03となるであろう。従って、損失を減少するには、GRINレンズの直径はω02の約4倍あるいはそれ以上でなければならない。レンズの入力におけるガウスビームパラメータω01を4分の1ピッチ位置でω02に変形するGRINレンズのgパラメータ量は、から得られる。そして、最も長い作動距離dmaxをもたらすGRINレンズの長さloptとレンズの外側すなわち、自由空間において、あるいはインデックスnmを持つ適切な媒体においてで平行にされたビームのスポットサイズω0fは方程式3および方程式4から得られる。ω01≠0なので、方程式3よりglopt>π/2が得られ、それは本発明の実践において、GRINレンズの長さは1/4Pよりわずかに長いということを意味する。特筆すべきは、ω02>>ω01のとき、それは従来の単一コアコリメータには典型的であり、lopt=π/2g=0.25Pを得る。さらに、方程式1より、長い作動距離を得るには、小さいω01と大きいω02を選ぶであろうことがわかる。図3に示されたとおり、台座ファイバ設計の利用は、ω01が小さいままとどまることを許す。図4に示すとおりにパラメータを持つ2つのコリメータが互いに向かい合わせに置かれ、そしてそれらの間の長さが2dmax方程式1を使用して算出されるとなるように選択されたとき、ファイバ対ファイバの接続損失は最小となる。図5は、算出された接続損失を説明するグラフ100を示しており、3つの異なる長さlを持つGRINレンズ間の間隔の関数としてプロットされている。留意すべきは、接続損失がGRINレンズ間の間隔で大いに変化する間に、最適な間隔は与えられた長さlでの最小接続損失を生じさせるということがわかるであろう。図5に説明したl量の範囲内でGRINレンズを準備するうえで、0.01dBより小さい最小接続損失を達成するためにレンズ対レンズ間隔を調整することが可能である。本例は、標準シングルモードの入力および出力ファイバと、自由空間接続、およびGRINレンズの放物線インデックスプロファイルの利用を仮定している。また、さらにλ=1.55μm;入力および出力ファイバのコア直径=8.2μm;入力および出力ファイバのΔn=0.005;ω01=5.1μm;nm=1;GRINレンズの直径=200μm;GRINレンズのΔn=0.0152;g=1.44/mmと仮定される。方程式1~方程式4を適用すると、ω02=46.01μm、2dmax=4238.8μm、lopt=1167.49μmを得る。loptは4分の1ピッチ長さ1090μmより7長いということに留意するべきである。分析的に導き出された方程式によって算出された値は、ビーム伝搬法BPMを使った数字上のシミュレーションによって取得された結果とも一致する。シミュレーションで見られるとおり、最小損失で達成される最長の作動距離は4238μmであり、レンズの対応する長さは1167μm実線である。留意すべきは、GRINレンズ間の間隔が空気以外の材料で満たされた場合、最大作動距離はその材料の屈折率nmによって決まる要因により増加するであろう。石英ガラスnm=1.46では、2dmax=6187μmと見込まれる。もし石英ガラスが部分的に中間の空間を占めるならば、見込まれる作動距離は4238μmから6187μmの間である。SMT41の個々のコアからの光を平行にするためには、さらに、4分の1ピッチの奇数倍すなわち0.25NPここで、Nは奇数の積であるよりもわずかに長いという長さのGRINレンズを選択するかもしれない。正確にするためには、その長さはから得られる。ここで、Mは任意の整数値である。出力ガウスビームのレイリー範囲とスポットサイズは、原則的にGRINレンズの入力状態と屈折率プロファイルの正確な形状によって決定される。もし、GRINプロファイルが完全に放物線ではない、すなわち、ここで、αは2には近いが正確には2ではないとすると、2dmaxとloptの値において方程式1~3で得られたものとは若干の偏差があるであろう。図6はGRINレンズ間隔の関数として数字で計算BPMされた接続損失を説明するグラフ120であり、長さαが2.0よりはむしろ2.05の値を持つように選択されている。全てのファイバとGRINレンズのパラメータは図5で説明されたシミュレーションで使用されたのと同じと仮定されている。放物線形状からのいかなる偏差も、より長い作動距離にとっては、わずかに高い損失をもたらす。曲線の最低損失点に対応するGRINレンズ間隔は、レンズの長さによる。取得された最長の間隔は、おおよその長さ~l=1167μmについて生じる4600μmである。この結果は、方程式3を使って取得された結果とかなり似ている。実際には、レンズの最適な長さは、接続損失と作動距離に与えられる制約の譲歩により決定できる。図7Aおよび図7Bは、光のコリメーションに使用されるマルチモードマルチコアファイバMCF内の例となるコア配置を説明する、一組の断面部略図140と150である。MCF140および150はクラッド142と152によって取り囲まれた複数のマルチモードコア141と151からなる。MCFコア141と151は、GRINレンズのアレイを供給し、Λgのレンズ対レンズ間隔を持つ。図7Aにおいて、GRINコア141は密接に配置される。図7Bにおいて、MCFコア151はクラッド材料152によって分離されており、隣接するビーム間でのクロストークを減少するため、GRINコアの端における屈折率よりも小さい屈折率を持つ。さらに高度なビームの伝搬方法は、正確なレイリー範囲とスポットサイズを算出することを要求されるかもしれない。しかしながら、上記の取り組みは、ここに記載の扇状の広がりとビームを拡大する光学素子の混合に役立つ。1.4コリメータ組立品の部品を組み立てるための技術MCF30、SMT41、およびGRINレンズアレイ42の部品は、光ファイバ製造のための既知の手法のいずれかを使って組み立てられるであろう。そのような手法の一つは、従来の、あるいは改良された光ファイバプリフォームの塊をチューブに挿入し、そして周辺より低い圧力で隙間の間隔を維持しながらファイバに線引きすることからなる。プリフォームのコアは、MCF30でのシングルモードコアや、SMT41での台座設計、あるいはGRINレンズアレイ42でのグレーデッドインデックスのマルチモードといった、要求されるファイバ特性に一致する。コアの歪みを抑制し、コアの位置決めの正確さを増すため、隙間の穴は固体のロッド円形や他のものあるいは石英粒子でふさがれる。もう1つの方法としては、六角形の内部穴を持つチューブの中に入れた六角形形状のプリフォームを使うなど、ロッドあるいは周囲を取り囲むチューブ内側の表面は、隙間を除くように成形されるかもしれない。上記例は、コアの六角形配置を持つMCFを採用しているが、ファイバコアは、線形配置、方形パターン、あるいは他の形状を持つパターンを含むいかなる種類の幾何学的配置も仮定することができる。場合によっては、ひとつあるいはそれ以上の部分は、他の部分に存在していない未使用のコアを持つかもしれない。例えば、MCF20は中心からある半径に離れたところで、そして互いに120°に間隔をあけた3つのコアを持ち、一方GRINレンズアレイ42は完全な六角形状に最も密に合わせられた7つのコアを持つ。この配置はMCFにおいて3つのコアのみが必要な場合に役立つかもしれない。この場合、不要なSMTコアあるいはGRINレンズを除去することは製造コストを削減するかもしれない。それでもなお、製造の際の組立品の対称性を向上するためには、7つのレンズのGRINアレイ42を使用することが好ましいかもしれないことに留意すべきである。2.例となる構造と技術マルチコアコリメータを使用する、あるいは関係する複数の例となる構造および技術をここに説明する。当然のことながら、本発明の特徴は、ここに記載されたいくつかあるいは全ての構造および技術が、互いにあるいは他の構造や技術と合わせる実施を含む、以下に具体的に記載されたもの以外の実施を利用して実践されるかもしれない。2.1包括的なデバイス図8は、ここに記載されたコリメーティングの技術と構造を使った包括的なデバイス160の例を説明する略図である。この後に記載の本発明の例となる実践に関して、用語コリメータは一般に、GRINレンズのアレイと、GRINレンズアレイのレンズ対レンズ間隔より狭いコア対コア間隔を持つマルチコアファイバにGRINレンズのアレイを接続するためのテーパー構造からなる、本発明の特徴に従うコリメーティングサブシステムに言及している。図8において、包括的なデバイス160は、第一および第二の個々のマルチコアファイバ163および164に接続された第一および第二のコリメータ161と162からなる。ガラスブロック165n=1.45、厚さ3mmは、光デバイスを作る上で必要になるであろう多様なバルク光素子をシミュレーションするために第一および第二のコリメータの間の自由空間に含まれる。テーパーとGRINレンズの組み合わせは、送信および受信のマルチコアファイバ間の自由空間におけるコリメーションを許す。包括的なデバイス160において、2つのGRINレンズ間の間隔は4000μmである。ガラスブロックの幅は3000μmであり、自由空間の全幅は1000μmである。図示された組立品は、ガラスブロック165でシミュレーションされたいくつかの種類のマイクロ光素子を挿入されたワイドギャップに飛び込む際に、マルチコアファイバ間での低損失接続を許す。図9は、GRINレンズの入力、すなわちSMTとGRINレンズアレイの接続部401から測定された距離の関数として算出されたMFDを説明するグラフ180である。図9は、GRINレンズの内部および外側でのガウスビームのMFDを示す。曲線は、9μm軌跡181、10μm軌跡182および11μm軌跡183という3つの異なるMFD2ω01を持つ入力光について描かれている。マルチコアSMT41は、半径方向のコア間隔が大幅に増加する際にMFDが本質的に不変のままである、すなわちω02=ω01というように設計される。2.2テーパー状にされたGRINレンズ図10Aは、マルチコアSMF201に接続されたマルチコアコリメータ200の略図である。コリメータ200は2つの段階を採用する。マルチコアシングルモードSMT202およびマルチコアマルチモードファイバからなるテーパー状にされたGRINレンズアレイ203T-MC-MMFである。図10Aで示されたとおり、統一された直径のマルチモードGRINレンズアレイを使う代わりに、テーパー状にされたマルチモードGRINレンズアレイ203を使用することも可能である。大きな自由空間スポットサイズとより長い作動距離を持つ平行ビームを達成するために、GRINレンズの長さはMFDがその振幅プロファイルにおいて局部的に最大に到達する地点よりわずかに長くなければならない。軸方向のテーパープロファイルは線形、放物線、あるいはテーパー長に沿って円滑な変化を示す他のいかなる形状もあり得る。もし、上記のとおり適切な長さが選択されれば、各コアからの光を平行にすることができる。与えられた光素子のビーム経路に沿った位置の選択を通じてマルチコアマルチモード素子から現れるビームの特性を任意にコントロールすることができる。例えば、ビームの焦点化は、局所的に最小なモード直径に近いビーム経路に沿った位置を選択することにより達成できる。図10Bは、図10Aで示されたGRINレンズアレイ203でマルチモードファイバがテーパー状にされた位置の関数として2ω0を説明するグラフ210である。計算に使用された入力2ω01は10.2μmである。グラフ210において、直径は放物線関係に従って変化する。トレース211はモードフィールド直径を示す。トレース212はGRINコア直径を示す。グラフ210はレンズ内のモードフィールド直径2ω02を示す。数量ω02は位置の関数として変化する。レンズ直径が増加するにつれて最大量ω02も位置と共に増加する。図11Aは本発明の更なる実践に従うマルチコアコリメータ220の略図であり、マルチモードテーパー221のテーパー端はマルチコアファイバ222に直接接続されており、シングルモードテーパーたとえば図10Aで示されたSMT202は省略されている。図11Bは、図11Aで示されたGRINレンズアレイ221においてマルチモードファイバがテーパー状にされる位置の関数として2ω0を説明するグラフ230である。図において、計算に使用された入力2ω01は10.1μmである。トレース231はモードフィールド直径を示す。トレース232はGRINコア直径を示す。図11Bはレンズ内のモードフィールド直径2ω02を示す。数量ω02は位置の関数として変化する。レンズ直径が増加するにつれて最大量ω02も位置と共に増加する。マルチモードGRINファイバがテーパー状にされると、gパラメータはファイバの軸方向の長さに沿って変化するということが知られている。理想的なテーパー状にされたGRINレンズにおいて、モードフィールド直径は完全に正弦関数の変化を辿る。最大作動距離で生じるレンズの正確な長さを決定することが必要である。直径が変化するGRINレンズ内を伝搬するガウスビームに既知の公式を適応することが可能である。あるいは、正確な長さはビーム伝搬法を使用して算出することができる。2.3マルチモードマルチコアファイバへ入射する、およびマルチモードマルチコアファイバから出力する光を平行化。シングルモードマルチコアファイバへの、および、からの平行光のための上記の準備は、マルチモードマルチコアファイバへの、および、からの平行光にも使用することができる。マルチモードコアへの、および、からの平行光は、面発光レーザーVCSELダイオードのアレイといった幅広いピッチおよびより大きい素子サイズを持つ光デバイスのアレイに結合するのに有益である。図12は、マルチコアマルチモードファイバMC-MMF241の端に接続されるマルチモードコリメータ素子240の略図を示す。図示されたマルチモードコリメータ素子240は、コア対コア間隔を含む形状がMC-MMF端面241aのそれと一致する入力端面240aを持つ、テーパー状にされたマルチコアマルチモードファイバT-MC-MMFからなる。2.4バルク光デバイスの別の配置本発明のさらなる特徴は、バルク光デバイスが上記のものとは異なる配置を持つコリメーティングシステムに向けられる。例えば、図8は、ビームが拡大された直径を持つコリメータビーム出力の領域内にバルク光素子が配置されたシステムを図示する。いくつかの応用では、ビームが狭い直径を持つコリメータビーム出力の領域内に、あるいは、焦点領域に最も近い領域内ですら、バルク光デバイスを配置することが求められるかもしれない。図13は、本発明のさらなる実践に従うマルチコアフォーカサー260の略図である。図示された例において、マルチコアフォーカサー260はマルチコアファイバ261の端部が接続され、マルチコアシングルモードテーパーSMT262、マルチコアマルチモードファイバMC-MMF263、および光デバイスのマイクロサイズアレイ264からなる。MC-MMF263は、0.5Pかあるいはわずかに短い公称長さを持ち、マルチコアファイバ261シングルモードあるいはマルチモードファイバであり得るの個々のコアから受け取った光がアレイ264のそれぞれ個々の光デバイスに集まるように構成される。わずかに公称長さ0.5Pを逸脱する実際の長さを持つようにMC-MMF263の長さを構成することで、アレイ264での光デバイスへのより良い適合を提供するように出力モードフィールドを増加させることが可能である。アレイ264での光デバイスは、例えば、高速フォトダイオード、面発光レーザーVCSELあるいはそういった類のものを含むかもしれない。図13のマルチコアフォーカサー260は、コア対コア間隔が伝送ファイバ261の比較的近い間隔から、既知のアレイ264での光素子あるいはデバイスのピッチPを一致させるように構成されたより広い間隔まで増加できるようにする。2.5マルチコアリレーレンズシステム図14は、第一および第二のMCF283および284にそれぞれ接続された第一および第二のコリメータ281および282からなるマルチコアリレーレンズシステム280の略図である。レンズアレイ285は、第一および第二のコリメータ281および282の間の自由空間に配置される。第一のバルク光素子286は、第一コリメータ281とレンズアレイ285の間に配置される。第二のバルク光素子287はレンズアレイ285と第二コリメータ282の間に配置される。図示された例では、第一および第二の各バルク光素子286および287は、ビーム直径が比較的小さいそれぞれのビーム領域内に配置される。図14に図示された構造は、必要に応じてより多くのバルク光素子の取り込みを許す。2.6マルチコア可変フィルタ図15は、第一および第二のMCF303および304にそれぞれ接続された第一および第二のコリメータ301および302からなる、本発明の特徴に従うマルチコア可変フィルタ300の略図である。誘電体ミラー305はコリメータ301および302の間の自由空間領域に配置される。誘電体コーティングミラー305は、フィルタ300の伝送特性を制御するために使用される。例えば、伝送特性は、誘電体ミラー305の傾斜角θを変えることにより制御することができる。さらなる実践に従えば、図22に示されたような、後に考察する多素子誘電体ミラーを採用することも可能であろう。そのようなタイプのミラーを採用することは、ミラーの平面と垂直な軸方向に対するミラーの回転といった誘電体ミラーの適切な回転や並進運動によって伝送特性を調節できるようにする。2.7マルチコアアイソレータ図16Aは、マルチコアアイソレータ320を説明する略図であり、第一および第二のMCF323および324にそれぞれ接続された第一および第二のコリメータ321および322からなる。第一の複屈折ウォークオフブロック325は、第一のコリメータ321の出力において自由空間に配置され、第二の複屈折ウォークオフブロック326は第二のコリメータ322の出力において自由空間に配置される。2つの複屈折ウォークオフブロック間の自由空間に配置されるものは45度ファラデー回転子ミラー327およびλ/2波長板あるいは位相遅延板328である。マルチコアコリメータ321および322からの平行ビームは、複屈折ブロック325および326の雰囲気と結晶の境界面に垂直に入射し、2つの直交偏光光線に分かれる。図16Aは、左から右への方向にアイソレータ320を通過する光の伝搬を説明している。図16Aに示されるとおり、常光線330は屈折無しに通過するが、異常光線331は上向きの方向に屈折させられる。常光線および異常光線の両者は、その後ファラデー回転子327および波長板328内を右方向へ進み、それらの混合された効果は、各タイプの光線が90度回転される、すなわち、それぞれの偏光が入れ替わるということを引き起こす。2つのタイプの光線は、その後、第一と十分に等しい第二の複屈折ウォークオフブロック326に出会う。それらの偏光状態が入れ替わっているので、2つの光線は混合しポート2から出て行く。図16Bは、右から左への方向にアイソレータ320を通過する光の伝搬を説明する。光がポート2から入力されたとき、右の複屈折ウォークオフブロック326は光を2つの直交する偏光成分に分ける。しかしながら、右から左への方向では、波長板とファラデー回転子の効果は混合されず、それどころかお互いに打ち消しあう。それゆえ、常光線333と異常光線334の偏光は回転しない。偏光は回転されないので、左のウォークオフブロック325は2つのタイプの光線を互いに混合するどころか互いからさらに分離させる。それゆえ、ポート2からポート1への右から左への方向では高減衰が起きる。2.8マルチコアサーキュレータ図17は、本発明のさらなる特徴に従うマルチコアサーキュレータ340の略図である。サーキュレータ340は、第一、第二、および第三のMCF344~346ポート1、ポート2、およびポート3にそれぞれ接続される第一、第二、および第三のコリメータ341~343からなる。第一の複屈折ウォークオフブロック347は第一のコリメータ341の出力での自由空間に配置され、第二の複屈折ウォークオフブロック348は第二のコリメータ342の出力での自由空間に配置される。2つの複屈折ウォークオフブロック間の自由空間に配置されるものは、45度ファラデー回転子ミラー349およびλ/2波長板あるいは位相遅延板350である。マルチコアコリメータからの平行ビームは普通に複屈折ブロックの雰囲気とクリスタルとの境界面に入射し、2つの直交偏光の光線に分かれる。加えて、サーキュレータ340はさらに反射プリズム351および偏光ビームスプリッタキューブ352からなる。図17に示されたマルチコアサーキュレータの機能は、ポート1からポート2への伝搬方向においてアイソレータと同じである。しかしながら、光がポート2から入ったとき、直交偏光の光成分は反射プリズム351および偏光ビームスプリッタキューブ352によって混合され、ポート3に出力される。それゆえ、ポート1からポート2、およびポート2からポート3への方向で低減衰が生じる。2.9マルチコア可変アッテネータ図18は、本発明のさらなる特徴に従ったマルチコア可変アッテネータ360の略図であり、微小電気機械素子MEMS362と、第一および第二のコリメータ361および363、MCF364および366ポート1およびポート3、複屈折ウォークオフブロック367および368、ファラデー回転子369、波長板370、反射プリズム371、および偏光ビームスプリッタキューブ372からなるサーキュレータとからなる。マルチコア可変アッテネータ360は、図17に示されたマルチコアサーキュレータ340と構造が似ている。しかしながら、ポート2の代わりに、MEMSミラー362は、最終的にポート3からの出力として提供される光を反射するのに使用される。各コアに対応する伝送損失は、MEMSミラー362を適切に傾けることで、個々に制御できる。2.10複屈折ウォークオフブロックへの必要条件図19は、マルチコアの平行ビームに対する複屈折ウォークオフブロックの光軸方向381を説明する複屈折ウォークオフブロック380の略図である。図19Aは7コアコリメータの例となる出力ビーム390を説明する略図である。複屈折ウォークオフブロック380は、矢印381の方向でビームの移動391を引き起こし、移動されたビーム390’をもたらす。図16~図18に示されたマルチコアアイソレータ、サーキュレータおよび可変アッテネータが適切に機能するためには、ポート2からポート1に入る光の結合に起因するクロストークを防ぐために、複屈折ブロックがビームの十分な横への移動を作り出すことが重要である。言い換えれば、ビームの移動は、マルチコアコリメータから出て行くビームの直径より大きくなければならない。それゆえ、大きいウォークオフ角を持つ複屈折クリスタルがウォークオフブロックとして使用されることが重要である。例えば、45度あるいはそれに近い入射角度については、ルチルTiO2複屈折クリスタルが約6度のウォークオフ角を持つ。最大5mmまでの厚みを持つ複屈折ブロックは、上記の本発明の実施におけるマルチコア平行ビームのビーム直径を超える0.5mmの横へのビーム移動を作り出すことができる。さらなる最適化は、光軸が図19に示された2つのビームAおよびBの中心を結ぶ線に対して垂直配向を持つ構造を採用することで達成される。図示された例において、Λがビーム対ビームの距離間隔とすると、これら2つのビーム間の距離間隔は約1.73Λで、対角線上に位置するビーム間の距離間隔より狭い。大きいウォークオフ角を持つだけでなく、大きい屈折率を持つ複屈折光クリスタルを使用することがさらに望ましい。方程式1によれば、作動距離は、通常、屈折率に比例して増加する。それゆえ、より大きい屈折率はより大きい作動距離をもたらし、その結果、より厚みのある複屈折クリスタルの包含を許す。通常屈折率no=2.5と異常屈折率ne=2.7を持つルチルは、それゆえ、この観点では有益である。2.11光アイソレータ図20Aは、本発明のさらなる特徴に従う光アイソレータ400の略図であり、マルチセグメントの複屈折ウォークオフブロックを採用し、そこでウォークオフブロックの各セグメントのウォークオフ角は半径方向に外へ向かう方向を示す。光アイソレータ400は、それぞれ第一および第二のMCF403および404に接続された第一および第二のコリメータ401および402からなる。第一のマルチセグメントの複屈折ウォークオフブロック405は第一のコリメータ401の出力において自由空間に配置され、第二のマルチセグメント複屈折ウォークオフブロック406は第二のコリメータ402の出力おいて自由空間に配置される。2つの複屈折ウォークオフブロック間の自由空間に配置されるのは、45度ファラデー回転子ミラー407およびλ/2波長板あるいは位相遅延板408である。マルチコアコリメータからの平行ビームは、普通に複屈折ブロックの雰囲気とクリスタルの境界面に入射し、2つの直交偏光の光線に分かれる。マルチセグメント複屈折ウォークオフブロックの個々の各セグメントの投影光軸は、第一および第二のマルチコアファイバ403および404の中心コアと一直線になっている中心点から半径方向に整列している。図20Bおよび図20Cは、それぞれ、複屈折ウォークオフブロック405/406の正面および側面図を示し、セグメント405a/406aを図示している。矢印は、それぞれ各光軸の方向を指し示す。アイソレータ400の運用の本質は図16Aおよび図16Bに示されたアイソレータ320の運用と実質上は同じである。複屈折ウォークオフブロックは、ブロック内をまっすぐ進む常光線と角度のある経路に沿って進む異常光線とに光を分ける。ウォークオフブロックとの組み合わせにおけるファラデー回転子と波長板の一方通行の運用は、常光線および異常光線が、左から右への方向に光が進むときには再結合し、右から左への方向に光が進むときにはさらに分裂されることを引き起こす。本例において、左から右へ再結合された常光線および異常光線を捕らえるため、右のコリメータは左のコリメータより大きい直径を持つことがわかるであろう。一般的に言うと、ウォークオフ角は半径方向を示すので、図20Aのアイソレータ400は中心に位置するMCFコアに対してはアイソレーションを供給するのには適切でない。2.12マルチコアWDMあるいはカプラ図21A~図21Cは、本発明のさらなる特徴に従う、3つの波長分割多重化装置WDM420a、420bおよび420cを説明する一連の略図である。当然のことながら、図示された構造は、他のタイプのマルチコア接続デバイスにも使用されるかもしれない。図21Aにおいて、WDM420aは、第一、第二、第三のコリメータ421a、422aおよび423aからなり、ポート1、ポート2、ポート3とそれぞれに定義された第一、第二、第三のマルチコアファイバ424a425aおよび426aにそれぞれ接続される。ダイクロイックミラー427aは第一および第二のコリメータ間の自由空間に配置される。ダイクロイックミラー427aを適切に構成することにより、異なる波長を持つ2つの波を混合する、あるいは分岐することが可能である。3つの各マルチコアファイバ内のそれぞれのコア対コアの距離Λ1、Λ2およびΛ3は、任意に選択される。図21Aにおいて、3つの各マルチコアファイバ内のそれぞれのコア対コアの間隔は同じである、あるいは十分に同じであり、マルチコアファイバのコアピッチはそれぞれのGRINレンズのピッチΛgよりも小さい。ダイクロイックミラー427aは部分的な反射フィルターとして構成される。ポート2から発射された光は、ポート1とポート3の間で分岐することができる。マルチコアスプリッターは、3dB、10dB、20dBなどといった異なる分岐比を持つように構成することができる。マルチコアマルチモードファイバのコア対コア間隔すなわちGRINレンズのレンズ対レンズ間隔と十分に一致するコア対コア間隔を持つマルチコアファイバを使うことも可能である。そのようなカプラ構造420bは図21Bに示されており、素子421b~427bは図21Aでの素子421a~427aに相当する。ポート2でのマルチコアファイバ425bのコアピッチΛ2は、コリメータ422aでのGRINレンズアレイのピッチΛgと同じである。この場合、テーパー状にされたマルチコア部分は必要ではないということが分かるであろう。図21Cは、本発明の更なる特徴に従うカプラ240cを説明する略図であり、素子421c~427cは図21Aでの素子421a~427aに相当する。第四のマルチコアコリメータ428cおよびMCF429cは4つのポートのカプラを作成するために設置される。本発明のさらなる特徴に従い、WDMは、個々のコアに結合される光の光学特性を制御するために不均一な反射特性を持つように構成されたフィルタと共に供給される。ダイクロイックミラーは、波長によって決まる伝送/反射特性を持つことができ、マルチコアWDMカプラとしてのデバイス機能を作る。2.13ダイクロイックミラー図22は、異なる反射特性を持つ多数の個々の領域441、443を持つダイクロイック誘電体ミラー440、442の一組の略図である。図22において、ダイクロイックミラー440は多層膜誘電体コーティングミラーである。そのようなミラーは、部分的に反射する、完全に反射する、あるいは所定の波長の光を完全に伝送するかもしれない。誘電体コーティングの適切な設計を持つことで、同じミラーでも他の波長において異なる振る舞いをすることができる。図示されたデバイスにおいて、そのようなミラーは、ビームスプリッタ、ビームコンバイナー、波長分割多重化装置といったものとして機能することができる。ダイクロイックミラー442は同様に構成される。図示されたミラー440、442は、異なる反射特性をコアに与えるため平行移動する、あるいは回転することを許されるように構成することができ、通過帯域および阻止帯域特性に関して再構成を許す。さらに各ミラー440、442は、各コアに対応する損失の減衰の段階的な制御を許すように、異なる見込み量の減衰あるいは反射係数を持つように構成することができる。不均一な反射特性を持つフィルタを使うことは、単にテーパー状にされたカプラについて適切なテーパー比率を選択することにより異なる量のコア対コア間隔を持つ3つのMCF間の接続を許す。その配置はさらに、マルチコアエルビウムドープファイバMC-EDFを励起するのに役立ち、第一ポートから入射する信号光と第二ポートから入射する励起光は第三ポートで混合される。そのような構造は他のタイプのゲインファイバにも適用することができる。2.14ビームコンバイナー図23は、本発明のさらなる特徴に従ったビームコンバイナー460の略図であり、マルチコアファイバ461とマルチモードファイバ462の光出力が混合され、内側クラッド463a、内側クラッド463aで取り囲まれた複数の信号コア463bおよび外側クラッド463cを持つマルチコアダブルクラッドファイバ463へ発射される。ビームコンバイナーはさらに、マルチコアファイバ641に接続された第一のコリメータ464、マルチコアダブルクラッドファイバ463に接続された第二のコリメータ465、ダイクロイックミラー466、および平行光学系467からなる。マルチコアファイバ461の各コアの光出力はダイクロイックミラー466を通過し、マルチコアダブルクラッドファイバ463の対応するコア463bに結合されている。マルチモードファイバ462の光出力は、光学系467とダイクロイックミラー466を経由してマルチコアダブルクラッドファイバ463の内側クラッド463aと結合される。あるいは、マルチモードファイバ462らの出力は、マルチコアダブルクラッドファイバ463の外側クラッド463cへの励起入力として発射することができる。3.他の光デバイスここに記載された構造および手法は、コリメータに関連した応用での特定の利用以上の実用性を持つことが知られている。例えば、SMT41は、共通のクラッド内に伸びる複数のコアからなるマルチコアファイバで組み上げられることができる。一本のマルチコアファイバは、異なるクラッド直径を持つ入力端面と出力端面を持つテーパー状にされたファイバセグメントを作成するため、熱的にテーパー状にされ切り取られる。上記のとおり、1つあるいはそれ以上のコアが、テーパー状にされることはコア直径に大幅な変化を引き起こすとしても、名目上は不変のモードフィールド直径となる屈折率プロファイルを持つというようなマルチコアファイバを構成することが可能であろう。そのようなマルチコアファイバを使用することは、テーパー状にされたファイバセグメントが、クラッド直径の違いに関係なく入力端面および出力端面で名目上等しい直径を持つ1つの、あるいはそれ以上のコアを持つであろうということを意味するであろう。GRINレンズアレイ42は、さらに、マルチコアファイバのセグメントからは別に分かれた部品として組み立てることができ、複数のコアが共通クラッド内に伸びている。マルチコアファイバの少なくとも1つのコアは屈折率分布型プロファイルを持つように構成され、そこではプロファイルは少なくとも1つのコアの中心に対して公称放物線形状を持つ。屈折率分布型プロファイルを持つそれらの各コアは、同じ傾きgを持つ。1つの実践において、GRINレンズアレイは、上記のloptに名目上等しい長さを持つ。さらなる実践において、ファイバセグメントは、名目上、ファイバセグメントの4分の1ピッチ、あるいは整数倍に等しい長さを持つ。4.結論先行の記述が、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、その記述は本質の実例であり、その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。したがって、それは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。"