M^2ファクターによる超マルチモード・プラスチック光ファイバ中の光波伝搬特性の解明

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シングルモードファイバを利用した光伝送技術が進歩したことにより幹線系の光ファイバ化が進み、研究対象はアクセス系への光技術の導入に移りつつある。その過程において、POF(Plastic Optical Fiber:プラスチック光ファイバ)の開発に関する目覚しい研究成果が近年生まれており、次世代の高速通信用伝送路として大きな注目が集まっている。ただ、高速通信に適用可能なPOFが実現されたのは、ここ数年来のことであるため、その周辺光デバイスの開発に関しては具体的な成果がなく、未開拓の分野である。POFは、シングルモード・ガラスファイバと比べ、コア径が大きいがゆえに、接続・取り扱いが容易である利点を有している反面、許容伝搬モード数が1万を超える超マルチモードファイバである。それゆえ、POF用光デバイス開発にはこれまでと異った設計コンセプトが必要となり、それらが明確にされることにより高機能光デバイスが効率よく実現可能となる。また、超マルチモードファイバであるため、光通信用伝送路として考えた場合には、伝搬するモードの不安定性等に起因する予期せぬ性能劣化が起こりかねない。それにも関わらず、POF中において、どの伝搬モードが定常的に伝搬しているのかといった光波伝搬特性が理論と実験の両面から明確にされたことはない。そのような現状に鑑み、測定試料に低NAステップインデックス型POF及びシングルモードガラスファイバを用い、評価測定系構築し、入射条件、ファイバ長等の実験パラメータを変化させた場合の評価実験、及びその理論解析を行い、POF中での光波伝搬特性をM^2ファクタにより規定するにするとともに、その解析結果を利用してPOF用光結合デバイスの設計・試作を行い、従来より高効率な光結合素子を実現した。