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偏波保持分散補償ファイバ 


  • Operates Between 1510 and 1620 nm
  • Dispersion: -100 ± 10 ps/(nm⋅km)
  • Compensates for Both Dispersion and Dispersion Slope
  • Low 1 dB Splice Loss With PM1550-XP Fiber

PMDCF

Fast Axis

Slow Axis

PANDA PM Fiber

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PMDCF
Dispersion Specifications @ 1550 nm
Dispersiona
(Click for Plot)
-100 ± 10 ps/(nm•km)
Dispersion Slopea-0.34 ps/(nm2•km)
Relative Dispersion Slopea0.0034 ± 0.0004 nm-1
Group Velocity Dispersiona1.275 x 105 fs2/m
β32a-25 fs
Optical Specifications
Operating Wavelength, Slow Axis1510 - 1620 nm
Mode Field Diameterb5 µm
Effective Areab20 µm2
Cut-off Wavelength, Slow Axis1400 nm
Attenuation0.40 dB/km (Typical)
0.45 dB/km (Max)
Beat Lengthb5 mm
Differential Group Delayb2 ps/m
Splicing Loss, Directb,c1 dB
General Specifications
Core DiameterProprietaryd
Numerical Aperture @ 1550 nmProprietaryd
Cladding Diametere125 µm ± 1.5 µm
Coating Diametere250 µm ± 10 µm
  • スロー軸に合わせて入射した時の典型値
  • 1550 nmでの典型値
  • ファイバPM1550-XPとPMDCF間の場合
  • この仕様については開示されておりませんのでご了承ください。
  • 典型値

Click for Details

PANDA型PMファイバの断面図 

特長

  • 標準的な1550 nm偏波保持ファイバに合わせた分散ならびに分散スロープ
  • スロー軸の伝搬に最適化

用途例

  • パルス伸長、またはパルス圧縮ファイバ 
  • タイミング分配装置
  • 通信

当社の偏波保持分散補償ファイバ(PMDCF)は、波長範囲1510~1620 nmにおいて標準的な偏波保持ファイバの色分散ならびに分散スロープの両方を補償します。サブピコ秒パルスが、直線偏光を維持しながら、低損失で、かつ色分散によるパルスの広がりなく伝搬します。 ファイバにはPANDA型のストレスロッドがファイバのコアに平行して付いており、応力を付与することでファイバーコア内に複屈折を生じさせ、偏波保持動作を可能にしています。特にスロー軸の光の伝搬用に設計されています。 

PMDCFは、一般的なファイバーコネクタや終端ツールに対応します。しかし分散補償ファイバPMDCFと標準的なファイバの結合損失は、モードフィールド径のミスマッチにより3 dB程度まで上がる可能性があります。損失を1 dB程度に低くするためには、PMDCFを例えばPM1550-XPのような偏波保持ファイバに融着接続します。分散補償ファイバの融着接続は高度なノウハウが必要になる場合があります。PMDCFの融着接続サービスや融着接続に関するご質問は当社までお問い合わせください。 分散補償ファイバをシステムに融着接続する方法についてはこちらもご参照ください。Grüner-Nielsen, Lars, et al., "Polarization maintaining dispersion compensating fiber." 2014 European Conference on Optical Communication (ECOC), Cannes, 2014, IEEE, pp. 1-3.

PMDCFの用途例には偏波モード分散によるパルス遅延を小さくするための用途や、タイミング分配システムの長距離伝搬用途が含まれます。また、システム全体の安定のために偏波保持ファイバが好まれるオールファイバ型超短パルスレーザーシステムにおいて、このファイバをパルス伸長、パルス圧縮の両方に使用することが可能です。 

こちらのファイバは長さ2 mまたは5 mのFC/APCパッチケーブルPM1550-XPとご使用いただけるパッチケーブルとしても標準品としてご用意しております。

ファイバにおける分散

光ファイバ内の波長分散Dは、パルスの群速度と位相速度が波長(周波数)に依存する時に生じます。主には、2つの要素、材料分散と導波路構造分散の和で表すことができます。

材料分散は材料の屈折率が波長とともに変化することで発生し、それに伴って光の伝搬速度も変化します。導波路構造分散はファイバの導波路構造によって起きる分散です。導波路の特性は波長によっても変わるので、結果的に、波長が変わると、シングルモードファイバ内における光の伝導形態に影響が及びます。例えば波長が短くなると、相対的に導波路寸法が大きくなり、クラッドならびにコアにおける光の分布が変化します。

もう1つ便利なパラメータである分散係数、βは、非線形Schrodinger方程式において位相定数あるいはモード伝搬定数とも呼ばれます。光パルスがファイバ長、Lに沿って伝搬する場合、関連する位相シフトは下記の式で定義します。

βは高次非線形モード、βiに展開可能です。特に2次ならびに3次伝搬定数の分散の関連式は下記のとおりに表されます。


ここで dDfiber/dλ は分散スロープで、プラス、マイナス、あるいはゼロにもなり、下記のとおり表します。

群速度分散(GVD)は異なる群速度に起因する時間的パルスの広がりで、おおよそピコ秒以下レベルの幅のパルスの場合に著しい影響を及ぼします。群速度、vgはパルスエンベロープ全体が伝搬する速度と定義します。

よって群速度分散は下記のとおり定義します。

GVDがゼロの場合、時間的パルスの形状に変化はありませんが、GVDがゼロではない場合、パルスは必ず広がります。GVDがゼロより大きい場合、長波長成分が短波長成分よりも速い速度で伝搬します。GVDがゼロ未満の場合、長波長成分がゆっくりと伝搬します。

一般的なシングルモードファイバ内の偏波モード分散(PMD)は、ファイバの応力や形状の非対称性によるファイバ内の複屈折性の結果発生します。周波数領域においては、固定の入射偏光の線形変化を表し、時間領域においては、ファイバに沿って伝搬するパルスの時間遅延の平均を表します。群遅延は、ファイバ入力部と出力部の平均到達時間の差です。

偏波状態(PSP)は、ファイバ入力部で直交する2つの偏波成分で表します。これは偏波保持ファイバにおいてファスト軸とスロー軸を指しており、これらの軸は一般的に異なる位相シフトや群遅延を持ち、別々に捉えられています。差動群遅延(DGD)とは、2つの直交する偏波状態間の遅延量の差です。DGDはファイバ長の平方根に比例して増加します。偏波モード分散は、DGDと同じ大きさを持ち、方向はスロー軸と同じであるベクトルと定義できます。 

分散補償ファイバ

ファイバ内の分散は不可避のため、分散補償ファイバ(DCF)を光学システムに組み込むことで分散を補償することができます。これらのファイバの分散は、標準的なファイバと比較して、符号(+、-)が逆で、絶対値がより大きいため、標準的なシングルモードファイバまたは偏波保持ファイバの分散を相殺するか、もしくは補うことが可能です。負の分散スロープにより、通常正の分散スロープを持つ標準的なファイバの分散をより広い波長範囲に渡って相殺することができます。一般的には下の図のように、標準的なファイバよりも短い長さの分散補償ファイバが、標準ファイバに融着接続されることによって分散が補償されます。

Dispersion Compensation Schematic

分散補償ファイバは単一波長のみではなく、パルスのスペクトル域全体において、シングルモードあるいは偏波保持ファイバの分散に合ったものを選択する必要があります。つまり、分散補償ファイバは分散Dだけではなく、分散スロープdDfiber/Dλも合致していなければなりません。これら2つの比は相対分散スロープと呼ばれています。同様に、β23の比は、最適なファイバの選択の数値パラメータとしてご利用いただけます。分散補償ファイバと標準ファイバのこれらのパラメータが近いほど、融着接続したファイバの出力部で伝搬する光のパルスの歪みや特性劣化が少なくなります。

これらの合致した条件下における分散補償ファイバの最適な長さは、任意の波長の分散パラメータを使用し、下記の式に当てはめることで求められます。




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偏波保持分散補償ファイバ、1510~1620 nm

+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
PMDCF Support Documentation
PMDCF1510 - 1620 nm PM Dispersion-Compensating Fiber, 5 µm MFD
¥45,513
Per Meter
3-5 Days
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