二つの円形光ファイバアレーの結合によるらせんモードの自発的発生

摘要

二つの円形状に配列した光ファイバアレ一間にエバネッセント結合がある場合の光伝搬ダイナミッrnクスを入射光の周期的境界位相（アレー1周の位相が0か2π の整数倍）条件のもとで離散型結合波動方程式を用いて解析した．光ファイバアレーへの光励起条件，光ファイバアレ一間の結合条件，非線形性を多様に変化させた場合の解析を行った．その結果，アレ一間位相差が2π の場合には円形光ファイバアレー中を回転しながら伝搬する一重らせんモードが，位相差が2π のm倍の場合にはm重らせんモードが発生すること，及びアレ一間位相の絶対値が等しい場合は光強度分布が伝搬によって変化しない定在波モードが発生することを見出した．更に，これらのらせんモードの回転方向がアレ一間結合の強さによって周期的に変化すること，非線形性によりらせんモードの回転速度が変化すること，及び定在波モードがらせんモードに変換されることが明らかになった．ここで導かれた現象は光波操作技術の1方法として光分配器や光合波器への応用が考えられる．