光導波路(6)

基本的な光ファイバは次の図に示すように、円柱状の高屈折率のコアとそれを取り囲む低屈折率の同心円筒状のクラッドからなる。コアの屈折率をn1、クラッドの屈折率をn2として円筒座標系で表す。

マクスウェル方程式を解くと次のようなベッセルの微分方程式が導かれる。

このベッセルの微分方程式を解くことで光ファイバ内を伝搬する導波モードの解析が可能である。しかし、実際に利用されている光ファイバはコアとクラッドの屈折率差が小さいため屈折率分布が一様に近い状態であるため、導波モードは自由空間の直線偏光のような状態であると考えられる。そのため、光ファイバの導波モードはLPモード（直線偏光モード）という簡易的な近似表現を用いて考えることが多い。規格化したLPモードの分散特性は次の図のようになる。単一モード条件はV<2.105となる。

光学実験などで用いるファイバレーザーの導波モードの多くはLP01モードである。

参考
光波工学　栖原 敏明著　コロナ社　1998年初版