屈折率分布が連続関数で位置とともに徐々に変化するような導波路はグレーデッド屈折率導波路、または分布屈折率導波路と呼ばれる。最も重要なものは放物関数型の屈折率分布を持つ光ファイバである。その軌跡は次の図のように滑らかな曲線を描き、転回点で蛇行する。

一般的に光ファイバと呼ばれるものに比べて太い構造になるが、伝搬モードの分布範囲の半径が光波長に比べてはるかに大きな媒質を考える。このような構造中の光波伝搬は光線近似で解析できる。光軸を含む面内で蛇行する光線は子午光線、光軸を中心とする螺旋を描く光線を螺旋光線という。

これらの光線は周期的に収束するため結像機能をもった光ファイバとして利用され、レンズ状媒質と呼ばれることがある。必要な長さに切断した素子は分布屈折率ロッドレンズと呼ばれ、微小なレンズとして多くの実際的な応用がある。

参考
光波工学 栖原 敏明著 コロナ社 1998年初版

執筆者:當間

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