CN104838298A - 光波导和光纤传输系统 - Google Patents

Abstract

提供一种具有多个芯部(其中相邻的芯部组具有相同芯部结构)的光波导，该光波导被规定为：相邻芯部的中心之间的最小距离的最小值D为15μm至60μm；芯部具有曲率半径R_b被固定为不超过7mm的弯曲部分；弯曲部分的补角为58°至90°；以及光波导的高度不超过10mm。相邻芯部之间的串扰不超过0.01。

Description

光波导和光纤传输系统

技术领域

本发明涉及一种光波导和光纤传输系统，并且具体而言，光波导包括多芯光纤(在下文中称为光纤)和多芯光波导(在下文中简称为光波导)。

背景技术

具有在共同包层部分中沿着光纤轴线延伸的多个芯部的光纤(MCF)期望作为能够传输大量信息的光传输线路。

发明内容

技术问题

然而，众所周知，多芯光纤具有因相邻芯部之间的串扰(在下文中称为串扰)等而造成信号劣化的问题。我们发现，违反以往已知知识，该串扰增大，特别是在以极小曲率半径进行弯曲来使用光纤的情况下。

鉴于上述情况而完成了本发明，并且本发明的目的在于提供一种即使在以小的曲率半径进行弯曲来使用时也能够抑制串扰增大的光纤、光波导和光纤传输系统。

解决技术问题的方案

为了实现该目的，根据第一方面的光波导包括：多个芯部，其含有具有相同芯部结构的一对相邻芯部；包层，其覆盖所述多个芯部中的每一个；第一表面，所述多个芯部的一侧端部设置在所述第一表面上；以及第二表面，所述多个芯部的另一侧端部设置在所述第二表面上，并且所述多个芯部从所述第一表面延伸到所述第二表面。在光波导中，所述相邻芯部之间的中心间距离的最小值D为在15μm至60μm的范围内的值，并且在预定波段内的预定波长的情况下，所述光波导满足以下第一条件至第三条件中的任一条件。

第一条件，其由以下各项限定：

(a)光纤(多芯光纤)用作所述光波导；

(b)具有相同芯部结构的芯部之间的α_90deg的差值不超过1dB，所述α_90deg定义为当所述光纤以不超过4mm的预定曲率半径R_b进行90°弯曲时预定芯部的每90°的弯曲损耗；

(c)虚拟串扰(线性值)用作在中心间距离为最小值D时所述相邻芯部之间的10km光纤长度中的虚拟串扰，在所述光纤以30mm至200cm的预定曲率半径进行弯曲的情况下，所述虚拟串扰不超过0.01；以及

(d)弯曲损耗α_90deg不超过由以下表达式(1)表示的值，不超过10km的预定光纤长度中的测得串扰(线性值)为XT_w/oB，并且所述光纤以30mm至200cm的预定曲率半径进行弯曲；或者弯曲损耗α_90deg不超过由以下表达式(2)表示的值，围绕所述多个芯部中的每一个芯部的包层部分构成具有沟槽层的辅槽类型，所述沟槽层相对于所述包层具有不超过-0.1％的相对折射率差：

[数学式1]

以及

[数学式2]

这里，“虚拟串扰”是指通过在测量具有预定光纤长度的光纤中的串扰之后将测得的值转换成预定光纤长度中的值而获得的线性值，这是因为串扰(线性值)与光纤长度成正比。

第二条件，其由以下各项限定：

(a)以下表达式(3)定义为删除了所述第一条件中关于光纤长度的定义的表达式(1)；以及

以下表达式(4)定义为删除了所述第一条件中关于光纤长度的定义的表达式(2)：

[数学式3]

以及

[数学式4]

这里，删除了所述第一条件中关于光纤长度的定义的情况是指不考虑光纤长度的情况，并且不考虑光纤长度的情况假定是这样的情况：光纤长度未知或光纤长度是非常短的几十米的长度。

第三条件，其由以下各项限定：

(a)所述多个芯部中的每一个芯部的弯曲部分以不超过7mm的最小曲率半径R_b被固定；

(b)在D用作相邻芯部距离的情况下所述相邻芯部之间的串扰不超过0.01；

(c)在58°至90°的范围内的弯曲补角对应于由所述多个芯部中的每一个芯部中的将所述弯曲部分置于其间的平直部分限定的角度中的位于弯曲中心侧的角度的补角；

(d)用作所述第一表面和所述第二表面中的每一个表面的平面能够使光入射和出射到所述多个芯部中的每一个上；以及

(e)当所述第一表面和所述第二表面中的一个表面被定义为底面时所述光波导的高度不超过10mm。这里，弯曲补角是与由芯部中的将弯曲部分置于其间的直线限定的角度中的较小角度对应的角度。

根据作为光波导的光纤，即使光纤以最小半径弯曲，也可以保持较低的串扰。在本说明书中，“最小半径”是指在光波导的情况下不超过7mm的曲率半径和在光纤的情况下不超过4mm的曲率半径。

作为适用于上述第一方面的第二方面，当所述光波导满足所述第一条件或所述第二条件时，所述光波导可以包括位于所述多个芯部中的每一个芯部与相关沟槽层之间的内包层，所述内包层具有比所述多个芯部中的每一个芯部的折射率低但比所述相关沟槽层的折射率高的折射率。此外，作为适用于上述第一方面和第二方面中的至少任一方面的第三方面，在满足所述第一条件或所述第二条件的所述光波导中，所述多个芯部中的每一个芯部的空间模是基模，并且在预定波长的情况下所述空间模的模场直径可以落入5.6μm至15.7μm的范围内。作为适用于上述第一方面至第三方面中的至少任一方面的第四方面，在满足所述第一条件或所述第二条件的所述光波导中，所述多个芯部中的每一个芯部可以引导多个空间模。

作为适用于上述第一方面至第四方面中的至少任一方面的第五方面，所述多个芯部中的每一个芯部可以包括多个子芯部和具有比所述多个子芯部的折射率低的折射率的子包层。在该第五方面中，优选的是，所述多个子芯部中的每一个子芯部具有相同的折射率分布结构，所述多个芯部中的每一个芯部的空间模的数量至少不小于所述多个子芯部的数量，并且在所述多个芯部中的每一个芯部的内部，相邻子芯部之间的串扰不小于0.1。

作为适用于上述第一方面至第五方面中的至少任一方面的第六方面，在满足所述第一条件或所述第二条件的所述光波导中，优选的是，所述预定波段为1.26μm至1.625μm。这种预定波段采用适用于光波导的普通硅基光纤所使用的通信波段。作为适用于上述第一方面至第六方面中的至少任一方面的第七方面，在满足所述第一条件或所述第二条件的所述光波导中，优选的是，所述多个芯部中的每一个芯部的光缆截止波长在假定在O波段使用光波导的情况下不超过1.29μm、在假定在S波段使用光波导的情况下不超过1.46μm或在假定在C波段使用光波导的情况下不超过1.53μm。

作为适用于上述第一方面至第七方面中的至少任一方面的第八方面，在满足所述第一条件或所述第二条件的所述光波导中，优选的是，所述多个芯部中的每一个芯部具有不超过1.29μm的光缆截止波长，并且在波长为1.31μm的情况下的模场直径落入8.0μm至10.1μm的范围内，并且在1.49μm和1.55μm中的任一波长的情况下，所述光波导满足以下第四条件至第七条件中的任一条件。这种结构表示这样的特性：多个芯部中的每一个芯部必须满足在单模操作下光波导应用于光学互连系统的情况。

第四条件，其由以下各项限定：

在R_b为4mm的情况下的所述弯曲损耗α_90deg不超过0.139dB/90°；或者在R_b为4mm的情况下的所述弯曲损耗α_90deg不超过0.288dB/90°，在所述多个芯部中的每一个芯部与所述包层之间设置有相对于所述包层具有不超过-0.1％的相对折射率差的所述沟槽层。

第五条件，其由以下各项限定：

在R_b为3mm的情况下的所述弯曲损耗α_90deg不超过0.120dB/90°；或者在R_b为3mm的情况下的所述弯曲损耗α_90deg不超过0.250dB/90°，在所述多个芯部中的每一个芯部与所述包层之间设置有相对于所述包层具有不超过-0.1％的相对折射率差的所述沟槽层。

第六条件，其由以下各项限定：

在R_b为2mm的情况下的所述弯曲损耗α_90deg不超过0.098dB/90°；或者在R_b为2mm的情况下的所述弯曲损耗α_90deg不超过0.204dB/90°，其中，在所述多个芯部中的每一个芯部与所述包层之间设置有相对于所述包层具有不超过-0.1％的相对折射率差的所述沟槽层。

第七条件，其由以下各项限定：

在R_b为1mm的情况下的所述弯曲损耗α_90deg不超过0.069dB/90°；或者在R_b为1mm的情况下的所述弯曲损耗α_90deg不超过0.144dB/90°，在所述多个芯部中的每一个芯部与所述包层之间设置有相对于所述包层具有不超过-0.1％的相对折射率差的所述沟槽层。

作为适用于上述第一方面至第八方面中的至少任一方面的第九方面，在满足所述第一条件或所述第二条件的所述光波导中，优选的是，所述多个芯部中的每一个芯部的光缆截止波长不超过1.26μm，在波长为1.31μm的情况下的模场直径落入8.0μm至10.1μm的范围内，在波长为1.49μm且R_b为4mm的情况下的弯曲损耗α_90deg不超过0.139dB/90°，并且更优选的是，在所述多个芯部中的每一个芯部与所述包层之间设置有相对于所述包层具有不超过-0.2％的相对折射率差的所述沟槽层，并且在波长为1.49μm且R_b为4mm的情况下的所述弯曲损耗α_90deg不超过0.288dB/90°，所述多个芯部中的每一个芯部相对于所述包层的相对折射率落入0.24％至0.35％的范围内。

作为适用于上述第一方面至第九方面中的至少任一方面的第十方面，光波导可以包括光纤。在这种情况下，所述光波导具有弯曲为使所述弯曲补角落入58°至90°的范围内的所述弯曲部分，在所述弯曲部分中，通过热处理工艺缓和因弯曲而在所述光纤内部造成的应力引发应变，并且当即使没有外部应力也保持R_b时所述弯曲部分以所述弯曲补角弯曲。

作为第十一方面，一种光纤传输系统包括发射器、接收器以及作为根据上述第一方面至第十方面中的至少任一方面所述的光波导的光纤。在根据第十一方面的光纤传输系统中，所述发射器和所述接收器中的每一个均包括能够实现光的输入/输出的波导芯片和内部具有所述波导芯片的壳体。所述发射器和所述接收器中的每一个均与所述光纤光连接，使得所述波导芯片的表面与所述光纤采取在74°至90°的范围内的锐角的形式。此外，在所述壳体中，所述光纤设置有R_b的弯曲。

作为适用于上述第一方面至第十方面中的至少任一方面的第十二方面，优选的是，所述光波导满足所述第三条件，在将所述第一表面和所述第二表面中的一个表面定义为底面的同时将所述光波导的高度定义为所述光波导在另一表面中的较低高度的情况下，所述光波导具有以下第一结构或第二结构中的任一结构，所述第一结构由所述多个芯部中的每一个芯部具有不超过5mm的R_b且所述高度不超过8mm限定，所述第二结构由所述多个芯部中的每一个芯部具有不超过3mm的R_b且所述高度不超过6mm限定。

作为适用于上述第一方面至第十方面和第十二方面中的至少任一方面的第十三方面，在满足第三条件的光波导中，优选的是，在预定波长的情况下，所述多个芯部之间的插入损耗的差值不超过1dB，并且所述插入损耗不超过由以下表达式(5)表示的值，或者所述插入损耗不超过由以下表达式(6)表示的值，其中，绕所述多个芯部中的每一个芯部的所述包层部分构成具有所述沟槽层的辅槽类型，所述沟槽层相对于所述包层具有不超过-0.1％的相对折射率差：

[数学式5]

以及

[数学式6]

作为适用于上述第一方面至第十方面和第十二方面至第十三方面中的至少任一方面的第十四方面，所述光波导可以包括位于所述多个芯部中的每一个芯部与相关沟槽层之间的内包层，所述内包层具有比所述芯部中的每一个芯部的折射率低但比所述相关沟槽层的折射率高的折射率。

作为适用于上述第一方面至第十方面和第十二方面至第十四方面中的至少任一方面的第十五方面，在满足第三条件的光波导中，优选的是，所述预定波段为1.26μm至1.625μm，并且所述多个芯部的每一个芯部中的基模的模场直径落入5.6μm至15.7μm的范围内。

作为第十六方面，一种光纤传输系统包括发射器、接收器和传输线路，并且所述传输线路包括满足所述第一条件和所述第二条件且根据上述第一方面至第十方面和第十二方面至第十五方面中的至少任一方面所述的光纤。所述发射器和所述接收器中的每一个均包括用于实现信号光的输入/输出的波导芯片和内部具有所述波导芯片的壳体。在所述壳体中，所述光纤通过满足所述第三条件且根据上述第一方面至第十方面和第十二方面至第十五方面中的至少任一方面所述的光波导与所述波导芯片光连接。在所述发射器和所述接收器中的每一个中，所述波导芯片的表面与所述光波导的所述多个芯部在所述壳体中采取在74°至90°的范围内的锐角的形式。

本发明的有益效果

本实施例提供一种即使以小曲率半径进行弯曲也能够抑制串扰的增大的光纤、光波导和光纤传输系统。

附图说明

图1是示出构造为包括根据实施例的光纤传输系统的光传输链路的第一构造实例的视图。

图2是示出构造为包括根据实施例的光纤传输系统的光传输链路的第二构造实例的视图。

图3是示出在不同类型的芯部相邻的情况下的串扰与光纤的曲率半径之间的关系(图3的(A))和在具有相同芯部结构的芯部相邻的情况下的串扰与光纤的曲率半径之间的关系(图3的(B))的视图。

图4是示出围绕芯部的包层部分具有匹配包层类型分布的构造的视图。

图5是示出围绕芯部的包层部分具有辅槽(trench-assisted)类型分布的第一构造的视图。

图6是示出围绕芯部的包层部分具有辅槽类型分布的第二构造的视图。

图7是示出第一实施例的通过测量光纤的弯曲损耗系数α_b和弯曲损耗引起的串扰增加量XT_b的值而获得的结果的视图，该光纤的多个芯部均具有相同的芯部结构和这样的构造：周围包层具有匹配包层类型分布。

图8是示出第一实施例的关于弯曲损耗引起的串扰增加量的系数γ与芯部间的芯部节距D之间的关系的视图，芯部均具有相同的芯部结构和这样的构造：周围包层具有匹配包层类型分布，或者芯部均具有相同的芯部结构和这样的构造：周围包层部分具有辅槽类型分布。

图9是示出第二实施例的通过测量光纤的弯曲损耗系数α_b和弯曲损耗引起的串扰增加量XT_b的值而获得的结果的视图，该光纤的多个芯部均具有相同的结构和这样的构造：周围包层部分具有匹配包层类型分布。

图10是示出第二实施例的通过测量光纤的弯曲损耗系数α_b和弯曲损耗引起的串扰增加量XT_b的值而获得的结果的视图，该光纤的多个芯部均具有相同的结构和这样的构造：周围包层部分具有辅槽类型分布。

图11是示出第二实施例的关于弯曲损耗引起的串扰增加量的系数γ与芯部间的芯部节距D之间的关系的视图，芯部均具有相同的芯部结构和这样的构造：周围包层部分具有匹配包层类型分布，或者芯部均具有相同的芯部结构和这样的构造：周围包层部分具有辅槽类型分布。

图12是示出XT_b/XT_w/oB(其表示由最小弯曲引起的串扰增加量XT_b与无最小半径弯曲的串扰XT_w/oB的比率)与(XT_w/oB+XT_b)/XT_w/oB(以最小半径弯曲的串扰增加率)之间的关系的视图。

图13是示出在存在传输质量Q值的因串扰而引起的代价的几个容许值的情况下，通过光传输链路的整个长度的总串扰与串扰影响下的误码率之间的关系的视图。

图14是示出在存在曲率半径极小的两个90°弯曲部分的构造以及除90°弯曲部分以外的部分中的串扰对于容许最大值XT_total具有3dB的裕量的构造的情况下，每个90°弯曲部分的由弯曲引起的串扰增加量XT_b与XT_total之间的关系的视图。

图15是示出与沿多芯光纤的纵向延伸的轴线垂直的横截面的实例的视图。

图16是示出根据本发明的实施例的多芯光波导的构造的实例的视图。

图17是示出根据本发明的实施例的多芯光波导的构造的实例的视图。

图18是示出根据本发明的实施例的多芯光纤和多芯光波导中的芯部的构造的变型例的视图。

图19是示出对于几个水平的包层直径而言在光纤以两个90°的弯曲进行弯曲10年之后的光纤累积故障概率的曲率半径相关性的视图。

具体实施方式

下文将参考附图详细描述本发明的实施例。在附图的描述中，相同的元件将用相同的附图标记表示，省略重复的描述。本说明书中使用的主要参数在下文的表1中列出。

[表1]

上述符号“*”是线性值，并且在表达式中的每个与串扰相关的参数由线性值表示。这里，在单位“dB”用作本说明书和附图中的这些参数的单位的情况下，这些参数被处理为由与线性值对应的“dB”值表示的参数。这些参数的计算值被类似地处理。

下文将对光纤的第一实施例和第二实施例的共同构造进行描述。图1的(A)至(C)是示出根据本发明实施例的构造为包括光纤(MCF)传输系统的光传输链路的第一构造实例的视图。图1的(A)所示的光传输链路1构造为包括：两个光收发器(OT)11、12；光纤20，其连接OT 11、12；电信号线31，其与OT 11连接；以及电信号线32，其与OT 12连接。OT 11、12中的每一个用作发射器或接收器。将OT 11、12连接起来的光纤20不必限于由单根光纤组成的光纤，而是可以为由借助于连接器、熔接法或端面对接法进行连接的多个光纤组成的光纤。

OT 11构造为包括壳体13和设置在壳体13内部的硅光子芯片(波导芯片，SPC)14，并且用于实现光的输入/输出，电信号线31和光纤20连接至SPC 14。光纤20在端部处形成有以最小半径弯曲与SPC 14连接的弯曲部分C1，并且通过MCF连接装置17固定在SPC 14上。

OT 12构造为包括壳体13'和设置在壳体13'内部的SPC 14'，并且电信号线32和光纤20连接至SPC 14'。光纤20在端部处形成有以不超过10mm的最小半径弯曲与SPC 14'连接的弯曲部分C2，并且通过MCF连接装置17'固定在SPC 14'上。

为了将光纤20与SPC连接起来，如上所述，需要在壳体13(或13')内部以极小的曲率半径将光纤20弯曲约90°，以实现OT 11、12的小型化。图1的(B)示出了这样的状态：光纤20设置有以容许曲率半径R_b进行的90°的弯曲。图1的(C)示出了这样的状态：光纤20设置有以R_b进行的180°的弯曲(或两个90°的弯曲)，这与光纤20以R_b在心轴上卷绕半圈的状态对应。

图2是示出根据本发明实施例的构造为包括光纤(MCF)传输系统的光传输链路的第二构造实例的视图。图2所示的光传输链路2与图1中的光传输链路1的不同点在于以下这点。即，与光传输链路1不同的是：光纤20在OT 11的壳体13中通过光波导18与SPC 14连接。

设置在OT 11中的光波导18具有通过以极小的曲率半径弯曲90°形成的多个芯部，并且在一个端面中，芯部与光纤20中的各个芯部连接，而在另一端面中，芯部与SPC 14连接。光纤20通过MCF连接装置19连接并固定在光波导18上。

相同的构造也应用于OT 12。即，OT 12具有这样的构造，光纤20通过MCF连接装置19'固定在光波导18'上，并且光波导18'与SPC14'连接。

在图2的光传输链路2中，光波导18、18'中分别形成有以最小半径弯曲的芯部181、181'。即，图2的光传输链路2构造为：光纤20本身不以最小半径弯曲，而是芯部181、181'在光波导18、18'内部较大地弯曲。

顺便提及，众所周知，光纤的串扰受到施加至光纤的弯曲和扭曲、光纤的结构、特别是纵向变化的影响。在M.Koshiba,K.Saitoh,K.Takenaga,and S.Matsuo,"Analytical Expression of AveragePower-Coupling Coefficients for Estimating Intercore Crosstalk inMulticore Fibers(用于估计多芯光纤中的芯间串扰的平均功率耦合系数的解析式),"IEEE Photon.J.,vol.4,no.5,pp.1987-1995,Oct.2012.中描述了最新的知识。

根据上述文献，众所周知，在具有相等有效折射率的相同芯部结构的芯部之间，串扰还随着光纤的曲率半径变小而单调减小。在具有不同有效折射率的异质结构的芯部之间，串扰一度随着光纤的曲率半径的减小而突然增大，然后串扰还随着此后的曲率半径的进一步减小而逐渐减小。

在图3的(A)和(B)中示出了上述关系。图3的(A)是示出在不同类型的芯部相邻的情况下的串扰与光纤的曲率半径之间的关系的视图，而图3的(B)是示出在具有相同芯部结构的芯部相邻的情况下的串扰与光纤的曲率半径之间的关系的视图。如图3的(A)和(B)所示，从已知知识可以预计到，当光纤以极小的曲率半径弯曲时，串扰减小，尽管决定于相邻芯部的类型是否相同，还存在差异。在K.Saitoh,M.Koshiba,K.Takenaga,and S.Matsuo,"Homogeneousand Heterogeneous Multi-core Fibers(均质多芯光纤和异质多芯光纤)"IEEE Summer Topicals 2012,TuC4.4中示出了图3的(A)和(B)的关系。

然而，本发明的发明人发现了这样的现象：当如图7所示那样光纤以极小的曲率半径弯曲时，也就是说，当弯曲损耗增大时，串扰增大，这与上述信息相反。于是，我们对串扰的上述增大的机制进行了研究。

我们假设：以极小的曲率半径弯曲光纤而造成的串扰增大不是由在各个芯部中传播的空间模之间的光功率的直接转移引起的，而是由这样的间接转移引起的：传播某一芯部的空间模的光功率一度因弯曲损耗而与包层模耦合，此后该包层模的光功率与另一芯部的空间模进一步耦合。本发明的发明人基于此假设建立了新的理论模型并进行了研究，结果发现，当光纤以长度L_b[m]的间隔设置有弯曲损耗系数α_b[/m]的弯曲时，因同质芯部之间的弯曲损耗而造成的串扰增加量XT_b可以由下面的表达式(7)表示。

[数学式7]

$X{T}_b\≈\mathrm{\γ}{\mathrm{\α}}_b^2{L}_b---\left(7\right)$

在该表达式中，γ[m]表示在考虑到因包层中的光功率分布的不均匀性和以弯曲方向连接的芯部的位置关系而造成的光从包层模到芯部的空间模的耦合系数的减小的情况下的修正系数。

通过对多个芯部中的每一个芯部均具有相同的芯部结构且外周包层部分为匹配包层类型的光纤以及多个芯部具有相同的芯部结构且外周包层部分为辅槽类型的光纤进行原型制作，然后使用这些光纤来调查弯曲损耗系数α_b与由弯曲损耗引起的串扰增加量XT_b之间的关系，我们确认了上述表达式(7)的正确性。

带有匹配包层类型的外周包层部分的芯部具有图4的(A)所示构造的折射率分布。在图4的(B)中示出了芯部的剖视图和芯部的外周。即，在图4的(A)和(B)所示的构造中，芯部401的外周被具有比芯部401的折射率低的折射率的均匀包层402覆盖。

在图5的(A)中示出了具有辅槽类型的外周包层部分的芯部的折射率分布的实例，在图5的(B)中示出了芯部的剖视图和芯部的外周。在图5的(A)和(B)所示的辅槽类型中，具有比包层412的折射率低的折射率的沟槽层413设置在芯部411与包层412之间。在图5的(A)中，Δc表示芯部411相对于包层412的相对折射率差，Δd表示沟槽层413相对于包层412的相对折射率差，2a表示芯部直径，并且2b表示沟槽层的外径。

主要利用波长为1.31μm、1.49μm或1.55μm的光进行使用收发器的SPC的传输链路中的光通信。具体而言，通常使用1.31μm和1.49μm的波长进行短距离光通信。根据本实施例的光波导(包括光纤)优选地在短距离用途中具有不超过1.29μm的光缆截止波长和不小于1.49μm的预定波长，并且优选地在正常用途中具有不超过1.26μm的光缆截止波长和不小于1.55μm的预定波长。在这种情况下，波长为1.31μm的情况下的模场直径具有不小于8.6μm的典型值，典型值的偏差优选地为不超过±0.6μm，并且典型值优选地为不超过9.5μm。即，在波长为1.31μm的情况下的模场直径优选地在8.0μm至10.1μm的范围内。对应于连接装置的小型化，预定曲率半径R_b优选地为小，诸如不超过4.0mm、不超过3.5mm、不超过3.0mm、不超过2.5mm、不超过2.0mm、不超过1.5mm和不超过1.0mm等。为了即使在D足够短(15μm)的情况下也将由弯曲损耗引起的串扰增加量XT_b保持为每90°的弯曲不超过0.001(或不超过-30dB)，表示预定曲率半径(mm)与在预定波长情况下90°弯曲的容许弯曲损耗的最大值(dB/90°)之间关系的组合(曲率半径，容许弯曲损耗的最大值)优选地为(4.0，0.139)、(3.5，0.130)、(3.0，0.120)、(2.5，0.110)、(2.0，0.098)、(1.5，0.085)或(1.0，0.069)。

当相对于包层的相对折射率差不超过-0.1％的沟槽层设置在芯部与包层之间时，就容许曲率半径R_b而言，在预定波长情况下以R_b弯曲时的容许弯曲损耗就4.0mm而言为0.288dB/90°、就3.5mm而言为0.270dB/90°、就3.0mm而言为0.250dB/90°、就2.5mm而言为0.228dB/90°、就2.0mm而言为0.204dB/90°、就1.5mm而言为0.177dB/90°，就1.0mm而言为0.144dB/90°。

为了实现在波长为1.31μm的情况下模场直径为8.6μm、光缆截止波长为不超过1.26μm以及在波长为1.49μm的情况下因以曲率半径R_b＝4mm弯曲一个90°而造成的串扰增加量XT_b,max90deg为不超过0.001(或不超过-30dB)，图5的(A)所示的折射率分布优选地具有沟槽层，Δd优选地为不超过至少-0.2％，更优选地为不超过-0.3％，并且还更优选地为不超过-0.5％。从弯曲损耗和截止波长方面考虑，Δc优选地为不超过至少0.35％，更优选地为不超过0.3％，并且还更优选地为不超过0.25％。然而，如果Δc太小，则在包层中存在限制损耗(其为因限制在芯部中的光的泄漏而造成的损耗)。为了例如在波长为1.55μm的情况下将限制损耗保持为不超过0.01dB/km，Δc优选地为不小于0.24％。为了在波长为1.31μm的情况下将模场直径设定在8.0μm至9.2μm的范围内，2a优选地被确定在9.3μm至11.8μm的范围内。具体而言，在模场直径、弯曲损耗、截止波长和限制损耗等所有方面，下面(i)和(ii)中的参数的组合能够实现特别良好的特性。

(i)Δc＝0.28％、Δd＝-0.5％、2a＝10.6μm、1.95≤b/a≤2.4

(ii)Δc＝0.30％、Δd＝-0.5％、2a＝10.6μm、1.74≤b/a≤2.19

接下来，在图6的(A)中示出了具有辅槽类型的外周包层部分的芯部的另一构造实例的折射率分布，在图6的(B)中示出了芯部的剖视图和芯部的外周。图6的(A)和(B)所示的辅槽类型可以设置有位于芯部411与沟槽层413之间并具有比芯部411的折射率低且比沟槽层413的折射率高的折射率的内包层414。应注意的是，在图4的(B)、图5的(B)和图6的(B)中，围绕包层412的边界并不意味着包层的终止，而仅仅是指从光纤横截面提取的矩形区域的概念性表达。

(光纤的第一实施例)

接下来，图7示出了通过测量光纤的弯曲损耗系数α_b和由弯曲损耗引起的串扰增加量XT_b的值并且找出它们之间的关系而获得的结果，在该光纤中，多个芯部中的每个芯部均具有相同的芯部结构，并且外周包层部分为匹配包层类型。根据在足够长光纤的2m的间隔中以一定曲率半径弯曲引起弯曲损耗的串扰相对于没有弯曲的串扰而言的增加量(线性值)来测量由弯曲损耗引起的串扰增加量XT_b。

基于已有知识，串扰在具有弯曲的间隔中一定下降。由于具有弯曲的间隔的长度远短于光纤的整个长度，因此在未弯曲的间隔中的串扰将表现为几乎不发生改变，并且前述增加量可以被视为由表达式(7)表示的由弯曲引起的串扰增加量XT_b。由于图7是双对数曲线图，因此当满足y＝cx^d(y是纵轴参数；x为横轴参数)的关系时，该曲线由直线表示。通过对该等式的两边取对数，我们获得log(y)＝dlog(x)+log(c)。即，可以看出，d影响直线的斜率，而c影响直线的y截距。当直线的该等式与图7比较时，将基于上述表达式(7)进行进一步的研究。根据该研究，表达式(7)的x对应于α_b，并且γL_b对应于c，而d变为2；因此，通过拟合仅具有γ作为测量值的变量的表达式(7)而获得的线是图7中的直线。图7包括在不同水平的曲率半径和波长测得的测量数据。然而，可以确认的是，如图7所示，满足表达式(7)的XT_b与α_b之间的关系与曲率半径和波长无关，并且γ随芯部节距而变化。

接下来，图8示出了在以下两种类型的光纤中的芯部节距D与关于由弯曲损耗引起的串扰增加量的系数γ之间的关系：在一种光纤中，各光纤均具有拥有相同的芯部结构的多个芯部、匹配包层类型的外周包层部分和多个不同的芯部节距(MC-MCF)；在另一种光纤中，各光纤均具有拥有相同的芯部结构的多个芯部、辅槽类型芯部的外周包层部分和多个不同的芯部节距(TA-MCF)。在图8中，曲线G810表示MC-MCF的由y＝0.0453exp(-0.133x)给出的测量值的近似直线，而曲线G820表示TA-MCF的由y＝0.0146exp(-0.156x)给出的测量值的近似直线。系数γ也取决于芯部之间的位置关系，并且在图8中标绘出了以各个芯部节距获得的γ的最大值。从图8的结果可以确认，在具有匹配包层类型的外周包层部分的芯部之间和具有辅槽类型的外周包层部分的芯部之间这两种情况下，γ随D的增大呈指数下降。具体而言，在具有匹配包层类型的外周包层部分的芯部之间的情况下，满足以下表达式(8)，而在具有辅槽类型的外周包层部分的芯部之间的情况下，满足以下表达式(9)。γ的单位为[m]，而D的单位为[μm]。在具有沟槽层的情况下，泄漏到包层中的光功率不太可能进入其它芯部周围的沟槽内部的区域(即，芯部模与包层模之间的电场的重叠变小)，因此，应理解的是，γ变为小于在没有沟槽层的情况下的γ。因此，在即使光纤的芯部与包层之间存在具有比包层的折射率低的折射率的层，该层的折射率也并非足够低(例如，相对于包层的相对折射率差超过-0.1％)的情况下，光纤的γ被认为是由表达式(8)表示的。对于将由表达式(9)表示的γ而言，可以说，沟槽层的折射率优选地为充分小于包层的折射率，并且至少沟槽层相对于包层的相对折射率差优选地为不超过-0.1％，更优选地为不超过-0.2％，更优选地为不超过-0.3％，更优选地为不超过-0.4％，更优选地为不超过-0.5％，更优选地为不超过-0.6％，并且更优选地为不超过-0.7％。

[数学式8]

γ＝4.53×10^-2exp(-1.33×10^-1D)      (8)

[数学式9]

γ＝1.46×10^-2exp(-1.56×10^-2D)        (9)

通过使用关于弯曲损耗系数α_b的关系式α_b[/m]＝(ln10/10)α_b,dB[dB/m]基于上述表达式(7)、(8)求出均具有相同的芯部结构的芯部与匹配包层类型芯部的外周包层部分之间出现的由弯曲损耗引起的串扰增加量，我们获得以下表达式(10)。

[数学式10]

$\begin{array}{c}X{T}_b\≈[4.53\×{10}^{-2}\exp (-1.33\×{10}^{-1}D)]{\left(\frac{\ln 10}{10}{\mathrm{\α}}_{b,\mathrm{dB}}\right)}^2{L}_b\\ \≈2.40\×{10}^{-3}{\mathrm{\α}}_{b,\mathrm{dB}}^2{L}_b\exp (-1.33\×{10}^{-1}D)\end{array}---\left(10\right)$

通过基于上述表达式(7)、(9)求出均具有相同的芯部结构的芯部与辅槽类型的外周包层部分之间出现的由弯曲损耗引起的串扰增加量，我们获得以下表达式(11)。

[数学式11]

$\begin{array}{c}X{T}_b\≈[1.46\×{10}^{-2}\exp (-1.56\×{10}^{-1}D)]{\left(\frac{\ln 10}{10}{\mathrm{\α}}_{b,\mathrm{dB}}\right)}^2{L}_b\\ \≈7.74\×{10}^{-3}{\mathrm{\α}}_{b,\mathrm{dB}}^2{L}_b\exp (-1.56\×{10}^{-1}D)\end{array}---\left(11\right)$

当由弯曲损耗引起的串扰增加量XT_b的容许最大值由XT_b,max表示时，从表达式(10)可以发现，当由均具有相同芯部结构的芯部和匹配包层类型的外周包层部分构成(或由均具有外周包层部分(其内部没有设置折射率足够低的沟槽层)的芯部构成)的光纤满足以下表达式(12)时，可以将XT_b控制为不超过容许最大值XT_b,max。

[数学式12]

$\begin{array}{c}2.40\×{10}^{-3}{\mathrm{\α}}_{b,\mathrm{dB}}^2{L}_b\exp (-1.33\×{10}^{-1}D)\≤X{T}_{b,\max }\\ {\mathrm{\α}}_{b,\mathrm{dB}}{L}_b\≤20.4\exp (6.64\×{10}^{-2}D)\sqrt{X{T}_{b,\max }{L}_b}\end{array}---\left(12\right)$

从表达式(11)还可以发现，当由均具有相同芯部结构的芯部和辅槽类型的外周包层部分构成(或由均具有外周包层部分(其内部设置有折射率足够低的沟槽层)的芯部构成)的光纤满足以下表达式(13)时，可以将XT_b控制为不超过容许最大值XT_b,max。

[数学式13]

$\begin{array}{c}7.74\×{10}^{-3}{\mathrm{\α}}_{b,\mathrm{dB}}^2{L}_b\exp (-1.56\×{10}^{-1}D)\≤X{T}_{b,\max }\\ {\mathrm{\α}}_{b,\mathrm{dB}}{L}_b\≤35.9\exp (7.78\×{10}^{-2}D)\sqrt{X{T}_{b,\max }{L}_b}\end{array}---\left(13\right)$

在由均具有相同芯部结构的芯部和匹配包层类型的外周包层部分构成(或由均具有外周包层部分(其内部没有设置折射率足够低的沟槽层)的芯部构成)的光纤中，芯部以曲率半径R_b[mm]弯曲90°时产生的弯曲损耗α_90deg[dB/90°]需要满足以下表达式(14)，以便基于表达式(12)将XT_b控制为不超过最大值XT_b,max90deg，其中，XT_b,max90deg表示因在90°弯曲的情况下进行弯曲而得到的由弯曲引起的串扰增加量XT_b的容许最大值，并且使用关系式L_b[m]＝(π/2)(10^-3R_b)。

[数学式14]

${\mathrm{\α}}_{90\mathrm{deg}}\≤0.809\exp (6.64\×{10}^{-2}D)\sqrt{X{T}_{b,\max 90\mathrm{deg}}{R}_b}---\left(14\right)$

在由均具有相同芯部结构的芯部和辅槽类型的外周包层部分构成(即，由均具有外周包层部分(其内部设置有折射率足够低的沟槽层)的芯部构成)的光纤的情况下，弯曲损耗α_90deg需要满足以下表达式(15)，以便基于表达式(13)将XT_b控制为不超过最大值XT_b,max90deg。

[数学式15]

${\mathrm{\α}}_{90\mathrm{deg}}\≤1.42\exp (7.78\×{10}^{-2}D)\sqrt{X{T}_{b,\max 90\mathrm{deg}}{R}_b}---\left(15\right)$

(光纤的第二实施例)

在第二实施例中，图9示出了通过测量光纤的弯曲损耗系数α_b和由弯曲损耗引起的串扰增加量XT_b的值并且找出它们之间的关系而获得的结果，即，图9示出了与第一实施例中的图7对应的曲线，在该光纤中，多个芯部中的每一个芯部均具有相同的芯部结构，并且外周包层部分为匹配包层类型。在该第二实施例的情况下，与第一实施例一样，图9也示出了双对数曲线，并由此在满足y＝cx^d的关系时，该曲线由直线表示。通过对该等式的两边取对数，我们获得log(y)＝dlog(x)+log(c)。即，可以看出，d影响直线的斜率，而c影响直线的截距。当直线的该等式与图9比较时，将基于前述表达式(7)进行进一步的研究。根据该研究，表达式(7)的x对应于α_b，γL_b对应于c，d变为2；因此通过拟合仅具有γ作为测量值的变量的表达式(7)而获得的线是图9中的直线和虚线。图9包括以不同水平的曲率半径和波长以及两个水平的芯部节距45.4μm(曲线G910)和91.8μm(曲线G920)测得的测量数据。曲线G910示出了近似直线XT_b＝(4.03×10^-5[m])(α_b[/m])²(L_b[m])，而曲线G920示出了近似直线XT_b＝(4.68×10^-6[m])(α_b[/m])²(L_b[m])。然而，可以确认的是，如图9所示，满足表达式(7)的XT_b与α_b之间的关系与曲率半径和波长无关，并且γ随芯部节距而变化。

接下来，图10与图9一样示出了通过测量光纤的弯曲损耗系数α_b和由弯曲损耗引起的串扰增加量XT_b的值并且找出它们之间的关系而获得的结果，在该光纤中，多个芯部中的每一个芯部均具有相同的芯部结构，并且外周包层部分为辅槽类型。光纤的沟槽层具有相对于包层不超过-0.4％的相对折射率差，并且沟槽层的内径与外径的比率不超过0.9。图10中的测量值包括以不同水平的曲率半径和波长以及两个水平的芯部节距45μm(曲线G1010)和51μm(曲线G1020)测得的测量数据。曲线G1010示出了近似直线XT_b＝1.28×10^-5[m](＝(α_b[/m])²(γL_b[m]))，而曲线G1020示出了近似直线XT_b＝7.90×10^-6[m](＝(α_b[/m])²(γL_b[m]))。然而，可以确认的是，如图10所示，满足表达式(7)的XT_b与α_b之间的关系与曲率半径和波长无关，并且γ随芯部节距而变化。该结果与在图9所示的光纤具有带有匹配包层类型的外周包层部分的芯部的情况下的结果相同。

图11示出了关于由弯曲损耗引起的串扰增加量的系数γ与芯部之间的芯部节距D之间的关系，该芯部每一者均具有相同的芯部结构和匹配包层类型的外周包层部分，或者该芯部每一者均具有相同的芯部结构和辅槽类型的外周包层部分。在图11中，曲线G1110表示匹配包层光纤(匹配包层MCF)的近似直线(y＝cx^-3)，而曲线G1120表示辅槽光纤(辅槽MCF)的近似直线(y＝cx^-3)。从图11的结果可以确认，具有匹配包层类型的外周包层部分的芯部之间以及具有辅槽类型的外周包层部分的芯部之间的这两种情况满足γ∝D^-3的关系。具体而言，在具有匹配包层类型的外周包层部分的芯部之间的情况下，满足以下表达式(16)，而在具有辅槽类型的外周包层部分的芯部之间的情况下，满足以下表达式(17)。γ的单位为[m]，而D的单位为[μm]。在具有沟槽层的情况下，泄漏到包层中的光功率不太可能进入其它芯部周围的沟槽内部的区域(即，芯部模与包层模之间的电场的重叠变小)。对于泄漏到包层中的光功率而言，在这种情况下，γ变为小于没有沟槽层的情况下的γ。因此，在即使光纤的芯部与包层之间存在具有比包层的折射率低的折射率的层，该层的折射率也并非足够低(例如，该层相对于包层的相对折射率差超过-0.1％)的情况下，光纤的γ被认为是由表达式(16)表示的。对于将由表达式(17)表示的γ而言，可以说，沟槽层的折射率优选地为远小于包层的折射率，并且至少沟槽层相对于包层的相对折射率差优选地为不超过-0.1％，更优选地为不超过-0.2％，更优选地为不超过-0.3％，更优选地为不超过-0.4％，更优选地为不超过-0.5％，更优选地为不超过-0.6％，并且更优选地为不超过-0.7％。

[数学式16]

$\mathrm{\γ}=\frac{3.7}{D^3}---\left(16\right)$

[数学式17]

$\mathrm{\γ}=\frac{1.1}{D^3}---\left(17\right)$

前述第[0047]段至第[0052]段中关于第一实施例的描述也适用于该第二实施例。然而，当前述第[0047]段至第[0052]段中的描述应用于该第二实施例时，应按以下方式阅读各段中的描述：上面的表达式(10)由以下表达式(18)替换；上面的表达式(11)由以下表达式(19)替换；上面的表达式(12)由以下表达式(20)替换；上面的表达式(13)由以下表达式(21)替换；上面的表达式(14)由以下表达式(22)替换；上面的表达式(15)由以下表达式(23)替换。

[数学式18]

$\begin{array}{c}X{T}_b\≈\frac{3.7}{D^3}{\left(\frac{\ln 10}{10}{\mathrm{\α}}_{b,\mathrm{dB}}\right)}^2{L}_b\\ \≈0.20\frac{{\mathrm{\α}}_{b,\mathrm{dB}}^2}{D^3}{L}_b\end{array}---\left(18\right)$

[数学式19]

$\begin{array}{c}X{T}_b\≈\frac{1.1}{D^3}{\left(\frac{\ln 10}{10}{\mathrm{\α}}_{b,\mathrm{dB}}\right)}^2{L}_b\\ \≈0.059\frac{{\mathrm{\α}}_{b,\mathrm{dB}}^2}{D^3}{L}_b\end{array}---\left(19\right)$

[数学式20]

$\begin{array}{c}0.20\frac{{\mathrm{\α}}_{b,\mathrm{dB}}^2}{D^3}{L}_b\≤X{T}_{b,\max }\\ {\mathrm{\α}}_{b,\mathrm{dB}}{L}_b\≤\sqrt{D^3\frac{X{T}_{b,\max }}{0.20}{L}_b}\end{array}---\left(20\right)$

[数学式21]

$\begin{array}{c}0.059\frac{{\mathrm{\α}}_{b,\mathrm{dB}}^2}{D^3}{L}_b\≤X{T}_{b,\max }\\ {\mathrm{\α}}_{b,\mathrm{dB}}{L}_b\≤\sqrt{D^3\frac{X{T}_{b,\max }}{0.059}{L}_b}\end{array}---\left(21\right)$

[数学式22]

${\mathrm{\α}}_{90\mathrm{deg}}\≤\sqrt{D^3\frac{X{T}_{b,\max 90\mathrm{deg}}}{0.20}\frac{\mathrm{\π}}{2}{10}^{-3}{R}_b}---\left(22\right)$

[数学式23]

${\mathrm{\α}}_{90\mathrm{deg}}\≤\sqrt{D^3\frac{X{T}_{b,\max 90\mathrm{deg}}}{0.059}\frac{\mathrm{\π}}{2}{10}^{-3}{R}_b}---\left(23\right)$

下文是光纤的第一实施例和第二实施例的共有描述。

为了使OT的壳体更紧凑(或更小型化)，光纤满足前述表达式(14)或表达式(15)(同样地，满足表达式(22)或表达式(23))，其中，优选地R_b不超过7mm，更优选地R_b不超过6mm，更优选地R_b不超过5mm，更优选地R_b不超过4mm，更优选地R_b不超过3mm，更优选地R_b不超过2mm，并且更优选地R_b不超过1mm。

图12示出XT_b/XT_w/oB(其表示由最小弯曲引起的串扰增加量XT_b与无最小半径弯曲的状态下的串扰XT_w/oB的比率)与(XT_w/oB+XT_b)/XT_w/oB(具有最小半径弯曲的串扰增加率)之间的关系。根据图12，为了避免(XT_w/oB+XT_b)/XT_w/oB的突然升高，(XT_w/oB+XT_b)/XT_w/oB优选地为不超过2(不超过3dB)，并且更优选地为不超过1.26(不超过1dB)。由于这个原因，XT_b/XT_w/oB优选地为不超过1(不超过0dB)，并且更优选地为不超过1/4(不超过-6dB)。为了满足上述关系，表达式(14)或表达式(15)中的(类似地，表达式(22)或表达式(23)中的)XT_b,max90deg优选地为不超过XT_w/oB，并且更优选地为不超过XT_w/oB/4。

也就是说，在预定波长且光纤不以小于30mm的曲率半径进行弯曲的情况下的从其它芯部到预定芯部的串扰XT_w/oB优选地为不超过-20dB，而在预定波长且光纤以不超过7mm的曲率半径的预定曲率半径R_b[mm]进行90°弯曲的情况下的从其它芯部到预定芯部的串扰优选地为不超过XT_w/oB的2倍，并且更优选地为不超过XT_w/oB的1.26倍。优选地在光纤的几乎整个长度落在从30mm到200m的曲率半径的范围内的状态下测量XT_w/oB，并且从即使XT_w/oB较小也要抑制XT_b的观点考虑，测量中的曲率半径的上限值更优选地为100cm，更优选地为50cm，更优选地为30cm，更优选地为20cm，最优选地为10cm。

接下来，图13示出了当所采用的调制方法为通断键控(OOK)、偏振复用正交相移键控(PDM-QPSK)或偏振复用16进制正交幅度调制(PDM-16QAM)时，在几个水平的容许值作为传输质量Q值的由串扰引起的代价(Q代价)的情况下的通过光传输链路的整个长度的总串扰与串扰影响下的误码率之间的关系。具体而言，就各曲线中的调制方法与Q代价(dB)之间的关系来说，曲线G1310示出了在调制方法OOK中Q代价为0.1dB的情况，曲线G1320示出了在调制方法PDM-QPSK中Q代价为1dB的情况，曲线G1330示出了在调制方法OOK中Q代价为0.5dB的情况，并且曲线G1340示出了在调制方法PDM-16QAM中Q代价为0.5dB的情况。

如图13所示，从通过光传输链路的整个长度的总串扰XT_total与误码率(BER)之间的关系考虑，让我们例如考虑这样一种情形：在短距离传输中频繁使用的通断键控(OOK)的情况下，仅允许0.1dB作为传输质量Q值的由串扰引起的代价(Q代价)。在这种情形中，为了实现BER<10^-14的无误差传输，XT_total需要不超过-40dB(相当于不超过10^-4的线性值)。另一方面，在长距离传输中频繁使用的偏振复用正交相移键控(PDM-QPSK)的情况下允许1dB作为Q代价的情形中，为了实现BER<10^-3以便能通过硬判决误差校正(hard-decision error correction)获得良好的无误差传输，XT_total需要不超过-17dB(相当于不超过2×10^-2的线性值)。此外，在未来期望用于长距离传输的偏振复用16进制正交幅度调制(PDM-16QAM)的情况下允许0.5dB作为Q代价的情形中，为了实现BER<10^-3以便能通过硬判决误差校正获得良好的无误差传输，XT_total需要不超过-27dB(相当于不超过2×10^-3的线性值)。

图14示出了在图1的(A)的构造的情况下每个90°弯曲部分的由弯曲引起的串扰增加量XT_b与XT_total之间的关系，图1的(A)的构造为：在使用光纤(其内部存在与某个芯部最接近的两个芯部)的光传输链路构造中，存在曲率半径极小的两个90°弯曲部分；以及除90°弯曲部分以外的部分中的串扰对于容许最大值XT_total具有3dB的裕量。在图14中，标绘出了在容许最大值XT_total为-17dB、-27dB和-40dB的情况下的数据，并且从各情况中可以看出，随着XT_b的增大，XT_total在某个点处突然开始增大。为了抑制XT_total的大幅增大并且将XT_total保持为小于容许最大值XT_total，从图14中可以看出，由于XT_total的容许最大值与相应XT_b的上限值之间的关系，在XT_total为-17dB(不超过-20dB)的情况下XT_b不超过约10^-3，在XT_total为-27dB(不超过-30dB)的情况下XT_b不超过约10^-4，并且在XT_total为-40dB(不超过-43dB)的情况下XT_b不超过约10^-5。因此，在表达式(14)和表达式(15)中的(同样类似地在表达式(22)和表达式(23)中的)XT_b,max90deg优选地为不超过10^-3，更优选地为不超过10^-4，并且更优选地为不超过10^-5。

在图15的(A)至(D)中示出了适用于实施例的与沿光纤纵向延伸的轴线垂直的横截面的实例。在图15的(A)至(D)的实例中，相同芯部结构的多个芯部511被具有比芯部511的折射率低的折射率的包层512覆盖。优选地，如图15的(A)至(D)的实例所示，包层512的外侧被涂层513覆盖。

图15的(A)中的光纤501具有七个芯部511，一个芯部位于光纤的中央，其余六个芯部围绕中央这个芯部，并且芯部间距离相等。图15的(B)中的光纤502具有沿直线布置且彼此平行隔开的两组四个芯部511。图15的(C)中的光纤503具有在预定圆周上以等间距布置的八个芯部511。此外，图15的(D)中的光纤504具有大致矩形横截面的包层512，该矩形横截面形成为：图15的(B)中的光纤502的每组四个芯部511位于长边侧。

在前述光纤501至504中，为了抑制包层模的传播，涂层513的折射率优选地为高于包层512的折射率，并且更优选地为高于芯部511的折射率。从防止因在芯部511中传播的光在包层512与涂层513之间的界面附近与涂层513耦合而造成的芯部511的传输损耗的增大方面考虑，涂层513的折射率优选地为低于芯部511的折射率。应注意的是，芯部的数量和格局不必限于图15的(A)至(D)所示实例中的这些数量和格局。芯部和包层的优选构成材料是玻璃或树脂，并且更优选的材料是纯石英玻璃或含添加剂的石英玻璃。涂层的优选构成材料是树脂、碳或金属。涂层可以包括由不同材料构成的多个层。

当光纤长度不超过10km时，能够有效实现上述作用，然而，在可能设置有具有最小直径的许多弯曲的短距离传输的用途(高性能计算、数据中心等的传输)中，从即使光纤的整个长度中的XT_w/oB因光纤长度短而较小也要抑制串扰增加率(XT_w/oB+XT_b)/XT_w/oB的观点考虑，更优选的是，在不超过1km的光纤长度中抑制串扰增加率，更优选的是，在不超过100m的光纤长度中抑制串扰增加率，最优选的是，在不超过10m的光纤长度中抑制串扰增加率。

在前述光纤中的相邻芯部之间的中心间距离的最小值D优选地在15μm至60μm的范围内，并且从小型化的观点考虑，其上限值更优选地为不超过50μm，更优选地为不超过40μm，并且最优选地为不超过30μm。

从阻断不用于信号传输的高阶空间模的观点考虑，比芯部的预定空间模高的高阶空间模的曲率半径R_b中的损耗优选地为比预定空间模的曲率半径R_b中的损耗每90°至少大19.3dB。比芯部的预定空间模高的高阶空间模的140mm的曲率半径R_b中的损耗优选地为不小于1dB/m，并且预定空间模的140mm的曲率半径R_b中的损耗优选地为不超过0.1dB/m。此外，前述预定空间模优选地为除基模以外的高阶空间模。

我们还可以采用这样的模式：预定空间模为基模，并且在预定波长的情况下的基模的模场直径可以落在5.6μm至15.7μm的范围内(更优选地为不小于7.9μm)。当预定波长属于例如1.26μm至1.625μm的预定波段时，可以实现基本的光通信。具体而言，当前述预定波长为1.31μm且芯部的光缆截止波长不超过1.29μm时，光纤可以应用于O波段。此外，当预定波长为1.49μm且芯部的光缆截止波长不超过1.46μm时，光纤可以应用于S波段。此外，当预定波长为1.55μm且芯部的光缆截止波长不超过1.53μm时，光纤可以应用于C波段。

图15的(A)至(D)所示的实例示出了与沿光纤纵向延伸的轴线垂直的横截面的实例的一部分，并且应注意的是，光纤的横截面形状不必限于图15的(A)至(D)所示的这些横截面形状。

接下来，在图16的(A)至(B)、图17的(A)至(B)中示出了根据本发明实施例的光波导的构造实例。该光波导是用于图2所示的光传输链路2的光波导。图16的(A)是示出光波导18的构造的透视图，而图16的(B)是示出使光波导的芯部露出的第一平面18A(第一表面)和第二平面18B(第二表面)的视图。

光波导18具有被包层182覆盖且具有相同芯部结构的多个芯部181，包层182具有比芯部181的折射率低的折射率。包层182可以被涂层覆盖。光可以通过光波导18的第一平面18A和第二平面18B被引入到芯部181中或从芯部181中引出。各芯部181具有曲率半径极小(不超过10mm)的弯曲部分C3。

将使用图17的(A)和(B)进一步对弯曲部分进行描述。图17的(A)是第一平面18A与第二平面18B之间的角度大于90°的实例，而图17的(B)是第一平面18A与第二平面18B之间的角度小于90°的实例。如图17的(A)和(B)所示，弯曲部分C3中的多个芯部181并行布置并且在58°至90°的范围内弯曲。即，角度180A用作图17的(A)和(B)中的弯曲部分的补角并且优选地在58°至90°的范围内，并且更优选地在74°至90°的范围内。第一平面18A与芯部181之间的角度181A以及第二平面18B与芯部181之间的角度181B优选地为直角，然而，从抑制端面处的反射光进入芯部的观点考虑，锐角优选地为不小于74°，并且更优选地在81°至83°的范围内。由于芯部数量和芯部格局根据光纤充分地改变，因此它们不限于图16的(A)至(B)、图17的(A)至(B)所示实例中的芯部数量和芯部格局。第一平面18A中的芯部格局和芯部直径可以与第二平面18B中的芯部格局和芯部直径不同。光波导18的芯部181和包层182的优选构成材料是玻璃或树脂，并且更优选的构成材料是纯石英玻璃或含添加剂的石英玻璃。

为了实现小型化，优选的是，光波导的芯部的高度(也就是说，从18A处的高度到18B处的最低芯部的高度)根据芯部的曲率半径改变。例如，光波导的芯部的高度相对于芯部的弯曲部分的曲率半径优选地为不超过10mm相对于不超过7mm、不超过9mm相对于不超过6mm、不超过9mm并且更优选地不超过8mm相对于不超过5mm、不超过7mm相对于不超过4mm、不超过6mm相对于不超过3mm、不超过5mm相对于不超过2mm、以及不超过4mm相对于不超过1mm。

当最小曲率半径用R_b表示时，与本发明光纤的情况一样，本发明的光波导中的各芯部的弯曲损耗满足表达式(14)或表达式(15)，其中，优选地R_b不超过7mm，更优选地不超过6mm，更优选地不超过5mm，更优选地不超过4mm，更优选地不超过3mm，更优选地不超过2mm，并且最优选地不超过1mm。在因作为部件的芯部的弯曲被固定而不能测量弯曲损耗的光波导中，不在因光波导中的散射和吸收而造成的传输损耗与弯曲损耗之间进行区分；然而，至少可以测量光波导的插入损耗。插入损耗优选地为小于前述表达式(14)或表达式(15)的右边的值。R_b优选地为较小的曲率半径，诸如不超过7mm、不超过6mm、不超过5mm、不超过4mm、不超过3mm、不超过2mm和不超过1mm等。由于考虑到所需弯曲补角为90°，因此与本发明光纤的情况类似，XT_b,max90deg优选地为不超过至少10^-3，更优选地为不超过10^-4，并且还更优选地为不超过10^-5。

为了允许使用紫外线固化型粘合剂来像图2所示那样将前述光波导18粘合在SPC 14和光纤20上，光波导18优选为能够传输10％以上的紫外光。光波导18在具有曲率半径极小(不超过10mm)的弯曲部分C3的同时优选地具有不超过-20dB(0.01)的串扰。

从使用每两个芯部作为一对并沿彼此相反的方向通过各个芯部进行信号传输的方面考虑，本发明的光纤和光波导中的芯部的数量优选地为偶数。此外，从提高芯部密度(每横截面面积的芯部数量)的方面考虑，芯部的数量优选地为四个以上，并且芯部优选地被布置在六边形格子上。从将来自一个共同光源的光分成到达所有芯部的光束的方面考虑，芯部的数量优选地为2的幂数。此外，从耦合至SPC的光输入/输出电路的方面考虑，芯部优选地被布置在矩形格子上。为了平衡芯部密度和与SPC的耦合，芯部优选地以等间隔布置在同一个圆上。

前述光波导优选地具有比预定空间模高的高阶空间模的插入损耗，高阶空间模的插入损耗比预定空间模的插入损耗至少大19.3dB。

在预定波长情况下的芯部的基模的模场直径优选地在5.6μm至15.7μm的范围内，并且更优选地为不小于7.9μm。于是，预定波长优选地为1.26μm至1.625μm的范围内的任意一个波长。

根据本实施例的光纤和光波导中的芯部外周结构优选地为在芯部周围设置有具有给定折射率的包层的匹配包层类型，并且更优选地为沟槽层具有比芯部周围的包层部分中的包层的折射率低的折射率的辅槽类型。在辅槽类型的情况下，在沟槽层与芯部之间可以设置有具有比芯部的折射率低且比沟槽层的折射率高的折射率的内包层。

如图18所示，根据本实施例的光纤和光波导中的芯部190优选地为这样的芯部：其设置有具有比包层193的折射率高的折射率的相同芯部结构的多个芯部形成的芯部(子芯部)191和构成芯部190且具有比子芯部191的折射率低的折射率的包层(子包层)192，并且芯部190的空间模的数量优选地为至少不小于子芯部191的数量。相邻的子芯部191可以彼此接触或彼此不接触。子包层192的折射率可以等于或不等于包层193的折射率。在本文的光纤中，在芯部190中相邻的子芯部191之间的串扰优选地为不小于-10dB，并且在光仅入射在一个子芯部中的出射侧上，相同芯部中的所有子芯部之间的光的平均功率之差更优选地在1dB内。在光波导中，子芯部之间的串扰优选地为比芯部之间的串扰至少大10dB，并且更优选地为至少大20dB。

本说明书中的弯曲损耗为因在芯部中传播的光泄漏到包层中而造成芯部中的光强的减小，但一般来说，当在以给定的曲率半径弯曲光纤的情况下测量光纤的弯曲损耗时，曾从芯部泄漏到包层中的光在包层与涂层之间的界面以及涂层与空气之间的界面进行反射，以返回到芯部中，从而在芯部中再次耦合，并且再次耦合的光与在芯部中传播而不泄漏到包层中的光发生干涉，从而实际观察到的弯曲损耗可能变为大于以及小于芯部本身的固有弯曲损耗(即，值随波长变化而波动)。因此，弯曲损耗优选地按如下方式确定：在实际光纤中测量弯曲损耗的波长相关性，针对弯曲损耗的波长相关性用指数曲线进行拟合，并且在指数曲线的预定波长的情况下的值用作在预定波长情况下的弯曲损耗，该弯曲损耗用作排除了干涉影响的本发明中的弯曲损耗。另一优选方法如下：针对弯曲损耗的对数的波长相关性用直线进行拟合，获取在直线的预定波长的情况下的值作为弯曲损耗的对数，并且根据弯曲损耗的对数计算弯曲损耗，该弯曲损耗用作排除了干涉影响的本发明中的弯曲损耗。

当光纤的包层由石英玻璃制成时，光纤以极小曲率半径进行弯曲存在光纤的故障概率变高的问题。图19示出了对于几个水平的包层直径而言在以两个90°的弯曲(即，半圈)弯曲10年之后的光纤的累积故障概率的曲率半径相关性。具体而言，曲线G1910至曲线G1960中的每一个均示出了具有各包层直径的光纤的曲率半径相关性，并且各曲线的包层直径是曲线G1910中的125μm，曲线G1920中的150μm，曲线G1930中的175μm，曲线G1940中的200μm，曲线G1950中的225μm，以及曲线G1960中的250μm。在具有125μm的普通包层直径的单芯光纤中，累积故障概率在不超过4mm的曲率半径处突然变差。在光纤中，随着包层中的芯部的数量增加，包层直径趋于变为大于125μm。由于包层直径的增大与芯部的数量的增加相关联，因此需要增大曲率半径，以减小故障概率。在包层直径和累积故障概率突然变差的情况下的曲率半径在包层直径为150μm时不超过5mm，在包层直径为175μm时不超过6mm，在包层直径为200μm时不超过7mm，在包层直径为225μm时不超过8mm，并且在包层直径为250μm时不超过9mm。弯曲时因弯曲而施加在玻璃上的应力使光纤断裂。这里，通过在光纤的弯曲操作期间进行热处理来缓和因弯曲而造成的应力引发应变，使得即使以极小曲率半径弯曲光纤，光纤也不容易断裂。图19示出了在未进行这种热处理的状态下的曲线。在光纤进行了热处理的情况下，由于能够在最小弯曲的情况下缓和弯曲应力，因此可能减少有关断裂寿命的问题。

从上述方面考虑，当光纤被视为用于图1的(A)所示的传输系统时，本发明的光纤是具有以不小于58°进行弯曲的弯曲部分的光纤。在其弯曲部分中，通过热处理缓和因弯曲而在光纤内部造成的应力引发应变。即使没有外部应力，在预定曲率半径R_b设定为不超过10mm的小半径的同时，弯曲部分也优选地在不小于58°的范围内进行弯曲，并且即使在这种状态下，关于故障概率的问题也较小。弯曲角度不限于上述值，并且弯曲角度的下限值允许不小于74°和不小于84°的这两种情况。如第[0022]段至第[0025]段所描述的那样，前述弯曲角度优选地为直角，但是当从抑制端面处的反射光再次进入芯部的方面考虑，前述弯曲角度优选地为不小于74°的锐角，更优选地为81°至83°的锐角。

下面将对根据前述第二实施例的光纤的具体构造进行描述。

(1)作为第一构造，根据第二实施例的光纤是这样的光纤：相同芯部结构的多个芯部被具有比芯部的折射率低的折射率的包层覆盖，

其中，当D[μm]表示相邻芯部之间的中心间距离的最小值时，

最小值D是在15μm至60μm范围内的值，

在预定波长且光纤不以小于30mm的曲率半径进行弯曲的条件下的从其它芯部到预定芯部的串扰XT_w/oB优选地为不超过-20dB(0.01)，并且

在预定波长且光纤以不超过7mm的预定曲率半径R_b[mm]进行90°弯曲的条件下的从其它芯部到预定芯部的串扰优选地为不超过XT_w/oB的2倍。

(2)作为适用于第一构造的第二构造，光纤具有位于芯部与包层之间且相对于包层具有不超过-0.1％的相对折射率差的沟槽层。

(3)作为第三构造，根据第二实施例的光纤是这样的光纤：相同芯部结构的多个芯部被具有比芯部的折射率低的折射率的包层覆盖，

光纤不具有位于芯部与包层之间且相对于包层具有不超过-0.1％的相对折射率差的层，

其中，当D[μm]表示相邻芯部之间的中心间距离的最小值并且π表示圆的周长与其直径的比率时，

最小值D是在15μm至60μm范围内的值，

在预定波长且光纤不以小于30mm的曲率半径进行弯曲的条件下的从其它芯部到预定芯部的串扰XT_w/oB优选地为不超过-20dB(0.01)，

在预定波长且光纤以不超过7mm的预定曲率半径R_b[mm]进行90°弯曲的条件下的预定芯部的每90°的弯曲损耗α_90deg不超过由以下表达式(24)表示的值：

以及

相同芯部结构的多个芯部之间的弯曲损耗α_90deg之差不超过1dB。

(4)作为第四构造，根据第二实施例的光纤是这样的光纤：相同芯部结构的多个芯部被具有比芯部的折射率低的折射率的包层覆盖，

光纤具有位于芯部与包层之间且相对于包层具有不超过-0.1％的相对折射率差的沟槽层，

其中，当D[μm]表示相邻芯部之间的中心间距离的最小值并且π表示圆的周长与其直径的比率时，

最小值D是在15μm至60μm范围内的值，

在预定波长且光纤不以小于30mm的曲率半径进行弯曲的条件下的从其它芯部到预定芯部的串扰XT_w/oB优选地为不超过-20dB(0.01)，

在预定波长且光纤以不超过7mm的预定曲率半径R_b[mm]进行90°弯曲的条件下的预定芯部的每90°的弯曲损耗α_90deg不超过由以下表达式(25)表示的值：

以及

相同芯部结构的多个芯部之间的弯曲损耗α_90deg之差不超过1dB。

(5)作为适用于第二构造或第四构造的第五构造，光纤具有位于芯部与沟槽层之间且具有比芯部的折射率低但比沟槽层的折射率高的折射率的内包层。

(6)作为适用于第一构造至第五构造中的至少任一构造的第六构造，光纤的长度不超过10km。

(7)作为第七构造，根据第二实施例的光纤是这样的光纤：相同芯部结构的多个芯部被具有比芯部的折射率低的折射率的包层覆盖，

光纤不具有位于芯部与包层之间且相对于包层具有不超过-0.1％的相对折射率差的层，

其中，当D[μm]表示相邻芯部之间的中心间距离的最小值并且π表示圆的周长与其直径的比率时，

最小值D是在15μm至60μm范围内的值，

在预定波长且光纤不以小于30mm的曲率半径进行弯曲的条件下的从其它芯部到预定芯部的串扰XT_w/oB优选地为不超过-20dB(0.01)，

在预定波长且光纤以不超过7mm的曲率半径的预定曲率半径R_b[mm]进行90°弯曲的条件下的预定芯部的每90°的弯曲损耗α_90deg不超过由以下表达式(26)表示的值：

以及

相同芯部结构的多个芯部之间的弯曲损耗α_90deg之差不超过1dB。

(8)作为第八构造，根据第二实施例的光纤是这样的光纤：相同芯部结构的多个芯部被具有比芯部的折射率低的折射率的包层覆盖，

光纤具有位于芯部与包层之间且相对于包层具有不超过-0.1％的相对折射率差的沟槽层，

其中，当D[μm]表示相邻芯部之间的中心间距离的最小值并且π表示圆的周长与其直径的比率时，

最小值D是在15μm至60μm范围内的值，

在预定波长且光纤不以小于30mm的曲率半径进行弯曲的条件下的从其它芯部到预定芯部的串扰XT_w/oB优选地为不超过-20dB(0.01)，

在预定波长且光纤以不超过4mm的预定曲率半径R_b[mm]进行90°弯曲的条件下的预定芯部的每90°的弯曲损耗α_90deg不超过由以下表达式(27)表示的值：

以及

相同芯部结构的多个芯部之间的弯曲损耗α_90deg之差不超过1dB。

(9)作为适用于第八构造的第九构造，光纤具有位于芯部与沟槽层之间且具有比芯部的折射率低但比沟槽层的折射率高的折射率的内包层。

(10)作为适用于第一构造至第九构造中的至少任一构造的第十构造，比芯部的预定空间模高的高阶空间模的曲率半径R_b中的损耗为比预定空间模的曲率半径R_b中的损耗每90°至少大19.3dB。

(11)作为适用于第一构造至第九构造中的至少任一构造的第十一构造，比芯部的预定空间模高的高阶空间模的140mm的曲率半径中的损耗不小于1dB/m，并且

预定空间模的140mm的曲率半径中的损耗不小于0.1dB/m。

(12)作为适用于第十构造或第十一构造的第十二构造，预定空间模为除基模以外的高阶空间模。

(13)作为适用于第一构造至第十二构造中的至少任一构造的第十三构造，芯部包括具有比包层的折射率高的折射率的多个子芯部和具有比子芯部的折射率低的折射率的子包层，

多个子芯部均具有相同的芯部结构，

芯部的空间模的数量至少不小于子芯部的数量，并且

芯部内部中的彼此相邻的子芯部之间的串扰不小于-10dB。

(14)作为适用于第一构造至第十一构造中的至少任一构造的第十四构造，预定空间模为基模，并且

在预定波长的情况下预定空间模的模场直径在5.6μm至15.7μm的范围内。

(15)作为适用于第一构造至第十四构造中的至少任一构造的第十五构造，预定波长是1.26μm至1.625μm的范围内的任意一个波长。

(16)作为适用于第十四构造的第十六构造，预定波长为1.31μm，并且

芯部的光缆截止波长不超过1.29μm。

(17)作为适用于第十四构造的第十七构造，预定波长为1.49μm，并且

芯部的光缆截止波长不超过1.46μm。

(18)作为适用于第十四构造的第十八构造，预定波长为1.55μm，并且

芯部的光缆截止波长不超过1.53μm。

(19)作为第十九构造，根据第二实施例的光纤是这样的光纤：相同芯部结构的多个芯部被具有比芯部的折射率低的折射率的包层覆盖，并且包层被一体的涂层覆盖，

光纤具有位于芯部与包层之间且相对于包层具有不超过-0.1％的相对折射率差的沟槽层，

其中，当D[μm]表示相邻芯部之间的中心间距离的最小值并且π表示圆的周长与其直径的比率时，

最小值D是在15μm至60μm范围内的值，

在预定波长的情况下中心间距离为D的相邻芯部之间的串扰不超过-20dB(0.01)，

芯部的光缆截止波长不超过1.29μm，

在预定波长且光纤以不超过4mm的预定曲率半径R_b[mm]进行90°弯曲的条件下的预定芯部的每90°的弯曲损耗α_90deg不超过由以下表达式(28)表示的值：

以及

相同芯部结构的多个芯部之间的弯曲损耗α_90deg之差不超过1dB。

(20)作为适用于第十九构造的第二十构造，光纤具有位于芯部与沟槽层之间且具有比芯部的折射率低但比沟槽层的折射率高的折射率的内包层。

(21)作为适用于第一构造至第七构造和第十构造至第二十构造中的至少任一构造的第二十一构造，预定曲率半径R_b不超过5mm。

(22)作为适用于第一构造至第二十一构造中的至少任一构造的第二十二构造，光纤是具有以不小于58°进行弯曲的弯曲部分的光纤，

其中，在弯曲部分中缓和因弯曲而在光纤内部引起的应力，并且

即使没有外部应力，弯曲部分以作为最小曲率半径的预定曲率半径R_b进行不小于58°的弯曲。

(23)第二十三构造涉及一种光纤传输系统，该光纤传输系统包括发射器、接收器以及传输线路，其中，该传输线路包括具有第一构造至第二十二构造中的至少任一构造的光纤，

发射器和接收器中的每一个均包括能够实现光的输入/输出的波导芯片和内部具有波导芯片的壳体，

相对于芯片的表面以在74°至90°的范围内的角度实现光输入到波导芯片中或光从波导芯片输出，并且

在壳体中，光纤以在74°至90°的范围内的角度与波导芯片光连接，使得光纤以曲率半径R_b[mm]进行弯曲。

(24)第二十四构造涉及一种光波导，该光波导是这样的光波导：相同芯部结构的多个芯部被具有比芯部的折射率低的折射率的包层覆盖，

其中，各芯部均具有以不超过10mm的最小曲率半径弯曲的弯曲部分，

各芯部的中心轴线的方向借助弯曲部分而在58°至90°的范围内弯曲，

光波导至少具有能够实现光输入到各芯部中或光从各芯部输出的两个平面，使得弯曲部分位于两个平面之间，

在平面中的一个平面被定义为底面时的光波导的高度不超过13mm，

相邻芯部之间的中心间距离的最小值D[μm]是在15μm至60μm范围内的值，并且

在预定波长的情况下中心间距离为D的相邻芯部之间的串扰不超过-20dB(0.01)。

(25)作为适用于第二十四构造的第二十五构造，芯部的最小曲率半径不超过7mm，并且

在平面中的一个平面被定义为底面时的光波导的高度不超过10mm。

(26)作为适用于第二十四构造的第二十五构造，芯部的最小曲率半径不超过5mm，并且

在平面中的一个平面被定义为底面时的光波导的高度不超过8mm。

(27)作为适用于第二十四构造至第二十六构造中的至少任一构造的第二十七构造，在芯部与包层之间为设置有相对于包层具有不超过-0.1％的相对折射率差的层，

当R_b[mm]表示芯部最小曲率半径并且π表示圆的周长与其直径的比率时，

芯部的在预定波长的情况下的插入损耗不超过由以下表达式(29)表示的值：

$\begin{array}{cc}\sqrt{D^3\frac{{10}^{-3}}{0.20}\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}{10}^{-3}{R}_b}& \left[\mathrm{dB}\right]\end{array}---\left(29\right),$ 以及

相同芯部结构的多个芯部之间的插入损耗之差不超过1dB。

(28)作为适用于第二十四构造至第二十六构造中的至少任一构造的第二十八构造，光波导包括位于芯部与包层之间且相对于包层具有不超过-0.1％的相对折射率差的沟槽层，

各芯部的中心轴线的方向借助弯曲部分而在76°至90°的范围内弯曲，

当R_b[mm]表示芯部最小曲率半径并且π表示圆的周长与其直径的比率时，

芯部的在预定波长的情况下的插入损耗不超过由以下表达式(30)表示的值：

$\begin{array}{cc}\sqrt{D^3\frac{{10}^{-3}}{0.059}\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}{10}^{-3}{R}_b}& \left[\mathrm{dB}\right]\end{array}---\left(30\right),$ 以及

相同芯部结构的多个芯部之间的插入损耗之差不超过1dB。

(29)作为适用于第二十八构造的第二十九构造，光波导具有位于芯部与沟槽层之间且具有比芯部的折射率低但比沟槽层的折射率高的折射率的内包层。

(30)作为适用于第二十四构造至第二十九构造中的至少任一构造的第三十构造，在预定波长的情况下，

比预定空间模高的高阶空间模的插入损耗比预定空间模的插入损耗至少大19.3dB。

(31)作为适用于第三十构造的第三十一构造，预定空间模为除基模以外的高阶空间模。

(32)作为适用于第二十四构造至三十一构造中的至少任一构造的第三十二构造，芯部包括具有比包层的折射率高的折射率的多个子芯部和具有比子芯部的折射率低的折射率的子包层，

多个子芯部均具有相同的芯部结构，

芯部的空间模的数量至少不小于子芯部的数量，并且

芯部内部中的彼此相邻的子芯部之间的串扰不小于-10dB(0.1)。

(33)作为适用于第二十四构造至三十一构造中的至少任一构造的第三十三构造，在预定波长的情况下的芯部的基模的模场直径在5.6μm至15.7μm的范围内。

(34)作为适用于第二十四构造至第三十三构造中的至少任一构造的第三十四构造，预定波长是在1.26μm至1.625μm的范围内的任意一个波长。

(35)第三十五构造涉及一种光纤传输系统，该光纤传输系统包括发射器、接收器以及传输线路，

其中，该传输线路包括光纤，

发射器和接收器中的每一个均包括用于实现信号光的输入或输出的波导芯片和内部具有波导芯片的壳体，

相对于芯片的表面以在74°至90°的范围内的角度实现信号光输入到波导芯片中或信号光从波导芯片输出，并且

在壳体中，光纤通过具有第二十四构造至第三十二构造中的任一构造的光波导与波导芯片光连接。

附图标记列表

1、2光传输链路；11光收发器(OT)；13壳体；14硅光子芯片(SPC)；18光波导；20光纤(多芯光纤)。

Claims (16)

1.一种光波导，包括：多个芯部，其含有具有相同芯部结构的一对相邻芯部；包层，其覆盖所述多个芯部中的每一个；第一表面，所述多个芯部的一侧端部设置在所述第一表面上；以及第二表面，所述多个芯部的另一侧端部设置在所述第二表面上，所述多个芯部从所述第一表面延伸到所述第二表面，

其中，所述相邻芯部之间的中心间距离的最小值D为在15μm至60μm的范围内的值，并且在预定波段内的预定波长的情况下，所述光波导满足以下第一条件至第三条件中的任一条件，

第一条件，其由以下各项限定：

光纤用作所述光波导；

具有相同芯部结构的芯部之间的α_90deg的差值不超过1dB，所述α_90deg定义为当所述光纤以不超过4mm的预定曲率半径R_b进行90°弯曲时预定芯部的每90°的弯曲损耗；

线性值用作在中心间距离为最小值D时所述相邻芯部之间的10km光纤长度中的虚拟串扰，在所述光纤以30mm至200cm的预定曲率半径进行弯曲的情况下，所述线性值不超过0.01；以及

弯曲损耗α_90deg不超过由以下表达式(1)表示的值，用作不超过10km的预定光纤长度中的串扰的线性值为XT_w/oB，并且所述光纤以30mm至200cm的预定曲率半径进行弯曲；或者弯曲损耗α_90deg不超过由以下表达式(2)表示的值，围绕所述多个芯部中的每一个芯部的包层部分构成具有沟槽层的辅槽类型，所述沟槽层相对于所述包层具有不超过-0.1％的相对折射率差：

[数学式1]

以及

[数学式2]

第二条件，其由以下各项限定：

以下表达式(3)定义为删除了所述第一条件中关于光纤长度的定义的表达式(1)；以及

以下表达式(4)定义为删除了所述第一条件中关于光纤长度的定义的表达式(2)：

[数学式3]

以及

[数学式4]

第三条件，其由以下各项限定：

所述多个芯部中的每一个芯部的弯曲部分以不超过7mm的曲率半径R_b被固定；

在D用作相邻芯部距离的情况下所述相邻芯部之间的串扰不超过0.01；

在58°至90°的范围内的弯曲补角对应于由所述多个芯部中的将所述弯曲部分置于其间的每个平直部分限定的角度中的位于弯曲中心侧的角度的补角；

用作所述第一表面和所述第二表面中的每一个表面的平面能够使光入射和出射到所述多个芯部中的每一个上；以及

当所述第一表面和所述第二表面中的一个表面被定义为底面时所述光波导的高度不超过10mm。

2.根据权利要求1所述的光波导，其中，所述光波导满足所述第一条件或所述第二条件，并且

所述光波导包括位于所述多个芯部中的每一个芯部与相关沟槽层之间的内包层，所述内包层具有比所述多个芯部中的每一个芯部的折射率低但比所述相关沟槽层的折射率高的折射率。

3.根据权利要求1或2所述的光波导，其中，所述光波导满足所述第一条件或所述第二条件，

所述多个芯部中的每一个芯部的空间模是基模，并且

在预定波长的情况下所述空间模的模场直径落入5.6μm至15.7μm的范围内。

4.根据权利要求1或2所述的光波导，其中，所述光波导满足所述第一条件或所述第二条件，并且

所述多个芯部中的每一个芯部引导多个空间模。

5.根据权利要求4所述的光波导，其中，所述多个芯部中的每一个芯部包括多个子芯部和具有比所述多个子芯部的折射率低的折射率的子包层，

所述多个子芯部中的每一个子芯部具有相同的折射率分布结构，

所述多个芯部中的每一个芯部的空间模的数量至少不小于所述多个子芯部的数量，并且

在所述多个芯部中的每一个芯部的内部，相邻子芯部之间的串扰不小于0.1。

6.根据权利要求1至3中的任一项所述的光波导，其中，所述光波导满足所述第一条件或所述第二条件，并且

所述预定波段为1.26μm至1.625μm。

7.根据权利要求1至4中的任一项所述的光波导，其中，所述光波导满足所述第一条件或所述第二条件，并且

所述多个芯部中的每一个芯部的光缆截止波长不超过1.29μm、不超过1.46μm或不超过1.53μm。

8.根据权利要求1至4中的任一项所述的光波导，其中，所述光波导满足所述第一条件或所述第二条件，

所述多个芯部中的每一个芯部具有不超过1.29μm的光缆截止波长，并且在波长为1.31μm的情况下的模场直径落入8.0μm至10.1μm的范围内，并且

在1.49μm和1.55μm中的任一波长的情况下，所述光波导满足以下第四条件至第七条件中的任一条件，

第四条件，其由以下项限定：

在R_b为4mm的情况下的所述弯曲损耗α_90deg不超过0.139dB/90°；或者

在R_b为4mm的情况下的所述弯曲损耗α_90deg不超过0.288dB/90°，在所述多个芯部中的每一个芯部与所述包层之间设置有相对于所述包层具有不超过-0.1％的相对折射率差的所述沟槽层，

第五条件，其由以下项限定：

在R_b为3mm的情况下的所述弯曲损耗α_90deg不超过0.120dB/90°；或者

在R_b为3mm的情况下的所述弯曲损耗α_90deg不超过0.250dB/90°，在所述多个芯部中的每一个芯部与所述包层之间设置有相对于所述包层具有不超过-0.1％的相对折射率差的所述沟槽层，

第六条件，其由以下项限定：

在R_b为2mm的情况下的所述弯曲损耗α_90deg不超过0.098dB/90°；或者

在R_b为2mm的情况下的所述弯曲损耗α_90deg不超过0.204dB/90°，其中，在所述多个芯部中的每一个芯部与所述包层之间设置有相对于所述包层具有不超过-0.1％的相对折射率差的所述沟槽层，

第七条件，其由以下项限定：

在R_b为1mm的情况下的所述弯曲损耗α_90deg不超过0.069dB/90°；或者

在R_b为1mm的情况下的所述弯曲损耗α_90deg不超过0.144dB/90°，在所述多个芯部中的每一个芯部与所述包层之间设置有相对于所述包层具有不超过-0.1％的相对折射率差的所述沟槽层。

9.根据权利要求1至4中的任一项所述的光波导，其中，所述光波导满足所述第一条件或所述第二条件，

所述多个芯部中的每一个芯部的光缆截止波长不超过1.26μm，

在波长为1.31μm的情况下的模场直径落入8.0μm至10.1μm的范围内，

在波长为1.49μm且R_b为4mm的情况下的弯曲损耗α_90deg不超过0.139dB/90°，并且

在所述多个芯部中的每一个芯部与所述包层之间设置有相对于所述包层具有不超过-0.2％的相对折射率差的所述沟槽层，并且在波长为1.49μm且R_b为4mm的情况下的所述弯曲损耗α_90deg不超过0.288dB/90°，所述多个芯部中的每一个芯部相对于所述包层的相对折射率落入0.24％至0.35％的范围内。

10.根据权利要求1至9中的任一项所述的光波导，其中，所述光波导包括光纤，

所述光波导具有弯曲为使所述弯曲补角落入58°至90°的范围内的所述弯曲部分，

在所述弯曲部分中，通过热处理工艺缓和因弯曲而在所述光纤内部造成的应力引发应变，并且

当即使没有外部应力也保持R_b时所述弯曲部分以所述弯曲补角弯曲。

11.一种光纤传输系统，包括发射器、接收器以及作为根据权利要求1至9中的任一项所述的光波导的光纤，其中，所述发射器和所述接收器中的每一个均包括能够实现光的输入/输出的波导芯片和内部具有所述波导芯片的壳体，

所述发射器和所述接收器中的每一个均与所述光纤光连接，使得所述波导芯片的表面与所述光纤采取在74°至90°的范围内的锐角的形式，并且

在所述壳体中，所述光纤设置有R_b的弯曲。

12.根据权利要求1所述的光波导，其中，所述光波导满足所述第三条件，并且

在将所述第一表面和所述第二表面中的一个表面定义为底面的同时将所述光波导的高度定义为所述光波导在另一表面中的较低高度的情况下，所述光波导具有以下第一结构或第二结构中的任一结构，所述第一结构由所述多个芯部中的每一个芯部具有不超过5mm的R_b且所述高度不超过8mm限定，所述第二结构由所述多个芯部中的每一个芯部具有不超过3mm的R_b且所述高度不超过6mm限定。

13.根据权利要求1或12所述的光波导，其中，所述光波导满足所述第三条件，

在预定波长的情况下，所述多个芯部之间的插入损耗的差值不超过1dB，并且

所述插入损耗不超过由以下表达式(5)表示的值，或者所述插入损耗不超过由以下表达式(6)表示的值，其中，绕所述多个芯部中的每一个芯部的所述包层部分构成具有所述沟槽层的辅槽类型，所述沟槽层相对于所述包层具有不超过-0.1％的相对折射率差：

[数学式5]

以及

[数学式6]

14.根据权利要求13所述的光波导，其中，所述光波导包括位于所述多个芯部中的每一个芯部与相关沟槽层之间的内包层，所述内包层具有比所述芯部中的每一个芯部的折射率低但比所述相关沟槽层的折射率高的折射率。

15.根据权利要求1、12至14中的任一项所述的光波导，其中，所述光波导满足所述第三条件，并且

所述预定波段为1.26μm至1.625μm，并且所述多个芯部的每一个芯部中的基模的模场直径落入5.6μm至15.7μm的范围内。

16.一种光纤传输系统，包括发射器、接收器和传输线路，

其中，所述传输线路包括用作根据权利要求1至9中的任一项所限定的满足所述第一条件和所述第二条件的光波导的光纤，

所述发射器和所述接收器中的每一个均包括用于实现信号光的输入/输出的波导芯片和内部具有所述波导芯片的壳体，

在所述壳体中，所述光纤通过根据权利要求1、12至15中的任一项所限定的满足所述第三条件的光波导与所述波导芯片光连接，并且

在所述发射器和所述接收器中的每一个中，所述波导芯片的表面与所述光波导的所述多个芯部在所述壳体中采取在74°至90°的范围内的锐角的形式。