CN104871052A - 光波导、光缆和光学组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种设置有多个芯部(11)、包层(12)和其他元件的光波导。光波导包括具有相同结构的相邻芯部的组合。具有相同结构的相邻芯部设置为：将相邻芯部的中心连接起来的第一芯间线段与容易弯曲方向之间的锐角的第一角度小于30度，或者优选地，使得容易弯曲方向与第一芯间线段彼此平行。本发明可以在将芯间串扰保持较低的同时改善芯部密度。

Description

光波导、光缆和光学组件

技术领域

本发明涉及一种光波导、光缆和光学组件，并且具体而言，光波导包括多芯光纤(其在下文中被称为“光纤”)和多芯光波导(其在下文中被简称为“光波导”)。

背景技术

具有位于共同包层中的多个芯部的光纤和光波导需要具有较小的芯间(芯部至芯部)串扰和较大的芯部密度(每光纤横截面面积的芯部数量)。芯间串扰随着芯部节距变小而增大或随着相位在芯部之间变得匹配(即，随着芯部之间的有效折射率差变小)而增大。在均质光纤的情况下或在以不超过一定弯曲半径进行弯曲的异质光纤的情况下，由于弯曲和扭曲而在芯部之间发生相位匹配，为此，除非使芯部节距变得更大，否则不能减少串扰。在异质光纤的情况下，在异质芯部之间芯部结构需要制成显著不同，以防止即使在小弯曲半径的情况下也发生因弯曲和扭曲而导致的相位匹配。已知相关技术包括下面列出的专利文献1和非专利文献1。

引用列表

专利文献

[专利文献1]：国际公开WO 2012/064579

非专利文献

[非专利文献1]：Proc.of SPIE,2012,vol.8284,p.8240I-1～I-8

发明内容

技术问题

本发明的发明人对前述常规技术进行了研究并且发现了下述问题。具体而言，对于常规光纤而言，难以在将芯间串扰保持较低的同时进一步改善芯部节距(或进一步减小芯部节距)。内部具有该光纤的光缆也具有相同的问题。

为了解决上述问题而完成了本发明，并且本发明的目的在于提供一种具有用于在将芯间串扰保持较低的同时改善芯部密度的结构的光纤、包括该光纤的光缆、光波导以及光学组件。

解决问题的技术方案

根据本发明的光波导包括：多个芯部；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面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面设置在所述第二表面上，于是，所述多个芯部中的每一个沿着预定轴线方向从所述第一表面延伸到所述第二表面。在该结构中，所述多个芯部包括两个相邻芯部的第一芯部组合。在所述光波导的一部分或整个长度中，所述第一芯部组合在与预定轴线方向垂直的横截面中具有沿着特定方向的容易弯曲方向或沿着特定方向弯曲。属于所述第一芯部组合的所述两个相邻芯部具有相同的芯部结构。此外，所述两个相邻芯部设置为：将所述两个相邻芯部的中心连接起来的第一芯间线段与所述特定方向之间的第一角度变为小于30度。包层可以具有比芯部的折射率低的折射率，但光纤(多芯光纤)也可以应用于光子带隙光纤(PBGF)。也就是说，包层的折射率不限于比芯部的折射率低的折射率。多个芯部和包层由石英玻璃构成。

根据本发明的光纤，作为第一方面，包括：一个或多个包层，各包层均覆盖沿预定方向(光纤纵向)延伸的多个芯部，并且具有比多个芯部的折射率低的折射率；以及涂层，其覆盖各包层。在该第一方面中，由与预定方向垂直的光纤横截面上的涂层所占据的区域限定的二维图形具有两次以下的旋转对称，并且具有采用这种横截面结构的涂层的光纤在横截面上具有与沿其它方向相比沿特定弯曲方向(容易弯曲方向)更容易弯曲的结构。即，在与预定方向垂直的横截面上，光纤的横截面结构不是圆对称的，而是具有1次或2次旋转对称但不具有3次或更多次旋转对称，从而光纤变得更容易仅唯一沿与预定方向垂直的横截面上的容易弯曲方向弯曲。在光纤的横截面上，各个包层具有满足以下第一角度条件的一个或多个第一芯部组合：将两个相邻芯部的中心连接起来的第一芯间线段相对于容易弯曲方向所成的锐角小于30°。此外，在满足第一角度条件的每个第一芯部组合中，两个相邻芯部具有相同的结构。

作为适用于上述第一方面的第二方面，优选地，第一角度条件为第一芯间线段与容易弯曲方向之间的锐角小于5°。作为适用于第一方面和第二方面中的至少任一方面的第三方面，包层中的至少任一个还可以具有满足以下第二角度条件的第二芯部组合：在光纤的横截面上，将两个相邻芯部的中心连接起来的第二芯间线段与容易弯曲方向相交成直角或不小于30°的锐角。在该第三方面中，在满足第二角度条件的第二芯部组合中，两个相邻芯部可以具有不同的结构。

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，包层中的至少任一个还可以具有满足以下第三角度条件的第三芯部组合：在光纤的横截面上，将具有相同结构的两个芯部的中心连接起来的第三芯间线段与容易弯曲方向相交成直角或不小于30°的锐角。在该第四方面中，优选地，在至少具有第一芯部组合和第三芯部组合的包层中，第三芯部组合中的第三芯间线段的最小长度比第一芯部组合中的第一芯间线段的最大长度长。

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，优选地，涂层由树脂、金属和碳中的一者组成。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，优选地，当涂层的横截面定义为在光纤的横截面上由涂层的外周包围的区域时，涂层的横截面具有2次以下的旋转对称并且具有这样的形状：在涂层的沿容易弯曲方向的厚度或长度上的外周尺寸最短。即，在该第六方面中，在与预定方向(光纤纵向)垂直的横截面上，涂层优选地具有不是圆对称的而是具有1次或2次旋转对称但不具有3次或更多次旋转对称的横截面形状，并且容易弯曲方向是涂层直径最短的方向。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，优选地，当各个包层的横截面定义为在光纤的横截面上由包层的外周所包围的区域时，包层中的至少任一个的横截面具有2次以下的旋转对称，并且沿容易弯曲方向的包层直径最短。即，在该第七方面中，优选地，在与预定方向(光纤纵向)垂直的横截面上，包层中的任一个不是圆对称的而是具有1次或2次旋转对称但不具有3次或更多次旋转对称，并且容易弯曲方向是包层直径最短的方向。当将涂层的外周视为与光纤的纵向垂直的横截面上的图形时，措词光纤的涂层的“长度上的外周尺寸”是指穿过图形的重心的直线与图形的外周相交的两个点之间的间隔。通过改变直线相对于图形的角度可以改变“外周尺寸”。在具有复杂的外周形状的图形中，当存在穿过图形的重心的直线与图形的外周相交的三个或更多个交点时，最远的两个点之间的间隔定义为外周尺寸。这里，重心是指图形的重心而不是指光纤的在与光纤的纵向垂直的横截面上的重心(即，在重心的这种定义中不考虑光纤的材料密度)。

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，优选地，当各个包层的横截面定义为在光纤的横截面上由包层的外周所包围的区域时，包层中的至少任一个的横截面具有2次以下的旋转对称，并且在光纤的横截面上，包层沿与容易弯曲方向垂直的方向排列。即，在该第八方面中，在与预定方向(光纤纵向)垂直的横截面上，包层中的任一个不是圆对称的或包层的布置不是圆对称的而是具有1次或2次旋转对称但不具有3次或更多次旋转对称。当包层沿与容易弯曲方向垂直的方向排列时，容易弯曲方向定义为与以下直线垂直的方向：在该直线上，包括在包层中的各部分的长度之和最大。换言之，容易弯曲方向是这样的方向：包围所有包层以使与预定方向(光纤纵向)垂直的横截面上的周长最小的闭合曲线的内部区域的宽度最小。

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，光纤可以包括在涂层中沿着预定方向(光纤纵向)延伸且具有比涂层的杨氏模量高的杨氏模量的一个或多个弯曲方向控制器(例如，额外的刚性部件)。另一方面，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十方面，包层和涂层中的每一个可以由相同树脂材料组成。在这种情况下，光纤可以包括在树脂区域中沿着预定方向(光纤纵向)延伸的一个或多个弯曲方向控制器，在树脂区域中，包层和涂层中的每一个组成一体并且具有比相同树脂材料的杨氏模量高的杨氏模量。

作为适用于上述第九方面或第十方面的第十一方面，优选地，在光纤的横截面上，弯曲方向控制器沿与容易弯曲方向垂直的方向排列。此外，作为适用于第九方面的第十二方面，各弯曲方向控制器均可以具有与各个包层的杨氏模量相等或比各个包层的杨氏模量高的杨氏模量，并且弯曲方向控制器和包层可以沿与容易弯曲方向垂直的方向排列。

此外，作为第十三方面，根据本发明的光缆是内部包括具有上述结构的光纤(根据本发明的光纤)的光缆。在该光缆中，光纤以如下状态保持在光缆中：光纤在其整个长度上弯曲。作为适用于第十三方面的第十四方面，光纤在其整个长度上以10cm至10m范围内的弯曲半径弯曲。

作为第十五方面，根据本发明的光波导(多芯光波导)包括多个芯部和覆盖多个芯部的包层。在该光波导中，包层具有第一入射/出射面和第二入射/出射面，各个芯部的一侧端面设置在第一入射/出射面上，各个芯部的另一侧端面设置在第二入射/出射面上。多个芯部中的每一个具有：第一平直部分，其具有直线状延伸的中心轴线并且包括一个端面；第二平直部分，其具有直线状延伸的中心轴线并且包括另一端面；以及弯曲部分，其定位在第一平直部分与第二平直部分之间并且具有以不超过15mm的曲率半径弯曲的中心轴线。在多个芯部中的每一个中，第一平直部分的中心轴线与第二平直部分的中心轴线之间的角度不小于58°。具体而言，在该第十五方面中，在包层的与各个芯部的中心轴线垂直且包括芯部的弯曲部分在内的横截面上，存在满足以下第一角度条件的一个或多个第一芯部组合：将两个相邻芯部的中心连接起来的第一芯间线段相对于与曲率半径一致的方向所成的锐角小于30°。在这种情况下，在满足第一角度条件的每个第一芯部组合中，两个相邻芯部具有相同的结构。

作为适用于上述第十五方面的第十六方面，优选地，在多个芯部中的每一个的弯曲部分中，其中心轴线以不超过10mm的曲率半径弯曲。作为适用于上述第十五方面的第十七方面，优选地，在多个芯部中的每一个的弯曲部分中，其中心轴线以不超过7.5mm的曲率半径弯曲。作为适用于上述第十五方面的第十八方面，优选地，在多个芯部中的每一个的弯曲部分中，其中心轴线以不超过5mm的曲率半径弯曲。此外，作为适用于上述第十五方面的第十九方面，优选地，第一角度条件为第一芯间线段和与曲率半径一致的方向之间的锐角小于5°。

作为适用于上述第十五方面至第十九方面中的至少任一方面的第二十方面，还可以存在满足以下第二角度条件的第二芯部组合：在包层的横截面上，将两个相邻芯部的中心连接起来的第二芯间线段和与曲率半径一致的方向相交成直角或不小于30°的锐角，并且在满足第二角度条件的第二芯部组合中，两个相邻芯部可以具有不同的结构。作为适用于上述第十五方面至第二十方面中的至少任一方面的第二十一方面，还可以存在满足以下第三角度条件的第三芯部组合：在包层的横截面上，将具有相同结构的两个芯部的中心连接起来的第三芯间线段和与曲率半径一致的方向相交成直角或不小于30°的锐角。在这种情况下，优选地，在至少具有第一芯部组合和第三芯部组合的包层的横截面中，第三芯部组合中的第三芯间线段的最小长度比第一芯部组合中的第一芯间线段的最大长度长。

作为第二十一方面，优选的是，根据本发明的光学组件具有这样的结构：根据上述第十五方面至第二十方面中的任一方面所述的光波导和具有光学输入/输出端子的光电元件组成一体。在这种情况下，多个芯部的设置在第一表面上的一侧端面与光电元件的光学输入/输出端子光耦合。

本发明的有益效果

如上所述，根据本实施例的光纤、光缆、光波导和光学组件能够实现在将芯间串扰保持较低的同时改善芯部节距。

附图说明

图1的(A)和图1的(B)是示出串扰与弯曲半径之间的关系的实例的曲线图；

图2的(A)至图2的(F)是示出在光纤弯曲的情况下的等效折射率的视图；

图3是根据第一实施例的光纤1的剖视图；

图4是根据第二实施例的光纤2的剖视图；

图5是根据第三实施例的光纤3的剖视图；

图6是根据第四实施例的光纤4的剖视图；

图7是根据第五实施例的光纤5的剖视图；

图8是根据变型例的光纤6A的剖视图；

图9是根据变型例的光纤6B的剖视图；

图10是根据变型例的光纤6C的剖视图；

图11是根据变型例的光纤6D的剖视图；

图12是根据变型例的光纤7A的剖视图；

图13是根据变型例的光纤7B的剖视图；

图14是根据变型例的光纤7C的剖视图；

图15是根据变型例的光纤8A的剖视图；

图16是根据变型例的光纤8B的剖视图；

图17是根据变型例的光纤8C的剖视图；

图18是根据变型例的光纤8D的剖视图；

图19是示出利用硅光子芯片实现光收发器的传输链路的构造的视图；

图20是示出根据本发明的实施例的光波导220的构造的透视图；

图21是示出根据实施例的光波导220的一个端面的视图；

图22是根据实施例的光波导220的剖视图(沿着图20的线I-I截取的截面)；

图23是根据实施例的光波导220的剖视图(沿着图20的线I-I截取的截面)；

图24是示出在波长为1.31μm且光纤弯曲半径为5cm的情况下的芯部节距与串扰系数之间的关系的曲线图；

图25是示出在波长为1.55μm且光纤弯曲半径为80cm的情况下的芯部节距与串扰系数之间的关系的曲线图；以及

图26的(A)是根据本实施例的光缆9的剖视图，而图26的(B)是光缆9中的带槽间隔件92的透视图。

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，相同或类似的元件将用相同的附图标记表示，省略重复的描述。

要首先说明的是光纤中的芯间串扰的统计平均值(其在下文中被简称为“串扰”)与弯曲半径之间的关系。随着芯部之间的功率耦合系数变大，芯间串扰增大。芯部之间的功率耦合系数取决于各个芯部的电场分布之间的重合尺寸和芯部之间的相位匹配程度。也就是说，芯部之间的功率耦合系数和芯间串扰随着各个芯部的电场分布之间的重合尺寸和芯部之间的相位匹配程度的增大而增大。

图1的(A)和图1的(B)是示出串扰与弯曲半径之间的关系的实例的曲线图。具体而言，图1的(A)示出了在两个相邻芯部的结构彼此不同的情况下的关系，而图1的(B)示出了在两个相邻芯部的结构彼此相同的情况下的关系。措辞“芯部的结构”是指芯部的折射率分布。图1的(A)和图1的(B)的来源是非专利文献2(“K.Saito等人,"Homogeneous and Heterogeneous Multi-core fibers(均质多芯光纤和异质多芯光纤),"IEEE Summer Topicals 2012,TuC4.4.”)。

如图1的(A)所示，在异质芯部之间，串扰随着弯曲半径的减小而在一定的弯曲半径下突然增大，然后串扰随着弯曲半径的进一步减小而逐渐减小。异质芯部之间的串扰的突然变化处的弯曲半径阈值用R_pk表示(参见非专利文献3("T.Hayashi等人,"Crosstalk variationof multi-core fibre due to fibre bend(因光纤弯曲而造成的多芯光纤的串扰变化),"ECOC2010,We.8.F.6"))。另一方面，如图1的(B)所示，在均质芯部之间，串扰随着弯曲半径的减小而单调减小。在异质芯部之间的情况下，更能在弯曲半径的较大范围内减少串扰。然而，为了充分减小弯曲半径阈值R_pk，以避免在光纤的实际使用中出现串扰的劣化，需要使芯部之间的结构差异足够大以影响传输特性。

光纤的串扰表现为如图1的(A)和图1的(B)所示那样的原因是光纤被随机或故意围绕纵轴线扭曲。将使用附图对这进行讨论。光纤弯曲时，各个芯部的弯曲半径变为稍有不同，从而导致各个芯部的光程的细微变化。光程的这种变化等效地由线性光纤的折射率变化表示。这个变化的折射率将被称为等效折射率。

图2的(A)至图2的(F)是示出在光纤弯曲的情况下的等效折射率的视图。具体而言，图2的(A)是用于说明各个参数的定义的视图。图2的(B)是示出角度θ(弧度)与有效折射率之间的关系的曲线图。图2的(C)至图2的(F)示出θ＝0、θ＝π/2、θ＝3π/4和θ＝π时的折射率分布。中心处的芯部m的等效有效折射率n_eqeff,m为常数。相比之下，与芯部m相隔一定距离D_m的芯部n的等效有效折射率n_eqeff,n由下文中的使用实际有效折射率n_eff,n、弯曲半径R_b和芯部n在光纤横截面上的极坐标位置(r_n,θ_n)的表达式(1)表示。如图2的(C)至图2的(F)表示，即使芯部的实际有效折射率彼此不同，芯部的等效有效折射率也可能因弯曲和扭曲而彼此相等。当弯曲半径R_b由下文中的表达式(2)表示时会发生这种情况。由于芯部之间的相位匹配可以表示为(换言之)芯部的等效有效折射率变得彼此相等(或彼此极度接近)，因此异质芯部之间的相位匹配在这样小的弯曲半径下变大，从而导致串扰的增大。

[数学式1]

$n_{\mathrm{eqeff},n}=n_{\mathrm{eff},n}(1+\frac{r_n\cos {\mathrm{\θ}}_n}{R_b})\·\·\·\left(1\right)$

[数学式2]

$R_b\≤R_{\mathrm{pk}}=D_{\mathrm{nm}}\frac{(n_{\mathrm{eff},m}+n_{\mathrm{eff},n})/2}{|n_{\mathrm{eff},m}-n_{\mathrm{eff},n}|}\·\·\·\left(2\right)$

由于在均质芯部之间的情况下的芯部之间的相位在任何弯曲半径下在θ＝±π/2处总是匹配的，因此与异质芯部之间的情况相比，串扰更不可能减小。然而，在均质芯部之间的情况下，实际有效折射率与等效有效折射率之差随着弯曲半径的减小而增大，以减少相位匹配的“量”(即，减少芯部的等效有效折射率变为极度接近的机会)；从而串扰逐渐减小。

本发明的实施例在结构方面关注光纤的结构和内部具有光纤的光缆，其中，光纤横截面上的芯部格局抵抗弯曲而不太可能被扭曲。本发明的实施例是抗扭曲的，因此不太可能发生因扭曲而造成的芯部之间的相位匹配，从而实现了比以前更低的串扰和更高的芯部密度(更短的芯部节距)。

下述各实施例的光纤是这样的光纤：在该光纤中，沿光纤纵向延伸的多个芯部被包层覆盖，并且包层涂覆有树脂，其中，与光纤纵向垂直的横截面上的结构不是圆对称的，而是具有1次或2次旋转对称但不具有3次或更多次旋转对称，从而光纤更可能仅唯一沿与光纤纵轴垂直的横截面上的特定方向(容易弯曲方向)弯曲(即，容易弯曲方向很可能是唯一的弯曲半径方向)。此外，根据各实施例的光纤具有满足以下第一角度条件的一个或多个组合(第一芯部组合)：将两个相邻芯部的中心连接起来的线段(第一芯间线段)相对于与光纤纵向垂直的横截面上的容易弯曲方向所成的锐角小于30°，并且在满足第一角度条件的每个组合中，两个相邻芯部的结构相同。措辞“两个相邻芯部的结构相同、均质或相等”是指：对于两个相邻芯部之间的关系而言，上述表达式(2)中的R_pk为50cm以上，而措辞“两个相邻芯部的结构异质或不同”是指：对于两个相邻芯部之间的关系而言，上述表达式(2)中的R_pk小于50cm。

为了便于说明，将对实施例进行描述，同时将芯部组定义为两个相邻芯部的结构相同的一系列芯部的集合，因为该集合是这样的组合：其将两个相邻芯部的中心连接起来的线段相对于与光纤纵轴垂直的横截面上的容易弯曲方向所成的锐角小于30°。考虑到在容易弯曲方向与弯曲半径方向之间形成小偏差的情况，对于将两个相邻芯部的中心连接起来的线段相对于容易弯曲方向所成的锐角小于30°的两个芯部而言，更优选的条件如下：将两个相邻芯部的中心连接起来的线段相对于容易弯曲方向所成的锐角更优选地为小于15°；将两个相邻芯部的中心连接起来的线段相对于容易弯曲方向所成的锐角更优选地为小于5°；将两个相邻芯部的中心连接起来的线段更优选地与容易弯曲方向平行。

图3是根据第一实施例的光纤1的剖视图。光纤1包括裸光纤，裸光纤由石英玻璃构成，并且包括八个芯部11和将这些芯部11中的每一个覆盖住的包层12。包层12被涂层(树脂)13覆盖。光纤1的横截面上的涂层形状为大致矩形形状，并且容易弯曲方向(涂层直径和包层直径最短的方向)是相同附图中的竖直方向。光纤1设置有由四个芯部11组成的芯部组14₁和由其它四个芯部11组成的芯部组14₂。一个芯部组中的相邻芯部11具有相同的结构，并且如上所述，将相邻芯部11的中心连接起来的线段相对于与光纤纵轴垂直的横截面上的容易弯曲方向所成的锐角小于30°。各芯部组14₁、14₂中的芯部11沿容易弯曲方向排列在相同轴线上。

图4是根据第二实施例的光纤2的剖视图。在光纤2中，八个光纤21被包层22覆盖，并且包层22被涂层(树脂)23覆盖。光纤2的横截面上的涂层形状为大致椭圆形形状，并且容易弯曲方向(涂层直径和包层直径最短的方向)是相同附图中的竖直方向。光纤2设置有由四个芯部21组成的芯部组24₁和由其它四个光纤21组成的芯部组24₂。各芯部组24₁、24₂中的四个芯部21沿容易弯曲方向排列在相同轴线上。如上所述，各芯部组24₁、24₂仅由相同结构的光纤21组成。

图5是根据第三实施例的光纤3的剖视图。在光纤3中，八个芯部31被包层32覆盖，并且包层32被涂层(树脂)33覆盖。在光纤3的横截面上的涂层形状中，容易弯曲方向(涂层直径和包层直径最短的方向)是相同附图中的竖直方向。光纤3设置有由四个芯部31组成的芯部组34₁和由其它四个芯部31组成的芯部组34₂。各芯部组34₁、34₂中的四个芯部31沿容易弯曲方向排列在相同轴线上。如上所述，各芯部组34₁、34₂仅由相同结构的芯部31组成。

图6是根据第四实施例的光纤4的剖视图。在光纤4中，四个芯部41被包层(包层元件)42₁覆盖，四个芯部41被包层(包层元件)42₂覆盖，八个芯部41被包层(包层元件)42₃覆盖，四个芯部41被包层(包层元件)42₄覆盖，并且这四个包层42₁至42₄被涂层(树脂)43覆盖。光纤4的横截面上的涂层形状为大致矩形形状。容易弯曲方向是涂层直径最短的方向并且是与以下直线垂直的方向(图6中的竖直方向)：在该直线上，包括在与光纤纵向垂直的横截面上的包层中的各部分的长度之和是最大的。

光纤4设置有芯部组44₁、44₂、44_3A、44_3B和44₄。芯部组44₁由被包层42₁覆盖的四个芯部41构成。芯部组44₂由被包层42₂覆盖的四个芯部41构成。芯部组44_3A由被包层42₃覆盖的四个芯部41构成。芯部组44_3B由被包层42₃覆盖的其它四个芯部41构成。芯部组44₄由被包层42₄覆盖的四个芯部41构成。

各芯部组44₁、44₂、44_3A、44_3B和44₄中的四个芯部41沿容易弯曲方向排列在相同轴线上。如上所述，各芯部组44₁、44₂、44_3A、44_3B和44₄仅由相同结构的芯部41组成。

图7是根据第五实施例的光纤5的剖视图。在光纤5中，八个芯部51被包层(包层元件)52₁覆盖，十四个芯部51被包层(包层元件)52₂覆盖，十六个芯部51被包层(包层元件)52₃覆盖，二十八个芯部51被包层(包层元件)52₄覆盖，并且这四个包层52₁-52₄被涂层(树脂)53覆盖。光纤5的横截面上的涂层的形状为大致矩形形状。容易弯曲方向是涂层直径最短的方向并且是与以下直线垂直的方向(图7中的竖直方向)：在该直线上，包括在与光纤纵向垂直的横截面上的包层中的各部分的长度之和是最大的。

光纤5设置有芯部组54_1A、54_1B、54_2A、54_2B、54_2C、54_2D、54_3A、54_3B、54_3C、54_3D、54_4A、54_4B、54_4C、54_4D、54_4E、54_4F和54_4G。

芯部组54_1A由被包层52₁覆盖的四个芯部51构成。芯部组54_1B由被包层52₁覆盖的其它四个芯部51构成。

芯部组54_2A由被包层52₂覆盖的三个芯部51构成。芯部组54_2B由被包层52₂覆盖的其它四个芯部51构成。芯部组54_2C由被包层52₂覆盖的其它四个芯部51构成。芯部组54_2D由被包层52₂覆盖的其它三个芯部51构成。

芯部组54_3A由被包层52₃覆盖的四个芯部51构成。芯部组54_3B由被包层52₃覆盖的其它四个芯部51构成。芯部组54_3C由被包层52₃覆盖的其它四个芯部51构成。芯部组54_3D由被包层52₃覆盖的其它四个芯部51构成。

芯部组54_4A由被包层52₄覆盖的四个芯部51构成。芯部组54_4B由被包层52₄覆盖的其它四个芯部51构成。芯部组54_4C由被包层52₄覆盖的其它四个芯部51构成。芯部组54_4D由被包层52₄覆盖的其它四个芯部51构成。芯部组54_4E由被包层52₄覆盖的其它四个芯部51构成。芯部组54_4F由被包层52₄覆盖的其它四个芯部51构成。芯部组54_4G由被包层52₄覆盖的其它四个芯部51构成。

包括在各芯部组54_1A至54_1B、54_2A至54_2D、54_3A至54_3D和54_4A至54_4G中的多个芯部51沿容易弯曲方向排列在相同轴线上。各芯部组54_1A至54_1B、54_2A至54_2D、54_3A至54_3D和54_4A至54_4G仅由相同结构的芯部51构成。

关于芯部组54_3A至54_3D：芯部组54_3A、54_3C与芯部组54_3B、54_3D之间的芯部结构彼此不同。关于芯部组54_4A至54_4G：芯部组54_4A、54_4D、54_4G，芯部组54_4B、54_4E和芯部组54_4C、54_4F之间的芯部结构彼此不同。

这些光纤1至5中的每一个易于唯一地沿容易弯曲方向弯曲，并且在这种情况下，弯曲半径方向在整个长度上与沿容易弯曲方向的芯部的排列方向大致平行，从而容易地实现了这样的状态：沿容易弯曲方向的芯部格局几乎被固定。因此，通过使光纤1至5中的每一个适当弯曲(例如，在弯曲半径为10cm至10m的范围内)，能够容易地在整个长度上将芯部组中的芯部之间的等效有效折射率差保持在特定水平之上。

各光纤可以仅包括一个芯部组或多个芯部组。光纤优选地设置有多个芯部组，这是因为可以将更大数目的芯部设置在光纤横截面上，从而实现高效利用。本发明的各实施例的光纤优选地设置有多个芯部组，各芯部组均由在沿与容易弯曲方向垂直的方向上的不同位置处沿容易弯曲方向排列在相同轴线上的多个芯部构成。

包括在光纤中的所有芯部组可以被整体式的包层覆盖或被各个单独的包层覆盖。

光纤优选地为这样的光纤：包括在各芯部组中的多个芯部具有相同的结构。由于这种构造，即使光纤沿容易弯曲方向在任一侧弯曲，在芯部之间的等效有效折射率差与弯曲半径的关系中也不存在差别，从而使串扰与弯曲方向(或者光纤沿容易弯曲方向弯曲的一侧)无关。

如在图3至图6所示的光纤的情况下那样，优选地设置多个芯部组，各芯部组均由在沿宽度方向的不同位置处沿容易弯曲方向排列的多个芯部构成。优选地将均由一系列芯部(其由相邻芯部构成)组成的多个集合设置作为这样的组合：将两个相邻芯部的中心连接起来的线段相对于与光纤纵轴垂直的横截面上的容易弯曲方向所成的锐角小于30°。

如在图3至图6所示的光纤中的各芯部组的情况下那样，或如在图7的包层52₁中的芯部组54_1A、54_1B和包层52₃中的芯部组54_3A、54_3C和54_3B、54_3D的情况下那样，两个芯部组之间的存在于与容易弯曲方向垂直的相同轴线上的结构相同的芯部之间的空间优选地大于相同芯部组中的相邻芯部之间的沿容易弯曲方向的空间。也就是说，优选的是，满足第三角度条件(将两个具有相同结构的芯部的中心连接起来的线段(第三芯间线段)相对于与光纤纵轴垂直的横截面上的容易弯曲方向所成的角度为直角或不小于30°的锐角)的组合(第三芯部组合)中的两个芯部之间的中心距的最小值大于满足第一角度条件(将两个具有相同结构的相邻芯部的中心连接起来的线段(第一芯间线段)相对于与光纤纵轴垂直的横截面上的容易弯曲方向所成的锐角小于30°)的组合(第一芯部组合)中的两个芯部之间的中心距的最大值。由于在本发明的光纤中在存在于与容易弯曲方向垂直的相同轴线上的具有相同结构的芯部之间相位匹配变得显著，因此通过减少芯部组之间的芯部的电场分布的重叠可以减小芯部组之间的芯间串扰。

如在图7的包层52₂中的芯部组54_2A至54_2D的情况下那样，更优选的是，在两个相邻芯部组之间，在与垂直于容易弯曲方向的方向平行的位置不存在芯部。这种格局可以防止相邻芯部组之间的相位匹配。在不相邻的且充分隔开的芯部组之间(电场分布的重叠小)，在与垂直于容易弯曲方向的方向平行的位置可以存在芯部。

如在图7的包层52₃中的芯部组54_3A至54_3D的情况下那样，优选的是，两个相邻芯部组之间的芯部的结构彼此不同。也就是说，优选地，在满足第二角度条件的组合(第二芯部组合)中两个相邻芯部的结构优选为不同，第二角度条件为将两个相邻芯部的中心连接起来的线段(第二芯间线段)相对于与光纤纵轴垂直的横截面上的容易弯曲方向所成的角度为直角或不小于30°的锐角。由于本发明的光纤的弯曲方向限于容易弯曲方向，因此可以抑制相邻芯部组之间的在与垂直于容易弯曲方向的方向平行的位置处的具有不同结构的芯部之间的因弯曲和扭曲而造成的相位匹配，以减少串扰。

如在图7的包层52₄中的芯部组54_4A至54_4G的情况下那样，光纤可以具有这样的构造：使用三种或更多种类型的异质芯部，以使各个芯部组中的芯部结构在两个相邻芯部组之间不同，并且定位成在相邻芯部组之间的平行于宽度方向的位置没有芯部，从而可以使存在于与宽度平行的位置的均质芯部之间的空间变得非常大，从而减小不同芯部组之间的芯间串扰。

可以减小光纤中的串扰仅仅指的是在将串扰保持为固定不变的同时可以使芯部节距变得比常规光纤的芯部节距短(或可以使芯部密度变得更高)。

除了上述实施例之外，下面所描述的各种形式也适于作为根据本发明的光纤的实施例。

图8是根据变型例的光纤6A的剖视图。在光纤6A中，具有相同结构的四个芯部61被包层62覆盖，并且包层62被涂层(树脂)63覆盖。包层62的横截面形状为圆形，并且涂层63的横截面形状为大致椭圆形。涂层63的横截面形状不是圆对称的，而是具有1次或2次旋转对称但不具有3次或更多次旋转对称。容易弯曲方向定义为涂层直径最短的方向。四个芯部61沿容易弯曲方向排列。

图9是根据变型例的光纤6B的剖视图。在光纤6B中，具有相同结构的四个芯部61被包层62覆盖，并且包层62被涂层(树脂)63覆盖。包层62的横截面形状为圆形，并且涂层63的横截面形状为大致矩形。涂层63的横截面形状不是圆对称的，而是具有1次或2次旋转对称但不具有3次或更多次旋转对称的。容易弯曲方向定义为涂层直径最短的方向。四个芯部61沿容易弯曲方向排列。

图10是根据变型例的光纤6C的剖视图。在光纤6C中，具有相同结构的四个芯部61被包层62覆盖，并且包层62被涂层(树脂)63覆盖。包层62的横截面形状为大致椭圆形，并且涂层63的横截面形状为圆形。包层62的横截面形状不是圆对称的，而是具有1次或2次旋转对称但不具有3次或更多次旋转对称。容易弯曲方向定义为包层直径最短的方向。四个芯部61沿容易弯曲方向排列。

图11是根据变型例的光纤6D的剖视图。在光纤6D中，具有相同结构的四个芯部61被包层62覆盖，并且包层62被涂层(树脂)63覆盖。包层62的横截面形状为大致矩形，并且涂层63的横截面形状为圆形。包层62的横截面形状不是圆对称的，而是具有1次或2次旋转对称但不具有3次或更多次旋转对称。容易弯曲方向定义为包层直径最短的方向。四个芯部61沿容易弯曲方向排列。

图12是根据变型例的光纤7A的剖视图。在光纤7A中，具有相同结构的四个芯部71被各个包层(包层元件)72覆盖，两个包层72中的每一个包层的横截面形状为圆形，并且这些包层72一体地被涂层(树脂)73覆盖。两个包层72的布置不是圆对称的，而是具有1次或2次旋转对称但不具有3次或更多次旋转对称。容易弯曲方向定义为在与光纤纵向垂直的横截面上与以下直线垂直的方向：在该直线上，包括在包层中的各部分的长度之和最大。在各包层72中多个芯部71沿容易弯曲方向排列。

图13是根据变型例的光纤7B的剖视图。在光纤7B中，具有相同结构的两个芯部71被各个包层(包层元件)72覆盖，四个包层72中的每一个包层的横截面形状为大致椭圆形，并且这四个包层72一体地被涂层(树脂)73覆盖。包层72的横截面形状不是圆对称的，而是具有1次或2次旋转对称但不具有3次或更多次旋转对称。容易弯曲方向定义为在与光纤纵向垂直的横截面上与以下直线垂直的方向：在该直线上，包括在包层中的各部分的长度之和最大。在各包层72中多个芯部71沿容易弯曲方向排列。

图14是根据变型例的光纤7C的剖视图。在光纤7C中，具有相同结构的两个芯部71被各个包层(包层元件)72覆盖，四个包层72中的每一个包层的横截面形状为圆形，并且这四个包层72一体地被涂层(树脂)73覆盖。包层72的布置不是圆对称的，而是具有1次或2次旋转对称但不具有3次或更多次旋转对称。容易弯曲方向定义为在与光纤纵向垂直的横截面上包围所有包层以使周长最小的闭合曲线C的内部区域的宽度所在的方向。在各包层72中多个芯部71沿容易弯曲方向排列。

图15是根据变型例的光纤8A的剖视图。在光纤8A中，具有相同结构的四个芯部81被包层82覆盖，并且包层82以及两个弯曲方向控制器85被涂层(树脂)83覆盖。两个弯曲方向控制器85中的每一个在涂层83中沿着光纤纵向延伸，并且具有比涂层83的杨氏模量高的杨氏模量。容易弯曲方向定义为在与光纤纵向垂直的横截面上与以下直线垂直的方向：在该直线上，包括在弯曲方向控制器85中的各部分的长度之和最大。四个芯部81沿容易弯曲方向排列。应注意的是，包层82和涂层83可以由相同的树脂材料制成。在这种情况下，相同树脂材料的树脂区域(包层82和涂层83组成一体)用作具有比芯部81的折射率低的折射率的包层。在允许我们指定容易弯曲方向的横截面形状的光纤的情况下，与根据上述各个实施例的没有弯曲方向控制器的光纤类似，包层(一个或多个)和涂层可以由相同的树脂材料组成。

图16是根据变型例的光纤8B的剖视图。在光纤8B中，具有相同结构的四个芯部81被包层82覆盖，并且包层82以及两个弯曲方向控制器85被涂层(树脂)83覆盖。两个弯曲方向控制器85中的每一个在涂层83中沿着光纤纵向延伸，并且具有比涂层83的杨氏模量高的杨氏模量。容易弯曲方向定义为在与光纤纵向垂直的横截面上包围所有弯曲方向控制器85且周长最小的闭合曲线C的内部区域的宽度所在的方向。四个芯部81沿容易弯曲方向排列。

图17是根据变型例的光纤8C的剖视图。在光纤8C中，具有相同结构的四个芯部81被包层82覆盖，并且包层82以及弯曲方向控制器85被涂层(树脂)83覆盖。弯曲方向控制器85在涂层83中沿着光纤纵向延伸，并且具有与涂层83的杨氏模量相等的杨氏模量。容易弯曲方向定义为在与光纤纵向垂直的横截面上与以下直线垂直的方向：在该直线上，包括在弯曲方向控制器85和包层82中的各部分的长度之和最大。四个芯部81沿容易弯曲方向排列。

图18是根据变型例的光纤8D的剖视图。在光纤8D中，具有相同结构的四个芯部81被包层82覆盖，并且包层82以及一个弯曲方向控制器85被涂层(树脂)83覆盖。弯曲方向控制器85在涂层83中沿着光纤纵向延伸，并且具有与涂层83的杨氏模量相等的杨氏模量。容易弯曲方向定义为在与光纤纵向垂直的横截面上包围所有弯曲方向控制器85和包层82且周长最小的闭合曲线C的内部区域的宽度所在的方向。四个芯部81沿容易弯曲方向排列。

在与光纤纵向垂直的横截面上，在与涂层直径最短的容易弯曲方向垂直的方向上的涂层直径不小于在容易弯曲方向上的涂层直径的1.2倍，更优选地为不小于1.5倍，并且还更优选地为不小于2倍。在与包层直径最短的容易弯曲方向垂直的方向上的涂层直径不小于在容易弯曲方向上的涂层直径的1.2倍，更优选地为不小于1.5倍，并且还更优选地为不小于2倍。包括在包层中的各部分的长度之和最大的直线上的长度之和不小于在与前述直线垂直的直线上的包括在包层中的各部分的长度之和的最大值的1.2倍，更优选地为不小于1.5倍，并且还更优选地为不小于2倍。包围所有包层以使周长最小的闭合曲线的内部区域的宽度的最大值不小于闭合曲线的内部区域的宽度的最小值的1.2倍，更优选地为不小于1.5倍，并且还更优选地为不小于2倍。包括在弯曲方向控制器中的各部分的长度之和最大的直线上的长度之和不小于在与前述直线垂直的直线上的包括在弯曲方向控制器中的各部分的长度之和的最大值的1.2倍，更优选地为不小于1.5倍，并且还更优选地为不小于2倍。包围所有弯曲方向控制器且周长最小的闭合曲线的内部区域的宽度的最大值不小于闭合曲线的内部区域的宽度的最小值的1.2倍，更优选地为不小于1.5倍，并且还更优选地为不小于2倍。包括在弯曲方向控制器和包层中的各部分的长度之和最大的直线上的长度之和不小于在与前述直线垂直的直线上的包括在弯曲方向控制器和包层中的各部分的长度之和的最大值的1.2倍，更优选地为不小于1.5倍，并且还更优选地为不小于2倍。包围所有弯曲方向控制器和包层且周长最小的闭合曲线的内部区域的宽度的最大值不小于闭合曲线的内部区域的宽度的最小值的1.2倍，更优选地为不小于1.5倍，并且还更优选地为不小于2倍。通过采用这些，本发明的实施例的光纤变得易于沿作为弯曲半径方向的容易弯曲方向更稳定地弯曲。

现在，让我们考虑利用硅光子芯片实现光收发器的传输链路(图19)。在图19所示的传输链路100中，光收发器200和光收发器300可以通过光纤400进行双向光通信。在光收发器200中，通过电信号线240传入的电信号被硅光子芯片(光电元件)210转换成光信号，并且通过光波导220和连接夹具230将光信号发送到光纤400。在光收发器300中，经由光纤400传入的光信号通过连接夹具330和光波导320被引导到硅光子芯片(光电元件)310，以转换成电信号，并且将电信号发送到电信号线340上。也可以沿与前述方向相反的方向进行信号传输。在光纤400的中部，可能借助于连接器、熔接法或将端面对接的方式而在光纤之间存在接合部。硅光子芯片210和光波导220组成一体的光学组件也可以应用于光收发器200。类似地，光收发器300和光波导320组成一体的光学组件也可以应用于光收发器300。

在各光收发器中，硅光子芯片、光波导和连接夹具容纳在壳体中。如图19所示，可以通过以下步骤实现具有有限高度和紧凑尺寸的光收发器壳体：制备光波导220，其中多个芯部221被包层222覆盖；制备光波导320，其中多个芯部321被包层322覆盖；将硅光子芯片与光波导彼此连接；利用光波导将光的传播方向以小的曲率半径弯曲90°；以及利用连接夹具连接光波导与光纤。由于这种构造允许在不以小的曲率半径弯曲光纤的情况下使光的行进方向弯曲，这能够减少因弯曲应力而造成的光纤破裂的可能性。

图20是示出光波导220的构造的透视图。图21是示出光波导220的一个端面(第一平面223或第二平面224)的视图。图22和图23是不同结构的光波导220的剖视图(沿着图20的线I-I截取的截面)的两个实例。将在下文对光波导220进行描述，对光波导220的描述也适用于光波导320。光波导220具有结构相同的多个芯部221、覆盖这些芯部221的包层222以及覆盖包层222的树脂。包层222的折射率低于芯部221的折射率。光波导220可以在第一平面(第一光入射/出射面)223与第二平面(第二光入射/出射面)224之间经由各个芯部221引导光。

各个芯部221具有呈小曲率半径的弯曲部分。由于该弯曲部分的存在，因此第一平面223中的芯部221的中心轴线II与第二平面224中的芯部221的中心轴线III之间的角度γ(参见图22)是补角，并且优选地在58°至90°的范围内，更优选在74°至90°的范围内。关于芯部221与第一平面223和第二平面224所成的角度α和β(参见图22)，锐角优选地为不小于74°或为直角，并且锐角更优选地为在80°至84°的范围内。芯部221的中心轴线在弯曲部分中的曲率半径优选为不超过15mm，更优选地为不超过10mm，更优选地为不超过7.5mm，更优选地为不超过5mm，并且进一步优选地为不超过4mm。

用于减小两个相邻芯部之间的串扰的优选构造是这样的：在弯曲部分中，存在满足以下第一角度条件的一个或多个组合(第一芯部组合)：将两个相邻芯部的中心连接起来的线段(第一芯间线段)相对于芯部的在与芯部的中心轴线垂直的横截面上的弯曲半径方向所成的锐角小于30°，并且在满足第一角度条件的每一个组合中，两个相邻芯部的结构相同。

在弯曲部分中，并且在满足第一角度条件(将两个相邻芯部的中心连接起来的线段相对于芯部的在与芯部的中心轴线垂直的横截面上的弯曲半径方向所成的锐角小于30°)的前述组合中，将两个芯部的中心连接起来的线段相对于芯部的弯曲半径方向所成的锐角更优选地为小于15°，并且更优选地为小于5°，进一步优选地，将两个芯部的中心连接起来的线段与芯部的弯曲半径方向平行。

在弯曲部分中，并且在满足第二角度条件(将两个相邻芯部的中心连接起来的线段(第二芯间线段)相对于芯部的在与芯部的中心轴线垂直的横截面上的弯曲半径方向所成的角度为直角或不小于30°的锐角)的组合(第二芯部组合)中，两个相邻芯部的结构优选为不同。

在弯曲部分中，在满足第三角度条件(将两个具有相同结构的芯部的中心连接起来的线段(第三芯间线段)相对于芯部的在与芯部的中心轴线垂直的横截面上的弯曲半径方向所成的角度为直角或不小于30°的锐角)的组合(第三芯部组合)中的两个芯部之间的中心距的最小值优选地为大于满足第一角度条件(将两个具有相同结构的相邻芯部的中心连接起来的线段(第一芯间线段)相对于芯部的在与芯部的中心轴线垂直的横截面上的弯曲半径方向所成的锐角小于30°)的组合(第一芯部组合)中的两个相邻芯部之间的中心距的最大值。

芯部的数量和芯部格局不必仅限于附图的实例中的那些数量和格局。为了允许使用紫外线固化型粘合剂来将本发明的光波导粘合至硅光子芯片和光纤，本发明的光波导优选地为能够透过10％以上的紫外线光的光波导。

在根据本发明的实施例的光纤和光波导中，芯部和包层优选为玻璃或树脂，并且更优选地为纯石英玻璃或含有添加剂的石英玻璃。芯部可以为玻璃和包层树脂。用于进一步降低串扰且减小芯部节距的优选构造是这样的：光纤在芯部与包层之间设置有沟槽层，该沟槽层具有比包层的折射率低的折射率。沟槽层优选地实现为具有比包层低的折射率的玻璃或树脂的固体层，并且沟槽层优选地实现为围绕芯部设置有多个孔的层，从而减小沿周向的平均折射率，以使沟槽层的折射率低于包层的折射率。另一优选构造是这样的：光纤在芯部与沟槽层之间设置有内包层，该内包层具有比芯部的折射率低但比沟槽层的折射率高的折射率。内包层优选地为玻璃或树脂。在本发明的光纤中，弯曲方向控制器优选地为玻璃、金属或碳纤维。包层优选地为整体被树脂覆盖。一个包层优选地设置有独立于树脂涂层的金属涂层或碳涂层。

下文将对根据本发明的实施例的光纤中的串扰减少的效果或基于预定串扰减小芯部节距的效果进行描述。图24和25示出了具有阶跃折射率芯部的光纤的芯部节距与串扰系数(每单位长度的串扰增长率)的计算结果，其中，芯部与包层之间的相对折射率差Δ约为0.42％并且芯部直径约为8.4μm。

图24是示出在波长为1.31μm且光纤弯曲半径为5cm的情况下的芯部节距与串扰系数之间的关系的曲线图。在图24中，曲线G2410示出了在芯部格局相对于弯曲方向随机布置并且芯部是均质的(芯部的有效折射率之间的相对折射率差Δneff＝0％)的情况下(其为比较例的光纤)的芯部节距与串扰系数之间的关系；曲线G2420示出了在芯部格局相对于弯曲方向随机布置并且芯部是异质的(Δneff＝0.05％)的情况下(其为比较例的光纤)的关系；曲线G2440示出了在芯部格局与弯曲方向平行并且芯部是异质的(Δneff＝0.05％)的情况下(其为比较例的光纤)的关系；曲线G2430示出了在芯部格局与弯曲方向平行并且芯部是均质的(Δneff＝0％)的情况下(其为实施例的光纤)的关系。

从图24可以看出，为了在1m以上长的光纤中将串扰保持为不超过-30dB，实施例的光纤(芯部格局与弯曲方向平行并且Δneff＝0％)在实现了最小芯部节距的同时具有最低的串扰。例如，为了在100m长的光纤中实现-30dB以下的串扰，比较例中的光纤至少需要具有不小于27μm的芯部节距，而实施例的光纤可以具有不小于22μm的芯部节距，以实现芯部节距的显著减小。考虑到应用于长度为从数厘米到数十米的短距离通信，光纤的主要部分很可能以该小半径弯曲。

图25是示出在波长为1.55μm且光纤弯曲半径为80cm的情况下的芯部节距与串扰系数之间的关系的曲线图。在图25中，曲线G2510示出了在芯部格局相对于弯曲方向随机布置并且芯部是均质的(有效折射率之间的相对折射率差Δneff＝0％)的情况下(其为比较例的光纤)的芯部节距与串扰系数之间的关系；曲线G2520示出了在芯部格局相对于弯曲方向随机布置并且芯部是异质的(Δneff＝0.005％)的情况下(其为比较例的光纤)的关系；曲线G2540示出了在芯部格局与弯曲方向平行并且芯部是异质的(Δneff＝0.005％)的情况下(其为比较例的光纤)的关系；曲线G2530示出了在芯部格局与弯曲方向平行并且芯部是均质的(Δneff＝0％)的情况下(其为实施例的光纤)的关系。

从图25可以看出，为了在100km以上长的光纤传输链路中将串扰保持为不超过-30dB，实施例的光纤(芯部格局与弯曲方向平行并且Δneff＝0％)在实现了最小芯部节距的同时具有最低的串扰。为了在100km长的光纤中实现-30dB以下的串扰，比较例中的光纤至少需要具有不小于44.5μm的芯部节距，而实施例的光纤可以具有不小于41μm的芯部节距，以实现芯部节距的显著减小。

图26的(A)是根据实施例的光缆9的剖视图，而图26的(B)是构成光缆9的一部分的间隔件92的透视图。光缆9设置有沿着中心轴线设置的抗拉部件91和围绕抗拉部件91的带槽间隔件92，在带槽间隔件92的外周表面上设置有狭槽93，在狭槽93中设置有光纤94，并且所有这些部件被光缆涂层树脂95覆盖。在光缆9中，光纤94容纳在带槽间隔件92的狭槽93中。每根光纤94具有带状形状，并且与带的宽度方向垂直的方向是容易弯曲方向。光纤94沿着光纤的容易弯曲方向层叠在狭槽93中。在本实施例中，带槽间隔件92的狭槽93以螺旋的方式设置为围绕抗拉部件91。光纤94因为被设置在带槽间隔件92的螺旋狭槽93中，所以以预定曲率半径进行弯曲。本实施例的光纤94具有即使光纤沿容易弯曲方向弯曲也能够隔绝串扰的影响的结构。因此，在本实施例的光纤94应用于光缆9的结构中，与应用标准的多芯光纤的情况相比，能够增大芯部密度。此外，狭槽93可以以螺旋的方式形成在带槽间隔件92的表面上，使得捻向被固定成仅沿一个方向，或者狭槽93可以以SZ-捻的螺旋方式形成在带槽间隔件92的表面上，使得捻向交替反向。应用于光缆结构的间隔件不限于图26B所示的多狭槽型间隔件，均只有一个狭槽的多个单一间隔件集合在一起的间隔件集合体也可以应用为这样的间隔件。作为光缆结构，可以应用具有这样的结构的光纤单元：多个光纤组成一体，同时多个光纤的容易弯曲方向是一致的。

光缆9内部具有前述实施例的光纤作为设置在狭槽93中的光纤94，并且光纤在以下状态下保持在光缆中：光纤在整个长度上以适当的弯曲半径弯曲。据信，在光缆9中，光纤沿作为弯曲方向的容易弯曲方向自然弯曲，但更优选的是，光纤被保持为使光纤的弯曲方向限定在容易弯曲方向上。通过采用狭槽93围绕光缆纵轴线扭曲的结构，可以相对于沿着光缆纵轴线的中心轴线以螺旋形状保持光缆中的光纤，从而可以以适当的弯曲半径连续弯曲光纤。

考虑到光缆形成的易制造性，适当的弯曲半径优选为不小于10cm。当沿容易弯曲方向在最近距离处邻接的芯部之间的距离用Dmin表示时，相邻芯部的等效有效折射率之间的相对折射率差Δ_eq由下文中的表达式(3)表示。当芯部之间的有效折射率差沿光纤纵向为常数时，就相对折射率差而言，芯部之间的有效折射率差优选为不小于0.005％(参见非专利文献4("M.Koshiba等人,"Heterogeneousmulti-core fibers:proposal and design principle(异质多芯光纤：建议和设计原则),"IEICE Electron.Express,vol.6,no.2,pp.98-103,Jan.2009"))。由此，弯曲半径优选地为满足下文中的表达式(4)的弯曲半径。在此应注意的是，Dmin和R_b的单位相同。

[数学式3]

${\mathrm{\Δ}}_{\mathrm{eq}}[\%]=100\frac{{(1+\frac{D_{\min }}{R_b})}^2-1}{2{(1+\frac{D_{\min }}{R_b})}^2}\·\·\·\left(3\right)$

[数学式4]

$R_b\≤\frac{D_{\min }}{1-\sqrt{0.9999}}=2.0\×{10}^5{D}_{\min }\·\·\·\left(4\right)$

例如，当Dmin被假定为15μm时，适当的弯曲半径不超过3m。当Dmin被假定为20μm时，适当的弯曲半径不超过4m。当Dmin被假定为25μm时，适当的弯曲半径不超过4m。当Dmin被假定为30μm时，适当的弯曲半径不超过6m。当Dmin被假定为35μm时，适当的弯曲半径不超过7m。当Dmin被假定为40μm时，适当的弯曲半径不超过8m。当Dmin被假定为45μm时，适当的弯曲半径不超过9m。当Dmin被假定为50μm时，适当的弯曲半径不超过10m。

附图标记列表

1-8...光纤，9...光缆，11...芯部，12...包层，13...涂层(树脂)，14₁～14₂...芯部组，21...芯部，22...包层，23...涂层(树脂)，24₁～24₂...芯部组，31...芯部，32...包层，33...涂层(树脂)，34₁～34₂...芯部组，41...芯部，42₁～42₄...包层，43...涂层(树脂)，44₁、44₂、44_3A、44_3B、44₄...芯部组，51...芯部，52₁～52₄...包层，53...涂层(树脂)，54_1A～54_1B、54_2A～54_2D、54_3A～54_3D、54_4A～54_4G...芯部组，61...芯部，62...包层，63...涂层(树脂)，71...芯部，72...包层，73...树脂，81...芯部，82...包层，83...树脂，85...弯曲方向控制器，91...抗拉部件，92...带槽间隔件，93...狭槽，94...光纤，95...光缆涂层树脂，100...传输链路，200...光收发器，210...硅光子芯片，220...光波导，221...芯部，222...包层，230...连接夹具，240...电信号线，300...光收发器，310...硅光子芯片，320...光波导，321...芯部，322...包层，330...连接夹具，340...电信号线，400...光纤。

Claims (13)

1.一种光波导，包括：多个芯部；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面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面设置在所述第二表面上，所述多个芯部中的每一个沿着预定轴线方向从所述第一表面延伸到所述第二表面，

其中，所述多个芯部包括两个相邻芯部的第一芯部组合，

在所述光波导的整个长度的至少一部分中，所述光波导的容易弯曲方向或芯部弯曲方向是与所述预定轴线方向垂直的横截面中的特定方向，并且

属于所述第一芯部组合的所述两个相邻芯部具有相同的芯部结构，并且设置为：将所述两个相邻芯部的中心连接起来的第一芯间线段与所述特定方向之间的第一角度变为小于30度。

2.根据权利要求1所述的光波导，其中，所述第一角度小于5度。

3.根据权利要求1或2所述的光波导，其中，所述多个芯部包括两个相邻芯部的第二芯部组合，并且

属于所述第二芯部组合的所述两个相邻芯部具有不同的芯部结构，并且设置为：将所述两个相邻芯部的中心连接起来的第二芯间线段与所述特定方向之间的第二角度变为直角或不小于30度的锐角。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的光波导，其中，所述多个芯部包括两个相邻芯部的第三芯部组合，

属于所述第三芯部组合的所述两个相邻芯部具有不同的芯部结构，并且设置为：将所述两个相邻芯部的中心连接起来的第三芯间线段与所述特定方向之间的第三角度变为直角或不小于30度的锐角，并且

所述第三芯部组合中的所述第三芯间线段的最小长度比所述第一芯部组合中的所述第一芯间线段的最大长度长。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的光波导，其中，所述光波导是具有如下布置结构的光纤：在所述光波导的横截面内设置有所述多个芯部。

6.根据权利要求5所述的光波导，其中，所述光纤的外周被涂层覆盖，并且所述光波导具有以下第一结构至第四结构中的至少一种结构作为允许抗弯的结构，

第一结构，其由具有沿着所述特定方向的厚度的所述包层限定，沿着所述特定方向的厚度小于所述包层的沿着与所述特定方向垂直的方向的厚度，

第二结构，其由具有沿着所述特定方向的厚度或长度上的外周尺寸的所述涂层限定，沿着所述特定方向的厚度或长度上的外周尺寸小于沿着与所述特定方向垂直的方向的厚度或长度上的外周尺寸，

第三结构，其由多个包层元件所构成的所述包层限定，所述多个包层元件的外周均被所述涂层覆盖，并且所述多个包层元件在被所述涂层覆盖的同时沿着与所述特定方向大致垂直的方向布置，以及

第四结构，其由将额外的刚性部件以及所述包层覆盖的涂层限定，而所述包层和所述额外的刚性部件沿着与所述特定方向大致垂直的方向布置在所述涂层中。

7.根据权利要求5或6所述的光波导，其中，所述涂层由树脂构成。

8.一种光缆，所述光缆内部包括作为根据权利要求5至7中的任一项所述的光波导的光纤，其中，所述光纤在被施加沿着所述特定方向的弯曲的同时保持在光缆内。

9.根据权利要求1至4中的任一项所述的光波导，其中，所述多个芯部中的每一个具有：弯曲部分，其沿着所述特定方向以15mm以下的曲率半径弯曲；第一平直部分，其定位在所述第一表面上或附近；第二平直部分，其定位在所述第二表面上或附近，并且

所述第一平直部分与所述第二平直部分之间的第四角度不小于58度。

10.根据权利要求9所述的光波导，其中，所述弯曲部分的曲率半径为10mm以下、7.5mm以下和5mm以下中的任一者。

11.根据权利要求9或10所述的光波导，其中，在所述多个芯部中的每一个芯部的所述第一平直部分与所述第一表面之间的角度中，位于所述弯曲部分的曲率半径的中心的一侧的角度不小于74度且为90度以下。

12.根据权利要求9至11中的任一项所述的光波导，其中，在所述多个芯部中的每一个芯部的所述第二平直部分与所述第二表面之间的角度中，位于所述弯曲部分的曲率半径的中心的一侧的角度不小于74度且为90度以下。

13.一种光学组件，所述光学组件中设置有根据权利要求1至4和9至12中的任一项所述的光波导和具有光学输入/输出端子的光电元件，其中，所述多个芯部的设置在所述光波导的所述第一表面上的一侧端面与所述光电元件的所述光学输入/输出端子光耦合。