CN112219145B - 多芯光纤和多芯光纤缆线 - Google Patents

多芯光纤和多芯光纤缆线 Download PDF

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Abstract

根据实施例的MCF缆线包含多根MCF，每根MCF包括至少一个耦合芯部组和共同包层。Λ被设定为使得在1550nm的波长处的κ在1×10‑1[m‑1]到1×103[m‑1]之间(包括端点值)，并且(βΛCavg)/(2κ)或(βΛCf)/(2κ)被设定在1530nm到1625nm之间的特定范围内(包括端点值)，其中，Cavg[m‑1]、Cf[m‑1]和ftwist[匝/m]对于每根MCF分别表示平均曲率、虚拟曲率和平均扭率，并且κ[m‑1]、β[m‑1]和Λ[m]分别表示相邻芯部之间的模式耦合系数、传播常数平均值和芯部中心间距离。

Description

多芯光纤和多芯光纤缆线
技术领域
本发明的公开涉及多芯光纤(在下文中，称为“MCF”)以及包括MCF的MCF缆线。
本申请要求2018年4月9日提交的日本专利申请No.2018-074674的优先权，该日本专利申请的全部内容通过引用并入本文。
背景技术
近年来，正在开发一种光纤传输系统，该光纤传输系统通过使用多输入多输出(MIMO)信号处理技术来补偿空间模式之间的串扰，并且使得能够实现空分多路传输。作为适用于这种光纤传输系统的传输介质之一，例如，已知一种包括耦合芯部组的MCF，在该耦合芯部组中布置有多个芯部以引起芯部之间的模式耦合，并且，引起多个芯部之间的模式耦合允许耦合芯部组被视为实质上一条多模传输线路。
引用列表
非专利文献
非专利文献1：ECOC2015,We.1.4.1
非专利文献2：JLT 34(4),1228(2016)。
非专利文献3：S.Fan and J.M.Kahn,“Principal modes in multimodewaveguides(多模波导中的主模),”Opt.Lett.30(2),135-137(2005)。
非专利文献4：M.Koshiba,K.Saitoh,K.Takenaga,and S.Matsuo,“Analyticalexpression of average power-coupling coefficients for estimating intercorecrosstalk in multicore 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表达式),”IEEE Photon.J.4(5),1987-1995(2012)。
非专利文献5：T.Hayashi,T.Sasaki,E.Sasaoka,K.Saitoh,and M.Koshiba,“Physical interpretation of intercore crosstalk in multicore fiber:effects ofmacrobend,structure fluctuation,and microbend(多芯光纤中的芯间串扰的物理解释：宏弯曲、结构波动和微弯曲的影响),”Opt.Express 21(5),5401-5412(2013)。
非专利文献6：T.Sakamoto,T.Mori,M.Wada,T.Yamamoto,F.Yamamoto,andK.Nakajima,“Fiber twisting and bending induced adiabatic/nonadiabatic super-mode transition in coupled multi-core fiber(耦合双芯光纤中的光纤扭曲和弯曲引起的绝热/非绝热超模转变),”J.Lightw.Technol.,vol.34,no.4,pp.1228-1237,Feb.2016。
发明内容
根据本发明的公开的多芯光纤缆线(MCF缆线)包含多根多芯光纤(MCF)。每根MCF包括至少一个耦合芯部组以及包围耦合芯部组的共同包层。请注意，耦合芯部组包括多个芯部。此外，每根MCF具有调整为满足第一和第二条件的芯部结构、芯部布置以及平均扭率(光纤扭率)，其中，Cavg[m-1]表示在没有对MCF缆线施加弯曲的状态下MCF的沿MCF的纵向的平均曲率，Cf[m-1]表示MCF的虚拟曲率，ftwist[匝/m]表示MCF的平均扭率，κ[m-1]表示多个芯部中的相邻芯部之间的模式耦合系数，β[m-1]表示相邻芯部的传播常数平均值，并且Λ[m]表示相邻芯部之间的芯部中心间距离。第一条件是芯部中心间距离Λ设定为使得在1550nm的波长处相邻芯部之间的模式耦合系数κ落入从1×10-1[m-1]到1×103[m-1]的范围内。第二条件是实现具有至少十分之一的最大随机性的模式耦合。
附图说明
图1是示出可应用根据本发明的公开的MCF的光纤传输系统的示意性结构的示意图。
图2A是示出根据本发明的公开的MCF的横截面结构的实例的示意图。
图2B是示出根据本发明的公开的MCF缆线的横截面结构的实例的示意图。
图3是列出适用于如下区域的各种类型折射率分布的表格，该区域包括一个芯部和围绕该芯部的包层的一部分。
图4A是示出脉冲响应的20dB全宽度和模式耦合系数的评价结果的曲线图。
图4B是示出脉冲响应的20dB全宽度和功率耦合系数的评价结果的曲线图。
图5A是示出表达式(1)中的参数b与DGD/a之间的关系的曲线图。
图5B是示出表达式(1)中的参数b与κ/(βΛC)之间的关系的曲线图。
图6是示出具有变化的平均扭率ftwist[匝/m]的模拟结果的曲线图，并且示出了发生具有最大随机性的模式耦合时的βΛC/(2κ)与κ/ftwist之间的关系。
具体实施方式
[本发明的公开要解决的问题]
本发明的发明人通过对适用于常规光纤传输系统的包括耦合芯部组的MCF(耦合MCF)进行的研究，发现了以下问题。即，在使用这种常规光纤传输系统进行空间多路传输的情况下，为了抑制MIMO信号处理的复杂性的增加，必须减少空间模式之间的差分群延迟(DGD)。据本发明的发明人所知，在发生随机模式耦合的MCF中，有时减少空间模式之间的DGD的方式取决于耦合芯部组中的相邻芯部之间的芯部中心间距离和光纤扭率；然而，哪种类型的耦合MCF可以减少空间模式之间的DGD是未知的。
换言之，未知的是当构成耦合芯部组的芯部之间的模式耦合程度太高时，芯部中心间距离与空间模式间的DGD之间的线性关系会丢失。即，假定在具有合适芯部中心间距离的耦合芯部组中，光纤弯曲和光纤扭转引起沿着光纤纵向的大量离散随机模式耦合，使得空间模式之间的DGD的累积变慢。另一方面，假定当芯部中心间距离非常短时，由于光纤弯曲和光纤扭转而施加到芯部之间的耦合上的扰动变得相对于芯部之间的模式耦合强度来说较小，并且结果是，不太可能发生随机模式耦合，并且空间模式之间的DGD的累积会变大。例如，非专利文献1公开了，从芯部模式之间的模式耦合的方面来看，在耦合MCF的每个耦合芯部组中发生的随机模式耦合受到光纤弯曲和扭转的影响。此外，非专利文献2公开了，从本征模式之间的模式耦合的方面来看，在耦合MCF的每个耦合芯部组中发生的随机模式耦合受到光纤弯曲和扭转的影响。
然而，非专利文献1和非专利文献2均未公开哪种类型的耦合MCF使得模式耦合能够确保充分的随机性并且可以抑制空间模式之间的DGD和损耗差的累积。具体而言，芯部之间的模式耦合系数、芯部中心间距离、光纤弯曲半径、光纤扭率(在本文中以平均扭率ftwist来定义)等分别落入哪个数值范围内以及哪种关系产生随机模式耦合，均未被公开。
做出本发明的公开以解决上述问题，并且本发明的公开的目的是提供一种MCF，其具有高效地引起构成耦合芯部组的芯部之间的随机模式耦合的结构，以及一种包括该MCF的MCF缆线。
[本发明的公开的有益效果]
根据本发明的公开，构成耦合芯部组的芯部之间的随机模式耦合以高的效率发生，因此，可以有效地减少空间模式之间的DGD和损耗差的累积。
[本发明的公开的实施例的描述]
首先，将单独地列出和描述本发明的公开的实施例的细节。
(1)根据本发明的公开的多芯光纤缆线(MCF缆线)包括多根多芯光纤(MCF)。根据本发明的公开的MCF是一种如下的MCF：其适用于根据本发明的公开的MCF缆线并且对应于上述多根MCF中的每根MCF。此外，多根MCF中的每根MCF包括具有多个芯部的至少一个耦合芯部组以及包围耦合芯部组的共同包层。
(2)作为本发明的公开的一方面，根据本发明的公开的MCF缆线中所包括的多根MCF中的每根MCF以及根据本发明的公开的MCF具有以下结构：其允许基于在缆线制造中的光纤弯曲曲率的低空间模式色散(由脉冲响应的自相关函数的标准偏差来定义)。具体而言，即使当MCF在宏观上处于直线状态(光纤弯曲曲率在宏观上为零)时，也会发生微小的光纤弯曲(微弯曲)或扰动。MCF的虚拟曲率Cf[m-1](该虚拟曲率是如下的光纤弯曲曲率：其想象中地表示在假定施加光纤宏弯曲的情况下该微弯曲或扰动的影响)用Cf＝Cbend·hb/hs来定义(hb表示在光纤以5[m-1]以上的曲率Cbend弯曲的状态下芯部之间的功率耦合系数，并且hs表示在使光纤以0.1[m-1]以下的曲率笔直的状态下芯部之间的功率耦合系数)。此外，MCF缆线中所包括的MCF的沿MCF纵向的平均曲率用Cavg[m-1]表示，MCF的平均扭率用ftwist[匝/m]表示，构成耦合芯部组的多个芯部中的相邻芯部之间的模式耦合系数用κ[m-1]表示，耦合芯部组中的相邻芯部的传播常数平均值用β[m-1]表示，并且耦合芯部组中的相邻芯部之间的芯部中心间距离用Λ[m]表示的情况下，MCF优选地满足以下第一和第二条件。
请注意，作为第一条件，相邻芯部之间的芯部中心间距离Λ设定为使得在1550nm的波长处相邻芯部之间的模式耦合系数κ落入从1×10-1[m-1]到1×103[m-1]的范围内。作为第二条件，在从1530nm到1625nm的波长带中，由(βΛCavg)/(2κ)或(βΛCf)/(2κ)定义的X的值满足以下表达式(1)：
Figure BDA0002712131090000061
如上所述，满足第一和第二条件使得模式耦合确保充分的随机性。结果，可以减少空间模式之间的DGD和损耗差的累积，并且增加每单位光纤横截面积的芯部的数量。
(3)作为本发明的公开的一方面，X的值可以满足以下表达式(2)：
Figure BDA0002712131090000062
在这种情况下，可以增加模式耦合的随机性的程度，并且可以进一步减少空间模式之间的DGD和损耗差的累积。
(4)作为本发明的公开的一方面，优选的是，平均曲率Cavg落入从0.1[m-1]到20[m-1]的范围内。此外，作为本发明的公开的一方面，优选的是，虚拟曲率Cf落入从0.01[m-1]到1[m-1]的范围内。此外，作为本发明的公开的一方面，平均曲率Cavg可以落入第一范围或第二范围内。第一范围被限定为0.3[m-1]以上的范围。第二范围被限定为10[m-1]以下的范围。请注意，在各方面中描述的平均曲率Cavg是基于适合于长距离传输的缆线中的光纤弯曲的范围。
(5)作为本发明的公开的一方面，根据本发明的公开的MCF缆线中所包括的多根MCF中的每根MCF以及根据本发明的公开的MCF均优选地用作用于长距离传输的耦合MCF，并且具有下面列出的特性。具体而言，根据本发明的公开的MCF缆线中所包括的多根MCF中的每根MCF优选地具有落入下面列出的相应范围内的在全模式激励期间的传输损耗、色散的模式平均值、在全空间模式中的每匝弯曲损耗、在全空间模式中的弯曲损耗、在全空间模式中的每100匝弯曲损耗、模式相关损耗的平均值以及在每个波长处的空间模式之间的最大DGD的平均值。
即，在从1530nm到1565nm的波长带或从1460nm到1625nm的波长带中，在全模式激励期间的传输损耗优选地为0.20dB/km以下、0.18dB/km以下、0.16dB/km以下或0.15dB/km以下。色散的模式平均值优选地为16ps/(nm·km)以上。在全空间模式中，在直径为30mm的心轴上缠绕一匝的条件下的弯曲损耗优选地在1550nm的波长处为0.2dB以下。在全空间模式中，在缠绕于直径为20mm的心轴上的条件下的弯曲损耗优选地在1550nm的波长处为20dB/m以下。在全空间模式中，在半径为30mm的心轴上缠绕100匝的条件下的弯曲损耗优选地在1550nm的波长处为0.5dB以下。在从1530nm到1565nm的波长带或从1460nm到1625nm的波长带中，模式相关损耗的平均值优选地为0.01dB/km1/2以下。在从1530nm到1565nm的波长带或从1460nm到1625nm的波长带中，空间模式色散的平均值优选地为10ps/km1/2以下。此外，在从1530nm到1565nm的波长带或从1460nm到1625nm的波长带中，在每个波长处的空间模式之间的最大DGD的平均值优选地为10ps/km1/2以下。
(6)作为本发明的公开的一方面，根据本发明的公开的MCF缆线中所包括的多根MCF中的每根MCF以及根据本发明的公开的MCF除了满足第一条件之外，还可以均满足以下第三条件。具体而言，作为第三条件，在平均曲率Cavg设定在从0.1[m-1]到20[m-1]的范围内或从0.3[m-1]到10[m-1]的范围内的条件下，在从1530nm到1625nm的波长带中，由(βΛCavg)/(2κ)或(βΛCf)/(2κ)定义的X的值满足表达式(3)：
Figure BDA0002712131090000081
请注意，作为本发明的公开的一方面，优选的是，虚拟曲率Cf落入从0.01[m-1]到1[m-1]的范围内。
(7)作为本发明的公开的一方面，在根据本发明的公开的MCF缆线中所包括的多根MCF中的每根MCF以及根据本发明的公开的MCF中，共同包层包括覆盖构成耦合芯部组的所有多个芯部的共同的光学包层以及覆盖光学包层的外周的物理包层。此外，在MCF中，构成耦合芯部组的多个芯部中的每个芯部的外径优选地为6μm以上且15μm以下。在MCF的与纵向正交的横截面中，当基于纯二氧化硅的折射率的相对折射率差用Δ来表示时，优选的是，多个芯部中的每个芯部的面积加权平均值的Δ与光学包层的Δ之间的差落入从0.2％到0.5％的范围内，物理包层的Δ大于光学包层的Δ，并且物理包层的Δ与光学包层的Δ之间的差落入从0.0％到1％的范围内，从0.0％到0.5％的范围内，或者从0.0％到0.35％的范围内。
(8)作为本发明的公开的一方面，耦合芯部组可以包括两个至七个芯部，并且物理包层的外径可以为125±1μm(从124μm到126μm的范围)。在该构造中，MCF优选地满足以下表达式：
DJ/a≧7.68×10-2·(log10(Doffset/a))2－2.21×10-1·(log10(Doffset/a))+3.15
或
DJ/a≧7.57×10-2·(log10(Doffset/a))2－2.25×10-1·(log10(Doffset/a))+3.40，
其中，DJ表示物理包层与最接近物理包层的最接近芯部的中心之间的最短距离，a表示最接近芯部的半径，并且Doffset表示光学包层的中心与最接近芯部的中心之间的距离。
如上所述，在“本发明的公开的实施例的描述”中列出的每个方面均适用于所有其余方面或者其余方面的所有组合。
[本发明的公开的实施例的细节]
以下将参考附图详细描述根据本发明的公开的MCF和MCF缆线的具体实例。应当注意，本发明的公开不限于这些实例，并且意图由权利要求书限定并且包括在权利要求书及其等同物的范围内的所有修改。此外，在附图的描述中，相同的部件由相同的附图标记表示，并且将省略多余的描述。
图1是示出可应用根据本发明的公开的实施例的MCF的光纤传输系统的示意性结构的示意图。图1所示的光纤传输系统1包括：作为传输通道来应用的根据本发明的公开的实施例的MCF 100、布置在MCF 100的一端处的发射站10以及布置在MCF 100的另一端处的接收站20。MCF 100是包括至少一个耦合芯部组的MCF，该至少一个耦合芯部组包括多个芯部，在多个芯部之间发生模式耦合。发射站10包括多个发射器11(TX1至TXN)和连接器(扇入/扇出装置：FI/FO)12，该连接器12用于将来自多个发射器11中的每个发射器11的光信号引导至MCF 100中的相应芯部。此外，接收站20包括多个接收器21(RX1至RXN)和连接器(FI/FO)22，该连接器22用于将传播通过MCF 100的每个空间模式分配给多个接收器21中的相应一个接收器21。此外，在光纤传输系统1中，作为用于借助MIMO信号处理补偿在MCF 100的耦合芯部组中所引发的空间模式之间的串扰的结构，MIMO信号处理单元13布置在发射站10中以控制每个发射器11，并且MIMO信号处理单元23布置在接收站20中以控制每个接收器21。
图2A示出作为实例的MCF 100的详细横截面结构。图2A所示的横截面视图表示与MCF 100的纵向正交的横截面。MCF 100包括耦合芯部组110和包围耦合芯部组110的共同包层120。请注意，对于每个耦合芯部组110，共同包层120包括覆盖构成耦合芯部组110的所有多个芯部的光学包层，以及覆盖光学包层的物理包层。即，在图2A所示的MCF 100的横截面中，由虚线围成的每个区域对应于光学包层，并且由虚线围成的区域之外对应于物理包层。
每个耦合芯部组110包括多个芯部，多个芯部布置成使得相邻芯部具有引起相邻芯部之间的模式耦合的预定芯部中心间距离Λ。请注意，芯部中心间距离Λ定义为每个耦合芯部组110中的相邻芯部之间的中心间距离。此外，耦合芯部组110的数量可以是一个或多个。当设置多个耦合芯部组110时，耦合芯部组110彼此隔开距离D，以充分确保非耦合状态(低串扰)。
此外，包括多根MCF 100且每根MCF 100具有上述结构的MCF缆线300可以铺设在发射站10与接收站20之间。图2B是示出根据实施例的MCF缆线的结构实例的一个实例的示意图。如图2B所示，MCF缆线300包括：支撑构件310；和多根MCF 100，其以围绕支撑构件310螺旋状地扭曲的方式以预定节距缠绕在作为中心轴线的支撑构件310上；增强构件250，其缠绕在多根MCF 100上以维持缠绕状态；以及缆线护套200，其覆盖增强构件250的外周。在图2B所示的实例中，MCF缆线300保持有四根MCF 100。
即使当缆线笔直延伸时，多根MCF 100中的每根MCF 100也沿着其纵向以预定节距缠绕在支撑构件310上，使得对多根MCF 100中的每根MCF 100都施加具有恒定曲率半径CR的弯曲。缆线护套200覆盖整个增强构件250，以保护MCF 100免受外力。增强构件250可以是例如芳族聚酰胺纤维(aramid fiber)(东丽杜邦株式会社(Du Pont-Toray Co.，Ltd.)制造的“Kevlar”(注册商标)或帝人株式会社(Teijin Limited)制造的“Technora”(注册商标))。如此提供的增强构件250不仅可以减少在拉动MCF缆线300时施加到MCF 100上的伸长应变，而且还可以起到借助于缓冲效果保护MCF 100免受外部冲击的作用。
支撑构件310可以是诸如抗拉构件之类的金属材料，或者是抵抗缆线护套200的收缩的抗收缩材料。请注意，在图2B所示的实例中，为了简单描述起见，仅示出一个MCF 100，但是实际上，MCF缆线300中包括的所有MCF 100均缠绕在支撑构件310上。
从每个芯部的折射率分布以及与折射率分布相关联的光学特性的方面来看，可以根据用途来选择合适的结构，但是芯部可以具有均一的结构或不同的结构。此外，对每根MCF 100的横截面中的芯部数量没有限制，并且以取决于要包括的芯部数量的方式适当地设定MCF 100的横截面直径(玻璃直径)以及设置在共同包层的外周面上的涂层树脂的外径。请注意，图3所示的表格列出了适用于如下区域的各种类型折射率分布：该区域包括一个芯部以及围绕该芯部的包层的一部分。
具体而言，用(每个芯部的折射率分布的形状)/(覆盖芯部的光学包层的折射率分布的形状)表示的分布形状可以是以下类型中的任何一种类型：阶梯/匹配型(a型)，顶端凹入式(recessed-tip)阶梯/匹配型(b型)，顶端凸起式(raised-tip)阶梯/匹配型(c型)，渐变/匹配型(d型)，阶梯/凹陷型(e型)，双阶梯/匹配型(f型)，阶梯/沟槽型(g型)，等等，并且芯部的折射率分布和包层的折射率分布可以自由组合。此外，每个芯部可以具有基于仅单模传播通过芯部的单模操作的结构，或者具有基于多个模式传播的多模操作的结构。然而，基于多模操作，构成每个耦合芯部组110的芯部之间的功率耦合系数对应于每个芯部的LP01之间的功率耦合系数。
图4A和图4B是示出对于制备为根据实施例的MCF 100的耦合芯部组的多个样品来说脉冲响应的20dB全宽度、模式耦合系数和功率耦合系数的评价结果的曲线图。特别地，图4A是示出脉冲响应的20dB全宽度[ns](比最大值低20dB的脉冲全时间宽度)与模式耦合系数[m-1]之间的关系的曲线图，并且图4B是示出脉冲响应的20dB全宽度[ns]与功率耦合系数[m-1]之间的关系的曲线图。
制备的每个样品1至6均为包括六个耦合芯部组110的MCF，并且每个耦合芯部组110包括两个芯部。此外，每个芯部相对于共同包层120的相对折射率差Δ是0.41％，并且每个芯部的芯部直径为9.0μm。样品1的芯部中心间距离Δ是12.5μm，样品2的芯部中心间距离Δ是15.0μm，样品3的芯部中心间距离Δ是17.5μm，样品4的芯部中心间距离Δ是20.0μm，样品5的芯部中心间距离Δ是25.0μm，并且样品6的芯部中心间距离Δ是27.5μm。请注意，在每个样品1至6中，六个耦合芯部组110彼此隔开距离D，以充分确保非耦合状态。
在样品1至6中，将光纤长度设定为66m，并且通过使用光频域反射法(OFDR)来评价每个耦合芯部组110中的芯部之间在1550nm波长处的脉冲响应的20dB全宽度。请注意，在该OFDR中，光从缠绕在半径为140mm的绕线筒上的每个样品1至6的一端入射，并且测量在另一端处的菲涅尔反射的峰值。
如上所述构造的每个样品1至6的每个耦合芯部组110的芯部之间在1550nm波长处的模式耦合系数的计算值对于样品1(Λ＝12.5μm)的耦合芯部组110为4.5×102[m-1]，对于样品2(Λ＝15.0μm)的耦合芯部组110为1.6×102[m-1]，对于样品3(Λ＝17.5μm)的耦合芯部组110为5.7×101[m-1]，对于样品4(Λ＝20.0μm)的耦合芯部组110为2.1×101[m-1]，对于样品5(Λ＝25.0μm)的耦合芯部组110为2.6×100[m-1]，对于样品6(Λ＝27.5μm)的耦合芯部组110为9.4×10-1[m-1]。制备的样品1至6的模式耦合系数落入从1×10-1[m-1]到1×103[m-1]的范围内。
此外，每个样品1至6的每个耦合芯部组110的芯部之间在1550nm波长处的功率耦合系数的计算值对于样品1(Λ＝12.5μm)的耦合芯部组110为7.6×101[m-1]，对于样品2(Λ＝15.0μm)的耦合芯部组110为8.1×100[m-1]，对于样品3(Λ＝17.5μm)的耦合芯部组110为9.0×10-1[m-1]，对于样品4(Λ＝20.0μm)的耦合芯部组110为1.0×10-1[m-1]，对于样品5(Λ＝25.0μm)的耦合芯部组110为1.3×10-3[m-1]，对于样品6(Λ＝27.5μm)的耦合芯部组110为1.5×10-4[m-1]。
如上所述，制备的样品1至6的模式耦合系数落入从1×10-1[m-1]到1×103[m-1]的范围内，但是在特定条件下，可以缩小模式耦合系数和功率耦合系数。即，如从图4A和图4B可以看出的那样，对于样品6的耦合芯部组，脉冲响应的20dB全宽度急剧增大。为了实现与样品5的耦合芯部组相同的脉冲响应的20dB全宽度1.1ns以下，以避免脉冲响应的20dB全宽度的急剧增大，期望模式耦合系数落入从2.6×100[m-1]到1.6×102[m-1]的范围内，并且功率耦合系数落入从1.3×10-3[m-1]到8.1×100[m-1]的范围内。此外，为了使脉冲响应的20dB全宽度为0.4ns以下的最低水平，更期望模式耦合系数落入从2.1×101[m-1]到5.7×101[m-1]的范围内，并且功率耦合系数落入从1.0×10-1[m-1]到9.0×10-1[m-1]的范围内。因此，在根据实施例的MCF100中，每个耦合芯部组110的芯部中心间距离Λ可以设定为满足模式耦合系数或功率耦合系数的上述有限范围。
此外，期望根据实施例的MCF 100被适当地弯曲。此外，期望对根据实施例的MCF100施加围绕共同包层的用作旋转轴线的中心(在共同包层120的与MCF 100的纵向正交的横截面中的中心)的扭转。这样的扭转可以在光纤拉制期间玻璃熔化时施加，或者可以在光纤拉制之后在玻璃固化的状态下施加。
接下来，将考虑空间模式之间的DGD的累积的减少。可以假定空间模式之间的DGD根据以下表达式(4)与L成比例地增加：
DGD＝aLb…(4)。
其中，L表示MCF的光纤长度，并且a表示比例常数。
从诸如偏振模色散的实例还已知，当空间模式之间没有随机耦合时，空间模式之间的DGD变成最大的b＝1，并且当空间模式之间有充分的随机耦合时，空间模式之间的DGD的增加与光纤长度L的增加成比例地变慢(b＝0.5)。图5A是示出DGD/a与光纤长度L之间的关系的示意图，其中曲线G510表示b＝0.5时的关系，并且曲线G520表示b＝1时的关系。
在本文中，本发明的发明人通过随机模拟计算，确认了当将比例常数a设定为DGD比例因子并将b设定为DGD生长率时的b值。模拟是使用针对芯部模式的模式耦合方程式进行的。为简化起见，假定偏振模式是简并的，则简并模式(degenerate mode)被忽略的针对两个芯部(即，总共两个模式)的模式耦合方程式可以通过以下表达式(5)来表达：
Figure BDA0002712131090000141
其中，κ表示芯部之间的模式耦合系数，β表示每个芯部的传播常数，Λ表示芯部中心间距离(芯部之间的中心间距离)，C表示光纤曲率(弯曲半径的倒数)，并且θ表示基于特定标准的相对于弯曲方向的光纤转动角度。此外，每个参数的下标表示芯部编号。求解上面的表达式(5)，可以获得z＝L到z＝0的传递方程(transfer equation)，像下面的表达式(6)那样：
Figure BDA0002712131090000142
其中，T表示芯部数量(总模数)×芯部数量(总模数)的传递矩阵。将传递矩阵T转换成非专利文献3中描述的群延迟算子的形式以获得群延迟算子矩阵的特征值，并且可以通过使用特征值的最大值与最小值之间的差来模拟空间模式之间的DGD。
图5B示出在从1530nm至1625m的波长带中的在多个水平处的Λ、C和θ对于z的变化率的计算结果。请注意，可以假定，相邻芯部之间的模式耦合系数为κ，每个相邻芯部的传播常数为β(在这里，假定两个芯部具有相同的传播常数)，并且芯部中心间距离(相邻芯部之间的中心间距离)为Λ。从图5B的结果示出，DGD生长率b显示出对κ/(βΛC)的明显相关性。在这里，作为κ/(βΛC)的分子的κ表示如从κ进入上述表达式(5)的非对角元素中得知的两个相邻芯部的电场振幅的耦合，并且，作为分母的(βΛC)表示作为对角元素的受到弯曲影响的等效传播常数的差(换言之，由光纤弯曲施加至芯部模式传播常数的扰动)的最大值。当κ/(βΛC)为0.1以下时，b取接近0.5的值，而随着κ/(βΛC)从0.1接近1，b接近1，并且当κ/(βΛC)为1以上时，b变为1。因此，为了减少空间模式之间的DGD，需要调整芯部结构和芯部布置以使κ/(βΛC)为0.1以下。即，为了减少空间模式之间的DGD，期望κ/(βΛC)为0.1以下。
该结果表明，当传播常数差沿着MCF的纵向稍微变化或者芯部之间的模式耦合太强(βΛC<<κ，即κ/(βΛC)>>1)时，对于芯部模式发生耦合的超模的稳定传播来说，超模是非耦合的，并且超模之间的DGD在b＝1处累积。另一方面，可以理解的是，当芯部之间的模式耦合系数在适当的范围内并且传播常数差沿着MCF的纵向变化(作为变化最大值的βΛC是大的，即，κ/(βΛC)是小的)时，发生空间模式之间的随机耦合，b接近0.5，并且空间模式之间的DGD的累积变慢。
因此，在缆线中的MCF沿着MCF的光纤纵向的平均曲率用Cavg[m-1]表示，耦合芯部组中的相邻芯部之间的模式耦合系数用κ[m-1]表示，耦合芯部组中的相邻芯部的传播常数平均值用β[m-1]表示，并且耦合芯部组中的相邻芯部之间的芯部中心间距离用Λ[m]表示的情况下，结合如下MCF能够减少MCF缆线中的空间模式之间的DGD的累积：该MCF的芯部结构和芯部布置得到了调整以在1530nm到1625nm的波长带中使κ/βΛCavg为0.1以下。此外，芯部中心间距离越大，κ/(βΛCavg)越小；因此，当κ/(βΛCavg)太小时，芯部密度降低，芯部之间的耦合变弱，并且模式耦合本身变得非常弱。这阻止了用于减少空间模式之间的DGD所需的充分随机模式耦合的发生。因此，κ/(βΛCavg)优选地为0.01以上。请注意，此时，Cavg可以是在充分控制之后施加到MCF的平均曲率，或者可以是包括非故意施加的曲率的平均曲率。具体而言，Cavg优选地落入在没有对缆线施加弯曲的状态下的从0.1[m-1]到20[m-1]的范围内。此外，Cavg仅需要落入在没有对缆线施加弯曲的状态下的0.3[m-1]以上的第一范围或在没有对缆线施加弯曲的状态下的10[m-1]以下的第二范围中的至少一个范围内。
此外，在基于非专利文献4和非专利文献5给出的考虑下，即使当MCF处于直线状态时(即使当实际C为0时)，也可以假定沿着光纤结构的纵向的波动或微弯曲引起沿着MCF的纵向的芯部之间的传播常数差上的波动，该波动等效于当施加从0.01[m-1]到1[m-1]的范围或从0.1[m-1]到1[m-1]的范围内的C(＝Cf)时的波动。在这种光纤笔直延伸的状态下的曲率C可以用虚拟曲率Cf[m-1]＝Cbend·hb/hs来估算(hb表示在光纤以5[m-1]以上的曲率Cbend弯曲的状态下的芯部之间的功率耦合系数，并且hs表示在光纤以0.1[m-1]以下的曲率笔直延伸的状态下的芯部之间的功率耦合系数)，结合如下MCF能够减少MCF缆线中的空间模式之间的DGD的累积：该MCF的芯部结构和芯部布置得到了调整以在1530nm到1625nm的波长带中使κ/(βΛCf)为0.1以下。此外，芯部中心间距离越大，κ/(βΛCf)越小；因此，当κ/(βΛCf)太小时，芯部密度降低，芯部之间的耦合变弱，并且模式耦合本身变得非常弱。这阻止了用于减少空间模式之间的DGD所需的充分随机模式耦合的发生。因此，κ/(βΛCf)优选地为0.01以上。
在下文中，将描述根据实施例和比较例的MCF的样品的κ/(βΛCavg)的下限。
根据实施例的MCF原型化的样品包括：两个至七个芯部，每个芯部具有环形折射率分布；共同的光学包层，其覆盖芯部；以及物理包层，其覆盖光学包层并且外径为125μm。当每个芯部的外径为约11.3μm并且Δ表示基于纯二氧化硅的折射率的相对折射率差时，芯部的平均面积的Δ与光学包层的Δ之间的差为约0.34％，物理包层的Δ高于光学包层的Δ，并且物理包层的Δ与光学包层的Δ之间的差落入从0.05％到0.1％的范围内。
满足
DJ/a≧7.68×10-2·(log10(Doffset/a))2－2.21×10-1·(log10(Doffset/a))+3.15
或
DJ/a≧7.57×10-2·(log10(Doffset/a))2－2.25×10-1·(log10(Doffset/a))+3.40，
其中，DJ表示物理包层与最接近物理包层的最接近芯部的中心之间的最短距离，a表示该最接近芯部的半径，并且Doffset表示该最接近芯部的中心与光学包层的中心之间的距离。
在这样的MCF样品中，在κ/(βΛC)调整为2.7×10-2的状态下的空间模式色散(空间模式之间的DGD的均方根)的值的测量结果为6.1ps/km1/2。
另一方面，在比较例中，在κ/(βΛC)调整为2×10-3以上且3×10-3以下的状态下的空间模式色散的值的测量结果为约32ps/km1/2，这比根据κ/(βΛC)为0.01以上的实施例的MCF的样品更差，且相差近四倍。
请注意，在根据实施例的MCF中，芯部和共同包层优选地由玻璃或石英玻璃制成。此外，共同包层可以覆盖有例如由树脂、金属或碳制成的保护构件。可以在每个芯部的玻璃中添加微量的碱金属。
作为用于提高长距离传输期间的光信噪比的期望特性，在从1530nm到1565nm的波长带或从1460nm到1625nm的波长带中，在全模式激励期间的传输损耗优选地为0.20dB/km以下、0.18dB/km以下、0.16dB/km以下或0.15dB/km以下。色散的模式平均值优选地为16ps/(nm·km)以上。在全空间模式中，当在直径为30mm的心轴上缠绕一匝时的弯曲损耗在1550nm的波长处优选地为0.2dB以下。在全空间模式中，当缠绕于直径为20mm的心轴上时的弯曲损耗在1550nm的波长处优选地为20dB/m以下。在全空间模式中，当在半径为30mm的心轴上缠绕100匝时的弯曲损耗在1550nm的波长处优选地为0.5dB以下。在从1530nm到1565nm的波长带或从1460nm到1625nm的波长带中，模式相关损耗的平均值优选地为0.01dB/km1/2以下。在从1530nm到1565nm的波长带或从1460nm到1625nm的波长带中，在每个波长处的空间模式之间的最大DGD的平均值为10ps/km1/2以下。请注意，包括各自具有上述特性的多根MCF的MCF缆线在整体上在从1530nm到1565nm的波长带或从1460nm到1625nm的波长带中的空间模式色散的平均值为10ps/km1/2以下。
此外，作为根据实施例的MCF的期望特性，在施加外部应力的情况下，期望在全空间模式中，在每个芯部中局部空间模式的有效面积为60μm2以上且180μm2以下，以便增加长距离传输期间的光信噪比。
作为用于获得期望特性的结构，在根据实施例的MCF中，优选的是，共同包层包括覆盖构成耦合芯部组的所有多个芯部的共同光学包层以及覆盖光学包层的外周的物理包层。特别地，作为实现上述特性所需的芯部结构，优选的是，多个芯部中的每个芯部的外径为6μm以上且15μm以下。此外，在MCF的与纵向正交的横截面中，当基于纯二氧化硅的折射率的相对折射率差用Δ表示时，优选的是，多个芯部中的每个芯部的面积加权平均值的Δ与光学包层的Δ之间的差落入从0.2％到0.5％的范围内，物理包层的Δ大于光学包层的Δ，并且物理包层的Δ与光学包层的Δ之间的差落入从0.0％到1％的范围、从0.0％到0.5％的范围或从0.0％到0.35％的范围内。
具有如上所述的芯部结构的根据实施例的MCF优选地具有以下结构，以增加外径为125μm的物理包层中的芯部数量。即，耦合芯部组包括2至7个芯部或8至15个芯部。物理包层的外径为125±1μm(从124μm到126μm的范围)。为了抑制由于物理包层中或光学包层与物理包层之间的界面中的OH基引起的传输损耗的增加，优选的是，
满足
DJ/a≧7.68×10-2·(log10(Doffset/a))2－2.21×10-1·(log10(Doffset/a))+3.15
或
DJ/a≧7.57×10-2·(log10(Doffset/a))2－2.25×10-1·(log10(Doffset/a))+3.40，
其中，DJ表示物理包层与最接近该物理包层的最接近芯部的中心之间的最短距离，a表示该最接近芯部的半径，并且Doffset表示光学包层的中心与该最接近芯部的中心之间的距离。
将在下面考虑为了引起用于有效抑制空间模式之间的DGD和损耗差的累积所需的随机模式耦合，耦合芯部组110中的诸如芯部之间的模式耦合系数、芯部中心间距离、光纤弯曲半径和光纤扭率(平均扭率ftwist)的条件。
如上所述，假定空间模式之间的DGD根据表达式(4)而与光纤长度L成比例地增加。因此，同样如图5A所示，当在空间模式之间未发生随机模式耦合时，空间模式之间的DGD遵循曲线G520(b＝1)。另一方面，当在空间模式之间充分发生随机模式耦合时，空间模式之间的DGD遵循曲线G520(b＝0.5)。从诸如偏振模色散的实例中也得知这一点。
在这里，为了使b接近0.5，期望在光纤的本征模式之间发生更多的随机模式耦合，并且在每种模式下被引导的光的分量在空间模式之间交换。最初，本征模式彼此正交，并且不应发生传播期间的模式耦合。然而，由于沿着光纤纵向的变化或波动，诸如弯曲半径的变化、光纤扭率的变化、玻璃结构的微小变化以及因微弯曲赋予的随机和微小弯曲的施加，因此本征模式电场分布以依赖于光纤位置的方式变化。沿纵向的这种变化或波动破坏了本征模式之间的正交性，结果，在本征模式之间发生了模式耦合。
在这里，假定光纤由一系列微小的均一区段表示。另外，假定由于相邻区段之间的本征模式电场分布的变化而引起的各区段的连接点之间的电场分布的不匹配，因此导致发生本征模式之间的功率耦合。通过在这些假定的基础上对两个芯部之间的功率耦合进行的计算，已确认在连接芯部的线段与光纤弯曲半径方向正交的光纤纵向位置(相位匹配点)处，功率耦合达到最大。请注意，如在上述非专利文献6之类的现有文献中已经讲的很清楚，本征模式之间的功率耦合系数在相位匹配点处达到最大。
接下来，通过对经过一次相位匹配点时随机模式耦合最频繁发生(当入射在一个芯部上时，对于两个芯部来说，功率被均等地分成两部分)的条件进行的计算，已经揭示了，当满足以下表达式(7)时最频繁地发生随机耦合，而不管芯部传播常数β、芯部中心间距离Λ、芯部之间的模式耦合系数κ、光纤弯曲曲率(弯曲半径的倒数)以及平均光纤扭率ftwist([匝/m]：每单位长度光纤扭转多少匝)如何：
Figure BDA0002712131090000201
图6中的每个标记表示通过数值模拟获得的最频繁发生随机耦合的βΛC/(2κ)与κ/ftwist之间的关系，并且实线是根据上述通过经验获得的表达式(经验拟合)绘制的线。如从图6可以看出的那样，可以唯一地表示独立于平均扭率ftwist的差值等最频繁地发生随机模式耦合的条件。
在图6中，箭头a1指示的位置表示当ftwist＝0.1[匝/m]时κ/ftwist的下限，并且箭头a2指示的位置表示当ftwist＝0.1[匝/m]时κ/ftwist的上限。类似地，箭头b1指示的位置表示当ftwist＝1[匝/m]时κ/ftwist的下限，并且箭头b2指示的位置表示当ftwist＝1[匝/m]时κ/ftwist的上限。箭头c1指示的位置表示当ftwist＝2[匝/m]时κ/ftwist的下限，并且箭头c2指示的位置表示当ftwist＝2[匝/m]时κ/ftwist的上限。箭头d1指示的位置表示当ftwist＝10[匝/m]时κ/ftwist的下限，并且箭头d2指示的位置表示当ftwist＝10[匝/m]时κ/ftwist的上限。因此，箭头a1的位置与箭头a2的位置之间的区间中绘制了当ftwist＝0.1[匝/m]时的模拟结果。箭头b1的位置与箭头b2的位置之间的区间中绘制了当ftwist＝1[匝/m]时的模拟结果。箭头c1的位置与箭头c2的位置之间的区间中绘制了当ftwist＝2[匝/m]时的模拟结果。箭头d1的位置与箭头d2的位置之间的区间中绘制了当ftwist＝10[匝/m]时的模拟结果。
由于当经过一个相位匹配点时的功率耦合比接近0.5(＝b)，因此更容易发生随机模式耦合。另一方面，不期望的是，当本征模式之间的功率耦合比等于1时，在本征模式之间发生完全的非随机功率传递，这使得芯部模式之间的模式耦合变成非耦合状态，并且致使芯部模式之间的DGD和损耗差累积。
因此，在βΛC/(2κ)(＝[2κ/(βΛC)]-1)用X(C为Cavg或Cf)表示的情况下，通过上述表达式(7)和以下表达式(8)获得了使空间模式之间的模式耦合的随机性最大化的X的值：
Figure BDA0002712131090000211
在这里，使用上述表达式(8)作为指标来表示空间模式之间的模式耦合的“随机性”。
与表示当经过一个相位匹配点时功率耦合比为0.5的最大随机性的上述表达式(8)相比，当能够实现具有至少十分之一的随机性的模式耦合时，优选的是，X的值落入由以下表达式(9a)和表达式(9b)表示的范围内：
Figure BDA0002712131090000212
Figure BDA0002712131090000213
与上述表达式(8)相比，当能够实现具有至少五分之一的随机性的模式耦合时，优选的是，X的值落入由以下表达式(10a)和表达式(10b)表示的范围内：
Figure BDA0002712131090000214
Figure BDA0002712131090000215
此外，与上述表达式(8)相比，当能够实现具有至少二分之一的随机性的模式耦合时，优选的是，X的值落入由以下表达式(11a)和表达式(11b)表示的范围内：
Figure BDA0002712131090000221
Figure BDA0002712131090000222
附图标记列表；
1...光纤传输系统；10...发射站；11...发射器(TX1至TXN)；12...连接器；20...接收站；21...接收器(RX1至RXN)；100...多芯光纤(MCF)；110...耦合芯部组；120...共同包层；300...多芯光纤缆线(MCF缆线)。

Claims (14)

1.一种多芯光纤缆线，包含多根多芯光纤，每根多芯光纤包括共同包层以及至少一个耦合芯部组，所述耦合芯部组包括多个芯部，并且所述共同包层包围所述耦合芯部组，其中，在所述多根多芯光纤中的每根多芯光纤中，
所述多个芯部中的相邻芯部之间的芯部中心间距离Λ[m]设定为使得在1550nm的波长处所述相邻芯部之间的模式耦合系数κ落入从1×10-1[m-1]到1×103[m-1]的范围内，并且
在从1530nm到1625nm的波长带中的由(βΛCavg)/(2κ)或(βΛCf)/(2κ)限定的X的值满足表达式(1)：
Figure FDA0003909020320000011
Cavg[m-1]表示在没有对所述多芯光纤缆线施加弯曲的状态下，所述多芯光纤的沿所述多芯光纤的纵向的平均曲率，
Cf[m-1]表示所述多芯光纤的虚拟曲率，
ftwist[匝/m]表示所述多芯光纤的平均扭率，并且
β[m-1]表示所述相邻芯部的传播常数平均值。
2.根据权利要求1所述的多芯光纤缆线，其中，
对于所述多根多芯光纤中的每根多芯光纤，所述X的值满足表达式(2)：
Figure FDA0003909020320000012
3.根据权利要求1或2所述的多芯光纤缆线，其中，
所述平均曲率Cavg落入从0.1[m-1]到20[m-1]的范围内。
4.根据权利要求1或2所述的多芯光纤缆线，其中，
所述虚拟曲率Cf落入从0.01[m-1]到1[m-1]的范围内。
5.根据权利要求1或2所述的多芯光纤缆线，其中，
所述平均曲率Cavg落入0.3[m-1]以上且10[m-1]以下的范围内。
6.根据权利要求1或2所述的多芯光纤缆线，其中，
对于所述多根多芯光纤中的每根多芯光纤，
在从1530nm到1565nm的波长带中，在全模式激励期间的传输损耗为0.20dB/km以下，
色散的模式平均值为16ps/(nm·km)以上，
在全空间模式中，在直径为30mm的心轴上缠绕一匝的条件下的弯曲损耗在1550nm的波长处为0.2dB以下，
在全空间模式中，在缠绕于直径为20mm的心轴上的条件下的弯曲损耗在1550nm的波长处为20dB/m以下，
在全空间模式中，在半径为30mm的心轴上缠绕100匝的条件下的弯曲损耗在1550nm的波长处为0.5dB以下，
在从1530nm到1565nm的波长带中，模式相关损耗的平均值为0.01dB/km1/2以下，并且
在从1530nm到1565nm的波长带中，空间模式色散的平均值为10ps/km1/2以下。
7.根据权利要求1或2所述的多芯光纤缆线，其中，
对于所述多根多芯光纤中的每根多芯光纤，
在从1460nm到1625nm的波长带中，在全模式激励期间的传输损耗为0.20dB/km以下，
色散的模式平均值为16ps/(nm·km)以上，
在全空间模式中，在直径为30mm的心轴上缠绕一匝的条件下的弯曲损耗在1550nm的波长处为0.2dB以下，
在全空间模式中，在缠绕于直径为20mm的心轴上的条件下的弯曲损耗在1550nm的波长处为20dB/m以下，
在全空间模式中，在半径为30mm的心轴上缠绕100匝的条件下的弯曲损耗在1550nm的波长处为0.5dB以下，
在从1460nm到1625nm的波长带中，模式相关损耗的平均值为0.01dB/km1/2以下，并且
在从1460nm到1625nm的波长带中，空间模式色散的平均值为10ps/km1/2以下。
8.一种多芯光纤，包括至少一个耦合芯部组以及共同包层，所述耦合芯部组包括多个芯部，并且所述共同包层包围所述耦合芯部组，其中，
所述多个芯部中的相邻芯部之间的芯部中心间距离Λ[m]设定为使得在1550nm的波长处所述相邻芯部之间的模式耦合系数κ落入从1×10-1[m-1]到1×103[m-1]的范围内，并且
在所述多芯光纤的沿所述多芯光纤的纵向的弯曲的平均曲率Cavg设定在从0.1[m-1]到20[m-1]的范围内的状态下，在从1530nm到1625nm的波长带中的由(βΛCavg)/(2κ)或(βΛCf)/(2κ)限定的X的值满足表达式(3)：
Figure FDA0003909020320000031
Cf[m-1]表示所述多芯光纤的虚拟曲率，
ftwist[匝/m]表示所述多芯光纤的平均扭率，并且
β[m-1]表示所述相邻芯部的传播常数平均值。
9.一种多芯光纤，包括至少一个耦合芯部组以及共同包层，所述耦合芯部组包括多个芯部，并且所述共同包层包围所述耦合芯部组，其中，
所述多个芯部中的相邻芯部之间的芯部中心间距离Λ[m]设定为使得在1550nm的波长处所述相邻芯部之间的模式耦合系数κ落入从1×10-1[m-1]到1×103[m-1]的范围内，并且
在所述多芯光纤的沿所述多芯光纤的纵向的弯曲的平均曲率Cavg设定在从0.3[m-1]到10[m-1]的范围内的状态下，在从1530nm到1625nm的波长带中的由(βΛCavg)/(2κ)或(βΛCf)/(2κ)限定的X的值满足表达式(3)：
Figure FDA0003909020320000041
Cf[m-1]表示所述多芯光纤的虚拟曲率，
ftwist[匝/m]表示所述多芯光纤的平均扭率，并且
β[m-1]表示所述相邻芯部的传播常数平均值。
10.根据权利要求8或9所述的多芯光纤，其中，
所述虚拟曲率Cf落入从0.01[m-1]到1[m-1]的范围内。
11.根据权利要求8或9所述的多芯光纤，其中，
在从1530nm到1565nm的波长带中，在全模式激励期间的传输损耗为0.20dB/km以下，
色散的模式平均值为16ps/(nm·km)以上，
在全空间模式中，在直径为30mm的心轴上缠绕一匝的条件下的弯曲损耗在1550nm的波长处为0.2dB以下，
在全空间模式中，在半径为30mm的心轴上缠绕100匝的条件下的弯曲损耗在1550nm的波长处为0.5dB以下，
在从1530nm到1565nm的波长带中，模式相关损耗的平均值为0.01dB/km1/2以下，并且
在从1530nm到1565nm的波长带中，在每个波长处的空间模式之间的最大差分群延迟的平均值为10ps/km1/2以下。
12.根据权利要求8或9所述的多芯光纤，其中，
在从1460nm到1625nm的波长带中，在全模式激励期间的传输损耗为0.20dB/km以下，
色散的模式平均值为16ps/(nm·km)以上，
在全空间模式中，在直径为30mm的心轴上缠绕一匝的条件下的弯曲损耗在1550nm的波长处为0.2dB以下，
在全空间模式中，在半径为30mm的心轴上缠绕100匝的条件下的弯曲损耗在1550nm的波长处为0.5dB以下，
在从1460nm到1625nm的波长带中，模式相关损耗的平均值为0.01dB/km1/2以下，并且
在从1460nm到1625nm的波长带中，在每个波长处的空间模式之间的最大差分群延迟的平均值为10ps/km1/2以下。
13.根据权利要求8或9所述的多芯光纤，其中，
所述共同包层包括物理包层和共同的光学包层，所述光学包层覆盖构成所述耦合芯部组的所有所述多个芯部，并且所述物理包层覆盖所述光学包层的外周，
所述多个芯部中的每个芯部的外径为6μm以上且15μm以下，
在所述多芯光纤的与所述纵向正交的横截面中，基于纯二氧化硅的折射率的相对折射率差用Δ来表示，所述多个芯部中的每个芯部的面积加权平均值的Δ与所述光学包层的Δ之间的差为0.2％以上且0.5％以下，所述物理包层的Δ大于所述光学包层的所述Δ，并且所述物理包层的所述Δ与所述光学包层的所述Δ之间的差为0.0％以上且0.35％以下。
14.根据权利要求13所述的多芯光纤，其中，
所述耦合芯部组包括两个至七个芯部，
所述物理包层的外径为125±1μm，并且
满足
DJ/r≧7.68×10-2·(log10(Doffset/r))2－2.21×10-1·(log10(Doffset/r))+3.15
或
DJ/r≧7.57×10-2·(log10(Doffset/r))2－2.25×10-1·(log10(Doffset/r))+3.40，
DJ表示所述物理包层与最接近所述物理包层的最接近芯部的中心之间的最短距离，r表示所述最接近芯部的半径，并且Doffset表示所述光学包层的中心与所述最接近芯部的所述中心之间的距离。
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