JP2011215394A - 光ファイバ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、高次モードを伝送可能なメインコア11と、メインコア11から間隔を隔てて配置され、メインコア11の高次モードに結合する基本モードを伝送可能であり、メインコア11より大きい伝送損失を有するサブコア12と、メインコア11とサブコア12の周囲に配置され、メインコア11とサブコア12より小さい屈折率を有するクラッド13と、を備えることを特徴とする光ファイバ1である。
【選択図】図2
Description
図1は、本発明に係る光ファイバ1の断面を示す図である。光ファイバ1は、メインコア11、サブコア12、クラッド13から構成されている。メインコア11は、光ファイバ1の中央に配置されている。サブコア12は、メインコア11から間隔を隔てて配置されている。クラッド13は、メインコア11とサブコア12の周囲に配置されている。
本実施形態では、通信波長帯が1.00〜1.70μmである伝送システムについて詳細に説明する。この伝送システムによれば、光ファイバ1の伝送損失を1dB/km以下に抑制することができる。図3は、本発明に係る光ファイバ1の設計方法を示す図であり、各ステップSの順に設計方法を説明する。
本実施形態では、通信波長帯が1.26〜1.625μmである伝送システムについて詳細に説明する。この伝送システムによれば、従来のシングルモード光ファイバと同様に、伝送損失を1dB/km以下に抑制することができ、曲げ半径30mmにおける曲げ損失を0.1dB/100turns以下に抑制することができる。本実施形態の光ファイバ1の設計方法は、実施形態2の光ファイバ1の設計方法と同様であり、図3に示した光ファイバ1の設計方法を適用することができる。
本実施形態では、メインコア11とサブコア12の間隔を設定する方法について説明する。実施形態2の図7の左側と実施形態3の図11の左側では、メインコア11の基本モードLP01の電界分布を示した。実施形態2の図7の右側と実施形態3の図11の右側では、メインコア11の高次モードLP11の電界分布を示した。メインコア11とサブコア12の間隔が狭くなれば、メインコア11の光がメインコア11からサブコア12に向けて漏れ出す量が多くなる。メインコア11とサブコア12の間隔が広くなれば、メインコア11の光がメインコア11からサブコア12に向けて漏れ出す量が少なくなる。
本実施形態では、光ファイバ1の製造方法について説明する。まず、メインコア11、サブコア12、クラッド13を形成する方法の具体例を4種類説明する。次に、サブコア12の伝送損失を大きくする方法の具体例を2種類説明する。
本実施形態では、メインコア11とサブコア12を配置する方法の具体例について説明する。図13は、本発明に係る光ファイバ1の断面を示す図である。
本実施形態では、クラッド13以外に低屈折率領域を配置した光ファイバ1について説明する。図14は、本発明に係る光ファイバ1の断面を示す図である。
11:メインコア
12、12−1、12−2:サブコア
13:クラッド
14:低屈折率領域
Claims (16)
- 高次モードを伝送可能なメインコアと、
前記メインコアから間隔を隔てて配置され、前記メインコアの高次モードに結合する基本モードを伝送可能であり、前記メインコアより大きい伝送損失を有するサブコアと、
前記メインコアと前記サブコアの周囲に配置され、前記メインコアと前記サブコアより小さい屈折率を有するクラッドと、
を備えることを特徴とする光ファイバ。 - 前記メインコアの半径及び前記メインコアと前記クラッドとの比屈折率差は、所定通信波長帯において、前記メインコアが高次モードを伝送可能であるように設定されており、前記サブコアの半径及び前記サブコアと前記クラッドとの比屈折率差は、前記所定通信波長帯において、前記サブコアの基本モードと前記メインコアの高次モードとがモード結合を生じ、前記メインコアの高次モードが受ける損失量のうち前記サブコアで受ける損失量が前記メインコアで受ける損失量より大きくなるように設定されていることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ。
- 前記メインコアの半径及び前記メインコアと前記クラッドとの比屈折率差は、所定通信波長帯において、前記メインコアが高次モードを伝送可能であるように設定されており、前記サブコアの半径及び前記サブコアと前記クラッドとの比屈折率差は、前記所定通信波長帯の両端において、前記サブコアの基本モードと前記メインコアの高次モードとがモード結合を生じ、前記メインコアの高次モードが受ける損失量のうち前記サブコアで受ける損失量が前記メインコアで受ける損失量より大きくなるように設定されていることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ。
- 前記メインコアの半径及び前記メインコアと前記クラッドとの比屈折率差は、曲げ損失が所定曲げ損失となるように設定されていることを特徴とする請求項1から請求項3に記載のいずれかの光ファイバ。
- 前記メインコアと前記サブコアの間隔は、前記サブコアにおける前記メインコアの基本モードの損失量が第1の損失量となるときの間隔以上であり、前記サブコアにおける前記メインコアの高次モードの損失量が第2の損失量となるときの間隔以下であることを特徴とする請求項1から請求項4に記載のいずれかの光ファイバ。
- 前記クラッドの内部に配置され、前記クラッドより小さい屈折率を有する低屈折率領域をさらに備えることを特徴とする請求項1から請求項5に記載のいずれかの光ファイバ。
- 前記低屈折率領域は空孔であることを特徴とする請求項6に記載の光ファイバ。
- 前記サブコアは、前記メインコアを中心として、正多角形状または円環状に配置されることを特徴とする請求項1から請求項7に記載のいずれかの光ファイバ。
- 通信波長帯は1.00μm〜1.70μmであり、前記メインコアが伝送可能なモードはLP01モードとLP11モードであり、前記LP11モードの伝送損失は1dB/m以上であることを特徴とする請求項1から請求項8に記載のいずれかの光ファイバ。
- 通信波長帯は1.26μm〜1.625μmであり、前記メインコアが伝送可能なモードはLP01モードとLP11モードであり、前記LP11モードの伝送損失は1dB/m以上であることを特徴とする請求項1から請求項8に記載のいずれかの光ファイバ。
- 曲げ半径30mmにおける曲げ損失は0.1dB/100turns以下であることを特徴する請求項1から請求項10に記載のいずれかの光ファイバ。
- 前記サブコアの伝送損失は2dB/m以上であることを特徴とする請求項1から請求項11に記載のいずれかの光ファイバ。
- ガラス部材に不純物を添加し、前記メインコアとなる部分を形成した母材を作成する母材作成ステップと、
前記母材のうち前記メインコアとなる部分の周囲に空孔を形成する空孔形成ステップと、
前記空孔に不純物を添加した粉末状のガラス材料を充填する材料充填ステップと、
前記ガラス材料を加熱により融解し、前記サブコアとなる部分を形成するサブコア融解ステップと、
前記サブコアとなる部分が形成された前記母材を溶融延伸し、光ファイバを作成する母材溶融延伸ステップと、
を順に備えることを特徴とする請求項1から請求項12に記載のいずれかの光ファイバを製造する光ファイバ製造方法。 - ガラス部材に不純物を添加し、前記メインコアとなる部分を形成した母材を作成する母材作成ステップと、
前記母材のうち前記メインコアとなる部分の周囲に空孔を形成する空孔形成ステップと、
前記空孔に不純物を添加した棒状のガラスロッドを挿入し、前記サブコアとなる部分を形成するサブコア挿入ステップと、
前記サブコアとなる部分が形成された前記母材を溶融延伸し、光ファイバを作成する母材溶融延伸ステップと、
を順に備えることを特徴とする請求項1から請求項12に記載のいずれかの光ファイバを製造する光ファイバ製造方法。 - ガラス部材に不純物を添加し、前記メインコアとなる部分を形成したメインロッドを作成するとともに、空孔を形成したガラス部材の前記空孔に、不純物を添加した粉末状のガラス材料を充填し、前記サブコアとなる部分を形成したサブロッドを作成する粉末充填ロッド作成ステップと、
前記メインロッドの周囲に前記サブロッドを配置するロッド配置ステップと、
前記ガラス材料を加熱により融解する材料溶融ステップと、
前記メインロッドと前記サブロッドを溶融延伸し、光ファイバを作成するロッド溶融延伸ステップと、
を順に備えることを特徴とする請求項1から請求項12に記載のいずれかの光ファイバを製造する光ファイバ製造方法。 - ガラス部材に不純物を添加し、前記メインコアとなる部分を形成したメインロッドを作成するとともに、空孔を形成したガラス部材の前記空孔に、不純物を添加した棒状のガラスロッドを挿入し、前記サブコアとなる部分を形成したサブロッドを作成する棒挿入ロッド作成ステップと、
前記メインロッドの周囲に前記サブロッドを配置するロッド配置ステップと、
前記メインロッドと前記サブロッドを溶融延伸し、光ファイバを作成するロッド溶融延伸ステップと、
を順に備えることを特徴とする請求項1から請求項12に記載のいずれかの光ファイバを製造する光ファイバ製造方法。
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