JP2014126575A - マルチコアファイバ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 第1マルチコアファイバ部材10と第2マルチコアファイバ部材20との一端面同士が接続されたマルチコアファイバ1であって、第1マルチコアファイバ部材10における複数のコア11と第2マルチコアファイバ部材20における複数のコア21との少なくとも2以上のコア端面同士が1対1で接続され、コア端面同士が1対1で接続される第1マルチコアファイバ部材10における複数のコア11と第2マルチコアファイバ部材20における複数のコア21とのうち、少なくとも1つの第1マルチコアファイバ部材10のコア11と第2マルチコアファイバ部材20のコア21との有効コア断面積は異なり、当該有効コア断面積が大きいほうのコア11の開放端面OEF1は光を入射すべき面とされる。
【選択図】 図1
Description
このため、伝搬路前段のコアと伝搬路後段のコアとの有効コア断面積が同程度である場合に比べて、当該伝搬路前段のコアに対して伝搬路後段のコアの有効コア断面積を小さくする分だけ、当該伝搬路後段のコアを有するマルチコアファイバ部材のクロストークが低減される。
また、伝搬路前段のコアと伝搬路後段のコアとの有効コア断面積が同程度である場合におけるクロストークを維持しながら、当該場合に比べて伝搬路前段のコアを拡大させることが可能となる。
こうして、クロストークの低減及び有効コア断面積の拡大を両立し得るマルチコアファイバが実現される。
図1は、第1実施形態におけるマルチコアファイバ1を示す図である。図1に示すように、本実施形態におけるマルチコアファイバ1は、第1マルチコアファイバ部材10と、第2マルチコアファイバ部材20とを構成要素として備える。
本実施形態におけるマルチコアファイバ1では、第1マルチコアファイバ部材10の開放端面OEF1におけるコア端面に光が入射した場合、当該光はコア11を伝搬した後にコア21を伝搬する。そして、コア21を伝搬する光は、第2マルチコアファイバ部材20の開放端面OEF2におけるコア端面から出射する。
次に、第2実施形態について図面を用いながら詳細に説明する。なお、第1実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
本実施形態におけるマルチコアファイバ2では、第1マルチコアファイバ部材10及び第2マルチコアファイバ部材20の双方に、有効コア断面積が小さい第1のコア11A,21Aと有効コア断面積が大きい第2のコア11B,21Bが含まれる。
以上、第1実施形態及び第2記実施形態が一例として説明されたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
上記第1実施形態では、コア端面同士が接続されるすべての第1マルチコアファイバ部材10の第1のコア11Aと第2マルチコアファイバ部材20第2のコア21Bとの有効コア断面積が異なる状態とされるとともに、当該コア端面同士が接続されるすべての第1マルチコアファイバ部材10の第2のコア11Bと第2マルチコアファイバ部材20第1のコア21Aとの有効コア断面積が異なる状態とされた。
しかしながら、コア端面同士が1対1で接続される第1マルチコアファイバ部材10の複数のコアと第2マルチコアファイバ部材20の複数のコアのうち、一部の第1マルチコアファイバ部材10のコアと第2マルチコアファイバ部材20のコアとの有効コア断面積が同じ状態とされていても良い。
要するに、コア端面同士が1対1で接続される第1マルチコアファイバ部材10の複数のコアと第2マルチコアファイバ部材20の複数のコアのうち、少なくとも1つの第1マルチコアファイバ部材10のコアと第2マルチコアファイバ部材20のコアとの有効コア断面積が異なっていれば、当該コアについて上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
上記第2実施形態では、コア端面同士が接続される第1マルチコアファイバ部材10における第1のコア11A又は第2の11Bと第2マルチコアファイバ部材20における第2のコア21B又は第1のコア21Aとの中心軸同士は一致していた。
しかしながら、有効コア断面積が大きいほうのコアの中心軸と、有効コア断面積が小さいほうのコアの中心軸とのずれ量が所定の範囲内であれば、必ずしも、当該コアの中心軸同士が一致していなくても良い。
上記第2実施形態では、第2のコア11B又は21Bの直径D1が第1のコア11A又は21Aの直径D2よりも大きく、第2のコア11Bとクラッド12との屈折率差、及び、第2のコア21Bとクラッド22との屈折率差が第1のコア11Aとクラッド12との屈折率差、及び、第1のコア21Aとクラッド22との屈折率差と同程度とされることで、当該第2のコア11B又は21Bの有効コア断面積と第1のコア11A又は21Aの有効コア断面積とが異なる状態とされた。
しかしながら、有効コア断面積を異ならせる手法は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、有効コア断面積が大きいほうのコアの直径と、有効コア断面積が小さいほうのコアの直径とが同程度とされ、有効コア断面積が大きいほうのコア及びそのコアを囲むクラッドの屈折率差が、有効コア断面積が小さいほうのコア及びそのコアを囲むクラッドの屈折率差よりも小さくても良い。
また、有効コア断面積が大きいほうのコアの直径が、当該有効コア断面積が小さいほうのコアの直径よりも大きくされるとともに、有効コア断面積が大きいほうのコア及びそのコアを囲むクラッドの屈折率差が、当該有効コア断面積が小さいほうのコア及びそのコアを囲むクラッドの屈折率差よりも小さくても良い。このようにした場合、当該直径及び屈折率差のいずれか一方だけを採用する場合に比べて有効コア断面積の差をより大きくすることができるため、クロストークをより低減させることができる。
しかしながら、第1マルチコアファイバ部材10及び第2マルチコアファイバ部材20におけるコアの配置態様は、六方最密配置又は円環配置以外の様々な配置態様が適用可能である。
なお、コア間距離を均一に配置する観点では、マルチコアファイバの長さ方向に直交する断面においてクラッドの中心軸とその中心軸を基準とする正多角形の頂点とにコアを配置する最密配置、もしくは、当該断面においてクラッドの中心軸周りにコア間距離が均等な状態でコアを配置する円環配置、もしくは、当該断面においてクラッドの中心軸を通る直線から等距離で互いに平行となる線上にコア間距離が均等な状態でコアを配置する平行配置等が好ましい。また、最密配置では、クラッドの中心軸に配置されるコアと、正多角形の頂点に配置される各コアとのコア間距離は、当該正多角形の頂点に配置される各コアの隣接するコア間距離と同じであっても異なっていても良い。
しかしながら、第1マルチコアファイバ部材10のコア及び第2マルチコアファイバ部材20のコアが3種類以上の有効コア断面積を有するコアで構成されていても良い。
なお、コア間距離を均一に配置する観点では、第1マルチコアファイバ部材10のコア及び第2マルチコアファイバ部材20のコアを2種類の有効コア断面積を有するコアで構成することが好ましい。
また、2種類の有効コア断面積を有するコアにおけるコア間距離を均一に配置する場合、円環配置又は平行配置が好ましい。ここで、2種類の有効コア断面積を有するコアのコア配置例を例示する。図6はコア数を10つとした場合の円環配置例を示し、図7はコア数を8つとした場合の平行配置例を示し、図8はコア数を12つとした場合の平行配置例を示している。
図6に示すように、10つのコアは、有効コア断面積が小さい5つの第1のコア31Aと、有効コア断面積が大きい5つの第2のコア31Bとで構成される。これら第1のコア31A及び第2のコア31Bはクラッド32の中心軸周りに交互に配置され、当該コア同士のコア間距離Λは均等とされる。
一方、図7に示すように、8つのコアは、有効コア断面積が小さい4つの第1のコア41Aと、有効コア断面積が大きい5つの第2のコア41Bとで構成される。これら第1のコア41A及び第2のコア41Bは、クラッド42の中心を通る直線に平行でありその直線を境界として一方側と他方側とに等距離となる1対の線L1及びL2上において交互に配置される。一方の線L1において交互に配置される第1のコア41A及び第2のコア41Bのコア数と、他方の線L2において交互に配置される第1のコア41A及び第2のコア41Bのコア数とは同じとされる。また、各線L1、L2上において交互に配置される第1のコア41Aと第2のコア41Bとのコア間距離Λhetは均等とされ、当該コア間距離Λhetは一方の線L1と他方の線L2とにおいて隣接する第1のコア41A同士及び第2のコア41B同士のコア間距離Λhemよりも小さくされる。
他方、図8に示すように、12つのコアは、有効コア断面積が小さい6つの第1のコア51Aと、有効コア断面積が大きい6つの第2のコア51Bとで構成される。これら第1のコア51A及び第2のコア51Bは、クラッド52の中心を通る直線に平行でありその直線を境界として一方側と他方側とに等距離となる1対の線L1及びL2上と、当該中心を通る直線の垂線に平行でありその垂線を境界として一方側と他方側とに等距離となる1対の線L3及びL4上とにおいて交互に配置される。一方の線L1又はL3において交互に配置されるコア数と、他方の線L2又はL4において交互に配置されるコア数とは同じとされ、各線L1〜L4上におけるコア間距離Λhetは均等とされ、当該コア間距離Λhetはコア間距離Λhemよりも小さくされる。
このように、2種類の有効コア断面積を有するコアのコア数を偶数個とし、当該コアを円環配置又は平行配置とした場合には、第1マルチコアファイバ部材10における第1のコアと第2のコア、及び、第2マルチコアファイバ部材20における第1のコアと第2のコアのすべてが、互いに隣接して配置されることになる。このため、第1のコアと第2のコアとの有効コア断面積が同じである場合に比べてクロストークをより低減させることができる。
なお、第1のコアと第2のコアとのすべてを交互に配置しない場合であっても、互いに隣接して配置される第1のコアと第2のコアとがある限り、当該第1のコアと第2のコアとの伝搬モードの伝搬定数を異ならせ、これらコア同士のクロストークをより低減させることができる。
第1実施形態におけるマルチコアファイバ1を想定したマルチコアファイバを試作した。このマルチコアファイバを図9に示す。図9の(A)は第1マルチコアファイバ部材10を示し、図9の(B)は第2マルチコアファイバ部材20を示している。
実施例1の第1マルチコアファイバ部材10と同じ構成でなる80kmのマルチコアファイバを一つのスパンとし、当該スパンを複数組み合わせた伝送線路を用意した。
実施例1のマルチコアファイバを半径300mmに巻いた状態で、当該マルチコアファイバにおける第1マルチコアファイバ部材10のコア端面から1550nm帯の光を入射し、クロストークを測定した。光入射端面から1000km地点でのクロストークはおおむね−33dBであった。
第2実施形態におけるマルチコアファイバ2を想定したマルチコアファイバを試作した。このマルチコアファイバを図10に示す。図10の(A)は第1マルチコアファイバ部材10を示し、図10の(B)は第2マルチコアファイバ部材20を示している。
実施例2のマルチコアファイバを半径300mmに巻いた状態で、当該マルチコアファイバにおける第2のコア21Aの開放端面から1550nm帯の光を入射し、クロストークを測定した。光入射端面から1000km地点でのクロストークはおおむね−58dBであった。
10・・・第1マルチコアファイバ部材
20・・・第2マルチコアファイバ部材
11、11A,11B、21、21A,21B、31A,31B、41A,41B、51A,51B・・・コア
11A、21A、31A、41A、51A・・・第1のコア
11B、21B、31B、41B、51B・・・第2のコア
12、22・・・クラッド
13、23・・・第1被覆層
14、24・・・第2被覆層
Claims (10)
- 第1マルチコアファイバ部材と第2マルチコアファイバ部材との一端面同士が接続されたマルチコアファイバであって、
前記第1マルチコアファイバ部材における複数のコアと前記第2マルチコアファイバ部材における複数のコアとのコア端面同士が1対1で接続され、
コア端面同士が1対1で接続される前記第1マルチコアファイバ部材における複数のコアと前記第2マルチコアファイバ部材における複数のコアとのうち、少なくとも1つの前記第1マルチコアファイバ部材のコアと前記第2マルチコアファイバ部材のコアとの有効コア断面積は異なり、前記有効コア断面積が大きいほうのコアの開放端面は光を入射すべき面とされる
ことを特徴とするマルチコアファイバ。 - 前記第1マルチコアファイバ部材及び前記第2マルチコアファイバ部材における複数のコアは、第1のコアと前記第1のコアの有効コア断面積よりも大きい有効コア断面積をもつ第2のコアとを含み、
前記第1マルチコアファイバ部材における前記第1のコアのコア端面と前記第2マルチコアファイバ部材における前記第2のコアのコア端面とが1対1で接続され、前記第1マルチコアファイバ部材における前記第2のコアのコア端面と前記第2マルチコアファイバ部材における前記第1のコアのコア端面とが1対1で接続される
ことを特徴とする請求項1に記載のマルチコアファイバ。 - 前記第1マルチコアファイバ部材における前記第1のコアと前記第2のコア、及び、前記第2マルチコアファイバ部材における前記第1のコアと前記第2のコアは、互いに隣接して配置される
ことを特徴とする請求項2に記載のマルチコアファイバ。 - 前記第1マルチコアファイバ部材における中心軸と前記第2マルチコアファイバ部材における中心軸とは一致し、
前記第1のコアと前記第2のコアとのコア間距離が均等な状態で、前記中心軸周りに前記第1のコア及び前記第2のコアが交互に配置される
ことを特徴とする請求項2に記載のマルチコアファイバ。 - 前記有効コア断面積が大きいほうのコアは、前記第1マルチコアファイバ部材のコアとされる
ことを特徴とする請求項1に記載のマルチコアファイバ。 - 前記第1マルチコアファイバ部材のコアと前記第2マルチコアファイバ部材のコアとの有効コア断面積の差は、45μm2以下とされる
ことを特徴とする請求項1〜請求項5いずれか1項に記載のマルチコアファイバ。 - 前記第1マルチコアファイバ部材のコアと前記第2マルチコアファイバ部材のコアとの有効コア断面積の差は、10μm2以上とされる
ことを特徴とする請求項1〜請求項6いずれか1項に記載のマルチコアファイバ。 - 前記有効コア断面積が大きいほうのコアとそのコアを囲むクラッドとの屈折率差は、前記有効コア断面積が小さいほうのコアとそのコアを囲むクラッドとの屈折率差よりも小さく、
前記有効コア断面積が大きいほうのコアの直径は、前記有効コア断面積が小さいほうのコアの直径と同程度とされる
ことを特徴とする請求項1〜請求項7いずれか1項に記載のマルチコアファイバ。 - 前記有効コア断面積が大きいほうのコアの直径は、前記有効コア断面積が小さいほうのコアの直径よりも大きく、
前記有効コア断面積が大きいほうのコアとそのコアを囲むクラッドとの屈折率差は、前記有効コア断面積が小さいほうのコアとそのコアを囲むクラッドとの屈折率差と同程度とされる
ことを特徴とする請求項1〜請求項7いずれか1項に記載のマルチコアファイバ。 - 前記有効コア断面積が大きいほうのコアの直径は、前記有効コア断面積が小さいほうのコアの直径よりも大きく、
前記有効コア断面積が大きいほうのコアとそのコアを囲むクラッドとの屈折率差は、前記有効コア断面積が小さいほうのコアとそのコアを囲むクラッドとの屈折率差よりも小さくされる
ことを特徴とする請求項1〜請求項7いずれか1項に記載のマルチコアファイバ。
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