JP2014164269A - Multi-core fiber - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はマルチコアファイバに関し、クロストークを低減させる場合に好適なものである。 The present invention relates to a multi-core fiber and is suitable for reducing crosstalk.
現在、一般に普及している光ファイバ通信システムに用いられる光ファイバは、1本のコアの外周がクラッドにより囲まれた構造をしており、このコア内を光信号が伝搬することで情報が伝送される。そして、近年光ファイバ通信システムの普及に伴い、伝送される情報量が飛躍的に増大している。このような情報量の増大に伴い、光ファイバ通信システムにおいては、WDM(Wavelength Division Multiplexing)、PDM(Polarization
Division Multiplexing)あるいは多値変調が用いられることで、大容量の長距離光通信が行われている。一方、既存のシングルモードファイバを用いた通信システムでは伝送容量の限界があるといわれている。
An optical fiber used in a currently popular optical fiber communication system has a structure in which the outer periphery of one core is surrounded by a clad, and information is transmitted by propagation of an optical signal in the core. Is done. In recent years, with the spread of optical fiber communication systems, the amount of transmitted information has increased dramatically. As the amount of information increases, WDM (Wavelength Division Multiplexing), PDM (Polarization) are used in optical fiber communication systems.
(Division Multiplexing) or multilevel modulation is used, so that large-capacity long-distance optical communication is performed. On the other hand, it is said that there is a limit of transmission capacity in a communication system using an existing single mode fiber.
ところで、ファイバ1本あたりの伝送容量をさらに増やすため、複数のコアの外周が1つのクラッドにより囲まれたマルチコアファイバを用いて、それぞれのコアを伝搬する光により、複数の信号を伝送させることが知られている。 By the way, in order to further increase the transmission capacity per fiber, a plurality of signals can be transmitted by light propagating through each core using a multi-core fiber in which the outer circumferences of the plurality of cores are surrounded by one clad. Are known.
しかし、マルチコアファイバにおいては、コア同士のクロストークが生じる場合があり、マルチコアファイバを細径化すると、コア間距離が小さくなるため、このクロストークが更に生じ易くなる。従って、コア同士のクロストークが低減できるマルチコアファイバが求められている。 However, in a multi-core fiber, crosstalk between cores may occur. When the diameter of the multi-core fiber is reduced, the distance between the cores becomes smaller, and this crosstalk is more likely to occur. Accordingly, there is a need for a multi-core fiber that can reduce crosstalk between cores.
下記非特許文献1には、コア同士のクロストーク抑制するために、それぞれのコアの周囲にトレンチと呼ばれる低屈折率部を設けることが提案され、当該低屈折率部を設けることでクロストークが抑えられたことが確認されている。
Non-Patent
ところが、マルチコアファイバの構造によっては、偏波モード分散(PMD:Polarization Mode Dispersion)が悪化する場合があるということが分かった。 However, it has been found that depending on the structure of the multi-core fiber, polarization mode dispersion (PMD) may deteriorate.
偏波モード分散が悪化した場合、マルチコアファイバの各コアを伝搬する信号に対し、パルスが広がるなど信号品質に影響を及ぼし、通信距離やビットレートへの制限が大きくなるという課題が生じる。 When the polarization mode dispersion deteriorates, the signal propagating through each core of the multi-core fiber affects the signal quality such as spreading of the pulse, resulting in a problem that the restriction on the communication distance and the bit rate is increased.
そこで、本発明は、偏波モード分散を小さくして、長距離で大容量伝送が可能なマルチコアファイバを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a multi-core fiber that can reduce polarization mode dispersion and perform large-capacity transmission over a long distance.
本発明のマルチコアファイバは、クラッドと、前記クラッド内に設けられ、コアと、前記コアを囲む内側クラッド層と、前記内側クラッド層を囲むと共に前記クラッド及び前記内側クラッド層よりも平均屈折率が低い外側クラッド層とを有する複数のコア要素と、前記クラッド内に設けられ、前記クラッド及び前記内側クラッド層よりも平均屈折率が低い応力調整部とを備え、前記応力調整部は、各前記コア要素を伝搬する光において同じLPモードに属する偏波の実効屈折率の差が小さくなるように配置されることを特徴とするものである。 The multi-core fiber of the present invention is provided with a clad, an inner clad layer surrounding the core, the inner clad layer surrounding the core, and an average refractive index lower than the clad and the inner clad layer. A plurality of core elements having an outer cladding layer, and a stress adjusting section provided in the cladding and having an average refractive index lower than that of the cladding and the inner cladding layer. Are arranged so that the difference in effective refractive index of polarized waves belonging to the same LP mode is small.
このようなマルチコアファイバによれば、コア要素を伝搬する複数の偏波の実効屈折率の差である複屈折を抑えることができることが分かった。したがって、応力調整部を設けない場合に比べて、偏波モード分散を小さくすることができる。 It has been found that such a multi-core fiber can suppress birefringence, which is a difference in effective refractive index of a plurality of polarized waves propagating through a core element. Therefore, the polarization mode dispersion can be reduced as compared with the case where the stress adjusting unit is not provided.
以上のように、本発明によれば、偏波モード分散を小さくして、長距離で大容量通信可能なマルチコアファイバが提供される。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a multi-core fiber that can reduce polarization mode dispersion and perform large-capacity communication over a long distance.
(1)第1実施形態
本発明を実施するための第1実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
(1) First Embodiment A first embodiment for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、第1実施形態におけるマルチコアファイバの長さ方向に垂直な断面を示す図である。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、複数のコア要素10、複数の応力調整部15、クラッド20、クラッド20の外周面を被覆する内側保護層31、及び、内側保護層31の外周面を被覆する外側保護層32を主な構成要素として備える。
FIG. 1 is a view showing a cross section perpendicular to the length direction of a multi-core fiber in the first embodiment. As shown in FIG. 1, the
複数のコア要素10は、クラッド20内に配置されるロッド状の部材であり、それぞれ同じ構造とされる。図2は、コア要素10の様子を示す図である。具体的に図2(A)は、コア要素10におけるマルチコアファイバ1の長さ方向に垂直な断面を示す図であり、図2(B)はコア要素10における屈折率分布を示す図である。
The plurality of
図2(A)に示すように、各コア要素10は、コア11、コア11の外周面を囲む内側クラッド層12、及び、内側クラッド層12の外周面を囲む外側クラッド層13を有している。本実施形態では、コア11の直径、内側クラッド層12の外径、及び、外側クラッド層13の外径は、複数のコア要素10ごとに同程度とされる。
As shown in FIG. 2A, each
図2(B)に示すように、内側クラッド層12の平均屈折率n2、及び、クラッド20の平均屈折率n4は、コア11の平均屈折率n1よりも低くされる。また、外側クラッド層13の平均屈折率n3は、内側クラッド層12の平均屈折率n2、及び、クラッド20の平均屈折率n4よりもさらに低くされる。なお、内側クラッド層12の平均屈折率n2とクラッド20の平均屈折率n4とは、本実施形態では、同程度とされる。
As shown in FIG. 2B, the average refractive index n 2 of the
このように屈折率の観点では、各コア要素10における内側クラッド層12とそれらコア要素10を覆うクラッド20との間に外側クラッド層13が溝として形成される。すなわち、各コア要素10における外側クラッド層13の平均屈折率n3が内側クラッド層12の平均屈折率n2及びクラッド20の平均屈折率n4よりも小さくされることで、当該コア要素10がトレンチ構造を有している。
Thus, from the viewpoint of refractive index, the
したがって、各コア要素10ではコア11への光の閉じ込め効果が大きくなり、当該コア要素10から光が漏えいしづらくなる。この結果、本実施形態におけるマルチコアファイバ1では、互いに隣り合うコア要素10同士のクロストークが大幅に抑制されることとなる。
Therefore, the effect of confining light in the
なお、図2(B)におけるΔ1はクラッド20に対するコア11の比屈折率差を示し、Δ2はクラッド20に対する外側クラッド層13の比屈折率差を示し、r1はコア11の半径を示し、r2はコア11の中心から内側クラッド層の外周面までの距離を示している。またr3は、コア11の中心と、当該コア11を有するコア要素10に最も近いコア要素10又は応力調整部15の中心との間の距離の2分の1を示している。さらにWは、外側クラッド層13の幅(厚さ)を示している。
In FIG. 2B, Δ 1 indicates a relative refractive index difference of the
図1に示すように、本実施形態におけるコア要素10の数は12つとされ、クラッド20の中心軸の周りに6つのコア要素10が配置されるとともに、当該6つのコア要素10の外側にさらに6つのコア要素10が配置される。互いに隣接するコア要素同士の中心軸間の距離(以下、コア間距離という)Λ1はそれぞれ同じとされ、互いに隣接する3つのコア要素同士の中心軸を結ぶ断面形状は正三角形とされる。
As shown in FIG. 1, the number of
マルチコアファイバ1の長さ方向に直交する断面では、クラッド20の中心を基準とする第1の正六角形の頂点と、内側として配置される6つのコア要素10の中心とは一致する状態とされる。また、クラッド20の中心を基準とする第1の正六角形よりも大きい第2の正六角形の頂点と、外側として配置される6つのコア要素10の中心とは一致する状態とされる。さらに、外側として配置される6つのコア要素10の各中心は、第1の正六角形における辺の中心を通る垂線上に位置される。なお、コア要素10の中心と、当該コア要素10におけるコア11の中心とは一致している。
In the cross section orthogonal to the length direction of the
複数の応力調整部15は、PMDを小さくするためクラッド20内に配置されるロッド状の部材であり、それぞれ同じ構造とされる。図3は、応力調整部15の様子を示す図である。具体的に図3(A)は、応力調整部15におけるマルチコアファイバ1の長さ方向に垂直な断面を示す図であり、図3(B)は応力調整部15における屈折率分布を示す図である。
The plurality of
図3の(A)に示すように、各応力調整部15は、3層構造のコア要素10とは異なり、1層構造とされる。この応力調整部15の直径は、本実施形態の場合、コア要素10における内側クラッド層12の直径と同程度とされる。
As shown in FIG. 3A, each
図3の(B)に示すように、応力調整部15の平均屈折率n5は、内側クラッド層12の平均屈折率n2及びクラッド20の平均屈折率n4よりも低く、外側クラッド層13の平均屈折率n3よりも高くされる。
As shown in FIG. 3B, the average refractive index n 5 of the
なお、図3(B)におけるΔはクラッド20に対する応力調整部15の比屈折率差を示し、d1は応力調整部15の半径を示している。またd2は、応力調整部15の中心と、当該応力調整部15に最も近いコア要素10又は応力調整部15の中心との間の距離の2分の1を示している。
Note that Δ in FIG. 3B indicates the relative refractive index difference of the
図1に示すように、本実施形態における応力調整部15の数は7つとされ、クラッド20の中心に1つの応力調整部15が配置されるとともに、外側のコア要素10の周りに6つの応力調整部15が配置される。互いに隣接する応力調整部15の中心軸間の距離(以下、調整部間距離という)Λ2はそれぞれ同じとされ、互いに隣接する3つの応力調整部15の中心を結ぶ断面形状は正三角形とされる。いいかえると、応力調整部15は、クラッド20の中心を基準として回転対称となるように配置され、またコア要素10を中間として挟むように配置される。
As shown in FIG. 1, the number of the
マルチコアファイバ1の長さ方向に直交する断面では、クラッド20の中心を基準とする正六角形の頂点と6つの応力調整部15の中心とは一致する状態とされる。なお、6つの応力調整部15の中心を頂点とする正六角形は、外側として配置される6つのコア要素10の中心を頂点とする正六角形を30°だけ回転させた状態と一致している。
In the cross section orthogonal to the length direction of the
このような応力調整部15は、例えば、フッ素等の屈折率を下げるドーパントが添加された石英で構成される。なお、コア11は、例えば、ゲルマニウム等の屈折率を上げるドーパントが添加された石英で構成され、内側クラッド層12及びクラッド20は、例えば、何らドーパントが添加されない純粋な石英で構成される。また、外側クラッド層13は、例えば、フッ素等の屈折率を下げるドーパントが添加された石英で構成され、内側保護層31及び外側保護層32は、例えば、互いに種類の異なる紫外線硬化樹脂等で構成される。
Such a
以上のとおり、本実施形態では、複数の応力調整部15が、クラッド20の中心を基準として回転対称となるように配置され、またコア要素10を中間として挟むように配置される。
As described above, in the present embodiment, the plurality of
このように配置した場合、コア要素10以外の領域において複屈折を抑えることができることが分かった。したがって、応力調整部15を設けない場合に比べて、偏波モード分散を小さくすることができる。こうして、偏波モード分散を小さくして、長距離で大容量伝送が可能なマルチコアファイバ1が提供される。
When arranged in this way, it was found that birefringence can be suppressed in regions other than the
(2)第2実施形態
次に、第2実施形態について図4を参照し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、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。
(2) Second Embodiment Next, a second embodiment will be described in detail with reference to FIG. In addition, about the component which is the same as that of 1st Embodiment, or an equivalent component, the overlapping description is abbreviate | omitted except the case where it attaches | subjects the same referential mark and demonstrates especially.
図4は、第2実施形態におけるマルチコアファイバの長さ方向に垂直な断面を示す図である。図4に示すように、本実施形態におけるマルチコアファイバ2は、コア要素10及び応力調整部15の配置位置を異なる配置位置とした点で、第1実施形態におけるマルチコアファイバ1と異なる。
FIG. 4 is a view showing a cross section perpendicular to the length direction of the multi-core fiber in the second embodiment. As shown in FIG. 4, the
具体的にコア要素10の数は12つとされ、クラッド20の中心軸の周りに、コア間距離が同程度となる状態で、12つのコア要素10が配置される。すなわち、マルチコアファイバ1の長さ方向に直交する断面では、クラッド20の中心を基準とする正六角形の頂点、及び、当該正六角形の辺の中点と、12つのコア要素10の中心とは一致する状態とされる。
Specifically, the number of
一方、応力調整部15は7つとされ、クラッド20の中心に1つの応力調整部15が配置される。また、この1つの応力調整部15とコア要素10との間に、調整部間距離が同程度となる状態で、6つの応力調整部15が配置される。なお、応力調整部15のすべては、複数のコア要素10それぞれの内側に配置された状態にあり、隣接する3つの応力調整部15の中心を結ぶ断面形状は正三角形とされる。いいかえると、応力調整部15は、クラッド20の中心を基準として回転対称となるように配置される。
On the other hand, the number of
このように応力調整部15を配置した場合であっても、上記第1実施形態と同様に、コア要素10以外の領域において複屈折を抑えることができることが分かった。したがって、応力調整部15を設けない場合に比べて、偏波モード分散を小さくすることができる。こうして、偏波モード分散を小さくして、長距離で大容量伝送が可能なマルチコアファイバ2が提供される。
Thus, even when the
(3)第3実施形態
次に、第3実施形態について図5を参照し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、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。
(3) Third Embodiment Next, a third embodiment will be described in detail with reference to FIG. In addition, about the component which is the same as that of 1st Embodiment, or an equivalent component, the overlapping description is abbreviate | omitted except the case where it attaches | subjects the same referential mark and demonstrates especially.
図5は、第3実施形態におけるマルチコアファイバの長さ方向に垂直な断面を示す図である。図5に示すように、本実施形態におけるマルチコアファイバ3は、コア要素10及び応力調整部15の配置位置を異なる配置位置とした点で、第1実施形態におけるマルチコアファイバ1と異なる。
FIG. 5 is a view showing a cross section perpendicular to the length direction of the multi-core fiber in the third embodiment. As shown in FIG. 5, the
具体的にコア要素10は12つとされ、クラッド20の中心軸の周りに、コア間距離が同程度となる状態で、12つのコア要素10が円環状に配置される。すなわち、マルチコアファイバ1の長さ方向に直交する断面では、クラッド20の中心を基準とする円周上に、12つのコア要素10の中心が位置される。
Specifically, the number of
一方、応力調整部15は1つとされ、クラッド20の中心軸と応力調整部15の中心軸とが一致する状態で、各コア要素10それぞれの内側に、クラッド20の中心を基準として回転対称となるように配置される。
On the other hand, the number of the
なお、上記第1実施形態における応力調整部15の直径はコア要素10における内側クラッド層12の直径と同程度とされたが、本実施形態における応力調整部15の直径はコア要素10の直径よりも大きくされる。
In addition, although the diameter of the
このように応力調整部15を配置した場合であっても、上記第1実施形態と同様に、コア要素10以外の領域において複屈折を抑えることができることが分かった。したがって、応力調整部15を設けない場合に比べて、偏波モード分散を小さくすることができる。こうして、偏波モード分散を小さくして、長距離で大容量伝送が可能なマルチコアファイバ3が提供される。
Thus, even when the
(4)変形例
以上、第1実施形態〜第3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。
(4) Modifications Although the first to third embodiments have been described above as examples, the present invention is not limited to the above embodiments.
例えば上記実施形態では、コア要素10の数が12つとされたが、11つ以下であっても、13つ以上であっても良い。要するに、2本以上であれば様々な数を適用することができる。また、クラッド20内におけるコア要素10の配置位置については上記実施形態以外を適用することができる。なお、コア要素10における各種パラメータ(n1〜n3、r1〜r3、Δ1〜Δ2)の値は適宜変更することができる。
For example, in the above embodiment, the number of
また上記第1実施形態及び上記第2実施形態では応力調整部15の数が7つとされ、上記第3実施形態では応力調整部15の数が1つとされたが、1又は7つ以外の数を適用することができる。また、クラッド20内における応力調整部15の配置位置、あるいは、応力調整部15の大きさについては上記実施形態以外を適用することができる。また、応力調整部15における各種パラメータ(n5、d1〜d2、Δ)の値は適宜変更することができる。
要するに、応力調整部15は、クラッド20及び内側クラッド層12よりも平均屈折率が低いものであり、各コア要素10を伝搬する光において同じLPモードに属する偏波の実効屈折率の差が、当該応力調整部15を設けない場合に比べて小さくなるようにクラッド20内に配置されれば良い。
具体的には、例えば、各コア要素10を伝搬する光においてLP01モードに属する偏波の実効屈折率との差が応力調整部15を設けない場合に比べて小さくなるようにする応力調整部15を設けることが挙げられる。別例として、各コア要素10を伝搬する光においてLP11モードに属する偏波の実効屈折率との差が応力調整部15を設けない場合に比べて小さくなるようにする応力調整部15を設けることが挙げられる。さらに別例として、各コア要素10を伝搬する光においてLP21モードに属する偏波の実効屈折率との差が応力調整部15を設けない場合に比べて小さくなるようにする応力調整部15を設けることが挙げられる。
なお、各コア要素10を伝搬する光においてLP01モードに属する偏波の実効屈折率の差が応力調整部15を設けない場合に比べて小さくなるようにする応力調整部15を設けることがより好ましい。
In the first embodiment and the second embodiment, the number of the
In short, the
Specifically, for example, the
In addition, it is more preferable to provide the
また上記実施形態では、フッ素等の屈折率を下げるドーパントが添加された石英で応力調整部15が構成されたが、空孔で応力調整部15が構成されていても良い。
Moreover, in the said embodiment, although the
なお、上述のマルチコアファイバ1〜3における各構成要素、及び、当該構成要素間の関係は、上記実施形態及び変形例に示された内容以外に、適宜、本願目的を逸脱しない範囲で組み合わせ、省略、変更、周知技術の付加などをすることができる。
In addition, each component in the above-described
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 Hereinafter, the content of the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.
<1−1>実施例1
上記第1実施形態のマルチコアファイバ1と同じ構造のマルチコアファイバを試作した。なお、コア要素10における各種パラメータは下記表1とした。また、クラッド20の中心に配置される1つの応力調整部15における各種パラメータは下記表2とし、当該1つの応力調整部15の周りに配置される6つ応力調整部15における各種パラメータは下記表3とした。
<1-1> Example 1
A multi-core fiber having the same structure as the
なお、下記表1における記号は、コア要素10における各種パラメータとして図2の(B)に示した記号と一致している。また、下記表2及び下記表3における記号は、応力調整部15における各種パラメータとして図3の(B)に示した記号と一致している。
このように試作したマルチコアファイバの各コア11での波長1.55μm帯におけるPMDの測定結果を図6に示す。なお、PMDの測定結果としては、具体的には1529nm〜1625nmの範囲内で波長を変化させたときの平均値である。また、図6の横軸における「1」〜「12」のコア番号は、12つのコア要素10における各コア11に対し、図7に示すように割り当てたものである。図7における黒丸は、他のファイバと接続するためのマーカである。
FIG. 6 shows the measurement results of PMD in the wavelength 1.55 μm band in each
<1−2>比較例1
上記第1実施形態のマルチコアファイバ1における応力調整部15を省略し、当該応力調整部15以外の構成要素については上記実施例1と同じであるマルチコアファイバを試作した。
<1-2> Comparative Example 1
The
このマルチコアファイバの各コア11での波長1.55μm帯におけるPMDの測定結果を図8に示す。なお、PMDの測定結果としては、具体的には1529nm〜1625nmの範囲内で波長を変化させたときの平均値である。また、図8の横軸における「1」〜「12」のコア番号は、実施例1と同様に、図7に示すように割り当てており、マーカの位置については図8と同じ位置である。
FIG. 8 shows the measurement result of PMD in the wavelength 1.55 μm band in each
<1−3>対比
図6と図8との比較から、応力調整部15を設けた場合、当該応力調整部15を設けなかった場合に比べて、いずれのコア11でもPMDを良好にできることが分かった。
<1-3> Comparison From the comparison between FIG. 6 and FIG. 8, when the
なお、実施例1におけるコア要素10を伝搬するLP01モードの複屈折を計算したところ、コア番号が奇数の場合は8.9×10−7であり、コア番号が偶数の場合は4.2×10−8であった。また比較例1におけるコア要素10を伝搬するLP01モードの複屈折を計算したところ、コア番号が奇数の場合は2.0×10−6であり、コア番号が偶数の場合は2.6×10−6であった。これら計算結果から、応力調整部15がある場合、当該応力調整部15がない場合に比べて、複屈折を大幅に低減できることが分かった。
When birefringence of the LP01 mode propagating through the
なお、複屈折の計算は、次のように計算している。すなわち、温度を1000℃変化させたときの応力調整部15の熱膨張係数を計測し、その計測結果から応力変化を参考文献1にしたがって算出した。そして、参考文献2に示される数値解析を用いて、波長1.55μm帯における複屈折を導出した。なお、参考文献1は岡本勝就 著 「光導路の基礎」pp.250〜pp.252 コロナ社であり、参考文献2はK. Okamoto, et al., ”Stress
analysis of optical fibers by a finite element method”
IEEE J. Quantum Electron, vol. QE-17, pp.2123-2129, 1981である。
The birefringence is calculated as follows. That is, the thermal expansion coefficient of the
analysis of optical fibers by a finite element method ”
IEEE J. Quantum Electron, vol. QE-17, pp.2123-2129, 1981.
ところで、実施例1における上記表1の各種パラメータと、上記表2のd2/d1及びΔ以外の各種パラメータとを固定し、当該d2/d1及びΔのパラメータを変化させたときの複屈折の計算結果を図9に示す。 By the way, when various parameters in Table 1 in Example 1 and various parameters other than d 2 / d 1 and Δ in Table 2 are fixed, the parameters of d 2 / d 1 and Δ are changed. The calculation result of birefringence is shown in FIG.
なお、この図9における横軸が0のときは応力調整部15を設けなかった場合に相当する。また、図9におけるグラフ右側に記載されている「内側」とは、内側として配置されるコア要素10のコア11(コア番号1〜7のコア11)を意味し、当該グラフ右側に記載されている「外側」とは、外側として配置されるコア要素10のコア11(コア番号8〜12のコア11)を意味する。
In addition, when the horizontal axis in FIG. 9 is 0, this corresponds to the case where the
図9に示すように、応力調整部15を設けない場合よりも複屈折を下げるためには、d2/d1を2以上とすることが好ましいことが分かった。また、Δを−0.2%〜−0.4%の範囲内とすることが好ましいことが分かった。
As shown in FIG. 9, it was found that d 2 / d 1 is preferably 2 or more in order to lower the birefringence as compared with the case where the
<2−1>実施例2
上記第2実施形態のマルチコアファイバ2と同じ構造のマルチコアファイバを試作した。なお、コア要素10における各種パラメータは下記表4とした。また、応力調整部15における各種パラメータは下記表5とした。
<2-1> Example 2
A multi-core fiber having the same structure as the
なお、下記表4における記号は、コア要素10における各種パラメータとして図2の(B)に示した記号と一致している。また、下記表5における記号は、応力調整部15における各種パラメータとして図3の(B)に示した記号と一致している。
このように試作したマルチコアファイバの各コア11での波長1.55μm帯におけるを図10に示す。なお、PMDの測定結果としては、具体的には1529nm〜1625nmの範囲内で波長を変化させたときの平均値である。また、図10の横軸における「1」〜「12」のコア番号は、12つのコア要素10における各コア11に対し、図11に示すように割り当てたものである。図10における黒丸は、他のファイバと接続するためのマーカである。
FIG. 10 shows a wavelength of 1.55 μm band of each core 11 of the prototyped multi-core fiber. The PMD measurement result is specifically an average value when the wavelength is changed within a range of 1529 nm to 1625 nm. Also, the core numbers “1” to “12” on the horizontal axis in FIG. 10 are assigned to the
<2−2>比較例2
上記第2実施形態のマルチコアファイバ2における応力調整部15を省略し、当該応力調整部15以外の構成要素については上記実施例2と同じであるマルチコアファイバを試作した。
<2-2> Comparative example 2
The
このマルチコアファイバの各コア11での波長1.55μm帯におけるPMDの測定結果を図12に示す。なお、PMDの測定結果としては、具体的には1529nm〜1625nmの範囲内で波長を変化させたときの平均値である。また、図12の横軸における「1」〜「12」のコア番号は、実施例2と同様に、図11に示すように割り当てており、マーカの位置については図11と同じ位置である。 FIG. 12 shows the measurement results of PMD in the wavelength 1.55 μm band at each core 11 of this multicore fiber. The PMD measurement result is specifically an average value when the wavelength is changed within a range of 1529 nm to 1625 nm. Also, the core numbers “1” to “12” on the horizontal axis in FIG. 12 are assigned as shown in FIG. 11 as in the second embodiment, and the marker positions are the same as those in FIG.
<2−3>対比
図10と図12との比較から、応力調整部15を設けた場合、当該応力調整部15を設けなかった場合に比べて、いずれのコア11でもPMDを良好にできることが分かった。
<2-3> Comparison From the comparison between FIG. 10 and FIG. 12, when the
なお、実施例2におけるコア要素10を伝搬するLP01モードの複屈折を計算したところ、コア番号が奇数の場合の複屈折は1.44×10−6であり、コア番号が偶数の場合は7.1×10−7であった。また、比較例2におけるコア要素10を伝搬するLP01モードの複屈折を計算したところ、コア番号が奇数の場合は4.5×10−6であり、コア番号が偶数の場合は8.7×10−6であった。これら計算結果から、応力調整部15がある場合、当該応力調整部15がない場合に比べて、複屈折を大幅に低減できることが分かった。
When birefringence of the LP01 mode propagating through the
<3−1>実施例3
上記第3実施形態のマルチコアファイバ3と同じ構造のマルチコアファイバを試作した。なお、コア要素10における各種パラメータは下記表6とした。また、応力調整部15における各種パラメータは下記表7とした。
<3-1> Example 3
A multi-core fiber having the same structure as the
なお、下記表6における記号は、コア要素10における各種パラメータとして図2の(B)に示した記号と一致している。また、下記表7における記号は、応力調整部15における各種パラメータとして図3の(B)に示した記号と一致している。
このように試作したマルチコアファイバの各コア11での波長1.55μm帯におけるPMDの測定結果を図13に示す。なお、PMDの測定結果としては、具体的には1529nm〜1625nmの範囲内で波長を変化させたときの平均値である。また、図13の横軸における「1」〜「12」のコア番号は、12つのコア要素10における各コア11に対し、図14に示すように割り当てたものである。図14における黒丸は、他のファイバと接続するためのマーカである。
FIG. 13 shows the PMD measurement results in the wavelength 1.55 μm band of each core 11 of the multi-core fiber manufactured in this way. The PMD measurement result is specifically an average value when the wavelength is changed within a range of 1529 nm to 1625 nm. Also, the core numbers “1” to “12” on the horizontal axis in FIG. 13 are assigned to the
<3−2>比較例3
上記第3実施形態のマルチコアファイバ3における応力調整部15以外の構成要素については上記実施例3と同じであるマルチコアファイバを試作した。本比較例の応力調整部15における各種パラメータは下記表8とした。
The multi-core fiber which is the same as that of the above-mentioned Example 3 was made as a prototype for the components other than the
このマルチコアファイバの各コア11での波長1.55μm帯におけるPMDの測定結果を図15に示す。なお、PMDの測定結果としては、具体的には1529nm〜1625nmの範囲内で波長を変化させたときの平均値である。また、図15の横軸における「1」〜「12」のコア番号は、実施例3と同様に、図14に示すように割り当てており、マーカの位置については図14と同じ位置である。 FIG. 15 shows the PMD measurement results in the wavelength 1.55 μm band at each core 11 of the multi-core fiber. The PMD measurement result is specifically an average value when the wavelength is changed within a range of 1529 nm to 1625 nm. Also, the core numbers “1” to “12” on the horizontal axis in FIG. 15 are assigned as shown in FIG. 14 as in the third embodiment, and the positions of the markers are the same as those in FIG.
<3−3>対比
図13と図15との比較から、応力調整部15におけるd2/d1及びΔが大きいほうがいずれのコア11でもPMDを良好にできることが分かった。
<3-3> Comparison From the comparison between FIG. 13 and FIG. 15, it was found that PMD can be improved in any core 11 when d 2 / d 1 and Δ in the
なお、実施例3におけるコア要素10を伝搬するLP01モードの複屈折を計算したところ、すべてのコア番号における複屈折は9.08.9×10−7であった。また、比較例3におけるコア要素10を伝搬するLP01モードの複屈折を計算したところ、すべてのコア番号における複屈折は2.61×10−5であった。これら計算結果から、応力調整部15におけるd2/d1及びΔが大きいほうが複屈折を大幅に低減できることが分かった。
When birefringence of the LP01 mode propagating through the
ところで、実施例3における上記表6の各種パラメータと、上記表7のd2/d1及びΔ以外の各種パラメータとを固定し、当該d2/d1及びΔのパラメータを変化させたときの複屈折の計算結果を図16に示す。なお、この図16における横軸が0のときは応力調整部15を設けなかった場合に相当する。
By the way, when various parameters in Table 6 in Example 3 and various parameters other than d 2 / d 1 and Δ in Table 7 are fixed, the parameters of d 2 / d 1 and Δ are changed. The calculation result of birefringence is shown in FIG. In addition, when the horizontal axis in FIG. 16 is 0, this corresponds to the case where the
図16に示すように、d2/d1が2よりも小さい場合にはΔを0〜0.1%とし、d2/d1が2である場合にはΔを0〜−0.2%とすれば複屈折を抑えることができることが分かった。また、d2/d1が2よりも大きい場合にはΔがどのような値であっても安定して複屈折を抑えることができることが分かった。 As shown in FIG. 16, Δ is 0 to 0.1% when d 2 / d 1 is smaller than 2, and Δ is 0 to −0.2 when d 2 / d 1 is 2. It was found that birefringence can be suppressed by setting%. It was also found that when d 2 / d 1 is greater than 2, birefringence can be stably suppressed regardless of the value of Δ.
本発明に係るマルチコアファイバは、光ファイバを取り扱う分野において利用可能性がある。 The multi-core fiber according to the present invention can be used in the field of handling optical fibers.
1〜3・・・マルチコアファイバ
10・・・コア要素
11・・・コア
12・・・内側クラッド層
13・・・外側クラッド層
15・・・応力調整部
20・・・クラッド
31・・・内側保護層
32・・・外側保護層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1-3 ...
Claims (7)
前記クラッド内に設けられ、コアと、前記コアを囲む内側クラッド層と、前記内側クラッド層を囲むと共に前記クラッド及び前記内側クラッド層よりも平均屈折率が低い外側クラッド層とを有する複数のコア要素と、
前記クラッド内に設けられ、前記クラッド及び前記内側クラッド層よりも平均屈折率が低い応力調整部と
を備え、
前記応力調整部は、各前記コア要素を伝搬する光において同じLPモードに属する偏波の実効屈折率の差が小さくなるように配置される
ことを特徴とするマルチコアファイバ。 Clad,
A plurality of core elements provided in the cladding and having a core, an inner cladding layer surrounding the core, and an outer cladding layer surrounding the inner cladding layer and having an average refractive index lower than that of the cladding and the inner cladding layer When,
A stress adjusting portion provided in the cladding, having a lower average refractive index than the cladding and the inner cladding layer;
The multi-core fiber, wherein the stress adjusting unit is arranged so that a difference in effective refractive index of polarized light belonging to the same LP mode in light propagating through each core element is small.
前記クラッドの中心を基準として回転対称となるように配置される
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。 A plurality of the stress adjusting portions;
The multi-core fiber according to claim 1, wherein the multi-core fiber is arranged so as to be rotationally symmetric with respect to a center of the clad.
前記コア要素を中間として挟むように配置される
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。 A plurality of the stress adjusting portions;
The multi-core fiber according to claim 1, wherein the multi-core fiber is arranged so as to sandwich the core element as an intermediate.
ことを特徴とする請求項1〜請求項3いずれか1項に記載のマルチコアファイバ。 The multi-core fiber according to any one of claims 1 to 3, wherein the stress adjusting unit is made of quartz to which a fluorine dopant is added.
ことを特徴とする請求項1〜請求項4いずれか1項に記載のマルチコアファイバ。 5. The relative refractive index difference of the stress adjusting portion with respect to the clad is in a range of −0.2% to −0.4%. 5. Multi-core fiber.
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。 The radius of the stress adjustment part is d 1, and a half of the distance between the center of the stress adjustment part and the core element or the center of the stress adjustment part closest to the stress adjustment part is d 2 6. The multi-core fiber according to claim 1 , wherein d 2 / d 1 is set to be larger than 2.
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。 The multi-core fiber according to claim 1, wherein the stress adjusting unit is a hole.
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