JP2015099211A - マルチコアファイバ - Google Patents

Abstract

【課題】マルチコアファイバの外径が大きくなることを抑えつつコア間のクロストークを低減し得るマルチコアファイバを提供する。
【解決手段】複数のコア１１と、複数のコア１１を囲むクラッドとを備えるマルチコアファイバ１であって、複数のコア１１は、クラッドの中心Ｃ１を通る直線ＬＮ上に並べられて配置され、互いに隣り合うとともに複数のコア１１が直線上に並べられる第１方向のコア径Ｄ１１，Ｄ２１が異なるコア１１Ａ，１１Ｂの組を有し、当該組のコア同士における第１方向のコア径Ｄ１１，Ｄ２１と第１方向とは直交する第２方向のコア径Ｄ１２，Ｄ２２との比は異なる。
【選択図】図１

Description

本発明はマルチコアファイバに関し、コア間のクロストークを低減させる場合に好適なものである。

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本のコアをクラッドで囲んだ構造となっており、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。

近年の光ファイバ通信システムでは、数十本から数百本といった多数の光ファイバが用いられ、伝送情報量が飛躍的に増大している。こうした光ファイバ通信システムにおける光ファイバの数を低減させるため、複数のコアをクラッドで囲んだマルチコアファイバが提案されている。

例えば、複数のコアを１つの直線上に並列し、これらコア全体をクラッドで被われた構造を有するマルチコアファイバが下記特許文献１に提案されている。

特開平１０−１０４４４３

ところで、上記特許文献１におけるマルチコアファイバでは、隣り合うコアの中心軸間の距離（コア間ピッチ）が２０μｍとされているため、当該コア間のクロストークが懸念される。

一方、隣り合うコアの中心軸間の距離（コア間ピッチ）が大きくなるほど、複数のコアが直線上に並べられている方向におけるマルチコアファイバの外径が大きくなるため、マルチコアファイバが大型化してしまう。

そこで本発明は、マルチコアファイバの外径が大きくなることを抑えつつコア間のクロストークを低減し得るマルチコアファイバを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため本発明は、複数のコアと、前記複数のコアを囲むクラッドとを備えるマルチコアファイバであって、前記複数のコアは、前記クラッドの中心を通る直線上に並べられて配置され、互いに隣り合うとともに前記複数のコアが直線上に並べられる第１方向のコア径が異なる前記コアの組を有し、前記組の前記コア同士における前記第１方向のコア径と前記第１方向とは直交する第２方向のコア径との比は異なることを特徴とする。

互いに隣り合うコアにおける第１方向のコア径が異なる組では、当該第１方向におけるコア同士の伝搬定数が異なることになるため、当該第１方向のコア径が同じである場合に比べてコア間のクロストークを低減することができる。また、この組のコア同士における第１方向と第２方向とのコア径比が異なるため、当該第１方向のコア径を変えつつもコア断面積を同程度とすることができる。したがって、本発明のマルチコアファイバは、隣り合うコアの中心軸間の距離を変更しなくても、当該コアの導波特性を同程度に維持しつつコア間のクロストークを低減することができる。こうして、本発明のマルチコアファイバは、マルチコアファイバの外径が大きくなることを抑えつつコア間のクロストークを低減することができる。

また、前記複数のコアは、前記第１方向のコア径が前記第２方向のコア径よりも大きい第１コアと、前記第１方向のコア径が前記第２方向のコア径以下である第２コアとを有し、前記第１コアと第２コアとは交互に配置されることが好ましい。

このようにした場合、第１コアと第２コアとが隣り合うすべての組において、当該コア同士の第１方向のコア径を変えつつもコア断面積を同程度とすることができる。したがって、隣り合うコアの中心軸間の距離を変更しなくても、当該コアの導波特性を同程度に維持しつつより一段とコア間のクロストークを低減することができる。

また、前記複数のコアは、最も外側に位置する１対の外側コアと、前記外側コアに挟まれる内側コアとを有し、前記内側コアは、前記第２方向のコア径よりも前記第１方向のコア径が大きく、前記内側コアにおける前記第１方向のコア径に対する前記第２方向のコア径の比は、前記外側コアにおける前記第１方向のコア径に対する前記第２方向のコア径の比よりも小さいことが好ましい。
あるいは、前記複数のコアは、最も外側に位置する１対の外側コアと、前記外側コアに挟まれる内側コアとを有し、前記内側コアは、前記第１方向のコア径よりも前記第２方向のコア径が大きく、前記内側コアにおける前記第２方向のコア径に対する前記第１方向のコア径の比は、前記外側コアにおける前記第２方向のコア径に対する前記第１方向のコア径の比よりも小さいことが好ましい。

このようにした場合、内側コアと外側コアのコア断面積を同程度としながらも、内側コアの外形を非円形で、外側コアのコア断面の外形を内側コアよりも円に近い形状にすることができる。したがって、外側コアの損失を抑えながら、当該外側コアとその外側コアの隣に位置する内側コアとのクロストークを低減することができる。

また、前記内側コアは２本以上とされ、互いに隣り合う前記内側コアの中心軸間の距離は、前記外側コアと前記外側コアの隣に位置する前記内側コアとの中心軸間の距離よりも大きいことが好ましい。

このようにした場合、互いに隣り合う内側コアの中心軸間の距離と、外側コアとその外側コアの隣に位置する内側コアとの中心軸間の距離とが同程度である場合に比べて、内側コア同士のクロストークを抑えつつもクラッドの外形に外側コアを近づけることができる。

以上のように本発明によれば、マルチコアファイバの外径が大きくなることを抑えつつコア間のクロストークを低減し得るマルチコアファイバが提供される。

第１実施形態におけるマルチコアファイバの長手方向に垂直な断面を示す図である。 第１実施形態の変形例を図１と同じ視点で示す図である。 第２実施形態におけるマルチコアファイバの長手方向に垂直な断面を示す図である。 第２実施形態の変形例を図３と同じ視点で示す図である。 マルチコアファイバの製造方法を示すフローチャートである。 穿設工程後の様子を示す図である。 挿入工程後の様子を示す図である。 一体化工程後の様子を示す図である。 図２に示すマルチコアファイバを製造する場合における穿設工程後の様子を示す図である。 図３に示すマルチコアファイバを製造する場合における穿設工程後の様子を示す図である。 図４に示すマルチコアファイバを製造する場合における穿設工程後の様子を示す図である。 他の穿設工程後の様子を示す図である。 実施例１におけるマルチコアファイバの長手方向に垂直な断面を示す図である。 実施例２におけるマルチコアファイバの長手方向に垂直な断面を示す図である。 比較例１におけるマルチコアファイバの長手方向に垂直な断面を示す図である。 比較例２におけるマルチコアファイバの長手方向に垂直な断面を示す図である。

以下、本発明を実施するために好適となる実施形態について図面を用いながら詳細に説明する。

（１）第１実施形態
図１は、第１実施形態におけるマルチコアファイバ１の長手方向に垂直な断面を示す図である。図１に示すように、本実施形態のマルチコアファイバ１は、複数のコア１１と、複数のコア１１を被覆するクラッド１２と、クラッド１２を被覆する第１保護層１３と、第１保護層１３を被覆する第２保護層１４とを主な構成要素として備える。

複数のコア１１は、クラッド１２の中心Ｃ１を通る直線ＬＮ上に並べられて配置されており、最も外側に位置する１対の外側コア１１Ａと、当該１対の外側コア１１Ａに挟まれる内側コア１１Ｂとを有する。

外側コア１１Ａにおいては、複数のコア１１が並べられる第１方向のコア径Ｄ１１とその第１方向とは直交する第２方向のコア径Ｄ１２とが同程度とされ、コア断面の外形が略円形状とされる。なお、コア径とは、コア１１の直径を意味する。

一方、内側コア１１Ｂにおいては、複数のコア１１が並べられる第１方向のコア径Ｄ２１がその第１方向とは直交する第２方向のコア径Ｄ２２よりも大きく、コア断面の外形が略楕円形状とされる。

これら外側コア１１Ａ及び内側コア１１Ｂのコア断面積は同程度とされるが、外側コア１１Ａとその外側コア１１Ａの隣に位置する内側コア１１Ｂとの組における第１方向のコア径は異なっている。すなわち、この組では、内側コア１１Ｂにおける第１方向のコア径Ｄ２１が、外側コア１１Ａにおける第１方向のコア径Ｄ１１よりも大きくされる。

また、内側コア１１Ｂにおける第１方向のコア径Ｄ２１に対する第２方向のコア径Ｄ２２の比は、外側コア１１Ａにおける第１方向のコア径Ｄ１１に対する第２方向のコア径Ｄ１２の比よりも小さくされる。なお、第１方向のコア径に対する第２方向のコア径の比とは、第１方向のコア径をＡとし第２方向のコア径をＢとした場合、Ｂ／Ａを意味する。

本実施形態の場合、内側コア１１Ｂは２本とされ、互いに隣り合う内側コアの中心軸間の距離Λ１は、外側コア１１Ａとその外側コア１１Ａの隣に位置する内側コア１１Ｂとの中心軸間の距離Λ２よりも大きくされる。

なお、図１では、クラッド１２の中心Ｃ１を通る直線ＬＮ上に各コア１１の中心が位置しているが、当該直線ＬＮ上に並べられて各コア１１が配置されていれば、各コア１１の中心はクラッド１２の中心Ｃ１を通る直線からずれた位置であっても良い。

また、外側コア１１Ａの外周面とクラッド１２の外周面との最短距離ＳＤは、１５μｍ以上６２．５μｍ以下の範囲内とされる。より好ましくは、２０μｍ以上３５μｍ以下とされる。

以上のマルチコアファイバ１では、クラッド１２の中心Ｃ１を通る直線ＬＮ上に並べられる複数のコア１１のうち、外側コア１１Ａとその外側コア１１Ａの隣に位置する内側コア１１Ｂとの組のコア径Ｄ１１及びＤ２１は異なっている。

このため、第１方向における外側コア１１Ａと内側コア１１Ｂとの伝搬定数が異なることなり、当該第１方向のコア径Ｄ１１及びＤ２１が同じである場合に比べてコア間のクロストークを低減することができる。

これに加えて、外側コア１１Ａにおける第１方向のコア径Ｄ１１に対する第２方向のコア径Ｄ１２の比と、内側コア１１Ｂにおける第１方向のコア径Ｄ２１に対する第２方向のコア径Ｄ２２の比とが異なる。このため、第１方向のコア径Ｄ１１及びＤ２１を変えつつも外側コア１１Ａと内側コア１１Ｂとのコア断面積を同程度とすることができる。

したがって、本実施形態におけるマルチコアファイバ１は、コア１１の導波特性を同程度に維持しつつコア間のクロストークを低減することができる。こうして、本実施形態におけるマルチコアファイバ１は、当該マルチコアファイバ１の外径が大きくなることを抑えつつコア間のクロストークを低減することができる。

また本実施形態の場合、内側コア１１Ｂは第２方向のコア径Ｄ２２よりも第１方向のコア径Ｄ２１が大きく、当該内側コア１１Ｂにおける第１方向のコア径Ｄ２１に対する第２方向のコア径Ｄ２２の比は、外側コア１１Ａにおける第１方向のコア径Ｄ１１に対する第２方向のコア径Ｄ１２の比よりも小さい。

このため、本実施形態におけるマルチコアファイバ１は、内側コア１１Ｂと外側コア１１Ａのコア断面積を同程度としながらも、内側コア１１Ｂの外形を非円形で、外側コア１１Ａのコア断面の外形を内側コア１１Ｂよりも円に近い形状にすることができる。したがって、外側コア１１Ａの損失を抑えながら、当該外側コア１１Ａとその外側コアの隣に位置する内側コア１１Ｂとのクロストークを低減することができる。

さらに本実施形態の場合、互いに隣り合う内側コア１１Ｂの中心軸間の距離Λ１は、外側コア１１Ａとその外側コア１１Ａの隣に位置する内側コア１１Ｂとの中心軸間の距離Λ２よりも大きい。

このため、中心軸間の距離Λ１及びΛ２が同程度である場合に比べて、内側コア１１Ｂ同士のクロストークを抑えつつも最短距離ＳＤを小さくすることができる。

なお、本実施形態では内側コア１１Ｂのコア数が２本とされた。しかしながら内側コア１１Ｂのコア数は、１本とされても良く、３本以上とされても良い。なお、内側コア１１Ｂのコア数が２本以上とされる場合、互いに隣り合う内側コア１１Ｂの中心軸間の距離Λ１と、外側コア１１Ａとその外側コア１１Ａの隣に位置する内側コア１１Ｂとの中心軸間の距離Λ２とは同程度であっても良い。ただし、内側コア１１Ｂ同士のクロストークを抑えつつも最短距離ＳＤを小さくする場合には、上述したように、距離Λ１が距離Λ２よりも大きくされることが好ましい。

また、本実施形態では、外側コア１１Ａにおける第１方向のコア径Ｄ１１と第２方向のコア径Ｄ１２とが同程度とされた。しかしながら、外側コア１１Ａにおける第１方向のコア径Ｄ１１に対する第２方向のコア径Ｄ１２の比よりも、内側コア１１Ｂにおける第１方向のコア径Ｄ２１に対する第２方向のコア径Ｄ２２の比が小さければ、外側コア１１Ａのコア径Ｄ１１とコア径Ｄ１２とは異なっていても良い。

また、本実施形態では、第２方向のコア径Ｄ２２よりも第１方向のコア径Ｄ２１が大きい内側コア１１Ｂが採用された。しかしながら、この内側コア１１Ｂに代えて、図２に示すように、第１方向のコア径Ｄ２１よりも第２方向のコア径Ｄ２２が大きい内側コア１１Ｃが採用されても良い。この内側コア１１Ｃが採用される場合、内側コア１１Ｃにおける第２方向のコア径Ｄ２２に対する第１方向のコア径Ｄ２１の比は、外側コア１１Ａにおける第２方向のコア径Ｄ１２に対する第１方向のコア径Ｄ１１の比よりも小さくされる。このような内側コア１１Ｃが採用された場合であっても、上述した効果と同様の効果が得られる。

なお、本実施形態におけるマルチコアファイバ１の長さは特に規定していなかったが、当該マルチコアファイバ１の長さが１０００ｍ以下であっても上述の効果を得ることができる。

（２）第２実施形態
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。ただし、第２実施形態におけるマルチコアファイバの構成要素のうち第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、重複する説明は適宜省略する。

図３は、第２実施形態におけるマルチコアファイバ２の長手方向に垂直な断面を示す図である。図３に示すように、本実施形態のマルチコアファイバ２では、複数のコア１１の構成が第１実施形態と異なる。

すなわち、複数のコア１１は、第１方向のコア径Ｄ３１が第２方向のコア径Ｄ３２よりも大きい第１コア１１Ｄと、第１方向のコア径Ｄ４１と第２方向のコア径Ｄ４２とが同程度でなる第２コア１１Ｅとを有する。

この第１コア１１Ｄが上記第１実施形態の内側コア１１Ｂの構成に相当し、第２コア１１Ｅが上記第１実施形態の外側コア１１Ａの構成に相当している。すなわち、第１コア１１Ｄのコア断面の外形は略楕円形状とされ、第２コア１１Ｅのコア断面の外形は略円形状とされる。また、第１コア１１Ｄのコア断面積と第２コア１１Ｅのコア断面積とは同程度とされる。

このような第１コア１１Ｄと第２コア１１Ｅとは交互に配置され、当該第１コア１１Ｄと第２コア１１Ｅとの中心軸間の距離Λ３は同程度とされる。

以上のマルチコアファイバ２では、上述のマルチコアファイバ１と同様に、互いに隣り合うコア１１の組における第１方向のコア径Ｄ３１及びＤ４１は異なっている。これに加えて、第１コア１１Ｄにおける第１方向のコア径Ｄ３１に対する第２方向のコア径Ｄ３２の比と、第２コア１１Ｅにおける第１方向のコア径Ｄ４１に対する第２方向のコア径Ｄ４２の比とが異なっている。

したがって、本実施形態のマルチコアファイバ２は、第１実施形態のマルチコアファイバ１と同様に、隣り合うコア１１の中心軸間の距離Λ３を変更しなくても、当該コア１１の導波特性を同程度に維持しつつコア間のクロストークを低減することができる。

また、本実施形態のマルチコアファイバ２では、このような第１コア１１Ｄと第２コア１１Ｅとを交互に配置して複数のコア１１が構成されている。このため、第１実施形態のマルチコアファイバ１のように第１コア１１Ｄと第２コア１１Ｅとが交互に配置されていない場合に比べて、より一段とコア間のクロストークを低減することができる。

なお、本実施形態では第１コア１１Ｄ及び第２コア１１Ｅのコア数がそれぞれ２本とされた。しかしながら第１コア１１Ｄ及び第２コア１１Ｅのコア数がそれぞれ１本とされても良く、それぞれ３本以上とされても良い。なお、第１コア１１Ｄと第２コア１１Ｅとが交互に配置されていれば、第１コア１１Ｄの本数と第２コア１１Ｅの本数とは異なっていても良い。

また、本実施形態では、第１方向のコア径Ｄ４１と第２方向のコア径Ｄ４２とが同程度の第２コア１１Ｅが採用された。しかしながら、この第２コア１１Ｅに代えて、図４に示すように、第１方向のコア径Ｄ４１が第２方向のコア径Ｄ４２よりも小さい第２コア１１Ｆが採用されても良い。要するに、複数のコア１１は、第１方向のコア径Ｄ３１が第２方向のコア径Ｄ４１よりも大きい第１コア１１Ｄと、第１方向のコア径Ｄ４１が第２方向のコア径Ｄ４２以下である第２コアとを有していれば良い。なお、第２コア１１Ｆが採用された場合、クロストークをより低減することができる。

（３）マルチコアファイバの製造方法
次に、マルチコアファイバの製造方法について図面を用いながら詳細に説明する。ただし、説明の便宜上、図１に示すマルチコアファイバ１を製造する場合について説明する。

図５は、マルチコアファイバ１の製造方法を示すフローチャートである。図５に示すように、第１の製造方法は、穿設工程Ｐ１、挿入工程Ｐ２、一体化工程Ｐ３、線引き工程Ｐ４及び保護層形成工程Ｐ５を主工程として備える。

＜穿設工程＞
図６は、穿設工程後の様子を示す図である。図６に示すように、穿設工程Ｐ１は、クラッドロッド７１の長手方向に沿った貫通孔がクラッドロッドの中心Ｃ１０を通る直線ＬＮ上に並んで配置されるように、当該クラッドロッド７１内に複数の貫通孔ＨＬを穿設する工程である。

具体的には、例えばドリル等を用いてクラッドロッド７１の長手方向に沿って複数の貫通孔ＨＬが例えば等間隔で穿設される。クラッドロッド７１は円柱状のガラス体であり、例えば純粋な石英で構成される。

複数の貫通孔ＨＬは、貫通孔ＨＬが並べられる第１方向の直径よりもその第１方向と直交する第２方向の直径が小さい貫通孔ＨＬＡと、当該第１方向の直径と第２方向の直径とが同程度の貫通孔ＨＬＢを有する。なお、この貫通孔ＨＬＡは、ドリルで断面円状の孔を穿設した後、第１方向において研磨することにより形成される。

貫通孔ＨＬＢは複数の貫通孔ＨＬにおいて最も外側に位置する１対の貫通孔ＨＬとされ、貫通孔ＨＬＡは１対の貫通孔ＨＬＢの間に挟まれる内側の貫通孔ＨＬとされる。

なお、図６では、クラッドロッドの中心Ｃ１０を通る直線上に各貫通孔ＨＬの中心が位置している。しかしながら、クラッドロッドの中心Ｃ１０を通る直線上に並んで各貫通孔ＨＬが配置されていれば、各貫通孔ＨＬの中心はクラッドロッドの中心Ｃ１０を通る直線ＬＮからずれた位置であっても良い。

＜挿入工程＞
図７は、挿入工程後の様子を示す図である。図７に示すように、挿入工程Ｐ２は、コア被覆ロッド７２を複数の貫通孔ＨＬそれぞれに挿入する工程である。

コア被覆ロッド７２は、貫通孔ＨＬのいずれかに挿入される部材であり、コアロッド７２Ａをガラス層７２Ｂで被覆した２層構造となっている。このコア被覆ロッド７２におけるコアロッド７２Ａの平均屈折率はガラス層７２Ｂの平均屈折率よりも高くされる。例えば、ゲルマニウム等のドーパントを付加した石英でコアロッド７２Ａが構成され、純粋な石英でガラス層７２Ｂが構成される。なお、ガラス層７２Ｂの平均屈折率はクラッドロッド７１の平均屈折率と同程度とされる。

また、コア被覆ロッド７２における断面の外形は円形状とされる。したがって貫通孔ＨＬＡ及びＨＬＢにコア被覆ロッド７２が挿入された場合、当該貫通孔ＨＬＡ及びＨＬＢとコア被覆ロッド７２との間の空隙には差が生じる。

すなわち、第１方向における貫通孔ＨＬＡとコア被覆ロッド７２との間の第１空隙ＳＰ１は、第２方向における貫通孔ＨＬＡとコア被覆ロッド７２との間の第２空隙ＳＰ２よりも大きくされる。

また、第１方向における貫通孔ＨＬＢとコア被覆ロッド７２との間の第３空隙ＳＰ３と、第２方向における貫通孔ＨＬＢとコア被覆ロッド７２との間の第４空隙ＳＰ４とは同程度とされる。

すなわち、第１空隙ＳＰ１と第２空隙ＳＰ２との差は、第３空隙ＳＰ３と第４空隙ＳＰ４との差よりも大きい状態である。

なお、図７では、貫通孔ＨＬの中心軸に対して、当該貫通孔に挿入されるコア被覆ロッド７２の中心軸が一致した状態とされている。しかしながら、コア被覆ロッド７２の中心軸は、貫通孔ＨＬにおける全部又は一部の中心軸からずれていても良い。

＜一体化工程＞
図８は、一体化工程後の様子を示す図である。図８に示すように、一体化工程Ｐ３は、クラッドロッド７１及びコア被覆ロッド７２を加熱してクラッドロッド７１とコア被覆ロッド７２とを一体化させる工程である。

具体的には、クラッドロッド７１と、当該クラッドロッド７１の貫通孔ＨＬに挿入されたコア被覆ロッド７２とが真空中にて加熱される。このようにした場合、クラッドロッド７１の収縮等によってクラッドロッド７１内に応力が生じて貫通孔ＨＬが埋まるとともに、クラッドロッド７１とコア被覆ロッド７２の外層であるガラス層７２Ｂとが融着して一体化する。この結果、図８に示すようなマルチコアファイバ用母材８０が得られる。

ところで、クラッドロッド７１内では、複数の貫通孔ＨＬが並べられる第１方向における単位体積あたりの空隙量が、当該第１方向に直交する第２方向における単位体積あたりの空隙量よりも大きい。このため、貫通孔ＨＬには第１方向に比べて第２方向に大きな応力が加わる傾向にある。また、外側の貫通孔ＨＬＢに比べて内側の貫通孔ＨＬＡに大きな応力が加わる傾向にある。

貫通孔ＨＬＡでは、第１方向におけるコア被覆ロッド７２との間の第１空隙ＳＰ１が第２方向におけるコア被覆ロッド７２との間の第２空隙ＳＰ２よりも大きい。このため、貫通孔ＨＬＡ内のコア被覆ロッド７２に加わる単位時間あたりの応力量としては第１方向に比べて第２方向が遥かに大きくなる。したがって、コア被覆ロッド７２におけるコアロッド７２Ａは、第２方向が潰されるように変形する一方、第１方向が延びるように変形することになる。

一方、貫通孔ＨＬＡに比べて応力が加わらない貫通孔ＨＬＢでは、第１方向におけるコア被覆ロッド７２との間の第３空隙ＳＰ３と、第２方向におけるコア被覆ロッド７２との間の第４空隙ＳＰ４とが同程度である。このため、貫通孔ＨＬＢ内のコア被覆ロッド７２に加わる単位時間あたりの応力量としてはおおむね第１方向と第２方向とで同程度となる。したがって、コア被覆ロッド７２におけるコアロッド７２Ａはおおむね変形することなく、その断面形状は維持される。

＜線引き工程＞
線引き工程Ｐ４は、一体化工程Ｐ３により一体化されたロッド（マルチコアファイバ用母材８０）を線引きする工程である。

具体的には、一体化工程Ｐ３にて得られたマルチコアファイバ用母材８０の一端を円錐状の凸部として形成する末端加工処理が前処理として施される。なお、この末端加工処理は一体化工程Ｐ３にて施されても良い。

そして、マルチコアファイバ用母材８０が紡糸炉に設置され、当該紡糸炉によってマルチコアファイバ用母材８０の凸部が溶融するまで加熱される。そして、溶融状態にあるマルチコアファイバ用母材８０の凸部が線引きされ、当該線引きされた部分が冷却装置により適切な温度にまで冷却される。

この結果、線引きされた部分におけるコアロッド７２Ａがコア１１として形成され、当該部分において融着されているガラス層７２Ｂ及びクラッドロッド７１がクラッド１２として形成される。

＜保護層形成工程＞
保護層形成工程Ｐ５は、クラッド１２の周りに保護層を形成する工程である。具体的には、クラッド１２の外周面が例えば紫外線硬化性樹脂で被覆され、当該紫外線硬化性樹脂に対して紫外線が照射されて第１保護層１３が形成される。

その後、第１保護層１３の外周面が例えば紫外線硬化性樹脂で被覆され、当該紫外線硬化性樹脂に対して紫外線が照射されて第２保護層１４が形成される。こうして、図１に示すマルチコアファイバ１が製造される。

＜他のマルチコアファイバへの応用＞
なお、上述の製造方法は図１に示すマルチコアファイバ１の製造方法であるが、図２に示すマルチコアファイバ２を製造する場合には、上述の穿設工程Ｐ１の内容が変更となる。図９は、図２に示すマルチコアファイバを製造する場合における穿設工程後の様子を示す図である。

図９に示すように、図２に示すマルチコアファイバを製造する場合の穿設工程Ｐ１では、貫通孔ＨＬＡに代えて貫通孔ＨＬＣが穿設される。この貫通孔ＨＬＣは、貫通孔ＨＬが並べられる第１方向の直径よりもその第１方向と直交する第２方向の直径が大きくされる。また、この貫通孔ＨＬＣにおける第２方向の直径は、貫通孔ＨＬＢにおける第２方向の直径よりも大きくされる。

したがって、上述の挿入工程Ｐ２を経た後に一体化工程Ｐ３が行われたとき、貫通孔ＨＬＢに加わる応力が第１方向に比べて第２方向が大きくても、当該第２方向に穿設される貫通孔ＨＬＣによって、貫通孔ＨＬＢ内のコア被覆ロッド７２に加わる単位時間あたりの応力量としては第１方向に比べて第２方向が小さくされる。

したがって、貫通孔に加わる応力に相違を有していても、貫通孔ＨＬＣ内のコア被覆ロッド７２におけるコアロッド７２Ａは、第１方向が潰されるように変形する一方、第２方向が延びるように変形することになる。

その後、上述の線引き工程Ｐ４及び保護層形成工程Ｐ５を順次経ることで、図２に示すマルチコアファイバが製造される。

また、図３に示すマルチコアファイバを製造する場合にも上述の穿設工程Ｐ１の内容が変更となる。図１０は、図３に示すマルチコアファイバを製造する場合における穿設工程後の様子を示す図である。

図１０に示すように、図３に示すマルチコアファイバを製造する場合の穿設工程Ｐ１では、上述の貫通孔ＨＬＡと貫通孔ＨＬＢとが交互に穿設される。このようにすれば、上述の挿入工程Ｐ２、一体化工程Ｐ３、線引き工程Ｐ４及び保護層形成工程Ｐ５を順次経ることで、図３に示すマルチコアファイバが製造される。なお、外側に比べて内側に大きな応力が加わる傾向にあるため、外側の貫通孔ＨＬＡにおける第１方向の直径は内側の貫通孔ＨＬＡにおける第１方向の直径よりも若干大きいほうが良い。同様に、外側の貫通孔ＨＬＢにおける第２方向の直径は内側の貫通孔ＨＬＢにおける第２方向の直径よりも若干小さいほうが良い。

また、図４に示すマルチコアファイバを製造する場合にも上述の穿設工程Ｐ１の内容が変更となる。図１１は、図４に示すマルチコアファイバを製造する場合における穿設工程後の様子を示す図である。

図１１に示すように、図４に示すマルチコアファイバを製造する場合の穿設工程Ｐ１では、上述の貫通孔ＨＬＡと貫通孔ＨＬＣとが交互に穿設される。このようにすれば、上述の挿入工程Ｐ２、一体化工程Ｐ３、線引き工程Ｐ４及び保護層形成工程Ｐ５を順次経ることで、図４に示すマルチコアファイバが製造される。なお、外側に比べて内側に大きな応力が加わる傾向にあるため、外側の貫通孔ＨＬＣにおける第２方向の直径は内側の貫通孔ＨＬＣにおける第２方向の直径よりも若干小さいほうが良い。同様に、外側の貫通孔ＨＬＡにおける第１方向の直径は内側の貫通孔ＨＬＡにおける第１方向の直径よりも若干大きいほうが良い。

＜変形例＞
上述の製造方法では、コア被覆ロッド７２におけるコアロッド７２Ａの断面が円形状とされた。しかしながら、コアロッド７２Ａの断面が楕円形状とされていても良い。具体的には、延びるように変形させるべき方向の直径を、その方向とは直交する方向の直径よりも大きいコアロッド７２Ａを適用する。そして、このコアロッド７２Ａの長径が、貫通孔ＨＬに対して第１方向及び第２方向から加わる応力のうち小さい応力となる方向に沿う状態で、貫通孔ＨＬにコア被覆ロッド７２を挿入する。このようにすれば、コア１１の断面が非円形となるマルチコアファイバをより一段と簡易に得ることができる。

また上述の製造方法では、貫通孔ＨＬＡの断面を楕円形状とし、当該貫通孔ＨＬＡに挿入されるコア被覆ロッド７２の断面を円形状とすることで第１空隙ＳＰ１が第２空隙ＳＰ２よりも大きくされた。しかしながら、貫通孔ＨＬＡの断面を円形状とし、当該貫通孔ＨＬＡに挿入されるコア被覆ロッド７２の断面を楕円形状とすることで第１空隙ＳＰ１が第２空隙ＳＰ２よりも大きくされても良い。

また上述の製造方法では、貫通孔ＨＬが並べられる第１方向の直径よりもその第１方向と直交する第２方向の直径が小さい貫通孔ＨＬＡが穿設された。しかしながら、図１２に示すように、貫通孔ＨＬＡに代えて貫通孔ＨＬＢが穿設されるとともに、一体化工程Ｐ３で埋められる１対の応力緩衝用孔１５０が、当該貫通孔ＨＬＢを挟んで複数の貫通孔ＨＬが並べられる第１方向に穿設されても良い。なお、図９又は図１１に示す場合には、貫通孔ＨＬＣに代えて貫通孔ＨＬＢが穿設されるとともに、当該貫通孔ＨＬＡを挟んで第２方向に応力緩衝用孔１５０が穿設されても良い。

また上述の製造方法では、一体化工程Ｐ３が行われた後に線引き工程Ｐ４が行われたが、当該一体化工程Ｐ３と線引き工程Ｐ４とが同時に行われても良い。一体化工程Ｐ３と線引き工程Ｐ４とを同時に行う場合、挿入工程Ｐ２を経て得られるクラッドロッド７１及びコア被覆ロッドの一端を円錐状の凸部として形成する末端加工処理が施される。その後、クラッドロッド７１が紡糸炉に設置され、当該紡糸炉によってクラッドロッド７１及びコア被覆ロッドの一端が一体化しながら線引きされる。

なお、本発明のマルチコアファイバ及びその製造方法は、上述した内容以外に、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。

実施例１として図１３に示すマルチコアファイバを試作し、実施例２として図１４に示すマルチコアファイバを試作し、比較例１として図１５に示すマルチコアファイバを試作し、比較例２として図１６に示すマルチコアファイバを試作した。

これらマルチコアファイバは、波長１５５０ｎｍにおいてシングルモードとなるように設計した。波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径は、各マルチコアファイバのすべてのコアでおよそ６．６μｍである。

各マルチコアファイバにおけるコアの中心軸間の距離は２７μｍとし、当該コアの断面における非円率とコア間のクラストークとの関係を調査した。この調査結果を下記表１に示す。なお、非円率とは、第１方向の直径と第２方向の直径との差÷第１方向の直径と第２方向の直径との平均値×１００である。

上記表１に示す実施例１及び２と比較例１及び２との対比から、互いに隣り合うコアにおいて当該コアが並べられる第１方向のコア径が異なり、これらコア同士における第１方向のコア径とその第１方向とは直交する第２方向のコア径との比が異なる場合、コア間のクロストークを低減できることが分かった。

また、図１に示す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、波長１５５０ｎｍにおいてシングルモードとなるように試作した。波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径は、各マルチコアファイバのすべてのコアでおよそ６．６μｍである。

このマルチコアファイバにおいては、外側コアとその外側コアの隣に位置する内側コアとの中心軸間の距離を２７μｍとし、隣り合う内側コア同士の中心軸間の距離を３１μｍとし、クラッド径を１２５μｍとし、外側コアの比円率を０％とし、内側コアの比円率を６％とした。

このマルチコアファイバにおいて互いに隣り合うコア間のクロストークはいずれも２５ｄＢ以下であり、比較例１及び２よりも良好であった。

１，２・・・マルチコアファイバ
１１・・・コア
１１Ａ・・・外側コア
１１Ｂ，１１Ｃ・・・内側コア
１１Ｄ・・・第１コア
１１Ｅ，１１Ｆ・・・第２コア
１２・・・クラッド
１３・・・第１保護層
１４・・・第２保護層
７１・・・クラッドロッド
７２・・・コア被覆ロッド
７２Ａ・・・コアロッド
７２Ｂ・・・ガラス層
８０・・・マルチコアファイバ用母材
１５０・・・応力緩衝用孔
ＨＬ，ＨＬＡ，ＨＬＢ，ＨＬＣ・・・貫通孔
Ｐ１・・・穿設工程
Ｐ２・・・挿入工程
Ｐ３・・・一体化工程
Ｐ４・・・線引き工程
Ｐ５・・・保護層形成

Claims (5)

1. 複数のコアと、前記複数のコアを囲むクラッドとを備えるマルチコアファイバであって、
   前記複数のコアは、前記クラッドの中心を通る直線上に並べられて配置され、
   互いに隣り合うとともに前記複数のコアが直線上に並べられる第１方向のコア径が異なる前記コアの組を有し、
   前記組の前記コア同士における前記第１方向のコア径と前記第１方向とは直交する第２方向のコア径との比は異なる
   ことを特徴とするマルチコアファイバ。
2. 前記複数のコアは、前記第１方向のコア径が前記第２方向のコア径よりも大きい第１コアと、前記第１方向のコア径が前記第２方向のコア径以下である第２コアとを有し、
   前記第１コアと第２コアとは交互に配置される
   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。
3. 前記複数のコアは、最も外側に位置する１対の外側コアと、前記外側コアに挟まれる内側コアとを有し、
   前記内側コアは、前記第２方向のコア径よりも前記第１方向のコア径が大きく、
   前記内側コアにおける前記第１方向のコア径に対する前記第２方向のコア径の比は、前記外側コアにおける前記第１方向のコア径に対する前記第２方向のコア径の比よりも小さい
   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。
4. 前記複数のコアは、最も外側に位置する１対の外側コアと、前記外側コアに挟まれる内側コアとを有し、
   前記内側コアは、前記第１方向のコア径よりも前記第２方向のコア径が大きく、
   前記内側コアにおける前記第２方向のコア径に対する前記第１方向のコア径の比は、前記外側コアにおける前記第２方向のコア径に対する前記第１方向のコア径の比よりも小さい
   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。
5. 前記内側コアは２本以上とされ、
   互いに隣り合う前記内側コアの中心軸間の距離は、前記外側コアと前記外側コアの隣に位置する前記内側コアとの中心軸間の距離よりも大きい
   ことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のマルチコアファイバ。

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