JP2019152866A - Multicore fiber, optical connection, and fan-in/fan-out device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のコアを備えたマルチコアファイバに関する。また、そのようなマルチコアファイバを備えた光コネクタ及びファンイン/ファンアウトデバイスに関する。 The present invention relates to a multi-core fiber having a plurality of cores. The present invention also relates to an optical connector and a fan-in / fan-out device including such a multi-core fiber.
光通信の分野においては、複数のコアを備えたマルチコアファイバが広く利用されている。MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)を用いる光通信では、結合型のマルチコアファイバが用いられるのに対して、それ以外の光通信では、非結合型のマルチコアファイバが用いられる。非結合型のマルチコアファイバにおいては、コア間クロストークの低減が重要な課題となる。マルチコアファイバを開示した文献としては、例えば、特許文献1が挙げられる。
In the field of optical communications, multicore fibers having a plurality of cores are widely used. In optical communication using MIMO (Multiple-Input Multiple-Output), coupled multi-core fibers are used, whereas in other optical communications, uncoupled multi-core fibers are used. In an uncoupled multicore fiber, reduction of crosstalk between cores is an important issue. An example of a document that discloses a multi-core fiber is
従来のマルチコアファイバにおいては、他の光ファイバとの接続損失の増大を抑えながら、コア間クロストークの低減を図ること、或いは、コア間クロストークの増大を抑えながら他の光ファイバとの接続損失の低減を図ることが困難であるという問題があった。従来のマルチコアファイバを備えた光コネクタ及びファンイン/ファンアウトデバイスにおいても、同様の問題があった。 In conventional multi-core fibers, it is possible to reduce crosstalk between cores while suppressing increase in connection loss with other optical fibers, or connection loss with other optical fibers while suppressing increase in crosstalk between cores. There has been a problem that it is difficult to reduce the above. Similar problems have been encountered in conventional optical connectors and fan-in / fan-out devices with multi-core fibers.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、他の光ファイバとの接続損失の増大を抑えながら、コア間クロストークの低減を図ること、或いは、コア間クロストークの増大を抑えながら他の光ファイバとの接続損失の低減を図ることが可能なマルチコアファイバ、光コネクタ、又はファンイン/ファンアウトデバイスを実現することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and while suppressing increase in connection loss with other optical fibers, it is possible to reduce crosstalk between cores or suppress increase in crosstalk between cores. However, it is to realize a multi-core fiber, an optical connector, or a fan-in / fan-out device that can reduce the connection loss with other optical fibers.
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るマルチコアファイバは、複数のコアを備えたマルチコアファイバにおいて、当該マルチコアファイバの一方又は両方の端部における上記コアのモードフィールド径は、当該マルチコアファイバの中間部における上記コアのモードフィールド径よりも大きく、上記コアのモードフィールド径は、上記端部と上記中間部との境界において上記コアの軸方向に対して滑らかに変化する。 In order to solve the above problems, a multicore fiber according to an aspect of the present invention is a multicore fiber including a plurality of cores, and the mode field diameter of the core at one or both ends of the multicore fiber is the multicore fiber. The mode field diameter of the core is larger than the mode field diameter of the core in the middle part of the fiber, and smoothly changes with respect to the axial direction of the core at the boundary between the end part and the intermediate part.
本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、上記中間部における上記コアのモードフィールドが、波長1310nmにおいて8.2μmよりも小さいという条件、又は、波長1550nmにおいて9.6μmよりも小さいという条件の少なくとも一方を満たす、ことが好ましい。 In the multi-core fiber according to one aspect of the present invention, at least the condition that the mode field of the core in the intermediate portion is smaller than 8.2 μm at a wavelength of 1310 nm or smaller than 9.6 μm at a wavelength of 1550 nm It is preferable to satisfy one.
本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、上記中間部における上記コアのモードフィールドが、波長1310nmにおいて5.5μm以下であるという条件、又は、波長1550nmにおいて6.3μm以下であるという条件の少なくとも一方を満たす、ことが好ましい。 In the multi-core fiber according to one aspect of the present invention, at least the condition that the mode field of the core in the intermediate portion is 5.5 μm or less at a wavelength of 1310 nm, or is 6.3 μm or less at a wavelength of 1550 nm. It is preferable to satisfy one.
本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、上記端部における上記コアのモードフィールド径が、波長1310nmにおいて7.0μm以上であるという条件、又は、波長1550nmにおいて7.9μm以上であるという条件の少なくとも一方を満たす、ことが好ましい。 In the multi-core fiber according to one aspect of the present invention, the mode field diameter of the core at the end is 7.0 μm or more at a wavelength of 1310 nm, or 7.9 μm or more at a wavelength of 1550 nm. It is preferable to satisfy at least one of them.
本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、ファイバ長2kmあたりの合計クロストークが−30dB以下である、ことが好ましい。 In the multicore fiber according to one aspect of the present invention, the total crosstalk per fiber length of 2 km is preferably −30 dB or less.
本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、上記端部における上記コアのモードフィールド径と上記中間部における上記コアのモードフィールド径との差が1.6μm以上である、ことが好ましい。 In the multi-core fiber according to one aspect of the present invention, it is preferable that a difference between the mode field diameter of the core at the end portion and the mode field diameter of the core at the intermediate portion is 1.6 μm or more.
本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、クラッド径が177.5μm未満であり、上記コアの配置が正方格子配置であり、上記コアの個数が8個又は12個である、ことが好ましい。 In the multi-core fiber according to one aspect of the present invention, it is preferable that the cladding diameter is less than 177.5 μm, the arrangement of the cores is a square lattice arrangement, and the number of the cores is 8 or 12.
本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、クラッド径が155.3μm未満であり、上記コアの配置が六方最密配置であり、上記コアの個数が12個である、ことが好ましい。 In the multi-core fiber according to one aspect of the present invention, it is preferable that the clad diameter is less than 155.3 μm, the core is arranged in a hexagonal close-packed arrangement, and the number of the cores is twelve.
本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、クラッド径が125μm以下であり、上記複数のコアの個数が12である、ことが好ましい。 In the multi-core fiber according to one aspect of the present invention, it is preferable that the clad diameter is 125 μm or less and the number of the plurality of cores is 12.
本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、クラッド径が150μm以下であり、上記複数のコアの個数が16である、ことが好ましい。 In the multi-core fiber according to one embodiment of the present invention, it is preferable that the cladding diameter is 150 μm or less and the number of the plurality of cores is 16.
本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、クラッド径が80μm以下であり、上記複数のコアの数が4である、ことが好ましい。 In the multi-core fiber according to one aspect of the present invention, it is preferable that the clad diameter is 80 μm or less and the number of the plurality of cores is four.
本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、上記マルチコアファイバの中心軸に近いコアのモードフィールド径が、当該マルチコアファイバの中心軸から遠いコアのモードフィールド径よりも小さい、ことが好ましい。 In the multicore fiber according to an aspect of the present invention, it is preferable that the mode field diameter of the core close to the central axis of the multicore fiber is smaller than the mode field diameter of the core far from the central axis of the multicore fiber.
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るマルチコアファイバは、複数のコアと、上記複数のコアの各々の側面を覆うクラッドと、を備えたマルチコアファイバにおいて、当該マルチコアファイバは、一方の端部を含む第1区間と、他方の端部を含む第2区間と、上記第1区間及び上記第2区間以外の第3区間と、を含み、上記クラッドは、少なくとも上記第1区間及び上記第2区間の一方又は両方において上記コアの側面を覆う内側クラッドと、上記内側クラッドの側面を覆い、上記コアの側面において上記内側クラッドに覆われていない領域が存在する場合には更に当該領域を覆う外側クラッドと、を含み、上記コアには、アップドーパントである第1ドーパントが少なくとも添加されており、上記内側クラッドには、上記第1ドーパントの熱拡散を促進する第2ドーパントが少なくとも添加されており、上記外側クラッドには、当該第2ドーパントが添加されていない。 In order to solve the above problems, a multi-core fiber according to one embodiment of the present invention includes a multi-core fiber including a plurality of cores and a clad covering each side surface of the plurality of cores. A first section including the other end, a second section including the other end, a third section other than the first section and the second section, and the cladding includes at least the first section and In one or both of the second sections, an inner clad that covers the side surface of the core, and a side surface that covers the side surface of the inner clad and is not covered by the inner clad on the side surface of the core are further included in the region. An outer clad covering the core, wherein at least a first dopant that is an updopant is added to the core, and the first clad is added to the inner clad. Second dopant for promoting heat diffusion Panto are at least added, the above-mentioned outer cladding, said second dopant is not added.
本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、上記内側クラッドには、第3ドーパントが更に添加されており、上記第2ドーパントがダウンドーパントであり、且つ、上記第3ドーパントがアップドーパントであるか、又は、上記第2ドーパントがアップドーパントであり、且つ、上記第3ドーパントがダウンドーパントであり、上記内側クラッドの上記内側クラッドの側面を覆う外側クラッドに対する比屈折率差が−0.1%以上+0.1%以下である、ことが好ましい。 In the multi-core fiber according to one aspect of the present invention, a third dopant is further added to the inner cladding, the second dopant is a downdopant, and the third dopant is an updopant. Alternatively, the second dopant is an updopant, the third dopant is a downdopant, and the relative refractive index difference of the inner cladding with respect to the outer cladding covering the side surface of the inner cladding is −0.1% or more. It is preferably + 0.1% or less.
本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、上記内側クラッドは、上記マルチコアファイバの中心軸に近いコアの側面を覆う第1内側クラッドと、当該マルチコアファイバの中心軸から遠いコアの側面を覆う第2内側クラッドとにより構成され、
上記第1内側クラッド及び上記第2内側クラッドの少なくとも何れか一方には、第3ドーパントが更に添加されており、上記第2ドーパントがダウンドーパントであり、且つ、上記第3ドーパントがアップドーパントであるか、又は、上記第2ドーパントがアップドーパントであり、且つ、上記第3ドーパントがダウンドーパントである、ことが好ましい。
In the multi-core fiber according to an aspect of the present invention, the inner cladding includes a first inner cladding that covers a side surface of the core close to the central axis of the multi-core fiber, and a first surface that covers a side surface of the core far from the central axis of the multi-core fiber. Two inner claddings,
A third dopant is further added to at least one of the first inner cladding and the second inner cladding, the second dopant is a down dopant, and the third dopant is an up dopant. Alternatively, it is preferable that the second dopant is an updopant and the third dopant is a downdopant.
本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、上記内側クラッドは、上記マルチコアファイバの中心軸に近いコアの側面を覆う第1内側クラッドと、当該マルチコアファイバの中心軸から遠いコアの側面を覆う第2内側クラッドとにより構成され、上記第1内側クラッド及び上記第2内側クラッドの少なくとも何れか一方には、第3ドーパントが更に添加されており、上記第2ドーパントがダウンドーパントであり、且つ、上記第3ドーパントがアップドーパントであるか、又は、上記第2ドーパントがアップドーパントであり、且つ、上記第3ドーパントがダウンドーパントであり、(1)上記第1内側クラッドに上記第3ドーパントが添加されている場合、上記第1内側クラッドの側面を覆い、且つ、側面を上記外側クラッドにより覆われ、且つ、屈折率が上記第1内側クラッド及び上記外側クラッドより低い第1低屈折率層を更に備え、(2)上記第2内側クラッドに上記第3ドーパントが添加されている場合、上記第2内側クラッドの側面を覆い、且つ、側面を上記外側クラッドにより覆われ、且つ、屈折率が上記第2内側クラッド及び上記外側クラッドより低い第2低屈折率層を更に備え、(3)上記第1内側クラッド及び上記第2内側クラッドに上記第3ドーパントが添加されている場合、上記第1内側クラッドの側面を覆い、且つ、側面を上記外側クラッドにより覆われ、且つ、屈折率が上記内側クラッド及び上記外側クラッドより低い第1低屈折率層と、上記第2内側クラッドの側面を覆い、且つ、側面を上記外側クラッドに覆われ、且つ、屈折率が上記第2内側クラッド及び上記外側クラッドより低い第2低屈折率層と、を更に備えている、ことが好ましい。 In the multi-core fiber according to an aspect of the present invention, the inner cladding includes a first inner cladding that covers a side surface of the core close to the central axis of the multi-core fiber, and a first surface that covers a side surface of the core far from the central axis of the multi-core fiber. A third dopant is further added to at least one of the first inner cladding and the second inner cladding, the second dopant is a downdopant, and The third dopant is an updopant, or the second dopant is an updopant, and the third dopant is a downdopant. (1) The third dopant is added to the first inner cladding. Cover the side surface of the first inner cladding, and the side surface to the outer cladding. And a second low refractive index layer that is covered and has a lower refractive index than the first inner cladding and the outer cladding, and (2) the third dopant is added to the second inner cladding, A second low-refractive index layer covering the side surface of the second inner cladding, the side surface being covered by the outer cladding, and having a refractive index lower than that of the second inner cladding and the outer cladding; When the third dopant is added to the first inner cladding and the second inner cladding, the side surfaces of the first inner cladding are covered, the side surfaces are covered by the outer cladding, and the refractive index is the above The first low refractive index layer lower than the inner cladding and the outer cladding, the side surfaces of the second inner cladding, the side surfaces are covered by the outer cladding, and the refractive index is the above And lower than the second inner cladding and the outer cladding second low refractive index layer further comprises a, it is preferable.
本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、上記マルチコアファイバの中心軸に近いコアの側面を覆う内側クラッドにおける上記第2ドーパントの濃度が、当該マルチコアファイバの中心軸から遠いコアの側面を覆う内側クラッドにおける上記第2ドーパントの濃度よりも低い、ことが好ましい。 In the multicore fiber according to an aspect of the present invention, the concentration of the second dopant in the inner cladding covering the side surface of the core close to the central axis of the multicore fiber is the inner side covering the side surface of the core far from the central axis of the multicore fiber. The concentration is preferably lower than the concentration of the second dopant in the cladding.
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るマルチコアファイバは、複数のコアと、上記複数のコアの各々の側面を覆うクラッドと、を備えたマルチコアファイバにおいて、当該マルチコアファイバは、一方の端部を含む第1区間と、他方の端部を含む第2区間と、上記第1区間及び上記第2区間以外の第3区間と、を含み、上記クラッドは、少なくとも上記第1区間及び上記第2区間の一方又は両方において上記コアの側面を覆う内側クラッドと、上記内側クラッドの側面を覆い、上記コアの側面において上記内側クラッドに覆われていない領域が存在する場合には更に当該領域を覆う外側クラッドと、を含み、上記コアには、ドーパントが添加されておらず、もしくは、ダウンドーパントが添加されており、上記クラッドには、ダウンドーパントである第1ドーパントが少なくとも添加されており、上記内側クラッドには、上記第1ドーパントの熱拡散を促進する第2ドーパントが少なくとも添加されている。 In order to solve the above problems, a multi-core fiber according to one embodiment of the present invention includes a multi-core fiber including a plurality of cores and a clad covering each side surface of the plurality of cores. A first section including the other end, a second section including the other end, a third section other than the first section and the second section, and the cladding includes at least the first section and In one or both of the second sections, an inner clad that covers the side surface of the core, and a side surface that covers the side surface of the inner clad and is not covered by the inner clad on the side surface of the core are further included in the region. An outer clad covering the core, wherein the core is not doped with a dopant or a downdopant is added. A down dopant are first dopant is at least added to the above inner cladding, a second dopant for promoting heat diffusion of the first dopant is at least added.
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る光コネクタは、上記マルチコアファイバを備えている。 In order to solve the above problems, an optical connector according to an aspect of the present invention includes the multi-core fiber.
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るファンイン/ファンアウトデバイスは、上記マルチコアファイバを備えている。 In order to solve the above problems, a fan-in / fan-out device according to an aspect of the present invention includes the multi-core fiber.
本発明の一態様に係るマルチコアファイバ、光コネクタ、又はファンイン/ファンアウトデバイスによれば、他の光ファイバとの接続損失の増大を抑えながら、コア間クロストークの低減を図ること、或いは、コア間クロストークの増大を抑えながら他の光ファイバとの接続損失の低減を図ることができる。 According to the multi-core fiber, the optical connector, or the fan-in / fan-out device according to one aspect of the present invention, it is possible to reduce the crosstalk between the cores while suppressing an increase in connection loss with other optical fibers, or It is possible to reduce the connection loss with other optical fibers while suppressing an increase in crosstalk between cores.
(マルチコアファイバの構造)
本発明の一実施形態に係るマルチコアファイバの構造について、図1及び図2を参照して説明する。図1は、端部を熱コア拡大する前のマルチコアファイバ1の構造を示し、図2は、端部を熱コア拡大した後のマルチコアファイバ1の構造を示す。
(Multi-core fiber structure)
A structure of a multi-core fiber according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows the structure of the
まず、端部を熱コア拡大する前のマルチコアファイバ1の構造について、図1を参照して説明する。図1の(a)は、端部を熱コア拡大する前のマルチコアファイバ1の側面図である。図1の(b)、(c)、及び(d)は、端部を熱コア拡大する前のマルチコアファイバ1の断面図である。なお、図1の(b)に示すAA’断面は、マルチコアファイバ1の長手軸に直交する断面のうち、図1の(a)に示すAA’線を含む断面である。図1の(c)に示すCC’断面は、マルチコアファイバ1の長手軸に直交する断面のうち、図1の(a)に示すCC’線を含む断面である。図1の(d)に示すBB’断面は、マルチコアファイバ1の長手軸に直交する断面のうち、図1の(a)に示すBB’線を含む断面である。
First, the structure of the
図1に示すように、マルチコアファイバ1は、コア群11と、クラッド12と、を備えている。コア群11は、m個(mは2以上の自然数)のコア11a1〜11amにより構成されている。クラッド12は、m個の内側クラッド12a1〜12amと、m個の内側クラッド12b1〜12bmと、外側クラッド12cと、により構成されている。これらの構造は、マルチコアファイバ1の基材に各種ドーパントを添加することによって形成されている。本実施形態においては、マルチコアファイバ1の基材として、石英ガラスを用いている。
As shown in FIG. 1, the
なお、図1においては、コア数mが2である場合を例としてマルチコアファイバ1の構造を示しているが、これに限定されない。すなわち、コア数mは、3以上であってもよい。なお、コア数mが3以上の場合のコア11a1〜11amの配置については、参照する図面を代えて後述する。
In FIG. 1, the structure of the
コア11ai(iは1以上m以下の自然数)は、マルチコアファイバ1の長手方向に延在する円柱状の領域である。コア11aiの断面の外周は、半径R1の円によって近似することができる。この半径R1のことを、以下、「コア径」と記載する。コア11a1〜11amの屈折率n1は、マルチコアファイバ1の基材の屈折率n0よりも高い。
The core 11ai (i is a natural number of 1 to m) is a cylindrical region extending in the longitudinal direction of the
コア11aiは、マルチコアファイバ1の基材に第1ドーパントを添加することによって形成されている。第1ドーパントは、アップドーパントである。ただし、後述する通り、第1ドーパントは、ダウンドーパントであってもよい。ここで、アップドーパントとは、マルチコアファイバ1の基材の屈折率を上昇させる作用を有するドーパントのことを指す。第1ドーパントとして利用可能なアップドーパントとしては、例えば、ゲルマニウム(Ge)、リン(P)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、酸化ゲルマニウム(GeO2)、塩素(Cl)、又はこれらの混合物が挙げられる。本実施形態においては、第1ドーパントとして、ゲルマニウムを用いている。また、本実施形態においては、コア11aiには、第1ドーパントとして少なくとも1種類の第1ドーパントが添加されているが、2種類以上のドーパントが添加されていてもよい。また、本実施形態においては、コア11aiには、少なくともアップドーパントである第1ドーパントが添加されているが、これに限定されない。すなわち、コア11aiには、第1ドーパントが添加されていなくてもよく、後述するダウンドーパントである第1ドーパントが添加されていてもよい。なお、この場合、当該コア11aiの周囲に存在する後述の内側クラッド12aiまたは内側クラッド12biには、コアに熱拡散するドーパントが少なくとも添加されている。
The core 11ai is formed by adding a first dopant to the base material of the
なお、マルチコアファイバ1は、非結合型のマルチコアファイバである。ここで、マルチコアファイバ1が非結合型であるとは、m個のコア11a1〜11amから任意に選択された2つのコア11ai,11aj(jは1以上m以下のiとは異なる自然数)について、コア11aiの導波モードとコア11ajの導波モードとの間の相互作用が十分に小さいこと(例えば、コア11aiとコア11ajとの間のクロストークが−30dB以下であること)を指す。これは、m個のコア11a1〜11amを用いてm個の光信号を独立に伝送し得ること意味する。
The
内側クラッド12ai(iは1以上m以下の自然数)は、マルチコアファイバ1の長手方向に延在する円筒状の領域であり、マルチコアファイバ1の一方の端部を含む区間Ia(特許請求の範囲における「第1区間」の一例)において、対応するコア11aiの側面を覆っている。内側クラッド12aiの断面の外周は、半径R2の円によって近似することができる。この半径R2のことを、以下、「内側クラッド径」と記載する。内側クラッド12aiの屈折率n2は、マルチコアファイバ1の基材の屈折率n0と同一又は実質的に同一である。
The inner cladding 12ai (i is a natural number of 1 to m) is a cylindrical region extending in the longitudinal direction of the
内側クラッド12bi(iは1以上m以下の自然数)は、マルチコアファイバ1の長手方向に延在する円筒状の領域であり、マルチコアファイバ1の他方の端部を含む区間Ib(特許請求の範囲における「第2区間」の一例)において、対応するコア11aiの側面を覆っている。内側クラッド12biの断面も、内側クラッド12aiの断面と同様、半径R2の円によって近似することができる。内側クラッド12biの屈折率n2は、マルチコアファイバ1の基材の屈折率n0と同一又は実質的に同一である。
The inner cladding 12bi (i is a natural number of 1 to m) is a cylindrical region extending in the longitudinal direction of the
内側クラッド12ai及び内側クラッド12biは、マルチコアファイバ1の基材に第2ドーパント及び第3ドーパントを共添加することによって形成されている。第2ドーパントは、熱拡散促進ドーパントである。ここで、熱拡散促進ドーパントとは、コア11aiに添加された第1ドーパントの熱拡散を促進する作用を有するドーパントのことを指す。第2ドーパントは、アップドーパント又はダウンドーパントであり得る。ここで、アップドーパントとは、マルチコアファイバ1の基材の屈折率を上昇させる作用を有するドーパントのことを指し、ダウンドーパントとは、マルチコアファイバ1の基材の屈折率を低下させる作用を有するドーパントのことを指す。第3ドーパントは、アップドーパント又はダウンドーパントである。第2ドーパントが、ダウンドーパントである場合、第3ドーパントとして、アップドーパントが選択される。逆に、第2ドーパントが、アップドーパントである場合、第3ドーパントとして、ダウンドーパントが選択される。内側クラッド12ai及び内側クラッド12biにおける第3ドーパントの添加量は、第3ドーパントによる屈折率上昇量が第2ドーパントによる屈折率低下量を抑制あるいは相殺するように、又は、第3ドーパントによる屈折率低下量が第2ドーパントによる屈折率上昇量を抑制あるいは相殺するように設定されている。一例と挙げると、内側クラッド12ai及び内側クラッド12biにおける第3ドーパントの添加量は、内側クラッド12aiの外側クラッド12cに対する比屈折率差が−0.1%以上+0.1%以下になるように設定されている。内側クラッド12ai及び内側クラッド12biの屈折率n2がマルチコアファイバ1の基材の屈折率n0と同一又は実質的に同一であるのは、このためである。なお、第3ドーパントは、マルチコアファイバ1の基材の屈折率を上昇又は低下させる作用に加えて、コア11aiに添加された第1ドーパントの熱拡散を促進する作用を有していてもよい。この場合、第3ドーパントの作用によって、コア11aiに添加された第1ドーパントの熱拡散が更に促進される。また、本実施形態においては、内側クラッド12ai及び内側クラッド12biには第2ドーパント及び第3ドーパントが共添加されているが、これに限定されない。すなわち、内側クラッド12aiまたは内側クラッド12biには1種類のドーパントのみが添加されていてもよく、例えば、第2ドーパントもしくは第3ドーパントのみが添加されていてもよい。
The inner cladding 12ai and the inner cladding 12bi are formed by co-adding the second dopant and the third dopant to the base material of the
第2ドーパントとして利用可能な熱拡散促進ドーパントとしては、例えば、アルミニウム(Al)、フッ素(F)、又はこれらの混合物が挙げられる。第2ドーパントがマルチコアファイバ1の基材の屈折率を低下させる作用を有している場合、第3ドーパントとして利用可能なドーパントとしては、例えば、アップドーパントであるゲルマニウム(Ge)、リン(P)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、酸化ゲルマニウム(GeO2)、塩素(Cl)、又はこれらの混合物が挙げられる。逆に、第2ドーパントがマルチコアファイバ1の基材の屈折率を上昇させる作用を有している場合、第3ドーパントとして利用可能なドーパントとしては、例えば、ダウンドーパントであるフッ素(F)、ホウ素(B)、又はこれらの混合物が挙げられる。本実施形態においては、第2ドーパントとして、マルチコアファイバ1の基材の屈折率を低下させる作用を有するフッ素を用いている。また、本実施形態においては、第3ドーパントとして、アップドーパントであるゲルマニウム及びリンの混合物を用いている。
Examples of the thermal diffusion promoting dopant that can be used as the second dopant include aluminum (Al), fluorine (F), and a mixture thereof. When the second dopant has an action of reducing the refractive index of the base material of the
外側クラッド12cは、クラッド12から内側クラッド12a1〜12am及び内側クラッド12b1〜12bmを除いた領域であり、マルチコアファイバ1の区間Ia及び区間Ibを除く区間Ic(特許請求の範囲における「第3区間」の一例)において、コア11a1〜11amの側面を覆っている。外側クラッド12cの断面の外周は、半径R3の円によって近似することができる。この半径R3のことを、以下、「外側クラッド径」又は「クラッド径」と記載する。外側クラッド12cについては、ドーパントの意図的な添加が行われていない。このため、外側クラッド12cの屈折率は、マルチコアファイバ1の基材の屈折率n0と同一又は実質的に同一である。
The
マルチコアファイバ1の端部を加熱すると、マルチコアファイバ1の端部において熱コア拡大が生じる。ここで、熱コア拡大とは、コア11aiに添加された第1ドーパントの熱拡散により、コア11aiのモードフィールド径が拡大することを指す。なお、コア11aiのモードフィールド径とは、コア11aiを導波される基本モード光のモードフィールド径のことを指す。マルチコアファイバ1の端部において熱コア拡大が生じると、マルチコアファイバ1の端部における各コア11aiのモードフィールド径が、マルチコアファイバ1の端部以外の部分(以下、「中間部」と記載する)におけるコア11aiのモードフィールド径よりも大きくなる。ここで、マルチコアファイバ1の端部、すなわち、モードフィールド径の拡大が生じる区間は、区間Ia,Ibのうち少なくとも一部の区間を指し、(1)上述した区間Ia,Ibに包含される、区間Ia,Ibよりも短い区間であってもよいし、(2)上述した区間Ia,Ibを包含する、区間Ia,Ibよりも長い区間であってもよい。同様に、マルチコアファイバ1の中間部、すなわち、モードフィールド径の拡大が生じない区間は、区間Icのうち少なくとも一部の区間を指し、(1)上述した区間Icに包含される、区間Icよりも短い区間であってもよいし、(2)上述した区間Icを包含する、区間Icよりも長い区間であってもよい。なお、マルチコアファイバ1の端部を加熱する目的としては、例えば、マルチコアファイバ1の端部を他の光ファイバの端部に融着することが挙げられる。ただし、マルチコアファイバ1の端部を加熱する目的は、これに限定されるものではない。
When the end of the
端部を熱コア拡大した後のマルチコアファイバ1の構造を模式的に表せば、図2のようになる。図2の(a)は、端部を熱コア拡大した後のマルチコアファイバ1の側面図である。図2の(b)、(c)、及び(d)は、端部を熱コア拡大した後のマルチコアファイバ1の断面図である。なお、図2の(b)に示すAA’断面は、マルチコアファイバ1の長手軸に直交する断面のうち、図2の(a)に示すAA’線を含む断面である。図2の(c)に示すCC’断面は、マルチコアファイバ1の長手軸に直交する断面のうち、図2の(a)に示すCC’線を含む断面である。図2の(d)に示すBB’断面は、マルチコアファイバ1の長手軸に直交する断面のうち、図2の(a)に示すBB’線を含む断面である。
A schematic representation of the structure of the
端部を熱コア拡大した後のマルチコアファイバ1においては、コア11aiに添加された第1ドーパント、並びに、内側クラッド12ai及び内側クラッド12biに添加された第2ドーパント及び第3ドーパントが熱拡散している。それ故、コア11aiと内側クラッド12aiとの境界、コア11aiと内側クラッド12biとの境界、内側クラッド12aiと外側クラッド12cとの境界、及び、内側クラッド12biと外側クラッド12cとの境界を、一義的に定めることは困難である。このため、図2においては、コア11ai、内側クラッド12ai、内側クラッド12bi、及び外側クラッド12cを図示する代わりに、導波される基本モード光のパワーがコア11aiの中心軸を導波される光のパワーの1/e2以上になる領域11ai’を図示している。ここで、eは、自然対数の底である。コア11aiのモードフィールド径とは、領域11ai’の断面の直径のことを指す。また、コア11aiのモードフィールド半径とは、領域11ai’の断面の半径のことを指す。
In the
なお、端部を熱コア拡大した後のマルチコアファイバ1においては、端部と中間部との境界において、各コア11aiのモードフィールド径が該コア11aiの軸方向に対して滑らかに変化する。これに対して、コア径の大きいマルチコアファイバとコア径の小さいマルチコアファイバとを融着接続することにより得られたマルチコアファイバにおいては、融着接続点において、各コアのモードフィールド径が該コアの軸方向に対して不連続に変化する。この点で、端部を熱コア拡大した後のマルチコアファイバ1と、コア径の大きいマルチコアファイバとコア径の小さいマルチコアファイバとを融着接続することにより得られたマルチコアファイバとは、物としての構造が異なる。また、コア径の大きいマルチコアファイバとコア径の小さいマルチコアファイバとを融着接続することにより得られたマルチコアファイバは、内部に融着接続点を含むので、内部の融着接続点において生じ得る損失を免れることが困難である。これに対して、端部を熱コア拡大した後のマルチコアファイバ1は、内部に融着接続点を含む必要がないので、内部の融着接続点において生じ得る損失を免れることが容易となり得る。この点で、端部を熱コア拡大した後のマルチコアファイバ1は、コア径の大きいマルチコアファイバとコア径の小さいマルチコアファイバとを融着接続することにより得られたマルチコアファイバよりも優れている。なお、本実施形態に係るマルチコアファイバ1は、区間Iaを構成するマルチコアファイバと区間Icを構成するマルチコアファイアとを融着接続すると共に、区間Ibを構成するマルチコアファイバと区間Icを構成するマルチコアファイアとを融着接続することによって製造される場合がある(後述する実施例3のマルチコアファイバC参照)。このように製造されたマルチコアファイバ1の内部には、融着接続点が含まれる。しかしながら、これらの融着接続点では、直径の等しいコア同士が結合されることになる。また、区間IbおよびIcの一方又は両方において、端部と中間部との境界から離間された位置に各コア11aiのモードフィールド径の変化が始まる変化開始点が存在している(上記の説明では、各コア11aiのうち全てのコアについて、区間IbおよびIcの一方又は両方において、端部と中間部との境界から離間された位置に上述した変化開始点が存在しているが、各コア11aiのうち少なくとも1つのコアについて、区間IbおよびIcの一方又は両方において、端部と中間部との境界から離間された位置に上述した変化開始点が存在していてもよい。)。したがって、これらの融着接続点において生じ得る損失は、上記の通り、コア径の大きいマルチコアファイバとコア径の小さいマルチコアファイバとを融着接続することにより得られたマルチコアファイバにおいて、直径の異なるコア同士が結合される融着接続点において生じ得る損失よりも小さくなり易い。したがって、このように製造されたマルチコアファイバ1についても、コア径の大きいマルチコアファイバとコア径の小さいマルチコアファイバとを融着接続することにより得られたマルチコアファイバよりも優れている。
Note that, in the
なお、図2に示す熱コア拡大後のマルチコアファイバ1を得るために、図1に示す熱コア拡大前のマルチコアファイバ1において、内側クラッド12a1〜12am及び内側クラッド12b1〜12bmを設けることは、必須ではない。また、熱コア拡大前のマルチコアファイバ1において、コア11a1〜11amの周辺に第2ドーパント及び第3ドーパントを添加することは、必須ではない。なぜなら、第2ドーパントまたは第3ドーパントの助けを借りずとも、コア11a1〜11amに添加された第1ドーパントは、加熱により拡散するからである。ただし、熱コア拡大前のマルチコアファイバ1において、コア11a1〜11amの周辺に第2ドーパント及び第3ドーパントを添加することによって、マルチコアファイバ1の端部における第1ドーパントの熱拡散速度を大きくすることができる。したがって、熱コア拡大前のマルチコアファイバ1において、コア11a1〜11amの周辺に第2ドーパント及び第3ドーパントを添加することによって、コア11a1〜11amのモードフィールド径を所定の大きさまで拡大するために要する加熱時間を短くすることができる。
In order to obtain the
(コアの配置)
マルチコアファイバ1において取り得るコア11a1〜11amの配置について、図3を参照して説明する。マルチコアファイバ1において取り得るコア11a1〜11amの配置としては、例えば、六方最密配置、単リング配置、又は正方格子配置が挙げられる。
(Core placement)
The arrangement | positioning of the cores 11a1-11am which can be taken in the
図3の(a)は、コア11a1〜11amが六方最密配置されたマルチコアファイバ1の断面図である。コア11a1〜11amが六方最密配置されている場合、各コア11aiに隣接する隣接コア数は6である。図3の(a)においては、コア数mが7である場合を例示している。この場合、1つのコア11a1が、マルチコアファイバ1の中心に配置され、残り6個のコア11a2〜11a7が、コア11a1を中心とする円周上に等間隔配置される。
FIG. 3A is a cross-sectional view of the
図3の(b)は、コア11a1〜11amが単リング配置されたマルチコアファイバ1の断面図である。コア11a1〜11amが単リング配置されている場合、各コア11aiに隣接する隣接コア数は2である。図3の(b)においては、コア数mが9である場合を例示している。この場合、9個のコア11a1〜11a9が、マルチコアファイバ1の中心を取り囲む円周上に等間隔配置される。
FIG. 3B is a cross-sectional view of the
図3の(c)は、コア11a1〜11amが正方格子配置されたマルチコアファイバ1の断面図である。コア11a1〜11amが正方格子配置されている場合、各コア11aiに隣接する隣接コア数は4である。図3の(b)においては、コア数mが12である場合を例示している。この場合、内層を構成する4個のコア11a1〜11a4と、外層を構成する8個のコア11a5〜11a12とが、正方格子の格子点上に配置される。
FIG. 3C is a cross-sectional view of the
(コア間クロストークとモードフィールド径との関係)
ここで、マルチコアファイバにおけるコア間クロストークとモードフィールド径との関係について、図4を参照して説明する。ここで、コア間クロストークとは、1つのマルチコアファイバに含まれる複数のコア同士のクロストークのことを指す。図4は、コアの屈折率分布が単峰形であり、コアの理論カットオフ波長が1260nmであり、コア間距離が35μmであるマルチコアファイバにおいて、波長1550nmの光を2km伝送した場合に生じる2コア間のコア間クロストークのモードフィールド径依存性を示すグラフである。なお、図4に示すグラフにおいては、波長1310nmにおけるコアのモードフィールド径を横軸に取っている。
(Relationship between crosstalk between cores and mode field diameter)
Here, the relationship between the inter-core crosstalk and the mode field diameter in the multicore fiber will be described with reference to FIG. Here, inter-core crosstalk refers to crosstalk between a plurality of cores included in one multicore fiber. FIG. 4 is a diagram showing a case in which light having a wavelength of 1550 nm is transmitted by 2 km in a multicore fiber in which the refractive index distribution of the core is unimodal, the theoretical cutoff wavelength of the core is 1260 nm, and the distance between the cores is 35 μm. It is a graph which shows the mode field diameter dependence of the crosstalk between cores between cores. In the graph shown in FIG. 4, the horizontal axis represents the mode field diameter of the core at a wavelength of 1310 nm.
図4によれば、以下のことが分かる。すなわち、コア間クロストークを小さくするためには、コアのモードフィールド径を小さくすればよい。例えば、コアのモードフィールド径をITU−T G.652又はITU−T G.657における規定値8.6μm程度に設定すると、コア間クロストークは−10dB程度の大きな値となる。これに対して、例えば、コアのモードフィールド径を5μm程度に設定すると、コア間クロストークは−70dB程度の小さな値になる。 As can be seen from FIG. That is, in order to reduce the inter-core crosstalk, the core mode field diameter may be reduced. For example, the mode field diameter of the core is set to ITU-TG. 652 or ITU-TG When the specified value at 657 is set to about 8.6 μm, the inter-core crosstalk becomes a large value of about −10 dB. On the other hand, for example, when the mode field diameter of the core is set to about 5 μm, the inter-core crosstalk becomes a small value of about −70 dB.
なお、マルチコアファイバの設計にあたっては、最外層コアを伝搬する光の被覆への吸収も考慮に入れる必要がある。実際、最外層コアから被覆までの距離が近い場合には、最外層コアにおける損失が増大することがある。したがって、最外層コアから被覆までの距離は、最外層コアを伝搬する光の被覆への吸収が十分に小さくなるように設定することが好ましい。 In designing a multi-core fiber, it is necessary to take into account absorption of light propagating through the outermost layer core. In fact, when the distance from the outermost core to the coating is short, the loss in the outermost core may increase. Therefore, the distance from the outermost layer core to the coating is preferably set so that the absorption of the light propagating through the outermost layer core into the coating is sufficiently small.
(接続損失とモードフィールド径の関係)
次に、2つの光ファイバのコア同士を接続したときの接続損失とモードフィールド径との関係について、図5及び図6を参照して説明する。
(Relationship between splice loss and mode field diameter)
Next, the relationship between the connection loss and the mode field diameter when two optical fiber cores are connected will be described with reference to FIGS.
2つの光ファイバのコア同士の接続損失は、下記の式(1)により記述される。ここで、LOSSは、接続損失であり、W1は、光の伝搬方向に対して上流側のコアのモードフィールド半径であり、W2は、光の伝搬方向に対して下流側のコアのモードフィールド半径である。また、dは、2つの光ファイバのコア同士の軸ずれ量である。 The connection loss between the cores of two optical fibers is described by the following formula (1). Here, LOSS is a connection loss, W1 is a mode field radius of the core on the upstream side with respect to the light propagation direction, and W2 is a mode field radius of the core on the downstream side with respect to the light propagation direction. It is. D is the amount of axial misalignment between the cores of two optical fibers.
図5は、上流側のコアの波長1310nmにおけるモードフィールド径(2×W1)が8.6μmであり、2つの光ファイバのコア同士の軸ずれ量dが0μmである場合に関して、波長1310nmにおける接続損失のモードフィールド径(2×W2)依存性を示すグラフでる。 FIG. 5 shows a connection at a wavelength of 1310 nm when the mode field diameter (2 × W1) of the upstream core at a wavelength of 1310 nm is 8.6 μm and the axis deviation d between the cores of the two optical fibers is 0 μm. It is a graph which shows the mode field diameter (2xW2) dependence of loss.
図5によれば、以下のことが分かる。すなわち、下流側のコアのモードフィールド径(2×W2)を小さくすると、2つの光ファイバのコア同士の接続損失が大きくなる。例えば、下流側のコアのモードフィールド径(2×W2)を5μm程度に設定すると、2つの光ファイバのコア同士の軸ずれ量dが0μmであっても、2つの光ファイバのコア同士の波長1310nmにおける接続損失は0.6dB程度の大きな値になる。したがって、接続損失を小さく抑えるためには、下流側のコアのモードフィールド径を、大きな値にすることが好ましい。例えば、波長1310nmにおける接続損失を0.1dB以下に抑えるためには、下流側のコアの波長1310nmにおけるモードフィールド径を、7.0μm以上にすることが好ましい。換言すると、上流側のコアと下流側のコアとのモードフィールド径差を、1.6μm以下にすることが好ましい。 As can be seen from FIG. That is, when the mode field diameter (2 × W2) of the core on the downstream side is reduced, the connection loss between the cores of the two optical fibers increases. For example, when the mode field diameter (2 × W2) of the core on the downstream side is set to about 5 μm, the wavelength between the cores of the two optical fibers is equal even if the axial deviation d between the cores of the two optical fibers is 0 μm. The connection loss at 1310 nm is a large value of about 0.6 dB. Therefore, in order to keep the connection loss small, it is preferable to set the mode field diameter of the downstream core to a large value. For example, in order to suppress the connection loss at a wavelength of 1310 nm to 0.1 dB or less, the mode field diameter of the downstream core at a wavelength of 1310 nm is preferably set to 7.0 μm or more. In other words, the difference in mode field diameter between the upstream core and the downstream core is preferably 1.6 μm or less.
図6は、以下のケ−スにおける接続損失の軸ずれ量d依存性を示すグラフである。 FIG. 6 is a graph showing the dependence of the connection loss on the axis deviation d in the following cases.
(a)上流側のコアのモードフィールド径(2×W1)が8.6μmであり、下流側のコアのモードフィールド径(2×W2)が8.6μmである場合、
(b)上流側のコアのモードフィールド径(2×W1)が8.6μmであり、下流側のコアのモードフィールド径(2×W2)が5.0μmである場合、
(c)上流側のコアのモードフィールド(2×W1)が5.0μmであり、下流側のコアのモードフィールド径(2×W2)が5.0μmである場合。
(A) When the mode field diameter (2 × W1) of the upstream core is 8.6 μm and the mode field diameter (2 × W2) of the downstream core is 8.6 μm,
(B) When the mode field diameter (2 × W1) of the upstream core is 8.6 μm and the mode field diameter (2 × W2) of the downstream core is 5.0 μm,
(C) The mode field (2 × W1) of the upstream core is 5.0 μm, and the mode field diameter (2 × W2) of the downstream core is 5.0 μm.
図5によれば、以下のことが分かる。すなわち、ケ−ス(b)又は(c)のように下流側のコアのモードフィールド径(2×W2)が小さい値(ここでは、5.0μm)を取る場合には、ケ−ス(a)のように下流側のコアのモードフィールド径(2×W2)が大きい値(ここでは、8.6μm)を取る場合と比べて、軸ずれ量dに対する接続損失の傾きが大きくなる。つまり、接続損失に対する軸ずれ量dのトレランスが小さくなる。逆に、ケ−ス(a)のように下流側のコアのモードフィールド径(2×W2)が大きい値(ここでは、8.6μm)を取る場合には、ケ−ス(b)又は(c)のように下流側のコアのモードフィールド径(2×W2)が小さい値(ここでは、5.0μm)を取る場合と比べて、軸ずれ量dに対する接続損失の傾きが小さくなる。つまり、接続損失に対する軸ずれ量dのトレランスが大きくなる。 As can be seen from FIG. That is, when the mode field diameter (2 × W2) of the downstream core takes a small value (here, 5.0 μm) as in the case (b) or (c), the case (a ), The slope of the connection loss with respect to the axis shift amount d becomes larger than when the mode field diameter (2 × W2) of the downstream core takes a large value (here, 8.6 μm). That is, the tolerance of the axis deviation d with respect to the connection loss is reduced. Conversely, when the mode field diameter (2 × W2) of the downstream core takes a large value (here, 8.6 μm) as in the case (a), the case (b) or ( Compared with the case where the mode field diameter (2 × W2) of the core on the downstream side takes a small value (here, 5.0 μm) as in c), the slope of the connection loss with respect to the axis deviation amount d becomes smaller. That is, the tolerance of the axis deviation amount d with respect to the connection loss is increased.
(マルチコアファイバの効果)
マルチコアファイバのコア間クロストークを小さく抑えるためには、前々節において説明したように、マルチコアファイバの各コアのモードフィールド径を小さくすることが好ましい。一方、マルチコアファイバの各コアと他の光ファイバのコアとの接続損失を小さく抑える、或いは、軸ずれ量のトレランスを大きくするためには、前節において説明したように、マルチコアファイバの各コアのモードフィールド径を大きくすることが好ましい。
(Effect of multi-core fiber)
In order to suppress the crosstalk between the cores of the multicore fiber, it is preferable to reduce the mode field diameter of each core of the multicore fiber, as described in the previous section. On the other hand, in order to reduce the connection loss between each core of the multi-core fiber and the core of another optical fiber, or to increase the tolerance of the misalignment, as described in the previous section, the mode of each core of the multi-core fiber is used. It is preferable to increase the field diameter.
この相反するともいえる要求に応えるために、本実施形態に係る熱コア拡大後のマルチコアファイバ1においては、各コア11aiについて、端部におけるモードフィールド径を、中間部におけるモードフィールド径よりも大きくする構成を採用している。これにより、(1)端部における各コア11aiのモードフィールド径を小さくすることなく、中間部における各コア11aiのモードフィールド径を小さくすること、或いは、(2)中間部における各コア11aiのモードフィールド径を大きくすることなく、端部における各コア11aiのモードフィールド径を大きくすること、が可能になる。したがって、(1)接続損失の増加、又は、軸ずれ量のトレランスの縮小を抑制しながら、コア間クロストークの減少を図ること、或いは、(2)コア間クロストークの増加を抑制しながら、接続損失の増加、又は、軸ずれ量のトレランスの縮小を図ることが可能になる。さらに、各コア11aiについて、端部を熱コア拡大した後のマルチコアファイバ1においては、端部と中間部との境界において、各コア11aiのモードフィールド径が該コア11aiの軸方向に対して滑らかに変化している。これにより、マルチコアファイバ1の内部の融着接続点において生じ得る損失を免れることが容易となり得る。
In order to meet this contradictory requirement, in the
例えば、本実施形態に係る熱コア拡大後のマルチコアファイバ1においては、各コア11aiについて、端部における波長1310nmでのモードフィールド径を8.2μmよりも小さくすることなく、中間部における波長1310nmでのモードフィールド径を8.2μmよりも小さくすることができる。これにより、例えば、ITU−T G.652又はITU−T G.657に従うコアを持つマルチコアファイバやシングルモードファイバなど、波長1310nmでのモードフィールド径が8.2μm以上である光ファイバがマルチコアファイバ1に接続される場合に、接続損失の増加、又は、軸ずれ量のトレランスの縮小を抑制しながら、コア間クロストークの減少を図ることができる。なお、波長1310nmでのモードフィールド径が8.2μmとなるコアは、波長1550nmでのモードフィールド径が9.6μm程度となる。したがって、端部における波長1550nmでのモードフィールド径を9.6μmよりも小さくすることなく、中間部における波長1550nmでのモードフィールド径を9.6μmよりも小さくすることによっても、同様の効果が得られる。この熱コア拡大後のマルチコアファイバ1同士を融着接続する場合においても接続損失の増加、又は、軸ずれ量のトレランスの縮小を抑制しながら、コア間クロストークの減少を図ることができる。
For example, in the
更に、本実施形態に係る熱コア拡大後のマルチコアファイバ1においては、各コア11aiについて、端部における波長1310nmでのモードフィールド径を5.5μm以下にすることなく、中間部における波長1310nmでのモードフィールド径を5.5μm以下にすることができる。これにより、例えば、ITU−T G.652又はITU−T
G.657に従うコアを持つマルチコアファイバやシングルモードファイバなど、波長1310nmでのモードフィールド径が8.2μm以上である光ファイバがマルチコアファイバ1に接続される場合に、接続損失の増加、又は、軸ずれ量のトレランスの縮小を抑制しながら、コア間クロストークを−60dB以下にすることができる(図4参照)。なお、波長1310nmでのモードフィールド径が5.5μmとなるコアは、波長1550nmでのモードフィールド径が6.3μm程度となる。したがって、端部における波長1550nmでのモードフィールド径を6.3μm以下にすることなく、中間部における波長1550nmでのモードフィールド径を6.3μm以下にすることによっても、同様の効果が得られる。この熱コア拡大後のマルチコアファイバ1同士を融着接続する場合においても接続損失の増加、又は、軸ずれ量のトレランスの縮小を抑制しながら、コア間クロストークの減少を図ることができる。
Furthermore, in the
G. When an optical fiber having a mode field diameter of 8.2 μm or more at a wavelength of 1310 nm, such as a multi-core fiber having a core according to 657 or a single-mode fiber, is connected to the
或いは、本実施形態に係る熱コア拡大後のマルチコアファイバ1においては、各コア11aiについて、中間部における波長1310nmでのモードフィールド径を7μm以上にすることなく、端部における波長1310nmでのモードフィールド径を7μm以上にすることができる。これにより、例えば、ITU−T G.652又はITU−T G.657に従うコアを持つマルチコアファイバやシングルモードファイバなど、波長1310nmでのモードフィールド径が8.2μm以上である光ファイバがマルチコアファイバ1に接続される場合に、コア間クロストークの増加を抑制しながら、接続損失を0.1dB以下にすることができる(図5参照)。なお、波長1310nmでのモードフィールド径が7μmとなるコアは、波長1550nmでのモードフィールド径が7.9μm程度となる。したがって、中間部における波長1550nmでのモードフィールド径を7.9μm以上にすることなく、端部における波長1550nmでのモードフィールド径を7.9μm以上にすることによっても、同様の効果が得られる。この熱コア拡大後のマルチコアファイバ1同士を融着接続する場合においても接続損失の増加、又は、軸ずれ量のトレランスの縮小を抑制しながら、コア間クロストークの減少を図ることができる。
Alternatively, in the
更に、本実施形態に係る熱コア拡大後のマルチコアファイバ1においては、各コア11aiについて、中間部における波長1550nmでのモードフィールド径を8.8μmよりも大きくすることなく、端部における波長1550nmでのモードフィールド径を8.8μmよりも大きくすることができる。これにより、例えばITU−T G.654に従うコアを持つマルチコアファイバやシングルモードファイバなど、波長1550nmでのモードフィールド径が8.8m以上である光ファイバがマルチコアファイバ1に接続される場合に、コア間クロストークの増加を抑制しながら、接続損失の減少、又は、軸ずれ量のトレランスの拡大を図ることができる。この熱コア拡大後のマルチコアファイバ1同士を融着接続する場合においても接続損失の増加、又は、軸ずれ量のトレランスの縮小を抑制しながら、コア間クロストークの減少を図ることができる。
Furthermore, in the
〔マルチコアファイバの第1の設計例〕
デ−タセンタ内又はデ−タセンタ間のCバンド通信への適用を想定した、マルチコアファイバ1の一設計例について説明する。
[First design example of multi-core fiber]
A design example of the
まず、各コア11aiについては、マルチコアファイバ1の中間部において、下記の表1に示す光学特性を満たすように設計する。
First, each core 11ai is designed so as to satisfy the optical characteristics shown in Table 1 below in the middle part of the
上記の表1において、コアΔは、各コア11aiの外側クラッド12cに対する比屈折率差を表す。また、コア半径は、各コア11aiの半径R1を表す。また、MFD@1.31μmは、各コア11aiの波長1310nmにおけるモードフィールド径を表す。また、MFD@1.55μmは、各コア11aiの波長1550nmにおけるモードフィールド径を表す。また、カットオフ波長は、各コア11aiのカットオフ波長を表す。本設計例においては、中間部における各コア11aiの波長1310nmにおけるモードフィールド径を、ITU−T G.G652又はITU−T G.G657に従うシングルモードファイバのモードフィールド径(8.2μm)よりも小さい、5.5μmとしている点に留意されたい。
In Table 1 above, the core Δ represents a relative refractive index difference with respect to the
各コア11aiが上記の表1を満たすように設計されたマルチコアファイバ1に関して、2コア間クロストークのコア間距離依存性を図7に示し、被覆への吸収損失のクラッド厚依存性を図8に示す。これらは、各コア11aiを伝搬する光の波長を1565nm、マルチコアファイバ1の曲げ半径を500mmと仮定した数値計算の結果である。1565nmは、Cバンドで最も長い波長であり、2コア間クロストークと被覆への吸収損失とが最も大きくなる波長と考えられる。
For the
なお、マルチコアファイバ1を光通信伝送路として用いる場合には、全てのコア11a1〜11amを同時に励振する場合が多い。この場合、コア11aiは、コア11aiをのぞくm−1個のコアからクロストークを受けることになる。これを合計クロストークと呼ぶと、合計クロストークは、2コア間クロストークよりも大きくなる。このため、この合計クロストークを用いてマルチコアファイバ1の構造を決める必要がある。
When the
ファイバ長2kmあたりの合計クロストークが−30dB以下になるという条件を満たすコア間距離の下限値、及び、ファイバ長2kmあたりの被覆への吸収損失が0.01dB以下になるという条件を満たすクラッド厚の下限値を、図3に示した各コア配置について求めた結果を下記の表2に示す。 Clad thickness that satisfies the condition that the total crosstalk per 2 km of fiber length is -30 dB or less that satisfies the condition that the total distance between cores is -30 dB or less, and the absorption loss to the coating per fiber length of 2 km is 0.01 dB or less Table 2 below shows the results obtained by determining the lower limit value of each core arrangement shown in FIG.
上記の表2によれば、以下のことが分かる。すなわち、コア配置が六方最密配置である場合、コア間距離(各コアの中心からそのコアに最も近いコアの中心までの距離)は30.7μm以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長2kmあたりの合計クロストークを−30dB以下に抑えることができる。また、コア配置が単リング配置である場合、コア間距離は29.9μm以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長2kmあたりの合計クロストークを−30dB以下に抑えることができる。また、コア配置が正方格子配置であり、コア数mが8未満である場合、コア間距離は30.1μm以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長2kmあたりの合計クロストークを−30dB以下に抑えることができる。また、コア配置が正方格子配置であり、コア数mが8以上である場合、コア間距離は30.3μm以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長2kmあたりの合計クロストークを−30dB以下に抑えることができる。 According to Table 2 above, the following can be understood. That is, when the core arrangement is a hexagonal close-packed arrangement, the inter-core distance (the distance from the center of each core to the center of the core closest to the core) is preferably 30.7 μm or more. Thereby, the total crosstalk per 2 km of fiber length can be suppressed to -30 dB or less. When the core arrangement is a single ring arrangement, the inter-core distance is preferably 29.9 μm or more. Thereby, the total crosstalk per 2 km of fiber length can be suppressed to -30 dB or less. When the core arrangement is a square lattice arrangement and the number m of cores is less than 8, the inter-core distance is preferably 30.1 μm or more. Thereby, the total crosstalk per 2 km of fiber length can be suppressed to -30 dB or less. Further, when the core arrangement is a square lattice arrangement and the number m of cores is 8 or more, the inter-core distance is preferably 30.3 μm or more. Thereby, the total crosstalk per 2 km of fiber length can be suppressed to -30 dB or less.
また、上記の表2によれば、更に以下のことが分かる。すなわち、コア配置が六方最密配置である場合、クラッド厚は24.5μm以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長2kmあたりの被覆への吸収損失を0.01dB以下に抑えることができる。また、コア配置が単リング配置である場合、クラッド厚は24.5μm以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長2kmあたりの被覆への吸収損失を0.01dB以下に抑えることができる。また、コア配置が正方格子配置である場合、クラッド厚は24.5μm以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長2kmあたりの被覆への吸収損失を0.01dB以下に抑えることができる。なお、コアにゲルマニウムが添加された一般的な光ファイバの伝送損失は、1kmあたり0.18〜0.30dB程度である。したがって、ファイバ長2kmあたりの0.01dB以下の吸収損失は、伝送損失と比べて無視し得る大きさである。 Further, according to Table 2 above, the following can be further understood. That is, when the core arrangement is a hexagonal close-packed arrangement, the cladding thickness is preferably 24.5 μm or more. Thereby, the absorption loss to the coating per 2 km of fiber length can be suppressed to 0.01 dB or less. When the core arrangement is a single ring arrangement, the cladding thickness is preferably 24.5 μm or more. Thereby, the absorption loss to the coating per 2 km of fiber length can be suppressed to 0.01 dB or less. When the core arrangement is a square lattice arrangement, the cladding thickness is preferably 24.5 μm or more. Thereby, the absorption loss to the coating per 2 km of fiber length can be suppressed to 0.01 dB or less. The transmission loss of a general optical fiber in which germanium is added to the core is about 0.18 to 0.30 dB per km. Therefore, the absorption loss of 0.01 dB or less per 2 km of fiber length is negligible compared to the transmission loss.
図9は、六方最密配置、単リング配置、正方格子配置のそれぞれについて、コア間距離及びクラッド厚を上記のように設定したときに、収容可能なコア数mをクラッド径の関数として表したグラフである。 FIG. 9 shows the number of cores m that can be accommodated as a function of the cladding diameter when the inter-core distance and the cladding thickness are set as described above for each of the hexagonal close-packed arrangement, the single ring arrangement, and the square lattice arrangement. It is a graph.
図9によれば、以下のことが分かる。すなわち、コア配置が六方最密配置であり、クラッド径が155.3μm未満である場合、7コア(m=7)又は12コア(m=12)のマルチコアファイバ1を実現することができる。これらのなかで、12コアのマルチコアファイバ1は、合計クロストークを−30dB以下に抑えると共に、被覆への吸収損失を0.01dB以下に抑えながら、コア数mが最大化されている点で、大容量伝送に適した特に好ましいマルチコアファイバであると言える。また、コア配置が単リング配置であり、クラッド径が173.8μm未満である場合、6コア(m=6)、7コア(m=7)、8コア(m=8)、9コア(m=9)、又は10コア(m=10)のマルチコアファイバ1を実現することができる。これらのなかで、10コアのマルチコアファイバ1は、合計クロストークを−30dB以下に抑えると共に、被覆への吸収損失を0.01dB以下に抑えながら、コア数mが最大化されている点で、大容量伝送に適した特に好ましいマルチコアファイバであると言える。また、コア配置が正方格子配置であり、クラッド径が177.5μm未満である場合、4コア(m=4)、6コア(m=6)、8コア(m=8)、又は12コア(m=12)のマルチコアファイバ1を実現することができる。これらのなかで、12コアのマルチコアファイバ1は、合計クロストークを−30dB以下に抑えると共に、被覆への吸収損失を0.01dB以下に抑えながら、コア数mが最大化されている点で、大容量伝送に適した特に好ましいマルチコアファイバであると言える。また、8コアのマルチコアファイバ1は、12コアのマルチコアファイバ1に次いで好ましいマルチコアファイバであると言える。
According to FIG. 9, the following can be understood. That is, when the core arrangement is a hexagonal close-packed arrangement and the clad diameter is less than 155.3 μm, a 7-core (m = 7) or 12-core (m = 12)
図10は、(1)クラッド径が125μmであるマルチコアファイバ1を1%プルーフした場合、(2)クラッド径が150μmであるマルチコアファイバ1を1%プルーフした場合、(3)クラッド径が150μmであるマルチコアファイバ1を1.5%プルーフした場合に得られる、破断確率の曲げ直径依存性を示すグラフである。ただし、破断確率は、クラッド径が125μm、プルーフレベルが1%、曲げ直径が30mmのときの破断確率を1として規格化している。プルーフレベルが等しい(1)の場合と(2)の場合との比較から、クラッド径が大きくなると破断確率が上昇する(機械的信頼性が低下する)ことが分かる。ただし、クラッド径が150μmであるマルチコアファイバ1を1.3%プルーフした場合には、クラッド径が125μmであるマルチコアファイバ1の1%プルーフした場合と同程度かもしくはクラッド径が125μmであるマルチコアファイバ1の1%プルーフした場合以上の信頼性を担保することができる。一般的に使用されるプルーフ機は、クラッド径が125μmである光ファイバを2%プルーフするために、4000gfまでの荷重に対応している。クラッド径が150μmのマルチコアファイバ1の1.3%プルーフは、荷重3740gfで行うことができるので、既存のプルーフ装置でも十分に対応することができる。
FIG. 10 shows (1) 1% proof of
〔マルチコアファイバの第2の設計例〕
デ−タセンタ内又はデ−タセンタ間のOバンド通信への適用を想定した、マルチコアファイバ1の第2の設計例について説明する。
[Second design example of multi-core fiber]
A second design example of the
まず、各コア11aiについては、マルチコアファイバ1の中間部において、下記の表3に示す光学特性を満たすように設計する。
First, each core 11ai is designed so as to satisfy the optical characteristics shown in Table 3 below in the middle part of the
上記表3に記載のコアΔ、コア半径、MFD@1.31μm、MFD@1.55μm、及びカットオフ波長の各々は、それぞれ、上記表1に記載のコアΔ、コア半径、MFD@1.31μm、MFD@1.55μm、及びカットオフ波長の各々と同じものを表す。本設計例においては、中間部における各コア11aiの波長1310nmにおけるモードフィールド径を、5.4μmとしている。 Each of the core Δ, the core radius, MFD@1.31 μm, MFD@1.55 μm, and the cut-off wavelength described in Table 3 above is the core Δ, core radius, MFD @ 1. It represents the same as each of 31 μm, MFD@1.55 μm, and cutoff wavelength. In this design example, the mode field diameter at the wavelength 1310 nm of each core 11ai in the intermediate portion is 5.4 μm.
各コア11aiが上記の表2を満たすように設計されたマルチコアファイバ1に関して、2コア間クロストークのコア間距離依存性を図11に示し、被覆への吸収損失のクラッド厚依存性を図12に示す。これらは、各コアaiを伝搬する光の波長を1360nm、マルチコアファイバ1の曲げ半径を500mmと仮定した数値計算の結果である。1360nmは、Oバンドで最も長い波長であり、2コア間クロストークと被覆への吸収損失とが最も大きくなる波長と考えられる。
For the
また、本設計例においても第1の設計例の場合と同様に、合計クロストークを用いてマルチコアファイバ1の構造を決める必要がある。
Also in this design example, as in the case of the first design example, it is necessary to determine the structure of the
ファイバ長2kmあたりの合計クロストークが−30dB以下になるという条件を満たすコア間距離の下限値、及び、ファイバ長2kmあたりの被覆への吸収損失が0.01dB以下になるという条件を満たすクラッド厚の下限値を、図3に示した各コア配置について求めた結果を下記の表4に示す。 Clad thickness that satisfies the condition that the total crosstalk per 2 km of fiber length is -30 dB or less that satisfies the condition that the total distance between cores is -30 dB or less, and the absorption loss to the coating per fiber length of 2 km is 0.01 dB or less Table 4 below shows the results obtained by determining the lower limit value of each core arrangement shown in FIG.
上述したように、図3の(a)は、コア11a1〜11amが六方最密配置されたマルチコアファイバ1の断面図であり、図3の(b)は、コア11a1〜11amが単リング配置されたマルチコアファイバ1の断面図であり、図3の(c)は、コア11a1〜11amが正方格子配置されたマルチコアファイバ1の断面図である。
As described above, FIG. 3A is a cross-sectional view of the
上記の表4によれば、以下のことが分かる。すなわち、コア配置が六方最密配置である場合、コア間距離(各コアの中心からそのコアに最も近いコアの中心までの距離)は25.5μm以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長2kmあたりの合計クロストークを−30dB以下に抑えることができる。また、コア配置が正方格子配置であり、コア数mが8未満である場合、コア間距離は25.0μm以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長2kmあたりの合計クロストークを−30dB以下に抑えることができる。また、コア配置が正方格子配置であり、コア数mが8以上である場合、コア間距離は25.5μm以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長2kmあたりの合計クロストークを−30dB以下に抑えることができる。また、コア配置が単リング配置である場合、コア間距離は24.7μm以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長2kmあたりの合計クロストークを−30dB以下に抑えることができる。 According to Table 4 above, the following can be understood. That is, when the core arrangement is a hexagonal close-packed arrangement, the inter-core distance (the distance from the center of each core to the center of the core closest to the core) is preferably 25.5 μm or more. Thereby, the total crosstalk per 2 km of fiber length can be suppressed to -30 dB or less. When the core arrangement is a square lattice arrangement and the number m of cores is less than 8, the inter-core distance is preferably 25.0 μm or more. Thereby, the total crosstalk per 2 km of fiber length can be suppressed to -30 dB or less. Further, when the core arrangement is a square lattice arrangement and the number m of cores is 8 or more, the inter-core distance is preferably 25.5 μm or more. Thereby, the total crosstalk per 2 km of fiber length can be suppressed to -30 dB or less. When the core arrangement is a single ring arrangement, the inter-core distance is preferably 24.7 μm or more. Thereby, the total crosstalk per 2 km of fiber length can be suppressed to -30 dB or less.
また、上記の表4によれば、更に以下のことが分かる。すなわち、コア配置が六方最密配置である場合、クラッド厚は20.3μm以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長2kmあたりの被覆への吸収損失を0.01dB以下に抑えることができる。また、コア配置が正方格子配置である場合、クラッド厚は20.3μm以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長2kmあたりの被覆への吸収損失を0.01dB以下に抑えることができる。すなわち、コア配置が六方最密配置である場合、クラッド厚は20.3μm以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長2kmあたりの被覆への吸収損失を0.01dB以下に抑えることができる。すなわち、コア配置が単リング配置である場合、クラッド厚は20.3μm以上であることが好ましい。なお、コアにゲルマニウムが添加された一般的な光ファイバの伝送損失は、1kmあたり0.18〜0.30dB程度である。したがって、ファイバ長2kmあたりの0.01dB以下の吸収損失は、伝送損失と比べて無視し得る大きさである。 Moreover, according to said Table 4, the following is further understood. That is, when the core arrangement is a hexagonal close-packed arrangement, the cladding thickness is preferably 20.3 μm or more. Thereby, the absorption loss to the coating per 2 km of fiber length can be suppressed to 0.01 dB or less. When the core arrangement is a square lattice arrangement, the cladding thickness is preferably 20.3 μm or more. Thereby, the absorption loss to the coating per 2 km of fiber length can be suppressed to 0.01 dB or less. That is, when the core arrangement is a hexagonal close-packed arrangement, the cladding thickness is preferably 20.3 μm or more. Thereby, the absorption loss to the coating per 2 km of fiber length can be suppressed to 0.01 dB or less. That is, when the core arrangement is a single ring arrangement, the cladding thickness is preferably 20.3 μm or more. The transmission loss of a general optical fiber in which germanium is added to the core is about 0.18 to 0.30 dB per km. Therefore, the absorption loss of 0.01 dB or less per 2 km of fiber length is negligible compared to the transmission loss.
Oバンド通信への適用を想定したマルチコアファイバ1において、コアの配置が正方格子配置であり、クラッド径が80μmである場合、4コア(m=4)のマルチコアファイバ1を実現することができる(図13の(a)参照)。なお、図13の(a)に示したマルチコアファイバ1において、正方格子の格子点上に配置された4つの11a1〜11a4の重心は、外側クラッド12cの中心に対して、図13の(a)における下方向に偏心した状態で配置されている。したがって、コア11a1,11a2は、特許請求の範囲における「第1コア」の一例であり、コア11a3,11a4は、特許請求の範囲における「第2コア」の一例である。
In the
また、Oバンド通信への適用を想定したマルチコアファイバ1において、コアの配置が正方格子配置であり、クラッド径が125μm以下である場合、12コア(m=12)のマルチコアファイバ1を実現することができる(図13の(b)参照)。
Further, in the
また、Oバンド通信への適用を想定したマルチコアファイバ1において、コアの配置が六方最密配置であり、クラッド径が125μm以下である場合、12コア(m=12)のマルチコアファイバ1を実現することができる(図13の(c)参照)。
Further, in the
また、Oバンド通信への適用を想定したマルチコアファイバ1において、コアの配置が正方格子配置であり、クラッド径が150μm以下である場合、16コア(m=16)のマルチコアファイバ1を実現することができる(図13の(b)参照)。
Further, in the
なお、本願明細書に記載の80μm、125μm、及び150μmといったクラッド径は、いずれもマルチコアファイバ1の設計時に採用した設計値を意味する。実際に製造されたマルチコアファイバ1のクラッド径は、厳密に上記設計値に一致していなくてもよく、マルチコアファイバ1の製造工程(主に線引き工程)において生じ得る製造交差の範囲内に含まれていればよい。マルチコアファイバ1の製造工程(主に線引き工程)において生じ得る製造交差の範囲の一例としては、上記設計値を基準として±1μmが挙げられる。本願発明の各態様においては、クラッド径が上記設計値を基準として製造交差の範囲内に含まれる場合、そのマルチコアファイバ1のクラッド径は、設計値に略一致していると見做す。
Note that the cladding diameters of 80 μm, 125 μm, and 150 μm described in the specification of the present application all mean design values adopted when the
〔実施例1〕
コア数が12、コア配置が正方格子配置、コア間距離が31μm、コア径が2.5μm、内側クラッド径が9μm、クラッド径が150μm、クラッド厚が26.0μmである、ファイバ長2kmのマルチコアファイバAを製造した。内側クラッドは、マルチコアファイバAの全長に亘って設けた。
[Example 1]
Multicore with a fiber length of 2 km, 12 cores, square lattice arrangement, 31 μm between cores, core diameter 2.5 μm,
この際、各コアには、ゲルマニウムを添加した。各コアに添加したゲルマニウムの濃度は10Wt%であった。また、内側クラッドには、フッ素、ゲルマニウム、及びリンを共添加した。内側クラッドに添加したフッ素の濃度は0.3Wt%であり、内側クラッドに添加したゲルマニウムの濃度は1.0Wt%であり、内側クラッドに添加したリンの濃度は0.6Wt%であった。これにより、内側クラッドの外側クラッドに対する比屈折率差は、−0.1%以上+0.1%以下となった。 At this time, germanium was added to each core. The concentration of germanium added to each core was 10 Wt%. Further, fluorine, germanium, and phosphorus were co-added to the inner cladding. The concentration of fluorine added to the inner cladding was 0.3 Wt%, the concentration of germanium added to the inner cladding was 1.0 Wt%, and the concentration of phosphorus added to the inner cladding was 0.6 Wt%. Thereby, the relative refractive index difference between the inner cladding and the outer cladding became −0.1% or more and + 0.1% or less.
マルチコアファイバAの光学特性を測定した結果を下記の表5に示す。 The results of measuring the optical characteristics of the multicore fiber A are shown in Table 5 below.
マルチコアファイバAにおいて、波長1565nmにおけるファイバ長2kmあたりの2コア間クロストークは、−39dBとなった。また、マルチコアファイバAにおいて、波長1565nmにおけるファイバ長2kmあたりの合計クロストークは、−35dBとなった。すなわち、クロストークが十分に小さいマルチコアファイバが得られた。 In the multi-core fiber A, the crosstalk between the two cores per 2 km of fiber length at a wavelength of 1565 nm was −39 dB. In the multi-core fiber A, the total crosstalk per fiber length of 2 km at a wavelength of 1565 nm was −35 dB. That is, a multicore fiber with sufficiently small crosstalk was obtained.
マルチコアファイバAに、標準マルチコアファイバを融着接続した。ここで、標準マルチコアファイバとは、各コアの構造が、モードフィード径が8.6μmであるITU−T
G.657A1に準拠したシングルモードファイバのコアの構造と同一であり、コア数及びコア配置が、マルチコアファイバAと同一であり、クラッド径が150μmであるマルチコアファイバのことを指す。融着接続には、放電強度一定のアーク放電を用いた。融着接続により、マルチコアファイバ1の端部が加熱され、その結果、マルチコアファイバAの端部における各コアのモードフィールド径が、マルチコアファイバAの中間部における各コアのモードフィールド径よりも大きくなった。これにより、本実施形態に係る熱コア拡大後のマルチコアファイバ1(図2参照)の第1の実施例となるマルチコアファイバA’が得られた。
A standard multicore fiber was fusion spliced to the multicore fiber A. Here, the standard multi-core fiber is an ITU-T in which the structure of each core has a mode feed diameter of 8.6 μm.
G. This refers to a multi-core fiber having the same structure as the core of a single mode fiber compliant with 657A1, the number of cores and the core arrangement being the same as those of the multi-core fiber A, and a cladding diameter of 150 μm. For fusion splicing, arc discharge with a constant discharge intensity was used. The end of the
更に、クロストークの低減効果を確認するために、以下の実験を行った。すなわち、参考例として、コア数が12、コア配置が正方格子配置、コア間距離が31.0μm、コア径が3.8nm、コアΔ(コアのクラッドに対する比屈折率差)が0.365%である標準マルチコアファイバPを製造した。この標準マルチコアファイバPの光学特定を測定した結果、カットオフ波長は1203nm、波長1310nmにおける実効コア断面積Aeffは57.5μm2、波長1550nmにおける実効コア断面積Aeffは73.63μm2、波長1310nmにおけるモードフィールド径は8.6μm、波長1550nmにおけるモードフィールド径は9.87μmであった。次に、マルチコアファイバ1の実施例として、中間部におけるモードフィールド径を除き、標準マルチコアファイバと同様に構成されたマルチコアファイバQを製造した。このマルチコアファイバQの端部におけるモードフィールド径は、マルチコアファイバPの端部におけるモードフィールド径と一致した。また、このマルチコアファイバQの中間部におけるモードフィールド径(5.5μm)は、マルチコアファイバPの端部におけるモードフィールド径(8.6μm)よりも小さくなった。
Furthermore, the following experiment was conducted in order to confirm the effect of reducing crosstalk. That is, as a reference example, the number of cores is 12, the core arrangement is a square lattice arrangement, the distance between cores is 31.0 μm, the core diameter is 3.8 nm, and the core Δ (the relative refractive index difference of the core with respect to the cladding) is 0.365%. A standard multi-core fiber P was produced. As a result of measuring the optical characteristics of the standard multi-core fiber P, the effective core area Aeff at the cutoff wavelength is 1203 nm, the wavelength 1310 nm is 57.5 μm 2 , the effective core area Aeff at the wavelength 1550 nm is 73.63 μm 2 , and the wavelength is 1310 nm. The mode field diameter was 8.6 μm, and the mode field diameter at a wavelength of 1550 nm was 9.87 μm. Next, as an example of the
これら2つのマルチコアファイバP,Qの各々に関して、曲げ半径を500mmとしたときに得られる、波長1565nmにおける2コア間クロストークの大きさを測定した。その結果、参考例に係るマルチコアファイバPに関して、曲げ半径を500mmとしたときに得られる、波長1565nmにおける2コア間クロストークの大きさは、ファイバ長20mあたり−10.3dBであった。一方、実施例に係るマルチコアファイバQに関して、曲げ半径を500mmとしたときに得られる、波長1565nmにおける2コア間クロストークの大きさは、ファイバ長2000mあたり−38.3dBであった。すなわち、実施例に係るマルチコアファイバQにおいて、顕著なクロストーク低減効果のあることが確かめられた。なお、後述する実施例2及び実施例3についても、同様の実験を行って、同様の結果が得られることが確かめられている。 For each of these two multi-core fibers P and Q, the magnitude of crosstalk between the two cores at a wavelength of 1565 nm obtained when the bending radius was 500 mm was measured. As a result, regarding the multi-core fiber P according to the reference example, the magnitude of the crosstalk between the two cores at the wavelength of 1565 nm obtained when the bending radius was 500 mm was −10.3 dB per 20 m of the fiber length. On the other hand, regarding the multi-core fiber Q according to the example, the size of the crosstalk between the two cores at the wavelength of 1565 nm obtained when the bending radius was 500 mm was −38.3 dB per 2000 m of the fiber length. That is, it was confirmed that the multi-core fiber Q according to the example has a significant crosstalk reduction effect. In addition, it is confirmed that the same result is obtained by performing the same experiment for Example 2 and Example 3 described later.
〔実施例2〕
第1の実施例と同様、コア数が12、コア配置が正方格子配置、コア間距離が31μm、クラッド径が150μm、クラッド厚が26.0μmである、ファイバ長2kmのマルチコアファイバBを製造した。ただし、マルチコアファイバBにおいては、内側クラッドを設けなかった。すなわち、マルチコアファイバBにおいては、ゲルマニウムが添加されたコアの側面が、ドーパントが添加されていない外側クラッドで直接覆われている。なお、各コアに添加したゲルマニウムの濃度は10Wt%であった。
[Example 2]
As in the first example, a multi-core fiber B having a fiber length of 2 km and having a core number of 12, a core arrangement of a square lattice arrangement, a distance between cores of 31 μm, a cladding diameter of 150 μm, and a cladding thickness of 26.0 μm was manufactured. . However, in the multi-core fiber B, no inner cladding was provided. That is, in the multi-core fiber B, the side surface of the core to which germanium is added is directly covered with the outer cladding to which no dopant is added. The concentration of germanium added to each core was 10 Wt%.
マルチコアファイバBの光学特性を測定したところ、マルチコアファイバAと同様の結果が得られた。また、2コア間クロストーク及び合計クロストークを測定したところ、マルチコアファイバAと同様の結果が得られた。 When the optical characteristics of the multi-core fiber B were measured, the same results as for the multi-core fiber A were obtained. Further, when the crosstalk between the two cores and the total crosstalk were measured, the same result as that of the multicore fiber A was obtained.
マルチコアファイバBに、第1の実施例と同様の方法で、上述した標準マルチコアファイバを融着接続した。融着接続により、マルチコアファイバ1の端部が加熱され、その結果、マルチコアファイバBの端部における各コアのモードフィールド径が、マルチコアファイバBの中間部における各コアのモードフィールド径よりも大きくなった。マルチコアファイバBはコアへのドーパント濃度が標準マルチコアファイバと比べて高いので、標準マルチコアファイバと比べてコア径拡大の効果が大きい。これにより、本実施形態に係る熱コア拡大後のマルチコアファイバ1(図2参照)の第2の実施例となるマルチコアファイバB’が得られた。なお、上述したマルチコアファイバBにおいては、ゲルマニウムが添加されたコアの側面が、ドーパントが添加されていない外側クラッドで直接覆われているがこれに限定されない。すなわち、ゲルマニウムが添加されたコアの側面が、ドーパントが添加されていない内側クラッドで直接覆われていて、さらに、当該内側クラッドの側面がドーパントが添加されていない外側クラッドで直接覆われたマルチコアファイバB’’を製造してもよい。このようなマルチコアファイバB’’の光学特性並びに2コア間クロストーク及び合計クロストークは、上述したマルチコアファイバBの光学特性並びに2コア間クロストーク及び合計クロストークと同様の結果が得られた。また、マルチコアファイバB’’に、第1の実施例と同様の方法により、上述した標準マルチコアファイバとの融着接続によって、熱コア拡大後のマルチコアファイバB’と同様のマルチコアファイバB’’’が得られる。したがって、以下に説明するマルチコアファイバBはマルチコアファイバB’’であってもよく、マルチコアファイバB’はマルチコアファイバB’’’であってもよい。
The above-mentioned standard multicore fiber was fusion spliced to the multicore fiber B in the same manner as in the first example. The end of the
〔実施例3〕
マルチコアファイバAから、長さ5cmのマルチコアファイバA1、及び、長さ5cmのマルチコアファイバA2を切り出した。そして、マルチコアファイバBの一端にマルチコアファイバA1を融着接続する共に、マルチコアファイバBの他端にマルチコアファイバA2を融着接続することによって、マルチコアファイバCを製造した。マルチコアファイバCは、本実施形態に係る熱コア拡大前のマルチコアファイバ1(図1参照)の一実施例である。
Example 3
From the multicore fiber A, a multicore fiber A1 having a length of 5 cm and a multicore fiber A2 having a length of 5 cm were cut out. The multi-core fiber C was manufactured by fusion-connecting the multi-core fiber A1 to one end of the multi-core fiber B and fusion-connecting the multi-core fiber A2 to the other end of the multi-core fiber B. The multicore fiber C is an example of the multicore fiber 1 (see FIG. 1) before the thermal core expansion according to the present embodiment.
マルチコアファイバCは、マルチコアファイバA1により構成される5cmの区間I1、マルチコアファイバA2により構成される5cmの区間I2、及び、マルチコアファイバBにより構成される2kmの区間I3により構成される。したがって、マルチコアファイバCにおいて生じるクロストークは、マルチコアファイバBにおいて生じるクロストークと同程度である。すなわち、マルチコアファイバCにおいても、波長1565nmにおけるファイバ長2kmあたりの2コア間クロストークは−39dB程度となり、波長1565nmにおけるファイバ長2kmあたりの合計クロストークは−35dB程度となる。 The multi-core fiber C is composed of a 5-cm section I1 composed of the multi-core fiber A1, a 5-cm section I2 composed of the multi-core fiber A2, and a 2-km section I3 composed of the multi-core fiber B. Therefore, the crosstalk that occurs in the multicore fiber C is comparable to the crosstalk that occurs in the multicore fiber B. That is, also in the multi-core fiber C, the crosstalk between two cores per 2 km of fiber length at a wavelength of 1565 nm is about −39 dB, and the total crosstalk per 2 km of fiber length at a wavelength of 1565 nm is about −35 dB.
マルチコアファイバCに、第1の実施例と同様の方法で、上述した標準マルチコアファイバを融着接続した。融着接続時の加熱により、マルチコアファイバCの端部における各コアのモードフィールド径が、マルチコアファイバCの中間部における各コアのモードフィールド径よりも大きくなった。これにより、本実施形態に係る熱コア拡大後のマルチコアファイバ1(図2参照)の第3の実施例となるマルチコアファイバC’が得られた。 The above-mentioned standard multicore fiber was fusion spliced to the multicore fiber C in the same manner as in the first embodiment. The mode field diameter of each core at the end of the multi-core fiber C is larger than the mode field diameter of each core at the intermediate part of the multi-core fiber C due to heating at the time of fusion splicing. As a result, a multi-core fiber C ′ serving as a third example of the multi-core fiber 1 (see FIG. 2) after expanding the thermal core according to the present embodiment was obtained.
〔各実施例に係るマルチコアファイバの接続損失〕
図14の(a)は、マルチコアファイバA,B,Cに標準マルチコアファイバを融着接続する際の波長1310nmにおける接続損失の加熱時間(放電時間)依存性を示したグラフである。
[Connection loss of multi-core fiber according to each embodiment]
FIG. 14A is a graph showing the dependence of the connection loss on the heating time (discharge time) at a wavelength of 1310 nm when the standard multi-core fiber is fusion spliced to the multi-core fibers A, B, and C. FIG.
図14の(a)から以下のことが分かる。マルチコアファイバA,Cと標準マルチコアファイバとの融着接続では、100s程度の加熱(アーク放電)によって、接続損失を0.1dB以下にすることができる。これは、マルチコアファイバA,Cでは、標準マルチコアファイバと融着接続される端部に熱拡散促進ドーパントである第2ドーパントが添加された内側クラッドが設けられており、コアに添加されたゲルマニウムの熱拡散速度が大きいためであると考えられる。また、マルチコアファイバBと標準マルチコアファイバとの融着接続においても、加熱時間(放電時間)が長くなるほど、接続損失が小さくなることが見て取れる。したがって、マルチコアファイバBと標準マルチコアファイバとの融着接続においても、加熱時間(放電時間)を十分に長くすれば、より正確には、マルチコアファイバA,Cに対する加熱時間よりも長くすれば、接続損失を十分に小さくすることができる。なお、加熱時間が長くなり過ぎると、マルチコアファイバA,B,Cのモードフィールド径が標準マルチコアファイバのモードフィールド径よりも大きくなって、逆に接続損失が増加する場合がある。このため、加熱時間は、これらの点を考慮して適切に決めることが好ましい。 The following can be understood from FIG. In the fusion splicing of the multi-core fibers A and C and the standard multi-core fiber, the connection loss can be reduced to 0.1 dB or less by heating (arc discharge) for about 100 s. This is because the multi-core fibers A and C are provided with an inner clad to which a second dopant, which is a thermal diffusion promoting dopant, is added at the end portion fused to the standard multi-core fiber, and the germanium added to the core This is probably because the thermal diffusion rate is high. Also, it can be seen that, in the fusion splicing between the multi-core fiber B and the standard multi-core fiber, the connection loss decreases as the heating time (discharge time) increases. Therefore, even in the fusion splicing of the multicore fiber B and the standard multicore fiber, if the heating time (discharge time) is made sufficiently long, more precisely, if the heating time for the multicore fibers A and C is made longer, the connection Loss can be made sufficiently small. If the heating time is too long, the mode field diameter of the multicore fibers A, B, and C becomes larger than the mode field diameter of the standard multicore fiber, and conversely the connection loss may increase. For this reason, it is preferable that the heating time is appropriately determined in consideration of these points.
図14の(b)は、マルチコアファイバA同士、マルチコアファイバB同士、マルチコアファイバC同士を融着接続する際の波長1310nmにおける接続損失の軸ずれ量d依存性を示したグラフである。融着接続における加熱時間(放電時間)は100sとした。 FIG. 14B is a graph showing the dependence of the connection loss on the axis deviation d at the wavelength of 1310 nm when the multi-core fibers A, the multi-core fibers B, and the multi-core fibers C are fusion spliced. The heating time (discharge time) in the fusion splicing was 100 s.
図14の(b)から以下のことが分かる。すなわち、各軸ずれ量dに対して、マルチコアファイバA同士及びマルチコアファイバC同士を融着接続する際の接続損失は、マルチコアファイバB同士を融着接続する際の接続損失よりも小さくなる。これは、マルチコアファイバA同士及びマルチコアファイバC同士を融着接続においても、100s程度の加熱(アーク放電)によって、端部におけるモードフィールド径が十分に拡大し、軸ずれに対するトレランスが十分に大きくなったからであると考えられる。なお、マルチコアファイバC同士の融着接続においても、端部におけるモードフィールド径が拡大し、軸ずれに対するトレランスが大きくなるという効果が認められる。ここで、端部に熱拡散促進ドーパントが添加されているマルチコアファイバA、Cの方が、端部に熱拡散促進ドーパントが添加されていないマルチコアファイバBよりも、より顕著な効果が得られる。 The following can be understood from FIG. That is, for each axis deviation amount d, the connection loss when the multi-core fibers A and the multi-core fibers C are fusion-bonded is smaller than the connection loss when the multi-core fibers B are fusion-connected. This is because even in the fusion splicing between the multi-core fibers A and the multi-core fibers C, the mode field diameter at the end is sufficiently enlarged by heating (arc discharge) for about 100 s, and the tolerance against the axial deviation is sufficiently large. This is thought to be because of this. Even in the fusion splicing between the multi-core fibers C, the effect that the mode field diameter at the end is enlarged and the tolerance against the axial deviation is increased is recognized. Here, the multi-core fibers A and C in which the thermal diffusion promoting dopant is added to the end part are more effective than the multi-core fiber B in which the thermal diffusion promoting dopant is not added to the end part.
なお、マルチコアファイバAは、その製造に際して融着接続を要さず、その内部に融着接続点を含まない。したがって、その製造に関して融着接続工程を要さないというメリットがあり、その光学特性に関して融着接続点における接続損失が生じ難いというメリットがある。また、マルチコアファイバCは、その大部分を占める、マルチコアファイバBにより構成される区間I3において、内側クラッドを含まない。したがって、その製造に際して添加する必要のあるドーパントの量が少なく、その結果として、製造コストを抑え易いというメリットがある。 Note that the multi-core fiber A does not require fusion splicing in its manufacture, and does not include a fusion splicing point inside. Therefore, there is a merit that a fusion splicing step is not required for the production, and there is a merit that a connection loss at a fusion splicing point hardly occurs with respect to the optical characteristics. Further, the multi-core fiber C does not include the inner cladding in the section I3 constituted by the multi-core fiber B, which occupies most of the multi-core fiber C. Therefore, there is an advantage that the amount of dopant that needs to be added in the production is small, and as a result, the production cost can be easily suppressed.
〔適用例1〕
本実施形態に係るマルチコアファイバ1は、例えば、光コネクタに適用することができる。マルチコアファイバ1を含む光コネクタについて、図15を参照して説明する。図15は、マルチコアファイバ1を含む光コネクタ100の構成を示す模式図である。なお、図15には、光コネクタ100の接続相手となる光コネクタ200の構成も併せて示している。
[Application Example 1]
The
光コネクタ100は、コネクタ筐体101と、端部を熱コア拡大した後にコネクタ筐体101の内部に引き込まれたマルチコアファイバ1と、コネクタ筐体101の外部においてマルチコアファイバ1の側面を覆うシース102と、を備えている。光コネクタ200は、コネクタ筐体201と、コネクタ筐体201の内部に引き込まれたマルチコアファイバ2と、コネクタ筐体201の外部においてマルチコアファイバ2の側面を覆うシース202と、を備えている。なお、マルチコアファイバ2は、例えば、ITU−T G.657A1に準拠したシングルモードファイバと同一のコア構造を有するマルチコアファイバ(以下、「標準マルチコアファイバ」と記載する)である。コネクタ筐体101とコネクタ筐体201とを機械的に接続すると、マルチコアファイバ1の端面とマルチコアファイバ2の端面とが突き合せられ、その結果、マルチコアファイバ1の各コアとマルチコアファイバ2の各コアとが光学的に接続される。
The
マルチコアファイバ1の中間部における各コアのモードフィールド径は、マルチコアファイバ1の端部における各コアのモードフィールド径よりも小さくなっている。これにより、マルチコアファイバ1の中間部において生じ得る各種クロストークを小さく抑えることができる。また、マルチコアファイバ1の端部における各コアのモードフィールド径は、マルチコアファイバ2における各コアのモードフィールド径と同程度まで拡大されている。これにより、マルチコアファイバ1とマルチコアファイバ2との接続損失を小さく抑えることができる。
The mode field diameter of each core in the middle portion of the
参考例として、熱コア拡大前のマルチコアファイバA(実施例1参照)をマルチコアファイバ1として用いた単芯SC型の光コネクタ100を製造した。そして、この光コネクタ100を、標準マルチコアファイバをマルチコアファイバ2として用いた単芯SC型の光コネクタ100と接続して接続損失を測定した。その結果、接続損失は0.6dB〜1dBであった。
As a reference example, a single-core SC type
また、実施例として、熱コア拡大後のマルチコアファイバA’(実施例1参照)をマルチコアファイバ1として用いた単芯SC型の光コネクタ100を製造した。そして、この光コネクタを、標準マルチコアファイバをマルチコアファイバ2として用いた単芯SC型の光コネクタ100と接続して接続損失を測定した。その結果、接続損失は0.3dB以下であった。
In addition, as an example, a single-core SC
これにより、熱コア拡大後のマルチコアファイバA’を用いた実施例に係る光コネクタ100は、熱コア拡大前のマルチコアファイバAを用いた参考例に係る光コネクタ100と比べて、標準マルチコアファイバを用いた光コネクタとの接続損失を小さく抑えられることが確かめられた。なお、コネクタの形態をSC型からFC型へと変更すれば、接続損失を更に小さく抑えられることが期待される。
Thus, the
なお、ここでは、光コネクタ200に含まれるマルチコアファイバ2として、標準マルチコアファイバを用いることを想定したが、本適用例は、これに限定されない。例えば、光コネクタ200に含まれるマルチコアファイバ2として、光コネクタ100に含まれるマルチコアファイバ1と同様のマルチコアファイバ、すなわち、端部を熱コア拡大されたマルチコアファイバ1を用いてもよい。
Here, it is assumed that a standard multi-core fiber is used as the
〔適用例2〕
本実施形態に係るマルチコアファイバ1は、例えば、ファンイン/ファンアウトデバイスに適用することができる。マルチコアファイバ1を含むファンイン/ファンアウトデバイスについて、図16を参照して説明する。図16の(a)は、マルチコアファイバ1を含む、ファイババンドル型のファンイン/ファンアウトデバイス300Aの構成を示す模式図である。図16の(b)は、マルチコアファイバ1を含む、平面光導波路型のファンイン/ファンアウトデバイス300Bを示す模式図である。
[Application Example 2]
The
ファイババンドル型のファンイン/ファンアウトデバイス300Aは、図16の(a)に示すように、マルチコアファイバ1と、複数のシングルコアファイバ21〜22と、屈折率整合樹脂体(又はキャピラリ)301とを備えている。シングルコアファイバ21〜22の個数は、マルチコアファイバ1のコア数と同数、又は、それ以下である。シングルコアファイバ21〜22は、それぞれ、マルチコアファイバ1のコアに接続されている。屈折率整合樹脂体301は、マルチコアファイバ1の端部及びシングルコアファイバ21〜22の端部を包み込み、マルチコアファイバ1とシングルコアファイバ21〜22とを一体化している。なお、シングルコアファイバ21〜22は、例えば、ITU−T G.657A1に準拠したシングルモードファイバである。
As shown in FIG. 16A, the fiber bundle type fan-in / fan-out
ファンイン/ファンアウトデバイス300Aにおいては、マルチコアファイバ1の中間部における各コアのモードフィールド径が、各シングルコアファイバ21〜22におけるコアのモードフィールド径よりも小さくなっている。これにより、マルチコアファイバ1の中間部において生じ得る各種クロストークを小さく抑えることができる。
In the fan-in / fan-out device 300 </ b> A, the mode field diameter of each core in the intermediate portion of the
また、ファンイン/ファンアウトデバイス300Aにおいては、マルチコアファイバ1の端部における各コアのモードフィールド径が、各シングルコアファイバ21〜22におけるコアのモードフィールド径と同程度まで拡大されている。これにより、マルチコアファイバ1とシングルコアファイバ21〜22との接続損失を小さく抑えることができる。
In fan-in / fan-out
平面光導波路型のファンイン/ファンアウトデバイス300Bは、図16の(b)に示すように、マルチコアファイバ1と、複数のシングルコアファイバ21〜22と、平面光導波路302と、を備えている。シングルコアファイバ21〜22の個数は、マルチコアファイバ1のコア数と同数、又は、それ以下である。マルチコアファイバ1は、平面光導波路302の一方の端面に接続されている。シングルコアファイバ21〜22は、それぞれ、平面光導波路302の他方の端面に接続されている。平面光導波路3には、マルチコアファイバ1の各コアと各シングルコアファイバ21〜22のコアと繋ぐコアが形成されている。なお、マルチコアファイバ21〜22は、例えば、ITU−T.G657A1に準拠したシングルモードファイバである。平面光導波路302は、筐体に収容されることなく、外部に露出している。
The planar optical waveguide type fan-in / fan-out
ファンイン/ファンアウトデバイス300Bにおいては、マルチコアファイバ1の中間部における各コアのモードフィールド径が、平面光導波路3における各コアのモードフィールド径、及び、各シングルコアファイバ21〜22におけるコアのモードフィールド径よりも小さくなっている。これにより、マルチコアファイバ1の中間部において生じ得る各種クロストークを小さく抑えることができる。
In the fan-in / fan-out
また、ファンイン/ファンアウトデバイス300Bにおいては、マルチコアファイバ1の端部における各コアのモードフィールド径が、平面光導波路3における各コアのモードフィールド径、及び、各シングルコアファイバ21〜22におけるコアのモードフィールド径と同程度まで拡大されている。これにより、平面光導波路3を介したマルチコアファイバ1とシングルコアファイバ21〜22との接続損失を小さく抑えることができる。
In fan-in / fan-out
〔変形例1〕
本実施形態に係るマルチコアファイバ1においては、内側クラッド12a1〜12amにおける各ドーパントの濃度を同じにする構成を採用しているが、これに限定されない。すなわち、内側クラッド12a1〜12amにおける各ドーパントの濃度を異ならせる構成を採用してもよい。より具体的に言うと、内側クラッド12a1〜12amのうち、マルチコアファイバ1の中心軸Lに近いコアの側面を覆う内側クラッドにおける第2ドーパントの濃度を、内側クラッド12a1〜12amのうち、マルチコアファイバ1の中心軸Lから遠いコアの側面を覆う内側クラッドにおける第2ドーパントの濃度よりも低くする構成を採用してもよい。
[Modification 1]
In the
たとえば、コア11a1〜11amのうち、マルチコアファイバ1の中心軸L(図1及び図2参照)に近いコアでは軸ずれ量が小さくなり易いのに対して、コア11a1〜11amのうち、マルチコアファイバ1の中心から遠いコアでは軸ずれ量が大きくなり易い。これは、マルチコアファイバ1が中心軸Lを回転軸として微小回転したときに生じる各コア11aiの軸ずれ量は、マルチコアファイバ1の中心軸Lからコア11aiまでの距離riとマルチコアファイバ1の回転角θとの積ri×θに概ね一致するからである。したがって、内側クラッド12a1〜12amのうち、マルチコアファイバ1の中心軸Lに近いコアの側面を覆う内側クラッドにおける第2ドーパントの濃度を低くし、内側クラッド12a1〜12amのうち、マルチコアファイバ1の中心軸Lから遠いコアの側面を覆う内側クラッドにおける第2ドーパントの濃度を高くすれば、コア11a1〜11amの接続損失を均一化し易くなる。第3ドーパントの濃度も、第2ドーパントの濃度と同様に設定すればよい。
For example, in the cores 11a1 to 11am, the axis close to the central axis L (see FIGS. 1 and 2) of the
図17の(a)は、コア数が12、コア配置が正方格子配置のマルチコアファイバ1(図3の(c)参照)に関して、全てのコア11a1〜11a12の周囲(内側クラッド12a1〜12a12)において、ゲルマニウム、リン、及びフッ素の重量パーセント濃度をそれぞれ1.0Wt%、0.6Wt%、及び0.3Wt%としたときに得られる、接続損失の回転角度ずれ依存性を示すグラフである。図17の(a)によれば、全てのコア11a1〜11a12の周囲における各ドーパントの濃度を同じにした場合、外層のコア11a5〜11a12の接続損失の方が内層のコア11a1〜11a4の接続損失よりも大きくなることが確かめられる。
FIG. 17A shows a
図17の(b)は、コア数が12、コア配置が正方格子配置のマルチコアファイバ1(図3の(c)参照)に関して、(1)内層のコア11a1〜11a4の周囲(内側クラッド12a1〜12a4)において、ゲルマニウム、リン、及びフッ素の重量パーセント濃度をそれぞれ0.5Wt%、0.3Wt%、及び0.1Wt%とし、(2)外層のコア11a5〜11a12の周囲(内側クラッド12a5〜12a12)において、ゲルマニウム、リン、及びフッ素の重量パーセント濃度をそれぞれ1.0Wt%、0.6Wt%、及び0.3Wt%としたときに得られる、接続損失の回転角度ずれ依存性を示すグラフである。図17の(b)によれば、内層のコア11a1〜11a4の周囲における各ドーパントの濃度を、外層のコア11a5〜11a12の周囲における各ドーパントの濃度よりも低くした場合、コア11a1〜11amの接続損失が均一化されることが確かめられる。
FIG. 17B shows a
〔変形例2〕
本実施形態に係る熱コア拡大前のマルチコアファイバ1においては、一方の端部を含む区間I1及び他方の端部を含む区間I2の両方に内側クラッド12a1〜12am,12b1〜12bmを設ける構成を採用しているが、これに限定されない。すなわち、一方の端部を含む区間I1にのみ内側クラッド12a1〜12amを設ける構成を採用してもよいし、他方の端部を含む区間I2にのみ内側クラッド12a1〜12amを設ける構成を採用してもよい。
[Modification 2]
In the
また、本実施形態に係る熱コア拡大前のマルチコアファイバ1においては、全てのコア11a1〜11amに対して内側クラッド12a1〜12am,12b1〜12bmを設ける構成を採用しているが、これに限定されない。すなわち、コア11a1〜11amのうち、一部のコアに対してのみ内側クラッド12a1〜12am,12b1〜12bmを設ける構成を採用してもよい。
Moreover, in the
同様に、本実施形態に係る熱コア拡大後のマルチコアファイバ1においては、両方の端部において各コア11aiのモードフィールド径を拡大する構成を採用しているが、これに限定されない。すなわち、一方の端部のみにおいて各コア11aiのモードフィールド径を拡大する構成を採用してもよいし、他方の端部のみにおいて各コア11aiのモードフィールド径を拡大する構成を採用してもよい。
Similarly, in the
また、本実施形態に係る熱コア拡大前のマルチコアファイバ1においては、全てのコア11a1〜11amの端部において熱コア拡大を図る構成を採用しているが、これに限定されない。すなわち、コア11a1〜11amのうち、一部のコアの端部においてのみ熱コア拡大を図る構成を採用してもよい。
Moreover, in the
〔変形例3〕
本実施形態においては、コアにアップドーパントを添加することによって、コアの屈折率をクラッドの屈折率よりも高くしたマルチコアファイバについて説明したが、本発明の適用範囲は、これに限定されない。すなわち、本発明は、クラッドにダウンドーパント(例えば、フッ素)を添加することによって、クラッドの屈折率をコアの屈折率よりも低くしたマルチコアファイバ(以下、「純石英マルチコアファイバ」と記載する)に対しても適用することが可能である。
[Modification 3]
In the present embodiment, the multi-core fiber has been described in which the refractive index of the core is higher than the refractive index of the cladding by adding an updopant to the core. However, the scope of application of the present invention is not limited to this. That is, according to the present invention, a multi-core fiber (hereinafter referred to as “pure quartz multi-core fiber”) in which the refractive index of the cladding is made lower than the refractive index of the core by adding a downdopant (for example, fluorine) to the cladding. It can also be applied to.
例えば、純石英マルチコアファイバの端部を加熱すると、クラッドに添加されたダウンドーパントがコアに熱拡散する。これにより、コアのクラッドに対する比屈折率差が小さくなり、その結果、端部におけるモードフィールド径が拡大する。したがって、本実施形態に係る熱コア拡大後のマルチコアファイバ1は、純石英マルチコアファイバの端部を加熱することによっても実現することができる。
For example, when the end of a pure silica multicore fiber is heated, the downdopant added to the cladding is thermally diffused into the core. Thereby, the relative refractive index difference with respect to the clad of the core is reduced, and as a result, the mode field diameter at the end portion is enlarged. Therefore, the
また、熱コア拡大前の純石英マルチコアファイバに対して、以下のようにドーパントを添加すれば、クラッドに添加されたダウンドーパントのコアへの拡散速度を上げることができる。したがって、端部において所定のモードフィールド径を有する純石英マルチコアファイバを、短時間の加熱で得ることができる。 Moreover, if the dopant is added to the pure silica multicore fiber before expansion of the thermal core as follows, the diffusion rate of the downdopant added to the clad into the core can be increased. Therefore, a pure silica multicore fiber having a predetermined mode field diameter at the end can be obtained by heating in a short time.
コア:ドーパントを添加しない。 Core: No dopant is added.
内側クラッド:ダウンドーパント(第1ドーパント)、熱拡散促進ドーパント(第2ドーパント)、及び屈折率調整用ドーパント(第3ドーパント)を添加する。 Inner cladding: A downdopant (first dopant), a thermal diffusion promoting dopant (second dopant), and a refractive index adjusting dopant (third dopant) are added.
外側クラッド:ダウンドーパント(第1ドーパント)を添加する。 Outer cladding: Add downdopant (first dopant).
ここで、熱拡散促進ドーパントとは、クラッド(内側クラッド及び外側クラッド)に添加されたダウンドーパントである第1ドーパントのコアへの拡散を促進するドーパントである。また、屈折率調整用ドーパントとは、内側クラッドに添加された熱拡散促進ドーパントである第2ドーパントによる屈折率変化を抑制あるいは相殺するためのドーパントである。第2ドーパントがアップドーパントである場合、ダウンドーパントが屈折率調整用ドーパントとして選択される。逆に、第2ドーパントがダウンドーパントである場合、アップドーパントが屈折率調整用ドーパントして選択される。熱拡散促進ドーパント、アップドーパント、及びダウンドーパントの例については、上述したとおりである。 Here, the thermal diffusion promoting dopant is a dopant that promotes diffusion of the first dopant, which is a downdopant added to the cladding (inner cladding and outer cladding), into the core. The dopant for adjusting the refractive index is a dopant for suppressing or canceling a change in refractive index due to the second dopant that is a thermal diffusion promoting dopant added to the inner cladding. When the second dopant is an updopant, the downdopant is selected as a refractive index adjusting dopant. Conversely, when the second dopant is a downdopant, the updopant is selected as the refractive index adjusting dopant. Examples of the thermal diffusion promoting dopant, the updopant, and the downdopant are as described above.
〔変形例4〕
(マルチコアファイバの構造)の項に上述したように、内側クラッド12aiに第2ドーパント及び第3ドーパントが共添加されている場合、第3ドーパントの添加量は、内側クラッド12aiの外側クラッド12cに対する比屈折率差が−0.1%以上+0.1%以下になるように設定されている。しかし、本発明の一態様において、しかし、本発明の一態様において、特許請求の範囲に記載の第1内側クラッドの一例である内側クラッド12a1〜12a4及び内側クラッド12b1〜12b4の、外側クラッド12cに対する比屈折率差は、それぞれ、−0.1%未満であってもよい。ここで、内側クラッド12a1の、外側クラッド12cに対する比屈折率差が−0.1%未満とは、(1)外側クラッド12cの屈折率が、内側クラッド12a1の屈折率より大きく、かつ、(2)内側クラッド12a1と外側クラッド12cと比屈折率差の絶対値が0.1%よりも大きいことを意味する。なお、本願明細書においては、「AのBに対する比屈折率差が−0.1%未満」と記載した場合、(1)Bの屈折率がAの屈折率より大きく、かつ、(2)AとBと比屈折率差の絶対値が0.1%よりも大きいことを意味する。
[Modification 4]
As described above in the section of (Multi-core fiber structure), when the second dopant and the third dopant are co-doped in the inner cladding 12ai, the amount of the third dopant added is the ratio of the inner cladding 12ai to the
また、本発明の一態様において、特許請求の範囲に記載の第2内側クラッドの一例である内側クラッド12a5〜12a12及び内側クラッド12b5〜12b12の、外側クラッド12cに対する比屈折率差は、それぞれ、−0.1%未満であってもよいし、特許請求の範囲に記載の第1内側クラッド及び第2内側クラッドの一例である内側クラッド12a1〜12a12及び内側クラッド12b1〜12b12の、外側クラッド12cに対する比屈折率差は、それぞれ、−0.1%未満であってもよい。
In one aspect of the present invention, the relative refractive index difference between the inner cladding 12a5 to 12a12 and the inner cladding 12b5 to 12b12, which is an example of the second inner cladding according to the claims, is − The ratio of the inner claddings 12a1 to 12a12 and the inner claddings 12b1 to 12b12, which are examples of the first inner cladding and the second inner cladding described in the claims, with respect to the
図18には、変形例4に係るマルチコアファイバ1であって、内側クラッド12aiの、外側クラッド12cに対する比屈折率差(Δt)は、−0.1%未満(例えば−0.3%)であるマルチコアファイバ1の屈折率分布を示す。なお、図18においては、コア11a1、内側クラッド12a1を用いてマルチコアファイバ1の屈折率分布を示している。
FIG. 18 shows the
なお、例えば、内側クラッド12a1の屈折率は、第2ドーパントと、第2ドーパントを添加することにより生じる屈折率の変化を抑制あるいは相殺するように屈折率を変化させる第3ドーパントとを共添加し、第2ドーパント及び第3ドーパントの各々のドーパント濃度を調整することによって、所望の値にすることができる。 For example, the refractive index of the inner cladding 12a1 is obtained by co-adding the second dopant and a third dopant that changes the refractive index so as to suppress or cancel the change in the refractive index caused by adding the second dopant. By adjusting the dopant concentration of each of the second dopant and the third dopant, a desired value can be obtained.
本変形例のマルチコアファイバ1によれば、隣接するコア間(例えばコア11a1とコア11a2との間)におけるクロストークを抑制することができる。したがって、本変形例のマルチコアファイバ1は、(1)変形前の(基準となる)マルチコアファイバ1と同じコア間距離を採用するのであれば、変形前のマルチコアファイバ1と比較してクロストークを抑制することができるし、(2)変形前のマルチコアファイバ1と同じクロストークを実現すればよいのであれば、コア間距離を縮小することにより外側クラッド12cのクラッド径を変化させることなくコア11amの数を増やすことができる。
According to the
本変形例のマルチコアファイバ1においては、2つのマルチコアファイバ1同士を加熱による内側クラッド12a1〜12a4及び内側クラッド12b1〜12b4に添加されていたドーパントの熱拡散の効果が共添加により促進される。したがって、本変形例のマルチコアファイバ1は、より効果的にモードフィールド径の拡大することができ、更に、外側クラッド12cよりも屈折率が低い内側クラッド12a1〜12a4及び内側クラッド12b1〜12b4によってクロストークを抑制する、又は、コア11amの密度を高めることができる。
In the
本変形例のマルチコアファイバ1であって、波長1.31μmでのモードフィールド径が5.4μmであり、且つ、カットオフ波長が1.26μm以下となるマルチコアファイバ1の屈折分布の一例を表6に示す。
Table 6 shows an example of a refraction distribution of the
〔変形例5〕
また、本発明の一態様において、特許請求の範囲に記載の第1内側クラッドの一例である内側クラッド12a1〜12a4及び内側クラッド12b1〜12b4の外側には、内側クラッド12a1〜12a4及び内側クラッド12b1〜12b4の側面を覆い、且つ、側面を外側クラッドにより覆われ、且つ、屈折率が内側クラッド12a1〜12a4及び内側クラッド12b1〜12b4並びに外側クラッド12cより低い第1低屈折率層が、設けられていてもよい。なお、この場合にも、内側クラッド12ai及び内側クラッド12biの各々には、第2ドーパントと、第3ドーパントとが共添加されている。
[Modification 5]
Further, in one aspect of the present invention, the inner cladding 12a1 to 12a4 and the inner cladding 12b1 are disposed outside the inner cladding 12a1 to 12a4 and the inner cladding 12b1 to 12b4 as examples of the first inner cladding described in the claims. A first low-refractive index layer that covers the side surface of 12b4, is covered with an outer cladding, and has a lower refractive index than the inner cladding 12a1 to 12a4, the inner cladding 12b1 to 12b4, and the
また、本発明の一態様において、特許請求の範囲に記載の第2内側クラッドの一例である内側クラッド12a5〜12a12及び内側クラッド12b5〜12b12の外側には、内側クラッド12a5〜12a12及び内側クラッド12b5〜12b12の側面を覆い、且つ、側面を外側クラッド12cにより覆われ、且つ、屈折率が内側クラッド12a5〜12a12及び内側クラッド12b5〜12b12並びに外側クラッド12cより低い第2低屈折率層が設けられていてもよい。
内側クラッド12b1〜12b4の外側に低屈折率層(特許請求の範囲に記載の第2低屈折率層の一例)が設けられていてもよいし、内側クラッド12a1〜12a4の外側に低屈折率層が設けられており、且つ、内側クラッド12b1〜12b4の外側に低屈折率層が設けられていてもよい。また、本発明の一態様は、上述した第1低屈折率層及び第2低屈折率層を備えていてもよい。
In one embodiment of the present invention, the inner cladding 12a5 to 12a12 and the inner cladding 12b5 and the inner cladding 12b5 are disposed outside the inner cladding 12a5 to 12a12 and the inner cladding 12b5 to 12b12, which are examples of the second inner cladding described in the claims. A second low-refractive index layer that covers the side surface of 12b12, is covered with the
A low refractive index layer (an example of a second low refractive index layer described in claims) may be provided outside the inner clads 12b1 to 12b4, and a low refractive index layer may be provided outside the inner clads 12a1 to 12a4. And a low refractive index layer may be provided outside the inner claddings 12b1 to 12b4. One embodiment of the present invention may include the first low refractive index layer and the second low refractive index layer described above.
図19には、変形例5に係るマルチコアファイバ1であって、内側クラッド12a1と外側クラッド12cとの間に第1低屈折率層13a1が設けられているマルチコアファイバ1の屈折率分布を示す。なお、図19においては、コア11a1、内側クラッド12a1、及び第1低屈折率層13a1を用いてマルチコアファイバ1の屈折率分布を示している。
FIG. 19 shows the refractive index distribution of the
図19に示すように、内側クラッド12a1の外側に第1低屈折率層13a1を設けることにより、隣接するコア間(例えばコア11a1とコア11a2との間)におけるクロストークを抑制することができる。内側クラッド12a1の屈折率は、上述したように第2ドーパントと第3ドーパントとを共添加し、第2ドーパント及び第3ドーパントの各々のドーパント濃度を調整することによって、所望の値にすることができる。本変形例では、内側クラッド12a1の外側クラッド12cに対する比屈折率差が−0.1%以上0.1%以下となるように内側クラッド12a1の屈折率を調整する。
As shown in FIG. 19, by providing the first low refractive index layer 13a1 outside the inner cladding 12a1, crosstalk between adjacent cores (for example, between the core 11a1 and the core 11a2) can be suppressed. As described above, the refractive index of the inner cladding 12a1 can be set to a desired value by co-adding the second dopant and the third dopant and adjusting the dopant concentration of each of the second dopant and the third dopant. it can. In this modification, the refractive index of the inner cladding 12a1 is adjusted so that the relative refractive index difference between the inner cladding 12a1 and the
第1低屈折率層13a1は、ダウンドーパント(例えば、フッ素)を添加することによって、内側クラッド12a1及び外側クラッド12cの各々に対する比屈折率差(Δt)が−0.1%未満(例えば−0.3%)になるように構成されている。また、第1低屈折率層13a1は、ダウンドーパントを添加する代わりに空孔により構成されていてもよい。
The first low refractive index layer 13a1 has a relative refractive index difference (Δt) of less than −0.1% (for example, −0) with respect to each of the inner cladding 12a1 and the
本変形例のマルチコアファイバ1は、変形例4に係るマルチコアファイバ1と同様に、(1)変形前の(基準となる)マルチコアファイバ1と同じコア間距離を採用するのであれば、変形前のマルチコアファイバ1と比較してクロストークを抑制することができるし、(2)変形前のマルチコアファイバ1と同じクロストークを実現すればよいのであれば、コア間距離を縮小することにより外側クラッド12cのクラッド径を変化させることなくコア11amの数を増やすことができる。
Similarly to the
なお、本変形例のマルチコアファイバ1は、変形例4に係るマルチコアファイバ1と比較して第1低屈折率層13a1を備えているため、内側クラッド径(半径R2)が小さくなる傾向を有する。例えば、変形例4に係るマルチコアファイバ1の例では、半径R2がコア半径(半径R1)の3倍以上4倍以下であるのに対し、本変形例のマルチコアファイバ1の例では、半径R2が半径R1の1.5倍以上2倍以下である。そのため、本変形例のマルチコアファイバ1においては、内側クラッド12a1に添加する第2ドーパントの濃度を高めることによって、熱拡散効果を大きくすることが好ましい。
In addition, since the
例えば、内側クラッド12a1に共添加するフッ素、ゲルマニウム、及びリンの重量パーセント濃度を、それぞれ1.2Wt%、2.8Wt%、及び1.0Wt%とすることによって、内側クラッド12a1の外側クラッド12cに対する比屈折率差を−0.1%以上0.1%以下の範囲内に納めることができる。
For example, by setting the weight percent concentrations of fluorine, germanium, and phosphorus co-added to the inner cladding 12a1 to 1.2 Wt%, 2.8 Wt%, and 1.0 Wt%, respectively, the inner cladding 12a1 to the
本変形例のマルチコアファイバ1であって、波長1.31μmでのモードフィールド径が5.4μmであり、且つ、カットオフ波長が1.26μm以下となるマルチコアファイバ1の屈折分布の一例を表7に示す。
Table 7 shows an example of the refraction distribution of the
〔付記事項〕
本発明は上述した実施形態、変形例、又は実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態、変形例、又は実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
[Additional Notes]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, modification, or example, and various modifications are possible within the scope of the claims, and are disclosed in different embodiments, modifications, or examples, respectively. Forms obtained by appropriately combining the technical means provided are also included in the technical scope of the present invention.
1 マルチコアファイバ
11a1〜11am コア
12 クラッド
12a1〜12am 内側クラッド
12b1〜12bm 内側クラッド
12c 外側クラッド
100 光コネクタ
300A,300B ファンイン/ファンアウトデバイス
1 Multi-core fiber 11a1 to
Claims (20)
当該マルチコアファイバの一方又は両方の端部における上記コアのモードフィールド径は、当該マルチコアファイバの中間部における上記コアのモードフィールド径よりも大きく、
上記コアのモードフィールド径は、上記端部と上記中間部との境界において上記コアの軸方向に対して滑らかに変化する、
ことを特徴とするマルチコアファイバ。 In multi-core fiber with multiple cores,
The mode field diameter of the core at one or both ends of the multi-core fiber is larger than the mode field diameter of the core at the intermediate part of the multi-core fiber,
The mode field diameter of the core changes smoothly with respect to the axial direction of the core at the boundary between the end portion and the intermediate portion.
Multi-core fiber characterized by that.
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。 The core mode field in the intermediate portion satisfies at least one of a condition that the wavelength field is smaller than 8.2 μm at a wavelength of 1310 nm or a condition that the mode field is smaller than 9.6 μm at a wavelength of 1550 nm.
The multi-core fiber according to claim 1.
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。 The core mode field in the intermediate portion satisfies at least one of the condition that the wavelength field is 5.5 μm or less at a wavelength of 1310 nm, or the condition that the mode field is 6.3 μm or less at a wavelength of 1550 nm.
The multi-core fiber according to claim 2.
ことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のマルチコアファイバ。 The core has a mode field diameter of 7.0 μm or more at a wavelength of 1310 nm or at least one of the conditions of 7.9 μm or more at a wavelength of 1550 nm.
The multi-core fiber according to any one of claims 1 to 3, wherein
ことを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載のマルチコアファイバ。 The total crosstalk per 2 km of fiber length is -30 dB or less,
The multi-core fiber according to any one of claims 1 to 4, wherein
ことを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載のマルチコアファイバ。 The difference between the mode field diameter of the core at the end portion and the mode field diameter of the core at the intermediate portion is 1.6 μm or more.
The multi-core fiber according to any one of claims 1 to 5, wherein
ことを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載のマルチコアファイバ。 The clad diameter is less than 177.5 μm, the arrangement of the cores is a square lattice arrangement, and the number of the cores is 8 or 12.
The multi-core fiber according to any one of claims 1 to 6, wherein
ことを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載のマルチコアファイバ。 The cladding diameter is less than 155.3 μm, the arrangement of the cores is a hexagonal close-packed arrangement, and the number of the cores is twelve.
The multi-core fiber according to any one of claims 1 to 6, wherein
上記複数のコアの個数が12である、
ことを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載のマルチコアファイバ。 The cladding diameter is 125 μm or less,
The number of the plurality of cores is 12.
The multi-core fiber according to any one of claims 1 to 6, wherein
上記複数のコアの個数が16である、
ことを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載のマルチコアファイバ。 The cladding diameter is 150 μm or less,
The number of the plurality of cores is 16.
The multi-core fiber according to any one of claims 1 to 6, wherein
上記複数のコアの数が4である、
ことを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載のマルチコアファイバ。 The cladding diameter is 80 μm or less,
The number of the plurality of cores is four;
The multi-core fiber according to any one of claims 1 to 6, wherein
ことを特徴とする請求項1〜11の何れか1項に記載のマルチコアファイバ。 The mode field diameter of the core close to the central axis of the multicore fiber is smaller than the mode field diameter of the core far from the central axis of the multicore fiber.
The multi-core fiber according to any one of claims 1 to 11, wherein
当該マルチコアファイバは、一方の端部を含む第1区間と、他方の端部を含む第2区間と、上記第1区間及び上記第2区間以外の第3区間と、を含み、
上記クラッドは、少なくとも上記第1区間及び上記第2区間の一方又は両方において上記コアの側面を覆う内側クラッドと、上記内側クラッドの側面を覆い、上記コアの側面において上記内側クラッドに覆われていない領域が存在する場合には更に当該領域を覆う外側クラッドと、を含み、
上記コアには、アップドーパントである第1ドーパントが少なくとも添加されており、
上記内側クラッドには、上記第1ドーパントの熱拡散を促進する第2ドーパントが少なくとも添加されており、
上記外側クラッドには、当該第2ドーパントが添加されていない、
ことを特徴とするマルチコアファイバ。 In a multicore fiber comprising a plurality of cores and a clad covering each side of the plurality of cores,
The multi-core fiber includes a first section including one end, a second section including the other end, and a third section other than the first section and the second section,
The cladding covers the side surface of the core in one or both of the first section and the second section, covers the side surface of the inner cladding, and is not covered by the inner cladding on the side surface of the core. An outer cladding that further covers the region, if present,
At least a first dopant that is an updopant is added to the core,
At least a second dopant that promotes thermal diffusion of the first dopant is added to the inner cladding,
The second cladding is not added to the outer cladding,
Multi-core fiber characterized by that.
上記第2ドーパントがダウンドーパントであり、且つ、上記第3ドーパントがアップドーパントであるか、又は、上記第2ドーパントがアップドーパントであり、且つ、上記第3ドーパントがダウンドーパントであり、
上記内側クラッドの上記内側クラッドの側面を覆う外側クラッドに対する比屈折率差が−0.1%以上+0.1%以下である、
ことを特徴とする請求項13に記載のマルチコアファイバ。 A third dopant is further added to the inner cladding,
The second dopant is a downdopant, and the third dopant is an updopant, or the second dopant is an updopant, and the third dopant is a downdopant,
The relative refractive index difference with respect to the outer cladding covering the side surface of the inner cladding of the inner cladding is -0.1% or more and + 0.1% or less.
The multi-core fiber according to claim 13.
上記第1内側クラッド及び上記第2内側クラッドの少なくとも何れか一方には、第3ドーパントが更に添加されており、
上記第2ドーパントがダウンドーパントであり、且つ、上記第3ドーパントがアップドーパントであるか、又は、上記第2ドーパントがアップドーパントであり、且つ、上記第3ドーパントがダウンドーパントである、
ことを特徴とする請求項13に記載のマルチコアファイバ。 The inner clad is constituted by a first inner clad that covers a side surface of the core close to the central axis of the multicore fiber, and a second inner clad that covers the side surface of the core far from the central axis of the multicore fiber,
A third dopant is further added to at least one of the first inner cladding and the second inner cladding,
The second dopant is a downdopant and the third dopant is an updopant, or the second dopant is an updopant and the third dopant is a downdopant,
The multi-core fiber according to claim 13.
上記第1内側クラッド及び上記第2内側クラッドの少なくとも何れか一方には、第3ドーパントが更に添加されており、
上記第2ドーパントがダウンドーパントであり、且つ、上記第3ドーパントがアップドーパントであるか、又は、上記第2ドーパントがアップドーパントであり、且つ、上記第3ドーパントがダウンドーパントであり、
(1)上記第1内側クラッドに上記第3ドーパントが添加されている場合、上記第1内側クラッドの側面を覆い、且つ、側面を上記外側クラッドにより覆われ、且つ、屈折率が上記第1内側クラッド及び上記外側クラッドより低い第1低屈折率層を更に備え、
(2)上記第2内側クラッドに上記第3ドーパントが添加されている場合、上記第2内側クラッドの側面を覆い、且つ、側面を上記外側クラッドにより覆われ、且つ、屈折率が上記第2内側クラッド及び上記外側クラッドより低い第2低屈折率層を更に備え、
(3)上記第1内側クラッド及び上記第2内側クラッドに上記第3ドーパントが添加されている場合、上記第1内側クラッドの側面を覆い、且つ、側面を上記外側クラッドにより覆われ、且つ、屈折率が上記第1内側クラッド及び上記外側クラッドより低い第1低屈折率層と、上記第2内側クラッドの側面を覆い、且つ、側面を上記外側クラッドに覆われ、且つ、屈折率が上記第2内側クラッド及び上記外側クラッドより低い第2低屈折率層と、を更に備えている、
ことを特徴とする請求項13に記載のマルチコアファイバ。 The inner clad is constituted by a first inner clad that covers a side surface of the core close to the central axis of the multicore fiber, and a second inner clad that covers the side surface of the core far from the central axis of the multicore fiber,
A third dopant is further added to at least one of the first inner cladding and the second inner cladding,
The second dopant is a downdopant, and the third dopant is an updopant, or the second dopant is an updopant, and the third dopant is a downdopant,
(1) When the third dopant is added to the first inner cladding, the side surface of the first inner cladding is covered and the side surface is covered by the outer cladding, and the refractive index is the first inner cladding. A first low refractive index layer lower than the cladding and the outer cladding;
(2) When the third dopant is added to the second inner cladding, the side surface of the second inner cladding is covered and the side surface is covered by the outer cladding, and the refractive index is the second inner cladding. A second low refractive index layer lower than the cladding and the outer cladding;
(3) When the third dopant is added to the first inner cladding and the second inner cladding, the side surfaces of the first inner cladding are covered, the side surfaces are covered by the outer cladding, and refraction is performed. A first low-refractive-index layer having a lower refractive index than the first inner cladding and the outer cladding, a side surface of the second inner cladding, a side surface covered with the outer cladding, and a refractive index of the second inner cladding; An inner clad and a second low refractive index layer lower than the outer clad,
The multi-core fiber according to claim 13.
ことを特徴とする請求項13〜16の何れか1項に記載のマルチコアファイバ。 The concentration of the second dopant in the inner cladding covering the side of the core close to the central axis of the multi-core fiber is lower than the concentration of the second dopant in the inner cladding covering the side of the core far from the central axis of the multi-core fiber;
The multi-core fiber according to any one of claims 13 to 16, wherein
当該マルチコアファイバは、一方の端部を含む第1区間と、他方の端部を含む第2区間と、上記第1区間及び上記第2区間以外の第3区間と、を含み、
上記クラッドは、少なくとも上記第1区間及び上記第2区間の一方又は両方において上記コアの側面を覆う内側クラッドと、上記内側クラッドの側面を覆い、上記コアの側面において上記内側クラッドに覆われていない領域が存在する場合には更に当該領域を覆う外側クラッドと、を含み、
上記コアには、ドーパントが添加されておらず、もしくは、ダウンドーパントが添加されており、
上記クラッドには、ダウンドーパントである第1ドーパントが少なくとも添加されており、
上記内側クラッドには、上記第1ドーパントの熱拡散を促進する第2ドーパントが少なくとも添加されている、
ことを特徴とするマルチコアファイバ。 In a multicore fiber comprising a plurality of cores and a clad covering each side of the plurality of cores,
The multi-core fiber includes a first section including one end, a second section including the other end, and a third section other than the first section and the second section,
The cladding covers the side surface of the core in one or both of the first section and the second section, covers the side surface of the inner cladding, and is not covered by the inner cladding on the side surface of the core. An outer cladding that further covers the region, if present,
No dopant is added to the core, or a downdopant is added,
The cladding is added with at least a first dopant that is a downdopant,
At least a second dopant that promotes thermal diffusion of the first dopant is added to the inner cladding,
Multi-core fiber characterized by that.
ことを特徴とする光コネクタ。 The multi-core fiber according to any one of claims 1 to 12 is provided.
An optical connector characterized by that.
ことを特徴とするファンイン/ファンアウトデバイス。 The multi-core fiber according to any one of claims 1 to 12 is provided.
A fan-in / fan-out device characterized by that.
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