JP2021148966A - マルチコア光ファイバ - Google Patents

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Abstract

【課題】光伝送信号の品質劣化を抑制可能にするための構造を備えたＭＣＦを提供する。【解決手段】ＭＣＦ１０は、複数のコア１０１と、共通クラッド１０４と、被覆と、を備える。複数のコア１０１のうちいずれかは、８５０ｎｍ以上１７００ｎｍ以下の波長範囲に含まれるいずれかの波長において０．０１ｄＢ／ｋｍ以上の被覆漏洩損失を有する。被覆は、８５０ｎｍ以上１７００ｎｍ以下または１２６０ｎｍ以上１６２５ｎｍ以下の波長範囲に含まれるいずれかの波長の光に対に対して第一光学特性または第二光学特性を有する漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ａを含み、第一光学特性は、該光に対する減衰指標としての、厚み１μｍ当たりの吸光度が０．１ｄＢ以上となることで定義され、第二光学特性は、厚み１μｍ当たりの吸光度と厚みとの積が０．１ｄＢ以上となることで定義される。【選択図】図１

Description

本開示は、マルチコア光ファイバ（以下、「ＭＣＦ」と記す）に関するものである。
伝送路に適用可能なＭＣＦに関して、近年、種々の研究が行われている（非特許文献１から非特許文献４）。ただし、被覆側への光漏洩が顕著になる波長範囲において、信号品質の劣化原因については十分に検討されていない。
ＷＯ２０１６／１５７６３９号公報
B. Zhu, et al., "Seven-core multicore fiber transmissions forpassive optical network," OPTICS EXPRESS, VOL.18, NO.11, 24 May, 2010, pp.11117-11122 Tetsuya HAYASHI, "Multi-Core Fiber for High-Capacity Spatially-MultiplexedTransmission," August 2013、［online］、［２０２０年２月２１日検索］、インターネット ＜http://hdl.handle.net/2115/53864＞ Tetsuya HAYASHI, et al., "125-μm-CladdingEight-Core Multi-Core Fiber Realizing Ultra-High-Density Cable Suitable forO-Band Short-Reach Optical Interconnects," JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY,VOL.34, NO.1, JANUARY 1, 2016, pp.85-92 M. Travagnin, "BERPenalty Induced by Coherent MPI Noise in FTTH Optical Links," JOURNAL OFLIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL. 31, NO. 18, SEPTEMBER 15, 2013, pp.3021-3031
発明者らは、上述の従来技術について検討した結果、以下のような課題を発見した。すなわち、従来のＭＣＦの場合、被覆側への光漏洩が顕著になる波長帯域において、単に光漏洩に起因した伝送損失（光強度の減少）だけでは説明できない信号品質の劣化が生じている。発明者らの知見によれば、これは、「コアを伝搬する光」と「コアから被覆に漏洩した光成分のうちコアに再結合した光成分」の干渉により信号品質が劣化するためと考えられる。
本開示は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、被覆側からの反射成分に起因した光伝送信号の品質劣化を抑制可能にするための構造を備えたＭＣＦを提供することを目的としている。
本開示の一実施形態に係るＭＣＦ（マルチコア光ファイバ）は、その一態様として、複数のコアと、共通クラッドと、被覆と、を備える。複数のコアそれぞれは、当該マルチコア光ファイバの中心軸に沿って延在している。共通クラッドは、複数のコアそれぞれを取り囲むとともに、該複数のコアそれぞれの屈折率よりも低い屈折率を有する。なお、当該ＭＣＦの中心軸は、該中心軸に直交する共通クラッドの断面の中心を通過している。被覆は、共通クラッドを取り囲むように設けられている。また、複数のコアのうちいずれかは、８５０ｎｍ以上１７００ｎｍ以下の波長範囲に含まれるいずれかの波長において０．０１ｄＢ／ｋｍ以上の被覆漏洩損失を有する。被覆は、漏洩光伝搬抑制被覆層を含む。漏洩光伝搬抑制被覆層は、８５０ｎｍ以上１７００ｎｍ以下または１２６０ｎｍ以上１６２５ｎｍ以下の波長範囲に含まれるいずれかの波長の光に対して第一光学特性または第二光学特性を有する。ここで、第一光学特性は、上記光に対する減衰指標としての「厚み１μｍ当たりの吸光度」が０．１ｄＢ以上となることにより定義される。第二光学特性は、「厚み１μｍ当たりの吸光度」と「厚み」との積が０．１ｄＢ以上となることにより定義される。
本開示に係るＭＣＦによれば、光伝送信号の品質劣化が抑制可能になる。
図１は、本開示の第一実施形態に係るＭＣＦの断面構造と、本開示の全ての実施形態に共通する屈折率プロファイルを示す図である。 図２は、本開示の第二実施形態に係るＭＣＦの第一断面構造および第二断面構造を示す図である。 図３は、本開示の第三実施形態に係るＭＣＦの第一断面構造および第二断面構造を示す図である。 図４は、本開示の第四実施形態に係るＭＣＦの断面構造示す図である。 図５は、測定用サンプルとして用意された、比較例に係るＭＣＦの断面構造と第二実施形態に係るＭＣＦの第二断面構造を示す図である。 図６は、比較例に係るＭＣＦにおける各コア（ＣＯＲＥ１からＣＯＲＥ８）の損失スペクトルと第二実施形態に係るＭＣＦにおける各コア（ＣＯＲＥ１からＣＯＲＥ８）の損失スペクトルを示す図である。
[本開示の実施形態の説明]
非特許文献１から非特許文献４に関する検討結果を以下に列挙する。
非特許文献１に開示されたＭＣＦにおいて、外周コア（中心軸に直交するＭＣＦの断面において、最も外側に配置されたコア）の伝送損失は、Ｆｉｇ．１から分かるように、１４５０ｎｍ付近から上昇し始め、１４５０ｎｍ以上１５００ｎｍ以下の波長範囲内において何らかの干渉パターンのような振動が現れている。
また、非特許文献２に開示されたＭＣＦにおいて、外周コアの伝送損失も、Ｆｉｇ．２．２０から分かるように、１４００ｎｍ付近から上昇し始め、１４００ｎｍ以上１７００ｎｍ以下の波長範囲内において干渉パターンのような振幅が現れる。これは、「コアを伝搬する光」と「コアから被覆に漏洩した光成分のうちコアに再結合した光成分」の干渉により生じている（Ｆｉｇ．２．３０参照）。
非特許文献３は、外径１２５μｍのクラッド内に円環状に８個のコアが配置されたＭＣＦが開示されている。また、Ｆｉｇ．６（ａ）には各コアの損失スペクトルが開示されている。Ｆｉｇ．６（ａ）から分かるように、Ｏバンド(１２６０ｎｍ以上１３６０ｎｍ以下の波長範囲)では被覆への漏洩損失が抑えられているが、このＯバンドよりも長波長帯域では漏洩損失が顕著になっている。すなわち、Ｏバンドよりも長波長帯域では「コアを伝搬する光」と「コアから被覆に漏洩した光成分のうちコアに再結合した光成分」の干渉により生じる干渉パターンが顕著に表れている。
なお、非特許文献４には、多光路干渉(multi-path interference: MPI)により光伝送信号の品質が劣化することが開示されている。
本開示に係るＭＣＦ（マルチコア光ファイバ）は、裸ファイバの外周面上に設けられた被覆の中あるいは表層に漏洩光伝搬抑制被覆が設けられる。これにより、各コアから被覆に漏洩した漏洩光成分の強度損失と、被覆表面において各コアに向かって反射することで該コアに再結合する漏洩光成分の強度抑制が可能になる。結果、「コアを伝搬する光」と「コアから被覆に漏洩した光成分のうちコアに再結合した光成分」の干渉に起因した光伝送信号の品質劣化が抑制される。具体的に、本開示の実施形態の内容をそれぞれ個別に列挙して説明する。
（１） 本開示に係るＭＣＦは、その一態様として、複数のコアと、共通クラッドと、被覆と、を備える。複数のコアそれぞれは、当該ＭＣＦの中心軸に沿って延在している。共通クラッドは、複数のコアそれぞれを取り囲むとともに、該複数のコアそれぞれの屈折率よりも低い屈折率を有する。なお、当該ＭＣＦの中心軸は、該中心軸に直交する共通クラッドの断面の中心を通過している。被覆は、共通クラッドを取り囲むように設けられている。また、複数のコアのうちいずれかは、８５０ｎｍ以上１７００ｎｍ以下の波長範囲に含まれるいずれかの波長において０．０１ｄＢ／ｋｍ以上の被覆漏洩損失を有する。被覆は、漏洩光伝搬抑制被覆層を含む。漏洩光伝搬抑制被覆層は、８５０ｎｍ以上１７００ｎｍ以下または１２６０ｎｍ以上１６２５ｎｍ以下の波長範囲に含まれるいずれかの波長の光に対して第一光学特性または第二光学特性を有する。ここで、第一光学特性は、上記波長範囲の光に対する減衰指標としての「厚み１μｍ当たりの吸光度」が０．１ｄＢ以上となることにより定義される。第二光学特性は、「厚み１μｍ当たりの吸光度」と「厚み」との積が０．１ｄＢ以上となることにより定義される。
なお、複数のコアのうちコア中心（断面中心）が最も被覆に近いコアの伝送損失と、該コア中心が最も被覆から遠いコアの伝送損失と、の差は、８５０ｎｍ以上１７００ｎｍ以下の波長範囲において０．０１ｄＢ／ｋｍ以上であってもよい。このようなマクロベンドロスを有する場合であっても、本開示のＭＣＦによれば、干渉パターンが生じない。
本明細書において、特定の層の「厚み」は、上記中心軸に直交する半径方向に沿った、該特定の層の内周面から外周面までの距離（内径と外径の差）で与えられる。また、複数のコアのうちいずれかの被覆漏洩損失は、例えば特許文献１に開示された方法により測定可能である。特に、「被覆漏洩損失」は、コアよりも高屈折率の被覆に、コアを導波する光の漏洩に起因して該コアを導波する光の強度が低下することにより生じる伝送損失のことを意味する。被覆漏洩損失が無視できない大きさであるということは、無視できない強さの光が被覆中に漏れ出し、被覆中を一定の距離伝搬することを意味する。通常、樹脂などの「吸光度」（材料自体の吸収、散乱）は、所定の厚さの樹脂の「シート」を作成し、光の透過率の常用対数に−１を掛けた値である。このとき吸光度はシートの厚さ（樹脂中の光の伝搬長）に比例する。
（２） 本開示の一態様として、複数のコアそれぞれおよび共通クラッドの双方は、シリカガラスからなるのが好ましい。また、本開示の一態様として、被覆は、紫外線硬化樹脂からなるのが好ましい。一般的なシリカガラス系光ファイバの製造工程の一部として、線引きされた裸ファイバの表面（共通クラッドの外周面）上に漏洩光伝搬非抑制被覆層を含む樹脂の設けることが可能になるためである。
（３） 本開示の一態様として、被覆は、第一構造または第二構造を有するのが好ましい。第一構造は、複数の漏洩光伝搬抑制被覆層のみからなることにより定義される。また、第二構造は、該漏洩光伝搬抑制被覆層と、「厚み１μｍ当たりの吸光度」が上記波長範囲の光に対して０．００５ｄＢ以下であることで定義される第三光学特性を有する漏洩光伝搬非抑制被覆層と、により構成されることにより定義される。この構成により、各コアの導波モードで伝搬する光の電界の一部が漏洩光伝搬非抑制被覆に染み出していたとしても、該各コアの導波モードで伝搬する光の伝送損失劣化を抑えることができる。
（４） 本開示の一態様として、被覆が漏洩光伝搬抑制被覆と漏洩光伝搬非抑制被覆層を含む場合、該漏洩光伝搬非抑制被覆層は、共通クラッドの外周面上に設けられ、漏洩光伝搬抑制被覆は、漏洩光伝搬非抑制被覆層の外周面上に設けられるのが好ましい。また、本開示の一態様として、漏洩光伝搬非抑制被覆層は、２ＭＰａ以下または１ＭＰａ以下のヤング率を有するのが好ましい。また、漏洩光伝搬抑制被覆は、０．８ＧＰａ以上、１ＧＰａ以上、または２ＧＰａ以上のヤング率を有するのが好ましい。この場合、当該ＭＣＦへの側圧などによって共通クラッドから当該ＭＣＦの内部に付与されるマイクロベンドの十分な抑制効果が得られる。
（５）本開示の一態様として、漏洩光伝搬非抑制被覆層は、第一漏洩光伝搬非抑制被覆層と第二漏洩光伝搬非抑制被覆層を含んでもよい。この場合、第一漏洩光伝搬非抑制被覆層は共通クラッドの外周面上に設けられ、第二漏洩光伝搬非抑制被覆層は、第一漏洩光伝搬非抑制被覆層の外周面上に設けられるのが好ましい。また、漏洩光伝搬抑制被覆は、第二漏洩光伝搬非抑制被覆層の外周面上に設けられるのが好ましい。本開示の一態様として、第一漏洩光伝搬非抑制被覆層は、２ＭＰａ以下または１ＭＰａ以下のヤング率を有するのが好ましい。第二漏洩光伝搬非抑制被覆層は、０．８ＧＰａ以上、１ＧＰａ以上、または２ＧＰａ以上のヤング率を有するのが好ましい。このような構成においても、当該ＭＣＦへの側圧などによって共通クラッドから当該ＭＣＦの内部に付与されるマイクロベンドの十分な抑制効果が期待できる。
（６） 本開示の一態様として、漏洩光伝搬抑制被覆層は、１μｍ以上１０μｍ以下、または、１μｍ以上５μｍ以下の厚みを有するのが好ましい。更に、本開示の一態様として、漏洩光伝搬抑制被覆層は、可視光の領域の白色光の照射に応答して所定のスペクトルの反射または散乱を引き起こすことで所定の色を呈するのが好ましい。この場合、作業者による識別が可能になるため、当該ＭＣＦの取り扱いが格段に容易になる。
（７） 本開示の一態様として、漏洩光伝搬抑制被覆層は、炭素からなるとともに、共通クラッドの外周面に接触した状態で該共通クラッドの外周面上に位置してよい。この場合、本開示の一態様として、漏洩光伝搬抑制被覆層は、１０ｎｍ以上１μｍ以下の厚みを有するのが好ましい。上述のような厚み範囲において漏洩光の伝搬抑制と光ファイバの柔軟性を両立できる。
（８） 一方、本開示の一態様として、漏洩光伝搬抑制被覆層は、金属からなるとともに、共通クラッドの外周面に接触した状態で該共通クラッドの外周面上に位置してもよい。この場合、本開示の一態様として、漏洩光伝搬抑制被覆層は、１μｍ以上３０μｍ以下の厚みを有するのが好ましい。上述のような厚み範囲において漏洩光の伝搬抑制と光ファイバの柔軟性を両立できる。
（９） 本開示の一態様として、共通クラッドの外周面上に漏洩光伝搬抑制被覆層が直接設けられた構成において、該漏洩光伝搬抑制被覆層の外周面は、樹脂からなる被覆層によって覆われてもよい。この場合、樹脂からなる被覆が、漏洩光伝搬抑制被覆層の物理的な保護層として機能し得る。
以上、この[本開示の実施形態の説明]の欄に列挙された各態様は、残りの全ての態様のそれぞれに対して、または、これら残りの態様の全ての組み合わせに対して適用可能である。
[本開示の実施形態の詳細]
本開示に係るＭＣＦの具体例を、以下に添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、これら例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図されている。また、図面の説明において同一の要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。
（第一実施形態）
図１は、本開示の第一実施形態に係るＭＣＦ（マルチコア光ファイバ）の断面構造と、本開示の全ての実施形態に共通する屈折率プロファイルを示す図である。
図１の上段に示された断面構造は、中心軸ＡＸに直交する第一実施形態に係るＭＣＦ１０の断面構造であり、このＭＣＦ１０は、裸ファイバ（bare fiber）１００と、該裸ファイバ１００の外周面上に設けられた被覆と、を備える。裸ファイバ１００は、中心軸ＡＸに対して等距離かつ等間隔で、該中心軸ＡＸを取り囲むように８個のコア１０１が配置されている。また、８個のコア１０１により取り囲まれた領域内には、各コア１０１の位置を確認するためのマーカー１０５が設けられている。各コア１０１およびマーカー１０５は、中心軸ＡＸに沿って延在している。各コア１０１の外周面上には内クラッド１０２が設けられ、該内クラッド１０２の外周面上にはトレンチ１０３が設けられ、さらに、該トレンチ１０３の外周面上には共通クラッド１０４が設けられている。各コア１０１、内クラッド１０２、トレンチ１０３および共通クラッド１０４のそれぞれは、シリカガラスからなるのが好ましい。また、裸ファイバ１００の外周面に設けられる被覆は、紫外線硬化樹脂からなるのが好ましい。光ファイバ紡糸中に共通クラッド１０４の外周面上に塗布された樹脂液に紫外線を照射することで，製造性よく、かつ、容易に被覆付き光ファイバ（当該ＭＣＦ１０）を製造することができるからである。
なお、図１の上段に示された「Ｒｃ」は、当該ＭＣＦ１０の断面中心（中心軸ＡＸが通過する位置であって、以下、単に「中心」と記す）から各コア１０１の断面中心（以下、単に「中心」と記す）までの距離を示す。「ＯＣＴ」は、各コア１０１の中心から共通クラッド１０４および被覆の界面までの最短距離を示す。「ＣＤ」は、当該裸ファイバ１００の外径（共通クラッド１０４の外径に一致）を示す。
図１の下段には、当該ＭＣＦ１０における各コア１０１の近傍の屈折率プロファイルが示されている。なお、この屈折率プロファイルは、各コア１０１の中心から距離ｒ（各コア１０１の半径方向に沿った距離、図１では「コア半径」と記す）の位置における比屈折率差（共通クラッド１０４の屈折率を基準）を示している。距離ａは、各コア１０１の半径を示す。距離ｂは、各コア１０１の中心から内クラッド１０２の外周面までの距離（内クラッド１０２の外半径）を示す。距離ｃは、各コア１０１の中心からトレンチ１０３の外周面までの距離（トレンチ１０３の外半径）を示す。図１の屈折率プロファイルに示されたように、各コア１０１の近傍において、内クラッド１０２は、各コア１０１の屈折率よりも低い屈折率を有する。トレンチ１０３は、内クラッド１０２の屈折率よりも低い屈折率を有する。共通クラッド１０４は、トレンチ１０３の屈折率よりの高く、かつ、各コア１０１および内クラッド１０２の双方の屈折率よりも低い屈折率を有する。なお、図１の下段に示された屈折率プロファイルの例では、共通クラッド１０４が純シリカからなる場合が示されているが、共通クラッド１０４の構成材料は、不純物（屈折率調整剤）を含むシリカガラスであってもよい。
なお、８個のコア１０１のうちいずれかは、８５０ｎｍ以上１７００ｎｍ以下の波長範囲に含まれるいずれかの波長において０．０１ｄＢ／ｋｍ以上の被覆漏洩損失を有する（例えば特許文献１に開示された方法により測定可能）。また、８個のコア１０１のうち中心が最も被覆に近いコアの伝送損失と、該コア中心が最も被覆から遠いコアの伝送損失と、の差は、８５０ｎｍ以上１７００ｎｍ以下の波長範囲において０．０１ｄＢ／ｋｍ以上であってもよい。このようなマクロベンドロスを有する場合であっても、本開示のＭＣＦ１０によれば、干渉パターンが生じない。
この第一実施形態において、ＭＣＦ１０の被覆は、樹脂（紫外線効果樹脂）からなる漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ａのみを含む。漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ａは、８５０ｎｍ以上１７００ｎｍ以下または１２６０ｎｍ以上１６２５ｎｍ以下の波長範囲に含まれるいずれかの波長の光に対して第一光学特性または第二光学特性を有する。第一光学特性は、上記波長範囲の光に対する減衰指標としての「厚み１μｍ当たりの吸光度」が０．１ｄＢ以上となることにより定義される。第二光学特性は、「厚み１μｍ当たりの吸光度」と「厚み」との積が０．１ｄＢ以上となることにより定義される。
なお、「吸光度（absorbance）」とは、分光法において、ある物体を光が通った際に強度がどの程度弱まるかを示す無次元量であり、光学密度（optical density）とも呼ばれる。分光化学において、波長λにおける吸光度Ａλは、
Ａλ＝−ｌｏｇ１０（Ｉ／ＩＯ）
と定義される。一例として、厚みＴ（単位：μｍ）の物質の「厚み１μｍ当たりの吸光度」は、−（ｌｏｇ１０（Ｉ／ＩＯ））／Ｔで与えられる。つまり、これら式は、入射光強度ＩＯと透過光強度Ｉの比（透過率）の常用対数で与えられ、吸収のある場合を正の値とするためにマイナス符号が付けられている。透過率が光路長に対して指数関数的に減衰するのに対し、吸光度は対数で表されているため、光路長に正比例する。例えば、透過率が０．１（吸光度が１）の物体の厚みが３倍になった場合、透過率は０．１３＝０．００１となるのに対し、吸光度は単に３倍になる。
（第二実施形態）
図２は、本開示の第二実施形態に係るＭＣＦ（マルチコア光ファイバ）の第一断面構造および第二断面構造を示す図である。
第二実施形態に係るＭＣＦ２０Ａおよび２０Ｂは、被覆構造に関して、図１の上段に示された第一実施形態に係るＭＣＦ１０とは異なる。一方、第二実施形態に係るＭＣＦ２０Ａおよび２０Ｂは、いずれも第一実施形態に係るＭＣＦ１０に含まれる裸ファイバ１００と同様の断面構造を有する裸ファイバ（シリカ系光ファイバ）を含む。
図２の上段に示された第二実施形態に係るＭＣＦ２０Ａにおいて、被覆は、共通クラッド１０４の外周面上に設けられた漏洩光伝搬非抑制被覆層１２０と、該漏洩光伝搬非抑制被覆層１２０の外周面上に設けられた、樹脂からなる漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ａと、を含む。により構成されている。なお、漏洩光伝搬非抑制被覆層１２０は、「厚み１μｍ当たりの吸光度」が８５０ｎｍ以上１７００ｎｍ以下または１２６０ｎｍ以上１６２５ｎｍ以下の波長範囲に含まれるいずれかの波長の光に対して０．００５ｄＢ以下である第三光学特性を有する。一方、漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ａは、第一実施形態と同様に、上述の第一光学特性または第二光学特性を有する。この構成により、各コア１０１の導波モードで伝搬する光の電界の一部が漏洩光伝搬非抑制被覆に染み出していたとしても、該各コア１０１の導波モードで伝搬する光の伝送損失劣化を抑えることができる。また、当該ＭＣＦ２０Ａへの側圧などによって共通クラッド１０４から当該ＭＣＦ２０Ａの内部に付与されるマイクロベンドの抑制効果を得るため、漏洩光伝搬非抑制被覆層１２０のヤング率は、２ＭＰａ以下であるのが好ましく、１ＭＰａ以下であるのがより好ましい。一方、漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ａのヤング率は、０．８ＧＰａ以上であるのが好ましく、１ＧＰａ以上であるのがより好ましく、２ＧＰａ以上であるのが更に好ましい。
図２の下段に示された第二実施形態に係るＭＣＦ２０Ｂにおいて、被覆は、共通クラッド１０４の外周面上に設けられた第一漏洩光伝搬非抑制被覆層１２０Ａと、該第一漏洩光伝搬非抑制被覆層１２０Ａの外周面上に設けられた第二漏洩光伝搬非抑制被覆層１２０Ｂと、を含む。漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ｂは、第二漏洩光伝搬非抑制被覆層１２０Ｂの外周面上に設けられている。この構成によっても、各コア１０１の導波モードで伝搬する光の電界の一部が漏洩光伝搬非抑制被覆に染み出していたとしても、該各コア１０１の導波モードで伝搬する光の伝送損失劣化を抑えることができる。また、当該ＭＣＦ２０Ｂへの側圧などによって共通クラッド１０４から当該ＭＣＦ２０Ｂの内部に付与されるマイクロベンドの抑制効果を得るため、第一漏洩光伝搬非抑制被覆層１２０Ａのヤング率は、２ＭＰａ以下であるのが好ましく、１ＭＰａ以下であるのがより好ましい。一方、第二漏洩光伝搬非抑制被覆層１２０Ｂのヤング率は、０．８ＧＰａ以上であるのが好ましく、１ＧＰａ以上であるのがより好ましく、２ＧＰａ以上であるのが更に好ましい。このとき、このとき，漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ｂは、１μｍ以上１０μｍ以下の厚みを有するのが好ましく、１μｍ以上５μｍ以下の厚みを有するのがより好ましい。
なお、この第二実施形態に係るＭＣＦ２０Ａおよび２０Ｂのいずれも、共通クラッド１０４の外周面上に設けられた被覆全体は、樹脂からなる。
第二実施形態に係るＭＣＦ２０Ａおよび２０Ｂにおいて、被覆は紫外線硬化樹脂であるのが好ましい。光ファイバ紡糸中に共通クラッド１０４の外周面上に塗布された樹脂液に紫外線を照射することで，製造性よく、かつ、容易に被覆付き光ファイバ（当該ＭＣＦ１０）を製造することができるからである。
また、この第二実施形態に係るＭＣＦ２０Ａおよび２０Ｂのように、漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ａが漏洩光伝搬非抑制被覆層１２０の外側に設けられた構成、または、漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ｂが第一漏洩光伝搬非抑制被覆層１２０Ａおよび第二漏洩光伝搬非抑制被覆層１２０Ｂの外側に設けられた構成において、漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ａおよび漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ｂは、いずれも、可視光の領域の白色光の照射に応答して所定のスペクトルの反射または散乱を引き起こすことで所定の色を呈するのが好ましい。具体的に、漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ａおよび漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ｂは、赤、青、黄、緑、黒、白、灰、橙、桃などの所定の色を呈するのが好ましい。これにより、作業者による識別が可能になるため、当該ＭＣＦ２０Ａおよび２０Ｂの取り扱いが格段に容易になる。
（第三実施形態）
図３は、本開示の第三実施形態に係るＭＣＦ（マルチコア光ファイバ）の第一断面構造および第二断面構造を示す図である。
第三実施形態に係るＭＣＦ３０Ａおよび３０Ｂは、被覆構造に関して、図１の上段に示された第一実施形態に係るＭＣＦ１０の他、上述の第二実施形態に係るＭＣＦ２０Ａ、２０Ｂのいずれとは異なる。一方、第三実施形態に係るＭＣＦ３０Ａおよび３０Ｂは、いずれも第一実施形態に係るＭＣＦ１０に含まれる裸ファイバ１００と同様の断面構造を有する裸ファイバ（シリカ系光ファイバ）を含む。
第三実施形態に係るＭＣＦ３０Ａおよび３０Ｂは、いずれも、裸ファイバ１００の外周面上（共通クラッド１０４の外周面上）に、炭素（非金属）または金属からなる漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ｃが設けられている。特に、図３の上段に示された第三実施形態に係るＭＣＦ３０Ａでは、漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ｃとして、炭素コーティングが裸ファイバ１００の外周面上に設けられている。なお、ＭＣＦ３０Ａのように、炭素（非金属）からなる漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ｃが適用される場合、該漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ｃは、１０ｎｍ以上１μｍ以下の厚みを有するのが好ましい。一方、図３の下段に示されたＭＣＦ３０Ｂでは、漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ｃとして、金属コーティングが裸ファイバ１００の外周面上に設けられている。なお、ＭＣＦ３０Ｂのように、金属からなる漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ｃが適用される場合、該漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ｃは、１μｍ以上３０μｍ以下の厚みを有するのが好ましい。なお、ＭＣＦ３０Ｂでは、漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ｃの外周面上に、該漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ｃの保護するための漏洩光伝搬非抑制被覆層（樹脂からなる被覆層）１２０が設けられている。炭素コーティングの上に漏洩光伝搬非抑制被覆層が設けられてもよい。
上述のように、漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ｃが炭素または金属からなる場合、上述のような厚み範囲において漏洩光の伝搬抑制と光ファイバの柔軟性を両立できる。
（第四実施形態）
図４は、本開示の第四実施形態に係るＭＣＦ（マルチコア光ファイバ）の断面構造示す図である。
第四実施形態に係るＭＣＦ４０は、被覆構造に関して、図１の上段に示された第一実施形態に係るＭＣＦ１０の他、上述の第二実施形態および第三実施形態に係るＭＣＦ２０Ａ、２０Ｂ、３０Ａ、および３０Ｂのいずれとは異なる。一方、第四実施形態に係るＭＣＦ４０は、いずれも第一実施形態に係るＭＣＦ１０に含まれる裸ファイバ１００と同様の断面構造を有する裸ファイバ（シリカ系光ファイバ）を含む。
第四実施形態に係るＭＣＦ４０は、裸ファイバ１００の外周面上（共通クラッド１０４の外周面上）に、第二実施形態と第三実施形態を組み合わせた被覆構造を備える。すなわち、第四実施形態に係るＭＣＦ４０の被覆は、共通クラッド１０４の外周面上に設けられた漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ｃ（第三実施形態）と、該漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ｃの外周面上に設けられた漏洩光伝搬非抑制被覆層１２０と、該漏洩光伝搬非抑制被覆層１２０の外周面上に設けられた漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ａ（第二実施形態）と、を含む。
図４に示された漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ｃは、炭素または金属からなる。共通クラッド１０４の外周面上に炭素からなる漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ｃが適用される場合、漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ｃは、１０ｎｍ以上１μｍ以下の厚みを有するのが好ましい。一方、共通クラッド１０４の外周面上に金属からなる漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ｃが適用される場合、漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ｃは、１μｍ以上３０μｍ以下の厚みを有するのが好ましい。また、図４に示された漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ａは、漏洩光伝搬非抑制被覆層１２０（漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ｃの外周面上に設けられた樹脂層）の外周面上に設けられており、樹脂からなる。
図４に示された第四実施形態に係るＭＣＦ４０によれば、裸ファイバ１００の外周面上に設けられる被覆が、漏洩光伝搬非抑制被覆層１２０を挟んで異なる漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ａおよび漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ｃを含むよう構成されているため、光ファイバの柔軟性を確保しつつ、漏洩光のより強力な伝搬抑制を実現される。
なお、上述の第一実施形態から第四実施形態それぞれに適用される、樹脂からなる漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ａ、樹脂からなる漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ｂ、および炭素または金属からなる漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ｃは、いずれも、８５０ｎｍ以上１７００ｎｍ以下または１２６０ｎｍ以上１６２５ｎｍ以下の波長範囲に含まれるいずれかの波長の光に対して第一光学特性または第二光学特性を有する。第一光学特性は、上記波長範囲の光に対する減衰指標としての「厚み１μｍ当たりの吸光度」が０．１ｄＢ以上となることにより定義される。第二光学特性は、「厚み１μｍ当たりの吸光度」と「厚み」との積が０．１ｄＢ以上となることにより定義される。
（測定結果）
図５は、測定用サンプルとして用意された、比較例に係るＭＣＦ５００の断面構造と第二実施形態に係るＭＣＦ２０Ｂの断面構造（第二断面構造）を示す図である。また、図６は、比較例に係るＭＣＦ５００における各コア１０１（ＣＯＲＥ１からＣＯＲＥ８）の損失スペクトルと第二実施形態に係るＭＣＦ２０Ｂにおける各コア１０１（ＣＯＲＥ１からＣＯＲＥ８）の損失スペクトルを示す図である。発明者らは、漏洩光伝搬抑制被覆層の技術的効果として、「コアを伝搬する光」と「コアから被覆に漏洩した光成分のうちコアに再結合した光成分」の干渉の抑制効果について実験により確認した。
用意された比較例に係るＭＣＦ５００（図５の上段）、および、第二実施形態に係るＭＣＦ２０Ｂ（図５の下段）は、同じ断面構造を有する裸ファイバを有する。すなわち、ＭＣＦ５００およびＭＣＦ２０Ｂは、いずれも同一光ファイバ母材を線引きすることにより得られたＭＣＦであり、被覆構造のみが異なっている。
裸ファイバ１００において、共通クラッド１０４（例えば純シリカレベル）を基準とした各コア１０１の比屈折率差は０．３５±０．０５％（０．３０％以上０．４０％以下）であり、内クラッド１０２の比屈折率差は０．０５±０．０５％（０％以上０．１％以下）であり、トレンチ１０３の比屈折率差は−０．７０±０．０５％（−０．７５％以上−０．６５％以下）である。各コア１０１の外径（直径）２ａは６．４±０．５μｍ（５．９μｍ以上６．９μｍ以下）である。内クラッド１０２の外径（トレンチ内径）２ｂに対する各コア１０１の外径２ａの比ａ／ｂは０．４±０．０５（０．３５以上０．４５以下）である。トレンチ１０３の外径２ｃに対する内クラッド１０２の外径２ｂの比ｂ／ｃは０．６±０．１（０．５以上０．７以下）である。
共通クラッド１０４の外径ＣＤは１２５±１５μｍ（１１０μｍ以上１４０μｍ以下）である。共通クラッド１０４の中心（中心軸ＡＸと交差する断面中心）から各コア１０１の中心までの距離Ｒｃは４０．５±１．５μｍ（３９．０μｍ以上４２μｍ以下）である。各コア１０１の中心（断面中心）から共通クラッド１０４と被覆との界面までの最短距離ＯＣＴは２２±２μｍ（２０μｍ以上２４μｍ以下）である。
比較例に係るＭＣＦ５００（図５の上段）の被覆は、共通クラッド１０４の外周面上に設けられた第一漏洩光伝搬非抑制被覆層１２０Ａと、該第一漏洩光伝搬非抑制被覆層１２０Ａの外周面上に設けられた第二漏洩光伝搬非抑制被覆層１２０Ｂと、を含む。この比較例に係るＭＣＦ５００には、漏洩光伝搬抑制被覆層が設けられていない。第一漏洩光伝搬非抑制被覆層１２０Ａおよび第二漏洩光伝搬非抑制被覆層１２０Ｂを含む被覆外径は、２５０±１５μｍ（２３５μｍ以上２６５μｍ以下）である。また、第一漏洩光伝搬非抑制被覆層１２０Ａおよび第二漏洩光伝搬非抑制被覆層１２０Ｂそれぞれの、「厚み１μｍ当たりの吸光度」は、８５０ｎｍ以上１７００ｎｍ以下の波長範囲において０．００３ｄＢ／μｍ以下であり、８５０ｎｍ以上１６００ｎｍ以下の波長範囲において０．００１５ｄＢ／μｍ以下である。
一方、第二実施形態に係るＭＣＦ２０Ｂ（図５の下段）の被覆は、共通クラッド１０４の外周面上に設けられた第一漏洩光伝搬非抑制被覆層１２０Ａと、該第一漏洩光伝搬非抑制被覆層１２０Ａの外周面上に設けられた第二漏洩光伝搬非抑制被覆層１２０Ｂと、該第二漏洩光伝搬非抑制被覆層１２０Ｂの外周面上に設けられた漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ｂと、を含む。この第二実施形態に係るＭＣＦ２０Ｂにおいて、第一漏洩光伝搬非抑制被覆層１２０Ａおよび第二漏洩光伝搬非抑制被覆層１２０Ｂは、上述の比較例に係るＭＣＦ５００と同じ構造を有する。
更に、第二実施形態に係るＭＣＦ２０Ｂ（図５の下段）において、漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ｂは、３±２μｍ（１μｍ以上５μｍ以下）である。漏洩光伝搬抑制被覆層１１０Ｂの「厚み１μｍ当たりの吸光度」は、８５０ｎｍ以上１７００ｎｍ以下の波長範囲全域において０．１ｄＢ／μｍ以上である。また、「厚み１μｍ当たりの吸光度」と「厚み」の積は、０．３±０．２ｄＢ以上（０．１ｄＢ以上または０．５ｄＢ以上）以上である。
図６の上段（比較例に係るＭＣＦ５００）に示された各コア１０１（ＣＯＲＥ１からＣＯＲＥ８）の損失スペクトルと、図６の下段（第二実施形態に係るＭＣＦ２０Ｂ）における各コア１０１（ＣＯＲＥ１からＣＯＲＥ８）の損失スペクトルを比較すると、いずれのＭＣＦも、被覆への漏洩に起因して１３００ｎｍ以上１４００ｎｍの波長範囲において、波長が長くなるほど伝送損失が大きくなる傾向がある点で共通している。しかしながら、比較例に係るＭＣＦ５００は、１３００ｎｍ以上１４００ｎｍ以下の波長範囲を超えた長波長域における伝送損失スペクトルに顕著な干渉パターン（振幅）が現れている。すなわち、比較例に係るＭＣＦ５００では、１３００ｎｍ以上１４００ｎｍの波長範囲を超える長波長域において「コアを伝搬する光」と「コアから被覆に漏洩した光成分がコアに再結合した光成分」の干渉が激しく起こっていることが確認できる。
これに対し、第二実施形態に係るＭＣＦ２０Ｂでは、１３００ｎｍ以上１４００ｎｍの波長範囲を超える長波長域においても、「コアを伝搬する光」と「コアから被覆に漏洩した光成分がコアに再結合した光成分」の干渉が抑制できていることが分かる。したがって、「コアを伝搬する光」と「コアから被覆に漏洩した光成分のうちコアに再結合した光成分」の干渉を抑えた上述の各実施形態に係るＭＣＦ（ＭＣＦ１０、ＭＣＦ２０Ａ、ＭＣＦ２０Ｂ、ＭＣＦ３０Ａ、ＭＣＦ３０Ｂ、およびＭＣＦ４０）のいずれが伝送路に適用されることにより、被覆漏洩損失が顕著に増加している波長帯（図６の例では１４００ｎｍ以上１６００ｎｍ以下の波長範囲）においても伝送損失の増加はあるものの、上記干渉に起因する更なる信号品質の劣化無しに光信号の伝送が可能になる。
１０、２０Ａ、２０Ｂ、３０Ａ、３０Ｂ、４０…ＭＣＦ（マルチコア光ファイバ）、１００…裸ファイバ、１０１…コア、１０２…内クラッド、１０３…トレンチ、１０４…共通クラッド、１０５…マーカー、１１０Ａ、１１０Ｂ…漏洩光伝搬抑制被覆層（樹脂）、１１０Ｃ…漏洩光伝搬抑制被覆層（炭素または金属）、１２０、１３０…漏洩光伝搬非抑制被覆層（樹脂）、１２０Ａ…第一漏洩光伝搬非抑制被覆層（樹脂）、１２０Ｂ…第二漏洩光伝搬非抑制被覆層（樹脂）。

Claims (15)

  1. 中心軸に沿って延在する複数のコアと、
    前記複数のコアそれぞれを取り囲むとともに、前記複数のコアそれぞれの屈折率よりも低い屈折率を有する共通クラッドと、
    前記共通クラッドを取り囲む被覆と、
    を備え、
    前記複数のコアのうちいずれかは、８５０ｎｍ以上１７００ｎｍ以下の波長範囲に含まれるいずれかの波長において０．０１ｄＢ／ｋｍ以上の被覆漏洩損失を有し、
    前記被覆は、８５０ｎｍ以上１７００ｎｍ以下または１２６０ｎｍ以上１６２５ｎｍ以下の波長範囲に含まれるいずれかの波長の光に対に対して第一光学特性または第二光学特性を有する漏洩光伝搬抑制被覆層であって、前記第一光学特性は前記光に対する減衰指標としての、厚み１μｍ当たりの吸光度が０．１ｄＢ以上となることで定義され、前記第二光学特性は前記厚み１μｍ当たりの吸光度と厚みとの積が０．１ｄＢ以上となることで定義される、漏洩光伝搬抑制被覆層を含む、
    マルチコア光ファイバ。
  2. 前記複数のコアそれぞれおよび前記共通クラッドの双方は、シリカガラスからなる、
    請求項１に記載のマルチコア光ファイバ。
  3. 前記被覆は、紫外線硬化樹脂からなる、
    請求項１または２に記載のマルチコア光ファイバ。
  4. 前記被覆は、前記厚み１μｍ当たりの吸光度が前記光に対して０．００５ｄＢ以下となることで定義される第三光学特性を有する漏洩光伝搬非抑制被覆層を、更に含む、
    請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のマルチコア光ファイバ。
  5. 前記漏洩光伝搬非抑制被覆層は、前記共通クラッドの外周面上に設けられ、前記漏洩光伝搬抑制被覆は、前記漏洩光伝搬非抑制被覆層の外周面上に設けられている、
    請求項４に記載のマルチコア光ファイバ。
  6. 前記漏洩光伝搬非抑制被覆層は、２ＭＰａ以下または１ＭＰａ以下のヤング率を有し、
    前記漏洩光伝搬抑制被覆層は、０．８ＧＰａ以上、１ＧＰａ以上、または２ＧＰａ以上のヤング率を有する、
    請求項５に記載のマルチコア光ファイバ。
  7. 前記漏洩光伝搬非抑制被覆層は、前記共通クラッドの外周面上に設けられた第一漏洩光伝搬非抑制被覆層と、前記第一漏洩光伝搬非抑制被覆層の外周面上に設けられた第二漏洩光伝搬非抑制被覆層と、を含み、
    前記漏洩光伝搬抑制被覆は、前記第二漏洩光伝搬非抑制被覆層の外周面上に設けられている、
    請求項４に記載のマルチコア光ファイバ。
  8. 前記第一漏洩光伝搬非抑制被覆層は、２ＭＰａ以下または１ＭＰａ以下のヤング率を有し、
    前記第二漏洩光伝搬非抑制被覆層は、０．８ＧＰａ以上、１ＧＰａ以上、または２ＧＰａ以上のヤング率を有する、
    請求項７に記載のマルチコア光ファイバ。
  9. 前記漏洩光伝搬抑制被覆層は、１μｍ以上１０μｍ以下、または、１μｍ以上５μｍ以下の厚みを有する、
    請求項７または請求項８に記載のマルチコア光ファイバ。
  10. 前記漏洩光伝搬抑制被覆層は、可視光の領域の白色光の照射に応答して所定のスペクトルの反射または散乱を引き起こすことで所定の色を呈する、
    請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のマルチコア光ファイバ。
  11. 前記漏洩光伝搬抑制被覆層は、炭素からなるとともに、前記共通クラッドの外周面に接触した状態で前記共通クラッドの外周面上に位置する、
    請求項１または請求項２に記載のマルチコア光ファイバ。
  12. 前記漏洩光伝搬抑制被覆層は、１０ｎｍ以上１μｍ以下の厚みを有する、
    請求項１１に記載のマルチコア光ファイバ。
  13. 前記漏洩光伝搬抑制被覆層は、金属からなるとともに、前記共通クラッドの外周面に接触した状態で前記共通クラッドの外周面上に位置する、
    請求項１または請求項２に記載のマルチコア光ファイバ。
  14. 前記漏洩光伝搬抑制被覆層は、１μｍ以上３０μｍ以下の厚みを有する、
    請求項１３に記載のマルチコア光ファイバ。
  15. 前記漏洩光伝搬抑制被覆層の外周面は、樹脂からなる被覆層によって覆われている、
    請求項１１から請求項１４のいずれか一項に記載のマルチコア光ファイバ。
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