JP2023036400A - Multi-core optical fiber and optical transmission system - Google Patents

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悠途 寒河江
Yuto Sakae
和秀 中島
Kazuhide Nakajima
泰志 坂本
Yasushi Sakamoto
隆 松井
Takashi Matsui
剛 藤澤
Takeshi Fujisawa
晋聖 齊藤
Kunimasa Saito
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Abstract

To make it possible to design a multi-core optical fiber having a standard cladding diameter taken in consideration of manufacturability.SOLUTION: The present disclosure provides a multi-core optical fiber comprising: two or more cores through which two or more lightwave modes propagate; a cladding a refractive index of which is lower than that of the cores and which is disposed so as to include all the cores; and an outermost layer a refractive index of which is equal to or more than that of the cladding and less than that of the cores and which is disposed on a concentric axis so as to surround the cladding. A crosstalk between the cores in the highest order propagation mode propagating through the cores is -39 dB/km or less.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、各コアで複数の光波モードの光を伝搬するマルチコア光ファイバに関する。 The present disclosure relates to multicore optical fibers that propagate light in multiple lightwave modes in each core.

将来の大容量光ネットワーク実現に向けて空間分割多重技術の研究が盛んに行われている。空間分割多重技術は1本の光ファイバに複数の空間チャネル(コア、光波モード)を収めることにより従来の光ファイバと比較して光ファイバ1本当たりの伝送容量の飛躍的な向上が期待されている。複数のコアを有するマルチコア光ファイバでは、製造性および既存設備との整合性の鑑定観点から、標準光ファイバと同等の直径125μmのクラッド(標準クラッド)に単一モードが伝搬可能な同種コアを配置する構造が注目されている(例えば、非特許文献1参照。)。更なる伝送容量拡大に向けて直径125μmのクラッドに、3つの光波モードが伝搬可能な同種コアを配置した数モードマルチコア光ファイバも実現されている。(例えば、非特許文献2参照。) Spatial division multiplexing technology has been extensively researched toward the realization of future large-capacity optical networks. Space division multiplexing technology is expected to dramatically improve the transmission capacity per optical fiber compared to conventional optical fibers by accommodating multiple spatial channels (core, light wave mode) in one optical fiber. there is For multi-core optical fibers with multiple cores, from the viewpoint of manufacturability and appraisal of compatibility with existing facilities, a homogenous core capable of propagating a single mode is placed in a cladding with a diameter of 125 μm (standard cladding), which is the same as a standard optical fiber. A structure that provides A few-mode multi-core optical fiber has been realized in which homogenous cores capable of propagating three light wave modes are arranged in a cladding with a diameter of 125 μm to further increase the transmission capacity. (For example, see Non-Patent Document 2.)

マルチコア光ファイバ伝送システムでは良好な伝送特性を得るために、コア間で信号が干渉するコア間クロストーク(以下、XTと称する場合がある。)を抑制することが必要であり、コア間隔の縮小に伴ってXTは増大する。マルチコア光ファイバを用いた長距離伝送ではXTを-39dB/km以下とすることが求められており、非特許文献2では-50dB/km以下のXTが実現されている。数モードの伝搬を許容するマルチコア光ファイバでは、高次モードの漏洩を抑制するためにコア間隔を縮小する必要があるため、十分なXTの抑制が困難である。非特許文献2ではこの高次モードの漏洩とXTのトレードオフを緩和するためにコア間に空孔を配置しているが、製造コストが増加する。 In order to obtain good transmission characteristics in a multi-core optical fiber transmission system, it is necessary to suppress core-to-core crosstalk (hereinafter sometimes referred to as XT), which causes signal interference between cores. XT increases with . In long-distance transmission using a multi-core optical fiber, an XT of −39 dB/km or less is required, and Non-Patent Document 2 achieves an XT of −50 dB/km or less. In a multi-core optical fiber that allows propagation of several modes, it is necessary to reduce the core spacing in order to suppress the leakage of higher-order modes, so it is difficult to sufficiently suppress XT. In Non-Patent Document 2, holes are arranged between the cores in order to alleviate the trade-off between the leakage of the higher-order mode and the XT, but this increases the manufacturing cost.

T. Matsui et al., “Design of 125 μm cladding multi-core fiber with full-band compatibility to conventional single-mode fiber,” 2015 European Conference on Optical Communication (ECOC), Valencia, Spain, 2015, pp. 1-3, doi: 10.1109/ECOC.2015.7341966.T. Matsui et al. , “Design of 125 μm cladding multi-core fiber with full-band compatibility to conventional single-mode fiber,” 2015 European Conference on Optical Communication (ECOC), Valencia, Spain, 2015, pp. 1-3, doi: 10.1109/ECOC. 2015.7341966. S. Nozoe et al., “125 μm-cladding 2LP-mode and 4-core Multi-core Fibre with Air-hole Structure for Low Crosstalk in C+L Band,” 2017 European Conference on Optical Communication (ECOC), Gothenburg, 2017, pp. 1-3, doi: 10.1109/ECOC.2017.8346167.S. Nozoe et al. , “125 μm-cladding 2LP-mode and 4-core Multi-core Fibre with Air-hole Structure for Low Crosstalk in C+L Band,” 2017 European Conference on Optical Communication (ECOC), Gothenburg, 2017, pp. 1-3, doi: 10.1109/ECOC. 2017.8346167.

本開示は、製造性を考えた標準クラッド径のマルチコア光ファイバの設計を可能にすることを目的とする。 An object of the present disclosure is to enable the design of a multi-core optical fiber with a standard clad diameter in consideration of manufacturability.

本開示のマルチコア光ファイバは、
二つ以上の光波モードが伝搬するコアを二つ以上有し、
屈折率が前記コアより低く、すべてのコアを包含するように配置されたクラッドを有し、
屈折率が前記クラッド以上かつ前記コア未満であり、前記クラッドを囲むように同心軸上に配置された最外層を有し、
前記コアにおいて伝搬される最高次の伝搬モードの前記コア間のクロストークが-39dB/km以下であることを特徴とする。
The multi-core optical fiber of the present disclosure is
having two or more cores through which two or more light wave modes propagate,
a cladding having a lower refractive index than the core and arranged to encompass all the cores;
An outermost layer having a refractive index greater than or equal to the clad and less than the core, and arranged on a concentric axis to surround the clad;
A crosstalk between the cores of the highest-order propagation mode propagated in the cores is -39 dB/km or less.

本開示の光伝送システムは、
4つ以上の送信機と、
前記送信機によって生成された信号光を2つ以上の光波モードに変換する2つ以上のモード合波器と、
前記合波器から出射される光を本開示のマルチコア光ファイバの各コアへ結合する光結合部と、
前記マルチコア光ファイバの各コアから信号光を抽出する光抽出部と、
前記光抽出部から出射される信号光を二つ以上の光波モードに分離する2つ以上のモード分離器と、
前記モード分離器から出射される信号光を受信する4つ以上の受信機と、
を有することを特徴とする。
The optical transmission system of the present disclosure is
four or more transmitters;
two or more mode multiplexers for converting signal light generated by the transmitter into two or more lightwave modes;
an optical coupling unit that couples the light emitted from the multiplexer to each core of the multi-core optical fiber of the present disclosure;
a light extraction unit for extracting signal light from each core of the multi-core optical fiber;
two or more mode separators for separating the signal light emitted from the light extractor into two or more light wave modes;
four or more receivers for receiving signal light emitted from the mode separator;
characterized by having

本開示によれば、標準クラッド径のマルチコア光ファイバを高い製造性で実現する効果を奏する。 According to the present disclosure, there is an effect of realizing a multi-core optical fiber with a standard clad diameter with high manufacturability.

本開示のマルチコア光ファイバの断面の一例を示す。1 shows an example of a cross-section of a multi-core optical fiber of the present disclosure; Δ=0%におけるaとΛの一例を示す。An example of a and Λ at Δ 2 =0% is shown. 本開示の3モードマルチコア光ファイバを実現する最外層屈折率の一例を示す。An example of the outermost layer refractive index for realizing the 3-mode multi-core optical fiber of the present disclosure is shown. 本開示の3モードマルチコア光ファイバのクラッド厚の一例を示す。1 shows an example of the cladding thickness of a 3-mode multi-core optical fiber of the present disclosure; 本開示の3モードマルチコア光ファイバのコア間距離の一例を示す。1 shows an example of the core-to-core distance of a 3-mode multi-core optical fiber of the present disclosure; 本開示の標準外径3モード4コアファイバの一例を示す。1 illustrates an example of a standard outer diameter 3-mode 4-core fiber of the present disclosure; 本開示の光ファイバを用いた光伝送システムの一例を示す。An example of an optical transmission system using the optical fiber of the present disclosure is shown.

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本開示は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本開示は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present disclosure is not limited to the embodiments shown below. These implementation examples are merely illustrative, and the present disclosure can be implemented in various modified and improved forms based on the knowledge of those skilled in the art. In addition, in this specification and the drawings, constituent elements having the same reference numerals are the same as each other.

図1に本開示の実施形態に係るマルチコア光ファイバの断面図を示す。本実施形態のマルチコア光ファイバは、二つ以上のコア11と、すべてのコア11の周方向を取り囲むクラッド12と、クラッド12を取り囲む最外層13と、を備える。クラッド12及び最外層13の断面形状は円形であり、これらは同心軸上に配置されている。クラッド12内に配置されるコア11の数は任意であるが、ここでは一例として4コアを配した構成で示す。 FIG. 1 shows a cross-sectional view of a multi-core optical fiber according to an embodiment of the present disclosure. The multi-core optical fiber of this embodiment includes two or more cores 11 , a clad 12 surrounding all cores 11 in the circumferential direction, and an outermost layer 13 surrounding the clad 12 . The cladding 12 and the outermost layer 13 have circular cross-sectional shapes, and are arranged on a concentric axis. Although the number of cores 11 arranged in the clad 12 is arbitrary, a configuration in which four cores are arranged is shown here as an example.

本開示は空孔を用いずに非特許文献2と同等の特性を有する標準クラッド径の数モードマルチコア光ファイバを実現するものであり、非特許文献2との差分は下記3点である。
(i)高次モードの漏洩とXT増大のトレードオフを緩和するために、光の閉じ込め効果が高いコア11を用いる。
(ii)過剰な閉じ込め効果により伝搬する不要な高次モードを、クラッド12より屈折率の高い最外層13を付与することでカットオフする。
(iii)最外層13をコアごとに付与するのではなく、共通化することにより幾何学的な制約を緩和する。
以下、コア11が光波モードであるLP01モードおよびLP11モードを導波し、不要な高次モードがLP21モードである場合について、詳細に説明する。
The present disclosure realizes a few-mode multi-core optical fiber with a standard clad diameter having characteristics equivalent to those of Non-Patent Document 2 without using air holes, and has the following three points of difference from Non-Patent Document 2.
(i) A core 11 with a high optical confinement effect is used to reduce the trade-off between the leakage of higher-order modes and the increase in XT.
(ii) Unnecessary high-order modes propagating due to excessive confinement effects are cut off by providing the outermost layer 13 with a higher refractive index than the clad 12 .
(iii) Alleviate geometric restrictions by sharing the outermost layer 13 instead of providing it to each core.
A case where the core 11 guides the LP01 mode and the LP11 mode, which are light wave modes, and the unnecessary higher-order mode is the LP21 mode will be described in detail below.

本実施形態のマルチコア光ファイバは、図1に示すように、2つ以上の光波モードを伝搬する4つのコア11がクラッド12に配置され、クラッド12を取り囲むように同心軸上に最外層13が配置される。この時、クラッド12の屈折率はコア11より低く、最外層13の屈折率はクラッド12以上、かつコア11未満に設定される。 In the multi-core optical fiber of this embodiment, as shown in FIG. 1, four cores 11 propagating two or more light wave modes are arranged in a clad 12, and an outermost layer 13 is concentrically arranged to surround the clad 12. placed. At this time, the clad 12 has a lower refractive index than the core 11 , and the outermost layer 13 has a refractive index higher than the clad 12 and lower than the core 11 .

ここで、コア半径をa、クラッド12に対するコア11の比屈折率差をΔ、クラッド12に対する最外層13の比屈折率差をΔ、コア間距離をΛ、コア11の中心から最外層13の内径までの距離をs、コア11の中心から最外層13の外径までの距離(クラッド厚)をtとする。なお、図1ではコア数が4で正方格子上に配置した時を示したが、2つ以上の任意のコア数および円環上配置や六方最密配置でもよい。 Here, the core radius is a, the relative refractive index difference of the core 11 with respect to the clad 12 is Δ 1 , the relative refractive index difference of the outermost layer 13 with respect to the clad 12 is Δ 2 , the distance between the cores is Λ, and the distance from the center of the core 11 to the outermost layer is Let s be the distance to the inner diameter of 13, and t be the distance from the center of core 11 to the outer diameter of outermost layer 13 (cladding thickness). Although FIG. 1 shows the case where the number of cores is 4 and they are arranged on a square lattice, the number of cores may be any number of 2 or more, and they may be arranged on a circular ring or arranged on a hexagonal close-packed arrangement.

図2に本開示に係るマルチコア光ファイバの一例として、Δ=0%とし、最外層13の直径が標準クラッドと同等の直径125μmであるとき、光波モードであるLP01モードおよびLP11モードを導波するコアを4つ配置する構成の光学特性について、aおよびΛ依存性を示す。ここで、Δにより波長1.55μmでLP01モードのモードフィールド径(以下、MFDと略記することがある。)は標準的な単一モードを伝搬するマルチコア光ファイバと同等の9.5μmとしている。 As an example of the multi-core optical fiber according to the present disclosure in FIG . The a and Λ dependences of the optical properties of the configuration with four cores are shown. Here, due to Δ1 , the mode field diameter (hereinafter sometimes abbreviated as MFD) of the LP01 mode at a wavelength of 1.55 μm is set to 9.5 μm, which is equivalent to that of a standard multi-core optical fiber propagating a single mode. .

図中の直線L21はLP21モードを波長1.53μmで遮断する構造の境界線、破線L22はLP11モード間のXTが-39dB/km以下となる構造の境界線、および一点鎖線L23はLP11モードの漏洩損失が0.01dB/kmとなる構造の境界線をそれぞれ示している。それぞれの境界線で囲まれる灰色の領域を満たすaおよびΛ依存性を用いることで、最外層13の直径が125μmであるときに波長1.55μmで十分な低XT性と低損失性を有する3つの光波モードを伝搬するマルチコア光ファイバを実現可能である。 The straight line L21 in the figure is the boundary line of the structure that blocks the LP21 mode at a wavelength of 1.53 μm, the dashed line L22 is the boundary line of the structure where the XT between the LP11 modes is −39 dB/km or less, and the dashed line L23 is the LP11 mode. The boundary lines of the structure with a leakage loss of 0.01 dB/km are shown respectively. By using the a and Λ dependences that satisfy the gray regions enclosed by the respective boundaries, 3 with sufficiently low XT and low loss at a wavelength of 1.55 μm when the diameter of the outermost layer 13 is 125 μm. It is possible to realize a multi-core optical fiber that propagates two light wave modes.

各境界線は次式で表すことができる。
L21:Λ=-1767+324.2a
L22:Λ=956.5-307.9a+25.7a
L23:Λ=-1336.2+467.9a-39.5a
Each boundary line can be represented by the following formula.
L21: Λ=−1767+324.2a
L22: Λ = 956.5 - 307.9a + 25.7a 2
L23: Λ = -1336.2 + 467.9a - 39.5a 2

以上より灰色の領域はΔ=0%のとき
a≦(Λ+1767)/324.2 かつ
956.5-307.9a+25.7a≦Λ≦-1336.2+467.9a-39.5a
で表すことができる。
From the above, the gray area is a≦(Λ+1767)/324.2 and 956.5-307.9a+25.7a 2 ≦Λ≦-1336.2+467.9a-39.5a 2 when Δ 1 =0%
can be expressed as

なお、図2ではΔ=0%の例を示したが、本開示はこれに限定されない。例えば、Δ>0%とすることにより図2におけるカットオフ波長の条件を緩和し、a≧5.6μmの領域に設計領域が拡大する。 Although FIG. 2 shows an example of Δ 2 =0%, the present disclosure is not limited to this. For example, by setting Δ 2 >0%, the condition of the cutoff wavelength in FIG. 2 is relaxed, and the design area is expanded to the region of a≧5.6 μm.

図3に本実施形態に係るマルチコア光ファイバのΔのコア半径依存性を示す。ここでは一例として光波モードであるLP01モードおよびLP11モードを導波するマルチコア光ファイバについて示し、各コア半径でΔによりLP01モードの波長1.55μmにおけるMFDを9.5μmとしている。図中の曲線L3はLP21モードを波長1.53μmで遮断することを可能にするΔを示す。曲線L3よりΔが大きい灰色の領域において、a≧5.6μmの領域で3モードマルチコア光ファイバが実現する。本境界線は次式で表すことができる。
Δ=0.44+(a-5.6)0.63
FIG. 3 shows the core radius dependence of Δ2 of the multi-core optical fiber according to this embodiment. Here, as an example, a multi-core optical fiber that guides the LP01 mode and the LP11 mode, which are light wave modes, is shown, and the MFD at the wavelength of 1.55 μm in the LP01 mode is 9.5 μm due to Δ1 at each core radius. Curve L3 in the figure shows Δ2 that allows the LP21 mode to be blocked at a wavelength of 1.53 μm. In the gray region where Δ2 is larger than curve L3, a three-mode multi-core optical fiber is realized in the region of a≧5.6 μm. This boundary line can be expressed by the following formula.
Δ 2 =0.44+(a−5.6) 0.63

図4に本実施形態に係るマルチコア光ファイバのクラッド厚tを示す。ここでは一例として3モード伝搬を可能とするマルチコア光ファイバについて示すこととし、ΔおよびΔによって波長1.55μmにおけるLP01モードのMFDを9.5μmおよびLP21モードのカットオフ波長を1.53μmとしている。図中の実線はLP11モードの漏洩損失が波長1.625μmにおいて0.01dB/km以下となる構造の境界線L4を示しており、境界線L4よりtが大きい領域で低損失性が実現される。本境界線L4は次式で表すことができる。
t=809.7-268.5a+23.1a
FIG. 4 shows the clad thickness t of the multi-core optical fiber according to this embodiment. Here, as an example, a multi-core optical fiber capable of propagating three modes is shown, and with Δ 1 and Δ 2 , the MFD of the LP01 mode at a wavelength of 1.55 μm is 9.5 μm, and the cutoff wavelength of the LP21 mode is 1.53 μm. there is The solid line in the figure indicates the boundary line L4 of the structure where the leakage loss of the LP11 mode is 0.01 dB/km or less at a wavelength of 1.625 μm, and the low loss property is realized in the region where t is larger than the boundary line L4. . This boundary line L4 can be expressed by the following equation.
t = 809.7 - 268.5a + 23.1a 2

図5に本実施形態に係るマルチコア光ファイバのコア間距離を示す。ここでは一例として3つの光波モードの伝搬を可能とするマルチコア光ファイバについて示すこととし、ΔおよびΔによってLP01モードの波長1.55μmにおけるMFDを9.5μmおよびLP21モードのカットオフ波長を1.53μmとしている。図中の実線はXTが波長1.625μmにおいて-39dB/km以下となる構造の境界線L5を示しており、境界線L5よりΛが大きい灰色の領域で低XT性が実現される。本境界線L5は次式で表すことができる。
Λ=35.6×10-4(a-5.4)-4.2+35.3
FIG. 5 shows the core-to-core distance of the multi-core optical fiber according to this embodiment. Here , as an example, a multi- core optical fiber capable of propagating three light wave modes is shown. 0.53 μm. The solid line in the figure indicates the boundary line L5 of the structure where the XT is -39 dB/km or less at a wavelength of 1.625 μm, and the low XT property is realized in the gray region where Λ is larger than the boundary line L5. This boundary line L5 can be expressed by the following equation.
Λ=35.6×10 −4 (a−5.4) −4.2 +35.3

以上よりa≧5.6μmにおいて最外層13が
Δ≧0.44+(a-5.6)0.63 かつ
t≧809.7-268.5a+23.1a
であり、コア間距離が
Λ≧35.6×10-4(a-5.4)-4.2+35.3
である場合において、十分な低XT性と低損失性を両立する数モードマルチコア光ファイバを実現できる。
From the above, when a≧5.6 μm, the outermost layer 13 has Δ 2 ≧0.44+(a−5.6) 0.63 and t≧809.7−268.5a+23.1a 2
and the inter-core distance is Λ≧35.6×10 −4 (a−5.4) −4.2 +35.3
, it is possible to realize a few-mode multi-core optical fiber that achieves both sufficiently low XT properties and low loss properties.

図6に本開示に係るマルチコア光ファイバにとして、直径125μmの標準クラッドを有し、光波モードであるLP01モード及びLP11モードを伝搬可能とするコアを4つ包含するマルチコア光ファイバのΛとaを示す。クラッド12の直径が標準光ファイバと同等であることにより、製造性の劣化が少なく、既存設備との整合性が良いので好ましい。ここでは、ΔおよびΔによってLP01モードの波長1.55μmにおけるMFDを9.5μmおよびLP21モードのカットオフ波長を1.53μmとしている。 As the multi-core optical fiber according to the present disclosure in FIG. 6, Λ and a of a multi-core optical fiber that has a standard clad with a diameter of 125 μm and includes four cores that can propagate the LP01 mode and the LP11 mode, which are light wave modes. show. Since the diameter of the cladding 12 is the same as that of the standard optical fiber, deterioration in manufacturability is small and compatibility with existing facilities is good, which is preferable. Here, Δ 1 and Δ 2 set the MFD at a wavelength of 1.55 μm for the LP01 mode to 9.5 μm and the cutoff wavelength for the LP21 mode to 1.53 μm.

実線L61はLP11モードの漏洩損失が波長1.625μmにて0.01dB/kmとなる構造を示し、実線L61よりΛが小さい領域で十分な低損失性を実現できる。破線L62はLP11のコア間XTが波長1.625μmにおいて-39dB/kmとなる構造を示し、破線L62よりΛが大きい領域で十分な低XT性を実現できる。実線L61及び破線L62は次式で表すことができる。
L61:Λ=-1248.5+446.8a-38.6a
L62:Λ=35.6×10-4(a-5.4)-4.2+35.3
A solid line L61 indicates a structure in which the leakage loss of the LP11 mode is 0.01 dB/km at a wavelength of 1.625 μm, and sufficiently low loss can be achieved in a region where Λ is smaller than that of the solid line L61. A dashed line L62 indicates a structure in which the core-to-core XT of LP11 is −39 dB/km at a wavelength of 1.625 μm, and a sufficiently low XT property can be realized in a region where Λ is larger than that of the dashed line L62. A solid line L61 and a dashed line L62 can be expressed by the following equations.
L61: Λ = -1248.5 + 446.8a - 38.6a 2
L62: Λ=35.6×10 −4 (a−5.4) −4.2 +35.3

以上より、a≧5.6μmにおいて
35.6×10-4(a-5.4)-4.2+35.3≦Λ
≦-1248.5+446.8a-38.6a
で示される図6中の灰色の領域で十分な低損失性と低XT性を有する3モード4コアファイバを標準クラッド径で実現できる。
From the above, 35.6×10 −4 (a−5.4) −4.2 +35.3≦Λ at a≧5.6 μm
≤ -1248.5 + 446.8a - 38.6a 2
A 3-mode 4-core fiber with sufficiently low loss and low XT properties can be realized with a standard cladding diameter in the gray area in FIG.

図7に本開示に係るマルチコア光ファイバを用いた光伝送システムの構成図を示す。N個の送信機91によって生成される信号光をM個のモード合波器92に入力し、信号光を2つ以上の光波モードに多重する。ここでN≧4であり、M≧2である。信号光が多重された各光波モードは光結合部93で本開示のマルチコア光ファイバ94の各コアに結合する。光抽出部95で各コアを伝搬してきた信号光を抽出し、各モードはM個のモード分離器96によって信号光ごとに分波され、N個の受信機97で受信される。 FIG. 7 shows a configuration diagram of an optical transmission system using a multi-core optical fiber according to the present disclosure. Signal lights generated by N transmitters 91 are input to M mode multiplexers 92 to multiplex the signal lights into two or more optical wave modes. where N≧4 and M≧2. Each light wave mode in which the signal light is multiplexed is coupled to each core of the multi-core optical fiber 94 of the present disclosure at the optical coupler 93 . A light extractor 95 extracts signal light propagating through each core.

本開示は情報通信産業に適用することができる。 The present disclosure can be applied to the information and communications industry.

11:コア
12:クラッド
13:最外層
91:送信機
92:モード合波器
93:光結合部
94:マルチコア光ファイバ
95:光抽出部
96:モード分離器
97:受信機
11: Core 12: Cladding 13: Outermost layer 91: Transmitter 92: Mode multiplexer 93: Optical coupler 94: Multi-core optical fiber 95: Light extractor 96: Mode separator 97: Receiver

Claims (7)

二つ以上の光波モードが伝搬するコアを二つ以上有し、
屈折率が前記コアより低く、すべての前記コアを包含するように配置されたクラッドを有し、
屈折率が前記クラッド以上かつ前記コア未満であり、前記クラッドを囲むように同心軸上に配置された最外層を有し、
前記コアにおいて伝搬される最高次の伝搬モードの前記コア間のクロストークが-39dB/km以下であることを特徴とするマルチコア光ファイバ。
having two or more cores through which two or more light wave modes propagate,
a cladding having a lower refractive index than the core and arranged to encompass all the cores;
An outermost layer having a refractive index greater than or equal to the clad and less than the core, and arranged on a concentric axis to surround the clad;
A multi-core optical fiber, wherein crosstalk between the cores of the highest-order propagation mode propagated in the cores is -39 dB/km or less.
前記コアは、波長1.53μm以上の波長において、LP01モードおよびLP11モードを伝搬し、LP21モードを遮断することを特徴とする請求項1に記載のマルチコア光ファイバ。 2. The multi-core optical fiber according to claim 1, wherein the core propagates the LP01 mode and the LP11 mode and blocks the LP21 mode at wavelengths of 1.53 [mu]m or longer. 前記最外層の直径が125μmであり、
前記コアのコア半径およびコア間距離をaおよびΛとすると、
a≦(Λ+1767)/324.2 かつ
956.5-307.9a+25.7a≦Λ
≦-1336.2+467.9a-39.5a
を満たすことを特徴とする請求項2に記載のマルチコア光ファイバ。
The outermost layer has a diameter of 125 μm,
Assuming that the core radius and inter-core distance of the core are a and Λ,
a≦(Λ+1767)/324.2 and 956.5−307.9a+25.7a 2 ≦Λ
≤ -1336.2 + 467.9a - 39.5a 2
3. The multi-core optical fiber according to claim 2, wherein:
前記コアのコア半径aが5.6μm以上であり、
前記コアの中心から前記最外層の外径までの距離をt、前記最外層の屈折率をΔとすると、
Δ≧0.44+(a-5.6)0.63 かつ
t≧809.7-268.5a+23.1a
であり、
前記コアのコア間距離Λが
Λ≧35.6×10-4(a-5.4)-4.2+35.3
であることを特徴とする請求項2に記載のマルチコア光ファイバ。
The core radius a of the core is 5.6 μm or more,
Assuming that the distance from the center of the core to the outer diameter of the outermost layer is t, and the refractive index of the outermost layer is Δ2 ,
Δ 2 ≧0.44+(a−5.6) 0.63 and t≧809.7−268.5a+23.1a 2
and
The inter-core distance Λ of the cores is Λ≧35.6×10 −4 (a−5.4) −4.2 +35.3
3. The multi-core optical fiber according to claim 2, wherein:
前記コアのコア半径aが5.6μm以上であり、
前記最外層の直径が125μmであり、
前記クラッドに前記コアが4つ配置されており、
光の波長が1.55μmである場合の前記コアのLP01モードのモードフィールド径が9.5μm以上であり、
光の波長が1.625μmである場合の前記コアのLP11モードの漏洩損失が0.01dB/km以下であることを特徴とする
請求項2に記載のマルチコア光ファイバ。
The core radius a of the core is 5.6 μm or more,
The outermost layer has a diameter of 125 μm,
Four cores are arranged in the clad,
The mode field diameter of the LP01 mode of the core is 9.5 μm or more when the wavelength of light is 1.55 μm,
3. The multi-core optical fiber according to claim 2, wherein the leakage loss of the LP11 mode of the core is 0.01 dB/km or less when the wavelength of light is 1.625 [mu]m.
前記コア半径aが5.6μm以上であり、
前記最外層の直径が125μmであり、
前記クラッドに前記コアが4つ配置されており、
前記コア間距離Λ及び前記コア半径aが、
35.6×10-4(a-5.4)-4.2+35.3≦Λ
≦-1248.5+446.8a-38.6a
を満たす請求項2に記載のマルチコア光ファイバ。
The core radius a is 5.6 μm or more,
The outermost layer has a diameter of 125 μm,
Four cores are arranged in the clad,
The inter-core distance Λ and the core radius a are
35.6×10 −4 (a−5.4) −4.2 +35.3≦Λ
≤ -1248.5 + 446.8a - 38.6a 2
3. The multi-core optical fiber according to claim 2, satisfying:
4つ以上の送信機と、
前記送信機によって生成された信号光を2つ以上の光波モードに変換する2つ以上のモード合波器と、
前記合波器から出射される光を請求項1から6のいずれかに記載のマルチコア光ファイバの各コアへ結合する光結合部と、
前記マルチコア光ファイバの各コアから信号光を抽出する光抽出部と、
前記光抽出部から出射される信号光を二つ以上の光波モードに分離する2つ以上のモード分離器と、
前記モード分離器から出射される信号光を受信する4つ以上の受信機と、
を有することを特徴とする、
光伝送システム。
four or more transmitters;
two or more mode multiplexers for converting signal light generated by the transmitter into two or more lightwave modes;
an optical coupling unit that couples the light emitted from the multiplexer to each core of the multi-core optical fiber according to any one of claims 1 to 6;
a light extraction unit for extracting signal light from each core of the multi-core optical fiber;
two or more mode separators for separating the signal light emitted from the light extractor into two or more light wave modes;
four or more receivers for receiving signal light emitted from the mode separator;
characterized by having
Optical transmission system.
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