JP2023126651A

JP2023126651A - マルチコア光ファイバ

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Publication number: JP2023126651A
Application number: JP2023119096A
Authority: JP
Inventors: 哲也林; Tetsuya Hayashi
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2019-07-03
Filing date: 2023-07-21
Publication date: 2023-09-07
Also published as: CN112180498A; EP3761088A1; US11480727B2; US20210003773A1; JP2021012226A; JP7326933B2; EP3761088A9

Abstract

【課題】短距離光伝送において優れた経済合理性と高い互換性とを同時に実現するための構造を備えたＭＣＦを提供する。【解決手段】当該ＭＣＦは、複数のコア部と、共通クラッドと、樹脂被覆と、を備える。各コア部は、コアと、内クラッドと、トレンチ層と、を有する。一直線上に配置された少なくとも４個のコア部は、コアと内クラッドとの比屈折率差が実質的に一致しており、４個のコア部のうち隣接する第1コア部と第２コア部の屈折率プロファイルは、内クラッドと共通クラッドとの屈折率の大小関係が逆になるように共通クラッドの屈折率に対して内クラッドの屈折率がオフセットされた形状を有する。【選択図】図３

Description

本開示は、マルチコア光ファイバに関するものである。

近年、長距離通信用の光伝送媒体として、複数のコアと、該複数のコアそれぞれを取り囲む共通クラッドと、を備えたマルチコア光ファイバ（Multi-Core optical Fiber：以下「ＭＣＦ」と記す）の研究か盛んに行われている。

例えば、非特許文献１には、ファイバ断面において正方格子を構成するように配置された４個のトレンチアシスト型構造のコア（ＩＴＵ－ＴＧ．６５２規格で規定されるコアと互換可能なコア：以下、「Ｇ．６５２互換コア」と記す）が外径１２５μｍのクラッドに内蔵されたＭＣＦが開示されている。非特許文献１によれば、このＭＣＦは、ＯバンドからＬバンドまでの波長範囲（１２６０以上１６２５ｎｍ以下）でＩＴＵ－ＴＧ．６５２規格で規定されるファイバ（以下、「Ｇ．６５２ファイバ」と記す）と互換可能な光学特性を実現することが開示されている。

非特許文献２には、外径１２５μｍのクラッドに８個のＧ．６５２互換コア（トレンチアシスト型構造を有する）が円環状に配置された状態でクラッドに内蔵されたＭＣＦが開示されている。非特許文献２によれば、このＭＣＦは、Ｏバンド（１２６０ｎｍ以上１３６０ｎｍ以下）に限ってＧ．６５２ファイバと互換可能な光学特性を実現するが開示されている。ＣバンドからＬバンドまでの波長範囲（１５３０ｎｍ以上１６２５ｎｍ以下）では、コアの光が被覆に結合する場合や該被覆へ漏洩する場合があるため、伝送損失が高くなる。したがって、ＣバンドからＬバンドまでの波長範囲において、非特許文献２に開示されたＭＣＦは、Ｇ．６５２ファイバとの互換性はない。

非特許文献３には、円形クラッド中に一列に配列された４個のコアが内蔵された４コアファイバ（ＭＣＦ）が開示されている。非特許文献３には、各コアの構造や特性の他、クラッド外径も開示されていないが、当該４コアファイバのクラッド外径が標準的な外径１２５μｍより大きいことが示唆されている。また、非特許文献３のFig.1とFig.3の比較から，Fig.1のファイバのコアピッチは５０μｍと推測され、クラッド外径も２００μｍ前後になると推測される。

非特許文献４には、外径１２５μｍのクラッドに２個のステップインデックス型コアが内蔵された２コアファイバ（ＭＣＦ）が開示されている。この２コアファイバでは、ファイバ断面において、２個のコアがクラッド中心から等距離になるように配置されている。また、各コアは、波長１３１０ｎｍにおいて８．１μｍのモードフィールド径（Mode FieldDiameter：以下、「ＭＦＤ」と記す）と、１１６０ｎｍのカットオフ波長を有する。非特許文献４によれば、このようなコア配置により、波長１３１０ｎｍ、１４９０ｎｍ、１５５０ｎｍのそれぞれにおいて、伝送損失とクロストーク（以下、「ＸＴ」と記す）を十分抑制できることが開示されている。また、非特許文献４によれば、ＬＣｓｉｍｐｌｅｘコネクタに当該２コアファイバを実装することで、ＬＣｄｕｐｌｅｘコネクタ相当のコア数をＬＣｓｉｍｐｌｅｘコネクタで実現できることが開示されている。

非特許文献５には、外径１２５μｍのクラッドに４個のステップインデックス型コアが内蔵された４コアファイバ（ＭＣＦ）が開示されている。この４コアファイバは、４個のコアが一列に並んだ状態で近接配置された強結合型ＭＣＦである。すなわち、非特許文献５には、４個のコアの全てを一つの導波路とした伝搬モードを導波するファイバで，コア間のクロストークは抑制できない。

非特許文献６乃至８には、異種コア型ＭＣＦがそれぞれ開示されている。異種コア間において実効断面積（Effective Area）あるいはＭＦＤを揃えるとともに、カットオフ波長は全コアで一定値以下になることを条件とした設計（または試作）が行われている。ただし、波長分散は無視されている。ただし、これら非特許文献６乃至８に開示されたコア構造では異種コア間の波長分散特性まで揃えることは難しい。

T. Matsui et al.,"Design of 125μm claddingmulti-core fiber with full-band compatibility to conventional single-modefiber," in Eur. Conf. Opt. Commun. (ECOC), Valencia, 2015, p. We.1.4.5. T. Hayashi et al., "125-μm-Cladding 8-CoreMulti-Core Fiber Realizing Ultra-High-Density Cable Suitable for O-BandShort-Reach Optical Interconnects," in Opt. Fiber Commun. Conf. (OFC), LosAngeles, 2015, p. Th5C.6. D. L. Butler et al., "Multicore optical fiber and connectors forshort reach, high density links," in IEEE Photon. Conf. (IPC), Burlingame, CA,USA, 2012, pp. 878-879. Y. Geng et al., "High-speed, bi-directional dual-core fibertransmission system for high-density, short-reach optical interconnects," inProc. SPIE, San Francisco, 2015, vol. 9390, Next-Generation Optical Networksfor Data Centers and Short-Reach Links II, p. 939009. Y. Kokubun, T. Komo, K. Takenaga, S. Tanigawa, and S. Matsuo,"Selective mode excitation and discrimination of four-core homogeneous coupledmulti-core fiber," Optics express, vol. 19, no. 26, pp. B905-B914, 2011. Y. Amma et al., "High-density Multicore Fiber with HeterogeneousCore Arrangement," in Opt. Fiber Commun. Conf. (OFC), Los Angeles, 2015, p.Th4C.4. T. Gonda, K. Imamura, R. Sugizaki, Y. Kawaguchi, and T. Tsuritani,"125 μm 5-core fibre with heterogeneous design suitable for migration fromsingle-core system to multi-core system," in Eur. Conf. Opt. Commun. (ECOC), Dusseldorf,2016, pp. 547-549. Y. Sasaki et al., "Crosstalk-managed heterogeneous single-mode32-core fibre," in Eur. Conf. Opt. Commun. (ECOC), 2016, pp. 550-552.

発明者は、従来のＭＣＦ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、上記非特許文献１乃至８に開示されているように、近年、ＭＣＦの研究が盛んに行われているが、通信用伝送媒体としての商用化には至っていない。これは、従来のＭＣＦが，経済合理性と広い互換性の双方を同時に実現できていなかったためと考えられる。具体的に、従来のＭＣＦでは、以下の条件（１）乃至（３）を同時に満たすことができない。また、電子回路間や半導体チップ－電子回路間等を接続し、データ通信を可能にする伝送路としての短距離インターコネクトを想定すると、以下の条件（１）乃至（３）とともにＩＴＵ－ＴＧ．６５２規格に含まれる以下の条件（４）も満たすＭＣＦの開発が望まれる。
（１）クラッド外径が１２５μｍであること，あるいは，被覆径が２５０μｍ以下であること
（２）ファイバ断面において一本の直線上に中心が位置する４以上のコアを有すること
（３）少なくともＯバンド（短距離光伝送で頻繁に用いられる１３１０ｎｍ波長帯であって、具体的には１２６０ｎｍ以上１３６０ｎｍ以下の波長帯）において、ＩＴＵ－ＴＧ．６５２規格の汎用シングルモード光ファイバ（Single-Modeoptical Fiber：以下、「ＳＭＦ」と記す）と互換可能なＭＦＤとカットオフ波長を有すること
（４）零分散波長が２４ｎｍ幅の波長帯に収まること（望ましくは１３００ｎｍ以上１３２４ｎｍ以下）

上記条件（１）に関して言及すれば、一般に、コア間ＸＴを抑えたＭＣＦを実現するためには，コア間においてモードの電界分布の重なりを抑制する必要がある。このためには、(a)コア間隔を十分離すこと、(b)コア内への光の閉じ込めを十分強くすること、または、(c)これら両方を達成すること、が必要である。コア間隔を十分離すためには、コア数が多い場合にクラッド外径を大きくする必要があり、あるいは、クラッド外径が決められている場合にはクラッドに内蔵されるコアを一定数以下に抑える必要がある。コア内への光の閉じ込めを強めるためには、各コアのＭＦＤを（ＩＴＵ－ＴＧ．６５２規格よりも）小さくしなければならない。このため、限られた標準的な外径１２５μｍのクラッド内に最外周コアの漏洩損失を抑えつつ、Ｇ．６５２ファイバと互換可能なＭＦＤをもつ複数のコアを配置すると、内蔵可能なコア数が少なくなってしまう。

上記条件（２）は、ＭＣＦへの光の入出力を安価に実現可能な１次元配列のコア配置で、標準的な外径１２５μｍのクラッド内により多くのコアを，光学特性の劣化を抑えつつ内蔵させるという要求に基づいている。なお、光学特性の劣化を抑制するためには、隣接コア間の間隔、および、最外周コアから被覆までの距離を一定以上に維持する必要がある。

上記条件（３）は、短距離伝送に適した光学特性である。長距離伝送においては、Ｃバンド（１５３０ｎｍ以上１５６５ｎｍ以下）での低損失、高波長分散、大Ａ_ｅｆｆを実現しつつ、できるだけ短いコア間隔でクロストークを抑える必要があり、ケーブルカットオフ波長は１２６０ｎｍより大幅におおきく（例えば、１３００ｎｍ以上、１４００ｎｍ以上、または、１５３０ｎｍより少し小さい程度）なっている。しかしながら、このような光ファイバは、一般的なシリカガラス製の光ファイバにおいて低波長分散が実現可能なＯバンド（１２６０ｎｍ以上１３６０ｎｍ以下）を用いた短距離での伝送には適さない。加えて、上述のような光ファイバは、分散シフトファイバのようにＣバンドが低波長分散になっているわけでもないため、シングルモードでの動作帯域では波長分散が大きい。

上記条件（４）に関して言及すれば、隣接するコア間で実効屈折率に十分な差を持たせればＸＴを効果的に抑制できることが知られている。しかしながら、隣接するコア間で実効屈折率に十分な差を持たせるためには、屈折率プロファイルに関してコア間で大きな差を持たせる必要がある。そのため、ＭＦＤ、カットオフ波長、波長分散の全てに関して汎用ＳＭＦと互換可能な光学特性を維持しつつ十分なコア間実効屈折率差を実現したＭＣＦは実現困難と考えられていた。

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、短距離光伝送において優れた経済合理性と高い互換性とを同時に実現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。

本開示のマルチコア光ファイバ（ＭＣＦ）は、当該ＭＣＦの中心軸に沿って伸びる複数のコア部と、共通クラッドと、樹脂被覆を備える。複数のコア部それぞれは、中心軸に沿って伸びるコアと、コアの外周を取り囲む内クラッドと、内クラッドの外周面を取り囲むトレンチ層と、を有する。共通クラッドは、複数のコア部それぞれのトレンチ層の外周面を取り囲むとともに１２４μｍ以上１８１μｍ以下の外径を有する。樹脂被覆は、共通クラッドの外周面を取り囲むとともに１９５μｍ以上２５０μｍ以下の外径を有する。また、本開示のマルチコア光ファイバは、中心軸に直交する、当該ＭＣＦの断面上で規定される直線上にそれぞれのコア中心が位置する少なくとも４個のコア部により構成される直線配列群を含む。直線配列群を構成する４個のコア部は、少なくともコアと内クラッドとの比屈折率差が等しい屈折率プロファイルをそれぞれ有する。更に、４個のコア部のうち、それぞれのコア中心の間隔がΛ［μｍ］で、互いに隣接する第1コア部と第２コア部それぞれのコアの、共通クラッドの屈折率を基準とした比屈折率差の差が０．００１Λ［％］以上異なる。

本開示のＭＣＦによれば、短距離光伝送において優れた経済合理性と高い互換性が同時に実現し得る。

図１は、本開示の第１実施形態に係るＭＣＦの断面構造を示す図である。図２は、互いに隣接する第１コア部と第１コア部それぞれの断面構造および配置関係を説明するための図である。図３は、図１の直線Ｌ０に沿った当該ＭＣＦの屈折率プロファイルである。図４は、本開示の第２実施形態に係るＭＣＦの断面構造を示す図である。図５は、本開示の第３実施形態に係るＭＣＦの断面構造を示す図である。図６は、用意された複数サンプルの構造パラメータを示す表である。図７は、図６に示された各サンプルの測定結果を示す表である。図８は、ファイバ径（共通クラッドの外径）の異なる複数サンプルについて、ファイバ曲げ半径［μｍ］と累積破断確率（１ｔｕｒｎの曲げで１０年経過後を想定して計算された破断確率）との関係を示すグラフである。

まず、本開示のＭＣＦ（マルチコア光ファイバ）に必要な構造条件を確認するため、上記非特許文献１乃至８に記載されたＭＣＦについて更に詳細に検討する。なお、上述のように、ＭＣＦは近年盛んに研究されているが、経済合理性や広い互換性が同時に実現できないため、通信用の伝送媒体としての商用化には至っていない。ＭＣＦの経済合理性を高めるためには，ＭＣＦのクラッド外径を従来の標準化された光ファイバと同等の１２５μｍとすることが望ましく、コア数は少なくとも４個以上であることが望ましい。

上記非特許文献１および２のそれぞれでは、通信に適した光学特性を維持しつつより多くのコアを内蔵したＭＣＦを実現するため、ファイバ断面において二次元的に配置された状態で複数のコアが外径１２５μｍのクラッドに内蔵されたＭＣＦが提案されている。しかしながら、このように二次元的にコアが配置されたＭＣＦにおいては，ＳＭＦとの接続時のファンイン・ファンアウトに際して、三次元コア配列変換デバイスが必要になる。なお、「三次元コア配列変換デバイス」は、三次元的にコアが配線されたデバイスであって、ＭＣＦのコア配置から対応するＳＭＦアレイやＳＭＦ束などのコア配列に変換するデバイスである。光送受信器において、シリコンフォトニクスの光集積回路の半導体基板などが利用されている。一例として、半導体基板の縁から基板平面に平行に光の入出力（エッジカップリング）を複数チャネルで行う場合、該基板の縁に一次元的に配置されたコアからＭＣＦの二次元的に配置されたコアに、これらのチャネルの光を入出力する必要があるが、この場合、やはり三次元コア配列変換デバイスが必要になる。また，異なるコア配列のＭＣＦ同士を接続するためにも、三次元コア配列変換デバイスが必要になる。しかしながら、このような三次元コア配列変換デバイスは量産が難しく、現状では非常に高価であり、かつ、ＭＣＦの実用化の障害となっている。

また、上記非特許文献３では，４個のコア全てが一列に配置されたＭＣＦが開示されている。当該ＭＣＦを用いれば、シリコンフォトニクス基板とのエッジカップリングも容易となる。具体的には、当該ＭＣＦは、１２５μｍよりも大幅に太いクラッド外径を有することで、各コア間のＸＴを抑制と各コア個別での良好な光学特性の両立を実現している。しかしながら、クラッド外径が標準的な外径（１２５μｍ）を大きく超える光ファイバは、光ファイバ自体の製造コストが上昇してしまう。また、接続部品（コネクタのフェルールや、配列用のＶ溝基板）として標準的な寸法の製品を用いることができなくなる。このことは、これら接続部品のコストが上昇するので、やはりＭＣＦの経済合理性が無くなってしまう。

上記非特許文献４には，クラッド外径が標準的な１２５μｍであり、かつ、全てのコアが一列に配置されたＭＣＦが開示されている。しかしながら、コア数はわずか２個であり、やはりＭＣＦを用いることによる、光ファイバ一本当たりの空間チャネル数の増加の恩恵に乏しい（経済合理性が少ない）。

上記非特許文献５には、クラッド外径が標準的な１２５μｍであり、かつ、４個のコア全てが一列に配置されたＭＣＦが開示されている。しかしながら、当該ＭＣＦにおいては、コア同士が強く結合しており、コア間ＸＴが極めて高い。すなわち、当該ＭＣＦによれば、各コアを独立した空間チャネルとして用いることはできない。４個のコアを一つの導波路とみなすと、４つのスーパーモードと呼ばれる空間モードが独立に導波しているが、各スーパーモードに個別に信号を入出力するデバイスの作成は容易ではない。したがって、上記非特許文献５のＭＣＦも、やはりＭＣＦを用いた光ファイバ伝送システムの経済合理性を損なってしまう。

そして、上記非特許文献６乃至８のそれぞれには、コアごとの屈折率プロファイルが異なる、異種コア型ＭＣＦが開示されている。異種コア型構造を採用することによりコア間において伝搬定数（あるいは実効屈折率）の大きな差が生じ、コア間の位相整合が抑制される（ＸＴが抑制される）。一方で、ＸＴの抑制に効果があるほどにコア間における実効屈折率の差を大きくすることは容易ではない。すなわち、コア間において様々な光学特性に差が生じてしまい、結果、コア間における信号光の伝送品質にも差が生じてしまう。なお、上記非特許文献６乃至８のＭＣＦは、主に長距離光伝送への適用が想定されていることもあり、長距離光伝送において非常に重要なパラメータである実効断面積（伝搬光の電界分布で決まる）を揃えるとともにカットオフ波長を全コアで一定値以下にすることで、使用波長帯域におけるシングルモード動作を担保している。一方で、長距離光伝送では波長分散は無視されている（デジタル信号処理によって補償できるため）。開示されたコア構造では、波長分散特性まで異種コア間で揃えることはできないと考えられる。

伝搬光の電界分布で決まる実効断面積やＭＦＤを異種コア間で揃え、かつ、異種コア間の波長分散も揃えるのは、現状において極めて困難である。加えて、コア間ＸＴを抑えるために十分にコア内への光の閉じ込めを強めつつ、コア間において伝搬定数に差を持たせることは、これまで不可能であった。

なお、コア間（あるいはモード間）のファイバ長さ当たりのパワー結合係数は以下のように求めることができる。前提として、２個のコア（モード）を有するＭＣＦであって該ＭＣＦ内での伝送損失は無視できるものとする。一方のコア（モード）ｍと他方のコア（モード）ｎの間のパワー結合係数をｈ、一方のコア（モード）ｍ中の光強度をＩ_ｍ、他方のコア（モード）ｎ中の光強度をＩ_ｎ、ファイバ長手方向位置をｚとする。このとき、以下の式（１）：

で表される関係が成り立つ。一方のコア（モード）ｍと他方のコア（モード）ｎの間のパワー結合係数ｈは，２個のコア間でのクロストークあるいはパワー結合が十分小さく、ＭＣＦの一方の端部に位置する一方のコア（モード）ｍのみに光を入射したときの、ＭＣＦの他方の端部における一方のコア（モード）ｍからの出力光強度をＩ_１、他方のコア（モード）ｎからの出力光強度Ｉ_２をとし，ＭＣＦ長をＬ_ｚとすると、以下の式（２）：

により求めることができる。

特に、短距離インターコネクトへの適用を想定すれば、信号処理による信号波形歪の補償を極力抑えることで電力消費の少ない光伝送を行うことが望まれる。このとき、使用波長帯において、波長分散（の絶対値）が十分抑えられており、また、コア間でばらつきが少ないことが望まれる。短距離光伝送によく利用される波長１３１０ｎｍ帯（１２６０ｎｍ以上１３６０ｎｍ以下）における波長分散の絶対値が小さくなるように、ＩＴＵ－ＴＧ．６５２規格では、零分散波長が１３００以上１３２４ｎｍ以下の範囲に収まることが求められている。このことから、
（１）コア間においてＸＴを十分抑制できる伝搬定数差を持つ異種コア型ＭＣＦであること
（２）短距離光伝送に利用される波長１３１０ｎｍにおいて、全てのコアのＭＦＤが８．６±０．６から９．５±０．６μｍまでの範囲に収まり、ケーブルカットオフ波長が１２６０ｎｍ以下であり、また、零分散波長が２４ｎｍ幅の波長帯に収まること（より好ましくは１３００ｎｍ以上１３２４ｎｍ以下の範囲に収まること）
なる構造条件が導かれる。ただし、上述のような仕様を満たすＭＣＦは、これまで知られておらず、その実現は困難であると当業者にとっての技術的常識であることが先行文献からも明らかである。

[本開示の実施形態の説明]
本開示は、上述の詳細な検討結果に基づいて、４個以上の多数のコア（ファイバ断面において一列に配置された少なくとも４個コアを含む）が外径１２４μｍ以上１８１μｍ以下のクラッドに内蔵された、短距離光伝送に適したＭＣＦを提案する。なお、本開示のＭＣＦは、Ｏバンド（１２６０ｎｍ以上１３６０ｎｍ以下）を利用した短距離光伝送を想定し、Ｃバンドなどを利用する長距離光伝送のみで発生する光学特性の劣化を許容する。一方、本開示のＭＣＦは、隣接するコアが異なる屈折率プロファイルを有するに差異を持たせることで、Ｏバンドを信号伝送に用いる短距離光伝送に十分適した光学特性を実現する。

より詳細には、本開示のＭＣＦの一例は、上述のＭＦＤ、カットオフ波長および波長分散それぞれの要求特性を実現する。更に、一例に係るＭＣＦは、クラッド外径が標準的な１２５±１μｍであり、かつ、ファイバ断面で４個以上のコアが一列に配置され、波長１３１０ｎｍ帯における短距離光伝送に適したＭＣＦである。

また、本開示のＭＣＦの他の例も、上記ＭＦＤ、カットオフ波長および波長分散それぞれの要求特性を実現する。更に、他の例に係るＭＣＦは、クラッド外径が標準的な１８０μｍ以下であり、かつ、ファイバ断面で１２個以上のコアが正方格子状に配置され、波長１２６０ｎｍ以上１６２５ｎｍ以下における短距離光伝送に適したＭＣＦである。

以下、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）本開示のマルチコア光ファイバ（ＭＣＦ）は、その一態様として、当該ＭＣＦの中心軸に沿って伸びる複数のコア部と、共通クラッドと、樹脂被覆を備える。複数のコア部それぞれは、中心軸に沿って伸びるコアと、コアの外周を取り囲む内クラッドと、内クラッドの外周面を取り囲むトレンチ層と、を有する。このように、複数のコア部それぞれは、光閉じ込め効果の高いトレンチアシスト型構造を有する。共通クラッドは、汎用ＳＭＦのクラッド外径との整合を考慮し、複数のコア部それぞれのトレンチ層の外周面を取り囲むとともに１２４μｍ以上１８１μｍ以下の外径を有する。樹脂被覆は、共通クラッドの外周面を取り囲むとともに１９５μｍ以上２５０μｍ以下の外径を有する。また、本開示のマルチコア光ファイバは、中心軸に直交する、当該ＭＣＦの断面上で規定される直線上にそれぞれのコア中心が位置する少なくとも４個のコア部により構成される直線配列群を含む。直線配列群を構成する４個のコア部は、少なくともコアと内クラッドとの比屈折率差が等しい屈折率プロファイルをそれぞれ有する。更に、４個のコア部のうち、それぞれのコア中心の間隔がΛ［μｍ］で、互いに隣接する第1コア部と第２コア部それぞれのコアの、共通クラッドの屈折率を基準とした比屈折率差の差が０．００１Λ［％］以上異なる。すなわち、隣接する第１コア部と第２コア部は、異なる構造を有する。また、一例として、直線配列群が４個のコア部で構成される場合、上述の第１コア部に相当するコア部と、上述の第２コア部に相当するコア部とが上記直線に沿って交互に配置される。ここで、「コアと内クラッドとの比屈折率差が等しい屈折率プロファイル」とは、コアと内クラッドとの比屈折率差の差異が、０．０２％以下であるような屈折率プロファイルを意味する。

（２）本開示の一態様として、当該ＭＣＦでは、１３１０ｎｍ波長帯（１２６０ｎｍ以上１３６０ｎｍ以下）における全てのコア部の光学特性が揃っているのが好ましい。具体的には、少なくとも４個のコア部それぞれは、波長１３１０ｎｍにおいて８．０μｍ以上１０．１μｍ以下のＭＦＤと、１２６０ｎｍ以下のケーブルカットオフ波長と、１３１０ｎｍ波長帯において０．５ｄＢ／ｋｍ以下の伝送損失と、を有するのが好ましい。１３１０ｎｍ波長帯における伝送損失としては、０．４ｄＢ／ｋｍ以下がより好ましい。この場合、樹脂被覆への漏洩損失ＬＬも波長１３１０ｎｍ付近では十分に小さくなる。４個のコア部それぞれの零分散波長のバラツキに関して、最大零分散波長と最小零分散波長との差は２４ｎｍ以下であるのが好ましい。また、７ｃｍ以上１４ｃｍ以下の半径または１４ｃｍ以上２０ｃｍ以下の半径で当該ＭＣＦを曲げた状態で、第１コア部におけるコアと第２コア部におけるコアとの間のクロストーク（コア間ＸＴ）は、０．０１／ｋｍ以下であるのが好ましい。このようなＸＴ値は、短距離光伝送において隣接するコア間のＸＴとしては十分に低い。

（３）本開示の一態様として、第１コア部の構造パラメータとして、コア、内クラッドおよびトレンチ層の外径をそれぞれ２ａ_１[μｍ]、２ｂ_１[μｍ]および２ｃ_１[μｍ]とする。更に、第１コア部の追加の構造パラメータとして、共通クラッドの屈折率を基準としたコア、内クラッドおよびトレンチ層の比屈折率差をそれぞれΔ_ｃｏ，１［％］、Δ_ｉｃ，１［％］、Δ_ｔ,１［％］とする。一方、第２コア部の構造パラメータとして、コア、内クラッドおよびトレンチ層の外径をそれぞれ２ａ_２[μｍ]、２ｂ_２[μｍ]および２ｃ_２[μｍ]とする。更に、第２コア部の追加の構造パラメータとして、共通クラッドの屈折率を基準としたコア、内クラッドおよびトレンチ層の比屈折率差をそれぞれΔ_ｃｏ，２［％］、Δ_ｉｃ，２［％］、Δ_ｔ,２［％］とする。このとき、第１コア部および第２コア部は、
Δ_ｃｏ，１＞ Δ_ｉｃ，１＞ Δ_ｔ，１
Δ_ｃｏ，２＞ Δ_ｉｃ，２＞ Δ_ｔ，２
０．３２％ ≦ Δ_ｃｏ，１－ Δ_ｉｃ，１≦ ０．４０％
０．３２％ ≦ Δ_ｃｏ，２－ Δ_ｉｃ，２≦ ０．４０％
Δ_ｔ,１≦ ０％
Δ_ｔ，２＜０％
Δ_ｉｃ，１ ≦ ０．１０％
－０．１０％ ≦ Δ_ｉｃ，２
なる関係を満たすのが好ましい。より好ましくは、
Δ_ｉｃ，２＜０％＜ Δ_ｉｃ，１
である。加えて、コア間ＸＴの抑制と樹脂被覆側への漏洩損失ＬＬの抑制を担保するため、第１コア部および第２コア部の配置条件を示す。すなわち、第１コア部のコア中心と第２コア部のコア中心との間隔をΛ[μｍ]とするとき、第１コア部および第２コア部は、
０．００１Λ ≦ Δ_ｃｏ，１－ Δ_ｃｏ，２
０．００１Λ ≦ Δ_ｉｃ，１－ Δ_ｉｃ，２
なる関係を満たすのが好ましい。なお、本開示の一態様として、第１コア部および第２コア部は、
０．００２Λ ≦ Δ_ｃｏ，１－ Δ_ｃｏ，２
０．００２Λ ≦ Δ_ｉｃ，１－ Δ_ｉｃ，２
なる関係を満たしてもよい。隣接する第１コア部と第２コア部との間において、それぞれのトレンチ層は接触していてもよい（連結していてもよい）。

（４）本開示の一態様として、第１コア部および第２コア部は、
Δ_ｔ，１ ≦ －０．５％
Δ_ｔ，２≦ －０．５％
０．３４≦ ａ_１／ｂ_１≦ ０．４２
０．３４≦ ａ_２／ｂ_２≦ ０．４２
なる関係を満たしてもよい。

（５）本開示の一態様として、当該ＭＣＦは、１３００ｎｍ以上１３２４ｎｍ以下の零分散波長を有するのが好ましい。本開示の一態様として、当該ＭＣＦは、零分散波長において０．０９２ｐｓ／（ｎｍ^２・ｋｍ）以下の分散スロープを有するのが好ましい。本開示の一態様として、５ｍｍ以上の曲率半径で曲げられた当該ＭＣＦの光学特性として、または、３ｍｍ以上の曲率半径で曲げられた当該ＭＣＦの光学特性として、当該ＭＣＦは、波長１３１０ｎｍにおいて０．２５ｄＢ／ｔｕｒｎ以下の曲げ損失を有するのが好ましい。更に、本開示の一態様として、共通クラッドは、１２４μｍ以上１２６μｍ以下の外径を有するのが好ましい。このとき、第１コア部のコア中心と第２コア部のコア中心との間隔Λ［μｍ］は、
２２．５μｍ≦ Λ ≦ ２７．８μｍ
なる条件を満たすのが好ましい。更に、間隔Λ［μｍ］は、
２３μｍ≦ Λ ≦ ２５μｍ
なる条件を満たしてもよい。

（６）本開示の一態様として、第１コア部のトレンチ層の外周面と第２コア部のトレンチ層の外周面との最短距離を間隔ｗ［μｍ］とするか、または、式「Λ－（ｃ_１＋ｃ_２）」で与えられる値を間隔ｗ［μｍ］とする。このとき、間隔ｗ［μｍ］と間隔Λ［μｍ］は、
０μｍ≦ ｗ ≦ ２．４９μｍ
0.0133w^３－0.129w^２＋0.885w＋22.5 ≦ Λ ≦ －1.46w＋27.8

なる関係を満たすのが好ましい。また、第１および第２コア部のトレンチ層の外周面間を最短距離で結ぶ第１線分の中点と、第１および第２コア部のコア中心同士を結ぶ第２線分の中点と、のズレ量ｄ［μｍ］は以下の式（３）：

で与えられる。このとき、ズレ量ｄ［μｍ］は、
d ≦ －(0.104w+0.324)Λ^２＋(5.721w+19.220)Λ－(79.360w+271.139)
d ≦ －0.246Λ－0.501w＋6.471
d ≧0.439Λ＋0.501w－12.539
なる関係を満たすのが好ましい。なお、第１コア部と第２コア部の位置関係において、第１線分の中点が第２線分の中点よりも第１コア部側に位置する場合、ズレ量ｄ［μｍ］はマイナスの値となる。

（７）本開示の一態様として、当該ＭＣＦの断面上において、上述の直線配列群を含む複数のコア部は、中心軸（当該ＭＣＦの中心軸）と断面との交点を通る基準直線を対称軸としてそれぞれのコア中心の位置が線対称となるように、配置されているのが好ましい。本実施形態の一態様として、当該ＭＣＦの断面上において、上述の直線配列群を含む複数のコア部は、中心軸（当該ＭＣＦの中心軸）と断面との交点を回転中心としてそれぞれのコア中心の位置が２回以上の回転対称性を有するように、配置されてもよい。本開示の一態様として、当該ＭＣＦは、共通クラッドの屈折率とは異なる屈折率を有するマーカーを有してもよい。この場合、マーカーは、複数のコア部におけるコア中心位置の対称性（線対称性、回転対称性等）を崩す位置に配置される。このようなマーカーの存在が、第１および第２コア部の識別を可能にする。更に、本開示の一態様として、第１コア部におけるトレンチ層の外側半径（ｃ_１）は、第２コア部におけるトレンチ層の外側半径（ｃ_２）と異なってもよい。この場合も、４個のコア部の配列方向に沿った当該ＭＣＦの屈折率プロファイルは、当該ＭＣＦの断面上における屈折率プロファイルの対称性（線対称性、回転対称性等）が崩れており、第１および第２コア部の識別が可能になる。

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（マルチコア光ファイバ）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、本開示は、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１実施形態）
図１は、本開示の第１実施形態に係るＭＣＦの断面構造を示す図である。図２は、図１に示された４個のコア部（直線配列群Ｇ０）の一部であって互いに隣接する第１コア部１００Ａと第２コア部１００Ｂそれぞれの断面構造および配置関係を説明するための図である。また、図３は、図１の直線Ｌ０に沿った当該ＭＣＦの屈折率プロファイルである。なお、図３では、共通クラッド２００の屈折率レベルＬＶ_ｃｌａｄが示されている。

図１に示された例では、第１実施形態のＭＣＦ１０Ａは、当該ＭＣＦ１０Ａの中心軸ＡＸに沿ってそれぞれ伸びる４個のコア部と、該４個のコア部それぞれを取り囲む共通クラッド２００と、共通クラッド２００の外周面を取り囲む樹脂被覆３００と、を備える。４個のコア部は、構造の異なる２種類のコア部（第１コア部１００Ａと第２コア部１００Ｂ）で構成されており、これら第１コア部１００Ａと第２コア部１００Ｂが直線Ｌ０に沿って交互に配置されている。すなわち、第１コア部１００Ａのコア中心ＡＸ１と第２コア部１００Ｂのコア中心ＡＸ２は、いずれも直線Ｌ０上に位置している。このようにコア中心ＡＸ１、ＡＸ２が直線Ｌ０上に配置された少なくとも４個のコア部（第１コア部１００Ａ、第２コア部１００Ｂ）により直線配列群Ｇ０が構成されている。

共通クラッド２００は、１２４μｍ以上１８１μｍ以下の外径を有する。なお、各コア部から樹脂被覆３００への漏洩損失ＬＬの増加を抑制するため、共通クラッド２００の断面内における直線配列群Ｇ０の適正位置を決定するため、ＯＣＴ（Outer Cladding Thickness）が設定されている。なお、本明細書において、「ＯＣＴ」は、中心軸ＡＸから最も離れた位置にあるコア部のコア中心から共通クラッド２００の外周面までの最短距離である。また、共通クラッド２００の外周に設けられた樹脂被覆は、１９５μｍ以上２５０μｍ以下の外径を有する。ただし、樹脂被覆３００は単一層で構成される必要はない。図１の例では、樹脂被覆３００は、共通クラッド２００の外周面を取り囲む内側被覆３１０と、該内側被覆３１０の外周面を取り囲む外側被覆３２０により、構成されている。汎用ＳＭＦのクラッド外径との整合を考慮すると、共通クラッド２００の外径は１２４～１２６μｍであることが望ましい。このとき、樹脂被覆３００の外径は最小１９５μｍまでは、光学特性や製造性に支障なく実現できるので望ましい。また、汎用ＳＭＦの樹脂被覆外径との整合を考慮すると、樹脂被覆３００の外径は２５０μｍ程度であることが望ましい．このとき、共通クラッド２００の外径は最大１７９～１８１μｍまでは、光学特性や製造性に支障なく実現できるので望ましい。

図１に示された４個のコア部の一部であって互いに隣接する第１コア部１００Ａと第２コア部１００Ｂとの断面構造と配置関係の例が図２に示されている。図２に示されたように、第１コア部１００Ａはトレンチアシスト型構造を有し、該トレンチアシスト型構造は、外径２ａ_１を有するとともにコア中心ＡＸ１を含むコア１１０Ａと、外径２ｂ_１を有するとともにコア１１０Ａの屈折率よりも低い屈折率を有する内クラッド１２０Ａと、外径２ｃ_１を有するとともに内クラッド１２０Ａの屈折率よりも低い屈折率を有するトレンチ層１３０Ａと、により構成されている。一方、第２コア部１００Ｂもトレンチアシスト型構造を有し、該トレンチアシスト型構造は、外径２ａ_２を有するとともにコア中心ＡＸ２を含むコア１１０Ｂと、外径２ｂ_２を有するとともにコア１１０Ｂの屈折率よりも低い屈折率を有する内クラッド１２０Ｂと、外径２ｃ_２を有するとともに内クラッド１２０Ｂの屈折率よりも低い屈折率を有するトレンチ層１３０Ｂと、により構成されている。第１コア部１００Ａにおけるトレンチ層１３０Ａの外側半径（ｃ_１）は、第２コア部１００Ｂにおけるトレンチ層１３０Ｂの外側半径（ｃ_２）と異なってもよい。また、これら隣接するトレンチ層１３０Ａ、１３０Ｂはオーバーラップしてもよい。

更に、図２に示されたように、隣接する第１コア部１００Ａと第２コア部１００Ｂの位置関係は、トレンチ層１３０Ａとトレンチ層１３０Ｂとの間の最短距離ｗ［μｍ］と、コア中心ＡＸ１とコア中心ＡＸ２との中心間距離である間隔Λ［μｍ］により決定される。具体的には、共通クラッド２００が１２４μｍ以上１２６μｍ以下の外径を有する場合、間隔Λ［μｍ］は、
２２．５μｍ≦ Λ ≦ ２７．８μｍ
または
２３μｍ≦ Λ ≦ ２５μｍ
なる条件を満たす。

また、第１コア部１００Ａのトレンチ層１３０Ａの外周面と第２コア部１００Ｂのトレンチ層１３０Ｂの外周面との最短距離を間隔ｗ［μｍ］とするか、または、式「Λ－（ｃ_１＋ｃ_２）」で与えられる値を間隔ｗ［μｍ］とするとき、間隔ｗ［μｍ］と間隔Λ［μｍ］は、
０μｍ≦ ｗ ≦ ２．４９μｍ
0.0133w^３－0.129w^２＋0.885w＋22.5 ≦ Λ ≦ －1.46w＋27.8
なる関係を満たす。加えて、第１および第２コア部１００Ａ、１００Ｂのトレンチ層１３０Ａ、１３０Ｂの外周面間を最短距離で結ぶ第１線分の中点と、第１および第２コア部１００Ａ、１００Ｂのコア中心ＡＸ１、ＡＸ２同士を結ぶ第２線分の中点と、のズレ量ｄ［μｍ］が上記式（３）で与えられた場合、該ズレ量ｄ［μｍ］は、
d ≦ －(0.104w+0.324)Λ^２＋(5.721w+19.220)Λ－(79.360w+271.139)
d ≦ －0.246Λ－0.501w＋6.471
d ≧0.439Λ＋0.501w－12.539
なる関係を満たしている。なお、第１コア部と第２コア部の位置関係において、第１線分の中点が第２線分の中点よりも第１コア部側に位置する場合、ズレ量ｄ［μｍ］はマイナスの値となる。

この第１実施形態に係るＭＣＦ１０Ａの断面において、当該ＭＣＦ１０Ａの直線Ｌ０（図１および図２参照）に沿った屈折率プロファイル、特に、第１コア部１００Ａ（コア中心ＡＸ１を含む）と第２コア部１００Ｂ（コア中心ＡＸ２を含む）が交互に配置された直線配列群Ｇ０の屈折率プロファイルが、図３に示されている。図３に示されたように、第１コア部１００Ａを構成するコア１１０Ａ、内クラッド１２０Ａおよびトレンチ層１３０Ａの外径は、それぞれ２ａ_１[μｍ]、２ｂ_１[μｍ]および２ｃ_１[μｍ]である。また、第１コア部１００Ａを構成するコア１１０Ａ、内クラッド１２０Ａおよびトレンチ層１３０Ａの比屈折率差（共通クラッド２００の屈折率を基準とした比屈折率差Δであって、図３中には、共通クラッド２００の屈折率レベルＬＶ_ｃｌａｄが示されている）は、それぞれΔ_ｃｏ，１［％］、Δ_ｉｃ，１［％］、Δ_ｔ,１［％］である。第２コア部１００Ｂを構成するコア１１０Ｂ、内クラッド１２０Ｂおよびトレンチ層１３０Ｂの外径は、それぞれ２ａ_２[μｍ]、２ｂ_２[μｍ]および２ｃ_２[μｍ]である。また、第２コア部１００Ｂを構成するコア１１０Ｂ、内クラッド１２０Ｂおよびトレンチ層１３０Ｂの比屈折率差（共通クラッド２００の屈折率を基準とした比屈折率差Δ）は、それぞれΔ_ｃｏ，２［％］、Δ_ｉｃ，２［％］、Δ_ｔ,２［％］である。

なお、本明細書において、共通クラッド２００の屈折率ｎ_０を基準とした、屈折率ｎ_１を有する任意のガラス領域（例えばコア１１０Ａ、１１０Ｂ等）の比屈折率差Δ［％］は、
Δ＝１００（ｎ_１ ^２－ｎ_０ ^２）／２ｎ_０ ^２
なる式で与えられる。したがって、共通クラッド２００の屈折率よりも高い屈折率を有するガラス領域の比屈折率差は正の値となり、共通クラッド２００の屈折率よりも低い屈折率を有するガラス領域の比屈折率差は負の値となる。また、共通クラッド２００以外の任意のガラス領域間の比屈折率差は、共通クラッド２００の屈折率を基準とした一方のガラス領域の比屈折率差と、共通クラッド２００の屈折率を基準とした他方のガラス領域の比屈折率差との差の絶対値で与えられるものとする。

図３に示されたように、直線配列群Ｇ０を構成する４個のコア部それぞれの屈折率プロファイルは、少なくとも、第１コア部１００Ａに相当するコア部における比屈折率差（Δ_ｃｏ，１－Δ_ｉｃ，１）と第２コア部１００Ｂに相当するコア部における比屈折率差（Δ_ｃｏ，２－Δ_ｉｃ，２）とが実質的に一致するよう設計されている。特に、コア中心ＡＸ１を含む第1コア部１００Ａの屈折率プロファイルは、内クラッド１２０Ａの屈折率が共通クラッド２００の屈折率よりも高く設定されている。一方、コア中心ＡＸ２を含む第２コア部１００Ｂの屈折率プロファイルは、内クラッド１２０Ｂの屈折率が共通クラッド２００の屈折率よりも低く設定されている（第１コア部１００Ａとは大小関係が逆）。このような異なる屈折率プロファイルを有する第１コア部１００Ａと第２コア部１００Ｂが直線Ｌ０に沿って交互に配置されることにより、屈折率プロファイルのオフセット構造が実現される。

より具体的に第１コア部１００Ａの屈折率プロファイルの構造と第２コア部１００Ｂの屈折率プロファイルの構造を比較すると、本実施形態では、第１コア部１００Ａおよび第２コア部１００Ｂは、
Δ_ｃｏ，１＞ Δ_ｉｃ，１＞ Δ_ｔ，１
Δ_ｃｏ，２＞ Δ_ｉｃ，２＞ Δ_ｔ，２
０．３２％ ≦ Δ_ｃｏ，１－ Δ_ｉｃ，１≦ ０．４０％
０．３２％ ≦ Δ_ｃｏ，２－ Δ_ｉｃ，２≦ ０．４０％
Δ_ｔ,１≦ ０％
Δ_ｔ，２＜０％
Δ_ｉｃ，１ ≦ ０．１０％
－０．１０％ ≦ Δ_ｉｃ，２
なる関係を満たしている。より好ましくは、
Δ_ｉｃ，２＜０％＜ Δ_ｉｃ，１
である。また、第１コア部１００Ａおよび第２コア部１００Ｂは、
０．００１Λ ≦ Δ_ｃｏ，１－ Δ_ｃｏ，２
０．００１Λ ≦ Δ_ｉｃ，１－ Δ_ｉｃ，２
または、
０．００２Λ ≦ Δ_ｃｏ，１－ Δ_ｃｏ，２
０．００２Λ ≦ Δ_ｉｃ，１－ Δ_ｉｃ，２
なる関係を満たしている。

更に、第１コア部１００Ａおよび第２コア部１００Ｂは、
Δ_ｔ，１ ≦ －０．５％
Δ_ｔ，２≦ －０．５％
０．３４≦ ａ_１／ｂ_１≦ ０．４２
０．３４≦ ａ_２／ｂ_２≦ ０．４２
なる関係を満たすのが好ましい。

（第２実施形態）
図４は、本開示の第２実施形態に係るＭＣＦの断面構造を示す図である。なお、図４に示された第２実施形態に係るＭＣＦ１０Ｂは、上述の第１実施形態に係るＭＣＦ１０Ａと比較して、共通クラッド２００内に設けられるコア部の数および配列構造が異なるが、第１実施形態に係るＭＣＦ１０Ａと同様の技術的効果が得られる。

図４に示された第２実施形態に係るＭＣＦ１０Ｂは、１２個のコア部と、該１２個のコア部それぞれを取り囲む共通クラッド２００と、共通クラッド２００の外周面を取り囲む樹脂被覆３００と、を備える。樹脂被覆３００は、共通クラッド２００の外周面を取り囲む内側被覆３１０と、内側被覆３１０の外周面を取り囲む外側被覆３２０により構成されている。ただし、樹脂被覆３００は、単一層で構成されていてもよい。１２個のコア部は、上述の第１コア部１００Ａに相当するグループと、上述の第２コア部１００Ｂに相当するグループから構成され、正方格子を構成するよう配置されている。また、この第２実施形態では、当該ＭＣＦ１０Ｂの断面（中心軸ＡＸと直交する面）上において、１２個のコア部が、４本の直線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４に沿って配置されている。なお、直線Ｌ１と直線Ｌ２は互いに平行であり、直線Ｌ３と直線Ｌ４も互いに平行である。また、２本の直線Ｌ１、Ｌ２に対して、２本の直線Ｌ３、Ｌ４は直交している。

直線Ｌ１上には、直線配列群Ｇ１を構成する４個のコア部が、第１コア部１００Ａと第２コア部１００Ｂが交互に並ぶように配置されている。直線Ｌ２上には、直線配列群Ｇ２を構成する４個のコア部が、第１コア部１００Ａと第２コア部１００Ｂが交互に並ぶように配置されている。直線Ｌ３上には、直線配列群Ｇ３を構成する４個のコア部が、第１コア部１００Ａと第２コア部１００Ｂが交互に並ぶように配置されている。直線Ｌ４上には、直線配列群Ｇ４を構成する４個のコア部が、第１コア部１００Ａと第２コア部１００Ｂが交互に並ぶように配置されている。

図４に示された例では、４個の直線配列群Ｇ１乃至Ｇ４を含む１２個のコア部は、当該ＭＣＦ１０Ｂの中心軸ＡＸと交差する基準直線を対称軸としてそれぞれのコア中心ＡＸ１、ＡＸ２の位置が線対称となるように、配置されている。また、１２個のコア部は、当該ＭＣＦ１０Ｂの中心軸ＡＸを回転中心としてそれぞれのコア中心ＡＸ１、ＡＸ２の位置が２回以上の回転対称性を有するように、配置されている。このように線対称性や回転対称性を有するコア部配置では、第１コア部１００Ａと第２コア部１００Ｂの識別が難しくなる。そこで、この第２実施形態では、共通クラッド２００の屈折率とは異なる屈折率を有するマーカー４００が設けられている。マーカー４００は、１２個のコア部におけるコア中心ＡＸ１、ＡＸ２の配置の対称性を崩す位置に配置される。このマーカー４００が、第１コア部１００Ａと第２コア部１００Ｂの識別を可能にする。

（第３実施形態）
図５は、本開示の第３実施形態に係るＭＣＦの断面構造を示す図である。なお、図５に示された第３実施形態に係るＭＣＦ１０Ｃは、上述の第１実施形態に係るＭＣＦ１０Ａと比較して、共通クラッド２００内に設けられるコア部の数および配列構造が異なるが、第１実施形態に係るＭＣＦ１０Ａと同様の技術的効果が得られる。

図５に示された第３実施形態に係るＭＣＦ１０Ｃは、８個のコア部と、該８個のコア部それぞれを取り囲む共通クラッド２００と、共通クラッド２００の外周面を取り囲む樹脂被覆３００と、を備える。樹脂被覆３００は、共通クラッド２００の外周面を取り囲む内側被覆３１０と、内側被覆３１０の外周面を取り囲む外側被覆３２０により構成されている。ただし、樹脂被覆３００は、単一層で構成されていてもよい。８個のコア部は、上述の第１コア部１００Ａに相当するグループと、上述の第２コア部１００Ｂに相当するグループから構成されている。また、この第３実施形態では、当該ＭＣＦ１０Ｃの断面（中心軸ＡＸと直交する面）上において、４個のコア部が、直線Ｌ０（当該ＭＣＦ１０Ｃの中心軸ＡＸと交差する直線）に沿って配置されている。直線Ｌ０上におけるコア部の配列は、上述の第１実施形態と同様である。すなわち、直線Ｌ０上には、直線配列群Ｇ０を構成する４個のコア部が、第１コア部１００Ａと第２コア部１００Ｂが交互に並ぶように配置されている。

また、図５に示された例では、直線配列群Ｇ０を含む８個のコア部は、当該ＭＣＦ１０Ｃの中心軸ＡＸと交差する基準直線を対称軸としてそれぞれのコア中心ＡＸ１、ＡＸ２の位置が線対称となるように、配置されている。また、８個のコア部は、当該ＭＣＦ１０Ｂの中心軸ＡＸを回転中心としてそれぞれのコア中心ＡＸ１、ＡＸ２の位置が２回以上の回転対称性を有するように、配置されている。なお、この第３実施形態においても、上述の第２実施形態と同様にマーカー４００が配置されてもよい。

（測定結果）
図６は、測定用に用意された複数サンプルの構造パラメータを示す表である。図７は、図６に示された各サンプルの測定結果を示す表である。

用意されたサンプル＃１は、第１実施形態（図１）と同様に、直線配列群Ｇ０（４個のコア部が一列（直列）に配置された配列構成要素）を含むサンプルであり、共通クラッド２００の外径（以下、単に「クラッド外径」と記す）は１２５μｍである。サンプル＃２も、第１実施形態（図１）と同様に、直線配列群Ｇ０を含むサンプルであり、クラッド外径は１２５μｍである。サンプル＃３も、第１実施形態（図１）と同様に、直線配列群Ｇ０を含むサンプルであり、クラッド外径は１２５μｍである。サンプル＃４は、第２実施形態（図４）と同様に、４個の直線配列群Ｇ１乃至Ｇ４（１２個のコア部が正方格子を構成するよう配置された配列構成要素）を含むサンプルであり、クラッド外径は１８０μｍである。

なお、図６には、サンプル＃１乃至＃４それぞれにおける第１コア部１００Ａの構造パラメータとして、共通クラッド２００の屈折率（図３には、共通クラッド２００の屈折率レベルＬＶ_ｃｌａｄが示されている）を基準としたコア１１０Ａの比屈折率差Δ_ｃｏ，１[％]、内クラッド１２０Ａの比屈折率差Δ_ｉｃ，１[％]、トレンチ層１３０Ａの比屈折率差Δ_ｔ,１[％]、コア１１０Ａの半径ａ_１[μｍ]、内クラッド１２０Ａの外側半径ｂ_１[μｍ]およびトレンチ層１３０Ａの外側半径ｃ_１[μｍ]が示されている。また、図６には、サンプル＃１乃至＃４それぞれにおける第２コア部１００Ｂの構造パラメータとして、共通クラッド２００の屈折率を基準値したコア１１０Ｂの比屈折率差Δ_ｃｏ，２[％]、内クラッド１２０Ｂの比屈折率差Δ_ｉｃ，２[％]、トレンチ層１３０Ｂの比屈折率差Δ_ｔ,２[％]、コア１１０Ｂの半径ａ_２[μｍ]、内クラッド１２０Ｂの外側半径ｂ_２[μｍ]およびトレンチ層１３０Ｂの外側半径ｃ_２[μｍ]が示されている。なお、図６の表中、「ＯＣＴ」は、ＭＣＦの中心軸ＡＸから最も離れたコア部のコア中心から共通クラッド２００の外周面までの最短距離である。

図７は、図６に示されたサンプル＃１乃至＃４それぞれの測定結果を示す表である。図７の表には、第１コア部１００Ａ、第２コア部１００Ｂそれぞれの、ケーブルカットオフ波長λ_ｃｃ[μｍ]、零分散波長λ_０[μｍ]、λ_０における分散スロープ（零分散スロープ）Ｓ_０[ｐｓ／(ｎｍ^２・ｋｍ)]、ＭＦＤ[μｍ]、および漏洩損失ＬＬ[ｄＢ／ｋｍ]が示されている。また、表中の「コア間ＸＴ」は、隣接する第１コア部１００Ａと第２コア部１００Ｂとの間のクロストークを意味する。なお、ＭＦＤは、波長１３１０ｎｍでの値である。漏洩損失ＬＬとコア間ＸＴは、サンプル＃１からサンプル＃３では波長１３１０ｎｍでの値が示されており、サンプル＃４では波長１６２５ｎｍでの値が示されている。コア間ＸＴは、ファイバ曲げ半径０．１４ｍでの値である。

近年導入されつつある低伝送損失の汎用ＳＭＦにおいては、波長１３１０ｎｍで約０．３ｄＢ／ｋｍの伝送損失が実現されている。このことから、ＭＣＦにおいて波長１３１０ｎｍで０．４ｄＢ／ｋｍ以下の伝送損失を実現するためには、波長１３１０ｎｍにおける被覆への漏洩損失ＬＬが０．１ｄＢ／ｋｍ以下であることが好ましい。一般的な汎用ＳＭＦの伝送損失は、波長１３１０ｎｍにおいて０．３２ｄＢ／ｋｍ以上０．３５ｄＢ／ｋｍ以下なので、ＭＣＦにおいて波長１３１０ｎｍで０．４ｄＢ／ｋｍ以下の伝送損失を実現するためには、波長１３１０ｎｍにおける被覆への漏洩損失ＬＬが０．０８ｄＢ／ｋｍ以下であることが好ましく、０．０５ｄＢ／ｋｍ以下であることが更に好ましい。図７から分かるように、このような要求仕様は本実施形態により満たされる。

なお、図７に示された測定結果からも分かるように、上述の構造条件を第１コア部１００Ａおよび第２コア部１００Ｂが満たすことにより、上述の第１乃至第３実施形態に係るＭＣＦ１０Ａ乃至１０Ｃは、好ましい光学特性として、波長１３１０ｎｍにおいて８．０μｍ以上１０．１μｍ以下のＭＦＤと、１２６０ｎｍ以下のケーブルカットオフ波長と、１２６０ｎｍ以上１３６０ｎｍ以下の波長帯において０．５ｄＢ／ｋｍ以下（好ましくは０．４ｄＢ／ｋｍ以下）の伝送損失と、を実現することが可能になる。また、直線配列群Ｇ０を構成する４個のコア部（または、直線配列群Ｇ１乃至Ｇ４を構成する１２個のコア部）の零分散波長において、最大零分散波長と最小零分散波長との差（波長幅）を２４ｎｍ以下に調整することが可能になる。７ｃｍ以上１４ｃｍ以下の曲げ半径または１４ｃｍ以上２０ｃｍ以下の曲げ半径で当該ＭＣＦ１０Ａ乃至１０Ｃを曲げた状態で、第１コア部１００Ａにおけるコア１１０Ａと第２コア部１００Ｂにおけるコア１１０Ｂとの間のＸＴは、０．０１／ｋｍ以下となる。当該ＭＣＦ１０Ａ乃至１０Ｃの零分散波長は、１３００ｎｍ以上１３２４ｎｍ以下の範囲に収めることも可能になる。また、このような零分散波長における当該ＭＣＦ１０Ａ乃至１０Ｃの分散スロープは、０．０９２ｐｓ／（ｎｍ^２・ｋｍ）以下となる。更に、５ｍｍ以上（好ましくは３ｍｍ以上）の曲率半径で曲げられた当該ＭＣＦ１０Ａ乃至１０Ｃの曲げ損失を、波長１３１０ｎｍにおいて０．２５ｄＢ／ｔｕｒｎ以下に調整することも可能になる。

次に、本開示のＭＣＦ１０Ａ乃至１０Ｃにおける光学特性の適正範囲の根拠について説明する。図８は、ファイバ径（共通クラッドの外径）の異なる複数サンプルについて、ファイバ曲げ半径［μｍ］と累積破断確率（１ｔｕｒｎの曲げで１０年経過後を想定して計算された破断確率）との関係を示すグラフである。なお、図８において、グラフＧ８１０は、２５０μｍのクラッド外径（上記ファイバ径に相当する共通クラッド２００の外径）を有するサンプルの測定値、グラフＧ８２０は、２２５μｍのクラッド外径を有するサンプルの測定値、グラフＧ８３０は、２００μｍのクラッド外径を有するサンプルの測定値、グラフＧ８４０は、１７５μｍのクラッド外径を有するサンプルの測定値、グラフＧ８５０は、１５０μｍのクラッド外径を有するサンプルの測定値、グラフＧ８６０は、１２５μｍのクラッド外径を有するサンプルの測定値、をそれぞれ示す。

クラッド外径が１２５±１μｍであることにより、従来用いられている汎用ＳＭＦと同一のコネクタ用フェルールなどの周辺部品を用いることが可能になる。クラッド外径が１２５±１μｍ以上１８０±１μｍ以下であることにより、従来の汎用ＳＭＦと同等の樹脂被覆外径（２５０μｍ前後）での被覆が可能になり、従来用いられているケーブル化技術を用いることができる。このことは、伝送システムの低コスト化の面で好ましい。また、図８に示されたように、ファイバ曲げ時の破断確率は、ファイバ曲げの曲率半径が小さくなるにつれて増加するが、クラッド外径が太くなるにつれて破断確率が急上昇する閾値的曲率半径が大きくなっていく。クラッド外径が１２５±１μｍ或いは更に細いことで、上記閾値的曲率半径を５ｍｍ未満に抑えることができるので好ましい。

波長１３１０ｎｍにおける伝送損失が０．５ｄＢｄＢ／ｋｍ、好ましくは０．４ｄＢ／ｋｍ以下であることで、現在広く用いられているＩＴＵ－ＴＧ．６５２規格やＧ．６５７規格に準拠するシングルコアＳＭＦに対して、伝送損失の大きな増加がない。

また、漏洩損失ＬＬの影響を受けていないコアの伝送損失をコア本来の伝送損失とすると、波長１３１０ｎｍにおけるコア本来の伝送損失は、純シリカコアでは約０．３ｄＢ／ｋｍを実現可能である。ＧｅＯ_２添加コアでは０．３２ｄＢ／ｋｍ以上０．３５ｄＢ／ｋｍ以下を実現可能である。そのため、本開示のＭＣＦにおいて、波長１３１０ｎｍにおいて、「コア本来の伝送損失」に「漏洩損失ＬＬ」を加えた「伝送損失」は、０．５ｄＢ／ｋｍ、更には０．４ｄＢ／ｋｍ以下であるのが好ましい。Ｏバンド全域において、この「伝送損失」が０．４ｄＢ／ｋｍ以下であることが更に好ましい。

波長１３１０ｎｍにおけるＭＦＤが８．０μｍ以上１０．１μｍ以下であることで、従来の汎用ＳＭＦを前提としたシステムや部品との接続損失を低減できる。また、ある程度の軸ずれが生じても接続損失を小さく抑えることができる。

波長１３１０ｎｍにおいて、曲率半径Ｒが５ｍｍ以上または３ｍｍ以上での曲げ損失が０．２５ｄＢ／ｔｕｒｎ以下であるのが好ましい。この場合、ハイパフォーマンスコンピューティングやデータセンターなどでの光インターコネクト配線としての利用において、小さな曲率半径のファイバ曲げが付与された場合でも、大きな伝送損失増加を抑制することができる。なお、波長１３１０ｎｍにおいて、曲率半径Ｒが３ｍｍでの曲げ損失が０．１０ｄＢ／ｔｕｒｎ以下であることで、より厳しい条件下でも、伝送損失増加をより抑制することができる。

零分散波長が１３００ｎｍ以上１３２４ｎｍ以下であることで、短距離光伝送に利用されるＯバンドでの波長分散を小さく抑えることができる。これにより、送受信機における波長分散補償のコスト（価格や消費電力のコスト）を抑えることができる。

ケーブルカットオフ波長が１２６０ｎｍ以下であることで、短距離光伝送に利用されるＯバンドでのシングルモード動作を担保することができる。２ｍカットオフ波長が１２６０ｎｍ以下であると、更に好ましい。

波長１３１０ｎｍにおいて、隣接するコア間におけるＸＴが０．００１／ｋｍ以下であることで、隣接するコア間で逆伝搬方向に信号光を伝送する場合に、コア間ＸＴにより生じる雑音を十分小さく抑えることができる。また、隣接するコア間におけるＸＴが０．００１／ｋｍ以下であることで、全てのコアで同一伝搬方向に信号光を伝送する場合でも、コア間ＸＴにより生じる雑音を十分小さく抑えることができる。

上述のように４個以上のコアのうちコア中心から樹脂被覆までの距離が最も短いコアでは、波長１５５０ｎｍまたは波長１６２５ｎｍにおける伝送損失が０．４ｄＢ／ｋｍより大きい。ＩＴＵ－ＴＧ．６５２規格やＧ．６５７規格に準拠しない大きな値に敢えて設定することで、より小さなＯＣＴが実現される。この場合、最外周コアを被覆に近づけることが可能になるため、外径が１２５μｍ前後のクラッド内により多くのコアを直列配置された状態で詰め込むことが可能になる。また、外径が１２５μｍ前後のクラッド内により大きなＭＦＤを有するコアを詰め込むことも可能になる。更には、コア間ＸＴや間隔Λ（隣接するコア間の中心間距離）のバラツキに対する製造上の設計マージンも広がる。

零分散波長における波長分散スロープが０．０９２ｐｓ／（ｎｍ^２・ｋｍ）以下であることで、高速光伝送時に高次の波長分散による信号波形の歪みが抑圧され得る。また、波長分割多重伝送のためにＯバンド内の広い波長範囲を利用する場合にも、使用帯域内の波長分散の最大値を抑えられる（信号波形の歪が抑圧され得る）。

本開示のＭＣＦは、クラッド内中に空孔が存在しない全固体型ファイバであることが好ましい。空孔を有するＭＣＦの場合、空孔に水などの異物が侵入し、コアの伝送特性に影響を与えることがある。この影響を抑えるため、ファイバ端面において空孔を塞ぐ処理を行わなければならず、空孔は、ファイバ接続や、ファイバへのコネクタ取り付けのコストを増加させる要因となる。また、ファイバ線引き中に、空孔内の気圧を微細に制御する必要があるため（空孔径の制御を行って、コアの光学特性を所望の値にする必要がある）、空孔は、製造コストの増加要因ともなる。

１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ…ＭＣＦ、１００Ａ…第１コア部、１００Ｂ…第２コア部、１１０Ａ、１１０Ｂ…コア、１２０Ａ、１２０Ｂ…内クラッド、１３０Ａ、１３０Ｂ…トレンチ層、２００…共通クラッド、３００…樹脂被覆、３１０…内側被覆、３２０…外側被覆、４００…マーカー、Ｇ０、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４…直線配列群。

Claims

中心軸に沿って伸びる複数のコア部であって、それぞれが、前記中心軸に沿って伸びるコアと、前記コアの外周を取り囲む内クラッドと、前記内クラッドの外周面を取り囲むトレンチ層と、を有する複数のコア部と、
前記複数のコア部それぞれの前記トレンチ層の外周面を取り囲むとともに１２４μｍ以上１８１μｍ以下の外径を有する共通クラッドと、
前記共通クラッドの外周面を取り囲む樹脂被覆と、
を備え、
前記中心軸に直交する、当該マルチコア光ファイバの断面上で規定される直線上にそれぞれのコア中心が位置する少なくとも４個のコア部により構成される直線配列群を含み、
前記直線配列群を構成する前記４個のコア部は、少なくとも前記コアと前記内クラッドとの比屈折率差が等しい屈折率プロファイルをそれぞれ有し、
前記４個のコア部のうち、それぞれのコア中心の間隔がΛ［μｍ］で、互いに隣接する第1コア部と第２コア部それぞれのコアの、前記共通クラッドの屈折率を基準とした比屈折率差の差が０．００１Λ［％］以上異なる、
マルチコア光ファイバ。
中心軸に沿って伸びる複数のコア部であって、それぞれが、前記中心軸に沿って伸びるコアと、前記コアの外周を取り囲む内クラッドと、前記内クラッドの外周面を取り囲むトレンチ層と、を有する複数のコア部と、
前記複数のコア部それぞれの前記トレンチ層の外周面を取り囲むとともに１２４μｍ以上１８１μｍ以下の外径を有する共通クラッドと、
前記共通クラッドの外周面を取り囲む樹脂被覆と、
を備え、
前記中心軸に直交する、当該マルチコア光ファイバの断面上で規定される直線上にそれぞれのコア中心が位置する少なくとも４個のコア部により構成される直線配列群を含み、
前記直線配列群を構成する前記４個のコア部は、少なくとも前記コアと前記内クラッドとの比屈折率差が等しい屈折率プロファイルをそれぞれ有し、
前記４個のコア部のうち、それぞれのコア中心の間隔がΛ［μｍ］で、互いに隣接する第1コア部と第２コア部それぞれのコアの、前記共通クラッドの屈折率を基準とした比屈折率差の差が０．００１Λ［％］以上異なり、
当該マルチコア光ファイバの前記断面上において、前記直線配列群を含む前記複数のコア部は、前記中心軸と前記断面との交点を通る基準直線を対称軸としてそれぞれの前記コア中心の位置が線対称となるように、配置され、
前記第１コア部における前記トレンチ層の外側半径は、前記第２コア部における前記トレンチ層の外側半径と異なる、
マルチコア光ファイバ。
中心軸に沿って伸びる複数のコア部であって、それぞれが、前記中心軸に沿って伸びるコアと、前記コアの外周を取り囲む内クラッドと、前記内クラッドの外周面を取り囲むトレンチ層と、を有する複数のコア部と、
前記複数のコア部それぞれの前記トレンチ層の外周面を取り囲むとともに１２４μｍ以上１８１μｍ以下の外径を有する共通クラッドと、
前記共通クラッドの外周面を取り囲む樹脂被覆と、
を備え、
前記中心軸に直交する、当該マルチコア光ファイバの断面上で規定される直線上にそれぞれのコア中心が位置する少なくとも４個のコア部により構成される直線配列群を含み、
前記直線配列群を構成する前記４個のコア部は、少なくとも前記コアと前記内クラッドとの比屈折率差が等しい屈折率プロファイルをそれぞれ有し、
前記４個のコア部のうち、それぞれのコア中心の間隔がΛ［μｍ］で、互いに隣接する第1コア部と第２コア部それぞれのコアの、前記共通クラッドの屈折率を基準とした比屈折率差の差が０．００１Λ［％］以上異なり、
当該マルチコア光ファイバの前記断面上において、前記直線配列群を含む前記複数のコア部は、前記中心軸と前記断面との交点を回転中心としてそれぞれの前記コア中心の位置が２回以上の回転対称性を有するように、配置され、
前記第１コア部における前記トレンチ層の外側半径は、前記第２コア部における前記トレンチ層の外側半径と異なる、
マルチコア光ファイバ。
前記樹脂被覆は、単一層で構成されている、
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。
前記樹脂被覆は、前記共通クラッドの外周面を取り囲む内側被覆と、前記内側被覆の外周面を取り囲む外側被覆により構成されている、
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。