JP2023159574A - マルチコアファイバおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造が容易な構成でありかつコア間クロストークが抑制されたマルチコアファイバおよびその製造方法を提供すること。【解決手段】マルチコアファイバは、長手方向に垂直な断面において略四角形状に配置された複数のコア部と、前記コア部の最大屈折率よりも屈折率が低く、前記コア部の外周を取り囲むクラッド部と、を備え、前記クラッド部は、前記コア部のうち最隣接するコア部の間に、略十字形状または略ひし形状の第１空孔を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、マルチコアファイバおよびその製造方法に関する。

複数のコア部を有するマルチコアファイバにおけるコア部の配置としては、六方最密配置、円環配置、四角配置など、様々な配置が検討されている。マルチコアファイバを用いれば、コア部の空間密度が向上するというメリットがあるが、コア部同士の間隔を小さくし過ぎると、コア間クロストーク（コア間ＸＴ）が増大し、光伝送路として用いる場合に信号ペナルティーの発生原因となる。そこで、断面が円形状の空孔をコア部の間に配置してコア間クロストークを抑制する技術が開示されている（非特許文献１、２参照）。しかしながら、円形状の空孔を実現するためには、穿孔法やキャピラリースタック法など、複雑な作製方法を使用しなければならなかった。

一方、特許文献１では、マルチコアファイバのコア母材の作製する際に平面状の部位（平行部）を設けておき、クラッド母材の空孔に挿入することで、別途プロセスを設けることなくコア間に空隙を設ける方法が提案されている。しかしながら、この方法でも、コア母材を作製するときに平行部を作製する必要があり、かつ少なくともクラッド母材のコア母材を挿入する空孔は穿孔で準備しないといけないため、製法の複雑さには課題があった。

特開２０１５－１２１６４２号公報

K. Saitoh et al, "Multi-core hole-assisted fibers for high core density space division multiplexing", OECC 2010, 7C2-1 (2010). B. Yao et al., "Reduction of Crosstalk by Hole-Walled Multi-Core Fiber" OFC 2012, paper OM2D.5. (2012).

上述したように、公知のマルチコアファイバは、コア間クロストークを抑制する構造の製造の容易さの点で改善の余地がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、製造が容易な構成でありかつコア間クロストークが抑制されたマルチコアファイバおよびその製造方法を提供することにある。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様は、長手方向に垂直な断面において略四角形状に配置された複数のコア部と、前記コア部の最大屈折率よりも屈折率が低く、前記コア部の外周を取り囲むクラッド部と、を備え、前記クラッド部は、前記コア部のうち最隣接するコア部の間に、略十字形状または略ひし形状の第１空孔を有するマルチコアファイバである。

前記クラッド部は、前記コア部のうち２番目に隣接するコア部の間に、周囲のガラスよりも屈折率が低い低屈折率領域を有するものでもよい。

前記クラッド部は、前記コア部のうち２番目に隣接するコア部の間に、第２空孔を有するものでもよい。

前記コア部は、純石英ガラスからなる、または、ゲルマニウム、フッ素、塩素、カリウムおよびナトリウムのうち少なくとも一つを含む石英系ガラスからなるものでもよい。

前記クラッド部は、純石英ガラスからなる、または、フッ素および塩素のうち少なくとも一つを含む石英系ガラスからなるものでもよい。

前記コア部の数が５個以上であるものでもよい。

前記コア部の数が１３個以上であるものでもよい。

本発明の一態様は、コア部と、前記コア部の最大屈折率よりも屈折率が低く、前記コア部の外周を取り囲むクラッド部と、を有し、長手方向に垂直な断面において略円形である第１ガラス体と、均一な石英系ガラスからなり、長手方向に垂直な断面において略円形である第２ガラス体と、を、交互に、かつ長手方向に垂直な断面において略四角形状に配置してガラス集合体を形成し、該ガラス集合体を含むマルチコアファイバ母材を形成する第１ステップと、前記マルチコアファイバ母材を加熱溶融し、マルチコアファイバを線引きする第２ステップと、を備えるマルチコアファイバの製造方法である。

前記第２ガラス体の屈折率が、前記第１ガラス体の前記クラッド部の屈折率よりも低いものでもよい。

前記第２ガラス体は空孔を有しているものでもよい。

前記第１ステップにおいて、前記ガラス集合体に形成されている空隙にガラスチューブを挿入するものでもよい。

前記第１ステップにおいて、前記ガラス集合体を前記マルチコアファイバ母材とし、前記第２ステップにて線引きしたマルチコアファイバの外周を取り囲むように被覆層を形成する第３ステップを備えるものでもよい。

前記第１ステップにおいて、前記ガラス集合体の外周を取り囲むようにガラス層を形成するものでもよい。

本発明によれは、製造が容易な構成でありかつコア間クロストークが抑制されたマルチコアファイバを実現できるという効果を奏する。

図１は、実施形態１に係るマルチコアファイバの長手方向に垂直な面における模式的な断面図である。 図２は、実施形態１に係るマルチコアファイバの製造方法の一例を示す図である。 図３は、実施形態１に係るマルチコアファイバの製造方法の一例を示す図である。 図４は、実施形態１に係るマルチコアファイバの製造方法の一例を示す図である。 図５は、実施形態１に係るマルチコアファイバの製造方法の一例を示す図である。 図６は、実施形態１に係るマルチコアファイバの製造方法の別の一例を示す図である。 図７は、実施形態２に係るマルチコアファイバの長手方向に垂直な面における模式的な断面図である。 図８は、実施形態２に係るマルチコアファイバの製造方法の一例を示す図である。 図９は、実施形態３に係るマルチコアファイバの長手方向に垂直な面における模式的な断面図である。 図１０は、実施形態３に係るマルチコアファイバの製造方法の一例を示す図である。 図１１は、実施形態３に係るマルチコアファイバの製造方法の別の一例を示す図である。 図１２は、実施形態４に係るマルチコアファイバの長手方向に垂直な面における模式的な断面図である。 図１３は、ガラス集合体の別の一例を示す図である。 図１４は、比較例に係るマルチコアファイバの長手方向に垂直な面における模式的な断面図である。

以下に、図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。また、各図面において、同一または対応する構成要素には適宜同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、本明細書においては、カットオフ波長または実効カットオフ波長とは、国際通信連合（ＩＴＵ）のＩＴＵ－Ｔ Ｇ．６５０．１で定義するケーブルカットオフ波長（λｃｃ）をいう。また、その他、本明細書で特に定義しない用語についてはＧ．６５０．１およびＧ．６５０．２における定義、測定方法に従うものとする。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係るマルチコアファイバの長手方向に垂直な面における模式的な断面図である。マルチコアファイバ１０は、複数のコア部である１３個のコア部１１と、クラッド部１２と、を備えている。

コア部１１は、長手方向に垂直な断面において略四角形状に配置されている。本実施形態では、コア部１１は、一点鎖線で表される正方格子Ｌ１の格子点上に配置されている。コア部１１のうち最隣接するコア部１１の間の中心間距離（コアピッチとも呼ばれる）は、正方格子Ｌ１の格子定数と等しい。

クラッド部１２は、コア部１１の最大屈折率よりも屈折率が低く、コア部１１の外周を取り囲む。

クラッド部１２は、コア部１１のうち最隣接するコア部１１の間に、略十字形状または略ひし形状の第１空孔１３を有する。たとえば、図１におけるコア部１１のうち最隣接するコア部１１ａとコア部１１ｂとの間には、第１空孔１３ａが設けられている。なお、コア部１１ｃは、コア部１１ａに２番目に隣接するコア部である。このコア部１１ｃのような、或るコア部に２番目に隣接するコア部は、以下、第２隣接するコア部と記載する場合がある。コア部１１ａとコア部１１ｃとの中心間距離は、コア部１１ａとコア部１１ｂとの中心間距離の√２倍である。

コア部１１およびクラッド部１２の構成材料について例示する。コア部１１およびクラッド部１２の構成材料は、上述の屈折率の関係を満たせば特に限定されない。たとえば、コア部１１は、純石英ガラスからなる、または、ゲルマニウム、フッ素、塩素、カリウムおよびナトリウムのうち少なくとも一つを含む石英系ガラスからなる。塩素は、マルチコアファイバ１０の製造工程（脱水工程など）において含まれるドーパントであり、意図的に添加したものではない場合がある。ゲルマニウムは、石英系ガラスの屈折率を上昇させるドーパントである。カリウムおよびナトリウムは、石英系ガラスの屈折率を上昇させるドーパントである。フッ素は、石英系ガラスの屈折率を低下させるドーパントである。純石英ガラスとは、波長１５５０ｎｍにおける屈折率が約１．４４４である、きわめて高純度の石英ガラスである。

また、たとえば、クラッド部１２は、純石英ガラスからなる、または、フッ素および塩素のうち少なくとも一つを含む石英系ガラスからなる。

たとえば、コア部１１がゲルマニウムを含む石英系ガラスからなり、クラッド部１２が塩素以外のドーパントを含まない石英系ガラスからなるものでもよい。またたとえば、コア部１１が純石英系ガラス、または、フッ素、塩素、カリウムおよびナトリウムのうち少なくとも一つを含む石英系ガラスからなり、クラッド部１２が、フッ素を含む石英系ガラスからなるものでもよい。

以上のように構成されたマルチコアファイバ１０では、最隣接するコア部１１の間に第１空孔１３が設けられているので、最隣接するコア部１１の間のコア間クロストーク（隣接コア間クロストーク）が抑制される。たとえば、本発明者の鋭意検討によれば、マルチコアファイバ１０では、コアピッチを３５μｍ以下と非常に小さくした場合でも、１５３０ｎｍ以下のカットオフ波長と、長さ１００ｋｍで－２０ｄＢ以下の隣接コア間クロストークとを実現することができる。

また、マルチコアファイバ１０では、第２隣接するコア部の間のコア間クロストークは、中心間距離が隣接コア間の中心間距離の√２倍に大きいことから、好適に抑制される。

さらに、マルチコアファイバ１０は、以下に示す製造方法によって容易に製造ができる。

本例に係る製造方法は、第１ステップと第２ステップとを備える。第１ステップでは、第１ガラス体と第２ガラス体とを、交互に、かつ長手方向に垂直な断面において略四角形状に配置してガラス集合体を形成し、該ガラス集合体を含むマルチコアファイバ母材を形成する。第２ステップでは、前記マルチコアファイバ母材を加熱溶融し、マルチコアファイバを線引きする。

第１ステップについて、図２～図５を参照して説明する。まず、図２に示すように、１３個の第１ガラス体１１０と１２個の第２ガラス体１２０とを、交互に、かつ長手方向に垂直な断面において略四角形状に配置してガラス集合体１００を形成する。

第１ガラス体１１０は、コア部１１１と、コア部１１１の最大屈折率よりも屈折率が低く、コア部１１１の外周を取り囲むクラッド部１１２と、を有し、長手方向に垂直な断面において略円形である。コア部１１１は、マルチコアファイバ１０のコア部１１となる部分であり、クラッド部１１２は、クラッド部１２の一部となる部分である。第１ガラス体１１０は、たとえばＶＡＤ法（Vapor-phase Axial Deposition）によって作製できる。

第２ガラス体１２０は、均一な石英系ガラスからなり、長手方向に垂直な断面において略円形である。第２ガラス体１２０は、マルチコアファイバ１０のクラッド部１２の一部となる部分である。第２ガラス体１２０の構成材料は、第１ガラス体１１０のクラッド部１１２の構成材料と同じでもよい。

また、ガラス集合体１００においては、２個の第１ガラス体１１０と２個の第２ガラス体１２０とで囲まれた略十字形状または略ひし形状の空隙Ｇが形成されるが、この空隙Ｇはマルチコアファイバ１０の第１空孔１３となる部分である。

つづいて、図３に示すように、ガラス集合体１００を治具１で結束して第１ガラス体１１０と第２ガラス体１２０との位置関係を固定しながら、バーナ２にてガラス集合体１００の外周を加熱溶融して第１ガラス体１１０と第２ガラス体１２０とを一体化する。

つづいて、図４に示すように、ガラス集合体１００を軸回りに回転させながら、火炎堆積法（たとえばＯＶＤ（Outside Vapor Deposition）法）を用いてガラス集合体１００の外周を取り囲むガラススートを堆積し、その後ガラススートを焼結してガラス層１３０を形成する。このガラス層１３０はマルチコアファイバ１０のクラッド部１２の一部となる。なお、ガラス集合体１００の長手方向に垂直な断面形状は略四角形状であるが、ガラス集合体１００の回転速度の調整によって、ガラススートおよびガラス層１３０の断面形状を略円形状とすることができる。

つづいて、図５に示すように、ガラス集合体１００とガラス層１３０の一端に線引開始用のテーパ状のガラス部材１４０を熱融着し、マルチコアファイバ母材１０００を作製する。なお、治具１はその後取り外してもよい。

第２ステップについては、マルチコアファイバ母材１０００を公知の線引き装置を用いて加熱溶融し、線引きを行う。これにより、マルチコアファイバ１０を製造することができる。なお、線引きの際は、空隙Ｇが完全に潰れないように圧力を制御することによって、第１空孔１３が形成されるようにする。また、第１ガラス体１１０と第２ガラス体１２０とが過剰に変形しないように加圧制御することが好ましい。

なお、上記製造例では、火炎堆積法を用いてガラス集合体１００の外周にガラス層１３０を形成したが、図６に示すように、ガラス集合体１００を、長手方向に垂直な断面において外周が略円形状であり内側に略四角形状の孔を有するガラスチューブ１５０に挿入して、マルチコアファイバ１０の製造用のマルチコアファイバ母材１０００Ａを形成してもよい。なお、ガラスチューブ１５０の内側の孔は、略四角形状であるが、ガラス集合体１００の外周形状に沿った形状の凹凸を有するようにすれば、ガラス集合体１００とガラスチューブ１５０との間の隙間が削減される。

（実施形態２）
図７は、実施形態２に係るマルチコアファイバの長手方向に垂直な面における模式的な断面図である。マルチコアファイバ２０は、複数のコア部である１３個のコア部２１と、クラッド部２２と、を備えている。

コア部２１は、長手方向に垂直な断面において略四角形状に配置されている。本実施形態では、コア部２１は、一点鎖線で表される正方格子Ｌ２の格子点上に配置されている。コア部２１のうち最隣接するコア部２１の間の中心間距離は、正方格子Ｌ２の格子定数と等しい。

クラッド部２２は、コア部２１の最大屈折率よりも屈折率が低く、コア部２１の外周を取り囲む。

クラッド部２２は、コア部２１のうち最隣接するコア部２１の間に、略十字形状または略ひし形状の第１空孔２３を有する。たとえば、図７におけるコア部２１のうち最隣接するコア部２１ａとコア部２１ｂとの間には、第１空孔２３ａが設けられている。

また、クラッド部２２は、コア部２１のうち第２隣接するコア部２１の間に、周囲のガラスよりも屈折率が低い低屈折率領域２４を有する。たとえば、図７におけるコア部２１のうち第２隣接するコア部２１ａとコア部２１ｃとの間には、低屈折率領域２４ａが設けられている。本実施形態では、低屈折率領域２４は、長手方向に垂直な断面において略円形状である。

コア部２１およびクラッド部２２の構成材料については、上述の屈折率の関係を満たせば特に限定されないが、コア部１１およびクラッド部１２の構成材料と同じでもよい。また、低屈折率領域２４は、たとえば、屈折率を低下させるドーパントであるフッ素を適量に含んだ石英系ガラスでもよい。

以上のように構成されたマルチコアファイバ２０では、マルチコアファイバ１０と同様に、最隣接するコア部２１の間に第１空孔２３が設けられているので、隣接コア間クロストークが抑制される。さらには、第２隣接するコア部２１の間に低屈折率領域２４が設けられているので、第２隣接コア間クロストークが抑制される。

たとえば、本発明者の鋭意検討によれば、マルチコアファイバ２０では、コアピッチを３０μｍ以下と非常に小さくした場合でも、低屈折率領域２４の周囲に対する比屈折率差を－０．１％～－１％とすることで、長さ１００ｋｍで－２０ｄＢ以下の第２隣接コア間クロストークを実現することができる。

マルチコアファイバ２０は、図２～図５を参照して例示したマルチコアファイバ１０の製造方法と同様の製造方法、または図６を参照して例示した製造方法と同様の製造方法によって容易に製造ができる。マルチコアファイバ２０を製造する場合には、ガラス集合体として、図８に示すようなガラス集合体２００を使用する。ガラス集合体２００は、１３個の第１ガラス体２１０と１２個の第２ガラス体２２０とを、交互に、かつ長手方向に垂直な断面において略四角形状に配置して形成したものである。

第１ガラス体２１０は、コア部２１１と、コア部２１１の最大屈折率よりも屈折率が低く、コア部２１１の外周を取り囲むクラッド部２１２と、を有し、長手方向に垂直な断面において略円形である。コア部２１１は、マルチコアファイバ２０のコア部２１となる部分であり、クラッド部２１２は、クラッド部２２の一部となる部分である。この第１ガラス体２１０は、図２に示す第１ガラス体１１０と同じものでもよい。

第２ガラス体２２０は、均一な石英系ガラスからなり、長手方向に垂直な断面において略円形である。第２ガラス体２２０は、マルチコアファイバ２０の低屈折率領域２４となる部分である。第２ガラス体２２０の構成材料は、第１ガラス体１１０のクラッド部１１２の構成材料よりも屈折率が低い、たとえば比屈折率差にして－０．１％～－１％程度だけ低い、構成材料としてもよい。

（実施形態３）
図９は、実施形態３に係るマルチコアファイバの長手方向に垂直な面における模式的な断面図である。マルチコアファイバ３０は、複数のコア部である１３個のコア部３１と、クラッド部３２と、を備えている。

コア部３１は、長手方向に垂直な断面において略四角形状に配置されている。本実施形態では、コア部３１は、一点鎖線で表される正方格子Ｌ３の格子点上に配置されている。コア部３１のうち最隣接するコア部２１の間の中心間距離は、正方格子Ｌ３の格子定数と等しい。

クラッド部３２は、コア部３１の最大屈折率よりも屈折率が低く、コア部３１の外周を取り囲む。クラッド部３２は、長手方向に垂直な断面において略四角形状を有する。

クラッド部３２は、コア部３１のうち最隣接するコア部３１の間に、略十字形状または略ひし形状の第１空孔３３を有する。たとえば、図９におけるコア部３１のうち最隣接するコア部３１ａとコア部３１ｂとの間には、第１空孔３３ａが設けられている。

また、クラッド部３２は、コア部３１のうち第２隣接するコア部３１の間に、第２空孔３４を有する。たとえば、図９におけるコア部３１のうち第２隣接するコア部３１ａとコア部３１ｃとの間には、第２空孔３４ａが設けられている。本実施形態では、第２空孔３４は、長手方向に垂直な断面において略円形状であるが、特に限定はされない。

コア部３１およびクラッド部３２の構成材料については、上述の屈折率の関係を満たせば特に限定されないが、コア部１１およびクラッド部１２の構成材料と同じでもよい。

以上のように構成されたマルチコアファイバ３０では、マルチコアファイバ１０と同様に、最隣接するコア部３１の間に第１空孔３３が設けられているので、隣接コア間クロストークが抑制される。さらには、第２隣接するコア部３１の間に第２空孔３４が設けられているので、第２隣接コア間クロストークが抑制される。

たとえば、本発明者の鋭意検討によれば、マルチコアファイバ３０では、コアピッチを２５μｍ以下と非常に小さくした場合でも、第２空孔３４の直径を、コア部３１のコア径の１．０倍～１．５倍とすることで、長さ１００ｋｍで－２０ｄＢ以下の第２隣接コア間クロストークを実現することができる。

また、マルチコアファイバ３０はクラッド部の外周が略多角形であるマルチコアファイバの一例である。このように略多角形にすることで、たとえば、マルチコアファイバ３０を機器などのフラットな面に配設した場合に、そのフラットな面とコア部１１とが略平行または直交するように自動的に並ぶ。これにより、マルチコアファイバ３０と、他の同種のマルチコアファイバや光導波路アレイや光ファイバリボンなどとを接続する場合に、煩雑な角度調整が不要になるまたは軽減される場合がある。

マルチコアファイバ３０は、図２～図５を参照して例示したマルチコアファイバ１０の製造方法と同様の製造方法、または図６を参照して例示した製造方法と同様の製造方法によって容易に製造ができる。マルチコアファイバ３０を製造する場合には、ガラス集合体として、図１０に示すようなガラス集合体３００を使用する。ガラス集合体３００は、１３個の第１ガラス体３１０と１２個の第２ガラス体３２０とを、交互に、かつ長手方向に垂直な断面において略四角形状に配置して形成したものである。

第１ガラス体３１０は、コア部３１１と、コア部３１１の最大屈折率よりも屈折率が低く、コア部３１１の外周を取り囲むクラッド部３１２と、を有し、長手方向に垂直な断面において略円形である。コア部３１１は、マルチコアファイバ３０のコア部３１となる部分であり、クラッド部３１２は、クラッド部３２の一部となる部分である。この第１ガラス体３１０は、図２に示す第１ガラス体１１０と同じものでもよい。

第２ガラス体３２０は、均一な石英系ガラスからなり、長手方向に垂直な断面において略円形であり、中心に空孔３２１が形成されている。第２ガラス体３２０は、マルチコアファイバ３０のクラッド部３２の一部となる部分であり、空孔３２１はマルチコアファイバ３０の第２空孔３４となる。空孔３２１の直径は、たとえばコア部３１１のコア径の１．０倍～１．５倍である。

マルチコアファイバ３０を、図６を参照して例示した製造方法と同様の製造方法で製造する場合は、図１１に示すように、ガラス集合体３００を、長手方向に垂直な断面において外周が略四角形状であり内側に略四角形状の孔を有するガラスチューブ３５０に挿入して、マルチコアファイバ３０の製造用のマルチコアファイバ母材３０００を形成してもよい。

（実施形態４）
図１２は、実施形態４に係るマルチコアファイバの長手方向に垂直な面における模式的な断面図である。マルチコアファイバ４０は、複数のコア部である１３個のコア部４１と、クラッド部４２と、クラッド部４２の外周を取り囲む被覆層４５を備えている。

コア部４１は、図１のマルチコアファイバ１０のコア部１１と同様に、長手方向に垂直な断面において略四角形状に配置されている。

クラッド部４２は、コア部３１の最大屈折率よりも屈折率が低く、コア部４１の外周を取り囲む。クラッド部４２は、長手方向に垂直な断面において略四角形状を有する。また、クラッド部４２は、コア部４１のうち最隣接するコア部４１の間に、略十字形状または略ひし形状の第１空孔４３を有する。

被覆層４５は、クラッド部４２の外周を取り囲み、長手方向に垂直な断面において略円形状を有する。

コア部４１およびクラッド部４２の構成材料については、上述の屈折率の関係を満たせば特に限定されないが、コア部１１およびクラッド部１２の構成材料と同じでもよい。被覆層４５は、樹脂からなる。この樹脂は、たとえば、紫外線硬化樹脂であるが、光ファイバの被覆として使用される樹脂であれは特に限定されない。

マルチコアファイバ４０は、たとえば、図２に示すガラス集合体１００を結束または一体化してマルチコアファイバ母材として加熱溶融して線引きし、線引きしたマルチコアファイバの外周を取り囲むように被覆層４５を形成することによって製造することができる。被覆層４５を形成するステップは、第３ステップの一例である。

以上のように構成されたマルチコアファイバ４０では、マルチコアファイバ１０と同様に、最隣接するコア部４１の間に第１空孔４３が設けられているので、隣接コア間クロストークが抑制される。

（ガラス集合体の別の一例）
図１３は、ガラス集合体の別の一例を示す図である。図１３に示すガラス集合体１００Ａは、図２に示すガラス集合体１００の第１ガラス体１１０と第２ガラス体１２０との間に形成されている空隙に、ガラスチューブ１６０を挿入した構成を有する。

このようにガラスチューブ１６０を挿入したガラス集合体１００Ａであれば、線引きなどの加熱する工程において、ガラスチューブ１６０が変形しないように工程を最適化することによって第１ガラス体１１０や第２ガラス体１２０の変形を抑制することができる。または、ガラスチューブ１６０を変形しやすい材質で構成して、第１ガラス体１１０や第２ガラス体１２０が変形する代わりにガラスチューブ１６０を変形させることで、結果として第１ガラス体１１０や第２ガラス体１２０の変形を抑制することができる。

（比較例、実施例１～３）
比較例として、ＶＡＤ法と穿孔法とを用いて、図１４に示す構造のマルチコアファイバを製造した。このマルチコアファイバ５０は、４つのコア部５１と、４つのコア部５１を取り囲むクラッド部５２とを備える。具体的には、コア部５１とクラッド部５２の一部との母材となるコアロッドをＶＡＤ法によって作製した。そして、クラッド部５２の残部の母材となるガラスロッドを準備し、これに４本の孔を穿設してそれぞれにコアロッドを挿入し、マルチコアファイバ母材を作製した。そして、このマルチコアファイバ母材を線引き装置を用いて加熱溶融し、線引きを行うことで、比較例のマルチコアファイバを製造した。

隣接するコア部５１の中心同士の距離であるコアピッチＰ１は４０μｍとした、また、各コア部５１の中心からクラッド部５２の外縁までの最短距離である最小クラッド厚Ｔ１は３４μｍとし、クラッド部５２のクラッド径は１２５μｍとした。

また、クラッド部５２の屈折率に対するコア部５１の比屈折率差Δ１を０．３７％とし、コア径を９μｍとした。これにより、比較例のマルチコアファイバを、ゼロ分散波長λ０が１３０５ｎｍ、λ０での分散Ｓｌｏｐｅが０．０９００ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍ、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径（ＭＦＤ）が９．１６μｍ、カットオフ波長（λｃｃ）が１２２３ｎｍ、波長１５５０ｎｍにおける伝送損失が０．１８７ｄＢ／ｋｍになるように設計した。

一方、実施例１として、図１に示す構造のマルチコアファイバを作製した。また、実施例２として、図７に示す構造のマルチコアファイバを作製した。また、実施例３として、図９に示す構造のマルチコアファイバを作製した。

実施例１においては、コア部は、塩素とカリウムとが添加された石英ガラスで構成し、純石英ガラスに対する比屈折率を０．１％とした。また、クラッド部は、フッ素が添加された石英ガラスで構成し、純石英ガラスに対する比屈折率差を－０．２７％とした。したがって、クラッド部の屈折率に対するコア部の比屈折率差Δ１は比較例と同じ０．３７％である。また、コア径は比較例と同じ９μｍとした。

実施例２においては、コア部は、ゲルマニウムが添加された石英ガラスで構成し、純石英ガラスに対する比屈折率を０．３９％とした。また、低屈折率領域以外のクラッド部は、塩素以外のドーパントを含んでいない石英ガラスで構成し、純石英ガラスに対する比屈折率差を０．０２％とした。したがって、クラッド部の屈折率に対するコア部の比屈折率差Δ１は比較例と同じ０．３７％である。また、低屈折率領域は、フッ素が添加された石英ガラスで構成し、純石英ガラスに対する比屈折率差を－０．５％とした。また、コア径は比較例と同じ９μｍとした。

実施例３においては、コア部は、ゲルマニウムが添加された石英ガラスで構成し、純石英ガラスに対する比屈折率を０．３９％とした。また、クラッド部は、塩素以外のドーパントを含んでいない石英ガラスで構成し、純石英ガラスに対する比屈折率差を０．０２％とした。したがって、クラッド部の屈折率に対するコア部の比屈折率差Δ１は比較例と同じ０．３７％である。また、コア径は比較例と同じ９μｍとした。また、第２空孔の直径は、コア径の１．１倍とした。

表１に、比較例および実施例１～３のマルチコアファイバのコアピッチとクラッド径と光学特性とを示す。表１において、「隣接コア間ＸＴ」とは、最隣接する２つのコア部の間のコア間クロストークを意味し、「第２隣接コア間ＸＴ」とは、第２隣接するコア部の間のコア間クロストークの合計を意味する。

表１に示されるように、実施例１～３のマルチコアファイバは、コアピッチが比較例のマルチコアファイバよりもさらに小さいにも関わらず、λ０、分散Ｓｌｏｐｅ、ＭＦＤ、λｃｃ、伝送損失などの光学特性が比較例のマルチコアファイバと殆ど変わらず、かつ隣接コア間ＸＴが長さ－２０ｄＢ以下であった。また、実施例２では、コアピッチが２５．０μｍと小さいにも関わらず、低屈折率領域の効果によって、第２隣接コア間ＸＴが－２７．９ｄＢと非常に小さかった。さらに、実施例３では、コアピッチが２１．０μｍとさらに小さいにも関わらず、低屈折率領域の効果によって、第２隣接コア間ＸＴが－２７．５ｄＢと非常に小さかった。

以上の結果から、実施例１～３のマルチコアファイバは、伝送距離の長距離化やコア部の高密度化の観点から好適である。

なお、上記実施形態または実施例では、マルチコアファイバはコア部を１３個有するが、コア部の数は特に限定されない。たとえは、マルチコアファイバはコア部を５個以上、または１３個以上の任意の数だけ有していてもよい。

たとえば、マルチコアファイバがコア部を５個有する場合は、たとえば５個の第１ガラス体と４個の第２ガラス体とでガラス集合体を構成し、マルチコアを製造することができる。

また、実施形態１～３に係るマルチコアファイバのクラッド部の外周に被覆部を設けてもよい。

また、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。たとえば、実施形態１のマルチコアファイバ１０に第２空孔を設けてもよいし、実施形態３のマルチコアファイバ３０に第２空孔３４の代わりに低屈折率領域を設けてもよい。

また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

１ ：治具
２ ：バーナ
１０、２０、３０、４０：マルチコアファイバ
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、４１、１１１、２１１、３１１：コア部
１２、２２、３２、４２、１１２、２１２、３１２：クラッド部
１３、１３ａ、２３、２３ａ、３３、３３ａ、４３：第１空孔
２４、２４ａ：低屈折率領域
３４、３４ａ：第２空孔
４５ ：被覆層
１００、１００Ａ、２００、３００：ガラス集合体
１１０、２１０、３１０：第１ガラス体
１２０、２２０、３２０：第２ガラス体
１３０ ：ガラス層
１４０ ：ガラス部材
１５０、１６０、３５０：ガラスチューブ
３２１ ：空孔
１０００、１０００Ａ、３０００：マルチコアファイバ母材
Ｇ ：空隙
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３：正方格子
Ｐ１ ：コアピッチ
Ｔ１ ：最小クラッド厚

Claims (13)

1. 長手方向に垂直な断面において略四角形状に配置された複数のコア部と、
   前記コア部の最大屈折率よりも屈折率が低く、前記コア部の外周を取り囲むクラッド部と、
   を備え、
   前記クラッド部は、前記コア部のうち最隣接するコア部の間に、略十字形状または略ひし形状の第１空孔を有する
   マルチコアファイバ。
2. 前記クラッド部は、前記コア部のうち２番目に隣接するコア部の間に、周囲のガラスよりも屈折率が低い低屈折率領域を有する
   請求項１に記載のマルチコアファイバ。
3. 前記クラッド部は、前記コア部のうち２番目に隣接するコア部の間に、第２空孔を有する
   請求項１に記載のマルチコアファイバ。
4. 前記コア部は、純石英ガラスからなる、または、ゲルマニウム、フッ素、塩素、カリウムおよびナトリウムのうち少なくとも一つを含む石英系ガラスからなる
   請求項１に記載のマルチコアファイバ。
5. 前記クラッド部は、純石英ガラスからなる、または、フッ素および塩素のうち少なくとも一つを含む石英系ガラスからなる
   請求項１に記載のマルチコアファイバ。
6. 前記コア部の数が５個以上である
   請求項１に記載のマルチコアファイバ。
7. 前記コア部の数が１３個以上である
   請求項６に記載のマルチコアファイバ。
8. コア部と、前記コア部の最大屈折率よりも屈折率が低く、前記コア部の外周を取り囲むクラッド部と、を有し、長手方向に垂直な断面において略円形である第１ガラス体と、均一な石英系ガラスからなり、長手方向に垂直な断面において略円形である第２ガラス体と、を、交互に、かつ長手方向に垂直な断面において略四角形状に配置してガラス集合体を形成し、該ガラス集合体を含むマルチコアファイバ母材を形成する第１ステップと、
   前記マルチコアファイバ母材を加熱溶融し、マルチコアファイバを線引きする第２ステップと、
   を備えるマルチコアファイバの製造方法。
9. 前記第２ガラス体の屈折率が、前記第１ガラス体の前記クラッド部の屈折率よりも低い
   請求項８に記載のマルチコアファイバの製造方法。
10. 前記第２ガラス体は空孔を有している
    請求項８に記載のマルチコアファイバの製造方法。
11. 前記第１ステップにおいて、前記ガラス集合体に形成されている空隙にガラスチューブを挿入する
    請求項８に記載のマルチコアファイバの製造方法。
12. 前記第１ステップにおいて、前記ガラス集合体を前記マルチコアファイバ母材とし、
    前記第２ステップにて線引きしたマルチコアファイバの外周を取り囲むように被覆層を形成する第３ステップを備える
    請求項８に記載のマルチコアファイバの製造方法。
13. 前記第１ステップにおいて、前記ガラス集合体の外周を取り囲むようにガラス層を形成する
    請求項８に記載のマルチコアファイバの製造方法。

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