JP2023505475A - 気泡形成が低減したマルチコア光ファイバ - Google Patents

Abstract

本開示は、ＭＣＦ（２００Ａ）であって、複数のコア（１０２）、外側クラッディング（１０１）又は管、拡散障壁（２０２）、及びクラッディング（１０３）を含むＭＣＦ（２００Ａ）に関する。拡散障壁（２０２）及びクラッディング（１０３）は、内側クラッディングから外側クラッディング又は管へのドーパントの望ましくない移動が低減するように、又はコアから外側クラッディング又は管へのドーパントの望ましくない移動が低減するように設計される。ＭＣＦの様々なコンポーネントのドーピングレベルは、ドーパント移動を低減させるために制御され得る。ドーパント勾配の低減は、内側クラッディング、外側クラッディング又は管、及びコアの間のインターフェイスへのドーパント及び気泡の移動を低減させる。

Description

この出願は、２０１９年１２月４日に出願された「ＭＵＬＴＩ－ＣＯＲＥ ＯＰＴＩＣＡＬ ＦＩＢＥＲ ＷＩＴＨ ＲＥＤＵＣＥＤ ＢＵＢＢＬＥ ＦＯＲＭＡＴＩＯＮ」という表題の米国仮特許出願第６２／９４３，３５２号明細書の優先権の利益を主張し、その発明者はＡｌｉｒｅｚａ Ｍｉｒｓｅｐａｓｓｉ及びＤｅａｎ Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎであり、その全体が、十分に及び完全に本明細書において示されているかのように参照により本明細書に援用される。

幅広い種類の医療処置において、手術を支援し患者の生体構造を治療するためにレーザー光が使用されている。例えば、レーザー光凝固術において、レーザープローブが、網膜にわたるレーザー熱傷スポットの血管を焼灼するために使用される。特定のタイプのレーザープローブは、一度に複数のスポットを焼き、このことは、より速い及びより効率的な光凝固術をもたらし得る。これらの多スポットレーザープローブのいくつかは、単一のレーザービームをレーザースポットパターンを呈する複数のレーザー光線に分割するとともに光線を対応するファイバパターンを呈する光ファイバの配列へ送達する。典型的には、ファイバは、ファイバパターンがレーザースポットパターンと合致するようにきつく集められなければならない。さらに、レーザースポットパターンはファイバパターンと正確に整列させられなければならない。

ファイバは、マルチコア光ファイバ（ＭＣＦ）を構成する外側クラッディングと複数のコアとを含み得る。コア、外側クラッディング、又は両方は、ファイバのコンポーネントが光を輸送するように設計され得る。ＭＣＦを作り出すために、穴が典型的には外側クラッディングに穿孔され、コアは穿孔された穴の中で統合される。しばしば、ドーパント、例えばフッ素又はゲルマニウムが、コア及び外側クラッディングに追加され、それは、ドーパントはＭＣＦの導光特性を支持するために必要とされる屈折率プロファイルを作り出すためである。最後に、外側クラッディングは高温で望ましい直径及び長さへ引きのばされ、ＭＣＦをもたらす。

ＭＣＦの欠点の１つは、ドーパントが外側クラッディングからコアへ拡散し得、逆もまた同様であり得ることであり、これはＭＣＦのコンポーネントの光学特性を実質的に変える。加えて、ドーパント勾配がドーパント拡散を引き起こし得、そして高温下で、ガス気泡が、コアと外側クラッディングとの間のインターフェイスに向かってＭＣＦを形成する際に形成され得る。ガス気泡はＭＣＦの収率を低下させるとともにＭＣＦを弱め、脆弱なファイバをもたらす。また、ガス気泡はＭＣＦの光学性能を低下させる。

一実施形態によれば、本開示は、マルチコア光ファイバであって、第１材料を含む複数のコアと、コアを囲む外側クラッディングであって、第１材料を含む外側クラッディングと、拡散低減特徴部であって、外側クラッディングとＭＣＦにおける別の要素との間の第１ドーパントの移動を低減させる拡散低減特徴部とを含むマルチコア光ファイバを対象とする。

別の実施形態は、マルチコア光ファイバであって、第１材料を含むロッドと、ロッドを囲むロッド内側クラッディングであって、ロッドが第１材料と第１ドーパントとを含むロッド内側クラッディングと、第１材料を含む複数のコアと、コアを囲む複数の内側クラッディングであって、内側クラッディングが第１材料と第１ドーパントとを含み、内側クラッディングの各々の第１部分がロッド内側クラッディングの一部とインターフェイスをとる内側クラッディングと、第１材料と第１ドーパントとを含む外管であって、内側クラッディングの各々の第２部分が外管の一部とインターフェイスをとる外管とを含むマルチコア光ファイバを対象とする。

さらなる実施形態は、マルチコア光ファイバであって、第１材料を含むロッドと、第１材料と第１ドーパントとを含む複数のコアと、コアを囲む複数の拡散障壁であって、第１材料を含み、拡散障壁の各々の第１部分がロッドの一部とインターフェイスをとる拡散障壁と、第１材料を含む外管であって、拡散障壁の各々の第２部分が外管の一部とインターフェイスをとる外管とを含むマルチコア光ファイバを対象とする。

本開示の様々な実施形態はまた以下の特徴の１つ又は複数を含み得る。外側クラッディングにおける第１ドーパントの濃度が、拡散低減特徴部の無いＭＣＦと比較すると低減する。外側クラッディングと別の要素との間のドーパント濃度勾配が、拡散低減特徴部の無いＭＣＦと比較すると低減する。ＭＣＦは、コアを囲む複数の内側クラッディングであって、第１材料と第１ドーパントとを含む複数の内側クラッディングをさらに含む。拡散低減特徴部は、内側クラッディングを囲む複数の拡散障壁であって、第１材料を含む拡散障壁を含む。拡散低減特徴部は、第１ドーパントでドープされた複数の内側クラッディングの高ドープ領域、第１ドーパントでドープされた複数の内側クラッディングの低ドープ領域を含み、低ドープ領域のドーパント濃度は高ドープ領域のドーパント濃度未満であり、低ドープ領域は高ドープ領域を囲む。コアに関して高ドープ領域の開口数（ＮＡ）は約０．１８～約０．２８であり、コアに関して低ドープ領域のＮＡは約０．０８～約０．１８である。第１ドーパントはフッ素（Ｆ）、ホウ素（Ｂ）、又は塩素（Ｃｌ）を含む。拡散低減特徴部は第１ドーパント濃度の外側クラッディングを含む。外側クラッディングにおける第１ドーパントの濃度は、複数の内側クラッディングにおける第１ドーパントの濃度未満である。拡散低減特徴部はコアを囲む複数の拡散障壁を含み、拡散障壁は第１材料を含む。複数のコアは第１ドーパントでドープされ、別の要素は複数のコアである。第１ドーパントは第１材料の屈折率を上昇させる。第１ドーパントはゲルマニウム（Ｇｅ）又はリン（Ｐ）を含む。ロッド内側クラッディング無しのＭＣＦと比較すると外管とロッドとの間の第１ドーパントの濃度勾配は低減する。外管と複数のコアとの間の第１ドーパントの勾配は、複数の拡散障壁無しのＭＣＦと比較すると低減する。

コアは様々なクラッディング及び拡散障壁に囲まれる。クラッディング及び拡散障壁は、ドーパントの移動及び後続の気泡形成を低減させる及び遅らせる。クラッディング及び拡散障壁は、ＭＣＦにおけるドーパント勾配を低減させ、材料の量当たりのＭＣＦ収率を増加させ、改良された材料及び光学特性を備えたＭＣＦをもたらす。

本発明の技術、その特徴及びその利点のより完全な理解のために添付図面とあわせて以下の説明を参照する。

図１Ａは、本開示の実施形態によるマルチコア光ファイバ（ＭＣＦ）の先端部の斜視図を示す。 図１Ｂは、本開示の特定の実施形態による図１ＡのＭＣＦの先端部の正面図を示す。 図１Ｃは、本開示の特定の実施形態による複数の内側クラッディングを備えたＭＣＦの先端部の正面図を示す。 図２Ａは、本開示の特定の実施形態による、複数の拡散障壁及び複数の内側クラッディングを備えたＭＣＦの正面切欠図を示す。 図２Ｂは、本開示の特定の実施形態による、異なる領域を備えた複数の内側クラッディングを備えたＭＣＦの正面切欠図を示す。 図２Ｃは、本開示の特定の実施形態による、複数の内側クラッディング及びドープされた外側クラッディングを備えたＭＣＦの正面切欠図を示す。 図２Ｄは、本開示の特定の実施形態による複数の拡散障壁を備えたＭＣＦの正面切欠図を示す。 図２Ｅは、本開示の特定の実施形態による、ガラスロッド及びロッド内側クラッディングを備えたＭＣＦの正面切欠図を示す。 図２Ｆは、本開示の特定の実施形態による、ガラスロッドを備えたＭＣＦの正面切欠図を示す。

理解を円滑にするために、各図に共通の可能な場合は、同一の要素を指すために同一の参照符号が使用されている。ある実施形態の要素及び特徴はさらなる記述無しに他の実施形態に有益に組み込まれ得ることが想定される。

以下の説明において、開示された主題の理解を円滑にするために詳細が一例として説明される。しかしながら、開示された実装形態は例示的なものであり全ての可能な実装形態を網羅したものではないことが当業者には明らかでなければならない。したがって、説明された例への言及は開示の範囲を限定することを意図するものではないことが理解されるべきである。説明されたデバイス、器具、方法に対する任意の変更形態及びさらなる修正形態、並びに本開示の原理のさらなる任意の応用形態は、本開示が関連する当業者が通常に想到するものと完全に想定される。特に、１つの実装形態に関して説明された特徴、コンポーネント、及び／又はステップは本開示の他の実装形態に関して説明された特徴、コンポーネント、及び／又はステップと組み合わされ得ることが完全に想定される。

特定の実施形態において、「約」という用語は公称値からの＋／－１０％の変動を指す。このような変動は本明細書において提供されるいずれの値にも含まれ得ることを理解されたい。

本明細書において提供された実施形態は概して、ドーパントの望ましくない移動を低減させるための拡散低減特徴部を備えたＭＣＦに関連する。

図１Ａ～１ＣはＭＣＦの様々な例を示す。より具体的には、図１Ａ及び１Ｂが内側クラッディング無しのＭＣＦを示す一方、図１Ｃは内側クラッディングを含むＭＣＦの例を示す。図示しなくとも、ＭＣＦは典型的には、ＭＣＦケーブルを作り出すためにポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）管内に配置されることに留意されたい。

図１ＡはＭＣＦ１００Ａの先端部の斜視図を示す。ＭＣＦ１００Ａは円柱形であり得るが、他の形状も想定される。

図１Ｂは図１ＡのＭＣＦ１００Ａの先端部の正面図を示す。図示のとおり、ＭＣＦ１００Ａは外側クラッディング１０１と複数のコア１０２とを含む。複数のコア１０２は任意の透明な材料、例えば溶融シリカ又はガラスでできていてもよい。図１Ａ及び１Ｂの例において、コア１０２はドープ溶融シリカである。例えば、コア１０２はゲルマニウム－ドープ溶融シリカであってもよい。コア１０２をゲルマニウム、又は同様のドーパントでドープすることは、外側クラッディング１０１の溶融シリカと比べてコアの屈折率を上昇させること、ひいてはコア内の導光特性を作り出すことに役立つ。

図１Ｃは、複数の内側クラッディング１０３を含むＭＣＦ１００Ｂの先端部の正面図を示す。図示のとおり、ＭＣＦ１００Ｂは外側クラッディング１０１、複数のコア１０２、及び複数の内側クラッディング１０３を含む。ＭＣＦ１００Ａとは対照的に、図１Ｃの例においては、ＭＣＦ１００Ｂのコア１０２はドープされておらず、溶融シリカ又は同様の透明材料でできている。コア１０２の各々は内側クラッディング１０３に囲まれている。内側クラッディング１０３はドープ溶融シリカを含み得る。いくつかの実施形態において、内側クラッディング２０１は、いくつかの実施形態により、内側クラッディングの屈折率を低下させるドーパント、例えばフッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、又はホウ素（Ｂ）でドープされる。内側クラッディング１０３は、ドープされると、コア１０２よりも低い屈折率を有し、それにより各コア１０２内の導光特性を作り出す。内側クラッディング１０３の厚さは、約５０μｍ～約８０μｍのコア直径で、約１μｍ～約１０μｍで様々である。

４つのコア１０２が図示の例において示されているが、開示の範囲はそのように限定されていない。むしろ、他の実装形態においては、ＭＣＦ１００Ａ～１００Ｂは４つのコア１０２より少ない数のコア１０２を含み得る。特定の実施形態において、各コア１０２の直径は約５０μｍ～約８０μｍであり得る。特定の実施形態において、任意の２つのコア１０２の中心は互いから約１００μｍ～約１５０μｍであり得る。

特定の実施形態において、ＭＣＦ１００Ａ～１００Ｂは非照明ＭＣＦである。そのような実施形態において、コア１０２の各々が光、例えばレーザー光を導くように適合される一方で、外側クラッディング１０１は光を導くように構成されない。特定の他の実施形態において、ＭＣＦ１００Ａ～１００Ｂは代わりに照明ＭＣＦであってもよい。照明ＭＣＦとは、治療部位に全般照明を提供するために、治療のための的を絞ったレーザー光とは反対に、全般照明のための光がＭＣＦの外側クラッディング１０１を通じて伝送されるものである。したがって、外側クラッディング１０１は、全般照明を提供するために光をそれに沿って伝送するために用いられ得る一方で、コア１０２は治療部位で治療のためのレーザー光を伝送するために用いられる。

ＭＣＦ１００Ａ～１００Ｂの製造中、特定の場合において、ＭＣＦの外側クラッディング１０１又は他の部分において、例えばコア１０２において、内側クラッディング１０３に、並びに／又は外側クラッディング１０１、コア１０２、及び／若しくは内側クラッディング１０３のインターフェイスにおいて気泡が形成され得る。気泡形成はファイバ延伸中に不安定さを引き起こし、最終的にファイバ想像の低収率、及びＭＣＦ１００Ａ～１００Ｂの機能性の低下をもたらす。ＭＣＦ１００Ｂに関して、気泡形成の理由の１つは、外側クラッディング１０１及び内側クラッディング１０３のドーパント濃度が異なり、濃度勾配がドーパントを外側クラッディング１０１の方に移動させ、気泡を作り出すからである。例えば、ＭＣＦ１００Ｂの内側クラッディング１０３がフッ素ドープシリカ（ＳｉＯ_３／２Ｆ）を含む場合、フッ素ドープシリカは自然に二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）及び気体状四フッ化ケイ素（ＳｉＦ_４）へと分解し得る。四フッ化ケイ素は次いで、外側クラッディング１０１において、及び／又は外側クラッディング１０１と内側クラッディング１０３との間のインターフェイスに気泡を形成し得る。加えて、外側クラッディング１０１とコア１０２の各々との間の粗いインターフェイスはそれぞれのインターフェイスに気泡を形成させ得る。

ＭＣＦ１００Ａに関して、外側クラッディング１０１とコア１０２との間のドーパント濃度の差を原因として、気泡が形成され得る。例えば、ＭＣＦ１００Ａのゲルマニウムドープコア１０２は、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ）及び酸素ガス（Ｏ_２）へと分解し得る二酸化ゲルマニウムを含んでもよい。酸素ガスは次いで、外側クラッディング１０１において、及び／又は外側クラッディング１０１とコア１０２との間のインターフェイスに気泡を形成し得る。ＭＣＦ１００Ｂと同様に、ＭＣＦ１００Ａにおいては、外側クラッディング１０１と内側クラッディング１０３の各々との間の粗いインターフェイスはまた、それぞれのインターフェイスに気泡を生じさせ得る。

いずれの場合も、ＭＣＦの収率を上昇させるとともにその材料及び光学特性を向上させるためにこれらの気泡の低減が望ましい。したがって、ＭＣＦ１００Ｂの場合、外側クラッディング１０１と内側クラッディング１０３との間のドーパント勾配及びドーパント拡散を低減させることが望ましい。ＭＣＦ１００Ａの外側クラッディングとコア１０２との間のドーパント勾配とドーパント拡散を低減させることも同様に望ましい。

したがって、拡散低減特徴部が、外側クラッディングへのドーパントの望ましくない移動を低減させるための本開示の様々な実施形態に含まれる。いくつかの実施形態において、拡散低減特徴部は、コア及び／又は内側クラッディングの間のドーパントの外側クラッディングへの拡散を低減させる。したがって、そのような実施形態において、外側クラッディングにおけるドーパントの濃度は、拡散低減特徴部の無いＭＣＦと比較すると低減する。いくつかの実施形態において、拡散低減特徴部は、外側クラッディングとコア及び／又は内側クラッディングとの間のドーパントのドーパント濃度勾配を低減させる。したがって、そのような実施形態において、外側クラッディングとコア及び／又は内側クラッディングとの間ドーパント濃度勾配は、拡散低減特徴部の無いＭＣＦと比較すると低減する。

図２Ａ～２Ｆは異なる拡散低減特徴部を示す。図２Ａに関連して説明されるとおり、図１ＣのＭＣＦ１００Ｂなど特定の実施形態は、内側クラッディングと外側クラッディングとの間のドーパントの拡散を低減させることに関連する。図２Ａの実施形態において、拡散低減特徴部は拡散障壁を含む。図２Ｄに関連して説明されたとおり、図１ＢのＭＣＦ１００Ａなど特定の実施形態は、コアと外側クラッディングとの間のドーパントの拡散の低減に関連する。図２Ｄの実施形態において、拡散低減特徴部は拡散障壁を含む。図２Ｂ及び２Ｃに関連して説明されたとおり、図１ＣのＭＣＦ１００Ｂなど、特定の実施形態は、ＭＣＦの外側クラッディングと内側クラッディングとの間のドーパント勾配を低減させることに関連する。図２Ｂ及び２Ｃの実施形態において、ドーパント低減特徴部は、低ドープ内側クラッディング領域、高ドープ内側クラッディング領域、及び／又はドープ外側クラッディングを含み得る。図２Ｅに関連して説明されたとおり、特定の実施形態は、内側クラッディングと管との間のドーパント勾配を低減させることに関連する。これらの実施形態において、拡散低減特徴部は、ドープ管とロッド内側クラッディングとを含み得る。図２Ｆに関連して説明されたとおり、特定の実施形態は、コアと管との間のドーパントの拡散を低減させることに関連する。これらの実施形態において、拡散低減特徴部は拡散障壁を含み得る。

図２Ａは、本開示の特定の実施形態による、複数の拡散障壁２０２と複数の内側クラッディング１０３とを備えたＭＣＦ２００Ａの正面切欠図を示す。図２Ａの例において、外側クラッディング１０１及びコア１０２が非ドープ溶融シリカを含む一方で、内側クラッディング１０３はドープ溶融シリカ（例えばフッ素－ドープ溶融シリカ）を含む。拡散障壁２０２は内側クラッディング１０３を少なくとも部分的に囲む。拡散障壁２０２は溶融シリカを含む。特定の実施形態において、拡散障壁２０２の厚さは約１μｍ～約１０μｍで様々である。この実施形態において、拡散低減特徴部は拡散障壁２０２を含む。拡散障壁２０２は内側クラッディング１０３と外側クラッディング１０１との間のドーパントの移動を低減させ、内側クラッディング１０３と外側クラッディング１０１との間のドーパント勾配を低減させ、したがって気泡移動を低減させる。

図２Ｂは、本開示の特定の実施形態による異なる領域を有する複数の内側クラッディング１０３を有するＭＣＦ２００Ｂの正面切欠図を示す。内側クラッディング１０３の各々は高ドープ領域１０３ｈと低ドープ領域１０３ｌとを含む。高ドープ領域１０３ｈは、低ドープ領域１０３ｌよりも高い濃度のドーパント（例えばＦドーパント）を有する。いくつかの実施形態によると、低ドープ領域１０３ｌは、コア１０２に関して低ドープ領域の開口数（ＮＡ）が約０．０８～約０．１８であるようにドープされ、高ドープ領域１０３ｈは、コアに関して高ドープ領域のＮＡが約０．１８～約０．２８であるようにドープされる。ＮＡは以下の等式により与えられる：

ここでｎ_ｃｏｒｅはコアの屈折率であり、ｎ_{ｒｅｇｉｏｎ}は領域の屈折率である。屈折率ｎは材料のドーパント濃度に依存する。

領域の厚さは、約５０μｍ～約８０μｍのコア直径で、約１μｍ～約１０μｍである。図２Ｂの例において、各内側クラッディング１０３の高ドープ領域１０３ｈは、それぞれのコア１０２から漏れるレーザー光の量を低減させるのに役立つ。この実施形態において、拡散低減特徴部は低ドープ領域１０３ｌと高ドープ領域１０３ｈとを含み、各クラッディング１０３の低ドープ領域及び高ドープ領域の組合せもまたそれぞれの内側クラッディング１０３からの気泡形成を低減させるのに役立ち、その理由は、高ドープ領域１０３ｈ、低ドープ領域１０３１、及び外側クラッディング１０１の間により漸進的なドーパント勾配があるからである。

図２Ｃは、本開示の特定の実施形態による、複数の内側クラッディング１０３とドープ外側クラッディング２０１とを備えたＭＣＦ２００Ｃの正面切欠図を示す。外側クラッディング２０１は、フッ素（Ｆ）、ホウ素（Ｂ）、又は塩素（Ｃｌ）を含むドーパントでドープされる。いくつかの実施形態において、ドープ外側クラッディング２０１は内側クラッディング１０３に関してより低いドーパント濃度を有し、ドープ外側クラッディングと内側クラッディングとの間のドーパント勾配を低減させる。そのような実施形態において、コア１０２に関してドープ外側クラッディング２０１のＮＡは約０．０８～約０．１８であり、コア１０２に関して内側クラッディング１０３のＮＡが約０．１８～約０．２８である。この実施形態において、拡散低減特徴部はドープ外側クラッディング２０１を含む。ドープ外側クラッディング２０１と内側クラッディング１０３との間のドーパント勾配の低減は、ドープ外側クラッディング２０１と内側クラッディング１０３との間の気泡移動を低減させる。

図２Ｄは、本開示の特定の実施形態による複数の拡散障壁２０２を備えたＭＣＦ２００Ｄの正面切欠図を示す。図２Ｄの例において、コア１０２は、コアの屈折率を上昇させるドーパントでドープされ、それによりコア１０２内の導光特性を可能にする。いくつかの実施形態によると、ドーパントは、コア１０２の屈折率を上昇させる任意のドーパント、例えばゲルマニウム（Ｇｅ）又はリン（Ｐ）を含む。したがって、図２Ｄの例において、ドープコア１０２は周りを囲む材料（例えば外側クラッディング１０１である）で屈折率勾配を作ることができ、それによりコアの導光特性を可能にするため、内側クラッディング１０３は必要ではない。この実施形態において、拡散低減特徴部は拡散障壁２０２を含む。図２Ｄの例において、外側クラッディング１０１は溶融シリカを含み得る。したがって、気泡が外側クラッディング１０１において形成するのを防ぐために、図２Ｄの実施形態において、外側クラッディング１０１と同じ材料でできている拡散障壁２０２が、ドーパント拡散遮蔽を作り出し外側クラッディング１０１に対するインターフェイスにおける気泡形成を低減させるために用いられる。

図２Ｅは、本開示の特定の実施形態による、ロッド２１０とロッド内側クラッディング２３０とを備えたＭＣＦ２５０Ａの正面切欠図を示す。図２Ｅの例において、コア１０２の各々が溶融シリカ又は同様の材料を含む一方で、内側クラッディング１０３はＦ、Ｂ、又はＣｌを含むドーパントでドープされた溶融シリカを含む。ロッド２１０はロッド内側クラッディング２３０により囲まれ、ロッドは溶融シリカ、ガラス、又は同様の材料を含む。内側クラッディング１０３の各々の第１部分２１１は、全てのコア１０２を囲む管２５１の内面とインターフェイスをとる。また、内側クラッディング１０３の各々の第２部分２１２はロッド内側クラッディング２３０とインターフェイスをとる。図２Ｅの例において、外側シェル１０１と内側クラッディング１０３との間のドーパント勾配を低減させるために、管２５１はＦ、Ｂ、又はＣｌを含むドーパントでドープされる。加えて、図示のとおり、第２部分２１２で、ガラスロッド２１０と内側クラッディング１０３との間のドーパント勾配を低減させるために、ロッド内側クラッディング２３０はロッド２１０も囲む。ロッド内側クラッディング２３０は、コア１０２を囲む内側クラッディング１０３と同じ材料を有するため、ロッド２１０において気泡が形成する可能性が低減する。対照的に、ロッド内側クラッディング２３０がロッド２１０の周りに使用されない場合、ロッド２１０と内側クラッディング１０３との間のドーパント勾配を理由として気泡がロッド２１０において形成され得る。この実施形態において、拡散低減特徴部はドープ管２５１とロッド内側クラッディング２３０とを含む。

図２Ｆは、本開示の特定の実施形態によるロッド２１０を備えたＭＣＦ２５０Ｂの正面切欠図を示す。図２Ｆの例において、コア１０２の各々は、コアの屈折率を上昇させる第１ドーパント、例えばゲルマニウム（Ｇｅ）又はリン（Ｐ）でドープされた溶融シリカ又は同様の材料を含む。拡散障壁２０２は溶融シリカを含むとともにコアを囲む。拡散障壁２０２の各々の第１部分２１４は、管２５１の内面とインターフェイスをとる。また、拡散障壁２０２の各々の第２部分２１３はロッド２１０とインターフェイスをとる。図２Ｆの例において、管２５１とコア１０２との間のドーパント勾配を低減させるために、拡散障壁２０２は外側シェルと同じ組成物を有する。図２Ｆの例において、管２５１は溶融シリカを含み得る。したがって、気泡が管２５１において形成するのを防ぐために、図２Ｆの実施形態においては、ドープコア１０２と管２５１との間のドーパント勾配を低減させるために、拡散障壁２０２は管２５１と同じ材料でできている。この実施形態において、拡散低減特徴部は拡散障壁２０２を含む。

上述のとおり、ＭＣＦは複数のコアの１つ又は複数、外側シェル、拡散障壁、クラッディング、及びドーパントを含む。拡散障壁及びクラッディングは少なくとも部分的にコアを囲む。拡散障壁及びクラッディングは、内側クラッディングから外側クラッディング又は管へのドーパントの望ましくない移動が低減するように設計される。ＭＣＦの様々なコンポーネントのドーピングレベルは、ドーパント移動を低減させるために制御され得る。いくつかの実施形態において、内側クラッディングはドープされず、コアが代わりにドープされ、内側クラッディングをドープする必要性を無くす。

ドーパント勾配の低減は、ドーパントの移動及びコアと外側クラッディング又は管との間のインターフェイスにおける気泡形成の可能性を低減させる。加えて、クラッディング及び拡散障壁は、ＭＣＦの様々なコンポーネント間のドーパントの移動を送らせる及び低減させるのに役立つ。ドーパントのタイプ及びドーパントプロファイルは、ＭＣＦの望ましい材料及び光学特性を維持するために調整され得る。

上で開示された主題は限定的ではなく例示的なものとみなされ、添付の特許請求の範囲は、全てのそのような修正形態、強化形態、及び本開示の趣旨及び範囲に該当する他の実施形態に及ぶことが意図される。したがって、法により可能とされる最大限、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲及びそれらの均等物の可能な限り最も幅広い解釈により決定され、前述の詳細な説明により制限も限定もされるものではない。

Claims (15)

1. マルチコア光ファイバ（ＭＣＦ）であって、
   第１材料を含む複数のコアと、
   前記コアを囲む外側クラッディングであって、前記第１材料を含む外側クラッディングと、
   拡散低減特徴部であって、前記外側クラッディングと前記ＭＣＦにおける別の要素との間の第１ドーパントの移動を低減させる拡散低減特徴部と
   を含むマルチコア光ファイバ（ＭＣＦ）。
2. 前記外側クラッディングにおける前記第１ドーパントの濃度が、前記拡散低減特徴部の無いＭＣＦと比較すると低減する、請求項１に記載のＭＣＦ。
3. 前記外側クラッディングと前記別の要素との間のドーパント濃度勾配が、前記拡散低減特徴部の無いＭＣＦと比較すると低減する、請求項１に記載のＭＣＦ。
4. 前記コアを囲む複数の内側クラッディングをさらに含み、前記複数の内側クラッディングが前記第１材料と前記第１ドーパントとを含む、請求項１に記載のＭＣＦ。
5. 前記拡散低減特徴部が前記内側クラッディングを囲む複数の拡散障壁を含み、前記拡散障壁が前記第１材料を含む、請求項４に記載のＭＣＦ。
6. 前記拡散低減特徴部が、
   前記第１ドーパントでドープされた前記複数の内側クラッディングの高ドープ領域と、
   前記第１ドーパントでドープされた前記複数の内側クラッディングの低ドープ領域であって、前記低ドープ領域の前記第１ドーパントのドーパント濃度が前記高ドープ領域の前記第１ドーパントの前記ドーパント濃度未満であり、前記低ドープ領域が前記高ドープ領域を囲む、低ドープ領域
   を含む、請求項４に記載のＭＣＦ。
7. 前記複数のコアに関する前記高ドープ領域の開口数（ＮＡ）が約０．１８～約０．２８であり、前記複数のコアに関する前記低ドープ領域のＮＡが約０．０８～約０．１８である、請求項６に記載のＭＣＦ。
8. 前記第１ドーパントがフッ素（Ｆ）、ホウ素（Ｂ）、又は塩素（Ｃｌ）を含む、請求項７に記載のＭＣＦ。
9. 前記拡散低減特徴部が第１ドーパント濃度の前記外側クラッディングを含む、請求項４に記載のＭＣＦ。
10. 前記外側クラッディングにおける前記第１ドーパントの前記濃度が、前記複数の内側クラッディングにおける前記第１ドーパントの前記濃度未満である、請求項９に記載のＭＣＦ。
11. 前記拡散低減特徴部が前記コアを囲む複数の拡散障壁を含み、前記拡散障壁が前記第１材料を含む、請求項１に記載のＭＣＦ。
12. 前記複数のコアが前記第１ドーパントでドープされ、前記別の要素が前記複数のコアである、請求項１１に記載のＭＣＦ。
13. 前記第１ドーパントが前記第１材料の屈折率を上昇させる、請求項１２に記載のＭＣＦ。
14. 前記第１ドーパントがゲルマニウム（Ｇｅ）又はリン（Ｐ）を含む、請求項１３に記載のＭＣＦ。
15. マルチコア光ファイバ（ＭＣＦ）であって、
    第１材料を含むロッドと、
    前記ロッドを囲むロッド内側クラッディングであって、前記ロッド内側クラッディングが前記第１材料と第１ドーパントとを含むロッド内側クラッディングと、
    前記第１材料を含む複数のコアと、
    前記コアを囲む複数の内側クラッディングであって、前記複数の内側クラッディングが前記第１材料と前記第１ドーパントとを含み、前記複数の内側クラッディングの各々の第１部分が前記ロッド内側クラッディングの一部とインターフェイスをとる複数の内側クラッディングと、
    前記第１材料と前記第１ドーパントとを含む外管であって、前記内側クラッディングの各々の第２部分が前記外管の一部とインターフェイスをとる外管と
    を含むマルチコア光ファイバ（ＭＣＦ）。

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