JP3521326B2

JP3521326B2 - 光ファイバ、光受信装置及び光伝送装置

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Publication number: JP3521326B2
Application number: JP34708899A
Authority: JP
Inventors: 辰哉杉田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-12-07
Filing date: 1999-12-07
Publication date: 2004-04-19
Anticipated expiration: 2019-12-07
Also published as: JP2001166172A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ、光フ
ァイバにより伝送される光信号を検出する光受信装置、
及び光ファイバに光信号を入出力する光伝送装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】光信号を伝送するプラスチック光ファイ
バとして、ステップインデックス型プラスチック光ファ
イバ、及びグレーデッドインデックス型プラスチック光
ファイバが知られている。

【０００３】特開平９ー１０１４２３号公報には、曲げ
損失を低減するために屈折率の異なる２層のクラッドを
コアに積層したステップインデックス型プラスチック光
ファイバ（以下、ＳＩ型プラスチック光ファイバと呼
ぶ）が記載されている。しかし、このような２層クラッ
ドＳＩ型光ファイバの伝送帯域は、通常の単層クラッド
ＳＩ型光ファイバと同じであって狭く、例えば５０ｍ伝
送する場合、伝送速度は２５０Ｍｂｐｓ以下である。

【０００４】特開平１１ー９５０４５号公報には、屈折
率の異なる複数のプラスチック材料を同心円状に積層
し、中心部の屈折率が最も大きく、外側に向かって屈折
率が順次低下するようにした多層構造光ファイバが記載
されている。この多層構造光ファイバは、屈折率が中心
から連続的に低下するグレーデッドインデックスプラス
チック光ファイバ（以下、ＧＩ型プラスチック光ファイ
バと呼ぶ）とほぼ同等の伝送帯域を得るようにしたもの
であり、マルチレイヤプラスチック光ファイバと呼ばれ
る。このようなマルチレイヤ光ファイバを用いると５０
ｍの伝送距離では、５００Ｍｂｐｓ以上の高速伝送を行
うことができる。

【０００５】しかしながら、このような高速伝送を行う
ためには、応答速度を高速にするため受光面積の小さい
受光素子を有する光検出器を使用する必要がある。従っ
て、この小さい受光面積に適合させるため、マルチレイ
ヤ型あるいはＧＩ型の光ファイバのコア径も小さくしな
くてはならない。具体的には、上記の低速伝送用のＳＩ
型プラスチック光ファイバは、コア径が９８０μｍ、開
口数が０．３であるものが一般的であるのに対し、マル
チレイヤ型あるいはＧＩ型の光ファイバは、コア径が５
００〜７５０μｍ、開口数が０．１５〜０．２程度のも
のが一般的である。尚、開口数ＮＡは、コアの屈折率を
ｎ_core、クラッドの屈折率をｎ_cladとするとき、（ｎ²
_core − ｎ² _clad）^1/2で表され、送信側での光ファイ
バの光取り込み角度の最大値をαとするとき、ＮＡ＝ｓ
ｉｎαの関係がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、低
速用のＳＩ型プラスチック光ファイバと高速用のＧＩ型
プラスチック光ファイバでは、コア径・開口数に違いが
ある。コア径及び開口数の異なる低速用光ファイバ及び
高速用光ファイバには、受光素子面積等が異なる低速用
光伝送装置及び高速用光伝送装置をそれぞれ使用する必
要がある。

【０００７】特開平１０−２３９５６６号公報には、出
射光軸から所定の角度範囲にある光を受光し、電気信号
に変換し、波形成形する光伝送装置が記載されている
が、このような従来の光伝送装置は、高速伝送及び低速
伝送の両方に適合することはできず、これを低速用のＳ
Ｉ型プラスチック光ファイバと高速用のＧＩ型プラスチ
ック光ファイバとに共通に用いると、信号光量が小さく
なったり、最大伝送距離が大幅に短くなるという問題が
ある。

【０００８】本発明の課題は、低速信号及び高速信号の
両方を、一つの同じ光伝送装置を用いて伝送することを
可能にする低速・高速互換光ファイバを提供することで
ある。本発明の別の課題は、上記低速・高速互換光ファ
イバから低速信号及び高速信号の両方を分離受信するの
に適した光受信装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題は以下の手段に
より解決される。即ち、第１の屈折率を有する第１のコ
アと、第２の屈折率を有し該第１のコアを囲む筒状の第
２のコアとを備えてなることを特徴とする光ファイバで
ある。

【００１０】上記構成によれば、第１のコアは光ファイ
バの中心部にあるので、送信側での光ファイバへの光の
入射角度が小さく、従って伝送帯域が高く、高速光信号
を伝送できる。この光ファイバでは高速光信号及び低速
光信号の一方あるいは両方を伝送することが可能であ
り、従来のように低速用及び高速用に光ファイバを別々
に布設する必要がない。

【００１１】第１のコアの第１の屈折率は中心から周縁
に向かうにつれて減少する値を有し、第２のコアの第２
の屈折率は第１のコアの第１の屈折率の最小値より大き
いことが好ましい。第１のコアに屈折率の断面分布を持
たせることにより、第１のコアでの伝送帯域を高くする
ことができる。また、第１のコアと第２のコアの屈折率
はその界面で互いに異なるので、一方のコアから他方の
コアへ向かう光は反射され、クロストークを防止でき
る。

【００１２】第１のコアと第２のコアとの間に第１のク
ラッドを形成し、第２のコアの外表面に第２のクラッド
を形成し、第２のコアの第２の屈折率と第２のクラッド
の屈折率との差を、第１コアの第１の屈折率の最小値と
第１のクラッドの屈折率との差より大きくすることが好
ましい。こうすることにより、各コアから外部に出る光
はクラッドで反射されるので、各コアに閉じ込めること
ができる。また、第１のコアから第１のクラッドを通過
した光も第２のクラッドで反射させ、第１のコアに戻す
ことができる。

【００１３】本発明の課題は以下の手段によっても解決
することができる。即ち、第１のクラッドでそれぞれ被
覆された複数の第１のコアと、第２のクラッドでそれぞ
れ被覆された複数の第２のコアとを備え、該複数の第１
のコアを中心領域に配置し、該複数の第２のコアを周縁
領域に配置し、該中心領域及び周縁領域内のコアの間の
隙間を第３のクラッドで充填し、該第３のクラッドの屈
折率は第１及び第２のクラッドの屈折率より小さいこと
を特徴とする光ファイバである。

【００１４】上記光ファイバでは、複数の第１のコアは
中心領域に配置されていることから、第１のコアのそれ
ぞれにおいて光源からの光の入射角度が小さく、従って
伝送帯域が高く、高速信号を複数のチャンネルで伝送で
きる。また、周縁領域に配置した複数の第２のコアでは
低速信号を複数のチャンネルで伝送することができる。

【００１５】上記手段に代えて以下の手段とすることが
できる。即ち、第１のクラッドでそれぞれ被覆された複
数の第１のコアと、第２のクラッドでそれぞれ被覆され
た複数の第２のコアとを備え、前記複数の第１のコアを
中心領域に配置し、前記複数の第２のコアを周縁領域に
配置し、前記中心領域内のコアの間の隙間を第３のクラ
ッドで充填し、周縁領域内のコアの間の隙間を第４のク
ラッドで充填し、前記第４のクラッドの屈折率が前記第
３の屈折率よりも小さいことを特徴とする光ファイバで
ある。

【００１６】上記光ファイバでは、入射角度が大きいた
め第１のコアを透過し、中心領域から周縁領域に向かう
光を、第３のクラッドと第４のクラッドとの界面で反射
させることができる。これにより、送信側において光源
とファイバとの距離を小さくすることができる。

【００１７】第1のコアの直径を３３０〜８２０μｍと
し、第2のコアの直径を９３０〜１０３０μｍとするこ
とが好ましい。こうすることにより、従来のＧＩ型プラ
スチック光ファイバ及び従来のＳＩ型プラスチック光フ
ァイバとの寸法上の互換性を確保することができる。

【００１８】第1のコアの開口数を０．１〜０．２５と
し、第2のコアの開口数を０．２〜０．３とすることが
好ましい。このような値にすることにより、従来のＧＩ
型プラスチック光ファイバ及び従来のＳＩ型プラスチッ
ク光ファイバとの開口数上の互換性を確保することがで
きる。

【００１９】本発明の別の課題は以下の手段により解決
される。即ち、光ファイバ端の中心部から出射する第１
の光信号と、該光ファイバ端の環状の周縁部から出射す
る第２の光信号をそれぞれ第１及び第２の光検出器に分
離して導く光分離手段を備え、前記第２の光検出器の受
光部は環状であり前記第１の光検出器は該第２の光検出
器の環状の受光部の内側に配置されることを特徴とする
光受信装置である。

【００２０】上記光受信装置を使用することにより、本
発明の光ファイバを空間的に分離されて伝播する高速光
信号及び低速光信号を簡単な構成で分離して受信するこ
とができる。

【００２１】第１の光検出器の出力に接続された増幅手
段と、第２の光検出器の出力に接続された切り替え手段
とを備え、該切り替え手段は、第２の光検出器が有意な
光信号を検出したときに前記第２の光検出器の出力を前
記増幅手段に接続し、第１の光信号と第２の光信号の和
を増幅することが好ましい。こうすることにより、第１
の光検出器の信号にノイズが混入することを抑制でき
る。

【００２２】前記光分離手段は第１の光導波路と第２の
光導波路とを有し、該第２の光導波路は筒状であり、該
第１の光導波路は該筒状の第２の光導波路内で同軸に伸
びることが好ましい。このように構成すれば、第１及び
第２の光導波路の出口側の径を小さくして光を絞り、受
光素子の面積を小さくすることにより光検出器の応答性
を向上させることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】はじめに、本発明の光ファイバの
第１の実施形態を説明する。図１は、第１の実施形態に
係わる光ファイバの横断面図及び屈折率断面分布を示す
図である。光ファイバ２は、中心部から外周部に向って
第１コア４、第１クラッド８、第３クラッド１２、第２
コア６、第２クラッド１０を含んで構成される。光伝送
部位として、第1コア４と第2コア６の二つを有してお
り、第１コア４はＧＩ型の屈折率分布を有しており、第
２コア６はＳＩ型の屈折率を有する。第３クラッド１２
は、第１クラッド８よりも屈折率が小さく、第２クラッ
ド１０と第３クラッド１２には、同一材質を用いており
同じ屈折率を有する。第１コア４の中心部、第１クラッ
ド８、第２コア６、第２クラッド１０及び第３クラッド
１２の屈折率をそれぞれn₁、n₂、n₃、n₄とするとき、n₁
＞n₂＞n₄n₃＞n₄の関係が存在する。

【００２４】上記光ファイバ２では、コア及びクラッド
に透明プラスチックを用いている。コア及びクラッド材
は、特定の材料に限定されるものではなく、上記関係式
を満たすものであれば、適宜選択することができる。例
えば、次に示すようなアクリル系，メタクリル系，カル
ボネート系，非晶質オレフィン系，スルホン系，シリコ
ーン系，ビニル系のプラスチック、あるいは、フッ素化
合物である、ポリ（４−メチルペンテン−１），ポリテ
トラフルオロエチレン，ポリ（１，１−ジヒドロパーフ
ルオロヘキシルアクリレート），ポリ（１，１−ジヒド
ロパーフルオロブチルアクリレート），ポリクロロトリ
フルオロエチレン，ポリトリフルオロイソプロピルメタ
クリレート，ポリトリエトキシシリコールメタクリレー
ト，ポリブチルアセテート，ポリエチルアクリレート，
ポリビニルアセテート，ポリビニルブチラール，ポリメ
チルアクリート，ポリイソプロピルメタクリレート，ポ
リイソブチルメタクリレート，ポリモノフルオロチエル
メタクリレート，ポリ（ｎ−ヘキシルメタクリレー
ト），ポリエチルメタクリレート，ポリ（ｎ−ブチルメ
タクリノレート，ポリ（β−エトキシメタクリレー
ト），ポリ（ｎ−プロピルメタクリレート），ポリ
（３，３，５−トリメチルシクロヘキシルメタクリレー
ト），ポリメチルメタクリレート，ポリ（２−ニトロ−
２−メチルプロピルメタクリレート），ポリトリエチル
カルビニルメタクリレート，ポリ（α−メチタリルメタ
クリレート），ポリ（３−メチルシクロヘキシルメタク
リレート），ポリ（４−メチルシクロヘキシルメタクリ
レート）、ポリイソブチレン，ポリボロニルメタクリレ
ート，ポリシクロヘキシルメタクリレート，ポリ（β−
メタリルメタクリレート），ポリテトラヒドロフルフリ
ルメタクリレート，ポリ（１−メチルシクロヘキシルメ
タクリレート），ポリエチレングリコールモノメタクリ
レート，ポリビニルクロロアセテート，ポリビニルメタ
クリレート，ポリエチレンクロロヒドリンメタクリレー
ト，ポリメチル−α−クロロアクリレート，ポリ（２ー
クロロシクロヘキシルメタクリレート），ポリアリルメ
タクリレート，ポリアクリロニトリル，ポリメタクリロ
ニトリル，ポリシクロヘキシル−シクロヘキシルメタク
リレート，ポリ（１，３−ジクロロプロピル１−２−メ
タクリレート），ポリシクロヘキシル−α−クロロアク
リレート，ポリ（β−クロロエチルクロロアクリレー
ト），ポリブチルメルカプチルメタクリレート，ｓｅｃ
−ブチルα−ブロモアクリレート，シクロヘキシルα−
ブロモアクリレート，ポリ（β−ブロモエチルメタクリ
レート），ポリエチルスルフィドメタクリレート，ポリ
シクロヘキシルブロモアクリレート，ポリ（α−フエニ
ルエチルメタクリレート），ポリ（ｐ−メトキシベンジ
ルメタクリレート），ポリビニルフラン，ポリ（ｐ−イ
ソプロピルスチレン），ポリエチレングリコールベンゾ
エートメタクリレート（α−フェニルアリルメタクリレ
ート），ポリ（ｐ−シクロヘキシルフェニルメタクリレ
ート），ポリ（β−フェニルエチルメタクリレート），
ポリ−α−（ｏ−クロロフェニルエチルメタクリレー
ト），ポリ（１−フェニルシクロヘキシルメタクリレー
ト），ポリメチルα−ブロモアクリレート，ポリベンジ
ルメタクリレート，ポリ（β−フェニルスルホンエチル
メタクリレート），ポリ（ｍ−クレシルメタクリレー
ト），アクリロニトリル−スチレン共重合体，ポリジア
リルシンナード，ポリ（ｏ−メトキシフェニルメタクリ
レート），ポリフェニルメタクリレート，ポリ（２，３
−ジブロモプロピルメタクリレート，ポリ（２−β−ジ
フェニルエチルメタクリレート），ポリ（ｏ−クロロベ
ンジルメタクリレート），ポリ（ｍ−ニトロベンジルメ
タクリレート），ポリカーボネート，ポリスチレン，ポ
リ（ｏ−メトキシスチレン），ポリシンナミルメタクリ
レート，ポリベンジドリルメタクリレート，ポリ（ｐ−
ブロモフェニルメタクリレート），ポリ（ｐ−メトキシ
スチレン），ポリ（ｏ−クロロベンジドリルメタクリレ
ート），３，３´，５，５´−テトラクロロジフェニル
−ホスゲン共重合体，ポリペンタクロロフェニルメタク
リレート，ポリ（ｏ−クロロスチレン），ポリフエェニ
ルα−ブロモアクリレート，ポリ（ｐ−ジビニルベンゼ
ン），ポリジクロロスチレン，ポリ（２，６−ジクロロ
スチレン）、ポリビニルフェニルスルフィドなどを用い
ることができる。

【００２５】また、メチルメタクリレート、ベンジルメ
タクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、ビニ
ルベンゾエート、フェニルメタクリレート、スチレン、
フッ化アルキル（メタ）アクレート類、フッ化アルキル
ーαーフルオロアクリレート類、ペンタフルオロフェニ
ルメタクリレート、等のモノマーの共重合体を用いるこ
ともできる。共重合体を用いるとその組成により屈折率
を連続的に変化させることが可能であり、例えば上記の
モノマーにより、屈折率が１．３７〜１．５９のポリマ
ーを得ることができる。

【００２６】第１コア４のＧＩ型プラスチック光ファイ
バの形成についても特定の方法に限定されるものではな
く、公知の技術、例えば、屈折率の異なる２種類の単量
体を単独重合体のチューブ内で重合させ延伸する界面ゲ
ル法、屈折率の異なる複数の重合体混合物を用いて多層
のファイバを作製後熱処理する方法で形成できる。ある
いは、従来技術で述べたマルチレイヤプラスチック光フ
ァイバで構成してもよい。

【００２７】光ファイバの開口数ＮＡは、コアの屈折率
をｎ_core、クラッドの屈折率をｎ_cladとすると、

【００２８】

【数１】

【００２９】で表わされる。また、開口数ＮＡと光ファ
イバの最大光取り込み角αとの間にはNA=sinαの関係が
ある。

【００３０】従来の低速用ＳＩ型プラスチック光ファイ
バとしては、例えばＡＴＭ−ＬＡＮにおいては、コア直
径９３０〜１０３０μm、開口数０．２８〜０．３２の
ものを用いている。この従来のＳＩ型プラスチック光フ
ァイバとの互換性を確保するために、第２コア６のコア
直径を９３０〜１０３０μmとし、開口数を０．２８〜
０．３２とすることが望ましい。

【００３１】また、ＧＩ型屈折率分布を有する第１コア
４の開口数は、０．１０〜０．２５とすることが望まし
い。従来、ＧＩ型プラスチック光ファイバとして開口数
０．１５程度のものが用いられている。これは、開口数
を０．１未満にすると光ファイバに入射する光量が上記
従来のＧＩ型プラスチック光ファイバの場合の半分以下
になって伝送距離が短くなり、また、開口数を０．２５
以上にすると屈折率分布の精密な制御が困難になり伝送
帯域が低下してしまうからである。したがって第２のコ
ア６の直径を、従来のＳＩ型プラスチック光ファイバの
中心値９８０μｍとし、第２コア６への入射光の開口数
を０．３とした場合、第１コア４への入射光の開口数を
０．１以上にするためには第１コア４の直径を３３０μ
ｍ以上とし、第１コア４への入射光の開口数を０．２５
以下とするためには第１コア４の直径を８２０μｍ以下
にする必要がある。以上から、第１コア４の直径は３３
０μｍ〜８２０μｍの範囲にあることが望ましい。

【００３２】上記実施形態においては、ＧＩ型の第１コ
ア４に入射した光は主に該第１コア４の屈折率分布によ
りファイバに閉じ込められるが、第１コア４を出て第１
クラッド８を透過した光も第１クラッド８と第３クラッ
ド１２の界面で全反射することにより閉じ込めることが
できる。図２に示したように、光源１８と第1クラッド
８の周縁部とが成す角度をθとするとき、

【００３３】

【数２】

【００３４】となるように屈折率ｎ₂とｎ₄を選べば、第
１コア４に入射したすべての光は、第１コア４内に閉じ
込められる。したがって、第１クラッド８と第３クラッ
ド１２の屈折率により規定される開口数は大きいことが
望ましく、０．２〜０．２５が好ましい。ＳＩ型プラス
チック光ファイバのコア径は一般に９８０μmであり、
入射光の開口数（光源とコア周縁部とが成す角度の正
弦）は０．２〜０．３の範囲に設定される。光源１８か
ら光ファイバ２までの距離lを１．５６〜２．４ｍｍの
範囲にすれば、入射光の開口数は上記範囲に入る。

【００３５】距離ｌを１．５６ｍｍとする場合、第１コ
アの直径rが０．６４ｍｍ以上であれば、第１コア４へ
の入射光の開口数は０．２以上となり、また、第１コア
４の直径が０．８０ｍｍ以下であれば、第１コア４への
入射光の開口数は０．２５以下となる。したがって、第
１コア４の直径rを０．６４〜０．８ｍｍの範囲に設定
することが望ましい。

【００３６】第１コア４への入射光の開口数が０．２で
あるとき、第１クラッド８と第３クラッド１２の開口数
が０．２〜０．２５の範囲にあれば、光源１８が光ファ
イバ２に近づいても、第１クラッド８と第３クラッド１
２との界面での反射により光を閉じ込めることができ
る。

【００３７】上記実施形態では、ｎ₁＝１．５０５、ｎ₂
＝１．４９２、ｎ₃＝１．５０１、ｎ₄＝１．４７１とし
ている。したがって、各レイヤ間の開口数は、以下の通
りとなる。

【００３８】

【数３】

【００３９】上記実施形態では、各コアに入射した光
は、それぞれのコアに閉じ込められるため、通常の多層
構造において発生する光伝送損失の増加がなく、単一コ
アの光ファイバとほぼ同じ光伝送損失に抑えることがで
きる。さらに低速及び高速の光信号は各コアに閉じ込め
られてそれぞれ伝送されるため、第１コア４に第２コア
６を伝播する光信号が混入して第１コア４の帯域を劣化
させることはない。例え、ファイバの曲げあるいは欠陥
等に起因する散乱により第３クラッド１２を透過する光
が生じたとしても、第３クラッド１２と第２クラッド１
０の屈折率が同じであるためこの光は第２クラッド１０
を透過し、図示していない第２クラッド１０の外側に設
けられたジャケットに吸収される。

【００４０】また、第３クラッド１２の屈折率は第１ク
ラッド８の屈折率より小さい。これにより、第１コアの
屈折率分布から定まる開口数よりも入射開口数の大きい
（入射角度の大きい）光を第１クラッド８との界面で閉
じ込めることができる。また、第１コア４での曲げ損失
を小さくする効果もある。このように、光線が第１クラ
ッド８を透過し第３クラッド１２との界面で反射するこ
とも想定されるので、第１クラッド８の伝送損失は少な
いことが望ましく、第１コア４の伝送損失の２倍以下で
あることが好ましい。

【００４１】本発明の第２の実施形態を図３を用いて説
明する。図３は、第２の実施形態の光ファイバの横断面
及び屈折率の断面分布を示す図である。光ファイバ２
は、中心部から外周部に向って第１コア４、第１クラッ
ド８、第２コア６、第２クラッド１０を含む。第１コア
４はＧＩ型の屈折率分布を有しており、第２コア６はＳ
Ｉ型の屈折率を有する。第１コア４の中心部、第１クラ
ッド８、第２コア６、第２クラッド１０の屈折率をそれ
ぞれ、n₁、n₂、n₃、n₄と表すとき、 n₁＞n₂ n₃＞n₂ n₂＞n₄ の関係を満たしている。

【００４２】第１コア４に入射した光は主に第１コア４
の屈折率分布により閉じ込められるが、第１コア４に閉
じ込められず第１クラッド８を透過した光も第２コア６
を透過後、第２コア６と第２クラッド１０の界面で全反
射するので閉じ込めることができる。即ち、第１コア４
に

【００４３】

【数４】

【００４４】を満たす入射角ψで入射した光は、ＧＩ型
の第１コア４に閉じ込められないとしても、第１クラッ
ド８を透過後、第２コア６と第２クラッド１０の界面で
閉じ込めれ、第２コア６、第１クラッド８、第１コア４
を順次通るので光ファイバ２内を伝送される。また、第
２コア６に

【００４５】

【数５】

【００４６】を満たす入射角ψで入射した光線は、第１
クラッド８と第２クラッド１０との界面により第２コア
６内に閉じ込められ伝送される。さらに、第２コア６に

【００４７】

【数６】

【００４８】を満たす入射角ψで入射した光線は、第２
コア６と第２クラッド１０との界面により全反射し、第
２コア６、第１クラッド８、第１コア４を通り伝送され
る。

【００４９】各コアに入射した光は入射したコアに閉じ
込めて伝送したほうが伝送損失の増加が少ないため望ま
しい。したがって、第１コア４への入射角は小さいこと
が望ましく、好ましくは入射光線の開口数は、０．１〜
０．２である。また、第１クラッド８と第２コア６の界
面における開口数は大きいことが望ましく、０．１５〜
０．３であることが好ましい。光源１８から光ファイバ
２までの距離lが１．５６ｍｍである場合、第１コア４
の直径を０．６４ｍｍ以下にすれば、第１コア４への入
射光線の開口数を０．２以下にすることができる。ま
た、光源１８から光ファイバ２までの距離lを２ｍｍに
する場合は、第１コア４の直径を０．８２ｍｍ以下にす
れば第１コア４への入射光線の開口数を０．２以下にす
ることができる。また、光源１８から光ファイバ２まで
の距離lが２．４ｍｍのときには、第１コア４の直径を
０．４８ｍｍ以上にすれば第１コア４への入射光線の開
口数は０．１以上になる。以上から、第１コア４の直径
としては、０．４８〜０．８２ｍｍが望ましく、好まし
くは０．４８〜０．６４ｍｍである。第１コア４への入
射角を小さくするために、光源１８と光ファイバ４を離
して設置することが望ましく、２ｍｍ以上離すことが好
ましい。しかしながら、上記したように第１コア４に大
きな入射角で光源から光が入射しても、第２コア６と第
２クラッド１０との界面により閉じ込められるため、伝
送損失の増加は少ない。この場合、光は第１クラッド８
を透過するため、第１クラッド８の損失は少ないことが
望ましく、第１コア４の損失の２倍以下とすることが好
ましい。

【００５０】第２の実施形態では、ｎ₁＝１．５００、
ｎ₂＝１．４９２、ｎ₃＝１．５０９、ｎ₄＝１．４７９
としており、各レイヤ間の開口数は、以下の通りとな
る。

【００５１】

【数７】

【００５２】第２の実施形態では、第１の実施形態に比
べてクラッド層の数が少なく光ファイバ２の構成が単純
であり、光ファイバ２の作製が容易である。また、光源
１８を光ファイバ２から離して設置できる場合には、各
コアに入射した光をそれぞれの入射コアに閉じ込めるこ
とができるため、光ファイバ２の伝送損失を単一コアの
光ファイバとほぼ同じにすることができ、さらに入射光
が各コアに閉じ込められて伝送されるため、第１コア４
に第２コア６の光信号が混入して、第１コア４の伝送帯
域を劣化させることが抑制される。

【００５３】本発明の第３の実施形態を図４を用いて説
明する。図４は、第３の実施形態の光ファイバの横断面
及び屈折率の断面分布を示す図である。光ファイバ２
は、中心部から外周部に向って第１コア４、第２コア
６、第２クラッド１０、第３クラッド１２を含む。第１
コア４はＧＩ型の屈折率分布を有しており、第２コア６
はＳＩ型の屈折率を有する。第１コア４の中心部、第２
コア６、第２クラッド１０、第３クラッドの屈折率をそ
れぞれ、n₁、n₂、n₃、n₄と表すとき、 n₁＞n₂＞n₃＞n₄ の関係を満たしている。

【００５４】第３の実施形態においては、第１コア４に
入射した光は主に第１コア４の屈折率分布により光ファ
イバ２に閉じ込められるが、ＧＩ型の第１コア４に閉じ
込められず第２コア６に入射した光も第２コア６を透過
後、第２コア６と第２クラッド１０の界面で全反射し、
閉じ込めることができる。即ち、入射角ψが

【００５５】

【数８】

【００５６】である入射光は、ＧＩ型の第１コア４に閉
じ込められなくても、第２コア６と第２クラッド１０の
界面で全反射し、第２コア６を通り、第１コア４内で伝
送される。また、第２コア６に入射した光も、第２コア
６と第２クラッド１０により全反射し、第２コア６を通
り、第１コア４内で伝送される。

【００５７】第３の実施形態においては、ｎ₁＝１．５
０５、ｎ₂＝１．４９２、ｎ₃＝１．４６２、ｎ₄＝１．
４０６としており、各レイヤ間の開口数は、以下の通り
となる。

【００５８】

【数９】

【００５９】第３の実施形態においては、光ファイバ２
が曲げられ、第２クラッドから光が漏れても、第２クラ
ッド１０と第３クラッド１２との界面で反射する光の割
合が大であり、再び第２コア６に光を戻すことができ
る。このように、第３クラッド１２は、曲げ損失を少な
くするために設けたものであり、第１及び第２の実施形
態の光ファイバにも同様に設けてもよい。第３の実施形
態の光ファイバの構成は第２の実施形態に比べてさらに
単純化されており、光ファイバの作製が容易である。

【００６０】以上説明した各実施形態では、ＳＩ型の屈
折率を有するコアを有しているが、これを多層構造にし
てもよく、その場合には、外側に向かうにつれて開口数
が大きなるようにすることが望ましい。

【００６１】本発明の第４の実施形態を図５を用いて説
明する。図５は、第４の実施形態の光ファイバの横断面
及び屈折率断面分布を示す図である。第４の実施形態の
光ファイバ２は、ＳＩ型の屈折率を有する複数のコアを
束ねたマルチコアファイバである。前記光ファイバ２
は、内側に低開口数の光ファイバコア１４、外側に高開
口数の光ファイバコア１６をそれぞれ複数本有する。各
々のコアには、第１クラッド８が形成されている。さら
に各コアの第１クラッド８の外側は第３クラッド１２で
充填されている。コア及びクラッドは透明プラスチック
からなる。低開口数光ファイバコア１４、高開口数光フ
ァイバコア１６、第１クラッド８、及び第３クラッド１
２の屈折率をそれぞれ、n1、n2、n3、n4と表すとき、 n2＞n1＞n3＞n4 の関係を満たしている。

【００６２】開口数を小さくすればＳＩ型ファイバであ
っても伝送帯域を高くすることができるので、中心部に
配置した低開口数光ファイバコア１４を用いて高速通信
を行うことができる。各コアの径を小さくすれば、開口
数を小さくしても曲げ損失を抑えることができる。ま
た、入射開口数が大きい周縁部に高開口数の光ファイバ
コア１６を配することで入射角の大きな光線を取り込む
ことができ、多くの光を光ファイバ２に取り入れること
ができる。

【００６３】第４の実施形態においては、例えば５００
Ｍｂｐｓ以上で５０ｍ伝送を可能にするために、光ファ
イバコア１４の開口数は０．２以下であることが望まし
く、一方、曲げ損失を小さくするために開口数を０．１
以上にすることが望ましい。また、光ファイバコア１６
の開口数は、０．２〜０．３５であることが望ましい。
光ファイバコア１４で構成される領域の直径は４９０〜
８３０μmが望ましい。この領域の直径が７００μmであ
る場合、光源１８までの距離を２．４ｍｍ以下にすると
入射光の開口数は０．１４以上となり、また、距離を
１．７１ｍｍ以上にすれば入射光の開口数を０．２以下
にすることができる。以上から、光源１８から光ファイ
バ２までの距離は１．７１〜２．４ｍｍとすることが望
ましい。

【００６４】また、第４の実施形態においては、コア間
が第３クラッド１２で充填されており、この第３クラッ
ド１２に屈折率の小さな材料を用いているため、光ファ
イバ２が曲がっても、低開口数光ファイバコア１４の曲
げ損失は小さい。曲げ損失は開口数が大きいほど小さく
なるので、光ファイバコア１４と第３クラッド１２で決
まる開口数は、０．３〜０．６５であることが望まし
い。

【００６５】第４の実施形態においては、ｎ₁＝１．４
９２、ｎ₂＝１．５０９、ｎ₃＝１．４７９、ｎ₄＝１．
４２４としており、各レイヤ間の開口数は、以下の通り
となる。

【００６６】

【数１０】

【００６７】第４の実施形態では、全てのコアがＳＩ型
屈折率を有するため、屈折率分布を形成する必要がなく
光ファイバ２の作製が容易である。また、クラッド材
は、第１クラッド８と第3クラッド１２の２種類のみで
あり、光ファイバの構成要素の数を少なくすることがで
きる。また、各光コアから漏れた光線は、別のコアに閉
じ込められることなく、図示していない光ファイバジャ
ケットに至りそこで吸収されるので、別のコアに光信号
が混入することが避けられる。

【００６８】本発明の第５の実施形態を図６を用いて説
明する。図６は、第５の実施形態の光ファイバの横断面
及び屈折率の断面分布を示す図である。第５の実施形態
も、ＳＩ型の屈折率を有する複数の光ファイバを束ねた
マルチコアファイバである。光ファイバ２は、中心部に
低開口数光ファイバコア１４、外周部に高開口数光ファ
イバコア１６を有する。光ファイバコア１４には、第１
クラッド８が設けられ、各コアの間を第３クラッドで充
填している。また、光ファイバコア１６には、第２クラ
ッド１０が設けられ、その間を第４クラッド１３で充填
している。各コア及びクラッドは透明プラスチックから
なり、光ファイバコア１４と光ファイバコア１６には同
じ材料を用いている。光ファイバコア１４、光ファイバ
コア１６、第１クラッド８、第２クラッド１０、第３ク
ラッド１２、及び第４クラッド１３の屈折率をそれぞ
れ、n₁、n₂、n₃、n₄、n₅とするとき、 n₁＞n₂＞n₄ n₁＞n₃＞n₅ の関係を満たしている。

【００６９】第５の実施形態においても、５００Ｍｂｐ
ｓ以上で５０ｍの伝送を可能にするために、光ファイバ
コア１４の開口数を０．２以下にすることが望ましく、
一方曲げ損失を小さくするためには開口数を０．１以上
とすることが望ましい。また、光ファイバコア１６の開
口数としては、０．２〜０．３５が望ましい。第３クラ
ッド１２の直径は４９０〜８３０μmであることが望ま
しい。第３クラッド１２の直径が７００μmの場合、光
源までの距離を２．４ｍｍ以下にすれば開口数は０．１
４以上となり、距離を１．７１ｍｍ以上にすれば入射光
の開口数を０．２以下にすることができる。以上から、
光源までの距離は１．７１〜２．４ｍｍであることが望
ましい。

【００７０】また、第５の実施形態においては、各ファ
イバ間を第３クラッド１２または第４クラッド１３で充
填しており、この第３クラッド１２及び第４クラッド１
３に屈折率の小さな材料を用いているため、低開口数の
光ファイバコア１４の曲げ損失が少ない。光ファイバコ
ア１４と第３クラッド１２の間、及び光ファイバコア１
６と第３クラッド１３の間の開口数は、曲げ損失を小さ
くするために、０.３〜０.６５とすることが望ましい。

【００７１】第５の実施形態においては、ｎ₁＝１．５
０９、ｎ₂＝１．４９２、ｎ₃＝１．４７９、ｎ₄＝１．
４２４、ｎ₅＝１．４２４としており、各レイヤ間の開
口数は、以下の通りとなる。

【００７２】

【数１１】

【００７３】第５の実施形態では、光ファイバコア１４
と光ファイバコア１６に、損失の小さな同じ材料を用い
て伝送損失の少ない光ファイバ２を構成することができ
る。また、低開口数の光ファイバコア１４に開口数の大
きな光が入射した場合でも、第３クラッド１２と第４ク
ラッド１３の界面で反射されるため、光源と光ファイバ
の距離を短くすることができる。

【００７４】以下に、これまで説明した本発明の各実施
形態の光ファイバ及び、従来のＳＩ型プラスチック光フ
ァイバ及び従来のＧＩ型プラスチック光ファイバに、従
来の光伝送装置（５００Ｍｂｐｓ用及び２５０Ｍｂｐｓ
用）を組み合わせて信号伝送を行った結果を比較して説
明する。

【００７５】従来のＳＩ型プラスチック光ファイバに
は、コア直径９８０μｍ、開口数０．３、６５０ｎｍの
波長における伝送損失が７．５ｄＢ／５０ｍのものを用
いた。また、従来のＧＩ型プラスチック光ファイバに
は、コア直径７００μｍ、開口数０．２、６５０ｎｍの
波長における伝送損失が８ｄＢ／５０ｍのものを用い
た。使用した５００Ｍｂｐｓ用光伝送装置は、ＧＩ型プ
ラスチック光ファイバ用のものであり、光源に波長６５
０ｎｍの半導体レーザを用い、出射光線の開口数は０．
１５であった。また、２５０Ｍｂｐｓ用光伝送装置は、
ＳＩ型プラスチック光ファイバ用のものであり、光源に
中心波長６５０ｎｍのＬＥＤを用い、出射光線の開口数
は０．３であった。以上の組み合わせにおいて、距離５
０ｍの伝送が可能かどうかを実験により調べた。表1に
その結果を示す。

【００７６】

【表１】

【００７７】本発明の実施形態１から４については全て
同じ結果が得られた。尚、表１中の“実施形態"は上述
の本発明の各実施形態の光ファイバを表し、“比較例"
は従来の光ファイバを表している。

【００７８】表１から明らかなように、従来のＳＩ型光
ファイバでは、送信側及び受信側の光伝送装置が５００
Ｍｂｐｓ用のものであるときは信号伝送不可能であり、
一方、従来のＧＩ型光ファイバでは、送信側及び受信側
の光伝送装置が２５０Ｍｂｐｓ用のものであるときは伝
送不可能である。これに対し、本発明の実施形態１から
４の光ファイバでは、送信側及び受信側の光伝送装置が
５００Ｍｂｐｓ用のものであっても、２５０Ｍｂｐｓ用
のものであっても信号伝送可能であり、低速伝送システ
ム及び高速伝送システムに互換性を有することが分か
る。

【００７９】本発明は、帯域の高いコアを中心部に配
し、周縁部に開口数の大きなコアを配することにより、
高帯域特性と大きな光の取り込み量を両立させたことを
特徴とするものであり、光ファイバの構造については、
上記実施形態に限定されるものではない。また、上記実
施形態では、プラスチック光ファイバについて説明して
きたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ガラ
スファイバ、あるいはガラスとプラスチックを組み合わ
せた光ファイバにも同様に適用できる。

【００８０】次に本発明の光伝送装置の実施形態につい
て説明する。図７は、本発明の光伝送装置の第１の実施
形態の受信部の縦断面を示す図であり、図８はその斜視
図である。本実施形態では、光導波路３４を用いて光フ
ァイバ２から出射される光信号を分離している。光導波
路３４は、高速光信号を分離抽出する第１光導波路コア
３６と主に低速光信号を分離抽出する第２光導波路コア
３８とを有している。第１光導波路コア３６と第２光導
波路コア３８との間には、厚みが徐々に増加する光導波
路クラッド４０が設けられ、これにより該二つのコアは
入射側では互いに接しているが、出射側では離れてい
る。光導波路３４の入射側における第１光導波路コア３
６と第２光導波路コア３８の径は、それぞれ対応する光
ファイバ２の第１コア４と第２コア６の径にほぼ等し
い。また、出射側では、第１光導波路コア３６と第２光
導波路コア３８からの光信号は、それぞれ対応する第１
光検出器２０と光検出器２２に受信され、検出される。
第１光導波路コア３６と第２光導波路コア３８の径は入
射側から出射側にかけて漸減するので、光導波路３４の
開口数を光ファイバ２の第２コアの開口数よりも大きく
し、径を小さくしても光損失が生じないようにすること
が望ましい。そのために、光導波路３４の開口数を０．
３〜０．６５とし、光ファイバ２の第２コアによる開口
数よりも１．５倍以上大きくすることが好ましい。上記
実施形態では、このように光ファイバ２からの光を絞り
込んで光検出器に結合しているため、受光面積の小さな
高速光検出器を用いることができる。

【００８１】図９は、本発明の上記第１の実施形態の光
伝送装置の光検出器及び検出回路の構成図である。光検
出器は、光ファイバ２の中心部分を伝播してきた光信号
を検出する第１光検出器２０と、光ファイバ２の周縁部
を伝播してきた光信号を検出する第２光検出器２２から
構成され、第１光検出器２０によって高速光信号を、第
２光検出器２２によって低速光信号を検出する。第１光
検出器２０で検出された信号は、プリアンプ５０により
増幅され、遅延回路５４で遅延され、アンプ５６により
増幅される。第２光検出器２２で信号が検出された場合
には、これはプリアンプ５２により増幅され、切替回路
６０でアンプ５６に信号が流れるように切り替えられ、
遅延回路５４からの信号と共に増幅される。制御回路５
８は第２光検出器からの信号が、所定値以上のレベルを
有しないときには、切替回路６０を制御し、プリアンプ
５２とアンプ５６との間の接続を遮断する。

【００８２】このように制御回路５８により切替回路６
０を制御することにより、光ファイバ２の中心部を介し
て高速で通信しているときに、第２光検出器２２に有意
でない微少な光信号が入射しても、この信号が第1光検
出器２０からの信号に混入することがないため、検出信
号の劣化が防止される。なお、高速光信号と低速光信号
が光ファイバ内で十分に分離され、光検出器間のクロス
トークが十分に小さいときには、制御回路５８及び切替
回路６０を省くことができる。

【００８３】また、周縁部の低速伝送コアを伝播してき
たパルス光信号は、中心部の高速伝送コアを伝播してき
たパルス光信号よりもパルス幅が広がるので、光強度が
ピークとなる時間に遅れが生じる。この光信号ピークの
遅れ分だけ、遅延回路５４により信号を遅らせて足し合
わせるようにすれば、低速伝送コアと同一開口数を有す
る従来のＳＩ型プラスチック光ファイバよりも伝送帯域
を高くすることができる。この場合、遅延時間を光ファ
イバの長さに合わせて制御することが望ましいが、この
ような制御を行わない場合には、使用する可能性のある
最大ファイバ長の半分のファイバ長で生じる遅延時間を
考慮して遅延回路５４の遅延時間を想定することが望ま
しい。

【００８４】上記第１の実施形態の光伝送装置では、二
つの光検出器を同軸に設けることにより、光伝送装置を
単一の光検出器で構成した場合に比べ、個々の光検出器
の受光面積を小さくすることができるため、光検出器遮
断周波数を大きくすることができ、より高速の光信号を
送受信することができる。

【００８５】上記実施形態では、光ファイバ内で高速の
光信号と低速の光信号が空間的に分離されて伝送される
ため、出射側で、上に説明したような光導波路等の簡単
且つ小形の光学系を用いてこれらの信号を容易に分離す
ることができる。

【００８６】次に本発明の光伝送装置の第２の実施形態
を図１０を用いて説明する。図１０は第２の実施形態の
光伝送装置の光検出光学系の縦断面図である。第２の実
施形態においては、ホログラムレンズ２４を用いて光信
号を分離・集光している。第１コア４と第２コア６から
の光信号は、ホログラムレンズ２４を構成する第１ホロ
グラムレンズ２６と第２ホログラムレンズ２８によりそ
れぞれ第１光検出器２０と第２光検出器２２に入射す
る。第２ホログラムレンズ２８は、円筒状に集光し、リ
ング状の第２光検出器２２に光を集光する。ホログラム
レンズ２４により光を絞り込んでいるため、第１の実施
形態と同様に受光径の小さな高速光検出器を用いること
ができる。

【００８７】第２の実施形態においても、高速光信号と
低速光信号が光ファイバ内で空間的に分離されて伝送さ
れるため、ホログラムレンズ２４を光ファイバ２から離
す必要がなく、光学系を小形にできる。また、第１ホロ
グラムレンズ２６と第２ホログラムレンズ２８の集光位
置の設定にはある程度の自由度があり、第２ホログラム
レンズ２８を円筒状に集光するようにすることができ
る。ホログラムレンズ２４をブレーズ化することにより
回折効率を大きくすることができる。

【００８８】次に本発明の光伝送装置の第３の実施形態
を説明する。図１１は第３の実施形態の光伝送装置の光
検出光学系の縦断面図である。第３の実施形態において
は、分離プリズム３０を用いて光信号を分離し、レンズ
３２で集光している。第１コア４からの光信号は、分離
プリズム３０を透過しレンズ３２で結像され第１光検出
器２０で検出される。第２コア６からの光信号は、分離
プリズム３０の斜面部で屈折し、レンズ３２で結像され
第２光検出器２２で検出される。

【００８９】尚、光伝送装置の送信部においては、入射
光の開口数が小さいことが望ましく、０．０５〜０．２
が好ましい。図２においては、光源１８と光ファイバ２
との距離ｌを大きくすることでこの開口数を小さくして
おり、距離ｌは１．５６〜２．４ｍｍが望ましく、特
に、２．０〜２．４ｍｍが好ましい。光源１８として
は、半導体レーザを用いることが望ましい。面発光型の
半導体レーザのように、レーザからの出射光の拡がり角
が小さい場合には、光源１８と光ファイバ２を近づけて
設置することもできる。

【００９０】以下に、これまで説明した本発明の各実施
形態の光伝送装置及び従来の光伝送装置に、前述の本発
明の各実施形態の光ファイバ、従来のＳＩ型プラスチッ
ク光ファイバ、及び従来のＧＩ型プラスチック光ファイ
バを種々組み合わせた光伝送路で信号伝送を行った結果
について説明する。従来のＳＩ型プラスチック光ファイ
バには、コア直径９８０μｍ、開口数０．３、波長６５
０ｎｍにおける伝送損失が７．５ｄＢ／５０ｍのものを
用いた。また、従来のＧＩ型プラスチック光ファイバに
は、コア直径径７００μｍ、開口数０．２、波長６５０
ｎｍにおける伝送損失が８ｄＢ／５０ｍのものを用い
た。また、従来の光伝送装置には、５００Ｍｂｐｓ用と
２５０Ｍｂｐｓ用のものを用いた。５００Ｍｂｐｓ用光
伝送装置は、ＧＩ型プラスチック光ファイバ用のもので
あり、光源に半導体レーザを用い、波長６５０ｎｍで出
射光線の開口数は０．１５であった。また、２５０Ｍｂ
ｐｓ用光伝送装置は、ＳＩ型プラスチック光ファイバ用
のものであり、光源にＬＥＤを用い、中心波長６５０ｎ
ｍで出射光線の開口数は０．３であった。以上の組み合
わせにおいて、距離５０ｍの伝送が可能かどうかを調べ
た。表２に比較結果を示す。

【００９１】

【表２】

【００９２】本発明の各実施形態の光ファイバ及び、本
発明の各実施形態の光伝送装置の構成ですべて同じ結果
が得られた。尚、表２中、“実施形態"は、本発明の各
実施形態の光ファイバ又は光伝送装置を表し、“５０
０"、“２５０"はそれぞれ、従来の５００Ｍｂｐｓ用２
５０Ｍｂｐｓ用の光伝送装置を表す。

【００９３】従来の５００Ｍｂｐｓ用光伝送装置を送信
側及び受信側に用いた場合には、光ファイバに従来のＳ
Ｉ型ファイバを用いても２５０Ｍｂｐｓでの低速通信は
行えない。また、従来のＧＩ型ファイバを用いた場合に
は、送信側及び受信側の少なくとも一方に従来の２５０
Ｍｂｐｓ用光伝送モジュールを用いると通信は行えな
い。

【００９４】これに対し、本発明の光伝送装置を送信側
及び受信側の両方または一方に用いれば、ＳＩ型ファイ
バを用いて２５０Ｍｂｐｓでの通信が行える。また、本
発明の実施形態の光ファイバを用いる場合には、両側に
本発明の実施形態の光伝送装置を用いた場合には５００
Ｍｂｐｓ及び２５０Ｍｂｐｓの両方の通信が可能であ
り、片側に本発明の実施形態の光伝送装置を用い、片側
に従来の２５０Ｍｂｐｓ用の光伝送装置を用いた場合に
は２５０Ｍｂｐｓで通信することができる。

【００９５】以上のことから、本発明の実施形態の光伝
送装置を従来のＳＩ型プラスチック光ファイバに接続す
ることが可能であり、従来のＳＩ型プラスチック光ファ
イバ用の光伝送モジュールと組み合わせることも可能で
ある。このように、本発明の光伝送装置は、従来のＳＩ
型プラスチック光ファイバ用光伝送装置と互換性があ
る。更に、送信側及び受信側の両方に本発明の光伝送装
置を用いれば、従来のＧＩ型プラスチック光ファイバを
用いても、また、本発明の光ファイバを用いても高速通
信を行うことができる。

【００９６】

【発明の効果】本発明によれば、低速光信号及び高速光
信号の両方を、一つの同じ光伝送装置を用いて伝送する
ことができる低速・高速互換光ファイバが得られる。ま
た、該低速・高速互換光ファイバから低速信号及び高速
信号の両方を分離受信することのできる光受信装置が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ファイバの第１の実施形態の横断面
図及び屈折率の断面分布を示す図である。

【図２】図１の光ファイバと光源の間の光入射角の関係
を説明する図である。

【図３】本発明の光ファイバの第２の実施形態の横断面
図及び屈折率の断面分布を示す図である。

【図４】本発明の光ファイバの第３の実施形態の横断面
図及び屈折率の断面分布を示す図である。

【図５】本発明の光ファイバの第４の実施形態の横断面
図及び屈折率の断面分布を示す図である。

【図６】本発明の光ファイバの第５の実施形態の横断面
図及び屈折率の断面分布を示す図である。

【図７】本発明の光伝送装置の第１の実施形態の光検出
光学系の縦断面図である。

【図８】図７の光検出光学系の斜視図である。

【図９】図７の光伝送装置の検出回路の構成図である。

【図１０】本発明の光伝送装置の第２の実施形態の光検
出光学系の縦断面図である。

【図１１】本発明の光伝送装置の第３の実施系他の光検
出光学系の縦断面図である。

【符号の説明】

2 光ファイバ 4 第１コア 6 第２コア 8 第１クラッド 10 第２クラッド 12 第3クラッド 13 第4クラッド 14 低開口数ファイバコア 16 高開口数ファイバコア 18 光源 20 第１光検出器 22 第２光検出器 24 ホログラムレンズ 26 第１ホログラムレンズ 28 第２ホログラムレンズ 30 分離プリズム 32 レンズ 34 光導波路 36 第１光導波路コア 38 第２光導波路コア 40 光導波路クラッド 50、52 プリアンプ 54 遅延回路 56 アンプ 58 制御回路 60 切替回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開2000−180680（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−234208（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−122612（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−83108（ＪＰ，Ａ) 特開昭52−38238（ＪＰ，Ａ) 特開平９−5539（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−16508（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 6/22 G02B 6/04 G02B 6/42

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】第１のクラッドでそれぞれ被覆された複
数の第１のコアと、第２のクラッドでそれぞれ被覆され
た複数の第２のコアとを備え、前記複数の第１のコアを
中心領域に配置し、前記複数の第２のコアを周縁領域に
配置し、前記中心領域および前記周縁領域内のコアの間
の隙間を第３のクラッドで充填した光ファイバにおい
て、前記第２のコアの開口数の方が前記第１のコアの開口数
よりも高い開口数であることを特徴とする光ファイバ。
【請求項２】請求項１に記載の光ファイバにおいて、前記第３のクラッドの屈折率が前記第１および第２のク
ラッドの屈折率より小さく、前記第１のコアの開口数が
０.１〜０ . ２であり、前記第２のコアの開口数が０.２
〜０ . ３５であることを特徴とする光ファイバ。
【請求項３】第１のクラッドでそれぞれ被覆された複
数の第１のコアと、第２のクラッドでそれぞれ被覆され
た複数の第２のコアとを備え、前記複数の第１のコアを
中心領域に配置し、前記複数の第２のコアを周縁領域に
配置し、前記中心領域内のコアの間の隙間を第３のクラ
ッドで充填し、前記周縁領域内のコアの間の隙間を第４
のクラッドで充填した光ファイバにおいて、前記第２のコアの開口数の方が前記第１のコアの開口数
よりも高い開口数であることを特徴とする光ファイバ。
【請求項４】請求項３に記載の光ファイバにおいて、前記第３のクラッドの屈折率が前記第４のクラッドの屈
折率よりも大きく、前記第１のコアの開口数が０.１〜
０ . ２であり、前記第２のコアの開口数が０.２〜０ . ３
５であることを特徴とする光ファイバ。
【請求項５】光ファイバ端の中心部から出射する第１
の光信号と、前記光ファイバ端の環状の周縁部から出射
する第２の光信号をそれぞれ第１及び第２の光検出器に
分離して導く光分離手段を備え、前記第２の光検出器の
受光部は環状であり前記第１の光検出器は前記第２の光
検出器の環状の受光部の内側に配置された光受信装置に
おいて、前記第１の光検出器の出力に接続された増幅手段と、前
記第２の光検出器の出力に接続された切り替え手段とを
備え、前記切り替え手段は、前記第２の光検出器が有意
な光信号を検出したときに前記第２の光検出器の出力を
前記増幅手段に接続し、第１の光信号と第２の光信号の
和を増幅することを特徴とする光受信装置。
【請求項６】請求項５に記載の光受信装置において、前記光分離手段は第１の光導波路と第２の光導波路とを
有し、前記第２の光導波路は筒状であり、前記第１の光
導波路は前記筒状の第２の光導波路内で同軸に伸びるこ
とを特徴とする光受信装置。
【請求項７】請求項５または６に記載の光受信装置
と、光送信装置とを備え、前記光送信装置の光源と前記
光ファイバとの距離が１.５６ｍｍから２.０ｍｍの範囲
にあることを特徴とする光伝送装置。