JP5855351B2 - マルチコアファイバ - Google Patents
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Description
n1>n2>n3
n1>n4
n3<n4
の全てを満たすことを特徴とするものである。
2.0≦r2/r1≦2.6
を満たすことが好ましい。
0.18≦w/Λ≦0.47
を満たすことが好ましい。
0.89≦r2/MFD≦1.18
を満たすことが好ましい。
2.0<r2/r1<2.6
を満たしている。
n1>n2>n3
n1>n4
n3<n4
を全て満たしている。このように、それぞれのコア要素10を屈折率から見る場合に、第2クラッド13は溝状とされており、このため、コア要素10は、トレンチ構造を有している。
n2>n4
を満たしている。
2.0<r2/r1<2.6
を満たすことが好ましい。コア11及び第1クラッド12において、r2/r1が2.0以上であることにより、第1クラッド12にかかる基本モードのパワー比率を小さく抑えることができ、モードフィールド径MFDや波長分散といった特性の変動を小さく抑えることができる。従って、モードフィールド径MFDや実効コア断面積Aeffを大きくしたままクロストークの低減をより改善することができる。また、r2/r1が2.6以下であることにより、コア要素10の直径を小さくすることができ、互いに隣り合うコア11の中心間距離Λを小さくすることができる。
0.18≦w/Λ≦0.47
を満たすことがクロストークをより低減させることができるため好ましい。
0.89≦r2/MFD≦1.88
を満たすことが好ましい。第1クラッドの径とモードフィールド径との件径において、r2/MFDが0.89以上であることにより、第1クラッド12にかかる基本モードのパワー比率を小さく抑えることができ、モードフィールド径MDFや波長分散といった特性の変動を小さく抑えることができる。従って、モードフィールド径MFDや実効コア断面積Aeffを大きくしたままクロストークの低減をより改善することができる。また、r2/MFDが1.18以下であることにより、コア要素10の直径を小さくすることができ、互いに隣り合うコアの中心間距離を小さくすることができる。
n2<n4
を満たしていても良い。なお、図2において、11はコア11に対応する位置を示し、12は第1クラッド12に対応する位置を示し、13は第2クラッド13に対応する位置を示し、20はクラッド20に対応する位置を示す。
n2=n4
を満たしていても良い。
上記実施形態と同様の構造のマルチコアファイバを想定して、シミュレーションを行った。このシミュレーションにおいて、それぞれのコア要素におけるコアの半径r1を4.1μmとし、第1クラッドの外周の半径r2を9.59μmとし、第2クラッドの外周の半径r3を13.28μmとした。従って、コアの半径r1と第1クラッドの外周の半径r2との比r1/r2は、2.34となる。また、それぞれのコア要素において、クラッドに対するコアの比屈折率差Δ1を0.36%とし、クラッドに対する第1クラッドの比屈折率差Δ2を0.00%とし、クラッドに対する第2クラッドの比屈折率差Δ3を−0.70%とした。さらに互いに隣り合うコア要素におけるコアの中心間の距離Λを40μmとし、互いに隣り合う第2クラッドの外周面同士の距離wを13.44μmとした。従って、距離wと距離Λとの比w/Λは、0.34となる。これら条件を表1に示す。
半径r1が4.0μmで、クラッドに対する比屈折率差Δ1が0.4であること以外は実施例1と同様のコアが、実施例1と同様に、実施例1と同様のクラッドに配置され、第1クラッド、及び、第2クラッドが配されないマルチコアファイバを想定した。この条件を表1に示す。
実施例1で想定したマルチコアファイバの条件と同様の条件となるようにして、マルチコアファイバを作製し、それぞれのコア要素におけるコアの半径r1、及び、第1クラッドの外周の半径r2、及び、第2クラッドの外周の半径r3を測定した。そして、その測定結果に基づいて、コアの半径r1と第1クラッドの外周の半径r2との比r1/r2を求めた。また、それぞれのコア要素において、クラッドに対するコアの比屈折率差Δ1、及び、クラッドに対する第1クラッドの比屈折率差Δ2、及び、クラッドに対する第2クラッドの比屈折率差Δ3を測定した。さらに互いに隣り合うコア要素におけるコアの中心間の距離Λ、及び、互いに隣り合う第2クラッドの外周面同士の距離wを測定し、距離wと距離Λとの比w/Λを求めた。この結果を表1に示す。
比較例1で想定したマルチコアファイバの条件と同様の条件となるようにして、マルチコアファイバを作製し、それぞれのコア要素におけるコアの半径r1、及び、クラッドに対するコアの比屈折率差Δ1、及び、互いに隣り合うコアの中心間の距離Λを測定した。その結果を表1に示す。
実施例2で作製したマルチコアファイバに対して、互いに隣り合うコア要素におけるコアの中心間の距離Λ、及び、互いに隣り合う第2クラッドの外周面同士の距離wが小さくなるようにして、マルチコアファイバを作製した。そして、それぞれのコア要素におけるコアの半径r1、及び、第1クラッドの外周の半径r2、及び、第2クラッドの外周の半径r3を測定した。そして、その測定結果に基づいて、コアの半径r1と第1クラッドの外周の半径r2との比r1/r2を求めた。また、それぞれのコア要素において、クラッドに対するコアの比屈折率差Δ1、及び、クラッドに対する第1クラッドの比屈折率差Δ2、及び、クラッドに対する第2クラッドの比屈折率差Δ3を測定した。さらに、互いに隣り合うコア要素におけるコアの中心間の距離Λ、及び、互いに隣り合う第2クラッドの外周面同士の距離wを測定し、距離wと距離Λとの比w/Λを求めた。この結果を表1に示す。
互いに隣り合うコア要素におけるコアの中心間の距離Λを実施例3で作製したマルチコアファイバと同様にすると共に、第1クラッド、第2クラッドの厚さを調整することで、互いに隣り合う第2クラッドの外周面同士の距離wが小さくなるようにして、マルチコアファイバを作製した。そして、作製したマルチコアファイバのコアの半径r1、及び、第1クラッドの外周の半径r2、及び、第2クラッドの外周の半径r3を測定した。そして、その測定結果に基づいて、コアの半径r1と第1クラッドの外周の半径r2との比r1/r2を求めた。また、それぞれのコア要素において、クラッドに対するコアの比屈折率差Δ1、及び、クラッドに対する第1クラッドの比屈折率差Δ2、及び、クラッドに対する第2クラッドの比屈折率差Δ3を測定した。さらに、互いに隣り合うコア要素におけるコアの中心間の距離Λ、及び、互いに隣り合う第2クラッドの外周面同士の距離wを測定し、距離wと距離Λとの比w/Λを求めた。この結果を表1に示す。
第1クラッド、第2クラッドの厚さを調整すると共に、互いに隣り合うコア要素におけるコアの中心間の距離Λを実施例4で作製したマルチコアファイバの距離Λよりも小さくすることで、実施例4で作製したマルチコアファイバの距離wよりも、互いに隣り合う第2クラッドの外周面同士の距離wが小さくなるマルチコアファイバを想定してシミュレーションを行った。また、中心コアにおいても、1300nm帯でのシングルモード伝送が保証できるように、1260nm以下のカットオフ波長となるような設計を行った。このとき想定したマルチコアファイバの条件を表1に示す。
次に海底ケーブルの様な長距離伝送用の光ファイバとして用いることができるマルチコアファイバを想定して、シミュレーションを行った。このような光ファイバにおいては、光の波長が1550nmにおける実効コア断面積Aeffが110μm2程度であるため、これに合わせて、それぞれのコア要素におけるコアの半径r1、第1クラッドの外周の半径r2、第2クラッドの外周の半径r3、クラッドに対するコアの比屈折率差Δ1、クラッドに対する第1クラッドの比屈折率差Δ2、クラッドに対する第2クラッドの比屈折率差Δ3、隣り合うコア要素におけるコアの中心間の距離Λ、互いに隣り合う第2クラッドの外周面同士の距離wを複数想定し、それぞれ条件によるマルチコアファイバを6−1から6−79とした。そして、想定したマルチファイバコアを100km用いた場合におけるクロストーク量をそれぞれ求めた。
次に、上記実施形態と同じ構造を有し、実施例6よりも、実効コア断面積Aeffが大きい光ファイバを想定した。具体的には、光の波長が1.55μmにおける実効コア断面積Aeffが130μm2であるマルチコアファイバを複数想定し、これに合わせて、それぞれのコア要素におけるコアの半径r1、第1クラッドの外周の半径r2、第2クラッドの外周の半径r3、クラッドに対するコアの比屈折率差Δ1、クラッドに対する第1クラッドの比屈折率差Δ2、クラッドに対する第2クラッドの比屈折率差Δ3、隣り合うコア要素におけるコアの中心間の距離Λ、互いに隣り合う第2クラッドの外周面同士の距離wをそれぞれ想定した。
次に、第1クラッド、及び、第2クラッドが配されず、実施例7〜10で想定したマルチコアファイバと光の波長が1.55μmにおける実効コア断面積Aeffが同じマルチコアファイバを想定した。これに合わせて、それぞれのコア要素におけるコアの半径r1、クラッドに対するコアの比屈折率差Δ1、隣り合うコア要素におけるコアの中心間の距離Λをそれぞれ想定した。これら条件を上記表4に示す。
次に、上記実施形態のマルチコアファイバと同じ構造を有し、実施例7〜10よりも、実効コア断面積Aeffが大きい光ファイバを想定した。具体的には、光の波長が15.5μmにおける実効コア断面積Aeffが150μm2であるマルチコアファイバを複数想定し、これに合わせて、それぞれのコア要素におけるコアの半径r1、第1クラッドの外周の半径r2、第2クラッドの外周の半径r3、クラッドに対するコアの比屈折率差Δ1、クラッドに対する第1クラッドの比屈折率差Δ2、クラッドに対する第2クラッドの比屈折率差Δ3、隣り合うコア要素におけるコアの中心間の距離Λ、互いに隣り合う第2クラッドの外周面同士の距離wをそれぞれ想定した。
次に、第1クラッド、及び、第2クラッドが配されず、実施例11〜14で想定したマルチコアファイバと、光の波長が15.5μmにおける実効コア断面積Aeffが同じマルチコアファイバを想定した。これに合わせて、それぞれのコア要素におけるコアの半径r1、クラッドに対するコアの比屈折率差Δ1、隣り合うコア要素におけるコアの中心間の距離Λをそれぞれ想定した。これら条件を表6に示す。
次に、上記実施形態のマルチコアファイバと同じ構造を有し、第2クラッドの比屈折率差Δ3が、実施例1〜5のマルチコアファイバにおける第2クラッドの比屈折率差Δ3よりも、さらに小さいマルチコアファイバを想定した。
次に、第1クラッドの比屈折率差Δ2が変化することにより、クロストークがどのように変化するかを調べた。実施例20においては、実施例2と略同様のマルチコアファイバを想定し、実施例21においては、実施例20のマルチコアファイバよりも、第1クラッドの比屈折率差Δ2が小さいマルチコアファイバを想定し、実施例22においては、実施例20のマルチコアファイバよりも、第1クラッドの比屈折率差Δ2が大きいマルチコアファイバを想定した。
10・・・コア要素
11・・・コア
12・・・第1クラッド
13・・・第2クラッド
20・・・クラッド
31・・・内側保護層
32・・・外側保護層
Claims (3)
- 複数のコア要素と、
それぞれの前記コア要素の外周面を囲むクラッドと、
を備え、
前記複数のコア要素は、特定のコア要素が複数のコア要素で囲まれるよう配置され、
それぞれの前記コア要素は、コアと、前記コアの外周面を囲む第1クラッドと、前記第1クラッドの外周面を囲む第2クラッドと、を有し、
前記コアの屈折率をn1とし、前記第1クラッドの屈折率をn2とし、前記第2クラッドの屈折率をn3とし、前記クラッドの屈折率をn4とする場合、
n1>n2>n3
n1>n4
n3<n4
の全てを満たし、
互いに隣り合う前記コア要素の第2クラッドの外周面同士の距離をwとする場合に、wは、5μm以上とされ、
互いに隣り合う前記コア要素の前記コア同士の中心間の距離をΛとする場合に、
0.18≦w/Λ≦0.47
を満たし、
それぞれの前記コア要素のカットオフ波長が1530nm以下とされる
ことを特徴とするマルチコアファイバ。 - 前記コアの半径をr1とし、前記第1クラッドの外周の半径をr2とする場合に、
2.0≦r2/r1≦2.6
を満たすことを特徴とする請求項1に記載のマルチコアファイバ。 - 前記第1クラッドの外周の半径をr2とし、前記コアを波長が1550nmの光が伝播する場合におけるモードフィールド径をMFDとする場合に、
0.89≦r2/MFD≦1.18
を満たすことを特徴とする請求項1に記載のマルチコアファイバ。
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