JP6550061B2 - マルチコアファイバおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
図1Aは、実施の形態1に係るマルチコアファイバの構成を説明する図であり、図1Bは、実施の形態1に係るマルチコアファイバの屈折率プロファイルを説明する図である。図1Aに示すように、マルチコアファイバ10は、複数(本実施の形態1では6個)のコア部10a、10b、10c、10d、10e、10fと、コア部10a〜10fの外周に形成された、各コア部10a〜10fの最大屈折率よりも低い屈折率を有するクラッド部10gと、クラッド部10gに形成され、コア部10a〜10fの位置を識別することができるような位置に配置されたマーカ10gaとを備えている。コア部10a〜10fは、クラッド部10gの中心軸O1から等距離rの位置に、等角度で配置されており、中心軸O1を中心とした円を形成するように配置されている。すなわち、コア部10a〜10fは6回回転対称に配置されている。隣接するコア部間の中心間距離(コアピッチ)はΛである。
n2(r)=n12−(n12−n02)・(r/a1)^α
たとえば、αの値が3であるような屈折率分布プロフィルは、αの値が3であるα乗の屈折率分布プロファイルと呼ぶことができる。
本発明を実施例、比較例を用いてさらに詳細に説明する。まず、実施の形態1と同様の構成および屈折率プロファイルを有する元マルチコアファイバを連続して線引きし、長さ10.1kmに作製した。なお、この元マルチコアファイバは、各コア部で1.55μm帯の波長の光をLP01モードとLP11モードの2モードでかつ十分に低いクロストークで伝搬できるように、設計パラメータとして、Δ1が0.82%、αが2、Δ2が0%、Δ3が−0.46%、a1が7.3μm、a2が9.1μm、a3が13.4μm、コアピッチΛが30μm、クラッド径が125μmになるように設定して作製したものである。
図14は、実施の形態2に係るマルチコアファイバの構成を説明する図である。図14に示すように、本実施の形態2に係るマルチコアファイバ20は、18個のコア部と、これらのコア部の外周に形成された、各コア部の最大屈折率よりも低い屈折率を有するクラッド部20dとを備えている。コア部は三角格子を形成するように配置されている。さらに、6個のコア部20a1、20a2、20a3、20a4、20a5、20a6は、クラッド部20dの中心軸O2を中心とした正六角形を形成するように配置されている。また、12個のコア部20b1、20b2、20b3、20b4、20b5、20b6、20c1、20c2、20c3、20c4、20c5、20c6は、中心軸O2を中心とし、かつ6個のコア部20a1〜20a6が形成する正六角形よりも大きい同心の正六角形を形成するように配置されている。なお、各コア部の構成および材質は実施の形態1に係るマルチコアファイバ10のコア部10a〜10fと同じでもよい。
図15は、実施の形態3に係るマルチコアファイバの構成を説明する図である。図15に示すように、本実施の形態3に係るマルチコアファイバ30は、18個のコア部と、これらのコア部の外周に形成された、各コア部の最大屈折率よりも低い屈折率を有するクラッド部30dとを備えている。コア部のうち、6個のコア部30a1、30a2、30a3、30a4、30a5、30a6は、クラッド部30dの中心軸O3から等距離の位置に等角度で配置されており、中心軸O3を中心とした円を形成するように配置されている。また、コア部のうち、12個のコア部30b1、30b2、30b3、30b4、30b5、30b6、30c1、30c2、30c3、30c4、30c5、30c6は、中心軸O3から等距離の位置に等角度で配置されており、中心軸O3を中心とし、かつ6個のコア部30a1〜30a6が形成する円よりも半径が大きい同心の円を形成するように配置されている。なお、各コア部の構成および材質は実施の形態1に係るマルチコアファイバ10のコア部10a〜10fと同じでもよい。
図16は、実施の形態4に係るマルチコアファイバの構成を説明する図である。図16に示すように、本実施の形態4に係るマルチコアファイバ40は、18個のコア部と、これらのコア部の外周に形成された、各コア部の最大屈折率よりも低い屈折率を有するクラッド部40dとを備えている。コア部のうち、6個のコア部40a1、40a2、40a3、40a4、40a5、40a6は、クラッド部40dの中心軸O4から等距離の位置に等角度で配置されており、中心軸O4を中心とした円を形成するように配置されている。また、コア部のうち、12個のコア部40b1、40b2、40b3、40b4、40b5、40b6、40c1、40c2、40c3、40c4、40c5、40c6は、中心軸O4から等距離の位置に等角度で配置されており、中心軸O4を中心とし、かつ6個のコア部40a1〜40a6が形成する円よりも半径が大きい円を形成するように配置されている。なお、各コア部の構成および材質は実施の形態1に係るマルチコアファイバ10のコア部10a〜10fと同じでもよい。
図17は、実施の形態5に係るマルチコアファイバの構成を説明する図である。図17に示すように、本実施の形態5に係るマルチコアファイバ50は、12個のコア部50a、50b、50c、50d、50e、50f、50g、50h、50i、50j、50k、50lと、これらのコア部の外周に形成された、各コア部の最大屈折率よりも低い屈折率を有するクラッド部50mとを備えている。コア部50a〜50lは、クラッド部50mの中心軸O5から等距離の位置に等角度で配置されており、中心軸O5を中心とした円を形成するように配置されている。なお、各コア部の構成および材質は実施の形態1に係るマルチコアファイバ10のコア部10a〜10fと同じでもよい。
図18は、実施の形態6に係るマルチコアファイバの構成を説明する図である。図18に示すように、本実施の形態6に係るマルチコアファイバ60は、4個のコア部60a、60b、60c、60dと、これらのコア部の外周に形成された、各コア部の最大屈折率よりも低い屈折率を有するクラッド部60eとを備えている。コア部60a〜60dは、クラッド部60eの中心軸O6から等距離の位置に等角度で配置されており、中心軸O6を中心とした円または正方形を形成するように配置されている。なお、各コア部の構成および材質は実施の形態1に係るマルチコアファイバ10のコア部10a〜10fと同じでもよい。
図19は、実施の形態7に係るマルチコアファイバの構成を説明する図である。図19に示すように、本実施の形態7に係るマルチコアファイバ70は、8個のコア部と、これらのコア部の外周に形成された、各コア部の最大屈折率よりも低い屈折率を有するクラッド部70eとを備えている。コア部のうち、コア部70a1、70a2は、クラッド部70eの中心軸O7から等距離の位置に中心軸O7を挟むように配置されている。同様に、コア部70b1、70b2、コア部70c1、70c2、コア部70d1、70d2も、それぞれクラッド部70eの中心軸O7から等距離の位置に中心軸O7を挟むように配置されている。さらに、コア部70a1、70b1、70c1、70d1、およびコア部70a2、70b2、70c2、70d2は、中心軸O7を挟んでそれぞれ直線状に配置されている。なお、各コア部の構成および材質は実施の形態1に係るマルチコアファイバ10のコア部10a〜10fと同じでもよい。
図20は、実施の形態8に係るマルチコアファイバの構成を説明する図である。図20に示すように、本実施の形態8に係るマルチコアファイバ80は、16個のコア部と、これらのコア部の外周に形成された、各コア部の最大屈折率よりも低い屈折率を有するクラッド部80eとを備えている。コア部は正方格子を形成するように配置されている。さらに、4個のコア部80a1、80a2、80a3、80a4は、クラッド部80eの中心軸O8を中心とした正方形を形成するように配置されている。また、12個のコア部80b1、80b2、80b3、80b4、80c1、80c2、80c3、80c4、80d1、80d2、80d3、80d4は、中心軸O8を中心とし、かつコア部80a1〜80a4が形成する正方形よりも大きい同心の正方形を形成するように配置されている。なお、各コア部の構成および材質は実施の形態1に係るマルチコアファイバ10のコア部10a〜10fと同じでもよい。
10A 元マルチコアファイバ
10a、10b、10c、10d、10e、10f、11a、11b、11c、11d、11e、11f、12a、12b、12c、12d、12e、12f、13a、13b、13c、13d、13e、13f、14a、14b、14c、14d、14e、14f、15a、15b、15c、15d、15e、15f、16a、16b、16c、16d、16e、16f、20a1、20a2、20a3、20a4、20a5、20a6、20b1、20b2、20b3、20b4、20b5、20b6、20c1、20c2、20c3、20c4、20c5、20c6、30a1、30a2、30a3、30a4、30a5、30a6、30b1、30b2、30b3、30b4、30b5、30b6、30c1、30c2、30c3、30c4、30c5、30c6、40a1、40a2、40a3、40a4、40a5、40a6、40b1、40b2、40b3、40b4、40b5、40b6、40c1、40c2、40c3、40c4、40c5、40c6、50a、50b、50c、50d、50e、50f、50g、50h、50i、50j、50k、50l、60a、60b、60c、60d、70a1、70a2、70b1、70b2、70c1、70c2、70d1、70d2、80a1、80a2、80a3、80a4、80b1、80b2、80b3、80b4、80c1、80c2、80c3、80c4、80d1、80d2、80d3、80d4 コア部
10aa 中心コア部
10ab 内側コア層
10ac 外側コア層
10g、11g、12g、13g、14g、15g、16g、20d、30d、40d、50m、60e、70e、80e クラッド部
10ga マーカ
11、12、13、14、15、16 単位マルチコアファイバ
100 測定系
101 光源
102 LN変調器
103 パルスパターンジェネレータ
104、106 シングルモード光ファイバ
105 高非線形光ファイバ
107 サンプリングオシロスコープ
O1、O2、O3、O4、O5、O6、O7、O8 中心軸
P1、P2、P3、P4 屈折率プロファイル
Claims (8)
- 複数のコア部と、前記コア部の外周に形成され、前記コア部の最大屈折率よりも低い屈折率を有するクラッド部と、を備え、前記複数のコア部が略同一の屈折率プロファイルを有しかつ同一の波長および同一の伝搬モードにおいて互いに異なる群遅延を有している単位マルチコアファイバを複数備え、
当該マルチコアファイバのコア部は、前記複数の単位マルチコアファイバのコア部同士が縦列接続されて構成されており、前記単位マルチコアファイバのコア部は、前記最大屈折率を有するとともにα乗の屈折率分布プロファイルを有する中心コア部と、前記中心コア部の外周に形成され前記クラッド部の屈折率と略等しい屈折率を有する内側コア層と、前記内側コア層の外周に形成され前記クラッド部の屈折率よりも低い屈折率を有する外側コア層とからなり、前記単位マルチコアファイバの屈折率プロファイルは、前記中心コア部、前記内側コア層および前記外側コア層の前記クラッド部に対する比屈折率差(%)については、±0.05%の範囲にあり、前記中心コア部、前記内側コア層および前記外側コア層の半径(μm)については、±0.5μmの範囲にあり、前記中心コア部のα値については、±0.3の範囲にあり、
当該マルチコアファイバのコア部の間の群遅延差の最大値は、前記各単位マルチコアファイバのコア部の間の群遅延差の最大値を当該マルチコアファイバの長さにおける値に換算した値よりも小さいことを特徴とするマルチコアファイバ。 - 前記複数の単位マルチコアファイバのコア部同士の縦列接続において、当該マルチコアファイバのコア部の間の群遅延差の最大値が全長にて5nsより小さくなるように、少なくとも群遅延が互いに異なる複数の組み合わせのコア部同士を縦列接続している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。
- 前記単位マルチコアファイバにおいて、前記コア部は、入力される光の波長において単一の伝搬モードが存在するように屈折率プロファイルが設定されており、前記群遅延差は、前記単一の伝搬モードにおける群遅延差であることを特徴とする請求項1または2に記載のマルチコアファイバ。
- 前記単位マルチコアファイバにおいて、前記コア部は、入力される光の波長においてLP01モードとLP11モードの伝搬モードが存在するように屈折率プロファイルが設定されおり、前記群遅延差は、同一波長の伝搬モードにおける最大の群遅延差であることを特徴とする請求項1または2に記載のマルチコアファイバ。
- 前記単位マルチコアファイバのコア部は、前記クラッド部の中心から該コア部の中心までの距離が45μm以下の位置に配置されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載のマルチコアファイバ。
- 複数のコア部と、前記コア部の外周に形成され、前記コア部の最大屈折率よりも低い屈折率を有するクラッド部と、を備え、前記複数のコア部が略同一の屈折率プロファイルを有しかつ同一の波長および同一の伝搬モードにおいて互いに異なる群遅延を有している単位マルチコアファイバを複数準備する工程と、
前記複数の単位マルチコアファイバのコア部同士を縦列接続してマルチコアファイバを作製する工程と、
を含み、前記単位マルチコアファイバのコア部は、前記最大屈折率を有するとともにα乗の屈折率分布プロファイルを有する中心コア部と、前記中心コア部の外周に形成され前記クラッド部の屈折率と略等しい屈折率を有する内側コア層と、前記内側コア層の外周に形成され前記クラッド部の屈折率よりも低い屈折率を有する外側コア層とからなり、前記単位マルチコアファイバの屈折率プロファイルは、前記中心コア部、前記内側コア層および前記外側コア層の前記クラッド部に対する比屈折率差(%)については、±0.05%の範囲にあり、前記中心コア部、前記内側コア層および前記外側コア層の半径(μm)については、±0.5μmの範囲にあり、前記中心コア部のα値については、±0.3の範囲にあり、前記マルチコアファイバのコア部の間の群遅延差の最大値が、前記各単位マルチコアファイバのコア部の間の群遅延差の最大値を当該マルチコアファイバの長さにおける値に換算した値よりも小さくなるように、前記複数の単位マルチコアファイバのコア部同士を縦列接続することを特徴とするマルチコアファイバの製造方法。 - 前記準備する工程では、前記複数の単位マルチコアファイバを、連続して線引きし作製した元マルチコアファイバを切断して形成し、
前記作製する工程では、前記単位マルチコアファイバのうち或る単位マルチコアファイバに対して他の単位マルチコアファイバを軸回りに回転させて縦列接続することを特徴とする請求項6に記載のマルチコアファイバの製造方法。 - 前記準備する工程では、前記複数の単位マルチコアファイバを、連続して線引きし作製した元マルチコアファイバを切断して形成し、
前記作製する工程では、前記単位マルチコアファイバのうち或る単位マルチコアファイバに対して他の単位マルチコアファイバを長手方向に反転させて縦列接続することを特徴とする請求項6に記載のマルチコアファイバの製造方法。
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