JP7495299B2 - 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
次に、マルチコアファイバ1の製造方法について説明する。詳細は後述するが、マルチコアファイバ1は、空間多重度の観点から、コア部1aのコア数が増加するのに伴って有利な特性を得ることができる。コア数が多いマルチコアファイバ1の製造方法としては、スタック法を採用するのが望ましい。しかしながら、コア数が1000程度と極めて多数になると、コア数の増加に伴ってスタックが困難になる。そこで本発明者は、製造方法に関して鋭意検討を行い、断面が略正六角形のジャケット管を用いると、空隙が自動的に制御されてスタックが容易になることを想到した。また、本発明者は、略正六角形のジャケット管と略円形状のジャケット管とを組み合わせることを想到した。これにより、スタックが容易になる効果に加えて、生成される光ファイバ母材の断面を略円形にでき、製造される光ファイバガラスの形状を円形に維持することが可能になるので、より高い汎用性が得られる。さらに、本発明者は、略正六角形のジャケット管と略円形上のジャケット管との間に生じる隙間に、後にコア部1aおよびクラッド部1bになる後述する細径ガラスロッド3を挿入する方法を想到した。これにより、マルチコアファイバ1のコア部1aをより高密度化できる。
次に、マルチコアファイバ製造工程の一部である初期母材形成工程について説明する。図3は、初期母材形成工程を説明するための模式図である。図3に示すように、まず、準備工程において準備した細径ガラスロッド3を例えば919本束ねて長手方向に直角な断面形状が略正六角形状のジャケット管4a内に整列させてスタックする。略正六角形状のジャケット管4aを用いることによって、略円形状のジャケット管に比して、六方最密構造が得やすくなり、細径ガラスロッド3をスタックさせる手間を格段に低減できる。これにより、ジャケット管4a内の細径ガラスロッド3は、六方最密構造(三角格子状)に配置される。なお、多数本の細径ガラスロッド3は、同種のコア部1aを用いたマルチコアファイバ1を製造する場合には、全て同種の細径ガラスロッド3が用いられる。一方、異種のコア部1aを用いたマルチコアファイバ1を製造する場合、多数本の細径ガラスロッド3は、異種の細径ガラスロッド3から適宜複数本ずつ選択した細径ガラスロッド3が用いられる。第2ジャケット管としてのジャケット管4aは、例えばクラッド部1bと同じ材質からなり、断面の正六角形の面積は919本の細径ガラスロッド3を挿入できる程度の面積とする。
初期母材6には、1000程度のコア形成部3aが含まれる。この初期母材6を、ファイバ径(クラッド径)が例えば750μm以下になるまで加熱延伸する。これによって、直径が約750μm以下の1000個のコア部1aを備えるマルチコアファイバ1が作製される。このようなマルチコアファイバ1は、例えば1000コアのマルチコアファイバとも呼ばれる。
具体的な実施例について以下に説明する。本実施例においては、本発明がより好適に適用できる、六方最密構造の部分が919コアのマルチコアファイバ1の構造を例に説明する。このような極めて多数のコア部1aを有するマルチコアファイバ1の場合、ファイバ径の大きさが最大の制限要因になる。この点、ファイバ径が750μmを超えると、マルチコアファイバ1の取り扱いが非常に困難になる。さらに、上述した2重ジャケット管法を考慮すると、六方最密構造の919コアの部分は、700μm以下が望ましい。そこで、最外層のコア部1aの外側のクラッド厚D1を20μmに設定し、コアピッチL1とファイバ径との関係について検討を行った。
次に、上述した実施例の変形例について説明する。表2は、変形例1~7において、比屈折率差Δ1を1.4~2.0%、コアピッチL1を17.0~19.1μm、必要クラッド厚D1を15.1~8.1μmとした場合の、カットオフ波長λcc、波長1550nmにおけるMFDおよび有効コア断面積(Aeff)、隣接コア間XT、周辺コアからのXT、および1000コア時の概略ファイバ径を示す。
次に、マルチコアファイバのその他の実施例として、製造のしやすさなども考慮したものを説明する。なお、以下の実施例では、ジャケット管4bのような断面形状が略円形状のジャケット管のみを用い、ジャケット管4aのような断面が略六角形状のジャケット管は用いなかった。まず、マルチコアファイバを線引きする際に、頻繁に断線せずにある程度長尺のマルチコアファイバとして線引きが可能な限界ファイバ径を調査したところ、その限界ファイバ径は約550μmであること、またファイバ径が750μmを超えてしまうと、マルチコアファイバとして線引きすることがほぼ不可能になることも確認した。そこで、製造のしやすさを考えると、ジャケット管の厚みは、経験的に安定した構造を得るために好適な厚みとして、ジャケット管の内径がスタックされた細径ガラスロッドの束構造の直径と略等しい状態で、外径が束構造の直径の1.1倍~1.3倍となる厚み、たとえば1.2倍となる厚みであることが望ましい。すなわち、マルチコアファイバ内でのひずみを小さく抑え、安定した構造を得るのに好適なジャケット管の外径/内径の比率は、1.1~1.3、たとえば1.2であることが望ましい。そこで、本実施例の検討の際には、製造のしやすさも考慮に入れて、1000コアのマルチコアファイバを仮定した場合のコアピッチとクラッド径との関係を調査した。
(2)ジャケット管の厚みを減らす。この場合、コア部の配置などの構造乱れのおそれがある。
(3)カットオフ波長を短波長化してさらにコア径を減らす。この場合、XT特性が劣化するおそれがある。
(4)コアピッチを減らす。この場合、XT特性が劣化するおそれがある。
1a コア部
1b クラッド部
2 コア母材
2a コア形成部
2b クラッド形成部
3 細径ガラスロッド
3a コア形成部
3b クラッド形成部
4a,4b ジャケット管
6 初期母材
Claims (25)
- 複数のコア部と、
前記複数のコア部の外周に形成されたクラッド部と、を備え、
波長1550nmにおけるモードフィールド径が6μm以下であり、
実効カットオフ波長が1530nm以下であり、
長さ1kmにおける2つの隣り合う前記コア部の間のクロストークが-15dB以下であり、
前記複数のコア部の隣り合うコア部どうしの中心間距離が25μm以下である
ことを特徴とするマルチコアファイバ。 - 波長1550nmにおけるモードフィールド径が5.5μm以下である
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。 - 前記コア部は、純石英ガラス、またはゲルマニウム(Ge)、塩素(Cl2)、フッ素(F)、カリウム(K)、およびナトリウム(Na)からなる群から選ばれた少なくとも1種類のドーパントを含む石英系ガラスからなる
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。 - 前記複数のコア部におけるそれぞれのコア部の前記クラッド部に対する比屈折率差が1.2%以上である
ことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載のマルチコアファイバ。 - 前記複数のコア部におけるそれぞれのコア部の前記クラッド部に対する比屈折率差が1.4%以上である
ことを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載のマルチコアファイバ。 - 前記複数のコア部におけるそれぞれのコア部の前記クラッド部に対する比屈折率差が1.7%以上である
ことを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載のマルチコアファイバ。 - 前記コア部の屈折率プロファイルは、単峰型プロファイルである
ことを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載のマルチコアファイバ。 - 前記複数のコア部の隣り合うコア部どうしの中心間距離が20μm以下である
ことを特徴とする請求項1~7のいずれか1項に記載のマルチコアファイバ。 - 前記複数のコア部のうちの最も外周側に位置するコア部に対して外周側の前記クラッド部のクラッド厚が25μm以下である
ことを特徴とする請求項1~8のいずれか1項に記載のマルチコアファイバ。 - 前記コア部の数は、100以上である
ことを特徴とする請求項1~9のいずれか1項に記載のマルチコアファイバ。 - 前記コア部の数は、500以上である
ことを特徴とする請求項1~10のいずれか1項に記載のマルチコアファイバ。 - 前記コア部の数は、1000以上である
ことを特徴とする請求項1~11のいずれか1項に記載のマルチコアファイバ。 - 前記クラッド部の外径が750μm以下である
ことを特徴とする請求項1~12のいずれか1項に記載のマルチコアファイバ。 - ITU-T G.652で定義される規格に準拠する特性を有する標準光ファイバに対する空間多重改善度が15以上である
ことを特徴とする請求項1~13のいずれか1項に記載のマルチコアファイバ。 - ITU-T G.652で定義される規格に準拠する特性を有する標準光ファイバに対する空間多重改善度が20以上である
ことを特徴とする請求項1~14のいずれか1項に記載のマルチコアファイバ。 - 使用波長帯が850nm帯である
ことを特徴とする請求項1~15のいずれか1項に記載のマルチコアファイバ。 - 請求項1~16のいずれか1項に記載のマルチコアファイバを製造するマルチコアファイバの製造方法であって、
コア形成部と前記コア形成部の外周に形成されたクラッド形成部とを備える複数の細径ガラスロッドを、整列配置して初期母材を形成する初期母材形成工程と、
前記初期母材からマルチコアファイバを作製するマルチコアファイバ作製工程と、を含み、
前記初期母材形成工程は、スタック法によって前記複数の細径ガラスロッドを配置する工程を含む
ことを特徴とするマルチコアファイバの製造方法。 - 前記スタック法において前記複数の細径ガラスロッドがスタックされるジャケット管を2本以上同心に配置する
ことを特徴とする請求項17に記載のマルチコアファイバの製造方法。 - 前記スタック法に用いられるジャケット管のうちの最外周に設けられる第1ジャケット管の長手方向に直角な断面形状が略円形状であり、前記第1ジャケット管に対して略平行かつ内側に挿入された第2ジャケット管の長手方向に直角な断面形状が略正六角形状である
ことを特徴とする請求項18に記載のマルチコアファイバの製造方法。 - 前記ジャケット管の間に前記複数の細径ガラスロッドのうち少なくとも1本をスタックする
ことを特徴とする請求項18または19に記載のマルチコアファイバの製造方法。 - 前記細径ガラスロッドの直径が550μm以下である
ことを特徴とする請求項17~20のいずれか1項に記載のマルチコアファイバの製造方法。 - 前記スタック法において前記複数の細径ガラスロッドがスタックされるジャケット管の外径/内径の比率が1.1~1.3である
ことを特徴とする請求項18~21のいずれか1項に記載のマルチコアファイバの製造方法。 - 前記細径ガラスロッドを切断する際に、コイル状に巻いてから切断する
ことを特徴とする請求項17~22のいずれか1項に記載のマルチコアファイバの製造方法。 - 請求項1~17のいずれか1項に記載のマルチコアファイバを製造するマルチコアファイバの製造方法であって、
被覆を被せないことを特徴とする請求項17~23のいずれか1項に記載のマルチコアファイバの製造方法。 - 請求項1~16のいずれか1項に記載のマルチコアファイバを製造するマルチコアファイバの製造方法であって、
被覆を1層のみ被せることを特徴とする請求項17~23のいずれか1項に記載のマルチコアファイバの製造方法。
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