JPWO2017150699A1 - 光ファイバ、光システム及び光ファイバの製造方法 - Google Patents

Abstract

クラッド部に空気層を有する光ファイバであって、空気層に存在する支持部材に起因する伝送特性の劣化を抑制可能な光ファイバを提供する。コア（１）と、コア（１）の周囲に空気層を介して同心で配置された管状層（２２〜２５）と、空気層に配置され、コア（１）と管状層（２２〜２５）とを接続する支持部材（３ａ〜３ｌ）とを備えた光ファイバであって、光ファイバの長手方向の断面視において、光ファイバの周方向における支持部材（３ａ〜３ｌ）同士の支持部材間隔が、支持部材（３ａ〜３ｌ）が配置されている空気層の厚さの２倍よりも広い。

Description

本発明は、ブラッグ型のエアコアファイバやエアクラッドファイバ等のクラッド部に空気層を有する光ファイバ、光システム及び光ファイバの製造方法に関する。

従来、ブラッグ型のエアコアファイバやエアクラッドファイバ等の、コアの周囲を囲むように管状の空気層をクラッド部に有する光ファイバが知られている（非特許文献１及び２参照）。非特許文献１及び２に記載の光ファイバの製造方法としては、石英ガラスからなる管状部材と、石英ガラスからなる多数のキャピラリとを交互に積層して母材を形成し、形成した母材を線引きするスタックアンドドロー法が用いられる。

上記のスタックアンドドロー法においては、母材の形成時に、管状部材間にキャピラリを光ファイバの周方向に隙間なく詰め、密着させて多数配列する。その後の線引きにより、キャピラリの配列により空気層が形成されると同時に、隣り合うキャピラリの接触部分と、キャピラリを挟む管状部材の一部とが溶融して壁状の支持部材が光ファイバの長手方向に沿って形成される。

このため、非特許文献１及び２に記載の光ファイバには、キャピラリに対応する数の支持部材が空気層に多数存在するとともに、支持部材の厚みが大きくなり、伝送特性が劣化する要因となっていた。

G ヴィエンヌ（Vienne） 他15名, 『空気・シリカブラッグファイバの最初の実証（First demonstration of air-silica Bragg fiber）』, 光ファイバ通信国際会議（Optical Fiber Communication Conference） 2004 (OFC2004), ロサンゼルス, カリフォルニア, USA, p PD25, 2004年 W. J.ワッズワース（Wadsworth） 他6名, 『超高開口数ファイバ（Very high numerical aperture fibers）』, 米国電気電子学会（IEEE） フォトニックス・テクノロジー・レターズ（Photonics Technology Letters）, 第16巻, 第3号, p 843-845, 2004年

本発明は、クラッド部に空気層を有する光ファイバであって、空気層に存在する支持部材に起因する伝送特性の劣化を抑制可能な光ファイバ、光システム及び光ファイバの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、コアと、コアの周囲に空気層を介して同心で配置された管状層と、空気層に配置され、コアと管状層とを接続する支持部材とを備えた光ファイバであって、光ファイバの長手方向の断面視において、光ファイバの周方向における支持部材同士の支持部材間隔が、支持部材が配置されている空気層の厚さの２倍よりも広いことを特徴とする光ファイバであることを要旨とする。

本発明の一態様における光ファイバにおいて、支持部材が、１枚の支持板、又は壁状に対をなす２枚の支持板からなることを特徴とする。

本発明の一態様における光ファイバにおいて、支持部材が、１枚の支持板、又は支持部材間隔より狭い部材内壁間隔で壁状に対をなす２枚の支持板からなることを特徴とする。

本発明の一態様における光ファイバにおいて、コアが、管状のコアガイド管の内側の空孔コアであることを特徴とする。

本発明の一態様における光ファイバにおいて、コアがガラスからなり、空気層と空気層を介して配置された管状層とにより光を閉じ込めるクラッド層を構成することを特徴とする。

本発明の一態様における光ファイバにおいて、コアがガラスからなり、コアの中にコアと屈折率が異なる部分を含むことを特徴とする。

本発明の一態様における光ファイバにおいて、管状層が、石英ガラス又はドーパントがドープされた石英ガラスであることを特徴とする。

本発明の一態様における光ファイバにおいて、支持部材が光ファイバの周方向に沿って複数離間して配置され、光ファイバの周方向における異なる支持部材同士の支持部材間隔が、対応する空気層の厚さの２倍よりも広いことを特徴とする。

本発明の一態様における光ファイバにおいて、支持部材と管状層が同じ粘度を有することを特徴とする。

本発明の一態様における光ファイバにおいて、支持部材と管状層が同じ材料からなることを特徴とする。

本発明の一態様における光ファイバにおいて、１枚の支持板又は壁状に対をなす２枚の支持板の、それぞれ支持板の光ファイバの周方向における厚さが、コア中を伝送される光のモードが局在できない寸法であることを特徴とする。

本発明の一態様における光ファイバにおいて、１枚の支持板又は壁状に対をなす２枚の支持板の、それぞれ支持板の光ファイバの周方向における厚さが、コアを伝送される光の波長より薄いことを特徴とする。

本発明の一態様における光ファイバにおいて、管状層が、複数の空気層を挟んで周期的に複数層同心で配置されており、複数の空気層のそれぞれに支持部材が配置され、少なくとも１つ以上の空気層において、支持部材間隔が、対応する空気層の厚さの２倍よりも広いことを特徴とする。

本発明の一態様における光ファイバにおいて、複数の空気層のそれぞれに配置される支持部材が、同一半径方向に沿ってそれぞれ直線上に配列されていることを特徴とする。

本発明の一態様における光ファイバにおいて、支持部材が、異なる半径方向となる複数の空気層のそれぞれの位置を含んで配置されていることを特徴とする。

本発明の一態様における光ファイバにおいて、支持部材の個数が、複数の空気層毎に異なることを特徴とする。

本発明の一態様における光ファイバにおいて、中心側に近い空気層に配置される支持部材の個数が、外周側に近い空気層に配置される支持部材の個数よりも少なく、すべての空気層において支持部材間隔が、対応する空気層の厚さの２倍よりも広いことを特徴とする。

本発明の他の一態様は、上記本発明の一態様における光ファイバを用いたことを特徴とする光システムであることを要旨とする。

本発明の更に他の一態様は、コア母材部の周囲に空気層を挟んで管状の管状層母材層を同心で配置する工程と、コア母材部と管状層母材層の間を接続するように空気層中に支持母材部を挿入してファイバ母材を形成する工程と、コア母材部をコア又はコアガイド管に、管状層母材層を管状層に、支持母材部を支持部材にするように、ファイバ母材を溶融して線引きする工程とを含む光ファイバの製造方法であって、光ファイバの長手方向の断面視において、光ファイバの周方向における支持部材同士の支持部材間隔を、支持部材が配置されている空気層の厚さの２倍よりも広くすることを特徴とする光ファイバの製造方法であることを要旨とする。

本発明の一態様における光ファイバの製造方法において、支持母材部がキャピラリであり、線引きする工程は、キャピラリの壁を、それぞれ互いに対をなす支持板にするように線引きすることを特徴とする。

本発明によれば、クラッド部に空気層を有する光ファイバであって、空気層に存在する支持部材に起因する伝送特性の劣化を抑制可能な光ファイバ、光システム及び光ファイバの製造方法を提供することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る光ファイバの一例を示す長手方向に垂直な断面図である。 図２は、図１の部分拡大図である。 図３は、本発明の第１の実施形態に係る光ファイバを製造するための母材の長手方向から見た端面図である。 図４（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る光ファイバを製造するための上板の平面図であり、図４（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る光ファイバを製造するための底板の平面図である。 図５（ａ）及び図５（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る光ファイバの製造するための母材を作製する様子を示す概略図である。 図６は、本発明の第１の実施形態に係る光ファイバを製造するためのキャピラリが挿入された母材の長手方向に垂直な断面図である。 図７（ａ）及び図７（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る光ファイバの一例を示す長手方向に垂直な断面図である。 図８（ａ）及び図８（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る光ファイバの一例を示す長手方向に垂直な断面図である。 図９（ａ）及び図９（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る光ファイバの一例を示す長手方向に垂直な断面図である。 図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係る光ファイバの一例を示す長手方向に垂直な断面図である。 図１１（ａ）は、本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係る光ファイバの一例を示す長手方向に垂直な断面図であり、図１１（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の第４の変形例に係る光ファイバの一例を示す長手方向に垂直な断面図である。 図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の第５の変形例に係る光ファイバの一例を示す長手方向に垂直な断面図である。 図１３は、本発明の第２の実施形態に係る光ファイバの一例を示す長手方向に垂直な断面図である。 図１４は、本発明の第２の実施形態に係る光ファイバを製造するための上板の平面図である。 図１５は、本発明の第２の実施形態に係る光ファイバを製造するためのキャピラリが挿入された母材の長手方向に垂直な断面図である。 図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、本発明の第２の実施形態の第１の変形例に係る光ファイバの一例を示す長手方向に垂直な断面図である。 図１７（ａ）及び図１７（ｂ）は、本発明の第２の実施形態の第２の変形例に係る光ファイバの一例を示す長手方向に垂直な断面図である。 図１８（ａ）は、本発明の第２の実施形態の第３の変形例に係る光ファイバの一例を示す長手方向に垂直な断面図であり、図１８（ｂ）は、本発明の第２の実施形態の第４の変形例に係る光ファイバの一例を示す長手方向に垂直な断面図である。 図１９（ａ）及び図１９（ｂ）は、本発明の第２の実施形態の第５の変形例に係る光ファイバの一例を示す長手方向に垂直な断面図である。 図２０（ａ）は、本発明の第２の実施形態の実施例に係る空孔コアファイバを示す長手方向に垂直な断面図を示し、図２０（ｂ）は、図２０（ａ）に示した空孔コアファイバの光強度分布を示す。 図２１は、本発明の第２の実施形態の実施例に係る４層構造の空孔コアファイバにおいて支持板の厚さを変化させた場合の閉じ込め損失のシミュレーション結果を表すグラフである。 図２２は、本発明の第２の実施形態の実施例に係る５層構造の空孔コアファイバにおいて支持板の厚さを変化させた場合の閉じ込め損失のシミュレーション結果を表すグラフである。 図２３は、本発明のその他の実施形態に係る光ファイバの一例を示す長手方向に垂直な断面図である。 図２４は、本発明のその他の実施形態に係る光ファイバの他の一例を示す長手方向に垂直な断面図である。 図２５は、本発明のその他の実施形態に係る光ファイバの更に他の一例を示す長手方向に垂直な断面図である。 図２６は、本発明のその他の実施形態に係る光ファイバの更に他の一例を示す長手方向に垂直な断面図である。 図２７は、本発明のその他の実施形態に係る所望の波長の光を選択的に伝搬する光ファイバ設計に関する模式的なグラフである。 図２８（ａ）は、本発明のその他の実施形態に係る空孔クラッドファイバのハイパワー応用の一例を示す概略図であり、図２８（ｂ）は、本発明のその他の実施形態に係る空孔コアファイバのハイパワー応用の一例を示す概略図である。 図２９は、第１の比較例に係る光ファイバを示す長手方向に垂直な断面図である。 図３０は、図２９の部分拡大図である。 図３１は、第２の比較例に係る光ファイバを示す長手方向に垂直な断面図である。

以下において、図面を参照して本発明の第１及び第２の実施形態を説明する。以下の説明で参照する図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚さと平面寸法との関係、各層の厚さの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚さや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

更に、以下に示す第１及び第２の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための光ファイバ及びその製造方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質や、それらの形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

（第１の実施形態）
＜光ファイバの構成＞
本発明の第１の実施形態に係る光ファイバは、図１に示すように、コア（空孔コア）１を内側に定義し、光ファイバの長手方向に延伸する管状のコアガイド管２１と、コアガイド管２１の周囲に複数の空気層（エアクラッド）を挟んで周期構造を構成するように多層に配置され、光ファイバの長手方向に延伸する多層クラッド部２とを備えるブラッグ型のエアコアファイバである。

多層クラッド部２は、コアガイド管２１の周囲に空気層を交互に挟んで周期的に同心で配置された複数の誘電体からなる管状層２２〜２５を備えてブラッグ型反射構造をなしている。コアガイド管２１と管状層２２との間、管状層２２と管状層２３の間、管状層２３と管状層２４の間、管状層２４と管状層２５の間により空気層をそれぞれ定義して周期構造を構成している。コアガイド管２１と管状層２２の間隔、管状層２２と管状層２３の間隔、管状層２３と管状層２４の間隔、管状層２４と管状層２５の間隔は、光ファイバのコア１中を伝送される光の波長に対するブラッグ反射（ブラッグ回折）の条件を考慮して決定される。

コアガイド管２１及び管状層２２〜２５の材料としては、例えば石英ガラス（シリカガラス）又はドーパントがドープされた石英ガラス等の誘電体が使用可能である。コアガイド管２１及び管状層２２〜２５は、互いに同じ材料から構成されていてもよく、光学的にブラッグ型の周期構造が実現できるのであれば、異なる材料から構成されていてもよい。

本発明の第１の実施形態に係る光ファイバにおいては、コアガイド管２１及び管状層２２〜２５の間の各空気層に、光ファイバの長手方向に沿って支持部材３ａ〜３ｌが設けられている。即ち、コアガイド管２１と管状層２２の間の空気層には、コアガイド管２１と管状層２２とを接続するように複数の支持部材３ａ，３ｅ，３ｉが設けられている。管状層２２と管状層２３の間の空気層には、管状層２２と管状層２３とを接続するように複数の支持部材３ｂ，３ｆ，３ｊが設けられている。管状層２３と管状層２４の間の空気層には、管状層２３と管状層２４とを接続するように複数の支持部材３ｃ，３ｇ，３ｋが設けられている。管状層２４と管状層２５の間の空気層には、管状層２４と管状層２５とを接続するように複数の支持部材３ｄ，３ｈ，３ｌが設けられている。

支持部材３ａは、壁状（板状）の対をなして光ファイバの長手方向に沿って互いに平行に延伸する２枚の支持板（支持壁）３１ａ，３１ｂからなる。互いに対をなす支持板３１ａと支持板３１ｂの内側で定義される部材内壁間隔Ｓ０は、コアガイド管２１と管状層２２の間の空気層の厚さＧ１と同程度であり、少なくともコアガイド管２１と管状層２２の間の空気層の厚さＧ１の２倍よりも狭い間隔である。支持部材３ｂは、壁状の対をなして光ファイバの長手方向に沿って互いに平行に延伸する２枚の支持板３２ａ，３２ｂからなる。対をなす支持板３２ａ，３２ｂの部材内壁間隔は、管状層２２と管状層２３の間の空気層の厚さと同程度であり、少なくとも管状層２２と管状層２３の間の空気層の厚さの２倍よりも狭い間隔である。

支持部材３ｃは、壁状の対をなして光ファイバの長手方向に沿って互いに平行に延伸する２枚の支持板３３ａ，３３ｂからなる。対をなす支持板３３ａ，３３ｂの部材内壁間隔は、管状層２３と管状層２４の間の空気層の厚さと同程度であり、少なくとも管状層２３と管状層２４の間の空気層の厚さの２倍よりも狭い間隔である。支持部材３ｄは、壁状の対をなして光ファイバの長手方向に沿って互いに平行に延伸する２枚の支持板３４ａ，３４ｂからなる。対をなす支持板３４ａ，３４ｂの部材内壁間隔は、管状層２４と管状層２５の間の空気層の厚さと同程度であり、少なくとも管状層２４と管状層２５の間の空気層の厚さの２倍よりも狭い間隔である。

支持部材３ｅは、壁状の対をなして光ファイバの長手方向に沿って互いに平行に延伸する２枚の支持板３１ｃ，３１ｄからなる。対をなす支持板３１ｃ，３１ｄの部材内壁間隔は、コアガイド管２１と管状層２２の間の空気層の厚さＧ１と同程度であり、少なくともコアガイド管２１と管状層２２の間の空気層の厚さＧ１の２倍よりも狭い間隔である。支持部材３ｆは、壁状の対をなして光ファイバの長手方向に沿って互いに平行に延伸する２枚の支持板３２ｃ，３２ｄからなる。対をなす支持板３２ｃ，３２ｄの部材内壁間隔は、管状層２２と管状層２３の間の空気層の厚さと同程度であり、少なくとも管状層２２と管状層２３の間の空気層の厚さの２倍よりも狭い間隔である。

支持部材３ｇは、壁状の対をなして光ファイバの長手方向に沿って互いに平行に延伸する２枚の支持板３３ｃ，３３ｄからなる。対をなす支持板３３ｃ，３３ｄの部材内壁間隔は、空気層の厚さと同程度であり、少なくとも空気層の厚さの２倍よりも狭い間隔である。支持部材３ｈは、壁状の対をなして光ファイバの長手方向に沿って互いに平行に延伸する２枚の支持板３４ｃ，３４ｄからなる。対をなす支持板３４ｃ，３４ｄの部材内壁間隔は、空気層の厚さと同程度であり、少なくとも空気層の厚さの２倍よりも狭い間隔である。

支持部材３ｉは、壁状の対をなして光ファイバの長手方向に沿って互いに平行に延伸する２枚の支持板３１ｅ，３１ｆからなる。対をなす支持板３１ｅ，３１ｆの部材内壁間隔は、コアガイド管２１と管状層２２の間の空気層の厚さＧ１と同程度であり、少なくともコアガイド管２１と管状層２２の間の空気層の厚さＧ１の２倍よりも狭い間隔である。支持部材３ｊは、壁状の対をなして光ファイバの長手方向に沿って互いに平行に延伸する２枚の支持板３２ｅ，３２ｆからなる。対をなす支持板３２ｅ，３２ｆの部材内壁間隔は、管状層２２と管状層２３の間の空気層の厚さと同程度であり、少なくとも管状層２２と管状層２３の間の空気層の厚さの２倍よりも狭い間隔である。

支持部材３ｋは、壁状の対をなして光ファイバの長手方向に沿って互いに平行に延伸する２枚の支持板３３ｅ，３３ｆからなる。対をなす支持板３３ｅ，３３ｆの部材内壁間隔は、管状層２３と管状層２４の間の空気層の厚さと同程度であり、少なくとも管状層２３と管状層２４の間の空気層の厚さの２倍よりも狭い間隔である。支持部材３ｌは、壁状の対をなして光ファイバの長手方向に沿って互いに平行に延伸する２枚の支持板３４ｅ，３４ｆからなる。対をなす支持板３４ｅ，３４ｆの部材内壁間隔は、管状層２４と管状層２５の間の空気層の厚さと同程度であり、少なくとも管状層２４と管状層２５の間の空気層の厚さの２倍よりも狭い間隔である。

後述するように、支持部材３ａ〜３ｌは、例えば光ファイバの線引き時に、ガラス管等からなるキャピラリから１本当たり、鏡像関係で対向する２枚の壁状の支持板３１ａ．３１ｂ：３１ｃ，３１ｄ；３１ｅ，３１ｆ；３２ａ．３２ｂ：３２ｃ，３２ｄ；３２ｅ，３２ｆ；３３ａ．３３ｂ：３３ｃ，３３ｄ；３３ｅ，３３ｆ；３４ａ．３４ｂ：３４ｃ，３４ｄ；３４ｅ，３４ｆを形成することが可能である。例えば、支持部材３ａをキャピラリから形成した場合には、図２に示すように壁状の支持板３１ａと支持板３１ｂがキャピラリの径のオーダで離間した部材内壁間隔Ｓ０の対（セット）をなしており、部材内壁間隔Ｓ０は、空気層の厚さＧ１と同程度となる。図１に示した他の支持部材３ｂ〜３ｌも、図２に示した支持部材３ａの構造と同様の構造を有する。このため、支持部材３ａ〜３ｌを形成するために同一のキャピラリを用いれば、共通の部材内壁間隔だけ離れた対をなす支持板３１ａ〜３１ｆ，３２ａ〜３２ｆ，３３ａ〜３３ｆ，３４ａ〜３４ｆが形成されることになる。

支持部材３ａ〜３ｌの支持板３１ａ〜３１ｆ，３２ａ〜３２ｆ，３３ａ〜３３ｆ，３４ａ〜３４ｆは、光ファイバの長手方向に垂直な断面視において、細長い矩形（棒状）に近い板状（ストリップ状）の形状である。図１においては、支持板３１ａ〜３１ｆ，３２ａ〜３２ｆ，３３ａ〜３３ｆ，３４ａ〜３４ｆが円筒状のキャピラリを原材料とする場合で、支持板３１ａ〜３１ｆ，３２ａ〜３２ｆ，３３ａ〜３３ｆ，３４ａ〜３４ｆがそれぞれ対の外側に撓むような形状である場合を模式的に例示するが、支持板３１ａ〜３１ｆ，３２ａ〜３２ｆ，３３ａ〜３３ｆ，３４ａ〜３４ｆの光ファイバの長手方向に垂直な断面形状はこれに限定されない。支持板３１ａ〜３１ｆ，３２ａ〜３２ｆ，３３ａ〜３３ｆ，３４ａ〜３４ｆの光ファイバの長手方向に垂直な断面形状は、例えば略直線状であってもよく、キャピラリの種類等に応じて適宜制御可能である。

支持部材３ａ〜３ｌの材料としては、石英ガラス等のガラスやポリマー等が使用可能である。支持部材３ａ〜３ｌは、コアガイド管２１及び管状層２２〜２５と同じ材料から構成されることが好ましい。特に、支持部材３ａ〜３ｌを構成する材料の粘度がコアガイド管２１及び管状層２２〜２５を構成する材料の粘度と同じであることが製造上好ましい。即ち、支持部材３ａ〜３ｌ、コアガイド管２１及び管状層２２〜２５の材料、又はこれらの材料の粘度特性が同じであれば、支持部材３ａ〜３ｌ、コアガイド管２１及び管状層２２〜２５をそれぞれ構成する材料が線引き等の熱工程に対して同じ特性を示すので、支持部材３ａ〜３ｌの形状等の制御がより容易となる。なお、支持部材３ａ〜３ｌはコアガイド管２１及び管状層２２〜２５とは異なる材料から構成されていてもよい。また、支持部材３ａ〜３ｌ同士が異なる材料から構成されていてもよい。

ここで、光ファイバの長手方向の断面視において、光ファイバの周方向における支持部材３ａ〜３ｌ同士の支持部材間隔（対外間隔）が、支持部材３ａ〜３ｌが配置されている空気層の厚さの２倍よりも広い。支持部材間隔は、支持部材３ａ〜３ｌ同士の光ファイバの周方向に沿って定義される支持部材相互の間隔であり、支持部材３ａ〜３ｌが１つの場合には、１つの支持部材の側面同士の間隔を意味する。例えば支持部材３ａに着目する場合、支持部材３ａと、支持部材３ａに時計回りで約１２０°円周方向に離間する支持部材３ｅとの光ファイバの周方向における支持部材間隔（対外間隔）Ｓ１が、支持部材３ａを挟むコアガイド管２１と管状層２２との間の空気層の厚さ（エアギャップ）Ｇ１の２倍よりも広い。また、支持部材３ａと、支持部材３ａに反時計回りで約１２０°円周方向に離間する支持部材３ｉとの光ファイバの周方向における支持部材間隔（対外間隔）Ｓ２が、支持部材３ａを挟むコアガイド管２１と管状層２２との間の空気層の厚さ（エアギャップ）Ｇ１の２倍よりも広い。他の支持部材３ｂ〜３ｌに着目した場合も、支持部材３ａに着目した場合の支持部材間隔Ｓ１，Ｓ２，エアギャップＧ１の関係と同様の関係に設定されている。

また、支持部材３ａに着目する場合、図１に示すように、支持部材３ａの対をなす支持板３４ａ，３４ｂ同士の間隔（部材内壁間隔）Ｓ０が、支持部材３ａ，３ｅ，３ｉ同士の支持部材間隔Ｓ１，Ｓ２よりも狭い。換言すれば、支持部材３ａの対をなす支持板３４ａ，３４ｂ同士の近接する側となる対内で定義されるイントラ・スペース（部材内壁間隔）Ｓ０が、支持板３４ａ，３４ｂ同士の近接する側とは反対側となる対外で、光ファイバの周方向に沿って定義される支持部材間相互のインター・スペース（支持部材間隔）Ｓ１，Ｓ２よりも狭い。このため、支持部材３ａの内部におけるイントラ・スペース（部材内壁間隔）Ｓ０は、空気層の厚さ（エアギャップ）Ｇ１の２倍よりも狭い距離である。図２に示すように、部材内壁間隔Ｓ０は互いに鏡像関係にある支持板３４ａと支持板３４ｂとの間の距離として定義される。他の支持部材３ｂ〜３ｌに着目した場合も、支持部材３ａに着目した場合の間隔Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２と同様の関係に設定されている。

支持部材３ａ〜３ｌの支持板３１ａ〜３１ｆ，３２ａ〜３２ｆ，３３ａ〜３３ｆ，３４ａ〜３４ｆの光ファイバの周方向（コア１の中心を円の中心とする円周方向）における厚さは、コア１中を伝送される光のモードが局在できない厚さとすることが好ましい。光ファイバの周方向における支持板３１ａ〜３１ｆ，３２ａ〜３２ｆ，３３ａ〜３３ｆ，３４ａ〜３４ｆの板厚（壁の厚さ）は、コア１中を伝送される光の波長に依存するので、例えば、使用する光の波長が１μｍである場合、光ファイバの周方向における支持板３１ａ〜３１ｆ，３２ａ〜３２ｆ，３３ａ〜３３ｆ，３４ａ〜３４ｆの板厚は、その波長よりも短い１μｍ未満に設定されることが好ましい。

光ファイバの周方向における支持部材３ａ〜３ｌの支持板３１ａ〜３１ｆ，３２ａ〜３２ｆ，３３ａ〜３３ｆ，３４ａ〜３４ｆの板厚を、コア１中を伝送される光の波長に対応したモードが局在できない厚さにすること、又は具体的な例として支持板３１ａ〜３１ｆ，３２ａ〜３２ｆ，３３ａ〜３３ｆ，３４ａ〜３４ｆの板厚をコア１中を伝送される光の波長よりも薄くすることにより、支持板３１ａ〜３１ｆ，３２ａ〜３２ｆ，３３ａ〜３３ｆ，３４ａ〜３４ｆを介した光の外部へのリークを防止でき、コア１中を伝送される光の損失を抑制できる。

図１においては、多層クラッド部２を構成している各空気層に支持部材３ａ〜３ｌが３個ずつ配置された場合を例示したが、異なる半径位置に存在する空気層毎に分配される支持部材の個数は特に限定されない。各空気層に配置される支持部材の個数は、伝送特性の観点からは少ないほど好ましいが、構造の機械的強度や安定性の観点からは例えば３個以上であることが好ましい。また、図１においては、支持部材３ａ〜３ｌが約１２０°の等間隔で離間して配置されている場合を例示したが、支持部材３ａ〜３ｌは異なる支持部材間隔で配置されていてもよい。

図１においては、多層クラッド部２を構成している異なる半径位置の空気層に配置された支持部材３ａ〜３ｄは、同一の半径方向に沿ってそれぞれ直線上に配置されている。異なる半径位置の空気層に配置された支持部材３ｅ〜３ｈは、同一の半径方向に沿ってそれぞれ直線上に配置されている。異なる半径位置の空気層に配置された支持部材３ｉ〜３ｌは、同一の半径方向に沿ってそれぞれ直線上に配置されている。なお、異なる半径位置の空気層に配置される支持部材３ａ〜３ｄ、支持部材３ｅ〜３ｈ、支持部材３ｅ〜３ｈは、異なる半径方向となる複数の空気層のそれぞれの位置を含んで配置されていてもよい。

ここで、第１及び第２の比較例に係る光ファイバを説明する。第１の比較例に係る光ファイバは、図２９に示すように、コア（空孔コア）１０１を内側に定義する管状のコアガイド管１２１と、コアガイド管１２１の周囲に配置された多層クラッド部１０２を備えるエアコアファイバである。多層クラッド部１０２は、空気層を挟む複数の管状層１２２〜１２４を備える。

コアガイド管１２１と管状層１２２との間、管状層１２２，１２３の間、管状層１２３，１２４の間には、複数個の壁状の支持板１３１，１３２，１３３が光ファイバの長手方向に沿って配置されているが、支持板１３１，１３２，１３３のそれぞれが光ファイバの周方向に沿って等間隔に配置されており、更に、支持板１３１，１３２，１３３のそれぞれの厚さが図２に示した支持板３１ａ〜３１ｆ，３２ａ〜３２ｆ，３３ａ〜３３ｆ，３４ａ〜３４ｆの板厚よりも厚い点が、図２に示した本発明の第１の実施形態に係る光ファイバの特徴と異なる。

第１の比較例に係る光ファイバの製造時には、スタックアンドドロー法により、コアガイド管１２１、管状層１２２，１２３，１２４を構成する管状部材と、複数個の支持板１３１，１３２，１３３を構成する多数のキャピラリを順次積層する。その際、多数のキャピラリは管状部材の間に光ファイバの周方向に隙間なく詰めて配列される。そして、ファイバ線引き中に隣り合うキャピラリの接触部分と、キャピラリを挟む管状部材の一部とが結合して、キャピラリの本数と同じ個数である多数の支持板１３１，１３２，１３３が等間隔に形成される。

このため、第１の比較例に係る光ファイバでは、図２９及び図３０に示すように、多数のキャピラリから形成された支持板１３１，１３２，１３３同士の光ファイバの周方向における支持部材間隔Ｓ５が、支持板１３１，１３２，１３３が配置されている空気層の厚さＧ３と同程度であって、少なくとも厚さＧ３の２倍よりも狭くなり、多数の支持板１３１，１３２，１３３に起因して伝送特性が劣化する。更に、隣接したキャピラリの壁同士が結合するので、本発明の第１の実施形態に係る光ファイバの支持板３１ａ〜３１ｆ，３２ａ〜３２ｆ，３３ａ〜３３ｆ，３４ａ〜３４ｆの厚さの２倍の厚さとなる。光の波長を考慮すると、この多数の支持板１３１，１３２，１３３を介した光のリークが発生し易くなり、実効的な誘電率のバラツキも大きくなるので、伝送特性が劣化する要因となる。

次に、第２の比較例に係る光ファイバは、図３１に示すように、中実構造のコア１０１ｘと、コア１０１ｘの周囲に配置された管状層１０２ｘを備えるエアクラッドファイバである。コア１０１ｘと管状層１０２ｘの間に、多数（例えば４８枚）の支持板１３１が光ファイバの周方向に沿って等間隔に配置されている点が、図２に示した本発明の第１の実施形態に係る光ファイバの特徴と異なる。

第２の比較例に係る光ファイバの製造方法は、第１の比較例に係る光ファイバの製造方法と同様である。このため、第２の比較例に係る光ファイバでも、支持板１３１同士の光ファイバの周方向における支持部材間隔Ｓ５が、支持板１３１が配置されている空気層の厚さＧ３と同程度であって、少なくとも厚さＧ３の２倍よりも狭くなり、多数の支持板１３１に起因して伝送特性が劣化する。更に、多数の支持板１３１の板厚が、本発明の第１の実施形態に係る光ファイバの支持板３１ａ〜３１ｆ，３２ａ〜３２ｆ，３３ａ〜３３ｆ，３４ａ〜３４ｆの板厚の２倍となる。板厚が２倍程度厚くなることは、光の波長を考慮すると、この多数の支持板１３１を介した光のリークが発生し易くなり、実効的な誘電率のバラツキも大きくなるので、理想構造からずれて伝送特性が劣化する。

これに対して、本発明の第１の実施形態に係る光ファイバによれば、図１に示すように、支持部材３ａ〜３ｌを互いに離間させ、支持部材３ａ〜３ｌ同士の光ファイバの周方向における支持部材間隔（対外間隔）を、支持部材３ａ〜３ｌが配置されている空気層の厚さの２倍よりも広くする。これにより、支持部材３ａ〜３ｌの支持板３１ａ〜３１ｆ，３２ａ〜３２ｆ，３３ａ〜３３ｆ，３４ａ〜３４ｆの個数を低減することができる。したがって、支持部材３ａ〜３ｌの支持板３１ａ〜３１ｆ，３２ａ〜３２ｆ，３３ａ〜３３ｆ，３４ａ〜３４ｆからの光漏れを抑制し、支持部材３ａ〜３ｌの支持板３１ａ〜３１ｆ，３２ａ〜３２ｆ，３３ａ〜３３ｆ，３４ａ〜３４ｆに起因する伝送特性の劣化を抑制することができる。

更に、支持部材３ａ〜３ｌの支持板３１ａ〜３１ｆ，３２ａ〜３２ｆ，３３ａ〜３３ｆ，３４ａ〜３４ｆの板厚や形状は特性に大きな影響を与える。このため、支持板３１ａ〜３１ｆ，３２ａ〜３２ｆ，３３ａ〜３３ｆ，３４ａ〜３４ｆの板厚を薄くしたり、直線状にしたり構造を制御することが重要となる。しかしながら、図２９〜図３１に示した第１及び第２の比較例に係る光ファイバの製造工程においては、キャピラリを密に詰めて配列することにより、ファイバ線引き中に隣り合うキャピラリの接触部分が結合して１枚の支持板を形成する。このため、２倍の板厚になることに加え、構造歪み等が起き易く、支持板の厚さや形状の制御が困難である。

これに対して、本発明の第１の実施形態に係る光ファイバによれば、光ファイバの周方向における支持部材３ａ〜３ｌ同士の支持部材間隔を、支持部材３ａ〜３ｌが配置されている空気層の厚さの２倍よりも広くすることにより、１本のキャピラリから一対の支持板３１ａ〜３１ｆ，３２ａ〜３２ｆ，３３ａ〜３３ｆ，３４ａ〜３４ｆが個別に形成されている。したがって、第１及び第２の比較例よりも、薄い板厚が容易に実現できるばかりか、支持板３１ａ〜３１ｆ，３２ａ〜３２ｆ，３３ａ〜３３ｆ，３４ａ〜３４ｆの板厚や形状を制御し易くなる。

＜光ファイバの製造方法＞
次に、図３〜図６を参照しながら、本発明の第１の実施形態に係る光ファイバの製造方法の一例を説明する。なお、以下に述べる光ファイバの製造方法は一例であり、特許請求の範囲に記載した趣旨の範囲であれば、これ以外の種々の製造方法により実現可能であることは勿論である。

（ａ）まず、図３に示すように、適切なダイメンジョンの空孔を有する石英等からなる管状のコア母材部４１及び複数の管状層母材層４２〜４５を同心状にして周期的に離間して配置する。そして、コア母材部４１及び管状層母材層４２〜４５の端部をテープ８で仮止めして、コア母材部４１及び管状層母材層４２〜４５の間のエアギャップを維持する。なお、テープ８の代わりに接着剤等を用いてもよい。

（ｂ）図４（ａ）に示すような石英ガラス等からなる上板（丸板）５を用意する。上板５に、複数のキャピラリを通す位置のそれぞれに開口部（穴）５１ａ〜５１ｃ，５２ａ〜５２ｃ，５３ａ〜５３ｃ，５４ａ〜５４ｃをドリル等を用いてくり抜く。また、図４（ｂ）に示すような上板５に対向する底板（丸板）６を別途用意しておく。なお、底板６にも上板５の開口部５１ａ〜５１ｃ，５２ａ〜５２ｃ，５３ａ〜５３ｃ，５４ａ〜５４ｃに対応する開口部が設けられていてもよい。そして、図５（ａ）に示すように、仮止めしたコア母材部４１及び複数の管状層母材層４２〜４５の一端と、底板６と合わせて、加熱等により仮固定する。

（ｃ）次に、図５（ｂ）に示すように、上板５の開口部（穴）５１ａ〜５１ｃ，５２ａ〜５２ｃ，５３ａ〜５３ｃ，５４ａ〜５４ｃのそれぞれに複数本（１２本）のキャピラリ（支持母材部）６１ａ〜６１ｄ，６２ａ〜６２ｄ，６３ａ〜６３ｄ（図５（ｂ）ではキャピラリ６２ａ〜６２ｄ，６３ａ〜６３ｄは図示省略、図６参照）を通し、キャピラリ６１ａ〜６１ｄ，６２ａ〜６２ｄ，６３ａ〜６３ｄをコア母材部４１及び複数の管状層母材層４２〜４５の間に位置合わせしながら挿入する。そして、キャピラリ６１ａ〜６１ｄ，６２ａ〜６２ｄ，６３ａ〜６３ｄをコア母材部４１及び複数の管状層母材層４２〜４５の内面又は外面に熱等を加えて融着して接続する。この結果、図６に断面を示すように、そのコア母材部４１及び管状層母材層４２〜４５の間に複数本のキャピラリ６１ａ〜６１ｄ，６２ａ〜６２ｄ，６３ａ〜６３ｄが周方向に互いに離間するように一体化し固定されたファイバ母材４が得られる。

（ｄ）その後、ファイバ母材４を加熱延伸する線引き工程を行う。線引き工程では、コア母材部４１をコアガイド管２１に、管状層母材層４２〜４５を管状層２２〜２５にするように、ファイバ母材４を溶融して線引きする。なお、コアがガラス等からなる中実コアの場合には、コアを形成するための円筒状のコア母材部を用意して、円筒状のコア母材部をコアとするように線引きする。このファイバ母材４の線引き中に、キャピラリ６１ａ，６２ａ，６３ａが変形して、キャピラリ６１ａ，６２ａ，６３ａを挟んでいるコア母材部４１の外面の一部及び管状層母材層４２の内面の一部との溶融状態が進行することでキャピラリ６１ａ，６２ａ，６３ａもそれぞれ線引きされて細くなる。即ち、各キャピラリ６１ａ，６２ａ，６３ａの壁を、支持部材３ａの互いに対をなす支持板３１ａ，３１ｂ、支持部材３ｅの互いに対をなす支持板３１ｃ，３１ｄ、支持部材３ｉの互いに対をなす支持板３１ｅ，３１ｆにするように線引きされる。

ここで、図１に示すように、支持部材３ａに着目すると、光ファイバの周方向における支持部材３ａ，３ｅ，３ｉ同士の支持部材間隔Ｓ１，Ｓ２を、支持部材３ａが配置されている空気層の厚さ（エアギャップ）Ｇ１の２倍よりも広くする。支持部材３ｅ，３ｉに着目した場合も、支持部材３ａに着目した場合の支持部材間隔Ｓ１，Ｓ２、エアギャップＧ１の関係と同様に設定される。

同様に、キャピラリ６１ｂ，６２ｂ，６３ｂが変形して、管状層母材層４２，４３との溶融状態が進行することでキャピラリ６１ｂ，６２ｂ，６３ｂの壁を、支持部材３ｂ，３ｆ，３ｊのそれぞれ互いに対をなす支持板３２ａ〜３２ｆにするように線引きされる。また、キャピラリ６１ｃ，６２ｃ，６３ｃが変形して、管状層母材層４３，４４との溶融状態が進行することでキャピラリ６１ｃ，６２ｃ，６３ｃの壁を、支持部材３ｃ，３ｇ，３ｋのそれぞれ互いに対をなす支持板３３ａ〜３３ｆにするように線引きされる。また、キャピラリ６１ｄ，６２ｄ，６３ｄが変形して、管状層母材層４４，４５との溶融状態が進行することでキャピラリ６１ｄ，６２ｄ，６３ｄの壁を、支持部材３ｄ，３ｈ，３ｌのそれぞれ互いに対をなす支持板３４ａ〜３４ｆにするように線引きされる。このようにして、図１に示した光ファイバが完成する。

なお、キャピラリ６１ａ〜６１ｄ，６２ａ〜６２ｄ，６３ａ〜６３ｄが円筒状である場合を例示するが、特にこれに限定されない。例えば、キャピラリ６１ａ〜６１ｄ，６２ａ〜６２ｄ，６３ａ〜６３ｄの孔形状及び外形が、楕円形や、正方形又は六角形等の多角形であってもよい。また、キャピラリ６１ａ〜６１ｄ，６２ａ〜６２ｄ，６３ａ〜６３ｄの個数は限定されない。

本発明の第１の実施形態に係る光ファイバの製造方法によれば、複数本のキャピラリ（支持母材部）６１ａ〜６１ｄ，６２ａ〜６２ｄ，６３ａ〜６３ｄを周方向に離間して配置して、光ファイバの周方向における支持部材３ａ〜３ｌ同士の支持部材間隔が、支持部材３ａ〜３ｌが配置されている空気層の厚さの２倍よりも広くなるように支持部材３ａ〜３ｌを形成する。これにより、第１及び第２の比較例よりも支持部材３ａ〜３ｌの個数を低減することができ、支持部材３ａ〜３ｌに起因する伝送特性の劣化を抑制可能な光ファイバを実現できる。

更に、１本のキャピラリから鏡像関係をなす一対の壁状の支持板３１ａ〜３１ｆ，３２ａ〜３２ｆ，３３ａ〜３３ｆ，３４ａ〜３４ｆが個別に形成される。したがって、第１及び第２の比較例よりも、支持板３１ａ〜３１ｆ，３２ａ〜３２ｆ，３３ａ〜３３ｆ，３４ａ〜３４ｆの厚さを薄くすることができるので、支持板３１ａ〜３１ｆ，３２ａ〜３２ｆ，３３ａ〜３３ｆ，３４ａ〜３４ｆを介した光のリークを低減することができる。

＜第１の変形例＞
本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る光ファイバとして、各空気層に配置される支持部材の個数が、本発明の第１の実施形態に係る光ファイバと異なる場合を説明する。例えば図７（ａ）に示すように、各空気層に１個ずつ、内側の空気層から支持部材３ａ、支持部材３ｂ、支持部材３ｃ、支持部材３ｄが配置されていてもよい。例えば支持部材３ａに着目した場合、光ファイバの周方向における支持部材３ａ同士、即ち支持部材３ａの側面同士の支持部材間隔Ｓ１が、支持部材３ａが配置されている空気層の厚さＧ１の２倍よりも広い。

また、図７（ｂ）に示すように、各空気層に２枚ずつ、内側の空気層から支持部材３ａ，３ｅ、支持部材３ｂ，３ｆ、支持部材３ｃ，３ｇ、支持部材３ｄ，３ｈが配置されていてもよい。例えば支持部材３ａに着目した場合、光ファイバの周方向における支持部材３ａ，３ｂ同士の支持部材間隔Ｓ１，Ｓ２が、支持部材３ａが配置されている空気層の厚さＧ１の２倍よりも広い。

また、図８（ａ）に示すように、各空気層に４個ずつ、内側の空気層から支持部材３ａ，３ｅ，３ｉ，３ｍ、支持部材３ｂ，３ｆ，３ｊ，３ｎ、支持部材３ｃ，３ｇ，３ｋ，３ｏ、支持部材３ｄ，３ｈ，３ｌ，３ｐが配置されていてもよい。支持部材３ｍは、壁状の対をなす支持板３１ｇ，３１ｈからなる。支持部材３ｎは、壁状の対をなす支持板３２ｇ，３２ｈからなる。支持部材３ｏは、壁状の対をなす支持板３３ｇ，３３ｈからなる。支持部材３ｐは、壁状の対をなす支持板３４ｇ，３４ｈからなる。

また、図８（ｂ）に示すように、各空気層に６個ずつ、支持部材３ａ，３ｅ，３ｉ，３ｍ，３ｑ，３ｕ、支持部材３ｂ，３ｆ，３ｊ，３ｎ，３ｒ，３ｖ、支持部材３ｃ，３ｇ，３ｋ，３ｏ，３ｔ，３ｗ、支持部材３ｄ，３ｈ，３ｌ，３ｐ，３ｔ，３ｘが配置されていてもよい。支持部材３ｑは、壁状の対をなす支持板３１ｉ，３１ｊからなる。支持部材３ｒは、壁状の対をなす支持板３２ｉ，３２ｊからなる。支持部材３ｓは、壁状の対をなす支持板３３ｉ，３３ｊからなる。支持部材３ｔは、壁状の対をなす支持板３４ｉ，３４ｊからなる。支持部材３ｕは、壁状の対をなす支持板３１ｋ，３１ｌからなる。支持部材３ｖは、壁状の対をなす支持板３２ｋ，３２ｌからなる。支持部材３ｗは、壁状の対をなす支持板３３ｋ，３３ｌからなる。支持部材３ｘは、壁状の対をなす支持板３４ｋ，３４ｌからなる。

また、図９（ａ）に示すように、各空気層に８個ずつ、支持部材３ａ〜３ｄの他、符号を省略した支持部材が配置されていてもよい。図９（ａ）では、最も内側の空気層に配置された支持部材３ａに着目すると、光ファイバの周方向における支持部材３ａの支持部材間隔（対外間隔）Ｓ１，Ｓ２が、支持部材３ａが配置されている空気層の厚さ（エアギャップ）Ｇ１の２倍と同程度であるが、支持部材間隔（対外間隔）Ｓ１，Ｓ２は支持部材３ａの部材内壁間隔Ｓ０よりも広い。一方、最も外側の空気層に配置された支持部材３ｄに着目すると、光ファイバの周方向における支持部材３ｄの支持部材間隔（対外間隔）Ｓ３，Ｓ４が、支持部材３ｄが配置されている空気層の厚さ（エアギャップ）Ｇ２の２倍よりも広い。

このように、本発明の第１の実施形態の第１の変形例では、半径方向に沿った各空気層のうちの少なくとも１層以上において、光ファイバの周方向における支持部材３ｄの支持部材間隔Ｓ３，Ｓ４が、支持部材３ｄが配置されている空気層の厚さ（エアギャップ）Ｇ２の２倍よりも広く、且つ、空気層の厚さＧ１の２倍よりも対外間隔Ｓ１，Ｓ２が狭くなる空気層の場合であっても、対外間隔Ｓ１，Ｓ２が部材内壁間隔Ｓ０よりも広ければよい。即ち、全部の空気層において、空気層の厚さの２倍よりも長いという条件が達成されなくても、最も不利な空気層、例えば、最も内側の空気層に配置された支持部材同士の近接する側で定義される部材内壁間隔が、最も内側の空気層に配置された支持部材同士の近接する側とは反対側で定義される対外間隔よりも狭ければよい。

図９（ｂ）に示すように、各空気層に１２個ずつ、支持部材３ａ〜３ｄの他、符号を省略した支持部材が配置されていてもよい。図９（ｂ）では、最も内側の空気層に配置された支持部材３ａに着目すると、光ファイバの周方向における支持部材３ａの支持部材間隔Ｓ１，Ｓ２が、支持部材３ａが配置されている空気層の厚さ（エアギャップ）Ｇ１と同程度である。一方、最も外側の支持部材３ｄに着目すると、光ファイバの周方向における支持部材３ｄの支持部材間隔Ｓ３，Ｓ４が、支持部材３ｄが配置されている空気層の厚さ（エアギャップ）Ｇ２の２倍よりも広い。なお、各空気層に配置される支持部材の個数は、ここで説明した以外の個数であっても構わない。

＜第２の変形例＞
本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係る光ファイバとして、各空気層に配置される支持部材が異なる半径方向となる各空気層のそれぞれの位置を含んで配置されていてもよい。例えば、図１０（ａ）に示すように、各空気層に２個ずつ、支持部材３ａ，３ｅ、支持部材３ｂ，３ｆ、支持部材３ｃ，３ｇ、支持部材３ｄ，３ｈが配置されている。図１０（ａ）の上部において、支持部材３ａ〜３ｄが、異なる半径方向に沿ってずれて配置されている。図１０（ａ）の下部において、支持部材３ｅ〜３ｈが、異なる半径方向に沿ってずれて配置されている。

また、図１０（ｂ）に示すように、半径方向において間欠的に対応する位置に配置されていてもよい。支持部材３ａ，３ｃは、間欠的に同一の半径方向に沿って配置されている。支持部材３ｂ，３ｄは、支持部材３ａ，３ｃとは９０°ずれた位置であり、間欠的に同一の半径方向に沿って配置されている。支持部材３ｅ，３ｇは、支持部材３ｂ，３ｄとは９０°ずれた位置であり、間欠的に同一の半径方向に沿って配置されている。支持部材３ｆ，３ｈは、支持部材３ｅ，３ｇとは９０°ずれた位置であり、間欠的に同一の半径方向に沿って配置されている。

＜第３の変形例＞
本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係る光ファイバとして、支持部材の個数が、半径位置の異なる空気層毎に異なっていてもよい。例えば、図１１（ａ）に示すように、半径方向に沿って外側の空気層ほど支持部材３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｋ，３ｌ，３ｐの個数が多くてもよい。即ち、半径方向に沿って最も内側の空気層には、１個の支持部材３ａが配置されている。内側から２番目の空気層には、２個の支持部材３ｂ，３ｆが配置されている。内側から３番目の空気層には、３個の支持部材３ｃ，３ｇ，３ｋが配置されている。最も外側の空気層には、４個の支持部材３ｄ，３ｈ，３ｌ，３ｐが配置されている。

例えば、各空気層に配置される支持部材の個数が同じである場合、空気層が中心側に近いほど、支持部材相互の間隔である支持部材間隔が狭くなり、対応する空気層の厚さの２倍よりも狭くなる場合がある。これに対して、本発明の第１の実施形態の第３の変形例のように各空気層に配置される支持部材の個数を異ならせて、中心側に近い空気層に配置される支持部材の個数を、外周側に近い空気層に配置される支持部材の個数よりも少なくすることにより、すべての空気層において支持部材間隔を、対応する空気層の厚さの２倍よりも広くしてもよい。

＜第４の変形例＞
本発明の第１の実施形態の第４の変形例に係る光ファイバとして、光ファイバの周方向において支持部材が異なる支持部材間隔で配置されていてもよい。例えば図１１（ｂ）に示すように、各空気層に３個ずつ支持部材３ａ〜３ｄ、支持部材３ｅ〜３ｈ、支持部材３ｉ〜３ｌが、同一の半径方向に沿って配置されている。そして、最も内側の空気層に着目した場合、光ファイバの周方向における支持部材３ａと支持部材３ｅの支持部材間隔Ｓ１が、支持部材３ａと支持部材３ｉの光ファイバの周方向に沿った支持部材間隔Ｓ２よりも広い。

＜第５の変形例＞
本発明の第１の実施形態の第５の変形例に係る光ファイバは、図１２（ａ）に示すように、ガラス等からなる中実構造を有するコア１ｘと、コア１ｘの周囲に空気層を介して配置された管状層２ｘを備えるエアクラッドファイバ（ホーリーファイバ）である点が、図１に示した本発明の第１の実施形態に係る光ファイバであるエアコアファイバの構成と異なる。

第５の変形例に係る光ファイバにおいては、空気層と管状層２ｘとにより光を閉じ込めるクラッド層を構成する。コア１ｘと管状層２ｘの間の空気層には、複数の支持板３１ａ〜３１ｆが配置されている。第５の変形例に係るエアクラッドファイバにおいても、図１２（ｂ）に示した比較例に係るエアクラッドファイバよりも複数の支持板３１ａ〜３１ｆの個数を低減することができ、伝送特性の劣化を抑制できる。

なお、図１２（ｂ）に示すように、コア１ｘの周囲に同心で配置された複数の管状層２２〜２５を有するエアクラッドファイバであってもよい。図１２（ｂ）に示すエアクラッドファイバは、コア１ｘが中実構造である点が、図１に示したエアコアファイバの構造と異なる。

（第２の実施形態）
＜光ファイバの構成＞
本発明の第２の実施形態に係る光ファイバは、図１３に示すように、コア（空孔コア）１を内側に定義し、光ファイバの長手方向に延伸する管状のコアガイド管２１と、コアガイド管２１の周囲に複数の空気層（エアクラッド）を挟んで周期構造を構成するように多層に配置され、光ファイバの長手方向に延伸する多層クラッド部２とを備えるブラッグ型のエアコアファイバである。

多層クラッド部２は、コアガイド管２１の周囲に空気層を交互に挟んで周期的に配置された複数の誘電体からなる管状層２２〜２５を備えてブラッグ型反射構造をなしている。コアガイド管２１と管状層２２との間、管状層２２，２３の間、管状層２３，２４の間、管状層２４，２５の間により空気層をそれぞれ定義して周期構造を構成している。コアガイド管２１と管状層２２の間隔、管状層２２と管状層２３の間隔、管状層２３と管状層２４の間隔、管状層２４と管状層２５の間隔は、光ファイバのコア１中を伝送される光の波長に対するブラッグ反射（ブラッグ回折）の条件を考慮して決定される。

本発明の第２の実施形態に係る光ファイバでは、コアガイド管２１及び管状層２２〜２５の間に光ファイバの長手方向に沿って配置された支持部材７ａ〜７ｌのそれぞれが１枚の支持板からなる支持部材である点が、本発明の第１の実施形態に係る光ファイバの支持部材３ａ〜３ｌと異なる。支持部材を構成する支持板７ａ〜７ｌは、例えば光ファイバの長手方向に垂直な断面視において細長い矩形（棒状）の断面形状を有するが、これに限定されない。例えば、支持部材を構成する支持板７ａ〜７ｌが、楕円等の扁平な円形を含む円形の断面形状を有する円柱状や凸レンズ状であってもよい。

コアガイド管２１と管状層２２の間には、コアガイド管２１及び管状層２２とを接続するように複数（３本）の壁状（板状）の支持板７ａ，７ｅ，７ｉが支持部材として設けられている。管状層２２と管状層２３の間には、管状層２２と管状層２３とを接続するように複数（３本）の壁状の支持板７ｂ，７ｆ，７ｊが支持部材として設けられている。管状層２３と管状層２４の間には、管状層２３と管状層２４とを接続するように複数（３本）の壁状の支持板７ｃ，７ｇ，７ｋが支持部材として設けられている。管状層２４と管状層２５の間には、管状層２４と管状層２５とを接続するように複数（３本）の壁状の支持板７ｄ，７ｈ，７ｌが支持部材として設けられている。

支持部材を構成する支持板７ａ〜７ｌの材料としては、石英ガラス等のガラスやポリマー等が使用可能である。支持板７ａ〜７ｌは、コアガイド管２１及び管状層２２〜２５と同じ材料から構成されることが好ましい。特に、支持板７ａ〜７ｌを構成する材料の粘度がコアガイド管２１及び管状層２２〜２５を構成する材料の粘度と同じであることが製造上好ましい。即ち、支持板７ａ〜７ｌ、コアガイド管２１及び管状層２２〜２５の材料、又はこれらの材料の粘度特性が同じであれば、支持板７ａ〜７ｌ、コアガイド管２１及び管状層２２〜２５をそれぞれ構成する材料が線引き等の熱工程に対して同じ特性を示すので、支持板７ａ〜７ｌの形状等の制御がより容易となる。なお、支持部材を構成する支持板７ａ〜７ｌはコアガイド管２１及び管状層２２〜２５とは異なる材料から構成されていてもよい。また、支持部材を構成する支持板７ａ〜７ｌ同士が異なる材料から構成されていてもよい。

本発明の第２の実施形態に係る光ファイバでは、光ファイバの長手方向に垂直な断面視において、支持部材を構成する支持板７ａ〜７ｌ同士の光ファイバの周方向における支持部材相互の間隔である支持部材間隔が、支持板７ａ〜７ｌを挟むコアガイド管２１及び管状層２２〜２５の間の空気層の厚さの２倍よりも広い。例えば支持板７ａに着目する場合、支持板７ａと、支持板７ａから時計回りに約１２０°円周方向に離間した支持板７ｅとの支持部材間隔Ｓ１が、コアガイド管２１及び管状層２２の間の空気層の厚さ（エアギャップ）Ｇ１の２倍よりも広い。また、支持板７ａと、支持板７ａから半時計回りに約１２０°円周方向に離間した支持板７ｉとの支持部材間隔Ｓ２が、コアガイド管２１及び管状層２２の間の空気層の厚さ（エアギャップ）Ｇ１の２倍よりも広い。他の支持板７ｂ〜７ｌに着目した場合も、支持板７ａと同様の関係に設定されている。

支持部材を構成する支持板７ａ〜７ｌの光ファイバの周方向（コア１の中心を円の中心とする円周方向）に測った壁の厚さ（板厚）は、コア１中を伝送される光のモードが局在できない厚さに設定されることが好ましい。例えば、光ファイバの周方向における支持板７ａ〜７ｌの壁の厚さは、コア１中を伝送される光の波長に依存するので、例えば、使用する光の波長が１μｍである場合、光ファイバの周方向における支持板７ａ〜７ｌの壁の厚さは、その波長よりも短い１μｍ未満に設定されることが好ましい。光ファイバの周方向における支持板７ａ〜７ｌの壁の厚さを、コア１中を伝送される光の波長に対応したモードが局在できない厚さとすること、又は具体的な例として支持板７ａ〜７ｌの厚さをコア１中を伝送される光の波長よりも薄くすることにより、支持板７ａ〜７ｌを介した光の外部へのリークを防止でき、コア１中を伝送される光の損失を抑制できる。

図１３においては、多層クラッド部２を構成している各空気層に支持板７ａ〜７ｌが３個ずつ配置された場合を例示したが、異なる半径位置に存在する空気層毎に分配される支持板の個数は特に限定されない。各空気層に配置される支持板の個数は、伝送特性の観点からは少ないほど好ましいが、構造の機械的強度や安定性の観点からは例えば３個以上であることが好ましい。また、図１３においては、支持板７ａ〜７ｌが約１２０°の等間隔で離間して配置されている場合を例示したが、支持板７ａ〜７ｌは互いに異なる支持部材間隔で離間して配置されていてもよい。

図１３においては、多層クラッド部２を構成している異なる半径位置の空気層に配置された支持板７ａ〜７ｄは、同一の半径方向に沿ってそれぞれ直線上に配置されている。異なる半径位置の空気層に配置された支持板７ｅ〜７ｈは、同一の半径方向に沿ってそれぞれ直線上に配置されている。異なる半径位置の空気層に配置された支持板７ｉ〜７ｌは、同一の半径方向に沿ってそれぞれ直線上に配置されている。なお、異なる半径位置の空気層に配置される支持板７ａ〜７ｌは、異なる半径方向に沿ってずれてそれぞれ直線上に配置されていてもよい。

本発明の第２の実施形態に係る光ファイバによれば、光ファイバの周方向における支持板７ａ〜７ｌ同士の支持部材間隔が、支持板７ａ〜７ｌを挟むコアガイド管２１及び管状層２２〜２５の間の空気層の厚さの２倍よりも広いので、支持板７ａ〜７ｌの個数を低減することができ、支持板７ａ〜７ｌを介した光漏れを抑制することができる。

＜光ファイバの製造方法＞
次に、本発明の第２の実施形態に係る光ファイバの製造方法の一例を説明する。なお、以下に述べる光ファイバの製造方法は一例であり、特許請求の範囲に記載した趣旨の範囲であれば、これ以外の種々の製造方法により実現可能であることは勿論である。

（ａ）まず、図３に示すように、石英等からなる管状のコア母材部４１及び複数の管状層母材層４２〜４５を同心状にして周期的に離間して配置する。そして、コア母材部４１及び管状層母材層４２〜４５の端部をテープ８で仮止めして、コア母材部４１及び管状層母材層４２〜４５の間のエアギャップを維持する。なお、テープ８の代わりに接着剤等を用いてもよい。

（ｂ）図１４（ａ）に示すような石英ガラス等からなる上板（丸板）５を用意する。上板５に、複数の板状部材（支持母材）を通す位置のそれぞれに矩形の開口部（穴）５１ａ〜５１ｃ，５２ａ〜５２ｃ，５３ａ〜５３ｃ，５４ａ〜５４ｃをドリル等を用いてくり抜く。また、図４（ｂ）に示した上板５に対向する底板（丸板）６を別途用意しておく。なお、底板６にも上板５の開口部５１ａ〜５１ｃ，５２ａ〜５２ｃ，５３ａ〜５３ｃ，５４ａ〜５４ｃに対応する開口部が設けられていてもよい。そして、図３に示した仮止めしたコア母材部４１及び複数の管状層母材層４２〜４５の一端と、底板６と合わせて、加熱等により仮固定する。

（ｃ）次に、上板５の開口部（穴）５１ａ〜５１ｃ，５２ａ〜５２ｃ，５３ａ〜５３ｃ，５４ａ〜５４ｃのそれぞれに複数個（１２枚）のガラス板等の板状部材（支持母材）を通し、板状部材をコア母材部４１及び複数の管状層母材層４２〜４５の間に位置合わせしながら挿入する。そして、板状部材をコア母材部４１及び複数の管状層母材層４２〜４５の内面又は外面に熱等を加えて融着する。この結果、図１５に断面を示すように、そのコア母材部４１及び管状層母材層４２〜４５の間に複数個の板状部材９ａ〜９ｌが周方向に互いに離間するように一体化し固定されたファイバ母材４が得られる。

（ｄ）その後、ファイバ母材４を加熱延伸する線引き工程を行うことにより、図１３に示した光ファイバが完成する。線引き工程においては、複数個の板状部材９ａ〜９ｌから複数個の支持板７ａ〜７ｌが１枚ずつ形成される。ここで、図１３に示すように、光ファイバの周方向における支持板７ａ〜７ｌ同士の支持部材間隔が、支持板７ａ〜７ｌを挟むコアガイド管２１及び管状層２２〜２５の間の空気層の厚さの２倍よりも広くなるように形成される。このようにして、図１３に示した光ファイバが完成する。

本発明の第２の実施形態に係る光ファイバの製造方法によれば、支持板７ａ〜７ｌ同士の光ファイバの周方向における支持部材相互の間隔である支持部材間隔が、支持板７ａ〜７ｌを挟むコアガイド管２１及び管状層２２〜２５の間の空気層の厚さの２倍よりも広くなるように形成する。これにより、第１及び第２の比較例よりも支持板７ａ〜７ｌの個数を低減することができ、支持板７ａ〜７ｌに起因する伝送特性の劣化を抑制可能な光ファイバを実現できる。

更に、複数個の板状部材９ａ〜９ｌから複数個の支持板７ａ〜７ｌを１枚ずつ形成する。したがって、第１及び第２の比較例よりも、支持板７ａ〜７ｌの厚さを薄くすることができるので、支持板７ａ〜７ｌを介した光のリークを低減することができる。

＜第１の変形例＞
本発明の第２の実施形態の第１の変形例に係る光ファイバとして、各空気層に配置される支持板の個数が、本発明の第２の実施形態に係る光ファイバと異なっていてもよい。例えば図１６（ａ）に示すように、各空気層に１枚ずつ支持板７ａ〜７ｄが配置されていてもよい。この場合も、支持板７ａ〜７ｄ同士の光ファイバの周方向における支持部材間隔が、支持板７ａ〜７ｌを挟むコアガイド管２１及び管状層２２〜２５の間の空気層の厚さの２倍よりも広い。例えば、支持板７ａに着目した場合、光ファイバの周方向における支持板７ａの両側面同士の支持部材間隔Ｓ１が、支持板７ａを挟むコアガイド管２１及び管状層２２の間の空気層の厚さＧ１の２倍よりも広い。

また、図１６（ｂ）に示すように、各空気層に８個ずつ、支持板７ａ〜７ｄの他、符号を省略した支持板が配置されていてもよい。更に、図示を省略するが、例えば各空気層に２個ずつ、４個ずつ、６個ずつ、１２個ずつ支持板が配置されていてもよい。このように、各空気層に配置される支持板の個数は限定されない。なお、半径方向に沿った各空気層のうちの少なくとも１層以上において、光ファイバの周方向における支持部材の支持部材間隔が、支持部材が配置されている空気層の厚さ（エアギャップ）の２倍よりも広くければよい。

＜第２の変形例＞
本発明の第２の実施形態の第２の変形例に係る光ファイバとして、各空気層に配置される支持板が異なる半径方向となる各空気層のそれぞれの位置を含んで配置されていてもよい。例えば、図１７（ａ）に示すように、各空気層に２個ずつ、支持板７ａ，７ｅ、支持板７ｂ，７ｆ、支持板７ｃ，７ｇ、支持板７ｄ，７ｈが配置されている。図１７（ａ）の上部において、支持板７ａ〜７ｄが、異なる半径方向に沿ってずれて配置されている。図１７（ａ）の下部において、支持板７ｅ〜７ｈが、異なる半径方向に沿ってずれて配置されている。

図１７（ｂ）に示すように、半径方向において間欠的に対応する位置に配置されていてもよい。支持板７ａ，７ｅは、間欠的に同一の半径方向に沿って配置されている。支持板７ｃ，７ｇは、支持板７ａ，７ｅとは９０°ずれた位置であり、間欠的に同一の半径方向に沿って配置されている。支持板７ｂ，７ｆは、支持板７ｃ，７ｇとは９０°ずれた位置であり、間欠的に同一の半径方向に沿って配置されている。支持板７ｄ，７ｈは、支持板７ｂ，７ｆとは９０°ずれた位置であり、間欠的に同一の半径方向に沿って配置されている。

＜第３の変形例＞
本発明の第２の実施形態の第３の変形例に係る光ファイバとして、支持板の個数が、半径位置の異なる空気層毎に異なっていてもよい。例えば、図１８（ａ）に示すように、半径方向に沿って外側の空気層ほど支持板７ａ〜７ｊの個数が多くていてもよい。即ち、半径方向に沿って最も内側の空気層には、１枚の支持板７ａが配置されている。内側から２番目の空気層には、２個の支持板７ｂ，７ｃが配置されている。内側から３番目の空気層には、３個の支持板７ｄ〜７ｆが配置されている。最も外側の空気層には、４個の支持板７ｇ〜７ｊが配置されている。また、中心側に近い空気層に配置される支持部材の個数を、外周側に近い空気層に配置される支持部材の個数よりも少なくすることにより、すべての空気層において支持部材間隔を、対応する空気層の厚さの２倍よりも広くてもよい。

＜第４の変形例＞
本発明の第２の実施形態の第４の変形例に係る光ファイバとして、光ファイバの周方向に沿って支持板が異なる支持部材間隔で配置されていてもよい。例えば図１８（ｂ）に示すように、各空気層に３個ずつ支持板７ａ，７ｅ，７ｉ、支持板７ｂ，７ｆ，７ｊ、支持板７ｃ，７ｇ，７ｋ、支持板７ｄ，７ｈ，７ｌが、同一の半径方向に沿ってそれぞれ直線上に配置されている。そして、最も内側の空気層に着目した場合、光ファイバの周方向における支持板７ａと支持板７ｅの支持部材間隔Ｓ１が、支持板７ａと支持板７ｉの支持部材間隔Ｓ２よりも広い。

＜第５の変形例＞
本発明の第２の実施形態の第５の変形例に係る光ファイバは、図１９（ａ）に示すように、ガラス等からなる中実構造を有するコア１ｘと、コア１ｘの周囲に空気層を介して配置された管状層２ｘを備えるエアクラッドファイバ（ホーリーファイバ）である点が、図１３に示した本発明の第２の実施形態に係る光ファイバであるエアコアファイバの構成と異なる。

第５の変形例に係る光ファイバにおいては、空気層と管状層２ｘとにより光を閉じ込めるクラッド層を構成する。コア１ｘと管状層２ｘの間の空気層には、複数の支持板７ａ〜７ｃが配置されている。第５の変形例に係るエアクラッドファイバにおいても、図３１に示した比較例に係るエアクラッドファイバよりも支持板７ａ〜７ｃの個数を低減することができ、伝送特性の劣化を抑制できる。なお、図１９（ｂ）に示すように、コア１ｘの周囲に同心で配置された複数の管状層２２〜２５を有するエアクラッドファイバであってもよい。図１９（ｂ）に示すエアクラッドファイバは、コア１ｘが中実構造である点が、図１３に示したエアコアファイバの構造と異なる。

＜実施例＞
本発明の第２の実施形態の実施例に係るブラッグ型の空孔コアファイバは、図２０（ａ）に示すように、管状層２１内に空孔コア１が定義され、管状層２１〜２５に挟まれた各空気層に４個ずつ支持板７ａ〜７ｐを配置した構造である。図２０（ａ）に示したブラッグ型の空孔コアファイバの光強度分布を図２０（ｂ）に示す。図２０（ｂ）では、光強度のレベルが高いほどハッチングを細かくして光強度を段階的に示している。図２０（ｂ）から、空孔コア１に対応する位置では光強度が最も高いが、支持板７ａ〜７ｐに対応する位置でも光強度分布が認められ、支持板７ａ〜７ｐを介して光漏れが発生していることが分かる。

図２０（ａ）に示したブラッグ型の空孔コアファイバの閉じ込め損失に関してシミュレーションを行った。図２１は、図２０（ａ）の構造で、管状層数を４層とし、支持板（ブリッジ）を無し、１８．５ｎｍ、３８ｎｍとした場合の閉じ込め損失シミュレーションの結果である。図２２は、図２０（ａ）の構造で、管状層数を５層とし、支持板（ブリッジ）を無し、１８．５ｎｍ、３８ｎｍとした場合の閉じ込め損失シミュレーションの結果である。図２１及び図２２に示すように、支持板の厚さによって、閉じ込め損失特性に影響を与えているものの、各支持板が細く、且つ個数が少ないことから、十分に低い閉じ込め損失特性を得られていることが分かる。他の構造でも、支持板を細く、且つ少なくできることは漏れ損失抑制の観点から利点があると考えられる。

（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は第１及び第２の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、本発明の第１の実施形態において、図１に示すように、半径位置の異なる各空気層のすべてにおいて、光ファイバの周方向における支持部材３ａ〜３ｌ同士の支持部材間隔が、支持部材３ａ〜３ｌが配置されている空気層の厚さ（エアギャップ）Ｇ１の２倍よりも広い場合を例示したが、半径方向に沿った各空気層のうちの少なくとも１層において上記支持部材間隔Ｓ１，Ｓ２、エアギャップＧ１の関係にあれば、本発明の範囲に含まれる。

また、本発明の第１の実施形態において、図１に示すように、多層クラッド部２が半径方向に沿って４層の管状層２２〜２５を有する構造を例示したが、多層クラッド部２は少なくとも１層の空気層を有していればよく、管状層２２〜２５の数は限定されない。例えば、１層、２層又は３層の管状層を有していてもよく、半径方向に沿って５層以上の管状層を有していてもよい。

また、図２３（ａ）に示すように、コア１ｘがガラス等からなる中実構造（ソリッドコア）であり、コア１ｘの中に、コア１ｘと屈折率が異なる部分（屈折率変化部）１ｙを含んでいてもよい。例えば、屈折率変化部１ｙは、光ファイバの長手方向に平行に延伸し、光ファイバの長手方向に垂直な断面においてコア１ｘの中心に位置する。そして、屈折率変化部１ｙは、コア１ｘの屈折率よりも高い屈折率を有し、中心コアとして機能する。なお、屈折率変化部１ｙの屈折率は、光ファイバの種類に応じて、コア１ｘの屈折率よりも低くてもよい。また、屈折率変化部１ｙのサイズ、個数、配置位置は特に限定されず、光ファイバの種類に応じて適宜設定可能である。

また、図２４に示すように、支持部材を構成する支持板７ａ〜７ｌが、光ファイバの長手方向に垂直な断面において円形を有する固形体であってもよい。図２４では円形の断面形状を例示するが、これに限定されず、例えば三角形、四角形等の多角形の断面形状を有していてもよい。更に、図２５に示すように、支持部材を構成する支持板７ａ〜７ｌが、光ファイバの長手方向に垂直な断面においてリング状であってもよい。更に、図２６に示すように、支持部材を構成する支持板７ａ〜７ｄ，７ｅ〜７ｈ，７ｉ〜７ｌとして、互いに異なる形状を含んでいてもよい。このように、支持板７ａ〜７ｌの形状は、光ファイバの種類に応じて適宜設定可能である。

また、本発明の第１及び第２の実施形態に係る光ファイバを用いることで、様々なユニークな特性を活かした新たな光システムの構築が可能になる。本発明の第１及び第２の実施形態に係る光ファイバは、コアのほとんどの部分が空気で囲まれているので、空気コアにせよ、ガラスコアにせよ、究極の高ＮＡ（集光性）が得られることは明らかである。このため、例えば集光の難しいＬＥＤや太陽光等を集光、伝搬するファイバとして用いることが可能である。例えば、本発明の第１及び第２の実施形態に係る光ファイバを殺菌、浄水、照明、植物工場、可視光通信、太陽光発電等に適用可能である。

また、例えば太陽光照明へ応用する場合、特定の波長の光を選択的に送るというのも付加価値として考えられる。例えば図２７に示すように、ファイバ損失特性を最適化することにより、太陽光照明に必要な可視光だけを光ファイバで送り、有害な紫外線や熱を生じてしまう赤外線を光ファイバで遮断する光システムとしてもよい。紫外線側の短波長は、例えばバンドギャップ遮断、紫外線吸収端調整、不純物（例えば金属等）吸収調整、ガラス欠陥吸収調整、閉じ込め損失調整、曲げ損失調整等により閉じ込め損失を増大させることで遮断できる。一方、赤外線側の長波長は、バンドギャップ遮断、不純物吸収（例えばＯＨ吸収）調整、閉じ込め損失調整、曲げ損失調整等により閉じ込め損失を増大させることで遮断できる。

本発明の第１及び第２の実施形態に係る光ファイバを用いた光システムによれば、図２７に示すようにファイバ損失特性を最適化することにより、特定の波長を選択的に伝播することができる。したがって、余分な光を遮断する為の光学系を組み込む必要が無いため、シンプルなシステムを構築できる。勿論、必要波長以外を遮断するという応用は太陽光照明への応用だけに限定されるものではなく、他にも色々な応用展開が考えられる。

また、本発明の第１及び第２の実施形態に係る光ファイバを用いた光システムの他の一例として、ハイパワーデリバリ用途が考えられる。高ＮＡ特性はハイパワー分野においても多くの光を集めてハイパワー化する能力という観点から重要である。それ以外にも、ハイパワー化入力時の非線形歪みの抑制や曲げた時の光漏れ抑制という特性も本発明の第１及び第２の実施形態に係る光ファイバによって実現できる特性であり、ハイパワー応用に適した特性が得られていると言える。

また、例えば、図２８（ａ）に示すように、コア１ｘの周囲に独立した管状層２１，２２を含み、２層以上の空気層を含む構造を利用し、コア１ｘと周りの管状層２１，２２に入射位置を切り替えることにより、加工用途等に要求されるガウシアン型、或いはフラット型の円形プロファイルとリングプロファイルを形成することができる。即ち、内側のコア１ｘに選択的に光を入射することにより円形プロファイルを形成することができ、外側の管状層２１，２２に選択的に光を入射することによりリングプロファイルを形成することができる。入射位置の切り替えは、例えばステージ等で手動で行ってもよく、自動的に切り替えが行われるような機構を導入してもよい。図２８（ｂ）に示すように、コア１が空気であり、コア１の周囲に管状層２１〜２４を含み、２層以上の空気層を含む空孔コア型の光ファイバでも同様に円形プロファイルとリングプロファイルを実現可能であり、空孔コアの場合はハイパワー耐性も得られる。

更に、これらの空孔クラッドファイバや空孔コアファイバにおいては、冷却ガスを外周の空孔リング（空気層）に流してハイパワー時にファイバを冷却するという応用も考えられる。この場合も、空孔リング（空気層）に配置されている支持板が少ないことで、冷却用のガスや液体を、いわゆる細分化された部屋に個別に導入する必要が無くなり、媒体の導入が容易になる。

また、本発明の光ファイバは、低損失、低遅延、低非線形、低曲げ損失、媒質との干渉、優れた耐環境特性等の特徴を持たせることが可能であり、データコムやテレコムの伝送媒体、増幅媒体や干渉を利用したセンサ、放射線等の特殊な環境で使用される伝送媒体等の多様な応用が考えられる。

勿論、これらは本発明の光ファイバを用いた応用の一例であり、本発明の光ファイバの特性を活かした様々な応用展開が本発明により可能となる。本発明により、高ＮＡ特性等の点に優れた新たな高性能光ファイバを容易に実現できるだけでなく、その光ファイバを用いた様々な応用展開が可能となる。このように、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱しない範囲で、種々の光ファイバ、光システム及び光ファイバの製造方法に適用可能である。

１，１ｘ，１０１，１０１ｘ…コア
１ｙ…屈折率変化部
２，１０２…多層クラッド部
２ｘ，１０２ｘ…管状層
３ａ〜３ｘ，７ａ〜７ｐ…支持部材
４…ファイバ母材
５…上板
６…底板
８…テープ
２１，１２１…コアガイド管
２２〜２５，１２２〜１２４…管状層
３１ａ〜３１ｌ，３２ａ〜３２ｌ，３３ａ〜３３ｌ，３４ａ〜３４ｌ，１３１〜１３３…支持板
４１…コア母材部
４２〜４５…管状層母材層
５１ａ〜５１ｃ，５２ａ〜５２ｃ，５３ａ〜５３ｃ，５４ａ〜５４ｃ…開口部
６１ａ〜６１ｄ，６２ａ〜６２ｄ，６３ａ〜６３ｄ…キャピラリ

Claims (20)

1. コアと、
   前記コアの周囲に空気層を介して同心で配置された管状層と、
   前記空気層に配置され、前記コアと前記管状層とを接続する支持部材と
   を備えた光ファイバであって、
   前記光ファイバの長手方向の断面視において、前記光ファイバの周方向における前記支持部材同士の支持部材間隔が、前記支持部材が配置されている前記空気層の厚さの２倍よりも広いことを特徴とする光ファイバ。
2. 前記支持部材が、１枚の支持板、又は壁状に対をなす２枚の支持板からなることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ。
3. 前記支持部材が、１枚の支持板、又は前記支持部材間隔より狭い部材内壁間隔で壁状に対をなす２枚の支持板からなることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ。
4. 前記コアが、管状のコアガイド管の内側の空孔コアであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光ファイバ。
5. 前記コアがガラスからなり、
   前記空気層と前記空気層を介して配置された管状層とにより光を閉じ込めるクラッド層を構成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光ファイバ。
6. 前記コアがガラスからなり、
   前記コアの中に前記コアと屈折率が異なる部分を含むことを特徴とする請求項１〜３、５のいずれか１項に記載の光ファイバ。
7. 前記管状層が、石英ガラス又はドーパントがドープされた石英ガラスであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の光ファイバ。
8. 前記支持部材が前記光ファイバの周方向に沿って複数離間して配置され、前記光ファイバの周方向における異なる前記支持部材同士の前記支持部材間隔が、対応する前記空気層の厚さの２倍よりも広いことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の光ファイバ。
9. 前記支持部材と前記管状層が同じ粘度を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の光ファイバ。
10. 前記支持部材と前記管状層が同じ材料からなることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の光ファイバ。
11. 前記１枚の支持板又は前記壁状に対をなす２枚の支持板の、それぞれ支持板の前記周方向に測られる厚さが、前記コア中を伝送される光のモードが局在できない寸法であることを特徴とする請求項２又は３に記載の光ファイバ。
12. 前記１枚の支持板又は前記壁状に対をなす２枚の支持板の、それぞれ支持板の前記光ファイバの周方向における厚さが、前記コアを伝送される光の波長より薄いことを特徴とする請求項２又は３に記載の光ファイバ。
13. 前記管状層が、複数の空気層を挟んで周期的に複数層同心で配置されており、
    前記複数の空気層のそれぞれに前記支持部材が配置され、
    少なくとも１つ以上の前記空気層において、前記支持部材間隔が、対応する前記空気層の厚さの２倍よりも広いことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の光ファイバ。
14. 前記複数の空気層のそれぞれに配置される前記支持部材が、同一半径方向に沿ってそれぞれ直線上に配列されていることを特徴とする請求項１３に記載の光ファイバ。
15. 前記支持部材が、異なる半径方向となる前記複数の空気層のそれぞれの位置を含んで配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の光ファイバ。
16. 前記支持部材の個数が、前記複数の空気層毎に異なることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の光ファイバ。
17. 中心側に近い前記空気層に配置される前記支持部材の個数が、外周側に近い前記空気層に配置される前記支持部材の個数よりも少なく、すべての前記空気層において前記支持部材間隔が、対応する前記空気層の厚さの２倍よりも広いことを特徴とする請求項１６に記載の光ファイバ。
18. 請求項１〜１７のいずれか１項に記載の光ファイバを用いたことを特徴とする光システム。
19. コア母材部の周囲に空気層を挟んで管状の管状層母材層を同心で配置する工程と、
    前記コア母材部と前記管状層母材層の間を接続するように前記空気層中に支持母材部を挿入してファイバ母材を形成する工程と、
    前記コア母材部をコア又はコアガイド管に、前記管状層母材層を管状層に、前記支持母材部を支持部材にするように、前記ファイバ母材を溶融して線引きする工程
    とを含む光ファイバの製造方法であって、前記光ファイバの長手方向の断面視において、前記光ファイバの周方向における前記支持部材同士の支持部材間隔を、前記支持部材が配置されている前記空気層の厚さの２倍よりも広くすることを特徴とする光ファイバの製造方法。
20. 前記支持母材部がキャピラリであり、
    前記線引きする工程は、前記キャピラリの壁を、それぞれ互いに対をなす支持板にするように線引きすることを特徴とする請求項１９に記載の光ファイバの製造方法。

Images