WO2009107414A1 - 光伝送システムおよびマルチコア光ファイバ - Google Patents

光伝送システムおよびマルチコア光ファイバ Download PDF

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WO2009107414A1
WO2009107414A1 PCT/JP2009/050374 JP2009050374W WO2009107414A1 WO 2009107414 A1 WO2009107414 A1 WO 2009107414A1 JP 2009050374 W JP2009050374 W JP 2009050374W WO 2009107414 A1 WO2009107414 A1 WO 2009107414A1
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core
optical
optical transmission
wavelength
transmission system
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Inventor
勝徳 今村
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古河電気工業株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02042—Multicore optical fibres
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02295—Microstructured optical fibre
    • G02B6/02314—Plurality of longitudinal structures extending along optical fibre axis, e.g. holes
    • G02B6/02319—Plurality of longitudinal structures extending along optical fibre axis, e.g. holes characterised by core or core-cladding interface features
    • G02B6/02333—Core having higher refractive index than cladding, e.g. solid core, effective index guiding
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02295—Microstructured optical fibre
    • G02B6/02314—Plurality of longitudinal structures extending along optical fibre axis, e.g. holes
    • G02B6/02342—Plurality of longitudinal structures extending along optical fibre axis, e.g. holes characterised by cladding features, i.e. light confining region
    • G02B6/02347—Longitudinal structures arranged to form a regular periodic lattice, e.g. triangular, square, honeycomb unit cell repeated throughout cladding

Definitions

  • the present invention relates to an optical transmission system and a multi-core optical fiber that can be used therefor.
  • Non-Patent Document 1 discloses a technology that realizes optical transmission in a wide band with a wavelength of 658 to 1556 nm by configuring a 1 km long optical transmission line using PCF (Photonic Crystal Fiber) which is a kind of holey fiber. ing.
  • PCF Photonic Crystal Fiber
  • improvements are being made in the length of the fibers used and transmission loss (see Non-Patent Documents 2 and 3).
  • Non-Patent Document 3 discloses a holey fiber in which a transmission loss at a wavelength of 1.55 ⁇ m is reduced to about 0.18 dB / km.
  • the broadband optical transmission using the holey fiber is a technology sufficiently including the potential for practical use in the future.
  • the characteristics of the holey fiber are mainly determined by d / ⁇ , which is the ratio of the hole diameter d to the distance ⁇ between adjacent holes.
  • d / ⁇ is the ratio of the hole diameter d to the distance ⁇ between adjacent holes.
  • ESM endlessly single mode
  • a multi-core holey fiber having a plurality of cores spaced apart from each other is disclosed as a kind of holey fiber (see Patent Document 1). Since this multi-core holey fiber can transmit, for example, different optical signals in each core, it is considered that ultra-high capacity transmission by space division multiplexing (SDM) transmission can be realized.
  • SDM space division multiplexing
  • K. Ieda, K. Kurokawa, K. Tajima and K. Nakajima “Visible to infrared high-speed WDM transmission over PCF,” IEICE Electron.Express, vol.4, no.12, pp.375-379 (2007) K. Kurokawa, K. Tajima, K. Tsujikawa, K. Nakajima, T. Matsui, I. Sankawa and T. Haibara, “Penalty-Free Dispersion-Managed Soliton Transmission Over a 100-km Low-Loss.PCF,” LightwaveTechnol., Vol.24, no.1, pp.32-37 (2006) K.
  • the holey fiber disclosed in Non-Patent Document 1 has a bending loss of 0.1 dB or less when it is wound for 10 turns with a radius of 15 mm at a wavelength of 658 nm.
  • the bending loss at a diameter of 20 mm at a wavelength of 658 nm was about 10 dB / m, which was extremely large.
  • d / ⁇ is reduced in order to realize the ESM characteristic, the difference in effective refractive index between the core and the clad is reduced, so that the bending loss is considered to be increased.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide an optical transmission system capable of transmitting an optical signal in a single mode and a large capacity with a low bending loss over a wide band, and a multi-core optical fiber that can be used therefor.
  • an optical transmission system includes an optical transmission unit that outputs at least one optical signal having a wavelength included in a used wavelength band, and the optical transmission unit.
  • a holey fiber having a bending loss of 5 dB / m or less when bent at a diameter of 20 mm at a wavelength included in the use wavelength band.
  • the optical transmission system includes an optical transmission unit that outputs at least one optical signal having a wavelength included in a used wavelength band, and a plurality of cores that are connected to the optical transmission unit and are spaced apart from each other. And a clad portion having a plurality of holes arranged so as to form a triangular lattice around each of the core portions, and in each of the core portions, A holey fiber having a bending loss of 5 dB / m or less when it is transmitted in a single mode and bent at a diameter of 20 mm at a wavelength included in the used wavelength band, and the optical signal is multiplexed into any of the plurality of core portions.
  • Optical demultiplexing means for demultiplexing the optical signal transmitted by the holey fiber from the holey fiber, and optical receiver for receiving the optical signal demultiplexed by the optical demultiplexing means. Characterized by comprising a means.
  • the optical transmission system according to the present invention is the optical transmission system according to the above invention, wherein the holey fiber includes a plurality of holes such that four or more holes are present between any two of the plurality of core portions.
  • the core portion is arranged.
  • the optical transmission system according to the present invention may further include applying means for intentionally applying bending and / or lateral pressure to the holey fiber in order to suppress interference between the plurality of core portions. It is characterized by that.
  • the holey diameter of the hole is d [ ⁇ m] and the lattice constant of the triangular lattice is ⁇ [ ⁇ m]
  • d / ⁇ is If the shortest wavelength included in the used wavelength band is ⁇ s [ ⁇ m], ⁇ ⁇ ⁇ 0.518 ⁇ s 2 + 6.3617 ⁇ s +1.7468 is established.
  • the optical transmission system according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the holey fiber satisfies ⁇ ⁇ ⁇ 0.739 ⁇ s 2 + 6.3115 ⁇ s +1.5687.
  • the optical transmission system according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the holey fiber has a confinement loss of 0.01 dB / km or less at a wavelength included in the used wavelength band.
  • the holey diameter of the hole is d [ ⁇ m] and the lattice constant of the triangular lattice is ⁇ [ ⁇ m]
  • d / ⁇ is 0.43 or less
  • the number of hole layers formed so that the holes surround the core part is five
  • the longest wavelength included in the use wavelength band is ⁇ l [ ⁇ m] , ⁇ ⁇ ⁇ 0.1452 ⁇ l 2 + 2.982 ⁇ l +0.1174.
  • the optical transmission system according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the holey fiber satisfies ⁇ ⁇ ⁇ 0.0801 ⁇ l 2 + 3.6195 ⁇ l +0.3288.
  • the holey diameter of the hole is d [ ⁇ m] and the lattice constant of the triangular lattice is ⁇ [ ⁇ m]
  • d / ⁇ is The number of hole layers formed so that the holes surround the core portion is 0.43 or less, and the longest wavelength included in the use wavelength band is ⁇ l [ ⁇ m].
  • ⁇ ⁇ ⁇ 2.0416 ⁇ l 2 + 12.87 ⁇ l +1.7437 is established.
  • the holey diameter of the hole is d [ ⁇ m] and the lattice constant of the triangular lattice is ⁇ [ ⁇ m]
  • d / ⁇ is The number of hole layers formed so that the holes surround the core portion is 0.43 or less, and the longest wavelength included in the use wavelength band is ⁇ l [ ⁇ m].
  • ⁇ ⁇ ⁇ 0.0995 ⁇ l 2 + 2.438 ⁇ l +0.337 is established.
  • the optical transmission means is selected from a wavelength range of 0.55 to 1.7 ⁇ m, and the holey fiber has a hole diameter d. [ ⁇ m]
  • the lattice constant of the triangular lattice is ⁇ [ ⁇ m]
  • ⁇ is 5 ⁇ m
  • d / ⁇ is 0.43
  • the confinement loss is 0.01 dB / in the wavelength included in the used wavelength band. km or less.
  • the optical transmission means is selected from a wavelength band of 1.0 to 1.7 ⁇ m, and the holey fiber has a hole diameter d.
  • d hole diameter
  • the lattice constant of the triangular lattice is ⁇ [ ⁇ m]
  • ⁇ is 7 ⁇ m
  • d / ⁇ is 0.43
  • the wavelength included in the use wavelength band is bent at a diameter of 20 mm.
  • the bending loss is 1 dB / m or less and the confinement loss is 0.001 dB / km or less.
  • the multi-core optical fiber according to the present invention includes a plurality of core portions and a cladding portion positioned on an outer periphery of each of the plurality of core portions, and the plurality of core portions are arranged around a central axis of the cladding portion.
  • the rotationally symmetric arrangement is a reference arrangement
  • at least one core portion is arranged at a position shifted from the reference arrangement.
  • the multi-core optical fiber according to the present invention includes a plurality of core portions and a cladding portion positioned on an outer periphery of each of the plurality of core portions, and the plurality of core portions are arranged around a central axis of the cladding portion.
  • the rotationally symmetric arrangement is a reference arrangement, the arrangement is at a position excluding at least one of the reference arrangements.
  • the plurality of core portions are arranged such that the arrangement of the core portions in a cross section of the multi-core optical fiber does not have a line symmetry axis. It is characterized by being.
  • the present invention there is an effect that it is possible to realize an optical transmission system capable of transmitting an optical signal in a single mode and a large capacity with a low bending loss over a wide band, and a multi-core optical fiber that can be used therefor.
  • FIG. 1 is a block diagram of an optical transmission system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the HF shown in FIG.
  • FIG. 3 shows the wavelength of the bending loss calculated using the FEM simulation when ⁇ is changed between 4 to 10 ⁇ m while d / ⁇ is fixed at 0.43 in the HF having the structure shown in FIG. It is a figure which shows dependency.
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between ⁇ in FIG. 3 and the shortest wavelength at which the bending loss is 5 dB / m or 1 dB / m, which is a more preferable value.
  • FIG. 5 is a graph plotting the relationship between the shortest wavelength and ⁇ shown in FIG. FIG.
  • FIG. 6 shows that HF and bending loss are 1 dB / m when d / ⁇ is 0.40, 0.43, 0.48, and 0.50 in an HF having the same structure as FIG. It is a figure which shows the relationship with a shortest wavelength.
  • FIG. 7 shows the wavelength of the confinement loss calculated using the FEM simulation when ⁇ is changed between 2 to 10 ⁇ m while maintaining d / ⁇ at 0.43 in the HF having the structure shown in FIG. It is a figure which shows dependency.
  • FIG. 8 is a diagram showing the relationship between ⁇ in FIG. 7 and the longest wavelength at which the confinement loss is 0.01 dB / km or 0.001 dB / km which is a more preferable value.
  • FIG. 7 shows the wavelength of the confinement loss calculated using the FEM simulation when ⁇ is changed between 2 to 10 ⁇ m while maintaining d / ⁇ at 0.43 in the HF having the structure shown in FIG. It is a figure which shows dependency.
  • FIG. 8 is
  • FIG. 9 is a graph in which the relationship between the longest wavelength and ⁇ shown in FIG. 8 is plotted.
  • FIG. 10 shows the longest length of ⁇ and confinement loss of 0.001 dB / km when d / ⁇ is 0.40, 0.43, and 0.48 in an HF having the same structure as FIG. It is a figure which shows the relationship with a wavelength.
  • 11 shows a line defining the shortest wavelength at which the bending loss shown in FIG. 5 is 5 dB / m or less or 1 dB / m or less, and the confinement loss shown in FIG. 9 is 0.01 dB / km or less or 0.001 dB /
  • a line defining the longest wavelength which is equal to or less than km is shown in one figure.
  • FIG. 12 shows that the number of hole layers is changed to 4, 5, and 6 while fixing d / ⁇ at 0.43 and ⁇ at 7 ⁇ m in HF in which holes are arranged in a triangular lattice pattern as in FIG. It is a figure which shows the wavelength dependence of the bending loss calculated using FEM simulation at the time of making it carry out.
  • FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the number of pore layers in FIG. 12 and the shortest wavelength at which the bending loss is 1 dB / m.
  • FIG. 14 is a graph plotting the relationship between the shortest wavelength and the number of pore layers shown in FIG. FIG.
  • FIG. 15 shows that the number of hole layers is changed to 4, 5, and 6 while fixing d / ⁇ at 0.43 and ⁇ at 7 ⁇ m in HF in which holes are arranged in a triangular lattice like FIG. It is a figure which shows the wavelength dependence of the confinement loss calculated using FEM simulation at the time of making it do.
  • FIG. 16 is a diagram showing the relationship between the number of hole layers and the longest wavelength at which the confinement loss is 0.001 dB / km in FIG.
  • FIG. 17 is a graph plotting the relationship between the longest wavelength and the number of pore layers shown in FIG. FIG.
  • FIG. 18 shows the relationship between the combination of d / ⁇ and ⁇ , the shortest wavelength at which the bending loss is 1 dB / m, and the effective core area at a wavelength of 1.55 ⁇ m in the HF having the structure shown in FIG.
  • FIG. 19 is a graph plotting the relationship between the shortest wavelength at which the bending loss shown in FIG. 18 is 1 dB / m and the effective core area.
  • FIG. 20 shows the combination of d / ⁇ and ⁇ , the longest wavelength with a confinement loss of 0.001 dB / km, and the effective core area at a wavelength of 1.55 ⁇ m in the HF having the structure shown in FIG. It is a figure which shows a relationship.
  • FIG. 20 shows the combination of d / ⁇ and ⁇ , the longest wavelength with a confinement loss of 0.001 dB / km, and the effective core area at a wavelength of 1.55 ⁇ m in the HF having the structure shown in FIG. It is
  • FIG. 21 is a graph plotting the relationship between the longest wavelength at which the confinement loss shown in FIG. 20 is 0.001 dB / km and the effective core area.
  • FIG. 22 shows the relationship between ⁇ and effective core area at wavelengths of 0.55 ⁇ m, 1.05 ⁇ m, and 1.55 ⁇ m when d / ⁇ is 0.43 in the HF having the structure shown in FIG.
  • FIG. 25 is a block diagram of an optical transmission system according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 26 is a schematic cross-sectional view of the multi-core HF shown in FIG.
  • FIG. 27 is a diagram showing a field distribution of light having a wavelength of 1.55 ⁇ m propagating through the core part in the multi-core HF.
  • FIG. 28 is a diagram showing a field distribution of light having a wavelength of 1.55 ⁇ m propagating through the core part in the multi-core HF.
  • FIG. 29 is a diagram showing confinement loss, wavelength dispersion, effective core area, and bending loss at a wavelength of 1.55 ⁇ m for a single core HF and a multicore HF.
  • FIG. 26 is a schematic cross-sectional view of the multi-core HF shown in FIG.
  • FIG. 27 is a diagram showing a field distribution of light having a wavelength of 1.55 ⁇ m propagating through the core part in the multi-core HF.
  • FIG. 28 is
  • FIG. 30 is a diagram showing the wavelength dependence of the bending loss of single-core HF and multi-core HF.
  • FIG. 31 is a diagram showing the intensity of the field distribution of light having a wavelength of 1.55 ⁇ m propagating through the core portion of the multi-core HF by contour lines.
  • FIG. 32 is a diagram showing the intensity of the field distribution of light when the multi-core HF is bent with respect to the state shown in FIG. 31 by contour lines.
  • FIG. 33 is a cross-sectional photograph of the produced multi-core HF.
  • FIG. 34 is a diagram showing the wavelength dependence of bending loss when light is propagated to the core portion of the produced multi-core HF.
  • FIG. 35 is a diagram showing the measurement results of crosstalk in the produced multi-core HF.
  • FIG. 36 is a diagram schematically illustrating an example of a bending application unit provided in the optical transmission system according to the second embodiment.
  • FIG. 37 is a diagram schematically illustrating an example of a lateral pressure applying unit provided in the optical transmission system according to the second embodiment.
  • FIG. 38 is a schematic cross-sectional view of a multi-core HF according to the third embodiment.
  • FIG. 39 is an explanatory diagram for explaining the connection between the multi-core HFs shown in FIG.
  • FIG. 40 is an explanatory diagram for explaining the connection between the multi-core HFs shown in FIG.
  • FIG. 41 is a diagram illustrating a state where the right multi-core HF is rotated 120 degrees from the state illustrated in FIG. 40.
  • FIG. 42 is a schematic cross-sectional view of a multi-core HF according to the first modification.
  • FIG. 43 is a schematic cross-sectional view of a multi-core HF according to the second modification.
  • FIG. 44 is a schematic cross-sectional view of a multi-core HF according to the third modification.
  • FIG. 45 is a schematic cross-sectional view of a multi-core HF according to Modification 4.
  • FIG. 46 is a schematic cross-sectional view of a multi-core optical fiber according to the fourth embodiment.
  • FIG. 47 is a schematic cross-sectional view of a multi-core HF according to the fifth embodiment.
  • a bending loss means the bending loss on the conditions which wound the optical fiber by diameter 20mm.
  • ITU-T International Telecommunication Union
  • FIG. 1 is a block diagram of an optical transmission system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the optical transmission system 10 according to the first embodiment includes an optical transmission device 1, an HF 2 connected to the optical transmission device 1, and an optical reception device 3 connected to the HF 2.
  • the optical transmitter 1 includes optical transmitters 11 to 13 that output optical signals having different wavelengths, and an optical multiplexer 14 that combines the optical signals output from the optical transmitters 11 to 13 and outputs the optical signals to the HF 2.
  • the optical receiver 3 includes an optical demultiplexer 34 that demultiplexes an optical signal that has been combined and transmitted through HF 2, and optical receivers 31 to 33 that receive the demultiplexed optical signals.
  • the optical signal output from the optical transmitters 11 to 13 is, for example, laser light modulated with an NRZ signal having a modulation speed of 10 Gbps.
  • the wavelengths of the optical signals are 0.55 ⁇ m, 1.05 ⁇ m, and 1.55 ⁇ m, respectively, and the wavelengths are arranged over a wide wavelength band centering around 1 ⁇ m.
  • the HF 2 transmits each optical signal in a single mode, and has a characteristic that the bending loss is 5 dB / m or less at the wavelength of each optical signal included in the used wavelength band. Therefore, the HF 2 can transmit each optical signal in a single mode with a practically low bending loss.
  • the optical receivers 31 to 33 receive optical signals transmitted by the HF 2 and demultiplexed by the optical demultiplexer 34, and the optical receivers 31 to 33 extract NRZ signals as electric signals from the signal lights. .
  • the optical transmission system 10 can transmit an optical signal in a single mode with low bending loss over a wide band.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the HF 2 shown in FIG.
  • the HF 2 includes a core portion 21 located at the center and a clad portion 22 located on the outer periphery of the core portion 21.
  • the clad portion 22 has a plurality of holes 23 periodically arranged around the core portion 21.
  • the core portion 21 and the cladding portion 22 are made of quartz glass.
  • the holes 23 are arranged so as to form a triangular lattice La, and a regular hexagonal layer is formed so as to surround the core portion 21.
  • the number of pore layers is five.
  • HF2 realizes ESM characteristics in all of the used wavelength band of 0.55 to 1.55 ⁇ m. Further, in this HF2, when 0.55 ⁇ m, which is the shortest wavelength included in the use wavelength band, is ⁇ s [ ⁇ m], ⁇ is set to 5 ⁇ m corresponding to this ⁇ s , and ⁇ ⁇ ⁇ 0. 518 ⁇ s 2 + 6.3617 ⁇ s +1.7468 is established. As a result, this HF2 has a bending loss of 5 dB / m or less which is practically sufficiently low at the wavelength of each optical signal included in the used wavelength band.
  • FIG. 3 shows the wavelength of the bending loss calculated using the FEM simulation when ⁇ is changed between 4 to 10 ⁇ m while d / ⁇ is fixed at 0.43 in the HF having the structure shown in FIG. It is a figure which shows dependency.
  • Lines L1 to L7 are curves indicating the wavelength dependence of bending loss when ⁇ is 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ⁇ m, respectively.
  • each of the lines L1 to L7 has a shape in which the bending loss increases on the short wavelength side, and the wavelength at which the bending loss increases as ⁇ moves is shifted to the short wavelength side. Yes.
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between ⁇ in FIG.
  • FIG. 5 is a graph in which the relationship between the shortest wavelength and ⁇ shown in FIG. 4 is plotted.
  • a line L8 shown in FIG. 5 defines the shortest wavelength at which the bending loss is 5 dB / m or less. Therefore, as in the first embodiment, HF2 is set such that ⁇ ⁇ ⁇ 0.518 ⁇ s 2 + 6.3617 ⁇ s +1.7468 is established in correspondence with ⁇ s which is the shortest wavelength included in the used wavelength band. If ⁇ is set, the bending loss at the wavelength of each optical signal can be made 5 dB / m or less.
  • FIG. 6 shows ⁇ and bending loss of 1 dB / m when d / ⁇ is 0.40, 0.43, 0.48, and 0.50 in an HF having the same structure as FIG. It is a figure which shows the relationship with such a shortest wavelength.
  • Lines L10 to L13 are curves indicating cases where d / ⁇ is 0.40, 0.43, 0.48, and 0.50, respectively. As shown in FIG.
  • HF has a characteristic of confinement loss due to light leakage from the hole structure.
  • the value of the confinement loss is sufficiently smaller than the transmission loss. It is preferable to be 0.01 dB / km or less, or 0.001 dB / km or less.
  • ⁇ is set to 5 ⁇ m. Therefore, when ⁇ l [ ⁇ m] is 1.55 ⁇ m, which is the longest wavelength included in the used wavelength band, ⁇ ⁇ ⁇ 0 .1452 ⁇ l 2 + 2.982 ⁇ l +0.1174 holds. As a result, this HF2 is 0.01 dB / km or less with a sufficiently low confinement loss at the wavelength of each optical signal.
  • FIG. 7 shows the wavelength of the confinement loss calculated using the FEM simulation when ⁇ is changed between 2 to 10 ⁇ m while d / ⁇ is fixed to 0.43 in the HF having the structure shown in FIG. It is a figure which shows dependency.
  • Lines L14 to L22 are curves indicating the wavelength dependence of confinement loss when ⁇ is 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ⁇ m, respectively.
  • each of the lines L14 to L22 has a shape in which the confinement loss increases on the long wavelength side, and the confinement loss on the long wavelength side decreases as ⁇ increases.
  • FIG. 8 is a diagram showing the relationship between ⁇ in FIG.
  • a line L23 shown in FIG. 9 defines the longest wavelength at which the confinement loss is 0.01 dB / km or less.
  • ⁇ ⁇ ⁇ 0.1452 ⁇ l 2 + 2.982 ⁇ l +0.1174 holds for ⁇ l which is the longest wavelength included in the used wavelength band.
  • the confinement loss at the wavelength of the optical signal is 0.01 dB / km or less.
  • FIG. 10 shows ⁇ and confinement loss of 0.001 dB / km when d / ⁇ is 0.40, 0.43, and 0.48 in an HF having the same structure as FIG. It is a figure which shows the relationship with a longest wavelength.
  • Lines L25 to L27 are curves showing the cases where d / ⁇ is 0.40, 0.43, and 0.48, respectively.
  • d / ⁇ becomes smaller, the longest wavelength that realizes a bending loss of 0.001 dB / km or less with respect to a predetermined ⁇ becomes shorter.
  • FIG. 11 shows lines L8 and L9 that define the shortest wavelength at which the bending loss shown in FIG. 5 is 5 dB / m or less or 1 dB / m or less, and the confinement loss shown in FIG. 9 is 0.01 dB / km or less.
  • lines L23 and L24 defining the longest wavelength that is 0.001 dB / km or less are shown in one figure.
  • the wavelength band used is 0.55 to 1.55 ⁇ m and the ⁇ of HF2 is 5 ⁇ m, so that it corresponds to the region sandwiched between the lines L8 and L23. It is a condition. Therefore, in this optical transmission system 10, each optical signal having a wavelength included in the used wavelength band can be transmitted with a low bending loss of 5 dB / m or less and a low confinement loss of 0.001 dB / km or less.
  • the number of pore layers of HF2 is 5, but the present invention is not limited to this.
  • FIG. 12 shows that the number of hole layers is changed to 4, 5, and 6 while fixing d / ⁇ at 0.43 and ⁇ at 7 ⁇ m in HF in which holes are arranged in a triangular lattice pattern as in FIG. It is a figure which shows the wavelength dependence of the bending loss calculated using FEM simulation at the time of making it carry out.
  • Lines L28, L4, and L29 are curves showing the wavelength dependence of bending loss when the number of pore layers is 4, 5, and 6, respectively.
  • the line L4 is the same as the line L4 shown in FIG.
  • each of the lines L28, L4, and L29 has a shape in which the bending loss increases on the short wavelength side, and the bending loss in the long wavelength region decreases as the number of hole layers increases. It has become.
  • the change due to the number of hole layers is small in the wavelength region where the bending loss, which should take into account the influence on the transmission characteristics, is 1 dB / m or more.
  • FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the number of pore layers and the shortest wavelength at which the bending loss is 1 dB / m in FIG. That is, the bending loss is 1 dB / m or less if the number of hole layers is longer than the wavelength shown in FIG.
  • FIG. 14 is a graph plotting the relationship between the shortest wavelength and the number of pore layers shown in FIG. Lines L30, L9, and L31 are curves indicating the case where the number of pore layers is 4, 5, and 6, respectively.
  • the line L9 is the same as the line L9 shown in FIG.
  • the shortest wavelength at which the bending loss is 1 dB / m has a small change due to the number of hole layers.
  • FIG. 15 shows that the number of hole layers is changed to 4, 5, and 6 while fixing d / ⁇ at 0.43 and ⁇ at 7 ⁇ m in HF in which holes are arranged in a triangular lattice like FIG. It is a figure which shows the wavelength dependence of the confinement loss calculated using FEM simulation at the time of making it do.
  • Lines L32, L19, and L33 are curves showing the wavelength dependence of confinement loss when the number of hole layers is 4, 5, and 6, respectively.
  • the line L19 is the same as the line L19 shown in FIG.
  • the lines L32, L19, and L33 all have a shape in which the confinement loss increases on the long wavelength side, and the confinement loss decreases as the number of hole layers increases.
  • FIG. 16 is a diagram showing the relationship between the number of hole layers and the longest wavelength at which the confinement loss is 0.001 dB / km in FIG. That is, the confinement loss is 0.001 dB / km or less if the number of hole layers is shorter than the wavelength shown in FIG.
  • the number of hole layers is not limited to HF as in the case of HF2, and even when HF with four or six hole layers is used, when the number of hole layers is four, ⁇ ⁇ ⁇ 2.0416 ⁇ l 2 + 12.87 ⁇ l +1.7437, and when the number of hole layers is 6, ⁇ was selected to satisfy ⁇ ⁇ ⁇ 0.0995 ⁇ l 2 + 2.438 ⁇ l +0.337 If it is a thing, the confinement loss of 0.001 dB / km or less is realizable.
  • the number of optical signals to be used is not limited to 3 as in the first embodiment. As long as it has a wavelength included in the used wavelength band, the number of optical signals may be one or more.
  • FIG. 18 shows the combination of d / ⁇ and ⁇ , the shortest wavelength at which the bending loss is 1 dB / m, and the effective core area (Aeff) at a wavelength of 1.55 ⁇ m in the HF having the structure shown in FIG. It is a figure which shows the relationship.
  • FIG. 19 is a graph plotting the relationship between the shortest wavelength at which the bending loss shown in FIG. 18 is 1 dB / m and the effective core area. Lines L36 to L39 are curves indicating cases where d / ⁇ is 0.40, 0.43, 0.48, and 0.50, respectively.
  • the effective core area increases as d / ⁇ increases.
  • FIG. 20 shows the combination of d / ⁇ and ⁇ , the longest wavelength at which the confinement loss is 0.001 dB / km, and the effective core area at a wavelength of 1.55 ⁇ m in the HF having the structure shown in FIG. It is a figure which shows the relationship.
  • FIG. 21 is a graph plotting the relationship between the longest wavelength at which the confinement loss shown in FIG. 20 is 0.001 dB / km and the effective core area.
  • Lines L40 to L42 are curves showing the cases where d / ⁇ is 0.40, 0.43, and 0.48, respectively. As shown in FIG.
  • the effective core area increases as d / ⁇ increases. Is getting bigger. Therefore, when designing the HF, it is preferable to design using a combination of parameters as large as possible for d / ⁇ because the effective core area becomes large. However, in order to maintain ESM characteristics, d / ⁇ is set to 0. 43 or less.
  • FIG. 22 shows the relationship between ⁇ and effective core cross-sectional areas at wavelengths of 0.55 ⁇ m, 1.05 ⁇ m, and 1.55 ⁇ m when d / ⁇ is 0.43 in the HF having the structure shown in FIG. It is a figure which shows a relationship. Lines L43 to L45 indicate cases where the wavelengths are 0.55 ⁇ m, 1.05 ⁇ m, and 1.55 ⁇ m, respectively. As shown in FIG. 22, the effective core area increases as ⁇ increases at any wavelength. Moreover, the difference in effective core area between wavelengths is small.
  • “Aeff” indicates the effective core area.
  • FIG. 23 it was confirmed that the effective core cross-sectional area has a small wavelength dependency, and the chromatic dispersion has a large wavelength dependency.
  • FIG. 25 is a block diagram of an optical transmission system according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the optical transmission system 20 includes an optical transmission device 4, a multicore HF5 connected to the optical transmission device 4, and an optical reception device 6 connected to the multicore HF5.
  • the optical transmitter 4 includes seven optical transmitters 41 to 47 that output optical signals having different wavelengths, and an optical multiplexer 48 that combines the optical signals output from the optical transmitters 41 to 47 to the multi-core HF 5.
  • the optical receiver 6 includes an optical demultiplexer 68 that demultiplexes an optical signal that has been multiplexed and transmitted through the multicore HF5, and optical receivers 61 to 67 that receive the demultiplexed optical signals.
  • the optical signals output from the optical transmitters 41 to 47 are, for example, laser light modulated with an NRZ signal having a modulation speed of 10 Gbps.
  • the wavelengths of each optical signal are 0.55 ⁇ m, 0.85 ⁇ m, 0.98 ⁇ m, 1.05 ⁇ m, 1.31 ⁇ m, 1.48 ⁇ m, and 1.55 ⁇ m, respectively, over a wide wavelength band centered around 1 ⁇ m. Wavelength is arranged.
  • FIG. 26 is a schematic cross-sectional view of the multi-core HF 5 shown in FIG. As shown in FIG.
  • the multi-core HF 5 includes core portions 511 to 517 spaced apart from each other, and a cladding portion 52 located on the outer periphery of the core portions 511 to 517.
  • the core portion 511 is disposed substantially at the center of the cladding portion 52, and the core portions 512 to 517 are respectively disposed at the apexes of a regular hexagon with the core portion 511 as the center.
  • the clad portion 52 has a plurality of holes 53 that are periodically arranged around the core portions 511 to 517.
  • the holes 53 are arranged so as to form a triangular lattice Lb, and a regular hexagonal layer is formed so as to surround each of the core portions 511 to 517.
  • the core portions 511 to 517 are surrounded by at least five layers of holes, and there are four holes 53 between the core portions 511 to 517.
  • the core parts 511 to 517 and the clad part 52 are made of quartz glass.
  • the optical multiplexer 48 multiplexes the optical signals output from the optical transmitters 41 to 47 to the core portions 511 to 517 of the multi-core HF 5 respectively. Accordingly, the optical signals output from the optical transmitters 41 to 47 are transmitted through different core units 511 to 517, respectively.
  • the optical demultiplexer 68 demultiplexes the optical signals transmitted by the core units 511 to 517 of the multi-core HF 5 from the multi-core HF 5 and guides the optical signals to the optical receivers 61 to 67.
  • the optical receivers 61 to 67 receive the optical signals that have been demultiplexed, and extract the NRZ signal from each signal light as an electrical signal.
  • the optical multiplexer 48 has, for example, seven standard single-mode optical fibers on the optical input side and one multi-core HF having the same structure as the multi-core HF 5 on the optical output side, such as an AWG (Arrayed WaveGide). It is realized by a waveguide type, fiber fusion type, or spatial coupling type optical multiplexer / demultiplexer. Also, the optical demultiplexer 68 can be of the same structure as the optical multiplexer 48.
  • the multi-core HF 5 realizes ESM characteristics in all of the used wavelength band of 0.55 to 1.55 ⁇ m, like the HF 2 according to the first embodiment. Furthermore, in this multi-core HF5, if 0.55 ⁇ m, which is the shortest wavelength included in the used wavelength band, is ⁇ s [ ⁇ m], ⁇ is set to 5 ⁇ m corresponding to this ⁇ s and ⁇ ⁇ ⁇ 0 .518 ⁇ s 2 + 6.3617 ⁇ s +1.7468 is established.
  • the multi-core HF 5 has a bending loss of 5 dB / m or less at the wavelength of each optical signal included in the used wavelength band, like the HF 2 according to the first embodiment. Therefore, the multi-core HF 5 can transmit each optical signal in a single mode with a practically low bending loss. As described above, the optical transmission system 10 can transmit an optical signal in a single mode with a low bending loss over a wide band, and realize a large capacity transmission by SDM.
  • ⁇ of the multi-core HF 5 is not limited to 5 ⁇ m, and ⁇ ⁇ ⁇ 0.518 ⁇ s 2 + 6.3617 ⁇ s corresponding to ⁇ s which is the shortest wavelength included in the used wavelength band. If ⁇ of the multi-core HF 5 is set so that +1.7468 holds, the bending loss at the wavelength of each optical signal can be made 5 dB / m or less.
  • the multi-core HF 5 has ⁇ set to 5 ⁇ m, ⁇ ⁇ ⁇ 0.1452 ⁇ where 1.55 ⁇ m, which is the longest wavelength included in the used wavelength band, is ⁇ l [ ⁇ m]. l 2 + 2.982 ⁇ 1 +0.1174 holds. As a result, like the HF 2 according to the first embodiment, the multi-core HF 5 has a sufficiently low confinement loss at 0.01 dB / km or less at the wavelength of each optical signal.
  • the ⁇ of the multi-core HF 5 is not limited to 5 ⁇ m, and ⁇ ⁇ ⁇ 0.1452 ⁇ l 2 + 2.982 ⁇ l +0 with respect to ⁇ l which is the longest wavelength included in the used wavelength band. If ⁇ of the multi-core HF 5 is set so that .1174 holds, the confinement loss at the wavelength of each optical signal becomes 0.01 dB / km or less.
  • each optical signal having a wavelength included in the used wavelength band can be transmitted with a low bending loss of 5 dB / m or less and a low confinement loss of 0.01 dB / km or less.
  • the multi-core HF 5 is compared with the HF having the same structure as the HF 2 according to Embodiment 1 (hereinafter referred to as a single-core HF as appropriate).
  • the core parts 512 to 517 have the same structural symmetry including the arrangement of the peripheral holes 53, the characteristics of the core part 511 arranged in the center part and the core part 513 will be described below. To do.
  • 27 and 28 are diagrams showing the field distribution of light having a wavelength of 1.55 ⁇ m propagating through the core part 511 and the core part 513 for the multi-core HF 5 respectively.
  • the hatched portion in the core portion shows the light field distribution by changing the hatching every 0.1, with the peak value near the center being 1.
  • FIG. As shown in FIGS. 27 and 28, light is confined and propagated in the core portion 511 and the core portion 513.
  • FIG. 29 is a diagram showing confinement loss, wavelength dispersion, effective core area, and bending loss at a wavelength of 1.55 ⁇ m for the single core HF and the multicore HF5.
  • single core indicates the characteristics of a single core HF
  • multicore 511 and multicore 513 indicate cases where light is propagated to the core portions 511 and 513 of the multicore HF5, respectively.
  • the characteristics are shown.
  • the bending loss in the case of the multi-core HF 5 is the bending loss when the core part 513 is bent on the inner peripheral side and the core part 516 is on the outer peripheral side in the plane including the core parts 511, 513, and 516. Show. As shown in FIG.
  • both the multi-core 511 and the multi-core 513 have the same values as the single core.
  • the confinement loss and bending loss were slightly smaller in the case of the multi-core 513 than in the case of the single core, and further decreased in the case of the multi-core 511.
  • the reason why the confinement loss and the bending loss have different values in this case is considered to be because the number of holes existing around the core portion is different. That is, in the case of the multi-core 511, the number of vacancies around the core portion is extremely larger than that in the case of a single core having five vacancy layers, so that the confinement loss and bending loss are extremely small. it is conceivable that.
  • FIG. 30 is a diagram showing the wavelength dependence of the bending loss of the single core HF and the multicore HF5.
  • the line L2 indicates a spectrum curve in the case of a single core, and is the same as the line L2 shown in FIGS.
  • Lines L2a, L2b, and L2c indicate spectral curves in the core portions 511, 513, and 516 in the case of the multi-core HF5, respectively.
  • the bending loss value is particularly small for the lines L2a and L2c.
  • the lines have almost the same tendency. That is, for the bending loss of the multi-core HF 5, the same characteristics as the single-core HF can be obtained regardless of the position of the core portion.
  • the characteristics of the multi-core HF 5 according to the present embodiment are equal to or better than those of the single-core HF having the same design parameters. Therefore, the relationship between the used wavelength band and the design parameters in the HF 2 described in the first embodiment and the optical characteristics realized thereby can be applied to the multi-core HF 5 as well. That is, for example, if ⁇ of the multi-core HF 5 is set so that ⁇ ⁇ ⁇ 0.518 ⁇ s 2 + 6.3617 ⁇ s +1.7468 is established in correspondence with ⁇ s which is the shortest wavelength included in the used wavelength band, The bending loss at the wavelength of each optical signal can be 5 dB / m or less.
  • the confinement loss at the wavelength of each optical signal is reduced. 0.01 dB / km or less.
  • FIG. 31 is a diagram showing the intensity of the field distribution of light having a wavelength of 1.55 ⁇ m propagating through the core portion 511 of the multi-core HF 5 by contour lines.
  • the contour lines indicate from the peak value to ⁇ 50 dB every 5 dB.
  • FIG. 32 is a diagram showing, by contour lines, the intensity of the field distribution of light when the multi-core HF 5 is bent with respect to the state shown in FIG. As shown in FIG. 32, when the multi-core HF 5 is bent, the light is concentrated on the core portion 511. Therefore, it was confirmed that no excessive loss of light or interference occurs even when the multi-core HF 5 is bent.
  • FIG. 33 is a cross-sectional photograph of the produced multi-core HF.
  • Reference numerals X, Y, and Z denote core portions.
  • Each core part X, Y, Z is surrounded by at least four layers of holes. Further, regarding the distance between the core portions X, Y, and Z, the core portion X and the core portion Y are separated by three layers of holes, and the core portion X and the core portion Z are separated by four layers of holes. Formed.
  • FIG. 34 is a diagram showing the wavelength dependence of the bending loss when light is propagated to the core part X of the multi-core HF. As shown in FIG. 34, the bending loss was as good as 2 dB / m or less over the wavelength range of 0.6 to 1.7 ⁇ m.
  • FIG. 35 is a diagram showing the measurement results of crosstalk in the produced multi-core HF.
  • “XY” indicates the crosstalk between the core part X and the core part Y
  • “XZ” indicates the crosstalk between the core part X and the core part Z.
  • this measurement was performed using light of two types of wavelengths of 0.85 ⁇ m and 1.55 ⁇ m. In addition, this measurement was performed in a state where no large bending occurred in the multi-core HF. However, when light having a wavelength of 0.85 ⁇ m was used, the measurement was performed even when the multi-core HF was wound with a diameter of 20 mm. As shown in FIG. 35, with respect to XZ in which the separation distance between the cores is equivalent to four pore layers, the crosstalk was ⁇ 20 dB or less in both cases of 0.85 ⁇ m and 1.55 ⁇ m. Further, in the case where the multicore HF is bent at a wavelength of 0.85 ⁇ m where the crosstalk is lower, the crosstalk can be improved as compared with the case where no bending is applied, as in the calculation results shown in FIGS. confirmed.
  • the optical transmission system 20 according to Embodiment 2 may further include a bending applying unit that applies bending to the multi-core HF 5.
  • FIG. 36 is a diagram schematically illustrating an example of a bending application unit provided in the optical transmission system 20 according to the second embodiment.
  • the bobbin 7 as the bending application means is made of, for example, metal or resin and has a diameter of, for example, 20 mm.
  • the multi-core HF 5 is wound around the bobbin 7 in a single or multiple manner. Thereby, the crosstalk between the core parts of the multi-core HF 5 is improved as compared with the case where the bobbin 7 is not provided.
  • FIG. 37 is a diagram schematically illustrating an example of a lateral pressure applying unit provided in the optical transmission system 20 according to the second embodiment.
  • the side pressure applying member 8 as the side pressure applying means has two plate-like members 8a and 8b made of, for example, metal or resin.
  • the plate-like members 8a and 8b are configured to sandwich a multi-core HF5 having a diameter of, for example, 20 mm, which is wound in a single or multiple manner, and to apply a lateral pressure to the multi-core HF5.
  • the crosstalk between the core portions of the multi-core HF 5 is improved as compared with the case where the side pressure applying member 8 is not provided.
  • the bobbin 7 or the side pressure applying member 8 may be disposed only in one section of the optical transmission path, that is, between the optical transmission device or the optical repeater and the optical repeater or the optical receiver, A plurality may be arranged separated by a predetermined distance. Further, the bobbin 7 and the side pressure applying member 8 may be used in combination. Further, as a bending application means and / or a lateral pressure application means for suppressing interference between the core portions, a slot used when the multi-core HF 5 is accommodated and laid in an optical cable may be used. Such a slot is usually designed so that bending and lateral pressure are not applied as much as possible to the optical fiber to be accommodated.
  • the slot is designed with a diameter, a diameter, a groove diameter of the spiral groove, or a pitch of the spiral groove so as to intentionally apply a bending or a lateral pressure in order to suppress interference between the core portions of the multi-core HF5
  • the bending application means and / or the lateral pressure application means can be used as the bending application means and / or the lateral pressure application means.
  • any of the bending applying means and / or the lateral pressure applying means is preferably set to such a degree that excessive bending loss is not generated in one section of the optical transmission line, for example, bending loss of 3 dB or less is generated. .
  • the optical transmission system according to the present invention is not limited to those according to the first and second embodiments.
  • ⁇ of HF2 or multi-core HF5 is appropriately set so that the shortest wavelength of the used wavelength band is longer than L8 or L9 shown in FIG. 11, a desired bending loss in the used wavelength band can be obtained. realizable.
  • a desired confinement loss can be realized by appropriately setting HF ⁇ so that the longest wavelength included in the used wavelength band is shorter than L23 or L24.
  • the bending loss is 5 dB / m or less.
  • the confinement loss is 0.01 dB / km or less, and single mode transmission is possible.
  • the wavelength band used is 1.0 to 1.7 ⁇ m, ⁇ of HF or multi-core HF is 7 ⁇ m, and d / ⁇ is 0.43, the bending loss is 1 dB / m at the wavelength of each optical signal.
  • the confinement loss is 0.001 dB / km or less, and single mode transmission is possible.
  • the number of core parts of the multi-core HF 5 is seven, but is not particularly limited.
  • optical signals having different wavelengths are combined in different core portions of the multi-core HF 5, but optical signals having the same wavelength may be combined.
  • the optical transmitters 41 to 47 may output wavelength division multiplexing (WDM) light, and the WDM light may be multiplexed to each core part of the multi-core HF 5.
  • the number of optical signals is not particularly limited as long as it has a wavelength included in the used wavelength band, and can be 1 to 400, for example.
  • an optical transmission system capable of transmitting an optical signal in a single mode with a low bending loss over a wide band can be realized.
  • FIG. 38 is a schematic cross-sectional view of a multi-core HF according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the core part 512a corresponding to the core part 512 of the multi-core HF 5 shown in FIG. 26 is arranged at a position shifted toward the core part 511 by the lattice constant ⁇ from the position of the core part 512.
  • the other core parts 511, 513 to 517, the cladding part 52, and the holes 53 have the same configuration as the multi-core HF 5.
  • the multi-core HF 5 is arranged such that the core portions 511 to 517 are rotationally symmetric about the central axis of the clad portion 52, whereas the multi-core HF 5a is arranged so as to have a central axis of the clad portion 52.
  • the core portions 511 to 517 are rotationally symmetric about the central axis of the clad portion 52
  • the multi-core HF 5a is arranged so as to have a central axis of the clad portion 52.
  • one core portion 512a is arranged at a position shifted from the reference arrangement.
  • FIG. 39 is an explanatory diagram for explaining the connection between the multi-core HFs 5 shown in FIG.
  • light L is passed through the core portion 512 of the multi-core HF 5 on the left side of the paper, and the light receiving device is connected to the end surface opposite to the end surface to be connected of the multi-core HF 5 on the right side of the paper.
  • connection is made while monitoring the light intensity.
  • the light L is transmitted from the core portion 512 of the left multicore HF5 to the right side.
  • the multi-core HF 5 is coupled to any one of the core portions 512 to 517 and propagates to the opposite end surface, and the intensity of light received by the light receiving device is increased.
  • the positions of the core portions 511, 513 to 517 other than the core portion 512 of the multi-core HF5 on the left side of the drawing also coincide with the positions of any of the core portions 511 to 517 of the multi-core HF5 on the right side of the drawing. That is, when two multi-core HFs 5 are connected to each other without identifying the core parts 512 to 517, only the received light intensity is an index for aligning the core parts.
  • FIG. 40 is an explanatory diagram for explaining the connection between the multi-core HFs 5a shown in FIG.
  • light L passes through the core portion 512a of the multi-core HF 5a on the left side of the paper, and a light receiving device is connected to the end surface opposite to the end surface to which the multi-core HF 5 on the right side of the paper is connected.
  • connection is made while monitoring the light intensity. It is assumed that the positions of the core portions 512a of both multi-core HFs 5a do not match.
  • the core part 512a of the multi-core HF 5a is displaced from the reference position, the light L output from the core part 512a of the left multi-core HF 5a is not coupled to the core part 514 of the right multi-core HF 5a. As a result, the light L hardly propagates through the right multi-core HF 5a, so that the intensity of the light received by the light receiving device becomes extremely weak or zero.
  • the right multi-core HF 5a is rotated 120 degrees from the state shown in FIG. 40, and the light L is emitted from the left multi-core HF 5a only when the positions of the core portions 512a of both multi-core HF 5a coincide.
  • the intensity of light received by the light receiving device is increased by coupling from the core portion 512a to the core portion 512a of the right multi-core HF 5a and propagating to the opposite end surface.
  • the received light intensity is increased only once by rotating the right multi-core HF 5a 360 degrees. Therefore, only the received light intensity serves as an index for alignment of the core portion. In this way, the multi-core HF 5a can be easily connected when connecting a specific core part and a specific core part or optical device of another multi-core HF.
  • the multi-core HF 5a can be easily connected.
  • a mirror or a prism is inserted between the end surfaces of the two multi-core HFs 5a with the end surfaces of the two multi-core HFs 5a butted. Then, while observing the end faces of the two multi-core HFs 5a that can be observed from the outside by this mirror or prism, at least one of the two multi-core HFs 5a is rotated around the central axis to align the cores. To do. At this time, if the rotational position is determined based on the core portion 512a, the connection between the specific core portions of the two multi-core HFs 5a becomes easy.
  • connection methods may be combined. While observing the end face with a mirror or the like, coarse adjustment of the rotational position of the two multi-core HFs 5a is performed with the core part 512a as a reference, and fine adjustment of the rotational position is performed with a light intensity monitor, thereby making quick and easy rough adjustment. And accurate fine adjustment.
  • FIG. 42 is a schematic cross-sectional view of a multi-core HF 5b according to the first modification.
  • the core part 512b corresponding to the core part 512 of the multi-core HF 5 shown in FIG.
  • the other core parts 511, 513 to 517, the clad part 52, and the holes 53 have the same configuration.
  • the multi-core HF 5b is configured such that one core portion 512b is arranged at a position deviated from the reference arrangement when an arrangement that is rotationally symmetrical six times around the central axis of the clad part 52 is used as a reference arrangement. is there.
  • the multi-core HF 5b can easily connect specific core portions.
  • FIG. 43 is a schematic cross-sectional view of a multi-core HF 5c according to Modification 2.
  • the multi-core HF 5c has a configuration in which a plurality of holes 53c are further formed outside the core portion 512b in the multi-core HF 5b shown in FIG.
  • the number of hole layers surrounding the core portion 512b is five, and the confinement loss of the core portion 512b is reduced as compared with the multi-core HF 5b.
  • FIG. 44 is a schematic cross-sectional view of a multi-core HF 5d according to Modification 3.
  • This multi-core HF 5d has core parts 512d and 515d corresponding to the core parts 512 and 515 of the multi-core HF 5 shown in FIG.
  • the other core parts 511, 513, 514, 516, 517, the clad part 52, and the air holes 53 have the same configuration in that they are arranged at positions shifted to the core part 511 side. .
  • the multi-core HF 5c when the arrangement that is six-fold rotationally symmetric about the central axis of the clad portion 52 is a reference arrangement, the two core portions 512d and 515d are arranged at positions shifted from the reference arrangement. Is. Similarly to the multi-core HF 5a, the multi-core HF 5d can easily connect specific core portions.
  • FIG. 45 is a schematic cross-sectional view of a multi-core HF 5e according to Modification 4.
  • the core portions 512e and 517e corresponding to the core portions 512 and 517 of the multi-core HF 5 shown in FIG. 26 have a lattice constant ⁇ from the position of the core portions 512 and 517, respectively, or the core portion 511.
  • the other core parts 511, 513 to 516, the cladding part 52, and the air holes 53 have the same configuration.
  • this multi-core HF 5e has a six-fold rotational symmetry around the central axis of the clad portion 52 as a reference arrangement, the two core parts 512e and 517e are shifted from the reference arrangement, and the core part Is arranged so as not to have an axis of line symmetry in the cross section of the multi-core HF 5e.
  • both end portions of the multi-core HF 5e can be identified.
  • the multi-core HF 5e when the multi-core HF 5e is cut, one cross section is as shown in FIG. 45, but the other cross section opposite thereto is mirror-symmetrical with the cross section in FIG.
  • the two core portions 512e and 517e are arranged at positions deviated from the reference arrangement and the arrangement of the core portions does not have a line symmetry axis.
  • the specific core portion can also be identified. Therefore, in this multi-core HF 5e, the positions of the core part 512e and the core part 517e can be more reliably identified, and the positions of the other core parts can also be more reliably identified, making connection easier.
  • FIG. 46 is a schematic cross-sectional view of a multi-core optical fiber according to the fourth embodiment.
  • this multi-core optical fiber 9 is a solid multi-core optical fiber having no air holes, and the core portions 911 to 917 and the outer circumferences of the core portions 911 to 917 that are spaced apart from each other. And a clad portion 92 located at the same position.
  • the core portion 911 is disposed substantially at the center of the clad portion 92.
  • the core portions 913 to 917 are arranged on this reference position when the regular hexagonal arrangement indicated by the symbol H centered on the central axis of the clad portion 52 is used as a reference arrangement, and one core portion 912 has These are arranged at positions deviated from the reference arrangement.
  • the separation distance between the core portions 911 to 917 and the core diameter of the core portions 911 to 917 are not particularly limited.
  • the separation distance is about 60 ⁇ m
  • the core diameter is about 5.0 to 10.0 ⁇ m.
  • Each of the core portions 911 to 917 is made of quartz glass to which germanium is added, and the clad portion 92 is made of pure quartz glass.
  • the cladding portion 92 has a refractive index lower than the refractive index of each of the core portions 911 to 917, and the relative refractive index difference of each of the core portions 911 to 917 with respect to the cladding portion 92 is 0.3 to 1.5. %.
  • the multi-core optical fiber 9 confines and propagates light in each of the core portions 911 to 917 due to the difference in refractive index.
  • the multi-core optical fiber according to the present invention can be a solid multi-core optical fiber.
  • FIG. 47 is a schematic cross-sectional view of multi-core HF 5f according to Embodiment 5 of the present invention.
  • This multi-core HF 5f is different from the multi-core HF 5 in that there is no core part corresponding to the core part 512 of the multi-core HF 5 shown in FIG. 26 and a hole 53f is formed at the position of the core part 512.
  • the core parts 511, 513 to 517, the clad part 52, and the holes 53 have the same configuration.
  • the multi-core HF 5f is arranged except for one position of the reference arrangement when the arrangement in which the core portions 513 to 517 are rotationally symmetrical six times around the central axis of the cladding portion 52 is used as the reference arrangement. It is what.
  • the multi-core HF 5f can be easily connected in the same manner as the multi-core HF 5a. That is, for example, when connecting the multi-core HFs 5f by the method shown in FIGS. 39 to 41, consider a case where light is passed through the core parts 513 to 517 of one multi-core HF 5f. In this case, only when the positions of the core portions 513 to 517 of both the multicore HFs 5f coincide with each other, light is coupled from the core portions 513 to 517 of one multicore HF5f to the corresponding core portions 513 to 517 of the other multicore HF5f. Therefore, the intensity of light propagating to the opposite end face and received by the light receiving device is maximized.
  • the received light intensity is increased only once by rotating the other multi-core HF 5f 360 degrees. Therefore, also in this multi-core HF 5f, only the received light intensity serves as an index for alignment of the core portion, and connection can be easily performed.
  • the present invention may be a multi-core optical fiber in which the plurality of core portions are arranged except at least one position in the reference arrangement.
  • a plurality of core portions may be arranged except for two or more positions in the reference arrangement, and the arrangement of the core portions is a line. You may make it arrange
  • a plurality of core portions are arranged except for at least one position of the reference arrangement.
  • the core portion may be arranged so as not to have an axis of line symmetry.
  • Embodiments 3 to 5 or modifications thereof are merely examples, and the number and arrangement of the holes for confining light in the core part and the core part are not particularly limited.
  • the core portion when the core portion is arranged, an arrangement that is rotationally symmetric 2 to 12 times may be used as the reference arrangement.
  • the core part shifted from the reference position and the reference position where the core part is not arranged can be selected as appropriate.
  • the present invention can be suitably used in a high-speed, large-capacity optical transmission system.

Abstract

　使用波長帯域に含まれる波長を有する少なくとも１つの光信号を出力する光送信手段と、前記光送信手段に接続し、コア部と該コア部の外周に位置し該コア部の周囲に三角格子を形成するように配置した複数の空孔を有するクラッド部とを有し、前記光信号をシングルモードで伝送し、前記使用波長帯域に含まれる波長において直径２０ｍｍで曲げた場合の曲げ損失が５ｄＢ／ｍ以下であるホーリーファイバと、を備えたことを特徴とする光伝送システムを提供する。

Description

光伝送システムおよびマルチコア光ファイバ
　本発明は、光伝送システムおよびこれに用いることができるマルチコア光ファイバに関するものである。
　光増幅器や信号の変復調方式の発展等により、光通信の伝送容量は急速に拡大してきた。また、ＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ　Ｔｏ　Ｔｈｅ　Ｈｏｍｅ）の普及を背景にデータの需要も確実に増加しつつあるため、今後のさらなる伝送容量の拡大が必須となっている。伝送容量拡大の手段として、伝送に使用する波長帯域を拡大することが有効である。使用波長帯域の拡大の一手段として、空孔構造を有し、空孔によってコア部に光を閉じ込める新しいタイプの光ファイバであるホーリーファイバ（以下、適宜ＨＦと記載する）を光伝送路として用い、広帯域光伝送を行なう技術が開示されている。例えば非特許文献１では、ホーリーファイバの一種であるＰＣＦ（Ｐｈｏｔｏｎｉｃ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｆｉｂｅｒ）を用いて長さ１ｋｍの光伝送路を構成し、波長６５８～１５５６ｎｍの広帯域での光伝送を実現する技術が開示されている。また、ホーリーファイバについては、その使用ファイバ長や伝送損失の改良も進んでいる（非特許文献２、３参照）。例えば、非特許文献３には、波長１．５５μｍにおける伝送損失が０．１８ｄＢ／ｋｍ程度にまで低減されたホーリーファイバが開示されている。このように、ホーリーファイバを用いた広帯域光伝送は、将来実用化されるポテンシャルを十分に含んだ技術である。
　ここで、ホーリーファイバの特性は、おもに、空孔の孔径ｄと、隣接する空孔間の距離Λとの比であるｄ／Λによって決まる。非特許文献４によると、空孔が三角格子を形成するように配置したホーリーファイバの場合、ｄ／Λの値を０．４３以下とすることにより、全ての波長においてシングルモード伝送を実現できることが開示されている。なお、このように、全ての波長においてシングルモード伝送が可能になる特性は、Ｅｎｄｌｅｓｓｌｙ　Ｓｉｎｇｌｅ　Ｍｏｄｅ（ＥＳＭ）特性と呼ばれる。このようにシングルモード伝送を実現すれば、より高速での光伝送が可能になるとともに、他の光ファイバ等と接続してホーリーファイバに光を入射させる際に、ホーリーファイバの高次モードに光が結合することが防止されるため、接続損失の増大も防止される。
　一方、ホーリーファイバの一種として、互いに離隔して配置した複数のコアを有するマルチコアホーリーファイバが開示されている（特許文献１参照）。このマルチコアホーリーファイバは、たとえば各コアにおいて異なる光信号を伝送することができるので、空間多重（Ｓｐａｃｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、ＳＤＭ）伝送による超大容量伝送を実現可能であると考えられる。
K.　Ieda,　K.　Kurokawa,　K.　Tajima　and　K.　Nakajima,　"Visible　to　infrared　high-speed　WDM　transmission　over　PCF,"　IEICE　Electron.Express,　vol.4,　no.12,　pp.375-379　(2007) K.　Kurokawa,　K.　Tajima,　K.　Tsujikawa,　K.　Nakajima,　T.　Matsui,　I.　Sankawa　and　T.　Haibara,　"Penalty-Free　Dispersion-Managed　Soliton　Transmission　Over　a　100-km　Low-Loss　PCF,"　J.LightwaveTechnol.,　vol.24,　no.1,　pp.32-37　(2006) K.　Tajima,　"Low　loss　PCF　by　reduction　of　holes　surface　imperfection,"　ECOC　2007,　PDS2.1　(2007) M.　Koshiba　and　K.　Saitoh,　"Applicability　of　classical　optical　fiber　theories　to　holey　fibers,"　Opt.Lett.,　vol.29,　no.15,　pp.1739-1741　(2004) 国際公開第２００６／１００４８８号パンフレット
　しかしながら、従来のホーリーファイバは、通常の単一のコアを有するホーリーファイバも、複数のコアを有するマルチコアホーリーファイバも、使用波長帯域を広帯域にするにつれて、特に短波長側での曲げ損失が急激に増大するという問題があった。
　たとえば、非特許文献１に開示されるホーリーファイバは、波長６５８ｎｍにおいて半径１５ｍｍで１０ターン巻いたときに発生する曲げ損失が、０．１ｄＢ以下であると記載される。しかしながら、本発明者が、非特許文献１に記載されているパラメータ（Λ＝７．５μｍ、ｄ／Λ＝０．５）に基づいて、ＦＥＭ（Ｆｉｎｉｔｅ　Ｅｌｅｍｅｎｔ　Ｍｅｔｈｏｄ）シミュレーションを用いて確認したところ、波長６５８ｎｍにおける直径２０ｍｍでの曲げ損失は１０ｄＢ／ｍ程度であり、きわめて大きかった。また、ＥＳＭ特性を実現するためにｄ／Λを小さくすると、コアとクラッドとの実効屈折率差が小さくなるため、曲げ損失はより大きくなると考えられる。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、広帯域にわたって光信号を低曲げ損失でシングルモードかつ大容量伝送できる光伝送システムおよびこれに用いることができるマルチコア光ファイバを提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光伝送システムは、使用波長帯域に含まれる波長を有する少なくとも１つの光信号を出力する光送信手段と、前記光送信手段に接続し、コア部と該コア部の外周に位置し該コア部の周囲に三角格子を形成するように配置した複数の空孔を有するクラッド部とを有し、前記光信号をシングルモードで伝送し、前記使用波長帯域に含まれる波長において直径２０ｍｍで曲げた場合の曲げ損失が５ｄＢ／ｍ以下であるホーリーファイバと、を備えたことを特徴とする。
　また、本発明に係る光伝送システムは、使用波長帯域に含まれる波長を有する少なくとも１つの光信号を出力する光送信手段と、前記光送信手段に接続し、互いに離隔して配置した複数のコア部と該各コア部の外周に位置し該各コア部の周囲に三角格子を形成するように配置した複数の空孔を有するクラッド部とを有し、前記各コア部において、前記光信号をシングルモードで伝送するとともに前記使用波長帯域に含まれる波長において直径２０ｍｍで曲げた場合の曲げ損失が５ｄＢ／ｍ以下であるホーリーファイバと、前記光信号を前記複数のコア部のいずれかに合波する光合波手段と、前記ホーリーファイバが伝送した前記光信号を該ホーリーファイバから分波する光分波手段と、前記光分波手段が分波した前記光信号を受信する光受信手段と、を備えたことを特徴とする。
　また、本発明に係る光伝送システムは、上記の発明において、前記ホーリーファイバは、前記複数のコア部のうち任意の２つのコア部間に４つ以上の空孔が存在するように該複数のコア部を配置したことを特徴とする。
　また、本発明に係る光伝送システムは、上記の発明において、前記ホーリーファイバに、前記複数のコア部の間の干渉を抑制するために故意に曲げおよび／または側圧を印加する印加手段をさらに備えたことを特徴とする。
　また、本発明に係る光伝送システムは、上記の発明において、前記ホーリーファイバは、前記空孔の孔径をｄ［μｍ］、前記三角格子の格子定数をΛ［μｍ］とすると、ｄ／Λが０．４３以下であり、前記使用波長帯域に含まれる最も短い波長をλｓ［μｍ］とすると、Λ≦－０．５１８λｓ ２＋６．３６１７λｓ＋１．７４６８が成り立つことを特徴とする。
　また、本発明に係る光伝送システムは、上記の発明において、前記ホーリーファイバは、Λ≦－０．７３９λｓ ２＋６．３１１５λｓ＋１．５６８７が成り立つことを特徴とする。
　また、本発明に係る光伝送システムは、上記の発明において、前記ホーリーファイバは、前記使用波長帯域に含まれる波長において閉じ込め損失が０．０１ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする。
　また、本発明に係る光伝送システムは、上記の発明において、前記ホーリーファイバは、前記空孔の孔径をｄ［μｍ］、前記三角格子の格子定数をΛ［μｍ］とすると、ｄ／Λが０．４３以下であり、前記空孔が前記コア部を囲むように形成している空孔層数が５層であり、前記使用波長帯域に含まれる最も長い波長をλｌ［μｍ］とすると、Λ≧－０．１４５２λｌ ２＋２．９８２λｌ＋０．１１７４が成り立つことを特徴とする。
　また、本発明に係る光伝送システムは、上記の発明において、前記ホーリーファイバは、Λ≧－０．０８０１λｌ ２＋３．６１９５λｌ＋０．３２８８が成り立つことを特徴とする。
　また、本発明に係る光伝送システムは、上記の発明において、前記ホーリーファイバは、前記空孔の孔径をｄ［μｍ］、前記三角格子の格子定数をΛ［μｍ］とすると、ｄ／Λが０．４３以下であり、前記空孔が前記コア部を囲むように形成している空孔層数が４層であり、前記使用波長帯域に含まれる最も長い波長をλｌ［μｍ］とすると、Λ≧－２．０４１６λｌ ２＋１２．８７λｌ＋１．７４３７が成り立つことを特徴とする。
　また、本発明に係る光伝送システムは、上記の発明において、前記ホーリーファイバは、前記空孔の孔径をｄ［μｍ］、前記三角格子の格子定数をΛ［μｍ］とすると、ｄ／Λが０．４３以下であり、前記空孔が前記コア部を囲むように形成している空孔層数が６層であり、前記使用波長帯域に含まれる最も長い波長をλｌ［μｍ］とすると、Λ≧－０．０９９５λｌ ２＋２．４３８λｌ＋０．３３７が成り立つことを特徴とする。
　また、本発明に係る光伝送システムは、上記の発明において、前記光送信手段は、前記使用波長帯域が０．５５～１．７μｍから選択され、前記ホーリーファイバは、前記空孔の孔径をｄ［μｍ］、前記三角格子の格子定数をΛ［μｍ］とすると、Λが５μｍであり、ｄ／Λが０．４３であり、前記使用波長帯域に含まれる波長において閉じ込め損失が０．０１ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする。
　また、本発明に係る光伝送システムは、上記の発明において、前記光送信手段は、前記使用波長帯域が１．０～１．７μｍから選択され、前記ホーリーファイバは、前記空孔の孔径をｄ［μｍ］、前記三角格子の格子定数をΛ［μｍ］とすると、Λが７μｍであり、ｄ／Λが０．４３であり、前記使用波長帯域に含まれる波長において直径２０ｍｍで曲げた場合の曲げ損失が１ｄＢ／ｍ以下であるとともに閉じ込め損失が０．００１ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする。
　また、本発明に係るマルチコア光ファイバは、複数のコア部と、前記複数のコア部のそれぞれの外周に位置するクラッド部とを備え、前記複数のコア部は、前記クラッド部の中心軸の回りに回転対称となる配置を基準配置とした場合、少なくとも１つのコア部が前記基準配置からずれた位置に配置していることを特徴とする。
　また、本発明に係るマルチコア光ファイバは、複数のコア部と、前記複数のコア部のそれぞれの外周に位置するクラッド部とを備え、前記複数のコア部は、前記クラッド部の中心軸の回りに回転対称となる配置を基準配置とした場合、前記基準配置のうちの少なくとも１つの位置を除いた位置に配置していることを特徴とする。
　また、本発明に係るマルチコア光ファイバは、上記の発明において、前記複数のコア部は、前記マルチコア光ファイバの断面におけるコア部の配置が線対称軸を有さないようにコア部が配置されていることを特徴とする。
　本発明によれば、広帯域にわたって光信号を低曲げ損失でシングルモードかつ大容量伝送できる光伝送システムおよびこれに用いることができるマルチコア光ファイバを実現できるという効果を奏する。
図１は、本発明の実施の形態１に係る光伝送システムのブロック図である。 図２は、図１に示すＨＦの模式的な断面図である。 図３は、図２に示す構造を有するＨＦにおいて、ｄ／Λを０．４３に固定しながらΛを４～１０μｍの間で変化させた場合の、ＦＥＭシミュレーションを用いて計算した曲げ損失の波長依存性を示す図である。 図４は、図３における、Λと、曲げ損失が５ｄＢ／ｍまたはさらに好ましい値である１ｄＢ／ｍとなるような最短の波長との関係を示す図である。 図５は、図４に示す最短波長とΛとの関係をプロットしたグラフである。 図６は、図２と同様の構造を有するＨＦにおいて、ｄ／Λが０．４０、０．４３、０．４８、０．５０の場合における、Λと、曲げ損失が１ｄＢ／ｍとなるような最短の波長との関係を示す図である。 図７は、図２に示す構造を有するＨＦにおいて、ｄ／Λを０．４３に維持しながらΛを２～１０μｍの間で変化させた場合の、ＦＥＭシミュレーションを用いて計算した閉じ込め損失の波長依存性を示す図である。 図８は、図７における、Λと、閉じ込め損失が０．０１ｄＢ／ｋｍまたはさらに好ましい値である０．００１ｄＢ／ｋｍとなるような最長の波長との関係を示す図である。 図９は、図８に示す最長波長とΛとの関係をプロットしたグラフである。 図１０は、図２と同様の構造を有するＨＦにおいて、ｄ／Λが０．４０、０．４３、０．４８の場合における、Λと、閉じ込め損失が０．００１ｄＢ／ｋｍとなるような最長の波長との関係を示す図である。 図１１は、図５に示した曲げ損失が５ｄＢ／ｍ以下または１ｄＢ／ｍ以下となる最短波長を規定する線と、図９に示した閉じ込め損失が０．０１ｄＢ／ｋｍ以下または０．００１ｄＢ／ｋｍ以下となる最長波長を規定する線とをひとつの図に示したものである。 図１２は、図２と同様に空孔が三角格子状に配列されたＨＦにおいて、ｄ／Λを０．４３、Λを７μｍに固定しながら空孔層数を４、５、６層と変化させた場合の、ＦＥＭシミュレーションを用いて計算した曲げ損失の波長依存性を示す図である。 図１３は、図１２における、空孔層数と、曲げ損失が１ｄＢ／ｍとなるような最短の波長との関係を示す図である。 図１４は、図１３に示す最短波長と空孔層数との関係をプロットしたグラフである。 図１５は、図２と同様に空孔が三角格子状に配列されたＨＦにおいて、ｄ／Λを０．４３、Λを７μｍに固定しながら空孔層数を４、５、６層と変化させた場合の、ＦＥＭシミュレーションを用いて計算した閉じ込め損失の波長依存性を示す図である。 図１６は、図１５における、空孔層数と、閉じ込め損失が０．００１ｄＢ／ｋｍとなるような最長の波長との関係を示す図である。 図１７は、図１６に示す最長波長と空孔層数との関係をプロットしたグラフである。 図１８は、図２に示す構造を有するＨＦにおいて、ｄ／ΛとΛとの組み合わせと、曲げ損失が１ｄＢ／ｍとなる最短の波長と、波長１．５５μｍにおける有効コア断面積との関係を示す図である。 図１９は、図１８に示す曲げ損失が１ｄＢ／ｍとなる最短の波長と有効コア断面積との関係をプロットしたグラフである。 図２０は、図２に示す構造を有するＨＦにおいて、ｄ／ΛとΛとの組み合わせと、閉じ込め損失が０．００１ｄＢ／ｋｍとなる最長の波長と、波長１．５５μｍにおける有効コア断面積との関係を示す図である。 図２１は、図２０に示す閉じ込め損失が０．００１ｄＢ／ｋｍとなる最長の波長と有効コア断面積との関係をプロットしたグラフである。 図２２は、図２に示す構造を有するＨＦにおいて、ｄ／Λを０．４３とした場合に、Λと、波長０．５５μｍ、１．０５μｍ、１．５５μｍにおける有効コア断面積との関係を示す図である。 図２３は、ｄ／Λ＝０．４３、Λ＝５μｍのＨＦについて、各波長における光学特性を示す図である。 図２４は、ｄ／Λ＝０．４３、Λ＝５μｍのＨＦにおける曲げ損失と閉じ込め損失の波長依存性を示す図である。 図２５は、本発明の実施の形態２に係る光伝送システムのブロック図である。 図２６は、図２５に示すマルチコアＨＦの模式的な断面図である。 図２７は、マルチコアＨＦについて、コア部を伝搬する波長１．５５μｍの光のフィールド分布を示す図である。 図２８は、マルチコアＨＦについて、コア部を伝搬する波長１．５５μｍの光のフィールド分布を示す図である。 図２９は、単一コアＨＦとマルチコアＨＦとについて、波長１．５５μｍにおける閉じ込め損失、波長分散、有効コア断面積、曲げ損失を示す図である。 図３０は、単一コアＨＦおよびマルチコアＨＦの曲げ損失の波長依存性を示す図である。 図３１は、マルチコアＨＦのコア部を伝搬する波長１．５５μｍの光のフィールド分布の強度を等高線で示す図である。 図３２は、図３１に示す状態に対してマルチコアＨＦに曲げを加えた場合の光のフィールド分布の強度を等高線で示す図である。 図３３は、作製したマルチコアＨＦの断面写真を示す図である。 図３４は、作製したマルチコアＨＦのコア部に光を伝搬させた場合の曲げ損失の波長依存性を示す図である。 図３５は、作製したマルチコアＨＦにおけるクロストークの測定結果を示す図である。 図３６は、実施の形態２に係る光伝送システムに備えられる曲げ印加手段の一例を模式的に示す図である。 図３７は、実施の形態２に係る光伝送システムに備えられる側圧印加手段の一例を模式的に示す図である。 図３８は、実施の形態３に係るマルチコアＨＦの模式的な断面図である。 図３９は、図２６に示すマルチコアＨＦ同士の接続について説明する説明図である。 図４０は、図３８に示すマルチコアＨＦ同士の接続について説明する説明図である。 図４１は、図４０に示す状態から右側のマルチコアＨＦを１２０度回転した状態を示した図である。 図４２は、変形例１に係るマルチコアＨＦの模式的な断面図である。 図４３は、変形例２に係るマルチコアＨＦの模式的な断面図である。 図４４は、変形例３に係るマルチコアＨＦの模式的な断面図である。 図４５は、変形例４に係るマルチコアＨＦの模式的な断面図である。 図４６は、実施の形態４に係るマルチコア光ファイバの模式的な断面図である。 図４７は、実施の形態５に係るマルチコアＨＦの模式的な断面図である。
符号の説明
　１、４　光送信装置
　２　ＨＦ
　３、６　光受信装置
　５、５ａ～５ｆ　マルチコアＨＦ
　７　ボビン
　８　側圧印加部材
　８ａ、８ｂ　板状部材
　９　マルチコア光ファイバ
　１０、２０　光伝送システム
　１１～１３、４１～４７　光送信器
　１４、４８　光合波器
　２１、５１１～５１７、５１２ａ、５１２ｂ、５１２ｄ、５１２ｅ、５１５ｄ、５１７ｅ、９１１～９１７　コア部
　２２、５２、９２　クラッド部
　２３、５３、５３ｃ、５３ｆ　空孔
　３１～３３、６１～６７　光受信器
　３４、６８　光分波器
　Ａ、Ｂ　端部
　Ｈ　基準配置
　Ｌ　光
　Ｌ１～Ｌ４５　線
　Ｌａ、Ｌｂ　三角格子
　Ｘ、Ｙ、Ｚ　コア部
　以下に、図面を参照して本発明に係る光伝送システムおよびマルチコア光ファイバの実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、本明細書においては、曲げ損失とは、光ファイバを直径２０ｍｍで巻いた条件での曲げ損失を意味する。また、その他、本明細書で特に定義しない用語については、ＩＴＵ－Ｔ（国際電気通信連合）Ｇ．６５０．１における定義、測定方法に従うものとする。
（実施の形態１）
　図１は、本発明の実施の形態１に係る光伝送システムのブロック図である。図１に示すように、本実施の形態１に係る光伝送システム１０は、光送信装置１と、光送信装置１に接続したＨＦ２と、ＨＦ２に接続した光受信装置３とを備える。光送信装置１は、互いに波長の異なる光信号を出力する光送信器１１～１３と、光送信器１１～１３から出力した各光信号を合波してＨＦ２に出力する光合波器１４とを備える。光受信装置３は、合波されＨＦ２を伝送した光信号を各光信号に分波する光分波器３４と、分波した各光信号を受信する光受信器３１～３３とを備える。
　光送信器１１～１３が出力する光信号は、たとえば変調速度が１０ＧｂｐｓのＮＲＺ信号で変調されたレーザ光である。そして、各光信号の波長は、それぞれ０．５５μｍ、１．０５μｍ、１．５５μｍであり、およそ１μｍを中心とした広い波長帯域にわたってその波長が配置されている。また、ＨＦ２は、各光信号をシングルモードで伝送し、使用波長帯域に含まれる各光信号の波長において曲げ損失が５ｄＢ／ｍ以下である特性を有する。したがって、ＨＦ２は、各光信号を実用上十分な低曲げ損失でシングルモード伝送することができる。また、光受信器３１～３３は、ＨＦ２が伝送し、光分波器３４が分波した各光信号をそれぞれ受信し、各信号光から光受信器３１～３３はＮＲＺ信号を電気信号として取り出す。以上のようにして、この光伝送システム１０は、広帯域にわたって光信号を低曲げ損失でシングルモード伝送できる。
　つぎに、ＨＦ２の具体的構成について説明する。図２は、図１に示すＨＦ２の模式的な断面図である。図２に示すように、このＨＦ２は、中心に位置するコア部２１と、コア部２１の外周に位置するクラッド部２２とを備える。クラッド部２２は、コア部２１の周囲に周期的に配置した複数の空孔２３を有する。なお、コア部２１とクラッド部２２とは石英系ガラスからなる。また、空孔２３は、三角格子Ｌａを形成するように配置されており、コア部２１を囲むように正六角形状の層を形成している。ＨＦ２においてはこの空孔層の数は５である。
　ここで、空孔２３の直径をｄ［μｍ］、三角格子Ｌａの格子定数をΛ［μｍ］とするとｄ／Λは０．４３である。したがって、ＨＦ２は、使用波長帯域である０．５５～１．５５μｍのすべてにおいてＥＳＭ特性を実現している。さらに、このＨＦ２においては、使用波長帯域に含まれる最も短い波長である０．５５μｍをλｓ［μｍ］とすると、このλｓに対応させて、Λを５μｍに設定し、Λ≦－０．５１８λｓ ２＋６．３６１７λｓ＋１．７４６８が成り立つようにしている。その結果、このＨＦ２は、使用波長帯域に含まれる各光信号の波長において曲げ損失が実用上十分に低い５ｄＢ／ｍ以下となる。
　以下、具体的に説明する。図３は、図２に示す構造を有するＨＦにおいて、ｄ／Λを０．４３に固定しながらΛを４～１０μｍの間で変化させた場合の、ＦＥＭシミュレーションを用いて計算した曲げ損失の波長依存性を示す図である。なお、線Ｌ１～Ｌ７は、それぞれΛを４、５、６、７、８、９、１０μｍとした場合の曲げ損失の波長依存性を示す曲線である。図３に示すように、線Ｌ１～Ｌ７は、いずれも短波長側において曲げ損失が上昇する形状をしており、かつ、Λが小さいほど曲げ損失が上昇する波長が短波長側に移動している。つぎに、図４は、図３における、Λと、曲げ損失が５ｄＢ／ｍまたはさらに好ましい値である１ｄＢ／ｍとなるような最短の波長との関係を示す図である。すなわち、各Λにおいて図４に示す波長よりも長い波長であれば曲げ損失が５ｄＢ／ｍ以下または１ｄＢ／ｍ以下となる。さらに、図５は、図４に示す最短波長とΛとの関係をプロットしたグラフである。なお、線Ｌ８、Ｌ９は、それぞれ曲げ損失が５ｄＢ／ｍ、１ｄＢ／ｍの場合を示す曲線であり、それぞれ式Λ＝－０．５１８λｓ ２＋６．３６１７λｓ＋１．７４６８、Λ＝－０．７３９λｓ ２＋６．３１１５λｓ＋１．５６８７で表される。
　図５に示す線Ｌ８は、曲げ損失が５ｄＢ／ｍ以下となる最短波長を規定するものである。したがって、本実施の形態１のように、使用波長帯域に含まれる最も短い波長であるλｓに対応させて、Λ≦－０．５１８λｓ ２＋６．３６１７λｓ＋１．７４６８が成り立つようにＨＦ２のΛを設定すれば、各光信号の波長における曲げ損失を５ｄＢ／ｍ以下とできる。
　なお、本実施の形態１に係るＨＦ２においては、ｄ／Λは０．４３であったが、本発明はこれに限定されず、０．４３より小さくしてもＥＳＭ特性を実現できる。一方、図６は、図２と同様の構造を有するＨＦにおいて、ｄ／Λが０．４０、０．４３、０．４８、０．５０の場合における、Λと、曲げ損失が１ｄＢ／ｍとなるような最短の波長との関係を示す図である。なお、線Ｌ１０～Ｌ１３は、それぞれｄ／Λが０．４０、０．４３、０．４８、０．５０の場合を示す曲線である。図６に示すように、ｄ／Λが小さくなるにつれて、所定のΛに対して１ｄＢ／ｍ以下の曲げ損失を実現する最短波長が長くなるため、ｄ／Λについては所望の使用波長帯域に応じて適宜設定する。
　つぎに、本実施の形態１に係るＨＦ２の閉じ込め損失について説明する。一般にＨＦは、空孔構造からの光の漏洩に起因する閉じ込め損失という特性を有している。ここで、上述したように、従来のＨＦの波長１５５０ｎｍにおける伝送損失が０．１８ｄＢ／ｋｍ程度にまで低減されてきていることから、閉じ込め損失の値としては、伝送損失と比較して十分に小さい０．０１ｄＢ／ｋｍ以下、あるいは０．００１ｄＢ／ｋｍ以下にすることが好ましい。
　一方、本実施の形態１に係るＨＦ２については、Λが５μｍに設定されているため、使用波長帯域に含まれる最も長い波長である１．５５μｍをλｌ［μｍ］とすると、Λ≧－０．１４５２λｌ ２＋２．９８２λｌ＋０．１１７４が成り立っている。その結果、このＨＦ２は、各光信号の波長において閉じ込め損失が十分に低い０．０１ｄＢ／ｋｍ以下となっている。
　以下、具体的に説明する。図７は、図２に示す構造を有するＨＦにおいて、ｄ／Λを０．４３に固定しながらΛを２～１０μｍの間で変化させた場合の、ＦＥＭシミュレーションを用いて計算した閉じ込め損失の波長依存性を示す図である。なお、線Ｌ１４～Ｌ２２は、それぞれΛを２、３、４、５、６、７、８、９、１０μｍとした場合の閉じ込め損失の波長依存性を示す曲線である。図７に示すように、線Ｌ１４～Ｌ２２は、いずれも長波長側において閉じ込め損失が上昇する形状をしており、かつ、Λが大きいほど長波長側での閉じ込め損失が小さくなっている。つぎに、図８は、図７における、Λと、閉じ込め損失が０．０１ｄＢ／ｋｍまたはさらに好ましい値である０．００１ｄＢ／ｋｍとなるような最長の波長との関係を示す図である。すなわち、各Λにおいて図８に示す波長よりも短い波長であれば閉じ込め損失が０．０１ｄＢ／ｋｍ以下または０．００１ｄＢ／ｋｍ以下となる。さらに、図９は、図８に示す最長波長とΛとの関係をプロットしたグラフである。なお、線Ｌ２３、Ｌ２４は、それぞれ閉じ込め損失が０．０１ｄＢ／ｋｍ、０．００１ｄＢ／ｋｍの場合を示す曲線であり、それぞれ式Λ＝－０．１４５２λｌ ２＋２．９８２λｌ＋０．１１７４、Λ＝－０．０８０１λｌ ２＋３．６１９５λｌ＋０．３２８８で表される。
　図９に示す線Ｌ２３は、閉じ込め損失が０．０１ｄＢ／ｋｍ以下となる最長波長を規定するものである。本実施の形態１に係るＨＦ２においては、使用波長帯域に含まれる最も長い波長であるλｌに対して、Λ≧－０．１４５２λｌ ２＋２．９８２λｌ＋０．１１７４が成り立っているので、各光信号の波長における閉じ込め損失が０．０１ｄＢ／ｋｍ以下となる。
　なお、図１０は、図２と同様の構造を有するＨＦにおいて、ｄ／Λが０．４０、０．４３、０．４８の場合における、Λと、閉じ込め損失が０．００１ｄＢ／ｋｍとなるような最長の波長との関係を示す図である。なお、線Ｌ２５～Ｌ２７は、それぞれｄ／Λが０．４０、０．４３、０．４８の場合を示す曲線である。図１０に示すように、ｄ／Λが小さくなるにつれて、所定のΛに対して０．００１ｄＢ／ｋｍ以下の曲げ損失を実現する最長波長が短くなるため、ｄ／Λについては所望の使用波長帯域に応じて適宜設定する。
　また、図１１は、図５に示した曲げ損失が５ｄＢ／ｍ以下または１ｄＢ／ｍ以下となる最短波長を規定する線Ｌ８、Ｌ９と、図９に示した閉じ込め損失が０．０１ｄＢ／ｋｍ以下または０．００１ｄＢ／ｋｍ以下となる最長波長を規定する線Ｌ２３、Ｌ２４とをひとつの図に示したものである。本実施の形態に係る光伝送システム１０においては、使用波長帯域が０．５５～１．５５μｍであり、ＨＦ２のΛが５μｍであるから、線Ｌ８と線Ｌ２３とに挟まれた領域に対応した条件となっている。したがって、この光伝送システム１０においては、使用波長帯域に含まれる波長を有する各光信号を、５ｄＢ／ｍ以下の低曲げ損失かつ０．００１ｄＢ／ｋｍ以下の低閉じ込め損失で伝送できることとなる。
　なお、上記実施の形態１において、ＨＦ２の空孔層数は５であるが、本発明はこれに限定されない。以下、ＨＦの曲げ損失の空孔層数依存性について説明する。図１２は、図２と同様に空孔が三角格子状に配列されたＨＦにおいて、ｄ／Λを０．４３、Λを７μｍに固定しながら空孔層数を４、５、６層と変化させた場合の、ＦＥＭシミュレーションを用いて計算した曲げ損失の波長依存性を示す図である。なお、線Ｌ２８、Ｌ４、Ｌ２９は、それぞれ空孔層数を４、５、６層とした場合の曲げ損失の波長依存性を示す曲線である。線Ｌ４は図３に示した線Ｌ４と同じである。図１２に示すように、線Ｌ２８、Ｌ４、Ｌ２９は、いずれも短波長側において曲げ損失が上昇する形状をしており、かつ、空孔層数が多いほど長波長域での曲げ損失は小さくなっている。ただし、伝送特性への影響を考慮すべきである曲げ損失が１ｄＢ／ｍ以上の波長領域に関しては、空孔層数による変化は小さい。
　つぎに、図１３は、図１２における、空孔層数と、曲げ損失が１ｄＢ／ｍとなるような最短の波長との関係を示す図である。すなわち、各空孔層数において図１３に示す波長よりも長い波長であれば曲げ損失が１ｄＢ／ｍ以下となる。さらに、図１４は、図１３に示す最短波長と空孔層数との関係をプロットしたグラフである。なお、線Ｌ３０、Ｌ９、Ｌ３１、は、それぞれ空孔層数が４層、５層、６層の場合を示す曲線である。線Ｌ９は図５に示した線Ｌ９と同じである。図１４に示すように、曲げ損失が１ｄＢ／ｍとなる最短の波長は、空孔層数による変化が小さい。したがって、上記ＨＦ２のように空孔層数が５層のＨＦに限らず、空孔層数が４層、６層のＨＦを用いた場合でも、ＨＦ２と同様に式Λ≦－０．７３９λｓ ２＋６．３１１５λｓ＋１．５６８７を満たすようにΛを選択したものであれば、曲げ損失１ｄＢ／ｍ以下を実現できる。
　つぎに、ＨＦの閉じ込め損失の空孔層数依存性について説明する。図１５は、図２と同様に空孔が三角格子状に配列されたＨＦにおいて、ｄ／Λを０．４３、Λを７μｍに固定しながら空孔層数を４、５、６層と変化させた場合の、ＦＥＭシミュレーションを用いて計算した閉じ込め損失の波長依存性を示す図である。なお、線Ｌ３２、Ｌ１９、Ｌ３３は、それぞれ空孔層数を４、５、６層とした場合の閉じ込め損失の波長依存性を示す曲線である。線Ｌ１９は図７に示した線Ｌ１９と同じである。図１５に示すように、線Ｌ３２、Ｌ１９、Ｌ３３は、いずれも長波長側において閉じ込め損失が上昇する形状をしており、かつ、空孔層数が多いほど閉じ込め損失が小さくなっている。
　つぎに、図１６は、図１５における、空孔層数と、閉じ込め損失が０．００１ｄＢ／ｋｍとなるような最長の波長との関係を示す図である。すなわち、各空孔層数において図１６に示す波長よりも短い波長であれば閉じ込め損失が０．００１ｄＢ／ｋｍ以下となる。さらに、図１７は、図１６に示す最長波長と空孔層数との関係をプロットしたグラフである。なお、線Ｌ３４、Ｌ２４、Ｌ３５、は、それぞれ空孔層数が４層、５層、６層の場合を示す曲線であり、それぞれ式Λ＝－２．０４１６λｌ ２＋１２．８７λｌ＋１．７４３７、Λ＝－０．０８０１λｌ ２＋３．６１９５λｌ＋０．３２８８、Λ＝－０．０９９５λｌ ２＋２．４３８λｌ＋０．３３７で表される。線Ｌ２４は図９に示した線Ｌ２４と同じである。したがって、上記ＨＦ２のように空孔層数が５層のＨＦに限らず、空孔層数が４層、６層のＨＦを用いた場合でも、空孔層数が４層の場合は、Λ≧－２．０４１６λｌ ２＋１２．８７λｌ＋１．７４３７を、空孔層数が６層の場合は、Λ≧－０．０９９５λｌ ２＋２．４３８λｌ＋０．３３７を満たすようにΛを選択したものであれば、閉じ込め損失０．００１ｄＢ／ｋｍ以下を実現できる。
　なお、使用する光信号の数については、上記実施の形態１のような３に限られない。使用波長帯域に含まれる波長を有するものであれば、光信号の数は１以上であればよい。
　ところで、ＨＦを光伝送路として用いる場合、その有効コア断面積が大きいほど、光学非線形性が低くなるため、伝送特性の向上に有利となる。以下、ＨＦのパラメータであるｄ／ΛおよびΛと有効コア断面積との関係について説明する。
　図１８は、図２に示す構造を有するＨＦにおいて、ｄ／ΛとΛとの組み合わせと、曲げ損失が１ｄＢ／ｍとなる最短の波長と、波長１．５５μｍにおける有効コア断面積（Ａｅｆｆ）との関係を示す図である。一方、図１９は、図１８に示す曲げ損失が１ｄＢ／ｍとなる最短の波長と有効コア断面積との関係をプロットしたグラフである。なお、線Ｌ３６～Ｌ３９は、それぞれｄ／Λが０．４０、０．４３、０．４８、０．５０の場合を示す曲線である。図１９に示すように、曲げ損失が１ｄＢ／ｍとなる最短波長が等しくなるようなパラメータの組み合わせの場合は、ｄ／Λが大きくなるにつれて有効コア断面積が大きくなっている。
　一方、図２０は、図２に示す構造を有するＨＦにおいて、ｄ／ΛとΛとの組み合わせと、閉じ込め損失が０．００１ｄＢ／ｋｍとなる最長の波長と、波長１．５５μｍにおける有効コア断面積との関係を示す図である。一方、図２１は、図２０に示す閉じ込め損失が０．００１ｄＢ／ｋｍとなる最長の波長と有効コア断面積との関係をプロットしたグラフである。なお、線Ｌ４０～Ｌ４２は、それぞれｄ／Λが０．４０、０．４３、０．４８の場合を示す曲線である。図２１示すように、閉じ込め損失が０．００１ｄＢ／ｋｍとなる最長波長が等しくなるようなパラメータの組み合わせの場合についても、図１９の場合と同様に、ｄ／Λが大きくなるにつれて有効コア断面積が大きくなっている。したがって、ＨＦを設計する際に、ｄ／Λのなるべく大きなパラメータの組み合わせを用いて設計するほうが、有効コア断面積が大きくなるので好ましいが、ＥＳＭ特性を維持するために、ｄ／Λを０．４３以下とする。なお、上記では曲げ損失、閉じ込め損失の基準値としてそれぞれ１ｄＢ／ｍ、０．００１ｄＢ／ｋｍを用いたが、基準値としてそれぞれ５ｄＢ／ｍ、０．０１ｄＢ／ｋｍを用いても同様の結論となる。
　また、図２２は、図２に示す構造を有するＨＦにおいて、ｄ／Λを０．４３とした場合に、Λと、波長０．５５μｍ、１．０５μｍ、１．５５μｍにおける有効コア断面積との関係を示す図である。なお、線Ｌ４３～Ｌ４５は、それぞれ波長０．５５μｍ、１．０５μｍ、１．５５μｍの場合を示している。図２２に示すように、いずれの波長においても、Λが大きくなるにしたがって有効コア断面積は大きくなる。また、波長間での有効コア断面積の差異は小さいものとなっている。
　また、図２３は、ｄ／Λ＝０．４３、Λ＝５μｍのＨＦについて、各波長における光学特性を示す図である。なお、図２３において、「Ａｅｆｆ」は有効コア断面積を示す。一方、図２４は、ｄ／Λ＝０．４３、Λ＝５μｍのＨＦにおける曲げ損失と閉じ込め損失の波長依存性を示す図である。なお、図２４に示す線Ｌ２、Ｌ１７は、それぞれ図３、図７に示すものと同一である。図２３、２４に示すように、ｄ／Λ＝０．４３、Λ＝５μｍのＨＦは、波長０．５５～１．５５μｍにおいて、５ｄＢ／ｍ以下の低曲げ損失かつ０．０１ｄＢ／ｋｍ以下の低閉じ込め損失を実現している。また、図２３に示すように、有効コア断面積については波長依存性が小さく、波長分散については波長依存性が大きいことが確認された。
（実施の形態２）
　図２５は、本発明の実施の形態２に係る光伝送システムのブロック図である。図２５に示すように、本実施の形態２に係る光伝送システム２０は、光送信装置４と、光送信装置４に接続したマルチコアＨＦ５と、マルチコアＨＦ５に接続した光受信装置６とを備える。光送信装置４は、互いに波長の異なる光信号を出力する７つの光送信器４１～４７と、光送信器４１～４７から出力した各光信号をマルチコアＨＦ５に合波する光合波器４８とを備える。光受信装置６は、合波されマルチコアＨＦ５を伝送した光信号をマルチコアＨＦ５から分波する光分波器６８と、分波した各光信号を受信する光受信器６１～６７とを備える。
　光送信器４１～４７が出力する光信号は、たとえば変調速度が１０ＧｂｐｓのＮＲＺ信号で変調されたレーザ光である。そして、各光信号の波長はそれぞれ０．５５μｍ、０．８５μｍ、０．９８μｍ、１．０５μｍ、１．３１μｍ、１．４８μｍ、１．５５μｍであり、およそ１μｍを中心とした広い波長帯域にわたってその波長が配置されている。
　つぎに、マルチコアＨＦ５の具体的構成について説明する。図２６は、図２５に示すマルチコアＨＦ５の模式的な断面図である。図２６に示すように、このマルチコアＨＦ５は、互いに離隔して配置されたコア部５１１～５１７と、コア部５１１～５１７の外周に位置するクラッド部５２とを備える。コア部５１１は、クラッド部５２のほぼ中心部に配置されており、コア部５１２～５１７は、コア部５１１を中心として正六角形の頂点にそれぞれ配置されている。また、クラッド部５２は、コア部５１１～５１７の周囲に周期的に配置された複数の空孔５３を有する。また、空孔５３は、三角格子Ｌｂを形成するように配置されており、各コア部５１１～５１７を囲むように正六角形状の層を形成している。また、このマルチコアＨＦ５においては、各コア部５１１～５１７は少なくとも５層の空孔に囲まれており、各コア部５１１～５１７の間には空孔５３がそれぞれ４個ずつ存在している。なお、コア部５１１～５１７とクラッド部５２とは石英系ガラスからなる。
　また、光合波器４８は、光送信器４１～４７のそれぞれが出力した光信号を、マルチコアＨＦ５のコア部５１１～５１７のそれぞれに合波する。従って、光送信器４１～４７が出力した光信号は、それぞれ異なるコア部５１１～５１７を伝送する。一方、光分波器６８は、マルチコアＨＦ５の各コア部５１１～５１７が伝送した各光信号をマルチコアＨＦ５から分波し、各光信号を光受信器６１～６７に導く。光受信器６１～６７は、それぞれ分波した各光信号を受信し、各信号光からＮＲＺ信号を電気信号として取り出す。
　なお、光合波器４８は、たとえば光入力側に標準のシングルモード光ファイバを７本有し、光出力側にマルチコアＨＦ５と同様の構造のマルチコアＨＦを１本有する、ＡＷＧ（Ａｒｒａｙｅｄ　ＷａｖｅＧｕｉｄｅ）などの導波路型やファイバ溶融型、空間結合型の光合分波器によって実現される。また、光分波器６８も、光合波器４８と同様の構造のものを用いることができる。
　ここで、空孔５３の直径をｄ［μｍ］、三角格子Ｌｂの格子定数をΛ［μｍ］とするとｄ／Λは０．４３である。その結果、マルチコアＨＦ５は、実施の形態１に係るＨＦ２と同様に、使用波長帯域である０．５５～１．５５μｍのすべてにおいてＥＳＭ特性を実現している。さらに、このマルチコアＨＦ５においては、使用波長帯域に含まれる最も短い波長である０．５５μｍをλｓ［μｍ］とすると、このλｓに対応させて、Λを５μｍに設定し、Λ≦－０．５１８λｓ ２＋６．３６１７λｓ＋１．７４６８が成り立つようにしている。その結果、このマルチコアＨＦ５は、実施の形態１に係るＨＦ２と同様に、使用波長帯域に含まれる各光信号の波長において、曲げ損失が５ｄＢ／ｍ以下となる。したがって、マルチコアＨＦ５は、各光信号を実用上十分な低曲げ損失でシングルモード伝送することができる。以上のようにして、この光伝送システム１０は、広帯域にわたって光信号を低曲げ損失でシングルモード伝送できるとともに、ＳＤＭによる大容量伝送を実現する。
　また、実施の形態１と同様に、マルチコアＨＦ５のΛは５μｍに限られず、使用波長帯域に含まれる最も短い波長であるλｓに対応させて、Λ≦－０．５１８λｓ ２＋６．３６１７λｓ＋１．７４６８が成り立つようにマルチコアＨＦ５のΛを設定すれば、各光信号の波長における曲げ損失を５ｄＢ／ｍ以下とできる。
　また、閉じ込め損失についても、マルチコアＨＦ５は、Λを５μｍに設定しているので、使用波長帯域に含まれる最も長い波長である１．５５μｍをλｌ［μｍ］とすると、Λ≧－０．１４５２λｌ ２＋２．９８２λｌ＋０．１１７４が成り立っている。その結果、実施の形態１に係るＨＦ２と同様に、マルチコアＨＦ５は、各光信号の波長において閉じ込め損失が十分に低い０．０１ｄＢ／ｋｍ以下となる。
　また、実施の形態１と同様に、マルチコアＨＦ５のΛは５μｍに限られず、使用波長帯域に含まれる最も長い波長であるλｌに対して、Λ≧－０．１４５２λｌ ２＋２．９８２λｌ＋０．１１７４が成り立つようにマルチコアＨＦ５のΛを設定すれば、各光信号の波長における閉じ込め損失が０．０１ｄＢ／ｋｍ以下となる。
　また、図１１に示すように、使用波長帯域が０．５５～１．５５μｍであり、マルチコアＨＦのΛが５μｍの場合、線Ｌ８と線Ｌ２３とに挟まれた領域に対応した条件となるため、使用波長帯域に含まれる波長を有する各光信号を、５ｄＢ／ｍ以下の低曲げ損失かつ０．０１ｄＢ／ｋｍ以下の低閉じ込め損失で伝送できることとなる。
　以下、本実施の形態２に係るマルチコアＨＦ５についてさらに具体的に説明する。なお、以下では、マルチコアＨＦ５と、実施の形態１に係るＨＦ２と同様の構造を有するＨＦ（以下、適宜単一コアＨＦと記載する）とを対比させて説明する。このマルチコアＨＦ５および単一コアＨＦの設計パラメータは、いずれもｄ／Λ＝０．４３、Λ＝５μｍとする。また、コア部５１２～５１７は、周辺部の空孔５３の配置も含めて同一の構造対称性を有するから、以下では中心部に配置されたコア部５１１と、コア部５１３との特性について説明する。
　図２７、２８は、それぞれマルチコアＨＦ５について、コア部５１１とコア部５１３を伝搬する波長１．５５μｍの光のフィールド分布を示す図である。図２７、２８において、コア部内のハッチングを施した部分は、光のフィールド分布を、中心付近のピーク値を１として、０．１ごとにハッチングを変えて示している。図２７、２８に示すように、コア部５１１とコア部５１３のいずれにおいても光はコア部に閉じ込められて伝搬している。
　また、図２９は、単一コアＨＦとマルチコアＨＦ５とについて、波長１．５５μｍにおける閉じ込め損失、波長分散、有効コア断面積、曲げ損失を示す図である。なお、図２９において、「単一コア」とは単一コアＨＦの特性を示し、「マルチコア５１１」、「マルチコア５１３」とは、それぞれマルチコアＨＦ５のコア部５１１、５１３に光を伝搬させた場合の特性を示す。また、マルチコアＨＦ５の場合の曲げ損失については、コア部５１１、５１３、５１６を含む面内においてコア部５１３が内周側になりコア部５１６が外周側になるように曲げた場合の曲げ損失を示す。図２９に示すように、波長分散と有効コア断面積については、マルチコア５１１、マルチコア５１３とも、単一コアと同じ値となった。一方、閉じ込め損失と曲げ損失については、単一コアの場合よりもマルチコア５１３の場合の方が、値がやや小さくなり、マルチコア５１１の場合はさらに値が小さくなった。このように閉じ込め損失と曲げ損失とについて各場合で値が異なる理由は、コア部の周囲に存在する空孔の数が異なるからであると考えられる。すなわち、マルチコア５１１の場合は、空孔層数が５である単一コアの場合よりもコア部周囲の空孔の数が極めて多くなっているため、閉じ込め損失と曲げ損失が極めて小さくなっていると考えられる。
　つぎに、図３０は、単一コアＨＦおよびマルチコアＨＦ５の曲げ損失の波長依存性を示す図である。なお、線Ｌ２は単一コアの場合のスペクトル曲線を示しており、図３、図２４に示す線Ｌ２と同一である。また、線Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｃは、それぞれマルチコアＨＦ５の場合のコア部５１１、５１３、５１６におけるスペクトル曲線を示す。図３０に示すように、曲げ損失の値が元々小さい波長１μｍ以上の領域においては、閉じ込め損失の影響が大きいので、特に線Ｌ２ａ、Ｌ２ｃについて曲げ損失の値が小さくなっている。一方、閉じ込め損失が小さく曲げ損失の影響が支配的な波長０．８μｍ以下の領域においては、各線ともほぼ同様の傾向となっている。すなわち、マルチコアＨＦ５の曲げ損失については、コア部の位置によらず、単一コアＨＦと同様の特性が得られる。
　図２９、３０が示すように、本実施の形態に係るマルチコアＨＦ５の特性は、同一の設計パラメータを有する単一コアＨＦと同等か、それより良好なものとなる。したがって、実施の形態１において説明した使用波長帯域とＨＦ２における設計パラメータとの関係、およびこれによって実現される光学特性については、マルチコアＨＦ５に対しても適用できる。すなわち、たとえば、使用波長帯域に含まれる最も短い波長であるλｓに対応させて、Λ≦－０．５１８λｓ ２＋６．３６１７λｓ＋１．７４６８が成り立つようにマルチコアＨＦ５のΛを設定すれば、各光信号の波長における曲げ損失を５ｄＢ／ｍ以下とできる。また、使用波長帯域に含まれる最も長い波長であるλｌに対して、Λ≧－０．１４５２λｌ ２＋２．９８２λｌ＋０．１１７４が成り立つようにすれば、各光信号の波長における閉じ込め損失が０．０１ｄＢ／ｋｍ以下となる。
　つぎに、マルチコアＨＦ５に対して曲げを加えた場合の光のフィールド分布について説明する。図３１は、マルチコアＨＦ５のコア部５１１を伝搬する波長１．５５μｍの光のフィールド分布の強度を等高線で示す図である。なお、図３１において、等高線はピーク値から５ｄＢごとに－５０ｄＢまで示している。図３１に示すように、コア部５１１に光が伝搬している状態において、隣接するコア部５１２～５１７における光のフィールドの強度はピーク値に対して－２０ｄＢ程度低い値である。一方、図３２は、図３１に示す状態に対してマルチコアＨＦ５に曲げを加えた場合の光のフィールド分布の強度を等高線で示す図である。図３２に示すように、マルチコアＨＦ５に曲げを加えると光はコア部５１１に集中する。したがって、マルチコアＨＦ５に曲げが加わっても、光の過剰な損失や干渉は生じないことが確認された。
　つぎに、マルチコアＨＦの基本的な特性について確認するために、３つのコア部を有するマルチコアＨＦを公知のスタックアンドドロー法にて作製した。図３３は、作製したマルチコアＨＦの断面写真を示す図である。符号Ｘ、Ｙ、Ｚはコア部を示している。なお、このマルチコアＨＦにおいては、空孔の設計パラメータについてはｄ／Λ＝０．４３、Λ＝５μｍとした。また、各コア部Ｘ、Ｙ、Ｚは、少なくとも４層の空孔に囲まれている。また、コア部Ｘ、Ｙ、Ｚ間の距離については、コア部Ｘとコア部Ｙとは空孔３層分だけ離隔し、コア部Ｘとコア部Ｚとは空孔４層分だけ離隔して形成した。
　このマルチコアＨＦを長さ２ｍとして一端から光を入力し、コア部Ｘに光を伝搬させてその光学特性を測定したところ、波長分散は４３．６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、有効コア断面積は３５．９μｍ２であり、図２９に示す計算値とほぼ一致していた。また、図３４は、このマルチコアＨＦのコア部Ｘに光を伝搬させた場合の曲げ損失の波長依存性を示す図である。図３４に示すように、曲げ損失は波長０．６～１．７μｍにわたって２ｄＢ／ｍ以下と良好であった。
　つぎに、この長さ２ｍのマルチコアＨＦのコア間のクロストークを以下のように測定した。すなわち、このマルチコアＨＦの一端から光を入力し、コア部Ｘに光を伝搬させるとともに、他の一端におけるコア部Ｘからの光の出力と、コア部Ｘから各コア部Ｙ、Ｚへ漏洩した光の出力とを測定し、これらの強度比からクロストークを算出した。図３５は、作製したマルチコアＨＦにおけるクロストークの測定結果を示す図である。なお、「Ｘ－Ｙ」とはコア部Ｘとコア部Ｙとの間のクロストークを示し、「Ｘ－Ｚ」とはコア部Ｘとコア部Ｚとの間のクロストークを示す。また、この測定は波長０．８５μｍ、１．５５μｍの２種類の波長の光を用いて行った。また、この測定はマルチコアＨＦに大きな曲げが生じない状態で行ったが、波長０．８５μｍの光を用いた場合は、マルチコアＨＦを直径２０ｍｍで一重に巻いた状態でも測定を行った。図３５に示すように、コア間の離隔距離が空孔層４層分であるＸ－Ｚについて、０．８５μｍ、１．５５μｍのいずれの場合もクロストークは－２０ｄＢ以下となった。また、よりクロストークが低い波長０．８５μｍの場合においてマルチコアＨＦに曲げを加えた状態では、図３１、３２に示す計算結果と同様に、曲げを加えない状態よりもクロストークが向上することが確認された。
　上記のように、マルチコアＨＦに曲げを印加することにより、コア部間の干渉が抑制され、クロストークが向上する。したがって、この性質を利用して、実施の形態２に係る光伝送システム２０において、さらにマルチコアＨＦ５に曲げを印加する曲げ印加手段を備えるようにしてもよい。図３６は、実施の形態２に係る光伝送システム２０に備えられる曲げ印加手段の一例を模式的に示す図である。この曲げ印加手段としてのボビン７は、たとえば金属や樹脂からなり、その直径がたとえば２０ｍｍである。そして、マルチコアＨＦ５は、このボビン７に１重または多重に巻きつけられている。これによって、マルチコアＨＦ５のコア部間のクロストークは、ボビン７を備えない場合よりも向上する。
　また、マルチコアＨＦに側圧を印加することによっても、曲げを印加する場合と同様にクロストークを向上させることができる。図３７は、実施の形態２に係る光伝送システム２０に備えられる側圧印加手段の一例を模式的に示す図である。この側圧印加手段としての側圧印加部材８は、たとえば金属や樹脂からなる２枚の板状部材８ａ、８ｂを有する。この板状部材８ａ、８ｂは、直径がたとえば２０ｍｍで１重または多重に巻いたマルチコアＨＦ５をその間に挟持し、マルチコアＨＦ５に側圧を印加するように構成されている。これによって、マルチコアＨＦ５のコア部間のクロストークは、側圧印加部材８を備えない場合よりも向上する。
　なお、上記のボビン７または側圧印加部材８は、光伝送路の１区間、すなわち光送信装置または光中継装置と光中継装置または光受信装置との間に１個だけ配置してもよいし、所定の距離だけ離隔して複数個配置してもよい。また、ボビン７および側圧印加部材８を組み合わせて使用してもよい。また、コア部間の干渉を抑制するための曲げ印加手段および／または側圧印加手段として、マルチコアＨＦ５を光ケーブルに収容して敷設する際に用いるスロットを用いてもよい。このようなスロットは、通常は収容する光ファイバに曲げや側圧ができるだけ印加されないように設計されている。しかしながら、マルチコアＨＦ５のコア部間の干渉を抑制するために故意に曲げや側圧を印加するように、直径、その直径、螺旋溝の溝径、あるいは螺旋溝のピッチを設計したスロットであれば、上記曲げ印加手段および／または側圧印加手段として利用できる。ただし、いずれの曲げ印加手段および／または側圧印加手段についても、光伝送路の１区間において、過剰な曲げ損失が発生しない程度、たとえば３ｄＢ以下の曲げ損失が発生する程度の曲げとすることが好ましい。
　また、本発明に係る光伝送システムは、上記実施の形態１、２に係るものに限定されない。たとえば、使用波長帯域に対して、その最短波長が図１１に示すＬ８またはＬ９よりも長波長になるように、適宜ＨＦ２またはマルチコアＨＦ５のΛを設定すれば、使用波長帯域における所望の曲げ損失を実現できる。さらに、使用波長帯域に含まれる最長波長がＬ２３またはＬ２４よりも短波長になるように適宜ＨＦのΛを設定すれば、所望の閉じ込め損失を実現できる。
　具体的に例示すれば、使用波長帯域が０．５５～１．７μｍであり、ＨＦまたはマルチコアＨＦのΛが５μｍであり、ｄ／Λが０．４３であれは、曲げ損失が５ｄＢ／ｍ以下であるとともに閉じ込め損失が０．０１ｄＢ／ｋｍ以下となり、かつシングルモード伝送が可能となる。また、使用波長帯域が１．０～１．７μｍであり、ＨＦまたはマルチコアＨＦのΛが７μｍであり、ｄ／Λが０．４３であれば、各光信号の波長において曲げ損失が１ｄＢ／ｍ以下であるとともに閉じ込め損失が０．００１ｄＢ／ｋｍ以下となり、かつシングルモード伝送が可能となる。
　また、上記実施の形態２では、マルチコアＨＦ５のコア部の数は７であったが、特に限定はされない。また、上記実施形態２では、マルチコアＨＦ５の異なるコア部に異なる波長の光信号を合波したが、同一の波長の光信号を合波してもよい。また、光送信器４１～４７を波長多重（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、ＷＤＭ）光を出力するものとし、マルチコアＨＦ５の各コア部にＷＤＭ光を合波するようにしてもよい。また、光信号の数も、使用波長帯域に含まれる波長を有するものであれば特に限定されず、たとえば１～４００とできる。
　以上のように、本発明によれば、広帯域にわたって光信号を低曲げ損失でシングルモード伝送できる光伝送システムを実現できるという効果を奏する。
　ところで、図３３に示したマルチコアＨＦは、クラッド部の中心軸の回りに３回回転対称となる配置をコア部の基準配置とすると、コア部Ｘだけが、この基準配置からずれた位置に配置している。その結果、このマルチコアＨＦの特定のコア部と、他のマルチコアＨＦの特定のコア部や光学装置とを、融着接続、コネクタ接続、メカニカルスプライス接続等を用いて接続する際に、接続を容易に行うことができるという効果を奏する。以下、本発明の実施の形態３として、このようなコア部の配置がずれたマルチコアＨＦについて具体的に説明する。
（実施の形態３）
　図３８は、本発明の実施の形態３に係るマルチコアＨＦの模式的な断面図である。このマルチコアＨＦ５ａは、図２６に示すマルチコアＨＦ５のコア部５１２に対応するコア部５１２ａが、コア部５１２の位置よりも格子定数Λだけコア部５１１側にずれた位置に配置している点が、マルチコアＨＦ５とは異なり、他のコア部５１１、５１３～５１７、クラッド部５２、空孔５３についてはマルチコアＨＦ５と同様の構成を有する。
　ここで、マルチコアＨＦ５は、コア部５１１～５１７が、クラッド部５２の中心軸の回りに６回回転対称となるように配置されているのに対し、マルチコアＨＦ５ａは、クラッド部５２の中心軸の回りに６回回転対称となる配置を基準配置とした場合、１つのコア部５１２ａが該基準配置からずれた位置に配置されている。
　以下、マルチコアＨＦ５ａの接続性について、マルチコアＨＦ５と対比させて説明する。はじめに、２本のマルチコアＨＦ５同士を接続する場合を考える。図３９は、図２６に示すマルチコアＨＦ５同士の接続について説明する説明図である。図３９に示すように、紙面左側のマルチコアＨＦ５のコア部５１２に光Ｌを通し、紙面右側のマルチコアＨＦ５の接続すべき端面とは反対側の端面に受光装置を接続し、受光装置の受光する光の強度をモニタしながら接続を行なう場合を考える。この場合、紙面左側のマルチコアＨＦ５のコア部５１２と、紙面右側のマルチコアＨＦ５のコア部５１２～５１７のいずれかの位置が一致していれば、光Ｌは左側のマルチコアＨＦ５のコア部５１２から右側のマルチコアＨＦ５のコア部５１２～５１７のいずれかへ結合して反対側の端面まで伝搬し、受光装置の受光する光の強度が強くなる。このとき、紙面左側のマルチコアＨＦ５のコア部５１２以外のコア部５１１、５１３～５１７も紙面右側のマルチコアＨＦ５のコア部５１１～５１７のいずれかと位置が一致することになる。すなわち、コア部５１２～５１７の識別を行うことなく、２本のマルチコアＨＦ５同士を接続する場合は、受光強度だけでコア部の位置合わせの指標となる。
　しかしながら、実際にマルチコア光ファイバを用いたシステムを構成する場合や、マルチコア光ファイバ自体の検査などにおいてはコア部５１２～５１７の識別を行う必要がある場合もある。上記方法においては、右側のマルチコアＨＦ５を６０度回転する毎に、受光強度が強くなり、コア部５１２～５１７の識別ができない。したがって、コア部５１２～５１７の識別を行う必要がある場合は、受光強度だけではコア部の位置合わせの指標とはならない。
　一方、図４０は、図３８に示すマルチコアＨＦ５ａ同士の接続について説明する説明図である。図４０に示すように、紙面左側のマルチコアＨＦ５ａのコア部５１２ａに光Ｌを通し、紙面右側のマルチコアＨＦ５の接続すべき端面とは反対側の端面に受光装置を接続し、受光装置の受光する光の強度をモニタしながら接続を行なう場合を考える。なお、両方のマルチコアＨＦ５ａのコア部５１２ａ同士の位置が一致していないとする。この場合、マルチコアＨＦ５ａのコア部５１２ａは基準位置からずれているため、左側のマルチコアＨＦ５ａのコア部５１２ａから出力した光Ｌは右側のマルチコアＨＦ５ａのコア部５１４へは結合しない。その結果、光Ｌは右側のマルチコアＨＦ５ａをほとんど伝搬しないので、受光装置の受光する光の強度はきわめて弱くなるかゼロとなる。
　そして、図４１に示すように、図４０に示す状態から右側のマルチコアＨＦ５ａを１２０度回転し、両方のマルチコアＨＦ５ａのコア部５１２ａ同士の位置が一致した場合のみ、光Ｌは左側のマルチコアＨＦ５ａのコア部５１２ａから右側のマルチコアＨＦ５ａのコア部５１２ａへ結合して反対側の端面まで伝搬し、受光装置の受光する光の強度が強くなる。このように受光強度が強くなるのは、右側のマルチコアＨＦ５ａを３６０度回転させて一度だけである。したがって、受光強度だけでコア部の位置合わせの指標となる。このように、このマルチコアＨＦ５ａは、特定のコア部と、他のマルチコアＨＦの特定のコア部や光学装置とを接続する際に、接続を容易に行うことができる。
　なお、他の接続方法を用いた場合でも、このマルチコアＨＦ５ａは接続が容易なものである。たとえば、２つのマルチコアＨＦ５ａの端面同士を突き合わせた状態で、２つのマルチコアＨＦ５ａの端面間にミラーやプリズムを挿入する。そして、このミラーやプリズムによって外部からの観察可能となった２つのマルチコアＨＦ５ａの各端面を観察しながら、２つのマルチコアＨＦ５ａの少なくとも一方を中心軸の回りに回転させてコア部同士の位置合わせをする。このとき、コア部５１２ａを基準として回転位置を確定させれば、２つのマルチコアＨＦ５ａの特定のコア部同士の接続が容易となる。
　また、上記の接続方法を組み合わせてもよい。ミラー等によって端面を観察しながら、コア部５１２ａを基準として２つのマルチコアＨＦ５ａ同士の回転位置の粗調整を行い、光強度モニタによって上記回転位置の微調整を行うことによって、迅速且つ容易な粗調整と正確な微調整とを実現できる。
（変形例１）
　つぎに、実施の形態３のマルチコアＨＦ５ａの変形例１～５について説明する。図４２は、変形例１に係るマルチコアＨＦ５ｂの模式的な断面図である。このマルチコアＨＦ５ｂは、図２６に示すマルチコアＨＦ５のコア部５１２に対応するコア部５１２ｂが、コア部５１２の位置よりも格子定数Λだけコア部５１１とは反対側にずれた位置に配置している点が、マルチコアＨＦ５とは異なり、他のコア部５１１、５１３～５１７、クラッド部５２、空孔５３については同様の構成を有する。すなわち、このマルチコアＨＦ５ｂは、クラッド部５２の中心軸の回りに６回回転対称となる配置を基準配置とした場合、１つのコア部５１２ｂが該基準配置からずれた位置に配置しているものである。このマルチコアＨＦ５ｂも、マルチコアＨＦ５ａと同様に、特定のコア部同士の接続が容易なものとなる。
（変形例２）
　図４３は、変形例２に係るマルチコアＨＦ５ｃの模式的な断面図である。このマルチコアＨＦ５ｃは、図４２に示すマルチコアＨＦ５ｂにおいて、コア部５１２ｂの外側にさらに複数の空孔５３ｃを形成した構成を有している。その結果、このマルチコアＨＦ５ｃは、コア部５１２ｂを囲む空孔層の層数が５層となり、マルチコアＨＦ５ｂの場合よりもコア部５１２ｂの閉じ込め損失が低減する。
（変形例３）
　図４４は、変形例３に係るマルチコアＨＦ５ｄの模式的な断面図である。このマルチコアＨＦ５ｄは、図２６に示すマルチコアＨＦ５のコア部５１２、５１５に対応するコア部５１２ｄ、５１５ｄが、それぞれコア部５１２、５１５の位置よりも格子定数Λだけコア部５１１とは反対側、またはコア部５１１側にずれた位置に配置している点が、マルチコアＨＦ５とは異なり、他のコア部５１１、５１３、５１４、５１６、５１７、クラッド部５２、空孔５３については同様の構成を有する。すなわち、このマルチコアＨＦ５ｃは、クラッド部５２の中心軸の回りに６回回転対称となる配置を基準配置とした場合、２つのコア部５１２ｄ、５１５ｄが該基準配置からずれた位置に配置しているものである。このマルチコアＨＦ５ｄも、マルチコアＨＦ５ａと同様に、特定のコア部同士の接続が容易なものとなる。
（変形例４）
　図４５は、変形例４に係るマルチコアＨＦ５ｅの模式的な断面図である。このマルチコアＨＦ５ｅは、図２６に示すマルチコアＨＦ５のコア部５１２、５１７に対応するコア部５１２ｅ、５１７ｅが、それぞれコア部５１２、５１７の位置よりも格子定数Λだけコア部５１１側、またはコア部５１１とは反対側にずれた位置に配置している点が、マルチコアＨＦ５とは異なり、他のコア部５１１、５１３～５１６、クラッド部５２、空孔５３については同様の構成を有する。すなわち、このマルチコアＨＦ５ｅは、クラッド部５２の中心軸の回りに６回回転対称となる配置を基準配置とした場合、２つのコア部５１２ｅ、５１７ｅを該基準配置からずれた位置、かつ、コア部の配置がマルチコアＨＦ５ｅの断面において線対称軸を有さないように配置しているものである。その結果、このマルチコアＨＦ５ｅにおいては、マルチコアＨＦ５ｅの両端部（図４１の両端部Ａ、Ｂを参照）を識別することも可能である。
　すなわち、このマルチコアＨＦ５ｅを切断した場合、一方の断面は図４５に示すものとなるが、これに対向する他方の断面は、図４５の断面とは鏡面対称となる。しかしながら、このマルチコアＨＦ５ｅにおいては、２つのコア部５１２ｅ、５１７ｅを基準配置からずれた位置、かつ、コア部の配置が線対称軸を有さないように配置しているので、鏡面対称となる断面においても、特定のコア部を識別できる。したがって、このマルチコアＨＦ５ｅにおいては、コア部５１２ｅとコア部５１７ｅとの位置をより確実に識別し、他のコア部の位置についてもより確実に識別することができ、接続が一層容易となる。
（実施の形態４）
　つぎに、本発明の実施の形態４に係るマルチコア光ファイバについて説明する。
　図４６は、本実施の形態４に係るマルチコア光ファイバの模式的な断面図である。図４６に示すように、このマルチコア光ファイバ９は、空孔を有さない中実なマルチコア光ファイバであり、互いに離隔して配置されたコア部９１１～９１７と、コア部９１１～９１７の外周に位置するクラッド部９２とを備える。コア部９１１は、クラッド部９２のほぼ中心部に配置されている。一方、コア部９１３～９１７は、クラッド部５２の中心軸を中心とした符号Ｈに示す正六角形の配置を基準配置とした場合、この基準位置上に配置しており、１つのコア部９１２が、該基準配置からずれた位置に配置している。各コア部９１１～９１７間の離隔距離や、コア部９１１～９１７のコア径は特に限定されないが、たとえば離隔距離は６０μｍ程度であり、コア径は５．０～１０．０μｍ程度である。また、各コア部９１１～９１７は、ゲルマニウムを添加した石英系ガラスからなり、クラッド部９２は、純石英ガラスからなる。その結果、クラッド部９２は、各コア部９１１～９１７の屈折率よりも低い屈折率を有し、クラッド部９２に対する各コア部９１１～９１７の比屈折率差は、０．３～１．５％程度である。このマルチコア光ファイバ９は、この屈折率差によって、各コア部９１１～９１７に光を閉じ込めて伝搬させる。
　このマルチコア光ファイバ９においても、１つのコア部９１２が、該基準配置からずれた位置に配置しているので、マルチコアＨＦ５ａと同様に、接続が容易なものとなる。
　このように本発明に係るマルチコア光ファイバは、中実なマルチコア光ファイバとすることもできる。
（実施の形態５）
　図４７は、本発明の実施の形態５係るマルチコアＨＦ５ｆの模式的な断面図である。このマルチコアＨＦ５ｆは、図２６に示すマルチコアＨＦ５のコア部５１２に対応するコア部が存在せず、コア部５１２の位置には空孔５３ｆが形成されている点が、マルチコアＨＦ５とは異なり、他のコア部５１１、５１３～５１７、クラッド部５２、空孔５３については同様の構成を有する。すなわち、このマルチコアＨＦ５ｆは、コア部５１３～５１７が、クラッド部５２の中心軸の回りに６回回転対称となる配置を基準配置とした場合、基準配置のうちの１つの位置を除いて配置されているものである。
　このマルチコアＨＦ５ｆも、マルチコアＨＦ５ａと同様に、接続が容易なものとなる。すなわち、たとえば、図３９～４１に示した方法でこのマルチコアＨＦ５ｆ同士を接続する際に、一方のマルチコアＨＦ５ｆのコア部５１３～５１７に光を通した場合を考える。この場合、両方のマルチコアＨＦ５ｆのコア部５１３～５１７同士の位置が一致した場合のみ、光は一方のマルチコアＨＦ５ｆのコア部５１３～５１７から他方のマルチコアＨＦ５ｆの対応するコア部５１３～５１７へ結合して反対側の端面まで伝搬し、受光装置の受光する光の強度が最大に強くなる。このように受光強度が強くなるのは、他方のマルチコアＨＦ５ｆを３６０度回転させて一度だけである。したがって、このマルチコアＨＦ５ｆにおいても、受光強度だけでコア部の位置合わせの指標となり、接続を容易に行うことができる。
　本発明は、このように複数のコア部が、基準配置のうちの少なくとも１つの位置を除いて配置されているマルチコア光ファイバであってもよい。
　なお、この実施の形態５に係るマルチコアＨＦ５ｆの変形例として、複数のコア部が、基準配置のうちの２つ以上の位置を除いて配置するようにしてもよいし、コア部の配置が線対称軸を有さないように配置するようにしてもよい。
　また、本発明は、実施の形態４に係るマルチコア光ファイバのように中実なマルチコア光ファイバにおいても、複数のコア部が、基準配置のうちの少なくとも１つの位置を除いて配置するようにしてもよいし、コア部の配置が線対称軸を有さないように配置するようにしてもよい。
　また、上記実施の形態３～５またはその変形例は一例であって、コア部、コア部に光を閉じ込めるための空孔について、その数、配置は特に限られない。たとえば、コア部の配置とした場合、２～１２回回転対称となる配置を基準配置としてもよい。また、基準位置からずらすコア部や、コア部を配置しない基準位置についても、適宜選択することができる。
　本発明は、高速、大容量の光伝送システムにおいて好適に利用できる。

Claims (16)

  1. 　使用波長帯域に含まれる波長を有する少なくとも１つの光信号を出力する光送信手段と、
    　前記光送信手段に接続し、コア部と該コア部の外周に位置し該コア部の周囲に三角格子を形成するように配置した複数の空孔を有するクラッド部とを有し、前記光信号をシングルモードで伝送し、前記使用波長帯域に含まれる波長において直径２０ｍｍで曲げた場合の曲げ損失が５ｄＢ／ｍ以下であるホーリーファイバと、
    　を備えたことを特徴とする光伝送システム。
  2. 　使用波長帯域に含まれる波長を有する少なくとも１つの光信号を出力する光送信手段と、
    　前記光送信手段に接続し、互いに離隔して配置した複数のコア部と該各コア部の外周に位置し該各コア部の周囲に三角格子を形成するように配置した複数の空孔を有するクラッド部とを有し、前記各コア部において、前記光信号をシングルモードで伝送するとともに前記使用波長帯域に含まれる波長において直径２０ｍｍで曲げた場合の曲げ損失が５ｄＢ／ｍ以下であるホーリーファイバと、
    　前記光信号を前記複数のコア部のいずれかに合波する光合波手段と、
    　前記ホーリーファイバが伝送した前記光信号を該ホーリーファイバから分波する光分波手段と、
    　前記光分波手段が分波した前記光信号を受信する光受信手段と、
    　を備えたことを特徴とする光伝送システム。
  3. 　前記ホーリーファイバは、前記複数のコア部のうち任意の２つのコア部間に４つ以上の空孔が存在するように該複数のコア部を配置したことを特徴とする請求項２に記載の光伝送システム。
  4. 　前記ホーリーファイバに、前記複数のコア部の間の干渉を抑制するために故意に曲げおよび／または側圧を印加する印加手段をさらに備えたことを特徴とする請求項２または３に記載の光伝送システム。
  5. 　前記ホーリーファイバは、前記空孔の孔径をｄ［μｍ］、前記三角格子の格子定数をΛ［μｍ］とすると、ｄ／Λが０．４３以下であり、前記使用波長帯域に含まれる最も短い波長をλｓ［μｍ］とすると、Λ≦－０．５１８λｓ ２＋６．３６１７λｓ＋１．７４６８が成り立つことを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載の光伝送システム。
  6. 　前記ホーリーファイバは、Λ≦－０．７３９λｓ ２＋６．３１１５λｓ＋１．５６８７が成り立つことを特徴とする請求項５に記載の光伝送システム。
  7. 　前記ホーリーファイバは、前記使用波長帯域に含まれる波長において閉じ込め損失が０．０１ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１～６のいずれか一つに記載の光伝送システム。
  8. 　前記ホーリーファイバは、前記空孔の孔径をｄ［μｍ］、前記三角格子の格子定数をΛ［μｍ］とすると、ｄ／Λが０．４３以下であり、前記空孔が前記コア部を囲むように形成している空孔層数が５層であり、前記使用波長帯域に含まれる最も長い波長をλｌ［μｍ］とすると、Λ≧－０．１４５２λｌ ２＋２．９８２λｌ＋０．１１７４が成り立つことを特徴とする請求項７に記載の光伝送システム。
  9. 　前記ホーリーファイバは、Λ≧－０．０８０１λｌ ２＋３．６１９５λｌ＋０．３２８８が成り立つことを特徴とする請求項８に記載の光伝送システム。
  10. 　前記ホーリーファイバは、前記空孔の孔径をｄ［μｍ］、前記三角格子の格子定数をΛ［μｍ］とすると、ｄ／Λが０．４３以下であり、前記空孔が前記コア部を囲むように形成している空孔層数が４層であり、前記使用波長帯域に含まれる最も長い波長をλｌ［μｍ］とすると、Λ≧－２．０４１６λｌ ２＋１２．８７λｌ＋１．７４３７が成り立つことを特徴とする請求項７に記載の光伝送システム。
  11. 　前記ホーリーファイバは、前記空孔の孔径をｄ［μｍ］、前記三角格子の格子定数をΛ［μｍ］とすると、ｄ／Λが０．４３以下であり、前記空孔が前記コア部を囲むように形成している空孔層数が６層であり、前記使用波長帯域に含まれる最も長い波長をλｌ［μｍ］とすると、Λ≧－０．０９９５λｌ ２＋２．４３８λｌ＋０．３３７が成り立つことを特徴とする請求項７に記載の光伝送システム。
  12. 　前記光送信手段は、前記使用波長帯域が０．５５～１．７μｍから選択され、
    　前記ホーリーファイバは、前記空孔の孔径をｄ［μｍ］、前記三角格子の格子定数をΛ［μｍ］とすると、Λが５μｍであり、ｄ／Λが０．４３であり、前記使用波長帯域に含まれる波長において閉じ込め損失が０．０１ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の光伝送システム。
  13. 　前記光送信手段は、前記使用波長帯域が１．０～１．７μｍから選択され、
    　前記ホーリーファイバは、前記空孔の孔径をｄ［μｍ］、前記三角格子の格子定数をΛ［μｍ］とすると、Λが７μｍであり、ｄ／Λが０．４３であり、前記使用波長帯域に含まれる波長において直径２０ｍｍで曲げた場合の曲げ損失が１ｄＢ／ｍ以下であるとともに閉じ込め損失が０．００１ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の光伝送システム。
  14. 　複数のコア部と、
    　前記複数のコア部のそれぞれの外周に位置するクラッド部とを備え、
    　前記複数のコア部は、前記クラッド部の中心軸の回りに回転対称となる配置を基準配置とした場合、前記複数のコア部のうち、少なくとも１つのコア部が前記基準配置からずれた位置に配置していることを特徴とするマルチコア光ファイバ。
  15. 　複数のコア部と、
    　前記複数のコア部のそれぞれの外周に位置するクラッド部とを備え、
    　前記複数のコア部は、前記クラッド部の中心軸の回りに回転対称となる配置を基準配置とした場合、前記基準配置のうちの少なくとも１つの位置を除いて配置していることを特徴とするマルチコア光ファイバ。
  16. 　前記複数のコア部は、前記マルチコア光ファイバの断面におけるコア部の配置が線対称軸を有さないようにコア部が配置されていることを特徴とする請求項１４または１５に記載のマルチコア光ファイバ。
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