WO2010073821A1 - マルチコア光ファイバ - Google Patents

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WO2010073821A1
WO2010073821A1 PCT/JP2009/068908 JP2009068908W WO2010073821A1 WO 2010073821 A1 WO2010073821 A1 WO 2010073821A1 JP 2009068908 W JP2009068908 W JP 2009068908W WO 2010073821 A1 WO2010073821 A1 WO 2010073821A1
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core
marker
optical fiber
clad
refractive index
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PCT/JP2009/068908
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勝徳 今村
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古河電気工業株式会社
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    • G02B6/02342—Plurality of longitudinal structures extending along optical fibre axis, e.g. holes characterised by cladding features, i.e. light confining region
    • G02B6/02357—Property of longitudinal structures or background material varies radially and/or azimuthally in the cladding, e.g. size, spacing, periodicity, shape, refractive index, graded index, quasiperiodic, quasicrystals

Definitions

  • the present invention relates to a multi-core optical fiber having a plurality of core portions.
  • a multi-core optical fiber having a plurality of core portions is disclosed as a means for dramatically expanding communication capacity.
  • a multi-core holey fiber is disclosed as a kind of multi-core optical fiber (see Patent Document 1).
  • the holey fiber includes a core part and a clad part having a plurality of holes located around the core part and disposed around the core part, and the average refractive index of the clad part is lowered by the holes.
  • this optical fiber light is confined and propagated in the core using the principle of total reflection of light (see Patent Document 2).
  • Holey fibers have unique characteristics such as the endlessly single mode (ESM) characteristics that realize single-mode transmission at all wavelengths and anomalous dispersion on the short wavelength side by controlling the refractive index using holes. Is possible.
  • the multi-core holey fiber is a holey fiber having a plurality of core portions, and it is considered that SDM transmission can be realized in addition to the ESM characteristics and the like.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a multi-core optical fiber that can be easily connected.
  • a multi-core optical fiber according to the present invention includes a plurality of core portions and a clad portion positioned on an outer periphery of each of the core portions, It has the marker for identifying the position of the specific core part of each core part, It is characterized by the above-mentioned.
  • the multi-core optical fiber according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the marker is formed so as to identify a specific direction around the circumference of the clad portion.
  • the cladding part has a plurality of holes arranged around each core part, and the plurality of holes provide light to each core part. It is characterized by confining.
  • the cladding portion has a refractive index lower than a refractive index of each core portion, and a difference in refractive index between the cladding portion and each core portion.
  • the light is confined in each core part.
  • the multi-core optical fiber according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the marker is a hole formed in the clad portion.
  • the multi-core optical fiber according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the marker is made of a material having a refractive index different from that of the clad portion.
  • the multi-core optical fiber according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the marker is a hole formed in the cladding part, and also serves as a hole for confining light in each core part.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a multi-core HF according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a multi-core HF according to the first modification.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a cross section facing the cross section shown in FIG. 2 when the multi-core HF shown in FIG. 2 is cut.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a multi-core HF according to the second modification.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a multi-core HF according to the third modification.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a multi-core HF according to Modification 4.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a multi-core HF according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a multi-core HF according to the first modification.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a cross section facing
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a multi-core HF according to Modification 5.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a multi-core HF according to Modification 6.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a multi-core optical fiber according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a multi-core HF according to Modification 7.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a multi-core optical fiber according to the third embodiment.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of a multi-core optical fiber according to the fourth embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of a multi-core optical fiber according to the fifth embodiment.
  • FIG. 14 is a cross-sectional photograph of the multicore optical fiber according to the first embodiment.
  • FIG. 15 is a cross-sectional photograph of the multi-core optical fiber according to the second embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a multi-core holey fiber (multi-core HF) according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the multi-core HF 1a includes core portions 111 to 117 that are spaced apart from each other, and a cladding portion 12 that is positioned on the outer periphery of the core portions 111 to 117.
  • the core portions 111 to 117 and the clad portion 12 are made of silica glass, for example, pure silica glass not containing a dopant for adjusting the refractive index.
  • the core part 111 is arranged at substantially the center of the clad part 12, and the core parts 112 to 117 are arranged at the apexes of a regular hexagon with the core part 111 as the center.
  • the clad 12 has a plurality of holes 13 periodically arranged around the cores 111 to 117.
  • the holes 13 are arranged so as to form a triangular lattice L, and a regular hexagonal layer is formed so as to surround each of the core portions 112 to 117.
  • each of the core portions 111 to 117 is surrounded by at least five layers of holes 13, and there are four holes 13 between each of the core portions 111 to 117. .
  • the clad portion 12 has a marker M1 that is a hole formed outside the region where the hole 13 is formed and outside the core part 112 and the core part 117.
  • the marker M1 is at a substantially equidistant position from the core portion 112 and the core portion 117.
  • the multi-core HF 1a is configured to confine and propagate light in each of the core portions 111 to 117 through the holes 13.
  • the diameter of the holes 13 is d [ ⁇ m]
  • the lattice constant of the triangular lattice L is ⁇ [ ⁇ m]
  • ESM characteristics are realized at least at wavelengths of 1260 to 1610 nm for each of the core portions 111 to 117 as in the HF disclosed in Patent Document 2. Is done.
  • the effective core area Aeff is increased to about 114.6 ⁇ m 2 and the bending loss when bent at a diameter of 20 mm is decreased to about 1.6 dB / m. It becomes an optical fiber suitable for.
  • the core portion is arranged symmetrically with respect to the central axis, it is difficult to identify a specific core portion from the appearance.
  • the specific core portion can be easily identified based on the position of the marker M1.
  • the marker M1 is a hole, but its diameter is not particularly limited, and can be, for example, about 1.0 to 10.0 ⁇ m. Further, if the marker M1 exists outside the region where the hole 13 is formed like the marker M1, the marker M1 does not affect the confinement of light in the core portions 111 to 117 by the hole 13. The optical characteristics of the multi-core HF 1a do not change.
  • this multi-core HF 1a since the clad portion 12 has the marker M1, it is easy to identify a specific core portion among the core portions 112 to 117, so that connection with other multi-core optical fibers or the like is possible. It becomes easy.
  • the following method is used. That is, for example, a mirror or a prism is inserted between the end surfaces of the two multi-core HFs 1a in a state where the end surfaces of the two multi-core HFs 1a are abutted with each other. Then, while observing the end faces of the two multi-core HFs 1a that can be observed from the outside by this mirror or prism, at least one of the two multi-cores HF 1a is rotated around the central axis, and the position of the marker M1 is used as a reference. For example, the rotational position is determined so that the core portions 112 are connected to each other. Thereafter, the two multi-core HFs 1a are connected.
  • connection method light is passed through a specific core portion of one multi-core HF 1a, for example, the core portion 112, and the light receiving device is connected to the core portion 112 on the end surface opposite to the end surface to be connected to the other multi-core HF 1a. May be connected while monitoring the intensity of light received by the light receiving device.
  • the marker M1 can be used for coarse adjustment of the rotational position between the two multi-core HFs 1a, and fine adjustment of the rotational position can be realized by a light intensity monitor, thereby realizing quick and easy coarse adjustment and accurate fine adjustment. .
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a multi-core HF 1b according to the first modification.
  • the multi-core HF 1b has a configuration in which the marker M1 is replaced with a marker M2 in the multi-core HF 1a shown in FIG.
  • the marker M2 is a hole like the marker M1, but is located closer to the core portion 112 than the core portion 117.
  • a specific direction around the circumference of the cladding portion 12 for example, a direction from the core portion 117 to the core portion 112 can be identified by the marker M 2.
  • this multi-core HF1b when this multi-core HF1b is cut, one cross section is as shown in FIG. 2, but the other cross section opposite thereto is mirror-symmetrical with the cross section of FIG. 2, as shown in FIG.
  • the positions of the core part 112 and the core part 117 are interchanged.
  • the marker M ⁇ b> 2 is arranged such that its position changes between one of the cross sections and an opposing cross section that is a mirror image thereof.
  • the direction from the core part 117 to the core part 112 can be identified by the marker M2, so the positions of the core part 112 and the core part 117 can be more reliably identified, and the other core parts The position can also be identified more reliably, and the connection becomes easier.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a multi-core HF 1c according to Modification 2.
  • the multi-core HF 1c has a configuration in which the marker M1 is replaced with a marker M3 in the multi-core HF 1a shown in FIG.
  • the marker M3 is formed such that three holes form a triangle and indicate the direction from the core portion 117 to the core portion 112. Therefore, in the multi-core HF 1c, like the marker M2 of the multi-core HF 1b, the marker M3 can identify a specific direction around the circumference of the cladding portion 12, and can more reliably identify the position of each core portion. Connection becomes easier.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a multi-core HF 1d according to Modification 3.
  • the multi-core HF 1d has a configuration in which the marker M1 is replaced with a marker M4 in the multi-core HF 1a shown in FIG.
  • the marker M4 also forms a triangle so that the three holes indicate the direction from the core part 117 to the core part 112, but this triangle is the marker M3. Longer than. Therefore, in this multi-core HF1d, the position of each core part can be more reliably identified by the marker M4, and the connection is further facilitated.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a multi-core HF 1e according to Modification 4.
  • the multi-core HF 1e has a configuration in which the marker M1 is replaced with markers M5 and M6 that are holes in the multi-core HF 1a shown in FIG.
  • the marker M5 is at a substantially equidistant position from the core part 112 and the core part 117, but the marker M6 is located outside the core part 112 and the core part 113.
  • the markers M5 and M6 are arranged to face different sides of the regular hexagonal region in which the air holes 13 are formed, thereby further reliably identifying the position of each core part. The connection is even easier.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a multi-core HF 1 f according to the fifth modification.
  • the multi-core HF 1f has a configuration in which the marker M6 is replaced with a marker M7 that is a hole in the multi-core HF 1e shown in FIG.
  • the marker M7 is located outside the core part 113 and the core part 114.
  • the markers M 5 and M 7 are arranged facing different sides of the regular hexagonal region where the holes 13 are formed, thereby further ensuring the position of each core part. Can be identified, making the connection even easier.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a multi-core HF 1g according to Modification 6.
  • the multi-core HF 1g has a configuration in which the marker M3 is replaced with a marker M8 in the multi-core HF 1c shown in FIG.
  • the marker M8 is composed of three quartz glass parts made of quartz glass to which a material having a refractive index different from that of the cladding part 12, for example, germanium for increasing the refractive index or fluorine for decreasing the refractive index is added.
  • a substantially isosceles triangle is formed so as to indicate the direction from the portion 117 to the core portion 112.
  • the marker M8 can identify a specific direction around the circumference of the clad portion 12, and can more reliably identify the position of each core portion, thereby further facilitating connection.
  • the end of the optical fiber is irradiated with light from the side surface to capture the light transmitted through the optical fiber, and the refractive index of the core portion and the cladding portion on the captured image.
  • the position of the core part is specified based on the shadow caused by the difference.
  • the position of the marker M8 is based on the shadow caused by the refractive index difference between the marker M8 and the cladding portion 12 on the image captured by irradiating light from the side surface. And the position of each core part can be identified based on this.
  • multi-core HFs 1a to 1g can be manufactured using a known drill method, sol-gel method, stack-and-draw method, or the like.
  • the stack and draw method the following is performed. For example, in a pure silica glass tube, a solid pure silica glass rod to be the core is placed, and a hollow pure silica glass capillary in which a hole is to be formed around this glass rod. Then, a solid pure silica glass rod is filled in the gap between the glass tube and the glass capillary to produce a glass base material.
  • the glass rod at the position where the marker is to be formed is replaced with a hollow pure quartz glass capillary or a quartz glass rod to which germanium, fluorine or the like is added. Thereafter, by drawing the glass base material, multi-core HFs 1a to 1g can be manufactured.
  • the multi-core optical fiber according to the second embodiment has a refractive index difference between the core portion and the cladding portion, and is of a type that confines light in the core portion by this refractive index difference.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a multi-core optical fiber according to the second embodiment.
  • the multi-core optical fiber 2 includes core portions 211 to 217 that are spaced apart from each other, and a cladding portion 22 that is positioned on the outer periphery of the core portions 211 to 217.
  • the core portion 211 is disposed at substantially the center of the clad portion 22, and the core portions 212 to 217 are disposed at the apexes of a regular hexagon with the core portion 211 as the center.
  • the separation distance between the core portions 212 to 217 and the core diameter of the core portions 211 to 217 are not particularly limited.
  • the separation distance is about 60 ⁇ m, and the core diameter is about 5.0 to 10.0 ⁇ m.
  • Each of the core portions 211 to 217 is made of quartz glass to which germanium is added, and the clad portion 22 is made of pure quartz glass.
  • the cladding part 22 has a refractive index lower than that of each of the core parts 211 to 217, and the relative refractive index difference of each of the core parts 211 to 217 with respect to the cladding part 22 is 0.3 to 1.5. %.
  • the multi-core optical fiber 2 confines and propagates light in each of the core portions 211 to 217 by this refractive index difference.
  • the cladding part 22 has a core part 212 and a marker M 9 formed outside the core part 217.
  • the marker M9 is formed such that three holes form a substantially isosceles triangle and indicate the direction from the core part 217 to the core part 212.
  • the multi-core optical fiber 2 can be manufactured using a known drill method, sol-gel method, stack-and-draw method, or the like, similarly to the multi-core HFs 1a to 1g.
  • the stack and draw method in the above manufacturing method, the pure silica glass capillary is replaced with a solid glass rod, and the glass rod to be the core portion is made of quartz glass with a predetermined amount of germanium added. Should be.
  • the multi-core HFs 1a to 1f include the hole markers M1 to M7 in addition to the holes 13 for confining light in the core portions 111 to 117.
  • a part of the hole 13 may also serve as a marker.
  • the hole 13 serving as a marker is a hole as far as possible from the cores 111 to 117 so as not to affect the confinement of light in the cores 111 to 117, and the radius of the hole is changed. What is necessary is just to be able to distinguish from the other hole 13 by shifting the arrangement position of the hole.
  • the hole marker is replaced with a marker made of a material having a refractive index different from that of the cladding portion. May be.
  • first and second embodiments and the modifications thereof are merely examples, and the number and arrangement of the core part, the holes for confining light in the core part, and the markers are not particularly limited. Further, the material of the multi-core optical fiber is not particularly limited.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a multi-core HF 1 h according to Modification 7.
  • this multi-core HF 1h increases the number of holes 13 between the core part 111 and each of the core parts 112 to 117 in the multi-core HF 1a shown in FIG.
  • the marker M1 is replaced with the marker M10.
  • the separation intervals of the core portions 111 to 117 are larger than those of the multi-core HF 1a and the like, the deterioration of the crosstalk of the optical signal transmitted through the core portions 111 to 117 is suppressed, and the marker M10 is clad. Since a specific direction around the circumference of the portion 12 can be identified, connection is further facilitated.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of multi-core HF 3 according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the multi-core HF 3 includes two core portions 311 and 312 and a clad portion 32 located on the outer periphery of the core portions 311 and 312.
  • the core parts 311 and 312 and the clad part 32 are made of quartz glass such as pure quartz glass.
  • the clad part 32 has a plurality of holes 33 arranged around the core parts 311 and 312.
  • the holes 33 are arranged so as to form a triangular lattice similarly to the holes 13 such as the multi-core HF 1 a, and a regular hexagonal layer is formed so as to surround the core parts 311 and 312.
  • Each core part 311, 312 is surrounded by at least five layers of holes 33.
  • the diameter of the air holes 33 and the lattice constant of the triangular lattice are not particularly limited, but are, for example, values similar to those of the multi-core HF 1a.
  • the cladding part 32 has a marker M11 that is a hole at a position outside the region where the hole 33 is formed and closer to the core part 312 than the core part 311. Also in this multi-core HF3, since the specific direction around the circumference of the cladding part 32 can be identified by the marker M11, the connection is further facilitated.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of multi-core HF 4 according to Embodiment 4 of the present invention.
  • the multi-core HF 4 includes three core portions 411 to 413 and a clad portion 42 located on the outer periphery of the core portions 411 to 413.
  • the core parts 411 to 413 and the clad part 42 are made of quartz glass such as pure quartz glass.
  • the clad portion 42 has a plurality of holes 43 similar to the holes 13 of the multi-core HF 1 a and the like arranged so as to form a triangular lattice around the core portions 411 to 413. Moreover, the clad part 42 has markers M12 and M13 arranged facing different sides of the polygonal region where the air holes 43 are formed. Also in this multi-core HF4, since the specific direction around the circumference of the clad portion 42 can be identified by the markers M12 and M13, the connection is further facilitated.
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of multi-core HF 5 according to Embodiment 5 of the present invention.
  • the multi-core HF 5 includes four core portions 511 to 514 and a clad portion 52 located on the outer periphery of the core portions 511 to 514.
  • the core parts 511 to 514 and the clad part 52 are made of quartz glass such as pure quartz glass.
  • the clad part 52 has a plurality of holes 53 similar to the holes 13 of the multi-core HF 1a and the like arranged so as to form a triangular lattice around the core parts 511 to 514.
  • the clad portion 52 has a marker M14 in which three holes form a triangle outside the region where the holes 53 are formed and outside the core portion 511. Also in this multi-core HF5, since the specific direction around the circumference of the clad portion 52 can be identified by the marker M14, the connection is further facilitated.
  • the present invention can be applied to a multicore optical fiber in which the core portion is arranged similarly to the multicore HF shown in FIGS.
  • Examples 1 and 2 As Examples 1 and 2 of the present invention, multi-core light that confines light in the core portion by the difference in refractive index between the core portion and the clad portion using the stack and draw method as in the multi-core optical fiber according to the second embodiment. A fiber was manufactured.
  • Example 1 was 24 mm and Example 2 was 36 mm.
  • the glass rod at the position where the marker was to be formed was replaced with a hollow pure silica glass capillary. Note that the positions where the markers are to be formed face one of two different sides of the regular hexagon formed by the core, as in the multi-core optical fiber according to the fifth modification shown in FIG. A hole was arranged. Thereafter, the glass preform was drawn to manufacture multi-core optical fibers according to Examples 1 and 2.
  • FIG. 14 is a cross-sectional photograph of the multicore optical fiber according to the first embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a cross-sectional photograph of the multi-core optical fiber according to the second embodiment. 14 and 15, a round area surrounded by a broken line indicates the position of the core portion. A black circle is a marker.
  • the core diameter is about 10 ⁇ m, and the separation distance between the cores is about 40 ⁇ m.
  • Example 1 is 141 micrometers and Example 2 is 215 micrometers.
  • the multi-core optical fibers according to the first and second embodiments can identify a specific direction around the circumference of the cladding part by the marker, and can more reliably identify the position of each core part. And can be connected more easily. Further, as in the multi-core optical fibers according to the first and second embodiments, even when the number of cores is the same, the core diameter, and the spacing between the cores, the multi-core optical fibers having different diameters can be obtained by changing the diameter of the glass tube. Can be easily done.
  • the multi-core optical fiber according to the present invention is suitable for optical communication applications, for example.

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Abstract

　複数のコア部と、前記各コア部の外周に位置するクラッド部とを備え、前記クラッド部は、前記各コア部のうちの特定のコア部の位置を識別するためのマーカを有する。また、好ましくは、前記マーカは、前記クラッド部の周回りの特定の方向を識別できるように形成されている。また、好ましくは、前記マーカは、前記クラッド部に形成した空孔である。また、好ましくは、前記マーカは、前記クラッド部とは異なる屈折率を有する材質からなる。これによって、接続が容易なマルチコア光ファイバを提供する。

Description

マルチコア光ファイバ
　本発明は、複数のコア部を備えたマルチコア光ファイバに関するものである。
　通信容量を飛躍的に拡大するための手段として、複数のコア部を備えたマルチコア光ファイバが開示されている。
　マルチコア光ファイバの一種として、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）。ここで、ホーリーファイバとは、コア部と、コア部の外周に位置し、コア部の周囲に配置した複数の空孔を有するクラッド部とを備え、空孔によってクラッド部の平均屈折率を下げ、光の全反射の原理を利用してコア部に光を閉じ込めて伝搬させる光ファイバである（特許文献２参照）。ホーリーファイバは、空孔を用いて屈折率を制御することによって、全ての波長においてシングルモード伝送を実現するＥｎｄｌｅｓｓｌｙ　Ｓｉｎｇｌｅ　Ｍｏｄｅ（ＥＳＭ）特性や、短波長側での異常分散等の特異な特性を実現可能である。そして、マルチコアホーリーファイバは、複数のコア部を備えたホーリーファイバであり、上記ＥＳＭ特性等に加え、ＳＤＭ伝送をも実現可能であると考えられる。
特表２００８－５３４９９５号公報 国際公開第２００８／０９３８７０号
　上記のマルチコア光ファイバを他のマルチコア光ファイバや光学装置等と融着接続等によって接続する場合、マルチコア光ファイバの特定のコア部と、他のマルチコア光ファイバの特定のコア部や光学装置とを接続する必要がある。
　しかしながら、マルチコア光ファイバ内において、複数のコア部が中心軸に対して対称的に配置されている場合、外観からでは特定のコア部を識別することが困難であるという問題があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、接続が容易な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、本発明に係るマルチコア光ファイバは、複数のコア部と、前記各コア部の外周に位置するクラッド部とを備え、前記クラッド部は、前記各コア部のうちの特定のコア部の位置を識別するためのマーカを有す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、前記マーカは、前記クラッド部の周回りの特定の方向を識別できるように形成され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、前記クラッド部は、前記各コア部の周囲に配置した複数の空孔を有し、該複数の空孔によって前記各コア部に光を閉じ込めるもの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、上記の発明において、前記クラッド部は、前記各コア部の屈折率よりも低い屈折率を有し、前記クラッド部と前記各コア部との屈折率差によって該各コア部に光を閉じ込めるもの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、上記の発明において、前記マーカは、前記クラッド部に形成した空孔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、上記の発明において、前記マーカは、前記クラッド部とは異なる屈折率を有する材質からな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、前記マーカは、前記クラッド部に形成した空孔であり、前記各コア部に光を閉じ込めるための空孔を兼ねていることを特徴とする。
　本発明によれば、特定のコア部の位置を容易に識別できるので、接続が容易な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、実施の形態１に係るマルチコアＨＦの模式的な断面図である。 図２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３は、図２に示すマルチコアＨＦを切断した場合の図２に示す断面と対向する断面の断面図である。 図４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５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６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７は、変形例５に係るマルチコアＨＦの模式的な断面図である。 図８は、変形例６に係るマルチコアＨＦの模式的な断面図である。 図９は、実施の形態２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１０は、変形例７に係るマルチコアＨＦの模式的な断面図である。 図１１は、実施の形態３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１２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１３は、実施の形態５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１４は、実施例１に係るマルチコア光ファイバの断面写真を示す図である。 図１５は、実施例２に係るマルチコア光ファイバの断面写真を示す図である。
　以下に、図面を参照して本発明に係る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に係るマルチコアホーリーファイバ（マルチコアＨＦ）の模式的な断面図である。図１に示すように、このマルチコアＨＦ１ａは、互いに離隔して配置されたコア部１１１～１１７と、コア部１１１～１１７の外周に位置するクラッド部１２とを備える。コア部１１１～１１７とクラッド部１２とは、石英系ガラス、たとえば屈折率調整用のドーパントを含まない純石英ガラスからなる。
　コア部１１１は、クラッド部１２のほぼ中心部に配置されており、コア部１１２～１１７は、コア部１１１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１２は、コア部１１１～１１７の周囲に周期的に配置された複数の空孔１３を有する。また、空孔１３は、三角格子Ｌを形成するように配置されており、各コア部１１２～１１７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ＨＦ１ａにおいては、各コア部１１１～１１７は少なくとも５層の空孔１３に囲まれており、各コア部１１１～１１７の間には空孔１３がそれぞれ４個ずつ存在している。また、クラッド部１２は、空孔１３が形成されている領域の外側であってコア部１１２、コア部１１７の外側に形成された空孔であるマーカＭ１を有する。このマーカＭ１は、コア部１１２とコア部１１７とから略等距離の位置にある。
　このマルチコアＨＦ１ａは、空孔１３により、各コア部１１１～１１７に光を閉じ込めて伝搬させるものである。空孔１３の直径をｄ［μｍ］、三角格子Ｌの格子定数をΛ［μｍ］は、特に限定されず、所望の光学特性に応じて適宜設定される。たとえば、ｄ／Λを０．３５～０．６５、Λを１０μｍとすると、特許文献２に開示されるＨＦと同様に、各コア部１１１～１１７について、少なくとも波長１２６０～１６１０ｎｍにおいてＥＳＭ特性が実現される。また、波長１５５０ｎｍにおいて、有効コア断面積Ａｅｆｆが１１４．６μｍ2程度と大きくなるとともに直径２０ｍｍで曲げた場合の曲げ損失が１．６ｄＢ／ｍ程度と小さくなるので、光学非線形性が小さく、ケーブル化に適した光ファイバとなる。
　従来のマルチコアＨＦは、コア部が中心軸に対して対称に配置されているので、外観からでは特定のコア部を識別することが困難である。しかしながら、上記のように、このマルチコアＨＦ１ａは、クラッド部１２がマーカＭ１を有するので、マーカＭ１の位置を基準として、特定のコア部の識別が容易となる。なお、このマーカＭ１は空孔であるが、その直径は特に限定されず、たとえば１．０～１０．０μｍ程度とできる。また、このマーカＭ１のように、空孔１３が形成されている領域の外側に存在していれば、マーカＭ１は空孔１３によるコア部１１１～１１７への光の閉じ込めに影響を与えないので、マルチコアＨＦ１ａの光学特性が変化することもない。
　以上説明したように、このマルチコアＨＦ１ａは、クラッド部１２がマーカＭ１を有するので、コア部１１２～１１７のうち特定のコア部の識別が容易となるため、他のマルチコア光ファイバ等との接続が容易となる。
　なお、たとえばこのマルチコアＨＦ１ａ同士を、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場合には、たとえば以下の方法を用いる。すなわち、たとえば２つのマルチコアＨＦ１ａの端面同士を突き合わせた状態で、２つのマルチコアＨＦ１ａ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観察可能となった２つのマルチコアＨＦ１ａの各端面を観察しながら、２つのマルチコアＨＦ１ａの少なくとも一方を中心軸の回りに回転させて、マーカＭ１の位置を基準として、たとえばコア部１１２同士が接続するように回転位置を確定させる。その後２つのマルチコアＨＦ１ａの接続を行なう。
　また、上記の接続方法において、一方のマルチコアＨＦ１ａの特定のコア部、たとえばコア部１１２に光を通し、他方のマルチコアＨＦ１ａの接続すべき端面とは反対側の端面において、コア部１１２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ってもよい。この場合、マーカＭ１は２つのマルチコアＨＦ１ａ同士の回転位置の粗調整に用い、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１のマルチコアＨＦ１ａの変形例１～６について説明する。図２は、変形例１に係るマルチコアＨＦ１ｂの模式的な断面図である。図２に示すように、このマルチコアＨＦ１ｂは、図１に示すマルチコアＨＦ１ａにおいて、マーカＭ１をマーカＭ２に置き換えた構成を有している。このマーカＭ２は、マーカＭ１と同様に空孔であるが、コア部１１７よりもコア部１１２に近い側に位置している。その結果、このマルチコアＨＦ１ｂにおいては、このマーカＭ２によって、クラッド部１２の周回りの特定の方向、たとえば、コア部１１７からコア部１１２へ向かう方向を識別することができる。
　すなわち、このマルチコアＨＦ１ｂを切断した場合、一方の断面は図２に示すものとなるが、これに対向する他方の断面は、図３に示すように、図２の断面とは鏡面対称となるので、コア部１１２とコア部１１７との位置が入れ替わっている。しかしながら、図３に示すように、マーカＭ２は、一方の断面とその鏡像である対向する断面とでは、その位置が変化するように配置されている。その結果、このマルチコアＨＦ１ｂにおいては、マーカＭ２によって、コア部１１７からコア部１１２へ向かう方向を識別できるので、コア部１１２とコア部１１７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。
（変形例２）
　図４は、変形例２に係るマルチコアＨＦ１ｃの模式的な断面図である。図４に示すように、このマルチコアＨＦ１ｃは、図１に示すマルチコアＨＦ１ａにおいて、マーカＭ１をマーカＭ３に置き換えた構成を有している。このマーカＭ３は、３つの空孔が三角形を形成し、コア部１１７からコア部１１２への方向を指示するように形成されている。したがって、マルチコアＨＦ１ｃにおいては、マルチコアＨＦ１ｂのマーカＭ２と同様に、このマーカＭ３によって、クラッド部１２の周回りの特定の方向を識別でき、各コア部の位置をより確実に識別することができ、接続が一層容易となる。
（変形例３）
　図５は、変形例３に係るマルチコアＨＦ１ｄの模式的な断面図である。図５に示すように、このマルチコアＨＦ１ｄは、図１に示すマルチコアＨＦ１ａにおいて、マーカＭ１をマーカＭ４に置き換えた構成を有している。このマーカＭ４も、マルチコアＨＦ１ｃのマーカＭ３と同様に、３つの空孔が、コア部１１７からコア部１１２への方向を指示するように三角形を形成しているが、この三角形がマーカＭ３の場合よりも長くなっている。したがって、このマルチコアＨＦ１ｄにおいては、マーカＭ４によって、各コア部の位置をさらに確実に識別することができ、接続がさらに一層容易となる。
（変形例４）
　図６は、変形例４に係るマルチコアＨＦ１ｅの模式的な断面図である。図６に示すように、このマルチコアＨＦ１ｅは、図１に示すマルチコアＨＦ１ａにおいて、マーカＭ１を空孔であるマーカＭ５、Ｍ６に置き換えた構成を有している。マーカＭ５は、マーカＭ１と同様にコア部１１２とコア部１１７とから略等距離の位置にあるが、マーカＭ６は、コア部１１２、コア部１１３の外側に位置している。このように、このマルチコアＨＦ１ｅにおいては、マーカＭ５、Ｍ６を、空孔１３が形成される正六角形の領域の異なる辺に面して配置することによって、各コア部の位置をさらに確実に識別することができ、接続がさらに一層容易となる。
（変形例５）
　図７は、変形例５に係るマルチコアＨＦ１ｆの模式的な断面図である。図７に示すように、このマルチコアＨＦ１ｆは、図６に示すマルチコアＨＦ１ｅにおいて、マーカＭ６を空孔であるマーカＭ７に置き換えた構成を有している。マーカＭ７は、コア部１１３、コア部１１４の外側に位置している。このマルチコアＨＦ１ｆにおいては、マルチコアＨＦ１ｅと同様に、マーカＭ５、Ｍ７を、空孔１３が形成される正六角形の領域の異なる辺に面して配置することによって、各コア部の位置をさらに確実に識別することができ、接続がさらに一層容易となる。
（変形例６）
　図８は、変形例６に係るマルチコアＨＦ１ｇの模式的な断面図である。図８に示すように、このマルチコアＨＦ１ｇは、図４に示すマルチコアＨＦ１ｃにおいて、マーカＭ３をマーカＭ８に置き換えた構成を有している。このマーカＭ８は、クラッド部１２とは異なる屈折率を有する材質、たとえば屈折率を高くするゲルマニウムや屈折率を低くするフッ素等を添加した石英系ガラス製の３つの石英系ガラス部からなり、コア部１１７からコア部１１２への方向を指示するように略二等辺三角形を形成している。その結果、マルチコアＨＦ１ｇにおいては、このマーカＭ８によって、クラッド部１２の周回りの特定の方向を識別でき、各コア部の位置をより確実に識別することができ、接続がさらに一層容易となる。
　なお、通常の光ファイバを融着接続する場合、光ファイバの端部に側面から光を照射して光ファイバを透過した光を撮像し、撮像した画像上においてコア部とクラッド部との屈折率差によって生じる陰影をもとにコア部の位置を特定している。このマルチコアＨＦ１ｇにおいても、通常の光ファイバの場合と同様に、側面から光を照射して撮像した画像上においてマーカＭ８とクラッド部１２との屈折率差によって生じる陰影をもとにマーカＭ８の位置を特定し、これをもとに各コア部の位置を識別することができる。
　つぎに、上記実施の形態１およびその変形例１～６に係るマルチコアＨＦ１ａ～１ｇの製造方法について説明する。これらのマルチコアＨＦ１ａ～１ｇは、公知のドリル法、ゾルゲル法、またはスタックアンドドロー法等を用いて製造できる。スタックアンドドロー法を用いる場合は、以下のようにする。たとえば純石英系製ガラス管内に、コア部となるべき中実の純石英系ガラス製ロッドを配置し、このガラスロッドの周囲に空孔を形成すべき中空の純石英系ガラス製キャピラリを配置し、このガラス管とガラスキャピラリとの隙間に中実の純石英系ガラス製ロッドを充填し、ガラス母材を作製する。この際に、充填するガラスロッドのうち、マーカを形成するべき位置のガラスロッドを、中空の純石英系ガラス製キャピラリ、またはゲルマニウムやフッ素等を添加した石英系ガラス製ロッドに置き換える。その後、このガラス母材を線引きすれば、マルチコアＨＦ１ａ～１ｇを製造できる。
（実施の形態２）
　つぎに、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態２に係るマルチコア光ファイバは、コア部とクラッド部との間に屈折率差があり、この屈折率差によってコア部に光を閉じ込める種類のものである。
　図９は、本実施の形態２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９に示すように、このマルチコア光ファイバ２は、互いに離隔して配置されたコア部２１１～２１７と、コア部２１１～２１７の外周に位置するクラッド部２２とを備える。コア部２１１は、クラッド部２２のほぼ中心部に配置されており、コア部２１２～２１７は、コア部２１１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。各コア部２１２～２１７間の離隔距離や、コア部２１１～２１７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２１１～２１７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２２は、純石英ガラスからなる。その結果、クラッド部２２は、各コア部２１１～２１７の屈折率よりも低い屈折率を有し、クラッド部２２に対する各コア部２１１～２１７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２は、この屈折率差によって、各コア部２１１～２１７に光を閉じ込めて伝搬させる。
　さらに、このマルチコア光ファイバ２においては、クラッド部２２は、コア部２１２、コア部２１７の外側に形成されたマーカＭ９を有する。このマーカＭ９は、マルチコアＨＦ１ｃにおけるマーカＭ３と同様に、３つの空孔が略二等辺三角形を形成し、コア部２１７からコア部２１２への方向を指示するように形成されている。その結果、このマルチコア光ファイバ２においても、このマーカＭ９によって、クラッド部２２の周回りの特定の方向を識別でき、各コア部２１２～２１７の位置をより確実に識別することができ、接続がさらに一層容易となる。
　このマルチコア光ファイバ２は、マルチコアＨＦ１ａ～１ｇと同様に、公知のドリル法、ゾルゲル法、またはスタックアンドドロー法等を用いて製造できる。スタックアンドドロー法を用いる場合は、上記の製造方法において、純石英系ガラス製キャピラリを中実のガラスロッドに置き換えるとともに、コア部となるべきガラスロッドを所定量だけゲルマニウムを添加した石英系ガラス製のものとすればよい。
　なお、上記実施の形態１またはその変形例に係るマルチコアＨＦ１ａ～１ｆは、コア部１１１～１１７に光を閉じ込めるための空孔１３とは別に空孔のマーカＭ１～Ｍ７を備えているが、空孔１３の一部がマーカを兼ねるようにしてもよい。この場合、マーカとなる空孔１３としては、コア部１１１～１１７への光の閉じ込めに影響を与えないようにコア部１１１～１１７からできるだけ離隔した空孔とし、この空孔の半径を変えたり空孔の配置位置をずらしたりして、他の空孔１３と識別できるようにすればよい。
　また、上記実施の形態１またはその変形例に係るマルチコアＨＦ１ａ～１ｆあるいは実施の形態２に係るマルチコア光ファイバ２において、空孔のマーカを、クラッド部とは屈折率が異なる材質からなるマーカに置き換えてもよい。
　また、上記実施の形態１、２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、およびマーカについて、その数、配置は特に限られない。また、マルチコア光ファイバの材質も特に限定されない。以下、さらなる変形例および実施の形態について説明する。
（変形例７）
　図１０は、変形例７に係るマルチコアＨＦ１ｈの模式的な断面図である。図１０に示すように、このマルチコアＨＦ１ｈは、図１に示すマルチコアＨＦ１ａにおいて、コア部１１１と、各コア部１１２～１１７との間の空孔１３の数を、４から９へと増加させ、かつマーカＭ１をマーカＭ１０に置き換えた構成を有している。このマルチコアＨＦ１ｈにおいては、各コア部１１１～１１７の離隔間隔がマルチコアＨＦ１ａ等よりも多いので、各コア部１１１～１１７を伝送する光信号のクロストークの劣化が抑制されるとともに、マーカＭ１０によってクラッド部１２の周回りの特定の方向を識別できるので、接続が一層容易となる。
（実施の形態３）
　図１１は、本発明の実施の形態３に係るマルチコアＨＦ３の模式的な断面図である。図１１に示すように、このマルチコアＨＦ３は、２つのコア部３１１、３１２と、コア部３１１、３１２の外周に位置するクラッド部３２とを備える。コア部３１１、３１２とクラッド部３２とは、純石英ガラス等の石英系ガラスからなる。
　クラッド部３２は、コア部３１１、３１２の周囲に配置された複数の空孔３３を有する。空孔３３は、マルチコアＨＦ１ａ等の空孔１３と同様に、三角格子を形成するように配置されており、各コア部３１１、３１２を囲むように正六角形状の層を形成している。また、各コア部コア部３１１、３１２は少なくとも５層の空孔３３に囲まれている。空孔３３の直径や三角格子の格子定数は特に限定されないが、たとえばマルチコアＨＦ１ａと同様な値である。また、クラッド部３２は、空孔３３が形成されている領域の外側であってコア部３１１よりもコア部３１２に近い側の位置に空孔であるマーカＭ１１を有する。このマルチコアＨＦ３においても、マーカＭ１１によってクラッド部３２の周回りの特定の方向を識別できるので、接続が一層容易となる。
（実施の形態４）
　図１２は、本発明の実施の形態４に係るマルチコアＨＦ４の模式的な断面図である。図１２に示すように、このマルチコアＨＦ４は、３つのコア部４１１～４１３と、コア部４１１～４１３の外周に位置するクラッド部４２とを備える。コア部４１１～４１３とクラッド部４２とは、純石英ガラス等の石英系ガラスからなる。
　クラッド部４２は、コア部４１１～４１３の周囲に三角格子を形成するように配置されたマルチコアＨＦ１ａ等の空孔１３と同様の複数の空孔４３を有する。また、クラッド部４２は、空孔４３が形成されている多角形の領域の異なる辺に面して配置したマーカＭ１２、Ｍ１３を有する。このマルチコアＨＦ４においても、マーカＭ１２、１３によってクラッド部４２の周回りの特定の方向を識別できるので、接続が一層容易となる。
（実施の形態５）
　図１３は、本発明の実施の形態５に係るマルチコアＨＦ５の模式的な断面図である。図１３に示すように、このマルチコアＨＦ５は、４つのコア部５１１～５１４と、コア部５１１～５１４の外周に位置するクラッド部５２とを備える。コア部５１１～５１４とクラッド部５２とは、純石英ガラス等の石英系ガラスからなる。
　クラッド部５２は、コア部５１１～５１４の周囲に三角格子を形成するように配置されたマルチコアＨＦ１ａ等の空孔１３と同様の複数の空孔５３を有する。また、クラッド部５２は、空孔５３が形成されている領域の外側であってコア部５１１の外側に３つの空孔が三角形を形成したマーカＭ１４を有する。このマルチコアＨＦ５においても、マーカＭ１４によってクラッド部５２の周回りの特定の方向を識別できるので、接続が一層容易となる。
　なお、図９に示す構成のマルチコア光ファイバにおいて、図１１～１３に示すマルチコアＨＦと同様にコア部を配置したものについても、本発明を適用し、適宜マーカを配置することができる。
（実施例１、２）
　本発明の実施例１、２として、スタックアンドドロー法を用いて、上記実施の形態２に係るマルチコア光ファイバと同様にコア部とクラッド部との屈折率差によってコア部に光を閉じ込めるマルチコア光ファイバを製造した。
　具体的には、はじめに、純石英系製ガラス管内に、直径が７ｍｍであり、純石英に対する比屈折率差が０．３％となるようにゲルマニウムを添加したコア部と、そのコア部の周囲にコア部の４倍程度のクラッド部を形成した中実の石英系ガラス製ロッドを、正六角状およびこの正六角形の中心位置に配置し、このガラス管とガラスキャピラリとの隙間に中実の純石英系ガラス製ロッドを多数充填し、ガラス母材を作製した。ガラス母材の直径（すなわち純石英系製ガラス管の直径）については、実施例１は２４ｍｍ、実施例２は３６ｍｍとした。
　なお、ガラスロッドを充填する際に、マーカを形成するべき位置のガラスロッドを、中空の純石英系ガラス製キャピラリに置き換えた。なお、マーカを形成するべき位置は、図７に示す変形例５に係るマルチコア光ファイバと同様に、コア部が形成する正六角形の異なる２つの辺に面して、それぞれ１つまたは２つの空孔を配置するようにした。その後、このガラス母材を線引きし、実施例１、２に係るマルチコア光ファイバを製造した。
　図１４は、実施例１に係るマルチコア光ファイバの断面写真を示す図である。また、図１５は、実施例２に係るマルチコア光ファイバの断面写真を示す図である。図１４、１５において、破線で囲まれた丸い領域はコア部の位置を示している。また、黒丸状のものはマーカである。また、実施例１、２とも、コア径は約１０μｍであり、コア間の離隔距離は４０μｍ程度である。また、マルチコア光ファイバの外径については、実施例１が１４１μｍであり、実施例２が２１５μｍである。
　図１４、１５に示すように、実施例１、２に係るマルチコア光ファイバは、マーカによって、クラッド部の周回りの特定の方向を識別でき、各コア部の位置をより確実に識別することができ、接続が一層容易なものである。また、この実施例１、２に係るマルチコア光ファイバのように、同じコアの数、コア径、コア間の離隔間隔であっても、ガラス管の直径を変えることによって、異なる直径のマルチコア光ファイバとすることが容易にできる。
　この発明に係るマルチコア光ファイバは、たとえば光通信の用途に適している。
　１ａ～１ｈ、３～５　マルチコアＨＦ
　１１１～１１７、２１１～２１７、３１１、３１２、４１１～４１３、５１１～５１４　コア部
　１２～５２　クラッド部
　１３、３３～５３　空孔
　２　マルチコア光ファイバ
　Ｌ　三角格子
　Ｍ１～Ｍ１４　マーカ

Claims (7)

  1. 　複数のコア部と、
    　前記各コア部の外周に位置するクラッド部とを備え、
    　前記クラッド部は、前記各コア部のうちの特定のコア部の位置を識別するためのマーカを有することを特徴とするマルチコア光ファイバ。
  2. 　前記マーカは、前記クラッド部の周回りの特定の方向を識別できるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のマルチコア光ファイバ。
  3. 　前記クラッド部は、前記各コア部の周囲に配置した複数の空孔を有し、該複数の空孔によって前記各コア部に光を閉じ込めるものであることを特徴とする請求項１または２に記載のマルチコア光ファイバ。
  4. 　前記クラッド部は、前記各コア部の屈折率よりも低い屈折率を有し、前記クラッド部と前記各コア部との屈折率差によって該各コア部に光を閉じ込めるものであることを特徴とする請求項１または２に記載のマルチコア光ファイバ。
  5. 　前記マーカは、前記クラッド部に形成した空孔であることを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載のマルチコア光ファイバ。
  6. 　前記マーカは、前記クラッド部とは異なる屈折率を有する材質からなることを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載のマルチコア光ファイバ。
  7. 　前記マーカは、前記クラッド部に形成した空孔であり、前記各コア部に光を閉じ込めるための空孔を兼ねていることを特徴とする請求項３に記載のマルチコア光ファイバ。
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