WO2017159385A1 - マルチコアファイバ - Google Patents

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WO2017159385A1
WO2017159385A1 PCT/JP2017/008307 JP2017008307W WO2017159385A1 WO 2017159385 A1 WO2017159385 A1 WO 2017159385A1 JP 2017008307 W JP2017008307 W JP 2017008307W WO 2017159385 A1 WO2017159385 A1 WO 2017159385A1
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WO
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core
light
cores
fiber
mode
Prior art date
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PCT/JP2017/008307
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English (en)
French (fr)
Inventor
雄佑 佐々木
竹永　勝宏
晋聖 齊藤
盛岡　敏夫
Original Assignee
株式会社フジクラ
国立大学法人北海道大学
テクニカル・ユニヴァーシティ・オブ・デンマーク
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Priority to JP2018505807A priority patent/JP6722271B2/ja
Priority to EP17766388.7A priority patent/EP3432041B1/en
Priority to US16/072,786 priority patent/US10690843B2/en
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    • G02B6/02219—Characterised by the wavelength dispersion properties in the silica low loss window around 1550 nm, i.e. S, C, L and U bands from 1460-1675 nm
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    • G02B6/03616—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference
    • G02B6/03638—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 3 layers only
    • G02B6/0365—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 3 layers only arranged - - +

Definitions

  • the present invention relates to a multi-core fiber for long-distance communication, and is suitable for increasing the density of the core.
  • An optical fiber used in a widely used optical fiber communication system has a structure in which an outer peripheral surface of one core is surrounded by a clad, and information is transmitted by propagation of an optical signal in the core.
  • a multi-core fiber in which the outer peripheral surfaces of a plurality of cores are surrounded by one clad. According to the multi-core fiber, a signal can be transmitted by each light propagating through a plurality of cores, so that the amount of information that can be transmitted by one optical fiber can be increased.
  • a multi-core fiber is disclosed in Patent Document 1 below, for example.
  • part of light propagating through mutually adjacent cores may overlap each other, resulting in crosstalk between cores.
  • As a method for suppressing crosstalk between cores for example, increasing the interval between adjacent cores is conceivable. Since the crosstalk between the cores is determined by the integral of the overlap between the lights propagating through the adjacent cores, the crosstalk between the cores is suppressed by increasing the intercore distance to reduce the overlap.
  • crosstalk between cores can also be suppressed by the core being surrounded by a low refractive index layer formed by glass or pores having a lower refractive index than the core and cladding.
  • the core is surrounded by the low refractive index layer, the spread of the light propagating through the core in the radial direction can be reduced, so that the overlap between the lights propagating through the adjacent cores is reduced, and crosstalk between the cores is reduced. Is suppressed.
  • the number of cores provided in one multi-core fiber must be reduced when the fiber diameter is constant, and the amount of information that can be transmitted is reduced.
  • the cut-off wavelength of the inner core surrounded by the plurality of cores with trenches becomes longer as the distance between the cores becomes smaller. It is known. If the cutoff wavelength is excessively long, extra high-order mode light is likely to propagate. When extra high-order mode light propagates, crosstalk due to the higher-order mode light may occur, or multi-path interference (MPI: Multi-Path Interference) may occur.
  • MPI Multi-Path Interference
  • the cutoff wavelength within a predetermined range. From the viewpoint of suppressing the cutoff wavelength from increasing, it is preferable to increase the inter-core distance. However, if the inter-core distance is increased, the amount of information that can be transmitted by one multi-core fiber is reduced as described above.
  • the amount of information that can be transmitted is reduced in order to suppress the cut-off wavelength and to suppress the crosstalk between the cores.
  • the optical fiber currently sold as a product has a cutoff wavelength defined by a 2 m fiber cutoff wavelength or a 22 m cable cutoff wavelength. That is, in the conventional multi-core fiber, the distance between the cores and the like are designed so that the cut-off wavelength at the time of propagation of 2 m or 22 m becomes a predetermined value, similarly to the optical fiber sold as a product.
  • an optical fiber having a length of about 1 km is used at the shortest.
  • the optical fiber is laid with a length of 1 km to several thousand km, but it is difficult to realize this with one optical fiber. Therefore, a plurality of optical fibers are connected at intervals of about 1 km at the shortest.
  • the present inventors have found that in order to obtain a multi-core fiber suitable for long-distance communication, it is sufficient that the cutoff wavelength at the time when light propagates 1 km becomes a predetermined value. Accordingly, an object of the present invention is to provide a multicore fiber suitable for long-distance communication.
  • the multi-core fiber of the present invention has a mode whose order is higher than the mode of light used for transmitting the information in the wavelength band of light used for transmitting information when bending of 280 mm in diameter is applied. At least one core having a light propagation loss of 1 dB / m or less and 0.02 dB / m or more is provided.
  • the propagation loss of mode light whose order is higher than that of the light mode used for information transmission, that is, extra high-order mode light is 0.02 dB / m or more.
  • extra high-order mode light is sufficiently attenuated when propagating through the core for 1 km.
  • a plurality of optical fibers are usually connected at intervals of about 1 km at the shortest.
  • High-order mode light that causes deterioration in the quality of the transmitted signal and crosstalk occurs due to misalignment between optical fibers or at the connection point between optical fibers and various devices such as input / output devices and amplifiers. It has been known.
  • the multi-core fiber is suitable for a multi-core fiber having a length of 1 km or more, and is suitable for long-distance communication.
  • the inter-core distance and the like are designed based on the 2 m fiber cutoff wavelength and the 22 m cable cutoff wavelength.
  • the propagation loss of extra high-order mode light is 1 dB / m or less, there is a case where the extra high-order mode light is not sufficiently attenuated when it propagates by 2 m or 22 m. is there.
  • the cutoff wavelength (1 km cutoff wavelength) after the light has propagated 1 km is used for information transmission. It becomes below the wavelength band of the light.
  • the cut-off wavelength is longer than that of the conventional multi-core fiber. Therefore, in the above multicore fiber, it is possible to suppress crosstalk between cores by increasing the relative refractive index difference with respect to the cladding of the core, and between cores than conventional multicore fibers while suppressing crosstalk between cores.
  • the distance can be reduced. That is, in the multicore fiber, crosstalk between cores can be suppressed without reducing the number of cores provided in one multicore fiber when the fiber diameter is constant.
  • the amount of crosstalk is constant, the distance between the cores can be reduced without reducing the number of cores provided in one multicore fiber, the outer cladding thickness can be reduced, and the fiber diameter can also be reduced.
  • the multi-core fiber preferably includes an inner clad surrounding the outer peripheral surface of the core and a low refractive index layer having a lower refractive index than the inner clad and surrounding the inner clad.
  • the radial spread of the light propagating through the core is reduced, so that the overlap between the lights propagating through the adjacent cores is reduced, and crosstalk between the cores is suppressed.
  • the cutoff wavelength of the core surrounded by the plurality of cores becomes longer as the distance between the cores becomes smaller.
  • the cut-off wavelength is longer than that of the conventional multi-core fiber as described above. Therefore, the inter-core distance can be made smaller than that of the conventional multi-core fiber.
  • the multi-core fiber can use LP 01 mode light as light used for transmitting the information.
  • the light used for transmitting the information may be LP 01 mode light and LP 11 mode.
  • the communication mode is fu-mode communication, and the light in the higher order mode than the LP 11 mode is sufficiently attenuated when propagating through the core for 1 km.
  • the multi-core fiber a total of 32 cores composed of two types of cores having different propagation constants are arranged on a square lattice so that the two types of cores alternate, and the bending radius is 100 mm or more and
  • the crosstalk can be set to ⁇ 29 dB / 100 km or less, and the fiber diameter can be set to 250 ⁇ m or less.
  • the multi-core fiber has a circle whose radius is a line connecting the center of a certain core and the center of another core disposed at a position closest to the certain core, and a bending having a diameter of 280 mm is applied.
  • a core arranged at the center of the reference circle that overlaps with three or more cores light in a mode whose order is higher than the mode of the light used for transmitting the information in the wavelength band of the light used for transmitting the information Is preferably 1 dB / m or less and 0.02 dB / m or more.
  • the multi-core fiber has an order from a mode of light used for transmitting the information in a wavelength band of light used for transmitting the information in the core arranged at the center of the reference circle overlapping the six cores.
  • the propagation loss of light in the first-order higher mode is 1 dB / m or less and 0.02 dB / m or more.
  • all cores when bending of a diameter of 280 mm is applied to the multi-core fiber, all cores have a mode whose order is higher than the mode of light used for transmitting the information in the wavelength band of light used for transmitting the information.
  • the light propagation loss is preferably 1 dB / m or less and 0.02 dB / m or more.
  • a suitable optical fiber can be obtained by long-distance communication.
  • a multicore fiber suitable for long-distance communication can be provided.
  • FIG. 1 shows the calculation result of the relationship between the inter-core crosstalk XT [dB / 100 km] and the bending radius [mm] when the correlation length is 50 mm and the wavelength of light propagating through the core is 1565 nm.
  • FIG. It is a figure which shows the calculation result of 1 km cut-off wavelength [micrometer] when the thickness of the low-refractive-index layer surrounding each core is changed in the conditions 2 shown in Table 1.
  • the condition 2 shown in Table 1 when the thickness of the low refractive index layer surrounding each core is changed, the bending loss [dB / km] and the distance OCT of the LP 01 mode light when the bending diameter is 280 mm.
  • LP 21 light bending losses of modes [dB / km] and a diagram showing the relationship between the distance between the centers of adjacent core ⁇ each other. It is a diagram showing the relationship between the center-to-center distance ⁇ of the adjacent cores in the size and mutual inter-core crosstalk between light of LP 11 mode at the wavelength 1550 nm.
  • FIG. 1 is a view showing a state of a cross section perpendicular to the longitudinal direction of a multi-core fiber in an embodiment of the present invention.
  • the multi-core fiber 1 of the present embodiment includes 16 first core elements 10 and 16 second core elements 20, and the outer peripheries of the first core elements 10 and the second core elements 20.
  • An outer cladding 30 is provided to surround the surface without any gap.
  • the same constituent elements are denoted by reference numerals only, and the reference numerals that should be applied to other similar constituent elements are omitted. ing.
  • the multi-core fiber 1 is covered with a resin or the like.
  • the first core element 10 includes a first core 11, an inner cladding 12 that surrounds the outer circumferential surface of the first core 11 without a gap, and an outer circumferential surface of the inner cladding 12 that surrounds the outer cladding 30 without a gap. And a low refractive index layer 13.
  • the second core element 20 surrounds the second core 21, the inner cladding 22 that surrounds the outer peripheral surface of the second core 21 without a gap, and the outer peripheral surface of the inner cladding 22 without a gap, and the outer peripheral surface of the outer cladding 30 has a clearance.
  • a low-refractive index layer 23 that is surrounded.
  • the diameter of the first core element 10 is made smaller than the diameter of the second core element 20.
  • the term “core” may mean both the first core 11 and the second core 21, and the term “core element” refers to both the first core element 10 and the second core element 20. May mean.
  • the first core 11 and the second core 21 are arranged on a square lattice so as to be alternated. Further, the first core 11 and the second core 21 have different propagation constants. Thus, by arrange
  • FIG. 2 is a diagram showing the refractive indexes and sizes of the first core element 10 and the second core element 20 of the multicore fiber 1 shown in FIG. 2A, the first core element 10 and the second core element 20 are shown side by side.
  • FIG. 2B the space between the first core element 10 and the second core element 20 is filled with the outer cladding 30.
  • the refractive index is indicated by a solid line.
  • the first core 11 and the second core 21 are formed so as to have different refractive indexes and sizes.
  • the refractive index of the first core 11 is higher than the refractive index of the inner cladding 12, and the refractive index of the low refractive index layer 13 is lower than the refractive index of the inner cladding 12 and the refractive index of the outer cladding 30.
  • the refractive index of the second core 21 is higher than the refractive index of the inner cladding 22, and the refractive index of the low refractive index layer 23 is lower than the refractive index of the inner cladding 22 and the outer cladding 30.
  • the refractive index of the inner cladding 12 is the same as the refractive index of the outer cladding 30.
  • the refractive index of the inner cladding 22 is the same as the refractive index of the outer cladding 30.
  • the relative refractive index difference of the first core 11 with respect to the outer cladding 30 is ⁇ 11
  • the relative refractive index difference of the low refractive index layer 13 with respect to the outer cladding 30 is ⁇ 12
  • the second core is ⁇ 21
  • the relative refractive index difference of 21 with respect to the outer cladding 30 is ⁇ 21
  • the relative refractive index difference of the low refractive index layer 23 with respect to the outer cladding 30 is ⁇ 22 .
  • the radius of the first core 11 is r 11
  • the radius of the inner periphery of the low refractive index layer 13 is r 12
  • the radius of the outer periphery of the low refractive index layer 13 is r 13
  • the thickness of the low refractive index layer 13 is W 1.
  • the radius of the second core 21 is r 21
  • the radius r 22 of the inner periphery of the low refractive index layer 23 is r 23
  • the radius of the outer periphery of the low refractive index layer 23 is r 23
  • the propagation loss of light of a mode whose order is higher than the mode of light used for information transmission in the wavelength band of light used for information transmission is 1 dB / m or less.
  • the 1st core 11 and the 2nd core 21 which become 0.02 dB / m or more are provided.
  • the wavelength band of light used for information transmission can be, for example, the C band.
  • the light used for information transmission can be, for example, LP 01 mode light.
  • r 11 4.80 ⁇ m
  • r 21 4.60 ⁇ m
  • ⁇ 11 0.35%
  • ⁇ 12 -0.7%
  • ⁇ 21 0.30%
  • ⁇ 22 -0.
  • the distance OCT from the center of the core disposed on the outermost side from the center of the fiber to the coating of the multi-core fiber 1 may be 37.3 ⁇ m
  • the fiber diameter may be 234.37 ⁇ m.
  • the propagation loss of mode light whose order is higher than that of the light mode used for information transmission, that is, extra high-order mode light is 0.02 dB / m or more.
  • extra high-order mode light is sufficiently attenuated when propagating through the core for 1 km.
  • light used for information transmission is LP 01 mode light
  • the LP 11 mode light is sufficiently attenuated when it propagates 1 km.
  • a plurality of optical fibers are usually connected at intervals of about 1 km at the shortest.
  • Higher-order mode light which causes deterioration in the quality of transmitted signals and causes crosstalk, may occur due to misalignment between optical fibers or at the connection points between optical fibers and various devices such as input / output devices and amplifiers.
  • the extra high-order mode light is sufficiently attenuated when propagating for 1 km, so that extra high-order mode light is obtained at the connection point between the multi-core fibers 1 and between the multi-core fiber 1 and various devices. Even if this occurs, the extra high-order mode light is sufficiently attenuated until the next connection point. Therefore, in the entire transmission path configured by connecting a plurality of multi-core fibers 1, the accumulation of light of higher-order modes is suppressed. Therefore, the multicore fiber 1 is suitable for long-distance communication.
  • the inter-core distance and the like are designed based on the 2 m fiber cutoff wavelength and the 22 m cable cutoff wavelength.
  • the propagation loss of the extra high-order mode light is 1 dB / m or less, and therefore, the extra high-order mode light is not sufficiently attenuated when it propagates 2 m or 22 m. is there.
  • the 1 km cutoff wavelength is equal to or less than the wavelength band of light used for information transmission.
  • the multi-core fiber 1 is allowed to some extent that the cutoff wavelength is longer than that of the conventional multi-core fiber. Therefore, in the multi-core fiber 1, it is possible to suppress the crosstalk between the cores by increasing the relative refractive index difference of the core with respect to the outer cladding 30, and the inter-core distance can be made smaller than that of the conventional multi-core fiber. it can. As a result, in the multi-core fiber 1, the number of cores provided in one multi-core fiber 1 can be increased when the fiber diameter is constant, so that the amount of information that can be transmitted can be increased. Therefore, the multi-core fiber 1 is suitable for long-distance large-capacity communication.
  • the outer cladding 30 is made smaller and the fiber diameter (the outer diameter of the outer cladding 30) is made smaller.
  • the fiber diameter of the multi-core fiber 1 is not particularly limited, but can be 250 ⁇ m or less, and is preferably about 230 ⁇ m from the viewpoint of ensuring reliability over a long period of time.
  • the first core 11 and the second core 21 are surrounded by the first core 11 surrounded by the low refractive index layer 13 and the second core 21 surrounded by the low refractive index layer 23. Since the spread in the radial direction of the light propagating through the core is reduced, the overlap between the lights propagating through the adjacent cores is reduced, and crosstalk between the cores is suppressed.
  • the cutoff wavelength of the core surrounded by the plurality of cores becomes longer as the distance between the cores becomes smaller.
  • the multi-core fiber 1 is allowed to have a longer cutoff wavelength than the conventional multi-core fiber as described above, the inter-core distance can be made smaller than that of the conventional multi-core fiber.
  • the first core 11 and the second core 21 having different refractive indexes and sizes and different propagation constants are described, but the refractive indexes in the first core 11 and the second core 21 are described. Or at least one of the magnitude
  • the multi-core fiber 1 of the above embodiment has a propagation loss of light of a mode whose order is higher than the mode of light used for transmission of information in the wavelength band of light used for transmission of information when bending with a diameter of 280 mm is applied.
  • the propagation loss of light in a mode whose order is higher than the mode of light used for information transmission in the wavelength band of light used for information transmission is 1 dB / m or less and 0.02 dB. It suffices to have at least one core that is at least / m.
  • the propagation loss of light of a mode whose order is higher than the mode of light used for information transmission in the wavelength band of light used for information transmission is 1 dB / m or less. It is preferably 0.02 dB / m or more. This will be described in more detail below with reference to FIG.
  • FIG. 3 is a diagram in which the core elements provided in the multi-core fiber 1 shown in FIG. 1 are numbered. For example, if each core element is numbered as shown in FIG. Two core elements overlap on a reference circle centered on the core elements of 1, 4, 6, 9, 11, 14, 16, and 19, and Three core elements overlap on a reference circle centered on core elements 2, 3, 7, 8, 12, 13, 17, 18 and four on a reference circle centered on other core elements. The core elements overlap.
  • the core element has a low refractive index layer surrounding the core, the core element arranged on the inner side as described above is surrounded by more core elements than the core elements arranged on the outer side. In such a core surrounded by many core elements, it is known that the cut-off wavelength tends to be long.
  • the propagation loss of the light of the extra high-order mode in the core surrounded by three or more cores is 0.02 dB / m or more, so that the extra multi-mode fiber 1 as a whole has an extra high-order mode.
  • the light propagates 1 km, it is easily attenuated, and an optical fiber suitable for long-distance communication can be obtained.
  • the propagation loss of the light of the mode whose order is first order higher than the mode of the light used for information transmission in the wavelength band of the light used for information transmission is 0.02 dB / m or more,
  • the extra high-order mode light propagates 1 km in the entire multi-core fiber 1, it becomes more easily attenuated, and an optical fiber suitable for long-distance communication can be obtained.
  • the low refractive index layer 13 and the low refractive index layer 23 are provided.
  • either one or both of the low refractive index layer 13 and the low refractive index layer 23 are provided. It does not have to be.
  • a total of 12 cores 15 are arranged on each vertex and each side of the hexagon.
  • the number of adjacent cores and the distance to the adjacent cores can be the same for all the cores.
  • the propagation loss of all the cores can be made the same if the parameters of all the cores are the same.
  • the light mode used for information transmission in the wavelength band of light used for information transmission when bending of a diameter of 280 mm is applied to all cores.
  • the propagation loss of light in the first order higher mode it is easy to set the propagation loss of light in the first order higher mode to 1 dB / m or less and 0.02 dB / m or more.
  • the multi-core fiber in which the propagation loss of all the cores is 1 dB / m or less and 0.02 dB / m or more as compared with the multi-core fiber in which the propagation loss of all the cores is larger than 1 dB / m as in the past. Since the confinement loss increases in any core, it is considered that the crosstalk can be improved and the distance between the cores can be reduced.
  • the number and arrangement of the cores are not limited to the form shown in FIG.
  • the total number of cores is not particularly limited.
  • the core may be arranged on each vertex of the regular polygon, or a plurality of cores may be arranged at equal intervals on each vertex and each side of the regular polygon. A plurality of cores may be arranged in a ring at regular intervals.
  • a total of 19 cores 15 are arranged on a triangular lattice.
  • a plurality of cores 15 are arranged in a ring shape, and the core 15 is also arranged at the center of the ring.
  • a core 15 is disposed at each vertex of the hexagon, and at the other vertex of the other hexagon that shares the center with the hexagon and is shifted by 30 degrees inside the hexagon. The core 15 is also arranged.
  • the entire core 15 has the same configuration as that of the first core element 10, or a part of the core 15 has the same configuration as that of the first core element 10 and the other part of the core 15 has the same configuration as the second core.
  • a configuration similar to that of the element 20 may be adopted.
  • the LP 01 mode light is exemplified as the light used for information transmission.
  • the LP 11 mode light or higher order mode light may also be used for information transmission.
  • the LP 01 mode light and the LP 11 mode light may be used for information transmission, and the higher order mode light than the LP 11 mode may be sufficiently attenuated after 1 km propagation.
  • the so-called step index type in which the refractive index of the core is substantially constant in the radial direction has been described as an example.
  • the refractive index of the core gradually increases from the outer side in the radial direction toward the center. It may be increased stepwise from the outer side in the radial direction toward the center, and the central part may be lower than the outer peripheral part.
  • Example 1 A simulation was performed on the multi-core fiber corresponding to the multi-core fiber 1 shown in FIG.
  • the effective area A eff when the wavelength of light propagating through the core is 1550 nm is equal to that of a conventional single mode fiber and is 80 ⁇ m 2 .
  • the 1 km cut-off wavelength [ ⁇ m] is shown in FIG. 8, and the bending radius R is 140 mm (bending diameter is 280 mm).
  • 9 shows the relationship between the bending loss [dB / km] of the LP 01 mode light and the distance OCT [ ⁇ m] in FIG. 9, and the crosstalk between the cores when the correlation length is 50 mm and the wavelength of light propagating through the core is 1565 nm.
  • FIG. 10 shows the relationship between XT [dB / 100 km] and the bending radius [mm].
  • FIG. 11 shows the 1 km cutoff wavelength [ ⁇ m] in FIG. 11 and the bending radius R is 140 mm (bending diameter is 280 mm).
  • FIG. 12 shows the relationship between the bending loss [dB / km] of the LP 01 mode light and the distance OCT [ ⁇ m], and the inter-core distance when the correlation length is 50 mm and the wavelength of light propagating through the core is 1565 nm.
  • FIG. 13 shows the relationship between the crosstalk XT [dB / 100 km] and the bending radius [mm].
  • the ratio W 1 / r 11 between the thickness W 1 of the low refractive index layer 13 and the radius r 11 of the first core 11 is set to 0.4 or more. Even so, it can be seen that the required distance OCT does not change.
  • the required distance OCT can be seen from FIG. That is, in FIG. 9, the propagation loss of the light drawn in the LP 01 mode and the line drawn for each condition (W 1 / r 11 or W 2 / r 21 ) of the thickness of the low refractive index layer is 0.001 dB / km.
  • the required distance OCT is determined at the position where the line (broken line in FIG. 9) intersects.
  • FIG. 10 shows the crosstalk at the bending radius when the inter-core crosstalk XT is maximized and the bending radius (100 mm or more) when the normal use state of the multi-core fiber 1 is assumed.
  • LP 01 mode preferably W 1 / r 11 and in view of the light bending loss can be reduced 0.001 dB / miles next distance OCT of The value of W 2 / r 21, the value of the distance OCT at that time, the fiber diameter, the bending radius when the inter-core crosstalk XT is maximized, and the bending radius when assuming the normal use state of the multicore fiber 1 (100 mm You can see the crosstalk in the above.
  • Table 2 shows the calculation results obtained based on the conditions shown in Table 1 in view of the above.
  • pk is a bending radius when the inter-core crosstalk XT becomes the largest.
  • the inter-core crosstalk XT is larger in the case of the condition 3. This is because the relative refractive index difference ⁇ 11 with respect to the outer cladding 30 of the first core 11 is larger under the condition 3, and the thickness W of the low refractive index layer 13 required for setting the cutoff wavelength to a predetermined value or less. This is because 1 is small.
  • the distance OCT is thicker in the condition 1 than in the case of the condition 2. This is because the relative refractive index difference ⁇ 21 with respect to the outer cladding 30 of the second core 21 is smaller in the condition 1 and it is difficult to confine light in the second core 21.
  • a difference in propagation constant between the first core 11 and the second core 21 is obtained by decreasing the relative refractive index difference ⁇ 11 of the first core 11 and increasing the relative refractive index difference ⁇ 21 of the second core 21. As it decreases, R pk increases.
  • the bending loss of the LP 01 mode light is 0.001 dB / km and the distance OCT can be reduced in the same manner as in Example 1 except that the 22 m cutoff wavelength is 1500 nm or less.
  • the preferred values of W 1 / r 11 and W 2 / r 21 , the value of the distance OCT and the fiber diameter, the value when the inter-core crosstalk XT becomes the largest, and the bending radius at that time are known. The calculation results are shown in Table 3 below.
  • the results shown in Table 3 show that, when bending with a diameter of 280 mm is applied, each parameter is studied so that the propagation loss of LP 11 mode light at a wavelength of 1500 nm is greater than 1 dB / m in all cores. .
  • the parameters shown in Table 3 are examined so that the LP 11 mode light is sufficiently attenuated when 22 m propagates.
  • Example 1 Table 2
  • Comparative Example 1 Table 3
  • Fiber A was produced as a multicore fiber according to Example 2, and Fiber B was produced as a multicore fiber according to Comparative Example 2.
  • the fiber A is the same as the multi-core fiber of the first embodiment.
  • Fiber B is similar to Fiber A except that when a 280 mm diameter bend is applied, the propagation loss of LP 11 mode light at a wavelength of 1530 nm is greater than 1 dB / m in all cores.
  • the parameters of fiber A and fiber B are shown in Tables 4 and 5 below.
  • Table 6 shows optical measurement results of the fiber A and the fiber B.
  • the core numbers correspond to the core element numbers shown in FIG.
  • the 22 m cutoff wavelength exceeded 1600 nm in some cores arranged inside, but the 1 km cutoff wavelength was below 1530 nm in all cores.
  • the 22 m cutoff wavelength was less than 1530 nm in all the cores.
  • the worst crosstalk is a crosstalk that assumes a time when a signal is transmitted to all the cores.
  • the crosstalk between two cores closest to each other and the diagonal lines of the square lattice are arranged. This is the sum of crosstalk between two adjacent cores. Therefore, the number of crosstalk combinations when considering the worst crosstalk differs depending on the position of the excited core.
  • crosstalk is smaller in fiber A in all cores. This is considered to be due to the design of the distance between the cores, the refractive index of the core, and the like for the fiber A with reference to the 1 km cutoff wavelength.
  • the R pk of the fiber A was 100 mm or less, specifically about 60 mm. Considering that the bending radius of an optical fiber in a cable used for long-distance communication is several hundred mm, it is considered that excessive increase in crosstalk due to bending is unlikely to occur when fiber A is used for long-distance communication. . Further, the fiber A had a crosstalk smaller than ⁇ 29 dB / 100 km, which is a crosstalk condition required for transmitting a quadrature phase modulation (QPSK) signal by 1000 km.
  • QPSK quadrature phase modulation
  • the LP 11 mode light having a wavelength of 1530 nm generated by the mode converter is converted into the fiber A No. Input to 23 cores.
  • LP 11 mode light was observed at a position 22 m from the input end because the cutoff wavelength was 1600 nm or more.
  • the cutoff wavelength is 1530 nm or less at a position 1 km from the input end, the LP 11 mode light is sufficiently lost, and the LP 01 mode light generated by crosstalk in the mode converter is observed. It was. As described above, it was confirmed that in the fiber A, after the light propagates through the core for 1 km, the light of the extra high-order mode is sufficiently attenuated to become the single mode.
  • FIG. 17 is a view showing a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the multi-core fiber in Example 3 in the same manner as FIG.
  • the multi-core fiber 6 in which the first core element 10 is arranged at the center of the outer cladding 30 and each vertex of the regular hexagon centering on the center was manufactured.
  • this multi-core fiber 6 six cores are arranged on a reference circle centered on the core arranged at the center of the outer cladding 30.
  • the cut-off wavelength is likely to be longer than the other cores.
  • the core disposed at the center of the outer cladding 30 is likely to have a longer cutoff wavelength.
  • the multi-core fiber 6 is designed so that information can be transmitted by light of LP 01 mode and light of LP 11 mode.
  • Each parameter of the multi-core fiber 6 is as shown in Table 8 below. ⁇ 11 , r 11 , r 12 , and W 11 in Table 8 are as defined using FIG.
  • a eff (LP 01 ) is an effective area when the wavelength of the LP 01 mode light propagating through the core is 1550 nm
  • a eff (LP 11 ) is the wavelength of the LP 11 mode light propagating through the core at 1550 nm. Is the effective area.
  • FIG. 18 shows the relationship between the bending loss [dB / km] of LP 21 mode light and the center-to-center distance ⁇ of adjacent cores when the bending radius R is 140 mm (bending diameter is 280 mm).
  • the LP 01 mode light and the LP 11 mode light are used for information transmission as described above, propagation of the LP 21 mode light, which is higher order mode light than the LP 11 mode, is suppressed. Is required. From FIG. 18, it is necessary to set the inter-core distance ⁇ to 42.5 ⁇ m or more in order to make the 22 m cable cut-off wavelength 1530 nm or less, that is, to make the propagation loss of the LP 21 mode light 1 dB / m or more.
  • the inter-core distance ⁇ is reduced to about 38.8 ⁇ m. You can also see that it is good.
  • FIG. 19 shows the relationship between the magnitude of the inter-core crosstalk between LP 11 mode lights at a wavelength of 1550 nm and the center-to-center distance ⁇ of adjacent cores. As can be seen from FIG. 19, even when the inter-core distance ⁇ is reduced to 38.8 ⁇ m, the crosstalk after propagation of 100 km is ⁇ 30 dB or less, and the QPSK signal can be transmitted.
  • the optical characteristics other than the cutoff wavelength are the same as shown in Table 10. Further, as shown in Table 9, the multi-core fiber according to Example 3 was able to reduce the fiber diameter compared to the multi-core fiber according to Comparative Example 3. The effect of reducing the fiber diameter in this way becomes more prominent as the number of cores provided in the multi-core fiber increases.
  • the multi-core fiber according to the present invention described above is suitable for long-distance communication and can be used in the optical communication industry.

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Abstract

複数のコアを備えるマルチコアファイバであって、直径２８０ｍｍの曲げが加えられるときに、情報の伝送に用いられる光の波長帯における当該情報の伝送に用いられる光のモードより次数が一次高いモードの光の伝搬損失が１ｄＢ／ｍ以下０．０２ｄＢ／ｍ以上とされ、余計な高次モードの光が１ｋｍ伝搬したときに十分減衰されることにより、ファイバ同士の接続点で余計な高次モードの光が生じたとしても、次の接続点までにはその余計な高次モードの光が十分減衰される。

Description

マルチコアファイバ
　本発明は長距離通信用マルチコアファイバに関し、コアの高密度化に好適なものである。
　一般に普及している光ファイバ通信システムに用いられる光ファイバは、１本のコアの外周面がクラッドにより囲まれた構造をしており、このコア内を光信号が伝搬することで情報が伝送される。
　近年、光ファイバ通信システムの普及に伴い、伝送される情報量が飛躍的に増大している。こうした光ファイバ通信システムの伝送容量増大を実現するためのものとして、複数のコアの外周面が１つのクラッドにより囲まれたマルチコアファイバが知られている。マルチコアファイバによれば、複数のコアを伝搬するそれぞれの光によって信号を伝送させることができるので、１つの光ファイバによって伝送できる情報量を増大させることができる。このようなマルチコアファイバは、例えば下記特許文献１に開示されている。
　下記特許文献１にも記載されているように、マルチコアファイバでは、互いに隣り合うコアを伝搬する光の一部同士が重なり、コア間クロストークが生じる場合がある。コア間クロストークを抑制する方法として、例えば、互いに隣り合うコアの間隔を大きくすることが考えられる。コア間クロストークは互いに隣り合うコアを伝搬する光同士の重なりの積分で決まるため、コア間距離を大きくしてこの重なりを小さくすることにより、コア間クロストークが抑制される。また、コアやクラッドより屈折率が低いガラスや空孔によって形成される低屈折率層によってコアが囲まれることによっても、コア間クロストークを抑制することができる。コアが低屈折率層によって囲われることにより、コアを伝搬する光の径方向への広がりを小さくすることができるため、互いに隣り合うコアを伝搬する光同士の重なりが小さくなり、コア間クロストークが抑制される。
特開２０１２－２１１９６４号公報
　しかし、マルチコアファイバにおいてコア間距離を大きくすると、ファイバ径を一定とする場合に１つのマルチコアファイバに備えられるコアの数を少なくしなければならなくなり、伝送できる情報量が少なくなる。また、コアを低屈折率層（トレンチ）で囲う場合は、コア間距離が小さくなると、複数のトレンチ付コア（トレンチで囲まれるコア）に囲まれた内側コアのカットオフ波長が長波長化することが知られている。カットオフ波長が過度に長波長化すると、余計な高次モードの光が伝搬しやすくなる。余計な高次モードの光が伝搬すると、その高次モードの光によるクロストークが生じたり、多光路干渉（ＭＰＩ：Ｍｕｌｔｉ－Ｐａｔｈ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）が生じたりする可能性がある。従って、カットオフ波長の長波長化は所定の範囲に抑制されることが好ましく、カットオフ波長の長波長化を抑制するという観点からは、コア間距離を大きくすることが好ましい。しかし、コア間距離を大きくすれば上記のように１つのマルチコアファイバによって伝送できる情報量が少なくなる。
　このように、従来のマルチコアファイバでは、カットオフ波長の長波長化の抑制およびコア間クロストークを抑制するために伝送できる情報量が少なくなる場合があった。
　ところで、現在製品として売られている光ファイバは、２ｍファイバカットオフ波長や２２ｍケーブルカットオフ波長によってカットオフ波長が規定されている。すなわち、従来のマルチコアファイバは、製品として売られている光ファイバと同様に、２ｍや２２ｍ伝搬した時点でのカットオフ波長が所定の値となるようにコア間距離等が設計されている。
　しかし、メトロネットワーク、基幹系ネットワークのような長距離通信を行う場合は、短くても１ｋｍ程度の長さの光ファイバが用いられる。長距離通信を行う場合、光ファイバは１ｋｍから数千ｋｍの長さで敷設されるが、これを１つの光ファイバで実現することは困難である。そのため、短くても１ｋｍ程度の間隔で複数の光ファイバが接続される。ここで、本発明者らは、長距離通信に好適なマルチコアファイバとするためには、光が１ｋｍ伝搬した時点におけるカットオフ波長が所定の値となるようすれば十分であることを見出した。そこで、本発明は、長距離通信に好適なマルチコアファイバを提供することを目的とする。
　かかる課題を解決するため本発明のマルチコアファイバは、直径２８０ｍｍの曲げが加えられるとき、情報の伝送に用いられる光の波長帯における前記情報の伝送に用いられる光のモードより次数が一次高いモードの光の伝搬損失が１ｄＢ／ｍ以下０．０２ｄＢ／ｍ以上であるコアを少なくとも１つ備えることを特徴とするものである。
　上記マルチコアファイバでは、情報の伝送に用いられる光のモードより次数が一次高いモードの光、すなわち余計な高次モードの光の伝搬損失が０．０２ｄＢ／ｍ以上である。これにより、上記マルチコアファイバでは、余計な高次モードの光はコアを１ｋｍ伝搬したときに十分減衰される。上記の様に、長距離通信を行う場合、通常は短くても１ｋｍ程度の間隔で複数の光ファイバが接続される。伝送される信号の品質の悪化やクロストークの要因となる高次モードの光は、光ファイバ同士または光ファイバと入出力デバイスや増幅器等の各種デバイスとの接続点での軸ずれによって発生することが知られている。従って、余計な高次モードの光が１ｋｍ伝搬したときに十分減衰されることにより、接続点で余計な高次モードの光が生じたとしても、次の接続点までにはその余計な高次モードの光は十分減衰される。よって、マルチコアファイバが複数接続されて構成される伝送路全体では、高次モードの光の累積が抑制される。従って、上記マルチコアファイバは、１ｋｍ以上の長さのマルチコアファイバに好適であり、長距離通信に好適である。
　ところで、従来のマルチコアファイバでは、上記のように２ｍファイバカットオフ波長や２２ｍケーブルカットオフ波長を基準としてコア間距離などが設計されている。しかし、上記マルチコアファイバでは、余計な高次モードの光の伝搬損失が１ｄＢ／ｍ以下であることから、余計な高次モードの光が２ｍや２２ｍ伝搬した時点では十分に減衰されていない場合がある。上記マルチコアファイバでは、２２ｍケーブルカットオフ波長が情報の伝送に用いられる光の波長帯以上になっていても、光が１ｋｍ伝搬した後のカットオフ波長（１ｋｍカットオフ波長）は情報の伝送に用いられる光の波長帯以下になる。このように、上記マルチコアファイバでは、従来のマルチコアファイバよりもカットオフ波長が長波長化することがある程度許容される。そのため、上記マルチコアファイバでは、コアのクラッドに対する比屈折率差を大きくする等してコア間クロストークを抑制することが可能であり、コア間クロストークを抑制しつつ従来のマルチコアファイバよりもコア間距離を小さくすることができる。すなわち、上記マルチコアファイバでは、ファイバ径を一定とする場合に１つのマルチコアファイバに備えられるコア数を減らすことなくコア間クロストークを抑制できる。または、クロストーク量を一定とする場合に１つのマルチコアファイバに備えられるコア数を減らすことなくコア間距離を小さくでき、外側クラッド厚も小さくでき、ファイバ径も小さくできる。
　また、上記マルチコアファイバは、前記コアの外周面を囲む内側クラッドと、前記内側クラッドよりも低い屈折率とされると共に前記内側クラッドを囲む低屈折率層と、を備えることが好ましい。
　コアが低屈折率層に囲まれることによって、当該コアを伝搬する光の径方向の広がりが小さくなるので、互いに隣り合うコアを伝搬する光同士の重なりが小さくなり、コア間クロストークが抑制される。ただし、コアが低屈折率層によって囲まれる場合、コア間距離が小さくなると複数のコアで囲まれるコアのカットオフ波長が長波長化することが知られている。しかし、上記マルチコアファイバでは、上記のように従来のマルチコアファイバよりもカットオフ波長が長波長化することがある程度許容されるので、従来のマルチコアファイバよりもコア間距離を小さくすることができる。
　また、上記マルチコアファイバは、前記情報の伝送に用いられる光をＬＰ０１モードの光とすることができる。
　この場合、シングルモード通信とされ、ＬＰ０１モードより次数が一次高いＬＰ１１モードの光はコアを１ｋｍ伝搬した時点で十分に減衰される。
　もしくは、上記マルチコアファイバは、前記情報の伝送に用いられる光をＬＰ０１モードの光及びＬＰ１１モードとすることもできる。
　この場合、フューモード通信とされ、ＬＰ１１モードより高次モードの光はコアを１ｋｍ伝搬した時点で十分に減衰される。
　また、上記マルチコアファイバでは、伝搬定数が異なる２種類のコアからなる総数３２個のコアを、前記２種類のコアが交互になるように正方格子上に配置し、曲げ半径が１００ｍｍ以上でコア間クロストークを－２９ｄＢ／１００ｋｍ以下とし、ファイバ径を２５０μｍ以下とすることができる。
　また、上記マルチコアファイバは、あるコアの中心と前記あるコアに最も近い位置に配置される他のコアの中心とを結ぶ線を半径とする円を基準円とし、直径２８０ｍｍの曲げが加えられるとき、３つ以上のコアと重なる前記基準円の中心に配置されるコアにおいて、前記情報の伝送に用いられる光の波長帯における前記情報の伝送に用いられる光のモードより次数が一次高いモードの光の伝搬損失が１ｄＢ／ｍ以下０．０２ｄＢ／ｍ以上であることが好ましい。
　多くのコアに囲まれるコアは、カットオフ波長が長波長化しやすいことが知られている。従って、上記のように３つ以上のコアに囲まれるコアにおいて余計な高次モードの光の伝搬損失が０．０２ｄＢ／ｍ以上とされることによって、マルチコアファイバ全体において余計な高次モードの光が１ｋｍ伝搬した時点で十分に減衰されやすくなり、長距離通信に好適な光ファイバとすることができる。
　また、上記マルチコアファイバは、６つの前記コアと重なる前記基準円の中心に配置される前記コアにおいて、前記情報の伝送に用いられる光の波長帯における前記情報の伝送に用いられる光のモードより次数が一次高いモードの光の伝搬損失が１ｄＢ／ｍ以下０．０２ｄＢ／ｍ以上であることが好ましい。
　このようにコアが配置されることによって、複数のコアを高密度に配置することができる。
　また、上記マルチコアファイバは、直径２８０ｍｍの曲げが加えられるとき、全てのコアにおいて、前記情報の伝送に用いられる光の波長帯における前記情報の伝送に用いられる光のモードより次数が一次高いモードの光の伝搬損失が１ｄＢ／ｍ以下０．０２ｄＢ／ｍ以上であることが好ましい。
　全てのコアにおいて余計な高次モードの光の伝搬損失が０．０２ｄＢ／ｍ以上とされることによって、マルチコアファイバ全体において余計な高次モードの光が１ｋｍ伝搬した時点でより減衰されやすくなり、長距離通信により好適な光ファイバとすることができる。
　以上のように本発明によれば、長距離通信に好適なマルチコアファイバを提供することができる。
実施形態におけるマルチコアファイバの長手方向に垂直な断面の様子を示す図である。 図１に示すマルチコアファイバのそれぞれのコア要素の屈折率及び大きさを示す図である。 図１に示すマルチコアファイバに含まれるコアに説明のための番号を振った図である。 コアが六角形上に配置される例を示す図である。 コアが三角格子上に配置される例を示す図である。 コアが環状に配置されると共に当該環の中心にも配置される例を示す図である。 コアが二重環状に配置される例を示す図である。 表１に示す条件１において、各コアを囲う低屈折率層の厚さを変えたときの１ｋｍカットオフ波長［μｍ］を示す図である。 表１に示す条件１において、各コアを囲う低屈折率層の厚さを変えたときの、曲げ直径を２８０ｍｍにした場合にけるＬＰ０１モードの光の曲げ損失［ｄＢ／ｋｍ］とクラッドの中心から最も遠いコアの中心から被覆までの距離ＯＣＴ（外側クラッド厚）［μｍ］との関係を示す図である。 表１に示す条件１において、相関長を５０ｍｍとしてコアを伝搬する光の波長を１５６５ｎｍとしたときのコア間クロストークＸＴ［ｄＢ／１００ｋｍ］と曲げ半径［ｍｍ］との関係の計算結果を示す図である。 表１に示す条件２において、各コアを囲う低屈折率層の厚さを変えたときの１ｋｍカットオフ波長［μｍ］の計算結果を示す図である。 表１に示す条件２において、各コアを囲う低屈折率層の厚さを変えたときの、曲げ直径を２８０ｍｍにした場合におけるＬＰ０１モードの光の曲げ損失［ｄＢ／ｋｍ］と距離ＯＣＴ［μｍ］との関係の計算結果を示す図である。 表１に示す条件２において、相関長を５０ｍｍとしてコアを伝搬する光の波長を１５６５ｎｍとしたときのコア間クロストークＸＴ［ｄＢ／１００ｋｍ］と曲げ半径［ｍｍ］との関係の計算結果を示す図である。 表１に示す条件１において、各コアを囲う低屈折率層の厚さを変えたときの２２ｍカットオフ波長［μｍ］の計算結果を示す図である。 表１に示す条件１において、各コアを囲う低屈折率層の厚さを変えたときの、曲げ直径を２８０ｍｍにした場合におけるＬＰ０１モードの光の曲げ損失［ｄＢ／ｋｍ］と距離ＯＣＴ［μｍ］との計算結果の関係を示す図である。 表１に示す条件１において、相関長を５０ｍｍとしてコアを伝搬する光の波長を１５６５ｎｍとしたときのコア間クロストークＸＴ［ｄＢ／１００ｋｍ］と曲げ半径［ｍｍ］との関係の計算結果を示す図である。 実施例３におけるマルチコアファイバの長手方向に垂直な断面の様子を図１と同様に示す図である。 ＬＰ２１モードの光の曲げ損失［ｄＢ／ｋｍ］と互いに隣り合うコアの中心間距離Λとの関係を示す図である。 波長１５５０ｎｍにおけるＬＰ１１モードの光同士のコア間クロストークの大きさと互いに隣り合うコアの中心間距離Λとの関係を示す図である。
　以下、本発明に係るマルチコアファイバの好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、理解の容易のため、それぞれの図に記載のスケールと、以下の説明に記載のスケールとが異なる場合がある。
　図１は、本発明の実施形態におけるマルチコアファイバの長手方向に垂直な断面の様子を示す図である。図１に示すように、本実施形態のマルチコアファイバ１は、１６個の第１コア要素１０及び１６個の第２コア要素２０を備え、これら第１コア要素１０及び第２コア要素２０の外周面を隙間なく包囲する外側クラッド３０を備える。なお、図が煩雑になること防ぐため、図１及び以下に示す他の図において、同様の構成要素については一部にのみ符号が付され、他の同様の構成要素に付すべき符号が省略されている。また、図１には示されていないが、マルチコアファイバ１は樹脂等で被覆されている。
　第１コア要素１０は、第１コア１１と、第１コア１１の外周面を隙間なく囲む内側クラッド１２と、内側クラッド１２の外周面を隙間なく囲み、外側クラッド３０に外周面が隙間なく囲まれる低屈折率層１３とを有している。また、第２コア要素２０は、第２コア２１と、第２コア２１の外周面を隙間なく囲む内側クラッド２２と、内側クラッド２２の外周面を隙間なく囲み、外側クラッド３０に外周面が隙間なく囲まれる低屈折率層２３とを有している。本実施形態では、図に示す通り、第１コア要素１０の径が第２コア要素２０の径より小さくされている。なお、以下の説明において、単にコアという場合は第１コア１１及び第２コア２１の両方を意味する場合があり、単にコア要素という場合は第１コア要素１０及び第２コア要素２０の両方を意味する場合がある。
　第１コア１１と第２コア２１とは、交互になるように正方格子上に配置されている。また、第１コア１１と第２コア２１とは、互いに伝搬定数が異なる。このように伝搬定数が互いに異なる第１コア１１と第２コア２１とが交互になるように配置されていることにより、マルチコアファイバ１では位相整合が起きにくく、コア間クロストークが抑制されやすい。また、第１コア１１と第２コア２１とが正方格子上に配置されていることにより、２種のコアを交互になるように且つ所定の範囲内にできる限り多く配置することが容易である。
　図２は、図１に示すマルチコアファイバ１の第１コア要素１０及び第２コア要素２０の屈折率及び大きさを示す図である。図２（Ａ）では、第１コア要素１０及び第２コア要素２０が並べて示され、図２（Ｂ）では、第１コア要素１０と第２コア要素２０との間を外側クラッド３０で埋めた場合について、屈折率が実線で示されている。
　本実施形態では、上記のように第１コア１１と第２コア２１とは屈折率及び大きさが異なるように形成されている。また、第１コア１１の屈折率は内側クラッド１２の屈折率よりも高く、低屈折率層１３の屈折率は内側クラッド１２の屈折率及び外側クラッド３０の屈折率よりも低くされている。第２コア２１の屈折率は内側クラッド２２の屈折率よりも高く、低屈折率層２３の屈折率は内側クラッド２２の屈折率及び外側クラッド３０の屈折率よりも低くされている。なお、本実施形態では、内側クラッド１２の屈折率は外側クラッド３０の屈折率と同じ屈折率とされている。また、内側クラッド２２の屈折率は外側クラッド３０の屈折率と同じ屈折率とされている。
　以下の説明において、図２に示すように、第１コア１１の外側クラッド３０に対する比屈折率差をΔ１１、低屈折率層１３の外側クラッド３０に対する比屈折率差をΔ１２、第２コア２１の外側クラッド３０に対する比屈折率差をΔ２１、低屈折率層２３の外側クラッド３０に対する比屈折率差をΔ２２とする。また、第１コア１１の半径をｒ１１、低屈折率層１３の内周の半径をｒ１２、低屈折率層１３の外周の半径をｒ１３、低屈折率層１３の厚さをＷ１（＝ｒ１３－ｒ１２）、第２コア２１の半径をｒ２１、低屈折率層２３の内周の半径ｒ２２、低屈折率層２３の外周の半径をｒ２３、低屈折率層２３の厚さをＷ２（＝ｒ２３－ｒ２２）とする。なお、マルチコアファイバ１では、下記関係式が成り立っている。
ｒ１１＞ｒ２１
ｒ１２／ｒ１１＝ｒ２２／ｒ２１
ｒ１２＞ｒ２２
Δ１１＞Δ２１
Δ１２＝Δ２２
Ｗ２＞Ｗ１
　マルチコアファイバ１は、直径２８０ｍｍの曲げが加えられるとき、情報の伝送に用いられる光の波長帯における情報の伝送に用いられる光のモードより次数が一次高いモードの光の伝搬損失が１ｄＢ／ｍ以下０．０２ｄＢ／ｍ以上となる第１コア１１及び第２コア２１を備える。ここで、情報の伝送に用いられる光の波長帯とは、例えばＣバンドとすることができる。また、情報の伝送に用いられる光とは、例えばＬＰ０１モードの光とすることができる。また、上記のように光を伝搬させるには、例えば、ｒ１１＝４．８０μｍ、ｒ１２／ｒ１１＝１．７、Ｗ１／ｒ１１＝０．３、ｒ２１＝４．６０μｍ、ｒ２２／ｒ２１＝１．７、Ｗ２／ｒ２１＝１．１、Δ１１＝０．３５％、Δ１２＝－０．７％、Δ２１＝０．３０％、Δ２２＝－０．７％、ファイバの中心から最も外側に配置されるコアの中心からマルチコアファイバ１の被覆までの距離ＯＣＴ＝３７．３μｍ、ファイバ径＝２３４．３７μｍとすればよい。
　マルチコアファイバ１では、情報の伝送に用いられる光のモードより次数が一次高いモードの光、すなわち余計な高次モードの光の伝搬損失が０．０２ｄＢ／ｍ以上である。これにより、マルチコアファイバ１では、余計な高次モードの光はコアを１ｋｍ伝搬したときに十分減衰される。例えば、情報の伝送に用いられる光をＬＰ０１モードの光とすれば、ＬＰ１１モードの光は１ｋｍ伝搬した時点で十分に減衰される。長距離通信を行う場合、通常は短くても１ｋｍ程度の間隔で複数の光ファイバが接続される。伝送される信号の品質の悪化やクロストークの要因となる高次モードの光は、光ファイバ同士または光ファイバと入出力デバイスや増幅器等各種デバイスとの接続点での軸ずれによって発生することが知られている。上記のように余計な高次モードの光が１ｋｍ伝搬したときに十分減衰されることによって、マルチコアファイバ１同士の接続点やマルチコアファイバ１と各種デバイスとの接続点で余計な高次モードの光が生じたとしても、次の接続点までにはその余計な高次モードの光は十分減衰される。よって、マルチコアファイバ１が複数接続されて構成される伝送路全体では、高次モードの光の累積が抑制される。従って、マルチコアファイバ１は長距離通信に好適である。
　ところで、従来のマルチコアファイバでは、上記のように２ｍファイバカットオフ波長や２２ｍケーブルカットオフ波長を基準としてコア間距離などが設計されている。しかし、マルチコアファイバ１では、余計な高次モードの光の伝搬損失が１ｄＢ／ｍ以下であることから、余計な高次モードの光が２ｍや２２ｍ伝搬した時点では十分に減衰されていないことがある。マルチコアファイバ１では、２２ｍケーブルカットオフ波長が情報の伝送に用いられる光の波長帯以上になっていても、１ｋｍカットオフ波長は情報の伝送に用いられる光の波長帯以下になる。このように、マルチコアファイバ１では、従来のマルチコアファイバよりもカットオフ波長が長波長化することがある程度許容される。そのため、マルチコアファイバ１では、コアの外側クラッド３０に対する比屈折率差を大きくする等してコア間クロストークを抑制することが可能であり、従来のマルチコアファイバよりもコア間距離を小さくすることができる。その結果、マルチコアファイバ１では、ファイバ径を一定とする場合に１つのマルチコアファイバ１に備えられるコア数を増やすことができるので、伝送可能な情報量を増大させることができる。従って、マルチコアファイバ１は、長距離大容量通信に好適である。
　また、マルチコアファイバ１によれば、上記のように従来のマルチコアファイバよりもコア間距離を小さくすることができることから、外側クラッド３０を小さくしてファイバ径（外側クラッド３０の外周の直径）を小さくすることもできる。マルチコアファイバ１のファイバ径は特に限定されないが、２５０μｍ以下とすることができ、長期に亘って信頼性を確保する観点からは、２３０μｍ程度であることが好ましい。
　また、マルチコアファイバ１によれば、第１コア１１が低屈折率層１３に囲まれると共に第２コア２１が低屈折率層２３に囲まれていることによって、第１コア１１及び第２コア２１を伝搬する光の径方向の広がりが小さくなるので、互いに隣り合うコアを伝搬する光同士の重なりが小さくなり、コア間クロストークが抑制される。ただし、コアが低屈折率層によって囲まれる場合、コア間距離が小さくなると複数のコアに囲まれるコアのカットオフ波長が長波長化することが知られている。しかし、マルチコアファイバ１では、上記のように従来のマルチコアファイバよりもカットオフ波長が長波長化することがある程度許容されるため、従来のマルチコアファイバよりもコア間距離を小さくすることができる。
　以上、本発明について、上記実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
　例えば、上記実施形態では、屈折率及び大きさが異なり、伝搬定数が異なる第１コア１１及び第２コア２１を備える例を挙げて説明したが、第１コア１１及び第２コア２１における屈折率や大きさの少なくとも一方が同じであっても良く、それぞれの伝搬定数が同じであっても良い。
　また、上記実施形態のマルチコアファイバ１は、直径２８０ｍｍの曲げが加えられるとき情報の伝送に用いられる光の波長帯における情報の伝送に用いられる光のモードより次数が一次高いモードの光の伝搬損失が１ｄＢ／ｍ以下０．０２ｄＢ／ｍ以上である第１コア１１及び第２コアを備える。しかし、直径２８０ｍｍの曲げが加えられるとき、情報の伝送に用いられる光の波長帯における情報の伝送に用いられる光のモードより次数が一次高いモードの光の伝搬損失が１ｄＢ／ｍ以下０．０２ｄＢ／ｍ以上であるコアを少なくとも１つ備えていればよい。
　ただし、あるコアの中心と当該あるコアに最も近い位置に配置される他のコアの中心とを結ぶ線を半径とする円を基準円とし、直径２８０ｍｍの曲げが加えられるとき、３つ以上のコアと重なる基準円の中心に配置されるコアにおいて、情報の伝送に用いられる光の波長帯における情報の伝送に用いられる光のモードより次数が一次高いモードの光の伝搬損失が１ｄＢ／ｍ以下０．０２ｄＢ／ｍ以上であることが好ましい。図３を参照して以下により詳細に説明する。
　図３は、図１に示すマルチコアファイバ１に備えられるコア要素に番号を振った図である。例えば、図３の示すように各コア要素に番号を振ると、Ｎｏ．１，４，６，９，１１，１４，１６，１９のコア要素を中心とする基準円上には２個のコア要素が重なり、Ｎｏ．２，３，７，８，１２，１３，１７，１８のコア要素を中心とする基準円上には３個のコア要素が重なり、その他のコア要素を中心とする基準円上には４個のコア要素が重なる。コア要素がコアを囲う低屈折率層を有する場合、上記のように内側に配置されるコア要素は外側に配置されるコア要素よりも多くのコア要素に囲まれる。このように多くのコア要素に囲まれるコアは、カットオフ波長が長波長化しやすいことが知られている。従って、上記のように３つ以上のコアに囲まれるコアにおいて余計な高次モードの光の伝搬損失が０．０２ｄＢ／ｍ以上とされることによって、マルチコアファイバ１全体において余計な高次モードの光が１ｋｍ伝搬した時点で十分に減衰されやすくなり、長距離通信に好適な光ファイバとすることができる。
　なお、全てのコアにおいて、情報の伝送に用いられる光の波長帯における情報の伝送に用いられる光のモードより次数が一次高いモードの光の伝搬損失が０．０２ｄＢ／ｍ以上であることによって、マルチコアファイバ１全体において余計な高次モードの光が１ｋｍ伝搬した時点でより減衰されやすくなり、長距離通信により好適な光ファイバとすることができる。
　また、上記実施形態では、低屈折率層１３及び低屈折率層２３が備えられる例を示して説明したが、低屈折率層１３及び低屈折率層２３は、どちらか一方又は両方が備えられていなくてもよい。
　また、上記実施形態では、第１コア１１及び第２コア２１からなる総数３２個のコアが正方格子上に配置される例を示して説明した。しかし、マルチコアファイバに備えられるコアの総数、コアの種類の数、コアの配置は、これに限定されない。他のコアの配置の例を図４から図７に示す。
　図４に示すマルチコアファイバ２では、総数１２個のコア１５が六角形の各頂点及び各辺上に配置されている。このような構造では、全てのコアについて近接するコアの数及びその近接するコアとの距離を同じにすることができる。全てのコアについて近接するコア数及びコア間距離が同じにされることによって、全てのコアのパラメータが同じであれば、全てのコアの伝搬損失を同じにすることができる。このように全てのコアの伝搬損失が同じであれば、全てのコアについて、直径２８０ｍｍの曲げが加えられるときに情報の伝送に用いられる光の波長帯における情報の伝送に用いられる光のモードより次数が一次高いモードの光の伝搬損失を１ｄＢ／ｍ以下０．０２ｄＢ／ｍ以上とすることが容易である。そして、このような全てのコアの伝搬損失が１ｄＢ／ｍ以下０．０２ｄＢ／ｍ以上であるマルチコアファイバでは、従来のように全てのコアの伝搬損失が１ｄＢ／ｍより大きいマルチコアファイバと比べて、いずれのコアでも閉じ込め損失が強くなるので、クロストークの改善やコア間距離を小さくすることができると考えられる。
　なお、図４では１２個のコアが六角形上に配置される例を挙げたが、上記のように全てのコアについて近接するコアの数及びその近接するコアとの距離を同じにするという観点からは、コアの数及び配置は図４に示す形態には限定されない。コアの総数は特に限定されない。また、コアの配置については、例えば、正多角形の各頂点上にコアが配置されても良く、正多角形の各頂点上及び各辺上に等間隔に複数のコアが配置されても良く、環状に等間隔に複数のコアが配置されても良い。
　また、図５に示すマルチコアファイバ３では、総数１９個のコア１５が三角格子上に配置されている。また、図６に示すマルチコアファイバ４では、複数のコア１５が環状に配置されると共にその環の中心にもコア１５が配置されている。また、図７に示すマルチコアファイバ５では、六角形の各頂点にコア１５が配置されると共に当該六角形の内側において当該六角形と中心を共有し３０度ずれた他の六角形の各頂点にもコア１５が配置されている。なお、これらの形態において、コア１５の全部を第１コア要素１０と同様の構成としたり、コア１５の一部を第１コア要素１０と同様の構成とすると共に他の一部を第２コア要素２０と同様の構成としたりすることもできる。
　また、上記実施形態では、情報の伝送に用いられる光としてＬＰ０１モードの光を例示したが、ＬＰ１１モードやより高次モードの光も情報の伝送に用いられてもよい。例えば、ＬＰ０１モードの光及びＬＰ１１モードの光が情報の伝送に用いられ、ＬＰ１１モードより高次モードの光が１ｋｍ伝搬後に十分に減衰される形態とされてもよい。
　また、上記実施形態では、コアの屈折率が径方向に概ね一定である所謂ステップインデックス型を例示して説明したが、コアの屈折率は、径方向の外側から中心に向かって徐々に高くなっていてもよく、径方向の外側から中心に向かって段階的に高くなっていてもよく、中心部が外周部より低くなっていてもよい。
　以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
　＜実施例１＞
　図１に示すマルチコアファイバ１に相当するマルチコアファイバについて、以下に示す条件でシミュレーションを行った。
　第１コア１１の半径ｒ１１と低屈折率層１３の内周の半径ｒ１２との比ｒ１２／ｒ１１＝１．７、第２コア２１の半径ｒ２１と低屈折率層２３の内周の半径ｒ２２との比ｒ２２／ｒ２１＝１．７、低屈折率層１３の外側クラッド３０に対する比屈折率差Δ１２＝－０．７％、低屈折率層２３の外側クラッド３０に対する比屈折率差Δ２２＝－０．７％とした。この場合、最も外側に配置されるコアの中心からマルチコアファイバ１の被覆までの距離ＯＣＴ＝３５μｍ、外側クラッド３０の外周の直径＝２３０μｍとすると、互いに隣り合うコアの中心間距離Λ＝２７．４μｍとなる。
　このようなマルチコアファイバ１において、図３に示すＮｏ．２１～３２のコアを中心とする基準円上には４つのコアが配置される。このように内側に配置されるコアは外側に配置される他のコアよりもカットオフ波長が長波長化すると考えられる。このマルチコアファイバ１が曲げ直径２８０ｍｍで曲げられるときに、これらの内側に配置されるコアにおけるＬＰ１１モードの光の１ｋｍカットオフ波長が１５００ｎｍ以下（波長１５００ｎｍにおいて伝搬損失が０．０２ｄＢ／ｍ以上）となり、且つ最も外側に配置されるコアの中心からマルチコアファイバ１の被覆までの距離ＯＣＴが最小になる（ファイバ径が最小になる）ときのコアのパラメータを検討した。その結果を下記表１に示す。なお、コアを伝搬する光の波長が１５５０ｎｍである場合の有効断面積Ａｅｆｆは、従来のシングルモードファイバと同等で８０μｍ２になる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
　表１に示す条件１において各コアを囲う低屈折率層の厚さを変えたときの、１ｋｍカットオフ波長［μｍ］を図８に、曲げ半径Ｒを１４０ｍｍ（曲げ直径を２８０ｍｍ）にしたときのＬＰ０１モードの光の曲げ損失［ｄＢ／ｋｍ］と距離ＯＣＴ［μｍ］との関係を図９に、相関長を５０ｍｍとしてコアを伝搬する光の波長を１５６５ｎｍとした場合のコア間クロストークＸＴ［ｄＢ／１００ｋｍ］と曲げ半径［ｍｍ］との関係を図１０に、それぞれ示す。
　また、表１に示す条件２において各コアを囲う低屈折率層の厚さを変えたときの、１ｋｍカットオフ波長［μｍ］を図１１に、曲げ半径Ｒを１４０ｍｍ（曲げ直径を２８０ｍｍ）にしたときのＬＰ０１モードの光の曲げ損失［ｄＢ／ｋｍ］と距離ＯＣＴ［μｍ］との関係を図１２に、相関長を５０ｍｍとしてコアを伝搬する光の波長を１５６５ｎｍとした場合のコア間クロストークＸＴ［ｄＢ／１００ｋｍ］と曲げ半径［ｍｍ］との関係を図１３に、それぞれ示す。
　以下に説明するように、表１に示す条件１の場合、低屈折率層１３の厚さＷ１と第１コア１１の半径ｒ１１との比Ｗ１／ｒ１１を０．４以上に設定しても、必要な距離ＯＣＴは変化しないことがわかる。必要な距離ＯＣＴは、図９からわかる。すなわち、図９において、低屈折率層の厚さの条件（Ｗ１／ｒ１１又はＷ２／ｒ２１）毎に引かれる線とＬＰ０１モードの光の伝搬損失が０．００１ｄＢ／ｋｍとなる線（図９の破線）とが交差する位置で必要となる距離ＯＣＴが決まる。ここで、Ｗ１／ｒ１１をより大きくする場合を考えると、図８からわかるように、Ｗ２／ｒ２１が小さくなる。すなわち、低屈折率層２３の厚さＷ２が小さくなる。次に、図９を見ると、Ｗ１／ｒ１１が大きくなれば第１コア１１に着目した場合に必要となる距離ＯＣＴは小さくなるが、Ｗ２が小さくなることから、第２コア２１に着目した場合に必要となる距離ＯＣＴは大きくなる。従って、第１コア１１及び第２コア２１の両方を基準として考えた場合に最小となる距離ＯＣＴが存在することがわかる。また、図１０からは、コア間クロストークＸＴが最も大きくなるときの曲げ半径とマルチコアファイバ１の通常の使用状態を想定した場合の曲げ半径（１００ｍｍ以上）でのクロストークがわかる。
　また、条件１と同様にして、条件２についても図１１～図１３から、ＬＰ０１モードの光の曲げ損失が０．００１ｄＢ／ｋｍとなり距離ＯＣＴを小さくできるという観点から好ましいＷ１／ｒ１１及びＷ２／ｒ２１の値、そのときの距離ＯＣＴの値及びファイバ径、コア間クロストークＸＴが最も大きくなるときの曲げ半径とマルチコアファイバ１の通常の使用状態を想定した場合の曲げ半径（１００ｍｍ以上）でのクロストークがわかる。
　上記のように考えて表１に示す各条件に基づいて得られた計算結果を下記表２に示す。表２に示すＸＴ（ｄ＝５０ｍｍ）は、相関長ｄを５０ｍｍとしてコアを伝搬する光の波長が１５６５ｎｍとした場合の曲げ半径１５５ｍｍでのコア間クロストークＸＴ［ｄＢ／１００ｋｍ］であり、Ｒｐｋはコア間クロストークＸＴが最も大きくなるときの曲げ半径である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
　条件２と条件３とを比較すると、条件３の場合の方がコア間クロストークＸＴが大きい。これは、条件３の方が第１コア１１の外側クラッド３０に対する比屈折率差Δ１１が大きく、カットオフ波長を所定の値以下とするために必要となる低屈折率層１３の厚さＷ１が小さいからである。条件１と条件２とを比較すると、条件１の方が条件２の場合よりも距離ＯＣＴが厚くなっている。これは、条件１の方が第２コア２１の外側クラッド３０に対する比屈折率差Δ２１が小さく、第２コア２１に光を閉じ込め難くなっているからである。第１コア１１の比屈折率差Δ１１を小さくして第２コア２１の比屈折率差Δ２１を大きくする等して第１コア１１と第２コア２１との間の伝搬定数の差が小さくなると、Ｒｐｋが大きくなる。
　＜比較例１＞
　表１に示す条件１のパラメータを用い、各コアを囲う低屈折率層の厚さを変えたときの、２２ｍカットオフ波長［μｍ］を図１４に、曲げ半径Ｒを１４０ｍｍ（曲げ直径を２８０ｍｍ）にしたときのＬＰ０１モードの光の曲げ損失［ｄＢ／ｋｍ］と距離ＯＣＴ［μｍ］との関係を図１５に、相関長を５０ｍｍとしてコアを伝搬する光の波長を１５６５ｎｍとした場合のコア間クロストークＸＴ［ｄＢ／１００ｋｍ］と曲げ半径［ｍｍ］との関係を図１６に、それぞれ示す。図１４～図１６からは、２２ｍカットオフ波長が１５００ｎｍ以下となるようにした以外は実施例１と同様にして、ＬＰ０１モードの光の曲げ損失が０．００１ｄＢ／ｋｍとなり距離ＯＣＴを小さくできるという観点から好ましいＷ１／ｒ１１及びＷ２／ｒ２１の値、そのときの距離ＯＣＴの値及びファイバ径、コア間クロストークＸＴが最も大きくなるときの値及びそのときの曲げ半径がわかる。その計算結果を下記表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
　（実施例１と比較例１との比較）
　表２に示す結果は、直径２８０ｍｍの曲げが加えられるとき、伝搬損失が最も小さいコアにおいて、波長１５００ｎｍにおけるＬＰ１１モードの光の伝搬損失が１ｄＢ／ｍ以下０．０２ｄＢ／ｍ以上となるように各パラメータが検討されている。すなわち、表２に示す結果は、ＬＰ１１モードの光が１ｋｍ伝搬したときには十分減衰されるように各パラメータが検討されている。一方、表３に示す結果は、直径２８０ｍｍの曲げが加えられるとき、全てのコアにおいて、波長１５００ｎｍにおけるＬＰ１１モードの光の伝搬損失が１ｄＢ／ｍより大きくなるように各パラメータが検討されている。すなわち、表３に示す結果は、ＬＰ１１モードの光が２２ｍ伝搬したときに十分減衰されるように各パラメータが検討されている。
　実施例１（表２）と比較例１（表３）とを比較することによって、光が１ｋｍ伝搬した後におけるカットオフ波長を基準としてコア間距離やコアの屈折率等を規定した方が、光が２２ｍ伝搬した後におけるカットオフ波長を基準とするよりも、ファイバ径を小さくしつつコア間クロストークを低減できることが確認された。
　＜実施例２及び比較例２＞
　実施例２に係るマルチコアファイバとしてファイバＡを作製し、比較例２に係るマルチコアファイバとしてファイバＢを作製した。ファイバＡは実施例１のマルチコアファイバと同様である。ファイバＢは、直径２８０ｍｍの曲げが加えられるとき、全てのコアにおいて、波長１５３０ｎｍにおけるＬＰ１１モードの光の伝搬損失が１ｄＢ／ｍより大きいということ以外は、ファイバＡと同様である。ファイバＡ及びファイバＢのパラメータを下記表４及び表５に示す。また、ファイバＡ及びファイバＢの光学測定結果を表６に示す。なお、表６及び以下に示す表７において、コア番号は図３に示すコア要素の番号に対応している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000006
　表６からわかるように、ファイバＡでは、内側に配置される一部のコアにおいて２２ｍカットオフ波長が１６００ｎｍを超えているが、全てのコアにおいて１ｋｍカットオフ波長は１５３０ｎｍを下回っていた。一方、ファイバＢでは、従来のマルチコアファイバと同様に、全てのコアにおいて、２２ｍカットオフ波長が１５３０ｎｍを下回っていた。
　下記表７には、ファイバＡ及びファイバＢのそれぞれについて、Ｎｏ．６，１１，２２，２９のコアを励振させたときの最悪クロストーク［ｄＢ］の測定結果を、光がコアを１００ｋｍ伝搬した後の値に換算して示す。ここで、最悪クロストークとは、すべてのコアに信号を伝送した時を想定したクロストークであり、ここでは、互いに最も近い２つのコア間のクロストークと正方格子の対角線上に配置される第二近接コア同士の間のクロストークとの合計である。よって、最悪クロストークを考える場合のクロストークの組み合わせ数は、励振されるコアの位置によって異なる。表７に示す結果は、コアを伝搬する光の波長が１５５０ｎｍである場合と、Ｃバンドにおいてクロストークが最も大きくなると考えられる、コアを伝搬する光の波長が１５６５ｎｍである場合とについて、ファイバの巻直径を３１０ｍｍとして最悪クロストークを測定した結果である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000007
　ファイバＡとファイバＢとを比較すると、ファイバＡの方が全てのコアでクロストークが小さくなっていた。これは、ファイバＡの方については、１ｋｍカットオフ波長を基準としてコア間距離やコアの屈折率等を設計したことによると考えられる。
　なお、ファイバＡのＲｐｋは１００ｍｍ以下であり、具体的には６０ｍｍ程度であった。長距離通信に用いられるケーブル内での光ファイバの曲げ半径が数百ｍｍになることを考えると、ファイバＡを長距離通信に用いる場合に曲げによるクロストークの過度な増大は起こりにくいと考えられる。また、ファイバＡは、四相位相変調（ＱＰＳＫ）信号を１０００ｋｍ伝送するのに必要とされるクロストークの条件である－２９ｄＢ／１００ｋｍよりクロストークが小さかった。
　また、モード変換器により生成した波長１５３０ｎｍのＬＰ１１モードの光をファイバＡのＮｏ．２３のコアに入力した。その結果、入力端から２２ｍの位置ではカットオフ波長が１６００ｎｍ以上であるため、ＬＰ１１モードの光が観測された。しかし、入力端から１ｋｍの位置ではカットオフ波長が１５３０ｎｍ以下であるため、ＬＰ１１モードの光が十分に損失しており、モード変換器内のクロストークにより生じたＬＰ０１モードの光が観測された。このように、ファイバＡでは、光がコアを１ｋｍ伝搬した後には余計な高次モードの光が十分に減衰されてシングルモードとなることが確認された。
　＜実施例３＞
　図１７は、実施例３におけるマルチコアファイバの長手方向に垂直な断面の様子を図１と同様に示す図である。実施例３では、図１７に示すように、外側クラッド３０の中心と当該中心を中心とする正六角形の各頂点とに第１コア要素１０が配置されるマルチコアファイバ６を作製した。このマルチコアファイバ６では、外側クラッド３０の中心に配置されるコアを中心とする基準円上には６つのコアが配置される。上述したように、他のコア要素に囲まれるコアでは、他のコアよりカットオフ波長が長波長化し易い。よって、このマルチコアファイバ６では、外側クラッド３０の中心に配置されるコアはカットオフ波長が長波長化し易い。また、本実施例では、ＬＰ０１モードの光及びＬＰ１１モードの光によって情報の伝送し得るように、マルチコアファイバ６を設計した。マルチコアファイバ６の各パラメータは下記表８に示す通りである。表８におけるΔ１１、ｒ１１、ｒ１２、Ｗ１１は図２（Ｂ）を用いて定義した通りである。Ａｅｆｆ（ＬＰ０１）はコアを伝搬するＬＰ０１モードの光の波長が１５５０ｎｍである場合の有効断面積であり、Ａｅｆｆ（ＬＰ１１）はコアを伝搬するＬＰ１１モードの光の波長が１５５０ｎｍである場合の有効断面積である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000008
　図１８は、曲げ半径Ｒを１４０ｍｍ（曲げ直径を２８０ｍｍ）にしたときのＬＰ２１モードの光の曲げ損失［ｄＢ／ｋｍ］と互いに隣り合うコアの中心間距離Λとの関係を示す。本実施例では、上記のようにＬＰ０１モードの光及びＬＰ１１モードの光を情報の伝送に用いるため、ＬＰ１１モードより高次モードの光であるＬＰ２１モードの光の伝搬が抑制されることが求められる。図１８から、２２ｍケーブルカットオフ波長を１５３０ｎｍ以下とするためには、すなわちＬＰ２１モードの光の伝搬損失を１ｄＢ／ｍ以上とするためには、コア間距離Λを４２．５μｍ以上にする必要があることがわかる。一方、１ｋｍカットオフ波長を１５３０ｎｍ以下とするためには、すなわちＬＰ２１モードの光の伝搬損失を０．０２ｄＢ／ｍ以上とするためには、コア間距離Λが３８．８μｍ程度まで小さくされても良いことがわかる。
　図１９は、波長１５５０ｎｍにおけるＬＰ１１モードの光同士のコア間クロストークの大きさと互いに隣り合うコアの中心間距離Λとの関係を示す。図１９より、コア間距離Λが３８．８μｍまで小さくされても、１００ｋｍ伝搬後のクロストークが－３０ｄＢ以下であり、ＱＰＳＫ信号を伝送可能であることがわかる。
　＜比較例３＞
　実施例３のマルチコアファイバ作製に用いた母材と同様の母材を用いて、コア間距離が４５μｍとなるように狙って線引した以外は実施例３と同様にして、比較例３に係るマルチコアファイバを作製した。比較例３に係るマルチコアファイバでは、コア間距離Λが４２．５μｍ以上とされため、上記のように全てのコアにおいて２２ｍケーブルカットオフ波長が１５３０ｎｍ以下になると考えられる。実施例３に係るマルチコアファイバと比較例３に係るマルチコアファイバとのコア間距離Λ、距離ＯＣＴ及びファイバ径の測定結果を下記表９に示す。また、実施例３に係るマルチコアファイバ６と比較例３に係るマルチコアファイバとの光学測定結果を下記表１０に示す。なお、表１０に示すカットオフ波長は、外側クラッド３０の中心に配置されたコアについて測定した結果である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000010
　実施例３に係るマルチコアファイバと比較例３に係るマルチコアファイバとは、同様の母材を用いているため、表１０に示すようにカットオフ波長以外の光学特性は同じとなった。また、表９に示したように、実施例３に係るマルチコアファイバでは比較例３に係るマルチコアファイバに対してファイバ径を小さくすることができた。このようにファイバ径を小さくし得る効果は、マルチコアファイバに備えられるコアの数が多くなる程顕著になる。
　以上に説明した本発明に係るマルチコアファイバは、長距離通信に好適であり、光通信の産業において利用することができる。
　１，２，３，４，５，６・・・マルチコアファイバ
　１０・・・第１コア要素
　１１・・・第１コア
　１２・・・内側クラッド
　１３・・・低屈折率層
　１５・・・コア
　２０・・・第２コア要素
　２１・・・第２コア
　２２・・・内側クラッド
　２３・・・低屈折率層
　３０・・・外側クラッド

Claims (8)

  1. 　直径２８０ｍｍの曲げが加えられるとき、情報の伝送に用いられる光の波長帯における前記情報の伝送に用いられる光のモードより次数が一次高いモードの光の伝搬損失が１ｄＢ／ｍ以下０．０２ｄＢ／ｍ以上であるコアを少なくとも１つ備える
    ことを特徴とするマルチコアファイバ。
  2. 　前記コアの外周面を囲む内側クラッドと、前記内側クラッドよりも低い屈折率とされると共に前記内側クラッドを囲む低屈折率層と、を備える
    ことを特徴とする請求項１に記載のマルチコアファイバ。
  3. 　前記情報の伝送に用いられる光がＬＰ０１モードの光である
    ことを特徴とする請求項１または２に記載のマルチコアファイバ。
  4. 　前記情報の伝送に用いられる光がＬＰ０１モードの光及びＬＰ１１モードの光である
    ことを特徴とする請求項１または２に記載のマルチコアファイバ。
  5. 　伝搬定数が異なる２種類のコアからなる総数３２個のコアが、前記２種類のコアが交互になるように正方格子上に配置され、
    　曲げ半径が１００ｍｍ以上でコア間クロストークが－２９ｄＢ／１００ｋｍ以下であり、
    　ファイバ径が２５０μｍ以下である
    ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のマルチコアファイバ。
  6. 　あるコアの中心と前記あるコアに最も近い位置に配置される他のコアの中心とを結ぶ線を半径とする円を基準円とし、
    　直径２８０ｍｍの曲げが加えられるとき、３つ以上のコアと重なる前記基準円の中心に配置されるコアにおいて、前記情報の伝送に用いられる光の波長帯における前記情報の伝送に用いられる光のモードより次数が一次高いモードの光の伝搬損失が１ｄＢ／ｍ以下０．０２ｄＢ／ｍ以上である
    ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のマルチコアファイバ。
  7. 　６つの前記コアと重なる前記基準円の中心に配置される前記コアにおいて、前記情報の伝送に用いられる光の波長帯における前記情報の伝送に用いられる光のモードより次数が一次高いモードの光の伝搬損失が１ｄＢ／ｍ以下０．０２ｄＢ／ｍ以上である
    ことを特徴とする請求項６に記載のマルチコアファイバ。
  8. 　直径２８０ｍｍの曲げが加えられるとき、全てのコアにおいて、前記情報の伝送に用いられる光の波長帯における前記情報の伝送に用いられる光のモードより次数が一次高いモードの光の伝搬損失が１ｄＢ／ｍ以下０．０２ｄＢ／ｍ以上である
    ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のマルチコアファイバ。
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