WO2017195834A1 - 結合型マルチコア光ファイバおよびそれを含む光伝送システム - Google Patents

結合型マルチコア光ファイバおよびそれを含む光伝送システム Download PDF

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WO2017195834A1
WO2017195834A1 PCT/JP2017/017720 JP2017017720W WO2017195834A1 WO 2017195834 A1 WO2017195834 A1 WO 2017195834A1 JP 2017017720 W JP2017017720 W JP 2017017720W WO 2017195834 A1 WO2017195834 A1 WO 2017195834A1
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cores
fiber
mcf
section
face
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PCT/JP2017/017720
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Inventor
長谷川　健美
林　哲也
欣章 田村
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住友電気工業株式会社
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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    • G02B6/2551—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding using thermal methods, e.g. fusion welding by arc discharge, laser beam, plasma torch
    • G—PHYSICS
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    • G02B6/2552—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding reshaping or reforming of light guides for coupling using thermal heating, e.g. tapering, forming of a lens on light guide ends
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
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    • G02B6/38—Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
    • G02B6/3807—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs
    • G02B6/3873—Connectors using guide surfaces for aligning ferrule ends, e.g. tubes, sleeves, V-grooves, rods, pins, balls
    • G02B6/3885—Multicore or multichannel optical connectors, i.e. one single ferrule containing more than one fibre, e.g. ribbon type
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    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/262—Optical details of coupling light into, or out of, or between fibre ends, e.g. special fibre end shapes or associated optical elements

Definitions

  • the present invention relates to a coupled multi-core optical fiber and an optical transmission system including the same.
  • Non-Patent Documents 1 and 2 disclose techniques related to a coupled multi-core optical fiber.
  • a multi-core optical fiber (hereinafter referred to as “MCF: Multi Core Fiber”) in which a plurality of cores are provided in one optical fiber increases the spatial density of information transmission,
  • MCF Multi Core Fiber
  • This technology is expected to increase the efficiency of use of the cross-sectional area of limited communication channels such as cables.
  • coupled multi-core optical fiber (hereinafter referred to as “CC-MCF: Coupled-Core Multi Core Fiber”), which uses waveguide mode coupling between multiple cores, transmits information because the distance between the cores is short. The amount of spatial density can be further increased.
  • CC-MCF requires MIMO (Multi-Input / Multi-Output) signal processing technology in order to distinguish a plurality of waveguide mode signals propagated through a coupled core.
  • the calculation amount of MIMO signal processing increases with an increase in the delay time difference (DMD: Differential Mode Delay) between modes, but by appropriately setting the coupling strength between the cores, the increase in DMD can be suppressed. Is possible. That is, the group velocity difference between the modes can be reduced by appropriately setting the strength of coupling between the cores.
  • the DMD accumulation is randomized by causing mode coupling by bending or twisting that occurs during practical use of the optical fiber, the DMD accumulation speed is reduced from a value proportional to the first power of the fiber length to the 1/2 power.
  • CM-CC-MCF Coupled-Mode Coupled-Core Multi Core Fiber
  • the CM-CC-MCF typically has an inter-core mode coupling coefficient of 1 [1 / m] or more, or an inter-core power coupling coefficient of 10 [1 / km] or more.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a CC-MCF capable of producing sufficient mode coupling even when used in a state where bending and twisting are small.
  • the purpose is to do.
  • a CC-MCF coupled multi-core optical fiber
  • a CC-MCF coupled multi-core optical fiber
  • Each of the first and second fiber portions includes a coating surrounding one clad and a connection end surface on which one end surface of each of the plurality of cores is disposed.
  • one end face of the plurality of cores in the first fiber portion is directly or indirectly connected to one end face of the plurality of cores in the second fiber portion.
  • the first fiber part is referred to as a first CC-MCF
  • the second fiber part is referred to as a second fiber part. It is written as CC-MCF.
  • the plurality of cores include a set of adjacent cores having a mode coupling coefficient of 1 [1 / m] or more.
  • each of the first and second CC-MCFs has a transition section including a connection end face and a steady section arranged adjacent to the transition section along the central axis.
  • the steady section is a section in which the mode field diameter of each of the plurality of cores (hereinafter referred to as “MFD”) is substantially constant along the central axis, and the transition section is the MFD of each of the plurality of cores. It is a section continuously expanding from the steady section toward the connection end face.
  • MFD mode field diameter of each of the plurality of cores
  • the CC-MCF according to the present embodiment it is possible to generate sufficient mode coupling even when used in a state where there is little bending or twisting.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along lines I-I and II-II in FIG. 1 and shows examples of various cross-sectional structures of the first and second CC-MCFs.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. 3, and is a view showing an example of a cross-sectional structure of a third CC-MCF in the second embodiment.
  • the CC-MCF coupled multi-core optical fiber
  • the CC-MCF includes, as one aspect, a plurality of cores extending along the central axis, a single clad surrounding the plurality of cores, and a single core.
  • 1st and 2nd CC-MCF which each has the coating which encloses one clad, and the connection end surface where one end face of each of a plurality of cores is arranged .
  • one end face of the plurality of cores in the first CC-MCF is directly or indirectly connected to one end face of the plurality of cores in the second CC-MCF.
  • the plurality of cores include a set of adjacent cores having a mode coupling coefficient of 1 [1 / m] or more.
  • each of the first and second CC-MCFs has a transition section including a connection end face and a steady section arranged adjacent to the transition section along the central axis.
  • the steady section is a section in which the MFD of each of the plurality of cores is substantially constant along the central axis, and the transition section is the continuous MFD of each of the plurality of cores from the steady section toward the connection end surface. This is an expanding section.
  • each of the first and second CC-MCFs has a transition section including a connection end face.
  • the MFD of each of the plurality of cores continuously changes so as to expand from the steady section side toward the connection end surface. Therefore, the overlap of the mode field between adjacent cores increases, and the mode coupling coefficient continuously increases from the stationary section side toward the connection end face. Then, the mode coupling coefficient is continuously increased, whereby strong mode coupling occurs. Therefore, according to the CC-MCF according to the present embodiment, sufficient mode coupling can be generated even when used in a state where bending and twisting are small. As a result, DMD accumulation can be delayed and DMD can be reduced.
  • the length of the transition section is preferably at least three times the outer diameter of the cladding.
  • the MFD at the connection end surface of each of the plurality of cores in the transition section is preferably 1.5 times or more of the MFD of each of the plurality of cores in the steady section.
  • the CC-MCF according to the present embodiment may further include a third CC-MCF arranged between the first and second CC-MCFs as one aspect thereof.
  • the third CC-MCF includes a first fiber end surface, a second fiber end surface facing the first fiber end surface, and a plurality of fibers extending from the first fiber end surface toward the second fiber end surface.
  • Each of the plurality of cores has one end face disposed on the first fiber end face and the other end face disposed on the second fiber end face.
  • the plurality of cores include a set of adjacent cores having a mode coupling coefficient of 1 [1 / m] or more.
  • one end face of the plurality of cores in the third CC-MCF is directly connected to one end face of the plurality of cores in the first CC-MCF, respectively. Is done.
  • the other end faces of the plurality of cores in the third CC-MCF are directly connected to one end faces of the plurality of cores in the second CC-MCF, respectively.
  • the MFD of each of the plurality of cores in the third CC-MCF is preferably substantially equal to the MFD of each of the plurality of cores in each of the first and second CC-MCFs. Since the cores of the first and second CC-MCFs are optically connected one-to-one via the third CC-MCF, transmission loss due to mode mismatch can be kept low. .
  • each of the plurality of cores is made of silica glass, and the single clad is silica glass to which fluorine (F) is added.
  • the coating is preferably made of an ultraviolet curable resin.
  • the fluorine distribution in the transition sections of the first and second CC-MCFs changes along the central axis.
  • a re-coating made of an ultraviolet curable resin may be provided in the tip section of each of the first and second CC-MCFs instead of the above-described coating.
  • the CC-MCF preferably has a breaking strength of 200 kgf or more.
  • the leading end section means a section including a transition section and a part of a stationary section adjacent to the transition section and from which the above-described covering is removed.
  • the optical transmission system preferably includes an optical transmitter, an optical receiver, and a CC-MCF having the above-described structure (CC-MCF according to the present embodiment).
  • the optical transmitter outputs a modulated optical signal.
  • the optical receiver receives the optical signal output from the optical transmitter.
  • the CC-MCF according to this embodiment optically couples an optical transmitter and an optical receiver.
  • the CC-MCF according to the present embodiment transmits an optical signal and gives mode coupling to the optical signal.
  • the optical receiver detects the mode-coupled optical signal coherently and restores the optical signal before the mode coupling by MIMO signal processing.
  • the provision of the CC-MCF according to the various aspects described above makes it possible to suppress the accumulation of DMD even when transmitting over a long distance, and to reduce the MIMO signal processing in the optical receiver.
  • the calculation amount becomes small. As a result, signal delay and power consumption associated with signal processing are reduced.
  • each aspect listed in this [Description of Embodiments of the Invention] is applicable to each of all the remaining aspects or to all combinations of these remaining aspects. .
  • an optical characteristic defined by an individual core refers to an optical characteristic that occurs when attention is focused on one core and no other core exists.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure along the central axis of the CC-MCF 1A according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a cross section perpendicular to the central axis of the CC-MCFs 10 and 20 constituting the CC-MCF 1A.
  • the CC-MCF 1A according to this embodiment includes a CC-MCF 10 (first CC-MCF) corresponding to the first fiber portion and a CC-MC corresponding to the second fiber portion.
  • MCF 20 second CC-MCF).
  • FIG. 2 is a diagram showing various examples of the cross-sectional structure of the CC-MCF 10, 20 along the II line and the II-II line in FIG. 1, and the CC-MCF 10, 20 shown in FIG. Each has a type A cross-sectional structure.
  • the CC-MCF 10 has a transition section 16 including the end face 10a (connection end face) and a stationary section 15 arranged adjacent to the transition section 16 along the central axis.
  • the CC-MCF 20 has a transition section 26 including the end face 20a (connection end face) and a steady section 25 arranged adjacent to the transition section 26 along the central axis.
  • the steady sections 15 and 25 are sections in which the MFDs of the cores 11 and 21 are substantially constant along the central axis.
  • the transition sections 16 and 26 are sections in which the MFDs of the cores 11 and 21 change along the central axis.
  • the CC-MCF 10 includes a plurality of cores 11 arranged so as to surround a central axis C1 (a line passing through the cross-sectional center of the CC-MCF 10), and the plurality of cores. 11 has a single cladding 12 surrounding the single cladding 11 and a coating 13 surrounding the single cladding 12.
  • the CC-MCF 20 also includes a plurality of cores 21 arranged so as to surround the central axis C1, a single cladding 22 surrounding the plurality of cores 21, and a coating 23 surrounding the single cladding 22. And have.
  • the arrangement of the plurality of cores 11 and the arrangement of the plurality of cores 21 are the same as each other.
  • Type A shown in FIG. 2 is an example in which six cores 11 (21) each surrounded by a clad 12 (22) are arranged substantially symmetrically at equal angular intervals around the central axis C1. is there.
  • the clad 12 (22) and the coating 13 (23) are arranged substantially concentrically with the central axis C1 as the center.
  • the number and arrangement of the cores are not limited to the above contents, and the number of cores may be 4 to 7 as shown in types B to E in FIG. You may have the core 11 (21) on C1.
  • the arrangement of types C to E having the core 11 (21) on the central axis C1 increases the mode coupling between the cores facing each other with the central axes of the CC-MCFs 10 and 20 interposed therebetween, and the optical mode between the modes.
  • the uniformity of characteristics is increased, and the above-described MIMO processing is more effective, which is preferable.
  • the cores 11 and 21 and the claddings 12 and 22 are mainly composed of silica glass to which Ge or F is added.
  • F is added to the claddings 12 and 22 in an amount of 4000 ppm to less than 20000 ppm, more preferably 8000 ppm to less than 16000 ppm.
  • F has a high diffusion rate and a large effect of reducing the refractive index of glass. Therefore, it becomes possible to efficiently change the MFD by diffusing F by heating the optical fiber.
  • the cores 11 and 21 and the clads 12 and 22 may contain chlorine (Cl) mixed in a dehydration process when forming the preform.
  • the cores 11 and 21 and the claddings 12 and 22 may contain an alkali metal or an alkaline earth metal such as Na, K, Rb, Cs, and Ca that has an effect of reducing the viscosity of the glass.
  • the coatings 13 and 23 are made of an ultraviolet curable resin.
  • the coverings 13 and 23 may be composed of a plurality of layers.
  • the random external force acting on the outer periphery of the CC-MCFs 10 and 20 can be attenuated. Further, the outermost layers of the coatings 13 and 23 that are visible from the outside are colored, so that the CC-MCFs 10 and 20 can be easily identified.
  • the diameter of the cores 11 and 21 is, for example, 6 ⁇ m or more and 18 ⁇ m or less.
  • the fundamental mode defined in the individual cores 11 and 21 can be confined and propagated with appropriate strength.
  • the outer diameter of the clads 12 and 22 is, for example, not less than 124 ⁇ m and not more than 126 ⁇ m. This facilitates connection to a widely used optical connector.
  • the outer diameter of the coatings 13 and 23 is, for example, not less than 240 ⁇ m and not more than 260 ⁇ m. Thereby, the loss by the intermittent minute bending (microbending) which arises at the time of actual use can be suppressed low.
  • the interval between adjacent cores is preferably not less than the core diameter and not more than 30 ⁇ m, and the mode coupling coefficient between adjacent cores 11 in CC-MCF 10 and the mode coupling coefficient between adjacent cores 21 in CC-MCF 20 are Both are 1 [1 / m] or more.
  • the power coupling coefficient between adjacent cores 11 in CC-MCF 10 and the power coupling coefficient between adjacent cores 21 in CC-MCF 20 are both 10 [1 / km] or more.
  • the “core interval” is defined by the length of a line segment connecting the core centers.
  • the “mode coupling coefficient” is a ratio of complex amplitudes of components coupled to another mode when a certain mode propagates a unit length. More specifically, as described in Non-Patent Document 2, it is defined as a coefficient of a mode coupling equation. In this specification, in order to simplify the description, the mode coupling coefficient between the fundamental modes in the adjacent cores is referred to as a mode coupling coefficient between the cores.
  • the “power coupling coefficient” is the ratio of the power of components that are coupled to another mode when a certain mode propagates the unit length.
  • Non-Patent Document 2 it is defined as a coefficient of a power coupling equation.
  • the power coupling coefficient between the fundamental modes in the adjacent cores is referred to as an inter-core power coupling coefficient.
  • the cores 11 and 21 may extend spirally along the central axis C1 around the central axis C1. The period of the spiral is, for example, 0.5 (m) or less. As a result, mode coupling can be efficiently generated, and the DMD accumulation speed can be reduced to a speed proportional to the fiber length of 0.5 to 0.7.
  • the end face 10a of the CC-MCF 10 and the end face 20a of the CC-MCF 20 are connected to each other, for example, by fusion or the like, with the angle around the central axis C1 adjusted.
  • each core 11 in the end surface 10a and each core 21 in the end surface 20a are directly connected to each other.
  • the arrangement of the core 11 of the CC-MCF 10 and the arrangement of the core 21 of the CC-MCF 20 often do not necessarily coincide strictly due to manufacturing variations.
  • the two CC-MCFs 10 are adjusted with the angle around the center axis adjusted so that the absolute value of the absolute value of the positional deviation (core deviation) between the cores corresponding one-to-one is minimized.
  • the coverings 13 and 23 are removed in a predetermined length section including the end faces 10a and 20a for fusion splicing.
  • a re-coating 5 made of an ultraviolet curable resin is formed in a section where the coatings 13 and 23 are removed, and the fusion splicing portion is covered with the re-coating 5.
  • the section including the fusion spliced portion preferably has a breaking strength of 200 kgf or more. This makes it possible to apply the connected CC-MCF 1A of the present embodiment to an optical cable.
  • the CC-MCF1A is preferably subjected to screening in which a tension of 200 kgf or more is applied for a time of 0.1 seconds or more.
  • FIG. 1 shows three cores 11 and 21 among the plurality of cores 11 and the plurality of cores 21.
  • the CC-MCF 10 has a stationary section 15 and a transition section 16.
  • the transition section 16 includes the end face 10a and is a section provided between the steady section 15 and the end face 10a.
  • the stationary section 15 is a remaining section excluding the transition section 16 among all the sections of the CC-MCF 10.
  • the MFD of each core 11 is substantially constant along the central axis C1.
  • the MFD of each core 11 continuously expands from the same size as the stationary section 15 toward the end face 10a.
  • Such a change in MFD is realized, for example, by gradually increasing the diameter of the core 11 from the same size as the stationary section 15 toward the end face 10a.
  • the refractive index of the core 11 is realized by gradually decreasing from the same size as the stationary section 15 toward the end face 10a.
  • the length of the transition section 16 is, for example, not less than 3 times, not less than 10 times, or not less than 30 times the outer diameter of the cladding 12.
  • the MFD of each core 11 changes 1.5 times or more (or more than 2 times) from the end of the transition section 16 on the stationary section 15 side to the end face 10a.
  • the MFD of each of the cores 11 on the end face 10a is 1.5 times or more the MFD of each of the cores 11 in the stationary section 15.
  • the overlap of mode fields between the adjacent cores 11 increases as the MFD of each core 11 increases.
  • the mode coupling coefficient continuously increases toward the end face 10a.
  • the cladding diameter is kept substantially constant regardless of the change in the MFD of each core 11.
  • CC-MCF 20 similarly has a steady section 25 and a transition section 26.
  • the transition section 26 includes the end face 20a and is a section provided between the steady section 25 and the end face 20a.
  • the stationary section 25 is a remaining section excluding the transition section 26 among all the sections of the CC-MCF 20.
  • the MFD of each core 21 is substantially constant on the central axis C1.
  • each MFD of the core 21 continuously expands from the same size as the stationary section 25 toward the end face 20a.
  • Such a change in MFD is realized, for example, by gradually increasing the diameter of the core 21 from the same size as the stationary section 25 toward the end face 20a.
  • the refractive index of the core 21 is realized by gradually decreasing from the same size as the stationary section 25 toward the end face 20a.
  • the length of the transition section 26 is, for example, not less than 3 times, not less than 10 times, or not less than 30 times the outer diameter of the cladding 22.
  • the MFD of each core 21 changes by 1.5 times or more (or twice or more) from the end of the transition section 26 on the stationary section 25 side to the end face 20a.
  • the MFD of each of the cores 21 on the end face 20a is 1.5 times or more the MFD of each of the cores 21 in the stationary section 25.
  • the overlap of mode fields between the adjacent cores 21 increases as the MFD of each core 21 increases.
  • the mode coupling coefficient continuously increases toward the end face 20a.
  • a dopant such as Ge or F added to the optical fiber in order to form a refractive index distribution of the optical fiber.
  • a method of thermally diffusing using a flammable gas flame such as propane is effective.
  • Such a method and an apparatus for realizing the method are disclosed in Patent Document 1.
  • the above-described method of thermally diffusing dopants such as Ge and F can be used effectively.
  • F added to the claddings 12 and 22 diffuses into the cores 11 and 21 to realize the change in the core diameter and / or the refractive index.
  • the amount of heat applied can be reduced by utilizing the diffusion of F, which has a faster diffusion rate than Ge and other elements, and the productivity and safety of the CC-MCF1A can be increased.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of the CC-MCF 100 according to the comparative example.
  • the CC-MCF 100 includes CC-MCFs 110 and 120.
  • the CC-MCF 110 has a plurality of cores 111.
  • the CC-MCF 120 has a plurality of cores 121.
  • the difference between the CC-MCF 100 and the CC-MCF 1A according to the present embodiment is that the CC-MCFs 110 and 120 do not have a transition section. That is, in the entire section of CC-MCF 110, the MFD of each core 111 is substantially constant along the central axis C1. Similarly, in all sections of the CC-MCF 120, the MFD of each of the cores 121 is substantially constant along the central axis C1.
  • the remaining configuration of the CC-MCF 100 is the same as that of the CC-MCF 1A according to the present embodiment.
  • modes M1 to M3 propagate in the core 111, respectively. These modes M1 to M3 are incident on the core 121 through the boundary surface between the CC-MCF 110 and the CC-MCF 120, respectively, and propagate in the core 121, respectively.
  • the modes M1 to M3 are coupled to each other by twisting inherent to the CC-MCFs 110 and 120, or bending or twisting that occurs during actual use. That is, mode coupling Ma occurs between the modes M1 to M3.
  • the CC-MCF 100 has a function as a CM-CC-MCF. At this time, DMD accumulation can be randomized, and the speed of DMD accumulation can be reduced. However, in the case of the CC-MCF 100, sufficient mode coupling may not be obtained unless sufficient bending or twisting occurs during actual use.
  • the CC-MCFs 10 and 20 have transition sections 16 and 26 adjacent to the end faces 10a and 20a.
  • the MFDs of the cores 11 and 21 continuously expand as they approach the end faces 10a and 20a.
  • the overlap of the mode field between adjacent cores increases, and the mode coupling coefficient increases continuously toward the end faces 10a and 20a.
  • strong mode coupling Mb is generated by continuously increasing the mode coupling coefficient. Therefore, according to the CC-MCF 1A of the present embodiment, sufficient mode coupling can be generated even when used in a state where there is little bending or twisting, and CM-CC-MCF can be realized.
  • the crosstalk defined by the overlap of mode fields between adjacent cores is preferably ⁇ 40 dB or more, more preferably ⁇ 30 dB or more per transition section.
  • a transition area exists in the frequency of 10 km or more and 100 km or less once.
  • the length of the transition sections 16 and 26 of the CC-MCFs 10 and 20 may be 3 times or more, 10 times or more, or 30 times or more of the outer diameter of the claddings 12 and 22. . Thereby, transmission loss due to mode mismatch can be kept low. Further, the mode field diameter defined in the individual cores 11 and 21 may change 1.5 times or more in the transition sections 16 and 26, or 2 times or more. Thereby, mode coupling Mb having sufficient strength can be generated.
  • the fusion spliced portion between the CC-MCFs 10 and 20 is covered with the re-coating 5.
  • the transition sections 16 and 26 can be bent.
  • the strong mode coupling Mb in the transition sections 16 and 26 is further strengthened, and the DMD is further reduced.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure along the central axis of the CC-MCF 1B according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a cross-sectional structure perpendicular to the central axis of the CC-MCF 30 constituting the CC-MCF 1B.
  • the CC-MCF 1B according to the second embodiment includes a CC-MCF 30 (third CC-MCF).
  • 4 is a diagram showing an example of a cross-sectional structure of the CC-MCF 30 along the line III-III in FIG. 3, corresponding to the cross-sectional structures of the CC-MCFs 10 and 20 (type A in FIG. 2). A cross-sectional structure is shown.
  • the CC-MCF 30 includes a plurality of cores 31, a single cladding 32 that surrounds the plurality of cores 31, and a coating 33 that surrounds the single cladding 32.
  • the arrangement of the plurality of cores 31 is the same as the arrangement of the plurality of cores 11 of the CC-MCF 10 and the plurality of cores 21 of the CC-MCF 20.
  • six cores 31 are arranged substantially symmetrically at equiangular intervals around the central axis C1 corresponding to the type A shown in FIG.
  • the clad 32 and the coating 33 are arranged substantially concentrically.
  • the constituent materials of the core 31 and the clad 32 are the same as those of the cores 11 and 21 and the clads 12 and 22 of the CC-MCFs 10 and 20.
  • the constituent material of the coating 33 is the same as the coatings 13 and 23 of the CC-MCFs 10 and 20.
  • the diameter of the core 31 is larger than the diameter of the cores 11 and 21 in the steady sections 15 and 25 of the CC-MCFs 10 and 20.
  • the diameter of the core 31 is substantially equal to the diameter of the cores 11 and 21 at the end faces 10a and 20a of the CC-MCFs 10 and 20.
  • the MFD of each core 31 is 1.5 times or more (more preferably 2 times or more) of the MFD of each of the cores 11 and 21 in the stationary sections 15 and 25 of the CC-MCFs 10 and 20.
  • the MFD of each of the cores 31 is substantially equal to the MFD at the end faces 10 a and 20 a of the cores 11 and 21 in the CC-MCFs 10 and 20.
  • the mode coupling coefficient between adjacent cores 31 is 1 [1 / m] or more, and is larger than the mode coupling coefficient between cores 11 and 21 in steady sections 15 and 25.
  • the power coupling coefficient between the adjacent cores 31 in the CC-MCF 30 is 10 [1 / km] or more, which is larger than the power coupling coefficients between the cores 11 and 21 in the steady sections 15 and 25.
  • the mode coupling coefficient (or power coupling coefficient) between the cores 31 is substantially equal to the mode coupling coefficient (or power coupling coefficient) between the cores 11 and 21 between the end surfaces 10a and 20a of the CC-MCFs 10 and 20.
  • the outer diameter of the cladding 32 is equal to the outer diameter of the claddings 12 and 22 of the CC-MCFs 10 and 20.
  • the outer diameter of the covering 33 is equal to the outer diameter of the coverings 13 and 23 of the CC-MCFs 10 and 20.
  • the end face 10a (connection end face) of the CC-MCF 10 is connected to the end face 30a (first fiber end face) of the CC-MCF 30, and the end face 20a (connection end face) of the CC-MCF 20 is connected to the end face 30b (second end face) of the CC-MCF 30. Fiber end face).
  • the core 11 in the end surface 10a and the core 21 in the end surface 20a are indirectly connected through the core 31 of the CC-MCF 30, respectively. That is, the core 11 and the core 21 are optically connected one-to-one via the CC-MCF 30.
  • the end face 30a of the CC-MCF 30 and the end face 10a of the CC-MCF 10 are connected to each other, for example, by fusion or the like, with the angle around the central axis C1 being adjusted.
  • the core 31 in the end surface 30a and the core 11 in the end surface 10a are directly connected to each other.
  • the coverings 13 and 33 are removed in a predetermined length section including the end faces 10a and 30a for fusion splicing.
  • a re-coating 5a made of an ultraviolet curable resin is formed in a section where the coatings 13 and 33 are removed, and the fusion splicing portion is covered with the re-coating 5a.
  • the end surface 30b of the CC-MCF 30 and the end surface 20a of the CC-MCF 20 are connected to each other by, for example, fusion or the like, with the angle around the central axis C1 adjusted.
  • the core 31 in the end surface 30b and the core 21 in the end surface 20a are directly connected to each other.
  • the coverings 23 and 33 are removed in a predetermined length section including the end face 30b and the end face 20a for fusion splicing.
  • a re-coating 5b is formed in the section where the coatings 23 and 33 are removed, and the fusion splicing portion is covered with the re-coating 5b.
  • the mode coupling Ma between the modes M1 to M3 occurs in the steady sections 15 and 25 of the CC-MCFs 10 and 20 as in the first embodiment, and in the transition sections 16 and 26, Further, strong mode coupling Mb occurs.
  • a stronger mode coupling Mc occurs between the modes M1 to M3 in the CC-MCF 30.
  • almost complete mode coupling occurs between the transition section 16, the CC-MCF 30, and the transition section 26. Therefore, the group delay difference and the transmission loss difference between the cores of the CC-MCFs 10 and 20 can be distributed to all modes, and the influence of variations in core characteristics can be reduced.
  • the CC-MCF 30 has an MFD and mode coupling coefficient equivalent to the MFD and mode coupling coefficient expanded on the end faces 10a and 20a of the CC-MCFs 10 and 20, so that transmission loss due to mode mismatch is kept low. be able to.
  • recoating 5a and 5b is formed so that the transition sections 16 and 26 can be bent as in the first embodiment, thereby further strengthening mode coupling and further reducing DMD. Can do.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing the configuration of the optical transmission system 7 according to the third embodiment of the present invention.
  • the optical transmission system 7 includes an optical transmitter 71, an optical amplifier 72, an optical receiver 73, and a CC-MCF 1C.
  • the optical transmitter 71 outputs a modulated optical signal La.
  • the optical amplifier 72 amplifies the optical signal La.
  • the optical amplifier 72 amplifies light of a plurality of modes guided by inputting excitation light into silica glass doped with erbium to form an inversion distribution.
  • the CC-MCF 1C optically couples the optical transmitter 71 and the optical receiver 73 via the optical amplifier 72.
  • the CC-MCF 1C includes two CC-MCFs 1B according to the second embodiment.
  • One CC-MCF 1B optically couples the optical transmitter 71 and the optical amplifier 72, and propagates the optical signal La output from the optical transmitter 71 to the optical amplifier 72 while mode coupling.
  • the other CC-MCF 1B optically couples the optical amplifier 72 and the optical receiver 73, and propagates the amplified optical signal La output from the optical amplifier 72 to the optical receiver 73 while further mode coupling.
  • the optical receiver 73 receives the amplified optical signal La.
  • the optical receiver 73 performs coherent detection by causing interference between the mode-coupled optical signal La and the locally transmitted light having substantially the same optical frequency, and corrects the influence of dispersion and nonlinear distortion by digital signal processing. Then, the optical signal La before mode coupling is restored by the MIMO signal processing.
  • the CC-MCF 1C may include the CC-MCF 1A of the first embodiment instead of at least one CC-MCF 1B.
  • the coupled multi-core optical fiber according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various other modifications are possible.
  • each of the above-described embodiments may be combined with each other according to a necessary purpose and effect.
  • 1A to 1C CC-MCF, 5, 5a, 5b: Re-covering, 7: Optical transmission system, 10: First CC-MCF, 11, 21, 31: Core, 12, 22, 32: Cladding, 13, 23, 33 ... Cover, 15, 25 ... Steady section, 16, 26 ... Transition section, 20 ... Second CC-MCF, 30 ... Third CC-MCF, 71 ... Optical transmitter, 72 ... Optical amplifier, 73 ... optical receiver, C1 ... central axis, La ... optical signal, M1 to M3 ... mode, Ma, Mb, Mc ... mode coupling.

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Abstract

本実施形態は、曲げや捻れが少ない状態でも十分なモード結合を生じ得るＣＣ－ＭＣＦに関する。当該ＣＣ－ＭＣＦは、コア同士が直接または間接に接続された２本のファイバ部を備え、各ファイバ部は、モード結合係数が１（１／ｍ）以上となる隣り合ったコアの組を含む複数のコアを有する。また、各ファイバ部は、ファイバ端面を含む遷移区間と、該遷移区間に隣接する定常区間が設けられている。定常区間は、ファイバ長手方向に沿って各コアのＭＦＤが略一定している区間であって、遷移区間は、定常区間からファイバ端面に向かって各コアのＭＦＤが連続的に拡大している区間である。

Description

結合型マルチコア光ファイバおよびそれを含む光伝送システム
　本発明は、結合型マルチコア光ファイバおよびそれを含む光伝送システムに関するものである。
　非特許文献１，２には、結合型マルチコア光ファイバに関する技術が開示されている。
米国特許出願公開第２００４／０１１４８８６号明細書
Tetsuya Hayashi, et al., "Coupled-Core Multi-Core Fibers: High-Spatial-Density Optical Transmission Fibers with Low Differential Modal Properties," Proc. ECOC 2015, We.1.4.1 (2015) Masanori Koshiba et al., "Multi-core fiber design and analysis: coupled-mode theory and coupled-power theory,", Optics Express Vol. 19, No. 26, pp. B102-B111 (2011)
　発明者らは、従来の結合型マルチコア光ファイバについて検討した結果、以下のような課題を発見した。すなわち、１本の光ファイバの中に複数のコアが設けられたマルチコア光ファイバ（以下、「ＭＣＦ：Multi Core Fiber」と記す）は、情報伝送量の空間密度を高め、地中管路や海底ケーブルなどの限られた通信路の断面積の利用効率を高める技術として期待される。中でも、複数のコアの間で導波モード結合させる結合型マルチコア光ファイバ（以下、「ＣＣ－ＭＣＦ：Coupled-Core Multi Core Fiber」と記す）によれば、コア間の距離が短いので、情報伝送量の空間密度をより高めることができる。
　ＣＣ－ＭＣＦにおいては、結合されたコアを伝搬した複数の導波モードの信号を区別するために、ＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output）信号処理技術が必要となる。ＭＩＭＯ信号処理の計算量は、モード間の遅延時間差（ＤＭＤ：Differential Mode Delay）の増大とともに増大するが、コア間の結合の強さを適切に設定することにより、ＤＭＤの増大を抑制することが可能である。すなわち、コア間の結合の強さを適切に設定すれば、モード間の群速度の差を小さくできる。更に、光ファイバの実用時に生じる曲がりや捻れによってモード結合を生じさせすることでＤＭＤの蓄積をランダム化すれば、ＤＭＤの蓄積の速度をファイバ長の１乗に比例する値から１／２乗に比例する値まで低減できる。このようなＭＣＦは、モード結合型ＣＣ－ＭＣＦ（以下、「ＣＭ－ＣＣ－ＭＣＦ：Coupled-Mode Coupled-Core Multi Core Fiber」と記す）と呼ばれる（例えば、非特許文献１を参照）。ＣＭ－ＣＣ－ＭＣＦは、典型的には１［１／ｍ］以上のコア間モード結合係数、または、１０［１／ｋｍ］以上のコア間パワー結合係数を有する。
　しかしながら、ＣＣ－ＭＣＦをＣＭ－ＣＣ－ＭＣＦに適用するためには、実使用時に十分な曲げや捻れを発生させることによりモード結合を促進する必要がある。曲げや捻れが少ない状態でＣＣ－ＭＣＦが使用されると、モード結合が不十分となり、ＤＭＤが増大するという課題があった。
　本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、曲げや捻れが少ない状態で使用された場合であっても十分なモード結合を生じさせることができるＣＣ－ＭＣＦを提供することを目的としている。
　上述の課題を解決するため、本実施形態に係るＣＣ－ＭＣＦ（結合型マルチコア光ファイバ）は、中心軸線に沿って延びた複数のコアと、複数のコアを包囲する単一のクラッドと、単一のクラッドを包囲する被覆と、複数のコアそれぞれの一方の端面が配置された接続端面と、をそれぞれが有する第１および第２のファイバ部を備える。また、第１のファイバ部における複数のコアの一方の端面は、第２のファイバ部における複数のコアの一方の端面とそれぞれ直接または間接に接続されている。特に、第１および第２のファイバ部は、何れも結合型マルチコア光ファイバであるため、以下、第１のファイバ部を第１のＣＣ－ＭＣＦと記すとともに、第２のファイバ部を第２のＣＣ－ＭＣＦと記す。これら第１および第２のＣＣ－ＭＣＦそれぞれにおいて、複数のコアは、モード結合係数が１［１／ｍ］以上になる隣接コアの組を含む。更に、第１および第２のＣＣ－ＭＣＦそれぞれは、接続端面を含む遷移区間と、中心軸線に沿って該遷移区間に隣接配置された定常区間と、を有する。なお、定常区間は、複数のコアそれぞれのモードフィールド径（以下、「ＭＦＤ」と記す）が中心軸線に沿って略一定になっている区間であり、遷移区間は、複数のコアそれぞれのＭＦＤが定常区間から接続端面に向けて連続的に拡大している区間である。
　本実施形態に係るＣＣ－ＭＣＦによれば、曲げや捻れが少ない状態で使用された場合であっても十分なモード結合を生じさせることが可能になる。
は、第１実施形態に係るＣＣ－ＭＣＦの中心軸線に沿った断面構造を模式的に示す図である。 は、図１中のI-I線およびII-II線に沿った断面図であって、第１および第２のＣＣ－ＭＣＦの種々の断面構造の例を示す図である。 は、第２実施形態に係るＣＣ－ＭＣＦの中心軸線に沿った断面構造を模式的に示す図である。 は、図３中のIII-III線に沿った断面図であって、第２実施形態における第３のＣＣ－ＭＣＦの断面構造の例を示す図である。 は、第３実施形態に係る光伝送システムの構成を概略的に示す図である。 は、比較例に係るＣＣ－ＭＣＦの断面構造を示す模式図である。
　[本願発明の実施形態の説明]
  最初に本願発明の実施形態の内容をそれぞれ個別に列挙して説明する。
　（１）　本実施形態に係るＣＣ－ＭＣＦ（結合型マルチコア光ファイバ）は、その一態様として、中心軸線に沿って延びた複数のコアと、複数のコアを包囲する単一のクラッドと、単一のクラッドを包囲する被覆と、複数のコアそれぞれの一方の端面が配置された接続端面と、をそれぞれが有する第１および第２のＣＣ－ＭＣＦ（第１および第２のファイバ部）を備える。また、第１のＣＣ－ＭＣＦにおける複数のコアの一方の端面は、第２のＣＣ－ＭＣＦにおける複数のコアの一方の端面とそれぞれ直接または間接に接続されている。これら第１および第２のＣＣ－ＭＣＦそれぞれにおいて、複数のコアは、モード結合係数が１［１／ｍ］以上になる隣接コアの組を含む。更に、第１および第２のＣＣ－ＭＣＦそれぞれは、接続端面を含む遷移区間と、中心軸線に沿って該遷移区間に隣接配置された定常区間と、を有する。なお、定常区間は、複数のコアそれぞれのＭＦＤが中心軸線に沿って略一定になっている区間であり、遷移区間は、複数のコアそれぞれのＭＦＤが定常区間から接続端面に向けて連続的に拡大している区間である。
　（２）本実施形態に係るＣＣ－ＭＣＦにおいて、第１および第２のＣＣ－ＭＣＦそれぞれが、接続端面を含む遷移区間を有する。遷移区間では、複数のコアそれぞれのＭＦＤが定常区間側から接続端面へ向けて拡大するように連続的に変化する。そのため、隣接するコア間のモードフィールドの重なりが増し、モード結合係数が定常区間側から接続端面に向けて連続的に増大する。そして、モード結合係数が連続的に増大することにより、強いモード結合が生じる。したがって、本実施形態に係るＣＣ－ＭＣＦによれば、曲げや捻れが少ない状態で使用された場合であっても十分なモード結合を生じさせることができる。その結果、ＤＭＤの蓄積を遅らせ、ＤＭＤを低減することができる。
　（３）　本実施形態の一態様として、第１および第２のＣＣ－ＭＣＦのうち少なくとも一方において、遷移区間の長さは、クラッドの外径の３倍以上であるのが好ましい。これにより、モード不整合による伝送損失を低く抑えることができる。加えて、遷移区間における複数のコアそれぞれの、接続端面でのＭＦＤは、定常区間における複数のコアそれぞれのＭＦＤの１．５倍以上であるのが好ましい。これにより、十分な強さのモード結合を生じさせることができる。
　（４）本実施形態に係るＣＣ－ＭＣＦは、その一態様として、第１および第２のＣＣ－ＭＣＦの間に配置される第３のＣＣ－ＭＣＦを更に備えてもよい。この第３のＣＣ－ＭＣＦは、第１のファイバ端面と、該第１のファイバ端面に対向する第２のファイバ端面と、第１のファイバ端面から第２のファイバ端面に向かって延びた複数のコアと、複数のコアを包囲する単一のクラッドと、単一のクラッドを包囲する被覆と、を有する。また、複数のコアそれぞれは、第１のファイバ端面上に配置された一方の端面と、第２のファイバ端面上に配置された他方の端面と、を有する。第３のＣＣ－ＭＣＦにおいて、複数のコアは、モード結合係数が１［１／ｍ］以上となる隣り合ったコアの組を含む。第１～第３のＣＣ－ＭＣＦを備えた構成において、第３のＣＣ－ＭＣＦにおける複数のコアの一方の端面は、第１のＣＣ－ＭＣＦにおける複数のコアの一方の端面とそれぞれ直接に接続される。また、第３のＣＣ－ＭＣＦにおける複数のコアの他方の端面は、第２のＣＣ－ＭＣＦにおける複数のコアの一方の端面とそれぞれ直接に接続される。更に、第３のＣＣ－ＭＣＦにおける複数のコアそれぞれのＭＦＤは、第１および第２のＣＣ－ＭＣＦそれぞれにおける複数のコアそれぞれの、接続端面でのＭＦＤは、と略等しいのが好ましい。このような第３のＣＣ－ＭＣＦを介して第１および第２のＣＣ－ＭＣＦそれぞれのコア同士が一対一に光学的に接続されることによって、モード不整合による伝送損失を低く抑えることができる。
　（５）本実施形態の一態様として、第１～第３のＣＣ－ＭＣＦそれぞれにおいて、複数のコアそれぞれは、シリカガラスからなり、単一のクラッドは、フッ素（Ｆ）が添加されたシリカガラスからなり、かつ、被覆は、紫外線硬化性樹脂からなるのが好ましい。また、第１および第２のＣＣ－ＭＣＦそれぞれの遷移区間におけるフッ素分布は、中心軸線に沿って変化している。更に、本実施形態の一態様として、第１および第２のＣＣ－ＭＣＦそれぞれの先端区間に、上述の被覆に替えて、紫外線硬化性樹脂からなる再被覆が設けられてもよく、この場合、当該ＣＣ－ＭＣＦは、２００ｋｇｆ以上の破断強度を有するのが好ましい。なお、先端区間とは、遷移区間と該遷移区間に隣接する定常区間の一部を含み、かつ、上述の被覆が除去された区間を意味する。
　（６）本実施形態に係る光伝送システムは、光送信器と、光受信器と、上述のような構造を有するＣＣ－ＭＣＦ（本実施形態に係るＣＣ－ＭＣＦ）と、を備えるのが好ましい。光送信器は、変調された光信号を出力する。光受信器は、光送信器から出力された光信号を受ける。本実施形態に係るＣＣ－ＭＣＦは、光送信器と光受信器とを光学的に結合する。特に、本実施形態に係るＣＣ－ＭＣＦは、光信号を伝送するとともに光信号にモード結合を与える。また、光受信器は、モード結合された光信号をコヒーレント検出し、ＭＩＭＯ信号処理によってモード結合する前の前記光信号を復元する。
　（７）このような光伝送システムによれば、上記種々の態様に係るＣＣ－ＭＣＦを備えることによって、長い距離を伝送してもＤＭＤの蓄積が低く抑えられ、光受信器におけるＭＩＭＯ信号処理の計算量が小さくなる。その結果、信号処理に伴う信号の遅延および消費電力が低減される。
　以上、この[本願発明の実施形態の説明]の欄に列挙された各態様は、残りの全ての態様のそれぞれに対して、または、これら残りの態様の全ての組み合わせに対して適用可能である。
　［本願発明の実施形態の詳細］
  以下、本実施形態に係るＣＣ－ＭＣＦおよび光伝送システムの具体的な構造を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。また、図面の説明において同一の要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。なお、以下の説明において、個別のコアで定義される光学特性（各コアの光学特性）は、１つのコアに着目し、他のコアが存在しないと仮定した場合に生じる光学特性をいう。
　（第１実施形態）
  図１は、第１実施形態に係るＣＣ－ＭＣＦ１Ａの中心軸線に沿った断面構造を模式的に示す図である。図２は、当該ＣＣ－ＭＣＦ１Ａを構成するＣＣ－ＭＣＦ１０、２０の中心軸線に垂直な断面の構成例を示す図である。図１に示されたように、本実施形態に係るＣＣ－ＭＣＦ１Ａは、第１のファイバ部に相当するＣＣ－ＭＣＦ１０（第１のＣＣ－ＭＣＦ）と、第２のファイバ部に相当するＣＣ－ＭＣＦ２０（第２のＣＣ－ＭＣＦ）とを備える。なお、図２は、図１中のI-I線およびII-II線に沿った、ＣＣ－ＭＣＦ１０，２０の断面構造の種々の例を示す図であり、図１に示されたＣＣ－ＭＣＦ１０，２０それぞれは、タイプＡの断面構造を有する。
　なお、ＣＣ－ＭＣＦ１０は、端面１０ａ（接続端面）を含む遷移区間１６と、中心軸線に沿って遷移区間１６に隣接配置された定常区間１５を有する。また、ＣＣ－ＭＣＦ２０は、端面２０ａ（接続端面）を含む遷移区間２６と、中心軸線に沿って遷移区間２６に隣接配置された定常区間２５を有する。定常区間１５，２５は、コア１１，２１それぞれのＭＦＤが中心軸線に沿って略一定になっている区間である。遷移区間１６，２６は、コア１１，２１それぞれのＭＦＤが中心軸線に沿って変化している区間である。以下の説明において、ＣＣ－ＭＣＦ１０，２０それぞれの構造について言及する場合には、遷移区間１６，２６が形成される前の状態、すなわち、定常区間１５，２５の構造を意味するものとする。
　図２のタイプＡに示されたように、ＣＣ－ＭＣＦ１０は、中心軸線Ｃ１（当該ＣＣ－ＭＣＦ１０の断面中心を通過する線）を取り囲むように配置された複数のコア１１と、該複数のコア１１を包囲する単一のクラッド１２と、該単一のクラッド１２を包囲する被覆１３とを有する。同様に、ＣＣ－ＭＣＦ２０も、中心軸線Ｃ１を取り囲むように配置された複数のコア２１と、該複数のコア２１を包囲する単一のクラッド２２と、該単一のクラッド２２を包囲する被覆２３とを有する。複数のコア１１の配置と、複数のコア２１の配置とは互いに同一である。図２に示されたタイプＡは、クラッド１２（２２）にそれぞれが包囲された６個のコア１１（２１）が、中心軸線Ｃ１周りに略対称的に等角度間隔で配置されている例である。クラッド１２（２２）および被覆１３（２３）は、中心軸線Ｃ１を中心とする略同心円状に配置されている。なお、コアの数および配置は、上記の内容に限定されるものではなく、図２のタイプＢ～Ｅに示されたように、コアの数は４～７個であってもよく、中心軸線Ｃ１上にコア１１（２１）を有していてもよい。特に、中心軸線Ｃ１上にコア１１（２１）を有するタイプＣ～Ｅの配置は、当該ＣＣ－ＭＣＦ１０、２０それぞれの中心軸を挟んで対向するコア間でのモード結合が強まり、モード間の光学特性の均一性を高まり、前述のＭＩＭＯ処理がより有効に作用するため好ましい。
　コア１１，２１およびクラッド１２，２２は、ＧｅまたはＦが添加されたシリカガラスを主成分として構成される。特に、クラッド１２，２２には、Ｆが４０００ｐｐｍ以上２００００ｐｐｍ未満、より好ましくは８０００ｐｐｍ以上１６０００ｐｐｍ未満、添加されていることが好ましい。Ｆは拡散速度が速く、かつガラスの屈折率を下げる効果が大きい。そのため、光ファイバを加熱することによってＦを拡散させることでＭＦＤを効率的に変化させることが可能になる。なお、コア１１，２１およびクラッド１２，２２は、プリフォーム（preform）作成時の脱水工程で混入する塩素（Ｃｌ）を含有していてもよい。また、コア１１，２１およびクラッド１２，２２には、ガラスの粘性を下げる効果を有するＮａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａなどのアルカリ金属またはアルカリ土類金属が含有されてもよい。被覆１３，２３は、紫外線硬化性樹脂により構成されている。被覆１３，２３は、複数の層により構成されてもよい。例えば、クラッド１２，２２側（内側）の層が、外側の層（例えば最外層）よりも低いヤング率を有している構成では、ＣＣ－ＭＣＦ１０，２０の外周に作用するランダムな外力のうちガラス部分（コア１１，２１およびクラッド１２，２２）に作用してマイクロベンドを生じさせる成分を減衰させることができる。また、外部から視認される被覆１３，２３の最外層が着色されることにより、ＣＣ－ＭＣＦ１０，２０の識別を容易にすることができる。
　ＣＣ－ＭＣＦ１Ａの定常区間１５，２５（遷移区間１６，２６の形成前のＣＣ－ＭＣＦ）において、コア１１，２１の直径は、例えば６μｍ以上１８μｍ以下である。これにより、個別のコア１１，２１において定義される基底モードを適切な強さで閉込めて伝搬させることができる。更に、ファイバ曲げにより高次モードを減衰させることで該高次モードの伝搬を防ぎ、結果、ＤＭＤの増大を防ぐことができる。クラッド１２，２２の外径は、例えば１２４μｍ以上１２６μｍ以下である。これにより、広く用いられている光コネクタへの接続が容易となる。被覆１３，２３の外径は、例えば２４０μｍ以上２６０μｍ以下である。これにより、実使用時に生じる断続的な微小な曲げ（マイクロベンド）による損失を低く抑えることができる。
　隣接するコア同士の間隔（コア間隔）は好ましくはコア直径以上３０μｍ以下であり、ＣＣ－ＭＣＦ１０において隣接するコア１１間のモード結合係数、およびＣＣ－ＭＣＦ２０において隣接するコア２１間のモード結合係数は、共に１［１／ｍ］以上である。或いは、ＣＣ－ＭＣＦ１０において隣接するコア１１間のパワー結合係数、およびＣＣ－ＭＣＦ２０において隣接するコア２１間のパワー結合係数は、共に１０［１／ｋｍ］以上である。ここで、「コア間隔」とは、コア中心同士を結んだ線分の長さで規定される。また、隣接するコアとは、該当する組のコアの中心同士を結んだ線分が、他の何れの組のコアの中心同士を結んだ線分との交差しない（当該組の線分の両端以外において他の組の線分と接しない）ようなコアの組を指す。また、「モード結合係数」とは、あるモードが単位長さを伝搬する際に別のモードに結合する成分の複素振幅の比率である。より詳細には、非特許文献２に記載されているように、モード結合方程式の係数として定義される。本明細書では記述を簡潔にするために、隣接するコアにおける基底モード間のモード結合係数を、コア間のモード結合係数と呼ぶ。また、「パワー結合係数」とは、あるモードが単位長さを伝搬する際に別のモードに結合する成分のパワーの比率である。より詳細には、非特許文献２に記載されているように、パワー結合方程式の係数として定義される。本明細書では記述を簡潔にするために、隣接するコアにおける基底モード間のパワー結合係数を、コア間のパワー結合係数と呼ぶ。更に、コア１１，２１は中心軸線Ｃ１を中心として、中心軸線Ｃ１に沿って螺旋状に伸びてもよい。螺旋の周期は、例えば０．５（ｍ）以下である。これにより、モード結合を効率良く生じさせ、ＤＭＤの蓄積の速度をファイバ長の０．５～０．７乗に比例する速度にまで低減することができる。
　ＣＣ－ＭＣＦ１０の端面１０ａと、ＣＣ－ＭＣＦ２０の端面２０ａとは、中心軸線Ｃ１周りの角度が調整された状態で、例えば融着等によって互いに接続されている。これにより、端面１０ａにおける各コア１１と、端面２０ａにおける各コア２１とが互いに直接に接続される。このとき、ＣＣ－ＭＣＦ１０のコア１１の配置とＣＣ－ＭＣＦ２０のコア２１の配置は、製造のバラツキなどにより必ずしも厳密には一致しない場合がしばしば生じる。そのため、一対一に対応するコア同士の間での位置ズレ（コア中心のズレ）の絶対値の平均値が最小となるように、中心軸線周りの角度が調整された状態で２つのＣＣ－ＭＣＦ１０，２０が接続されることが好ましい。より好ましくは、位置ズレの絶対値の平均値が２μｍ以下、もしくは１μｍ以下であることが好ましい。なお、被覆１３，２３は、融着接続のために端面１０ａ，２０ａを含む所定長の区間において除去される。ただし、融着接続後、被覆１３，２３が除去された区間には紫外線硬化性樹脂からなる再被覆５が形成され、該再被覆５により融着接続部分が被覆される。更に、本実施形態において、融着接続部分を含む区間は、２００ｋｇｆ以上の破断強度を有していることが好ましい。これにより、本実施形態の接続されたＣＣ－ＭＣＦ１Ａを光ケーブルに用適用することが可能になる。そのような破断強度を確保するために、当該ＣＣ－ＭＣＦ１Ａは、２００ｋｇｆ以上の張力を０．１秒以上の時間に渡って印加するスクリーニングを経ていることが好ましい。
　図１では、複数のコア１１および複数のコア２１のうち、各３本のコア１１，２１が示されている。図１に示されたように、ＣＣ－ＭＣＦ１０は、定常区間１５および遷移区間１６を有する。遷移区間１６は、端面１０ａを含み、定常区間１５と端面１０ａとの間に設けられた区間である。定常区間１５は、ＣＣ－ＭＣＦ１０の全区間のうち遷移区間１６を除く残りの区間である。定常区間１５では、コア１１それぞれのＭＦＤが中心軸線Ｃ１に沿って略一定である。
　遷移区間１６では、コア１１それぞれのＭＦＤが、定常区間１５と同じ大きさから、端面１０ａに向けて連続的に拡大している。このようなＭＦＤの変化は、例えばコア１１の径が、定常区間１５と同じ大きさから端面１０ａに向けて次第に拡大することによって実現される。或いは、例えばコア１１の屈折率が、定常区間１５と同じ大きさから端面１０ａに向けて次第に小さくなることによって実現される。遷移区間１６の長さは、例えばクラッド１２の外径の３倍以上、１０倍以上、若しくは３０倍以上である。そして、コア１１それぞれのＭＦＤは、遷移区間１６の定常区間１５側の端から端面１０ａにかけて１．５倍以上（若しくは２倍以上）変化する。すなわち、端面１０ａ上におけるコア１１それぞれのＭＦＤは、定常区間１５におけるコア１１それぞれのＭＦＤの１．５倍以上となる。遷移区間１６では、コア１１それぞれのＭＦＤの拡大に伴って、隣り合うコア１１間でのモードフィールドの重なりが増大する。これにより、遷移区間１６では、モード結合係数が端面１０ａに向かって連続的に増大する。より好ましくは、遷移区間１６において、コア１１それぞれのＭＦＤの変化に係わらず、クラッド径は実質的に一定に保たれる。これにより、応力の集中や不十分な断面積に起因する当該ＣＣ－ＭＣＦ１Ａの破断強度の低下が防がれ、高い機械的信頼性が実現され得る。
　ＣＣ－ＭＣＦ２０も同様に、定常区間２５および遷移区間２６を有する。遷移区間２６は、端面２０ａを含み、定常区間２５と端面２０ａとの間に設けられた区間である。定常区間２５は、ＣＣ－ＭＣＦ２０の全区間のうち遷移区間２６を除く残りの区間である。定常区間２５では、コア２１それぞれのＭＦＤが中心軸線Ｃ１に略一定である。
　遷移区間２６では、コア２１それぞれのＭＦＤが、定常区間２５と同じ大きさから、端面２０ａに向けて連続的に拡大する。このようなＭＦＤの変化は、例えばコア２１の径が、定常区間２５と同じ大きさから端面２０ａに向けて次第に拡大することによって実現される。或いは、例えばコア２１の屈折率が、定常区間２５と同じ大きさから端面２０ａに向けて次第に小さくなることによって実現される。遷移区間２６の長さは、例えばクラッド２２の外径の３倍以上、１０倍以上、若しくは３０倍以上である。そして、コア２１それぞれのＭＦＤは、遷移区間２６の定常区間２５側の端から端面２０ａにかけて１．５倍以上（若しくは２倍以上）変化する。すなわち、端面２０ａ上におけるコア２１それぞれのＭＦＤは、定常区間２５におけるコア２１それぞれのＭＦＤの１．５倍以上となる。遷移区間２６では、コア２１それぞれのＭＦＤの拡大に伴って、隣り合うコア２１間でのモードフィールドの重なりが増大する。これにより、モード結合係数が端面２０ａに向かって連続的に増大する。
　なお、コア１１，２１それぞれの径を端面１０ａ，２０ａに近づくに従って次第に拡大する方法としては、例えば光ファイバの屈折率分布を形成するために光ファイバに添加されているＧｅやＦなどのドーパントを、プロパンなどの可燃性ガスの火炎を用いて熱的に拡散させる方法が有効である。このような方法および方法を実現する装置は特許文献１に開示されている。また、コア１１，２１それぞれの屈折率を端面１０ａ，２０ａに近づくに従って次第に小さくする方法としても、上述のＧｅやＦなどのドーパントを熱的に拡散させる方法を有効に用いることができる。より好ましくは、クラッド１２，２２に添加されたＦがコア１１，２１に拡散することで、上記のコア径および／または屈折率の変化が実現される。Ｇｅや他の元素に比べて拡散速度が速いＦの拡散を利用することで加える熱量を低減し、当該ＣＣ－ＭＣＦ１Ａの生産性と安全性を高めることができる。
　次に、上述の本実施形態に係るＣＣ－ＭＣＦ１Ａによって得られる効果について説明する。図６は、比較例に係るＣＣ－ＭＣＦ１００の断面構造を示す模式図である。ＣＣ－ＭＣＦ１００は、ＣＣ－ＭＣＦ１１０，１２０を備える。ＣＣ－ＭＣＦ１１０は複数のコア１１１を有する。ＣＣ－ＭＣＦ１２０は複数のコア１２１を有する。
　ＣＣ－ＭＣＦ１００と本実施形態に係るＣＣ－ＭＣＦ１Ａとの相違点は、ＣＣ－ＭＣＦ１１０，１２０が遷移区間を有していない点である。すなわち、ＣＣ－ＭＣＦ１１０の全区間において、コア１１１それぞれのＭＦＤは中心軸線Ｃ１に沿って略一定である。同様に、ＣＣ－ＭＣＦ１２０の全区間においても、コア１２１それぞれのＭＦＤは中心軸線Ｃ１に沿って略一定である。なお、これ以外のＣＣ－ＭＣＦ１００の構成は、本実施形態に係るＣＣ－ＭＣＦ１Ａと同様である。
　上述のような構造を有するＣＣ－ＭＣＦ１００では、コア１１１においてモードＭ１～Ｍ３がそれぞれ伝搬する。これらモードＭ１～Ｍ３は、ＣＣ－ＭＣＦ１１０とＣＣ－ＭＣＦ１２０との境界面を経てコア１２１にそれぞれ入射し、コア１２１においてそれぞれ伝搬する。モードＭ１～Ｍ３は、ＣＣ－ＭＣＦ１１０，１２０が本来有する捻れや、実使用時に生じる曲げや捻れによって互いに結合する。すなわち、モードＭ１～Ｍ３間にモード結合Ｍａが生じる。これにより、ＣＣ－ＭＣＦ１００がＣＭ－ＣＣ－ＭＣＦとしての機能を有することになる。このとき、ＤＭＤの蓄積がランダム化され、ＤＭＤの蓄積の速度が低減され得る。しかしながら、ＣＣ－ＭＣＦ１００の場合、実使用時に十分な曲げや捻れが発生しなければ、十分なモード結合が得られないことがある。
　これに対し、本実施形態に係るＣＣ－ＭＣＦ１Ａにおいては、ＣＣ－ＭＣＦ１０，２０が、端面１０ａ，２０ａに隣接する遷移区間１６，２６を有する。遷移区間１６，２６では、コア１１，２１それぞれのＭＦＤが端面１０ａ，２０ａに近づくに従って連続的に拡大する。これにより、隣接するコア間のモードフィールドの重なりが増し、モード結合係数が端面１０ａ，２０ａに向けて連続的に増大する。そして、モード結合係数が連続的に増大することにより、強いモード結合Ｍｂが生じる。従って、本実施形態のＣＣ－ＭＣＦ１Ａによれば、曲げや捻れが少ない状態で使用された場合であっても十分なモード結合を生じさせ、ＣＭ－ＣＣ－ＭＣＦを実現することができる。これにより、ＤＭＤの蓄積を更に遅らせ、ＤＭＤをより効果的に低減することができる。更に、中心軸線Ｃ１に沿ったモード不整合に伴う伝送損失を低減することができる。特に、隣接するコア間のモードフィールドの重なりで規定されるクロストークが、１つの遷移区間あたり－４０ｄＢ以上、より好ましくは－３０ｄＢ以上であることが好ましい。また、遷移区間は１０ｋｍ以上１００ｋｍ以下に１回の頻度で存在することが好ましい。これにより、１０００ｋｍから１００００ｋｍの長距離伝送（long-haul transmission）において、モードが十分に結合され、モード間の光学特性の均一性が高められる。
　また、本実施形態のように、ＣＣ－ＭＣＦ１０，２０の遷移区間１６，２６の長さは、クラッド１２，２２の外径の３倍以上、１０倍以上、若しくは３０倍以上であってもよい。これにより、モード不整合による伝送損失を低く抑えることができる。また、個別のコア１１，２１において定義されるモードフィールド径は、遷移区間１６，２６において１．５倍以上、若しくは２倍以上変化してもよい。これにより、十分な強さのモード結合Ｍｂを生じさせることができる。
　また、上述のように、ＣＣ－ＭＣＦ１０，２０の間の融着接続部は再被覆５によって被覆される。再被覆５が柔軟な樹脂により形成されることによって、遷移区間１６、２６を屈曲可能とすることができる。屈曲を加えることにより、遷移区間１６、２６における強いモード結合Ｍｂが更に強められ、ＤＭＤが更に低減される。
　（第２実施形態）
  図３は、本発明の第２実施形態に係るＣＣ－ＭＣＦ１Ｂの中心軸線に沿った断面構造を模式的に示す図である。図４は、ＣＣ－ＭＣＦ１Ｂを構成するＣＣ－ＭＣＦ３０の中心軸線に垂直な断面構造の例を示す図である。図３に示されたように、第２実施形態に係るＣＣ－ＭＣＦ１Ｂは、第１実施形態に係るＣＣ－ＭＣＦ１０，２０に加えて、第３のファイバ部に相当するＣＣ－ＭＣＦ３０（第３のＣＣ－ＭＣＦ）を更に備える。なお、図４は、図３中のIII-III線に沿ったＣＣ－ＭＣＦ３０の断面構造の例を示す図であり、ＣＣ－ＭＣＦ１０、２０それぞれの断面構造（図２のタイプＡ）に対応した断面構造を示す。
　図４に示されたように、ＣＣ－ＭＣＦ３０は、複数のコア３１と、該複数のコア３１を包囲する単一のクラッド３２と、該単一のクラッド３２を包囲する被覆３３とを有する。複数のコア３１の配置は、ＣＣ－ＭＣＦ１０の複数のコア１１、およびＣＣ－ＭＣＦ２０の複数のコア２１の配置と同一である。図４の例では、図２に示されたタイプＡに対応して６個のコア３１が、中心軸線Ｃ１周りに略対称的に等角度間隔で配置されている。クラッド３２および被覆３３は、略同心円状に配置されている。コア３１およびクラッド３２の構成材料は、ＣＣ－ＭＣＦ１０，２０のコア１１，２１およびクラッド１２，２２と同様である。被覆３３の構成材料は、ＣＣ－ＭＣＦ１０，２０の被覆１３，２３と同様である。
　コア３１の直径は、ＣＣ－ＭＣＦ１０，２０の定常区間１５，２５でのコア１１，２１の直径よりも大きい。なお、図３の例では、コア３１の直径は、ＣＣ－ＭＣＦ１０，２０の端面１０ａ，２０ａにおけるコア１１，２１の直径と略等しい。コア３１それぞれのＭＦＤは、ＣＣ－ＭＣＦ１０，２０の定常区間１５，２５におけるコア１１，２１それぞれのＭＦＤの１．５倍以上（より好ましくは２倍以上）である。なお、図３の例では、コア３１それぞれのＭＦＤは、ＣＣ－ＭＣＦ１０，２０におけるコア１１，２１それぞれの、端面１０ａ，２０ａでのＭＦＤと略等しい。ＣＣ－ＭＣＦ３０において隣接するコア３１間のモード結合係数は１［１／ｍ］以上であり、定常区間１５，２５におけるコア１１間およびコア２１間のモード結合係数よりも大きい。或いは、ＣＣ－ＭＣＦ３０において隣接するコア３１間のパワー結合係数は１０［１／ｋｍ］以上であり、定常区間１５，２５におけるコア１１間およびコア２１間のパワー結合係数よりも大きい。一例では、コア３１間のモード結合係数（若しくはパワー結合係数）は、ＣＣ－ＭＣＦ１０，２０の端面１０ａ，２０ａにおけるコア１１間、コア２１間のモード結合係数（若しくはパワー結合係数）と略等しい。
　クラッド３２の外径は、ＣＣ－ＭＣＦ１０，２０のクラッド１２，２２の外径と等しい。被覆３３の外径は、ＣＣ－ＭＣＦ１０，２０の被覆１３，２３の外径と等しい。
　ＣＣ－ＭＣＦ１０の端面１０ａ（接続端面）は、ＣＣ－ＭＣＦ３０の端面３０ａ（第１のファイバ端面）と接続され、ＣＣ－ＭＣＦ２０の端面２０ａ（接続端面）は、ＣＣ－ＭＣＦ３０の端面３０ｂ（第２のファイバ端面）と接続されている。これにより、端面１０ａにおけるコア１１と、端面２０ａにおけるコア２１とが、ＣＣ－ＭＣＦ３０のコア３１を介してそれぞれ間接的に接続される。すなわち、ＣＣ－ＭＣＦ３０を介して、コア１１とコア２１が一対一に光学的に接続されている。
　ＣＣ－ＭＣＦ３０の端面３０ａと、ＣＣ－ＭＣＦ１０の端面１０ａとは、中心軸線Ｃ１周りの角度が調整された状態で、例えば融着等によって互いに接続されている。これにより、端面３０ａにおけるコア３１と、端面１０ａにおけるコア１１とがそれぞれ互いに直接に接続される。なお、被覆１３，３３は、融着接続のために端面１０ａ，３０ａを含む所定長の区間において除去される。ただし、融着接続後、被覆１３，３３が除去された区間には紫外線硬化性樹脂からなる再被覆５ａが形成され、該再被覆５ａにより融着接続部分が被覆される。
　また、ＣＣ－ＭＣＦ３０の端面３０ｂと、ＣＣ－ＭＣＦ２０の端面２０ａとは、中心軸線Ｃ１周りの角度が調整された状態で、例えば融着等によって互いに接続されている。これにより、端面３０ｂにおけるコア３１と、端面２０ａにおけるコア２１とがそれぞれ互いに直接に接続される。なお、被覆２３，３３は、融着接続のために端面３０ｂおよび端面２０ａを含む所定長の区間において除去される。ただし、融着接続後、被覆２３，３３が除去された区間には再被覆５ｂが形成され、該再被覆５ｂにより融着接続部分が被覆される。
　上述のような構造を有するＣＣ－ＭＣＦ１Ｂでは、第１実施形態と同様に、ＣＣ－ＭＣＦ１０，２０の定常区間１５，２５においてモードＭ１～Ｍ３間のモード結合Ｍａが生じ、遷移区間１６，２６において更に強いモード結合Ｍｂが生じる。加えて、本実施形態では、ＣＣ－ＭＣＦ３０においてモードＭ１～Ｍ３間に更に強いモード結合Ｍｃが生じる。これにより、遷移区間１６、ＣＣ－ＭＣＦ３０、および遷移区間２６の間にほぼ完全なモード結合が生じることになる。したがって、ＣＣ－ＭＣＦ１０，２０が有するコア間の群遅延差や伝送損失差を全てのモードに分散させ、コアの特性のばらつきの影響を低減することができる。また、ＣＣ－ＭＣＦ３０が、ＣＣ－ＭＣＦ１０，２０の端面１０ａ，２０ａにおけて拡大されたＭＦＤおよびモード結合係数と同等のＭＦＤおよびモード結合係数を有することにより、モード不整合による伝送損失を低く抑えることができる。
　また、本実施形態においても、第１実施形態と同様に遷移区間１６、２６が屈曲可能なように再被覆５ａ，５ｂが形成されることにより、モード結合をより強め、ＤＭＤを更に低減することができる。
　（第３実施形態）
  図５は、本発明の第３実施形態に係る光伝送システム７の構成を概略的に示す図である。図５に示されたように、この光伝送システム７は、光送信器７１、光増幅器７２、光受信器７３、およびＣＣ－ＭＣＦ１Ｃを備える。光送信器７１は、変調された光信号Ｌａを出力する。光増幅器７２は、この光信号Ｌａを増幅する。例えば、光増幅器７２は、エルビウムが添加されたシリカガラスに励起光を入力して反転分布を形成することにより、導波される複数のモードの光を増幅する。
　ＣＣ－ＭＣＦ１Ｃは、光増幅器７２を介して、光送信器７１と光受信器７３とを光学的に結合する。なお、図５の例では、ＣＣ－ＭＣＦ１Ｃは、第２実施形態に係る２本のＣＣ－ＭＣＦ１Ｂを含む。一方のＣＣ－ＭＣＦ１Ｂは、光送信器７１と光増幅器７２とを光学的に結合し、光送信器７１から出力された光信号Ｌａをモード結合させながら光増幅器７２へ伝搬させる。他方のＣＣ－ＭＣＦ１Ｂは、光増幅器７２と光受信器７３とを光学的に結合し、光増幅器７２から出力された増幅後の光信号Ｌａを更にモード結合させながら光受信器７３へ伝搬させる。
　光受信器７３は、増幅された光信号Ｌａを受ける。例えば、光受信器７３は、モード結合された光信号Ｌａと、略等しい光周波数を有する局部発信光とを干渉させてコヒーレント検出を行い、デジタル信号処理によって分散および非線形歪みの影響を補正するとともに、ＭＩＭＯ信号処理によってモード結合する前の光信号Ｌａを復元する。
　本実施形態に係る光伝送システム７によれば、ＣＣ－ＭＣＦ１Ｃを備えることによって、長い距離を伝送してもＤＭＤの蓄積が低く抑えられ、光受信器７３におけるＭＩＭＯ信号処理の計算量が小さくなる。その結果、信号処理に伴う信号の遅延および消費電力が低減される。なお、ＣＣ－ＭＣＦ１Ｃは、少なくとも一方のＣＣ－ＭＣＦ１Ｂに代えて、第１実施形態のＣＣ－ＭＣＦ１Ａを含んでもよい。
　本発明に係る結合型マルチコア光ファイバは、上述の実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上述の実施形態それぞれを、必要な目的および効果に応じて互いに組み合わせてもよい。
　１Ａ～１Ｃ…ＣＣ－ＭＣＦ、５，５ａ，５ｂ…再被覆、７…光伝送システム、１０…第１のＣＣ－ＭＣＦ、１１，２１，３１…コア、１２，２２，３２…クラッド、１３，２３，３３…被覆、１５，２５…定常区間、１６，２６…遷移区間、２０…第２のＣＣ－ＭＣＦ、３０…第３のＣＣ－ＭＣＦ、７１…光送信器、７２…光増幅器、７３…光受信器、Ｃ１…中心軸線、Ｌａ…光信号、Ｍ１～Ｍ３…モード、Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃ…モード結合。

Claims (6)

  1. 　中心軸線に沿って延びた複数のコアと、前記複数のコアを包囲する単一のクラッドと、前記単一のクラッドを包囲する被覆と、前記複数のコアそれぞれの一方の端面が配置された接続端面と、をそれぞれが有する第１および第２のファイバ部を備え、
    　前記第１のファイバ部における前記複数のコアの前記一方の端面は、前記第２のファイバ部における前記複数のコアの前記一方の端面とそれぞれ直接または間接に接続されており、
    　前記第１および第２のファイバ部それぞれにおいて、前記複数のコアは、モード結合係数が１［１／ｍ］以上になる隣接コアの組を含み、
    　前記第１および第２のファイバ部それぞれは、前記接続端面を含む遷移区間と、前記中心軸線に沿って前記遷移区間に隣接して配置された定常区間と、を有するとともに、前記定常区間は、前記複数のコアそれぞれのモードフィールド径が前記中心軸線に沿って略一定になっている区間であり、かつ、前記遷移区間は、前記複数のコアそれぞれのモードフィールド径が前記定常区間から前記接続端面に向けて連続的に拡大している区間である、
    　結合型マルチコア光ファイバ。
  2. 　前記第１および第２のファイバ部のうち少なくとも一方において、前記遷移区間の長さは、前記単一のクラッドの外径の３倍以上であり、かつ、前記遷移区間における前記複数のコアそれぞれの、前記接続端面での前記モードフィールド径は、前記定常区間における前記複数のコアそれぞれの前記モードフィールド径の１．５倍以上である、請求項１に記載の結合型マルチコア光ファイバ。
  3. 　第１のファイバ端面と、前記第１のファイバ端面に対向する第２のファイバ端面と、前記第１のファイバ端面から前記第２のファイバ端面に向かって延びた複数のコアと、前記複数のコアを包囲する単一のクラッドと、前記単一のクラッドを包囲する被覆と、を有し、前記複数のコアそれぞれが、前記第１のファイバ端面上に配置された一方の端面と、前記第２のファイバ端面上に配置された他方の端面と、を有する第３のファイバ部を更に備え、
    　前記第３のファイバ部において、前記複数のコアは、モード結合係数が１［１／ｍ］以上となる隣り合ったコアの組を含み、
    　前記第３のファイバ部における前記複数のコアの前記一方の端面は、前記第１のファイバ部における前記複数のコアの前記一方の端面とそれぞれ直接に接続され、
    　前記第３のファイバ部における前記複数のコアの前記他方の端面は、前記第２のファイバ部における前記複数のコアの前記一方の端面とそれぞれ直接に接続され、
    　前記第３のファイバ部における前記複数のコアそれぞれのモードフィールド径は、前記第１および第２のファイバ部それぞれにおける前記複数のコアそれぞれの、前記接続端面での前記モードフィールド径と略等しい、請求項１または２に記載の結合型マルチコア光ファイバ。
  4. 　前記第１～第３のファイバ部それぞれにおいて、前記複数のコアそれぞれは、シリカガラスからなり、前記単一のクラッドは、フッ素が添加されたシリカガラスからなり、かつ、前記被覆は、紫外線硬化性樹脂からなり、
    　前記第１および第２のファイバ部それぞれにおける前記遷移区間のフッ素分布は、前記中心軸線に沿って変化していることを特徴とする、請求項１～３の何れか一項に記載の結合型マルチコア光ファイバ。
  5. 　前記遷移区間と前記遷移区間に隣接する前記定常区間の一部を含み、かつ、前記被覆の一部が除去された前記第１および第２のファイバ部それぞれの先端区間に配置された、紫外線硬化性樹脂からなる再被覆を更に有するとともに、２００ｋｇｆ以上の破断強度を有する請求項４に記載の結合型マルチコア光ファイバ。
  6. 　変調された光信号を出力する光送信器と、
    　前記光信号を受ける光受信器と、
    　前記光送信器と前記光受信器とを光学的に結合する、請求項１～５の何れか一項に記載の結合型マルチコア光ファイバと、を備え、
    　前記結合型マルチコア光ファイバは、前記光信号を伝送するとともに前記光信号にモード結合を与え、
    　前記光受信器は、モード結合された前記光信号をコヒーレント検出し、ＭＩＭＯ信号処理によってモード結合する前の前記光信号を復元する、光伝送システム。
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