特許 5684109 マルチコア光ファイバ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5684109

(24)【登録日】2015年1月23日

(45)【発行日】2015年3月11日

(54)【発明の名称】マルチコア光ファイバ

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/02 20060101AFI20150219BHJP

【ＦＩ】

   G02B6/02 461

【請求項の数】3

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2011-509353(P2011-509353)

(86)(22)【出願日】2010年4月15日

(86)【国際出願番号】JP2010056789

(87)【国際公開番号】WO2010119930

(87)【国際公開日】20101021

【審査請求日】2013年3月1日

(31)【優先権主張番号】特願2009-100114(P2009-100114)

(32)【優先日】2009年4月16日

(33)【優先権主張国】JP

(31)【優先権主張番号】特願2010-59954(P2010-59954)

(32)【優先日】2010年3月16日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(74)【代理人】

【識別番号】100142712

【弁理士】

【氏名又は名称】田代 至男

(72)【発明者】

【氏名】今村 勝徳

【審査官】 奥村 政人

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−３４１１４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２０５２３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−２９５２０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−３１００４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３３７２４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−２０１６３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第０１／０１４９１７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ６／００− ６／５４

ＣｉＮｉｉ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のコア部と、
前記各コア部の外周に位置し、前記各コア部の屈折率よりも低い屈折率を有するクラッド部とを備え、
前記各コア部の直径は８μｍ以下であり、前記各コア部の前記クラッド部に対する比屈折率差は０．５００％以上０．９５０％以下であり、前記各コア部の隣接するコア部との離隔距離は４０μｍ以下であり、カットオフ波長が１．５３μｍ以下であり、波長１．５５μｍにおける直径２０ｍｍで巻いた場合の曲げ損失が１０ｄＢ／ｍ以下であり、波長１．５５μｍにおける有効コア断面積が３０μｍ^２以上であり、
前記離隔距離は、全長における該コア部間での光のクロストークが波長１．５５μｍにおいて−３５ｄＢ以下となるように設定されており、
前記コア部および前記クラッド部は、石英系ガラスからなり、
前記コア部の数は７であり、
前記クラッド部の外径は１２５μｍであることを特徴とするマルチコア光ファイバ。

【請求項2】

前記全長は１ｍ以上であり、前記離隔距離は３０μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のマルチコア光ファイバ。

【請求項3】

前記クラッド部の外周に最も近接している前記コア部の中心と、前記クラッド部の外周との最短距離が３０μｍ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のマルチコア光ファイバ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マルチコア光ファイバに関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年ネットワーク需要は増大し続けており、その需要に応え続けるため、将来にわたって大容量光通信ネットワークを構成可能な伝送路技術が求められている。

【0003】

ネットワーク容量を拡大する技術のひとつにマルチコア光ファイバがある。このマルチコア光ファイバとは、１本の光ファイバ中に複数のコア部を備えたものである。非特許文献１では、マルチコア光ファイバの各コア部において個別に光信号の伝送を行うことで、伝送容量を拡大可能であることが示されている。ここで、非特許文献１において開示されたマルチコア光ファイバは、近年注目を集めている空孔構造光ファイバである。この空孔構造光ファイバにおいては、クラッド部に形成した多数の空孔によって、コア部への強い光閉じ込めが実現される。その結果、コア部間の距離を小さくできるので、狭い断面積内にコア部を多数配置でき、コア部の高密度化が実現される。

【0004】

また、伝送容量の拡大のためには、より広い波長帯域においてシングルモードで動作するマルチコア光ファイバであることが好ましい。たとえば、カットオフ波長が１．５３μｍのマルチコア光ファイバであれば、１．５３μｍ以上の波長帯域においてシングルモード伝送が可能である。また、カットオフ波長をさらに短い１μｍ、０．８５μｍとすれば、より広帯域でシングルモード伝送が可能となるので、さらなる伝送容量の拡大が可能となる。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】D. M. Taylor, C. R. Bennett, T. J. Shepherd, L. F. Michaille, M. D. Nielsen and H. R. Simonsen, “Demonstration of multi-core photonic crystal fibre in an optical interconnect”, Electronics Letters, vol. 42, no. 6, pp. 331-332 (2006)

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、空孔構造を用いたマルチコア光ファイバは、コア部への光閉じ込めを実現するために多数の空孔を有している。したがって、所望の光学特性を有するマルチコア光ファイバを製造するためには、光ファイバの長手方向において空孔径を所定の値に維持する必要があるため、線引き時において空孔径を安定して制御する必要がある。この安定制御を実現するためには、空孔径を所定値に維持するために空孔にガスを所定の圧力で流通させる必要があるとともに、そのガス圧力についての緻密な制御が必要となる。したがって、製造性の向上が困難であるという問題があった。

【0007】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、製造性が高く、大容量光伝送に適するマルチコア光ファイバを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るマルチコア光ファイバは、複数のコア部と、前記各コア部の外周に位置し、前記各コア部の屈折率よりも低い屈折率を有するクラッド部とを備え、前記各コア部の直径は１２μｍ以下であり、前記各コア部の前記クラッド部に対する比屈折率差は０．２％以上であり、カットオフ波長が１．５３μｍ以下であり、波長１．５５μｍにおける直径２０ｍｍで巻いた場合の曲げ損失が１０ｄＢ／ｍ以下であり、波長１．５５μｍにおける有効コア断面積が３０μｍ²以上であり、前記各コア部の隣接するコア部との離隔距離は、全長における該コア部間での光のクロストークが波長１．５５μｍにおいて−３５ｄＢ以下となるように設定されていることを特徴とする。

【0009】

また、本発明に係るマルチコア光ファイバは、上記の発明において、前記コア部の数は２であり、前記全長は１ｍ以上であり、前記離隔距離は２７μｍ以上であることを特徴とする。

【0010】

また、本発明に係るマルチコア光ファイバは、上記の発明において、前記各直径は９．５μｍ以上であり、前記各比屈折率差は０．３％以下であり、前記離隔距離は４４μｍ以上であることを特徴とする。

【0011】

また、本発明に係るマルチコア光ファイバは、上記の発明において、前記各直径は８．５μｍ以下であり、前記各比屈折率差は０．４％以上であり、前記離隔距離は４０μｍ以下であることを特徴とする。

【0012】

また、本発明に係るマルチコア光ファイバは、上記の発明において、前記コア部の数は７であり、前記全長は１ｍ以上であり、前記離隔距離は３０μｍ以上であることを特徴とする。

【0013】

また、本発明に係るマルチコア光ファイバは、上記の発明において、前記各直径は９．５μｍ以上であり、前記各比屈折率差は０．３％以下であり、前記離隔距離は４９μｍ以上であることを特徴とする。

【0014】

また、本発明に係るマルチコア光ファイバは、上記の発明において、前記各直径は８μｍ以下であり、前記各比屈折率差は０．５％以上であり、前記離隔距離は４０μｍ以下であることを特徴とする。

【0015】

また、本発明に係るマルチコア光ファイバは、上記の発明において、前記クラッド部の外周に最も近接している前記コア部の中心と、前記クラッド部の外周との最短距離が３０μｍ以上であることを特徴とする。

【0016】

また、本発明に係るマルチコア光ファイバは、上記の発明において、前記クラッド部の外周に最も近接している前記コア部の中心と、前記クラッド部の外周との最短距離が５０μｍ以上であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、製造性が高く、大容量光伝送に適するマルチコア光ファイバを実現できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、実施の形態１に係るマルチコア光ファイバの模式的な断面図である。

【図2】図２は、図１に示すマルチコア光ファイバの製造方法の一例を説明する説明図である。

【図3】図３は、コア径と比屈折率差との組み合わせに対する有効コア断面積を示す図である。

【図4】図４は、コア径と比屈折率差との組み合わせに対するカットオフ波長と曲げ損失とを示す図である。

【図5】図５は、図３と図４をもとにして、カットオフ波長が１．５３μｍ以下、波長１．５５μｍにおける曲げ損失が１０ｄＢ／ｍ以下、波長１．５５μｍにおける有効コア断面積が３０μｍ²以上となる領域を示す図である。

【図6】図６は、計算例１〜１５として、図５に示す領域内に存在するコア径と比屈折率差との組み合わせを選択した場合の、コア部が２つのマルチコア光ファイバの各種光学特性と、所定の全長に対するコアピッチとを示す図である。

【図7】図７は、実施の形態２に係るマルチコア光ファイバの模式的な断面図である。

【図8】図８は、図７に示すマルチコア光ファイバの製造方法の一例を説明する説明図である。

【図9】図９は、計算例１６〜３０として、図５に示す領域内に存在するコア径と比屈折率差との組み合わせを選択した場合の、コア部が７つのマルチコア光ファイバの各種光学特性と、所定の全長に対するコアピッチとを示す図である。

【図10】図１０は、クラッド部外径が１４７μｍ、１２５μｍ、１０７μｍ、９１μｍ、７６μｍのシングルコアＳＭＦのマイクロベンド損失スペクトルを示す図である。

【図11】図１１は、波長１５５０ｎｍにおける、クラッド部外径とマイクロベンド損失との関係を示す図である。

【図12】図１２は、図９に示した計算例２６のマルチコア光ファイバと同様の特性のコア部を有するシングルコアＳＭＦについて、波長１５５０ｎｍにおける、クラッド部外径とマイクロベンド損失との関係を見積もった結果を示す図である。

【図13】図１３は、マルチコア光ファイバにおいて、コア部の離隔距離と、波長１５５０ｎｍにおける、全長が１００ｋｍの場合のクロストークおよび規格化コア数との関係を示す図である。

【図14】図１４は、実施例１に係るマルチコア光ファイバの断面を示す模式図である。

【図15】図１５は、実施例１、２に係るマルチコア光ファイバのコア部の光学特性を示す図である。

【図16】図１６は、実施例１、２に係るマルチコア光ファイバのコア部の伝送損失スペクトルを示す図である。

【図17】図１７は、実施例１、２に係るマルチコア光ファイバのマイクロベンド損失スペクトルを示す図である。

【図18】図１８は、実施例１、２に係るマルチコア光ファイバの波長１．５５μｍにおけるクロストークの条長依存性を示す図である。

【図19】図１９は、参考例１に係るマルチコア光ファイバの断面を示す模式図である。

【図20】図２０は、参考例２に係るマルチコア光ファイバの断面を示す模式図である。

【図21】図２１は、参考例１、２に係るマルチコア光ファイバの各コア部のコア径、比屈折率差、およびこれらのコア部の光学特性を示す図である。

【図22】図２２は、参考例１、２に係るマルチコア光ファイバの各コア部の伝送損失スペクトルを示す図である。

【図23】図２３は、参考例３として製造したマルチコア光ファイバの断面を示す模式図である。

【図24】図２４は、参考例１、２に係るマルチコア光ファイバのコア部のコア径、比屈折率差、およびこれらのコア部の光学特性を示す図である。

【図25】図２５は、参考例３に係るマルチコア光ファイバのコア部の伝送損失スペクトルおよびシングルコアＳＭＦの伝送損失スペクトルを示す図である。

【図26】図２６は、参考例３に係るマルチコア光ファイバのコア部と、これらのコア部の周囲のコア部とのクロストークの、マルチコア光ファイバの長さ依存性を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下に、図面を参照して本発明に係るマルチコア光ファイバの実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、本明細書においては、カットオフ波長（λ_c）とは、ＩＴＵ−Ｔ（国際電気通信連合）Ｇ．６５０．１で定義するファイバカットオフ波長をいう。また、その他、本明細書で特に定義しない用語についてはＩＴＵ−Ｔ Ｇ．６５０．１における定義、測定方法に従うものとする。

【0020】

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るマルチコア光ファイバの模式的な断面図である。図１に示すように、このマルチコア光ファイバ１００は、２つのコア部１、２と、各コア部１、２の外周に位置するクラッド部３と、クラッド部３の外周に形成された被覆部４とを備えている。

【0021】

各コア部１、２とクラッド部３とは、いずれもたとえば石英系ガラスからなる。また、クラッド部３は、各コア部１、２の屈折率よりも低い屈折率を有する。たとえば、コア部１、２は、屈折率を高めるドーパントであるＧｅが添加された石英ガラスからなる。一方、クラッド部３は、屈折率調整用のドーパントを含まない純石英ガラスからなる。各コア部１、２の屈折率プロファイルとしては、ステップインデックス型を採用した。

【0022】

また、各コア部１、２の直径（コア径）は、いずれも３．５５μｍであり、各コア部１、２のクラッド部３に対する比屈折率差は、いずれも０．７８３％である。また、コア部１の中心軸とコア部２の中心軸との距離（離隔距離）は、７８．４μｍである。また、クラッド部３の外径は、コア部１、２を上記離隔距離で配置できるように適宜設定され、たとえば１２５〜２００μｍである。また、被覆部４の外径は、クラッド部３を保護できるように適宜設定され、たとえば２５０〜４００μｍである。

【0023】

ここで、比屈折率差Δは、コア部の最大屈折率をｎ１、クラッド部の屈折率をｎｃとすると、下記式（１）で定義される。
Δ={(ｎ１−ｎｃ)／ｎｃ}×１００ ［％］・・・・・（１）
また、コア径２ａは、コア部とクラッド部との境界領域でΔの１／２の比屈折率差を有する位置における径として定義される。

【0024】

このマルチコア光ファイバ１００は、各コア部１、２のコア径と比屈折率差とを、上記値に設定したことによって、各コア部１、２について、カットオフ波長が１．５３μｍ以下の０．８５μｍとなり、波長１．５５μｍにおける直径２０ｍｍで巻いた場合の曲げ損失が１０ｄＢ／ｍとなり、波長１．５５μｍにおける有効コア断面積が３０μｍ²以上の４３．２μｍ²となる。その結果、このマルチコア光ファイバ１００は、０．８５μｍ以上の広い波長帯域にわたって、この帯域内の波長の光信号をシングルモードで伝送することができる上、光伝送路として用いるためにケーブル構造にした場合においても発生する曲げ損失が実用的な値となる。また、光伝送の際に障害となる光学非線形性が十分に低い光ファイバとなり、大容量光伝送に適するものとなる。なお、以下では、直径２０ｍｍで巻いた場合の曲げ損失を単に曲げ損失と記載する。

【0025】

さらには、このマルチコア光ファイバ１００は、コア部１とコア部２との離隔距離を、上記値に設定したことによって、全長を１０ｋｍ以上とした場合のコア部間での光のクロストークが波長１．５５μｍにおいて−３５ｄＢ以下となるので、各コア部１、２において個別に伝送する光信号のクロストークが十分に低いものとなる。

【0026】

以下、このマルチコア光ファイバ１００のクロストークについて具体的に説明する。マルチコア光ファイバ１００の２つのコア部１、２が平行に存在するような導波路構造における、コア部間の光の干渉の大きさは、モード結合理論によって表される。すなわち、一方のコア部１に入射した光のうち、このコア部１を伝送する間にモード結合によって他方のコア部２に乗り移る光のパワーＰは、伝送距離ｚと、２つのコア部間のモード結合定数χとを用いて、Ｐ＝ｆｓｉｎ^２（χｚ）で計算することができる。ここで、コア部１とコア部２とで、コア径および比屈折率差が同一の場合は、ｆ＝１である。したがって、ｚ＝π／（２χ）のときに、Ｐ＝１となり、光のパワーの１００％が一方のコア部から他方のコア部に乗り移ることとなる。このように光のパワーの１００％が乗り移るまでの伝送距離は結合長Ｌと呼ばれる。すなわち、Ｌ＝π／（２χ）である。なお、このモード結合定数χは、各コア部１、２のコア径、比屈折率差およびコア部１、２の離隔距離により定まる。

【0027】

ここで、このマルチコア光ファイバ１００においては、設定された各コア部１、２のコア径および比屈折率差と、所望の全長とに対して、上記Ｐが０．０３％以下になるように、コア部１とコア部２との離隔距離を設定している。その結果、上記所望の全長において、コア部間のクロストークが−３５ｄＢ以下となり、２つのコア部を伝送する光信号のクロストークが十分に低いものとなっているのである。

【0028】

また、このマルチコア光ファイバ１００は、コア部１、２とクラッド部３との屈折率差によって、コア部１、２に光信号を閉じ込めて伝送するものである。したがって、このマルチコア光ファイバ１００は、空孔構造光ファイバのような緻密な圧力制御を必要とせず製造できるものであり、製造性が高いものである。

【0029】

すなわち、このマルチコア光ファイバ１００は、たとえば以下のようにして製造できる。図２は、図１に示すマルチコア光ファイバ１００の製造方法の一例を説明する説明図である。図２に示すように、この製造方法においては、まず、２つのキャピラリー５を、クラッド部３と同じ材料からなるガラス管６内に配置する。このキャピラリー５は、コア部１または２を形成するためのコア領域５ａと、クラッド部３を形成するためのクラッド領域５ｂとを有するものである。なお、このキャピラリー５としては、従来の光ファイバを製造するための光ファイバ母材を延伸したものを用いることができる。その後、ガラス管６内の隙間に、クラッド部３と同じ材料からなる充填用キャピラリー７〜１０を充填し、光ファイバ母材２００を作製する。なお、充填用キャピラリー７〜１０の代わりにガラスの粉を充填してもよい。

【0030】

つぎに、この光ファイバ母材２００を、所望のコア径ならびにコア部間の離隔距離を実現するように計算された外径を保ちつつ線引きすることで、緻密な圧力制御を行うこと無しに、図１に示すマルチコア光ファイバ１００を製造できる。なお、充填用キャピラリー７〜１０の存在によって、線引き中に光ファイバの断面が円形から変形してしまうことが妨げられるので、光ファイバの外径の歪みを防ぐことができる。

【0031】

また、キャピラリー５として、ＩＴＵ−ＴＧ．６５２．ＣもしくはＧ．６５２．Ｄにおいて定義される、波長１３８３ｎｍ近傍におけるＯＨ基の光吸収による伝送損失が小さい光ファイバを製造するための光ファイバ母材を延伸したものを用いることもできる。これによって、Ｅバンド（約１３６０〜１４６０ｎｍ）の波長帯域を用いた光信号伝送にも好適なマルチコア光ファイバを製造することができる。

【0032】

以上説明したように、本実施の形態１に係るマルチコア光ファイバ１００は、製造性が高く、大容量光伝送に適するマルチコア光ファイバとなる。

【0033】

なお、本発明に係るマルチコア光ファイバは、上記実施の形態１に限られない。すなわち、各コア部の直径が１２μｍ以下であり、比屈折率差が０．２％以上であり、カットオフ波長が１．５３μｍ以下であり、波長１．５５μｍにおいて曲げ損失が１０ｄＢ／ｍ以下かつ有効コア断面積が３０μｍ²以上であり、コア部間での光のクロストークが波長１．５５μｍにおいて−３５ｄＢ以下となるように設定されているマルチコア光ファイバであれば、特に限定されない。以下、コア部の数が２の場合において、本発明に係るマルチコア光ファイバについて、ＦＥＭ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）シミュレーションを用いた計算によってより具体的に説明する。

【0034】

はじめに、コア部のコア径と比屈折率差とを設定した場合の有効コア断面積について説明する。図３は、コア径と比屈折率差との組み合わせに対する、波長１．５５μｍにおける有効コア断面積を示す図である。図３において、横軸の「２ａ」はコア径を示し、縦軸の「Δ」は比屈折率差を示している。
図３において、たとえばコア径が４μｍ、比屈折率差が１％であるデータ点は、有効コア断面積が２０〜３０μｍ²の領域に位置している。この領域から、図上で右下の領域に行くにつれて、すなわちコア径を大きくし、比屈折率差を小さくするにつれて、有効コア断面積が大きくなる傾向にある。

【0035】

つぎに、コア径と比屈折率差とを設定した場合のカットオフ波長と曲げ損失とについて説明する。図４は、コア径と比屈折率差との組み合わせに対するカットオフ波長と波長１．５５μｍにおける曲げ損失とを示す図である。図４において、たとえば「λｃ：１．５３μｍ」の実線は、カットオフ波長が１．５３μｍとなるコア径と比屈折率差との組み合わせを示している。また、たとえば「曲げ損失：１０ｄＢ／ｍ」の実線は、波長１．５５μｍにおける曲げ損失が１０ｄＢ／ｍとなるコア径と比屈折率差との組み合わせを示している。なお、カットオフ波長については、光ファイバ伝送で用いる代表的な波長である１．５３μｍ、１．３１μｍ、１．０μｍ、０．８５μｍについて示しており、曲げ損失については、ケーブル構造にする場合に実用上十分と考えられている１０ｄＢ／ｍと、さらに好適な値である０．５ｄＢ／ｍとについて示している。図４に示すように、図上で左下の領域に行くにつれて、すなわちコア径を小さくし、比屈折率差を小さくするにつれて、カットオフ波長が短くなる傾向にある。また、図上で右上の領域に行くにつれて、すなわちコア径を大きくし、比屈折率差を大きくするにつれて、曲げ損失が小さくなる傾向にある。

【0036】

つぎに、図５は、図３と図４をもとにして、カットオフ波長が１．５３μｍ以下、波長１．５５μｍにおける曲げ損失が１０ｄＢ／ｍ以下、波長１．５５μｍにおける有効コア断面積が３０μｍ²以上となる領域Ａを示す図である。すなわち、図５に示す領域Ａ内に存在するコア径と比屈折率差との組み合わせを選択すれば、上記カットオフ波長、曲げ損失、有効コア断面積の範囲を実現することができる。また、コア径と比屈折率差との組み合わせの選択により、カットオフ波長を１．３１μｍ、１．０μｍ、０．８５μｍとすることができ、また、曲げ損失をより小さい０．５ｄＢ／ｍ以下とすることができる。

【0037】

なお、図５の領域Ａは、数式で表すと、おおよそ、Δ≦１．０５、かつ、Δ≦０．０９６１３４×（２ａ）²−０．８６０３４×（２ａ）＋２．８１７６、かつ、Δ≦０．０００４９７３６×（２ａ）⁴−０．０２１０６０×（２ａ）³＋０．３４０２４×（２ａ）²−２．５４４６×（２ａ）＋７．８４０９、かつ、Δ≧１．６５０５×１０^-5×（２ａ）⁶−０．０００８１７６７×（２ａ）⁵＋０．０１６６３４×（２ａ）⁴−０．１７８７３×（２ａ）³＋１．０８２２×（２ａ）²−３．６０２１×（２ａ）＋５．７１３２となる。したがって、上記数式を満たすコア径２ａと比屈折率差Δとの組み合わせを選択すれば、上記カットオフ波長、曲げ損失、有効コア断面積の範囲を実現することができる。

【0038】

つぎに、上記のように選択したコア径と比屈折率差との組み合わせを有する２つのコア部について、マルチコア光ファイバの全長を設定した場合に、コア部間での光のクロストークが波長１．５５μｍにおいて−３５ｄＢとなるようなコア部間の離隔距離を計算した。以下、このようなコア部間での光のクロストークが波長１．５５μｍにおいて−３５ｄＢとなるようなコア部間の離隔距離をコアピッチと記載する。

【0039】

図６は、計算例１〜１５として、図５に示す領域Ａ内に存在するコア径と比屈折率差との組み合わせを選択した場合の、コア部が２つのマルチコア光ファイバの各種光学特性と、所定の全長に対するコアピッチとを示す図である。なお、図６において、「λｃ」はカットオフ波長を示し、「Ａeff」は波長１．５５μｍでの有効コア断面積を示し、波長分散、分散スロープは波長１．５５μｍでの値を示している。また、マルチコア光ファイバの全長の例として１ｍ、１０ｍ、１００ｍ、１ｋｍ、１０ｋｍ、１００ｋｍを示している。

【0040】

図６に示す計算例１〜１５は、いずれも、コア径２ａが１２μｍ以下であり、比屈折率差Δが０．２％以上であるので、カットオフ波長が１．５３μｍ以下、波長１．５５μｍにおいて曲げ損失が１０ｄＢ／ｍ以下かつ有効コア断面積が３０μｍ²以上という特性が実現されている。

【0041】

また、所定の全長に対して、コア部間の離隔距離をコアピッチ以上の値にすることによって、コア部間での光のクロストークを波長１．５５μｍにおいて−３５ｄＢ以下とすることができる。たとえは、計算例１の場合は、全長が１ｍの場合には、コアピッチは４６．５μｍであるから、コア部間の離隔距離を４６．５μｍ以上とすれば、コア部間のクロストークは−３５ｄＢ以下となる。また、全長が１００ｋｍの場合には、コアピッチは８６．４μｍであるから、コア部間の離隔距離を８６．４μｍ以上とすれば、コア部間のクロストークは−３５ｄＢ以下となる。

【0042】

また、コア径２ａを９．５μｍ以上とし、比屈折率差Δを０．３％とすれば、有効コア断面積Ａeffを１００μｍ²以上とでき、光学非線形性をさらに低減できる。なお、この場合は、コア部間の離隔距離を、その全長に応じて４４μｍ以上にすることにより、コア部間のクロストークは−３５ｄＢ以下となる。

【0043】

たとえば、計算例４の場合は、コア径２ａが９．５μｍ以上の１１．７２μｍであり、比屈折率差Δが０．３％以下の０．２３８％であるので、有効コア断面積Ａeffは１００μｍ²以上の１２９．８μｍ²となる。また、コア部間の離隔距離を、１ｍ以上の全長に応じて４４μｍ以上である４８．３μｍ以上とすれば、コア部間のクロストークは−３５ｄＢ以下となる。

【0044】

また、たとえば、計算例９の場合も、コア径２ａが９．５μｍであり、比屈折率差Δが０．３％以下の０．２８０％であるので、有効コア断面積Ａeffは１００μｍ²以上の１００．９μｍ²となる。また、コア部間の離隔距離を、１ｍ以上の全長に応じて４４μｍ以上である４７．３μｍ以上とすれば、コア部間のクロストークは−３５ｄＢ以下となる。

【0045】

また、計算例１１の場合は、有効コア断面積Ａeffは３０μｍ²以上の３１．０μｍ²となる。また、コア部間の離隔距離を、１ｍ以上の全長に応じて２７μｍ以上とすれば、コア部間のクロストークは−３５ｄＢ以下となる。このように、本発明に係るマルチコア光ファイバでは、１ｍ以上の全長に応じてコア部間の離隔距離を２７μｍ以上にする必要がある。

【0046】

また、計算例１２の場合は、コア径２ａが９．５μｍ以上の１０．５μｍであり、比屈折率差Δが０．３％以下の０．２９６％であるので、有効コア断面積Ａeffは１００μｍ²以上の１０４．３μｍ²となる。また、コア部間の離隔距離を、１ｍ以上の全長に応じて４４μｍ以上とすれば、コア部間のクロストークは−３５ｄＢ以下となる。

【0047】

また、計算例１０、１１、１３、１４の場合は、コア径２ａが８．５μｍ以下、比屈折率差Δが０．４％以上である。この場合、所定の全長に対してはコアピッチが４０μｍ以下となるため、コア部間の離隔距離を４０μｍ以下と小さくできるので、コア部の高密度化が可能となる。

【0048】

また、計算例１５の場合は、コア径２ａを３μｍ、比屈折率差Δを０．９８０％以下として、所望のカットオフ波長、有効コア断面積、および曲げ損失を実現している。

【0049】

なお、波長分散および分散スロープの値については、計算例１〜１５のいずれも、実用上問題のない範囲の値となっている。

【0050】

以上の計算例１〜１５が示すように、本発明に係るマルチコア光ファイバにおいて、コア部の数を２とした場合に、カットオフ波長が１．５３μｍ以下、波長１．５５μｍにおいて曲げ損失が１０ｄＢ／ｍ以下かつ有効コア断面積が３０μｍ²以上、所定の全長におけるコア部間での光のクロストークが波長１．５５μｍにおいて−３５ｄＢ以下、という特性を実現できる。

【0051】

（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態２に係るマルチコア光ファイバは、コア部の数が７のものである。

【0052】

図７は、本実施の形態２に係るマルチコア光ファイバの模式的な断面図である。図７に示すように、このマルチコア光ファイバ３００は、７つのコア部１１〜１７と、各コア部１１〜１７の外周に位置するクラッド部１８と、クラッド部１８の外周に形成された被覆部１９とを備えている。コア部１１は、マルチコア光ファイバ３００の中心軸の近傍に位置し、その他のコア部１２〜１７は、ほぼ正六角形の頂点に位置するように配置しており、かつコア部１１と各コア部１２〜１７との離隔距離は同一の８４．６μｍとなっている。この離隔距離については後で詳述する。

【0053】

また、実施の形態１に係るマルチコア光ファイバ１００の場合と同様に、各コア部１１〜１７とクラッド部１８とは、いずれもたとえば石英系ガラスからなる。また、クラッド部１８は、各コア部１１〜１７の屈折率よりも低い屈折率を有する。各コア部１１〜１７の屈折率プロファイルとしては、ステップインデックス型を採用した。

【0054】

また、マルチコア光ファイバ１００の場合と同様に、各コア部１１〜１７のコア径は、いずれも３．５５μｍであり、各コア部１１〜１７の比屈折率差は、いずれも０．７８３％である。なお、比屈折率差およびコア径は、実施の形態１に係るマルチコア光ファイバ１００と同様に定義される。その結果、このマルチコア光ファイバ３００は、各コア部１１〜１７について、カットオフ波長が１．５３μｍ以下の０．８５μｍとなり、波長１．５５μｍにおける曲げ損失が１０ｄＢ／ｍとなり、波長１．５５μｍにおける有効コア断面積が４３．２μｍ²となる。したがって、このマルチコア光ファイバ３００は、０．８５μｍ以上の広い波長帯域にわたって、この帯域内の波長の光信号をシングルモードで伝送することができる上、ケーブル構造にした場合に発生する曲げ損失が実用的な値となる。また、光学非線形性が十分に低い光ファイバとなり、大容量光伝送に適するものとなる。

【0055】

なお、このマルチコア光ファイバ３００は、各コア部１１〜１７のコア径および比屈折率差が、マルチコア光ファイバ１００の場合と同様の値にしているので、各コア部１１〜１７についてのカットオフ波長、曲げ損失、有効コア断面積も、マルチコア光ファイバ１００の場合と同様の値になっている。その理由は、これらの光学特性が、各コア部１１〜１７のコア径および比屈折率差によって決まるからである。

【0056】

一方、このマルチコア光ファイバ３００は、マルチコア光ファイバ１００の場合と比較して、或るコア部に隣接するコア部の数が多い。たとえば、コア部１１に関しては、隣接するコア部はコア部１２〜１７であり、その数は６である。一方、各コア部１２〜１７に関しては、隣接するコア部の数は３であり、残りの３つのコア部は、隣接する３つのコア部よりも大きく離隔している。ここで、コア部間のクロストークは、離隔距離が大きくなるにつれて急激に減少するので、隣接するコア部とのクロストークのみを考慮すればよい。

【0057】

そこで、このマルチコア光ファイバ３００においては、隣接するコア部の数が最も多く、クロストークが最も大きくなるコア部１１におけるクロストークを勘案して、隣接するコア部間の離隔距離を設定している。具体的には、このマルチコア光ファイバ３００においては、コア部１１と各コア部１２〜１７との離隔距離を、上述した８４．６μｍに設定したことによって、全長を１０ｋｍ以上とした場合のコア部間での光のクロストークが波長１．５５μｍにおいて−３５ｄＢ以下となるので、各コア部１１〜１７において個別に伝送する光信号の、コア部１１におけるクロストークが十分に低いものとなる。また、他のコア部１２〜１７におけるクロストークについては、コア部１１のクロストークよりも小さくなるので、確実に−３５ｄＢ以下となる。

【0058】

このマルチコア光ファイバ３００も、空孔構造光ファイバのような緻密な圧力制御を必要とせず製造できるものであり、製造性が高いものである。図８は、図７に示すマルチコア光ファイバ３００の製造方法の一例を説明する説明図である。図８に示すように、この製造方法においては、まず、７つのキャピラリー２０を、クラッド部１８と同じ材料からなるガラス管２１内に配置する。このキャピラリー２０は、コア部１１〜１７のいずれかを形成するためのコア領域２０ａと、クラッド部１８を形成するためのクラッド領域２０ｂとを有するものである。その後、ガラス管２１内の隙間に、クラッド部１８と同じ材料からなる充填用キャピラリー２２、２３を充填し、光ファイバ母材４００を作製する。なお、充填用キャピラリー２２、２３の代わりにガラスの粉を充填してもよい。つぎに、この光ファイバ母材４００を、所望のコア径ならびにコア部間の離隔距離を実現するように計算された外径を保ちつつ線引きすることで、緻密な圧力制御を行うこと無しに、図７に示すマルチコア光ファイバ３００を製造できる。

【0059】

以上説明したように、本実施の形態２に係るマルチコア光ファイバ３００は、製造性が高く、大容量光伝送に適するマルチコア光ファイバとなる。

【0060】

つぎに、上述したコア部の数が２のマルチコア光ファイバの場合と同様に、図７に示すマルチコア光ファイバ３００と同様に７つのコア部が配置された本発明に係るマルチコア光ファイバについて、ＦＥＭシミュレーションを用いた計算によってより具体的に説明する。

【0061】

まず、各コア部のコア径と比屈折率差との組み合わせについては、コア部の数が２の場合と同様に、図５に示す領域Ａ内に存在するコア径と比屈折率差との組み合わせを選択すれば、カットオフ波長が１．５３μｍ以下、波長１．５５μｍにおける曲げ損失が１０ｄＢ／ｍ以下、波長１．５５μｍにおける有効コア断面積が３０μｍ²以上とすることができる。

【0062】

つぎに、上記のように選択したコア径と比屈折率差との組み合わせを有する７つのコア部について、マルチコア光ファイバの全長を設定した場合に、図７のコア部１１に対応するコア部における光のクロストークが波長１．５５μｍにおいて−３５ｄＢとなるようなコア部間の離隔距離（コアピッチ）を計算した。

【0063】

図９は、計算例１６〜３０として、図５に示す領域Ａ内に存在するコア径と比屈折率差との組み合わせを選択した場合の、コア部が７つのマルチコア光ファイバの各種光学特性と、所定の全長に対するコアピッチとを示す図である。なお、計算例１６〜３０のコア径２ａおよび比屈折率差Δの値は、それぞれ図６における計算例１〜１５の場合と同じである。したがって、カットオフ波長λｃ、有効コア断面積Ａeff、波長分散、分散スロープの値も計算例１〜１５の場合と同じであり、コアピッチのみが計算例１〜１５とは異なる。

【0064】

すなわち、図９に示す計算例１６〜３０は、いずれも、コア径２ａが１２μｍ以下であり、比屈折率差Δが０．２％以上であるので、カットオフ波長が１．５３μｍ以下、波長１．５５μｍにおいて曲げ損失が１０ｄＢ／ｍ以下かつ有効コア断面積が３０μｍ²以上という特性が実現されている。

【0065】

また、たとえば、計算例１６の場合は、全長が１ｍの場合には、コアピッチは５２．７μｍであるから、コア部間の離隔距離を５２．７μｍ以上とすれば、コア部間のクロストークは−３５ｄＢ以下となる。また、全長が１００ｋｍの場合には、コアピッチは９２．６μｍであるから、コア部間の離隔距離を９２．６μｍ以上とすれば、コア部間のクロストークは−３５ｄＢ以下となる。

【0066】

また、コア径２ａを９．５μｍ以上とし、比屈折率差Δを０．３％とすれば、有効コア断面積Ａeffを１００μｍ²以上とでき、光学非線形性をさらに低減できる。なお、この場合は、コア部間の離隔距離を、その全長に応じて４９μｍ以上にすることにより、コア部間のクロストークは−３５ｄＢ以下となる。

【0067】

たとえば、計算例１９の場合は、コア径２ａが９．５μｍ以上の１１．７２μｍであり、比屈折率差Δが０．３％以下の０．２３８％であるので、有効コア断面積Ａeffは１００μｍ²以上の１２９．８μｍ²となる。また、コア部間の離隔距離を、１ｍ以上の全長に応じて４９μｍ以上である５４．３μｍ以上とすれば、コア部間のクロストークは−３５ｄＢ以下となる。

【0068】

また、たとえば、計算例２４の場合も、コア径２ａが９．５μｍであり、比屈折率差Δが０．３％以下の０．２８０％であるので、有効コア断面積Ａeffは１００μｍ²以上の１００．９μｍ²となる。また、コア部間の離隔距離を、１ｍ以上の全長に応じて４９μｍ以上である５３．２μｍ以上とすれば、コア部間のクロストークは−３５ｄＢ以下となる。

【0069】

また、計算例２６の場合は、有効コア断面積Ａeffは３０μｍ²以上の３１．０μｍ²となる。また、コア部間の離隔距離を、１ｍ以上の全長に応じて３０μｍ以上とすれば、コア部間のクロストークは−３５ｄＢ以下となる。このように、本発明に係るマルチコア光ファイバでは、コア部の数が７の場合は、１ｍ以上の全長に応じてコア部間の離隔距離を３０μｍ以上にする必要がある。

【0070】

また、計算例２７の場合は、コア径２ａが９．５μｍ以上の１０．５μｍであり、比屈折率差Δが０．３％以下の０．２９６％であるので、有効コア断面積Ａeffは１００μｍ²以上の１０４．３μｍ²となる。また、コア部間の離隔距離を、１ｍ以上の全長に応じて４９μｍ以上とすれば、コア部間のクロストークは−３５ｄＢ以下となる。

【0071】

また、計算例２５、２６、２８、２９の場合は、コア径２ａが８．５μｍ以下、比屈折率差Δが０．４％以上である。この場合、所定の全長に対してはコアピッチが４０μｍ以下となるため、コア部間の離隔距離を４０μｍ以下と小さくできるので、よりコア部の高密度化が可能となる。さらには、コア部間の離隔距離が４０μｍ以下であれば、クラッド部の外径を標準のシングルモード光ファイバと同一の１２５μｍとしても、７つのコア部を収容することができるので、標準のシングルモード光ファイバとの互換性の点で好ましい。

【0072】

また、計算例３０の場合は、コア径２ａを３μｍ、比屈折率差Δを０．９８０％以下として、所望のカットオフ波長、有効コア断面積、および曲げ損失を実現している。

【0073】

以上の計算例１６〜３０が示すように、本発明に係るマルチコア光ファイバにおいて、コア部の数を７とした場合に、カットオフ波長が１．５３μｍ以下、波長１．５５μｍにおいて曲げ損失が１０ｄＢ／ｍ以下かつ有効コア断面積が３０μｍ²以上、所定の全長におけるコア部間での光のクロストークが波長１．５５μｍにおいて−３５ｄＢ以下、という特性を実現できる。

【0074】

つぎに、コア径が約１０μｍ、コア部のクラッド部に対する比屈折率差が約０．３％であり、単一のコア部を備えるシングルモード光ファイバ（以下、シングルコアＳＭＦと称する）であって、クラッド部の外径が異なる５種類のシングルコアＳＭＦを製造し、そのマイクロベンド損失特性を測定した。なお、全ての光ファイバについて、被覆は従来のシングルコアＳＭＦと同じく、６２．５μｍの厚さとしている。また、マイクロベンド損失は、番手が♯１０００のサンドペーパが表面に巻かれたボビンに各光ファイバを巻きつけたときの伝送損失と、ボビンから解いて巻き束の状態とした各光ファイバの伝送損失とを測定し、これらの伝送損失の差として定義した（ＩＥＣ（国際電気標準会議） ＴＲ６２２２１ Ｍｅｔｈｏｄ Ｂ参照）。

【0075】

図１０は、クラッド部外径が１４７μｍ、１２５μｍ、１０７μｍ、９１μｍ、７６μｍのシングルコアＳＭＦのマイクロベンド損失スペクトルを示す図である。また、図１１は、波長１５５０ｎｍにおける、クラッド部外径とマイクロベンド損失との関係を示す図である。図１０、１１に示すように、クラッド部外径が小さくなるに従って、マイクロベンド損失は指数関数的に増大し、特に１００μｍ以下の場合に急激に増大している。したがって、マイクロベンド損失を抑制するためには、シングルコアＳＭＦの場合は、クラッド部外径が１００μｍ、すなわち外半径が５０μｍ以上であることが好ましい。また、このシングルコアＳＭＦと同様の特性（コア径および比屈折率差）のコア部を有するマルチコア光ファイバの場合は、クラッド部の外周に最も近接しているコア部の中心と、クラッド部の外周との最短距離が５０μｍ以上であることが好ましい。

【0076】

図１２は、図９に示した計算例２６のマルチコア光ファイバと同様の特性のコア部を有するシングルコア光ファイバについて、波長１５５０ｎｍにおける、クラッド部外径とマイクロベンド損失との関係を見積もった結果を示す図である。図１２に示すように、マイクロベンド損失は、特にクラッド部外径が６０μｍ以下の場合に急激に増大している。したがって、計算例２６のマルチコア光ファイバと同様の特性のコア部を有するマルチコア光ファイバの場合は、マイクロベンド損失を抑制するためには、クラッド部の外周に最も近接しているコア部の中心と、クラッド部の外周との最短距離が３０μｍ以上であることが好ましい。

【0077】

なお、図１３は、マルチコア光ファイバにおいて、コア部間の離隔距離と、波長１５５０ｎｍにおける、全長が１００ｋｍの場合のクロストークおよび規格化コア数との関係を示す図である。各コア部のコア径は１０．４μｍ、比屈折率差は０．３１％としている。規格化コア数は、クラッド部外径が１２５μｍのシングルコアＳＭＦの場合に規格化コア数の値が１になるように規格化をしている。図１３に示すように、例えば、コア部間の離隔距離を４０μｍから４５μｍに拡大することにより、クロストークは−１５ｄＢから−４０ｄＢへと大幅に低減するのに対し、規格化コア数は３．９８から３．７４へとわずかな変化に留まる。すなわち、コア部の高密度化の効果の低下を考慮したとしても、クロストークを低減するために、離隔距離を大きくすることは好ましい。

【0078】

（実施例１、２）
本発明の実施例１、２として、実際に７つのコア部が配置されたマルチコア光ファイバを製造した。具体的には、はじめに、純石英系製ガラス管内に、直径が約１０ｍｍであり純石英に対する比屈折率差が０．３４％となるようにゲルマニウムを添加したコア部と、そのコア部の周囲にコア部の４倍程度の厚さで形成したクラッド部とを有するキャピラリーを、正六角状およびこの正六角形の中心位置に配置し、このガラス管とキャピラリーとの隙間に中実の純石英系ガラス製の充填用キャピラリーを多数充填し、ガラス母材を作製した。ガラス母材の直径（すなわち純石英系製ガラス管の直径）は、実施例１、２ともに４７ｍｍとした。

【0079】

なお、充填用キャピラリーを充填する際に、特定の位置の充填用キャピラリーを、中空の純石英系ガラス製キャピラリー管に置き換えて、コア部の位置を識別するためのマーカを形成するようにした。その後、このガラス母材を線引きし、実施例１、２に係るマルチコア光ファイバを製造した。製造したマルチコア光ファイバのクラッド部の外径については、実施例１が２０４．０μｍであり、実施例２が２０９．９μｍであり、被覆については、実施例１、２とも厚さが６２．５μｍ程度になるように形成した。

【0080】

図１４は、実施例１に係るマルチコア光ファイバの断面を示す模式図である。図１４において、破線で囲まれた丸い領域はコア部の位置を示している。また、符号Ａ０は、コア部を示す符号である。また、黒丸状のものはマーカである。図１４に示すように、実施例１に係るマルチコア光ファイバは、マーカによって、クラッド部の周回りの特定の方向を識別でき、各コア部の位置をより確実に識別することができる。なお、実施例２についても、実施例１とコアピッチが異なる以外は同様であり、図１４と同様の断面構造とすることができる。以下、実施例２に係るマルチコア光ファイバのコア部のうち、図１４に示した実施例１のコア部Ａ０に相当する位置にあるコア部についても、コア部Ａ０と呼ぶものとする。

【0081】

つぎに、実施例１、２に係るマルチコア光ファイバのコア部Ａ０のコア径、比屈折率差、およびこれらのコア部の光学特性について説明する。図１５は、実施例１、２に係るマルチコア光ファイバのコア部Ａ０の光学特性を示す図である。ここで、伝送損失、Ａｅｆｆは波長１．５５μｍにおける値である。なお、コア径は全て８．３μｍとし、クラッドに対するコア部の比屈折率差は０．３４％とした。また、波長１．５５μｍにおける曲げ損失はいずれも１０ｄＢ／ｍ以下であった。

【0082】

また、図１６は、実施例１、２に係るマルチコア光ファイバのコア部Ａ０の伝送損失スペクトルを示す図である。図１６において、線Ｌ１は実施例１のコア部Ａ０のスペクトルを示し、線Ｌ２は実施例２のコア部Ａ０のスペクトルを示している。線Ｌ１、Ｌ２に示すように、波長１３００ｎｍ以上１７００ｎｍ以下における伝送損失の顕著な増大はなかった。ただし、実施例１と実施例２を比較するとコアピッチの小さい実施例１のほうが若干伝送損失が大きくなっている。この原因はコア部間の光の干渉に伴う光パワーの減衰であると考えられ、伝送損失をより小さく抑えるためにはコアピッチは４７．５μｍ以上であることが好ましい。

【0083】

つぎに、実施例１、２に係るマルチコア光ファイバのマイクロベンド損失特性を測定した。結果を図１７に示す。図１７において、線Ｌ３は実施例１のコア部Ａ０のマイクロベンド損失を示し、線Ｌ４は実施例２のコア部Ａ０のマイクロベンド損失を示している。図１７に示すように実施例１、２のいずれにおいても小さなマイクロベンド損失が得られている。なお、比較のためクラッド径が１２５μｍのＳＭＦのマイクロベンド損失を線Ｌ５として合わせて記載している。

【0084】

図１８は実施例１、２に係るマルチコア光ファイバの波長１．５５μｍにおけるクロストークの条長依存性を示す図である。図１８に示すようにいずれのデータにおいてもコア部間での光のクロストークが波長１．５５μｍにおいて−３５ｄＢ以下であり、各コア部において個別に伝送する光信号のクロストークが十分に低いものとなっている。

【0085】

なお、上記実施の形態は、コア部の数が２、７のものであるが、本発明はこれに限らず、コア部の数がたとえば３以上のマルチコア光ファイバに適用できる。この場合に、各コア部の隣接するコア部との離隔距離は、隣接するコア部の数に応じて、全長における該コア部間での光のクロストークが波長１．５５μｍにおいて−３５ｄＢ以下となるように設定される。

【0086】

また、上記実施の形態は、全てのコア部のコア径および比屈折率差が同一の場合である。しかしながら、本発明はこれに限定されない。たとえば、各コア部のコア径または比屈折率差を互いに少しずつ異なるものにすることによって、上述した式Ｐ＝ｆｓｉｎ^２（χｚ）においてｆが１より小さくなるため、全長における各コア部間での光のクロストークを一層小さくすることができる。あるいは、各コア部間の離隔距離を小さくすることができる。

【0087】

例えば、計算例２２に示されたコア部で形成される三角格子の重心位置に、さらに計算例２２のコア部からコア径を０．１μｍ変化させたコア部を配置させた場合、さらに配置したコア部とその周囲のコア部との間において、上述した式におけるｆは１．５×１０^−５となる。その結果、コア部間での光のクロストークは最大でも−４８．２ｄＢとなり、−３５ｄＢよりも小さくすることができる。そのため、コア部間の離隔距離を、１００ｋｍ伝送に必要な離隔距離である８３．８μｍの１／√３倍の４８．４μｍとしたとしても、光のクロストークを−３５ｄＢ以下にすることが可能となる。
また、各コア部のコア径または比屈折率差を互いに少しずつ異なるものにする場合において、長手の揺らぎ等の影響により、コア径や比屈折率差が予想外に近づく場合もあることから、あらかじめ当初の設計よりも若干大きめの差を付けておくことも有効である。
なお、離隔距離が大きくなると、クロストークは減少するが、配置されるコア部の密度も低下する。コア部の密度の指標として、単位断面積あたりのコア部の数である規格化コア数を規定した場合に、離隔距離の増加に対するクロストークの減少と、規格化コア数の減少とを比較すると、クロストークの減少率のほうが大きい。すなわち、コア部の高密度化の効果の低下を考慮したとしても、クロストークを低減するために、離隔距離を大きくすることは好ましい。したがって、実際に得られるクロストーク値の調整のために、離隔距離を大きくすることも有効である。

【0088】

ところで、本発明に係るマルチコア光ファイバは、複数のコア部を備え、かつこれらを所定の離隔距離で配置するようにしているので、コア部の中には、クラッド部の外周との距離が近いものがある。このため、各コア部についてマイクロベンドの影響を考慮する必要がある。なお、マイクロベンド損失は、光ファイバに側圧が加えられたときに、この側圧を加えた物（たとえばボビン）の表面の微少な凹凸等によって光ファイバに微小な曲げが加えられることによる伝送損失の増加量として定義される。以下、マイクロベンドの影響について、参考例１、２として製造したマルチコア光ファイバをもとに説明する。

【0089】

（参考例１、２）
本発明の参考例１、２として、各コア部のコア径および比屈折率差を互いに少しずつ異なるマルチコア光ファイバを製造した。具体的には、はじめに、純石英系製ガラス管内に、直径が約７ｍｍであり純石英に対する比屈折率差が０．３％となるようにゲルマニウムを添加したコア部と、そのコア部の周囲にコア部の４倍程度の厚さで形成したクラッド部とを有するキャピラリーを、正六角状およびこの正六角形の中心位置に配置し、このガラス管とキャピラリーとの隙間に中実の純石英系ガラス製の充填用キャピラリーを多数充填し、ガラス母材を作製した。ガラス母材の直径（すなわち純石英系製ガラス管の直径）については、参考例１は２４ｍｍ、参考例２は３６ｍｍとした。

【0090】

なお、充填用キャピラリーを充填する際に、特定の位置の充填用キャピラリーを、中空の純石英系ガラス製キャピラリー管に置き換えて、コア部の位置を識別するためのマーカを形成するようにした。その後、このガラス母材を線引きし、参考例１、２に係るマルチコア光ファイバを製造した。製造したマルチコア光ファイバのクラッド部の外径については、参考例１が１４１μｍであり、参考例２が２１５μｍであった。また、被覆については、参考例１、２とも厚さが６２．５μｍ程度になるように形成した。

【0091】

図１９は、参考例１に係るマルチコア光ファイバの断面を示す模式図である。また、図２０は、参考例２に係るマルチコア光ファイバの断面を示す模式図である。図１９、２０において、破線で囲まれた丸い領域はコア部の位置を示している。また、符号Ａ１〜Ｃ１、Ａ２〜Ｃ２は、コア部を示す符号である。また、黒丸状のものはマーカである。図１９、２０に示すように、参考例１、２に係るマルチコア光ファイバは、マーカによって、クラッド部の周回りの特定の方向を識別でき、各コア部の位置をより確実に識別することができる。

【0092】

つぎに、参考例１、２に係るマルチコア光ファイバのコア部Ａ１〜Ｃ１、Ａ２〜Ｃ２のコア径、比屈折率差、およびこれらのコア部の光学特性について説明する。図２１は、参考例１、２に係るマルチコア光ファイバのコア部Ａ１〜Ｃ１、Ａ２〜Ｃ２のコア径、比屈折率差、およびこれらのコア部の光学特性を示す図である。なお、図２１におけるλ_ccとは、ＩＴＵ−Ｔ（国際電気通信連合）Ｇ．６５０．１で定義するケーブルカットオフ波長を意味する。また、伝送損失、波長分散、分散スロープ、Ａｅｆｆ、曲げ損失は波長１．５５μｍにおける値である。

【0093】

また、図２２は、参考例１、２に係るマルチコア光ファイバのコア部Ａ１〜Ｃ１、Ａ２〜Ｃ２の伝送損失スペクトルを示す図である。図２２において、線Ｌ６〜Ｌ８はコア部Ａ１〜Ｃ１のスペクトルを示し、線Ｌ９〜Ｌ１１はコア部Ａ２〜Ｃ２のスペクトルを示している。線Ｌ９〜Ｌ１１に示すように、クラッド外径が２１５μｍと大きい参考例２の場合は、波長１６００ｎｍ以上における伝送損失の顕著な増大はなかった。

【0094】

これに対して、線Ｌ６〜Ｌ８に示すように、クラッド外径が１４１μｍと小さい参考例１の場合は、波長１６００ｎｍ以上において伝送損失の顕著な増大が観測された。とくに、よりクラッド部の外周に近いコア部Ｂ１、Ｃ１については、より顕著な伝送損失の増大が観測された。この長波長帯域における伝送損失の顕著な増大は、コア部とクラッド部の外周との距離が近接したことによって、伝送損失の成分であるマイクロベンド損失が増大したためと考えられる。

【0095】

また、図２３は、参考例３として製造したマルチコア光ファイバの断面を示す模式図である。図２３において、破線で囲まれた丸い領域はコア部の位置を示している。また、符号Ａ３〜Ｃ３は、コア部を示す符号である。また、黒丸状のものはマーカである。各コア部の特性については、符号Ａ３のコア径が１０．６μｍ、符号Ｂ３のコア径が１０．４μｍ、符号Ｃ３のコア径が１０．２μｍであり、比屈折率差はいずれも０．３１％としている。また、コア部間の離隔距離は４６μｍである。
図２４は、参考例１、２に係るマルチコア光ファイバのコア部Ａ３〜Ｃ３のコア径、比屈折率差、およびこれらのコア部の光学特性を示す図である。なお、図２４における伝送損失、波長分散、分散スロープ、Ａｅｆｆ、曲げ損失は波長１．５５μｍにおける値である。

【0096】

また、図２５は、参考例３に係るマルチコア光ファイバのコア部Ａ３〜Ｃ３の伝送損失スペクトルおよびシングルコアＳＭＦの伝送損失スペクトルを示す図である。なお、シングルコアＳＭＦのコア部のコア径は１０．４μｍ、比屈折率差は０．３１％である。図２５に示すように、マルチコア光ファイバの各コア部の伝送損失スペクトルは、シングルコアＳＭＦの伝送損失スペクトルと略同様の特性となっている。

【0097】

また、図２６は、参考例３に係るマルチコア光ファイバのコア部Ｂ３またはコア部Ｃ３と、これらのコア部の周囲のコア部とのクロストークの、マルチコア光ファイバの長さ依存性を示す図である。なお、波長は１５５０ｎｍである。また、図２６中の実線は最小自乗法による近似直線である。図２６に示すように、参考例３に係るマルチコア光ファイバは、全長が３．５ｋｍの場合に−３８ｄＢのクロストークが得られており、全長がさらに短い場合にはさらに低いクロストークが得られている。

【産業上の利用可能性】

【0098】

この発明に係るマルチコア光ファイバは、たとえば光通信の用途に適している。

【符号の説明】

【0099】

１、２、１１〜１７、Ａ０、Ａ１〜Ｃ１、Ａ３〜Ｃ３ コア部
３、１８ クラッド部
４、１９ 被覆部
５、２０ キャピラリー
５ａ、２０ａ コア領域
５ｂ、２０ｂ クラッド領域
６、２１ ガラス管
７〜１０、２２、２３ 充填用キャピラリー
１００、３００ マルチコア光ファイバ
２００、４００ 光ファイバ母材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】