特許 6226905 マルチコア光ファイバ、及び、マルチコア光ファイバの製造方法

(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】6226905

(24)【登録日】2017年10月20日

(45)【発行日】2017年11月8日

(54)【発明の名称】マルチコア光ファイバ、及び、マルチコア光ファイバの製造方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/02 20060101AFI20171030BHJP

   C03B 37/028 20060101ALI20171030BHJP

【ＦＩ】

   G02B6/02 461

   G02B6/02 466

   C03B37/028

【請求項の数】10

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2015-70099(P2015-70099)

(22)【出願日】2015年3月30日

(65)【公開番号】特開2016-191730(P2016-191730A)

(43)【公開日】2016年11月10日

【審査請求日】2015年11月20日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000005186

【氏名又は名称】株式会社フジクラ

(74)【代理人】

【識別番号】100143764

【弁理士】

【氏名又は名称】森村 靖男

(72)【発明者】

【氏名】石田 格

(72)【発明者】

【氏名】松尾 昌一郎

【審査官】 奥村 政人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−２０８９２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２２８５４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５１３１３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／００６９３４７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ６／０２− ６／０３６

Ｇ０２Ｂ ６／４４

Ｃ０３Ｂ ３７／００−３７／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のコアと、
それぞれの前記コアの外周面を囲むクラッドと、
を備え、
前記複数のコアは、前記クラッドが直線状とされる場合に直線状とされ、
前記複数のコアのうち一対のコアのスキュー値Ｓが下記式で示され、
前記複数のコアにおける前記一対のコアの全ての組み合わせにおいて前記スキュー値Ｓの絶対値が最大である前記一対のコアの当該スキュー値Ｓの絶対値が最小となる特定の曲げ方向に曲げられて使用され、
前記特定の曲げ方向に曲がり易い
ことを特徴とするマルチコア光ファイバ。

【数1】

（ただし、ｉはｍ又はｎであり、前記クラッドの中心から所定の径方向をｘ軸とし当該ｘ軸と直交する径方向をｙ軸とする場合に、θは曲げ方向とｘ軸とがなす角度であり、（ｘ_ｍ，ｙ_ｍ）は前記一対のコアのうち一方のコアの座標であり、（ｘ_ｎ，ｙ_ｎ）は前記一対のコアのうち他方のコアの座標であり、Ｌはマルチコア光ファイバの長さであり、ｃは真空中の光速であり、Ｎ_１ｍは前記一対のコアのうち一方のコアの群屈折率であり、Ｎ_１ｎは前記一対のコアのうち他方のコアの群屈折率であり、Ｒ_ｂは曲げ半径であり、Ｂ_１は前記コアにおける常光線に対する光弾性係数であり、Ｂ_２は前記コアにおける異常光線に対する光弾性係数であり、Ｅはコアのヤング率であり、νはコアのポアソン比である。）

【請求項2】

前記特定の曲げ方向に印が付与されている
ことを特徴とする請求項１記載のマルチコア光ファイバ。

【請求項3】

複数のコアと、
それぞれの前記コアの外周面を囲むクラッドと、
を備え、
前記複数のコアは、前記クラッドが直線状とされる場合に直線状とされ、
前記複数のコアのうち一対のコアのスキュー値Ｓが下記式で示され、
前記複数のコアにおける前記一対のコアの全ての組み合わせにおいて前記スキュー値Ｓの絶対値が最大である前記一対のコアの当該スキュー値Ｓの絶対値が最小となる特定の曲げ方向に曲げられて使用され、
前記特定の曲げ方向に印が付与されている
ことを特徴とするマルチコア光ファイバ。

【数2】

（ただし、ｉはｍ又はｎであり、前記クラッドの中心から所定の径方向をｘ軸とし当該ｘ軸と直交する径方向をｙ軸とする場合に、θは曲げ方向とｘ軸とがなす角度であり、（ｘ_ｍ，ｙ_ｍ）は前記一対のコアのうち一方のコアの座標であり、（ｘ_ｎ，ｙ_ｎ）は前記一対のコアのうち他方のコアの座標であり、Ｌはマルチコア光ファイバの長さであり、ｃは真空中の光速であり、Ｎ_１ｍは前記一対のコアのうち一方のコアの群屈折率であり、Ｎ_１ｎは前記一対のコアのうち他方のコアの群屈折率であり、Ｒ_ｂは曲げ半径であり、Ｂ_１は前記コアにおける常光線に対する光弾性係数であり、Ｂ_２は前記コアにおける異常光線に対する光弾性係数であり、Ｅはコアのヤング率であり、νはコアのポアソン比である。）

【請求項4】

前記印は、前記クラッド内に位置し、前記クラッドの屈折率と異なる屈折率のマーカーとされる
ことを特徴とする請求項２または３に記載のマルチコア光ファイバ。

【請求項5】

複数のコアと、それぞれの前記コアの外周面を囲むクラッドと、を有するマルチコア光ファイバの製造方法であって、
前記複数のコアとなる複数のコアロッドを前記クラッドとなるクラッドロッドで囲まれるように配置する場合における前記複数のコアロッドの配置位置に基づいて、前記複数のコアのうち一対のコアのスキュー値Ｓを下記式で求め、前記複数のコアにおける前記一対のコアの全ての組み合わせにおけるスキュー値Ｓの絶対値が最大である前記一対のコアの当該スキュー値Ｓの絶対値が最小となる特定の曲げ方向を求める計算工程と、
前記複数のコアロッドを前記配置位置に配置する配置工程と、
前記配置位置に配置された前記複数のコアロッド及び前記クラッドロッドから成る母材を捩じれを加えずに線引きする線引工程と、
を備える
ことを特徴とするマルチコア光ファイバの製造方法。

【数3】

（ただし、ｉはｍ又はｎであり、前記クラッドの中心から所定の径方向をｘ軸とし当該ｘ軸と直交する径方向をｙ軸とする場合に、θは曲げ方向とｘ軸とがなす角度であり、（ｘ_ｍ，ｙ_ｍ）は前記一対のコアのうち一方のコアの座標であり、（ｘ_ｎ，ｙ_ｎ）は前記一対のコアのうち他方のコアの座標であり、Ｌはマルチコア光ファイバの長さであり、ｃは真空中の光速であり、Ｎ_１ｍは前記一対のコアのうち一方のコアの群屈折率であり、Ｎ_１ｎは前記一対のコアのうち他方のコアの群屈折率であり、Ｒ_ｂは曲げ半径であり、Ｂ_１は前記コアにおける常光線に対する光弾性係数であり、Ｂ_２は前記コアにおける異常光線に対する光弾性係数でありＥはコアのヤング率であり、νはコアのポアソン比である。）

【請求項6】

前記特定の曲げ方向に前記マルチコア光ファイバを曲げた状態での当該スキュー値Ｓの大きさが最小となるように前記複数のコアロッドを配置する
ことを特徴とする請求項５に記載のマルチコア光ファイバの製造方法。

【請求項7】

前記配置工程において、前記クラッドロッドの中心を基準として、前記特定の曲げ方向に前記クラッドと異なる屈折率を有するマーカーを前記クラッドロッドで囲まれるように配置する
ことを特徴とする請求項５または６に記載のマルチコア光ファイバの製造方法。

【請求項8】

前記線引工程において、前記計算工程から求められる前記特定の曲げ方向が所定の方向を向くように前記母材を紡糸炉に配置する
ことを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載のマルチコア光ファイバの製造方法。

【請求項9】

複数のコアと、それぞれの前記コアの外周面を囲むクラッドと、を有するマルチコア光ファイバの製造方法であって、
前記複数のコアとなる複数のコアロッドを前記クラッドとなるクラッドロッドで囲まれるように配置する場合における前記複数のコアロッドの配置位置に基づいて、前記複数のコアのうち一対のコアのスキュー値Ｓを下記式で求め、前記複数のコアにおける前記一対のコアの全ての組み合わせにおけるスキュー値Ｓの絶対値が最大である前記一対のコアの当該スキュー値Ｓの絶対値が最小となる特定の曲げ方向を求める計算工程と、
前記複数のコアロッドを前記配置位置に配置する配置工程と、
前記配置位置に配置された前記複数のコアロッド及び前記クラッドロッドから成る母材をθ_１からθ_２の角度で連続的に捩じれを加えながら線引きする線引工程と、
を備える
ことを特徴とするマルチコア光ファイバの製造方法。

【数4】

（ただし、０度≦θ_１＜θ_２＜３６０度であり、ｉはｍ又はｎであり、前記クラッドの中心から所定の径方向に延在し前記複数のコアとの相対的位置が前記クラッドの長手方向に沿って一定とされる軸をｘ軸とし、当該ｘ軸と直交する径方向に延在する軸をｙ軸とする場合に、θは曲げ方向とｘ軸とがなす角度であり前記クラッドの長手方向に沿ってθ_１からθ_２まで連続的に変化し、（ｘ_ｍ，ｙ_ｍ）は前記一対のコアのうち一方のコアの座標であり、（ｘ_ｎ，ｙ_ｎ）は前記一対のコアのうち他方のコアの座標であり、Ｌはマルチコア光ファイバの長さであり、ｃは真空中の光速であり、Ｎ_１ｍは前記一対のコアのうち一方のコアの群屈折率であり、Ｎ_１ｎは前記一対のコアのうち他方のコアの群屈折率であり、Ｒ_ｂは曲げ半径であり、Ｂ_１は前記コアにおける常光線に対する光弾性係数であり、Ｂ_２は前記コアにおける異常光線に対する光弾性係数であり、Ｅはコアのヤング率であり、νはコアのポアソン比である。）

【請求項10】

製造される前記マルチコア光ファイバが特定の曲げ方向に曲げられた状態で、前記スキュー値Ｓの絶対値が最大である前記一対のコアの当該スキュー値Ｓの絶対値が最小となるように捩じれの角度が定められる
ことを特徴とする請求項９に記載のマルチコア光ファイバの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スキューを抑制することができるマルチコア光ファイバに関し、マルチコア光ファイバが非直線的に敷設される場合に好適なものである。

【背景技術】

【0002】

光ファイバ通信システムにおいて、１本の光ファイバで伝送可能な情報量を増やすため、複数のコアの外周が１つのクラッドにより囲まれたマルチコア光ファイバを用いて、それぞれのコアを伝搬する光により、複数の信号を伝送させることが知られている。

【0003】

しかし、マルチコア光ファイバには、それぞれのコア間で群遅延差が生じる、つまりスキューが生じることが知られている。下記特許文献１には、このようなスキューを低減するマルチコア光ファイバが記載されている。このマルチコア光ファイバでは、互いに隣り合うコアの伝搬定数が異なり、複数のコアのそれぞれを伝搬する信号光の間のスキューが１ｐｓ／ｍ以下とされる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−２２８５４８

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、マルチコア光ファイバが敷設される場合、一般に、マルチコア光ファイバは曲げられた状態で敷設される。このようにマルチコア光ファイバが曲げられる場合に、特許文献１に記載のマルチコア光ファイバのように互いに隣り合うコアの伝搬定数が異なると、スキューが悪化する場合がある。

【0006】

そこで、本発明は、非直線的に設置される場合においても、スキューが悪化することを抑制するマルチコア光ファイバ、及び、マルチコア光ファイバの製造方法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】

【0007】

本発明のマルチコア光ファイバの一側面は、複数のコアと、それぞれの前記コアの外周面を囲むクラッドと、を備え、以下を特徴するものである。

【0008】

すなわち、前記複数のコアは、前記クラッドが直線状とされる場合に直線状とされ、前記複数のコアのうち一対のコアのスキュー値Ｓが下記式で示され、前記複数のコアにおける前記一対のコアの全ての組み合わせにおいて前記スキュー値Ｓの絶対値が最大である前記一対のコアの当該スキュー値が最小となる特定の曲げ方向に曲げられる。

【数1】

（ただし、ｉはｍ又はｎであり、前記クラッドの中心から所定の径方向をｘ軸とし当該ｘ軸と直交する径方向をｙ軸とする場合に、θは曲げ方向とｘ軸とがなす角度であり、（ｘ_ｍ，ｙ_ｍ）は前記一対のコアのうち一方のコアの座標であり、（ｘ_ｎ，ｙ_ｎ）は前記一対のコアのうち他方のコアの座標であり、Ｌはマルチコア光ファイバの長さであり、ｃは真空中の光速であり、Ｎ_１ｍは前記一対のコアのうち一方のコアの群屈折率であり、Ｎ_１ｎは前記一対のコアのうち他方のコアの群屈折率であり、Ｒ_ｂは曲げ半径であり、Ｂ_１は前記コアにおける常光線に対する光弾性係数であり、Ｂ_２は前記コアにおける異常光線に対する光弾性係数であり、Ｅはコアのヤング率であり、νはコアのポアソン比である。）

【0009】

上記の式によれば、マルチコア光ファイバを曲げた状態で、一対のコアの全ての組み合わせ毎にスキュー値を求めることができる。しかも、上記式により、それぞれのスキュー値のうち絶対値が最大となるスキュー値を求めることができ、当該スキュー値が最小となる曲げ方向を計算により求めることができる。本発明のマルチコア光ファイバは、当該曲げ方向に曲げられるので、スキューの悪化を抑制することができる。従って、スキューの小さな光通信を行うことができる。

【0010】

また、上記マルチコア光ファイバは、前記特定の曲げ方向に曲がり易いことが好ましい。

【0011】

マルチコア光ファイバがスキューの最大値が最小となる方向に曲がり易いため、マルチコア光ファイバの曲げの方向を然程意識せずとも、マルチコア光ファイバを当該方向に曲げることができる。

【0012】

また、前記特定の曲げ方向に印が付与されていることが好ましい。

【0013】

このような印が付与されることで、マルチコア光ファイバを敷設する際にどの方向にマルチコア光ファイバを曲げるべきか容易に把握することができる。

【0014】

このように印が付与される場合には、前記印は、前記クラッド内に位置し、前記クラッドの屈折率と異なる屈折率のマーカーとされることが好ましい。

【0015】

また、本発明のマルチコア光ファイバの他の側面は、複数のコアと、それぞれの前記コアの外周面を囲むクラッドと、を備え、以下を特徴とするものである。

【0016】

すなわち、前記複数のコアは互いの相対的位置が変わらぬ状態で前記クラッドの中心軸の周りを螺旋状にθ_１からθ_２の角度で連続的に回転し、前記複数のコアのうち一対のコアのスキュー値Ｓが下記式で示され、前記複数のコアにおける前記一対のコアの全ての組み合わせにおいて前記スキュー値Ｓの絶対値が最大である前記一対のコアの当該スキュー値Ｓが最小となる特定の曲げ方向に曲げられる。

【数2】

（ただし、０度≦θ_１＜θ_２＜３６０度であり、ｉはｍ又はｎであり、前記クラッドの中心から径方向に延在し前記複数のコアとの相対的位置が前記クラッドの長手方向に沿って一定とされる軸をｘ軸とし、当該ｘ軸と直交する径方向に延在する軸をｙ軸とする場合に、θは曲げ方向とｘ軸とがなす角度であり前記クラッドの長手方向に沿ってθ_１からθ_２まで連続的に変化し、（ｘ_ｍ，ｙ_ｍ）は前記一対のコアのうち一方のコアの座標であり、（ｘ_ｎ，ｙ_ｎ）は前記一対のコアのうち他方のコアの座標であり、Ｌはマルチコア光ファイバの長さであり、ｃは真空中の光速であり、Ｎ_１ｍは前記一対のコアのうち一方のコアの群屈折率であり、Ｎ_１ｎは前記一対のコアのうち他方のコアの群屈折率であり、Ｒ_ｂは曲げ半径であり、Ｂ_１は前記コアにおける常光線に対する光弾性係数であり、Ｂ_２は前記コアにおける異常光線に対する光弾性係数であり、Ｅはコアのヤング率であり、νはコアのポアソン比である。）

【0017】

上記の式によれば、３６０度の範囲内で捩じれを加えられたマルチコア光ファイバを曲げた状態で、一対のコアの全ての組み合わせ毎にスキュー値を求めることができる。しかも、上記式により、それぞれのスキュー値のうち絶対値が最大となるスキュー値に着目し、当該スキュー値が最小となる曲げ方向を計算により求めることができる。本発明のマルチコア光ファイバは、当該曲げ方向に曲げられるので、スキューの悪化を抑制することができ、スキューの小さな光通信を行うことができる。

【0018】

また、本発明のマルチコア光ファイバの製造方法の一側面は、複数のコアと、それぞれの前記コアの外周面を囲むクラッドと、を有するマルチコア光ファイバの製造方法であり、以下を特徴とするものである。

【0019】

すなわち、前記複数のコアとなる複数のコアロッドを前記クラッドとなるクラッドロッドで囲まれるように配置する場合における前記複数のコアロッドの配置位置に基づいて、前記複数のコアのうち一対のコアのスキュー値Ｓを下記式で求め、前記複数のコアにおける前記一対のコアの全ての組み合わせにおけるスキュー値Ｓの絶対値が最大である前記一対のコアの当該スキュー値Ｓが最小となる特定の曲げ方向を求める計算工程と、前記複数のコアロッドを前記配置位置に配置する配置工程と、前記配置位置に配置された前記複数のコアロッド及び前記クラッドロッドから成る母材を捩じれを加えずに線引きする線引工程と、を備える。

【数3】

（ただし、ｉはｍ又はｎであり、前記クラッドの中心から所定の径方向をｘ軸とし当該ｘ軸と直交する径方向をｙ軸とする場合に、θは曲げ方向とｘ軸とがなす角度であり、（ｘ_ｍ，ｙ_ｍ）は前記一対のコアのうち一方のコアの座標であり、（ｘ_ｎ，ｙ_ｎ）は前記一対のコアのうち他方のコアの座標であり、Ｌはマルチコア光ファイバの長さであり、ｃは真空中の光速であり、Ｎ_１ｍは前記一対のコアのうち一方のコアの群屈折率であり、Ｎ_１ｎは前記一対のコアのうち他方のコアの群屈折率であり、Ｒ_ｂは曲げ半径であり、Ｂ_１は前記コアにおける常光線に対する光弾性係数であり、Ｂ_２は前記コアにおける異常光線に対する光弾性係数であり、Ｅはコアのヤング率であり、νはコアのポアソン比である。）

【0020】

このようなマルチコア光ファイバの製造方法によれば、製造されるマルチコア光ファイバのそれぞれのスキューの最大値が最小となる特定の曲げ方向を把握して、当該マルチコア光ファイバを製造することができる。従って、製造されるマルチコア光ファイバを当該特定の曲げ方向に容易に曲げることができ、スキューの悪化を抑制することができる。

【0021】

また、前記特定の曲げ方向に前記マルチコア光ファイバを曲げた状態での当該スキュー値Ｓの大きさが最小となるように前記複数のコアロッドを配置することが好ましい。

【0022】

前記計算工程では、特定の曲げ方向に加えて、マルチコア光ファイバを特定の曲げ方向に曲げた状態でのスキュー値を把握することができる。従って、マルチコア光ファイバを曲げた状態でのスキュー値が小さくなるように複数のコアの配置とすることで、製造されるマルチコア光ファイバのスキュー値をより抑制することができる。

【0023】

前記配置工程において、前記クラッドロッドの中心を基準として、前記特定の曲げ方向に前記クラッドと異なる屈折率を有するマーカーを前記クラッドで囲まれるように配置することが好ましい。

【0024】

また、前記線引工程において、前記計算工程から求められる前記特定の曲げ方向が所定の方向を向くように前記母材を紡糸炉に配置することが好ましい。

【0025】

線引工程において、母材を上記方向を向かせて配置することにより、製造されるマルチコア光ファイバにおけるスキュー値Ｓの絶対値の最大値が最小となる曲げ方向を容易に把握することができる。

【0026】

また、本発明のマルチコア光ファイバの製造方法の他の側面は、複数のコアと、それぞれの前記コアの外周面を囲むクラッドと、を有するマルチコア光ファイバの製造方法であり、以下を特徴とするものである。

【0027】

すなわち、前記複数のコアとなる複数のコアロッドを前記クラッドとなるクラッドロッドで囲まれるように配置する場合における前記複数のコアロッドの配置位置に基づいて、前記複数のコアのうち一対のコアのスキュー値Ｓを下記式で求め、前記複数のコアにおける前記一対のコアの全ての組み合わせにおけるスキュー値Ｓの絶対値が最大である前記一対のコアの当該スキュー値Ｓが最小となる特定の曲げ方向を求める計算工程と、前記複数のコアロッドを前記配置位置に配置する配置工程と、前記配置位置に配置された前記複数のコアロッド及び前記クラッドロッドから成る母材をθ_１からθ_２の角度で連続的に捩じれを加えながら線引きする線引工程と、を備える。

【数4】

（ただし、０度≦θ_１＜θ_２＜３６０度であり、ｉはｍ又はｎであり、前記クラッドの中心から所定の径方向に延在し前記複数のコアとの相対的位置が前記クラッドの長手方向に沿って一定とされる軸をｘ軸とし、当該ｘ軸と直交する径方向に延在する軸をｙ軸とする場合に、θは曲げ方向とｘ軸とがなす角度であり前記クラッドの長手方向に沿ってθ_１からθ_２まで連続的に変化し、（ｘ_ｍ，ｙ_ｍ）は前記一対のコアのうち一方のコアの座標であり、（ｘ_ｎ，ｙ_ｎ）は前記一対のコアのうち他方のコアの座標であり、Ｌはマルチコア光ファイバの長さであり、ｃは真空中の光速であり、Ｎ_１ｍは前記一対のコアのうち一方のコアの群屈折率であり、Ｎ_１ｎは前記一対のコアのうち他方のコアの群屈折率であり、Ｒ_ｂは曲げ半径であり、Ｂ_１は前記コアにおける常光線に対する光弾性係数であり、Ｂ_２は前記コアにおける異常光線に対する光弾性係数であり、Ｅはコアのヤング率であり、νはコアのポアソン比である。）

【0028】

このようなマルチコア光ファイバの製造方法によれば、３６０度の範囲内で捩じれが加えられて製造されるマルチコア光ファイバのそれぞれのスキューの最大値が最小となる特定の曲げ方向を把握して、当該マルチコア光ファイバを製造することができる。従って、製造されるマルチコア光ファイバを当該特定の曲げ方向に容易に曲げることができ、スキューの悪化を抑制することができる。

【0029】

この場合、製造される前記マルチコア光ファイバが特定の曲げ方向に曲げられた状態で、前記スキュー値Ｓの絶対値が最大である前記一対のコアの当該スキュー値Ｓが最小となるように捩じれの角度が定められることが好ましい。

【0030】

このような範囲で捩じれが加えられることで、製造されるマルチコア光ファイバにおいて、スキューをより小さくすることができる。

【発明の効果】

【0031】

以上のように、本発明によれば、非直線的に設置される場合においても、スキューが悪化することを抑制するマルチコア光ファイバ、及び、マルチコア光ファイバの製造方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】本発明の第１実施形態に係るマルチコア光ファイバの様子を示す図である。

【図2】図１のマルチコア光ファイバが曲がっている様子を示す図である。

【図3】図１のマルチコア光ファイバおける曲げ半径と一対のコア間の単位長さ当たりのスキュー値との関係を示す図である。

【図4】マルチコア光ファイバを曲げ方向と単位長さ当たりのスキュー値との関係を示す図である。

【図5】マルチコア光ファイバのそれぞれの群屈折率を互いに変えた場合の曲げ方向と単位長さ当たりのスキュー値との関係を示す図である。

【図6】図１のマルチコア光ファイバを製造する工程を示すフローチャートである。

【図7】準備工程で準備されるコアロッド、クラッドロッドを示す図である。

【図8】配置工程後の様子を示す図である。

【図9】一体化工程後の様子を示す図である。

【図10】線引工程の様子を示す図である。

【図11】本発明の第２実施形態に係るマルチコア光ファイバの様子を示す図である。

【図12】特定の曲げ方向に曲がり易いマルチコア光ファイバを示す図である。

【図13】マルチコア光ファイバテープ心線の例を示す図である。

【図14】特定の曲げ方向に印が付加されたマルチコア光ファイバを示す図である。

【図15】特定の曲げ方向にマーカーが付加されたマルチコア光ファイバを示す図である。

【図16】曲げ径とスキュー値との関係を示す図である。

【図17】理論上のスキュー値と実測によるスキュー値との整合性を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

以下、本発明に係るマルチコア光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、ぞ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。

【0034】

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るマルチコア光ファイバ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光ファイバ１は、複数のコア１０〜１６と、それぞれのコア１０〜１６の外周面を隙間なく囲むクラッド２０と、クラッド２０の外周面を被覆する内側保護層３１と、内側保護層３１の外周面を被覆する外側保護層３２と、を備える。

【0035】

本実施形態においては、コアの数が全体で７つとされ、クラッド２０の中心軸に沿って１つのコア１０が配置されると共に、この１つのコア１０の周りに複数のコア１１〜１６が等間隔で配置されている。こうして、中心のコア１０と外周側のそれぞれのコア１１〜１６とが三角格子状に配置されている。従って、それぞれのコア１０〜１６同士の中心間距離は、互いに等しくされている。このように配置された複数のコア１０〜１６は、クラッド２０の中心軸に対して対称とされている。つまり、マルチコア光ファイバ１をクラッド２０の中心軸の周りに所定の角度回転させた場合に、外周側のそれぞれのコア１１〜１６の回転後における位置は、回転前における外周側の他のコア１２の位置となる。また、中心に配置されたコア１０は、マルチコア光ファイバ１を中心軸の周りに回転させても動かない。このようにそれぞれのコア１０〜１６がクラッド２０の中心軸に対して対称となる位置に配置されることにより、それぞれのコア１１、１２の配置による光学的性質を均質にすることができる。また、本実施形態のマルチコア光ファイバ１には捩じれが加えら得ておらず、複数のコア１０〜１６はクラッド２０が直線状とされる場合に直線状となる。

【0036】

このマルチコア光ファイバ１を構成するそれぞれの部材の大きさは、特に限定されるわけではないが、クラッド２０の直径は、例えば、１４０μｍとされ、内側保護層３１の外径は、例えば、２０５μｍとされ、外側保護層３２の外径は、例えば、２６５μｍとされる。また、それぞれのコア１１、１２の中心間距離は、特に限定されないが、例えば、３９μｍとされている。

【0037】

そして、本実施形態においては、互いに隣り合うそれぞれのコアの伝搬定数が互いに異なるようにされている。例えば、互いに隣り合うコアの直径が互いに−５％〜５％異なるようにされたり、クラッド２０に対するコアの比屈折率差が互いに隣り合うコア同士で−５％〜５％異なるようにされている。このように互いに隣り合うコアの直径や比屈折率差が、僅かに異なっていても、それぞれのコア１０〜１６を伝播する光にしてみれば、それぞれのコアの状態は殆ど変わらず、略同等の光学特性となる。一方、このように互いに隣り合うコアの直径や比屈折率差が僅かに異なることにより、互いに隣り合うコアのクロストークを抑制することができる。

【0038】

次にマルチコア光ファイバ１のスキューの抑制について説明する。

【0039】

モードの群遅延ｔは、電磁界のエネルギーが完全にコア内に閉じ込められている時、下記式（１）で示される。

【数5】

ただし、Ｌは光ファイバの長さであり、ｃは真空中の光速であり、βはコアの伝搬定数であり、ｋは真空中の光の波数であり、Ｎ_１はコアの群屈折率である。

【0040】

従って、一般的なシングルコアの光ファイバの場合、一方の光ファイバの郡遅延をｔ_１とし、他方の光ファイバの郡遅延をｔ_２とし、一方の光ファイバのコアの群屈折率をＮ_１ｉとし、他方の光ファイバのコアの群屈折率をＮ_１ｊとする場合、２つの光ファイバ間のスキュー値Ｓは、下記式（２）で示される。

【数6】

【0041】

図２は、図１に示すマルチコア光ファイバ１が曲げられた様子を示す図である。なお、図２では内側保護層３１及び外側保護層３２が省略されている。ここで、図１に示されるように、クラッド２０の中心から所定の径方向をｘ軸とし、ｘ軸と直交する径方向をｙ軸とし、マルチコア光ファイバが曲げられる方向とｘ軸とがなす角度をθとする。この様にｘ軸、ｙ及びθを定義すると、図２のようにマルチコア光ファイバ１が曲げられる場合、θは１８０°となる。

【0042】

このようにマルチコア光ファイバ１が曲げられた場合、コア１０〜１６のうちの特定のコアｍの実効的な伝搬定数β’_ｍは、下記式（３）で示される。

【数7】

ただし、β_ｍは直線状態におけるコアｍの伝搬定数であり、ｘ_ｍ、ｙ_ｍはコアｍの座標位置であり、Ｒ_ｂはマルチコア光ファイバの曲げ半径である。

【0043】

よって、曲げられた状態にあるマルチコア光ファイバ１のコアｍの実効的な群屈折率Ｎ'_１ｍは、コアｍの群屈折率をＮ_１ｍとする場合、式（１）と式（３）とから、下記式（４）で示される。

【数8】

【0044】

すなわち、曲げ半径が一定で曲げられた状態にあるマルチコア光ファイバ１のコアｍとコアｍ以外の他特定のコアｎとの間のスキューは、下記式（５）で示される。

【数9】

ただし、ｘ_ｎ、ｙ_ｎはコアｎの座標位置であり、Ｎ_１ｎはコアｎの群屈折率であり、Ｎ'_１ｎはコアｎの実効的な群屈折率をである。

【0045】

さらに、曲げ応力による光弾性効果の影響を考慮する。マルチコア光ファイバ１が曲げられる場合において、曲げ応力に起因する光弾性によるコアの屈折率の変化量Δｎ_ｓは下記式（６．１）で示される。

【数10】

ただし、ｎ_ｓは応力が印加される状態でのコアの屈折率を示し、ｎ_１は応力が印加されない状態でのコアの屈折率を示し、ｚ軸を光ファイバの長手方向にとると、σ_ｘ，σ_ｙ，σ_ｚはコアにかかる応力のｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向における大きさを示し、Ｂ_１はそれぞれのコアにおける常光線に対する光弾性係数であり、Ｂ_２はそれぞれのコアにおける異常光線に対する光弾性係数である。Ｂ_１，Ｂ_２は、材料により定まる係数であるため、コアの位置や構造により変化しない。従って、Ｂ_１，Ｂ_２は、いずれのコアにおいても同じ値である。なお、石英の場合、Ｂ_１は４．２２×１０^−６であり、Ｂ_２は０．６５×１０^−６［ＭＰａ^−１］である。

【0046】

ここで、上記式（６．１）を群屈折率に置き換えて書き直すと、コアの群屈折率の変化量ΔＮｓは下記式（６．２）となる。ここで、N=n-λ(dn/dλ)の関係であるが、λ(dn/dλ)の項は無視しても問題ないため無視した。

【数11】

【0047】

ここで、σ_ｘ，σ_ｙ，σ_ｚは下記式（７）で示される。

【数12】

ただし、ε_ｘ、ε_ｙ、ε_ｚは、それぞれ曲げによるコアのｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向における歪の大きさを示す。この歪は圧縮や伸長等である。

【0048】

ガラスのような等方性媒質の場合、各弾性定数テンソルは、下記式で示される。

【数13】

ただし、Ｅはコアのヤング率であり、νはコアのポアソン比である。なお、合成石英ガラスの場合、Ｅは７６［ＧＰａ］であり、νは０．１６４である。

【0049】

マルチコア光ファイバが曲げられる場合ｘ軸方向及びｙ軸方向の歪は無視できるほど小さいのでε_ｘ、ε_ｙを０とし、マルチコア光ファイバの曲げによるｚ方向の伸び歪みを考えると、ε_ｚは下記式で示される。

【数14】

ただし、Ｌはマルチコア光ファイバが直線状態におけるコアの長さであり、ΔＬはマルチコア光ファイバが曲げられることによるコアの伸びである。

【0050】

そこで、マルチコア光ファイバ１が曲げられる場合の各コアのε_ｚは下記式（８）で示される。

【数15】

【0051】

よって、式（７）と式（８）とから、マルチコア光ファイバ１が曲げられる場合にコアにかかる応力の各方向における大きさは下記式（９）で示される。

【数16】

【0052】

従って、式（６）から、曲げ応力による屈折率変化量は下記式（１０）で示される。

【数17】

【0053】

式（４）と式（１０）とから、光弾性効果を考慮したコアｍ実効群屈折率Ｎ''_１ｍは下記式（１１）で示される。

【数18】

【0054】

よって、マルチコア光ファイバ１におけるコアｍの群遅延ｔ_ｍは下記式（１２）で示される。

【数19】

【0055】

コアｎについても同様の式が成り立つため、式（５）および式（１２）から、コアｍとコアｎとのスキュー値Ｓは、ｉをｍ又はｎとして、下記式（１３）で示される。

【数20】

【0056】

式（１３）で示されるスキュー値は、マルチコア光ファイバ１のコア１０〜１６における一対のコアの全ての組み合わせにおいて求めることができる。そこで、コア１０〜１６における一対のコアの全ての組み合わせのそれぞれにおいてスキュー値Ｓを求めて、それぞれのスキュー値Ｓのうち絶対値が最大である一対のコアの当該スキュー値に着目する。そして、マルチコア光ファイバ１をθ方向に曲げる場合に、着目した当該スキュー値Ｓの大きさが最小となるθの方向を特定の曲げ方向とする。従って、この特定の曲げ方向にマルチコア光ファイバ１を曲げることで、絶対値が最大のスキューを抑えることができ、スキュー値Ｓの標準偏差を小さくすることができる。つまり、マルチコア光ファイバ１は、複数のコア１０〜１６における一対のコアの全ての組み合わせにおいてスキュー値Ｓの絶対値が最大である一対のコアの当該スキュー値Ｓが最小となる特定の曲げ方向に曲げられて使用されるのである。

【0057】

次に、式（１３）を用いて、図１のマルチコア光ファイバ１における一対のコアのスキュー値Ｓを具体的に求める。図３は、図１のマルチコア光ファイバ１おける曲げ半径と一対のコア間の単位長さ当たりのスキュー値Ｓとの関係を示す図である。図３では、マルチコア光ファイバ１のコア１１とコア１４とのスキュー値Ｓ、コア１１とコア１３とのスキュー値Ｓ、コア１１とコア１２とのスキュー値Ｓについて示している。なお、図３を作成するにあたり、曲げ方向はｘ軸方向、すなわちθ=０とした。また、一対のコアの群屈折率Ｎ_１ｍ、Ｎ_１ｎを同じ値とした。つまり、マルチコア光ファイバ１が直線状態の場合にスキュー値Ｓがゼロとなるようにした。図３から分かる通り、曲げ半径が小さくなるほどスキュー値Ｓが大きく、曲げ半径が小さい領域ではスキュー値Ｓが急激に大きくなることが分かる。従って、マルチコア光ファイバが直線状態におけるスキュー値が小さくなるように、各コアの群屈折率、すなわち伝搬定数を適正化するだけでは、マルチコア光ファイバが曲げられて敷設される場合に、スキュー値が悪化することとなる。そのため、上記のように、式（１３）で示されるそれぞれのスキュー値Ｓのうち絶対値が最大となるスキュー値Ｓが最小となるθの方向、すなわち特定の曲げ方向にマルチコア光ファイバ１を曲げることで、スキュー値Ｓを抑制することができる。

【0058】

ここで、図１のマルチコア光ファイバ１のうち、コア１０、コア１１、コア１４の３つのコアのみを有するマルチコア光ファイバについて検討する。

【0059】

図４は、このような３つのコアを有するマルチコア光ファイバを曲げ方向θと単位長さ当たりのスキュー値Ｓとの関係を示す図である。なお、図４では、それぞれのコアの群屈折率Ｎ_１ｍを互いに同じ値としている。図４より、θ＝９０°，２７０°の場合、すなわちｙ軸の方向に曲げる場合にスキュー値が０となることが分かる。従って、このようなマルチコア光ファイバはθ＝９０°，２７０°となる特定の曲げ方向に曲げて敷設する。

【0060】

図５は、上記３つのコアを有するマルチコア光ファイバのそれぞれの群屈折率Ｎ_１ｍを互いに異なる値とする場合の曲げ方向θと単位長さ当たりのスキュー値Ｓとの関係を示す図である。図５の例では、コア１０の群屈折率をＮ_１１０とし、コア１１の群屈折率をＮ_１１１とし、コア１４の群屈折率をＮ_１１４とする場合に、Ｎ_１１４＞Ｎ_１１０＞Ｎ_１１１とされている。図５に示すように、本例では、θ＝１８０°でスキュー値Ｓは最大となり、θ＝０°においてそれぞれのスキュー値Ｓが最小となる。それぞれのスキュー値Ｓのうち絶対値が最大となるスキュー値は、コア１１とコア１４とのスキューであり、θ＝０°において、コア１１とコア１４とのスキュー値Ｓが最小となる。従って、本例におけるマルチコア光ファイバはθ＝０となる特定の曲げ方向に曲げられて敷設される。なお、本例では、他のスキューもθ＝０°で最小となる。

【0061】

以上説明したように本実施形態のマルチコア光ファイバ１は、それぞれのスキュー値のうち絶対値が最大となるスキュー値が最小となる特定の曲げ方向が計算により求められて、当該特定の曲げ方向に曲げられるので、スキューの悪化を抑制することができる。従って、スキューの小さな光通信を行うことができる。

【0062】

次に、マルチコア光ファイバ１の製造方法について説明する。

【0063】

図６は、マルチコア光ファイバ１の製造方法を示すフローチャートである。図６に示すように、マルチコア光ファイバ１の製造方法は、準備工程Ｐ１、計算工程Ｐ２、配置工程Ｐ３、一体化工程Ｐ４、線引工程Ｐ５を主な工程として備える。

【0064】

＜準備工程Ｐ１＞
図７は、本工程で準備されるコアロッドとクラッドロッドとを示す図である。本実施形態では、マルチコア光ファイバのコアの数が７つとされるため、７本のコアロッド１０ｒ〜１６ｒを準備する。それぞれのコアロッド１０ｒ〜１６ｒは概ね円柱状の形状をしている。また、それぞれのコアロッド１０ｒ〜１６ｒはコア１０〜１６となるものであるため、コアロッド１０ｒ〜１６ｒはコア１０〜１６と同様の材料から成る。従って、それぞれのコア１０〜１６の屈折率が互いに異なる場合には、コアロッド１０ｒ〜１６ｒの屈折率も互いに異なり、それぞれのコア１０〜１６の直径が互いに異なる場合には、コアロッド１０ｒ〜１６ｒの直径も互いに異なる。なお、それぞれのコアロッド１０ｒ〜１６ｒは、クラッド２０の一部となる図示しないガラス膜で被覆されている。

【0065】

クラッドロッド２０ｒは、概ねコアロッドと同じ長さであり、概ね円柱状の形状をしている。また、クラッドロッド２０ｒには、それぞれのコアロッド１０ｒ〜１６ｒを挿入するための貫通孔１０ｈ〜１６ｈが形成されている。クラッドロッド２０ｒはクラッド２０となるため、クラッドロッド２０ｒは、クラッドと同様の材料から成る。

【0066】

＜計算工程Ｐ２＞
本工程では、準備したコアロッド１０ｒ〜１６ｒをクラッドロッド２０ｒのそれぞれの貫通孔１０ｈ〜１６ｈに挿入してマルチコア光ファイバ１を製造した場合を想定する。そして、上式（１３）を用いて、一対のコアのスキュー値Ｓを求める。本工程では、一対のコアの全ての組み合わせについてスキュー値Ｓを求める。従って、上記のようにコアロッド１０ｒ〜１６ｒをそれぞれの貫通孔１０ｈ〜１６ｈ内に配置してマルチコア光ファイバ１を製造した場合において、複数のコア１０〜１６における一対のコアの全ての組み合わせにおいてスキュー値Ｓの絶対値が最大である一対のコアの当該スキュー値Ｓが最小となるマルチコア光ファイバ１の特定の曲げ方向をコアロッド１０ｒ〜１６ｒとクラッドロッド２０ｒとの組において把握することができる。

【0067】

また、この特定の曲げ方向にマルチコア光ファイバを曲げた状態でのスキュー値Ｓの絶対値の最大値を求めることができる。この最大値が大きい場合には、少なくとも一部のコアロッドの配置位置を変えても良い。具体的には、コアロッド１０ｒ〜１６ｒと貫通孔１０ｈ〜１６ｈとを所定の組み合わせとする場合に、上記特定の曲げ方向にマルチコア光ファイバを曲げた状態において、絶対値が最大である当該スキュー値Ｓの大きさを求める。また、コアロッド１０ｒ〜１６ｒと貫通孔１０ｈ〜１６ｈとを他の組み合わせとする場合に、上記特定の曲げ方向にマルチコア光ファイバを曲げた状態において、絶対値が最大である当該スキュー値Ｓの大きさを求める。そして特定の方向に曲げる場合のスキュー値Ｓの大きさが最小となるように複数のコアロッド１０ｒ〜１６ｒと貫通孔１０ｈ〜１６ｈとの組み合わせを決定する。なお、本工程のように複数のコアロッド１０ｒ〜１６ｒと貫通孔１０ｈ〜１６ｈとの組み合わせを決定しなくても良いが、スキューを低減する観点から、上記のように組み合わせを決定することが好ましい。

【0068】

＜配置工程Ｐ３＞
図８は、配置工程Ｐ３後の様子を示す図である。本工程では、図８に示すように、コアロッド１０ｒ〜１６ｒをクラッドロッド２０ｒの貫通孔１０ｈ〜１６ｈにそれぞれ挿入する。このとき計算工程で決定されたコアロッド１０ｒ〜１６ｒと貫通孔１０ｈ〜１６ｈとの組み合わせに基づいて、コアロッド１０ｒ〜１６ｒを貫通孔１０ｈ〜１６ｈにそれぞれ挿入することが好ましい。こうしてそれぞれのコアロッド１０ｒ〜１６ｒが配置された状態となる。

【0069】

＜一体化工程Ｐ４＞
図９は、一体化工程Ｐ３後の様子を示す図である。図９に示すように、本工程では、クラッドロッド２０ｒ及びコアロッド１０ｒ〜１６ｒの組を加熱してクラッドロッド２０ｒとコアロッド１０ｒ〜１６ｒとを一体化する。

【0070】

具体的には、クラッドロッド２０ｒと、当該クラッドロッド２０ｒの貫通孔１０ｈ〜１６ｈに挿入されたコアロッド１０ｒ〜１６ｒとが溶融炉に配置され加熱がなされる。この加熱によりクラッドロッド２０ｒが収縮しそれぞれの貫通孔１０ｈ〜１６ｈの直径が小さくなり、貫通孔１０ｈ〜１６ｈにおける、コアロッド１０ｒ〜１６ｒとクラッドロッド２０ｒの隙間が埋まる。こうして、図９に示すように、クラッドロッド２０ｒとコアロッド１０ｒ〜１６ｒの組とが一体とされてマルチコア光ファイバ用母材１ｐとされる。なお、上記計算工程Ｐ２において、複数のコア１０〜１６における一対のコアの組み合わせのうちスキュー値Ｓの絶対値が最大である一対のコアの当該スキュー値Ｓが最小となる特定の曲げ方向をマルチコア光ファイバ用母材１ｐにおいて把握することができる。

【0071】

＜線引工程Ｐ５＞
図１０は、線引工程Ｐ５の様子を示す図である。まず、線引工程Ｐ５を行う準備段階として、クラッドロッド２０ｒとコアロッド１０ｒ〜１６ｒの組から成るマルチコア光ファイバ用母材１ｐを紡糸炉１１０に設置する。このとき上記計算工程Ｐ２において、複数のコア１０〜１６における一対のコアの組み合わせのうちスキュー値Ｓの絶対値が最大である一対のコアの当該スキュー値Ｓが最小となる特定の曲げ方向が所定の方向を向くようにマルチコア光ファイバ用母材１ｐを紡糸炉１１０に配置する。

【0072】

次に、紡糸炉１１０の加熱部１１１を発熱させて、マルチコア光ファイバ用母材１ｐを加熱する。このときマルチコア光ファイバ用母材１ｐの下端は、例えば２０００℃に加熱され溶融状態となる。そして、マルチコア光ファイバ用母材１ｐからガラスが溶融して、ガラスが線引きされる。そして、線引きされた溶融状態のガラスは、紡糸炉１１０から出ると、すぐに固化して、コアロッド１０ｒ〜１６ｒがコア１０〜１６となり、クラッドロッド２０ｒがクラッド２０となることで、複数のコア１０〜１６とクラッド２０とから構成されるマルチコア光ファイバ素線となる。その後、このマルチコア光ファイバ素線は、冷却装置１２０を通過して、適切な温度まで冷却される。冷却装置１２０に入る際、マルチコア光ファイバ素線の温度は、例えば１８００℃程度であるが、冷却装置１２０を出る際には、マルチコア光ファイバ素線の温度は、例えば４０℃〜５０℃となる。

【0073】

このとき本実施形態ではマルチコア光ファイバ素線に捩じれを加えない。つまり、本実施形態では、捩じれを加えずに線引きを行うのである。このため、線引きされるマルチコア光ファイバ素線には捩じれが加えられず、複数のコア１０〜１６は、クラッド２０が直線状とされる場合に直線状とされる。

【0074】

冷却装置１２０から出たマルチコア光ファイバ素線は、内側保護層３１となる紫外線硬化性樹脂が入ったコーティング装置１３１を通過し、この紫外線硬化性樹脂で被覆される。更に紫外線照射装置１３２を通過し、紫外線が照射されることで、紫外線硬化性樹脂が硬化して内側保護層３１が形成される。次にマルチコア光ファイバは、外側保護層３２となる紫外線硬化性樹脂が入ったコーティング装置１３３を通過し、この紫外線硬化性樹脂で被覆される。更に紫外線照射装置１３４を通過し、紫外線が照射されることで、紫外線硬化性樹脂が硬化して外側保護層３２が形成され、図１に示すマルチコア光ファイバ１となる。

【0075】

そして、マルチコア光ファイバ１は、ターンプーリー１４１により方向が変換され、リール１４２により巻取られる。

【0076】

こうして図１に示すマルチコア光ファイバ１が製造される。

【0077】

以上説明したように本実施形態のマルチコア光ファイバの製造方法によれば、それぞれのスキュー値Ｓの最大値が最小となる特定の曲げ方向を把握してマルチコア光ファイバを製造することができる。従って、製造されるマルチコア光ファイバを当該特定の曲げ方向に容易に曲げることができ、スキューの悪化を抑制することができる。

【0078】

本工程では、複数のコア１０〜１６における一対のコアの組み合わせのうちスキュー値Ｓの絶対値が最大である一対のコアの当該スキュー値Ｓが最小となる特定の曲げ方向が所定の方向を向くようにマルチコア光ファイバ用母材１ｐを紡糸炉１１０に配置するため、出来あがるマルチコア光ファイバにおいて、当該特定の曲げ方向を容易に把握することができる。

【0079】

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図１１を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。

【0080】

図１１は、本実施形態のマルチコア光ファイバを示す図である。本実施形態のマルチコア光ファイバは、捩じれが加えられている点において、第１実施形態のマルチコア光ファイバ１と異なる。具体的には、マルチコア光ファイバ１は、複数のコア１０〜１６が互いの相対的位置が変わらぬ状態でクラッド２０の中心軸の周りを螺旋状にθ_１からθ_２の角度で連続的に回転するように、捩じれが加えられている。ただし、０度≦θ_１＜θ_２＜３６０度とされる。従って、マルチコア光ファイバ１は、所定の長さ毎に（θ_２−θ_１）の角度で一方の回転方向と他方の回転方向の捩じれが繰り返されている。

【0081】

ここで、本実施形態におけるｘ軸をクラッド２０の中心から所定の径方向に延在し複数のコア１０〜１６との相対的位置がクラッド２０の長手方向に沿って一定とされる軸とする。この場合、図１１に示すように、ｘ軸、ｙ軸を基準とすると、マルチコア光ファイバ１の捩じれに伴い、ｘ軸とθ_１の角度をなす曲げ方向から、ｘ軸とθ_２の角度をなす破線で示す曲げ方向に変化することになる。

【0082】

この場合、捩じれを考慮すると式（１３）は、下記式（１４）のように変形できる。

【数21】

ただし、上記のように０度≦θ_１＜θ_２＜３６０度であり、θはθ_１からθ_２まで連続的に変化する。

【0083】

式（１４）で示されるスキュー値は、本実施形態のマルチコア光ファイバ１のコア１０〜１６における一対のコアの全ての組み合わせにおいて求めることができる。そこで、コア１０〜１６における一対のコアの全ての組み合わせのそれぞれにおいてスキュー値Ｓを求めて、それぞれのスキュー値Ｓのうち絶対値が最大である一対のコアの当該スキュー値に着目する。そして、マルチコア光ファイバ１を曲げる場合に、着目した当該スキュー値Ｓの大きさが最小となる方向を特定の曲げ方向とする。このことは、ｘ軸とそれぞれのコア１０〜１６との相対的な位置を定めた後においては、着目した当該スキュー値Ｓの大きさが最小となるθ_１，θ_２を求めることに他ならない。こうして求めた特定の曲げ方向にマルチコア光ファイバ１を曲げることで、絶対値が最大のスキューを抑えることができ、スキュー値Ｓの標準偏差を小さくすることができる。つまり、本実施形態においても、マルチコア光ファイバ１は、複数のコア１０〜１６における一対のコアの全ての組み合わせにおいてスキュー値Ｓの絶対値が最大である一対のコアの当該スキュー値Ｓが最小となる特定の曲げ方向に曲げられて使用される。

【0084】

このようなマルチコア光ファイバ１を製造するには次のようにすればよい。

【0085】

すなわち、第１実施形態の計算工程Ｐ２において、準備したコアロッド１０ｒ〜１６ｒをクラッドロッド２０ｒのそれぞれの貫通孔１０ｈ〜１６ｈに挿入してマルチコア光ファイバ１を製造した場合を想定する。このとき、θ_１からθ_２の角度で連続的に捩じれが加えられてマルチコア光ファイバ１が製造される前提とする。そして、上式（１４）を用いて、一対のコアのスキュー値Ｓを求める。本実施形態の本工程においても、一対のコアの全ての組み合わせについてスキュー値Ｓを求める。従って、捩じれを加えてマルチコア光ファイバ１を製造した場合において、複数のコア１０〜１６における一対のコアの全ての組み合わせにおいてスキュー値Ｓの絶対値が最大である一対のコアの当該スキュー値Ｓが最小となるマルチコア光ファイバ１の特定の曲げ方向をコアロッド１０ｒ〜１６ｒとクラッドロッド２０ｒとの組において把握することができる。

【0086】

また、第１実施形態の場合と同様に、この特定の曲げ方向にマルチコア光ファイバを曲げた状態でのスキュー値Ｓの絶対値の最大値を求めることができるので、最大値に応じて少なくとも一部のコアロッドの配置位置を変えて、特定の方向に曲げる場合のスキュー値Ｓの大きさが最小となるように複数のコアロッド１０ｒ〜１６ｒと貫通孔１０ｈ〜１６ｈとの組み合わせを決定しても良い。

【0087】

また、特定の曲げ方向にマルチコア光ファイバを曲げた状態でのスキュー値Ｓの絶対値の最大値が小さくなるように捩じれの角度（θ_２-θ_１）を定めても良い。

【0088】

そして、第１実施形態の線引工程Ｐ５において、（θ_２−θ_１）の角度でマルチコア光ファイバ素線に連続的に捩じれを加えながら線引きする。こうして、図１１に示すように複数のコア１０〜１６がクラッド２０の中心軸の周りを螺旋状に（θ_２−θ_１）の角度で連続的に回転するように捩じれが加えられたマルチコア光ファイバ１を得る。

【0089】

以上、本発明について、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。

【0090】

例えば、コアの数や配置は上記実施形態に限らず適宜変更することが出来る。以下に上記実施形態の変形例を示す。なお、下記変形例を説明するにあたり、上記実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。

【0091】

図１に示すように、上記実施形態のマルチコア光ファイバ１の断面における形状は、クラッド２０、内側保護層３１、外側保護層３２のそれぞれで円形とされる。従って、マルチコア光ファイバ１はどの方向に曲げる場合であっても同様に曲がり易さを有している。しかし、マルチコア光ファイバ１は、スキュー値Ｓの絶対値が最大である一対のコアの当該スキュー値Ｓが最小となる特定の曲げ方向に曲がり易い構成を有することが好ましい。図１２は、このように特定の曲げ方向に曲がり易いマルチコア光ファイバを示す図である。図１２に示す通り、本変形例のマルチコア光ファイバは、クラッド２０、内側保護層３１、外側保護層３２が楕円形である点において、第１実施形態のマルチコア光ファイバ１と異なる。本実施形態では、上記楕円の短軸方向すなわち図１２で示すｙ軸方向がスキュー値Ｓの絶対値が最大である一対のコアの当該スキュー値Ｓが最小となる特定の曲げ方向であるとする。この場合、短軸方向と特定の曲げ方向が一致するため、マルチコア光ファイバは、特定の曲げ方向に曲がり易い。従って、本変形例のマルチコア光ファイバによれば、特定の曲げ方向を然程意識せずとも、マルチコア光ファイバを適切に特定の曲げ方向に曲げることができる。なお、本変形例の場合には第２実施形態のような捩じれが加えられないことが好ましい。

【0092】

このように適切に特定の曲げ方向に曲げることができる構成として、光ファイバテープ心線とすることもできる。図１３は、マルチコア光ファイバテープ心線の例を示す図である。図１３に示すマルチコア光ファイバテープ心線は、複数の第１実施形態のマルチコア光ファイバ１が基材４１上に配置されテープ４２によりバンドルされている。この基材４１とテープ４２の作用により、それぞれのマルチコア光ファイバ１は、ｙ軸方向に曲がり易い。従って、それぞれのマルチコア光ファイバ１において、複数のコアにおける一対のコアの全ての組み合わせにおいてスキュー値Ｓの絶対値が最大である一対のコアのスキュー値が最小となる特定の曲げ方向がｙ軸方向であれば良い。このような構成によってもマルチコア光ファイバ１を特定の曲げ方向に容易に曲げることができる。

【0093】

また、特定の曲げ方向に曲がり易いマルチコア光ファイバとしては、鋼線を保護層内に設けたり、クラッドの断面の形状をＤ型にすることが挙げられる。

【0094】

また、当該特定の曲げ方向に外部から視認可能な印が付加されていても良い。図１３は、特定の曲げ方向に印が付加されたマルチコア光ファイバ１の変形例を示す図である。スキュー値Ｓの絶対値が最大である一対のコアの当該スキュー値Ｓが最小となる特定の曲げ方向が図１３におけるθで示される方向であるとする。この場合に、外側保護層３２に外周面に当該特定の曲げ方向を示す印３３が付加されることで、マルチコア光ファイバの使用者は容易に特定の曲げ方向にマルチコア光ファイバを曲げることができる。しかも、マルチコア光ファイバを敷設する際に目視可能なため取り扱いが容易である。

【0095】

このような印は、マルチコア光ファイバの外側に付加される場合のみでは無い。図１５は、特定の曲げ方向にマーカーが付加されたマルチコア光ファイバを示す図である。図１５のマルチコア光ファイバにおいても図１３の変形例で示した方向が特定の曲げ方向であるとする。本例では、クラッド２０の外周面の内側において、クラッド２０の中心を基準とする特定の曲げ方向に、クラッドと異なる屈折率を有するマーカー２１が配置される。このようにマーカー２１を配置するには、配置工程Ｐ３において、クラッドロッド２０ｒの中心を基準として、特定の曲げ方向にクラッド２０と異なる屈折率を有するマーカーをクラッドロッド２０ｒで囲まれるように配置すればよい。

【0096】

また、上記実施形態におけるマルチコア光ファイバ１の製造方法では、クラッドロッド２０ｒに複数の貫通孔１０ｈ〜１６ｈが形成される構成とされたが、例えば、クラッドロッド２０ｒの代わりにクラッド２０の一部となるクラッド管とクラッド２０の他の一部となる複数のクラッドロッドを準備して、クラッド管の貫通孔内に、コアロッド１０ｒ〜１６ｒ及び複数のクラッドロッドを配置して、一体化しても良い。

【0097】

また、上記実施形態では、一体化工程Ｐ４を備えていたが、一体化工程Ｐ４を経ずに、クラッドロッド２０ｒのそれぞれの貫通孔１０ｈ〜１６ｈ内にコアロッド１０ｒ〜１６ｒが挿入された状態で、一体化せずに線引工程Ｐ５を行って、コアロッド１０ｒ〜１６ｒとクラッドロッド２０ｒとの組をマルチコア光ファイバ用母材として、コアロッド１０ｒ〜１６ｒとクラッドロッド２０ｒとを一体化しながら線引きを行っても良い。

【実施例】

【0098】

以下、実施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。

【0099】

図１に示すマルチコア光ファイバ１を作成した。マルチコア光ファイバ１の長さを２００ｍとし、マルチコア光ファイバに捩じれが入らないようにした。そして、複数のコア１０〜１６における一対のコアの全ての組み合わせにおいてスキュー値Ｓの絶対値が最大である一対のコアの当該スキュー値Ｓを測定した。このとき、当該スキュー値Ｓが最小となる特定の曲げ方向にマルチコア光ファイバ１を曲げて、曲げ径毎にスキュー値Ｓを測定した。その結果を図１６に示す。図１６に示すようにスキュー値Ｓは曲げ径に依存することが確認できた。

【0100】

次に式（１３）で求められるスキュー値Ｓと実測によるスキュー値とが整合しているか否かを確かめた。図１７では、すべてのコアの組み合わせのスキュー値について、式（１３）で求めた場合と実測による場合の双方を１つの点でプロットして、横軸を実測値とし、縦軸を計算によるスキュー値としている。ここでのマルチコア光ファイバは、全長にわたって捩じれなく、任意のθ方向に曲げられるようにした。曲げ径Ｒは、Ｒ＝４５、７５、１５５、１９２ｍｍ、それぞれの径について比較した。その結果を図１７に示す。図１７に示すように、式（１３）で求められるスキュー値Ｓと実測によるスキュー値とが整合する結果となった。

【産業上の利用可能性】

【0101】

以上説明したように、本発明によれば、非直線的に設置される場合においても、スキューが悪化することを抑制するマルチコア光ファイバ、及び、マルチコア光ファイバの製造方法が提供され、光通信の分野で利用することができる。

【符号の説明】

【0102】

１・・・マルチコア光ファイバ
１０〜１６・・・コア
２０・・・クラッド
２１・・・マーカー
３３・・・印

【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】