特許 7495299 マルチコアファイバおよびその製造方法

(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】

(24)【登録日】2024-05-27

(45)【発行日】2024-06-04

(54)【発明の名称】マルチコアファイバおよびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/02 20060101AFI20240528BHJP

   C03B 37/012 20060101ALI20240528BHJP

【ＦＩ】

G02B6/02 461

G02B6/02 356A

C03B37/012 B

【請求項の数】 25

(21)【出願番号】P 2020141829

(22)【出願日】2020-08-25

(65)【公開番号】P2021039340

(43)【公開日】2021-03-11

【審査請求日】2023-05-23

(31)【優先権主張番号】P 2019154926

(32)【優先日】2019-08-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】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】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】武笠 和則

【審査官】山本 貴一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１０６２５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１６６９４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／１２９２３４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００８－１１６７４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０９５３３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００８／０１０７３８６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ６／０２－６／１０，６／４４

Ｃ０３Ｂ ３７／００－３７／１６

ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のコア部と、
前記複数のコア部の外周に形成されたクラッド部と、を備え、
波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径が６μｍ以下であり、
実効カットオフ波長が１５３０ｎｍ以下であり、
長さ１ｋｍにおける２つの隣り合う前記コア部の間のクロストークが－１５ｄＢ以下であり、
前記複数のコア部の隣り合うコア部どうしの中心間距離が２５μｍ以下である
ことを特徴とするマルチコアファイバ。

【請求項2】

波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径が５．５μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１に記載のマルチコアファイバ。

【請求項3】

前記コア部は、純石英ガラス、またはゲルマニウム（Ｇｅ）、塩素（Ｃｌ₂）、フッ素（Ｆ）、カリウム（Ｋ）、およびナトリウム（Ｎａ）からなる群から選ばれた少なくとも１種類のドーパントを含む石英系ガラスからなる
ことを特徴とする請求項１または２に記載のマルチコアファイバ。

【請求項4】

前記複数のコア部におけるそれぞれのコア部の前記クラッド部に対する比屈折率差が１．２%以上である
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のマルチコアファイバ。

【請求項5】

前記複数のコア部におけるそれぞれのコア部の前記クラッド部に対する比屈折率差が１．４%以上である
ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のマルチコアファイバ。

【請求項6】

前記複数のコア部におけるそれぞれのコア部の前記クラッド部に対する比屈折率差が１．７％以上である
ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載のマルチコアファイバ。

【請求項7】

前記コア部の屈折率プロファイルは、単峰型プロファイルである
ことを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載のマルチコアファイバ。

【請求項8】

前記複数のコア部の隣り合うコア部どうしの中心間距離が２０μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載のマルチコアファイバ。

【請求項9】

前記複数のコア部のうちの最も外周側に位置するコア部に対して外周側の前記クラッド部のクラッド厚が２５μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載のマルチコアファイバ。

【請求項10】

前記コア部の数は、１００以上である
ことを特徴とする請求項１～９のいずれか１項に記載のマルチコアファイバ。

【請求項11】

前記コア部の数は、５００以上である
ことを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載のマルチコアファイバ。

【請求項12】

前記コア部の数は、１０００以上である
ことを特徴とする請求項１～１１のいずれか１項に記載のマルチコアファイバ。

【請求項13】

前記クラッド部の外径が７５０μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１～１２のいずれか１項に記載のマルチコアファイバ。

【請求項14】

ＩＴＵ－Ｔ Ｇ．６５２で定義される規格に準拠する特性を有する標準光ファイバに対する空間多重改善度が１５以上である
ことを特徴とする請求項１～１３のいずれか１項に記載のマルチコアファイバ。

【請求項15】

ＩＴＵ－Ｔ Ｇ．６５２で定義される規格に準拠する特性を有する標準光ファイバに対する空間多重改善度が２０以上である
ことを特徴とする請求項１～１４のいずれか１項に記載のマルチコアファイバ。

【請求項16】

使用波長帯が８５０ｎｍ帯である
ことを特徴とする請求項１～１５のいずれか１項に記載のマルチコアファイバ。

【請求項17】

請求項１～１６のいずれか１項に記載のマルチコアファイバを製造するマルチコアファイバの製造方法であって、
コア形成部と前記コア形成部の外周に形成されたクラッド形成部とを備える複数の細径ガラスロッドを、整列配置して初期母材を形成する初期母材形成工程と、
前記初期母材からマルチコアファイバを作製するマルチコアファイバ作製工程と、を含み、
前記初期母材形成工程は、スタック法によって前記複数の細径ガラスロッドを配置する工程を含む
ことを特徴とするマルチコアファイバの製造方法。

【請求項18】

前記スタック法において前記複数の細径ガラスロッドがスタックされるジャケット管を２本以上同心に配置する
ことを特徴とする請求項１７に記載のマルチコアファイバの製造方法。

【請求項19】

前記スタック法に用いられるジャケット管のうちの最外周に設けられる第１ジャケット管の長手方向に直角な断面形状が略円形状であり、前記第１ジャケット管に対して略平行かつ内側に挿入された第２ジャケット管の長手方向に直角な断面形状が略正六角形状である
ことを特徴とする請求項１８に記載のマルチコアファイバの製造方法。

【請求項20】

前記ジャケット管の間に前記複数の細径ガラスロッドのうち少なくとも１本をスタックする
ことを特徴とする請求項１８または１９に記載のマルチコアファイバの製造方法。

【請求項21】

前記細径ガラスロッドの直径が５５０μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１７～２０のいずれか１項に記載のマルチコアファイバの製造方法。

【請求項22】

前記スタック法において前記複数の細径ガラスロッドがスタックされるジャケット管の外径／内径の比率が１．１～１．３である
ことを特徴とする請求項１８～２１のいずれか１項に記載のマルチコアファイバの製造方法。

【請求項23】

前記細径ガラスロッドを切断する際に、コイル状に巻いてから切断する
ことを特徴とする請求項１７～２２のいずれか１項に記載のマルチコアファイバの製造方法。

【請求項24】

請求項１～１７のいずれか１項に記載のマルチコアファイバを製造するマルチコアファイバの製造方法であって、
被覆を被せないことを特徴とする請求項１７～２３のいずれか１項に記載のマルチコアファイバの製造方法。

【請求項25】

請求項１～１６のいずれか１項に記載のマルチコアファイバを製造するマルチコアファイバの製造方法であって、
被覆を１層のみ被せることを特徴とする請求項１７～２３のいずれか１項に記載のマルチコア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、マルチコアファイバおよびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

非特許文献１には、マルチコアファイバにおいて、クラッド部に対するコア部の比屈折率差を高比屈折率差（高Δ）にすることによって、コア間のクロストーク特性（以下、ＸＴ特性）を抑制することが開示されている。また、特許文献１には、希土類元素と数～数１０ａｔｍ％の窒素（Ｎ）とを含むコアを備え、高Δ特性を有する増幅用の希土類添加マルチコアファイバが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平５－３４５６３２号公報

【非特許文献】

【0004】

【文献】佐々木雄佑ら，“熱拡散コア技術を用いた小ＭＦＤマルチコアファイバの接続損失特性”，信学技報，OCS2018-88，OPE2018-204(2019-02)

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、非特許文献１に開示されているマルチコアファイバにおいて、波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径（ＭＦＤ）は、６．１μｍまでであり、高密度化には限界があった。例えば、コア数が１００を超えるようなマルチコアファイバについては、従来何ら検討されていなかった。一方、特許文献１においては、比屈折率差（Δ）を１％～１０%にできる例が開示されているが、希土類元素がドープされた増幅用マルチコアファイバに関する最適化に限定されていた。特許文献１においては、１ｋｍ以上の長距離を伝送する伝送用マルチコアファイバに関する最適化については、何ら検討されていない。一般に、増幅用光ファイバは数ｍ～数十ｍ程度の長さで用いられることから、長距離を伝送する伝送用光ファイバとは最適構造が大きく異なる。そのため、長距離を伝送可能で極めて高密度の構造を有するマルチコアファイバが望まれていた。

【0006】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、長距離を伝送可能で極めて高密度のマルチコアファイバおよびその製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決し、上記目的を達成するために、本発明に係るマルチコアファイバは、複数のコア部と、前記複数のコア部の外周に形成されたクラッド部と、を備え、波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径が６μｍ以下であり、実効カットオフ波長が１５３０ｎｍ以下であり、長さ１ｋｍにおける２つの隣り合う前記コア部の間のクロストークが－１５ｄＢ以下であることを特徴とする。

【0008】

本発明の一態様に係るマルチコアファイバは、上記の発明において、波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径が５．５μｍ以下であることを特徴とする。

【0009】

本発明の一態様に係るマルチコアファイバは、上記の発明において、前記コア部は、純石英ガラス、またはゲルマニウム（Ｇｅ）、塩素（Ｃｌ₂）、フッ素（Ｆ）、カリウム（Ｋ）、およびナトリウム（Ｎａ）からなる群から選ばれた少なくとも１種類のドーパントを含む石英系ガラスからなることを特徴とする。

【0010】

本発明の一態様に係るマルチコアファイバは、上記の発明において、前記複数のコア部におけるそれぞれのコア部の前記クラッド部に対する比屈折率差が１．２%以上であることを特徴とする。

【0011】

本発明の一態様に係るマルチコアファイバは、上記の発明において、前記複数のコア部におけるそれぞれのコア部の前記クラッド部に対する比屈折率差が１．４%以上であることを特徴とする。

【0012】

本発明の一態様に係るマルチコアファイバは、上記の発明において、前記複数のコア部におけるそれぞれのコア部の前記クラッド部に対する比屈折率差が１．７％以上であることを特徴とする。

【0013】

本発明の一態様に係るマルチコアファイバは、上記の発明において、前記コア部の屈折率プロファイルは、単峰型プロファイルであることを特徴とする。

【0014】

本発明の一態様に係るマルチコアファイバは、上記の発明において、前記複数のコア部の隣り合うコア部どうしの中心間距離が２５μｍ以下であることを特徴とする。

【0015】

本発明の一態様に係るマルチコアファイバは、上記の発明において、前記複数のコア部の隣り合うコア部どうしの中心間距離が２０μｍ以下であることを特徴とする。

【0016】

本発明の一態様に係るマルチコアファイバは、上記の発明において、前記複数のコア部のうちの最も外周側に位置するコア部に対して外周側の前記クラッド部のクラッド厚が２５μｍ以下であることを特徴とする。

【0017】

本発明の一態様に係るマルチコアファイバは、上記の発明において、前記コア部の数は、１００以上であることを特徴とする。

【0018】

本発明の一態様に係るマルチコアファイバは、上記の発明において、前記コア部の数は、５００以上であることを特徴とする。

【0019】

本発明の一態様に係るマルチコアファイバは、上記の発明において、前記コア部の数は、１０００以上であることを特徴とする。

【0020】

本発明の一態様に係るマルチコアファイバは、上記の発明において、前記クラッド部の外径が７５０μｍ以下であることを特徴とする。

【0021】

本発明の一態様に係るマルチコアファイバは、上記の発明において、ＩＴＵ－Ｔ Ｇ．６５２で定義される規格に準拠する特性を有する標準光ファイバに対する空間多重改善度が１５以上であることを特徴とする。

【0022】

本発明の一態様に係るマルチコアファイバは、上記の発明において、ＩＴＵ－Ｔ Ｇ．６５２で定義される規格に準拠する特性を有する標準光ファイバに対する空間多重改善度が２０以上であることを特徴とする。

【0023】

本発明の一態様に係るマルチコアファイバの製造方法は、上記のマルチコアファイバを製造するマルチコアファイバの製造方法であって、コア形成部と前記コア形成部の外周に形成されたクラッド形成部とを備える複数の細径ガラスロッドを、整列配置して初期母材を形成する初期母材形成工程と、前記初期母材からマルチコアファイバを作製するマルチコアファイバ作製工程と、を含み、前記初期母材形成工程は、スタック法によって前記複数の細径ガラスロッドを配置する工程を含むことを特徴とする。

【0024】

本発明の一態様に係るマルチコアファイバの製造方法は、上記の発明において、前記スタック法において前記複数の細径ガラスロッドがスタックされるジャケット管を２本以上同心に配置することを特徴とする。

【0025】

本発明の一態様に係るマルチコアファイバの製造方法は、上記の発明において、前記スタック法に用いられるジャケット管のうちの最外周に設けられる第１ジャケット管の長手方向に直角な断面形状が略円形状であり、前記第１ジャケット管に対して略平行かつ内側に挿入された第２ジャケット管の長手方向に直角な断面形状が略正六角形状であることを特徴とする。

【0026】

本発明の一態様に係るマルチコアファイバの製造方法は、上記の発明において、前記ジャケット管との間に前記複数の細径ガラスロッドのうちの少なくとも１本をスタックすることを特徴とする。

【0027】

本発明の一態様に係るマルチコアファイバの製造方法は、上記の発明において、前記細径ガラスロッドの直径が５５０μｍ以下であることを特徴とする。

【0028】

本発明の一態様に係るマルチコアファイバの製造方法は、上記の発明において、前記スタック法において前記複数の細径ガラスロッドがスタックされるジャケット管の外径／内径の比率が１．１～１．３であることを特徴とする。

【0029】

本発明の一態様に係るマルチコアファイバの製造方法は、上記の発明において、前記細径ガラスロッドを切断する際に、コイル状に巻いてから切断することを特徴とする。

【0030】

本発明の一態様に係るマルチコアファイバの製造方法は、上記の発明において、被覆を被せないことを特徴とする。

【0031】

本発明の一態様に係るマルチコアファイバの製造方法は、上記の発明において、被覆を１層のみ被せることを特徴とする。

【発明の効果】

【0032】

本発明に係るマルチコアファイバおよびその製造方法によれば、長距離を伝送可能で極めて高密度のマルチコアファイバを実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】図１は、一実施形態によるマルチコアファイバの模式的な断面図である。

【図2】図２は、一実施形態によるマルチコアファイバの製造方法における準備工程を示す図である。

【図3】図３は、一実施形態によるマルチコアファイバの製造方法における初期母材形成工程を説明するための図である。

【図4】図４は、カットオフ波長を１５２０ｎｍに設定した場合の屈折率プロファイルが単峰型プロファイルにおける比屈折率差（Δ１）とＭＦＤとの関係を示すグラフである。

【図5】図５は、マルチコアファイバにおけるファイバ径とコア数との関係を、コアピッチごとに示すグラフである。

【図6】図６は、比屈折率差が１．２％のマルチコアファイバのコアピッチと２つのコア部の間のＸＴとの関係を示すグラフである。

【図7】図７は、比屈折率差を１．２％～２．０％に変化させた場合のコアピッチとＸＴとの関係を示すグラフである。

【図8】図８は、波長１６２５ｎｍのリーケージ損失を０．００１ｄＢ／ｋｍ以下にするために必要な最低クラッド厚と比屈折率差Δ１との関係を示すグラフである。

【図9】図９は、一実施形態によるマルチコアファイバの、ＩＴＵ－Ｔ Ｇ．６５２で定義される規格に準拠する特性を有する標準光ファイバに対する空間多重度改善度を示すグラフである。

【図10】図１０は、マルチコアファイバのファイバ径とコアピッチとの関係を示すグラフである。

【図11】図１１は、マルチコアファイバのファイバ径とコアピッチとの関係を示すグラフである。

【図12】図１２は、コアピッチと２コア間ＸＴとの関係を示すグラフである。

【図13】図１３は、コアピッチと２コア間ＸＴとの関係を示すグラフである。

【図14】図１４は、カットオフ波長の測定結果を示すグラフである。

【図15】図１５は、損失スペクトルの測定結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0034】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。また、本発明は以下に説明する実施形態によって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（Ｃｕｔｏｆｆ）波長とは、実効カットオフ波長であり、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Ｇ．６５０．１およびＧ．６５０．２における定義、測定方法に従うものとする。

【0035】

まず、本発明の一実施形態によるマルチコアファイバについて説明する。図１は、この一実施形態によるマルチコアファイバの模式的な断面図および一部拡大図である。なお、図示の便宜状、断面におけるハッチングは省略している。図１に示すように、一実施形態によるマルチコアファイバ１は、複数のコア部１ａと、コア部１ａの外周に形成されたクラッド部１ｂとを備える。コア部１ａは相互に、例えば三角格子状に配置されている。すなわち、正三角形状に３つのコア部１ａが配置されている。換言すると、コア部１ａの配置は、正六角形状に配置された６つのコア部１ａの中心に１つのコア部１ａが配置された六方最密状でもある。本実施形態においてはコア部１ａの数は、典型的には、１００以上、好適には、５００以上、より好適には１０００以上である。これらの場合において、マルチコアファイバ１のクラッド部１ｂの外径（以下、適宜ファイバ径と記載する場合がある）は、７５０μｍ以下とすることが好ましい。

【0036】

コア部１ａとクラッド部１ｂとは、いずれも例えば石英系ガラスからなる。クラッド部１ｂは、コア部１ａの屈折率よりも低い屈折率を有する。コア部１ａは、屈折率調整用のドーパントが添加されていない純石英ガラス、またはゲルマニウム（Ｇｅ）、塩素（Ｃｌ₂）、フッ素（Ｆ）、カリウム（Ｋ）、およびナトリウム（Ｎａ）からなる群から選ばれた少なくとも１種類のドーパントを含む石英系ガラスからなる。本実施形態においてコア部１ａは、例えば、屈折率を高めるドーパントであるＧｅが添加された石英系ガラスからなる。一方、クラッド部１ｂ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。コア部１ａの屈折率プロファイルは、好適には単峰型プロファイル（例えば、ステップ型プロファイル）であるが、Ｗ型プロファイル、Ｗ－ｓｅｇ型プロファイル、トレンチ型プロファイルなどにすることも可能であり、特に限定はされない。なお、本実施形態では、各コア部１ａの屈折率プロファイルは互いに同一であるとするが、複数の異なる屈折率プロファイルであっても良い。

【0037】

（製造方法）
次に、マルチコアファイバ１の製造方法について説明する。詳細は後述するが、マルチコアファイバ１は、空間多重度の観点から、コア部１ａのコア数が増加するのに伴って有利な特性を得ることができる。コア数が多いマルチコアファイバ１の製造方法としては、スタック法を採用するのが望ましい。しかしながら、コア数が１０００程度と極めて多数になると、コア数の増加に伴ってスタックが困難になる。そこで本発明者は、製造方法に関して鋭意検討を行い、断面が略正六角形のジャケット管を用いると、空隙が自動的に制御されてスタックが容易になることを想到した。また、本発明者は、略正六角形のジャケット管と略円形状のジャケット管とを組み合わせることを想到した。これにより、スタックが容易になる効果に加えて、生成される光ファイバ母材の断面を略円形にでき、製造される光ファイバガラスの形状を円形に維持することが可能になるので、より高い汎用性が得られる。さらに、本発明者は、略正六角形のジャケット管と略円形上のジャケット管との間に生じる隙間に、後にコア部１ａおよびクラッド部１ｂになる後述する細径ガラスロッド３を挿入する方法を想到した。これにより、マルチコアファイバ１のコア部１ａをより高密度化できる。

【0038】

以下に、スタック法を用いる場合のマルチコアファイバ１の製造方法の具体例を説明する。まず、準備工程について説明する。図２は、準備工程を示す図である。まず、公知のＶＡＤ（Vapor-phase Axial Deposition）法や、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、またはModified ＣＶＤ法などのＣＶＤ法を用いて、コア母材２を形成する。図２に示すように、コア母材２は、コア形成部２ａと、コア形成部２ａの外周に形成されたクラッド形成部２ｂとを備えるロッド状のものである。コア形成部２ａは、コア部１ａを形成するためのものであり、コア部１ａと同じ材質からなる。一方、クラッド形成部２ｂは、クラッド部１ｂを形成するためのものであり、クラッド部１ｂと同じ材質からなる。コア形成部２ａは、クラッド部１ｂに対する中心部の比屈折率差Δ１が例えば１．２～２．０％になるように材質が選択される。また、コア形成部２ａとクラッド形成部２ｂとの直径比を２：３～２：５とすると、後述する加熱延伸によりコア形成部２ａを最終的に直径約１０μｍのコア部１ａにした場合に、隣接するコア部１ａどうしの中心間距離が約１５～約２５μｍとなる。このように、隣接するコア部１ａどうしの中心間距離は、コア形成部２ａとクラッド形成部２ｂとの直径比により調整できる。なお、異種のコア部１ａを用いたマルチコアファイバ１を製造する場合には、例えば互いに屈折率が異なるコア形成部２ａを備えた異種のコア母材２を３種類程度の複数種類だけ形成する。

【0039】

次に、これらの同種または異種のコア母材２を、例えば線引法や火炎延伸法などによって、スタック可能な寸法の細径ガラスロッドに加熱延伸して、コア母材である必要本数の細径ガラスロッド３を形成する。この加熱延伸は例えば光ファイバの製造に用いる線引き装置やガラス延伸装置を用いて実施することができる。本実施形態においては、必要本数が多いことから、線引装置を用いた方法を採用することが好ましい。また、細径ガラスロッド３の直径は、後の工程で束ねやすいように例えば１．０ｍｍ程度とする。なお、マルチコアファイバの細径化や高密度化などの観点から、細径ガラスロッドの直径は５５０μｍ以下でもよい。細径ガラスロッド３は、図２に断面を示すように、コア形成部３ａとクラッド形成部３ｂとを備えるコア母材である。コア形成部３ａとクラッド形成部３ｂとの直径比は、コア母材２におけるコア形成部２ａとクラッド形成部２ｂとの直径比とほぼ同じとなる。次に、細径ガラスロッド３を、束ねやすい長さ、例えば５００ｍｍに切り分けて、多数の同種または異種の細径ガラスロッド３を準備する。

【0040】

（初期母材形成工程）
次に、マルチコアファイバ製造工程の一部である初期母材形成工程について説明する。図３は、初期母材形成工程を説明するための模式図である。図３に示すように、まず、準備工程において準備した細径ガラスロッド３を例えば９１９本束ねて長手方向に直角な断面形状が略正六角形状のジャケット管４ａ内に整列させてスタックする。略正六角形状のジャケット管４ａを用いることによって、略円形状のジャケット管に比して、六方最密構造が得やすくなり、細径ガラスロッド３をスタックさせる手間を格段に低減できる。これにより、ジャケット管４ａ内の細径ガラスロッド３は、六方最密構造（三角格子状）に配置される。なお、多数本の細径ガラスロッド３は、同種のコア部１ａを用いたマルチコアファイバ１を製造する場合には、全て同種の細径ガラスロッド３が用いられる。一方、異種のコア部１ａを用いたマルチコアファイバ１を製造する場合、多数本の細径ガラスロッド３は、異種の細径ガラスロッド３から適宜複数本ずつ選択した細径ガラスロッド３が用いられる。第２ジャケット管としてのジャケット管４ａは、例えばクラッド部１ｂと同じ材質からなり、断面の正六角形の面積は９１９本の細径ガラスロッド３を挿入できる程度の面積とする。

【0041】

一方、断面円形のマルチコアファイバ１と六方最密配置構造との間には大きな形状的な相違が存在するため、コア部１ａの高密度化を実現するためには、相違部分の空間も有効に使用することが望ましい。そこで、断面が略六角形状のジャケット管４ａの外側に、適切な寸法の略円形状のジャケット管４ｂをジャケット管４ａに対して略平行で同心に配置して、２つのジャケット管４ａ，４ｂの間の隙間にも、細径ガラスロッド３を可能な限りスタックする構成が好ましい。すなわち、ジャケット管４ａを挿入可能で、長手方向に直角な断面形状が略円形状のジャケット管４ｂに、細径ガラスロッド３が挿入された状態のジャケット管４ａを挿入する。最外周に設けられる第１ジャケット管としてのジャケット管４ｂは、例えばクラッド部１ｂと同じ材質からなる。ジャケット管４ｂの円形状の直径は、ジャケット管４ａが内接する直径以上である。その後、ジャケット管４ａ，４ｂの空隙、詳細にはジャケット管４ａの外側でジャケット管４ｂの内側に、細径ガラスロッド３をスタックする。図３においては、９２０本程度の細径ガラスロッド３が挿入されたジャケット管４ａと、ジャケット管４ｂとの隙間に、２７０本程度の細径ガラスロッド３を挿入する。なお、細径ガラスロッド３とジャケット管４ｂとの間の残りの隙間には、例えばクラッド部１ｂと同じ材質からなるロッド状の充填部材を適宜挿入して、隙間を充填しても良い。これにより、図３に示す、細径ガラスロッド３が六方最密状を成すように整列配置された初期母材６が形成される。

【0042】

（マルチコアファイバ作製工程）
初期母材６には、１０００程度のコア形成部３ａが含まれる。この初期母材６を、ファイバ径（クラッド径）が例えば７５０μｍ以下になるまで加熱延伸する。これによって、直径が約７５０μｍ以下の１０００個のコア部１ａを備えるマルチコアファイバ１が作製される。このようなマルチコアファイバ１は、例えば１０００コアのマルチコアファイバとも呼ばれる。

【0043】

以上のように、本実施形態においては、スタック法における細径ガラスロッド３のスタックをジャケット管４ａ，４ｂの２重にして行う。これにより、多コア化に伴う初期母材形成工程の実行の煩雑化を抑制しつつ、高密度特性を実現可能になる。例えば、ジャケット管４ａにスタックできる六方最密部分のコア部１ａのコア数が９１９コアであっても、ジャケット管４ａ，４ｂの空隙にも細径ガラスロッド３を配置することによって、１０００コア以上のマルチコアファイバ１を７５０μｍ以下のファイバ径で実現可能になる。なお、ジャケット管４ａ，４ｂの厚みは、リーケージ損失の抑制と制御性とのバランスを考慮して、マルチコアファイバ１の製造時に、２０μｍになるように設定される。これにより、マルチコアファイバ１は、光ファイバとしての扱いができる限界に近い７５０μｍ以下のファイバ径で、１０００コア以上のコア部１ａを１本の光ファイバに収めることが可能になる。

【0044】

次に、マルチコアファイバ１の構造パラメータについて説明する。まず、超高密度なマルチコアファイバのＸＴ特性を改善する方法として、カットオフ波長を長くする方法がある。ところが、カットオフ波長が１５３０ｎｍより大きくなると、伝送に用いられるＣ－Ｂａｎｄ（１５３０～１５６５ｎｍ）の帯域でマルチモードになって、伝送特性が低下する可能性がある。そこで、本実施形態によるマルチコアファイバ１においては、コア部１ａを高比屈折率差（高Δ）として、コア部１ａの波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径（ＭＦＤ）を、典型的には６μｍ以下、好適には５．５μｍ以下、より好適には５．０μｍ以下に抑制する。これにより、実効カットオフ波長（λcc）を１５３０ｎｍ以下に維持しつつ、マルチコアファイバ１の１ｋｍの長さ当たりの２つの隣接するコア部１ａの間のクロストーク（ＸＴ）を－１５ｄＢ以下にできる。

【0045】

マルチコアファイバ１の構造パラメータを上述した値にするためには、コア部１ａの構造を最適化することが望ましい。すなわち、マルチコアファイバ１を通信に用いるためには、伝送損失が低いことが望ましい。そこで、本発明者が種々実験および鋭意検討を行った結果、コア部１ａを構成する材料として、純石英ガラス以外にも、Ｇｅ、Ｃｌ₂、Ｆ、Ｋ、およびＮａの群から選ばれた少なくとも１種類のドーパントを含む石英系ガラスを用いても、伝送損失を低減できることを見出した。具体的には、Ｃ－ｂａｎｄにおける伝送損失を、１．０ｄＢ／ｋｍ以下に低減できることを見出した。ここで、コア部１ａの屈折率プロファイルとしては、例えば、単峰型プロファイル、Ｗ型プロファイル、またはトレンチ型プロファイルなどを用いることが好ましい。コア部１ａを高密度化する観点からは、Ｗ構造部分やトレンチ構造部分がそれぞれのコア部１ａどうしでオーバーラップしたり、特に内側のコア部１ａにおいてカットオフ波長が増大したりする可能性があることから、上述した屈折率プロファイルの中では単峰型プロファイルが好ましい。

【0046】

図４は、カットオフ波長λccを１５２０ｎｍに設定した場合の屈折率プロファイルが単峰型プロファイルにおける比屈折率差（Δ１）とＭＦＤとの関係を示すグラフである。図４に示すように、ＭＦＤを６μｍ以下に抑制するには、比屈折率差Δ１を１．２％以上にすることが望ましい。さらに、ＭＦＤを好ましい値の５．５μｍ以下にするには、比屈折率差Δ１を１．４％以上、ＭＦＤをより好ましい値の５．０μｍ以下にするには、比屈折率差Δ１を１．７％以上にすることが望ましい。すなわち、本実施形態によるマルチコアファイバ１において、それぞれのコア部１ａのセンタコアの比屈折率差Δは、典型的には１．２%以上、好適には１．４%以上、より好適には１．７％以上である。

【0047】

マルチコアファイバ１のファイバ径は、ハンドリングが良好に行えることを考慮すると、７５０μｍ以下が望ましい。一方、コア部１ａの比屈折率差を高くすることを考慮すると、コア数は、典型的には１００以上、１ファイバ当たりの空間多重度を向上させるためには、好適には５００以上、より好適には１０００以上である。図５は、マルチコアファイバにおけるファイバ径とコア数との関係を、コアピッチごとに示すグラフである。ここで、コアピッチとは、最隣接する２つのコア部の中心間距離である。図５においては、コアピッチＬ₁を１５～２５μｍの間で１μｍごとにしている。図５から、マルチコアファイバ１のコア数を５００以上とした場合の拡張性を考慮すると、ファイバ径を７５０μｍ以下にするためには、コアピッチＬ₁は２５μｍ以下が望ましい。さらに、空間多重度を重視してコア数を１０００以上にすることを考慮すると、ファイバ径を７５０μｍ以下にするためには、コアピッチＬ₁は２０μｍ以下がより好ましい。すなわち、隣り合うコア部１ａどうしのコアピッチＬ₁は、典型的には２５μｍ以下、好適には２０μｍ以下である。

【0048】

しかしながら、コアピッチＬ₁を小さくし過ぎると、高密度化できる反面、長さ１ｋｍにおけるＸＴが－１５ｄＢ以上になる可能性が高くなる。図６は、比屈折率差Δ１が１．２％のマルチコアファイバ１のコアピッチＬ₁と２つのコア部１ａの間のＸＴとの関係を示すグラフである。図６から、マルチコアファイバ１の長さ１ｋｍでのＸＴを－１５ｄＢ以下に維持するためには、コアピッチＬ₁は２０μｍ以上が必要になることが分かる。すなわち、マルチコアファイバ１のコアピッチＬ₁は、２５μｍ以下でＸＴが－１５ｄＢ以下を維持する距離を選択する必要がある。以上から、コア部１ａの比屈折率差Δ１が１．２％の場合、コアピッチＬ₁は、２０μｍ以上２５μｍ以下が望ましい。

【0049】

さらに、コア部１ａの比屈折率差Δ１が低くなるのに従って、コアピッチＬ₁の適用可能な範囲は狭くなる。そのため、コア部１ａの比屈折率差Δ１を大きくすることによって、適用可能なコアピッチＬ₁の範囲を広くすることが可能になる。図７は、比屈折率差Δ１を１．２％～２．０％に変化させた場合の、コアピッチＬ₁とＸＴとの関係をシミュレーションした結果のグラフである。なお、カットオフ波長λccは１５２０ｎｍに設定した。比屈折率差Δ１を１．２％から１．４％に上げた場合、コアピッチＬ₁は、２５μｍ以下を前提として、２０μｍ以上の範囲から１９μｍ以上の範囲まで、範囲が拡がることが分かる。同様に、コアピッチＬ₁の適用範囲は、比屈折率差Δ１を１．６％に上げた場合に１８μｍ以上の範囲、比屈折率差Δ１を１．８％に上げた場合に１７μｍ以上の範囲、比屈折率差Δ１を２．０％に上げた場合に１６μｍ以上の範囲にまで拡がることが分かる。すなわち、比屈折率差Δ１を上げていくことによって、マルチコアファイバ１のコア部１ａをより高密度化できることが分かる。

【0050】

上述したように、コア部１ａのコアピッチＬ₁を小さくしても、複数のコア部１ａのうちの最も外周側に位置する最外層のコア部１ａの外周側のクラッド部１ｂのクラッド厚Ｄ₁が大きくなると、空間多重度が損なわれる。なお、クラッド厚Ｄ₁は、最も外周側に位置するコア部１ａの外縁と、クラッド部１ｂの外縁との最短距離で定義できる。そこで、最外層のコア部１ａの外側のクラッド部１ｂのクラッド厚Ｄ₁は、可能な限り小さくすることが望ましい。図８は、波長１６２５ｎｍのリーケージ損失を０．００１ｄＢ／ｋｍ以下にするために必要な最低クラッド厚と比屈折率差Δ１との関係を示すグラフである。図８から、比屈折率差Δ１が１．２％～２．０％の間のいずれの場合であっても、クラッド厚Ｄ₁が２０μｍ以上であれば、低リーケージ損失の観点から問題が生じないことが分かる。反対に、クラッド厚Ｄ₁が小さすぎるとマルチコアファイバ１の製造が困難になるが、マルチコアファイバ１の高密度特性を考慮すると、最外層のコア部１ａのクラッド厚Ｄ₁は、２５μｍ以下が望ましい。

【0051】

すなわち、図８から、コア部１ａの比屈折率差Δ１が１．２％の場合、最外層のコア部１ａの外側のクラッド部１ｂのクラッド厚Ｄ₁は、１９．５～２５μｍが望ましいことが分かる。同様に、図８から、コア部１ａの比屈折率差Δ１が１．４％の場合のクラッド厚Ｄ₁は１８～２５μｍ、比屈折率差Δ１が１．６％の場合のクラッド厚Ｄ₁は１７～２５μｍ、比屈折率差Δ１が１．８％の場合のクラッド厚Ｄ₁は１６～２５μｍ、比屈折率差Δ１が２．０％の場合のクラッド厚Ｄ₁は１５～２５μｍが望ましいことが分かる。上述したコアピッチＬ₁の場合と同様に、比屈折率差Δ１を上げていくと、必要なクラッド厚Ｄ₁（以下、必要クラッド厚Ｄ₁ともいう）に関してもより小さな値になり、高密度化の観点からより好ましいことが分かる。一方、比屈折率差Δ１を上げると、損失の増大やＭＦＤの縮小を伴うため、これらを考慮して最適な値を選択することが望ましい。具体的に、比屈折率差Δ１は、２．０％以下が望ましいが、必ずしもこの範囲に限定されるものではない。

【0052】

図９は、マルチコアファイバ１におけるＩＴＵ－Ｔ Ｇ．６５２で定義される規格に準拠する特性を有する標準光ファイバ（以下、標準光ファイバと記載する場合がある）に対する空間多重度改善度を示すグラフである。図９においては、マルチコアファイバ１のコアピッチＬ₁を、１５μｍ、２０μｍ、および２５μｍとし、最外層のコア部１ａのクラッド厚Ｄ₁を２０μｍとした場合を示す。また、標準光ファイバは、例えばファイバ径が１２５μｍのシングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）である。

【0053】

図６から、コアピッチＬ₁を２５μｍとした場合に空間多重改善度が１５倍以上、コアピッチＬ₁を２０μｍ以下にすると、空間多重改善度が２０倍以上となることが分かる。すなわち、マルチコアファイバ１においては、標準光ファイバに対する空間多重改善度が、典型的には１５以上、好適には２０以上である。なお、空間多重改善度とは、マルチコアファイバ１の長手方向に直角の断面の面積に対するコア部１ａの数の比率を、上述した標準光ファイバの長手方向に直角の断面の面積（１２５²μｍ²）に対するコア部の数（＝１）の比率で除した値である。この場合、コア数が小さくなるに従って、空間多重度は低下する。そのため、マルチコアファイバ１のコア数は、少なくとも１００以上が望ましく、好適には５００以上、より好適には１０００以上である。特に、コアピッチＬ₁が小さい場合、コア数の増加に対して空間多重改善度が飽和しにくい傾向にあることから、マルチコアファイバ１のコア数は１０００以上が有効である。

【0054】

（実施例）
具体的な実施例について以下に説明する。本実施例においては、本発明がより好適に適用できる、六方最密構造の部分が９１９コアのマルチコアファイバ１の構造を例に説明する。このような極めて多数のコア部１ａを有するマルチコアファイバ１の場合、ファイバ径の大きさが最大の制限要因になる。この点、ファイバ径が７５０μｍを超えると、マルチコアファイバ１の取り扱いが非常に困難になる。さらに、上述した２重ジャケット管法を考慮すると、六方最密構造の９１９コアの部分は、７００μｍ以下が望ましい。そこで、最外層のコア部１ａの外側のクラッド厚Ｄ₁を２０μｍに設定し、コアピッチＬ₁とファイバ径との関係について検討を行った。

【0055】

図１０は、マルチコアファイバ１のファイバ径とコアピッチとの関係を示すグラフである。図１０から、ファイバ径を７００μｍ以下に維持するためには、コアピッチＬ₁を１９μｍ以下にする必要があることが分かる。そこで、図７に示すグラフにおいて、コアピッチＬ₁を１９μｍ以下に設定し、コア部１ａの比屈折率差Δ１を変化させた。図７から、ＸＴを長さ１ｋｍ当たり－１５ｄＢ以下に抑制するためには、比屈折率差Δ１を少なくとも１．４％以上に設定する必要があることが分かる。さらに、比屈折率差Δ１をさらに上げることによって、より高密度化することができる。

【0056】

図７に示すグラフは、２コア間のＸＴとしてシミュレーション計算している。マルチコアファイバ１において実際には、１つのコア部１ａに対して周囲の６つのコア部１ａからＸＴを受けることになる。そこで、６つのコア部１ａからＸＴを受けるものとして、改めてシミュレーション計算も行うと、６つのコア部１ａからのＸＴを、１ｋｍ当たり－２０ｄＢ以下に抑制するためには、２つのコア部１ａの間のＸＴは、－２５ｄＢ以下に抑制することが望ましいことが判明した。

【0057】

そこで、本発明者は、２つのコア部１ａの間のＸＴを－２５ｄＢ以下に抑制するためのプロファイルを検討した。本発明者は、比屈折率差Δ１を１．８％程度にしてコアピッチＬ₁を１９μｍにするパターンや、比屈折率差Δ１を２．０％程度にしてコアピッチＬ₁を１８μｍにするパターンなどを検討した。マルチコアファイバ１のコア部１ａをなるべく高密度化する観点から、本発明者は、比屈折率差Δ１を２．０％程度にしてコアピッチＬ₁を１８μｍにするパターンを選択した。その際の断面特性／光学特性を表１に示す。表１に示す必要クラッド厚Ｄ₁は、波長１６２５ｎｍのリーケージ損失を０．００１ｄＢ／ｋｍ以下に保つために必要なクラッド厚である。

【0058】

【表1】

【0059】

表１から、コア部１ａのコアピッチＬ₁を、１８μｍという小さいコアピッチに設定しても、コア部１ａの周囲の６つのコア部１ａからのＸＴを－２０ｄＢ以下に抑制できることが分かった。カットオフ波長λccも１５３０ｎｍ以下に抑制され、光伝送において典型的に使用されるＣ－ＢａｎｄやＬ－Ｂａｎｄの全体を使用可能であることが分かる。

【0060】

（変形例）
次に、上述した実施例の変形例について説明する。表２は、変形例１～７において、比屈折率差Δ１を１．４～２．０％、コアピッチＬ₁を１７．０～１９．１μｍ、必要クラッド厚Ｄ₁を１５．１～８．１μｍとした場合の、カットオフ波長λcc、波長１５５０ｎｍにおけるＭＦＤおよび有効コア断面積（Ａｅｆｆ）、隣接コア間ＸＴ、周辺コアからのＸＴ、および１０００コア時の概略ファイバ径を示す。

【0061】

【表2】

【0062】

表２から、ファイバ径を７５０μｍ以下の７０５μｍ以下に維持しつつ、波長１５５０ｎｍにおけるＭＦＤが６μｍ以下の、４．６４～５．５６μｍ、λccが１５３０ｎｍ以下の１５２０～１５２５ｎｍ、長さ１ｋｍにおける２つの隣接したコア間のＸＴ－１５ｄＢ以下の、－３５．９～－１５．０ｄＢのマルチコアファイバ１を実現できることがわかる。

【0063】

（その他の実施例）
次に、マルチコアファイバのその他の実施例として、製造のしやすさなども考慮したものを説明する。なお、以下の実施例では、ジャケット管４ｂのような断面形状が略円形状のジャケット管のみを用い、ジャケット管４ａのような断面が略六角形状のジャケット管は用いなかった。まず、マルチコアファイバを線引きする際に、頻繁に断線せずにある程度長尺のマルチコアファイバとして線引きが可能な限界ファイバ径を調査したところ、その限界ファイバ径は約５５０μｍであること、またファイバ径が７５０μｍを超えてしまうと、マルチコアファイバとして線引きすることがほぼ不可能になることも確認した。そこで、製造のしやすさを考えると、ジャケット管の厚みは、経験的に安定した構造を得るために好適な厚みとして、ジャケット管の内径がスタックされた細径ガラスロッドの束構造の直径と略等しい状態で、外径が束構造の直径の１．１倍～１．３倍となる厚み、たとえば１．２倍となる厚みであることが望ましい。すなわち、マルチコアファイバ内でのひずみを小さく抑え、安定した構造を得るのに好適なジャケット管の外径／内径の比率は、１．１～１．３、たとえば１．２であることが望ましい。そこで、本実施例の検討の際には、製造のしやすさも考慮に入れて、１０００コアのマルチコアファイバを仮定した場合のコアピッチとクラッド径との関係を調査した。

【0064】

図１１は、マルチコアファイバのファイバ径とコアピッチとの関係を示すグラフである。なお、図１１では、製造のしやすさを考慮に入れて、ジャケット管４ｂのような断面形状が略円形状のジャケット管を用いた。

【0065】

図１１から明らかなように、ファイバ径を７５０μｍ以下にするためには、コアピッチを１７μｍ以下にする必要があることが分かった。なお、このファイバ径は、細径ガラスロッドのスタックの外形状が、図３のジャケット管４ａの内部におけるように、完全な六角形（六角スタック形状）となることを想定して計算されているので、実際には六角スタック形状と円形のジャケット管の内壁との間にはギャップが存在している。そのギャップの断面積は、六角スタック形状の断面積のせいぜい１５％増程度に相当する。このギャップだけクラッド径を縮小しても大きな改善とは言えないので、そのギャップは、１０００コア以上を確実に実現するために、クラッド径の縮小ではなく、さらなるコア（細径ガラスロッド）のスタックに使用することとした。

【0066】

この前提の下で、データセンタ用などの用途を視野に入れたマルチコアファイバとして、１００ｍ伝送をターゲットにマルチコアファイバの最適化検討を行った。そこで、Ｃ－ｂａｎｄ伝送を実現するためにλccを１５２０ｎｍとしつつΔ１とコア径とを変更しながら、コアピッチと１００ｍ伝送後の２コア間のＸＴとの関係を調査した。

【0067】

図１２は、コアピッチと２コア間ＸＴとの関係を示すグラフである。図１２の結果より、波長１５５０ｎｍ、伝送距離１００ｍでの２コア間ＸＴを－３０ｄＢ以下に抑制するためには、Δ１（ＣｏｒｅΔ）を２％（コア径は４．６３μｍ）に抑制する必要があることが分かった。なお、表３は、Δ１（ＣｏｒｅΔ）が２％、コア径が４．６３μｍの場合の光学特性を示す。２コア間ＸＴが－３０ｄＢに抑制されていれば、周囲の６つのコア部からのトータルＸＴも－２２ｄＢに抑制することができる。なお、ＭＦＤは標準光ファイバのＭＦＤはよりは小さくなるが、１００ｍ程度の短距離伝送であれば特に問題ないと考えられる。

【0068】

【表3】

【0069】

この設計をベースにスタック＆ドロー法でマルチコアファイバの試作を行った。Δ１が１．９９％のコア部と、１７μｍのコアピッチになるような適切なサイズとしたクラッド部とを有する母材をＶＡＤ法で準備し、直径５５０μｍのファイバ状のガラスロッド（細径ガラスロッド）に線引きした。その後、ファイバ状のガラスロッドをコイル状に巻き、コイルの４か所で切断をして，スタック用のコアロッド（細径ガラスロッド）を作製した。この方法を用いることで、長い細径ガラスロッドを一括して処理して複数本にできるので、１０００本以上のコアロッドを容易に得ることが出来た。これらのコアロッドを適切なサイズのジャケット管にスタックすることで、初期母材としての母材を作製した。そしてこの母材を被覆を被せることなしでも強度が保たれる約７５０μｍのファイバ径に、被覆を被せることなしで数ｍ線引きした。

【0070】

線引きしたマルチコアファイバの断面を確認したところ、空孔の発生などによる構造乱れがある領域が存在するものの、１１７０個のコア部がファイバ径７５０μｍの断面中にしっかりと配置されていることが確認された。このマルチコアファイバは、非常に柔軟という訳ではないものの、光ファイバとして多少曲げることも可能である。また、作製したマルチコアファイバの空間多重改善度は３２であり、標準光ファイバの３２倍の高密度化が実現されていることを確認した。また、構造乱れがない領域でのコアピッチの測定を行ったところ、平均的なコアピッチは約１７．０μｍであり、コア径は概ね４．６μｍ程度であった。よって，ほぼ設計通りのダイメンジョンを有していることが分かった。

【0071】

マルチコアファイバの光学特性の測定においては、基礎実験として，高非線形ファイバから、コア部の１つに光を入射する実験を行った。すると、高非線形ファイバを用いることで、１つの選択したコア部に光を入射することができる事が確認された。このマルチコアファイバの長さは数ｍと短いものの、高Δと適切な設計により、光は安定して伝搬された。また、ファイバ径がある程度の太さを有しているので、被覆がないにも関わらず、ある程度の強度と柔軟性とを両立していることが分かった。これは、ある程度使用長さが決まっている範囲で、あまりタイトな曲げが要求されない用途などに適用可能な特性と考えられる。なお、ファイバ径が約７５０μｍなどのある程度の太さを有している状態で、被覆を１層のみ被せて、ある程度の強度と柔軟性を両立させてもよい。

【0072】

なお、１０００ものコア部を配置するとなると、既に述べてきた様に、ファイバ径７５０μｍというのは既に限界に近い径であり、これ以上のファイバ径の縮小はかなり難しい。一方で、７５０μｍという大きな径で、安定してマルチコアファイバを線引きするのが困難であることも事実である。そこで、更なる高密度化のために下記の様なアプローチを検討した。

【0073】

（１）ジャケット管とのギャップもフル活用することで六方細密スタック部のコア数を減らしても１０００コアになるように制御する。この場合、スタックするコアロッドの本数を精密に制御する必要性がある。
（２）ジャケット管の厚みを減らす。この場合、コア部の配置などの構造乱れのおそれがある。
（３）カットオフ波長を短波長化してさらにコア径を減らす。この場合、ＸＴ特性が劣化するおそれがある。
（４）コアピッチを減らす。この場合、ＸＴ特性が劣化するおそれがある。

【0074】

（３）、（４）は、他の何かの特性を犠牲にしないと実現は困難である。そこで、長波長の伝送帯域と伝送距離とＸＴ特性を犠牲にする事でさらなるファイバ径の縮小を実現することを検討した(具体的には、データセンタ用途を考慮した、８５０ｎｍ帯での１０ｍ伝送にて－２０ｄＢのＸＴ特性を実現することをターゲットとした。

【0075】

上記ターゲットの実現のために、Δ１を２．０％とし、コア径を２．４μｍにまで縮小させた。これにより，カットオフ波長を８００ｎｍ以下の７９０ｎｍまで短波長化した。これによって得られる小さなＭＦＤによって、より小さなコアピッチの実現が可能となる。図１３は、コアピッチと２コア間ＸＴとの関係を示すグラフである。なお、波長は８５０ｎｍ、伝送距離は１０ｍである。図１３に示すように、－２０ｄＢの２コア間ＸＴを維持しながらコアピッチを９．５μｍまで抑制できることが確認された。なお、長波長の光の伝送は、曲げ損失の増大などによって厳しくなってしまうが、例えば８５０ｎｍ帯の様に使用波長帯域を限定すれば問題はない。ここで、使用波長帯とは、マルチコアファイバを光ファイバ通信に使用する際の信号光として伝搬させる光の波長帯である。

【0076】

また、上記の（３）、（４）への対策に加えて、（１）、（２）に対する対策も検討した。（２）に関しては、構造乱れのおそれはあるものの、ジャケット管の倍率を１．２０倍から１．１５倍に縮小し、六角形スタック構造とジャケット管との隙間もなるべくフル活用する設計にする、すなわち、六角形スタック部分のコア数を減らして、隙間への配置との合計で１００００コアを実現する様にした結果、コア部のΔ１を２％に維持したままで、ファイバ径を約４００μｍまで縮小できることが分かった。これによって、被覆層の付加などもより容易になり、前述の実施例に係る、ファイバ径が約７５０μｍのマルチコアファイバと比べて、取り扱い性が良くなると考えられる。

【0077】

以上のシミュレーション計算による検討結果に基づいて、ファイバ径が約４００μｍのマルチコアファイバを試作した。このマルチコアファイバには被覆層も形成し、被覆も含めて約５００μｍの外径とした数百ｍのサンプルを得た。このサンプルでは、１０２０コアを、ファイバ径約４２０μｍにて実現できた。空孔の発生などによる構造乱れがある領域が存在するものの、構造乱れがない領域でのコアピッチの測定を行ったところ、平均的なコアピッチは約９．５μｍであり、コア径は概ね２．５μｍ程度であった。

【0078】

このマルチコアファイバのサンプルは、数百ｍの長さがあるので、ある特定のコア部に関して光学特性の測定を行った。まず、２ｍのカットオフ波長測定を行ったところ、図１４に示すように約８００ｎｍであった。この結果から、２２ｍのケーブルカットオフ波長は８００ｎｍ以下になると考えられる。また，コア部の１つに関して損失スペクトルを測定した。図１５は、損失スペクトルの測定結果を示すグラフである。なお、測定は、長さが２０ｍのサンプルと長さが８ｍのサンプルに対して行った。図１５に示すように、８ｍのサンプルではかなり長波長側までフラットな損失スペクトルが確認され、ＸＴの影響が小さいことが確認された。一方の２０ｍのサンプルでは，ＸＴに起因すると思われる長波長側の損失増加が確認された。しかしながら、それでも波長９００ｎｍ程度までは伝送損失の値は安定しており、１０～２０ｍの長さで使用する場合には、波長９００ｎｍ未満での伝送に使用することは問題無いと考えられる。このように、シミュレーションで予想されたように光学特性を実現できることが確認された。

【0079】

以上説明した本発明の一実施形態によれば、長距離の伝送が可能、かつより高密度でコア部１ａのコア数が多いマルチコアファイバを容易に実現することが可能となる。

【0080】

以上、本発明の一実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の一実施形態において示された設計や製法はあくまで一例であり、本発明の技術的思想に基づいた、マルチコアファイバの構造、および製造方法の適用範囲は、必ずしも上述した実施形態および実施例に限定されず、必要に応じてこれと異なるマルチコアファイバの構造や製造方法を採用しても良い。

【0081】

例えば、上述した一実施形態においては、ジャケット管４ａ，４ｂを２本同心に配置しているが、ジャケット管を２本以上同心に配置して、例えば３本以上のジャケット管を互いに同心に配置して用いることも可能である。

【符号の説明】

【0082】

１ マルチコアファイバ
１ａ コア部
１ｂ クラッド部
２ コア母材
２ａ コア形成部
２ｂ クラッド形成部
３ 細径ガラスロッド
３ａ コア形成部
３ｂ クラッド形成部
４ａ，４ｂ ジャケット管
６ 初期母材

【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】