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JP7508294B2 - Multicore fiber and its manufacturing method - Google Patents
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Description

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。 The present invention relates to a multicore fiber and a method for manufacturing the same.

データコムやテレコムの分野において、高密度光ファイバケーブルを実現する光ファイバとして、マルチコアファイバが知られている。特許文献1、2に記載のマルチコアファイバは、コア間クロストークを抑制するためにトレンチ構造を採用したコア部を備えている。 In the fields of datacom and telecom, multicore fibers are known as optical fibers that can realize high-density optical fiber cables. The multicore fibers described in Patent Documents 1 and 2 have a core portion that employs a trench structure to suppress crosstalk between cores.

特開2012-118495号公報JP 2012-118495 A 特開2016-075938号公報JP 2016-075938 A

しかしながら、トレンチ構造の設計において、コア間クロストークをより一層抑制しようとすると、カットオフ波長が増大することが多い。光ファイバのカットオフ波長が増大すると、シングルモード性が低下し、マルチモード光ファイバとなるおそれがある。 However, when trying to further suppress inter-core crosstalk in the design of a trench structure, the cutoff wavelength often increases. When the cutoff wavelength of an optical fiber increases, the single-mode characteristics decrease, and there is a risk that the optical fiber will become a multimode optical fiber.

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、コア間クロストークの抑制とカットオフ波長の増大の抑制とを両立する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。 The present invention has been made in view of the above, and its purpose is to provide a multicore fiber and a manufacturing method thereof that simultaneously suppresses inter-core crosstalk and suppresses an increase in the cutoff wavelength.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様は、中心コア部と、前記中心コア部の外周を囲む中間層と、前記中間層の外周を囲むトレンチ層とを有する、複数のコア部と、前記複数のコア部の外周を囲むクラッド部と、を備え、前記複数のコア部のそれぞれにおいて、前記クラッド部に対する、前記中心コア部の平均の最大比屈折率差をΔ1、前記中間層の平均比屈折率差をΔ2、前記トレンチ層の平均比屈折率差をΔ3とすると、Δ1>Δ2>Δ3かつ0%>Δ3が成り立ち、長手方向に垂直な断面において、複数の前記中心コア部のうちの隣接する2つの中心を結ぶ直線上での前記トレンチ層の第1厚さが、前記2つの中心のいずれかから前記クラッド部の外周に向かう最短の直線上での前記トレンチ層の第2厚さよりも厚く、各前記コア部のカットオフ波長は1550nm以下であり、使用波長帯における、長さ10m以上での、隣接する2つの前記コア部のコア間クロストークが-10dB以下である、マルチコアファイバである。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, one aspect of the present invention is a method for manufacturing a semiconductor device comprising: a central core portion; an intermediate layer surrounding the outer periphery of the central core portion; and a cladding portion surrounding the outer periphery of the intermediate layer, the cladding portion being provided with a cladding layer having a cladding layer and a cladding layer, the cladding layer being provided with a cladding layer having a cladding layer and a cladding layer, the cladding layer being provided with a cladding layer having a cladding layer and a cladding layer having a cladding layer and a cladding layer having a cladding layer and a cladding layer; Δ3 holds, and in a cross section perpendicular to the longitudinal direction, the first thickness of the trench layer on a line connecting two adjacent centers of the multiple central core portions is thicker than the second thickness of the trench layer on the shortest line from one of the two centers toward the outer periphery of the cladding portion, the cutoff wavelength of each of the core portions is 1550 nm or less, and the inter-core crosstalk between two adjacent core portions over a length of 10 m or more in the wavelength band used is -10 dB or less.

前記第1厚さは、前記第2厚さの1.2倍であるものでもよい。 The first thickness may be 1.2 times the second thickness.

前記第1厚さは、前記第2厚さの1.5倍であるものでもよい。 The first thickness may be 1.5 times the second thickness.

前記使用波長帯における、長さ1kmでの、隣接する前記コア部のコア間クロストークが-10dB以下であるものでもよい。 The core-to-core crosstalk between adjacent core sections over a length of 1 km in the wavelength band used may be -10 dB or less.

前記使用波長帯における、長さ100kmでの、隣接する前記コア部のコア間クロストークが-10dB以下であるものでもよい。 The core-to-core crosstalk between adjacent core sections over a length of 100 km in the wavelength band used may be -10 dB or less.

前記カットオフ波長が前記使用波長帯に含まれる波長以下であるものでもよい。 The cutoff wavelength may be equal to or less than a wavelength included in the wavelength band used.

前記Δ1が0.20%以上0.60%以下であり、前記Δ3が-0.7%以上-0.10%以下であるものでもよい。 The Δ1 may be 0.20% or more and 0.60% or less, and the Δ3 may be -0.7% or more and -0.10% or less.

前記複数のコア部のそれぞれにおいて、直径20mmで曲げた場合の波長1550nmにおける曲げ損失が1.59dB/m以下であるものでもよい。 Each of the multiple cores may have a bending loss of 1.59 dB/m or less at a wavelength of 1550 nm when bent with a diameter of 20 mm.

前記複数のコア部に外周を囲まれる内側コア部を含み、前記内側コア部は、該内側コア部を囲む前記コア部よりもカットオフ波長が短く設計されているものでもよい。 The multiple core sections may include an inner core section whose outer periphery is surrounded by the multiple core sections, and the inner core section may be designed to have a shorter cutoff wavelength than the core section surrounding the inner core section.

本発明の一態様は、前記マルチコアファイバの製造方法であって、前記複数のコア部となる部分をそれぞれ含む、複数のコア母材を準備し、前記複数のコア母材をジャケット管の内部にスタックし、前記複数のコア母材を内部にスタックした状態のジャケット管を線引きする、ことを備えるマルチコアファイバの製造方法である。 One aspect of the present invention is a method for manufacturing the multicore fiber, which includes preparing a plurality of core preforms each including a portion that will become the plurality of core portions, stacking the plurality of core preforms inside a jacket tube, and drawing the jacket tube with the plurality of core preforms stacked inside.

前記複数のコア母材をVAD法、OVD法、MCVD法、またはプラズマCVD法によって形成するものでもよい。 The multiple core substrates may be formed by the VAD method, the OVD method, the MCVD method, or the plasma CVD method.

本発明によれば、マルチコアファイバにおいて、コア間クロストークの抑制とカットオフ波長の増大の抑制とを両立することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress both inter-core crosstalk and the increase in cutoff wavelength in a multicore fiber.

図1は、実施形態1に係るマルチコアファイバの模式的な断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a multi-core fiber according to a first embodiment. 図2は、図1のマルチコアファイバの2つのコア部とその周辺の屈折率プロファイルの模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of the refractive index profile of the two core portions and their surroundings of the multicore fiber of FIG. 図3は、図1に示すマルチコアファイバの製造方法の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a method for manufacturing the multi-core fiber shown in FIG. 図4は、コア間隔と2コア間XTとの関係の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the relationship between the core interval and XT between two cores. 図5は、実施形態2に係るマルチコアファイバの模式的な断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a multi-core fiber according to the second embodiment. 図6は、実施形態3に係るマルチコアファイバの模式的な断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a multi-core fiber according to the third embodiment. 図7は、実施形態4に係るマルチコアファイバの模式的な断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a multi-core fiber according to the fourth embodiment. 図8は、実施形態5に係るマルチコアファイバの模式的な断面図である。FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a multi-core fiber according to the fifth embodiment. 図9は、トレンチ型と見なせる屈折率プロファイルの第1例の説明図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a first example of a refractive index profile that can be regarded as a trench type. 図10は、トレンチ型と見なせる屈折率プロファイルの第2例の説明図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a second example of a refractive index profile that can be regarded as a trench type. 図11は、トレンチ型と見なせる屈折率プロファイルの第3例の説明図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a third example of a refractive index profile that can be regarded as a trench type. 図12は、トレンチ型と見なせる屈折率プロファイルの第4例の説明図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a fourth example of a refractive index profile that can be regarded as a trench type.

以下に、図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。また、各図面において、同一または対応する構成要素には適宜同一の符号を付している。また、本明細書においては、カットオフ波長または実効カットオフ波長とは、ITU(国際通信連合)-T 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。 The following describes in detail an embodiment of the present invention with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiment described below. In addition, in each drawing, the same or corresponding components are appropriately assigned the same reference numerals. In this specification, the cutoff wavelength or effective cutoff wavelength refers to the cable cutoff wavelength defined in ITU (International Telecommunications Union)-T G. 650.1. In addition, other terms not specifically defined in this specification shall follow the definitions and measurement methods in G. 650.1 and G. 650.2.

(実施形態1)
図1は、実施形態1に係るマルチコアファイバの模式的な断面図であって、長手方向に垂直な面での断面図である。マルチコアファイバ10は、複数のコア部として、それぞれが中心コア部11と中間層12とトレンチ層13とを備える4つのコア部15a、15b、15c、15dと、コア部15a、15b、15c、15dの外周を囲むクラッド部14とを備える。4つのコア部15a、15b、15c、15dは、クラッド部14の中心軸を中心として正方形状に配列されている。以下、コア部15a、15b、15c、15dを区別しない場合は、コア部15と記載する場合がある。
(Embodiment 1)
1 is a schematic cross-sectional view of a multi-core fiber according to a first embodiment, and is a cross-sectional view taken along a plane perpendicular to the longitudinal direction. The multi-core fiber 10 includes, as a plurality of core portions, four core portions 15a, 15b, 15c, and 15d, each of which includes a central core portion 11, an intermediate layer 12, and a trench layer 13, and a cladding portion 14 surrounding the outer periphery of the core portions 15a, 15b, 15c, and 15d. The four core portions 15a, 15b, 15c, and 15d are arranged in a square shape with the central axis of the cladding portion 14 as the center. Hereinafter, when the core portions 15a, 15b, 15c, and 15d are not to be distinguished from each other, they may be referred to as core portions 15.

マルチコアファイバ10は、クラッド部14の外周に形成されたコーティング層を備えていてもよい。このようなコーティング層は、光ファイバのコーティング層として使用されうる樹脂等からなる。 The multicore fiber 10 may have a coating layer formed on the outer periphery of the cladding portion 14. Such a coating layer may be made of a resin or the like that can be used as a coating layer for optical fibers.

コア部15とクラッド部14とは、いずれも石英系ガラスからなる。クラッド部14は、断面が略円形であり、コア部15の最大屈折率よりも低い屈折率を有する。クラッド部14の外径はクラッド径Dである。 The core portion 15 and the cladding portion 14 are both made of silica glass. The cladding portion 14 has a substantially circular cross section and a refractive index lower than the maximum refractive index of the core portion 15. The outer diameter of the cladding portion 14 is the cladding diameter D.

コア部15は、断面が略円形である。コア部15において、中間層12は、中心コア部11の外周を囲み、トレンチ層13は、中間層12の外周を囲む。中心コア部11、中間層12、トレンチ層13は、略同心円状となっている。 The core portion 15 has a substantially circular cross section. In the core portion 15, the intermediate layer 12 surrounds the outer periphery of the central core portion 11, and the trench layer 13 surrounds the outer periphery of the intermediate layer 12. The central core portion 11, the intermediate layer 12, and the trench layer 13 are substantially concentric.

なお、コア部15の中心コア部11の中心からクラッド部14の外周までの最短の直線の長さ、たとえば図1に示す厚さTを、クラッド厚と規定する。 The length of the shortest straight line from the center of the central core portion 11 of the core portion 15 to the outer periphery of the cladding portion 14, for example the thickness T shown in Figure 1, is defined as the cladding thickness.

図2は、マルチコアファイバ10のうち、隣接するコア部15a、15bとその周辺のクラッド部14の屈折率プロファイルの模式図である。図2において、プロファイルP11、P12、P13はコア部15aに関する屈折率プロファイルを示している。プロファイルP21、P22、P23はコア部15bに関する屈折率プロファイルを示している。プロファイルP11、P21は中心コア部11の屈折率プロファイルを示し、プロファイルP12、P22は中間層12の屈折率プロファイルを示し、プロファイルP13、P23はトレンチ層13の屈折率プロファイルを示す。プロファイルP14はクラッド部14の屈折率プロファイルを示す。 Figure 2 is a schematic diagram of the refractive index profile of adjacent core portions 15a, 15b and the surrounding cladding portion 14 of the multicore fiber 10. In Figure 2, profiles P11, P12, and P13 show the refractive index profile for the core portion 15a. Profiles P21, P22, and P23 show the refractive index profile for the core portion 15b. Profiles P11 and P21 show the refractive index profile of the central core portion 11, profiles P12 and P22 show the refractive index profile of the intermediate layer 12, and profiles P13 and P23 show the refractive index profile of the trench layer 13. Profile P14 shows the refractive index profile of the cladding portion 14.

中心コア部11の中心コア径は2aであり、クラッド部14に対する中心コア部11の平均の最大比屈折率差はΔ1である。ここで、中心コア部11の屈折率プロファイルは、幾何学的に理想的な形状のステップ型である場合だけでなく、頂部の形状が平坦ではなく製造特性により凹凸が形成されたり、頂部から裾を引くような形状となっていたりする場合がある。この場合、製造設計上の中心コア径2aの範囲内における、屈折率プロファイルの頂部で略平坦である領域の屈折率が、Δ1を決定する指標となる。 The central core diameter of the central core portion 11 is 2a, and the average maximum relative refractive index difference of the central core portion 11 with respect to the cladding portion 14 is Δ1. Here, the refractive index profile of the central core portion 11 may not only be a step type with a geometrically ideal shape, but may also have a shape where the top is not flat but has irregularities due to manufacturing characteristics, or has a shape that trails from the top. In this case, the refractive index of the region that is approximately flat at the top of the refractive index profile within the range of the central core diameter 2a in the manufacturing design is the index that determines Δ1.

中間層12の外径は2bであり、クラッド部14に対する中間層12の平均比屈折率差はΔ2である。トレンチ層13の内径は2b、外径は2cであり、クラッド部14に対するトレンチ層13の平均比屈折率差はΔ3ある。 The outer diameter of the intermediate layer 12 is 2b, and the average relative refractive index difference of the intermediate layer 12 with respect to the cladding portion 14 is Δ2. The inner diameter of the trench layer 13 is 2b, the outer diameter is 2c, and the average relative refractive index difference of the trench layer 13 with respect to the cladding portion 14 is Δ3.

ここで、マルチコアファイバ10では、各コア部において、Δ1>Δ2>Δ3かつ0%>Δ3が成り立っている。すなわち、マルチコアファイバ10では、各コア部がトレンチ型の屈折率プロファイルを有する。たとえば、中心コア部11がゲルマニウム(Ge)のような屈折率を高めるドーパントが添加された石英ガラスからなり、中間層12が屈折率を変化させるドーパントを殆ど含まず、トレンチ層13がフッ素(F)のような屈折率を低くするドーパントが添加された石英ガラスからなり、クラッド部14が純石英ガラスからなる場合、上記不等式が成り立つ。なお、純石英ガラスとは、屈折率を変化させるドーパントを実質的に含まず、波長1550nmにおける屈折率が約1.444である、きわめて高純度の石英ガラスである。 Here, in the multicore fiber 10, Δ1>Δ2>Δ3 and 0%>Δ3 are satisfied in each core portion. That is, in the multicore fiber 10, each core portion has a trench-type refractive index profile. For example, the above inequality is satisfied when the central core portion 11 is made of quartz glass doped with a dopant that increases the refractive index, such as germanium (Ge), the intermediate layer 12 contains almost no dopant that changes the refractive index, the trench layer 13 is made of quartz glass doped with a dopant that decreases the refractive index, such as fluorine (F), and the cladding portion 14 is made of pure quartz glass. Note that pure quartz glass is extremely high-purity quartz glass that does not substantially contain a dopant that changes the refractive index and has a refractive index of about 1.444 at a wavelength of 1550 nm.

また、図1、2に示すように、隣接するコア部15a、15bにおいて、トレンチ層13同士は接している。すなわち、コア部15a、15bのそれぞれの中心コア部11の中心間の距離であるコア間隔Pは、2cに等しい。同様に、隣接するコア部15b、15cにおいて、トレンチ層13同士は接しており、隣接するコア部15c、15dにおいて、トレンチ層13同士は接している。したがって、中心コア部11のうちの隣接する2つの中心を結ぶ直線上でのトレンチ層13の厚さを第1厚さT1とすると、第1厚さT1は2(c-b)である。 As shown in Figures 1 and 2, the trench layers 13 are in contact with each other in adjacent core portions 15a and 15b. That is, the core spacing P, which is the distance between the centers of the central core portions 11 of the core portions 15a and 15b, is equal to 2c. Similarly, the trench layers 13 are in contact with each other in adjacent core portions 15b and 15c, and the trench layers 13 are in contact with each other in adjacent core portions 15c and 15d. Therefore, if the thickness of the trench layer 13 on a straight line connecting the centers of two adjacent central core portions 11 is defined as the first thickness T1, the first thickness T1 is 2(c-b).

一方、たとえば、コア部15aの中心コア部11の中心からクラッド部14の外周に向かう最短の直線上でのトレンチ層13を第2厚さT2とすると、第2厚さT2は(c-b)である。また、他のコア部15b、15c、15dにおいても、第2厚さT2は(c-b)である。 For example, if the trench layer 13 on the shortest straight line from the center of the central core portion 11 of the core portion 15a to the outer periphery of the cladding portion 14 is defined as the second thickness T2, the second thickness T2 is (c-b). Also, the second thickness T2 of the other core portions 15b, 15c, and 15d is also (c-b).

したがって、マルチコアファイバ10では、第1厚さT1が第2厚さT2より厚く、具体的には2倍厚い。その結果、隣接するコア部の間では、トレンチ層13が実質的にお互いに接続された構造になっている。これにより、隣接するコア部の間でのコア間クロストーク(XT)に影響する第1厚さT1は、個々のトレンチ層13の厚さである第2厚さT2の2倍になる。これにより、マルチコアファイバ10では、コア間クロストークを効果的に抑制することができる。また、各コア部に対して、第2厚さT2はトレンチ層13の1層分の厚さなので、各コア部を伝搬する光の高次モードは、図1に波線矢印で示すように、1層分の厚さの領域から漏洩する。したがって、マルチコアファイバ10では、カットオフ波長の増大を実質的に伴わずに、コア間クロストークを効果的に抑制することができ、コア間クロストークの抑制とカットオフ波長の増大の抑制とを両立することができる。 Therefore, in the multi-core fiber 10, the first thickness T1 is thicker than the second thickness T2, specifically twice as thick. As a result, the trench layers 13 are substantially connected to each other between adjacent core parts. As a result, the first thickness T1, which affects the inter-core crosstalk (XT) between adjacent core parts, is twice the second thickness T2, which is the thickness of each trench layer 13. As a result, the multi-core fiber 10 can effectively suppress the inter-core crosstalk. In addition, since the second thickness T2 is the thickness of one layer of the trench layer 13 for each core part, the higher-order mode of the light propagating through each core part leaks from the region of one layer thickness, as shown by the wavy arrow in FIG. 1. Therefore, in the multi-core fiber 10, the inter-core crosstalk can be effectively suppressed without substantially increasing the cutoff wavelength, and it is possible to achieve both the suppression of the inter-core crosstalk and the suppression of the increase in the cutoff wavelength.

マルチコアファイバ10の特性としては、たとえば、各コア部のカットオフ波長が1550nm以下である。これにより、少なくとも1550nm以上の波長にてマルチコアファイバ10のシングルモード性を確保できる。好ましくは、カットオフ波長は使用波長帯に含まれる波長以下である。ここで、使用波長帯とは、マルチコアファイバ10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。使用波長帯は、たとえば1530nm~1625nmに含まれる。これにより、マルチコアファイバ10の使用波長帯にてシングルモード性を確保できる。また、各コア部のカットオフ波長が1530nm以下であれば、G.654規格を満たすことができる。 As a characteristic of the multicore fiber 10, for example, the cutoff wavelength of each core portion is 1550 nm or less. This ensures the single mode properties of the multicore fiber 10 at wavelengths of at least 1550 nm or more. Preferably, the cutoff wavelength is equal to or less than a wavelength included in the wavelength band used. Here, the wavelength band used is the wavelength band of light that propagates as signal light when the multicore fiber 10 is used for optical fiber communication. The wavelength band used is, for example, included in 1530 nm to 1625 nm. This ensures the single mode properties of the multicore fiber 10 in the wavelength band used. Furthermore, if the cutoff wavelength of each core portion is 1530 nm or less, the G.654 standard can be satisfied.

また、マルチコアファイバ10の特性としては、たとえば、使用波長帯における、長さ10m以上でのコア間クロストークが-10dB以下である。好ましくは、使用波長帯における長さ1kmでのコア間クロストークが-10dB以下であり、より好ましくは、長さ100kmでのコア間クロストークが-10dB以下である。これらの長さでのコア間クロストークは、-30dB以下がより好ましい。なお、本明細書では、コア間クロストークとは、隣接する2つのコア部のコア間クロストークを意味する。 The characteristics of the multicore fiber 10 include, for example, inter-core crosstalk of -10 dB or less at a length of 10 m or more in the wavelength band used. Preferably, inter-core crosstalk of -10 dB or less at a length of 1 km in the wavelength band used, and more preferably, inter-core crosstalk of -10 dB or less at a length of 100 km. It is more preferable that inter-core crosstalk at these lengths is -30 dB or less. In this specification, inter-core crosstalk means inter-core crosstalk between two adjacent core portions.

また、マルチコアファイバ10の特性としては、たとえば、コア部15において、直径20mmで曲げた場合の波長1550nmにおける曲げ損失が1.59dB/m以下である。この1.59dB/mという値は、光ファイバのITU規格であるG.657 A2規格における0.1dB/turnの値を、単位を変換して表したものである。 As a characteristic of the multicore fiber 10, for example, the bending loss at the core 15 at a wavelength of 1550 nm when bent with a diameter of 20 mm is 1.59 dB/m or less. This value of 1.59 dB/m is expressed by converting the unit of the value of 0.1 dB/turn in the G.657 A2 standard, which is the ITU standard for optical fiber.

マルチコアファイバ10の構造パラメータについては、たとえば、Δ1は0.20%以上0.60%以下であり、Δ3は-0.7%以上-0.10%以下である。また、Δ2は-0.1%以上0.1%以下である。また、b/aが1.2以上3.0以下、c/aが1.4以上4.4以下である。また、2aはカットオフ波長が1000nm以上1260nm以下になるように設定される。本発明者の網羅的な検討によれば、構造パラメータを上記の範囲で適宜に設計することによって、G.652規格、G.654規格、G.657規格などに適合するような良好な特性を得ることができることが分かった。 For example, the structural parameters of the multi-core fiber 10 are Δ1 between 0.20% and 0.60%, Δ3 between -0.7% and -0.10%, Δ2 between -0.1% and 0.1%, b/a between 1.2 and 3.0, and c/a between 1.4 and 4.4. 2a is set so that the cutoff wavelength is between 1000 nm and 1260 nm. According to the inventor's comprehensive study, it has been found that by appropriately designing the structural parameters within the above ranges, it is possible to obtain good characteristics that comply with the G.652 standard, the G.654 standard, the G.657 standard, and the like.

マルチコアファイバ10の製造方法は、特に限定はされないが、たとえば公知のスタック法によって製造できる。図3はマルチコアファイバ10の製造方法の一例の説明図である。本例では、まず、複数のコア母材として、4つのコア母材115を準備する。コア母材115は、それぞれ、マルチコアファイバ10のコア部15となる部分を含む。具体的には、中心コア部111が中心コア部11となる部分である。中心コア部111の外周を囲む中間層12が中間層112となる部分である。中間層112の外周を囲むトレンチ層113がトレンチ層13となる部分である。トレンチ層113はコア母材115の最外周を構成している。なお、コア母材115は、公知のVAD(Vapor-phase Axial Deposition)法、OVD(Outside Vapor Deposition)法、MCVD(Modified Chemical Vapor Deposition)法、またはプラズマCVD法によって形成することができる。 The manufacturing method of the multicore fiber 10 is not particularly limited, but it can be manufactured by, for example, a known stack method. FIG. 3 is an explanatory diagram of an example of a manufacturing method of the multicore fiber 10. In this example, first, four core preforms 115 are prepared as multiple core preforms. Each of the core preforms 115 includes a portion that becomes the core portion 15 of the multicore fiber 10. Specifically, the central core portion 111 is the portion that becomes the central core portion 11. The intermediate layer 12 that surrounds the outer periphery of the central core portion 111 is the portion that becomes the intermediate layer 112. The trench layer 113 that surrounds the outer periphery of the intermediate layer 112 is the portion that becomes the trench layer 13. The trench layer 113 forms the outermost periphery of the core preform 115. The core preform 115 can be formed by a known VAD (Vapor-phase Axial Deposition) method, OVD (Outside Vapor Deposition) method, MCVD (Modified Chemical Vapor Deposition) method, or plasma CVD method.

つづいて、4つのコア母材115をガラスからなるジャケット管114aの内部に挿入し、スタックする。ジャケット管114aはクラッド部14となる部分である。その後、ジャケット管114aの内部における4つのコア母材115の隙間を埋めるために、多数のガラス棒114bを挿入する。隙間を埋めるためには粉末状のガラスを用いてもよい。これにより光ファイバ母材100を作製する。 Then, the four core preforms 115 are inserted into a jacket tube 114a made of glass and stacked. The jacket tube 114a is the part that will become the cladding section 14. After that, a number of glass rods 114b are inserted to fill the gaps between the four core preforms 115 inside the jacket tube 114a. Powdered glass may also be used to fill the gaps. In this way, the optical fiber preform 100 is produced.

つづいて、光ファイバ母材100を公知の線引炉にセットし、下端を加熱溶融し、マルチコアファイバ10を線引きする。このとき、線引きされたマルチコアファイバ10にコーティング層を形成してもよい。 Then, the optical fiber preform 100 is placed in a known drawing furnace, the lower end is heated and melted, and the multi-core fiber 10 is drawn. At this time, a coating layer may be formed on the drawn multi-core fiber 10.

(公知のマルチコアファイバにおける光学特性)
比較例として、トレンチ構造を採用した公知のマルチコアファイバにおける光学特性のシミュレーション計算結果について説明する。表1は、マルチコアファイバにおいて、Δ1を0.37%、中心コア径2aを8μmのステップ型として、Δ2が0%、b/aが2になるように中間層及びトレンチ層を設け、Δ3とc/aとを変化させた場合の光ファイバの光学特性を示す。光学特性は、波長1310nmモードフィールド径(MFD)、カットオフ波長(λcc)、必要クラッド厚、長さ100kmでのコア間クロストーク(XT)である。必要クラッド厚とは、波長1625nmにおける過剰損失を0.001dB/km以下に抑制するために必要な最低限のクラッド厚である。なお、コア間隔は40μmに設定した。
(Optical characteristics of known multi-core fibers)
As a comparative example, the results of simulation calculations of the optical characteristics of a known multi-core fiber adopting a trench structure will be described. Table 1 shows the optical characteristics of an optical fiber when Δ1 is 0.37%, the central core diameter 2a is a step type of 8 μm, an intermediate layer and a trench layer are provided so that Δ2 is 0%, b/a is 2, and Δ3 and c/a are changed in a multi-core fiber. The optical characteristics are the mode field diameter (MFD) at a wavelength of 1310 nm, the cutoff wavelength (λcc), the required cladding thickness, and the inter-core crosstalk (XT) at a length of 100 km. The required cladding thickness is the minimum cladding thickness required to suppress the excess loss at a wavelength of 1625 nm to 0.001 dB/km or less. The core spacing was set to 40 μm.

表1に示すように、c/aを増やし、トレンチ層の幅を広げていくことで、XTが劇的に良くなっていくことが分かる。また、MFDはあまり変化がない。これに対して、カットオフ波長は、トレンチ層の幅を広げていくことで増大してしまう。たとえば、Δ3が-0.2%の場合、c/aを4.5まで大きくすると、カットオフ波長は、G.652規格やG.657規格のケーブルカットオフ波長の上限である1260nmに近い。また、Δ3が-0.25%の場合は1260nmを超えてしまう。このように、公知のマルチコアファイバでは、コア間XTとカットオフ波長はトレードオフの関係にある。 As shown in Table 1, it can be seen that increasing c/a and widening the trench layer width dramatically improves XT. There is also little change in MFD. In contrast, the cutoff wavelength increases as the trench layer width is widened. For example, when Δ3 is -0.2%, if c/a is increased to 4.5, the cutoff wavelength approaches 1260 nm, which is the upper limit of the cable cutoff wavelength in the G.652 and G.657 standards. Furthermore, when Δ3 is -0.25%, it exceeds 1260 nm. Thus, in known multicore fibers, there is a trade-off between inter-core XT and cutoff wavelength.

Figure 0007508294000001
Figure 0007508294000001

(実施例1)
つぎに、実施例1として、図1に示す実施形態1の構造のマルチコアファイバを製造した。製造の前に、シミュレーション計算にて構造パラメータ(Δ1、Δ2、Δ3、b/a、c/a、2a)の設計を行った。表2は、設定した構造パラメータとそれによって計算にて得られた光学特性を示す。表2に示すように、Δ3を-0.2%(サンプルNo.1)または-0.25%(サンプルNo.2)とした。
Example 1
Next, as Example 1, a multicore fiber having the structure of the first embodiment shown in Fig. 1 was manufactured. Prior to manufacture, structural parameters (Δ1, Δ2, Δ3, b/a, c/a, 2a) were designed by simulation calculation. Table 2 shows the set structural parameters and the optical characteristics calculated using them. As shown in Table 2, Δ3 was set to -0.2% (sample No. 1) or -0.25% (sample No. 2).

Figure 0007508294000002
Figure 0007508294000002

つぎに、スタック法を用いてマルチコアファイバを製造した。まず、VAD法によって直径16mm、長さ500mmのコア母材を4本作製した。つづいて、コア母材を外径62.5mmで内径38.6mmのシリカガラスのジャケット管の内部にスタックした。ジャケット管の隙間に適切なサイズのシリカ棒を挿入し、隙間を埋めた。このように作製して光ファイバ母材を線引きしてクラッド径が125μmのマルチコアファイバを製造した。この場合のコア間隔は32μmであった。 Next, a multicore fiber was manufactured using the stack method. First, four core preforms with a diameter of 16 mm and a length of 500 mm were manufactured using the VAD method. Next, the core preforms were stacked inside a silica glass jacket tube with an outer diameter of 62.5 mm and an inner diameter of 38.6 mm. Silica rods of an appropriate size were inserted into the gaps in the jacket tube to fill the gaps. The optical fiber preform manufactured in this way was drawn to manufacture a multicore fiber with a cladding diameter of 125 μm. The core spacing in this case was 32 μm.

製造した実施例1のマルチコアファイバの光学特性を表3に示す。表3にてλ0は零分散波長であり、曲げ損失は直径20mmで曲げたときの曲げ損失である。サンプルNo.1、2のいずれについても、カットオフ波長が計算で得られた値とあまり変わらないにも関わらず、100kmのXT特性が計算で得られた値に比べて、格段に低いことが分かる。また、過剰損失も適切に設計したことで、伝送損失も十分に低いことが確認された。分散特性や曲げ損失などの特性も、G.652規格やG.657規格に適合するものであることも確認された。この実施例から、コア間XTを本来の設計の値よりもより効果的に抑制でき、かつシングルモード性(カットオフ波長特性)が損なわれないことを実際に確認することができた。 The optical characteristics of the manufactured multicore fiber of Example 1 are shown in Table 3. In Table 3, λ0 is the zero dispersion wavelength, and the bending loss is the bending loss when bending with a diameter of 20 mm. For both Samples No. 1 and 2, it can be seen that the XT characteristics at 100 km are significantly lower than the calculated value, even though the cutoff wavelength is not very different from the calculated value. In addition, it was confirmed that the transmission loss was sufficiently low by appropriately designing the excess loss. It was also confirmed that the dispersion characteristics, bending loss, and other characteristics conform to the G. 652 and G. 657 standards. From this example, it was actually confirmed that the inter-core XT can be suppressed more effectively than the original design value, and that the single mode characteristics (cutoff wavelength characteristics) are not impaired.

Figure 0007508294000003
Figure 0007508294000003

図4は、コア間隔とコア間XTとの関係の一例を示す図である。図4において、直線は表1の計算に用いた手法にて予測した結果である。たとえば、コア間隔が40μmでは、表1に示すようにコア間XTは-37.8dBである。この直線から予測されるコア間隔が32μmの場合のコア間XTは-13dB程度であるが、実施例1によれば、白丸で示すように-30.2dBと、格段に低くなっている。 Figure 4 is a diagram showing an example of the relationship between core spacing and inter-core XT. In Figure 4, the straight line is the result predicted using the method used in the calculations in Table 1. For example, when the core spacing is 40 μm, the inter-core XT is -37.8 dB as shown in Table 1. When the core spacing is 32 μm, the inter-core XT predicted from this straight line is approximately -13 dB, but according to Example 1, it is significantly lower at -30.2 dB, as shown by the white circle.

なお、表1のマルチコアファイバにおいて、Δ3を-0.25%、c/aを4.0として、クラッド径を、[(コア間隔)+(必要クラッド厚み)]×2とすると、クラッド径は150μm~160μm程度となり、多くの光ファイバにて標準の125μmよりも大きくなる。しかし、クラッド径を125μmにするためにコア間隔を33.5μmとしなければならない。この場合、図4によればコア間XTは-13.1dB程度と予想されるところ、実施例1によれば、クラッド径を125μmとしつつもコア間XTを-30.2dBにできる。すなわち、本発明の実施例1によればクラッド径に対する制限が緩和される。 In the multicore fiber in Table 1, if Δ3 is -0.25%, c/a is 4.0, and the cladding diameter is [(core spacing) + (required cladding thickness)] × 2, the cladding diameter will be approximately 150 μm to 160 μm, which is larger than the standard 125 μm for many optical fibers. However, to make the cladding diameter 125 μm, the core spacing must be 33.5 μm. In this case, according to FIG. 4, the inter-core XT is expected to be approximately -13.1 dB, but according to Example 1, the inter-core XT can be -30.2 dB even with a cladding diameter of 125 μm. In other words, according to Example 1 of the present invention, the restrictions on the cladding diameter are relaxed.

(実施形態2)
図5は、実施形態2に係るマルチコアファイバの模式的な断面図である。マルチコアファイバ10Aは、実施形態1に係るマルチコアファイバ10において、クラッド部14をクラッド部14Aに置き換えた構成を有する。
(Embodiment 2)
5 is a schematic cross-sectional view of a multi-core fiber according to embodiment 2. The multi-core fiber 10A has a configuration in which the cladding portion 14 in the multi-core fiber 10 according to embodiment 1 is replaced with a cladding portion 14A.

クラッド部14Aは、クラッド部14に空孔14Aaを設けた構成を有する。マルチコアファイバ10Aでは、中心軸とその周囲の4か所の位置に、5つの空孔14Aaが設けられている。 The cladding portion 14A has a configuration in which holes 14Aa are provided in the cladding portion 14. In the multicore fiber 10A, five holes 14Aa are provided at the central axis and four positions around it.

マルチコアファイバ10Aでは、マルチコアファイバ10と同様に、コア間クロストークの抑制とカットオフ波長の増大の抑制とを両立することができる。また、空孔14Aaにより、中心コア部11のうちの隣接する2つの中心を結ぶ直線上以外の領域におけるコア間クロストークも効果的に抑制できる。特に、中心軸に位置する空孔14Aaにより、最隣接ではない対角の位置にあるコア部の間のコア間クロストークを抑制することができる。なお、本発明者らの検討によれば、マルチコアファイバ10Aのように空孔14Aaを設けても、マルチコアファイバ10に対するカットオフ波長の増大は10%未満であり、空孔によるカットオフ波長の増加は少ないことが確認された。なお、5つの空孔14Aaの空孔径は中心軸にあるものを除き等しいが、等しくてもよく、互いに異なっていてもよい。 In the multicore fiber 10A, like the multicore fiber 10, it is possible to suppress both inter-core crosstalk and an increase in the cutoff wavelength. In addition, the air holes 14Aa can effectively suppress inter-core crosstalk in areas other than the straight line connecting the two adjacent centers of the central core portion 11. In particular, the air holes 14Aa located on the central axis can suppress inter-core crosstalk between core portions located diagonally apart from the most adjacent core portions. According to the study by the inventors, even if the air holes 14Aa are provided as in the multicore fiber 10A, the increase in the cutoff wavelength relative to the multicore fiber 10 is less than 10%, and it has been confirmed that the increase in the cutoff wavelength due to the air holes is small. The air holes 14Aa have the same diameter except for the one located on the central axis, but may be the same or different from each other.

(実施形態3)
図6は、実施形態3に係るマルチコアファイバの模式的な断面図である。マルチコアファイバ10Bは、実施形態1に係るマルチコアファイバ10において、コア部15をコア部15Bに置き換えた構成を有する。
(Embodiment 3)
6 is a schematic cross-sectional view of a multi-core fiber according to embodiment 3. The multi-core fiber 10B has a configuration in which the core portion 15 in the multi-core fiber 10 according to embodiment 1 is replaced with a core portion 15B.

コア部15Bは、コア部15のトレンチ層13をトレンチ層13Bに置き換えた構成を有する。図6に示すように、隣接するコア部15Bのトレンチ層13Bの一部が互いに重なりあっている。このようにトレンチ層13Bの一部が互いに重なり合っていても、マルチコアファイバ10と同様に、コア間クロストークの抑制とカットオフ波長の増大の抑制とを両立することができる。なお、本発明者の鋭意検討によれば、第1厚さが第2厚さの1.2倍であれば、コア間クロストークの抑制とカットオフ波長の増大の抑制とを両立することができ、1.5倍であればさらに好適な両立が実現される。 The core portion 15B has a configuration in which the trench layer 13 of the core portion 15 is replaced with a trench layer 13B. As shown in FIG. 6, the trench layers 13B of adjacent core portions 15B partially overlap each other. Even if the trench layers 13B partially overlap each other in this way, it is possible to simultaneously suppress inter-core crosstalk and suppress an increase in the cutoff wavelength, as in the multi-core fiber 10. According to the inventor's careful study, if the first thickness is 1.2 times the second thickness, it is possible to simultaneously suppress inter-core crosstalk and suppress an increase in the cutoff wavelength, and if it is 1.5 times, an even better balance is achieved.

(実施形態4)
図7は、実施形態4に係るマルチコアファイバの模式的な断面図である。マルチコアファイバ10Cは、複数のコア部としての6つのコア部15と、6つのコア部15に外周を囲まれる内側コア部であるコア部15Cと、クラッド部14とを備える。6つのコア部15は外側コア部と記載する場合がある。
(Embodiment 4)
7 is a schematic cross-sectional view of a multi-core fiber according to embodiment 4. The multi-core fiber 10C includes six core portions 15 as a plurality of core portions, a core portion 15C that is an inner core portion whose outer periphery is surrounded by the six core portions 15, and a cladding portion 14. The six core portions 15 may be referred to as outer core portions.

コア部15Cは、コア部15の中心コア部11を中心コア部11Cに置き換えた構成を有する。コア部15Cは、外側コア部である6つのコア部15よりもカットオフ波長が短くなるように設計されている。本実施形態では、当該カットオフ波長の条件を満たすようにΔ1や中心コア径2aが調整され、中心コア部11Cが設計されている。 The core portion 15C has a configuration in which the central core portion 11 of the core portion 15 is replaced with a central core portion 11C. The core portion 15C is designed to have a shorter cutoff wavelength than the six core portions 15 that are the outer core portions. In this embodiment, the central core portion 11C is designed by adjusting Δ1 and the central core diameter 2a to satisfy the cutoff wavelength conditions.

マルチコアファイバ10Cでは、6つのコア部15については、トレンチ層13同士は接している。その結果、第1厚さが第2厚さより厚く、具体的には2倍厚くなっているので、コア間クロストークの抑制とカットオフ波長の増大の抑制とを両立することができる。 In the multicore fiber 10C, the trench layers 13 of the six cores 15 are in contact with each other. As a result, the first thickness is thicker than the second thickness, specifically twice as thick, so that it is possible to suppress both inter-core crosstalk and an increase in the cutoff wavelength.

また、コア部15Cは、コア部15に囲まれ、実効的なトレンチ層の厚さが厚いため、コア部15Cを伝搬する光の高次モードは漏洩することができない。そこで、マルチコアファイバ10Cでは、外側コア部であるコア部15よりもカットオフ波長を短く設計されている。また、コア部15Cはコア部15とは異種のため、同種のコア部が隣接している場合よりも、比較的コア間クロストークの増大は抑制される。その結果、コア部15Cとコア部15との全てにおいて、コア間クロストークの抑制とカットオフ波長の増大の抑制とを両立することができる。 In addition, since core portion 15C is surrounded by core portion 15 and the effective trench layer thickness is thick, the higher-order mode of light propagating through core portion 15C cannot leak out. Therefore, in multicore fiber 10C, the cutoff wavelength is designed to be shorter than that of core portion 15, which is the outer core portion. In addition, since core portion 15C is of a different type from core portion 15, the increase in inter-core crosstalk is relatively suppressed compared to when core portions of the same type are adjacent. As a result, it is possible to achieve both suppression of inter-core crosstalk and suppression of increase in cutoff wavelength in all of core portions 15C and 15.

(実施形態5)
図8は、実施形態5に係るマルチコアファイバの模式的な断面図である。マルチコアファイバ10Dは、図7に示す実施形態4に係るマルチコアファイバ10Cにおいて、コア部15Cを内側コア部としてのコア部15Dに置き換えた構成を有する。
(Embodiment 5)
Fig. 8 is a schematic cross-sectional view of a multi-core fiber according to embodiment 5. The multi-core fiber 10D has a configuration in which the core portion 15C in the multi-core fiber 10C according to embodiment 4 shown in Fig. 7 is replaced with a core portion 15D as an inner core portion.

コア部15Dは、中心コア部11Dと中心コア部11Dの外周を囲む中間層16Dとを備える。すなわち、コア部15Dは、トレンチ型ではなくステップ型の屈折率プロファイルを有する。コア部15Dは、コア部15を囲む6つのコア部15よりもカットオフ波長が短くなるように設計されている。中心コア部11DのΔ1や中心コア径2aは、たとえば、中心コア部11CのΔ1や中心コア径2aと同じである。中間層16DのΔ2は、たとえば、中間層12のΔ2と同じである。中間層16Dの外径は、たとえば、コア部15のトレンチ層13の外径と同じである。 The core portion 15D comprises a central core portion 11D and an intermediate layer 16D surrounding the outer periphery of the central core portion 11D. That is, the core portion 15D has a step-type refractive index profile rather than a trench-type. The core portion 15D is designed to have a shorter cutoff wavelength than the six core portions 15 surrounding the core portion 15. The Δ1 and central core diameter 2a of the central core portion 11D are, for example, the same as the Δ1 and central core diameter 2a of the central core portion 11C. The Δ2 of the intermediate layer 16D is, for example, the same as the Δ2 of the intermediate layer 12. The outer diameter of the intermediate layer 16D is, for example, the same as the outer diameter of the trench layer 13 of the core portion 15.

マルチコアファイバ10Dでは、マルチコアファイバ10Cと同様に、コア部15Dとコア部15との全てにおいて、コア間クロストークの抑制とカットオフ波長の増大の抑制とを両立することができる。 In the multicore fiber 10D, similar to the multicore fiber 10C, it is possible to simultaneously suppress inter-core crosstalk and suppress an increase in the cutoff wavelength in all of the core portions 15D and 15.

(実施例2)
つぎに、実施例2として、図7に示す実施形態4の構造のマルチコアファイバを製造した。製造の前に、シミュレーション計算にて構造パラメータ(Δ1、Δ2、Δ3、b/a、c/a、2a)の設計を行った。表4は、G.654規格を想定して設定した構造パラメータとそれによって計算にて得られた光学特性を示す。なお、表4において、サンプルNo.3(外側)は外側コア部の構造パラメータおよび光学特性を示し、サンプルNo.3(中心)は内側コア部の構造パラメータおよび光学特性を示す。なお、コア間隔は27.9μmに設計した。
Example 2
Next, as Example 2, a multicore fiber having the structure of the embodiment 4 shown in FIG. 7 was manufactured. Before manufacturing, the structural parameters (Δ1, Δ2, Δ3, b/a, c/a, 2a) were designed by simulation calculation. Table 4 shows the structural parameters set assuming the G.654 standard and the optical characteristics obtained by calculation using the structural parameters. In Table 4, Sample No. 3 (outside) shows the structural parameters and optical characteristics of the outer core portion, and Sample No. 3 (center) shows the structural parameters and optical characteristics of the inner core portion. The core spacing was designed to be 27.9 μm.

Figure 0007508294000004
Figure 0007508294000004

つぎに、スタック法を用いてマルチコアファイバを製造した。まず、MCVD法によって直径13.95mm、長さ500mmのコア母材を7本作製した。つづいて、コア母材を外径62.5mmで内径41.85mmのシリカガラスのジャケット管の内部にスタックした。ジャケット管の隙間に適切なサイズのシリカ棒を挿入し、隙間を埋めた。このように作製して光ファイバ母材を線引きしてクラッド径が125μmのマルチコアファイバを製造した。 Next, a multicore fiber was manufactured using the stack method. First, seven core preforms with a diameter of 13.95 mm and a length of 500 mm were manufactured using the MCVD method. Next, the core preforms were stacked inside a silica glass jacket tube with an outer diameter of 62.5 mm and an inner diameter of 41.85 mm. Silica rods of an appropriate size were inserted into the gaps in the jacket tube to fill the gaps. The optical fiber preform manufactured in this way was drawn to manufacture a multicore fiber with a cladding diameter of 125 μm.

製造した実施例2のマルチコアファイバの光学特性を表5に示す。サンプルNo.3(外側)、サンプルNo.3(中心)のいずれについても、カットオフ波長が計算で得られた値とあまり変わらないにも関わらず、100kmのXT特性が計算で得られた値に比べて、格段に低いことが分かる。また、過剰損失も適切に設計したことで、伝送損失も十分に低いことが確認された。曲げ損失などの特性も、G.654規格に適合するものであることも確認された。この実施例から、コア間XTを本来の設計の値よりもより効果的に抑制でき、かつシングルモード性(カットオフ波長特性)が損なわれないことを実際に確認することができた。 The optical characteristics of the multicore fiber manufactured in Example 2 are shown in Table 5. For both Sample No. 3 (outer) and Sample No. 3 (center), the cutoff wavelength is not significantly different from the calculated value, but the 100 km XT characteristics are significantly lower than the calculated value. In addition, it was confirmed that the transmission loss was sufficiently low due to the appropriate design of the excess loss. It was also confirmed that the bending loss and other characteristics conform to the G.654 standard. From this example, it was actually confirmed that the inter-core XT can be suppressed more effectively than the original design value, and that the single mode characteristics (cutoff wavelength characteristics) are not impaired.

Figure 0007508294000005
Figure 0007508294000005

また、本実施例において、図4で説明したコア間隔とコア間XTとの関係について同様な考察を行った。図4は、コア間隔とコア間XTとの関係の一例を示す図である。本実施例では、コア間隔を27.9μmとしているので、コア間XTは表4に示すように-30dBよりもはるかに大きいと予測されるが、実際には-30dB程度と、格段に低くなっている。さらには、本実施例では、コア部の数が7であるにも関わらず、クラッド径を125μmと比較的細径にできた。 In this embodiment, the relationship between the core spacing and the inter-core XT described in Figure 4 was also considered. Figure 4 is a diagram showing an example of the relationship between the core spacing and the inter-core XT. In this embodiment, the core spacing is set to 27.9 μm, so the inter-core XT is predicted to be much larger than -30 dB as shown in Table 4, but in reality it is significantly lower at about -30 dB. Furthermore, in this embodiment, despite the number of core parts being 7, the cladding diameter was able to be made relatively small at 125 μm.

(屈折率プロファイル)
図2では、屈折率プロファイルが直線から構成されているが、実際に製造されたマルチコアファイバの屈折率プロファイルは、直線から構成されない場合も多い。そのような場合にも、a、b、c、Δ1、Δ2、Δ3などの設計パラメータは、プロファイルアナライザなどで測定された屈折率プロファイルにて確認できる。
(Refractive Index Profile)
In Fig. 2, the refractive index profile is composed of straight lines, but the refractive index profile of an actually manufactured multicore fiber is often not composed of straight lines. Even in such cases, the design parameters a, b, c, Δ1, Δ2, Δ3, etc. can be confirmed from the refractive index profile measured by a profile analyzer or the like.

図9~図12は、トレンチ型と見なせる屈折率プロファイルの第1~4例の説明図である。図9では、実測された実線で示すプロファイルP31に対して、破線で示すプロファイルP32を特定できる。図10では、実測されたプロファイルP41に対してプロファイルP42を特定できる。図11では、実測されたプロファイルP51に対してプロファイルP52を特定できる。図12では、実測されたプロファイルP61に対してプロファイルP62を特定できる。 Figures 9 to 12 are explanatory diagrams of first to fourth examples of refractive index profiles that can be considered to be trench-type. In Figure 9, profile P32, shown by a dashed line, can be identified for profile P31, shown by a measured solid line. In Figure 10, profile P42 can be identified for measured profile P41. In Figure 11, profile P52 can be identified for measured profile P51. In Figure 12, profile P62 can be identified for measured profile P61.

図9~図12のような実測の屈折率プロファイルは、少なくとも一部が直線で構成されないが、当業者であればトレンチ型の屈折率プロファイルとして認識され、その設計パラメータを特定し、その設計パラメータで表すことができる屈折率プロファイルを特定できる程度のものである。 Although the measured refractive index profiles shown in Figures 9 to 12 are not composed of at least a portion of straight lines, a person skilled in the art would recognize them as trench-type refractive index profiles, identify their design parameters, and identify a refractive index profile that can be expressed by those design parameters.

なお、上記実施形態では、隣接するトレンチ層同士は、接するまたは重なり合うが、ある程度のギャップであれば離れていてもよい。たとえば、ギャップが、コア部を伝搬する光がそのギャップを感じにくいまたは感じない程度のギャップであれば、当該光は、隣接するトレンチ層によるコア間クロストークの抑制効果を受けることができる。当該ギャップの程度は、たとえば当該光の波長と同程度以下であり、たとえば2μm程度以下である。 In the above embodiment, adjacent trench layers are in contact with or overlap each other, but may be separated by a certain amount of gap. For example, if the gap is such that the light propagating through the core is unlikely or not perceptible, the light can benefit from the effect of suppressing inter-core crosstalk by the adjacent trench layers. The size of the gap is, for example, equal to or less than the wavelength of the light, for example, about 2 μm or less.

また、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、たとえば、コア部の数や配置は上記実施形態に限定されず、たとえば図7に示す実施形態4の構成からコア部15Cを削除してコア部の数を6にすることも可能である。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。 The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments. The present invention also includes configurations in which the above-mentioned components are appropriately combined. For example, the number and arrangement of core parts are not limited to the above-mentioned embodiments, and it is possible to delete core part 15C from the configuration of embodiment 4 shown in FIG. 7 to make the number of core parts six. Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Thus, the broader aspects of the present invention are not limited to the above-mentioned embodiments, and various modifications are possible.

10、10A、10B、10C、10D :マルチコアファイバ
11、11C、11D、111 :中心コア部
12、16D、112 :中間層
13、13B、113 :トレンチ層
14、14A :クラッド部
14Aa :空孔
15、15a、15b、15c、15d、15B、15C、15D :コア部
100 :光ファイバ母材
114a :ジャケット管
114b :ガラス棒
115 :コア母材
P :コア間隔
T1 :第1厚さ
T2 :第2厚さ
Reference Signs List 10, 10A, 10B, 10C, 10D: Multi-core fiber 11, 11C, 11D, 111: Central core portion 12, 16D, 112: Intermediate layer 13, 13B, 113: Trench layer 14, 14A: Cladding portion 14Aa: Air holes 15, 15a, 15b, 15c, 15d, 15B, 15C, 15D: Core portion 100: Optical fiber preform 114a: Jacket tube 114b: Glass rod 115: Core preform P: Core spacing T1: First thickness T2: Second thickness

Claims (10)

中心コア部と、前記中心コア部の外周を囲む中間層と、前記中間層の外周を囲むトレンチ層とを有する、前記トレンチ層の間隔が2μm以下で隣接する複数のコア部と、
前記複数のコア部の外周を囲むクラッド部と、
を備え、
前記複数のコア部のそれぞれにおいて、前記クラッド部に対する、前記中心コア部の平均の最大比屈折率差をΔ1、前記中間層の平均比屈折率差をΔ2、前記トレンチ層の平均比屈折率差をΔ3とすると、Δ1>Δ2>Δ3かつ0%>Δ3が成り立ち、
長手方向に垂直な断面において、複数の前記中心コア部のうちの隣接する2つの中心を結ぶ直線上での前記トレンチ層と、隣接する前記中心コア部の前記直線上における前記トレンチ層の厚さと、を含んだ第1厚さが、前記2つの中心のいずれかから前記クラッド部の外周に向かう最短の直線上での前記トレンチ層の第2厚さよりも厚く、
各前記コア部のカットオフ波長は1550nm以下であり、
使用波長帯における、長さ10m以上での、隣接する2つの前記コア部のコア間クロストークが-10dB以下であり、カットオフ波長が1000nm以上1249nm以下であり、Δ1が0.20%以上0.60%以下であり、Δ2が-0.1%以上0.1%以下であり、Δ3が-0.7%以上-0.10%以下であり、前記中心コア部の外径をa、前記中間層の外径をb、前記トレンチ層の外径をcとしたとき、b/aが1.2以上3.0以下、c/aが1.4以上4.4以下であ
マルチコアファイバ。
a plurality of adjacent core portions each having a central core portion, an intermediate layer surrounding the outer periphery of the central core portion, and a trench layer surrounding the outer periphery of the intermediate layer, the trench layer being spaced apart by an interval of 2 μm or less ;
A clad portion surrounding the outer periphery of the plurality of core portions;
Equipped with
In each of the plurality of core portions, when the average maximum relative refractive index difference of the central core portion with respect to the cladding portion is Δ1, the average relative refractive index difference of the intermediate layer is Δ2, and the average relative refractive index difference of the trench layer is Δ3, Δ1>Δ2>Δ3 and 0%>Δ3 are satisfied,
In a cross section perpendicular to the longitudinal direction, a first thickness including a thickness of the trench layer on a straight line connecting two adjacent centers of the plurality of central core portions and a thickness of the trench layer on the straight line of the adjacent central core portions is thicker than a second thickness of the trench layer on a shortest straight line extending from one of the two centers toward an outer periphery of the cladding portion,
The cutoff wavelength of each of the core portions is 1550 nm or less,
a cutoff wavelength is 1000 nm or more and 1249 nm or less, Δ1 is 0.20% or more and 0.60% or less, Δ2 is -0.1% or more and 0.1% or less, and Δ3 is -0.7% or more and -0.10% or less, and when an outer diameter of the central core portion is a, an outer diameter of the intermediate layer is b, and an outer diameter of the trench layer is c, b/a is 1.2 or more and 3.0 or less, and c/a is 1.4 or more and 4.4 or less.
前記第1厚さは、前記第2厚さの1.2倍である
請求項1に記載のマルチコアファイバ。
The multicore fiber according to claim 1 , wherein the first thickness is 1.2 times the second thickness.
前記第1厚さは、前記第2厚さの1.5倍である
請求項1に記載のマルチコアファイバ。
The multicore fiber according to claim 1 , wherein the first thickness is 1.5 times the second thickness.
前記使用波長帯における、長さ1kmでの、隣接する前記コア部のコア間クロストークが-10dB以下である
請求項1~3のいずれか一つに記載のマルチコアファイバ。
The multicore fiber according to any one of claims 1 to 3, wherein inter-core crosstalk between adjacent core portions over a length of 1 km in the used wavelength band is -10 dB or less.
前記使用波長帯における、長さ100kmでの、隣接する前記コア部のコア間クロストークが-10dB以下である
請求項1~3のいずれか一つに記載のマルチコアファイバ。
The multicore fiber according to any one of claims 1 to 3, wherein inter-core crosstalk between adjacent core portions over a length of 100 km in the used wavelength band is -10 dB or less.
前記カットオフ波長が前記使用波長帯に含まれる波長以下である
請求項1~5のいずれか一つに記載のマルチコアファイバ。
The multicore fiber according to any one of claims 1 to 5, wherein the cutoff wavelength is equal to or shorter than a wavelength included in the operating wavelength band.
前記複数のコア部のそれぞれにおいて、直径20mmで曲げた場合の波長1550nmにおける曲げ損失が1.59dB/m以下である
請求項1~のいずれか一つに記載のマルチコアファイバ。
The multicore fiber according to claim 1 , wherein in each of the plurality of core portions, a bending loss at a wavelength of 1550 nm when bent with a diameter of 20 mm is 1.59 dB/m or less.
前記複数のコア部に外周を囲まれる内側コア部を含み、
前記内側コア部は、該内側コア部を囲む前記コア部よりもカットオフ波長が短く設計されている
請求項1~のいずれか一つに記載のマルチコアファイバ。
an inner core portion whose outer periphery is surrounded by the plurality of core portions;
The multicore fiber according to claim 1 , wherein the inner core portion is designed to have a cutoff wavelength shorter than that of the core portion surrounding the inner core portion.
請求項1~のいずれか一つに記載のマルチコアファイバの製造方法であって、
前記複数のコア部となる部分をそれぞれ含む、複数のコア母材を準備し、
前記複数のコア母材をジャケット管の内部にスタックし、
前記複数のコア母材を内部にスタックした状態のジャケット管を線引きする、
ことを備えるマルチコアファイバの製造方法。
A method for producing a multi-core fiber according to any one of claims 1 to 8 , comprising the steps of:
preparing a plurality of core preforms each including a portion that will become the plurality of core portions;
Stacking the plurality of core preforms inside a jacket tube;
A jacket tube having the plurality of core preforms stacked therein is drawn.
The method for manufacturing a multicore fiber comprises:
前記複数のコア母材をVAD(Vapor-phase Axial Deposition)法、OVD(Outside Vapor Deposition)法、MCVD(Modified Chemical Vapor Deposition)法、またはプラズマCVD法によって形成する
請求項に記載のマルチコアファイバの製造方法。
The method for manufacturing a multi-core fiber according to claim 9 , wherein the plurality of core preforms are formed by a vapor-phase axial deposition (VAD) method, an outside vapor deposition (OVD) method, a modified chemical vapor deposition (MCVD) method, or a plasma CVD method.
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