JP7809580B2 - Multicore fiber and method of manufacturing the same - 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 manufacturing method thereof.
複数のコア部を有するマルチコアファイバにおけるコア部の配置としては、六方最密配置、円環配置、四角配置など、様々な配置が検討されている。マルチコアファイバを用いれば、コア部の空間密度が向上するというメリットがあるが、コア部同士の間隔を小さくし過ぎると、コア間クロストーク(コア間XT)が増大し、光伝送路として用いる場合に信号ペナルティーの発生原因となる。そこで、断面が円形状の空孔をコア部の間に配置してコア間クロストークを抑制する技術が開示されている(非特許文献1、2参照)。しかしながら、円形状の空孔を実現するためには、穿孔法やキャピラリースタック法など、複雑な作製方法を使用しなければならなかった。 Various core arrangements have been investigated for multicore fibers with multiple cores, including hexagonal close-packed arrangements, annular arrangements, and square arrangements. Using a multicore fiber has the advantage of improving the spatial density of the cores, but if the spacing between cores is made too small, inter-core crosstalk (inter-core XT) increases, causing signal penalties when used as an optical transmission line. Therefore, technology has been disclosed that suppresses inter-core crosstalk by placing air holes with circular cross sections between cores (see Non-Patent Documents 1 and 2). However, achieving circular air holes requires the use of complex fabrication methods such as drilling and capillary stacking.
一方、特許文献1では、マルチコアファイバのコア母材の作製する際に平面状の部位(平行部)を設けておき、クラッド母材の空孔に挿入することで、別途プロセスを設けることなくコア間に空隙を設ける方法が提案されている。しかしながら、この方法でも、コア母材を作製するときに平行部を作製する必要があり、かつ少なくともクラッド母材のコア母材を挿入する空孔は穿孔で準備しないといけないため、製法の複雑さには課題があった。 Meanwhile, Patent Document 1 proposes a method of providing gaps between cores without a separate process by providing a planar portion (parallel portion) when fabricating the core preform of a multicore fiber and inserting it into a hole in the cladding preform. However, even with this method, it is necessary to fabricate the parallel portion when fabricating the core preform, and at least the hole in the cladding preform into which the core preform is inserted must be prepared by drilling, posing an issue with the complexity of the manufacturing process.
上述したように、公知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構造の製造の容易さの点で改善の余地がある。 As mentioned above, known multicore fibers have room for improvement in terms of ease of manufacturing structures that suppress inter-core crosstalk.
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、製造が容易な構成でありかつコア間クロストークが抑制された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 light of the above, and its purpose is to provide a multicore fiber that is easy to manufacture and in which inter-core crosstalk is suppressed, and a method for manufacturing the same.
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、長手方向に垂直な断面において略四角形状に配置された複数のコア部と、前記コア部の最大屈折率よりも屈折率が低く、前記コア部の外周を取り囲むクラッド部と、を備え、前記クラッド部は、前記コア部のうち最隣接するコア部の間に、略十字形状または略ひし形状の第1空孔を有するマルチコアファイバである。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the objectives, one aspect of the present invention is a multi-core fiber comprising a plurality of core portions arranged in a substantially rectangular shape in a cross section perpendicular to the longitudinal direction, and a cladding portion that has a refractive index lower than the maximum refractive index of the core portions and surrounds the outer periphery of the core portions, the cladding portion having a substantially cross-shaped or diamond-shaped first hole between the most adjacent core portions.
前記クラッド部は、前記コア部のうち2番目に隣接するコア部の間に、周囲のガラスよりも屈折率が低い低屈折率領域を有するものでもよい。 The cladding portion may have a low refractive index region between the second-neighboring core portions, the refractive index of which is lower than that of the surrounding glass.
前記クラッド部は、前記コア部のうち2番目に隣接するコア部の間に、第2空孔を有するものでもよい。 The cladding portion may have a second air hole between the second-neighboring core portions.
前記コア部は、純石英ガラスからなる、または、ゲルマニウム、フッ素、塩素、カリウムおよびナトリウムのうち少なくとも一つを含む石英系ガラスからなるものでもよい。 The core may be made of pure silica glass or a silica-based glass containing at least one of germanium, fluorine, chlorine, potassium, and sodium.
前記クラッド部は、純石英ガラスからなる、または、フッ素および塩素のうち少なくとも一つを含む石英系ガラスからなるものでもよい。 The cladding portion may be made of pure silica glass or silica-based glass containing at least one of fluorine and chlorine.
前記コア部の数が5個以上であるものでもよい。 The number of core parts may be five or more.
前記コア部の数が13個以上であるものでもよい。 The number of core parts may be 13 or more.
本発明の一態様は、コア部と、前記コア部の最大屈折率よりも屈折率が低く、前記コア部の外周を取り囲むクラッド部と、を有し、長手方向に垂直な断面において略円形である第1ガラス体と、均一な石英系ガラスからなり、長手方向に垂直な断面において略円形である第2ガラス体と、を、交互に、かつ長手方向に垂直な断面において略四角形状に配置してガラス集合体を形成し、該ガラス集合体を含むマルチコアファイバ母材を形成する第1ステップと、前記マルチコアファイバ母材を加熱溶融し、マルチコアファイバを線引きする第2ステップと、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 a multicore fiber, comprising: a first step of forming a glass assembly and forming a multicore fiber preform including the glass assembly by alternately arranging a first glass body, which has a core portion and a cladding portion surrounding the outer periphery of the core portion and has a refractive index lower than the maximum refractive index of the core portion, and a second glass body, which is made of a homogeneous silica-based glass and has a substantially circular cross section perpendicular to the longitudinal direction, in a substantially rectangular shape in the cross section perpendicular to the longitudinal direction; and a second step of heating and melting the multicore fiber preform and drawing a multicore fiber.
前記第2ガラス体の屈折率が、前記第1ガラス体の前記クラッド部の屈折率よりも低いものでもよい。 The refractive index of the second glass body may be lower than the refractive index of the cladding portion of the first glass body.
前記第2ガラス体は空孔を有しているものでもよい。 The second glass body may have holes.
前記第1ステップにおいて、前記ガラス集合体に形成されている空隙にガラスチューブを挿入するものでもよい。 In the first step, a glass tube may be inserted into a gap formed in the glass assembly.
前記第1ステップにおいて、前記ガラス集合体を前記マルチコアファイバ母材とし、前記第2ステップにて線引きしたマルチコアファイバの外周を取り囲むように被覆層を形成する第3ステップを備えるものでもよい。 The first step may include a third step of using the glass aggregate as the multicore fiber preform and forming a coating layer around the outer periphery of the multicore fiber drawn in the second step.
前記第1ステップにおいて、前記ガラス集合体の外周を取り囲むようにガラス層を形成するものでもよい。 In the first step, a glass layer may be formed to surround the outer periphery of the glass assembly.
本発明によれは、製造が容易な構成でありかつコア間クロストークが抑制されたマルチコアファイバを実現できるという効果を奏する。 The present invention has the advantage of realizing a multi-core fiber that is easy to manufacture and has reduced inter-core crosstalk.
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、重複する説明を適宜省略する。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、国際通信連合(ITU)のITU-T G.650.1で定義するケーブルカットオフ波長(λcc)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。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments described below. Furthermore, in each drawing, identical or corresponding components are appropriately designated by the same reference numerals, and duplicate explanations will be omitted where appropriate. Furthermore, in this specification, cutoff wavelength or effective cutoff wavelength refers to the cable cutoff wavelength (λcc) defined in ITU-T G. 650.1 of the International Telecommunications Union (ITU). Furthermore, 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長手方向に垂直な面における模式的な断面図である。マルチコアファイバ10は、複数のコア部である13個のコア部11と、クラッド部12と、を備えている。
(Embodiment 1)
1 is a schematic cross-sectional view of a multi-core fiber in a plane perpendicular to the longitudinal direction of the multi-core fiber according to embodiment 1. The multi-core fiber 10 includes 13 core portions 11, which are a plurality of core portions, and a cladding portion 12.
コア部11は、長手方向に垂直な断面において略四角形状に配置されている。本実施形態では、コア部11は、一点鎖線で表される正方格子L1の格子点上に配置されている。コア部11のうち最隣接するコア部11の間の中心間距離(コアピッチとも呼ばれる)は、正方格子L1の格子定数と等しい。 The core portions 11 are arranged in a substantially rectangular shape in a cross section perpendicular to the longitudinal direction. In this embodiment, the core portions 11 are arranged on the lattice points of a square lattice L1, represented by a dashed-dotted line. The center-to-center distance (also called the core pitch) between the most adjacent core portions 11 is equal to the lattice constant of the square lattice L1.
クラッド部12は、コア部11の最大屈折率よりも屈折率が低く、コア部11の外周を取り囲む。 The cladding portion 12 has a refractive index lower than the maximum refractive index of the core portion 11 and surrounds the outer periphery of the core portion 11.
クラッド部12は、コア部11のうち最隣接するコア部11の間に、略十字形状または略ひし形状の第1空孔13を有する。たとえば、図1におけるコア部11のうち最隣接するコア部11aとコア部11bとの間には、第1空孔13aが設けられている。なお、コア部11cは、コア部11aに2番目に隣接するコア部である。このコア部11cのような、或るコア部に2番目に隣接するコア部は、以下、第2隣接するコア部と記載する場合がある。コア部11aとコア部11cとの中心間距離は、コア部11aとコア部11bとの中心間距離の√2倍である。 The cladding portion 12 has a first air hole 13, which is approximately cross-shaped or diamond-shaped, between the most adjacent core portions 11. For example, a first air hole 13a is provided between the most adjacent core portions 11a and 11b in FIG. 1. Core portion 11c is the core portion second most adjacent to core portion 11a. A core portion second most adjacent to a core portion, such as core portion 11c, may be referred to as the second adjacent core portion hereinafter. The center-to-center distance between core portion 11a and core portion 11c is √2 times the center-to-center distance between core portion 11a and core portion 11b.
コア部11およびクラッド部12の構成材料について例示する。コア部11およびクラッド部12の構成材料は、上述の屈折率の関係を満たせば特に限定されない。たとえば、コア部11は、純石英ガラスからなる、または、ゲルマニウム、フッ素、塩素、カリウムおよびナトリウムのうち少なくとも一つを含む石英系ガラスからなる。塩素は、マルチコアファイバ10の製造工程(脱水工程など)において含まれるドーパントであり、意図的に添加したものではない場合がある。ゲルマニウムは、石英系ガラスの屈折率を上昇させるドーパントである。カリウムおよびナトリウムは、石英系ガラスの屈折率を上昇させるドーパントである。フッ素は、石英系ガラスの屈折率を低下させるドーパントである。純石英ガラスとは、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。 Examples of materials for the core 11 and cladding 12 are given below. The materials for the core 11 and cladding 12 are not particularly limited as long as they satisfy the refractive index relationship described above. For example, the core 11 may be made of pure silica glass or silica-based glass containing at least one of germanium, fluorine, chlorine, potassium, and sodium. Chlorine is a dopant added during the manufacturing process of the multicore fiber 10 (such as the dehydration process) and may not be added intentionally. Germanium is a dopant that increases the refractive index of silica-based glass. Potassium and sodium are dopants that increase the refractive index of silica-based glass. Fluorine is a dopant that decreases the refractive index of silica-based glass. Pure silica glass is extremely high-purity silica glass with a refractive index of approximately 1.444 at a wavelength of 1550 nm.
また、たとえば、クラッド部12は、純石英ガラスからなる、または、フッ素および塩素のうち少なくとも一つを含む石英系ガラスからなる。 Also, for example, the cladding portion 12 is made of pure silica glass or silica-based glass containing at least one of fluorine and chlorine.
たとえば、コア部11がゲルマニウムを含む石英系ガラスからなり、クラッド部12が塩素以外のドーパントを含まない石英系ガラスからなるものでもよい。またたとえば、コア部11が純石英系ガラス、または、フッ素、塩素、カリウムおよびナトリウムのうち少なくとも一つを含む石英系ガラスからなり、クラッド部12が、フッ素を含む石英系ガラスからなるものでもよい。 For example, the core portion 11 may be made of silica-based glass containing germanium, and the cladding portion 12 may be made of silica-based glass containing no dopants other than chlorine. Alternatively, the core portion 11 may be made of pure silica-based glass or silica-based glass containing at least one of fluorine, chlorine, potassium, and sodium, and the cladding portion 12 may be made of silica-based glass containing fluorine.
以上のように構成されたマルチコアファイバ10では、最隣接するコア部11の間に第1空孔13が設けられているので、最隣接するコア部11の間のコア間クロストーク(隣接コア間クロストーク)が抑制される。たとえば、本発明者の鋭意検討によれば、マルチコアファイバ10では、コアピッチを35μm以下と非常に小さくした場合でも、1530nm以下のカットオフ波長と、長さ100kmで-20dB以下の隣接コア間クロストークとを実現することができる。 In the multicore fiber 10 configured as described above, the first air holes 13 are provided between the most adjacent core portions 11, thereby suppressing inter-core crosstalk (crosstalk between adjacent cores) between the most adjacent core portions 11. For example, according to the inventor's extensive research, the multicore fiber 10 can achieve a cutoff wavelength of 1530 nm or less and crosstalk between adjacent cores of -20 dB or less over a length of 100 km, even when the core pitch is made extremely small, at 35 μm or less.
また、マルチコアファイバ10では、第2隣接するコア部の間のコア間クロストークは、中心間距離が隣接コア間の中心間距離の√2倍に大きいことから、好適に抑制される。 Furthermore, in the multicore fiber 10, inter-core crosstalk between second adjacent core portions is effectively suppressed because the center-to-center distance is √2 times larger than the center-to-center distance between adjacent cores.
さらに、マルチコアファイバ10は、以下に示す製造方法によって容易に製造ができる。 Furthermore, the multi-core fiber 10 can be easily manufactured using the manufacturing method described below.
本例に係る製造方法は、第1ステップと第2ステップとを備える。第1ステップでは、第1ガラス体と第2ガラス体とを、交互に、かつ長手方向に垂直な断面において略四角形状に配置してガラス集合体を形成し、該ガラス集合体を含むマルチコアファイバ母材を形成する。第2ステップでは、前記マルチコアファイバ母材を加熱溶融し、マルチコアファイバを線引きする。 The manufacturing method according to this example comprises a first step and a second step. In the first step, first glass bodies and second glass bodies are alternately arranged in a substantially rectangular shape in a cross section perpendicular to the longitudinal direction to form a glass assembly, and a multicore fiber preform containing the glass assembly is formed. In the second step, the multicore fiber preform is heated and melted, and a multicore fiber is drawn.
第1ステップについて、図2~図5を参照して説明する。まず、図2に示すように、13個の第1ガラス体110と12個の第2ガラス体120とを、交互に、かつ長手方向に垂直な断面において略四角形状に配置してガラス集合体100を形成する。 The first step will be described with reference to Figures 2 to 5. First, as shown in Figure 2, 13 first glass bodies 110 and 12 second glass bodies 120 are arranged alternately in a generally rectangular shape in a cross section perpendicular to the longitudinal direction to form a glass assembly 100.
第1ガラス体110は、コア部111と、コア部111の最大屈折率よりも屈折率が低く、コア部111の外周を取り囲むクラッド部112と、を有し、長手方向に垂直な断面において略円形である。コア部111は、マルチコアファイバ10のコア部11となる部分であり、クラッド部112は、クラッド部12の一部となる部分である。第1ガラス体110は、たとえばVAD法(Vapor-phase Axial Deposition)によって作製できる。 The first glass body 110 has a core portion 111 and a cladding portion 112 that has a refractive index lower than the maximum refractive index of the core portion 111 and surrounds the outer periphery of the core portion 111, and is approximately circular in cross section perpendicular to the longitudinal direction. The core portion 111 is the portion that will become the core portion 11 of the multicore fiber 10, and the cladding portion 112 is the portion that will become part of the cladding portion 12. The first glass body 110 can be produced, for example, by the VAD method (Vapor-phase Axial Deposition).
第2ガラス体120は、均一な石英系ガラスからなり、長手方向に垂直な断面において略円形である。第2ガラス体120は、マルチコアファイバ10のクラッド部12の一部となる部分である。第2ガラス体120の構成材料は、第1ガラス体110のクラッド部112の構成材料と同じでもよい。 The second glass body 120 is made of a uniform silica-based glass and has a substantially circular cross section perpendicular to the longitudinal direction. The second glass body 120 is a portion that will become part of the cladding portion 12 of the multicore fiber 10. The constituent material of the second glass body 120 may be the same as the constituent material of the cladding portion 112 of the first glass body 110.
また、ガラス集合体100においては、2個の第1ガラス体110と2個の第2ガラス体120とで囲まれた略十字形状または略ひし形状の空隙Gが形成されるが、この空隙Gはマルチコアファイバ10の第1空孔13となる部分である。 In addition, in the glass assembly 100, a roughly cross-shaped or diamond-shaped gap G is formed surrounded by two first glass bodies 110 and two second glass bodies 120, and this gap G is the part that becomes the first hole 13 of the multi-core fiber 10.
つづいて、図3に示すように、ガラス集合体100を治具1で結束して第1ガラス体110と第2ガラス体120との位置関係を固定しながら、バーナ2にてガラス集合体100の外周を加熱溶融して第1ガラス体110と第2ガラス体120とを一体化する。 Next, as shown in Figure 3, the glass assembly 100 is bound with a jig 1 to fix the positional relationship between the first glass body 110 and the second glass body 120, while the outer periphery of the glass assembly 100 is heated and melted with a burner 2 to integrate the first glass body 110 and the second glass body 120.
つづいて、図4に示すように、ガラス集合体100を軸回りに回転させながら、火炎堆積法(たとえばOVD(Outside Vapor Deposition)法)を用いてガラス集合体100の外周を取り囲むガラススートを堆積し、その後ガラススートを焼結してガラス層130を形成する。このガラス層130はマルチコアファイバ10のクラッド部12の一部となる。なお、ガラス集合体100の長手方向に垂直な断面形状は略四角形状であるが、ガラス集合体100の回転速度の調整によって、ガラススートおよびガラス層130の断面形状を略円形状とすることができる。 Next, as shown in Figure 4, while the glass assembly 100 is rotated around its axis, glass soot is deposited around the outer periphery of the glass assembly 100 using a flame deposition method (e.g., OVD (Outside Vapor Deposition) method), and the glass soot is then sintered to form a glass layer 130. This glass layer 130 becomes part of the cladding portion 12 of the multicore fiber 10. Note that the cross-sectional shape of the glass assembly 100 perpendicular to the longitudinal direction is approximately rectangular, but by adjusting the rotation speed of the glass assembly 100, the cross-sectional shapes of the glass soot and glass layer 130 can be made approximately circular.
つづいて、図5に示すように、ガラス集合体100とガラス層130の一端に線引開始用のテーパ状のガラス部材140を熱融着し、マルチコアファイバ母材1000を作製する。なお、治具1はその後取り外してもよい。 Next, as shown in Figure 5, a tapered glass member 140 for starting drawing is heat-fused to one end of the glass assembly 100 and the glass layer 130 to produce a multi-core fiber preform 1000. The jig 1 may then be removed.
第2ステップについては、マルチコアファイバ母材1000を公知の線引き装置を用いて加熱溶融し、線引きを行う。これにより、マルチコアファイバ10を製造することができる。なお、線引きの際は、空隙Gが完全に潰れないように圧力を制御することによって、第1空孔13が形成されるようにする。また、第1ガラス体110と第2ガラス体120とが過剰に変形しないように加圧制御することが好ましい。 In the second step, the multicore fiber preform 1000 is heated and melted using a known drawing device, and then drawn. This allows the multicore fiber 10 to be manufactured. During drawing, the pressure is controlled so that the voids G are not completely crushed, thereby forming the first air holes 13. It is also preferable to control the pressure so that the first glass body 110 and the second glass body 120 are not excessively deformed.
なお、上記製造例では、火炎堆積法を用いてガラス集合体100の外周にガラス層130を形成したが、図6に示すように、ガラス集合体100を、長手方向に垂直な断面において外周が略円形状であり内側に略四角形状の孔を有するガラスチューブ150に挿入して、マルチコアファイバ10の製造用のマルチコアファイバ母材1000Aを形成してもよい。なお、ガラスチューブ150の内側の孔は、略四角形状であるが、ガラス集合体100の外周形状に沿った形状の凹凸を有するようにすれば、ガラス集合体100とガラスチューブ150との間の隙間が削減される。 In the above manufacturing example, the glass layer 130 was formed on the outer periphery of the glass assembly 100 using flame deposition. However, as shown in FIG. 6, the glass assembly 100 may be inserted into a glass tube 150 having an approximately circular outer periphery in a cross section perpendicular to the longitudinal direction and an approximately rectangular hole on the inside, thereby forming a multicore fiber preform 1000A for manufacturing the multicore fiber 10. Although the inner hole of the glass tube 150 is approximately rectangular, if it has an irregularity shaped to match the outer periphery of the glass assembly 100, the gap between the glass assembly 100 and the glass tube 150 can be reduced.
(実施形態2)
図7は、実施形態2に係るマルチコアファイバの長手方向に垂直な面における模式的な断面図である。マルチコアファイバ20は、複数のコア部である13個のコア部21と、クラッド部22と、を備えている。
(Embodiment 2)
7 is a schematic cross-sectional view of a multi-core fiber 20 in a plane perpendicular to the longitudinal direction of the multi-core fiber according to embodiment 2. The multi-core fiber 20 includes 13 core portions 21, which are a plurality of core portions, and a cladding portion 22.
コア部21は、長手方向に垂直な断面において略四角形状に配置されている。本実施形態では、コア部21は、一点鎖線で表される正方格子L2の格子点上に配置されている。コア部21のうち最隣接するコア部21の間の中心間距離は、正方格子L2の格子定数と等しい。 The core portions 21 are arranged in a substantially rectangular shape in a cross section perpendicular to the longitudinal direction. In this embodiment, the core portions 21 are arranged on the lattice points of a square lattice L2, represented by the dashed-dotted line. The center-to-center distance between the most adjacent core portions 21 is equal to the lattice constant of the square lattice L2.
クラッド部22は、コア部21の最大屈折率よりも屈折率が低く、コア部21の外周を取り囲む。 The cladding portion 22 has a refractive index lower than the maximum refractive index of the core portion 21 and surrounds the outer periphery of the core portion 21.
クラッド部22は、コア部21のうち最隣接するコア部21の間に、略十字形状または略ひし形状の第1空孔23を有する。たとえば、図7におけるコア部21のうち最隣接するコア部21aとコア部21bとの間には、第1空孔23aが設けられている。 The cladding portion 22 has a first air hole 23, which is generally cross-shaped or diamond-shaped, between the most adjacent core portions 21. For example, a first air hole 23a is provided between the most adjacent core portions 21a and 21b of the core portions 21 in Figure 7.
また、クラッド部22は、コア部21のうち第2隣接するコア部21の間に、周囲のガラスよりも屈折率が低い低屈折率領域24を有する。たとえば、図7におけるコア部21のうち第2隣接するコア部21aとコア部21cとの間には、低屈折率領域24aが設けられている。本実施形態では、低屈折率領域24は、長手方向に垂直な断面において略円形状である。 The cladding portion 22 also has a low-refractive index region 24, which has a lower refractive index than the surrounding glass, between the second adjacent core portions 21. For example, a low-refractive index region 24a is provided between the second adjacent core portions 21a and 21c of the core portions 21 in Figure 7. In this embodiment, the low-refractive index region 24 has a substantially circular shape in a cross section perpendicular to the longitudinal direction.
コア部21およびクラッド部22の構成材料については、上述の屈折率の関係を満たせば特に限定されないが、コア部11およびクラッド部12の構成材料と同じでもよい。また、低屈折率領域24は、たとえば、屈折率を低下させるドーパントであるフッ素を適量に含んだ石英系ガラスでもよい。 The constituent materials of the core region 21 and cladding region 22 are not particularly limited as long as they satisfy the above-mentioned refractive index relationship, but may be the same as the constituent materials of the core region 11 and cladding region 12. Furthermore, the low refractive index region 24 may be, for example, silica-based glass containing an appropriate amount of fluorine, a dopant that lowers the refractive index.
以上のように構成されたマルチコアファイバ20では、マルチコアファイバ10と同様に、最隣接するコア部21の間に第1空孔23が設けられているので、隣接コア間クロストークが抑制される。さらには、第2隣接するコア部21の間に低屈折率領域24が設けられているので、第2隣接コア間クロストークが抑制される。 In the multicore fiber 20 configured as described above, similar to the multicore fiber 10, a first air hole 23 is provided between the most adjacent core portions 21, thereby suppressing crosstalk between adjacent cores. Furthermore, a low refractive index region 24 is provided between the second adjacent core portions 21, thereby suppressing crosstalk between second adjacent cores.
たとえば、本発明者の鋭意検討によれば、マルチコアファイバ20では、コアピッチを30μm以下と非常に小さくした場合でも、低屈折率領域24の周囲に対する比屈折率差を-0.1%~-1%とすることで、長さ100kmで-20dB以下の第2隣接コア間クロストークを実現することができる。 For example, according to the inventors' intensive research, in the multicore fiber 20, even when the core pitch is made extremely small, at 30 μm or less, by setting the relative refractive index difference of the low refractive index region 24 with respect to the surrounding area to -0.1% to -1%, it is possible to achieve second-adjacent core crosstalk of -20 dB or less over a length of 100 km.
マルチコアファイバ20は、図2~図5を参照して例示したマルチコアファイバ10の製造方法と同様の製造方法、または図6を参照して例示した製造方法と同様の製造方法によって容易に製造ができる。マルチコアファイバ20を製造する場合には、ガラス集合体として、図8に示すようなガラス集合体200を使用する。ガラス集合体200は、13個の第1ガラス体210と12個の第2ガラス体220とを、交互に、かつ長手方向に垂直な断面において略四角形状に配置して形成したものである。 The multicore fiber 20 can be easily manufactured by a manufacturing method similar to the manufacturing method of the multicore fiber 10 illustrated with reference to Figures 2 to 5, or by a manufacturing method similar to the manufacturing method illustrated with reference to Figure 6. When manufacturing the multicore fiber 20, a glass assembly 200 such as that shown in Figure 8 is used as the glass assembly. The glass assembly 200 is formed by arranging 13 first glass bodies 210 and 12 second glass bodies 220 alternately in a substantially rectangular shape in a cross section perpendicular to the longitudinal direction.
第1ガラス体210は、コア部211と、コア部211の最大屈折率よりも屈折率が低く、コア部211の外周を取り囲むクラッド部212と、を有し、長手方向に垂直な断面において略円形である。コア部211は、マルチコアファイバ20のコア部21となる部分であり、クラッド部212は、クラッド部22の一部となる部分である。この第1ガラス体210は、図2に示す第1ガラス体110と同じものでもよい。 The first glass body 210 has a core portion 211 and a cladding portion 212 that has a refractive index lower than the maximum refractive index of the core portion 211 and surrounds the outer periphery of the core portion 211, and is approximately circular in cross section perpendicular to the longitudinal direction. The core portion 211 is the portion that will become the core portion 21 of the multicore fiber 20, and the cladding portion 212 is the portion that will become part of the cladding portion 22. This first glass body 210 may be the same as the first glass body 110 shown in Figure 2.
第2ガラス体220は、均一な石英系ガラスからなり、長手方向に垂直な断面において略円形である。第2ガラス体220は、マルチコアファイバ20の低屈折率領域24となる部分である。第2ガラス体220の構成材料は、第1ガラス体110のクラッド部112の構成材料よりも屈折率が低い、たとえば比屈折率差にして-0.1%~-1%程度だけ低い、構成材料としてもよい。 The second glass body 220 is made of a uniform silica-based glass and has a substantially circular shape in a cross section perpendicular to the longitudinal direction. The second glass body 220 is the portion that will become the low refractive index region 24 of the multicore fiber 20. The material that makes up the second glass body 220 may have a lower refractive index than the material that makes up the cladding portion 112 of the first glass body 110, for example, a relative refractive index difference that is lower by approximately -0.1% to -1%.
(実施形態3)
図9は、実施形態3に係るマルチコアファイバの長手方向に垂直な面における模式的な断面図である。マルチコアファイバ30は、複数のコア部である13個のコア部31と、クラッド部32と、を備えている。
(Embodiment 3)
9 is a schematic cross-sectional view in a plane perpendicular to the longitudinal direction of a multi-core fiber according to embodiment 3. The multi-core fiber 30 includes 13 core portions 31 as a plurality of core portions, and a cladding portion 32.
コア部31は、長手方向に垂直な断面において略四角形状に配置されている。本実施形態では、コア部31は、一点鎖線で表される正方格子L3の格子点上に配置されている。コア部31のうち最隣接するコア部21の間の中心間距離は、正方格子L3の格子定数と等しい。 The core portions 31 are arranged in a substantially rectangular shape in a cross section perpendicular to the longitudinal direction. In this embodiment, the core portions 31 are arranged on the lattice points of a square lattice L3 represented by a dashed line. The center-to-center distance between the most adjacent core portions 21 among the core portions 31 is equal to the lattice constant of the square lattice L3.
クラッド部32は、コア部31の最大屈折率よりも屈折率が低く、コア部31の外周を取り囲む。クラッド部32は、長手方向に垂直な断面において略四角形状を有する。 The cladding portion 32 has a refractive index lower than the maximum refractive index of the core portion 31 and surrounds the outer periphery of the core portion 31. The cladding portion 32 has a substantially rectangular shape in a cross section perpendicular to the longitudinal direction.
クラッド部32は、コア部31のうち最隣接するコア部31の間に、略十字形状または略ひし形状の第1空孔33を有する。たとえば、図9におけるコア部31のうち最隣接するコア部31aとコア部31bとの間には、第1空孔33aが設けられている。 The cladding portion 32 has a first air hole 33, which is generally cross-shaped or diamond-shaped, between the most adjacent core portions 31. For example, a first air hole 33a is provided between the most adjacent core portions 31a and 31b of the core portions 31 in Figure 9.
また、クラッド部32は、コア部31のうち第2隣接するコア部31の間に、第2空孔34を有する。たとえば、図9におけるコア部31のうち第2隣接するコア部31aとコア部31cとの間には、第2空孔34aが設けられている。本実施形態では、第2空孔34は、長手方向に垂直な断面において略円形状であるが、特に限定はされない。 The cladding portion 32 also has second air holes 34 between the second adjacent core portions 31. For example, a second air hole 34a is provided between the second adjacent core portions 31a and 31c of the core portions 31 in FIG. 9. In this embodiment, the second air holes 34 have a substantially circular shape in a cross section perpendicular to the longitudinal direction, but this is not particularly limited.
コア部31およびクラッド部32の構成材料については、上述の屈折率の関係を満たせば特に限定されないが、コア部11およびクラッド部12の構成材料と同じでもよい。 The constituent materials of the core portion 31 and the cladding portion 32 are not particularly limited as long as they satisfy the refractive index relationship described above, but may be the same as the constituent materials of the core portion 11 and the cladding portion 12.
以上のように構成されたマルチコアファイバ30では、マルチコアファイバ10と同様に、最隣接するコア部31の間に第1空孔33が設けられているので、隣接コア間クロストークが抑制される。さらには、第2隣接するコア部31の間に第2空孔34が設けられているので、第2隣接コア間クロストークが抑制される。 In the multicore fiber 30 configured as described above, similar to the multicore fiber 10, a first air hole 33 is provided between the most adjacent core portions 31, thereby suppressing crosstalk between adjacent cores. Furthermore, a second air hole 34 is provided between the second adjacent core portions 31, thereby suppressing crosstalk between second adjacent cores.
たとえば、本発明者の鋭意検討によれば、マルチコアファイバ30では、コアピッチを25μm以下と非常に小さくした場合でも、第2空孔34の直径を、コア部31のコア径の1.0倍~1.5倍とすることで、長さ100kmで-20dB以下の第2隣接コア間クロストークを実現することができる。 For example, according to the inventors' intensive research, in the multicore fiber 30, even when the core pitch is made extremely small, at 25 μm or less, by making the diameter of the second air holes 34 1.0 to 1.5 times the core diameter of the core portion 31, it is possible to achieve second adjacent core crosstalk of -20 dB or less over a length of 100 km.
また、マルチコアファイバ30はクラッド部の外周が略多角形であるマルチコアファイバの一例である。このように略多角形にすることで、たとえば、マルチコアファイバ30を機器などのフラットな面に配設した場合に、そのフラットな面とコア部11とが略平行または直交するように自動的に並ぶ。これにより、マルチコアファイバ30と、他の同種のマルチコアファイバや光導波路アレイや光ファイバリボンなどとを接続する場合に、煩雑な角度調整が不要になるまたは軽減される場合がある。 The multicore fiber 30 is also an example of a multicore fiber in which the outer periphery of the cladding is approximately polygonal. By making it approximately polygonal in this way, for example, when the multicore fiber 30 is arranged on a flat surface of a device or the like, the flat surface and the core 11 are automatically aligned approximately parallel or perpendicular to each other. This may eliminate or reduce the need for complicated angle adjustments when connecting the multicore fiber 30 to other multicore fibers of the same type, optical waveguide arrays, optical fiber ribbons, etc.
マルチコアファイバ30は、図2~図5を参照して例示したマルチコアファイバ10の製造方法と同様の製造方法、または図6を参照して例示した製造方法と同様の製造方法によって容易に製造ができる。マルチコアファイバ30を製造する場合には、ガラス集合体として、図10に示すようなガラス集合体300を使用する。ガラス集合体300は、13個の第1ガラス体310と12個の第2ガラス体320とを、交互に、かつ長手方向に垂直な断面において略四角形状に配置して形成したものである。 The multicore fiber 30 can be easily manufactured by a manufacturing method similar to the manufacturing method of the multicore fiber 10 illustrated with reference to Figures 2 to 5, or by a manufacturing method similar to the manufacturing method illustrated with reference to Figure 6. When manufacturing the multicore fiber 30, a glass assembly 300 such as that shown in Figure 10 is used as the glass assembly. The glass assembly 300 is formed by arranging 13 first glass bodies 310 and 12 second glass bodies 320 alternately in a substantially rectangular shape in a cross section perpendicular to the longitudinal direction.
第1ガラス体310は、コア部311と、コア部311の最大屈折率よりも屈折率が低く、コア部311の外周を取り囲むクラッド部312と、を有し、長手方向に垂直な断面において略円形である。コア部311は、マルチコアファイバ30のコア部31となる部分であり、クラッド部312は、クラッド部32の一部となる部分である。この第1ガラス体310は、図2に示す第1ガラス体110と同じものでもよい。 The first glass body 310 has a core portion 311 and a cladding portion 312 that has a refractive index lower than the maximum refractive index of the core portion 311 and surrounds the outer periphery of the core portion 311, and is approximately circular in cross section perpendicular to the longitudinal direction. The core portion 311 is the portion that will become the core portion 31 of the multicore fiber 30, and the cladding portion 312 is the portion that will become part of the cladding portion 32. This first glass body 310 may be the same as the first glass body 110 shown in Figure 2.
第2ガラス体320は、均一な石英系ガラスからなり、長手方向に垂直な断面において略円形であり、中心に空孔321が形成されている。第2ガラス体320は、マルチコアファイバ30のクラッド部32の一部となる部分であり、空孔321はマルチコアファイバ30の第2空孔34となる。空孔321の直径は、たとえばコア部311のコア径の1.0倍~1.5倍である。 The second glass body 320 is made of uniform silica-based glass, has a substantially circular shape in a cross section perpendicular to the longitudinal direction, and has a hole 321 formed in its center. The second glass body 320 becomes part of the cladding portion 32 of the multicore fiber 30, and the hole 321 becomes the second hole 34 of the multicore fiber 30. The diameter of the hole 321 is, for example, 1.0 to 1.5 times the core diameter of the core portion 311.
マルチコアファイバ30を、図6を参照して例示した製造方法と同様の製造方法で製造する場合は、図11に示すように、ガラス集合体300を、長手方向に垂直な断面において外周が略四角形状であり内側に略四角形状の孔を有するガラスチューブ350に挿入して、マルチコアファイバ30の製造用のマルチコアファイバ母材3000を形成してもよい。 When the multicore fiber 30 is manufactured using a manufacturing method similar to the manufacturing method exemplified with reference to Figure 6, as shown in Figure 11, the glass aggregate 300 may be inserted into a glass tube 350 having a substantially rectangular outer periphery in a cross section perpendicular to the longitudinal direction and a substantially rectangular hole on the inside, thereby forming a multicore fiber preform 3000 for manufacturing the multicore fiber 30.
(実施形態4)
図12は、実施形態4に係るマルチコアファイバの長手方向に垂直な面における模式的な断面図である。マルチコアファイバ40は、複数のコア部である13個のコア部41と、クラッド部42と、クラッド部42の外周を取り囲む被覆層45を備えている。
(Embodiment 4)
12 is a schematic cross-sectional view of a multi-core fiber in a plane perpendicular to the longitudinal direction of the multi-core fiber according to embodiment 4. The multi-core fiber 40 includes 13 core portions 41, which are a plurality of core portions, a cladding portion 42, and a coating layer 45 surrounding the outer periphery of the cladding portion 42.
コア部41は、図1のマルチコアファイバ10のコア部11と同様に、長手方向に垂直な断面において略四角形状に配置されている。 The cores 41 are arranged in a substantially rectangular shape in a cross section perpendicular to the longitudinal direction, similar to the cores 11 of the multicore fiber 10 in Figure 1.
クラッド部42は、コア部31の最大屈折率よりも屈折率が低く、コア部41の外周を取り囲む。クラッド部42は、長手方向に垂直な断面において略四角形状を有する。また、クラッド部42は、コア部41のうち最隣接するコア部41の間に、略十字形状または略ひし形状の第1空孔43を有する。 The cladding portion 42 has a refractive index lower than the maximum refractive index of the core portion 31 and surrounds the outer periphery of the core portion 41. The cladding portion 42 has a substantially rectangular shape in a cross section perpendicular to the longitudinal direction. The cladding portion 42 also has a substantially cross-shaped or diamond-shaped first air hole 43 between the most adjacent core portions 41.
被覆層45は、クラッド部42の外周を取り囲み、長手方向に垂直な断面において略円形状を有する。 The coating layer 45 surrounds the outer periphery of the cladding portion 42 and has a substantially circular shape in a cross section perpendicular to the longitudinal direction.
コア部41およびクラッド部42の構成材料については、上述の屈折率の関係を満たせば特に限定されないが、コア部11およびクラッド部12の構成材料と同じでもよい。被覆層45は、樹脂からなる。この樹脂は、たとえば、紫外線硬化樹脂であるが、光ファイバの被覆として使用される樹脂であれは特に限定されない。 The constituent materials of the core 41 and cladding 42 are not particularly limited as long as they satisfy the refractive index relationship described above, but may be the same as the constituent materials of the core 11 and cladding 12. The coating layer 45 is made of resin. This resin is, for example, an ultraviolet-curing resin, but is not particularly limited as long as it is a resin used as a coating for optical fiber.
マルチコアファイバ40は、たとえば、図2に示すガラス集合体100を結束または一体化してマルチコアファイバ母材として加熱溶融して線引きし、線引きしたマルチコアファイバの外周を取り囲むように被覆層45を形成することによって製造することができる。被覆層45を形成するステップは、第3ステップの一例である。 The multicore fiber 40 can be manufactured, for example, by bundling or integrating the glass aggregate 100 shown in FIG. 2 into a multicore fiber preform, heating and melting it, and drawing it, and then forming a coating layer 45 to surround the outer periphery of the drawn multicore fiber. The step of forming the coating layer 45 is an example of the third step.
以上のように構成されたマルチコアファイバ40では、マルチコアファイバ10と同様に、最隣接するコア部41の間に第1空孔43が設けられているので、隣接コア間クロストークが抑制される。 In the multicore fiber 40 configured as described above, similar to the multicore fiber 10, a first air hole 43 is provided between the most adjacent core portions 41, thereby suppressing crosstalk between adjacent cores.
(ガラス集合体の別の一例)
図13は、ガラス集合体の別の一例を示す図である。図13に示すガラス集合体100Aは、図2に示すガラス集合体100の第1ガラス体110と第2ガラス体120との間に形成されている空隙に、ガラスチューブ160を挿入した構成を有する。
(Another example of glass assembly)
Fig. 13 is a diagram showing another example of a glass assembly. The glass assembly 100A shown in Fig. 13 has a configuration in which a glass tube 160 is inserted into a gap formed between the first glass body 110 and the second glass body 120 of the glass assembly 100 shown in Fig. 2.
このようにガラスチューブ160を挿入したガラス集合体100Aであれば、線引きなどの加熱する工程において、ガラスチューブ160が変形しないように工程を最適化することによって第1ガラス体110や第2ガラス体120の変形を抑制することができる。または、ガラスチューブ160を変形しやすい材質で構成して、第1ガラス体110や第2ガラス体120が変形する代わりにガラスチューブ160を変形させることで、結果として第1ガラス体110や第2ガラス体120の変形を抑制することができる。 In this way, with a glass assembly 100A having a glass tube 160 inserted, deformation of the first glass body 110 and the second glass body 120 can be suppressed by optimizing the process so that the glass tube 160 does not deform during a heating process such as drawing. Alternatively, by constructing the glass tube 160 from a material that is easily deformed and causing the glass tube 160 to deform instead of the first glass body 110 or the second glass body 120, deformation of the first glass body 110 or the second glass body 120 can be suppressed.
(比較例、実施例1~3)
比較例として、VAD法と穿孔法とを用いて、図14に示す構造のマルチコアファイバを製造した。このマルチコアファイバ50は、4つのコア部51と、4つのコア部51を取り囲むクラッド部52とを備える。具体的には、コア部51とクラッド部52の一部との母材となるコアロッドをVAD法によって作製した。そして、クラッド部52の残部の母材となるガラスロッドを準備し、これに4本の孔を穿設してそれぞれにコアロッドを挿入し、マルチコアファイバ母材を作製した。そして、このマルチコアファイバ母材を線引き装置を用いて加熱溶融し、線引きを行うことで、比較例のマルチコアファイバを製造した。
(Comparative Example, Examples 1 to 3)
As a comparative example, a multi-core fiber having the structure shown in Fig. 14 was manufactured using the VAD method and the hole-punching method. This multi-core fiber 50 includes four core portions 51 and a cladding portion 52 surrounding the four core portions 51. Specifically, a core rod serving as a preform for the core portions 51 and a portion of the cladding portion 52 was manufactured by the VAD method. Then, a glass rod serving as a preform for the remaining portion of the cladding portion 52 was prepared, and four holes were drilled in it, and a core rod was inserted into each hole, thereby manufacturing a multi-core fiber preform. Then, this multi-core fiber preform was heated and melted using a drawing device, and drawn, thereby manufacturing the multi-core fiber of the comparative example.
隣接するコア部51の中心同士の距離であるコアピッチP1は40μmとした、また、各コア部51の中心からクラッド部52の外縁までの最短距離である最小クラッド厚T1は34μmとし、クラッド部52のクラッド径は125μmとした。 The core pitch P1, which is the distance between the centers of adjacent core portions 51, was set to 40 μm. The minimum cladding thickness T1, which is the shortest distance from the center of each core portion 51 to the outer edge of the cladding portion 52, was set to 34 μm, and the cladding diameter of the cladding portion 52 was set to 125 μm.
また、クラッド部52の屈折率に対するコア部51の比屈折率差Δ1を0.37%とし、コア径を9μmとした。これにより、比較例のマルチコアファイバを、ゼロ分散波長λ0が1305nm、λ0での分散Slopeが0.0900ps/nm2/km、波長1310nmにおけるモードフィールド径(MFD)が9.16μm、カットオフ波長(λcc)が1223nm、波長1550nmにおける伝送損失が0.187dB/kmになるように設計した。 The relative refractive index difference Δ1 of the core portion 51 with respect to the refractive index of the cladding portion 52 was set to 0.37%, and the core diameter was set to 9 μm. As a result, the multicore fiber of the comparative example was designed to have a zero-dispersion wavelength λ0 of 1305 nm, a dispersion slope at λ0 of 0.0900 ps/nm 2 /km, a mode field diameter (MFD) at a wavelength of 1310 nm of 9.16 μm, a cutoff wavelength (λcc) of 1223 nm, and a transmission loss at a wavelength of 1550 nm of 0.187 dB/km.
一方、実施例1として、図1に示す構造のマルチコアファイバを作製した。また、実施例2として、図7に示す構造のマルチコアファイバを作製した。また、実施例3として、図9に示す構造のマルチコアファイバを作製した。 As Example 1, a multicore fiber with the structure shown in Figure 1 was fabricated. As Example 2, a multicore fiber with the structure shown in Figure 7 was fabricated. As Example 3, a multicore fiber with the structure shown in Figure 9 was fabricated.
実施例1においては、コア部は、塩素とカリウムとが添加された石英ガラスで構成し、純石英ガラスに対する比屈折率を0.1%とした。また、クラッド部は、フッ素が添加された石英ガラスで構成し、純石英ガラスに対する比屈折率差を-0.27%とした。したがって、クラッド部の屈折率に対するコア部の比屈折率差Δ1は比較例と同じ0.37%である。また、コア径は比較例と同じ9μmとした。 In Example 1, the core was made of silica glass doped with chlorine and potassium, with a relative refractive index of 0.1% compared to pure silica glass. The cladding was made of silica glass doped with fluorine, with a relative refractive index difference of -0.27% compared to pure silica glass. Therefore, the relative refractive index difference Δ1 of the core with respect to the refractive index of the cladding was 0.37%, the same as in the comparative example. The core diameter was 9 μm, the same as in the comparative example.
実施例2においては、コア部は、ゲルマニウムが添加された石英ガラスで構成し、純石英ガラスに対する比屈折率を0.39%とした。また、低屈折率領域以外のクラッド部は、塩素以外のドーパントを含んでいない石英ガラスで構成し、純石英ガラスに対する比屈折率差を0.02%とした。したがって、クラッド部の屈折率に対するコア部の比屈折率差Δ1は比較例と同じ0.37%である。また、低屈折率領域は、フッ素が添加された石英ガラスで構成し、純石英ガラスに対する比屈折率差を-0.5%とした。また、コア径は比較例と同じ9μmとした。 In Example 2, the core portion was made of germanium-doped silica glass, with a relative refractive index of 0.39% compared to pure silica glass. The cladding portion other than the low refractive index region was made of silica glass containing no dopants other than chlorine, with a relative refractive index difference of 0.02% compared to pure silica glass. Therefore, the relative refractive index difference Δ1 of the core portion relative to the refractive index of the cladding portion was 0.37%, the same as in the comparative example. The low refractive index region was made of fluorine-doped silica glass, with a relative refractive index difference of -0.5% compared to pure silica glass. The core diameter was 9 μm, the same as in the comparative example.
実施例3においては、コア部は、ゲルマニウムが添加された石英ガラスで構成し、純石英ガラスに対する比屈折率を0.39%とした。また、クラッド部は、塩素以外のドーパントを含んでいない石英ガラスで構成し、純石英ガラスに対する比屈折率差を0.02%とした。したがって、クラッド部の屈折率に対するコア部の比屈折率差Δ1は比較例と同じ0.37%である。また、コア径は比較例と同じ9μmとした。また、第2空孔の直径は、コア径の1.1倍とした。 In Example 3, the core was made of germanium-doped silica glass, with a relative refractive index of 0.39% compared to pure silica glass. The cladding was made of silica glass containing no dopants other than chlorine, with a relative refractive index difference of 0.02% compared to pure silica glass. Therefore, the relative refractive index difference Δ1 of the core with respect to the refractive index of the cladding was 0.37%, the same as in the comparative example. The core diameter was 9 μm, the same as in the comparative example. The diameter of the second air hole was 1.1 times the core diameter.
表1に、比較例および実施例1~3のマルチコアファイバのコアピッチとクラッド径と光学特性とを示す。表1において、「隣接コア間XT」とは、最隣接する2つのコア部の間のコア間クロストークを意味し、「第2隣接コア間XT」とは、第2隣接するコア部の間のコア間クロストークの合計を意味する。 Table 1 shows the core pitch, cladding diameter, and optical characteristics of the multicore fibers of the comparative example and examples 1 to 3. In Table 1, "adjacent core XT" refers to the inter-core crosstalk between the two most adjacent core portions, and "second adjacent core XT" refers to the total inter-core crosstalk between the second adjacent core portions.
表1に示されるように、実施例1~3のマルチコアファイバは、コアピッチが比較例のマルチコアファイバよりもさらに小さいにも関わらず、λ0、分散Slope、MFD、λcc、伝送損失などの光学特性が比較例のマルチコアファイバと殆ど変わらず、かつ隣接コア間XTが長さ-20dB以下であった。また、実施例2では、コアピッチが25.0μmと小さいにも関わらず、低屈折率領域の効果によって、第2隣接コア間XTが-27.9dBと非常に小さかった。さらに、実施例3では、コアピッチが21.0μmとさらに小さいにも関わらず、低屈折率領域の効果によって、第2隣接コア間XTが-27.5dBと非常に小さかった。
以上の結果から、実施例1~3のマルチコアファイバは、伝送距離の長距離化やコア部の高密度化の観点から好適である。 From the above results, the multicore fibers of Examples 1 to 3 are suitable from the perspective of increasing transmission distances and increasing core density.
なお、上記実施形態または実施例では、マルチコアファイバはコア部を13個有するが、コア部の数は特に限定されない。たとえは、マルチコアファイバはコア部を5個以上、または13個以上の任意の数だけ有していてもよい。 In the above embodiments and examples, the multicore fiber has 13 cores, but the number of cores is not particularly limited. For example, the multicore fiber may have any number of cores, such as 5 or more, or 13 or more.
たとえば、マルチコアファイバがコア部を5個有する場合は、たとえば5個の第1ガラス体と4個の第2ガラス体とでガラス集合体を構成し、マルチコアを製造することができる。 For example, if a multi-core fiber has five cores, the multi-core can be manufactured by forming a glass assembly using, for example, five first glass bodies and four second glass bodies.
また、実施形態1~3に係るマルチコアファイバのクラッド部の外周に被覆部を設けてもよい。 In addition, a coating portion may be provided on the outer periphery of the cladding portion of the multi-core fiber according to embodiments 1 to 3.
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。たとえば、実施形態1のマルチコアファイバ10に第2空孔を設けてもよいし、実施形態3のマルチコアファイバ30に第2空孔34の代わりに低屈折率領域を設けてもよい。 Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiments. Configurations in which the above-described components are appropriately combined are also included in the present invention. For example, second air holes may be provided in the multicore fiber 10 of embodiment 1, or low refractive index regions may be provided in place of the second air holes 34 in the multicore fiber 30 of embodiment 3.
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。 Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Therefore, the broader aspects of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible.
1 :治具
2 :バーナ
10、20、30、40:マルチコアファイバ
11、11a、11b、11c、21、21a、21b、21c、31a、31b、31c、41、111、211、311:コア部
12、22、32、42、112、212、312:クラッド部
13、13a、23、23a、33、33a、43:第1空孔
24、24a:低屈折率領域
34、34a:第2空孔
45 :被覆層
100、100A、200、300:ガラス集合体
110、210、310:第1ガラス体
120、220、320:第2ガラス体
130 :ガラス層
140 :ガラス部材
150、160、350:ガラスチューブ
321 :空孔
1000、1000A、3000:マルチコアファイバ母材
G :空隙
L1、L2、L3:正方格子
P1 :コアピッチ
T1 :最小クラッド厚
1: Jig 2: Burner 10, 20, 30, 40: Multicore fiber 11, 11a, 11b, 11c, 21, 21a, 21b, 21c, 31a, 31b, 31c, 41, 111, 211, 311: Core portion 12, 22, 32, 42, 112, 212, 312: Cladding portion 13, 13a, 23, 23a, 33, 33a, 43: First hole 24, 24a: Low refractive index region 34, 34a: Second hole 45: Coating layer 100, 100A, 200, 300: Glass assembly 110, 210, 310: First glass body 120, 220, 320: Second glass body 130: Glass layer 140 : Glass members 150, 160, 350: Glass tube 321: Holes 1000, 1000A, 3000: Multicore fiber preform G: Air gaps L1, L2, L3: Square lattice P1: Core pitch T1: Minimum cladding thickness
Claims (12)
前記コア部の最大屈折率よりも屈折率が低く、前記コア部の外周を取り囲むクラッド部と、
を備え、
前記クラッド部は、前記コア部のうち最隣接するコア部の間に、略十字形状または略ひし形状の第1空孔を有する
マルチコアファイバ。 a plurality of core portions arranged in a substantially rectangular shape in a cross section perpendicular to the longitudinal direction;
a clad portion having a refractive index lower than the maximum refractive index of the core portion and surrounding the outer periphery of the core portion;
Equipped with
a first hole having a substantially cross shape or a substantially diamond shape between the core portions that are closest to each other among the core portions;
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 cladding portion has a low refractive index region between the core portions that are second to each other among the core portions, the low refractive index region having a refractive index lower than that of the surrounding glass.
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 cladding portion has a second hole between the core portions that are second adjacent to each other among the core portions.
請求項1に記載のマルチコアファイバ。 The multi-core fiber according to claim 1 , wherein the core portion is made of pure silica glass or silica-based glass containing at least one of germanium, fluorine, chlorine, potassium, and sodium.
請求項1に記載のマルチコアファイバ。 The multi-core fiber according to claim 1 , wherein the cladding portion is made of pure silica glass or silica-based glass containing at least one of fluorine and chlorine.
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 number of the core portions is five or more.
請求項6に記載のマルチコアファイバ。 The multicore fiber according to claim 6 , wherein the number of the core portions is 13 or more.
前記マルチコアファイバ母材を加熱溶融し、マルチコアファイバを線引きする第2ステップと、
を備え、
前記第2ステップにおいて、前記マルチコアファイバ母材に加える圧力を制御して、2つの前記第1ガラス体と2つの前記第2ガラス体とで囲まれた空隙を潰れないように維持する
マルチコアファイバの製造方法。 a first step of forming a glass assembly by arranging a first glass body, which has a core portion and a cladding portion whose refractive index is lower than the maximum refractive index of the core portion and which surrounds the outer periphery of the core portion, and which is substantially circular in a cross section perpendicular to the longitudinal direction, and a second glass body, which is made of a uniform silica-based glass, which is substantially circular in a cross section perpendicular to the longitudinal direction, and which has substantially the same outer diameter as the first glass body, alternately and in a square lattice pattern in the cross section perpendicular to the longitudinal direction to form a glass assembly, and forming a multicore fiber preform including the glass assembly;
a second step of heating and melting the multi-core fiber preform and drawing a multi-core fiber;
Equipped with
In the second step, the pressure applied to the multi-core fiber preform is controlled to maintain the gap surrounded by the two first glass bodies and the two second glass bodies so as not to collapse.
Method for manufacturing multicore fiber.
請求項8に記載のマルチコアファイバの製造方法。 The method for manufacturing a multicore fiber according to claim 8 , wherein the refractive index of the second glass body is lower than the refractive index of the cladding portion of the first glass body.
請求項8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 8 , wherein the second glass body has holes.
前記第2ステップにて線引きしたマルチコアファイバの外周を取り囲むように被覆層を形成する第3ステップを備える
請求項8に記載のマルチコアファイバの製造方法。 In the first step, the glass aggregate is used as the multi-core fiber preform;
The method for manufacturing a multi-core fiber according to claim 8 , further comprising a third step of forming a coating layer so as to surround an outer periphery of the multi-core fiber drawn in the second step.
請求項8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 8 , wherein in the first step, a glass layer is formed so as to surround an outer periphery of the glass aggregate.
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