(57)【要約】  接続が容易で、かつ、細径化する場合においてもクロストークを抑制することができるマルチコアファイバ、及び、それを用いたマルチコアファイバの接続方法を提供することを目的とする。  マルチコアファイバ１は、複数のコア１１と、コア１１と平行に設けられるマーカー２５と、それぞれのコア１１及びマーカー２５の外周面を囲むクラッド２０と、を備え、マーカー２５は、コア１１を伝播する光の波長と同じ波長の光をシングルモードの光として伝播することを特徴とする。
2012121027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコアと、
前記コアと平行に設けられるマーカーと、
それぞれの前記コア及び前記マーカーの外周面を囲むクラッドと、
を備え、
前記マーカーは、前記コアを伝播する光の波長と同じ波長の光をシングルモードの光として伝播する
ことを特徴とするマルチコアファイバ。
【請求項２】
それぞれの前記コアの外周面を囲む複数の第１クラッドと、
それぞれの前記第１クラッドの外周面を囲む複数の第２クラッドと、
を更に備え、
前記クラッドは、前記第１クラッドと前記第２クラッドとを介して、前記コアの外周面を囲み、
前記コアの屈折率をｎ１とし、前記第１クラッドの屈折率をｎ２とし、前記第２クラッドの屈折率をｎ３とし、前記クラッドの屈折率をｎ４とする場合、
ｎ１＞ｎ２＞ｎ３
ｎ１＞ｎ４
ｎ３＜ｎ４
の全てを満たす
ことを特徴とする請求項１に記載のマルチコアファイバ。
【請求項３】
前記複数のコアは、前記クラッドの中心軸に対して、対称となる位置に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のマルチコアファイバ。
【請求項４】
前記マーカーと隣り合う少なくとも２つのコアと前記マーカーとのそれぞれの距離が、互いに異なることを特徴とする請求項３に記載のマルチコアファイバ。
【請求項５】
ファイバの断面において、前記マーカーの形状は、前記クラッドの中心を通る線に対して非対称であることを特徴とする請求項３または４に記載のマルチコアファイバ。
【請求項６】
前記マーカーの屈折率は、前記コアの屈折率よりも高いことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のマルチコアファイバ。
【請求項７】
前記マーカーが複数設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のマルチコアファイバ。
【請求項８】
前記クラッドの中心及び複数の前記マーカーが、ファイバの断面において直線上に並ばないように、複数の前記マーカーは、配置されることを特徴とする請求項７に記載のマルチコアファイバ。
【請求項９】
互いに同じ位置に形成された前記マーカーを有する請求項１〜８のいずれか１項に記載のマルチコアファイバを２本準備する準備ステップと、
それぞれのマルチコアファイバにおける接続されるべき端面同士を、それぞれのマルチコアファイバの中心軸が一致するように対向させる対向ステップと、
一方の前記マルチコアファイバの前記マーカーに光を入力する入力ステップと、
他方の前記マルチコアファイバの前記マーカーから出力する光の強度を観察しながら、前記マルチコアファイバの少なくとも一方を軸中心に回転させて、調芯を行う調芯ステップと、
を備える
ことを特徴とするマルチコアファイバの接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチコアファイバに関し、特に、接続が容易で、かつ、細径化する場合においてもクロストークを抑制することができるマルチコアファイバに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、一般に普及している光ファイバ通信システムに用いられる光ファイバは、１本のコアの外周がクラッドにより囲まれた構造をしており、このコア内を光信号が伝播することで情報が伝送される。そして、近年光ファイバ通信システムの普及に伴い、伝送される情報量が飛躍的に増大している。このような伝送される情報量の増大に伴い、光ファイバ通信システムにおいては、数十本から数百本といった多数の光ファイバが用いられることで、大容量の長距離光通信が行われている。【０００３】
こうした光ファイバ通信システムにおける光ファイバの数を低減させるため、複数のコアの外周が１つのクラッドにより囲まれたマルチコアファイバを用いて、それぞれのコアを伝播する光により、複数の信号を伝送させることが知られている。【０００４】
光ファイバ通信システムにおいては、長距離の光通信を行う場合に、複数の光ファイバを接続して用いる場合があり、マルチコアファイバを用いる場合においても、複数のマルチコアファイバを接続して用いる場合がある。このように複数のマルチコアファイバを接続する場合においては、互いに接続されるそれぞれのマルチコアファイバの特定のコア同士が接続されることが好ましい。【０００５】
ところで、マルチコアファイバでは、各コア同士における光学特性の均質性の要求等から、それぞれのコアがファイバの中心軸に対して対称に配置される場合がある。しかし、このようにそれぞれのコアがファイバの中心軸に対して対称に配置されると、マルチコアファイバ同士を接続する際に、特定のコアの識別が困難となり、特定のコア同士を接続することが困難という問題がある。【０００６】
下記特許文献１には、このような接続を容易にするために、クラッドに屈折率の高い石英ガラスや、屈折率の低い石英ガラスから成るマーカーがコアと平行に設けられたマルチコアファイバが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第ＷＯ２０１０／０７３８２１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１に記載のマルチコアファイバ同士を接続する場合、マーカーの位置を把握し易くするために、マルチコアファイバの接続端面において、マーカーが光ることが好ましい。そのためには、マーカーの屈折率がクラッドの屈折率よりも高く設定され、接続される側の端部と反対側の端部からマーカーに光を入力すれば良い。このようにして、入力した光がマーカーを伝播して、接続される側の端面において、マーカーを光らすことができる。【０００９】
しかし、光がコアを伝播する場合、コアとマーカーとの距離が小さいと、コアとマーカーとのクロストークが生じ易くなる。一方、マルチコアファイバにおいても、細径化の要請があり、コアとマーカーとの距離を大きくすると、この細径化の要請に逆行することになる。【００１０】
そこで、本発明は、接続が容易で、かつ、細径化する場合においてもクロストークを抑制することができるマルチコアファイバ、及び、それを用いたマルチコアファイバの接続方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のマルチコアファイバは、複数のコアと、前記コアと平行に設けられるマーカーと、それぞれの前記コア及び前記マーカーの外周面を囲むクラッドと、を備え、前記マーカーは、前記コアを伝播する光の波長と同じ波長の光をシングルモードの光として伝播することを特徴とするものである。【００１２】
このようなマルチコアファイバによれば、一方の端部からマーカーに光を入力することにより、他方の端部を光らすことができるので、マーカーの位置認識が容易である。従って、複数のマルチコアファイバ同士を接続する場合に、マーカー同士を容易に合わせることができるので、それぞれのコア同士の位置を合わせて、容易にマルチコアファイバ同士を接続することができる。また、マーカーはコアを伝播する光の波長と同じ波長の光をシングルモード光として伝播する。つまり、マーカーは、マルチコアファイバの使用波長に対してシングルモードのコアと見做すことができる。このシングルモードのコアと見做されたマーカーは、伝播する光のモードフィールド径（ＭＦＤ）が小さいため、クロストークが小さい。従って、このようなマーカーとコアとを近づけても、コアとマーカーとのクロストークを抑制することができる。このため、本発明のマルチコアファイバによれば、細径化する場合においてもマーカーを介したコア同士のクロストークを抑制することができる。【００１３】
また、上記マルチコアファイバにおいて、それぞれの前記コアの外周面を囲む複数の第１クラッドと、それぞれの前記第１クラッドの外周面を囲む複数の第２クラッドと、を更に備え、前記クラッドは、前記第１クラッドと前記第２クラッドとを介して、前記コアの外周面を囲み、前記コアの屈折率をｎ１とし、前記第１クラッドの屈折率をｎ２とし、前記第２クラッドの屈折率をｎ３とし、前記クラッドの屈折率をｎ４とする場合、
ｎ１＞ｎ２＞ｎ３
ｎ１＞ｎ４
ｎ３＜ｎ４
の全てを満たすことが好ましい。【００１４】
このようなマルチコアファイバにおいては、第１クラッドは、第１クラッドの屈折率ｎ２よりも小さい屈折率ｎ３を有する第２クラッドに囲まれおり、それぞれのコアと第１クラッドと第２クラッドとにより、トレンチ構造が形成されている。従って、コアを伝播する光は、コアにより強く閉じ込められる。従って、それぞれのコアを伝播する光がコア要素の外に漏れることが抑制され、クロストークをより低減することができる。【００１５】
また、上記マルチコアファイバにおいて、前記複数のコアは、前記クラッドの中心軸に対して、対称となる位置に配置されていることが好ましい。【００１６】
このようなマルチコアファイバによれば、それぞれのコアの配置による光学的性質を均質にすることができる。【００１７】
さらに、上記マルチコアファイバにおいて、前記マーカーと隣り合う少なくとも２つのコアと前記マーカーとのそれぞれの距離が、互いに異なることが好ましい。【００１８】
このようなマルチコアファイバによれば、両方の端面におけるマーカーの位置が互いに異なるので、マルチコアファイバの両方の端部の内、接続されるべき端部を間違える誤接続を防止することができる。【００１９】
また、上記マルチコアファイバにおけるファイバの断面において、前記マーカーの形状は、前記クラッドの中心を通る線に対して非対称であることが好ましい。【００２０】
このようなマルチコアファイバによれば、両方の端面におけるマーカーの形状が互いに異なるので、マルチコアファイバの両方の端部の内、接続されるべき端部を間違える誤接続を防止することができる。【００２１】
また、上記マルチコアファイバにおいて、前記マーカーの屈折率は、前記コアの屈折率よりも高いことが好ましい。【００２２】
このようなマルチコアファイバによれば、マーカーの光を閉じ込める力がコアの光を閉じ込める力よりも高いため、マーカーとコアとのクロストークをより低減させることができ、マーカーを介したコア同士のクロストークをより抑制することができる。【００２３】
また、上記マルチコアファイバにおいて、前記マーカーが複数設けられていることが好ましい。【００２４】
このようなマルチコアファイバによれば、より正確に位置を合わせて、マルチコアファイバ同士の接続を行うことができる。【００２５】
さらに、上記マルチコアファイバにおいて、前記クラッドの中心及び複数の前記マーカーが、ファイバの断面において直線上に並ばないように、複数の前記マーカーは、配置されることが好ましい。【００２６】
このようなマルチコアファイバによれば、両方の端面におけるマーカーの相対的な位置関係が互いに異なるので、マルチコアファイバの両方の端部の内、接続されるべき端部を間違える誤接続を防止することができる。【００２７】
また、本発明のマルチコアファイバの接続方法は、互いに同じ位置に形成された前記マーカーを有する上記のいずれかのマルチコアファイバを２本準備する準備ステップと、それぞれの前記マルチコアファイバにおける接続されるべき端面同士を、それぞれのマルチコアファイバの中心軸が一致するように対向させる対向ステップと、一方の前記マルチコアファイバの前記マーカーに光を入力する入力ステップと、他方の前記マルチコアファイバの前記マーカーから出力する光の強度を観察しながら、前記マルチコアファイバの少なくとも一方を軸中心に回転させて、調芯を行う調芯ステップと、を備えることを特徴とするものである。【００２８】
本発明者らの知見によれば、マーカーを有するマルチコアファイバ同士を接続する場合、従来においては、それぞれのマルチコアファイバの接続される端面付近を側面方向から画像により認識して、それぞれのマルチコアファイバのマーカーの位置を互いに合わせることで調芯していた。しかし、マルチコアファイバはコアの数が多いため、側面方向からマーカーを認識することが困難であり、また、画像により認識をしてマーカー同士を合わせても、正確に調芯をすることが困難であった。しかし、本発明のマルチコアファイバを用いたマルチコアファイバの接続方法によれば、マーカーから出力する光の強度が最も強くなるように調芯すれば、マーカーを伝播する光の接続損失を最も小さくすることができる。このとき、それぞれのマルチコアファイバにおいて、マーカーとコアとの位置関係は互いに一致しているため、マーカーを伝播する光の接続損失を最も小さくすることにより、コアを伝播する光の接続損失も最も小さくすることができる。したがって、正確な調芯を容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００２９】
以上のように、本発明によれば、接続が容易で、かつ、細径化する場合においてもクロストークを抑制することができるマルチコアファイバが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るマルチコアファイバの様子を示す図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係るマルチコアファイバの様子を示す図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係るマルチコアファイバの長さ方向に垂直な断面における構造の様子を示す図である。
【図４】マルチコアファイバ同士を接続する接続方法の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明に係るマルチコアファイバの好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３２】
（第１実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係るマルチコアファイバの様子を示す図である。具体的には、図１の（Ａ）は、本実施形態のマルチコアファイバの長さ方向に垂直な断面における構造の様子を示す図であり、図１の（Ｂ）は、図１の（Ａ）のＢ−Ｂ線における屈折率分布を示す図である。
【００３３】
図１の（Ａ）に示すように、本実施形態のマルチコアファイバ１は、複数のコア１１と、コア１１と平行に設けられるマーカー２５と、複数のコア１１全体を包囲すると共にそれぞれのコア１１の間を埋めて、それぞれのコア１１の外周面を囲むと共に、マーカー２５の外周面を囲むクラッド２０と、クラッド２０の外周面を被覆する内側保護層３１と、内側保護層３１の外周面を被覆する外側保護層３２と、を備える。
【００３４】
本実施形態においては、コア１１の数が７つとされ、中心に１つのコアが配置されると共に、他の６つのコア１１が外周側に互いに等間隔に配置されている。こうして、中心のコア１１と外周側のそれぞれのコア１１とが三角格子状に配置されている。従って、それぞれのコア１１同士の中心間距離は、互いに等しくされている。このように配置された複数のコア１１は、クラッド２０の軸に対して対称とされている。つまり、マルチコアファイバ１をクラッド２０の軸中心に所定の角度回転させた場合に、外周側のそれぞれのコア１１の回転後における位置は、回転前における外周側の他のコア１１の位置となる。また、中心に配置されたコア１１は、マルチコアファイバ１を軸中心に回転させても動かない。このようにそれぞれのコア１１がクラッド２０の軸に対して対称となる位置に配置されることにより、それぞれのコア１１の配置による光学的性質を均質にすることができる。
【００３５】
そして、本実施形態においては、互いに隣り合うそれぞれのコア１１の直径Ｄ１が、互いに僅かに異なるようにされている。このマルチコアファイバ１を構成するそれぞれの部材の大きさは、特に限定されるわけではないが、中心に配置されるコア１１の直径Ｄ１は、例えば、７．８μｍとされ、外周側に配置されるコア１１の直径Ｄ１は、中心に配置されるコア１１の直径Ｄ１に対して、例えば、１．０％異なるようにされ、さらに、互いに隣り合う外周側に配置されたコア１１同士は直径Ｄ１が、例えば、互いに１．０〜２．０％異なるようにされている。このように、互いに隣り合うコア１１の直径Ｄ１が、物理的に僅かに異なっていても、コア１１を伝播する光にしてみれば、それぞれのコア１１の直径Ｄ１は、殆ど変わらず、略同等の光学特性となる。また、クラッド２０の直径Ｄ４は、例えば、１３０μｍとされ、内側保護層３１の外径は、例えば、２００μｍとされ、外側保護層３２の外径は、例えば、２５０μｍとされる。また、それぞれのコア１１の中心間距離は、特に限定されないが、例えば、３５μｍとされている。
【００３６】
マーカー２５は、図１の（Ａ）に示すように、クラッド２０の中心を通る線Ｌに対して、非対称となるような形状をしており、本実施形態においては、断面の形状が略三角形とされている。さらに、マーカー２５は、マーカー２５をコアとして、マーカー２５を光が伝播する場合に、この光に対するコア径が、コア１１の直径Ｄ１よりも小さくされており、マーカー２５を伝播する光に対する、マーカー２５のコア径は、例えば、４．０４μｍとされる。
【００３７】
また、マーカー２５は、図１の（Ａ）に示すように、外周側に配置されたコア１１よりも更に外周側に配置されている。そして、マーカー２５は、マーカー２５と隣り合うそれぞれのコア１１と、マーカー２５とのそれぞれの距離ｄ１、ｄ２が、互いに異なるように配置されている。例えば、マーカー２５との距離が小さいコア１１とマーカー２５との距離をｄ１が３１μｍとされ、マーカー２５との距離が大きいコア１１とマーカー２５との距離をｄ２が３６μｍとされる。
【００３８】
また、図１の（Ｂ）に示すように、ぞれぞれのコア１１の屈折率ｎ１は、クラッド２０の屈折率ｎ４よりも高くされており、マーカー２５の屈折率ｎ５は、コア１１の屈折率ｎ１よりも更に高くされている。
【００３９】
なお、図１の（Ｂ）においては、内側保護層３１、及び、外側保護層３２の屈折率については省略している。
【００４０】
そして、本実施形態においては、それぞれのコア１１は、光をシングルモードで伝播する。
【００４１】
なお、光ファイバのコアを伝播する光の導波特性は、コアの屈折率に基づくクラッドの屈折率に対する比屈折率差Δで規定される。ここで、ｉ＝１、５としたとき、ｎｉの屈折率を有するコア１１の比屈折率差Δ１及びマーカー２５の比屈折率差Δ５は、以下の式１で定義される。
【数１】
2012121027.tif 000003
【００４２】
コア１１の比屈折率差Δ１は、特性として有するべきモードフィールド径ＭＦＤに応じて規定される。そして、例えば、上述のようにコア１１の直径Ｄ１が、約７．８μｍである場合、コア１１を伝播する光の波長が１２６０ｎｍであるとき、コア１１がこの光をシングルモードで伝播するには、Δ１＝０．３３％以下とされる。同様に、コア１１を伝播する光の波長が１５００ｎｍであるとき、コア１１がこの光をシングルモードで伝播するには、Δ１＝０．４８％以下とされる。
【００４３】
また、マーカー２５は、コア１１が伝播する光の波長と同じ波長の光をシングルモードで伝播する。従って、上述のように、例えば、コア１１を波長１２６０ｎｍの光が伝播するのであれば、マーカー２５は、この波長と同じ波長の光をシングルモード伝播する。別言すれば、マルチコアファイバ１の使用時にコア１１を伝播する波長の光をシングルモードの光で伝播する。従って、マルチコアファイバ１がシングルモードで通信を行う光ファイバであれば、マーカー２５は、コア１１がシングルモードで伝播する光の波長と同じ波長の光をシングルモードで伝播する。ここでカットオフ波長をλｃとして、マーカー２５の断面積をＳとする場合に、マーカー２５を伝播する光がシングルモードであるための条件は、以下の式２で与えられる。
【数２】
2012121027.tif 000004
【００４４】
従って、例えば、コア１１が伝播する光の波長が１２６０ｎｍである場合、Δ５＝１．２％以下であり、更に、マーカー２５のコア径が上述のように４．０４μｍであり、断面積が１２.８μｍ２であれば、カットオフ波長λｃが１１９０ｎｍ以下となるので、コアが伝播する光の波長と同じ波長の光をシングルモードで伝播することができる。同様に、コア１１が伝播する光の波長が１５００ｎｍである場合、Δ５＝１．７５%以下であり、更に、マーカー２５の断面積が１２．８μｍ２であれば、カットオフ波長λｃが１４４０ｎｍ以下となるので、コアが伝播する光の波長と同じ波長の光をシングルモードで伝播することができる。
【００４５】
なお、上記のような設計にすることにより、本実施形態のマルチコアファイバ１のそれぞれのコア１１間のクロストーク値は、伝送距離１ｋｍにおいて−２０ｄＢ以下に抑えることができる。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態のマルチコアファイバ１によれば、マーカー２５の屈折率が、クラッド２０の屈折率よりも高いため、一方の端面からマーカー２５に光を入力することにより、他方の端面においてマーカー２５を光らすことができ、他方の端面において、マーカー２５を容易に位置認識することができる。従って、複数のマルチコアファイバ１同士を接続する場合に、マーカー２５同士を容易に合わせることができるので、それぞれのマルチコアファイバ１のコア１１同士の位置を合わせて、容易にマルチコアファイバ１同士を接続することができる。
【００４７】
また、マーカー２５はコア１１を伝播する光の波長と同じ波長の光をシングルモードの光として伝播する。つまり、マーカー２５は、マルチコアファイバの使用波長に対してシングルモードのコアと見做すことができる。このシングルモードのコアと見做されたマーカー２５は、マルチモードのコアと比べて伝播する光のモードフィールド径（ＭＦＤ）が小さいため、クロストークが小さい。従って、このようなマーカー２５とコア１１とを近づけても、コア１１とマーカー２５とのクロストークを抑制することができる。このため、本実施形態のマルチコアファイバ１によれば、ファイバを細径化する場合においてもマーカー２５を介したコア１１同士のクロストークを抑制することができる。
【００４８】
さらに本実施形態のマルチコアファイバ１によれば、マーカー２５の屈折率ｎ５がコア１１の屈折率ｎ１よりも高く、マーカー２５の光を閉じ込める力がコア１１の光を閉じ込める力よりも高いため、マーカー２５とコア１１とのクロストークをより低減させることができ、マーカー２５を介したコア１１同士のクロストークをより抑制することができる。
【００４９】
また、本実施形態のマルチコアファイバ１によれば、マーカー２５は、マーカー２５と隣り合うそれぞれのコア１１と、マーカー２５とのそれぞれの距離ｄ１、ｄ２が、互いに異なるように配置されているため、マルチコアファイバ１の両方の端面におけるマーカーの位置が異なる。従って、接続されるべき端部を間違える誤接続を防止することができる。
【００５０】
また、本実施形態のマルチコアファイバ１によれば、マーカー２５が、クラッド２０の中心を通る線Ｌに対して、非対称となるような形状をしているため、マルチコアファイバ１の両方の端面におけるマーカー２５の形状が異なるので、接続されるべき端部を間違える誤接続を防止することができる。
【００５１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図２を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
【００５２】
図２は、本発明の第２実施形態に係るマルチコアファイバを示す平面図であり、具体的には、図２の（Ａ）は、本実施形態のマルチコアファイバの長さ方向に垂直な断面における構造の様子を示す図であり、図２の（Ｂ）は、図２の（Ａ）のＢ−Ｂ線における屈折率分布を示す図である。
【００５３】
図２の（Ａ）に示すように、本実施形態のマルチコアファイバ２は、複数のコア要素１０を備え、コア１１がそれぞれのコア要素１０内に設けられている点において、第１実施形態のマルチコアファイバ１と異なる。
【００５４】
それぞれのコア要素１０は、コア１１と、コア１１の外周面を囲む第１クラッド１２と、第１クラッド１２の外周面を囲む第２クラッド１３とを有している。本実施形態においても、第１実施形態と同様にして、各コア要素１０における互いに隣り合うそれぞれのコア１１の直径Ｄ１が、光学的には略等しくされるが、物理的には僅かに異なっている。中心に配置されるコア１１の直径Ｄ１は、例えば、７．９μｍとされ、外周側に配置されるコア１１の直径Ｄ１は、中心に配置されるコア１１の直径Ｄ１に対して、例えば、１．０％異なるようにされ、さらに、互いに隣り合う外周側に配置されたコア１１同士は直径Ｄ１が、例えば、互いに１．０〜２．０％異なるようにされている。このように、互いに隣り合うコア１１の直径Ｄ１が、物理的に僅かに異なっていても、コア１１を伝播する光にしてみれば、それぞれのコア１１の直径Ｄ１は、殆ど変わらず、略同等の光学特性となる。そして、それぞれの第１クラッド１２の外径Ｄ２は互いに等しく、例えば、１７．３μｍとされ、それぞれの第２クラッド１３の外径Ｄ３は互いに等しく、例えば、２５．１μｍとされている。従って、それぞれの第１クラッド１２の厚さは、僅かに異なっており、さらに、それぞれの第２クラッド１３の厚さは互いに等しくされている。また、クラッド２０の直径Ｄ４は、例えば、１３６μｍとされ、内側保護層３１の外径は、例えば、２１５μｍとされ、外側保護層３２の外径は、例えば、２５０μｍとされる。また、それぞれのコア１１の中心間距離は、特に限定されないが、例えば、３９μｍとされている。
【００５５】
また、図１の（Ｂ）に示すように、第１クラッド１２の屈折率ｎ２は、コア１１の屈折率ｎ１よりも低くされ、第２クラッド１３の屈折率ｎ３は、第１クラッド１２の屈折率ｎ２よりも更に低くされている。さらに、クラッド２０の屈折率ｎ４は、第１クラッド１２の屈折率ｎ２と第２クラッド１３の屈折率ｎ２との間の屈折率とされている。別言すれば、それぞれの屈折率ｎ１〜ｎ４は、
ｎ１＞ｎ２＞ｎ３
ｎ１＞ｎ４
ｎ３＜ｎ４
を全て満たしている。このように、それぞれのコア要素１０は、トレンチ構造を有している。
【００５６】
なお、図１の（Ｂ）においては、内側保護層３１、及び、外側保護層３２の屈折率については省略している。
【００５７】
マーカー２５は、図２の（Ａ）に示すように、クラッド２０の中心を通る線Ｌに対して、非対称となるような形状をしており、本実施形態においては、断面の形状が略三角形とされておりその面積は６．９８μｍ２とされる。
【００５８】
また、マーカー２５は、図２の（Ａ）に示すように、外周側に配置されたコア１１よりも更に外周側に配置されている。そして、マーカー２５は、マーカー２５と隣り合うそれぞれのコア１１と、マーカー２５とのそれぞれの距離ｄ１、ｄ２が、互いに異なるように配置されている。例えば、マーカー２５との距離が小さいコア１１とマーカー２５との距離をｄ１が２２μｍとされ、マーカー２５との距離が大きいコア１１とマーカー２５との距離をｄ２が３６μｍとされる。
【００５９】
上述のように、光ファイバの導波特性は、上記の屈折率に基づくクラッド２０の屈折率に対する比屈折率差Δで規定され、ｉ＝１〜５としたとき、屈折率ｎｉを有する部位の比屈折率差Δｉは、上述の式１で定義される。例えば、上述のようにコア１１の直径Ｄ１が、約７．９μｍである場合、コア１１を伝播する光の波長が１２６０ｎｍであるとき、コア１１がこの光をシングルモードで伝播するには、Δ１＝０．３３％以下とされる。同様に、コア１１を伝播する光の波長が１５００ｎｍであるとき、コア１１がこの光をシングルモードで伝播するには、Δ１＝０．４８％以下とされる。
【００６０】
また、マーカー２５を伝播する光がシングルモードであるための条件は、上述の式２で与えられる。従って、例えば、コア１１が伝播する光の波長が１２６０ｎｍである場合、上述のようにマーカー２５の断面積が６．９８μｍ２であれば、Δ５＝１．３５％以下で、カットオフ波長λｃが１１９０ｎｍ以下となるので、コアが伝播する光の波長と同じ波長の光をシングルモードで伝播することができる。同様に、コア１１が伝播する光の波長が１５００ｎｍである場合、上述のようにマーカー２５の断面積が６．９８μｍ２であれば、Δ５＝１．９３％以下で、カットオフ波長λｃが１４４０ｎｍ以下となるので、コアが伝播する光の波長と同じ波長の光をシングルモードで伝播することができる。
【００６１】
なお、上記のような設計にすることにより、本実施形態のマルチコアファイバ２のそれぞれのコア１１間のクロストーク値は、伝送距離１ｋｍにおいて−２０ｄＢ以下に抑えることができる。
【００６２】
そして、第２クラッド１３の屈折率ｎ３が、第１クラッド１２の屈折率ｎ２及びクラッド２０の屈折率ｎ４よりも小さくされることで、コア１１への光の閉じ込め効果が大きくなり、コア１１を伝播する光がコア要素１０から漏えいすることを防止することができる。そして、屈折率の低い第２クラッド１３及びクラッド２０が障壁となり、互いに隣り合うコア１１同士のクロストークを防止することができる。
【００６３】
コア１１の比屈折率差Δ１は、特性として有するべきモードフィールド径ＭＦＤに応じて規定される。第１クラッド１２のクラッド２０に対する比屈折率差Δ２は、ほぼゼロであることが多いが、波長分散特性の調整のために正負の値に適時設定される。
【００６４】
これらの屈折率ｎ１〜ｎ４については、上記式を全て満たす限りにおいて、特に限定されるものではなく、図１の（Ｂ）においては、第１クラッド１２の屈折率ｎ２が、コア１１の屈折率ｎ１とクラッド２０の屈折率ｎ４との間に設定されている様子を示している。また、図示しないが、第１クラッド１２の屈折率ｎ２が、クラッド２０の屈折率ｎ４と第２クラッド１３の屈折率ｎ３との間に設定されても良く、第１クラッド１２の屈折率ｎ２が、クラッド２０の屈折率ｎ４と同様に設定されても良い。
【００６５】
なお、本実施形態においては、それぞれのコア要素１０におけるコア１１の屈折率ｎ１は、互いに等しくされており、それぞれのコア要素１０における第１クラッド１２の屈折率ｎ２は互いに等しくされており、それぞれのコア要素１０における第２クラッド１３の屈折率ｎ３は互いに等しくされている。
【００６６】
また、本実施形態のマルチコアファイバ２は、図２に示すように、第１実施形態と同様に、コア要素１０が７つの場合のマルチコアファイバであり、それぞれのコア１１が第１実施形態におけるそれぞれのコア１１と同じように配置されている。このため、互いに隣り合うコア要素１０における第２クラッド１３の外周面の間隔も全て等しくされている。
【００６７】
そして、互いに隣り合うコア１１の中心間の距離をΛとする場合、距離Λは、３０μｍ以上とされることがクロストークを低減させる観点から好ましく、５０μｍ以下とされることが、クラッド２０の細径化の観点からより好ましい。さらに、互いに隣り合う第２クラッド１３の外周面同士の距離をｗとする場合に、距離ｗは、使用波長よりも大きくされることが、互いに隣り合うコア１１同士のクロストークを低減させる観点から好ましく、使用波長の３倍以上であることが、このクロストークをより低減させることができることから好ましい。そして、距離ｗが５μｍ以上であれば、長波長の通信波長として通常使用する１５００ｎｍ帯の波長に対して、３倍以上の距離となるため、通常の通信において、十分クロストークを低減できるため好ましい。
【００６８】
そして、距離Λと距離ｗは、
０．１８≦ｗ／Λ≦０．４７
を満たすことがクロストークをより低減させることができるため好ましい。
【００６９】
このような関係を満たすために、第１クラッド１２の厚さや、第２クラッド１３の厚さが調整されても良い。上述のように本実施形態においては、各コア要素１０において、それぞれのコア１１の直径Ｄ１は、光学的に互いに略等しく、それぞれの第１クラッド１２の外径Ｄ２は互いに等しく、それぞれの第２クラッド１３の外径Ｄ３は互いに等しくされている。しかし、例えば、第１クラッド１２の厚さや、第２クラッド１３の厚さが以下のように調整されても良い。すなわち、クラッド２０の中心に配置されたコア要素１０の第１クラッド１２の厚さは、クラッド２０の外周側に配置されたコア要素の第１クラッド１２の厚さよりも小さくされても良い。同様に、クラッド２０の中心に配置されたコア要素１０の第２クラッド１３の厚さは、クラッド２０の外周側に配置されたコア要素の第２クラッド１３の厚さよりも小さくされても良い。このようにすることで、クラッド２０の中心に配置されたコア要素１０においては、第１クラッド１２、及び、第２クラッド１３により、コア１１へ光を閉じ込める効果が、クラッド２０の外周側に配置されたコア要素１０よりも弱くなる。ところで、クラッド２０の中心に配置されたコア要素１０の周りは、クラッド２０の外周側に配置されたコア要素１０の第２クラッド１３に囲まれているため、クラッド２０の中心に配置されたコア要素１０のコア１１から高次モードが逃げづらくなる。このためクラッド２０の中心に配置されたコア要素１０におけるカットオフ波長λｃは、クラッド２０の外周側に配置されたコア要素１０のカットオフ波長λｃよりも長くなる傾向があり、低い波長で高次モードが立ち易くなる。そこで、上記の様に、クラッド２０の中心に配置されたコア要素１０の第１クラッド１２や第２クラッド１３の厚さが、クラッド２０の外周側に配置されたコア要素の第１クラッド１２や第２クラッド１３の厚さよりも小さくされることにより、クラッド２０の中心に配置されたコア要素１０における高次モードを逃げやすくすることができる。こうして、クラッド２０の中心に配置されたコア要素１０と、クラッド２０の外周側に配置されたコア要素とにおいて、カットオフ波長λｃのバランスを取ることができる。このようなバランスは、特に、第１実施形態において、互いに隣り合う第２クラッド１３の外周面同士の距離ｗが小さくなる場合において有用である。なお、クラッド２０の中心に配置されたコア要素１０でなくても、周りがコア要素１０で囲まれたコア要素１０であれば、第１クラッド１２や第２クラッド１３の厚さが、クラッド２０の外周側に配置されたコア要素の第１クラッド１２や第２クラッド１３の厚さよりも小さいことが好ましい。例えば、本実施形態の外周側のコア要素よりも更に外周側に１２個のコア要素が配され、コア要素１０の数が１９個とさえる場合等は、クラッドの中心に配置されたコア要素以外にも、周りがコア要素で囲まれたコア要素が複数存在するため、このようなコア要素に対しても有用である。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態のマルチコアファイバ２によれば、第１クラッドは、第１クラッドの屈折率ｎ２よりも小さい屈折率ｎ３を有する第２クラッドに囲まれおり、それぞれのコアと第１クラッドと第２クラッドとにより、トレンチ構造が形成されている。従って、コアを伝播する光は、コアにより強く閉じ込められる。従って、それぞれのコアを伝播する光がコア要素の外に漏れることが抑制される。つまり、コア１１とマーカー２５とのクロストークは、第１実施形態のマルチコアファイバよりも更に抑制され、マーカー２５を介したコア同士のクロストークをより低減することができる。
【００７１】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図３を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。本発明の第３実施形態に係るマルチコアファイバの長さ方向に垂直な断面における構造の様子を示す図である。
【００７２】
図３に示すように、本実施形態におけるマルチコアファイバ３は、マーカー２５が複数設けられている点において、第１実施形態のマルチコアファイバ１と異なる。
【００７３】
マルチコアファイバの長手方向に垂直な断面においてクラッド２０の中心と、それぞれのマーカー２５とが直線上に配置されないようにされている。そして、それぞれのマーカー２５の具体的構成は、第１実施形態におけるマーカー２５と同様の構成とされている。
【００７４】
本実施形態のマルチコアファイバ３によれば、マーカー２５が複数個所に設けられているため、より正確に位置を合わせて、マルチコアファイバ３同士の接続を行うことができる。
【００７５】
以上、本発明について、実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００７６】
例えば、上記実施形態において、マーカー２５は、クラッド２０の中心を通る線Ｌに対して、非対称となるような形状をしているとしたが、本発明はこれに限らず、マーカー２５が、クラッド２０の中心を通る線Ｌに対して、対称となるような形状であっても良い。この場合、マーカー２５は、例えば、円形の形状とされる。
【００７７】
また、上記実施形態においては、マーカー２５は、マーカー２５と隣り合うそれぞれのコア１１と、マーカー２５とのそれぞれの距離ｄ１、ｄ２が、互いに異なるように配置されているとしたが、マーカー２５と隣り合うそれぞれのコア１１と、マーカー２５とのそれぞれの距離が互いに等しくされても良い。
【００７８】
また、上記実施形態において、マーカー２５の屈折率ｎ５は、コア１１の屈折率ｎ１よりも高いものとした。しかし、本発明はこれに限らず、マーカー２５の屈折率ｎ５は、コア１１を伝播する光と同じ波長の光をシングルモードで伝播する限りにおいて、コア１１の屈折率ｎ１よりも低くても良い。
【００７９】
また、上記実施形態においては、コア１１の数を７つとしたが、本発明はこれに限らず、コア１１は、複数であれば７つ以下でも良く、７つ以上でも良い。例えば、コア要素が３つでも良く、或いは、上述のように図１におけるクラッド２０の外周側に配置されたコア１１の更に外周側に１２個のコア１１を配置して、１９個のコアがそれぞれ三角格子状に配置されも良い。さらに、コア１１が、例えば、５行×５列という具合に整列された格子状に配置されても良く、その他の配列で配置されても良い。
【００８０】
また、上記実施形態においては、互いに隣り合うコア１１におけるコア１１の直径Ｄ１や屈折率ｎ１が互いに異なるように設定されても良く、互いに等しくなるように設定されても良い。互いに隣り合うコア１１の直径Ｄ１や屈折率ｎ１が互いに異なるように設定される場合、コア１１同士のクロストークをより低減することができる。
【００８１】
同様に、第２実施形態においては、互いに隣り合うコア要素１０における第１クラッド１２の外径Ｄ２や屈折率ｎ２、及び、第２クラッド１３の外径Ｄ３や屈折率ｎ３が互いに等しくされているが、互いに隣り合うコア要素１０における第１クラッド１２の外径Ｄ２や屈折率ｎ２、及び、第２クラッド１３の外径Ｄ３や屈折率ｎ３のいずれかが、互いに異なるようにすることとしても良い。この場合においても、クロストークをより低減することができる。
【００８２】
ここで、上記のマルチコアファイバ同士を接続する接続方法について説明する。図４は、上記のマルチコアファイバ同士を接続する接続方法の手順を示すフローチャートである。図４に示すように、上記のマルチコアファイバ同士を接続方法は、上記のマルチコアファイバを２本準備する準備ステップＳ１と、それぞれのマルチコアファイバの端面を対向させる対向ステップＳ２と、マーカーに光を入力する入力ステップＳ３と、マーカーから出力する光の強度を観察しながら、調芯を行う調芯ステップＳ４と、接続される端面同士を融着する融着ステップＳ５と、を備える。
【００８３】
＜準備ステップＳ１＞
準備ステップＳ１で準備される２本のマルチコアファイバは、互いに同じ位置に形成されたマーカーを有するマルチコアファイバとする。つまり、マーカー２５とコア１１との相対的な位置関係は、それぞれのマルチコアファイバにおいて同様となる。従って、接続されるべき端面同士で、マーカー２５の位置を正確に合わせることにより、それぞれのマルチコアファイバのコア１１同士も正確に位置が合わされることになる。ただし、上記のようにマーカー２５とコア１１との相対的な位置関係がそれぞれのマルチコアファイバにおいて同様であれば、それぞれのマルチコアファイバのクラッド２０の直径が互いに異なっていても良く、それぞれのマルチコアファイバの内側保護層３１や外側保護層３２によるクラッド２０の被覆の度合いが異なっていても良い。
【００８４】
＜対向ステップＳ２＞
次に、それぞれのマルチコアファイバにおける接続されるべき端面同士を、それぞれのマルチコアファイバの中心軸が一致するように対向させる。つまり、一方のマルチコアファイバの光が出力する側の端面と、他方のマルチコアファイバの光が入力する側の端面とを、それぞれの端面近傍におけるマルチコアファイバの中心軸が一致するように対向させる。このとき、それぞれのマルチコアファイバの端面間に隙間が形成されても、隙間が形成されていなくても良いが、後述のように、それぞれのマルチコアファイバのマーカー２５を光が伝播するように、それぞれの端面を対向させる必要がある。
【００８５】
＜入力ステップＳ３＞
次に一方のマルチコアファイバのマーカー２５に光を入力する。この光は、マーカー２５においてシングルモードで伝播する波長の光であることが好ましい。上述のように上記実施形態のマルチコアファイバのマーカー２５は、コア１１を伝播する光の波長と同じ波長の光をシングルモードの光として伝播する。従って、マーカー２５には、コア１１を伝播する光の波長と同じ波長の光を入力すればよい。マーカー２５に光を入力するには、次のように行えばよい。すなわち、まず、一方のマルチコアファイバの接続される側と反対側の端面において、マーカー２５に光を入力することができるように光ファイバを接続する。この光ファイバは、マーカー２５に入力する光をシングルモードで伝播するシングルモードファイバであることが好ましい。そして、この光ファイバに光源から光を入力することで、マーカー２５に光を入力することができる。
【００８６】
＜調芯ステップＳ４＞
次に、他方のマルチコアファイバのマーカー２５から出力する光の強度を観察しながら、マルチコアファイバの少なくとも一方を軸中心に回転させて、調芯を行う。他方のマルチコアファイバのマーカー２５から出力する光の強度を観察するには次のように行えばよい。すなわち、まず、他方のマルチコアファイバの接続される側と反対側の端面において、マーカー２５から出力する光が入力するように光ファイバを接続する。この光ファイバは、一方のマルチコアファイバのマーカー２５に光を入力するために用いる光ファイバと同様の光ファイバであることが好ましい。そして、接続された光ファイバから出力する光の強度をパワーメーターを用いて観察する。こうして、他方のマルチコアファイバのマーカー２５から出力する光の強度を観察することができる。そして、マルチコアファイバの少なくとも一方を軸中心に回転させて、他方のマルチコアファイバのマーカー２５から出力する光の強度が最も強くなるように調芯を行うことで、それぞれのマルチコアファイバのマーカー２５同士を位置合わせすることができる。こうして、それぞれのマルチコアファイバのコア１１同士の位置合わせをすることができる。
【００８７】
＜融着ステップＳ５＞
次に調芯がなされたそれぞれのマルチコアファイバの端面同士を、融着する。融着は、酸水素バーナによる融着や、アーク溶接による融着等を用いることができる。
【００８８】
以上のように、上記実施形態のマルチコアファイバを用いたマルチコアファイバの接続方法によれば、マーカー２５から出力する光の強度が最も強くなるように調芯すれば、マーカー２５を伝播する光の接続損失が最も小さくすることができる。このとき、それぞれのマルチコアファイバのマーカー２５は同じ位置に形成されているため、コアを伝播する光の接続損失も最も小さくすることができる。したがって、正確な調芯を容易に行うことができる。特に、マーカー２５に入力する光が、マーカー２５においてシングルモードで伝播する光であれば、マーカー２５から出力する光を検出する際、マーカー２５を伝播する光のモードフィールド径に対して、より正確に対応するピークを得ることができる。従って、より精密な調芯を行うことができる。ただし、マーカー２５に入力する光が、マーカー２５をマルチモードで伝播する場合であっても本発明の調芯方法により調芯をすることができることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
以上説明したように、本発明によれば、接続が容易で、かつ、細径化する場合においてもクロストークを抑制することができるマルチコアファイバが提供される。
【符号の説明】
【００９０】
１、２、３・・・マルチコアファイバ
１０・・・コア要素
１１・・・コア
１２・・・第１クラッド
１３・・・第２クラッド
２０・・・クラッド
２５・・・マーカー
３１・・・内側保護層
３２・・・外側保護層
Ｓ１・・・準備ステップ
Ｓ２・・・対向ステップ
Ｓ３・・・入力ステップ
Ｓ４・・・調芯ステップ
Ｓ５・・・融着ステップ
【図１】
2012121027.tif 000005
【図２】
2012121027.tif 000006
【図３】
2012121027.tif 000007
【図４】
2012121027.tif 000008
【国際調査報告】
2012121027.tif 000009
2012121027.tif 000010
2012121027.tif 000011
2012121027.tif 000012