(57)【要約】  複数のコア領域のうち隣接するコア領域間のクロストークを効果的に低減するための構造を備えたマルチコア光ファイバに関する。当該マルチコア光ファイバ(1)は、少なくとも一部が複数のコア領域(10)のうち隣接するコア領域同士を結ぶ直線上に位置するよう配置された漏洩低減部(50)を備える。漏洩低減部(50)が、各コア領域(10)から当該マルチコア光ファイバ(1)の漏れ光を低減することにより、隣接するコア領域間におけるクロストークが効果的に低減される。
2010082656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸に沿って伸びたコア領域と、前記コア領域の外周に設けられたクラッド領域とを備えたコアファイバ領域を、同一断面内に複数有するマルチコア光ファイバであって、
前記複数のコアファイバ領域のうち隣接するコアファイバ領域におけるコア領域同士を結ぶ直線上に、漏洩低減部が存在することを特徴とするマルチコア光ファイバ。
【請求項２】
請求項１記載のマルチコア光ファイバにおいて、
前記漏洩低減部は、前記複数のコアファイバ領域それぞれにおいて、前記同一断面上で前記コア領域を取り囲む環状になるように前記クラッド領域内に形成されている。
【請求項３】
請求項１記載のマルチコア光ファイバにおいて、
前記複数のコアファイバ領域のうち隣接するコアファイバ領域は、前記漏洩低減部を介して接触している。
【請求項４】
請求項１記載のマルチコア光ファイバにおいて、
前記漏洩低減部は、当該漏洩低減部により取り囲まれた領域内における伝搬光の閉じ込め率を高めた屈折率分布を有する。
【請求項５】
請求項４記載のマルチコア光ファイバにおいて、
前記漏洩低減部は、実質的に屈折率を低減する構成として、前記複数のコアファイバ領域のクラッド領域それぞれに屈折率低下剤が添加されている、又は、空孔が形成されている。
【請求項６】
請求項１記載のマルチコア光ファイバにおいて、
前記漏洩低減部は、伝搬光のパワーを低減する素材で構成されている。
【請求項７】
請求項６記載のマルチコア光ファイバにおいて、
前記素材は、吸収係数、及び、散乱係数の少なくとも何れか一方が前記クラッド領域よりも大きい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信用の伝送用媒体として、同一断面上に複数のコア領域が配置されたマルチコア光ファイバに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、光ファイバ通信網は幹線系から一般家庭にまで拡大し、ＦＴＴＨ（Fiber To The Home）サービスとして広く認知されている。このような通信網に適用される光ファイバのほとんどは、石英系ファイバであって、コア領域に例えばＧｅＯ２などの屈折率増加剤を添加することによりクラッド領域に対して屈折率差を持たせた全反射型の光導波路構造を備える。特に、上記ＦＴＴＨサービスは、インターネットなどの既存の通信システムの最終中継局である端局内、及び、端局から加入者宅までの間に多段の光スプリッタを介在させることで１本の光ファイバを各加入者が共有する、いわゆるＰＯＮ（Passive Optical Network）システムにより実現されている。【０００３】
しかしながら、上述のように多段の光スプリッタを介することで複数の加入者が一本の光ファイバを共有するＰＯＮシステムでは、輻輳制御（Congestion Control）や受信ダイナミックレンジの確保など、将来的な伝送容量の増加に対して技術的課題を抱えているのは事実である。本技術的課題（輻輳制御・ダイナミックレンジの確保など）を解決する手段の一つとして、ＳＳ（Single Star）システムへの移行が考えられる。ＳＳシステムへ移行する場合は、局内側においてファイバ心数がＰＯＮシステムに対して増大するため、局内側光ケーブルにおいて極細径化・超高密度化が必須となる。このような要望に応えられる極細径・超高密度化用の光ファイバとしては、マルチコア光ファイバが好適である。【０００４】
マルチコア光ファイバは、それぞれが光学的に独立した光導波路として機能する複数コアを有する光ファイバである。ところが、コア領域同士が近接しているため、ハイパワー光が各コアを伝搬している状態で小径曲げが加えられた場合には各コアから漏洩した光の伝搬に起因して、また、ファイバ長が長い場合には曲げが加えられない状態でもコア領域外を伝搬する一部の光に起因してクロストークが発生してしまう。そこで、例えば以下の非特許文献１では、コア領域間のクロストーク目標値を−３０ｄＢ以下とした、マルチコア光ファイバの設計例が図３に開示されており、比屈折率差Δを１．２％とした設計例（図３（ｃ））では、１９個のコア領域のマルチコア光ファイバが提案されている。なお、本明細書においては、その発生の原因に拠らずコア領域間のクロストークに寄与する光を以下において漏れ光と表現する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】IEICE Electronics Express, Vol.6, No.2, pp.98-103, January 26, 2009
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
発明者らは、上述のようなマルチコア光ファイバにおける従来のクロストーク低減技術について詳細に検討した結果、以下のような課題を発見した。【０００７】
まず、上記非特許文献１に開示された、コア領域間におけるクロストークの目標値では、長距離光伝送を考慮すると不十分な可能性がある。すなわち、上記非特許文献１では、１００ｋｍ光伝搬後のクロストークとして−３０ｄＢ以下を目標としているが、陸上幹線系ではシステム長（全ファイバ長）が１０００ｋｍ以上となる場合もある。さらに、大洋横断システムではシステム長が１００００ｋｍに達する場合もある。クロストークが比較的小さいファイバ区間において、伝搬長が１０倍になるとコア領域間におけるクロストークは２０ｄＢ程度劣化すると考えられるため、１００ｋｍ光伝搬後のクロストークが−３０ｄＢの場合、１０００ｋｍ光伝搬後にはクロストークが−１０ｄＢ程度まで劣化すると予想され、高品質光伝送を実現するには、係る目標値では不十分となる可能性が高い。【０００８】
また、クロストーク低減技術として上記非特許文献１に紹介された高Δ化（コア領域−クラッド領域間の比屈折率差を大きくすること）は、不適切な可能性がある。すなわち、高Δ化は、コア領域への光の閉じ込めを強化するため、コア領域間におけるクロストーク低減には有効である一方、光ファイバの伝送損失増大・非線形性増大を招く可能性が高い。そのため、マルチコア光ファイバにおいて、コア領域一つ当りの伝送性能は劣化させてしまう危険性が高い。【０００９】
一方、マルチコア光ファイバを長距離光伝送用の伝送媒体への適用を考慮すると、その伝送損失はより小さいことが望ましいことは自明である。大容量伝送を実現する手段として波長多重伝送が行われる場合、より多くの伝送容量を実現するために、より多くの波長の信号光を光ファイバに入射する必要がある。また、大容量伝送を実現する手段として変調速度を上げる、あるいは、変調の多値度を上げる場合、従来の光伝送と同等の誤り率を維持するために、光ＳＮ比を向上させる必要がある。具体的には、光ファイバへの入射光パワーを増大させる必要がある。何れにしても光ファイバを伝搬する総光パワーを増加させる必要があり、より高い伝送品質を確保するためには上述の高Δ化（コア領域への光の閉じ込め強化）に替わるクロストーク低減技術が必要となることは容易に予測できる。【００１０】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、複数のコア領域間におけるクロストーク発生に起因した伝送品質の劣化を効果的に抑制するための構造を備えたマルチコア光ファイバを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るマルチコア光ファイバは、それぞれが光学的に独立した光導波路として機能する複数コア領域を有する光ファイバであり、より具体的には、光軸に沿って伸びたコア領域と、コア領域の外周に設けられたクラッド領域とを備えたコアファイバ領域を、同一断面内に複数有する。特に、本発明に係るマルチコア光ファイバは、各コア領域から当該マルチコア光ファイバの漏れ光を低減するための漏洩低減部を備え、この漏洩低減部の少なくとも一部は、複数のコアファイバ領域のうち隣接するコアファイバ領域におけるコア領域同士を結ぶ直線上に存在する。【００１２】
上述のように、本願発明に係るマルチコア光ファイバでは、隣接するコア領域間に位置するよう配置された漏洩低減部が配置されたことにより、当該マルチコア光ファイバの伝送損失を増大させることなく、各コア領域からの漏れ光に起因したクロストークが効果的に低減され得る。
また、本発明に係るマルチコア光ファイバの漏洩低減部は、同一断面上でコア領域を取り囲む環状になるようにクラッド領域内に形成されるのが好ましい。なお、漏洩低減部は、少なくともその一部がコア領域間に位置していればよく、また、複数のコアファイバ領域は、１つのクラッド領域を共有することにより構成されてもよい。この場合、複数のコアファイバ領域のうち隣接するコアファイバ領域は、漏洩低減部を介して接触した状態となる。【００１３】
さらに、本発明に係るマルチコア光ファイバにおいて、漏洩低減部は、当該漏洩低減部により取り囲まれた領域における伝搬光の閉じ込め率を高めた屈折率分布を形成する領域であるのが好ましい。具体的には、実質的に屈折率を低減するよう漏洩低減部を構成する。例えば、屈折率を低減する構成として、漏洩低減部には、複数のコアファイバ領域のクラッド領域それぞれにおいて、屈折率低下剤を添加するか、又は、空孔を形成することにより漏洩低減部を構成する。あるいは、漏れ光を漏洩低減部内に閉じ込めるように、漏洩低減部の屈折率を増加させるように構成することも考えられる。屈折率を増加させる構成として、複数のコアファイバ領域のクラッド領域それぞれにおいて、屈折率増加剤を添加することにより漏洩低減部を構成してもよい。【００１４】
また、本発明に係るマルチコア光ファイバにおいて、漏洩低減部は、漏れ光のパワーを低減する素材で構成されてもよい。この場合、構成素材は、吸収係数、及び、散乱係数の少なくとも何れか一方がクラッド領域よりも大きい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るマルチコア光ファイバによれば、少なくとも一部が隣接するコア間に位置するよう漏洩低減部が配置されたことにより、当該マルチコア光ファイバにおける伝送損失を増大させることなく、隣接するコア間におけるクロストークの低減効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】は、本発明に係るマルチコア光ファイバの代表的な断面構造を示す斜視図である。
【００１７】
【図２】は、マルチコア光ファイバにおけるクロストーク低減技術の一例を説明するための図である。
【００１８】
【図３】は、本発明に係るマルチコア光ファイバに適用される漏洩低減部の配置条件を説明するための図である。
【００１９】
【図４】は、漏れ光低減メカニズムとともに漏洩低減部の構造及び機能を説明するための図である。
【００２０】
【図５】は、本実施形態に係るマルチコア光ファイバの各製造工程を説明するための図である。
【００２１】
【図６】は、図５に示す製造工程により得られる本実施形態に係るマルチコア光ファイバの断面構造を示す図である。
【００２２】
【図７】は、本発明に係るマルチコア光ファイバの他の実施形態の断面構造を示す図である。
【００２３】
【図８】は、本発明に係るマルチコア光ファイバに適用可能な漏洩低減部の第１具体例を説明するための図である。
【００２４】
【図９】は、本発明に係るマルチコア光ファイバに適用可能な漏洩低減部の第２具体例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係る光ファイバの各実施形態を、図１〜図９を参照しながら詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００２６】
図１は、本発明に係るマルチコア光ファイバの代表的な断面構造を示す図である。図１に示すように、マルチコア光ファイバ１は、光軸ＡＸに沿ってそれぞれ伸びた複数のコア領域１０を含む裸光ファイバと、この裸光ファイバの外周に設けられた樹脂被覆３０を備える。裸光ファイバは、複数のコア領域１０と、これらコア領域１０を取り囲むクラッド領域２０により構成される。なお、コア領域１０それぞれを覆うクラッド領域は、コア領域１０それぞれを一体的に覆う共通のクラッド領域であっても、コア領域１０それぞれに用意されたクラッド領域であってもよい。何れの構成においても、本明細書では、コア領域とその周辺に位置するクラッド領域で構成される領域を、基本的な導波路構造を有する領域としてコアファイバ領域と呼ぶこととする。
【００２７】
上述のような構造を有するマルチコア光ファイバにおいて、光学特性の異なるコア領域同士を隣接させた状態で、複数のコア領域を配置することにより、クロストーク低減効果が得られる。このクロストーク低減効果を、図２を参照しながら説明すれば、この図２に示すマルチコア光ファイバ１１は、所定の光学特性を有する第１グループに属するコア領域１０ａと、第１グループとは異なる光学特性を有する第２グループに属するコア領域１０ｂが、共通のクラッド領域２０で一体的に覆われた構造を有し、クラッド領域２０の外周には樹脂被覆３０が設けられている。具体的に第１グループに属するコア領域１０ａと第２グループに属するコア領域１０ｂとの間では、コア領域の屈折率分布・コア径等を変化させることによりコア領域間の伝搬定数が異なっている。また、当該マルチコア光ファイバ１１では、光学特性の異なるコア領域１０ａ、１０ｂを隣接するように配列することにより、隣接コア領域間でのクロストークを抑制するという効果が得られる。
【００２８】
なお、上述の図２では均一クラッド領域の例を示しているが、各コア領域周辺に空孔を設けたホールアシスト構造を採用するか、あるいは、各コア領域周辺にトレンチを設けた構造を採用することにより、曲げ損失を低減させるとともに、より一層のコア間クロストークの低減も可能になる。そこで、本発明は、図１に示すように、各コア領域１０から当該マルチコア光ファイバ１の漏れ光を低減するための漏洩低減部５０を設けることにより、コア領域１０間におけるクロストークの効果的な低減技術を実現する。
【００２９】
すなわち、図３に示すように、本実施形態に係るマルチコア光ファイバ１において、隣接するコア領域１０の中心を結んだ直線Ｅ上に漏洩低減部５０が配置される。より具体的な構成を図４に示す。この図４は、漏れ光低減メカニズムとともに漏洩低減部の構造及び機能を説明するための図であり、図１に示す領域Ａ（光軸ＡＸに直交する当該マルチコア光ファイバ１の断面上の領域）に相当している。
【００３０】
図４に示す例では、環状の漏洩低減部５０Ａが各コア領域１０それぞれに対して用意されており、コア領域１０とともに一つのコアファイバ領域を構成するクラッド領域２０内に、対応するコア領域１０を取り囲んでいる。特に、図４に示す例では、クラッド領域２０は、コア領域１０内を伝搬する光の伝送特性に影響を与える領域としてコア領域１０の外周に設けられた光学クラッド２１と、コア領域１０内を伝搬する光の伝送特性に影響を与えない領域として光学クラッド２１の外周に設けられた物理クラッド２２を備える。漏洩低減部５０Ａは、コア領域１０それぞれの伝送性能の劣化を避けるべく、物理クラッド２２内に形成されるのがより好ましい。なお、光学クラッド２１と物理クラッド２２は、伝送特性に影響を与えるか否かという機能の観点から区別される領域であり、組成等により構造上区別することはできない。そこで、添付された図面では、本願発明に理解を容易にするため、クラッド領域２０を構成する光学クラッド２１と物理クラッド２２の境界が便宜的に破線で示されている。
【００３１】
また、図４に示すように、漏洩低減部５０Ａは、コア領域１０からの漏れ光のパワーを低減する領域であって、吸収、散乱、閉じ込め等の偏向制御により漏れ光の光量を効果的に低減するよう機能する。また、光軸ＡＸに対して直交する当該マルチコア光ファイバ１の断面において、漏洩低減部５０Ａは、コア領域１０の中心からの距離が、コア領域１０を含むコアファイバ領域の波長１．５５μｍにおけるＭＦＤの５／２倍になる位置からクラッド領域の外周面（物理クラッド２２と樹脂被覆３０との界面）までの間に設けられる。あるいは、漏洩低減部５０Ａは、コア領域１０を含むコアファイバ領域の電界振幅がそのピーク値から１０−４以下になる位置からクラッド領域２０の外周面までの間に設けられてもよい。
【００３２】
上述のような構成において、小径曲げ（ハイパワー光伝搬時に当該マルチコア光ファイバ１に対して加えられる小さな曲率半径での曲げ）に起因してコア領域１０から光量Ｐ０の漏れ光が漏洩低減部５０Ａに到達すると、漏洩低減部５０Ａにおいて漏れ光の光量が吸収、散乱、閉じ込め等の偏向制御により低減される。具体的には、漏洩低減部５０を通過した漏れ光の光量は、漏洩低減部５０Ａに到達してきた漏れ光の光量Ｐ０の１／１０まで低減される（図４参照）。その結果、漏れ光が隣接するコア領域１０に到達することに起因して発生するクロストークが効果的に低減される。
【００３３】
次に、本実施形態に係るマルチコア光ファイバ１として、各コア領域１０の外周、特にコア領域１０を含むコアファイバ領域の物理クラッド２２に相当する領域に環状の漏洩低減部５０Ａが形成されたマルチコア光ファイバ（図４参照）の各製造工程を、図５を参照しながら説明する。なお、製造するマルチコア光ファイバは石英系光ファイバであって、コアファイバ領域（コア領域１０とその周辺に位置するクラッド領域２０により構成）それぞれにおいて、各コア領域１０には屈折率増加剤としてＧｅＯ２が添加され、各コア領域１０の外周に設けられたクラッド領域２０は純シリカからなる。製造するマルチコア光ファイバにおける同一断面上に配置された複数のコアファイバ領域それぞれは、ステップ構造の屈折率プロファイルを有する。また、このステップ構造屈折率プロファイルにおいて、コア、クラッド間の比屈折率差は、０．４％以下である。このように構成されたマルチコア光ファイバにより、１００ｋｍ光伝搬後におけるコア領域間のクロストークを−５０ｄＢにすることも可能になる。
【００３４】
まず、製造されるべきマルチコア光ファイバの同一断面上に配置される複数のコアファイバ領域となる部材をそれぞれ用意する。具体的には、図５（ａ）に示すように、コアファイバ領域となるべき部材１００Ａは、漏洩低減部５０Ａとなるべき層が最外層まで達しているファイバ部材２００ａと、このファイバ部材２００ａの断面形状に一致した貫通孔を有する中空部材２００ｂを備える。ファイバ部材２００ａは、石英系ガラスからなり、その中心側外周面に向かって順に、コア領域１０となるべき中心領域１１０、クラッド領域２０の一部となるべき中間領域１２０、漏洩低減部５０Ａとなるべき最外層５００を備える。また、中間領域１２０は、最終的に光学クラッドとなるべき内側領域１２１と、物理クラッドとなるべき外側領域１２２から構成されている。中空部材２００ｂも石英ガラスからなり、この中空部材２００ｂの貫通孔にファイバ部材２００ａを挿入することにより、コアファイバ領域となるべき部材１００Ａが得られる。
【００３５】
続いて、上述のように製造された複数の部材１００Ａ（それぞれがコアファイバ領域となるべき複数の部材）を束ねた状態で、ヒーター３００を矢印Ｂで示された方向（複数の部材１００Ａの長手方向に一致）に移動させることにより、一体化させる（図５（ｂ）参照）。この一体化工程を経て、マルチコア光ファイバの母材１００Ｂが得られる。なお、以下の具体例でも説明するが、漏洩低減部５０Ａとなるべき最外層５００は、その光吸収係数又は光散乱係数が、物理クラッドとなるべき外側領域１２２より大きいのが好ましい。また、漏洩低減部５０Ａとなるべき最外層５００は、加熱による一体化工程において、その粘度が物理クラッドとなるべき外側領域１２２より低い。
【００３６】
そして、図５（ｃ）に示すように、得られた母材１００Ｂの一端をヒーター３１０で加熱しながら線引きすることにより、図６に示す断面構造を有するマルチコア光ファイバ１が得られる。なお、母材１００Ｂの線引き装置は、矢印Ｃで示す方向に回転することで線引きされた当該マルチコア光ファイバ１を巻き取るローラ３３０と、母材１００Ｂから線引きされた直後の裸光ファイバの表面に樹脂を被覆する装置３２０を、少なくとも備える。
【００３７】
以上の製造工程を経て得られたマルチコア光ファイバ１の断面構造を図６に示す。この図６に示すマルチコア光ファイバ１Ａの断面構造は、実質的に図４の断面構造を含んでいる。すなわち、マルチコア光ファイバ１Ａは、複数のコア領域１０を含む裸光ファイバと、この裸光ファイバの外周に設けられた樹脂被覆３０を備える。裸光ファイバは、同一断面上に複数のコアファイバ領域が配置されており、各コアファイバ領域は、コア領域１０とコア領域１０を取り囲むクラッド領域２０で構成されている。また、クラッド領域２０は、光学クラッド２１と物理クラッド２２に区別することが可能であり、漏洩低減部５０Ａは、クラッド領域２０内、特に物理クラッド２２内に配置されるのが好ましい。このように、マルチコア光ファイバ１Ａは、複数のコア領域１０が共通のクラッド領域２０内に存在し、かつ、各コア領域１０の周りを漏洩低減部５０Ａが囲む構造を有しており、コア領域１０から漏れた光を漏洩低減部５０Ａが遮断することで、コア領域１０間におけるクロストークが効果的に低減され得る。
【００３８】
なお、本実施形態に係るマルチコア光ファイバ１の断面構造は、上述の図４、図６に示された断面構造には限定されず、種々の変形が可能である。図７は、本発明に係るマルチコア光ファイバの他の実施形態の断面構造を示す図である。
【００３９】
すなわち、図７（ａ）に示すマルチコア光ファイバ１Ｂは、複数のコア領域１０がクラッド領域２０内に存在し、かつ、各コア領域１０間に漏洩低減部５０Ｂが配置された構造を有する。なお、図７（ａ）の例では、対角線上に位置するコア領域１０間にも漏洩低減部５０Ｂが配置しているが、係る対角線上のコア領域１０の間隔が十分離れており、クロストークの影響が小さいと予測される場合は、中央に位置する漏洩低減部５０Ｂはなくても良い。
【００４０】
また、このマルチコア光ファイバ１Ｂにおいても、共通するクラッド領域２０は、各コア領域１０の周辺に位置する光学クラッド２１と、光学クラッド２１を覆う物理クラッド２２に区別することが可能であり、当該マルチコア光ファイバ１Ｂでは、コア領域１０をそれぞれ含むコアファイバ領域では、物理クラッド２２が共有されている。すなわち、当該マルチコア光ファイバ１Ｂでは、複数のコアファイバ領域のうち隣接するコアファイバ領域は、漏洩低減部５０Ｂを介して接触している。
【００４１】
一方、図７（ｂ）に示すマルチコア光ファイバ１Ｃは、それぞれ、コア領域１６０とそれを取り囲むクラッド領域１５０からなる複数のコアファイバ１５を一体化させた構造を有する。コアファイバ１５それぞれにおいて、クラッド領域１５０は、コア領域１６０を直接覆う光学クラッド１５１と、光学クラッド１５１の外周に設けられた物理クラッド１５２から構成されている。また、物理クラッド１５２内には、図７（ｂ）の断面上において、コア領域１６０を取り囲む環状の漏洩低減部５０Ｃが位置する。特に、マルチコア光ファイバ１Ｃでは、一体化されたコアファイバ１５の外周を覆うようにジャケット層４０が設けられており、このジャケット層４０の外周に樹脂被覆３０が設けられている。
【００４２】
上述のような断面構造（図６及び図７参照）を有するマルチコア光ファイバ１Ａ、１Ｂ、１Ｃそれぞれにおいて、コア領域１０、１６０、及び、クラッド領域２０、１５０は、石英系ガラスからなる。クラッド領域２０又はジャケット層４０の外周に設けられた樹脂被覆３０は、例えばプラスチック被覆である。また、上述の実施形態に係るマルチコア光ファイバ１Ａ〜１Ｃにおいて、漏洩低減部５０Ａ〜５０Ｃは、クラッド領域２０、１５０のうち物理クラッド２２、１５２に設けられているが、コア領域１０、１６０からある程度の距離を有する位置であれば、特に制限はない。また、図７（ｃ）に示すマルチコア光ファイバ１Ｃの例では、隣接する２つのコアファイバ１５の間に漏洩低減部５０Ｃが配置されてもよい。
【００４３】
次に、漏洩低減部５０（図６及び図７における５０Ａ〜５０Ｃに相当）のより具体的な構造を図８〜図９を参照しながら説明する。なお、図８〜図９には、図６に示すマルチコア光ファイバ１Ａの例が示されているが、他のマルチコア光ファイバ１Ｂ、１Ｃについても同様に漏洩低減部５０Ｂ、５０Ｃをそれぞれ構成することが可能であり、漏洩低減部５０Ａ〜５０Ｃの何れも、吸収、散乱、閉じ込め等による偏向制御機能を有する。
【００４４】
まず、図８は、マルチコア光ファイバ１Ａに適用可能な漏洩低減部５０Ａの第１具体例を説明するための図である。図８（ａ）は、マルチコア光ファイバ１Ａの断面構造を示し、図６の断面構造に一致している。この第１具体例では、漏洩低減部５０Ａとして、コア領域１０と取り囲むように環状の形成されたトレンチ層といわれる屈折率の低い層が設けられている。すなわち、この第１具体例に係る漏洩低減部５０Ａは、当該漏洩低減部５０Ａよりも内側の領域内に漏れ光を閉じ込めることにより、漏れ光の偏向制御を行う。なお、図８（ｂ）はマルチコア光１Ａにおける一つのコアファイバ領域の屈折率プロファイルである。また、図８（ｃ）は、図８（ａ）における部分Ｄの拡大図であり、第１具体例に係る漏洩低減部５０Ａとして、複数の空孔５１０を形成することにより屈折率の低い層を実現する例である。図８（ｄ）は、図８（ａ）における部分Ｄの拡大図であり、第１具体例に係る漏洩低減部５０Ａとして、複数のボイド５２０を形成することにより屈折率の低い層を実現する例である。
【００４５】
マルチコア光ファイバ１Ａは、石英系ガラスファイバであり、図８（ａ）に示す断面上に複数のコアファイバ領域が配置されており、これら複数のコアファイバ領域は、対応する一つのコア領域１０と、共通するクラッド領域２０から構成されている。また、クラッド領域２０はコア領域周辺の光学クラッド２１と物理クラッド２２に区別可能であり、コア領域１０を取り囲む環状の漏洩低減部５０Ａは、物理クラッド２２内に設けられている。この第１具体例に係る漏洩低減部５０Ａは、コア領域１０から伝搬してきた漏れ光を当該漏洩低減部５０Ａで取り囲まれた内側領域に閉じ込めることにより、隣接するコア領域１０への漏れ光の伝搬を抑制するよう機能する。なお、このような構造を有するコアファイバ領域において、コア領域１０はＧｅＯ２が添加されたシリカガラス、クラッド領域２０は純シリカガラスからなり、クラッド領域２０に対するコア領域１０の比屈折率差は０．３５％（０．４％以下）である。また、コア領域１０の外径は８．５μｍである。このようなコアファイバ領域は、波長１．５５μｍにおいて１０．２μｍのＭＦＤを有する。さらに、このコアファイバ領域における電界振幅はコア領域１０の中心（以下、コア中心という）でピーク値をとり、ピーク値の１０−４となる位置は、コア中心から２８．５μｍだけ離れた位置である。したがって、漏洩低減部５０Ａは、コア中心から半径方向Ｒに沿って２５．５μｍ（ＭＦＤの５／２倍の距離）以上離れるか、あるいは、コア中心から半径方向Ｒに沿って２８．５μｍ以上離れた、物理クラッド２２内に設けられるのが好ましい。この第１具体例において、漏洩低減部５０Ａは、コア中心から３５μｍから５０μｍまで範囲に形成されたリング状領域である。
【００４６】
この第１具体例に係る漏洩低減部５０Ａを実現する第１手段は、図８（ｂ）に示すように屈折率プロファイルを設計することにより、各コア領域１０からの漏れ光の偏向制御を実現する。特に、この第１手段では、当該マルチコア光ファイバ１Ａにおける複数のコアファイバ領域それぞれの屈折率プロファイルとして、トレンチ構造の屈折率プロファイルを採用することにより漏れ光の偏向制御を行う。すなわち、図８（ｂ）に示すように、漏洩低減部５０Ａに相当するシリカガラス領域にＦを添加することにより、光学クラッド２１に対する当該漏洩低減部５０Ａの比屈折率差は−０．７％に設定される。なお、マルチコア光ファイバ１Ａは、石英系ファイバであり、図８（ｂ）の屈折率プロファイルからも分かるように、コア領域１０は、ＧｅＯ２が添加された石英ガラスからなり、クラッド領域２０は純シリカガラスからなる。また、コア領域１０とクラッド領域２０の比屈折率差は０．４％以下である。物理クラッド２２内に設けられた漏洩低減部５０Ａの屈折率は、Ｆ（屈折率低下剤）が添加されることにより、純シリカガラスよりも低くなっている。
【００４７】
また、図８（ｃ）は図８（ａ）における部分Ｄの拡大図であり、当該第１具体例に係る漏洩低減部５０Ａとして、コア領域１０からの漏れ光の偏向制御を実現するための第２手段を示す。この第２手段は、漏洩低減部５０Ａに相当する領域に、光軸ＡＸに沿って伸びた複数の空孔５１０を設けることにより漏れ光の偏向制御を行う。
【００４８】
さらに、図８（ｄ）は図８（ａ）における部分Ｄの拡大図であり、当該第１具体例に係る漏洩低減部５０Ａとして、漏れ光の偏向制御を実現するための第３手段を示す。この第３手段は、図８（ａ）に示す断面上においてコア領域１０を取り囲む環状の領域であって、光軸ＡＸに沿って伸びた領域内に、ボイド５２０を散在させることによって形成された漏洩低減部５０Ａを形成することにより漏れ光の偏向制御を行う。
【００４９】
上述の第１〜第３手段のように、漏洩低減部５０Ａを、低屈折率領域、空孔形成領域、あるいはボイド散在領域として形成することにより、当該漏洩低減部５０Ａの、クラッド領域２０に対する比屈折率差は有意に低くなる。この結果、小径曲げ等に起因してコア領域１０から隣接するコア領域１０へ向かう漏れ光の一部は、漏洩低減部５０Ａに取り囲まれた内側領域内に閉じ込められる。
【００５０】
ここで、各コア領域１０から当該マルチコア光ファイバ１Ａの樹脂被覆３０へ向かう漏れ光のうち、漏洩低減部５０Ａで取り囲まれた内側領域内に閉じ込められる光の割合は、コア領域１０から漏洩低減部５０Ａまでの距離、漏洩低減部５０Ａの厚さ、第１手段の構成でのクラッド領域２０に対する漏洩低減部５０Ａの比屈折率差、第２手段による構成では空孔の配置等、第３手段による構成ではボイドの配置等によって調節することが可能である。したがって、クラッド領域２０の一部（光学クラッド２１）を介して漏洩低減部５０Ａに到達した漏れ光の光量Ｐ０の１／１０以下まで、当該漏洩低減部５０Ａを通過した漏れ光の光量を低減することが可能である。なお、空孔、ボイドを適切な配置することにより、フォトニックバンドギャップの効果で漏れ光を漏洩低減部５０Ａで取り囲まれた内側領域内に閉じ込めることも可能である。
【００５１】
なお、上述のように構成される漏洩低減部５０Ａは、各コアファイバ領域において、コア領域中心からＭＦＤの５／２倍以上である位置、あるいは、各コアファイバ領域における電界振幅がピーク値（コア中心においてピーク値をとる）の１０−４以下になる位置よりも外側に存在する。そのため、漏洩低減部５０Ａの存在が、コア領域１０内を伝搬する光への影響は実効的に無視出来るレベルであり、漏洩低減部５０Ａが伝送損失等の特性に与える影響も無視出来るレベルとなる。また、漏れ光の一部は漏洩低減部５０Ａの外側にも漏れ出すため、漏洩低減部５０Ａの内側領域内に閉じ込められた光成分も伝搬とともに次第に減衰する。このため、漏洩低減部５０Ａに取り囲まれた内側領域内に閉じ込められた光成分が再びコア領域１０内の伝搬光に結合することない（漏洩低減部５０Ａの内側領域内に閉じ込められた光成分がコア領域１０内の伝搬光の伝送特性に影響を与えることが実質的に回避され得る）。
【００５２】
次に、図９は、本発明に係るマルチコア光ファイバに適用可能な漏洩低減部の第２具体例を説明するための図である。この第２具体例に係る漏洩低減部５０Ａは、各コアファイバ領域において、コア領域１０から到達してきた漏れ光の散乱を増大させることにより、漏れ光の偏向制御を行う。なお、図９（ａ）は、マルチコア光ファイバ１Ａの断面構造を示し、図６の断面構造に一致している。この第２具体例でも、第１具体例と同様に、コア領域１０と取り囲むように環状に
漏洩低減部５０Ａが形成されている。なお、図９（ｂ）は、図９（ａ）における部分Ｄの拡大図であり、第２具体例に係る漏洩低減部５０Ａとして、吸収係数及び散乱係数の少なくとも何れかがクラッド領域よりも大きくなるよう形成された領域を実現する例である。
【００５３】
図９（ａ）に示すマルチコア光ファイバ１Ａは、その断面上に複数のコアファイバ領域が配置されており、これら複数のコアファイバ領域は、対応する一つのコア領域１０と、共通するクラッド領域２０から構成されている。また、クラッド領域２０はコア領域周辺の光学クラッド２１と物理クラッド２２に区別可能であり、コア領域１０を取り囲む環状の漏洩低減部５０Ａは、物理クラッド２２内に設けられている。この第２具体例に係る漏洩低減部５０Ａは、コア領域１０から伝搬してきた漏れ光を当該漏洩低減部５０Ａで散乱させることにより、隣接するコア領域１０へ達する漏れ光の光量を低減するよう機能する。なお、このような構造を有するコアファイバ領域において、コア領域１０はＧｅＯ２が添加されたシリカガラス、クラッド領域２０は純シリカガラスからなり、クラッド領域２０に対するコア領域１０の比屈折率差は１％である。また、コア領域１０の外径は３０μｍである。このようなコアファイバ領域では、コア領域１０光は、波長１．５５μｍにおいてマルチモードとなるが、基底モードのＭＦＤは１９．８μｍである。さらに、各コアファイバ領域における電界振幅はコア中心でピーク値をとり、ピーク値の１０−４となる位置は、コア中心から２３．１μｍだけ離れた位置である。したがって、この第２具体例に係る漏洩低減部５０ＡＣは、コア中心から半径方向Ｒに沿って４９．５μｍ（ＭＦＤの５／２倍の距離）以上離れるか、あるいは、コア中心から半径方向Ｒに沿って２３．１μｍ以上離れた、物理クラッド２２内に設けられる。この第２具体例において、漏洩低減部５０Ａは、コア中心から３５μｍから５０μｍまで範囲に形成されたリング状領域である。
【００５４】
図９（ｂ）に示す漏れ光の偏向制御手段は、漏洩低減部５０Ａに相当する領域に添加された微小異方体５３０により漏れ光の散乱を増大させることにより漏れ光の偏向制御を行う。このような漏洩低減部５０Ａとしては、例えば伸長されたハロゲン化銀粒子（微小異方体５３０）を含んだガラスが考えられる。
【００５５】
上述のように環状の漏洩低減部５０Ａに上記微小異方体５３０を添加することにより、当該漏洩低減部５０Ａにおける漏れ光の散乱（この結果として、漏れ光が偏向される）、及び、漏れ光の吸収（漏れ光は減衰する）は、他のガラス領域よりも大きくなる。すなわち、漏洩低減部５０Ａは、クラッド領域２０と比較して大きな吸収係数、及び、散乱係数を有する。したがって、この第２具体例に係る漏洩低減部５０Ａによっても、当該漏洩低減部５０Ａを通過して隣接するコア領域１０へ向かう漏れ光の光量を効果的に低減することが可能になる。
【００５６】
なお、上述の第１及び第２具体例は、図６に示すマルチコア光ファイバ１Ａの漏洩低減部５０Ａを例に説明したが、図７に示すマルチコア光ファイバ１Ｂ、１Ｃの何れの漏洩低減部５０Ｂ、５０Ｃにも適用可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ…マルチコア光ファイバ、１０、１６０…コア領域、２１、１５１…光学クラッド、２２、１５２…物理クラッド、２０、１５０…クラッド領域、５０、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ…漏洩低減部、３０…樹脂被覆、５１０…空孔、５２０…ボイド、５３０…ハロゲン化銀粒子（微小異方体）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年6月23日(2011.6.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸に沿って伸びたコア領域と、前記コア領域の外周に設けられたクラッド領域とを備えたコアファイバ領域を、同一断面内に複数有するマルチコア光ファイバであって、
前記複数のコアファイバ領域のうち隣接するコアファイバ領域におけるコア領域同士を結ぶ直線上に、漏洩低減部が存在し、
前記漏洩低減部は、当該漏洩低減部により取り囲まれた領域内における伝搬光の閉じ込め率を高めた屈折率分布を有することを特徴とするマルチコア光ファイバ。
【請求項２】
請求項１記載のマルチコア光ファイバにおいて、
前記漏洩低減部は、前記複数のコアファイバ領域それぞれにおいて、前記同一断面上で前記コア領域を取り囲む環状になるように前記クラッド領域内に形成されている。
【請求項３】
請求項１記載のマルチコア光ファイバにおいて、
前記複数のコアファイバ領域のうち隣接するコアファイバ領域は、前記漏洩低減部を介して接触している。
【請求項４】
請求項１記載のマルチコア光ファイバにおいて、
前記漏洩低減部は、実質的に屈折率を低減する構成として、前記複数のコアファイバ領域のクラッド領域それぞれに屈折率低下剤が添加されている、又は、空孔が形成されている。
【国際調査報告】
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