(57)【要約】  コア部と、前記コア部の外周に位置し、前記コア部の周囲に円状に配置された空孔を有するクラッド部と、を備え、前記空孔は、前記コア部の中心を略中心として半径３６〜４８μｍの円状に１２〜３６個だけ配置され、空孔直径が２．０〜１１．０μｍの範囲にあり、波長１０６４ｎｍにおいて実質的にシングルモード動作するとともに有効コア断面積が１５００μｍ２以上である。これによって、実質的なシングルモード動作と低非線形性とを実現しつつ、実用上好ましい形状で光を伝搬することができるホーリーファイバを提供する。
2010070946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア部と、
前記コア部の外周に位置し、前記コア部の周囲に円状に配置された空孔を有するクラッド部と、
を備え、前記空孔は、前記コア部の中心を略中心として半径３６〜４８μｍの円状に１２〜３６個だけ配置され、空孔直径が２．０〜１１．０μｍの範囲にあり、波長１０６４ｎｍにおいて実質的にシングルモード動作するとともに有効コア断面積が１５００μｍ２以上であることを特徴とするホーリーファイバ。
【請求項２】
波長１０６４ｎｍにおいて、全長における基底モードの閉じ込め損失と２次の高次モードの閉じ込め損失との差が０．７ｄＢ以上となる長さを有することを特徴とする請求項１に記載のホーリーファイバ。
【請求項３】
波長１０６４ｎｍにおいて半径１００ｍｍで曲げた場合の曲げ損失が１０ｄＢ／ｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のホーリーファイバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホーリーファイバに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ホーリーファイバ（Ｈｏｌｅｙ  Ｆｉｂｅｒ）は、中心に位置するコア部と、コア部の外周に位置し、コア部の周囲に配置した複数の空孔を有するクラッド部とを備え、空孔によってクラッド部の平均屈折率を下げ、光の全反射の原理を利用してコア部に光を伝搬させる新しいタイプの光ファイバである。このホーリーファイバは、有効コア断面積を大きくして光学非線形性を低くすることができるため、低非線形伝送媒体として、光通信用、あるいはレーザ加工等のためのハイパワー光を伝送するパワーデリバリー用への応用も期待されている。【０００３】
一方、ホーリーファイバの有効コア断面積をさらに拡大するため、空孔がコア部の周囲に１層だけの層を成すように形成された構造のホーリーファイバが開示されている（非特許文献１）。図２２は、非特許文献１に記載のホーリーファイバの模式的な断面図である。このホーリーファイバ２は、コア部２ａと、コア部２ａの外周に位置し、コア部２ａの周囲に形成された１８個の空孔２ｃを有するクラッド部２ｂとを備えている。空孔２ｃは、空孔直径がｄ１であり、三角格子の格子点から選択された六角形を成す格子点上に配置されている。非特許文献１によれば、図２２に示すホーリーファイバ２において、格子定数すなわち空孔２ｃ間の間隔であるΛを１２．０μｍ、ｄ１／Λを０．４８（すなわち、ｄ１は５．７６μｍ）とした場合に、波長１０６４ｎｍにおいて、有効コア断面積が１４００μｍ２ときわめて大きくなるとともに、伝搬モードの基底モードであるＬＰ０１モードの閉じ込め損失が０．３ｄＢ／ｍ以下と小さく、２次の高次モードであるＬＰ１１モードの閉じ込め損失が１ｄＢ／ｍと大きくなり、実質的なシングルモード動作を実現できるとされている。なお、非特許文献１では、ホーリーファイバ２の長さを１〜２ｍとして使用することが想定されている。したがって、全長におけるＬＰ１１モードの閉じ込め損失とＬＰ０１モードの閉じ込め損失との差が０．７ｄＢ以上であれば、ホーリーファイバ２は実質的なシングルモード動作をすると考えられる。また、このホーリーファイバ２を半径１００ｍｍで曲げた場合の曲げ損失は４．４〜４．５ｄＢ／ｍ程度とされている。なお、上記のようにΛを１２．０μｍとした場合、空孔２ｃが形成する六角形の中心Ｏ１から頂点までの距離をｒ１とすると、ｒ１は３６μｍである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Y.  Tsuchida,  et  al.,  “Design  of  Single-Mode  Leakage  Channel  Fibers  with  Large-Mode-Area  and  Low  Bending  Loss“,  OECC2008,  P-9
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、たとえばレーザ加工用に用いるレーザ光は、そのビーム形状が等方的な円状であることが好ましい。したがって、デリバリー用のホーリーファイバについても、伝搬する光のフィールド分布が円状であることが実用上好ましい。また、光通信用のホーリーファイバとしても、他の光ファイバとの接続損失の低減等のために、伝搬する光のフィールド分布が円状であることが実用上好ましい。【０００６】
しかしながら、本発明者らが、図２２に示す構造のホーリーファイバ２を伝搬する波長１０６４ｎｍの光のフィールド分布を計算したところ、以下のことを見出した。図２３は、図２２に示すホーリーファイバ２を伝搬する波長１０６４ｎｍの光のフィールド分布を示す図である。なお、図２３においては、中心部のフィールドの強度を１．０とし、中心から強度が１０％だけ減衰する範囲ごとに異なるハッチングで示している。図２３に示すように、このホーリーファイバ２では、光のフィールド分布が六角形状となり、伝搬する光の形状が好ましい形状からはずれているという問題がある。【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、実質的なシングルモード動作と低非線形性とを実現しつつ、実用上好ましい形状で光を伝搬することができるホーリーファイバ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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るホーリーファイバは、コア部と、前記コア部の外周に位置し、前記コア部の周囲に円状に配置された空孔を有するクラッド部と、を備え、前記空孔は、前記コア部の中心を略中心として半径３６〜４８μｍの円状に１２〜３６個だけ配置され、空孔直径が２．０〜１１．０μｍの範囲にあり、波長１０６４ｎｍにおいて実質的にシングルモード動作するとともに有効コア断面積が１５００μｍ２以上であることを特徴とする。【０００９】
また、本発明に係るホーリーファイバは、上記の発明において、波長１０６４ｎｍにおいて、全長における基底モードの閉じ込め損失と２次の高次モードの閉じ込め損失との差が０．７ｄＢ以上となる長さを有することを特徴とする。【００１０】
また、本発明に係るホーリーファイバは、上記の発明において、波長１０６４ｎｍにおいて半径１００ｍｍで曲げた場合の曲げ損失が１０ｄＢ／ｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、実質的なシングルモード動作と低非線形性とを実現しつつ、実用上好ましい形状で光を伝搬することができるホーリーファイバを実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施の形態に係るホーリーファイバの断面概略図である。
【図２】図２は、図１に示すホーリーファイバを伝搬する波長１０６４ｎｍの光のフィールド分布を示す図である。
【図３】図３は、空孔数ｎを１２とした場合の、空孔径ｄと基底モードの閉じ込め損失との関係を示す図である。
【図４】図４は、空孔数ｎを１２とした場合の、空孔径ｄと２次の高次モードの閉じ込め損失との関係を示す図である。
【図５】図５は、空孔数ｎを１８とした場合の、空孔径ｄと基底モードの閉じ込め損失との関係を示す図である。
【図６】図６は、空孔数ｎを１８とした場合の、空孔径ｄと高次モードの閉じ込め損失との関係を示す図である。
【図７】図７は、空孔数ｎを２４とした場合の、空孔径ｄと基底モードの閉じ込め損失との関係を示す図である。
【図８】図８は、空孔数ｎを２４とした場合の、空孔径ｄと高次モードの閉じ込め損失との関係を示す図である。
【図９】図９は、空孔数ｎを３６とした場合の、空孔径ｄと基底モードの閉じ込め損失との関係を示す図である。
【図１０】図１０は、空孔数ｎを３６とした場合の、空孔径ｄと高次モードの閉じ込め損失との関係を示す図である。
【図１１】図１１は、空孔配置半径ｒ、空孔数ｎの組み合わせに対して、実質的にシングルモード動作となる空孔径ｄの値を示す図である。
【図１２】図１２は、空孔数ｎを１２とした場合の、空孔径ｄと有効コア断面積Ａeffとの関係を示す図である。
【図１３】図１３は、空孔数ｎを１８とした場合の、空孔径ｄと有効コア断面積Ａeffとの関係を示す図である。
【図１４】図１４は、空孔数ｎを２４とした場合の、空孔径ｄと有効コア断面積Ａeffとの関係を示す図である。
【図１５】図１５は、空孔数ｎを３６とした場合の、空孔径ｄと有効コア断面積Ａeffとの関係を示す図である。
【図１６】図１６は、空孔数ｎを１２とした場合の、空孔配置半径ｒと曲げ損失との関係を示す図である。
【図１７】図１７は、空孔数ｎを１８とした場合の、空孔配置半径ｒと曲げ損失との関係を示す図である。
【図１８】図１８は、空孔数ｎを２４とした場合の、空孔配置半径ｒと曲げ損失との関係を示す図である。
【図１９】図１９は、空孔数ｎを３６とした場合の、空孔配置半径ｒと曲げ損失との関係を示す図である。
【図２０】図２０は、計算例１〜１４として、上記図３〜１９に示した結果の一部、および空孔配置半径ｒを４８μｍとした１例を示す図である。
【図２１】図２１は、計算例１５〜４４として、空孔数ｎ、空孔径ｄ、空孔配置半径ｒの組み合わせに対する、閉じ込め損失、曲げ損失、最短長さを示す図である。
【図２２】図２２は、非特許文献１に記載のホーリーファイバの模式的な断面図である。
【図２３】図２３は、図２２に示すホーリーファイバを伝搬する波長１０６４ｎｍの光のフィールド分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、図面を参照して本発明に係るホーリーファイバの実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、本明細書において特に定義しない用語については、ＩＴＵ−Ｔ（国際電気通信連合）Ｇ．６５０．１における定義、測定方法に従うものとする。
【００１４】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係るホーリーファイバ１の断面概略図である。図１に示すように、このホーリーファイバ１は、コア部１ａと、コア部１ａの外周に位置するクラッド部１ｂとを備える。なお、コア部１ａとクラッド部１ｂとは、いずれも屈折率調整用のドーパントが添加されていない純シリカガラスからなる。
【００１５】
クラッド部１ｂは、コア部１ａの周囲に配置された空孔１ｃを有する。空孔１ｃの数は１８個であり、空孔１ｃはコア部１ａの中心Ｏを中心として円状に配置されている。空孔１ｃが形成する円の半径（以下、空孔配置半径と称する）をｒとすると、ｒは３６μｍである。また、空孔１ｃの空孔径（直径）をｄとすると、ｄは５．５μｍである。
【００１６】
図２は、図１に示すホーリーファイバ１を伝搬する波長１０６４ｎｍの光のフィールド分布を示す図である。なお、図２においては、中心部のフィールドの強度を１．０とし、中心から強度が１０％だけ減衰する範囲ごとに異なるハッチングで示している。図２に示すように、このホーリーファイバ１では、光のフィールド分布が実用上好ましい円状となっている。
【００１７】
さらに、このホーリーファイバ１は、上記のように空孔の数、空孔配置半径、および空孔径を設定したことによって、波長１０６４ｎｍにおいて、基底モードであるＬＰ０１モードの有効コア断面積が１５００μｍ２以上の１８１２μｍ２ときわめて大きくなるとともに、ＬＰ０１モードの閉じ込め損失が０．３ｄＢ／ｍ以下の０．２５ｄＢ／ｍと小さく、ＬＰ１１モードの閉じ込め損失が１ｄＢ／ｍ以上の１．２８ｄＢ／ｍと大きくなるので、１ｍ以上の長さで使用した場合に、実質的なシングルモード動作を実現できる。また、このホーリーファイバ１を、ボビン等に巻く場合のように半径１００ｍｍで曲げた場合の曲げ損失は、４．４ｄＢ／ｍ程度となり、実用上好ましい１０ｄＢ／ｍ以下となっている。なお、以下では、曲げ損失とは、半径１００ｍｍで曲げた場合の曲げ損失を意味するものとする。
【００１８】
このホーリーファイバ１と、図２２に示すホーリーファイバ２とを比較すると、空孔の数は同じであり、ホーリーファイバ１の空孔配置半径ｒとホーリーファイバ２の距離ｒ１との値が同じであり、また曲げ損失の値もほぼ同じある。しかしながら、このホーリーファイバ１は１８１２μｍ２と一層大きい有効コア断面積を有している。
【００１９】
なお、図１に示すホーリーファイバ１と同様に空孔を円状に配置したホーリーファイバにおいて、空孔数ｎを１２〜３６とし、空孔配置半径ｒを３６〜４８μｍとし、空孔径ｄを２．０〜１１．０μｍの範囲にあるようにすれば、波長１０６４ｎｍにおいて実質的にシングルモード動作するとともに、有効コア断面積が１５００μｍ２以上であるホーリーファイバを実現できる。以下、有限要素法（ＦＥＭ）シミュレーションを用いた計算結果を参照して説明する。
【００２０】
以下では、図１に示すホーリーファイバ１と同様に空孔を円状に配置したホーリーファイバにおいて、空孔数ｎを１２、１８、２４、３６として、空孔配置半径ｒを３６μｍ、３９μｍ、４２μｍ、４５μｍとした場合についての計算結果を説明する。また、計算に用いる波長はいずれの場合も１０６４ｎｍとする。
【００２１】
図３は、空孔数ｎを１２とした場合の、空孔径ｄと基底モードの閉じ込め損失との関係を示す図である。図３において、線Ｌ１は閉じ込め損失が０．３ｄＢ／ｍの位置を示している。図３に示すように、各ｒについて、基底モードの閉じ込め損失が０．３ｄＢ／ｍ以下となるようなｄの範囲が存在する。
【００２２】
図４は、空孔数ｎを１２とした場合の、空孔径ｄと２次の高次モードの閉じ込め損失との関係を示す図である。図４に示すように、各ｒについて、２次の高次モードの閉じ込め損失が１．０ｄＢ／ｍ以上となるようなｄの範囲が存在する。なお、２次の高次モードの閉じ込め損失が１．０ｄＢ／ｍ以上であれば、それ以上の高次モードの閉じ込め損失も１．０ｄＢ／ｍ以上であるので、以下では、高次モードとして２次の高次モードのみを考慮する。
【００２３】
図５は、空孔数ｎを１８とした場合の、空孔径ｄと基底モードの閉じ込め損失との関係を示す図である。図５において、線Ｌ２は閉じ込め損失が０．３ｄＢ／ｍの位置を示している。図５に示すように、各ｒについて、基底モードの閉じ込め損失が０．３ｄＢ／ｍ以下となるようなｄの範囲が存在する。
【００２４】
図６は、空孔数ｎを１８とした場合の、空孔径ｄと高次モードの閉じ込め損失との関係を示す図である。図６に示すように、各ｒについて、高次モードの閉じ込め損失が１．０ｄＢ／ｍ以上となるようなｄの範囲が存在する。
【００２５】
図７は、空孔数ｎを２４とした場合の、空孔径ｄと基底モードの閉じ込め損失との関係を示す図である。図７において、線Ｌ３は閉じ込め損失が０．３ｄＢ／ｍの位置を示している。図７に示すように、各ｒについて、基底モードの閉じ込め損失が０．３ｄＢ／ｍ以下となるようなｄの範囲が存在する。
【００２６】
図８は、空孔数ｎを２４とした場合の、空孔径ｄと高次モードの閉じ込め損失との関係を示す図である。図８に示すように、各ｒについて、高次モードの閉じ込め損失が１．０ｄＢ／ｍ以上となるようなｄの範囲が存在する。
【００２７】
図９は、空孔数ｎを３６とした場合の、空孔径ｄと基底モードの閉じ込め損失との関係を示す図である。図９において、線Ｌ４は閉じ込め損失が０．３ｄＢ／ｍの位置を示している。図９に示すように、各ｒについて、基底モードの閉じ込め損失が０．３ｄＢ／ｍ以下となるようなｄの範囲が存在する。
【００２８】
図１０は、空孔数ｎを３６とした場合の、空孔径ｄと高次モードの閉じ込め損失との関係を示す図である。図１０に示すように、各ｒについて、高次モードの閉じ込め損失が１．０ｄＢ／ｍ以上となるようなｄの範囲が存在する。
【００２９】
図１１は、空孔配置半径ｒ、空孔数ｎの組み合わせに対して、基底モードの閉じ込め損失が０．３ｄＢ／ｍ以下であり、高次モードの閉じ込め損失が１．０ｄＢ／ｍ以上であって実質的にシングルモード動作となる空孔径ｄの値を示す図である。図１１に示すように、各空孔配置半径ｒ、空孔数ｎの組み合わせに対して、実質的シングルモード動作を実現するｄが存在する。すなわち、実質的シングルモード動作を実現するｄは、空孔数ｎが１２の場合は、９．５〜１１．０μｍの範囲に存在し、空孔数ｎが１８の場合は、５．５〜６．５μｍの範囲に存在し、空孔数ｎが２４の場合は、３．９〜４．５μｍの範囲に存在し、空孔数ｎが３６の場合は、２．２〜２．４μｍの範囲に存在する。
【００３０】
つぎに、図１２は、空孔数ｎを１２とした場合の、空孔径ｄと有効コア断面積Ａeffとの関係を示す図である。図１２に示すように、いずれの値の空孔配置半径ｒについても、１１．０μｍ以下の範囲のｄに対して、有効コア断面積Ａeffはいずれも１５００μｍ２以上となっている。
【００３１】
図１３は、空孔数ｎを１８とした場合の、空孔径ｄと有効コア断面積Ａeffとの関係を示す図である。図１３に示すように、いずれの値の空孔配置半径ｒについても、７．０μｍ以下の範囲のｄに対して、有効コア断面積Ａeffはいずれも１５００μｍ２以上となっている。
【００３２】
図１４は、空孔数ｎを２４とした場合の、空孔径ｄと有効コア断面積Ａeffとの関係を示す図である。図１４に示すように、いずれの値の空孔配置半径ｒについても、５．５μｍ以下の範囲のｄに対して、有効コア断面積Ａeffはいずれも１５００μｍ２以上となっている。
【００３３】
図１５は、空孔数ｎを３６とした場合の、空孔径ｄと有効コア断面積Ａeffとの関係を示す図である。図１５に示すように、いずれの値の空孔配置半径ｒについても、２．０〜３．５μｍの範囲のｄに対して、有効コア断面積Ａeffはいずれも１５００μｍ２以上となっている。
【００３４】
つぎに、図１６は、空孔数ｎを１２とした場合の、空孔配置半径ｒと曲げ損失との関係を示す図である。なお、空孔径ｄについては、各空孔配置半径ｒの値に応じて、図１１に示す値に設定している。たとえば、ｒ＝３６μｍの場合はｄ＝９．５μｍとしている。図１６に示すように、このホーリーファイバの曲げ損失は、空孔配置半径ｒを大きくするのに従って増加する。したがって、空孔配置半径ｒを所定値以下に適宜設定することによって、所望の曲げ損失を実現できる。たとえば、ｒを３６μｍまたは３９μｍとすれば、曲げ損失はそれぞれ３．１３ｄＢ／ｍ、５．６６ｄＢ／ｍとなり、１０ｄＢ／ｍ以下の値とできる。
【００３５】
図１７は、空孔数ｎを１８とした場合の、空孔配置半径ｒと曲げ損失との関係を示す図である。なお、空孔径ｄについては、各空孔配置半径ｒの値に応じて、図１１に示す値に設定している。図１７に示すように、たとえば、ｒを４２μｍ以下とすれば、曲げ損失は６．１７ｄＢ／ｍ以下となる。
【００３６】
図１８は、空孔数ｎを２４とした場合の、空孔配置半径ｒと曲げ損失との関係を示す図である。なお、空孔径ｄについては、各空孔配置半径ｒの値に応じて、図１１に示す値に設定している。図１８に示すように、たとえば、ｒを４５μｍ以下とすれば、曲げ損失は６．８２ｄＢ／ｍ以下となる。
【００３７】
図１９は、空孔数ｎを３６とした場合の、空孔配置半径ｒと曲げ損失との関係を示す図である。なお、空孔径ｄについては、各空孔配置半径ｒの値に応じて、図１１に示す値に設定している。図１９に示すように、たとえば、ｒを４５μｍ以下とすれば、曲げ損失は７．０３ｄＢ／ｍ以下となる。
【００３８】
つぎに、図２０は、計算例１〜１４として、上記図３〜１９に示した結果の一部、および空孔配置半径ｒを４８μｍとした１例を示す図である。なお、図２０において、「ｎ」は空孔数、「ｄ」は空孔径、「ｒ」は空孔配置半径、「Ａeff」は有効コア断面積を示している。図２０に示すように、計算例１〜１４のいずれの場合においても、閉じ込め損失がＬＰ０１モードについては０．３ｄＢ／ｍ以下、ＬＰ１１モードについては１．０ｄＢ／ｍ以上であって実質的にシングルモード動作が実現され、かつ有効コア断面積が１５００μｍ２以上となっている。また、計算例１、２、４、５、７〜１４に対しては、曲げ損失が１０ｄＢ／ｍ以下となっている。
【００３９】
なお、図１１、２０では、実質的なシングルモード動作をする条件を、ＬＰ０１モードの閉じ込め損失が０．３ｄＢ／ｍ以下であり、ＬＰ１１モードの閉じ込め損失が１．０ｄＢ／ｍ以上であるものとし、この条件を満たすような、空孔数ｎ、空孔径ｄ、空孔配置半径ｒの組み合わせを示している。ただし、これらの閉じ込め損失の条件は、ホーリーファイバを長さ１ｍ程度で使用する場合を想定したものであって、本発明のホーリーファイバはこれに限られない。すなわち、たとえば図３〜１０においても示されているような、ＬＰ０１モードの閉じ込め損失が０．３ｄＢ／ｍより大きいか、またはＬＰ１１モードの閉じ込め損失が１．０ｄＢ／ｍより小さい場合であっても、全長におけるＬＰ０１モードの閉じ込め損失とＬＰ１１モードの閉じ込め損失との差が０．７ｄＢ以上となる長さを有するホーリーファイバであれば、実質的なシングルモード動作をするものとなるので、本発明に含まれるものとなる。
【００４０】
図２１は、計算例１５〜４４として、空孔数ｎ、空孔径ｄ、空孔配置半径ｒの組み合わせに対する、閉じ込め損失、曲げ損失、最短長さを示す図である。なお、この計算例１５〜４４においても、ホーリーファイバの構造は図１に示すホーリーファイバ１と同様にしている。また、最短長さとは、全長におけるＬＰ０１モードの閉じ込め損失とＬＰ１１モードの閉じ込め損失との差が０．７ｄＢ以上となる最短長さ、すなわち、差が０．７ｄＢとなる長さを意味する。この最短長さは、ＬＰ０１モードの閉じ込め損失の値をＡ［ｄＢ／ｍ］とし、ＬＰ１１モードの閉じ込め損失の値をＢ［ｄＢ／ｍ］とすると、０．７／（Ｂ−Ａ）［ｍ］で表される。
【００４１】
たとえば、図２１の計算例１５では、ＬＰ０１モードの閉じ込め損失が０．３ｄＢ／ｍより大きい０．４１１ｄＢ／ｍであるが、この場合の最短長さは０．６ｍである。すなわち、計算例１５に示すような空孔数ｎが２４、空孔径ｄが４．５μｍ、空孔配置半径ｒが４８μｍの組み合わせとした場合、長さが０．６ｍときわめて短くても、実質的なシングルモード動作をするものとなる。
【００４２】
また、計算例１８では、ＬＰ１１モードの閉じ込め損失が１．０ｄＢ／ｍより大幅に小さい６．５９×１０−３ｄＢ／ｍであるが、この場合の最短長さは２６０．６ｍである。すなわち、計算例１８に示すような空孔数ｎが２４、空孔径ｄが７．５μｍ、空孔配置半径ｒが４８μｍの組み合わせとした場合、長さを２６０．６ｍ以上とすれば、実質的なシングルモード動作をするものとなる。
【００４３】
また、計算例１９では、最短長さは０．５ｍである。すなわち、計算例１９に示すような空孔数ｎが２４、空孔径ｄが４．５μｍ、空孔配置半径ｒが４５μｍの組み合わせとした場合、長さが０．５ｍときわめて短くても、実質的なシングルモード動作をするものとなる。
【００４４】
また、計算例２２では、ＬＰ１１モードの閉じ込め損失が１．０ｄＢ／ｍより大幅に小さい３．９４×１０−３ｄＢ／ｍであるが、この場合の最短長さは２１０．６ｍである。すなわち、計算例２２に示すような空孔数ｎが２４、空孔径ｄが７．５μｍ、空孔配置半径ｒが４５μｍの組み合わせとした場合、長さを２１０．６ｍ以上とすれば、実質的なシングルモード動作をするものとなる。
【００４５】
また、計算例１８は、計算例１５と比較して、空孔数ｎ、空孔配置半径ｒは同じであるが、空孔径ｄをより大きく設定している。同様に、計算例２２も、計算例１９よりも空孔径ｄを大きく設定している。このように、空孔径ｄをより大きく設定すると、コア部への光の閉じ込めが強くなるので、曲げ損失が小さくなるとともに、曲げによる基底モードと高次モードとのモードカップリングが抑制され、より確実にシングルモード動作が維持できるようなホーリーファイバとなる。たとえば、曲げ損失は、計算例１８では７．９６×１０−２ｄＢ／ｍ、計算例２２では２．１４×１０−２ｄＢ／ｍであり、０．１ｄＢ／ｍ以下の小さい値となっている。
【００４６】
また、図２１の計算例１５〜４４のいずれの場合についても、ＬＰ０１モードの有効コア断面積が１５００μｍ２以上となっている。
【００４７】
また、図２１では、全長におけるＬＰ０１モードの閉じ込め損失とＬＰ１１モードの閉じ込め損失との差が０．７ｄＢ以上となるホーリーファイバの最短長さを示しているが、この閉じ込め損失の差が３．０ｄＢ以上となるような長さのホーリーファイバとすれば、より確実にシングルモード動作するものとなり、より好ましい。なお、閉じ込め損失の差を３．０ｄＢ以上にするには、計算例３３のように、ＬＰ０１モードの閉じ込め損失の値を１．９６×１０−３ｄＢ／ｍとし、ＬＰ１１モードの閉じ込め損失の値を１．３９×１０−２ｄＢ／ｍとすると、３．０／（１．３９×１０−２−１．９６×１０−３）＝２５１．３ｍ以上の長さとすればよい。
【００４８】
ところで、本発明に係るホーリーファイバは、以下のような方法を用いて製造できる。たとえば、中空のガラスチューブの中心軸付近に、コア部となる中実のガラスロッドを配置し、このガラスロッドの周囲に空孔を形成するための中空のガラスキャピラリを配置し、さらにその回りに中実のガラスロッドを充填して光ファイバ母材を形成し、これを線引きするスタックアンドドロー法を用いる。この方法によれば、コア部となるガラスロッドの周囲に空孔を形成するためのガラスキャピラリが自然ときれいな円状に配置するので、製造が容易である。また、これに限らず、ガラスロッド状の光ファイバ母材に、円状に配列するように空孔を穿孔し、これを線引きする方法も適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上のように、本発明に係るホーリーファイバは、光通信用、あるいはパワーデリバリー用等に有用であり、特に、ハイパワー光を伝送する用途に適している。
【符号の説明】
【００５０】
１、２  ホーリーファイバ
１ａ、２ａ  コア部
１ｂ、２ｂ  クラッド部
１ｃ、２ｃ  空孔
Ｌ１〜Ｌ４  線
Ｏ、Ｏ１  中心
【図１】
2010070946.tif 000003
【図２】
2010070946.tif 000004
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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