(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
センタコアと、
前記センタコアを包囲するリングコアと、
前記リングコアを包囲するクラッドと、を有し、
前記センタコアの中心から前記リングコアの外周までの半径ａを７．０μｍ、前記クラッドの屈折率に対する前記リングコアの比屈折率差Δを０．９％、前記クラッドの屈折率に対する前記センタコアの比屈折率差Δ２を０とし、前記センタコアの直径ｄと前記半径ａとの関係をｄ／（２ａ）≧０．３とすることにより、ＬＰ０２モードを遮断して伝搬モード数を３とした
ことを特徴とする光ファイバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大容量の信号を伝送する通信用光ファイバに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ通信システムでは、光ファイバ中で発生する非線形効果やファイバヒューズが問題となり、伝送の大容量化が制限されている。これらの制限を緩和するためには、光ファイバに導波する光の密度を低減する必要があり、非特許文献１、２に示すように大コアファイバが検討されている。
【０００３】
しかし、曲げ損失低減、単一モード動作領域の拡大、実効断面積の拡大は互いにトレードオフの関係にあり、所定の条件下における実効断面積の拡大量には限界があるという課題があった。そこで、非特許文献３に示すように伝送容量の拡大に向けて伝送用光ファイバにマルチモードを用い、複数の伝搬モードを用いて信号を並列に伝送するモード多重伝送が検討されている。
【０００４】
モード多重伝送システムにおいては、各送信信号はそれぞれ異なる伝搬モードを通じて伝搬することから、全てのモードが、所望の曲げ損失を実現しなければならない。例えば、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．６５６で推奨される曲げ損失は、曲げ半径３０ｍｍにおいて０．５ｄＢ／１００ｔｕｒｎ以下である。
【０００５】
また、Ｎ個の信号を用いたモード多重伝送を実現するためには、光ファイバは少なくともＮ以上の伝搬モードを有する必要がある。
【０００６】
また、それぞれのモードの実効断面積は、光ファイバ中で発生する非線形効果を低減するために大きいほうがよい。
【０００７】
モード多重伝送システムにおいては、モードの数だけ並列伝送が可能であり、モード数の拡大は伝送容量の拡大につながることから、光ファイバのモード数を拡大することが効果的である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｔ．  Ｍａｔｓｕｉ，  ｅｔ  ａｌ．，“Ａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｆｉｂｅｒ  Ｗｉｔｈ  Ｕｎｉｆｏｒｍ  Ａｉｒ−Ｈｏｌｅ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ｔｏ  Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ  ａｎｄ  Ｗｉｄｅ−Ｂａｎｄ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｏｖｅｒ  Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｂａｎｄｓ”，  Ｊ．  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌ．  ２７，  ｐｐ．５４１０−５４１６，  ２００９．
【非特許文献２】Ｋ．Ｍｕｋａｓａ，  Ｋ．Ｉｍａｍｕｒａ，  Ｒ．Ｓｕｇｉｚａｋｉ  ａｎｄ  Ｔ．Ｙａｇｉ，“Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓ  ｏｆ  ｍｅｒｉｔｓ  ｏｎ  ｗｉｄｅ−ｂａｎｄ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍｓ  ｂｅｔｗｅｅｎ  ｕｓｉｎｇ  ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ  ｉｍｐｒｏｖｅｄ  ｓｏｌｉｄ  ＳＭＦｓ  ｗｉｔｈ  Ａｅｆｆ  ｏｆ  １６０μｍ２  ａｎｄ  ｌｏｓｓ  ｏｆ  ０．１７５ｄＢ／ｋｍ  ａｎｄ  ｕｓｉｎｇ  ｌａｒｇｅ−Ａｅｆｆ  ｈｏｌｅｙ  ｆｉｂｅｒｓ  ｅｎａｂｌｉｎｇ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｏｖｅｒ  ６００  ｎｍ  ｂａｎｄｗｉｄｔｈ”，  ｔｈｅ  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＯＦＣ２００８，ＯｔｈＲ１，Ｆｅｂ．２００８．
【非特許文献３】Ｎ．  Ｈａｎｚａｗａ，  Ｋｕｎｉｍａｓａ  Ｓａｉｔｏｈ，  Ｔａｉｊｉ  Ｓａｋａｍｏｔｏ，  Ｔａｋａｓｈｉ  Ｍａｔｓｕｉ，  Ｓｈｉｇｅｒｕ  Ｔｏｍｉｔａ，  Ｍａｓａｎｏｒｉ  Ｋｏｓｈｉｂａ，“Ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｍｏｄｅ−ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｏｖｅｒ  １０  ｋｍ  ｔｗｏ−ｍｏｄｅ  ｆｉｂｅｒ  ｗｉｔｈ  ｍｏｄｅ  ｃｏｕｐｌｅｒ”，  ＯＦＣ２０１１，  ｐａｐｅｒ  ＯＷＡ４  （２０１１）
【非特許文献４】岡本著  “光導波路の基礎”  コロナ社
【非特許文献５】Ｔ．  Ｓａｋａｍｏｔｏ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｍｏｄｅ  Ｄｅｌａｙ  Ｍａｎａｇｅｄ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｌｉｎｅ  ｆｏｒ  ＷＤＭ−ＭＩＭＯ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｕｓｉｎｇ  Ｍｕｌｔｉ−Ｓｔｅｐ  Ｉｎｄｅｘ  Ｆｉｂｅｒ”，  Ｊ．  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌ．  ｖｏｌ．３０，  ｐｐ．２７８３−２７８７  （２０１２）．
【非特許文献６】Ｙ．  Ｋａｔｓｕｙａｍａ，  Ｍ．  Ｔｏｋｕｄａ，  Ｎ．  Ｕｃｈｉｄａ，  ａｎｄ  Ｍ．  Ｎａｋａｈａｒａ，“Ｎｅｗ  ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｖ−ｖａｌｕｅ  ｏｆ  ａ  ｓｉｎｇｌｅ−ｍｏｄｅ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｆｉｂｅｒ”，Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．  Ｌｅｔｔ．，  ｖｏｌ．１２，  ｐｐ．６６９−６７０，  Ｄｅｃ．  １９７６．
【非特許文献７】Ｍ．  Ｂ−Ａｓｔｒｕｃ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｄｅｓｉｇｎ  ａｎｄ  ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｗｅａｋｌｙ−ｃｏｕｐｌｅｄ  ｆｅｗ−ｍｏｄｅｓ  ｆｉｂｅｒｓ”，  ＩＥＥＥ  ｓｕｍｍｅｒ  ｔｏｐｉｃａｌｓ，  ｐａｐｅｒ  ＴｕＣ１．１  （２０１２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、伝搬モード数が４である光ファイバでは、３モード目（ＬＰ２１モード）と４モード目（ＬＰ０２モード）の実効屈折率の差が小さいため、ファイバ中でモード間クロストークが発生しやすい。このため、伝搬モード数が４である光ファイバには、受信端においてクロストークを補償するためのＭＩＭＯ等化器が必要となり、システムの構造が複雑になるという課題がある。
【００１０】
さらに、伝搬モード数が４である光ファイバでは、ＬＰ０１、ＬＰ１１、ＬＰ２１のモード間の電界の重なり積分が０であり、接続点においてこれらのモード間で結合が生じにくいが、ＬＰ０１とＬＰ０２のモードの電界が互いに同相成分しか有しておらず接続点でモード変換が生じやすいという課題もある。
【００１１】
上記課題を解決するため、４モード目のＬＰ０２モードを伝搬させない光ファイバが期待される。しかしながら、ステップ型光ファイバの３モード領域は、３モード目（ＬＰ２１モード）と４モード目（ＬＰ０２モード）のカットオフｖ値がほぼ同一であるため（例えば、非特許文献４、５を参照。）、ステップ型光ファイバでは伝搬モードを３に限定することはできないという課題があった。
【００１２】
そこで、本発明は、前記の課題を解決するために、ＬＰ０２モードを遮断して伝搬モード数を３とする光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】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は、コアをリング状にする、もしくはコアの周りに空孔を配置することとした。
【００１４】
具体的には、本発明に係る光ファイバは、センタコアと、前記センタコアを包囲するリングコアと、前記リングコアを包囲するクラッドと、を有し、前記センタコアの屈折率が前記リングコアの屈折率より低いことを特徴とする。センタコアとリングコアの屈折率を調整することでＬＰ０２モードを遮断することができる。従って、本発明は、ＬＰ０２モードを遮断して伝搬モード数を３とする光ファイバを提供することができる。
【００１５】
本発明に係る光ファイバは、前記センタコアの屈折率が前記クラッドの屈折率より低いことが好ましい。
【００１６】
そのためには、前記センタコアは、フッ素を添加した石英又は空孔であることとする。
【００１７】
また、本発明に係る光ファイバの前記センタコアの直径をｄ、前記センタコアの中心から前記リングコアまでの半径をａとしたとき、ｄ／（２ａ）≧０．３としてもよい。
【００１８】
一方、他の構造の本発明に係る光ファイバは、コアと、前記コアを包囲するクラッドと、前記クラッド内に、光の伝搬方向に連続的、且つ光の伝搬方向に直交する断面内で離散的に設けられる空孔部と、を備える。コアの周りに空孔を配置することでＬＰ０２モードを遮断することができる。従って、本発明は、ＬＰ０２モードを遮断して伝搬モード数を３とする光ファイバを提供することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、ＬＰ０２モードを遮断して伝搬モード数を３とする光ファイバを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る光ファイバの断面を説明する図である。
【図２】本発明に係る光ファイバにおいて、センタコアの直径ｄを変化させた時の各伝搬モードの実効屈折率の変化を説明する図である。
【図３】本発明に係る光ファイバにおいて、伝搬モードを３とし、所望の曲げ損失を満たすためのａとΔの領域およびＬＰ０１モードの実効断面積を説明する図である。
【図４】本発明に係る光ファイバにおいて、伝搬モードを３とし、所望の曲げ損失を満たすためのａとΔの領域およびＬＰ１１モードの実効断面積を説明する図である。
【図５】本発明に係る光ファイバにおいて、伝搬モードを３とし、所望の曲げ損失を満たすためのａとΔの領域およびＬＰ２１モードの実効断面積を説明する図である。
【図６】本発明に係る光ファイバにおいて、伝搬モードを３とし、所望の曲げ損失を満たすためのａとΔの領域およびＬＰ０１−ＬＰ１１モード間の実効屈折率差を説明する図である。
【図７】本発明に係る光ファイバにおいて、伝搬モードを３とし、所望の曲げ損失を満たすためのａとΔの領域およびＬＰ１１−ＬＰ２１モード間の実効屈折率差を説明する図である。
【図８】Ｗ型屈折率分布光ファイバの屈折率分布を説明する図である。
【図９】本発明に係る光ファイバの屈折率分布を説明する図である。
【図１０】本発明に係る光ファイバの屈折率分布を説明する図である。
【図１１】Ｗ型屈折率分布光ファイバにおいて、ｂ／ａ＝２．２５、Δ２＝−０．５％の時の、伝搬モードを３とし、所望の曲げ損失を満たすためのａとΔの領域、ＬＰ０１モードの実効断面積およびＬＰ０１−ＬＰ１１モード間の実効屈折率差を示したものである。
【図１２】本発明に係る光ファイバの断面を説明する図である。
【図１３】本発明に係る光ファイバにおいて、コアのΔが０．８％である時の、曲げ損失０．５ｄＢ／１００ｔｕｒｎ、伝搬モード数を３とするための設計範囲を説明する図である。
【図１４】本発明に係る光ファイバにおいて、コアのΔが０．９％である時の、曲げ損失０．５ｄＢ／１００ｔｕｒｎ、伝搬モード数を３とするための設計範囲を説明する図である。
【図１５】本発明に関連する光ファイバ伝送システムを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００２２】
（実施形態１）
図１は、本実施形態の光ファイバの断面図である。本実施形態の光ファイバは、センタコア１０と、センタコア１０を包囲するリングコア２０と、リングコア２０を包囲するクラッド３０と、を有し、センタコア１０の屈折率がリングコア２０の屈折率より低いことを特徴とする。
【００２３】
図９は、本実施形態の光ファイバの屈折率分布を説明する図である。本光ファイバは、リング状のリングコア２０を有する。リングコア２０は、コア半径がａ、クラッドの屈折率に対するリングコア２０の比屈折率差Δが０より大きい。そして、センタコア１０は、直径がｄ、クラッドの屈折率に対するセンタコア１０の比屈折率差Δ２がΔ未満である。
【００２４】
ΔとΔ２は以下の式であらわされる。
【数１】
0006048890.tif 000002
【数２】
0006048890.tif 000003
なお、リングコア２０の屈折率、センタコア１０の屈折率、クラッドの屈折率をそれぞれｎｃｏｒｅ，ｎｃｅｎｔｅｒ，ｎｃｌａｄとしている。
【００２５】
図２は、本光ファイバにおいて、ａ＝７．０μｍ、Δ＝０．９％、Δ２＝０の時の、ｄに対する各モードの実効屈折率の変化を説明する図である。ｄが大きくなると、中心に電界のピークが存在するＬＰ０１、ＬＰ０２モードが大きな影響を受け、低下していることがわかる。また、ｄ／（２ａ）を０．３以上とすることで、ＬＰ０２モードの実効屈折率をＬＰ３１以下とすることができ、効率的にＬＰ０２モードを放射させ、ＬＰ０１，ＬＰ１１，ＬＰ２１の３モードを伝搬させることができる。
【００２６】
図３から図５は、使用波長帯を１５３０〜１５６５ｎｍ、曲げ損失を０．５ｄＢ／１００ｔｕｒｎ以下、伝搬モード数が３となる光ファイバのΔとａの範囲を計算した結果を示した図である。図３から図５において、細い曲点線はＬＰ０１，ＬＰ１１，ＬＰ２１モードの実効断面積を表している。太い曲線、太い曲点線、及び太い曲破線はそれぞれＬＰ０２、ＬＰ３１のカットオフ波長が１５３０ｎｍとなる光ファイバのΔとａの範囲、ＬＰ２１モードの曲げ損失が曲げ半径３０ｍｍにおいて０．５ｄＢ／１００ｔｕｒｎとなる光ファイバのΔとａの範囲を示している。
【００２７】
ここで、４モード目が伝搬しない条件は、使用波長帯において４個目の伝搬モードであるＬＰ０２、あるいはＬＰ３１モードの曲げ半径１４０ｍｍにおける曲げ損失が１ｄＢ／ｍ以上であることを条件とした。本条件は、遮断波長の測定に曲げ半径１４０ｍｍが用いられていること（非特許文献６を参照。）と、不要な高次モードの損失が１ｄＢ／ｍ以上になると信号の伝送に影響を及ぼさない（非特許文献１を参照。）という仮定に基づいている。また、曲げ損失に関しては、ＩＴＵ−Ｔのファイバ勧告Ｇ．６５６に記載の曲げ損失上限値が０．５ｄＢ／１００ｔｕｒｎであることを基にしている。
【００２８】
上記計算の結果、図３から図５の網掛けの領域内の設計であれば、伝搬モードが３であり、それらのモードの曲げ損失が曲げ半径３０ｍｍにおいて０．５ｄＢ／１００ｔｕｒｎ以下となる光ファイバが実現できる。
【００２９】
図６及び図７は、図３から図５の細い曲点線をＬＰ０１−ＬＰ１１モード間、またはＬＰ１１−ＬＰ２１モード間の実効屈折率差に変えたものである。モード結合を抑圧するために必要な実効屈折率差は、０．５×１０−３とした（非特許文献７を参照。）。本光ファイバの設計では、実効屈折率差が上記値以上であることから、３モード間のクロストークを抑圧でき、３モード多重伝送が実現できることがわかる。
【００３０】
なお、図１０の光ファイバの屈折率分布ように、センタコア１０の屈折率が低ければ低いほどＬＰ０２モードの実効屈折率を下げる効果が高くなる。具体的には、センタコア１０にフッ素を添加した石英や、空孔を設けることで、Δ２＜０とし、効果的に３モードファイバを実現することもできる。
【００３１】
（比較例）
図８に示すＷ型屈折率分布でも３モード光ファイバを実現できる。Ｗ型屈折率分布光ファイバは、コア半径がａμｍ、比屈折率差Δ１＞０であるコアと、比屈折率差Δ２＜０の低屈折領域（トレンチ）を有する。トレンチとクラッドの境界までの半径をｂとする。
【００３２】
図３から図５での説明と同様に使用波長帯を１５３０〜１５６５ｎｍ、曲げ損失を０．５ｄＢ／１００ｔｕｒｎ以下、伝搬モード数が３となる光ファイバのΔ１とａの範囲を計算した。その計算結果を図１１に示す。計算では、ｂ／ａ＝２．２５、Δ２＝−０．５％としている。本実施形態の光ファイバのΔとａの範囲（図３〜図５）とＷ型屈折率分布光ファイバのΔ１とａの範囲（図１１）を比較すると、図１１における網掛けの領域（曲げ損失が上記の条件を満たす領域）が狭く、製造誤差により設計範囲から外れてしまう可能性がある。つまり、図１のような構造を採用することで、製造マージンが広く、より安定に３モード光ファイバを製造できることがわかる。
【００３３】
また、図１１には、Ｗ型屈折率分布光ファイバのＬＰ０１モードの実効断面積およびＬＰ０１モードとＬＰ１１モードの実効屈折率差を示している。実効屈折率差はモード結合を抑圧するのに十分な値となっている一方で、実効断面積が８０μｍ２以下となっている。つまり、図１のような構造を採用することで、実効断面積の拡大も図ることができ、低非線形光ファイバを実現することができる。
【００３４】
従来のシングルモード光ファイバの実効断面積が８０μｍ２である。本実施形態の３モード光ファイバは伝搬モードの実効断面積がＷ型屈折率分布光ファイバでは実現できない８０μｍ２以上の値を有することが可能である。つまり、本実施形態の３モード光ファイバを利用すれば、既存のシングルモード光ファイバを用いたシステムと同じ中継器間隔や伝送パワーなどのシステム設計を採用することができ、コスト的に有利なモード多重伝送システムを構築することができる。
【００３５】
（実施形態２）
図１２は、本実施形態の光ファイバの断面図である。本実施形態の光ファイバは、コア４０と、コア４０を包囲するクラッド５０と、クラッド５０内に光の伝搬方向に連続的、且つ光の伝搬方向に直交する断面内で離散的に設けられる空孔部６０と、を備える。
【００３６】
本光ファイバは、屈折率ｎ１であるコア４０とｎ２であるクラッド５０と、クラッドに複数の空孔６０が正六角形状に配置され、ｎ１＞ｎ２である。なお、コア４０を囲む空孔６０は１層の場合として表記しているが、２層以上でもよい。また、図１２では空孔６０の配置を正六角形状としたが、他の正多角形状または円環状であってもよい。コア４０の半径をａ、空孔６０の直径をｄ１、空孔６０の内接円の半径をＲとする。
【００３７】
本光ファイバの構造においてｎ１＞ｎ２の条件を満たすために、コア４０の材料をゲルマニウム（Ｇｅ）またはアルミニウム（Ａｌ）など屈折率を増加させる不純物を添加した石英とし、クラッド５０の材料を純石英とする。また、コア４０の材料を純石英とし、クラッド５０の材料をフッ素（Ｆ）またはボロン（Ｂ）など屈折率を低減させる不純物を添加した石英としてもよい。また、コア４０を前記の屈折率を増加させた石英、クラッド５０を前記の屈折率を低下させた石英としてもよい。
【００３８】
図１３は、クラッド５０に対するコア４０の比屈折率差Δが０．８％である場合の、使用波長帯を１５３０〜１５６５ｎｍ、曲げ損失を０．５ｄＢ／１００ｔｕｒｎ以下、伝搬モード数が３となる設計範囲を計算したものである。
【００３９】
なお、マーカーが＋または×の線はそれぞれＬＰ０２のカットオフ波長が１５３０ｎｍ、ＬＰ２１モードの曲げ損失が曲げ半径３０ｍｍにおいて０．５ｄＢ／１００ｔｕｒｎとなる構造を示している。
【００４０】
ここで、４モード目が伝搬しない条件は、使用波長帯において４個目の伝搬モードであるＬＰ０２モードの曲げ半径１４０ｍｍにおける曲げ損失が１ｄＢ／ｍ以上であることを条件とした。本条件は、遮断波長の測定に曲げ半径１４０ｍｍが用いられていること（非特許文献６を参照。）と、不要な高次モードの損失が１ｄＢ／ｍ以上になると信号の伝送に影響を及ぼさない（非特許文献１を参照。）という仮定に基づいている。
【００４１】
図１４は、クラッド５０に対するコア４０の比屈折率差Δが０．９％である場合の、使用波長帯を１５３０〜１５６５ｎｍ、曲げ損失を０．５ｄＢ／１００ｔｕｒｎ以下、伝搬モード数が３となる設計範囲を計算したものである。図１３の結果と同様に、ｄ１やＲを制御することで、伝搬モード数を３に制限しつつ、所望の曲げ損失特性を実現できることがわかる。
【００４２】
例えば、コアの比屈折率差が０．８％の時、ａ＝６．３μｍ、ｄ１／（２ａ）＝０．３５、Ｒ／ａ＝１．０７とすることで、基本モードの実効断面積が８０μｍ２となり、従来のシングルモードファイバの実効断面積と同等となる。
【００４３】
また、コアの比屈折率差が０．９％の時、ａ＝５．８μｍ、ｄ１／（２ａ）＝０．３５、Ｒ／ａ＝１．１２とすることで、基本モードの実効断面積が７１μｍ２となり、従来のシングルモードファイバの実効断面積と同等の値を実現することができる。
【００４４】
（実施形態３）
図１５は、本実施形態の光ファイバ伝送システム３００を説明する図である。
【００４５】
Ｎ個の送信機１００から発せられる信号は、モード合波器１４０においてそれぞれ異なるモードに変換され、合波されたのちに光ファイバ１５０に入射される。光ファイバ１５０の出射端では、モード分波器１６０により同様にＮ個のポートに分波され、それぞれ受信機２００で受信される。光ファイバ１５０は、図１又は図１２で説明した伝搬モード数が３である光ファイバである。
【００４６】
光ファイバ１５０では３個のＬＰモードが存在しており、それぞれのＬＰモードには縮退モードと呼ばれる同等の特性を有するモードが複数存在している。それらの縮退モード（直交偏波モードを含む）の数は、図１の光ファイバでは８個であることから、Ｎは最大８となる。ただし、上記の送受信機の数は、単一の波長におけるものであり、波長多重伝送システムを構築する場合は、最大で８×波長多重数の送信機１００及び受信機２００が必要となる。
【００４７】
［付記］
以下は、本発明に係る光ファイバを説明したものである。
（１）：リング状のコア部と、前記リング状のコア領域の内部に存在する低屈折率領域と、それらを包囲するクラッド部により構成され、ＬＰ０２モードの伝搬は遮断し、伝搬モード数を３とすることを特徴とする光ファイバ。
（２）：前記コア部の内部に存在する低屈折率領域が、石英、屈折率を低下させる物質が添加された石英、もしくは空孔であることを特徴とする上記（１）に記載の光ファイバ。
（３）：前記低屈折率領域の直径をｄ、コア半径をａとしたとき、ｄ／２ａ＞０．３であることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の光ファイバ。
（４）：コア部と、前記コア部を包囲するクラッド部と、前記クラッド部内にて、光ファイバ軸方向に連続的に、且つ光ファイバ軸方向に直交する断面内で離散的に設けられる空孔部とを備え、前記コア部は前記クラッド部の材料の屈折率より高い屈折率の材料で構成され、ＬＰ０２モードの伝搬は遮断し、伝搬モード数を３とすることを特徴とする光ファイバ。
【００４８】
本発明は、ＬＰ０２モードが伝搬せず、ファイバ中および接続点でのモード間クロストークが抑圧可能であり、受信端でＭＩＭＯ等化器が不要なモード多重伝送システムを構築可能な３モード光ファイバを提供するものである。
【００４９】
本発明によれば、３モード多重伝送システムにおいて受信端でＭＩＭＯ等化器が不要であり、低コストなシステムが構築できるという効果を奏する。
【００５０】
さらに、本発明によれば、２モード多重伝送システムより伝送容量を増加させることができる効果を奏する。３モードファイバを実現する設計領域が広くなり、製造誤差の要求条件が緩和されるという効果を奏する。
【００５１】
さらに、本発明によれば、実効断面積が従来のシングルモード光ファイバより大きい３モード光ファイバを実現でき、ファイバ中で発生する非線形現象を抑圧できるという効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、ファイバ中の非線形現象の抑圧またはモードの利用による大容量／長距離通信を実現することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１０：センタコア
２０：リングコア
３０：クラッド
４０：コア
５０：クラッド
６０：空孔
１００：送信機
１４０：モード合波器
１５０：光ファイバ
１６０：モード分波器
２００：受信機
３００：光ファイバ伝送システム
【図１】
0006048890.tif 000004
【図２】
0006048890.tif 000005
【図３】
0006048890.tif 000006
【図４】
0006048890.tif 000007
【図５】
0006048890.tif 000008
【図６】
0006048890.tif 000009
【図７】
0006048890.tif 000010
【図８】
0006048890.tif 000011
【図９】
0006048890.tif 000012
【図１０】
0006048890.tif 000013
【図１１】
0006048890.tif 000014
【図１２】
0006048890.tif 000015
【図１３】
0006048890.tif 000016
【図１４】
0006048890.tif 000017
【図１５】
0006048890.tif 000018