(57)【要約】      （修正有）【課題】広い波長範囲で大きな実効帯域（ＥＢ）を有するとともに、コアに添加されるＧｅの濃度制御を容易にするマルチモード光ファイバを提供する。【解決手段】マルチモード光ファイバは、ファイバ軸に沿って延びたコアおよびクラッドにより構成されたガラス領域を有する。コアはＧｅのみを含み、半径方向に沿ったＧｅ濃度はα乗分布に従う。クラッドには、コアを取り囲むとともにＦ濃度が半径方向およびファイバ軸の双方に沿って実質的に一定に設定された環状領域が設けられている。【選択図】図３Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸に沿って延びた、屈折率制御剤としてＧｅが添加されたシリカガラスからなるコアと、
前記コアを包囲した状態で前記中心軸に沿って延びた、少なくともＦを含むシリカガラスからなるクラッドと、
前記クラッドを包囲した状態で前記中心軸に沿って延びた樹脂被覆と、を備えたマルチモード光ファイバであって、
前記中心軸に直交する前記マルチモード光ファイバの断面において、純粋シリカガラスを基準とした、前記Ｇｅの添加に由来する前記コアの比屈折率差は、前記中心軸が通過する前記コアの断面中心から半径方向に沿って前記中心軸からの距離のα乗に従って減少し、前記純粋シリカガラスを基準とした前記コアの断面中心における比屈折率差Δ０は、０．５％以上０．９％以下であり、かつ、前記クラッドは、前記コアを取り囲むとともに前記Ｆの濃度が前記半径方向および前記中心軸の双方に沿って実質的に一定に設定された環状領域を含み、
前記αの値は、２．０以上２．１以下であり、
前記コアの断面中心から前記コアの外周までの前記半径方向に沿った距離で規定される前記コアの半径ａは、２０μｍ以上３０μｍ以下であり、
前記環状領域の内周は、前記コアに接触するか所定距離離間するとともに、前記純粋シリカガラスを基準とした前記環状領域の比屈折率差Δ１は、−０．５％以上−０．１％以下であり、
波長８５０ｎｍを含む、幅１５０ｎｍ以上の波長範囲における実効帯域は、２．２５ＧＨｚ・ｋｍ以上である、
ことを特徴とするマルチモード光ファイバ。
【請求項２】
波長８５０ｎｍにおける伝送損失は、２．０ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項３】
波長８５０ｎｍにおけるＮＡは、０．１８以上０．２２以下であることを特徴とする請求項１に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項４】
前記環状領域は、当該環状領域の内周に一致した内周と当該環状領域の内周と外周との間に位置する外周を有するとともに、前記Ｇｅおよび前記Ｆの双方を含む環状の境界層を含み、
前記断面において、前記境界層における前記Ｇｅの濃度は、前記コアの外周から前記クラッドの外周に向かって連続的に減少する一方、前記境界層における前記Ｆの濃度は、前記半径方向および前記中心軸の双方に沿って実質的に一定であることを特徴とする請求項１に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項５】
前記環状領域は、前記半径方向に沿って１μｍ以上の厚みを有する第１環状層と、前記第１環状層を包囲する第２環状層を含み、
前記純粋シリカガラスを基準とした前記第１環状層の比屈折率差Δ１１は、前記純粋シリカガラスを基準とした前記第２環状層の比屈折率差Δ１２よりも０．１％以上低いことを特徴とする請求項１に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項６】
前記環状領域は、当該環状領域の内周と前記第１環状層の内周との間に設けられた、前記Ｇｅおよび前記Ｆの双方を含む環状の境界層を含み、
前記断面において、前記境界層における前記Ｇｅの濃度は、前記コアの外周から前記クラッドの外周に向かって連続的に減少する一方、前記境界層における前記Ｆの濃度は、前記半径方向および前記中心軸の双方に沿って実質的に一定であることを特徴とする請求項５に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項７】
前記コアの断面中心から前記クラッドの外周までの前記半径方向に沿った距離で規定される前記クラッドの外周半径をｂとするとき、前記環状領域の内周は、前記コアの断面中心からの距離がａ以上（ａ＋ｂ）／２以下の領域内に位置することを特徴とする請求項１に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項８】
前記クラッドは、前記コアと前記環状領域との間に設けられた、純粋シリカガラスからなる内側クラッドを含むことを特徴とする請求項１に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項９】
前記半径方向に沿った、前記内側クラッドの厚みは、０．１μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とする請求項８に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項１０】
前記クラッドは、前記環状領域の外周と当該クラッドの外周との間に設けられた、純粋シリカガラスからなる外側クラッドを含むことを特徴とする請求項１に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項１１】
前記半径方向に沿った、前記環状領域の厚みは、８μｍ以上２０μｍ以下であることを特徴とする請求項１０に記載のマルチモード光ファイバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチモード光ファイバ（ＭＭＦ：Multimode fiber）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近距離情報通信などに用いられるＭＭＦは、ファイバ軸方向に沿って延びた、高屈折率ガラスからなるコアと、コアを包囲し低屈折率ガラスからなるクラッドと、クラッドを包囲した樹脂被覆を備え、光をコアに閉じ込めた状態で伝送する。ファイバ軸に直交する断面において、コア、クラッド、および樹脂被覆は概ね同心円状に配置されている。コアの屈折率は、ファイバ軸を始点とする半径方向に沿って段階的に減少し、典型的にはα＝１．９〜２．１として半径のα乗に比例して屈折率が減少する。これにより、コアを伝搬する複数の導波モード間の群遅延の差、すなわちモード分散が低く抑えられ、広帯域の高速信号が伝送可能になる。このような高速信号伝送に適したＭＭＦが、例えば非特許文献１に記載されている。ＭＭＦを用いた高速伝送は、低コストで光接続を実現できるメリットがあるため、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ：Local Area Network）などで広く用いられている。
【０００３】
非特許文献１に記載されているように、ＭＭＦの帯域は、ＭＭＦの複数の導波モードが光源によってどのように励振されるかに依存する。近距離情報通信における光源として広く用いられている面発光型半導体レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）で励振されたときの典型的な帯域を表す指標として、実効モード帯域（ＥＭＢ：Effective Mode Bandwidth）が定義されている。ＥＭＢは、ＭＭＦの差動群遅延（ＤＭＤ：Differential Mode Delay）を測定した結果から、計算最小実効モード帯域（ｍｉｎＥＭＢｃ：calculated minimum Effective Mode Bandwidth）を計算し、以下の式（１）によって得られる。なお、これらの計算方法の詳細は、IEC 60793-1-49:2006およびIEC 60793-2-10:2011に規定されている。
【０００４】
【数１】
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【０００５】
ＭＭＦのコアの屈折率分布を後述のα乗分布に従って精密に形成することにより、モード分散が低く抑えられる。一方、モード分散が十分低く抑えられたＭＭＦでは、波長による群遅延の差、すなわち波長分散の影響も考慮する必要がある。波長分散は、ＭＭＦを構成する材料に起因する材料分散と導波路構造に起因する導波路分散の寄与によって定まるが、ＭＭＦでは後者の影響は無視でき、材料分散が支配的である。ＭＭＦは一般的にはシリカガラスによって構成され、その材料分散は波長１．３μｍ付近の零分散波長において零となり、零分散波長から離れるほど値が大きくなる。ＭＭＦを構成するシリカガラスには屈折率分布を形成するために、ゲルマニウム（Ｇｅ）、フッ素（Ｆ）、リン（Ｐ）、ホウ素（Ｂ）、塩素（Ｃｌ）などの添加物が添加される。その際、添加物によっても材料分散は変化することが非特許文献２、３、４により知られている。
【０００６】
波長分散によって決まる波長分散帯域ＣＢ（ＧＨｚ）は、波長分散をＤ（ｐｓ／ｎｍ・ｋｍ）、ＭＭＦ長をＬ（ｋｍ）、光源の線幅をΔλ（ｎｍ）として、以下の式（２）で与えられる。
【０００７】
【数２】
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【０００８】
実際のＭＭＦから得られる伝送帯域は、モード分散と波長分散の寄与によって定まる実効帯域（ＥＢ：Effective bandwidth）で近似される。非特許文献５に記載されているように、ＥＢは以下の式（３）で与えられる。
【０００９】
【数３】
2018017767.tif 000005
【００１０】
なお、非特許文献５において、分散相互作用（ＭＣＤＩ：Modal and Chromatic Dispersion Interaction）を考慮しない実効帯域としてEB w/o MCDIとして表されている帯域を、本明細書においては実効帯域の近似値とみなして、ＥＢと表記する。
【００１１】
非特許文献５に記載されているように、複数の波長の光に信号を載せて１本のＭＭＦを伝送させる波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）は、近距離伝送の容量に対する高まる要求を満たす方法の一つである。大容量の近距離伝送の規格の一つである１００ギガビットイーサーネット（１００ＧｂＥ）に適合するためには、非特許文献２に記載されているように、上記式（３）で定義されるＥＢが２．２５ＧＨｚ・ｋｍ以上となる必要がある。さらにＷＤＭ方式を適用するためには、ＥＢが２．２５ＧＨｚ以上となる波長範囲が広いことが望ましい。非特許文献５には、ＭＭＦのコアにＧｅとＦを共添加することで理論上は波長８５０ｎｍ〜１０２０ｎｍの約１７０ｎｍ幅の帯域に亘って１００ＧｂＥ伝送が可能となることが記載されている。
【００１２】
同様に、特許文献１には、コアにＧｅとＦを添加し、Ｆ濃度がコアの中心から外周に向かって増大する屈折率プロファイルを持つＭＭＦを用いることで、Ｆを空間的に均一に添加した場合に比べてより広い波長範囲で高いＥＢが得られることが開示されている。
【００１３】
また、特許文献２には、ＧｅおよびＰそれぞれの濃度分布がα乗分布に従った濃度分布となるようコアにＧｅとＰを添加することにより、Ｐが添加されていない従来のＭＭＦと比較して、より広い波長範囲で小さなパルス広がり（大きな帯域に相当する）が得られることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】米国公開特許２０１４−０３４１５２０号
【特許文献２】米国特許第８，９６５，１６３号
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】Ronald E.Freund, et al., “High-Speed Transmission in Multimode Fibers”, Journal ofLightwave Technology, VOL. 28, NO. 4, pp. 569-586, (2010)
【非特許文献２】JamesW. Fleming, “Dispersion in GeO2-SiO 2 glasses”, Applied Optics, Vol. 23, No.24, pp.4486-4493 (1984)
【非特許文献３】J.W. Fleming, et al., “Refractive index dispersion and related properties in fluorinedoped silica”, Applied Optics, Vol. 22, No. 19, pp.3102-3104 (1983)
【非特許文献４】O.V.Butov, et al., “Refractive index dispersion of doped silica for fiber optics”,Optics Communications vol.213, pp.301-308 (2002)
【非特許文献５】Marianne Bigot et al.,“Extra-Wide-Band OM4 MMF for Future 1.6Tbps Data Communications”, Proc. OFC2015, M2C.4.
【非特許文献６】P.L. CHU, “Nondestructive measurement of index profile of an optical-fibrepreform”, Electronics Letters, Vol. 13, No. 24, pp.737-738 (1977)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
発明者は、従来のＭＭＦについて検討した結果、以下のような課題を発見した。すなわち、従来技術において広い波長範囲で大きなＥＢを有するＭＭＦは、低コストで製造することが難しかった。これは、シリカガラスにＧｅの他にＦまたはＰが添加される際、それぞれの添加物の濃度分布（プロファイルとも呼ぶ）を高い精度で形成する必要があるが、濃度分布を非破壊的に検査することが難しかったためである。一般に、光ファイバの母材の内部の屈折率分布を光学的に非破壊的に測定する方法が知られており（例えば、上記非特許文献６）、このような光学的検査方法で測定できるのは屈折率分布である。純粋シリカガラスの屈折率は既知であり、Ｇｅ、Ｆ、Ｐが添加された時の屈折率変化も既知であることから、添加物が一種類であるという前提があれば、屈折率を測定することで添加物の濃度を知ることができる。しかしながら、二種類以上の添加物を含む領域では、その濃度分布を知ることは困難である。その結果、濃度分布が不良である母材が線引き工程に流れるケースが多く発生することになる。結果、良品の歩留りが低下して製造コストが高くなるという課題があった。
【００１７】
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、広い波長範囲で大きなＥＢを有するとともに、効率的かつ経済的な製造を可能にするための構造を備えたＭＭＦ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】
【００１８】
上述の課題を解決するため、本実施形態に係るＭＭＦ（マルチモード光ファイバ）は、中心軸に沿って延びた、屈折率制御剤としてＧｅのみが実質的に添加されたシリカガラスからなるコアと、コアを包囲した状態で中心軸に沿って延びた、少なくともＦを含むシリカガラスからなるクラッドと、クラッドを包囲した状態で中心軸に沿って延びた樹脂被覆と、を備える。特に、中心軸に直交する当該ＭＭＦの断面において、純粋シリカガラスを基準とした、Ｇｅの添加に由来するコアの比屈折率差は、中心軸とのコアの断面中心（以下、「コア中心」と記す）から半径方向に沿ってコア中心からの距離のα乗に従って減少する。純粋シリカガラスを基準としたコア中心における比屈折率差Δ０は、０．５％以上０．９％以下である。クラッドは、コアを取り囲む環状領域を含み、この環状領域は、Ｆ濃度が半径方向および中心軸の双方に沿って実質的に一定になるよう設定されている。また、当該ＭＭＦにおいて、αの値は、２．０以上２．１以下である。コア中心からコアの外周までの半径方向に沿った距離で規定されるコアの半径（外周径）ａは、２０μｍ以上３０μｍ以下である。環状領域の内周は、コアに接触するか所定距離離間するとともに、純粋シリカガラスを基準とした環状領域の比屈折率差Δ１は、−０．５％以上−０．１％以下である。また、波長８５０ｎｍを含む、幅１５０ｎｍ以上の波長範囲における実効帯域は、２．２５ＧＨｚ・ｋｍ以上である。
【００１９】
なお、本発明に係る各実施形態は、以下の詳細な説明及び添付図面によりさらに十分に理解可能となる。これら実施例は単に例示のために示されるものであって、本発明を限定するものと考えるべきではない。
【００２０】
また、本発明のさらなる応用範囲は、以下の詳細な説明から明らかになる。しかしながら、詳細な説明及び特定の事例はこの発明の好適な実施形態を示すものではあるが、例示のためにのみ示されているものであって、本発明の範囲における様々な変形および改良はこの詳細な説明から当業者には自明であることは明らかである。
【発明の効果】
【００２１】
本実施形態によれば、コアにおける屈折率制御剤がＧｅに制限される一方、コア周辺のクラッド内にＦ濃度が安定している環状領域が設けられたことにより、広い波長範囲における大きなＥＢが実現可能になる。また、α乗分布に従うべきコアでのＧｅ濃度検査（実質的にコアにおける屈折率分布検査と同義）に従来の検査方法が適用できるため、低コストでのＭＭＦ製造が可能になる。すなわち、線引き前の母材における屈折率分布を測定することで帯域を予測できるため、不良な母材の線引きの省略により低コストでのＭＭＦ製造が可能となる。さらに、コア周辺のクラッド内にＦを含む環状領域が設けられることにより、コアに添加されるＧｅの濃度を低減することが可能になり、結果、低い光学損失のＭＭＦが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本実施形態に係るＭＭＦの内部構造の一例を模式的に示す図である。
【図２Ａ】図１に示されたガラス領域の断面において、Ｆを含む環状領域の第１形成例を説明するための図である。
【図２Ｂ】図１に示されたガラス領域の断面において、Ｆを含む環状領域の第２形成例を説明するための図である。
【図２Ｃ】図１に示されたガラス領域の断面において、Ｆを含む環状領域の第３形成例を説明するための図である。
【図２Ｄ】図１に示されたガラス領域の断面において、Ｆを含む環状領域の第４形成例を説明するための図である。
【図３Ａ】第１実施形態に係るＭＭＦの屈折率分布の例を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示されたＭＭＦにおいて、添加されたＧｅの濃度に由来する屈折率分布の例を示す図である。
【図３Ｃ】図３Ａに示されたＭＭＦにおいて、添加されたＦの濃度に由来する屈折率分布の例を示す図である。
【図４Ａ】比較例に係るＭＭＦのサンプル１の屈折率分布の例を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示されたＭＭＦのサンプル１において、添加されたＧｅの濃度に由来する屈折率分布を示す図である。
【図４Ｃ】図４Ａに示されたＭＭＦのサンプル１において、添加されたＦの濃度に由来する屈折率分布の例を示す図である。
【図５Ａ】比較例に係るＭＭＦのサンプル２およびサンプル３の屈折率分布の例を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示されたＭＭＦのサンプル２およびサンプル３において、添加されたＧｅの濃度に由来する屈折率分布の例を示す図である。
【図５Ｃ】図５Ａに示されたＭＭＦのサンプル２およびサンプル３において、添加されたＦの濃度に由来する屈折率分布の例を示す図である。
【図６】第１実施形態に係るＭＭＦのサンプル１〜サンプル５および比較例に係るＭＭＦのサンプル１〜サンプル３それぞれの物理量（構造パラメータおよび光学特性）を纏めた表である。
【図７Ａ】比較例に係るＭＭＦのサンプル１〜サンプル３それぞれの伝送特性（ＥＢの波長依存性）を示すグラフである。
【図７Ｂ】第１実施形態に係るＭＭＦのサンプル１〜サンプル５それぞれの伝送特性を示すグラフである。
【図８Ａ】比較例に係るＭＭＦのサンプル１〜サンプル３それぞれの伝送特性（ＥＭＢの波長依存性）を示すグラフである。
【図８Ｂ】第１実施形態に係るＭＭＦのサンプル１〜サンプル５それぞれの伝送特性を示すグラフである。
【図９】第２実施形態に係るＭＭＦの屈折率分布の一例である。
【図１０】第３実施形態に係るＭＭＦの屈折率分布の一例である。
【図１１】第４実施形態に係るＭＭＦの屈折率分布の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
[本願発明の実施形態の説明]
最初に本願発明の実施形態の内容をそれぞれ個別に列挙して説明する。
【００２４】
（１）本実施形態に係るＭＭＦ（マルチモード光ファイバ）は、その一態様として、中心軸に沿って延びた、屈折率制御剤としてＧｅのみが実質的に添加されたシリカガラスからなるコアと、コアを包囲した状態で中心軸に沿って延びた、少なくともＦを含むシリカガラスからなるクラッドと、クラッドを包囲した状態で中心軸に沿って延びた、紫外線硬化樹脂などの樹脂被覆と、を備える。このようにコアはＧｅのみを含むガラス領域であるため、半径方向に沿ったコアの屈折率分布は、コアに含まれるＧｅの濃度分布に依存している。特に、中心軸に直交する当該ＭＭＦの断面において、純粋シリカガラスを基準とした、Ｇｅの添加に由来するコアの比屈折率差は、コア中心（当該ＭＭＦの断面と中心軸との交点）から半径方向に沿ってコア中心からの距離のα乗に従って減少する。純粋シリカガラスを基準としたコア中心における比屈折率差Δ０は、０．５％以上０．９％以下である。クラッドは、コアを取り囲む環状領域を含み、この環状領域は、Ｆ濃度が空間的に一様な状態、すなわち、コアを取り囲むとともにＦ濃度が半径方向および中心軸の双方に沿って実質的に一定になるよう設定されている。また、当該ＭＭＦにおいて、αの値は、２．０以上２．１以下である。コア中心からコアの外周までの半径方向に沿った距離で規定されるコアの半径（外周径）ａは、２０μｍ以上３０μｍ以下である。環状領域の内周は、コアに接触するか所定距離離間するとともに、純粋シリカガラスを基準とした環状領域の比屈折率差Δ１は、−０．５％以上−０．１％以下である。また、波長８５０ｎｍを含む、幅１５０ｎｍ以上の波長範囲における実効帯域は、２．２５ＧＨｚ・ｋｍ以上である。
【００２５】
なお、本実施形態におけるコアおよびクラッドとしては、当該ＭＭＦの母材製造時の脱水工程を含む複数工程を経て塩素（Ｃｌ）等の不純物が意図せず混入している状態も許容される。また、Ｆ濃度に関して「実質的に一定」とは、当該ＭＭＦの断面において半径方向に沿ったＦ濃度の変動幅（最大Ｆ濃度と最小Ｆ濃度の差の絶対値）、および、ファイバ軸に沿ったＦ濃度の変動幅の双方が、純粋シリカガラスを基準とした比屈折率差の変動に換算して±０．０５％以下に安定している状態を意味する。
【００２６】
（２）本実施形態の一態様として、波長８５０ｎｍにおける伝送損失は、２．０ｄＢ／ｋｍ以下であるのが好ましい。また、本実施形態の一態様として、波長８５０ｎｍにおけるＮＡは、０．１８以上０．２２以下であるのが好ましい。
【００２７】
（３）本実施形態の一態様として、環状領域は、当該環状領域の内周に一致した内周と当該環状領域の内周と外周との間に位置する外周を有するとともに、ＧｅおよびＦの双方を含む環状の境界層を含んでもよい。この場合、当該ＭＭＦの断面において、境界層におけるＧｅ濃度は、コアの外周からクラッドの外周に向かって連続的に減少する一方、境界層におけるＦ濃度は半径方向およびファイバ軸の双方に沿って実質的に一定であるのが好ましい。
【００２８】
（４）本実施形態の一態様として、環状領域は、半径方向に沿って１μｍ以上の厚みを有する第１環状層と、第１環状層を包囲する第２環状層を含んでもよい。この場合、当該ＭＭＦの曲げ損失耐性を向上させるため、純粋シリカガラスを基準とした第１環状層の比屈折率差Δ１１は、純粋シリカガラスを基準とした第２環状層の比屈折率差Δ１２よりも０．１％以上低いのが好ましい。本実施形態の一態様として、環状領域が上記の第１環状層および第２環状層を有する構成において、当該環状領域は、当該環状領域の内周と第１環状層の内周との間に設けられた、ＧｅおよびＦの双方を含む環状の境界層を含んでもよい。なお、このように環状領域が少なくとも境界層、第１環状層、および第２環状層を含む構成において、境界層におけるＧｅ濃度は、コアの外周からクラッドの外周に向かって連続的に減少する一方、境界層におけるＦ濃度は半径方向およびファイバ軸の双方に沿って実質的に一定である。
【００２９】
（５）本実施形態の一態様として、当該ＭＭＦの断面において、コア中心からクラッドの外周までの半径方向に沿った距離で規定されるクラッドの外周半径をｂとするとき、環状領域の内周は、コア中心からの距離がａ以上（ａ＋ｂ）／２以下の領域内に位置するのが好ましい。本実施形態の一態様として、クラッドは、コアと環状領域との間に設けられた、純粋シリカガラスからなる内側クラッドを含んでもよい。本実施形態の一態様として、コアと環状領域との間に内側クラッドが設けられた構成において、半径方向に沿った、内側クラッドの厚みは、０．１μｍ以上５μｍ以下であるのが好ましい。
【００３０】
（６）本実施形態の一態様として、クラッドは、環状領域の外周と当該クラッドの外周との間に設けられた、純粋シリカガラスからなる外側クラッドを含んでもよい。この場合、当該ＭＭＦにおける曲げ損失耐性は更に向上する。本実施形態の一態様として、環状領域を取り囲む外側クラッドが設けられた構成において、半径方向に沿った、環状領域の厚みは、８μｍ以上２０μｍ以下であるのが好ましい。
【００３１】
以上、この[本願発明の実施形態の説明]の欄に列挙された各態様は、残りの全ての態様のそれぞれに対して、または、これら残りの態様の全ての組み合わせに対して適用可能である。
【００３２】
[本願発明の実施形態の詳細]
本願発明に係るＭＭＦの具体例を、以下に添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、これら例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図されている。また、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００３３】
図１は、本実施形態に係るＭＭＦ１００の内部構造（ファイバ軸ＡＸに直交する断面を含む）の一例を模式的に示す図である。ＭＭＦ１００は、シリカガラスを主成分とするガラス領域と、ガラス領域の外周面上に設けられた樹脂被覆を備える。ガラス領域は、当該ＭＭＦ１００の中心軸に相当するファイバ軸ＡＸに沿って延びたコア１０と、コア１０の外周面上に設けられたクラッド２０により構成されている。図１の例では、樹脂被覆は、クラッド２０の外周面上に設けられた一次被覆３０と、一次被覆３０の外周面上に設けられた二次被覆４０により構成されている。また、当該ＭＭＦ１００において、これらコア１０、クラッド２０、一次被覆３０、二次被覆４０は略同心円状に配置されている。コア１０は、屈折率制御剤としてＧｅのみが実質的に添加されたシリカガラスからなり、クラッド２０は、少なくともＦを含むシリカガラスからなる。
【００３４】
なお、本実施形態におけるコア１０には、当該ＭＭＦ１００の母材製造時の脱水工程等で意図せず混入した塩素（Ｃｌ）等を含んだ状態も含まれる。また、本実施形態の一例において、一次被覆３０および二次被覆４０は、紫外線硬化樹脂からなる。二次被覆４０は、当該ＭＭＦ１００自体の識別のため、色を有していることが好ましい。また、二次被覆４０は、当該ＭＭＦ１００自体の識別のため、最外層としてインクからなる着色層を含んでもよい。
【００３５】
コア１０の半径は２４〜２６μｍであり、波長８５０ｎｍにおけるＮＡは、０．１８以上０．２２以下である。これにより、広く用いられているＶＣＳＥＬ光源などへの接続が容易になる。クラッド２０の直径は１２４〜１２６μｍである。これにより、広く用いられているコネクタへの接続が容易になる。また、一次被覆３０は、０．１〜１ＭＰａのヤング率と１９０〜２１０μｍの直径を有し、二次被覆４０は、３００〜３０００ＭＰａのヤング率と２３５〜２６５μｍの直径を有する。これにより、当該ＭＭＦ１００の実使用時に生じる断続的な微小な曲げ（マイクロベンド）による損失が低く抑えられる。
【００３６】
特に、本実施形態に係るＭＭＦ１００では、図２Ａ〜図２Ｄに示されたように、コア１０を連続的に取り囲むとともに、ファイバ軸ＡＸおよび半径方向ｒの双方に沿ってＦ濃度が実質的に一定に設定された環状領域５０Ａ〜５０Ｄがクラッド２００内に設けられている。
【００３７】
具体的に、図２Ａには、環状領域の第１形成例として、クラッド２０に一致した環状領域５０Ａが示されている。すなわち、環状領域５０Ａは、コア１０の外周（コアエッジ）に一致した内周５０Ａａと、クラッド２０の外周に一致した外周５０Ａｂを有する。図２Ｂには、環状領域の第２形成例として、クラッド２０がコア１０に隣接する環状領域５０Ｂと、環状領域５０Ｂの外側に位置する外側クラッド２３を含む構成が示されている。この構成において、外側クラッド２３は、純粋シリカガラスからなる。半径方向ｒで規定される環状領域５０Ｂの厚みは、クラッド２０よりも薄く、環状領域５０Ｂは、コア１０の外周に一致した内周５０Ｂａと、コア１０の外周とクラッド２０の外周の間に位置する外周５０Ｂｂを有する。図２Ｃには、環状領域の第３形成例として、クラッド２０がコア１０に隣接する内側クラッド２４と、内側クラッド２４の外側に位置する環状領域５０Ｃを含む構成が示されている。この構成において、内側クラッド２４は、純粋シリカガラスからなる。環状領域５０Ｃの厚みは、クラッド２０よりも薄く、環状領域５０Ｃは、内側クラッド２４の外周に一致した内周５０Ｃａと、クラッド２０の外周に一致した外周５０Ｃｂを有する。さらに、図２Ｄには、環状領域の第４形成例として、クラッド２０がコア１０に隣接する内側クラッド２４と、内側クラッド２４の外側に位置する環状領域５０Ｄと、さらに環状領域５０Ｄの外側に位置する外側クラッド２３を含む構成が示されている。この構成において、環状領域５０Ｄは、内側クラッド２４の外周に一致した内周５０Ｄａと、外側クラッド２３の内周に一致した外周５０Ｄｂを有する。
【００３８】
なお、上述の環状領域５０Ａ〜５０Ｄは、何れも、互いにＦ濃度が異なる複数の環状層により構成されてもよい。また、半径方向ｒに沿った距離で規定されるクラッド２０の外周半径をｂとするとき、環状領域５０Ａ〜５０Ｄの内周は、何れもコア１０の断面中心（コア中心）からの距離がａ以上（ａ＋ｂ）／２以下の領域内に位置する。図２Ｃおよび図２Ｄに示されたように、コア１０と環状領域５０Ｃ、５０Ｄとの間に内側クラッド２４が設けられた構成において、半径方向ｒに沿った、内側クラッド２４の厚みは、０．１μｍ以上５μｍ以下に設定される。また、図２Ｂおよび図２Ｄに示されたように、環状領域５０Ｂ、５０Ｄの外側に外側クラッド２３が設けられた構成において、半径方向ｒに沿った、環状領域５０Ｂ、５０Ｄの厚みは、８μｍ以上２０μｍ以下に設定される。
【００３９】
なお、以下の説明において、ある領域の屈折率をｎとして、その領域の比屈折率差Δは、純粋シリカガラスの屈折率をｎ０として、以下の式（４）で表される。
【００４０】
【数４】
2018017767.tif 000006
【００４１】
また、α乗分布とは、中心軸を原点とする半径をｒ、コア半径をａ、中心軸上での比屈折率差をΔ０、コア外縁での屈折率差をΔ０ｅ、クラッドでの比屈折率差をΔ１として、コアおよびクラッドの比屈折率差Δが以下の式（５）で表される屈折率分布を指す。なお、製造上生じる添加物濃度のバラツキや不純物の混入による屈折率のバラツキがあったとしても、式（５）におおよそ従っていればα乗分布とみなしてよい。
【００４２】
【数５】
2018017767.tif 000007
【００４３】
（第１実施形態）
図３Ａには、第１実施形態に係るＭＭＦの屈折率分布１５０Ａの例、図３Ｂには、Ｇｅ濃度に由来する屈折率分布１５０Ｂの例、図３Ｃには、Ｆ濃度に由来する屈折率分布１５０Ｃの例がそれぞれ示されている。なお、図３Ａに示された屈折率分布１５０Ａは、図１に示されたＭＭＦ１００の断面において、ファイバ軸ＡＸが通過するコア１０の断面中心から半径方向ｒに沿った各部位の比屈折率差Δを示し、図３Ｂに示された屈折率分布１５０Ｂは、半径方向ｒに沿った各部位の、Ｇｅ濃度に由来する比屈折率差Δ_Geを示し、図３Ｃに示された屈折率分布１５０Ｃは、半径方向ｒに沿った各部位の、Ｆ濃度に由来する比屈折率差Δ_Fを示す。また、図３Ａ〜図３Ｃの横軸は、何れもコア半径ａが１になるよう規格化された、コア１０の断面中心からの距離（規格化半径）を示す。
【００４４】
この第１実施形態に係るＭＭＦにおいて、コアにはα乗分布に従ってＧｅが添加されるが、Ｆは添加されない。一方、クラッドには少なくとも一部に一定濃度のＦが添加されるが、Ｇｅは添加されない。クラッド内には、Ｆ濃度が空間的に一様（実質的に一定）であり、かつ、コアに隣接した環状領域５０Ａまたは５０Ｂが設定されている。すなわち、図３Ｂの屈折率分布１５０Ｂから分かるように、コアにおける比屈折率差Δ_Geは、ファイバ軸ＡＸからコア外周に向かってα乗分布に従って減少する一方、クラッドにおけるΔ_Geは、０％である。また、図３Ｃの屈折率分布１５０Ｃから分かるように、コアにおける比屈折率差Δ_Fは、０％である一方、クラッドにおけるΔ_Fは、一定である。したがって、第１実施形態に係るＭＭＦの屈折率分布１５０Ａにおいて、コアとクラッド（環状領域５０Ａまたは５０Ｂ）との界面付近において比屈折率差Δが不連続に変化している。なお、図３Ａに示された屈折率分布１５０Ａにおいても、図２Ｃおよび図２Ｄに示されたように、コアと環状領域５０Ａ（または５０Ｂ）の間に内側クラッド（純粋シリカガラス）２４が設けられてもよい。
【００４５】
上述のような構造を有する第１実施形態に係るＭＭＦについて、複数のサンプル（サンプル１〜サンプル５）を用意し、それぞれの物理量を測定した。なお、図６は、第１実施形態に係るサンプル１〜サンプル５および後述する比較例に係るサンプル１〜サンプル３それぞれの物理量として、構造パラメータおよび光学特性を纏めた表である。また、用意された第１実施形態のサンプル１〜サンプル５は、何れもクラッドに環状領域５０Ａ（図２Ａ）が設定されている。
【００４６】
すなわち、第１実施形態のサンプル１〜サンプル５それぞれにおいて、コアの断面中心におけるＧｅ濃度に由来する比屈折率差Δ０_Geは、順に０．９％、０．８％、０．７％、０．６％、０．５％である。コア１０の外周上（コアエッジ）におけるＧｅ濃度に由来する比屈折率差Δ０ｅ_Ge、および、クラッド内におけるＧｅ濃度に由来する比屈折率差Δ１_Geについては、何れのサンプルも０％である。Ｇｅ濃度分布に由来するα乗分布の形状を規定するα値α_Geは、サンプル１から順に２．０５９、２．０５６、２．０４９、２．０４６、２．０４３である。また、コアの断面中心におけるＦ濃度に由来する比屈折率差Δ０_F、および、コアの外周上（コアエッジ）におけるＦ濃度に由来する比屈折率差Δ０ｅ_Fについては、何れのサンプルも０％である。クラッド内におけるＦ濃度に由来するΔ１_Fは、サンプル１から順に−０．１％、−０．２％、−０．３％、−０．４％、−０．５％、である。これら構造パラメータを総合したサンプル１〜サンプル５それぞれ全体として、コアの断面中心における比屈折率差Δ０は、順に０．９％、０．８％、０．７％、０．６％、０．５％である。コアの外周上における比屈折率差Δ０ｅは、何れのサンプルも０％である。クラッドにおける比屈折率差Δ１は、サンプル１から順に−０．１％、−０．２％、−０．３％、−０．４％、−０．５％である。コアの比屈折率差とクラッドの比屈折率差との差（Δ０-Δ１）は、何れのサンプルも１％である。
【００４７】
以上の構成を有するサンプル１〜５それぞれにおいて、ＥＢが２．２５ＧＨｚ・ｋｍ以上となるための最小波長（Min λ for EB ≧2.25）は、順に０．７９μｍ、０．７７μｍ、０．７７μｍ、０．７６μｍ、０．７５μｍであった。ＥＢが２．２５ＧＨｚ・ｋｍ以上となるための最大波長（Max λ for EB ≧2.25）は、サンプル１から順に０．９５μｍ、０．９５μｍ、０．９８μｍ、０．９８μｍ、０．９７μｍであった。ＥＢが２．２５ＧＨｚ・ｋｍ以上となるための波長範囲（λ range for EB ≧2.25）は、サンプル１から順に０．１６μｍ、０．１８μｍ、０．２１μｍ、０．２２μｍ、０．２２μｍであった。さらに、最大ＥＢ（Max EB）は、サンプル１から順に３．８ＧＨｚ・ｋｍ、４．０ＧＨｚ・ｋｍ、４．２ＧＨｚ・ｋｍ、４．１ＧＨｚ・ｋｍ、３．８ＧＨｚ・ｋｍであり、最大ＥＭＢ（Max EMB）は、サンプル１から順に５．６ＧＨｚ・ｋｍ、５．７ＧＨｚ・ｋｍ、５．９ＧＨｚ・ｋｍ、５．７ＧＨｚ・ｋｍ、４．８ＧＨｚ・ｋｍであった。
【００４８】
（比較例）
比較例に係るＭＭＦの各サンプルは、図１と同一の断面構造を有する。なお、図４Ａには、比較例に係るＭＭＦのサンプル１の屈折率分布２５０Ａの例、図４Ｂには、Ｇｅ濃度に由来する屈折率分布２５０Ｂの例、図４Ｃには、Ｆ濃度に由来する屈折率分布２５０Ｃの例がそれぞれ示されている。また、図５Ａには、比較例に係るＭＭＦのサンプル２、３の屈折率分布２６０Ａの例、図５Ｂには、Ｇｅ濃度に由来する屈折率分布２６０Ｂの例、図５Ｃには、Ｆ濃度に由来する屈折率分布２６０Ｃの例がそれぞれ示されている。
【００４９】
具体的に、図４Ａおよび図５Ａに示された屈折率分布２５０Ａ、２６０Ａそれぞれは、上述の第１実施形態と同様に、半径方向ｒに沿った各部位の比屈折率差Δを示し、図４Ｂおよび図５Ｂに示された屈折率分布２５０Ｂ、２６０Ｂそれぞれは、半径方向ｒに沿った各部位の、Ｇｅ濃度に由来する比屈折率差Δ_Geを示し、図４Ｃおよび図５Ｃに示された屈折率分布２５０Ｃ、２６０Ｃそれぞれは、半径方向ｒに沿った各部位の、Ｆ濃度に由来する比屈折率差Δ_Fを示す。また、図４Ａ〜図４Ｃおよび図５Ａ〜図５Ｃの横軸は、何れもコア半径ａが１になるよう規格化された、コア１０のファイバ軸ＡＸからの距離を示す。
【００５０】
図４Ａ〜図４Ｃの屈折率分布２５０Ａ〜２５０Ｃから分かるように、比較例のサンプル１において、コアにはα乗分布に従ってＧｅが添加されているが、Ｆは添加されていない。クラッドは純粋シリカガラスからなる。また、比較例のサンプル２、３それぞれは、広い波長範囲で大きなＥＢを有するＭＭＦであり、図５Ａ〜図５Ｃの屈折率分布２６０Ａ〜２６０Ｃから分かるように、コアにはα乗分布に従ってＧｅが添加される一方、コアの断面中心から外周に向かってＦの添加量も増加している。また、クラッドは純粋シリカガラスからなる。
【００５１】
図４Ａに示された屈折率分布２５０Ａを有する比較例のサンプル１において、Δ０_Geは１％、Δ０ｅ_GeおよびΔ１_Geは共に０％、α_Geは２．０６５である。また、Δ０_F、Δ０ｅ_FおよびΔ１_Fは何れも０％である。これら構造パラメータを総合したサンプル１全体として、Δ０は１％、Δ０ｅおよびΔ１は共に０％、（Δ０-Δ１）は１％である。以上の構成を有するサンプル１において、（Minλ for EB ≧2.25）は０．８０μｍ、（Max λfor EB ≧2.25）は０．９４μｍ、（λ rangefor EB ≧2.25）は０．１４μｍであり、さらに、（MaxEB）は３．３ＧＨｚ・ｋｍ、（Max EMB）は４．８ＧＨｚ・ｋｍであった。
【００５２】
一方、図５Ａに示された屈折率分布２６０Ａを有する比較例のサンプル２、３それぞれにおいて、Δ０_Geは各サンプルとも１％である。サンプル２のΔ０ｅ_Geは０．１％で、サンプル３のΔ０ｅ_Geは０．２％である。Δ１_Geは各サンプルとも０％である。α_Geも各サンプルとも２．０６５である。また、Δ０_Fは各サンプルとも０％である。サンプル２のΔ０ｅ_Fは−０．１％で、サンプル３のΔ０ｅ_Fは−０．２％である。Δ１_Fは各サンプルとも０％であり、α_Fについても各サンプルとも２．０６５である。これら構造パラメータを総合したサンプル２全体およびサンプル３全体として、Δ０は各サンプルとも１％、Δ０ｅおよびΔ１は各サンプルとも０％、（Δ０-Δ１）は各サンプルとも１％である。以上の構成を有するサンプル２、３それぞれにおいて、サンプル２の（Min λ for EB ≧2.25）は０．７９μｍ、サンプル３の（Min λ for EB ≧2.25）は０．７８μｍであった。サンプル２の（Max λ for EB ≧2.25）は０．９４μｍ、サンプル３の（Max λ for EB ≧2.25）は０．９４μｍであった。サンプル２の（λ range for EB ≧2.25）は０．１５μｍ、サンプル３の（λ range for EB ≧2.25）は０．１７μｍであった。さらにサンプル２の（Max EB）は３．３ＧＨｚ・ｋｍ、サンプル３の（Max EB）は３．３ＧＨｚ・ｋｍであった。サンプル２の（Max EMB）は５．０ＧＨｚ・ｋｍ、サンプル３の（Max EMB）は５．０ＧＨｚ・ｋｍであった。
【００５３】
（伝送特性）
以下、上述のように用意された第１実施形態に係るＭＭＦのサンプル１〜サンプル５および比較例に係るＭＭＦのサンプル１〜サンプル３それぞれの測定された伝送特性について評価する。なお、図７Ａにおいて、グラフＧ７００Ａ１は、比較例のサンプル１の伝送特性（ＥＢの波長依存性）、グラフＧ７００Ａ２は、比較例のサンプル２の伝送特性、グラフＧ７００Ａ３は、比較例のサンプル３の伝送特性をそれぞれ示す。図７Ｂにおいて、グラフＧ７００Ｂ１は、第１実施形態のサンプル１の伝送特性（ＥＢの波長依存性）、グラフＧ７００Ｂ２は、第１実施形態のサンプル２の伝送特性、グラフＧ７００Ｂ３は、第１実施形態のサンプル３の伝送特性、グラフＧ７００Ｂ４は、第１実施形態のサンプル４の伝送特性、グラフＧ７００Ｂ５は、第１実施形態のサンプル５の伝送特性をそれぞれ示す。また、図８Ａにおいて、グラフＧ８００Ａ１は、比較例のサンプル１の伝送特性（ＥＭＢの波長依存性）、グラフＧ８００Ａ２は、比較例のサンプル２の伝送特性、グラフＧ８００Ａ３は、比較例のサンプル３の伝送特性をそれぞれ示す。図８Ｂにおいて、グラフＧ８００Ｂ１は、第１実施形態のサンプル１の伝送特性（ＥＭＢの波長依存性）、グラフＧ８００Ｂ２は、第１実施形態のサンプル２の伝送特性、グラフＧ８００Ｂ３は、第１実施形態のサンプル３の伝送特性、グラフＧ８００Ｂ４は、第１実施形態のサンプル４の伝送特性、グラフＧ８００Ｂ５は、第１実施形態のサンプル５の伝送特性をそれぞれ示す。
【００５４】
図７Ａから分かるように、ＥＢが高くなる波長範囲は、グラフＧ７００Ａ１、グラフＧ７００Ａ２、グラフＧ７００Ａ３の順に広がっている。また、図８Ａから分かるように、グラフＧ８００Ａ１、グラフＧ８００Ａ２、グラフＧ８００Ａ３の順にＥＭＢのピークが高くなり、同様の順に、ＥＭＢが高くなる波長範囲も広がっている。これは、ＭＭＦが有する相対的な比屈折率差（Δ０-Δ１＝１％）をコアに添加されたＧｅの濃度に由来する比屈折率差とコアに添加されたＦの濃度に由来する比屈折率差により実現することで、モード分散が低減されたことを示している。
【００５５】
一方、図７Ｂから分かるように、グラフＧ７００Ｂ１〜Ｇ７００Ｂ５は、グラフＧ７００Ａ１と比較して、ＥＢが高くなる波長範囲が広がっている。また、図８Ｂからも分かるように、グラフＧ８００Ｂ１〜Ｇ８００Ｂ５は、グラフＧ８００Ａ１と比較して、ＥＭＢのピークが高くなり、ＥＭＢが高くなる波長範囲も広がっている。これは、ＭＭＦが有する相対的な比屈折率差（Δ０-Δ１＝１％）をコアに添加されたＧｅの濃度に由来する比屈折率差とクラッドに添加されたＦの濃度に由来する比屈折率差で実現することで、モード分散が低減されたことを示している。
【００５６】
なお、図６から分かるように、ＥＢが２．２５ＧＨｚ・ｋｍ以上となる波長範囲は、比較例のサンプル１よりも比較例のサンプル２、３の方が大きくなるが、それと同様またはそれ以上に、第１実施形態のサンプル１〜サンプル５の方が大きくなる。具体的に第１実施形態のサンプル１〜サンプル５において、ＥＢが２．２５ＧＨｚ・ｋｍ以上となる波長範囲は、波長８５０ｎｍを含み、かつ、１５０ｎｍ以上の幅を有する。
【００５７】
比較例のサンプル２、３は、何れもコアにＧｅとＦの両方が含まれるため、ＭＭＦの比屈折率差の情報からＧｅおよびＦ濃度を知ることができない。ＭＭＦの比屈折率差の一つの例に対して、それを実現するＧｅ濃度分布およびＦ濃度分布は無数にあり、それらの無数の濃度分布は異なる材料分散を持つため、幾つかの濃度分布ではＥＢが低下して製造されるＭＭＦが品質不良となる。従来技術では、そのような品質不良となるＭＭＦの母材（線引き前のファイバ母材）を屈折率分布の測定で検出することは難しい。そのため、品質不良の母材を線引きすることで歩留りが低下し、製造コストが増大する。それに対して上述の第１実施形態のサンプル１〜サンプル５では、コアおよびクラッドにはＧｅまたはＦの一方しか添加されていない。そのため、線引き前の母材の屈折率差を測定した結果からＧｅまたはＦ濃度を知ることができ（良品母材の選別が可能になる）、ＭＭＦの製造歩留りを低下させることはない（低い製造コストの実現）。
【００５８】
また、比較例のサンプル１〜サンプル３では、コアにΔ１％相当のＧｅが添加され、さらにＦも添加されるため、伝送損失が高くなる（典型的には波長８５０ｎｍにおいて２．１〜２．４ｄＢ／ｋｍの伝送損失）。それに対して第１実施形態のサンプル１〜サンプル５では、コアに添加されるＧｅの濃度が比屈折率差換算で０．５％〜０．９％相当と低いため、伝送損失を低く抑えることができる。典型的には、第１実施形態において、波長８５０ｎｍにおいて２．０ｄＢ／ｋｍ以下の伝送損失が実現可能である。
【００５９】
（第２実施形態）
図９は、第２実施形態に係るＭＭＦの屈折率分布の一例である。図９中、点線で示された屈折率分布は、第１実施形態のサンプル１〜サンプル５の屈折率分布を示し、実線で示された屈折率分布が、第２実施形態に係るＭＭＦの屈折率分布１６０である。なお、この第２実施形態に係るＭＭＦも、構造上、第１実施形態にかかるＭＭＦと同様な伝送特性が得られることは容易に類推可能である。
【００６０】
この第２実施形態も図１に示された断面構造を有するとともに、図２Ａに示されたように、クラッド２０の全域にＦ濃度が空間的に一様（実質的に均一）に設定された環状領域５０Ａが設定されている。ただし、第２実施形態では、屈折率分布１６０の形状から分かるように、環状領域５０Ａがコア１０に隣接する境界層（内側層）２１と境界層２１を包囲する外側層２２により構成されている。特に、コア１０に隣接する境界層２１にはＦとともにＧｅが共添加されており、Ｇｅ濃度がコア１０に向かって増大することで、コア１０とクラッド２０との界面付近における比屈折率差Δを連続的に変化させている。なお、境界層２１の厚みは１μｍ以上、より好ましくは３μｍ以上、さらに好ましくは５μｍ以上である。
【００６１】
第１実施形態の屈折率分布１５０Ａは、コア１０とクラッド２０の界面付近において比屈折率差Δの不連続な変化を持つため、コア１０の外側に光強度を持つ高次モードの群遅延が変化する。これらの高次モードはＶＣＳＥＬではほとんど励振されないため、ＶＣＳＥＬを想定した帯域指標であるＥＢには影響がほとんどないが、古くから用いられており低速だが低コストである発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を想定した帯域指標であるＯＦＬ帯域（Over-FilledLaunch）には影響し得る。一方、第２実施形態の屈折率分布１６０では、コア１０とクラッド２０の界面付近における比屈折率差Δの不連続変化が低減されており、ＯＦＬ帯域を改善することができる。なお、従来技術と同様にＧｅとＦが共添加された境界層２１では屈折率分布からＧｅ濃度およびＦ濃度を知ることができない問題は生じるが、この部分はＥＢへ影響を生じないため、広い波長範囲で高いＥＢを持つＭＭＦを実現する上では障害とならない。
【００６２】
（第３実施形態）
図１０は、第３実施形態に係るＭＭＦの屈折率分布の一例である。図１０中、点線で示された屈折率分布は、第２実施形態に係るＭＭＦの屈折率分布１６０を示し、実線で示された屈折率分布が、第３実施形態に係るＭＭＦの屈折率分布１７０である。なお、この第３実施形態に係るＭＭＦも、構造上、第１実施形態にかかるＭＭＦと同様な伝送特性が得られることは容易に類推可能である。
【００６３】
この第３実施形態も図１に示された断面構造を有するが、図２Ｂに示されたように、コア１０に隣接する環状領域５０Ｂの外側に、純粋シリカガラスからなる外側クラッド２３が設けられている点で、第２実施形態とは異なる。すなわち、第３実施形態の屈折率分布１７０は、クラッド２０が外側クラッド２３を含む点を除き、第２実施形態に係る屈折率分布１６０と同じ構造を有する。また、環状領域５０ＢのＦ濃度は、第１および第２実施形態と同様に、均一であり、環状領域５０Ｂが二重構造（内側層である境界層２１および外側層２２）を有する点も第２実施形態（屈折率分布１６０）と同様である。なお、第３実施形態において、環状領域５０Ｂの外周半径は、３０〜４５μｍである。光源からＭＭＦへの接続およびＭＭＦからＭＭＦへの接続では、配置のズレなどにより伝送損失が大きい高次モードが励振される。その結果、伝送帯域の変化が生じるが、環状領域５０Ｂの外側に外側層２２よりも屈折率の高い外側クラッド２３が設けられた構成では、高次モードが外側クラッド２３に漏洩することで早く減衰するため、高次モードによる伝送特性の変化が効果的に抑制され得る。
【００６４】
（第４実施形態）
図１１は、第４実施形態に係るＭＭＦの屈折率分布の一例である。図１１中、点線で示された屈折率分布は、第３実施形態に係るＭＭＦの屈折率分布１７０を示し、実線で示された屈折率分布が、第４実施形態に係るＭＭＦの屈折率分布１８０である。なお、この第２実施形態に係るＭＭＦも、構造上、第１実施形態にかかるＭＭＦと同様な伝送特性が得られることは容易に類推可能である。
【００６５】
この第４実施形態も図１に示された断面構造を有し、クラッド２０は、第３実施形態と同様に、環状領域５０Ｂと外側クラッド２３を含む。さらに、第４実施形態の環状領域５０Ｂは、第３実施形態と同様に、コア１０に隣接する境界層（内側層）２１と外側層２２で構成されているが、外側層２２が二重構造を有する点で、第３実施形態と異なる。すなわち、この第４実施形態の屈折率分布１８０では、外側層２２が第１環状層２２ａと、第１環状層２２ａを包囲する第２環状層２２ｂから構成されている。
【００６６】
この第４実施形態において、コア１０の断面中心における比屈折率差Δと第２環状層２２ｂの比屈折率差Δとの差は、第１実施形態のサンプル１〜５と同様に１％である。第１環状層２２ａは、第２環状層２２ｂよりも０．１％以上、より好ましくは０．３％以上、さらに好ましくは０．５％以上低い比屈折率差Δを有する。第１環状層２２ａの厚みは１μｍ以上、より好ましくは３μｍ以上、さらに好ましくは５μｍ以上である。環状領域５０Ｂの外側層２２内に、第２環状層２２ｂよりも屈折率の低い第１環状層２２ａが設けられることにより、曲げによる光学損失が低減され得る。典型的には、波長８５０ｎｍにおいて、半径１５ｍｍに1ターン巻かれたときの損失増加が０．１ｄＢ以下に抑制される。
【００６７】
以上の本発明の説明から、本発明を様々に変形しうることは明らかである。そのような変形は、本発明の思想および範囲から逸脱するものとは認めることはできず、すべての当業者にとって自明である改良は、以下の請求の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６８】
１００…ＭＭＦ（マルチモード光ファイバ）、１０…コア、２０…クラッド、２１…境界層（内側層）、２２…外側層、２２ａ…第１環状層（外側層の一部）、２２ｂ…第２環状層（外側層の一部）、２３…外側クラッド、２４…内側クラッド、３０…一次被覆（樹脂被覆）、４０…二次被覆（樹脂被覆）、５０Ａ〜５０Ｄ…環状領域。
【図１】
2018017767.tif 000008
【図２Ａ】
2018017767.tif 000009
【図２Ｂ】
2018017767.tif 000010
【図２Ｃ】
2018017767.tif 000011
【図２Ｄ】
2018017767.tif 000012
【図３Ａ】
2018017767.tif 000013
【図３Ｂ】
2018017767.tif 000014
【図３Ｃ】
2018017767.tif 000015
【図４Ａ】
2018017767.tif 000016
【図４Ｂ】
2018017767.tif 000017
【図４Ｃ】
2018017767.tif 000018
【図５Ａ】
2018017767.tif 000019
【図５Ｂ】
2018017767.tif 000020
【図５Ｃ】
2018017767.tif 000021
【図６】
2018017767.tif 000022
【図７Ａ】
2018017767.tif 000023
【図７Ｂ】
2018017767.tif 000024
【図８Ａ】
2018017767.tif 000025
【図８Ｂ】
2018017767.tif 000026
【図９】
2018017767.tif 000027
【図１０】
2018017767.tif 000028
【図１１】
2018017767.tif 000029