(57)【要約】      （修正有）【課題】接続損失に対する回転性軸ずれのトレランスを大きく保ちながら、添加する必要のあるドーパントを削減して製造コストを低下させることが可能なマルチコアファイバを実現する。【解決手段】マルチコアファイバ１は、複数のコア１１ａ１’、１１ａ２’と、各コアの側面を覆うクラッド１２と、を備えている。マルチコアファイバ１の、一方の端部を含む第１区間Ｉａと、他方の端部を含む第２区間Ｉｂの一方又は両方において、クラッド１２は、コア１１ａ１’の側面を覆う第１内側クラッドと、コア１１ａ２’の側面を覆う第２内側クラッドと、を含み、少なくとも第１区間Ｉａ及び第２区間Ｉｂの一方又は両方において、第１内側クラッドには、第２ドーパントが添加されていないか、又は、第１内側クラッドには、第２ドーパントが添加されており、第１内側クラッドにおける第２ドーパントの濃度は、第２内側クラッドにおける第２ドーパントの濃度よりも低い。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコアと、上記複数のコアの各々の側面を覆うクラッドと、を備えたマルチコアファイバであって、
当該マルチコアファイバは、一方の端部を含む第１区間と、他方の端部を含む第２区間と、を含み、
上記クラッドは、少なくとも上記第１区間及び上記第２区間の一方又は両方において、当該マルチコアファイバの中心軸からの距離が第２コアよりも小さい第１コアの側面を覆う第１内側クラッドと、当該マルチコアファイバの中心軸からの距離が第１コアよりも大きい第２コアの側面を覆う第２内側クラッドと、を含み、
上記第１コア及び上記第２コアには、アップドーパントである第１ドーパントが少なくとも添加されており、
上記第２内側クラッドには、上記第１ドーパントの熱拡散を促進する第２ドーパントが少なくとも添加されており、
（１）上記第１内側クラッドには、上記第２ドーパントが添加されていないか、又は、（２）上記第１内側クラッドには、上記第２ドーパントが添加されており、上記第１内側クラッドにおける第２ドーパントの濃度は、上記第２内側クラッドにおける上記第２ドーパントの濃度よりも低い、
ことを特徴とするマルチコアファイバ。
【請求項２】
上記複数のコアの配置が六方最密配置である、
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】
上記複数のコアの個数が７であり、
上記第１コアは、当該マルチコアファイバの中心軸を通る１個のコアであり、
上記第２コアは、当該マルチコアファイバの中心軸を取り囲むように等間隔配置された６個のコアの何れかである、
ことを特徴とする請求項２に記載のマルチコアファイバ。
【請求項４】
上記複数のコアの配置が正方格子配置である、
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５】
上記複数のコアの個数が１２個であり、
上記第１コアは、内層を構成する４個のコアの何れかであり、
上記第２コアは、外層を構成する８個のコアの何れかである、
ことを特徴とする請求項４に記載のマルチコアファイバ。
【請求項６】
上記クラッドの直径が１５０μｍ以下である、
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のマルチコアファイバ。
【請求項７】
上記クラッドの直径が１２５μｍ以下である、
ことを特徴とする請求項６に記載のマルチコアファイバ。
【請求項８】
上記クラッドの直径が１５０μｍ以下であり、
上記複数のコアの個数が１６である、
ことを特徴とする請求項４に記載のマルチコアファイバ。
【請求項９】
上記複数のコアの個数が１２である、
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１０】
上記クラッドの直径が８０μｍ以下であり、
上記複数のコアの個数が４である、
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１１】
上記第１内側クラッドには、上記第２ドーパントが添加されていない、
ことを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載のマルチコアファイバ。
【請求項１２】
上記第１内側クラッドには、上記第２ドーパントが添加されており、上記第１内側クラッドにおける第２ドーパントの濃度は、上記第２内側クラッドにおける上記第２ドーパントの濃度よりも低い、
ことを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載のマルチコアファイバ。
【請求項１３】
上記クラッドは、上記第１内側クラッドの側面及び上記第２内側クラッドの側面を覆う、屈折率が上記第１内側クラッド及び上記第２内側クラッドより大きな外側クラッドを更に含み、
上記第１内側クラッド及び上記第２内側クラッドの少なくとも何れか一方には、上記第２ドーパントを添加することにより生じる屈折率の変化を抑制するように屈折率を変化させる第３ドーパントが更に添加されている、
ことを特徴とする請求項１２に記載のマルチコアファイバ。
【請求項１４】
上記クラッドは、上記第１内側クラッド及び上記第２内側クラッドを包含する外側クラッドを更に含み、
上記第１内側クラッド及び上記第２内側クラッドの少なくとも何れか一方には、上記第２ドーパントを添加することにより生じる屈折率の変化を抑制するように屈折率を変化させる第３ドーパントが更に添加されており、
（１）上記第１内側クラッドに上記第３ドーパントが添加されている場合、上記第１内側クラッドの側面を覆い、且つ、側面を上記外側クラッドにより覆われ、且つ、屈折率が上記第１内側クラッド及び上記外側クラッドより低い第１低屈折率層を更に備え、
（２）上記第２内側クラッドに上記第３ドーパントが添加されている場合、上記第２内側クラッドの側面を覆い、且つ、側面を上記外側クラッドにより覆われ、且つ、屈折率が上記第２内側クラッド及び上記外側クラッドより低い第２低屈折率層を更に備え、
（３）上記第１内側クラッド及び上記第２内側クラッドに上記第３ドーパントが添加されている場合、上記第１内側クラッドの側面を覆い、且つ、側面を上記外側クラッドに覆われ、且つ、屈折率が上記第１内側クラッド及び上記外側クラッドより低い第１低屈折率層と、上記第２内側クラッドの側面を覆い、且つ、側面を上記外側クラッドに覆われ、且つ、屈折率が上記第２内側クラッド及び上記外側クラッドより低い第２低屈折率層と、を更に備えている、
ことを特徴とする請求項１２に記載のマルチコアファイバ。
【請求項１５】
上記第２ドーパントは、上記第１区間及び上記第２区間の一方又は両方において添加されており、上記第１区間及び上記第２区間以外の第３区間の少なくとも一部において添加されていない、
ことを特徴とする請求項１〜１４の何れか１項に記載のマルチコアファイバ。
【請求項１６】
複数のコアと、上記複数のコアの各々の側面を覆うクラッドと、を備えたマルチコアファイバであって、
当該マルチコアファイバは、一方の端部を含む第１区間と、他方の端部を含む第２区間と、を含み、
上記クラッドは、少なくとも上記第１区間及び上記第２区間の一方又は両方において、当該マルチコアファイバの中心軸からの距離が第２コアよりも小さい第１コアの側面を覆う第１内側クラッドと、当該マルチコアファイバの中心軸からの距離が第１コアよりも大きい第２コアの側面を覆う第２内側クラッドと、を含み、
上記コアには、ドーパントが添加されておらず、もしくは、ダウンドーパントが添加されており、
上記クラッドには、ダウンドーパントである第１ドーパントが少なくとも添加されており、
上記第２内側クラッドには、上記第１ドーパントの熱拡散を促進する第２ドーパントが少なくとも添加されており、
（１）上記第１内側クラッドには、上記第２ドーパントが添加されていないか、又は、（２）上記第１内側クラッドには、上記第２ドーパントが添加されており、上記第１内側クラッドにおける第２ドーパントの濃度は、上記第２内側クラッドにおける上記第２ドーパントの濃度よりも低い、
ことを特徴とするマルチコアファイバ。
【請求項１７】
複数のコアを備えたマルチコアファイバであって、
当該マルチコアファイバの一方又は両方の端部において、当該マルチコアファイバの中心軸からの距離が第１コアよりも大きい第２コアのモードフィールド径は、当該マルチコアファイバの中心軸からの距離が第２コアよりも小さい第１コアのモードフィールド径よりも大きい、
ことを特徴とするマルチコアファイバ。
【請求項１８】
請求項１〜１７の何れか１項に記載のマルチコアファイバを備えている、
ことを特徴とする光コネクタ。
【請求項１９】
請求項１〜１７の何れか１項に記載のマルチコアファイバを備えている、
ことを特徴とするファンイン／ファンアウトデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のコアを備えたマルチコアファイバに関する。また、そのようなマルチコアファイバを備えた光コネクタ及びファンイン／ファンアウトデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信の分野においては、複数のコアを備えたマルチコアファイバが広く利用されている。ＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）を用いる光通信では、結合型のマルチコアファイバが用いられるのに対して、それ以外の光通信では、非結合型のマルチコアファイバが用いられる。非結合型のマルチコアファイバにおいては、コア間クロストークの低減が重要な課題となる。マルチコアファイバを開示した文献としては、例えば、特許文献１が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３９９３１９８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
マルチコアファイバの接続に際して、接続損失を小さく保つためには、それぞれのマルチコアファイバにおいて、接続損失に対する回転性軸ずれのトレランスを大きく保つことが重要である。ここで、「回転性軸ずれ」とは、マルチコアファイバをその中心軸を回転軸として回転させたときに生じるコアの軸ずれのことを指す。接続損失に対する回転性軸ずれのトレランスを大きく保つためには、マルチコアファイバの端部を加熱し、コアに添加されたアップドーパントを熱拡散させる、或いは、クラッドに添加されたダウンドーパントを熱拡散させることで、マルチコアファイバの端部にモードフィールド径を拡大することが有効である。しかしながら、短時間の加熱でモードフィールド径を十分に拡大するためには、アップドーパント或いはダウンドーパントの拡散を促進するドーパントをコアの周囲に添加する必要があり、マルチコアファイバの製造コストを押し上げる要因となっていた。また、上述した問題の代わりに、マルチコアファイバの端面と平行な方向へのマルチコアファイバの平行移動による平行移動性軸ずれにおいても同様の問題が生じ得る。また、マルチコアファイバにシングルコアファイバを接続する場合においても、同様の問題が生じ得る。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、接続損失に対する回転性軸ずれもしくは平行移動性軸ずれのトレランスを大きく保ちながら、製造コストを低下させることが可能なマルチコアファイバ、光コネクタ、又はファンイン／ファンアウトデバイスを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係るマルチコアファイバは、複数のコアと、上記複数のコアの各々の側面を覆うクラッドと、を備えたマルチコアファイバであって、当該マルチコアファイバは、一方の端部を含む第１区間と、他方の端部を含む第２区間と、を含み、上記クラッドは、少なくとも上記第１区間及び上記第２区間の一方 又は両方において、当該マルチコアファイバの中心軸からの距離が第２コアよりも小さい第１コアの側面を覆う第１内側クラッドと、当該マルチコアファイバの中心軸からの距離が第１コアよりも大きい第２コアの側面を覆う第２内側クラッドと、を含み、上記第１コア及び上記第２コアには、アップドーパントである 第１ドーパントが少なくとも添加されており、上記第２内側クラッドには、上記第１ドーパントの熱拡散を促進する第２ドーパントが少なくとも添加されており、（１）上記第１内側クラッドには、上記第２ドーパントが添加されていないか、又は、（２）上記第１内側クラッドには、上記第２ドーパントが添加されており、上記第１内側クラッドにおける第２ドーパントの濃度は、上記第２内側クラッドにおける上記第２ドーパントの濃度よりも低い。
【０００７】
本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、上記複数のコアの配置が六方最密配置である、ことが好ましい。
【０００８】
本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、上記複数のコアの個数が７であり、上記第１コアは、当該マルチコアファイバの中心軸を通る１個のコアであり、上記第２コアは、当該マルチコアファイバの中心軸を取り囲むように等間隔配置された６個のコアの何れかである、ことが好ましい。
【０００９】
本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、上記複数のコアの配置が正方格子配置である、ことが好ましい。
【００１０】
本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、上記複数のコアの個数が１２個であり、上記第１コアは、内層を構成する４個のコアの何れかであり、上記第２コアは、外層を構成する８個のコアの何れかである、ことが好ましい。
【００１１】
本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、上記クラッドの直径が１５０μｍ以下である、ことが好ましい。
【００１２】
本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、上記クラッドの直径 が１２５μｍ以下である、ことが好ましい。
【００１３】
本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、上記クラッドの直径が１５０μｍ以下であり、上記複数のコアの個数が１６である、ことが好ましい。
【００１４】
本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、上記複数のコアの個数が１２である、ことが好ましい。
【００１５】
本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、上記クラッドの直径が８０μｍ以下であり、上記複数のコアの個数が４である、ことが更に好ましい。
【００１６】
本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、上記第１内側クラッドには、上記第２ドーパントが添加されていない、ことが好ましい。
【００１７】
本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、上記第１内側クラッドには、上記第２ドーパントが添加されており、上記第１内側クラッドにおける第２ドーパントの濃度は、上記第２内側クラッドにおける上記第２ドーパントの濃度よりも低い、ことが好ましい。
【００１８】
本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、上記クラッドは、上記第１内側クラッドの側面及び上記第２内側クラッドの側面を覆う、屈折率が上記第１内側クラッド及び上記第２内側クラッドより大きな外側クラッドを更に含み、上記第１内側クラッド及び上記第２内側クラッドの少なくとも何れか一方には、上記第２ドーパントを添加することにより生じる屈折率の変化を抑制するように屈折率を変化させる第３ドーパントが更に添加されている、ことが好ましい。
【００１９】
本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、上記クラッドは、上記第１内側クラッド及び上記第２内側クラッドを包含する外側クラッドを更に含み、上記第１内側クラッド及び上記第２内側クラッドの少なくとも何れか一方には、上記第２ドーパントを添加することにより生じる屈折率の変化を抑制するように屈折率を変化させる第３ドーパントが更に添加されており、当該マルチコアファイバは、（１）上記第１内側クラッドに上記第３ドーパントが添加されている場合、上記第１内側クラッドの側面を覆い、且つ、側面を上記外側クラッドにより覆われ、且つ、屈折率が上記第１内側クラッド及び上記外側クラッドより低い第１低屈折率層を更に備え、（２）上記第２内側クラッドに上記第３ドーパントが添加されている場合、上記第２内側クラッドの側面を覆い、且つ、側面を上記外側クラッドにより覆われ、且つ、屈折率が上記第２内側クラッド及び上記外側クラッドより低い第２低屈折率層を更に備え、（３）上記第１内側クラッド及び上記第２内側クラッドに上記第３ドーパントが添加されている場合、上記第１内側クラッドの側面を覆い、且つ、側面を上記外側クラッドに覆われ、且つ、屈折率が上記第１内側クラッド及び上記外側クラッドより低い第１低屈折率層と、上記第２内側クラッドの側面を覆い、且つ、側面を上記外側クラッドに覆われ、且つ、屈折率が上記第２内側クラッド及び上記外側クラッドより低い第２低屈折率層と、を更に備えている、ことが好ましい。
【００２０】
本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、上記第２ドーパントは、上記第１区間及び上記第２区間の一方又は両方において添加されており、上記第１区間及び上記第２区間以外の第３区間の少なくとも一部において添加されていない、ことが好ましい。
【００２１】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、複数のコアと、上記複数のコアの各々の側面を覆うクラッドと、を備えたマルチコアファイバであって、当該マルチコアファイバは、一方の端部を含む第１区間と、他方の端部を含む第２区間と、を含み、上記クラッドは、少なくとも上記第１区間及び上記第２区間の一方又は両方において、当該マルチコアファイバの中心軸からの距離が第２コアよりも小さい第１コアの側面を覆う第１内側クラッドと、当該マルチコアファイバの中心軸からの距離が第１コアよりも大きい第２コアの側面を覆う第２内側クラッドと、を含み、上記コアには、ドーパントが添加されておらず、もしくは、ダウンドーパントが添加されており、上記クラッドには、ダウンドーパントである第１ドーパントが少なくとも添加されており、上記第２内側クラッドには、上記第１ドーパントの熱拡散を促進する第２ドーパントが少なくとも添加されており、（１）上記第１内側クラッドには、上記第２ドーパントが添加されていないか、又は、（２）上記第１内側クラッドには、上記第２ドーパントが添加されており、上記第１内側クラッドにおける第２ドーパントの濃度は、上記第２内側クラッドにおける上記第２ドーパントの濃度よりも低い。
【００２２】
上記課題を解決するために、本発明に係るマルチコアファイバは、複数のコアを備えたマルチコアファイバであって、当該マルチコアファイバの一方又は両方の端部において、当該マルチコアファイバの中心軸からの距離が第１コアよりも大きい第２コアのモードフィールド径は、当該マルチコアファイバの中心軸からの距離が第２コアよりも小さい第１コアのモードフィールド径よりも大きい。
【００２３】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る光コネクタは、上記マルチコアファイバを備えている。
【００２４】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るファンイン／ファンアウトデバイスは、上記マルチコアファイバを備えている。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の一態様に係るマルチコアファイバ、光コネクタ、又はファンイン／ファンアウトデバイスによれば、接続損失に対する回転性軸ずれもしくは平行移動性軸ずれのトレランスを大きく保ちながら、製造コストを低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るマルチコアファイバであって、端部を熱コア拡大する前のマルチコアファイバの構造を示す図である。（ａ）は、そのマルチコアファイバの側面図であり、（ｂ）〜（ｄ）は、そのマルチコアファイバの断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るマルチコアファイバであって、端部を熱コア拡大した後のマルチコアファイバの構造を示す図である。（ａ）は、そのマルチコアファイバの側面図であり、（ｂ）〜（ｄ）は、そのマルチコアファイバの断面図である。
【図３】マルチコアファイバの断面図である。（ａ）は、コア配置が六方最密配置である場合の断面図であり、（ｂ）は、コア配置が正方格子配置である場合の断面図である。
【図４】コア間クロストークのモードフィールド径依存性を示すグラフである。
【図５】２つのコアの軸ずれ量が０μｍである場合に関して、接続損失のモードフィールド径依存性を示すグラフでる。
【図６】接続損失の軸ずれ量依存性を示すグラフである。
【図７】波長１５５０ｎｍにおける２コア間クロストークのコア間距離依存性を示すグラフである。
【図８】波長１５５０ｎｍにおける被覆への吸収損失のクラッド厚依存性を示すグラフである。
【図９】六方最密配置、正方格子配置のそれぞれについて、収容可能なコア数ｍをクラッド径の関数として表したグラフである。
【図１０】波長１３６０ｎｍにおける２コア間クロストークのコア間距離依存性を示すグラフである。
【図１１】波長１３６０ｎｍにおける被覆への吸収損失のクラッド厚依存性を示すグラフである。
【図１２】コア配置が単リング配置である場合のマルチコアファイバの断面図である。
【図１３】マルチコアファイバの断面図である。（ａ）、（ｂ）、及び（ｄ）は、コア配置が正方格子配置である場合の断面図である。（ｂ）は、コア配置が六方最密配置である場合の断面図である。
【図１４】（ａ）は、比較例に係る２つのマルチコアファイバを融着接続した場合に生じる接続損失の回転角度ずれ依存性を示すグラフであり、（ｂ）は、実施例に係る２つのマルチコアファイバを融着接続した場合に生じる接続損失の回転角依存性を示すグラフである。
【図１５】（ａ）は、短時間の加熱により実施例に係る２つのマルチコアファイバを融着接続した場合に生じる接続損失の回転角度ずれ依存性を示すグラフであり、（ｂ）は、長時間の加熱により実施例に係る２つのマルチコアファイバを融着接続した場合に生じる接続損失の回転角依存性を示すグラフである。
【図１６】（ａ）は、短時間の加熱によりマルチコアファイバを融着接続した場合に生じる接続損失の回転角度ずれ依存性を示すグラフであり、（ｂ）は、長時間の加熱によりマルチコアファイバを融着接続した場合に生じる接続損失の回転角度ずれ依存性を示すグラフである。
【図１７】実施例３に係るマルチコアファイバ１の屈折率分布を示すグラフである。
【図１８】（ａ）は、短時間の加熱によりマルチコアファイバを融着接続した場合に生じる接続損失の回転角度ずれ依存性を示すグラフであり、（ｂ）は、長時間の加熱によりマルチコアファイバを融着接続した場合に生じる接続損失の回転角度ずれ依存性を示すグラフである。
【図１９】実施例３の第１の変形例に係るマルチコアファイバ１の屈折率分布を示すグラフである。
【図２０】実施例３の第２の変形例に係るマルチコアファイバ１の屈折率分布を示すグラフである。
【図２１】マルチコアファイバを含む光コネクタの構成を示す模式図である。
【図２２】マルチコアファイバを含むファンイン／ファンアウトデバイスの構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
〔第１の実施形態〕
（マルチコアファイバの構造）
本発明の第１の実施形態に係るマルチコアファイバの構造について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、端部を熱コア拡大する前のマルチコアファイバ１の構造を示し、図２は、端部を熱コア拡大した後のマルチコアファイバ１の構造を示す。
【００２８】
まず、端部を熱コア拡大する前のマルチコアファイバ１の構造について、図１を参照して説明する。図１の（ａ）は、端部を熱コア拡大する前のマルチコアファイバ１の側面図である。図１の（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）は、端部を熱コア拡大する前のマルチコアファイバ１の断面図である。なお、図１の（ｂ）に示すＡＡ’断面は、マルチコアファイバ１の長手軸に直交する断面のうち、図１の（ａ）に示すＡＡ’線を含む断面である。図１の（ｃ）に示すＣＣ’断面は、マルチコアファイバ１の長手軸に直交する断面のうち、図１の（ａ）に示すＣＣ’線を含む断面である。図１の（ｄ）に示すＢＢ’断面は、マルチコアファイバ１の長手軸に直交する断面のうち、図１の（ａ）に示すＢＢ’線を含む断面である。
【００２９】
図１に示すように、マルチコアファイバ１は、コア群１１と、クラッド１２と、を備えている。コア群１１は、ｍ個（ｍは２以上の自然数）のコア１１ａ１〜１１ａｍにより構成されている。クラッド１２は、ｍ個の内側クラッド１２ａ１〜１２ａｍと、ｍ個の内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂｍと、外側クラッド１２ｃと、により構成されている。これらの構造は、マルチコアファイバ１の基材に各種ドーパントを添加することによって形成されている。本実施形態においては、マルチコアファイバ１の基材として、石英ガラスを用いている。
【００３０】
なお、図１においては、コア数ｍが２である場合を例としてマルチコアファイバ１の構造を示しているが、これに限定されない。すなわち、コア数ｍは、３以上であってもよい。なお、コア数ｍが３以上の場合のコア１１ａ１〜１１ａｍの配置については、参照する図面を代えて後述する。
【００３１】
コア１１ａｉ（ｉは１以上ｍ以下の自然数）は、マルチコアファイバ１の長手方向に延在する円柱状の領域である。コア１１ａｉの断面の外周は、半径Ｒ１の円によって近似することができる。この半径Ｒ１のことを、以下、「コア径」と記載する。コア１１ａ１〜１１ａｍの屈折率ｎ１は、マルチコアファイバ１の基材の屈折率ｎ０よりも高い。コア群１１には、少なくとも、マルチコアファイバ１の中心軸からの距離の異なる第１コア１１ａ１及び第２コア１１ａ２が含まれる。第１コア１１ａ１は、マルチコアファイバ１の中心軸からの距離が第２コア１１ａ２よりも小さく、第２コア１１ａ２は、マルチコアファイバ１の中心軸からの距離が第１コア１１ａ１よりも大きい。なお、第１コア１１ａ１は、図示したように、マルチコアファイバ１の中心軸を通っていてもよい。
【００３２】
コア１１ａｉは、マルチコアファイバ１の基材に第１ドーパントを添加することによって形成されている。第１ドーパントは、アップドーパントである。ただし、後述する通り、第１ドーパントは、ダウンドーパントであってもよい。ここで、アップドーパントとは、マルチコアファイバ１の基材の屈折率を上昇させる作用を有するドーパントのことを指す。第１ドーパントとして利用可能なアップドーパントとしては、例えば、ゲルマニウム（Ｇｅ）、リン（Ｐ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ２）、塩素（Ｃｌ）、又はこれらの混合物が挙げられる。本実施形態においては、第１ドーパントとして、ゲルマニウムを用いている。また、本実施形態においては、第１コア１１ａ１には、第１ドーパントとして少なくとも１種類の第１ドーパントが添加されているが、２種類以上のドーパントが添加されていてもよい。また、本実施形態においては、第１コア１１ａ１には、少なくともアップドーパントである第１ドーパントが添加されているが、これに限定されない。すなわち、第１コア１１ａ１には、第１ドーパントが添加されていなくてもよく、後述するダウンドーパントである第１ドーパントが添加されていてもよい。なお、この場合、当該第１コア１１ａ１の周囲に存在する後述の内側クラッド１２ａｉまたは内側クラッド１２ｂｉには、コアに熱拡散するドーパントが少なくとも添加されている。
【００３３】
なお、マルチコアファイバ１は、非結合型のマルチコアファイバである。ここで、マルチコアファイバ１が非結合型であるとは、ｍ個のコア１１ａ１〜１１ａｍから任意に選択された２つのコア１１ａｉ，１１ａｊ（ｊは１以上ｍ以下のｉとは異なる自然数）について、コア１１ａｉの導波モードとコア１１ａｊの導波モードとの間の相互作用が十分に小さいこと（例えば、コア１１ａｉとコア１１ａｊとの間のクロストークが−３０ｄＢ以下であること）を指す。これは、ｍ個のコア１１ａ１〜１１ａｍを用いてｍ個の光信号を独立に伝送し得ること意味する。
【００３４】
内側クラッド１２ａｉ（ｉは１以上ｍ以下の自然数）は、マルチコアファイバ１の長手方向に延在する円筒状の領域であり、マルチコアファイバ１の一方の端部を含む区間Ｉａ（特許請求の範囲における「第１区間」の一例）において、対応するコア１１ａｉの側面を覆っている。内側クラッド１２ａｉの断面の外周は、半径Ｒ２の円によって近似することができる。この半径Ｒ２のことを、以下、「内側クラッド径」と記載する。内側クラッド１２ａｉの屈折率ｎ２は、マルチコアファイバ１の基材の屈折率ｎ０と同一又は実質的に同一である。
【００３５】
内側クラッド１２ｂｉ（ｉは１以上ｍ以下の自然数）は、マルチコアファイバ１の長手方向に延在する円筒状の領域であり、マルチコアファイバ１の他方の端部を含む区間Ｉｂ（特許請求の範囲における「第２区間」の一例）において、対応するコア１１ａｉの側面を覆っている。内側クラッド１２ｂｉの断面も、内側クラッド１２ａｉの断面と同様、半径Ｒ２の円によって近似することができる。内側クラッド１２ｂｉの屈折率ｎ２は、マルチコアファイバ１の基材の屈折率ｎ０と同一又は実質的に同一である。
【００３６】
第２コア１１ａ２を覆う内側クラッド１２ａ２及び内側クラッド１２ｂ２は、マルチコアファイバ１の基材に第２ドーパント及び第３ドーパントを共添加することによって形成されている。第２ドーパントは、熱拡散促進ドーパントである。ここで、熱拡散促進ドーパントとは、コア１１ａｉに添加された第１ドーパントの熱拡散を促進する作用を有するドーパントのことを指す。第２ドーパントは、アップドーパント又はダウンドーパントであり得る。ここで、アップドーパントとは、マルチコアファイバ１の基材の屈折率を上昇させる作用を有するドーパントのことを指し、ダウンドーパントとは、マルチコアファイバ１の基材の屈折率を低下させる作用を有するドーパントのことを指す。第３ドーパントは、アップドーパント又はダウンドーパントである。第２ドーパントが、ダウンドーパントである場合、第３ドーパントとしてアップドーパントが選択される。逆に、第２ドーパントが、アップドーパントである場合、第３ドーパントとして、ダウンドーパントが選択される。内側クラッド１２ａｉ及び内側クラッド１２ｂｉにおける第３ドーパントの添加量は、第３ドーパントによる屈折率上昇量が第２ドーパントによる屈折率低下量を抑制あるいは相殺するように、又は、第３ドーパントによる屈折率低下量が第２ドーパントによる屈折率上昇量を相殺するように設定されている。一例と挙げると、内側クラッド１２ａｉ及び内側クラッド１２ｂｉにおける第３ドーパントの添加量は、内側クラッド１２ａｉと外側クラッド１２ｃとの屈折率差が−０．１％以上＋０．１％以下になるように設定されている。内側クラッド１２ａｉ及び外側クラッド１２ｃの屈折率ｎ２がマルチコアファイバ１の基材の屈折率ｎ０と同一又は実質的に同一であるのは、このためである。なお、第３ドーパントは、マルチコアファイバ１の基材の屈折率を上昇又は低下させる作用に加えて、コア１１ａｉに添加された第１ドーパントの熱拡散を促進する作用を有していてもよい。この場合、第３ドーパントの作用によって、コア１１ａｉに添加された第１ドーパントの熱拡散が更に促進される。また、本実施形態においては、内側クラッド１２ａ２及び内側クラッド１２ｂ２には第２ドーパント及び第３ドーパントが共添加されているが、これに限定されない。すなわち、内側クラッド１２ａ２または内側クラッド１２ｂ２には１種類のドーパントのみが添加されていてもよく、例えば、第２ドーパントもしくは第３ドーパントのみが添加されていてもよい。
【００３７】
第２ドーパントとして利用可能な熱拡散促進ドーパントとしては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、フッ素（Ｆ）、又はこれらの混合物が挙げられる。第２ドーパントがマルチコアファイバ１の基材の屈折率を低下させる作用を有している場合、第３ドーパントとして利用可能なドーパントとしては、例えば、アップドーパントであるゲルマニウム（Ｇｅ）、リン（Ｐ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ２）、塩素（Ｃｌ）、又はこれらの混合物が挙げられる。逆に、第２ドーパントがマルチコアファイバ１の基材の屈折率を上昇させる作用を有している場合、第３ドーパントとして利用可能なドーパントとしては、例えば、ダウンドーパントであるフッ素（Ｆ）、ホウ素（Ｂ）、又はこれらの混合物が挙げられる。本実施形態においては、第２ドーパントとして、マルチコアファイバ１の基材の屈折率を低下させる作用を有するフッ素を用いている。また、本実施形態においては、第３ドーパントとして、アップドーパントであるゲルマニウム及びリンの混合物を用いている。
【００３８】
なお、第１コア１１ａ１を覆う内側クラッド１２ａ１及び内側クラッド１２ｂ１には、（１）第２ドーパントが添加されていてもよいし、（２）第２ドーパントが添加されていなくてもよい。前者の場合、第１コア１１ａ１を覆う内側クラッド１２ａ１及び内側クラッド１２ｂ１における第２ドーパントの濃度は、第２コア１１ａ２を覆う内側クラッド１２ａ２及び内側クラッド１２ｂ２における第２ドーパントの濃度よりも低くなる。また、内側クラッド１２ａ１及び内側クラッド１２ｂ１には、第２ドーパントに加えて第３ドーパントが添加されていてもよい。ここで、第３ドーパントの濃度についても、第２ドーパントの濃度と同様のことが言える。
【００３９】
外側クラッド１２ｃは、クラッド１２から内側クラッド１２ａ１〜１２ａｍ及び内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂｍを除いた領域であり、マルチコアファイバ１の区間Ｉａにおいて内側クラッド１２ａ１〜１２ａｍを包含するとともにその側面を覆い、マルチコアファイバ１の区間Ｉｂにおいて内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂｍを包含するとともにその区間を覆い、マルチコアファイバ１の区間Ｉａ及び区間Ｉｂを除く区間Ｉｃ（特許請求の範囲における「第３区間」の一例）において、コア１１ａ１〜１１ａｍの側面を覆っている。外側クラッド１２ｃの断面の外周は、半径Ｒ３の円によって近似することができる。この半径Ｒ３のことを、以下、「外側クラッド径」又は「クラッド径」と記載する。外側クラッド１２ｃについては、ドーパントの意図的な添加が行われていない。このため、外側クラッド１２ｃの屈折率は、マルチコアファイバ１の基材の屈折率ｎ０と同一又は実質的に同一である。
【００４０】
マルチコアファイバ１の端部を加熱すると、マルチコアファイバ１の端部において熱コア拡大が生じる。ここで、熱コア拡大とは、コア１１ａｉに添加された第１ドーパントの熱拡散により、コア１１ａｉのモードフィールド径が拡大することを指す。なお、コア１１ａｉのモードフィールド径とは、コア１１ａｉを導波される基本モード光のモードフィールド径のことを指す。マルチコアファイバ１の端部において熱コア拡大が生じると、マルチコアファイバ１の端部における各コア１１ａｉのモードフィールド径が、マルチコアファイバ１の端部以外の部分（以下、「中間部」と記載する）におけるコア１１ａｉのモードフィールド径よりも大きくなる。ここで、マルチコアファイバ１の端部、すなわち、モードフィールド径の拡大が生じる区間は、区間Ｉａ，Ｉｂのうち少なくとも一部の区間を指し、（１）上述した区間Ｉａ，Ｉｂに包含される、区間Ｉａ，Ｉｂよりも短い区間であってもよいし、（２）上述した区間Ｉａ，Ｉｂを包含する、区間Ｉａ，Ｉｂよりも長い区間であってもよい。同様に、マルチコアファイバ１の中間部、すなわち、モードフィールド径の拡大が生じない区間は、区間Ｉｃのうち少なくとも一部の区間を指し、（１）上述した区間Ｉｃに包含される、区間Ｉｃよりも短い区間であってもよいし、（２）上述した区間Ｉｃを包含する、区間Ｉｃよりも長い区間であってもよい。なお、マルチコアファイバ１の端部を加熱する目的としては、例えば、マルチコアファイバ１の端部を他の光ファイバの端部に融着することが挙げられる。ただし、マルチコアファイバ１の端部を加熱する目的は、これに限定されるものではない。
【００４１】
端部を熱コア拡大した後のマルチコアファイバ１の構造を模式的に表せば、図２のようになる。図２の（ａ）は、端部を熱コア拡大した後のマルチコアファイバ１の側面図である。図２の（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）は、端部を熱コア拡大した後のマルチコアファイバ１の断面図である。なお、図２の（ｂ）に示すＡＡ’断面は、マルチコアファイバ１の長手軸に直交する断面のうち、図２の（ａ）に示すＡＡ’線を含む断面である。図２の（ｃ）に示すＣＣ’断面は、マルチコアファイバ１の長手軸に直交する断面のうち、図２の（ａ）に示すＣＣ’線を含む断面である。図２の（ｄ）に示すＢＢ’断面は、マルチコアファイバ１の長手軸に直交する断面のうち、図２の（ａ）に示すＢＢ’線を含む断面である。
【００４２】
端部を熱コア拡大した後のマルチコアファイバ１においては、コア１１ａｉに添加された第１ドーパント、並びに、内側クラッド１２ａｉ及び内側クラッド１２ｂｉに添加された第２ドーパント及び第３ドーパントが熱拡散している。それ故、コア１１ａｉと内側クラッド１２ａｉとの境界、コア１１ａｉと内側クラッド１２ｂｉとの境界、内側クラッド１２ａｉと外側クラッド１２ｃとの境界、及び、内側クラッド１２ｂｉと外側クラッド１２ｃとの境界を、一義的に定めることは困難である。このため、図２においては、コア１１ａｉ、内側クラッド１２ａｉ、内側クラッド１２ｂｉ、及び外側クラッド１２ｃを図示する代わりに、導波される基本モード光のパワーがコア１１ａｉの中心軸を導波される光のパワーの１／ｅ２以上になる領域１１ａｉ’を図示している。ここで、ｅは、自然対数の底である。コア１１ａｉのモードフィールド径とは、領域１１ａｉ’の断面の直径のことを指す。また、コア１１ａｉのモードフィールド半径とは、領域１１ａｉ’の断面の半径のことを指す。
【００４３】
なお、端部を熱コア拡大した後のマルチコアファイバ１においては、端部と中間部との境界において、各コア１１ａｉのモードフィールド径が該コア１１ａｉの軸方向に対して滑らかに変化する。これに対して、コア径の大きいマルチコアファイバとコア径の小さいマルチコアファイバとを融着接続することにより得られたマルチコアファイバにおいては、融着接続点において、各コアのモードフィールド径が該コアの軸方向に対して不連続に変化する。この点で、端部を熱コア拡大した後のマルチコアファイバ１と、コア径の大きいマルチコアファイバとコア径の小さいマルチコアファイバとを融着接続することにより得られたマルチコアファイバとは、物としての構造が異なる。また、コア径の大きいマルチコアファイバとコア径の小さいマルチコアファイバとを融着接続することにより得られたマルチコアファイバは、内部に融着接続点を含むので、内部の融着接続点において生じ得る損失を免れることが困難である。これに対して、端部を熱コア拡大した後のマルチコアファイバ１は、内部に融着接続点を含む必要がないので、内部の融着接続点において生じ得る損失を免れることが容易である。この点で、端部を熱コア拡大した後のマルチコアファイバ１は、コア径の大きいマルチコアファイバとコア径の小さいマルチコアファイバとを融着接続することにより得られたマルチコアファイバよりも優れている。
【００４４】
なお、図２に示す熱コア拡大後のマルチコアファイバ１を得るために、図１に示す熱コア拡大前のマルチコアファイバ１において、内側クラッド１２ａ１〜１２ａｍ及び内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂｍに第２ドーパント及び第３ドーパントを添加することは、必須ではない。なぜなら、第２ドーパントまたは第３ドーパントの助けを借りずとも、コア１１ａ１〜１１ａｍに添加された第１ドーパントは、加熱により拡散するからである。第２ドーパントの添加を省略する場合、第３ドーパントの添加も不要である。ただし、内側クラッド１２ａ１〜１２ａｍ及び内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂｍに第２ドーパントを添加することによって、コア１１ａ１〜１１ａｍに添加された第１ドーパントの熱拡散速度を大きくすることができる。また、この場合には、内側クラッド１２ａ１〜１２ａｍ及び内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂｍに第３ドーパントを更に添加することによって、内側クラッド１２ａ１〜１２ａｍ及び内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂｍの屈折率を外側クラッド１２ｃの屈折率と実質的に同一することができる。したがって、内側クラッド１２ａ１〜１２ａｍ及び内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂｍに第２ドーパント及び第３ドーパントを添加することによって、コア１１ａ１〜１１ａｍのモードフィールド径を所定の大きさまで拡大するために要する加熱時間を短くすることができる。
【００４５】
（コアの配置）
マルチコアファイバ１において取り得るコア１１ａ１〜１１ａｍの配置について、図３を参照して説明する。マルチコアファイバ１において取り得るコア１１ａ１〜１１ａｍの配置としては、例えば、六方最密配置又は正方格子配置が挙げられる。
【００４６】
図３の（ａ）は、コア１１ａ１〜１１ａｍが六方最密配置されたマルチコアファイバ１の断面図である。コア１１ａ１〜１１ａｍが六方最密配置されている場合、各コア１１ａｉに隣接する隣接コア数は６である。図３の（ａ）においては、コア数ｍが７である場合を例示している。この場合、１個のコア１１ａ１（特許請求の範囲における「第１コア」の一例）が、マルチコアファイバ１の中心軸を通り、残り６個のコア１１ａ２〜１１ａ７（特許請求の範囲における「第２コア」の一例）が、マルチコアファイバ１の中心軸を取り囲むように等間隔配置される。
【００４７】
図３の（ｂ）は、コア１１ａ１〜１１ａｍが正方格子配置されたマルチコアファイバ１の断面図である。コア１１ａ１〜１１ａｍが正方格子配置されている場合、各コア１１ａｉに隣接する隣接コア数は４である。図３の（ｂ）においては、コア数ｍが１２である場合を例示している。この場合、内層を構成する４個のコア１１ａ１〜１１ａ４（特許請求の範囲における「第１コア」の一例）と、外層を構成する８個のコア１１ａ５〜１１ａ１２（特許請求の範囲における「第２コア」の一例）とが、正方格子の格子点上に配置される。
【００４８】
（コア間クロストークとモードフィールド径との関係）
ここで、マルチコアファイバにおけるコア間クロストークとモードフィールド径との関係について、図４を参照して説明する。ここで、コア間クロストークとは、１つのマルチコアファイバに含まれる複数のコア同士のクロストークのことを指す。図４は、コアの屈折率分布が単峰形であり、コアの理論カットオフ波長が１２６０ｎｍであり、コア間距離が３５μｍであるマルチコアファイバにおいて、波長１５５０ｎｍの光を２ｋｍ伝送した場合に生じる２コア間のコア間クロストークのモードフィールド径依存性を示すグラフである。なお、図４に示すグラフにおいては、波長１３１０ｎｍにおけるコアのモードフィールド径を横軸に取っている。
【００４９】
図４によれば、以下のことが分かる。すなわち、コア間クロストークを小さくするためには、コアのモードフィールド径を小さくすればよい。例えば、コアのモードフィールド径をＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．６５２又はＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．６５７における規定値８．６μｍ程度に設定すると、コア間クロストークは−１０ｄＢ程度の大きな値となる。これに対して、例えば、コアのモードフィールド径を５μｍ程度に設定すると、コア間クロストークは−７０ｄＢ程度の小さな値になる。
【００５０】
なお、マルチコアファイバの設計にあたっては、最外層コアを伝搬する光の被覆への吸収も考慮に入れる必要がある。実際、最外層コアから被覆までの距離が近い場合には、最外層コアにおける損失が増大することがある。したがって、最外層コアから被覆までの距離は、最外層コアを伝搬する光の被覆への吸収が十分に小さくなるように設定することが好ましい。
【００５１】
（接続損失とモードフィールド径の関係）
次に、２つの光ファイバのコア同士を接続したときの接続損失とモードフィールド径との関係について、図５及び図６を参照して説明する。
【００５２】
２つの光ファイバのコア同士の接続損失は、下記の式（１）により記述される。ここで、ＬＯＳＳは、接続損失であり、Ｗ１は、光の伝搬方向に対して上流側のコアのモードフィールド半径であり、Ｗ２は、光の伝搬方向に対して下流側のコアのモードフィールド半径である。また、ｄは、２つの光ファイバのコア同士の軸ずれ量である。
【００５３】
【数１】
2019152865.tif 000003
【００５４】
図５は、上流側のコアの波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径（２×Ｗ１）が８．６μｍであり、２つの光ファイバのコア同士の軸ずれ量ｄが０μｍである場合に関して、波長１３１０ｎｍにおける接続損失のモードフィールド径（２×Ｗ２）依存性を示すグラフでる。
【００５５】
図５によれば、以下のことが分かる。すなわち、下流側のコアのモードフィールド径（２×Ｗ２）を小さくすると、２つの光ファイバのコア同士の接続損失が大きくなる。例えば、下流側のコアのモードフィールド径（２×Ｗ２）を５μｍ程度に設定すると、２つの光ファイバのコア同士の軸ずれ量ｄが０μｍであっても、２つの光ファイバのコア同士の波長１３１０ｎｍにおける接続損失は０．６ｄＢ程度の大きな値になる。したがって、接続損失を小さく抑えるためには、下流側のコアのモードフィールド径を、大きな値にすることが好ましい。例えば、波長１３１０ｎｍにおける接続損失を０．１ｄＢ以下に抑えるためには、下流側のコアの波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径を、７．０μｍ以上にすることが好ましい。換言すると、上流側のコアと下流側のコアとのモードフィールド径差を、１．６μｍ以下にすることが好ましい。
【００５６】
図６は、以下のケ−スにおける接続損失の軸ずれ量ｄ依存性を示すグラフである。
【００５７】
（ａ）上流側のコアのモードフィールド径（２×Ｗ１）が８．６μｍであり、下流側のコアのモードフィールド径（２×Ｗ２）が８．６μｍである場合、
（ｂ）上流側のコアのモードフィールド径（２×Ｗ１）が８．６μｍであり、下流側のコアのモードフィールド径（２×Ｗ２）が５．０μｍである場合、
（ｃ）上流側のコアのモードフィールド径（２×Ｗ１）が５．０μｍであり、下流側のコアのモードフィールド径（２×Ｗ２）が５．０μｍである場合。
【００５８】
図５によれば、以下のことが分かる。すなわち、ケ−ス（ｂ）又は（ｃ）のように下流側のコアのモードフィールド径（２×Ｗ２）が小さい値（ここでは、５．０μｍ）を取る場合には、ケ−ス（ａ）のように下流側のコアのモードフィールド径（２×Ｗ２）が大きい値（ここでは、８．６μｍ）を取る場合と比べて、軸ずれ量ｄに対する接続損失の傾きが大きくなる。つまり、接続損失に対する軸ずれ量ｄのトレランスが小さくなる。逆に、ケ−ス（ａ）のように下流側のコアのモードフィールド径（２×Ｗ２）が大きい値（ここでは、８．６μｍ）を取る場合には、ケ−ス（ｂ）又は（ｃ）のように下流側のコアのモードフィールド径（２×Ｗ２）が小さい値（ここでは、５．０μｍ）を取る場合と比べて、軸ずれ量ｄに対する接続損失の傾きが小さくなる。つまり、接続損失に対する軸ずれ量ｄのトレランスが大きくなる。
【００５９】
（マルチコアファイバの効果）
マルチコアファイバのコア間クロストークを小さく抑えるためには、前々節において説明したように、マルチコアファイバの各コアのモードフィールド径を小さくすることが好ましい。一方、マルチコアファイバの各コアと他の光ファイバのコアとの接続損失を小さく抑える、或いは、軸ずれ量のトレランスを大きくするためには、前節において説明したように、マルチコアファイバの各コアのモードフィールド径を大きくすることが好ましい。
【００６０】
この相反するともいえる要求に応えるために、本実施形態に係る熱コア拡大後のマルチコアファイバ１においては、各コア１１ａｉについて、端部におけるモードフィールド径を、中間部におけるモードフィールド径よりも大きくする構成を採用している。これにより、（１）端部における各コア１１ａｉのモードフィールド径を小さくすることなく、中間部における各コア１１ａｉのモードフィールド径を小さくすること、或いは、（２）中間部における各コア１１ａｉのモードフィールド径を大きくすることなく、端部における各コア１１ａｉのモードフィールド径を大きくすること、が可能になる。したがって、（１）接続損失の増加、又は、軸ずれ量のトレランスの縮小を抑制しながら、コア間クロストークの減少を図ること、或いは、（２）コア間クロストークの増加を抑制しながら、接続損失の増加、又は、軸ずれ量のトレランスの縮小を図ることが可能になる。さらに、各コア１１ａｉについて、端部を熱コア拡大した後のマルチコアファイバ１においては、端部と中間部との境界において、各コア１１ａｉのモードフィールド径が該コア１１ａｉの軸方向に対して滑らかに変化している。これにより、マルチコアファイバ１の内部の融着接続点において生じ得る損失を免れることが容易となり得る。
【００６１】
例えば、本実施形態に係る熱コア拡大後のマルチコアファイバ１においては、各コア１１ａｉについて、端部における波長１３１０ｎｍでのモードフィールド径を８．２μｍよりも小さくすることなく、中間部における波長１３１０ｎｍでのモードフィールド径を８．２μｍよりも小さくすることができる。これにより、例えば、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．６５２又はＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．６５７に従うコアを持つマルチコアファイバやシングルモードファイバなど、波長１３１０ｎｍでのモードフィールド径が８．２μｍ以上である光ファイバがマルチコアファイバ１に接続される場合に、接続損失の増加、又は、軸ずれ量のトレランスの縮小を抑制しながら、コア間クロストークの減少を図ることができる。なお、波長１３１０ｎｍでのモードフィールド径が８．２μｍとなるコアは、波長１５５０ｎｍでのモードフィールド径が９．６μｍ程度となる。したがって、端部における波長１５５０ｎｍでのモードフィールド径を９．６μｍよりも小さくすることなく、中間部における波長１５５０ｎｍでのモードフィールド径を９．６μｍよりも小さくすることによっても、同様の効果が得られる。この熱コア拡大後のマルチコアファイバ１同士を融着接続する場合においても接続損失の増加、又は、軸ずれ量のトレランスの縮小を抑制しながら、コア間クロストークの減少を図ることができる。
【００６２】
更に、本実施形態に係る熱コア拡大後のマルチコアファイバ１においては、各コア１１ａｉについて、端部における波長１３１０ｎｍでのモードフィールド径を５．５μｍ以下にすることなく、中間部における波長１３１０ｎｍでのモードフィールド径を５．５μｍ以下にすることができる。これにより、例えば、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．６５２又はＩＴＵ−Ｔ
Ｇ．６５７に従うコアを持つマルチコアファイバやシングルモードファイバなど、波長１３１０ｎｍでのモードフィールド径が８．２μｍ以上である光ファイバがマルチコアファイバ１に接続される場合に、接続損失の増加、又は、軸ずれ量のトレランスの縮小を抑制しながら、コア間クロストークを−６０ｄＢ以下にすることができる（図４参照）。なお、波長１３１０ｎｍでのモードフィールド径が５．５μｍとなるコアは、波長１５５０ｎｍでのモードフィールド径が６．３μｍ程度となる。したがって、端部における波長１５５０ｎｍでのモードフィールド径を６．３μｍ以下にすることなく、中間部における波長１５５０ｎｍでのモードフィールド径を６．３μｍ以下にすることによっても、同様の効果が得られる。
【００６３】
或いは、本実施形態に係る熱コア拡大後のマルチコアファイバ１においては、各コア１１ａｉについて、中間部における波長１３１０ｎｍでのモードフィールド径を７μｍ以上にすることなく、端部における波長１３１０ｎｍでのモードフィールド径を７μｍ以上にすることができる。これにより、例えば、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．６５２又はＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．６５７に従うコアを持つマルチコアファイバやシングルモードファイバなど、波長１３１０ｎｍでのモードフィールド径が８．２μｍ以上である光ファイバがマルチコアファイバ１に接続される場合に、コア間クロストークの増加を抑制しながら、接続損失を０．１ｄＢ以下にすることができる（図５参照）。なお、波長１３１０ｎｍでのモードフィールド径が７μｍとなるコアは、波長１５５０ｎｍでのモードフィールド径が７．９μｍ程度となる。したがって、中間部における波長１５５０ｎｍでのモードフィールド径を７．９μｍ以上にすることなく、端部における波長１５５０ｎｍでのモードフィールド径を７．９μｍ以上にすることによっても、同様の効果が得られる。この熱コア拡大後のマルチコアファイバ１同士を融着接続する場合においても接続損失の増加、又は、軸ずれ量のトレランスの縮小を抑制しながら、コア間クロストークの減少を図ることができる。
【００６４】
更に、本実施形態に係る熱コア拡大後のマルチコアファイバ１においては、各コア１１ａｉについて、中間部における波長１５５０ｎｍでのモードフィールド径を８．８μｍよりも大きくすることなく、端部における波長１５５０ｎｍでのモードフィールド径を８．８μｍよりも大きくすることができる。これにより、例えばＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．６５４に従うコアを持つマルチコアファイバやシングルモードファイバなど、波長１５５０ｎｍでのモードフィールド径が８．８ｍ以上である光ファイバがマルチコアファイバ１に接続される場合に、コア間クロストークの増加を抑制しながら、接続損失の減少、又は、軸ずれ量のトレランスの拡大を図ることができる。この熱コア拡大後のマルチコアファイバ１同士を融着接続する場合においても接続損失の増加、又は、軸ずれ量のトレランスの縮小を抑制しながら、コア間クロストークの減少を図ることができる。
【００６５】
特に、本実施形態に係る熱コア拡大前のマルチコアファイバ１においては、（１）マルチコアファイバ１の中心軸に近い第１コア（例えば、コア１１ａ１）の側面を覆う第１内側クラッド（例えば、内側クラッド１２ａ１）に第２ドーパントが添加されていない構成、又は、（２）第１内側クラッドに第２ドーパントが添加されており、第１内側クラッドにおける第２ドーパントの濃度がマルチコアファイバ１の中心軸から遠い第２コア（例えば、コア１１ａ８）の側面を覆う第２内側クラッド（例えば、内側クラッド１２ａ８）の側面を覆う第２内側クラッドにおける第２ドーパントの濃度よりも低い構成が採用されている。これにより、コアの軸ずれに対するトレランスが小さくなることを抑えながら、第２ドーパントの添加量を削減して製造コストを低下させることができる（第２ドーパントの添加量を削減することができれば、言うまでもなく、第２ドーパントに屈折率変化を抑制あるいは相殺する第３ドーパントの添加量も削減することができる）。例えば、各ドーパントが上記のように添加されていない場合、融着接続時の加熱時間が不十分であると、各コアに添加されたドーパントの熱拡散が不十分になり、その結果、各コアの熱拡大が不十分になる。このため、各ドーパントが上記のように添加されていない場合、コアの軸ずれに対して接続損失が上昇し易いという問題を生じる。これに対して、各ドーパントが上記のように添加されている場合、このような問題が生じ難くなる。すなわち、上述した（１）または（２）の構成を満たすことで、第２コアの接続損失が第１コアの接続損失と同程度に抑制される。また、第２コアの接続損失が上述した（１）または（２）の構成を満たさない場合と比べて低減される。したがって、本実施形態に係るマルチコアファイバ１においては、第１の効果として、第１内側クラッドにおける第２ドーパントの節約によって、第２コアの接続損失の値を第１コアの接続損失の値に近づけることができ、第２コアの接続損失の値を低減させることができる。加えて、第２の効果として、第１内側クラッドにおける第２ドーパントの節約によって、マルチコアファイバ１の製造コストを低減することができる。なお、コアの軸ずれには、マルチコアファイバ１の中心軸を回転軸とするマルチコアファイバ１の回転により回転性軸ずれと、マルチコアファイバ１の端面と平行な方向へのマルチコアファイバの平行移動による平行移動性軸ずれと、が存在する。マルチコアファイバ１は、回転性軸ずれ及び平行移動性軸ずれの両方に対するトレランスを抑制することが可能であるが、特に回転性軸ずれに対するトレランスの抑制に関して顕著な効果を奏する。以下、このような効果が得られる理由等について、より具体的な例に即して説明する。
【００６６】
〔マルチコアファイバの第１の設計例〕
デ−タセンタ内又はデ−タセンタ間のＣバンド通信への適用を想定した、マルチコアファイバ１の第１の設計例について説明する。
【００６７】
まず、各コア１１ａｉについては、マルチコアファイバ１の中間部において、下記の表１に示す光学特性を満たすように設計する。
【００６８】
【表１】
2019152865.tif 000004
【００６９】
上記の表１において、コアΔは、各コア１１ａｉの外側クラッド１２ｃに対する比屈折率差を表す。また、コア半径は、各コア１１ａｉの半径ｒ１を表す。また、ＭＦＤ＠１．３１μｍは、各コア１１ａｉの波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径を表す。また、ＭＦＤ＠１．５５μｍは、各コア１１ａｉの波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径を表す。また、カットオフ波長は、各コア１１ａｉのカットオフ波長を表す。本設計例においては、中間部における各コア１１ａｉの波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径を、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．６５２又はＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．６５７に従うシングルモードファイバのモードフィールド径（８．２μｍ）よりも小さい、５．５μｍとしている点に留意されたい。
【００７０】
各コア１１ａｉが上記の表１を満たすように設計されたマルチコアファイバ１に関して、２コア間クロストークのコア間距離依存性を図７に示し、被覆への吸収損失のクラッド厚依存性を図８に示す。これらは、各コアａｉを伝搬する光の波長を１５６５ｎｍ、マルチコアファイバ１の曲げ半径を５００ｍｍと仮定した数値計算の結果である。１５６５ｎｍは、Ｃバンドで最も長い波長であり、２コア間クロストークと被覆への吸収損失とが最も大きくなる波長と考えられる。
【００７１】
なお、マルチコアファイバ１を光通信伝送路として用いる場合には、全てのコア１１ａ１〜１１ａｍを同時に励振する場合が多い。この場合、コア１１ａｉは、コア１１ａｉをのぞくｍ−１個のコアからクロストークを受けることになる。これを合計クロストークと呼ぶと、合計クロストークは、２コア間クロストークよりも大きくなる。このため、この合計クロストークを用いてマルチコアファイバ１の構造を決める必要がある。
【００７２】
ファイバ長２ｋｍあたりの合計クロストークが−３０ｄＢ以下になるという条件を満たすコア間距離の下限値、及び、ファイバ長２ｋｍあたりの被覆への吸収損失が０．０１ｄＢ以下になるという条件を満たすクラッド厚の下限値を、図３に示した各コア配置について求めた結果を下記の表２に示す。
【００７３】
【表２】
2019152865.tif 000005
【００７４】
上記の表２によれば、以下のことが分かる。すなわち、コア配置が六方最密配置である場合、コア間距離（各コアの中心からそのコアに最も近いコアの中心までの距離）は３０．７μｍ以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長２ｋｍあたりの合計クロストークを−３０ｄＢ以下に抑えることができる。また、コア配置が正方格子配置であり、コア数ｍが８未満である場合、コア間距離は３０．１μｍ以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長２ｋｍあたりの合計クロストークを−３０ｄＢ以下に抑えることができる。また、コア配置が正方格子配置であり、コア数ｍが８以上である場合、コア間距離は３０．３μｍ以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長２ｋｍあたりの合計クロストークを−３０ｄＢ以下に抑えることができる。
【００７５】
また、上記の表２によれば、更に以下のことが分かる。すなわち、コア配置が六方最密配置である場合、クラッド厚は２４．５μｍ以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長２ｋｍあたりの被覆への吸収損失を０．０１ｄＢ以下に抑えることができる。また、コア配置が正方格子配置である場合、クラッド厚は２４．５μｍ以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長２ｋｍあたりの被覆への吸収損失を０．０１ｄＢ以下に抑えることができる。なお、コアにゲルマニウムが添加された一般的な光ファイバの伝送損失は、１ｋｍあたり０．１８〜０．３０ｄＢ程度である。したがって、ファイバ長２ｋｍあたりの０．０１ｄＢ以下の吸収損失は、伝送損失と比べて無視し得る大きさである。
【００７６】
図９は、六方最密配置及び正方格子配置のそれぞれについて、コア間距離及びクラッド厚を上記のように設定したときに、収容可能なコア数ｍをクラッド径の関数として表したグラフである。
【００７７】
図９によれば、以下のことが分かる。すなわち、コア配置が六方最密配置であり、クラッド径が１５５．３μｍである場合、７コア（ｍ＝７）又は１２コア（ｍ＝１２）のマルチコアファイバ１を実現することができる。これらのなかで、１２コアのマルチコアファイバ１は、合計クロストークを−３０ｄＢ以下に抑えると共に、被覆への吸収損失を０．０１ｄＢ以下に抑えながら、コア数ｍが最大化されている点で、高密度伝送に適した特に好ましいマルチコアファイバであると言える。また、コア配置が正方格子配置であり、クラッド径が１７７．５μｍ未満である場合、４コア（ｍ＝４）、６コア（ｍ＝６）、８コア（ｍ＝８）、又は１２コア（ｍ＝１２）のマルチコアファイバ１を実現することができる。これらのなかで、１２コアのマルチコアファイバ１は、合計クロストークを−３０ｄＢ以下に抑えると共に、被覆への吸収損失を０．０１ｄＢ以下に抑えながら、コア数ｍが最大化されている点で、高密度伝送に適した特に好ましいマルチコアファイバであると言える。また、８コアのマルチコアファイバ１は、１２コアのマルチコアファイバ１に次いで好ましいマルチコアファイバであると言える。
【００７８】
〔マルチコアファイバの第２の設計例〕
デ−タセンタ内又はデ−タセンタ間のＯバンド通信への適用を想定した、マルチコアファイバ１の第２の設計例について説明する。
【００７９】
まず、各コア１１ａｉについては、マルチコアファイバ１の中間部において、下記の表３に示す光学特性を満たすように設計する。
【００８０】
【表３】
2019152865.tif 000006
【００８１】
上記表３に記載のコアΔ、コア半径、ＭＦＤ＠１．３１μｍ、ＭＦＤ＠１．５５μｍ、
及びカットオフ波長の各々は、それぞれ、上記表１に記載のコアΔ、コア半径、ＭＦＤ＠１．３１μｍ、ＭＦＤ＠１．５５μｍ、及びカットオフ波長の各々と同じものを表す。本設計例においては、中間部における各コア１１ａｉの波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径を、５．４μｍとしている。
【００８２】
各コア１１ａｉが上記の表２を満たすように設計されたマルチコアファイバ１に関して、２コア間クロストークのコア間距離依存性を図１０に示し、被覆への吸収損失のクラッド厚依存性を図１１に示す。これらは、各コアａｉを伝搬する光の波長を１３６０ｎｍ、マルチコアファイバ１の曲げ半径を５００ｍｍと仮定した数値計算の結果である。１３６０ｎｍは、Ｏバンドで最も長い波長であり、２コア間クロストークと被覆への吸収損失とがＯバンドにおいて最も大きくなる波長と考えられる。
【００８３】
また、本設計例においても第１の設計例の場合と同様に、合計クロストークを用いてマルチコアファイバ１の構造を決める必要がある。
【００８４】
ファイバ長２ｋｍあたりの合計クロストークが−３０ｄＢ以下になるという条件を満たすコア間距離の下限値、及び、ファイバ長２ｋｍあたりの被覆への吸収損失が０．０１ｄＢ以下になるという条件を満たすクラッド厚の下限値を、図３及び図１２に示した各コア配置について求めた結果を下記の表４に示す。
【００８５】
上述したように、図３の（ａ）は、コア１１ａ１〜１１ａｍが六方最密配置されたマルチコアファイバ１の断面図であり、図３の（ｂ）は、コア１１ａ１〜１１ａｍが正方格子配置されたマルチコアファイバ１の断面図である。
【００８６】
図１２は、コア１１ａ１〜１１ａｍが単リング配置されたマルチコアファイバ１の断面図である。コア１１ａ１〜１１ａｍが単リング配置されている場合、各コア１１ａｉに隣接する隣接コア数は２である。図１２においては、コア数ｍが１２である場合を例示している。ｍが奇数である６個のコア１１ａ１，１１ａ３，１１ａ５，１１ａ７，１１ａ９，１１ａ１１（特許請求の範囲における「第１コア」の一例）の各々は、正六角形の各頂点に対応する位置に配置されており、ｍが偶数である６個のコア１１ａ２，１１ａ４，１１ａ６，１１ａ８，１１ａ１０，１１ａ１２（特許請求の範囲における「第２コア」の一例）の各々は、正六角形の各辺の中点に対応する位置に配置されている。
【００８７】
【表４】
2019152865.tif 000007
【００８８】
上記の表４によれば、以下のことが分かる。すなわち、コア配置が六方最密配置である場合、コア間距離（各コアの中心からそのコアに最も近いコアの中心までの距離）は２５．５μｍ以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長２ｋｍあたりの合計クロストークを−３０ｄＢ以下に抑えることができる。また、コア配置が正方格子配置であり、コア数ｍが８未満である場合、コア間距離は２５．０μｍ以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長２ｋｍあたりの合計クロストークを−３０ｄＢ以下に抑えることができる。また、コア配置が正方格子配置であり、コア数ｍが８以上である場合、コア間距離は２５．５μｍ以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長２ｋｍあたりの合計クロストークを−３０ｄＢ以下に抑えることができる。また、コア配置が単リング配置である場合、コア間距離は２４．７μｍ以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長２ｋｍあたりの合計クロストークを−３０ｄＢ以下に抑えることができる。
【００８９】
また、上記の表４によれば、更に以下のことが分かる。すなわち、コア配置が六方最密配置である場合、クラッド厚は２０．３μｍ以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長２ｋｍあたりの被覆への吸収損失を０．０１ｄＢ以下に抑えることができる。また、コア配置が正方格子配置である場合、クラッド厚は２０．３μｍ以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長２ｋｍあたりの被覆への吸収損失を０．０１ｄＢ以下に抑えることができる。すなわち、コア配置が六方最密配置である場合、クラッド厚は２０．３μｍ以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長２ｋｍあたりの被覆への吸収損失を０．０１ｄＢ以下に抑えることができる。すなわち、コア配置が単リング配置である場合、クラッド厚は２０．３μｍ以上であることが好ましい。なお、コアにゲルマニウムが添加された一般的な光ファイバの伝送損失は、１ｋｍあたり０．１８〜０．３０ｄＢ程度である。したがって、ファイバ長２ｋｍあたりの０．０１ｄＢ以下の吸収損失は、伝送損失と比べて無視し得る大きさである。
【００９０】
Ｏバンド通信への適用を想定したマルチコアファイバ１において、コアの配置が正方格子配置であり、クラッド径が８０μｍである場合、４コア（ｍ＝４）のマルチコアファイバ１を実現することができる（図１３の（ａ）参照）。なお、図１３の（ａ）に示したマルチコアファイバ１において、正方格子の格子点上に配置された４つの１１ａ１〜１１ａ４の重心は、外側クラッド１２ｃの中心に対して、図１３の（ａ）における下方向に偏心した状態で配置されている。したがって、コア１１ａ１，１１ａ２は、特許請求の範囲における「第１コア」の一例であり、コア１１ａ３，１１ａ４は、特許請求の範囲における「第２コア」の一例である。
【００９１】
また、Ｏバンド通信への適用を想定したマルチコアファイバ１において、コアの配置が正方格子配置であり、クラッド径が１２５μｍである場合、１２コア（ｍ＝１２）のマルチコアファイバ１を実現することができる（図１３の（ｂ）参照）。
【００９２】
また、Ｏバンド通信への適用を想定したマルチコアファイバ１において、コアの配置が六方最密配置であり、クラッド径が１２５μｍである場合、１２コア（ｍ＝１２）のマルチコアファイバ１を実現することができる（図１３の（ｃ）参照）。
【００９３】
また、Ｏバンド通信への適用を想定したマルチコアファイバ１において、コアの配置が正方格子配置であり、クラッド径が１５０μｍである場合、１６コア（ｍ＝１６）のマルチコアファイバ１を実現することができる（図１３の（ｂ）参照）。
【００９４】
なお、本願明細書に記載の８０μｍ、１２５μｍ、及び１５０μｍといったクラッド径は、いずれもマルチコアファイバ１の設計時に採用した設計値を意味する。実際に製造されたマルチコアファイバ１のクラッド径は、厳密に上記設計値に一致していなくてもよく、マルチコアファイバ１の製造工程（主に線引き工程）において生じ得る製造交差の範囲内に含まれていればよい。マルチコアファイバ１の製造工程（主に線引き工程）において生じ得る製造交差の範囲の一例としては、上記設計値を基準として±１μｍが挙げられる。本願発明の各態様においては、クラッド径が上記設計値を基準として製造交差の範囲内に含まれる場合、そのマルチコアファイバ１のクラッド径は、設計値に略一致していると見做す。
【００９５】
〔実施例１〕
実施例１に係るマルチコアファイバ１として、コア数が１２、コア配置が正方格子配置、コア間距離が３１μｍ、コア径が２．５μｍ、内側クラッド径が９μｍ、クラッド径が１５０μｍ、クラッド厚が２６．０μｍである、ファイバ長２ｋｍのマルチコアファイバＡを製造した。内側クラッドは、マルチコアファイバＡの全長に亘って設けた。なお、コア数が１２、コア配置が正方格子配置となるマルチコアファイバ１の断面構造については、図３の（ｂ）を参照されたい。
【００９６】
この際、コア１１ａ１〜１１ａ１２には、ゲルマニウムを添加した。コア１１ａ１〜１１ａ１２におけるゲルマニウムの濃度は、１０Ｗｔ％であった。また、内側クラッド１２ａ１〜１２ａ４及び内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂ４には、フッ素、ゲルマニウム、及びリンを共添加した。ここで、内層のコア１１ａ１〜１１ａ４の側面を覆う内側クラッド１２ａ１〜１２ａ４及び内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂ４においては、フッ素、ゲルマニウム、及びリンの重量パーセント濃度を、それぞれ０．１Ｗｔ％、０．５Ｗｔ％、及び０．３Ｗｔ％とした。一方、外層のコア１１ａ５〜１１ａ１２の側面を覆う内側クラッド１２ａ５〜１２ａ１２及び内側クラッド１２ｂ５〜１２ｂ１２においては、フッ素、ゲルマニウム、及びリンの重量パーセント濃度を、内側クラッド１２ａ１〜１２ａ４及び内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂ４よりもそれぞれ高くした。具体的には、フッ素、ゲルマニウム、及びリンの重量パーセント濃度を、それぞれ０．３Ｗｔ％、１．０Ｗｔ％、及び０．６Ｗｔ％とした。内側クラッド１２ａ１〜１２ａ４の外側クラッド１２ｃに対する比屈折率差、及び、内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂ４の外側クラッド１２ｃに対する比屈折率差は、それぞれ、−０．１％以上＋０．１％以下であった。
【００９７】
マルチコアファイバＡの光学特性を測定した結果を下記の表５に示す。
【００９８】
【表５】
2019152865.tif 000008
【００９９】
マルチコアファイバＡにおいて、波長１５６５ｎｍにおけるファイバ長２ｋｍあたりの２コア間クロストークは、−３９ｄＢとなった。また、マルチコアファイバＡにおいて、波長１５６５ｎｍにおけるファイバ長２ｋｍあたりの合計クロストークは、−３５ｄＢとなった。すなわち、クロストークが十分に小さいマルチコアファイバが得られた。
【０１００】
次に、比較例に係るマルチコアファイバとして、内層のコア１１ａ１〜１１ａ４の側面を覆う内側クラッド１２ａ１〜１２ａ４及び内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂ４におけるフッ素、ゲルマニウム、及びリンの濃度を除き、実施例１に係るマルチコアファイバＡと同様に構成されたマルチコアファイバＡ’を製造した。比較例に係るマルチコアファイバＡ’においては、内層のコア１１ａ１〜１１ａ４の側面を覆う内側クラッド１２ａ１〜１２ａ４及び内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂ４におけるフッ素、ゲルマニウム、及びリンの重量パーセント濃度を、外層のコア１１ａ５〜１１ａ１２の側面を覆う内側クラッド１２ａ５〜１２ａ１２及び内側クラッド１２ｂ５〜１２ｂ１２と同様、それぞれ０．３Ｗｔ％、１．０Ｗｔ％、及び０．６Ｗｔ％とした。
【０１０１】
比較例に係る２つのマルチコアファイバＡ’を融着接続し、一方のマルチコアファイバＡ’を、中心軸を回転軸として微小回転させた場合に生じる接続損失、及び、実施例１に係る２つのマルチコアファイバＡを融着接続し、一方のマルチコアファイバＡを、中心軸を回転軸として微小回転させた場合に生じる接続損失について、図１４を参照して検討する。図１４において、（ａ）は、比較例に係る２つのマルチコアファイバＡ’を融着接続した場合に生じる接続損失の回転角依存性を示すグラフであり、（ｂ）は、実施例１に係る２つのマルチコアファイバＡを融着接続した場合に生じる接続損失の回転角依存性を示すグラフである。
【０１０２】
図１４の（ａ）によれば、比較例に係るマルチコアファイバＡ’においては、外層のコア１１ａ５〜１１ａ１２の接続損失が内層のコア１１ａ１〜１１ａ４の接続損失と比べて大きくなっていることが分かる。これに対して、図１４の（ｂ）によれば、実施例１に係るマルチコアファイバＡにおいては、外層のコア１１ａ５〜１１ａ１２の接続損失が内層のコア１１ａ１〜１１ａ４の接続損失と同程度に抑制されていることが分かる。また、外層のコア１１ａ５〜１１ａ１２の接続損失が比較例と比べて低減されていることが分かる。
【０１０３】
このような現象が生じる理由は、以下のとおりである。すなわち、中心軸を回転軸としてマルチコアファイバＡ，Ａ’を微小回転させたときに生じる各コア１１ａｉの軸ずれ量は、マルチコアファイバＡ，Ａ’の中心軸からコア１１ａｉまでの距離ｒｉとマルチコアファイバＡ，Ａ’の回転角θとの積ｒｉ×θに概ね一致する。したがって、マルチコアファイバＡ，Ａ’の中心軸に近い内層のコア１１ａ１〜１１ａ４の軸ずれ量は、マルチコアファイバＡ，Ａ’の中心軸から遠い外層のコア１１ａ５〜１１ａ１２の軸ずれ量よりも小さくなる。
【０１０４】
このため、比較例に係るマルチコアファイバＡ’のように、内層のコア１１ａ１〜１１ａ４の側面を覆う内側クラッド１２ａ１〜１２ａ４及び内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂ４における各ドーパントの濃度を、外層のコア１１ａ５〜１１ａ１２の側面を覆う内側クラッド１２ａ５〜１２ａ１２及び内側クラッド１２ｂ５〜１２ｂ１２におけるドーパントの各ドーパントの濃度と同一にすると、外層のコア１１ａ５〜１１ａ１２の接続損失が内層のコア１１ａ１〜１１ａ４の接続損失と比べて大きくなる。これに対して、実施例１に係るマルチコアファイバＡのように、内層のコア１１ａ１〜１１ａ４の側面を覆う内側クラッド１２ａ１〜１２ａ４及び内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂ４におけるドーパントの濃度を、外層のコア１１ａ５〜１１ａ１２の側面を覆う内側クラッド１２ａ５〜１２ａ１２及び内側クラッド１２ｂ５〜１２ｂ１２におけるドーパントの各ドーパントの濃度よりも小さくすると、外層のコア１１ａ５〜１１ａ１２の接続損失が内層のコア１１ａ１〜１１ａ４の接続損失と同程度に抑制される。また、外層のコア１１ａ５〜１１ａ１２の接続損失が比較例と比べて低減される。
【０１０５】
したがって、実施例１に係るマルチコアファイバＡにおいては、第１の効果として、第１内側クラッドにおける第２ドーパントの節約によって、外層のコアの接続損失の値を内層のコアの接続損失の値に近づけることができ、外層のコアの接続損失の値を低減させることができる。加えて、第２の効果として、第１内側クラッドにおける第２ドーパントの節約によって、マルチコアファイバＡの製造コストを低減することができる。全コアの接続損失が均一化し易いくなるため、全コアの伝送後のＯＳＮＲを均一化するという観点からも好ましい。
【０１０６】
〔実施例１の変形例〕
実施例１に係るマルチコアファイバＡと同様、コア数が１２、コア配置が正方格子配置、コア間距離が３１μｍ、コア径が２．５μｍ、内側クラッド径が９μｍ、クラッド径が１５０μｍ、クラッド厚が２６．０μｍである、全長２ｋｍのマルチコアファイバＸを製造した。ただし、マルチコアファイバＸにおいては、内側クラッドを設けなかった。なお、内部クラッドを設けたうえで、内部クラッドに対するドーパントの添加を省略してもよい。
【０１０７】
次に、実施例１に係るマルチコアファイバＡから、長さ５ｃｍのマルチコアファイバＡ１、及び、長さ５ｃｍのマルチコアファイバＡ２を切り出した。そして、マルチコアファイバＸの一端にマルチコアファイバＡ１を融着接続する共に、マルチコアファイバＸの他端にマルチコアファイバＡ２を融着接続することによって、マルチコアファイバＹを製造した。マルチコアファイバＹは、本実施形態に係る加熱前のマルチコアファイバ１（図１参照）の一実施例である。
【０１０８】
マルチコアファイバＹは、マルチコアファイバＡ１により構成される５ｃｍの区間Ｉ１、マルチコアファイバＡ２により構成される５ｃｍの区間Ｉ２、及び、マルチコアファイバＸにより構成される２ｋｍの区間Ｉ３により構成される。マルチコアファイバＹでは、マルチコアファイバＸの内側クラッドが設けられておらず、マルチコアファイバＸの少なくとも一部においてドーパントが添加されていないため、製造コストを更に抑えることができる。また、マルチコアファイバＸの全体にわたってドーパントが添加されていない場合は、製造コストをより一層抑えることができるのでさらに好ましい。また、さらなる効果として、接続損失およびコア間クロストーク低減の両方の効果も得られる。
【０１０９】
〔実施例２〕
実施例２に係るマルチコアファイバ１として、コア数が７、コア配置が六方最密配置、コア間距離が３１μｍ、クラッド径が１２５μｍ、クラッド厚が３６．５μｍである、ファイバ長２ｋｍのマルチコアファイバＢを製造した。内側クラッドは、マルチコアファイバＢの全長に亘って設けた。なお、コア数が７、コア配置が六方最密配置となるマルチコアファイバ１の断面構造については、図３の（ａ）を参照されたい。
【０１１０】
この際、コア１１ａ１〜１１ａ１２には、ゲルマニウムを添加した。コア１１ａ１〜１１ａ１２におけるゲルマニウムの濃度は、１０Ｗｔ％であった。マルチコアファイバ１の中心軸を通る内側クラッド１２ａ１及び内側クラッド１２ｂ１には、ドーパントを添加しなかった。それ以外の内側クラッド１２ａ２〜１２ａ７及び内側クラッド１２ｂ２〜１２ｂ７には、フッ素、ゲルマニウム、及びリンを共添加した。内側クラッド１２ａ２〜１２ａ７及び内側クラッド１２ｂ２〜１２ｂ７におけるフッ素、ゲルマニウム、及びリンの重量パーセント濃度は、それぞれ０．３Ｗｔ％、１．０Ｗｔ％、及び０．６Ｗｔ％であった。なお、内側クラッド１２ａ１〜１２ａ７の外側クラッド１２ｃに対する比屈折率差、及び、内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂ７の外側クラッド１２ｃに対する比屈折率差は、それぞれ、−０．１％以上＋０．１％以下であった。
【０１１１】
実施例２に係るマルチコアファイバＢの光学特性を測定したところ、実施例１に係るマルチコアファイバＡと同様の結果が得られた。また、実施例２に係るマルチコアファイバＢの２コア間クロストーク及び合計クロストークを測定したところ、実施例１に係るマルチコアファイバＡと同様の結果が得られた。
【０１１２】
実施例１に係る２つのマルチコアファイバＢを融着接続し、一方のマルチコアファイバＢを、中心軸を回転軸として微小回転させた場合に生じる接続損失について、図１５を参照して説明する。図１５において、（ａ）は、短時間（具体的には、２秒間）の加熱（具体的には、アーク放電）により実施例１に係る２つのマルチコアファイバＢを融着接続した場合に生じる接続損失の回転角依存性を示すグラフであり、（ｂ）は、長時間（具体的には、１００秒間）の加熱（具体的には、アーク放電）により実施例１に係る２つのマルチコアファイバＢを融着接続した場合に生じる接続損失の回転角依存性を示すグラフである。
【０１１３】
図１５の（ａ）に示したグラフと図１５の（ｂ）に示したグラフとを比較すると、以下のことが分かる。すなわち、マルチコアファイバＢの中心を通るコア１１ａ１の接続損失は、回転角に依らず概ね一定の値を取る。このため、コア１１ａ１の側面を覆う内側クラッド１２ａ１及び内側クラッド１２ｂ１に熱拡散促進ドーパントが添加されていなくても、加熱時間の不足により回転性軸ずれに対するトレランスが小さくなるという問題を生じ難い。一方、その他のコア１１ａ２〜１１ａ７の接続損失は、回転角に応じた値を取る。このため、その他のコア１１ａ２〜１１ａ７の側面を覆う内側クラッド１２ａ２〜１２ａ７及び内側クラッド１２ｂ２〜１２ｂ７に熱拡散促進ドーパントが添加されていないと、加熱時間の不足により回転性軸ずれに対するトレランスが小さくなるという問題を生じ易い。
【０１１４】
次に、実施例１に係るマルチコアファイバＢを、モードフィード径が８．６μｍであるＩＴＵ−Ｔ．Ｇ６５７Ａ１に準拠したシングルモードファイバと同様のコアを有するマルチコアファイバＣに融着接続し、マルチコアファイバＢ又はマルチコアファイバＣを、中心軸を回転軸として微小回転させた場合に生じる接続損失について、図１６を参照して説明する。図１６において、（ａ）は、短時間（具体的には、２秒間）の加熱（具体的には、アーク放電）によりマルチコアファイバＢ，Ｃを融着接続した場合に生じる接続損失の回転角依存性を示すグラフであり、（ｂ）は、長時間（具体的には、１００秒間）の加熱（具体的には、アーク放電）によりマルチコアファイバＢ，Ｃを融着接続した場合に生じる接続損失の回転角依存性を示すグラフである。
【０１１５】
図１６の（ａ）に示したグラフと図１６の（ｂ）に示したグラフとを比較すると、以下のことが分かる。すなわち、マルチコアファイバＢの中心を通るコア１１ａ１の接続損失は、回転角に依らず概ね一定の値を取る。このため、コア１１ａ１の側面を覆う内側クラッド１２ａ１及び内側クラッド１２ｂ１に熱拡散促進ドーパントが添加されていなくても、加熱時間の不足により回転性軸ずれに対するトレランスが小さくなるという問題を生じ難い。一方、その他のコア１１ａ２〜１１ａ７の接続損失は、回転角に応じた値を取る。このため、その他のコア１１ａ２〜１１ａ７の側面を覆う内側クラッド１２ａ２〜１２ａ７及び内側クラッド１２ｂ２〜１２ｂ７に熱拡散促進ドーパントが添加されていないと、加熱時間の不足により回転性軸ずれに対するトレランスが小さくなるという問題を生じ易い。
【０１１６】
以上のことから、実施例１に係るマルチコアファイバＢにおいては、マルチコアファイバＢの中心軸を通るコア１１ａ１の側面を覆う内側クラッド１２ａ１及び内側クラッド１２ｂ１には、熱拡散促進ドーパントを添加せず、その他のコア１１ａ２〜１１ａ７の側面を覆う内側クラッド１２ａ２〜１２ａ７及び内側クラッド１２ｂ２〜１２ｂ７には、熱拡散促進ドーパントを添加する構成を採用している。これにより、加熱時間の不足により回転性軸ずれに対するトレランスが小さくなることを抑えながら、添加するドーパントを節約してマルチコアファイバＢの製造コストを抑えるという効果が得られている。
【０１１７】
〔実施例２の変形例〕
実施例２に係るマルチコアファイバＢと同様、コア数が７、コア配置が六方最密配置、コア間距離が３１μｍ、クラッド径が１２５μｍ、クラッド厚が３６．５μｍである、ファイバ長２ｋｍのマルチコアファイバＺを製造した。ただし、マルチコアファイバＺにおいては、内側クラッドを設けなかった。なお、内部クラッドを設けたうえで、内部クラッドに対するドーパントの添加を省略してもよい。
【０１１８】
次に、実施例２に係るマルチコアファイバＢから、長さ５ｃｍのマルチコアファイバＢ１、及び、長さ５ｃｍのマルチコアファイバＢ２を切り出した。そして、マルチコアファイバＺの一端にマルチコアファイバＢ１を融着接続する共に、マルチコアファイバＺの他端にマルチコアファイバＢ２を融着接続することによって、マルチコアファイバＶを製造した。マルチコアファイバＶは、本実施形態に係る加熱前のマルチコアファイバ１（図１参照）の一実施例である。
【０１１９】
マルチコアファイバＶは、マルチコアファイバＢ１により構成される５ｃｍの区間Ｉ１、マルチコアファイバＢ２により構成される５ｃｍの区間Ｉ２、及び、マルチコアファイバＺにより構成される２ｋｍの区間Ｉ３により構成される。マルチコアファイバＶでは、マルチコアファイバＺの内側クラッドが設けられておらず、ドーパントが添加されていないため、製造コストを更に抑えることができる。また、さらなる効果として、接続損失およびコア間クロストーク低減の両方の効果も得られる。
【０１２０】
〔実施例３〕
実施例３に係るマルチコアファイバ１として、コア数が１２、コア配置が正方格子配置、コア間距離が２６．０μｍ、コア径が２．５μｍ、内側クラッド径が８．８μｍ、クラッド径が１２５μｍ、クラッド厚が２１．５μｍである、ファイバ長２ｋｍのマルチコアファイバＡを製造した。内側クラッドは、マルチコアファイバＤの全長に亘って設けた。なお、コア数が１２、コア配置が正方格子配置となるマルチコアファイバ１の断面構造については、図３の（ｂ）を参照されたい。
【０１２１】
この際、コア１１ａ１〜１１ａ１２には、ゲルマニウムを添加した。コア１１ａ１〜１１ａ１２におけるゲルマニウムの濃度は、１０Ｗｔ％であった。また、内側クラッド１２ａ１〜１２ａ４及び内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂ４には、フッ素、ゲルマニウム、及びリンを共添加した。ここで、内層のコア１１ａ１〜１１ａ４の側面を覆う内側クラッド１２ａ１〜１２ａ４及び内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂ４においては、フッ素、ゲルマニウム、及びリンの重量パーセント濃度を、それぞれ０．３Ｗｔ％、１．０Ｗｔ％、及び０．６Ｗｔ％とした。一方、外層のコア１１ａ５〜１１ａ１２の側面を覆う内側クラッド１２ａ５〜１２ａ１２及び内側クラッド１２ｂ５〜１２ｂ１２においては、フッ素、ゲルマニウム、及びリンの重量パーセント濃度を、内側クラッド１２ａ１〜１２ａ４及び内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂ４よりもそれぞれ高くした。具体的には、フッ素、ゲルマニウム、及びリンの重量パーセント濃度を、それぞれ１．２Ｗｔ％、２．８Ｗｔ％、及び１．０Ｗｔ％とした。内側クラッド１２ａ１〜１２ａ４の外側クラッド１２ｃに対する比屈折率差、及び、内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂ４の外側クラッド１２ｃに対する比屈折率差は、それぞれ、−０．１％以上＋０．１％以下であった。このように構成された実施例３に係るマルチコアファイバ１の屈折率分布を図１７に示す。なお、図１７においては、コア１１ａ１、内側クラッド１２ａ１を用いてマルチコアファイバ１の屈折率分布を示している。
【０１２２】
マルチコアファイバＤの光学特性を測定した結果を下記の表６に示す。
【０１２３】
【表６】
2019152865.tif 000009
【０１２４】
マルチコアファイバＤにおいて、波長１３６０ｎｍにおけるファイバ長２ｋｍあたりの２コア間クロストークは、−４１ｄＢとなった。また、マルチコアファイバＤにおいて、波長１３６０ｎｍにおけるファイバ長２ｋｍあたりの合計クロストークは、−３５ｄＢとなった。すなわち、クロストークが十分に小さいマルチコアファイバが得られた。
【０１２５】
実施例３に係る２つのマルチコアファイバＤを融着接続し、一方のマルチコアファイバＤを、中心軸を回転軸として微小回転させた場合に生じる接続損失について、図１８を参照して説明する。図１８において、（ａ）は、短時間（具体的には、２秒間）の加熱（具体的には、アーク放電）により実施例１に係る２つのマルチコアファイバＤを融着接続した場合に生じる接続損失の回転角依存性を示すグラフであり、（ｂ）は、長時間（具体的には、８０秒間）の加熱（具体的には、アーク放電）により実施例３に係る２つのマルチコアファイバＤを融着接続した場合に生じる接続損失の回転角依存性を示すグラフである。
【０１２６】
図１８の（ａ）に示したグラフと図１８の（ｂ）に示したグラフとを比較すると、以下のことが分かる。すなわち、短時間の加熱により融着接続された２つのマルチコアファイバＤにおいては、マルチコアファイバＤの外側コアであるコア１１ａ６の接続損失が、マルチコアファイバＤの内側コアであるコア１１ａ１の接続損失を大きく上回った（図１８の（ａ）参照）。一方、長時間の加熱に融着接続された２つのマルチコアファイバＤにおいては、マルチコアファイバＤの外側コアであるコア１１ａ６の接続損失が、マルチコアファイバＤの内側コアであるコア１１ａ１の接続損失を上回ってはいるものの、コア１１ａ１及びコア１１ａ６の接続損失が抑制されることが分かった（図１８の（ｂ）参照）。
【０１２７】
この結合損失の抑制は、長時間の加熱により内側クラッド１２ａ１〜１２ａ４及び内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂ４に添加されていたドーパントがより広範囲に拡散し、その結果として、融着接続された２つのマルチコアファイバＤのコア１１ａ１〜１１ａ１２のモードフィールド径が拡大しているためと考えられる。
【０１２８】
〔実施例３の第１の変形例〕
図１７に示すように、実施例３に係るマルチコアファイバ１においては、例えば、内側クラッド１２ａ１〜１２ａ４及び内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂ４の、外側クラッド１２ｃに対する比屈折率差は、それぞれ、−０．１％以上＋０．１％以下であった。しかし、本発明の一態様において、特許請求の範囲に記載の第１内側クラッドの一例である内側クラッド１２ａ１〜１２ａ４及び内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂ４の、外側クラッド１２ｃに対する比屈折率差は、それぞれ、−０．１％未満であってもよい。ここで、内側クラッド１２ａ１の、外側クラッド１２ｃに対する比屈折率差が−０．１％未満とは、（１）外側クラッド１２ｃの屈折率が、内側クラッド１２ａ１の屈折率より大きく、かつ、（２）内側クラッド１２ａ１と外側クラッド１２ｃと比屈折率差の絶対値が０．１％よりも大きいことを意味する。なお、本願明細書においては、「ＡのＢに対する比屈折率差が−０．１％未満」と記載した場合、（１）Ｂの屈折率がＡの屈折率より大きく、かつ、（２）ＡとＢと比屈折率差の絶対値が０．１％よりも大きいことを意味する。
【０１２９】
また、本発明の一態様において、特許請求の範囲に記載の第２内側クラッドの一例である内側クラッド１２ａ５〜１２ａ１２及び内側クラッド１２ｂ５〜１２ｂ１２の、外側クラッド１２ｃに対する比屈折率差は、それぞれ、−０．１％未満であってもよいし、特許請求の範囲に記載の第１内側クラッド及び第２内側クラッドの一例である内側クラッド１２ａ１〜１２ａ１２及び内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂ１２の、外側クラッド１２ｃに対する比屈折率差は、それぞれ、−０．１％未満であってもよい。
【０１３０】
図１９には、実施例３の第１の変形例に係るマルチコアファイバ１であって、内側クラッド１２ａ１の、外側クラッド１２ｃに対する比屈折率差（Δｔ）は、−０．１％未満（例えば−０．３％）であるマルチコアファイバ１の屈折率分布を示す。なお、図１９においては、コア１１ａ１、内側クラッド１２ａ１を用いてマルチコアファイバ１の屈折率分布を示している。
【０１３１】
なお、例えば、内側クラッド１２ａ１の屈折率は、第２ドーパントと、第２ドーパントを添加することにより生じる屈折率の変化を抑制あるいは相殺するように屈折率を変化させる第３ドーパントとを共添加し、第２ドーパント及び第３ドーパントの各々のドーパント濃度を調整することによって、所望の値にすることができる。
【０１３２】
本変形例のマルチコアファイバ１によれば、隣接するコア間（例えばコア１１ａ１とコア１１ａ２との間）におけるクロストークを抑制することができる。したがって、本変形例のマルチコアファイバ１は、（１）実施例３に係るマルチコアファイバ１と同じコア間距離を採用するのであれば、実施例３に係るマルチコアファイバ１と比較してクロストークを抑制することができるし、（２）実施例３に係るマルチコアファイバ１と同じクロストークを実現すればよいのであれば、コア間距離を縮小することにより外側クラッド１２ｃのクラッド径を変化させることなくコア１１ａｍの数を増やすことができる。
【０１３３】
本変形例のマルチコアファイバ１においては、２つのマルチコアファイバ１同士を加熱による内側クラッド１２ａ１〜１２ａ４及び内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂ４に添加されていたドーパントの熱拡散の効果が共添加により促進される。したがって、本変形例のマルチコアファイバ１は、より効果的にモードフィールド径の拡大することができ、更に、外側クラッド１２ｃよりも屈折率が低い内側クラッド１２ａ１〜１２ａ４及び内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂ４によってクロストークを抑制する、又は、コア１１ａｍの密度を高めることができる。
【０１３４】
本変形例のマルチコアファイバ１であって、波長１．３１μｍでのモードフィールド径が５．４μｍであり、且つ、カットオフ波長が１．２６μｍ以下となるマルチコアファイバ１の屈折分布の一例を表７に示す。
【０１３５】
【表７】
2019152865.tif 000010
【０１３６】
〔実施例３の第２の変形例〕
また、本発明の一態様において、特許請求の範囲に記載の第１内側クラッドの一例である内側クラッド１２ａ１〜１２ａ４及び内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂ４の外側には、内側クラッド１２ａ１〜１２ａ４及び内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂ４の側面を覆い、且つ、側面が外側クラッド１２ｃにより覆われ、且つ、屈折率が内側クラッド１２ａ１〜１２ａ４及び内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂ４並びに外側クラッド１２ｃより低い第１低屈折率層が設けられていてもよい。なお、この場合にも、内側クラッド１２ａ１〜１２ａ４及び内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂ４の各々には、第２ドーパントと、第３ドーパントとが共添加されている。
【０１３７】
また、本発明の一態様において、特許請求の範囲に記載の第２内側クラッドの一例である内側クラッド１２ａ５〜１２ａ１２及び内側クラッド１２ｂ５〜１２ｂ１２の外側には、内側クラッド１２ａ５〜１２ａ１２及び内側クラッド１２ｂ５〜１２ｂ１２の側面を覆い、且つ、側面が外側クラッド１２ｃにより覆われ、且つ、屈折率が内側クラッド１２ａ５〜１２ａ１２及び内側クラッド１２ｂ５〜１２ｂ１２より低い第２低屈折率層が設けられていてもよい。また、本発明の一態様は、上述した第１低屈折率層及び第２低屈折率層を備えていてもよい。
【０１３８】
図２０には、実施例３の第２の変形例に係るマルチコアファイバ１であって、内側クラッド１２ａ１と外側クラッド１２ｃとの間に第１低屈折率層１３ａ１が設けられているマルチコアファイバ１の屈折率分布を示す。なお、図２０においては、コア１１ａ１、内側クラッド１２ａ１、及び第１低屈折率層１３ａ１を用いてマルチコアファイバ１の屈折率分布を示している。
【０１３９】
図２０に示すように、内側クラッド１２ａ１の外側且つ外側クラッド１２ｃの内側に第１低屈折率層１３ａ１を設けることにより、隣接するコア間（例えばコア１１ａ１とコア１１ａ２との間）におけるクロストークを抑制することができる。内側クラッド１２ａ１の屈折率は、上述したように第２ドーパントと第３ドーパントとを共添加し、第２ドーパント及び第３ドーパントの各々のドーパント濃度を調整することによって、所望の値にすることができる。本変形例では、内側クラッド１２ａ１の外側クラッド１２ｃに対する比屈折率差が−０．１％以上０．１％以下となるように内側クラッド１２ａ１の屈折率を調整する。
【０１４０】
第１低屈折率層１３ａ１は、ダウンドーパント（例えば、フッ素）を添加することによって、内側クラッド１２ａ１及び外側クラッド１２ｃの各々に対する比屈折率差（Δｔ）が−０．１％未満（例えば−０．３％）になるように構成されている。また、第１低屈折率層１３ａ１は、ダウンドーパントを添加する代わりに空孔により構成されていてもよい。
【０１４１】
本変形例のマルチコアファイバ１は、実施例３の第１の変形例に係るマルチコアファイバ１と同様に、（１）実施例３に係るマルチコアファイバ１と同じコア間距離を採用するのであれば、実施例３に係るマルチコアファイバ１と比較してクロストークを抑制することができるし、（２）実施例３に係るマルチコアファイバ１と同じクロストークを実現すればよいのであれば、コア間距離を縮小することにより外側クラッド１２ｃのクラッド径を変化させることなくコア１１ａｍの数を増やすことができる。
【０１４２】
なお、本変形例のマルチコアファイバ１は、実施例３の第１の変形例に係るマルチコアファイバ１と比較して第１低屈折率層１３ａ１を備えているため、内側クラッド径（半径Ｒ２）が小さくなる傾向を有する。例えば、実施例３の第１の変形例に係るマルチコアファイバ１の例では、半径Ｒ２がコア半径（半径Ｒ１）の３倍以上４倍以下であるのに対し、本変形例のマルチコアファイバ１の例では、半径Ｒ２が半径Ｒ１の１．５倍以上２倍以下である。そのため、本変形例のマルチコアファイバ１においては、内側クラッド１２ａ１に添加する第２ドーパントの濃度を高めることによって、熱拡散効果を大きくすることが好ましい。
【０１４３】
例えば、内側クラッド１２ａ１に共添加するフッ素、ゲルマニウム、及びリンの重量パーセント濃度を、それぞれ１．２Ｗｔ％、２．８Ｗｔ％、及び１．０Ｗｔ％とすることによって、内側クラッド１２ａ１の外側クラッド１２ｃに対する比屈折率差を−０．１％以上０．１％以下の範囲内に納めることができる。
【０１４４】
本変形例のマルチコアファイバ１であって、波長１．３１μｍでのモードフィールド径が５．４μｍであり、且つ、カットオフ波長が１．２６μｍ以下となるマルチコアファイバ１の屈折分布の一例を表８に示す。
【０１４５】
【表８】
2019152865.tif 000011
【０１４６】
〔適用例１〕
本実施形態に係るマルチコアファイバ１は、例えば、光コネクタに適用することができる。マルチコアファイバ１を含む光コネクタについて、図２１を参照して説明する。図２１は、マルチコアファイバ１を含む光コネクタ１００の構成を示す模式図である。なお、図２１には、光コネクタ１００の接続相手となる光コネクタ２００の構成も併せて示している。
【０１４７】
光コネクタ１００は、コネクタ筐体１０１と、端部を熱コア拡大した後にコネクタ筐体１０１の内部に引き込まれたマルチコアファイバ１と、コネクタ筐体１０１の外部においてマルチコアファイバ１の側面を覆うシース１０２と、を備えている。光コネクタ２００は、コネクタ筐体２０１と、コネクタ筐体２０１の内部に引き込まれたマルチコアファイバ２と、コネクタ筐体２０１の外部においてマルチコアファイバ２の側面を覆うシース２０２と、を備えている。なお、マルチコアファイバ２は、例えば、ＩＴＵ−Ｔ．Ｇ６５７Ａ１に準拠したシングルモードファイバと同一のコア構造を有するマルチコアファイバ（以下、「標準マルチコアファイバ」と記載する）である。コネクタ筐体１０１とコネクタ筐体２０１とを機械的に接続すると、マルチコアファイバ１の端面とマルチコアファイバ２の端面とが突き合せられ、その結果、マルチコアファイバ１の各コアとマルチコアファイバ２の各コアとが光学的に接続される。
【０１４８】
マルチコアファイバ１の中間部における各コアのモードフィールド径は、マルチコアファイバ１の端部における各コアのモードフィールド径よりも小さくなっている。これにより、マルチコアファイバ１の中間部において生じ得る各種クロストークを小さく抑えることができる。また、マルチコアファイバ１の端部における各コアのモードフィールド径は、マルチコアファイバ２における各コアのモードフィールド径と同程度まで拡大されている。これにより、マルチコアファイバ１とマルチコアファイバ２との接続損失を小さく抑えることができる。
【０１４９】
〔適用例２〕
本実施形態に係るマルチコアファイバ１は、例えば、ファンイン／ファンアウトデバイスに適用することができる。マルチコアファイバ１を含むファンイン／ファンアウトデバイスについて、図２２を参照して説明する。図２２の（ａ）は、マルチコアファイバ１を含む、ファイババンドル型のファンイン／ファンアウトデバイス３００Ａの構成を示す模式図である。図２２の（ｂ）は、マルチコアファイバ１を含む、平面光導波路型のファンイン／ファンアウトデバイス３００Ｂを示す模式図である。
【０１５０】
ファイババンドル型のファンイン／ファンアウトデバイス３００Ａは、図２２の（ａ）に示すように、マルチコアファイバ１と、複数のシングルコアファイバ２１〜２２と、屈折率整合樹脂体３０１（又はキャピラリ）とを備えている。シングルコアファイバ２１〜２２の個数は、マルチコアファイバ１のコア数と同数、又は、それ以下である。シングルコアファイバ２１〜２２は、それぞれ、マルチコアファイバ１のコアに接続されている。屈折率整合樹脂体３０１は、マルチコアファイバ１の端部及びシングルコアファイバ２１〜２２の端部を包み込み、マルチコアファイバ１とシングルコアファイバ２１〜２２とを一体化している。なお、シングルコアファイバ２１〜２２は、例えば、ＩＴＵ−Ｔ．Ｇ６５７Ａ１に準拠したシングルモードファイバである。
【０１５１】
ファンイン／ファンアウトデバイス３００Ａにおいては、マルチコアファイバ１の中間部における各コアのモードフィールド径が、各シングルコアファイバ２１〜２２におけるコアのモードフィールド径よりも小さくなっている。これにより、マルチコアファイバ１の中間部において生じ得る各種クロストークを小さく抑えることができる。
【０１５２】
また、ファンイン／ファンアウトデバイス３００Ａにおいては、マルチコアファイバ１の端部における各コアのモードフィールド径が、各シングルコアファイバ２１〜２２におけるコアのモードフィールド径と同程度まで拡大されている。これにより、マルチコアファイバ１とシングルコアファイバ２１〜２２との接続損失を小さく抑えることができる。
【０１５３】
平面光導波路型のファンイン／ファンアウトデバイス３００Ｂは、図２２の（ｂ）に示すように、マルチコアファイバ１と、複数のシングルコアファイバ２１〜２２と、平面光導波路３０２と、を備えている。シングルコアファイバ２１〜２２の個数は、マルチコアファイバ１のコア数と同数、又は、それ以下である。マルチコアファイバ１は、平面光導波路３０２の一方の端面に接続されている。シングルコアファイバ２１〜２２は、それぞれ、平面光導波路３０２の他方の端面に接続されている。平面光導波路３には、マルチコアファイバ１の各コアと各シングルコアファイバ２１〜２２のコアと繋ぐコアが形成されている。なお、マルチコアファイバ２１〜２２は、例えば、ＩＴＵ−Ｔ．Ｇ６５７Ａ１に準拠したシングルモードファイバである。平面光導波路３０２は、筐体に収容されることなく、外部に露出している。
【０１５４】
ファンイン／ファンアウトデバイス３００Ｂにおいては、マルチコアファイバ１の中間部における各コアのモードフィールド径が、平面光導波路３における各コアのモードフィールド径、及び、各シングルコアファイバ２１〜２２におけるコアのモードフィールド径よりも小さくなっている。これにより、マルチコアファイバ１の中間部において生じ得る各種クロストークを小さく抑えることができる。
【０１５５】
また、ファンイン／ファンアウトデバイス３００Ｂにおいては、マルチコアファイバ１の端部における各コアのモードフィールド径が、平面光導波路３における各コアのモードフィールド径、及び、各シングルコアファイバ２１〜２２におけるコアのモードフィールド径と同程度まで拡大されている。これにより、平面光導波路３を介したマルチコアファイバ１とシングルコアファイバ２１〜２２との接続損失を小さく抑えることができる。
【０１５６】
〔変形例〕
本実施形態に係る熱コア拡大前のマルチコアファイバ１においては、一方の端部を含む区間Ｉ１及び他方の端部を含む区間Ｉ２の両方に内側クラッド１２ａ１〜１２ａｍ，１２ｂ１〜１２ｂｍを設ける構成を採用しているが、これに限定されない。すなわち、一方の端部を含む区間Ｉ１にのみ内側クラッド１２ａ１〜１２ａｍを設ける構成を採用してもよいし、他方の端部を含む区間Ｉ２にのみ内側クラッド１２ａ１〜１２ａｍを設ける構成を採用してもよい。
【０１５７】
また、本実施形態に係る熱コア拡大前のマルチコアファイバ１においては、全てのコア１１ａ１〜１１ａｍに対して内側クラッド１２ａ１〜１２ａｍ，１２ｂ１〜１２ｂｍを設ける構成を採用しているが、これに限定されない。すなわち、コア１１ａ１〜１１ａｍのうち、一部のコアに対してのみ内側クラッド１２ａ１〜１２ａｍ，１２ｂ１〜１２ｂｍを設ける構成を採用してもよい。
【０１５８】
同様に、本実施形態に係る熱コア拡大後のマルチコアファイバ１においては、両方の端部において各コアａｉのモードフィールド径を拡大する構成を採用しているが、これに限定されない。すなわち、一方の端部のみにおいて各コアａｉのモードフィールド径を拡大する構成を採用してもよいし、他方の端部のみにおいて各コアａｉのモードフィールド径を拡大する構成を採用してもよい。
【０１５９】
また、本実施形態に係る熱コア拡大前のマルチコアファイバ１においては、全てのコア１１ａ１〜１１ａｍの端部において熱コア拡大を図る構成を採用しているが、これに限定されない。すなわち、コア１１ａ１〜１１ａｍのうち、一部のコアの端部においてのみ熱コア拡大を図る構成を採用してもよい。
【０１６０】
〔更なる変形例〕
本実施形態においては、コアにアップドーパントを添加することによって、コアの屈折率をクラッドの屈折率よりも高くした光ファイバについて説明したが、本発明の適用範囲は、これに限定されない。すなわち、本発明は、クラッドにダウンドーパント（例えば、フッ素）を添加することによって、クラッドの屈折率をコアの屈折率よりも低くしたマルチコアファイバ（以下、「純石英マルチコアファイバ」と記載する）に対しても適用することが可能である。
【０１６１】
例えば、純石英マルチコアファイバの端部を加熱すると、クラッドに添加されたダウンドーパントがコアに熱拡散する。これにより、コアとクラッドとの屈折率差が小さくなり、その結果、端部におけるモードフィールド径が拡大する。したがって、本実施形態に係る熱コア拡大後のマルチコアファイバ１は、純石英マルチコアファイバの端部を加熱することによっても実現することができる。
【０１６２】
また、熱コア拡大前の純石英マルチコアファイバに対して、以下のようにドーパントを添加すれば、クラッドに添加されたダウンドーパントのコアへの拡散速度を上げることができる。したがって、端部において所定のモードフィールド径を有する純石英マルチコアファイバを、短時間の加熱で得ることができる。
【０１６３】
コア：ドーパントを添加しない。
【０１６４】
内側クラッド：ダウンドーパント（第１ドーパント）、熱拡散促進ドーパント（第２ドーパント）、及び屈折率調整用ドーパント（第３ドーパント）を添加する。
【０１６５】
外側クラッド：ダウンドーパント（第１ドーパント）を添加する。
【０１６６】
ここで、熱拡散促進ドーパントとは、クラッド（内側クラッド及び外側クラッド）に添加されたダウンドーパントである第１ドーパントのコアへの拡散を促進するドーパントである。また、屈折率調整用ドーパントとは、内側クラッドに添加された熱拡散促進ドーパントである第２ドーパントによる屈折率変化を抑制あるいは相殺するためのドーパントである。第２ドーパントがアップドーパントである場合、ダウンドーパントが屈折率調整用ドーパントとして選択される。逆に、第２ドーパントがダウンドーパントである場合、アップドーパントが屈折率調整用ドーパントして選択される。熱拡散促進ドーパント、アップドーパント、及びダウンドーパントの例については、上述したとおりである。
【０１６７】
〔付記事項〕
本発明は上述した実施形態、変形例、又は実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態、変形例、又は実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１６８】
１                    マルチコアファイバ
１１ａ１〜１１ａｍ    コア
１２                  クラッド
１２ａ１〜１２ａｍ    内側クラッド
１２ｂ１〜１２ｂｍ    内側クラッド
１２ｃ    外側クラッド
１００                光コネクタ
３００Ａ，３００Ｂ    ファンイン／ファンアウトデバイス
【図１】
2019152865.tif 000012
【図２】
2019152865.tif 000013
【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】
2019152865.tif 000023
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2019152865.tif 000026
【図１６】
2019152865.tif 000027
【図１７】
2019152865.tif 000028
【図１８】
2019152865.tif 000029
【図１９】
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【図２０】
2019152865.tif 000031
【図２１】
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【図２２】
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