(57)【要約】      （修正有）【課題】他の光ファイバとの接続損失の増大を抑えながら、コア間クロストークの低減を図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’を備えている。マルチコアファイバ１の一方又は両方の端部Ｉａ、Ｉｂにおける各コア１１ａ１’、１１ａ２’のモードフィールド径は、マルチコアファイバ１の中間部Ｉｃにおける各コア１１ａ１’、１１ａ２’のモードフィールド径よりも大きい。なお、各コア１１ａ１’、１１ａ２’のモードフィールド径は、マルチコアファイバ１の端部Ｉａ、Ｉｂと中間部Ｉｃとの境界において、各コア１１ａ１’、１１ａ２’の軸方向に対して滑らかに変化する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコアを備えたマルチコアファイバにおいて、
当該マルチコアファイバの一方又は両方の端部における上記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間部における上記コアのモードフィールド径よりも大きく、
上記コアのモードフィールド径は、上記端部と上記中間部との境界において上記コアの軸方向に対して滑らかに変化する、
ことを特徴とするマルチコアファイバ。
【請求項２】
上記中間部における上記コアのモードフィールドが、波長１３１０ｎｍにおいて８．２μｍよりも小さいという条件、又は、波長１５５０ｎｍにおいて９．６μｍよりも小さいという条件の少なくとも一方を満たす、
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】
上記中間部における上記コアのモードフィールドが、波長１３１０ｎｍにおいて５．５μｍ以下であるという条件、又は、波長１５５０ｎｍにおいて６．３μｍ以下であるという条件の少なくとも一方を満たす、
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】
上記端部における上記コアのモードフィールド径が、波長１３１０ｎｍにおいて７．０μｍ以上であるという条件、又は、波長１５５０ｎｍにおいて７．９μｍ以上であるという条件の少なくとも一方を満たす、
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のマルチコアファイバ。
【請求項５】
ファイバ長２ｋｍあたりの合計クロストークが−３０ｄＢ以下である、
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のマルチコアファイバ。
【請求項６】
上記端部における上記コアのモードフィールド径と上記中間部における上記コアのモードフィールド径との差が１．６μｍ以上である、
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】
クラッド径が１７７．５μｍ未満であり、上記コアの配置が正方格子配置であり、上記コアの個数が８個又は１２個である、
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のマルチコアファイバ。
【請求項８】
クラッド径が１５５．３μｍ未満であり、上記コアの配置が六方最密配置であり、上記コアの個数が１２個である、
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のマルチコアファイバ。
【請求項９】
クラッド径が１２５μｍ以下であり、
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１〜６の何れか１項に記載のマルチコアファイバ。
【請求項１０】
クラッド径が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１〜６の何れか１項に記載のマルチコアファイバ。
【請求項１１】
クラッド径が８０μｍ以下であり、
上記複数のコアの数が４である、
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のマルチコアファイバ。
【請求項１２】
上記マルチコアファイバの中心軸に近いコアのモードフィールド径が、当該マルチコアファイバの中心軸から遠いコアのモードフィールド径よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載のマルチコアファイバ。
【請求項１３】
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において、
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、上記第１区間及び上記第２区間以外の第３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上記コアの側面を覆う内側クラッドと、上記内側クラッドの側面を覆い、上記コアの側面において上記内側クラッドに覆われていない領域が存在する場合には更に当該領域を覆う外側クラッドと、を含み、
上記コアには、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、
上記外側クラッドには、当該第２ドーパントが添加されていない、
ことを特徴とするマルチコアファイバ。
【請求項１４】
上記内側クラッドには、第３ドーパントが更に添加されており、
上記第２ドーパントがダウンドーパントであり、且つ、上記第３ドーパントがアップドーパントであるか、又は、上記第２ドーパントがアップドーパントであり、且つ、上記第３ドーパントがダウンドーパントであり、
上記内側クラッドの上記内側クラッドの側面を覆う外側クラッドに対する比屈折率差が−０．１％以上＋０．１％以下である、
ことを特徴とする請求項１３に記載のマルチコアファイバ。
【請求項１５】
上記内側クラッドは、上記マルチコアファイバの中心軸に近い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遠いコアの側面を覆う第２内側クラッドとにより構成され、
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、第３ドーパントが更に添加されており、
上記第２ドーパントがダウンドーパントであり、且つ、上記第３ドーパントがアップドーパントであるか、又は、上記第２ドーパントがアップドーパントであり、且つ、上記第３ドーパントがダウンドーパントである、
ことを特徴とする請求項１３に記載のマルチコアファイバ。
【請求項１６】
上記内側クラッドは、上記マルチコアファイバの中心軸に近い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遠いコアの側面を覆う第２内側クラッドとにより構成され、
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、第３ドーパントが更に添加されており、
上記第２ドーパントがダウンドーパントであり、且つ、上記第３ドーパントがアップドーパントであるか、又は、上記第２ドーパントがアップドーパントであり、且つ、上記第３ドーパントがダウンドーパントであり、
（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１３に記載のマルチコアファイバ。
【請求項１７】
上記マルチコアファイバの中心軸に近いコアの側面を覆う内側クラッドにおける上記第２ドーパントの濃度が、当該マルチコアファイバの中心軸から遠いコアの側面を覆う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１３〜１６の何れか１項に記載のマルチコアファイバ。
【請求項１８】
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において、
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、上記第１区間及び上記第２区間以外の第３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上記コアの側面を覆う内側クラッドと、上記内側クラッドの側面を覆い、上記コアの側面において上記内側クラッドに覆われていない領域が存在する場合には更に当該領域を覆う外側クラッドと、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いる、
ことを特徴とするマルチコアファイバ。
【請求項１９】
請求項１〜１２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２０】
請求項１〜１２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】
従来のマルチコアファイバにおいては、他の光ファイバとの接続損失の増大を抑えながら、コア間クロストークの低減を図ること、或いは、コア間クロストークの増大を抑えながら他の光ファイバとの接続損失の低減を図ることが困難であるという問題があった。従来の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おいても、同様の問題があった。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、他の光ファイバとの接続損失の増大を抑えながら、コア間クロストークの低減を図ること、或いは、コア間クロストークの増大を抑えながら他の光ファイバとの接続損失の低減を図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、本発明の一態様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において、当該マルチコアファイバの一方又は両方の端部における上記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間部における上記コアのモードフィールド径よりも大きく、上記コアのモードフィールド径は、上記端部と上記中間部との境界において上記コアの軸方向に対して滑らかに変化する。
【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、上記中間部における上記コアのモードフィールドが、波長１３１０ｎｍにおいて８．２μｍよりも小さいという条件、又は、波長１５５０ｎｍにおいて９．６μｍよりも小さいという条件の少なくとも一方を満たす、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、上記中間部における上記コアのモードフィールドが、波長１３１０ｎｍにおいて５．５μｍ以下であるという条件、又は、波長１５５０ｎｍにおいて６．３μｍ以下であるという条件の少なくとも一方を満たす、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、上記端部における上記コアのモードフィールド径が、波長１３１０ｎｍにおいて７．０μｍ以上であるという条件、又は、波長１５５０ｎｍにおいて７．９μｍ以上であるという条件の少なくとも一方を満たす、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、ファイバ長２ｋｍあたりの合計クロストークが−３０ｄＢ以下である、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、上記端部における上記コアのモードフィールド径と上記中間部における上記コアのモードフィールド径との差が１．６μｍ以上である、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、クラッド径が１７７．５μｍ未満であり、上記コアの配置が正方格子配置であり、上記コアの個数が８個又は１２個である、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、クラッド径が１５５．３μｍ未満であり、上記コアの配置が六方最密配置であり、上記コアの個数が１２個である、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、クラッド径が１２５μｍ以下であり、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、クラッド径が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。
【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、クラッド径が８０μｍ以下であり、上記複数のコアの数が４である、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、上記マルチコアファイバの中心軸に近いコアのモードフィールド径が、当該マルチコアファイバの中心軸から遠いコアのモードフィールド径よりも小さい、ことが好ましい。
【００１８】
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において、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、上記第１区間及び上記第２区間以外の第３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上記コアの側面を覆う内側クラッドと、上記内側クラッドの側面を覆い、上記コアの側面において上記内側クラッドに覆われていない領域が存在する場合には更に当該領域を覆う外側クラッドと、を含み、上記コアには、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、上記外側クラッドには、当該第２ドーパントが添加されていない。
【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、上記内側クラッドには、第３ドーパントが更に添加されており、上記第２ドーパントがダウンドーパントであり、且つ、上記第３ドーパントがアップドーパントであるか、又は、上記第２ドーパントがアップドーパントであり、且つ、上記第３ドーパントがダウンドーパントであり、上記内側クラッドの上記内側クラッドの側面を覆う外側クラッドに対する比屈折率差が−０．１％以上＋０．１％以下である、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、上記内側クラッドは、上記マルチコアファイバの中心軸に近い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遠いコアの側面を覆う第２内側クラッドとにより構成され、
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、第３ドーパントが更に添加されており、上記第２ドーパントがダウンドーパントであり、且つ、上記第３ドーパントがアップドーパントであるか、又は、上記第２ドーパントがアップドーパントであり、且つ、上記第３ドーパントがダウンドーパントである、ことが好ましい。
【００２１】
本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、上記内側クラッドは、上記マルチコアファイバの中心軸に近い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遠いコアの側面を覆う第２内側クラッドとにより構成され、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、第３ドーパントが更に添加されており、上記第２ドーパントがダウンドーパントであり、且つ、上記第３ドーパントがアップドーパントであるか、又は、上記第２ドーパントがアップドーパントであり、且つ、上記第３ドーパントがダウンドーパントであり、（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より覆われ、且つ、屈折率が上記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。
【００２２】
本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、上記マルチコアファイバの中心軸に近いコアの側面を覆う内側クラッドにおける上記第２ドーパントの濃度が、当該マルチコアファイバの中心軸から遠いコアの側面を覆う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。
【００２３】
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において、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、上記第１区間及び上記第２区間以外の第３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上記コアの側面を覆う内側クラッドと、上記内側クラッドの側面を覆い、上記コアの側面において上記内側クラッドに覆われていない領域が存在する場合には更に当該領域を覆う外側クラッドと、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光コネクタは、上記マルチコアファイバを備えている。
【００２５】
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】
【００２６】
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、他の光ファイバとの接続損失の増大を抑えながら、コア間クロストークの低減を図ること、或いは、コア間クロストークの増大を抑えながら他の光ファイバとの接続損失の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一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】本発明の一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、コア配置が単リング配置である場合の断面図であり、（ｃ）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１．５５μｍ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１．５５μｍ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、単リング配置、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】破断確率の曲げ直径依存性を示すグラフである。
【図１１】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１２】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、マルチコアファイバにシングルモードファイバを融着接続する際の接続損失の加熱時間（放電時間）依存性を示したグラフである。（ｂ）は、マルチコアファイバ同士を融着接続する際の接続損失の軸ずれ量依存性を示したグラフである。
【図１５】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１６】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。
【図１７】（ａ）は、各内側クラッドに同じ濃度のドーパントを添加した場合に得られる、接続損失の回転角度ずれ依存性を示すグラフである。（ｂ）は、内層のコアを覆う内側クラッドに添加するドーパントの濃度を外層のコアを覆う内側クラッドに添加するドーパントの濃度よりも低くした場合に得られる、接続損失の回転角度ずれ依存性を示すグラフである。
【図１８】第４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１９】第５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。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
（マルチコアファイバの構造）
本発明の一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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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、コア１１ａｉ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、コア１１ａｉ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、コア１１ａｉ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、当該コア１１ａｉ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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
内側クラッド１２ａｉ及び内側クラッド１２ｂｉ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抑制あるいは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％以下になるように設定されている。内側クラッド１２ａｉ及び内側クラッド１２ｂｉ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１２ａｉ及び内側クラッド１２ｂｉ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１２ａｉまたは内側クラッド１２ｂｉ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。
【００３８】
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。
【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となり得る。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。なお、本実施形態に係るマルチコアファイバ１は、区間Ｉａを構成するマルチコアファイバと区間Ｉｃを構成するマルチコアファイアとを融着接続すると共に、区間Ｉｂを構成するマルチコアファイバと区間Ｉｃを構成するマルチコアファイアとを融着接続することによって製造される場合がある（後述する実施例３のマルチコアファイバＣ参照）。このように製造されたマルチコアファイバ１の内部には、融着接続点が含まれる。しかしながら、これらの融着接続点では、直径の等しいコア同士が結合されることになる。また、区間ＩｂおよびＩｃの一方又は両方において、端部と中間部との境界から離間された位置に各コア１１ａｉのモードフィールド径の変化が始まる変化開始点が存在している（上記の説明では、各コア１１ａｉのうち全てのコアについて、区間ＩｂおよびＩｃの一方又は両方において、端部と中間部との境界から離間された位置に上述した変化開始点が存在しているが、各コア１１ａｉのうち少なくとも１つのコアについて、区間ＩｂおよびＩｃの一方又は両方において、端部と中間部との境界から離間された位置に上述した変化開始点が存在していてもよい。）。したがって、これらの融着接続点において生じ得る損失は、上記の通り、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、直径の異なるコア同士が結合される融着接続点において生じ得る損失よりも小さくなり易い。したがって、このように製造されたマルチコアファイバ１についても、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を設けることは、必須ではない。また、熱コア拡大前のマルチコアファイバ１において、コア１１ａ１〜１１ａｍの周辺に第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。ただし、熱コア拡大前のマルチコアファイバ１において、コア１１ａ１〜１１ａｍの周辺に第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、マルチコアファイバ１の端部における第１ドーパントの熱拡散速度を大きくすることができる。したがって、熱コア拡大前のマルチコアファイバ１において、コア１１ａ１〜１１ａｍの周辺に第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、単リング配置、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つのコア１１ａ１が、マルチコアファイバ１の中心に配置され、残り６個のコア１１ａ２〜１１ａ７が、コア１１ａ１を中心とする円周上に等間隔配置される。
【００４７】
図３の（ｂ）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３の（ｂ）においては、コア数ｍが９である場合を例示している。この場合、９個のコア１１ａ１〜１１ａ９が、マルチコアファイバ１の中心を取り囲む円周上に等間隔配置される。
【００４８】
図３の（ｃ）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と、外層を構成する８個のコア１１ａ５〜１１ａ１２とが、正方格子の格子点上に配置される。
【００４９】
（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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
（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。
【００５３】
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。
【００５４】
【数１】
2019152866.tif 000003
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
（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（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。
【００５９】
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。
【００６０】
（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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。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】
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。
【００６５】
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。
【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の一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】
2019152866.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．Ｇ６５２又はＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．Ｇ６５７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１１ａｉ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】
2019152866.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、コア配置が単リング配置である場合、コア間距離は２９．９μｍ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、コア配置が単リング配置である場合、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、単リング配置、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未満である場合、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、大容量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、コア配置が単リング配置であり、クラッド径が１７３．８μｍ未満である場合、６コア（ｍ＝６）、７コア（ｍ＝７）、８コア（ｍ＝８）、９コア（ｍ＝９）、又は１０コア（ｍ＝１０）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、１０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、大容量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、大容量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】
図１０は、（１）クラッド径が１２５μｍであるマルチコアファイバ１を１％プルーフした場合、（２）クラッド径が１５０μｍであるマルチコアファイバ１を１％プルーフした場合、（３）クラッド径が１５０μｍであるマルチコアファイバ１を１．５％プルーフした場合に得られる、破断確率の曲げ直径依存性を示すグラフである。ただし、破断確率は、クラッド径が１２５μｍ、プルーフレベルが１％、曲げ直径が３０ｍｍのときの破断確率を１として規格化している。プルーフレベルが等しい（１）の場合と（２）の場合との比較から、クラッド径が大きくなると破断確率が上昇する（機械的信頼性が低下する）ことが分かる。ただし、クラッド径が１５０μｍであるマルチコアファイバ１を１．３％プルーフした場合には、クラッド径が１２５μｍであるマルチコアファイバ１の１％プルーフした場合と同程度かもしくはクラッド径が１２５μｍであるマルチコアファイバ１の１％プルーフした場合以上の信頼性を担保することができる。一般的に使用されるプルーフ機は、クラッド径が１２５μｍである光ファイバを２％プルーフするために、４０００ｇｆまでの荷重に対応している。クラッド径が１５０μｍのマルチコアファイバ１の１．３％プルーフは、荷重３７４０ｇｆで行うことができるので、既存のプルーフ装置でも十分に対応することができる。
【００７９】
〔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。
【００８０】
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。
【００８１】
【表３】
2019152866.tif 000006
【００８２】
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。
【００８３】
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１１に示し、被覆への吸収損失のクラッド厚依存性を図１２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最も大きくなる波長と考えられる。
【００８４】
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。
【００８５】
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４に示す。
【００８６】
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の断面図であり、図３の（ｃ）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。
【００８７】
【表４】
2019152866.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以下である場合、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以下である場合、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以下である場合、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〕
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。
【００９６】
この際、各コアには、ゲルマニウムを添加した。各コアに添加したゲルマニウムの濃度は１０Ｗｔ％であった。また、内側クラッドには、フッ素、ゲルマニウム、及びリンを共添加した。内側クラッドに添加したフッ素の濃度は０．３Ｗｔ％であり、内側クラッドに添加したゲルマニウムの濃度は１．０Ｗｔ％であり、内側クラッドに添加したリンの濃度は０．６Ｗｔ％であった。これにより、内側クラッドの外側クラッドに対する比屈折率差は、−０．１％以上＋０．１％以下となった。
【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】
2019152866.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】
マルチコアファイバＡに、標準マルチコアファイバを融着接続した。ここで、標準マルチコアファイバとは、各コアの構造が、モードフィード径が８．６μｍであるＩＴＵ−Ｔ
Ｇ．６５７Ａ１に準拠したシングルモードファイバのコアの構造と同一であり、コア数及びコア配置が、マルチコアファイバＡと同一であり、クラッド径が１５０μｍであるマルチコアファイバのことを指す。融着接続には、放電強度一定のアーク放電を用いた。融着接続により、マルチコアファイバ１の端部が加熱され、その結果、マルチコアファイバＡの端部における各コアのモードフィールド径が、マルチコアファイバＡの中間部における各コアのモードフィールド径よりも大きくなった。これにより、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（図２参照）の第１の実施例となるマルチコアファイバＡ’が得られた。
【０１０１】
更に、クロストークの低減効果を確認するために、以下の実験を行った。すなわち、参考例として、コア数が１２、コア配置が正方格子配置、コア間距離が３１．０μｍ、コア径が３．８ｎｍ、コアΔ（コアのクラッドに対する比屈折率差）が０．３６５％である標準マルチコアファイバＰを製造した。この標準マルチコアファイバＰの光学特定を測定した結果、カットオフ波長は１２０３ｎｍ、波長１３１０ｎｍにおける実効コア断面積Ａeffは５７．５μｍ２、波長１５５０ｎｍにおける実効コア断面積Ａeffは７３．６３μｍ２、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径は８．６μｍ、波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径は９．８７μｍであった。次に、マルチコアファイバ１の実施例として、中間部におけるモードフィールド径を除き、標準マルチコアファイバと同様に構成されたマルチコアファイバＱを製造した。このマルチコアファイバＱの端部におけるモードフィールド径は、マルチコアファイバＰの端部におけるモードフィールド径と一致した。また、このマルチコアファイバＱの中間部におけるモードフィールド径（５．５μｍ）は、マルチコアファイバＰの端部におけるモードフィールド径（８．６μｍ）よりも小さくなった。
【０１０２】
これら２つのマルチコアファイバＰ，Ｑの各々に関して、曲げ半径を５００ｍｍとしたときに得られる、波長１５６５ｎｍにおける２コア間クロストークの大きさを測定した。その結果、参考例に係るマルチコアファイバＰに関して、曲げ半径を５００ｍｍとしたときに得られる、波長１５６５ｎｍにおける２コア間クロストークの大きさは、ファイバ長２０ｍあたり−１０．３ｄＢであった。一方、実施例に係るマルチコアファイバＱに関して、曲げ半径を５００ｍｍとしたときに得られる、波長１５６５ｎｍにおける２コア間クロストークの大きさは、ファイバ長２０００ｍあたり−３８．３ｄＢであった。すなわち、実施例に係るマルチコアファイバＱにおいて、顕著なクロストーク低減効果のあることが確かめられた。なお、後述する実施例２及び実施例３についても、同様の実験を行って、同様の結果が得られることが確かめられている。
【０１０３】
〔実施例２〕
第１の実施例と同様、コア数が１２、コア配置が正方格子配置、コア間距離が３１μｍ、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Ｂを製造した。ただし、マルチコアファイバＢにおいては、内側クラッドを設けなかった。すなわち、マルチコアファイバＢにおいては、ゲルマニウムが添加されたコアの側面が、ドーパントが添加されていない外側クラッドで直接覆われている。なお、各コアに添加したゲルマニウムの濃度は１０Ｗｔ％であった。
【０１０４】
マルチコアファイバＢの光学特性を測定したところ、マルチコアファイバＡと同様の結果が得られた。また、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、マルチコアファイバＡと同様の結果が得られた。
【０１０５】
マルチコアファイバＢに、第１の実施例と同様の方法で、上述した標準マルチコアファイバを融着接続した。融着接続により、マルチコアファイバ１の端部が加熱され、その結果、マルチコアファイバＢの端部における各コアのモードフィールド径が、マルチコアファイバＢの中間部における各コアのモードフィールド径よりも大きくなった。マルチコアファイバＢはコアへのドーパント濃度が標準マルチコアファイバと比べて高いので、標準マルチコアファイバと比べてコア径拡大の効果が大きい。これにより、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（図２参照）の第２の実施例となるマルチコアファイバＢ’が得られた。なお、上述したマルチコアファイバＢにおいては、ゲルマニウムが添加されたコアの側面が、ドーパントが添加されていない外側クラッドで直接覆われているがこれに限定されない。すなわち、ゲルマニウムが添加されたコアの側面が、ドーパントが添加されていない内側クラッドで直接覆われていて、さらに、当該内側クラッドの側面がドーパントが添加されていない外側クラッドで直接覆われたマルチコアファイバＢ’’を製造してもよい。このようなマルチコアファイバＢ’’の光学特性並びに２コア間クロストーク及び合計クロストークは、上述したマルチコアファイバＢの光学特性並びに２コア間クロストーク及び合計クロストークと同様の結果が得られた。また、マルチコアファイバＢ’’に、第１の実施例と同様の方法により、上述した標準マルチコアファイバとの融着接続によって、熱コア拡大後のマルチコアファイバＢ’と同様のマルチコアファイバＢ’’’が得られる。したがって、以下に説明するマルチコアファイバＢはマルチコアファイバＢ’’であってもよく、マルチコアファイバＢ’はマルチコアファイバＢ’’’であってもよい。
【０１０６】
〔実施例３〕
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Ｂ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Ｂ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Ｃを製造した。マルチコアファイバＣは、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（図１参照）の一実施例である。
【０１０７】
マルチコアファイバＣ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Ｂにより構成される２ｋｍの区間Ｉ３により構成される。したがって、マルチコアファイバＣにおいて生じるクロストークは、マルチコアファイバＢにおいて生じるクロストークと同程度である。すなわち、マルチコアファイバＣにおいても、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程度となり、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程度となる。
【０１０８】
マルチコアファイバＣに、第１の実施例と同様の方法で、上述した標準マルチコアファイバを融着接続した。融着接続時の加熱により、マルチコアファイバＣの端部における各コアのモードフィールド径が、マルチコアファイバＣの中間部における各コアのモードフィールド径よりも大きくなった。これにより、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（図２参照）の第３の実施例となるマルチコアファイバＣ’が得られた。
【０１０９】
〔各実施例に係るマルチコアファイバの接続損失〕
図１４の（ａ）は、マルチコアファイバＡ，Ｂ，Ｃに標準マルチコアファイバを融着接続する際の波長１３１０ｎｍにおける接続損失の加熱時間（放電時間）依存性を示したグラフである。
【０１１０】
図１４の（ａ）から以下のことが分かる。マルチコアファイバＡ，Ｃと標準マルチコアファイバとの融着接続では、１００ｓ程度の加熱（アーク放電）によって、接続損失を０．１ｄＢ以下にすることができる。これは、マルチコアファイバＡ，Ｃでは、標準マルチコアファイバと融着接続される端部に熱拡散促進ドーパントである第２ドーパントが添加された内側クラッドが設けられており、コアに添加されたゲルマニウムの熱拡散速度が大きいためであると考えられる。また、マルチコアファイバＢと標準マルチコアファイバとの融着接続においても、加熱時間（放電時間）が長くなるほど、接続損失が小さくなることが見て取れる。したがって、マルチコアファイバＢと標準マルチコアファイバとの融着接続においても、加熱時間（放電時間）を十分に長くすれば、より正確には、マルチコアファイバＡ，Ｃに対する加熱時間よりも長くすれば、接続損失を十分に小さくすることができる。なお、加熱時間が長くなり過ぎると、マルチコアファイバＡ，Ｂ，Ｃのモードフィールド径が標準マルチコアファイバのモードフィールド径よりも大きくなって、逆に接続損失が増加する場合がある。このため、加熱時間は、これらの点を考慮して適切に決めることが好ましい。
【０１１１】
図１４の（ｂ）は、マルチコアファイバＡ同士、マルチコアファイバＢ同士、マルチコアファイバＣ同士を融着接続する際の波長１３１０ｎｍにおける接続損失の軸ずれ量ｄ依存性を示したグラフである。融着接続における加熱時間（放電時間）は１００ｓとした。
【０１１２】
図１４の（ｂ）から以下のことが分かる。すなわち、各軸ずれ量ｄに対して、マルチコアファイバＡ同士及びマルチコアファイバＣ同士を融着接続する際の接続損失は、マルチコアファイバＢ同士を融着接続する際の接続損失よりも小さくなる。これは、マルチコアファイバＡ同士及びマルチコアファイバＣ同士を融着接続においても、１００ｓ程度の加熱（アーク放電）によって、端部におけるモードフィールド径が十分に拡大し、軸ずれに対するトレランスが十分に大きくなったからであると考えられる。なお、マルチコアファイバＣ同士の融着接続においても、端部におけるモードフィールド径が拡大し、軸ずれに対するトレランスが大きくなるという効果が認められる。ここで、端部に熱拡散促進ドーパントが添加されているマルチコアファイバＡ、Ｃの方が、端部に熱拡散促進ドーパントが添加されていないマルチコアファイバＢよりも、より顕著な効果が得られる。
【０１１３】
なお、マルチコアファイバＡは、その製造に際して融着接続を要さず、その内部に融着接続点を含まない。したがって、その製造に関して融着接続工程を要さないというメリットがあり、その光学特性に関して融着接続点における接続損失が生じ難いというメリットがある。また、マルチコアファイバＣは、その大部分を占める、マルチコアファイバＢにより構成される区間Ｉ３において、内側クラッドを含まない。したがって、その製造に際して添加する必要のあるドーパントの量が少なく、その結果として、製造コストを抑え易いというメリットがある。
【０１１４】
〔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１５を参照して説明する。図１５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１５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。
【０１１５】
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  Ｇ．６５７Ａ１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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
参考例として、熱コア拡大前のマルチコアファイバＡ（実施例１参照）をマルチコアファイバ１として用いた単芯ＳＣ型の光コネクタ１００を製造した。そして、この光コネクタ１００を、標準マルチコアファイバをマルチコアファイバ２として用いた単芯ＳＣ型の光コネクタ１００と接続して接続損失を測定した。その結果、接続損失は０．６ｄＢ〜１ｄＢであった。
【０１１８】
また、実施例として、熱コア拡大後のマルチコアファイバＡ’（実施例１参照）をマルチコアファイバ１として用いた単芯ＳＣ型の光コネクタ１００を製造した。そして、この光コネクタを、標準マルチコアファイバをマルチコアファイバ２として用いた単芯ＳＣ型の光コネクタ１００と接続して接続損失を測定した。その結果、接続損失は０．３ｄＢ以下であった。
【０１１９】
これにより、熱コア拡大後のマルチコアファイバＡ’を用いた実施例に係る光コネクタ１００は、熱コア拡大前のマルチコアファイバＡを用いた参考例に係る光コネクタ１００と比べて、標準マルチコアファイバを用いた光コネクタとの接続損失を小さく抑えられることが確かめられた。なお、コネクタの形態をＳＣ型からＦＣ型へと変更すれば、接続損失を更に小さく抑えられることが期待される。
【０１２０】
なお、ここでは、光コネクタ２００に含まれるマルチコアファイバ２として、標準マルチコアファイバを用いることを想定したが、本適用例は、これに限定されない。例えば、光コネクタ２００に含まれるマルチコアファイバ２として、光コネクタ１００に含まれるマルチコアファイバ１と同様のマルチコアファイバ、すなわち、端部を熱コア拡大されたマルチコアファイバ１を用いてもよい。
【０１２１】
〔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１６を参照して説明する。図１６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１６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。
【０１２２】
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１６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（又はキャピラリ）３０１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  Ｇ．６５７Ａ１に準拠したシングルモードファイバである。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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１６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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
〔変形例１〕
本実施形態に係るマルチコアファイバ１においては、内側クラッド１２ａ１〜１２ａｍにおける各ドーパントの濃度を同じに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、内側クラッド１２ａ１〜１２ａｍにおける各ドーパントの濃度を異ならせる構成を採用してもよい。より具体的に言うと、内側クラッド１２ａ１〜１２ａｍのうち、マルチコアファイバ１の中心軸Ｌに近いコアの側面を覆う内側クラッドにおける第２ドーパントの濃度を、内側クラッド１２ａ１〜１２ａｍのうち、マルチコアファイバ１の中心軸Ｌから遠いコアの側面を覆う内側クラッドにおける第２ドーパントの濃度よりも低くする構成を採用してもよい。
【０１２９】
たとえば、コア１１ａ１〜１１ａｍのうち、マルチコアファイバ１の中心軸Ｌ（図１及び図２参照）に近いコアでは軸ずれ量が小さくなり易いのに対して、コア１１ａ１〜１１ａｍのうち、マルチコアファイバ１の中心から遠いコアでは軸ずれ量が大きくなり易い。これは、マルチコアファイバ１が中心軸Ｌを回転軸として微小回転し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１の中心軸Ｌからコア１１ａｉまでの距離ｒｉとマルチコアファイバ１の回転角θとの積ｒｉ×θに概ね一致するからである。したがって、内側クラッド１２ａ１〜１２ａｍのうち、マルチコアファイバ１の中心軸Ｌに近いコアの側面を覆う内側クラッドにおける第２ドーパントの濃度を低くし、内側クラッド１２ａ１〜１２ａｍのうち、マルチコアファイバ１の中心軸Ｌから遠いコアの側面を覆う内側クラッドにおける第２ドーパントの濃度を高くすれば、コア１１ａ１〜１１ａｍの接続損失を均一化し易くなる。第３ドーパントの濃度も、第２ドーパントの濃度と同様に設定すればよい。
【０１３０】
図１７の（ａ）は、コア数が１２、コア配置が正方格子配置のマルチコアファイバ１（図３の（ｃ）参照）に関して、全てのコア１１ａ１〜１１ａ１２の周囲（内側クラッド１２ａ１〜１２ａ１２）において、ゲルマニウム、リン、及びフッ素の重量パーセント濃度をそれぞれ１．０Ｗｔ％、０．６Ｗｔ％、及び０．３Ｗｔ％としたときに得られる、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の（ａ）によれば、全てのコア１１ａ１〜１１ａ１２の周囲における各ドーパントの濃度を同じにした場合、外層のコア１１ａ５〜１１ａ１２の接続損失の方が内層のコア１１ａ１〜１１ａ４の接続損失よりも大きくなることが確かめられる。
【０１３１】
図１７の（ｂ）は、コア数が１２、コア配置が正方格子配置のマルチコアファイバ１（図３の（ｃ）参照）に関して、（１）内層のコア１１ａ１〜１１ａ４の周囲（内側クラッド１２ａ１〜１２ａ４）において、ゲルマニウム、リン、及びフッ素の重量パーセント濃度をそれぞれ０．５Ｗｔ％、０．３Ｗｔ％、及び０．１Ｗｔ％とし、（２）外層のコア１１ａ５〜１１ａ１２の周囲（内側クラッド１２ａ５〜１２ａ１２）において、ゲルマニウム、リン、及びフッ素の重量パーセント濃度をそれぞれ１．０Ｗｔ％、０．６Ｗｔ％、及び０．３Ｗｔ％としたときに得られる、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の（ｂ）によれば、内層のコア１１ａ１〜１１ａ４の周囲における各ドーパントの濃度を、外層のコア１１ａ５〜１１ａ１２の周囲における各ドーパントの濃度よりも低くした場合、コア１１ａ１〜１１ａｍの接続損失が均一化されることが確かめられる。
【０１３２】
〔変形例２〕
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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１１ａｉ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１１ａｉ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１１ａｉ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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
〔変形例３〕
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マルチコア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。
【０１３７】
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、コアのクラッドに対する比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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
コア：ドーパントを添加しない。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
〔変形例４〕
（マルチコアファイバの構造）の項に上述したように、内側クラッド１２ａｉに第２ドーパント及び第３ドーパントが共添加されている場合、第３ドーパントの添加量は、内側クラッド１２ａｉの外側クラッド１２ｃに対する比屈折率差が−０．１％以上＋０．１％以下になるように設定されている。しかし、本発明の一態様において、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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
図１８には、変形例４に係るマルチコアファイバ１であって、内側クラッド１２ａｉ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１８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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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）変形前の（基準となる）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、変形前の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）変形前の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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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６に示す。
【０１５０】
【表６】
2019152866.tif 000009
【０１５１】
〔変形例５〕
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、側面を外側クラッドにより覆われ、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１２ａｉ及び内側クラッド１２ｂｉ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。
【０１５２】
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、側面を外側クラッド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並びに外側クラッド１２ｃより低い第２低屈折率層が設けられていてもよい。
内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂ４の外側に低屈折率層（特許請求の範囲に記載の第２低屈折率層の一例）が設けられていてもよいし、内側クラッド１２ａ１〜１２ａ４の外側に低屈折率層が設けられており、且つ、内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂ４の外側に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。
【０１５３】
図１９には、変形例５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１９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。
【０１５４】
図１９に示すように、内側クラッド１２ａ１の外側に第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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
本変形例のマルチコアファイバ１は、変形例４に係るマルチコアファイバ１と同様に、（１）変形前の（基準となる）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、変形前の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）変形前の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。
【０１５７】
なお、本変形例のマルチコアファイバ１は、変形例４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、変形例４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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
【表７】
2019152866.tif 000010
【０１６１】
〔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】
【０１６２】
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】
2019152866.tif 000011
【図２】
2019152866.tif 000012
【図３】
2019152866.tif 000013
【図４】
2019152866.tif 000014
【図５】
2019152866.tif 000015
【図６】
2019152866.tif 000016
【図７】
2019152866.tif 000017
【図８】
2019152866.tif 000018
【図９】
2019152866.tif 000019
【図１０】
2019152866.tif 000020
【図１１】
2019152866.tif 000021
【図１２】
2019152866.tif 000022
【図１３】
2019152866.tif 000023
【図１４】
2019152866.tif 000024
【図１５】
2019152866.tif 000025
【図１６】
2019152866.tif 000026
【図１７】
2019152866.tif 000027
【図１８】
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【図１９】
2019152866.tif 000029