(57)【要約】      （修正有）【課題】良好なクロストーク特性を実現する光伝送方式およびマルチコア光ファイバならびにマルチコア光ファイバの製造方法を提供する。【解決手段】複数のコア部１１〜１７を有するマルチコア光ファイバ１０を備え、マルチコア光ファイバ１０の互いに最も隣接するコア部に対して互いに波長の異なる信号光を入力させる。好ましくは、複数のコア部１１〜１７の少なくとも一つに互いに波長の異なる信号光の一方を含む波長分割多重信号光を入力させる。好ましくは、互いに波長の異なる各信号光を含む各波長分割多重信号光を各コア部１１〜１７に入力させ、かつ各波長分割多重信号光は、互いに異なる波長帯に含まれる。【選択図】図１
2015135497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコア部と、
前記各コア部のうち互いに隣接するコア部に対してそれぞれ異なるバンドギャップ波長帯のフォトニックバンドギャップを形成するように配置された複数の空孔と、
を備えることを特徴とするマルチコア光ファイバ。
【請求項２】
前記隣接するコア部に対する各バンドギャップ波長帯は、互いに異なる光通信波長帯にそれぞれ含まれることを特徴とする請求項１に記載のマルチコア光ファイバ。
【請求項３】
前記複数のコア部は、バンドギャップ波長帯が等しい複数のコア部または単一のコア部から構成される複数のコア部群からなり、前記コア部群は互いにバンドギャップ波長帯が異なることを特徴とする請求項１に記載のマルチコア光ファイバ。
【請求項４】
前記複数のコア部は空孔構造を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のマルチコア光ファイバ。
【請求項５】
前記複数のコア部は中実構造を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のマルチコア光ファイバ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一つに記載のマルチコア光ファイバの製造方法であって、
スタックアンドドロー法によって、前記コア部となる空孔と前記コア部にバンドギャップ波長帯を形成するための空孔とを含む複数のガラス母材を形成し、
前記複数のガラス母材を束状にして、光ファイバ母材を形成し、
前記光ファイバ母材を線引きして前記マルチコア光ファイバを製造する、
ことを含むことを特徴とするマルチコア光ファイバの製造方法。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか一つに記載のマルチコア光ファイバの製造方法であって、
スタックアンドドロー法によって、前記複数のコア部となる空孔と前記コア部にバンドギャップ波長帯を形成するための空孔とを形成した光ファイバ母材を形成し、
前記光ファイバ母材を線引きして前記マルチコア光ファイバを製造する、
ことを含むことを特徴とするマルチコア光ファイバの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチコア光ファイバを用いたマルチコア光ファイバおよびマルチコア光ファイバの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年のインターネットトラヒックの劇的な増大に伴い、従来型の伝送用光ファイバでは伝送容量が不足することが予想されている。この伝送容量の不足を解決する方法として、マルチコア光ファイバを用いた空間多重技術が有望視されている。例えば、非特許文献１、２では、７つのコア部を有し、断面構造を最適化することで有効コア断面積Ａeffを１００μｍ２まで拡大した７コア型のマルチコア光ファイバが提案されている。このような有効コア断面積の拡大によって、光ファイバの光学非線形性が低下するので、より大容量の光伝送を実現するために好ましいマルチコア光ファイバとなる。
【０００３】
また、非特許文献３では、フォトニックバンドギャップファイバ（Photonic  BandGap  Fiber：ＰＢＧＦ）を用いることで、光ファイバの非線形性を格段に抑制されること、およびフォトニックバンドギャップファイバを用いることで、長距離かつ低ペナルティーエラーでの光伝送が実現される可能性が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２３７４５７号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】K.  Imamura  et  al.,  OFC2010,  OWK6  (2010)
【非特許文献２】K.  Imamura  et  al.,  OECC2010,  7C2-2  (2010)
【非特許文献３】K.  Mukasa  et  al.,  OFC2007,  OML1  (2007)
【非特許文献４】K.  Saitoh,  et  al.,  OPTICS  EXPRESS,  Vol.11,  No.23,  2003，pp3100-3109
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、マルチコア光ファイバの場合は、各コア部を伝搬する信号光が干渉して劣化しないように、コア部間のクロストーク特性が良好であることが要求されている。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、良好なクロストーク特性を実現するマルチコア光ファイバおよびマルチコア光ファイバの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るマルチコア光ファイバは、複数のコア部と、前記各コア部のうち互いに隣接するコア部に対してそれぞれ異なるバンドギャップ波長帯のフォトニックバンドギャップを形成するように配置された複数の空孔と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係るマルチコア光ファイバの製造方法は、上記発明のマルチコア光ファイバの製造方法であって、スタックアンドドロー法によって、前記コア部となる空孔と前記コア部にバンドギャップ波長帯を形成するための空孔とを含む複数のガラス母材を形成し、前記複数のガラス母材を束状にして、光ファイバ母材を形成し、前記光ファイバ母材を線引きして前記マルチコア光ファイバを製造する、ことを含むことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係るマルチコア光ファイバの製造方法は、上記発明のマルチコア光ファイバの製造方法であって、スタックアンドドロー法によって、前記複数のコア部となる空孔と前記コア部にバンドギャップ波長帯を形成するための空孔とを形成した光ファイバ母材を形成し、前記光ファイバ母材を線引きして前記マルチコア光ファイバを製造する、ことを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、マルチコア光ファイバの互いに最も隣接するコア部に対して互いに波長の異なる信号光を入力させることによって、良好なクロストーク特性を実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施の形態１に係る光伝送システムのブロック構成図である。
【図２】図２は、実施の形態２に係る光伝送システムのブロック構成図である。
【図３】図３は、実施の形態３に係る光伝送システムのブロック構成図である。
【図４】図４は、実施の形態４に係る光伝送システムのブロック構成図である。
【図５】図５は、実施の形態５に係る光伝送システムのブロック構成図である。
【図６】図６は、ホーリーファイバ型のマルチコア光ファイバの模式的な断面図である。
【図７】図７は、実施の形態６に係る光伝送システムにおいて用いるフォトニックバンドギャップ型のマルチコア光ファイバの模式的な断面図である。
【図８】図８は、実施の形態６に係る光伝送システムのブロック構成図である。
【図９】図９は、図８に示すマルチコア光ファイバのバンドギャップ波長帯を模式的に示す図である。
【図１０】図１０は、フォトニックバンドギャップ型のマルチコア光ファイバの閉じ込め損失スペクトルの一例を示す図である。
【図１１】図１１は、実施の形態７に係る光伝送システムのブロック構成図である。
【図１２】図１２は、図１１に示すマルチコア光ファイバの閉じ込め損失スペクトルを模式的に示す図である。
【図１３】図１３は、実施の形態８に係る光伝送システムのブロック構成図である。
【図１４】図１４は、実施の形態９に係る光伝送システムのブロック構成図である。
【図１５】図１５は、図７に示すフォトニックバンドギャップ型のマルチコア光ファイバの製造方法の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
例えば、マルチコア光ファイバの互いに最も隣接するコア部に、同一の波長１５５０ｎｍの信号光を入力して伝送する場合は、マルチコア光ファイバの１００ｋｍ伝送後に、クロストークによって隣接するコア部に信号光のパワーに比して約−３０ｄＢのレベルの光パワーが乗り移ってしまうことになる。この−３０ｄＢのパワーの光は乗り移った先のコア部では大きなノイズとなり、そのコア部の伝送特性を劣化させる。
【００１４】
これに対して、本発明では、マルチコア光ファイバの互いに最も隣接するコア部に対して互いに波長の異なる信号光を入力させる。これによって、隣接するコア部へのクロストークの影響を大幅に抑制することができるので、良好なクロストーク特性を実現できる。
【００１５】
以下に、図面を参照して本発明に係る光伝送方式およびマルチコア光ファイバならびにマルチコア光ファイバの製造方法の実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１６】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態として、本発明に係る光伝送方式を適用した光伝送システムについて説明する。図１は、実施の形態１に係る光伝送システムのブロック構成図である。図１に示すように、この光伝送システム１００は、マルチコア光ファイバ１０とマルチコア光ファイバ１０によって接続された送信装置２０と受信装置３０とを備えている。
【００１７】
マルチコア光ファイバ１０は、石英系ガラスからなるコア部１１〜１７と、コア部１１〜１７の外周に形成されたコア部１１〜１７よりも屈折率が低い石英系ガラスからなるクラッド部１８とを備えている。マルチコア光ファイバ１０はコア部１１〜１７とクラッド部１８とに空孔構造が無く中実構造であり、いわゆるソリッド型のマルチコア光ファイバである。なお、コア部１１はマルチコア光ファイバ１０の長手方向の軸の中心近傍に位置し、他のコア部１２〜１７は、コア部１１を重心とする正六角形の各頂点の位置に配置されている。コア部１１〜１７のコア径はほぼ同一であり、たとえば８μｍである。コア部１１〜１７のクラッド部１８に対する比屈折率差はほぼ同一でたとえば０．３５％である。ただし、コア径や比屈折率はこれらの値に限定されない。
【００１８】
送信装置２０は、半導体レーザなどの光源で構成された送信器（Ｔｘ）２１ａ〜２１ｆを備える光送信部２１と、送信器２１ａ〜２１ｆに接続した複数の光増幅器２２と、複数の光増幅器２２に接続した光コネクタ２３とを備えている。
【００１９】
光送信部２１は波長分割多重信号（Wavelength  Division  Multiplexing：ＷＤＭ）信号光を出力するものである。ＷＤＭ信号光はたとえばＩＴＵ−Ｔ（国際電気通信連合）で規定される波長グリッドに割り当てられた信号チャネルに対応する複数の信号光によって構成される。送信器２１ａ、２１ｃ、２１ｅはＷＤＭ信号光を構成する複数の信号チャネルに波長の短い順または長い順にチャネル番号を割り当てた場合に、奇数チャネルの信号光を出力するように構成されている。また、送信器２１ｂ、２１ｄ、２１ｆはＷＤＭ信号光を構成する偶数チャネルの信号光を出力するように構成されている。なお、送信器２１ａ〜２１ｆのそれぞれが出力する信号光の数は、奇数または偶数チャネルのうちの１つでもよいし複数でもよい。
【００２０】
複数の光増幅器２２は、送信器２１ａ〜２１ｆの数と対応した数だけ設けられた、たとえば光ファイバ増幅器や半導体光増幅器であり、送信器２１ａ〜２１ｆが出力した信号光を増幅する。光コネクタ２３は、送信器２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆのそれぞれから出力されて増幅された信号光を、それぞれマルチコア光ファイバ１０のコア部１２、１３、１４、１７、１６、１５に入力させるように構成されている。なお、この光コネクタ２３は、たとえば特許文献１に開示されるような、光ファイバを束ねて構成した光ファイババンドルによって実現することができる。
【００２１】
受信装置３０は、フォトダイオードなどの受光器で構成された受信器（Ｒｘ）３１ａ〜３１ｆを備える光受信部３１と、受信器３１ａ〜３１ｆに接続した複数の光増幅器３２と、複数の光増幅器３２に接続した光コネクタ３３とを備えている。複数の光増幅器３２は受信器３１ａ〜３１ｆの数に対応した数だけ設けられている。
【００２２】
光コネクタ３３は、マルチコア光ファイバ１０のコア部１２、１３、１４、１７、１６、１５から出力され、かつ複数の光増幅器３２によって増幅された信号光を、受信器３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆのそれぞれに入力させるように構成されている。光コネクタ３３も公知の光ファイババンドルによって実現することができる。
【００２３】
受信器３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆは、送信器２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆからマルチコア光ファイバ１０を介して伝送されてきた信号光を受光し、これを電気信号に変換するように構成されている。
【００２４】
この光伝送システム１００では、送信装置２０は、マルチコア光ファイバ１０の互いに最も隣接するコア部、たとえばコア部１２の場合はコア部１３またはコア部１７に対して、互いに波長が異なる信号光を入力させている。マルチコア光ファイバ１０は、入力された信号光を各コア部１２〜１７にて伝送する。受信装置３０は、各コア部１２〜１７を伝送された信号光を受信器３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆにて受光し、これを電気信号に変換する。
【００２５】
このように、光伝送システム１００では、たとえばコア部１２には奇数チャネルの信号光を入力させ、コア部１３またはコア部１７には偶数チャネルの信号光を入力させている。その結果、たとえコア部１２にコア部１３またはコア部１７を伝送する偶数チャネルの信号光のパワーが乗り移ってきたとしても、互いの波長が異なるので、乗り移った信号光はコア部１２を伝送する奇数チャネルの信号光との干渉は殆ど抑制される。また、他のコア部１３〜１７についても、当該コア部を伝送する信号光と他のコア部から乗り移ってきた信号光との干渉は殆ど抑制される。また、当該コア部を伝送する信号光と他のコア部から乗り移ってきた信号光との波長の差が大きくなるにつれて、相互位相変調のような非線形性の干渉も一層抑制される。したがって、本実施の形態１に係る光伝送システム１００はクロストーク特性が良好であり、たとえば長距離かつ低ペナルティーエラーでの光伝送に適する。
【００２６】
なお、実施の形態１ではコア部１１では信号光を伝送していないが、後述する実施の形態のようにコア部１１を用いて信号光を伝送してもよい。また、コア部１１を、マルチコア光ファイバ１０同士やマルチコア光ファイバ１０と送信装置２０または受信装置３０との接続時の光軸合わせなどに用いることもできる。さらに、実施の形態１において、マルチコア光ファイバ１０からコア部１１を削除した構成のマルチコア光ファイバをマルチコア光ファイバ１０に置き換えて用いてもよい。
【００２７】
（実施の形態２）
図２は、実施の形態２に係る光伝送システムのブロック構成図である。図２に示すように、この光伝送システム１００Ａは、光伝送システム１００において、送信装置２０を送信装置２０Ａに置き換え、受信装置３０を不図示の受信装置に置き換えたものである。
【００２８】
送信装置２０Ａは、送信器（Ｔｘ）２１Ａａ〜２１Ａｆを備える光送信部２１Ａと、送信器２１Ａａ〜２１Ａｆに接続した複数の光増幅器２２Ａと、複数の光増幅器２２Ａに接続した光コネクタ２３Ａとを備えている。
【００２９】
光送信部２１Ａは光通信に用いられる波長帯であるＣバンド（約１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍ）およびＬバンド（約１５６５ｎｍ〜１６２５ｎｍ）のＷＤＭ信号光を出力するものである。送信器２１Ａａ、２１Ａｃ、２１ＡｅはＣバンドのＷＤＭ信号光を出力するように構成されている。また、送信器２１Ａｂ、２１Ａｄ、２１ＡｆはＬバンドのＷＤＭ信号光を出力するように構成されている。
【００３０】
複数の光増幅器２２Ａは、送信器２１Ａａ〜２１Ａｆが出力した信号光を増幅する。光コネクタ２３Ａは、送信器２１Ａａ、２１Ａｂ、２１Ａｃ、２１Ａｄ、２１Ａｅ、２１Ａｆのそれぞれから出力されて増幅された信号光を、それぞれマルチコア光ファイバ１０のコア部１２、１３、１４、１７、１６、１５に入力させるように構成されている。
【００３１】
なお、不図示の受信装置は、図１に示す受信装置３０において、光受信部３１の各受信器を、送信器２１Ａａ、２１Ａｂ、２１Ａｃ、２１Ａｄ、２１Ａｅ、２１Ａｆから伝送されてきたＣバンドまたはＬバンドのＷＤＭ信号光を受信することができる受信器に置き換えた構成を有している。
【００３２】
この光伝送システム１００Ａでも、送信装置２０Ａは、マルチコア光ファイバ１０の互いに最も隣接するコア部、たとえばコア部１２の場合はコア部１３またはコア部１７に対して、互いに波長帯が異なる信号光を入力させている。このように、互いに隣接するコア部には波長帯自体が異なる信号光が入力されるので、コア部１２〜１７のそれぞれを伝送する信号光と他のコア部から乗り移ってきた信号光との干渉は一層抑制される。また、相互位相変調のような非線形性の干渉もより一層抑制される。したがって、本実施の形態２に係る光伝送システム１００Ａはより一層クロストーク特性が良好である。
【００３３】
なお、実施の形態２ではコア部１１では信号光を伝送していないが、後述する実施の形態のようにコア部１１を用いて信号光を伝送してもよい。また、コア部１１を、マルチコア光ファイバ１０同士やマルチコア光ファイバ１０と送信装置２０または受信装置３０との接続時の光軸合わせなどに用いることもできる。さらに、実施の形態１において、マルチコア光ファイバ１０からコア部１１を削除した構成のマルチコア光ファイバをマルチコア光ファイバ１０に置き換えて用いてもよい。
【００３４】
（実施の形態３）
図３は、実施の形態３に係る光伝送システムのブロック構成図である。図３に示すように、この光伝送システム１００Ｂは、光伝送システム１００において、送信装置２０を送信装置２０Ｂに置き換え、受信装置３０を送信装置３０Ｂに置き換えたものである。
【００３５】
送信装置２０Ｂは、送信器（Ｔｘ）２１Ｂａ〜２１Ｂｉを備える光送信部２１Ｂと、送信器２１Ｂａ〜２１Ｂｉに接続した複数の光増幅器２２Ｂと、複数の光増幅器２２Ｂに接続した光コネクタ２３Ｂとを備えている。
【００３６】
送信器２１Ｂａ〜２１Ｂｉは、ＷＤＭ信号光を構成する複数の信号チャネルに波長の短い順または長い順にチャネル番号を割り当てた場合に、それぞれ１チャネル〜９チャネルの信号光を出力するように構成されている。
【００３７】
複数の光増幅器２２Ｂは、送信器２１Ｂａ〜２１Ｂｉの数と対応した数だけ設けられており、送信器２１Ｂａ〜２１Ｂｉが出力した信号光を増幅する。光コネクタ２３Ｂは、送信器２１Ｂａ、２１Ｂｂ、２１Ｂｃ、２１Ｂｄ、２１Ｂｅ、２１Ｂｆ、２１Ｂｇ、２１Ｂｈ、２１Ｂｉのそれぞれから出力されて増幅された信号光を、それぞれマルチコア光ファイバ１０のコア部１２、１３、１１、１４、１５、１１、１６、１７、１１に入力させるように構成されている。
【００３８】
受信装置３０Ｂは、受信器（Ｒｘ）３１Ｂａ〜３１Ｂｉを備える光受信部３１Ｂと、受信器３１Ｂａ〜３１Ｂｉに接続した複数の光増幅器３２Ｂと、複数の光増幅器３２Ｂに接続した光コネクタ３３Ｂとを備えている。複数の光増幅器３２Ｂは受信器３１Ｂａ〜３１Ｂｉの数に対応した数だけ設けられている。
【００３９】
光コネクタ３３Ｂは、マルチコア光ファイバ１０のコア部１２、１３、１４、１５、１６、１７から出力され、かつ増幅された信号光を、受信器３１Ｂａ、３１Ｂｂ、３１Ｂｄ、３１Ｂｅ、３１Ｂｇ、３１Ｂｈのそれぞれに入力させ、かつコア部１１から出力され、かつ増幅された信号光を、受信器３１Ｂｃ、３１Ｂｆ、３１Ｂｉのそれぞれに入力させるように構成されている。
【００４０】
受信器３１Ｂａ、３１Ｂｂ、３１Ｂｃ、３１Ｂｄ、３１Ｂｅ、３１Ｂｆ、３１Ｂｇ、３１Ｂｈ、３１Ｂｉは、送信器２１Ｂａ、２１Ｂｂ、２１Ｂｃ、２１Ｂｄ、２１Ｂｅ、２１Ｂｆ、２１Ｂｇ、２１Ｂｈ、２１Ｂｉからマルチコア光ファイバ１０を介して伝送されてきた信号光を受光し、これを電気信号に変換するように構成されている。
【００４１】
ここで、コア部１１〜１７を、三角形状に配置されており、互いに最隣接ではないコア部１２、１４、１６からなる第１コア群と、逆三角形状に配置されており、互いに最隣接ではないコア部１３、１５、１７からなる第２コア群と、中心付近に位置するコア部１１からなる第３コア群とに分類する。
【００４２】
この光伝送システム１００Ｂでは、送信器２１Ｂａ〜２１Ｂｉから出力された１チャネル、２チャネル、・・・、９チャネルの信号光は、第１コア群、第２コア群、第３コア群、第１コア群、・・・、第３コア群に順番に割り当てられて入力されている。このようにすることによって、７つのコア部１１〜１７のすべてを使用して、互いに最も隣接するコア部に対して互いに波長の異なる信号光を、より波長差が大きい状態で入力させることができる。したがって、この光伝送システム１００Ｂでは、より大容量かつクロストーク特性が良好な光伝送を実現することができる。
【００４３】
なお、実施の形態３では、隣接しないコア部、たとえばコア部１２とコア部１４にもそれぞれ１チャネル、４チャネルという異なる波長の信号光を入力しているが、本発明はこれに限らず、隣接しないコア部同士であれば同じ波長（あるいは同じ波長帯）の信号光を入力させてもよい。
【００４４】
（実施の形態４）
図４は、実施の形態４に係る光伝送システムのブロック構成図である。図４に示すように、この光伝送システム１００Ｃは、光伝送システム１００において、送信装置２０を送信装置２０Ｃに置き換え、受信装置３０を送信装置３０Ｃに置き換えたものである。
【００４５】
送信装置２０Ｃは、送信器（Ｔｘ）２１Ｃａ〜２１Ｃｇを備える光送信部２１Ｃと、送信器２１Ｃａ〜２１Ｃｇに接続した複数の光増幅器２２Ｃと、複数の光増幅器２２Ｃに接続した光コネクタ２３Ｃとを備えている。
【００４６】
光送信部２１Ｃは光通信に使用される波長帯であるＳバンド（約１４６０ｎｍ〜１５３０ｎｍ）、Ｃバンド、およびＬバンドのＷＤＭ信号光を出力するものである。送信器２１Ｃａ、２１Ｃｃ、２１ＣｆはＣバンドのＷＤＭ信号光を出力するように構成されている。また、送信器２１Ｃｂ、２１Ｃｅ、２１ＣｇはＬバンドのＷＤＭ信号光を出力するように構成されている。また、送信器２１ＣｄはＳバンドのＷＤＭ信号光を出力するように構成されている。
【００４７】
複数の光増幅器２２Ｃは、送信器２１Ｃａ〜２１Ｃｇの数と対応した数だけ設けられており、送信器２１Ｃａ〜２１Ｃｇが出力した信号光を増幅する。光コネクタ２３Ｃは、送信器２１Ｃａ、２１Ｃｂ、２１Ｃｃ、２１Ｃｄ、２１Ｃｅ、２１Ｃｆ、２１Ｃｇのそれぞれから出力されて増幅された信号光を、それぞれマルチコア光ファイバ１０のコア部１２、１３、１４、１１、１７、１６、１５に入力させるように構成されている。
【００４８】
受信装置３０Ｃは、受信器（Ｒｘ）３１Ｃａ〜３１Ｃｇを備える光受信部３１Ｃと、受信器３１Ｃａ〜３１Ｃｇに接続した複数の光増幅器３２Ｃと、複数の光増幅器３２Ｃに接続した光コネクタ３３Ｃとを備えている。複数の光増幅器３２Ｃは受信器３１Ｃａ〜３１Ｃｇの数に対応した数だけ設けられている。
【００４９】
光コネクタ３３Ｃは、マルチコア光ファイバ１０のコア部１２、１３、１４、１１、１７、１６、１５から出力され、かつ増幅された信号光を、受信器３１Ｃａ、３１Ｃｂ、３１Ｃｃ、３１Ｃｄ、３１Ｃｅ、３１Ｃｆ、３１Ｃｇのそれぞれに入力させるように構成されている。
【００５０】
受信器３１Ｃａ、３１Ｃｂ、３１Ｃｃ、３１Ｃｄ、３１Ｃｅ、３１Ｃｆ、３１Ｃｇは、送信器２１Ｃａ、２１Ｃｂ、２１Ｃｃ、２１Ｃｄ、２１Ｃｅ、２１Ｃｆ、２１Ｃｇからマルチコア光ファイバ１０を介して伝送されてきた信号光を受光し、これを電気信号に変換するように構成されている。
【００５１】
ここで、コア部１１〜１７を、実施の形態３と同様にコア部１２、１４、１６からなる第１コア群と、コア部１３、１５、１７からなる第２コア群と、コア部１１からなる第３コア群とに分類する。
【００５２】
この光伝送システム１００Ｃでは、光送信部２１Ｃから出力されたＣバンド、Ｌバンド、Ｓバンドの信号光は、それぞれ第１コア群、第２コア群、第３コア群に割り当てられて入力されている。このようにすることによって、７つのコア部１１〜１７のすべてを使用して、互いに最も隣接するコア部に対して互いに波長帯の異なる信号光を入力させることができる。したがって、光伝送システム１００Ｃでは、より大容量かつクロストーク特性が良好な光伝送を実現することができる。なお、光伝送システム１００Ｃでは、Ｓバンドよりも伝送損失が小さいなどの理由でより伝送容量を大きくしやすいＣバンドとＬバンドとをコア部が多い第１または第３コア群に割り当てることで、よりコア部を効率良く利用できる。
【００５３】
（実施の形態５）
図５は、実施の形態５に係る光伝送システムのブロック構成図である。図５に示すように、この光伝送システム１００Ｄは、光伝送システム１００において、送信装置２０を送信装置２０Ｄに置き換え、受信装置３０を不図示の受信装置に置き換えたものである。
【００５４】
送信装置２０Ｄは、送信器（Ｔｘ）２１Ｄａ〜２１Ｄｇを備える光送信部２１Ｄと、送信器２１Ｄａ〜２１Ｄｇに接続した複数の光増幅器２２Ｄと、複数の光増幅器２２Ｄに接続した光コネクタ２３Ｄとを備えている。
【００５５】
光送信部２１Ｄにおいて送信器２１Ｄａ、２１Ｄｃ、２１ＤｆはＣバンドのＷＤＭ信号光の奇数チャネルの信号光を出力するように構成されている。送信器２１Ｄｂ、２１Ｄｅ、２１ＤｇはＣバンドのＷＤＭ信号光の偶数チャネルの信号光を出力するように構成されている。送信器２１ＤｄはＬバンドのＷＤＭ信号光を出力するように構成されている。
【００５６】
複数の光増幅器２２Ｄは、送信器２１Ｄａ〜２１Ｄｇが出力した信号光を増幅する。光コネクタ２３Ｄは、送信器２１Ｄａ、２１Ｄｂ、２１Ｄｃ、２１Ｄｄ、２１Ｄｅ、２１Ｄｆ、２１Ｄｇのそれぞれから出力されて増幅された信号光を、それぞれマルチコア光ファイバ１０のコア部１２、１３、１４、１１、１７、１６、１５に入力させるように構成されている。
【００５７】
なお、不図示の受信装置は、図１に示す受信装置３０において、光受信部３１の各受信器を、送信器２１Ｄａ〜２１Ｄｇから伝送されてきたＣバンドまたはＬバンドのＷＤＭ信号光を受信することができる受信器に置き換えた構成を有している。
【００５８】
この光伝送システム１００Ｄでは、光送信部２１Ｄから出力されたＣバンドの奇数チャネル、Ｃバンドの偶数チャネル、Ｌバンドの信号光は、それぞれ第１コア群、第２コア群、第３コア群に割り当てられて入力されている。このようにすることによって、７つのコア部１１〜１７のすべてを使用して、互いに最も隣接するコア部に対して互いに波長帯の異なるまたは互いに波長差が大きい信号光を入力させることができる。したがって、光伝送システム１００Ｄでは、より大容量かつクロストーク特性が良好な光伝送を実現することができる。なお、光伝送システム１００Ｄでは、Ｃバンドと比較して曲げ損失が大きいＬバンドの信号光をマルチコア光ファイバ１０の中心付近に位置するコア部１１に割り当てている。これによって、Ｌバンドの信号光はマルチコア光ファイバ１０の曲げの影響を受けにくくなるので、マルチコア光ファイバ１０のいずれのコア部を使用した場合においても低曲げ損失を実現できる。
【００５９】
上記実施の形態では、マルチコア光ファイバ１０はソリッド型であるが、ホーリーファイバ型のマルチコア光ファイバを用いてもよい。図６は、ホーリーファイバ型のマルチコア光ファイバの模式的な断面図である。図６に示すように、ホーリーファイバ型のマルチコア光ファイバ１０Ａは、コア部１１Ａ〜１７Ａと、コア部の外周に形成されたクラッド部１８Ａとを備えている。コア部１１Ａはマルチコア光ファイバ１０Ａの長手方向の軸の中心近傍に位置し、他のコア部１２Ａ〜１７Ａは、コア部１１Ａを重心とする正六角形の各頂点の位置に配置されている。コア部１１Ａ〜１７Ａとクラッド部１８Ａとは屈折率が等しい石英系ガラスからなる。また、クラッド部１８Ａは、各コア部１１Ａ〜１７Ａを含む各領域Ａ１〜Ａ７に形成された複数の空孔１９Ａを有する。空孔１９Ａは、三角格子状に配列されている。この三角格子の格子定数（すなわち空孔間距離）をΛとし、空孔径をｄとすると、各コア部１１Ａ〜１７Ａの光学特性は、各領域Ａ１〜Ａ７におけるｄ／Λ、Λ、および各コア部１１Ａ〜１７Ａを囲むように空孔１９Ａが形成する正六角形状の層（空孔層）の数によって設定することができる。なお、たとえば、ｄ／Λは０．４３であり、Λは７μｍであり、空孔層数は５であるが、特に限定はされない。
【００６０】
（実施の形態６）
つぎに、実施の形態６に係る、フォトニックバンドギャップファイバ型のマルチコア光ファイバを利用した光伝送システムについて説明する。図７は、実施の形態６に係る光伝送システムにおいて用いるフォトニックバンドギャップ型のマルチコア光ファイバの模式的な断面図である。
【００６１】
図７に示すように、フォトニックバンドギャップ型のマルチコア光ファイバ１０Ｂは、空孔構造を有するコア部１１Ｂ〜１７Ｂと、コア部の外周に形成されたクラッド部１８Ｂとを備えている。すなわち、マルチコア光ファイバ１０Ｂは、いわゆるＡｉｒ−ｃｏｒｅ型フォトニックバンドギャップファイバである。
【００６２】
コア部１１Ｂはマルチコア光ファイバ１０Ｂの長手方向の軸の中心近傍に位置し、他のコア部１２Ｂ〜１７Ｂは、コア部１１Ｂを重心とする正六角形の各頂点の位置に配置されている。コア部１１Ｂ〜１７Ｂとクラッド部１８Ｂとは屈折率が等しい石英系ガラスからなる。また、クラッド部１８Ｂは、各コア部１１Ｂ〜１７Ｂを含む各領域Ｂ１〜Ｂ７に形成された複数の空孔１９Ｂを有する。
【００６３】
ここで、各領域Ｂ１〜Ｂ７に配置された空孔１９Ｂは、フォトニック結晶を形成するように三角格子状に配列されており、伝送すべき光の波長において２次元のブラッグ反射によるフォトニックバンドギャップが形成されている。その結果、各領域Ｂ１〜Ｂ７に結晶欠陥として導入されたコア部１１Ｂ〜１７Ｂは、伝送すべき光の波長を含むバンドギャップ波長帯の光のみを伝送することができる。なお、三角格子の格子定数（すなわち空孔間距離）をΛとし、空孔径をｄとすると、各コア部１１Ｂ〜１７Ｂのバンドギャップ波長帯は、ｄ／ΛおよびΛによって設定することができる。
【００６４】
図８は、実施の形態６に係る光伝送システムのブロック構成図である。図８に示すように、光伝送システム１００Ｅは、図７に示すマルチコア光ファイバ１０Ｂと、図２に示した実施の形態２の送信装置２０Ａおよび不図示の受信装置とを備えている。
【００６５】
光コネクタ２３Ａは、送信器２１Ａａ、２１Ａｂ、２１Ａｃ、２１Ａｄ、２１Ａｅ、２１Ａｆのそれぞれから出力されて増幅された信号光を、それぞれマルチコア光ファイバ１０Ｂのコア部１２Ｂ、１３Ｂ、１４Ｂ、１７Ｂ、１６Ｂ、１５Ｂに入力させるように構成されている。
【００６６】
図９は、図８に示すマルチコア光ファイバ１０Ｂのバンドギャップ波長帯を模式的に示す図である。なお、横軸は波長、縦軸は閉じ込め損失をそれぞれ示している。図９に示すように、マルチコア光ファイバ１０Ｂでは、送信器２１Ａａ、２１Ａｃ、２１Ａｅから出力されたＣバンドのＷＤＭ信号光が入力される、互いに最隣接ではないコア部１２Ｂ、１４Ｂ、１６Ｂにおいては、Ｃバンドに対応するように線Ｌ１で示すバンドギャップ波長帯が設定されている。また、送信器２１Ａｂ、２１Ａｄ、２１Ａｆから出力されたＬバンドのＷＤＭ信号光が入力される、互いに最隣接ではないコア部１３Ｂ、１５Ｂ、１７Ｂにおいては、Ｌバンドに対応するように線Ｌ２で示すバンドギャップ波長帯が設定されている。
【００６７】
このように、光伝送システム１００Ｅでは、マルチコア光ファイバ１０Ｂは、互いに隣接するコア部には異なるバンドギャップ波長帯が設定されている。その結果、たとえばコア部１２Ｂに最隣接するコア部１３Ｂから信号光が乗り移ってきたとしても、その乗り移ってきた信号光はコア部１２Ｂを伝送されないから、信号光間の干渉はさらに一層抑制される。したがって、本実施の形態６に係る光伝送システム１００Ｅはより一層クロストーク特性が良好である。
【００６８】
図１０は、フォトニックバンドギャップ型のマルチコア光ファイバの閉じ込め損失スペクトルの一例を示す図である。ここで、横軸は、任意の波長λと、空孔間距離Λとの比を示し、縦軸は、ｄ／Λを０．９７に設定したときの、λ／Λに対する閉じ込め損失の計算値を示している（非特許文献４参照）。図１０の場合は、λ／Λが約０．３７の場合に閉じ込め損失が最小となるようなバンドギャップ波長帯が形成される。したがって、たとえば波長約１．５５μｍにおいて閉じ込め損失が最小となるようなバンドギャップ波長帯を形成する場合、Λを、約１．５５／０．３７＝４．１９μｍに設定すればよい。
【００６９】
なお、実施の形態６ではコア部１１Ｂでは信号光を伝送していないが、後述する実施の形態のようにコア部１１Ｂを用いて信号光を伝送してもよい。また、コア部１１Ｂを、マルチコア光ファイバ１０Ｂ同士やマルチコア光ファイバ１０Ｂと送信装置２０Ａまたは受信装置との接続時の光軸合わせなどに用いることもできる。さらに、実施の形態６において、マルチコア光ファイバ１０Ｂからコア部１１Ｂを削除した構成のマルチコア光ファイバをマルチコア光ファイバ１０Ｂに置き換えて用いてもよい。
【００７０】
（実施の形態７）
図１１は、実施の形態７に係る光伝送システムのブロック構成図である。図１１に示すように、光伝送システム１００Ｆは、マルチコア光ファイバ１０Ｂと、図４に示した実施の形態４の送信装置２０Ｃおよび不図示の受信装置とを備えている。
【００７１】
光コネクタ２３Ｃは、送信器２１Ｃａ、２１Ｃｂ、２１Ｃｃ、２１Ｃｄ、２１Ｃｅ、２１Ｃｆ、２１Ｃｇのそれぞれから出力されて増幅された信号光を、それぞれマルチコア光ファイバ１０Ｂのコア部１２Ｂ、１３Ｂ、１４Ｂ、１１Ｂ、１７Ｂ、１６Ｂ、１５Ｂに入力させるように構成されている。
【００７２】
図１２は、図１１に示すマルチコア光ファイバ１０Ｂのバンドギャップ波長帯を模式的に示す図である。なお、横軸は波長、縦軸は閉じ込め損失をそれぞれ示している。図１２に示すように、マルチコア光ファイバ１０Ｂでは、送信器２１Ｃａ、２１Ｃｃ、２１Ｃｆから出力されたＣバンドのＷＤＭ信号光が入力される、互いに最隣接ではないコア部１２Ｂ、１４Ｂ、１６Ｂにおいては、Ｃバンドに対応するように線Ｌ１で示すバンドギャップ波長帯が設定されている。また、送信器２１Ｃｂ、２１Ｃｅ、２１Ｃｇから出力されたＬバンドのＷＤＭ信号光が入力される、互いに最隣接ではないコア部１３Ｂ、１５Ｂ、１７Ｂにおいては、Ｌバンドに対応するように線Ｌ２で示すバンドギャップ波長帯が設定されている。さらに、送信器２１Ｃｄから出力されたＳバンドのＷＤＭ信号光が入力されるコア部１１Ｂにおいては、Ｓバンドに対応するように線Ｌ３で示すバンドギャップ波長帯が設定されている。
【００７３】
このように、光伝送システム１００Ｆでは、マルチコア光ファイバ１０Ｂは、互いに隣接するコア部には異なるバンドギャップ波長帯が設定されている。その結果、たとえばコア部１２Ｂに最隣接するコア部１３Ｂから信号光が乗り移ってきたとしても、その乗り移ってきた信号光はコア部１２Ｂを伝送されないから、信号光間の干渉はさらに一層抑制される。したがって、本実施の形態７に係る光伝送システム１００Ｆはより一層クロストーク特性が良好である。
【００７４】
（実施の形態８）
図１３は、実施の形態８に係る光伝送システムのブロック構成図である。図１３に示すように、この光伝送システム２００は、図１に示す送信装置２０と受信装置３０との間に、複数のマルチコア光ファイバ１０と、複数のマルチコア光増幅器４０とが交互に接続された構成を有している。
【００７５】
マルチコア光増幅器４０は、マルチコア光ファイバ１０によって伝送された信号光を光増幅してその伝送損失を補償するものである。マルチコア光増幅器４０は、たとえばエルビウム添加光ファイバ増幅器やラマン増幅器などの光ファイバ増幅器の増幅用光ファイバをマルチコア光ファイバで構成したものを用いることができる。または、マルチコア光増幅器４０は、マルチコア光ファイバ１０の各コア部を伝送してきた信号光を光ファイババンドル等で１本の光ファイバに合波し、それを１つのコア部を有する増幅用光ファイバを用いた光ファイバ増幅器で増幅する構成としてもよい。また、マルチコア光増幅器４０は半導体光増幅器で構成してもよい。
【００７６】
この光伝送システム２００は、光中継器としてのマルチコア光増幅器４０によってマルチコア光ファイバ１０を多段接続しているので、より長距離の光伝送を実現するのに好適である。
【００７７】
（実施の形態９）
図１４は、実施の形態９に係る光伝送システムのブロック構成図である。図１４に示すように、この光伝送システム３００は、図４に示す送信装置２０Ｃと受信装置３０Ｃとの間に、複数のマルチコア光ファイバ１０と、複数のマルチコア光増幅器５０とが交互に接続された構成を有している。
【００７８】
マルチコア光増幅器５０は、光コネクタ５１と、光増幅部５２と、光コネクタ５３とを備えている。光増幅部５２は、たとえば希土類添加光ファイバ増幅器やラマン増幅器などの光ファイバ増幅器で構成したものである。これらの光増幅器は、Ｓバンド、Ｃバンド、Ｌバンドの信号光をそれぞれ増幅することができる３種類の増幅用光ファイバを備えている。光コネクタ５１は、マルチコア光ファイバ１０を伝送してきた信号光をＳバンド、Ｃバンド、Ｌバンドごとに、光増幅部５２の各バンド用の増幅用光ファイバに入力させるように構成されている。光コネクタ５３は、光増幅部５２の各増幅用光ファイバで増幅された各バンドの信号光を、信号光ごとに対応するマルチコア光ファイバ１０のコア部に入力させるように構成されている。なお、各バンド用の増幅用光ファイバは、単一のコア部を有するシングルコア光ファイバで構成としてもよいし、たとえばマルチコア光ファイバで構成してもよい。この場合、たとえばＣバンドを例にして説明すると、Ｃバンドの増幅すべき信号光の数だけシングルコア増幅用光ファイバを設けるようにしてもよいし、Ｃバンドの増幅すべき信号光を複数のグループに分類し、そのグループの数だけシングルコア増幅用光ファイバを設けるようにしてもよいし、Ｃバンドの全ての信号光を１つのシングルコア増幅用光ファイバで増幅する構成にしてもよい。また、Ｃバンドの増幅すべき信号光の数だけのコア部を有するマルチコア増幅用光ファイバを設けるようにしてもよいし、Ｃバンドの増幅すべき信号光のグループの数だけのコア部を有するマルチコア増幅用光ファイバを設けるようにしてもよい。
【００７９】
この光伝送システム３００も、光中継器としてのマルチコア光増幅器５０によってマルチコア光ファイバ１０を多段接続しているので、より長距離の光伝送を実現するのに好適である。
【００８０】
つぎに、図７に示すフォトニックバンドギャップ型のマルチコア光ファイバ１０Ｂの製造方法を説明する。マルチコア光ファイバ１０Ｂは公知のスタックアンドドロー法を用いて、コア部１１Ｂ〜１７Ｂとなる空孔とコア部１１Ｂ〜１７Ｂにバンドギャップ波長帯を形成するための空孔とを形成した光ファイバ母材を形成し、その空孔構造を制御しながら線引きすることで製造することができる。また、マルチコア光ファイバ１０Ｂは、以下に説明する方法で製造すれば、より製造の負荷が軽減される。
【００８１】
図１５は、フォトニックバンドギャップ型のマルチコア光ファイバ１０Ｂの製造方法の一例を説明する図である。図１５に示す方法では、スタックアンドドロー法によって、コア部１１Ｂ〜１７Ｂのいずれかとなる空孔６１ａとコア部にバンドギャップ波長帯を形成するための空孔６１ｂとを含むガラス母材６１を形成する。なお、ガラス母材６１は各コア部１１Ｂ〜１７Ｂの特性に対応したものを７本用意する。そして、これらのガラス母材６１を束状にしてガラス管６２内に挿入し、光ファイバ母材６０を形成する。ガラス母材の太さはガラス管６２内にスタックすることが可能な程度の太さとする。そして、この光ファイバ母材６０を線引きしてマルチコア光ファイバ１０Ｂを製造する。この方法によれば、空孔構造を形成するための多数のガラス管またはガラス棒を一度に多量にスタックしなくても良いので、より製造の負荷が軽減される。なお、光ファイバ母材６０の形成の際にガラス母材６１とガラス管６２との間の隙間を構造安定用のガラス棒などで充填すれば、線引きの際に空孔構造が安定するので好ましい。また、線引きの際に空孔内の圧力を制御して空孔を所望の形状に変形させ、損失特性などのマルチコア光ファイバの特性を向上させるようにしてもよい。
【００８２】
なお、上記実施の形態では、フォトニックバンドギャップ型のマルチコア光ファイバはコア部が空孔構造であるＡｉｒ−ｃｏｒｅ型であるが、コア部が中実構造のソリッドコア型でもよい。
【００８３】
また、上記実施の形態において、送信装置または受信装置内の光増幅器は、送信器または受信器ごとに設けられているが、複数の送信器または受信器に対応する信号光を一括して増幅するような光増幅器を用いてもよい。
【００８４】
また、上記実施の形態では、マルチコア光ファイバのコア部の数は７であるが、２個以上であれば特に限定されず、たとえば公知の１９個のコア部を有するマルチコア光ファイバに本発明を適用しても良い。
【００８５】
また、上記各実施形態の各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。その他、上記実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００８６】
１０、１０Ａ、１０Ｂ  マルチコア光ファイバ
１１〜１７、１１Ａ〜１７Ａ、１１Ｂ〜１７Ｂ  コア部
１８、１８Ａ、１８Ｂ  クラッド部
１９Ａ、１９Ｂ、６１ａ、６１ｂ    空孔
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ  送信装置
３０、３０Ｂ、３０Ｃ  受信装置
２１、２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ  光送信部
３１、３１Ｂ、３１Ｃ  光受信部
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆ、２１Ａａ、２１Ａｂ、２１Ａｃ、２１Ａｄ、２１Ａｅ、２１Ａｆ、２１Ｂａ、２１Ｂｂ、２１Ｂｃ、２１Ｂｄ、２１Ｂｅ、２１Ｂｆ、２１Ｂｇ、２１Ｂｈ、２１Ｂｉ、２１Ｃａ、２１Ｃｂ、２１Ｃｃ、２１Ｃｄ、２１Ｃｅ、２１Ｃｆ、２１Ｃｇ、２１Ｄａ、２１Ｄｂ、２１Ｄｃ、２１Ｄｄ、２１Ｄｅ、２１Ｄｆ、２１Ｄｇ  送信器
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆ、３１Ｂａ、３１Ｂｂ、３１Ｂｃ、３１Ｂｄ、３１Ｂｅ、３１Ｂｆ、３１Ｂｇ、３１Ｂｈ、３１Ｂｉ、３１Ｃａ、３１Ｃｂ、３１Ｃｃ、３１Ｃｄ、３１Ｃｅ、３１Ｃｆ、３１Ｃｇ  受信器
２２、２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、３２、３２Ｂ、３２Ｃ、  光増幅器
２３、２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄ、３３、３３Ｂ、３３Ｃ、５１、５３  光コネクタ
４０、５０  マルチコア光増幅器
５２  光増幅部
６０  光ファイバ母材
６１  ガラス母材
６２  ガラス管
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ、１００Ｆ、２００、３００  光伝送システム
Ａ１〜Ａ７、Ｂ１〜Ｂ７  領域
Ｌ１〜Ｌ３  線
【図１】
2015135497.tif 000003
【図２】
2015135497.tif 000004
【図３】
2015135497.tif 000005
【図４】
2015135497.tif 000006
【図５】
2015135497.tif 000007
【図６】
2015135497.tif 000008
【図７】
2015135497.tif 000009
【図８】
2015135497.tif 000010
【図９】
2015135497.tif 000011
【図１０】
2015135497.tif 000012
【図１１】
2015135497.tif 000013
【図１２】
2015135497.tif 000014
【図１３】
2015135497.tif 000015
【図１４】
2015135497.tif 000016
【図１５】
2015135497.tif 000017