(57)【要約】【課題】  クロストークが生じる場合であっても、光ファイバ毎のクロストーク量の差を低減することができるバンドル型マルチコアファイバ、及び、光配線板型光ファイバを提供する。【解決手段】  ３本以上の光ファイバ１０ａ〜１０ｇが互いに結束されてなるバンドル型マルチコアファイバ、或いは、３本以上の光ファイバ１０ａ〜１０ｃが平面状に横並びに配置されてなる光配線板型光ファイバは、少なくとも１本の光ファイバと他の光ファイバとの相対的な位置関係が、長手方向に沿って変化することを特徴とする。【選択図】    図４
2015087614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３本以上の光ファイバが互いに結束されてなるバンドル型マルチコアファイバであって、
少なくとも１本の前記光ファイバと他の光ファイバとの相対的な位置関係が、長手方向に沿って変化する
ことを特徴とするバンドル型マルチコアファイバ。
【請求項２】
前記複数の光ファイバの内、少なくとも２本の光ファイバの位置が長手方向に沿って入れ替わる
ことを特徴とする請求項１に記載のバンドル型マルチコアファイバ。
【請求項３】
それぞれの前記光ファイバのクラッドの外径が３０μｍ以上５０μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１または２に記載のバンドル型マルチコアファイバ。
【請求項４】
それぞれの前記光ファイバのクラッドを被覆する被覆層の厚みが５μｍ以上５０μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のバンドル型マルチコアファイバ。
【請求項５】
それぞれの前記光ファイバのコアには活性元素が非添加とされる
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のバンドル型マルチコアファイバ。
【請求項６】
それぞれの前記光ファイバのコアには活性元素が添加される
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のバンドル型マルチコアファイバ。
【請求項７】
３本以上の光ファイバが平面状に横並びに配置されてなる光配線板型光ファイバであって、
少なくとも１本の前記光ファイバと他の光ファイバとの相対的な位置関係が、長手方向に沿って変化する
ことを特徴とする光配線板型光ファイバ。
【請求項８】
前記複数の光ファイバの内、少なくとも２本の光ファイバの位置が長手方向に沿って入れ替わる
ことを特徴とする請求項７に記載の光配線板型光ファイバ。
【請求項９】
それぞれの前記光ファイバのクラッドの外径が３０μｍ以上５０μｍ以下である
ことを特徴とする請求項７または８に記載の光配線板型光ファイバ。
【請求項１０】
それぞれの前記光ファイバのクラッドを被覆する被覆層の厚みが５μｍ以上５０μｍ以下である
ことを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の光配線板型光ファイバ。
【請求項１１】
それぞれの前記光ファイバのコアには活性元素が非添加とされる
ことを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項に記載の光配線板型光ファイバ。
【請求項１２】
それぞれの前記光ファイバのコアには活性元素が添加される
ことを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項に記載の光配線板型光ファイバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クロストークが生じる場合であっても、光ファイバ毎のクロストーク量の差を低減することができるバンドル型マルチコアファイバおよび光配線板型光ファイバに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ファイバ通信システムの普及に伴い、伝送される情報量が飛躍的に増大している。このような伝送される情報量の増大に伴い、複数のコアの外周面が１つのクラッドにより囲まれたマルチコアファイバの研究がなされている（下記非特許文献１参照）。
【０００３】
また、マルチコアファイバの他の形態として、既存の単芯の光ファイバを束ねて成るバンドル型のマルチコアファイバが提案されている（下記非特許文献２参照）。このような単芯の光ファイバが多数バンドルされたバンドル型のマルチコアファイバによれば、一つのクラッド内に複数のコアを配置する必要が無く、広く普及している単芯の光ファイバを用いることができるため、製造が容易であるというメリットを有している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｋ．  Ｍｕｋａｓａ  ｅｔ  ａｌ．，  “Ｍｕｌｔｉ−ｃｏｒｅ  ｆｉｂｅｒ  ｆｏｒ  ｓｐａｃｅ−ｄｉｖｉｓｉｏｎ−ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ，”  Ｋｏｒｅａ−Ｊａｐａｎ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ  ｏｎ  Ｂｅｙｏｎｄ  １００Ｇ，  ＴｈＢ４，  Ｊｅｊｕ  Ｇｒａｎｄ  Ｈｏｔｅｌ，  Ｋｏｒｅａ，  ２０１１
【非特許文献２】Ｋ．  Ｈｏｇａｒｉ  ｅｔ  ａｌ．，  “Ｎｏｂｅｌ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ  Ｃａｂｌｅ  ｗｉｔｈ  Ｕｌｔｒａｈｉｇｈ  Ｄｅｎｓｉｔｙ，”  Ｊｏｕｎａｌ  ｏｆ  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，  Ｖｏｌ．２６，  Ｎｏ．  １７  （２００８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、通常光ファイバは、コアと、コアの外周面を囲むクラッドと、クラッドの外周面を被覆する被覆層を有している。この被覆層は、通常、クラッドよりも高い屈折率とされ、クラッドの保護層としての機能の他、クラッドを伝搬する不要な光を吸収する機能を有している。
【０００６】
しかし、非特許文献２に記載のバンドル型のマルチコアファイバを細径化するために、結束されるそれぞれの光ファイバのクラッドの外径や被覆層の厚さを小さくすると、被覆層が仮想のコアとして働く場合があり、この場合、互いに隣り合う単芯の光ファイバにおいて、被覆層を介したクロストークが生じる場合があるということが、本発明者等により見出された。
【０００７】
また、このようなクロストークを抑制するために、被覆層の屈折率がクラッドの屈折率以下とされるバンドル型マルチコアファイバが考えられる。しかし、被覆層の屈折率がクラッドの屈折率以下とされる場合であっても、クラッドの厚みや、被覆層の厚みが小さくされ、互いに隣り合うコア同士の距離が小さくされるとクロストークが生じる場合がある。
【０００８】
このようなクロストークは、バンドル型マルチコアファイバにおいて配置される光ファイバの位置により異なる。例えば、中心に１本の光ファイバが配置され、この光ファイバを囲むように６本の光ファイバが配置される場合、中心に配置される光ファイバは、周囲に配置される光ファイバよりもクロストーク量が大きくなる傾向がある。また、バンドル型マルチコアファイバを構成する複数の光ファイバの特性は、必ずしも同じではない。例えば、特定の光ファイバ同士が互いに隣り合って配置されると、他の光ファイバ同士が互いに隣り合って配置される場合よりも、クロストークが生じ易くなる場合がある。このようにバンドル型マルチモードファイバでは偶発的にクロストークが生じ易い光ファイバ同士が隣り合う場合がある。この場合、クロストークが生じ易い光ファイバの組は、他の光ファイバの組よりもクロストーク量が大きくなる。従って、このようなバンドル型マルチコアファイバでは、光ファイバ毎にクロストーク量が偏る傾向がある。また、バンドル型マルチコアファイバに用いられるような複数の光ファイバが横並びに平面状に配列されてなる光配線板型光ファイバが知られている。上記のクロストークが偏る傾向は、この光配線板型光ファイバにおいても生じ得る。このように光ファイバ毎にクロストーク量が偏るとそれぞれの光ファイバから信号を受信する受信部における信号の再現が困難となる場合がある。
【０００９】
そこで、本発明は、クロストークが生じる場合であっても、光ファイバ毎のクロストーク量の差を低減することができるバンドル型マルチコアファイバ、及び、光配線板型光ファイバを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明は、３本以上の光ファイバが互いに結束されてなるバンドル型マルチコアファイバ、或いは、３本以上の光ファイバが平面状に横並びに配置されてなる光配線板型光ファイバであって、少なくとも１本の前記光ファイバと他の光ファイバとの相対的な位置関係が、長手方向に沿って変化することを特徴とするものである。
【００１１】
少なくとも１本の光ファイバと他の光ファイバとの相対的な位置関係が、長手方向に沿って変化することにより、当該１本の光ファイバと他の光ファイバとのクロストークの状態が変化する。このようにクロストークの状態が変化することで、特定のクロストークが維持されることを防止することができる。従って、特定の光ファイバのクロストーク量が大きくなることを抑制することができる。こうして、それぞれの光ファイバの相対的な位置関係が変化しない場合と比べて、本発明のバンドル型マルチコアファイバや光配線板型光ファイバは、クロストークが生じる場合であっても、光ファイバ毎のクロストーク量の差を低減することができるのである。
【００１２】
また、前記複数の光ファイバの内、少なくとも２本の光ファイバの位置が長手方向に沿って入れ替わることが好ましい。
【００１３】
少なくとも２本の光ファイバの位置が入れ替わることにより、互いに入れ替わる光ファイバのクロストークの状態が、２本の光ファイバの位置が入れ替わる前後で異なる状態となる。例えば、ある特定の光ファイバのクロストーク量が大きい場合であっても、この光ファイバが他の光ファイバと入れ替わることで、この特定の光ファイバのクロストーク量を低減することができる。一方、特定の光ファイバと位置が入れ替わった光ファイバは、クロストーク量が大きくなる傾向にある。従って、このような構成とすることにより、光ファイバ毎のクロストーク量の差をより低減することができるのである。
【００１４】
また、それぞれの前記光ファイバのクラッドの外径が３０μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。クラッドの外径が３０μｍ以上であれば、クラッド径が細くなることによる損失増加を抑制することが可能になる。また、必要な機械的強度を確保することが可能になる。また、クラッドの外径が５０μｍ以下とされることで、通常の１２５μｍ外径のものに比べて収容径を小さくすることが可能になる。
【００１５】
また、それぞれの前記光ファイバのクラッドを被覆する被覆層の厚みが５μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。被覆層の厚みが５μｍ以上であれば、十分に被覆層の厚みを確保でき、被覆層の厚みが５０μｍ以下であれば、クラッドと被覆層とにおける光の閉じ込め力が大きくなり過ぎずに、高次モードの光を逃げやすくすることができる。
【００１６】
また、それぞれの前記光ファイバのコアには活性元素が非添加とされることとしても良く、この場合、バンドル型マルチコアファイバや光配線板型光ファイバを通信における光信号の長距離伝送用途に用いることができる。そしてこの場合、波長が１５５０ｎｍの光が前記コアを伝搬する場合に、クロストークが１０００ｍあたり−３０ｄＢ以下とされることが好ましい。
【００１７】
また、それぞれの前記光ファイバのコアには活性元素が添加されていることとしても良く、この場合、バンドル型マルチコアファイバや光配線板型光ファイバをバンドル型増幅用マルチコアファイバや光配線板型増幅用光ファイバとすることができる。そしてこの場合、波長が１５５０ｎｍの光が前記コアを伝搬する場合に、クロストークが１０ｍあたり−３０ｄＢ以下とされることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明によれば、クロストークが生じる場合であっても、光ファイバ毎のクロストーク量の差を低減することができるバンドル型マルチコアファイバ、及び、光配線板型光ファイバが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係るバンドル型マルチコアファイバの長手方向に垂直な断面図である。
【図２】図１に示す光ファイバの様子を示す図である。
【図３】コア間距離と結合定数との関係を被覆層の屈折率毎に示す図である。
【図４】図１に示すバンドル型マルチコアファイバにおける光ファイバの配置を説明する図である。
【図５】マルチコアファイバのシミュレーションモデルを示す図である。
【図６】図５のモデルのシミュレーション結果を示す図である。
【図７】図４に示すバンドル型マルチコアファイバを用いた光ファイバ増幅器を示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係る光配線板型光ファイバの長手方向に垂直な断面図である。
【図９】図８に示す光配線板型光ファイバにおける光ファイバの配置を説明する図である。
【図１０】光配線板型光ファイバのシミュレーションモデルを示す図である。
【図１１】図１０のモデルのシミュレーション結果を示す図である。
【図１２】比較例１の測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係るバンドル型マルチコアファイバ、光配線板型光ファイバの好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、理解の容易のため、ぞれぞれの図に記載のスケールと、以下の説明に記載のスケールとが異なる場合がある。
【００２１】
（バンドル型マルチコアファイバ）
図１は、本実施形態に係るバンドル型マルチコアファイバ（以下マルチコアファイバと称する場合がある）の長手方向に垂直な断面図である。図１に示すようにマルチコアファイバ１は、互いに結束された複数の光ファイバ１０ａ〜１０ｇと、それぞれの光ファイバ１０ａ〜１０ｇを結束するシース１５とを備えている。なお、本実施形態では、光ファイバが７本の例とされ、中心に１本の光ファイバ１０ａが配置され、中心に配置された光ファイバ１０ａを取り囲むように外周側に６本の光ファイバ１０ｂ〜１０ｇが配置され、互いに隣り合う光ファイバの外周面同士が互いに接している。つまり本実施形態では、それぞれの光ファイバ１０a〜１０ｇは、１−６配置とされて、最密充填配置されている。
【００２２】
図２は、図１に示すそれぞれの光ファイバ１０ａ〜１０ｇの様子を示す図である。具体的には、図２（Ａ）は、図１に示す光ファイバ１０ａ〜１０ｇの長手方向に垂直な断面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示す光ファイバ１０ａ〜１０ｇの径方向での屈折率分布を示す図である。なお、本実施形態では、特に言及がない限り光ファイバ１０ａ〜１０ｇがそれぞれ同様の構成として説明する。
【００２３】
図２（Ａ）に示すように、光ファイバ１０ａ〜１０ｇは、コア１１と、コア１１の外周面を隙間なく囲むクラッド１２と、クラッド１２の外周面を被覆する被覆層１３とを備える。本実施形態では、コア１１のモードフィールド直径（ＭＦＤ：Mode Field Diameter）は例えば波長１５５０ｎｍにおいて５μｍ以上１０μｍ以下とされ、クラッド１２の外径は例えば３０μｍ以上５０μｍ以下とされる。クラッド１２の外径が３０μｍ以上とされることで、伝送損失の増加を抑制することができると共に、必要な機械的強度を確保することができる。また、クラッド１２の外径が５０μｍ以下とされることで、クラッド径１２５μｍの従来構造ファイバでは実現不可能な小径での収納を実現することができる。
【００２４】
また、被覆層１３の厚みは例えば５μｍ以上５０μｍ以下とされる。被覆層１３は、通常、塗布した紫外線硬化性樹脂等といった未硬化状態の樹脂を硬化させることで形成する。このため被覆層１３の厚みには、部分によるばらつきが生じやすい。しかし、被覆層１３の厚みが５μｍ以上であれば、どの部分においても十分に被覆層１３の厚みを確保できる。また、被覆層１３の厚みが５０μｍ以下であれば、クラッド１２と被覆層１３とにおける光の閉じ込め力が大きくなり過ぎずに、伝搬する光のうち高次モードの光を逃げやすくすることができ、それぞれの光ファイバ１０ａ〜１０ｇを高次モードの光が伝搬することを抑制することができる。
【００２５】
上記のようにクラッド１２の外径が３０μｍ以上５０μｍ以下とされ、被覆層１３の厚みが被覆層１３の厚みは例えば５μｍ以上５０μｍ以下とされると、互いに隣り合う光ファイバ１０のコア１１の中心間距離（コア間距離）は、４０μｍ以上１５０μｍ以下とされる。
【００２６】
また、図２（Ｂ）に示すように、クラッド１２の屈折率ｎ２はコア１１の屈折率ｎ１よりも低くされている。さらに、被覆層１３の屈折率ｎ３はクラッド１２の屈折率ｎ２以下とされ、本実施形態ではクラッド１２の屈折率ｎ２よりも低くされている。コア１１とクラッド１２の比屈折率差は、光ファイバの用途に応じて大きく異なる。一般的は、伝送用シングルモードファイバの場合は、０．３５％前後、増幅用光ファイバの場合は０．９％前後であることが多い。クラッド１２には、シリカガラス（ＳｉＯ２）が広く用いられる。必要に応じて塩素やフッ素といったドーパントが添加される。ドーパントを添加された場合のクラッドのシリカガラスに対する比屈折率差は−０．３％以上０．１％以下であることが一般的である。また、被覆層１３の屈折率ｎ３は、例えばクラッド１２の屈折率ｎ２が１．４５６である場合に、例えば１．３以上１．４５以下とされる。つまり、クラッド１２と被覆層１３との比屈折率差（ｎ３２−ｎ２２）／ｎ３２は、例えば−１０%以上−１．５％以下とされる。クラッド１２に対する被覆層１３の比屈折率差が−１．５％以下であれば、クラッドと被覆層の屈折率の波長依存性および温度依存性の違いによらず常に被覆の屈折率をクラッドの屈折率より低くすることが可能になる。また、クラッドに対する被覆層の屈折率差が−１０％以上であれば、クラッド厚を適切に設定することにより高次モードの過度の閉じこめを防ぐことが可能になり、コアの光学特性を変えない設計を行うことが可能になる。
【００２７】
なお、コア１１には、活性元素が添加されていても良い。この場合、それぞれの光ファイバ１０ａ〜１０ｇは増幅用光ファイバとされ、マルチコアファイバ１はバンドル型増幅用マルチコアファイバとされる。この活性元素は励起光を吸収することで励起状態とされる元素であり、イッテルビウム（Ｙｂ）、ネオジウム（Ｎｄ）、エルビウム(Ｅｒ)、プラセオジウム（Ｐｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、ホロミウム（Ｈｏ）、テルビウム（Ｔｂ）等の希土類元素を挙げることができる。さらに活性元素として、希土類元素の他に、Ｂｉ（ビスマス）を挙げることができる。さらに、活性元素として、Ｔｉ(チタン)、Ｃｒ（クロム）、Ｎｉ（ニッケル）等の遷移金属を挙げることができる。
【００２８】
また、シース１５は、複数の光ファイバ１０ａ〜１０ｇを結束する限りにおいて特に限定されないが、例えば紫外線硬化樹脂から成る。またシース１５の屈折率は、例えばその屈折率がクラッド１２の屈折率ｎ２以下であることが好ましく、被覆層１３の屈折率ｎ３の屈折率より小さいことが好ましい。シース１５の屈折率がこのように低くされる場合、仮にシース１５を構成する樹脂が光ファイバ１０ａ〜１０ｇの間に入り込む場合があっても、シース１５が仮想のコアとされることが無く、この仮想のコアを介したクロストークを防止することができる。このように複数の光ファイバ１０を結束するシース１５を形成するには、例えば、押し出し成型によりシース１５を形成すればよい。
【００２９】
ここで、コア間距離と被覆層１３の関係について説明する。まず、コア１１とクラッド１２とから成り、クラッド１２の外径が４０μｍで屈折率が１．４５６であって、コア１１のクラッド１２に対する比屈折率差が１％であり、カットオフ波長が０．９１μｍである光ファイバ素線を想定した。そして、この光ファイバ素線が、屈折率が１．３０，１．４０，１．４５４，１．４５６，１．４５８である被覆層で被覆されるそれぞれの場合について、被覆層１３の屈折率ごとにコア間距離と結合定数との関係を調べた。
【００３０】
図３は、コア間距離と結合定数との関係を被覆層１３の屈折率毎に示す図である。図３に示すように、被覆層１３の屈折率が低くなるほど結合定数が低くなり、同じ結合定数であれば被覆層１３の屈折率が低くなるほどコア間距離を小さくすることができることが分かる。また、被覆層１３の屈折率が１．４５６から１．４５８へ変化する場合の結合定数の変化は、被覆層１３の屈折率が１．４５４から１．４５６へ変化する場合の結合定数の変化よりも大きいことが分かる。つまり、被覆層１３の屈折率がクラッド１２の屈折率（１．４５６）よりも高くなると、結合定数が急激に大きくなることが分かる。また、結合定数がある値に定められる場合、被覆層１３の屈折率がクラッド１２の屈折率（１．４５６）よりも高くなると、コア間距離を急激に大きくしなければならないことが分かる。上記のように本実施形態のマルチコアファイバ１では、被覆層１３の屈折率がクラッド１２の屈折率以下とされるため、被覆層１３の屈折率がクラッド１２の屈折率より高い場合と比べて、結合定数が抑えられており、細線化してもクロストークが抑えられることが分かる。
【００３１】
このようなマルチコアファイバ１のそれぞれの光ファイバ１０ａ〜１０ｇのコア１１に信号光が入射すると、信号光はそれぞれのコア１１を伝搬する。このとき上記のように被覆層１３の屈折率ｎ３が、クラッド１２の屈折率ｎ２以下とされるため、互いに隣り合う光ファイバのクラッド１２間に位置する被覆層１３が仮想のコアとして働くことを抑制できる。また、本実施形態におけるそれぞれの光ファイバ１０ａ〜１０ｇの被覆層１３の屈折率ｎ３は、クラッド１２の屈折率より低くされている。このため被覆層１３が、上記のように仮想のコアとして働かないばかりか、互いに隣り合う光ファイバ１０ａ〜１０ｇのクラッド１２間におけるクロストークのバリア層として機能することができる。従って、マルチコアファイバ１の細径化のために、それぞれの光ファイバ１０ａ〜１０ｇのクラッド１２の外径が小さくされたり、被覆層１３が薄くされたりする場合であっても、互いに隣り合う光ファイバにおける被覆層１３を介したクロストークを抑制することができる。こうして、本実施形態のマルチコアファイバ１によれば、細径化される場合であってもクロストークを抑制することができる。
【００３２】
なお、マルチコアファイバ１は、通信における伝送用途に用いられることができる。この場合、数百ｍから１万ｍ程度の長さで使用され、１０００ｍあたり−３０ｄＢ以下のクロストークであれば十分に実用可能である。
【００３３】
また、上記のようにコア１１に活性元素が添加され、マルチコアファイバ１がバンドル型増幅用マルチコアファイバとされる場合においては、１０ｍ程度の長さで使用され、１０ｍあたり−３０ｄＢ以下のクロストークであれば十分に実用可能である。この場合コア１１に信号光および励起光が入射すると、活性元素は励起光を吸収して励起状態とされる。そして、励起状態の活性元素が信号光により誘導放出を起こすことで、信号光は増幅される。この場合であっても、上記と同様にして互いに隣り合う光ファイバにおける被覆層１３を介したクロストークを防止することができる。従って、細径化される場合であってもクロストークを抑制することができる。
【００３４】
なお、マルチコアファイバ１において、コア１１とクラッド１２との屈折率差が、互いに隣り合う光ファイバにおいて互いに異なるようにしても良い。このように屈折率差が異なることにより、互いに隣り合う光ファイバにおける光の伝搬条件を異ならすことができ、よりクロストークを小さくすることができる。この場合、互いに隣り合う光ファイバのコア１１の屈折率が互いに等しく、かつ、互いに隣り合う光ファイバのクラッド１２の屈折率が互いに異なることにより、互いに隣り合う光ファイバのコア１１とクラッド１２の屈折率差が互いに異なる構成とされることが好ましい。或いは、互いに隣り合う光ファイバのクラッド１２の屈折率が互いに等しく、かつ、互いに隣り合う光ファイバのコア１１の屈折率が互いに異なることにより、互いに隣り合う光ファイバのコア１１とクラッド１２の屈折率差が互いに異なる構成とされてもやはり好ましい。また、それぞれの被覆層１３の屈折率が、互いに隣り合う光ファイバにおいて互いに異なるようにしても良い。
【００３５】
次にマルチコアファイバ１を構成するそれぞれの光ファイバ１０ａ〜１０ｇの配置について説明する。
【００３６】
図４は、図１に示すバンドル型マルチコアファイバ１における光ファイバ１０ａ〜１０ｇの配置を説明する図である。なお、図４では、シース１５は省略されている。上記のように本実施形態のマルチコアファイバ１では、７本の光ファイバ１０ａ〜１０ｇが最密充填配置されている。本実施形態では、図４に示すように、マルチコアファイバ１の長手方向に沿った区間Ｓ１では、中心に光ファイバ１０ａが配置され、光ファイバ１０ａを取り囲むように光ファイバ１０ｂ〜光ファイバ１０ｇが配置されている。区間Ｓ１に隣接する区間Ｓ２にかけて、複数の光ファイバ１０ａ〜１０ｇの内、２本の光ファイバの位置が入れ替わる。具体的には、光ファイバ１０ａと光ファイバ１０ｂの位置が入れ替わる。このため、区間Ｓ１と区間Ｓ２とでは、光ファイバ１０ａ及び光ファイバ１０ｂと他の光ファイバ１０ｃ〜１０ｇとの相対的な位置関係が変化している。また、ある特定の区間Ｓｎでは、区間Ｓ２から１回以上２本の光ファイバが入れ替わることで、区間Ｓ１における光ファイバ１０ａ〜１０ｇの配置に対して、光ファイバ１０ａと光ファイバ１０ｇとが入れ替わった配置とされている。
【００３７】
次に、マルチコアファイバ１のクロストークについて説明する。
【００３８】
図５は、マルチコアファイバ１のシミュレーションモデルを示す図である。図５に示すように本モデルでは、それぞれの光ファイバ１０ａ〜１０ｇがコア１１、クラッド１２から成り、図１に示す被覆層１３を有さない。そして互いに隣り合う光ファイバ１０のクラッド１２同士が接して、複数の光ファイバが１−６配置されている。また、それぞれの光ファイバ１０ａ〜１０ｇにおいて、コア１１の屈折率を径方向で一定として、コア１１とクラッド１２の比屈折率差を１％とし、カットオフ波長を０．９１μｍとし、クラッド１２の屈折率を１．４５６とし、クラッド１２の周囲の空間の屈折率をクラッド１２と同じとした。また、クラッドの外径を４０μｍとした。この場合、互いに隣り合う光ファイバ同士のコア間距離（コア１１の中心間距離）Λ１は４０μｍとなり、光ファイバ１０ｂと光ファイバ１０ｆのように次に離れている光ファイバ同士のコア間距離Λ２は６９．３μｍとなり、光ファイバ１０ｂと光ファイバ１０ｅのように最も離れている光ファイバ同士のコア間距離Λ３は８０μｍとなる。そして、光ファイバ同士の結合定数は、コア間距離が４０μｍの光ファイバ同士で３．５７×１０−３（／ｍ）とし、コア間距離が６９．３μｍの光ファイバ同士で３．８１×１０−８（／ｍ）とし、コア間距離が８０μｍの光ファイバ同士で５．８１×１０−10（／ｍ）とした。
【００３９】
また、本シミュレーションモデルでは、マルチコアファイバ１の長さを５ｍとして、光ファイバ１０ａ〜１０ｇのうち２本の光ファイバが互いに入れ替わる区間の数を４２０とした。
【００４０】
上記のような条件のシミュレーションモデルにおけるクロストークのシミュレーションを行った。その結果を図６に黒丸で示す。図６に示すように光ファイバ１０ａ〜１０ｇのクロストーク量に差はなかった。
【００４１】
次に、光ファイバ１０ａ〜１０ｇの配置が図５と同様であり、それぞれの光ファイバのパラメータが上記のシミュレーションモデルと同様であるものの、光ファイバの位置が変化しない比較のシミュレーションモデルを準備した。そして、この比較のシミュレーションモデルに対してクロストークのシミュレーションを行った。その結果を図６に白丸で示す。図６に示すように、比較のシミュレーションモデルでは、中心に配置された光ファイバ１０ａのクロストーク量が他の光ファイバ１０ｂ〜１０ｇよりも大きい結果となった。従って、本実施形態のマルチコアファイバ１によれば、光ファイバ毎のクロストーク量の差を低減することができることが示された。また、比較のシミュレーションモデルでは、どの光ファイバのクロストーク量も、上記マルチコアファイバ１のシミュレーションモデルにおける光ファイバのクロストーク量よりも大きい結果となった。本シミュレーションの場合、光ファイバの位置が変化しない場合と比べて、光ファイバの位置が変化する場合には、クロストーク値を最大４．８ｄＢ低減できることが確認できた。このように本実施形態のマルチコアファイバ１によれば、光ファイバのクロストーク量も小さくなる結果となった。
【００４２】
以上説明したように、本発明のマルチコアファイバ１によれば、２本の光ファイバの位置が入れ替わるように変化することにより、これら２本の光ファイバと他の光ファイバとのクロストークの状態が変化する。このようにクロストークの状態が変化することで、特定のクロストークの状態が維持されることを防止することができる。従って、特定の光ファイバのクロストーク量が大きくなることを抑制することができる。こうして、それぞれの光ファイバの相対的な位置関係が変化しない場合と比べて、マルチコアファイバ１は、クロストークが生じる場合であっても、光ファイバ毎のクロストーク量の差を低減することができる。
【００４３】
なお、本実施形態では、２本の光ファイバ１０ａ，１０ｂが互いに入れ替わることにより、２本の光ファイバ１０ａ，１０ｂと他の光ファイバ１０ｃ〜１０ｇの相対的位置関係が、長手方向に沿って変化した。しかし、光ファイバ同士の位置が入れ替わらずとも、本発明のバンドル型マルチコアファイバは、少なくとも１本の光ファイバと他の光ファイバとの相対的位置関係が長手方向に沿って変化する構成とすればよい。例えば、区間Ｓ１ではそれぞれの光ファイバ１０ａ〜１０ｇの配置が図４と同様とされるものの、区間Ｓ１において光ファイバ１０ｂのみが移動されて、光ファイバ１０ｂが光ファイバ１０ｃ及び光ファイバ１０ｄに隣り合うようにそれぞれの光ファイバが配置される構成としても良い。ただし、この場合、区間Ｓ１において光ファイバ１０ｂが配置されていた場所が、区間Ｓ２においては空き領域となりマルチコアファイバの細線化に反するため、上記実施形態のように少なくとも２本の光ファイバの位置が入れ替わることにより、光ファイバ同士の相対的な位置関係が長手方向に沿って変化することが好ましい。また、光ファイバ同士の相対的な位置関係が長手方向に沿って変化する限りにおいて、３本以上の光ファイバの位置が同時に入れ替わっても良い。
【００４４】
（光ファイバ増幅器）
次に、図１に示すマルチコアファイバ１を用いた光ファイバ増幅器について説明する。
【００４５】
図７は、図１に示すマルチコアファイバ１を用いた光ファイバ増幅器を示す図である。図７に示すように光ファイバ増幅器５は、マルチコアファイバ１と、マルチコアファイバ１のそれぞれの光ファイバ１０ａ〜１０ｇに対応する複数の入力部２０と、マルチコアファイバ１のそれぞれの光ファイバ１０ａ〜１０ｇに対応する複数の出力部３０と、制御部４０とを主な構成として備える。なお、理解の容易のため、図７において電気信号が伝導する信号線は破線で示されている。
【００４６】
光ファイバ増幅器５に用いられるマルチコアファイバ１のそれぞれの光ファイバ１０ａ〜１０ｇのコア１１には活性元素が添加されており、マルチコアファイバ１は上記のバンドル型増幅用マルチコアファイバとされている。この活性元素としては、例えばエルビウムとされる。
【００４７】
それぞれの入力部２０は、アイソレータ２１と、励起光を出射する励起光源２３と、アイソレータ２１から出射する信号光および励起光源２３から出射する励起光をマルチコアファイバ１のそれぞれの光ファイバ１０に接続される光ファイバ２５に入射するＷＤＭカプラ（Wavelength Division Multiplexing Coupler）２２とを備える。
【００４８】
アイソレータ２１は、入射する信号光をマルチコアファイバ１側に出射して、これとは逆側に伝搬する光を損失させる。
【００４９】
励起光源２３は、マルチコアファイバ１におけるそれぞれの光ファイバ１０ａ〜１０ｇのコア１１に添加される活性元素に吸収される波長の励起光を出射する。この励起光の波長は、上記のように活性元素がエルビウムである場合、例えば１４８０ｎｍとされる。
【００５０】
ＷＤＭカプラ２２は、アイソレータ２１から出射する信号光および励起光源２３から出射する励起光をマルチコアファイバ１のそれぞれの光ファイバ１０ａ〜１０ｇに接続される光ファイバ２５に入射する。
【００５１】
また、それぞれの出力部３０は、ＷＤＭカプラ３２と、アイソレータ３１と、光検出部３３とを備える。
【００５２】
ＷＤＭカプラ３２は、マルチコアファイバ１の光ファイバ１０ａ〜１０ｇに接続される光ファイバ３５に接続されており、光ファイバ３５を介してマルチコアファイバ１の光ファイバ１０ａ〜１０ｇから出射する信号光の一部を分離する。
【００５３】
アイソレータ３１は、ＷＤＭカプラ３２から出射する信号光が入射して、入射する信号光を出力側の光ファイバ３４に出射する。
【００５４】
光検出部３３は、ＷＤＭカプラ３２により分離された信号光を電気信号に変換する光電変換素子から構成される。この光電変換素子としては、例えばフォトダイオードを挙げることができる。そして、光検出部３３は、ＷＤＭカプラ３２で分離された信号光の強度に基づいた電気的信号を制御部４０に出力する。
【００５５】
制御部４０は、比較器や、論理ゲート、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等で構成されており、光検出部３３から受ける信号に基づいた制御信号を生成し、この制御信号を励起光源２３に出力する。
【００５６】
このような光ファイバ増幅器５では、まず、図７に示すそれぞれの光ファイバ２４から出射する信号光が、それぞれの入力部２０において、アイソレータ２１、ＷＤＭカプラ２２、光ファイバ２５を介してマルチコアファイバ１におけるそれぞれの光ファイバ１０ａ〜１０ｇのコア１１に入射する。また、それぞれの入力部２０において、励起光源２３から出射する励起光が、ＷＤＭカプラ、光ファイバ２５を介してマルチコアファイバ１におけるそれぞれの光ファイバ１０ａ〜１０ｇのコア１１に入射する。
【００５７】
光ファイバ１０ａ〜１０ｇのコア１１に入射した励起光は、コア１１に添加されている活性元素に吸収され、活性元素は励起状態とされる。そして、励起された活性元素は、信号光により誘導放出を起こし、この誘導放出により信号光が増幅されて、光ファイバ１０ａ〜１０ｇから出射する。このとき上記のようにマルチコアファイバ１において、クロストークが抑制されるので、光ファイバ１０ａ〜１０ｇからはクロストークが抑制された光が出射する。
【００５８】
光ファイバ１０ａ〜１０ｇから出射した増幅された信号光は、それぞれの出力部３０において、光ファイバ３５、ＷＤＭカプラ３２、アイソレータ３１を介して、それぞれの光ファイバ３４から出射する。このとき、それぞれのＷＤＭカプラ３２を信号光が通過するとき、その一部が分離されて光検出部３３に入射する。光検出部３３では、入射した光の強度に基づいた電気信号が生成され、この電気信号が制御部に入力する。つまり、出射する信号光の強度に応じた電気信号が制御部に入力する。制御部は、光検出部３３から入力する電気信号の強度に応じて、励起光源２３を制御する。具体的には、光検出部３３から入力する電気信号が、光検出部３３に入射する光の強度が大きいことを示す信号であれば、制御部４０は対応する励起光源２３を制御してこの励起光源２３から出射する励起光の強度を小さくする。一方、光検出部３３から入力する電気信号が、光検出部３３に入射する光の強度が小さいことを示す信号であれば、制御部４０は対応する励起光源２３を制御してこの励起光源２３から出射する励起光の強度を大きくする。こうして、信号光の増幅率が一定とされる。
【００５９】
このように本実施形態の光ファイバ増幅器５によれば、増幅用光ファイバ毎のクロストーク量の差が低減された状態で、信号光を増幅することができる。
【００６０】
（光配線板型光ファイバ）
次に本発明の光配線板型光ファイバの実施形態について説明する。なお、上記のバンドル型マルチコアファイバの実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
【００６１】
図８は本実施形態の光配線板型光ファイバ２の長手方向に垂直な断面図である。図８に示すように本実施形態の光配線板型光ファイバ２は、ベースフィルム７とベースフィルム７上において、互いに横並びに配置されて結束される複数の光ファイバ１０ａ〜１０ｃと、それぞれの光ファイバ１０ａ〜１０ｃを覆うカバーフィルム８と、それぞれの光ファイバ１０ａ〜１０ｃをベースフィルム上に固定する接着剤９とを備える。
【００６２】
それぞれの光ファイバ１０ａ〜１０ｃは互いに隣り合う光ファイバが互いに接する状態で、複数の光ファイバ１０ａ〜１０ｃが横並びに配置されている。本実施形態では、光ファイバが３本の例とされ、それぞれの光ファイバ１０ａ〜１０ｃは、上記のバンドル型マルチコアファイバ１におけるそれぞれの光ファイバ１０ａ〜１０ｇと同様の構成とされる。
【００６３】
ベースフィルム７は、例えば、可橈性を有する樹脂製のフィルムとされる。また、カバーフィルム８は、例えば、可橈性を有する樹脂製のフィルムとされ、ベースフィルム７よりも柔らかいフィルムとされることが好ましい。例えば、カバーフィルム８は、ベースフィルム７と同様の材料から構成され、ベースフィルムよりも薄くされる。また、接着剤９は、ベースフィルム７とカバーフィルム８との間に充填されることで、それぞれの光ファイバ１０ａ〜１０ｃの隙間を埋めている。
【００６４】
なお、ベースフィルム７、カバーフィルム８及び接着剤９の屈折率は、クラッド４の屈折率以下であることが好ましい。ベースフィルム７、カバーフィルム８及び接着剤９の屈折率がこのような屈折率とされることで、光ファイバ１０ａ〜１０ｃを伝搬する光がベースフィルム７やカバーフィルム８や接着剤９に漏えいすることを抑制することができる。
【００６５】
図９は、図８に示す光配線板型光ファイバ２における光ファイバ１０ａ〜１０ｃの配置を説明する図である。なお、図９では、ベースフィルム７、カバーフィルム８及び接着剤９は省略されている。上記のように本実施形態の光配線板型光ファイバ２では、３本の光ファイバ１０ａ〜１０ｃが横並びに接して配置されている。本実施形態では、図９に示すように、マルチコアファイバ１の長手方向に沿った区間Ｓ１では、中心に光ファイバ１０ｂが配置され、光ファイバ１０ｂの両脇に光ファイバ１０ａ，１０ｃが配置されている。しかし、区間Ｓ１に隣接する区間Ｓ２では、複数の光ファイバ１０ａ〜１０ｃの内、２本の光ファイバの位置が入れ替わる。具体的には、光ファイバ１０ｂと光ファイバ１０ｃの位置が入れ替わる。このため区間Ｓ１と区間Ｓ２とでは、光ファイバ１０ｂ及び光ファイバ１０ｃと他の光ファイバ１０ａとの相対的な位置関係が変化している。また、区間Ｓ２と区間Ｓ２に隣接する区間Ｓ３とでは、光ファイバ１０ｃ及び光ファイバ１０ａと他の光ファイバ１０ｂとの相対的な位置関係が変化している。
【００６６】
次に、光配線板型光ファイバ２のクロストークについて説明する。
【００６７】
図１０は、光配線板型光ファイバ２のシミュレーションモデルを示す図である。図１０に示すように本モデルでは、それぞれの光ファイバ１０ａ〜１０ｃがコア１１、クラッド１２から成り、図８に示す被覆層１３を有さない。そして互いに隣り合う光ファイバ１０のクラッド１２同士が接して、複数の光ファイバ１０ａ〜１０ｃが横並びに配置されている。また、それぞれの光ファイバ１０ａ〜１０ｃは、図５に示すシミュレーションモデルのそれぞれの光ファイバ１０ａ〜１０ｇと同様としている。この場合、互いに隣り合う光ファイバ同士のコア間距離Λ１は４０μｍとなり、最も離れている光ファイバ同士のコア間距離Λ２は８０μｍとなる。そして、光ファイバ同士の結合定数は、図５に示すシミュレーションモデルの結合定数と同様とした。また、本シミュレーションモデルでは、光配線板型光ファイバ２の長さを３ｍとして、図９に示すように３つの区間Ｓ１〜Ｓ３に分けられるものとした。
【００６８】
上記のような条件のシミュレーションモデルにおけるクロストークのシミュレーションを行った。その結果を図１１に黒丸で示す。図１１に示すように光ファイバ１０ａ〜１０ｃのクロストーク量に差はなかった。
【００６９】
次に、光ファイバ１０ａ〜１０ｃの配置が図８と同様であり、それぞれの光ファイバのパラメータが上記のシミュレーションモデルと同様であるものの、各区間で光ファイバの位置が変化しない比較のシミュレーションモデルを準備した。そして、この比較のシミュレーションモデルに対してクロストークのシミュレーションを行った。その結果を図１１に白丸で示す。図１１に示すように、比較のシミュレーションモデルでは、中心に配置された光ファイバ１０ｂのクロストーク量が他の光ファイバ１０ａ〜１０ｃよりも大きい結果となった。従って、本実施形態の光配線板型光ファイバ２によれば、光ファイバ毎のクロストーク量の差を低減することができることが示された。また、比較のシミュレーションモデルでは、どの光ファイバのクロストーク量も、上記の光配線板型光ファイバ２のシミュレーションモデルにおけるそれぞれの光ファイバ１０ａ〜１０ｃのクロストーク量よりも大きい結果となった。本シミュレーションの場合、光ファイバの位置が変化しない場合と比べて、光ファイバの位置が変化する場合には、クロストーク値を最大２．８ｄＢ低減できることが確認できた。このように本実施形態の光配線板型光ファイバ２によれば、各光ファイバのクロストーク量も小さくなる結果となった。
【００７０】
以上説明したように、本発明の光配線板型光ファイバ２は、クロストークが生じる場合であっても、光ファイバ毎のクロストーク量の差を低減することができる。
【００７１】
なお、光配線板型光ファイバ２を用いた光ファイバ増幅器もあり得る。具体的には、図７を用いて説明した光ファイバ増幅器５において、マルチコアファイバ１の代わりに光配線板型光ファイバ２を用いればよい。その際、入力部２０や出力部３０の数が光配線板型光ファイバ２の光ファイバ１０ａ〜１０ｃの数と合わされればよい。
【００７２】
以上、本発明について、実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００７３】
例えば、上記実施形態では、マルチコアファイバ１における光ファイバの数を７本としたが、光ファイバの数は３つ以上であれば７本以外であっても良い。また、光配線板型光ファイバ２の光ファイバの数も３本以上であれば特に制限はない。
【００７４】
また、ぞれぞれの光ファイバ１０ａ〜１０ｇの被覆層１３の屈折率がクラッド１２の屈折率よりも大きくされても良い。ただし、上記実施形態のように被覆層１３の屈折率がクラッドの屈折率以下とされることで、クロストークが低減できるため好ましい。
【００７５】
また、上記実施形態では、複数の光ファイバ１０がシース１５で囲まれる構成としたが、それぞれの光ファイバ１０の隙間がシース１５と同様の樹脂で埋められてもよい。また、シース１５の屈折率は、光ファイバ１０のクラッド１２の屈折率以下とされることが好ましく、被覆層１３の屈折率より低いことが更に好ましいが、被覆層１３やクラッド１２の屈折率より高くても良い。更に複数の光ファイバ１０は、シース１５を用いた結束以外の方法により結束されても良い。また、光配線板型光ファイバ２のカバーフィルム８が配されず、樹脂から成る接着剤９により、それぞれの光ファイバ１０ａ〜１０ｃがベースフィルム７上に固定されても良い。
【００７６】
また、上記実施形態では、それぞれの光ファイバ１０ａ〜１０ｇのクラッド１２の外周面が被覆層１３で被覆される構成とされたが、それぞれの光ファイバ１０ａ〜１０ｇは、コア１１とクラッド１２から成りクラッド１２が被覆層１３で被覆されない構成であっても良い。この場合、それぞれの光ファイバ１０ａ〜１０ｇのクラッド１２の外周面同士は、図５や図１０で示すシュミレーションモデルのように互いに接しても良く、それぞれのクラッド１２の間にシース１５や接着剤９が入り込んで互いに離れていても良い。
【実施例】
【００７７】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものでは無い。
【００７８】
（比較例１）
エルビウムが添加され直径が３．３２μｍで屈折率が１．４７１であるコアと、外径が４０μｍで屈折率が１．４５６のクラッドと、厚みが５μｍで屈折率が１．４５６の紫外線硬化樹脂からなる被覆層とで構成される長さ７ｍの増幅用光ファイバを６本準備した。これらの増幅用光ファイバのエルビウムによる励起光（波長１４８０ｎｍ）の吸収は、１３ｄＢ／ｍであった。次に準備した６本の増幅用光ファイバを図１に示すように押し出し成型により、外径が２００μｍで屈折率が１．４５６のシースにより結束してバンドル型増幅用マルチコアファイバを作製した。中心に配列される増幅用光ファイバを図１と同様に増幅用光ファイバ１０ａとして、増幅用光ファイバ１０ａの周囲に配置される増幅用光ファイバをそれぞれ増幅用光ファイバ１０ｂ〜１０ｇとした。ただし、本比較例では、図４に示すようなそれぞれの増幅用光ファイバの相対的な位置が長手方向に沿って変化する構造を採用せず、バンドル型増幅用マルチコアファイバ全体にわたって、それぞれの増幅用光ファイバの相対的位置が一定となる構造とした。そして、このバンドル型増幅用マルチコアファイバを用いて、図７に示す光ファイバ増幅器を作製した。励起光源として１４８０ｎｍ帯の光が出射する半導体レーザを用いた。
【００７９】
次に、励起光源から波長１４８０ｎｍ帯の励起光をそれぞれの増幅用光ファイバのコアに入射すると共に、波長が１５４７ｎｍの信号光を増幅用光ファイバ１０ａのコアに入射し、波長が１５４７．５ｎｍの信号光を増幅用光ファイバ１０ｂのコアに入射し、波長が１５４８ｎｍの信号光を増幅用光ファイバ１０ｃのコアに入射し、波長が１５４８．５ｎｍの信号光を増幅用光ファイバ１０ｄのコアに入射し、波長が１５４９ｎｍの信号光を増幅用光ファイバ１０ｅのコアに入射し、波長が１５４９．５ｎｍの信号光を増幅用光ファイバ１０ｆのコアに入射し、波長が１５５０ｎｍの信号光を増幅用光ファイバ１０ｇのコアに入射した。このとき制御部により励起光の強度を調整して、入射する信号光のパワー（−１６ｄＢｍ）に対して、それぞれの増幅用光ファイバの利得が１６ｄＢになるようにした。
【００８０】
次に増幅用光ファイバ１０ａから出射する信号光のスペクトルを測定した。この結果を図１２に示す。図１２において、増幅用光ファイバ１０ａにおける増幅用光ファイバ１０ｂとのクロストークがａｂ示され、増幅用光ファイバ１０ｃとのクロストークがａｃ示され、増幅用光ファイバ１０ｄとのクロストークがａｄで示され、増幅用光ファイバ１０ｅとのクロストークがａｅ示され、増幅用光ファイバ１０ｆとのクロストークがａｆ示され、増幅用光ファイバ１０ｇとのクロストークがａｇ示されている。図１２に示すように、増幅用光ファイバ１０ａから出力する信号光には、他の増幅用光ファイバ１０ｂ〜１０ｇに入射した信号光と同じ波長の光が含まれており、クロストークがあることがうかがえる。図１２より、増幅用光ファイバ１０ａにおける増幅用光ファイバ１０ｂ〜１０ｇとのクロストークは、それぞれ−４０．２ｄＢ，−３９．８ｄＢ，−４０．１ｄＢ，−４０ｄＢ，−４０．２ｄＢ，−３９．９ｄＢであった。これより、増幅用光ファイバ１０ａのクロストーク値は、−３２ｄＢとなった。同様にして、増幅用光ファイバ１０ｂ〜１０ｇのクロストーク値は、それぞれ表１に示す値となった。
【００８１】
（実施例１）
光の入射端側の増幅用光ファイバの配列が比較例１と同様となる様にして増幅用光ファイバを配列し、図４に示す２本の増幅用光ファイバが互いに入れ替わる区間の数を１００とした。ただし、増幅用光ファイバの入れ替わりにより、各増幅用光ファイバの端部が揃わなくなることを防止するため、僅かに各増幅用光ファイバの長さを調整した。その他は比較例１と同様にしてバンドル型増幅用マルチコアファイバを作製した。
【００８２】
（実施例２）
２本の増幅用光ファイバが互いに入れ替わる区間の数を２００としたこと以外は、実施例１と同様のバンドル型増幅用マルチコアファイバを作製した。
【００８３】
（実施例３）
２本の増幅用光ファイバが互いに入れ替わる区間の数を３００としたこと以外は、実施例１と同様のバンドル型増幅用マルチコアファイバを作製した。
【００８４】
次に実施例１〜３について、比較例１と同様にして、励起光、信号光をそれぞれの増幅用光ファイバ１０ａ〜１０ｇに入射し、それぞれの増幅用光ファイバ１０ａ〜１０ｇのクロストーク値を求めた。その結果を表１に示す。
【表１】
2015087614.tif 000003
【００８５】
表１に示すように、実施例１〜３における各増幅用光ファイバ１０ａ〜１０ｇのクロストーク値の差は、比較例１における各増幅用光ファイバ１０ａ〜１０ｇのクロストーク値の差よりも小さい結果となった。また、実施例１〜３より、増幅用光ファイバが互いに入れ替わる区間の数が多いほど、増幅用光ファイバ１０ａ〜１０ｇのクロストーク値の差が小さくなる結果となった。
【００８６】
（比較例２）
希土類元素等の活性元素が添加されず直径が３．３２μｍで屈折率が１．４７１であるコアと、外径が４０μｍで屈折率が１．４５６のクラッドと、厚みが６μｍで屈折率が１．４５６の紫外線硬化樹脂からなる被覆層とで構成される長さ９ｍの光ファイバを６本準備した。次に準備した６本の光ファイバを図１に示すように押し出し成型により、外径が２００μｍで屈折率が１．４５６のシースにより結束してバンドル型マルチコアファイバを作製した。比較例１と同様に中心に配列される光ファイバを図１と同様に光ファイバ１０ａとして、光ファイバ１０ａの周囲に配置される光ファイバをそれぞれ光ファイバ１０ｂ〜１０ｇとした。また比較例１と同様にして、図４に示すようなそれぞれの光ファイバの相対的な位置が長手方向に沿って変化する構造を採用せず、バンドル型マルチコアファイバ全体にわたって、それぞれの光ファイバの相対的位置が一定となる構造とした。
【００８７】
次に、比較例１と同じ波長の信号光をそれぞれの光ファイバ１０ａ〜１０ｇのコアに入射した。そして、比較例１と同様にして、それぞれの光ファイバ１０ａ〜１０ｇのクロストーク値を求めた。その結果を表２に示す。
【００８８】
（実施例４）
光の入射端側の光ファイバの配列が比較例２と同様となる様にして光ファイバを配列し、図４に示す２本の光ファイバが互いに入れ替わる区間の数を１００とした。ただし、光ファイバの入れ替わりにより、各光ファイバの端部が揃わなくなることを防止するため、僅かに各光ファイバの長さを調整した。その他は比較例２と同様にしてバンドル型マルチコアファイバを作製した。
【００８９】
（実施例５）
２本の光ファイバが互いに入れ替わる区間の数を２００としたこと以外は、実施例４と同様のバンドル型マルチコアファイバを作製した。
【００９０】
（実施例６）
２本の光ファイバが互いに入れ替わる区間の数を３００としたこと以外は、実施例４と同様のバンドル型マルチコアファイバを作製した。
【００９１】
次に、実施例４〜６のバンドル型マルチコアファイバにおいて、比較例１と同じ波長の信号光をそれぞれの光ファイバ１０ａ〜１０ｇのコアに入射した。そして、比較例１と同様にして、それぞれの光ファイバ１０ａ〜１０ｇのクロストーク値を求めた。その結果を表２に示す。
【表２】
2015087614.tif 000004
【００９２】
表２に示すように、実施例４〜６における各光ファイバ１０ａ〜１０ｇのクロストーク値の差は、比較例２における各光ファイバ１０ａ〜１０ｇのクロストーク値の差よりも小さい結果となった。また、実施例４〜６より、光ファイバが互いに入れ替わる区間の数が多いほど、光ファイバ１０ａ〜１０ｇのクロストーク値の差が小さくなる結果となった。
【００９３】
（比較例３）
比較例１で用いた増幅用光ファイバと同様の増幅用光ファイバを３本準備した。また、準備した増幅用光ファイバを横並びに並べられる幅であり、長さが７ｍであり、屈折率が１．４５７で厚みが５００μｍのポリイミドフィルムを２枚準備した。このポリイミドフィルムの一方を図８に示すベースフィルムとし、他方をカバーフィルムとした。次に準備した３本の増幅用光ファイバを図８に示すように横並びにベースフィルム上に配置して、カバーフィルムでカバーして、屈折率が１．４５６の紫外線硬化性樹脂から成る接着剤で隙間を埋めた。こうして、増幅用光ファイバの数が３本の光配線板型増幅用光ファイバを作製した。この光配線板型増幅用光ファイバの一方の端に配置される増幅用光ファイバを図８と同様に増幅用光ファイバ１０ａとして、中心に配置される増幅用光ファイバを増幅用光ファイバ１０ｂとし、他方の端に配置される増幅用光ファイバを増幅用光ファイバ１０ｃとした。ただし、本比較例では、図９に示すようなそれぞれの増幅用光ファイバの相対的な位置が長手方向に沿って変化する構造を採用せず、光配線板型増幅用光ファイバ全体にわたって、それぞれの増幅用光ファイバの相対的位置が一定となる構造とした。そして、この光配線板型増幅用光ファイバを用いて、図７に示す光ファイバ増幅器を作製した。各励起光源は比較例１に用いた励起光源と同様とした。ただし、励起光源の数は増幅用光ファイバ１０ａ〜１０ｃの数に合わせた。
【００９４】
次に、励起光源から波長１４８０ｎｍ帯の励起光をそれぞれの増幅用光ファイバのコアに入射すると共に、波長が１５４７ｎｍの信号光を増幅用光ファイバ１０ａのコアに入射し、波長が１５４８ｎｍの信号光を増幅用光ファイバ１０ｂのコアに入射し、波長が１５４９ｎｍの信号光を増幅用光ファイバ１０ｃのコアに入射した。このとき制御部により励起光の強度を調整して、入射する信号光のパワー（−１６ｄＢｍ）に対して、それぞれの増幅用光ファイバの利得が１６ｄＢになるようにした。そして、比較例１と同様にして、それぞれの増幅用光ファイバ１０ａ〜１０ｃのクロストーク値を求めた。その結果、増幅用光ファイバ１０ａのクロストーク値は４０．１となり、増幅用光ファイバ１０ｂのクロストーク値は−３７．１となり、増幅用光ファイバ１０ｃのクロストーク値は−３９．８となった。
【００９５】
（実施例７）
光の入射端側の増幅用光ファイバの配列が比較例１と同様となる様にして増幅用光ファイバを配列し、図９と同様に２本の増幅用光ファイバが互いに入れ替わる区間の数を３とした。ただし、増幅用光ファイバの入れ替わりにより、各増幅用光ファイバの端部が揃わなくなることを防止するため、僅かに各増幅用光ファイバの長さを調整した。その他は比較例３と同様にして光配線板型増幅用光ファイバを作製した。
【００９６】
次に比較例３と同様にして、励起光と信号光とをそれぞれの増幅用光ファイバ１０ａ〜１０ｃに入射し、比較例１と同様にして、それぞれの増幅用光ファイバ１０ａ〜１０ｃのクロストーク値を求めた。その結果、増幅用光ファイバ１０ａのクロストーク値は４０．５となり、増幅用光ファイバ１０ｂのクロストーク値は−４０．２となり、増幅用光ファイバ１０ｃのクロストーク値は−４０．４となった。
【００９７】
従って、実施例７における各増幅用光ファイバ１０ａ〜１０ｃのクロストーク値の差は、比較例３における各増幅用光ファイバ１０ａ〜１０ｃのクロストーク値の差よりも小さい結果となった。
【００９８】
以上の実施例及び比較例から、本発明のバンドル型マルチコアファイバ、及び、光配線板型光ファイバによれば、クロストークが生じる場合であっても、光ファイバ毎のクロストーク量の差を低減することができることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
以上説明したように、本発明によれば、クロストークが生じる場合であっても、光ファイバ毎のクロストーク量の差を低減することができるバンドル型マルチコアファイバ、及び、光配線板型光ファイバが提供され、光通信用ケーブルや光の増幅を行う機器等に良好に利用することができる。
【符号の説明】
【０１００】
１・・・バンドル型マルチコアファイバ（バンドル型増幅用マルチコアファイバ）
２・・・光配線板型光ファイバ（光配線板型増幅用光ファイバ）
５・・・光ファイバ増幅器
７・・・ベースフィルム
８・・・カバーフィルム
９・・・接着剤
１０ａ〜１０ｇ・・・光ファイバ（増幅用光ファイバ）
１１・・・コア
１２・・・クラッド
１３・・・被覆層
１５・・・シース
２０・・・入力部
２１・・・アイソレータ
２２・・・ＷＤＭカプラ
２３・・・励起光源
３０・・・出力部
３１・・・アイソレータ
３２・・・ＷＤＭカプラ
３３・・・光検出部
４０・・・制御部
【図１】
2015087614.tif 000005
【図２】
2015087614.tif 000006
【図３】
2015087614.tif 000007
【図４】
2015087614.tif 000008
【図５】
2015087614.tif 000009
【図６】
2015087614.tif 000010
【図７】
2015087614.tif 000011
【図８】
2015087614.tif 000012
【図９】
2015087614.tif 000013
【図１０】
2015087614.tif 000014
【図１１】
2015087614.tif 000015
【図１２】
2015087614.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成26年12月24日(2014.12.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３本以上の光ファイバが互いに結束されてなるバンドル型マルチコアファイバであって、
少なくとも１本の前記光ファイバと他の光ファイバとの相対的な位置関係が、長手方向に沿って変化し、
それぞれの前記光ファイバのクラッドの外径が３０μｍ以上５０μｍ以下とされる
ことを特徴とするバンドル型マルチコアファイバ。
【請求項２】
前記複数の光ファイバの内、少なくとも２本の光ファイバの位置が長手方向に沿って入れ替わる
ことを特徴とする請求項１に記載のバンドル型マルチコアファイバ。
【請求項３】
それぞれの前記光ファイバのクラッドを被覆する被覆層の厚みが５μｍ以上５０μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１または２に記載のバンドル型マルチコアファイバ。
【請求項４】
前記被覆層は、前記クラッドに対する比屈折率差が−１０％以上−１．５％以下である
ことを特徴とする請求項３に記載のバンドル型マルチコアファイバ。
【請求項５】
それぞれの前記光ファイバのコアには活性元素が非添加とされる
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のバンドル型マルチコアファイバ。
【請求項６】
それぞれの前記光ファイバのコアには活性元素が添加される
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のバンドル型マルチコアファイバ。
【請求項７】
３本以上の光ファイバが平面状に横並びに配置されてなる光配線板型光ファイバであって、
少なくとも１本の前記光ファイバと他の光ファイバとの相対的な位置関係が、長手方向に沿って変化し、
それぞれの前記光ファイバのクラッドの外径が３０μｍ以上５０μｍ以下とされる
ことを特徴とする光配線板型光ファイバ。
【請求項８】
前記複数の光ファイバの内、少なくとも２本の光ファイバの位置が長手方向に沿って入れ替わる
ことを特徴とする請求項７に記載の光配線板型光ファイバ。
【請求項９】
それぞれの前記光ファイバのクラッドを被覆する被覆層の厚みが５μｍ以上５０μｍ以下である
ことを特徴とする請求項７または８に記載の光配線板型光ファイバ。
【請求項１０】
前記被覆層は、前記クラッドに対する比屈折率差が−１０％以上−１．５％以下である
ことを特徴とする請求項９に記載の光配線板型光ファイバ。
【請求項１１】
それぞれの前記光ファイバのコアには活性元素が非添加とされる
ことを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項に記載の光配線板型光ファイバ。
【請求項１２】
それぞれの前記光ファイバのコアには活性元素が添加される
ことを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項に記載の光配線板型光ファイバ。