(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直径ｄ［μｍ］の１２個のみの空孔が間隔Λ［μｍ］で配列する１ｃｅｌｌ構造のフォトニック結晶光ファイバ（ＰＣＦ：Ｐｈｏｔｏｎｉｃ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｆｉｂｅｒ）であって、
前記空孔のうち６個が、第１層として、コア部を囲むように且つ隣接する前記空孔との間隔がΛとなるように均等に配列され、
前記空孔のうち他の６個が、第２層として、前記第１層を囲むように且つ前記第１層の前記空孔の２つとの間隔がそれぞれΛとなるように均等に配列され、
座標（ｄ／Λ，Λ）としたとき、
Ａ２（０．６９０，１２．５）
Ｂ（０．９００，１４．６）
Ｃ（０．９００，４０．０）
Ｄ（０．６００，４０．０）
Ｅ２（０．６００，３３．３）
Ｆ２（０．６５０，３２．１）
Ｇ２（０．６５８，３０．０）
Ｈ２（０．６５８，２８．８）
Ｉ１（０．６００，２８．３）
Ｊ１（０．６００，２７．５）
Ｋ２（０．６０４，２６．０）
Ｌ２（０．６５１，２４．０）
Ｍ２（０．６５１，２２．５）
Ｎ２（０．６７５，２０．０）
Ｏ２（０．６７５，１８．５）
Ｐ２（０．６５５，１７．９）
Ｑ２（０．６５５，１６．８）
Ｒ２（０．６８６，１５．８）
Ｓ２（０．６９０，１３．８）
を頂点とする多角形で囲まれる設計領域にある直径ｄと間隔Λの空孔を持ち、
波長１４５０ｎｍの基本モードを伝搬させるときに実効コア断面積Ａｅｆｆが１２０μｍ２以上且つ閉じ込め損失が０．０１１ｄＢ／ｍ以下を可能とすることを特徴とするＰＣＦ。
【請求項２】
前記設計領域のうち、
Ａ２ａ（０．６９２，１２．５）
Ｂ（０．９００，１４．６）
Ｃ２ａ（０．９００，３４．２）
Ｄ２ａ（０．８００，３４．２）
Ｅ２ａ（０．８００，２４．０）
Ｆ２ａ（０．７６２，２２．５）
Ｇ２ａ（０．７０４，２１．９）
を頂点とする多角形で囲まれる低曲げ損失領域にある直径ｄと間隔Λの空孔を持ち、
曲げ半径Ｒ３０ｍｍにおいて波長１４５０ｎｍの基本モードを伝搬させるときの曲げ損失が０．０２６ｄＢ／ｍ以下を可能とすることを特徴とする請求項１に記載のＰＣＦ。
【請求項３】
前記設計領域のうち、
Ａ２ｂ（０．７００，１２．６）
Ｂ（０．９００，１４．６）
Ｃ２ａ（０．９００，３４．２）
Ｄ２ａ（０．８００，３４．２）
Ｅ２ｂ（０．７９４，２１．７）
Ｆ２ｂ（０．７７５，２０．０）
Ｇ２ｂ（０．７００，１８．５）
を頂点とする多角形で囲まれる低曲げ損失領域にある直径ｄと間隔Λの空孔を持ち、
曲げ半径Ｒ３０ｍｍにおいて波長１４５０ｎｍの基本モードを伝搬させるときの曲げ損失が０．００５ｄＢ／ｍ以下を可能とすることを特徴とする請求項１に記載のＰＣＦ。
【請求項４】
前記設計領域のうち、
Ｙ１（０．８００，１３．３）
Ｚ１（０．８５４，１３．８）
Ｚ２（０．８００，１５．４）
を頂点とする多角形で囲まれる領域にある直径ｄと間隔Λの空孔を持ち、
基本モードを含めた伝搬可能なモード数が４、かつ、曲げ半径Ｒ３０ｍｍにおいて波長１４５０ｎｍの基本モードを伝搬させるときの曲げ損失が０．０２６ｄＢ／ｍ以下を可能とすることを特徴とする請求項１に記載のＰＣＦ。
【請求項５】
前記設計領域のうち、
Ｘ１（０．７８８，１３．３）
Ｘ２（０．７８０，１４．０）
Ｘ３（０．７８０，１５．４）
Ｘ４ｅ（０．７７５，１６．０）
Ｅ２ｅ（０．７８６，１６．０）
Ｄ２ｅ（０．７８６，１７．７）
Ｙ４ｅ（０．７９６，１７．７）
Ｙ３（０．７９６，１４．０）
Ｙ２（０．８００，１３．４）
Ｙ１（０．８００，１３．３）
を頂点とする多角形で囲まれる領域にある直径ｄと間隔Λの空孔を持ち、
基本モードを含めた伝搬可能なモード数が３、かつ、曲げ半径Ｒ３０ｍｍにおいて波長１４５０ｎｍの基本モード及び第１高次モードを伝搬させるときの曲げ損失が０．０２６ｄＢ／ｍ以下を可能とすることを特徴とする請求項１に記載のＰＣＦ。
【請求項６】
前記設計領域のうち、
Ｘ１（０．７８８，１３．３）
Ｘ２（０．７８０，１４．０）
Ｘ３（０．７８０，１５．４）
Ｘ４（０．７７０，１６．３）
Ｘ５（０．７７０，１７．６）
Ｘ６（０．７５４，１８．５）
Ｘ７（０．７５４，２０．０）
Ｘ８（０．７４２，２０．６）
Ｘ９（０．７４２，２２．１）
Ｆ２ａ（０．７６２，２２．５）
Ｙ６（０．７８０，２３．８）
Ｙ５（０．７８０，２２．４）
Ｙ４（０．７９６，２１．９）
Ｙ３（０．７９６，１４．０）
Ｙ２（０．８００，１３．４）
Ｙ１（０．８００，１３．３）
を頂点とする多角形で囲まれる領域にある直径ｄと間隔Λの空孔を持ち、
基本モードを含めた伝搬可能なモード数が３、かつ、曲げ半径Ｒ３０ｍｍにおいて波長１４５０ｎｍの基本モードを伝搬させるときの曲げ損失が０．０２６ｄＢ／ｍ以下を可能とすることを特徴とする請求項１に記載のＰＣＦ。
【請求項７】
前記設計領域のうち、
Ａ２ｅ（０．７７０，１３．２）
Ｘ１（０．７８８，１３．３）
Ｘ２（０．７８０，１４．０）
Ｘ３（０．７８０，１５．４）
Ｘ４ｅ（０．７７５，１６．０）
Ｆ２ｅ（０．７７５，１３．８）
Ｇ２ｅ（０．７７０，１３．８）
を頂点とする多角形で囲まれる領域にある直径ｄと間隔Λの空孔を持ち、
基本モードを含めた伝搬可能なモード数が２、かつ、曲げ半径Ｒ３０ｍｍにおいて波長１４５０ｎｍの基本モード及び第１高次モードを伝搬させるときの曲げ損失が０．０２６ｄＢ／ｍ以下を可能とすることを特徴とする請求項１に記載のＰＣＦ。
【請求項８】
前記設計領域のうち、
Ａ２ａ（０．６９２，１２．５）
Ｘ１（０．７８８，１３．３）
Ｘ２（０．７８０，１４．０）
Ｘ３（０．７８０，１５．４）
Ｘ４（０．７７０，１６．３）
Ｘ５（０．７７０，１７．６）
Ｘ６（０．７５４，１８．５）
Ｘ７（０．７５４，２０．０）
Ｘ８（０．７４２，２０．６）
Ｘ９（０．７４２，２２．１）
Ｇ２ａ（０．７０４，２１．９）
を頂点とする多角形で囲まれる領域にある直径ｄと間隔Λの空孔を持ち、
基本モードを含めた伝搬可能なモード数が２、かつ、曲げ半径Ｒ３０ｍｍにおいて波長１４５０ｎｍの基本モードを伝搬させるときの曲げ損失が０．０２６ｄＢ／ｍ以下を可能とすることを特徴とする請求項１に記載のＰＣＦ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コア部と前記コア部を包囲するクラッド部とを有し、前記コア部及び前記クラッド部が均一な光屈折率を有する媒質からなるとともに、前記クラッド部に長手方向に沿って均一な空孔が複数形成されたフォトニック結晶光ファイバ（ＰＣＦ：Ｐｈｏｔｏｎｉｃ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｆｉｂｅｒ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、光ファイバネットワークにおけるトラフィックは増大しており、伝送速度の高速化や波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術による波長多重数の増加、多値変調など様々な手法を用いて伝送容量の拡大を図ってきた。しかし、将来的に既設の伝送路、従来の伝送方式を用いての伝送容量の拡大が困難になると予想されるため、波長領域の拡大、新たな伝送ファイバ、及び新たな伝送方式が検討されている。
【０００３】
波長領域を拡大する方法として、現在利用されていない波長帯を利用して、広波長域のＷＤＭを実現し伝送容量を増大させる検討もなされている。しかし、伝送損失が波長帯により異なるため、使用できる波長帯は限定されると考えられ、さらに、広波長域にわたり増幅が可能な光増幅器も実現が困難なため、広波長域のＷＤＭが実用に至るためには多くの課題がある。
【０００４】
新たな伝送ファイバに関しては、ファイバの非線形光学現象による波形歪を抑圧するために実効断面積（Ａｅｆｆ）が拡大できるファイバ構造が提案されている。ファイバ非線形の抑圧はファイバへ入力できる入力パワーの増加につながり、入力パワーの増加が可能になれば伝送速度の高速化、更なる多値化が可能になるなどの優位性が得られる。非特許文献１や非特許文献２に示されるように広波長域でのＡｅｆｆ拡大にはフォトニック結晶ファイバ（Ｐｈｏｔｏｎｉｃ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｆｉｂｅｒ：ＰＣＦ）が有効であることが示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】松井  他、“Ｓｉｎｇｌｅ−ｍｏｄｅ  ｐｈｏｔｏｎｉｃ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｆｉｂｅｒ  ｗｉｔｈ  ｌｏｗ  ｂｅｎｄｉｎｇ  ｌｏｓｓ  ａｎｄ  Ａｅｆｆ  ｏｆ  ＞  ２００  μｍ２  ｆｏｒ  ｕｌｔｒａ  ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ  ＷＤＭ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ”、ＯＦＣ２０１０、ＰＤＰＡ２．
【非特許文献２】武笠  他、“ソリッド型ＰＳＣＦとＨｏｌｅｙ  Ｆｉｂｅｒにおける伝送帯域拡大とＡｅｆｆ拡大に関する検討”、信学技報、ＯＦＴ２００８−１８．
【非特許文献３】青笹  他、“空孔ファイバの空孔界面に起因する伝搬損失に関する検討”、信学技報、ＯＦＴ２０１４−５４．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、通常は均一材料（一般には純石英ガラス）から作製され、空孔で形成されるクラッド部とコア部の屈折率差によって光を閉じ込めるため、ＧｅＯ２をドープした石英ガラスコアを持つ空孔アシスト光ファイバ（ＨＡＦ）などと比べると、圧倒的に多くの空孔数を必要としていた。
【０００７】
典型的にはＨＡＦの空孔構造が１層構造でその数が４〜１０個程度なのに対し、ＰＣＦでは、非特許文献３に示されているように、少ない場合でも３６個程度の空孔が必要になる。
【０００８】
一般にＰＣＦなどの空孔構造型の光ファイバの母材は、主に、（ｉ）ドリルによる穴開け法、（ｉｉ）キャピラリ法の２つの方法により作製される。
（ｉ）の穴開け法では、非特許文献３に示されているように空孔の内表面に破砕層と呼ばれる不純物を含む凹凸が生じ、光損失増加の原因となる。これを除去するために、空孔内面の研磨やエッチングといった追加処理が必要となる。また、穴開け中に母材自体が破損する可能性も皆無ではない。従って、空孔数を減らせば減らすほど、それに応じて、製造性（加工精度の歩留り）、作製されるファイバの特性が向上し、作製に要する時間も短縮できる。
【０００９】
（ｉｉ）のキャピラリ法においては、内部を円柱状にくり抜いたジャケットガラス管の中に、ＰＣＦの空孔数に等しい数の中空の細径のガラス管（キャピラリ）を束ねて、最密構造に充填することで空孔を含んだ母材の作製を行うので。また一般に、ガラス管の形状は円柱状のものを用いるため、最密構造に充填した場合も若干の本来は不要な隙間が生じてしまう、この隙間も空孔数が多いほど増大し、紡糸時の空孔位置のずれや変形の原因となる。従って、キャピラリ法でも、空孔数を減らせば減らすほど、キャピラリ材料の数を減らし、経済的、かつ加工精度の歩留り良くＰＣＦを作製することができる。つまり、ＰＣＦの空孔数を減らすことで製造加工上、大きな種々のメリットを得ることができる。
【００１０】
以上の背景を鑑み、本発明は、損失を増大せず、広波長域におけるＡｅｆｆの拡大に有効なＰＣＦの空孔数を削減し、製造性を高めたＰＣＦの構造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】
【００１１】
本明細書では、ＰＣＦの空孔の直径をｄ、間隔をΛと記載する。
上記課題を解決するために、本発明は、ｄ／ΛとΛの座標平面上で任意の波長及び伝搬モードにおける実効断面積の領域と閉じ込め損失の領域とを重ね合わせ、重複する領域内にｄとΛがあるように空孔を設計することとした。
【００１２】
具体的には、本発明に係るＰＣＦは、直径ｄの１２個の空孔が間隔Λで配列する１ｃｅｌｌ構造のＰＣＦであって、
座標（ｄ／Λ，Λ）としたとき、
Ａ２（０．６９０，１２．５）
Ｂ（０．９００，１４．６）
Ｃ（０．９００，４０．０）
Ｄ（０．６００，４０．０）
Ｅ２（０．６００，３３．３）
Ｆ２（０．６５０，３２．１）
Ｇ２（０．６５８，３０．０）
Ｈ２（０．６５８，２８．８）
Ｉ１（０．６００，２８．３）
Ｊ１（０．６００，２７．５）
Ｋ２（０．６０４，２６．０）
Ｌ２（０．６５１，２４．０）
Ｍ２（０．６５１，２２．５）
Ｎ２（０．６７５，２０．０）
Ｏ２（０．６７５，１８．５）
Ｐ２（０．６５５，１７．９）
Ｑ２（０．６５５，１６．８）
Ｒ２（０．６８６，１５．８）
Ｓ２（０．６９０，１３．８）
を頂点とする多角形で囲まれる設計領域にある直径ｄと間隔Λの空孔を持ち、
波長１４５０ｎｍの基本モードを伝搬させるときに実効コア断面積Ａｅｆｆが１２０μｍ２以上且つ閉じ込め損失が０．０１１ｄＢ／ｍ以下を可能とすることを特徴とする。
【００１３】
従来のＰＣＦではその閉じ込め損失を低減するために十分な空孔数が必要であったが、本発明では、空孔間隔が比較的広く、空孔の占有率ｄ／Λが高い構造領域で、空孔数が１２と非常に少ない状態でも十分に閉じ込め損失を低減できるＰＣＦ構造を見出した。これを用いて、ＰＣＦの製造において一番の課題である空孔数の低減を実現することができた。
【００１４】
従って、本発明は、損失を増大せず、広波長域におけるＡｅｆｆの拡大に有効なＰＣＦの空孔数を削減し、製造性を高めたＰＣＦの構造を提供することができる。
【００１５】
本発明に係るＰＣＦは、前記設計領域のうち、
Ａ２ａ（０．６９２，１２．５）
Ｂ（０．９００，１４．６）
Ｃ２ａ（０．９００，３４．２）
Ｄ２ａ（０．８００，３４．２）
Ｅ２ａ（０．８００，２４．０）
Ｆ２ａ（０．７６２，２２．５）
Ｇ２ａ（０．７０４，２１．９）
を頂点とする多角形で囲まれる低曲げ損失領域にある直径ｄと間隔Λの空孔を持ち、
曲げ半径Ｒ３０ｍｍにおいて波長１４５０ｎｍの基本モードを伝搬させるときの曲げ損失が０．０２６ｄＢ／ｍ以下を可能とすることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係るＰＣＦは、前記設計領域のうち、
Ａ２ｂ（０．７００，１２．６）
Ｂ（０．９００，１４．６）
Ｃ２ａ（０．９００，３４．２）
Ｄ２ａ（０．８００，３４．２）
Ｅ２ｂ（０．７９４，２１．７）
Ｆ２ｂ（０．７７５，２０．０）
Ｇ２ｂ（０．７００，１８．５）
を頂点とする多角形で囲まれる低曲げ損失領域にある直径ｄと間隔Λの空孔を持ち、
曲げ半径Ｒ３０ｍｍにおいて波長１４５０ｎｍの基本モードを伝搬させるときの曲げ損失が０．００５ｄＢ／ｍ以下を可能とすることを特徴とする。
【００１７】
上記領域にｄとΛを設定することで曲げ損失も低減できる。
【００１８】
本発明に係るＰＣＦは、前記設計領域のうち、
Ｙ１（０．８００，１３．３）
Ｚ１（０．８５４，１３．８）
Ｚ２（０．８００，１５．４）
を頂点とする多角形で囲まれる領域にある直径ｄと間隔Λの空孔を持ち、
基本モードを含めた伝搬可能なモード数が４、かつ、曲げ半径Ｒ３０ｍｍにおいて波長１４５０ｎｍの基本モードを伝搬させるときの曲げ損失が０．０２６ｄＢ／ｍ以下を可能とすることを特徴とする。
【００１９】
本発明に係るＰＣＦは、前記設計領域のうち、
Ｘ１（０．７８８，１３．３）
Ｘ２（０．７８０，１４．０）
Ｘ３（０．７８０，１５．４）
Ｘ４ｅ（０．７７５，１６．０）
Ｅ２ｅ（０．７８６，１６．０）
Ｄ２ｅ（０．７８６，１７．７）
Ｙ４ｅ（０．７９６，１７．７）
Ｙ３（０．７９６，１４．０）
Ｙ２（０．８００，１３．４）
Ｙ１（０．８００，１３．３）
を頂点とする多角形で囲まれる領域にある直径ｄと間隔Λの空孔を持ち、
基本モードを含めた伝搬可能なモード数が３、かつ、曲げ半径Ｒ３０ｍｍにおいて波長１４５０ｎｍの基本モード及び第１高次モードを伝搬させるときの曲げ損失が０．０２６ｄＢ／ｍ以下を可能とすることを特徴とする。
【００２０】
本発明に係るＰＣＦは、前記設計領域のうち、
Ｘ１（０．７８８，１３．３）
Ｘ２（０．７８０，１４．０）
Ｘ３（０．７８０，１５．４）
Ｘ４（０．７７０，１６．３）
Ｘ５（０．７７０，１７．６）
Ｘ６（０．７５４，１８．５）
Ｘ７（０．７５４，２０．０）
Ｘ８（０．７４２，２０．６）
Ｘ９（０．７４２，２２．１）
Ｆ２ａ（０．７６２，２２．５）
Ｙ６（０．７８０，２３．８）
Ｙ５（０．７８０，２２．４）
Ｙ４（０．７９６，２１．９）
Ｙ３（０．７９６，１４．０）
Ｙ２（０．８００，１３．４）
Ｙ１（０．８００，１３．３）
を頂点とする多角形で囲まれる領域にある直径ｄと間隔Λの空孔を持ち、
基本モードを含めた伝搬可能なモード数が３、かつ、曲げ半径Ｒ３０ｍｍにおいて波長１４５０ｎｍの基本モードを伝搬させるときの曲げ損失が０．０２６ｄＢ／ｍ以下を可能とすることを特徴とする。
【００２１】
本発明に係るＰＣＦは、前記設計領域のうち、
Ａ２ｅ（０．７７０，１３．２）
Ｘ１（０．７８８，１３．３）
Ｘ２（０．７８０，１４．０）
Ｘ３（０．７８０，１５．４）
Ｘ４ｅ（０．７７５，１６．０）
Ｆ２ｅ（０．７７５，１３．８）
Ｇ２ｅ（０．７７０，１３．８）
を頂点とする多角形で囲まれる領域にある直径ｄと間隔Λの空孔を持ち、
基本モードを含めた伝搬可能なモード数が２、かつ、曲げ半径Ｒ３０ｍｍにおいて波長１４５０ｎｍの基本モード及び第１高次モードを伝搬させるときの曲げ損失が０．０２６ｄＢ／ｍ以下を可能とすることを特徴とする。
【００２２】
本発明に係るＰＣＦは、前記設計領域のうち、
Ａ２ａ（０．６９２，１２．５）
Ｘ１（０．７８８，１３．３）
Ｘ２（０．７８０，１４．０）
Ｘ３（０．７８０，１５．４）
Ｘ４（０．７７０，１６．３）
Ｘ５（０．７７０，１７．６）
Ｘ６（０．７５４，１８．５）
Ｘ７（０．７５４，２０．０）
Ｘ８（０．７４２，２０．６）
Ｘ９（０．７４２，２２．１）
Ｇ２ａ（０．７０４，２１．９）
基本モードを含めた伝搬可能なモード数が２、かつ、曲げ半径Ｒ３０ｍｍにおいて波長１４５０ｎｍの基本モードを伝搬させるときの曲げ損失が０．０２６ｄＢ／ｍ以下を可能とすることを特徴とする。
【００２３】
上記領域にｄとΛを設定することで低損失なマルチモード光ファイバを提供できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、損失を増大せず、広波長域におけるＡｅｆｆの拡大に有効なＰＣＦの空孔数を削減し、製造性を高めたＰＣＦの構造を提供することができる。
一般的にＰＣＦは、空孔層数が３層、空孔個数が３６個以上必要であるが、本発明ではその３分の１の１２個の空孔で十分な閉じ込め損失を実現するＰＣＦ構造を用いる。これにより、ＰＣＦ母材の作製において、その加工時間や加工費用を３分の１以下に低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係るＰＣＦの構造例を示す断面図である。
【図２】本発明に係るＰＣＦの、波長１５５０ｎｍにおける空孔直径ｄと空孔間隔Λに対する基本モードの実効断面積と閉じ込め損失を表す図である。（ａ）が実効断面積、（ｂ）が閉じ込め損失である。
【図３】本発明に係るＰＣＦの、波長１４５０ｎｍにおける空孔直径ｄと空孔間隔Λに対する基本モードの実効断面積と閉じ込め損失を表す図である。（ａ）が実効断面積、（ｂ）が閉じ込め損失である。
【図４】本発明に係るＰＣＦの、波長１３１０ｎｍにおける空孔直径ｄと空孔間隔Λに対する基本モードの実効断面積と閉じ込め損失を表す図である。（ａ）が実効断面積、（ｂ）が閉じ込め損失である。
【図５】本発明に係るＰＣＦの、波長１５５０ｎｍにおける空孔直径ｄと空孔間隔Λに対する曲げ半径Ｒ３０ｍｍに対する曲げ損失を示す図である。破線は、曲げ損失が０．５ｄＢ／１００ｔｕｒｎ（図中の曲げ損失が０．０２６ｄＢ／ｍに相当）の境界を示し、一点鎖線は、曲げ損失が０．１ｄＢ／１００ｔｕｒｎ（図中の曲げ損失が０．００５ｄＢ／ｍに相当）の境界を示す。（ａ）が基本モード、（ｂ）が第１高次モード、（ｃ）が第２高次モード、（ｄ）が第３高次モードである。
【図６】本発明に係るＰＣＦの、波長１４５０ｎｍにおける空孔直径ｄと空孔間隔Λに対する曲げ半径Ｒ３０ｍｍに対する曲げ損失を示す図である。破線は、曲げ損失が０．５ｄＢ／１００ｔｕｒｎ（図中の曲げ損失が０．０２６ｄＢ／ｍに相当）の境界を示し、一点鎖線は、曲げ損失が０．１ｄＢ／１００ｔｕｒｎ（図中の曲げ損失が０．００５ｄＢ／ｍに相当）の境界を示す。（ａ）が基本モード、（ｂ）が第１高次モード、（ｃ）が第２高次モード、（ｄ）が第３高次モードである。
【図７】本発明に係るＰＣＦの、波長１３１０ｎｍにおける空孔直径ｄと空孔間隔Λに対する曲げ半径Ｒ３０ｍｍに対する曲げ損失を示す図である。破線は、曲げ損失が０．５ｄＢ／１００ｔｕｒｎ（図中の曲げ損失が０．０２６ｄＢ／ｍに相当）の境界を示し、一点鎖線は、曲げ損失が０．１ｄＢ／１００ｔｕｒｎ（図中の曲げ損失が０．００５ｄＢ／ｍに相当）の境界を示す。（ａ）が基本モード、（ｂ）が第１高次モード、（ｃ）が第２高次モード、（ｄ）が第３高次モードである。
【図８】本発明に係るＰＣＦにおいて、使用波長域をＳバンド以上（１４５０ｎｍ以上）に設定したときの、各モードにおけるカットオフの境界を示す図である。図中のモード数は伝搬可能領域を示す。破線はカットオフの境界を示しており、その条件は、各高次モードの曲げ損失が曲げ半径Ｒ１４０ｍｍにおいて１ｄＢ／ｍを満たす境界である。
【図９】本発明に係るＰＣＦの空孔の直径ｄと間隔Λの範囲を説明する図である。
【図１０】本発明に係るＰＣＦの空孔の直径ｄと間隔Λの範囲を説明する図である。
【図１１】本発明に係るＰＣＦの空孔の直径ｄと間隔Λの範囲を説明する図である。
【図１２】本発明に係るＰＣＦの空孔の直径ｄと間隔Λの範囲を説明する図である。
【図１３】本発明に係るＰＣＦの空孔の直径ｄと間隔Λの範囲を説明する図である。
【図１４】本発明に係るＰＣＦの空孔の直径ｄと間隔Λの範囲を説明する図である。
【図１５】本発明に係るＰＣＦの空孔の直径ｄと間隔Λの範囲を説明する図である。
【図１６】本発明に係るＰＣＦの空孔の直径ｄと間隔Λの範囲を説明する図である。
【図１７】本発明に係るＰＣＦの空孔の直径ｄと間隔Λの範囲を説明する図である。
【図１８】本発明に係るＰＣＦの空孔の直径ｄと間隔Λの範囲を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００２７】
（実施形態１）
各実施形態を説明する前に、各実施形態のＰＣＦの構造について説明する。図１は、１２個の空孔２を有する１ｃｅｌｌ構造のＰＣＦである。図１に示すように、各実施形態のＰＣＦは、コア部とコア部を包囲するクラッド部とを有し、コア部及びクラッド部が均一な光屈折率を有する媒質からなると共に、クラッド部に長手方向に沿って均一な空孔２が１２個形成された１ｃｅｌｌ構造である。なお、ここで１ｃｅｌｌ構造とはファイバの中心部にだけ、１個分の空孔の代りにガラス材料がコアとして充填された構造のことを指す。
続いて、各実施形態にてＡｅｆｆの拡大と既定の曲げ損失を実現するための構造パラメータ（空孔２の直径ｄと空孔２の間隔Λ）の選定方法を説明する。
【００２８】
（実施形態１−１）
図２は、横軸をｄ／Λ、縦軸をΛとし、波長１５５０ｎｍの基本モード光における（ａ）実効断面積Ａｅｆｆと、（ｂ）閉じ込め損失を示した図である。伝送用ファイバとして用いるためには、ファイバ構造による伝送損失も重要なパラメータになる。それゆえ、図２（ａ）と図２（ｂ）から必要なＡｅｆｆが得られる構造で、かつ、使用するファイバ長において閉じ込め損失が十分に無視できる構造を選択することで所望の特性を有する構造を決定することができる。例えば、Ａｅｆｆが１２０μｍ２以上の構造で閉じ込め損失０．０１３ｄＢ／ｍ以下のＰＣＦを設計するとする。
【００２９】
まず、図２（ａ）においてＡｅｆｆが１２０μｍ２以上となる領域は、実線αより上方（Λが大きい側）である。また、図２（ｂ）において閉じ込め損失０．０１３ｄＢ／ｍ以下の領域は最も左側（ｄ／Λが大きい側）である。これらの領域の重複領域を図９に示す。
座標（ｄ／Λ，Λ）において、
Ａ１（０．６８７，１２．５）
Ｂ（０．９００，１４．６）
Ｃ（０．９００，４０．０）
Ｄ（０．６００，４０．０）
Ｅ１（０．６００，３３．０）
Ｆ１（０．６４２，３１．９）
Ｇ１（０．６５０，３０．０）
Ｈ１（０．６５０，２９．０）
Ｉ１（０．６００，２８．３）
Ｊ１（０．６００，２７．５）
Ｋ１（０．６３４，２５．８）
Ｌ１（０．６５６，２３．８）
Ｍ１（０．６５６，２０．８）
Ｎ１（０．６７５，１９．７）
Ｏ１（０．６７５，１８．０）
Ｐ１（０．６６４，１７．７）
Ｑ１（０．６６４，１６．７）
Ｒ１（０．６８０，１５．８）
Ｓ１（０．６８７，１３．８）
を頂点とする多角形で囲まれる領域を選択することで、波長１５５０ｎｍにおいてＡｅｆｆが１２０μｍ２以上且つ閉じ込め損失０．０１３ｄＢ／ｍ以下のＰＣＦとすることができる。この領域を領域Ａａｒｅａ１とする。
【００３０】
図５（ａ）に波長１５５０ｎｍにおける基本モードの曲げ半径３０ｍｍでの曲げ損失の構造依存性を示す。図５（ａ）の一点鎖線は、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．６５２に記載の曲げ半径Ｒ３０ｍｍにおける曲げ損失が０．１ｄＢ／１００ｔｕｒｎ（０．００５ｄＢ／ｍ）を満たす境界である。また、図５（ａ）の破線は、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．６５４に記載の曲げ半径Ｒ３０ｍｍにおける曲げ損失が０．５ｄＢ／１００ｔｕｒｎ（０．０２６ｄＢ／ｍ）を満たす境界である。
【００３１】
図５（ａ）の一点鎖線又は破線の右側（ｄ／Λが大きい側）が曲げ損失が０．００５ｄＢ／ｍ又は０．０２６ｄＢ／ｍより小さくなる領域である。この領域を領域Ａａｒｅａ２とする。
以上より、使用波長域を１５５０ｎｍ以上に設定した場合、Ａｅｆｆが１２０μｍ２以上の構造で閉じ込め損失０．０１３ｄＢ／ｍ以下を想定し、かつ、曲げ半径Ｒ３０ｍｍにおける基本モードの曲げ損失が０．１ｄＢ／１００ｔｕｒｎ又は０．５ｄＢ／１００ｔｕｒｎを満たす光ファイバの設計範囲は、領域Ａａｒｅａ１及び領域Ａａｒｅａ２の範囲の両方を満たす領域である。
【００３２】
具体的には、使用波長域を１５５０ｎｍ以上、Ａｅｆｆが１２０μｍ２以上、閉じ込め損失０．０１３ｄＢ／ｍ以下、曲げ損失０．０２６ｄＢ／ｍ以下の仕様を満たすＰＣＴの構造は、
座標（ｄ／Λ，Λ）において、
Ａ１ａ（０．６９０，１２．６）
Ｂ（０．９００，１４．６）
Ｃ１ａ（０．９００，３６．３）
Ｄ１ａ（０．８００，３６．３）
Ｅ１ａ（０．８００，２５．８）
Ｆ１ａ（０．７７５，２３．８）
Ｇ１ａ（０．７００，２３．３）
を頂点とする多角形で囲まれる領域に直径ｄと間隔Λがある空孔を持つ構造である（図１０参照）。
【００３３】
また、使用波長域を１５５０ｎｍ以上、Ａｅｆｆが１２０μｍ２以上、閉じ込め損失０．０１３ｄＢ／ｍ以下、曲げ損失０．００５ｄＢ／ｍ以下の仕様を満たすＰＣＴの構造は、
座標（ｄ／Λ，Λ）において、
Ａ１ｂ（０．７００，１２．７）
Ｂ（０．９００，１４．６）
Ｃ１ａ（０．９００，３６．３）
Ｄ１ａ（０．８００，３６．３）
Ｅ１ｂ（０．７９４，２３．８）
Ｆ１ｂ（０．７８０，２２．１）
Ｇ１ｂ（０．７００，１９．３）
を頂点とする多角形で囲まれる領域に直径ｄと間隔Λがある空孔を持つ構造である（図１０参照）。
一例として、（ｄ／Λ，Λ）＝（０．８５，２２．５）が考えられる。
【００３４】
（実施形態１−２）
本実施形態では、使用波長域をＳバンド以上（１４５０ｎｍ以上）に設定した場合を説明する。
図３は、横軸をｄ／Λ、縦軸をΛとし、波長１４５０ｎｍの基本モード光における（ａ）Ａｅｆｆと、（ｂ）閉じ込め損失を示した図である。本実施形態も実施形態１と同様に、Ａｅｆｆが１２０μｍ２以上の構造で閉じ込め損失０．０１１ｄＢ／ｍ以下のＰＣＦを設計するとする。
【００３５】
まず、図３（ａ）においてＡｅｆｆが１２０μｍ２以上となる領域と、図３（ｂ）において閉じ込め損失０．０１１ｄＢ／ｍ以下の領域との重複領域を図１１に示す。
座標（ｄ／Λ，Λ）において、
Ａ２（０．６９０，１２．５）
Ｂ（０．９００，１４．６）
Ｃ（０．９００，４０．０）
Ｄ（０．６００，４０．０）
Ｅ２（０．６００，３３．３）
Ｆ２（０．６５０，３２．１）
Ｇ２（０．６５８，３０．０）
Ｈ２（０．６５８，２８．８）
Ｉ２（０．６００，２８．３）
Ｊ２（０．６００，２７．５）
Ｋ２（０．６０４，２６．０）
Ｌ２（０．６５１，２４．０）
Ｍ２（０．６５１，２２．５）
Ｎ２（０．６７５，２０．０）
Ｏ２（０．６７５，１８．５）
Ｐ２（０．６５５，１７．９）
Ｑ２（０．６５５，１６．８）
Ｒ２（０．６８６，１５．８）
Ｓ２（０．６９０，１３．８）
を頂点とする多角形で囲まれる領域を選択することで、波長１４５０ｎｍにおいてＡｅｆｆが１２０μｍ２以上且つ閉じ込め損失０．０１１ｄＢ／ｍ以下のＰＣＦとすることができる。この領域を領域Ｂａｒｅａ１とする。
【００３６】
図６（ａ）に波長１４５０ｎｍにおける基本モードの曲げ半径３０ｍｍでの曲げ損失の構造依存性を示す。図６（ａ）の一点鎖線は、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．６５２に記載の曲げ半径Ｒ３０ｍｍにおける曲げ損失が０．１ｄＢ／１００ｔｕｒｎ（０．００５ｄＢ／ｍ）を満たす境界である。また、図６（ａ）の破線は、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．６５４に記載の曲げ半径Ｒ３０ｍｍにおける曲げ損失が０．５ｄＢ／１００ｔｕｒｎ（０．０２６ｄＢ／ｍ）を満たす境界である。
【００３７】
図６（ａ）の一点鎖線又は破線の右側（ｄ／Λが大きい側）が曲げ損失が０．００５ｄＢ／ｍ又は０．０２６ｄＢ／ｍより小さくなる領域である。この領域を領域Ｂａｒｅａ２とする。
以上より、使用波長域を１４５０ｎｍ以上に設定した場合、Ａｅｆｆが１２０μｍ２以上の構造で閉じ込め損失０．０１１ｄＢ／ｍ以下を想定し、かつ、曲げ半径Ｒ３０ｍｍにおける基本モードの曲げ損失が０．１ｄＢ／１００ｔｕｒｎ又は０．５ｄＢ／１００ｔｕｒｎを満たす光ファイバの設計範囲は、領域Ｂａｒｅａ１及び領域Ｂａｒｅａ２の範囲の両方を満たす領域である。
【００３８】
具体的には、使用波長域を１４５０ｎｍ以上、Ａｅｆｆが１２０μｍ２以上、閉じ込め損失０．０１１ｄＢ／ｍ以下、曲げ損失０．０２６ｄＢ／ｍ以下の仕様を満たすＰＣＴの構造は、
座標（ｄ／Λ，Λ）において、
Ａ２ａ（０．６９２，１２．５）
Ｂ（０．９００，１４．６）
Ｃ２ａ（０．９００，３４．２）
Ｄ２ａ（０．８００，３４．２）
Ｅ２ａ（０．８００，２４．０）
Ｆ２ａ（０．７６２，２２．５）
Ｇ２ａ（０．７０４，２１．９）
を頂点とする多角形で囲まれる領域に直径ｄと間隔Λがある空孔を持つ構造である（図１２参照）。
【００３９】
また、使用波長域を１４５０ｎｍ以上、Ａｅｆｆが１２０μｍ２以上、閉じ込め損失０．０１１ｄＢ／ｍ以下、曲げ損失０．００５ｄＢ／ｍ以下の仕様を満たすＰＣＴの構造は、
座標（ｄ／Λ，Λ）において、
Ａ２ｂ（０．７００，１２．６）
Ｂ（０．９００，１４．６）
Ｃ２ａ（０．９００，３４．２）
Ｄ２ａ（０．８００，３４．２）
Ｅ２ｂ（０．７９４，２１．７）
Ｆ２ｂ（０．７７５，２０．０）
Ｇ２ｂ（０．７００，１８．５）
を頂点とする多角形で囲まれる領域に直径ｄと間隔Λがある空孔を持つ構造である（図１２参照）。
一例として、（ｄ／Λ，Λ）＝（０．８５，２５）が考えられる。
【００４０】
（実施形態１−３）
本実施形態では、使用波長域を１３１０ｎｍ以上）に設定した場合を説明する。
図４は、横軸をｄ／Λ、縦軸をΛとし、波長１３１０ｎｍの基本モード光における（ａ）Ａｅｆｆと、（ｂ）閉じ込め損失を示した図である。本実施形態も実施形態１と同様に、Ａｅｆｆが１２０μｍ２以上の構造で閉じ込め損失０．０００１ｄＢ／ｍ以下のＰＣＦを設計するとする。
【００４１】
まず、図４（ａ）においてＡｅｆｆが１２０μｍ２以上となる領域と、図４（ｂ）において閉じ込め損失０．０００１ｄＢ／ｍ以下の領域との重複領域を図１３に示す。
座標（ｄ／Λ，Λ）において、
Ａ３（０．７８８，１３．１）
Ｂ３（０．９００，１４．６）
Ｃ（０．９００，４０．０）
Ｄ３（０．７００，４０．０）
Ｅ３（０．７００，３３．３）
Ｆ３（０．７４４，３２．０）
Ｇ３（０．７４４，３１．３）
Ｈ３（０．７００，３１．０）
Ｉ３（０．７００，２８．８）
Ｊ３（０．７３１，２７．７）
Ｋ３（０．７３１，２７．０）
Ｌ３（０．７００，２６．７）
Ｍ３（０．７００，２３．８）
Ｎ３（０．７５４，２２．５）
Ｏ３（０．７５０，２０．８）
Ｐ３（０．７３１，２０．０）
Ｑ３（０．７５７，１８．３）
Ｒ３（０．７７５，１７．５）
Ｓ３（０．７７６，１４．０）
Ｔ３（０．７８８，１３．５）
を頂点とする多角形で囲まれる領域を選択することで、波長１３１０ｎｍにおいてＡｅｆｆが１２０μｍ２以上且つ閉じ込め損失０．０００１ｄＢ／ｍ以下のＰＣＦとすることができる。この領域を領域Ｃａｒｅａ１とする。
【００４２】
図７（ａ）に波長１３１０ｎｍにおける基本モードの曲げ半径３０ｍｍでの曲げ損失の構造依存性を示す。図７（ａ）の一点鎖線は、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．６５２に記載の曲げ半径Ｒ３０ｍｍにおける曲げ損失が０．１ｄＢ／１００ｔｕｒｎ（０．００５ｄＢ／ｍ）を満たす境界である。また、図７（ａ）の破線は、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．６５４に記載の曲げ半径Ｒ３０ｍｍにおける曲げ損失が０．５ｄＢ／１００ｔｕｒｎ（０．０２６ｄＢ／ｍ）を満たす境界である。
【００４３】
図７（ａ）の一点鎖線又は破線の右側（ｄ／Λが大きい側）が曲げ損失が０．００５ｄＢ／ｍ又は０．０２６ｄＢ／ｍより小さくなる領域である。この領域を領域Ｃａｒｅａ２とする。
以上より、使用波長域を１３１０ｎｍ以上に設定した場合、Ａｅｆｆが１２０μｍ２以上の構造で閉じ込め損失０．０００１ｄＢ／ｍ以下を想定し、かつ、曲げ半径Ｒ３０ｍｍにおける基本モードの曲げ損失が０．１ｄＢ／１００ｔｕｒｎ又は０．５ｄＢ／１００ｔｕｒｎを満たす光ファイバの設計範囲は、領域Ｃａｒｅａ１及び領域Ｃａｒｅａ２の範囲の両方を満たす領域である。
【００４４】
具体的には、使用波長域を１３１０ｎｍ以上、Ａｅｆｆが１２０μｍ２以上、閉じ込め損失０．０００１ｄＢ／ｍ以下、曲げ損失０．０２６ｄＢ／ｍ以下の仕様を満たすＰＣＴの構造は、
座標（ｄ／Λ，Λ）において、
Ａ３（０．６８７，１３．１）
Ｂ３（０．９００，１４．６）
Ｃ３ａ（０．９００，３１．７）
Ｄ３ａ（０．８００，３１．７）
Ｅ３ａ（０．８００，２４．０）
Ｆ３ａ（０．７９４，２１．８）
Ｇ３ａ（０．７５４，２１．８）
Ｈ３ａ（０．７５０，２０．８）
Ｐ３（０．７３１，２０．０）
Ｑ３（０．７５７，１８．３）
Ｒ３（０．７７５，１７．５）
Ｓ３（０．７７６，１４．０）
Ｔ３（０．７８８，１３．５）
を頂点とする多角形で囲まれる領域に直径ｄと間隔Λがある空孔を持つ構造である（図１４参照）。
【００４５】
また、使用波長域を１３１０ｎｍ以上、Ａｅｆｆが１２０μｍ２以上、閉じ込め損失０．０００１ｄＢ／ｍ以下、曲げ損失０．００５ｄＢ／ｍ以下の仕様を満たすＰＣＴの構造は、
座標（ｄ／Λ，Λ）において、
Ａ３（０．６８７，１３．１）
Ｂ３（０．９００，１４．６）
Ｃ３ａ（０．９００，３１．７）
Ｄ３ａ（０．８００，３１．７）
Ｅ３ｂ（０．８００，２１．８）
Ｆ３ｂ（０．７９４，２０．０）
Ｇ３ｂ（０．７６１，１９．８）
Ｑ３（０．７５７，１８．３）
Ｒ３（０．７７５，１７．５）
Ｓ３（０．７７６，１４．０）
Ｔ３（０．７８８，１３．５）
を頂点とする多角形で囲まれる領域に直径ｄと間隔Λがある空孔を持つ構造である（図１４参照）。
一例として、（ｄ／Λ，Λ）＝（０．８５，２０）が考えられる。
【００４６】
上記はあくまで一例であり、Ａｅｆｆ、閉じ込め損失及び曲げ損失の値は使用する伝送距離や用途に合わせて適宜構造を選択するのが良い。
【００４７】
（実施形態２）
本実施形態では、多モード伝送を可能とするＰＣＦの設計について説明する。本実施形態では代表として波長１４５０ｎｍ以上を伝送させるＰＣＦについて説明するが、他の波長の光を伝送させるＰＣＦの設計も同様である。
【００４８】
実施形態１−２で使用波長域を１４５０ｎｍ以上に設定した場合、Ａｅｆｆが１２０μｍ２以上の構造で閉じ込め損失０．０１１ｄＢ／ｍ以下を可能とするＰＣＦの空孔構造の設計領域（領域Ｂａｒｅａ１と領域Ｂａｒｅａ２の重複領域）を説明した。この重複領域を領域Ｂａｒｅａ３とする。
【００４９】
図６は、波長１４５０ｎｍにおける空孔直径ｄと空孔間隔Λに対する曲げ半径Ｒ３０ｍｍに対する曲げ損失を示す図である。破線は、曲げ損失が０．５ｄＢ／１００ｔｕｒｎ（図中の曲げ損失が０．０２６ｄＢ／ｍに相当）の境界を示し、一点鎖線は、曲げ損失が０．１ｄＢ／１００ｔｕｒｎ（図中の曲げ損失が０．００５ｄＢ／ｍに相当）の境界を示す。そして（ａ）が基本モードについての曲げ損失、（ｂ）が第１高次モードについての曲げ損失、（ｃ）が第２高次モードについての曲げ損失、（ｄ）が第３高次モードについての曲げ損失を説明している。
【００５０】
図８は、１２個の空孔を有する１ｃｅｌｌ構造のＰＣＦで使用波長域をＳバンド以上（１４５０ｎｍ以上）に設定したときの、各モードにおけるカットオフの境界を示す図である。図中のモード数は伝搬可能領域を示す。破線はカットオフの境界を示しており、その条件は、各高次モードの曲げ損失が曲げ半径Ｒ１４０ｍｍにおいて１ｄＢ／ｍを満たす境界である。
【００５１】
（実施形態２−１）
使用波長域をＳバンド以上（１４５０ｎｍ以上）に設定したとき、基本モードを含めた伝搬可能なモード数が４でかつ、基本モードから第３高次モードまでを含むすべての曲げ損失が曲げ半径Ｒ３０ｍｍにおいて０．０２６ｄＢ／ｍを満たす範囲でＰＣＦを設計することを考える。この場合、領域Ｂａｒｅａ３、図８の４モード導波可能な領域、及び図６（ｄ）の破線にて囲まれる領域にあるｄとΛに設定すればよい。
つまり、座標（ｄ／Λ，Λ）において、
Ｙ１（０．８００，１３．３）
Ｚ１（０．８５４，１３．８）
Ｚ２（０．８００，１５．４）
を頂点とする多角形で囲まれる領域に直径ｄと間隔Λがある空孔を持つ構造である（図１５参照）。
設計の一例として、（ｄ／Λ，Λ）＝（０．８３，１４）にて設計すればよい。
【００５２】
（実施形態２−２）
使用波長域をＳバンド以上（１４５０ｎｍ以上）に設定したとき、基本モードを含めた伝搬可能なモード数が４でかつ、基本モードから第２高次モードまでの曲げ損失が曲げ半径Ｒ３０ｍｍにおいて０．０２６ｄＢ／ｍを満たす範囲でＰＣＦを設計することを考える。この場合、領域Ｂａｒｅａ３、図８の４モード導波可能な領域、及び図６（ｃ）の破線にて囲まれる領域にあるｄとΛに設定すればよい。
つまり、座標（ｄ／Λ，Λ）において、
Ｙ１（０．８００，１３．３）
Ｚ１（０．８５４，１３．８）
Ｚ２（０．８００，１５．４）
を頂点とする多角形で囲まれる領域に直径ｄと間隔Λがある空孔を持つ構造である（図１６参照）。
設計の一例として、（ｄ／Λ，Λ）＝（０．８３，１４）にて設計すればよい。
【００５３】
（実施形態２−３）
使用波長域をＳバンド以上（１４５０ｎｍ以上）に設定したとき、基本モードを含めた伝搬可能なモード数が４でかつ、基本モード及び第１高次モードの曲げ損失が曲げ半径Ｒ３０ｍｍにおいて０．０２６ｄＢ／ｍを満たす範囲でＰＣＦを設計することを考える。この場合、領域Ｂａｒｅａ３、図８の４モード導波可能な領域、及び図６（ｂ）の破線にて囲まれる領域にあるｄとΛに設定すればよい。
つまり、座標（ｄ／Λ，Λ）において、
Ｙ１（０．８００，１３．３）
Ｚ１（０．８５４，１３．８）
Ｚ２（０．８００，１５．４）
を頂点とする多角形で囲まれる領域に直径ｄと間隔Λがある空孔を持つ構造である（図１７参照）。
設計の一例として、（ｄ／Λ，Λ）＝（０．８３，１４）にて設計すればよい。
【００５４】
（実施形態２−４）
使用波長域をＳバンド以上（１４５０ｎｍ以上）に設定したとき、基本モードを含めた伝搬可能なモード数が４でかつ、基本モードの曲げ損失が曲げ半径Ｒ３０ｍｍにおいて０．０２６ｄＢ／ｍを満たす範囲でＰＣＦを設計することを考える。この場合、領域Ｂａｒｅａ３、図８の４モード導波可能な領域、及び図６（ａ）の破線にて囲まれる領域にあるｄとΛに設定すればよい。
つまり、座標（ｄ／Λ，Λ）において、
Ｙ１（０．８００，１３．３）
Ｚ１（０．８５４，１３．８）
Ｚ２（０．８００，１５．４）
を頂点とする多角形で囲まれる領域に直径ｄと間隔Λがある空孔を持つ構造である（図１８参照）。
設計の一例として、（ｄ／Λ，Λ）＝（０．８３，１４）にて設計すればよい。
【００５５】
（実施形態２−５）
使用波長域をＳバンド以上（１４５０ｎｍ以上）に設定したとき、基本モードを含めた伝搬可能なモード数が３でかつ、基本モード及び第１高次モードの曲げ損失が曲げ半径Ｒ３０ｍｍにおいて０．０２６ｄＢ／ｍを満たす範囲でＰＣＦを設計することを考える。この場合、領域Ｂａｒｅａ３、図８の２モード導波可能な領域、及び図６（ｂ）の破線にて囲まれる領域にあるｄとΛに設定すればよい。
つまり、座標（ｄ／Λ，Λ）において、
Ｘ１（０．７８８，１３．３）
Ｘ２（０．７８０，１４．０）
Ｘ３（０．７８０，１５．４）
Ｘ４ｅ（０．７７５，１６．０）
Ｅ２ｅ（０．７８６，１６．０）
Ｄ２ｅ（０．７８６，１７．７）
Ｙ４ｅ（０．７９６，１７．７）
Ｙ３（０．７９６，１４．０）
Ｙ２（０．８００，１３．４）
Ｙ１（０．８００，１３．３）
を頂点とする多角形で囲まれる領域に直径ｄと間隔Λがある空孔を持つ構造である（図１７参照）。
設計の一例として、（ｄ／Λ，Λ）＝（０．７９，１５）にて設計すればよい。
【００５６】
（実施形態２−６）
使用波長域をＳバンド以上（１４５０ｎｍ以上）に設定したとき、基本モードを含めた伝搬可能なモード数が３でかつ、基本モードの曲げ損失が曲げ半径Ｒ３０ｍｍにおいて０．０２６ｄＢ／ｍを満たす範囲でＰＣＦを設計することを考える。この場合、領域Ｂａｒｅａ３、図８の２モード導波可能な領域、及び図６（ｂ）の破線にて囲まれる領域にあるｄとΛに設定すればよい。
つまり、座標（ｄ／Λ，Λ）において、
Ｘ１（０．７８８，１３．３）
Ｘ２（０．７８０，１４．０）
Ｘ３（０．７８０，１５．４）
Ｘ４（０．７７０，１６．３）
Ｘ５（０．７７０，１７．６）
Ｘ６（０．７５４，１８．５）
Ｘ７（０．７５４，２０．０）
Ｘ８（０．７４２，２０．６）
Ｘ９（０．７４２，２２．１）
Ｆ２ａ（０．７６２，２２．５）
Ｙ６（０．７８０，２３．８）
Ｙ５（０．７８０，２２．４）
Ｙ４（０．７９６，２１．９）
Ｙ３（０．７９６，１４．０）
Ｙ２（０．８００，１３．４）
Ｙ１（０．８００，１３．３）
を頂点とする多角形で囲まれる領域に直径ｄと間隔Λがある空孔を持つ構造である（図１８参照）。
設計の一例として、（ｄ／Λ，Λ）＝（０．７８，２０）にて設計すればよい。
【００５７】
（実施形態２−７）
使用波長域をＳバンド以上（１４５０ｎｍ以上）に設定したとき、基本モードを含めた伝搬可能なモード数が２でかつ、基本モード及び第１高次モードの曲げ損失が曲げ半径Ｒ３０ｍｍにおいて０．０２６ｄＢ／ｍを満たす範囲でＰＣＦを設計することを考える。この場合、領域Ｂａｒｅａ３、図８の２モード導波可能な領域、及び図６（ｂ）の破線にて囲まれる領域にあるｄとΛに設定すればよい。
つまり、座標（ｄ／Λ，Λ）において、
Ａ２ｅ（０．７７０，１３．２）
Ｘ１（０．７８８，１３．３）
Ｘ２（０．７８０，１４．０）
Ｘ３（０．７８０，１５．４）
Ｘ４ｅ（０．７７５，１６．０）
Ｆ２ｅ（０．７７５，１３．８）
Ｇ２ｅ（０．７７０，１３．８）
を頂点とする多角形で囲まれる領域に直径ｄと間隔Λがある空孔を持つ構造である（図１７参照）。
設計の一例として、（ｄ／Λ，Λ）＝（０．７８，１２）にて設計すればよい。
【００５８】
（実施形態２−８）
使用波長域をＳバンド以上（１４５０ｎｍ以上）に設定したとき、基本モードを含めた伝搬可能なモード数が２でかつ、基本モードの曲げ損失が曲げ半径Ｒ３０ｍｍにおいて０．０２６ｄＢ／ｍを満たす範囲でＰＣＦを設計することを考える。この場合、領域Ｂａｒｅａ３、図８の２モード導波可能な領域、及び図６（ｂ）の破線にて囲まれる領域にあるｄとΛに設定すればよい。
つまり、座標（ｄ／Λ，Λ）において、
Ａ２ａ（０．６９２，１２．５）
Ｘ１（０．７８８，１３．３）
Ｘ２（０．７８０，１４．０）
Ｘ３（０．７８０，１５．４）
Ｘ４（０．７７０，１６．３）
Ｘ５（０．７７０，１７．６）
Ｘ６（０．７５４，１８．５）
Ｘ７（０．７５４，２０．０）
Ｘ８（０．７４２，２０．６）
Ｘ９（０．７４２，２２．１）
Ｇ２ａ（０．７０４，２１．９）
を頂点とする多角形で囲まれる領域に直径ｄと間隔Λがある空孔を持つ構造である（図１８参照）。
設計の一例として、（ｄ／Λ，Λ）＝（０．７５，１５）にて設計すればよい。
【００５９】
［付記］
以下は、本発明に係るＰＣＦについて記載したものである。
（課題）
ＰＣＦには、製造性を高めるために空孔数を低減すると閉じ込め損失が大きくなり、閉じ込め損失を低減するために空孔数を増加すれば製造性の悪化とともに実効断面積が小さくなるというトレードオフの関係がある。本願発明が解決しようとする課題は、ＰＣＦの製造性を高めるために空孔数を１２としたときに、所望の仕様（実効断面積や損失）を満たす空孔構造を見出すことである。
【００６０】
（解決手段）
１．ｄ／ΛとΛの座標平面上で任意の波長及び伝搬モードにおける実効断面積の領域と閉じ込め損失の領域とを重ね合わせ、重複する領域内にｄとΛがあるように空孔を設計する。
（１）：
直径ｄの１２個の空孔が間隔Λで配列する１ｃｅｌｌ構造のフォトニック結晶光ファイバ（ＰＣＦ：Ｐｈｏｔｏｎｉｃ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｆｉｂｅｒ）を設計するＰＣＦ設計方法であって、
ｄとｄ／Λの座標平面において任意の波長及び任意の伝搬モードにおいて所望の実効断面積以上となる実効断面積領域を取得し、
ｄとｄ／Λの座標平面において任意の波長及び任意の伝搬モードにおいて所望の閉じ込め損失以下となる閉じ込め損失領域を取得し、
前記実効断面積領域と前記閉じ込め損失領域とが重複する第１領域に直径ｄと間隔Λがあるように設計することを特徴とするＰＣＦ設計方法。
【００６１】
２．さらに、任意の波長及び伝搬モードにおける曲げ損失を満たす領域も上記重複領域に重ね合わせ、これらの重複領域内にｄとΛがあるように空孔を設計する。
（２）：
ｄとｄ／Λの座標平面において任意の波長及び任意の伝搬モードにおいて所望の曲げ損失以下となる曲げ損失領域をさらに取得し、
前記第１領域と前記曲げ損失領域が重複する第２領域に直径ｄと間隔Λがあるように設計することを特徴とする上記（１）に記載のＰＣＦ設計方法。
【００６２】
３．モード数のカットオフ領域も重ね合わせることで所望の波長及び伝搬させたいモード数に対応するｄとΛを決定する。
（３）：
所望の波長における各伝搬モードがカットオフされるカットオフ領域を取得し、
前記第１領域又は前記第２領域と前記カットオフ領域が重複する第３領域に直径ｄと間隔Λがあるように設計することを特徴とする上記（１）又は（２）に記載のＰＣＦ設計方法。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、波長の異なる多数の複数の信号光を用い、光ファイバに比較的大きなパワーの光を入力する波長多重（ＷＤＭ）技術や多値変調技術、複数の伝搬モードを用いたモード多重伝送を活用する通信用の光ファイバおよび光ファイバケーブルに適用できる。
【符号の説明】
【００６４】
１：ＰＣＦ
２：空孔
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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