(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信帯域においてｘ次ＬＰモードまでの光（ｘは１以上の整数）により通信を行うマルチコアファイバであって、
（ｘ＋１）次ＬＰモードまでの光を伝搬する複数の信号光伝搬コアと、
伝搬する光を前記信号光伝搬コアよりも損失する少なくとも１つの高損失コアと、
を備え、
互いに隣り合う前記信号光伝搬コア間の距離は、ｘ次ＬＰモードまでの光のクロストークが−４０ｄＢ／ｋｍ以下となり、（ｘ＋１）次ＬＰモードの光のクロストークが−３０ｄＢ／ｋｍ以上となる距離とされ、
前記信号光伝搬コアの少なくとも１つを伝搬する（ｘ＋１）次ＬＰモードの光と、前記高損失コアの少なくとも１つを伝搬する１次ＬＰモードの光とがクロストークする
ことを特徴とするマルチコアファイバ。
【請求項２】
前記信号光伝搬コアを伝搬する（ｘ＋１）次ＬＰモードの光の伝搬定数と、前記高損失コアを伝搬する１次ＬＰモードの光の伝搬定数とが一致する
ことを特徴とする請求項１に記載のマルチコアファイバ。
【請求項３】
前記高損失コアを伝搬する光の伝搬損失は、３ｄＢ／ｋｍ以上とされる
ことを特徴とする請求項１または２に記載のマルチコアファイバ。
【請求項４】
前記高損失コアは、２個の前記信号光伝搬コアで挟まれる位置に配置される
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のマルチコアファイバ。
【請求項５】
前記高損失コアは、３個以上の前記信号光伝搬コアで囲まれる位置に配置される
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のマルチコアファイバ。
【請求項６】
前記複数の信号光伝搬コアの長手方向の一部において、前記複数の信号光伝搬コアの径が細くなるように延伸された延伸部を更に備え、
前記延伸部では、前記複数の信号光伝搬コアはｘ次ＬＰモードまでの光を伝搬し、（ｘ＋１）次ＬＰモードの光の伝搬が抑制される
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のマルチコアファイバ。
【請求項７】
前記延伸部では、前記複数の信号光伝搬コアを伝搬する（ｘ＋１）次ＬＰモードの光の損失が２０ｄＢ以上とされる
ことを特徴とする請求項６に記載のマルチコアファイバ。
【請求項８】
ｘ＝１とされる
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のマルチコアファイバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチコアファイバに関し、設計の自由度を向上させる場合に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、一般に普及している光ファイバ通信システムに用いられる光ファイバは、１本のコアの外周がクラッドにより囲まれた構造をしており、このコア内を光信号が伝搬することで情報が伝送される。そして、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、光ファイバ通信システムにおいては、数十本から数百本といった多数の光ファイバが用いられることで、大容量の長距離光通信が行われている。
【０００３】
こうした光ファイバ通信システムにおいて、複数のコアの外周が１個のクラッドにより囲まれたマルチコアファイバを用いて、それぞれのコアを伝搬する光により、複数の信号を伝送させることが知られている。
【０００４】
下記特許文献１にはマルチコアファイバの一例が記載されている。このマルチコアファイバでは、クラッドの中心に１個のコアが配置され、この中心に配置されたコアの周りに６個のコアが配置されている。このような配置は、コアを最密充填できる構造であるため、特定のクラッドの外径に対して、多くのコアを配置することができる。また、この特許文献１に記載のマルチコアファイバでは、それぞれのコアを伝播する光のクロストークを抑制するために互いに隣り合うコアを伝搬する光の伝搬定数が互いに異なるものとされている。
【０００５】
しかし、特許文献１に記載のマルチコアファイバのように互いに隣り合うコアの実効屈折率を変化させる場合よりもクロストークを更に抑制したいという要請がある。そこで、それぞれのコアの外周面を囲むようにクラッドよりも屈折率の低い低屈折率層が配置され、クロストークがより防止されたマルチコアファイバが知られている。下記特許文献２にはこのようなマルチコアファイバが記載されている。このマルチコアファイバを屈折率の観点から見ると上記低屈折率層がトレンチ状となるため、当該マルチコアファイバはトレンチ型と称され、コアから低屈折率層までの構成をコア要素と称する。このようなトレンチ型のマルチコアファイバであっても、それぞれのコアを伝播する光のクロストークを抑制するために互いに隣り合うコアを伝搬する光の伝搬定数が互いに異なることが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１７０３３６号
【特許文献２】特開２０１２−１１８４９５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記のように互いに隣り合うコアを伝搬する光の伝搬定数を互いに変える為には、互いに隣り合うコアの屈折率や径を互いに変える必要がある。しかし、所望の波長帯域において、所望のモードの光により通信を行うためには、コアの屈折率や径の取り得る値の範囲が狭く、互いに隣り合うコアの屈折率や径を互いに変える為の設計の自由度に制限がある。
【０００８】
また、トレンチ型のマルチコアファイバでは、コア要素が特定のコアやコア要素を囲むように配置されると、当該特定のコアやコア要素を伝搬する光における高次モードの光が逃げづらく、カットオフ波長が長波長化する傾向がある。従って、コア要素が単独で存在する場合に伝搬する光のモードより高次のモードの光の伝搬を抑制するためには、コア間距離をあまり小さくできず、やはり設計の自由度に制限がある。
【０００９】
そこで、本発明は、設計の自由度を向上させることができるマルチコア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】
上記目的を達成するため、本発明は、通信帯域においてｘ次ＬＰモードまでの光（ｘは１以上の整数）により通信を行うマルチコアファイバであって、（ｘ＋１）次ＬＰモードまでの光を伝搬する複数の信号光伝搬コアと、伝搬する光を前記信号光伝搬コアよりも損失する少なくとも１つの高損失コアと、を備え、前記信号光伝搬コアの少なくとも１つを伝搬する（ｘ＋１）次ＬＰモードの光と、前記高損失コアの少なくとも１つを伝搬する１次ＬＰモードの光とがクロストークすることを特徴とするものである。
【００１１】
このようなマルチコアファイバによれば、それぞれのコアは、ｘ次ＬＰモードまでの光を伝搬するコアよりも１ＬＰモード高次の光を伝搬するコアであるため、ｘ次モードまでの光のコアへの閉じ込めを強くすることができる。従って、ｘ次ＬＰモードまでの光のみを伝搬するコアで構成されたマルチコアファイバと比べて、ｘ次モードまでの光のクロストークの抑制が可能となる。このため、ｘ次ＬＰモードまでの光を伝搬するコアを用いるマルチコアファイバよりもコア間距離の設計自由度およびそれぞれのコアの屈折率や径の設計自由度が向上する。
【００１２】
また、信号光伝搬コアを伝搬する（ｘ＋１）次ＬＰモードの光と、高損失コアを伝搬する１次ＬＰモードの光とがクロストークするため、信号光伝搬コアを伝搬する（ｘ＋１）次ＬＰモードの光は、高損失コアに移動することができる。このため、信号光伝搬コアを伝搬する（ｘ＋１）次ＬＰモードの光は減衰する。また、高損失コアは伝搬する光を信号光伝搬コアよりも損失するため、信号光伝搬コアから高損失コアに移動した光も減衰する。こうして、通信に不要な（ｘ＋１）次ＬＰモードの光を除去することができる。
【００１３】
また、前記信号光伝搬コアを伝搬する（ｘ＋１）次ＬＰモードの光の伝搬定数と、前記高損失コアを伝搬する１次ＬＰモードの光の伝搬定数とが一致することが好ましい。
【００１４】
伝搬定数が一致することで、信号光伝搬コアを伝搬する（ｘ＋１）次ＬＰモードの光と、高損失コアを伝搬する１次ＬＰモードの光とのクロストーク量を最大とすることができ、信号光伝搬コアを伝搬する（ｘ＋１）次ＬＰモードの光を高損失コアにより効率良く移動させることができる。従って、通信に不要な（ｘ＋１）次ＬＰモードの光をより効率的に除去することができる。
【００１５】
また、前記高損失コアを伝搬する光の伝搬損失は、３ｄＢ／ｋｍ以上とされることが好ましい。
【００１６】
高損失コアを伝搬する光が３ｄＢ／ｋｍ以上で損失することで、光の１０ｋｍの伝搬により、パワーを１／１０００以下にすることができる。
【００１７】
また、互いに隣り合う前記信号光伝搬コア間の距離は、ｘ次ＬＰモードまでの光のクロストークが−４０ｄＢ／ｋｍ以下となり、（ｘ＋１）次ＬＰモードの光のクロストークが−３０ｄＢ／ｋｍ以上となる距離とされることが好ましい。
【００１８】
（ｘ＋１）次ＬＰモードの光の実効コア断面積はｘ次ＬＰモードまでの光の実効コア断面積よりも大きい。このことを利用して、互いに隣り合う信号光伝搬コア間の距離は、ｘ次ＬＰモードまでの光のクロストークが−４０ｄＢ／ｋｍ以下となり、（ｘ＋１）次ＬＰモードの光のクロストークが−３０ｄＢ／ｋｍ以上となる距離とすることができる。したがって、通信に用いるｘ次ＬＰモードまでの光のクロストークは抑制され、通信に不要な光である（ｘ＋１）次ＬＰモードの光はクロストークする。このため、高損失コアと直接クロストーク出来ない信号光伝搬コアがある場合であっても、当該信号光伝搬コアを伝搬する（ｘ＋１）次の光は、高損失コアとクロストーク可能な信号光伝搬コアまでクロストークにより移動することができ、さらに高損失コアにクロストークにより移動させることができる。従って、高損失コアと直接クロストーク出来ない信号光伝搬コアを伝搬する（ｘ＋１）次ＬＰモードの光を除去することができる。
【００１９】
また、前記高損失コアは、３個以上の前記信号光伝搬コアで囲まれる位置に配置されることが好ましい。
【００２０】
高損失コアが３つ以上の信号光伝搬コアで囲まれることで、それぞれの信号光伝搬コアとクロストークすることができ、効率良く信号光伝搬コアから高損失コアに（ｘ＋１）次ＬＰモードの光を移動させることができる。
【００２１】
また、前記複数の信号光伝搬コアの長手方向の一部において、前記複数の信号光伝搬コアの径が細くなるように延伸された延伸部を更に備え、前記延伸部では、前記複数の信号光伝搬コアはｘ次ＬＰモードまでの光を伝搬し、（ｘ＋１）次ＬＰモードの光の伝搬が抑制されることが好ましい。またこの場合、前記延伸部では、前記複数の信号光伝搬コアを伝搬する（ｘ＋１）次ＬＰモードの光の損失が２０ｄＢ以上とされることが好ましい。
【００２２】
このような延伸部が設けられることにより、（ｘ＋１）次ＬＰモードの光をより損失させることができ、通信に不要なモードの光をより適切に排除することができる。
【００２３】
また、ｘ＝１とされることとしても良い。このような構成のマルチコアファイバによれば、従来の基本モードの光のみを伝搬するコアのみを用いたマルチコアファイバよりもクロストークを改善したシングルモードマルチコアファイバを達成することができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように、本発明によれば、設計の自由度を向上させることができるマルチコアファイバが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態にかかる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のマルチコアファイバにおけるコア要素及び高損失コアの屈折率分布を示す図である。
【図３】本実施形態のマルチコアファイバの曲げ半径とクロストークとの関係の計算結果を示す図である。
【図４】図１のマルチコアファイバを横から見た図である。
【図５】延伸倍率とＬＰ１１モードの光の伝搬損失との関係の計算結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係るマルチコア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。
【００２７】
図１は、本実施形態に係るマルチコアファイバの様子を示す図である。図１に示すように、マルチコアファイバ１は、複数のコア要素１０と、複数の高損失コア１５と、それぞれのコア要素１０及び高損失コア１５を隙間無く囲むクラッド２０と、クラッド２０を被覆する被覆層３０とを備える。
【００２８】
それぞれのコア要素１０は、正方格子の各格子点上に配置される。具体的には、クラッド２０の中心を囲むように４つのコア要素１０が正方形の各頂点に位置するよう配置され、１２個のコア要素１０が、当該４つのコア要素１０を囲むように上記正方形を基準とした正方格子の各格子点上に配置される。こうして本実施形態では１６個のコア要素１０が配置されている。
【００２９】
それぞれのコア要素１０は互いに同様の構造をしている。それぞれのコア要素１０は、信号光を伝搬する信号光伝搬コアとしてのコア１１と、コア１１の外周面を隙間なく囲む内側クラッド１２と、内側クラッド１２の外周面を隙間なく囲み、クラッド２０に外周面が隙間なく囲まれる低屈折率層１３とを有している。
【００３０】
また、複数の高損失コア１５は、それぞれの正方格子の中心に配置されている。したがって、それぞれの高損失コア１５は、４個のコア要素１０で囲まれている。こうして本実施形態では、９個の高損失コア１５が配置され、全てのコア要素１０が少なくとも１つの高損失コア１５と隣り合っている。
【００３１】
図２は、図１に示すマルチコアファイバ１のそれぞれのコア要素１０及び高損失コア１５の屈折率分布を示す図である。
【００３２】
図２に示すように、コア要素１０のコア１１の屈折率は、内側クラッド１２の屈折率及びクラッド２０の屈折率よりも高く、低屈折率層１３の屈折率は、内側クラッド１２の屈折率及びクラッド２０の屈折率よりも低くされている。このようにそれぞれのコア要素１０を屈折率の観点から見る場合に、低屈折率層１３はそれぞれ溝状となり、それぞれのコア要素１０はトレンチ構造を有している。このような、トレンチ構造により、マルチコアファイバ１のそれぞれのコア１１を伝搬する光の閉じ込めを強くすることができる。なお、本実施形態では、内側クラッド１２の屈折率はクラッド２０の屈折率と同じ屈折率とされている。
【００３３】
それぞれのコア要素１０は、このような屈折率を有するため、例えば、クラッド２０及びそれぞれの内側クラッド１２はドーパントが何ら添加されていない石英から成り、それぞれの第１コア１１は、ゲルマニウム等の屈折率を上げるドーパントが添加された石英から成り、低屈折率層１３は、フッ素等の屈折率を下げるドーパントが添加された石英等から成る。
【００３４】
また、それぞれのコア要素１０は、ＬＰ０１モードの光及びＬＰ１１モードの光を伝搬する。それぞれのコア要素１０を伝搬するＬＰ０１モードの光は、標準的なシングルモードファイバとの接続性の観点から、波長１５５０ｎｍにおける実効コア断面積Ａｅｆfが８０μｍ２と同程度とされることが好ましい。ここで、低屈折率層１３のクラッド２０に対する比屈折率差Δｔが−０．７％であり、コア１１の半径ｒ１と内側クラッド１２の半径ｒ２との比ｒ２／ｒ１が１．７である場合において、波長が１５５０ｎｍの光のＬＰ０１モードの光の実効コア断面積Ａｅｆfが８０μｍ２となる場合のコア１１のクラッド２０に対する比屈折率差Δと、コア１１の半径ｒ１との組み合わせを表１に示す。
【表１】
0006340342.tif 000002
【００３５】
この場合、コア１１を伝搬するＬＰ１１モードの光の波長１５５０ｎｍにおける実効コア断面積Ａｅｆfは概ね９２μｍ２とされる。なお、コア１１を伝搬する光は伝搬損失が例えば０．３０ｄＢ／ｋｍ以下とされる。
【００３６】
また、それぞれの高損失コア１５は、クラッドよりも高い屈折率とされ、コア１１が伝搬する波長の光をＬＰ０１モードで伝搬する。例えば、波長１５５０ｎｍの光を伝搬する場合、高損失コア１５は、クラッド２０に対する比屈折率差が０．２９％とされ、半径が３．０μｍとされる。
【００３７】
それぞれの高損失コア１５は、このような屈折率を有するため、例えば、クラッド２０がドーパントが何ら添加されていない石英から成る場合に、ゲルマニウム等の屈折率を上げるドーパントが添加された石英から成る。
【００３８】
また、図２における破線は、コア１１を伝搬する各ＬＰモードの光の実効屈折率及び高損失コア１５を伝搬するＬＰ０１モードの光の実効屈折率を示す。図２から明らかなように、マルチコアファイバ１では、コア１１を伝搬する光の波長において、コア１１の２次ＬＰモードであるＬＰ１１モードの光の実効屈折率と高損失コア１５の１次ＬＰモードであるＬＰ０１モードの光の実効屈折率とが互いに一致する。伝搬定数は実効屈折率と対応している。従って、本実施形態では、コア１１のＬＰ１１モードの光の伝搬定数と高損失コア１５のＬＰ０１モードの光の伝搬定数とが一致する。このため、コア１１を伝搬するＬＰ１１モードの光と高損失コア１５を伝搬するＬＰ０１モードの光とがクロストークすることができる。
【００３９】
一方、図２より明らかなように、マルチコアファイバ１では、コア１１を伝搬する光の波長において、コア１１のＬＰ０１モードの光の実効屈折率と高損失コア１５のＬＰ０１モードの光の実効屈折率とが互いに異なる。従って、コア１１を伝搬するＬＰ０１モードの光は高損失コア１５にクロストークにより移動することが抑制される。
【００４０】
このようにコア１１のＬＰ１１モードの光の伝搬定数と高損失コア１５のＬＰ０１モードの光の伝搬定数とが一致するには、例えば、波長が１５５０ｎｍの光が伝搬する場合において、上記のように、低屈折率層１３のクラッド２０に対する比屈折率差Δｔが−０．７％であり、コア１１の半径ｒ１と内側クラッド１２の半径ｒ２との比ｒ２／ｒ１が１．７であり、コア１１のクラッド２０に対する比屈折率差Δが０．４５％であり、コア１１の半径が５．１７μｍである場合に、高損失コア１５は、クラッド２０に対する比屈折率差は０．２９％とされ、半径が３．０μｍとされる。
【００４１】
また、高損失コア１５はコア１１よりも伝搬する光を減衰するよう構成されている。例えば、高損失コア１５を伝搬する光の伝搬損失は３ｄＢ／ｋｍ以上とされる。光の伝搬損失が３ｄＢ／ｋｍ以上であれば、高損失コア１５を光が１０ｋｍ伝搬することで、パワーを１／１０００以下にすることができる。このような構成とするには、例えば、マルチコアファイバ１の製造過程において、高損失コア１５となるガラスロッドに水酸基が行きわたるようにして、かつ、脱水時に酸素を過剰に流す等すればよい。
【００４２】
また、被覆層３０の屈折率は、クラッド２０よりも高い。被覆層３０は光を吸収する性質を有し、クラッド２０から被覆層３０に達する光は被覆層３０で吸収されて消滅する。このような被覆層３０と構成する材料としては、例えば、紫外線硬化樹脂を挙げることができる。
【００４３】
次にコア１１同士のコア間距離とクロストークとの関係について説明する。なお、ここでいうコア間距離とは、互いに隣り合うコア１１の中心間距離である。
【００４４】
図３は、本実施形態のマルチコアファイバ１の曲げ半径とクロストークとの関係の計算結果を示す図である。図３の計算では、コア間距離Λを３２μｍとして、ＬＰ０１モードの光の波長、及び、ＬＰ１１モードの光の波長を１５５０ｎｍとした。図３において、実線は、コア１１のクラッド２０に対する比屈折率差Δを０．４５％とし、コア１１の半径を５．１７μｍとし、コア１１の半径ｒ１と内側クラッド１２の半径ｒ２との比ｒ２／ｒ１を１．７とし、コア１１の半径ｒ１と低屈折率層１３の厚さＷとの比Ｗ／ｒ１を０．９とし、コア間距離Λを３２μｍとした計算結果を示す。また、破線が示す計算結果は、コア１１のクラッド２０に対する比屈折率差Δを０．４６％とし、コア１１の半径を５．２０μｍとし、コア１１の半径ｒ１と低屈折率層１３の厚さＷとの比Ｗ／ｒ１を０．８とした点において、実線が示す計算結果と異なる。また、点線が示す計算結果は、コア１１のクラッド２０に対する比屈折率差Δを０．４７％とし、コア１１の半径を５．２２μｍとし、コア１１の半径ｒ１と低屈折率層１３の厚さＷとの比Ｗ／ｒ１を０．７とした点において、実線が示す計算結果と異なる。
【００４５】
図３に示すように、ＬＰ０１モードの光のクロストークは、いずれの場合も−４０ｄＢ／ｋｍより小さくできる結果となった。また、ＬＰ１１モードの光のクロストークは、いずれの場合も−３０ｄＢ／ｋｍより大きい結果となった。つまり、上記条件の場合、コア間距離が３２μｍであれば、ＬＰ０１モードの光のクロストークを−４０ｄＢ／ｋｍ以下にでき、ＬＰ１１モードの光のクロストークを−３０ｄＢ／ｋｍ以上とすることができる。さらに、図３では、Ｃバンド帯及びＬバンド帯において、ＬＰ０１モードの光の波長は実効コア断面積Ａｅｆfが最も大きい波長とされ、ＬＰ１１モードの光の波長は実効コア断面積Ａｅｆfが最も小さい波長とされて、計算されている。従って、同一波長帯でＬＰ０１モードの光及びＬＰ１１モードの光を伝搬する場合、ＬＰ０１モードの光のクロストークを光通信に支障のない小さな値とし、ＬＰ１１モードの光のクロストークを大きな値とすることができるコア間距離Λが存在することとなる。
【００４６】
そこで、本実施形態のマルチコアファイバ１のそれぞれのコア間距離Λは、ＬＰ０１モード（１次ＬＰモード）の光のクロストークが−４０ｄＢ／ｋｍ以下となり、ＬＰ１１モード（２次ＬＰモード）の光のクロストークが−３０ｄＢ／ｋｍ以上となる距離とされる。
【００４７】
このため、本実施形態のマルチコアファイバ１では、それぞれのコア要素１０を伝搬するＬＰ０１モードの光のクロストークが抑えられるが、それぞれのコア要素１０を伝搬するＬＰ１１モードの光はクロストークにより互いに隣り合うコア要素１０の間を移動することができる。
【００４８】
図４は、図１のマルチコアファイバ１を横から見た図である。ただし、図４では、理解の容易のため、被覆層３０を省略している。図４に示すように、本実施形態のマルチコアファイバ１は、複数のコア１１の長手方向の一部において、複数のコア１１の径が細くなるように延伸された延伸部ＢＰを備える。延伸部ＢＰは、マルチコアファイバ１の被覆層３０を部分的に剥離して、マルチコアファイバ１をクラッド２０の外部から加熱して引っ張ることで延伸する。
【００４９】
図５は、延伸倍率とＬＰ１１モードの光の伝搬損失との関係の計算結果を示す図である。図５の計算を行うに際して、低屈折率層１３のクラッド２０に対する比屈折率差Δｔを−０．７％とし、コア１１の半径ｒ１と内側クラッド１２の半径ｒ２との比ｒ２／ｒ１を１．７とし、コア１１のクラッド２０に対する比屈折率差Δを０．４５％とし、コア１１の半径が５．１７μｍとし、コア１１の半径ｒ１と低屈折率層１３の厚さＷとの比Ｗ／ｒ１を０．９とした。図５から、延伸部ＢＰの非延伸部に対する縮径比を０．６程度にする、すなわち延伸部ＢＰにおけるマルチコアファイバ１の各部材の径が非縮径部におけるマルチコアファイバ１の各部材の径の０．６倍にすると、コア要素１０を伝搬するＬＰ１１モードの光の損失が１０ｄＢ／ｃｍとなることが予想できる。従って、縮径比０．６程度の延伸部ＢＰを２ｃｍ程度設けることで、ＬＰ１１モードの光を光通信が阻害されない程度まで除去することができる。なお、この場合、基本モードであるＬＰ０１モードは延伸による光の損失はほとんどなく、光通信に影響を殆ど与えない。
【００５０】
以上のように本実施形態のマルチコアファイバ１は、通信帯域において１次ＬＰモードの光により通信を行うマルチコアファイバとされ、２次ＬＰモードまでの光を伝搬する複数のコア１１と、伝搬する光をコア１１よりも高損失で損失する複数の高損失コア１５とを備える。そして、コア１１を伝搬する２次ＬＰモードの光と、高損失コア１５を伝搬する１次ＬＰモードの光とがクロストークする。
【００５１】
従って、本実施形態のマルチコアファイバ１によれば、１次モードの光のコア１１への閉じ込めを強くすることができる。従って、１次ＬＰモードの光のみを伝搬するコアで構成されたマルチコアファイバと比べて、１次モードの光のクロストークの抑制が可能となる。このため、１次ＬＰモードの光のみを伝搬するマルチコアファイバよりもコア間距離の設計自由度およびそれぞれのコアの屈折率や径の設計自由度が向上する。
【００５２】
また、コア１１を伝搬する２次ＬＰモードの光と、高損失コア１５を伝搬する１次ＬＰモードの光とがクロストークするため、コア１１を伝搬する２次ＬＰモードの光は、高損失コア１５に移動することができる。このため、コア１１を伝搬する２次ＬＰモードの光は減衰する。また、高損失コア１５は伝搬する光を損失するため、コア１１から高損失コア１５に移動した光は減衰する。こうして、通信に不要な２次ＬＰモードの光を除去することができる。
【００５３】
また、本実施形態のマルチコアファイバ１では、コア１１を伝搬する２次ＬＰモードの光の伝搬定数と、高損失コア１５を伝搬する１次ＬＰモードの光の伝搬定数とが一致する。従って、コア１１を伝搬する２次ＬＰモードの光と、高損失コア１５を伝搬する１次ＬＰモードの光とのクロストーク量を最大とすることができ、コア１１を伝搬する２次ＬＰモードの光を高損失コア１５により効率良く移動させることができる。従って、通信に不要な２次ＬＰモードの光を効率的に除去することができる。
【００５４】
また、本実施形態のマルチコアファイバ１では、互いに隣り合うコア１１間の距離は、１次ＬＰモードまでの光のクロストークが−４０ｄＢ／ｋｍ以下となり、２次ＬＰモードの光のクロストークが−３０ｄＢ／ｋｍ以上となる距離とされる。したがって、通信に用いる１次ＬＰモードまでの光のクロストークは抑制され、通信に不要な光である２次ＬＰモードの光はクロストークする。このため、２次の光は、高損失コア１５とクロストーク可能なコア１１までクロストークにより移動することができる。従って、仮に高損失コア１５と隣接しておらず高損失コア１５とクロストークしづらいコア１１がある場合であっても、２次ＬＰモードの光を当該コア１１から他のコア１１を介して高損失コア１５にクロストークにより移動させることができる。従って、高損失コア１５と直接クロストーク出来ないコア１１がある場合であっても、２次ＬＰモードの光を除去することができる。
【００５５】
また、本実施形態のマルチコアファイバ１では、高損失コア１５は、３個以上のコア１１で囲まれる位置に配置されている。従って、それぞれのコア１１とクロストークすることができ、効率良くコア１１から高損失コア１５に２次ＬＰモードの光を移動させることができる。
【００５６】
また、本実施形態のマルチコアファイバ１では、複数のコア１１の長手方向の一部において、複数のコア１１の径が細くなるように延伸された延伸部ＢＰを更に備え、延伸部ＢＰでは、複数のコア１１は１次ＬＰモードまでの光を伝搬し、２次ＬＰモードの光の伝搬が抑制される。しかも、本実施形態の延伸部ＢＰでは、複数のコア１１を伝搬する２次ＬＰモードの光の損失が２０ｄＢ以上とされる。このような延伸部ＢＰが設けられることにより、２次ＬＰモードの光をより損失させることができ、通信に不要な２次ＬＰモードの光をより適切に排除することができる。
【００５７】
以上、本発明について、上記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。
【００５８】
例えば、上記実施形態のマルチコアファイバ１において、延伸部ＢＰが設けられなくても良い。ただし、通信に不要なＬＰ１１モードの光をより適切に排除する観点から、延伸部ＢＰが設けられることが好ましい。
【００５９】
また、上記実施形態では、１６個のコア要素１０が正方格子状に配置されたが、本発明のマルチコアファイバでは、コア要素１０の数は複数であれば良く、その配置や数は特に限定されない。例えば、複数のコア要素１０が三角格子の各格子点上に配置されるものとされても良い。この場合、高損失コア１５は、３個のコア要素で囲まれる位置に配置されることが好ましい。
【００６０】
また、上記実施形態のマルチコアファイバ１では、高損失コア１５が複数とされ、それぞれの高損失コア１５が４つのコア１１で囲まれる構成とされた。しかし、高損失コア１５は単数であっても良い。単数であっても、少なくとも高損失コア１５とクロストークするコア１１のＬＰ０２モードの光と減衰することができる。また、上記実施形態のマルチコアファイバ１のように、互いに隣り合うコア１１においてＬＰ１１モードの光がクロストークする場合、高損失コア１５とクロストークしないコア１１から高損失コア１５とクロストークするコア１１にＬＰ１１モードの光を移動させることができる。
【００６１】
また、高損失コア１５は、少なくとも１つのコア１１とクロストークすればよいため、例えば、複数のコア１１の外周側に高損失コア１５が配置されても良い。また、コア１１のＬＰ１１モードの光の伝搬定数と高損失コア１５のＬＰ０１モードの光の伝搬定数とが多少ずれているとしても、コア１１を伝搬するＬＰ１１モードの光と高損失コア１５を伝搬するＬＰ０１モードの光とがクロストークし、コア１１を伝搬するＬＰ０１モードの光と高損失コア１５を伝搬するＬＰ０１モードの光とのクロストークが抑制されれば良い。
【００６２】
また、上記実施形態では、マルチコアファイバ１は、通信帯域においてＬＰ０１モードの光によりシングルモード通信を行い、それぞれのコア１１がＬＰ０１モードの光及びＬＰ１１モードの光を伝搬するものとされ、ＬＰ１１モードの光が除去される構成とされた。しかし、本発明はこれに限らない。つまり、フューモード通信やマルチモード通信を行う場合にも用いることができ、それぞれのコアが通信に用いるモードよりも１ＬＰモード高次のモードまでの光を伝搬する構成とされ、当該１ＬＰモード高次の光を高損失コア１５により除去するものとしても良い。これを一般化すると、通信帯域においてｘ次ＬＰモードまでの光（ｘは１以上の整数）により通信を行うマルチコアファイバであって、（ｘ＋１）次ＬＰモードまでの光を伝搬する複数の信号光伝搬コアと、伝搬する光を前記信号光伝搬コアよりも高損失で損失する少なくとも１つの高損失コアと、を備え、前記信号光伝搬コアの少なくとも１つを伝搬する（ｘ＋１）次ＬＰモードの光と、前記高損失コアの少なくとも１つを伝搬する１次ＬＰモードの光とがクロストークする構成とされる。
【００６３】
このようにマルチコアファイバが通信帯域においてｘ次ＬＰモードまでの光により通信を行う場合においても、延伸部ＢＰが設けられることが好ましい。この場合、延伸部ＢＰでは（ｘ＋１）次ＬＰモードの光の損失が２０ｄＢ以上とされることが好ましく、ｘ次ＬＰモードの光の過剰損失が０．００１ｄＢ以下とされることがより好ましい。
【００６４】
また、上記実施形態や変形例では、それぞれのコア１１が内側クラッド１２及び低屈折率層１３で囲まれる構成とされたが、本発明はこれに限らない。例えば、それぞれのコア要素１０において、内側クラッド１２が省略されて、コア１１が低屈折率層１３に直接囲まれる構成とされても良い。さらに、それぞれのコア要素１０において、内側クラッド１２及び低屈折率層１３が省略されて、コア１１がクラッド２０により直接囲まれても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
以上説明したように、本発明によれば、設計の自由度を向上させることができるマルチコアファイバが提供され、光通信の分野において利用することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１〜４・・・マルチコアファイバ
１０・・・コア要素
１１・・・コア（信号光伝搬コア）
１２・・・内側クラッド
１３・・・低屈折率層
１５・・・高損失コア
２０・・・クラッド
３０・・・被覆層
ＢＰ・・・延伸部
Ｔｃ・・・クラッド厚
Λ・・・コア間距離
【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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