(57)【要約】【課題】従来のフォトニックバンドギャップファイバよりも格段に伝送帯域幅の広い高性能な拡張三角格子型フォトニックバンドギャップファイバの提供。【解決手段】石英ガラス部分に多数の空孔がファイバ長手方向に沿って設けられ、その空孔が拡張三角格子状に並べられたクラッドを有し、且つ複数の空孔が三角格子状に並べられたキャピラリーコアを有する拡張三角格子型フォトニックバンドギャップファイバにおいて、キャピラリーコアの空孔がクラッドの空孔よりも個々の空孔断面積が小さいことを特徴とする拡張三角格子型フォトニックバンドギャップファイバ。【選択図】図３
2007264331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英ガラス部分に多数の空孔がファイバ長手方向に沿って設けられ、その空孔が拡張三角格子状に並べられたクラッドを有し、且つ複数の空孔が三角格子状に並べられたキャピラリーコアを有する拡張三角格子型フォトニックバンドギャップファイバにおいて、
キャピラリーコアの空孔がクラッドの空孔よりも個々の空孔断面積が小さいことを特徴とする拡張三角格子型フォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項２】
クラッドを構成する拡張三角格子のユニットセルは、断面六角形の多数の空孔が石英ガラスからなる壁を介して拡張三角格子状に並べられてなり、かつキャピラリーコアを構成するユニットセルは、断面六角形の複数の空孔が石英ガラスからなる壁を介して三角格子状に並べられてなり、クラッドを構成する拡張三角格子の壁厚ｗｂと、キャピラリーコアを構成する三角格子の壁厚ｗｃとがｗｂ＜ｗｃの関係を満たしていることを特徴とする請求項１に記載の拡張三角格子型フォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項３】
キャピラリーコアは、中心１個、それを囲む１層６個の合計７個の空孔からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の拡張三角格子型フォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項４】
キャピラリーコアは、中心１個、それを囲む１層目６個、２層目１２個、３層目１８個の合計３７個の空孔からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の拡張三角格子型フォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項５】
キャピラリーコアは、中心１個、それを囲む５層の空孔層の合計９１個の空孔からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の拡張三角格子型フォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項６】
キャピラリーコアは、中心１個、それを囲む７層以上の空孔層からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の拡張三角格子型フォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項７】
クラッドの拡張三角格子のピッチがΛであるとき、該拡張三角格子の壁厚ｗｂが、０．０３Λ≦ｗｂ≦０．４Λの関係を満たすことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の拡張三角格子型フォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項８】
キャピラリーコアの三角格子の壁厚ｗｃが０．０５Λ≦ｗｃ≦０．６Λの関係を満たすことを特徴とする請求項７に記載の拡張三角格子型フォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項９】
伝搬パワーの６０％以上がキャピラリーコアの領域に集中するコアモードのみが存在し、伝搬パワーの４０％以上がキャピラリーコアの領域以外に存在する表面モードが存在しないことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の拡張三角格子型フォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項１０】
０．８Λ≦ｗｒ≦Λ、０．０４Λ≦ｗｂ≦０．１２Λ、０．１２Λ≦ｗｃ≦０．２５Λで、波長λが０．９≦Γ／λ≦１．８（ただし、Λは拡張三角格子のピッチ、ｗｒは拡張三角格子内の石英ガラス部分の径、ｗｂはクラッドの拡張三角格子の壁厚、ｗｃはキャピラリーコアの三角格子の壁厚をそれぞれ表し、Γ＝２Λである。）を満たす範囲内で伝搬モードが存在することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の拡張三角格子型フォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項１１】
０．８Λ≦ｗｒ≦Λ、０．０４Λ≦ｗｂ≦０．１２Λ、０．２５Λ≦ｗｃ≦０．３５Λで、波長λが０．９≦Γ／λ≦２．４（ただし、Λは拡張三角格子のピッチ、ｗｒは拡張三角格子内の石英ガラス部分の径、ｗｂはクラッドの拡張三角格子の壁厚、ｗｃはキャピラリーコアの三角格子の壁厚をそれぞれ表し、Γ＝２Λである。）を満たす範囲内で伝搬モードが存在することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の拡張三角格子型フォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項１２】
０．５Λ≦ｗｒ≦０．９Λ、０．０６Λ≦ｗｂ≦０．１４Λ、０．１５Λ≦ｗｃ≦０．２５Λで、波長λが０．９≦Γ／λ≦２．８（ただし、Λは拡張三角格子のピッチ、ｗｒは拡張三角格子内の石英ガラス部分の径、ｗｂはクラッドの拡張三角格子の壁厚、ｗｃはキャピラリーコアの三角格子の壁厚をそれぞれ表し、Γ＝２Λである。）を満たす範囲内で伝搬モードが存在することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の拡張三角格子型フォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項１３】
シングルモード動作することを特徴とする請求項１に記載の拡張三角格子型フォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項１４】
クラッドを構成する拡張三角格子のユニットセルは、断面六角形の多数の空孔が石英ガラスからなる壁を介して拡張三角格子状に並べられてなり、かつキャピラリーコアを構成するユニットセルは、断面六角形の複数の空孔が石英ガラスからなる壁を介して三角格子状に並べられてなり、クラッドを構成する拡張三角格子の壁厚ｗｂと、キャピラリーコアを構成する三角格子の壁厚ｗｃとがｗｂ＜ｗｃの関係を満たしていることを特徴とする請求項１３に記載の拡張三角格子型フォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項１５】
クラッドに円形又は六角形の空孔を設け、キャピラリーコアに円形又は六角形の空孔を設けたことを特徴とする請求項１３に記載の拡張三角格子型フォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項１６】
キャピラリーコアは、中心１個、それを囲む１層６個の合計７個の空孔からなることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれかに記載の拡張三角格子型フォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項１７】
クラッドの拡張三角格子のピッチがΛであるとき、該拡張三角格子の壁厚ｗｂが、０．０３Λ≦ｗｂ≦０．２Λの関係を満たすことを特徴とする請求項１３〜１６のいずれかに記載の拡張三角格子型フォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項１８】
キャピラリーコアの三角格子の壁厚ｗｃが０．０５Λ≦ｗｃ≦０．２５Λの関係を満たすことを特徴とする請求項１７に記載の拡張三角格子型フォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項１９】
伝搬パワーの６０％以上がキャピラリーコアの領域に集中するコアモードのみが存在し、伝搬パワーの４０％以上がキャピラリーコアの領域以外に存在する表面モードが存在しないことを特徴とする請求項１３〜１８のいずれかに記載の拡張三角格子型フォトニックバンドギャップファイバ。
【請求項２０】
０．６Λ≦ｗｒ≦Λ、０．０４Λ≦ｗｂ≦０．１２Λ、０．０６Λ≦ｗｃ≦０．１８Λで、波長λが０．８≦Γ／λ≦１．８（ただし、Λは拡張三角格子のピッチ、ｗｒは拡張三角格子内の石英ガラス部分の径、ｗｂはクラッドの拡張三角格子の壁厚、ｗｃはキャピラリーコアの三角格子の壁厚をそれぞれ表し、Γ＝２Λである。）を満たす範囲内でシングルモードが存在することを特徴とする請求項１３〜１９のいずれかに記載の拡張三角格子型フォトニックバンドギャップファイバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトニックバンドギャップファイバ（以下、ＰＢＧＦと略記する）に関し、特に、伝送帯域が広く、紫外光領域から可視光領域、近赤外領域及び遠赤外領域までの光伝送、ファイバレーザ光伝送に用いることができる拡張三角格子（ＥＴＬ：extended triangular lattice）型ＰＢＧＦに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明者らは、非特許文献１に開示されている通り、キャピラリーコアを有する拡張三角格子型ＰＢＧＦを発明した。図１及び図２は、その従来の拡張三角格子型ＰＢＧＦ１，６の構造を示す図である。
図１に示す拡張三角格子型ＰＢＧＦ１は、石英ガラスからなる光ファイバに長手方向に沿って多数の空孔２を規則的に設けてなり、その断面において、ファイバ中心部に７個の空孔２が三角格子状に密集して並べられたキャピラリーコア４が設けられ、その周囲に空孔２と石英ガラス部分３とが拡張三角格子状に配置されたクラッド５が設けられた構造になっている。
【０００３】
図２に示す拡張三角格子型ＰＢＧＦ６は、ファイバ中央に、中心１個、それを囲む１層目６個、２層目１２個、さらにそれを囲む３層目１８個、合計３７個の空孔２が三角格子状に密に並べられたキャピラリーコア７が設けられ、その周囲に空孔２と石英ガラス部分３とが拡張三角格子状に配置されたクラッド５が設けられた構造になっている。
【０００４】
これらの拡張三角格子型ＰＢＧＦ１，６において、キャピラリーコア４，７の空孔２とクラッド５の空孔２とは、同じ孔径になっている。なお、空孔２の断面形状は、ＰＢＧＦの製造条件、例えば、線引き時の空孔内部とファイバ母材外部との圧力差や温度などによって、円形又は六角形とすることができる。
【非特許文献１】K. Takenaga, N. Guan, R. Goto, S. Matsuo, K. Himeno,“A New Photonic Bandgap Fibre with Extended Triangular Lattice and Capillary Core”, ECOC 2005 Proceedings-Vol.2 Paper Tu 1.4.2
【非特許文献２】S. G. Johnson and J. D. Joannopoulos,“Block-iterative frequency-domain methods for Maxwell's equations in planewave basis”, Opt. Express, vol. 8, No.3, pp.173-190, 2001
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非特許文献１に記載された拡張三角格子型ＰＢＧＦは、キャピラリーコアを採用したことで、空孔コア（エアコア）を用いる従来のＰＢＧＦに比べ、伝送帯域を大幅に広げることができた。
一方、光ファイバの利用分野は益々広範囲になりつつあり、光ファイバに要求される伝送帯域幅の範囲は、今後益々広がることが予想されることから、広範囲の伝送帯域をもつ光ファイバの提供が切望されている。
【０００６】
本発明は、前記事情に鑑みてなされ、従来のＰＢＧＦよりも格段に伝送帯域幅の広い高性能なＰＢＧＦの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明は、石英ガラス部分に多数の空孔がファイバ長手方向に沿って設けられ、その空孔が拡張三角格子状に並べられたクラッドを有し、且つ複数の空孔が三角格子状に並べられたキャピラリーコアを有する拡張三角格子型ＰＢＧＦにおいて、キャピラリーコアの空孔がクラッドの空孔よりも個々の空孔断面積が小さいことを特徴とする拡張三角格子型ＰＢＧＦを提供する。
【０００８】
本発明の拡張三角格子型ＰＢＧＦにおいて、クラッドを構成する拡張三角格子のユニットセルは、断面六角形の多数の空孔が石英ガラスからなる壁を介して拡張三角格子状に並べられてなり、かつキャピラリーコアを構成するユニットセルは、断面六角形の複数の空孔が石英ガラスからなる壁を介して三角格子状に並べられてなり、クラッドを構成する拡張三角格子の壁厚ｗｂと、キャピラリーコアを構成する三角格子の壁厚ｗｃとがｗｂ＜ｗｃの関係を満たしていることが好ましい。
【０００９】
本発明の拡張三角格子型ＰＢＧＦにおいて、キャピラリーコアは、
・中心１個、それを囲む１層６個の合計７個の空孔、
・中心１個、それを囲む１層目６個、２層目１２個、３層目１８個の合計３７個の空孔、・中心１個、それを囲む５層の空孔層の合計９１個の空孔、又は
・中心１個、それを囲む７層以上の空孔層、
からなる空孔構造を有していることが好ましい。
【００１０】
本発明の拡張三角格子型ＰＢＧＦにおいて、クラッドの拡張三角格子のピッチがΛであるとき、該拡張三角格子の壁厚ｗｂが、０．０３Λ≦ｗｂ≦０．４Λの関係を満たすことが好ましい。
さらに、キャピラリーコアの三角格子の壁厚ｗｃが０．０５Λ≦ｗｃ≦０．６Λの関係を満たすことが好ましい。
【００１１】
本発明の拡張三角格子型ＰＢＧＦにおいて、伝搬パワーの６０％以上がキャピラリーコアの領域に集中するコアモードのみが存在し、伝搬パワーの４０％以上がキャピラリーコアの領域以外に存在する表面モードが存在しないことが好ましい。
【００１２】
本発明の拡張三角格子型ＰＢＧＦにおいて、
（ａ）０．８Λ≦ｗｒ≦Λ、０．０４Λ≦ｗｂ≦０．１２Λ、０．１２Λ≦ｗｃ≦０．２５Λで、波長λが０．９≦Γ／λ≦１．８を満たす範囲内、
（ｂ）０．８Λ≦ｗｒ≦Λ、０．０４Λ≦ｗｂ≦０．１２Λ、０．２５Λ≦ｗｃ≦０．３５Λで、波長λが０．９≦Γ／λ≦２．４を満たす範囲内、又は
（ｃ）０．８Λ≦ｗｒ≦Λ、０．０４Λ≦ｗｂ≦０．１２Λ、０．２５Λ≦ｗｃ≦０．３５Λで、波長λが０．９≦Γ／λ≦２．４（ただし、Λは拡張三角格子のピッチ、ｗｒは拡張三角格子内の石英ガラス部分の径、ｗｂはクラッドの拡張三角格子の壁厚、ｗｃはキャピラリーコアの三角格子の壁厚をそれぞれ表し、Γ＝２Λである。）
を満たす範囲内で伝搬モードが存在することが好ましい。
【００１３】
また本発明は、前述した本発明の拡張三角格子型ＰＢＧＦにおいて、シングルモード動作する拡張三角格子型ＰＢＧＦを提供する。
【００１４】
前記シングルモード動作する拡張三角格子型ＰＢＧＦにおいて、クラッドを構成する拡張三角格子のユニットセルは、断面六角形の多数の空孔が石英ガラスからなる壁を介して拡張三角格子状に並べられてなり、かつキャピラリーコアを構成するユニットセルは、断面六角形の複数の空孔が石英ガラスからなる壁を介して三角格子状に並べられてなり、クラッドを構成する拡張三角格子の壁厚ｗｂと、キャピラリーコアを構成する三角格子の壁厚ｗｃとがｗｂ＜ｗｃの関係を満たしていることが好ましい。
【００１５】
前記シングルモード動作する拡張三角格子型ＰＢＧＦは、クラッドに円形又は六角形の空孔を設け、キャピラリーコアに円形又は六角形の空孔を設けた構成とすることが好ましい。
前記シングルモード動作する拡張三角格子型ＰＢＧＦにおいて、キャピラリーコアは、中心１個、それを囲む１層６個の合計７個の空孔からなることが好ましい。
【００１６】
前記シングルモード動作する拡張三角格子型ＰＢＧＦにおいて、クラッドの拡張三角格子のピッチがΛであるとき、該拡張三角格子の壁厚ｗｂが、０．０３Λ≦ｗｂ≦０．２Λの関係を満たすことが好ましい。
また、キャピラリーコアの三角格子の壁厚ｗｃが０．０５Λ≦ｗｃ≦０．２５Λの関係を満たすことが好ましい。
【００１７】
前記シングルモード動作する拡張三角格子型ＰＢＧＦにおいて、伝搬パワーの６０％以上がキャピラリーコアの領域に集中するコアモードのみが存在し、伝搬パワーの４０％以上がキャピラリーコアの領域以外に存在する表面モードが存在しないことが好ましい。
【００１８】
前記シングルモード動作する拡張三角格子型ＰＢＧＦにおいて、０．６Λ≦ｗｒ≦Λ、０．０４Λ≦ｗｂ≦０．１２Λ、０．０６Λ≦ｗｃ≦０．１８Λで、波長λが０．８≦Γ／λ≦１．８（ただし、Λは拡張三角格子のピッチ、ｗｒは拡張三角格子内の石英ガラス部分の径、ｗｂはクラッドの拡張三角格子の壁厚、ｗｃはキャピラリーコアの三角格子の壁厚をそれぞれ表し、Γ＝２Λである。）を満たす範囲内でシングルモードが存在することが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の拡張三角格子型ＰＢＧＦは、空孔が拡張三角格子状に並べられたクラッドを有し、且つ複数の空孔が三角格子状に並べられたキャピラリーコアを有する拡張三角格子型ＰＢＧＦにおいて、キャピラリーコアの空孔がクラッドの空孔よりも個々の空孔断面積が小さい構造としたので、コアの等価屈折率を高くすることができ、その結果、ファイバの動作領域が広げられ、従来のＰＢＧＦよりも格段に広い伝送帯域幅を持った高性能なＰＢＧＦを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図３は、本発明の拡張三角格子型ＰＢＧＦの第１実施形態を示す断面図である。本実施形態の拡張三角格子型ＰＢＧＦ１０は、石英ガラス部分１３に多数の空孔１１，１２がファイバ長手方向に沿って設けられ、その空孔１２が拡張三角格子状に並べられたクラッド１５を有し、且つ複数の空孔１１が三角格子状に並べられたキャピラリーコア１４を有する拡張三角格子型ＰＢＧＦにおいて、キャピラリーコア１４の空孔１１がクラッド１５の空孔１２よりも個々の空孔断面積が小さいことを特徴としている。
【００２１】
本実施形態の拡張三角格子型ＰＢＧＦ１０のキャピラリーコア１４は、中心１個、それを囲む１層６個の合計７個の空孔１１が三角格子状に配置されている。
【００２２】
図４は、本発明の拡張三角格子型ＰＢＧＦの第２実施形態を示す断面図である。本実施形態の拡張三角格子型ＰＢＧＦ１６は、前記第１実施形態の拡張三角格子型ＰＢＧＦ１０と同様に構成されているが、中心１個、それを囲む１層目６個、２層目１２個、３層目１８個の合計３７個の空孔１１が三角格子状に並べられたキャピラリーコア１７を有している点で相違している。
【００２３】
図５は、本発明の拡張三角格子型ＰＢＧＦのクラッドを構成するユニットセルの構造を例示する要部断面図である。この拡張三角格子のユニットセル構造は、ファイバ横断面において第１のピッチΛで多数の六角形の空孔１２が石英ガラスからなる比較的薄い壁１８を介して一列に並べられた第１の空孔列と、前記第１のピッチΛの２倍である第２のピッチΓ（Γ＝２Λ）で多数の六角形の空孔１２が六角形の石英ガラス部分１３を介して並べられた第２の空孔列とを交互に多数重ねた周期構造になっている。本例示において、六角形の空孔１２は、正六角形ではなく、石英ガラス部分１３と接する２辺が他の辺よりも短く、且つ石英ガラス部分１３と接する２辺間の長さが他の辺間の長さ（Λ）よりも長い六角形状となっている。また、角度θは３０度である。なお、本発明の拡張三角格子型ＰＢＧＦのクラッドを構成するユニットセルの構造は、本例示にのみ限定されない。
【００２４】
図６は、本発明の拡張三角格子型ＰＢＧＦのキャピラリーコアを構成するユニットセルの構造を例示する要部断面図である。本例示において、キャピラリーコア１４，１７は、ファイバ断面において、ほぼ正六角形の複数の空孔１１が、比較的厚い石英ガラスからなる壁１９を介して、三角格子状に配置されている。
【００２５】
図７に示す拡張三角格子のバンド構造を図８に示す。ただし、石英の屈折率ｎ＝１．４５とした。図７では、黒い部分が石英ガラス、白い部分が空孔を示す。また、バンド構造は、平面波展開法（非特許文献２参照。）を用いて計算した。
【００２６】
図８において、βは伝搬方向（周期構造と垂直な方向）の波数、Γ＝２Λは拡張三角格子の格子定数、ωは角周波数、ｃは光速を表す。また、ライトライン（ｎ＝１．０５）は光が従来のキャピラリーコア（ｗｃ／Λ＝０．０６）の中で伝搬するときの分散曲線を表し、バンドで囲まれる領域は、周期構造断面内にどの方向にも光が伝搬できない領域、すなわちバンドギャップを表す。
【００２７】
ＰＢＧＦのクラッドにこの拡張三角格子の周期構造を用い、コアに図１、図２に示す従来のキャピラリーコアを用いた場合、その拡張三角格子ＰＢＧＦのコアに光が導波可能になる帯域はｎ＝１．０５のライトラインに隣接し、その上部に存在するバンドギャップとなる。この場合、伝送帯域はほぼライトラインがバンドギャップを横切る範囲となる。
【００２８】
キャピラリーコアの壁厚ｗｃを大きくすると、キャピラリーコアの等価屈折率がさらに大きくなるので、その場合のライトラインがさらに下側に傾斜する。図中には、ｗｃ／Λ＝０．１８とした場合（ｎ＝１．１５）、ｗｃ／Λ＝０．３とした場合（ｎ＝１．２３）のライトラインを示している。図示のように、これらのライトラインはさらに広くバンドギャップを横切るので、伝送帯域がさらに広くなる。また、その場合、伝送帯域が周波数の高い領域（短波長側）にシフトするので、所望の伝送帯域に対して、空孔径が大きくても良いことになる。これにより、ファイバが製作しやすくなる。ここでは、キャピラリーコアの等価屈折率は、以下の式（１）の近似を用いた：
【００２９】
【数１】
2007264331.tif 000003
【００３０】
（ただし、ｎｅｆｆ，ｎａｉｒ，ｎｓｉｌｉｃａは、それぞれコアの平均屈折率、空気の屈折率、石英ガラスの屈折率を表し、Ｓａｉｒ，Ｓｓｉｌｉｃａはそれぞれ空気がコア中に占める面積、石英ガラスがコア中に占める面積を表す。）
キャピラリーコアは、図６のようになるので、各面積は、下式（２）、（３）で与えられる。
【００３１】
【数２】
2007264331.tif 000004
【００３２】
【数３】
2007264331.tif 000005
【００３３】
本発明の拡張三角格子ＰＢＧＦは、多数本の石英ガラス製のキャピラリーと多数本の石英ガラス製のロッドとを組み合わせ、好ましくはこれらを石英ガラス管に詰め、加熱一体化してファイバ母材を作製し、このファイバ母材を光ファイバ紡糸装置にセットし、通常の光ファイバと同様に線引きして製造することができる。ここで、コアを構成するキャピラリーは肉厚のキャピラリーを用い、クラッドを構成するキャピラリーは肉薄のキャピラリーを用いることが好ましい。
【００３４】
本発明の拡張三角格子型ＰＢＧＦは、空孔が拡張三角格子状に並べられたクラッドを有し、且つ複数の空孔が三角格子状に並べられたキャピラリーコアを有する拡張三角格子型ＰＢＧＦにおいて、キャピラリーコアの空孔がクラッドの空孔よりも個々の空孔断面積が小さい構造としたので、コアの等価屈折率を高くすることができ、その結果、ファイバの動作領域が広げられ、従来のＰＢＧＦよりも格段に広い伝送帯域幅を持った高性能なＰＢＧＦを提供することができる。
【実施例】
【００３５】
［比較例１］
図９に示すような、ｗｒ／Λ＝１、ｗｂ／Λ＝０．０６、ｗｃ／Λ＝０．０６の従来の１層キャピラリーコア（中心に１個、それを囲む６個の合計７個の空孔を有するキャピラリーコア）をもつファイバについて、伝搬モードの分散を計算した。図１０はバンドギャップ内の分散を示す。図示のように、Γ／λ＝０．８５〜１．３２で伝搬モードが存在する。ここで、λは波長を表す。
【００３６】
［実施例１］
ｗｃ／Λ＝０．１８の厚さとしたファイバを作製した。図１１に示すように、ｗｒ／Λ＝１、ｗｂ／Λ＝０．０６、ｗｃ／Λ＝０．１８とした１層キャピラリーコア（中心に１個、それを囲む６個の合計７個の空孔を有するキャピラリーコア）をもつファイバについて、伝搬モードの分散を計算した。図１２はバンドギャップ内の分散を示す。図示のように、Γ／λ＝０．９２〜１．７４で伝搬モードが存在し、帯域は比較例１のファイバの１．８倍に広がる。図中のモード２は高次モードを表す。
【００３７】
［実施例２］
図１３に示すように、ｗｒ／Λ＝１、ｗｂ／Λ＝０．０６、ｗｃ／Λ＝０．３とした１層キャピラリーコア（中心に１個、それを囲む６個の合計７個の空孔を有するキャピラリーコア）をもつファイバについて、伝搬モードの分散を計算した。図１４はバンドギャップ内の分散を示す。図示のように、Γ／λ＝０．９２〜２．３５で伝搬モードが存在し、帯域は比較例１のファイバの３倍に広がる。図中のモード２は高次モードを表す。
【００３８】
［比較例２］
図１５に示すような、ｗｒ／Λ＝１、ｗｂ／Λ＝０．０６、ｗｃ／Λ＝０．０６の従来の３層キャピラリーコア（中心に１個、それを囲む第１層６個、それを囲む第２層１２個、さらにそれを囲む３層目１８個の合計３７個の空孔を有するキャピラリーコア）をもつファイバについて、伝搬モードの分散を計算した。図１６はバンドギャップ内の分散を示す。図示のように、Γ／λ＝０．８５〜１．１８で伝搬モードが存在する。
【００３９】
［実施例３］
ｗｃのみを厚くし、ｗｃ／Λ＝０．３０の厚さとしたファイバを作製した。図１７に示すように、ｗｒ／Λ＝１、ｗｂ／Λ＝０．０６、ｗｃ／Λ＝０．１８とした３層キャピラリーコア（中心に１個、それを囲む第１層６個、それを囲む第２層１２個、さらにそれを囲む３層目１８個の合計３７個の空孔を有するキャピラリーコア）をもつファイバについて、伝搬モードの分散を計算した。図１８はバンドギャップ内の分散を示す。図示のように、Γ／λ＝１．０２〜２．２０で伝搬モードが存在し、帯域は比較例２のファイバの３．５倍に広がる。図中のモード２、モード３は高次モードを表す。
【００４０】
［比較例３］
図１９に示すような、ｗｒ／Λ＝０．７、ｗｂ／Λ＝０．１、ｗｃ／Λ＝０．１の従来の３層キャピラリーコア（中心に１個、それを囲む第１層６個、それを囲む第２層１２個、さらにそれを囲む３層目１８個の合計３７個の空孔を有するキャピラリーコア）をもつファイバについて、伝搬モードの分散を計算した。図２０はバンドギャップ内の分散を示す。図示のように、Γ／λ＝１．０〜１．９で伝搬モードが存在する。
【００４１】
［実施例４］
ｗｃのみを厚くし、ｗｃ／Λ＝０．２０の厚さとしたファイバを作製した。図２１に示すように、ｗｒ／Λ＝０．７、ｗｂ／Λ＝０．１、ｗｃ／Λ＝０．２とした３層キャピラリーコア（中心に１個、それを囲む第１層６個、それを囲む第２層１２個、さらにそれを囲む３層目１８個の合計３７個の空孔を有するキャピラリーコア）をもつファイバについて、伝搬モードの分散を計算した。図２２はバンドギャップ内の分散を示す。図示のように、Γ／λ＝１．０２〜２．８で伝搬モードが存在し、帯域は比較例３のファイバの２倍に広がる。図中のモード２、モード３は高次モードを表す。
【００４２】
［実施例５］
比較例１と同様なファイバにおいて、ｗｃ／Λ＝０．１２の厚さとし、シングルモード動作するファイバを作製した。図２３に示すように、ｗｒ／Λ＝１、ｗｂ／Λ＝０．０６、ｗｃ／Λ＝０．１２とした１層キャピラリーコア（中心に１個、それを囲む６個の合計７個の空孔を有するキャピラリーコア）をもつファイバについて、伝搬モードの分散を計算した。図２４はバンドギャップ内の分散を示す。図示のように、Γ／λ＝０．８３〜１．６０でシングルモードが存在し、動作帯域は比較例１のファイバの１．６倍に広がる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】従来の拡張三角格子型ＰＢＧＦの一例を示す断面図である。
【図２】従来の拡張三角格子型ＰＢＧＦの他の例を示す断面図である。
【図３】本発明の拡張三角格子型ＰＢＧＦの第１実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明の拡張三角格子型ＰＢＧＦの第２実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明の拡張三角格子型ＰＢＧＦのクラッドを構成する拡張三角格子のユニットセルを示す断面図である。
【図６】本発明の拡張三角格子型ＰＢＧＦのコアを構成する三角格子のユニットセルを示す断面図である。
【図７】本発明の拡張三角格子型ＰＢＧＦのクラッドの要部断面図である。
【図８】図７に示す拡張三角格子のバンド構造を示すグラフである。
【図９】比較例１で作製した拡張三角格子型ＰＢＧＦの要部断面図である。
【図１０】比較例１で作製した拡張三角格子型ＰＢＧＦのバンドギャップ内の分散を示すグラフである。
【図１１】実施例１で作製した拡張三角格子型ＰＢＧＦの要部断面図である。
【図１２】実施例１で作製した拡張三角格子型ＰＢＧＦのバンドギャップ内の分散を示すグラフである。
【図１３】実施例２で作製した拡張三角格子型ＰＢＧＦの要部断面図である。
【図１４】実施例２で作製した拡張三角格子型ＰＢＧＦのバンドギャップ内の分散を示すグラフである。
【図１５】比較例２で作製した拡張三角格子型ＰＢＧＦの要部断面図である。
【図１６】比較例２で作製した拡張三角格子型ＰＢＧＦのバンドギャップ内の分散を示すグラフである。
【図１７】実施例３で作製した拡張三角格子型ＰＢＧＦの要部断面図である。
【図１８】実施例３で作製した拡張三角格子型ＰＢＧＦのバンドギャップ内の分散を示すグラフである。
【図１９】比較例３で作製した拡張三角格子型ＰＢＧＦの要部断面図である。
【図２０】比較例３で作製した拡張三角格子型ＰＢＧＦのバンドギャップ内の分散を示すグラフである。
【図２１】実施例４で作製した拡張三角格子型ＰＢＧＦの要部断面図である。
【図２２】実施例４で作製した拡張三角格子型ＰＢＧＦのバンドギャップ内の分散を示すグラフである。
【図２３】実施例５で作製した拡張三角格子型ＰＢＧＦの要部断面図である。
【図２４】実施例５で作製した拡張三角格子型ＰＢＧＦのバンドギャップ内の分散を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４４】
１０，１６…拡張三角格子型ＰＢＧＦ、１１，１２…空孔、１３…石英ガラス部分、１４，１７…コア、１５…クラッド、１８，１９…壁。
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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