(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通の光クラッド（５）に埋込まれた複数のコア領域（１、２、３、４）を含み、該複数のコア領域の全てがドーパントを含有する、マルチコア光ファイバーであって、コア領域のうちの特定コア（３）と呼ばれる１つが内側ゾーン（９、９’）を有し、該内側ゾーンが、前記特定コア（３）の残部（７、１１）のドーパント濃度及び他のコア領域（１、２、４）のドーパント濃度とは異なるドーパント濃度を有しており、前記他のコア領域は複数のコアを形成し、該複数のコアの全てが前記ドーパントにより全体がドープされており、特定コアの屈折率プロファイルが、該特定コアを伝搬する光の空間拡大のモードが他のコアにおける空間拡大のモードと同じオーダの大きさであるかまたは等しいようなものであることを特徴とする、マルチコア光ファイバー。
【請求項２】
前記内側ゾーン（９、９’）が実質的にドーパントを含まないことを特徴とする、請求項１に記載の光ファイバー。
【請求項３】
前記内側ゾーン（９）が前記特定コア（３）の中心に配置され、管状ゾーン（７）によって包囲されており、該管状ゾーンは全体がドーパントによりドープされている、請求項１に記載の光ファイバー。
【請求項４】
ドーパントが、光がほぼ同一のモード直径でコア中を伝搬するように決められたリング型（１５）及びステップ型（１３）の屈折率プロフィルを夫々特定コア（３）及び他のコア（１、２、４）に与える、異なる量で特定コア（３）と他のコア（１、２、４）の各々に均一に分布している、請求項３に記載の光ファイバー。
【請求項５】
特定コア（３）が、ドーパントにより全体がドープされた中心ゾーン（１１）を有し、該中心ゾーンが前記内側ゾーン（９’）によって包囲されており、該内側ソーン（９’）が管状の形状であり、それ自体が前記ドーパントで全体がドープされた管状ゾーン（７）によって包囲されている、請求項１に記載の光ファイバー。
【請求項６】
ドーパントが、光がほぼ同一のモード直径でコア中を伝搬するように決められたリング＋ステップ型（１７）及びステップ型（１３）の屈折率プロフィルを夫々特定コア（３）及び他のコア（１、２、４）に与える、異なる量で特定コア（３）と他のコア（１、２、４）の各々に均一に分布している、請求項５に記載のファイバー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光クラッド（common cladding; gaine optique）に埋込まれ、各々ドーパントを含有するコアを含むマルチコア光ファイバーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような光ファイバーの公知例はシリカＳｉＯ2からなる光クラッドと、所定量の酸化ゲルマニウムＧｅＯ2を含有するコアを含む。このドーパントは光クラッドの固有屈折率とは異なる屈折率をコアに与える。こうして、各コアは光導波路として機能するので、マルチコア光ファイバーの情報伝送容量はファイバーに含まれるコア数に比例する。コアは一般にマルチコア光ファイバーの軸方向母線に関して対称配置をとる。
【０００３】
マルチコア光ファイバーの接続はモノコアファイバーの接続よりも複雑である。実際に、誤った相互接続の全危険を防止するためには、光ファイバーに垂直な接続面内でコアを個々に位置合わせすることが必要である。コアの対称配置はコアを個々に位置合わせするためには不十分である。
【０００４】
１つの解決方法として、製造時にマルチコア光ファイバーにマーキングする方法がある。光ファイバーの周囲にプラスチック材料のコーティングを施した後、溝をつけてインクで着色する。この種のマーキングはマルチコア光ファイバーの直径を考慮すると高精度を要し、光ファイバーの機械抵抗を悪化させる恐れがある。更に、製造工程で位置合わせ段階が必要である。
【０００５】
文献ＦＲ−２７３６４４１Ａ１から公知の方法によると、光ファイバーの外縁部に相似形の外縁部をもつリングをマルチコア光ファイバーの周囲に装着する。位置合わせ用リングの外縁部の１個に着色マークを付ける。この方法は円形断面のマルチコア光ファイバーには適用できないと思われることに留意すべきである。また、この場合も製造工程の１段階を位置合わせに充てなければならない。
【０００６】
別法として、光ファイバーのコアの１本に他のコアと異なる幾何光学的性質を与えることによって標識の役割を割り当てる方法がある。
【０００７】
このような方法の１例はコアの１本がドーパントを含まないマルチコア光ファイバーにより与えられる。ドーパントは屈折率差によりコアと光クラッドのコントラストを生じるので、接続面を顕微鏡で観察すると、ドープしていないコアを除く全てのコアを識別することができる。こうして接続面におけるコアの対称配置は局所標識を提供する非ドープコアにより解消される。しかし、このコアは情報伝送にはもはや関与せず、光ファイバーの容量は低下する。
【０００８】
別法によると、局所標識を提供するために、光ファイバーのコアの１本だけ他のコアの断面よりも著しく小さいか又は大きい断面にドーパントを分配する。しかし、断面の直径差の結果、断面が著しく小さいか又は大きいコアは情報伝送に使用されず、この場合もマルチコア光ファイバーの容量が低下する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は任意接続面におけるコアの個々の位置合わせが伝送容量を低下させず且つ簡単に利用できるマルチコア光ファイバーを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明は光クラッドに埋込まれ、各々ドーパントを含有するコアを含むマルチコア光ファイバーに関し、該ファイバーは、特定コアと呼ぶ１本のコアが内側ゾーンを有し、該内側ゾーンが、各々前記ドーパントを完全にドープした前記特定コアの残部及び他のコアとは異なるドーパント濃度をもつことを特徴とする。
【００１１】
接続面を観察すると、特定コア以外のコアは光クラッドとのコントラストにより例えば黒点を形成し、特定コアは暗いゾーンに囲まれた明るい内側ゾーンを示す。従って、特定コアは光ファイバーのコアを個々に位置合わせするために接続面の局所標識として使用される。
【００１２】
ドーパントは特定コアと他のコアの各々に均一に分布し、特定コアではリング型、他のコアではステップ型の屈折率プロフィルを形成する。特定コアと他のコアに異なる量のドーパントを添加することにより、特定コアのリング型プロフィルと他のコアのステップ型プロフィルにほぼ同一オーダーの光エネルギー空間伝播モード又はほぼ同一のモード直径（mode diameter）が得られるという利点がある。こうして、特定コアはマルチコア光ファイバーの情報を伝送するために他のコアと同様に使用される。
【００１３】
従って、本発明のマルチコア光ファイバーによると、特定コアは接続面の局所標識と導波路の機能を兼備する。
【００１４】
本発明の他の特徴及び利点は図面に関する以下の記載に明示される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明によるマルチコア光ファイバーは光クラッドと各々ドーパントを含有するコアを含む。コア数は少なくとも２本以上である。
【００１６】
図１は光ファイバーの縦方向に垂直な断面における光クラッド５と４本のコア１〜４を示す。コアは縦方向Ｌに平行に延びている。コアは円形断面をもち、光ファイバーの軸方向母線Ｇに関して対称に配置されている。マルチコア光ファイバーは平均直径１４０μｍのおよそ円形の断面をもつ。２本のコア間の最短距離は５２μｍである。
【００１７】
光クラッドはシリカＳｉＯ2から構成される。コアは光クラッドとの間に屈折率の差を生じるためにシリカのドーパントとして酸化ゲルマニウムＧｅＯ2を含有する。
【００１８】
特定コアと呼ぶ１本のコア３は、例えば光クラッド５と同一材料から構成され、ドーパントをドープしていない内側中心ゾーン９をもつ。ドーパントは特定コア３では内側中心ゾーン９の周囲の管状ゾーン７に分布している。
【００１９】
コア１、２及び４では、ドーパントはコア全体に分布している。ドーパントの分布を点で表すと、図２ａではコア１の全断面に及んでいるが、図３ａでは特定コア３の管状ゾーン７に限定されている。
【００２０】
マルチコア光ファイバーの縦方向に垂直な接続面の観察は光ファイバーの内側の光結合により実施され、例えば局所的に拡散材料で覆われた光クラッドを横断方向に照射し、特定コア３の管状ゾーン７に対応する例えば暗い環状ゾーン及び内側中心ゾーン９に対応する明るい中心ゾーンと、コア１、２及び４に対応する３個の中実黒点を顕微鏡で確認する。
【００２１】
ドーパントは特定コアの管状ゾーン７とコア１、２及び４に均一に分布することが好ましい。その結果、図２ｂ及び３ｂに示すように、非特定コア１、２及び４の任意の１本（例えばコア１）と特定コア３の屈折率プロフィルは夫々ステップ型１３及びリング型１５となる。
【００２２】
特定コアと他のコアに異なる量のドーパントを添加すると、特定コアのリング型プロフィルと他のコアのステップ型プロフィルにほぼ同一オーダーの光エネルギーの空間伝播モード又はほぼ同一のモード直径が得られるという利点がある。
【００２３】
例えば、外径６．５μｍ及び内径３．２５μｍの管状ゾーン７内で一定して光クラッドに対して０．０１の屈折率差を特定コア３に与えるには、シリカに９％±０．５％程度まで酸化ゲルマニウムを均一に添加する。他のコア１、２及び４はドーパント５．５％〜６％を均一に添加すると、直径７．３５μｍの断面で一定した０．００６２の屈折率差が得られる。モード直径はマルチコア光ファイバーによる情報伝送に同等に使用される４本のコアで８μｍ〜８．５μｍである。従って、特定コアは光ファイバーの他のコアを個々に位置合わせすると同時に、導波路として情報を伝送することができる。
【００２４】
本発明の別の実施態様によると、特定コア３（図５ａ）はドーパントをドープしていない管状の内側ゾーン９’の内側にドーパントを完全にドープした中心ゾーン１１を含み、管状の内側ゾーンの周囲にはドーパントを完全にドープした管状ゾーン７が配置されている。他のコア１、２及び４、例えばコア１（図４ａ）はコア全体にドーパントが分布している。
【００２５】
マルチコア光ファイバーの縦方向Ｌに垂直な接続面の観察は上記と同様に実施され、管状ゾーン７に対応する暗い環状ゾーンと、その内側の内側管状ゾーン９’に対応する明るい環状ゾーンと、更にその内側の中心ゾーン１１に対応する中実黒点から構成される特定コア３と、コア１、２及び４に対応する中実黒点を顕微鏡で確認する。
【００２６】
ドーパントはこの場合も特定コア３の管状ゾーン７及び中心ゾーン１１と他のコア１、２及び４に均一に分布していることが好ましい。その結果、図４ｂ及び５ｂに示すように、特定コア３にはリング＋ステップ型１７、他のコアの任意の１本、例えばコア１にはステップ型１３の屈折率プロフィルが得られる。
【００２７】
特定コアと他のコアのモード直径の維持は、ドーパントの量を変えることにより得られる。例えば、特定コア３の外径１５μｍ及び内径１１μｍの管状ゾーン７に光クラッドに対して０．００４の一定した屈折率差を与えるためには、この場合もシリカに対して３．５％〜４％程度までの酸化ゲルマニウムをこの管状ゾーンに均一に添加する。直径７μｍの中心ゾーン１１に０．０１２の一定した屈折率差を与えるには、酸化ゲルマニウムを１１％±０．５％程度まで添加する。他のコア１、２及び４はドーパント９％〜９．５％を均一に添加すると、直径７．２μｍの断面に０．０１００の一定した屈折率差が得られる。
【００２８】
従って、モード直径は８μｍ〜８．５μｍである。
【００２９】
本発明のマルチコア光ファイバーは、シリカ中心ロッドの周囲に対称に配置され、ファイバー化の工程で接線の全部又は一部に沿って溶着されるモノコア光ファイバーの複数のプリフォームから製造される。均一マルチコア光ファイバーを得るためには、一端が溶接され、管状オリフィスを介してポンプ手段に連通する盲管によりファイバー化前又はその間に減圧する。
【００３０】
公知の通り、ドーパントはモノコア光ファイバーの各プリフォームの各製造段階時に所定量を添加し、光クラッドの固有屈折率に対してステップ型、リング型又はリング＋ステップ型の屈折率プロフィルをコアに与える。
【００３１】
本発明によると、内側ゾーンにおけるドーパントの濃度はほぼゼロでもよいし、各々ドーパントを完全にドープした特定コアの残部及び他のコアと異なる濃度でもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】４本のコアを含む本発明によるマルチコア光ファイバーの横断面図である。
【図２】図２ａ及び２ｂは本発明の第１の実施態様による非特定コアの横断面図及びステップ型屈折率プロフィルを夫々示す。
【図３】図３ａ及び３ｂは本発明の第１の実施態様による特定コアの横断面図及びリング型屈折率プロフィルを夫々示す。
【図４】図４ａ及び４ｂは本発明の第２の実施態様による非特定コアの横断面図及びステップ型屈折率プロフィルを夫々示す。
【図５】図５ａ及び５ｂは本発明の第２の実施態様による特定コアの横断面図及びリング＋ステップ型屈折率プロフィルを夫々示す。
【符号の説明】
１，２，４  非特定コア
３  特定コア
５  光クラッド
７  管状ゾーン
９，９’  内側ゾーン
１１  中心ゾーン
【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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