(57)【要約】【課題】  マルチコアフューモード通信において、マルチコアファイバに対して低損失で光を入出力することができる光デバイスを提供する。【解決手段】  ＬＰ０１モード及びＬＰ１１モードの光を伝搬する第１コア１１と、ＬＰ０１モードの光を伝搬する第２コア１２ａ，１２ｂと、これらのコアの外周を囲うクラッド１５と、を有する中継ファイバ１０と、複数の中継ファイバの外周を囲うキャピラリ２０と、を備え、中継ファイバの長手方向の一方側から他方側に向かって、縮径されるテーパ部２２が形成され、テーパ部より一方側において、第１コアの各ＬＰモードの光の伝搬定数と第２コアの各ＬＰモードの光の伝搬定数とが不一致とされる異モード非相互作用区間が設けられ、テーパ部より他方側において、第１コアの各ＬＰモードの光の伝搬定数と第２コアの各ＬＰモードの光の伝搬定数とが一致する異モード相互作用区間が設けられる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともＬＰ０１モード及びＬＰ１１モードの光を伝搬する第１コアと、少なくともＬＰ０１モードの光を伝搬する第２コアと、前記第１コア及び前記第２コアの外周を囲うクラッドと、を有する複数の中継ファイバと、
前記複数の中継ファイバの外周を囲うキャピラリと、
を備え、
それぞれの前記中継ファイバの長手方向の一方側から他方側に向かって、それぞれの前記中継ファイバが縮径されるテーパ部が形成され、
それぞれの前記中継ファイバの前記テーパ部より前記一方側において、前記第１コアの各ＬＰモードの光の伝搬定数と前記第２コアの各ＬＰモードの光の伝搬定数とが不一致とされる異モード非相互作用区間が設けられ、
それぞれの前記中継ファイバの前記テーパ部より前記他方側において、前記第１コアの各ＬＰモードの光の伝搬定数と前記第２コアの各ＬＰモードの光の伝搬定数とが一致する異モード相互作用区間が設けられる
ことを特徴とする光デバイス。
【請求項２】
少なくとも１つの前記中継ファイバの前記第１コアの中心から延びて前記第２コアの中心を通る線分は、最も近い他の前記中継ファイバの前記第１コアと重ならない
ことを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
【請求項３】
前記線分が、前記他の中継ファイバの前記クラッドと重ならない
ことを特徴とする請求項２に記載の光デバイス。
【請求項４】
前記キャピラリの屈折率は、前記クラッドの屈折率よりも小さい
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光デバイスに関し、複数のモードの光をマルチコアファイバに入出力させる場合に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
こうした光ファイバ通信システムの伝送容量増大を実現するために、複数のコアの外周が１つ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】
また、光ファイバ通信システムでは、ＬＰ０１モード（基本モード）の光に情報を重畳させると共に、ＬＰ１１モード等の高次モードの光にも情報を重畳させて情報通信を行うフューモード通信が知られている。そこで、このようなフューモード通信においても、マルチコアファイバに対して光の入出力を行うことができる光デバイスが求められている。
【０００５】
フューモードマルチコアファイバに対する光の入出力を行う光デバイスとして、例えば下記特許文献１に開示されたマルチコア・マルチモードファイバ結合装置がある。下記特許文献１に開示されたマルチコア・マルチモードファイバ結合装置は、第１のファイバ群からの出射光群を集光する第１の集光系と、第１の集光系にて集光された光をモード変換するモード変換器と、第２のファイバ群からの出射光群を集光する第２の集光系と、モード変換器からの光と第２集光系からの光とをマルチコアファイバへ導くマルチコアファイバ用空間結合系と、を備えている。このマルチコア・マルチモードファイバ結合装置は、第１のファイバ群からの出射光群をモード変換器によって高次モードの光に変換し、その高次モードの光と第２のファイバ群からの光とをマルチコアファイバ用空間結合系によって合波し、フューモードマルチコアファイバに導くことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−２１０３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に開示されているマルチコア・マルチモードファイバ結合装置では、光がファイバから空気中に出射されてレンズで集光されるため、ファイバと空気との界面やレンズと空気との界面等において、フレネル反射等によって光が損失されやすい。また、このマルチコア・マルチモードファイバ結合装置では、マルチコアファイバ用空間結合系としてビームスプリッターが用いられているため、その原理上、一部の光は損失される。
【０００８】
そこで本発明は、フューモードマルチコアファイバに対して低損失で光を入出力することができる光デバイス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】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の光デバイスは、少なくともＬＰ０１モード及びＬＰ１１モードの光を伝搬する第１コアと、少なくともＬＰ０１モードの光を伝搬する第２コアと、前記第１コア及び前記第２コアの外周を囲うクラッドと、を有する中継ファイバと、複数の前記中継ファイバの外周を囲うキャピラリと、を備え、それぞれの前記中継ファイバの長手方向の一方側から他方側に向かって、それぞれの前記中継ファイバが縮径されるテーパ部が形成され、それぞれの前記中継ファイバの前記テーパ部より前記一方側において、前記第１コアの各ＬＰモードの光の伝搬定数と前記第２コアの各ＬＰモードの光の伝搬定数とが不一致とされる異モード非相互作用区間が設けられ、それぞれの前記中継ファイバの前記テーパ部より前記他方側において、前記第１コアの各ＬＰモードの光の伝搬定数と前記第２コアの各ＬＰモードの光の伝搬定数とが一致する異モード相互作用区間が設けられることを特徴とする。
【００１０】
上記光デバイスでは、第１コアの各ＬＰモードの光の伝搬定数と第２コアの各ＬＰモードの光の伝搬定数とが一致する異モード相互作用区間において、第２コアの特定のＬＰモードの光を第１コアの他のモードの光としてモード合波させたり、第１コアの他のＬＰモードの光を第２コアの特定のモードの光としてモード分波させたりすることができる。また、第１コアは、少なくともＬＰ０１モード及びＬＰ１１モードの光を伝搬することができるため、複数のモードの光を伝搬することができる。従って、第１コアは、上記特定のＬＰモードの光の他に当該特定のＬＰモードの光と異なるＬＰモードの光を伝搬することができる。こうして、モード合分波をすることができるのである。例えば、第１コアが２次ＬＰモードまでの光を伝搬し、第２コアが１次ＬＰモードまでの光を伝搬するのであれば、第２コアを伝搬するＬＰ０１モードの光と第１コアのＬＰ１１モードの光とが、異モード相互作用区間でモード合分波される。また、第１コアを伝搬するＬＰ０１モードの光は合分波されることなく第１コアを伝搬する。
【００１１】
一方、第１コアの各ＬＰモードの光の伝搬定数と第２コアの各ＬＰモードの光の伝搬定数とが不一致とされる異モード非相互作用区間では、上記モード合分波が起きることを抑制することができる。
【００１２】
また、上記光デバイスでは、テーパ部の一方側において、縮径前の複数の中継ファイバのそれぞれにマルチコアファイバが接続されることによって、中継ファイバのそれぞれのコアに対して光を入出力させることができる。また、テーパ部の他方側では、縮径後の複数の中継ファイバのそれぞれにフューモードマルチコアファイバの各コアを接続させることによって、当該フューモードマルチコアファイバに対して光を入出力することができる。従って、上記光デバイスは、複数のマルチコアファイバから複数の中継ファイバのそれぞれのコアに入力された光を上記のようにモード合波した後、そのモード合波した複数モードの光をそれぞれの中継ファイバからフューモードマルチコアファイバの各コアに入力させることができる。また、上記光デバイスは、フューモードマルチコアファイバから中継ファイバに出力された複数モードの光を上記のようにモード分波した後、複数の中継ファイバのそれぞれのコアからモード分波した光を複数のマルチコアファイバに入力することができる。このように上記光デバイスは、フューモードマルチコアファイバと接続されることでフューモードマルチコアファイバに対して光を入出力させることができるため、レンズやビームスプリッターを用いる場合に比べて、原理上、低損失でフューモードマルチコアファイバに対して光を入出力することができる。
【００１３】
また、上記光デバイスでは、少なくとも１つの前記中継ファイバの前記第１コアの中心から延びて前記第２コアの中心を通る線分が、最も近い他の前記中継ファイバの前記第１コアと重ならないことが好ましい。
【００１４】
上記中継ファイバ中の第１コアを伝搬する高次モードの光は、第１コアと第２コアとが並ぶ方向に広がって伝搬する傾向にある。ここで、ある１つの中継ファイバの第１コアの中心から延びて第２コアの中心を通る線分が、最も近い他の中継ファイバの第１コアと重ならないことによって、ある１つの中継ファイバにおいて光が広がって伝搬しやすい方向には、他の中継ファイバの第１コアが配置されないこととなり、互いに隣り合う中継ファイバを伝搬する光同士のクロストークを抑制することができる。
【００１５】
また、前記線分は、前記他の中継ファイバの前記クラッドと重ならないことがより好ましい。
【００１６】
ある１つの中継ファイバの第１コアの中心から延びて第２コアの中心を通る線分が、最も近い他の中継ファイバのクラッドと重ならないことによって、ある１つの中継ファイバにおいて光が広がって伝搬しやすい方向には、他の中継ファイバが配置されないこととなり、互いに隣り合う中継ファイバを伝搬する光同士のクロストークをより抑制することができる。
【００１７】
また、上記光デバイスでは、前記キャピラリの屈折率は、前記クラッドの屈折率よりも小さいことが好ましい。
【００１８】
キャピラリの屈折率がクラッドの屈折率よりも小さくされることによって、各中継ファイバ内に光が閉じ込められやすくなるため、互いに隣り合う中継ファイバを伝搬する光同士のクロストークが抑制される。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように本発明によれば、フューモードマルチコアファイバに対して低損失で光を入出力することができる光デバイスが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態における光デバイスを示す図である。
【図２】図２（Ａ）は図１に示す光デバイスのキャピラリを含む位置における長さ方向に垂直な断面の構造を示し、図２（Ｂ）は当該断面におけるＶ−Ｖ線での屈折率分布を示す。
【図３】図３（Ａ）は大径部及び小径部の断面における中継ファイバの構造を示し、図３（Ｂ）は大径部及び小径部の断面における中継ファイバの屈折率分布を示す。
【図４】第２実施形態におけるマルチコアファイバの大径部及び小径部における長手方向に垂直な断面の様子を示す図である。
【図５】第３実施形態にかかる中継ファイバの大径部及び小径部における長手方向に垂直な断面の様子を示す図である。
【図６】第４実施形態にかかる中継ファイバの大径部及び小径部における長手方向に垂直な断面の様子を示す図である。
【図７】複数の２次ＬＰモードの光と１次ＬＰモードの光とをモード合分波し、３次ＬＰモードの光と１次ＬＰモードの光とをモード合分波する中継ファイバを示す図である。
【図８】複数の２次ＬＰモードの光と１次ＬＰモードの光とをモード合分波し、複数の３次ＬＰモードの光と１次ＬＰモードの光とをモード合分波する中継ファイバを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る光デバイス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。
【００２２】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態における光デバイスを示す図である。図１に示すように、本実施形態の光デバイス１は、複数の中継ファイバ１０と、複数の中継ファイバ１０の外周面を包囲するキャピラリ２０と、を主な構成として備える。
【００２３】
本実施形態の光デバイス１では、中継ファイバ１０の数が７本とされる。中継ファイバ１０は、キャピラリ２０の一方から他方までキャピラリ２０内に挿入されており、中継ファイバ１０とキャピラリ２０とが一体とされている。中継ファイバ１０の一方側はキャピラリ２０の一方側の端部から露出しており、中継ファイバ１０の他方側の端部はキャピラリ２０の他方側の端部と面一とされている。従って、キャピラリ２０をキャピラリ２０の他方側から見る場合に中継ファイバ１０の他方側の端部が見える。
【００２４】
キャピラリ２０は、長手方向に垂直な断面の外形が円形とされ、長手方向に沿って大径部２１とテーパ部２２と小径部２３とを有している。テーパ部２２は、キャピラリ２０の一方側から他方側にかけて縮径されている。このような形状は次の様に形成される。まず、挿入される中継ファイバ１０の数と同数の貫通孔が形成され、外径の大きさが一定であるキャピラリ２０が準備される。そして、そのキャピラリ２０のそれぞれの貫通孔に中継ファイバ１０が個別に挿入される。その後、加熱によりキャピラリ２０と中継ファイバ１０とが一体とされて、キャピラリ２０と中継ファイバ１０との一体物が溶融延伸される。この延伸によりテーパ部２２と小径部２３とが形成される。従って、キャピラリ２０のテーパ部２２内では、上記一方側から他方側にかけて、それぞれの中継ファイバ１０もキャピラリ２０の縮径に伴い縮径すると共に、互いに隣り合う中継ファイバ１０の間隔が小さくなる。また、小径部２３内では、それぞれの中継ファイバ１０は大径部２１における中継ファイバ１０と比べて小径化しており、互いに隣り合う中継ファイバ１０の間隔は大径部２１における中継ファイバ１０の間隔と比べて小さくされている。
【００２５】
上記のような加熱によるキャピラリ２０と中継ファイバ１０との延伸は、酸水素バーナによる加熱で行われても良いが、放電による加熱で十分に行うことができる。例えば、アーク放電を用いる光ファイバの融着機が実用されているが、このアーク放電を延伸用の熱源として利用しても良い。密閉された空間でのアーク放電による加熱で上記一体物を延伸させることによって、一体物の溶け方を一定とすることが容易になる。また、一体物を延伸する際に融着機のモータと画像解析とが組み合わせられた延伸加工機能が用いられることによって、一体物を精度良く延伸加工することが容易になる。
【００２６】
図２は、光デバイス１のキャピラリ２０を含む位置における長さ方向に垂直な断面の様子を示す図である。具体的には、図２（Ａ）は当該断面における光デバイス１の構造を示し、図２（Ｂ）は当該断面におけるＶ−Ｖ線での屈折率分布を示す。なお、本例の場合、キャピラリ２０の外径と中継ファイバ１０の外径との比は、キャピラリ２０の長手方向に垂直な断面であれば、大径部２１、テーパ部２２及び小径部２３の何れの部位であっても同じである。従って、図２がキャピラリ２０の何れの部位における断面図かは特定する必要がない。
【００２７】
上記のように本実施形態の中継ファイバ１０の数は７本とされ、１本の中継ファイバ１０がキャピラリ２０の中心に配置され、当該中心に配置された中継ファイバ１０の周囲に他の６本の中継ファイバ１０が配置される。この状態で、それぞれの中継ファイバ１０の中心を結ぶ線が三角格子状とされ、それぞれの互いに隣り合う中継ファイバ１０の中心間距離は等しくされる。
【００２８】
図１、図２（Ａ）に示すように、それぞれの中継ファイバ１０は、１つの第１コア１１と、２つの第２コア１２ａ，１２ｂと、第１コア１１及び第２コア１２ａ，１２ｂの外周を囲うクラッド１５と、を有するマルチコアファイバである。
【００２９】
また、図２（Ａ）に示すように、第１コア１１はクラッド１５の中心に位置しており、第２コア１２ａ，１２ｂは、第１コア１１の周囲に位置している。より具体的には、一方の第２コア１２ａは、第１コア１１の中心から径方向に延びる第１線分Ｌ１と重なる位置に配置され、他方の第２コア１２ｂは第１線分Ｌ１に対して９０度の方向に第１コア１１の中心から径方向に延びる第２線分Ｌ２と重なる位置に配置される。本実施形態の光デバイス１では、一方の第２コア１２ａの中心が、第１コア１１の中心から径方向に延びる第１線分Ｌ１と重なり、他方の第２コア１２ｂの中心が、第２線分Ｌ２と重なる。つまり、第１コア１１の中心と一方の第２コア１２ａの中心とを結ぶ線Ｌ１と、第１コア１１の中心と他方の第２コア１２ｂの中心とを結ぶ線Ｌ２とがなす角度θが９０度とされる。
【００３０】
さらに、中継ファイバ１０の第１線分Ｌ１及び第２線分Ｌ２が、最も近い他の中継ファイバ１０のクラッド１５と重ならないように、各中継ファイバ１０が配置されている。図２（Ａ）には、キャピラリ２０の中心に配置される中継ファイバ１０についてのみ線分Ｌ１及び線分Ｌ２が示されているが、他の中継ファイバ１０についても同様に、第１線分Ｌ１及び第２線分Ｌ２が、最も近い他の中継ファイバ１０のクラッド１５と重ならないように、各中継ファイバ１０が配置されている。
【００３１】
なお、上記のようにそれぞれの中継ファイバ１０はテーパ部２２において大径部２１側から小径部２３側に向かって縮径されている。このため、小径部２３における第１コア１１の直径は大径部２１における第１コア１１の直径よりも小さく、小径部２３における第２コア１２ａ、１２ｂの直径は大径部２１における第２コア１２ａ、１２ｂの直径よりも小さい。
【００３２】
図２（Ｂ）において、実線は光デバイス１の屈折率分布を示す。図２（Ｂ）に示すように、第１コア１１の屈折率及び第２コア１２ａ、１２ｂの屈折率は、クラッド１５の屈折率よりも高く、長手方向に沿って一定である。また、キャピラリ２０の屈折率は、長手方向に沿って一定であり、クラッド１５の屈折率よりも低い。
【００３３】
図３は、中継ファイバ１０の大径部２１及び小径部２３のそれぞれにおける長手方向に垂直な断面の様子を示す図である。具体的には、図３（Ａ）は大径部２１及び小径部２３の断面における中継ファイバ１０の構造を示し、図３（Ｂ）は大径部２１及び小径部２３の断面における中継ファイバ１０屈折率分布を示す。
【００３４】
図３（Ｂ）において、実線は中継ファイバ１０の屈折率分布を示し、破線は第１コア１１及び第２コア１２ａ，１２ｂを伝搬する各ＬＰモードの光の実効屈折率ｎｅｆｆを示す。図３（Ｂ）に示すように、第１コア１１は、２次ＬＰモードまでの光を伝搬する。つまり、本実施形態の第１コア１１は、ＬＰ０１モードの光及びＬＰ１１モードの光を伝搬し、３次ＬＰモードの光であるＬＰ２１モードの光の伝搬が抑制されるフューモードコアとされる。また、第２コア１２ａ，１２ｂは、１次ＬＰモードまでの光を伝搬する。つまり、本実施形態の第２コア１２ａ，１２ｂは、ＬＰ０１モードの光を伝搬しＬＰ１１モードの光の伝搬が抑制されるシングルモードコアとされる。
【００３５】
また、大径部２１では、第１コア１１の各ＬＰモードの光の伝搬定数と第２コア１２ａ，１２ｂの各ＬＰモードの光の伝搬定数とが不一致とされる。伝搬定数は実効屈折率ｎｅｆｆと対応している。従って、本実施形態では、大径部２１の第１コア１１の１次ＬＰモードの光の実効屈折率ｎｅｆｆ０１及び２次ＬＰモードの光の実効屈折率ｎｅｆｆ１１と第２コア１２ａ，１２ｂの１次ＬＰモードの光の実効屈折率ｎｅｆｆ０１とは不一致とされる。このため、大径部２１では、第１コア１１を伝搬する各ＬＰモードの光と第２コア１２ａ，１２ｂを伝搬する各ＬＰモードの光とのクロストークが抑制されている。従って、大径部２１では、異モードの合分波が起きることが抑制され、大径部２１は異モード非相互作用区間とされる。
【００３６】
一方、小径部２３では、上記のようにそれぞれのコアの直径が大径部２１でのそれぞれのコアの直径と異なるので、実効屈折率ｎｅｆｆも大径部２１での実効屈折率ｎｅｆｆと異なる。そして、小径部２３では、第１コア１１の２次ＬＰモードの光の実効屈折率ｎｅｆｆ１１と第２コア１２ａ，１２ｂの１次ＬＰモードの光の実効屈折率ｎｅｆｆ０１とが一致する。つまり、第１コア１１の２次ＬＰモードの光の伝搬定数と第２コア１２ａ，１２ｂの１次ＬＰモードの光の伝搬定数とが一致する。このため、小径部２３では、第１コア１１を伝搬する２次ＬＰモードの光と第２コア１２ａ，１２ｂを伝搬する１次ＬＰモードの光とがクロストークする。従って、小径部２３では、第１コア１１を伝搬する２次ＬＰモードの光と第２コア１２ａ，１２ｂを伝搬する１次ＬＰモードの光とのモード合分波が起きる。このため、小径部２３は、異モード相互作用区間とされる。
【００３７】
また、使用波長帯域におけるそれぞれのコアを伝搬する光のＬＰモードの数は、大径部２１と小径部２３とで変化しても良いが、変化しない方が好ましい。従って、本実施形態では、大径部２１及び小径部２３のそれぞれにおいて、第１コア１１は、１次ＬＰモードの光及び２次ＬＰモードの光が伝搬し３次ＬＰモードの光の伝搬が抑制され、第２コア１２ａ，１２ｂは、１次ＬＰモードの光が伝搬し２次ＬＰモードの光の伝搬が抑制されることが好ましい。
【００３８】
上記のように大径部２１が異モード非相互作用区間とされ、小径部２３が異モード相互作用区間とされるには、第１コア１１及び第２コア１２ａ，１２ｂは、例えば、次の様に構成されれば良い。すなわち、使用される光の波長が１．５５μｍである場合に、第１コア１１のクラッド１５に対する比屈折率差が０．５４％とされ、第２コア１２ａ，１２ｂのクラッド１５に対する比屈折率差が０．３５％とされ、大径部２１において、第１コア１１の半径が６．３μｍとされ、第２コア１２ａ，１２ｂの半径が３．７μｍとされる。そして、大径部２１と小径部２３との延伸比が１．４とされる。この場合には、波長が１．５５μｍの光が第１コア１１及び第２コア１２ａ，１２ｂを伝搬する場合に、それぞれのコアを伝搬する光のＬＰモードの数は、大径部２１と小径部２３とで変化しない。
【００３９】
なお、延伸比とは、小径部２３と大径部２１との相似比であり、小径部２３での中継ファイバ１０の直径を１とする場合における大径部２１での中継ファイバ１０の直径と同じ値である。
【００４０】
本実施形態の光デバイス１では、第１コア１１及び第２コア１２ａ，１２ｂのそれぞれに１次ＬＰモードの光を入射すると、小径部２３において、第２コア１２ａ，１２ｂの１次ＬＰモードの光が第１コア１１に２次ＬＰモードの光として合波する。或いは、第１コア１１に１次ＬＰモード及び２次ＬＰモードから成る光を入射し第２コア１２ａ，１２ｂに光を入射しない場合、小径部２３において、第１コア１１の２次ＬＰモードの光が第２コア１２ａ，１２ｂに１次ＬＰモードの光として分波する。こうしてモード合分波が達成される。しかし、大径部２１では、第１コア１１の各ＬＰモードの光の伝搬定数と第２コア１２ａ，１２ｂの各ＬＰモードの光の伝搬定数とが一致しないので、第１コア１１と第２コア１２ａ，１２ｂとを離す構造とせずとも、このような合分波が生じることが抑制される。
【００４１】
ここで、第１コア１１を伝搬する２次ＬＰモードの光と第２コア１２ａ，１２ｂを伝搬する１次ＬＰモードの光の合分波についてより詳細に説明する。
【００４２】
２次ＬＰモードの光であるＬＰ１１モードの光は、当該光が伝搬するコアの中心を通り径方向に伸びる直線を基準として、一方側に正の電場が分布し他方側に負の電場が分布し、一方側と他方側とで同じエネルギーの分布となる。従って、ＬＰ１１モードの光は伝搬するコアの中心を基準に１８０度回転させると回転前と同じエネルギー分布となるが、それ以外の角度で回転させると回転前と異なるエネルギー分布となる。そしてＬＰ１１モードの光は、互いに９０度回転させた関係にある２つのＬＰ１１モードの光を合波しても、やはりＬＰ１１モードの光と呼ばれる。
【００４３】
そこで、互いに９０度回転させた関係にある２つのＬＰ１１モードの光の一方をＬＰ１１ａモードの光とし他方をＬＰ１１ｂモードの光として、第１コア１１を伝搬するＬＰ１１モードの光が、ＬＰ１１ａモードの光とＬＰ１１ｂモードの光との足し合わせとする。そして、第１コア１１を伝搬する２次ＬＰモード（ＬＰ１１モード）の光が、第２コア１２ａ，１２ｂを伝搬する１次ＬＰモードの光にモード分波する場合を想定する。この場合、ＬＰ１１ａモードの光が第２コア１２ａ，１２ｂの一方を伝搬する１次ＬＰモードの光に分波し、ＬＰ１１ｂモードの光が第２コア１２ａ，１２ｂの他方を伝搬する１次ＬＰモードの光に分波する傾向がある。また、第２コア１２ａ，１２ｂを伝搬するそれぞれの１次ＬＰモードの光を第１コア１１のＬＰ１１モードの光にモード合波する場合を想定する。この場合、第２コア１２ａを伝搬する光は、第１コア１１を伝搬するＬＰ１１ａモードの光及びＬＰ１１ｂモードの光の一方に合波し、第２コア１２ｂを伝搬する光は、第１コア１１を伝搬するＬＰ１１ａモードの光及びＬＰ１１ｂモードの光の他方に合波する傾向がある。
【００４４】
従って、本実施形態のマルチコアファイバによれば、第１コア１１が２次ＬＰモードまでの光を伝搬する場合であっても、ＬＰ０１モードの光、ＬＰ１１ａモードの光及びＬＰ１１ｂモードの光に情報を重畳させることができるので、より多くの情報量を有する光通信を行うことができる。
【００４５】
光デバイス１は、上記のように、中継ファイバ１０の長手方向の一方側から他方側に向かってそれぞれの中継ファイバ１０が縮径されると共に互いに隣り合う中継ファイバ１０の間隔が小さくなるテーパ部２２を有する。このテーパ部２２の一方側では、縮径前の複数の中継ファイバ１０のそれぞれに図示されていないマルチコアファイバが接続されることによって、中継ファイバ１０のそれぞれのコアに対して光を入出力させることができる。また、テーパ部２２の他方側では、図１に示すように、小径部２３がフューモードマルチコアファイバ５に接続されて使用される。
【００４６】
フューモードマルチコアファイバ５は、複数のコア５３とそれぞれのコア５３の外周面を隙間なく包囲するクラッド５５とを備える。それぞれのコア５３は複数モードの光を伝搬可能であり、コア５３の屈折率はクラッド５５の屈折率よりも高くされる。また、光デバイス１の中継ファイバ１０の数とフューモードマルチコアファイバ５のコア５３の数とは同じとされる。
【００４７】
小径部２３におけるそれぞれの中継ファイバ１０の第１コア１１の相対的位置は、フューモードマルチコアファイバ５におけるそれぞれのコア５３の相対的位置と同じとされる。そして、光デバイス１の小径部２３におけるそれぞれの第１コア１１とフューモードマルチコアファイバ５の一方側の端部におけるそれぞれのコア５３とが対向した状態で、光デバイス１とフューモードマルチコアファイバ５とが接続されて使用される。
【００４８】
従って、光デバイス１のそれぞれの第１コア１１及び第２コア１２ａ，１２ｂを大径部２１側から小径部２３側に向かって上記のように伝搬する光は、上記のようにモード合波され、第１コア１１からフューモードマルチコアファイバ５のそれぞれのコア５３に入射し、当該コア５３を伝搬する。逆にフューモードマルチコアファイバ５のそれぞれのコア５３を光デバイス１に向かって伝搬する光は、光デバイス１のそれぞれの第１コア１１に入射して上記のようにモード分波し、第１コア１１及び第２コア１２ａ，１２ｂを小径部２３から大径部２１に向かって上記のように伝搬する。つまり、光デバイス１は、フューモードマルチコアファイバ５に対する光の入出力デバイスとして用いられる。
【００４９】
このように光デバイス１は、フューモードマルチコアファイバ５と接続されることでフューモードマルチコアファイバ５に対して光を入出力させることができるため、レンズやビームスプリッターを用いる場合に比べて、原理上、低損失でフューモードマルチコアファイバ５に対して光を入出力することができる。
【００５０】
中継ファイバ１０では、第１コア１１を伝搬する高次モードの光は第２コア１２ａ，１２ｂとが並ぶ方向に広がって伝搬する傾向にある。ここで、光デバイス１では、中継ファイバ１０の第１コア１１の中心から延びて第２コア１２ａ，１２ｂの中心を通る線分Ｌ１，Ｌ２が、最も近い他の中継ファイバ１０と重ならないことによって、中継ファイバ１０において光が広がって伝搬しやすい方向には、他の中継ファイバ１０が配置されないこととなり、互いに隣り合う中継ファイバ１０を伝搬する光同士のクロストークを抑制することができる。
【００５１】
また、光デバイス１では、上記のようにキャピラリ２０の屈折率が各中継ファイバ１０のクラッド１５の屈折率よりも小さいくされることによって、各中継ファイバ１０内に光が閉じ込められやすくなるため、互いに隣り合う中継ファイバ１０を伝搬する光同士のクロストークが抑制される。
【００５２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。また、本実施形態の光デバイスは、中継ファイバの構造以外は第１実施形態の光デバイス１と同様であるため、中継ファイバのみ図示して説明する。
【００５３】
図４は、本実施形態の光デバイスに備えられる１つの中継ファイバ１１０の大径部２１及び小径部２３における長手方向に垂直な断面の様子を示す図である。具体的には、図４（Ａ）は大径部２１及び小径部２３の断面における構造の様子を示し、図４（Ｂ）は大径部２１及び小径部２３の断面における屈折率分布の様子を示す。
【００５４】
本実施形態の中継ファイバ１１０は、第２コア１２ｂが備えられていない点において第１実施形態の光デバイス１と異なる。つまり、クラッド１５の中心に第１コア１１が配置されると共に、第１コアの周囲に第２コア１２ａが１つだけ備えられる。
【００５５】
従って、第１コア１１及び第２コア１２ａのそれぞれに１次ＬＰモードの光を入射すると、小径部２３において、第２コア１２ａの１次ＬＰモードの光が第１コア１１に２次ＬＰモードの光として合波する。また、第１コア１１に１次ＬＰモード、２次ＬＰモードから成る光を入射し第２コア１２ａに光を入射しない場合、小径部２３において、第１コア１１の２次ＬＰモードの光が第２コア１２ａに１次ＬＰモードの光として分波する。本実施形態の中継ファイバ１１０では、第２コア１２ａが１つだけであることから、上記ＬＰ１１ａ及びＬＰ１１ｂのうち一方のモードの光について上記のようにモード合分波される。また、大径部２１では、第１コア１１の各ＬＰモードの光の伝搬定数と第２コア１２ａの各ＬＰモードの光の伝搬定数とが一致しないので、第１コア１１と第２コア１２ａとの間でモード合分波が生じることが抑制される。
【００５６】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。また、本実施形態の光デバイスは、中継ファイバの構造以外は第１実施形態の光デバイス１と同様であるため、中継ファイバのみ図示して説明する。
【００５７】
図５は、本実施形態の光デバイスに備えられる中継ファイバ１２０の大径部２１及び小径部２３における長手方向に垂直な断面の様子を示す図である。具体的には、図５（Ａ）は大径部２１及び小径部２３の断面における構造の様子を示し、図５（Ｂ）は大径部２１及び小径部２３の断面における屈折率分布の様子を示す。
【００５８】
本実施形態の第１コア１１は、３次ＬＰモードまでの光を伝搬する。つまり、本実施形態の第１コア１１は、ＬＰ０１モードの光、ＬＰ１１モードの光及びＬＰ２１モードの光を伝搬し、４次ＬＰモードの光であるＬＰ０２モードの光の伝搬が抑制されるフューモードコアとされる。
【００５９】
また、第２コア１２ａは、１次ＬＰモードまでの光を伝搬する。ただし、本実施形態では、第１実施形態の中継ファイバ１０と異なり、小径部２３において、第２コア１２ａの１次ＬＰモードの光の伝搬定数が、第１コア１１の３次ＬＰモードの光の伝搬定数と一致する。つまり、小径部２３において、第２コア１２ａの１次ＬＰモードの光の実効屈折率ｎｅｆｆ０１が、第１コア１１の３次ＬＰモードの光の実効屈折率ｎｅｆｆ２１と一致する。また、大径部２１では、第１コア１１の各ＬＰモードの光の伝搬定数と第２コア１２ａの各ＬＰモードの光の伝搬定数とが一致しない構成とされる。
【００６０】
また、本実施形態の中継ファイバ１２０は、第１コア１１の中心を基準として第２コア１２ａと４５度異なる位置に配置される第２コア１２ｃを更に備える。つまり、第１コア１１の中心と第２コア１２ａの中心とを結ぶ線と、第１コア１１の中心と第２コア１２ｃの中心とを結ぶ線とがなす角度θ３が４５度とされる。第２コア１２ｃの構成は、配置される位置を除き第２コア１２ａの構成と同様とされる。従って、第１コア１１及び第２コア１２ａ，１２ｃのそれぞれに１次ＬＰモードの光を入射すると、小径部２３において、第２コア１２ａ，１２ｃの１次ＬＰモードの光が第１コア１１に３次ＬＰモードの光として合波する。また、第１コア１１に１次ＬＰモード、２次ＬＰモード及び３次ＬＰモードから成る光を入射し第２コア１２ａ，１２ｃに光を入射しない場合、小径部２３において、第１コア１１の３次ＬＰモードの光が第２コア１２ａ，１２ｃにそれぞれ１次ＬＰモードの光として分波する。また、大径部２１では、第１コア１１の各ＬＰモードの光の伝搬定数と第２コア１２ａ，１２ｃの各ＬＰモードの光の伝搬定数とが一致しないので、第１コア１１と第２コア１２ａ，１２ｃとの間でモード合分波が生じることが抑制される。
【００６１】
なお、本実施形態においても、それぞれのコアを伝搬する光のＬＰモードの数は、大径部２１と小径部２３とで変化しないことが好ましい。
【００６２】
ここで、第１コア１１を伝搬する３次ＬＰモードの光と第２コア１２ａ，１２ｃを伝搬する１次ＬＰモードの光の合分波についてより詳細に説明する。
【００６３】
３次ＬＰモードの光であるＬＰ２１モードの光は、当該光が伝搬するコアの中心を通り径方向に伸びる互いに垂直な２つの直線で区切られる４つの領域において、互いに隣り合う領域での電場の分布は、正負が逆の状態となり、それぞれの領域で同じエネルギーの分布となる。従って、ＬＰ２１モードの光は伝搬するコアの中心を基準に９０度回転させると回転前と同じエネルギー分布となるが、それ以外の角度で回転させると回転前と異なるエネルギー分布となる。そしてＬＰ２１モードの光は、互いに４５度や１３５度といった具合に４５＋９０ｎ度（ｎは０以上の整数）回転させた関係にある２つのＬＰ２１モードの光を合波しても、やはりＬＰ２１モードと呼ばれる。
【００６４】
そこで、例えば、互いに４５度回転させた関係にある２つのＬＰ２１モードの光の一方をＬＰ２１ａモードの光とし他方をＬＰ２１ｂモードの光として、第１コア１１を伝搬するＬＰ２１モードの光が、ＬＰ２１ａモードの光とＬＰ２１ｂモードの光との足し合わせとする。そして、第１コア１１を伝搬する３次ＬＰモード（ＬＰ２１モード）の光が、第２コア１２ａ，１２ｃを伝搬する１次ＬＰモードの光にモード分波する場合を想定する。この場合、ＬＰ２１ａモードの光が第２コア１２ａ，１２ｃの一方を伝搬する１次ＬＰモードの光に重畳し、ＬＰ２１ｂモードの光が第２コア１２ａ，１２ｃの他方を伝搬する１次ＬＰモードの光に分波する傾向がある。また、第２コア１２ａ，１２ｃを伝搬するそれぞれの１次ＬＰモードの光を第１コア１１のＬＰ２１モードの光にモード合波する場合を想定する。この場合、第２コア１２ａを伝搬する光は、第１コア１１を伝搬するＬＰ２１ａモードの光及びＬＰ２１ｂモードの光の一方に合波し、第２コア１２ｃを伝搬する光は、第１コア１１を伝搬するＬＰ２１ａモードの光及びＬＰ２１ｂモードの光の他方に合波する傾向がある。
【００６５】
従って、本実施形態のマルチコアファイバによれば、第１コア１１が３次ＬＰモードまでの光を伝搬する場合であっても、ＬＰ０１モードの光、ＬＰ２１ａモードの光及びＬＰ２１ｂモードの光に情報を重畳させることができるので、より多くの情報量を有する光通信を行うことができる。
【００６６】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。また、本実施形態の光デバイスは、中継ファイバの構造以外は第１実施形態の光デバイス１と同様であるため、中継ファイバのみ図示して説明する。
【００６７】
図６は、本実施形態の光デバイスが備える中継ファイバ１３０の大径部２１及び小径部２３における長手方向に垂直な断面の様子を示す図である。具体的には、図６（Ａ）は大径部２１及び小径部２３の断面における構造の様子を示し、図６（Ｂ）は大径部２１及び小径部２３の断面における屈折率分布の様子を示す。
【００６８】
本実施形態の第１コア１１は、第３実施形態の第１コア１１と同様の構成とされ、３次ＬＰモードまでの光を伝搬する。
【００６９】
また、中継ファイバ１３０は、第１コア１１の中心を基準として第２コア１２ａ側と反対側に第２コア１２ｄを備える。第２コア１２ｄは、１次ＬＰモードまでの光を伝搬する。本実施形態の第２コア１２ｄは、第３実施形態の第２コア１２ｃと配置位置が異なる点を除き同様の構成とされる。従って、小径部２３において、第２コア１２ｄの１次ＬＰモードの光の伝搬定数が、第１コア１１の３次ＬＰモードの光の伝搬定数と一致する。つまり、小径部２３において、第２コア１２ｄの１次ＬＰモードの光の実効屈折率ｎｅｆｆ０１が、第１コア１１の３次ＬＰモードの光の実効屈折率ｎｅｆｆ２１と一致する。また、大径部２１では、第１コア１１の各ＬＰモードの光の伝搬定数と第２コア１２ｄの各ＬＰモードの光の伝搬定数とが一致しない構成とされる。
【００７０】
このような構成の中継ファイバ１３０において、第１コア１１及び第２コア１２ａ，１２ｄのそれぞれに１次ＬＰモードの光を入射すると、小径部２３において、第２コア１２ａの１次ＬＰモードの光が第１コア１１に２次ＬＰモードの光として合波すると共に第２コア１２ｄの１次ＬＰモードの光が第１コア１１に３次ＬＰモードの光として合波する。また、第１コア１１に１次ＬＰモード、２次ＬＰモード及び３次ＬＰモードから成る光を入射し、第２コア１２ａ，１２ｄに光を入射しない場合、小径部２３において、第１コア１１の２次ＬＰモードの光が第２コア１２ａに１次ＬＰモードの光として分波すると共に第１コア１１の３次ＬＰモードの光が第２コア１２ｄに１次ＬＰモードの光として分波する。また、大径部２１では、第１コア１１の各ＬＰモードの光の伝搬定数と第２コア１２ａ，１２ｄの各ＬＰモードの光の伝搬定数とが一致しないので、第１コア１１と第２コア１２ａ，１２ｄとの間でモード合分波が生じることが抑制される。
【００７１】
なお、本実施形態においてもそれぞれのコアを伝搬する光のＬＰモードの数は、大径部２１と小径部２３とで変化しないことが好ましい。
【００７２】
本実施形態の中継ファイバ１３０によれば、小径部２３において、第１コア１１を伝搬する２次ＬＰモードの光と第２コア１２ａ伝搬する１次ＬＰモードの光とを合分波することができ、さらに、第１コア１１を伝搬する３次ＬＰモードの光と第２コア１２ｄ伝搬する１次ＬＰモードの光とを合分波することができるので、さらに多くの光のモード合分波を行うことができる。なお、上記のように、小径部２３において、第１コア１１を伝搬する２次ＬＰモードの光と第２コア１２ａ伝搬する１次ＬＰモードの光とを合分波させると共に、第１コア１１を伝搬する３次ＬＰモードの光と第２コア１２ｄ伝搬する１次ＬＰモードの光とを合分波させる観点からは、第２コア１２ａ、１２ｄの配置は図６に示す例に限定されない。図６には、第１コア１１を中心として一方に第２コア１２ａが配置されると共に他方に第２コア１２ｄが配置される例が示されている。すなわち、第１コア１１の中心と第２コア１２ａの中心とを結ぶ線と第１コア１１の中心と第２コア１２ｄの中心とを結ぶ線とのなす角が１８０度である例が示されている。しかし、第１コア１１の中心と第２コア１２ａの中心とを結ぶ線と第１コア１１の中心と第２コア１２ｄの中心とを結ぶ線とのなす角は特に限定されず、例えば図５に示す形態のように４５度とされても良く、他の角度とされても良い。
【００７３】
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。
【００７４】
例えば、第１実施形態では、全ての中継ファイバ１０について、第１線分Ｌ１及び第２線分Ｌ２が、最も近い他の中継ファイバ１０のクラッド１５と重ならないように、各中継ファイバ１０が配置される例を挙げて説明したが、第１線分Ｌ１又は第２線分Ｌ２が他の中継ファイバ１０のクラッド１５に重なるように配置されても良い。ただし、互いに隣り合う中継ファイバを伝搬する光同士でのクロストークを抑制しやすくする観点からは、少なくとも１つの中継ファイバの第１コアの中心から延びて第２コアの中心を通る線分が、最も近い他の中継ファイバの第１コアと重ならないことが好ましいく、当該線分が他の中継ファイバのクラッドと重ならないことがより好ましい。
【００７５】
また、第１実施形態では、第１コア１１を伝搬する２次ＬＰモードの光と第２コア１２ａ，１２ｂを伝搬する１次ＬＰモードの光とがモード合分波する中継ファイバ１０を例に説明した。しかし、合分波するモードの組み合わせが第１コア１１を伝搬する光と第２コアを伝搬する光とで異なっていればよい。例えば、第１コア１１が３次ＬＰモードまでの光を伝搬し、第２コア１２ａ，１２ｂが２次ＬＰモードまでの光を伝搬し、第１コア１１を伝搬する３次ＬＰモードの光が、第２コアを伝搬する１次ＬＰモードの光或いは２次ＬＰモードの光とモード合分波することとしても良い。ただし、本実施形態のように、第１コア１１が１次ＬＰモードの光及び２次ＬＰモードの光を伝搬し、第２コア１２ａ，１２ｂが１次ＬＰモードまでの光を伝搬する場合、次数が最も低いＬＰモードの光の組み合わせとなり、光を容易に扱うことができる。
【００７６】
また、中継ファイバの数や中継ファイバが有する第２コアの数および配置は適宜変更可能である。例えば、以下に説明するように、合分波される光のモードに合わせて第２コアの数および配置を適切に変更することができる。
【００７７】
例えば、第１実施形態では、第２コア１２ａと、第１コア１１の中心を基準として第２コア１２ａと９０度異なる位置に第２コア１２ｂと、が備えられる中継ファイバ１０を例に説明し、第３実施形態では、第２コア１２ａと、第１コア１１の中心を基準として第２コア１２ａと４５度異なる位置に第２コア１２ｃが配置される中継ファイバ１２０を例に説明した。しかし、第１コア１１を伝搬する光が他のＬＰモードの光の場合には、各第２コアの適切な位置は異なる場合がある。また、第１コア１１を伝搬する光とモード合分波する第２コアを伝搬する光は１次ＬＰモードの光に限られない。例えば、第３実施形態において、第１コア１１を伝搬する３次モードの光とモード合分波する第２コア１２ａ，１２ｃを伝搬する光は２次ＬＰモードの光であっても良い。
【００７８】
また、第３実施形態において、第１コア１１を伝搬する３次ＬＰモードの光が第２コア１２ａ，１２ｃを伝搬する１次ＬＰモードの光とモード合分波するものとした。しかし、第１コアを伝搬する光とモード合分波する第２コア１２ａ，１２ｃを伝搬する光が、第２コア１２ａと第２コア１２ｃとで同じＬＰモードである必要はない。例えば、第３実施形態の変形例として、次の様なマルチコアファイバを挙げることができる。この変形例のマルチコアファイバは、第１コア１１、第２コア１２ａ，１２ｃが第３実施形態のように配置されるが、第２コア１２ｃが２次ＬＰモードまでの光を伝搬する。そして、第１コア１１を伝搬する３次ＬＰモードの光が、第２コア１２ａを伝搬する１次ＬＰモードの光とモード合分波すると共に第２コア１２ｃを伝搬する２次ＬＰモードの光とモード合分波する。
【００７９】
また、第４実施形態では、第１コア１１を伝搬する２次ＬＰモードの光が第２コア１２ａを伝搬する１次ＬＰモードの光とモード合分波し、第１コア１１を伝搬する３次ＬＰモードの光が第２コア１２ｄを伝搬する１次ＬＰモードの光とモード合分波するものとした。しかし、第１コア１１を伝搬する光とモード合分波する第２コア１２ａ，１２ｄを伝搬する光が、第２コア１２ａと第２コア１２ｄとで同じＬＰモードである必要はない。例えば、第４実施形態の変形例として、次の様なマルチコアファイバを挙げることができる。このマルチコアファイバは、第２コア１２ｄが２次ＬＰモードまでの光を伝搬する点において、第４実施形態の中継ファイバ１３０と異なる。そして、第１コア１１を伝搬する２次ＬＰモードの光が第２コア１２ａを伝搬する１次ＬＰモードの光とモード合分波し、第１コア１１を伝搬する３次ＬＰモードの光が第２コア１２ｄを伝搬する２次ＬＰモードの光とモード合分波する。
【００８０】
また、第１〜第４実施形態や上記変形例を組み合わせることも可能である。
【００８１】
図７は、複数の２次ＬＰモードの光と１次ＬＰモードの光、及び、３次ＬＰモードの光と１次ＬＰモードの光とをモード合分波する中継ファイバを示す図である。なお、本例を説明するに当たり、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。
【００８２】
図７に示すように、本例の中継ファイバ１４０は、第１コア１１を基準として第２コア１２ａと対称となる位置に第３実施形態の中継ファイバ１２０の第２コア１２ｃと同じ構成の第２コア１２ｅを更に備える。また、第１コア１１は、３次ＬＰモードまでの光を伝搬する構成とされる。また、第１コア１１を伝搬する２次ＬＰモードの光は、第１実施形態と同様とされる。
【００８３】
従って、本例の中継ファイバ１４０は、小径部２３において、第１コア１１を伝搬する２つの２次ＬＰモードの光（ＬＰ１１ａモードの光、ＬＰ１１ｂモードの光）と第２コア１２ａ及び第２コア１２ｂを伝搬する１次ＬＰモードの光とがそれぞれモード合分波し、さらに、第１コア１１を伝搬する３次ＬＰモードの光と第２コア１２ｅを伝搬する１次ＬＰモードの光とがモード合分波する。
【００８４】
図８は、複数の２次ＬＰモードの光と１次ＬＰモードの光、及び、複数の３次ＬＰモードの光と１次ＬＰモードの光とをモード合分波する中継ファイバを示す図である。なお、本例を説明するに当たり、図７の例と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。
【００８５】
図８に示すように、本例の中継ファイバ１４０は、第１コア１１を基準として第２コア１２ｅと４５度となる位置に第３実施形態の中継ファイバ１２０の第２コア１２ｃと同じ構成の第２コア１２ｆを更に備える。また、図８に示すθ１は図３のθと同じ意味であり９０度とされ、図８に示すθ２は図５のθ３と同じ意味であり４５度とされる。また、第１コア１１を伝搬する３次ＬＰモードの光は、第３実施形態と同様とされる。
【００８６】
従って、本例の中継ファイバ１４０は、小径部２３において、第１コア１１を伝搬する２つの２次ＬＰモードの光（ＬＰ１１ａモードの光、ＬＰ１１ｂモードの光）と第２コア１２ａ，１２ｂを伝搬する１次ＬＰモードの光とがそれぞれモード合分波し、さらに、第１コア１１を伝搬する２つの３次ＬＰモードの光（ＬＰ２１ａモードの光、ＬＰ２１ｂモードの光）と第２コア１２ｅ，１２ｆを伝搬する１次ＬＰモードの光とがモード合分波する。
【００８７】
また、これまでに説明した例において、第１コア１１はクラッド１５の中心に位置するものとしたが、第１コア１１はクラッド１５の中心に位置しなくても良い。
【００８８】
また、これまでに説明した例において、クラッド１５の屈折率はキャピラリ２０の屈折率より高くされたが、クラッド１５の屈折率とキャピラリ２０の屈折率とが互いに等しくされても良い。
【実施例】
【００８９】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００９０】
第１実施形態の光デバイス１と同様の光デバイスを作製した。まず、第１コア１１のクラッド１５に対する比屈折率差Δ１が０．５４％、第１コア１１の半径ｒ１が６．３μｍ、２つの第２コア１２ａ、１２ｂのそれぞれのクラッド１５に対する比屈折率差Δ２が０．３５％、２つの第２コア１２ａ、１２ｂのそれぞれの半径ｒ２が３．７μｍ、クラッド１５の直径が１２５μｍ、第１コア１１の中心と第２コア１２ａ、１２ｂの中心との距離が２５．０μｍである中継ファイバ１０を７本用意した。次に、六角形の各頂点と中心とに重なる位置に合計７つ貫通孔を有するキャピラリ２０を用意し、この７つ貫通孔のそれぞれに中継ファイバ１０を挿入した。キャピラリ２０は、クラッド１５よりも屈折率が低くなるように、フッ素が添加された低屈折率ガラスで作製した。その後、酸水素バーナで加熱してキャピラリ２０と中継ファイバ１０とを一体化させると共に溶融延伸させて光デバイス１を得た。延伸比は１．４とした。
【００９１】
上記のようにして作製した光デバイス１の中心に配置された中継ファイバ１０の第２コア１２ａ、１２ｂにＬＰ０１モードの光を入力し、小径部２３側の端部においてＮＦＰ（ニアフィールドパターン）を測定した。その結果、光を入力した中継ファイバ１０の第１コア１１において、ＬＰ１１モードの光が励振されていることを確認できた。
【００９２】
なお、光を入力した第２コア１２ａ、１２ｂにはモード変換されなかった光が残っていたが、これらの光は光デバイス１をフューモードマルチコアファイバ５に接続した際にフューモードマルチコアファイバ５のクラッド５５に入射して放射されるため、実用上問題がないと考えられる。
【００９３】
また、キャピラリ２０の屈折率をクラッド１５の屈折率よりも低くしたことによって、キャピラリ２０とクラッド１５との界面において光の漏れが抑制されていた。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明に係る光デバイスは、フューモードマルチコアファイバに対して低損失で光を入出力することができ、フューモードマルチコアファイバを用いる光通信の分野等で利用することができる。
【符号の説明】
【００９５】
１・・・光デバイス
５・・・フューモードマルチコアファイバ
１０，１１０，１２０，１３０，１４０，１５０・・・中継ファイバ
１１・・・第１コア
１２，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ・・・第２コア
１５・・・クラッド
２０・・・キャピラリ
２１・・・大径部
２２・・・テーパ部
２３・・・小径部
５３・・・コア
５５・・・クラッド
【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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