通信用マルチコアファイバ
【課題】 信頼性を確保して敷設できる条件において、より多くのコアを配置することができる通信用マルチコアファイバを提供することを目的とする。
【解決手段】 光信号を伝播する通信用マルチコアファイバ１０であって、クラッド１２と、クラッド１２の中心に配される１個のコア１１ａと、１個のコア１１ａを囲むように等間隔で配される７個〜１０個のコア１１ｂと、を備え、クラッド１２の外径が２３０μｍ以下とされ、互いに隣り合うコア１１ａ，１１ｂの中心間距離が３０μｍ以上とされると共に、コア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離が、それぞれ３５μｍ以上とされ、それぞれのコア１１ａ，１１ｂを伝播する光のモードフィールド径が９μｍ〜１３μｍとされる。
【解決手段】 光信号を伝播する通信用マルチコアファイバ１０であって、クラッド１２と、クラッド１２の中心に配される１個のコア１１ａと、１個のコア１１ａを囲むように等間隔で配される７個〜１０個のコア１１ｂと、を備え、クラッド１２の外径が２３０μｍ以下とされ、互いに隣り合うコア１１ａ，１１ｂの中心間距離が３０μｍ以上とされると共に、コア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離が、それぞれ３５μｍ以上とされ、それぞれのコア１１ａ，１１ｂを伝播する光のモードフィールド径が９μｍ〜１３μｍとされる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信頼性を確保して敷設できる条件において、より多くのコアを配置することができる通信用マルチコアファイバに関する。
【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個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ける光ファイバの数を低減させるため、例えば、下記非特許文献１に記載のように、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。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｍａｓａｎｏｒｉ ＫＯＳＨＩＢＡ “Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ ｍｕｌｔｉ−ｃｏｒｅ ｆｉｂｅｒｓ： ｐｒｏｐｏｓａｌ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ” ＩＥＩＣＥ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｘｐｒｅｓｓ， Ｖｏｌ.６， Ｎｏ．２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、伝送できる情報量をより多くするために、非特許文献１に記載のコアが１−６配置（中心に１個のコアが配されると共に、そのコアを取り囲むように６個のコアが等間隔で配される配置）のマルチコアファイバよりもさらにコアの数が多いマルチコアファイバが望まれている。非特許文献１には、コアが１−６配置されるマルチコアファイバよりも、コアの数が多いマルチコアファイバとして、コアが、１−６−１２配置（中心に１個のコアが配されると共に、そのコアを取り囲むように６個のコアが等間隔で配され、さらに６個のコアを取り囲むように１２個のコアが等間隔で配置）されるマルチコアファイバが記載されている。しかし、このようなコアが１−６−１２配置されるマルチコアファイバであると、クラッドの外周面とコアとの距離が近くなりすぎる虞があり、その場合には、マイクロベンド損失が生じやすくなるためマルチコアファイバの信頼性が低下する。
【０００６】
そこで、マルチコアファイバのクラッドの外径を大きくして、コア間距離を大きくすることが考えられる。しかし、クラッドの外径を大きくしすぎると、マルチコアファイバが曲げられて敷設される場合に、破断し易くなり信頼性が低下する場合がある。
【０００７】
そこで、本発明は、信頼性を確保して敷設できる条件において、より多くのコアを配置することができる通信用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】
【０００８】
従来より、光信号伝送用の光ファイバに許容される最小の曲げ半径は、曲げ損失特性の観点から、３０ｍｍ以上とされてきた。一方、近年、曲げによる光の損失（曲げ損失）が小さく、曲げ半径１５ｍｍ以下でも曲げ損失を生じない、曲げに強いファイバが開発されている。しかし、光ファイバは、小径で曲げた状態で長期間を経ると、僅かな石英ガラス内のキズなどに起因して破断する場合があることが知られている。従って、曲げに強い光ファイバに求められる最小の曲げ半径は、曲げ損失の観点による条件よりも、信頼性の観点による条件が優先されて決まる。そして、曲げに強い光ファイバにおける信頼性を確保するための指標として、クラッドの外径が１２５μｍの光ファイバについては、上記曲げ半径が３０ｍｍよりも厳しい条件とされ、曲げ半径が１５ｍｍで１００回巻かれた状態で、２０年間の破断確率が１．０×１０−７以下であることが好ましいといわれている。ここで、光ファイバのスクリーニングレベルは、１％の伸び歪を仮定する。そこで、１２５μｍ以上の外径を持つ光ファイバについては、従来より示されている曲げ半径を用い、更に、クラッドの外径が１２５μｍの光ファイバの条件である上記の１００回巻く条件を用いて、曲げ半径が３０ｍｍで１００回巻かれた状態で、２０年間の破断確率が１．０×１０−７以下であれば、通信用光ファイバとして十分な信頼性を確保できると考えられる。そして、本発明者等は、曲げ半径が３０ｍｍで１００回巻かれた状態で、２０年間の破断確率が１．０×１０−７以下という条件を満足するためには、クラッドの外径が２３０μｍ以内であれば良いことを見出した。そこで、本発明者らは、このような外形を有するクラッドにより多くのコアを配置することができるよう鋭意検討を重ねて本発明をするに至った。
【０００９】
すなわち、本発明の一側面は、クラッドと、前記クラッドの中心に配される１個のコアと、前記中心からそれぞれ等距離とされると共に、前記１個のコアを囲むように等間隔で配される７個〜１２個のコアと、を備え、前記クラッドの外径が２３０μｍ以下とされることを特徴とするものである。
【００１０】
このような通信用マルチコアファイバによれば、クラッドの外径が２３０μｍ以内とされるため、敷設される場合に破断に対する信頼性を確保することができる。コアが１−６−１２配置される光ファイバと比べて、このマルチコアファイバと同じコア間距離とされる場合に、最も外周側のコアとクラッドの外周面との距離を大きくすることができる。従って、マイクロベンド損失を抑制することができ、信頼性を確保することができる。
【００１１】
また、コアが１−６配置されるマルチコアファイバにおいては、中心に配置されるコアと、外側に配置される互いに隣接する２個のコアにより正三角形が形成されるが、本発明においては、外周側のコアが７個以上とされるため、中心に配置されるコアと、外側に配置される互いに隣接する２個のコアにより二等辺三角形が形成される。従って、中心のコアと外周側のコアとの中心間距離は、互いに隣り合う外周側のコア同士の中心間距離よりも大きくなる。クロストークはコア間距離が大きくなると小さくなるため、中心のコアと外周側のコアのクロストークは、外周側のコア同士のクロストークよりも小さくなる。従って、すべてのコアに光信号を入射した場合、最近接コアの多い中心のコアは、クロストークの総和が大きくなるが、上記関係より、中心のコアのクロストークの総和を低く抑えることができる。
【００１２】
さらに、このような通信用マルチコアファイバは、このように光信号を劣化させずに伝送できるにも関わらず、８個以上のコアが配置されるため、従来の一般的なコアが１−６配置されるマルチコアファイバよりも多くのコアを配置することができ、多くの情報を伝送することができる。
【００１３】
また、本発明の他の側面は、クラッドと、前記クラッドの中心からそれぞれ等距離とされると共に、等間隔で配される３個のコアと、前記中心からそれぞれ等距離とされると共に、前記３個のコアを囲むように等間隔で配される５個〜１２個のコアと、を備え、前記クラッドの外径が２３０μｍ以下とされることを特徴とするものである。
【００１４】
このようなコアの配置によっても、８個以上のコアが配置されるため、従来の一般的なコアが１−６配置されるマルチコアファイバよりも多くのコアを配置することができ、より多くの情報を伝送することができる。さらに、コアが１−６−１２配置されるマルチコアファイバと比べて、このマルチコアファイバと同じコア間距離とされる場合に、よりマイクロベンド損失を抑制することができ、信頼性を確保することができる。
【００１５】
また、本発明の更なる他の側面は、光信号を伝播する通信用マルチコアファイバであって、クラッドと、前記クラッドの中心に配される１個のコアと、前記中心からそれぞれ等距離とされると共に、前記１個のコアを囲むように等間隔で配される６個のコアと、前記６個のコアのうち互いに隣り合う２個のコアを結ぶ結線と前記１個のコアとの間において、前記結線に垂直で前記１個コアを通る線上に配される１個〜６個のコアと、を備え、前記クラッドの外径が２３０μｍ以下とされることを特徴とするものである。
【００１６】
このような通信用マルチコアファイバによれば、コアが三層に配置され、二層目のコアが１〜６個配置される。つまり、コアが１−１−６配置から１−６−６配置される。従って、全体として８個〜１３個ものコアが配置されるため、従来の一般的なコアが１−６配置されるマルチコアファイバよりも多くのコアとなり、より多くの情報を伝送することができる。さらに、コアが１−６−１２配置されるマルチコアファイバと比べて、このマルチコアファイバと同じコア間距離とされる場合に、よりマイクロベンド損失を抑制することができ、信頼性を確保することができる。
【００１７】
また、本発明の更なる他の側面は、クラッドと、前記クラッドの中心に配される１個のコアと、前記１個のコアを囲むと共に、全体が正方形となるように等間隔で配される８個のコアと、を備え、前記クラッドの外径が２３０μｍ以下とされることを特徴とするものである。
【００１８】
このようなコアの配置によっても、従来の一般的なコアが１−６配置されるマルチコアファイバよりも多くのコアを配置することができ、より多くの情報を伝送することができる。さらに、コアが１−６−１２配置されるマルチコアファイバと比べて、このマルチコアファイバと同じコア間距離とされる場合に、よりマイクロベンド損失を抑制することができ、信頼性を確保することができる。
【００１９】
また、本発明の更なる他の側面は、クラッドと、前記クラッドの中心をからそれぞれ等距離とされると共に、等間隔で配される４個のコアと、前記４つのコアにおける互いに隣り合う２つのコアを結ぶ延長線上に配置されると共に、前記４つのコアのうち最も近いコアとの中心間距離が、前記４つのコアにおける互いに隣り合う２つのコアの中心間距離と等しくされるように、配置される８つのコアと、を備え、前記クラッドの外径が２３０μｍ以下とされることを特徴とするものである。
【００２０】
このようなコアの配置によっても、従来の一般的なコアが１−６配置されるマルチコアファイバよりも多くのコアを配置することができ、より多くの情報を伝送することができる。さらに、コアが１−６−１２配置されるマルチコアファイバと比べて、このマルチコアファイバと同じコア間距離とされる場合に、よりマイクロベンド損失を抑制することができ、信頼性を確保することができる。
【００２１】
さらに、上記発明のいずれかにおいて、それぞれの前記コアを伝播する光のモードフィールド径が９μｍ〜１３μｍとされ、互いに隣り合う前記コアの中心間距離が３０μｍ以上とされると共に、前記コアの中心と前記クラッドの外周面との距離が、それぞれ３５μｍ以上とされることが好ましい。
【００２２】
マルチコアファイバを用いて、情報の伝送を行う場合、モードフィールド径が、９μｍ〜１３μｍ程度であることにより、光信号の損失を抑制することができる。この理由は、モードフィールド径が９μｍより以上とされることにより、光がコアに集中しすぎて、非線形光学効果による光の損失が大きくなることを抑制することができ、モードフィールド径が１３μｍより以下とされることにより、光がコアの外に漏れる量が大きくなることによる光の損失が増加を抑制することができるためである。また、モードフィールド径が９μｍ〜１３μｍであり、互いに隣り合うコアの中心間距離が３０μｍ以上とされるので、クロストークを抑制することができる。さらに、モードフィールド径が９μｍ〜１３μｍであり、コアの中心とクラッドの外周面との距離も３５μｍ以上とされるので、クラッドを被覆する保護層に光が吸収されて光信号が損失することを抑制することができる。
【００２３】
また、上記発明において、前記コアよりも屈折率が低く、それぞれの前記コアを囲む内側クラッド層と、前記クラッド及び前記内側クラッド層よりも平均屈折率が低く、それぞれの前記内側クラッド層を囲む低屈折率層と、を更に備えることが好ましい。それぞれの低屈折率層が、内側クラッド層を介してそれぞれのコアを囲むため、それぞれのコアへの光の閉じ込め効果が大きく、コアから光が漏えいしづらくなる。従って、コア間のクロストークを低減することができる。
【００２４】
さらに、上記発明において、それぞれの前記低屈折率層は、前記クラッド及び前記内側クラッド層よりも屈折率の低い材料から成ることが好ましい。このような低屈折率層の屈折率は、それぞれのコア要素を屈折率の観点から見る場合に、低屈折率層が溝状になるため、トレンチ構造と呼ばれる。このような構造にすることにより、ファイバの曲げに対する損失をより抑制することができ、また、量産における製造方法が確立しているため、容易に安価に製造することができるとすることができる。
【００２５】
或いは、上記発明において、それぞれの前記低屈折率層は、前記クラッドと前記内側クラッド層よりも屈折率が低い低屈折率部が、前記内側クラッド層を囲むように複数形成されて成ることが好ましい。このような低屈折率層においては、低屈折率部が、コアを囲むように環状に連続して形成されていないため、各コアの高次モードの閉じ込めが強くなりすぎることを抑制することができ、各コアのカットオフ波長が長波長化することを抑制することができる。
【００２６】
さらに、前記低屈折率部は、空孔であることとしても良い。この場合、低屈折率層の屈折率をより低くすることができ、各コアの高次モードの閉じ込めが強くなりすぎることを抑制しつつも、クロストークをより低減することができる。
【発明の効果】
【００２７】
以上のように、本発明によれば、信頼性を確保して敷設できる条件において、より多くのコアを配置することができる通信用マルチコアファイバが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る通信用マルチコアファイバの長手方向に垂直な断面の構造を示す図である。
【図２】光ファイバの曲げ半径と破断確率との関係を示す図である。
【図３】中心に１個のコアが配置され、その周りに複数のコアが配置される場合において、クラッドの直径と、外周側のコアとクラッドの外周面との距離と、の関係を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る通信用マルチコアファイバの長手方向に垂直な断面の構造を示す図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る通信用マルチコアファイバの長手方向に垂直な断面の構造を示す図である。
【図６】中心に１個のコアが配置され、その周りに６個のコアが配され、その６個のコアの周りに複数のコアが等間隔で配される場合において、クラッドの直径と、外周側のコアとクラッドの外周面との距離と、の関係を示す図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る通信用マルチコアファイバの長手方向に垂直な断面の構造を示す図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係る通信用マルチコアファイバの長手方向に垂直な断面の構造を示す図である。
【図９】本発明の第６実施形態に係る通信用マルチコアファイバの長手方向に垂直な断面の構造を示す図である。
【図１０】本発明の第７実施形態に係る通信用マルチコアファイバの長手方向に垂直な断面の構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明に係る通信用マルチコアファイバ（以降、マルチコアファイバと呼ぶ）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。
【００３０】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係るマルチコアファイバの長手方向に垂直な断面の構造を示す図である。図１に示すように、本実施形態のマルチコアファイバ１０は、クラッド１２と、クラッド１２の断面における中心に配される１個のコア１１ａと、１個のコア１１ａを囲むように等間隔で配される９個のコア１１ｂと、クラッド１２の外周面を被覆する内側保護層１３と、内側保護層１３の外周面を被覆する外側保護層１４と、を備える。つまり本実施形態のマルチコアファイバ１０は、複数のコア１１ａ，１１ｂが１−９配置とされている。
【００３１】
このマルチコアファイバ１０は、光信号を伝播する光ファイバであり、それぞれのコア１１ａ、１１ｂを伝播する光のモードフィールド径は、９μｍ〜１３μｍとされることが好ましい。モードフィールド径が９μｍより以上とされることにより、光がコアに集中しすぎて、非線形光学効果による光の損失が大きくなることを抑制することができ、モードフィールド径が１３μｍより以下とされることにより、光がコアの外に漏れる量が大きくなることで、光の損失が大きくなることを抑制することができる。
【００３２】
クラッド１２は、断面における外形が略円形とされ、複数のコア１１ａ、１１ｂの外周面を隙間なく囲んでいる。クラッド１２と形成する材料は、通常クラッドに用いられる材料であれば特に制限されないが、例えば、何もドーパントが添加されていないピュアシリカガラスから形成される。
【００３３】
それぞれのコア１１ａ，１１ｂは、互いに隣り合うコア１１ａ，１１ｂの中心同士の距離が３０μｍ以上となりように配置されることが好ましく、４０μｍ以上となるように配置されることがより好ましい。このように、それぞれのコア１１ａ，１１ｂが配置されることで、互いに隣り合うコア１１ａ，１１ｂ同士のクロストークを抑制することができる。特に、上記のようにモードフィールド径が９〜１３μｍである場合、このようにコア１１ａ，１１ｂが配置されることによりクロストークを抑制することができる。また、外周側に配されるコア１１ｂは、コア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離が３５μｍ以上となるように配置されることが好ましく、４０μｍ以上とされることがより好ましい。このように外周側のコア１１ｂが配置されることにより、外周側のコア１１ｂを伝播する光が内側保護層１３に吸収されることに起因する、光信号の損失を抑制することができる。
【００３４】
また、外周側に配されるそれぞれのコア１１ｂは、クラッド１２の中心からそれぞれ等距離とされ、等間隔の位置に配されている。このように配置されたコア１１ａ、１１ｂは、クラッド１２の中心軸に対して対称とされている。つまり、マルチコアファイバ１０をクラッド１２の中心軸の周りに所定の角度回転させた場合に、外周側のそれぞれのコア１１ｂの回転後における位置は、回転前における外周側の他のコア１１ｂの位置となる。また、中心に配置されたコア１１ａは、マルチコアファイバ１０を中心軸の周りに回転させても動かない。このようにそれぞれのコア１１ａ、１１ｂがクラッド１２の中心軸に対して対称となる位置に配置されることにより、それぞれのコア１１ａ、１１ｂの配置による光学的性質を均質にすることができる。
【００３５】
また、このように配置されたコア１１ａと、互いに隣り合う２つのコア１１ｂとにより二等辺三角形を描くため、中心コア１１ａと、外側コア１１ｂの中心間距離は、互いに隣り合う外側コア１１ｂの中心間距離よりも大きくなる。
【００３６】
また、それぞれのコア１１ａ，１１ｂの直径は、特に限定されないが、例えば、８．７μｍ〜１２μｍとされる。なお、互いに隣り合うそれぞれのコア１１ａ、１１ｂの直径が、互いに僅かに異なるようにさることが好ましい。この場合、例えば、外周側に配置されるコア１１ｂの直径は、中心に配置されるコア１１ａの直径に対して、約３％異なるようにされ、さらに、互いに隣り合う外周側に配置されたコア１１ｂ同士は、直径が互いに約０．５％〜５％異なるようにされる。このように、互いに隣り合うコア１１ａ、１１ｂの直径が、物理的に僅かに異なっていても、コア１１ａ、１１ｂを伝播する光にしてみれば、それぞれのコア１１ａ、１１ｂの直径は、殆ど変わらず、略同等の光学特性となるが、このように互いに隣り合うコア１１ａ、１１ｂの直径が、物理的に僅かに異なることにより、互いに隣り合うコア１１ａ、１１ｂのクロストークを抑制することができる。
【００３７】
また、それぞれのコア１１ａ，１１ｂの屈折率は、クラッド１２の屈折率よりも高くされ、それぞれのコア１１ａ，１１ｂのクラッドに対する比屈折率差Δは、特に限定されないが、例えば、０．２１％〜０．５％とされる。
【００３８】
なお、それぞれのコア１１ａ，１１ｂの内、互いに隣り合うコアの屈折率が、互いに異なることが、それぞれのコア１１ａ，１１ｂ同士のクロストークを抑制できる観点から好ましい。この場合、互いに隣り合うコア１１ａ，１１ｂの屈折率の差は、屈折率の１％〜５％であることが、クロストークを抑制しつつ、それぞれのコアの光学的特性を同等にする観点から好ましい。
【００３９】
このようなコア１１ａ、１１ｂの材料としては、クラッド１２よりも屈折率が高く、上記のようなクラッドに対する比屈折率差である限りにおいて、特に限定されないが、例えば、屈折率を上げるゲルマニウム等のドーパントが添加されたシリカガラスを挙げることができる。
【００４０】
また、内側保護層１３及び外側保護層１４の材料としては、互いに異なる種類の紫外線硬化樹脂を挙げることができる。
【００４１】
なお、このようなマルチコアファイバ１０は、スタックアンドドロー法により製造することができる。すなわち、まず、コア１１ａ，１１ｂとなる複数のロッド状のコアガラス部材、及び、クラッド１２の一部となる管状のクラッドガラス部材、及び、クラッド１２の一部となるロッド状のクラッドガラス部材を準備する。そして、それぞれのコアガラス部材を管状のクラッドガラス部材の貫通孔内に配置し、管状のクラッドガラス部材とそれぞれのコアガラス部材との間にロッド状のクラッドガラス部材を配置して、隙間を埋める。そして、コアガラス部材が配置された状態で、コラプスすることにより、断面における配置が、図１に示すマルチコアファイバ１０における内側保護層１３、外側保護層１４を除いた部分と相似形のファイバ用母材を作製する。そして、作成したファイバ用母材加熱溶融し紡糸することでマルチコアファイバとし、このマルチコアファイバを内側保護層１３、外側保護層１４で被覆して、マルチコアファイバ１０とする。或いは、上記のコアガラス部材、及び、ロッド状のクラッドガラス部材を管状のクラッドガラス部材の貫通孔内に配置した状態で、コラプスしながら紡糸しても良い。
【００４２】
或いは、中心にコア１１ａとなるコアガラス部材を有する中間母材において、クラッドガラス部材における中心のコアガラス部材の周辺に貫通孔をドリルなどを用いて孔開し、その貫通孔にコアとなるコアガラス部材を有するガラスロッドを挿入し、このガラスロッドとクラッドガラス体との間の隙間を潰すようにコラプスすることにより、上記と同様のファイバ用母材を作製する。そして、上記と同様にして紡糸すると共に、内側保護層１３、外側保護層１４で被覆して、マルチコアファイバ１０とする。或いは、上記の貫通孔に上記のガラスロッドを挿入した状態で、コラプスしながら紡糸しても良い。
【００４３】
次に、クラッド１２の直径について説明する。従来より、光信号伝送用の光ファイバに許容される最小の曲げ半径は、曲げ損失特性の観点から、３０ｍｍ以上とされてきた。一方、近年、曲げによる光の損失（曲げ損失）が小さく、曲げ半径１５ｍｍ以下でも曲げ損失を生じない、曲げに強いファイバが開発されている。しかし、光ファイバは、小径で曲げた状態で長期間を経ると、僅かな石英ガラス内のキズなどに起因して破断する場合があることが知られている。従って、光ファイバに求められる最小の曲げ半径は、曲げ損失の観点による条件よりも、信頼性の観点による条件が優先されて決まる。そして、信頼性を確保するための指標として、クラッドの外径が１２５μｍの光ファイバについては、上記曲げ半径が３０ｍｍよりも厳しい条件とされ、曲げ半径が１５ｍｍで１００回巻かれた状態で、２０年間の破断確率が１．０×１０−７以下であることが好ましいといわれている。ここで、光ファイバのスクリーニングレベルは、１％の伸び歪を仮定している。そこで、クラッドの外径が１２５μｍ以上の光ファイバについては、従来より示されている曲げ半径を用いて、更に、クラッドの外径が１２５μｍの光ファイバの条件である上記の１００回巻く条件を用いて、曲げ半径が３０ｍｍで１００回巻かれた状態で、２０年間の破断確率が１．０×１０−７以下であれば、通信用光ファイバとして十分な信頼性を確保することができると考えられる。
【００４４】
図２は、光ファイバの曲げ半径と破断確率との関係を示す図である。図２においては、クラッドの直径が、１２５μｍ、１５０μｍ、２００μｍ、２３０μｍ、２５０μ、３００μｍの光ファイバが１００回巻かれた場合、曲げ半径と２０年間における破断確率との関係を示す曲線が示されている。
【００４５】
図２に示すように、直径が２３０μｍ以下であれば、光ファイバが１００回巻かれた場合における２０年間における破断確率が、１．０×１０−７以下となる。従って、信頼性を確保して敷設できるためには、マルチコアファイバ１０のクラッドの外径は、２３０μｍ以下とされる。さらに、互いに隣り合うコア１１ａ，１１ｂの中心同士の距離が３０μｍ以上とされ、外周側に配されるコア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離が３５μｍ以上とされる場合においては、本実施形態のようにコアが１−９配置されるマルチコアファイバ１０において、クラッド１２の外径は、１５８μｍ〜２３０μｍとされる。また、互いに隣り合うコア１１ａ，１１ｂの中心同士の距離が４０μｍ以上とされ、外周側に配されるコア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離が４０μｍ以上とされる場合においては、本実施形態のようにコアが１−９配置されるマルチコアファイバ１０において、クラッド１２の外径は、１９７μｍ〜２３０μｍとされる。
【００４６】
以上説明したように、このようなマルチコアファイバ１０によれば、クラッド１２の外径が２３０μｍ以内とされるため、敷設される場合に破断に対する信頼性を確保することができる。また、コアが１−６−１２配置される光ファイバと比べて、このマルチコアファイバと同じコア間距離とされる場合に、最も外周側のコア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離を大きくすることができる。従って、マイクロベンド損失を抑制することができ、信頼性を確保することができる。
【００４７】
さらに、マルチコアファイバ１０は、このように信頼性を有するにもかかわらず、１０個のコアが配置されるため、従来の一般的なコアが１−６配置されるマルチコアファイバよりも、多くの情報を伝送することができる。
【００４８】
また、コアが１−６配置されるマルチコアファイバにおいては、中心に配置されるコアと、外側に配置される互いに隣接する２個のコアにより正三角形が形成されるが、本発明のマルチコアファイバ１０においては、外周側のコア１１ｂが７個以上とされるため、中心に配置されるコア１１ａと、外側に配置される互いに隣接する２個のコア１１ｂにより二等辺三角形が形成される。従って、中心のコア１１ａと外周側のコア１１ｂとの中心間距離は、互いに隣り合う外周側のコア１１ｂ同士の中心間距離よりも大きくなる。クロストークはコア間距離が大きくなると小さくなるため、中心のコア１１ａと外周側のコア１１ｂのクロストークは、外周側のコア１１ｂ同士のクロストークよりも小さくなる。従って、すべてのコア１１ａ，１１ｂに光信号を入射した場合、最近接コアの多い中心のコア１１ａは、クロストークの総和が大きくなるが、上記関係より、中心のコア１１ａのクロストークの総和を低く抑えることができる。マルチコアファイバ１０のコア１１ａ，１１ｂ全体として、クロストークのバランスをとることができる。
【００４９】
さらに、互いに隣り合うコア１１ａ，１１ｂの中心同士の距離がそれぞれ３０μｍ以上とされる場合においては、クロストークを低減することができ、４０μｍ以上とされる場合においては、よりクロストークを低減することができるため、より高い信頼性とすることができる。さらに、それぞれのコア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離が３５μｍ以上とされる場合においては、内側保護層１３に光が吸収されることによる信号光の損失を抑制することができるので、通信用途として信頼性を確保することができ、４０μｍ以上とされる場合においては、より高い信頼性を確保することができる。
【００５０】
なお、本実施形態においては、中心に１個のコアが配置されて、外周側に９個のコアが配置される例について説明したが、外周側のコアの数は、これに限らず、コアが従来の一般的な１−６配置されるマルチコアファイバよりも多い限りにおいて、適宜変形することができる。図３は、中心に１個のコアが配置され、その周りに複数のコアが等間隔で配置されるマルチコアファイバにおいて、互いに隣り合うコアの中心間距離を４０μｍとする場合に、クラッドの外径と、外周側のコアとクラッドの外周面との距離と、の関係を示す図である。
【００５１】
図３に示すように、最も左の線は、コア１１ａ，１１ｂが１−６配置される場合において、クラッド１２の外径と、外周側のコア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離と、の関係を示している。そして、この線の右隣から順に、コア１１ａ，１１ｂが、１−７配置、１−８配置、１−９配置、１−１０配置、１−１１配置、１−１２配置される場合の、クラッド１２の外径と、外周側のコア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離と、の関係が示されている。
【００５２】
上述のように、敷設される場合に破断に対する信頼性を確保する観点から、クラッド１２の外径は２３０μｍ以下である必要があり、更に、内側保護層１３に光が吸収されることによる信号光の損失を抑制する観点から、外周側に配置されるコア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離は３５μｍ以上とされることが好ましく、４０μｍ以上とされることがより好ましい。従来の一般的なマルチコアファイバであるコアが１−６配置されるマルチコアファイバよりもコアの数が多いマルチコアファイバにおいて、クラッド１２の中心に１個のコア１１ａが配され、この１個のコア１１ａを囲むように外周側に複数のコア１１ｂが配される場合、敷設される場合に破断に対する信頼性を確保しつつ、より多くのコアを配置するためには、コア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離が３５μｍ以下である場合には、外周側のコア１１ｂの数が７個〜１２個とされ、コア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離が４０μｍ以下である場合には、外周側のコア１１ｂの数が７個〜１１個とされる。なお、コア１１ａ，１１ｂが１−９配置される場合の、上記クラッド１２の外径の下限は、図３からも求めることができる。
【００５３】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図４を参照して詳細に説明する。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、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
【００５４】
図４は、本発明の第２実施形態に係るマルチコアファイバの長手方向に垂直な断面の構造を示す図である。図４に示すように、本実施形態のマルチコアファイバ２０は、コア１１ａ，１１ｂの配置が第１実施形態のマルチコアファイバ１０と異なる。具体的には、クラッド１２の断面における中心Ｃを囲むように等間隔で３個のコア１１ａが配され、クラッド１２の中心Ｃを中心にして、この３個のコア１１ａを囲むように等間隔で９個のコア１１ｂが配されている。つまり本実施形態のマルチコアファイバ２０においては、複数のコア１１ａ，１１ｂが３−９配置とされる。
【００５５】
本実施形態のマルチコアファイバ２０は、第１実施形態のマルチコアファイバ１０と同様に、光信光を伝播する光ファイバであり、それぞれのコア１１ａ，１１ｂを伝播する光のモードフィールド径は、第１実施形態のマルチコアファイバ１０と同様の理由から９μｍ〜１３μｍとされることが好ましい。
【００５６】
また、第１実施形態のマルチコアファイバ１０と同様の理由から、それぞれのコア１１ａ、１１ｂの中心間距離は３０μｍ以上とされることが好ましく、４０μｍ以上とされることがより好ましい。また、第１実施形態のマルチコアファイバ１０と同様の理由から、外周側のコア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離も３５μｍ以上とされることが好ましく、４０μｍ以上とされることがより好ましい。
【００５７】
本実施形態においては、上述のように互いに隣り合うコア１１ａ，１１ｂの中心間距離が３０μｍ以上とされ、外周側に配されるコア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離が３５μｍ以上とされる場合においては、クラッド１２の外径は、１６５μｍ〜２３０μｍとされ、互いに隣り合うコア１１ａ，１１ｂの中心間距離が４０μｍ以上とされ、外周側に配されるコア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離が４０μｍ以上とされる場合においては、クラッド１２の外径は、２０７μｍ〜２３０μｍとされる。クラッド１２の外径の上限が２３０μｍであるのは、第１実施形態のマルチコアファイバ１０のクラッド１２の外径の上限が２３０μｍである理由と同様である。
【００５８】
本実施形態によるマルチコアファイバ２０のコア１１ａ，１１ｂの配置によれば、１２個のコアが配置されるため、従来の一般的なコアが１−６配置されるマルチコアファイバよりも多くのコアを配置され、より多くの情報を伝送することができる。
【００５９】
なお、本実施形態のマルチコアファイバ２０のように、クラッド１２の中心Ｃを囲むように３個のコアが配される場合、この３個のコア１１ａを囲む外周側のコア１１ｂは、５個以上であれば、従来の一般的なコアが１−６配置されるマルチコアファイバよりも多くのコアを配置することができる。そして、クラッド１２の外径が２３０μｍ以下であるため、外周側のコア１１ｂの数は１２個以下とされる。従って、クラッド１２の中心Ｃを囲むように３個のコアが配される場合、外周側のコアは５個〜１２個配置される。つまり、本実施形態のように中心に３個のコアが配される場合においては、敷設される場合に破断に対する信頼性を確保しつつ、より多くのコアを配置するためには、コア１１ａ，１１ｂが３−５配置〜３―１２配置とされる。
【００６０】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図５を参照して詳細に説明する。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、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
【００６１】
図５は、本発明の第３実施形態に係るマルチコアファイバの長手方向に垂直な断面の構造を示す図である。図５に示すように、本実施形態のマルチコアファイバ３０は、中心に配されるコア１１ａ、及び、複数のコア１１ｂの他に最外周側に複数のコア１１ｃが配される点において、第１実施形態のマルチコアファイバ１０と異なる。具体的には、クラッド１２の断面における中心に１個のコア１１ａが配され、この１個のコア１１ａを囲むように等間隔で最も外周側の６個のコア１１ｃが配され、６個のコア１１ｃのうち互いに隣り合う２個のコア１１ｃを結ぶそれぞれの結線Ｌｃ（図５において破線で示す）と、クラッド１２の中心に配される１個のコア１１ａとの間において、それぞれの結線Ｌｃに垂直でコア１１ａを通るそれぞれの線Ｌｖ（図５において一点鎖線で示す）上にコア１１ｂが配されている。従って、コア１１ｂは６個配されている。つまり本実施形態のマルチコアファイバ３０においては、複数のコア１１ａ，１１ｂ，１１ｃが１−６−６配置とされる。なお、本実施形態においては、それぞれのコア１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、三角格子状となるように配されている。
【００６２】
本実施形態のマルチコアファイバ３０は、第１実施形態のマルチコアファイバ１０と同様に、光信号を伝播する光ファイバであり、それぞれのコア１１ａ，１１ｂ，１１ｃを伝播する光のモードフィールド径は、第１実施形態のマルチコアファイバ１０と同様の理由から９μｍ〜１３μｍとされることが好ましい。
【００６３】
また、第１実施形態のマルチコアファイバ１０と同様の理由から、それぞれのコア１１ａ，１１ｂ，１１ｃの中心間距離は３０μｍ以上とされることが好ましく、４０μｍ以上とされることがより好ましい。また、第１実施形態のマルチコアファイバ１０と同様の理由から、外周側のコア１１ｃの中心とクラッド１２の外周面との距離も３５μｍ以上とされることが好ましく、４０μｍ以上とされることがより好ましい。
【００６４】
図６は、中心に１個のコアが配置され、その周りに６個のコアが配され、その６個のコアの周りに複数のコアが等間隔で配される場合において、互いに隣り合うコアの中心間距離を４０μｍとする場合に、クラッドの直径と、外周側のコアとクラッドの外周面との距離と、の関係を示す図である。図６において、左側の直線が、本実施形態と同様にして１−６−６配置される場合のクラッドの直径と、外周側のコアとクラッドの外周面との距離と、の関係を示し、右側の直線が１−６−１２配置される場合のクラッドの直径と、外周側のコアとクラッドの外周面との距離と、の関係を示す。図６に示すように、本実施形態のようにコアが配される１−６−６配置であれば、クラッド１２の外径は２３０μｍ以下で、外周側に配置されるコア１１ｃの中心とクラッド１２の外周面との距離が４０μｍ以上とされる領域内に線が位置する。一方、１−６−１２配置では、この領域内に線が位置しなく、このような配置は採用できないことが分かる。
【００６５】
本実施形態においては、上述のように互いに隣り合うコア１１ａ，１１ｂ，１１ｃの中心間距離が３０μｍ以上とされ、外周側に配されるコア１１ｃの中心とクラッド１２の外周面との距離が３５μｍ以上とされる場合においては、クラッド１２の外径は、１７４μｍ〜２３０μｍとされ、互いに隣り合うコア１１ａ，１１ｂの中心間距離が４０μｍ以上とされ、外周側に配されるコア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離が４０μｍ以上とされる場合においては、図６からクラッド１２の外径は、２１９μｍ〜２３０μｍとされる。なお、クラッド１２の外径の上限が２３０μｍであるのは、第１実施形態のマルチコアファイバ１０のクラッド１２の外径の上限が２３０μｍである理由と同様である。
【００６６】
本実施形態によるマルチコアファイバ３０のコア１１ａ，１１ｂ，１１ｃの配置によれば、１３個のコアが配置されるため、従来の一般的なコアが１−６配置されるマルチコアファイバよりも多くのコアを配置され、より多くの情報を伝送することができる。
【００６７】
また、本実施形態においては、コア１１ｂが６個の例を示したが、コア１１ｂは１個〜６個とすることができる。したがって、クラッド１２の中心に１個のコア１１ａが配され、この１個のコア１１ａを囲むように等間隔で６個のコア１１ｃが配され、これら６個のコア１１ｃのうち互いに隣り合う２個のコア１１ｃを結ぶ結線Ｌｃとクラッド１２の中心に配される１個のコア１１ａとの間において、結線Ｌｃに垂直でクラッド１２の中心に配される１個のコア１１ａを通る線Ｌｖ上に少なくとも１個のコア１１ｂが配されるようにしても良い。つまり、本実施形態のように中心に１個のコアが配されて、全体として３層にコアが配される場合においては、敷設される場合に破断に対する信頼性を確保しつつ、より多くのコアを配置するためには、コア１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、１−１−６配置〜１−６−６配置とされる。
【００６８】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図７を参照して詳細に説明する。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、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
【００６９】
図７は、本発明の第４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７に示すように、本実施形態のマルチコアファイバ４０は、第１実施形態のマルチコアファイバ１０における複数のコア１１ａ，１１ｂが、隙間なく内側クラッド層１５ａ，１５ｂで囲まれ、更に、内側クラッド層１５ａ，１５ｂが、それぞれ低屈折率層１６ａ，１６ｂで囲まれている点において、第１実施形態のマルチコアファイバ１０と異なる。本実施形態においては、このようなコア１１ａ，１１ｂ、内側クラッド層１５ａ，１５ｂ、低屈折率層１６ａ，１６ｂによりコア要素４１ａ，４１ｂが構成されている。
【００７０】
それぞれの内側クラッド層１５ａ，１５ｂの外径は互いに等しく、それぞれの低屈折率層１６ａ，１６ｂの外径は互いに等しくされている。従って、それぞれの内側クラッド層１５ａ，１５ｂの厚さは、互いに等しく、さらに、それぞれの低屈折率層１６ａ，１６ｂの厚さは互いに等しくされている。
【００７１】
ここで、それぞれの内側クラッド層１５ａ，１５ｂの屈折率ｎ５、及び、クラッド１２の屈折率ｎ２は、それぞれのコア１１ａ，１１ｂの屈折率ｎ１よりも低くされ、低屈折率層１６ａ，１６ｂの屈折率ｎ６は、内側クラッド層１５ａ，１５ｂの屈折率ｎ５、及び、クラッド１２の屈折率ｎ２よりも更に低くされている。別言すれば、それぞれの屈折率ｎ１，ｎ２，ｎ５，ｎ６は、
ｎ１＞ｎ５＞ｎ６
ｎ１＞ｎ２
ｎ６＜ｎ２
を全て満たしている。
【００７２】
さらに、本実施形態においては、内側クラッド層１５ａ，１５ｂの屈折率ｎ５とクラッド１２の屈折率ｎ２とが、互いに等しくされている。つまり、ｎ５＝ｎ２とされている。
【００７３】
それぞれのコア要素４１ａ，４１ｂを屈折率の観点から見る場合に、それぞれのコア要素４１ａ，４１ｂにおいて、低屈折率層１６ａ，１６ｂは、溝状に低い形状となるので、それぞれのコア要素４１ａ，４１ｂは、トレンチ構造を有している。なお、本実施形態において、それぞれの低屈折率層１６ａ，１６ｂの屈折率は、それぞれの低屈折率層１６ａ，１６ｂ内で一様であるため、それぞれの低屈折率層１６ａ，１６ｂにおける屈折率と平均屈折率は同意である。
【００７４】
なお、内側クラッド層１５ａ，１５ｂは、上述のようにクラッド１２と等しい屈折率とされるため、例えば、クラッド１２と同じ材料から形成される。また、低屈折率層１６ａ，１６ｂは、屈折率を下げるドーパントが添加されたシリカガラスから成る。このようなドーパントとしては、フッ素を挙げることができる。
【００７５】
このようなマルチコアファイバ４０においては、それぞれのコア要素４１ａ，４１ｂにおいて、低屈折率層１６ａ，１６ｂの屈折率ｎ６が、内側クラッド層１５ａ，１５ｂの屈折率ｎ５及びクラッド１２の屈折率ｎ２よりも低くされることで、コア１１ａ，１１ｂへの光の閉じ込め効果が大きくなり、コア１１ａ，１１ｂから光が漏えいしづらくなる。従って、コア１１ａ，１１ｂを伝播する光がそれぞれのコア要素４１ａ，４１ｂから漏えいすることを防止することができる。さらに、屈折率の低い低屈折率層１６ａ，１６ｂ及びクラッド１２が障壁となり、互いに隣り合うコア要素におけるコア１１ａ，１１ｂ同士のクロストークを抑制することができる。
【００７６】
ここで、本実施形態の特性例について示す。このマルチコアファイバ４０においては、クラッド１２の外径が２０４．４μｍとされ、中心のコア１１ａと外周側のコア１１ｂとの中心間距離が５９．２μｍとされ、外周側のコア１１ｂ同士の距離が４０．５μｍとされ、外周側のコア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離が４３μｍとされ、内側クラッド層１５ａ，１５ｂの厚さが、それぞれ６．０μｍとされ、低屈折率層１６ａ，１６ｂの厚さが、それぞれ４．３μｍとされ、中心コアの比屈折率差は、０．２３％、低屈折率層の比屈折率差は、−０．６５％とされている。
【００７７】
このマルチコアファイバ４０においては、波長が１．５５μｍ帯の光信号をそれぞれのコア１１ａ，１１ｂが伝播する場合、中心のコア１１ａの実効断面積Ａｅｆfは、１１６．０４μｍ２となり、カットオフ波長は、１．２５μｍとなり、また、外周側のコア１１ｂの実効断面積Ａｅｆfは、１１８．２μｍ２〜１２５．２μｍ２となり、カットオフ波長は、１．２８μｍ〜１．３９μｍとなる。さらに、測定条長が３．９６ｋｍである場合の外周側のコア１１ｂ同士のクロストークは、−３８．６ｄＢ〜−４１．６ｄＢであり、中心のコア１１ａと外周側のコア１１ｂとのクロストークは、−７１．７〜−７５．２ｂＢとなる。
【００７８】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について図８を参照して詳細に説明する。なお、第４実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
【００７９】
図８は、本発明の第５実施形態に係るマルチコアファイバの長手方向に垂直な断面の構造の様子を示す図である。図８に示すように、本実施形態のマルチコアファイバ５０は、第４実施形態のそれぞれのコア要素４１ａ，４１ｂの代わりに、それぞれのコア要素４１ａ，４１ｂと同じ場所に配置されるコア要素５１ａ，５１ｂが配される点において、第４実施形態のマルチコアファイバ４０と異なる。具体的には、それぞれのコア要素５１ａ，５１ｂは、第４実施形態の低屈折率層１６ａ，１６ｂの代わりに低屈折率層１７ａ，１７ｂが配されている。
【００８０】
それぞれの低屈折率層１７ａ，１７ｂには、クラッド１２及び内側クラッド層１５ａ，１５ｂよりも屈折率が低い低屈折率部１８が、内側クラッド層１５ａ，１５ｂを囲むように複数形成されて成っている。本実施形態においては、低屈折率層１７ａ，１７ｂに円形の空孔が複数形成されており、この空孔が低屈折率部１８とされている。従って、低屈折率部１８の断面における形状は円形である。本実施形態においては、このようなコア１１ａ，１１ｂ、内側クラッド層１５ａ，１５ｂ、低屈折率層１７ａ，１７ｂによりコア要素５１ａ，５１ｂが構成されている。
【００８１】
また、本実施形態においては、それぞれの低屈折率層１７ａ，１７ｂにおける低屈折率部１８以外の領域は、クラッド１２、及び、内側クラッド層１５ａ，１５ｂと同様の材料から成っている。そして、低屈折率部１８が空孔であることから、低屈折率部１８の屈折率は１であり、内側クラッド層１５ａ，１５ｂ、及び、クラッド１２の屈折率よりも低いため、低屈折率層１７ａ，１７ｂの平均屈折率は、内側クラッド層１５ａ，１５ｂ及びクラッド１２よりも低くされている。
【００８２】
本実施形態におけるマルチコアファイバ５０によれば、屈折率が低い低屈折率部１８が、それぞれのコア１１ａ，１１ｂを囲むように環状に連続して形成されていないため、各コア１１ａ，１１ｂから適切に高次モードを逃がすことができる。従って、各コア１１ａ，１１ｂのカットオフ波長が長波長化することを抑制することができる。
【００８３】
また、低屈折率部１８が空孔であるため、低屈折率層１７ａ，１７ｂの屈折率をより低くすることができ、各コア１１ａ，１１ｂの高次モードの閉じ込めが強くなりすぎることを抑制しつつも、各コア１１ａ，１１ｂ同士のクロストークをより低減することができる。
【００８４】
なお、本実施形態においては、低屈折率部１８を空孔で形成しているため、低屈折率部１８の屈折率をより小さくすることができるが、低屈折率部１８は、空孔に限らず、内側クラッド層１５ａ，１５ｂ及びクラッド１２よりも低屈折率の材料であれば、特に限定されない。例えば、低屈折率部１８が屈折率を下げるフッ素等のドーパントが添加された石英から構成されても良い。この場合においても、本実施形態のマルチコアファイバ５０によれば、単価の高いフッ素が添加された石英の数を少なくすることができるので、安価に製造することができる。
【００８５】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について図９を参照して詳細に説明する。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、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
【００８６】
図９は、本発明の第６実施形態に係るマルチコアファイバの長手方向に垂直な断面の構造を示す図である。図６に示すように、本実施形態のマルチコアファイバ６０は、コア１１ｂの数や配置が第１実施形態のマルチコアファイバ１０と異なる。具体的には、クラッド１２の中心に配された１個のコア１１ａを８個のコア１１ｂが囲み、この８個のコア１１ｂは、全体が正方形となるように等間隔で配されている。
【００８７】
本実施形態のマルチコアファイバ６０は、第１実施形態のマルチコアファイバ１０と同様に、光信光を伝播する光ファイバであり、それぞれのコア１１ａ，１１ｂを伝播する光のモードフィールド径は、第１実施形態のマルチコアファイバ１０と同様の理由から９μｍ〜１３μｍとされることが好ましい。
【００８８】
また、第１実施形態のマルチコアファイバ１０と同様の理由から、それぞれのコア１１ａ、１１ｂの中心間距離は３０μｍ以上とされることが好ましく、４０μｍ以上とされることがより好ましい。また、第１実施形態のマルチコアファイバ１０と同様の理由から、外周側のコア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離も３５μｍ以上とされることが好ましく、４０μｍ以上とされることがより好ましい。
【００８９】
本実施形態においては、上述のように互いに隣り合うコア１１ａ，１１ｂの中心間距離が３０μｍ以上とされ、外周側に配されるコア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離が３５μｍ以上とされる場合において、クラッド１２の外径は、１５５μｍ〜２３０μｍとされ、互いに隣り合うコア１１ａ，１１ｂの中心間距離が４０μｍ以上とされ、外周側に配されるコア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離が４０μｍ以上とされる場合において、クラッド１２の外径は、１９４μｍ〜２３０μｍとされる。クラッド１２の外径の上限が２３０μｍであるのは、第１実施形態のマルチコアファイバ１０のクラッド１２の外径の上限が２３０μｍである理由と同様である。
【００９０】
本実施形態によるマルチコアファイバ６０のコア１１ａ，１１ｂの配置によれば、１０個のコアが配置されるため、従来の一般的なコアが１−６配置されるマルチコアファイバよりも多くのコアを配置され、より多くの情報を伝送することができる。
【００９１】
（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態について図１０を参照して詳細に説明する。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、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
【００９２】
図１０は、本発明の第７実施形態に係るマルチコアファイバの長手方向に垂直な断面の構造を示す図である。図１０に示すように、本実施形態のマルチコアファイバ７０は、コア１１ａ，１１ｂの数や配置が第１実施形態のマルチコアファイバ１０と異なる。具体的には、コア１１ａは、その数が４個とされ、クラッド１２の中心Ｃをからそれぞれ等距離とされると共に、等間隔で配されている。更に、この４個のコア１１ａを囲むコア１１ｂは、その数が８個とされ、４つのコア１１ａにおける互いに隣り合う２つのコア１１ａを結ぶ延長線Ｌｅ（図１０において破線で示す）上にそれぞれ１つずつ配置されると共に、４つのコア１１ａのうち最も近いコア１１ａとの中心間距離が、４つのコア１１ａにおける互いに隣り合う２つのコア１１ａの中心間距離と等しくされるように、配置されている。つまり、互いに隣り合う２つのコア１１ａの中心間距離をｄとすると、特定のコア１１ｂと、その特定のコア１１ｂに最も近いコア１１ａとの中心間距離もｄとなるのである。
【００９３】
本実施形態のマルチコアファイバ７０は、第１実施形態のマルチコアファイバ１０と同様に、光信光を伝播する光ファイバであり、それぞれのコア１１ａ，１１ｂを伝播する光のモードフィールド径は、第１実施形態のマルチコアファイバ１０と同様の理由から９μｍ〜１３μｍとされることが好ましい。
【００９４】
また、第１実施形態のマルチコアファイバ１０と同様の理由から、それぞれのコア１１ａ、１１ｂの中心間距離は３０μｍ以上とされることが好ましく、４０μｍ以上とされることがより好ましい。また、第１実施形態のマルチコアファイバ１０と同様の理由から、外周側のコア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離も３５μｍ以上とされることが好ましく、４０μｍ以上とされることがより好ましい。
【００９５】
本実施形態においては、上述のように互いに隣り合うコア１１ａ，１１ｂの中心間距離が３０μｍ以上とされ、外周側に配されるコア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離が３５μｍ以上とされる場合において、クラッド１２の外径は、１６５μｍ〜２３０μｍとされ、互いに隣り合うコア１１ａ，１１ｂの中心間距離が４０μｍ以上とされ、外周側に配されるコア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離が４０μｍ以上とされる場合においてクラッド１２の外径は、２０７μｍ〜２３０μｍとされる。クラッド１２の外径の上限が２３０μｍであるのは、第１実施形態のマルチコアファイバ１０のクラッド１２の外径の上限が２３０μｍである理由と同様である。
【００９６】
本実施形態によるマルチコアファイバ７０のコア１１ａ，１１ｂの配置によれば、１０個のコアが配置されるため、従来の一般的なコアが１−６配置されるマルチコアファイバよりも多くのコアを配置され、より多くの情報を伝送することができる。
【００９７】
以上、本発明について、第１〜第７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。
【００９８】
例えば、第１実施形態〜第３実施形態、及び、第６実施形態、第７実施形態において、それぞれのコア１１ａ，１１ｂを第４実施形態、第５実施形態のように内側クラッド層、低屈折率層で囲んでも良い。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
以上説明したように、本発明によれば、信頼性を確保して敷設できる条件において、より多くのコアを配置することができる通信用マルチコアファイバが提供され、家庭内に配される短距離伝送用の通信用光ファイバや、海底ケーブル等といった長距離伝送用の通信用光ファイバとして有用と考えられる
【符号の説明】
【０１００】
１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０・・・マルチコアファイバ
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ・・・コア
１２・・・クラッド
１３・・・内側保護層
１４・・・外側保護層
１５ａ，１５ｂ・・・内側クラッド層
１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂ・・・低屈折率層
１８・・・低屈折率部
４１ａ，４１ｂ，５１ａ，５１ｂ・・・コア要素
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信頼性を確保して敷設できる条件において、より多くのコアを配置することができる通信用マルチコアファイバに関する。
【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個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ける光ファイバの数を低減させるため、例えば、下記非特許文献１に記載のように、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。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｍａｓａｎｏｒｉ ＫＯＳＨＩＢＡ “Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ ｍｕｌｔｉ−ｃｏｒｅ ｆｉｂｅｒｓ： ｐｒｏｐｏｓａｌ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ” ＩＥＩＣＥ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｘｐｒｅｓｓ， Ｖｏｌ.６， Ｎｏ．２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、伝送できる情報量をより多くするために、非特許文献１に記載のコアが１−６配置（中心に１個のコアが配されると共に、そのコアを取り囲むように６個のコアが等間隔で配される配置）のマルチコアファイバよりもさらにコアの数が多いマルチコアファイバが望まれている。非特許文献１には、コアが１−６配置されるマルチコアファイバよりも、コアの数が多いマルチコアファイバとして、コアが、１−６−１２配置（中心に１個のコアが配されると共に、そのコアを取り囲むように６個のコアが等間隔で配され、さらに６個のコアを取り囲むように１２個のコアが等間隔で配置）されるマルチコアファイバが記載されている。しかし、このようなコアが１−６−１２配置されるマルチコアファイバであると、クラッドの外周面とコアとの距離が近くなりすぎる虞があり、その場合には、マイクロベンド損失が生じやすくなるためマルチコアファイバの信頼性が低下する。
【０００６】
そこで、マルチコアファイバのクラッドの外径を大きくして、コア間距離を大きくすることが考えられる。しかし、クラッドの外径を大きくしすぎると、マルチコアファイバが曲げられて敷設される場合に、破断し易くなり信頼性が低下する場合がある。
【０００７】
そこで、本発明は、信頼性を確保して敷設できる条件において、より多くのコアを配置することができる通信用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】
【０００８】
従来より、光信号伝送用の光ファイバに許容される最小の曲げ半径は、曲げ損失特性の観点から、３０ｍｍ以上とされてきた。一方、近年、曲げによる光の損失（曲げ損失）が小さく、曲げ半径１５ｍｍ以下でも曲げ損失を生じない、曲げに強いファイバが開発されている。しかし、光ファイバは、小径で曲げた状態で長期間を経ると、僅かな石英ガラス内のキズなどに起因して破断する場合があることが知られている。従って、曲げに強い光ファイバに求められる最小の曲げ半径は、曲げ損失の観点による条件よりも、信頼性の観点による条件が優先されて決まる。そして、曲げに強い光ファイバにおける信頼性を確保するための指標として、クラッドの外径が１２５μｍの光ファイバについては、上記曲げ半径が３０ｍｍよりも厳しい条件とされ、曲げ半径が１５ｍｍで１００回巻かれた状態で、２０年間の破断確率が１．０×１０−７以下であることが好ましいといわれている。ここで、光ファイバのスクリーニングレベルは、１％の伸び歪を仮定する。そこで、１２５μｍ以上の外径を持つ光ファイバについては、従来より示されている曲げ半径を用い、更に、クラッドの外径が１２５μｍの光ファイバの条件である上記の１００回巻く条件を用いて、曲げ半径が３０ｍｍで１００回巻かれた状態で、２０年間の破断確率が１．０×１０−７以下であれば、通信用光ファイバとして十分な信頼性を確保できると考えられる。そして、本発明者等は、曲げ半径が３０ｍｍで１００回巻かれた状態で、２０年間の破断確率が１．０×１０−７以下という条件を満足するためには、クラッドの外径が２３０μｍ以内であれば良いことを見出した。そこで、本発明者らは、このような外形を有するクラッドにより多くのコアを配置することができるよう鋭意検討を重ねて本発明をするに至った。
【０００９】
すなわち、本発明の一側面は、クラッドと、前記クラッドの中心に配される１個のコアと、前記中心からそれぞれ等距離とされると共に、前記１個のコアを囲むように等間隔で配される７個〜１２個のコアと、を備え、前記クラッドの外径が２３０μｍ以下とされることを特徴とするものである。
【００１０】
このような通信用マルチコアファイバによれば、クラッドの外径が２３０μｍ以内とされるため、敷設される場合に破断に対する信頼性を確保することができる。コアが１−６−１２配置される光ファイバと比べて、このマルチコアファイバと同じコア間距離とされる場合に、最も外周側のコアとクラッドの外周面との距離を大きくすることができる。従って、マイクロベンド損失を抑制することができ、信頼性を確保することができる。
【００１１】
また、コアが１−６配置されるマルチコアファイバにおいては、中心に配置されるコアと、外側に配置される互いに隣接する２個のコアにより正三角形が形成されるが、本発明においては、外周側のコアが７個以上とされるため、中心に配置されるコアと、外側に配置される互いに隣接する２個のコアにより二等辺三角形が形成される。従って、中心のコアと外周側のコアとの中心間距離は、互いに隣り合う外周側のコア同士の中心間距離よりも大きくなる。クロストークはコア間距離が大きくなると小さくなるため、中心のコアと外周側のコアのクロストークは、外周側のコア同士のクロストークよりも小さくなる。従って、すべてのコアに光信号を入射した場合、最近接コアの多い中心のコアは、クロストークの総和が大きくなるが、上記関係より、中心のコアのクロストークの総和を低く抑えることができる。
【００１２】
さらに、このような通信用マルチコアファイバは、このように光信号を劣化させずに伝送できるにも関わらず、８個以上のコアが配置されるため、従来の一般的なコアが１−６配置されるマルチコアファイバよりも多くのコアを配置することができ、多くの情報を伝送することができる。
【００１３】
また、本発明の他の側面は、クラッドと、前記クラッドの中心からそれぞれ等距離とされると共に、等間隔で配される３個のコアと、前記中心からそれぞれ等距離とされると共に、前記３個のコアを囲むように等間隔で配される５個〜１２個のコアと、を備え、前記クラッドの外径が２３０μｍ以下とされることを特徴とするものである。
【００１４】
このようなコアの配置によっても、８個以上のコアが配置されるため、従来の一般的なコアが１−６配置されるマルチコアファイバよりも多くのコアを配置することができ、より多くの情報を伝送することができる。さらに、コアが１−６−１２配置されるマルチコアファイバと比べて、このマルチコアファイバと同じコア間距離とされる場合に、よりマイクロベンド損失を抑制することができ、信頼性を確保することができる。
【００１５】
また、本発明の更なる他の側面は、光信号を伝播する通信用マルチコアファイバであって、クラッドと、前記クラッドの中心に配される１個のコアと、前記中心からそれぞれ等距離とされると共に、前記１個のコアを囲むように等間隔で配される６個のコアと、前記６個のコアのうち互いに隣り合う２個のコアを結ぶ結線と前記１個のコアとの間において、前記結線に垂直で前記１個コアを通る線上に配される１個〜６個のコアと、を備え、前記クラッドの外径が２３０μｍ以下とされることを特徴とするものである。
【００１６】
このような通信用マルチコアファイバによれば、コアが三層に配置され、二層目のコアが１〜６個配置される。つまり、コアが１−１−６配置から１−６−６配置される。従って、全体として８個〜１３個ものコアが配置されるため、従来の一般的なコアが１−６配置されるマルチコアファイバよりも多くのコアとなり、より多くの情報を伝送することができる。さらに、コアが１−６−１２配置されるマルチコアファイバと比べて、このマルチコアファイバと同じコア間距離とされる場合に、よりマイクロベンド損失を抑制することができ、信頼性を確保することができる。
【００１７】
また、本発明の更なる他の側面は、クラッドと、前記クラッドの中心に配される１個のコアと、前記１個のコアを囲むと共に、全体が正方形となるように等間隔で配される８個のコアと、を備え、前記クラッドの外径が２３０μｍ以下とされることを特徴とするものである。
【００１８】
このようなコアの配置によっても、従来の一般的なコアが１−６配置されるマルチコアファイバよりも多くのコアを配置することができ、より多くの情報を伝送することができる。さらに、コアが１−６−１２配置されるマルチコアファイバと比べて、このマルチコアファイバと同じコア間距離とされる場合に、よりマイクロベンド損失を抑制することができ、信頼性を確保することができる。
【００１９】
また、本発明の更なる他の側面は、クラッドと、前記クラッドの中心をからそれぞれ等距離とされると共に、等間隔で配される４個のコアと、前記４つのコアにおける互いに隣り合う２つのコアを結ぶ延長線上に配置されると共に、前記４つのコアのうち最も近いコアとの中心間距離が、前記４つのコアにおける互いに隣り合う２つのコアの中心間距離と等しくされるように、配置される８つのコアと、を備え、前記クラッドの外径が２３０μｍ以下とされることを特徴とするものである。
【００２０】
このようなコアの配置によっても、従来の一般的なコアが１−６配置されるマルチコアファイバよりも多くのコアを配置することができ、より多くの情報を伝送することができる。さらに、コアが１−６−１２配置されるマルチコアファイバと比べて、このマルチコアファイバと同じコア間距離とされる場合に、よりマイクロベンド損失を抑制することができ、信頼性を確保することができる。
【００２１】
さらに、上記発明のいずれかにおいて、それぞれの前記コアを伝播する光のモードフィールド径が９μｍ〜１３μｍとされ、互いに隣り合う前記コアの中心間距離が３０μｍ以上とされると共に、前記コアの中心と前記クラッドの外周面との距離が、それぞれ３５μｍ以上とされることが好ましい。
【００２２】
マルチコアファイバを用いて、情報の伝送を行う場合、モードフィールド径が、９μｍ〜１３μｍ程度であることにより、光信号の損失を抑制することができる。この理由は、モードフィールド径が９μｍより以上とされることにより、光がコアに集中しすぎて、非線形光学効果による光の損失が大きくなることを抑制することができ、モードフィールド径が１３μｍより以下とされることにより、光がコアの外に漏れる量が大きくなることによる光の損失が増加を抑制することができるためである。また、モードフィールド径が９μｍ〜１３μｍであり、互いに隣り合うコアの中心間距離が３０μｍ以上とされるので、クロストークを抑制することができる。さらに、モードフィールド径が９μｍ〜１３μｍであり、コアの中心とクラッドの外周面との距離も３５μｍ以上とされるので、クラッドを被覆する保護層に光が吸収されて光信号が損失することを抑制することができる。
【００２３】
また、上記発明において、前記コアよりも屈折率が低く、それぞれの前記コアを囲む内側クラッド層と、前記クラッド及び前記内側クラッド層よりも平均屈折率が低く、それぞれの前記内側クラッド層を囲む低屈折率層と、を更に備えることが好ましい。それぞれの低屈折率層が、内側クラッド層を介してそれぞれのコアを囲むため、それぞれのコアへの光の閉じ込め効果が大きく、コアから光が漏えいしづらくなる。従って、コア間のクロストークを低減することができる。
【００２４】
さらに、上記発明において、それぞれの前記低屈折率層は、前記クラッド及び前記内側クラッド層よりも屈折率の低い材料から成ることが好ましい。このような低屈折率層の屈折率は、それぞれのコア要素を屈折率の観点から見る場合に、低屈折率層が溝状になるため、トレンチ構造と呼ばれる。このような構造にすることにより、ファイバの曲げに対する損失をより抑制することができ、また、量産における製造方法が確立しているため、容易に安価に製造することができるとすることができる。
【００２５】
或いは、上記発明において、それぞれの前記低屈折率層は、前記クラッドと前記内側クラッド層よりも屈折率が低い低屈折率部が、前記内側クラッド層を囲むように複数形成されて成ることが好ましい。このような低屈折率層においては、低屈折率部が、コアを囲むように環状に連続して形成されていないため、各コアの高次モードの閉じ込めが強くなりすぎることを抑制することができ、各コアのカットオフ波長が長波長化することを抑制することができる。
【００２６】
さらに、前記低屈折率部は、空孔であることとしても良い。この場合、低屈折率層の屈折率をより低くすることができ、各コアの高次モードの閉じ込めが強くなりすぎることを抑制しつつも、クロストークをより低減することができる。
【発明の効果】
【００２７】
以上のように、本発明によれば、信頼性を確保して敷設できる条件において、より多くのコアを配置することができる通信用マルチコアファイバが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る通信用マルチコアファイバの長手方向に垂直な断面の構造を示す図である。
【図２】光ファイバの曲げ半径と破断確率との関係を示す図である。
【図３】中心に１個のコアが配置され、その周りに複数のコアが配置される場合において、クラッドの直径と、外周側のコアとクラッドの外周面との距離と、の関係を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る通信用マルチコアファイバの長手方向に垂直な断面の構造を示す図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る通信用マルチコアファイバの長手方向に垂直な断面の構造を示す図である。
【図６】中心に１個のコアが配置され、その周りに６個のコアが配され、その６個のコアの周りに複数のコアが等間隔で配される場合において、クラッドの直径と、外周側のコアとクラッドの外周面との距離と、の関係を示す図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る通信用マルチコアファイバの長手方向に垂直な断面の構造を示す図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係る通信用マルチコアファイバの長手方向に垂直な断面の構造を示す図である。
【図９】本発明の第６実施形態に係る通信用マルチコアファイバの長手方向に垂直な断面の構造を示す図である。
【図１０】本発明の第７実施形態に係る通信用マルチコアファイバの長手方向に垂直な断面の構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明に係る通信用マルチコアファイバ（以降、マルチコアファイバと呼ぶ）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。
【００３０】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係るマルチコアファイバの長手方向に垂直な断面の構造を示す図である。図１に示すように、本実施形態のマルチコアファイバ１０は、クラッド１２と、クラッド１２の断面における中心に配される１個のコア１１ａと、１個のコア１１ａを囲むように等間隔で配される９個のコア１１ｂと、クラッド１２の外周面を被覆する内側保護層１３と、内側保護層１３の外周面を被覆する外側保護層１４と、を備える。つまり本実施形態のマルチコアファイバ１０は、複数のコア１１ａ，１１ｂが１−９配置とされている。
【００３１】
このマルチコアファイバ１０は、光信号を伝播する光ファイバであり、それぞれのコア１１ａ、１１ｂを伝播する光のモードフィールド径は、９μｍ〜１３μｍとされることが好ましい。モードフィールド径が９μｍより以上とされることにより、光がコアに集中しすぎて、非線形光学効果による光の損失が大きくなることを抑制することができ、モードフィールド径が１３μｍより以下とされることにより、光がコアの外に漏れる量が大きくなることで、光の損失が大きくなることを抑制することができる。
【００３２】
クラッド１２は、断面における外形が略円形とされ、複数のコア１１ａ、１１ｂの外周面を隙間なく囲んでいる。クラッド１２と形成する材料は、通常クラッドに用いられる材料であれば特に制限されないが、例えば、何もドーパントが添加されていないピュアシリカガラスから形成される。
【００３３】
それぞれのコア１１ａ，１１ｂは、互いに隣り合うコア１１ａ，１１ｂの中心同士の距離が３０μｍ以上となりように配置されることが好ましく、４０μｍ以上となるように配置されることがより好ましい。このように、それぞれのコア１１ａ，１１ｂが配置されることで、互いに隣り合うコア１１ａ，１１ｂ同士のクロストークを抑制することができる。特に、上記のようにモードフィールド径が９〜１３μｍである場合、このようにコア１１ａ，１１ｂが配置されることによりクロストークを抑制することができる。また、外周側に配されるコア１１ｂは、コア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離が３５μｍ以上となるように配置されることが好ましく、４０μｍ以上とされることがより好ましい。このように外周側のコア１１ｂが配置されることにより、外周側のコア１１ｂを伝播する光が内側保護層１３に吸収されることに起因する、光信号の損失を抑制することができる。
【００３４】
また、外周側に配されるそれぞれのコア１１ｂは、クラッド１２の中心からそれぞれ等距離とされ、等間隔の位置に配されている。このように配置されたコア１１ａ、１１ｂは、クラッド１２の中心軸に対して対称とされている。つまり、マルチコアファイバ１０をクラッド１２の中心軸の周りに所定の角度回転させた場合に、外周側のそれぞれのコア１１ｂの回転後における位置は、回転前における外周側の他のコア１１ｂの位置となる。また、中心に配置されたコア１１ａは、マルチコアファイバ１０を中心軸の周りに回転させても動かない。このようにそれぞれのコア１１ａ、１１ｂがクラッド１２の中心軸に対して対称となる位置に配置されることにより、それぞれのコア１１ａ、１１ｂの配置による光学的性質を均質にすることができる。
【００３５】
また、このように配置されたコア１１ａと、互いに隣り合う２つのコア１１ｂとにより二等辺三角形を描くため、中心コア１１ａと、外側コア１１ｂの中心間距離は、互いに隣り合う外側コア１１ｂの中心間距離よりも大きくなる。
【００３６】
また、それぞれのコア１１ａ，１１ｂの直径は、特に限定されないが、例えば、８．７μｍ〜１２μｍとされる。なお、互いに隣り合うそれぞれのコア１１ａ、１１ｂの直径が、互いに僅かに異なるようにさることが好ましい。この場合、例えば、外周側に配置されるコア１１ｂの直径は、中心に配置されるコア１１ａの直径に対して、約３％異なるようにされ、さらに、互いに隣り合う外周側に配置されたコア１１ｂ同士は、直径が互いに約０．５％〜５％異なるようにされる。このように、互いに隣り合うコア１１ａ、１１ｂの直径が、物理的に僅かに異なっていても、コア１１ａ、１１ｂを伝播する光にしてみれば、それぞれのコア１１ａ、１１ｂの直径は、殆ど変わらず、略同等の光学特性となるが、このように互いに隣り合うコア１１ａ、１１ｂの直径が、物理的に僅かに異なることにより、互いに隣り合うコア１１ａ、１１ｂのクロストークを抑制することができる。
【００３７】
また、それぞれのコア１１ａ，１１ｂの屈折率は、クラッド１２の屈折率よりも高くされ、それぞれのコア１１ａ，１１ｂのクラッドに対する比屈折率差Δは、特に限定されないが、例えば、０．２１％〜０．５％とされる。
【００３８】
なお、それぞれのコア１１ａ，１１ｂの内、互いに隣り合うコアの屈折率が、互いに異なることが、それぞれのコア１１ａ，１１ｂ同士のクロストークを抑制できる観点から好ましい。この場合、互いに隣り合うコア１１ａ，１１ｂの屈折率の差は、屈折率の１％〜５％であることが、クロストークを抑制しつつ、それぞれのコアの光学的特性を同等にする観点から好ましい。
【００３９】
このようなコア１１ａ、１１ｂの材料としては、クラッド１２よりも屈折率が高く、上記のようなクラッドに対する比屈折率差である限りにおいて、特に限定されないが、例えば、屈折率を上げるゲルマニウム等のドーパントが添加されたシリカガラスを挙げることができる。
【００４０】
また、内側保護層１３及び外側保護層１４の材料としては、互いに異なる種類の紫外線硬化樹脂を挙げることができる。
【００４１】
なお、このようなマルチコアファイバ１０は、スタックアンドドロー法により製造することができる。すなわち、まず、コア１１ａ，１１ｂとなる複数のロッド状のコアガラス部材、及び、クラッド１２の一部となる管状のクラッドガラス部材、及び、クラッド１２の一部となるロッド状のクラッドガラス部材を準備する。そして、それぞれのコアガラス部材を管状のクラッドガラス部材の貫通孔内に配置し、管状のクラッドガラス部材とそれぞれのコアガラス部材との間にロッド状のクラッドガラス部材を配置して、隙間を埋める。そして、コアガラス部材が配置された状態で、コラプスすることにより、断面における配置が、図１に示すマルチコアファイバ１０における内側保護層１３、外側保護層１４を除いた部分と相似形のファイバ用母材を作製する。そして、作成したファイバ用母材加熱溶融し紡糸することでマルチコアファイバとし、このマルチコアファイバを内側保護層１３、外側保護層１４で被覆して、マルチコアファイバ１０とする。或いは、上記のコアガラス部材、及び、ロッド状のクラッドガラス部材を管状のクラッドガラス部材の貫通孔内に配置した状態で、コラプスしながら紡糸しても良い。
【００４２】
或いは、中心にコア１１ａとなるコアガラス部材を有する中間母材において、クラッドガラス部材における中心のコアガラス部材の周辺に貫通孔をドリルなどを用いて孔開し、その貫通孔にコアとなるコアガラス部材を有するガラスロッドを挿入し、このガラスロッドとクラッドガラス体との間の隙間を潰すようにコラプスすることにより、上記と同様のファイバ用母材を作製する。そして、上記と同様にして紡糸すると共に、内側保護層１３、外側保護層１４で被覆して、マルチコアファイバ１０とする。或いは、上記の貫通孔に上記のガラスロッドを挿入した状態で、コラプスしながら紡糸しても良い。
【００４３】
次に、クラッド１２の直径について説明する。従来より、光信号伝送用の光ファイバに許容される最小の曲げ半径は、曲げ損失特性の観点から、３０ｍｍ以上とされてきた。一方、近年、曲げによる光の損失（曲げ損失）が小さく、曲げ半径１５ｍｍ以下でも曲げ損失を生じない、曲げに強いファイバが開発されている。しかし、光ファイバは、小径で曲げた状態で長期間を経ると、僅かな石英ガラス内のキズなどに起因して破断する場合があることが知られている。従って、光ファイバに求められる最小の曲げ半径は、曲げ損失の観点による条件よりも、信頼性の観点による条件が優先されて決まる。そして、信頼性を確保するための指標として、クラッドの外径が１２５μｍの光ファイバについては、上記曲げ半径が３０ｍｍよりも厳しい条件とされ、曲げ半径が１５ｍｍで１００回巻かれた状態で、２０年間の破断確率が１．０×１０−７以下であることが好ましいといわれている。ここで、光ファイバのスクリーニングレベルは、１％の伸び歪を仮定している。そこで、クラッドの外径が１２５μｍ以上の光ファイバについては、従来より示されている曲げ半径を用いて、更に、クラッドの外径が１２５μｍの光ファイバの条件である上記の１００回巻く条件を用いて、曲げ半径が３０ｍｍで１００回巻かれた状態で、２０年間の破断確率が１．０×１０−７以下であれば、通信用光ファイバとして十分な信頼性を確保することができると考えられる。
【００４４】
図２は、光ファイバの曲げ半径と破断確率との関係を示す図である。図２においては、クラッドの直径が、１２５μｍ、１５０μｍ、２００μｍ、２３０μｍ、２５０μ、３００μｍの光ファイバが１００回巻かれた場合、曲げ半径と２０年間における破断確率との関係を示す曲線が示されている。
【００４５】
図２に示すように、直径が２３０μｍ以下であれば、光ファイバが１００回巻かれた場合における２０年間における破断確率が、１．０×１０−７以下となる。従って、信頼性を確保して敷設できるためには、マルチコアファイバ１０のクラッドの外径は、２３０μｍ以下とされる。さらに、互いに隣り合うコア１１ａ，１１ｂの中心同士の距離が３０μｍ以上とされ、外周側に配されるコア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離が３５μｍ以上とされる場合においては、本実施形態のようにコアが１−９配置されるマルチコアファイバ１０において、クラッド１２の外径は、１５８μｍ〜２３０μｍとされる。また、互いに隣り合うコア１１ａ，１１ｂの中心同士の距離が４０μｍ以上とされ、外周側に配されるコア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離が４０μｍ以上とされる場合においては、本実施形態のようにコアが１−９配置されるマルチコアファイバ１０において、クラッド１２の外径は、１９７μｍ〜２３０μｍとされる。
【００４６】
以上説明したように、このようなマルチコアファイバ１０によれば、クラッド１２の外径が２３０μｍ以内とされるため、敷設される場合に破断に対する信頼性を確保することができる。また、コアが１−６−１２配置される光ファイバと比べて、このマルチコアファイバと同じコア間距離とされる場合に、最も外周側のコア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離を大きくすることができる。従って、マイクロベンド損失を抑制することができ、信頼性を確保することができる。
【００４７】
さらに、マルチコアファイバ１０は、このように信頼性を有するにもかかわらず、１０個のコアが配置されるため、従来の一般的なコアが１−６配置されるマルチコアファイバよりも、多くの情報を伝送することができる。
【００４８】
また、コアが１−６配置されるマルチコアファイバにおいては、中心に配置されるコアと、外側に配置される互いに隣接する２個のコアにより正三角形が形成されるが、本発明のマルチコアファイバ１０においては、外周側のコア１１ｂが７個以上とされるため、中心に配置されるコア１１ａと、外側に配置される互いに隣接する２個のコア１１ｂにより二等辺三角形が形成される。従って、中心のコア１１ａと外周側のコア１１ｂとの中心間距離は、互いに隣り合う外周側のコア１１ｂ同士の中心間距離よりも大きくなる。クロストークはコア間距離が大きくなると小さくなるため、中心のコア１１ａと外周側のコア１１ｂのクロストークは、外周側のコア１１ｂ同士のクロストークよりも小さくなる。従って、すべてのコア１１ａ，１１ｂに光信号を入射した場合、最近接コアの多い中心のコア１１ａは、クロストークの総和が大きくなるが、上記関係より、中心のコア１１ａのクロストークの総和を低く抑えることができる。マルチコアファイバ１０のコア１１ａ，１１ｂ全体として、クロストークのバランスをとることができる。
【００４９】
さらに、互いに隣り合うコア１１ａ，１１ｂの中心同士の距離がそれぞれ３０μｍ以上とされる場合においては、クロストークを低減することができ、４０μｍ以上とされる場合においては、よりクロストークを低減することができるため、より高い信頼性とすることができる。さらに、それぞれのコア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離が３５μｍ以上とされる場合においては、内側保護層１３に光が吸収されることによる信号光の損失を抑制することができるので、通信用途として信頼性を確保することができ、４０μｍ以上とされる場合においては、より高い信頼性を確保することができる。
【００５０】
なお、本実施形態においては、中心に１個のコアが配置されて、外周側に９個のコアが配置される例について説明したが、外周側のコアの数は、これに限らず、コアが従来の一般的な１−６配置されるマルチコアファイバよりも多い限りにおいて、適宜変形することができる。図３は、中心に１個のコアが配置され、その周りに複数のコアが等間隔で配置されるマルチコアファイバにおいて、互いに隣り合うコアの中心間距離を４０μｍとする場合に、クラッドの外径と、外周側のコアとクラッドの外周面との距離と、の関係を示す図である。
【００５１】
図３に示すように、最も左の線は、コア１１ａ，１１ｂが１−６配置される場合において、クラッド１２の外径と、外周側のコア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離と、の関係を示している。そして、この線の右隣から順に、コア１１ａ，１１ｂが、１−７配置、１−８配置、１−９配置、１−１０配置、１−１１配置、１−１２配置される場合の、クラッド１２の外径と、外周側のコア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離と、の関係が示されている。
【００５２】
上述のように、敷設される場合に破断に対する信頼性を確保する観点から、クラッド１２の外径は２３０μｍ以下である必要があり、更に、内側保護層１３に光が吸収されることによる信号光の損失を抑制する観点から、外周側に配置されるコア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離は３５μｍ以上とされることが好ましく、４０μｍ以上とされることがより好ましい。従来の一般的なマルチコアファイバであるコアが１−６配置されるマルチコアファイバよりもコアの数が多いマルチコアファイバにおいて、クラッド１２の中心に１個のコア１１ａが配され、この１個のコア１１ａを囲むように外周側に複数のコア１１ｂが配される場合、敷設される場合に破断に対する信頼性を確保しつつ、より多くのコアを配置するためには、コア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離が３５μｍ以下である場合には、外周側のコア１１ｂの数が７個〜１２個とされ、コア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離が４０μｍ以下である場合には、外周側のコア１１ｂの数が７個〜１１個とされる。なお、コア１１ａ，１１ｂが１−９配置される場合の、上記クラッド１２の外径の下限は、図３からも求めることができる。
【００５３】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図４を参照して詳細に説明する。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、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
【００５４】
図４は、本発明の第２実施形態に係るマルチコアファイバの長手方向に垂直な断面の構造を示す図である。図４に示すように、本実施形態のマルチコアファイバ２０は、コア１１ａ，１１ｂの配置が第１実施形態のマルチコアファイバ１０と異なる。具体的には、クラッド１２の断面における中心Ｃを囲むように等間隔で３個のコア１１ａが配され、クラッド１２の中心Ｃを中心にして、この３個のコア１１ａを囲むように等間隔で９個のコア１１ｂが配されている。つまり本実施形態のマルチコアファイバ２０においては、複数のコア１１ａ，１１ｂが３−９配置とされる。
【００５５】
本実施形態のマルチコアファイバ２０は、第１実施形態のマルチコアファイバ１０と同様に、光信光を伝播する光ファイバであり、それぞれのコア１１ａ，１１ｂを伝播する光のモードフィールド径は、第１実施形態のマルチコアファイバ１０と同様の理由から９μｍ〜１３μｍとされることが好ましい。
【００５６】
また、第１実施形態のマルチコアファイバ１０と同様の理由から、それぞれのコア１１ａ、１１ｂの中心間距離は３０μｍ以上とされることが好ましく、４０μｍ以上とされることがより好ましい。また、第１実施形態のマルチコアファイバ１０と同様の理由から、外周側のコア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離も３５μｍ以上とされることが好ましく、４０μｍ以上とされることがより好ましい。
【００５７】
本実施形態においては、上述のように互いに隣り合うコア１１ａ，１１ｂの中心間距離が３０μｍ以上とされ、外周側に配されるコア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離が３５μｍ以上とされる場合においては、クラッド１２の外径は、１６５μｍ〜２３０μｍとされ、互いに隣り合うコア１１ａ，１１ｂの中心間距離が４０μｍ以上とされ、外周側に配されるコア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離が４０μｍ以上とされる場合においては、クラッド１２の外径は、２０７μｍ〜２３０μｍとされる。クラッド１２の外径の上限が２３０μｍであるのは、第１実施形態のマルチコアファイバ１０のクラッド１２の外径の上限が２３０μｍである理由と同様である。
【００５８】
本実施形態によるマルチコアファイバ２０のコア１１ａ，１１ｂの配置によれば、１２個のコアが配置されるため、従来の一般的なコアが１−６配置されるマルチコアファイバよりも多くのコアを配置され、より多くの情報を伝送することができる。
【００５９】
なお、本実施形態のマルチコアファイバ２０のように、クラッド１２の中心Ｃを囲むように３個のコアが配される場合、この３個のコア１１ａを囲む外周側のコア１１ｂは、５個以上であれば、従来の一般的なコアが１−６配置されるマルチコアファイバよりも多くのコアを配置することができる。そして、クラッド１２の外径が２３０μｍ以下であるため、外周側のコア１１ｂの数は１２個以下とされる。従って、クラッド１２の中心Ｃを囲むように３個のコアが配される場合、外周側のコアは５個〜１２個配置される。つまり、本実施形態のように中心に３個のコアが配される場合においては、敷設される場合に破断に対する信頼性を確保しつつ、より多くのコアを配置するためには、コア１１ａ，１１ｂが３−５配置〜３―１２配置とされる。
【００６０】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図５を参照して詳細に説明する。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、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
【００６１】
図５は、本発明の第３実施形態に係るマルチコアファイバの長手方向に垂直な断面の構造を示す図である。図５に示すように、本実施形態のマルチコアファイバ３０は、中心に配されるコア１１ａ、及び、複数のコア１１ｂの他に最外周側に複数のコア１１ｃが配される点において、第１実施形態のマルチコアファイバ１０と異なる。具体的には、クラッド１２の断面における中心に１個のコア１１ａが配され、この１個のコア１１ａを囲むように等間隔で最も外周側の６個のコア１１ｃが配され、６個のコア１１ｃのうち互いに隣り合う２個のコア１１ｃを結ぶそれぞれの結線Ｌｃ（図５において破線で示す）と、クラッド１２の中心に配される１個のコア１１ａとの間において、それぞれの結線Ｌｃに垂直でコア１１ａを通るそれぞれの線Ｌｖ（図５において一点鎖線で示す）上にコア１１ｂが配されている。従って、コア１１ｂは６個配されている。つまり本実施形態のマルチコアファイバ３０においては、複数のコア１１ａ，１１ｂ，１１ｃが１−６−６配置とされる。なお、本実施形態においては、それぞれのコア１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、三角格子状となるように配されている。
【００６２】
本実施形態のマルチコアファイバ３０は、第１実施形態のマルチコアファイバ１０と同様に、光信号を伝播する光ファイバであり、それぞれのコア１１ａ，１１ｂ，１１ｃを伝播する光のモードフィールド径は、第１実施形態のマルチコアファイバ１０と同様の理由から９μｍ〜１３μｍとされることが好ましい。
【００６３】
また、第１実施形態のマルチコアファイバ１０と同様の理由から、それぞれのコア１１ａ，１１ｂ，１１ｃの中心間距離は３０μｍ以上とされることが好ましく、４０μｍ以上とされることがより好ましい。また、第１実施形態のマルチコアファイバ１０と同様の理由から、外周側のコア１１ｃの中心とクラッド１２の外周面との距離も３５μｍ以上とされることが好ましく、４０μｍ以上とされることがより好ましい。
【００６４】
図６は、中心に１個のコアが配置され、その周りに６個のコアが配され、その６個のコアの周りに複数のコアが等間隔で配される場合において、互いに隣り合うコアの中心間距離を４０μｍとする場合に、クラッドの直径と、外周側のコアとクラッドの外周面との距離と、の関係を示す図である。図６において、左側の直線が、本実施形態と同様にして１−６−６配置される場合のクラッドの直径と、外周側のコアとクラッドの外周面との距離と、の関係を示し、右側の直線が１−６−１２配置される場合のクラッドの直径と、外周側のコアとクラッドの外周面との距離と、の関係を示す。図６に示すように、本実施形態のようにコアが配される１−６−６配置であれば、クラッド１２の外径は２３０μｍ以下で、外周側に配置されるコア１１ｃの中心とクラッド１２の外周面との距離が４０μｍ以上とされる領域内に線が位置する。一方、１−６−１２配置では、この領域内に線が位置しなく、このような配置は採用できないことが分かる。
【００６５】
本実施形態においては、上述のように互いに隣り合うコア１１ａ，１１ｂ，１１ｃの中心間距離が３０μｍ以上とされ、外周側に配されるコア１１ｃの中心とクラッド１２の外周面との距離が３５μｍ以上とされる場合においては、クラッド１２の外径は、１７４μｍ〜２３０μｍとされ、互いに隣り合うコア１１ａ，１１ｂの中心間距離が４０μｍ以上とされ、外周側に配されるコア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離が４０μｍ以上とされる場合においては、図６からクラッド１２の外径は、２１９μｍ〜２３０μｍとされる。なお、クラッド１２の外径の上限が２３０μｍであるのは、第１実施形態のマルチコアファイバ１０のクラッド１２の外径の上限が２３０μｍである理由と同様である。
【００６６】
本実施形態によるマルチコアファイバ３０のコア１１ａ，１１ｂ，１１ｃの配置によれば、１３個のコアが配置されるため、従来の一般的なコアが１−６配置されるマルチコアファイバよりも多くのコアを配置され、より多くの情報を伝送することができる。
【００６７】
また、本実施形態においては、コア１１ｂが６個の例を示したが、コア１１ｂは１個〜６個とすることができる。したがって、クラッド１２の中心に１個のコア１１ａが配され、この１個のコア１１ａを囲むように等間隔で６個のコア１１ｃが配され、これら６個のコア１１ｃのうち互いに隣り合う２個のコア１１ｃを結ぶ結線Ｌｃとクラッド１２の中心に配される１個のコア１１ａとの間において、結線Ｌｃに垂直でクラッド１２の中心に配される１個のコア１１ａを通る線Ｌｖ上に少なくとも１個のコア１１ｂが配されるようにしても良い。つまり、本実施形態のように中心に１個のコアが配されて、全体として３層にコアが配される場合においては、敷設される場合に破断に対する信頼性を確保しつつ、より多くのコアを配置するためには、コア１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、１−１−６配置〜１−６−６配置とされる。
【００６８】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図７を参照して詳細に説明する。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、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
【００６９】
図７は、本発明の第４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７に示すように、本実施形態のマルチコアファイバ４０は、第１実施形態のマルチコアファイバ１０における複数のコア１１ａ，１１ｂが、隙間なく内側クラッド層１５ａ，１５ｂで囲まれ、更に、内側クラッド層１５ａ，１５ｂが、それぞれ低屈折率層１６ａ，１６ｂで囲まれている点において、第１実施形態のマルチコアファイバ１０と異なる。本実施形態においては、このようなコア１１ａ，１１ｂ、内側クラッド層１５ａ，１５ｂ、低屈折率層１６ａ，１６ｂによりコア要素４１ａ，４１ｂが構成されている。
【００７０】
それぞれの内側クラッド層１５ａ，１５ｂの外径は互いに等しく、それぞれの低屈折率層１６ａ，１６ｂの外径は互いに等しくされている。従って、それぞれの内側クラッド層１５ａ，１５ｂの厚さは、互いに等しく、さらに、それぞれの低屈折率層１６ａ，１６ｂの厚さは互いに等しくされている。
【００７１】
ここで、それぞれの内側クラッド層１５ａ，１５ｂの屈折率ｎ５、及び、クラッド１２の屈折率ｎ２は、それぞれのコア１１ａ，１１ｂの屈折率ｎ１よりも低くされ、低屈折率層１６ａ，１６ｂの屈折率ｎ６は、内側クラッド層１５ａ，１５ｂの屈折率ｎ５、及び、クラッド１２の屈折率ｎ２よりも更に低くされている。別言すれば、それぞれの屈折率ｎ１，ｎ２，ｎ５，ｎ６は、
ｎ１＞ｎ５＞ｎ６
ｎ１＞ｎ２
ｎ６＜ｎ２
を全て満たしている。
【００７２】
さらに、本実施形態においては、内側クラッド層１５ａ，１５ｂの屈折率ｎ５とクラッド１２の屈折率ｎ２とが、互いに等しくされている。つまり、ｎ５＝ｎ２とされている。
【００７３】
それぞれのコア要素４１ａ，４１ｂを屈折率の観点から見る場合に、それぞれのコア要素４１ａ，４１ｂにおいて、低屈折率層１６ａ，１６ｂは、溝状に低い形状となるので、それぞれのコア要素４１ａ，４１ｂは、トレンチ構造を有している。なお、本実施形態において、それぞれの低屈折率層１６ａ，１６ｂの屈折率は、それぞれの低屈折率層１６ａ，１６ｂ内で一様であるため、それぞれの低屈折率層１６ａ，１６ｂにおける屈折率と平均屈折率は同意である。
【００７４】
なお、内側クラッド層１５ａ，１５ｂは、上述のようにクラッド１２と等しい屈折率とされるため、例えば、クラッド１２と同じ材料から形成される。また、低屈折率層１６ａ，１６ｂは、屈折率を下げるドーパントが添加されたシリカガラスから成る。このようなドーパントとしては、フッ素を挙げることができる。
【００７５】
このようなマルチコアファイバ４０においては、それぞれのコア要素４１ａ，４１ｂにおいて、低屈折率層１６ａ，１６ｂの屈折率ｎ６が、内側クラッド層１５ａ，１５ｂの屈折率ｎ５及びクラッド１２の屈折率ｎ２よりも低くされることで、コア１１ａ，１１ｂへの光の閉じ込め効果が大きくなり、コア１１ａ，１１ｂから光が漏えいしづらくなる。従って、コア１１ａ，１１ｂを伝播する光がそれぞれのコア要素４１ａ，４１ｂから漏えいすることを防止することができる。さらに、屈折率の低い低屈折率層１６ａ，１６ｂ及びクラッド１２が障壁となり、互いに隣り合うコア要素におけるコア１１ａ，１１ｂ同士のクロストークを抑制することができる。
【００７６】
ここで、本実施形態の特性例について示す。このマルチコアファイバ４０においては、クラッド１２の外径が２０４．４μｍとされ、中心のコア１１ａと外周側のコア１１ｂとの中心間距離が５９．２μｍとされ、外周側のコア１１ｂ同士の距離が４０．５μｍとされ、外周側のコア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離が４３μｍとされ、内側クラッド層１５ａ，１５ｂの厚さが、それぞれ６．０μｍとされ、低屈折率層１６ａ，１６ｂの厚さが、それぞれ４．３μｍとされ、中心コアの比屈折率差は、０．２３％、低屈折率層の比屈折率差は、−０．６５％とされている。
【００７７】
このマルチコアファイバ４０においては、波長が１．５５μｍ帯の光信号をそれぞれのコア１１ａ，１１ｂが伝播する場合、中心のコア１１ａの実効断面積Ａｅｆfは、１１６．０４μｍ２となり、カットオフ波長は、１．２５μｍとなり、また、外周側のコア１１ｂの実効断面積Ａｅｆfは、１１８．２μｍ２〜１２５．２μｍ２となり、カットオフ波長は、１．２８μｍ〜１．３９μｍとなる。さらに、測定条長が３．９６ｋｍである場合の外周側のコア１１ｂ同士のクロストークは、−３８．６ｄＢ〜−４１．６ｄＢであり、中心のコア１１ａと外周側のコア１１ｂとのクロストークは、−７１．７〜−７５．２ｂＢとなる。
【００７８】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について図８を参照して詳細に説明する。なお、第４実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
【００７９】
図８は、本発明の第５実施形態に係るマルチコアファイバの長手方向に垂直な断面の構造の様子を示す図である。図８に示すように、本実施形態のマルチコアファイバ５０は、第４実施形態のそれぞれのコア要素４１ａ，４１ｂの代わりに、それぞれのコア要素４１ａ，４１ｂと同じ場所に配置されるコア要素５１ａ，５１ｂが配される点において、第４実施形態のマルチコアファイバ４０と異なる。具体的には、それぞれのコア要素５１ａ，５１ｂは、第４実施形態の低屈折率層１６ａ，１６ｂの代わりに低屈折率層１７ａ，１７ｂが配されている。
【００８０】
それぞれの低屈折率層１７ａ，１７ｂには、クラッド１２及び内側クラッド層１５ａ，１５ｂよりも屈折率が低い低屈折率部１８が、内側クラッド層１５ａ，１５ｂを囲むように複数形成されて成っている。本実施形態においては、低屈折率層１７ａ，１７ｂに円形の空孔が複数形成されており、この空孔が低屈折率部１８とされている。従って、低屈折率部１８の断面における形状は円形である。本実施形態においては、このようなコア１１ａ，１１ｂ、内側クラッド層１５ａ，１５ｂ、低屈折率層１７ａ，１７ｂによりコア要素５１ａ，５１ｂが構成されている。
【００８１】
また、本実施形態においては、それぞれの低屈折率層１７ａ，１７ｂにおける低屈折率部１８以外の領域は、クラッド１２、及び、内側クラッド層１５ａ，１５ｂと同様の材料から成っている。そして、低屈折率部１８が空孔であることから、低屈折率部１８の屈折率は１であり、内側クラッド層１５ａ，１５ｂ、及び、クラッド１２の屈折率よりも低いため、低屈折率層１７ａ，１７ｂの平均屈折率は、内側クラッド層１５ａ，１５ｂ及びクラッド１２よりも低くされている。
【００８２】
本実施形態におけるマルチコアファイバ５０によれば、屈折率が低い低屈折率部１８が、それぞれのコア１１ａ，１１ｂを囲むように環状に連続して形成されていないため、各コア１１ａ，１１ｂから適切に高次モードを逃がすことができる。従って、各コア１１ａ，１１ｂのカットオフ波長が長波長化することを抑制することができる。
【００８３】
また、低屈折率部１８が空孔であるため、低屈折率層１７ａ，１７ｂの屈折率をより低くすることができ、各コア１１ａ，１１ｂの高次モードの閉じ込めが強くなりすぎることを抑制しつつも、各コア１１ａ，１１ｂ同士のクロストークをより低減することができる。
【００８４】
なお、本実施形態においては、低屈折率部１８を空孔で形成しているため、低屈折率部１８の屈折率をより小さくすることができるが、低屈折率部１８は、空孔に限らず、内側クラッド層１５ａ，１５ｂ及びクラッド１２よりも低屈折率の材料であれば、特に限定されない。例えば、低屈折率部１８が屈折率を下げるフッ素等のドーパントが添加された石英から構成されても良い。この場合においても、本実施形態のマルチコアファイバ５０によれば、単価の高いフッ素が添加された石英の数を少なくすることができるので、安価に製造することができる。
【００８５】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について図９を参照して詳細に説明する。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、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
【００８６】
図９は、本発明の第６実施形態に係るマルチコアファイバの長手方向に垂直な断面の構造を示す図である。図６に示すように、本実施形態のマルチコアファイバ６０は、コア１１ｂの数や配置が第１実施形態のマルチコアファイバ１０と異なる。具体的には、クラッド１２の中心に配された１個のコア１１ａを８個のコア１１ｂが囲み、この８個のコア１１ｂは、全体が正方形となるように等間隔で配されている。
【００８７】
本実施形態のマルチコアファイバ６０は、第１実施形態のマルチコアファイバ１０と同様に、光信光を伝播する光ファイバであり、それぞれのコア１１ａ，１１ｂを伝播する光のモードフィールド径は、第１実施形態のマルチコアファイバ１０と同様の理由から９μｍ〜１３μｍとされることが好ましい。
【００８８】
また、第１実施形態のマルチコアファイバ１０と同様の理由から、それぞれのコア１１ａ、１１ｂの中心間距離は３０μｍ以上とされることが好ましく、４０μｍ以上とされることがより好ましい。また、第１実施形態のマルチコアファイバ１０と同様の理由から、外周側のコア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離も３５μｍ以上とされることが好ましく、４０μｍ以上とされることがより好ましい。
【００８９】
本実施形態においては、上述のように互いに隣り合うコア１１ａ，１１ｂの中心間距離が３０μｍ以上とされ、外周側に配されるコア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離が３５μｍ以上とされる場合において、クラッド１２の外径は、１５５μｍ〜２３０μｍとされ、互いに隣り合うコア１１ａ，１１ｂの中心間距離が４０μｍ以上とされ、外周側に配されるコア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離が４０μｍ以上とされる場合において、クラッド１２の外径は、１９４μｍ〜２３０μｍとされる。クラッド１２の外径の上限が２３０μｍであるのは、第１実施形態のマルチコアファイバ１０のクラッド１２の外径の上限が２３０μｍである理由と同様である。
【００９０】
本実施形態によるマルチコアファイバ６０のコア１１ａ，１１ｂの配置によれば、１０個のコアが配置されるため、従来の一般的なコアが１−６配置されるマルチコアファイバよりも多くのコアを配置され、より多くの情報を伝送することができる。
【００９１】
（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態について図１０を参照して詳細に説明する。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、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
【００９２】
図１０は、本発明の第７実施形態に係るマルチコアファイバの長手方向に垂直な断面の構造を示す図である。図１０に示すように、本実施形態のマルチコアファイバ７０は、コア１１ａ，１１ｂの数や配置が第１実施形態のマルチコアファイバ１０と異なる。具体的には、コア１１ａは、その数が４個とされ、クラッド１２の中心Ｃをからそれぞれ等距離とされると共に、等間隔で配されている。更に、この４個のコア１１ａを囲むコア１１ｂは、その数が８個とされ、４つのコア１１ａにおける互いに隣り合う２つのコア１１ａを結ぶ延長線Ｌｅ（図１０において破線で示す）上にそれぞれ１つずつ配置されると共に、４つのコア１１ａのうち最も近いコア１１ａとの中心間距離が、４つのコア１１ａにおける互いに隣り合う２つのコア１１ａの中心間距離と等しくされるように、配置されている。つまり、互いに隣り合う２つのコア１１ａの中心間距離をｄとすると、特定のコア１１ｂと、その特定のコア１１ｂに最も近いコア１１ａとの中心間距離もｄとなるのである。
【００９３】
本実施形態のマルチコアファイバ７０は、第１実施形態のマルチコアファイバ１０と同様に、光信光を伝播する光ファイバであり、それぞれのコア１１ａ，１１ｂを伝播する光のモードフィールド径は、第１実施形態のマルチコアファイバ１０と同様の理由から９μｍ〜１３μｍとされることが好ましい。
【００９４】
また、第１実施形態のマルチコアファイバ１０と同様の理由から、それぞれのコア１１ａ、１１ｂの中心間距離は３０μｍ以上とされることが好ましく、４０μｍ以上とされることがより好ましい。また、第１実施形態のマルチコアファイバ１０と同様の理由から、外周側のコア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離も３５μｍ以上とされることが好ましく、４０μｍ以上とされることがより好ましい。
【００９５】
本実施形態においては、上述のように互いに隣り合うコア１１ａ，１１ｂの中心間距離が３０μｍ以上とされ、外周側に配されるコア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離が３５μｍ以上とされる場合において、クラッド１２の外径は、１６５μｍ〜２３０μｍとされ、互いに隣り合うコア１１ａ，１１ｂの中心間距離が４０μｍ以上とされ、外周側に配されるコア１１ｂの中心とクラッド１２の外周面との距離が４０μｍ以上とされる場合においてクラッド１２の外径は、２０７μｍ〜２３０μｍとされる。クラッド１２の外径の上限が２３０μｍであるのは、第１実施形態のマルチコアファイバ１０のクラッド１２の外径の上限が２３０μｍである理由と同様である。
【００９６】
本実施形態によるマルチコアファイバ７０のコア１１ａ，１１ｂの配置によれば、１０個のコアが配置されるため、従来の一般的なコアが１−６配置されるマルチコアファイバよりも多くのコアを配置され、より多くの情報を伝送することができる。
【００９７】
以上、本発明について、第１〜第７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。
【００９８】
例えば、第１実施形態〜第３実施形態、及び、第６実施形態、第７実施形態において、それぞれのコア１１ａ，１１ｂを第４実施形態、第５実施形態のように内側クラッド層、低屈折率層で囲んでも良い。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
以上説明したように、本発明によれば、信頼性を確保して敷設できる条件において、より多くのコアを配置することができる通信用マルチコアファイバが提供され、家庭内に配される短距離伝送用の通信用光ファイバや、海底ケーブル等といった長距離伝送用の通信用光ファイバとして有用と考えられる
【符号の説明】
【０１００】
１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０・・・マルチコアファイバ
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ・・・コア
１２・・・クラッド
１３・・・内側保護層
１４・・・外側保護層
１５ａ，１５ｂ・・・内側クラッド層
１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂ・・・低屈折率層
１８・・・低屈折率部
４１ａ，４１ｂ，５１ａ，５１ｂ・・・コア要素
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッドと、
前記クラッドの中心に配される１個のコアと、
前記中心からそれぞれ等距離とされると共に、前記１個のコアを囲むように等間隔で配される７個〜１２個のコアと、
を備え、
前記クラッドの外径が２３０μｍ以下とされる
ことを特徴とする通信用マルチコアファイバ。
【請求項２】
クラッドと、
前記クラッドの中心からそれぞれ等距離とされると共に、等間隔で配される３個のコアと、
前記中心からそれぞれ等距離とされると共に、前記３個のコアを囲むように等間隔で配される５個〜１２個のコアと、
を備え、
前記クラッドの外径が２３０μｍ以下とされる、
ことを特徴とする通信用マルチコアファイバ。
【請求項３】
クラッドと、
前記クラッドの中心に配される１個のコアと、
前記中心からそれぞれ等距離とされると共に、前記１個のコアを囲むように等間隔で配される６個のコアと、
前記６個のコアのうち互いに隣り合う２個のコアを結ぶ結線と前記１個のコアとの間において、前記結線に垂直で前記１個コアを通る線上に配される１個〜６個のコアと、
を備え、
前記クラッドの外径が２３０μｍ以下とされる
ことを特徴とする通信用マルチコアファイバ。
【請求項４】
クラッドと、
前記クラッドの中心に配される１個のコアと、
前記１個のコアを囲むと共に、全体が正方形となるように等間隔で配される８個のコアと、
を備え、
前記クラッドの外径が２３０μｍ以下とされる
ことを特徴とする通信用マルチコアファイバ。
【請求項５】
クラッドと、
前記クラッドの中心をからそれぞれ等距離とされると共に、等間隔で配される４個のコアと、
前記４つのコアにおける互いに隣り合う２つのコアを結ぶ延長線上に配置されると共に、前記４つのコアのうち最も近いコアとの中心間距離が、前記４つのコアにおける互いに隣り合う２つのコアの中心間距離と等しくされるように、配置される８つのコアと、
を備え、
前記クラッドの外径が２３０μｍ以下とされる
ことを特徴とする通信用マルチコアファイバ。
【請求項６】
それぞれの前記コアを伝播する光のモードフィールド径が９μｍ〜１３μｍとされ、
互いに隣り合う前記コアの中心間距離が３０μｍ以上とされると共に、前記コアの中心と前記クラッドの外周面との距離が、３５μｍ以上とされる
ことを特徴とする請求項１〜５に記載の通信用マルチコアファイバ。
【請求項７】
前記コアよりも屈折率が低く、それぞれの前記コアを囲む内側クラッド層と、
前記クラッド及び前記内側クラッド層よりも平均屈折率が低く、それぞれの前記内側クラッド層を囲む低屈折率層と、
を更に備える
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の通信用マルチコアファイバ。
【請求項８】
それぞれの前記低屈折率層は、前記クラッド及び前記内側クラッド層よりも屈折率の低い材料から成ることを特徴とする請求項７に記載の通信用マルチコアファイバ。
【請求項９】
それぞれの前記低屈折率層は、前記クラッドと前記内側クラッド層よりも屈折率が低い低屈折率部が、前記内側クラッド層を囲むように複数形成されて成ることを特徴とする請求項７に記載の通信用マルチコアファイバ。
【請求項１０】
前記低屈折率部は、空孔であることを特徴とする請求項９に記載の通信用マルチコアファイバ。
【請求項１】
クラッドと、
前記クラッドの中心に配される１個のコアと、
前記中心からそれぞれ等距離とされると共に、前記１個のコアを囲むように等間隔で配される７個〜１２個のコアと、
を備え、
前記クラッドの外径が２３０μｍ以下とされる
ことを特徴とする通信用マルチコアファイバ。
【請求項２】
クラッドと、
前記クラッドの中心からそれぞれ等距離とされると共に、等間隔で配される３個のコアと、
前記中心からそれぞれ等距離とされると共に、前記３個のコアを囲むように等間隔で配される５個〜１２個のコアと、
を備え、
前記クラッドの外径が２３０μｍ以下とされる、
ことを特徴とする通信用マルチコアファイバ。
【請求項３】
クラッドと、
前記クラッドの中心に配される１個のコアと、
前記中心からそれぞれ等距離とされると共に、前記１個のコアを囲むように等間隔で配される６個のコアと、
前記６個のコアのうち互いに隣り合う２個のコアを結ぶ結線と前記１個のコアとの間において、前記結線に垂直で前記１個コアを通る線上に配される１個〜６個のコアと、
を備え、
前記クラッドの外径が２３０μｍ以下とされる
ことを特徴とする通信用マルチコアファイバ。
【請求項４】
クラッドと、
前記クラッドの中心に配される１個のコアと、
前記１個のコアを囲むと共に、全体が正方形となるように等間隔で配される８個のコアと、
を備え、
前記クラッドの外径が２３０μｍ以下とされる
ことを特徴とする通信用マルチコアファイバ。
【請求項５】
クラッドと、
前記クラッドの中心をからそれぞれ等距離とされると共に、等間隔で配される４個のコアと、
前記４つのコアにおける互いに隣り合う２つのコアを結ぶ延長線上に配置されると共に、前記４つのコアのうち最も近いコアとの中心間距離が、前記４つのコアにおける互いに隣り合う２つのコアの中心間距離と等しくされるように、配置される８つのコアと、
を備え、
前記クラッドの外径が２３０μｍ以下とされる
ことを特徴とする通信用マルチコアファイバ。
【請求項６】
それぞれの前記コアを伝播する光のモードフィールド径が９μｍ〜１３μｍとされ、
互いに隣り合う前記コアの中心間距離が３０μｍ以上とされると共に、前記コアの中心と前記クラッドの外周面との距離が、３５μｍ以上とされる
ことを特徴とする請求項１〜５に記載の通信用マルチコアファイバ。
【請求項７】
前記コアよりも屈折率が低く、それぞれの前記コアを囲む内側クラッド層と、
前記クラッド及び前記内側クラッド層よりも平均屈折率が低く、それぞれの前記内側クラッド層を囲む低屈折率層と、
を更に備える
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の通信用マルチコアファイバ。
【請求項８】
それぞれの前記低屈折率層は、前記クラッド及び前記内側クラッド層よりも屈折率の低い材料から成ることを特徴とする請求項７に記載の通信用マルチコアファイバ。
【請求項９】
それぞれの前記低屈折率層は、前記クラッドと前記内側クラッド層よりも屈折率が低い低屈折率部が、前記内側クラッド層を囲むように複数形成されて成ることを特徴とする請求項７に記載の通信用マルチコアファイバ。
【請求項１０】
前記低屈折率部は、空孔であることを特徴とする請求項９に記載の通信用マルチコアファイバ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−５４２５２（Ｐ２０１３−５４２５２Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９３４０３（Ｐ２０１１−１９３４０３）
【出願日】平成２３年９月５日（２０１１．９．５）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２２年度、独立行政法人情報通信機構、「高度通信・放送研究開発委託研究／革新的光ファイバ技術の研究開発」、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願」
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【出願人】（５０４１７３４７１）国立大学法人北海道大学 (971)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月５日（２０１１．９．５）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２２年度、独立行政法人情報通信機構、「高度通信・放送研究開発委託研究／革新的光ファイバ技術の研究開発」、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願」
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【出願人】（５０４１７３４７１）国立大学法人北海道大学 (971)
【Ｆターム（参考）】
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