JP2003307632A - フォトニッククリスタル光ファイバ - Google Patents
フォトニッククリスタル光ファイバInfo
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- G02B6/02295—Microstructured optical fibre
- G02B6/02314—Plurality of longitudinal structures extending along optical fibre axis, e.g. holes
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Abstract
かつ従来の光ファイバ用の接続部品に使用できるフォト
ニッククリスタル光ファイバを提供する。 【解決手段】 コア3及びクラッド2に石英を用い、ク
ラッド2の外径を標準光ファイバの外径(125μm)
よりも小さくすることにより、曲げによる引っ張り歪み
を低減することができる。例えば、石英からなるクラッ
ド2の外径を60μmにすることにより、曲げ半径を1
5mmと小さくしても、引っ張り歪みは0.002とな
り、従来の光ファイバと同等の歪みに抑えることができ
る。また、クラッド2の外周に外径125μmの樹脂被
覆層5〜7を形成することにより、従来の光ファイバ用
のコネクタやメカニカルスプライス等の接続部品を使用
することができる。
Description
スタル光ファイバに関する。
うと共にコアより屈折率の低いクラッドとの2層構造を
有している。これらコア及びクラッドの素材は石英がベ
ースであり、コアはクラッドよりも屈折率を高くするた
めゲルマニウム等の添加物を石英に添加した組成になっ
ている。
バのコアの屈折率がクラッドの屈折率よりも高いので、
この屈折率差によって光ファイバに入射した光はコア内
に閉じ込められて光ファイバ中を伝搬することができ
る。光が光ファイバ内を伝搬するとき、伝搬する光の単
一モード条件を満足するためには、コアの直径を5μm
〜10μm程度にする必要がある。
(WDM)技術の発展により光ファイバへ入射させる光
のパワーが大きくなっており、種々の非線形効果現象が
生じやすくなっている。例えば、非線形効果現象の1つ
である自己位相変調現象が生じると、光ファイバ中を伝
搬するパルス信号波形が歪み伝送容量が制限されてしま
う。また、同じ非線形現象の1つであるブリルアン散乱
現象も生じやすくなる。このブリルアン散乱現象が生じ
ると、光ファイバの入射パワーが飽和する。
ファイバ中を伝搬する伝送特性の劣化を招いてしまう。
また、現状の光ファイバの伝送損失は最良のものでも
0.16dB/km程度であり、その主な要因は光が伝
搬するコア及びクラッドのコア近傍の組成密度揺らぎに
よるレーリー散乱損失であるが、大陸間長距離伝送等に
用いられる光ファイバには、より一層の低損失化が望ま
れている。
解決した光ファイバとして、フォトニッククリスタル光
ファイバ(PCF:Photonic Crystal
Fiber)があり、注目を集めている。このPCF
とは、フォトニック結晶構造がクラッドに形成された光
ファイバである。フォトニック結晶構造とは、屈折率の
周期構造のことであり、具体的には蜂の巣のようなハニ
カム構造の空間をクラッドに形成したものである。この
ようなハニカム構造とすることで光の禁制帯であるフォ
トニックバンドギャップ(PBG:Photonic
Band Gap)が発生する。例えば、Knight
氏らはScience282,1476,(1998)
においてPCGを導波原理とするPBF構造を報告して
いる。
285,1573,(1999)においてPCG構造を
導波原理とする中空コアのPCFの報告を行っている。
中空コアのPCFは光が伝搬するコアに石英媒質が無い
ため、損失の主要因となるレーリー散乱が非常に小さく
なる超低損失光ファイバの可能性を示すものである。
いて、中空コアのPCFについて開示されており、0.
01dB/km程度の低損失が期待できると記載されて
いる。
を伝搬させるためには、精密なPBG構造を構成する必
要があるので、わずかな構造的な揺らぎがあると、光の
伝搬条件を維持できなくなり、いわゆる構造不正損失を
発生させる。
バではないが、従来のガラス組成の違いによる比屈折率
差を有する光ファイバのクラッドのコア近傍に気孔を形
成してクラッドの実効的な屈折率を低下させて、コア/
クラッド間の比屈折率差を拡大することで、従来得られ
なかった特性を有する光ファイバが報告されている。例
えば長谷川氏らはOFC2001PD−1において、通
常のシングルモード光ファイバの構造を有する光ファイ
バのクラッドのコア近傍に4つの空孔を形成した空孔付
加型ホーリー光ファイバであり、コア/クラッド間の実
効的な比屈折率差を拡大することで波長0.8μm帯に
ゼロ分散とシングルモード動作を有する光ファイバを実
現した報告を行っている。
ァイバは、従来の光ファイバに比べて実効的な屈折率を
大きくすることができるので、様々な可能性を有する
が、曲げ損失を小さくできる、換言すれば小さい曲げ半
径でも損失増加を抑制できることもひとつの特長であ
る。
したフォトニッククリスタル光ファイバを試作し、直径
15mmのマンドレルに1m巻き付けたときの損失が
0.01dBという非常に良好な結果を得ている。
he Home)はブロードバンドの究極形態と考えら
れており、普及が進みつつある。既存住宅等での宅内で
光ファイバを布設する場合も増加してくるが、光ファイ
バは銅線と異なり曲げ径に制限があることから、銅線の
布設に比べて布設が困難であったり、曲げを制限する特
殊な部品を用いなければならない等の使用上の問題があ
る。このような場合、前述のフォトニッククリスタル光
ファイバを用いれば、伝送損失の劣化が無く、曲げ半径
を小さくすることができ、特殊な部品が不要で布設が容
易になると考えられる。
系光ファイバでは、曲げ径を小さくすると、曲線部の外
側にあたるガラス表面に引っ張り歪みが生じる。このた
め、長期間放置すると、静疲労破壊を起こすことが知ら
れている。一般に、25年程度の使用を考えると、曲げ
半径を30mm以上に維持する必要がある。この場合、
石英系光ファイバのガラス径がΦ125μmであるか
ら、歪みは0.002以下になる。
からなるので、曲げによる伝送損失の劣化は抑えられる
ものの、静疲労の問題が残ってしまうという問題があっ
た。
し、伝送損失、強度、信頼性の面で曲げに強く、かつ従
来の光ファイバ用の接続部品に使用できるフォトニック
クリスタル光ファイバを提供することにある。
に請求項1に記載の発明は、コアとクラッドとの間の実
効的な比屈折率差を拡大するためクラッドに多数の空孔
を有するフォトニッククリスタル光ファイバにおいて、
コア及びクラッドのみが石英からなり、石英からなる部
分の外径を125μmよりも小さくしたものである。
の構成に加え、クラッドの外周を覆う被覆層が2層以上
の樹脂被覆層からなり、最内層は第2被覆層よりも硬度
が大きい樹脂で形成されると共に、外径が125μmで
あるのが好ましい。
を用い、クラッドの外径を標準光ファイバの外径(12
5μm)よりも小さくすることにより、曲げによる引っ
張り歪みを低減することができる。例えば、クラッドの
外径を60μmにすることにより、曲げ半径を15mm
と小さくしても、引っ張り歪みは0.002となり、従
来、すなわち標準の光ファイバと同等の歪みに抑えるこ
とができる。
バ同士の接続が問題となる。家庭内での配線として使用
する場合は、コネクタやメカニカルスプライス等のよう
に簡易な接続で安価に実施できることが重要であるが、
これらの接続部品はいずれも外径125μmの標準光フ
ァイバを対象としたものであり、これらの接続部品を細
径用に製作すると高価なものになってしまう。そこで、
クラッドの外周に外径125μmの樹脂被覆層を形成す
ることにより、従来の光ファイバ用のコネクタやメカニ
カルスプライス等の接続部品を使用することができる。
図面に基づいて詳述する。
ファイバの一実施の形態を示す断面図である。
イバ1は、クラッド2のコア3近傍に多数(図では4個
だけ示されているが、限定されるものではない。)の空
孔4を形成することによりコア3とクラッド2との間の
実効的な比屈折率差を拡大したフォトニッククリスタル
光ファイバであって、クラッド2及びコア3のみが石英
からなり、クラッド2の外径が標準の光ファイバの外径
(125μm)よりも小さいものである。また、クラッ
ド2の外周に2層以上(図では3層であるが限定されな
い。)の樹脂被覆層5、6、7が形成され、樹脂被覆層
5〜7のうち最内層5は第2被覆層6よりも硬度が大き
い樹脂からなり、最外層7が標準光ファイバの外径より
も小さくなっている。
用い、クラッド2の外径を標準の光ファイバの外径(1
25μm)よりも小さくすることにより、曲げによる引
っ張り歪みを低減することができる。また、クラッド2
の外周に外径125μmの硬い樹脂被覆層5〜7が形成
されているので、従来の光ファイバ用のコネクタやメカ
ニカルスプライス等の接続部品をそのまま使用すること
ができる。
されるものではない。
ニッククリスタル光ファイバ1を製作したところ、曲げ
半径15mmで引っ張り歪みは0.002と従来同様と
なり、静疲労は実用上問題がない。また、損失は0.0
1dB以下と、低損失である。
外線硬化型樹脂を被覆する。第2、第3被覆層6、7の
ヤング率をそれぞれ1Mpa、800Mpaとし、第1
被覆層5のヤング率は第2、第3被覆層6、7のヤング
率よりも十分大きいものとする。
で曲げても、伝送損失、強度、信頼性が良好な光ファイ
バを得ることが可能である。また、従来の光ファイバ用
接続部品を用いて安価に接続できる。さらに、本光ファ
イバを用いて光コードを製造することにより、宅内の配
線が容易、かつ安価になる。
失、強度、信頼性の面で曲げに強く、かつ従来の光ファ
イバ用の接続部品に使用できるフォトニッククリスタル
光ファイバの提供を実現することができる。
一実施の形態を示す断面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 コアとクラッドとの間の実効的な比屈折
率差を拡大するため上記クラッドに多数の空孔を有する
フォトニッククリスタル光ファイバにおいて、上記コア
及び上記クラッドのみが石英からなり、該石英からなる
部分の外径を125μmよりも小さくしたことを特徴と
するフォトニッククリスタル光ファイバ。 - 【請求項2】 上記クラッドの外周を覆う被覆層が2層
以上の樹脂被覆層からなり、最内層は第2被覆層よりも
硬度が大きい樹脂で形成されると共に、外径が125μ
mであることを特徴とする請求項1に記載のフォトニッ
ククリスタル光ファイバ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002114985A JP3814220B2 (ja) | 2002-04-17 | 2002-04-17 | フォトニッククリスタル光ファイバ |
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---|---|---|---|---|
JP2010169832A (ja) * | 2009-01-21 | 2010-08-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光ファイバ及び対照光結合器 |
JP2011033718A (ja) * | 2009-07-30 | 2011-02-17 | Hitachi Cable Ltd | 光ファイバ及びテープ状光ファイバ、並びにそれらを用いた光モジュール |
JP2016133596A (ja) * | 2015-01-19 | 2016-07-25 | 日本電信電話株式会社 | 細径低曲げ損失光ファイバ、並びにこれを用いた光コード及び光ケーブル |
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2002
- 2002-04-17 JP JP2002114985A patent/JP3814220B2/ja not_active Expired - Fee Related
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