JP2019152866A

JP2019152866A - Multicore fiber, optical connection, and fan-in/fan-out device

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Publication number: JP2019152866A
Application number: JP2019038033A
Authority: JP
Inventors: 雄佑佐々木; Yusuke Sasaki; 竹永　勝宏; Katsuhiro Takenaga; 勝宏竹永
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2018-03-02
Filing date: 2019-03-01
Publication date: 2019-09-12
Anticipated expiration: 2039-03-01
Also published as: JP7368089B2

Abstract

To realize a multicore fiber with which it is possible to reduce an inter-core crosstalk while suppressing an increase in connection losses with other optical fibers.SOLUTION: A multicore fiber 1 comprises a plurality of cores 11a1', 11a2'. The mode field diameter of each core 11a1', 11a2' at one or both ends Ia, Ib of the multicore fiber 1 is larger than the mode field diameter of each core 11a1', 11a2' in an intermediate part Ic of the multicore fiber 1. The mode field diameter of each core 11a1', 11a2' smoothly changes in the axial direction of each core 11a1', 11a2' at the boundary of the ends Ia, Ib and the intermediate part Ic of the multicore fiber 1.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、複数のコアを備えたマルチコアファイバに関する。また、そのようなマルチコアファイバを備えた光コネクタ及びファンイン／ファンアウトデバイスに関する。 The present invention relates to a multi-core fiber having a plurality of cores. The present invention also relates to an optical connector and a fan-in / fan-out device including such a multi-core fiber.

光通信の分野においては、複数のコアを備えたマルチコアファイバが広く利用されている。ＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）を用いる光通信では、結合型のマルチコアファイバが用いられるのに対して、それ以外の光通信では、非結合型のマルチコアファイバが用いられる。非結合型のマルチコアファイバにおいては、コア間クロストークの低減が重要な課題となる。マルチコアファイバを開示した文献としては、例えば、特許文献１が挙げられる。 In the field of optical communications, multicore fibers having a plurality of cores are widely used. In optical communication using MIMO (Multiple-Input Multiple-Output), coupled multi-core fibers are used, whereas in other optical communications, uncoupled multi-core fibers are used. In an uncoupled multicore fiber, reduction of crosstalk between cores is an important issue. An example of a document that discloses a multi-core fiber is Patent Document 1.

特許第３９９３１９８号Patent No. 3993198

従来のマルチコアファイバにおいては、他の光ファイバとの接続損失の増大を抑えながら、コア間クロストークの低減を図ること、或いは、コア間クロストークの増大を抑えながら他の光ファイバとの接続損失の低減を図ることが困難であるという問題があった。従来のマルチコアファイバを備えた光コネクタ及びファンイン／ファンアウトデバイスにおいても、同様の問題があった。 In conventional multi-core fibers, it is possible to reduce crosstalk between cores while suppressing increase in connection loss with other optical fibers, or connection loss with other optical fibers while suppressing increase in crosstalk between cores. There has been a problem that it is difficult to reduce the above. Similar problems have been encountered in conventional optical connectors and fan-in / fan-out devices with multi-core fibers.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、他の光ファイバとの接続損失の増大を抑えながら、コア間クロストークの低減を図ること、或いは、コア間クロストークの増大を抑えながら他の光ファイバとの接続損失の低減を図ることが可能なマルチコアファイバ、光コネクタ、又はファンイン／ファンアウトデバイスを実現することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and while suppressing increase in connection loss with other optical fibers, it is possible to reduce crosstalk between cores or suppress increase in crosstalk between cores. However, it is to realize a multi-core fiber, an optical connector, or a fan-in / fan-out device that can reduce the connection loss with other optical fibers.

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るマルチコアファイバは、複数のコアを備えたマルチコアファイバにおいて、当該マルチコアファイバの一方又は両方の端部における上記コアのモードフィールド径は、当該マルチコアファイバの中間部における上記コアのモードフィールド径よりも大きく、上記コアのモードフィールド径は、上記端部と上記中間部との境界において上記コアの軸方向に対して滑らかに変化する。 In order to solve the above problems, a multicore fiber according to an aspect of the present invention is a multicore fiber including a plurality of cores, and the mode field diameter of the core at one or both ends of the multicore fiber is the multicore fiber. The mode field diameter of the core is larger than the mode field diameter of the core in the middle part of the fiber, and smoothly changes with respect to the axial direction of the core at the boundary between the end part and the intermediate part.

本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、上記中間部における上記コアのモードフィールドが、波長１３１０ｎｍにおいて８．２μｍよりも小さいという条件、又は、波長１５５０ｎｍにおいて９．６μｍよりも小さいという条件の少なくとも一方を満たす、ことが好ましい。 In the multi-core fiber according to one aspect of the present invention, at least the condition that the mode field of the core in the intermediate portion is smaller than 8.2 μm at a wavelength of 1310 nm or smaller than 9.6 μm at a wavelength of 1550 nm It is preferable to satisfy one.

本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、上記中間部における上記コアのモードフィールドが、波長１３１０ｎｍにおいて５．５μｍ以下であるという条件、又は、波長１５５０ｎｍにおいて６．３μｍ以下であるという条件の少なくとも一方を満たす、ことが好ましい。 In the multi-core fiber according to one aspect of the present invention, at least the condition that the mode field of the core in the intermediate portion is 5.5 μm or less at a wavelength of 1310 nm, or is 6.3 μm or less at a wavelength of 1550 nm. It is preferable to satisfy one.

本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、上記端部における上記コアのモードフィールド径が、波長１３１０ｎｍにおいて７．０μｍ以上であるという条件、又は、波長１５５０ｎｍにおいて７．９μｍ以上であるという条件の少なくとも一方を満たす、ことが好ましい。 In the multi-core fiber according to one aspect of the present invention, the mode field diameter of the core at the end is 7.0 μm or more at a wavelength of 1310 nm, or 7.9 μm or more at a wavelength of 1550 nm. It is preferable to satisfy at least one of them.

本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、ファイバ長２ｋｍあたりの合計クロストークが−３０ｄＢ以下である、ことが好ましい。 In the multicore fiber according to one aspect of the present invention, the total crosstalk per fiber length of 2 km is preferably −30 dB or less.

本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、上記端部における上記コアのモードフィールド径と上記中間部における上記コアのモードフィールド径との差が１．６μｍ以上である、ことが好ましい。 In the multi-core fiber according to one aspect of the present invention, it is preferable that a difference between the mode field diameter of the core at the end portion and the mode field diameter of the core at the intermediate portion is 1.6 μm or more.

本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、クラッド径が１７７．５μｍ未満であり、上記コアの配置が正方格子配置であり、上記コアの個数が８個又は１２個である、ことが好ましい。 In the multi-core fiber according to one aspect of the present invention, it is preferable that the cladding diameter is less than 177.5 μm, the arrangement of the cores is a square lattice arrangement, and the number of the cores is 8 or 12.

本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、クラッド径が１５５．３μｍ未満であり、上記コアの配置が六方最密配置であり、上記コアの個数が１２個である、ことが好ましい。 In the multi-core fiber according to one aspect of the present invention, it is preferable that the clad diameter is less than 155.3 μm, the core is arranged in a hexagonal close-packed arrangement, and the number of the cores is twelve.

本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、クラッド径が１２５μｍ以下であり、上記複数のコアの個数が１２である、ことが好ましい。 In the multi-core fiber according to one aspect of the present invention, it is preferable that the clad diameter is 125 μm or less and the number of the plurality of cores is 12.

本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、クラッド径が１５０μｍ以下であり、上記複数のコアの個数が１６である、ことが好ましい。 In the multi-core fiber according to one embodiment of the present invention, it is preferable that the cladding diameter is 150 μm or less and the number of the plurality of cores is 16.

本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、クラッド径が８０μｍ以下であり、上記複数のコアの数が４である、ことが好ましい。 In the multi-core fiber according to one aspect of the present invention, it is preferable that the clad diameter is 80 μm or less and the number of the plurality of cores is four.

本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、上記マルチコアファイバの中心軸に近いコアのモードフィールド径が、当該マルチコアファイバの中心軸から遠いコアのモードフィールド径よりも小さい、ことが好ましい。 In the multicore fiber according to an aspect of the present invention, it is preferable that the mode field diameter of the core close to the central axis of the multicore fiber is smaller than the mode field diameter of the core far from the central axis of the multicore fiber.

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るマルチコアファイバは、複数のコアと、上記複数のコアの各々の側面を覆うクラッドと、を備えたマルチコアファイバにおいて、当該マルチコアファイバは、一方の端部を含む第１区間と、他方の端部を含む第２区間と、上記第１区間及び上記第２区間以外の第３区間と、を含み、上記クラッドは、少なくとも上記第１区間及び上記第２区間の一方又は両方において上記コアの側面を覆う内側クラッドと、上記内側クラッドの側面を覆い、上記コアの側面において上記内側クラッドに覆われていない領域が存在する場合には更に当該領域を覆う外側クラッドと、を含み、上記コアには、アップドーパントである第１ドーパントが少なくとも添加されており、上記内側クラッドには、上記第１ドーパントの熱拡散を促進する第２ドーパントが少なくとも添加されており、上記外側クラッドには、当該第２ドーパントが添加されていない。 In order to solve the above problems, a multi-core fiber according to one embodiment of the present invention includes a multi-core fiber including a plurality of cores and a clad covering each side surface of the plurality of cores. A first section including the other end, a second section including the other end, a third section other than the first section and the second section, and the cladding includes at least the first section and In one or both of the second sections, an inner clad that covers the side surface of the core, and a side surface that covers the side surface of the inner clad and is not covered by the inner clad on the side surface of the core are further included in the region. An outer clad covering the core, wherein at least a first dopant that is an updopant is added to the core, and the first clad is added to the inner clad. Second dopant for promoting heat diffusion Panto are at least added, the above-mentioned outer cladding, said second dopant is not added.

本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、上記内側クラッドには、第３ドーパントが更に添加されており、上記第２ドーパントがダウンドーパントであり、且つ、上記第３ドーパントがアップドーパントであるか、又は、上記第２ドーパントがアップドーパントであり、且つ、上記第３ドーパントがダウンドーパントであり、上記内側クラッドの上記内側クラッドの側面を覆う外側クラッドに対する比屈折率差が−０．１％以上＋０．１％以下である、ことが好ましい。 In the multi-core fiber according to one aspect of the present invention, a third dopant is further added to the inner cladding, the second dopant is a downdopant, and the third dopant is an updopant. Alternatively, the second dopant is an updopant, the third dopant is a downdopant, and the relative refractive index difference of the inner cladding with respect to the outer cladding covering the side surface of the inner cladding is −0.1% or more. It is preferably + 0.1% or less.

本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、上記内側クラッドは、上記マルチコアファイバの中心軸に近いコアの側面を覆う第１内側クラッドと、当該マルチコアファイバの中心軸から遠いコアの側面を覆う第２内側クラッドとにより構成され、
上記第１内側クラッド及び上記第２内側クラッドの少なくとも何れか一方には、第３ドーパントが更に添加されており、上記第２ドーパントがダウンドーパントであり、且つ、上記第３ドーパントがアップドーパントであるか、又は、上記第２ドーパントがアップドーパントであり、且つ、上記第３ドーパントがダウンドーパントである、ことが好ましい。 In the multi-core fiber according to an aspect of the present invention, the inner cladding includes a first inner cladding that covers a side surface of the core close to the central axis of the multi-core fiber, and a first surface that covers a side surface of the core far from the central axis of the multi-core fiber. Two inner claddings,
A third dopant is further added to at least one of the first inner cladding and the second inner cladding, the second dopant is a down dopant, and the third dopant is an up dopant. Alternatively, it is preferable that the second dopant is an updopant and the third dopant is a downdopant.

本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、上記内側クラッドは、上記マルチコアファイバの中心軸に近いコアの側面を覆う第１内側クラッドと、当該マルチコアファイバの中心軸から遠いコアの側面を覆う第２内側クラッドとにより構成され、上記第１内側クラッド及び上記第２内側クラッドの少なくとも何れか一方には、第３ドーパントが更に添加されており、上記第２ドーパントがダウンドーパントであり、且つ、上記第３ドーパントがアップドーパントであるか、又は、上記第２ドーパントがアップドーパントであり、且つ、上記第３ドーパントがダウンドーパントであり、（１）上記第１内側クラッドに上記第３ドーパントが添加されている場合、上記第１内側クラッドの側面を覆い、且つ、側面を上記外側クラッドにより覆われ、且つ、屈折率が上記第１内側クラッド及び上記外側クラッドより低い第１低屈折率層を更に備え、（２）上記第２内側クラッドに上記第３ドーパントが添加されている場合、上記第２内側クラッドの側面を覆い、且つ、側面を上記外側クラッドにより覆われ、且つ、屈折率が上記第２内側クラッド及び上記外側クラッドより低い第２低屈折率層を更に備え、（３）上記第１内側クラッド及び上記第２内側クラッドに上記第３ドーパントが添加されている場合、上記第１内側クラッドの側面を覆い、且つ、側面を上記外側クラッドにより覆われ、且つ、屈折率が上記内側クラッド及び上記外側クラッドより低い第１低屈折率層と、上記第２内側クラッドの側面を覆い、且つ、側面を上記外側クラッドに覆われ、且つ、屈折率が上記第２内側クラッド及び上記外側クラッドより低い第２低屈折率層と、を更に備えている、ことが好ましい。 In the multi-core fiber according to an aspect of the present invention, the inner cladding includes a first inner cladding that covers a side surface of the core close to the central axis of the multi-core fiber, and a first surface that covers a side surface of the core far from the central axis of the multi-core fiber. A third dopant is further added to at least one of the first inner cladding and the second inner cladding, the second dopant is a downdopant, and The third dopant is an updopant, or the second dopant is an updopant, and the third dopant is a downdopant. (1) The third dopant is added to the first inner cladding. Cover the side surface of the first inner cladding, and the side surface to the outer cladding. And a second low refractive index layer that is covered and has a lower refractive index than the first inner cladding and the outer cladding, and (2) the third dopant is added to the second inner cladding, A second low-refractive index layer covering the side surface of the second inner cladding, the side surface being covered by the outer cladding, and having a refractive index lower than that of the second inner cladding and the outer cladding; When the third dopant is added to the first inner cladding and the second inner cladding, the side surfaces of the first inner cladding are covered, the side surfaces are covered by the outer cladding, and the refractive index is the above The first low refractive index layer lower than the inner cladding and the outer cladding, the side surfaces of the second inner cladding, the side surfaces are covered by the outer cladding, and the refractive index is the above And lower than the second inner cladding and the outer cladding second low refractive index layer further comprises a, it is preferable.

本発明の一態様に係るマルチコアファイバにおいては、上記マルチコアファイバの中心軸に近いコアの側面を覆う内側クラッドにおける上記第２ドーパントの濃度が、当該マルチコアファイバの中心軸から遠いコアの側面を覆う内側クラッドにおける上記第２ドーパントの濃度よりも低い、ことが好ましい。 In the multicore fiber according to an aspect of the present invention, the concentration of the second dopant in the inner cladding covering the side surface of the core close to the central axis of the multicore fiber is the inner side covering the side surface of the core far from the central axis of the multicore fiber. The concentration is preferably lower than the concentration of the second dopant in the cladding.

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るマルチコアファイバは、複数のコアと、上記複数のコアの各々の側面を覆うクラッドと、を備えたマルチコアファイバにおいて、当該マルチコアファイバは、一方の端部を含む第１区間と、他方の端部を含む第２区間と、上記第１区間及び上記第２区間以外の第３区間と、を含み、上記クラッドは、少なくとも上記第１区間及び上記第２区間の一方又は両方において上記コアの側面を覆う内側クラッドと、上記内側クラッドの側面を覆い、上記コアの側面において上記内側クラッドに覆われていない領域が存在する場合には更に当該領域を覆う外側クラッドと、を含み、上記コアには、ドーパントが添加されておらず、もしくは、ダウンドーパントが添加されており、上記クラッドには、ダウンドーパントである第１ドーパントが少なくとも添加されており、上記内側クラッドには、上記第１ドーパントの熱拡散を促進する第２ドーパントが少なくとも添加されている。 In order to solve the above problems, a multi-core fiber according to one embodiment of the present invention includes a multi-core fiber including a plurality of cores and a clad covering each side surface of the plurality of cores. A first section including the other end, a second section including the other end, a third section other than the first section and the second section, and the cladding includes at least the first section and In one or both of the second sections, an inner clad that covers the side surface of the core, and a side surface that covers the side surface of the inner clad and is not covered by the inner clad on the side surface of the core are further included in the region. An outer clad covering the core, wherein the core is not doped with a dopant or a downdopant is added. A down dopant are first dopant is at least added to the above inner cladding, a second dopant for promoting heat diffusion of the first dopant is at least added.

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る光コネクタは、上記マルチコアファイバを備えている。 In order to solve the above problems, an optical connector according to an aspect of the present invention includes the multi-core fiber.

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るファンイン／ファンアウトデバイスは、上記マルチコアファイバを備えている。 In order to solve the above problems, a fan-in / fan-out device according to an aspect of the present invention includes the multi-core fiber.

本発明の一態様に係るマルチコアファイバ、光コネクタ、又はファンイン／ファンアウトデバイスによれば、他の光ファイバとの接続損失の増大を抑えながら、コア間クロストークの低減を図ること、或いは、コア間クロストークの増大を抑えながら他の光ファイバとの接続損失の低減を図ることができる。 According to the multi-core fiber, the optical connector, or the fan-in / fan-out device according to one aspect of the present invention, it is possible to reduce the crosstalk between the cores while suppressing an increase in connection loss with other optical fibers, or It is possible to reduce the connection loss with other optical fibers while suppressing an increase in crosstalk between cores.

本発明の一実施形態に係るマルチコアファイバであって、端部を熱コア拡大する前のマルチコアファイバの構造を示す図である。（ａ）は、そのマルチコアファイバの側面図であり、（ｂ）〜（ｄ）は、そのマルチコアファイバの断面図である。It is a multi-core fiber which concerns on one Embodiment of this invention, Comprising: It is a figure which shows the structure of the multi-core fiber before expanding an end part with a thermal core. (A) is a side view of the multi-core fiber, and (b) to (d) are cross-sectional views of the multi-core fiber. 本発明の一実施形態に係るマルチコアファイバであって、端部を熱コア拡大した後のマルチコアファイバの構造を示す図である。（ａ）は、そのマルチコアファイバの側面図であり、（ｂ）〜（ｄ）は、そのマルチコアファイバの断面図である。It is a multi-core fiber which concerns on one Embodiment of this invention, Comprising: It is a figure which shows the structure of a multi-core fiber after expanding the thermal core in the edge part. (A) is a side view of the multi-core fiber, and (b) to (d) are cross-sectional views of the multi-core fiber. マルチコアファイバの断面図である。（ａ）は、コア配置が六方最密配置である場合の断面図であり、（ｂ）は、コア配置が単リング配置である場合の断面図であり、（ｃ）は、コア配置が正方格子配置である場合の断面図である。It is sectional drawing of a multi-core fiber. (A) is a cross-sectional view when the core arrangement is a hexagonal close-packed arrangement, (b) is a cross-sectional view when the core arrangement is a single ring arrangement, and (c) is a square arrangement of the core. It is sectional drawing in the case of a lattice arrangement. コア間クロストークのモードフィールド径依存性を示すグラフである。It is a graph which shows the mode field diameter dependence of crosstalk between cores. ２つのコアの軸ずれ量が０μｍである場合に関して、接続損失のモードフィールド径依存性を示すグラフでる。It is a graph which shows the mode field diameter dependence of a connection loss regarding the case where the axial deviation | shift amount of two cores is 0 micrometer. 接続損失の軸ずれ量依存性を示すグラフである。It is a graph which shows the amount of axial deviation dependence of a connection loss. 波長１．５５μｍにおける２コア間クロストークのコア間距離依存性を示すグラフである。It is a graph which shows the distance dependence between cores of the crosstalk between 2 cores in wavelength 1.55micrometer. 波長１．５５μｍにおける被覆への吸収損失のクラッド厚依存性を示すグラフである。It is a graph which shows the cladding thickness dependence of the absorption loss to the coating | coated in wavelength 1.55micrometer. 六方最密配置、単リング配置、正方格子配置のそれぞれについて、収容可能なコア数ｍをクラッド径の関数として表したグラフである。It is the graph which represented the number m of cores which can be accommodated as a function of a clad diameter about each of hexagonal close-packed arrangement, single ring arrangement, and square lattice arrangement. 破断確率の曲げ直径依存性を示すグラフである。It is a graph which shows the bending diameter dependence of a fracture probability. 波長１３６０ｎｍにおける２コア間クロストークのコア間距離依存性を示すグラフである。It is a graph which shows the distance dependence between cores of the crosstalk between 2 cores in wavelength 1360nm. 波長１３６０ｎｍにおける被覆への吸収損失のクラッド厚依存性を示すグラフである。It is a graph which shows the cladding thickness dependence of the absorption loss to the coating | coated in wavelength 1360nm. マルチコアファイバの断面図である。（ａ）、（ｂ）、及び（ｄ）は、コア配置が正方格子配置である場合の断面図である。（ｂ）は、コア配置が六方最密配置である場合の断面図である。It is sectional drawing of a multi-core fiber. (A), (b), (d) is sectional drawing in case a core arrangement | positioning is a tetragonal lattice arrangement | positioning. (B) is sectional drawing in case a core arrangement | positioning is a hexagonal close-packed arrangement. （ａ）は、マルチコアファイバにシングルモードファイバを融着接続する際の接続損失の加熱時間（放電時間）依存性を示したグラフである。（ｂ）は、マルチコアファイバ同士を融着接続する際の接続損失の軸ずれ量依存性を示したグラフである。(A) is the graph which showed the heating time (discharge time) dependence of the connection loss at the time of carrying out the fusion | fusion connection of the single mode fiber to a multi-core fiber. (B) is the graph which showed the amount-of-axis deviation dependence of the connection loss at the time of carrying out the fusion splicing of multi-core fibers. マルチコアファイバを含む光コネクタの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the optical connector containing a multi-core fiber. マルチコアファイバを含むファンイン／ファンアウトデバイスの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the fan in / fan out device containing a multi-core fiber. （ａ）は、各内側クラッドに同じ濃度のドーパントを添加した場合に得られる、接続損失の回転角度ずれ依存性を示すグラフである。（ｂ）は、内層のコアを覆う内側クラッドに添加するドーパントの濃度を外層のコアを覆う内側クラッドに添加するドーパントの濃度よりも低くした場合に得られる、接続損失の回転角度ずれ依存性を示すグラフである。(A) is a graph which shows the rotation angle shift | offset | difference dependence of a connection loss obtained when the dopant of the same density | concentration is added to each inner clad. (B) shows the rotational angle shift dependency of the splice loss obtained when the concentration of the dopant added to the inner cladding covering the inner core is lower than the concentration of the dopant added to the inner cladding covering the outer core. It is a graph to show. 第４の変形例に係るマルチコアファイバ１の屈折率分布を示すグラフである。It is a graph which shows the refractive index distribution of the multi-core fiber 1 which concerns on a 4th modification. 第５の変形例に係るマルチコアファイバ１の屈折率分布を示すグラフである。It is a graph which shows the refractive index distribution of the multi-core fiber 1 which concerns on a 5th modification.

（マルチコアファイバの構造）
本発明の一実施形態に係るマルチコアファイバの構造について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、端部を熱コア拡大する前のマルチコアファイバ１の構造を示し、図２は、端部を熱コア拡大した後のマルチコアファイバ１の構造を示す。 (Multi-core fiber structure)
A structure of a multi-core fiber according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows the structure of the multi-core fiber 1 before the end portion is expanded in the thermal core, and FIG. 2 shows the structure of the multi-core fiber 1 after the end portion is expanded in the thermal core.

まず、端部を熱コア拡大する前のマルチコアファイバ１の構造について、図１を参照して説明する。図１の（ａ）は、端部を熱コア拡大する前のマルチコアファイバ１の側面図である。図１の（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）は、端部を熱コア拡大する前のマルチコアファイバ１の断面図である。なお、図１の（ｂ）に示すＡＡ’断面は、マルチコアファイバ１の長手軸に直交する断面のうち、図１の（ａ）に示すＡＡ’線を含む断面である。図１の（ｃ）に示すＣＣ’断面は、マルチコアファイバ１の長手軸に直交する断面のうち、図１の（ａ）に示すＣＣ’線を含む断面である。図１の（ｄ）に示すＢＢ’断面は、マルチコアファイバ１の長手軸に直交する断面のうち、図１の（ａ）に示すＢＢ’線を含む断面である。 First, the structure of the multicore fiber 1 before expanding the thermal core at the end will be described with reference to FIG. (A) of FIG. 1 is a side view of the multi-core fiber 1 before expanding the thermal core at the end. (B), (c), and (d) of FIG. 1 are cross-sectional views of the multi-core fiber 1 before the end portion is expanded in the thermal core. The cross section AA ′ shown in FIG. 1B is a cross section including the AA ′ line shown in FIG. 1A among the cross sections orthogonal to the longitudinal axis of the multi-core fiber 1. The CC ′ cross section shown in FIG. 1C is a cross section including the CC ′ line shown in FIG. 1A among the cross sections orthogonal to the longitudinal axis of the multi-core fiber 1. The BB ′ cross section shown in FIG. 1D is a cross section including the BB ′ line shown in FIG. 1A among the cross sections orthogonal to the longitudinal axis of the multi-core fiber 1.

図１に示すように、マルチコアファイバ１は、コア群１１と、クラッド１２と、を備えている。コア群１１は、ｍ個（ｍは２以上の自然数）のコア１１ａ１〜１１ａｍにより構成されている。クラッド１２は、ｍ個の内側クラッド１２ａ１〜１２ａｍと、ｍ個の内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂｍと、外側クラッド１２ｃと、により構成されている。これらの構造は、マルチコアファイバ１の基材に各種ドーパントを添加することによって形成されている。本実施形態においては、マルチコアファイバ１の基材として、石英ガラスを用いている。 As shown in FIG. 1, the multicore fiber 1 includes a core group 11 and a clad 12. The core group 11 includes m cores 11a1 to 11am (m is a natural number of 2 or more). The clad 12 includes m inner clads 12a1 to 12am, m inner clads 12b1 to 12bm, and an outer clad 12c. These structures are formed by adding various dopants to the base material of the multi-core fiber 1. In the present embodiment, quartz glass is used as the base material of the multi-core fiber 1.

なお、図１においては、コア数ｍが２である場合を例としてマルチコアファイバ１の構造を示しているが、これに限定されない。すなわち、コア数ｍは、３以上であってもよい。なお、コア数ｍが３以上の場合のコア１１ａ１〜１１ａｍの配置については、参照する図面を代えて後述する。 In FIG. 1, the structure of the multicore fiber 1 is shown by taking the case where the number of cores m is 2 as an example, but the present invention is not limited to this. That is, the number m of cores may be 3 or more. The arrangement of the cores 11a1 to 11am when the number of cores m is 3 or more will be described later with reference to another drawing.

コア１１ａｉ（ｉは１以上ｍ以下の自然数）は、マルチコアファイバ１の長手方向に延在する円柱状の領域である。コア１１ａｉの断面の外周は、半径Ｒ１の円によって近似することができる。この半径Ｒ１のことを、以下、「コア径」と記載する。コア１１ａ１〜１１ａｍの屈折率ｎ１は、マルチコアファイバ１の基材の屈折率ｎ０よりも高い。 The core 11ai (i is a natural number of 1 to m) is a cylindrical region extending in the longitudinal direction of the multicore fiber 1. The outer periphery of the cross section of the core 11ai can be approximated by a circle having a radius R1. This radius R1 is hereinafter referred to as “core diameter”. The refractive index n1 of the cores 11a1 to 11am is higher than the refractive index n0 of the base material of the multicore fiber 1.

コア１１ａｉは、マルチコアファイバ１の基材に第１ドーパントを添加することによって形成されている。第１ドーパントは、アップドーパントである。ただし、後述する通り、第１ドーパントは、ダウンドーパントであってもよい。ここで、アップドーパントとは、マルチコアファイバ１の基材の屈折率を上昇させる作用を有するドーパントのことを指す。第１ドーパントとして利用可能なアップドーパントとしては、例えば、ゲルマニウム（Ｇｅ）、リン（Ｐ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ_２）、塩素（Ｃｌ）、又はこれらの混合物が挙げられる。本実施形態においては、第１ドーパントとして、ゲルマニウムを用いている。また、本実施形態においては、コア１１ａｉには、第１ドーパントとして少なくとも１種類の第１ドーパントが添加されているが、２種類以上のドーパントが添加されていてもよい。また、本実施形態においては、コア１１ａｉには、少なくともアップドーパントである第１ドーパントが添加されているが、これに限定されない。すなわち、コア１１ａｉには、第１ドーパントが添加されていなくてもよく、後述するダウンドーパントである第１ドーパントが添加されていてもよい。なお、この場合、当該コア１１ａｉの周囲に存在する後述の内側クラッド１２ａｉまたは内側クラッド１２ｂｉには、コアに熱拡散するドーパントが少なくとも添加されている。 The core 11ai is formed by adding a first dopant to the base material of the multicore fiber 1. The first dopant is an updopant. However, as will be described later, the first dopant may be a downdopant. Here, the updopant refers to a dopant having an action of increasing the refractive index of the base material of the multicore fiber 1. Examples of the updopant that can be used as the first dopant include germanium (Ge), phosphorus (P), aluminum (Al), titanium (Ti), germanium oxide (GeO ₂ ), chlorine (Cl), or a mixture thereof. Is mentioned. In this embodiment, germanium is used as the first dopant. Further, in the present embodiment, at least one type of first dopant is added to the core 11ai as the first dopant, but two or more types of dopant may be added. In the present embodiment, at least the first dopant, which is an updopant, is added to the core 11ai, but the present invention is not limited to this. That is, the first dopant may not be added to the core 11ai, and a first dopant that is a downdopant described later may be added. In this case, at least a dopant that thermally diffuses into the core is added to the inner cladding 12ai or the inner cladding 12bi, which will be described later, present around the core 11ai.

なお、マルチコアファイバ１は、非結合型のマルチコアファイバである。ここで、マルチコアファイバ１が非結合型であるとは、ｍ個のコア１１ａ１〜１１ａｍから任意に選択された２つのコア１１ａｉ，１１ａｊ（ｊは１以上ｍ以下のｉとは異なる自然数）について、コア１１ａｉの導波モードとコア１１ａｊの導波モードとの間の相互作用が十分に小さいこと（例えば、コア１１ａｉとコア１１ａｊとの間のクロストークが−３０ｄＢ以下であること）を指す。これは、ｍ個のコア１１ａ１〜１１ａｍを用いてｍ個の光信号を独立に伝送し得ること意味する。 The multicore fiber 1 is an uncoupled multicore fiber. Here, that the multi-core fiber 1 is non-coupled is about two cores 11ai and 11aj (j is a natural number different from i of 1 or more and m or less) arbitrarily selected from m cores 11a1 to 11am. This means that the interaction between the waveguide mode of the core 11ai and the waveguide mode of the core 11aj is sufficiently small (for example, the crosstalk between the core 11ai and the core 11aj is −30 dB or less). This means that m optical signals can be independently transmitted using m cores 11a1 to 11am.

内側クラッド１２ａｉ（ｉは１以上ｍ以下の自然数）は、マルチコアファイバ１の長手方向に延在する円筒状の領域であり、マルチコアファイバ１の一方の端部を含む区間Ｉａ（特許請求の範囲における「第１区間」の一例）において、対応するコア１１ａｉの側面を覆っている。内側クラッド１２ａｉの断面の外周は、半径Ｒ２の円によって近似することができる。この半径Ｒ２のことを、以下、「内側クラッド径」と記載する。内側クラッド１２ａｉの屈折率ｎ２は、マルチコアファイバ１の基材の屈折率ｎ０と同一又は実質的に同一である。 The inner cladding 12ai (i is a natural number of 1 to m) is a cylindrical region extending in the longitudinal direction of the multicore fiber 1 and includes a section Ia including one end of the multicore fiber 1 (in the claims) In an example of “first section”, the side surface of the corresponding core 11ai is covered. The outer periphery of the cross section of the inner cladding 12ai can be approximated by a circle having a radius R2. This radius R2 is hereinafter referred to as “inner cladding diameter”. The refractive index n2 of the inner cladding 12ai is the same as or substantially the same as the refractive index n0 of the base material of the multi-core fiber 1.

内側クラッド１２ｂｉ（ｉは１以上ｍ以下の自然数）は、マルチコアファイバ１の長手方向に延在する円筒状の領域であり、マルチコアファイバ１の他方の端部を含む区間Ｉｂ（特許請求の範囲における「第２区間」の一例）において、対応するコア１１ａｉの側面を覆っている。内側クラッド１２ｂｉの断面も、内側クラッド１２ａｉの断面と同様、半径Ｒ２の円によって近似することができる。内側クラッド１２ｂｉの屈折率ｎ２は、マルチコアファイバ１の基材の屈折率ｎ０と同一又は実質的に同一である。 The inner cladding 12bi (i is a natural number of 1 to m) is a cylindrical region extending in the longitudinal direction of the multicore fiber 1 and includes a section Ib including the other end of the multicore fiber 1 (in the claims) In an example of “second section”, the side surface of the corresponding core 11ai is covered. Similarly to the cross section of the inner cladding 12ai, the cross section of the inner cladding 12bi can be approximated by a circle having a radius R2. The refractive index n2 of the inner cladding 12bi is the same as or substantially the same as the refractive index n0 of the base material of the multi-core fiber 1.

内側クラッド１２ａｉ及び内側クラッド１２ｂｉは、マルチコアファイバ１の基材に第２ドーパント及び第３ドーパントを共添加することによって形成されている。第２ドーパントは、熱拡散促進ドーパントである。ここで、熱拡散促進ドーパントとは、コア１１ａｉに添加された第１ドーパントの熱拡散を促進する作用を有するドーパントのことを指す。第２ドーパントは、アップドーパント又はダウンドーパントであり得る。ここで、アップドーパントとは、マルチコアファイバ１の基材の屈折率を上昇させる作用を有するドーパントのことを指し、ダウンドーパントとは、マルチコアファイバ１の基材の屈折率を低下させる作用を有するドーパントのことを指す。第３ドーパントは、アップドーパント又はダウンドーパントである。第２ドーパントが、ダウンドーパントである場合、第３ドーパントとして、アップドーパントが選択される。逆に、第２ドーパントが、アップドーパントである場合、第３ドーパントとして、ダウンドーパントが選択される。内側クラッド１２ａｉ及び内側クラッド１２ｂｉにおける第３ドーパントの添加量は、第３ドーパントによる屈折率上昇量が第２ドーパントによる屈折率低下量を抑制あるいは相殺するように、又は、第３ドーパントによる屈折率低下量が第２ドーパントによる屈折率上昇量を抑制あるいは相殺するように設定されている。一例と挙げると、内側クラッド１２ａｉ及び内側クラッド１２ｂｉにおける第３ドーパントの添加量は、内側クラッド１２ａｉの外側クラッド１２ｃに対する比屈折率差が−０．１％以上＋０．１％以下になるように設定されている。内側クラッド１２ａｉ及び内側クラッド１２ｂｉの屈折率ｎ２がマルチコアファイバ１の基材の屈折率ｎ０と同一又は実質的に同一であるのは、このためである。なお、第３ドーパントは、マルチコアファイバ１の基材の屈折率を上昇又は低下させる作用に加えて、コア１１ａｉに添加された第１ドーパントの熱拡散を促進する作用を有していてもよい。この場合、第３ドーパントの作用によって、コア１１ａｉに添加された第１ドーパントの熱拡散が更に促進される。また、本実施形態においては、内側クラッド１２ａｉ及び内側クラッド１２ｂｉには第２ドーパント及び第３ドーパントが共添加されているが、これに限定されない。すなわち、内側クラッド１２ａｉまたは内側クラッド１２ｂｉには１種類のドーパントのみが添加されていてもよく、例えば、第２ドーパントもしくは第３ドーパントのみが添加されていてもよい。 The inner cladding 12ai and the inner cladding 12bi are formed by co-adding the second dopant and the third dopant to the base material of the multi-core fiber 1. The second dopant is a thermal diffusion promoting dopant. Here, the thermal diffusion promoting dopant refers to a dopant having an action of promoting thermal diffusion of the first dopant added to the core 11ai. The second dopant can be an updopant or a downdopant. Here, the updopant refers to a dopant having an action of increasing the refractive index of the base material of the multicore fiber 1, and the downdopant is a dopant having an action of lowering the refractive index of the base material of the multicore fiber 1. Refers to that. The third dopant is an updopant or a downdopant. When the second dopant is a downdopant, an updopant is selected as the third dopant. Conversely, when the second dopant is an updopant, a downdopant is selected as the third dopant. The addition amount of the third dopant in the inner cladding 12ai and the inner cladding 12bi is such that the refractive index increase by the third dopant suppresses or cancels the refractive index decrease by the second dopant, or the refractive index decrease by the third dopant. The amount is set so as to suppress or cancel the increase in the refractive index due to the second dopant. For example, the addition amount of the third dopant in the inner cladding 12ai and the inner cladding 12bi is set so that the relative refractive index difference between the inner cladding 12ai and the outer cladding 12c is not less than −0.1% and not more than 0.1%. Has been. This is why the refractive index n2 of the inner cladding 12ai and the inner cladding 12bi is the same or substantially the same as the refractive index n0 of the base material of the multi-core fiber 1. The third dopant may have an action of promoting thermal diffusion of the first dopant added to the core 11ai in addition to the action of increasing or decreasing the refractive index of the base material of the multicore fiber 1. In this case, the thermal diffusion of the first dopant added to the core 11ai is further promoted by the action of the third dopant. In the present embodiment, the second dopant and the third dopant are co-added to the inner cladding 12ai and the inner cladding 12bi, but the present invention is not limited to this. That is, only one type of dopant may be added to the inner cladding 12ai or the inner cladding 12bi, for example, only the second dopant or the third dopant may be added.

第２ドーパントとして利用可能な熱拡散促進ドーパントとしては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、フッ素（Ｆ）、又はこれらの混合物が挙げられる。第２ドーパントがマルチコアファイバ１の基材の屈折率を低下させる作用を有している場合、第３ドーパントとして利用可能なドーパントとしては、例えば、アップドーパントであるゲルマニウム（Ｇｅ）、リン（Ｐ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ_２）、塩素（Ｃｌ）、又はこれらの混合物が挙げられる。逆に、第２ドーパントがマルチコアファイバ１の基材の屈折率を上昇させる作用を有している場合、第３ドーパントとして利用可能なドーパントとしては、例えば、ダウンドーパントであるフッ素（Ｆ）、ホウ素（Ｂ）、又はこれらの混合物が挙げられる。本実施形態においては、第２ドーパントとして、マルチコアファイバ１の基材の屈折率を低下させる作用を有するフッ素を用いている。また、本実施形態においては、第３ドーパントとして、アップドーパントであるゲルマニウム及びリンの混合物を用いている。 Examples of the thermal diffusion promoting dopant that can be used as the second dopant include aluminum (Al), fluorine (F), and a mixture thereof. When the second dopant has an action of reducing the refractive index of the base material of the multi-core fiber 1, examples of the dopant usable as the third dopant include germanium (Ge) and phosphorus (P) which are updopants. , Aluminum (Al), titanium (Ti), germanium oxide (GeO ₂ ), chlorine (Cl), or a mixture thereof. On the contrary, when the second dopant has an action of increasing the refractive index of the base material of the multi-core fiber 1, examples of the dopant that can be used as the third dopant include fluorine (F) and boron that are downdopants. (B) or a mixture thereof may be mentioned. In the present embodiment, fluorine having an action of reducing the refractive index of the base material of the multicore fiber 1 is used as the second dopant. In the present embodiment, a mixture of germanium and phosphorus, which are updopants, is used as the third dopant.

外側クラッド１２ｃは、クラッド１２から内側クラッド１２ａ１〜１２ａｍ及び内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂｍを除いた領域であり、マルチコアファイバ１の区間Ｉａ及び区間Ｉｂを除く区間Ｉｃ（特許請求の範囲における「第３区間」の一例）において、コア１１ａ１〜１１ａｍの側面を覆っている。外側クラッド１２ｃの断面の外周は、半径Ｒ３の円によって近似することができる。この半径Ｒ３のことを、以下、「外側クラッド径」又は「クラッド径」と記載する。外側クラッド１２ｃについては、ドーパントの意図的な添加が行われていない。このため、外側クラッド１２ｃの屈折率は、マルチコアファイバ１の基材の屈折率ｎ０と同一又は実質的に同一である。 The outer cladding 12c is a region obtained by removing the inner claddings 12a1 to 12am and the inner claddings 12b1 to 12bm from the cladding 12, and is a section Ic excluding the section Ia and the section Ib of the multicore fiber 1 (the “third section” in the claims). In an example), the side surfaces of the cores 11a1 to 11am are covered. The outer periphery of the cross section of the outer cladding 12c can be approximated by a circle having a radius R3. This radius R3 is hereinafter referred to as “outer cladding diameter” or “cladding diameter”. The outer clad 12c is not intentionally added with a dopant. For this reason, the refractive index of the outer cladding 12 c is the same as or substantially the same as the refractive index n 0 of the base material of the multi-core fiber 1.

マルチコアファイバ１の端部を加熱すると、マルチコアファイバ１の端部において熱コア拡大が生じる。ここで、熱コア拡大とは、コア１１ａｉに添加された第１ドーパントの熱拡散により、コア１１ａｉのモードフィールド径が拡大することを指す。なお、コア１１ａｉのモードフィールド径とは、コア１１ａｉを導波される基本モード光のモードフィールド径のことを指す。マルチコアファイバ１の端部において熱コア拡大が生じると、マルチコアファイバ１の端部における各コア１１ａｉのモードフィールド径が、マルチコアファイバ１の端部以外の部分（以下、「中間部」と記載する）におけるコア１１ａｉのモードフィールド径よりも大きくなる。ここで、マルチコアファイバ１の端部、すなわち、モードフィールド径の拡大が生じる区間は、区間Ｉａ，Ｉｂのうち少なくとも一部の区間を指し、（１）上述した区間Ｉａ，Ｉｂに包含される、区間Ｉａ，Ｉｂよりも短い区間であってもよいし、（２）上述した区間Ｉａ，Ｉｂを包含する、区間Ｉａ，Ｉｂよりも長い区間であってもよい。同様に、マルチコアファイバ１の中間部、すなわち、モードフィールド径の拡大が生じない区間は、区間Ｉｃのうち少なくとも一部の区間を指し、（１）上述した区間Ｉｃに包含される、区間Ｉｃよりも短い区間であってもよいし、（２）上述した区間Ｉｃを包含する、区間Ｉｃよりも長い区間であってもよい。なお、マルチコアファイバ１の端部を加熱する目的としては、例えば、マルチコアファイバ１の端部を他の光ファイバの端部に融着することが挙げられる。ただし、マルチコアファイバ１の端部を加熱する目的は、これに限定されるものではない。 When the end of the multi-core fiber 1 is heated, the thermal core expands at the end of the multi-core fiber 1. Here, expansion of the thermal core refers to expansion of the mode field diameter of the core 11ai due to thermal diffusion of the first dopant added to the core 11ai. The mode field diameter of the core 11ai refers to the mode field diameter of the fundamental mode light guided through the core 11ai. When the thermal core expands at the end of the multicore fiber 1, the mode field diameter of each core 11ai at the end of the multicore fiber 1 is a portion other than the end of the multicore fiber 1 (hereinafter referred to as “intermediate portion”). Becomes larger than the mode field diameter of the core 11ai. Here, the end of the multi-core fiber 1, that is, the section where the expansion of the mode field diameter refers to at least a part of the sections Ia and Ib, and (1) is included in the sections Ia and Ib described above. The section may be shorter than the sections Ia and Ib, or (2) may be a section longer than the sections Ia and Ib including the sections Ia and Ib described above. Similarly, the middle part of the multi-core fiber 1, that is, the section where the mode field diameter does not increase refers to at least a part of the section Ic. (1) From the section Ic included in the section Ic described above. May be a short section, or (2) a section longer than the section Ic including the section Ic described above. The purpose of heating the end portion of the multi-core fiber 1 is, for example, fusing the end portion of the multi-core fiber 1 to the end portion of another optical fiber. However, the purpose of heating the end of the multi-core fiber 1 is not limited to this.

端部を熱コア拡大した後のマルチコアファイバ１の構造を模式的に表せば、図２のようになる。図２の（ａ）は、端部を熱コア拡大した後のマルチコアファイバ１の側面図である。図２の（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）は、端部を熱コア拡大した後のマルチコアファイバ１の断面図である。なお、図２の（ｂ）に示すＡＡ’断面は、マルチコアファイバ１の長手軸に直交する断面のうち、図２の（ａ）に示すＡＡ’線を含む断面である。図２の（ｃ）に示すＣＣ’断面は、マルチコアファイバ１の長手軸に直交する断面のうち、図２の（ａ）に示すＣＣ’線を含む断面である。図２の（ｄ）に示すＢＢ’断面は、マルチコアファイバ１の長手軸に直交する断面のうち、図２の（ａ）に示すＢＢ’線を含む断面である。 A schematic representation of the structure of the multi-core fiber 1 after expanding the thermal core at the end is as shown in FIG. FIG. 2A is a side view of the multi-core fiber 1 after expanding the thermal core at the end. 2B, 2C, and 2D are cross-sectional views of the multi-core fiber 1 after the end portion is expanded in the thermal core. The cross section AA ′ shown in FIG. 2B is a cross section including the AA ′ line shown in FIG. 2A among the cross sections orthogonal to the longitudinal axis of the multi-core fiber 1. The CC ′ cross section shown in FIG. 2C is a cross section including the CC ′ line shown in FIG. 2A among the cross sections orthogonal to the longitudinal axis of the multi-core fiber 1. The BB ′ cross section shown in FIG. 2D is a cross section including the BB ′ line shown in FIG. 2A among the cross sections orthogonal to the longitudinal axis of the multi-core fiber 1.

端部を熱コア拡大した後のマルチコアファイバ１においては、コア１１ａｉに添加された第１ドーパント、並びに、内側クラッド１２ａｉ及び内側クラッド１２ｂｉに添加された第２ドーパント及び第３ドーパントが熱拡散している。それ故、コア１１ａｉと内側クラッド１２ａｉとの境界、コア１１ａｉと内側クラッド１２ｂｉとの境界、内側クラッド１２ａｉと外側クラッド１２ｃとの境界、及び、内側クラッド１２ｂｉと外側クラッド１２ｃとの境界を、一義的に定めることは困難である。このため、図２においては、コア１１ａｉ、内側クラッド１２ａｉ、内側クラッド１２ｂｉ、及び外側クラッド１２ｃを図示する代わりに、導波される基本モード光のパワーがコア１１ａｉの中心軸を導波される光のパワーの１／ｅ^２以上になる領域１１ａｉ’を図示している。ここで、ｅは、自然対数の底である。コア１１ａｉのモードフィールド径とは、領域１１ａｉ’の断面の直径のことを指す。また、コア１１ａｉのモードフィールド半径とは、領域１１ａｉ’の断面の半径のことを指す。 In the multi-core fiber 1 after expanding the thermal core at the end, the first dopant added to the core 11ai and the second and third dopants added to the inner cladding 12ai and the inner cladding 12bi are thermally diffused. Yes. Therefore, the boundary between the core 11ai and the inner cladding 12ai, the boundary between the core 11ai and the inner cladding 12bi, the boundary between the inner cladding 12ai and the outer cladding 12c, and the boundary between the inner cladding 12bi and the outer cladding 12c are uniquely defined. It is difficult to determine. Therefore, in FIG. 2, instead of illustrating the core 11ai, the inner cladding 12ai, the inner cladding 12bi, and the outer cladding 12c, the light of the guided fundamental mode light is guided along the central axis of the core 11ai. A region 11ai ′ that is 1 / e ² or more of the power of is shown. Here, e is the base of the natural logarithm. The mode field diameter of the core 11ai refers to the diameter of the cross section of the region 11ai ′. The mode field radius of the core 11ai refers to the radius of the cross section of the region 11ai ′.

なお、端部を熱コア拡大した後のマルチコアファイバ１においては、端部と中間部との境界において、各コア１１ａｉのモードフィールド径が該コア１１ａｉの軸方向に対して滑らかに変化する。これに対して、コア径の大きいマルチコアファイバとコア径の小さいマルチコアファイバとを融着接続することにより得られたマルチコアファイバにおいては、融着接続点において、各コアのモードフィールド径が該コアの軸方向に対して不連続に変化する。この点で、端部を熱コア拡大した後のマルチコアファイバ１と、コア径の大きいマルチコアファイバとコア径の小さいマルチコアファイバとを融着接続することにより得られたマルチコアファイバとは、物としての構造が異なる。また、コア径の大きいマルチコアファイバとコア径の小さいマルチコアファイバとを融着接続することにより得られたマルチコアファイバは、内部に融着接続点を含むので、内部の融着接続点において生じ得る損失を免れることが困難である。これに対して、端部を熱コア拡大した後のマルチコアファイバ１は、内部に融着接続点を含む必要がないので、内部の融着接続点において生じ得る損失を免れることが容易となり得る。この点で、端部を熱コア拡大した後のマルチコアファイバ１は、コア径の大きいマルチコアファイバとコア径の小さいマルチコアファイバとを融着接続することにより得られたマルチコアファイバよりも優れている。なお、本実施形態に係るマルチコアファイバ１は、区間Ｉａを構成するマルチコアファイバと区間Ｉｃを構成するマルチコアファイアとを融着接続すると共に、区間Ｉｂを構成するマルチコアファイバと区間Ｉｃを構成するマルチコアファイアとを融着接続することによって製造される場合がある（後述する実施例３のマルチコアファイバＣ参照）。このように製造されたマルチコアファイバ１の内部には、融着接続点が含まれる。しかしながら、これらの融着接続点では、直径の等しいコア同士が結合されることになる。また、区間ＩｂおよびＩｃの一方又は両方において、端部と中間部との境界から離間された位置に各コア１１ａｉのモードフィールド径の変化が始まる変化開始点が存在している（上記の説明では、各コア１１ａｉのうち全てのコアについて、区間ＩｂおよびＩｃの一方又は両方において、端部と中間部との境界から離間された位置に上述した変化開始点が存在しているが、各コア１１ａｉのうち少なくとも１つのコアについて、区間ＩｂおよびＩｃの一方又は両方において、端部と中間部との境界から離間された位置に上述した変化開始点が存在していてもよい。）。したがって、これらの融着接続点において生じ得る損失は、上記の通り、コア径の大きいマルチコアファイバとコア径の小さいマルチコアファイバとを融着接続することにより得られたマルチコアファイバにおいて、直径の異なるコア同士が結合される融着接続点において生じ得る損失よりも小さくなり易い。したがって、このように製造されたマルチコアファイバ１についても、コア径の大きいマルチコアファイバとコア径の小さいマルチコアファイバとを融着接続することにより得られたマルチコアファイバよりも優れている。 Note that, in the multi-core fiber 1 after expanding the thermal core at the end portion, the mode field diameter of each core 11ai smoothly changes with respect to the axial direction of the core 11ai at the boundary between the end portion and the intermediate portion. In contrast, in a multi-core fiber obtained by fusion splicing of a multi-core fiber having a large core diameter and a multi-core fiber having a small core diameter, the mode field diameter of each core at the fusion splice point is It changes discontinuously with respect to the axial direction. In this respect, the multi-core fiber 1 obtained by fusion-bonding the multi-core fiber 1 whose end portion has been expanded with the thermal core, the multi-core fiber having a large core diameter, and the multi-core fiber having a small core diameter is The structure is different. In addition, since the multi-core fiber obtained by fusion splicing a multi-core fiber having a large core diameter and a multi-core fiber having a small core diameter includes a fusion splice point inside, a loss that may occur at the internal fusion splice point. It is difficult to escape. On the other hand, since the multi-core fiber 1 after expanding the thermal core at the end portion does not need to include a fusion splicing point inside, it can be easy to avoid a loss that may occur at the inner fusion splicing point. In this respect, the multi-core fiber 1 after expanding the thermal core at the end is superior to the multi-core fiber obtained by fusion-connecting a multi-core fiber having a large core diameter and a multi-core fiber having a small core diameter. The multi-core fiber 1 according to the present embodiment fusion-connects the multi-core fiber constituting the section Ia and the multi-core fire constituting the section Ic, and multi-core fire constituting the section Ib and the multi-core fiber constituting the section Ib. Are fusion spliced together (see multi-core fiber C of Example 3 described later). A fusion splice point is included in the multi-core fiber 1 manufactured in this way. However, at these fusion splicing points, cores having the same diameter are joined together. Further, in one or both of the sections Ib and Ic, there is a change start point at which the mode field diameter of each core 11ai starts to change at a position separated from the boundary between the end and the intermediate portion (in the above description, For all of the cores 11ai, the change start point described above exists at a position separated from the boundary between the end and the middle in one or both of the sections Ib and Ic. For at least one of the cores, the above-described change start point may exist at a position separated from the boundary between the end portion and the intermediate portion in one or both of the sections Ib and Ic. Therefore, as described above, the loss that can occur at these fusion splicing points is the same as the cores having different diameters in the multi-core fiber obtained by fusion-bonding the multi-core fiber having a large core diameter and the multi-core fiber having a small core diameter. It tends to be smaller than the loss that can occur at the fusion splicing point where they are joined together. Therefore, the multi-core fiber 1 manufactured in this way is also superior to the multi-core fiber obtained by fusion-bonding a multi-core fiber having a large core diameter and a multi-core fiber having a small core diameter.

なお、図２に示す熱コア拡大後のマルチコアファイバ１を得るために、図１に示す熱コア拡大前のマルチコアファイバ１において、内側クラッド１２ａ１〜１２ａｍ及び内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂｍを設けることは、必須ではない。また、熱コア拡大前のマルチコアファイバ１において、コア１１ａ１〜１１ａｍの周辺に第２ドーパント及び第３ドーパントを添加することは、必須ではない。なぜなら、第２ドーパントまたは第３ドーパントの助けを借りずとも、コア１１ａ１〜１１ａｍに添加された第１ドーパントは、加熱により拡散するからである。ただし、熱コア拡大前のマルチコアファイバ１において、コア１１ａ１〜１１ａｍの周辺に第２ドーパント及び第３ドーパントを添加することによって、マルチコアファイバ１の端部における第１ドーパントの熱拡散速度を大きくすることができる。したがって、熱コア拡大前のマルチコアファイバ１において、コア１１ａ１〜１１ａｍの周辺に第２ドーパント及び第３ドーパントを添加することによって、コア１１ａ１〜１１ａｍのモードフィールド径を所定の大きさまで拡大するために要する加熱時間を短くすることができる。 In order to obtain the multi-core fiber 1 after the thermal core expansion shown in FIG. 2, it is essential to provide the inner cladding 12a1-12am and the inner cladding 12b1-12bm in the multi-core fiber 1 before the thermal core expansion shown in FIG. is not. Moreover, in the multi-core fiber 1 before expansion of the thermal core, it is not essential to add the second dopant and the third dopant around the cores 11a1 to 11am. This is because the first dopant added to the cores 11a1 to 11am diffuses by heating without the help of the second dopant or the third dopant. However, in the multi-core fiber 1 before the expansion of the thermal core, the thermal diffusion rate of the first dopant at the end of the multi-core fiber 1 is increased by adding the second dopant and the third dopant around the cores 11a1 to 11am. Can do. Therefore, in the multi-core fiber 1 before expansion of the thermal core, it is necessary to expand the mode field diameter of the cores 11a1 to 11am to a predetermined size by adding the second dopant and the third dopant around the cores 11a1 to 11am. The heating time can be shortened.

（コアの配置）
マルチコアファイバ１において取り得るコア１１ａ１〜１１ａｍの配置について、図３を参照して説明する。マルチコアファイバ１において取り得るコア１１ａ１〜１１ａｍの配置としては、例えば、六方最密配置、単リング配置、又は正方格子配置が挙げられる。 (Core placement)
The arrangement | positioning of the cores 11a1-11am which can be taken in the multi-core fiber 1 is demonstrated with reference to FIG. Examples of the arrangement of the cores 11a1 to 11am that can be taken in the multicore fiber 1 include a hexagonal close-packed arrangement, a single ring arrangement, and a tetragonal lattice arrangement.

図３の（ａ）は、コア１１ａ１〜１１ａｍが六方最密配置されたマルチコアファイバ１の断面図である。コア１１ａ１〜１１ａｍが六方最密配置されている場合、各コア１１ａｉに隣接する隣接コア数は６である。図３の（ａ）においては、コア数ｍが７である場合を例示している。この場合、１つのコア１１ａ１が、マルチコアファイバ１の中心に配置され、残り６個のコア１１ａ２〜１１ａ７が、コア１１ａ１を中心とする円周上に等間隔配置される。 FIG. 3A is a cross-sectional view of the multi-core fiber 1 in which the cores 11a1 to 11am are arranged in a hexagonal close-packed manner. When the cores 11a1 to 11am are arranged in a hexagonal close-packed manner, the number of adjacent cores adjacent to each core 11ai is six. FIG. 3A illustrates a case where the number of cores m is 7. In this case, one core 11a1 is arranged at the center of the multi-core fiber 1, and the remaining six cores 11a2 to 11a7 are arranged at equal intervals on the circumference centering on the core 11a1.

図３の（ｂ）は、コア１１ａ１〜１１ａｍが単リング配置されたマルチコアファイバ１の断面図である。コア１１ａ１〜１１ａｍが単リング配置されている場合、各コア１１ａｉに隣接する隣接コア数は２である。図３の（ｂ）においては、コア数ｍが９である場合を例示している。この場合、９個のコア１１ａ１〜１１ａ９が、マルチコアファイバ１の中心を取り囲む円周上に等間隔配置される。 FIG. 3B is a cross-sectional view of the multi-core fiber 1 in which the cores 11a1 to 11am are arranged in a single ring. When the cores 11a1 to 11am are arranged in a single ring, the number of adjacent cores adjacent to each core 11ai is two. FIG. 3B illustrates a case where the number of cores m is 9. In this case, the nine cores 11 a 1 to 11 a 9 are arranged at equal intervals on the circumference surrounding the center of the multi-core fiber 1.

図３の（ｃ）は、コア１１ａ１〜１１ａｍが正方格子配置されたマルチコアファイバ１の断面図である。コア１１ａ１〜１１ａｍが正方格子配置されている場合、各コア１１ａｉに隣接する隣接コア数は４である。図３の（ｂ）においては、コア数ｍが１２である場合を例示している。この場合、内層を構成する４個のコア１１ａ１〜１１ａ４と、外層を構成する８個のコア１１ａ５〜１１ａ１２とが、正方格子の格子点上に配置される。 FIG. 3C is a cross-sectional view of the multi-core fiber 1 in which the cores 11a1 to 11am are arranged in a square lattice. When the cores 11a1 to 11am are arranged in a square lattice, the number of adjacent cores adjacent to each core 11ai is four. FIG. 3B illustrates a case where the number of cores m is 12. In this case, the four cores 11a1 to 11a4 constituting the inner layer and the eight cores 11a5 to 11a12 constituting the outer layer are arranged on lattice points of a square lattice.

（コア間クロストークとモードフィールド径との関係）
ここで、マルチコアファイバにおけるコア間クロストークとモードフィールド径との関係について、図４を参照して説明する。ここで、コア間クロストークとは、１つのマルチコアファイバに含まれる複数のコア同士のクロストークのことを指す。図４は、コアの屈折率分布が単峰形であり、コアの理論カットオフ波長が１２６０ｎｍであり、コア間距離が３５μｍであるマルチコアファイバにおいて、波長１５５０ｎｍの光を２ｋｍ伝送した場合に生じる２コア間のコア間クロストークのモードフィールド径依存性を示すグラフである。なお、図４に示すグラフにおいては、波長１３１０ｎｍにおけるコアのモードフィールド径を横軸に取っている。 (Relationship between crosstalk between cores and mode field diameter)
Here, the relationship between the inter-core crosstalk and the mode field diameter in the multicore fiber will be described with reference to FIG. Here, inter-core crosstalk refers to crosstalk between a plurality of cores included in one multicore fiber. FIG. 4 is a diagram showing a case in which light having a wavelength of 1550 nm is transmitted by 2 km in a multicore fiber in which the refractive index distribution of the core is unimodal, the theoretical cutoff wavelength of the core is 1260 nm, and the distance between the cores is 35 μm. It is a graph which shows the mode field diameter dependence of the crosstalk between cores between cores. In the graph shown in FIG. 4, the horizontal axis represents the mode field diameter of the core at a wavelength of 1310 nm.

図４によれば、以下のことが分かる。すなわち、コア間クロストークを小さくするためには、コアのモードフィールド径を小さくすればよい。例えば、コアのモードフィールド径をＩＴＵ−ＴＧ．６５２又はＩＴＵ−ＴＧ．６５７における規定値８．６μｍ程度に設定すると、コア間クロストークは−１０ｄＢ程度の大きな値となる。これに対して、例えば、コアのモードフィールド径を５μｍ程度に設定すると、コア間クロストークは−７０ｄＢ程度の小さな値になる。 As can be seen from FIG. That is, in order to reduce the inter-core crosstalk, the core mode field diameter may be reduced. For example, the mode field diameter of the core is set to ITU-TG. 652 or ITU-TG When the specified value at 657 is set to about 8.6 μm, the inter-core crosstalk becomes a large value of about −10 dB. On the other hand, for example, when the mode field diameter of the core is set to about 5 μm, the inter-core crosstalk becomes a small value of about −70 dB.

なお、マルチコアファイバの設計にあたっては、最外層コアを伝搬する光の被覆への吸収も考慮に入れる必要がある。実際、最外層コアから被覆までの距離が近い場合には、最外層コアにおける損失が増大することがある。したがって、最外層コアから被覆までの距離は、最外層コアを伝搬する光の被覆への吸収が十分に小さくなるように設定することが好ましい。 In designing a multi-core fiber, it is necessary to take into account absorption of light propagating through the outermost layer core. In fact, when the distance from the outermost core to the coating is short, the loss in the outermost core may increase. Therefore, the distance from the outermost layer core to the coating is preferably set so that the absorption of the light propagating through the outermost layer core into the coating is sufficiently small.

（接続損失とモードフィールド径の関係）
次に、２つの光ファイバのコア同士を接続したときの接続損失とモードフィールド径との関係について、図５及び図６を参照して説明する。 (Relationship between splice loss and mode field diameter)
Next, the relationship between the connection loss and the mode field diameter when two optical fiber cores are connected will be described with reference to FIGS.

２つの光ファイバのコア同士の接続損失は、下記の式（１）により記述される。ここで、ＬＯＳＳは、接続損失であり、Ｗ１は、光の伝搬方向に対して上流側のコアのモードフィールド半径であり、Ｗ２は、光の伝搬方向に対して下流側のコアのモードフィールド半径である。また、ｄは、２つの光ファイバのコア同士の軸ずれ量である。 The connection loss between the cores of two optical fibers is described by the following formula (1). Here, LOSS is a connection loss, W1 is a mode field radius of the core on the upstream side with respect to the light propagation direction, and W2 is a mode field radius of the core on the downstream side with respect to the light propagation direction. It is. D is the amount of axial misalignment between the cores of two optical fibers.

図５は、上流側のコアの波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径（２×Ｗ１）が８．６μｍであり、２つの光ファイバのコア同士の軸ずれ量ｄが０μｍである場合に関して、波長１３１０ｎｍにおける接続損失のモードフィールド径（２×Ｗ２）依存性を示すグラフでる。 FIG. 5 shows a connection at a wavelength of 1310 nm when the mode field diameter (2 × W1) of the upstream core at a wavelength of 1310 nm is 8.6 μm and the axis deviation d between the cores of the two optical fibers is 0 μm. It is a graph which shows the mode field diameter (2xW2) dependence of loss.

図５によれば、以下のことが分かる。すなわち、下流側のコアのモードフィールド径（２×Ｗ２）を小さくすると、２つの光ファイバのコア同士の接続損失が大きくなる。例えば、下流側のコアのモードフィールド径（２×Ｗ２）を５μｍ程度に設定すると、２つの光ファイバのコア同士の軸ずれ量ｄが０μｍであっても、２つの光ファイバのコア同士の波長１３１０ｎｍにおける接続損失は０．６ｄＢ程度の大きな値になる。したがって、接続損失を小さく抑えるためには、下流側のコアのモードフィールド径を、大きな値にすることが好ましい。例えば、波長１３１０ｎｍにおける接続損失を０．１ｄＢ以下に抑えるためには、下流側のコアの波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径を、７．０μｍ以上にすることが好ましい。換言すると、上流側のコアと下流側のコアとのモードフィールド径差を、１．６μｍ以下にすることが好ましい。 As can be seen from FIG. That is, when the mode field diameter (2 × W2) of the core on the downstream side is reduced, the connection loss between the cores of the two optical fibers increases. For example, when the mode field diameter (2 × W2) of the core on the downstream side is set to about 5 μm, the wavelength between the cores of the two optical fibers is equal even if the axial deviation d between the cores of the two optical fibers is 0 μm. The connection loss at 1310 nm is a large value of about 0.6 dB. Therefore, in order to keep the connection loss small, it is preferable to set the mode field diameter of the downstream core to a large value. For example, in order to suppress the connection loss at a wavelength of 1310 nm to 0.1 dB or less, the mode field diameter of the downstream core at a wavelength of 1310 nm is preferably set to 7.0 μm or more. In other words, the difference in mode field diameter between the upstream core and the downstream core is preferably 1.6 μm or less.

図６は、以下のケ−スにおける接続損失の軸ずれ量ｄ依存性を示すグラフである。 FIG. 6 is a graph showing the dependence of the connection loss on the axis deviation d in the following cases.

（ａ）上流側のコアのモードフィールド径（２×Ｗ１）が８．６μｍであり、下流側のコアのモードフィールド径（２×Ｗ２）が８．６μｍである場合、
（ｂ）上流側のコアのモードフィールド径（２×Ｗ１）が８．６μｍであり、下流側のコアのモードフィールド径（２×Ｗ２）が５．０μｍである場合、
（ｃ）上流側のコアのモードフィールド（２×Ｗ１）が５．０μｍであり、下流側のコアのモードフィールド径（２×Ｗ２）が５．０μｍである場合。 (A) When the mode field diameter (2 × W1) of the upstream core is 8.6 μm and the mode field diameter (2 × W2) of the downstream core is 8.6 μm,
(B) When the mode field diameter (2 × W1) of the upstream core is 8.6 μm and the mode field diameter (2 × W2) of the downstream core is 5.0 μm,
(C) The mode field (2 × W1) of the upstream core is 5.0 μm, and the mode field diameter (2 × W2) of the downstream core is 5.0 μm.

図５によれば、以下のことが分かる。すなわち、ケ−ス（ｂ）又は（ｃ）のように下流側のコアのモードフィールド径（２×Ｗ２）が小さい値（ここでは、５．０μｍ）を取る場合には、ケ−ス（ａ）のように下流側のコアのモードフィールド径（２×Ｗ２）が大きい値（ここでは、８．６μｍ）を取る場合と比べて、軸ずれ量ｄに対する接続損失の傾きが大きくなる。つまり、接続損失に対する軸ずれ量ｄのトレランスが小さくなる。逆に、ケ−ス（ａ）のように下流側のコアのモードフィールド径（２×Ｗ２）が大きい値（ここでは、８．６μｍ）を取る場合には、ケ−ス（ｂ）又は（ｃ）のように下流側のコアのモードフィールド径（２×Ｗ２）が小さい値（ここでは、５．０μｍ）を取る場合と比べて、軸ずれ量ｄに対する接続損失の傾きが小さくなる。つまり、接続損失に対する軸ずれ量ｄのトレランスが大きくなる。 As can be seen from FIG. That is, when the mode field diameter (2 × W2) of the downstream core takes a small value (here, 5.0 μm) as in the case (b) or (c), the case (a ), The slope of the connection loss with respect to the axis shift amount d becomes larger than when the mode field diameter (2 × W2) of the downstream core takes a large value (here, 8.6 μm). That is, the tolerance of the axis deviation d with respect to the connection loss is reduced. Conversely, when the mode field diameter (2 × W2) of the downstream core takes a large value (here, 8.6 μm) as in the case (a), the case (b) or ( Compared with the case where the mode field diameter (2 × W2) of the core on the downstream side takes a small value (here, 5.0 μm) as in c), the slope of the connection loss with respect to the axis deviation amount d becomes smaller. That is, the tolerance of the axis deviation amount d with respect to the connection loss is increased.

（マルチコアファイバの効果）
マルチコアファイバのコア間クロストークを小さく抑えるためには、前々節において説明したように、マルチコアファイバの各コアのモードフィールド径を小さくすることが好ましい。一方、マルチコアファイバの各コアと他の光ファイバのコアとの接続損失を小さく抑える、或いは、軸ずれ量のトレランスを大きくするためには、前節において説明したように、マルチコアファイバの各コアのモードフィールド径を大きくすることが好ましい。 (Effect of multi-core fiber)
In order to suppress the crosstalk between the cores of the multicore fiber, it is preferable to reduce the mode field diameter of each core of the multicore fiber, as described in the previous section. On the other hand, in order to reduce the connection loss between each core of the multi-core fiber and the core of another optical fiber, or to increase the tolerance of the misalignment, as described in the previous section, the mode of each core of the multi-core fiber is used. It is preferable to increase the field diameter.

この相反するともいえる要求に応えるために、本実施形態に係る熱コア拡大後のマルチコアファイバ１においては、各コア１１ａｉについて、端部におけるモードフィールド径を、中間部におけるモードフィールド径よりも大きくする構成を採用している。これにより、（１）端部における各コア１１ａｉのモードフィールド径を小さくすることなく、中間部における各コア１１ａｉのモードフィールド径を小さくすること、或いは、（２）中間部における各コア１１ａｉのモードフィールド径を大きくすることなく、端部における各コア１１ａｉのモードフィールド径を大きくすること、が可能になる。したがって、（１）接続損失の増加、又は、軸ずれ量のトレランスの縮小を抑制しながら、コア間クロストークの減少を図ること、或いは、（２）コア間クロストークの増加を抑制しながら、接続損失の増加、又は、軸ずれ量のトレランスの縮小を図ることが可能になる。さらに、各コア１１ａｉについて、端部を熱コア拡大した後のマルチコアファイバ１においては、端部と中間部との境界において、各コア１１ａｉのモードフィールド径が該コア１１ａｉの軸方向に対して滑らかに変化している。これにより、マルチコアファイバ１の内部の融着接続点において生じ得る損失を免れることが容易となり得る。 In order to meet this contradictory requirement, in the multi-core fiber 1 after the expansion of the thermal core according to this embodiment, the mode field diameter at the end of each core 11ai is made larger than the mode field diameter at the intermediate part. The configuration is adopted. Accordingly, (1) the mode field diameter of each core 11ai in the intermediate portion is reduced without reducing the mode field diameter of each core 11ai in the end portion, or (2) the mode of each core 11ai in the intermediate portion. It is possible to increase the mode field diameter of each core 11ai at the end without increasing the field diameter. Therefore, (1) While reducing the increase in connection loss or reducing the tolerance of the axis deviation, while reducing the crosstalk between the cores, or (2) While suppressing the increase in the crosstalk between the cores, It is possible to increase the connection loss or reduce the tolerance of the axis deviation. Furthermore, in each core 11ai, in the multi-core fiber 1 after expanding the thermal core at the end portion, the mode field diameter of each core 11ai is smooth with respect to the axial direction of the core 11ai at the boundary between the end portion and the intermediate portion. Has changed. Thereby, it can be easy to avoid the loss that may occur at the fusion splice point inside the multi-core fiber 1.

例えば、本実施形態に係る熱コア拡大後のマルチコアファイバ１においては、各コア１１ａｉについて、端部における波長１３１０ｎｍでのモードフィールド径を８．２μｍよりも小さくすることなく、中間部における波長１３１０ｎｍでのモードフィールド径を８．２μｍよりも小さくすることができる。これにより、例えば、ＩＴＵ−ＴＧ．６５２又はＩＴＵ−ＴＧ．６５７に従うコアを持つマルチコアファイバやシングルモードファイバなど、波長１３１０ｎｍでのモードフィールド径が８．２μｍ以上である光ファイバがマルチコアファイバ１に接続される場合に、接続損失の増加、又は、軸ずれ量のトレランスの縮小を抑制しながら、コア間クロストークの減少を図ることができる。なお、波長１３１０ｎｍでのモードフィールド径が８．２μｍとなるコアは、波長１５５０ｎｍでのモードフィールド径が９．６μｍ程度となる。したがって、端部における波長１５５０ｎｍでのモードフィールド径を９．６μｍよりも小さくすることなく、中間部における波長１５５０ｎｍでのモードフィールド径を９．６μｍよりも小さくすることによっても、同様の効果が得られる。この熱コア拡大後のマルチコアファイバ１同士を融着接続する場合においても接続損失の増加、又は、軸ずれ量のトレランスの縮小を抑制しながら、コア間クロストークの減少を図ることができる。 For example, in the multi-core fiber 1 after the expansion of the thermal core according to the present embodiment, for each core 11ai, the mode field diameter at the wavelength 1310 nm at the end is not smaller than 8.2 μm, and the wavelength at 1310 nm in the middle is The mode field diameter can be made smaller than 8.2 μm. Thereby, for example, ITU-TG 652 or ITU-TG When an optical fiber having a mode field diameter of 8.2 μm or more at a wavelength of 1310 nm, such as a multi-core fiber having a core according to 657 or a single-mode fiber, is connected to the multi-core fiber 1, an increase in connection loss or an axis deviation amount It is possible to reduce the crosstalk between the cores while suppressing the reduction in tolerance. A core having a mode field diameter of 8.2 μm at a wavelength of 1310 nm has a mode field diameter of about 9.6 μm at a wavelength of 1550 nm. Therefore, the same effect can be obtained by reducing the mode field diameter at the wavelength of 1550 nm in the intermediate portion to less than 9.6 μm without reducing the mode field diameter at the wavelength of 1550 nm in the end portion to less than 9.6 μm. It is done. Even when the multi-core fibers 1 after the expansion of the thermal core are fusion-spliced, it is possible to reduce inter-core crosstalk while suppressing increase in connection loss or reduction in tolerance of the axis deviation.

更に、本実施形態に係る熱コア拡大後のマルチコアファイバ１においては、各コア１１ａｉについて、端部における波長１３１０ｎｍでのモードフィールド径を５．５μｍ以下にすることなく、中間部における波長１３１０ｎｍでのモードフィールド径を５．５μｍ以下にすることができる。これにより、例えば、ＩＴＵ−ＴＧ．６５２又はＩＴＵ−Ｔ
Ｇ．６５７に従うコアを持つマルチコアファイバやシングルモードファイバなど、波長１３１０ｎｍでのモードフィールド径が８．２μｍ以上である光ファイバがマルチコアファイバ１に接続される場合に、接続損失の増加、又は、軸ずれ量のトレランスの縮小を抑制しながら、コア間クロストークを−６０ｄＢ以下にすることができる（図４参照）。なお、波長１３１０ｎｍでのモードフィールド径が５．５μｍとなるコアは、波長１５５０ｎｍでのモードフィールド径が６．３μｍ程度となる。したがって、端部における波長１５５０ｎｍでのモードフィールド径を６．３μｍ以下にすることなく、中間部における波長１５５０ｎｍでのモードフィールド径を６．３μｍ以下にすることによっても、同様の効果が得られる。この熱コア拡大後のマルチコアファイバ１同士を融着接続する場合においても接続損失の増加、又は、軸ずれ量のトレランスの縮小を抑制しながら、コア間クロストークの減少を図ることができる。 Furthermore, in the multi-core fiber 1 after the expansion of the thermal core according to the present embodiment, for each core 11ai, the mode field diameter at the wavelength 1310nm at the end is not less than 5.5 μm, and the wavelength at 1310nm in the middle is The mode field diameter can be 5.5 μm or less. Thereby, for example, ITU-TG 652 or ITU-T
G. When an optical fiber having a mode field diameter of 8.2 μm or more at a wavelength of 1310 nm, such as a multi-core fiber having a core according to 657 or a single-mode fiber, is connected to the multi-core fiber 1, an increase in connection loss or an axis deviation amount The crosstalk between the cores can be reduced to -60 dB or less while suppressing the reduction in tolerance (see FIG. 4). A core having a mode field diameter of 5.5 μm at a wavelength of 1310 nm has a mode field diameter of about 6.3 μm at a wavelength of 1550 nm. Therefore, the same effect can be obtained by setting the mode field diameter at the wavelength 1550 nm in the intermediate portion to 6.3 μm or less without setting the mode field diameter at the wavelength 1550 nm in the end portion to 6.3 μm or less. Even when the multi-core fibers 1 after the expansion of the thermal core are fusion-spliced, it is possible to reduce inter-core crosstalk while suppressing increase in connection loss or reduction in tolerance of the axis deviation.

或いは、本実施形態に係る熱コア拡大後のマルチコアファイバ１においては、各コア１１ａｉについて、中間部における波長１３１０ｎｍでのモードフィールド径を７μｍ以上にすることなく、端部における波長１３１０ｎｍでのモードフィールド径を７μｍ以上にすることができる。これにより、例えば、ＩＴＵ−ＴＧ．６５２又はＩＴＵ−ＴＧ．６５７に従うコアを持つマルチコアファイバやシングルモードファイバなど、波長１３１０ｎｍでのモードフィールド径が８．２μｍ以上である光ファイバがマルチコアファイバ１に接続される場合に、コア間クロストークの増加を抑制しながら、接続損失を０．１ｄＢ以下にすることができる（図５参照）。なお、波長１３１０ｎｍでのモードフィールド径が７μｍとなるコアは、波長１５５０ｎｍでのモードフィールド径が７．９μｍ程度となる。したがって、中間部における波長１５５０ｎｍでのモードフィールド径を７．９μｍ以上にすることなく、端部における波長１５５０ｎｍでのモードフィールド径を７．９μｍ以上にすることによっても、同様の効果が得られる。この熱コア拡大後のマルチコアファイバ１同士を融着接続する場合においても接続損失の増加、又は、軸ずれ量のトレランスの縮小を抑制しながら、コア間クロストークの減少を図ることができる。 Alternatively, in the multi-core fiber 1 after expansion of the thermal core according to the present embodiment, for each core 11ai, the mode field at the wavelength 1310nm at the end is not set to 7 μm or more at the wavelength 1310nm in the middle. The diameter can be 7 μm or more. Thereby, for example, ITU-TG 652 or ITU-TG While an optical fiber having a mode field diameter of 8.2 μm or more at a wavelength of 1310 nm, such as a multicore fiber having a core according to 657 or a single mode fiber, is connected to the multicore fiber 1, it suppresses an increase in crosstalk between cores. The connection loss can be reduced to 0.1 dB or less (see FIG. 5). A core having a mode field diameter of 7 μm at a wavelength of 1310 nm has a mode field diameter of about 7.9 μm at a wavelength of 1550 nm. Therefore, the same effect can be obtained by setting the mode field diameter at the wavelength 1550 nm in the end portion to 7.9 μm or more without setting the mode field diameter at the wavelength 1550 nm in the intermediate portion to 7.9 μm or more. Even when the multi-core fibers 1 after the expansion of the thermal core are fusion-spliced, it is possible to reduce inter-core crosstalk while suppressing increase in connection loss or reduction in tolerance of the axis deviation.

更に、本実施形態に係る熱コア拡大後のマルチコアファイバ１においては、各コア１１ａｉについて、中間部における波長１５５０ｎｍでのモードフィールド径を８．８μｍよりも大きくすることなく、端部における波長１５５０ｎｍでのモードフィールド径を８．８μｍよりも大きくすることができる。これにより、例えばＩＴＵ−ＴＧ．６５４に従うコアを持つマルチコアファイバやシングルモードファイバなど、波長１５５０ｎｍでのモードフィールド径が８．８ｍ以上である光ファイバがマルチコアファイバ１に接続される場合に、コア間クロストークの増加を抑制しながら、接続損失の減少、又は、軸ずれ量のトレランスの拡大を図ることができる。この熱コア拡大後のマルチコアファイバ１同士を融着接続する場合においても接続損失の増加、又は、軸ずれ量のトレランスの縮小を抑制しながら、コア間クロストークの減少を図ることができる。 Furthermore, in the multi-core fiber 1 after the expansion of the thermal core according to the present embodiment, for each core 11ai, the mode field diameter at the wavelength of 1550 nm in the intermediate portion is not larger than 8.8 μm, and the wavelength at the end of 1550 nm is increased. The mode field diameter can be made larger than 8.8 μm. Thereby, for example, ITU-T G. While an optical fiber having a mode field diameter of 8.8 m or more at a wavelength of 1550 nm, such as a multi-core fiber having a core according to 654 or a single-mode fiber, is connected to the multi-core fiber 1, it suppresses an increase in inter-core crosstalk. Therefore, it is possible to reduce the connection loss or increase the tolerance of the axis deviation. Even when the multi-core fibers 1 after the expansion of the thermal core are fusion-spliced, it is possible to reduce inter-core crosstalk while suppressing increase in connection loss or reduction in tolerance of the axis deviation.

〔マルチコアファイバの第１の設計例〕
デ−タセンタ内又はデ−タセンタ間のＣバンド通信への適用を想定した、マルチコアファイバ１の一設計例について説明する。 [First design example of multi-core fiber]
A design example of the multi-core fiber 1 that is assumed to be applied to C-band communication within or between data centers will be described.

まず、各コア１１ａｉについては、マルチコアファイバ１の中間部において、下記の表１に示す光学特性を満たすように設計する。 First, each core 11ai is designed so as to satisfy the optical characteristics shown in Table 1 below in the middle part of the multi-core fiber 1.

上記の表１において、コアΔは、各コア１１ａｉの外側クラッド１２ｃに対する比屈折率差を表す。また、コア半径は、各コア１１ａｉの半径Ｒ１を表す。また、ＭＦＤ＠１．３１μｍは、各コア１１ａｉの波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径を表す。また、ＭＦＤ＠１．５５μｍは、各コア１１ａｉの波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径を表す。また、カットオフ波長は、各コア１１ａｉのカットオフ波長を表す。本設計例においては、中間部における各コア１１ａｉの波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径を、ＩＴＵ−ＴＧ．Ｇ６５２又はＩＴＵ−ＴＧ．Ｇ６５７に従うシングルモードファイバのモードフィールド径（８．２μｍ）よりも小さい、５．５μｍとしている点に留意されたい。 In Table 1 above, the core Δ represents a relative refractive index difference with respect to the outer cladding 12c of each core 11ai. The core radius represents the radius R1 of each core 11ai. [email protected] μm represents the mode field diameter of each core 11ai at a wavelength of 1310 nm. [email protected] μm represents the mode field diameter of each core 11ai at a wavelength of 1550 nm. The cutoff wavelength represents the cutoff wavelength of each core 11ai. In this design example, the mode field diameter at the wavelength of 1310 nm of each core 11ai in the intermediate part is set as ITU-T G.D. G652 or ITU-T G. Note that 5.5 μm, which is smaller than the mode field diameter (8.2 μm) of the single mode fiber according to G657.

各コア１１ａｉが上記の表１を満たすように設計されたマルチコアファイバ１に関して、２コア間クロストークのコア間距離依存性を図７に示し、被覆への吸収損失のクラッド厚依存性を図８に示す。これらは、各コア１１ａｉを伝搬する光の波長を１５６５ｎｍ、マルチコアファイバ１の曲げ半径を５００ｍｍと仮定した数値計算の結果である。１５６５ｎｍは、Ｃバンドで最も長い波長であり、２コア間クロストークと被覆への吸収損失とが最も大きくなる波長と考えられる。 For the multi-core fiber 1 designed so that each core 11ai satisfies Table 1 above, the inter-core distance dependency of crosstalk between two cores is shown in FIG. 7, and the absorption loss dependency on the cladding is shown in FIG. Shown in These are the results of numerical calculations assuming that the wavelength of light propagating through each core 11ai is 1565 nm and the bending radius of the multi-core fiber 1 is 500 mm. 1565 nm is the longest wavelength in the C band, and is considered to be the wavelength at which the crosstalk between the two cores and the absorption loss to the coating are the largest.

なお、マルチコアファイバ１を光通信伝送路として用いる場合には、全てのコア１１ａ１〜１１ａｍを同時に励振する場合が多い。この場合、コア１１ａｉは、コア１１ａｉをのぞくｍ−１個のコアからクロストークを受けることになる。これを合計クロストークと呼ぶと、合計クロストークは、２コア間クロストークよりも大きくなる。このため、この合計クロストークを用いてマルチコアファイバ１の構造を決める必要がある。 When the multi-core fiber 1 is used as an optical communication transmission line, all the cores 11a1 to 11am are often excited simultaneously. In this case, the core 11ai receives crosstalk from m-1 cores excluding the core 11ai. When this is called total crosstalk, the total crosstalk becomes larger than the crosstalk between two cores. For this reason, it is necessary to determine the structure of the multi-core fiber 1 using this total crosstalk.

ファイバ長２ｋｍあたりの合計クロストークが−３０ｄＢ以下になるという条件を満たすコア間距離の下限値、及び、ファイバ長２ｋｍあたりの被覆への吸収損失が０．０１ｄＢ以下になるという条件を満たすクラッド厚の下限値を、図３に示した各コア配置について求めた結果を下記の表２に示す。 Clad thickness that satisfies the condition that the total crosstalk per 2 km of fiber length is -30 dB or less that satisfies the condition that the total distance between cores is -30 dB or less, and the absorption loss to the coating per fiber length of 2 km is 0.01 dB or less Table 2 below shows the results obtained by determining the lower limit value of each core arrangement shown in FIG.

上記の表２によれば、以下のことが分かる。すなわち、コア配置が六方最密配置である場合、コア間距離（各コアの中心からそのコアに最も近いコアの中心までの距離）は３０．７μｍ以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長２ｋｍあたりの合計クロストークを−３０ｄＢ以下に抑えることができる。また、コア配置が単リング配置である場合、コア間距離は２９．９μｍ以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長２ｋｍあたりの合計クロストークを−３０ｄＢ以下に抑えることができる。また、コア配置が正方格子配置であり、コア数ｍが８未満である場合、コア間距離は３０．１μｍ以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長２ｋｍあたりの合計クロストークを−３０ｄＢ以下に抑えることができる。また、コア配置が正方格子配置であり、コア数ｍが８以上である場合、コア間距離は３０．３μｍ以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長２ｋｍあたりの合計クロストークを−３０ｄＢ以下に抑えることができる。 According to Table 2 above, the following can be understood. That is, when the core arrangement is a hexagonal close-packed arrangement, the inter-core distance (the distance from the center of each core to the center of the core closest to the core) is preferably 30.7 μm or more. Thereby, the total crosstalk per 2 km of fiber length can be suppressed to -30 dB or less. When the core arrangement is a single ring arrangement, the inter-core distance is preferably 29.9 μm or more. Thereby, the total crosstalk per 2 km of fiber length can be suppressed to -30 dB or less. When the core arrangement is a square lattice arrangement and the number m of cores is less than 8, the inter-core distance is preferably 30.1 μm or more. Thereby, the total crosstalk per 2 km of fiber length can be suppressed to -30 dB or less. Further, when the core arrangement is a square lattice arrangement and the number m of cores is 8 or more, the inter-core distance is preferably 30.3 μm or more. Thereby, the total crosstalk per 2 km of fiber length can be suppressed to -30 dB or less.

また、上記の表２によれば、更に以下のことが分かる。すなわち、コア配置が六方最密配置である場合、クラッド厚は２４．５μｍ以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長２ｋｍあたりの被覆への吸収損失を０．０１ｄＢ以下に抑えることができる。また、コア配置が単リング配置である場合、クラッド厚は２４．５μｍ以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長２ｋｍあたりの被覆への吸収損失を０．０１ｄＢ以下に抑えることができる。また、コア配置が正方格子配置である場合、クラッド厚は２４．５μｍ以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長２ｋｍあたりの被覆への吸収損失を０．０１ｄＢ以下に抑えることができる。なお、コアにゲルマニウムが添加された一般的な光ファイバの伝送損失は、１ｋｍあたり０．１８〜０．３０ｄＢ程度である。したがって、ファイバ長２ｋｍあたりの０．０１ｄＢ以下の吸収損失は、伝送損失と比べて無視し得る大きさである。 Further, according to Table 2 above, the following can be further understood. That is, when the core arrangement is a hexagonal close-packed arrangement, the cladding thickness is preferably 24.5 μm or more. Thereby, the absorption loss to the coating per 2 km of fiber length can be suppressed to 0.01 dB or less. When the core arrangement is a single ring arrangement, the cladding thickness is preferably 24.5 μm or more. Thereby, the absorption loss to the coating per 2 km of fiber length can be suppressed to 0.01 dB or less. When the core arrangement is a square lattice arrangement, the cladding thickness is preferably 24.5 μm or more. Thereby, the absorption loss to the coating per 2 km of fiber length can be suppressed to 0.01 dB or less. The transmission loss of a general optical fiber in which germanium is added to the core is about 0.18 to 0.30 dB per km. Therefore, the absorption loss of 0.01 dB or less per 2 km of fiber length is negligible compared to the transmission loss.

図９は、六方最密配置、単リング配置、正方格子配置のそれぞれについて、コア間距離及びクラッド厚を上記のように設定したときに、収容可能なコア数ｍをクラッド径の関数として表したグラフである。 FIG. 9 shows the number of cores m that can be accommodated as a function of the cladding diameter when the inter-core distance and the cladding thickness are set as described above for each of the hexagonal close-packed arrangement, the single ring arrangement, and the square lattice arrangement. It is a graph.

図９によれば、以下のことが分かる。すなわち、コア配置が六方最密配置であり、クラッド径が１５５．３μｍ未満である場合、７コア（ｍ＝７）又は１２コア（ｍ＝１２）のマルチコアファイバ１を実現することができる。これらのなかで、１２コアのマルチコアファイバ１は、合計クロストークを−３０ｄＢ以下に抑えると共に、被覆への吸収損失を０．０１ｄＢ以下に抑えながら、コア数ｍが最大化されている点で、大容量伝送に適した特に好ましいマルチコアファイバであると言える。また、コア配置が単リング配置であり、クラッド径が１７３．８μｍ未満である場合、６コア（ｍ＝６）、７コア（ｍ＝７）、８コア（ｍ＝８）、９コア（ｍ＝９）、又は１０コア（ｍ＝１０）のマルチコアファイバ１を実現することができる。これらのなかで、１０コアのマルチコアファイバ１は、合計クロストークを−３０ｄＢ以下に抑えると共に、被覆への吸収損失を０．０１ｄＢ以下に抑えながら、コア数ｍが最大化されている点で、大容量伝送に適した特に好ましいマルチコアファイバであると言える。また、コア配置が正方格子配置であり、クラッド径が１７７．５μｍ未満である場合、４コア（ｍ＝４）、６コア（ｍ＝６）、８コア（ｍ＝８）、又は１２コア（ｍ＝１２）のマルチコアファイバ１を実現することができる。これらのなかで、１２コアのマルチコアファイバ１は、合計クロストークを−３０ｄＢ以下に抑えると共に、被覆への吸収損失を０．０１ｄＢ以下に抑えながら、コア数ｍが最大化されている点で、大容量伝送に適した特に好ましいマルチコアファイバであると言える。また、８コアのマルチコアファイバ１は、１２コアのマルチコアファイバ１に次いで好ましいマルチコアファイバであると言える。 According to FIG. 9, the following can be understood. That is, when the core arrangement is a hexagonal close-packed arrangement and the clad diameter is less than 155.3 μm, a 7-core (m = 7) or 12-core (m = 12) multicore fiber 1 can be realized. Among these, the 12-core multi-core fiber 1 has the maximum number of cores m while suppressing the total crosstalk to -30 dB or less and suppressing the absorption loss to the coating to 0.01 dB or less. It can be said that this is a particularly preferable multi-core fiber suitable for large-capacity transmission. When the core arrangement is a single ring arrangement and the clad diameter is less than 173.8 μm, 6 cores (m = 6), 7 cores (m = 7), 8 cores (m = 8), 9 cores (m = 9) or 10 core (m = 10) multi-core fiber 1 can be realized. Among these, the 10-core multi-core fiber 1 is such that the total number of cores m is maximized while suppressing the total crosstalk to -30 dB or less and suppressing the absorption loss to the coating to 0.01 dB or less. It can be said that this is a particularly preferable multi-core fiber suitable for large-capacity transmission. When the core arrangement is a square lattice arrangement and the clad diameter is less than 177.5 μm, 4 cores (m = 4), 6 cores (m = 6), 8 cores (m = 8), or 12 cores ( The multi-core fiber 1 with m = 12) can be realized. Among these, the 12-core multi-core fiber 1 has the maximum number of cores m while suppressing the total crosstalk to -30 dB or less and suppressing the absorption loss to the coating to 0.01 dB or less. It can be said that this is a particularly preferable multi-core fiber suitable for large-capacity transmission. Further, it can be said that the 8-core multi-core fiber 1 is a preferable multi-core fiber after the 12-core multi-core fiber 1.

図１０は、（１）クラッド径が１２５μｍであるマルチコアファイバ１を１％プルーフした場合、（２）クラッド径が１５０μｍであるマルチコアファイバ１を１％プルーフした場合、（３）クラッド径が１５０μｍであるマルチコアファイバ１を１．５％プルーフした場合に得られる、破断確率の曲げ直径依存性を示すグラフである。ただし、破断確率は、クラッド径が１２５μｍ、プルーフレベルが１％、曲げ直径が３０ｍｍのときの破断確率を１として規格化している。プルーフレベルが等しい（１）の場合と（２）の場合との比較から、クラッド径が大きくなると破断確率が上昇する（機械的信頼性が低下する）ことが分かる。ただし、クラッド径が１５０μｍであるマルチコアファイバ１を１．３％プルーフした場合には、クラッド径が１２５μｍであるマルチコアファイバ１の１％プルーフした場合と同程度かもしくはクラッド径が１２５μｍであるマルチコアファイバ１の１％プルーフした場合以上の信頼性を担保することができる。一般的に使用されるプルーフ機は、クラッド径が１２５μｍである光ファイバを２％プルーフするために、４０００ｇｆまでの荷重に対応している。クラッド径が１５０μｍのマルチコアファイバ１の１．３％プルーフは、荷重３７４０ｇｆで行うことができるので、既存のプルーフ装置でも十分に対応することができる。 FIG. 10 shows (1) 1% proof of multi-core fiber 1 with a cladding diameter of 125 μm, (2) 1% proof of multi-core fiber 1 with a cladding diameter of 150 μm, and (3) a cladding diameter of 150 μm. It is a graph which shows the bending diameter dependence of the fracture probability obtained when a certain multi-core fiber 1 is proofed 1.5%. However, the fracture probability is normalized with the fracture probability being 1 when the cladding diameter is 125 μm, the proof level is 1%, and the bending diameter is 30 mm. From a comparison between the case (1) and the case (2) where the proof levels are equal, it can be seen that the fracture probability increases (the mechanical reliability decreases) as the cladding diameter increases. However, when a multi-core fiber 1 with a cladding diameter of 150 μm is proofed 1.3%, a multi-core fiber with a cladding diameter of 125 μm is the same as a 1% proof of a multi-core fiber 1 with a cladding diameter of 125 μm or a cladding diameter of 125 μm. More than 1% proof can be ensured. A commonly used proofing machine can handle loads up to 4000 gf in order to proof 2% of an optical fiber having a cladding diameter of 125 μm. Since 1.3% proofing of the multi-core fiber 1 having a cladding diameter of 150 μm can be performed with a load of 3740 gf, even existing proofing devices can sufficiently cope with it.

〔マルチコアファイバの第２の設計例〕
デ−タセンタ内又はデ−タセンタ間のＯバンド通信への適用を想定した、マルチコアファイバ１の第２の設計例について説明する。 [Second design example of multi-core fiber]
A second design example of the multi-core fiber 1 assuming application to O-band communication within the data center or between data centers will be described.

まず、各コア１１ａｉについては、マルチコアファイバ１の中間部において、下記の表３に示す光学特性を満たすように設計する。 First, each core 11ai is designed so as to satisfy the optical characteristics shown in Table 3 below in the middle part of the multi-core fiber 1.

上記表３に記載のコアΔ、コア半径、ＭＦＤ＠１．３１μｍ、ＭＦＤ＠１．５５μｍ、及びカットオフ波長の各々は、それぞれ、上記表１に記載のコアΔ、コア半径、ＭＦＤ＠１．３１μｍ、ＭＦＤ＠１．５５μｍ、及びカットオフ波長の各々と同じものを表す。本設計例においては、中間部における各コア１１ａｉの波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径を、５．４μｍとしている。 Each of the core Δ, the core radius, [email protected] μm, [email protected] μm, and the cut-off wavelength described in Table 3 above is the core Δ, core radius, MFD @ 1. It represents the same as each of 31 μm, [email protected] μm, and cutoff wavelength. In this design example, the mode field diameter at the wavelength 1310 nm of each core 11ai in the intermediate portion is 5.4 μm.

各コア１１ａｉが上記の表２を満たすように設計されたマルチコアファイバ１に関して、２コア間クロストークのコア間距離依存性を図１１に示し、被覆への吸収損失のクラッド厚依存性を図１２に示す。これらは、各コアａｉを伝搬する光の波長を１３６０ｎｍ、マルチコアファイバ１の曲げ半径を５００ｍｍと仮定した数値計算の結果である。１３６０ｎｍは、Ｏバンドで最も長い波長であり、２コア間クロストークと被覆への吸収損失とが最も大きくなる波長と考えられる。 For the multi-core fiber 1 designed so that each core 11ai satisfies Table 2 above, the inter-core distance dependency of crosstalk between the two cores is shown in FIG. 11, and the cladding thickness dependency of the absorption loss to the coating is shown in FIG. Shown in These are the results of numerical calculations assuming that the wavelength of light propagating through each core ai is 1360 nm and the bending radius of the multi-core fiber 1 is 500 mm. 1360 nm is the longest wavelength in the O band, and is considered to be the wavelength at which the crosstalk between the two cores and the absorption loss to the coating are the largest.

また、本設計例においても第１の設計例の場合と同様に、合計クロストークを用いてマルチコアファイバ１の構造を決める必要がある。 Also in this design example, as in the case of the first design example, it is necessary to determine the structure of the multi-core fiber 1 using the total crosstalk.

ファイバ長２ｋｍあたりの合計クロストークが−３０ｄＢ以下になるという条件を満たすコア間距離の下限値、及び、ファイバ長２ｋｍあたりの被覆への吸収損失が０．０１ｄＢ以下になるという条件を満たすクラッド厚の下限値を、図３に示した各コア配置について求めた結果を下記の表４に示す。 Clad thickness that satisfies the condition that the total crosstalk per 2 km of fiber length is -30 dB or less that satisfies the condition that the total distance between cores is -30 dB or less, and the absorption loss to the coating per fiber length of 2 km is 0.01 dB or less Table 4 below shows the results obtained by determining the lower limit value of each core arrangement shown in FIG.

上述したように、図３の（ａ）は、コア１１ａ１〜１１ａｍが六方最密配置されたマルチコアファイバ１の断面図であり、図３の（ｂ）は、コア１１ａ１〜１１ａｍが単リング配置されたマルチコアファイバ１の断面図であり、図３の（ｃ）は、コア１１ａ１〜１１ａｍが正方格子配置されたマルチコアファイバ１の断面図である。 As described above, FIG. 3A is a cross-sectional view of the multicore fiber 1 in which the cores 11a1 to 11am are arranged in a hexagonal close-packed manner, and FIG. 3B is a single ring arrangement of the cores 11a1 to 11am. FIG. 3C is a cross-sectional view of the multi-core fiber 1 in which the cores 11a1 to 11am are arranged in a square lattice.

上記の表４によれば、以下のことが分かる。すなわち、コア配置が六方最密配置である場合、コア間距離（各コアの中心からそのコアに最も近いコアの中心までの距離）は２５．５μｍ以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長２ｋｍあたりの合計クロストークを−３０ｄＢ以下に抑えることができる。また、コア配置が正方格子配置であり、コア数ｍが８未満である場合、コア間距離は２５．０μｍ以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長２ｋｍあたりの合計クロストークを−３０ｄＢ以下に抑えることができる。また、コア配置が正方格子配置であり、コア数ｍが８以上である場合、コア間距離は２５．５μｍ以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長２ｋｍあたりの合計クロストークを−３０ｄＢ以下に抑えることができる。また、コア配置が単リング配置である場合、コア間距離は２４．７μｍ以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長２ｋｍあたりの合計クロストークを−３０ｄＢ以下に抑えることができる。 According to Table 4 above, the following can be understood. That is, when the core arrangement is a hexagonal close-packed arrangement, the inter-core distance (the distance from the center of each core to the center of the core closest to the core) is preferably 25.5 μm or more. Thereby, the total crosstalk per 2 km of fiber length can be suppressed to -30 dB or less. When the core arrangement is a square lattice arrangement and the number m of cores is less than 8, the inter-core distance is preferably 25.0 μm or more. Thereby, the total crosstalk per 2 km of fiber length can be suppressed to -30 dB or less. Further, when the core arrangement is a square lattice arrangement and the number m of cores is 8 or more, the inter-core distance is preferably 25.5 μm or more. Thereby, the total crosstalk per 2 km of fiber length can be suppressed to -30 dB or less. When the core arrangement is a single ring arrangement, the inter-core distance is preferably 24.7 μm or more. Thereby, the total crosstalk per 2 km of fiber length can be suppressed to -30 dB or less.

また、上記の表４によれば、更に以下のことが分かる。すなわち、コア配置が六方最密配置である場合、クラッド厚は２０．３μｍ以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長２ｋｍあたりの被覆への吸収損失を０．０１ｄＢ以下に抑えることができる。また、コア配置が正方格子配置である場合、クラッド厚は２０．３μｍ以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長２ｋｍあたりの被覆への吸収損失を０．０１ｄＢ以下に抑えることができる。すなわち、コア配置が六方最密配置である場合、クラッド厚は２０．３μｍ以上であることが好ましい。これにより、ファイバ長２ｋｍあたりの被覆への吸収損失を０．０１ｄＢ以下に抑えることができる。すなわち、コア配置が単リング配置である場合、クラッド厚は２０．３μｍ以上であることが好ましい。なお、コアにゲルマニウムが添加された一般的な光ファイバの伝送損失は、１ｋｍあたり０．１８〜０．３０ｄＢ程度である。したがって、ファイバ長２ｋｍあたりの０．０１ｄＢ以下の吸収損失は、伝送損失と比べて無視し得る大きさである。 Moreover, according to said Table 4, the following is further understood. That is, when the core arrangement is a hexagonal close-packed arrangement, the cladding thickness is preferably 20.3 μm or more. Thereby, the absorption loss to the coating per 2 km of fiber length can be suppressed to 0.01 dB or less. When the core arrangement is a square lattice arrangement, the cladding thickness is preferably 20.3 μm or more. Thereby, the absorption loss to the coating per 2 km of fiber length can be suppressed to 0.01 dB or less. That is, when the core arrangement is a hexagonal close-packed arrangement, the cladding thickness is preferably 20.3 μm or more. Thereby, the absorption loss to the coating per 2 km of fiber length can be suppressed to 0.01 dB or less. That is, when the core arrangement is a single ring arrangement, the cladding thickness is preferably 20.3 μm or more. The transmission loss of a general optical fiber in which germanium is added to the core is about 0.18 to 0.30 dB per km. Therefore, the absorption loss of 0.01 dB or less per 2 km of fiber length is negligible compared to the transmission loss.

Ｏバンド通信への適用を想定したマルチコアファイバ１において、コアの配置が正方格子配置であり、クラッド径が８０μｍである場合、４コア（ｍ＝４）のマルチコアファイバ１を実現することができる（図１３の（ａ）参照）。なお、図１３の（ａ）に示したマルチコアファイバ１において、正方格子の格子点上に配置された４つの１１ａ１〜１１ａ４の重心は、外側クラッド１２ｃの中心に対して、図１３の（ａ）における下方向に偏心した状態で配置されている。したがって、コア１１ａ１，１１ａ２は、特許請求の範囲における「第１コア」の一例であり、コア１１ａ３，１１ａ４は、特許請求の範囲における「第２コア」の一例である。 In the multi-core fiber 1 that is assumed to be applied to O-band communication, when the core arrangement is a square lattice arrangement and the clad diameter is 80 μm, a 4-core (m = 4) multi-core fiber 1 can be realized ( (See (a) of FIG. 13). In the multi-core fiber 1 shown in FIG. 13A, the centers of gravity of the four 11a1 to 11a4 arranged on the lattice points of the square lattice are in FIG. 13A with respect to the center of the outer cladding 12c. It is arranged in an eccentric state in the downward direction. Therefore, the cores 11a1 and 11a2 are examples of the “first core” in the claims, and the cores 11a3 and 11a4 are examples of the “second core” in the claims.

また、Ｏバンド通信への適用を想定したマルチコアファイバ１において、コアの配置が正方格子配置であり、クラッド径が１２５μｍ以下である場合、１２コア（ｍ＝１２）のマルチコアファイバ１を実現することができる（図１３の（ｂ）参照）。 Further, in the multi-core fiber 1 that is assumed to be applied to O-band communication, when the core arrangement is a square lattice arrangement and the clad diameter is 125 μm or less, the 12-core (m = 12) multi-core fiber 1 is realized. (See FIG. 13B).

また、Ｏバンド通信への適用を想定したマルチコアファイバ１において、コアの配置が六方最密配置であり、クラッド径が１２５μｍ以下である場合、１２コア（ｍ＝１２）のマルチコアファイバ１を実現することができる（図１３の（ｃ）参照）。 Further, in the multi-core fiber 1 that is assumed to be applied to O-band communication, when the core arrangement is a hexagonal close-packed arrangement and the clad diameter is 125 μm or less, the 12-core (m = 12) multi-core fiber 1 is realized. (See FIG. 13C).

また、Ｏバンド通信への適用を想定したマルチコアファイバ１において、コアの配置が正方格子配置であり、クラッド径が１５０μｍ以下である場合、１６コア（ｍ＝１６）のマルチコアファイバ１を実現することができる（図１３の（ｂ）参照）。 Further, in the multi-core fiber 1 assumed to be applied to O-band communication, when the core arrangement is a square lattice arrangement and the clad diameter is 150 μm or less, a 16-core (m = 16) multi-core fiber 1 is realized. (See FIG. 13B).

なお、本願明細書に記載の８０μｍ、１２５μｍ、及び１５０μｍといったクラッド径は、いずれもマルチコアファイバ１の設計時に採用した設計値を意味する。実際に製造されたマルチコアファイバ１のクラッド径は、厳密に上記設計値に一致していなくてもよく、マルチコアファイバ１の製造工程（主に線引き工程）において生じ得る製造交差の範囲内に含まれていればよい。マルチコアファイバ１の製造工程（主に線引き工程）において生じ得る製造交差の範囲の一例としては、上記設計値を基準として±１μｍが挙げられる。本願発明の各態様においては、クラッド径が上記設計値を基準として製造交差の範囲内に含まれる場合、そのマルチコアファイバ１のクラッド径は、設計値に略一致していると見做す。 Note that the cladding diameters of 80 μm, 125 μm, and 150 μm described in the specification of the present application all mean design values adopted when the multi-core fiber 1 is designed. The clad diameter of the actually manufactured multi-core fiber 1 may not exactly match the above design value, and is included in the range of manufacturing intersections that can occur in the manufacturing process (mainly the drawing process) of the multi-core fiber 1. It only has to be. An example of the range of manufacturing intersection that can occur in the manufacturing process (mainly the drawing process) of the multi-core fiber 1 is ± 1 μm based on the design value. In each aspect of the present invention, when the clad diameter is included in the range of the manufacturing intersection based on the design value, it is considered that the clad diameter of the multi-core fiber 1 substantially matches the design value.

〔実施例１〕
コア数が１２、コア配置が正方格子配置、コア間距離が３１μｍ、コア径が２．５μｍ、内側クラッド径が９μｍ、クラッド径が１５０μｍ、クラッド厚が２６．０μｍである、ファイバ長２ｋｍのマルチコアファイバＡを製造した。内側クラッドは、マルチコアファイバＡの全長に亘って設けた。 [Example 1]
Multicore with a fiber length of 2 km, 12 cores, square lattice arrangement, 31 μm between cores, core diameter 2.5 μm, inner cladding diameter 9 μm, cladding diameter 150 μm, cladding thickness 26.0 μm Fiber A was manufactured. The inner cladding was provided over the entire length of the multi-core fiber A.

この際、各コアには、ゲルマニウムを添加した。各コアに添加したゲルマニウムの濃度は１０Ｗｔ％であった。また、内側クラッドには、フッ素、ゲルマニウム、及びリンを共添加した。内側クラッドに添加したフッ素の濃度は０．３Ｗｔ％であり、内側クラッドに添加したゲルマニウムの濃度は１．０Ｗｔ％であり、内側クラッドに添加したリンの濃度は０．６Ｗｔ％であった。これにより、内側クラッドの外側クラッドに対する比屈折率差は、−０．１％以上＋０．１％以下となった。 At this time, germanium was added to each core. The concentration of germanium added to each core was 10 Wt%. Further, fluorine, germanium, and phosphorus were co-added to the inner cladding. The concentration of fluorine added to the inner cladding was 0.3 Wt%, the concentration of germanium added to the inner cladding was 1.0 Wt%, and the concentration of phosphorus added to the inner cladding was 0.6 Wt%. Thereby, the relative refractive index difference between the inner cladding and the outer cladding became −0.1% or more and + 0.1% or less.

マルチコアファイバＡの光学特性を測定した結果を下記の表５に示す。 The results of measuring the optical characteristics of the multicore fiber A are shown in Table 5 below.

マルチコアファイバＡにおいて、波長１５６５ｎｍにおけるファイバ長２ｋｍあたりの２コア間クロストークは、−３９ｄＢとなった。また、マルチコアファイバＡにおいて、波長１５６５ｎｍにおけるファイバ長２ｋｍあたりの合計クロストークは、−３５ｄＢとなった。すなわち、クロストークが十分に小さいマルチコアファイバが得られた。 In the multi-core fiber A, the crosstalk between the two cores per 2 km of fiber length at a wavelength of 1565 nm was −39 dB. In the multi-core fiber A, the total crosstalk per fiber length of 2 km at a wavelength of 1565 nm was −35 dB. That is, a multicore fiber with sufficiently small crosstalk was obtained.

マルチコアファイバＡに、標準マルチコアファイバを融着接続した。ここで、標準マルチコアファイバとは、各コアの構造が、モードフィード径が８．６μｍであるＩＴＵ−Ｔ
Ｇ．６５７Ａ１に準拠したシングルモードファイバのコアの構造と同一であり、コア数及びコア配置が、マルチコアファイバＡと同一であり、クラッド径が１５０μｍであるマルチコアファイバのことを指す。融着接続には、放電強度一定のアーク放電を用いた。融着接続により、マルチコアファイバ１の端部が加熱され、その結果、マルチコアファイバＡの端部における各コアのモードフィールド径が、マルチコアファイバＡの中間部における各コアのモードフィールド径よりも大きくなった。これにより、本実施形態に係る熱コア拡大後のマルチコアファイバ１（図２参照）の第１の実施例となるマルチコアファイバＡ’が得られた。 A standard multicore fiber was fusion spliced to the multicore fiber A. Here, the standard multi-core fiber is an ITU-T in which the structure of each core has a mode feed diameter of 8.6 μm.
G. This refers to a multi-core fiber having the same structure as the core of a single mode fiber compliant with 657A1, the number of cores and the core arrangement being the same as those of the multi-core fiber A, and a cladding diameter of 150 μm. For fusion splicing, arc discharge with a constant discharge intensity was used. The end of the multi-core fiber 1 is heated by the fusion splicing, and as a result, the mode field diameter of each core at the end of the multi-core fiber A is larger than the mode field diameter of each core at the intermediate part of the multi-core fiber A. It was. As a result, a multi-core fiber A ′ serving as a first example of the multi-core fiber 1 (see FIG. 2) after expansion of the thermal core according to the present embodiment was obtained.

更に、クロストークの低減効果を確認するために、以下の実験を行った。すなわち、参考例として、コア数が１２、コア配置が正方格子配置、コア間距離が３１．０μｍ、コア径が３．８ｎｍ、コアΔ（コアのクラッドに対する比屈折率差）が０．３６５％である標準マルチコアファイバＰを製造した。この標準マルチコアファイバＰの光学特定を測定した結果、カットオフ波長は１２０３ｎｍ、波長１３１０ｎｍにおける実効コア断面積Ａeffは５７．５μｍ^２、波長１５５０ｎｍにおける実効コア断面積Ａeffは７３．６３μｍ^２、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径は８．６μｍ、波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径は９．８７μｍであった。次に、マルチコアファイバ１の実施例として、中間部におけるモードフィールド径を除き、標準マルチコアファイバと同様に構成されたマルチコアファイバＱを製造した。このマルチコアファイバＱの端部におけるモードフィールド径は、マルチコアファイバＰの端部におけるモードフィールド径と一致した。また、このマルチコアファイバＱの中間部におけるモードフィールド径（５．５μｍ）は、マルチコアファイバＰの端部におけるモードフィールド径（８．６μｍ）よりも小さくなった。 Furthermore, the following experiment was conducted in order to confirm the effect of reducing crosstalk. That is, as a reference example, the number of cores is 12, the core arrangement is a square lattice arrangement, the distance between cores is 31.0 μm, the core diameter is 3.8 nm, and the core Δ (the relative refractive index difference of the core with respect to the cladding) is 0.365%. A standard multi-core fiber P was produced. As a result of measuring the optical characteristics of the standard multi-core fiber P, the effective core area Aeff at the cutoff wavelength is 1203 nm, the wavelength 1310 nm is 57.5 μm ² , the effective core area Aeff at the wavelength 1550 nm is 73.63 μm ² , and the wavelength is 1310 nm. The mode field diameter was 8.6 μm, and the mode field diameter at a wavelength of 1550 nm was 9.87 μm. Next, as an example of the multi-core fiber 1, a multi-core fiber Q configured in the same manner as the standard multi-core fiber was manufactured except for the mode field diameter in the intermediate portion. The mode field diameter at the end of the multi-core fiber Q coincided with the mode field diameter at the end of the multi-core fiber P. In addition, the mode field diameter (5.5 μm) in the middle portion of the multi-core fiber Q was smaller than the mode field diameter (8.6 μm) in the end portion of the multi-core fiber P.

これら２つのマルチコアファイバＰ，Ｑの各々に関して、曲げ半径を５００ｍｍとしたときに得られる、波長１５６５ｎｍにおける２コア間クロストークの大きさを測定した。その結果、参考例に係るマルチコアファイバＰに関して、曲げ半径を５００ｍｍとしたときに得られる、波長１５６５ｎｍにおける２コア間クロストークの大きさは、ファイバ長２０ｍあたり−１０．３ｄＢであった。一方、実施例に係るマルチコアファイバＱに関して、曲げ半径を５００ｍｍとしたときに得られる、波長１５６５ｎｍにおける２コア間クロストークの大きさは、ファイバ長２０００ｍあたり−３８．３ｄＢであった。すなわち、実施例に係るマルチコアファイバＱにおいて、顕著なクロストーク低減効果のあることが確かめられた。なお、後述する実施例２及び実施例３についても、同様の実験を行って、同様の結果が得られることが確かめられている。 For each of these two multi-core fibers P and Q, the magnitude of crosstalk between the two cores at a wavelength of 1565 nm obtained when the bending radius was 500 mm was measured. As a result, regarding the multi-core fiber P according to the reference example, the magnitude of the crosstalk between the two cores at the wavelength of 1565 nm obtained when the bending radius was 500 mm was −10.3 dB per 20 m of the fiber length. On the other hand, regarding the multi-core fiber Q according to the example, the size of the crosstalk between the two cores at the wavelength of 1565 nm obtained when the bending radius was 500 mm was −38.3 dB per 2000 m of the fiber length. That is, it was confirmed that the multi-core fiber Q according to the example has a significant crosstalk reduction effect. In addition, it is confirmed that the same result is obtained by performing the same experiment for Example 2 and Example 3 described later.

〔実施例２〕
第１の実施例と同様、コア数が１２、コア配置が正方格子配置、コア間距離が３１μｍ、クラッド径が１５０μｍ、クラッド厚が２６．０μｍである、ファイバ長２ｋｍのマルチコアファイバＢを製造した。ただし、マルチコアファイバＢにおいては、内側クラッドを設けなかった。すなわち、マルチコアファイバＢにおいては、ゲルマニウムが添加されたコアの側面が、ドーパントが添加されていない外側クラッドで直接覆われている。なお、各コアに添加したゲルマニウムの濃度は１０Ｗｔ％であった。 [Example 2]
As in the first example, a multi-core fiber B having a fiber length of 2 km and having a core number of 12, a core arrangement of a square lattice arrangement, a distance between cores of 31 μm, a cladding diameter of 150 μm, and a cladding thickness of 26.0 μm was manufactured. . However, in the multi-core fiber B, no inner cladding was provided. That is, in the multi-core fiber B, the side surface of the core to which germanium is added is directly covered with the outer cladding to which no dopant is added. The concentration of germanium added to each core was 10 Wt%.

マルチコアファイバＢの光学特性を測定したところ、マルチコアファイバＡと同様の結果が得られた。また、２コア間クロストーク及び合計クロストークを測定したところ、マルチコアファイバＡと同様の結果が得られた。 When the optical characteristics of the multi-core fiber B were measured, the same results as for the multi-core fiber A were obtained. Further, when the crosstalk between the two cores and the total crosstalk were measured, the same result as that of the multicore fiber A was obtained.

マルチコアファイバＢに、第１の実施例と同様の方法で、上述した標準マルチコアファイバを融着接続した。融着接続により、マルチコアファイバ１の端部が加熱され、その結果、マルチコアファイバＢの端部における各コアのモードフィールド径が、マルチコアファイバＢの中間部における各コアのモードフィールド径よりも大きくなった。マルチコアファイバＢはコアへのドーパント濃度が標準マルチコアファイバと比べて高いので、標準マルチコアファイバと比べてコア径拡大の効果が大きい。これにより、本実施形態に係る熱コア拡大後のマルチコアファイバ１（図２参照）の第２の実施例となるマルチコアファイバＢ’が得られた。なお、上述したマルチコアファイバＢにおいては、ゲルマニウムが添加されたコアの側面が、ドーパントが添加されていない外側クラッドで直接覆われているがこれに限定されない。すなわち、ゲルマニウムが添加されたコアの側面が、ドーパントが添加されていない内側クラッドで直接覆われていて、さらに、当該内側クラッドの側面がドーパントが添加されていない外側クラッドで直接覆われたマルチコアファイバＢ’’を製造してもよい。このようなマルチコアファイバＢ’’の光学特性並びに２コア間クロストーク及び合計クロストークは、上述したマルチコアファイバＢの光学特性並びに２コア間クロストーク及び合計クロストークと同様の結果が得られた。また、マルチコアファイバＢ’’に、第１の実施例と同様の方法により、上述した標準マルチコアファイバとの融着接続によって、熱コア拡大後のマルチコアファイバＢ’と同様のマルチコアファイバＢ’’’が得られる。したがって、以下に説明するマルチコアファイバＢはマルチコアファイバＢ’’であってもよく、マルチコアファイバＢ’はマルチコアファイバＢ’’’であってもよい。 The above-mentioned standard multicore fiber was fusion spliced to the multicore fiber B in the same manner as in the first example. The end of the multi-core fiber 1 is heated by the fusion splicing, and as a result, the mode field diameter of each core at the end of the multi-core fiber B is larger than the mode field diameter of each core at the intermediate part of the multi-core fiber B. It was. Since the multi-core fiber B has a higher dopant concentration to the core than the standard multi-core fiber, the effect of expanding the core diameter is greater than that of the standard multi-core fiber. As a result, a multi-core fiber B ′ serving as a second example of the multi-core fiber 1 (see FIG. 2) after expanding the thermal core according to the present embodiment was obtained. In the above-described multi-core fiber B, the side surface of the core to which germanium is added is directly covered with the outer cladding to which the dopant is not added, but is not limited thereto. That is, the side surface of the core to which germanium is added is directly covered with the inner cladding to which the dopant is not added, and the side surface of the inner cladding is directly covered to the outer cladding to which the dopant is not added. B ″ may be manufactured. The optical characteristics of the multi-core fiber B ″, the crosstalk between the two cores, and the total crosstalk were the same as the optical characteristics of the multicore fiber B, the crosstalk between the two cores, and the total crosstalk. Further, the same multicore fiber B ′ ″ as the multicore fiber B ′ ′ after expansion of the thermal core is formed on the multicore fiber B ″ by fusion splicing with the above-mentioned standard multicore fiber by the same method as in the first embodiment. Is obtained. Therefore, the multi-core fiber B described below may be a multi-core fiber B ", and the multi-core fiber B 'may be a multi-core fiber B"'.

〔実施例３〕
マルチコアファイバＡから、長さ５ｃｍのマルチコアファイバＡ１、及び、長さ５ｃｍのマルチコアファイバＡ２を切り出した。そして、マルチコアファイバＢの一端にマルチコアファイバＡ１を融着接続する共に、マルチコアファイバＢの他端にマルチコアファイバＡ２を融着接続することによって、マルチコアファイバＣを製造した。マルチコアファイバＣは、本実施形態に係る熱コア拡大前のマルチコアファイバ１（図１参照）の一実施例である。 Example 3
From the multicore fiber A, a multicore fiber A1 having a length of 5 cm and a multicore fiber A2 having a length of 5 cm were cut out. The multi-core fiber C was manufactured by fusion-connecting the multi-core fiber A1 to one end of the multi-core fiber B and fusion-connecting the multi-core fiber A2 to the other end of the multi-core fiber B. The multicore fiber C is an example of the multicore fiber 1 (see FIG. 1) before the thermal core expansion according to the present embodiment.

マルチコアファイバＣは、マルチコアファイバＡ１により構成される５ｃｍの区間Ｉ１、マルチコアファイバＡ２により構成される５ｃｍの区間Ｉ２、及び、マルチコアファイバＢにより構成される２ｋｍの区間Ｉ３により構成される。したがって、マルチコアファイバＣにおいて生じるクロストークは、マルチコアファイバＢにおいて生じるクロストークと同程度である。すなわち、マルチコアファイバＣにおいても、波長１５６５ｎｍにおけるファイバ長２ｋｍあたりの２コア間クロストークは−３９ｄＢ程度となり、波長１５６５ｎｍにおけるファイバ長２ｋｍあたりの合計クロストークは−３５ｄＢ程度となる。 The multi-core fiber C is composed of a 5-cm section I1 composed of the multi-core fiber A1, a 5-cm section I2 composed of the multi-core fiber A2, and a 2-km section I3 composed of the multi-core fiber B. Therefore, the crosstalk that occurs in the multicore fiber C is comparable to the crosstalk that occurs in the multicore fiber B. That is, also in the multi-core fiber C, the crosstalk between two cores per 2 km of fiber length at a wavelength of 1565 nm is about −39 dB, and the total crosstalk per 2 km of fiber length at a wavelength of 1565 nm is about −35 dB.

マルチコアファイバＣに、第１の実施例と同様の方法で、上述した標準マルチコアファイバを融着接続した。融着接続時の加熱により、マルチコアファイバＣの端部における各コアのモードフィールド径が、マルチコアファイバＣの中間部における各コアのモードフィールド径よりも大きくなった。これにより、本実施形態に係る熱コア拡大後のマルチコアファイバ１（図２参照）の第３の実施例となるマルチコアファイバＣ’が得られた。 The above-mentioned standard multicore fiber was fusion spliced to the multicore fiber C in the same manner as in the first embodiment. The mode field diameter of each core at the end of the multi-core fiber C is larger than the mode field diameter of each core at the intermediate part of the multi-core fiber C due to heating at the time of fusion splicing. As a result, a multi-core fiber C ′ serving as a third example of the multi-core fiber 1 (see FIG. 2) after expanding the thermal core according to the present embodiment was obtained.

〔各実施例に係るマルチコアファイバの接続損失〕
図１４の（ａ）は、マルチコアファイバＡ，Ｂ，Ｃに標準マルチコアファイバを融着接続する際の波長１３１０ｎｍにおける接続損失の加熱時間（放電時間）依存性を示したグラフである。 [Connection loss of multi-core fiber according to each embodiment]
FIG. 14A is a graph showing the dependence of the connection loss on the heating time (discharge time) at a wavelength of 1310 nm when the standard multi-core fiber is fusion spliced to the multi-core fibers A, B, and C. FIG.

図１４の（ａ）から以下のことが分かる。マルチコアファイバＡ，Ｃと標準マルチコアファイバとの融着接続では、１００ｓ程度の加熱（アーク放電）によって、接続損失を０．１ｄＢ以下にすることができる。これは、マルチコアファイバＡ，Ｃでは、標準マルチコアファイバと融着接続される端部に熱拡散促進ドーパントである第２ドーパントが添加された内側クラッドが設けられており、コアに添加されたゲルマニウムの熱拡散速度が大きいためであると考えられる。また、マルチコアファイバＢと標準マルチコアファイバとの融着接続においても、加熱時間（放電時間）が長くなるほど、接続損失が小さくなることが見て取れる。したがって、マルチコアファイバＢと標準マルチコアファイバとの融着接続においても、加熱時間（放電時間）を十分に長くすれば、より正確には、マルチコアファイバＡ，Ｃに対する加熱時間よりも長くすれば、接続損失を十分に小さくすることができる。なお、加熱時間が長くなり過ぎると、マルチコアファイバＡ，Ｂ，Ｃのモードフィールド径が標準マルチコアファイバのモードフィールド径よりも大きくなって、逆に接続損失が増加する場合がある。このため、加熱時間は、これらの点を考慮して適切に決めることが好ましい。 The following can be understood from FIG. In the fusion splicing of the multi-core fibers A and C and the standard multi-core fiber, the connection loss can be reduced to 0.1 dB or less by heating (arc discharge) for about 100 s. This is because the multi-core fibers A and C are provided with an inner clad to which a second dopant, which is a thermal diffusion promoting dopant, is added at the end portion fused to the standard multi-core fiber, and the germanium added to the core This is probably because the thermal diffusion rate is high. Also, it can be seen that, in the fusion splicing between the multi-core fiber B and the standard multi-core fiber, the connection loss decreases as the heating time (discharge time) increases. Therefore, even in the fusion splicing of the multicore fiber B and the standard multicore fiber, if the heating time (discharge time) is made sufficiently long, more precisely, if the heating time for the multicore fibers A and C is made longer, the connection Loss can be made sufficiently small. If the heating time is too long, the mode field diameter of the multicore fibers A, B, and C becomes larger than the mode field diameter of the standard multicore fiber, and conversely the connection loss may increase. For this reason, it is preferable that the heating time is appropriately determined in consideration of these points.

図１４の（ｂ）は、マルチコアファイバＡ同士、マルチコアファイバＢ同士、マルチコアファイバＣ同士を融着接続する際の波長１３１０ｎｍにおける接続損失の軸ずれ量ｄ依存性を示したグラフである。融着接続における加熱時間（放電時間）は１００ｓとした。 FIG. 14B is a graph showing the dependence of the connection loss on the axis deviation d at the wavelength of 1310 nm when the multi-core fibers A, the multi-core fibers B, and the multi-core fibers C are fusion spliced. The heating time (discharge time) in the fusion splicing was 100 s.

図１４の（ｂ）から以下のことが分かる。すなわち、各軸ずれ量ｄに対して、マルチコアファイバＡ同士及びマルチコアファイバＣ同士を融着接続する際の接続損失は、マルチコアファイバＢ同士を融着接続する際の接続損失よりも小さくなる。これは、マルチコアファイバＡ同士及びマルチコアファイバＣ同士を融着接続においても、１００ｓ程度の加熱（アーク放電）によって、端部におけるモードフィールド径が十分に拡大し、軸ずれに対するトレランスが十分に大きくなったからであると考えられる。なお、マルチコアファイバＣ同士の融着接続においても、端部におけるモードフィールド径が拡大し、軸ずれに対するトレランスが大きくなるという効果が認められる。ここで、端部に熱拡散促進ドーパントが添加されているマルチコアファイバＡ、Ｃの方が、端部に熱拡散促進ドーパントが添加されていないマルチコアファイバＢよりも、より顕著な効果が得られる。 The following can be understood from FIG. That is, for each axis deviation amount d, the connection loss when the multi-core fibers A and the multi-core fibers C are fusion-bonded is smaller than the connection loss when the multi-core fibers B are fusion-connected. This is because even in the fusion splicing between the multi-core fibers A and the multi-core fibers C, the mode field diameter at the end is sufficiently enlarged by heating (arc discharge) for about 100 s, and the tolerance against the axial deviation is sufficiently large. This is thought to be because of this. Even in the fusion splicing between the multi-core fibers C, the effect that the mode field diameter at the end is enlarged and the tolerance against the axial deviation is increased is recognized. Here, the multi-core fibers A and C in which the thermal diffusion promoting dopant is added to the end part are more effective than the multi-core fiber B in which the thermal diffusion promoting dopant is not added to the end part.

なお、マルチコアファイバＡは、その製造に際して融着接続を要さず、その内部に融着接続点を含まない。したがって、その製造に関して融着接続工程を要さないというメリットがあり、その光学特性に関して融着接続点における接続損失が生じ難いというメリットがある。また、マルチコアファイバＣは、その大部分を占める、マルチコアファイバＢにより構成される区間Ｉ３において、内側クラッドを含まない。したがって、その製造に際して添加する必要のあるドーパントの量が少なく、その結果として、製造コストを抑え易いというメリットがある。 Note that the multi-core fiber A does not require fusion splicing in its manufacture, and does not include a fusion splicing point inside. Therefore, there is a merit that a fusion splicing step is not required for the production, and there is a merit that a connection loss at a fusion splicing point hardly occurs with respect to the optical characteristics. Further, the multi-core fiber C does not include the inner cladding in the section I3 constituted by the multi-core fiber B, which occupies most of the multi-core fiber C. Therefore, there is an advantage that the amount of dopant that needs to be added in the production is small, and as a result, the production cost can be easily suppressed.

〔適用例１〕
本実施形態に係るマルチコアファイバ１は、例えば、光コネクタに適用することができる。マルチコアファイバ１を含む光コネクタについて、図１５を参照して説明する。図１５は、マルチコアファイバ１を含む光コネクタ１００の構成を示す模式図である。なお、図１５には、光コネクタ１００の接続相手となる光コネクタ２００の構成も併せて示している。 [Application Example 1]
The multi-core fiber 1 according to the present embodiment can be applied to, for example, an optical connector. An optical connector including the multi-core fiber 1 will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a schematic diagram showing a configuration of the optical connector 100 including the multi-core fiber 1. FIG. 15 also shows the configuration of the optical connector 200 to which the optical connector 100 is connected.

光コネクタ１００は、コネクタ筐体１０１と、端部を熱コア拡大した後にコネクタ筐体１０１の内部に引き込まれたマルチコアファイバ１と、コネクタ筐体１０１の外部においてマルチコアファイバ１の側面を覆うシース１０２と、を備えている。光コネクタ２００は、コネクタ筐体２０１と、コネクタ筐体２０１の内部に引き込まれたマルチコアファイバ２と、コネクタ筐体２０１の外部においてマルチコアファイバ２の側面を覆うシース２０２と、を備えている。なお、マルチコアファイバ２は、例えば、ＩＴＵ−ＴＧ．６５７Ａ１に準拠したシングルモードファイバと同一のコア構造を有するマルチコアファイバ（以下、「標準マルチコアファイバ」と記載する）である。コネクタ筐体１０１とコネクタ筐体２０１とを機械的に接続すると、マルチコアファイバ１の端面とマルチコアファイバ２の端面とが突き合せられ、その結果、マルチコアファイバ１の各コアとマルチコアファイバ２の各コアとが光学的に接続される。 The optical connector 100 includes a connector housing 101, a multicore fiber 1 that is drawn into the connector housing 101 after enlarging the thermal core at the end, and a sheath 102 that covers the side surface of the multicore fiber 1 outside the connector housing 101. And. The optical connector 200 includes a connector housing 201, a multicore fiber 2 drawn into the connector housing 201, and a sheath 202 that covers the side surface of the multicore fiber 2 outside the connector housing 201. The multi-core fiber 2 is, for example, ITU-TG It is a multi-core fiber (hereinafter referred to as “standard multi-core fiber”) having the same core structure as a single mode fiber compliant with 657A1. When the connector housing 101 and the connector housing 201 are mechanically connected, the end surface of the multi-core fiber 1 and the end surface of the multi-core fiber 2 are abutted. As a result, each core of the multi-core fiber 1 and each core of the multi-core fiber 2 Are optically connected.

マルチコアファイバ１の中間部における各コアのモードフィールド径は、マルチコアファイバ１の端部における各コアのモードフィールド径よりも小さくなっている。これにより、マルチコアファイバ１の中間部において生じ得る各種クロストークを小さく抑えることができる。また、マルチコアファイバ１の端部における各コアのモードフィールド径は、マルチコアファイバ２における各コアのモードフィールド径と同程度まで拡大されている。これにより、マルチコアファイバ１とマルチコアファイバ２との接続損失を小さく抑えることができる。 The mode field diameter of each core in the middle portion of the multicore fiber 1 is smaller than the mode field diameter of each core at the end of the multicore fiber 1. As a result, various crosstalks that can occur in the intermediate portion of the multi-core fiber 1 can be suppressed to a small level. In addition, the mode field diameter of each core at the end of the multicore fiber 1 is expanded to the same extent as the mode field diameter of each core in the multicore fiber 2. Thereby, the connection loss of the multi-core fiber 1 and the multi-core fiber 2 can be suppressed small.

参考例として、熱コア拡大前のマルチコアファイバＡ（実施例１参照）をマルチコアファイバ１として用いた単芯ＳＣ型の光コネクタ１００を製造した。そして、この光コネクタ１００を、標準マルチコアファイバをマルチコアファイバ２として用いた単芯ＳＣ型の光コネクタ１００と接続して接続損失を測定した。その結果、接続損失は０．６ｄＢ〜１ｄＢであった。 As a reference example, a single-core SC type optical connector 100 using the multi-core fiber A (see Example 1) before expansion of the thermal core as the multi-core fiber 1 was manufactured. And this optical connector 100 was connected with the single core SC type optical connector 100 which used the standard multi-core fiber as the multi-core fiber 2, and the connection loss was measured. As a result, the connection loss was 0.6 dB to 1 dB.

また、実施例として、熱コア拡大後のマルチコアファイバＡ’（実施例１参照）をマルチコアファイバ１として用いた単芯ＳＣ型の光コネクタ１００を製造した。そして、この光コネクタを、標準マルチコアファイバをマルチコアファイバ２として用いた単芯ＳＣ型の光コネクタ１００と接続して接続損失を測定した。その結果、接続損失は０．３ｄＢ以下であった。 In addition, as an example, a single-core SC optical connector 100 using the multi-core fiber A ′ (see Example 1) after expansion of the thermal core as the multi-core fiber 1 was manufactured. Then, this optical connector was connected to a single-core SC optical connector 100 using a standard multi-core fiber as the multi-core fiber 2, and the connection loss was measured. As a result, the connection loss was 0.3 dB or less.

これにより、熱コア拡大後のマルチコアファイバＡ’を用いた実施例に係る光コネクタ１００は、熱コア拡大前のマルチコアファイバＡを用いた参考例に係る光コネクタ１００と比べて、標準マルチコアファイバを用いた光コネクタとの接続損失を小さく抑えられることが確かめられた。なお、コネクタの形態をＳＣ型からＦＣ型へと変更すれば、接続損失を更に小さく抑えられることが期待される。 Thus, the optical connector 100 according to the embodiment using the multi-core fiber A ′ after the expansion of the thermal core is a standard multi-core fiber compared to the optical connector 100 according to the reference example using the multi-core fiber A before the expansion of the thermal core. It was confirmed that the connection loss with the used optical connector can be kept small. Note that if the connector configuration is changed from the SC type to the FC type, it is expected that the connection loss can be further reduced.

なお、ここでは、光コネクタ２００に含まれるマルチコアファイバ２として、標準マルチコアファイバを用いることを想定したが、本適用例は、これに限定されない。例えば、光コネクタ２００に含まれるマルチコアファイバ２として、光コネクタ１００に含まれるマルチコアファイバ１と同様のマルチコアファイバ、すなわち、端部を熱コア拡大されたマルチコアファイバ１を用いてもよい。 Here, it is assumed that a standard multi-core fiber is used as the multi-core fiber 2 included in the optical connector 200, but this application example is not limited to this. For example, as the multi-core fiber 2 included in the optical connector 200, a multi-core fiber similar to the multi-core fiber 1 included in the optical connector 100, that is, the multi-core fiber 1 whose end portion is expanded by a thermal core may be used.

〔適用例２〕
本実施形態に係るマルチコアファイバ１は、例えば、ファンイン／ファンアウトデバイスに適用することができる。マルチコアファイバ１を含むファンイン／ファンアウトデバイスについて、図１６を参照して説明する。図１６の（ａ）は、マルチコアファイバ１を含む、ファイババンドル型のファンイン／ファンアウトデバイス３００Ａの構成を示す模式図である。図１６の（ｂ）は、マルチコアファイバ１を含む、平面光導波路型のファンイン／ファンアウトデバイス３００Ｂを示す模式図である。 [Application Example 2]
The multi-core fiber 1 according to the present embodiment can be applied to, for example, a fan-in / fan-out device. A fan-in / fan-out device including the multi-core fiber 1 will be described with reference to FIG. FIG. 16A is a schematic diagram showing a configuration of a fiber bundle type fan-in / fan-out device 300 </ b> A including the multi-core fiber 1. FIG. 16B is a schematic diagram showing a planar optical waveguide type fan-in / fan-out device 300 </ b> B including the multi-core fiber 1.

ファイババンドル型のファンイン／ファンアウトデバイス３００Ａは、図１６の（ａ）に示すように、マルチコアファイバ１と、複数のシングルコアファイバ２１〜２２と、屈折率整合樹脂体（又はキャピラリ）３０１とを備えている。シングルコアファイバ２１〜２２の個数は、マルチコアファイバ１のコア数と同数、又は、それ以下である。シングルコアファイバ２１〜２２は、それぞれ、マルチコアファイバ１のコアに接続されている。屈折率整合樹脂体３０１は、マルチコアファイバ１の端部及びシングルコアファイバ２１〜２２の端部を包み込み、マルチコアファイバ１とシングルコアファイバ２１〜２２とを一体化している。なお、シングルコアファイバ２１〜２２は、例えば、ＩＴＵ−ＴＧ．６５７Ａ１に準拠したシングルモードファイバである。 As shown in FIG. 16A, the fiber bundle type fan-in / fan-out device 300A includes a multi-core fiber 1, a plurality of single-core fibers 21 to 22, a refractive index matching resin body (or capillary) 301, It has. The number of single core fibers 21 to 22 is the same as or less than the number of cores of multi-core fiber 1. The single core fibers 21 to 22 are each connected to the core of the multicore fiber 1. The refractive index matching resin body 301 wraps around the end of the multi-core fiber 1 and the ends of the single-core fibers 21 to 22, and integrates the multi-core fiber 1 and the single-core fibers 21 to 22. The single core fibers 21 to 22 are, for example, ITU-T G. It is a single mode fiber compliant with 657A1.

ファンイン／ファンアウトデバイス３００Ａにおいては、マルチコアファイバ１の中間部における各コアのモードフィールド径が、各シングルコアファイバ２１〜２２におけるコアのモードフィールド径よりも小さくなっている。これにより、マルチコアファイバ１の中間部において生じ得る各種クロストークを小さく抑えることができる。 In the fan-in / fan-out device 300 </ b> A, the mode field diameter of each core in the intermediate portion of the multi-core fiber 1 is smaller than the mode field diameter of the core in each of the single core fibers 21 to 22. As a result, various crosstalks that can occur in the intermediate portion of the multi-core fiber 1 can be suppressed to a small level.

また、ファンイン／ファンアウトデバイス３００Ａにおいては、マルチコアファイバ１の端部における各コアのモードフィールド径が、各シングルコアファイバ２１〜２２におけるコアのモードフィールド径と同程度まで拡大されている。これにより、マルチコアファイバ１とシングルコアファイバ２１〜２２との接続損失を小さく抑えることができる。 In fan-in / fan-out device 300A, the mode field diameter of each core at the end of multi-core fiber 1 is expanded to the same extent as the mode field diameter of the core in each single-core fiber 21-22. Thereby, the connection loss of the multi-core fiber 1 and the single core fibers 21 to 22 can be suppressed to be small.

平面光導波路型のファンイン／ファンアウトデバイス３００Ｂは、図１６の（ｂ）に示すように、マルチコアファイバ１と、複数のシングルコアファイバ２１〜２２と、平面光導波路３０２と、を備えている。シングルコアファイバ２１〜２２の個数は、マルチコアファイバ１のコア数と同数、又は、それ以下である。マルチコアファイバ１は、平面光導波路３０２の一方の端面に接続されている。シングルコアファイバ２１〜２２は、それぞれ、平面光導波路３０２の他方の端面に接続されている。平面光導波路３には、マルチコアファイバ１の各コアと各シングルコアファイバ２１〜２２のコアと繋ぐコアが形成されている。なお、マルチコアファイバ２１〜２２は、例えば、ＩＴＵ−Ｔ．Ｇ６５７Ａ１に準拠したシングルモードファイバである。平面光導波路３０２は、筐体に収容されることなく、外部に露出している。 The planar optical waveguide type fan-in / fan-out device 300B includes a multi-core fiber 1, a plurality of single-core fibers 21 to 22, and a planar optical waveguide 302, as shown in FIG. . The number of single core fibers 21 to 22 is the same as or less than the number of cores of multi-core fiber 1. The multicore fiber 1 is connected to one end face of the planar optical waveguide 302. Each of the single core fibers 21 to 22 is connected to the other end face of the planar optical waveguide 302. In the planar optical waveguide 3, cores that connect the cores of the multicore fiber 1 and the cores of the single core fibers 21 to 22 are formed. The multi-core fibers 21 to 22 are, for example, ITU-T. It is a single mode fiber compliant with G657A1. The planar optical waveguide 302 is exposed outside without being accommodated in the housing.

ファンイン／ファンアウトデバイス３００Ｂにおいては、マルチコアファイバ１の中間部における各コアのモードフィールド径が、平面光導波路３における各コアのモードフィールド径、及び、各シングルコアファイバ２１〜２２におけるコアのモードフィールド径よりも小さくなっている。これにより、マルチコアファイバ１の中間部において生じ得る各種クロストークを小さく抑えることができる。 In the fan-in / fan-out device 300B, the mode field diameter of each core in the intermediate portion of the multi-core fiber 1 is the mode field diameter of each core in the planar optical waveguide 3 and the core mode in each single-core fiber 21-22. It is smaller than the field diameter. As a result, various crosstalks that can occur in the intermediate portion of the multi-core fiber 1 can be suppressed to a small level.

また、ファンイン／ファンアウトデバイス３００Ｂにおいては、マルチコアファイバ１の端部における各コアのモードフィールド径が、平面光導波路３における各コアのモードフィールド径、及び、各シングルコアファイバ２１〜２２におけるコアのモードフィールド径と同程度まで拡大されている。これにより、平面光導波路３を介したマルチコアファイバ１とシングルコアファイバ２１〜２２との接続損失を小さく抑えることができる。 In fan-in / fan-out device 300B, the mode field diameter of each core at the end of multi-core fiber 1 is the same as the mode field diameter of each core in planar optical waveguide 3 and the core in each single-core fiber 21-22. The mode field diameter is expanded to the same extent. Thereby, the connection loss between the multi-core fiber 1 and the single-core fibers 21 to 22 via the planar optical waveguide 3 can be suppressed to a low level.

〔変形例１〕
本実施形態に係るマルチコアファイバ１においては、内側クラッド１２ａ１〜１２ａｍにおける各ドーパントの濃度を同じにする構成を採用しているが、これに限定されない。すなわち、内側クラッド１２ａ１〜１２ａｍにおける各ドーパントの濃度を異ならせる構成を採用してもよい。より具体的に言うと、内側クラッド１２ａ１〜１２ａｍのうち、マルチコアファイバ１の中心軸Ｌに近いコアの側面を覆う内側クラッドにおける第２ドーパントの濃度を、内側クラッド１２ａ１〜１２ａｍのうち、マルチコアファイバ１の中心軸Ｌから遠いコアの側面を覆う内側クラッドにおける第２ドーパントの濃度よりも低くする構成を採用してもよい。 [Modification 1]
In the multi-core fiber 1 according to the present embodiment, a configuration is adopted in which the concentration of each dopant in the inner claddings 12a1 to 12am is the same, but the present invention is not limited to this. That is, you may employ | adopt the structure which varies the density | concentration of each dopant in inner side cladding 12a1-12am. More specifically, among the inner claddings 12a1 to 12am, the concentration of the second dopant in the inner cladding covering the side surface of the core close to the central axis L of the multicore fiber 1 is the same as the concentration of the second dopant in the inner claddings 12a1 to 12am. A configuration in which the concentration of the second dopant in the inner clad covering the side surface of the core far from the central axis L is made lower may be adopted.

たとえば、コア１１ａ１〜１１ａｍのうち、マルチコアファイバ１の中心軸Ｌ（図１及び図２参照）に近いコアでは軸ずれ量が小さくなり易いのに対して、コア１１ａ１〜１１ａｍのうち、マルチコアファイバ１の中心から遠いコアでは軸ずれ量が大きくなり易い。これは、マルチコアファイバ１が中心軸Ｌを回転軸として微小回転したときに生じる各コア１１ａｉの軸ずれ量は、マルチコアファイバ１の中心軸Ｌからコア１１ａｉまでの距離ｒｉとマルチコアファイバ１の回転角θとの積ｒｉ×θに概ね一致するからである。したがって、内側クラッド１２ａ１〜１２ａｍのうち、マルチコアファイバ１の中心軸Ｌに近いコアの側面を覆う内側クラッドにおける第２ドーパントの濃度を低くし、内側クラッド１２ａ１〜１２ａｍのうち、マルチコアファイバ１の中心軸Ｌから遠いコアの側面を覆う内側クラッドにおける第２ドーパントの濃度を高くすれば、コア１１ａ１〜１１ａｍの接続損失を均一化し易くなる。第３ドーパントの濃度も、第２ドーパントの濃度と同様に設定すればよい。 For example, in the cores 11a1 to 11am, the axis close to the central axis L (see FIGS. 1 and 2) of the multicore fiber 1 tends to reduce the amount of axial deviation, whereas the multicore fiber 1 of the cores 11a1 to 11am is likely to be small. In a core far from the center of the axis, the amount of axial deviation tends to increase. This is because the amount of misalignment of each core 11ai that occurs when the multicore fiber 1 is slightly rotated about the central axis L is the distance ri from the central axis L of the multicore fiber 1 to the core 11ai and the rotation angle of the multicore fiber 1. This is because it substantially matches the product ri × θ with θ. Therefore, the concentration of the second dopant in the inner cladding that covers the side surface of the core close to the central axis L of the multi-core fiber 1 among the inner claddings 12a1 to 12am is reduced, and the central axis of the multi-core fiber 1 among the inner claddings 12a1 to 12am. If the concentration of the second dopant in the inner clad covering the side surface of the core far from L is increased, the connection loss of the cores 11a1 to 11am can be easily made uniform. The concentration of the third dopant may be set similarly to the concentration of the second dopant.

図１７の（ａ）は、コア数が１２、コア配置が正方格子配置のマルチコアファイバ１（図３の（ｃ）参照）に関して、全てのコア１１ａ１〜１１ａ１２の周囲（内側クラッド１２ａ１〜１２ａ１２）において、ゲルマニウム、リン、及びフッ素の重量パーセント濃度をそれぞれ１．０Ｗｔ％、０．６Ｗｔ％、及び０．３Ｗｔ％としたときに得られる、接続損失の回転角度ずれ依存性を示すグラフである。図１７の（ａ）によれば、全てのコア１１ａ１〜１１ａ１２の周囲における各ドーパントの濃度を同じにした場合、外層のコア１１ａ５〜１１ａ１２の接続損失の方が内層のコア１１ａ１〜１１ａ４の接続損失よりも大きくなることが確かめられる。 FIG. 17A shows a multicore fiber 1 having 12 cores and a square lattice arrangement (see FIG. 3C) around all the cores 11a1 to 11a12 (inner claddings 12a1 to 12a12). 4 is a graph showing the rotational angle dependence of connection loss obtained when the weight percent concentrations of germanium, phosphorus, and fluorine are 1.0 Wt%, 0.6 Wt%, and 0.3 Wt%, respectively. According to FIG. 17A, when the concentration of each dopant around the cores 11a1 to 11a12 is the same, the connection loss of the outer cores 11a5 to 11a12 is the connection loss of the inner cores 11a1 to 11a4. It can be confirmed that it will be larger.

図１７の（ｂ）は、コア数が１２、コア配置が正方格子配置のマルチコアファイバ１（図３の（ｃ）参照）に関して、（１）内層のコア１１ａ１〜１１ａ４の周囲（内側クラッド１２ａ１〜１２ａ４）において、ゲルマニウム、リン、及びフッ素の重量パーセント濃度をそれぞれ０．５Ｗｔ％、０．３Ｗｔ％、及び０．１Ｗｔ％とし、（２）外層のコア１１ａ５〜１１ａ１２の周囲（内側クラッド１２ａ５〜１２ａ１２）において、ゲルマニウム、リン、及びフッ素の重量パーセント濃度をそれぞれ１．０Ｗｔ％、０．６Ｗｔ％、及び０．３Ｗｔ％としたときに得られる、接続損失の回転角度ずれ依存性を示すグラフである。図１７の（ｂ）によれば、内層のコア１１ａ１〜１１ａ４の周囲における各ドーパントの濃度を、外層のコア１１ａ５〜１１ａ１２の周囲における各ドーパントの濃度よりも低くした場合、コア１１ａ１〜１１ａｍの接続損失が均一化されることが確かめられる。 FIG. 17B shows a multicore fiber 1 having 12 cores and a tetragonal lattice arrangement (see FIG. 3C). (1) Around the inner cores 11a1 to 11a4 (inner cladding 12a1 12a4), the weight percent concentrations of germanium, phosphorus, and fluorine are 0.5 Wt%, 0.3 Wt%, and 0.1 Wt%, respectively. (2) Around the outer layer cores 11a5 to 11a12 (inner claddings 12a5 to 12a12) ), The rotation angle deviation dependence of the connection loss obtained when the weight percent concentrations of germanium, phosphorus, and fluorine are 1.0 Wt%, 0.6 Wt%, and 0.3 Wt%, respectively. . According to FIG. 17B, when the concentration of each dopant around the inner cores 11a1 to 11a4 is lower than the concentration of each dopant around the outer cores 11a5 to 11a12, the connection of the cores 11a1 to 11am is achieved. It is confirmed that the loss is made uniform.

〔変形例２〕
本実施形態に係る熱コア拡大前のマルチコアファイバ１においては、一方の端部を含む区間Ｉ１及び他方の端部を含む区間Ｉ２の両方に内側クラッド１２ａ１〜１２ａｍ，１２ｂ１〜１２ｂｍを設ける構成を採用しているが、これに限定されない。すなわち、一方の端部を含む区間Ｉ１にのみ内側クラッド１２ａ１〜１２ａｍを設ける構成を採用してもよいし、他方の端部を含む区間Ｉ２にのみ内側クラッド１２ａ１〜１２ａｍを設ける構成を採用してもよい。 [Modification 2]
In the multi-core fiber 1 before expansion of the thermal core according to the present embodiment, a configuration is adopted in which inner claddings 12a1 to 12am and 12b1 to 12bm are provided in both the section I1 including one end and the section I2 including the other end. However, it is not limited to this. That is, a configuration in which the inner cladding 12a1 to 12am is provided only in the section I1 including one end may be employed, or a configuration in which the inner cladding 12a1 to 12am is provided only in the section I2 including the other end. Also good.

また、本実施形態に係る熱コア拡大前のマルチコアファイバ１においては、全てのコア１１ａ１〜１１ａｍに対して内側クラッド１２ａ１〜１２ａｍ，１２ｂ１〜１２ｂｍを設ける構成を採用しているが、これに限定されない。すなわち、コア１１ａ１〜１１ａｍのうち、一部のコアに対してのみ内側クラッド１２ａ１〜１２ａｍ，１２ｂ１〜１２ｂｍを設ける構成を採用してもよい。 Moreover, in the multi-core fiber 1 before thermal core expansion which concerns on this embodiment, although the structure which provides the inner clad 12a1-12am and 12b1-12bm with respect to all the cores 11a1-11am is employ | adopted, it is not limited to this. . That is, you may employ | adopt the structure which provides the inner side clad 12a1-12am and 12b1-12bm only with respect to some cores among the cores 11a1-11am.

同様に、本実施形態に係る熱コア拡大後のマルチコアファイバ１においては、両方の端部において各コア１１ａｉのモードフィールド径を拡大する構成を採用しているが、これに限定されない。すなわち、一方の端部のみにおいて各コア１１ａｉのモードフィールド径を拡大する構成を採用してもよいし、他方の端部のみにおいて各コア１１ａｉのモードフィールド径を拡大する構成を採用してもよい。 Similarly, in the multi-core fiber 1 after the expansion of the thermal core according to the present embodiment, the configuration in which the mode field diameter of each core 11ai is expanded at both ends is not limited to this. That is, a configuration in which the mode field diameter of each core 11ai is enlarged only at one end portion, or a configuration in which the mode field diameter of each core 11ai is enlarged only at the other end portion may be adopted. .

また、本実施形態に係る熱コア拡大前のマルチコアファイバ１においては、全てのコア１１ａ１〜１１ａｍの端部において熱コア拡大を図る構成を採用しているが、これに限定されない。すなわち、コア１１ａ１〜１１ａｍのうち、一部のコアの端部においてのみ熱コア拡大を図る構成を採用してもよい。 Moreover, in the multi-core fiber 1 before thermal core expansion which concerns on this embodiment, although the structure which aims at thermal core expansion is employ | adopted in the edge part of all the cores 11a1 to 11am, it is not limited to this. That is, you may employ | adopt the structure which aims at a thermal core expansion only in the edge part of some cores among the cores 11a1-11am.

〔変形例３〕
本実施形態においては、コアにアップドーパントを添加することによって、コアの屈折率をクラッドの屈折率よりも高くしたマルチコアファイバについて説明したが、本発明の適用範囲は、これに限定されない。すなわち、本発明は、クラッドにダウンドーパント（例えば、フッ素）を添加することによって、クラッドの屈折率をコアの屈折率よりも低くしたマルチコアファイバ（以下、「純石英マルチコアファイバ」と記載する）に対しても適用することが可能である。 [Modification 3]
In the present embodiment, the multi-core fiber has been described in which the refractive index of the core is higher than the refractive index of the cladding by adding an updopant to the core. However, the scope of application of the present invention is not limited to this. That is, according to the present invention, a multi-core fiber (hereinafter referred to as “pure quartz multi-core fiber”) in which the refractive index of the cladding is made lower than the refractive index of the core by adding a downdopant (for example, fluorine) to the cladding. It can also be applied to.

例えば、純石英マルチコアファイバの端部を加熱すると、クラッドに添加されたダウンドーパントがコアに熱拡散する。これにより、コアのクラッドに対する比屈折率差が小さくなり、その結果、端部におけるモードフィールド径が拡大する。したがって、本実施形態に係る熱コア拡大後のマルチコアファイバ１は、純石英マルチコアファイバの端部を加熱することによっても実現することができる。 For example, when the end of a pure silica multicore fiber is heated, the downdopant added to the cladding is thermally diffused into the core. Thereby, the relative refractive index difference with respect to the clad of the core is reduced, and as a result, the mode field diameter at the end portion is enlarged. Therefore, the multi-core fiber 1 after the expansion of the thermal core according to the present embodiment can also be realized by heating the end portion of the pure quartz multi-core fiber.

また、熱コア拡大前の純石英マルチコアファイバに対して、以下のようにドーパントを添加すれば、クラッドに添加されたダウンドーパントのコアへの拡散速度を上げることができる。したがって、端部において所定のモードフィールド径を有する純石英マルチコアファイバを、短時間の加熱で得ることができる。 Moreover, if the dopant is added to the pure silica multicore fiber before expansion of the thermal core as follows, the diffusion rate of the downdopant added to the clad into the core can be increased. Therefore, a pure silica multicore fiber having a predetermined mode field diameter at the end can be obtained by heating in a short time.

コア：ドーパントを添加しない。 Core: No dopant is added.

内側クラッド：ダウンドーパント（第１ドーパント）、熱拡散促進ドーパント（第２ドーパント）、及び屈折率調整用ドーパント（第３ドーパント）を添加する。 Inner cladding: A downdopant (first dopant), a thermal diffusion promoting dopant (second dopant), and a refractive index adjusting dopant (third dopant) are added.

外側クラッド：ダウンドーパント（第１ドーパント）を添加する。 Outer cladding: Add downdopant (first dopant).

ここで、熱拡散促進ドーパントとは、クラッド（内側クラッド及び外側クラッド）に添加されたダウンドーパントである第１ドーパントのコアへの拡散を促進するドーパントである。また、屈折率調整用ドーパントとは、内側クラッドに添加された熱拡散促進ドーパントである第２ドーパントによる屈折率変化を抑制あるいは相殺するためのドーパントである。第２ドーパントがアップドーパントである場合、ダウンドーパントが屈折率調整用ドーパントとして選択される。逆に、第２ドーパントがダウンドーパントである場合、アップドーパントが屈折率調整用ドーパントして選択される。熱拡散促進ドーパント、アップドーパント、及びダウンドーパントの例については、上述したとおりである。 Here, the thermal diffusion promoting dopant is a dopant that promotes diffusion of the first dopant, which is a downdopant added to the cladding (inner cladding and outer cladding), into the core. The dopant for adjusting the refractive index is a dopant for suppressing or canceling a change in refractive index due to the second dopant that is a thermal diffusion promoting dopant added to the inner cladding. When the second dopant is an updopant, the downdopant is selected as a refractive index adjusting dopant. Conversely, when the second dopant is a downdopant, the updopant is selected as the refractive index adjusting dopant. Examples of the thermal diffusion promoting dopant, the updopant, and the downdopant are as described above.

〔変形例４〕
（マルチコアファイバの構造）の項に上述したように、内側クラッド１２ａｉに第２ドーパント及び第３ドーパントが共添加されている場合、第３ドーパントの添加量は、内側クラッド１２ａｉの外側クラッド１２ｃに対する比屈折率差が−０．１％以上＋０．１％以下になるように設定されている。しかし、本発明の一態様において、しかし、本発明の一態様において、特許請求の範囲に記載の第１内側クラッドの一例である内側クラッド１２ａ１〜１２ａ４及び内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂ４の、外側クラッド１２ｃに対する比屈折率差は、それぞれ、−０．１％未満であってもよい。ここで、内側クラッド１２ａ１の、外側クラッド１２ｃに対する比屈折率差が−０．１％未満とは、（１）外側クラッド１２ｃの屈折率が、内側クラッド１２ａ１の屈折率より大きく、かつ、（２）内側クラッド１２ａ１と外側クラッド１２ｃと比屈折率差の絶対値が０．１％よりも大きいことを意味する。なお、本願明細書においては、「ＡのＢに対する比屈折率差が−０．１％未満」と記載した場合、（１）Ｂの屈折率がＡの屈折率より大きく、かつ、（２）ＡとＢと比屈折率差の絶対値が０．１％よりも大きいことを意味する。 [Modification 4]
As described above in the section of (Multi-core fiber structure), when the second dopant and the third dopant are co-doped in the inner cladding 12ai, the amount of the third dopant added is the ratio of the inner cladding 12ai to the outer cladding 12c. The refractive index difference is set to be −0.1% or more and + 0.1% or less. However, in one aspect of the present invention, however, in one aspect of the present invention, the inner cladding 12a1 to 12a4 and the inner cladding 12b1 to 12b4, which are examples of the first inner cladding described in the claims, with respect to the outer cladding 12c Each of the relative refractive index differences may be less than -0.1%. Here, the relative refractive index difference between the inner cladding 12a1 and the outer cladding 12c is less than -0.1%. (1) The refractive index of the outer cladding 12c is larger than the refractive index of the inner cladding 12a1, and (2 This means that the absolute value of the relative refractive index difference between the inner cladding 12a1 and the outer cladding 12c is larger than 0.1%. In the present specification, when it is described that “the relative refractive index difference of A with respect to B is less than −0.1%”, (1) the refractive index of B is larger than the refractive index of A, and (2) It means that the absolute value of the relative refractive index difference between A and B is larger than 0.1%.

また、本発明の一態様において、特許請求の範囲に記載の第２内側クラッドの一例である内側クラッド１２ａ５〜１２ａ１２及び内側クラッド１２ｂ５〜１２ｂ１２の、外側クラッド１２ｃに対する比屈折率差は、それぞれ、−０．１％未満であってもよいし、特許請求の範囲に記載の第１内側クラッド及び第２内側クラッドの一例である内側クラッド１２ａ１〜１２ａ１２及び内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂ１２の、外側クラッド１２ｃに対する比屈折率差は、それぞれ、−０．１％未満であってもよい。 In one aspect of the present invention, the relative refractive index difference between the inner cladding 12a5 to 12a12 and the inner cladding 12b5 to 12b12, which is an example of the second inner cladding according to the claims, is − The ratio of the inner claddings 12a1 to 12a12 and the inner claddings 12b1 to 12b12, which are examples of the first inner cladding and the second inner cladding described in the claims, with respect to the outer cladding 12c. Each of the refractive index differences may be less than -0.1%.

図１８には、変形例４に係るマルチコアファイバ１であって、内側クラッド１２ａｉの、外側クラッド１２ｃに対する比屈折率差（Δｔ）は、−０．１％未満（例えば−０．３％）であるマルチコアファイバ１の屈折率分布を示す。なお、図１８においては、コア１１ａ１、内側クラッド１２ａ１を用いてマルチコアファイバ１の屈折率分布を示している。 FIG. 18 shows the multi-core fiber 1 according to the modification 4 in which the relative refractive index difference (Δt) of the inner cladding 12ai with respect to the outer cladding 12c is less than −0.1% (for example, −0.3%). The refractive index distribution of a certain multi-core fiber 1 is shown. In FIG. 18, the refractive index distribution of the multi-core fiber 1 is shown using the core 11a1 and the inner cladding 12a1.

なお、例えば、内側クラッド１２ａ１の屈折率は、第２ドーパントと、第２ドーパントを添加することにより生じる屈折率の変化を抑制あるいは相殺するように屈折率を変化させる第３ドーパントとを共添加し、第２ドーパント及び第３ドーパントの各々のドーパント濃度を調整することによって、所望の値にすることができる。 For example, the refractive index of the inner cladding 12a1 is obtained by co-adding the second dopant and a third dopant that changes the refractive index so as to suppress or cancel the change in the refractive index caused by adding the second dopant. By adjusting the dopant concentration of each of the second dopant and the third dopant, a desired value can be obtained.

本変形例のマルチコアファイバ１によれば、隣接するコア間（例えばコア１１ａ１とコア１１ａ２との間）におけるクロストークを抑制することができる。したがって、本変形例のマルチコアファイバ１は、（１）変形前の（基準となる）マルチコアファイバ１と同じコア間距離を採用するのであれば、変形前のマルチコアファイバ１と比較してクロストークを抑制することができるし、（２）変形前のマルチコアファイバ１と同じクロストークを実現すればよいのであれば、コア間距離を縮小することにより外側クラッド１２ｃのクラッド径を変化させることなくコア１１ａｍの数を増やすことができる。 According to the multi-core fiber 1 of the present modification, crosstalk between adjacent cores (for example, between the core 11a1 and the core 11a2) can be suppressed. Therefore, if the multi-core fiber 1 of this modification adopts the same inter-core distance as the multi-core fiber 1 before (1) before deformation (reference), the multi-core fiber 1 has crosstalk compared to the multi-core fiber 1 before deformation. (2) If the same crosstalk as that of the multi-core fiber 1 before deformation is to be realized, the core 11am can be formed without changing the cladding diameter of the outer cladding 12c by reducing the inter-core distance. The number of can be increased.

本変形例のマルチコアファイバ１においては、２つのマルチコアファイバ１同士を加熱による内側クラッド１２ａ１〜１２ａ４及び内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂ４に添加されていたドーパントの熱拡散の効果が共添加により促進される。したがって、本変形例のマルチコアファイバ１は、より効果的にモードフィールド径の拡大することができ、更に、外側クラッド１２ｃよりも屈折率が低い内側クラッド１２ａ１〜１２ａ４及び内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂ４によってクロストークを抑制する、又は、コア１１ａｍの密度を高めることができる。 In the multi-core fiber 1 of this modification, the effect of thermal diffusion of the dopant added to the inner claddings 12a1 to 12a4 and the inner claddings 12b1 to 12b4 by heating the two multi-core fibers 1 together is promoted by co-addition. Therefore, the multi-core fiber 1 of the present modification can expand the mode field diameter more effectively, and further, the crosstalk is achieved by the inner claddings 12a1 to 12a4 and the inner claddings 12b1 to 12b4 having a refractive index lower than that of the outer cladding 12c. Or the density of the core 11am can be increased.

本変形例のマルチコアファイバ１であって、波長１．３１μｍでのモードフィールド径が５．４μｍであり、且つ、カットオフ波長が１．２６μｍ以下となるマルチコアファイバ１の屈折分布の一例を表６に示す。 Table 6 shows an example of a refraction distribution of the multi-core fiber 1 of the present modification, in which the mode field diameter at a wavelength of 1.31 μm is 5.4 μm, and the cutoff wavelength is 1.26 μm or less. Shown in

〔変形例５〕
また、本発明の一態様において、特許請求の範囲に記載の第１内側クラッドの一例である内側クラッド１２ａ１〜１２ａ４及び内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂ４の外側には、内側クラッド１２ａ１〜１２ａ４及び内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂ４の側面を覆い、且つ、側面を外側クラッドにより覆われ、且つ、屈折率が内側クラッド１２ａ１〜１２ａ４及び内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂ４並びに外側クラッド１２ｃより低い第１低屈折率層が、設けられていてもよい。なお、この場合にも、内側クラッド１２ａｉ及び内側クラッド１２ｂｉの各々には、第２ドーパントと、第３ドーパントとが共添加されている。 [Modification 5]
Further, in one aspect of the present invention, the inner cladding 12a1 to 12a4 and the inner cladding 12b1 are disposed outside the inner cladding 12a1 to 12a4 and the inner cladding 12b1 to 12b4 as examples of the first inner cladding described in the claims. A first low-refractive index layer that covers the side surface of 12b4, is covered with an outer cladding, and has a lower refractive index than the inner cladding 12a1 to 12a4, the inner cladding 12b1 to 12b4, and the outer cladding 12c. Also good. Also in this case, the second dopant and the third dopant are co-added to each of the inner cladding 12ai and the inner cladding 12bi.

また、本発明の一態様において、特許請求の範囲に記載の第２内側クラッドの一例である内側クラッド１２ａ５〜１２ａ１２及び内側クラッド１２ｂ５〜１２ｂ１２の外側には、内側クラッド１２ａ５〜１２ａ１２及び内側クラッド１２ｂ５〜１２ｂ１２の側面を覆い、且つ、側面を外側クラッド１２ｃにより覆われ、且つ、屈折率が内側クラッド１２ａ５〜１２ａ１２及び内側クラッド１２ｂ５〜１２ｂ１２並びに外側クラッド１２ｃより低い第２低屈折率層が設けられていてもよい。
内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂ４の外側に低屈折率層（特許請求の範囲に記載の第２低屈折率層の一例）が設けられていてもよいし、内側クラッド１２ａ１〜１２ａ４の外側に低屈折率層が設けられており、且つ、内側クラッド１２ｂ１〜１２ｂ４の外側に低屈折率層が設けられていてもよい。また、本発明の一態様は、上述した第１低屈折率層及び第２低屈折率層を備えていてもよい。 In one embodiment of the present invention, the inner cladding 12a5 to 12a12 and the inner cladding 12b5 and the inner cladding 12b5 are disposed outside the inner cladding 12a5 to 12a12 and the inner cladding 12b5 to 12b12, which are examples of the second inner cladding described in the claims. A second low-refractive index layer that covers the side surface of 12b12, is covered with the outer cladding 12c, and has a lower refractive index than the inner cladding 12a5 to 12a12, the inner cladding 12b5 to 12b12, and the outer cladding 12c. Also good.
A low refractive index layer (an example of a second low refractive index layer described in claims) may be provided outside the inner clads 12b1 to 12b4, and a low refractive index layer may be provided outside the inner clads 12a1 to 12a4. And a low refractive index layer may be provided outside the inner claddings 12b1 to 12b4. One embodiment of the present invention may include the first low refractive index layer and the second low refractive index layer described above.

図１９には、変形例５に係るマルチコアファイバ１であって、内側クラッド１２ａ１と外側クラッド１２ｃとの間に第１低屈折率層１３ａ１が設けられているマルチコアファイバ１の屈折率分布を示す。なお、図１９においては、コア１１ａ１、内側クラッド１２ａ１、及び第１低屈折率層１３ａ１を用いてマルチコアファイバ１の屈折率分布を示している。 FIG. 19 shows the refractive index distribution of the multi-core fiber 1 according to the fifth modification example, in which the first low-refractive index layer 13a1 is provided between the inner cladding 12a1 and the outer cladding 12c. In FIG. 19, the refractive index distribution of the multi-core fiber 1 is shown using the core 11a1, the inner cladding 12a1, and the first low refractive index layer 13a1.

図１９に示すように、内側クラッド１２ａ１の外側に第１低屈折率層１３ａ１を設けることにより、隣接するコア間（例えばコア１１ａ１とコア１１ａ２との間）におけるクロストークを抑制することができる。内側クラッド１２ａ１の屈折率は、上述したように第２ドーパントと第３ドーパントとを共添加し、第２ドーパント及び第３ドーパントの各々のドーパント濃度を調整することによって、所望の値にすることができる。本変形例では、内側クラッド１２ａ１の外側クラッド１２ｃに対する比屈折率差が−０．１％以上０．１％以下となるように内側クラッド１２ａ１の屈折率を調整する。 As shown in FIG. 19, by providing the first low refractive index layer 13a1 outside the inner cladding 12a1, crosstalk between adjacent cores (for example, between the core 11a1 and the core 11a2) can be suppressed. As described above, the refractive index of the inner cladding 12a1 can be set to a desired value by co-adding the second dopant and the third dopant and adjusting the dopant concentration of each of the second dopant and the third dopant. it can. In this modification, the refractive index of the inner cladding 12a1 is adjusted so that the relative refractive index difference between the inner cladding 12a1 and the outer cladding 12c is not less than −0.1% and not more than 0.1%.

第１低屈折率層１３ａ１は、ダウンドーパント（例えば、フッ素）を添加することによって、内側クラッド１２ａ１及び外側クラッド１２ｃの各々に対する比屈折率差（Δｔ）が−０．１％未満（例えば−０．３％）になるように構成されている。また、第１低屈折率層１３ａ１は、ダウンドーパントを添加する代わりに空孔により構成されていてもよい。 The first low refractive index layer 13a1 has a relative refractive index difference (Δt) of less than −0.1% (for example, −0) with respect to each of the inner cladding 12a1 and the outer cladding 12c by adding a downdopant (for example, fluorine). .3%). Further, the first low refractive index layer 13a1 may be constituted by holes instead of adding the down dopant.

本変形例のマルチコアファイバ１は、変形例４に係るマルチコアファイバ１と同様に、（１）変形前の（基準となる）マルチコアファイバ１と同じコア間距離を採用するのであれば、変形前のマルチコアファイバ１と比較してクロストークを抑制することができるし、（２）変形前のマルチコアファイバ１と同じクロストークを実現すればよいのであれば、コア間距離を縮小することにより外側クラッド１２ｃのクラッド径を変化させることなくコア１１ａｍの数を増やすことができる。 Similarly to the multi-core fiber 1 according to the modification 4, the multi-core fiber 1 of the present modification (1) is the same as before the deformation if the same inter-core distance as that of the multi-core fiber 1 before (the reference) is used. If crosstalk can be suppressed as compared with the multicore fiber 1 and (2) the same crosstalk as that of the multicore fiber 1 before deformation is to be realized, the outer cladding 12c can be reduced by reducing the inter-core distance. The number of cores 11am can be increased without changing the cladding diameter.

なお、本変形例のマルチコアファイバ１は、変形例４に係るマルチコアファイバ１と比較して第１低屈折率層１３ａ１を備えているため、内側クラッド径（半径Ｒ２）が小さくなる傾向を有する。例えば、変形例４に係るマルチコアファイバ１の例では、半径Ｒ２がコア半径（半径Ｒ１）の３倍以上４倍以下であるのに対し、本変形例のマルチコアファイバ１の例では、半径Ｒ２が半径Ｒ１の１．５倍以上２倍以下である。そのため、本変形例のマルチコアファイバ１においては、内側クラッド１２ａ１に添加する第２ドーパントの濃度を高めることによって、熱拡散効果を大きくすることが好ましい。 In addition, since the multi-core fiber 1 of this modification is provided with the 1st low refractive index layer 13a1 compared with the multi-core fiber 1 which concerns on the modification 4, it exists in the tendency for an inner side cladding diameter (radius R2) to become small. For example, in the example of the multicore fiber 1 according to the modification 4, the radius R2 is not less than 3 times and not more than 4 times the core radius (radius R1), whereas in the example of the multicore fiber 1 of the present modification, the radius R2 is It is 1.5 times or more and 2 times or less of the radius R1. Therefore, in the multi-core fiber 1 of this modification, it is preferable to increase the thermal diffusion effect by increasing the concentration of the second dopant added to the inner cladding 12a1.

例えば、内側クラッド１２ａ１に共添加するフッ素、ゲルマニウム、及びリンの重量パーセント濃度を、それぞれ１．２Ｗｔ％、２．８Ｗｔ％、及び１．０Ｗｔ％とすることによって、内側クラッド１２ａ１の外側クラッド１２ｃに対する比屈折率差を−０．１％以上０．１％以下の範囲内に納めることができる。 For example, by setting the weight percent concentrations of fluorine, germanium, and phosphorus co-added to the inner cladding 12a1 to 1.2 Wt%, 2.8 Wt%, and 1.0 Wt%, respectively, the inner cladding 12a1 to the outer cladding 12c The relative refractive index difference can fall within the range of −0.1% to 0.1%.

本変形例のマルチコアファイバ１であって、波長１．３１μｍでのモードフィールド径が５．４μｍであり、且つ、カットオフ波長が１．２６μｍ以下となるマルチコアファイバ１の屈折分布の一例を表７に示す。 Table 7 shows an example of the refraction distribution of the multi-core fiber 1 of the present modification, in which the mode field diameter at a wavelength of 1.31 μm is 5.4 μm, and the cutoff wavelength is 1.26 μm or less. Shown in

〔付記事項〕
本発明は上述した実施形態、変形例、又は実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態、変形例、又は実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 [Additional Notes]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, modification, or example, and various modifications are possible within the scope of the claims, and are disclosed in different embodiments, modifications, or examples, respectively. Forms obtained by appropriately combining the technical means provided are also included in the technical scope of the present invention.

１マルチコアファイバ
１１ａ１〜１１ａｍコア
１２クラッド
１２ａ１〜１２ａｍ内側クラッド
１２ｂ１〜１２ｂｍ内側クラッド
１２ｃ外側クラッド
１００光コネクタ
３００Ａ，３００Ｂファンイン／ファンアウトデバイス 1 Multi-core fiber 11a1 to 11am Core 12 Cladding 12a1 to 12am Inner cladding 12b1 to 12bm Inner cladding 12c Outer cladding 100 Optical connector 300A, 300B Fan-in / fan-out device

Claims

複数のコアを備えたマルチコアファイバにおいて、
当該マルチコアファイバの一方又は両方の端部における上記コアのモードフィールド径は、当該マルチコアファイバの中間部における上記コアのモードフィールド径よりも大きく、
上記コアのモードフィールド径は、上記端部と上記中間部との境界において上記コアの軸方向に対して滑らかに変化する、
ことを特徴とするマルチコアファイバ。 In multi-core fiber with multiple cores,
The mode field diameter of the core at one or both ends of the multi-core fiber is larger than the mode field diameter of the core at the intermediate part of the multi-core fiber,
The mode field diameter of the core changes smoothly with respect to the axial direction of the core at the boundary between the end portion and the intermediate portion.
Multi-core fiber characterized by that.

上記中間部における上記コアのモードフィールドが、波長１３１０ｎｍにおいて８．２μｍよりも小さいという条件、又は、波長１５５０ｎｍにおいて９．６μｍよりも小さいという条件の少なくとも一方を満たす、
ことを特徴とする請求項１に記載のマルチコアファイバ。 The core mode field in the intermediate portion satisfies at least one of a condition that the wavelength field is smaller than 8.2 μm at a wavelength of 1310 nm or a condition that the mode field is smaller than 9.6 μm at a wavelength of 1550 nm.
The multi-core fiber according to claim 1.

上記中間部における上記コアのモードフィールドが、波長１３１０ｎｍにおいて５．５μｍ以下であるという条件、又は、波長１５５０ｎｍにおいて６．３μｍ以下であるという条件の少なくとも一方を満たす、
ことを特徴とする請求項２に記載のマルチコアファイバ。 The core mode field in the intermediate portion satisfies at least one of the condition that the wavelength field is 5.5 μm or less at a wavelength of 1310 nm, or the condition that the mode field is 6.3 μm or less at a wavelength of 1550 nm.
The multi-core fiber according to claim 2.

上記端部における上記コアのモードフィールド径が、波長１３１０ｎｍにおいて７．０μｍ以上であるという条件、又は、波長１５５０ｎｍにおいて７．９μｍ以上であるという条件の少なくとも一方を満たす、
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のマルチコアファイバ。 The core has a mode field diameter of 7.0 μm or more at a wavelength of 1310 nm or at least one of the conditions of 7.9 μm or more at a wavelength of 1550 nm.
The multi-core fiber according to any one of claims 1 to 3, wherein

ファイバ長２ｋｍあたりの合計クロストークが−３０ｄＢ以下である、
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のマルチコアファイバ。 The total crosstalk per 2 km of fiber length is -30 dB or less,
The multi-core fiber according to any one of claims 1 to 4, wherein

上記端部における上記コアのモードフィールド径と上記中間部における上記コアのモードフィールド径との差が１．６μｍ以上である、
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のマルチコアファイバ。 The difference between the mode field diameter of the core at the end portion and the mode field diameter of the core at the intermediate portion is 1.6 μm or more.
The multi-core fiber according to any one of claims 1 to 5, wherein

クラッド径が１７７．５μｍ未満であり、上記コアの配置が正方格子配置であり、上記コアの個数が８個又は１２個である、
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のマルチコアファイバ。 The clad diameter is less than 177.5 μm, the arrangement of the cores is a square lattice arrangement, and the number of the cores is 8 or 12.
The multi-core fiber according to any one of claims 1 to 6, wherein

クラッド径が１５５．３μｍ未満であり、上記コアの配置が六方最密配置であり、上記コアの個数が１２個である、
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のマルチコアファイバ。 The cladding diameter is less than 155.3 μm, the arrangement of the cores is a hexagonal close-packed arrangement, and the number of the cores is twelve.
The multi-core fiber according to any one of claims 1 to 6, wherein

クラッド径が１２５μｍ以下であり、
上記複数のコアの個数が１２である、
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のマルチコアファイバ。 The cladding diameter is 125 μm or less,
The number of the plurality of cores is 12.
The multi-core fiber according to any one of claims 1 to 6, wherein

クラッド径が１５０μｍ以下であり、
上記複数のコアの個数が１６である、
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のマルチコアファイバ。 The cladding diameter is 150 μm or less,
The number of the plurality of cores is 16.
The multi-core fiber according to any one of claims 1 to 6, wherein

クラッド径が８０μｍ以下であり、
上記複数のコアの数が４である、
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のマルチコアファイバ。 The cladding diameter is 80 μm or less,
The number of the plurality of cores is four;
The multi-core fiber according to any one of claims 1 to 6, wherein

上記マルチコアファイバの中心軸に近いコアのモードフィールド径が、当該マルチコアファイバの中心軸から遠いコアのモードフィールド径よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載のマルチコアファイバ。 The mode field diameter of the core close to the central axis of the multicore fiber is smaller than the mode field diameter of the core far from the central axis of the multicore fiber.
The multi-core fiber according to any one of claims 1 to 11, wherein

複数のコアと、上記複数のコアの各々の側面を覆うクラッドと、を備えたマルチコアファイバにおいて、
当該マルチコアファイバは、一方の端部を含む第１区間と、他方の端部を含む第２区間と、上記第１区間及び上記第２区間以外の第３区間と、を含み、
上記クラッドは、少なくとも上記第１区間及び上記第２区間の一方又は両方において上記コアの側面を覆う内側クラッドと、上記内側クラッドの側面を覆い、上記コアの側面において上記内側クラッドに覆われていない領域が存在する場合には更に当該領域を覆う外側クラッドと、を含み、
上記コアには、アップドーパントである第１ドーパントが少なくとも添加されており、
上記内側クラッドには、上記第１ドーパントの熱拡散を促進する第２ドーパントが少なくとも添加されており、
上記外側クラッドには、当該第２ドーパントが添加されていない、
ことを特徴とするマルチコアファイバ。 In a multicore fiber comprising a plurality of cores and a clad covering each side of the plurality of cores,
The multi-core fiber includes a first section including one end, a second section including the other end, and a third section other than the first section and the second section,
The cladding covers the side surface of the core in one or both of the first section and the second section, covers the side surface of the inner cladding, and is not covered by the inner cladding on the side surface of the core. An outer cladding that further covers the region, if present,
At least a first dopant that is an updopant is added to the core,
At least a second dopant that promotes thermal diffusion of the first dopant is added to the inner cladding,
The second cladding is not added to the outer cladding,
Multi-core fiber characterized by that.

上記内側クラッドには、第３ドーパントが更に添加されており、
上記第２ドーパントがダウンドーパントであり、且つ、上記第３ドーパントがアップドーパントであるか、又は、上記第２ドーパントがアップドーパントであり、且つ、上記第３ドーパントがダウンドーパントであり、
上記内側クラッドの上記内側クラッドの側面を覆う外側クラッドに対する比屈折率差が−０．１％以上＋０．１％以下である、
ことを特徴とする請求項１３に記載のマルチコアファイバ。 A third dopant is further added to the inner cladding,
The second dopant is a downdopant, and the third dopant is an updopant, or the second dopant is an updopant, and the third dopant is a downdopant,
The relative refractive index difference with respect to the outer cladding covering the side surface of the inner cladding of the inner cladding is -0.1% or more and + 0.1% or less.
The multi-core fiber according to claim 13.

上記内側クラッドは、上記マルチコアファイバの中心軸に近いコアの側面を覆う第１内側クラッドと、当該マルチコアファイバの中心軸から遠いコアの側面を覆う第２内側クラッドとにより構成され、
上記第１内側クラッド及び上記第２内側クラッドの少なくとも何れか一方には、第３ドーパントが更に添加されており、
上記第２ドーパントがダウンドーパントであり、且つ、上記第３ドーパントがアップドーパントであるか、又は、上記第２ドーパントがアップドーパントであり、且つ、上記第３ドーパントがダウンドーパントである、

ことを特徴とする請求項１３に記載のマルチコアファイバ。 The inner clad is constituted by a first inner clad that covers a side surface of the core close to the central axis of the multicore fiber, and a second inner clad that covers the side surface of the core far from the central axis of the multicore fiber,
A third dopant is further added to at least one of the first inner cladding and the second inner cladding,
The second dopant is a downdopant and the third dopant is an updopant, or the second dopant is an updopant and the third dopant is a downdopant,

The multi-core fiber according to claim 13.

上記内側クラッドは、上記マルチコアファイバの中心軸に近いコアの側面を覆う第１内側クラッドと、当該マルチコアファイバの中心軸から遠いコアの側面を覆う第２内側クラッドとにより構成され、
上記第１内側クラッド及び上記第２内側クラッドの少なくとも何れか一方には、第３ドーパントが更に添加されており、
上記第２ドーパントがダウンドーパントであり、且つ、上記第３ドーパントがアップドーパントであるか、又は、上記第２ドーパントがアップドーパントであり、且つ、上記第３ドーパントがダウンドーパントであり、
（１）上記第１内側クラッドに上記第３ドーパントが添加されている場合、上記第１内側クラッドの側面を覆い、且つ、側面を上記外側クラッドにより覆われ、且つ、屈折率が上記第１内側クラッド及び上記外側クラッドより低い第１低屈折率層を更に備え、
（２）上記第２内側クラッドに上記第３ドーパントが添加されている場合、上記第２内側クラッドの側面を覆い、且つ、側面を上記外側クラッドにより覆われ、且つ、屈折率が上記第２内側クラッド及び上記外側クラッドより低い第２低屈折率層を更に備え、
（３）上記第１内側クラッド及び上記第２内側クラッドに上記第３ドーパントが添加されている場合、上記第１内側クラッドの側面を覆い、且つ、側面を上記外側クラッドにより覆われ、且つ、屈折率が上記第１内側クラッド及び上記外側クラッドより低い第１低屈折率層と、上記第２内側クラッドの側面を覆い、且つ、側面を上記外側クラッドに覆われ、且つ、屈折率が上記第２内側クラッド及び上記外側クラッドより低い第２低屈折率層と、を更に備えている、
ことを特徴とする請求項１３に記載のマルチコアファイバ。 The inner clad is constituted by a first inner clad that covers a side surface of the core close to the central axis of the multicore fiber, and a second inner clad that covers the side surface of the core far from the central axis of the multicore fiber,
A third dopant is further added to at least one of the first inner cladding and the second inner cladding,
The second dopant is a downdopant, and the third dopant is an updopant, or the second dopant is an updopant, and the third dopant is a downdopant,
(1) When the third dopant is added to the first inner cladding, the side surface of the first inner cladding is covered and the side surface is covered by the outer cladding, and the refractive index is the first inner cladding. A first low refractive index layer lower than the cladding and the outer cladding;
(2) When the third dopant is added to the second inner cladding, the side surface of the second inner cladding is covered and the side surface is covered by the outer cladding, and the refractive index is the second inner cladding. A second low refractive index layer lower than the cladding and the outer cladding;
(3) When the third dopant is added to the first inner cladding and the second inner cladding, the side surfaces of the first inner cladding are covered, the side surfaces are covered by the outer cladding, and refraction is performed. A first low-refractive-index layer having a lower refractive index than the first inner cladding and the outer cladding, a side surface of the second inner cladding, a side surface covered with the outer cladding, and a refractive index of the second inner cladding; An inner clad and a second low refractive index layer lower than the outer clad,
The multi-core fiber according to claim 13.

上記マルチコアファイバの中心軸に近いコアの側面を覆う内側クラッドにおける上記第２ドーパントの濃度が、当該マルチコアファイバの中心軸から遠いコアの側面を覆う内側クラッドにおける上記第２ドーパントの濃度よりも低い、
ことを特徴とする請求項１３〜１６の何れか１項に記載のマルチコアファイバ。 The concentration of the second dopant in the inner cladding covering the side of the core close to the central axis of the multi-core fiber is lower than the concentration of the second dopant in the inner cladding covering the side of the core far from the central axis of the multi-core fiber;
The multi-core fiber according to any one of claims 13 to 16, wherein

複数のコアと、上記複数のコアの各々の側面を覆うクラッドと、を備えたマルチコアファイバにおいて、
当該マルチコアファイバは、一方の端部を含む第１区間と、他方の端部を含む第２区間と、上記第１区間及び上記第２区間以外の第３区間と、を含み、
上記クラッドは、少なくとも上記第１区間及び上記第２区間の一方又は両方において上記コアの側面を覆う内側クラッドと、上記内側クラッドの側面を覆い、上記コアの側面において上記内側クラッドに覆われていない領域が存在する場合には更に当該領域を覆う外側クラッドと、を含み、
上記コアには、ドーパントが添加されておらず、もしくは、ダウンドーパントが添加されており、
上記クラッドには、ダウンドーパントである第１ドーパントが少なくとも添加されており、
上記内側クラッドには、上記第１ドーパントの熱拡散を促進する第２ドーパントが少なくとも添加されている、
ことを特徴とするマルチコアファイバ。 In a multicore fiber comprising a plurality of cores and a clad covering each side of the plurality of cores,
The multi-core fiber includes a first section including one end, a second section including the other end, and a third section other than the first section and the second section,
The cladding covers the side surface of the core in one or both of the first section and the second section, covers the side surface of the inner cladding, and is not covered by the inner cladding on the side surface of the core. An outer cladding that further covers the region, if present,
No dopant is added to the core, or a downdopant is added,
The cladding is added with at least a first dopant that is a downdopant,
At least a second dopant that promotes thermal diffusion of the first dopant is added to the inner cladding,
Multi-core fiber characterized by that.

請求項１〜１２の何れか１項に記載のマルチコアファイバを備えている、
ことを特徴とする光コネクタ。 The multi-core fiber according to any one of claims 1 to 12 is provided.
An optical connector characterized by that.

請求項１〜１２の何れか１項に記載のマルチコアファイバを備えている、
ことを特徴とするファンイン／ファンアウトデバイス。 The multi-core fiber according to any one of claims 1 to 12 is provided.
A fan-in / fan-out device characterized by that.