JP7505664B1 - マルチコア光ファイバ - Google Patents
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
Description
Aeff1=18.6-4.63ln(Δcore)+1.24Λ+24.1[ln(Δcore)]2-6.05×10-3Λ2-0.858Λln(Δcore)
で定義されるAeff1を用いて、以下の条件1aを満たす。
0.35[%]≦Δcore[%]≦1.00[%]
25[μm]≦Λ[μm]≦50[μm]
0.80Aeff1≦Aeff≦1.35Aeff1
発明者らは、いわゆる共通ディプレスト型のMCFでは、Aeffを小さくし過ぎると、コア間のPCCが逆に大きくなってしまうことを発見した。共通ディプレスト型のMCFは、複数のコアと、複数のコアを取り囲む共通の第1クラッドと、第1クラッドを取り囲む第2クラッドとを備え、第2クラッドの屈折率は、コアの屈折率よりも低く、かつ、第1クラッドの屈折率よりも高いMCFである。
本開示によれば、コア間XTを低減することができる共通ディプレスト型のMCFを提供することができる。
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
(1)本開示の第一態様に係るMCFは、並行伝搬に用いられる共通ディプレスト型のMCFであって、複数のコアと、複数のコアをそれぞれ取り囲む共通の第1クラッドと、第1クラッドを取り囲む第2クラッドと、を備える。第2クラッドの屈折率は、コアの屈折率よりも低く、かつ、第1クラッドの屈折率よりも高い。波長1550nmにおける伝送損失は、0.22dB/km以下である。波長1550nmにおけるコアの実効断面積をAeff[μm2]、隣り合う2つのコアのファイバ軸に直交する断面における中心間隔をΛ[μm]、第1クラッドの屈折率を基準としたコアの比屈折率差をΔcore[%]としたときに、
Aeff1=18.6-4.63ln(Δcore)+1.24Λ+24.1[ln(Δcore)]2-6.05×10-3Λ2-0.858Λln(Δcore)
で定義されるAeff1[μm2]を用いて、以下の条件1aを満たす。
0.35[%]≦Δcore[%]≦1.00[%]
25[μm]≦Λ[μm]≦50[μm]
0.80Aeff1≦Aeff≦1.35Aeff1
このMCFでは、第1クラッドが共通ディプレストとして機能する。信号光を並行伝搬させる場合に隣り合う2つのコア間のPCC(以下、並行伝搬PCCとも言う)を低減することができるので、信号光を並行伝搬させる場合に隣り合う2つのコア間のXT(以下、並行伝搬XTとも言う)を低減することができる。並行伝搬PCC及び並行伝搬XTを極小値から3dB以下の増加量に抑えることができる。
0.83Aeff1≦Aeff≦1.18Aeff1
この場合、並行伝搬PCC及び並行伝搬XTを極小値から1dB以下の増加量に抑えることができる。
0.90Aeff1≦Aeff≦1.12Aeff1
この場合、並行伝搬PCC及び並行伝搬XTを極小値から0.5dB以下の増加量に抑えることができる。
0.95Aeff1≦Aeff≦1.05Aeff1
この場合、並行伝搬PCC及び並行伝搬XTを極小値から0.1dB以下の増加量に抑えることができる。
Aeff1=18.6-4.63ln(Δcore)+1.24Λ+24.1[ln(Δcore)]2-6.05×10-3Λ2-0.858Λln(Δcore)
で定義されるAeff1[μm2]を用いて、以下の条件2aを満たす。
0.30[%]≦Δcore[%]≦0.35[%]
20[μm]≦Λ[μm]≦25[μm]
0.88Aeff1≦Aeff≦1.35Aeff1
このMCFでは、第1クラッドが共通ディプレストとして機能する。並行伝搬PCCを低減することができるので、並行伝搬XTを低減することができる。並行伝搬PCC及び並行伝搬XTを極小値から3dB以下の増加量に抑えることができる。
0.90Aeff1≦Aeff≦1.18Aeff1
この場合、並行伝搬PCC及び並行伝搬XTを極小値から1dB以下の増加量に抑えることができる。
0.92Aeff1≦Aeff≦1.12Aeff1
この場合、並行伝搬PCC及び並行伝搬XTを極小値から0.5dB以下の増加量に抑えることができる。
0.96Aeff1≦Aeff≦1.05Aeff1
この場合、並行伝搬PCC及び並行伝搬XTを極小値から0.1dB以下の増加量に抑えることができる。
Aeff2=19.2-3.01ln(Δcore)+1.40Λ+25.6[ln(Δcore)]2-7.72×10-3Λ2-0.980Λln(Δcore)
で定義されるAeff2[μm2]を用いて、以下の条件1bを満たす。
0.35[%]≦Δcore[%]≦1.00[%]
25[μm]≦Λ[μm]≦50[μm]
0.75Aeff2≦Aeff≦1.36Aeff2
このMCFでは、第1クラッドが共通ディプレストとして機能する。信号光を対向伝搬させる場合に隣り合う2つのコア間のPCC(以下、対向伝搬PCCとも言う)を低減することができるので、信号光を対向伝搬させる場合に隣り合う2つのコア間のXT(以下、対向伝搬XTとも言う)を低減することができる。対向伝搬PCC及び対向伝搬XTを極小値から3dB以下の増加量に抑えることができる。
0.85Aeff2≦Aeff≦1.18Aeff2
この場合、対向伝搬PCC及び対向伝搬XTを極小値から1dB以下の増加量に抑えることができる。
0.89Aeff2≦Aeff≦1.12Aeff2
この場合、対向伝搬PCC及び対向伝搬XTを極小値から0.5dB以下の増加量に抑えることができる。
0.95Aeff2≦Aeff≦1.05Aeff2
この場合、対向伝搬PCC及び対向伝搬XTを極小値から0.1dB以下の増加量に抑えることができる。
Aeff2=19.2-3.01ln(Δcore)+1.40Λ+25.6[ln(Δcore)]2-7.72×10-3Λ2-0.980Λln(Δcore)
で定義されるAeff2[μm2]を用いて、以下の条件2bを満たす。
0.30[%]≦Δcore[%]≦0.35[%]
20[μm]≦Λ[μm]≦25[μm]
0.84Aeff2≦Aeff≦1.36Aeff2
このMCFでは、第1クラッドが共通ディプレストとして機能する。対向伝搬PCCを低減することができるので、対向伝搬XTを低減することができる。対向伝搬PCC及び対向伝搬XTを極小値から3dB以下の増加量に抑えることができる。
0.88Aeff2≦Aeff≦1.18Aeff2
この場合、対向伝搬PCC及び対向伝搬XTを極小値から1dB以下の増加量に抑えることができる。
0.90Aeff2≦Aeff≦1.12Aeff2
この場合、対向伝搬PCC及び対向伝搬XTを極小値から0.5dB以下の増加量に抑えることができる。
0.95Aeff2≦Aeff≦1.05Aeff2
この場合、対向伝搬PCC及び対向伝搬XTを極小値から0.1dB以下の増加量に抑えることができる。
条件3は、以下の式により規定される。
λcc[nm]≦1260[nm]
ra[nm]≧2.51(Δcore)-0.605[μm]
条件4は、以下の式により規定される。
λcc[nm]≦1360[nm]
ra[nm]≧2.71(Δcore)-0.607[μm]
条件5は、以下の式により規定される。
λcc[nm]≦1460[nm]
ra[nm]≧2.92(Δcore)-0.609[μm]
条件6は、以下の式により規定される。
λcc[nm]≦1530[nm]
ra[nm]≧3.06(Δcore)-0.611[μm]
この場合、各コアにおける信号光の閉じ込めを強めることができる。
この場合、コア間PCC及びコア間XTを更に低減することができる。
この場合、MCFをより容易に製造することができる。
この場合、波長1260nmから1625nmの光通信に用いられる波長帯域で低い伝送損失を実現することができる。また高い製造性を実現することができる。
本実施形態に係るMCFの具体例を、必要により図面を参照しつつ説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されず、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
Aeff1=18.6-4.63ln(Δcore)+1.24Λ+24.1[ln(Δcore)]2-6.05×10-3Λ2-0.858Λln(Δcore)
条件1a及び条件2aは、以下の式により規定される。
上記の式において、Aeff1の単位が[μm2]であるとき、定数の係数は以下の単位である。
18.6[μm2]。-4.63[μm2]。1.24[μm]。24.1[μm2]。-6.05×10-3[-(単位なし)]。-0.858[μm]。
すなわち、Aeffは実効断面積を[μm2]の単位で表した数値、Λは中心間隔を[μm]の単位で表した数値、Δcoreは比屈折率差を[%]の単位で表した数値、Aeff1は単位が[μm2]であるときの数値、を意味する。
(条件1a)
0.35[%]≦Δcore[%]≦1.00[%]
25[μm]≦Λ[μm]≦50[μm]
0.80Aeff1≦Aeff≦1.35Aeff1
(条件2a)
0.30[%]≦Δcore[%]≦0.35[%]
20[μm]≦Λ[μm]≦25[μm]
0.88Aeff1≦Aeff≦1.35Aeff1
0.83Aeff1≦Aeff≦1.18Aeff1
0.90Aeff1≦Aeff≦1.12Aeff1
0.95Aeff1≦Aeff≦1.05Aeff1
条件2aは、以下のいずれかの式により更に規定されてもよい。
0.90Aeff1≦Aeff≦1.18Aeff1
0.92Aeff1≦Aeff≦1.12Aeff1
0.96Aeff1≦Aeff≦1.05Aeff1
Aeff2=19.2-3.01ln(Δcore)+1.40Λ+25.6[ln(Δcore)]2-7.72×10-3Λ2-0.980Λln(Δcore)
上記の式において、Aeff2の単位が[μm2]であるとき、定数の係数は以下の単位である。
19.2[μm2]。-3.01[μm2]。1.40[μm]。25.6[μm2]。-7.72×10-3[-(単位なし)]。-0.980[μm]。
すなわち、Aeffは実効断面積を[μm2]の単位で表した数値、Λは中心間隔を[μm]の単位で表した数値、Δcoreは比屈折率差を[%]の単位で表した数値、Aeff2は単位が[μm2]であるときの数値、を意味する。
条件1b及び条件2bは、以下の式により規定される。
(条件1b)
0.35[%]≦Δcore[%]≦1.00[%]
25[μm]≦Λ[μm]≦50[μm]
0.75Aeff2≦Aeff≦1.36Aeff2
(条件2b)
0.30[%]≦Δcore[%]≦0.35[%]
20[μm]≦Λ[μm]≦25[μm]
0.84Aeff2≦Aeff≦1.36Aeff2
0.85Aeff2≦Aeff≦1.18Aeff2
0.89Aeff2≦Aeff≦1.12Aeff2
0.95Aeff2≦Aeff≦1.05Aeff2
条件2bは、以下のいずれかの式により更に規定されてもよい。
0.88Aeff2≦Aeff≦1.18Aeff2
0.90Aeff2≦Aeff≦1.12Aeff2
0.95Aeff2≦Aeff≦1.05Aeff2
(条件3)
λcc[nm]≦1260[nm]
ra[μm]≧2.51(Δcore)-0.605[μm]
(条件4)
λcc[nm]≦1360[nm]
ra[μm]≧2.71(Δcore)-0.607[μm]
(条件5)
λcc[nm]≦1460[nm]
ra[μm]≧2.92(Δcore)-0.609[μm]
(条件6)
λcc[nm]≦1530[nm]
ra[μm]≧3.06(Δcore)-0.611[μm]
MCF1は、条件3、条件4、条件5、および、条件6を満たす。ここで、λccはケーブルカットオフ波長を[nm]の単位で表した数値、raは半径を[μm]の単位で表した数値、Δcoreは比屈折率差を[%]の単位で表した数値、を意味する。このとき、条件3から条件6の右辺の定数の係数が[μm]の単位となる。すなわち、条件3では、2.51[μm]、条件4では、2.71[μm]、条件5では、2.92[μm]、条件6では、3.06[μm]である。
0.80Aeff1≦Aeff≦1.35Aeff1
を満たすとき、hminに比べてhの増加量はdB値で、3dB以下に抑えられるので望ましい。
0.83Aeff1≦Aeff≦1.18Aeff1
を満たすとき、hminに比べてhの増加量はdB値で、1dB以下に抑えられるのでより望ましい。
0.90Aeff1≦Aeff≦1.12Aeff1
を満たすとき、hminに比べてhの増加量はdB値で、0.5dB以下に抑えられるので更により望ましい。
0.95Aeff1≦Aeff≦1.05Aeff1
を満たすとき、hminに比べてhの増加量はdB値で、0.1dB以下に抑えられるので最も望ましい。この結果は、上述の条件1aに対応する。
0.88Aeff1≦Aeff≦1.35Aeff1
を満たすとき、hminに比べてhの増加量はdB値で、3dB以下に抑えられるので望ましい。
0.90Aeff1≦Aeff≦1.18Aeff1
を満たすとき、hminに比べてhの増加量はdB値で、1dB以下に抑えられるのでより望ましく、
0.92Aeff1≦Aeff≦1.12Aeff1
を満たすとき、hminに比べてhの増加量はdB値で、0.5dB以下に抑えられるので更により望ましい。
0.96Aeff1≦Aeff≦1.05Aeff1
を満たすとき、hminに比べてhの増加量はdB値で、0.1dB以下に抑えられるので最も望ましい。この結果は、上述の条件2aに対応する。
0.75Aeff2≦Aeff≦1.36Aeff2
を満たすとき、PCCbsの極小値からの増加量及びXTbsの極小値からの増加量はdB値で、3dB以下に抑えられるので望ましい。
0.85Aeff2≦Aeff≦1.18Aeff2
を満たすとき、PCCbsの極小値からの増加量及びXTbsの極小値からの増加量はdB値で、1dB以下に抑えられるのでより望ましい。
0.89Aeff2≦Aeff≦1.12Aeff2
を満たすとき、PCCbsの極小値からの増加量及びXTbsの極小値からの増加量はdB値で、0.5dB以下に抑えられるので更により望ましい。
0.95Aeff2≦Aeff≦1.05Aeff2
を満たすとき、PCCbsの極小値からの増加量及びXTbsの極小値からの増加量はdB値で、0.1dB以下に抑えられるので最も望ましい。この結果は、上述の条件1bに対応する。
0.84Aeff2≦Aeff≦1.36Aeff2
を満たすとき、PCCbsの極小値からの増加量及びXTbsの極小値からの増加量はdB値で、3dB以下に抑えられるので望ましい。
0.88Aeff2≦Aeff≦1.18Aeff2
を満たすとき、PCCbsの極小値からの増加量及びXTbsの極小値からの増加量はdB値で、1dB以下に抑えられるのでより望ましい。
0.90Aeff2≦Aeff≦1.12Aeff2
を満たすとき、PCCbsの極小値からの増加量及びXTbsの極小値からの増加量はdB値で、0.5dB以下に抑えられるので更により望ましい。
0.95Aeff2≦Aeff≦1.05Aeff2
を満たすとき、PCCbsの極小値からの増加量及びXTbsの極小値からの増加量はdB値で、0.1dB以下に抑えられるので最も望ましい。この結果は、上述の条件2bに対応する。
ァイバ軸に直交する断面における中心間隔は、例えば屈折ニアフィールド法や横方向干渉法、MCF断面の顕微鏡観察画像(透過ニアフィールド法)から測定できる。
2…コア
3…第1クラッド
4…第2クラッド
5…第3クラッド
ra…コアの半径
L…線分
Λ…隣接コアの中心間隔
Δ…比屈折率差
Claims (20)
- 並行伝搬に用いられる共通ディプレスト型のマルチコア光ファイバであって、
複数のコアと、
複数の前記コアをそれぞれ取り囲む共通の第1クラッドと、
前記第1クラッドを取り囲む第2クラッドと、を備え、
前記第2クラッドの屈折率は、前記コアの屈折率よりも低く、かつ、前記第1クラッドの屈折率よりも高く、
波長1550nmにおける伝送損失は、0.22dB/km以下であり、
波長1550nmにおける前記コアの実効断面積をAeff[μm2]、隣り合う2つの前記コアのファイバ軸に直交する断面における中心間隔をΛ[μm]、前記第1クラッドの屈折率を基準とした前記コアの比屈折率差をΔcore[%]としたときに、
Aeff1=18.6-4.63ln(Δcore)+1.24Λ+24.1[ln(Δcore)]2-6.05×10-3Λ2-0.858Λln(Δcore)
で定義されるAeff1[μm2]を用いて、以下の条件1aを満たす、マルチコア光ファイバ。
0.35[%]≦Δcore[%]≦1.00[%]
25[μm]≦Λ[μm]≦50[μm]
0.80Aeff1≦Aeff≦1.35Aeff1 - 前記条件1aは、以下の式により更に規定される、請求項1に記載のマルチコア光ファイバ。
0.83Aeff1≦Aeff≦1.18Aeff1 - 前記条件1aは、以下の式により更に規定される、請求項1に記載のマルチコア光ファイバ。
0.90Aeff1≦Aeff≦1.12Aeff1 - 前記条件1aは、以下の式により更に規定される、請求項1に記載のマルチコア光ファイバ。
0.95Aeff1≦Aeff≦1.05Aeff1 - 並行伝搬に用いられる共通ディプレスト型のマルチコア光ファイバであって、
複数のコアと、
複数の前記コアをそれぞれ取り囲む共通の第1クラッドと、
前記第1クラッドを取り囲む第2クラッドと、を備え、
前記第2クラッドの屈折率は、前記コアの屈折率よりも低く、かつ、前記第1クラッドの屈折率よりも高く、
波長1550nmにおける伝送損失は、0.22dB/km以下であり、
波長1550nmにおける前記コアの実効断面積をAeff[μm2]、隣り合う2つの前記コアのファイバ軸に直交する断面における中心間隔をΛ[μm]、前記第1クラッドの屈折率を基準とした前記コアの比屈折率差をΔcore[%]としたときに、
Aeff1=18.6-4.63ln(Δcore)+1.24Λ+24.1[ln(Δcore)]2-6.05×10-3Λ2-0.858Λln(Δcore)
で定義されるAeff1[μm2]を用いて、以下の条件2aを満たす、マルチコア光ファイバ。
0.30[%]≦Δcore[%]≦0.35[%]
20[μm]≦Λ[μm]≦25[μm]
0.88Aeff1≦Aeff≦1.35Aeff1 - 前記条件2aは、以下の式により更に規定される、請求項5に記載のマルチコア光ファイバ。
0.90Aeff1≦Aeff≦1.18Aeff1 - 前記条件2aは、以下の式により更に規定される、請求項5に記載のマルチコア光ファイバ。
0.92Aeff1≦Aeff≦1.12Aeff1 - 前記条件2aは、以下の式により更に規定される、請求項5に記載のマルチコア光ファイバ。
0.96Aeff1≦Aeff≦1.05Aeff1 - 対向伝搬に用いられる共通ディプレスト型のマルチコア光ファイバであって、
複数のコアと、
複数の前記コアをそれぞれ取り囲む共通の第1クラッドと、
前記第1クラッドを取り囲む第2クラッドと、を備え、
前記第2クラッドの屈折率は、前記コアの屈折率よりも低く、かつ、前記第1クラッドの屈折率よりも高く、
波長1550nmにおける伝送損失は、0.22dB/km以下であり、
波長1550nmにおける前記コアの実効断面積をAeff[μm2]、隣り合う2つの前記コアのファイバ軸に直交する断面における中心間隔をΛ[μm]、前記第1クラッドの屈折率を基準とした前記コアの比屈折率差をΔcore[%]としたときに、
Aeff2=19.2-3.01ln(Δcore)+1.40Λ+25.6[ln(Δcore)]2-7.72×10-3Λ2-0.980Λln(Δcore)
で定義されるAeff2[μm2]を用いて、以下の条件1bを満たす、マルチコア光ファイバ。
0.35[%]≦Δcore[%]≦1.00[%]
25[μm]≦Λ[μm]≦50[μm]
0.75Aeff2≦Aeff≦1.36Aeff2 - 前記条件1bは、以下の式により更に規定される、請求項9に記載のマルチコア光ファイバ。
0.85Aeff2≦Aeff≦1.18Aeff2 - 前記条件1bは、以下の式により更に規定される、請求項9に記載のマルチコア光ファイバ。
0.89Aeff2≦Aeff≦1.12Aeff2 - 前記条件1bは、以下の式により更に規定される、請求項9に記載のマルチコア光ファイバ。
0.95Aeff2≦Aeff≦1.05Aeff2 - 対向伝搬に用いられる共通ディプレスト型のマルチコア光ファイバであって、
複数のコアと、
複数の前記コアをそれぞれ取り囲む共通の第1クラッドと、
前記第1クラッドを取り囲む第2クラッドと、を備え、
前記第2クラッドの屈折率は、前記コアの屈折率よりも低く、かつ、前記第1クラッドの屈折率よりも高く、
波長1550nmにおける伝送損失は、0.22dB/km以下であり、
波長1550nmにおける前記コアの実効断面積をAeff[μm2]、隣り合う2つの前記コアのファイバ軸に直交する断面における中心間隔をΛ[μm]、前記第1クラッドの屈折率を基準とした前記コアの比屈折率差をΔcore[%]としたときに、
Aeff2=19.2-3.01ln(Δcore)+1.40Λ+25.6[ln(Δcore)]2-7.72×10-3Λ2-0.980Λln(Δcore)
で定義されるAeff2[μm2]を用いて、以下の条件2bを満たす、マルチコア光ファイバ。
0.30[%]≦Δcore[%]≦0.35[%]
20[μm]≦Λ[μm]≦25[μm]
0.84Aeff2≦Aeff≦1.36Aeff2 - 前記条件2bは、以下の式により更に規定される、請求項13に記載のマルチコア光ファイバ。
0.88Aeff2≦Aeff≦1.18Aeff2 - 前記条件2bは、以下の式により更に規定される、請求項13に記載のマルチコア光ファイバ。
0.90Aeff2≦Aeff≦1.12Aeff2 - 前記条件2bは、以下の式により更に規定される、請求項13に記載のマルチコア光ファイバ。
0.95Aeff2≦Aeff≦1.05Aeff2 - 前記コアの半径をra[μm]、ケーブルカットオフ波長をλcc[nm]、前記第1クラッドの屈折率を基準とした前記コアの比屈折率差をΔcore[%]としたときに、条件3、条件4、条件5、または、条件6が満たされる、請求項1から請求項16のいずれか一項に記載のマルチコア光ファイバ。
前記条件3は、以下の式により規定される。
λcc[nm]≦1260[nm]
ra≧2.51(Δcore)-0.605μm
前記条件4は、以下の式により規定される。
λcc[nm]≦1360[nm]
ra≧2.71(Δcore)-0.607[μm]
前記条件5は、以下の式により規定される。
λcc[nm]≦1460[nm]
ra≧2.92(Δcore)-0.609[μm]
前記条件6は、以下の式により規定される。
λcc[nm]≦1530[nm]
ra≧3.06(Δcore)-0.611[μm] - 前記第1クラッドに取り囲まれた第3クラッドを更に有し、
前記第3クラッドは、ファイバ軸に直交する断面において、隣り合う2つの前記コアの中心間を結ぶ線分上に前記隣り合う2つの前記コアのそれぞれから離隔して配置され、
前記第3クラッドの屈折率は、前記第1クラッドの屈折率よりも低い、
請求項1から請求項16のいずれか一項に記載のマルチコア光ファイバ。 - ファイバ軸に直交する断面において、前記第3クラッドは円形状を有している、
請求項18に記載のマルチコア光ファイバ。 - 前記複数のコア、前記第1クラッド、および、前記第2クラッドは、シリカ系ガラスを含む、
請求項1から請求項16のいずれか一項に記載のマルチコア光ファイバ。
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