JPWO2016063800A1 - マルチコア光ファイバ、光ケーブル、及び光コネクタ - Google Patents
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Abstract
Description
最初に本願発明の実施形態の内容をそれぞれ個別に列挙して説明する。
(条件0)
5.27μm≦2a≦8.05μm
0.375≦a/b≦0.45
0.478≦b/c≦0.816
0.26%≦Δ1−Δ4≦0.42%
−0.05%≦Δ2−Δ4≦0.15%
0.25%≦Δ1−Δ2≦0.385%
Δ3−Δ4≦−0.5%
(条件1)
6.16μm≦2a≦7.01μm
0.385≦a/b≦0.473
0.597≦b/c≦0.729
0.266%≦Δ1≦0.409%
−0.034%≦Δ2≦0.071%
−0.566%≦Δ3≦−0.284%
−0.015%≦Δ4≦0.222%
(条件2)
6.73μm≦2a≦8.08μm
0.357≦a/b≦0.530
0.687≦b/c≦0.815
0.297%≦Δ1≦0.403%
−0.053%≦Δ2≦0.034%
−0.694%≦Δ3≦−0.271%
−0.017%≦Δ4≦0.196%
(条件3)
6.47μm≦2a≦7.64μm
0.359≦a/b≦0.435
0.695≦b/c≦0.819
0.264%≦Δ1≦0.409%
−0.067%≦Δ2≦0.060%
−1.020%≦Δ3≦−0.392%
−0.017%≦Δ4
(条件4)
7.14μm≦2a≦8.10μm
0.322≦a/b≦0.483
0.744≦b/c≦0.859
0.328%≦Δ1≦0.412%
−0.037%≦Δ2≦0.043%
−1.426%≦Δ3≦−0.495%
−0.022%≦Δ4≦0.161%
(条件5)
6.65μm≦2a≦7.01μm
0.385≦a/b≦0.410
0.597≦b/c≦0.729
0.367%≦Δ1≦0.409%
−0.034%≦Δ2≦0.058%
−0.566%≦Δ3≦−0.284%
−0.015%≦Δ4≦0.222%
(条件6)
6.47μm≦2a≦7.64μm
0.359≦a/b≦0.435
0.695≦b/c≦0.819
0.349%≦Δ1≦0.409%
−0.067%≦Δ2≦0.054%
−1.020%≦Δ3≦−0.392%
−0.017%≦Δ4
(条件7)
6.16μm≦2a≦7.01μm
0.385≦a/b≦0.473
0.597≦b/c≦0.704
0.301%≦Δ1≦0.409%
−0.034%≦Δ2≦0.071%
−0.566%≦Δ3≦−0.317%
−0.015%≦Δ4≦0.132%
(条件8)
6.73μm≦2a≦8.08μm
0.357≦a/b≦0.530
0.687≦b/c≦0.796
0.339%≦Δ1≦0.403%
−0.053%≦Δ2≦0.034%
−0.694%≦Δ3≦−0.505%
−0.017%≦Δ4≦0.082%
(条件9)
6.47μm≦2a≦7.64μm
0.359≦a/b≦0.435
0.695≦b/c≦0.810
0.314%≦Δ1≦0.409%
−0.067%≦Δ2≦0.060%
−1.020%≦Δ3≦−0.477%
−0.017%≦Δ4≦0.126%
(条件10)
7.14μm≦2a≦8.10μm
0.322≦a/b≦0.483
0.744≦b/c≦0.848
0.355%≦Δ1≦0.412%
−0.037%≦Δ2≦0.043%
−1.426%≦Δ3≦−0.601%
−0.022%≦Δ4≦0.035%
(条件11)
8つ以上のコアにおける隣接コア間隔Λが、23.3μm以上であり、かつ、前記8つ以上のコアの中で最も共通クラッドの外周側に位置する最外周コアOCのコア中心と被覆との最短距離OCTが、17.7μm以上である。
(条件12)
λ0におけるS0が、0.092ps/(nm2・km)以下である。
(条件13)
BR3mmでのBLが、波長1310nmにおいて0.10dB/turn以下である。
(条件14)
8つ以上のコアのうちの1つのコアは、共通クラッドの中心に配置されている。
(条件15)
8つ以上のコアのそれぞれは、実質的に等しい屈折率分布を有する。
(条件16)
8つ以上のコアのそれぞれは、共通クラッドの中心に配置されているコアを除き、実質的に等しい屈折率分布を有する。
(条件17)
当該MCFが、全固体型の光ファイバである。
以下、本実施形態に係るMCF等の具体的な構造を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
Δ1>Δ2>Δ4>Δ3
なる関係を満たしている。
Δ5>Δ1>Δ2>Δ3
Δ1>Δ4>Δ3
なる関係を満たしている。
5.27μm≦2a≦8.05μm
0.375≦a/b≦0.45
0.478≦b/c≦0.816
0.26%≦Δ1−Δ4≦0.42%
−0.05%≦Δ2−Δ4≦0.15%
0.25%≦Δ1−Δ2≦0.385%
Δ3−Δ4≦−0.5%
であることから、本実施形態はこれらの式を満たすことが好ましい。但し、Δ3−Δ4が十分に絶対値の大きな負の値をとる場合には、b/cは上記範囲を超えて、λccが1260nm以下となるように調整することが望ましい。
(サンプル#121)
2a=6.85μm,Ra=0.4,Rb=0.61,Δ1=0.375%,Δ2=0.05%,Δ3=−0.5%,Δ4=0.00%
(サンプル#189)
2a=7.88μm,Ra=0.4,Rb=0.732,Δ1=0.375%,Δ2=0.00%,Δ3=−0.5%,Δ4=0.00%
(サンプル#148)
2a=7.36μm,Ra=0.4,Rb=0.733,Δ1=0.375%,Δ2=0.030%,Δ3=−0.75%,Δ4=0.00%
(サンプル#191)
2a=7.91μm,Ra=0.4,Rb=0.816,Δ1=0.375%,Δ2=0.00%,Δ3=−0.75%,Δ4=0.00%
(条件#1)
6.16μm≦2a≦7.01μm,
0.385≦a/b≦0.473
0.597≦b/c≦0.729
0.266%≦Δ1≦0.409%,
−0.034%≦Δ2≦0.071%
−0.566%≦Δ3≦−0.284%
−0.015%≦Δ4≦0.222%
(条件#2)
6.73μm≦2a≦8.08μm,
0.357≦a/b≦0.530
0.687≦b/c≦0.815
0.297%≦Δ1≦0.403%,
−0.053%≦Δ2≦0.034%
−0.694%≦Δ3≦−0.271%
−0.017%≦Δ4≦0.196%
(条件#3)
6.47μm≦2a≦7.64μm,
0.359≦a/b≦0.435
0.695≦b/c≦0.819
0.264%≦Δ1≦0.409%,
−0.067%≦Δ2≦0.060%
−1.020%≦Δ3≦−0.392%
−0.017%≦Δ4
(条件#4)
7.14μm≦2a≦8.10μm,
0.322≦a/b≦0.483
0.744≦b/c≦0.859
0.328%≦Δ1≦0.412%,
−0.037%≦Δ2≦0.043%
−1.426%≦Δ3≦−0.495%
−0.022%≦Δ4≦0.161%
(条件#5)
6.65μm≦2a≦7.01μm,
0.385≦a/b≦0.410
0.367%≦Δ1≦0.409%,
−0.034%≦Δ2≦0.058%
(条件#6)
0.349%≦Δ1≦0.409%,
−0.067%≦Δ2≦0.054%
(条件#7)
−0.015%≦Δ4≦0.167%
(条件#8)
−0.017%≦Δ4≦0.187%
(条件#9)
−0.022%≦Δ4≦0.110%
(条件#10)
−0.017%≦Δ4≦0.157%
(条件#11)
−0.022%≦Δ4≦0.126%
(条件#12)
0.597≦b/c≦0.704
0.301%≦Δ1≦0.409%,
−0.566%≦Δ3≦−0.317%
−0.015%≦Δ4≦0.132%
(条件#13)
0.687≦b/c≦0.796
0.339%≦Δ1≦0.403%,
−0.694%≦Δ3≦−0.505%
−0.017%≦Δ4≦0.082%
(条件#14)
0.695≦b/c≦0.810
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−1.020%≦Δ3≦−0.477%
−0.017%≦Δ4≦0.126%
(条件#15)
0.744≦b/c≦0.848
0.355%≦Δ1≦0.412%,
−1.426%≦Δ3≦−0.601%
−0.022%≦Δ4≦0.035%
5.27μm≦2a≦8.05μm
0.375≦a/b≦0.45
0.26%≦Δ1≦0.42%
−0.05%≦Δ2≦0.15%
0.25%≦Δ1−Δ2≦0.385%
Δ3≦−0.5%
なる関係、及び
0.478≦b/c≦0.816
なる関係の少なくとも何れか一方の関係を満たしている。このため、短距離伝送に十分適した光学特性を実現し易い。
図37は、本実施形態に係る光ケーブルの構成例を示す図である。図37において、(a)は当該光ケーブルの断面図であり、(b)は当該光ケーブルの斜視図である。図37に示されるように、光ケーブル300は、支持部材310と、支持部材310を中心軸として螺旋状に撚り合わせるようにして支持部材30に所定ピッチで巻きつけられた複数のMCF10と、その巻きつけられた状態を保持するように複数のMCF10上に巻きつけられた強度部材250と、強度部材250の周りを覆うケーブル外被200を備える。ここでは、光ケーブル300は、4本のMCF10を保持している。
図38は、本実施形態に係る光コネクタの構成例を示す図である。図38に示されるように、光コネクタ50は、樹脂製フェルール51と、樹脂製フェルール51に保持されたMCF10と、を備えている。光コネクタ50は、MCF10を1本以上備えていればよく、MCF10を2本以上備える多心光コネクタであってもよい。ここでは、光コネクタ50は、MCF10を4本以上備えている。光コネクタ50は、例えば、12ファイバ用標準のMPOコネクタ(標準の12ファイバMTフェルールを使用。MCF10を保持するためのファイバ保持孔が250μmピッチで直線状に配列されている。)にMCF10を12本実装したものである。光コネクタ50の端面は研磨されている。
本具体例に係るMCFの構成は、変形例6に係るMCF10F(図36)の構成に対応する。本具体例では、OD(L1)を125μm、コア中心とファイバ中心との距離(L2)を40.5μm以下、Λ(L3)を31μm、OCT(L4)を22μm以下とした。また、Δ1を0.35%、Δ2を0.05%、Δ3を−0.70%、Δ4を0%とした。また、2aを6.38μm、a/bを0.4、b/cを0.619とした。
ファイバモデルは、図3に示されるMCF10の構成に対応するMCFとした。OD(L1(図36参照))は125μm、MFDは8.5μm、コア配列は等ピッチに配置された8つのコアにより構成された環状であり、コア中心とファイバ中心との距離(L2(図36参照))を40.5μm以下とした。
コネクタモデルは、図38に示される光コネクタ50の構成に対応する光コネクタとした。光コネクタは、12ファイバ用標準のMPOコネクタ(12MPOコネクタ)にMCFを12本実装したものとした。突き出し量H1は2.5μmとした。突き出し量H2は、2.3μmとした。これらの値は、経験的に得られた典型値である。樹脂製フェルールの端面は、理想的なフラット平面であり、面の傾きもないとした。MCFの先端は、曲率半径6.0mmの球面形状とした。研磨頂オフセットなしとした。研磨頂オフセットとは「研磨で球面上になったファイバ端面の最も突出している箇所」と「ファイバ中心」との間の、ファイバ軸に鉛直な平面上における距離である。研磨頂オフセットなしとは、ファイバ中心が、研磨で球面上になったファイバ端面で最も突出していることを意味する。
PC接続モデルでは、MCFの8つのコアの領域(φ10μm)が全て面接触(PC接続)するとした。12本のMCFそれぞれにおける8コア(合計96コア)の全てがPC接続する荷重をCAE解析で算出した。
Claims (15)
- 8つ以上のコアからなるコア群と、
それぞれが前記8つ以上のコアのうち対応するコアを個別に取り囲む内クラッドからなる内クラッド群と、
それぞれが前記内クラッドのうち対応する内クラッドを個別に取り囲むトレンチからなるトレンチ群と、
前記トレンチそれぞれを個別に取り囲む共通クラッドと、
前記共通クラッドを取り囲む樹脂製の被覆と、を備え、
前記各コア、前記各内クラッド、前記各トレンチ、及び前記共通クラッドは、石英系ガラスからなり、
前記共通クラッドの直径は、126μm以下であり、
前記各コア、前記各内クラッド、前記各トレンチ、前記共通クラッド、及び前記被覆は、所定の屈折率を基準としたそれぞれの比屈折率差をΔ1、Δ2、Δ3、Δ4、及びΔ5とするとき、
Δ5>Δ1>Δ2>Δ3、及び
Δ1>Δ4>Δ3
なる条件を満たし、
前記各コアの光学特性として、
伝送損失が、波長1310nmにおいて0.5dB/km以下、又は0.4dB/km以下であり、
モードフィールド径が、波長1310nmにおいて8.0μm〜10.1μmであり、
曲げ半径5mm以上又は曲げ半径3mm以上5mm未満での曲げ損失が、波長1310nmにおいて0.25dB/turn以下であり、
零分散波長が、1300nm〜1324nmであり、
ケーブルカットオフ波長が、1260nm以下であり、かつ、
当該コアと当該コアに隣接するコアとの間の隣接コア間クロストーク、又は当該コアと当該コアに隣接するコアに隣接する他のコアとの間の準隣接コア間クロストークが、波長1310nmにおいて0.001/km以下である、
マルチコア光ファイバ。 - 前記共通クラッドの直径は、124μm以上である、請求項1に記載のマルチコア光ファイバ。
- 前記8つ以上のコアのうち前記被覆とそのコア中心との間の距離が最も小さい最外周コアの伝送損失が、波長1550nm又は波長1625nmにおいて0.5dB/kmより大きいか、又は、前記8つ以上のコアそれぞれの伝送損失が、波長1550nm又は波長1625nmにおいて0.4dB/kmより大きい、請求項1又は2に記載のマルチコア光ファイバ。
- 前記8つ以上のコアは、前記共通クラッドの断面中心を中心とする同一円周上に配置される、請求項1〜3の何れか一項に記載のマルチコア光ファイバ。
- 前記8つ以上のコアは、等間隔に配置される、請求項4に記載のマルチコア光ファイバ。
- 前記各コアの直径を2a、前記各内クラッドの直径を2b、前記各トレンチの直径を2cとして以下にように条件0〜10を規定するとき、
(条件0)
5.27μm≦2a≦8.05μm
0.375≦a/b≦0.45
0.478≦b/c≦0.816
0.26%≦Δ1−Δ4≦0.42%
−0.05%≦Δ2−Δ4≦0.15%
0.25%≦Δ1−Δ2≦0.385%
Δ3−Δ4≦−0.5%
(条件1)
6.16μm≦2a≦7.01μm
0.385≦a/b≦0.473
0.597≦b/c≦0.729
0.266%≦Δ1≦0.409%
−0.034%≦Δ2≦0.071%
−0.566%≦Δ3≦−0.284%
−0.015%≦Δ4≦0.222%
(条件2)
6.73μm≦2a≦8.08μm
0.357≦a/b≦0.530
0.687≦b/c≦0.815
0.297%≦Δ1≦0.403%
−0.053%≦Δ2≦0.034%
−0.694%≦Δ3≦−0.271%
−0.017%≦Δ4≦0.196%
(条件3)
6.47μm≦2a≦7.64μm
0.359≦a/b≦0.435
0.695≦b/c≦0.819
0.264%≦Δ1≦0.409%
−0.067%≦Δ2≦0.060%
−1.020%≦Δ3≦−0.392%
−0.017%≦Δ4
(条件4)
7.14μm≦2a≦8.10μm
0.322≦a/b≦0.483
0.744≦b/c≦0.859
0.328%≦Δ1≦0.412%
−0.037%≦Δ2≦0.043%
−1.426%≦Δ3≦−0.495%
−0.022%≦Δ4≦0.161%、
(条件5)
6.65μm≦2a≦7.01μm
0.385≦a/b≦0.410
0.597≦b/c≦0.729
0.367%≦Δ1≦0.409%
−0.034%≦Δ2≦0.058%
−0.566%≦Δ3≦−0.284%
−0.015%≦Δ4≦0.222%
(条件6)
6.47μm≦2a≦7.64μm
0.359≦a/b≦0.435
0.695≦b/c≦0.819
0.349%≦Δ1≦0.409%
−0.067%≦Δ2≦0.054%
−1.020%≦Δ3≦−0.392%
−0.017%≦Δ4
(条件7)
6.16μm≦2a≦7.01μm
0.385≦a/b≦0.473
0.597≦b/c≦0.704
0.301%≦Δ1≦0.409%
−0.034%≦Δ2≦0.071%
−0.566%≦Δ3≦−0.317%
−0.015%≦Δ4≦0.132%
(条件8)
6.73μm≦2a≦8.08μm
0.357≦a/b≦0.530
0.687≦b/c≦0.796
0.339%≦Δ1≦0.403%
−0.053%≦Δ2≦0.034%
−0.694%≦Δ3≦−0.505%
−0.017%≦Δ4≦0.082%
(条件9)
6.47μm≦2a≦7.64μm
0.359≦a/b≦0.435
0.695≦b/c≦0.810
0.314%≦Δ1≦0.409%
−0.067%≦Δ2≦0.060%
−1.020%≦Δ3≦−0.477%
−0.017%≦Δ4≦0.126%
(条件10)
7.14μm≦2a≦8.10μm
0.322≦a/b≦0.483
0.744≦b/c≦0.848
0.355%≦Δ1≦0.412%
−0.037%≦Δ2≦0.043%
−1.426%≦Δ3≦−0.601%
−0.022%≦Δ4≦0.035%、
前記Δ1,Δ2,Δ3,Δ4,a,b及びcは、前記条件0〜10のうち少なくとも何れか一つを満たす、請求項1〜5の何れか一項に記載のマルチコア光ファイバ。 - 前記コア群のうち3つ以上のコアに取り囲まれた領域にある前記共通クラッドの部分を伝搬するクラッドモードの光学特性として、曲げ半径140mmでの曲げ損失が、波長1.26μmにおいて19.3dB/20m以上である、請求項1〜6の何れか一項に記載のマルチコア光ファイバ。
- 前記コア群に取り囲まれた領域にある前記共通クラッドの部分は、前記所定の屈折率を基準とした比屈折率差が前記Δ4よりも低いクラッドモード抑圧部を備える、請求項1〜7の何れか一項に記載のマルチコア光ファイバ。
- 前記クラッドモード抑圧部を除いた前記共通クラッドとは熱膨張係数が異なるガラスで前記クラッドモード抑圧部が構成されることにより、前記8つ以上のコアそれぞれには応力が付与され、
前記8つ以上のコアそれぞれは、10−4以上の複屈折を有するか、または、30m〜10kmのファイバ長において−6.9dB以下の偏波間クロストークを有する、請求項8に記載のマルチコア光ファイバ。 - 条件11〜17を以下のように規定するとき、
(条件11)
前記8つ以上のコアにおける隣接コア間隔が、23.3μm以上であり、かつ、
前記8つ以上のコアの中で最も前記共通クラッドの外周側に位置するコアのコア中心と前記被覆との最短距離が、17.7μm以上である、
(条件12)
前記零分散波長における波長分散スロープが、0.092ps/(nm2・km)以下である、
(条件13)
曲げ半径3mmでの曲げ損失が、波長1310nmにおいて0.10dB/turn以下である、
(条件14)
前記8つ以上のコアのうちの1つのコアは、前記共通クラッドの中心に配置されている、
(条件15)
前記8つ以上のコアのそれぞれは、実質的に等しい屈折率分布を有する、
(条件16)
前記8つ以上のコアのそれぞれは、前記共通クラッドの中心に配置されているコアを除き、実質的に等しい屈折率分布を有する、
(条件17)
当該マルチコア光ファイバが、全固体型の光ファイバである、
前記条件11〜17のうち少なくとも何れかを満たす、請求項1〜9の何れか一項に記載のマルチコア光ファイバ。 - それぞれが請求項1〜10の何れか一項に記載のマルチコア光ファイバと同じ構造を有する1本以上の光ファイバを内蔵している、光ケーブル。
- 前記光ケーブルが曲がっていない状態における前記マルチコア光ファイバの平均曲げ半径が、1m以下、20cm以下、10cm以下、又は、5cm以下の何れかとなる、請求項11に記載の光ケーブル。
- それぞれが請求項1〜10の何れか一項に記載のマルチコア光ファイバと同じ構造を有する1本又はそれ以上の光ファイバを保持している、光コネクタ。
- 樹脂製のフェルールと、前記フェルールに配列された4本以上のマルチコア光ファイバと、を備え、
前記マルチコア光ファイバそれぞれは、直径124〜126μmの共通クラッドと、2つ以上のコアとを有しており、
前記2つ以上のコアそれぞれの光学特性として、モードフィールド径が、波長1310nmにおいて8〜10.1μmであり、
前記マルチコア光ファイバそれぞれにおいて、前記2つ以上のコアのうち最外周コアのコア中心と前記共通クラッドの断面中心との距離が45μm以下となるように、前記最外周コアが配置されており、
前記フェルール端面からの前記マルチコア光ファイバそれぞれの端面の突き出し量が2μm以上であり、前記マルチコア光ファイバ間の前記突き出し量のばらつきが0.3μm以下であり、
前記フェルール端面から突き出した端面が研磨される、
光コネクタ。 - 前記マルチコア光ファイバのうち少なくとも何れかは、請求項1〜10の何れか一項に記載のマルチコア光ファイバと同じ構造を有する、
請求項14に記載の光コネクタ。
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