JP2012211964A - Multi-core fiber - Google Patents
Multi-core fiber Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012211964A JP2012211964A JP2011076913A JP2011076913A JP2012211964A JP 2012211964 A JP2012211964 A JP 2012211964A JP 2011076913 A JP2011076913 A JP 2011076913A JP 2011076913 A JP2011076913 A JP 2011076913A JP 2012211964 A JP2012211964 A JP 2012211964A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core
- cores
- fiber
- difference
- refractive index
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
Description
本発明は、非直線的に設置される場合においても、特定のコア同士のクロストークが悪化することを抑制することができるマルチコアファイバに関する。 The present invention relates to a multi-core fiber that can suppress deterioration in crosstalk between specific cores even when installed non-linearly.
現在、一般に普及している光ファイバ通信システムに用いられる光ファイバは、1本のコアの外周がクラッドにより囲まれた構造をしており、このコア内を光信号が伝搬することで情報が伝送される。そして、近年、光ファイバ通信システムの普及に伴い、伝送される情報量が飛躍的に増大している。このような伝送される情報量の増大に伴い、光ファイバ通信システムにおいては、数十本から数百本といった多数の光ファイバが用いられることで、大容量の長距離光通信が行われている。 An optical fiber used in a currently popular optical fiber communication system has a structure in which the outer periphery of one core is surrounded by a clad, and information is transmitted by propagation of an optical signal in the core. Is done. In recent years, with the spread of optical fiber communication systems, the amount of information transmitted has increased dramatically. With such an increase in the amount of information transmitted, in optical fiber communication systems, large numbers of long-distance optical communications are performed by using a large number of optical fibers such as tens to hundreds. .
こうした光ファイバ通信システムにおける光ファイバの数を低減させるため、複数のコアの外周が1つのクラッドにより囲まれたマルチコアファイバを用いて、それぞれのコアを伝搬する光により、複数の信号を伝送させることが知られている。 In order to reduce the number of optical fibers in such an optical fiber communication system, a plurality of signals are transmitted by light propagating through each core using a multi-core fiber in which the outer circumferences of the plurality of cores are surrounded by one clad. It has been known.
下記非特許文献1には、このようなマルチコアファイバの一例が記載されている。このマルチコアファイバにおいては、1つのクラッド内に複数のコアが配置されている。しかし、非特許文献1においても指摘されているように、マルチコアファイバにおいては、それぞれのコアを伝播する光信号同士が互いに干渉して、それぞれのコアを伝播する光信号にノイズが重畳する場合がある。そこで、非特許文献1においては、コア同士のクロストークを低減させるための1つの手法として、それぞれのコアのクラッドに対する比屈折率差を互いに変えることが示されている。
Non-Patent
また、下記特許文献1には、屈折率差、コアの直径等を互いに異ならせることにより、互いに伝搬定数の異なる複数のコアを備えるマルチコアファイバが記載されている。
さらに、下記特許文献2には、コアの直径が互いに異なる複数のコアを備えるマルチコアファイバが記載されている。
Further,
上記非特許文献1に記載のように、それぞれのコアのクラッドに対する比屈折率差を互いに変えたり、特許文献1、2のように、コアの直径等を互いに異ならせることにより、互いに隣り合うコアにおける光信号の伝搬定数(導波条件)が異なり、確かにクロストークは軽減される。しかし、光ファイバは、直線状に設置される場合だけではなく、非直線的に設置される場合がある。例えば、一定の径の孤を描くように設置される場合、互いに隣り合うコアの一方が、弧の内側となり、他方が弧の外側になることで、互いに隣り合うコアのそれぞれの光の伝搬定数が一致してしまうことがある。そして、光ファイバの設置の状況によっては、互いに隣り合うコアのそれぞれの光の伝搬定数が一致する状態が長く続く場合がある。このように互いに隣り合うコアのそれぞれの光の伝搬定数が互いに一致している状態が長い距離続くと、それぞれのコア同士のクロストークが生じ易くなるという問題がある。つまり、互いに隣り合うコアのクラッドに対する比屈折率差を変える等することにより、互いに隣り合うコアにおける光の伝搬定数を異ならす場合においても、光ファイバが非直線的に設置される場合においては、特定のコア同士のクロストークが生じ易くなることがある。
As described in
そこで、本発明は、非直線的に設置される場合においても、特定のコア同士のクロストークが悪化することを抑制することができるマルチコアファイバを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a multi-core fiber that can suppress the deterioration of crosstalk between specific cores even when installed non-linearly.
本発明のマルチコアファイバは、複数のコアと、それぞれの前記コアの外周面を囲むクラッドと、を備え、前記複数のコアの内、互いに隣り合う少なくとも一組のコアの伝搬定数の差が、長手方向に沿って変化することを特徴とするものである。 The multi-core fiber of the present invention includes a plurality of cores and a clad surrounding an outer peripheral surface of each of the cores, and a difference in propagation constant between at least one pair of cores adjacent to each other among the plurality of cores is long. It changes along the direction.
このようなマルチコアファイバの一組のコアは、マルチコアファイバが非直線的に配置されることで、互いに隣り合う少なくとも一組のコアにおいて、伝搬定数が一致する場所が生じても、この一組のコアにおいては、モードフィールド径の差が長手方向に沿って変化するため、それぞれのコアの伝搬定数は、長い区間において一致しない。従って、本発明のマルチコアファイバは、螺旋状や湾曲した状況で設置される場合においても、この互いに隣り合う一組のコアのクロストークが悪化することを抑制することができる。 A set of cores of such a multi-core fiber is arranged in a non-linear manner, even if a place where propagation constants coincide in at least one set of cores adjacent to each other occurs. In the core, the difference in mode field diameter varies along the longitudinal direction, so that the propagation constants of the respective cores do not match in a long section. Therefore, even when the multi-core fiber of the present invention is installed in a spiral or curved state, it is possible to suppress the deterioration of the crosstalk between a pair of adjacent cores.
また、前記互いに隣り合う少なくとも一組のコアを伝播するそれぞれの光のモードフィールド径の差が、長手方向に沿って変化することが好ましい。 Further, it is preferable that the difference in mode field diameter of each light propagating through at least one pair of cores adjacent to each other varies along the longitudinal direction.
互いに隣り合う一組のコアを伝播する光のモードフィールド径の差が長手方向に沿って変化するということは、互いに隣り合う一組のコアの伝搬定数の差が長手方向に沿って変化していることに他ならない。従って、このようなマルチコアファイバにおいては、モードフィールド径の変化を調べることにより、互いに隣り合う一組の伝搬定数の差が長手方向そって変化していることを容易に調べることができる。 The difference in the mode field diameter of light propagating through a pair of adjacent cores changes along the longitudinal direction. This means that the difference in the propagation constant between a pair of adjacent cores changes along the longitudinal direction. It is none other than being. Therefore, in such a multi-core fiber, it is possible to easily check that the difference between a pair of adjacent propagation constants changes along the longitudinal direction by checking the change in the mode field diameter.
また、前記互いに隣り合う少なくとも一組のコアは、前記クラッドに対する比屈折率差の差が長手方向に沿って変化することが好ましい。 In the at least one pair of cores adjacent to each other, it is preferable that a difference in relative refractive index difference with respect to the cladding changes along the longitudinal direction.
このような構成により、互いに隣り合うコアにおける伝搬定数の差やモードフィールド径の差を長手方向に容易に変化させることができる。また、屈折率の変化量に対するクロストークの変化は非常に大きいため、屈折率を微小に変化させることで、クロストークが悪化することを防止することができる。 With such a configuration, a difference in propagation constant and a difference in mode field diameter between adjacent cores can be easily changed in the longitudinal direction. In addition, since the change in crosstalk with respect to the amount of change in the refractive index is very large, it is possible to prevent the crosstalk from deteriorating by minutely changing the refractive index.
この様にクラッドに対する比屈折率差の差が長手方向に沿って変化する場合においては、前記互いに隣り合う少なくとも一組のコアの比屈折率差の差は、前記クラッドに対する比屈折率差の差が長手方向に沿って変化する変化量よりも大きいことが好ましい。 Thus, when the difference in relative refractive index difference with respect to the cladding changes along the longitudinal direction, the difference in relative refractive index difference between the at least one pair of adjacent cores is the difference in relative refractive index difference with respect to the cladding. Is preferably larger than the amount of change along the longitudinal direction.
このように比屈折率差を設定することにより、マルチコアファイバの曲げ半径が大きい場合において、よりクロストークを低減することができる。 By setting the relative refractive index difference in this way, crosstalk can be further reduced when the bending radius of the multi-core fiber is large.
或いは、上記の様にクラッドに対する比屈折率差の差が長手方向に沿って変化する場合においては、前記互いに隣り合う少なくとも一組のコアの比屈折率差の差は、前記クラッドに対する比屈折率差の差が長手方向に沿って変化する変化量よりも小さいことが好ましい。 Alternatively, when the difference in relative refractive index difference with respect to the cladding changes along the longitudinal direction as described above, the difference in relative refractive index difference between the at least one pair of adjacent cores is equal to the relative refractive index with respect to the cladding. The difference is preferably smaller than the amount of change that varies along the longitudinal direction.
このように屈折率差を設定することにより、ファイバに印加される曲げ径が変化した場合においても、クロストークの値を安定させる事ができる。 By setting the refractive index difference in this way, the crosstalk value can be stabilized even when the bending diameter applied to the fiber changes.
また、前記互いに隣り合う少なくとも一組のコアは、直径の差が長手方向に沿って変化することが好ましい。 Moreover, it is preferable that the difference in diameter of the at least one pair of cores adjacent to each other changes along the longitudinal direction.
このような構成によっても、互いに隣り合うコアにおける伝搬定数の差やモードフィールド径の差を長手方向に容易に変化させることができる。また、コアの直径をコアとなるガラスロッドの外径を変動させることにより確定することができ、また、この外径の変動をコアとなるガラスロッドの製造後に調整することができる。 Even with such a configuration, the difference in propagation constant and the difference in mode field diameter between adjacent cores can be easily changed in the longitudinal direction. Further, the diameter of the core can be determined by changing the outer diameter of the glass rod serving as the core, and the fluctuation of the outer diameter can be adjusted after the manufacturing of the glass rod serving as the core.
また、前記伝搬定数の差は、長手方向に沿って一定の間隔で変化することが好ましい。 Moreover, it is preferable that the difference in the propagation constant changes at a constant interval along the longitudinal direction.
このような構成にすることで、モードフィールド径の差が一定の間隔で変化するように互いに隣り合うコアの伝搬定数を一定の間隔で変えれば良い。従って、このような構成のマルチコアファイバを工業生産する際、管理しやすい条件でマルチコアファイバを製造することができる。 By adopting such a configuration, the propagation constants of the cores adjacent to each other may be changed at regular intervals so that the difference in mode field diameter varies at regular intervals. Accordingly, when the multi-core fiber having such a configuration is industrially produced, the multi-core fiber can be manufactured under conditions that are easy to manage.
或いは、前記伝搬定数の差は、長手方向に沿って不規則な間隔で変化することが好ましい。 Alternatively, it is preferable that the difference between the propagation constants changes at irregular intervals along the longitudinal direction.
このような構成にすることで、マルチコアファイバを製造するために用いるファイバ用母材において、コアとなるガラスロッドの直径や屈折率をランダムな間隔で変えれば良く、容易にマルチコアファイバを作製することができる。また、このように伝搬定数の差が、長手方向に沿って不規則な間隔で変化する場合、マルチコアファイバが螺旋状に巻かれて使用される等、規則的な形状で曲げられて設置される場合に、クロストークが規則的に悪化することを防止することができる。 With such a configuration, in the fiber preform used to manufacture the multi-core fiber, the diameter and refractive index of the glass rod as the core can be changed at random intervals, and the multi-core fiber can be easily manufactured. Can do. In addition, when the difference in propagation constants changes at irregular intervals along the longitudinal direction in this way, the multi-core fiber is used by being wound in a regular shape such as being spirally wound. In this case, it is possible to prevent the crosstalk from deteriorating regularly.
また、前記互いに隣り合う少なくとも一組のコアにおける少なくとも一方のコアが、前記クラッドの中心軸の周りを回転するように螺旋状に配置されることがより好ましい。 More preferably, at least one of the at least one pair of adjacent cores is arranged in a spiral shape so as to rotate around the central axis of the cladding.
螺旋状に配置されたコアのファイバの長手方向に垂直な断面における位置は、ファイバの長手方向に沿って変化する。従って、このようなマルチコアファイバが非直線状に設置されて、螺旋状に配置されたコアと他のコアとの光の伝搬定数が一致する区間が生じたとしても、ファイバの長手方向に沿って、この特定のコアと他のコアとの位置関係が変化するため、これらのコア同士の光の伝搬定数は、長い区間において一致しない。従って、マルチコアファイバが湾曲した状況で設置される場合においても、互いに隣り合うコアのクロストークが悪化することをさらに抑制することができる。なお、上記の互いに隣り合う一組のコアは、一方のコアが螺旋状に配置され、他方のコアがクラッドの中心軸に一致或いは平行に配置されても良く、両方のコアが、それぞれ螺旋状に配置されても良い。 The position of the spirally arranged core in the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the fiber varies along the longitudinal direction of the fiber. Therefore, even if such a multi-core fiber is installed non-linearly and a section where the light propagation constants of the spirally arranged core and other cores coincide with each other occurs, Since the positional relationship between this specific core and other cores changes, the light propagation constant between these cores does not match in a long section. Therefore, even when the multi-core fiber is installed in a curved state, it is possible to further suppress the deterioration of the crosstalk between adjacent cores. In the above-described pair of adjacent cores, one core may be arranged in a spiral shape, and the other core may be arranged in parallel with or parallel to the central axis of the clad. May be arranged.
なお、この場合において、螺旋状に配置される前記コアが、前記クラッドの前記中心軸の周りを回転するピッチは、一定の間隔であっても良く、不規則な間隔であっても良い。 In this case, the pitch of the spirally arranged cores rotating around the central axis of the clad may be a constant interval or an irregular interval.
また、本明細書における「ピッチ」とは、ファイバの長手方向の単位長さ当たりの螺旋状のコアの回転回数を意味する。従って、例えば、螺旋状のコアが、ファイバの1mあたりにクラッドの中心軸の周りを1回転する場合、このコアのピッチは1回/mとなる。 In addition, “pitch” in the present specification means the number of rotations of the spiral core per unit length in the longitudinal direction of the fiber. Thus, for example, if the spiral core makes one revolution around the central axis of the cladding per meter of fiber, the pitch of this core is 1 turn / m.
この場合においては、螺旋状に配置される前記コアが、前記クラッドの前記中心軸の周りを回転するピッチの間隔が、前記モードフィールド径の差が変化する間隔の非整数倍であることが好ましい。 In this case, it is preferable that the pitch interval of the cores arranged in a spiral shape rotates around the central axis of the cladding is a non-integer multiple of the interval at which the difference in mode field diameter changes. .
つまり、コアのモードフィールド径の変化の周期が、コアの捻じれの周期の非整数倍となる。このようにコアが螺旋状に回転するピッチの間隔と、モードフィールド径の差が変化する間隔とを不一致にすることにより、マルチコアファイバが非直線状に配置される場合において、螺旋状のコアが回転することにより、一組のコア同士の光の伝搬定数が、長い区間において一致しない作用と、モードフィールド径の差が変化することにより、一組のコア同士の光の伝搬定数が、長い区間において一致しない作用とが、それぞれ個別の場所で生じる。従って、一組のコア同士の光の伝搬定数を長い区間において一致しないようにすることができる。このため、特定のコア同士のクロストークが悪化することをさらに抑制することができ、クロストークのばらつきを収束することができる。 That is, the period of change in the mode field diameter of the core is a non-integer multiple of the period of twisting of the core. In this way, when the multicore fibers are arranged non-linearly by making the pitch interval at which the core rotates helically and the interval at which the difference in mode field diameter changes, the spiral core is By rotating, the light propagation constant between a pair of cores does not match in a long section, and the difference in mode field diameter changes, so that the light propagation constant between a pair of cores is a long section. Inconsistent effects occur in each individual location. Therefore, it is possible to prevent the light propagation constants between a pair of cores from matching in a long section. For this reason, it can further suppress that the crosstalk of specific cores deteriorates, and the dispersion | variation in crosstalk can be converged.
前記螺旋状の前記コアは、前記クラッドの前記中心軸の周りを右回転と左回転とを繰り返すように配置されていることが好ましい。 It is preferable that the spiral core is arranged so as to repeat a clockwise rotation and a counterclockwise rotation around the central axis of the cladding.
このようにコアが右回転と左回転を繰り返すように螺旋状に配置されることにより、ファイバを右回転、左回転を交互に捩じりながら製造することができるので、コアが片方向の回転のみを持った構造の光ファイバと比較すると、製造性が高まり、安価な螺旋状のコアを持つマルチコアファイバを提供できる。 Since the core is spirally arranged so as to repeat the right rotation and the left rotation, the fiber can be manufactured while twisting the right rotation and the left rotation alternately, so that the core rotates in one direction. Compared with an optical fiber having a structure having only an optical fiber, it is possible to provide a multi-core fiber having an improved spiral core and an inexpensive spiral core.
なお、本明細書において、コアが、クラッドの中心軸の周りを右回転と左回転とを繰り返して螺旋状に回転している場合における、「回転回数」とは、右回転の回転回数、及び、左回転の回転回数を共に正として加算する場合の回転回数を意味する。従って、例えば、螺旋状のコアが、ファイバの0.5mの区間においてクラッドの中心軸の周りを右側に0.5回転して、続く0.5mの区間において、今度は左側に0.5回転する場合、1m当たりの回転回数は、0.5+0.5=1回転であり、この場合のコアのピッチは1回/mとなる。 In this specification, the number of rotations in the case where the core rotates spirally by repeating clockwise and counterclockwise rotation around the central axis of the clad is the number of clockwise rotations, and This means the number of rotations in the case of adding both rotations of the left rotation as positive. Thus, for example, the spiral core rotates 0.5 turns to the right around the central axis of the cladding in the 0.5 m section of the fiber, and this time 0.5 turns to the left in the subsequent 0.5 m section. In this case, the number of rotations per 1 m is 0.5 + 0.5 = 1 rotation, and the core pitch in this case is 1 turn / m.
以上のように、本発明によれば、非直線的に設置される場合においても、特定のコア同士のクロストークが悪化することを抑制できるマルチコアファイバが提供される。 As described above, according to the present invention, there is provided a multi-core fiber that can suppress deterioration of crosstalk between specific cores even when installed in a non-linear manner.
以下、本発明に係るマルチコアファイバの好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、理解の容易のため、ぞれぞれの図に記載のスケールと、以下の説明に記載のスケールとが異なる場合がある。 Hereinafter, preferred embodiments of a multi-core fiber according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. For ease of understanding, the scale described in each drawing may be different from the scale described in the following description.
(第1実施形態)
図1は、本発明の実施形態に係るマルチコアファイバの様子を示す図であり、具体的には、図1(A)は、マルチコアファイバの長手方向に垂直な断面における構造を示す図であり、図1(B)は、図1(A)のマルチコアファイバ1の中心を通るB−B線における屈折率分布を示す図である。なお、図1(B)は、マルチコアファイバが直線状である場合の屈折率分布を示している。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a state of a multi-core fiber according to an embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 1 (A) is a diagram showing a structure in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the multi-core fiber, FIG. 1B is a diagram showing a refractive index distribution along the line BB passing through the center of the
図1(A)に示すように、本実施形態のマルチコアファイバ1は、複数のコア11、12と、複数のコア11、12全体を包囲すると共にそれぞれのコア11、12の間を埋めて、それぞれのコア11、12の外周面を囲むクラッド30と、クラッド30の外周面を被覆する内側保護層31と、内側保護層31の外周面を被覆する外側保護層32と、を備える。
As shown in FIG. 1A, the
本実施形態においては、クラッド30の中心軸に沿って1つのコア11が配置されると共に、この1つのコア11の周りに複数のコア12が等間隔で配置されている。また、コア11の周りに配置される複数のコア12は、クラッド30の中心軸に平行に配置されている。また、本実施形態においては、図1(A)に示すように、コアの数が全体で7つとされ、中心に1つのコア11が配置されると共に、他の6つのコア12がクラッド30外周に沿って配置されている。こうして、中心のコア11と外周側のそれぞれのコア12とが三角格子状に配置されている。従って、それぞれのコア11、12同士の中心間距離は、互いに等しくされている。このように配置された複数のコア11、12は、クラッド30の中心軸に対して対称とされている。つまり、マルチコアファイバ1をクラッド30の中心軸の周りに所定の角度回転させた場合に、外周側のそれぞれのコア12の回転後における位置は、回転前における外周側の他のコア12の位置となる。また、中心に配置されたコア11は、マルチコアファイバ1を中心軸の周りに回転させても動かない。このようにそれぞれのコア11、12がクラッド30の中心軸に対して対称となる位置に配置されることにより、それぞれのコア11、12の配置による光学的性質を均質にすることができる。
In the present embodiment, one
このマルチコアファイバ1を構成するそれぞれの部材の大きさは、特に限定されるわけではないが、クラッド30の直径は、例えば、140μmとされ、内側保護層31の外径は、例えば、205μmとされ、外側保護層32の外径は、例えば、265μmとされる。また、それぞれのコア11、12の中心間距離は、特に限定されないが、例えば、39.2μmとされている。
The size of each member constituting the
そして、本実施形態においては、互いに隣り合うそれぞれのコア11、12の直径d1、d2が、互いに異なるようにされている。中心に配置されるコア11の直径d1は、例えば、8.0μmとされ、外周側に配置されるコア12の直径d2は、中心に配置されるコア11の直径に対して、例えば、−5%〜5%異なるようにされ、さらに、互いに隣り合う外周側に配置されたコア12同士は、例えば、直径d2が互いに−5%〜5%異なるようにされている。互いに隣り合うコア11、12の直径d1、d2が、物理的に僅かに異なっていても、コア11、12を伝播する光にしてみれば、それぞれのコア11、12の直径は、殆ど変わらず、略同等の光学特性となるが、このように互いに隣り合うコア11、12の直径d1、d2が、物理的に僅かに異なることにより、互いに隣り合うコア11、12のクロストークを抑制することができる。このように、互いに隣り合うコア11、12の直径の差は、直径の10%以内であることが、クロストークを抑制しつつ、それぞれのコアの光学的特性を同等にする観点から好ましい。また、互いに隣接するコア同士においてコアの直径が同一であっても、後述するコア同士の長手方向における特性変動の効果によりクロストークを抑制する事が可能である。
In the present embodiment, the diameters d 1 and d 2 of the
さらに、クラッド30の中心に配置されるコア11の直径d1は、マルチコアファイバ1の長手方向に対して変化せず、一定とされている。これに対して、クラッド30の外周側に配置されるそれぞれのコア12の直径d2は、マルチコアファイバ1の長手方向に沿って変化している。従って、中心に配置されるコア11と、この中心に配置されるコア11に隣り合うようにして外周側に配置されるそれぞれのコア12との直径の差(d1−d2)は、長手方向に沿って変化している。例えば、それぞれのコア12の直径d2は、長手方向に沿って、7.6μm〜7.9μmの間で変化しており、中心に配置されるコア11と、この中心に配置されるコア11に隣り合うようにして外周側に配置されるそれぞれのコア12との直径の差(d1−d2)は、長手方向に沿って、0.1μm〜0.4μmの範囲で変化している。この変化の間隔は、特に限定されないが、ケーブルとして使用される長さの範囲で1周期以上の変化があれば十分である。海底ケーブルのように数十kmスパンで用いられる場合は、1回/kmの間隔で安定した効果が得られる。また、アクセス系に用いられるようなケーブルでは数十mから数百mのスパンで用いられることが想定されるため、0.1回/m〜1回/mのオーダーで変化があれば安定した効果が得られる。また、局内の配線のような数mオーダーでの配線用途には、1回/m〜10回/m程度の周期を与えることが望ましい。このため、変化の周期としては、0.001回/m〜10回/mの範囲であることが望ましい。
Further, the diameter d 1 of the core 11 disposed at the center of the clad 30 does not change with respect to the longitudinal direction of the
さらに外周側のコア12の直径d2は、長手方向に沿って、それぞれのコア12同士で互いに同様に変化するのではなく、互いに異なって変化している。例えば、外周側の特定のコア12の直径が、長手方向に沿って所定の周期で変化しているとすると、そのコア12と互いに隣り合う他のコア12の直径は、長手方向に沿って、特定のコア12の直径が変化する周期と異なる周期で変化してする。
Furthermore diameter d 2 of the outer peripheral side of the
また、図1(B)に示すように、本実施形態においては、中心に配置されているコア11の屈折率がn1、及び、外周側に配置されているそれぞれのコア12の屈折率n2は、クラッド30の屈折率n3よりも高くされており、さらに、外周側に配置されているそれぞれのコア12の屈折率n2は、中心に配置されているコア11の屈折率がn1よりも高くされている。なお、互いに隣り合うコア11、12の屈折率は、クラッド30に対する比屈折率差で約−10%〜10%であることが、クロストークを抑制しつつ、それぞれのコアの光学的特性を同等にする観点から好ましい。
Further, as shown in FIG. 1B, in this embodiment, the refractive index n of the core 11 disposed at the center is n 1 and the refractive index n of each core 12 disposed on the outer peripheral side. 2 is higher than the refractive index n 3 of the clad 30, and the refractive index n 2 of each core 12 disposed on the outer peripheral side is such that the refractive index of the core 11 disposed at the center is n It is higher than 1 . The refractive indexes of the
さらに、クラッド30の中心に配置されるコア11の屈折率n1は、マルチコアファイバ1の長手方向に対して変動せず、一定とされている。これに対して、クラッド30の外周側に配置されるそれぞれのコア12の屈折率n2は、マルチコアファイバ1の長手方向に沿って変化している。従って、中心に配置されるコア11と、この中心に配置されるコア11に隣り合うようにして外周側に配置されるそれぞれのコア12との屈折率は、特に限定されないが、クラッドに対する比屈折率差においてコア11の比屈折率差の約−10%〜10%範囲で、長手方向に沿って変化している。この変化の間隔は、ケーブルとして使用される長さの範囲で1周期以上の変化があれば十分である。海底ケーブルのように数十kmスパンで用いられる場合は、1回/kmの間隔で安定した効果が得られる。また、アクセス系に用いられるようなケーブルでは数十mから数百mのスパンで用いられることが想定されるため、0.1回/m〜1回/mのオーダーで変化があれば安定した効果が得られる。また、局内の配線のような数mオーダーでの配線用途には、1回/m〜10回/m程度の周期を与えることが望ましい。このため、変化の周期としては、0.001回/m〜10回/mの範囲であることが望ましい。
Further, the refractive index n 1 of the core 11 disposed at the center of the clad 30 does not vary with respect to the longitudinal direction of the
さらに外周側のコア12の屈折率n2は、長手方向に沿って、それぞれのコア12同士で互いに同様に変化するのではなく、互いに異なって変化している。例えば、外周側の特定のコア12の屈折率が、長手方向に沿って所定の周期で変化しているとすると、そのコア12と互いに隣り合う他のコア12の屈折率は、長手方向に沿って、特定のコア12の屈折率が変化する周期と異なる周期で変化してする。従って、外周側のコア12において、互いに隣り合うコア12同士は、長手方向に沿って、互いに同じ屈折率である場所も存在するが、多くの場所において、互いに異なる屈折率となる。
Moreover the refractive index n 2 of the outer peripheral side of the
なお、外周側のコア12の屈折率n2は、一定の間隔で変化しても良く、不規則な間隔で変化しても良い。 The refractive index n 2 of the outer peripheral side of the core 12 may be varied at fixed intervals, it may vary at irregular intervals.
なお、図1(B)においては、内側保護層31及び外側保護層32の屈折率については省略している。
In FIG. 1B, the refractive indexes of the inner
光ファイバのコアを伝播する光の伝搬定数は、コアの屈折率に基づくクラッドの屈折率に対する比屈折率差Δとコアの直径で規定される。ここで、i=1、2としたとき、niの屈折率を有するコア11、12のクラッド30に対する比屈折率差Δiは、以下の式で定義される。なお、n3はクラッド30の屈折率を示す。
上記のようにコア11の屈折率n1は、マルチコアファイバ1の長手方向に対して一定とされているため、コア11のクラッド30に対する比屈折率差Δ1は、長手方向に沿って変化せず、例えば、0.40%とされる。一方、上記の様にそれぞれのコア12の屈折率n2は、マルチコアファイバ1の長手方向に沿って変化しているため、それぞれのコア12のクラッド30に対する比屈折率差Δ2は、マルチコアファイバ1の長手方向に沿って変化しており、例えば、長手方向に沿って、0.38%〜0.42%の間で変化している。従って、互いに隣り合うコア11、12は、クラッドに対する比屈折率差の差(Δ2−Δ1)は長手方向に沿って変化しており、例えば、上記の様にコア11の比屈折率差Δ1が、0.40%であり、コア12の比屈折率差Δ2が、長手方向に沿って0.38%〜0.42%の間で変化している場合、互いに隣り合うコア11、12は、比屈折率差の差(Δ2−Δ1)が、長手方向に沿って−0.02%〜0.02%変化している。コア11の比屈折率差を基準にすると、この比屈折率差の差の変化量は、−5%〜5%となっている。
As described above, since the refractive index n 1 of the
そして、上記の様にコア11は、直径d1及びクラッド30に対する比屈折率差Δ1が一定であるため、コア11を伝播する光のモードフィールド径MFD1は一定となる。一方、上記の様にコア11と隣り合うそれぞれのコア12は、直径d2及びクラッド30に対する比屈折率差Δ2が、長手方向に沿って変化するため、コア12を伝播する光のモードフィールド径MFD2はマルチコアファイバ1の長手方向に沿って変化する。従って、コア11及びコア12を伝播するそれぞれの光のモードフィールド径の差(MFD1−MFD2)は、マルチコアファイバ1の長手方向に沿って変化する。
Since the
例えば、上記の様にコア11は、直径d1が、8.0μmであり、比屈折率差Δ1が、0.40%である場合、コア11に波長1310nmの光が伝播するとき、この光のモードフィールド径MFD1は、8.5μmとなり、コア11に波長1550nmの光が伝播するとき、この光のモードフィールド径MFD1は、9.6μmとなる。また、例えば、上記の様に、それぞれのコア12は、直径d2が長手方向に沿って、7.6μm〜7.9μmの間で変化しており、比屈折率差Δ2が、長手方向に沿って0.38%〜0.42%の間で変化している場合、コア12に波長1310nmの光が伝播するとき、この光のモードフィールド径MFD2は、8.2μm〜8.6μmの間で変化し、コア12に波長1550nmの光が伝播するとき、この光のモードフィールド径MFD2は、9.3μm〜9.7μmの間で変化する。これらの場合、マルチコアファイバ1のそれぞれのコア11、12に波長1310nmの光が伝播するとき、コア11を伝播する光のモードフィールド径MFD1と、それぞれのコアを伝播する光のモードフィールド径MFD2との差(MFD2−MFD1)は、長手方向に沿って、−0.3μm〜0.1μmの間で変化する。同様に、それぞれのコア11、12に波長1550nmの光が伝播するとき、コア11を伝播する光のモードフィールド径MFD1と、それぞれのコアを伝播する光のモードフィールド径MFD2との差は、長手方向に沿って、−0.3μm〜0.1μmの間で変化する。
For example, as described above, when the
なお、コア11を伝播する光のモードフィールド径MFD1と、それぞれのコアを伝播する光のモードフィールド径MFD2との差は、外周側のコア12の屈折率n2が一定の間隔で変化する場合は、一定の間隔で変化し、外周側のコア12の屈折率n2が不規則な間隔で変化する場合は、不規則な間隔で変化する。
The difference between the mode field diameter MFD 1 of the light propagating through the
また、外周側のそれぞれのコア12の直径d2及び屈折率n2が、長手方向に沿って、それぞれのコア12同士で同様に変化するのではなく、互いに異なって変化している場合においては、外周側のそれぞれのコア12を伝播する光のモードフィールド径MFD2が、互いに異なって変化している。
In addition, in the case where the diameter d 2 and the refractive index n 2 of the
このようなマルチコアファイバにおいて、コア11、12の材料としては、例えば、屈折率を上げるゲルマニウム等のドーパントが添加されたシリカガラスを挙げることができ、クラッド30の材料としては、何らドーパントが添加されていないシリカガラスを挙げることができる。さらに、内側保護層31及び外側保護層32の材料としては、紫外線硬化樹脂を挙げることができる。なお、コア12の材料がゲルマニウム等のドーパントが添加されたシリカガラスである場合、コア12は、マルチコアファイバ1の長手方向に沿って、このドーパントの添加量が変化している。
In such a multi-core fiber, examples of the material of the
そして、本実施形態においては、それぞれのコア11、12は、光をシングルモードで伝播する。
In the present embodiment, each of the
次に、本実施形態のマルチコアファイバ1の作用について説明する。
Next, the operation of the
光ファイバを曲げた場合の屈折率の変化は、例えば、等価屈折率法により求めることができる。すなわち、光ファイバが曲がっている場合の屈折率は、直線状の光ファイバの屈折率分布に(1+(r/R)cosθ)を掛けることにより、等価的に求めることができる。ここで、(r、θ)は、光ファイバの長手方向に垂直な平面における極座標であり、θ=0が光ファイバを曲げている状態における外側の方向であり、rは光ファイバの中心からの距離である。また、Rは、光ファイバの曲率半径を示す。 The change in the refractive index when the optical fiber is bent can be obtained, for example, by an equivalent refractive index method. That is, the refractive index when the optical fiber is bent can be obtained equivalently by multiplying the refractive index distribution of the linear optical fiber by (1+ (r / R) cos θ). Here, (r, θ) is a polar coordinate in a plane perpendicular to the longitudinal direction of the optical fiber, θ = 0 is an outer direction in a state where the optical fiber is bent, and r is from the center of the optical fiber. Distance. R represents the radius of curvature of the optical fiber.
ここで、図1(A)におけるB−B線に沿った方向にマルチコアファイバ1を曲げることを考える。この場合、B−B線がθ=0を含む線である。図2は、このようにマルチコアファイバ1が曲がっている場合におけるマルチコアファイバ1の様子を示す図である。具体的には、図2(A)は、マルチコアファイバ1の長手方向に垂直な断面における構造を示す図であり、図2(B)は、図2(A)のB−B線における等価屈折率の分布を示す図である。なお、図2(B)においては、理解の容易のため、図1(B)に示すマルチコアファイバ1が直線状の場合の屈折率分布を破線で示す。図2に示すように、B−B線に沿ってマルチコアファイバ1を曲げたとき、マルチコアファイバ1の中心が原点となり、B−B線上における曲げの外側の方向がθ=0となり、B−B線上における曲げの内側の方向がθ=180度となる。この場合、上式より、マルチコアファイバ1の曲げの外側のコアやクラッドの等価屈折率が高くなり、曲げの内側のコアやクラッドの等価屈折率が低くなる。
Here, it is considered that the
従って、上述のように外周側のコア12が中心のコア11よりも屈折率が高い場合、マルチコアファイバ1の曲げの曲率半径を特定の大きさにすると、中心のコア11の実効屈折率と、外周側のコア12の内、マルチコアファイバ1の曲げ内側に位置するコアの実効屈折率とが一致する場合がある。また、特に図を用いて説明しないが、上述の説明と異なり、中心のコア11が外周側のコア12よりも屈折率が高くされている場合においては、中心のコア11の実効屈折率と、外周側のコア12の内、マルチコアファイバ1の曲げ外側に位置するコアの実効屈折率と、特定のコア12の実効屈折率とが一致する場合がある。
Accordingly, when the
なお、上述の説明においては、理解の容易のために、実効屈折率を実際のガラスの屈折率と同じように説明したが、実際には、導波される光の断面中の広がりを含めて決定されるパラメータである。なお、実効屈折率は、伝搬定数と1対1の関係にある。 In the above description, for the sake of easy understanding, the effective refractive index has been described in the same way as the refractive index of the actual glass. However, in practice, the spread in the cross section of the guided light is included. The parameter to be determined. The effective refractive index has a one-to-one relationship with the propagation constant.
このように、中心のコア11の実効屈折率と外周側のコア12の実効屈折率とが、曲げにより変化するため、本実施形態の様に中心のコア11と外周側のコア12の直径を互いに変える場合においても、中心のコア11と外周側のコア12における特定のコア12の伝搬定数が一致する場合がある。
As described above, since the effective refractive index of the
しかし、本実施形態のマルチコアファイバ1においては、上述のように、中心のコア11を伝播する光のモードフィールド径MFD1と外周側のコア12を伝播する光のモードフィールド径MFD2との差が、マルチコアファイバ1の長手方向に沿って変化する。つまり、中心のコア11の伝搬定数と外周側のコア12の伝搬定数との差が、長手方向に沿って変化する。このため、上記の様に、マルチコアファイバ1を曲げることにより、中心のコア11と外周側のコア12における特定のコア12の伝搬定数が一致する場合においても、この様な状態は、マルチコアファイバ1の長い区間において維持されない。従って、本実施形態のマルチコアファイバ1によれば、螺旋状や湾曲した状況で設置される場合においても、この互いに隣り合う中心に配置されるコア11と外周側のコア12とのクロストークが悪化することを抑制することができる。
However, in the
さらに、コア11を伝播する光のモードフィールド径MFD1と、それぞれのコアを伝播する光のモードフィールド径MFD2との差は、一定の間隔で変化しても良いし、不規則な間隔で変化してもよい。コア11を伝播する光のモードフィールド径MFD1と、それぞれのコアを伝播する光のモードフィールド径MFD2との差が、不規則な間隔で変化する場合は、マルチコアファイバ1が螺旋状に巻かれて使用される等、規則的な形状で曲げられて設置される場合に、クロストークが規則的に悪化することを防止することができる。
Further, the difference between the mode field diameter MFD 1 of the light propagating through the
さらに、外周側のそれぞれのコア12を伝播する光のモードフィールド径MFD2が、互いに異なって変化する場合においては、外周側のそれぞれのコア12同士のクロストークが悪化することを防止することができる。
Furthermore, when the mode field diameter MFD 2 of the light propagating through the
なお、本実施形態においては、中心のコア11の直径d1が一定であり、外周側のそれぞれのコア12の直径d2がマルチコアファイバ1の長手方向に沿って変化し、さらに、中心のコア11の屈折率n1が一定で、外周側のそれぞれのコア12の屈折率n2がマルチコアファイバ1の長手方向に沿って変化することで、中心のコア11を伝播する光のモードフィールド径MFD1と外周側のコア12を伝播する光のモードフィールド径MFD2との差が、マルチコアファイバ1の長手方向に沿って変化するものとした。しかし、本実施形態は、このような形態に限らず、例えば、モードフィールド径MFD1とモードフィールド径MFD2との差が、マルチコアファイバ1の長手方向に沿って変化する限りにおいて、コア11の直径d1や屈折率n1がマルチコアファイバ1の長手方向に沿って変化して、コア11を伝播する光のモードフィールド径MFD1がマルチコアファイバ1の長手方向に沿って変化しても良い。さらに、コア11の直径d1や屈折率n1、及び、それぞれのコア12の直径d2や屈折率n2の内、少なくとも一つのパラメータが、マルチコアファイバ1の長手方向に沿って変化することで、モードフィールド径MFD1とモードフィールド径MFD2との差が、マルチコアファイバ1の長手方向に沿って変化しても良い。
In the present embodiment, the diameter d 1 of the
このようなマルチコアファイバ1は、次の様に製造することができる。
Such a
まず、コア11及びコア12となるコア用ガラス部材、及び、クラッド30もしくはクラッド30の一部となるクラッド用ガラス部材を準備する。このコア11となるコア用ガラス部材は、長手方向において、一定の直径で、一定の屈折率とされ、コア12となるコア用ガラス部材は、長手方向に直径及び屈折率が変化するものとする。このコア用ガラス部材の直径及び屈折率は、後述の様に光ファイバ用母材を紡糸して、マルチコアファイバ1とした場合に、マルチコアファイバ1における外周側のコア12の直径の変化及び屈折率の変化に合わせて、変化されている。次に、準備したコア11及びコア12となるコア用ガラス部材をクラッド用ガラス部材中に配置して、コラプスすることにより、断面における配置が、図1(A)に示す、コア11、12及びクラッド30と略相似形のファイバ用母材を作製する。そして、このファイバ用母材を加熱溶融し紡糸することでマルチコアファイバ1とする。なお、準備したコア11及びコア12となるコア用ガラス部材をクラッド用ガラス部材中に配置して、これらのガラス部材をコアラプスしながら紡糸しても良い。
First, a core glass member to be the core 11 and the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について図3を参照して詳細に説明する。なお、第1実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。図3は、本発明の第2実施形態に係るマルチコアファイバ2を示す図である。なお、図3においては、理解の容易のため、クラッド30を破線で示し、内側保護層31、外側保護層32は省略し、マルチコアファイバ1の長手方向と径方向の縮尺を実際のマルチコアファイバと変えて記載している。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. In addition, about the component which is the same as that of 1st Embodiment, or an equivalent component, the overlapping description is abbreviate | omitted except the case where it attaches | subjects the same referential mark and demonstrates especially. FIG. 3 is a diagram showing a
本実施形態においては、図2に示すように、中心のコア11は、第1実施形態と同様に、クラッド30の中心軸に沿って配置されているが、外周側のコア12は、クラッド30の中心軸の周りを、互いに同じ方向に回転するように螺旋状に配置されている点において、第1実施形態のマルチコアファイバ1と異なる。なお、本実施形態のマルチコアファイバ2における中心のコア11及び外周側のコア12の直径や屈折率は、第1実施形態におけるマルチコアファイバ1の中心のコア11及び外周側のコア12の直径や屈折率と同様である。図2に示すように、外周側のコア12は、矢印Aの方向に沿って、右回転するようにして、配置されている。つまり、マルチコアファイバ2においては、このようにコア12が螺旋状に形成された状態で固化しており、コア12の永久捻れが付与されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the core 11 at the center is arranged along the central axis of the
なお、図2においては、螺旋状である外周側のコア12は、クラッド30の中心軸の周りを同じピッチでしている。つまり、マルチコアファイバ2の長手方向における何れの区間においても、マルチコアファイバ2の単位長さ当たりのコア12の回転回数が一定とされている。
In FIG. 2, the spiral
しかし、マルチコアファイバ2においては、螺旋状のコア12は、クラッド30の中心軸の周りを回転するピッチが変化する区間を有していても良い。つまり、例えば、ある所定の区間において、螺旋状のコア12の回転のピッチが、1回/mであり、他の区間で0.5回/mであるようにしていても良く、更に他の区間で、他のピッチで回転するようにしても良い。更に、螺旋状のコア12は、ピッチが常に変化していても良い。
However, in the
また、特に図示しないが、螺旋状のコア12は、クラッド30の中心軸の周りを右回転と左回転とを繰り返していても良い。つまり、螺旋状のコア12は、所定の区間において、右回転するように配置され、その所定の区間と隣り合う区間において、左回転するように配置されても良い。さらにこの場合においては、コア12が右回転する区間と左回転する区間との間において、コア12がクラッド30の軸中心に回転せず、コア11と平行に配置されても良い。また更に、螺旋状のコア12が、右回転するそれぞれの区間の長さ、及び、左回転するそれぞれの区間の長さが、一定ではないこととしても良い。
Although not particularly illustrated, the
そして、コア12は、クラッド30の中心軸の周りを平均1回/m以上のピッチで回転していることが好ましく、平均4回/m以上のピッチで回転していることがより好ましい。なお、上記のように、コア12が、右方向、左方向のそれぞれに回転している場合において、このピッチは、右方向の回転数、及び、左方向の回転数を共に正として加算して、ピッチを計算する。例えば、螺旋状のコア12が、マルチコアファイバ2の0.5mの区間においてクラッド30の中心軸の周りを右側に0.5回転して、続く0.5mの区間において、今度は左側に0.5回転する場合、1m当たりの回転回数は、0.5+0.5=1回であり、この場合のコア12の回転のピッチは1回/mとなる。
The core 12 preferably rotates around the central axis of the clad 30 at an average pitch of 1 turn / m or more, and more preferably at an average pitch of 4 turns / m or more. As described above, when the
さらに、マルチコアファイバ2においては、螺旋状に配置される外周側のコア12が、クラッド30の中心軸の周りを回転するピッチの間隔が、上述のコア11のモードフィールド径MFD1とコア12のモードフィールド径MFD2の差が変化する間隔の整数倍としても良いが、非整数倍であることが好ましい。
Further, in the
次に、本実施形態のマルチコアファイバ2の作用について説明する。
Next, the operation of the
ここで、再び図2を用いて説明をする。図2において、マルチコアファイバ2を括弧書きで示す。第1実施形態と同様にして、図1(A)におけるマルチコアファイバ2の中心を通るB−B線に沿った方向にマルチコアファイバ2を曲げることを考える。図3に示すように、B−B線に沿ってマルチコアファイバ2を曲げたとき、マルチコアファイバ2の中心が原点となり、B−B線上における曲げの外側の方向がθ=0となり、B−B線上における曲げの内側がθ=180度となる。この場合、第1実施形態において説明したように、曲げの内側のコアやクラッドの等価屈折率が低くなる。
Here, the description will be given with reference to FIG. 2 again. In FIG. 2, the
従って、第1実施形態で説明したように、中心のコア11の実効屈折率と、外周側の特定のコア12の実効屈折率とが一致する場合がある。
Accordingly, as described in the first embodiment, the effective refractive index of the
しかし、本実施形態のマルチコアファイバ2においては、螺旋状に配置されたコア12のマルチコアファイバ2の長手方向に垂直な断面における位置は、マルチコアファイバ2の長手方向に沿って変化する。従って、このようにマルチコアファイバが特定の曲率半径で曲げられて設置されることで、図2に示すように、中心のコア11の屈折率と、外周側のコア12の内、曲げ方向の内側に位置する1つのコア12の実効屈折率とが一致する区間が生じたとしても、マルチコアファイバ2の長手方向に沿って、この中心のコア11と実効屈折率が一致した外周側の特定のコア12と、中心のコア11との位置関係が変化するため、この特定のコア12と中心のコア11との実効屈折率は、長い区間において一致しない。また、第1実施形態のマルチコアファイバ1と同様に、中心のコア11を伝播する光のモードフィールド径MFD1と外周側のコア12を伝播する光のモードフィールド径MFD2との差が、マルチコアファイバ1の長手方向に沿って変化するので、中心のコア11と外周側のコア12における特定のコア12の伝搬定数が一致する状態は、長い区間において維持されない。従って、本実施形態のマルチコアファイバ2によれば、第1実施形態のマルチコアファイバ1よりもさらに、この特定のコア12と中心のコア11とのクロストークが悪化することを抑制することができる。このように本実施形態のマルチコアファイバ2によれば、湾曲した状況で設置される場合においても、特定のコア同士のクロストークが悪化することを抑制することができるため、コア全体として、クロストークのばらつきを抑制することができる。
However, in the
さらに、上述のように、螺旋状に配置される外周側のコア12が、クラッド30の中心軸の周りを回転するピッチの間隔が、上述のコア11のモードフィールド径MFD1とコア12のモードフィールド径MFD2の差が変化する間隔の非整数倍であることが好ましい。この場合においては、コア12が回転するピッチと、モードフィールド径MFD1とモードフィールド径MFD2の差が変化する間隔とを設定することにより、マルチコアファイバ2が非直線状に配置される場合において、螺旋状のコア12が回転することにより、中心のコア11と外周側のコア12との伝搬定数が、長い区間において一致しない作用と、モードフィールド径MFD1とモードフィールド径MFD2との差が変化することにより、コア11とコア12との光の伝搬定数が、長い区間において一致しない作用とが、それぞれ個別の場所で生じる。従って、中心のコア11と外周側のコア12との光の伝搬定数をより短い区間で一致しないようにすることができる。このため、特定のコア同士のクロストークが悪化することをさらに抑制することができ、また、クロストークのばらつきを収束することができる。
Further, as described above, the pitch interval at which the outer
なお、上記説明においては、外周側の特定のコア12の実効屈折率と、中心のコア11の実効屈折率とが一致する場合について説明したが、例えば、外周側のコア12同士において、実効屈折率が一致する場合においても、同様にしてそれぞれのコア12の実効屈折率は、長い区間において一致しない。従って、それぞれのコア12同士のクロストークが悪化することを抑制することができる。
In the above description, the case where the effective refractive index of the
このようなマルチコアファイバ2の製造は次の様に行う。
Such a
まず、第1実施形態と同様にしてファイバ用母材を作製する。そして、第1実施形態と同様にして、ファイバ用母材を加熱溶融し紡糸することでマルチコアファイバとし、このマルチコアファイバを内側保護層31、外側保護層32で被覆する。このとき、紡糸された直後のマルチコアファイバを軸中心に回転させる。このようにマルチコアファイバを軸中心に回転させることで、ファイバ用母材から紡糸されて固化する前のマルチコアファイバの半製体に対して、この軸中心の回転力が伝わり、図2に示すように、外周側のコア12が、クラッド30の中心軸の周りを回転するように螺旋状に形成される。別言すれば、外周側のコア12に永久捻じれが付与される。
First, a fiber preform is produced in the same manner as in the first embodiment. In the same manner as in the first embodiment, the fiber base material is heated and melted and spun to form a multi-core fiber, and the multi-core fiber is covered with the inner
このようにコアが螺旋状に配置されたマルチコアファイバを製造することにより、例えばファイバのテープ化やケーブル化、敷設作業、および実環境下において継続的・永久的にクロストークが悪化することを抑制することができる。さらに、機械的信頼性の観点でも、このように予めマルチコアファイバのコアを螺旋状に配置することが望ましい。 By manufacturing multi-core fibers with spirally arranged cores in this way, for example, fiber tapes and cables, laying operations, and suppression of continuous and permanent crosstalk deterioration under actual conditions are suppressed. can do. Further, from the viewpoint of mechanical reliability, it is desirable to previously arrange the cores of the multicore fiber in a spiral shape in this way.
紡糸された直後のマルチコアファイバを軸中心に回転させるには、例えば、紡糸されたマルチコアファイバが、最初に接触するターンプーリーをマルチコアファイバの軸中心に回転移動させれば良い。このターンプーリーを一方向に回転させることにより、コア12がクラッド30の中心軸の周りを一方の方向に回転する形状となる。また、ターンプーリーを一方向の回転させずに、揺動回転させることにより、コア12がクラッド30の中心軸の周りを右回転と左回転とを交互に回転する形状となる。
In order to rotate the multi-core fiber immediately after spinning around the axis, for example, the turn pulley with which the spun multi-core fiber first contacts may be rotated around the axis of the multi-core fiber. By rotating the turn pulley in one direction, the
以上、本発明について、実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。 As mentioned above, although this invention was demonstrated to the example for embodiment, this invention is not limited to these.
例えば、上記実施形態おいて、コアの数を7つとしたが、コアは複数であればその数に特に制限はない。また、例えば、図1や図3において、外周側のコア12が1本でも良く、7本以上であっても良い。さらに、コア全体の数が複数である限りにおいて、クラッド30の中心軸に沿ったコア11は必須の要件ではない。例えば、クラッド30に正三角形を描くように3つのコアが配置され、互いに隣り合うコアを伝播する光のモードフィールド径MFDが、長手方向に沿って互いに異なるように変化しても良く、必要に応じて、これらのコアが互いに螺旋状に配置されても良い。また、本発明のマルチコアファイバは、複数のコアが、クラッド30の中心軸に対して対称とされている必要はなく、例えば、複数のコアが5行×4列で、格子状に配列されるものであっても良い。
For example, in the above embodiment, the number of cores is seven, but the number of cores is not particularly limited as long as there are a plurality of cores. Further, for example, in FIGS. 1 and 3, the outer
このように本発明のマルチコアファイバは、複数のコアを備えて、このコアの内、互いに隣り合う少なくとも一組のコアを伝播するそれぞれの光のモードフィールド径の差が、長手方向に沿って変化する限りにおいて、使用用途に応じて、適宜変形が可能である。図4は、このようなマルチコアファイバの変形例を示す図である。 As described above, the multi-core fiber of the present invention includes a plurality of cores, and among these cores, the difference in the mode field diameter of each light propagating through at least one pair of adjacent cores varies along the longitudinal direction. As long as it does, it can change suitably according to a use application. FIG. 4 is a view showing a modification of such a multi-core fiber.
図4(a)は、中心に1つのコア11が配され、このコアを取り囲むように4つのコア12が配されて、コア11とコア12との中心間距離が、それぞれ等しくされたマルチコアファイバを示す図である。図4(b)は、図1(A)に示す上記実施形態のマルチコアファイバ1における外周側のコア12の更に外周側に6つのコア13が設けられており、それぞれのコア11〜13が三角格子状に並べられて、全体として、星形に配置されている例を示す図である。また、図4(c)は、図1(A)に示す上記実施形態のマルチコアファイバ1における外周側のコア12の更に外周側に12本のコア13が互いに均等な間隔で設けられて、19本のコアが三角格子状に配されることで、最密充填されている例を示す図である。
FIG. 4A shows a multi-core fiber in which one
また、図5(a)は、図1(A)に示す上記実施形態のマルチコアファイバ1におけるそれぞれのコア11、12が、複数の空孔14によって囲まれている例を示す図である。この場合、それぞれの空孔14の働きにより、コア11、12に光がより強く閉じ込められて、互いに隣り合うコア同士のクロストークをより抑制することができる。また、図5(b)は、図1(A)に示す上記実施形態のマルチコアファイバ1におけるそれぞれのコア11、12が、クラッド30と同様の屈折率を有する第1クラッド15で囲まれ、この第1クラッド15がクラッド30よりも屈折率が低い第2クラッド16で囲まれている例を示す図である。つまり、コア11(12)と第1クラッド15と第2クラッド16によるコア要素が、いわゆるトレンチ型とされることにより、コア11、12に光がより強く閉じ込められて、互いに隣り合うコア同士のクロストークをより抑制することができる。
FIG. 5A is a diagram showing an example in which the
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものでは無い。 Hereinafter, the content of the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.
(比較例1)
中心に1つのコアが配置され、このコアを取り囲むように外周側に6つのコアが配置されて、それぞれのコア同士の中心間距離がそれぞれ等しいマルチコアファイバを想定してシミュレーションを行った。このマルチコアファイバにおいては、それぞれのコアがマルチコアファイバの中心軸に一致或いは平行に配置されるものとした。
(Comparative Example 1)
A simulation was performed assuming a multi-core fiber in which one core is arranged at the center, six cores are arranged on the outer peripheral side so as to surround the core, and the distance between the centers of the cores is equal. In this multi-core fiber, each core is assumed to be aligned or parallel to the central axis of the multi-core fiber.
また、このマルチコアファイバにおいては、それぞれの中心のコアの直径を7.734μmとして、外周側のコアの直径をそれぞれ7.734μmとし、それぞれのコアの中心間距離Lを35.0μmとし、クラッドの外径を140μmとした。また、中心のコアのクラッドに対する比屈折率差Δをそれぞれ0.40%として、外周側のコアのクラッドに対する比屈折率差を互いに等しくして、中心のコアよりも0.01%高くした。 In this multi-core fiber, the diameter of the center core is 7.734 μm, the diameter of the outer core is 7.734 μm, the center-to-center distance L of each core is 35.0 μm, The outer diameter was 140 μm. Further, the relative refractive index difference Δ with respect to the cladding of the central core was set to 0.40%, and the relative refractive index differences with respect to the cladding of the outer peripheral core were made equal to each other and higher than the central core by 0.01%.
このマルチコアファイバのそれぞれのコアに波長が1.55μmの光を伝播させて、マルチコアファイバを徐々に曲げたときにおける、中心のコアと外周側のコアとのクロストークの変化を調べた。図6は、マルチコアファイバの曲げ方向を示す図である。本例においては、X軸に沿ってマルチコアファイバを曲げている。具体的には、まず、図6に示すようにマルチコアファイバの外周側の1つのコアが、折り曲げ方向であるX軸に鉛直なY軸から約15度だけ右回りに回転するように、マルチコアファイバを軸中心に回転させた。そして、マルチコアファイバの原点上に位置する部分を固定して、この固定された部分を基準としてX軸Y軸に垂直に延在するマルチコアファイバの長手方向の一部をX軸のマイナス方向に湾曲させた。この結果を図7に示す。なお、図7において、波線はそれぞれのコアのクロストークの値を示し、実線は、平均値を示す。さらに、マルチコアファイバを曲げる方向を維持しつつ、マルチコアファイバを軸中心に回転させて、それぞれの曲げ直径において、クロストークの最大値、及び、最小値、及び、平均値を調べた。この結果を図8に示す。なお、図8において、波線は、それぞれ最大値、最小値を示し、実線は、平均値を示す。また、図7、8に示すクロストークは、光を100m伝搬した後の値である。 Changes in crosstalk between the core at the center and the core on the outer peripheral side when the multi-core fiber was gradually bent by propagating light having a wavelength of 1.55 μm to each core of the multi-core fiber were examined. FIG. 6 is a diagram illustrating a bending direction of the multi-core fiber. In this example, the multi-core fiber is bent along the X axis. Specifically, first, as shown in FIG. 6, the multicore fiber is rotated so that one core on the outer peripheral side of the multicore fiber rotates clockwise by about 15 degrees from the Y axis perpendicular to the X axis that is the bending direction. Was rotated around the axis. Then, the portion located on the origin of the multi-core fiber is fixed, and a part of the multi-core fiber extending in the longitudinal direction perpendicular to the X-axis and Y-axis is bent in the negative direction of the X-axis with reference to the fixed portion. I let you. The result is shown in FIG. In FIG. 7, the wavy line indicates the crosstalk value of each core, and the solid line indicates the average value. Furthermore, the multicore fiber was rotated about the axis while maintaining the bending direction of the multicore fiber, and the maximum value, the minimum value, and the average value of the crosstalk were examined at each bending diameter. The result is shown in FIG. In FIG. 8, the wavy lines indicate the maximum value and the minimum value, respectively, and the solid lines indicate the average value. Moreover, the crosstalk shown in FIGS. 7 and 8 is a value after propagating light for 100 m.
図7、図8に示すように、本比較例のマルチコアファイバは、外周側のコアにおける、特定のコアが、特に曲げ直径が約700mmにおいて、クロストークが悪い結果となった。 As shown in FIGS. 7 and 8, the multi-core fiber of this comparative example had poor crosstalk when the specific core of the outer peripheral side core, particularly when the bending diameter was about 700 mm.
(参考例1)
外周側のコアがクラッドの中心軸の周りを螺旋状に回転していること以外は、比較例1のマルチコアファイバと同様の条件のマルチコアファイバを想定した。このマルチコアファイバにおいては、捻じれのピッチを0.01回/mとした。
(Reference Example 1)
A multi-core fiber under the same conditions as the multi-core fiber of Comparative Example 1 was assumed except that the outer peripheral core was spirally rotated around the central axis of the clad. In this multi-core fiber, the twisting pitch was set to 0.01 times / m.
そして、比較例1と同様の光をそれぞれのコアに伝播させて、比較例1と同様にしてマルチコアファイバを徐々に曲げたときにおける、中心のコアと外周側のコアとのクロストークの変化を調べた。この結果を図9に示す。なお、図9において、波線はそれぞれのコアのクロストークの値を示し、実線は、平均値を示す。さらに、マルチコアファイバを曲げる方向を維持しつつ、マルチコアファイバを軸中心に回転させて、それぞれの曲げ直径において、クロストークの最大値、及び、最小値、及び、平均値を調べた。この結果を図10に示す。なお、図10において、波線は、それぞれ最大値、最小値を示し、実線は、平均値を示す。また、図9、図10に示すクロストークは、光を100m伝搬した後の値である。 Then, when the same light as in Comparative Example 1 is propagated to the respective cores and the multicore fiber is gradually bent in the same manner as in Comparative Example 1, the change in crosstalk between the central core and the outer peripheral core is shown. Examined. The result is shown in FIG. In FIG. 9, the wavy line indicates the crosstalk value of each core, and the solid line indicates the average value. Furthermore, the multicore fiber was rotated about the axis while maintaining the bending direction of the multicore fiber, and the maximum value, the minimum value, and the average value of the crosstalk were examined at each bending diameter. The result is shown in FIG. In FIG. 10, the wavy line indicates the maximum value and the minimum value, respectively, and the solid line indicates the average value. Moreover, the crosstalk shown in FIGS. 9 and 10 is a value after light has propagated 100 m.
図9、図10に示すように、本参考例のマルチコアファイバは、外周側のコアがクラッドの中心軸の周りを螺旋状に回転していることにより、比較例1のマルチコアファイバよりも、特定のコアのクロストークが特定の曲げ直径で悪くなることが低減される結果となった。 As shown in FIGS. 9 and 10, the multi-core fiber of this reference example is more specific than the multi-core fiber of Comparative Example 1 because the core on the outer peripheral side spirally rotates around the central axis of the cladding. As a result, it was reduced that the crosstalk of the core of the core deteriorated at a specific bending diameter.
(参考例2)
捻じれのピッチを1回/mとしたこと以外は、参考例1のマルチコアファイバと同様の条件のマルチコアファイバを想定した。
(Reference Example 2)
A multi-core fiber under the same conditions as the multi-core fiber of Reference Example 1 was assumed except that the twisting pitch was 1 turn / m.
そして、比較例1と同様の光をそれぞれのコアに伝播させて、比較例1と同様にしてマルチコアファイバを徐々に曲げたときにおける、中心のコアと外周側のコアとのクロストークの変化を調べた。この結果を図11に示す。なお、図11において、波線はそれぞれのコアのクロストークの値を示し、実線は、平均値を示す。さらに、マルチコアファイバを曲げる方向を維持しつつ、マルチコアファイバを軸中心に回転させて、それぞれの曲げ直径において、クロストークの最大値、及び、最小値、及び、平均値を調べた。この結果を図12に示す。なお、図12において、波線は、それぞれ最大値、最小値を示し、実線は、平均値を示す。また、図11、図12に示すクロストークは、光を100m伝搬した後の値である。 Then, when the same light as in Comparative Example 1 is propagated to the respective cores and the multicore fiber is gradually bent in the same manner as in Comparative Example 1, the change in crosstalk between the central core and the outer peripheral core is shown. Examined. The result is shown in FIG. In FIG. 11, the wavy line indicates the crosstalk value of each core, and the solid line indicates the average value. Furthermore, the multicore fiber was rotated about the axis while maintaining the bending direction of the multicore fiber, and the maximum value, the minimum value, and the average value of the crosstalk were examined at each bending diameter. The result is shown in FIG. In FIG. 12, the wavy line indicates the maximum value and the minimum value, respectively, and the solid line indicates the average value. Moreover, the crosstalk shown in FIGS. 11 and 12 is a value after light has propagated 100 m.
図11、図12に示すように、本参考例のマルチコアファイバは、外周側のコアがクラッドの中心軸の周りを螺旋状に回転していることにより、比較例1のマルチコアファイバよりも、特定のコアのクロストークが特定の曲げ直径で悪くなることが低減される結果となり、さらに参考例1よりも、それぞれのクロストークのばらつきが集束される結果となった。 As shown in FIGS. 11 and 12, the multi-core fiber of this reference example is more specific than the multi-core fiber of Comparative Example 1 because the core on the outer peripheral side rotates spirally around the central axis of the cladding. As a result, the deterioration of the crosstalk of the core at a specific bending diameter was reduced, and the variation of each crosstalk was more concentrated than in Reference Example 1.
(実施例1)
外周側のコアの比屈折率差が長手方向に沿って3回/mで正弦波状に変化し、その変化率が0.005%であること以外は、比較例1のマルチコアファイバと同様の条件のマルチコアファイバを想定した。このように外周側のコアの比屈折率差が、長手方向に沿って変化することにより、クラッドの中心に配置されるコアを伝播する光のモードフィールド径MFDと、外周側に配置されるコアを伝播する光のモードフィールド径MFDとの差が、マルチコアファイバの長手方向に沿って変化する。
Example 1
The same condition as the multi-core fiber of Comparative Example 1 except that the relative refractive index difference of the core on the outer peripheral side changes sinusoidally at 3 times / m along the longitudinal direction and the rate of change is 0.005%. Multicore fiber was assumed. Thus, the relative refractive index difference of the core on the outer peripheral side changes along the longitudinal direction, so that the mode field diameter MFD of light propagating through the core disposed at the center of the cladding and the core disposed on the outer peripheral side. The difference from the mode field diameter MFD of the light propagating through the optical fiber changes along the longitudinal direction of the multi-core fiber.
そして、比較例1と同様の光をそれぞれのコアに伝播させて、比較例1と同様にしてマルチコアファイバを徐々に曲げたときにおける、中心のコアと外周側のコアとのクロストークの変化を調べた。この結果を図13に示す。なお、図13において、波線はそれぞれのコアのクロストークの値を示し、実線は、平均値を示す。さらに、マルチコアファイバを曲げる方向を維持しつつ、マルチコアファイバを軸中心に回転させて、それぞれの曲げ直径において、クロストークの最大値、及び、最小値、及び、平均値を調べた。この結果を図14に示す。なお、図14において、波線は、それぞれ最大値、最小値を示し、実線は、平均値を示す。また、図13、図14に示すクロストークは、光を100m伝搬した後の値である。 Then, when the same light as in Comparative Example 1 is propagated to the respective cores and the multicore fiber is gradually bent in the same manner as in Comparative Example 1, the change in crosstalk between the central core and the outer peripheral core is shown. Examined. The result is shown in FIG. In FIG. 13, the wavy line indicates the crosstalk value of each core, and the solid line indicates the average value. Furthermore, the multicore fiber was rotated about the axis while maintaining the bending direction of the multicore fiber, and the maximum value, the minimum value, and the average value of the crosstalk were examined at each bending diameter. The result is shown in FIG. In FIG. 14, the wavy lines indicate the maximum value and the minimum value, respectively, and the solid lines indicate the average value. Further, the crosstalk shown in FIGS. 13 and 14 is a value after light has propagated 100 m.
図13、図14に示すように、本実施例のマルチコアファイバは、外周側のコアの比屈折率差が変化することにより、比較例1のマルチコアファイバよりも、特定のコアのクロストークが特定の曲げ直径で悪くなることが低減される結果となった。 As shown in FIGS. 13 and 14, the multi-core fiber of the present example is more specific in crosstalk of a specific core than the multi-core fiber of Comparative Example 1 by changing the relative refractive index difference of the core on the outer peripheral side. As a result, the worsening of the bending diameter was reduced.
(実施例2)
外周側のコアの比屈折率差の変化率が0.01%であること以外は、実施例1のマルチコアファイバと同様の条件のマルチコアファイバを想定した。
(Example 2)
A multi-core fiber under the same conditions as the multi-core fiber of Example 1 was assumed except that the change rate of the relative refractive index difference of the core on the outer peripheral side was 0.01%.
そして、比較例1と同様の光をそれぞれのコアに伝播させて、比較例1と同様にしてマルチコアファイバを徐々に曲げたときにおける、中心のコアと外周側のコアとのクロストークの変化を調べた。この結果を図15に示す。なお、図15において、波線はそれぞれのコアのクロストークの値を示し、実線は、平均値を示す。さらに、マルチコアファイバを曲げる方向を維持しつつ、マルチコアファイバを軸中心に回転させて、それぞれの曲げ直径において、クロストークの最大値、及び、最小値、及び、平均値を調べた。この結果を図16に示す。なお、図16において、波線は、それぞれ最大値、最小値を示し、実線は、平均値を示す。また、図15、図16に示すクロストークは、光を100m伝搬した後の値である。 Then, when the same light as in Comparative Example 1 is propagated to the respective cores and the multicore fiber is gradually bent in the same manner as in Comparative Example 1, the change in crosstalk between the central core and the outer peripheral core is shown. Examined. The result is shown in FIG. In FIG. 15, the wavy line indicates the crosstalk value of each core, and the solid line indicates the average value. Furthermore, the multicore fiber was rotated about the axis while maintaining the bending direction of the multicore fiber, and the maximum value, the minimum value, and the average value of the crosstalk were examined at each bending diameter. The result is shown in FIG. In FIG. 16, the wavy lines indicate the maximum value and the minimum value, respectively, and the solid lines indicate the average value. Further, the crosstalk shown in FIGS. 15 and 16 is a value after light is propagated 100 m.
図15、図16に示すように、本実施例のマルチコアファイバは、外周側のコアの比屈折率差が実施例1よりも大きく変化することにより、実施例1のマルチコアファイバよりも、特定のコアのクロストークが特定の曲げ直径で悪くなることがさらに低減される結果となった。 As shown in FIGS. 15 and 16, the multi-core fiber of this example is more specific than the multi-core fiber of Example 1 because the relative refractive index difference of the core on the outer peripheral side changes more than that of Example 1. The result was a further reduction in the worsening of the core crosstalk at a particular bend diameter.
(実施例3)
外周側のコアがクラッドの中心軸の周りを螺旋状に回転していること以外は、実施例1のマルチコアファイバと同様の条件のマルチコアファイバを想定した。このマルチコアファイバにおいては、捻じれのピッチを3回/mとした。
(Example 3)
A multi-core fiber having the same conditions as the multi-core fiber of Example 1 was assumed except that the outer peripheral core was spirally rotated around the central axis of the clad. In this multi-core fiber, the twisting pitch was 3 times / m.
そして、比較例1と同様の光をそれぞれのコアに伝播させて、比較例1と同様にしてマルチコアファイバを徐々に曲げたときにおける、中心のコアと外周側のコアとのクロストークの変化を調べた。この結果を図17に示す。なお、図17において、波線はそれぞれのコアのクロストークを示し、実線は、平均値を示す。さらに、マルチコアファイバを曲げる方向を維持しつつ、マルチコアファイバを軸中心に回転させて、それぞれの曲げ直径において、クロストークの最大値、及び、最小値、及び、平均値を調べた。この結果を図18に示す。なお、図18において、波線は、それぞれ最大値、最小値を示し、実線は、平均値を示す。また、図17、図18に示すクロストークは、光を100m伝搬した後の値である。 Then, when the same light as in Comparative Example 1 is propagated to the respective cores and the multicore fiber is gradually bent in the same manner as in Comparative Example 1, the change in crosstalk between the central core and the outer peripheral core is shown. Examined. The result is shown in FIG. In FIG. 17, the wavy line indicates the crosstalk of each core, and the solid line indicates the average value. Furthermore, the multicore fiber was rotated about the axis while maintaining the bending direction of the multicore fiber, and the maximum value, the minimum value, and the average value of the crosstalk were examined at each bending diameter. The result is shown in FIG. In FIG. 18, the wavy lines indicate the maximum value and the minimum value, respectively, and the solid lines indicate the average value. Moreover, the crosstalk shown in FIGS. 17 and 18 is a value after light has propagated 100 m.
図17、図18に示すように、本実施例のマルチコアファイバは、外周側のコアがクラッドの中心軸の周りを螺旋状に回転していることにより、実施例1よりも特定のコアのクロストークが特定の曲げ直径で悪くなることがさらに低減され、実施例1よりもそれぞれのクロストークのばらつきが集束される結果となった。 As shown in FIGS. 17 and 18, the multi-core fiber of the present example has a specific core crossing structure as compared with Example 1 because the core on the outer peripheral side rotates spirally around the central axis of the cladding. As a result, the worsening of the talk at a specific bending diameter was further reduced, resulting in a more concentrated variation in crosstalk than in the first embodiment.
(実施例4)
外周側のコアがクラッドの中心軸の周りを螺旋状に回転していること以外は、実施例2のマルチコアファイバと同様の条件のマルチコアファイバを想定した。このマルチコアファイバにおいては、捻じれのピッチを3回/mとした。
Example 4
A multi-core fiber under the same conditions as the multi-core fiber of Example 2 was assumed, except that the outer peripheral core was spirally rotated around the central axis of the cladding. In this multi-core fiber, the twisting pitch was 3 times / m.
そして、比較例1と同様の光をそれぞれのコアに伝播させて、比較例1と同様にしてマルチコアファイバを徐々に曲げたときにおける、中心のコアと外周側のコアとのクロストークの変化を調べた。この結果を図19に示す。なお、図19において、波線はそれぞれのコアのクロストークの値を示し、実線は、平均値を示す。さらに、マルチコアファイバを曲げる方向を維持しつつ、マルチコアファイバを軸中心に回転させて、それぞれの曲げ直径において、クロストークの最大値、及び、最小値、及び、平均値を調べた。この結果を図20に示す。なお、図20において、波線は、それぞれ最大値、最小値を示し、実線は、平均値を示す。また、図19、図20に示すクロストークは、光を100m伝搬した後の値である。 Then, when the same light as in Comparative Example 1 is propagated to the respective cores and the multicore fiber is gradually bent in the same manner as in Comparative Example 1, the change in crosstalk between the central core and the outer peripheral core is shown. Examined. The result is shown in FIG. In FIG. 19, the wavy line indicates the crosstalk value of each core, and the solid line indicates the average value. Furthermore, the multicore fiber was rotated about the axis while maintaining the bending direction of the multicore fiber, and the maximum value, the minimum value, and the average value of the crosstalk were examined at each bending diameter. The result is shown in FIG. In FIG. 20, the wavy lines indicate the maximum value and the minimum value, respectively, and the solid lines indicate the average value. Further, the crosstalk shown in FIGS. 19 and 20 is a value after light has propagated 100 m.
図19、図20に示すように、本実施例のマルチコアファイバは、外周側のコアがクラッドの中心軸の周りを螺旋状に回転していることにより、実施例2よりも特定のコアのクロストークが特定の曲げ直径で悪化することがさらに低減され、実施例2よりもそれぞれのクロストークのばらつきが集束される結果となった。 As shown in FIGS. 19 and 20, the multi-core fiber of the present example has a specific core crossing structure as compared with Example 2 because the core on the outer peripheral side rotates spirally around the central axis of the cladding. It was further reduced that the talk deteriorated at a specific bending diameter, and each crosstalk variation was more concentrated than in Example 2.
(実施例5)
外周側のコアの比屈折率差が長手方向に沿って2回/mで変化し、捻じれのピッチを1回/mとして、(コアの比屈折率差の変化の周期)/(コアの捻じれの周期)=2.00としたこと以外は、実施例4のマルチコアファイバと同様の条件のマルチコアファイバを想定した。
(Example 5)
The relative refractive index difference of the core on the outer peripheral side changes at 2 times / m along the longitudinal direction, and the twist pitch is 1 time / m, (the period of change in the relative refractive index difference of the core) / (core A multi-core fiber under the same conditions as the multi-core fiber of Example 4 was assumed except that the twisting period was set to 2.00.
そして、比較例1と同様の光をそれぞれのコアに伝播させて、比較例1と同様にしてマルチコアファイバを徐々に曲げたときにおける、中心のコアと外周側のコアとのクロストークの変化を調べた。この結果を図21に示す。なお、図21において、波線はそれぞれのコアのクロストークの値を示し、実線は、平均値を示す。さらに、マルチコアファイバを曲げる方向を維持しつつ、マルチコアファイバを軸中心に回転させて、それぞれの曲げ直径において、クロストークの最大値、及び、最小値、及び、平均値を調べた。この結果を図22に示す。なお、図22において、波線は、それぞれ最大値、最小値を示し、実線は、平均値を示す。また、図21、図22に示すクロストークは、光を100m伝搬した後の値である。 Then, when the same light as in Comparative Example 1 is propagated to the respective cores and the multicore fiber is gradually bent in the same manner as in Comparative Example 1, the change in crosstalk between the central core and the outer peripheral core is shown. Examined. The result is shown in FIG. In FIG. 21, the wavy line indicates the crosstalk value of each core, and the solid line indicates the average value. Furthermore, the multicore fiber was rotated about the axis while maintaining the bending direction of the multicore fiber, and the maximum value, the minimum value, and the average value of the crosstalk were examined at each bending diameter. The result is shown in FIG. In FIG. 22, the wavy line indicates the maximum value and the minimum value, respectively, and the solid line indicates the average value. Further, the crosstalk shown in FIGS. 21 and 22 is a value after light is propagated 100 m.
図21、図22に示すように、本実施例のマルチコアファイバは、(コアの比屈折率差の変化の周期)が(コアの捻じれの周期)の丁度2倍であり、曲げ直径が大きな領域(直線に近い領域)で、若干集束が乱れる結果となった。 As shown in FIGS. 21 and 22, the multi-core fiber of this example has (the period of change in the relative refractive index difference of the core) just double the (period of twist of the core), and has a large bending diameter. Focusing was slightly disturbed in the region (region close to a straight line).
(実施例6)
(コアの比屈折率差の変化の周期)/(コアの捻じれの周期)=2.01としたこと以外は、実施例5のマルチコアファイバと同様の条件のマルチコアファイバを想定した。
(Example 6)
A multi-core fiber under the same conditions as the multi-core fiber of Example 5 was assumed except that (period of change in relative refractive index difference of core) / (period of twist of core) = 2.01.
そして、比較例1と同様の光をそれぞれのコアに伝播させて、比較例1と同様にしてマルチコアファイバを徐々に曲げたときにおける、中心のコアと外周側のコアとのクロストークの変化を調べた。この結果を図23に示す。なお、図23において、波線はそれぞれのコアのクロストークを示し、実線は、平均値を示す。さらに、マルチコアファイバを曲げる方向を維持しつつ、マルチコアファイバを軸中心に回転させて、それぞれの曲げ直径において、クロストークの最大値、及び、最小値、及び、平均値を調べた。この結果を図24に示す。なお、図24において、波線は、それぞれ最大値、最小値を示し、実線は、平均値を示す。また、図23、図24に示すクロストークは、光を100m伝搬した後の値である。 Then, when the same light as in Comparative Example 1 is propagated to the respective cores and the multicore fiber is gradually bent in the same manner as in Comparative Example 1, the change in crosstalk between the central core and the outer peripheral core is shown. Examined. The result is shown in FIG. In FIG. 23, the wavy line indicates the crosstalk of each core, and the solid line indicates the average value. Furthermore, the multicore fiber was rotated about the axis while maintaining the bending direction of the multicore fiber, and the maximum value, the minimum value, and the average value of the crosstalk were examined at each bending diameter. The results are shown in FIG. In FIG. 24, the wavy line indicates the maximum value and the minimum value, respectively, and the solid line indicates the average value. Moreover, the crosstalk shown in FIGS. 23 and 24 is a value after light has propagated 100 m.
図23、図24に示すように、本実施例のマルチコアファイバは、(コアの比屈折率差の変化の周期)が(コアの捻じれの周期)の整数倍よりも若干大きいため、クロストークが実施例5よりも集束する結果となった。 As shown in FIG. 23 and FIG. 24, the multi-core fiber of the present example has a cross period (change period of the relative refractive index difference of the core) slightly larger than an integer multiple of the (core twist period). However, the result was more focused than in Example 5.
(実施例7)
(コアの比屈折率差の変化の周期)/(コアの捻じれの周期)=2.02としたこと以外は、実施例5のマルチコアファイバと同様の条件のマルチコアファイバを想定した。
(Example 7)
A multi-core fiber under the same conditions as the multi-core fiber of Example 5 was assumed except that (period of change in relative refractive index difference of core) / (period of twist of core) = 2.02.
そして、比較例1と同様の光をそれぞれのコアに伝播させて、比較例1と同様にしてマルチコアファイバを徐々に曲げたときにおける、中心のコアと外周側のコアとのクロストークの変化を調べた。この結果を図25に示す。なお、図25において、波線はそれぞれのコアのクロストークを示し、実線は、平均値を示す。さらに、マルチコアファイバを曲げる方向を維持しつつ、マルチコアファイバを軸中心に回転させて、それぞれの曲げ直径において、クロストークの最大値、及び、最小値、及び、平均値を調べた。この結果を図26に示す。なお、図26において、波線は、それぞれ最大値、最小値を示し、実線は、平均値を示す。また、図25、図26に示すクロストークは、光を100m伝搬した後の値である。 Then, when the same light as in Comparative Example 1 is propagated to the respective cores and the multicore fiber is gradually bent in the same manner as in Comparative Example 1, the change in crosstalk between the central core and the outer peripheral core is shown. Examined. The result is shown in FIG. In FIG. 25, the wavy line indicates the crosstalk of each core, and the solid line indicates the average value. Furthermore, the multicore fiber was rotated about the axis while maintaining the bending direction of the multicore fiber, and the maximum value, the minimum value, and the average value of the crosstalk were examined at each bending diameter. The result is shown in FIG. In FIG. 26, the wavy line indicates the maximum value and the minimum value, respectively, and the solid line indicates the average value. Moreover, the crosstalk shown in FIG. 25 and FIG. 26 is a value after propagating light for 100 m.
図25、図26に示すように、本実施例のマルチコアファイバは、(コアの比屈折率差の変化の周期)/(コアの捻じれの周期)が、実施例6よりもさらに大きいため、クロストークが実施例6よりもさらに集束する結果となった。 As shown in FIG. 25 and FIG. 26, the multi-core fiber of this example has a larger (period of change in relative refractive index difference of the core) / (period of twist of the core) than that of Example 6, As a result, the crosstalk was more concentrated than in Example 6.
(実施例8)
次に外周側のコアにおいて、比屈折率差が長手方向に沿って0.6回/mで正弦波状に変化し、その変化率が0.02%であり、1回/mの周期の捻じれを有する条件としたこと以外は、比較例1のマルチコアファイバと同様の条件のマルチコアファイバを想定した。 さらに、中心のコアと外周側のコアとの比屈折率差の差を0.0%,0.0025%,0.005%,0.01%,0.02%,0.025%,0.03%,0.04%,0.05%と変化させた。なお、基準となる比屈折率差が0.4%(中心のコアのクラッドに対する比屈折率差が0.4%)であるので、比屈折率差の差が0.05%とは、外周側のコアの比屈折率差として0.45%が設定されたことを意味する。
(Example 8)
Next, in the core on the outer peripheral side, the relative refractive index difference changes in a sinusoidal shape at 0.6 times / m along the longitudinal direction, the rate of change is 0.02%, and a twist of a cycle of 1 time / m. A multi-core fiber having the same conditions as the multi-core fiber of Comparative Example 1 was assumed except that the above conditions were satisfied. Further, the difference in relative refractive index difference between the central core and the outer core is 0.0%, 0.0025%, 0.005%, 0.01%, 0.02%, 0.025%, 0 0.03%, 0.04%, and 0.05%. The reference relative refractive index difference is 0.4% (the relative refractive index difference with respect to the central core cladding is 0.4%), so the difference in relative refractive index difference is 0.05%. This means that 0.45% is set as the relative refractive index difference of the core on the side.
そして、比較例1と同様の光をそれぞれのコアに伝播させて、比較例1と同様にしてマルチコアファイバを徐々に曲げたときにおける、中心のコアと外周側のコアとのクロストークの変化を調べ、さらに、ぞれぞれの比屈折率差の差におけるすべての外周側のコアの平均のクロストークを調べた。その結果を図27に示す。尚、図27に示すクロストークは、光を100m伝搬した後の値である。 Then, when the same light as in Comparative Example 1 is propagated to the respective cores and the multicore fiber is gradually bent in the same manner as in Comparative Example 1, the change in crosstalk between the central core and the outer peripheral core is shown. Further, the average crosstalk of all the cores on the outer peripheral side in the difference in the relative refractive index difference was examined. The result is shown in FIG. Note that the crosstalk shown in FIG. 27 is a value after light has propagated 100 m.
図27に示すように、外周側のコアの比屈折率差の長手方向に沿った変化量(0.02%)が、中心のコアの比屈折率差と外周側のコアの比屈折率差との差よりも、大きく変化するマルチコアファイバ(中心のコアと外周側のコアとの比屈折率差の差が、0.0%,0.0025%,0.005%,0.01%,0.02%のマルチコアファイバ)をグループAとすると、グループAのマルチコアファイバにおいては、曲げ直径が100mmから10000mmという非常に広い範囲にわたりクロストークの変化量を低減できる結果となった。 As shown in FIG. 27, the amount of change (0.02%) in the longitudinal direction of the relative refractive index difference of the core on the outer peripheral side is the relative refractive index difference of the central core and the relative refractive index difference of the outer core. Multi-core fiber (difference in relative refractive index difference between the central core and the outer core is 0.0%, 0.0025%, 0.005%, 0.01%, Assuming that 0.02% multi-core fiber) is group A, in group A multi-core fiber, the amount of change in crosstalk can be reduced over a very wide range of bending diameters from 100 mm to 10,000 mm.
また、図27に示すように、外周側のコアの比屈折率差が長手方向に沿った変化量(0.02%)が、中心のコアの比屈折率差と外周側のコアの比屈折率差との差よりも、小さく変化するマルチコアファイバをグループB(中心のコアと外周側のコアとの比屈折率差の差が、0.025%,0.03%,0.04%,0.05%)とすると、グループBのマルチコアファイバにおいては、曲げ直径が大きい領域において、よりクロストークが改善される結果となった。さらに図7に示す比較例1のマルチコアファイバのように長手方向の特性変動が無い場合に存在する特定の曲げ直径でのクロストークの急激な劣化が発生しなくなる。 Further, as shown in FIG. 27, the amount of change (0.02%) in the relative refractive index difference of the outer peripheral core along the longitudinal direction is such that the relative refractive index difference of the central core and the relative refractive index of the outer core. Group B (difference in the relative refractive index difference between the central core and the outer core is 0.025%, 0.03%, 0.04%, 0.05%), in the group B multi-core fiber, the crosstalk was further improved in the region where the bending diameter was large. Further, as in the multi-core fiber of Comparative Example 1 shown in FIG. 7, there is no rapid deterioration of crosstalk at a specific bending diameter that exists when there is no characteristic variation in the longitudinal direction.
以上より、本発明の様に、互いに隣り合う少なくとも一組のコアを伝播するそれぞれの光のモードフィールド径の差が、長手方向に沿って変化するマルチコアファイバによれば、非直線的に設置される場合においても、特定のコア同士のクロストークが悪化することを抑制できることが分かった。 As described above, according to the multi-core fiber in which the difference in mode field diameter of each light propagating through at least one pair of cores adjacent to each other as in the present invention varies along the longitudinal direction, it is installed non-linearly. It has been found that even in the case of the problem, it is possible to suppress the deterioration of the crosstalk between specific cores.
さらに、本発明のマルチコアファイバにおいて、互いに隣り合う少なくとも一組のコアにおける少なくとも一方のコアが、クラッドの中心軸の周りを回転するように螺旋状に配置されることにより、さらに特定のコアのクロストークが特定の曲げ直径で悪くなることが低減され、クロストークのばらつきが集束されることが分かった。そして、この場合、コアのモードフィールド径の変化の周期が、コアの捻じれの周期の非整数倍であれば、クロストークがより集束することが分かった。 Furthermore, in the multi-core fiber of the present invention, at least one core of at least one pair of cores adjacent to each other is arranged in a spiral shape so as to rotate around the central axis of the cladding, thereby further crossing the specific core. It has been found that the talk is reduced from worsening at a particular bend diameter and the crosstalk variation is focused. In this case, it was found that if the period of the change in the mode field diameter of the core is a non-integer multiple of the period of twisting of the core, the crosstalk is more focused.
また、互いに隣り合う少なくとも一組のコアの比屈折率差の差は、クラッドに対する比屈折率差の差が長手方向に沿って変化する変化量よりも大きい方が、曲げ直径が大きい領域において、よりクロストークが改善されることが分かった。 Further, the difference in the relative refractive index difference between at least one pair of cores adjacent to each other is larger in the region where the difference in the relative refractive index difference relative to the cladding is larger than the amount of change along the longitudinal direction. It was found that crosstalk was improved.
以上説明したように、本発明によれば、非直線的に設置される場合においても、特定のコア同士のクロストークが悪化することを抑制できるマルチコアファイバが提供される。 As described above, according to the present invention, there is provided a multi-core fiber that can suppress deterioration of crosstalk between specific cores even when installed non-linearly.
1、2・・・マルチコアファイバ
11、12・・・コア
14・・・空孔
15・・・第1クラッド
16・・・第2クラッド
30・・・クラッド
31・・・内側保護層
32・・・外側保護層
DESCRIPTION OF
Claims (11)
それぞれの前記コアの外周面を囲むクラッドと、
を備え、
前記複数のコアの内、互いに隣り合う少なくとも一組のコアの伝搬定数の差が、長手方向に沿って変化する
ことを特徴とするマルチコアファイバ。 With multiple cores,
A clad surrounding the outer peripheral surface of each of the cores;
With
A multi-core fiber, wherein a difference in propagation constants of at least one pair of cores adjacent to each other among the plurality of cores varies along a longitudinal direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011076913A JP2012211964A (en) | 2011-03-30 | 2011-03-30 | Multi-core fiber |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011076913A JP2012211964A (en) | 2011-03-30 | 2011-03-30 | Multi-core fiber |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012211964A true JP2012211964A (en) | 2012-11-01 |
Family
ID=47265998
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011076913A Withdrawn JP2012211964A (en) | 2011-03-30 | 2011-03-30 | Multi-core fiber |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012211964A (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016173472A (en) * | 2015-03-17 | 2016-09-29 | 日本電信電話株式会社 | Optical transmission device and optical transmission method |
WO2020017565A1 (en) * | 2018-07-17 | 2020-01-23 | 株式会社フジクラ | Multi-core optical fiber and method of manufacturing multi-core optical fiber |
US10690843B2 (en) | 2016-03-17 | 2020-06-23 | Fujikura Ltd. | Multicore fiber |
US10883860B2 (en) | 2017-02-15 | 2021-01-05 | Fujikura Ltd. | Optical fiber sensor |
JPWO2020067383A1 (en) * | 2018-09-28 | 2021-08-30 | 住友電気工業株式会社 | Fiber optic amplifier |
WO2023021657A1 (en) * | 2021-08-19 | 2023-02-23 | 日本電信電話株式会社 | Optical fiber cable |
WO2023157797A1 (en) * | 2022-02-21 | 2023-08-24 | 株式会社フジクラ | Optical fiber, optical device, and method for manufacturing optical device |
-
2011
- 2011-03-30 JP JP2011076913A patent/JP2012211964A/en not_active Withdrawn
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016173472A (en) * | 2015-03-17 | 2016-09-29 | 日本電信電話株式会社 | Optical transmission device and optical transmission method |
US10690843B2 (en) | 2016-03-17 | 2020-06-23 | Fujikura Ltd. | Multicore fiber |
US10883860B2 (en) | 2017-02-15 | 2021-01-05 | Fujikura Ltd. | Optical fiber sensor |
WO2020017565A1 (en) * | 2018-07-17 | 2020-01-23 | 株式会社フジクラ | Multi-core optical fiber and method of manufacturing multi-core optical fiber |
JP6667729B1 (en) * | 2018-07-17 | 2020-03-18 | 株式会社フジクラ | Multi-core optical fiber and method of manufacturing multi-core optical fiber |
CN112243501A (en) * | 2018-07-17 | 2021-01-19 | 株式会社藤仓 | Multi-core optical fiber and method for manufacturing multi-core optical fiber |
US11391603B2 (en) * | 2018-07-17 | 2022-07-19 | Fujikura Ltd. | Multi-core optical fiber and method for manufacturing multi-core optical fiber |
CN112243501B (en) * | 2018-07-17 | 2022-12-30 | 株式会社藤仓 | Multi-core optical fiber and method for manufacturing multi-core optical fiber |
JPWO2020067383A1 (en) * | 2018-09-28 | 2021-08-30 | 住友電気工業株式会社 | Fiber optic amplifier |
WO2023021657A1 (en) * | 2021-08-19 | 2023-02-23 | 日本電信電話株式会社 | Optical fiber cable |
WO2023157797A1 (en) * | 2022-02-21 | 2023-08-24 | 株式会社フジクラ | Optical fiber, optical device, and method for manufacturing optical device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5595888B2 (en) | Multi-core fiber | |
JP5819682B2 (en) | Multicore fiber for communication | |
US8660393B2 (en) | Cables with bend insensitive optical fibers | |
JP2012211964A (en) | Multi-core fiber | |
US8737793B2 (en) | Multi-core optical fiber and method of manufacturing the same | |
US9547122B2 (en) | Multi-core optical fiber | |
JP6034344B2 (en) | Fiber optic cable | |
WO2011114795A1 (en) | Multi-core optical fibre and production method for same | |
JP5982992B2 (en) | Multi-core optical fiber | |
JP6226905B2 (en) | Multi-core optical fiber and method for manufacturing multi-core optical fiber | |
WO2011071750A1 (en) | Techniques for manipulating crosstalk in multicore fibers | |
JP5471776B2 (en) | Multi-core optical fiber | |
WO2014080953A1 (en) | Optical waveguide, optical fiber cable, and optical module | |
WO2015001990A1 (en) | Multi-core optical fiber and multi-core optical fiber cable | |
CN116368105A (en) | Multi-core optical fiber | |
JP5990616B2 (en) | Multicore fiber for communication | |
JP7502080B2 (en) | Optical fiber and methods for processing and manufacturing same | |
US20240361551A1 (en) | Fiber optic cable |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20140603 |