JP6656668B2

JP6656668B2 - Optical fiber, optical fiber cable, and optical fiber connection method

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Publication number: JP6656668B2
Application number: JP2015205117A
Authority: JP
Inventors: 横田　浩久; 浩久横田; 洋今井; 樋口　恵一; 恵一樋口
Original assignee: Ibaraki University NUC
Current assignee: Ibaraki University NUC
Priority date: 2015-10-16
Filing date: 2015-10-16
Publication date: 2020-03-04
Anticipated expiration: 2035-10-16
Also published as: JP2017076097A

Description

本発明は光ファイバ、光ファイバケーブル、及び光ファイバ接続方法に関し、特にフォトニック結晶ファイバに関する。 The present invention relates to an optical fiber, an optical fiber cable, and an optical fiber connecting method, and particularly to a photonic crystal fiber.

従来より、光ファイバの断面に軸方向に延びる空孔を形成した構造を持つフォトニック結晶ファイバ（ＰＦＣ）が知られている（例えば、特許文献１）。フォトニック結晶ファイバは、屈折率約１．４５の石英ガラスの周囲に屈折率約１の空気を含む空孔が周期的に形成されている。フォトニック結晶ファイバでは、空気と石英ガラスとの屈折率の差が大きいため、コア領域への光の閉じ込め効果が増大し、非線形効果を効果的に得ることができる。 BACKGROUND ART Conventionally, a photonic crystal fiber (PFC) having a structure in which holes extending in an axial direction are formed in a cross section of an optical fiber is known (for example, Patent Document 1). In the photonic crystal fiber, pores containing air having a refractive index of about 1 are periodically formed around quartz glass having a refractive index of about 1.45. In the photonic crystal fiber, since the difference in the refractive index between air and quartz glass is large, the effect of confining light in the core region increases, and the nonlinear effect can be obtained effectively.

図１０に従来のフォトニック結晶ファイバ１０１を示す。フォトニック結晶ファイバ１０１は、コア領域１０２とクラッド領域１０３とを有しており、クラッド領域１０３には複数の空孔１０４が形成されている。空孔１０４は、フォトニック結晶ファイバ１０１の中心Ｃを中心とする正六角形をなすように周期的に配置されている。複数の空孔１０４の直径はすべて同一であって、各空孔１０４の中心間距離も同一である。コア領域１０２における実効的な屈折率はクラッド領域１０３における屈折率よりも高いため、コア領域１０２に入射した光は全反射によりフォトニック結晶ファイバ１０１内を伝搬する。 FIG. 10 shows a conventional photonic crystal fiber 101. The photonic crystal fiber 101 has a core region 102 and a cladding region 103, and a plurality of holes 104 are formed in the cladding region 103. The holes 104 are periodically arranged so as to form a regular hexagon centered on the center C of the photonic crystal fiber 101. The diameters of the plurality of holes 104 are all the same, and the center-to-center distance of each hole 104 is also the same. Since the effective refractive index in the core region 102 is higher than the refractive index in the cladding region 103, light incident on the core region 102 propagates in the photonic crystal fiber 101 by total reflection.

フォトニック結晶ファイバでは、コアへの光の閉じ込め効果が大きいため、曲げ損失が通常の光ファイバに比べて小さく、屋内のケーブル敷設作業を効率的に行うことができる。また、従来から、光ファイバの屈折率分布が中心からの距離の２乗に比例するいわゆる２乗分布による光ファイバを用いたコリメータが知られている（例えば、特許文献２）。このような屈折率分布とすることにより、クラッド領域からの反射によるモードの影響を受けにくくなり損失を低減することができる。 In the photonic crystal fiber, since the effect of confining light in the core is large, the bending loss is smaller than that of a normal optical fiber, and the indoor cable laying operation can be performed efficiently. A collimator using an optical fiber having a so-called square distribution in which the refractive index distribution of the optical fiber is proportional to the square of the distance from the center has been conventionally known (for example, Patent Document 2). With such a refractive index distribution, the influence of the mode due to the reflection from the cladding region is reduced, and the loss can be reduced.

特開２００３−２７７０９０号公報JP 2003-277090 A 特開２００６−１１３４８８号公報JP 2006-113488 A

藤田盛行、他５名、「フォトニック結晶ファイバ（１）−光学特性―」２００２年７月三菱電線工業時報、第９９号Moriyuki Fujita and 5 others, "Photonic Crystal Fiber (1)-Optical Properties-" July 2002 Mitsubishi Cable Industries Times, No. 99

しかしながら、従来のフォトニック結晶ファイバでは、一つの導波モードしか伝搬可能ではなかった。このようなシングルモード光ファイバでは、コア径が小さいため、光ファイバ同士を接続するときの不整合による接続損失が大きく取扱が難しかった。また、レーザ光源からフォトニック結晶ファイバの端面に光を直接入射する際には、モードフィールド径不整合による結合損失が生じていた。 However, in the conventional photonic crystal fiber, only one waveguide mode can propagate. In such a single mode optical fiber, since the core diameter is small, the connection loss due to mismatch when connecting the optical fibers is large, and handling is difficult. Further, when light is directly incident on the end face of the photonic crystal fiber from the laser light source, coupling loss occurs due to mode field diameter mismatch.

そこで、本発明はマルチモードを伝搬可能であって接続損失及び結合損失を低減した光ファイバ、光ファイバケーブル、及び光ファイバ接続方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an optical fiber, an optical fiber cable, and an optical fiber connection method that can propagate multimode and reduce connection loss and coupling loss.

上記課題を解決するために本発明は、コア領域と、前記コア領域を覆うクラッド領域と、を有する光ファイバであって、前記クラッド領域には複数の空孔が、多角形をなし光ファイバの径方向に並ぶように層状に形成され、前記複数の空孔のうち中心から少なくとも２層の直径は、前記層における前記多角形の頂点から中心までの距離の２乗に比例し、前記コア領域に近接した前記複数の空孔の直径が最小であって、前記コア領域から光ファイバの径方向に沿って順次拡径することにより前記クラッド領域の周縁に位置する前記複数の空孔の直径が最大となるように構成され、最近接する前記複数の空孔の互いの中心間距離は一定であることを特徴とする光ファイバを提供する。
In order to solve the above problems, the present invention is an optical fiber having a core region and a cladding region covering the core region, wherein the cladding region has a plurality of holes , a polygonal optical fiber. is formed in a layer form so as to line up in a radial direction, the diameter of at least two layers from the center of the plurality of pores is proportional to the square of the distance to the center from the top of the polygons in the layer, the core region The diameter of the plurality of holes located in the periphery of the cladding region is reduced by sequentially increasing the diameter of the plurality of holes in the vicinity of the core region along the radial direction of the optical fiber from the core region. is configured to maximize, the distance between the centers of each other of said plurality of holes closest to provide an optical fiber, which is a constant.

このような構成によると、複数の空孔の直径が光ファイバの径方向外方に向かうにつれて拡径しているため、クラッド領域の一部が見かけ上のコア領域となり、コア領域が実質的に広がる。これにより、モードフィールド径が拡大し、マルチモードが伝搬可能となる。さらに、複数の空孔が形成されていることにより、曲げ損失が低減され、光ファイバの曲げの曲率半径を小さくすることができ、局所配線の容易化やコネクタ等の部品の小型化を行うことができる。空孔が形成されていない通常の光ファイバにおいては、二酸化ゲルマニウム等のドーパントを添加することにより屈折率を制御しているが、この場合には光の波長が変化するとビーム径も変化するためビーム径の安定した出力を得ることが難しく、他の光ファイバとの接続時に接続損失が発生していた。しかし、本発明の光ファイバによると、光の波長が変化してもビーム径は略一定であるため、他の光ファイバとの接続時に接続損失の低減を図ることができる。 According to such a configuration, since the diameter of the plurality of holes increases in the radially outward direction of the optical fiber, a part of the cladding region becomes an apparent core region, and the core region is substantially formed. spread. As a result, the mode field diameter increases, and multi-mode propagation becomes possible. Further, since a plurality of holes are formed, the bending loss is reduced, the radius of curvature of the bending of the optical fiber can be reduced, and local wiring can be facilitated and components such as connectors can be downsized. Can be. In ordinary optical fibers in which no holes are formed, the refractive index is controlled by adding a dopant such as germanium dioxide, but in this case, when the wavelength of light changes, the beam diameter also changes, so that the beam diameter changes. It was difficult to obtain an output having a stable diameter, and connection loss occurred when connecting to another optical fiber. However, according to the optical fiber of the present invention, the beam diameter is substantially constant even when the wavelength of light changes, so that the connection loss can be reduced when connecting to another optical fiber.

このような構成によると、複数の空孔の直径が光ファイバの中心からの距離の２乗に比例しているため、実効的な屈折率分布が２乗分布に近くなる。これにより、クラッド領域からの反射によるモードの影響を受けにくくなり損失を低減することができる。さらに、複数の空孔が形成されていることにより、曲げ損失が低減され、光ファイバの曲げの曲率半径を小さくすることができ、局所配線の容易化やコネクタ等の部品の小型化を行うことができる。 According to such a configuration, since the diameters of the plurality of holes are proportional to the square of the distance from the center of the optical fiber, the effective refractive index distribution becomes close to the square distribution. This makes it less likely to be affected by the mode due to the reflection from the cladding region, thereby reducing the loss. Further, since a plurality of holes are formed, the bending loss is reduced, the radius of curvature of the bending of the optical fiber can be reduced, and local wiring can be facilitated and components such as connectors can be downsized. Can be.

このような構成によると、中心側の少なくとも３層の空孔の直径は中心からの距離の２乗に比例しているため、クラッド領域の一部が見かけ上のコア領域となり、中心側の少なくとも３層に対応する部分にまでコア領域が広がる。これにより、モードフィールド径が拡大し、マルチモードが伝搬可能となる。さらに、複数の空孔が形成されていることにより、曲げ損失が低減され、光ファイバの曲げの曲率半径を小さくすることができ、局所配線の容易化やコネクタ等の部品の小型化を行うことができる。 According to such a configuration, since the diameters of the holes of at least three layers on the center side are proportional to the square of the distance from the center, a part of the cladding region becomes an apparent core region and at least the center side has at least three holes. The core region extends to a portion corresponding to the three layers. As a result, the mode field diameter increases, and multi-mode propagation becomes possible. Further, since a plurality of holes are formed, the bending loss is reduced, the radius of curvature of the bending of the optical fiber can be reduced, and local wiring can be facilitated and components such as connectors can be downsized. Can be.

また、前記空孔は複数の層で構成され、前記複数の層のうち、前記径方向外側の少なくとも２層の前記空孔の直径は互いに同一であってもよい。 Further, the holes may be composed of a plurality of layers, and among the plurality of layers, diameters of the holes of at least two layers on the radially outer side may be the same.

このような構成によると、前記複数の層のうち、径方向外側の少なくとも２層の空孔の直径は互いに同一であるため、径方向外側の２層で光が外部に漏れることを低減できる。これにより、光ファイバの閉じ込め損失の抑制を図ることができる。 According to such a configuration, among the plurality of layers, the diameters of the holes in at least two layers on the radially outer side are the same as each other, so that it is possible to reduce leakage of light to the outside on the two radially outer layers. Thereby, it is possible to suppress the confinement loss of the optical fiber.

本発明の別の観点によると、上述の光ファイバが端部に接続されていることを特徴とする光ファイバケーブルを提供する。 According to another aspect of the present invention, there is provided an optical fiber cable, wherein the optical fiber is connected to an end.

このような構成によると、光ファイバケーブルには上述の光ファイバが接続されているため、モードフィールド径不整合による損失を抑制し、光ファイバ端部から入射する光を高効率で取り込むことができる。光ファイバケーブルを、例えばファイバコリメータに用いることにより、広いビーム径の光を高効率で取り込むことができるため、レンズと光ファイバケーブルとの位置合わせが容易になる。 According to such a configuration, since the above-described optical fiber is connected to the optical fiber cable, loss due to mode field diameter mismatch can be suppressed, and light incident from the end of the optical fiber can be taken in with high efficiency. . By using an optical fiber cable for a fiber collimator, for example, light with a wide beam diameter can be taken in with high efficiency, so that alignment between the lens and the optical fiber cable becomes easy.

本発明の別の観点によると、第１光ファイバと第２光ファイバとを接続する光ファイバ接続方法であって、前記第１光ファイバの一端と第２光ファイバの一端とを対向させるステップと、前記第１光ファイバの一端に、コア領域と、前記コア領域を覆うクラッド領域と、を有する第３光ファイバであって、前記クラッド領域には複数の空孔が、多角形をなし光ファイバの径方向に並ぶように層状に形成され、前記複数の空孔のうち中心から少なくとも２層の直径は、前記層における前記多角形の頂点から中心までの距離の２乗に比例し、前記コア領域に近接した前記複数の空孔の直径が最小であって、前記コア領域から前記第３光ファイバの径方向に沿って順次拡径することにより前記クラッド領域の周縁に位置する前記複数の空孔の直径が最大となるように構成され、最近接する前記複数の空孔の互いの中心間距離は一定である前記第３光ファイバの一端を接続するステップと、前記第３光ファイバの他端と前記第２光ファイバの一端とを接続するステップと、からなることを特徴とする光ファイバ接続方法を提供する。
According to another aspect of the present invention, there is provided an optical fiber connection method for connecting a first optical fiber and a second optical fiber, wherein one end of the first optical fiber and one end of the second optical fiber face each other. A third optical fiber having a core region and a cladding region covering the core region at one end of the first optical fiber, wherein a plurality of holes are formed in the cladding region to form a polygon. is formed in layers so as to align in the radial direction, the diameter of at least two layers from the center of the plurality of pores is proportional to the square of the distance to the center from the top of the polygons in the layer, the core The diameter of the plurality of holes adjacent to the region is the smallest, and the plurality of holes located on the periphery of the cladding region are sequentially expanded from the core region along the radial direction of the third optical fiber. Hole diameter Is configured to be large, the distance between the centers of each other of said plurality of holes closest comprising the steps of connecting one end of is constant the third optical fiber, the third the other end of the optical fiber second Connecting the one end of the optical fiber to an optical fiber.

このような構成によると、第１光ファイバと第２光ファイバとの間に光ファイバの径方向外方に向かうにつれて拡径する空孔が形成された第３光ファイバが挿入されているため、第３光ファイバによって第３光ファイバに入射した光のビーム径が変化する。これにより、第３光ファイバから出射した光を第２光ファイバの導波モードに近い状態で第２光ファイバに入射させることができるため、第１光ファイバと第２光ファイバとのモードフィールド径不整合を抑制し、接続損失を低減することができる。 According to such a configuration, since the third optical fiber in which the hole whose diameter is increased outward in the radial direction of the optical fiber is inserted between the first optical fiber and the second optical fiber, The beam diameter of light incident on the third optical fiber is changed by the third optical fiber. This allows the light emitted from the third optical fiber to enter the second optical fiber in a state close to the guided mode of the second optical fiber, so that the mode field diameter between the first optical fiber and the second optical fiber is increased. Mismatch can be suppressed and connection loss can be reduced.

このような構成によると、複数の空孔の直径が光ファイバの中心からの距離の２乗に比例しているため、実効的な屈折率分布が２乗分布に近くなる。これにより、クラッド領域からの反射によるモードの影響を受けにくくなり、損失を低減することができる。さらに、複数の空孔が形成されていることにより、曲げ損失が低減され、光ファイバの曲げの曲率半径を小さくすることができ、局所配線の容易化やコネクタ等の部品の小型化を行うことができる。 According to such a configuration, since the diameters of the plurality of holes are proportional to the square of the distance from the center of the optical fiber, the effective refractive index distribution becomes close to the square distribution. This makes it less likely to be affected by the mode due to the reflection from the cladding region, thereby reducing the loss. Further, since a plurality of holes are formed, the bending loss is reduced, the radius of curvature of the bending of the optical fiber can be reduced, and local wiring can be facilitated and components such as connectors can be downsized. Can be.

このような構成によると、中心側の少なくとも３層の空孔の直径が光ファイバの中心からの距離の２乗に比例しているため、クラッド領域の一部が見かけ上のコア領域となり、中心側の少なくとも３層に対応する部分にまでコア領域が広がる。これにより、モードフィールド径が拡大し、マルチモードが伝搬可能となる。さらに、複数の空孔が形成されていることにより、曲げ損失が低減され、光ファイバの曲げの曲率半径を小さくすることができ、局所配線の容易化やコネクタ等の部品の小型化を行うことができる。 According to such a configuration, since the diameters of the holes of at least three layers on the center side are proportional to the square of the distance from the center of the optical fiber, a part of the cladding region becomes an apparent core region, and The core region extends to a portion corresponding to at least three layers on the side. As a result, the mode field diameter increases, and multi-mode propagation becomes possible. Further, since a plurality of holes are formed, the bending loss is reduced, the radius of curvature of the bending of the optical fiber can be reduced, and local wiring can be facilitated and components such as connectors can be downsized. Can be.

また、前記第３光ファイバの他端と前記第２光ファイバの一端との間には所定物質が介在していてもよい。 Further, a predetermined substance may be interposed between the other end of the third optical fiber and one end of the second optical fiber.

このような構成によると、所定物質である空気やフィルタ、各種光学素子が第３光ファイバの他端と第２光ファイバの一端との間に介在していても、第３光ファイバによって第３光ファイバに入射した光のビーム径が変化する。これにより、第３光ファイバから出射した光を第２光ファイバの導波モードに近い状態で第２光ファイバに入射させることができるため、第１光ファイバと第２光ファイバとのモードフィールド径不整合を抑制し、第１光ファイバと第２光ファイバとの接続損失を低減することができる。特に第１光ファイバと第２光ファイバとをコネクタ接続する場合には、意図せずにその間に間隙ができてしまうことがあるが、第３光ファイバによって間隙により生じる接続損失が低減される。 According to such a configuration, even if air, a filter, and various optical elements, which are predetermined substances, are interposed between the other end of the third optical fiber and one end of the second optical fiber, the third optical fiber allows the third optical fiber to be used. The beam diameter of the light incident on the optical fiber changes. This allows the light emitted from the third optical fiber to enter the second optical fiber in a state close to the guided mode of the second optical fiber, so that the mode field diameter between the first optical fiber and the second optical fiber is increased. Mismatch can be suppressed, and connection loss between the first optical fiber and the second optical fiber can be reduced. In particular, when the first optical fiber and the second optical fiber are connected by a connector, a gap may be unintentionally formed between them, but the third optical fiber reduces connection loss caused by the gap.

本発明によれば、マルチモードを伝搬可能であって接続損失及び結合損失を低減した光ファイバ、光ファイバケーブル、及び光ファイバ接続方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an optical fiber, an optical fiber cable, and an optical fiber connection method that can propagate a multimode and reduce connection loss and coupling loss.

本発明の実施の形態による光ファイバの断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view of an optical fiber according to an embodiment of the present invention. 光ファイバの屈折率分布を示し、（ａ）従来の光ファイバの屈折率分布を示す図、（ｂ）本発明の実施の形態の光ファイバの屈折率分布を示す図。5A and 5B show a refractive index distribution of an optical fiber, FIG. 5A shows a refractive index distribution of a conventional optical fiber, and FIG. 5B shows a refractive index distribution of an optical fiber according to an embodiment of the present invention. 光ファイバのビーム径を示し、（ａ）従来の光ファイバのビーム径を示す図、（ｂ）本発明の実施の形態の光ファイバのビーム径を示す図。FIG. 2 shows a beam diameter of an optical fiber, (a) a diagram showing a beam diameter of a conventional optical fiber, and (b) a diagram showing a beam diameter of an optical fiber according to an embodiment of the present invention. 光ファイバの光パワーを示し、（ａ）従来の光ファイバの光パワーを示す図、（ｂ）本発明の実施の形態の光ファイバの光パワーを示す図。FIG. 4 shows the optical power of an optical fiber, (a) a diagram showing the optical power of a conventional optical fiber, and (b) a diagram showing the optical power of the optical fiber according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態による光ファイバケーブルを示す図。FIG. 1 is a diagram showing an optical fiber cable according to an embodiment of the present invention. 図５の状態における光ファイバの（ａ）光パワーを示す図、（ｂ）ビーム径を示す図。FIG. 6A is a diagram showing the optical power of the optical fiber in the state of FIG. 5, and FIG. 光ファイバの接続方法であって、（ａ）従来の光ファイバの接続方法を示す図、（ｂ）本実施の形態の光ファイバの接続方法を示す図。6A and 6B are diagrams illustrating a connection method of an optical fiber, in which (a) illustrates a conventional connection method of an optical fiber, and (b) illustrates a connection method of the optical fiber according to the present embodiment. 光ファイバのビーム径を示し、（ａ）図７（ａ）におけるビーム径を示す図、（ｂ）図７（ｂ）におけるビーム径を示す図。7A is a diagram illustrating a beam diameter of an optical fiber, and FIG. 7A is a diagram illustrating a beam diameter in FIG. 7A, and FIG. 8B is a diagram illustrating a beam diameter in FIG. 7B. 光ファイバのパワーを示し、（ａ）図７（ａ）における光パワーを示す図、（ｂ）図７（ｂ）における光パワーを示す図。7A shows the power of the optical fiber, FIG. 7A shows the optical power in FIG. 7A, and FIG. 8B shows the optical power in FIG. 7B. 従来の光ファイバの断面図。Sectional drawing of the conventional optical fiber.

本発明の実施の形態による光ファイバを図１乃至図９に基づき説明する。 An optical fiber according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図１に示すように、光ファイバの一例であるフォトニック結晶ファイバ１は純粋石英からなり、コア領域２と、クラッド領域３と、を有する。クラッド領域３には、フォトニック結晶ファイバ１の中心Ｃを中心とする六角形を成すように複数の空孔４が形成されている。図示していないが、フォトニック結晶ファイバ１の外周にファイバ保護のためのジャケット領域を設けてもよい。 As shown in FIG. 1, a photonic crystal fiber 1, which is an example of an optical fiber, is made of pure quartz and has a core region 2 and a cladding region 3. A plurality of holes 4 are formed in the cladding region 3 so as to form a hexagon centered on the center C of the photonic crystal fiber 1. Although not shown, a jacket region for protecting the fiber may be provided on the outer periphery of the photonic crystal fiber 1.

本実施の形態では、フォトニック結晶ファイバ１の径方向に６層の空孔４が形成され、径方向外方に向かうにつれて空孔４の直径が拡大している。第１層から第４層までの空孔４の直径ｄは、中心Ｃから空孔４までの距離ｒとの関係において、以下ように決定される。
（数１）
ｄ_ｎ＝ｋｒ_ｎ ^２（ｋは定数）
つまり、第ｎ層の直径ｄ_ｎは、空孔４から中心Ｃまでの距離ｒ_ｎの２乗に比例する（以下、２乗分布という）。第５層及び第６層の空孔４は、第４層の空孔４と同一の直径を有する。本実施の形態では、第１層を０．１６９μｍ、第２層を０．６７８μｍ、第３層を１．５２μｍ、第４層から第６層までを２．７１μｍとした。つまり、本実施の形態では、中心Ｃ側の４層（第１層、第２層、第３層、及び第４層）の空孔４の直径を２乗分布とし、径方向外側の３層（第４層、第５層、及び第６層）の空孔４の直径を互いに同一とした。第４層以降の空孔４の直径を一定にすることにより、閉じ込め損失の抑制を図っている。フォトニック結晶ファイバ１では、各空孔４の中心間距離Ａが一定となっている。図１０に示す従来例では、空孔１０４の直径をすべて２．７１μｍとしている。図１における空孔４が形成されている位置と図１０における空孔１０４が形成されている位置とは、略同一である。 In the present embodiment, six layers of holes 4 are formed in the radial direction of the photonic crystal fiber 1, and the diameter of the holes 4 increases radially outward. The diameter d of the holes 4 from the first layer to the fourth layer is determined as follows in relation to the distance r from the center C to the holes 4.
(Equation 1)
d _n = kr _n ² (k is a constant)
That is, the diameter d _n of the n-th layer is proportional to the square of the distance r _n from the holes 4 to the center C (hereinafter, referred to as square distribution). The holes 4 in the fifth and sixth layers have the same diameter as the holes 4 in the fourth layer. In the present embodiment, the first layer has a thickness of 0.169 μm, the second layer has a thickness of 0.678 μm, the third layer has a thickness of 1.52 μm, and the fourth to sixth layers have a thickness of 2.71 μm. That is, in the present embodiment, the diameters of the holes 4 in the four layers (the first layer, the second layer, the third layer, and the fourth layer) on the center C side are squared, and The holes 4 of the (fourth, fifth and sixth layers) had the same diameter. The confinement loss is suppressed by keeping the diameter of the holes 4 in the fourth and subsequent layers constant. In the photonic crystal fiber 1, the distance A between the centers of the holes 4 is constant. In the conventional example shown in FIG. 10, the diameter of all the holes 104 is 2.71 μm. The position where the hole 4 is formed in FIG. 1 and the position where the hole 104 is formed in FIG. 10 are substantially the same.

図２乃至図６は、従来のフォトニック結晶ファイバ１０１及び本実施の形態のフォトニック結晶ファイバ１の端面に、波長１．５５μｍ、光強度がピークの１／ｅ^２となるビーム直径３０μｍのガウスビームを入射した場合の挙動を示す模式的なグラフである。 2 to 6 show a Gaussian beam having a wavelength of 1.55 μm and a beam diameter of 30 μm at which the light intensity becomes 1 / e ^{2 of the} peak at the end face of the conventional photonic crystal fiber 101 and the photonic crystal fiber 1 of the present embodiment. It is a typical graph which shows the behavior when a beam is incident.

図２に、縦軸に屈折率、横軸に位置を表すグラフであって、従来のフォトニック結晶ファイバ１０１を図２（ａ）に、本実施の形態のフォトニック結晶ファイバ１を図２（ｂ）に示す。図２は、中心を通る線上における等価的な屈折率分布を表している。図２（ａ）に示すフォトニック結晶ファイバ１０１では、すべての空孔１０４の直径が同一であることから、空孔１０４が形成されている箇所は屈折率が低くなっている。具体的には、中心から直径約７．２μｍの部分が屈折率の高いコア領域１０２となり、クラッド領域１０３に入ると空孔１０４内の空気の作用によって屈折率が急激に低下する。フォトニック結晶ファイバ１０１周縁になると、空孔１０４が無くなることにより再び屈折率がコア領域１０２と略同一となる。コア領域１０２に入射した光は領域内で全反射を繰り返すことにより、フォトニック結晶ファイバ１０１の内部を伝搬する。 FIG. 2 is a graph showing the refractive index on the vertical axis and the position on the horizontal axis. FIG. 2 (a) shows the conventional photonic crystal fiber 101, and FIG. 2 () shows the photonic crystal fiber 1 of the present embodiment. It is shown in b). FIG. 2 shows an equivalent refractive index distribution on a line passing through the center. In the photonic crystal fiber 101 shown in FIG. 2A, since all the holes 104 have the same diameter, the portion where the holes 104 are formed has a low refractive index. Specifically, a portion having a diameter of about 7.2 μm from the center becomes the core region 102 having a high refractive index. When the core region 102 enters the cladding region 103, the refractive index is rapidly reduced by the action of air in the holes 104. At the periphery of the photonic crystal fiber 101, the void 104 is eliminated, so that the refractive index becomes substantially the same as that of the core region 102 again. Light incident on the core region 102 propagates inside the photonic crystal fiber 101 by repeating total reflection in the region.

図２（ｂ）に示すフォトニック結晶ファイバ１では、同様に中心部分のコア領域２における屈折率が最も高くなっている。クラッド領域３における空孔４の第１層から第３層目に相当する部分では空孔４の断面積が段階的に大きくなっているため、屈折率が段階的に低下している。これにより、第１層から第３層までの空孔４の部分も見かけ上のコア領域となり、従来のフォトニック結晶ファイバ１０１と比べてモードフィールド径が大きくなる。従って、フォトニック結晶ファイバ１０１では１つの導波モードのみ伝搬可能であったが、本実施の形態のフォトニック結晶ファイバ１では複数の導波モードを伝搬することができる。 Similarly, in the photonic crystal fiber 1 shown in FIG. 2B, the refractive index in the core region 2 at the center is highest. In the portion corresponding to the first to third layers of the holes 4 in the cladding region 3, the cross-sectional area of the holes 4 increases stepwise, and the refractive index decreases stepwise. Thereby, the portion of the holes 4 from the first layer to the third layer also becomes an apparent core region, and the mode field diameter becomes larger than that of the conventional photonic crystal fiber 101. Therefore, the photonic crystal fiber 101 can propagate only one waveguide mode, but the photonic crystal fiber 1 of the present embodiment can propagate a plurality of waveguide modes.

図３に、縦軸にビーム径、横軸に伝搬距離を表すグラフであって、従来のフォトニック結晶ファイバ１０１を図３（ａ）に、本実施の形態のフォトニック結晶ファイバ１を図３（ｂ）に示す。図３（ａ）に示すフォトニック結晶ファイバ１０１では、単一の導波モードのみ伝搬するため、光が伝搬するに従って急速に一定のビーム径（約８．５μｍ）に収束する。図３（ｂ）に示すフォトニック結晶ファイバ１では、複数の導波モードを伝搬可能であるため、モード間干渉によってビーム径が周期的に変化する。 FIG. 3 is a graph showing the beam diameter on the vertical axis and the propagation distance on the horizontal axis. FIG. 3A shows the conventional photonic crystal fiber 101, and FIG. 3 shows the photonic crystal fiber 1 of the present embodiment. (B). In the photonic crystal fiber 101 shown in FIG. 3A, since only a single waveguide mode propagates, the light rapidly converges to a constant beam diameter (about 8.5 μm) as the light propagates. In the photonic crystal fiber 1 shown in FIG. 3B, since a plurality of guided modes can propagate, the beam diameter changes periodically due to interference between modes.

図４に、縦軸に光パワー、横軸に伝搬距離を表すグラフであって、従来のフォトニック結晶ファイバ１０１を図４（ａ）に、本実施の形態のフォトニック結晶ファイバ１を図４（ｂ）に示す。光パワーでは、ファイバ入射時のパワーを１とする。図４（ａ）に示すフォトニック結晶ファイバ１０１では、導波モードと合致しない成分については放射損失として外部に漏れ出してしまうため、伝搬距離が進むにつれて光パワーが大きく減衰する。図４（ｂ）に示すフォトニック結晶ファイバ１では、複数の導波モードを伝搬することができるため放射損失が抑制されて伝搬する光パワーの減衰が低減される。 FIG. 4 is a graph showing the optical power on the vertical axis and the propagation distance on the horizontal axis. FIG. 4 (a) shows the conventional photonic crystal fiber 101, and FIG. 4 shows the photonic crystal fiber 1 of the present embodiment. (B). As for the optical power, the power at the time of incidence on the fiber is set to 1. In the photonic crystal fiber 101 shown in FIG. 4A, components that do not match the waveguide mode leak out to the outside as radiation loss, so that the optical power is greatly attenuated as the propagation distance increases. In the photonic crystal fiber 1 shown in FIG. 4B, a plurality of waveguide modes can be propagated, so that radiation loss is suppressed and attenuation of propagating optical power is reduced.

図５は、フォトニック結晶ファイバ１０１の端部に長さ１．１４ｍｍのフォトニック結晶ファイバ１の一端を接続して光ファイバケーブル１０とし、フォトニック結晶ファイバ１の他端からビームＬを入射したことを表している。フォトニック結晶ファイバ１の長さは、フォトニック結晶ファイバ１０１に入射する光のビーム径が図３（ａ）に示すフォトニック結晶ファイバ１０１の導波モードのビーム径（本実施の形態では８．５μｍ）に最も近くなる長さになるように定められる。このときのフォトニック結晶ファイバ１の一端（ｚ＝０）からの伝搬距離ｚと光パワー及びビーム径との関係を図６に示す。フォトニック結晶ファイバ１０１の端部にフォトニック結晶ファイバ１を接続することにより、ガウスビームを入射した際にフォトニック結晶ファイバ１内に複数の導波モードが励起され、伝搬する光パワーの減衰が低減されるとともに、フォトニック結晶ファイバ１内でビームＬのビーム径が周期的に変化する。フォトニック結晶ファイバ１の長さは、フォトニック結晶ファイバ１０１に入射する光のビーム径が図３(ａ)に示すフォトニック結晶ファイバ１０１の導波モードのビーム径に最も近くなるように定められているため、モードフィールド径不整合による損失を低減でき、効率よくフォトニック結晶ファイバ１０１に光を入射できる。これにより、一定のビーム径で９０％以上の効率でフォトニック結晶ファイバ１０１に光を入射させることができる。 FIG. 5 shows an optical fiber cable 10 in which one end of a photonic crystal fiber 1 having a length of 1.14 mm is connected to an end of the photonic crystal fiber 101, and a beam L is incident from the other end of the photonic crystal fiber 1. It represents that. The length of the photonic crystal fiber 1 is such that the beam diameter of the light incident on the photonic crystal fiber 101 is the beam diameter of the guided mode of the photonic crystal fiber 101 shown in FIG. 5 μm). FIG. 6 shows the relationship between the propagation distance z from one end (z = 0) of the photonic crystal fiber 1, the optical power, and the beam diameter at this time. By connecting the photonic crystal fiber 1 to the end of the photonic crystal fiber 101, a plurality of guided modes are excited in the photonic crystal fiber 1 when a Gaussian beam is incident, and attenuation of the propagating optical power is reduced. The beam diameter of the beam L is periodically changed in the photonic crystal fiber 1 while being reduced. The length of the photonic crystal fiber 1 is determined so that the beam diameter of the light incident on the photonic crystal fiber 101 is closest to the beam diameter of the guided mode of the photonic crystal fiber 101 shown in FIG. Therefore, loss due to mode field diameter mismatch can be reduced, and light can be efficiently incident on the photonic crystal fiber 101. This allows light to be incident on the photonic crystal fiber 101 with a constant beam diameter and an efficiency of 90% or more.

次に、図７乃至図９に基づいて、フォトニック結晶ファイバ１を用いることによるフォトニック結晶ファイバ同士の接続について説明する。 Next, the connection between the photonic crystal fibers by using the photonic crystal fibers 1 will be described with reference to FIGS.

フォトニック結晶ファイバ同士を接続する際に、一のフォトニック結晶ファイバ端面と他のフォトニック結晶ファイバ端面との間に間隙がある場合又はフィルタ等が挿入されている場合は、端面から出射された光のビーム径が回析によって広がる。これにより、一のフォトニック結晶ファイバと他のフォトニック結晶ファイバとの間でモードフィールド径不整合となり、接続損失が増大する。本実施の形態では、フォトニック結晶ファイバ同士の接続の際に、両者の間にフォトニック結晶ファイバ１を挿入することで、接続損失を大幅に低減することができる。 When connecting photonic crystal fibers to each other, if there is a gap between one photonic crystal fiber end face and another photonic crystal fiber end face, or if a filter or the like is inserted, the light is emitted from the end face. The beam diameter of the light expands due to diffraction. As a result, mode field diameter mismatch occurs between one photonic crystal fiber and another photonic crystal fiber, and connection loss increases. In the present embodiment, when the photonic crystal fibers are connected, the connection loss can be significantly reduced by inserting the photonic crystal fiber 1 between them.

図７（ａ）に一のフォトニック結晶ファイバ１０１と他のフォトニック結晶ファイバ１０１とを間隙Ｇ１をあけて接続する状態を示し、図７（ｂ）に一のフォトニック結晶ファイバ１０１とフォトニック結晶ファイバ１とを接続し、間隙Ｇ２をあけて他のフォトニック結晶ファイバ１０１を接続する状態を示す。間隙Ｇ１、Ｇ２には空気が満たされているが、当該箇所にフィルタや光学素子等が存在してもよい。各ファイバの接続は、光コネクタを用いてもよく、メカニカル接続やアーク放電等による融着接続であってもよい。各ファイバ間では、接続損失低減のためにそれぞれのフォトニック結晶ファイバの光軸が互いに一致するように接続される。 FIG. 7A shows a state in which one photonic crystal fiber 101 and another photonic crystal fiber 101 are connected with a gap G1 therebetween, and FIG. 7B shows one photonic crystal fiber 101 and photonic crystal fiber 101 connected to each other. This shows a state in which the photonic crystal fiber 101 is connected to the crystal fiber 1 with a gap G2 therebetween. Although the gaps G1 and G2 are filled with air, a filter, an optical element, or the like may be present at the location. The connection of each fiber may use an optical connector, or may be a mechanical connection or a fusion splicing by arc discharge or the like. The fibers are connected such that the optical axes of the respective photonic crystal fibers coincide with each other in order to reduce the connection loss.

本実施の形態においてフォトニック結晶ファイバ１０１を互いに接続する際は、各フォトニック結晶ファイバ１０１を互いの光軸が一致するように対向させ、フォトニック結晶ファイバ１の一端と一のフォトニック結晶ファイバ１０１の一端とを接続し、フォトニック結晶ファイバ１の他端と他のフォトニック結晶ファイバ１０１とを間隙Ｇ２をあけて接続する。図７（ａ）及び図７（ｂ）の矢印で示すように、この状態で一のフォトニック結晶ファイバ１０１の端面からビームを入射する。本実施の形態では、間隙Ｇ１、Ｇ２を０．３ｍｍとしフォトニック結晶ファイバ１の長さを１．４ｍｍとする。フォトニック結晶ファイバ１の長さは、間隙Ｇ２の距離に応じて適切な値を選択する。具体的には、フォトニック結晶ファイバ１の長さは、他のフォトニック結晶ファイバ１０１に入射する光のビーム径が他のフォトニック結晶ファイバ１０１のモードフィールド径に近くなるように設定される。図７（ｂ）においてビームが入射される一のフォトニック結晶ファイバ１０１は第１光ファイバの一例であり、フォトニック結晶ファイバ１は第３光ファイバの一例であり、フォトニック結晶ファイバ１と間隙Ｇ２をあけて接続される他のフォトニック結晶ファイバ１０１は第２光ファイバの一例である。間隙Ｇ２にある空気は、所定物質の一例である。 When the photonic crystal fibers 101 are connected to each other in the present embodiment, the photonic crystal fibers 101 are opposed to each other so that their optical axes coincide with each other, and one end of the photonic crystal fiber 1 and one photonic crystal fiber. One end of the photonic crystal fiber 101 is connected, and the other end of the photonic crystal fiber 1 is connected to another photonic crystal fiber 101 with a gap G2 therebetween. In this state, a beam is incident from the end face of one photonic crystal fiber 101 as shown by arrows in FIGS. 7A and 7B. In the present embodiment, the gaps G1 and G2 are 0.3 mm, and the length of the photonic crystal fiber 1 is 1.4 mm. An appropriate value is selected for the length of the photonic crystal fiber 1 according to the distance of the gap G2. Specifically, the length of the photonic crystal fiber 1 is set such that the beam diameter of light incident on the other photonic crystal fiber 101 is close to the mode field diameter of the other photonic crystal fiber 101. In FIG. 7B, one photonic crystal fiber 101 into which a beam is incident is an example of a first optical fiber, and photonic crystal fiber 1 is an example of a third optical fiber. The other photonic crystal fiber 101 connected through G2 is an example of the second optical fiber. The air in the gap G2 is an example of a predetermined substance.

図８（ａ）に図７（ａ）におけるビーム径とフォトニック結晶ファイバ１０１の端部（ｚ＝０）からの伝搬距離ｚとの関係を表すグラフを示し、図８（ｂ）に図７（ｂ）におけるビーム径とフォトニック結晶ファイバ１０１の端部（ｚ＝０）からの伝搬距離ｚとの関係を表すグラフを示す。フォトニック結晶ファイバ１を挿入していない図８（ａ）では、間隙Ｇ２があることにより回析が発生してビーム径が広がっている。そのため、間隙Ｇ１が大きくなるにつれてモードフィールド径不整合による接続損失が増大する。具体的には、間隙Ｇ１が０．３ｍｍであることから、図８（ａ）により伝搬距離ｚが０．３のときビーム径は約３０μｍとなる。フォトニック結晶ファイバ１０１に入射するビーム径は３０μｍとなり、図３（ａ）のビーム径８．５μｍと大きくかけ離れるため、モードフィールド径不整合による接続損失が増大する。 FIG. 8A is a graph showing the relationship between the beam diameter in FIG. 7A and the propagation distance z from the end (z = 0) of the photonic crystal fiber 101, and FIG. FIG. 4B is a graph showing the relationship between the beam diameter and the propagation distance z from the end (z = 0) of the photonic crystal fiber 101 in FIG. In FIG. 8A in which the photonic crystal fiber 1 is not inserted, diffraction occurs due to the gap G2, and the beam diameter is widened. Therefore, connection loss due to mode field diameter mismatch increases as the gap G1 increases. Specifically, since the gap G1 is 0.3 mm, the beam diameter is about 30 μm when the propagation distance z is 0.3 according to FIG. The beam diameter incident on the photonic crystal fiber 101 is 30 μm, which is far away from the beam diameter of 8.5 μm in FIG. 3A, so that the connection loss due to mode field diameter mismatch increases.

フォトニック結晶ファイバ１を挿入した図８（ｂ）では、フォトニック結晶ファイバ１内をビームが伝搬している間はビーム径が周期的に変化し、間隙Ｇ２の部分（図８（ｂ）におけるグレー部分）に至っても同様にビーム径が変化している。フォトニック結晶ファイバ１の長さを最適化することにより、フォトニック結晶ファイバ１０１に入射するビーム径を所望のビーム径８．５μｍに近づけることができる。これにより、モードフィールド径不整合による接続損失を低減できる。 In FIG. 8B in which the photonic crystal fiber 1 is inserted, while the beam propagates in the photonic crystal fiber 1, the beam diameter changes periodically, and the portion of the gap G2 (in FIG. 8B) Similarly, the beam diameter changes even at the gray portion. By optimizing the length of the photonic crystal fiber 1, the beam diameter incident on the photonic crystal fiber 101 can be made closer to the desired beam diameter of 8.5 μm. As a result, connection loss due to mode field diameter mismatch can be reduced.

図９（ａ）に図７（ａ）における光パワーと伝搬距離との関係を表すグラフを示し、図９（ｂ）に図７（ｂ）における光パワーと伝搬距離との関係を表すグラフを示す。図９における伝搬距離は、図７（ａ）及び（ｂ）における他のフォトニック結晶ファイバ１０１の端面からの距離を示す。図９（ａ）では、間隙Ｇ１による接続損失で光パワーが急激に低下しているが、フォトニック結晶ファイバ１を挿入することにより、間隙Ｇ２により発生する光パワーの低減を抑制することができる。 FIG. 9A is a graph showing the relationship between the optical power and the propagation distance in FIG. 7A, and FIG. 9B is a graph showing the relationship between the optical power and the propagation distance in FIG. 7B. Show. The propagation distance in FIG. 9 indicates the distance from the end face of the other photonic crystal fiber 101 in FIGS. 7A and 7B. In FIG. 9A, the optical power is sharply reduced due to the connection loss due to the gap G1, but by inserting the photonic crystal fiber 1, the reduction of the optical power generated by the gap G2 can be suppressed. .

このような構成によると、複数の空孔４の直径がフォトニック結晶ファイバ１の径方向外方に向かうにつれて拡径しているため、クラッド領域３における空孔４の第１層から第３層までの領域が見かけ上のコア領域２となり、第１層から第３層に対応する部分にまでコア領域２が実質的に広がる。これにより、モードフィールド径が拡大し、マルチモードが伝搬可能となる。さらに、複数の空孔４が形成されていることにより、曲げ損失が低減され、フォトニック結晶ファイバ１の曲げの曲率を小さくすることができ、局所配線の容易化やコネクタ等の部品の小型化を行うことができる。 According to such a configuration, since the diameter of the plurality of holes 4 increases in the radially outward direction of the photonic crystal fiber 1, the first to third layers of the holes 4 in the cladding region 3. The core region 2 extends from the first layer to the portion corresponding to the third layer. As a result, the mode field diameter increases, and multi-mode propagation becomes possible. Further, since the plurality of holes 4 are formed, the bending loss is reduced, the bending curvature of the photonic crystal fiber 1 can be reduced, the local wiring can be simplified, and components such as connectors can be reduced in size. It can be performed.

このような構成によると、複数の空孔４の直径が光ファイバの中心からの距離の２乗に比例しているため、フォトニック結晶ファイバ１における実効的な屈折率分布が２乗分布に近くなる。これにより、クラッド領域３からの反射によるモードの影響を受けにくくなり、損失を低減することができる。 According to such a configuration, since the diameter of the plurality of holes 4 is proportional to the square of the distance from the center of the optical fiber, the effective refractive index distribution in the photonic crystal fiber 1 is close to the square distribution. Become. This makes it less likely to be affected by the mode due to the reflection from the cladding region 3 and the loss can be reduced.

このような構成によると、第４層から第６層の空孔４の直径は互いに同一であるため、第５層以降の層で光が外部に漏れることを低減できる。これにより、フォトニック結晶ファイバ１の閉じ込め損失の抑制を図ることができる。 According to such a configuration, since the diameters of the holes 4 in the fourth to sixth layers are the same, leakage of light to the outside in the fifth and subsequent layers can be reduced. Thereby, the confinement loss of the photonic crystal fiber 1 can be suppressed.

このような構成によると、光ファイバケーブル１０には上述のフォトニック結晶ファイバ１が接続されているため、モードフィールド径不整合による損失を抑制し、光源等から発せられフォトニック結晶ファイバ１端部から入射する光を高効率で取り込むことができる。光ファイバケーブル１０を、例えばファイバコリメータに用いることにより、広いビーム径の光を高効率で取り込むことができるため、レンズと光ファイバケーブル１０との位置合わせが容易になる。 According to such a configuration, since the above-described photonic crystal fiber 1 is connected to the optical fiber cable 10, loss due to mode field diameter mismatch is suppressed, and the end of the photonic crystal fiber 1 emitted from a light source or the like is emitted. Can be taken in with high efficiency. By using the optical fiber cable 10 for a fiber collimator, for example, light with a wide beam diameter can be taken in with high efficiency, so that the alignment between the lens and the optical fiber cable 10 becomes easy.

このような構成によると、フォトニック結晶ファイバ１０１の間に、径方向外方に向かうにつれて拡径する空孔４が形成されたフォトニック結晶ファイバ１が挿入されているため、フォトニック結晶ファイバ１によってフォトニック結晶ファイバ１に入射した光のビーム径が変化する。これにより、フォトニック結晶ファイバ１から出射した光をフォトニック結晶ファイバ１０１の導波モードに近い状態でフォトニック結晶ファイバ１０１に入射させることができるため、モードフィールド径不整合を抑制し、接続損失を低減することができる。 According to such a configuration, since the photonic crystal fiber 1 in which the holes 4 whose diameter increases radially outward is formed between the photonic crystal fibers 101, the photonic crystal fiber 1 Accordingly, the beam diameter of the light incident on the photonic crystal fiber 1 changes. Accordingly, light emitted from the photonic crystal fiber 1 can be made to enter the photonic crystal fiber 101 in a state close to the waveguide mode of the photonic crystal fiber 101, so that mode field diameter mismatch is suppressed and connection loss is reduced. Can be reduced.

このような構成によると、間隙Ｇ２がフォトニック結晶ファイバ１の他端とフォトニック結晶ファイバ１０１の一端との間に介在していても、フォトニック結晶ファイバ１によってフォトニック結晶ファイバ１に入射した光のビーム径が変化する。これにより、フォトニック結晶ファイバ１から出射した光をフォトニック結晶ファイバ１０１の導波モードに近い状態でフォトニック結晶ファイバ１０１に入射させることができるため、モードフィールド径不整合を抑制しファイバ間の接続損失を低減することができる。 According to such a configuration, even when the gap G2 is interposed between the other end of the photonic crystal fiber 1 and one end of the photonic crystal fiber 101, the light is incident on the photonic crystal fiber 1 by the photonic crystal fiber 1. The light beam diameter changes. This allows the light emitted from the photonic crystal fiber 1 to be incident on the photonic crystal fiber 101 in a state close to the waveguide mode of the photonic crystal fiber 101. Connection loss can be reduced.

本発明による光ファイバ、光ファイバケーブル、及び光ファイバ接続方法は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。 The optical fiber, the optical fiber cable, and the optical fiber connection method according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the invention described in the claims.

上述の実施の形態では、フォトニック結晶ファイバ１の材料としてドーパントが添加されていない純粋石英を用いていたが、これに限定されない。例えば、加工性の良い低融点の多成分ガラスやプラスチック高分子を用いてもよい。 In the above-described embodiment, as a material of the photonic crystal fiber 1, pure quartz to which no dopant is added is used, but the material is not limited to this. For example, low melting point multicomponent glass or plastic polymer having good workability may be used.

上述の実施の形態では、フォトニック結晶ファイバ１の空孔４が径方向外方に向かうにつれて中心Ｃからの距離の２乗に比例するように定められたが、これに限定されず、クラッド領域３の少なくとも一部を見かけ上のコア領域となるように径方向外方に向けて空孔が拡径するように定められればよい。 In the above-described embodiment, the vacancy 4 of the photonic crystal fiber 1 is determined to be proportional to the square of the distance from the center C as going outward in the radial direction. The holes may be determined so that the diameter of the holes increases radially outward so that at least a part of 3 becomes an apparent core region.

上述の実施の形態では、第１層から第４層までの空孔４を２乗分布としたが、例えば、中心Ｃ側の少なくとも３層の空孔を２乗分布としてもよい。また、フォトニック結晶ファイバ１の第４層から第６層の空孔４の直径が同一だったが、例えば、径方向外側の少なくとも２層の直径が互いに同一であっても閉じ込め損失の抑制を図ることができる。 In the above-described embodiment, the holes 4 from the first layer to the fourth layer have a square distribution, but for example, holes of at least three layers on the center C side may have a square distribution. Although the diameters of the holes 4 in the fourth to sixth layers of the photonic crystal fiber 1 are the same, for example, even if the diameters of at least two layers on the radially outer side are the same, the suppression of the confinement loss is suppressed. Can be planned.

上述の実施の形態では、フォトニック結晶ファイバ１の空孔４は正六角形をなすように配置されていたが、これに限定されず、中心Ｃを中心とする多角形であってもよく、中心Ｃを中心とする円をなすように配置されていてもよい。また、空孔４の層数も６層に限定されない。 In the above-described embodiment, the holes 4 of the photonic crystal fiber 1 are arranged so as to form a regular hexagon. However, the present invention is not limited to this, and the holes 4 may be a polygon centered on the center C. They may be arranged so as to form a circle centered on C. Further, the number of layers of the holes 4 is not limited to six.

上述の実施の形態では、光ファイバ接続方法としてフォトニック結晶ファイバ１とフォトニック結晶ファイバ１０１とを接続したが、これに限定されない。フォトニック結晶ファイバ１と空孔が形成されていない通常の光ファイバとを接続してもよい。同様に、光ファイバケーブル１０においても、フォトニック結晶ファイバ１と空孔が形成されていない通常の光ファイバとを接続してもよい。 In the above embodiment, the photonic crystal fiber 1 and the photonic crystal fiber 101 are connected as an optical fiber connecting method, but the present invention is not limited to this. The photonic crystal fiber 1 may be connected to a normal optical fiber having no holes. Similarly, in the optical fiber cable 10, the photonic crystal fiber 1 may be connected to a normal optical fiber having no holes.

１，１０１フォトニック結晶ファイバ
２，１０２コア領域
３，１０３クラッド領域
４，１０４空孔
１０光ファイバケーブル
Ａ間隔
Ｃ中心
ｄ直径
Ｇ１，Ｇ２間隙
Ｌビーム
ｒ距離 1,101 photonic crystal fiber 2,102 core region 3,103 cladding region 4,104 hole 10 optical fiber cable A interval C center d diameter G1, G2 gap L beam r distance

Claims

An optical fiber having a core region and a cladding region covering the core region,
In the cladding region, a plurality of holes are formed in a layer shape so as to form a polygon and be arranged in a radial direction of the optical fiber,
The diameter of at least two layers from the center of the plurality of holes is proportional to the square of the distance from the vertex of the polygon to the center of the layer , and the diameter of the plurality of holes close to the core region is The minimum is configured so that the diameter of the plurality of holes located at the periphery of the cladding region is maximized by sequentially increasing the diameter from the core region along the radial direction of the optical fiber,
An optical fiber, characterized in that a distance between centers of the plurality of holes closest to each other is constant.

The optical fiber according to claim 1, wherein the holes are formed of a plurality of layers, and among the plurality of layers, diameters of the holes in at least two layers on the radially outer side are the same. .

An optical fiber cable, wherein the optical fiber according to claim 1 or 2 is connected to an end.

An optical fiber connection method for connecting a first optical fiber and a second optical fiber,
Opposing one end of the first optical fiber and one end of the second optical fiber;
At one end of the first optical fiber,
A third optical fiber having a core region and a cladding region covering the core region,
In the cladding region, a plurality of holes are formed in a layer shape so as to form a polygon and be arranged in a radial direction of the optical fiber,
The diameter of at least two layers from the center of the plurality of holes is proportional to the square of the distance from the vertex of the polygon to the center of the layer, and the diameter of the plurality of holes close to the core region is The minimum is configured so that the diameter of the plurality of holes located at the periphery of the cladding region is maximized by sequentially increasing the diameter from the core region along the radial direction of the third optical fiber,
Center distance of each other of said plurality of holes closest comprising the steps of connecting one end of is constant the third optical fiber,
Connecting the other end of the third optical fiber and one end of the second optical fiber,
An optical fiber connection method, comprising:

The optical fiber according to claim 4 , wherein the hole is formed of a plurality of layers, and among the plurality of layers, diameters of the holes in at least two layers on the radially outer side are the same. Connection method.

The optical fiber connection method according to claim 5 , wherein a predetermined substance is interposed between the other end of the third optical fiber and one end of the second optical fiber.