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JP5771569B2 - Optical fiber - Google Patents

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JP5771569B2
JP5771569B2 JP2012141825A JP2012141825A JP5771569B2 JP 5771569 B2 JP5771569 B2 JP 5771569B2 JP 2012141825 A JP2012141825 A JP 2012141825A JP 2012141825 A JP2012141825 A JP 2012141825A JP 5771569 B2 JP5771569 B2 JP 5771569B2
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  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Description

本発明は、通信用マルチモード光ファイバによる高次モードを利用した光ファイバに関するものである。   The present invention relates to an optical fiber using a higher-order mode by a communication multimode optical fiber.

光ファイバ通信システムでは、光ファイバ中で発生する非線形効果やファイバヒューズが問題となり、伝送の大容量化および長距離化が制限されている。これらの制限を緩和するためには、光ファイバに導波する光の密度を低減する必要があり、非特許文献1、2に示すように大コアファイバが検討されている。   In optical fiber communication systems, nonlinear effects and fiber fuses that occur in optical fibers become a problem, and transmission capacity and long distance are limited. In order to alleviate these restrictions, it is necessary to reduce the density of light guided to the optical fiber. As shown in Non-Patent Documents 1 and 2, a large core fiber has been studied.

しかし、曲げ損失低減、単一モード動作領域の拡大、実効断面積の拡大は互いにトレードオフの関係にあり、所定の条件下における実効断面積の拡大量には限界があるという課題があった。これらの制限を打破するために、これまで信号劣化要因であった高次モードを利用したモード多重技術が検討されている(例えば、非特許文献3、4参照。)。   However, bending loss reduction, single mode operation area expansion, and effective area expansion are in a trade-off relationship with each other, and there is a problem that the amount of effective area expansion under certain conditions is limited. In order to overcome these limitations, a mode multiplexing technique using a higher-order mode that has been a signal deterioration factor has been studied (for example, see Non-Patent Documents 3 and 4).

モード多重技術は伝送媒体としてマルチモード光ファイバを用い、伝送容量を拡大できるとともに、先に述べた大コア光ファイバで制限要因であった単一モード動作条件が不要になるため、さらなる大コア化が可能であることも特徴である。   The mode multiplexing technology uses a multimode optical fiber as a transmission medium and can increase the transmission capacity and eliminate the need for the single-mode operating conditions that were the limiting factors of the large core optical fiber described above. It is also a feature that is possible.

モード多重伝送システムにおいて、各送信信号はそれぞれ異なる伝搬モードを通じて伝搬することから、全てのモードが所望の曲げ損失を実現しなければならない。例えば、ITU−T G.652で推奨される曲げ損失は、曲げ半径30mmにおいて0.1dB/100turn以下である。また、N個の信号を用いたモード多重伝送を実現するためには、光ファイバは少なくともN以上の伝搬モードを有する必要がある。また、それぞれのモードの実効断面積は、光ファイバ中で発生する非線形効果を低減するために大きい方がよい。これまでには、モード数を限定した光ファイバの利用が提案されている(例えば、非特許文献5、6)。   In a mode multiplex transmission system, each transmitted signal propagates through a different propagation mode, so all modes must achieve the desired bending loss. For example, ITU-T G.I. The recommended bending loss at 652 is 0.1 dB / 100 turn or less at a bending radius of 30 mm. Further, in order to realize mode multiplexing transmission using N signals, the optical fiber needs to have at least N or more propagation modes. Further, the effective area of each mode is preferably large in order to reduce the nonlinear effect generated in the optical fiber. So far, the use of optical fibers with a limited number of modes has been proposed (for example, Non-Patent Documents 5 and 6).

T. Matsui, et al., “Applicability of Photonic Crystal Fiber With Uniform Air−Hole Structure to High−Speed and Wide−Band Transmission Over Conventional Telecommunication Bands,” J. Lightwave Technol. 27, 5410−5416, 2009.T. T. et al. Matsui, et al. , "Applicability of Photonic Crystal Fiber With Uniform Air-Hole Structure to High-Speed, Wide-Band Transmission OverTownConversion. Lightwave Technol. 27, 5410-5416, 2009. K. Mukasa, et al., “Comparisons of merits on wide−band transmission systems between using extremely improved solid SMFs with Aeff of 160μm2 and loss of 0.175dB/km and using large−Aeff holey fibers enabling transmission over 600 nm bandwidth, ” the Proceedings of OFC2008,OthR1,Feb.2008.K. Mukasa, et al. , "Comparisons of merits on wide-band transmission systems between using extremely improved solid SMFs with Aeff of 160μm2 and loss of 0.175dB / km and using large-Aeff holey fibers enabling transmission over 600 nm bandwidth," the Proceedings of OFC2008, OthR1 , Feb. 2008. N. Hanzawa, et al., “Demonstration of mode−division multiplexing transmission over 10 km two−mode fiber with mode coupler,” the Proceedings of OFC2011, OWA4, Mar.2011.N. Hanzawa, et al. , “Demonstration of mode-division multiplexing transmission 10 km two-mode fiber with mode coupler,” the Proceedings of OFC 4, 2011. 2011. R. Ryf, et al., “Mode−Division Multiplexing Over 96 km of Few−Mode Fiber Using Coherent 6 x 6 MIMO Processing,” J. Lightwave Technol. 30, 521−531, 2012.R. Ryf, et al. “Mode-Division Multiplexing Over 96 km of Few-Mode Fiber Using Coherent 6 × 6 MIMO Processing,” J. Lightwave Technol. 30, 521-531, 2012. P. Sillard, et al., “Few−Mode Fiber for Uncoupled Mode−Division Multiplexing Transmissions,” the Proceedings of ECOC2011, Tu.5.LeCervin.7, Sep.2011.P. Sillard, et al. "Few-Mode Fiber for Uncoupled Mode-Division Multiplexing Transmissions," the Proceedings of ECOC2011, Tu. 5. LeCervin. 7, Sep. 2011. L. G.−Nielsen, et al., “Few Mode Transmission Fiber with low DGD, low Mode Coupling and low Loss,” the Proceedings of OFC2012, PDP5A.1, Mar.2012.L. G. -Nielsen, et al. “Few Mode Transmission Fiber with low DGD, low Mode Coupling and Low Loss,” the Processing of OFC2012, PDP5A. 1, Mar. 2012. K. Mukasa, et al., “Optimizing 2 mode fibers with Aeff of 170μm2 for LP01 mode and studying a possibility of realizing endlessly 2 mode operation using holey fibers,” the Proceedings of OFC2012, JW2A.16, Mar.2012.K. Mukasa, et al. , “Optimizing 2 mode fibers with Aeff of 170 μm2 for LP01 mode and studying a possible of rearing endlessly 2 mode of operation.” 16, Mar. 2012. K.Saitoh, et al., “Empirical relations for simple design of photonic crystal fibers,” Opt. Express 13, 267−274, 2005.K. Saitoh, et al. , “Empirical relations for simple design of photonic crystal fibers,” Opt. Express 13, 267-274, 2005. D.Marcuse, “Field deformation and loss caused by curvature of optical fibers,” J. Opt. Soc. Am 66, 311−320, 1976.D. Marcuse, “Field deformation and lost caused by civil of optical fibers,” J. Am. Opt. Soc. Am 66, 311-320, 1976.

しかしながら、従来のマルチモード光ファイバは、モード数、使用波長帯域について適用可能な条件を有していたことから、適用可能なモード多重伝送には限界があった。   However, since the conventional multimode optical fiber has applicable conditions for the number of modes and the used wavelength band, there is a limit to applicable mode multiplex transmission.

そこで、本発明は、前記の課題に鑑みてなされたものであり、モード多重伝送技術を用いた伝送用光ファイバであって、モード数を2,4,6に、広帯域に伝搬モード数を保持することが可能なマルチモード光ファイバを提供するものである。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and is an optical fiber for transmission using mode multiplexing transmission technology, in which the number of modes is 2, 4, and 6, and the number of propagation modes is maintained in a wide band. The present invention provides a multimode optical fiber that can be used.

本発明では、モード多重伝送において複数の空孔を有するマルチモード光ファイバの空孔構造を提案するパラメータに設計することで解決する。   The present invention solves this problem by designing the hole structure of a multimode optical fiber having a plurality of holes in mode multiplexing transmission to the proposed parameters.

本発明に係る光ファイバは、石英ガラスで形成されたファイバの断面内に複数の空孔を有することによって等価的にステップ型の屈折率分布が形成されている光ファイバであって、使用波長帯1530nm以上1625nm以下に対し、前記空孔の直径d、前記空孔の間隔ΛについてΛ13.6μm、d/Λ=0.66であり、伝搬モード数が2であることを特徴とする。 An optical fiber according to the present invention is an optical fiber in which a step-type refractive index distribution is equivalently formed by having a plurality of holes in a cross section of a fiber formed of quartz glass, and used wavelength band 1625nm against the inclusive 1530 nm, the diameter d of the holes, the the distance lambda vacancy Λ = 13.6μ m, a d / lambda = 0.66, and wherein the number of propagation modes is 2 .

本発明に係る光ファイバは、石英ガラスで形成されたファイバの断面内に複数の空孔を有することによって等価的にステップ型の屈折率分布が形成されている光ファイバであって、使用波長帯1460nm以上1625nm以下に対し、前記空孔の直径d、前記空孔の間隔ΛについてΛ13.0μm、d/Λ=0.66であり、伝搬モード数が2であることを特徴とする。 An optical fiber according to the present invention is an optical fiber in which a step-type refractive index distribution is equivalently formed by having a plurality of holes in a cross section of a fiber formed of quartz glass, and used wavelength band 1625nm against the inclusive 1460 nm, the diameter d of the holes, the the distance lambda vacancy Λ = 13.0μ m, a d / lambda = 0.66, and wherein the number of propagation modes is 2 .

本発明に係る光ファイバは、石英ガラスで形成されたファイバの断面内に複数の空孔を有することによって等価的にステップ型の屈折率分布が形成されている光ファイバであって、使用波長帯1260nm以上1625nm以下に対し、前記空孔の直径d、前記空孔の間隔ΛについてΛ11.8μm、d/Λ=0.66であり、伝搬モード数が2であることを特徴とする。 An optical fiber according to the present invention is an optical fiber in which a step-type refractive index distribution is equivalently formed by having a plurality of holes in a cross section of a fiber formed of quartz glass, and used wavelength band 1625nm against the inclusive 1260 nm, the diameter d of the holes, the the distance lambda vacancy Λ = 11.8μ m, a d / lambda = 0.66, and wherein the number of propagation modes is 2 .

本発明に係る光ファイバは、石英ガラスで形成されたファイバの断面内に複数の空孔を有することによって等価的にステップ型の屈折率分布が形成されている光ファイバであって、使用波長帯980nm以上1625nm以下に対し、前記空孔の直径d、前記空孔の間隔ΛについてΛ10.0μm、d/Λ=0.65であり、伝搬モード数が2であることを特徴とする。 An optical fiber according to the present invention is an optical fiber in which a step-type refractive index distribution is equivalently formed by having a plurality of holes in a cross section of a fiber formed of quartz glass, and used wavelength band 1625nm against the inclusive 980 nm, the diameter d of the holes, the the distance lambda vacancy Λ = 10.0μ m, a d / lambda = 0.65, and wherein the number of propagation modes is 2 .

本発明に係る光ファイバは、石英ガラスで形成されたファイバの断面内に複数の空孔を有することによって等価的にステップ型の屈折率分布が形成されている光ファイバであって、使用波長帯1530nm以上1625nm以下に対し、前記空孔の直径d、前記空孔の間隔ΛについてΛ13.9μm、d/Λ=0.76であり、伝搬モード数が4であることを特徴とする。 An optical fiber according to the present invention is an optical fiber in which a step-type refractive index distribution is equivalently formed by having a plurality of holes in a cross section of a fiber formed of quartz glass, and used wavelength band 1625nm against the inclusive 1530 nm, the diameter d of the holes, the the distance lambda vacancy Λ = 13.9μ m, a d / lambda = 0.76, and wherein the number of propagation modes is 4 .

本発明に係る光ファイバは、石英ガラスで形成されたファイバの断面内に複数の空孔を有することによって等価的にステップ型の屈折率分布が形成されている光ファイバであって、使用波長帯1460nm以上1625nm以下に対し、前記空孔の直径d、前記空孔の間隔ΛについてΛ13.5μm、d/Λ=0.76であり、伝搬モード数が4であることを特徴とする。 An optical fiber according to the present invention is an optical fiber in which a step-type refractive index distribution is equivalently formed by having a plurality of holes in a cross section of a fiber formed of quartz glass, and used wavelength band 1625nm against the inclusive 1460 nm, the diameter d of the holes, the the distance lambda vacancy Λ = 13.5μ m, a d / lambda = 0.76, and wherein the number of propagation modes is 4 .

本発明に係る光ファイバは、石英ガラスで形成されたファイバの断面内に複数の空孔を有することによって等価的にステップ型の屈折率分布が形成されている光ファイバであって、使用波長帯1260nm以上1625nm以下に対し、前記空孔の直径d、前記空孔の間隔ΛについてΛ12.3μm、d/Λ=0.76であり、伝搬モード数が4であることを特徴とする。 An optical fiber according to the present invention is an optical fiber in which a step-type refractive index distribution is equivalently formed by having a plurality of holes in a cross section of a fiber formed of quartz glass, and used wavelength band 1625nm against the inclusive 1260 nm, the diameter d of the holes, the the distance lambda vacancy Λ = 12.3μ m, a d / lambda = 0.76, and wherein the number of propagation modes is 4 .

本発明に係る光ファイバは、石英ガラスで形成されたファイバの断面内に複数の空孔を有することによって等価的にステップ型の屈折率分布が形成されている光ファイバであって、使用波長帯980nm以上1625nm以下に対し、前記空孔の直径d、前記空孔の間隔ΛについてΛ10.5μm、d/Λ=0.76であり、伝搬モード数が4であることを特徴とする。 An optical fiber according to the present invention is an optical fiber in which a step-type refractive index distribution is equivalently formed by having a plurality of holes in a cross section of a fiber formed of quartz glass, and used wavelength band 1625nm against the inclusive 980 nm, the diameter d of the holes, the the distance lambda vacancy Λ = 10.5μ m, a d / lambda = 0.76, and wherein the number of propagation modes is 4 .

本発明に係る光ファイバは、石英ガラスで形成されたファイバの断面内に複数の空孔を有することによって等価的にステップ型の屈折率分布が形成されている光ファイバであって、使用波長帯1530nm以上1625nm以下に対し、前記空孔の直径d、前記空孔の間隔ΛについてΛ13.8μm、d/Λ=0.83であり、伝搬モード数が6であることを特徴とする。 An optical fiber according to the present invention is an optical fiber in which a step-type refractive index distribution is equivalently formed by having a plurality of holes in a cross section of a fiber formed of quartz glass, and used wavelength band 1625nm against the inclusive 1530 nm, the diameter d of the holes, the the distance lambda vacancy Λ = 13.8μ m, a d / lambda = 0.83, and wherein the number of propagation modes is six .

本発明に係る光ファイバは、石英ガラスで形成されたファイバの断面内に複数の空孔を有することによって等価的にステップ型の屈折率分布が形成されている光ファイバであって、使用波長帯1460nm以上1625nm以下に対し、前記空孔の直径d、前記空孔の間隔ΛについてΛ13.3μm、d/Λ=0.83であり、伝搬モード数が6であることを特徴とする。 An optical fiber according to the present invention is an optical fiber in which a step-type refractive index distribution is equivalently formed by having a plurality of holes in a cross section of a fiber formed of quartz glass, and used wavelength band 1625nm against the inclusive 1460 nm, the diameter d of the holes, the the distance lambda vacancy Λ = 13.3μ m, a d / lambda = 0.83, and wherein the number of propagation modes is six .

本発明に係る光ファイバは、石英ガラスで形成されたファイバの断面内に複数の空孔を有することによって等価的にステップ型の屈折率分布が形成されている光ファイバであって、使用波長帯1260nm以上1625nm以下に対し、前記空孔の直径d、前記空孔の間隔ΛについてΛ12.1μm、d/Λ=0.83であり、伝搬モード数が6であることを特徴とする。 An optical fiber according to the present invention is an optical fiber in which a step-type refractive index distribution is equivalently formed by having a plurality of holes in a cross section of a fiber formed of quartz glass, and used wavelength band 1625nm against the inclusive 1260 nm, the diameter d of the holes, the the distance lambda vacancy Λ = 12.1μ m, a d / lambda = 0.83, and wherein the number of propagation modes is six .

本発明に係る光ファイバは、石英ガラスで形成されたファイバの断面内に複数の空孔を有することによって等価的にステップ型の屈折率分布が形成されている光ファイバであって、使用波長帯980nm以上1625nm以下に対し、前記空孔の直径d、前記空孔の間隔ΛについてΛ10.2μm、d/Λ=0.82であり、伝搬モード数が6であることを特徴とする。 An optical fiber according to the present invention is an optical fiber in which a step-type refractive index distribution is equivalently formed by having a plurality of holes in a cross section of a fiber formed of quartz glass, and used wavelength band 1625nm against the inclusive 980 nm, the diameter d of the holes, the the distance lambda vacancy Λ = 10.2μ m, a d / lambda = 0.82, and wherein the number of propagation modes is six .

本発明によれば、モード多重伝送技術を用いた伝送用光ファイバであって、モード数を2,4,6に、広帯域に伝搬モード数を保持することできる。これにより、本発明の光ファイバは、伝送容量の拡大および波長帯域の拡大が可能となる。   According to the present invention, a transmission optical fiber using a mode multiplexing transmission technique can maintain the number of modes in 2, 4 and 6 and the number of propagation modes in a wide band. Thereby, the optical fiber of the present invention can expand the transmission capacity and the wavelength band.

本実施形態に係るフォトニック結晶ファイバの断面構造を示す概略図を示す。The schematic which shows the cross-section of the photonic crystal fiber which concerns on this embodiment is shown. 実施形態1に係る使用波長帯1530〜1625nmにおいて伝搬モード数を2とし、所望の曲げ損失を満たすためのdとd/Λの領域を示す。In the use wavelength band 1530 to 1625 nm according to the first embodiment, the number of propagation modes is set to 2, and regions of d and d / Λ for satisfying a desired bending loss are shown. 実施形態2に係る使用波長帯1460〜1625nmにおいて伝搬モード数を2とし、所望の曲げ損失を満たすためのdとd/Λの領域を示す。In the use wavelength band of 1460 to 1625 nm according to the second embodiment, the number of propagation modes is set to 2, and regions of d and d / Λ for satisfying a desired bending loss are shown. 実施形態3に係る使用波長帯1260〜1625nmにおいて伝搬モード数を2とし、所望の曲げ損失を満たすためのdとd/Λの領域を示す。In the use wavelength band of 1260 to 1625 nm according to the third embodiment, the number of propagation modes is set to 2, and regions of d and d / Λ for satisfying a desired bending loss are shown. 施形態4に係る使用波長帯980〜1625nmにおいて伝搬モード数を2とし、所望の曲げ損失を満たすためのdとd/Λの領域を示す。In the use wavelength band of 980 to 1625 nm according to the fourth embodiment, the number of propagation modes is set to 2, and regions of d and d / Λ for satisfying a desired bending loss are shown. 実施形態5に係る使用波長帯1530〜1625nmにおいて伝搬モード数を4とし、所望の曲げ損失を満たすためのdとd/Λの領域を示す。In the use wavelength band 1530 to 1625 nm according to the fifth embodiment, the number of propagation modes is set to 4, and regions of d and d / Λ for satisfying a desired bending loss are shown. 実施形態6に係る使用波長帯1460〜1625nmにおいて伝搬モード数を4とし、所望の曲げ損失を満たすためのdとd/Λの領域を示す。In the use wavelength band of 1460 to 1625 nm according to the sixth embodiment, the number of propagation modes is set to 4, and regions of d and d / Λ for satisfying a desired bending loss are shown. 実施形態7に係る使用波長帯1260〜1625nmにおいて伝搬モード数を4とし、所望の曲げ損失を満たすためのdとd/Λの領域を示す。In the use wavelength band of 1260 to 1625 nm according to the seventh embodiment, the number of propagation modes is set to 4, and regions of d and d / Λ for satisfying a desired bending loss are shown. 実施形態8に係る使用波長帯980〜1625nmにおいて伝搬モード数を4とし、所望の曲げ損失を満たすためのdとd/Λの領域を示す。In the use wavelength band of 980 to 1625 nm according to the eighth embodiment, the number of propagation modes is set to 4, and regions of d and d / Λ for satisfying a desired bending loss are shown. 実施形態9に係る使用波長帯1530〜1625nmにおいて伝搬モード数を6とし、所望の曲げ損失を満たすためのdとd/Λの領域を示す。In the use wavelength band 1530-1625nm which concerns on Embodiment 9, the number of propagation modes is set to 6, and the area | region of d and d / Λ for satisfying a desired bending loss is shown. 実施形態10に係る使用波長帯1460〜1625nmにおいて伝搬モード数を6とし、所望の曲げ損失を満たすためのdとd/Λの領域を示す。In the use wavelength band of 1460 to 1625 nm according to the tenth embodiment, the number of propagation modes is set to 6, and regions of d and d / Λ for satisfying a desired bending loss are shown. 実施形態11に係る使用波長帯1260〜1625nmにおいて伝搬モード数を6とし、所望の曲げ損失を満たすためのdとd/Λの領域を示す。In the use wavelength band of 1260 to 1625 nm according to the eleventh embodiment, the number of propagation modes is 6, and regions of d and d / Λ for satisfying a desired bending loss are shown. 実施形態12に係る使用波長帯980〜1625nmにおいて伝搬モード数を6とし、所望の曲げ損失を満たすためのdとd/Λの領域を示す。In the wavelength band 980 to 1625 nm according to the twelfth embodiment, the number of propagation modes is set to 6, and regions of d and d / Λ for satisfying a desired bending loss are shown.

図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の実施の例であり、本発明は以下の実施形態に制限されるものではない。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiments described below are examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments.

図1は、本実施形態に係る光ファイバの断面図の一例である。本実施形態に係る光ファイバは、石英ガラス11などの均一な材料で形成されているファイバ中に複数の空孔12を有するフォトニック結晶ファイバである。ここで、長軸方向に垂直な断面に形成されている空孔12の直径をd、空孔12の間隔をΛとする。非特許文献8にあるように均一な空孔構造を有するフォトニック結晶ファイバの等価的にみなせる屈折率分布すなわち実効的な屈折率分布は図1下部に示すようなステップ型となる。   FIG. 1 is an example of a cross-sectional view of an optical fiber according to the present embodiment. The optical fiber according to the present embodiment is a photonic crystal fiber having a plurality of holes 12 in a fiber formed of a uniform material such as quartz glass 11. Here, the diameter of the holes 12 formed in a cross section perpendicular to the major axis direction is d, and the interval between the holes 12 is Λ. As described in Non-Patent Document 8, the refractive index distribution that can be regarded as equivalent to a photonic crystal fiber having a uniform hole structure, that is, an effective refractive index distribution is a step type as shown in the lower part of FIG.

本実施形態では、各空孔12の直径dは等しくかつ等間隔で配置されている。例えば、光ファイバの中心軸に最も近い第1層目には、間隔Λで6つの空孔12が設けられており、第2層目には第1層目の空孔12との間隔がΛとなるようにかつ第2層目の空孔12同士の間隔がΛとなるように12個の空孔12が設けられており、第3層目には第2層目の空孔12との間隔がΛとなるようにかつ第3層目の空孔12同士の間隔がΛとなるように18個の空孔12が設けられている。   In the present embodiment, the diameters d of the air holes 12 are equal and arranged at equal intervals. For example, the first layer closest to the central axis of the optical fiber is provided with six holes 12 with a spacing Λ, and the second layer has a spacing of Λ with the first layer of holes 12. Twelve holes 12 are provided so that the distance between the holes 12 in the second layer is Λ, and the hole in the second layer is connected to the holes 12 in the second layer. Eighteen holes 12 are provided so that the distance is Λ and the distance between the holes 12 in the third layer is Λ.

また、本実施形態では、光ファイバの中心軸に最も近い第1層目は、光ファイバの長軸からの距離が間隔Λに等しい同心円上に配置されている。本実施形態では、一例として、光ファイバの長軸に最も近い第1層目に6つの空孔12を設け、光ファイバの長軸から次に近い第2層目に12個の空孔12を設け、光ファイバの長軸から最も遠い第3層目に18個の空孔12を設ける例を示したが、ステップ型に近似できる屈折率分布を形成できればこれに限らない。   In the present embodiment, the first layer closest to the central axis of the optical fiber is disposed on a concentric circle whose distance from the long axis of the optical fiber is equal to the interval Λ. In this embodiment, as an example, six holes 12 are provided in the first layer closest to the long axis of the optical fiber, and twelve holes 12 are provided in the second layer next to the long axis of the optical fiber. In the example, 18 holes 12 are provided in the third layer farthest from the long axis of the optical fiber. However, the present invention is not limited to this as long as a refractive index distribution that can approximate a step type can be formed.

非特許文献8によるステップ近似により空孔12の直径をd、空孔12の間隔をΛからフォトニック結晶ファイバのv値を求め、以下のカットオフ条件vとなる波長λを満たす空孔直径d、空孔間隔Λを以下の式により探索した。
(数1)
=j1,l−1 ・・・LP0lモード(l≧2)
=jm−1,l ・・・LPmlモード
なお、jn,lはn次ベッセル関数J(x)のl番目の零点である。
A step approximation according to Non-Patent Document 8 obtains the v-value of the photonic crystal fiber from the diameter d of the holes 12 and the interval between the holes 12 Λ, and satisfies the wavelength λ c that satisfies the following cutoff condition v c The diameter d and the hole interval Λ were searched by the following formula.
(Equation 1)
v c = j 1, l−1 ... LP 0l mode (l ≧ 2)
v c = j m−1, l ... LP ml mode where j n, l is the l-th zero of the n- th order Bessel function J n (x).

Figure 0005771569
Figure 0005771569
ここで、a=Λ/√3、nは石英ガラス11の屈折率である。
Figure 0005771569
Figure 0005771569
Here, a = Λ / √3, n 1 is the refractive index of the quartz glass 11.

以下、実施形態1から実施形態4までは、伝搬モード数が2モード領域のフォトニック結晶ファイバの設計領域について説明する。   Hereinafter, in the first to fourth embodiments, a design region of a photonic crystal fiber having a propagation mode number of two modes will be described.

(実施形態1)
使用波長帯を1530〜1625nm(C−Lバンド)、曲げ損失を0.1dB/100turn以下、伝搬モード数が2となる設計範囲を図2に示す。空孔間隔Λは5μmから20μmまで計算した。
(Embodiment 1)
FIG. 2 shows a design range in which the used wavelength band is 1530 to 1625 nm (CL band), the bending loss is 0.1 dB / 100 turn or less, and the number of propagation modes is 2. The void interval Λ was calculated from 5 μm to 20 μm.

なお、使用波長帯において2モード目の伝搬モードであるLP11モードが伝搬し、3つ目の伝搬モードであるLP21モードが伝搬しない条件として、波長1625nmにおけるLP11モードのカットオフ条件と波長1530nmにおけるLP21モードのカットオフ条件に囲まれた領域とした。さらに、使用波長帯において最も曲げ損失が大きくなる波長1530nmにおいてLP11モードの曲げ半径30mmにおける曲げ損失が0.1dB/m以下である条件を非特許文献9に記載の式により計算した。   Note that the LP11 mode, which is the second mode of propagation in the used wavelength band, and the LP21 mode, which is the third mode of propagation, do not propagate, and the LP11 mode cutoff condition at 1625 nm and the LP21 mode at wavelength 1530 nm. The region was surrounded by the mode cutoff conditions. Furthermore, a condition in which the bending loss at the bending radius of 30 mm in the LP11 mode is 0.1 dB / m or less at a wavelength of 1530 nm where the bending loss becomes the largest in the wavelength band used was calculated by the formula described in Non-Patent Document 9.

図2より、使用波長帯においてモード数を2に制限し、伝搬モードがすべて所望の曲げ損失を満たすことができるΛとd/Λの組み合わせは実線と点線に囲まれたΛ<13.6μm、0.57<d/Λ<0.70の領域とすることで実現できる。なお、図2より、得られる最大のLP01モードの実効断面積は、Λ=13.6μm、d/Λ=0.66のときで波長1530nmにおいて145μmとなる。 From FIG. 2, the combination of Λ and d / Λ in which the number of modes is limited to 2 in the used wavelength band and the propagation modes can all satisfy the desired bending loss is Λ <13.6 μm surrounded by a solid line and a dotted line, This can be realized by setting the region 0.57 <d / Λ <0.70. From FIG. 2, the maximum effective cross-sectional area of the LP01 mode obtained is 145 μm 2 at a wavelength of 1530 nm when Λ = 13.6 μm and d / Λ = 0.66.

(実施形態2)
実施形態1と同様に、使用波長帯を1460〜1625nm(S−Lバンド)、曲げ損失を0.1dB/100turn以下、伝搬モード数が2となる設計範囲を図3に示す。塗りつぶされた部分が設計領域となる。
(Embodiment 2)
As in the first embodiment, FIG. 3 shows a design range in which the used wavelength band is 1460 to 1625 nm (SL band), the bending loss is 0.1 dB / 100 turn or less, and the number of propagation modes is two. The filled part becomes the design area.

なお、使用波長帯において2モード目の伝搬モードであるLP11モードが伝搬し、3つ目の伝搬モードであるLP21モードが伝搬しない条件として、波長1625nmにおけるLP11モードのカットオフ条件と波長1460nmにおけるLP21モードのカットオフ条件に囲まれた領域とした。さらに、使用波長帯において最も曲げ損失が大きくなる波長1460nmにおいてLP11モードの曲げ半径30mmにおける曲げ損失が0.1dB/m以下である条件を非特許文献9に記載の式により計算した。   Note that the LP11 mode, which is the second mode of propagation in the used wavelength band, and the LP21 mode, which is the third mode of propagation, do not propagate, and the LP11 mode cutoff condition at 1625 nm and the LP21 mode at 1460 nm. The region was surrounded by the mode cutoff conditions. Furthermore, the condition that the bending loss at the bending radius of 30 mm in the LP11 mode is 0.1 dB / m or less at a wavelength of 1460 nm where the bending loss becomes the largest in the used wavelength band was calculated according to the formula described in Non-Patent Document 9.

図3より、使用波長帯においてモード数を2に制限し、伝搬モードがすべて所望の曲げ損失を満たすことができるΛとd/Λの組み合わせは実線と点線に囲まれたΛ<13.0μm、0.57<d/Λ<0.70の領域とすることで実現できる。なお、図3より、得られる最大のLP01モードの実効断面積は、Λ=13.0μm、d/Λ=0.66のときで波長1460nmにおいて133μmとなる。 From FIG. 3, the combination of Λ and d / Λ in which the number of modes is limited to 2 in the used wavelength band and the propagation modes can satisfy all desired bending losses is Λ <13.0 μm surrounded by a solid line and a dotted line, This can be realized by setting the region 0.57 <d / Λ <0.70. From FIG. 3, the effective area of the maximum LP01 mode obtained is 133 μm 2 at a wavelength of 1460 nm when Λ = 13.0 μm and d / Λ = 0.66.

(実施形態3)
実施形態1と同様に、使用波長帯を1260〜1625nm(O−Lバンド)、曲げ損失を0.1dB/100turn以下、伝搬モード数が2となる設計範囲を図4に示す。塗りつぶされた部分が設計領域となる。
(Embodiment 3)
As in the first embodiment, FIG. 4 shows a design range in which the used wavelength band is 1260 to 1625 nm (OL band), the bending loss is 0.1 dB / 100 turn or less, and the number of propagation modes is 2. The filled part becomes the design area.

なお、使用波長帯において2モード目の伝搬モードであるLP11モードが伝搬し、3つ目の伝搬モードであるLP21モードが伝搬しない条件として、波長1625nmにおけるLP11モードのカットオフ条件と波長1260nmにおけるLP21モードのカットオフ条件に囲まれた領域とした。さらに、使用波長帯において最も曲げ損失が大きくなる波長1260nmにおいてLP11モードの曲げ半径30mmにおける曲げ損失が0.1dB/m以下である条件を非特許文献9に記載の式により計算した。   Note that the LP11 mode, which is the second mode of propagation in the used wavelength band, and the LP21 mode, which is the third mode of propagation, do not propagate, and the LP11 mode cutoff condition at 1625 nm and the LP21 mode at 1260 nm. The region was surrounded by the mode cutoff conditions. Furthermore, the condition that the bending loss at a bending radius of 30 mm in the LP11 mode is 0.1 dB / m or less at a wavelength of 1260 nm at which the bending loss becomes the largest in the used wavelength band was calculated according to the formula described in Non-Patent Document 9.

図4より、使用波長帯においてモード数を2に制限し、伝搬モードがすべて所望の曲げ損失を満たすことができるΛとd/Λの組み合わせは実線と点線に囲まれたΛ<11.8μm、0.57<d/Λ<0.69の領域とすることで実現できる。なお、図4より、得られる最大のLP01モードの実効断面積は、Λ=11.8μm、d/Λ=0.66のときで波長1260nmにおいて111μmとなる。 From FIG. 4, the combination of Λ and d / Λ in which the number of modes is limited to 2 in the used wavelength band and the propagation modes can all satisfy the desired bending loss is Λ <11.8 μm surrounded by a solid line and a dotted line, This can be realized by setting the region 0.57 <d / Λ <0.69. From FIG. 4, the maximum effective cross-sectional area of the LP01 mode obtained is 111 μm 2 at a wavelength of 1260 nm when Λ = 11.8 μm and d / Λ = 0.66.

(実施形態4)
実施形態1と同様に、使用波長帯を980〜1625nm、曲げ損失を0.1dB/100turn以下、伝搬モード数が2となる設計範囲を図5に示す。塗りつぶされた部分が設計領域となる。
(Embodiment 4)
As in the first embodiment, FIG. 5 shows a design range in which the used wavelength band is 980 to 1625 nm, the bending loss is 0.1 dB / 100 turn or less, and the number of propagation modes is 2. The filled part becomes the design area.

なお、使用波長帯において2モード目の伝搬モードであるLP11モードが伝搬し、3つ目の伝搬モードであるLP21モードが伝搬しない条件として、波長1625nmにおけるLP11モードのカットオフ条件と波長980nmにおけるLP21モードのカットオフ条件に囲まれた領域とした。さらに、使用波長帯において最も曲げ損失が大きくなる波長980nmにおいてLP11モードの曲げ半径30mmにおける曲げ損失が0.1dB/m以下である条件を非特許文献9に記載の式により計算した。   Note that the LP11 mode, which is the second propagation mode, propagates in the used wavelength band, and the LP21 mode, which is the third propagation mode, does not propagate. The LP11 mode cutoff condition at a wavelength of 1625 nm and the LP21 mode at a wavelength of 980 nm. The region was surrounded by the mode cutoff conditions. Furthermore, a condition in which the bending loss at a bending radius of 30 mm in the LP11 mode is 0.1 dB / m or less at a wavelength of 980 nm where the bending loss becomes the largest in the used wavelength band was calculated according to the formula described in Non-Patent Document 9.

図5より、使用波長帯においてモード数を2に制限し、伝搬モードがすべて所望の曲げ損失を満たすことができるΛとd/Λの組み合わせは実線と点線に囲まれたΛ<10.0μm、0.57<d/Λ<0.68の領域とすることで実現できる。なお、図5より、得られる最大のLP01モードの実効断面積は、Λ=10.0μm、d/Λ=0.65のときで波長980nmにおいて77μmとなる。 From FIG. 5, the combination of Λ and d / Λ in which the number of modes is limited to 2 in the used wavelength band and the propagation modes can satisfy all desired bending losses is Λ <10.0 μm surrounded by a solid line and a dotted line, This can be realized by setting the region 0.57 <d / Λ <0.68. From FIG. 5, the effective area of the maximum LP01 mode obtained is 77 μm 2 at a wavelength of 980 nm when Λ = 10.0 μm and d / Λ = 0.65.

次に、実施形態5から実施形態8までは、伝搬モード数が4モード領域のフォトニック結晶ファイバの設計領域について説明する。   Next, in Embodiments 5 to 8, a design region of a photonic crystal fiber having a propagation mode number of 4 modes will be described.

(実施形態5)
使用波長帯を1530〜1625nm(C−Lバンド)、曲げ損失を0.1dB/100turn以下、伝搬モード数が4となる設計範囲を図6に示す。塗りつぶされた部分が設計領域となる。
(Embodiment 5)
FIG. 6 shows a design range in which the used wavelength band is 1530 to 1625 nm (CL band), the bending loss is 0.1 dB / 100 turn or less, and the number of propagation modes is 4. The filled part becomes the design area.

なお、使用波長帯において4モード目の伝搬モードであるLP02モードが伝搬し、5つ目の伝搬モードであるLP31モードが伝搬しない条件として、波長1625nmにおけるLP02モードのカットオフ条件と波長1530nmにおけるLP31モードのカットオフ条件に囲まれた領域とした。さらに、使用波長帯において最も曲げ損失が大きくなる波長1530nmにおいてLP02モードの曲げ半径30mmにおける曲げ損失が0.1dB/m以下である条件を非特許文献9に記載の式により計算した。   Note that the LP02 mode, which is the fourth mode of propagation, propagates in the wavelength band used, and the LP31 mode, which is the fifth mode of propagation, does not propagate. The LP02 mode cut-off condition at a wavelength of 1625 nm and the LP31 mode at a wavelength of 1530 nm. The region was surrounded by the mode cutoff conditions. Furthermore, the condition that the bending loss at a bending radius of 30 mm in the LP02 mode is 0.1 dB / m or less at a wavelength of 1530 nm at which the bending loss becomes the largest in the used wavelength band was calculated by the equation described in Non-Patent Document 9.

図6より、使用波長帯においてモード数を4に制限し、伝搬モードがすべて所望の曲げ損失を満たすことができるΛとd/Λの組み合わせは実線と点線に囲まれたΛ<13.9μm、0.73<d/Λ<0.80の領域とすることで実現できる。なお、図6より、得られる最大のLP01モードの実効断面積は、Λ=13.9μm、d/Λ=0.76のときで波長1530nmにおいて126μmとなる。 From FIG. 6, the combination of Λ and d / Λ in which the number of modes in the used wavelength band is limited to 4 and the propagation modes can all satisfy the desired bending loss is Λ <13.9 μm surrounded by a solid line and a dotted line, This can be realized by setting the region 0.73 <d / Λ <0.80. From FIG. 6, the effective area of the maximum LP01 mode obtained is 126 μm 2 at a wavelength of 1530 nm when Λ = 13.9 μm and d / Λ = 0.76.

(実施形態6)
実施形態5と同様に、使用波長帯を1460〜1625nm(S−Lバンド)、曲げ損失を0.1dB/100turn以下、伝搬モード数が4となる設計範囲を図7に示す。塗りつぶされた部分が設計領域となる。
(Embodiment 6)
As in the fifth embodiment, FIG. 7 shows a design range in which the used wavelength band is 1460 to 1625 nm (SL band), the bending loss is 0.1 dB / 100 turn or less, and the number of propagation modes is four. The filled part becomes the design area.

なお、使用波長帯において4モード目の伝搬モードであるLP02モードが伝搬し、5つ目の伝搬モードであるLP31モードが伝搬しない条件として、波長1625nmにおけるLP02モードのカットオフ条件と波長1460nmにおけるLP31モードのカットオフ条件に囲まれた領域とした。さらに、使用波長帯において最も曲げ損失が大きくなる波長1460nmにおいてLP02モードの曲げ半径30mmにおける曲げ損失が0.1dB/m以下である条件を非特許文献9に記載の式により計算した。   Note that the LP02 mode, which is the fourth mode of propagation, propagates in the wavelength band used, and the LP31 mode, which is the fifth mode of propagation, does not propagate. The LP02 mode cutoff condition at 1625 nm and the LP31 mode at 1460 nm are used as conditions. The region was surrounded by the mode cutoff conditions. Furthermore, the condition that the bending loss at a bending radius of 30 mm in the LP02 mode is 0.1 dB / m or less at a wavelength of 1460 nm where the bending loss becomes the largest in the used wavelength band was calculated according to the formula described in Non-Patent Document 9.

図7より、使用波長帯においてモード数を4に制限し、伝搬モードがすべて所望の曲げ損失を満たすことができるΛとd/Λの組み合わせは実線と点線に囲まれたΛ<13.5μm、0.73<d/Λ<0.80の領域とすることで実現できる。なお、図7より、得られる最大のLP01モードの実効断面積は、Λ=13.5μm、d/Λ=0.76のときで波長1460nmにおいて119μmとなる。 From FIG. 7, the number of modes is limited to 4 in the wavelength band to be used, and the combination of Λ and d / Λ in which all propagation modes can satisfy the desired bending loss is Λ <13.5 μm surrounded by a solid line and a dotted line, This can be realized by setting the region 0.73 <d / Λ <0.80. From FIG. 7, the effective area of the maximum LP01 mode obtained is 119 μm 2 at a wavelength of 1460 nm when Λ = 13.5 μm and d / Λ = 0.76.

(実施形態7)
実施形態5と同様に、使用波長帯を1260〜1625nm(O−Lバンド)、曲げ損失を0.1dB/100turn以下、伝搬モード数が4となる設計範囲を図8に示す。塗りつぶされた部分が設計領域となる。
(Embodiment 7)
Similarly to the fifth embodiment, FIG. 8 shows a design range in which the used wavelength band is 1260 to 1625 nm (OL band), the bending loss is 0.1 dB / 100 turn or less, and the number of propagation modes is 4. The filled part becomes the design area.

なお、使用波長帯において4モード目の伝搬モードであるLP02モードが伝搬し、5つ目の伝搬モードであるLP31モードが伝搬しない条件として、波長1625nmにおけるLP02モードのカットオフ条件と波長1260nmにおけるLP31モードのカットオフ条件に囲まれた領域とした。さらに、使用波長帯において最も曲げ損失が大きくなる波長1260nmにおいてLP02モードの曲げ半径30mmにおける曲げ損失が0.1dB/m以下である条件を非特許文献9に記載の式により計算した。   Note that the LP02 mode, which is the fourth mode of propagation, propagates in the used wavelength band, and the LP31 mode, which is the fifth mode of propagation, does not propagate, and the LP02 mode cutoff condition at 1625 nm and the LP31 mode at 1260 nm. The region was surrounded by the mode cutoff conditions. Furthermore, the condition that the bending loss at a bending radius of 30 mm in the LP02 mode is 0.1 dB / m or less at a wavelength of 1260 nm at which the bending loss becomes the largest in the used wavelength band was calculated according to the formula described in Non-Patent Document 9.

図8より、使用波長帯においてモード数を4に制限し、伝搬モードがすべて所望の曲げ損失を満たすことができるΛとd/Λの組み合わせは実線と点線に囲まれたΛ<12.3μm、0.73<d/Λ<0.80の領域とすることで実現できる。なお、図8より、得られる最大のLP01モードの実効断面積は、Λ=12.3μm、d/Λ=0.76のときで波長1260nmにおいて99μmとなる。 From FIG. 8, the number of modes is limited to 4 in the wavelength band used, and the combination of Λ and d / Λ that can satisfy all the desired bending loss in the propagation modes is Λ <12.3 μm surrounded by a solid line and a dotted line, This can be realized by setting the region 0.73 <d / Λ <0.80. From FIG. 8, the effective area of the maximum LP01 mode obtained is 99 μm 2 at a wavelength of 1260 nm when Λ = 12.3 μm and d / Λ = 0.76.

(実施形態8)
実施形態5と同様に、使用波長帯を980〜1625nm、曲げ損失を0.1dB/100turn以下、伝搬モード数が4となる設計範囲を図9に示す。塗りつぶされた部分が設計領域となる。
(Embodiment 8)
Similarly to the fifth embodiment, FIG. 9 shows a design range in which the used wavelength band is 980 to 1625 nm, the bending loss is 0.1 dB / 100 turn or less, and the number of propagation modes is 4. The filled part becomes the design area.

なお、使用波長帯において4モード目の伝搬モードであるLP02モードが伝搬し、5つ目の伝搬モードであるLP31モードが伝搬しない条件として、波長1625nmにおけるLP02モードのカットオフ条件と波長980nmにおけるLP31モードのカットオフ条件に囲まれた領域とした。さらに、使用波長帯において最も曲げ損失が大きくなる波長980nmにおいてLP02モードの曲げ半径30mmにおける曲げ損失が0.1dB/m以下である条件を非特許文献9に記載の式により計算した。   Note that the LP02 mode, which is the fourth mode of propagation, propagates in the wavelength band used and the LP31 mode, which is the fifth mode of propagation, does not propagate. The LP02 mode cutoff condition at a wavelength of 1625 nm and the LP31 mode at a wavelength of 980 nm. The region was surrounded by the mode cutoff conditions. Furthermore, the condition that the bending loss at the bending radius of 30 mm in the LP02 mode is 0.1 dB / m or less at a wavelength of 980 nm where the bending loss becomes the largest in the used wavelength band was calculated by the formula described in Non-Patent Document 9.

図9より、使用波長帯においてモード数を4に制限し、伝搬モードがすべて所望の曲げ損失を満たすことができるΛとd/Λの組み合わせは実線と点線に囲まれたΛ<10.5μm、0.73<d/Λ<0.78の領域とすることで実現できる。なお、図9より、得られる最大のLP01モードの実効断面積は、Λ=10.5μm、d/Λ=0.76のときで波長980nmにおいて72μmとなる。 From FIG. 9, the number of modes is limited to 4 in the wavelength band used, and the combination of Λ and d / Λ in which all propagation modes can satisfy the desired bending loss is Λ <10.5 μm surrounded by a solid line and a dotted line, This can be realized by setting the region 0.73 <d / Λ <0.78. From FIG. 9, the effective area of the maximum LP01 mode obtained is 72 μm 2 at a wavelength of 980 nm when Λ = 10.5 μm and d / Λ = 0.76.

次に、実施形態9から実施形態12までは、伝搬モード数が6モード領域のフォトニック結晶ファイバの設計領域について説明する。   Next, in the ninth to twelfth embodiments, a design region of a photonic crystal fiber having a propagation mode number of six modes will be described.

(実施形態9)
使用波長帯を1530〜1625nm(C−Lバンド)、曲げ損失を0.1dB/100turn以下、伝搬モード数が6となる設計範囲を図10に示す。塗りつぶされた部分が設計領域となる。
(Embodiment 9)
FIG. 10 shows a design range in which the used wavelength band is 1530 to 1625 nm (CL band), the bending loss is 0.1 dB / 100 turn or less, and the number of propagation modes is 6. The filled part becomes the design area.

なお、使用波長帯において6モード目の伝搬モードであるLP12モードが伝搬し、7つ目の伝搬モードであるLP41モードが伝搬しない条件として、波長1625nmにおけるLP12モードのカットオフ条件と波長1530nmにおけるLP41モードのカットオフ条件に囲まれた領域とした。さらに、使用波長帯において最も曲げ損失が大きくなる波長1530nmにおいてLP12モードの曲げ半径30mmにおける曲げ損失が0.1dB/m以下である条件を非特許文献9に記載の式により計算した。   Note that the LP12 mode, which is the sixth mode of propagation, propagates in the used wavelength band, and the LP41 mode, which is the seventh mode of propagation, does not propagate. The LP12 mode cut-off condition at the wavelength 1625 nm and the LP41 mode at the wavelength 1530 nm. The region was surrounded by the mode cutoff conditions. Furthermore, the condition in which the bending loss at the bending radius of 30 mm in the LP12 mode is 0.1 dB / m or less at a wavelength of 1530 nm where the bending loss becomes the largest in the used wavelength band was calculated by the equation described in Non-Patent Document 9.

図10より、使用波長帯においてモード数を6に制限し、伝搬モードがすべて所望の曲げ損失を満たすことができるΛとd/Λの組み合わせは実線と点線に囲まれたΛ<13.8μm、0.82<d/Λ<0.88の領域とすることで実現できる。なお、図10より、得られる最大のLP01モードの実効断面積は、Λ=13.8μm、d/Λ=0.83のときで波長1530nmにおいて112μmとなる。 From FIG. 10, the number of modes in the used wavelength band is limited to 6, and the combination of Λ and d / Λ that can satisfy all the desired bending loss is Λ <13.8 μm surrounded by a solid line and a dotted line, This can be realized by setting the region 0.82 <d / Λ <0.88. From FIG. 10, the maximum effective cross-sectional area of the LP01 mode obtained is 112 μm 2 at a wavelength of 1530 nm when Λ = 13.8 μm and d / Λ = 0.83 .

(実施形態10)
実施形態9と同様に、使用波長帯を1460〜1625nm(S−Lバンド)、曲げ損失を0.1dB/100turn以下、伝搬モード数が6となる設計範囲を図11に示す。塗りつぶされた部分が設計領域となる。
(Embodiment 10)
As in the ninth embodiment, FIG. 11 shows a design range in which the used wavelength band is 1460 to 1625 nm (SL band), the bending loss is 0.1 dB / 100 turn or less, and the number of propagation modes is six. The filled part becomes the design area.

なお、使用波長帯において6モード目の伝搬モードであるLP12モードが伝搬し、7つ目の伝搬モードであるLP41モードが伝搬しない条件として、波長1625nmにおけるLP12モードのカットオフ条件と波長1460nmにおけるLP41モードのカットオフ条件に囲まれた領域とした。さらに、使用波長帯において最も曲げ損失が大きくなる波長1460nmにおいてLP12モードの曲げ半径30mmにおける曲げ損失が0.1dB/m以下である条件を非特許文献9に記載の式により計算した。   Note that the LP12 mode, which is the sixth mode of propagation, propagates in the wavelength band used, and the LP41 mode, which is the seventh mode of propagation, does not propagate. The LP12 mode cutoff condition at 1625 nm and the LP41 mode at wavelength 1460 nm The region was surrounded by the mode cutoff conditions. Furthermore, the condition in which the bending loss at the bending radius of 30 mm in the LP12 mode is 0.1 dB / m or less at the wavelength of 1460 nm where the bending loss becomes the largest in the used wavelength band was calculated by the formula described in Non-Patent Document 9.

図11より、使用波長帯においてモード数を6に制限し、伝搬モードがすべて所望の曲げ損失を満たすことができるΛとd/Λの組み合わせは実線と点線に囲まれたΛ<13.3μm、0.82<d/Λ<0.88の領域とすることで実現できる。なお、図11より、得られる最大のLP01モードの実効断面積は、Λ=13.3μm、d/Λ=0.83のときで波長1460nmにおいて104μmとなる。 From FIG. 11, the number of modes is limited to 6 in the wavelength band used, and the combination of Λ and d / Λ that can satisfy all the desired bending loss is Λ <13.3 μm surrounded by a solid line and a dotted line, This can be realized by setting the region 0.82 <d / Λ <0.88. From FIG. 11, the effective area of the maximum LP01 mode obtained is 104 μm 2 at a wavelength of 1460 nm when Λ = 13.3 μm and d / Λ = 0.83.

(実施形態11)
実施形態9と同様に、使用波長帯を1260〜1625nm(O−Lバンド)、曲げ損失を0.1dB/100turn以下、伝搬モード数が6となる設計範囲を図12に示す。塗りつぶされた部分が設計領域となる。
(Embodiment 11)
As in the ninth embodiment, FIG. 12 shows a design range in which the used wavelength band is 1260 to 1625 nm (OL band), the bending loss is 0.1 dB / 100 turn or less, and the number of propagation modes is 6. The filled part becomes the design area.

なお、使用波長帯において6モード目の伝搬モードであるLP12モードが伝搬し、7つ目の伝搬モードであるLP41モードが伝搬しない条件として、波長1625nmにおけるLP12モードのカットオフ条件と波長1260nmにおけるLP41モードのカットオフ条件に囲まれた領域とした。さらに、使用波長帯において最も曲げ損失が大きくなる波長1260nmにおいてLP12モードの曲げ半径30mmにおける曲げ損失が0.1dB/m以下である条件を非特許文献9に記載の式により計算した。   Note that the LP12 mode, which is the sixth mode of propagation, propagates in the wavelength band used, and the LP41 mode, which is the seventh mode of propagation, does not propagate. The LP12 mode cutoff condition at the wavelength 1625 nm and the LP41 mode at the wavelength 1260 nm. The region was surrounded by the mode cutoff conditions. Furthermore, the condition that the bending loss at a bending radius of 30 mm in the LP12 mode is 0.1 dB / m or less at a wavelength of 1260 nm at which the bending loss becomes the largest in the used wavelength band was calculated according to the formula described in Non-Patent Document 9.

図12より、使用波長帯においてモード数を6に制限し、伝搬モードがすべて所望の曲げ損失を満たすことができるΛとd/Λの組み合わせは実線と点線に囲まれたΛ<12.1μm、0.82<d/Λ<0.87の領域とすることで実現できる。なお、図12より、得られる最大のLP01モードの実効断面積は、Λ=12.1μm、d/Λ=0.83のときで波長1260nmにおいて86μmとなる。 From FIG. 12, the number of modes in the used wavelength band is limited to 6, and the combination of Λ and d / Λ that can satisfy all the desired bending losses in the propagation modes is Λ <12.1 μm surrounded by a solid line and a dotted line, This can be realized by setting the region 0.82 <d / Λ <0.87. From FIG. 12, the maximum effective area of the LP01 mode obtained is 86 μm 2 at a wavelength of 1260 nm when Λ = 12.1 μm and d / Λ = 0.83.

(実施形態12)
実施形態9と同様に、使用波長帯を980〜1625nm、曲げ損失を0.1dB/100turn以下、伝搬モード数が6となる設計範囲を図13に示す。塗りつぶされた部分が設計領域となる。
Embodiment 12
Similarly to the ninth embodiment, FIG. 13 shows a design range in which the used wavelength band is 980 to 1625 nm, the bending loss is 0.1 dB / 100 turn or less, and the number of propagation modes is six. The filled part becomes the design area.

なお、使用波長帯において6モード目の伝搬モードであるLP12モードが伝搬し、7つ目の伝搬モードであるLP41モードが伝搬しない条件として、波長1625nmにおけるLP12モードのカットオフ条件と波長980nmにおけるLP41モードのカットオフ条件に囲まれた領域とした。さらに、使用波長帯において最も曲げ損失が大きくなる波長980nmにおいてLP12モードの曲げ半径30mmにおける曲げ損失が0.1dB/m以下である条件を非特許文献9に記載の式により計算した。   Note that the LP12 mode, which is the sixth mode of propagation, propagates in the wavelength band used and the LP41 mode, which is the seventh mode of propagation, does not propagate. The LP12 mode cutoff condition at a wavelength of 1625 nm and the LP41 mode at a wavelength of 980 nm The region was surrounded by the mode cutoff conditions. Furthermore, the condition in which the bending loss at the bending radius of 30 mm in the LP12 mode is 0.1 dB / m or less at a wavelength of 980 nm where the bending loss becomes the largest in the used wavelength band was calculated by the formula described in Non-Patent Document 9.

図13より、使用波長帯においてモード数を6に制限し、伝搬モードがすべて所望の曲げ損失を満たすことができるdとd/Λの組み合わせは実線と点線に囲まれたΛ<10.2μm、0.82<d/Λ<0.86の領域とすることで実現できる。なお、図13より、得られる最大のLP01モードの実効断面積は、Λ=10.2μm、d/Λ=0.82のときで波長980nmにおいて61μmとなる。 From FIG. 13, the number of modes is limited to 6 in the wavelength band used, and the combination of d and d / Λ that can satisfy all the desired bending loss is Λ <10.2 μm surrounded by the solid line and the dotted line. This can be realized by setting the region 0.82 <d / Λ <0.86. From FIG. 13, the effective area of the maximum LP01 mode obtained is 61 μm 2 at a wavelength of 980 nm when Λ = 10.2 μm and d / Λ = 0.82.

本発明は、ファイバ中の高次モードを利用することにより、光ファイバ伝送の大容量化・長距離化を実現することができる。   The present invention can realize a large capacity and long distance of optical fiber transmission by utilizing a higher-order mode in the fiber.

11:石英ガラス
12:空孔
11: Quartz glass 12: Hole

Claims (12)

石英ガラスで形成されたファイバの断面内に複数の空孔を有することによって等価的にステップ型の屈折率分布が形成されている光ファイバであって、
使用波長帯1530nm以上1625nm以下に対し、
前記空孔の直径d、前記空孔の間隔ΛについてΛ13.6μm、d/Λ=0.66であり、伝搬モード数が2であることを特徴とする光ファイバ。
An optical fiber in which a step-type refractive index profile is equivalently formed by having a plurality of holes in a cross section of a fiber made of quartz glass ,
For the wavelength range of 1530 nm to 1625 nm,
The diameter d of the holes, the holes of the spacing lambda lambda = 13.6 .mu.m, a d / lambda = 0.66, optical fibers, wherein the number of propagation modes is two.
石英ガラスで形成されたファイバの断面内に複数の空孔を有することによって等価的にステップ型の屈折率分布が形成されている光ファイバであって、
使用波長帯1460nm以上1625nm以下に対し、
前記空孔の直径d、前記空孔の間隔ΛについてΛ13.0μm、d/Λ=0.66であり、伝搬モード数が2であることを特徴とする光ファイバ。
An optical fiber in which a step-type refractive index profile is equivalently formed by having a plurality of holes in a cross section of a fiber made of quartz glass ,
For the wavelength range of 1460 nm to 1625 nm,
The diameter d of the holes, the holes of the spacing lambda lambda = 13.0, a d / lambda = 0.66, optical fibers, wherein the number of propagation modes is two.
石英ガラスで形成されたファイバの断面内に複数の空孔を有することによって等価的にステップ型の屈折率分布が形成されている光ファイバであって、
使用波長帯1260nm以上1625nm以下に対し、
前記空孔の直径d、前記空孔の間隔ΛについてΛ11.8μm、d/Λ=0.66であり、伝搬モード数が2であることを特徴とする光ファイバ。
An optical fiber in which a step-type refractive index profile is equivalently formed by having a plurality of holes in a cross section of a fiber made of quartz glass ,
For the wavelength range of 1260 nm to 1625 nm,
The diameter d of the holes, the holes of the spacing lambda lambda = 11.8, a d / lambda = 0.66, optical fibers, wherein the number of propagation modes is two.
石英ガラスで形成されたファイバの断面内に複数の空孔を有することによって等価的にステップ型の屈折率分布が形成されている光ファイバであって、
使用波長帯980nm以上1625nm以下に対し、
前記空孔の直径d、前記空孔の間隔ΛについてΛ10.0μm、d/Λ=0.65であり、伝搬モード数が2であることを特徴とする光ファイバ。
An optical fiber in which a step-type refractive index profile is equivalently formed by having a plurality of holes in a cross section of a fiber made of quartz glass ,
For the operating wavelength band of 980 nm to 1625 nm,
An optical fiber characterized in that the diameter d of the holes and the interval Λ of the holes are Λ = 10.0 μm , d 1 /Λ=0.65 , and the number of propagation modes is two.
石英ガラスで形成されたファイバの断面内に複数の空孔を有することによって等価的にステップ型の屈折率分布が形成されている光ファイバであって、
使用波長帯1530nm以上1625nm以下に対し、
前記空孔の直径d、前記空孔の間隔ΛについてΛ13.9μm、d/Λ=0.76であり、伝搬モード数が4であることを特徴とする光ファイバ。
An optical fiber in which a step-type refractive index profile is equivalently formed by having a plurality of holes in a cross section of a fiber made of quartz glass ,
For the wavelength range of 1530 nm to 1625 nm,
The diameter d of the holes, the holes of the spacing lambda for Λ = 13.9μm, a d / lambda = 0.76, optical fibers, wherein the number of propagation modes is four.
石英ガラスで形成されたファイバの断面内に複数の空孔を有することによって等価的にステップ型の屈折率分布が形成されている光ファイバであって、
使用波長帯1460nm以上1625nm以下に対し、
前記空孔の直径d、前記空孔の間隔ΛについてΛ13.5μm、d/Λ=0.76であり、伝搬モード数が4であることを特徴とする光ファイバ。
An optical fiber in which a step-type refractive index profile is equivalently formed by having a plurality of holes in a cross section of a fiber made of quartz glass ,
For the wavelength range of 1460 nm to 1625 nm,
The diameter d of the holes, the holes of the spacing lambda for lambda = 13.5 .mu.m, a d / lambda = 0.76, optical fibers, wherein the number of propagation modes is four.
石英ガラスで形成されたファイバの断面内に複数の空孔を有することによって等価的にステップ型の屈折率分布が形成されている光ファイバであって、
使用波長帯1260nm以上1625nm以下に対し、
前記空孔の直径d、前記空孔の間隔ΛについてΛ12.3μm、d/Λ=0.76であり、伝搬モード数が4であることを特徴とする光ファイバ。
An optical fiber in which a step-type refractive index profile is equivalently formed by having a plurality of holes in a cross section of a fiber made of quartz glass ,
For the wavelength range of 1260 nm to 1625 nm,
The diameter d of the holes, the holes of the spacing lambda for Λ = 12.3μm, a d / lambda = 0.76, optical fibers, wherein the number of propagation modes is four.
石英ガラスで形成されたファイバの断面内に複数の空孔を有することによって等価的にステップ型の屈折率分布が形成されている光ファイバであって、
使用波長帯980nm以上1625nm以下に対し、
前記空孔の直径d、前記空孔の間隔ΛについてΛ10.5μm、d/Λ=0.76であり、伝搬モード数が4であることを特徴とする光ファイバ。
An optical fiber in which a step-type refractive index profile is equivalently formed by having a plurality of holes in a cross section of a fiber made of quartz glass ,
For the operating wavelength band of 980 nm to 1625 nm,
The diameter d of the holes, the holes of the spacing lambda for lambda = 10.5 [mu] m, a d / lambda = 0.76, optical fibers, wherein the number of propagation modes is four.
石英ガラスで形成されたファイバの断面内に複数の空孔を有することによって等価的にステップ型の屈折率分布が形成されている光ファイバであって、
使用波長帯1530nm以上1625nm以下に対し、
前記空孔の直径d、前記空孔の間隔ΛについてΛ13.8μm、d/Λ=0.83であり、伝搬モード数が6であることを特徴とする光ファイバ。
An optical fiber in which a step-type refractive index profile is equivalently formed by having a plurality of holes in a cross section of a fiber made of quartz glass ,
For the wavelength range of 1530 nm to 1625 nm,
The diameter d of the holes, the holes of the spacing lambda for Λ = 13.8μm, a d / lambda = 0.83, optical fibers, wherein the number of propagation modes is six.
石英ガラスで形成されたファイバの断面内に複数の空孔を有することによって等価的にステップ型の屈折率分布が形成されている光ファイバであって、
使用波長帯1460nm以上1625nm以下に対し、
前記空孔の直径d、前記空孔の間隔ΛについてΛ13.3μm、d/Λ=0.83であり、伝搬モード数が6であることを特徴とする光ファイバ。
An optical fiber in which a step-type refractive index profile is equivalently formed by having a plurality of holes in a cross section of a fiber made of quartz glass ,
For the wavelength range of 1460 nm to 1625 nm,
The diameter d of the holes, the holes of the spacing lambda for lambda = 13.3, a d / lambda = 0.83, optical fibers, wherein the number of propagation modes is six.
石英ガラスで形成されたファイバの断面内に複数の空孔を有することによって等価的にステップ型の屈折率分布が形成されている光ファイバであって、
使用波長帯1260nm以上1625nm以下に対し、
前記空孔の直径d、前記空孔の間隔ΛについてΛ12.1μm、d/Λ=0.83であり、伝搬モード数が6であることを特徴とする光ファイバ。
An optical fiber in which a step-type refractive index profile is equivalently formed by having a plurality of holes in a cross section of a fiber made of quartz glass ,
For the wavelength range of 1260 nm to 1625 nm,
The diameter d of the holes, the holes of the spacing lambda for Λ = 12.1μm, a d / lambda = 0.83, optical fibers, wherein the number of propagation modes is six.
石英ガラスで形成されたファイバの断面内に複数の空孔を有することによって等価的にステップ型の屈折率分布が形成されている光ファイバであって、
使用波長帯980nm以上1625nm以下に対し、
前記空孔の直径d、前記空孔の間隔ΛについてΛ10.2μm、d/Λ=0.82であり、伝搬モード数が6であることを特徴とする光ファイバ。
An optical fiber in which a step-type refractive index profile is equivalently formed by having a plurality of holes in a cross section of a fiber made of quartz glass ,
For the operating wavelength band of 980 nm to 1625 nm,
The diameter d of the holes, the holes of the spacing lambda for lambda = 10.2 .mu.m, a d / lambda = 0.82, optical fibers, wherein the number of propagation modes is six.
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