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公開番号2025080419
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-26
出願番号2023193541
出願日2023-11-14
発明の名称階段型数モードファイバ及び光伝送システム
出願人日本電信電話株式会社,国立大学法人北海道大学
代理人個人,個人
主分類G02B 6/036 20060101AFI20250519BHJP(光学)
要約【課題】モード間遅延差(DMD)と伝搬損失を同時に低減しつつ、さらに、モード間損失差(DMA)を低減することが可能な、階段型数モードファイバ及び光伝送システムを提供する。
【解決手段】階段型数モードファイバは、内側コアと、内側コアより屈折率が低く内側コアを囲む、石英ガラスにより構成される外側コアと、外側コアより屈折率が低く、全ての外側コアを囲むクラッドと、を備える。ここで、使用波長において2モード以上を伝搬し、かつ、モード間の損失係数差が0.005dB/km未満である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
内側コアと、
前記内側コアより屈折率が低く前記内側コアを囲む、石英ガラスにより構成される外側コアと、
前記外側コアより屈折率が低く、全ての前記外側コアを囲むクラッドと、
を備え、
使用波長において２モード以上を伝搬し、かつ、モード間の損失係数差が０．００５ｄＢ／ｋｍ未満である、階段型数モードファイバ。
続きを表示（約 720 文字）【請求項２】
波長１５５０ｎｍにおける基本モードＬＰ
０１
のモードフィールド径が９．５～１５μｍであり、モード間の損失係数差が０．００３ｄＢ／ｋｍ以下である、請求項１に記載の階段型数モードファイバ。
【請求項３】
前記内側コアは、ゲルマニウムが添加された石英ガラスで構成される、請求項１に記載の階段型数モードファイバ。
【請求項４】
前記クラッドは、フッ素が添加された石英ガラスで構成される、請求項１に記載の階段型数モードファイバ。
【請求項５】
前記クラッドの径が１２６μｍ以下である、請求項１に記載の階段型数モードファイバ。
【請求項６】
複数の前記内側コアと、前記内側コアと同数の複数の前記外側コアを備え、
前記クラッドは複数の前記外側コアを囲む、請求項１に記載の階段型数モードファイバ。
【請求項７】
請求項１～６のいずれか一項に記載の階段型数モードファイバと、
信号光を生成する送信機と、
前記信号光を、前記階段型数モードファイバを伝搬する光波モードに変換するモード合波器と、
前記階段型数モードファイバの一端側に配置され、前記光波モードを含む入力光を前記内側コア及び前記外側コアに入力する光結合部と、
前記階段型数モードファイバの他端側に配置され、前記内側コア及び前記外側コアからの出力光を抽出する光抽出部と、
前記出力光から前記光波モードを分離して前記信号光を取り出すモード分離器と、
前記モード分離器からの前記信号光を受信する受信機と、
を備える光伝送システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、階段型数モードファイバ及び光伝送システムに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
空間多重度の向上に有効な数モード光ファイバ（ＦＭＦ）の長距離化には、モード間遅延差（ＤＭＤ）と伝搬損失を低減することが重要となる。非特許文献１には、屈折率分布を単純な段差構造とすることで純石英ガラスとの親和性を高め、ＤＭＤと伝搬損失を同時に低減することを目的とした階段型純石英コアＦＭＦが開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
T. Iwaya et al., “Design of three-mode, dual-step index pure silica core fiber with low differential mode delay and low loss characteristics,” Next-Generation Optical Communication: Components, Sub-Systems, and Systems XII. Vol. 12429. SPIE (2023).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、非特許文献１に開示された階段型純石英コアＦＭＦによれば、モード間損失差（ＤＭＡ）が大きくなるという課題がある。
【０００５】
本開示は、上記課題に鑑みてなされたものである。その目的とするところは、モード間遅延差（ＤＭＤ）と伝搬損失を同時に低減しつつ、さらに、モード間損失差（ＤＭＡ）を低減することが可能な、階段型数モードファイバ及び光伝送システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本開示の一態様に係る階段型数モードファイバは、内側コアと、内側コアより屈折率が低く内側コアを囲む、石英ガラスにより構成される外側コアと、外側コアより屈折率が低く、全ての外側コアを囲むクラッドと、を備える。ここで、使用波長において２モード以上を伝搬し、かつ、モード間の損失係数差が０．００５ｄＢ／ｋｍ未満である。
【０００７】
また、本開示の一態様に係る光伝送システムは、本開示の階段型数モードファイバと、信号光を生成する送信機と、信号光を、階段型数モードファイバを伝搬する光波モードに変換するモード合波器と、階段型数モードファイバの一端側に配置され、光波モードを含む入力光を内側コア及び外側コアに入力する光結合部と、階段型数モードファイバの他端側に配置され、内側コア及び外側コアからの出力光を抽出する光抽出部と、出力光から光波モードを分離して信号光を取り出すモード分離器と、モード分離器からの信号光を受信する受信機と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、モード間遅延差（ＤＭＤ）と伝搬損失を同時に低減しつつ、さらに、モード間損失差（ＤＭＡ）を低減することが可能な、階段型数モードファイバ及び光伝送システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示の実施形態に係る階段型数モードファイバの構造を示す断面図である。
本開示の実施形態に係る階段型数モードファイバにおける屈折率分布の一例を示す図である。
外側純石英コア及び内側純石英コアにおける、モード間損失差のコア構造依存性を示す図である。
モード間損失差の境界曲線における半径比に関する係数のモードフィールド径への依存性を示す図である。
外側純石英コアのレイリー散乱損失が内側純石英コアのレイリー散乱損失以下となる領域を示す図である。
図５の領域の境界曲線における半径比に関する係数のモードフィールド径への依存性を示す図である。
本開示の実施形態に係る階段型数モードファイバの変形例を示す断面図である。
本開示の実施形態に係る階段型数モードファイバを用いた光伝送システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、図面を参照して、本開示の実施の形態を詳細に説明する。説明において、同一のものには同一符号を付して重複説明を省略する。
（【００１１】以降は省略されています）

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