[发明专利]多芯光纤和光传输方法

说明书

本发明的目的在于提供以现有的单模光纤的包层直径的标准125±1μm具有四个芯且能够应对数千km级的传输的多芯光纤、该多芯光纤的设计方法和利用该多芯光纤的光传输方法。本发明的多芯光纤在各芯的周围配置折射率不同的两阶段的包层，使芯半径a1、包围各芯的周围的第一包层区域的半径a2、第一包层区域相对于芯的相对折射率Δ1、以及包含四个芯和第一包层区域的第二包层区域相对于芯的相对折射率Δ2为规定的范围。

技术领域

本发明涉及具有多个芯的多芯光纤、该多芯光纤的设计方法和利用该多芯光纤的光传输方法。

背景技术

正在积极地研究具有多个芯区域的多芯光纤(MCF)以通过使用空分复用技术来显著地扩大传输容量。特别是已知在使用空分复用的光传输通道中能够降低消耗电力，期待MCF在以海底通信系统为代表的长距离光通信系统中的有效利用，在非专利文献1中使用MCF在10000km级的传输实验中成功。在此，在MCF中需要防止由芯间的串扰(XT)引起的传输特性的劣化。为了降低XT，除了需要进行MCF中的芯参数的设计以外，还需要适当地设定芯间的距离，在非专利文献2中报道了使芯间的XT在10000km为-30dB以下的XT非常低的MCF。

在此，包括非专利文献1、2的多个报告中所示的MCF为了降低XT而设定足够宽的芯间隔，因此包层直径为150～230μm，与以往的光纤相比变大。但是，从一个光纤母材制造的光纤的长度与包层直径的平方成反比地变短，因此包层直径的扩大使光纤的生产性显著劣化。此外，由于现有的光纤部件等是根据以往125μm的包层直径设计的，所以为了有效利用扩大了包层直径的MCF，需要重新设计周边部件，在实用化上需要进行大量的研究开发。

因此，近年来，开发了具有与以往同等的125μm的包层直径的MCF。包层直径为标准的125μm，由此能够将光纤的批量生产性维持在与以往同等以上，并且能够有效利用标准的连接部件、光缆等现有的周边物品。此外，MCF的各芯具有与现有的光纤同等的光学特性，由此能够确保与现有的光接口的互换性，因此能够从现有的设备容易升级为MCF。

在非专利文献3、4中报道了在100km具有-30dB以下的XT，并且光学特性与现有的单模光纤(SMF)同等的具有四个芯的MCF。按照非专利文献3，在使用同种的芯结构的情况下能够配置四个芯，此外，按照非专利文献5，示出了通过使用多个芯结构能够配置五个芯。另外，在非专利文献6中研究了具有与面向海底的低损耗光纤同等特性的MCF，示出了能够以125μm的包层直径配置2芯。

现有技术文献

非专利文献1：H.Takahashi et al.,“First Demonstration of MC-EDFA-Repeatered SDM Transmission of 40x 128-Gbit/s PDM-QPSK Signals per Core over6,160-km 7-core MCF,”ECOC2012,Th3C3,Sep.2012.

非专利文献2：T.Hayashi et al.,“Design and fabrication of ultra-lowcrosstalk and low-loss multi-core fiber,”Opt.Express,vol.19,pp.16576-16592,Aug.2011.

非专利文献3：T.Matsui et al.,“Design of multi-core fiber in 125μmcladding diameter with full compliance to conventional SMF,”ECOC2015,We.1.4.5,Sep.2015.

非专利文献4：T.Matsui et al.,“118.5Tbit/s Transmission over 316km-LongMulti-Core Fiber with Standard Cladding Diameter”OECC2017,PDP2,Aug.2017.