マルチモード (MM) ファイバーとは

さまざまな用途

また、マルチモードファイバーは、過酷な環境への耐性が高く、短距離で大容量のデータを伝送できることから、産業用やメディカル用の通信用途にもよく使われています。 たとえば、原子力発電所や高エネルギー粒子加速器システムなど、従来の通信システムが有効に機能しないような高温/高放射線環境でも、マルチモードファイバーを使用することができます。

さらに、マルチモードファイバーは航空宇宙産業や防衛産業でも使用されており、機密情報やデータの伝送に安全で信頼性の高い手段を提供します。 たとえば、マルチモードファイバーは、軍事通信ネットワークで、安全な音声通信やデータ通信の伝送に使用されることがあります。

メディカル分野では、内視鏡検査や腹腔鏡検査など、体の内部から外部へ光や画像を伝送するために、メディカル用マルチモードファイバーがさまざまな用途で使用されています。 また、CT（Computed Tomography）スキャナーのようなメディカルイメージング装置にも採用されており、画像センサーから処理装置へのデータ伝送に使用されています。

より大きなコアでより大きな出力を処理

出力ハンドリングは、マルチモードファイバーの重要な特性であり、ファイバーに損傷を与えず、信号品質を劣化させることなく、ファイバーを通して伝送できる光出力の量を決定するものです。 マルチモードファイバーの出力処理能力は、コア径、開口数（NA）、ファイバーに使用される材料の特性など、いくつかの要素によって決定されます。

一般にマルチモードファイバーは、シングルモードファイバーに比べてコア径が大きく、NAが高いため、高い出力ハンドリング能力を備えています。マルチモードファイバーのコア径が大きいと、光出力をより広い範囲に分散させることができるため、一箇所に集中する出力が少なくなり、ファイバーが破損する危険性が少なくなります。 また、NAが高いということは、マルチモードファイバーがより多くの光を取り込み、導くことができるということであり、ファイバーを傷めることなく、より高いレベルの光出力を伝送することが可能になります。

マルチモード特殊光ファイバー

光ファイバーには、情報を伝達するためのパッシブファイバーのほか、さまざまな種類があり、これらを総称して特殊光ファイバーと呼んでいます。 これらのファイバーは、レーザシステムコンポーネント、レーザビーム伝送、材料加工、外科、分光学、LiDAR、天文学などの幅広いアプリケーションに対応しています。 その多くは、マルチモードとシングルモードの両方で生産されています。 パッシブファイバーとアクティブファイバーがあり、アクティブファイバーは希土類金属イオンレーザをドープしたファイバーで、光を発生/増幅させます。

金属の切断や溶接などの高出力用途では、ファイバーレーザから切断/溶接ヘッドに電力を供給するために、特殊な光ファイバーが使われることがあります。 このレーザビーム伝送用ファイバーは、数キロワットまでの出力に対応し、早期の黒ずみやその他の出力に関連する劣化がないように設計されています。 Coherent NuMKWファイバーは、このクラスのファイバーの代表的な例です。

実用上の注意点

マルチモードファイバーは、その多くの利点の一方で、特定の通信アプリケーションに選択する際に考慮しなければならないいくつかの制限もあります。 たとえば、マルチモードファイバーは、光のモードがファイバー内を異なる速度で移動することにより、信号が時間的に広がって歪む「モード分散」が発生します。 その結果、特に長距離の場合、信号の損失や劣化が大きくなることがあります。

また、マルチモードファイバーの出力処理能力は、ファイバーの曲がりやその他の機械的ストレスの存在によって影響を受ける可能性があることに留意する必要があります。 屈曲などの機械的ストレスは、マイクロベンドの損失を引き起こし、信号の重大な損失や劣化を引き起こす可能性があります。 マイクロベンド損失の影響を最小限に抑えるため、マルチモードファイバーは通常、ファイバーの損傷を防ぎ、出力処理能力を維持するために、保護チューブなどの保護カバーに設置されます。

概要

マルチモードファイバーは、コストパフォーマンスの高さ、汎用性の高さ、使い勝手の良さ、高出力への対応などから、さまざまな用途で利用されています。 多くの場合、マルチモードファイバーの使用は、性能、コスト、信頼性の優れたバランスを実現し、幅広い用途に最適な選択肢となります。