JP2001033647A - 分散シフト光ファイバ - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 実質的にシングルモードであり、かつ曲げ損
失が１００ｄＢ／ｍ以下であるという条件を満足し、か
つ十分にＡｅｆｆの拡大と分散スロープの低減を図るこ
とができる分散シフト光ファイバを提供する。 【解決手段】 ２重Ｏリング型の屈折率分布形状を有す
る分散シフト光ファイバにおいて、１４９０〜１６１０
ｎｍから選択される使用波長帯において、Ａｅｆｆが４
５〜１２０μｍ2、分散スロープが０．０３〜０．１０
ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2、曲げ損失が１００ｄＢ／ｍ以下、
波長分散値の絶対値が０．５〜８ｐｓ／ｋｍ／ｎｍであ
り、かつ実質的にシングルモード伝搬となるカットオフ
波長を有するものを構成する。
失が１００ｄＢ／ｍ以下であるという条件を満足し、か
つ十分にＡｅｆｆの拡大と分散スロープの低減を図るこ
とができる分散シフト光ファイバを提供する。 【解決手段】 ２重Ｏリング型の屈折率分布形状を有す
る分散シフト光ファイバにおいて、１４９０〜１６１０
ｎｍから選択される使用波長帯において、Ａｅｆｆが４
５〜１２０μｍ2、分散スロープが０．０３〜０．１０
ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2、曲げ損失が１００ｄＢ／ｍ以下、
波長分散値の絶対値が０．５〜８ｐｓ／ｋｍ／ｎｍであ
り、かつ実質的にシングルモード伝搬となるカットオフ
波長を有するものを構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は分散シフト光ファイ
バに関し、大きな有効コア断面積を有し、かつ小さい分
散スロープを有するものである。
バに関し、大きな有効コア断面積を有し、かつ小さい分
散スロープを有するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、光ファイバ増幅器を用いた光増幅
中継伝送システムなどの長距離システムにおいては、非
線形光学効果を低減することが重要である。非線形光学
効果は非線形定数でほぼ決定される。非線形定数はｎ２
／Ａｅｆｆで示される。ここで、ｎ２は非線形屈折率、
Ａｅｆｆは有効コア断面積である。ｎ２は材料によりほ
ぼ一定の値であるため、Ａｅｆｆを拡大することは非線
形光学効果を低減するのに効果的な手法である。一方、
大容量伝送が可能な波長多重伝送システムにおいては、
分散スロープの低減の要求が高まっている。分散スロー
プとは、波長分散値の波長依存性を示すもので、横軸に
波長（ｎｍ）、縦軸の波長分散値（ｐｓ／ｋｍ・ｎｍ）
をとって分散値をプロットした際の曲線の勾配である。
波長多重伝送システムにおいて、伝送路（光ファイバ）
の分散スロープが大きいと、各波長間の波長分散値の差
が大きくなり、伝送状態がばらつくため、全体の伝送特
性が劣化する。また、光通信システムの伝送路として
は、実質的にシングルモードであることや、曲げ損失を
１００ｄＢ／ｍ以下に保つことが最低限の条件として要
求されている。
中継伝送システムなどの長距離システムにおいては、非
線形光学効果を低減することが重要である。非線形光学
効果は非線形定数でほぼ決定される。非線形定数はｎ２
／Ａｅｆｆで示される。ここで、ｎ２は非線形屈折率、
Ａｅｆｆは有効コア断面積である。ｎ２は材料によりほ
ぼ一定の値であるため、Ａｅｆｆを拡大することは非線
形光学効果を低減するのに効果的な手法である。一方、
大容量伝送が可能な波長多重伝送システムにおいては、
分散スロープの低減の要求が高まっている。分散スロー
プとは、波長分散値の波長依存性を示すもので、横軸に
波長（ｎｍ）、縦軸の波長分散値（ｐｓ／ｋｍ・ｎｍ）
をとって分散値をプロットした際の曲線の勾配である。
波長多重伝送システムにおいて、伝送路（光ファイバ）
の分散スロープが大きいと、各波長間の波長分散値の差
が大きくなり、伝送状態がばらつくため、全体の伝送特
性が劣化する。また、光通信システムの伝送路として
は、実質的にシングルモードであることや、曲げ損失を
１００ｄＢ／ｍ以下に保つことが最低限の条件として要
求されている。
【０００３】そこで、最近では、例えば特開平１０−６
２６４０号公報、特開平１０−２９３２２５号公報、特
開平８−２２０３６２号公報、特開平１０−２４６８３
０号公報などにおいて、様々な屈折率分布形状（屈折率
プロファイル）を用いて、ある程度Ａｅｆｆの拡大と分
散スロープの低減を図る提案がなされてきた。
２６４０号公報、特開平１０−２９３２２５号公報、特
開平８−２２０３６２号公報、特開平１０−２４６８３
０号公報などにおいて、様々な屈折率分布形状（屈折率
プロファイル）を用いて、ある程度Ａｅｆｆの拡大と分
散スロープの低減を図る提案がなされてきた。
【０００４】図３（ａ）〜図３（ｃ）はこのような分散
シフト光ファイバの屈折率分布形状の例を示したもので
ある。図３（ａ）は階段型（デュアルシェイプコア型）
の屈折率分布形状の一例を示したもので、符号１１は中
心コア部であり、その外周上に、この中心コア部１１よ
りも低屈折率の階段コア部１２が設けられてコア１４が
形成されている。そして、このコア１４の外周上に、前
記階段コア部１２よりも低屈折率のクラッド１６が設け
られている。
シフト光ファイバの屈折率分布形状の例を示したもので
ある。図３（ａ）は階段型（デュアルシェイプコア型）
の屈折率分布形状の一例を示したもので、符号１１は中
心コア部であり、その外周上に、この中心コア部１１よ
りも低屈折率の階段コア部１２が設けられてコア１４が
形成されている。そして、このコア１４の外周上に、前
記階段コア部１２よりも低屈折率のクラッド１６が設け
られている。
【０００５】図３（ｂ）は、セグメントコア型の屈折率
分布形状の一例を示したもので、高屈折率の中心コア部
２１の外周上に低屈折率の中間部２２が設けられ、この
中間部２２の外周上に、この中間部２２よりも高屈折率
で、かつ前記中心コア部２１よりも低屈折率のリングコ
ア部２３が設けられ、さらにこのリングコア部２３の外
周上に、中間部２２よりも低屈折率の低屈折率部２５が
設けられてコア２４が構成されている。そして、この低
屈折率部２５の外周上に、低屈折率部２５よりも高屈折
率で、かつ前記中間部２２よりも低屈折率のクラッド２
６が設けられている。
分布形状の一例を示したもので、高屈折率の中心コア部
２１の外周上に低屈折率の中間部２２が設けられ、この
中間部２２の外周上に、この中間部２２よりも高屈折率
で、かつ前記中心コア部２１よりも低屈折率のリングコ
ア部２３が設けられ、さらにこのリングコア部２３の外
周上に、中間部２２よりも低屈折率の低屈折率部２５が
設けられてコア２４が構成されている。そして、この低
屈折率部２５の外周上に、低屈折率部２５よりも高屈折
率で、かつ前記中間部２２よりも低屈折率のクラッド２
６が設けられている。
【０００６】図３（ｃ）は、Ｏリング型の屈折率分布形
状の一例を示したもので、中心の低屈折率の中心コア部
３１の外周上に高屈折率の周辺コア部３２が設けられて
２層構造のコア３４が構成されている。そして、このコ
ア３４の外周上に、前記周辺コア部３２よりも低屈折率
のクラッド３６が設けられて、クラッド３６を含めて３
層構造の凹型の屈折率分布形状が構成されている。
状の一例を示したもので、中心の低屈折率の中心コア部
３１の外周上に高屈折率の周辺コア部３２が設けられて
２層構造のコア３４が構成されている。そして、このコ
ア３４の外周上に、前記周辺コア部３２よりも低屈折率
のクラッド３６が設けられて、クラッド３６を含めて３
層構造の凹型の屈折率分布形状が構成されている。
【０００７】また、本出願人は、セグメントコア型の屈
折率分布形状において、太径解と呼ばれる領域を用いる
ことにより、Ａｅｆｆの拡大よりも分散スロープの低減
が厳しく要求される光通信システムに適した分散シフト
光ファイバを、特開平１１−１１９０４５号公報におい
て開示した。
折率分布形状において、太径解と呼ばれる領域を用いる
ことにより、Ａｅｆｆの拡大よりも分散スロープの低減
が厳しく要求される光通信システムに適した分散シフト
光ファイバを、特開平１１−１１９０４５号公報におい
て開示した。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来提
案されている分散シフト光ファイバにおいては、実質的
にシングルモードであることや、曲げ損失を１００ｄＢ
／ｍ以下に保つという条件下では、Ａｅｆｆの拡大と分
散スロープの低減を同時に十分に満足することは困難で
あった。本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、実
質的にシングルモードであり、かつ曲げ損失が１００ｄ
Ｂ／ｍ以下であるという条件を満足し、かつ十分にＡｅ
ｆｆの拡大と分散スロープの低減を図ることができる分
散シフト光ファイバを提供することを目的とする。
案されている分散シフト光ファイバにおいては、実質的
にシングルモードであることや、曲げ損失を１００ｄＢ
／ｍ以下に保つという条件下では、Ａｅｆｆの拡大と分
散スロープの低減を同時に十分に満足することは困難で
あった。本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、実
質的にシングルモードであり、かつ曲げ損失が１００ｄ
Ｂ／ｍ以下であるという条件を満足し、かつ十分にＡｅ
ｆｆの拡大と分散スロープの低減を図ることができる分
散シフト光ファイバを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本出願人は、特許第２６
６８６７７号（特願昭６１−１４１７７９号）におい
て、コアと外周上にクラッドが設けられてなり、このコ
アが前記クラッドよりも低屈折率の中心コア部の外周上
に、このクラッドよりも高屈折率の第１リング部が設け
られ、この第１リング部の外周上に、このクラッドより
も低屈折率の第２リング部が設けられ、この第２リング
部の外周上に、このクラッドの屈折率以上の屈折率を有
する第３リング部が設けられて構成された２重Ｏリング
型の屈折率分布形状を備えた分散シフト光ファイバを提
案している。この分散シフト光ファイバは、曲げ損失と
接続損失を低減したものであったが、本発明者らの検討
により、その構造パラメータを調整することによって、
Ａｅｆｆの拡大と分散スロープの低減を同時に実現でき
ることが明らかとなった。すなわち、前記課題を解決す
るために、本発明の第１の発明は、中心コア部の外周上
に、順次第１リング部、第２リング部、および第３リン
グ部が設けられてなるコアと、このコアの外周上に設け
られたクラッドからなり、これら中心コア部、第１リン
グ部、第２リング部、および第３リング部において、ク
ラッドを基準にしたときの比屈折率差と半径を、それぞ
れ（Δ１，ｒ１）、（Δ２，ｒ２）、（Δ３，ｒ３）、
（Δ４，ｒ４）としたとき、Δ１とΔ３は負の値、Δ２
は正の値、Δ４は０以上に設定された屈折率分布形状を
有する分散シフト光ファイバにおいて、１４９０〜１６
１０ｎｍから選択される使用波長帯において、Ａｅｆｆ
が４５〜１２０μｍ2、分散スロープが０．０３〜０．
１０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2、曲げ損失が１００ｄＢ／ｍ以
下、波長分散値の絶対値が０．５〜８ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ
であり、かつ実質的にシングルモード伝搬となるカット
オフ波長を有することを特徴とする分散シフト光ファイ
バである。第２の発明は第１の発明の分散シフト光ファ
イバにおいて、Ａｅｆｆが５０〜７５μｍ2、分散スロ
ープが０．０３〜０．０６ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2であるこ
とを特徴とする分散シフトファイバである。第３の発明
は、第２の発明の分散シフト光ファイバにおいて、波長
分散値が負の値を有し、かつ−０．５０％≦Δ１≦−
０．２５％、０．６５％≦Δ２≦０．８５％、−０．５
０％≦Δ３≦−０．２５％、０．０％≦Δ４≦０．３０
％、１．５≦ｒ２／ｒ１≦２．５、１．５≦（ｒ３−ｒ
２）／ｒ１≦２．５、０．５≦（ｒ４−ｒ３）／ｒ２≦
２．０であることを特徴とする分散シフトファイバであ
る。第４の発明は、第２の発明の分散シフト光ファイバ
において、波長分散値が正の値を有し、かつ−０．５％
≦Δ１≦−０．０５％、０．７５％≦Δ２≦０．８５
％、−０．５０％≦Δ３≦−０．１５％、０．０％≦△
４≦０．３％、１．５≦ｒ２／ｒ１≦２．５、１．５≦
（ｒ３−ｒ２）／ｒ１≦２．５、０．５≦（ｒ４−ｒ
３）／ｒ２≦２．０であることを特徴とする分散シフト
ファイバである。第５の発明は、第１の発明の分散シフ
ト光ファイバにおいて、Ａｅｆｆが７５〜１００μ
ｍ2、分散スロープが０．０６〜０．０９ｐｓ／ｋｍ／
ｎｍ2であることを特徴とする分散シフトファイバであ
る。第６の発明は、第５の発明の分散シフト光ファイバ
において、波長分散値が負の値を有し、−０．５０％≦
△１≦−０．２０％、０．６５％≦△２≦０．８５％、
−０．５０％≦△３≦−０．２５％、０．０％≦△４≦
０．３０％、１．３≦ｒ２／ｒ１≦２．５、０．５≦
（ｒ３−ｒ２）／ｒ１≦１．５、０．５≦（ｒ４−ｒ
３）／ｒ２≦２．０であることを特徴とを特徴とする分
散シフトファイバである。第７の発明は、第５の発明の
分散シフト光ファイバにおいて、波長分散値が正の値を
有し、かつ−０．５０％≦△１≦−０．０５％、０．６
５％≦△２≦０．８５％、−０．５０％≦△３≦−０．
１５％、０．０％≦△４≦０．３０％、１．３≦ｒ２／
ｒ１≦３．０、０．５≦（ｒ３−ｒ２）／ｒ１≦２．
５、０．５≦（ｒ４−ｒ３）／ｒ２≦２．０であること
を特徴とする分散シフトファイバである。第８の発明
は、第１の発明の分散シフト光ファイバにおいて、Ａｅ
ｆｆが１００〜１２０μｍ2、分散スロープが０．０８
〜０．１０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2であることを特徴とする
分散シフトファイバである。第９の発明は、第８の発明
の分散シフト光ファイバにおいて、波長分散値が正の値
を有し、かつ−０．５０％≦△１≦−０．２５％、０．
６５％≦△２≦０．７５％、−０．５０％≦△３≦−
０．２５％、０．０％≦△４≦０．３０％、１．３≦ｒ
２／ｒ１≦２．５、０．５≦（ｒ３−ｒ２）／ｒｌ≦
１．５、０．５≦（ｒ４−ｒ３）／ｒ２≦２．０である
ことを特徴とする分散シフトファイバである。
６８６７７号（特願昭６１−１４１７７９号）におい
て、コアと外周上にクラッドが設けられてなり、このコ
アが前記クラッドよりも低屈折率の中心コア部の外周上
に、このクラッドよりも高屈折率の第１リング部が設け
られ、この第１リング部の外周上に、このクラッドより
も低屈折率の第２リング部が設けられ、この第２リング
部の外周上に、このクラッドの屈折率以上の屈折率を有
する第３リング部が設けられて構成された２重Ｏリング
型の屈折率分布形状を備えた分散シフト光ファイバを提
案している。この分散シフト光ファイバは、曲げ損失と
接続損失を低減したものであったが、本発明者らの検討
により、その構造パラメータを調整することによって、
Ａｅｆｆの拡大と分散スロープの低減を同時に実現でき
ることが明らかとなった。すなわち、前記課題を解決す
るために、本発明の第１の発明は、中心コア部の外周上
に、順次第１リング部、第２リング部、および第３リン
グ部が設けられてなるコアと、このコアの外周上に設け
られたクラッドからなり、これら中心コア部、第１リン
グ部、第２リング部、および第３リング部において、ク
ラッドを基準にしたときの比屈折率差と半径を、それぞ
れ（Δ１，ｒ１）、（Δ２，ｒ２）、（Δ３，ｒ３）、
（Δ４，ｒ４）としたとき、Δ１とΔ３は負の値、Δ２
は正の値、Δ４は０以上に設定された屈折率分布形状を
有する分散シフト光ファイバにおいて、１４９０〜１６
１０ｎｍから選択される使用波長帯において、Ａｅｆｆ
が４５〜１２０μｍ2、分散スロープが０．０３〜０．
１０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2、曲げ損失が１００ｄＢ／ｍ以
下、波長分散値の絶対値が０．５〜８ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ
であり、かつ実質的にシングルモード伝搬となるカット
オフ波長を有することを特徴とする分散シフト光ファイ
バである。第２の発明は第１の発明の分散シフト光ファ
イバにおいて、Ａｅｆｆが５０〜７５μｍ2、分散スロ
ープが０．０３〜０．０６ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2であるこ
とを特徴とする分散シフトファイバである。第３の発明
は、第２の発明の分散シフト光ファイバにおいて、波長
分散値が負の値を有し、かつ−０．５０％≦Δ１≦−
０．２５％、０．６５％≦Δ２≦０．８５％、−０．５
０％≦Δ３≦−０．２５％、０．０％≦Δ４≦０．３０
％、１．５≦ｒ２／ｒ１≦２．５、１．５≦（ｒ３−ｒ
２）／ｒ１≦２．５、０．５≦（ｒ４−ｒ３）／ｒ２≦
２．０であることを特徴とする分散シフトファイバであ
る。第４の発明は、第２の発明の分散シフト光ファイバ
において、波長分散値が正の値を有し、かつ−０．５％
≦Δ１≦−０．０５％、０．７５％≦Δ２≦０．８５
％、−０．５０％≦Δ３≦−０．１５％、０．０％≦△
４≦０．３％、１．５≦ｒ２／ｒ１≦２．５、１．５≦
（ｒ３−ｒ２）／ｒ１≦２．５、０．５≦（ｒ４−ｒ
３）／ｒ２≦２．０であることを特徴とする分散シフト
ファイバである。第５の発明は、第１の発明の分散シフ
ト光ファイバにおいて、Ａｅｆｆが７５〜１００μ
ｍ2、分散スロープが０．０６〜０．０９ｐｓ／ｋｍ／
ｎｍ2であることを特徴とする分散シフトファイバであ
る。第６の発明は、第５の発明の分散シフト光ファイバ
において、波長分散値が負の値を有し、−０．５０％≦
△１≦−０．２０％、０．６５％≦△２≦０．８５％、
−０．５０％≦△３≦−０．２５％、０．０％≦△４≦
０．３０％、１．３≦ｒ２／ｒ１≦２．５、０．５≦
（ｒ３−ｒ２）／ｒ１≦１．５、０．５≦（ｒ４−ｒ
３）／ｒ２≦２．０であることを特徴とを特徴とする分
散シフトファイバである。第７の発明は、第５の発明の
分散シフト光ファイバにおいて、波長分散値が正の値を
有し、かつ−０．５０％≦△１≦−０．０５％、０．６
５％≦△２≦０．８５％、−０．５０％≦△３≦−０．
１５％、０．０％≦△４≦０．３０％、１．３≦ｒ２／
ｒ１≦３．０、０．５≦（ｒ３−ｒ２）／ｒ１≦２．
５、０．５≦（ｒ４−ｒ３）／ｒ２≦２．０であること
を特徴とする分散シフトファイバである。第８の発明
は、第１の発明の分散シフト光ファイバにおいて、Ａｅ
ｆｆが１００〜１２０μｍ2、分散スロープが０．０８
〜０．１０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2であることを特徴とする
分散シフトファイバである。第９の発明は、第８の発明
の分散シフト光ファイバにおいて、波長分散値が正の値
を有し、かつ−０．５０％≦△１≦−０．２５％、０．
６５％≦△２≦０．７５％、−０．５０％≦△３≦−
０．２５％、０．０％≦△４≦０．３０％、１．３≦ｒ
２／ｒ１≦２．５、０．５≦（ｒ３−ｒ２）／ｒｌ≦
１．５、０．５≦（ｒ４−ｒ３）／ｒ２≦２．０である
ことを特徴とする分散シフトファイバである。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は本発明の分散シフト光ファ
イバの２重Ｏリング型の屈折率分布形状の一例を示した
もので、この屈折率分布形状はコア５とこのコア５の外
周上に設けられたクラッド６とからなり、このコア５
は、前記クラッド６よりも低屈折率の中心コア部１の外
周上に、前記クラッド６よりも高屈折率の第１リング部
２が設けられ、この第１リング部２の外周上に、前記ク
ラッド６よりも低屈折率の第２リング部３が設けられ、
第２リング部３の外周上に、このクラッド６の屈折率以
上の屈折率を有する第３リング部４が設けられて構成さ
れている。
イバの２重Ｏリング型の屈折率分布形状の一例を示した
もので、この屈折率分布形状はコア５とこのコア５の外
周上に設けられたクラッド６とからなり、このコア５
は、前記クラッド６よりも低屈折率の中心コア部１の外
周上に、前記クラッド６よりも高屈折率の第１リング部
２が設けられ、この第１リング部２の外周上に、前記ク
ラッド６よりも低屈折率の第２リング部３が設けられ、
第２リング部３の外周上に、このクラッド６の屈折率以
上の屈折率を有する第３リング部４が設けられて構成さ
れている。
【００１１】この分散シフト光ファイバにおいて、例え
ば中心コア部１と第２リング部３は屈折率を低下させる
作用を有するフッ素を添加したフッ素添加石英ガラス、
第１リング部２と第３リング部４は屈折率を上昇させる
作用を有するゲルマニウムを添加したゲルマニウム添加
石英ガラス、クラッド６は純石英ガラスから構成されて
いる。なお、分散シフト光ファイバの屈折率分布形状に
おいては、図１に示したように各層（中心コア部１、第
１リング部２、第２リング部３、第３リング部４、クラ
ッド６）の境界が明確ではなく、丸みを帯びた、いわゆ
るだれを生じた状態であってもよい。
ば中心コア部１と第２リング部３は屈折率を低下させる
作用を有するフッ素を添加したフッ素添加石英ガラス、
第１リング部２と第３リング部４は屈折率を上昇させる
作用を有するゲルマニウムを添加したゲルマニウム添加
石英ガラス、クラッド６は純石英ガラスから構成されて
いる。なお、分散シフト光ファイバの屈折率分布形状に
おいては、図１に示したように各層（中心コア部１、第
１リング部２、第２リング部３、第３リング部４、クラ
ッド６）の境界が明確ではなく、丸みを帯びた、いわゆ
るだれを生じた状態であってもよい。
【００１２】また、Δ１はクラッド６の屈折率を基準に
したときの中心コア部１の比屈折率差、Δ２はクラッド
６の屈折率を基準にしたときの第１リング部２の比屈折
率差、Δ３はクラッド６の屈折率を基準にしたときの第
２リング部３の比屈折率差、Δ４はクラッド６の屈折率
を基準にしたときの第３リング部４の比屈折率差であ
る。Δ１とΔ３は負の値を有し、Δ２は正の値を有し、
Δ４は０以上である。すなわち、中心コア部１の屈折率
ｎ１と第２リング部３の屈折率ｎ２はクラッド６の屈折
率ｎｃよりも小さく、第１リング部２の屈折率ｎ２はク
ラッド６の屈折率ｎｃよりも大きく、第３リング部４の
屈折率ｎ３はクラッド６の屈折率ｎｃ以上の値に設計さ
れている。また、ｒ１は中心コア部１の半径、ｒ２は第
１リング部２の半径、ｒ３は第２リング部３の半径、ｒ
４は第３リング部４の半径である。
したときの中心コア部１の比屈折率差、Δ２はクラッド
６の屈折率を基準にしたときの第１リング部２の比屈折
率差、Δ３はクラッド６の屈折率を基準にしたときの第
２リング部３の比屈折率差、Δ４はクラッド６の屈折率
を基準にしたときの第３リング部４の比屈折率差であ
る。Δ１とΔ３は負の値を有し、Δ２は正の値を有し、
Δ４は０以上である。すなわち、中心コア部１の屈折率
ｎ１と第２リング部３の屈折率ｎ２はクラッド６の屈折
率ｎｃよりも小さく、第１リング部２の屈折率ｎ２はク
ラッド６の屈折率ｎｃよりも大きく、第３リング部４の
屈折率ｎ３はクラッド６の屈折率ｎｃ以上の値に設計さ
れている。また、ｒ１は中心コア部１の半径、ｒ２は第
１リング部２の半径、ｒ３は第２リング部３の半径、ｒ
４は第３リング部４の半径である。
【００１３】本発明の分散シフト光ファイバの使用波長
帯は１４９０〜１６１０ｎｍの範囲から適度な波長幅の
波長帯が選択される。例えば、光通信システムに用いる
光ファイバ増幅器による増幅波長帯などによって、１４
９０〜１５３０ｎｍの範囲から所定の波長幅を有する波
長帯（例えば１５００〜１５２０ｎｍ）が選択される。
または、１５３０〜１５７０ｎｍの範囲から所定の波長
幅を有する波長帯（例えば１５４０〜１５６５ｎｍ）が
選択される。または、１５７０〜１６１０ｎｍの範囲か
ら所定の波長幅を有する波長帯（例えば１５７０〜１６
００ｎｍ）が選択される。これらの中でも近年多く用い
られているのは１５３０〜１５７０ｎｍの範囲である。
帯は１４９０〜１６１０ｎｍの範囲から適度な波長幅の
波長帯が選択される。例えば、光通信システムに用いる
光ファイバ増幅器による増幅波長帯などによって、１４
９０〜１５３０ｎｍの範囲から所定の波長幅を有する波
長帯（例えば１５００〜１５２０ｎｍ）が選択される。
または、１５３０〜１５７０ｎｍの範囲から所定の波長
幅を有する波長帯（例えば１５４０〜１５６５ｎｍ）が
選択される。または、１５７０〜１６１０ｎｍの範囲か
ら所定の波長幅を有する波長帯（例えば１５７０〜１６
００ｎｍ）が選択される。これらの中でも近年多く用い
られているのは１５３０〜１５７０ｎｍの範囲である。
【００１４】Ａｅｆｆは以下の式から求められるもので
ある。
ある。
【００１５】
【数１】
【００１６】本発明において、使用波長帯におけるＡｅ
ｆｆが４５μｍ2未満であると、非線形効果の抑制が不
十分である。Ａｅｆｆが１２０μｍ2をこえるものは製
造が困難である。
ｆｆが４５μｍ2未満であると、非線形効果の抑制が不
十分である。Ａｅｆｆが１２０μｍ2をこえるものは製
造が困難である。
【００１７】また、使用波長帯における分散スロープ
は、上述のように小さい程好ましく、本発明において、
使用波長帯における分散スロープは０．０３〜０．１０
ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2とされる。０．１０ｐｓ／ｋｍ／ｎ
ｍ2をこえると波長分散値の波長依存性が大きくなり、
波長多重伝送システムへの適用において不都合となる場
合がある。０．０３ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2未満のものは製
造が困難である。
は、上述のように小さい程好ましく、本発明において、
使用波長帯における分散スロープは０．０３〜０．１０
ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2とされる。０．１０ｐｓ／ｋｍ／ｎ
ｍ2をこえると波長分散値の波長依存性が大きくなり、
波長多重伝送システムへの適用において不都合となる場
合がある。０．０３ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2未満のものは製
造が困難である。
【００１８】曲げ損失は、使用波長帯において曲げ直径
（２Ｒ）が２０ｍｍの条件の値をいうものとする。曲げ
損失は小さい程好ましく、本発明においては、曲げ損失
は１００ｄＢ／ｍ以下、好ましくは５０ｄＢ／ｍ以下と
される。使用波長帯における曲げ損失が１００ｄＢ／ｍ
をこえると、分散シフト光ファイバに加えられる僅かな
曲がりなどによって伝送損失が劣化しやすくなるため不
都合である。
（２Ｒ）が２０ｍｍの条件の値をいうものとする。曲げ
損失は小さい程好ましく、本発明においては、曲げ損失
は１００ｄＢ／ｍ以下、好ましくは５０ｄＢ／ｍ以下と
される。使用波長帯における曲げ損失が１００ｄＢ／ｍ
をこえると、分散シフト光ファイバに加えられる僅かな
曲がりなどによって伝送損失が劣化しやすくなるため不
都合である。
【００１９】使用波長帯における波長分散値は、その絶
対値が０．５〜８ｐｓ／ｋｍ／ｎｍの範囲とされる。す
なわち、本発明の分散シフト光ファイバの波長分散値
は、正の値を設定することもできるし、負の値を設定す
ることもできる。０．５ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ未満の場合は
波長分散値が零に近くなり、非線形効果のひとつである
４光子混合が発生しやすくなるため不都合である。ま
た、８ｐｓ／ｋｍ／ｎｍをこえると伝送特性の劣化が大
きくなるため、本発明の分散シフト光ファイバとしては
不都合である。
対値が０．５〜８ｐｓ／ｋｍ／ｎｍの範囲とされる。す
なわち、本発明の分散シフト光ファイバの波長分散値
は、正の値を設定することもできるし、負の値を設定す
ることもできる。０．５ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ未満の場合は
波長分散値が零に近くなり、非線形効果のひとつである
４光子混合が発生しやすくなるため不都合である。ま
た、８ｐｓ／ｋｍ／ｎｍをこえると伝送特性の劣化が大
きくなるため、本発明の分散シフト光ファイバとしては
不都合である。
【００２０】また、本発明の分散シフト光ファイバはシ
ングルモード光ファイバであるため、使用波長帯におい
て、実質的にシングルモード伝搬を保証するカットオフ
波長を有する必要がある。通常のカットオフ波長は、Ｃ
ＣＩＴＴの２ｍ法（以下２ｍ法と記す）による値によっ
て規定されている。しかし、実際の長尺の使用状態にお
いては、この値が使用波長帯の下限値よりも長波長側で
あってもシングルモード伝搬が可能である。
ングルモード光ファイバであるため、使用波長帯におい
て、実質的にシングルモード伝搬を保証するカットオフ
波長を有する必要がある。通常のカットオフ波長は、Ｃ
ＣＩＴＴの２ｍ法（以下２ｍ法と記す）による値によっ
て規定されている。しかし、実際の長尺の使用状態にお
いては、この値が使用波長帯の下限値よりも長波長側で
あってもシングルモード伝搬が可能である。
【００２１】したがって、本発明の分散シフト光ファイ
バにおいて、２ｍ法で規定されるカットオフ波長は、分
散シフト光ファイバの使用長さと使用波長帯によってシ
ングルモード伝搬可能であるように設定する。具体的に
は、例えば２ｍ法におけるカットオフ波長が１．８μｍ
以下であれば、５０００ｍ程度以上の長尺の状態で、上
述の使用波長帯におけるシングルモード伝搬を実現する
ことができる。
バにおいて、２ｍ法で規定されるカットオフ波長は、分
散シフト光ファイバの使用長さと使用波長帯によってシ
ングルモード伝搬可能であるように設定する。具体的に
は、例えば２ｍ法におけるカットオフ波長が１．８μｍ
以下であれば、５０００ｍ程度以上の長尺の状態で、上
述の使用波長帯におけるシングルモード伝搬を実現する
ことができる。
【００２２】このような特性を満足するための構成につ
いて、検討の経緯とともに以下に説明する。図２は種々
の構造パラメータを設定して求めた特性値の解析結果で
ある。なお、σは波長分散値、ｄσ／ｄλは分散スロー
プである。この図より、ｒ２／ｒ１を小さく設定する
と、Ａｅｆｆが拡大する傾向があることがわかる。よっ
て、Ａｅｆｆの拡大という観点からは、ｒ２／ｒ１を
２．５以下に設定すると好ましい。また、ｒ２／ｒ１が
小さくなりすぎると波長分散値の絶対値が大きくなる傾
向があるため、本発明の分散シフト光ファイバとして適
切な波長分散値を得るためには、ｒ２／ｒ１を１．３以
上に設定すると好ましい。
いて、検討の経緯とともに以下に説明する。図２は種々
の構造パラメータを設定して求めた特性値の解析結果で
ある。なお、σは波長分散値、ｄσ／ｄλは分散スロー
プである。この図より、ｒ２／ｒ１を小さく設定する
と、Ａｅｆｆが拡大する傾向があることがわかる。よっ
て、Ａｅｆｆの拡大という観点からは、ｒ２／ｒ１を
２．５以下に設定すると好ましい。また、ｒ２／ｒ１が
小さくなりすぎると波長分散値の絶対値が大きくなる傾
向があるため、本発明の分散シフト光ファイバとして適
切な波長分散値を得るためには、ｒ２／ｒ１を１．３以
上に設定すると好ましい。
【００２３】また、解析の結果より、Δ２は０．６５〜
０．８５％の範囲に設定すると好ましい。Δ２が大きす
ぎるとＡｅｆｆの拡大と分散スロープの低減の両立が困
難となり、小さすぎると所望の波長分散値を得ることが
できない。また、第２リング部３の構造パラメータ（Δ
３，ｒ３）はＡｅｆｆ、分散スロープの設定値によって
制限される。また、第３リング部４の構造パラメータ
（Δ４，ｒ４）は、分散スロープとカットオフ波長の設
定値によって制限される。そして、これらの構造パラメ
ータの設定値によって、波長分散値を正、負のいずれの
値にも設定することができ、分散シフト光ファイバを適
用する光通信システムの要求などによって適宜調整可能
である。
０．８５％の範囲に設定すると好ましい。Δ２が大きす
ぎるとＡｅｆｆの拡大と分散スロープの低減の両立が困
難となり、小さすぎると所望の波長分散値を得ることが
できない。また、第２リング部３の構造パラメータ（Δ
３，ｒ３）はＡｅｆｆ、分散スロープの設定値によって
制限される。また、第３リング部４の構造パラメータ
（Δ４，ｒ４）は、分散スロープとカットオフ波長の設
定値によって制限される。そして、これらの構造パラメ
ータの設定値によって、波長分散値を正、負のいずれの
値にも設定することができ、分散シフト光ファイバを適
用する光通信システムの要求などによって適宜調整可能
である。
【００２４】このような解析の結果、波長分散値を正の
値または負の値のいずれに設定するかによって、所望の
特性の対する構造パラメータの制限が異なることがわか
った。
値または負の値のいずれに設定するかによって、所望の
特性の対する構造パラメータの制限が異なることがわか
った。
【００２５】例えば、Ａｅｆｆが５０〜７５μｍ2、分
散スロープが０．０３〜０．０６ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2の
ものを得ようとするときに波長分散値を負の値に設定す
る場合は、−０．５０％≦Δ１≦−０．２５％、０．６
５％≦Δ２≦０．８５％、−０．５０％≦Δ３≦−０．
２５％、０．０％≦Δ４≦０．３０％、１．５≦ｒ２／
ｒ１≦２．５、１．５≦（ｒ３−ｒ２）／ｒ１≦２．
５、０．５≦（ｒ４−ｒ３）／ｒ２≦２．０という構造
パラメータの条件を満足する必要がある。同様の特性に
おいて、波長分散値を正の値に設定する場合は、−０．
５％≦Δ１≦−０．０５％、０．７５％≦Δ２≦０．８
５％、−０．５０％≦Δ３≦−０．１５％、０．０％≦
△４≦０．３％、１．５≦ｒ２／ｒ１≦２．５、１．５
≦（ｒ３−ｒ２）／ｒ１≦２．５、０．５≦（ｒ４−ｒ
３）／ｒ２≦２．０という構造パラメータの条件を満足
する必要がある。
散スロープが０．０３〜０．０６ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2の
ものを得ようとするときに波長分散値を負の値に設定す
る場合は、−０．５０％≦Δ１≦−０．２５％、０．６
５％≦Δ２≦０．８５％、−０．５０％≦Δ３≦−０．
２５％、０．０％≦Δ４≦０．３０％、１．５≦ｒ２／
ｒ１≦２．５、１．５≦（ｒ３−ｒ２）／ｒ１≦２．
５、０．５≦（ｒ４−ｒ３）／ｒ２≦２．０という構造
パラメータの条件を満足する必要がある。同様の特性に
おいて、波長分散値を正の値に設定する場合は、−０．
５％≦Δ１≦−０．０５％、０．７５％≦Δ２≦０．８
５％、−０．５０％≦Δ３≦−０．１５％、０．０％≦
△４≦０．３％、１．５≦ｒ２／ｒ１≦２．５、１．５
≦（ｒ３−ｒ２）／ｒ１≦２．５、０．５≦（ｒ４−ｒ
３）／ｒ２≦２．０という構造パラメータの条件を満足
する必要がある。
【００２６】Ａｅｆｆが７５〜１００μｍ2、分散スロ
ープが０．０６〜０．０９ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2のものを
得ようとするときに波長分散値を負の値に設定する場合
は、−０．５０％≦△１≦−０．２０％、０．６５％≦
△２≦０．８５％、−０．５０％≦△３≦−０．２５
％、０．０％≦△４≦０．３０％、１．３≦ｒ２／ｒ１
≦２．５、０．５≦（ｒ３−ｒ２）／ｒ１≦１．５、
０．５≦（ｒ４−ｒ３）／ｒ２≦２．０という構造パラ
メータの条件を満足する必要がある。同様の特性におい
て、波長分散値を正の値に設定する場合は、−０．５０
％≦△１≦−０．０５％、０．６５％≦△２≦０．８５
％、−０．５０％≦△３≦−０．１５％、０．０％≦△
４≦０．３０％、１．３≦ｒ２／ｒ１≦３．０、０．５
≦（ｒ３−ｒ２）／ｒ１≦２．５、０．５≦（ｒ４−ｒ
３）／ｒ２≦２．０という構造パラメータの条件を満足
する必要がある。
ープが０．０６〜０．０９ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2のものを
得ようとするときに波長分散値を負の値に設定する場合
は、−０．５０％≦△１≦−０．２０％、０．６５％≦
△２≦０．８５％、−０．５０％≦△３≦−０．２５
％、０．０％≦△４≦０．３０％、１．３≦ｒ２／ｒ１
≦２．５、０．５≦（ｒ３−ｒ２）／ｒ１≦１．５、
０．５≦（ｒ４−ｒ３）／ｒ２≦２．０という構造パラ
メータの条件を満足する必要がある。同様の特性におい
て、波長分散値を正の値に設定する場合は、−０．５０
％≦△１≦−０．０５％、０．６５％≦△２≦０．８５
％、−０．５０％≦△３≦−０．１５％、０．０％≦△
４≦０．３０％、１．３≦ｒ２／ｒ１≦３．０、０．５
≦（ｒ３−ｒ２）／ｒ１≦２．５、０．５≦（ｒ４−ｒ
３）／ｒ２≦２．０という構造パラメータの条件を満足
する必要がある。
【００２７】さらに、Ａｅｆｆが１００〜１２０μ
ｍ2、かつ分散スロープが０．０８〜０．１０ｐｓ／ｋ
ｍ／ｎｍ2のものを得ようとするときに波長分散値を正
の値に設定する場合は、−０．５０％≦△１≦‐０．２
５％、０．６５％≦△２≦０．７５％、−０．５０％≦
Δ３≦−０．２５％、０．０％≦△４≦０．３０％、
１．３≦ｒ２／ｒ１≦２．５、０．５≦（ｒ３−ｒ２）
／ｒｌ≦１．５、０．５≦（ｒ４−ｒ３）／ｒ２≦２．
０という構造パラメータの条件を満足する必要がある。
ｍ2、かつ分散スロープが０．０８〜０．１０ｐｓ／ｋ
ｍ／ｎｍ2のものを得ようとするときに波長分散値を正
の値に設定する場合は、−０．５０％≦△１≦‐０．２
５％、０．６５％≦△２≦０．７５％、−０．５０％≦
Δ３≦−０．２５％、０．０％≦△４≦０．３０％、
１．３≦ｒ２／ｒ１≦２．５、０．５≦（ｒ３−ｒ２）
／ｒｌ≦１．５、０．５≦（ｒ４−ｒ３）／ｒ２≦２．
０という構造パラメータの条件を満足する必要がある。
【００２８】表１は、種々の構造パラメータの組合わせ
を設定し、実際にＣＶＤ法によって試作した分散シフト
光ファイバの特性を示したものである。なお、表中λｃ
はカットオフ波長、ＭＦＤはモードフィールド径、αｂ
＠２０φは曲げ損失である。
を設定し、実際にＣＶＤ法によって試作した分散シフト
光ファイバの特性を示したものである。なお、表中λｃ
はカットオフ波長、ＭＦＤはモードフィールド径、αｂ
＠２０φは曲げ損失である。
【００２９】
【表１】
【００３０】表１より、使用波長１５５０ｎｍにおい
て、実質的にシングルモードであり、かつ曲げ損失が１
００ｄＢ／ｍ以下であるという条件を満足し、かつ十分
にＡｅｆｆの拡大と分散スロープの低減を図ることがで
きる分散シフト光ファイバを提供できることが明らかで
ある。
て、実質的にシングルモードであり、かつ曲げ損失が１
００ｄＢ／ｍ以下であるという条件を満足し、かつ十分
にＡｅｆｆの拡大と分散スロープの低減を図ることがで
きる分散シフト光ファイバを提供できることが明らかで
ある。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
実質的にシングルモードであり、かつ曲げ損失が１００
ｄＢ／ｍ以下であるという条件を満足し、かつ十分にＡ
ｅｆｆの拡大と分散スロープの低減を図ることができる
分散シフト光ファイバが得られる。よって、特に波長多
重伝送システムに対して最適な分散シフト光ファイバを
提供することができる。また、構造パラメータの設定値
によって、波長分散値を正、負のいずれの値にも設定す
ることができるため、分散シフト光ファイバを適用する
光通信システムの要求に柔軟に対応可能である。
実質的にシングルモードであり、かつ曲げ損失が１００
ｄＢ／ｍ以下であるという条件を満足し、かつ十分にＡ
ｅｆｆの拡大と分散スロープの低減を図ることができる
分散シフト光ファイバが得られる。よって、特に波長多
重伝送システムに対して最適な分散シフト光ファイバを
提供することができる。また、構造パラメータの設定値
によって、波長分散値を正、負のいずれの値にも設定す
ることができるため、分散シフト光ファイバを適用する
光通信システムの要求に柔軟に対応可能である。
【図１】 本発明の分散シフト光ファイバの屈折率分布
形状の一例を示した図である。
形状の一例を示した図である。
【図２】 種々の構造パラメータを設定して求めた特性
値（分散スロープ、Ａｅｆｆ）の解析結果を示したグラ
フである。
値（分散スロープ、Ａｅｆｆ）の解析結果を示したグラ
フである。
【図３】 図３（ａ）〜図３（ｃ）は、従来の分散シフ
ト光ファイバの屈折率分布形状の一例を示した図であ
る。
ト光ファイバの屈折率分布形状の一例を示した図であ
る。
１…中心コア部、２…第１リング部、３…第２リング
部、４…第３リング部、５…コア、６…クラッド。
部、４…第３リング部、５…コア、６…クラッド。
Claims (9)
- 【請求項１】 中心コア部の外周上に、順次第１リング
部、第２リング部、および第３リング部が設けられてな
るコアと、このコアの外周上に設けられたクラッドから
なり、これら中心コア部、第１リング部、第２リング
部、および第３リング部において、クラッドを基準にし
たときの比屈折率差と半径を、それぞれ（Δ１，ｒ
１）、（Δ２，ｒ２）、（Δ３，ｒ３）、（Δ４，ｒ
４）としたとき、Δ１とΔ３は負の値、Δ２は正の値、
Δ４は０以上に設定された屈折率分布形状を有する分散
シフト光ファイバにおいて、 １４９０〜１６１０ｎｍから選択される使用波長帯にお
いて、Ａｅｆｆが４５〜１２０μｍ2、分散スロープが
０．０３〜０．１０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2、曲げ損失が１
００ｄＢ／ｍ以下、波長分散値の絶対値が０．５〜８ｐ
ｓ／ｋｍ／ｎｍであり、かつ実質的にシングルモード伝
搬となるカットオフ波長を有することを特徴とする分散
シフト光ファイバ。 - 【請求項２】 請求項１に記載の分散シフト光ファイバ
において、Ａｅｆｆが５０〜７５μｍ2、分散スロープ
が０．０３〜０．０６ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2であることを
特徴とする分散シフトファイバ。 - 【請求項３】 請求項２に記載の分散シフト光ファイバ
において、波長分散値が負の値を有し、かつ−０．５０
％≦Δ１≦−０．２５％、０．６５％≦Δ２≦０．８５
％、−０．５０％≦Δ３≦−０．２５％、０．０％≦Δ
４≦０．３０％、１．５≦ｒ２／ｒ１≦２．５、１．５
≦（ｒ３−ｒ２）／ｒ１≦２．５、０．５≦（ｒ４−ｒ
３）／ｒ２≦２．０であることを特徴とする分散シフト
ファイバ。 - 【請求項４】 請求項２に記載の分散シフト光ファイバ
において、波長分散値が正の値を有し、かつ−０．５％
≦Δ１≦−０．０５％、０．７５％≦Δ２≦０．８５
％、−０．５０％≦Δ３≦−０．１５％、０．０％≦△
４≦０．３％、１．５≦ｒ２／ｒ１≦２．５、１．５≦
（ｒ３−ｒ２）／ｒ１≦２．５、０．５≦（ｒ４−ｒ
３）／ｒ２≦２．０であることを特徴とする分散シフト
ファイバ。 - 【請求項５】 請求項１に記載の分散シフト光ファイバ
において、Ａｅｆｆが７５〜１００μｍ2、分散スロー
プが０．０６〜０．０９ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2であること
を特徴とする分散シフトファイバ。 - 【請求項６】 請求項５に記載の分散シフト光ファイバ
において、波長分散値が負の値を有し、−０．５０％≦
△１≦−０．２０％、０．６５％≦△２≦０．８５％、
−０．５０％≦△３≦−０．２５％、０．０％≦△４≦
０．３０％、１．３≦ｒ２／ｒ１≦２．５、０．５≦
（ｒ３−ｒ２）／ｒ１≦１．５、０．５≦（ｒ４−ｒ
３）／ｒ２≦２．０であることを特徴とを特徴とする分
散シフトファイバ。 - 【請求項７】 請求項５に記載の分散シフト光ファイバ
において、波長分散値が正の値を有し、かつ−０．５０
％≦△１≦−０．０５％、０．６５％≦△２≦０．８５
％、−０．５０％≦△３≦−０．１５％、０．０％≦△
４≦０．３０％、１．３≦ｒ２／ｒ１≦３．０、０．５
≦（ｒ３−ｒ２）／ｒ１≦２．５、０．５≦（ｒ４−ｒ
３）／ｒ２≦２．０であることを特徴とする分散シフト
ファイバ。 - 【請求項８】 請求項１に記載の分散シフト光ファイバ
において、Ａｅｆｆが１００〜１２０μｍ2、分散スロ
ープが０．０８〜０．１０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2であるこ
とを特徴とする分散シフトファイバ。 - 【請求項９】 請求項８に記載の分散シフト光ファイバ
において、波長分散値が正の値を有し、かつ−０．５０
％≦△１≦−０．２５％、０．６５％≦△２≦０．７５
％、−０．５０％≦△３≦−０．２５％、０．０％≦△
４≦０．３０％、１．３≦ｒ２／ｒ１≦２．５、０．５
≦（ｒ３−ｒ２）／ｒｌ≦１．５、０．５≦（ｒ４−ｒ
３）／ｒ２≦２．０であることを特徴とする分散シフト
ファイバ。
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1999
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