JP2001051146A - Dispersive shift optical fiber - Google Patents

Dispersive shift optical fiber

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JP2001051146A JP11228906A JP22890699A JP2001051146A JP 2001051146 A JP2001051146 A JP 2001051146A JP 11228906 A JP11228906 A JP 11228906A JP 22890699 A JP22890699 A JP 22890699A JP 2001051146 A JP2001051146 A JP 2001051146A
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shifted optical
wavelength
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Shoji Tanigawa
庄二 谷川
Shoichiro Matsuo
昌一郎 松尾
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Fujikura Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To satisfy conditions of substantially single mode and a bending loss <=100 dB/m and to attain the sufficient extension of Aeff and the reduction in dispersion slope. SOLUTION: This optical fiber has a refractive index distribution shape comprising a central core part 1, a peripheral core part 2 with a refractive index higher than the central core part 1 provided on the circumference of the central core part 1, and a clad 4 with a refractive index lower than the peripheral core part 2 provided on the circumference of the peripheral core part 2. This optical fiber satisfies an effective core sectional area of 85-130 μm2, in a using wavelength band selected from 1490-1610 nm, a wavelength dispersion value of -6 to +6 ps/km/nm, a dispersion slope <=0.085 ps/km/nm/nm and a bending loss <=100 dB/m, and has a cutoff wavelength giving substantially single mode propagation.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dispersion-shifted optical fiber having a large effective core area and a small dispersion slope.

【０００２】[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は材料を決定す
ると大きく変化しないものであるため、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
分散値の差が大きくなり、伝送状態がばらつくため伝送
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。2. Description of the Related Art Conventionally, in a long distance system such as an optical amplification repeater transmission system using an optical fiber amplifier, it is important to reduce a nonlinear optical effect. The nonlinear optical effect is almost determined by a nonlinear constant. The nonlinear constant is n2
/ Aeff. Here, n2 is a nonlinear refractive index,
Aeff is the effective core area. Since n2 does not change significantly when the material is determined, increasing Aeff is an effective method for reducing the nonlinear optical effect. On the other hand, in a wavelength division multiplexing transmission system capable of large-capacity transmission, there is an increasing demand for a reduction in dispersion slope. The dispersion slope indicates the wavelength dependence of the chromatic dispersion value, with the horizontal axis representing the wavelength (nm) and the vertical axis representing the wavelength dispersion value (ps).
/ Km · nm) is the slope of the curve when the dispersion value is plotted. In a wavelength division multiplexing transmission system, if the dispersion slope of a transmission line (optical fiber) is large, the difference in dispersion value between the wavelengths becomes large, and the transmission state varies, thus deteriorating the transmission characteristics. In addition, the transmission line of the optical communication system is required to have a substantially single mode and to maintain a bending loss of 100 dB / m or less as minimum conditions.

【０００３】そこで、最近では、例えば特開平１０−２
９３２２５号公報、特開平１０−２３９５５０号公報、
特開平１１−１１９０４６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、Ａｅ
ｆｆ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。Therefore, recently, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-2
No. 93225, JP-A-10-239550,
In Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-119046, various types of refractive index distribution shapes (refractive index profiles) are used to obtain Ae.
There have been proposals for increasing ff and reducing the dispersion slope.

【０００４】図７（ａ）〜図７（ｄ）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７（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、さらにこのコア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。FIGS. 7A to 7D show examples of refractive index distribution shapes of such a dispersion-shifted optical fiber. FIG. 7A shows a step type (dual shape core type).
Reference numeral 11 denotes a central core portion, and a stepped core portion 12 having a lower refractive index than the central core portion 11 is provided on the outer periphery thereof to form a core 14. Have been. Further, on the outer periphery of the core 14, a clad 16 having a lower refractive index than the stepped core portion 12 is provided.
Is provided.

【０００５】図７（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が設けられてコア２４が構成されている。そし
て、このリングコア部２３の外周上に前記中間部２２と
等しい屈折率を有するクラッド２６が設けられている。FIG. 7 (b) shows an example of a segment core type refractive index distribution shape. A low refractive index intermediate portion 22 is provided on the outer periphery of a high refractive index central core portion 21. A core 24 is provided on the outer periphery of the intermediate portion 22 by providing a ring core portion 23 having a higher refractive index than the intermediate portion 22 and a lower refractive index than the central core portion 21. A clad 26 having the same refractive index as the intermediate portion 22 is provided on the outer periphery of the ring core portion 23.

【０００６】図７（ｃ）は図７（ａ）に示した階段型の
屈折率分布形状の変形例であって、階段コア部１２とク
ラッド１６との間に、このクラッド１６よりも低屈折率
の低屈折率部１５が設けられてコア１４が構成されたも
のである。図７（ｄ）は図７（ｂ）に示したセグメント
コア型の屈折率分布形状の変形例であって、リングコア
部２３とクラッド２６との間に、このクラッド２６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
成されたものである。FIG. 7C shows a modification of the stepped refractive index distribution shape shown in FIG. 7A, in which a lower refractive index is provided between the stepped core portion 12 and the clad 16. The core 14 is provided with a low refractive index portion 15 having a low refractive index. FIG. 7D is a modification of the segment core type refractive index distribution shape shown in FIG. 7B, and has a lower refractive index than the clad 26 between the ring core 23 and the clad 26. The core 24 is provided with a refractive index portion 25.

【０００７】[0007]

【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
散スロープの低減の両立は困難であった。例えば図７
（ａ）〜図７（ｄ）に例示した屈折率分布形状を有する
ものにおいては、Ａｅｆｆを十分に拡大しようとする
と、十分に小さい分散スロープが得られなかった。さら
に、従来提案されているものは、例えばコアが屈折率の
異なる３層以上からなるような複雑な屈折率分布形状を
有するものが多い。石英系光ファイバにおいては、各層
の直径はＶＡＤ法などによって母材を製造する際に、ガ
ラスの体積量によって調整し、各層の屈折率はゲルマニ
ウム、フッ素などのドーパントの添加量によって調整す
る。したがって、上述のように複雑な屈折率分布形状を
有するものは、製造操作が煩雑になり、高コストであっ
た。However, in the conventionally proposed dispersion-shifted optical fiber, it is required to be substantially single-mode and to have a bending loss of 100 dB.
/ M or less, it was difficult to achieve both an increase in Aeff and a reduction in dispersion slope. For example, FIG.
7A to 7D, a sufficiently small dispersion slope could not be obtained when Aeff was sufficiently enlarged. Furthermore, many of the conventionally proposed ones have a complicated refractive index distribution shape such that the core is composed of three or more layers having different refractive indices, for example. In a quartz optical fiber, the diameter of each layer is adjusted by the volume of glass when a base material is manufactured by the VAD method or the like, and the refractive index of each layer is adjusted by the amount of dopant such as germanium or fluorine. Therefore, those having a complicated refractive index distribution shape as described above require complicated manufacturing operations and are expensive.

【０００８】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することを目的とす
る。さらにはできるだけ簡単な屈折率分布形状を有する
分散シフト光ファイバを提供することを課題とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and is substantially a single mode and has a bending loss of one.
It is an object of the present invention to provide a dispersion-shifted optical fiber that satisfies the condition of being equal to or less than 00 dB / m and that can sufficiently increase the Aeff and reduce the dispersion slope. It is another object of the present invention to provide a dispersion-shifted optical fiber having a refractive index distribution shape as simple as possible.

【０００９】[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、コアが、低屈折率の中心コア部と、その外周に設け
られた高屈折率の周辺コア部からなる比較的簡単な凹型
の屈折率分布形状を有する分散シフト光ファイバを提案
した。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、Ａｅ
ｆｆの拡大と分散スロープの低減を図ることができるこ
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、
該中心コア部よりも高屈折率の周辺コア部が設けられ、
該周辺コア部の外周上に、該周辺コア部よりも低屈折率
のクラッドが設けられてなる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、有効コア断面積が
８５〜１３０μｍ2、波長分散値が−６〜＋６ｐｓ／ｋ
ｍ／ｎｍであって、分散スロープが０．０８５ｐｓ／ｋ
ｍ／ｎｍ2以下、曲げ損失が１００ｄＢ／ｍ以下であ
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、クラッドの屈折率を基準にしたときの中心
コア部の比屈折率差をΔ１、クラッドの屈折率を基準に
したときの周辺コア部の比屈折率差をΔ２、中心コア部
の半径をｒ１、周辺コア部の半径をｒ２としたとき、Δ
１が−０．７％以下、Δ２が０．６５〜１．０％、ｒ２
／ｒ１が１．６〜２．２、ｒ２が３．５μｍ以上である
ことを特徴とする分散シフト光ファイバである。第３の
発明は、第２の発明のの分散シフト光ファイバにおい
て、Δ２が０．７０〜１．０％、ｒ２／ｒ１が１．６〜
２．０であることを特徴とする分散シフト光ファイバで
ある。第４の発明は、第３の発明の分散シフト光ファイ
バにおいて、分散スロープが０．０８０ｐｓ／ｋｍ／ｎ
ｍ2以下であることを特徴とする分散シフト光ファイバ
である。なお、波長分散値は非線形効果のひとつである
４光子混合の発生を抑制するため、好ましくは零ではな
い値とする。Means for Solving the Problems The present applicant has filed a patent application no.
No. 68677 (Japanese Patent Application No. 61-141779), a relatively simple concave refractive index distribution shape in which a core comprises a low refractive index central core portion and a high refractive index peripheral core portion provided on the outer periphery thereof. A dispersion-shifted optical fiber with This dispersion-shifted optical fiber has reduced bending loss and splice loss. However, according to the study of the present inventors, by adjusting the structural parameters, Ae is obtained.
It has been clarified that the ff can be increased and the dispersion slope can be reduced. That is, in order to solve the above-mentioned problem, the first invention of the present invention provides a method in which the
A peripheral core portion having a higher refractive index than the central core portion is provided,
In a dispersion-shifted optical fiber having a refractive index distribution shape in which a cladding having a lower refractive index than the peripheral core portion is provided on the outer periphery of the peripheral core portion, 1490 to 1610 nm
In the working wavelength band selected from the following, the effective core area is 85 to 130 μm 2 , and the chromatic dispersion value is −6 to +6 ps / k.
m / nm with a dispersion slope of 0.085 ps / k
A dispersion-shifted optical fiber characterized by having a cut-off wavelength of not more than m / nm 2 , a bending loss of not more than 100 dB / m, and substantially single-mode propagation. According to a second aspect, in the dispersion-shifted optical fiber according to the first aspect, the relative refractive index difference of the central core portion based on the refractive index of the cladding is Δ1, and the peripheral core is based on the refractive index of the cladding. Where Δ2 is the relative refractive index difference of the portion, r1 is the radius of the central core portion, and r2 is the radius of the peripheral core portion.
1 is -0.7% or less, Δ2 is 0.65 to 1.0%, r2
/ R1 is 1.6 to 2.2, and r2 is 3.5 [mu] m or more. A third invention is the dispersion-shifted optical fiber according to the second invention, wherein Δ2 is 0.70 to 1.0%, and r2 / r1 is 1.6 to 1.0.
2.0, which is a dispersion-shifted optical fiber. According to a fourth aspect, in the dispersion-shifted optical fiber according to the third aspect, the dispersion slope is 0.080 ps / km / n.
It is a dispersion-shifted optical fiber characterized by having a diameter of m 2 or less. The chromatic dispersion value is preferably a non-zero value in order to suppress the occurrence of four-photon mixing, which is one of the nonlinear effects.

【００１０】[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１の外周上に高屈折率の周辺コア部
２が設けられて２層構造のコア３が構成されている。そ
して、このコア３の外周上に、前記周辺コア部２よりも
低屈折率のクラッド４が設けられて、クラッドを含めて
３層構造の凹型の屈折率分布形状が構成されている。FIG. 1 shows an example of a refractive index distribution shape of a dispersion-shifted optical fiber according to the present invention, in which a peripheral core having a high refractive index is provided on the outer periphery of a central core portion 1 having a low refractive index. The portion 2 is provided to form a core 3 having a two-layer structure. A clad 4 having a lower refractive index than that of the peripheral core 2 is provided on the outer periphery of the core 3 to form a concave refractive index distribution shape having a three-layer structure including the clad.

【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は屈折率を低下させる作用を有するフッ
素を添加した石英ガラス、周辺コア部２はゲルマニウム
添加石英ガラス、クラッド４は純石英ガラスから構成さ
れている。また、Δ１はクラッド４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４
の屈折率を基準にしたときの周辺コア部２の比屈折率差
である。また、ｒ１は中心コア部１の半径、ｒ２は周辺
コア部２の半径である。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、周辺コア部２、クラッド４）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。In this dispersion-shifted optical fiber, for example, the central core 1 is made of silica glass doped with fluorine having a function of lowering the refractive index, the peripheral core 2 is made of germanium-added silica glass, and the cladding 4 is made of pure silica glass. ing. Δ1 is a relative refractive index difference of the center core portion 1 with reference to the refractive index of the clad 4, and Δ2 is
Is a relative refractive index difference of the peripheral core portion 2 based on the refractive index of the peripheral core portion 2. Further, r1 is the radius of the central core portion 1 and r2 is the radius of the peripheral core portion 2. In the refractive index distribution shape of the dispersion-shifted optical fiber, as shown in FIG. 1, the boundaries between the respective layers (the central core 1, the peripheral core 2, and the clad 4) are not clear, and are so-called rounded. May occur.

【００１２】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。The wavelength band used in the dispersion-shifted optical fiber of the present invention is selected from a wavelength range of 1490 to 1610 nm and an appropriate wavelength band. For example, depending on the amplification wavelength band of an optical fiber amplifier used in an optical communication system, 14
A wavelength band having a predetermined wavelength width (for example, 1500 to 1520 nm) is selected from the range of 90 to 1530 nm.
Alternatively, a wavelength band having a predetermined wavelength width (for example, 1540 to 1565 nm) is selected from the range of 1530 to 1570 nm. Alternatively, a wavelength band having a predetermined wavelength width from a range of 1570 to 1610 nm (for example, 1570 to 1610 nm).
00 nm) is selected. Of these, the range that is often used in recent years is the range of 1530 to 1570 nm.

【００１３】Ａｅｆｆは以下の式から求められるもので
ある。Aeff is obtained from the following equation.

【００１４】[0014]

【数１】 (Equation 1)

【００１５】本発明において、使用波長帯におけるＡｅ
ｆｆが８５μｍ2未満であると、波長多重システムへの
適用において不都合となる場合がある。Ａｅｆｆが１３
０μｍ2をこえるものは製造が困難である。さらには、
Ａｅｆｆを９０μｍ2 以上に設定すると、より非線形効
果を抑制し、伝送特性の劣化を抑制することができ、好
ましい。According to the present invention, Ae
If ff is less than 85 μm 2 , it may be inconvenient in application to a wavelength division multiplexing system. Aeff is 13
Those exceeding 0 μm 2 are difficult to manufacture. Moreover,
When Aeff is set to 90 μm 2 or more, the nonlinear effect can be further suppressed and the deterioration of the transmission characteristics can be suppressed, which is preferable.

【００１６】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０．０８５ｐｓ／ｋ
ｍ／ｎｍ2以下とされる。０．０８５ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2
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。なお、使用波長帯における波長分散値は−６〜＋
６ｐｓ／ｋｍ／ｎｍの範囲内であると好ましい。この範
囲外であると、本発明において、実質的に分散シフト光
ファイバとしての特性を満足することができない。しか
しながら、波長分散値が零の場合は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、波長分散値
が零になる範囲を含まないように使用波長帯を設定する
と好ましい。The dispersion slope in the wavelength band used is preferably as small as described above.
The dispersion slope in the used wavelength band is 0.085 ps / k
m / nm 2 or less. 0.085 ps / km / nm 2
Beyond this, the wavelength dependence of the chromatic dispersion value increases, which may be inconvenient when applied to a wavelength division multiplexing transmission system. The chromatic dispersion value in the used wavelength band is -6 to +
It is preferable to be within the range of 6 ps / km / nm. If the ratio is out of this range, the characteristics of the dispersion-shifted optical fiber cannot be substantially satisfied in the present invention. However, when the chromatic dispersion value is zero, four-photon mixing, which is one of the nonlinear effects, tends to occur. Therefore, it is preferable to set the wavelength band to be used so as not to include the range where the chromatic dispersion value becomes zero.

【００１７】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４０ｄＢ／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。The bending loss refers to a value under the condition that the bending diameter (2R) is 20 mm in the used wavelength band. The bending loss is preferably as small as possible. In the present invention, the bending loss is set to 100 dB / m or less, preferably 40 dB / m or less. 100 dB / m bending loss in the operating wavelength band
Beyond this, the transmission loss tends to deteriorate due to slight bending or the like applied to the dispersion-shifted optical fiber, which is inconvenient.

【００１８】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。Further, since the dispersion-shifted optical fiber of the present invention is a single mode optical fiber, it is necessary to have a cutoff wavelength that substantially guarantees single mode propagation in the wavelength band used. The usual cutoff wavelength is C
It is defined by the value of the CITT 2m method (hereinafter referred to as the 2m method). However, in an actual long use state, even if this value is longer than the lower limit of the use wavelength band, single mode propagation is possible.

【００１９】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。Therefore, in the dispersion-shifted optical fiber of the present invention, the cutoff wavelength specified by the 2m method is set so that single-mode propagation is possible depending on the used length and used wavelength band of the dispersion-shifted optical fiber. Specifically, for example, the cutoff wavelength in the 2m method is 1.8 μm
If it is below, single mode propagation in the above-mentioned used wavelength band can be realized in a long state of about 5000 m or more.

【００２０】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。すなわち、
本発明の分散シフト光ファイバにおいては、中心コア部
１とクラッド４との比屈折率差Δ１を十分に小さくする
ことによって、Ａｅｆｆの拡大と分散スロープの低減を
同時に実現することができる。A configuration for satisfying such characteristics will be described below together with the background of the study. That is,
In the dispersion-shifted optical fiber of the present invention, the Aeff can be enlarged and the dispersion slope can be reduced at the same time by making the relative refractive index difference Δ1 between the central core 1 and the clad 4 sufficiently small.

【００２１】図１に示したような凹型の屈折率分布形状
においては、Δ１、Δ２、ｒ２／ｒ１を固定してｒ２を
変化させると、分散シフト光ファイバとしての特性を満
足する波長分散値の目標値となるｒ２の解が、最低２個
存在する。表１は、Δ１を−０．２０％、Δ２を１．３
０％、ｒ２／ｒ１を１．５０に固定したときにｒ２を変
化させたときに得られる特性値を示したシミュレーショ
ン結果である。なお、使用波長は１５５０ｎｍである。In the concave refractive index distribution shape as shown in FIG. 1, when Δ1, Δ2, and r2 / r1 are fixed and r2 is changed, the chromatic dispersion value satisfying the characteristics as the dispersion-shifted optical fiber is obtained. There are at least two solutions of r2 that are the target values. Table 1 shows that Δ1 is −0.20% and Δ2 is 1.3.
It is a simulation result which showed the characteristic value obtained when changing r2 when 0% and r2 / r1 were fixed to 1.50. The wavelength used is 1550 nm.

【００２２】[0022]

【表１】 [Table 1]

【００２３】表１より、ｒ２を変化させると波長分散値
は減少と増加を繰り返すことがわかる。そこで、例えば
波長分散値の目標値を０．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍに設定す
ると、この目標値を満足するｒ２の解は４つ存在する
（１．７４μｍ、１．９４μｍ、３．２５μｍ、６．９
４μｍ）。From Table 1, it can be seen that when r2 is changed, the chromatic dispersion value repeatedly decreases and increases. Thus, for example, if the target value of the chromatic dispersion value is set to 0.5 ps / nm / km, there are four solutions of r2 that satisfy this target value (1.74 μm, 1.94 μm, 3.25 μm, and 6.25 μm). 9
4 μm).

【００２４】しかしながら、ｒ２が１．７４μｍあるい
は１．９４μｍの場合は、曲げ損失が大きすぎるため、
実際の光通信システムの伝送路としては実用不可能であ
る。ｒ２が６．９４μｍの場合は、カットオフ波長が長
すぎるため、シングルモード伝送を保証することができ
ず、実用不可能である。そして、ｒ２が３．２５μｍの
場合は、曲げ損失が１００ｄＢ／ｍ以下であり、かつカ
ットオフ波長が１５５０ｎｍにおいてシングルモード伝
送を保証できる値を有する。なお、ここでの屈折率分布
形状の構造パラメータの範囲の限定は、理想的なステッ
プ形状での値を用いている。実際に光ファイバを製造す
るにおいては、ステップの周囲にだれを生じたり、小さ
な凹凸を有する場合があるが、本願発明は実質的に理想
的な屈折率分布形状とみなせるものも包含する。よっ
て、このようにだれや凹凸が生じていても差し支えな
い。However, when r2 is 1.74 μm or 1.94 μm, the bending loss is too large.
It is not practical as a transmission line of an actual optical communication system. When r2 is 6.94 μm, the cut-off wavelength is too long, so that single-mode transmission cannot be guaranteed and is not practical. When r2 is 3.25 μm, the bending loss is 100 dB / m or less, and the cutoff wavelength has a value that can guarantee single mode transmission at 1550 nm. Here, the range of the structural parameter of the refractive index distribution shape is limited using an ideal step shape. In actual manufacturing of an optical fiber, there may be a case where a step is drooped or a small irregularity is formed around a step. However, the present invention also includes an optical fiber which can be regarded as a substantially ideal refractive index distribution shape. Therefore, there is no problem even if there is any unevenness or unevenness.

【００２５】しかしながら、表１からわかるように、最
も大きいｒ２の解を採用した場合の特性値は、カットオ
フ波長をのぞいては、２番目に大きいｒ２の解を採用し
た場合よりも特性が優れている。すなわち、Ａｅｆｆが
より大きく、曲げ損失がより小さく、特に分散スロープ
を大きく低減できる。本発明者らは、さらにこの点に着
目し、最も大きいｒ２の解を採用し、かつ使用波長帯に
おいて実質的にシングルモード伝搬を保証できるカット
オフ波長を有するものを設計できないかどうか検討し
た。その結果、中心コア部１とクラッド４との比屈折率
差Δ１を十分に小さくする、すなわち、屈折率分布形状
において、中心コア部１による中心の窪みを、よりクラ
ッド４の下方側になるように設計することによって、従
来よりもカットオフ波長を短くすることができ、使用波
長帯におけるシングルモード伝搬を保証できるものが得
られることを見い出した。However, as can be seen from Table 1, the characteristic value when the largest solution of r2 is adopted is superior to the case where the second largest solution of r2 is adopted except for the cutoff wavelength. ing. That is, the Aeff is larger, the bending loss is smaller, and especially the dispersion slope can be greatly reduced. The present inventors further paid attention to this point, and examined whether it is possible to adopt a solution of the largest r2 and design a device having a cutoff wavelength that can substantially guarantee single-mode propagation in a used wavelength band. As a result, the relative refractive index difference Δ1 between the central core portion 1 and the clad 4 is sufficiently reduced, that is, the center depression by the central core portion 1 is located further below the clad 4 in the refractive index distribution shape. It has been found that, by designing in this manner, the cutoff wavelength can be made shorter than before, and a device that can guarantee single mode propagation in the used wavelength band can be obtained.

【００２６】図３〜図６と表２は、ｒ２／ｒ１を１．８
５に固定し、Δ１／Δ２を振って、波長分散値が目標値
となったときに最もカットオフ波長が短くなるようなｒ
２とΔ１（あるいはｒ１とΔ２）を選択したときの分散
シフト光ファイバの特性値の変化を求めたシミュレーシ
ョン結果である。図３はカットオフ波長（λｃ）とΔ１
／Δ２との関係を示したグラフである。図４はＡｅｆｆ
とΔ１／Δ２との関係を示したグラフである。図５は分
散スロープとΔ１／Δ２との関係を示したグラフであ
る。図６は曲げ損失とΔ１／Δ２との関係を示したグラ
フである。なお、図３〜図６および表２において、使用
波長は１５５０ｎｍであり、波長分散値は−０．２ｐｓ
／ｎｍ／ｋｍである。FIGS. 3 to 6 and Table 2 show that r2 / r1 is 1.8.
5 and shake Δ1 / Δ2 so that the cutoff wavelength becomes the shortest when the chromatic dispersion value reaches the target value.
FIG. 9 is a simulation result in which a change in a characteristic value of a dispersion-shifted optical fiber when 2 and Δ1 (or r1 and Δ2) are selected. FIG. 3 shows the cutoff wavelength (λc) and Δ1
6 is a graph showing the relationship with / Δ2. FIG. 4 shows Aeff
6 is a graph showing the relationship between and Δ1 / Δ2. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the dispersion slope and Δ1 / Δ2. FIG. 6 is a graph showing the relationship between bending loss and Δ1 / Δ2. 3 to 6 and Table 2, the wavelength used is 1550 nm, and the chromatic dispersion value is -0.2 ps.
/ Nm / km.

【００２７】[0027]

【表２】 [Table 2]

【００２８】図３より、Δ１を小さく、すなわち中心コ
ア部１による窪みを深くしていくことによって、カット
オフ波長が短くなることがわかる。一方、図６より、Δ
１を小さくすると曲げ損失が大きくなる傾向があるが、
例えばΔ１が０〜−１の範囲においては曲げ損失は１
３．６ｄＢ／ｍ以下であり、十分に実用可能な範囲であ
る。FIG. 3 shows that the cut-off wavelength is shortened by reducing Δ1, that is, by increasing the depth of the recess formed by the central core portion 1. On the other hand, from FIG.
A smaller value of 1 tends to increase the bending loss,
For example, when Δ1 is in the range of 0 to −1, the bending loss is 1
It is 3.6 dB / m or less, which is a sufficiently practical range.

【００２９】このようなシミュレーションを、Δ１、Δ
２、ｒ１、ｒ２の設定を変更して、これらの構造パラメ
ータの種々の組み合わせについて検討した結果、上述の
ような分散シフト光ファイバの特性を得るためには、以
下のａ〜ｄの条件を満足する必要があることが明らかと
なった。 ａ．Δ１が−０．７％以下 ｂ．Δ２が０．６５〜１．０％ ｃ．ｒ２／ｒ１が１．６〜２．２ ｄ．ｒ２が３．５μｍ以上Such a simulation is performed using Δ1, Δ
As a result of examining various combinations of these structural parameters by changing the settings of 2, r1, and r2, the following conditions a to d must be satisfied in order to obtain the characteristics of the dispersion-shifted optical fiber as described above. It became clear that we needed to do that. a. Δ1 is −0.7% or less b. Δ2 is 0.65 to 1.0% c. r2 / r1 is 1.6 to 2.2 d. r2 is 3.5 μm or more

【００３０】カットオフ波長は、厳密にはΔ１とΔ２と
の組み合わせによって決定されるが、Δ１が−０．７％
より大きい場合は、使用波長帯において、シングルモー
ド伝搬を保証できるカットオフ波長を得ることができな
い。Δ２が０．６５％未満の場合は曲げ損失が大きくな
り、上述の好ましい範囲を満足できないことがある。Δ
２が１．０％をこえるとＡｅｆｆを十分に拡大すること
ができない場合がある。ｒ２／ｒ１が１．６未満の場合
は曲げ損失が大きくなり、上述の好ましい範囲を満足で
きないことがある。ｒ２／ｒ１が２．２をこえるとＡｅ
ｆｆを十分に拡大することができない場合がある。ま
た、ｒ２が３．５μｍより小さいと、分散スロープが大
きくなり、上述の好ましい範囲を実現することができな
い場合がある。なお、本出願人が提案した特開平１０−
２４６８３０号公報に記載の光ファイバは、２番目に大
きい解を採用して設計したものである。The cut-off wavelength is strictly determined by a combination of Δ1 and Δ2, but Δ1 is −0.7%
If it is larger, a cut-off wavelength that can guarantee single-mode propagation cannot be obtained in the used wavelength band. When Δ2 is less than 0.65%, the bending loss becomes large, and the above-mentioned preferable range may not be satisfied. Δ
If 2 exceeds 1.0%, Aeff may not be able to be sufficiently expanded. When r2 / r1 is less than 1.6, the bending loss becomes large, and the above-mentioned preferable range may not be satisfied. If r2 / r1 exceeds 2.2, Ae
ff may not be able to be expanded sufficiently. On the other hand, when r2 is smaller than 3.5 μm, the dispersion slope becomes large, and the above-described preferable range may not be realized. Incidentally, Japanese Patent Application Laid-Open No.
The optical fiber described in 246830 is designed by adopting the second largest solution.

【００３１】さらに好ましくは、前記ｂにおいて、Δ２
が０．７０〜１．０％であると望ましい。また、前記ｃ
において、ｒ２／ｒ１が１．６〜２．０であると好まし
い。その結果、分散スロープをさらに低減することが可
能となり、０．０８０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2以下の分散ス
ロープを実現することができる。More preferably, in the above b, Δ2
Is desirably 0.70 to 1.0%. In addition, c
In the formula, r2 / r1 is preferably 1.6 to 2.0. As a result, the dispersion slope can be further reduced, and a dispersion slope of 0.080 ps / km / nm 2 or less can be realized.

【００３２】この分散シフト光ファイバは、上述のよう
にクラッドを含めて３層構造であり、例えばＶＡＤ法な
どによって効率よく製造することができる。そして、上
述のように本発明においては、８５μｍ2以上という大
きなＡｅｆｆと、０．０８５ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以下と
いう小さな分散スロープを実現し、かつ光伝送路として
実用可能な曲げ損失とカットオフ波長を有する分散シフ
ト光ファイバを提供することができる。This dispersion-shifted optical fiber has a three-layer structure including the cladding as described above, and can be efficiently manufactured by, for example, the VAD method. As described above, in the present invention, a large Aeff of 85 μm 2 or more and a small dispersion slope of 0.085 ps / nm 2 / km or less are realized, and the bending loss and cutoff wavelength that can be practically used as an optical transmission line. Can be provided.

【００３３】[0033]

【実施例】表３に示した条件で、ＶＡＤ法により、実施
例１〜３の分散シフト光ファイバを製造した。なお、実
施例１〜３において、中心コア部はフッ素添加石英ガラ
ス、周辺コア部はゲルマニウム添加石英ガラス、クラッ
ドは純石英ガラスから形成した。また、分散シフト光フ
ァイバの外径（クラッド外径）は１２５μｍとした。表
３にこれらの分散シフト光ファイバの波長１５５０ｎｍ
における特性値をあわせて示した。EXAMPLES The dispersion-shifted optical fibers of Examples 1 to 3 were manufactured by the VAD method under the conditions shown in Table 3. In Examples 1 to 3, the central core was formed of fluorine-added quartz glass, the peripheral core was formed of germanium-added quartz glass, and the clad was formed of pure quartz glass. The outer diameter (cladding outer diameter) of the dispersion-shifted optical fiber was 125 μm. Table 3 shows the wavelength of these dispersion-shifted optical fibers at 1550 nm.
Are also shown.

【００３４】[0034]

【表３】 [Table 3]

【００３５】表３に示したように、Ａｅｆｆ、分散スロ
ープ、曲げ損失、カットオフ波長において、いずれも本
発明の分散シフト光ファイバの特性を満足するものを得
ることができた。As shown in Table 3, in all cases, Aeff, dispersion slope, bending loss, and cutoff wavelength satisfied the characteristics of the dispersion-shifted optical fiber of the present invention.

【００３６】[0036]

【発明の効果】以上説明したように本発明の分散シフト
光ファイバは、クラッドを含めた３層構造であり、例え
ばＶＡＤ法などによって効率よく製造することができ
る。そして、本発明においては、８５μｍ2以上という
大きなＡｅｆｆと、０．０８５ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以下
という小さな分散スロープを実現し、かつ光伝送路とし
て実用可能な曲げ損失とカットオフ波長を有する分散シ
フト光ファイバを提供することができる。その結果、非
線形効果を低減して伝送劣化を抑制できるとともに、波
長間の伝送状態のばらつきが少ない波長多重伝送システ
ムに適した分散シフト光ファイバを提供することができ
る。As described above, the dispersion-shifted optical fiber of the present invention has a three-layer structure including the cladding, and can be efficiently manufactured by, for example, the VAD method. In the present invention, a large Aeff of 85 μm 2 or more and a small dispersion slope of 0.085 ps / nm 2 / km or less are realized, and a dispersion shift having a bending loss and a cut-off wavelength that can be practically used as an optical transmission line. An optical fiber can be provided. As a result, it is possible to provide a dispersion-shifted optical fiber suitable for a wavelength division multiplexing transmission system in which the nonlinear effect can be reduced and transmission deterioration can be suppressed, and the transmission state between wavelengths has little variation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【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。FIG. 1 is a diagram showing an example of a refractive index distribution shape of a dispersion shifted optical fiber of the present invention.

【図２】 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。FIG. 2 is a diagram showing an example of a refractive index distribution shape of the dispersion shifted optical fiber of the present invention.

【図３】 本発明の分散シフト光ファイバの検討におけ
るシミュレーション結果を示したもので、カットオフ波
長（λｃ）とΔ１／Δ２との関係を示したグラフであ
る。FIG. 3 is a graph showing a simulation result in a study of the dispersion-shifted optical fiber of the present invention, and is a graph showing a relationship between a cutoff wavelength (λc) and Δ1 / Δ2.

【図４】 図３と同様のシミュレーションにおいて、Ａ
ｅｆｆとΔ１／Δ２との関係を示したグラフである。FIG. 4 shows a simulation similar to that of FIG.
5 is a graph showing a relationship between eff and Δ1 / Δ2.

【図５】 図３と同様のシミュレーションにおいて、分
散スロープとΔ１／Δ２との関係を示したグラフであ
る。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the dispersion slope and Δ1 / Δ2 in the same simulation as in FIG.

【図６】 図３と同様のシミュレーションにおいて、曲
げ損失とΔ１／Δ２との関係を示したグラフである。FIG. 6 is a graph showing the relationship between bending loss and Δ1 / Δ2 in a simulation similar to FIG.

【図７】 図７（ａ）〜図７（ｄ）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。FIGS. 7A to 7D show examples of the refractive index profile of such a dispersion-shifted optical fiber.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…中心コア部、２…周辺コア部、３…コア、４…クラ
ッド。1. Central core, 2. Peripheral core, 3. Core, 4. Cladding.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 中心コア部の外周上に、該中心コア部よ
りも高屈折率の周辺コア部が設けられ、該周辺コア部の
外周上に、該周辺コア部よりも低屈折率のクラッドが設
けられてなる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、有効コア断面積が８５〜１３０μｍ2、波長分散
値が−６〜＋６ｐｓ／ｋｍ／ｎｍであって、分散スロー
プが０．０８５ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2以下、曲げ損失が１
００ｄＢ／ｍ以下であり、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。1. A peripheral core having a higher refractive index than the central core is provided on an outer periphery of the central core, and a cladding having a lower refractive index than the peripheral core is provided on an outer periphery of the peripheral core. Is provided, the effective core area is 85 to 130 μm 2 , and the chromatic dispersion value is −6 to +6 ps / km / in a working wavelength band selected from 1490 to 1610 nm. nm, the dispersion slope is 0.085 ps / km / nm 2 or less, and the bending loss is 1
A dispersion-shifted optical fiber having a cut-off wavelength of not more than 00 dB / m and substantially single-mode propagation. 【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、クラッドの屈折率を基準にしたときの中心コ
ア部の比屈折率差をΔ１、クラッドの屈折率を基準にし
たときの周辺コア部の比屈折率差をΔ２、中心コア部の
半径をｒ１、周辺コア部の半径をｒ２としたとき、 Δ１が−０．７％以下、Δ２が０．６５〜１．０％、ｒ
２／ｒ１が１．６〜２．２、ｒ２が３．５μｍ以上であ
ることを特徴とする分散シフト光ファイバ。2. The dispersion-shifted optical fiber according to claim 1, wherein a relative refractive index difference of a central core portion based on a refractive index of the cladding is Δ1, and a peripheral core is based on a refractive index of the cladding. When the relative refractive index difference of the portion is Δ2, the radius of the central core portion is r1, and the radius of the peripheral core portion is r2, Δ1 is −0.7% or less, Δ2 is 0.65 to 1.0%, r
A dispersion-shifted optical fiber, wherein 2 / r1 is 1.6 to 2.2 and r2 is 3.5 μm or more. 【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、Δ２が０．７０〜１．０％、ｒ２／ｒ１が
１．６〜２．０であることを特徴とする分散シフト光フ
ァイバ。3. The dispersion-shifted optical fiber according to claim 2, wherein Δ2 is 0.70 to 1.0%, and r2 / r1 is 1.6 to 2.0. . 【請求項４】 請求項３に記載の分散シフト光ファイバ
において、分散スロープが０．０８０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ
2以下であることを特徴とする分散シフト光ファイバ。4. The dispersion-shifted optical fiber according to claim 3, wherein the dispersion slope is 0.080 ps / km / nm.
2. A dispersion-shifted optical fiber having a diameter of 2 or less.
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