JP2002277667A - 光ファイバ - Google Patents
光ファイバInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 偏波モード分散の低い微細構造光ファイバを
実現すること。 【解決手段】 軸方向に対して垂直な断面が、コア領域
２と、コア領域２を包囲するクラッド領域３とに区分さ
れ、コア領域２の平均屈折率がクラッド領域３の平均屈
折率よりも高い光ファイバであって、少なくともコア領
域２に設けられた第１の主媒質からなる第１主媒質領域
２と、第１主媒質領域２を包囲し、第２の主媒質からな
る第２主媒質領域３と、コア領域２又はクラッド領域３
の少なくとも一方に設けられ、第１及び第２の主媒質と
は異なる誘電率を有する副媒質からなる副媒質領域５と
を備え、第１の主媒質は、所定の温度において第２の主
媒質よりも高い粘度を有する構成を採る。
実現すること。 【解決手段】 軸方向に対して垂直な断面が、コア領域
２と、コア領域２を包囲するクラッド領域３とに区分さ
れ、コア領域２の平均屈折率がクラッド領域３の平均屈
折率よりも高い光ファイバであって、少なくともコア領
域２に設けられた第１の主媒質からなる第１主媒質領域
２と、第１主媒質領域２を包囲し、第２の主媒質からな
る第２主媒質領域３と、コア領域２又はクラッド領域３
の少なくとも一方に設けられ、第１及び第２の主媒質と
は異なる誘電率を有する副媒質からなる副媒質領域５と
を備え、第１の主媒質は、所定の温度において第２の主
媒質よりも高い粘度を有する構成を採る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバに関
し、特に、伝走路、波長分散補償器、及び全光学的信号
処理器に好適な光ファイバに関する。
し、特に、伝走路、波長分散補償器、及び全光学的信号
処理器に好適な光ファイバに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、微細構造光ファイバ、ホーリーフ
ァイバ、又はフォトニッククリスタルファイバ等（以
下、「微細構造光ファイバ」という。）と呼ばれる光フ
ァイバが知られている。この微細構造光ファイバは、シ
リカガラス等の主媒質で構成されるファイバ中に、空孔
等の副媒質からなる領域を有する。
ァイバ、又はフォトニッククリスタルファイバ等（以
下、「微細構造光ファイバ」という。）と呼ばれる光フ
ァイバが知られている。この微細構造光ファイバは、シ
リカガラス等の主媒質で構成されるファイバ中に、空孔
等の副媒質からなる領域を有する。
【０００３】微細構造光ファイバは、Ｊ．Ｃ．Ｋｎｉｇ
ｈｔ， ｅｔ ａｌ．， Ｏｐｔｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ
ｓ， ｖｏｌ．２１， ｎｏ．１９，ｐｐ．１５４７−
１５４９，（１９９６）、ＵＳＰ ５８０２２３６、Ｕ
ＳＰ ６０９７８７０、 ＷＯ ９９／００６８５、Ｗ
Ｏ ００／１６１４１に開示されている。微細構造光フ
ァイバでは、屈折率、非線形性、伝送損失等の性質が主
媒質と大きく異なる媒質を副媒質として導入することに
より、副媒質を持たない光ファイバでは実現することが
困難な特性を実現することが可能である。例えば、絶対
値の大きな波長分散、小さなモードフィールド径、低い
非線形性、及び低い伝送損失を実現することが可能であ
る。絶対値の大きな波長分散は分散補償に、小さなモー
ドフィールド径は非線形光学効果の利用に、低い非線形
と低い伝送損失は光信号及び光パワーの伝送にとって好
ましい特性である。今後、微細構造光ファイバの工学的
価値はさらに広い範囲で見出されていくものと考えられ
る。
ｈｔ， ｅｔ ａｌ．， Ｏｐｔｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ
ｓ， ｖｏｌ．２１， ｎｏ．１９，ｐｐ．１５４７−
１５４９，（１９９６）、ＵＳＰ ５８０２２３６、Ｕ
ＳＰ ６０９７８７０、 ＷＯ ９９／００６８５、Ｗ
Ｏ ００／１６１４１に開示されている。微細構造光フ
ァイバでは、屈折率、非線形性、伝送損失等の性質が主
媒質と大きく異なる媒質を副媒質として導入することに
より、副媒質を持たない光ファイバでは実現することが
困難な特性を実現することが可能である。例えば、絶対
値の大きな波長分散、小さなモードフィールド径、低い
非線形性、及び低い伝送損失を実現することが可能であ
る。絶対値の大きな波長分散は分散補償に、小さなモー
ドフィールド径は非線形光学効果の利用に、低い非線形
と低い伝送損失は光信号及び光パワーの伝送にとって好
ましい特性である。今後、微細構造光ファイバの工学的
価値はさらに広い範囲で見出されていくものと考えられ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】光伝送路、分散補償、
又は非線形光学効果の利用などの光通信分野に微細構造
光ファイバを応用する場合、偏波モード分散は、伝送可
能なビットレートと距離を制限するため、小さいことが
望ましい。小さい偏波モード分散を実現するためには、
ファイバ断面内の屈折率分布が、ファイバ軸の周りでの
９０度回転に対して高い対称性を有することが重要とな
る。この対称性が低い場合は、モード複屈折率が増大し
て偏波モード分散が増大する。
又は非線形光学効果の利用などの光通信分野に微細構造
光ファイバを応用する場合、偏波モード分散は、伝送可
能なビットレートと距離を制限するため、小さいことが
望ましい。小さい偏波モード分散を実現するためには、
ファイバ断面内の屈折率分布が、ファイバ軸の周りでの
９０度回転に対して高い対称性を有することが重要とな
る。この対称性が低い場合は、モード複屈折率が増大し
て偏波モード分散が増大する。
【０００５】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、偏波モード分散の低い微細構造光ファイ
バを実現することを目的とする。
たものであり、偏波モード分散の低い微細構造光ファイ
バを実現することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１記載の光ファイバの発明は、軸方向に対し
て垂直な断面が、コア領域と、前記コア領域を包囲する
クラッド領域とに区分され、前記コア領域の平均屈折率
が前記クラッド領域の平均屈折率よりも高い光ファイバ
であって、少なくとも前記コア領域に設けられた第１の
主媒質からなる第１主媒質領域と、前記第１主媒質領域
を包囲し、第２の主媒質からなる第２主媒質領域と、前
記コア領域又は前記クラッド領域の少なくとも一方に設
けられ、前記第１及び第２の主媒質とは異なる誘電率を
有する副媒質からなる副媒質領域とを備え、前記第１の
主媒質は、所定の温度において前記第２の主媒質よりも
高い粘度を有する構成を採る。
め、請求項１記載の光ファイバの発明は、軸方向に対し
て垂直な断面が、コア領域と、前記コア領域を包囲する
クラッド領域とに区分され、前記コア領域の平均屈折率
が前記クラッド領域の平均屈折率よりも高い光ファイバ
であって、少なくとも前記コア領域に設けられた第１の
主媒質からなる第１主媒質領域と、前記第１主媒質領域
を包囲し、第２の主媒質からなる第２主媒質領域と、前
記コア領域又は前記クラッド領域の少なくとも一方に設
けられ、前記第１及び第２の主媒質とは異なる誘電率を
有する副媒質からなる副媒質領域とを備え、前記第１の
主媒質は、所定の温度において前記第２の主媒質よりも
高い粘度を有する構成を採る。
【０００７】本発明において、ファイバ断面内の領域Ω
における平均屈折率ｎavgは、次式で定義される。次式
において、ｘとｙは、ファイバ断面内の座標、ｎは屈折
率分布、Ａは領域Ωの面積である。
における平均屈折率ｎavgは、次式で定義される。次式
において、ｘとｙは、ファイバ断面内の座標、ｎは屈折
率分布、Ａは領域Ωの面積である。
【０００８】
【数１】 また、本発明において、主媒質とは、光ファイバ中で１
つの連結領域として存在する媒質である。副媒質とは、
主媒質と異なる誘電率を有し、主媒質中に埋め込まれた
領域として存在する。主媒質は、固体又はガラスによっ
て構成され、光ファイバとして十分な強度を有している
必要があるのに対し、副媒質は、気体、液体、真空等を
含む幅広い媒質から選択することができるものである。
そのため、絶対値の大きな波長分散、小さなモードフィ
ールド径、低い非線形性、そして低い伝送損失を実現す
ることができる。
つの連結領域として存在する媒質である。副媒質とは、
主媒質と異なる誘電率を有し、主媒質中に埋め込まれた
領域として存在する。主媒質は、固体又はガラスによっ
て構成され、光ファイバとして十分な強度を有している
必要があるのに対し、副媒質は、気体、液体、真空等を
含む幅広い媒質から選択することができるものである。
そのため、絶対値の大きな波長分散、小さなモードフィ
ールド径、低い非線形性、そして低い伝送損失を実現す
ることができる。
【０００９】本発明では、従来の微細構造光ファイバと
異なり、少なくとも２種類以上の媒質が主媒質として光
ファイバを構成する。すなわち、高粘度の第１の主媒質
からなる第１主媒質領域が少なくともコア領域に設けら
れ、第１主媒質領域が、低粘度の第２の主媒質からなる
第２主媒質領域によって囲まれる構成が採られている。
そして、コア領域及びクラッド領域の少なくとも一方
に、第１及び第２の主媒質とは異なる誘電率を有する副
媒質からなる副媒質領域が設けられている。
異なり、少なくとも２種類以上の媒質が主媒質として光
ファイバを構成する。すなわち、高粘度の第１の主媒質
からなる第１主媒質領域が少なくともコア領域に設けら
れ、第１主媒質領域が、低粘度の第２の主媒質からなる
第２主媒質領域によって囲まれる構成が採られている。
そして、コア領域及びクラッド領域の少なくとも一方
に、第１及び第２の主媒質とは異なる誘電率を有する副
媒質からなる副媒質領域が設けられている。
【００１０】これにより、微細構造光ファイバの偏波モ
ード分散を低減することが可能となる。以下、この理由
を説明する。すなわち、光ファイバは、プリフォームの
一端を加熱し、加熱された端から所定の張力で線引する
ことにより作製する。プリフォームにおける断面内構造
とファイバにおける断面内構造とは相似であることが好
ましい。つまり、断面を構成する各領域は相互間で寸法
の比率を保ちながら絶対寸法が縮小されることが望まし
い。
ード分散を低減することが可能となる。以下、この理由
を説明する。すなわち、光ファイバは、プリフォームの
一端を加熱し、加熱された端から所定の張力で線引する
ことにより作製する。プリフォームにおける断面内構造
とファイバにおける断面内構造とは相似であることが好
ましい。つまり、断面を構成する各領域は相互間で寸法
の比率を保ちながら絶対寸法が縮小されることが望まし
い。
【００１１】しかし、加熱によって粘度が低下したプリ
フォームは不規則な変形を生じやすく、断面内構造の相
似性は失われやすい。特に、断面内において低粘度の領
域が高粘度の領域によって囲まれた場合、低粘度の領域
が扁平に潰れやすくなることを発明者らは見出した。こ
れは、次のように説明することができる。すなわち、線
引におけるネックダウン部では、ファイバに加えられた
線引張力のうち、プリフォーム内側に向かう成分が、内
側へ向かう媒質の運動を促進し、断面内構造を縮小させ
る。張力はプリフォーム断面内に分散して加わるが、粘
度の高い領域ほど大きな張力が加わるため、高粘度領域
ではより大きな内向き張力成分が働く。一方、媒質の粘
度が低いほど、同じ力で大きな運動が起こることから、
高粘度領域と低粘度領域の境界部では内側へ向かう媒質
の運動が極めて発生しやすい。そのため、不規則な運動
が生じて低粘度の領域が扁平になりやすい。その結果、
断面内構造の相似性が失われると共に、残留応力分布の
非対称性も生じると考えられる。特に、微細構造光ファ
イバでは断面内に副媒質からなる領域が配置されている
ため、断面内での応力の分布が不規則になりやすく、低
粘度領域の不規則な変形が生じやすい。また、主媒質が
断面内で均一組成である場合でも、断面内で内側が外側
よりも高温になって粘度が低下する区間がネックダウン
部に存在するため、不規則な変形が生じて副媒質からな
る領域の形状や配置の乱れが生じやすい。
フォームは不規則な変形を生じやすく、断面内構造の相
似性は失われやすい。特に、断面内において低粘度の領
域が高粘度の領域によって囲まれた場合、低粘度の領域
が扁平に潰れやすくなることを発明者らは見出した。こ
れは、次のように説明することができる。すなわち、線
引におけるネックダウン部では、ファイバに加えられた
線引張力のうち、プリフォーム内側に向かう成分が、内
側へ向かう媒質の運動を促進し、断面内構造を縮小させ
る。張力はプリフォーム断面内に分散して加わるが、粘
度の高い領域ほど大きな張力が加わるため、高粘度領域
ではより大きな内向き張力成分が働く。一方、媒質の粘
度が低いほど、同じ力で大きな運動が起こることから、
高粘度領域と低粘度領域の境界部では内側へ向かう媒質
の運動が極めて発生しやすい。そのため、不規則な運動
が生じて低粘度の領域が扁平になりやすい。その結果、
断面内構造の相似性が失われると共に、残留応力分布の
非対称性も生じると考えられる。特に、微細構造光ファ
イバでは断面内に副媒質からなる領域が配置されている
ため、断面内での応力の分布が不規則になりやすく、低
粘度領域の不規則な変形が生じやすい。また、主媒質が
断面内で均一組成である場合でも、断面内で内側が外側
よりも高温になって粘度が低下する区間がネックダウン
部に存在するため、不規則な変形が生じて副媒質からな
る領域の形状や配置の乱れが生じやすい。
【００１２】一方、発明者らの知見によれば、断面内に
おいて高粘度の領域を低粘度の領域で囲んだ場合は、高
粘度領域の不規則な変形は起こりにくい。そのため、断
面内に副媒質からなる領域が配置されている場合におい
ても、線引時に断面内構造の相似性を保つことができ、
残留応力分布も対称となる。その結果、断面内屈折率分
布の対称性が保たれ、偏波モード分散の低い光ファイバ
を実現することができる。
おいて高粘度の領域を低粘度の領域で囲んだ場合は、高
粘度領域の不規則な変形は起こりにくい。そのため、断
面内に副媒質からなる領域が配置されている場合におい
ても、線引時に断面内構造の相似性を保つことができ、
残留応力分布も対称となる。その結果、断面内屈折率分
布の対称性が保たれ、偏波モード分散の低い光ファイバ
を実現することができる。
【００１３】なお、断面内において、第２主媒質領域を
包囲する第３の主媒質からなる第３主媒質領域を設ける
ことも可能である。この場合、第２主媒質領域が不規則
に変形しないか、又は不規則に変形してもその変形が光
学特性に及ぼす影響が無視できる範囲で、第３主媒質領
域の粘度を第２の主媒質、さらには第１の主媒質の粘度
よりも高めることができる。これにより、第１主媒質領
域への線引張力の集中を緩和し、ファイバにおける第１
主媒質領域での残留応力を低減し、伝送損失を低減する
ことが可能となる。
包囲する第３の主媒質からなる第３主媒質領域を設ける
ことも可能である。この場合、第２主媒質領域が不規則
に変形しないか、又は不規則に変形してもその変形が光
学特性に及ぼす影響が無視できる範囲で、第３主媒質領
域の粘度を第２の主媒質、さらには第１の主媒質の粘度
よりも高めることができる。これにより、第１主媒質領
域への線引張力の集中を緩和し、ファイバにおける第１
主媒質領域での残留応力を低減し、伝送損失を低減する
ことが可能となる。
【００１４】請求項２記載の発明は、請求項１記載の光
ファイバにおいて、前記第１の主媒質はシリカガラスで
あり、前記第２の主媒質は前記第１の主媒質よりも高濃
度のフッ素を含むシリカガラスであり、前記副媒質領域
は空孔からなる構成を採る。
ファイバにおいて、前記第１の主媒質はシリカガラスで
あり、前記第２の主媒質は前記第１の主媒質よりも高濃
度のフッ素を含むシリカガラスであり、前記副媒質領域
は空孔からなる構成を採る。
【００１５】この構成により、第２の主媒質の粘度を第
１の主媒質の粘度よりも下げることができると同時に、
第１の主媒質の屈折率を第２の主媒質の屈折率よりも高
くすることができる。空孔は、第１主媒質領域、第２主
媒質領域、又はこれらの領域の境界に配置される。本構
成により、絶対値の大きな波長分散、小さなモードフィ
ールド径を実現することができる。また、副媒質を伝搬
する光パワーの割合を低く抑えて、副媒質内の不純物が
伝送損失に及ぼす影響を軽減することができる。なお、
シリカガラス中には、Ｇｅ、Ｂ、Ｐ、Ｔｉ、Ａｌなどの
添加物を加えることができ、それによって絶対値の大き
な波長分散や高い非線形性を実現することができる。ま
た、Ｇｅ添加は光感応性を高めるため、紫外光によって
グレーティングを作製する際に好適である。また、Ｅ
ｒ、Ｙｂ、Ｎｄ、Ｐｒなどの希土類元素を添加すること
によって光増幅用ファイバを実現することができる。空
孔内は、Ｎ2、Ａｒ、Ｈｅなどの不活性気体、空気、又
は真空などとすることができ、それにより低い伝送損失
と低い非線形性とを実現することができる。
１の主媒質の粘度よりも下げることができると同時に、
第１の主媒質の屈折率を第２の主媒質の屈折率よりも高
くすることができる。空孔は、第１主媒質領域、第２主
媒質領域、又はこれらの領域の境界に配置される。本構
成により、絶対値の大きな波長分散、小さなモードフィ
ールド径を実現することができる。また、副媒質を伝搬
する光パワーの割合を低く抑えて、副媒質内の不純物が
伝送損失に及ぼす影響を軽減することができる。なお、
シリカガラス中には、Ｇｅ、Ｂ、Ｐ、Ｔｉ、Ａｌなどの
添加物を加えることができ、それによって絶対値の大き
な波長分散や高い非線形性を実現することができる。ま
た、Ｇｅ添加は光感応性を高めるため、紫外光によって
グレーティングを作製する際に好適である。また、Ｅ
ｒ、Ｙｂ、Ｎｄ、Ｐｒなどの希土類元素を添加すること
によって光増幅用ファイバを実現することができる。空
孔内は、Ｎ2、Ａｒ、Ｈｅなどの不活性気体、空気、又
は真空などとすることができ、それにより低い伝送損失
と低い非線形性とを実現することができる。
【００１６】請求項３記載の発明は、請求項１記載の光
ファイバにおいて前記断面内における屈折率分布が実質
的に４回回転対称性を有する構成を採る。
ファイバにおいて前記断面内における屈折率分布が実質
的に４回回転対称性を有する構成を採る。
【００１７】この構成により、モード複屈折率を低く抑
えて偏波モード分散を低減することが可能となる。
えて偏波モード分散を低減することが可能となる。
【００１８】請求項４記載の発明は、請求項３記載の光
ファイバにおいて、所定の波長における基底モードの偏
波モード分散係数が、１．０ｐｓ／ｒｔｋｍ以下である
構成を採る。
ファイバにおいて、所定の波長における基底モードの偏
波モード分散係数が、１．０ｐｓ／ｒｔｋｍ以下である
構成を採る。
【００１９】偏波モード分散係数とは、偏波モード分散
（ｐｓ）をファイバ長の平方根（ｒｔｋｍ）で割った値
である。偏波モード分散は、２つの偏波モードの間の群
遅延差の集合平均又は波長平均である。この構成によ
り、１０Ｇｂ／ｓの光信号を２００ｋｍの距離で伝送し
た際に１ｄＢのパワーペナルティが発生する確率を３０
ｍｉｎ／ｙｅａｒに抑えることが可能となる。
（ｐｓ）をファイバ長の平方根（ｒｔｋｍ）で割った値
である。偏波モード分散は、２つの偏波モードの間の群
遅延差の集合平均又は波長平均である。この構成によ
り、１０Ｇｂ／ｓの光信号を２００ｋｍの距離で伝送し
た際に１ｄＢのパワーペナルティが発生する確率を３０
ｍｉｎ／ｙｅａｒに抑えることが可能となる。
【００２０】請求項５記載の発明は、請求項３記載の光
ファイバにおいて、所定の波長における基底モードの偏
波モード分散係数が、０．４０ｐｓ／ｒｔｋｍ以下であ
る構成を採る。
ファイバにおいて、所定の波長における基底モードの偏
波モード分散係数が、０．４０ｐｓ／ｒｔｋｍ以下であ
る構成を採る。
【００２１】この構成により、１０Ｇｂ／ｓの光信号を
１３００ｋｍの距離で伝送した際に１ｄＢのパワーペナ
ルティが発生する確率を３０ｍｉｎ／ｙｅａｒに抑える
ことが可能となる。
１３００ｋｍの距離で伝送した際に１ｄＢのパワーペナ
ルティが発生する確率を３０ｍｉｎ／ｙｅａｒに抑える
ことが可能となる。
【００２２】請求項６記載の光ファイバの発明は、軸方
向に対して垂直な断面内において、コア領域と、前記コ
ア領域を包囲するクラッド領域とを有し、前記コア領域
とクラッド領域との少なくとも一方における主媒質中
に、前記主媒質とは異なる誘電率を有する副媒質からな
る領域が設けられ、前記コア領域の平均屈折率が前記ク
ラッド領域の平均屈折率よりも高い光ファイバであっ
て、所定の波長における基底モードの偏波モード分散係
数が、１．０ｐｓ／ｒｔｋｍ以下である構成を採る。
向に対して垂直な断面内において、コア領域と、前記コ
ア領域を包囲するクラッド領域とを有し、前記コア領域
とクラッド領域との少なくとも一方における主媒質中
に、前記主媒質とは異なる誘電率を有する副媒質からな
る領域が設けられ、前記コア領域の平均屈折率が前記ク
ラッド領域の平均屈折率よりも高い光ファイバであっ
て、所定の波長における基底モードの偏波モード分散係
数が、１．０ｐｓ／ｒｔｋｍ以下である構成を採る。
【００２３】この構成により、１０Ｇｂ／ｓの光信号を
２００ｋｍの距離で伝送した際に１ｄＢのパワーペナル
ティが発生する確率を３０ｍｉｎ／ｙｅａｒに抑えるこ
とが可能となる。
２００ｋｍの距離で伝送した際に１ｄＢのパワーペナル
ティが発生する確率を３０ｍｉｎ／ｙｅａｒに抑えるこ
とが可能となる。
【００２４】請求項７記載の発明は、請求項６記載の光
ファイバにおいて、所定の波長における基底モードの偏
波モード分散係数が、０．４０ｐｓ／ｒｔｋｍ以下であ
る構成を採る。
ファイバにおいて、所定の波長における基底モードの偏
波モード分散係数が、０．４０ｐｓ／ｒｔｋｍ以下であ
る構成を採る。
【００２５】この構成により、１０Ｇｂ／ｓの光信号を
１３００ｋｍの距離で伝送した際に１ｄＢのパワーペナ
ルティが発生する確率を３０ｍｉｎ／ｙｅａｒに抑える
ことが可能となる。
１３００ｋｍの距離で伝送した際に１ｄＢのパワーペナ
ルティが発生する確率を３０ｍｉｎ／ｙｅａｒに抑える
ことが可能となる。
【００２６】請求項８記載の光ファイバの発明は、軸方
向に対して垂直な断面内に、第１の主媒質からなるコア
領域と、前記コア領域を包囲し、第２の主媒質からなる
クラッド領域と、前記コア領域と前記クラッド領域との
境界上に設けられ、前記第１及び第２の主媒質とは異な
る誘電率を有する副媒質からなる副媒質領域とを備え、
前記コア領域の平均屈折率が前記クラッド領域の平均屈
折率よりも高く、前記断面内における屈折率分布が実質
的に４回回転対称性を有し、前記第１の主媒質は、所定
の温度において前記第２の主媒質よりも高い粘度を有す
る構成を採る。
向に対して垂直な断面内に、第１の主媒質からなるコア
領域と、前記コア領域を包囲し、第２の主媒質からなる
クラッド領域と、前記コア領域と前記クラッド領域との
境界上に設けられ、前記第１及び第２の主媒質とは異な
る誘電率を有する副媒質からなる副媒質領域とを備え、
前記コア領域の平均屈折率が前記クラッド領域の平均屈
折率よりも高く、前記断面内における屈折率分布が実質
的に４回回転対称性を有し、前記第１の主媒質は、所定
の温度において前記第２の主媒質よりも高い粘度を有す
る構成を採る。
【００２７】この構成により、微細構造光ファイバの偏
波モード分散を低減することが可能となる。
波モード分散を低減することが可能となる。
【００２８】請求項９記載の光ファイバの発明は、軸方
向に対して垂直な断面内に、第１の主媒質からなるコア
領域と、前記コア領域を包囲し、第２の主媒質からなる
クラッド領域と、前記クラッド領域内に設けられ、前記
第１及び第２の主媒質とは異なる誘電率を有する副媒質
からなる複数の副媒質領域とを備え、前記コア領域の平
均屈折率が前記クラッド領域の平均屈折率よりも高く、
前記第１の主媒質は、所定の温度において前記第２の主
媒質よりも高い粘度を有する構成を採る。
向に対して垂直な断面内に、第１の主媒質からなるコア
領域と、前記コア領域を包囲し、第２の主媒質からなる
クラッド領域と、前記クラッド領域内に設けられ、前記
第１及び第２の主媒質とは異なる誘電率を有する副媒質
からなる複数の副媒質領域とを備え、前記コア領域の平
均屈折率が前記クラッド領域の平均屈折率よりも高く、
前記第１の主媒質は、所定の温度において前記第２の主
媒質よりも高い粘度を有する構成を採る。
【００２９】この構成により、微細構造光ファイバの偏
波モード分散を低減することが可能となる。
波モード分散を低減することが可能となる。
【００３０】
【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１は、本発明
の実施の形態１に係る光ファイバの断面を示す図であ
る。光ファイバ１は、コア領域２と、コア領域２を包囲
するクラッド領域３とを備えている。また、コア領域２
とクラッド領域３との境界４に沿って空孔５が設けられ
ている。光ファイバ１の断面内において、コア領域２の
形状は、実質的に円であり、４つの空孔５は、ファイバ
中心の周りでの９０度回転に関して対称性を有するよう
に配置されている。この対称性を「４回回転対称性」と
いう。コア領域２は、純粋シリカガラスから形成され、
クラッド領域３はフッ素（Ｆ）が添加されたシリカガラ
スから形成されている。クラッド領域３に対するコア領
域２の比屈折率差は、Δ＝０．４３％である。クラッド
領域３にフッ素（Ｆ）を添加することにより、１２００
℃〜２０００℃の温度範囲において、コア領域２はクラ
ッド領域よりも相対的に高い粘度を有する。また、各空
孔５内は、実質的に窒素（Ｎ2）で充填されている。
の実施の形態１に係る光ファイバの断面を示す図であ
る。光ファイバ１は、コア領域２と、コア領域２を包囲
するクラッド領域３とを備えている。また、コア領域２
とクラッド領域３との境界４に沿って空孔５が設けられ
ている。光ファイバ１の断面内において、コア領域２の
形状は、実質的に円であり、４つの空孔５は、ファイバ
中心の周りでの９０度回転に関して対称性を有するよう
に配置されている。この対称性を「４回回転対称性」と
いう。コア領域２は、純粋シリカガラスから形成され、
クラッド領域３はフッ素（Ｆ）が添加されたシリカガラ
スから形成されている。クラッド領域３に対するコア領
域２の比屈折率差は、Δ＝０．４３％である。クラッド
領域３にフッ素（Ｆ）を添加することにより、１２００
℃〜２０００℃の温度範囲において、コア領域２はクラ
ッド領域よりも相対的に高い粘度を有する。また、各空
孔５内は、実質的に窒素（Ｎ2）で充填されている。
【００３１】実施の形態１では、コア領域２の直径は約
９．７μｍであり、クラッド領域３の直径は１２５μｍ
であり、空孔５の直径は約７．０μｍである。また、コ
ア領域２の中心から各空孔５の中心までの距離は約４．
２μｍである。なお、クラッド領域３はファイバ強度を
向上させるため、図示しない樹脂によって被覆すること
ができる。
９．７μｍであり、クラッド領域３の直径は１２５μｍ
であり、空孔５の直径は約７．０μｍである。また、コ
ア領域２の中心から各空孔５の中心までの距離は約４．
２μｍである。なお、クラッド領域３はファイバ強度を
向上させるため、図示しない樹脂によって被覆すること
ができる。
【００３２】実施の形態１に係る光ファイバは、図１に
示された構造と相似な断面を有するプリフォームを１８
００℃〜２０００℃の炉内で線引することによって作製
される。典型的なプリフォーム径は、３５ｍｍである。
このようにして作製された長さ１ｋｍの光ファイバは、
実際の測定の結果、波長１５５０ｎｍにおいて、０．３
８ｐｓの偏波モード分散を有し、従って０．３８ｐｓ／
ｒｔｋｍの偏波モード分散係数を有している。また、こ
の光ファイバは、伝送損失α＝０．７ｄＢ／ｋｍ、波長
分散Ｄ＝３１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、波長分散スロープＳ＝
０．０６６ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの各値をとる。通常の光
ファイバにおける波長分散は、Ｄ＝＋２０ｐｓ／ｎｍ／
ｋｍ程度であるが、実施の形態１に係る光ファイバで
は、空孔５を導入したことにより大きな構造分散が得ら
れるため、絶対値の大きな正の波長分散が実現される。
示された構造と相似な断面を有するプリフォームを１８
００℃〜２０００℃の炉内で線引することによって作製
される。典型的なプリフォーム径は、３５ｍｍである。
このようにして作製された長さ１ｋｍの光ファイバは、
実際の測定の結果、波長１５５０ｎｍにおいて、０．３
８ｐｓの偏波モード分散を有し、従って０．３８ｐｓ／
ｒｔｋｍの偏波モード分散係数を有している。また、こ
の光ファイバは、伝送損失α＝０．７ｄＢ／ｋｍ、波長
分散Ｄ＝３１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、波長分散スロープＳ＝
０．０６６ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの各値をとる。通常の光
ファイバにおける波長分散は、Ｄ＝＋２０ｐｓ／ｎｍ／
ｋｍ程度であるが、実施の形態１に係る光ファイバで
は、空孔５を導入したことにより大きな構造分散が得ら
れるため、絶対値の大きな正の波長分散が実現される。
【００３３】また、波長１５５０ｎｍにおける伝送損失
は、Ｐ．Ｊ．Ｂｅｎｎｅｔｔ， ｅｔ ａｌ．， Ｏｐ
ｔｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ， Ｖｏｌ．２４，ｐｐ．１
２０３−１２０５，（１９９９）で報告されている従来
技術では、２４０ｄＢ／ｋｍであったのに対し、実施の
形態１に係る光ファイバでは、空孔５を伝搬するパワー
の割合の低下などによって、従来よりも低い伝送損失が
実現される。
は、Ｐ．Ｊ．Ｂｅｎｎｅｔｔ， ｅｔ ａｌ．， Ｏｐ
ｔｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ， Ｖｏｌ．２４，ｐｐ．１
２０３−１２０５，（１９９９）で報告されている従来
技術では、２４０ｄＢ／ｋｍであったのに対し、実施の
形態１に係る光ファイバでは、空孔５を伝搬するパワー
の割合の低下などによって、従来よりも低い伝送損失が
実現される。
【００３４】また、実施の形態１に係る光ファイバとの
比較例として、図１に示す断面と同様の構造を有してお
り、ゲルマニウム（Ｇｅ）を添加したシリカガラスでコ
ア領域を形成し、純粋シリカガラスによってクラッド領
域を形成した光ファイバを作製した。コア領域にＧｅを
添加することによって、１２００℃〜２０００℃の温度
範囲において、コア領域はクラッド領域よりも低い粘度
を有する。このようにして作製された長さ２．７ｍの光
ファイバは、実際の測定の結果、波長１５５０ｎｍにお
いて１．２ｐｓの偏波モード分散を有し、従って、２２
ｐｓ／ｒｔｋｍの偏波モード分散係数を有する。また、
この光ファイバは、伝送損失α＝８．１ｄＢ／ｋｍ、波
長分散Ｄ＝３２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、波長分散スロープＳ
＝０．０５６ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍであった。
比較例として、図１に示す断面と同様の構造を有してお
り、ゲルマニウム（Ｇｅ）を添加したシリカガラスでコ
ア領域を形成し、純粋シリカガラスによってクラッド領
域を形成した光ファイバを作製した。コア領域にＧｅを
添加することによって、１２００℃〜２０００℃の温度
範囲において、コア領域はクラッド領域よりも低い粘度
を有する。このようにして作製された長さ２．７ｍの光
ファイバは、実際の測定の結果、波長１５５０ｎｍにお
いて１．２ｐｓの偏波モード分散を有し、従って、２２
ｐｓ／ｒｔｋｍの偏波モード分散係数を有する。また、
この光ファイバは、伝送損失α＝８．１ｄＢ／ｋｍ、波
長分散Ｄ＝３２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、波長分散スロープＳ
＝０．０５６ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍであった。
【００３５】このように、比較例としての光ファイバに
比べ、実施の形態１に係る光ファイバは、より低い偏波
モード分散を有し、そのため、所定のファイバ長におい
てより低い偏波モード分散を実現できる。
比べ、実施の形態１に係る光ファイバは、より低い偏波
モード分散を有し、そのため、所定のファイバ長におい
てより低い偏波モード分散を実現できる。
【００３６】（実施の形態２）実施の形態１では、４個
の空孔５が導入された光ファイバを説明したが、多数の
空孔を含む光ファイバを実現することも可能である。図
２は、実施の形態２に係る光ファイバの断面を示す図で
ある。このように空孔５０を多数設けることによって、
より大きな波長分散や、より小さなモードフィールド径
を実現することができる。実施の形態２に係る光ファイ
バ１０は、コア領域２０が純粋シリカガラスで形成さ
れ、クラッド領域３０がフッ素（Ｆ）が添加されたシリ
カガラスで形成されている。コア領域２０はクラッド領
域３０よりも高い粘度を有するため、１．０ｐｓ／ｒｔ
ｋｍ以下の低い偏波モード分散係数を実現することが可
能となる。
の空孔５が導入された光ファイバを説明したが、多数の
空孔を含む光ファイバを実現することも可能である。図
２は、実施の形態２に係る光ファイバの断面を示す図で
ある。このように空孔５０を多数設けることによって、
より大きな波長分散や、より小さなモードフィールド径
を実現することができる。実施の形態２に係る光ファイ
バ１０は、コア領域２０が純粋シリカガラスで形成さ
れ、クラッド領域３０がフッ素（Ｆ）が添加されたシリ
カガラスで形成されている。コア領域２０はクラッド領
域３０よりも高い粘度を有するため、１．０ｐｓ／ｒｔ
ｋｍ以下の低い偏波モード分散係数を実現することが可
能となる。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る光フ
ァイバは、軸方向に対して垂直な断面が、コア領域と、
前記コア領域を包囲するクラッド領域とに区分され、前
記コア領域の平均屈折率が前記クラッド領域の平均屈折
率よりも高い光ファイバであって、少なくとも前記コア
領域に設けられた第１の主媒質からなる第１主媒質領域
と、前記第１主媒質領域を包囲し、第２の主媒質からな
る第２主媒質領域と、前記コア領域又は前記クラッド領
域の少なくとも一方に設けられ、前記第１及び第２の主
媒質とは異なる誘電率を有する副媒質からなる副媒質領
域とを備え、前記第１の主媒質は、所定の温度において
前記第２の主媒質よりも高い粘度を有する構成を採る。
ァイバは、軸方向に対して垂直な断面が、コア領域と、
前記コア領域を包囲するクラッド領域とに区分され、前
記コア領域の平均屈折率が前記クラッド領域の平均屈折
率よりも高い光ファイバであって、少なくとも前記コア
領域に設けられた第１の主媒質からなる第１主媒質領域
と、前記第１主媒質領域を包囲し、第２の主媒質からな
る第２主媒質領域と、前記コア領域又は前記クラッド領
域の少なくとも一方に設けられ、前記第１及び第２の主
媒質とは異なる誘電率を有する副媒質からなる副媒質領
域とを備え、前記第１の主媒質は、所定の温度において
前記第２の主媒質よりも高い粘度を有する構成を採る。
【００３８】この構成により、微細構造光ファイバの偏
波モード分散を低減することが可能となる。
波モード分散を低減することが可能となる。
【図１】本発明の実施の形態１に係る光ファイバの断面
を示す図である。
を示す図である。
【図２】実施の形態２に係る光ファイバの断面を示す図
である。
である。
１…光ファイバ、２…コア領域、３…クラッド領域、４
…境界、５…空孔、１０…光ファイバ、２０…コア領
域、３０…クラッド領域、５０…空孔。
…境界、５…空孔、１０…光ファイバ、２０…コア領
域、３０…クラッド領域、５０…空孔。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笹岡 英資 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 大西 正志 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 Ｆターム(参考） 2H050 AB04X AB05X AB06X AB07X AB08X AB09X AB10Y AB18X AC62 AC71
Claims (9)
- 【請求項１】 軸方向に対して垂直な断面が、コア領域
と、前記コア領域を包囲するクラッド領域とに区分さ
れ、前記コア領域の平均屈折率が前記クラッド領域の平
均屈折率よりも高い光ファイバであって、 少なくとも前記コア領域に設けられ、第１の主媒質から
なる第１主媒質領域と、 前記第１主媒質領域を包囲し、第２の主媒質からなる第
２主媒質領域と、 前記コア領域又は前記クラッド領域の少なくとも一方に
設けられ、前記第１及び第２の主媒質とは異なる誘電率
を有する副媒質からなる副媒質領域とを備え、 前記第１の主媒質は、所定の温度において前記第２の主
媒質よりも高い粘度を有することを特徴とする光ファイ
バ。 - 【請求項２】 前記第１の主媒質はシリカガラスであ
り、前記第２の主媒質は前記第１の主媒質よりも高濃度
のフッ素を含むシリカガラスであり、前記副媒質領域は
空孔からなることを特徴とする請求項１記載の光ファイ
バ。 - 【請求項３】 前記断面内における屈折率分布が実質的
に４回回転対称性を有することを特徴とする請求項１記
載の光ファイバ。 - 【請求項４】 所定の波長における基底モードの偏波モ
ード分散係数が、１．０ｐｓ／ｒｔｋｍ以下であること
を特徴とする請求項３記載の光ファイバ。 - 【請求項５】 所定の波長における基底モードの偏波モ
ード分散係数が、０．４０ｐｓ／ｒｔｋｍ以下であるこ
とを特徴とする請求項３記載の光ファイバ。 - 【請求項６】 軸方向に対して垂直な断面内において、
コア領域と、前記コア領域を包囲するクラッド領域とを
有し、前記コア領域とクラッド領域との少なくとも一方
における主媒質中に、前記主媒質とは異なる誘電率を有
する副媒質からなる領域が設けられ、前記コア領域の平
均屈折率が前記クラッド領域の平均屈折率よりも高い光
ファイバであって、 所定の波長における基底モードの偏波モード分散係数
が、１．０ｐｓ／ｒｔｋｍ以下であることを特徴とする
光ファイバ。 - 【請求項７】 所定の波長における基底モードの偏波モ
ード分散係数が、０．４０ｐｓ／ｒｔｋｍ以下であるこ
とを特徴とする請求項６記載の光ファイバ。 - 【請求項８】 軸方向に対して垂直な断面内に、 第１の主媒質からなるコア領域と、 前記コア領域を包囲し、第２の主媒質からなるクラッド
領域と、 前記コア領域と前記クラッド領域との境界上に設けら
れ、前記第１及び第２の主媒質とは異なる誘電率を有す
る副媒質からなる副媒質領域とを備え、 前記コア領域の平均屈折率が前記クラッド領域の平均屈
折率よりも高く、 前記断面内における屈折率分布が実質的に４回回転対称
性を有し、 前記第１の主媒質は、所定の温度において前記第２の主
媒質よりも高い粘度を有することを特徴とする光ファイ
バ。 - 【請求項９】 軸方向に対して垂直な断面内に、 第１の主媒質からなるコア領域と、 前記コア領域を包囲し、第２の主媒質からなるクラッド
領域と、 前記クラッド領域内に設けられ、前記第１及び第２の主
媒質とは異なる誘電率を有する副媒質からなる複数の副
媒質領域とを備え、 前記コア領域の平均屈折率が前記クラッド領域の平均屈
折率よりも高く、 前記第１の主媒質は、所定の温度において前記第２の主
媒質よりも高い粘度を有することを特徴とする光ファイ
バ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001072571A JP2002277667A (ja) | 2001-03-14 | 2001-03-14 | 光ファイバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001072571A JP2002277667A (ja) | 2001-03-14 | 2001-03-14 | 光ファイバ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002277667A true JP2002277667A (ja) | 2002-09-25 |
Family
ID=18930137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001072571A Withdrawn JP2002277667A (ja) | 2001-03-14 | 2001-03-14 | 光ファイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002277667A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004034094A2 (en) * | 2002-06-12 | 2004-04-22 | Corning Incorporated | Microstructured optical fibers preforms and methods of fabricating microstructured optical fibers |
| JP2005043673A (ja) * | 2003-07-22 | 2005-02-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光ファイバおよび光伝送媒体 |
| WO2006117938A1 (en) * | 2005-04-26 | 2006-11-09 | The Furukawa Electric Co., Ltd | Optical fiber preform including a non-axisymmetric cross section |
| JP2007094363A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光ファイバおよび光伝送媒体 |
| EP2056135A1 (en) * | 2006-11-21 | 2009-05-06 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Optical fiber and light guide |
| JP2012189804A (ja) * | 2011-03-10 | 2012-10-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光ファイバ |
| WO2014132793A1 (ja) * | 2013-02-27 | 2014-09-04 | 株式会社フジクラ | マルチコアファイバ |
-
2001
- 2001-03-14 JP JP2001072571A patent/JP2002277667A/ja not_active Withdrawn
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004034094A2 (en) * | 2002-06-12 | 2004-04-22 | Corning Incorporated | Microstructured optical fibers preforms and methods of fabricating microstructured optical fibers |
| WO2004034094A3 (en) * | 2002-06-12 | 2004-06-24 | Corning Inc | Microstructured optical fibers preforms and methods of fabricating microstructured optical fibers |
| US6847771B2 (en) | 2002-06-12 | 2005-01-25 | Corning Incorporated | Microstructured optical fibers and preforms and methods for fabricating microstructured optical fibers |
| JP2005043673A (ja) * | 2003-07-22 | 2005-02-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光ファイバおよび光伝送媒体 |
| WO2006117938A1 (en) * | 2005-04-26 | 2006-11-09 | The Furukawa Electric Co., Ltd | Optical fiber preform including a non-axisymmetric cross section |
| JP2007094363A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光ファイバおよび光伝送媒体 |
| EP2056135A1 (en) * | 2006-11-21 | 2009-05-06 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Optical fiber and light guide |
| EP2056135A4 (en) * | 2006-11-21 | 2012-01-18 | Furukawa Electric Co Ltd | FIBER AND LIGHT GUIDE |
| US8233761B2 (en) | 2006-11-21 | 2012-07-31 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Optical fiber and optical waveguide |
| JP2012189804A (ja) * | 2011-03-10 | 2012-10-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光ファイバ |
| WO2014132793A1 (ja) * | 2013-02-27 | 2014-09-04 | 株式会社フジクラ | マルチコアファイバ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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