JP2003227959A - 波長多重伝送用単一モード光ファイバ - Google Patents
波長多重伝送用単一モード光ファイバInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 伝送波長域でのＷＤＭ伝送に際し非線形現象
を抑制し、かつ従来使用されていなかったポンプ光伝播
の波長領域でも安定した光伝播を可能にするファイバを
提供する。 【解決手段】 コア層としてＧｅを添加した第１層を中
心に有し、その周囲に第１層より屈折率の低い第２層を
有し、クラッド層として第１層より低く第２層より高い
屈折率を持つ層を有するガラス光ファイバであって、カ
ットオフ波長が１４００ｎｍより短波長で、かつ１５０
０ｎｍでの分散値が５〜１３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍで、分散
が零になる波長が１４００ｎｍより短波長にあり、かつ
カットオフ波長から１６００ｎｍまでの伝送損失が０．
５ｄＢ／ｋｍより小さい波長多重伝送用単一モード光フ
ァイバ。
を抑制し、かつ従来使用されていなかったポンプ光伝播
の波長領域でも安定した光伝播を可能にするファイバを
提供する。 【解決手段】 コア層としてＧｅを添加した第１層を中
心に有し、その周囲に第１層より屈折率の低い第２層を
有し、クラッド層として第１層より低く第２層より高い
屈折率を持つ層を有するガラス光ファイバであって、カ
ットオフ波長が１４００ｎｍより短波長で、かつ１５０
０ｎｍでの分散値が５〜１３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍで、分散
が零になる波長が１４００ｎｍより短波長にあり、かつ
カットオフ波長から１６００ｎｍまでの伝送損失が０．
５ｄＢ／ｋｍより小さい波長多重伝送用単一モード光フ
ァイバ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、分布型ラマン増幅
を行う波長多重伝送用単一モード光ファイバ、およびそ
の製造方法に関する。
を行う波長多重伝送用単一モード光ファイバ、およびそ
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年開発が進んでいる波長多重（ＷＤ
Ｍ：wavelength division multiplexing）伝送方式は、
Ｅｒを添加したガラス光ファイバ（ＥＤＦ：erbium dop
ed fiber）を用いた光増幅器（ＥＤＦＡ：erbium doped
fiber amplifier）により、例えば１５２０〜１６００
ｎｍまでの１．５５μｍ領域の広い波長範囲で伝送を実
施する。このＷＤＭ伝送用の単一モード光ファイバに
は、低い損失が求められる以外に、非線形現象の一つで
ある４光波混合（ＦＷＭ：four-wave mixing）によるノ
イズ発生を防止するため、使用波長域で分散値が零にな
ってはならないことが求められている。
Ｍ：wavelength division multiplexing）伝送方式は、
Ｅｒを添加したガラス光ファイバ（ＥＤＦ：erbium dop
ed fiber）を用いた光増幅器（ＥＤＦＡ：erbium doped
fiber amplifier）により、例えば１５２０〜１６００
ｎｍまでの１．５５μｍ領域の広い波長範囲で伝送を実
施する。このＷＤＭ伝送用の単一モード光ファイバに
は、低い損失が求められる以外に、非線形現象の一つで
ある４光波混合（ＦＷＭ：four-wave mixing）によるノ
イズ発生を防止するため、使用波長域で分散値が零にな
ってはならないことが求められている。
【０００３】使用波長域で分散値が零にならない例とし
ては、従来から使用されていた１．３μｍ零分散単一モ
ード光ファイバ（ＳＭＦ：single-mode fiber）が挙げ
られる。この場合は１．５５μｍ波長領域で分散の絶対
値が大きいので分散補償器と組み合わせるのが一般的で
ある。また、従来の１．５５μｍ零分散シフトファイバ
（ＤＳＦ：dispersion-shifted fiber）は分散が零であ
り実用に適さないが、このプロファイルを調整して零分
散波長を僅かに短波長もしくは長波長側に移動させて、
１．５５μｍで分散が零でないようにした非零分散シフ
トファイバ（ＮＺ−ＤＳＦ：non-zero dispersion shif
ted fiber）（例えば、「True Wave（登録商標）」な
ど）が挙げられる。この場合は非零分散でかつ残存する
分散の絶対値も数ｐｓ／ｎｍ／ｋｍと微小で、分散補償
が不要であるか又は行う場合でも少ない補償量で良い。
ては、従来から使用されていた１．３μｍ零分散単一モ
ード光ファイバ（ＳＭＦ：single-mode fiber）が挙げ
られる。この場合は１．５５μｍ波長領域で分散の絶対
値が大きいので分散補償器と組み合わせるのが一般的で
ある。また、従来の１．５５μｍ零分散シフトファイバ
（ＤＳＦ：dispersion-shifted fiber）は分散が零であ
り実用に適さないが、このプロファイルを調整して零分
散波長を僅かに短波長もしくは長波長側に移動させて、
１．５５μｍで分散が零でないようにした非零分散シフ
トファイバ（ＮＺ−ＤＳＦ：non-zero dispersion shif
ted fiber）（例えば、「True Wave（登録商標）」な
ど）が挙げられる。この場合は非零分散でかつ残存する
分散の絶対値も数ｐｓ／ｎｍ／ｋｍと微小で、分散補償
が不要であるか又は行う場合でも少ない補償量で良い。
【０００４】ところで、このＮＺ−ＤＳＦはＧｅの添加
量が多く、モードフィールド径（ＭＦＤ：mode field d
iameter）が小さいので、非線形性が強く発現する為
に、前記ＦＷＭを抑制しても、自己位相変調（ＳＰＭ：
self phase modulation）や相互位相変調（ＸＰＭ：cro
ss phase modulation）等による信号波形の乱れが生じ
る。これはファイバコア内の光パワーに比例する。多数
の波長の光をファイバで遠距離伝送するためには挿入パ
ワーは大きくならざるを得ないが、有効コア断面積（Ａ
eff：effective core area）を大きくすれば光の密度を
低下させられるので、波形乱れを抑制することが可能に
なる。そこで、このように１．５５μｍ微小分散特性を
持った上に、さらにＡeffが７０μｍ2以上と大きなも
の、例えばＬＥＡＦ（登録商標）が知られている。
量が多く、モードフィールド径（ＭＦＤ：mode field d
iameter）が小さいので、非線形性が強く発現する為
に、前記ＦＷＭを抑制しても、自己位相変調（ＳＰＭ：
self phase modulation）や相互位相変調（ＸＰＭ：cro
ss phase modulation）等による信号波形の乱れが生じ
る。これはファイバコア内の光パワーに比例する。多数
の波長の光をファイバで遠距離伝送するためには挿入パ
ワーは大きくならざるを得ないが、有効コア断面積（Ａ
eff：effective core area）を大きくすれば光の密度を
低下させられるので、波形乱れを抑制することが可能に
なる。そこで、このように１．５５μｍ微小分散特性を
持った上に、さらにＡeffが７０μｍ2以上と大きなも
の、例えばＬＥＡＦ（登録商標）が知られている。
【０００５】上記に列挙されたファイバは、ＥＤＦＡに
より１．５５μｍ領域でＷＤＭ伝送を実施するものであ
る。前述した単峰型のプロファイルからなる１．３μｍ
零分散ＳＭＦやＬＥＡＦは、逆に低非線形ゆえに増幅効
率が低いという欠点がある。また１．５５μｍ付近で正
の微少分散を持たせるようにしたファイバで非線形が比
較的高い場合は、増幅効率は高いもののポンプ光領域に
零分散波長を持つために、ポンプ光によるノイズが発生
することがある。
より１．５５μｍ領域でＷＤＭ伝送を実施するものであ
る。前述した単峰型のプロファイルからなる１．３μｍ
零分散ＳＭＦやＬＥＡＦは、逆に低非線形ゆえに増幅効
率が低いという欠点がある。また１．５５μｍ付近で正
の微少分散を持たせるようにしたファイバで非線形が比
較的高い場合は、増幅効率は高いもののポンプ光領域に
零分散波長を持つために、ポンプ光によるノイズが発生
することがある。
【０００６】さらにポンプ光を長距離伝送するには、こ
の波長域でもファイバが低損失なことが求められている
が、従来はこの考慮がなされず、１．３８μｍ付近に吸
収ピークを持つＯＨ基が不純物として混入すると、１４
００ｎｍ近辺で特に大きな損失を示してしまう。ＳＭＦ
類似構造のファイバでＯＨ基による吸収損失を抑制した
ファイバ（例えば、「All Wave（登録商標）」など）が
提案されており１．３〜１．６μｍのバンド幅でのＷＤ
Ｍ伝送が考慮されているが、低非線形特性のため増幅効
率が劣る欠点が無視できなくなる。またＳＭＦやその類
似プロファイルのファイバは１．５μｍ帯での高速度伝
送を考慮した場合、分散が大きく、波形乱れが分散補償
ファイバでは補正できなくなってしまう欠点があった。
の波長域でもファイバが低損失なことが求められている
が、従来はこの考慮がなされず、１．３８μｍ付近に吸
収ピークを持つＯＨ基が不純物として混入すると、１４
００ｎｍ近辺で特に大きな損失を示してしまう。ＳＭＦ
類似構造のファイバでＯＨ基による吸収損失を抑制した
ファイバ（例えば、「All Wave（登録商標）」など）が
提案されており１．３〜１．６μｍのバンド幅でのＷＤ
Ｍ伝送が考慮されているが、低非線形特性のため増幅効
率が劣る欠点が無視できなくなる。またＳＭＦやその類
似プロファイルのファイバは１．５μｍ帯での高速度伝
送を考慮した場合、分散が大きく、波形乱れが分散補償
ファイバでは補正できなくなってしまう欠点があった。
【０００７】ところで、近年の波長域拡大と信号光一波
当たりの情報量増大の要求に対応して、上記ＥＤＦＡタ
イプ以外に分布型ラマン増幅方式による光増幅器により
伝送を実施することが検討されている。分布型ラマン増
幅方式による伝送は、ＥＤＦＡ方式に比べ広い波長が自
由に選べることと、増幅がファイバの長手で行われるの
で、アンプ後段でも強い光を入射することが無く低ノイ
ズであることが優れる。ラマン増幅はポンプ光に対し、
およそ１００ｎｍほど長波長側にパワーが得られる。そ
こで例えば１５００〜１６００ｎｍの波長領域でＷＤＭ
伝送を可能にするには、１４００〜１５００ｎｍ波長幅
でポンプ光を入射することになる。
当たりの情報量増大の要求に対応して、上記ＥＤＦＡタ
イプ以外に分布型ラマン増幅方式による光増幅器により
伝送を実施することが検討されている。分布型ラマン増
幅方式による伝送は、ＥＤＦＡ方式に比べ広い波長が自
由に選べることと、増幅がファイバの長手で行われるの
で、アンプ後段でも強い光を入射することが無く低ノイ
ズであることが優れる。ラマン増幅はポンプ光に対し、
およそ１００ｎｍほど長波長側にパワーが得られる。そ
こで例えば１５００〜１６００ｎｍの波長領域でＷＤＭ
伝送を可能にするには、１４００〜１５００ｎｍ波長幅
でポンプ光を入射することになる。
【０００８】伝送波長域でのＷＤＭ伝送に際し非線形現
象を抑制し、かつ従来使用されていなかったポンプ光伝
播の波長領域でも安定に光伝播を可能にするファイバは
知られていなかった。すなわち、１５００〜１６００ｎ
ｍの波長域でのＷＤＭ伝送を、分布型ラマン増幅で行
い、かつ信号光一波あたりの情報量を増大させた方式に
適したファイバは従来知られていなかった。
象を抑制し、かつ従来使用されていなかったポンプ光伝
播の波長領域でも安定に光伝播を可能にするファイバは
知られていなかった。すなわち、１５００〜１６００ｎ
ｍの波長域でのＷＤＭ伝送を、分布型ラマン増幅で行
い、かつ信号光一波あたりの情報量を増大させた方式に
適したファイバは従来知られていなかった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、１５００〜
１６００ｎｍの波長域でのＷＤＭ伝送を、分布型ラマン
増幅で行い、かつ信号光一波あたりの情報量を増大させ
た方式に適したファイバを提供することを目的とする。
すなわち、伝送波長域でのＷＤＭ伝送に際し非線形現象
を抑制し、かつ従来使用されていなかったポンプ光伝播
の波長領域でも安定した光伝播を可能にするファイバを
提供することを目的とする。
１６００ｎｍの波長域でのＷＤＭ伝送を、分布型ラマン
増幅で行い、かつ信号光一波あたりの情報量を増大させ
た方式に適したファイバを提供することを目的とする。
すなわち、伝送波長域でのＷＤＭ伝送に際し非線形現象
を抑制し、かつ従来使用されていなかったポンプ光伝播
の波長領域でも安定した光伝播を可能にするファイバを
提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
を重ねた結果、カットオフ波長及び零分散波長を１４０
０ｎｍより短波長とし、かつ、カットオフ波長から１６
００ｎｍまでの伝送損失を０．５ｄＢ／ｋｍより小さく
することにより、伝送波長域でのＷＤＭ伝送に際し非線
形現象を抑制し、かつ従来使用されていなかったポンプ
光伝播の波長領域でも安定した光伝播が可能となること
を見い出し、この知見に基づき本発明を完成するに至っ
た。
を重ねた結果、カットオフ波長及び零分散波長を１４０
０ｎｍより短波長とし、かつ、カットオフ波長から１６
００ｎｍまでの伝送損失を０．５ｄＢ／ｋｍより小さく
することにより、伝送波長域でのＷＤＭ伝送に際し非線
形現象を抑制し、かつ従来使用されていなかったポンプ
光伝播の波長領域でも安定した光伝播が可能となること
を見い出し、この知見に基づき本発明を完成するに至っ
た。
【００１１】すなわち本発明は、（１）コア層としてＧ
ｅを添加した第１層を中心に有し、その周囲に第１層よ
り屈折率の低い第２層を有し、クラッド層として第１層
より低く第２層より高い屈折率を持つ層を有するガラス
光ファイバであって、カットオフ波長が１４００ｎｍよ
り短波長で、かつ１５００ｎｍでの分散値が５〜１３ｐ
ｓ／ｎｍ／ｋｍで、分散が零になる波長が１４００ｎｍ
より短波長にあり、かつカットオフ波長から１６００ｎ
ｍまでの伝送損失が０．５ｄＢ／ｋｍより小さいことを
特徴とする波長多重伝送用単一モード光ファイバ、
（２）クラッド層と第２層との間に、クラッド層より高
い屈折率を持つ第３層を有することを特徴とする（１）
項に記載の波長多重伝送用単一モード光ファイバ、
ｅを添加した第１層を中心に有し、その周囲に第１層よ
り屈折率の低い第２層を有し、クラッド層として第１層
より低く第２層より高い屈折率を持つ層を有するガラス
光ファイバであって、カットオフ波長が１４００ｎｍよ
り短波長で、かつ１５００ｎｍでの分散値が５〜１３ｐ
ｓ／ｎｍ／ｋｍで、分散が零になる波長が１４００ｎｍ
より短波長にあり、かつカットオフ波長から１６００ｎ
ｍまでの伝送損失が０．５ｄＢ／ｋｍより小さいことを
特徴とする波長多重伝送用単一モード光ファイバ、
（２）クラッド層と第２層との間に、クラッド層より高
い屈折率を持つ第３層を有することを特徴とする（１）
項に記載の波長多重伝送用単一モード光ファイバ、
【００１２】（３）クラッド層と第３層との間に、クラ
ッド層より低い屈折率を持つ第４層を有することを特徴
とする（２）項に記載の波長多重伝送用単一モード光フ
ァイバ、（４）コア層の高屈折率となる部分にＧｅを添
加し、低屈折率となる部分にＧｅを添加しないか又は高
屈折率となる部分よりも添加量が少ない石英系多孔質ス
ート体を火炎加水分解法にて形成し、これを塩素または
塩素系化合物雰囲気で１２５０℃以下で脱水処理したの
ちフッ素含有雰囲気下で焼結して、コアとなるガラス体
を作製することを特徴とする（１）〜（３）項のいずれ
か１項に記載の波長多重伝送用単一モード光ファイバの
製法、
ッド層より低い屈折率を持つ第４層を有することを特徴
とする（２）項に記載の波長多重伝送用単一モード光フ
ァイバ、（４）コア層の高屈折率となる部分にＧｅを添
加し、低屈折率となる部分にＧｅを添加しないか又は高
屈折率となる部分よりも添加量が少ない石英系多孔質ス
ート体を火炎加水分解法にて形成し、これを塩素または
塩素系化合物雰囲気で１２５０℃以下で脱水処理したの
ちフッ素含有雰囲気下で焼結して、コアとなるガラス体
を作製することを特徴とする（１）〜（３）項のいずれ
か１項に記載の波長多重伝送用単一モード光ファイバの
製法、
【００１３】（５）中心にＧｅを添加し、その周囲にＧ
ｅを添加しないか又は中心よりも添加量が少ない石英系
多孔質スート体を火炎加水分解法にて形成し、これを塩
素または塩素系化合物雰囲気で１２５０℃以下で脱水処
理したのちフッ素含有雰囲気下で焼結してガラス体を作
製し、このガラス体の周囲に、コア層の高屈折率となる
部分にＧｅを添加し、低屈折率となる部分にＧｅを添加
しないか又は高屈折率となる部分よりも添加量が少ない
石英系多孔質スート体を火炎加水分解法にて形成し、こ
れを塩素または塩素系化合物雰囲気で１２５０℃以下で
脱水処理したのちフッ素含有雰囲気下で焼結して、コア
となるガラス体を作製することを特徴とする（１）〜
（３）項のいずれか１項に記載の波長多重伝送用単一モ
ード光ファイバの製法、（６）コアとなるガラス体の周
囲に石英系多孔質スート体を形成し、これを塩素または
塩素系化合物雰囲気で１２５０℃以下で脱水処理したの
ち加熱焼結してクラッドを作製することを特徴とする
（４）又は（５）項に記載の波長多重伝送用単一モード
光ファイバの製法、
ｅを添加しないか又は中心よりも添加量が少ない石英系
多孔質スート体を火炎加水分解法にて形成し、これを塩
素または塩素系化合物雰囲気で１２５０℃以下で脱水処
理したのちフッ素含有雰囲気下で焼結してガラス体を作
製し、このガラス体の周囲に、コア層の高屈折率となる
部分にＧｅを添加し、低屈折率となる部分にＧｅを添加
しないか又は高屈折率となる部分よりも添加量が少ない
石英系多孔質スート体を火炎加水分解法にて形成し、こ
れを塩素または塩素系化合物雰囲気で１２５０℃以下で
脱水処理したのちフッ素含有雰囲気下で焼結して、コア
となるガラス体を作製することを特徴とする（１）〜
（３）項のいずれか１項に記載の波長多重伝送用単一モ
ード光ファイバの製法、（６）コアとなるガラス体の周
囲に石英系多孔質スート体を形成し、これを塩素または
塩素系化合物雰囲気で１２５０℃以下で脱水処理したの
ち加熱焼結してクラッドを作製することを特徴とする
（４）又は（５）項に記載の波長多重伝送用単一モード
光ファイバの製法、
【００１４】（７）多孔質スート体を形成する前に、ガ
ラス体を加熱軟化後、延伸し、その表面を研削して含水
層を除去することを特徴とする（５）又は（６）項に記
載の波長多重伝送用単一モード光ファイバの製法、およ
び（８）コアとなるガラス体を加熱軟化後、延伸し、そ
の表面を研削して含水層を除去した後、ＯＨ基含有量が
１００ｐｐｍ以下のクラッドとなる石英ガラス管に挿
入、加熱し溶融一体化することを特徴とする（４）又は
（５）項に記載の波長多重伝送用単一モード光ファイバ
の製法を提供するものである。
ラス体を加熱軟化後、延伸し、その表面を研削して含水
層を除去することを特徴とする（５）又は（６）項に記
載の波長多重伝送用単一モード光ファイバの製法、およ
び（８）コアとなるガラス体を加熱軟化後、延伸し、そ
の表面を研削して含水層を除去した後、ＯＨ基含有量が
１００ｐｐｍ以下のクラッドとなる石英ガラス管に挿
入、加熱し溶融一体化することを特徴とする（４）又は
（５）項に記載の波長多重伝送用単一モード光ファイバ
の製法を提供するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。まず、本発明の波長多重伝送用単一モード光ファ
イバについて説明する。本発明の光ファイバは、コア層
としてＧｅを添加した第１層を中心に有し、その周囲に
第１層より屈折率の低い第２層を有し、クラッド層とし
て第１層より低く第２層より高い屈折率を持つ層を有す
る屈折率分布からなるガラス光ファイバであって、カッ
トオフ波長が１４００ｎｍより短波長で、かつ１５００
ｎｍでの分散値が５〜１３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍで、分散が
零になる波長が１４００ｎｍより短波長にあり、かつカ
ットオフ波長から１６００ｎｍまでの伝送損失が０．５
ｄＢ／ｋｍより小さいことを特徴とする波長多重伝送用
単一モード光ファイバである。ここで、カットオフ波長
とは、導波路の導波モードが遮断される、すなわち光が
導波層内を伝搬できなくなるときの周波数（遮断周波
数）に対応する波長をいう。
する。まず、本発明の波長多重伝送用単一モード光ファ
イバについて説明する。本発明の光ファイバは、コア層
としてＧｅを添加した第１層を中心に有し、その周囲に
第１層より屈折率の低い第２層を有し、クラッド層とし
て第１層より低く第２層より高い屈折率を持つ層を有す
る屈折率分布からなるガラス光ファイバであって、カッ
トオフ波長が１４００ｎｍより短波長で、かつ１５００
ｎｍでの分散値が５〜１３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍで、分散が
零になる波長が１４００ｎｍより短波長にあり、かつカ
ットオフ波長から１６００ｎｍまでの伝送損失が０．５
ｄＢ／ｋｍより小さいことを特徴とする波長多重伝送用
単一モード光ファイバである。ここで、カットオフ波長
とは、導波路の導波モードが遮断される、すなわち光が
導波層内を伝搬できなくなるときの周波数（遮断周波
数）に対応する波長をいう。
【００１６】ラマン増幅は、入射するポンプ光より約１
００ｎｍ長波長側に発現する。したがって、ＷＤＭ伝送
で使用しようとする波長より短い波長側に、ＷＤＭ伝送
帯域と同じだけの幅でポンプ光を入射する必要がある。
このときポンプ光がファイバ中を安定して伝播するよう
にしなければならない。まず単一モード性を確保するた
め、カットオフ波長を入射するポンプ光より短くする必
要がある。また、ポンプ光によるＦＷＭでノイズ発生を
防ぐには、使用する波長域すべてで零分散になるのを防
ぐ必要があり、正の値で線路を構成する場合は、零分散
波長を入射するポンプ光より短くする必要がある。
００ｎｍ長波長側に発現する。したがって、ＷＤＭ伝送
で使用しようとする波長より短い波長側に、ＷＤＭ伝送
帯域と同じだけの幅でポンプ光を入射する必要がある。
このときポンプ光がファイバ中を安定して伝播するよう
にしなければならない。まず単一モード性を確保するた
め、カットオフ波長を入射するポンプ光より短くする必
要がある。また、ポンプ光によるＦＷＭでノイズ発生を
防ぐには、使用する波長域すべてで零分散になるのを防
ぐ必要があり、正の値で線路を構成する場合は、零分散
波長を入射するポンプ光より短くする必要がある。
【００１７】このカットオフ波長及び零分散波長の二つ
の波長を例えば１４００ｎｍより短くすれば、この波長
より長波長側でのポンピングが可能になり、１５００ｎ
ｍまでを選べば、伝送は１５００ｎｍから１６００ｎｍ
まで行えることになる。すなわち、より広い波長域でポ
ンプ光を入射することができれば、それだけ広い波長幅
でのＷＤＭ伝送が実施可能になるので、カットオフ波長
や零分散波長は短い波長側にあるほど好ましい。本発明
においては、カットオフ波長は１４００ｎｍより短波長
にあり、好ましくは１４００ｎｍより短波長であり１２
００ｎｍ以上である。また、零分散波長は１４００ｎｍ
より短波長にある。
の波長を例えば１４００ｎｍより短くすれば、この波長
より長波長側でのポンピングが可能になり、１５００ｎ
ｍまでを選べば、伝送は１５００ｎｍから１６００ｎｍ
まで行えることになる。すなわち、より広い波長域でポ
ンプ光を入射することができれば、それだけ広い波長幅
でのＷＤＭ伝送が実施可能になるので、カットオフ波長
や零分散波長は短い波長側にあるほど好ましい。本発明
においては、カットオフ波長は１４００ｎｍより短波長
にあり、好ましくは１４００ｎｍより短波長であり１２
００ｎｍ以上である。また、零分散波長は１４００ｎｍ
より短波長にある。
【００１８】信号光のみならずポンプ光も長距離に渡っ
て届かせるには、ポンピングと信号伝送で使用する波長
域全てにおいて低損失なことが求められる。特にＯＨ基
が混入すると１３８０ｎｍ付近に吸収が生じて伝送損失
が大きくなることがあるため、十分に脱ＯＨ基処置を施
して吸収ピークを抑制することでこの範囲でのポンプ光
伝達が可能になる。本発明では、カットオフ波長から１
６００ｎｍまでの伝送損失が０．５ｄＢ／ｋｍより小さ
く、好ましくは、０．３５ｄＢ／ｋｍ以下である。
て届かせるには、ポンピングと信号伝送で使用する波長
域全てにおいて低損失なことが求められる。特にＯＨ基
が混入すると１３８０ｎｍ付近に吸収が生じて伝送損失
が大きくなることがあるため、十分に脱ＯＨ基処置を施
して吸収ピークを抑制することでこの範囲でのポンプ光
伝達が可能になる。本発明では、カットオフ波長から１
６００ｎｍまでの伝送損失が０．５ｄＢ／ｋｍより小さ
く、好ましくは、０．３５ｄＢ／ｋｍ以下である。
【００１９】少なくとも零分散波長が１４００ｎｍより
短波長域にあるようにし、それより長波長側で正分散を
もつようにすれば、１５００ｎｍ以上の領域でＦＷＭの
障害なくＷＤＭ伝送は可能である。しかしこの波長域で
一波長当たりの伝送速度を例えば４０Ｇｂｉｔ／Ｓの高
速度にする場合は、分散値が大きくなると、累積する分
散効果による信号波形の乱れを、逆の分散ファイバを通
しても補償出来なくなる。そのため中継距離の制約が出
てしまう。ＦＷＭ発生を防ぎ、かつこの累積分散の影響
を少なくするには、１５００ｎｍでは少なくとも微小分
散以上の大きさで、かつ上限を持つことが求められる。
特に波長に対する分散の勾配が緩やかなことが好まし
い。本発明では、１５００ｎｍでの分散値が５〜１３ｐ
ｓ／ｎｍ／ｋｍであり、好ましくは５〜８ｐｓ／ｎｍ／
ｋｍである。
短波長域にあるようにし、それより長波長側で正分散を
もつようにすれば、１５００ｎｍ以上の領域でＦＷＭの
障害なくＷＤＭ伝送は可能である。しかしこの波長域で
一波長当たりの伝送速度を例えば４０Ｇｂｉｔ／Ｓの高
速度にする場合は、分散値が大きくなると、累積する分
散効果による信号波形の乱れを、逆の分散ファイバを通
しても補償出来なくなる。そのため中継距離の制約が出
てしまう。ＦＷＭ発生を防ぎ、かつこの累積分散の影響
を少なくするには、１５００ｎｍでは少なくとも微小分
散以上の大きさで、かつ上限を持つことが求められる。
特に波長に対する分散の勾配が緩やかなことが好まし
い。本発明では、１５００ｎｍでの分散値が５〜１３ｐ
ｓ／ｎｍ／ｋｍであり、好ましくは５〜８ｐｓ／ｎｍ／
ｋｍである。
【００２０】上述した分散特性をガラス光ファイバで満
足させるには、材料分散を大きく変化させることは難し
く、屈折率分布により構造分散を変化させることが求め
られる。コア中心部（第１層）の屈折率差が高く、その
周囲に屈折率がクラッド部より低い第２層を持ついわゆ
るＷ型コア構造や、第２層の外側にクラッド部より高い
屈折率の第３層を持ついわゆるＷセグメントコア構造な
どを選び、それぞれの屈折率分布となるようにＧｅの添
加量を適切に選ぶことで分散を所定の値とすることがで
きる。
足させるには、材料分散を大きく変化させることは難し
く、屈折率分布により構造分散を変化させることが求め
られる。コア中心部（第１層）の屈折率差が高く、その
周囲に屈折率がクラッド部より低い第２層を持ついわゆ
るＷ型コア構造や、第２層の外側にクラッド部より高い
屈折率の第３層を持ついわゆるＷセグメントコア構造な
どを選び、それぞれの屈折率分布となるようにＧｅの添
加量を適切に選ぶことで分散を所定の値とすることがで
きる。
【００２１】本発明においては、屈折率の高いコア中心
の周囲に屈折率の低い第２層を有し、さらにその周囲に
第１層より低く第２層より高い屈折率を持つクラッド層
を有する構造（Ｗ型コア構造）のもの、クラッド層と第
２層の間にクラッド層より高い屈折率を持つ第３層を有
する構造（Ｗセグメントコア構造）のもの、クラッド層
と第３層の間にクラッド層より低い屈折率を持つ第４層
を有する構造（セグメント層（第３層）の外周部分にト
レンチ（第４層）を付けたＷセグメントコア構造）のも
のを使用するのが好ましい。
の周囲に屈折率の低い第２層を有し、さらにその周囲に
第１層より低く第２層より高い屈折率を持つクラッド層
を有する構造（Ｗ型コア構造）のもの、クラッド層と第
２層の間にクラッド層より高い屈折率を持つ第３層を有
する構造（Ｗセグメントコア構造）のもの、クラッド層
と第３層の間にクラッド層より低い屈折率を持つ第４層
を有する構造（セグメント層（第３層）の外周部分にト
レンチ（第４層）を付けたＷセグメントコア構造）のも
のを使用するのが好ましい。
【００２２】次に、本発明の波長多重伝送用単一モード
光ファイバの製造方法について説明する。本発明の光フ
ァイバの製造方法は、コア部の一部または全部をＶＡＤ
法（気相軸付け法）で製造し、クラッド部をＶＡＤ法
（気相軸付け法）またはロッド・イン・チューブ法で製
造することにより、ＯＨ不純物の混入を抑制することを
特徴とする。
光ファイバの製造方法について説明する。本発明の光フ
ァイバの製造方法は、コア部の一部または全部をＶＡＤ
法（気相軸付け法）で製造し、クラッド部をＶＡＤ法
（気相軸付け法）またはロッド・イン・チューブ法で製
造することにより、ＯＨ不純物の混入を抑制することを
特徴とする。
【００２３】上記の屈折率分布でかつ低ＯＨ濃度のファ
イバはＶＡＤ法で製造するのに適している。光ファイバ
の伝送損失は、波長の４乗に反比例するレーリ散乱損失
とＳｉ−Ｏ結合に基づく赤外吸収で基本的に定まる。さ
らに波長依存性のある不純物吸収と波長依存性のない構
造不完全散乱が加わって成る。近年のファイバ製造技術
の進歩で光ファイバの伝送損失は石英ガラスの固有な損
失に近づいてきている。
イバはＶＡＤ法で製造するのに適している。光ファイバ
の伝送損失は、波長の４乗に反比例するレーリ散乱損失
とＳｉ−Ｏ結合に基づく赤外吸収で基本的に定まる。さ
らに波長依存性のある不純物吸収と波長依存性のない構
造不完全散乱が加わって成る。近年のファイバ製造技術
の進歩で光ファイバの伝送損失は石英ガラスの固有な損
失に近づいてきている。
【００２４】波長依存損失ではＯＨ基が混入すると１３
８０ｎｍにピークを持つ吸収損失が生じるので、この濃
度を低く抑える必要がある。従来はこの領域を避けて使
用していたので、数ｄＢ／ｋｍ程度の吸収損失は実行上
の障害ではなかったが、この領域でも０．５ｄＢ／ｋｍ
の損失を得るには、十分な高純度化が要求される。これ
にはガラス合成後に高純度処理が実施できるスート法が
好ましい。ここでスート法とは、以下のプロセスにより
光ファイバ用ガラス母材を作製する製造方法をいう。
８０ｎｍにピークを持つ吸収損失が生じるので、この濃
度を低く抑える必要がある。従来はこの領域を避けて使
用していたので、数ｄＢ／ｋｍ程度の吸収損失は実行上
の障害ではなかったが、この領域でも０．５ｄＢ／ｋｍ
の損失を得るには、十分な高純度化が要求される。これ
にはガラス合成後に高純度処理が実施できるスート法が
好ましい。ここでスート法とは、以下のプロセスにより
光ファイバ用ガラス母材を作製する製造方法をいう。
【００２５】まず、Ｓｉ化合物（一般的にはSiCl4）を
気化させ、これを酸水素火炎中で加水分解反応させてガ
ラス微粒子を生成させ、堆積させたガラス微粒子集合体
を作製する。このガラス微粒子集合体を多孔質母材（ス
ート体）という。加水分解反応の化学式は以下のとおり
である。 SiCl4 ＋ 4H2O → SiO2 ＋ 4HCl 得られた多孔質母材は、高温で焼結一体化させて透明な
ガラス体とすることができる。ＶＡＤ法やＯＶＤ法（外
付け法）はこの原理に則っているため、スート法に含ま
れる。
気化させ、これを酸水素火炎中で加水分解反応させてガ
ラス微粒子を生成させ、堆積させたガラス微粒子集合体
を作製する。このガラス微粒子集合体を多孔質母材（ス
ート体）という。加水分解反応の化学式は以下のとおり
である。 SiCl4 ＋ 4H2O → SiO2 ＋ 4HCl 得られた多孔質母材は、高温で焼結一体化させて透明な
ガラス体とすることができる。ＶＡＤ法やＯＶＤ法（外
付け法）はこの原理に則っているため、スート法に含ま
れる。
【００２６】ＶＡＤ法による合成石英の製造では、原料
のケイ素をガス化させ、水素と酸素を燃焼させて得た火
炎中に導き、加水分解反応によりガラス微粒子を得、こ
れをターゲットに吹き付けてスート体を形成する。これ
を高温処理して透明化する。スート体は加水分解法で形
成するので多量のＯＨ基を含むが、透明化の前に別工程
で無水処理することが可能で、その結果、極低ＯＨガラ
スを得ることができる。これは、ＯＨ基を高温条件で十
分な塩素もしくは塩素ガスにより処理し、水素分子を塩
素で置換することで達成できる。
のケイ素をガス化させ、水素と酸素を燃焼させて得た火
炎中に導き、加水分解反応によりガラス微粒子を得、こ
れをターゲットに吹き付けてスート体を形成する。これ
を高温処理して透明化する。スート体は加水分解法で形
成するので多量のＯＨ基を含むが、透明化の前に別工程
で無水処理することが可能で、その結果、極低ＯＨガラ
スを得ることができる。これは、ＯＨ基を高温条件で十
分な塩素もしくは塩素ガスにより処理し、水素分子を塩
素で置換することで達成できる。
【００２７】屈折率を高めるにはＧｅを添加するが、こ
れはスート形成時にガス化させた四塩化ゲルマニウムを
コドープさせることで行われる。屈折率を下げるにはフ
ッ素を添加するが、これは火炎反応時あるいはガラス化
時にフッ素化合物を添加する。フッ素には塩素と同様の
低ＯＨ化磯能があるので、低ＯＨ化にはガラス化時に添
加すると相乗効果が出る。
れはスート形成時にガス化させた四塩化ゲルマニウムを
コドープさせることで行われる。屈折率を下げるにはフ
ッ素を添加するが、これは火炎反応時あるいはガラス化
時にフッ素化合物を添加する。フッ素には塩素と同様の
低ＯＨ化磯能があるので、低ＯＨ化にはガラス化時に添
加すると相乗効果が出る。
【００２８】塩素又は塩素系化合物雰囲気下における脱
水処理は１２５０℃以下の温度で行われる。スートの焼
結が進まない範囲でより高い温度（１１５０〜１２００
℃）で処理することが好ましい。１２５０℃を超える場
合、多孔質母材の焼結が進み始めてしまい、脱水、不純
物除去効率が低下する。焼結が進んだ多孔質母材ではそ
の後のガラス化処理の際に所望のフッ素添加量を得るこ
とができない。ガラス化処理はフッ素含有雰囲気下にお
いて１２００〜１５００℃、好ましくは１３００〜１４
００℃の温度で行う。
水処理は１２５０℃以下の温度で行われる。スートの焼
結が進まない範囲でより高い温度（１１５０〜１２００
℃）で処理することが好ましい。１２５０℃を超える場
合、多孔質母材の焼結が進み始めてしまい、脱水、不純
物除去効率が低下する。焼結が進んだ多孔質母材ではそ
の後のガラス化処理の際に所望のフッ素添加量を得るこ
とができない。ガラス化処理はフッ素含有雰囲気下にお
いて１２００〜１５００℃、好ましくは１３００〜１４
００℃の温度で行う。
【００２９】本発明の光ファイバの製法においては、コ
アとなるガラス体を多い本数の反応用バーナを同一平面
に縦に並べてＶＡＤ法により製造する方法や、コアの一
部分を少ない本数のバーナでＶＡＤ法により作製し、さ
らに必要な層をスート法で追加作製する方法などにより
目的のプロファイルを有する光ファイバを製造する。具
体的には、例えば第１層〜第４層のコア層およびクラッ
ド層を有する光ファイバを製造する場合、多い本数のバ
ーナを使用して第１層〜第４層のコア層を１段階で作製
しても、第１層および第２層を作製後に第３層および第
４層を追加作製してもよい。
アとなるガラス体を多い本数の反応用バーナを同一平面
に縦に並べてＶＡＤ法により製造する方法や、コアの一
部分を少ない本数のバーナでＶＡＤ法により作製し、さ
らに必要な層をスート法で追加作製する方法などにより
目的のプロファイルを有する光ファイバを製造する。具
体的には、例えば第１層〜第４層のコア層およびクラッ
ド層を有する光ファイバを製造する場合、多い本数のバ
ーナを使用して第１層〜第４層のコア層を１段階で作製
しても、第１層および第２層を作製後に第３層および第
４層を追加作製してもよい。
【００３０】コア層を作製する際、高屈折率となる部分
にはＧｅを添加し低屈折率となる部分にはＧｅを添加し
ないが、選んだ屈折率分布パラメータによっては低屈折
率となる部分にＧｅを微量添加して調整してもよい。そ
れぞれの部分に添加するＧｅの量は、目的とする屈折率
を得られるように適宜決定される。
にはＧｅを添加し低屈折率となる部分にはＧｅを添加し
ないが、選んだ屈折率分布パラメータによっては低屈折
率となる部分にＧｅを微量添加して調整してもよい。そ
れぞれの部分に添加するＧｅの量は、目的とする屈折率
を得られるように適宜決定される。
【００３１】クラッド層の作製は、コア層と同時にＶＡ
Ｄ法で作製してもよいが、コア層の作製とは別工程で作
製する方が光ファイバの寸法精度の確保が容易となるの
で好ましい。その方法としては、コアとなるガラス体を
作製後、この周囲にＶＡＤ法によりクラッド層を作製す
るスート法や、コアとなるガラス体を作製後、クラッド
となる石英ガラス管に挿入、加熱し溶融一体化するロッ
ド・イン・チューブ法などが挙げられる。
Ｄ法で作製してもよいが、コア層の作製とは別工程で作
製する方が光ファイバの寸法精度の確保が容易となるの
で好ましい。その方法としては、コアとなるガラス体を
作製後、この周囲にＶＡＤ法によりクラッド層を作製す
るスート法や、コアとなるガラス体を作製後、クラッド
となる石英ガラス管に挿入、加熱し溶融一体化するロッ
ド・イン・チューブ法などが挙げられる。
【００３２】ＯＨ基含有量を減らすため、スート法を用
いる場合はスート体を塩素又は塩素系化合物雰囲気下、
１２５０℃以下で脱水処理する。ロッド・イン・チュー
ブ法を用いる場合は、コアとなるガラス体を加熱軟化
後、延伸し、その表面を研削して含水層を除去し、さら
にＯＨ基含有量が１００ｐｐｍ以下の石英ガラス管を使
用する。線引条件等にもよるが、理想的にはＯＨ基含有
量が１ｐｐｍ以下の石英ガラス管を用いることが好まし
い。
いる場合はスート体を塩素又は塩素系化合物雰囲気下、
１２５０℃以下で脱水処理する。ロッド・イン・チュー
ブ法を用いる場合は、コアとなるガラス体を加熱軟化
後、延伸し、その表面を研削して含水層を除去し、さら
にＯＨ基含有量が１００ｐｐｍ以下の石英ガラス管を使
用する。線引条件等にもよるが、理想的にはＯＨ基含有
量が１ｐｐｍ以下の石英ガラス管を用いることが好まし
い。
【００３３】複数工程でガラスを重ねて母材を形成する
には、コアとなるガラス体の表面の汚染除去および平滑
化が重要である。すなわちガラス表面に不純物が付着し
たり、後で付与するクラッド層の厚みを小さくして現実
的な母材を得るためにこれを延伸すると、その加熱行為
により再び界面に水分が混入する危険がある。この含水
層をエッチングで除去すると、安定した低ＯＨ化が図れ
る。また、ガラス表面は気泡の発生などを防ぐためにも
平滑にすることが必要になる。エッチング法としては液
体に浸漬して表面を溶解させるウェットエッチング、機
械的に表面層を研削する方法、レーザやプラズマ火炎で
表面を昇華させて除去する方法などがあり、どれも同等
の効果がある。
には、コアとなるガラス体の表面の汚染除去および平滑
化が重要である。すなわちガラス表面に不純物が付着し
たり、後で付与するクラッド層の厚みを小さくして現実
的な母材を得るためにこれを延伸すると、その加熱行為
により再び界面に水分が混入する危険がある。この含水
層をエッチングで除去すると、安定した低ＯＨ化が図れ
る。また、ガラス表面は気泡の発生などを防ぐためにも
平滑にすることが必要になる。エッチング法としては液
体に浸漬して表面を溶解させるウェットエッチング、機
械的に表面層を研削する方法、レーザやプラズマ火炎で
表面を昇華させて除去する方法などがあり、どれも同等
の効果がある。
【００３４】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細
に説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。実施例で製造した単一モード光ファイバの屈折率分
布の模式図を図１に示す。図１（ａ）〜（ｃ）はそれぞ
れ本発明の光ファイバの屈折率分布を示す模式図であ
る。図１（ａ）はいわゆるＷ型と呼ばれる屈折率分布で
あり、図１（ｂ）はいわゆるＷＳｅｇ型と呼ばれる屈折
率分布である。図１（ｃ）はいわゆるＷＳｅｇ型と呼ば
れる屈折率分布であるが、セグメント層の外周部分にト
レンチを付けた形である。それぞれの図において水平方
向は光ファイバのコア径を、垂直方向は屈折率を示す。
に説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。実施例で製造した単一モード光ファイバの屈折率分
布の模式図を図１に示す。図１（ａ）〜（ｃ）はそれぞ
れ本発明の光ファイバの屈折率分布を示す模式図であ
る。図１（ａ）はいわゆるＷ型と呼ばれる屈折率分布で
あり、図１（ｂ）はいわゆるＷＳｅｇ型と呼ばれる屈折
率分布である。図１（ｃ）はいわゆるＷＳｅｇ型と呼ば
れる屈折率分布であるが、セグメント層の外周部分にト
レンチを付けた形である。それぞれの図において水平方
向は光ファイバのコア径を、垂直方向は屈折率を示す。
【００３５】実施例１
図１（ａ）に示す屈折率分布を持つファイバを作製し
た。まず、２層構造のコア部分は２本のバーナを具備し
たＶＡＤ装置を用いて合成した。図２に実施例１の製造
方法を説明する断面図を示す。バーナ１２により第１層
（センターコア）２を作製し、バーナ１３により第２層
３を作製して多孔質母材１を作製した。第１層にはＧｅ
をGeCl4ガスの質量流量で１０ｇ／分添加し、第２層に
はＧｅを添加しなかった。次いで、作製した多孔質母材
をフッ素含有雰囲気下で透明ガラス化した。ガラス化条
件は表１の通りである。
た。まず、２層構造のコア部分は２本のバーナを具備し
たＶＡＤ装置を用いて合成した。図２に実施例１の製造
方法を説明する断面図を示す。バーナ１２により第１層
（センターコア）２を作製し、バーナ１３により第２層
３を作製して多孔質母材１を作製した。第１層にはＧｅ
をGeCl4ガスの質量流量で１０ｇ／分添加し、第２層に
はＧｅを添加しなかった。次いで、作製した多孔質母材
をフッ素含有雰囲気下で透明ガラス化した。ガラス化条
件は表１の通りである。
【００３６】
【表１】
【００３７】これを酸水素火炎にて加熱、延伸し、延伸
時にＯＨ基が拡散したロッド表面層を、ＨＦ水溶液を用
いてエッチングして研削した。このコアロッドを２分割
し、一方はスート法で、他方はロッド・イン・チューブ
法で、それぞれクラッド層を付与した。なおクラッド層
の多孔質母材の透明ガラス化雰囲気には塩素を共存させ
た。このガラス化条件を表２に示す。
時にＯＨ基が拡散したロッド表面層を、ＨＦ水溶液を用
いてエッチングして研削した。このコアロッドを２分割
し、一方はスート法で、他方はロッド・イン・チューブ
法で、それぞれクラッド層を付与した。なおクラッド層
の多孔質母材の透明ガラス化雰囲気には塩素を共存させ
た。このガラス化条件を表２に示す。
【００３８】
【表２】
【００３９】またロッド・イン・チューブ法の場合、Ｏ
Ｈ基含有量が１００ｐｐｍ以下の合成石英管を用い、表
面研削後のコアロッドを挿入して加熱し溶融一体化させ
た。これらの母材を線引きし、表３に示す伝送特性を持
った単一モード光ファイバを得た。
Ｈ基含有量が１００ｐｐｍ以下の合成石英管を用い、表
面研削後のコアロッドを挿入して加熱し溶融一体化させ
た。これらの母材を線引きし、表３に示す伝送特性を持
った単一モード光ファイバを得た。
【００４０】
【表３】
【００４１】得られた光ファイバの外径は１２５μｍで
あり、第１層の直径は３．２μｍ、その他の各層の厚さ
は第２層が３μｍ、クラッド層が５７．９μｍであっ
た。これらのファイバのうち、スート法で作製したもの
のロススペクトルを図３に、分散の波長特性を図４に示
す。なお、ロッド・イン・チューブ法で作製したファイ
バについても同様のスペクトル、分散特性を持っている
ことを確認できた。当該ファイバを用いて、波長１４０
０ｎｍの励起光源を用いたラマン増幅線路を構成し、４
０Ｇｂｉｔ／ｓの高速伝送実験を行ったところ良好な伝
送特性が得られた。
あり、第１層の直径は３．２μｍ、その他の各層の厚さ
は第２層が３μｍ、クラッド層が５７．９μｍであっ
た。これらのファイバのうち、スート法で作製したもの
のロススペクトルを図３に、分散の波長特性を図４に示
す。なお、ロッド・イン・チューブ法で作製したファイ
バについても同様のスペクトル、分散特性を持っている
ことを確認できた。当該ファイバを用いて、波長１４０
０ｎｍの励起光源を用いたラマン増幅線路を構成し、４
０Ｇｂｉｔ／ｓの高速伝送実験を行ったところ良好な伝
送特性が得られた。
【００４２】実施例２
次に、図１（ｂ）に示す屈折率分布を持つファイバを作
製した。３層構造のコア部分の合成には以下に示す
（１）及び（２）の２つの製造方法を用いた。
製した。３層構造のコア部分の合成には以下に示す
（１）及び（２）の２つの製造方法を用いた。
【００４３】（１）コアとなるガラス体を１段階で作製
する場合 この方法は３本のバーナを具備したＶＡＤ装置を用いる
ものである。第１層のセンターコア部分にはＧｅをGeCl
4ガスの質量流量で８．５ｇ／分添加し、第３層のサイ
ドセグメント部分にはＧｅをGeCl4ガスの質量流量で
６．５ｇ／分添加し、第２層にはＧｅを添加せず多孔質
母材を作製し、それをフッ素含有雰囲気下で透明ガラス
化した。ガラス化条件は実施例１と同様である（表１参
照）。これを酸水素火炎にて加熱、延伸し、ＨＦ水溶液
を用いてエッチングしてロッド表面層を研削した。この
コアロッドにロッド・イン・チューブ法でクラッド層を
付与した。これらの条件は実施例１に記載した内容と同
じである。この母材を線引きし、表４に示す伝送特性を
持った単一モード光ファイバを得た。
する場合 この方法は３本のバーナを具備したＶＡＤ装置を用いる
ものである。第１層のセンターコア部分にはＧｅをGeCl
4ガスの質量流量で８．５ｇ／分添加し、第３層のサイ
ドセグメント部分にはＧｅをGeCl4ガスの質量流量で
６．５ｇ／分添加し、第２層にはＧｅを添加せず多孔質
母材を作製し、それをフッ素含有雰囲気下で透明ガラス
化した。ガラス化条件は実施例１と同様である（表１参
照）。これを酸水素火炎にて加熱、延伸し、ＨＦ水溶液
を用いてエッチングしてロッド表面層を研削した。この
コアロッドにロッド・イン・チューブ法でクラッド層を
付与した。これらの条件は実施例１に記載した内容と同
じである。この母材を線引きし、表４に示す伝送特性を
持った単一モード光ファイバを得た。
【００４４】
【表４】
【００４５】得られた光ファイバの外径は１２５μｍで
あり、第１層の直径は２．８μｍ、その他の各層の厚さ
は第２層が２．５μｍ、第３層が２．２μｍ、クラッド
層が５６．４μｍであった。当該ファイバを用いて、実
施例１に示したシステムにて評価した結果、４０Ｇｂｉ
ｔ／ｓの高速伝送が可能であることが判った。
あり、第１層の直径は２．８μｍ、その他の各層の厚さ
は第２層が２．５μｍ、第３層が２．２μｍ、クラッド
層が５６．４μｍであった。当該ファイバを用いて、実
施例１に示したシステムにて評価した結果、４０Ｇｂｉ
ｔ／ｓの高速伝送が可能であることが判った。
【００４６】（２）コアとなるガラス体を２段階で作製
する場合 この方法は、実施例１と同様に２本のバーナを具備した
ＶＡＤ装置を使用する。第１層及び第２層に相当する部
分を実施例１と同様に作製した。次にこのガラス母材を
加熱、延伸し、表面を研削除去した後、その上にＧｅを
GeCl4ガスの質量流量で４．５ｇ／分添加した多孔質母
材を堆積させ、これを実施例１の表１に示す条件で透明
ガラス化した。このガラス母材をさらに加熱、延伸し、
表面を研削除去した後、その上にＧｅを添加せずに多孔
質母材を堆積させ、これを実施例１の表２に示す条件で
透明ガラス化した。この母材を線引きし、表５に示す伝
送特性を持った単一モード光ファイバを得た。
する場合 この方法は、実施例１と同様に２本のバーナを具備した
ＶＡＤ装置を使用する。第１層及び第２層に相当する部
分を実施例１と同様に作製した。次にこのガラス母材を
加熱、延伸し、表面を研削除去した後、その上にＧｅを
GeCl4ガスの質量流量で４．５ｇ／分添加した多孔質母
材を堆積させ、これを実施例１の表１に示す条件で透明
ガラス化した。このガラス母材をさらに加熱、延伸し、
表面を研削除去した後、その上にＧｅを添加せずに多孔
質母材を堆積させ、これを実施例１の表２に示す条件で
透明ガラス化した。この母材を線引きし、表５に示す伝
送特性を持った単一モード光ファイバを得た。
【００４７】
【表５】
【００４８】得られた光ファイバの外径は１２５μｍで
あり、第１層の直径は３．２μｍ、その他の各層の厚さ
は第２層が２．９μｍ、第３層が２．５μｍ、クラッド
層が５５．５μｍであった。当該ファイバを用いて、実
施例１に示したシステムにて評価した結果、この場合も
４０Ｇｂｉｔ／ｓの高速伝送が可能であることが判っ
た。
あり、第１層の直径は３．２μｍ、その他の各層の厚さ
は第２層が２．９μｍ、第３層が２．５μｍ、クラッド
層が５５．５μｍであった。当該ファイバを用いて、実
施例１に示したシステムにて評価した結果、この場合も
４０Ｇｂｉｔ／ｓの高速伝送が可能であることが判っ
た。
【００４９】実施例３
次に、図１（ｃ）に示す屈折率分布を持つファイバを作
製した。４層構造のコア部分の合成には５本のバーナを
具備したＶＡＤ装置を用いた。図５を参照しながら本実
施例の製造方法を説明する。図５（ａ）は本実施例の屈
折率プロファイルを示す模式図である。図５（ａ）に示
すとおり本実施例の屈折率分布は、中央に第１層（セン
ターコア）の屈折率２ａがあり、その周囲に第１層の屈
折率２ａより低い第２層の屈折率３ａの屈折率があり、
第２層の屈折率３ａの周囲にクラッド層の屈折率７ａよ
り高い屈折率を持つ第３層の屈折率４ａがあり、第３層
の屈折率４ａの周囲にクラッド層の屈折率７ａより低い
屈折率を持つ第４層の屈折率５ａ及び６ａがあり、さら
にその周囲に第１層の屈折率２ａより低く第２層の屈折
率３ａより高い屈折率を持つクラッド層の屈折率７ａが
ある。
製した。４層構造のコア部分の合成には５本のバーナを
具備したＶＡＤ装置を用いた。図５を参照しながら本実
施例の製造方法を説明する。図５（ａ）は本実施例の屈
折率プロファイルを示す模式図である。図５（ａ）に示
すとおり本実施例の屈折率分布は、中央に第１層（セン
ターコア）の屈折率２ａがあり、その周囲に第１層の屈
折率２ａより低い第２層の屈折率３ａの屈折率があり、
第２層の屈折率３ａの周囲にクラッド層の屈折率７ａよ
り高い屈折率を持つ第３層の屈折率４ａがあり、第３層
の屈折率４ａの周囲にクラッド層の屈折率７ａより低い
屈折率を持つ第４層の屈折率５ａ及び６ａがあり、さら
にその周囲に第１層の屈折率２ａより低く第２層の屈折
率３ａより高い屈折率を持つクラッド層の屈折率７ａが
ある。
【００５０】図５（ｂ）は本実施例の製造方法を説明す
る断面図である。バーナ１２により第１層（センターコ
ア）部分２を、バーナ１３により第２層部分３を、バー
ナ１４により第３層部分４を、バーナ１５により第４層
のセンターコア側部分５を、バーナ１６により第４層の
クラッド側部分６をそれぞれ作製して多孔質母材１を作
製した。第１層のセンターコア部分にはＧｅをGeCl4ガ
スの質量流量で９．５ｇ／分添加し、第３層のサイドセ
グメント部にはＧｅをGeCl4ガスの質量流量で７ｇ／分
添加し、第２層及び第４層にはＧｅを添加せずに多孔質
母材を作製し、それをフッ素含有雰囲気下で透明ガラス
化した。ガラス化条件は実施例１と同様である（表１参
照）。これを酸水素火炎にて加熱、延伸し、ＨＦ水溶液
を用いてエッチングしてロッド表面層を研削した。この
コアロッドにロッド・イン・チューブ法でクラッド層を
付与した。これらの条件は実施例１に記載した内容と同
じである。なお、スート法でクラッドを作製しても何ら
問題はなかった。この母材を線引きし、表６に示す伝送
特性を持った単一モード光ファイバを得た。
る断面図である。バーナ１２により第１層（センターコ
ア）部分２を、バーナ１３により第２層部分３を、バー
ナ１４により第３層部分４を、バーナ１５により第４層
のセンターコア側部分５を、バーナ１６により第４層の
クラッド側部分６をそれぞれ作製して多孔質母材１を作
製した。第１層のセンターコア部分にはＧｅをGeCl4ガ
スの質量流量で９．５ｇ／分添加し、第３層のサイドセ
グメント部にはＧｅをGeCl4ガスの質量流量で７ｇ／分
添加し、第２層及び第４層にはＧｅを添加せずに多孔質
母材を作製し、それをフッ素含有雰囲気下で透明ガラス
化した。ガラス化条件は実施例１と同様である（表１参
照）。これを酸水素火炎にて加熱、延伸し、ＨＦ水溶液
を用いてエッチングしてロッド表面層を研削した。この
コアロッドにロッド・イン・チューブ法でクラッド層を
付与した。これらの条件は実施例１に記載した内容と同
じである。なお、スート法でクラッドを作製しても何ら
問題はなかった。この母材を線引きし、表６に示す伝送
特性を持った単一モード光ファイバを得た。
【００５１】
【表６】
【００５２】得られた光ファイバの外径は１２５μｍで
あり、第１層の直径は２．８μｍ、その他の各層の厚さ
は第２層が２．５μｍ、第３層が２．３μｍ、第４層が
３．６μｍ、クラッド層が５２．７μｍであった。当該
ファイバを用いて、実施例１に示したシステムにて評価
した結果、４０Ｇｂｉｔ／ｓの高速伝送が可能であるこ
とが判った。
あり、第１層の直径は２．８μｍ、その他の各層の厚さ
は第２層が２．５μｍ、第３層が２．３μｍ、第４層が
３．６μｍ、クラッド層が５２．７μｍであった。当該
ファイバを用いて、実施例１に示したシステムにて評価
した結果、４０Ｇｂｉｔ／ｓの高速伝送が可能であるこ
とが判った。
【００５３】
【発明の効果】本発明の光ファイバの製造方法によれ
ば、伝送損失が小さくかつ分散値が低い光ファイバを提
供することができる。また、本発明の光ファイバを使用
することにより、従来波長多重伝送に使用されていなか
った１４００ｎｍ〜１５００ｎｍのポンプ光を入射し
て、１５００ｎｍ〜１６００ｎｍでラマン増幅を行いな
がら、非線形効果によるノイズの発生を抑制し安定した
高速な波長多重伝送ができる。
ば、伝送損失が小さくかつ分散値が低い光ファイバを提
供することができる。また、本発明の光ファイバを使用
することにより、従来波長多重伝送に使用されていなか
った１４００ｎｍ〜１５００ｎｍのポンプ光を入射し
て、１５００ｎｍ〜１６００ｎｍでラマン増幅を行いな
がら、非線形効果によるノイズの発生を抑制し安定した
高速な波長多重伝送ができる。
【図１】本発明の光ファイバの屈折率分布を示す模式図
である。
である。
【図２】実施例１の製造方法を説明する断面図である。
【図３】実施例１の光ファイバの伝送損失波長特性（ロ
ススペクトル）を示すグラフである。
ススペクトル）を示すグラフである。
【図４】実施例１の光ファイバの波長分散特性を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図５】実施例３の製造方法を説明する断面図である。
１ 多孔質母材
２ 第１層（センターコア）
３ 第２層（サイドコア）
４ 第３層（セグメント）
５ 第４層センターコア側
６ 第４層クラッド側
７ クラッド
１２〜１６ バーナ
２ａ 第１層の屈折率
３ａ 第２層の屈折率
４ａ 第３層の屈折率
５ａ 第４層センターコア側の屈折率
６ａ 第４層クラッド側の屈折率
７ａ クラッド層の屈折率
フロントページの続き
(72)発明者 神谷 保
東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古
河電気工業株式会社内
Ｆターム(参考） 2H050 AA01 AB05X AC09 AC13
AC28 AC36 AC38 AC75 AD16
Claims (8)
- 【請求項１】 コア層としてＧｅを添加した第１層を中
心に有し、その周囲に第１層より屈折率の低い第２層を
有し、クラッド層として第１層より低く第２層より高い
屈折率を持つ層を有するガラス光ファイバであって、カ
ットオフ波長が１４００ｎｍより短波長で、かつ１５０
０ｎｍでの分散値が５〜１３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍで、分散
が零になる波長が１４００ｎｍより短波長にあり、かつ
カットオフ波長から１６００ｎｍまでの伝送損失が０．
５ｄＢ／ｋｍより小さいことを特徴とする波長多重伝送
用単一モード光ファイバ。 - 【請求項２】 クラッド層と第２層との間に、クラッド
層より高い屈折率を持つ第３層を有することを特徴とす
る請求項１記載の波長多重伝送用単一モード光ファイ
バ。 - 【請求項３】 クラッド層と第３層との間に、クラッド
層より低い屈折率を持つ第４層を有することを特徴とす
る請求項２記載の波長多重伝送用単一モード光ファイ
バ。 - 【請求項４】 コア層の高屈折率となる部分にＧｅを添
加し、低屈折率となる部分にＧｅを添加しないか又は高
屈折率となる部分よりも添加量が少ない石英系多孔質ス
ート体を火炎加水分解法にて形成し、これを塩素または
塩素系化合物雰囲気で１２５０℃以下で脱水処理したの
ちフッ素含有雰囲気下で焼結して、コアとなるガラス体
を作製することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１
項に記載の波長多重伝送用単一モード光ファイバの製
法。 - 【請求項５】 中心にＧｅを添加し、その周囲にＧｅを
添加しないか又は中心よりも添加量が少ない石英系多孔
質スート体を火炎加水分解法にて形成し、これを塩素ま
たは塩素系化合物雰囲気で１２５０℃以下で脱水処理し
たのちフッ素含有雰囲気下で焼結してガラス体を作製
し、このガラス体の周囲に、コア層の高屈折率となる部
分にＧｅを添加し、低屈折率となる部分にＧｅを添加し
ないか又は高屈折率となる部分よりも添加量が少ない石
英系多孔質スート体を火炎加水分解法にて形成し、これ
を塩素または塩素系化合物雰囲気で１２５０℃以下で脱
水処理したのちフッ素含有雰囲気下で焼結して、コアと
なるガラス体を作製することを特徴とする請求項１〜３
のいずれか１項に記載の波長多重伝送用単一モード光フ
ァイバの製法。 - 【請求項６】 コアとなるガラス体の周囲に石英系多孔
質スート体を形成し、これを塩素または塩素系化合物雰
囲気で１２５０℃以下で脱水処理したのち加熱焼結して
クラッドを作製することを特徴とする請求項４又は５記
載の波長多重伝送用単一モード光ファイバの製法。 - 【請求項７】 多孔質スート体を形成する前に、ガラス
体を加熱軟化後、延伸し、その表面を研削して含水層を
除去することを特徴とする請求項５又は６記載の波長多
重伝送用単一モード光ファイバの製法。 - 【請求項８】 コアとなるガラス体を加熱軟化後、延伸
し、その表面を研削して含水層を除去した後、ＯＨ基含
有量が１００ｐｐｍ以下のクラッドとなる石英ガラス管
に挿入、加熱し溶融一体化することを特徴とする請求項
４又は５記載の波長多重伝送用単一モード光ファイバの
製法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002027345A JP2003227959A (ja) | 2002-02-04 | 2002-02-04 | 波長多重伝送用単一モード光ファイバ |
| CN03104258.9A CN1441267A (zh) | 2002-02-04 | 2003-01-31 | 用于波分复用传输的单模光纤和制造该光纤预制件的方法 |
| US10/357,492 US20040028364A1 (en) | 2002-02-04 | 2003-02-04 | Single mode optical fiber for WDM transmission, and manufacturing method of preform for the optical fibers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002027345A JP2003227959A (ja) | 2002-02-04 | 2002-02-04 | 波長多重伝送用単一モード光ファイバ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=27748895
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002027345A Pending JP2003227959A (ja) | 2002-02-04 | 2002-02-04 | 波長多重伝送用単一モード光ファイバ |
Country Status (3)
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|---|---|
| US (1) | US20040028364A1 (ja) |
| JP (1) | JP2003227959A (ja) |
| CN (1) | CN1441267A (ja) |
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| JP5315601B2 (ja) | 2006-09-12 | 2013-10-16 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバおよび光ファイバ型デバイス |
| JP2013230961A (ja) * | 2012-05-02 | 2013-11-14 | Shin-Etsu Chemical Co Ltd | 光ファイバプリフォームの製造方法 |
| US20240063599A1 (en) * | 2022-08-19 | 2024-02-22 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Optical fiber structures and methods for multi-wavelength power delivery |
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| US6205268B1 (en) * | 1993-05-28 | 2001-03-20 | Lucent Technologies Inc. | Arrangement of optical fiber segments for minimizing effect of nonlinearities |
| CA2202586C (en) * | 1996-04-15 | 2003-05-06 | Masashi Onishi | Dispersion compensating fiber and optical transmission system including the same |
| KR20010113806A (ko) * | 2000-02-25 | 2001-12-28 | 후루까와 준노스께 | 저분산광파이버 및 그 저분산광파이버를 사용한광전송시스템 |
| JP2002162529A (ja) * | 2000-11-28 | 2002-06-07 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光ファイバおよびその光ファイバを用いた光通信システム |
| JP3845260B2 (ja) * | 2001-02-16 | 2006-11-15 | 古河電気工業株式会社 | 光ファイバおよび光伝送路 |
| JP4443788B2 (ja) * | 2001-03-30 | 2010-03-31 | 古河電気工業株式会社 | 光ファイバおよびその光ファイバを用いた光通信システム |
| JP2003021743A (ja) * | 2001-07-09 | 2003-01-24 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光ファイバおよび該光ファイバを用いた光伝送システム |
-
2002
- 2002-02-04 JP JP2002027345A patent/JP2003227959A/ja active Pending
-
2003
- 2003-01-31 CN CN03104258.9A patent/CN1441267A/zh active Pending
- 2003-02-04 US US10/357,492 patent/US20040028364A1/en not_active Abandoned
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018016533A (ja) * | 2016-07-29 | 2018-02-01 | 信越化学工業株式会社 | 光ファイバ用ガラス母材の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1441267A (zh) | 2003-09-10 |
| US20040028364A1 (en) | 2004-02-12 |
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