JP2005517989A - 低スロープ分散シフト光ファイバ - Google Patents

Abstract

中央領域及び２つ又は３つの環状領域を該中央領域とクラッド領域との間に含む低スロープ分散シフト光導波路ファイバである当該ファイバは、約１５５０ｎｍの波長で約６０μｍ²よりも小の実効面積と、約１４３０ｎｍよりも小のゼロ分散波長と、約１５５０ｎｍの波長で約４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍから約１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの間の分散と、約１５５０ｎｍの波長で０．０４５ｐｓ／ｎｍ²／ｋｍよりも小の分散スロープと、約１２６０ｎｍよりも小のケーブルカットオフ波長とを有する。

Description

本出願は、２００２年２月１５日に出願された米国特許仮出願第６０／３５７，５３９号の米国特許法第１１９条（ｅ）に基づく優先権の利益を請求する。

本発明は、低スロープを有する非ゼロ分散シフト光ファイバ（ＮＺＤＳＦ）に関する。より好ましくは、本発明は、低スロープ及び低ゼロ分散波長を有するＮＺＤＳＦファイバに関する。

１５５０ｎｍの波長付近（本明細書中では、約１５２５ｎｍから約１５６５ｎｍの間の波長を含むＣバンド及び約１５６５ｎｍから約１６２５ｎｍの間の波長を含むＬバンドを含むものとして定義される）で動作する波長分割多重（ＷＤＭ）システムがある。特定の既知のファイバが、動作窓の外側に位置するゼロ分散波長を有することで、４波混合（ＦＷＭ）及び相互位相変調（ＸＰＭ）の如き非線形ペナルティが防止され得る。しかしながら、既知のＮＺＤＳＦファイバのかかるゼロ分散波長は、典型的には、１５５０ｎｍで１００ｎｍ以内である。そこで、１５５０ｎｍ動作窓内で伝送信号の分散の大きさを低減させることで、より長いスパン長及びより少ない回数の分散補償を許容するのである。

好ましくは、低密度波長分割多重（ＣＷＤＭ）システムやそのアプリケーションは、ＷＤＭの１５５０ｎｍ窓、即ち、Ｃバンド及びＬバンド内、Ｓバンド（約１４５０ｎｍから約１５２５ｎｍの間）内、及び、１３１０ｎｍ窓（約１２８０ｎｍから約１３３０ｎｍの間）内で動作する。

既知のファイバは、特定の窓内の動作に適した光学特性を有する。例えば、コーニング社によって製造されるＳＭＦ−２８^TM光ファイバの如き、標準単一モード伝送ファイバは、１３１０ｎｍ、または、その付近のゼロ分散波長を有する。かかるファイバは、１３１０ｎｍ窓内で好適に機能し得る。１５５０ｎｍでかかる光ファイバが呈する分散は、約１７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、これは典型的なＮＺＤＳＦファイバの１５５０ｎｍでの分散よりも大であって、常分散補償を必要とし得る。ＮＺＤＳＦ光ファイバは、１５５０ｎｍ窓内で好適に機能し得る。ＮＺＤＳＦの例は、１５００ｎｍ付近で平均ゼロ分散波長及び約１５５０ｎｍで約０．０８ｐｓ／ｎｍ²／ｋｍの分散スロープを有するコーニング社によるＬＥＡＦ（登録商標）ファイバや、１５９０ｎｍ付近で平均ゼロ分散波長及び約１５５０ｎｍで約０．１ｐｓ／ｎｍ²／ｋｍの分散スロープを有するコーニング社によるサブマリンＬＥＡＦ（登録商標）ファイバや、１６５０ｎｍ付近で平均ゼロ分散波長を有するコーニング社によるＭｅｔｒｏＣｏｒ^TMファイバや、及び、約１４５０ｎｍのゼロ分散波長を有するルーセント社によるＴｒｕｅｗａｖｅＲＳ^TMを含む。しかしながら、これらのＮＺＤＳＦ光ファイバの１３１０ｎｍ窓での分散の大きさは小さくなく、多数のＮＺＤＳＦ光ファイバは１２６０ｎｍよりも大のケーブルカットオフ波長を示す。

本発明の１つの特徴は、約１５５０ｎｍの波長で約６０μｍ²よりも小なる実効面積、約１４３０ｎｍよりも小なるゼロ分散波長、約１５５０ｎｍの波長で約４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍから１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの間にある分散、約１５５０ｎｍの波長で０．０４５ｐｓ／ｎｍ²／ｋｍよりも小なる分散スロープ、及び、約１２６０ｎｍよりも小なるケーブルカットオフ波長を有する光導波路ファイバに関する。

好ましくは、約１５５０ｎｍの波長で実効面積が約５８μｍ²よりも小であって、より好ましくは、約５５μｍ²よりも小である。

好ましくは、ゼロ分散波長は約１３５０ｎｍから約１４３０ｎｍの間にあり、より好ましくは、約１３７０ｎｍから約１４１０ｎｍの間にある。

好ましくは、約１５５０ｎｍの波長で光ファイバの分散は約５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍから約９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの間にあり、より好ましくは、約６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍから約８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの間にある。

好ましくは、光ファイバの分散は約１５３０ｎｍの波長で約３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍから約７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの間にあって、より好ましくは、約１５３０ｎｍの波長で約４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍから６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの間にある。

約１５５０ｎｍの波長で光ファイバの分散スロープは、好ましくは、０．０４２ｐｓ／ｎｍ²／ｋｍよりも小であり、より好ましくは、約０．０４０ｐｓ／ｎｍ²／ｋｍよりも小であり、更により好ましくは、約０．０３８ｐｓ／ｎｍ²／ｋｍよりも小である。また分散スロープは、好ましくは、約１５５０ｎｍの波長で約０．０２０ｐｓ／ｎｍ²／ｋｍよりも大であり、より好ましくは、約１５５０ｎｍの波長で０．０３０ｐｓ／ｎｍ²／ｋｍよりも大である。

好ましくは、光ファイバのケーブルカットオフ波長は約１２４０ｎｍよりも小であり、より好ましくは、約１２２０ｎｍよりも小であり、更により好ましくは１２００ｎｍよりも小である。理論的なカットオフ波長は、好ましくは、約１６５０ｎｍよりも小で、より好ましくは、１６３０ｎｍよりも小で、更により好ましくは、１６１０ｎｍよりも小である。２ｍ測定ファイバカットオフ波長は、好ましくは、１５００ｎｍよりも小である。好ましくは、基本モードカットオフ波長（ＬＰ０１）は、約３５００ｎｍよりも大であり、より好ましくは、約４０００ｎｍよりも大である。

約１３１０ｎｍの波長での光導波路ファイバの分散は、好ましくは、ゼロよりも小であり、より好ましくは、０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍから約−７．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの間にあり、更により好ましくは、約０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍから約−６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの間にある。ある好ましき実施例において、約１３１０ｎｍの波長での分散は約０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍよりも小で、約−５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍよりも大である。他の好ましき実施例において、約１３１０ｎｍの波長での分散は−４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍよりも小であり、かつ、約−７．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍよりも大である。

好ましくは、約１５５０ｎｍの波長での光導波路ファイバの減衰は０．２３ｄＢ／ｋｍよりも小であり、より好ましくは、０．２２ｄＢ／ｋｍよりも小であり、更により好ましくは、０．２１ｄＢ／ｋｍよりも小であり、より更により好ましくは、０．２０ｄＢ／ｋｍよりも小である。

約１３８３ｎｍの波長での光導波路ファイバの減衰は、好ましくは、０．６ｄＢ／ｋｍよりも小であり、より好ましくは、約０．５ｄＢ／ｋｍよりも小であり、更により好ましくは、約０．４ｄＢ／ｋｍである。ある好ましき実施例において、約１３８３ｎｍの波長での減衰は、約１３１０ｎｍの波長での減衰よりも約０．１ｄＢ／ｋｍ程度大である。他の好ましき実施例において、約１３８３ｎｍの波長での減衰は、約１３１０ｎｍの波長での減衰よりも０．０５ｄＢ／ｋｍ程度大である。更に他の好ましき実施例において、約１３８３ｎｍの波長での減衰は、約１３１０ｎｍの波長での減衰程度である。その上他の更に好ましき実施例において、約１３８３ｎｍの波長での減衰は、約１３１０ｎｍの波長での減衰よりも小である。

好ましくは、約１５５０ｎｍの波長での光ファイバの偏波モード分散は約０．１ｐｓ／ｋｍ^1/2よりも小であり、より好ましくは、約０．０６ｐｓ／ｋｍ^1/2よりも小であり、更により好ましくは、約０．０４ｐｓ／ｋｍ^1/2よりも小であり、その上更に好ましくは、約０．０３ｐｓ／ｋｍ^1/2よりも小である。

光導波路ファイバは、好ましくは、約１６００ｎｍの波長で約２５ｄＢ／ｋｍよりも小であり、より好ましくは、約１５ｄＢ／ｋｍよりも小であり、更により好ましくは、１０ｄＢ／ｋｍよりも小であるピン配列曲げ損失を呈する。また、光導波路ファイバは、好ましくは、約１５５０ｎｍの波長で約２０ｄＢ／ｋｍよりも小であり、より好ましくは、約１５ｄＢ／ｋｍよりも小であり、更により好ましくは、１０ｄＢ／ｋｍよりも小であるピン配列曲げ損失を呈する。

好ましくは、本明細書に開示された光ファイバは、約１５５０ｎｍの波長で、１．５ｄＢ／ｍよりも小であり、より好ましくは、１ｄＢ／ｍよりも小である側面荷重微小曲げ試験によって誘導される減衰を呈する。

好ましくは、光導波路ファイバが、中央線から外側へ放射状に延在し最大相対屈折率パーセント（Δ_1,MAX）を持つ正の相対屈折率パーセント（Δ₁％（ｒ））を有する中央領域と、該中央領域を包囲し最小相対屈折率パーセント（Δ_2,MIN）を持つ負の相対屈折率パーセント（Δ₂％（ｒ））を有する第１環状領域と、該第１環状領域を包囲し最大相対屈折率パーセント（Δ_3,MAX）を持つ正の相対屈折率パーセント（Δ₃％（ｒ））を有する第２環状領域と、該第２環状領域を包囲し相対屈折率パーセント（Δ_c％（ｒ））を有する外側環状クラッド領域とを含む。

好ましくは、該第１環状領域は、該中央領域に隣接する。好ましくは、該第２環状領域は、該第１環状領域に隣接する。

好ましくは、Δ_1,MAXは約０．４％から０．７％の間にあって、より好ましくは、Δ_1,MAXは約０．４５％から０．６５％の間にある。好ましき実施例において、Δ_1,MAXは約０．５％から０．６５％の間にある。

該中央領域は、好ましくは、約３μｍから約６μｍの間の半径まで延在し、より好ましくは、約３μｍから約５μｍの間の半径まで延在する。

好ましくは、該中央領域は、約１から約６の間のアルファ、より好ましくは、約２から約４の間のアルファを有する。

好ましくは、Δ_2,MINは、約−０．０５％から−０．３５％の間にあって、より好ましくは、約−０．１％から約−０．３０％の間にあって、最も好ましくは、約−０．１４％から約−０．２５％の間にある。好ましくは、Δ_1,MAXからΔ_2,MINの間の差の絶対値は、約０．４５％から約１．０５％の間にあって、より好ましくは、約０．５５％から約０．９５％の間にある。

該第１環状領域は、好ましくは、該中央領域を包囲し、５μｍから約９μｍの間の半径まで延在し、より好ましくは、６μｍから約８μｍの間の半径まで延在し、最も好ましくは、約３．５μｍから約７．５μｍの間の半径まで延在する。好ましくは、該第１環状領域の少なくとも一部分が４μｍの半径から約８μｍの半径の間に配置される。

該第１環状領域は好ましくは約１．５μｍから約４．５μｍの間の幅、より好ましくは、約２μｍから４μｍの間の幅を有する。

好ましくは該第１環状領域は約４μｍから約６．５μｍの間の中間点、より好ましくは、約４．５μｍから約６μｍの間の中間点を有する。

好ましくは、Δ_3,MAXは、約０．１％から０．３％の間にあって、より好ましくは、約０．１５％から０．３％の間にある。好ましくは、Δ_1,MAXからΔ_3,MAXの間の差は、約０．１％から約０．６％の間にあって、より好ましくは、約０．１５％から約０．５％の間にある。好ましくは、Δ_1,MAXはΔ_3,MAXよりも大である。

該第２環状領域は、好ましくは、該第１環状領域を包囲し、約９μｍから約１５μｍの間の半径まで延在し、より好ましくは、約１０μｍから約１４μｍの間の半径まで延在する。

該第２環状領域は、約２μｍから約８μｍの間の幅、より好ましくは、約３μｍから約７μｍの間の幅を有する。該第２環状領域は、好ましくは、約３μｍから約９μｍの間の半値幅、より好ましくは、約３．５μｍから約８．５μｍの間の半値幅、更により好ましくは、約４μｍから約８μｍの間の半値幅を有する。該半値幅の中間点は、約７．５μｍから約１０．５μｍの間にあって、より好ましくは、約８μｍから約１０μｍの間にある。

いくつかの好ましき実施例において、該光導波路ファイバは第２環状領域を包囲し該第２環状領域と外側環状クラッド領域との間に配置され、最小相対屈折率パーセント（Δ_4,MIN）を持つ負の相対屈折率パーセント（Δ₄％（ｒ））を有する第３環状領域を含む。好ましくは、該第３環状領域は該第２環状領域に隣接する。好ましくは、該光ファイバは第３環状領域を有し、Δ_2,MINは、好ましくは、約−０．０５％から−０．３％の間にあって、より好ましくは、約−０．１から−０．２５％の間にある。

いくつかの好ましき実施例において、Δ_2,MINはΔ_4,MINよりも大である。他の好ましき実施例において、Δ_2,MINはΔ_4,MINよりも小である。更に他の好ましき実施例において、Δ_2,MINはΔ_4,MINとほぼ等しい。

該第３環状領域は、好ましくは、約９μｍから約１５μｍの間の半径から１２μｍから約２０μｍの間の半径まで延在する。より好ましくは、該第３環状領域は、約１０μｍから約１４μｍの間の半径から１３μｍから約１８μｍの間の半径まで延在する。

好ましくは、該第３環状領域は、約１．５μｍから約７μｍの間の幅、より好ましくは、約２μｍから約６μｍの間の幅を有する。

好ましくは、該第３環状領域は、約１１μｍから約１８μｍの間の幅、より好ましくは、約１２μｍから約１６μｍの間の中間点を有する。

好ましくは、該中央領域はダウンドーパントを含まない。

本発明の他の特徴は、中央領域と、該中央領域を包囲する第１環状領域と、該第１環状領域を包囲する第２環状領域と、及び、該第２環状領域を包囲する外側環状クラッド領域とを含む光導波路プリフォームに関する。該外側環状クラッド領域は、最小半径（ｒ_c,min）を有する。該中央領域は、好ましくは、約０．２から約０．４５の間の規格化された最大半径（ｒ₁／ｒ_c,min）を有し、該第１環状領域は、好ましくは、約０．３から約０．６５の間の規格化された最大半径（ｒ₂／ｒ_c,min）を有する。

該光導波路プリフォームは、更に、該第２環状領域と該外側環状クラッドとの間に配置される第３環状領域を有し得る。好ましくは、該外側環状クラッド領域は該第３環状領域に隣接する。

該中央領域、第１，第２，及び、第３環状領域の相対屈折率分布は、本明細書に開示された該光ファイバの分布に対応する。好ましくは、該中央領域は約０．２から約０．３の間の規格化された最大半径（ｒ₁／ｒ_c,min）を有し、該第１環状領域は約０．３５から約０．５５の間の規格化された最大半径（ｒ₂／ｒ_c,min）を有し、該第２環状領域は約０．７から約０．８５の間の規格化された最大半径（ｒ₃／ｒ_c,min）を有する。

好ましくは、本明細書に記載され開示された該光ファイバは、約１２６０ｎｍから約１６５０ｎｍの間の複数の動作波長窓で、好適な性能を与える。より好ましくは、本明細書に記載され開示された該光ファイバは、約１２６０ｎｍから約１６５０ｎｍまでの複数の波長で好適な性能を与える。好ましき実施例において、本明細書に記載され開示された該光ファイバは、少なくとも１３１０ｎｍ窓及び１５５０ｎｍ窓で動作を適応させ得る２つの窓ファイバである。

参照は、現在、本発明の現在の好ましき実施例、添付図面に説明される例によって、詳細にされるであろう。本発明によるセグメントコア相対屈折率分布の典型的な実施例はそれぞれの図面に示されている。

本発明の更なる特徴及び効果は、この後に続く発明の詳細な説明に記載され、当業者であればこの発明の詳細な説明の記載から明らかであろうが、特許請求の範囲及び添付図面とともに後に続く記述に記載された発明を実施することによっても認識されるであろう。

「屈折率分布」は、屈折率又は相対屈折率と導波路ファイバ半径との関係である。

「相対屈折率パーセント」は、

と定義され、ここで、ｎ_iは特に断りがない限り領域ｉにおける最大屈折率であり、ｎ_cはクラッド領域の平均屈折率である。環状領域又はセグメントの屈折率がクラッド領域の平均屈折率よりも小である場合において、相対屈折率パーセントが負であり、低下した領域又は低下した屈折率を有することを示し、特に断りがない限り屈折率が最も負である点で計算される。環状領域又はセグメントの屈折率がクラッド領域の平均屈折率よりも大である場合において、相対屈折率パーセントが正であり、かかる領域が高い又は正の屈折率を有していると言える。「ダウンドーパント」が、本明細書では、ドープされていない純ＳｉＯ₂と比較して屈折率を低くする傾向を有するドーパントとして考えられる。ダウンドーパントが、ダウンドーパントではない１つ又は複数の他のドーパントとともに、正の相対屈折率を有する光ファイバの領域に存在し得る。同様に、ダウンドーパントでない１つ又は複数の他のドーパントが負の相対屈折率を有する光ファイバの領域に存在し得る。

本明細書では特に断りがない限り「分散」として示される導波路ファイバの「色分散」は、材料分散、導波路分散、及び、内部モード（インターモーダル）分散の和である。単一モード導波路ファイバの場合は、内部モード分散は、ゼロである。

実効面積は、

と定義され、ここで、積分範囲は０から∞であり、Ｅは導波路内の光伝搬に関連した電場である。

「α分布」という用語は、屈折率分布を示し、Δ（ｒ）％で表現され（ここでｒは半径である）、次の式で表される。

ここで、ｒ₀はΔ（ｒ）％が最大である点であり、ｒ₁はΔ（ｒ）％がゼロの点であり、ｒはｒ_i≦ｒ≦ｒ_fであり、Δは上記の如く定義され、ｒ_iはα分布の最初の点であり、ｒ_fはα分布の最後の点であり、αは実数の指数である。

モードフィールド径（ＭＦＤ）はピータマンＩＩ法を使用して測定される。かかる方法は、次の式で示される。

ここで、積分範囲は０から∞までである。

導波路ファイバの曲げ抵抗が規定された試験条件の下に誘導される減衰によって評価され得る。

曲げ試験の１つのタイプは、側面荷重微小曲げ試験である。このいわゆる「側面荷重」試験において、規定された長さの導波路ファイバが２つの平面プレートの間に置かれる。７０番のワイヤーメッシュがかかるプレートの１つに取り付けられる。既知の長さの導波路ファイバがかかるプレートの間に挟まれ、プレートが互いに３０Ｎの力で押される間に基準減衰が測定される。７０Ｎの力がプレートに与えられ、減衰の増加がｄＢ／ｍで測定される。減衰の増加は、導波路の側面荷重減衰である。

「ピン配列」曲げ試験は、曲げによる導波路ファイバの相対抵抗を比較するために使用される。この試験を行うために、減衰損失が本質的に誘導曲げ損失のない導波路ファイバに対して測定される。その後、導波路ファイバがピン配列を通って組み入れられ、減衰が再び測定される。曲げによって誘導される損失は、この２つの測定された減衰の差である。ピン配列は、１列に並べられた１０本の円筒状のピンのセットであり、平らな表面上に鉛直に固定されている。ピン間隔は中心と中心との間で５ｍｍである。ピンの直径は０．６７ｍｍである。試験の間、十分な張力が印加され、導波路ファイバがピン表面の一部分に適合する。

定められたモードに対する、理論的なファイバカットオフ波長もしくは「理論的なファイバカットオフ」もしくは「理論的なカットオフ」は、それより上では誘導された光がかかるモードで伝搬できない波長である。１９９０年ニューヨークのＪｅｕｎｈｏｍｍｅ社から刊行された「Ｓｉｎｇｌｅ Ｍｏｄｅ Ｆｉｂｅｒ Ｏｐｔｉｃｓ」の第３９乃至４４頁のＭｅｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ氏の記載において、数学的な定義では、理論的なファイバカットオフは、モード伝搬定数が外側クラッドにおける平面波伝搬定数と等しくなる波長として記載されている。この理論的な波長は、直径が変化しない、無限に長い、完全に真っ直ぐなファイバに対して当てはまる。

実効ファイバカットオフは、曲げ及び／又は機械的圧力に誘導される損失のため、理論的なカットオフより低い。この状況では、かかるカットオフがより高いＬＰ１１及びＬＰ０２モードを示す。ＬＰ１１及びＬＰ０２は、一般に、測定では区別されず、スペクトル測定のステップとして明らかになる。即ち、測定されたカットオフより長い波長のモードは観測されない。実際のファイバカットオフは、「２ｍファイバカットオフ」もしくは「測定されたカットオフ」としても知られる「ファイバカットオフ波長」をもたらす標準２ｍファイバカットオフ試験（ＦＯＴＰ−８０（ＥＩＡ−ＴＩＡ−４５５−８０））によって測定され得る。ＦＯＴＰ−８０標準試験は、制御された量の曲げを使用する高次モードを無視するか、かかるファイバのスペクトル応答をマルチモードファイバのスペクトル応答に規格化するかして行われる。

ケーブルカットオフ波長（もしくは「ケーブルカットオフ」）は、ケーブル環境におけるより高いレベルの曲げ及び機械的圧力のため、測定されたファイバカットオフよりも更に低い。実際のケーブル状態は、ＥＩＡ−４４５ファイバ光学試験手順に記載されるケーブルカットオフ試験によって近似され得る。該手順は、ＥＩＡ−ＴＩＡファイバ光学標準（電子工業連合−遠距離通信工業協会ファイバ光学標準、一般にはＦＯＴＰ’ｓとして知られる）の一部である。ケーブルカットオフ測定は、送信出力による単一モードファイバのＥＩＡ−４５５−１７０ケーブルカットオフ波長（又は「ＦＯＴＰ−１７０」）に記載されている。

導波路ファイバ遠距離通信リンク、もしくは、単にリンクは、光信号の送信機、光信号の受信機、及び、相互に光信号を伝搬する送信機及び受信機に光学的に結合された各端部を有する一定長の単数もしくは複数のファイバから組み立てられる。かかる一定長の導波路ファイバは、直列に並べられて、端部と端部を互いに結合又は連結された複数のより短い長さのファイバから作られ得る。リンクは、光学増幅器、光学減衰器、光学アイソレータ、光学スイッチ、光学フィルタ、又は、多重化又は逆多重化デバイスの如き更なる光学コンポーネントを含み得る。内部連結リンクのグループは、遠距離通信システムを意味する。

本明細書に使用される光ファイバのスパンは、光デバイスの間（例えば２つの光増幅器の間、又は、多重化デバイスと光増幅器の間）に延在する、一定長の光ファイバ、又は、連続的に結合した複数の光ファイバを含む。スパンは、本明細書に開示された１つ又は複数の部分の光ファイバを含み得て、更に、例えばスパンの端部での残余分散の如き所望のシステム性能又はパラメータを達成すべく選択される１つ又は複数の他の光ファイバを含み得る。

一般に、光ファイバの「物理的」コアは、ドープされ得る１つ又は複数のセグメントを含む。かかるセグメントは、コアの物理的に同定できる部分である。同時に、光学的に言う「光学的」コアは、本明細書において、約９９％の伝搬光が光ファイバ内を伝搬し、一部の伝搬光が物理コアセグメントの外側を伝搬することを考慮されていることを理解されるべきである。

好ましくは、本明細書に開示されたファイバが気相蒸着法によって製造される。更により好ましくは、本明細書に開示されたファイバが外付け気相蒸着法（ＯＶＤ）によって製造される。このように、例えば、既知のＯＶＤレイダウン、圧密化、及び、線引き技術が本明細書に開示された光導波路ファイバを製造するために好適に使用され得る。内付け化学気相蒸着法（ＭＣＶＤ）又は気相軸付け法（ＶＡＤ）の如き他の処理が使用され得る。このように、本明細書に開示された光導波ファイバの屈折率及び断面分布はこれらに限定されないが、ＯＶＤ、ＶＡＤ、及び、ＭＣＶＤ処理を含む当業者に既知の製造技術を使用して、達成され得る。

図１は、中央領域（もしくは、第１コアセグメント）４、該中央領域４に隣接し且つこれを包囲する第１環状領域（もしくは第２コアセグメント）６、該第１環状領域６に隣接し且つこれを包囲する第２環状領域（もしくは第３コアセグメント）８、及び、該第２環状領域８に隣接し且つこれを包囲する外側環状クラッド領域もしくはクラッドもしくはクラッド層１４を有する本発明による光導波路ファイバ２の概略図（スケール通りではない）である。

図２は、中央領域（もしくは第１コアセグメント）４、該中央領域４に隣接し且つこれを包囲する第１環状領域（もしくは第２コアセグメント）６、該第１環状領域６に隣接し且つこれを包囲する第２環状領域（もしくは第３コアセグメント）８、該第２環状領域８に隣接し且つこれを包囲する第３環状領域（もしくは第４コアセグメント）１０、及び、該第３環状領域１０に隣接し且つこれを包囲する外側環状クラッド領域又はクラッド又はクラッド層１４を有する本発明による第２光導波路ファイバ３の概略図（スケール通りではない）である。

好ましくは、本明細書に開示された光ファイバのクラッド１４は、純粋又は実質的に純粋なシリカである。より好ましくは、該クラッドはその中にゲルマニア又はフッ素ドーパントを含まない。該外側環状クラッド領域１４は、例えばレイダウン工程の間、堆積された、又は、チューブ・イン・ロッド光プリフォーム配列におけるチューブ又は堆積された材料と被覆との組み合わせの如き、被覆の形成において提供されるクラッド材料からなり得る。該外側環状クラッド領域１４は、１つ又は複数のドーパントを含み得る。該クラッド１４は第１コーティング及び第２コーティングＳによって包囲される。該クラッド１４の屈折率が本明細書内の他の場所で議論される場合と同様に相対屈折率パーセントを計算するために使用される。

図面を参照すると、該クラッド層１４は、Δ％（ｒ）＝０を有して定義されるコアを包囲する屈折率ｎ_cを有し、光ファイバ又は光ファイバプリフォームの複数の部分又は領域の屈折率パーセントを計算するために使用される。

中央コア領域又はコア領域の如き領域の分布の記載において、最大点の半分は、Δ_1,MAXの如きピーク屈折率（もしくは最大屈折率）を決定することによって定義され得る。また、Δ_1,MAXの如きピーク屈折率（もしくは最大屈折率）の値の半分と等しい相対屈折率に対応する半径を決定することによって定義され得る。即ち、半径に対する相対屈折率が描く曲線から垂下された垂線がΔ％（ｒ）＝０（即ち、クラッド層の相対屈折率）を横切る位置を決定することによって定義される。

図３に示されるように、本明細書に開示された光ファイバ３２が光ファイバ通信システム３０で利用され得る。システム３０は送信機３４及び受信機３６を含み、光ファイバ３２は送信機３４と受信機３６との間の光信号の送信を可能にする。システム３０は、好ましくは、２方向通信を可能にする。なお、送信機３４及び受信機３６は説明の目的で示されている。かかるシステム３０は、好ましくは、本明細書に開示された光ファイバのセクションまたはスパンを有するリンクを含む。また、かかるシステム３０は、本明細書に開示された光ファイバの１つ以上のセクション又はスパンに光学的に接続された１つ以上の光デバイス、例えば、１つ以上の再生機、増幅器、又は、分散補償モジュールを含み得る。少なくとも１つの好ましき実施例において、本発明による光ファイバ通信システムは間に再生機の存在なしに光ファイバによって接続された送信機及び受信機を含む。他の好ましき実施例において、本発明による光ファイバ通信システムは間に増幅器の存在なしに光ファイバによって接続される送信機及び受信機を含む。更に他の好ましき実施例において、本発明による光ファイバ通信システムは、間に増幅器、再生機、及び、中継器を有しない光ファイバによって接続された送信機及び受信機を含む。

好ましくは、本明細書に開示された光ファイバは水の含有量が低く、好ましくは、低水ピーク光ファイバ、即ち、特定の波長領域（特に、１３８３ｎｍ窓）において、相対的に低い、又は、ゼロの水ピークを呈する減衰カーブを有する。

低水ピーク光ファイバを製造する方法は、２００１年１１月２７日に出願された米国特許出願第０９／７２２，８０４号、２０００年４月１１日に出願された米国特許出願第０９／５４７，５９８号、２０００年１２月２２日に出願された米国特許仮出願第６０／２５８，１７９号、及び、２００１年２月２８日に出願された米国特許仮出願第６０／２７５，０１５号に開示され、これらの内容は引用によってここに組み入れられる。

図４に典型的に説明されるように、スートプリフォーム又はスート体２１は、流動体混合物の少なくともいくつかの成分を化学的に反応させて形成される。流動体混合物は、好ましくは、シリカベースの反応生成物を形成する酸化物からなる、少なくとも１つのガラス形成プリカーサ化合物を含む。この反応生成物の少なくとも一部は、基体の方へ導かれて、少なくともこの一部が酸素と結びついた水素を典型的に含むポーラスシリカ体を形成する。かかるスート体は、例えば、ＯＶＤ工程を経たベイトロッド上にスート層を堆積することによって形成される。かかるＯＶＤ工程は、図４に説明される。

図４に示されるように、基体もしくはベイトロッドもしくはマンドレル３１が中空又は環状のハンドル３３の如きガラス体を介して挿入されて旋盤（図示せず）に取り付けられる。かかる旋盤は、スート生成バーナー３５の近くでマンドレル３１を回転し並進するように設計されている。マンドレル３１が回転、及び、並進するとき、一般にスートとして公知のシリカベース反応生成物３７がマンドレル３１の方向へ導かれる。シリカベース反応生成物３７の少なくとも一部がマンドレル３１上、及び、スート体２１を形成するハンドル３３の一部の上に堆積する。

所望の量のスートがマンドレル３１に堆積すると、スート堆積は終了して、マンドレル３１がスート体２１から取り除かれる。

マンドレル３１の除去後の図５及び図６に図示されるように、スート体２１が軸方向に通る中央線穴４０を画定する。好ましくは、スート体２１は、ダウンフィードデバイス４２のハンドル３３によって吊され、圧密化炉４４内に配置される。ハンドル３３から離れた方の中央線穴４０の端部は、好ましくは、圧密化炉４４内にスート体２１が位置する前に、下部栓４６と位置合わせされる。好ましくは、下部栓４６が位置決めされて摩擦ばめによってスート体２１の場所に保持される。栓４６が更に好ましくはテーパー付けされて、スート体２１内へ進入を容易にして、少なくとも一時的に添付し少なくとも緩いことを可能にする。

スート体２１は、好ましくは、例えば、スート体２１を圧密化炉４４内で上昇した温度で塩素含有雰囲気にさらすことによって、化学的に乾燥される。塩素含有雰囲気４８は、スート体２１から製造される光導波路ファイバの特性における望まない効果を有する水及び他の不純物を効果的に取り除く。スート体２１を形成するＯＶＤにおいて、塩素がスートを通って十分に流れ、中央線穴４０を囲む中央線領域を含む空間全体を効果的に乾燥する。

化学的乾燥ステップに続いて、炉の温度は、スート空間が焼結したガラスプリフォームに圧密化するのに十分な温度（好ましくは、１５００℃）に上昇せしめられる。中央線穴４０が、圧密化ステップの間、閉じられて、中央線穴は中央線穴が閉じる前に水素化合物によって再び濡らされる機会を有しない。好ましくは、中央線領域が１ｐｐｂよりも小の重量平均ＯＨ量を有する。

中央線穴を水素化合物を含む雰囲気にさらすことが、圧密化の間に中央線穴を閉じることによって、有意に取り除かれ又は妨げられ得る。

図６に説明される好ましき実施例において、下部栓４６の如きガラス体が中央線穴４０内のハンドル３３から遠いスート体２１の端部に位置する。また、図５に示されるように、開放端６４を有する空洞管ガラス栓もしくは上部栓６０の如きガラス体が、スート体２１の中央線穴４０内に栓４６の反対側に位置する。上部栓６０が管ハンドル３３の中空内に配置される。塩素乾燥に続いて、スート体２１が圧密化炉４４の高温領域に導入され、焼結したガラスプリフォーム又は圧密化したガラスプリフォームの中に中央線穴４０を封止し、且つスート体２１を圧密化する。乾燥と圧密化が任意に同時に起こりうる。圧密化の間、スート体２１はいくらか縮小し、下部栓４６と上部栓６０の下端部に係合し、それによって、生じた焼結したガラスプリフォームを栓４６と栓６０に溶解し、中央線穴４０を封止する。中央線穴４０の上部と下部の両方を封止することが、高温領域を通して１過程のスート体２１で達成され得る。好ましくは、圧密化したガラスプリフォーム又は焼結したガラスプリフォームが上昇した温度で、好ましくは、保持するオーブン内で、保持され、中央線穴４０から拡散する不活性ガスを封止された中央線穴４０内で不活性真空にすることを可能にする。好ましくは、上部栓６０は、不活性ガスの拡散がより適切に起こり得る相対的に薄い壁を有する。図６に図示されるように、上部栓６０は、好ましくは、ハンドル３３内で栓６０を支持する拡大した部分６２、及び、スート体２１の中央線穴４０内に伸長する細い部分６４を有する。また、好ましくは、栓６０は、好ましくはハンドル３３の丈夫な部分を占め得る延伸中空部分６６を含む。中空部分６６が中央線穴４０に更なる体積を有し、それによって、不活性ガスの拡散に続く中央線穴４０内のよりよい真空を有する。

栓６０の延伸部分６６による体積が封止された中央線穴４０に更なる体積を与える。その有利な点の詳細が、下記に記載される。

本明細書に記載されるように、下部栓４６及び上部栓６０は、好ましくは、溶融石英栓の如く重量比で約３１ｐｐｍよりも小の含水率、好ましくは、化学的に乾燥したシリカ栓の如く重量比で５ｐｐｂよりも小の含水率を有する。一般的に、かかる栓は塩素含有雰囲気において乾燥されるが、他の化学乾燥物質を含む雰囲気が等価的に適用できる。理想的には、ガラス栓が重量比で１ｐｐｂよりも小の含水率を有する。更に、ガラス栓は好ましくは約２００μｍから約２ｍｍまでの厚さの範囲に亘る薄い壁栓である。更により好ましくは、栓６０の少なくとも一部は約０．２から約０．５ｍｍの壁の厚さを有する。より更に好ましくは、伸ばされた部分６６が約０．３ｍｍから約０．４ｍｍの壁の厚さを有する。より薄い壁が拡散を促進するが、取扱いの際により破損し易い。

このように、中央線穴が封止されて中央線穴内に不活性真空が作られた後、不活性ガスが好ましくは中央線穴から拡散され、薄い壁のガラス栓が中央線穴から不活性ガスの早急な拡散を促進する。栓がより薄くなると、拡散の速度がより速くなる。圧密化ガラスプリフォームが好ましくはガラスプリフォームを十分伸ばす高い温度（好ましくは、約１９５０℃から約２１００℃）に熱せられ、それによって、プリフォームの直径を減少し、コア茎又は光ファイバの如き円筒状のガラス体を形成する。続いて、中央線穴が圧壊し固体中央線領域を形成する。圧密化の間に不活性に封止された中央線穴内に維持された減少した圧力は、全体として、線引き（又は再線引き）処理の間、完全な中央線穴閉鎖を促進するのに、十分である。図７は、中央線軸２８、オーバークラッド部分８２に包囲される半径Ｒ_jを有する内部クラッド部分８４によって包囲される半径Ｒ_iを有するコア部分８６を有する光ファイバ８０の典型的な等角投影断面図を示す。

従って、全体として、低ＯＨオーバートーン光減衰が達成され得る。例えば、９５０ｎｍ又は１２４０ｎｍの如き、他のＯＨが誘導する水ピークと同様に、１３８３ｎｍでの水ピークが低くなり得て、ほぼ消滅する。

低水ピークは、特に約１３４０ｎｍから約１４７０ｎｍの間の伝送信号に対して、全体として、より低い減衰損失を有する。さらに、低水ピークは１つ又は複数の励起波長で動作し得るラマン励起又はラマン増幅器の如き、光ファイバに光学的に結合した励起光送信デバイスの改良された励起性能を提供する。好ましくは、ラマン増幅器が所望の動作波長又は波長領域より約１００ｎｍ低い１つ又は複数の波長で励起する。例えば、約１５５０ｎｍの波長で動作信号を搬送する光ファイバが１４５０ｎｍ辺りの励起波長でラマン増幅器で励起され得る。このように、約１４００ｎｍから約１５００ｎｍまでの波長領域内でより低いファイバ減衰が励起減衰を減少し、励起性能（例えば、特に１４００ｎｍ辺りの励起波長に対する励起出力の１ｍＷ当たりの利得）を向上する傾向がある。一般的に、ファイバにおけるＯＨ不純物の増加に対して、水ピークが高さと同様に幅も大きくなる。それ故、より小さい水ピークによって、動作信号波長に対しても励起波長での増幅に対しても、より効果的な動作のより幅広い選択ができる。このように、ＯＨ不純物を低減することが、例えば、約１２６０ｎｍから約１６５０ｎｍの間の波長で損失を低減し得て、特に低減された損失が１３８３ｎｍ水ピーク領域で得られて、これによって、より有効なシステム動作を得る。

本明細書に開示されたファイバがＯＶＤ処理によって製造されたとき、低ＰＭＤ値を呈する。光ファイバ又はファイバ部分の低偏光モード分散（ＰＭＤ）を達成するための方法と装置が２００１年７月３１日に出願された米国特許仮出願第６０／３０９，１６０号、及び、２０００年４月１７日に出願されたＰＣＴ／ＵＳ／１０３０３に開示されている。プリフォームの中央線穴領域に関する更なる方法及び装置が、「光ファイバ及び低偏光モード分散及び低減衰光ファイバを製造する方法」として、２０００年４月２６日に出願された米国特許出願第０９／５５８，７７０号、及び、「低水ピーク光導波路ファイバ及びその製造方法」として、１９９９年４月２６日に出願された米国特許仮出願第６０／１３１，０３３号に開示されている。これら全ては引用によってここに組み入れられる。光ファイバの巻き取りは、本明細書に開示されたファイバのより低いＰＭＤ値を与え得る。

図８を参照すると、本明細書に開示された光導波路ファイバは、好ましくは、中央線から中央領域外径（Ｒ_1j）まで放射状に外側に延在する、最大相対屈折率パーセント（Δ_1,MAX）を持つ正の相対屈折率パーセント（Δ₁％（ｒ））を有する中央領域４と、中央領域４を包囲しモート中間点（Ｒ_2mid）に配置されるモート幅（Ｗ₂）を有し且つ最小屈折率パーセント（Δ_2,MIN）を持つ負の相対屈折率パーセント（Δ₂％（ｒ））を有する第１環状領域（もしくは、「モート」）６と、第１環状領域６を包囲しリング中間点（Ｒ_3mid）に配置されるリング幅（Ｗ₃）を有する最大相対屈折率パーセント（Δ_3,MAX）を持つ正の相対屈折率パーセント（Δ₃％（ｒ））を有する第２環状領域（もしくはリング）８と、第２環状領域８を包囲し相対屈折率パーセント（Δ_c％（ｒ））を有する外側環状クラッド領域１４とを有する。好ましくは、Δ_1,MAX＞Δ_3,MAX＞Δ_2,MINであり、Δ₂％（ｒ）が負である。

中央領域４が、ファイバの中央線（Ｒ_1i＝０）から中央領域外径（Ｒ_1j）（Δ％（ｒ）が０％に達する位置）まで延在する。Ｒ_1hhが、Δ_1,MAXの半値高さ、もしくは、半値ピーク高さの半径を示す。

モート６がモート内部半径（Ｒ_2i）（Δ％（ｒ）が負になる位置）からモート外径（Ｒ_2j）（Δ％（ｒ）が０％に達する位置）まで延在する。モート幅（Ｗ₂）がＲ_2iとＲ_2jの間の放射方向の距離として定義される。モート中間点（Ｒ_2mid）がＲ_2iとＲ_2jの中間である。

好ましくは、第１環状領域６が中央領域４に隣接し、即ち、好ましくは、Ｒ_1j＝Ｒ_2iである。

リング８は、リング内径（Ｒ_3i）（Δ％（ｒ）が正になる位置）からリング外径（Ｒ_3j）（Δ％（ｒ）が０％に達する位置）まで延在する。リング幅（Ｗ₃）は、Ｒ_3iとＲ_3jの間の放射方向の距離として定義される。リング８は、「ピーク」を持つ正の相対屈折率又は最大屈折率パーセント（Δ_3,MAX）を有する。Ｒ_3hhiは、Δ_3,MAXの半値高さの最初の放射方向に内側の位置である。Ｒ_3hhjは、Δ_3,MAXの半値高さの最初の放射方向に外側の位置である。リング半値幅ＨＨＰＷ₃は、内側半径（Ｒ_3hhi）と外側半径（Ｒ_3hhj）とによって境界とされる。リング半値幅（ＨＨＰＷ₃）の中間点は、Ｒ_3hhiとＲ_3hhjの間の放射方向の距離の半分である半径（Ｒ_3hhmid）である。好ましくは、Δ_3,MAXはＲ_3hhmidである。好ましくは、Ｒ_3hhmidはリング８の中間点と一致する。

いくつかの好ましき実施例において、第２環状領域８は第１環状領域６に隣接する。即ち、Ｒ_2j＝Ｒ_3iである。

いくつかの好ましき実施例において、光導波路ファイバは、第２環状領域８を包囲し第２環状領域８と外側環状領域１４との間に配置される第３環状領域（もしくはガター）１０を含む。第３環状領域１０は、最小屈折率パーセント（Δ_4,MIN）を持つ負の相対屈折率パーセント（Δ₄％（ｒ））を有する。

ガター１０が、ガター内側半径（Ｒ_4i）（Δ％（ｒ）が負になる位置）からガター外側半径（Ｒ_4j）（Δ％（ｒ）が０％に達する位置）まで延在する。ガター幅（Ｗ₄）は、Ｒ_4iとＲ_4jの間の放射方向の距離として定義される。ガター幅（Ｗ₄）は、Ｒ_4iとＲ_4jの間の放射方向の距離として定義される。ガターの中間点（Ｒ_4mid）は、Ｒ_4iとＲ_4jの中間である。ｒ＞Ｒ_4jに対して相対屈折率パーセント（Δ₄％（ｒ））は、好ましくは０％である。

いくつかの実施例において、第３環状領域１０は第２環状領域８に隣接する。即ち、Ｒ_3j＝Ｒ_4iである。

光ファイバ、又は、そのある部分の分布体積は、次のように定義される。

ここで、ｒ₀及びｒ_fは、分布体積が計算されるファイバの部分の半径のそれぞれ始点と終点である。

上記した定義の物理パラメータが、適切なところで残りの図面に適用される。

光導波路ファイバの製造の間、ドーパントの拡散が本明細書に開示された分布の角の丸めの原因となり得り、約０．５μｍまでの領域を占め得る中央線屈折率低下部の原因となり得る。例えば、ドーピングステップにおけるかかる拡散のいくらかを補償することは可能であるが、多くの場合それは必要ではない。

中央領域分布体積（もしくは「中央領域体積」）は、Ｒ_1iからＲ_1jまで計算される。モート分布体積（もしくは「モート体積」）は、Ｒ_2iからＲ_2jまで計算される。リング分布体積（もしくは「リング体積」）は、Ｒ_3iからＲ_3jまで計算される。ガター分布体積（もしくは「ガター体積」）は、Ｒ_4iからＲ_4jまで計算される。全分布体積は、Ｒ_1iからファイバの最も外側の直径まで計算される。ファイバの最も外側の位置は、定義によって相対屈折率Δ％（ｒ）＝０を有し分布体積に全く寄与しない。本明細書に開示されたファイバの物理特性が記載される下記の表に、その全分布体積と同様に、中央コア領域、モート、リング、もしあればガターに対応する部分の計算された分布体積（単位％・μｍ²）が含まれる。分散スロープ（もしくは「スロープ」）は、ｐｓ／ｎｍ²／ｋｍの単位で与えられる。
［実施例１乃至５］

表１に、本明細書に開示されたファイバの第１乃至第５の実施例（実施例１−５）の物理パラメータが記載される。実施例１乃至４の相対屈折率分布は、表１に見られる特定の分布の物理パラメータに対応した項目を有している図８に示される実施例３の分布で一般的に表される。実施例５は、表１の対応する項目に関連して図９に示される。表２に、実施例１乃至５の光学特性が記載される。

［実施例６乃至１０］

表３に、本明細書に開示されたファイバの第６乃至第１０の実施例（実施例６−１０）の物理パラメータが記載される。実施例６乃至９の相対屈折率分布は、表３に見られる特定の分布の物理パラメータに対応する項目を有している図１０に示される実施例８の分布で一般的に表される。実施例１０は、表３の対応する項目に関連して図１１に示される。表４に、実施例６乃至１０の光学特性が記載される。

［実施例１１乃至１５］

表５に、本明細書に開示されたファイバの第１１乃至第１５の実施例（実施例１１−１５）の物理パラメータに記載される。実施例１１乃至１４の相対屈折率分布は、表５に見られる特定の分布の物理パラメータに対応した項目を有している図１２に示される実施例１３の分布で一般的に表される。実施例１５に、表５の対応する項目に関連して図１３に示される。表６に、実施例１１乃至１５の光学特性が記載される。

［実施例１６乃至２０］

表７に、本明細書に開示されたファイバの第１６乃至第２０の実施例（実施例１６−２０）の物理パラメータが記載される。実施例１６乃至１９の相対屈折率分布は、表７に見られる特定の分布の物理パラメータに対応した項目を有している図１４に示される実施例１８の分布で一般的に表される。実施例２０は、表７の対応する項目に関連して図１５に示される。表８に、実施例１６乃至２０の光学特性が記載される。

［実施例２１乃至２５］

表９に、本明細書に開示されたファイバの第２１乃至第２５の実施例（実施例２１−２５）の物理パラメータが記載される。実施例２１乃至２５の相対屈折率分布は、表９に見られる特定の分布の物理パラメータに対応した記載事項を有している図１６に示される実施例２４の分布で一般的に表される。表１０に、実施例２１乃至２５の光学特性が記載される。

［実施例２６乃至３１］

表１１に、本明細書に開示されたファイバの第２６乃至第３１の実施例（実施例２６−３１）の物理パラメータが記載される。実施例２６乃至３１の相対屈折率分布は、表１１に見られる特定の分布の物理パラメータに対応した項目を有している図１７に示される実施例３０の分布で一般的に表される。表１２に、実施例２６乃至３１の光学特性が記載される。

［実施例３２乃至３６］

表１３に、本明細書に開示されたファイバの第３２乃至第３６の実施例（実施例３２−３６）の物理パラメータが記載される。実施例３２又は３３の相対屈折率分布は、表１３の対応する項目に関連して、図１８に示される実施例３３の分布で一般的に表される。実施例３４又は３５の相対屈折率分布は、表１３の対応する項目に関連して、図１９に示される実施例３５の分布で一般的に表される。実施例３６の相対屈折率分布は、表１３に見られる特定の分布の物理パラメータに対応した項目を有して、図２０に示される分布によって表される。表１４に、実施例３２乃至３６の光学特性が記載される。

［実施例３７］

表１５に、本明細書に開示された光ファイバの第３７の実施例（実施例３７）の物理パラメータが記載される。実施例３７の相対屈折率分布が表１５に対応する項目に関連して、図２１に示される分布によって表される。光ファイバプリフォームが、気相蒸着処理を経て図２１に示される屈折率分布によって準備され、光ファイバプリフォームが光導波路ファイバに線引きされ、ファイバの測定された特性が表１６に記載される。図２２は、図２１のファイバの様々な波長で測定された分散及び分散スロープを示す。
［実施例３８］

また、表１５に、本明細書に開示された光ファイバの第３８の実施例（実施例３８）の物理パラメータが記載される。実施例３８の相対屈折率分布が表１５に対応する項目に関連して、図２３に示される分布によって表される。

光ファイバは、図２３の屈折率分布によるＯＶＤ処理を経て組み立てられる。図２３の光ファイバの測定された特性が表１６に記載される。図２４は、図２３のファイバに対する様々な波長で測定された分散及び分散スロープを示す。図２５は、様々な波長で測定された図２３のファイバに対するファイバ損失もしくは減衰を示す。

本明細書に開示された多くの実施例の光ファイバが、ＯＶＤ、ＰＣＶＤ、ＩＶＤ、ＶＡＤ、又は、ＭＣＶＤ法、又は、当業者によって知られた他の適切な方法を経て、作られ得る。
［実施例３９］

表１５に、本明細書に開示された光ファイバの第３９の実施例（実施例３９）による物理パラメータが記載される。実施例３９の相対屈折率は、表１５の対応する項目に関連して、図２６に示される。

好ましくは、ＬＰ０１モード（しばしば、「基本モード」として参照される）に対するカットオフ波長が、十分高く、ベンドエッジの出現を妨げる。上記したように、測定されたケーブルカットオフ波長は、曲げ及び／又は機械的圧力による理論的なカットオフ波長値よりも小なのである。理論的カットオフは、それ故、ある曲げ端が、動作の最も高い所望の波長（例えば、Ｌバンドのどの位置であっても少なくとも１６２５ｎｍ）よりも上であることを確実にするほど十分高くなければならない。

図２７は、全分布体積（即ち、中央コア領域、第１環状領域、第２環状、及び、（もしあれば）第３環状領域の合計）（単位％・μｍ²）に対する上記した本明細書に開示されたファイバの表された実施例の、ＬＰ０１カットオフ波長（単位ｎｍ）を示す。

好ましくは、本明細書に開示された光ファイバのＬＰ０１カットオフ波長が、３５００ｎｍよりも大で、より好ましくは、約４０００ｎｍよりも大で、更により好ましくは約４５００ｎｍよりも大で、最も好ましくは約５０００ｎｍよりも大である。

本明細書に開示された光ファイバの全分布体積が、好ましくは約−３％・μｍ²よりも大で、より好ましくは約−２％・μｍ²よりも大で、更により好ましくは約−１％・μｍ²よりも大で、最も好ましくは約０％・μｍ²よりも大である。

図２８は、上で議論した表されたファイバの、モート体積（単位％・μｍ²）に対する１５５０ｎｍでの分散スロープを示す。

一般的に、モート体積のよりも大の大きさの絶対値、もしくは、絶対値が、１５５０ｎｍの波長でより低い分散スロープをもたらす。好ましくは、モートの分布体積の絶対値が、約１％・μｍ²よりも大で、より好ましくは、約２％・μｍ²よりも大である。０．０２から０．０３ｐｓ／ｎｍ²／ｋｍの間の１５５０ｎｍでの分散スロープに対して、モート分布体積が、好ましくは、約−２％・μｍ²から約−３％・μｍ²の間にある。約０．０２ｐｓ／ｎｍ²／ｋｍよりも小の１５５０ｎｍでの分散スロープに対して、モート分布体積が、好ましくは、約−３％・μｍ²よりも小である。約０．０１ｐｓ／ｎｍ²／ｋｍよりも小の１５５０ｎｍでの分散スロープに対して、モート分布体積が、好ましくは、約−４％・μｍ²よりも小である。

図２９は、上で開示したファイバの中央領域体積に対するモート体積を示す図である。

好ましくは、中央領域体積は約２％・μｍ²よりも大であり、より好ましくは、約２％・μｍ²から３％・μｍ²の間にある。いくつかの好ましき実施例において、中央領域体積は、モート体積の絶対値に少なくともほぼ等しい。いくつかの好ましき実施例において、中央領域体積が約２．３％・μｍ²から２．６％・μｍ²の間にあって、モート体積が約−１．５％・μｍ²から３．５％・μｍ²の間にある。他の好ましき実施例において、約０．０２ｐｓ／ｎｍ²／ｋｍ未満の１５５０ｎｍでの分散スロープを呈するので、モート体積の絶対値が約３％・μｍ²よりも大であり、中央領域体積が、好ましくは、約２．６％・μｍ²から約３．０％・μｍ²の間にあって、より好ましくは、約２．７％・μｍ²から約２．９％・μｍ²の間にある。

図３０は、上記した本明細書に開示されたファイバのリング体積に対するガター体積を示した図である。

いくつかの好ましき実施例において、ファイバの相対屈折率分布はガターを有さず、リング体積が約４％・μｍ²よりも小であり、より好ましくは約３％・μｍ²よりも小である。

他の好ましき実施例において、リング体積は約４％・μｍ²よりも大であり、ガター体積の絶対値は約１％・μｍ²よりも大である。

好ましくは、ガター体積の絶対値はほぼリング体積以下である。

本明細書に開示された全ての光ファイバは、好ましくは、送信機と、受信機と、及び、光伝送線とを含む光信号伝送システムにおいて、使用され得る。該光伝送線は、送信機及び受信機に光学的に結合される。該光伝送線は、好ましくは、少なくとも１つの部分の光ファイバスパンを含み、好ましくはこれは少なくとも１つの光ファイバスパンのセクションである。

更に、該システムは、好ましくは、光ファイバ部分に光学的に結合されたラマン増幅器の如き、少なくとも１つの増幅器を含む。

更に、該システムは、好ましくは、光伝送線に光信号を伝搬できる複数のチャンネルを相互に連結する多重送信機を含み、少なくとも１つの光信号、より好ましくは少なくとも３つの光信号、最も好ましくは少なくとも１０の光信号が約１２６０ｎｍから約１６２５ｎｍの間の波長で伝搬する。好ましくは、少なくとも１つの信号が１つ又は複数の波長領域（１３１０ｎｍ窓、１３８３ｎｍ窓、Ｓバンド、Ｃバンド、及び、Ｌバンド）を伝搬する。

いくつかの好ましき実施例において、かかるシステムは、１３１０ｎｍ窓、１３８３ｎｍ窓、Ｓバンド、Ｃバンド、及び、Ｌバンドの波長領域のうちの少なくとも１つの波長領域、より好ましくは少なくとも２つの波長領域で、１つ又は複数の信号を伝送する低密度波長分割多重モードで動作し得る。

ある好ましき実施例において、かかるシステムは、２０ｋｍ以下の長さを有する本明細書に開示の光ファイバのセクションを含む。他の好ましき実施例において、かかるシステムが、２０ｋｍよりも長い長さを有する本明細書に開示された光ファイバのセクションを含む。更に他の好ましき実施例において、かかるシステムは、７０ｋｍよりも長い長さを有する本明細書に開示された光ファイバの一部を含む。

ある好ましき実施例において、かかるシステムは、約１Ｇｂｉｔ／ｓ以下で動作する。他の好ましき実施例において、かかるシステムは、約２Ｇｂｉｔ／ｓ以下で動作する。更に他の好ましき実施例において、かかるシステムは、約１０Ｇｂｉｔ／ｓ以下で動作する。より更に他の好ましき実施例において、かかるシステムは、約４０Ｇｂｉｔ／ｓ以下で動作する。更に他の好ましき実施例において、かかるシステムは、約４０Ｇｂｉｔ／ｓ以上で動作する。

上の記載は、単に本発明の典型例にすぎず、特許請求の範囲によって定義される本発明の性質及び特徴を理解するための概要の提供を意図していることを、理解されるべきである。添付図面は本発明の更なる理解を提供するために含まれており、ここに取り入れられて本明細書の一部を構成する。図面は、本発明のいくつかの特徴及び実施例を示しており、本明細書の記載とともに本発明の原理及び動作の説明を与える。当業者にとって明らかな如く、本明細書に記載される発明のより好ましき実施例のさまざまな変更が特許請求の範囲によって定義される本発明の精神又は範囲内から逸脱することなくなされ得る。

本発明による光導波路ファイバの好ましき実施例の断面図である。 本発明による光導波路ファイバの他の好ましき実施例の断面図である。 本発明による光ファイバを利用したファイバ光通信システムの図である。 光導波路ファイバを形成するためのレイダウンしたスートプリフォームの図である。 両端の塞がれた中央線穴を有する光導波路プリフォームの図である。 図５の光導波路プリフォームの上栓の拡大図である。 閉じられた中央線領域を有する、光導波路プリフォーム、又は、代替の光ファイバ内の断面図である。 本明細書に開示された光導波路ファイバの好ましき実施例の相対屈折率分布の図である。 本明細書に開示された光導波路ファイバの他の好ましき実施例の相対屈折率分布の図である。 本明細書に開示された光導波路ファイバの他の好ましき実施例の相対屈折率分布の図である。 本明細書に開示された光導波路ファイバの他の好ましき実施例の相対屈折率分布の図である。 本明細書に開示された光導波路ファイバの他の好ましき実施例の相対屈折率分布の図である。 本明細書に開示された光導波路ファイバの他の好ましき実施例の相対屈折率分布の図である。 本明細書に開示された光導波路ファイバの他の好ましき実施例の相対屈折率分布の図である。 本明細書に開示された光導波路ファイバの他の好ましき実施例の相対屈折率分布の図である。 本明細書に開示された光導波路ファイバの他の好ましき実施例の相対屈折率分布の図である。 本明細書に開示された光導波路ファイバの他の好ましき実施例の相対屈折率分布の図である。 本明細書に開示された光導波路ファイバの他の好ましき実施例の相対屈折率分布の図である。 本明細書に開示された光導波路ファイバの他の好ましき実施例の相対屈折率分布の図である。 本明細書に開示された光導波路ファイバの他の好ましき実施例の相対屈折率分布の図である。 本明細書に開示された光導波路ファイバの他の好ましき実施例の相対屈折率分布の図である。 図２１の屈折率分布に従って準備された光ファイバプリフォームから線引きされる光ファイバの複数の波長で測定された分散及び分散スロープのグラフである。 本明細書に開示された光導波路ファイバの他の好ましき実施例の相対屈折率分布の図である。 図２３の屈折率分布に従って準備された光ファイバプリフォームから線引きされる光ファイバの複数の波長で測定された分散及び分散スロープのグラフである。 図２３の屈折率分布に従って準備された光ファイバプリフォームから線引きされる光ファイバの複数の波長で測定された減衰のグラフである。 本明細書に開示された光導波路ファイバの他の好ましき実施例の相対屈折率分布の図である。 本明細書に開示されたファイバの好ましき実施例の全分布体積に対するＬＰ０１カットオフ波長を示す図である。 本明細書に開示されたファイバの好ましき実施例のモート体積に対する１５５０ｎｍでの分散スロープを示す図である。 本明細書に開示されたファイバの好ましき実施例の中央領域体積に対するモート体積を示す図である。 本明細書に開示されたファイバの好ましき実施例のリング体積に対するガター体積を示す図である。

Claims (34)

1. 約１５５０ｎｍの波長で約６０μｍ²よりも小の実効面積と、約１４３０ｎｍよりも小のゼロ分散波長と、約１５５０ｎｍの波長で約４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍから約１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの間の分散と、約１５５０ｎｍの波長で０．０４５ｐｓ／ｎｍ²／ｋｍよりも小の分散スロープと、約１２６０ｎｍよりも小のケーブルカットオフ波長とを有することを特徴とする請求項１記載の光導波路ファイバ。
2. 前記実効面積が約１５５０ｎｍの波長で約５８μｍ²よりも小であることを特徴とする請求項１記載の光導波路ファイバ。
3. ピン配列曲げ損失が約１６００ｎｍの波長で約２５ｄＢ／ｋｍよりも小であることを特徴とする請求項１記載の光導波路ファイバ。
4. 前記実効面積が約１５５０ｎｍの波長で約５０μｍ²と約５５μｍ²との間であることを特徴とする請求項１記載の光導波路ファイバ。
5. 前記分散スロープが約１５５０ｎｍの波長で約０．０４２ｐｓ／ｎｍ²／ｋｍよりも小であることを特徴とする請求項１記載の光導波路ファイバ。
6. 前記分散スロープが約１５５０ｎｍの波長で約０．０３８ｐｓ／ｎｍ²／ｋｍよりも小であることを特徴とする請求項１記載の光導波路ファイバ。
7. 前記分散スロープが約１５５０ｎｍの波長で約０．０４５ｐｓ／ｎｍ²／ｋｍよりも小で、かつ、約０．０２０ｐｓ／ｎｍ²／ｋｍよりも大であることを特徴とする請求項１記載の光導波路ファイバ。
8. 前記ケーブルカットオフ波長が約１２２０ｎｍよりも小であることを特徴とする請求項１記載の光導波路ファイバ。
9. 減衰が約１３８３ｎｍの波長で約０．６ｄＢ／ｋｍよりも小であることを特徴とする請求項１記載の光導波路ファイバ。
10. 減衰が約１３８３ｎｍの波長で約０．５ｄＢ／ｋｍよりも小であることを特徴とする請求項１記載の光導波路ファイバ。
11. 減衰が約１３８３ｎｍの波長で約０．４ｄＢ／ｋｍよりも小であることを特徴とする請求項１記載の光導波路ファイバ。
12. 偏波モード分散が約１５５０ｎｍの波長で０．０６ｐｓ／ｋｍ^1/2よりも小であることを特徴とする請求項１記載の光導波路ファイバ。
13. 偏波モード分散が約１５５０ｎｍの波長で０．０４ｐｓ／ｋｍ^1/2よりも小であることを特徴とする請求項１記載の光導波路ファイバ。
14. 偏波モード分散が約１５５０ｎｍの波長で０．０３ｐｓ／ｋｍ^1/2よりも小であることを特徴とする請求項１記載の光導波路ファイバ。
15. 中央線から放射状に外側へ伸長し、最大相対屈折率パーセント（Δ_1,MAX）を持つ正の相対屈折率パーセント（Δ₁％（ｒ））を有する中央領域と、
    前記中央領域に隣接し且つこれを包囲し、負の相対屈折率パーセント（Δ_2,MIN）を持つ最小相対屈折率パーセント（Δ₂％（ｒ））を有する第１環状領域と、
    前記第１環状領域に隣接し且つこれを包囲し、最大相対屈折率パーセント（Δ_3,MAX）を持つ正の相対屈折率パーセント（Δ₃％（ｒ））を有する第２環状領域と、
    前記第２環状領域に隣接し且つこれを包囲し、相対屈折率パーセント（Δ_c％（ｒ））を有する外側環状クラッド領域と、
    を更に含むことを特徴とする請求項１記載の光導波路ファイバ。
16. 前記外側環状クラッド領域が前記第２環状領域に隣接し且つこれを包囲することを特徴とする請求項１５記載の光導波路ファイバ。
17. Δ_1,MAXが約０．４％と約０．７％との間にあることを特徴とする請求項１５記載の光導波路ファイバ。
18. 前記中央領域が約３μｍと約６μｍとの間の半径を有することを特徴とする請求項１５記載の光導波路ファイバ。
19. Δ_2,MINが約−０．０５％と−０．３５％との間にあることを特徴とする請求項１５記載の光導波路ファイバ。
20. 前記第１環状領域が約１．５μｍから約４．５μｍの間の幅と、約４μｍから約６．５μｍの間の中間点と、を有することを特徴とする請求項１５記載の光導波路ファイバ。
21. Δ_3,MAXが約０．１％と０．３％との間にあることを特徴とする請求項１５記載の光導波路ファイバ。
22. 前記第２環状領域が約３μｍと約９μｍとの間の半値幅を有し、前記半値幅の前記中間点が約７．５μｍと約１０．５μｍとの間にあることを特徴とする請求項１５記載の光導波路ファイバ。
23. 前記第２環状領域に隣接し且つこれを包囲し、前記第２環状領域と前記外側環状クラッド領域との間に配置され、最小相対屈折率パーセント（Δ_4,MIN）を持つ負の相対屈折率パーセント（Δ₄％（ｒ））を有する第３環状領域を更に含むことを特徴とする請求項１５記載の光導波路ファイバ。
24. 前記第３環状領域が約１．５μｍから約７μｍの間の幅と、約１１μｍから約１８μｍの間にある中間点と、を有することを特徴とする請求項２３記載の光導波路ファイバ。
25. 前記中央線から放射状に外側へ伸長し、最大相対屈折率（Δ_1,MAX）を持つ正の相対屈折率パーセント（Δ₁％（ｒ））を有する中央領域と、
    前記中央領域に隣接し且つこれを包囲し、最小相対屈折率パーセント（Δ_2,MIN）を持つ負の相対屈折率パーセント（Δ₂％（ｒ））を有する第１環状領域と、
    前記第１環状領域に隣接し且つこれを包囲し、最大相対屈折率（Δ_3,MAX）を有する正の相対屈折率パーセント（Δ₃％（ｒ））を有する第２環状領域と、
    前記第２環状領域を包囲し、相対屈折率パーセント（Δ_c％（ｒ））を有する外側環状クラッド領域と、を含む光導波路ファイバであって、
    前記第１環状領域が約−１．５％・μｍ²よりも小の分布体積を有し、前記全分布体積が−２％・μｍ²よりも大であることを特徴とする光導波路ファイバ。
26. Δ_1,MAXが約０．４％と０．７％との間にあることを特徴とする請求項２５記載の光導波路ファイバ。
27. 前記中央領域が約３μｍと約６μｍとの間の半径を有することを特徴とする請求項２５記載の光導波路ファイバ。
28. 前記中央領域が約３．５０μｍと約４．５μｍとの間の半径を有することを特徴とする請求項２５記載の光導波路ファイバ。
29. Δ_2,MINが約−０．０５％と−０．３５％との間にあることを特徴とする請求項２５記載の光導波路ファイバ．
30. 前記第１環状領域が約１．５μｍから約４．５μｍの間の幅と、約４μmから約６．５μｍの間の中間点と、を有することを特徴とする請求項２５記載の光導波路ファイバ。
31. Δ_3,MAXが約０．１％と０．３％との間にあることを特徴とする請求項２５記載の光導波路ファイバ。
32. 前記第２環状領域が約３μｍから約９μｍの間の半値幅と、約７．５μｍから約１０．５μｍの間の前記半値幅の中間点と、を有することを特徴とする請求項２５記載の光導波路ファイバ。
33. 前記第２環状領域に隣接し且つこれを包囲し、前記第２環状領域と前記外側環状クラッド領域との間に配置され、最小相対屈折率パーセント（Δ_4,MIN）を持つ負の相対屈折率パーセント（Δ₄％（ｒ））を有する第３環状領域を更に含むことを特徴とする請求項２５記載の分散光ファイバ。
34. 前記第３環状領域が約１．５μｍから約７μｍの間の幅と、約１１μｍから約１８μｍの間の中間点と、を有することを特徴とする請求項３３記載の光導波路ファイバ。

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