JP2018081328A - 光ファイバ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】コア(111)とクラッド層(113)との間に介在するディプレスド層(112)を備えた光ファイバ(1)において、実効コア断面積Aeffを100μm2以上、129μm2以下とし、コア(111)の半径r1を5.2μm以上、7.4μm以下とし、コア(111)の屈折率体積Vcoreを8.5%μm2以上、16.5%μm2以下とし、ディプレスド層(112)の屈折率体積Vdepを−40%μm2以上、0%μm2未満とする。
【選択図】図1
Description
本発明の一実施形態に係る光ファイバについて、図1を参照して説明する。図1の上段は、光ファイバ1の構成を示す断面図であり、光ファイバ1の屈折率分布を示すグラフである。
本明細書においては、マイクロベンド損失を律するパラメータとして、光ファイバの伝搬定数差Δβに着目する。ここで、伝搬定数差Δβとは、伝搬モードの伝搬定数と放射モードの伝搬定数との差のことを指す。伝搬定数差Δβが大きくなるほど、伝播モードが放射モードに結合し難くなり、その結果、マイクロベンド損失が生じ難くなる。なお、伝搬定数差Δβは、光ファイバの屈折率分布を決める構造定数r1、r2、Δ1、Δ2から有限要素法を用いて算出することができる。
図2は、波長1.55μmにおける実効コア断面積Aeffと伝搬定数差Δβとの相関関係を示すグラフである。図2に示すグラフは、光ファイバ1が取り得る100通り以上の屈折率分布の各々について、実効コア断面積Aeffの値[μm2]と伝播定数差Δβの値[rad/m]とを数値的に算出し、得られた値の対を点としてプロットすることにより得られたものである。
m2]以下であれば、構造定数r1、r2、Δ1、Δ2を適宜設定することによって、伝搬定数差Δβを9700[rad/m]以上にすることができる。
図3は、コア111の半径r1と伝搬定数差Δβとの相関関係を示すグラフである。図3に示すグラフは、光ファイバ1が取り得る100通り以上の屈折率分布の各々について、半径r1と伝播定数差Δβの値[rad/m]とを数値的に算出し、得られた値の対を点としてプロットすることにより得られたものである。
図4は、コア111の屈折率体積Vcoreと伝搬定数差Δβとの相関関係を示すグラフである。図4に示すグラフは、光ファイバ1が取り得る100通り以上の屈折率分布の各々について、屈折率体積Vcoreと伝播定数差Δβの値[rad/m]とを数値的に算出し、得られた値の対を点としてプロットすることにより得られたものである。
図5は、ディプレスド層112の屈折率体積Vdepと伝搬定数差Δβとの相関関係を示すグラフである。図5に示すグラフは、光ファイバ1が取り得る100通り以上の屈折率分布の各々について、屈折率体積Vdepと伝播定数差Δβの値[rad/m]とを数値的に算出し、得られた値の対を点としてプロットすることにより得られたものである。
以上の検討から、以下の結論が導かれる。
(b)(9329+Δβ0)/3429≦r1≦(21180−Δβ0)/1714
(c)(−655+Δβ0)/923≦Vcore≦(16420−Δβ0)/480
(d)(−13300+Δβ0)/120≦Vdep<0
例えば、伝搬定数差Δβを8500[rad/m]以上にするためには、上記4つのパラメータが下記の条件を満たすように、構造定数r1、r2、Δ1、Δ2を設定すればよい。
(b1)5.2μm≦r1≦7.4μm
(c1)8.5%μm2≦Vcore≦16.5%μm2
(d1)−40%μm2≦Vdep<0%μm2
この際、Δ1、Δ2、r2/r1は、例えば、以下の範囲から選べばよい。
(f1)−0.07%≦Δ2≦−0.03%
(g1)3.2≦r2/r1≦4.0
或いは、以下の範囲から選べばよい。
(f1’)−0.07%≦Δ2≦−0.002%
(g1’)2.8≦r2/r1≦4.0
また、伝搬定数差Δβを9700[rad/m]以上にするためには、上記4つのパラメータが下記の条件を満たすように、構造定数r1、r2、Δ1、Δ2を設定すればよい。
(b2)5.55μm≦r1≦6.7μm
(c2)9.8%μm2≦Vcore≦14%μm2
(d2)−30%μm2≦Vdep<0%μm2
この際、Δ1、Δ2、r2/r1は、例えば、以下の範囲から選べばよい。
(f2)−0.07%≦Δ2≦−0.03%
(g2)3.2≦r2/r1≦4.0
或いは、以下の範囲から選べばよい。
(f2’)−0.07%≦Δ2≦−0.002%
(g2’)2.8≦r2/r1≦4.0
何れの場合についても、実効コア断面積Aeffは、100μm以上であることが好ましい。また、分散は、18ps/nm/km以上23ps/nm/kmであることが好ましい。また、波長1.55μmにおける損失は、0.185dB/km以下であることが好ましい。また、カットオフ波長λccは、1.35nm以上1.53nm以下であることが好ましい。これにより、長距離伝送用の光ファイバに要求される各種条件を充足することができる。
光ファイバ1の実施例として、シリカコアの光ファイバA〜E、ゲルマニウムコアの光ファイバF、及び、シリカコアの光ファイバG〜Jを製造し、その特性を評価した。なお、光ファイバA〜Jにおいては、素線部11の外径を125μmとし、1次被覆層121の外径を190μmとし、2次被覆層122の外径(直径)を241μmとした。また、1次被覆層121の材料としては、ヤング率が0.54MPaのアクリレート系紫外線硬化樹脂を用い、2次被覆層122の材料としては、ヤング率が600MPaのアクリレート系紫外線硬化樹脂を用いた。
光ファイバ1は、(1)プリフォームを作成する工程と、(2)プリフォームを溶融線引きすることによって、素線部11を形成する工程を順に実施することにより製造することができる。素線部11を形成する工程では、素線部11の側面を紫外線硬化樹脂でコーティングすることによって、1次被覆層121及び2次被覆層122を形成する。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明の一態様に係る光ファイバは、コアと、前記コアよりも屈折率が低いクラッド層と、前記コアと前記クラッド層との間に介在する、前記クラッド層よりも屈折率が低いディプレスド層と、を備え、実効コア断面積Aeffが100μm2以上、129μm2以下であり、前記コアの半径r1が5.2μm以上、7.4μm以下であり、前記コアの屈折率体積Vcoreが8.5%μm2以上、16.5%μm2以下であり、前記ディプレスド層の屈折率体積Vdepが−40%μm2以上、0%μm2未満である。
11 素線部
111 コア
112 ディプレスド層
113 クラッド層
12 被覆部
121 1次被覆層
122 2次被覆層
Claims (6)
- コアと、前記コアよりも屈折率が低いクラッド層と、前記コアと前記クラッド層との間に介在する、前記クラッド層よりも屈折率が低いディプレスド層と、を備え、
実効コア断面積Aeffが100μm2以上、129μm2以下であり、
前記コアの半径r1が5.2μm以上、7.4μm以下であり、
前記コアの屈折率体積Vcoreが8.5%μm2以上、16.5%μm2以下であり、
前記ディプレスド層の屈折率体積Vdepが−40%μm2以上、0%μm2未満である、ことを特徴とする光ファイバ。 - 伝搬定数差Δβが8500rad/m以上である、
ことを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ。 - 当該光ファイバは、ゲルマニウムコアの光ファイバであり、
前記クラッド層の屈折率に対する前記コアの屈折率の比屈折率差Δ1が0.33%以下である、
ことを特徴とする請求項2に記載の光ファイバ。 - 前記実効コア断面積Aeffが100μm2以上、110μm2以下であり、
前記コアの半径r1が5.55μm以上、6.7μm以下であり、
前記コアの屈折率体積Vcoreが9.8%μm2以上、14%μm2以下であり、
前記ディプレスド層の屈折率体積Vdepが−30%μm2以上、0%μm2未満である、ことを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ。 - 伝搬定数差Δβが9700rad/m以上である、
ことを特徴とする請求項4に記載の光ファイバ。 - 前記クラッド層の外側面を覆う1次被覆層と、前記1次被覆層の外側面を覆う2次被覆層とを更に備え、
前記1次被覆層は、ヤング率が1.0MPa以下の紫外線硬化樹脂により形成された、外径が130μm以上250μm以下の被覆層であり、
前記2次被覆層は、ヤング率が500MPa以上の紫外線硬化樹脂により形成された、外径が160μm以上400μm以下の被覆層である、
ことを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の光ファイバ。
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