JP3850235B2 - 分散補償光ファイバ、これを用いた光ファイバ伝送路、および前記分散補償光ファイバの製造方法 - Google Patents
分散補償光ファイバ、これを用いた光ファイバ伝送路、および前記分散補償光ファイバの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3850235B2 JP3850235B2 JP2001193338A JP2001193338A JP3850235B2 JP 3850235 B2 JP3850235 B2 JP 3850235B2 JP 2001193338 A JP2001193338 A JP 2001193338A JP 2001193338 A JP2001193338 A JP 2001193338A JP 3850235 B2 JP3850235 B2 JP 3850235B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- dispersion
- refractive index
- compensating optical
- wavelength band
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は低損失な分散補償光ファイバに関する。
【０００２】
【従来の技術】
波長１．５３〜１．６３μｍ帯から選択された使用波長において、伝送用のシングルモード光ファイバと、その波長分散および分散スロープと異なる符号の波長分散および分散スロープを備えた分散補償光ファイバとを組み合わせた光ファイバ伝送路が開発されている。この光ファイバ伝送路は、波長分散が小さく、かつ分散スロープがフラットで、長距離伝送および波長多重伝送に適している。前記シングルモード光ファイバは、例えば１．３μｍ用シングルモード光ファイバのように、前記使用波長帯より短波長の零分散波長を有し、この使用波長帯では比較的大きな正の波長分散と正の分散スロープを有するものである。
【０００３】
図１は、分散補償光ファイバの一例の屈折率プロファイルを示したものである。この分散補償光ファイバはコア１４とその外周上に設けられたクラッド１５とからなる。このコア１４は、前記クラッド１５よりも高い屈折率を備えた中心コア部１１と、その外周上に設けられ、このクラッド１５よりも低い屈折率を備えた中間部１２とから構成されている。
図中、ａ1は中心コア部１１の半径、ｂ1は中間部１２の半径（コア１４の半径）、Δ11、Δ12は、それぞれクラッド１５の屈折率を基準（零）にしたときの中心コア部１１の比屈折率差と中間部１２の比屈折率差である。すなわち、Δ11はプラスの値、Δ12はマイナスの値をとる。
【０００４】
図２は、分散補償光ファイバの他の例の屈折率プロファイルを示したものである。この分散補償光ファイバはコア４とその外周上に設けられたクラッド５とからなる。このコア４は、前記クラッド５よりも高い屈折率を備えた中心コア部１と、その外周上に設けられた、このクラッド５よりも低い屈折率を備えた中間部２と、その外周状に設けられた、このクラッド５よりも高い屈折率を備えたリングコア部３とから構成されている。
図中、ａは中心コア部１の半径、ｂは中間部２の半径、ｃはリングコア部３の半径（コア４の半径）、Δ1、Δ2、Δ3は、それぞれクラッド５の屈折率を基準（零）にしたときの中心コア部１の比屈折率差と中間部２の比屈折率差、およびリングコア部３の比屈折率差である。すなわち、Δ1およびΔ3はプラスの値、Δ2はマイナスの値をとる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図３は、図１に示した屈折率プロファイルにおいて、使用波長１．５５μｍにおいて、Δ11を２．３％、Δ12を−０．４％に固定し、ｂ1とｂ1／ａ1を変化させたときの波長分散と、分散スロープの関係を示したグラフである。
【０００６】
Δ11は全て２．３％である。グラフ中に示されている直線Ｓは使用波長１．５５μｍにおいて、この分散補償光ファイバが１．３μｍ用シングルモード光ファイバの波長分散と分散スロープを双方とも１００％補償できるときの波長分散と分散スロープとの関係を示しており、この直線Ｓに近い程理想的な補償の作用が得られる。
【０００７】
このグラフ中にはｂ1／ａ1の比率を一定として、０．１μｍ間隔でｂ1の値を変化させたときの点がｂ1／ａ1の値毎にまとめられている。各ｂ1／ａ1について、ｂ1を変化させた範囲は以下のようになっている。
ｂ1／ａ1＝２．５のとき、ｂ1＝２．４〜３．１μｍ、
ｂ1／ａ1＝３．０のとき、ｂ1＝３．０〜３．７μｍ、
ｂ1／ａ1＝３．５のとき、ｂ1＝３．５〜４．２μｍ、
ｂ1／ａ1＝４．０のとき、ｂ1＝４．０〜４．７μｍ、
ｂ1／ａ1＝４．５のとき、ｂ1＝４．６〜５．３μｍ、
【０００８】
ｂ1の値が小さくなるにしたがって波長分散の絶対値が大きくなる傾向があるため、これらのｂ1／ａ1の値毎の曲線において、最も波長分散の絶対値が大きいものはｂ1の範囲の下限値が設定されており、最も波長分散の絶対値が小さいものは、ｂ1の範囲の上限値が設定されている。
【０００９】
このグラフより、例えばｂ1／ａ1が４．０〜４．５の条件では、ｂ1が４μｍ付近のときに波長分散が−１００〜−１２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、分散スロープは−０．３ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ程度となる。このような特性は、例えば１．３μｍ用シングルモード光ファイバを補償する分散補償光ファイバとして、良好である。
【００１０】
しかしながら、この例のようにΔ11が２％をこえると、中心コア部１に屈折率を調整するために添加されるドーパントの添加量が多くなる。
通常、コア１４は屈折率を調整するドーパントを添加した石英系ガラスから形成するが、クラッド１５は純粋石英ガラスから形成する。また、ドーパントの添加量に比例して石英系ガラスのガラス転移点が低くなる。したがって、ドーパントの添加量が多くなると、ファイバ母材を加熱、溶融して光ファイバを線引きする際に、コア１４とクラッド１５との粘度の差が大きくなるため、機械的な強度の観点から線引き速度が制限され、低損失の分散補償光ファイバを得ることができないという問題があった。
また、Δ11が大きいと有効コア断面積が小さくなる傾向がある。有効コア断面積が小さいと非線形効果が発生しやすくなり、伝送特性が劣化するという問題があった。
【００１１】
しかしながら、従来の分散補償光ファイバにおいては、波長分散と分散スロープの補償効果を実現し、かつΔ11が小さいものは得られておらず、製造性、低損失性、非線形性などにおいて問題があった。
【００１２】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、有効コア断面積が大きく、低損失な分散補償光ファイバを提供することを課題とする。
また、線引き時にコアとクラッドの粘度の差が小さい分散補償光ファイバを提供することを課題とする。
具体的にはクラッドを基準にしたときのコアの最も高い層の比屈折率差が比較的低く、この層へのドーパントの添加量を少なくすることができる分散補償光ファイバを提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の第１の発明は、以下の（１）〜（８）の条件を満足することを特徴とする分散補償光ファイバである。
（１）コアとその外周上に設けられたクラッドとを備え、該コアが、該クラッドよりも屈折率が高い中心コア部と、該中心コア部の外周上に設けられた該クラッドよりも屈折率が低い中間部と、該中間コア部の外周上に設けられた該クラッドよりも屈折率が高いリングコア部と、からなる屈折率プロファイルを有している。
（２）前記中心コア部、前記中間部、および前記リングコア部の、（半径、クラッドを基準にした比屈折率差）を、それぞれ（ａ、Δ１）、（ｂ、Δ２）、（ｃ、Δ３）としたとき、Δ１が０．９〜１．５％、Δ２が−０．３０〜−０．４５％、Δ３が０．２〜１．２％、ｂ／ａが２．０〜３．５、ｃ／ａが３．０〜５．０である。
（３）１．５３μｍ〜１．６３μｍから選択された使用波長帯において、有効コア断面積が２０μｍ２以上である。
（４）前記使用波長帯において、曲げ損失が４０ｄＢ／ｍ以下である。
（５）前記使用波長帯において、波長分散が−６５〜−４５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。
（６）前記使用波長帯において、実質的にシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有する。
（７）前記使用波長帯よりも短波長の零分散波長を有する１．３μｍ用シングルモード光ファイバの波長分散を零に補償できる長さで、当該シングルモード光ファイバを補償したときの分散スロープの補償率が８０〜１２０％である。
（８）前記クラッドが、ドーパントを添加した石英ガラスからなる。
第２の発明は、前記第１の発明の分散補償光ファイバにおいて、ａが１．６６〜１．９４μｍであることを特徴とする分散補償光ファイバである。
第３の発明は、前記第１または第２の発明の分散補償光ファイバにおいて、前記屈折率プロファイルを構成する各層にドーパントが添加されていることを特徴とする分散補償光ファイバである。
第４の発明は、前記使用波長帯において、伝送損失が０．３ｄＢ／ｋｍ以下である前記第１〜第３のいずれかの発明の分散補償光ファイバである。
第５の発明は、シングルモード光ファイバと、該シングルモード光ファイバの波長分散と分散スロープを補償する前記第１〜第４のいずれかの発明の分散補償光ファイバとを組み合わせたことを特徴とする光ファイバ伝送路である。
第６の発明は、前記第５の発明の光ファイバ伝送路において、前記シングルモード光ファイバが、以下の（９）〜（１０）の条件を満足することを特徴とする光ファイバ伝送路である。
（９）コアとその外周上に設けられたクラッドとを備え、該コアが中心コア部と、その外周上に設けられた該中心コア部よりも低い屈折率を備えた中間部と、該中間部の外周上に設けられた該中間部よりも高く、前記中心コア部よりも低い屈折率を備えたクラッドとを有する。
（１０）前記分散補償光ファイバの使用波長帯において、有効コア断面積が１２０μｍ２以上であり、かつ当該使用波長帯において、実質的にシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有する。
第７の発明は、前記第１〜４のいずれかの発明の分散補償光ファイバの条件を満足するように分散補償光ファイバを製造することを特徴とする分散補償光ファイバの製造方法である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の分散補償光ファイバは、図２に示したものと同様の屈折率プロファイルを備えている。本発明の分散補償光ファイバにおいては、図２に示したａが１．６６〜１．９４μｍとされる。ａが小さすぎると曲げ損失が大きくなり、ａが大きすぎると有効コア断面積が小さくなるか、カットオフ波長が長くなり、所望の特性が得られなくなる。
【００１５】
また、Δ1が０．９〜１．５％であると好ましい。０．９％未満であると、所望の波長分散と分散スロープが得られない場合がある。１．５％をこえると中心コア部１に添加するドーパントの添加量が多くなり、伝送損失が大きくなる。また、有効コア断面積が小さくなることによって非線形効果が発生しやすくなる。Δ2は−０．３０〜−０．４５％、好ましくは−０．３５〜−０．４５％とされる。−０．４５％未満では伝送損失が劣化しやすくなり、−０．３０％をこえると分散スロープ補償率が劣化する。
Δ3は０．２〜１．２％とされる。０．２％未満では有効コア断面積が小さくなることによって非線形効果が発生しやすくなり、１．２％をこえるとカットオフ波長が長くなり、所望の特性が得られなくなる。
さらに、ｂ／ａは２．０〜３．５とされる２．０未満では分散スロープ補償率が劣化し、３．５をこえると曲げ損失が劣化する。
また、ｃ／ａは３．０〜５．０とされる。３．０未満では有効コア断面積が小さくなることによって非線形効果が発生やすくなり、５．０をこえるとカットオフ波長が長くなり、所望の特性が得られなくなる。
なお、クラッド５の外径（分散補償光ファイバの外径）は特に限定しないが、通常１２５μｍ程度である。
【００１６】
本発明においては、このようにΔ1が比較的小さい範囲であっても、他の複数の構造パラメータとの適切な組み合わせにより、以下のような好ましい特性を実現することができる。
なお、これらの数値範囲を全て満足していても以下のような特性を備えた分散補償光ファイバを得ることができるとは限らない。適切な複数の構造パラメータの組み合わせを選択することにより、以下の様な特性を備えた分散補償光ファイバを得ることができる。
したがって、本発明の分散補償光ファイバは、屈折率プロファイルと構造パラメータの数値範囲のみでは特定することが困難であり、これらの構成に加えて以下のような特性値によって特定するものである。
このように、Δ1が小さく、かつ波長分散と分散スロープの補償効果に優れ、非線形効果を抑制するために有効コア断面積を拡大した分散補償光ファイバは、従来得られていなかったものである。
【００１７】
本発明における使用波長帯とは、１．５３μｍ〜１．６３μｍから選択された波長帯をいう。使用波長帯の帯域幅は必要に応じて適宜選択することができ、実質的にひとつの波長であってもよい。なお、波長多重伝送などにおいては比較的広い波長帯が選択され、例えば１．５３〜１．５７μｍ帯（いわゆるＣバンド帯）や、１．５７〜１．６３μｍ帯（いわゆるＬバンド帯）などを選択することができる。
【００１８】
そして、本発明の分散補償光ファイバは、この選択した使用波長帯において、有効コア断面積が２０μｍ2以上、好ましくは２６μｍ2以上のものである。Δ1が小さいため、このように大きな有効コア断面積を実現することができる。上限値は特に限定しないが、実質的には３０μｍ2以下のものを製造することができる。２０μｍ2未満では非線形効果を抑制することができず、不都合である。
なお、有効コア断面積（Ａｅｆｆ）は以下の式で定義されるものである。
【００１９】
【数１】
【００２０】
また、曲げ損失は小さい程好ましいが、本発明の分散補償光ファイバは、前記選択した使用波長帯において、４０ｄＢ／ｍ以下、好ましくは２０ｄＢ／ｍ以下である。４０ｄＢ／ｍ以下にすることによって、ケーブル化や敷設時などに加えられるわずかな応力によって伝送損失が劣化することが少なく、安定した特性が得られる。
なお、曲げ損失は曲げ直径（２Ｒ）が２０ｍｍの条件の値である。
【００２１】
さらに、本発明の分散補償光ファイバは、前記選択した使用波長帯において、波長分散が−６５〜−４５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。
このような範囲であれば、１．３μｍ用シングルモード光ファイバに代表される前記使用波長帯よりも短波長の零分散波長を備え、この使用波長帯において比較的大きな正の波長分散を備えたシングルモード光ファイバの波長分散を、比較的短い長さの分散補償光ファイバによって補償することができる。
【００２２】
また、本発明の分散補償光ファイバはシングルモード光ファイバである必要がある。すなわち、実際の使用状態でシングルモード伝搬を維持できるカットオフ波長を備えていなければならない。カットオフ波長は通常はいわゆる２ｍ法によって測定された値を用いるが、実際の長尺の使用状態では、２ｍ法のカットオフ波長が使用波長帯の最短波長よりも長くてもシングルモード伝搬を行うことができる。
したがって、カットオフ波長は、使用波長帯および使用長さによって適切な上限値を設定し、この上限値をこえない値を実現できるように分散補償光ファイバを設計する。
【００２３】
また、本発明の分散補償光ファイバの分散スロープは、この分散補償光ファイバによって補償するシングルモード光ファイバの波長分散を零に補償できる長さの分散補償光ファイバを用いたときの分散スロープの補償率が８０〜１２０％である。この範囲外であると分散スロープの補償が不十分になり、波長多重伝送などにおいて支障を来す場合がある。
【００２４】
この分散スロープの補償率は以下のようにして求める。
使用波長帯において、シングルモード光ファイバの単位長さ当たりの波長分散と分散スロープの絶対値をそれぞれｄ１（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）、ｓ１（ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ）、分散補償光ファイバの単位長さ当たりの波長分散と分散スロープの絶対値をそれぞれｄ２（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）、ｓ２（ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ）とする。
前記シングルモード光ファイバの波長分散および分散スロープは、通常は正の値である。本発明の分散補償光ファイバの波長分散および分散スロープは、通常は負の値である。
【００２５】
まず、単位長さのシングルモード光ファイバの波長分散を零に補償できる分散補償光ファイバの長さはｄ１／ｄ２で表される。
この長さにおける分散補償光ファイバの分散スロープはｄ１／ｄ２＊ｓ２となる。そして、この長さの分散補償光ファイバによる単位長さ当たりのシングルモード光ファイバの分散スロープの補償率は、（ｄ１／ｄ２＊ｓ２）／ｓ１＊１００となる。
【００２６】
このように分散スロープの補償率は、使用波長帯における補償対象のシングルモード光ファイバの波長分散と分散スロープ、および分散補償光ファイバ自体の波長分散と分散スロープによって変化するため、目的とする使用波長帯やシングルモード光ファイバにあわせて分散補償光ファイバを設計する必要がある。
本発明の分散補償光ファイバにおいては、上述の数値範囲から選択される構造パラメータの適切な組み合わせにより、１．３μｍ用シングルモード光ファイバに代表される、上述の使用波長帯よりも短い零分散波長を備えたシングルモード光ファイバの分散スロープを、この分散スロープの補償率の範囲内で十分に補償することができる。
例えば分散補償光ファイバの負の分散スロープとしては−０．１３〜−０．２７ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの範囲のものを任意に設定することができる。
【００２７】
また、図２に示した屈折率プロファイルにおいて、各層にドーパントが添加されていると好ましい。特にクラッド５は上述のように純粋石英ガラスから構成する場合が多いが、線引き時のコア４との粘度の差を小さくして線引き速度を大きくし、低損失の分散補償光ファイバを得るためには、クラッド５にドーパントを添加すると有効である。
すなわち、中心コア部１とリングコア部３は好ましくはゲルマニウム添加石英ガラス、中間部２は好ましくはフッ素添加石英ガラス、クラッド５は少量のフッ素を添加した石英ガラスから形成すると好ましい。
なお、クラッド５へのフッ素の添加においては、例えば純粋石英基準の比屈折率差が−０．１〜−０．４％程度になるように添加量を調整すれば、十分に効果を得ることができる。
【００２８】
この分散補償光ファイバは、例えばＶＡＤ法、ＭＣＶＤ法、ＰＣＶＤ法などの公知の方法を用いて製造することができる。
このように本発明の分散補償光ファイバは、Δ1が小さいため、線引きの際のコア４とクラッド５の粘度の差が小さく、従来の分散補償光ファイバよりも線引き速度を大きくしても分散補償光ファイバの機械的な強度が低下しにくい。そのため、従来よりも高速で紡糸して低損失のものを得ることができる。また、有効コア断面積を拡大して非線形効果の発生を抑制することができる。
【００２９】
また、本発明の分散補償光ファイバは、シングルモード光ファイバと組み合わせて、波長多重伝送、長距離伝送などに適した光ファイバ伝送路を構築することができる。
光ファイバ伝送路に使用する分散補償光ファイバおよびシングルモード光ファイバの長さなどは、各ファイバの特性や設計条件によって適切な値が設定される。
なお、通常は前段にシングルモード光ファイバを配置し、後段にこのシングルモード光ファイバを伝搬することによって蓄積された波長分散と分散スロープを補償すべく、分散補償光ファイバが配置される。
【００３０】
組み合わせるシングルモード光ファイバは上述のように１．３μｍ用シングルモード光ファイバであってもよいが、使用波長帯よりも短かい零分散波長を有し、使用波長帯において正の波長分散と、正の分散スロープを備えていれば特に限定することはない。
【００３１】
例えば以下のようなシングルモード光ファイバを用いると好ましい。
すなわち、図１に示したものと同様の屈折率プロファイルを有するもので、コア１４とその外周上に設けられたクラッド１５とを備え、コア１４が中心コア部１１と、その外周上に設けられたこの中心コア部１１よりも低い屈折率を備えた中間部１２と、この中間部１２の外周上に設けられたこの中間部１２よりも高く、前記中心コア部１１よりも低い屈折率を備えたクラッド１５とを有し、使用波長帯において、有効コア断面積が１２０μｍ2以上、かつ実質的にシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有するシングルモード光ファイバである。
【００３２】
有効コア断面積が１２０μｍ2以上であると、非線形効果が発生しにくくなるため、低損失となり、特に長距離波長多重伝送などに適した特性が得られる。
また、カットオフ波長は、シングルモード光ファイバであるための条件である。
【００３３】
このシングルモード光ファイバにおいてもａ1、ｂ1、Δ11、Δ12の適切な値を選択して組み合わせることにより、上述の有効コア断面積の条件とカットオフ波長の条件を備えたシングルモード光ファイバを得ることができる。
ｂ1／ａ1は例えば３．０〜５．０の範囲から選択される。３．０未満では光の電磁界が中間部１２をこえてクラッド１５に到達しやすくなるので、曲げ損失が増加する傾向がある。また、５．０をこえると中間部１２を設けた効果が低減し、コアへの光の電磁界の閉じこめが強くなり過ぎるので、有効コア断面積拡大の効果が減少する傾向がある。
また、カットオフ波長はａ1の値を拡大することによって長波長側にシフトさせることができる。上述のようにカットオフ波長は光ファイバの使用長さと波長帯によって設定されるため、一概にａ1の数値範囲を示すことはできないが、通常、ａ1は５〜２０μｍの範囲から選択される。
クラッド１５の外径は通常約１２５μｍとされる。
また、Δ11は０．３％以下、好ましくは０．２６％以下、Δ12が−０．０５〜０−０．１５％であると好ましい。
Δ11が０．３％をこえると有効コア断面積を拡大することが困難となる。また、Δ12が−０．０５％よりも大きくなると（Δ12の絶対値が小さくなると）曲げ損失が大きくなり、Δ12が−０．１５％よりも小さくなると（Δ12の絶対値が大きくなると）有効コア断面積が小さくなる傾向がある。
【００３４】
さらには、波長分散が＋１９〜＋２２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、分散スロープが＋０．０６５ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以下、曲げ損失が１０ｄＢ／ｍ以下であると好ましい。
なお、中心コア部１１は好ましくはゲルマニウム添加石英ガラス、中間部１２は好ましくはフッ素添加石英ガラス、クラッド１５は好ましくは純粋石英ガラスまたはフッ素添加石英ガラスから構成されている。
このシングルモード光ファイバも上述の分散補償光ファイバと同様に、一般的な製造方法によって製造することができる。
【００３５】
このシングルモード光ファイバと本発明の分散補償光ファイバとを組合わせることにより、低非線形で低損失であり、波長分散が小さく分散スロープも低い光ファイバ伝送路を構築することができる。
【００３６】
【実施例】
以下、本発明を実施例を示して詳しく説明する。
【００３７】
（実施例１、比較例）
ＶＡＤ法、ＭＣＶＤ法、ＰＣＶＤ法などの公知の方法によってファイバ母材を製造し、線引きして９種類（Ａ〜Ｈ：実施例、Ｉ：比較例）の分散補償光ファイバを製造した。
これらの分散補償光ファイバは図２に示した屈折率プロファイルを備え、それぞれの分散補償光ファイバにおいて、Δ1、Δ2、Δ3、ｂ／ａ、ｃ／ａは表１の値になるようにした。
また、中心コア部１とリングコア部３はゲルマニウム添加石英ガラス、中間部２はフッ素添加石英ガラス、クラッド５はフッ素を添加した石英ガラスから形成した。クラッド５のフッ素濃度は純粋石英ガラスの屈折率を基準にして比屈折率差が０．１％となるようにした。
線引きの条件は線引き速度３００ｍ／ｍｉｎ、線引き張力２５０ｇ、加熱温度２０００℃とした。
【００３８】
しかし、実施例であるＡ〜Ｈの分散補償光ファイバについては問題なく線引きを行うことができたが、比較例であるΔ1が大きいＩの分散補償光ファイバについては、損失が高くなっため、線引きの条件を線引き速度３００ｍ／ｍｉｎ、線引き張力３５０ｇ、加熱温度１９００℃とした。しかし、機械的な強度に問題があった。
これらの分散補償光ファイバの光学特性を表１、表２にあわせて示した。
【００３９】
【表１】
【００４０】
【表２】
【００４１】
Ａ〜Ｈの分散補償光ファイバの伝送損失は０．２５〜０．３０ｄＢ／ｋｍと低損失でありＡｅｆｆも２０μｍ2以上と大きく、大容量伝送、長距離伝送に適したものであった。
一方、Ｉの分散補償光ファイバは機械的強度に問題が生じるレベルで線引きしても、伝送損失が０．４０ｄＢ／ｋｍであり、大きかった。また、有効コア断面積も小さかった。
なお、カットオフ波長は２ｍ法による値であり、いずれも通常使用される長尺の状態ではシングルモード伝搬を保証することができる値が得られた。
【００４２】
（実施例２）
前段に以下のシングルモード光ファイバ３０ｋｍを配置し、後段に実施例１で製造したＡの分散補償光ファイバを１１．６ｋｍ接続して光ファイバ伝送路を構築した。
すなわち、シングルモード光ファイバは、ＶＡＤ法やＭＣＶＤ法などの公知の方法により製造したファイバ母材を線引きして製造したものを用いた。
このシングルモード光ファイバは、図１に示した屈折率プロファイルを有し、中心コアはゲルマニウム添加石英ガラスから構成し、中間部はフツ素添加石英ガラス、クラツドは純粋石英から構成した。
また、Δ11、Δ12はそれぞれ０．２４％と−０．０５％、ａ、ｂはそれぞれ６．６μｍ、２６．５μｍ、クラツド外径は１２５μｍとした。
表３にこのシングルモード光ファイバの特性を示した。
【００４３】
【表３】
【００４４】
光ファイバ伝送路全体について、波長分散は波長１．５５μｍにおいて零であった。また、１．５３〜１．６３μｍの範囲において、分散スロープは０．１ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以下であり、分散スロープの補償率はほぼ１００％であった。この光ファイバ伝送路は、前段のシングルモード光ファイバの有効コア断面積が大きいため、低非線形であり、かつ分散補償光ファイバの作用によって、波長分散、分散スロープが小さく、良好な伝送特性が得られた。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の分散補償光ファイバにおいては、コアの最も高い屈折率を備えた層の比屈折率差が小さいため、従来よりも低張力で紡糸して低損失のものを得ることができる。また、有効コア断面積を拡大して非線形効果の発生を抑制することができる。
また、本発明の分散補償光ファイバは、シングルモード光ファイバと組み合わせて、波長多重伝送、長距離伝送などに適した光ファイバ伝送路を構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 分散補償光ファイバの屈折率プロファイルの一例を示したグラフである。
【図２】 分散補償光ファイバの屈折率プロファイルの他の例を示したグラフであって、本発明の分散補償光ファイバに適用するものである。
【図３】 図１に示した屈折率プロファイルにおいて、波長分散、分散スロープの関係の一例を示したグラフである。
【符号の説明】
１…中心コア部、２…中間部、３…リングコア部、４…コア、５…クラッド。
【発明の属する技術分野】
本発明は低損失な分散補償光ファイバに関する。
【０００２】
【従来の技術】
波長１．５３〜１．６３μｍ帯から選択された使用波長において、伝送用のシングルモード光ファイバと、その波長分散および分散スロープと異なる符号の波長分散および分散スロープを備えた分散補償光ファイバとを組み合わせた光ファイバ伝送路が開発されている。この光ファイバ伝送路は、波長分散が小さく、かつ分散スロープがフラットで、長距離伝送および波長多重伝送に適している。前記シングルモード光ファイバは、例えば１．３μｍ用シングルモード光ファイバのように、前記使用波長帯より短波長の零分散波長を有し、この使用波長帯では比較的大きな正の波長分散と正の分散スロープを有するものである。
【０００３】
図１は、分散補償光ファイバの一例の屈折率プロファイルを示したものである。この分散補償光ファイバはコア１４とその外周上に設けられたクラッド１５とからなる。このコア１４は、前記クラッド１５よりも高い屈折率を備えた中心コア部１１と、その外周上に設けられ、このクラッド１５よりも低い屈折率を備えた中間部１２とから構成されている。
図中、ａ1は中心コア部１１の半径、ｂ1は中間部１２の半径（コア１４の半径）、Δ11、Δ12は、それぞれクラッド１５の屈折率を基準（零）にしたときの中心コア部１１の比屈折率差と中間部１２の比屈折率差である。すなわち、Δ11はプラスの値、Δ12はマイナスの値をとる。
【０００４】
図２は、分散補償光ファイバの他の例の屈折率プロファイルを示したものである。この分散補償光ファイバはコア４とその外周上に設けられたクラッド５とからなる。このコア４は、前記クラッド５よりも高い屈折率を備えた中心コア部１と、その外周上に設けられた、このクラッド５よりも低い屈折率を備えた中間部２と、その外周状に設けられた、このクラッド５よりも高い屈折率を備えたリングコア部３とから構成されている。
図中、ａは中心コア部１の半径、ｂは中間部２の半径、ｃはリングコア部３の半径（コア４の半径）、Δ1、Δ2、Δ3は、それぞれクラッド５の屈折率を基準（零）にしたときの中心コア部１の比屈折率差と中間部２の比屈折率差、およびリングコア部３の比屈折率差である。すなわち、Δ1およびΔ3はプラスの値、Δ2はマイナスの値をとる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図３は、図１に示した屈折率プロファイルにおいて、使用波長１．５５μｍにおいて、Δ11を２．３％、Δ12を−０．４％に固定し、ｂ1とｂ1／ａ1を変化させたときの波長分散と、分散スロープの関係を示したグラフである。
【０００６】
Δ11は全て２．３％である。グラフ中に示されている直線Ｓは使用波長１．５５μｍにおいて、この分散補償光ファイバが１．３μｍ用シングルモード光ファイバの波長分散と分散スロープを双方とも１００％補償できるときの波長分散と分散スロープとの関係を示しており、この直線Ｓに近い程理想的な補償の作用が得られる。
【０００７】
このグラフ中にはｂ1／ａ1の比率を一定として、０．１μｍ間隔でｂ1の値を変化させたときの点がｂ1／ａ1の値毎にまとめられている。各ｂ1／ａ1について、ｂ1を変化させた範囲は以下のようになっている。
ｂ1／ａ1＝２．５のとき、ｂ1＝２．４〜３．１μｍ、
ｂ1／ａ1＝３．０のとき、ｂ1＝３．０〜３．７μｍ、
ｂ1／ａ1＝３．５のとき、ｂ1＝３．５〜４．２μｍ、
ｂ1／ａ1＝４．０のとき、ｂ1＝４．０〜４．７μｍ、
ｂ1／ａ1＝４．５のとき、ｂ1＝４．６〜５．３μｍ、
【０００８】
ｂ1の値が小さくなるにしたがって波長分散の絶対値が大きくなる傾向があるため、これらのｂ1／ａ1の値毎の曲線において、最も波長分散の絶対値が大きいものはｂ1の範囲の下限値が設定されており、最も波長分散の絶対値が小さいものは、ｂ1の範囲の上限値が設定されている。
【０００９】
このグラフより、例えばｂ1／ａ1が４．０〜４．５の条件では、ｂ1が４μｍ付近のときに波長分散が−１００〜−１２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、分散スロープは−０．３ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ程度となる。このような特性は、例えば１．３μｍ用シングルモード光ファイバを補償する分散補償光ファイバとして、良好である。
【００１０】
しかしながら、この例のようにΔ11が２％をこえると、中心コア部１に屈折率を調整するために添加されるドーパントの添加量が多くなる。
通常、コア１４は屈折率を調整するドーパントを添加した石英系ガラスから形成するが、クラッド１５は純粋石英ガラスから形成する。また、ドーパントの添加量に比例して石英系ガラスのガラス転移点が低くなる。したがって、ドーパントの添加量が多くなると、ファイバ母材を加熱、溶融して光ファイバを線引きする際に、コア１４とクラッド１５との粘度の差が大きくなるため、機械的な強度の観点から線引き速度が制限され、低損失の分散補償光ファイバを得ることができないという問題があった。
また、Δ11が大きいと有効コア断面積が小さくなる傾向がある。有効コア断面積が小さいと非線形効果が発生しやすくなり、伝送特性が劣化するという問題があった。
【００１１】
しかしながら、従来の分散補償光ファイバにおいては、波長分散と分散スロープの補償効果を実現し、かつΔ11が小さいものは得られておらず、製造性、低損失性、非線形性などにおいて問題があった。
【００１２】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、有効コア断面積が大きく、低損失な分散補償光ファイバを提供することを課題とする。
また、線引き時にコアとクラッドの粘度の差が小さい分散補償光ファイバを提供することを課題とする。
具体的にはクラッドを基準にしたときのコアの最も高い層の比屈折率差が比較的低く、この層へのドーパントの添加量を少なくすることができる分散補償光ファイバを提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の第１の発明は、以下の（１）〜（８）の条件を満足することを特徴とする分散補償光ファイバである。
（１）コアとその外周上に設けられたクラッドとを備え、該コアが、該クラッドよりも屈折率が高い中心コア部と、該中心コア部の外周上に設けられた該クラッドよりも屈折率が低い中間部と、該中間コア部の外周上に設けられた該クラッドよりも屈折率が高いリングコア部と、からなる屈折率プロファイルを有している。
（２）前記中心コア部、前記中間部、および前記リングコア部の、（半径、クラッドを基準にした比屈折率差）を、それぞれ（ａ、Δ１）、（ｂ、Δ２）、（ｃ、Δ３）としたとき、Δ１が０．９〜１．５％、Δ２が−０．３０〜−０．４５％、Δ３が０．２〜１．２％、ｂ／ａが２．０〜３．５、ｃ／ａが３．０〜５．０である。
（３）１．５３μｍ〜１．６３μｍから選択された使用波長帯において、有効コア断面積が２０μｍ２以上である。
（４）前記使用波長帯において、曲げ損失が４０ｄＢ／ｍ以下である。
（５）前記使用波長帯において、波長分散が−６５〜−４５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。
（６）前記使用波長帯において、実質的にシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有する。
（７）前記使用波長帯よりも短波長の零分散波長を有する１．３μｍ用シングルモード光ファイバの波長分散を零に補償できる長さで、当該シングルモード光ファイバを補償したときの分散スロープの補償率が８０〜１２０％である。
（８）前記クラッドが、ドーパントを添加した石英ガラスからなる。
第２の発明は、前記第１の発明の分散補償光ファイバにおいて、ａが１．６６〜１．９４μｍであることを特徴とする分散補償光ファイバである。
第３の発明は、前記第１または第２の発明の分散補償光ファイバにおいて、前記屈折率プロファイルを構成する各層にドーパントが添加されていることを特徴とする分散補償光ファイバである。
第４の発明は、前記使用波長帯において、伝送損失が０．３ｄＢ／ｋｍ以下である前記第１〜第３のいずれかの発明の分散補償光ファイバである。
第５の発明は、シングルモード光ファイバと、該シングルモード光ファイバの波長分散と分散スロープを補償する前記第１〜第４のいずれかの発明の分散補償光ファイバとを組み合わせたことを特徴とする光ファイバ伝送路である。
第６の発明は、前記第５の発明の光ファイバ伝送路において、前記シングルモード光ファイバが、以下の（９）〜（１０）の条件を満足することを特徴とする光ファイバ伝送路である。
（９）コアとその外周上に設けられたクラッドとを備え、該コアが中心コア部と、その外周上に設けられた該中心コア部よりも低い屈折率を備えた中間部と、該中間部の外周上に設けられた該中間部よりも高く、前記中心コア部よりも低い屈折率を備えたクラッドとを有する。
（１０）前記分散補償光ファイバの使用波長帯において、有効コア断面積が１２０μｍ２以上であり、かつ当該使用波長帯において、実質的にシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有する。
第７の発明は、前記第１〜４のいずれかの発明の分散補償光ファイバの条件を満足するように分散補償光ファイバを製造することを特徴とする分散補償光ファイバの製造方法である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の分散補償光ファイバは、図２に示したものと同様の屈折率プロファイルを備えている。本発明の分散補償光ファイバにおいては、図２に示したａが１．６６〜１．９４μｍとされる。ａが小さすぎると曲げ損失が大きくなり、ａが大きすぎると有効コア断面積が小さくなるか、カットオフ波長が長くなり、所望の特性が得られなくなる。
【００１５】
また、Δ1が０．９〜１．５％であると好ましい。０．９％未満であると、所望の波長分散と分散スロープが得られない場合がある。１．５％をこえると中心コア部１に添加するドーパントの添加量が多くなり、伝送損失が大きくなる。また、有効コア断面積が小さくなることによって非線形効果が発生しやすくなる。Δ2は−０．３０〜−０．４５％、好ましくは−０．３５〜−０．４５％とされる。−０．４５％未満では伝送損失が劣化しやすくなり、−０．３０％をこえると分散スロープ補償率が劣化する。
Δ3は０．２〜１．２％とされる。０．２％未満では有効コア断面積が小さくなることによって非線形効果が発生しやすくなり、１．２％をこえるとカットオフ波長が長くなり、所望の特性が得られなくなる。
さらに、ｂ／ａは２．０〜３．５とされる２．０未満では分散スロープ補償率が劣化し、３．５をこえると曲げ損失が劣化する。
また、ｃ／ａは３．０〜５．０とされる。３．０未満では有効コア断面積が小さくなることによって非線形効果が発生やすくなり、５．０をこえるとカットオフ波長が長くなり、所望の特性が得られなくなる。
なお、クラッド５の外径（分散補償光ファイバの外径）は特に限定しないが、通常１２５μｍ程度である。
【００１６】
本発明においては、このようにΔ1が比較的小さい範囲であっても、他の複数の構造パラメータとの適切な組み合わせにより、以下のような好ましい特性を実現することができる。
なお、これらの数値範囲を全て満足していても以下のような特性を備えた分散補償光ファイバを得ることができるとは限らない。適切な複数の構造パラメータの組み合わせを選択することにより、以下の様な特性を備えた分散補償光ファイバを得ることができる。
したがって、本発明の分散補償光ファイバは、屈折率プロファイルと構造パラメータの数値範囲のみでは特定することが困難であり、これらの構成に加えて以下のような特性値によって特定するものである。
このように、Δ1が小さく、かつ波長分散と分散スロープの補償効果に優れ、非線形効果を抑制するために有効コア断面積を拡大した分散補償光ファイバは、従来得られていなかったものである。
【００１７】
本発明における使用波長帯とは、１．５３μｍ〜１．６３μｍから選択された波長帯をいう。使用波長帯の帯域幅は必要に応じて適宜選択することができ、実質的にひとつの波長であってもよい。なお、波長多重伝送などにおいては比較的広い波長帯が選択され、例えば１．５３〜１．５７μｍ帯（いわゆるＣバンド帯）や、１．５７〜１．６３μｍ帯（いわゆるＬバンド帯）などを選択することができる。
【００１８】
そして、本発明の分散補償光ファイバは、この選択した使用波長帯において、有効コア断面積が２０μｍ2以上、好ましくは２６μｍ2以上のものである。Δ1が小さいため、このように大きな有効コア断面積を実現することができる。上限値は特に限定しないが、実質的には３０μｍ2以下のものを製造することができる。２０μｍ2未満では非線形効果を抑制することができず、不都合である。
なお、有効コア断面積（Ａｅｆｆ）は以下の式で定義されるものである。
【００１９】
【数１】
また、曲げ損失は小さい程好ましいが、本発明の分散補償光ファイバは、前記選択した使用波長帯において、４０ｄＢ／ｍ以下、好ましくは２０ｄＢ／ｍ以下である。４０ｄＢ／ｍ以下にすることによって、ケーブル化や敷設時などに加えられるわずかな応力によって伝送損失が劣化することが少なく、安定した特性が得られる。
なお、曲げ損失は曲げ直径（２Ｒ）が２０ｍｍの条件の値である。
【００２１】
さらに、本発明の分散補償光ファイバは、前記選択した使用波長帯において、波長分散が−６５〜−４５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。
このような範囲であれば、１．３μｍ用シングルモード光ファイバに代表される前記使用波長帯よりも短波長の零分散波長を備え、この使用波長帯において比較的大きな正の波長分散を備えたシングルモード光ファイバの波長分散を、比較的短い長さの分散補償光ファイバによって補償することができる。
【００２２】
また、本発明の分散補償光ファイバはシングルモード光ファイバである必要がある。すなわち、実際の使用状態でシングルモード伝搬を維持できるカットオフ波長を備えていなければならない。カットオフ波長は通常はいわゆる２ｍ法によって測定された値を用いるが、実際の長尺の使用状態では、２ｍ法のカットオフ波長が使用波長帯の最短波長よりも長くてもシングルモード伝搬を行うことができる。
したがって、カットオフ波長は、使用波長帯および使用長さによって適切な上限値を設定し、この上限値をこえない値を実現できるように分散補償光ファイバを設計する。
【００２３】
また、本発明の分散補償光ファイバの分散スロープは、この分散補償光ファイバによって補償するシングルモード光ファイバの波長分散を零に補償できる長さの分散補償光ファイバを用いたときの分散スロープの補償率が８０〜１２０％である。この範囲外であると分散スロープの補償が不十分になり、波長多重伝送などにおいて支障を来す場合がある。
【００２４】
この分散スロープの補償率は以下のようにして求める。
使用波長帯において、シングルモード光ファイバの単位長さ当たりの波長分散と分散スロープの絶対値をそれぞれｄ１（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）、ｓ１（ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ）、分散補償光ファイバの単位長さ当たりの波長分散と分散スロープの絶対値をそれぞれｄ２（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）、ｓ２（ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ）とする。
前記シングルモード光ファイバの波長分散および分散スロープは、通常は正の値である。本発明の分散補償光ファイバの波長分散および分散スロープは、通常は負の値である。
【００２５】
まず、単位長さのシングルモード光ファイバの波長分散を零に補償できる分散補償光ファイバの長さはｄ１／ｄ２で表される。
この長さにおける分散補償光ファイバの分散スロープはｄ１／ｄ２＊ｓ２となる。そして、この長さの分散補償光ファイバによる単位長さ当たりのシングルモード光ファイバの分散スロープの補償率は、（ｄ１／ｄ２＊ｓ２）／ｓ１＊１００となる。
【００２６】
このように分散スロープの補償率は、使用波長帯における補償対象のシングルモード光ファイバの波長分散と分散スロープ、および分散補償光ファイバ自体の波長分散と分散スロープによって変化するため、目的とする使用波長帯やシングルモード光ファイバにあわせて分散補償光ファイバを設計する必要がある。
本発明の分散補償光ファイバにおいては、上述の数値範囲から選択される構造パラメータの適切な組み合わせにより、１．３μｍ用シングルモード光ファイバに代表される、上述の使用波長帯よりも短い零分散波長を備えたシングルモード光ファイバの分散スロープを、この分散スロープの補償率の範囲内で十分に補償することができる。
例えば分散補償光ファイバの負の分散スロープとしては−０．１３〜−０．２７ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの範囲のものを任意に設定することができる。
【００２７】
また、図２に示した屈折率プロファイルにおいて、各層にドーパントが添加されていると好ましい。特にクラッド５は上述のように純粋石英ガラスから構成する場合が多いが、線引き時のコア４との粘度の差を小さくして線引き速度を大きくし、低損失の分散補償光ファイバを得るためには、クラッド５にドーパントを添加すると有効である。
すなわち、中心コア部１とリングコア部３は好ましくはゲルマニウム添加石英ガラス、中間部２は好ましくはフッ素添加石英ガラス、クラッド５は少量のフッ素を添加した石英ガラスから形成すると好ましい。
なお、クラッド５へのフッ素の添加においては、例えば純粋石英基準の比屈折率差が−０．１〜−０．４％程度になるように添加量を調整すれば、十分に効果を得ることができる。
【００２８】
この分散補償光ファイバは、例えばＶＡＤ法、ＭＣＶＤ法、ＰＣＶＤ法などの公知の方法を用いて製造することができる。
このように本発明の分散補償光ファイバは、Δ1が小さいため、線引きの際のコア４とクラッド５の粘度の差が小さく、従来の分散補償光ファイバよりも線引き速度を大きくしても分散補償光ファイバの機械的な強度が低下しにくい。そのため、従来よりも高速で紡糸して低損失のものを得ることができる。また、有効コア断面積を拡大して非線形効果の発生を抑制することができる。
【００２９】
また、本発明の分散補償光ファイバは、シングルモード光ファイバと組み合わせて、波長多重伝送、長距離伝送などに適した光ファイバ伝送路を構築することができる。
光ファイバ伝送路に使用する分散補償光ファイバおよびシングルモード光ファイバの長さなどは、各ファイバの特性や設計条件によって適切な値が設定される。
なお、通常は前段にシングルモード光ファイバを配置し、後段にこのシングルモード光ファイバを伝搬することによって蓄積された波長分散と分散スロープを補償すべく、分散補償光ファイバが配置される。
【００３０】
組み合わせるシングルモード光ファイバは上述のように１．３μｍ用シングルモード光ファイバであってもよいが、使用波長帯よりも短かい零分散波長を有し、使用波長帯において正の波長分散と、正の分散スロープを備えていれば特に限定することはない。
【００３１】
例えば以下のようなシングルモード光ファイバを用いると好ましい。
すなわち、図１に示したものと同様の屈折率プロファイルを有するもので、コア１４とその外周上に設けられたクラッド１５とを備え、コア１４が中心コア部１１と、その外周上に設けられたこの中心コア部１１よりも低い屈折率を備えた中間部１２と、この中間部１２の外周上に設けられたこの中間部１２よりも高く、前記中心コア部１１よりも低い屈折率を備えたクラッド１５とを有し、使用波長帯において、有効コア断面積が１２０μｍ2以上、かつ実質的にシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有するシングルモード光ファイバである。
【００３２】
有効コア断面積が１２０μｍ2以上であると、非線形効果が発生しにくくなるため、低損失となり、特に長距離波長多重伝送などに適した特性が得られる。
また、カットオフ波長は、シングルモード光ファイバであるための条件である。
【００３３】
このシングルモード光ファイバにおいてもａ1、ｂ1、Δ11、Δ12の適切な値を選択して組み合わせることにより、上述の有効コア断面積の条件とカットオフ波長の条件を備えたシングルモード光ファイバを得ることができる。
ｂ1／ａ1は例えば３．０〜５．０の範囲から選択される。３．０未満では光の電磁界が中間部１２をこえてクラッド１５に到達しやすくなるので、曲げ損失が増加する傾向がある。また、５．０をこえると中間部１２を設けた効果が低減し、コアへの光の電磁界の閉じこめが強くなり過ぎるので、有効コア断面積拡大の効果が減少する傾向がある。
また、カットオフ波長はａ1の値を拡大することによって長波長側にシフトさせることができる。上述のようにカットオフ波長は光ファイバの使用長さと波長帯によって設定されるため、一概にａ1の数値範囲を示すことはできないが、通常、ａ1は５〜２０μｍの範囲から選択される。
クラッド１５の外径は通常約１２５μｍとされる。
また、Δ11は０．３％以下、好ましくは０．２６％以下、Δ12が−０．０５〜０−０．１５％であると好ましい。
Δ11が０．３％をこえると有効コア断面積を拡大することが困難となる。また、Δ12が−０．０５％よりも大きくなると（Δ12の絶対値が小さくなると）曲げ損失が大きくなり、Δ12が−０．１５％よりも小さくなると（Δ12の絶対値が大きくなると）有効コア断面積が小さくなる傾向がある。
【００３４】
さらには、波長分散が＋１９〜＋２２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、分散スロープが＋０．０６５ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以下、曲げ損失が１０ｄＢ／ｍ以下であると好ましい。
なお、中心コア部１１は好ましくはゲルマニウム添加石英ガラス、中間部１２は好ましくはフッ素添加石英ガラス、クラッド１５は好ましくは純粋石英ガラスまたはフッ素添加石英ガラスから構成されている。
このシングルモード光ファイバも上述の分散補償光ファイバと同様に、一般的な製造方法によって製造することができる。
【００３５】
このシングルモード光ファイバと本発明の分散補償光ファイバとを組合わせることにより、低非線形で低損失であり、波長分散が小さく分散スロープも低い光ファイバ伝送路を構築することができる。
【００３６】
【実施例】
以下、本発明を実施例を示して詳しく説明する。
【００３７】
（実施例１、比較例）
ＶＡＤ法、ＭＣＶＤ法、ＰＣＶＤ法などの公知の方法によってファイバ母材を製造し、線引きして９種類（Ａ〜Ｈ：実施例、Ｉ：比較例）の分散補償光ファイバを製造した。
これらの分散補償光ファイバは図２に示した屈折率プロファイルを備え、それぞれの分散補償光ファイバにおいて、Δ1、Δ2、Δ3、ｂ／ａ、ｃ／ａは表１の値になるようにした。
また、中心コア部１とリングコア部３はゲルマニウム添加石英ガラス、中間部２はフッ素添加石英ガラス、クラッド５はフッ素を添加した石英ガラスから形成した。クラッド５のフッ素濃度は純粋石英ガラスの屈折率を基準にして比屈折率差が０．１％となるようにした。
線引きの条件は線引き速度３００ｍ／ｍｉｎ、線引き張力２５０ｇ、加熱温度２０００℃とした。
【００３８】
しかし、実施例であるＡ〜Ｈの分散補償光ファイバについては問題なく線引きを行うことができたが、比較例であるΔ1が大きいＩの分散補償光ファイバについては、損失が高くなっため、線引きの条件を線引き速度３００ｍ／ｍｉｎ、線引き張力３５０ｇ、加熱温度１９００℃とした。しかし、機械的な強度に問題があった。
これらの分散補償光ファイバの光学特性を表１、表２にあわせて示した。
【００３９】
【表１】
【表２】
Ａ〜Ｈの分散補償光ファイバの伝送損失は０．２５〜０．３０ｄＢ／ｋｍと低損失でありＡｅｆｆも２０μｍ2以上と大きく、大容量伝送、長距離伝送に適したものであった。
一方、Ｉの分散補償光ファイバは機械的強度に問題が生じるレベルで線引きしても、伝送損失が０．４０ｄＢ／ｋｍであり、大きかった。また、有効コア断面積も小さかった。
なお、カットオフ波長は２ｍ法による値であり、いずれも通常使用される長尺の状態ではシングルモード伝搬を保証することができる値が得られた。
【００４２】
（実施例２）
前段に以下のシングルモード光ファイバ３０ｋｍを配置し、後段に実施例１で製造したＡの分散補償光ファイバを１１．６ｋｍ接続して光ファイバ伝送路を構築した。
すなわち、シングルモード光ファイバは、ＶＡＤ法やＭＣＶＤ法などの公知の方法により製造したファイバ母材を線引きして製造したものを用いた。
このシングルモード光ファイバは、図１に示した屈折率プロファイルを有し、中心コアはゲルマニウム添加石英ガラスから構成し、中間部はフツ素添加石英ガラス、クラツドは純粋石英から構成した。
また、Δ11、Δ12はそれぞれ０．２４％と−０．０５％、ａ、ｂはそれぞれ６．６μｍ、２６．５μｍ、クラツド外径は１２５μｍとした。
表３にこのシングルモード光ファイバの特性を示した。
【００４３】
【表３】
光ファイバ伝送路全体について、波長分散は波長１．５５μｍにおいて零であった。また、１．５３〜１．６３μｍの範囲において、分散スロープは０．１ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以下であり、分散スロープの補償率はほぼ１００％であった。この光ファイバ伝送路は、前段のシングルモード光ファイバの有効コア断面積が大きいため、低非線形であり、かつ分散補償光ファイバの作用によって、波長分散、分散スロープが小さく、良好な伝送特性が得られた。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の分散補償光ファイバにおいては、コアの最も高い屈折率を備えた層の比屈折率差が小さいため、従来よりも低張力で紡糸して低損失のものを得ることができる。また、有効コア断面積を拡大して非線形効果の発生を抑制することができる。
また、本発明の分散補償光ファイバは、シングルモード光ファイバと組み合わせて、波長多重伝送、長距離伝送などに適した光ファイバ伝送路を構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 分散補償光ファイバの屈折率プロファイルの一例を示したグラフである。
【図２】 分散補償光ファイバの屈折率プロファイルの他の例を示したグラフであって、本発明の分散補償光ファイバに適用するものである。
【図３】 図１に示した屈折率プロファイルにおいて、波長分散、分散スロープの関係の一例を示したグラフである。
【符号の説明】
１…中心コア部、２…中間部、３…リングコア部、４…コア、５…クラッド。
Claims (7)
- 以下の（１）〜（８）の条件を満足することを特徴とする分散補償光ファイバ。
（１）コアとその外周上に設けられたクラッドとを備え、該コアが、該クラッドよりも屈折率が高い中心コア部と、該中心コア部の外周上に設けられた該クラッドよりも屈折率が低い中間部と、該中間コア部の外周上に設けられた該クラッドよりも屈折率が高いリングコア部と、からなる屈折率プロファイルを有している。
（２）前記中心コア部、前記中間部、および前記リングコア部の、（半径、クラッドを基準にした比屈折率差）を、それぞれ（ａ、Δ１）、（ｂ、Δ２）、（ｃ、Δ３）としたとき、Δ１が０．９〜１．５％、Δ２が−０．３０〜−０．４５％、Δ３が０．２〜１．２％、ｂ／ａが２．０〜３．５、ｃ／ａが３．０〜５．０である。
（３）１．５３μｍ〜１．６３μｍから選択された使用波長帯において、有効コア断面積が２０μｍ２以上である。
（４）前記使用波長帯において、曲げ損失が４０ｄＢ／ｍ以下である。
（５）前記使用波長帯において、波長分散が−６５〜−４５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。
（６）前記使用波長帯において、実質的にシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有する。
（７）前記使用波長帯よりも短波長の零分散波長を有する１．３μｍ用シングルモード光ファイバの波長分散を零に補償できる長さで、当該シングルモード光ファイバを補償したときの分散スロープの補償率が８０〜１２０％である。
（８）前記クラッドが、ドーパントを添加した石英ガラスからなる。 - 請求項１に記載の分散補償光ファイバにおいて、ａが１．６６〜１．９４μｍであることを特徴とする分散補償光ファイバ。
- 請求項１又は２に記載の分散補償光ファイバにおいて、前記屈折率プロファイルを構成する各層にドーパントが添加されていることを特徴とする分散補償光ファイバ。
- 前記使用波長帯において、伝送損失が０．３ｄＢ／ｋｍ以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の分散補償光ファイバ。
- シングルモード光ファイバと、該シングルモード光ファイバの波長分散と分散スロープを補償する請求項１〜４のいずれか１項に記載の分散補償光ファイバとを組み合わせたことを特徴とする光ファイバ伝送路。
- 請求項５に記載の光ファイバ伝送路において、前記シングルモード光ファイバが、以下の（９）〜（１０）の条件を満足することを特徴とする光ファイバ伝送路。
（９）コアとその外周上に設けられたクラッドとを備え、該コアが中心コア部と、その外周上に設けられた該中心コア部よりも低い屈折率を備えた中間部と、該中間部の外周上に設けられた該中間部よりも高く、前記中心コア部よりも低い屈折率を備えたクラッドとを有する。
（１０）前記分散補償光ファイバの使用波長帯において、有効コア断面積が１２０μｍ２以上であり、かつ当該使用波長帯において、実質的にシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有する。 - 請求項１〜４のいずれか１項に記載の分散補償光ファイバの条件を満足するように分散補償光ファイバを製造することを特徴とする分散補償光ファイバの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001193338A JP3850235B2 (ja) | 2000-07-17 | 2001-06-26 | 分散補償光ファイバ、これを用いた光ファイバ伝送路、および前記分散補償光ファイバの製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000216587 | 2000-07-17 | ||
| JP2000-216587 | 2000-07-17 | ||
| JP2001193338A JP3850235B2 (ja) | 2000-07-17 | 2001-06-26 | 分散補償光ファイバ、これを用いた光ファイバ伝送路、および前記分散補償光ファイバの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002098853A JP2002098853A (ja) | 2002-04-05 |
| JP3850235B2 true JP3850235B2 (ja) | 2006-11-29 |
Family
ID=26596188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001193338A Expired - Fee Related JP3850235B2 (ja) | 2000-07-17 | 2001-06-26 | 分散補償光ファイバ、これを用いた光ファイバ伝送路、および前記分散補償光ファイバの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3850235B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4413407B2 (ja) * | 2000-10-04 | 2010-02-10 | 古河電気工業株式会社 | 光ファイバおよびそれを用いた光伝送路 |
| US6876803B2 (en) | 2001-09-28 | 2005-04-05 | Fujikura Ltd. | Optical transmission system |
-
2001
- 2001-06-26 JP JP2001193338A patent/JP3850235B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002098853A (ja) | 2002-04-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3830636B2 (ja) | 分散シフト光ファイバ | |
| JP4999063B2 (ja) | 光ファイバ | |
| JP5222752B2 (ja) | 光ファイバ | |
| JP4192425B2 (ja) | 光ファイバ | |
| JPH09211249A (ja) | シングルモード光ファイバ | |
| WO2020162209A1 (ja) | 光ファイバおよび光ファイバの製造方法 | |
| US20040109656A1 (en) | Dispersion-compensating optical fiber and hybrid transmission line | |
| JP3784656B2 (ja) | 分散補償光ファイバおよびこれを用いた分散補償モジュールと光ファイバ複合伝送路 | |
| JP4024461B2 (ja) | 分散補償光ファイバ | |
| JP3886771B2 (ja) | Ｗｄｍ用シングルモード光ファイバ及び複合光線路 | |
| JP2005055795A (ja) | 偏波保持光ファイバ及びこの偏波保持光ファイバを用いた光波長変換器 | |
| JP3798227B2 (ja) | 分散補償光ファイバの接続構造 | |
| JP3850235B2 (ja) | 分散補償光ファイバ、これを用いた光ファイバ伝送路、および前記分散補償光ファイバの製造方法 | |
| JP3819264B2 (ja) | 分散補償光ファイバ、分散補償光ファイバモジュールおよび複合伝送路 | |
| WO2016129367A1 (ja) | 分散シフト光ファイバ | |
| JP3756389B2 (ja) | 分散補償光ファイバおよび光ファイバ複合伝送路 | |
| JP3808247B2 (ja) | 分散シフト光ファイバ | |
| JP2001318259A (ja) | 分散補償光ファイバ | |
| JP3766073B2 (ja) | 分散補償光ファイバおよび光ファイバ複合伝送路 | |
| JP3808291B2 (ja) | 分散シフト光ファイバ | |
| JP2001051146A (ja) | 分散シフト光ファイバ | |
| JP3816271B2 (ja) | 分散シフト光ファイバ | |
| JP3481568B2 (ja) | 分散補償光ファイバおよびこれを用いた分散補償光ファイバ伝送路 | |
| JP3830721B2 (ja) | 分散補償光ファイバ | |
| JP3766074B2 (ja) | 分散補償光ファイバおよびこれを用いた分散補償光ファイバ伝送路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030805 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20031119 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20040105 |
|
| A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20040220 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060718 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060829 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090908 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100908 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |