JP5142409B2 - 単一モード光ファイバ - Google Patents
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Description
本発明は光伝送に用いる光ファイバ、より具体的には、大きなモードフィールド径特性と、低い曲げ損失特性とを有する単一モード光ファイバに関する。
従来の単一モード光ファイバは、比較的大きなモードフィールド径特性を有する反面、局所的な曲げ付与による曲げ損失の増加が顕著であるという特徴を有していた。
例えば、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．６５２に規定されている従来の単一モード光ファイバでは、1260ｎｍ以下の遮断波長特性と、波長1310ｎｍで8.0〜10.1μｍのモードフィールド径特性とを有することが推奨されており、曲げ損失については波長1625ｎｍ、曲げ半径３０ｍｍでの特性が考慮されている。即ち、当該単一モード光ファイバの実使用環境における曲げ半径は、曲げ損失増加の抑制のため３０ｍｍ以上とすることが推奨されている。
一方、Fiber To The Home（ＦＴＴＨ）の進展に伴い、主に光ファイバの取り扱い性向上および光配線における美観向上の観点から、従来の単一モード光ファイバよりも曲げ損失特性を改善した、低曲げ損失単一モード光ファイバが注目されている。例えば、非特許文献１には、従来の単一モード光ファイバと同等の遮断波長特性とモードフィールド径特性とを有し、かつ波長1650ｎｍ、曲げ半径7.5ｍｍでの曲げ損失を１ｄＢ／巻未満まで改善した単一モード光ファイバ技術が開示されている。
しかしながら、使用波長における曲げ半径7.5ｍｍにおける曲げ損失が１ｄＢ／巻である場合、光配線内の１屈曲部における曲げ損失を１／４巻相当、光配線内で許容する全曲げ損失を１ｄＢと仮定すると、当該光配線内における屈曲部の収容数は４箇所以下に限定されてしまう。このため、多数の屈曲部を有する屋内等の光配線をより広範で実現し、かつ美観性も同時に向上するためには、より小さな曲げ半径、例えば曲げ半径５ｍｍにおける曲げ損失を更に低減する必要があった。
また、近年の大容量光通信では波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）伝送技術が汎用的に利用されている。一般に、ＷＤＭ伝送における伝送特性は単一モード光ファイバ中の光非線形現象と密接に関係し、特に単一モード光ファイバの波長分散がゼロとなる波長帯域で劣化することが知られている。このため、ＷＤＭ伝送用の単一モード光ファイバでは、伝送帯域における波長分散を非ゼロとする技術が適用されている。
しかしながら、前記ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．６５２に規定されている従来の単一モード光ファイバは、波長1300〜1324ｎｍの範囲にゼロ分散波長を有するため、当該波長帯域をＷＤＭ伝送に適用することが困難であるという課題があった。
S. Matsuo, et al., "Bend-Insensitive and Low-Splice-Loss Optical fiber for Indoor Wiring in FTTH," in Proc. of OFC'03, ThI3, 2003. 図３
本発明は以上のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、従来の単一モード光ファイバと同等の遮断波長特性と、従来の単一モード光ファイバと同等以上のモードフィールド径特性とを有すると同時に、多数の屈曲部を有する光配線を可能とする低曲げ損失特性、並びに波長1300〜1324ｎｍ帯を含むこれより長波長帯の任意の波長帯域におけるＷＤＭ伝送への適用性を具備する単一モード光ファイバを提供することにある。
より具体的には、1260ｎｍ以下の遮断波長特性と、波長1310ｎｍで8.0μｍ以上のモードフィールド径特性とを有すると同時に、波長1625ｎｍ、曲げ半径５ｍｍで0.5ｄＢ／巻以下の曲げ損失特性と、波長1300ｎｍ以上の長波長側で非ゼロの正の波長分散特性とを具備した単一モード光ファイバを提供することにある。
本発明の単一モード光ファイバは、屈折率が均一なクラッド部と、前記クラッド部の中心に配置され、前記クラッド部に対する比屈折率差がΔであり、半径がa1である第１コア部と、前記クラッド部内の前記第１コア部の外周に配置され、前記クラッド部と同等の屈折率を有し、前記第１コア部を含む半径がa2である第２コア部と、前記クラッド部内の前記第２コア部の外周に配置され、前記クラッド部に対する比屈折率差がΔ１であり、前記第１コア部および第２コア部を含む半径がａである第３コア部とを有し、前記第３コア部までの半径ａ、前記第１コア部の比屈折率差Δ、前記半径ａに対する前記半径a1の比率Ｒa1（≡a1/a）、前記半径ａに対する前記半径a2の比率Ｒa2（≡a2/a）、前記比屈折率差Δに対する前記比屈折率差Δ１の比率ＲΔ（≡Δ１/Δ）を所定の範囲とすることにより、1260ｎｍ以下の遮断波長特性と、波長1310ｎｍで8.0μｍ以上のモードフィールド径特性と、波長1625ｎｍ、曲げ半径５ｍｍで0.5ｄＢ／巻以下の曲げ損失特性と、波長1300ｎｍ以上の長波長側で非ゼロとなる波長分散特性とを実現する。
以上説明したように、本発明によれば、屈折率が均一なクラッド部と、前記クラッド部の中心に配置され、前記クラッド部に対する比屈折率差がΔであり、半径がa1である第１コア部と、前記クラッド部内の前記第１コア部の外周に配置され、前記クラッド部と同等の屈折率を有し、前記第１コア部を含む半径がa2である第２コア部と、前記クラッド部内の前記第２コア部の外周に配置され、前記クラッド部に対する比屈折率差がΔ１であり、前記第１コア部および第２コア部を含む半径がａである第３コア部とを有する単一モード光ファイバにおいて、前記半径ａ、前記比屈折率差Δ、前記半径ａに対する前記半径a1の比率Ｒa1、前記半径ａに対する前記半径a2の比率Ｒa2、並びに前記比屈折率差Δに対する前記比屈折率差Δ１の比率ＲΔを所定の範囲に設定することにより、従来の単一モード光ファイバと同等の遮断波長特性および同等以上のモードフィールド径特性を有すると同時に、波長1625ｎｍ、曲げ半径５ｍｍにおいて0.5ｄＢ／巻以下、より好ましくは0.1ｄＢ／巻以下の曲げ損失特性を実現できるといった効果を奏する。
ここで、光配線内の１屈曲部における曲げ損失を１／４巻相当、光配線内で許容する全曲げ損失を１ｄＢと仮定した場合、波長1625ｎｍ、曲げ半径５ｍｍにおける曲げ損失を0.5ｄＢ／巻もしくは0.1ｄＢ／巻まで低減した本願の単一モード光ファイバは、同等条件における曲げ損失が１ｄＢ／巻である単一モード光ファイバに比べ、光配線内に収容可能な屈曲部の個数を、それぞれ２倍および１０倍にまで増大することを可能とする。
また、本願の単一モード光ファイバは、従来の単一モード光ファイバと同等の1260ｎｍ以下の遮断波長特性と、波長1310ｎｍで8.0μｍ以上のモードフィールド径特性とを有することとしたため、単一モード伝送帯域、並びに接続性の観点から、従来の単一モード光ファイバと良好な互換性を有するといった効果も奏する。
また、本願の単一モード光ファイバでは、波長1300ｎｍ以上の長波長側における波長分散を非ゼロの正の値とすることとしたため、当該波長域の任意の波長帯を用いたＷＤＭ伝送に対する適用性を有するといった効果も奏する。
更に単一モード光ファイバの非線形定数はモードフィールド径の２乗に反比例するため、本願の単一モード光ファイバにおいて、波長1310ｎｍにおけるモードフィールド径を10.0μｍ以上とすることにより、当該波長におけるモードフィールド径が8.0μｍである単一モード光ファイバに比べ、光非線形性を低減させ（この場合、非線形定数は３６％以上低減）、高入力光伝送に対する適用性を向上させることができるといった効果も奏する。
以下では図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の単一モード光ファイバの径方向における屈折率分布を示す概念図である。
本発明の単一モード光ファイバは、屈折率が均一なクラッド部１０と、前記クラッド部１０の中心に配置され、前記クラッド部１０に対する比屈折率差がΔであり、半径がa1である第１コア部２１と、前記クラッド部１０内の前記第１コア部２１の外周に配置され、前記クラッド部１０と同等の屈折率を有し、前記第１コア部２１を含む半径がa2である第２コア部２２と、前記クラッド部１０内の前記第２コア部２２の外周に配置され、前記クラッド部１０に対する比屈折率差がΔ１であり、前記第１コア部２１および第２コア部２２を含む半径がａである第３コア部２３とを有する。
ここで、前記比屈折率差ΔおよびΔ１は、前記第１コア部２１もしくは前記第３コア部２３の屈折率をｎ、前記クラッド部１０の屈折率をｎ0とすると、
ΔもしくはΔ１≡（ｎ2−ｎ0 2）／２ｎ2 …（１）
により定義される。
ΔもしくはΔ１≡（ｎ2−ｎ0 2）／２ｎ2 …（１）
により定義される。
また、以下では、前記半径ａに対する前記半径a1もしくはa2の比率をそれぞれＲa1およびＲa2として、
Ｒai≡ai／ａ …（２）
（但し、ｉ＝１または２）
と定義する。
Ｒai≡ai／ａ …（２）
（但し、ｉ＝１または２）
と定義する。
更に前記比屈折率差Δに対する前記比屈折率差Δ１の比率をＲΔとして、
ＲΔ≡Δ１／Δ …（３）
と定義する。
ＲΔ≡Δ１／Δ …（３）
と定義する。
＜実施例１＞
以下では本願の請求項１、２および３に係る単一モード光ファイバの実施例について図面を用いて説明する。なお、本実施例では多層分割近似法を用い、本発明の単一モード光ファイバの伝送特性を解析している。
以下では本願の請求項１、２および３に係る単一モード光ファイバの実施例について図面を用いて説明する。なお、本実施例では多層分割近似法を用い、本発明の単一モード光ファイバの伝送特性を解析している。
図２は図１に示した屈折率分布を有する単一モード光ファイバにおいて、1260ｎｍ以下の遮断波長（λｃ）特性と、波長（λ）1310ｎｍで8.0μｍ以上のモードフィールド径（ＭＦＤ）特性とを同時に実現するＲa1とＲa2の許容範囲を示す図である。図中の実線および破線は、波長1625ｎｍ、曲げ半径（ｒ）５ｍｍにおける曲げ損失（αｂ）が、それぞれ0.5ｄＢ／巻以下および0.1ｄＢ／巻以下となるＲa1とＲa2の許容範囲を示す。
図２よりＲa1を0.38〜0.44とし、Ｒa2を0.60〜0.74の範囲とすることにより、より詳細には、Ｒa1とＲa2を、
Ｒa2≧−５Ｒa1＋2.6 （0.38≦Ｒa1≦0.40）
Ｒa2≧３Ｒa1−0.6 （0.40≦Ｒa1≦0.42）
Ｒa2≧Ｒa1＋0.24 （0.42≦Ｒa1≦0.44）
Ｒa2≦−Ｒa1＋1.12 （0.38≦Ｒa1≦0.44） …（４）
（但し、0.38≦Ｒa1≦0.44）
を満たす範囲とすることにより、従来の単一モード光ファイバと同等の遮断波長特性とＭＦＤ特性とを有し、波長1625ｎｍ、曲げ半径５ｍｍにおける曲げ損失を0.5ｄＢ／巻以下に低減できることがわかる。
Ｒa2≧−５Ｒa1＋2.6 （0.38≦Ｒa1≦0.40）
Ｒa2≧３Ｒa1−0.6 （0.40≦Ｒa1≦0.42）
Ｒa2≧Ｒa1＋0.24 （0.42≦Ｒa1≦0.44）
Ｒa2≦−Ｒa1＋1.12 （0.38≦Ｒa1≦0.44） …（４）
（但し、0.38≦Ｒa1≦0.44）
を満たす範囲とすることにより、従来の単一モード光ファイバと同等の遮断波長特性とＭＦＤ特性とを有し、波長1625ｎｍ、曲げ半径５ｍｍにおける曲げ損失を0.5ｄＢ／巻以下に低減できることがわかる。
更に、Ｒa1を0.38〜0.44とし、Ｒa2を0.66〜0.74の範囲とすることにより、より詳細には、Ｒa1とＲa2を、
Ｒa2≧−３Ｒa1＋1.86 （0.38≦Ｒa1≦0.40）
Ｒa2≧0.66 （0.40≦Ｒa1≦0.42）
Ｒa2≧Ｒa1＋0.24 （0.42≦Ｒa1≦0.44）
Ｒa2≦−Ｒa1＋1.12 （0.38≦Ｒa1≦0.44） …（５）
（但し、0.38≦Ｒa1≦0.44）
を満たす範囲とすることにより、従来の単一モード光ファイバと同等の遮断波長特性とＭＦＤ特性とを有し、波長1625ｎｍ、曲げ半径５ｍｍにおける曲げ損失を0.1ｄＢ／巻以下のより好ましい特性にできることがわかる。
Ｒa2≧−３Ｒa1＋1.86 （0.38≦Ｒa1≦0.40）
Ｒa2≧0.66 （0.40≦Ｒa1≦0.42）
Ｒa2≧Ｒa1＋0.24 （0.42≦Ｒa1≦0.44）
Ｒa2≦−Ｒa1＋1.12 （0.38≦Ｒa1≦0.44） …（５）
（但し、0.38≦Ｒa1≦0.44）
を満たす範囲とすることにより、従来の単一モード光ファイバと同等の遮断波長特性とＭＦＤ特性とを有し、波長1625ｎｍ、曲げ半径５ｍｍにおける曲げ損失を0.1ｄＢ／巻以下のより好ましい特性にできることがわかる。
図３は図２に示したＲa1とＲa2の設定範囲に対応する、Ｒa1とＲΔの許容範囲を示す図である。図中の実線および破線は、波長1625ｎｍ、曲げ半径５ｍｍにおける曲げ損失が、それぞれ0.5ｄＢ／巻以下および0.1ｄＢ／巻以下となるＲa1とＲΔの許容範囲を示す。
図３よりＲa1を0.38〜0.44とし、ＲΔを−0.60〜−1.60の範囲とすることにより、より詳細には、Ｒa1とＲΔを、
ＲΔ≧−５Ｒa1＋0.4 （0.38≦Ｒa1≦0.40）
ＲΔ≧−1.6 （0.40≦Ｒa1≦0.44）
ＲΔ≦20Ｒa1−8.6 （0.38≦Ｒa1≦0.40）
ＲΔ≦−35Ｒa1＋13.4 （0.40≦Ｒa1≦0.42）
ＲΔ≦−15Ｒa1＋５ （0.42≦Ｒa1≦0.44） …（６）
（但し、0.38≦Ｒa1≦0.44）
を満たす範囲とすることにより、従来の単一モード光ファイバと同等の遮断波長特性とＭＦＤ特性とを有し、波長1625ｎｍ、曲げ半径５ｍｍにおける曲げ損失を0.5ｄＢ／巻以下に低減できることがわかる。
ＲΔ≧−５Ｒa1＋0.4 （0.38≦Ｒa1≦0.40）
ＲΔ≧−1.6 （0.40≦Ｒa1≦0.44）
ＲΔ≦20Ｒa1−8.6 （0.38≦Ｒa1≦0.40）
ＲΔ≦−35Ｒa1＋13.4 （0.40≦Ｒa1≦0.42）
ＲΔ≦−15Ｒa1＋５ （0.42≦Ｒa1≦0.44） …（６）
（但し、0.38≦Ｒa1≦0.44）
を満たす範囲とすることにより、従来の単一モード光ファイバと同等の遮断波長特性とＭＦＤ特性とを有し、波長1625ｎｍ、曲げ半径５ｍｍにおける曲げ損失を0.5ｄＢ／巻以下に低減できることがわかる。
更に、Ｒa1を0.38〜0.44とし、ＲΔを−1.15〜−1.60の範囲とすることにより、より詳細には、Ｒa1とＲΔを、
ＲΔ≧−7.5Ｒa1＋1.4 （0.38≦Ｒa1≦0.40）
ＲΔ≧−1.6 （0.40≦Ｒa1≦0.44）
ＲΔ≦7.5Ｒa1−4.15 （0.38≦Ｒa1≦0.40）
ＲΔ≦−7.5Ｒa1＋1.85 （0.40≦Ｒa1≦0.42）
ＲΔ≦−15Ｒa1＋５ （0.42≦Ｒa1≦0.44） …（７）
（但し、0.38≦Ｒa1≦0.44）
を満たす範囲とすることにより、従来の単一モード光ファイバと同等の遮断波長特性とＭＦＤ特性とを有し、波長1625ｎｍ、曲げ半径５ｍｍにおける曲げ損失を0.1ｄＢ／巻以下のより好ましい特性にできることがわかる。
ＲΔ≧−7.5Ｒa1＋1.4 （0.38≦Ｒa1≦0.40）
ＲΔ≧−1.6 （0.40≦Ｒa1≦0.44）
ＲΔ≦7.5Ｒa1−4.15 （0.38≦Ｒa1≦0.40）
ＲΔ≦−7.5Ｒa1＋1.85 （0.40≦Ｒa1≦0.42）
ＲΔ≦−15Ｒa1＋５ （0.42≦Ｒa1≦0.44） …（７）
（但し、0.38≦Ｒa1≦0.44）
を満たす範囲とすることにより、従来の単一モード光ファイバと同等の遮断波長特性とＭＦＤ特性とを有し、波長1625ｎｍ、曲げ半径５ｍｍにおける曲げ損失を0.1ｄＢ／巻以下のより好ましい特性にできることがわかる。
図４は図２に示したＲa1とＲa2の設定範囲、並びに図３に示したＲa1とＲΔの設定範囲に対応する、比屈折率差Δとコア半径ａの許容範囲を示す図である。図中の実線および破線は、波長1625ｎｍ、曲げ半径５ｍｍにおける曲げ損失が、それぞれ0.5ｄＢ／巻以下および0.1ｄＢ／巻以下となるΔとａの許容範囲を示す。
図４より比屈折率差Δを0.15〜0.40％とし、コア半径ａを9.7〜18.6μｍの範囲とすることにより、より詳細には、比屈折率差Δとコア半径ａを、
ａ[μm]≧43.6−260.9Δ−741.5Δ2−753.0Δ3 （0.15≦Δ[%]≦0.40）
ａ[μm]≦29.9−99.0Δ−172.5Δ2−107.1Δ3 （0.15≦Δ[%]≦0.40） …（８）
（但し、0.15≦Δ[%]≦0.40）
を満たす範囲とすることにより、従来の単一モード光ファイバと同等の遮断波長特性とＭＦＤ特性とを有し、波長1625ｎｍ、曲げ半径５ｍｍにおける曲げ損失を0.5ｄＢ／巻以下に低減できることがわかる。
ａ[μm]≧43.6−260.9Δ−741.5Δ2−753.0Δ3 （0.15≦Δ[%]≦0.40）
ａ[μm]≦29.9−99.0Δ−172.5Δ2−107.1Δ3 （0.15≦Δ[%]≦0.40） …（８）
（但し、0.15≦Δ[%]≦0.40）
を満たす範囲とすることにより、従来の単一モード光ファイバと同等の遮断波長特性とＭＦＤ特性とを有し、波長1625ｎｍ、曲げ半径５ｍｍにおける曲げ損失を0.5ｄＢ／巻以下に低減できることがわかる。
更に、比屈折率差Δを0.20〜0.40％とし、コア半径ａを9.7〜15.7μｍの範囲とすることにより、より詳細には、比屈折率差Δとコア半径ａを、
ａ[μm]≧29.9−110.1Δ−218.8Δ2−174.4Δ3 （0.20≦Δ[%]≦0.40）
ａ[μm]≦31.2−117.0Δ−228.7Δ2−160.7Δ3 （0.20≦Δ[%]≦0.40） …（９）
（但し、0.20≦Δ[%]≦0.40）
を満たす範囲とすることにより、従来の単一モード光ファイバと同等の遮断波長特性とＭＦＤ特性とを有し、波長1625ｎｍ、曲げ半径５ｍｍにおける曲げ損失を0.1ｄＢ／巻以下のより好ましい特性にできることがわかる。
ａ[μm]≧29.9−110.1Δ−218.8Δ2−174.4Δ3 （0.20≦Δ[%]≦0.40）
ａ[μm]≦31.2−117.0Δ−228.7Δ2−160.7Δ3 （0.20≦Δ[%]≦0.40） …（９）
（但し、0.20≦Δ[%]≦0.40）
を満たす範囲とすることにより、従来の単一モード光ファイバと同等の遮断波長特性とＭＦＤ特性とを有し、波長1625ｎｍ、曲げ半径５ｍｍにおける曲げ損失を0.1ｄＢ／巻以下のより好ましい特性にできることがわかる。
図５は図２に示したＲa1とＲa2の設定範囲、図３に示したＲa1とＲΔの設定範囲、並びに図４に示した比屈折率差Δとコア半径ａの設定範囲における、波長1310ｎｍでの波長分散値を示す図である。図５より図２〜図４に示した本願の単一モード光ファイバは、波長1310ｎｍで1.4ｐｓ／ｎｍ・ｋｍ以上の正の波長分散を有することがわかる。
図６は図２に示したＲa1とＲa2の設定範囲、図３に示したＲa1とＲΔの設定範囲、並びに図４に示した比屈折率差Δとコア半径ａの設定範囲を満たす、本願の単一モード光ファイバの波長分散特性例を示す図である。図中の実線、破線および一点鎖線は、（Ｒa1、Ｒa2、ＲΔ、比屈折率差Δ、コア半径ａ）が、それぞれ（0.40、0.66、−1.15、0.35％、11.4μｍ）、（0.40、0.72、−1.55、0.40％、10.5μｍ）および（0.40、0.68、−1.30、0.20％、15.9μｍ）である場合の波長分散特性を示す。
図６より波長分散は、波長1250〜1650ｎｍの範囲で単調に増加する特性を有することがわかる。また、波長1310ｎｍ帯における波長分散スロープは0.10ｐｓ／ｎｍ2・ｋｍ未満であることがわかる。従って、図５および図６より、本願の単一モード光ファイバは波長1300ｎｍより短いゼロ分散波長を有し、1300ｎｍを含むこれより長波長側で非ゼロの正の波長分散特性を有することがわかる。
以上により、図１に示した屈折率分布を有する単一モード光ファイバにおいて、Ｒa1、Ｒa2、ＲΔ、比屈折率差Δおよびコア半径ａを、図２〜図４に示した所定の範囲に設定することにより、従来の単一モード光ファイバと同等の遮断波長特性およびモードフィールド径特性を有すると同時に、波長1625ｎｍ、曲げ半径５ｍｍにおいて0.5ｄＢ／巻以下、より好ましくは0.1ｄＢ／巻以下となる曲げ損失特性と、波長1300ｎｍ以上の長波長側で非ゼロとなる正の波長分散特性とを具備した本願の単一モード光ファイバを実現することができる。
＜実施例２＞
以下では本願の請求項１、４および５に係る単一モード光ファイバの実施例について図面を用いて説明する。なお、本実施例では多層分割近似法を用い、本発明の単一モード光ファイバの伝送特性を解析している。
以下では本願の請求項１、４および５に係る単一モード光ファイバの実施例について図面を用いて説明する。なお、本実施例では多層分割近似法を用い、本発明の単一モード光ファイバの伝送特性を解析している。
図７は図１に示した屈折率分布を有する単一モード光ファイバにおいて、1260ｎｍ以下の遮断波長（λｃ）特性と、波長（λ）1310ｎｍで10.0μｍ以上のモードフィールド径（ＭＦＤ）特性とを同時に実現するＲa1とＲa2の許容範囲を示す図である。図中の実線および破線は、波長1625ｎｍ、曲げ半径（ｒ）５ｍｍにおける曲げ損失（αｂ）が、それぞれ0.5ｄＢ／巻以下および0.1ｄＢ／巻以下となるＲa1とＲa2の許容範囲を示す。
図７よりＲa1を0.38〜0.42とし、Ｒa2を0.64〜0.74の範囲とすることにより、より詳細には、Ｒa1とＲa2を、
Ｒa2≧−５Ｒa1＋2.64 （0.38≦Ｒa1≦0.40）
Ｒa2≧Ｒa1＋0.24 （0.40≦Ｒa1≦0.42）
Ｒa2≦−２Ｒa1＋1.5 （0.38≦Ｒa1≦0.40）
Ｒa2≦−Ｒa1＋1.1 （0.40≦Ｒa1≦0.42） …（１０）
（但し、0.38≦Ｒa1≦0.42）
を満たす範囲とすることにより、従来の単一モード光ファイバと同等の遮断波長特性と、従来の単一モード光ファイバと同等以上のＭＦＤ特性とを有し、波長1625ｎｍ、曲げ半径５ｍｍにおける曲げ損失を0.5ｄＢ／巻以下に低減できることがわかる。
Ｒa2≧−５Ｒa1＋2.64 （0.38≦Ｒa1≦0.40）
Ｒa2≧Ｒa1＋0.24 （0.40≦Ｒa1≦0.42）
Ｒa2≦−２Ｒa1＋1.5 （0.38≦Ｒa1≦0.40）
Ｒa2≦−Ｒa1＋1.1 （0.40≦Ｒa1≦0.42） …（１０）
（但し、0.38≦Ｒa1≦0.42）
を満たす範囲とすることにより、従来の単一モード光ファイバと同等の遮断波長特性と、従来の単一モード光ファイバと同等以上のＭＦＤ特性とを有し、波長1625ｎｍ、曲げ半径５ｍｍにおける曲げ損失を0.5ｄＢ／巻以下に低減できることがわかる。
更に、Ｒa1を0.40〜0.42とし、Ｒa2を0.66〜0.70の範囲とすることにより、より詳細には、Ｒa1とＲa2を、
Ｒa2≧0.66 （0.40≦Ｒa1≦0.42）
Ｒa2≦−Ｒa1＋1.1 （0.40≦Ｒa1≦0.42） …（１１）
（但し、0.40≦Ｒa1≦0.42）
を満たす範囲とすることにより、従来の単一モード光ファイバと同等の遮断波長特性と、従来の単一モード光ファイバと同等以上のＭＦＤ特性とを有し、波長1625ｎｍ、曲げ半径５ｍｍにおける曲げ損失を0.1ｄＢ／巻以下のより好ましい特性にできることがわかる。
Ｒa2≧0.66 （0.40≦Ｒa1≦0.42）
Ｒa2≦−Ｒa1＋1.1 （0.40≦Ｒa1≦0.42） …（１１）
（但し、0.40≦Ｒa1≦0.42）
を満たす範囲とすることにより、従来の単一モード光ファイバと同等の遮断波長特性と、従来の単一モード光ファイバと同等以上のＭＦＤ特性とを有し、波長1625ｎｍ、曲げ半径５ｍｍにおける曲げ損失を0.1ｄＢ／巻以下のより好ましい特性にできることがわかる。
図８は図７に示したＲa1とＲa2の設定範囲に対応する、Ｒa1とＲΔの許容範囲を示す図である。図中の実線および破線は、波長1625ｎｍ、曲げ半径５ｍｍにおける曲げ損失が、それぞれ0.5ｄＢ／巻以下および0.1ｄＢ／巻以下となるＲa1とＲΔの許容範囲を示す。
図８よりＲa1を0.38〜0.42とし、ＲΔを−1.10〜−1.60の範囲とすることにより、より詳細には、Ｒa1とＲΔを、
ＲΔ≧−1.5 （0.38≦Ｒa1≦0.40）
ＲΔ≧−５Ｒa1＋0.5 （0.40≦Ｒa1≦0.42）
ＲΔ≦17.5Ｒa1−8.1 （0.38≦Ｒa1≦0.40）
ＲΔ≦−12.5Ｒa1＋3.9 （0.40≦Ｒa1≦0.42） …（１２）
（但し、0.38≦Ｒa1≦0.42）
を満たす範囲とすることにより、従来の単一モード光ファイバと同等の遮断波長特性と、従来の単一モード光ファイバと同等以上のＭＦＤ特性とを有し、波長1625ｎｍ、曲げ半径５ｍｍにおける曲げ損失を0.5ｄＢ／巻以下に低減できることがわかる。
ＲΔ≧−1.5 （0.38≦Ｒa1≦0.40）
ＲΔ≧−５Ｒa1＋0.5 （0.40≦Ｒa1≦0.42）
ＲΔ≦17.5Ｒa1−8.1 （0.38≦Ｒa1≦0.40）
ＲΔ≦−12.5Ｒa1＋3.9 （0.40≦Ｒa1≦0.42） …（１２）
（但し、0.38≦Ｒa1≦0.42）
を満たす範囲とすることにより、従来の単一モード光ファイバと同等の遮断波長特性と、従来の単一モード光ファイバと同等以上のＭＦＤ特性とを有し、波長1625ｎｍ、曲げ半径５ｍｍにおける曲げ損失を0.5ｄＢ／巻以下に低減できることがわかる。
更に、Ｒa1を0.40〜0.42とし、ＲΔを−1.15〜−1.55の範囲とすることにより、より詳細には、Ｒa1とＲΔを、
ＲΔ≧−５Ｒa1＋0.55 （0.40≦Ｒa1≦0.42）
ＲΔ≦−12.5Ｒa1＋3.85 （0.40≦Ｒa1≦0.42） …（１３）
（但し、0.40≦Ｒa1≦0.42）
を満たす範囲とすることにより、従来の単一モード光ファイバと同等の遮断波長特性と、従来の単一モード光ファイバと同等以上のＭＦＤ特性とを有し、波長1625ｎｍ、曲げ半径５ｍｍにおける曲げ損失を0.1ｄＢ／巻以下のより好ましい特性にできることがわかる。
ＲΔ≧−５Ｒa1＋0.55 （0.40≦Ｒa1≦0.42）
ＲΔ≦−12.5Ｒa1＋3.85 （0.40≦Ｒa1≦0.42） …（１３）
（但し、0.40≦Ｒa1≦0.42）
を満たす範囲とすることにより、従来の単一モード光ファイバと同等の遮断波長特性と、従来の単一モード光ファイバと同等以上のＭＦＤ特性とを有し、波長1625ｎｍ、曲げ半径５ｍｍにおける曲げ損失を0.1ｄＢ／巻以下のより好ましい特性にできることがわかる。
図９は図７に示したＲa1とＲa2の設定範囲、並びに図８に示したＲa1とＲΔの設定範囲に対応する、比屈折率差Δとコア半径ａの許容範囲を示す図である。図中の実線および破線は、波長1625ｎｍ、曲げ半径５ｍｍにおける曲げ損失が、それぞれ0.5ｄＢ／巻以下および0.1ｄＢ／巻以下となるΔとａの許容範囲を示す。
図９より比屈折率差Δを0.15〜0.25％とし、コア半径ａを12.9〜18.6μｍの範囲とすることにより、より詳細には、比屈折率差Δとコア半径ａを、
ａ[μm]≧29.4−72Δ （0.15≦Δ[%]≦0.20）
ａ[μm]≧23.4−42Δ （0.20≦Δ[%]≦0.25）
ａ[μm]≦25.5−46Δ （0.15≦Δ[%]≦0.20）
ａ[μm]≦24.7−42Δ （0.20≦Δ[%]≦0.25） …（１４）
（但し、0.15≦Δ[%]≦0.25）
を満たす範囲とすることにより、従来の単一モード光ファイバと同等の遮断波長特性と、従来の単一モード光ファイバと同等以上のＭＦＤ特性とを有し、波長1625ｎｍ、曲げ半径５ｍｍにおける曲げ損失を0.5ｄＢ／巻以下に低減できることがわかる。
ａ[μm]≧29.4−72Δ （0.15≦Δ[%]≦0.20）
ａ[μm]≧23.4−42Δ （0.20≦Δ[%]≦0.25）
ａ[μm]≦25.5−46Δ （0.15≦Δ[%]≦0.20）
ａ[μm]≦24.7−42Δ （0.20≦Δ[%]≦0.25） …（１４）
（但し、0.15≦Δ[%]≦0.25）
を満たす範囲とすることにより、従来の単一モード光ファイバと同等の遮断波長特性と、従来の単一モード光ファイバと同等以上のＭＦＤ特性とを有し、波長1625ｎｍ、曲げ半径５ｍｍにおける曲げ損失を0.5ｄＢ／巻以下に低減できることがわかる。
更に、比屈折率差Δを0.20〜0.25%とし、コア半径ａを13.3〜15.7μｍの範囲とすることにより、より詳細には、比屈折率差Δとコア半径ａを、
ａ[μm]≧22.8−38Δ （0.20≦Δ[%]≦0.25）
ａ[μm]≦23.3−38Δ （0.20≦Δ[%]≦0.25） …（１５）
（但し、0.20≦Δ[%]≦0.25）
を満たす範囲とすることにより、従来の単一モード光ファイバと同等の遮断波長特性と、従来の単一モード光ファイバと同等以上のＭＦＤ特性とを有し、波長1625ｎｍ、曲げ半径５ｍｍにおける曲げ損失を0.1ｄＢ／巻以下のより好ましい特性にできることがわかる。
ａ[μm]≧22.8−38Δ （0.20≦Δ[%]≦0.25）
ａ[μm]≦23.3−38Δ （0.20≦Δ[%]≦0.25） …（１５）
（但し、0.20≦Δ[%]≦0.25）
を満たす範囲とすることにより、従来の単一モード光ファイバと同等の遮断波長特性と、従来の単一モード光ファイバと同等以上のＭＦＤ特性とを有し、波長1625ｎｍ、曲げ半径５ｍｍにおける曲げ損失を0.1ｄＢ／巻以下のより好ましい特性にできることがわかる。
また、第１の実施例の図５および図６に示したように、図７〜図８に示したＲa1、Ｒa2、ＲΔ、比屈折率差Δ、コア半径ａの設定範囲を満たす本願の単一モード光ファイバは、波長1300ｎｍから長波長側で非ゼロである正の波長分散を有することがわかる。
以上により、図１に示した屈折率分布を有する単一モード光ファイバにおいて、Ｒa1、Ｒa2、ＲΔ、比屈折率差Δおよびコア半径ａを、図７〜図９に示した所定の範囲に設定することにより、従来の単一モード光ファイバと同等の遮断波長特性と、従来の単一モード光ファイバと同等以上のモードフィールド径特性とを有すると同時に、波長1625ｎｍ、曲げ半径５ｍｍにおいて0.5ｄＢ／巻以下、より好ましくは0.1ｄＢ／巻以下となる曲げ損失特性と、波長1300ｎｍ以上の長波長側で非ゼロとなる正の波長分散特性とを具備した本願の単一モード光ファイバを実現することができる。
１０：クラッド部、２１：第１コア部、２２：第２コア部、２３：第３コア部。
Claims (1)
- 屈折率が均一なクラッド部と、
前記クラッド部の中心に配置され、前記クラッド部に対する比屈折率差がΔであり、半径がa1である第１コア部と、
前記クラッド部内の前記第１コア部の外周に配置され、前記クラッド部と同等の屈折率を有し、前記第１コア部を含む半径がa2である第２コア部と、
前記クラッド部内の前記第２コア部の外周に配置され、前記クラッド部に対する比屈折率差がΔ１であり、前記第１コア部および第２コア部を含む半径がａである第３コア部とを有し、
前記第３コア部までの半径ａを9.7μｍ〜18.6μｍ、
前記第１コア部の比屈折率差Δを0.15％〜0.40％、
前記半径ａに対する前記半径a1の比率Ｒa1（≡a1/a）を0.38〜0.44、
前記半径ａに対する前記半径a2の比率Ｒa2（≡a2/a）を0.60〜0.74、
前記比屈折率差Δに対する前記比屈折率差Δ１の比率ＲΔ（≡Δ１/Δ）を−0.60〜−1.60の各範囲とした単一モード光ファイバにおいて、
前記Ｒa1の範囲を0.38≦Ｒa1≦0.44とし、前記Δの範囲を0.15≦Δ[%]≦0.40とし、
前記Ｒa1と前記Ｒa2が、
Ｒa2≧−５Ｒa1＋2.6 （0.38≦Ｒa1≦0.40）
Ｒa2≧３Ｒa1−0.6 （0.40≦Ｒa1≦0.42）
Ｒa2≧Ｒa1＋0.24 （0.42≦Ｒa1≦0.44）
Ｒa2≦−Ｒa1＋1.12 （0.38≦Ｒa1≦0.44）
（但し、0.38≦Ｒa1≦0.44）
を満たし、
前記Ｒa1と前記ＲΔが、
ＲΔ≧−５Ｒa1＋0.4 （0.38≦Ｒa1≦0.40）
ＲΔ≧−1.6 （0.40≦Ｒa1≦0.44）
ＲΔ≦20Ｒa1−8.6 （0.38≦Ｒa1≦0.40）
ＲΔ≦−35Ｒa1＋13.4 （0.40≦Ｒa1≦0.42）
ＲΔ≦−15Ｒa1＋５ （0.42≦Ｒa1≦0.44）
（但し、0.38≦Ｒa1≦0.44）
を満たし、
前記ａ［μｍ］と前記Δ［％］が、
ａ[μm]≧43.6−260.9Δ−741.5Δ 2 −753.0Δ 3 （0.15≦Δ[%]≦0.40）
ａ[μm]≦29.9−99.0Δ−172.5Δ 2 −107.1Δ 3 （0.15≦Δ[%]≦0.40）
（但し、0.15≦Δ[%]≦0.40）
を満たす範囲とした
ことを特徴とする単一モード光ファイバ。
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