JP5478116B2 - 光ファイバ - Google Patents
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Description
一方、インターネットの急速な普及により、個々のパーソナルコンピュータが送受信する情報量も飛躍的に増大している。ここで、広く用いられてきた技術は、同軸ケーブルやアンシールド・ツイスト・ペア(UTP)ケーブルなどの銅線電気ケーブルである。しかしながら、電気ケーブルは帯域が狭く、また電磁波ノイズの影響を受けやすいため、膨大な情報量を伝送するのは困難である。
したがって、電話局間の長距離通信だけでなく、電話局と各ユーザーとの間の通信にも光ファイバを使い、伝送容量を増大させる技術として、FTTHが普及しつつある。FTTHでは、光ファイバの広帯域特性を利用して、ユーザーグループの近傍までは1本の光ファイバを複数のユーザーで共用することとし、そこから先は、光信号をユーザー毎に分岐して光ファイバの引き込み線を各ユーザーに分配する方式が採られている。
この対応策の一つは、カットオフ波長を大きくすることである。同じMFDならば、曲げ損失は、カットオフ波長が増大するほど指数関数的に減少する。仮にITU-T G.650で定義されるファイバ・カットオフ波長が1350nmであったとしても、ケーブル・カットオフ波長は、一般的に約100nm短い約1250nmとなるため、実用上は1300nm帯での使用なら問題はない。同時にMFDをG652の下限近く約8〜9μmに設計することによって、曲げ損失は改善される。
また、長距離伝送路からFTTH、LAN用途まで、共通仕様の光ファイバでカバーするために、特許文献3は、コアの屈折率分布を略α形状に設計して、850nm帯におけるモード遅延を低減し、850nm帯での使用を保証している。しかしながら、直径20mm程度の小さい曲げ直径での曲げ損失については言及がない。
また、ファイバ・カットオフ波長は1430nm以下、ケーブル・カットオフ波長は1300nm以下である。ファイバ・カットオフ波長とケーブル・カットオフ波長との差が120nm以上あり、長さ1kmの光ファイバ中を伝搬した信号は実質的にシングルモードである。また、長さ1kmの光ファイバで測定した波長1310nmにおける伝送帯域測定値は2GHz・km以上である。零分散波長は1290nm以上1345nm以下である。
さらに、波長1310nmにおいて、LP01モードの信号とLP11モードの信号とが同時に伝搬する場合の、両者の伝搬時間の差は光ファイバ1m当たり20ピコ秒以下であり、波長1310nmにおいてLP01モードの信号とLP02モードの信号とが同時に伝搬する場合の、両者の伝搬時間の差は光ファイバ1m当たり20ピコ秒以下である。波長1383nmにおける伝送損失は0.4dB/km以下である。
なお、前記半径bはMFDの1.8倍以上とされる。
図1に本実施例による光ファイバの屈折率分布を示す。
先ず、図に示す第1のコアをVAD法で作製し、所望の径に延伸してコア芯材とし、これに外付けして第2のコアを付加した。この上にフッ素を添加してシリカレベルより屈折率の低い第3のコアを形成し、さらに、この上にクラッドを付加して光ファイバ母材を作製した。該母材を線引きしてクラッド径125μmの光ファイバとし、ウレタンアクリレートで被覆して径250μmの光ファイバ素線を得た。
この光ファイバは、第1コアの半径a=3.8μm、第2コアの半径b=18μm、屈折率の低い第3コアの半径c=27μmであり、第1コアの比屈折率差の最大値△1は0.39%、第2コアの比屈折率差の最大値△2は0.01%、及び第3コアの比屈折率差の最小値△3は−0.75%であった。
次に、伝送損失を測定し、その結果を図3に示した。波長1383nmにおける伝送損失は0.42dB/kmであり、第2のコア層(半径b)をMFDの約1.9倍の18μmとしたことにより、第3のコア層(半径c)付近に含有されるOH基による損失が低減されていることが分かる。
実施例1で作製した光ファイバ母材の表面を削り、これを線引きしてクラッド径125μmの光ファイバを作製した。さらに、ウレタンアクリレートで被覆して径250μmの光ファイバ素線とした。
作製した光ファイバの各コアの比屈折率差△1、△2、△3は、実施例1と同一であったが、各コアの半径は1.15倍となっていた。すなわち、第1のコアの半径a=4.4μm、第2コアの半径b=21μm、及び第3コアの半径c=31μmであった。
図4に、ファイバ長とカットオフ波長との関係を示した。図から、ファイバ・カットオフ波長は1625nm、ケーブル・カットオフ波長は1430nmであり、ファイバ・カットオフ波長とケーブル・カットオフ波長との差は195nmであった。
なお、クラッド厚をさらに精密に調整して実施例1と実施例2との中間にすることによって、零分散波長を、例えば、1310nmに設計することも可能である。
第1のコアならびに第2のコアの一体化した多孔質ガラス母材をVAD法で作製し、これを透明ガラス化し、さらに所望の径に延伸してコア芯材とした。この上に多孔質ガラスを外付けしてフッ素を添加し、シリカレベルより屈折率の低い第3のコアを形成し、さらに、この上にクラッドを付加して光ファイバ母材を作製した。図6は、該母材の屈折率分布を市販のプリフォームアナライザで計測した結果である。
該母材を線引きしてクラッド径125μmの光ファイバとし、ウレタンアクリレートで被覆して径250μmの光ファイバ素線を得た。このようにして得られた光ファイバは、母材と相似形を保ちつつ縮径されるので、その屈折率分布は、半径方向の寸法を除いて母材と同一となる。
第1のコアならびに第2のコアの一体化した多孔質ガラス母材をVAD法で作製し、これを透明ガラス化し、さらに所望の径に延伸してコア芯材とした。この上に多孔質ガラスを外付けしてフッ素を添加し、シリカレベルより屈折率の低い第3のコアを形成し、さらに、この上にクラッドを付加して光ファイバ母材を作製した。図7は、該母材の屈折率分布を市販のプリフォームアナライザで計測した結果である。
該母材を線引きしてクラッド径125μmの光ファイバとし、ウレタンアクリレートで被覆して径250μmの光ファイバ素線を得た。このようにして得られた光ファイバは、母材と相似形を保ちつつ縮径されるので、その屈折率分布は、半径方向の寸法を除いて母材と同一となる。
Claims (1)
- 中心部に第1コア、該第1コアに隣接してその外周を覆う第2コア、該第2コアに隣接してその外周を覆う第3コア、及び該第3コアに隣接してその外周をクラッドが覆う光ファイバであって、クラッドの屈折率を基準にしたときの、該第1コアの比屈折率差を△1とし、該第2コアの比屈折率差を△2とし、該第3コアの比屈折率差を△3とし、かつ第1コアの中心を基準として、第1コアと第2コアとの境界の半径をaとし、第2コアと第3コアとの境界の半径をbとし、第3コアとクラッドとの境界の半径をcとするとき、0.28%≦△1≦0.4%、−0.05%≦△2≦0.05%、−1.0%≦△3≦−0.5%、さらに3.8μm≦a≦4.5μm、12μm≦b≦21μm、1.5μm≦c−b≦10μmを満たし、直径20mmのマンドレルに光ファイバを巻きつけたときの波長1625nmにおける損失増加が0.1dB/turn以下であり、前記第1コアがα型形状を有することを特徴とする光ファイバ。
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