JP5748775B2 - 大有効面積無Geコアファイバ - Google Patents
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Description
(i)波長1550nmにおいて約90μm2から約160μm2の有効面積を有し、α値が12≦α≦200である、無Geコアであって、
(a)中心線から半径r0まで径方向に外向きに拡がり、純シリカに対して測定される、%単位の相対屈折率%プロファイルΔ0(r)を有する中心コア領域であり、最大相対屈折率%,Δ0最大を有する中心コア領域と、
(b)中心コア領域を囲んで中心コア領域に直接に接し、外半径r1まで拡がり、4.8μm≦r1≦10μmであって、純シリカに対して測定される、%単位の相対屈折率%プロファイル,Δ1(r)及び最小相対屈折率,Δ1最小を有しており、半径r=2.5μmにおいて測定される相対屈折率が、
−0.15≦Δ1(r=2.5μm)≦0及びΔ0最大≧Δ1(r=2.5μm),
である、第1の環状コア領域と、
(c)第1の環状コア領域を囲んで第1の環状コア領域に直接に接し、半径13μm≦r2≦30μmまで拡がり、純シリカに対して測定される、%単位の負の相対屈折率%プロファイル,Δ2(r)を有しており、最小相対屈折率%,Δ2最小が、
Δ2最小<Δ1(r=2.5μm)及び−0.7%≦Δ2最小≦−0.28%,
である、フッ素がドープされた第2の環状コア領域と、
を有する無Geコア、及び
(ii)コアを囲み、純シリカに対して測定される、%単位の、相対屈折率%プロファイル,Δ3(r)を有する、クラッド層、
を有する光ファイバであり、
光ファイバの相対屈折率プロファイルは波長1550nmにおいて0.175dB/kmより小さい減衰を与えるように選ばれる。
ここで、それぞれの例が添付図面に示される、本発明の現在の実施形態を詳細に参照する。可能であれば必ず図面を通して同じ参照数字が同じかまたは同様の要素を指して用いられる。本発明の光ファイバの一実施形態が図1Aに示され、全体として参照数字10で示される。導波路ファイバ10は、波長1550nmにおける有効面積が約90μm2以上(例えば、波長1550nmにおいて、90μm2〜160μm2または100μm2〜160μm2または120μm2〜140μm2)であり、α値が12≦α≦200(例えば12≦α≦100または12≦α≦25)のコア12,及びコアを囲むクラッド層20を有する。本明細書に説明されるファイバ実施形態例におけるα値の代表的範囲は14から20,例えば15≦α≦17である。しかし、より大きい(例えば>25の)α値をプラズマ化学気相成長法(PCVD)によって達成することができる。このファイバの屈折率プロファイル(相対屈折率Δ対半径)が図1Bに簡略に示される。
(a) −0.15≦Δ1(r=2.5μm)≦0,及び
(b) Δ0最大≧Δ1(r=2.5μm),
である。いくつかの実施形態において、Δ1最大=Δ1(r=2.5μm)である。
(a) Δ2最小<Δ1(r=2.5μm),及び/または
(b) −0.7%≦Δ2最小≦−0.27%,
である最小相対屈折率%,Δ2最小を有する。Δ2(r)は、Δ2最大<Δ1(r=2.5μm)及びΔ2最大≧Δ2最小である、最大相対屈折率%,Δ2最大も有する。いくつかの実施形態において、−0.5%<Δ2最小<−0.27%である。例えば、Δ2最小は、−0.29%,−0.3%,−0.35%,−0.38%,−0.4%,−0.47%または−0.5%とすることができ、あるいはこれらの間のいかなる数値もとることができる。別の実施形態において、−0.4%<Δ2最小<−0.27%である。
Δ(r)=[Δ1(r=2.5μm)+Δ2最小]/2,
になる半径である。同様に、環状コア領域18の外半径r2は、最初に到達する、Δ2最小とΔ3=Δ3最大の間の中間値に対応する半径と定義される。すなわち、r2は、
Δ(r)=[Δ2最小+Δ3最大]/2,
になる半径である。第2の環状コア領域18が比較的平坦な屈折率プロファイルをもたない、すなわちΔ2最大−Δ2最小≧0.03%であり、Δ2がクラッド層の近くになってΔ2最小に到達するような場合、半径r1は、第2の環状領域が最初に到達する、Δ1(r=2.5μm)とΔ2最大の間の中間値に対応する半径と定義される。すなわち、r1は、
Δ(r)=[Δ1(r=2.5μm)+Δ2最大]/2,
になる半径である。半径r2は、ここでも、第2の環状領域が最初に到達する、Δ2最小とΔ3最大の間の中間値に対応する半径と定義される。すなわち、r2は、
Δ(r)=[Δ2最小+Δ3最大]/2,
になる半径である。
説明のための一組のファイバ実施形態の実施例1〜15の特性を表1〜2に挙げてある。図2〜16はそれぞれ、実施例1〜15に対応する屈折率を示す。実施例1〜15のこれらの光ファイバ実施形態においては、−0.5%≦Δ0≦0%及びΔ0最大≦0%,−0.065%≦Δ1(r=2.5μm)≦0%,−0.065%≦Δ1最大≦0.0%,−0.5%≦Δ2最小≦−0.27%,−0.4%≦Δ3≦−0.2%であり、r2/r1は2.17≦r2/r1≦5.7であって、r2<30である。しかし、他の実施形態においては、アップドーパントまたはダウンドーパントが中央コア領域14に存在するか否かに依存して、(シリカに対し)r0を0%より若干大きくまたは小さくできることに注意されたい。光ファイバ10のいくつかの実施形態は12と25の間のα値を有するが、実施例1〜9の光ファイバ実施形態は13〜15の範囲にあるα値を有する。実施例10〜15の光ファイバ実施形態は約20のα値を有する。
本発明の光ファイバ10の2つの実施形態(ファイバ実施例16及び17)のモデル化した屈折率プロファイルが図17に示される。光ファイバは、波長1550nmにおいて約110μm2の有効面積を有するコア12及びコアを囲むクラッド層20を有する。コア12は、中心線から径方向に外側に半径0≦r0≦2μmまで拡がる純シリカ中央コア領域14及び外半径r1まで拡がる第1の環状コア領域16を有し、r1は約5μmである。第2の環状コア領域18が第1の環状コア領域16を囲み、第1の環状コア領域に対してダウンドープされている。第2の環状コア領域は外半径r2まで拡がり、r2は、
ファイバ実施例16において約17μm、ファイバ実施例17において約25μmである。下の表3Aにファイバ実施例16及び17の光学パラメータを挙げてある。
表6Aに別の2つの実施例24及び25の測定した特性が挙げられ、図20にファイバ実施例24の測定した屈折率プロファイルが示される。表6Bに、本発明にしたがって作製された、500kmより長い、光ファイバの測定した属性の平均値、最大値及び最小値をまとめてある。表6A及び6Bに対応する光ファイバ実施形態は、アルカリ元素がドープされた第1のコア12及びフッ素がドープされた第2の環状コア領域18を有する。これらのファイバは、100μm2より大きく、好ましくは110μm2より大きく、さらに好ましくは115μm2より大きく、さらに一層好ましくは120μm2より大きい、有効面積,A有効を有する。これらのファイバ実施形態のケーブルカットオフは、1520nmより短く、さらに好ましくは1500nmより短く、さらに一層好ましくは1450nmより短い。これらのファイバ実施形態の代表的な減衰(例えば表6A及び6Bを見よ)は、0.17dB/kmより小さく、さらに好ましくは0.16dB/kmより小さく、さらに一層好ましくは0.155dB/kmより小さい。
12 コア
14 中心コア領域
16 第1の環状コア領域
18 第2の環状コア領域
20 クラッド層
Claims (10)
- 光導波路ファイバにおいて、前記光ファイバが、
(i)α値が12≦α≦200である、無Geコアであって、
(a)中心線から径方向に外向きに半径r0まで拡がり、純シリカに対して測定される、%単位の相対屈折率%プロファイル,Δ0(r)を有し、−0.1%<Δ0(r)<0.1%である中心コア領域であり、最大相対屈折率%,Δ0最大を有する中心コア領域と、
(b)前記中心コア領域を囲んで前記中心コア領域に直接に接し、外半径r1まで拡がり、4.8μm<r1<10μmであって、純シリカに対して測定される、%単位の相対屈折率%プロファイル,Δ1(r)及び最小相対屈折率,Δ1最小を有しており、半径r=2.5μmにおいて測定される相対屈折率が、
−0.15<Δ1(r=2.5μm)<0及びΔ0最大≧Δ1(r=2.5μm),
である、第1の環状コア領域と、
(c)前記第1の環状コア領域を囲んで前記第1の環状コア領域に直接に接し、半径13μm<r2<30μmまで拡がり、純シリカに対して測定される、%単位の負の相対屈折率%プロファイル,Δ2(r)を有しており、最小相対屈折率%,Δ2最小が、
Δ2最小<Δ1(r=2.5μm)及び−0.5%<Δ2最小<−0.27%,
である、フッ素がドープされた第2の環状コア領域と、
を有する無Geコア、及び
(ii)前記コアを囲み、純シリカに対して測定される、%単位の相対屈折率%プロファイル,Δ 3 (r)を有し、Δ 3 (r)=Δ2最小±0.3%である、クラッド層、
を有し、
前記光ファイバの相対屈折率プロファイルは波長1550nmにおいて0.175dB/kmをこえない減衰を与えるように選ばれ、
前記光ファイバが、
(a)1.0MPaより小さいヤング率を有する一次被覆、及び
(b)1200MPaより大きいヤング率を有する二次被覆、
をさらに有し、
前記光ファイバが、波長1550nmにおいて115μm2より大きく160μm 2 以下の有効面積を有する、
ことを特徴とする光導波路ファイバ。 - (i)前記中心コア領域の少なくとも一部が純シリカで作製される、または
(ii)前記フッ素がドープされた第2の環状コア領域が0.07重量%から1.6重量%のフッ素を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の光導波路ファイバ。 - (i)−0.5%<Δ2最小<−0.25%,及び/または
(ii)−0.1%<Δ1(r=2.5μm)<0%,
であることを特徴とする請求項1に記載の光導波路ファイバ。 - 前記光ファイバが、20mm径マンドレル上20ターンに対して、10dB/m未満の1550nmにおけるマクロベンド損失を有することを特徴とする請求項1に記載の光導波路ファイバ。
- (i)前記フッ素がドープされた第2の環状コア領域が0.01重量%から1.6重量%のフッ素を有する、及び/または
(ii)前記光ファイバが、前記コアに500ppmより多くの塩素を有し、前記クラッド層に10000ppmより多くの塩素を有する、
ことを特徴とする請求項1に記載の光導波路ファイバ。 - 前記コアが、
中心線から径方向に外側に半径0<r0<2μmまで拡がる前記中心コア領域、
を有し、
前記光ファイバの前記相対屈折率プロファイルが、波長1550nmにおいて0.15dB/kmと0.175dB/kmの間の減衰を与えるように選ばれ、
Δ0=0,−0.07%<Δ1(r=2.5μm)<0%,r2/r1が2.17<r2/r1<5.7であり、
前記光導波路ファイバが、18ps/nm/km<D<25ps/nm/kmの波長1550nmにおける分散,D、1245nm<λ0<1290nmのλ0及び、20mm径マンドレル上20ターンに対して、10dB/m未満の1550nmにおけるマクロベンド損失を有する、
ことを特徴とする請求項1に記載の光導波路ファイバ。 - 前記コアの少なくとも一部がアルカリ元素を含むことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の光導波路ファイバ。
- 前記アルカリ元素がNa,KまたはRbを含むことを特徴とする請求項7に記載の光導波路ファイバ。
- 前記光ファイバが、
(i)18<D<25ps/nm/kmの波長1550nmにおける分散,D、及び
(ii)1245nm<λ0<1290nmの、ゼロ分散波長,λ0、
の内の少なくとも1つを有することを特徴とする請求項1または7に記載の光導波路ファイバ。 - 波長1550nmにおける減衰が、0.172dB/kmよりも小さいことを特徴とする請求項1から9いずれか1項に記載の光導波路ファイバ。
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