JP6071030B2

JP6071030B2 - Ｇｅ不含有コアを有する大実効断面積ファイバ

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Publication number: JP6071030B2
Application number: JP2011548333A
Authority: JP
Inventors: ケイミシュラ，スニグドハラジ
Original assignee: Corning Inc
Current assignee: Corning Inc
Priority date: 2009-01-30
Filing date: 2010-01-29
Publication date: 2017-02-01
Anticipated expiration: 2030-01-29
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Description

本発明は、広く光ファイバに関し、特に、純粋なコアおよび低減衰を有する大実効断面積光ファイバに関する。

長距離の高出力伝送を提供する遠距離通信システムにおいて、光増幅技術および波長分割多重化技法が、一般的に必要とされる。高出力および長距離の定義は、ビットレート、ビット誤り率、多重化スキーム、およびことによると光増幅が指定される特定の遠距離通信システムに関してのみ有意である。高出力および長距離の定義に影響がある追加の要因が当業者に公知である。しかしながら、ほとんどの目的にとって、高出力は約１０ｍＷより大きい光出力である。高出力システムは、自己位相変調、四光波混合、相互位相変調、および非線形散乱プロセスを含む非線形光学効果をしばしば被り、それらの全てが高出力システムにおいて信号を劣化させ得る。ある用途において、１ｍＷ以下の単一出力レベルはまだ非線形効果に対して感受性があり、よって、そのような低出力システムにおいても非線形効果はまだ重要な検討事項であろう。その上、減衰などの他の光ファイバ特性は、信号の劣化に寄与する主要な要因である。

一般に、大実効断面積（Ａ_eff）を有する光導波路ファイバは、以下の全てが高出力システムにおいて信号を劣化させ得る、自己位相変調、四光波混合、相互位相変調、および非線形散乱プロセスを含む非線形光学効果を減少させる。

他方で、光導波路ファイバの実効断面積が増加すると、典型的に、ファイバを通る信号伝送を減衰させるマクロベンディング誘起損失が増加する。このマクロベンディング誘起損失は、長（例えば、１００ｋｍ以上）距離（または再生器、増幅器、送信機および／または受信機の間の間隔）に亘り次第に重要になる。残念ながら、従来の光ファイバの実効断面積が大きくなるにつれ、マクロベンディング誘起損失が大きくなる傾向にある。さらに、減衰は、大実効断面積ファイバにおける信号の劣化に寄与する主要な要因であり得る。

本発明のある実施の形態は、光導波路ファイバにおいて、
（ｉ）１５５０ｎｍの波長で約９０μｍ²から約１６０μｍ²の実効断面積、および１２≦α≦２５のα値を有するＧｅ不含有コアであって、
（ａ）中心線から半径０μｍ≦ｒ₀≦２μｍまで半径方向外方に延在し、純粋なシリカに対して測定された％で表される相対屈折率パーセントプロファイルΔ₀（ｒ）を有する中心コア領域であって、−０．１％≦Δ₀（ｒ）≦０．１％、最大相対屈折率パーセントΔ_0MAXを有する中心コア領域；
（ｂ）中心コア領域を取り囲み直接隣接し、４．８μｍ≦ｒ₁≦１０μｍである外径ｒ₁まで延在し、純粋なシリカに対して測定された％で表される相対屈折率パーセントプロファイルΔ₁（ｒ）、および最小相対屈折率Δ_1MINを有する第１の環状コア領域であって、半径ｒ＝２．５μｍで測定された相対屈折率が
−０．１５≦Δ₁（ｒ＝２．５μｍ）≦０、およびΔ_0MAX≧Δ₁（ｒ＝２．５μｍ）
である第１の環状コア領域；
（ｃ）第１の環状コア領域を取り囲み直接隣接し、半径１３μｍ≦ｒ₂≦３０μｍまで延在し、純粋なシリカに対して測定された％で表される負の相対屈折率パーセントプロファイルΔ₂（ｒ）を有するフッ素がドープされた第２の環状コア領域であって、最小相対屈折率パーセントΔ_2MINが
Δ_2MIN＜Δ₁（ｒ＝２．５μｍ）、および−０．７％≦Δ_2MIN≦−０．２８％
である第２の環状コア領域；
を有するＧｅ不含有コアと、
（ｉｉ）コアを取り囲み、純粋なシリカに対して測定された％で表される相対屈折率パーセントΔ_c（ｒ）を有するクラッドであって、Δ_c（ｒ）＝Δ_2MIN±０．３％であるクラッドと、
を有してなり、
光導波路ファイバの相対屈折率プロファイルが、１５５０ｎｍの波長で０．１７５ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を提供するように選択された光導波路ファイバである。

ある例示の実施の形態によれば、中心コア領域の少なくとも一部分は純粋なシリカから製造される。

本発明の追加の特徴と利点は、以下の詳細な説明に述べられており、一部は、その説明から当業者には容易に明らかになるか、または以下の詳細な説明、特許請求の範囲、並びに添付の図面を含む、ここに記載された本発明を実施することによって認識されるであろう。

先の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方とも、本発明の実施の形態を提示し、特許請求の範囲に記載された本発明の性質および特徴を理解するための概要または骨子を提供することが意図されている。添付の図面は、本発明をさらに理解するために含まれており、本明細書に包含され、その一部を構成する。図面は、本発明の様々な実施の形態を示しており、説明と共に、本発明の原理および動作を説明する働きをする。

本発明の１つの実施の形態の断面図図１Ａのファイバの例示の屈折率プロファイルを説明するグラフ本発明の光ファイバの例示の実施の形態の屈折率プロファイルを説明するグラフ本発明の光ファイバの例示の実施の形態の屈折率プロファイルを説明するグラフ本発明の光ファイバの例示の実施の形態の屈折率プロファイルを説明するグラフ本発明の光ファイバの例示の実施の形態の屈折率プロファイルを説明するグラフ本発明の光ファイバの例示の実施の形態の屈折率プロファイルを説明するグラフ本発明の光ファイバの例示の実施の形態の屈折率プロファイルを説明するグラフ本発明の光ファイバの例示の実施の形態の屈折率プロファイルを説明するグラフ本発明の光ファイバの例示の実施の形態の屈折率プロファイルを説明するグラフ本発明の光ファイバの例示の実施の形態の屈折率プロファイルを説明するグラフ本発明の光ファイバの例示の実施の形態の屈折率プロファイルを説明するグラフ本発明の光ファイバの例示の実施の形態の屈折率プロファイルを説明するグラフ本発明の光ファイバの例示の実施の形態の屈折率プロファイルを説明するグラフ本発明の光ファイバの例示の実施の形態の屈折率プロファイルを説明するグラフ本発明の光ファイバの例示の実施の形態の屈折率プロファイルを説明するグラフ本発明の光ファイバの例示の実施の形態の屈折率プロファイルを説明するグラフ

「屈折率プロファイル」は、屈折率または相対屈折率と導波路ファイバの半径との間の関係である。

「相対屈折率パーセント」は、Δ％＝１００×（ｎ（ｒ）²−ｎ_s ²）／２ｎ（ｒ）²と定義され、ここで、ｎ（ｒ）は、別記しない限り、ファイバの中心線からの半径距離ｒでの屈折率であり、ｎ_sはシリカの屈折率である。ここに用いたように、相対屈折率は、Δにより表され、その値は、別記しない限り、「％」の単位で与えられる。ある領域の屈折率がシリカの屈折率より小さい場合、相対屈折率パーセントは、負であり、低屈折率(depressed index)を有すると称され、別記しない限り、屈折率が負で最も大きい地点で計算される。ある領域の屈折率がシリカの屈折率より大きい場合、相対屈折率パーセントは、正であり、高くなっている（reaised)または正の屈折率を有すると称され、別記しない限り、屈折率が正で最も大きい地点で計算される。「アップドーパント(updopant)」は、ここでは、純粋な未ドープのＳｉＯ₂に対して屈折率を上昇させる傾向にあるドーパントと考えられる。「ダウンドーパント(downdopant)」は、ここでは、純粋な未ドープのＳｉＯ₂に対して屈折率を低下させる傾向にあるドーパントと考えられる。アップドーパントは、アップドーパントではない１種類以上の他のドーパントが含まれる場合、負の相対屈折率を有する光ファイバの領域に存在してもよい。同様に、アップドーパントではない１種類以上の他のドーパントは、正の相対屈折率を有する光ファイバの領域に存在してもよい。ダウンドーパントは、ダウンドーパントではない１種類以上の他のドーパントが含まれる場合、正の相対屈折率を有する光ファイバの領域に存在してもよい。同様に、ダウンドーパントではない１種類以上の他のドーパントは、負の相対屈折率を有する光ファイバの領域に存在してもよい。

別記しない限りここでは「分散」と称する導波路ファイバの「色分散」は、材料分散、導波路分散、およびモード間分散の合計である。シングルモード導波路ファイバの場合、モード間分散はゼロである。二モード形式の分散値では、モード間分散はゼロであると推定される。ゼロ分散波長（λ₀）は、分散がゼロの値を有する波長である。分散勾配は、波長に対する分散の変化率である。

「実効断面積」は、Ａ_eff＝２π（∫ｆ²ｒｄｒ）²／（∫ｆ⁴ｒｄｒ）と定義され、ここで、積分範囲は０から∞であり、ｆは、導波路内を伝搬する光に関連する電場の横断成分である。ここに用いたように、「実効断面積」または「Ａ_eff」は、別記しない限り、１５５０ｎｍの波長での光学的な実効断面積を称する。

「α−プロファイル」という用語は、「％」の単位のΔ（ｒ）と表される相対屈折率プロファイルを称し、ここで、ｒは半径であり、このプロファイルは式Δ（ｒ）＝Δ（ｒ₀）（１−［｜ｒ−ｒ₀｜／（ｒ₁−ｒ₀）］^α）に従い、ここで、ｒ₀は、Δ（ｒ）が最大である地点であり、ｒ₁は、Δ（ｒ）％がゼロである地点であり、ｒはｒ_i≦ｒ≦ｒ_fの範囲にあり、Δは先に定義されており、ｒ_iはα−プロファイルの開始点であり、ｒ_fはα−プロファイルの最終点であり、αは実数の指数である。

モードフィールド径（ＭＦＤ）は、ピーターマンＩＩ法を使用して測定され、ここで、２ｗ＝ＭＦＤ、ｗ²＝（２∫ｆ²ｒｄｒ／∫［ｄｆ／ｄｒ］²ｒｄｒ）であり、積分範囲は０から∞である。

導波路ファイバの曲げ抵抗(bend resistance)は、規定した試験条件下で誘起された減衰により測定できる。

曲げ試験の１つのタイプは、横向き荷重マイクロベンド試験である。このいわゆる「横向き荷重」試験において、規定の長さの導波路ファイバが２枚の平板の間に配置される。それらの板の一方に、＃７０ワイヤメッシュを取り付ける。公知の長さの導波路ファイバを板の間に挟み、３０ニュートンの力で板を互いに加圧しながら、基準減衰を測定する。次いで、７０ニュートンの力を板に印加し、ｄＢ／ｍで表される減衰の増加を測定する。減衰の増加は、導波路の横向き荷重減衰である。

「ピンアレイ」曲げ試験は、導波路ファイバの曲げに対する相対抵抗を比較するために使用される。この試験を行うために、誘起曲げ損失が実質的にない導波路ファイバについて、減衰損失を測定する。次いで、導波路ファイバをピンアレイの周りに編み込み、減衰を再度測定する。曲げにより誘起された損失は、２つの測定した減衰の間の差である。ピンアレイは、一列に配列された１０本の円柱形ピンの組であり、平らな表面上に固定された垂直位置に保持されている。ピンの間隔は、中心間で５ｍｍである。ピンの直径は０．６７ｍｍである。試験中、十分な張力が印加されて、導波路ファイバをピンの表面の一部分に従わせる。

所定のモードについての理論上のファイバ遮断(cutoff)波長、または「理論ファイバ遮断」、もしくは「理論遮断」は、導かれた光がそれより上の波長ではそのモードで伝搬できなくなる波長である。数学的定義が、Single Mode Fiber Optics, Jeunhomme, pp. 39-44, Marcel Dekker, New York, 1990に見られ、ここで、理論ファイバ遮断は、モード伝搬定数が、外側クラッドにおける平面波伝搬定数と等しくなる波長として記載されている。この理論波長は、無限長の、直径変動のない完全に真っ直ぐなファイバにふさわしい。

実効ファイバ遮断は、曲げおよび／または機械的圧力により誘起される損失のために、理論遮断よりも小さい。これに関して、遮断は、ＬＰ１１およびＬＰ０２モードの高いほうを称する。ＬＰ１１およびＬＰ０２は、一般に測定において区別されないが、スペクトル測定においてステップとして明白である（マルチモード基準技法を使用した場合）、すなわち、測定された遮断より長い波長でのモードにおいて、出力は観察されない。実際のファイバの遮断は、「２ｍファイバ遮断」または「測定遮断」としても知られている「ファイバ遮断波長」を生成するために標準的な２ｍファイバの遮断試験、ＦＯＴＰ−８０（ＥＩＡ−ＴＩＡ−４５５−８０）によって測定できる。ＦＯＴＰ−８０標準試験は、制御された曲げ量を使用して高次のモードを取り除く(strip out)ためか、またはファイバのスペクトル応答をマルチモードファイバのものに正規化させるために行われる。

ケーブル遮断波長、または「ケーブル遮断」は、ケーブル環境におけるより高レベルの曲げおよび機械的圧力のために、測定したファイバ遮断よりもさらに小さい。実際のケーブル条件は、より一般にはＦＯＴＰ’ｓとして知られている、ＥＩＡ−ＴＩＡ光ファイバ基準、すなわち、米国電子工業会−電気通信工業会光ファイバ基準(Telecommunications Industry Association Fiber Optics Standards)の一部であるＥＩＡ−４４５光ファイバ試験手法に記載されたケーブル遮断試験により近似できる。ケーブル遮断測定は、ＥＩＡ−４４５−１７０伝送パワーによるシングルモードファイバのケーブル遮断波長(Cabled Cutoff Wavelength of Single-mode Fiber by Transmitted Power)、または「ＦＯＴＰ−１７０」に記載されている。

帯域幅は、必要に応じて、ＴＩＡ／ＥＩＡ−４４５−２０４「マルチモードファイバの帯域幅の測定(Measurement of Bandwidth on Multimode Fiber)」、すなわち「ＦＯＴＰ−２０４」に記載されたＴＩＡ／ＥＩＡ基準を使用することにより、またはＴＩＡ／ＥＩＡ−４４５−２２０「タイム・ドメインにおけるマルチモードファイバの異モード遅延測定」、すなわち「ＦＯＴＰ−２２０」を使用することにより、測定できる。

ここに別記しない限り、光学的性質（分散、分散勾配など）は、ＬＰ０１モードについて報告されている。

導波路ファイバ通信リンク、または単にリンクは、光信号の送信機、光信号の受信機、およびそれらの間に光信号を伝搬させるための、送信機と受信機に光学的に接続された端部をそれぞれ有するある長さの導波路ファイバから構成される。導波路ファイバのその長さは、端と端をつないだ一連の配置に互いに継ぎ合わされたまたは接続された複数のより短い長さから構成しても差し支えない。リンクは、光増幅器、光減衰器、光アイソレータ、光スイッチ、光フィルタ、または多重化または逆多重化装置などの追加の光学成分を含んでも差し支えない。相互接続されたリンクの一群を通信システムとして示してもよい。

ここに用いた光ファイバのスパンは、ある長さの光ファイバ、または光学装置の間、例えば、２つの光増幅器の間、または多重化装置と光増幅器の間に延在して、直列に互いに溶着された複数の光ファイバを含む。スパンは、ここに開示されたように１つ以上のセクションの光ファイバを含んでもよく、さらに、例えば、所望のシステムの性能またはスパンの端部での残留分散などのパラメータを達成するように選択された、１つ以上のセクションの他の光ファイバを含んでもよい。

本発明の実施の形態
ここで、本発明の現在の実施の形態を詳しく参照する。その実施例が添付の図面に示されている。できる限り、同じまたは同様の部品を称するために、図面に亘り同じ参照番号が使用される。本発明の光ファイバの１つの実施の形態が、図１Ａに示されており、参照番号１０により全体に亘り表されている。導波路ファイバ１０は、１５５０ｎｍの波長で約９０μｍ²以上（例えば、１５５０ｎｍの波長で、９０μｍ²から１６０μｍ²、または１００μｍ²から１６０μｍ²）の実効断面積、および１２≦α≦２５のα値を有するコア１２と、コアを取り囲むクラッド２０とを備えている。α値の典型的な範囲は１４から２０、例えば、１５≦α≦１７である。このファイバの例示の屈折率プロファイル（相対屈折率デルタ対半径）が、図１Ｂに示されている。

コア１２は、Ｇｅを含まず、中心コア領域１４、中心コア領域１４を取り囲み直接隣接する第１の環状コア領域１６、および第１の環状コア領域１６を取り囲み直接隣接する第２の環状コア領域１８を備えている。中心コア領域１４は、中心線から半径０μｍ≦ｒ₀≦２μｍまで半径方向外方に延在し、純粋なシリカに対する％で測定された相対屈折率パーセントプロファイルΔ₀（ｒ）を有し、−０．１％≦Δ₀（ｒ）≦０．１％である。ある実施の形態において、−０．１％≦Δ₀（ｒ）≦０％である。例えば、ある実施の形態において、−０．０７５％≦Δ₀（ｒ）≦０％である。中心コア領域１４は、最大相対屈折率パーセントΔ_0MAXも有する。ここに記載された例示の実施の形態において、Δ_0MAXは、ファイバの中心線（ｒ＝０）で生じる。

第１の環状コア領域１６は、４．８μｍ≦ｒ₁≦１０μｍである外径ｒ₁まで延在し、純粋なシリカに対して測定された％で表される相対屈折率パーセントプロファイルΔ₁（ｒ）、および最小相対屈折率Δ_1MINと最大相対屈折率Δ_1MAX（ここで、Δ_0MAX≧Δ_1MAX）を有し、半径ｒ＝２．５μｍで測定された相対屈折率Δ₁が、（ａ）−０．１５＜Δ₁（ｒ＝２．５μｍ）≦０であり、（ｂ）Δ_0MAX≧Δ₁（ｒ＝２．５μｍ）である。ある実施の形態において、Δ_1MAX＝Δ₁（ｒ＝２．５μｍ）である。

第２の環状コア領域１８は、フッ素がドープされており、第１の環状コア領域１６を取り囲み直接隣接する。典型的に、ここに記載された実施の形態によれば、第２の環状コア領域１８は、０．０１質量％から１．６質量％のフッ素を有する。

第２の環状コア領域１８は、半径１３μｍ≦ｒ₂≦３０μｍまで延在し、純粋なシリカに対して測定された％で表される負の相対屈折率パーセントプロファイルΔ₂（ｒ）を有し、最小相対屈折率パーセントΔ_2MINが、（ａ）Δ_2MIN＜Δ₁（ｒ＝２．５μｍ）および／またはΔ_2MIN＜Δ_1MAX、および（ｂ）−０．７％≦Δ_2MIN≦−０．２８％である。ある実施の形態において、−０．５％≦Δ_2MIN≦−０．２７５％である。例えば、Δ_2MINは、−０．２９％、−０．３％、−０．３５％、−０．３８％であってよい。例えば、Δ_2MINは、−０．２９％、−０．３％、−０．３５％、−０．３８％、−０．４％、−０．４７％、−０．５％、またはそれらの間の任意の数であってよい。

半径ｒ₁は、Δ₁（ｒ＝２．５μｍ）およびΔ_2MINの間の中点に対応するように定義される。すなわち、ｒ₁は、Δ（ｒ）＝［Δ₁（ｒ＝２．５μｍ）＋Δ_2MIN］／２での半径である。同様に、ｒ₂は、Δ_2MINおよびΔ₃の間の中点に対応するように定義され、すなわち、ｒ₂は、Δ（ｒ）＝［Δ_2MIN＋Δ₃］／２での半径である。ある実施の形態において、比ｒ₂／ｒ₁は２と６の間である。比が２．１≦ｒ₂／ｒ₁≦５．７５が好ましく、例えば、２．１５≦ｒ₂／ｒ₁≦５．７である。ｒ₂≦３０μｍが好ましく、例えば、１４μｍ≦ｒ₂≦２９μｍである。所定のΔ₂およびΔ₃について、比ｒ₂／ｒ₁が小さければ（例えば、ｒ₁が大きいために）、ＭＦＤは大きくなり、λ₀は小さくなり、１５５０ｎｍでの分散Ｄは大きくなる。比ｒ₂／ｒ₁が大きすぎると、ＭＤＦは小さすぎ、λ₀は大きい波長に移動し、１５５０ｎｍでの分散Ｄは小さくなり得る。

クラッド２０は、コア１２を取り囲み、純粋なシリカに対して測定された％で表される相対屈折率パーセントΔ_c（ｒ）を有し、Δ_c（ｒ）＝Δ_2MIN±０．３％である。

ある例示の実施の形態において、コア１２およびクラッド２０は、ダウンドーパントとしてＦを含む。これらの実施の形態において、第１と第２の環状コア領域１６および１８中に存在するＦの量は、中心コア領域１４中に存在するフッ素の量よりも多い。ある例示の実施の形態において、コア１２は、少なくとも１種類のアルカリ金属酸化物ドーパント、例えば、Ｋ、Ｎａ、Ｌｉ、Ｃｓ、およびＲｂも含む。ある例示の実施の形態において、コア１２は、２０質量ｐｐｍから１０００質量ｐｐｍの量でＫ₂Ｏを含有する。ファイバ１０は塩素も含んでもよい。塩素の量は、コア１２中に５００質量ｐｐｍより多く、クラッド２０中に１００００質量ｐｐｍより多いことが好ましい。「ｐｐｍ」という用語は、そうではないと具体的に記載されてない限り、質量で百万分の一、または質量ｐｐｍを称し、質量％の測定は、１０，０００倍することによって、ｐｐｍに変換できる。

光ファイバ１０の相対屈折率プロファイルは、１５５０ｎｍの波長λで０．１７５ｄＢ／ｋｍ以下、例えば、１５５０ｎｍの波長λで０．１４５ｄＢ／ｋｍから０．１７５ｄＢ／ｋｍの減衰を提供するように選択される。減衰値は、例えば、１５５０ｎｍの波長λで、０．１５ｄＢ／ｋｍ、０．１５５ｄＢ／ｋｍ、０．１６ｄＢ／ｋｍ、０．１６５ｄＢ／ｋｍ、０．１７ｄＢ／ｋｍである。

本発明を、以下の実施例によりさらに明らかにする。

表１〜２は、一連のファイバの実施の形態の実施例１〜１５の特徴を列記している。図２〜１６は、それぞれ、実施例１〜１５に対応する屈折率プロファイルを示している。実施例１〜１５の光ファイバの実施例において、Δ₀＝０；−０．０６５％≦Δ₁（ｒ＝２．５μｍ）≦０％、−０．０６５％≦Δ_1MAX≦０％、−０．５％≦Δ_2MIN≦−０．２７５％、−０．４％≦Δ₃≦−０．２％、およびｒ₂／ｒ₁は、２．１７≦ｒ₂／ｒ₁≦５．７およびｒ₂＜３０μｍ。しかしながら、他の実施の形態において、中心コア領域１４中にアップドーパントまたはダウンドーパントが存在するか否かに応じて、Δ₀は０％（シリカに対して）よりいくぶん大きくても小さくてもよい。光ファイバ１０のいくつかの実施の形態は、１２と２５の間のアルファ値を有するが、実施例１〜９の光ファイバの実施の形態は、１３〜１５の範囲にあるアルファ値を有する。実施例１０〜１５の光ファイバの実施の形態は、約２０のアルファ値を有する。

これらの例示のファイバのモデル化されたプロファイルパラメータが表１に要約されている。ｒ₃の値はクラッドの外径に相当し、これらの実施例において、ｒ₃は６２．５μｍであった。ある例示のファイバにおいて、Δ₂（％）＝Δ₃（％）である。それゆえ、これらの実施の形態において、環状コア領域１６および１８の間に明白な屈折率の変化がないので、ｒ₂値は、指定範囲内にあるものとして提供される。

これらの例示の実施の形態において、コア１２はシリカ系（ＳｉＯ₂）であり、フッ素がドープされている。以下の表は、コア領域１６および１８と、クラッド２０中のフッ素の量（質量％）を与える。

表１の実施例１〜９に対応する光ファイバの実施の形態において、Δ₀（％）＝Δ₁（％）であり、中心コア領域１４と第１の環状コア領域１６の組成（第２の環状コア領域１８への移行に関連するグラフの急に曲がった部分まで）は同一である（図２〜１０参照のこと）。それゆえ、実施例１〜９において、コア領域１４と１６の間には明白な移行部がないので、表１にはｒ₀が０μｍであると指定されているが、ｒ₀＝２μｍと指定しても差し支えない。これらの例示のファイバにおいて、コア領域１４（および第１の環状コア領域１６の少なくとも一部分）は純粋なシリカであるので、Δ_0MAXは０である。

より詳しくは、表１の実施例２〜５に対応する光ファイバの実施の形態（図３〜６参照）は、屈折率Δ₀＝Δ₁を有する第１の環状コア領域１６により取り囲まれた中心コア領域１４を有するコア屈折率プロファイルを含み、これは次に、屈折率Δ_2MINを有する第２の環状コア領域１８に対応する凹形領域により取り囲まれている。この凹形領域（第２の環状コア領域１８）は、屈折率Δ₃＞Δ_2MINを有するクラッド２０により取り囲まれている。実施例１〜５に対応する光ファイバの実施の形態において、−０．３％≦Δ₃≦−０．２１３％である。

表１の実施例６〜９に対応する光ファイバの実施の形態は、相対屈折率Δ₀＝Δ₁＝０を有する第１の（純粋なシリカ）環状コア領域１６により取り囲まれた純粋なシリカの中心コア領域１４を有するコア屈折率プロファイルを含む。これらの例示のファイバにおいて、第１の環状コア領域１６は、相対屈折率Δ₂＜Δ₁を有する第２の環状コア領域１８により取り囲まれている。相対屈折率Δ₂を有する第２の環状コア領域１８は、屈折率Δ₃＝Δ₂を有するクラッド２０により取り囲まれている。実施例６、７および９に対応する光ファイバの実施の形態において、第２の環状コア領域１８およびクラッド２０の組成は同一である。しかしながら、他の実施の形態（例えば、実施例９の光ファイバのパラメータを参照のこと）において、第２の環状コア領域１８およびクラッド２０の組成は同一でなくてもよい。実施例６〜９に対応する光ファイバの実施の形態において、−０．３８２％≦Δ₃≦−０．３１５％である。表１の実施例１０〜１５に対応する光ファイバの実施の形態（図１１〜１６参照のこと）は、第１の環状コア領域１６により取り囲まれた、相対屈折率Δ_0MAX＝０を有する純粋なシリカの中心コア領域１４を有するコア屈折率プロファイルを含む。第１の環状コア領域１６は、相対屈折率−０．１％≦Δ₁≦０％を有し、屈折率Δ_2MINを有する第２の環状コア領域１８に対応する凹形領域により取り囲まれている。実施例１０〜１５に対応する光ファイバの実施の形態において、第２の環状コア領域１８は、−０．５％≦Δ_2MIN≦−０．２７５％であり、例えば、Δ_2MINは、−０．２９、−０．３、−０．３５、−０．３８、−０．４、−０．４７、またはそれらの間の任意の数であってよい。凹形領域（第２の環状コア領域１８）は、屈折率Δ₃＞Δ₂を有する第３の環状コア領域２０により取り囲まれている。実施例１０〜１５に対応する光ファイバの実施の形態において、−０．３８％≦Δ₃≦−０．２６％である。

光ファイバの実施の形態のあるものは、以下のモデル化された値を有する：１３２１ｎｍと１５８０ｎｍの間のファイバ遮断波長λc、９０μｍ²≦Ａ_eff≦１６０μｍ²の１５５０ｎｍでの実効断面積、１８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍと２５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの間、より好ましくは１９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍと２３．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの間の１５５０ｎｍでの分散Ｄ、および１７５ｄＢ／ｋｍ未満の、例えば、０．１６５ｄＢ／ｋｍと０．１７５ｄＢ／ｋｍの間の１５５０ｎｍでの減衰。表１の例示のファイバはモデル化されており、そのモデル化された光学的性質が表２Ａおよび２Ｂに列記されている。

表２Ａおよび２Ｂにおいて、「勾配１３１０」および「勾配１５５０」という用語は、それぞれ、１３１０ｎｍおよび１５５０ｎｍでの分散勾配を表し；「ＭＦＤ１３１０」および「ＭＦＤ１５５０」は、それぞれ、１３１０ｎｍおよび１５５０ｎｍでのモードフィールド径を表し；「Ａeff１３１０」および「Ａeff１５５０」は、それぞれ、１３１０ｎｍおよび１５５０ｎｍでのファイバの実効断面積を表し；「Ｄ１６２５」は１６２５ｎｍの波長での分散を表し；「Ａttn１５５０」は１５５０ｎｍでの減衰を表し；「ラムダ０」または「λ₀」という用語は、ゼロ分散波長を表す。

また、上述の光導波路ファイバの実施例は、２０ｍｍの直径のマンドレル上に２０回転したときの１０ｄＢ／ｍ未満の１５５０ｎｍでのマクロベンド損失を有する。

本発明の精神および範囲から逸脱せずに、本発明に様々な改変および変更を行えることが当業者には明白であろう。それゆえ、本発明は、本発明の改変および変更を、それらが添付の特許請求の範囲およびその同等物に含まれるという条件で、包含することが意図されている。

１０光ファイバ
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

Claims

光導波路ファイバにおいて、
（ｉ）１５５０ｎｍの波長で１００．４μｍ²から１６０μｍ²の実効断面積、および１２≦α≦２５のα値を有するＧｅ不含有コアであって、
（ａ）中心線から半径ｒ₀まで半径方向外方に延在し、純粋なシリカに対して測定された％で表される相対屈折率パーセントプロファイルΔ₀（ｒ）を有する中心コア領域であって、１．０μｍ≦ｒ ₀ ≦２．０μｍ及び−０．１％≦Δ₀（ｒ）≦０．１％を満たす、最大相対屈折率パーセントΔ_0MAXを有する中心コア領域；
（ｂ）前記中心コア領域を取り囲み直接隣接し、４．８μｍ≦ｒ₁≦１０μｍである外径ｒ₁まで延在し、純粋なシリカに対して測定された％で表される相対屈折率パーセントプロファイルΔ₁（ｒ）、および最小相対屈折率Δ_1MINを有する第１の環状コア領域であって、半径ｒ＝２．５μｍで測定された相対屈折率が
−０．０６５％≦Δ₁（ｒ＝２．５μｍ）≦０％、およびΔ_0MAX≧Δ₁（ｒ＝２．５μｍ）であり、
−０．０６５％≦Δ_1MAX≦０％、である第１の環状コア領域；
（ｃ）前記第１の環状コア領域を取り囲み直接隣接し、半径１３μｍ≦ｒ₂≦３０μｍまで延在し、純粋なシリカに対して測定された％で表される負の相対屈折率パーセントプロファイルΔ₂（ｒ）を有するフッ素がドープされた第２の環状コア領域であって、最小相対屈折率パーセントΔ_2MINが
Δ_2MIN＜Δ₁（ｒ＝２．５μｍ）、および−０．５％≦Δ_2MIN≦−０．２７５％であり、
２．１７≦ｒ₂／ｒ₁≦５．７、およびｒ₂＜３０μｍ、
である第２の環状コア領域；
を有するＧｅ不含有コアと、
（ｉｉ）前記コアを取り囲み、前記半径ｒ₂より大きな半径ｒ₃まで延在する、純粋なシリカに対して測定された％で表される相対屈折率パーセントΔ₃（ｒ）を有するクラッドであって、−０．４％≦Δ₃≦−０．２％であるクラッドと、
を有してなり、
前記光導波路ファイバの相対屈折率プロファイルが、１５５０ｎｍの波長で０．１７２ｄＢ／ｋｍ以下の減衰を提供するように選択され、
１５５０ｎｍの波長での分散Ｄを有し、１９≦Ｄ≦２３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであることを特徴とする光導波路ファイバ。
（ｉ）前記Ｇｅ不含有コアが１０１．７μｍ²と１６０μｍ²の間の実効断面積を有し、（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質量％から１．６質量％のフッ素を有することを特徴とする請求項１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質量％から１．６質量％のフッ素を有し、（ｉｉ）前記ファイバが、前記コアにおいて５００ｐｐｍ超の塩素、（ｉｉｉ）前記クラッドにおいて１００００ｐｐｍ超の塩素を有することを特徴とする請求項１記載の光導波路ファイバ。
実効断面積Ａ_eff＞１１０μｍ²を有することを特徴とする請求項１または３記載の光導波路ファイバ。
１５２０ｎｍ未満のケーブル遮断波長を有することを特徴とする請求項１または３記載の光導波路ファイバ。
実効断面積Ａ_eff＞１２０μｍ²を有し、前記ファイバの相対屈折率プロファイルが、１５５０ｎｍの波長で２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の分散を提供するような構成されていることを特徴とする請求項１または３記載の光導波路ファイバ。
前記コアの少なくとも一部分がアルカリを含み、該アルカリがＮａ、ＫまたはＲｂを含むことを特徴とする請求項１または３記載の光導波路ファイバ。
前記ファイバの相対屈折率プロファイルが、１５５０ｎｍの波長で０．１７０ｄＢ／ｋｍ以下の減衰を提供するように構成されていることを特徴とする請求項１または３記載の光導波路ファイバ。
前記第２の環状コア領域の最小相対屈折率パーセントΔ_2MINと前記クラッドの相対屈折率パーセントΔ₃（ｒ）とが、
Δ₃（ｒ）≧Δ_2MIN
であることを特徴とする請求項１または３記載の光導波路ファイバ。