JPS5934281B2 - 単一モ−ド光フアイバ - Google Patents
単一モ−ド光フアイバInfo
- Publication number
- JPS5934281B2 JPS5934281B2 JP52012684A JP1268477A JPS5934281B2 JP S5934281 B2 JPS5934281 B2 JP S5934281B2 JP 52012684 A JP52012684 A JP 52012684A JP 1268477 A JP1268477 A JP 1268477A JP S5934281 B2 JPS5934281 B2 JP S5934281B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refractive index
- core
- single mode
- optical fiber
- mode optical
- 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
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/036—Optical fibres with cladding with or without a coating core or cladding comprising multiple layers
- G02B6/03616—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference
- G02B6/03622—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 2 layers only
- G02B6/03633—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 2 layers only arranged - -
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Waveguides (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は外側石英管に含まれる不純物の影響を受けず、
曲りに強い単一モード光ファイバの構造に関するもので
ある。
曲りに強い単一モード光ファイバの構造に関するもので
ある。
従来の単一モード光ファイバの屈折率分布は、第１図に
示すようになつており、ｎｌはコアの屈折率、ｎｏはク
ラッドの屈折率である。
示すようになつており、ｎｌはコアの屈折率、ｎｏはク
ラッドの屈折率である。
その電磁界分布は、コア径およびコアとクラッド間の屈
折率差によりきまる規格化周波数を２０として計算すれ
ば、第２図に示すような形になつていることがわかる。
第２図において、ａはコアの半径、にはクラッドの半径
であり、実線は従来の単一モード光ファイバにおける最
低次モードの電磁界分布を示す。
折率差によりきまる規格化周波数を２０として計算すれ
ば、第２図に示すような形になつていることがわかる。
第２図において、ａはコアの半径、にはクラッドの半径
であり、実線は従来の単一モード光ファイバにおける最
低次モードの電磁界分布を示す。
なお破線は本発明の単一モード光ファイバにおける最低
次モードの電磁界分布を示す。第２図から明らかなよう
に、電磁界の多くの部分が、クラッド部にしみ出してい
るので、クラッド部に含まれる不純物により吸収が生じ
、その損失が大きくなる。
次モードの電磁界分布を示す。第２図から明らかなよう
に、電磁界の多くの部分が、クラッド部にしみ出してい
るので、クラッド部に含まれる不純物により吸収が生じ
、その損失が大きくなる。
これを防ぐために、不純物を含まないクラッド層を厚く
作ることが考えられるが、作製［時間がかかるという欠
点がある。また曲りによる損失も電磁界分布に関係し、
中央部での電磁界分布が大きいほど曲りに対して強くな
る。
作ることが考えられるが、作製［時間がかかるという欠
点がある。また曲りによる損失も電磁界分布に関係し、
中央部での電磁界分布が大きいほど曲りに対して強くな
る。
しかし電磁界分布はファイバ構造に特有のものであり、
従来の単一モード光ファイバの構造では本質的にコアの
周辺部への電磁界分布の拡がりがある。ただコアとクラ
ッド間の屈折率差を大きくし、中央部への電磁界の集中
度を増すことは考えられるが、単一モードの条供を満た
すためには、コア径を小さくせねばならず、コア径を小
さくすると、ファイバ間の接続を考えた場合、接続損失
を小さくすることが困難であるという欠点がある。本発
明はこれらの欠点を除去するため、コアの中央部の屈折
率をコアの他の部分の屈折率より大きくしたもので、以
下図面について詳細に説明する。
従来の単一モード光ファイバの構造では本質的にコアの
周辺部への電磁界分布の拡がりがある。ただコアとクラ
ッド間の屈折率差を大きくし、中央部への電磁界の集中
度を増すことは考えられるが、単一モードの条供を満た
すためには、コア径を小さくせねばならず、コア径を小
さくすると、ファイバ間の接続を考えた場合、接続損失
を小さくすることが困難であるという欠点がある。本発
明はこれらの欠点を除去するため、コアの中央部の屈折
率をコアの他の部分の屈折率より大きくしたもので、以
下図面について詳細に説明する。
第３図は本発明の単一モード光ファイバの屈折率分布の
一例を示す図であつて、Ｎ，はコアの中央部の屈折率を
示す。
一例を示す図であつて、Ｎ，はコアの中央部の屈折率を
示す。
第３図におけるコアとクラツド間の比屈折率差が隻（＝
？＝０．１９％であり、中央部のコアとクラツド間の比
屈折率差は凸〔コ？＝０．２８％である。
？＝０．１９％であり、中央部のコアとクラツド間の比
屈折率差は凸〔コ？＝０．２８％である。
このようにコアの中央部の屈折率がコアの他の部分の屈
折率より大きくなつているので、光の電磁界分布は中央
部が強くなり、定性的には第２図に破線で示したように
、コアの外側のクラツド部への電磁界のしみだしが小さ
くなる。第４図は単一モード光フアイバの損失の波長特
性を示す図で、実線は本発明によるコアの中央部の屈折
率を大きくした単一モードフアイバの損失の波長特性を
示し、破線は従来の単一モード光フアイバの損失の波長
特性を示す。
折率より大きくなつているので、光の電磁界分布は中央
部が強くなり、定性的には第２図に破線で示したように
、コアの外側のクラツド部への電磁界のしみだしが小さ
くなる。第４図は単一モード光フアイバの損失の波長特
性を示す図で、実線は本発明によるコアの中央部の屈折
率を大きくした単一モードフアイバの損失の波長特性を
示し、破線は従来の単一モード光フアイバの損失の波長
特性を示す。
第４図に示す本発明による構造をもつた単一モード光フ
アイバのコアはＧｅＯ，を添加したＳｉＯ，ガラスから
なり、そのコアとクラツド間の比屈折率差は０．１９％
で、不純物を含まないクラツド層の厚さは１７μｍであ
つた。またコア径は６．２μｍで、コアの中心部の比屈
折率差は０．２８％で、その幅は１．０ｔｔｍ程度であ
つた。第４図に破線で示した従来の構造をもつた単一モ
ードフアイバのコアとクラツド間の比屈折率差およびコ
ア径は本発明の実施例の場合と同一であり、不純物を含
まないクラツド層の厚さは２０μｍであつた。
アイバのコアはＧｅＯ，を添加したＳｉＯ，ガラスから
なり、そのコアとクラツド間の比屈折率差は０．１９％
で、不純物を含まないクラツド層の厚さは１７μｍであ
つた。またコア径は６．２μｍで、コアの中心部の比屈
折率差は０．２８％で、その幅は１．０ｔｔｍ程度であ
つた。第４図に破線で示した従来の構造をもつた単一モ
ードフアイバのコアとクラツド間の比屈折率差およびコ
ア径は本発明の実施例の場合と同一であり、不純物を含
まないクラツド層の厚さは２０μｍであつた。
第４図において、注目すべき点は本発明の実施例と従来
の構造をもつたものとでは、波長が０．９５μｍ付近に
おける損失が顕著に異なつていることである。この損失
の原因は前記不純物を含まないクラツドの外側のクラツ
ド部の石英に含まれる０Ｈ基（不純物）によるものであ
るが、本発明の単一モード光フアイバの不純物を含まな
いクラツド層の厚さ（１７μｍ）が従来の単一モード光
フアイバのそれ（２０μｍ）より薄いにもかかわらず、
０Ｈ基の影響を受けずに、本発明の実施例の方がその損
失が小さくなつている。また基本モードの次の次数のモ
ードの光の電磁界分布は第５図に示すように、コア内の
外側部において強いので、これ等のモードのカツトオフ
波長は主としてコア内の外側部の屈折率できまるから、
コアの中央部の屈折率を大きくさせても、単一モードの
条件を満たすためコア径を小さくする必要がない。実際
に測定した結果、カツトオフ波長は、従来の単一モード
光フアイバと本発明の単一モード光フアイバのいずれも
０．７μｍであつた。また曲り損失に関して測定した結
果は、本発明の単一モード光フアイバでは直径２０鰭の
曲りに対して波長１．０μｍで５ｄＢ／ターンであつた
が、従来の単一モード光フアイバでは７ｄＢ／ターンあ
つた。このことから曲りに対しても強いことが実証され
た。コアの中央部の屈折率をコアとクラツド間の屈折率
差の２倍以上だけコアの屈折率より大きくすると、単一
モード光フアイバの条件を満たすために、コア径とコア
とクラツド間の屈折率差によりきまるコア径より小さく
しなければならなかつた。
の構造をもつたものとでは、波長が０．９５μｍ付近に
おける損失が顕著に異なつていることである。この損失
の原因は前記不純物を含まないクラツドの外側のクラツ
ド部の石英に含まれる０Ｈ基（不純物）によるものであ
るが、本発明の単一モード光フアイバの不純物を含まな
いクラツド層の厚さ（１７μｍ）が従来の単一モード光
フアイバのそれ（２０μｍ）より薄いにもかかわらず、
０Ｈ基の影響を受けずに、本発明の実施例の方がその損
失が小さくなつている。また基本モードの次の次数のモ
ードの光の電磁界分布は第５図に示すように、コア内の
外側部において強いので、これ等のモードのカツトオフ
波長は主としてコア内の外側部の屈折率できまるから、
コアの中央部の屈折率を大きくさせても、単一モードの
条件を満たすためコア径を小さくする必要がない。実際
に測定した結果、カツトオフ波長は、従来の単一モード
光フアイバと本発明の単一モード光フアイバのいずれも
０．７μｍであつた。また曲り損失に関して測定した結
果は、本発明の単一モード光フアイバでは直径２０鰭の
曲りに対して波長１．０μｍで５ｄＢ／ターンであつた
が、従来の単一モード光フアイバでは７ｄＢ／ターンあ
つた。このことから曲りに対しても強いことが実証され
た。コアの中央部の屈折率をコアとクラツド間の屈折率
差の２倍以上だけコアの屈折率より大きくすると、単一
モード光フアイバの条件を満たすために、コア径とコア
とクラツド間の屈折率差によりきまるコア径より小さく
しなければならなかつた。
またコアの中央部の屈折率を前記屈折率差の１／１０以
下だけコアの屈折率より大きくした場合には、従来の単
一モード光フアイバと同様な結果となり、特に顕著な効
果はなかつた。また屈折率を大きくする部分の半径をコ
ア径の％以上とすると、単一モードになる波長が長波長
側にずれた。
下だけコアの屈折率より大きくした場合には、従来の単
一モード光フアイバと同様な結果となり、特に顕著な効
果はなかつた。また屈折率を大きくする部分の半径をコ
ア径の％以上とすると、単一モードになる波長が長波長
側にずれた。
以上のことから、本発明の単一モード光フアイバのよう
な構造を有し、効果が期待できるのは、屈折率差に関し
ては１／１０〜２倍、その半径に関してはコア径の％以
下にする必要のあることがわかる。
な構造を有し、効果が期待できるのは、屈折率差に関し
ては１／１０〜２倍、その半径に関してはコア径の％以
下にする必要のあることがわかる。
以上説明したように、本発明の単一モード光フアイバは
コアの中央部の屈折率をコアの他の部分の屈折率より大
きくすることにより、光の電磁界分布を中央に集中させ
るので、不純物を含まないクラツド層が薄くても、その
外側のクラツド部の石英ガラスの不純物の影響を受けず
、また曲りにも強い。
コアの中央部の屈折率をコアの他の部分の屈折率より大
きくすることにより、光の電磁界分布を中央に集中させ
るので、不純物を含まないクラツド層が薄くても、その
外側のクラツド部の石英ガラスの不純物の影響を受けず
、また曲りにも強い。
またクラツド層を薄くすることができるので、単一モー
ド光フアイバの作製時間の短縮が可能であり、光通信へ
応用するためにも極めて有効である。
ド光フアイバの作製時間の短縮が可能であり、光通信へ
応用するためにも極めて有効である。
第１図は従来の単一モード光フアイバの屈折率分布の一
例を示す図、第２図は最低次のモードの電磁界分布を示
す図、第３図は本発明の単一モード光フアイバの屈折率
分布の一例を示す図、第４図は単一モード光フアイバの
損失の波長特性を示す図、第５図は基本モードの次の次
数のモードの光の電磁界分布を示す図である。 ｎ１・・・・・・コアの屈折率、ＮＯ・・・・・・クラ
ツドの屈折率、Ｎ２・・・・・・コアの中央部の屈折率
、ａ・・・・・・コアの半径、ｒ・・・・・・クラツド
の半径。
例を示す図、第２図は最低次のモードの電磁界分布を示
す図、第３図は本発明の単一モード光フアイバの屈折率
分布の一例を示す図、第４図は単一モード光フアイバの
損失の波長特性を示す図、第５図は基本モードの次の次
数のモードの光の電磁界分布を示す図である。 ｎ１・・・・・・コアの屈折率、ＮＯ・・・・・・クラ
ツドの屈折率、Ｎ２・・・・・・コアの中央部の屈折率
、ａ・・・・・・コアの半径、ｒ・・・・・・クラツド
の半径。
Claims (1)
- １ 中心部のガラスの屈折率より小さい屈折率をもつガ
ラス被覆体で、前記中心部のガラスを被覆してなる単一
モード光ファイバにおいて、前記中心部のガラスの中央
部で、前記中心部のガラスの半径の１／２より小さい半
径内の部分の屈折率を、前記中心部のガラスと前記ガラ
ス被覆体間の屈折率差の１／１０〜２倍だけ、前記中心
部のガラスの屈折率より大きくしたことを特徴とする単
一モード光ファイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52012684A JPS5934281B2 (ja) | 1977-02-08 | 1977-02-08 | 単一モ−ド光フアイバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52012684A JPS5934281B2 (ja) | 1977-02-08 | 1977-02-08 | 単一モ−ド光フアイバ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5397849A JPS5397849A (en) | 1978-08-26 |
| JPS5934281B2 true JPS5934281B2 (ja) | 1984-08-21 |
Family
ID=11812192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52012684A Expired JPS5934281B2 (ja) | 1977-02-08 | 1977-02-08 | 単一モ−ド光フアイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5934281B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60263103A (ja) * | 1984-06-12 | 1985-12-26 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 光フアイバ用母材およびその製造方法 |
| JPS6252508A (ja) * | 1985-09-02 | 1987-03-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光フアイバ |
| US4763976A (en) * | 1987-05-21 | 1988-08-16 | Corning Glass Works | Connector employing mode field modification |
| US5278931A (en) * | 1992-12-31 | 1994-01-11 | Corning Incorporated | Low bend loss singlemode optical waveguide fiber |
-
1977
- 1977-02-08 JP JP52012684A patent/JPS5934281B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5397849A (en) | 1978-08-26 |
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