WO2006043698A1 - 光ファイバ及び伝送システム並びに波長多重伝送システム - Google Patents

光ファイバ及び伝送システム並びに波長多重伝送システム Download PDF

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Shoichiro Matsuo
Shoji Tanigawa
Kuniharu Himeno
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Fujikura Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to an optical fiber that can suppress the generation of stimulated Brillouin scattering (hereinafter referred to as SBS) and can transmit with a higher-order signal.
  • SBS stimulated Brillouin scattering
  • the present invention also relates to a transmission system using this optical fiber and a wavelength division multiplexing transmission system.
  • FTTH fiber to the home
  • FTTH As one form of FTTH that transmits various information, there is a system that simultaneously transmits broadcast signals and other communication signals using different optical systems using a single optical fiber (ITU-T Recommendation). G. 652). In general, in this system, broadcast signals are often analog signals or baseband signals.
  • the characteristics of the system from the viewpoint of an optical fiber as a transmission medium are as follows.
  • FTTH is usually a double-star PON (Passive Optical Network) and has a large distribution loss (usually a maximum of 32 branches is assumed).
  • SBS Stimated Brillouin scattering
  • SBS threshold power A phenomenon occurs in which the force cannot be incident, and the rest becomes back scattered light and returns to the incident light side, limiting the signal light power at the input section. In some cases, it was a problem (see Non-Patent Document 1, for example).
  • Patent Literature 1 U.S. Pat.No. 5,267,339
  • Non-Patent Document 2 K. Shiraki, et al., J. Lightwave TechnoL, vol.14, pp.50-57 (1996) Disclosure of the Invention
  • Patent Document 1 and Non-Patent Document 2 inevitably change the optical characteristics in the longitudinal direction of the optical fiber. Absent.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an optical fiber capable of increasing the SBS threshold power as compared with a conventional optical fiber, a transmission system using the optical fiber, and a wavelength division multiplexing transmission system. .
  • the present invention has a central core and a clad on the outer periphery of the core, and the core has at least one layer of co-addition that also has a quartz glass force doped with germanium and fluorine.
  • the quartz core is composed of an inner core located near the center of the core force and an outer core provided on the outer periphery of the inner core, and the inner core is encapsulated with germanium and fluorine.
  • the outer core is composed of quartz glass with added germanium or germanium and fluorine, and the amount of fluorine added is smaller than that of the inner core. It is preferable to have been done.
  • the clad glass has a silica glass force without any additive.
  • the clad comprises an inner clad provided on the outer periphery of the core and an outer clad provided on the outer periphery of the inner clad, and the refractive index of the inner clad is ⁇ , and the outer cl side clad
  • the refractive index of n is n, it is preferable that n ⁇ n.
  • the clad includes an inner clad provided on the outer periphery of the core, a trench layer provided on the outer periphery of the inner clad, and an outer clad provided on the outer side of the trench layer.
  • the refractive index of the inner cladding is ⁇
  • the refractive index of the trench layer is ⁇
  • n When the refractive index of n is n, it is preferable that n ⁇ n and n ⁇ n.
  • the germanium concentration in the inner core is in the range of 4 to 15% by mass in terms of germanium oxide, and the fluorine concentration is in the range of 0.2 to 5% by mass. Is preferred.
  • the ratio of the inner core diameter to the outer core diameter is preferably in the range of 0.10-0.85.
  • the ratio of the inner core diameter to the outer core diameter is preferably in the range of 0.25-0.70.
  • the optical fiber of the present invention may have a configuration in which the optical refractive indexes of the inner core and the outer core are substantially equal.
  • the average value of the relative refractive index difference between the inner core and the outer core with respect to the cladding is in the range of 0.30% to 0.60%, and the outer core diameter is 6.0 in diameter.
  • the first core and the third core force are composed of a co-added calo layer that also has a quartz glass force to which germanium and fluorine are added
  • the second core is made of quartz glass to which germanium is added or germanium and fluorine are added to form fluorine.
  • the low-concentration co-added layer is made of quartz glass whose addition amount is smaller than that of the inner core.
  • the optical fiber may have a configuration in which n and n are substantially equal.
  • n ⁇ n In the optical fiber, a relationship of n ⁇ n may be satisfied.
  • n> n In the optical fiber, a relationship of n> n may be established.
  • the present invention also provides a transmission system configured to perform analog signal transmission or baseband transmission using the above-described optical fiber according to the present invention.
  • the present invention also provides analog signal transmission and transmission using the optical fiber according to the present invention described above.
  • a wavelength division multiplexing transmission system configured to perform data transmission and Z or voice transmission together with Z or baseband transmission.
  • an optical fiber that can suppress the occurrence of SBS and can be transmitted with a higher-power signal, a multi-branch long-distance transmission system using the same, and a wavelength A multiplex transmission system can be provided.
  • FIG. 1 is an end view of an optical fiber showing an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a graph showing the relationship between the power in relation to the inner core diameter Z outer core diameter ratio and inner core Ge concentration in the optical fiber prototyped in the example.
  • FIG. 3A is a diagram illustrating a refractive index profile of an optical fiber of the present invention.
  • FIG. 3B is a diagram illustrating a refractive index profile of the optical fiber of the present invention.
  • FIG. 3D is a diagram illustrating a refractive index profile of the optical fiber of the present invention.
  • FIG. 3E is a diagram illustrating a refractive index profile of the optical fiber of the present invention.
  • FIG. 4A is a graph showing a Ge concentration distribution of an optical fiber according to a conventional method in the second embodiment.
  • FIG. 4B is a graph showing the F concentration distribution of the optical fiber according to the conventional method in the second embodiment.
  • FIG. 4C is a graph showing a difference in refractive index distribution of the optical fiber according to the conventional method in the second embodiment.
  • FIG. 5 is a graph showing the relative Brillouin gain spectra of the optical fibers of FIGS.
  • FIG. 6A is a graph showing a Ge concentration distribution of an optical fiber according to the technique of the present invention in the second embodiment.
  • FIG. 6B is a graph showing the refractive index distribution and F concentration distribution of the optical fiber according to the technique of the present invention in the second embodiment.
  • FIG. 6C is a graph showing a difference in refractive index distribution of the optical fiber according to the technique of the present invention in the second embodiment.
  • FIG. 7 is a graph showing the relative Brillouin gain spectra of the optical fibers of FIGS.
  • FIG. 8A is a graph showing the Ge concentration distribution of the optical fiber according to the conventional method in the third embodiment.
  • FIG. 8B is a graph showing the F concentration distribution of the optical fiber according to the conventional method in the third embodiment.
  • FIG. 8C is a graph showing the difference in refractive index distribution of the optical fiber according to the conventional method in the third embodiment.
  • FIG. 9 is a graph showing the relative Brillouin gain spectra of the optical fibers of FIGS.
  • FIG. 10A is a graph showing the Ge concentration distribution of the optical fiber according to the technique of the present invention in the third embodiment.
  • FIG. 10B is a graph showing the F concentration distribution of the optical fiber according to the technique of the present invention in the third embodiment.
  • FIG. 10C is a graph showing the refractive index distribution difference of the optical fiber according to the technique of the present invention in the third embodiment.
  • FIG. 11 is a graph showing the relative Brillouin gain spectra of the optical fibers of FIGS.
  • FIG. 12A is a graph showing a Ge concentration distribution of an optical fiber according to the technique of the present invention in a fourth embodiment.
  • FIG. 12B is a graph showing the F concentration distribution of the optical fiber according to the technique of the present invention in the fourth embodiment.
  • FIG. 12C is a graph showing the refractive index distribution difference of the optical fiber according to the technique of the present invention in the fourth embodiment.
  • FIG. 13 is a graph showing the relative Brillouin gain spectra of the optical fibers of FIGS.
  • FIG. 14A is a graph showing a Ge concentration distribution of an optical fiber according to the technique of the present invention in a fifth embodiment.
  • FIG. 14B is a graph showing the F concentration distribution of the optical fiber according to the technique of the present invention in the fifth embodiment.
  • FIG. 14C is a graph showing the refractive index distribution difference of the optical fiber according to the technique of the present invention in the fifth embodiment.
  • FIG. 15 is a graph showing the relative Brillouin gain spectra of the optical fibers of FIGS.
  • FIG. 16A is a graph showing a Ge concentration distribution of an optical fiber according to the technique of the present invention in a sixth embodiment.
  • FIG. 16B is a graph showing the F concentration distribution of the optical fiber according to the technique of the present invention in the sixth embodiment.
  • FIG. 16C is a graph showing the refractive index distribution difference of the optical fiber according to the technique of the present invention in the sixth embodiment.
  • FIG. 17 is a graph showing the relative Brillouin gain spectra of the optical fibers of FIGS.
  • FIG. 18A is a graph showing a Ge concentration distribution of an optical fiber according to the technique of the present invention in a seventh embodiment.
  • FIG. 18B is a graph showing the F concentration distribution of the optical fiber according to the technique of the present invention in the seventh embodiment.
  • FIG. 18C is a graph showing the refractive index distribution difference of the optical fiber according to the technique of the present invention in the seventh embodiment.
  • FIG. 19 is a graph showing the relative Brillouin gain spectra of the optical fibers of FIGS.
  • FIG. 20A is a graph showing a Ge concentration distribution of an optical fiber according to the technique of the present invention in an eighth embodiment.
  • FIG. 20B is a graph showing the F concentration distribution of the optical fiber according to the technique of the present invention in the eighth embodiment.
  • FIG. 20C is a graph showing a difference in refractive index distribution of the optical fiber according to the technique of the present invention in the eighth embodiment.
  • FIG. 21 is a graph showing the relative Brillouin gain spectra of the optical fibers of FIGS.
  • FIG. 22A is a graph showing a Ge concentration distribution of an optical fiber according to the technique of the present invention in a ninth embodiment.
  • FIG. 22B is a graph showing the F concentration distribution of the optical fiber according to the technique of the present invention in the ninth embodiment.
  • FIG. 22C is a graph showing a difference in refractive index distribution of the optical fiber according to the technique of the present invention in the ninth embodiment.
  • FIG. 23 is a graph showing the relative Brillouin gain spectra of the optical fibers of FIGS.
  • FIG. 24A is a graph showing a Ge concentration distribution of an optical fiber according to the technique of the present invention in a tenth embodiment.
  • FIG. 24B is a graph showing an F concentration distribution of an optical fiber according to the technique of the present invention in a tenth embodiment.
  • FIG. 24C is a graph showing a difference in refractive index distribution of the optical fiber according to the technique of the present invention in the tenth embodiment.
  • FIG. 25 is a graph showing the relative Brillouin gain spectra of the optical fibers of FIGS.
  • FIG. 26 is a diagram showing an optical transmission system (wavelength multiplexing transmission system) configured using the optical fiber of the present invention.
  • optical fiber 2 ... inner core, 3 ... outer core, 4 ... cladding, 10 ... optical transmission system (wavelength multiplex transmission system).
  • FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an optical fiber according to the present invention.
  • the optical fiber 1 of the present embodiment is provided with an inner core 2 that also has a quartz glass force doped with germanium and fluorine, and a quartz glass or germanium doped with germanium provided on the outer periphery of the inner core 2 and doped with germanium and fluorine.
  • the outer core 3 also has a quartz glass force to which fluorine is added, and the amount of fluorine added is smaller than that of the inner core 2, and the clad 4 provided on the outer periphery of the outer core 3.
  • the concentration of germanium in the inner core 2 is within the limits of 4-15 mass 0/0 by germanium oxide terms, also it is desired concentration of fluorine is in the range of 2 to 5% by weight 0.1. If the concentration of germanium and fluorine in the inner core 2 is higher than the above range, Rayleigh scattering increases and the transmission loss of the optical fiber 1 increases, which causes a practical problem. On the other hand, if the concentration of germanium and fluorine in the inner core 2 is lower than the above range, the effect of increasing the SBS threshold / power is insufficient, and the object of the present invention may not be achieved.
  • the ratio of the inner core diameter to the outer core diameter is preferably within the range of 0.10-0.85.
  • a standard optical fiber hereinafter referred to as a standard SM optical fiber.
  • the ratio of the inner core diameter to the outer core diameter is more preferably in the range of 0.25-0.70.
  • the SBS threshold can be increased to about twice that of the standard SM optical fiber.
  • the optical refractive indexes of the inner core 2 and the outer core 3 are substantially equal. If the optical refractive index of the inner core 2 and the outer core 3 are different, the waveguide dispersion (also referred to as structural dispersion) in the optical fiber shifts to the longer wavelength side, making it difficult to control the optical characteristics within the desired range. There is a possibility.
  • the fact that the optical refractive indexes are substantially equal assumes that the difference in refractive index is approximately 0.07% or less in terms of the relative refractive index difference ( ⁇ ).
  • the ratio of the average refractive index of the inner core 2 and the outer core 3 is Note that it is appropriate to compare.
  • the desired range is, for example, a range that satisfies the provisions of IT U-T Recommendation G. 652.
  • G.652 a range that satisfies the provisions of IT U-T Recommendation
  • the relative refractive index difference with respect to 4 must be within the range of 0.30 to 0.40%, respectively, and the outer core diameter must be within the range of 7.5-11 ⁇ m in diameter.
  • An optical fiber having the above-described structure of the present invention and having optical characteristics satisfying the requirements of ITU-T Recommendation G. 652 is equivalent to an optical fiber constituting an existing transmission line and a high SBS threshold. Since the optical characteristics other than the characteristics of the present invention are the same when having power, there is an advantage that it can be used in the same manner as a conventional optical fiber.
  • FIG. 3A to 3F are diagrams illustrating the refractive index distribution in the radial direction of the optical fiber according to the present invention.
  • the present invention is not limited to this example.
  • An optical fiber having a refractive index profile shown in FIG. 3A is provided on the outer periphery of the inner core 2 having the highest refractive index having a step-type refractive index profile and a slightly higher refractive index than the inner core 2.
  • the outer core 3 is low, and the clad 4 is formed of a quartz glass cover provided on the outer periphery of the outer core 3.
  • An optical fiber having a refractive index profile shown in FIG. 3B includes an inner core 2 having a step-type refractive index profile, and an outer core 3 provided on the outer periphery of the inner core 2 and having a slightly higher refractive index than the inner core 2.
  • the clad 4 also has a quartz glass force provided on the outer periphery of the outer core 3.
  • the optical fiber having a refractive index distribution shown in FIG. 3C has an inner core 2 having a refractive index profile in which the refractive index gradually increases toward the center, an outer core 3 provided on the outer periphery of the inner core 2, and an outer side. It is composed of a clad 4 provided on the outer periphery of the core 3 and also having a quartz glass force.
  • An optical fiber having a refractive index distribution shown in FIG. 3D is provided with an inner core 2 having a higher refractive index in the vicinity of the outer periphery than the center, and an inner core having a higher refractive index in the vicinity of the outer periphery. And a clad 4 having a quartz glass force provided on the outer periphery of the outer core 3.
  • An optical fiber having a refractive index distribution shown in FIG. 3E is provided on the inner core 2 having a substantially concave refractive index distribution with a low refractive index at the center, and on the outer periphery of the inner core 2, and the refractive index of the outer peripheral portion.
  • the outer core 3 has a refractive index profile that gradually decreases, and the clad 4 that is a quartz glass force provided on the outer periphery of the outer core 3 is in force.
  • the optical fiber having the refractive index distribution shown in FIG. 3F is an inner core 2 having a wedge-shaped low refractive index portion at the center, and an outer periphery provided on the outer periphery of the inner core 2 and having a higher refractive index than the inner core 2.
  • the outer core 3 having a refractive index profile that gradually decreases toward the outer surface, and the cladding 4 that is a glassy glass force provided on the outer periphery of the outer core 3 is used as a force.
  • the present invention also provides a transmission system using the optical fiber according to the present invention described above.
  • the advantage of using the optical fiber according to the present invention is that higher power signal light can be introduced. Therefore, by performing analog transmission and baseband transmission that require relatively high power using the optical fiber of the present invention, it is possible to transmit more multi-branches and longer distances, and enjoy great benefits. Especially for systems with transmission distances of 15 km or more and Z or number of branches of 32 or more, you can enjoy the greatest benefits [0041]
  • the optical fiber according to the present invention can also perform wavelength division multiplexing transmission in which other transmissions are simultaneously performed.
  • wavelength multiplexing transmission one form of FTTH as shown in ITU-T G. 983.3, or CWDM is conceivable.
  • systems with transmission distances of 15 km or more and Z or the number of branches of 32 or more can enjoy the greatest benefits.
  • the transmission system need not be limited to these applications.
  • it can be used for digital long-distance repeaterless transmission systems that use only ordinary public data communications, ITS (intelligent transportation systems), sensor applications, remote laser cutting systems, and so on.
  • An optical fiber according to the first embodiment of the present invention was prototyped. Examples of optical fibers prototyped in Nos. 2 to 25 in Tables 1 to 3 are shown together with their structures and optical characteristics. No. 1 in Table 1 also shows a standard SM optical fiber (compliant with ITU-T Recommendation G. 652) as a comparative example.
  • “Ge concentration” indicates the concentration of germanium added to the inner core or outer core (in terms of acid / germanium)
  • “F concentration” indicates the amount added to the inner core or outer core. It shows the concentration of fluorine.
  • the “relative Brillouin gain” is the optical fiber of each example when the SBS light intensity measured with the optical fiber of the comparative example is 1. It is the relative value of the measured SBS light intensity.
  • “relative threshold power” is the relative value of the SBS threshold measured with the optical fiber of each example when the SBS threshold power measured with the optical fiber of the comparative example is 1.
  • Inner core radius ism 3.0 2.1 1.8 2.4 2.1
  • Inner core relative refractive index% 0.29 0.31 0.35 0.33 0.30
  • the optical fibers of the examples shown in No. 2 to No. 25 have an inner core containing germanium and fluorine, and contain only germanium or a small amount of germanium.
  • the configuration with the outer core containing fluorine suppresses the generation of SBS, and a relatively high SBS threshold power is obtained.
  • FIG. 2 shows the relationship between the inner core diameter Z outer core diameter ratio, the inner core Ge concentration, and the threshold power found from the optical fibers prototyped in this embodiment.
  • Fiber cut-off 1.26 / m.
  • Dispersion slope at wavelength 1550nm 0.057ps / nmVkm o
  • the optical fiber based on the refractive index profiles of FIGS. 4A to 4C improves the bending loss by reducing the MFD compared to the general SM optical fiber shown as Example 1 and Comparative Example.
  • the SBS threshold power deteriorates due to the small MFD.
  • FIG. 5 shows relative Brillouin gain spectra obtained from the refractive index profiles of FIGS.
  • the standard values were measured by setting the maximum value of the Brillouin gain of the optical fibers of Example 1 and Comparative Example to 1.
  • the maximum relative Brillouin gain was 1.18, and the SBS threshold power was reduced by 0.7 dB.
  • FIGS. 6A to 6C and Table 5 show Example 26 of the optical fiber according to the second embodiment of the present invention.
  • the force ratio of increasing Ge and F concentration in the inner core part is the same, and the optical characteristics such as MFD and chromatic dispersion are the same as the refractive index distributions in Figs.
  • FIG. 7 shows relative Brillouin gain spectra of the optical fibers having the refractive index profiles shown in FIGS. As in FIG. 5, the optical fibers of Example 1 and Comparative Example were used as a reference. The maximum relative Brillouin gain was 0.55, and the SBS threshold power was improved by 2.6 dB.
  • An optical fiber based on this embodiment is an optical fiber that exhibits optical characteristics satisfying ITU-T Recommendation G. 652, low bending loss, and high SBS threshold power, and is an optical fiber for FTTH. As an excellent property.
  • the third embodiment relates to an optical fiber having further improved bending characteristics.
  • Figures 8A-C show examples of low bending loss optical fibers based on the conventional method.
  • This optical fiber has a concentration distribution and refractive index distribution as shown in Table 6.
  • Fiber cut-off 1. 26 ⁇ ⁇ 0
  • FIGS. 10A to 10C and Table 7 show Example 27 of the optical fiber according to the third embodiment of the present invention.
  • the Ge and F concentrations in the inner core are increased, but the specific refractive index difference ⁇ is the same, and optical characteristics such as MFD and chromatic dispersion are shown in Figs. It is the same as the refractive index distribution of C.
  • FIG. 11 shows the relative Brillouin gain spectra of the optical fibers having the refractive index profiles shown in FIGS. As in FIG. 5, Example 1 and the comparative example are used as a reference.
  • the maximum relative Brillouin gain was 0.67, and the SBS threshold power was improved by 1.7 dB.
  • the optical fiber according to the present embodiment is an optical fiber having a low bending loss and a high SBS threshold power after exhibiting the same chromatic dispersion characteristics as ITU-T Recommendation G. 652. It has excellent characteristics as an optical fiber.
  • the present invention relates to an optical fiber composed of a second co-added layer (third layer) located on the outer periphery.
  • 12A to 12C show the refractive index distribution and dopant distribution of the optical fiber of this embodiment. The diameter, optical relative refractive index difference, Ge and F concentration of each layer are shown below.
  • the first layer, the second layer, and the third layer are adjusted so that the respective Ge concentration and F concentration are 0.35% with the same relative refractive index difference ⁇ .
  • Fiber cutoff 1292 nm.
  • Dispersion slope at wavelength 1550nm 0.060ps / nmVkm o
  • the optical fiber of the present embodiment has an MFD substantially equivalent to the general optical fiber shown as Example 1 and the comparative example.
  • FIG. 13 shows the relative Brillouin gain spectrum of the optical fiber obtained from the refractive index profiles of FIGS.
  • the standard value was determined with the maximum Brillouin gain of the optical fiber of Example 1 and Comparative Example as 1.
  • the maximum relative Brillouin gain was 0.46, and the SBS threshold power was reduced by 4.3 dB.
  • the core has a first co-added layer (first layer) near the center, a non-co-added layer (second layer) located on the outer periphery of the first co-added layer, and a non-co-added layer
  • first layer first layer
  • second layer non-co-added layer
  • the present invention relates to an optical fiber composed of a second co-doped layer (third layer) located on the outer periphery.
  • FIGS. 14A to 14C show the refractive index distribution and dopant distribution of the optical fiber of this embodiment. The diameter, optical relative refractive index difference, Ge and F concentration of each layer are shown below.
  • the first layer, the second layer, and the third layer are adjusted such that the Ge concentration and the F concentration are 0.35% with the same relative refractive index difference ⁇ . For this reason, the obtained optical characteristics are the same as those in the fourth embodiment.
  • FIG. 15 shows relative Brillouin gain spectra of the optical fiber obtained from the refractive index profiles of FIGS.
  • the standard value was determined with the maximum Brillouin gain of the optical fiber of Example 1 and Comparative Example as 1.
  • the maximum relative Brillouin gain was 0.67, and the SBS threshold power was reduced by 2.4 dB.
  • the core has a first co-added layer (first layer) near the center, a non-co-added layer (second layer) located on the outer periphery of the first co-added layer, and a non-co-added layer
  • first layer first layer
  • second layer non-co-added layer
  • present invention relates to an optical fiber composed of a second co-doped layer (third layer) located on the outer periphery.
  • the bending of the optical fiber of this embodiment The refractive index distribution and the dopant distribution are shown in FIGS.
  • the diameter, optical relative refractive index difference, Ge and F concentration of each layer are shown below.
  • the first layer, the second layer, and the third layer are adjusted such that the respective Ge concentration and F concentration have the same relative refractive index difference ⁇ of 0.35%. For this reason, the obtained optical characteristics are the same as those in the fourth embodiment.
  • FIG. 17 shows a relative Brillouin gain spectrum of the optical fiber obtained from the refractive index profiles of FIGS.
  • the standard value was determined with the maximum Brillouin gain of the optical fiber of Example 1 and Comparative Example as 1.
  • the maximum relative Brillouin gain was 0.66, and the SBS threshold power was reduced by 2.9dB.
  • peak forces S having a negative pair gain of 0.62, 0.66, and 0.07, respectively, with frequency shifts of 10740 MHz, 10830 MHz, and 11050 MHz from the smallest.
  • the core has a first co-added layer (first layer) near the center, a non-co-added layer (second layer) located on the outer periphery of the first co-added layer, and a non-co-added layer
  • first layer first layer
  • second layer non-co-added layer
  • the present invention relates to an optical fiber composed of a second co-doped layer (third layer) located on the outer periphery.
  • FIGS. 18A to 18C show the refractive index distribution and dopant distribution of the optical fiber of this embodiment. The diameter, optical relative refractive index difference, Ge and F concentration of each layer are shown below.
  • Second layer Ge concentration (n) 3.5 mass%.
  • the first layer, the second layer, and the third layer are adjusted such that the respective Ge concentration and F concentration are 0.35% with the same relative refractive index difference ⁇ . For this reason, the obtained optical characteristics are the same as those in the fourth embodiment.
  • FIG. 19 shows a relative Brillouin gain spectrum of the optical fiber obtained from the refractive index profiles of FIGS.
  • the standard value was determined with the maximum Brillouin gain of the optical fiber of Example 1 and Comparative Example as 1.
  • the maximum relative Brillouin gain was 0.44, and the SBS threshold power was reduced by 3.9dB.
  • the core has a first co-added layer (first layer) near the center, a non-co-added layer (second layer) located on the outer periphery of the first co-added layer, and a non-co-added layer
  • first layer first layer
  • second layer non-co-added layer
  • present invention relates to an optical fiber composed of a second co-doped layer (third layer) located on the outer periphery.
  • 20A to 20C show the refractive index distribution and the dopant distribution of the optical fiber of this embodiment. The diameter, optical relative refractive index difference, Ge and F concentration of each layer are shown below.
  • FIG. 21 shows a relative Brillouin gain spectrum of the optical fiber obtained from the refractive index profiles of FIGS.
  • the standard value was determined with the maximum Brillouin gain of the optical fiber of Example 1 and Comparative Example as 1.
  • the maximum relative Brillouin gain was 0.69, and the SBS threshold power was reduced by 2.9 dB.
  • the core has a first co-added layer (first layer) near the center, a non-co-added layer (second layer) located on the outer periphery of the first co-added layer, and a non-co-added layer
  • first layer first layer
  • second layer non-co-added layer
  • present invention relates to an optical fiber composed of a second co-doped layer (third layer) located on the outer periphery.
  • the refractive index distribution and dopant distribution of the optical fiber of this embodiment are shown in FIGS.
  • the diameter, optical relative refractive index difference, Ge and F concentration of each layer are shown below.
  • the first layer, the second layer, and the third layer are adjusted so that the respective Ge concentration and F concentration are 0.35% with the same relative refractive index difference ⁇ . For this reason, the obtained optical characteristics are the same as those in the fourth embodiment.
  • FIG. 23 shows a relative Brillouin gain spectrum of the optical fiber obtained from the refractive index profiles of FIGS.
  • the standard value was determined with the maximum Brillouin gain of the optical fiber of Example 1 and Comparative Example as 1.
  • the maximum relative Brillouin gain is 0.44, which is the SBS threshold.
  • the power was 4. OdB lower.
  • the core has a first co-added layer (first layer) near the center, a non-co-added layer (second layer) located on the outer periphery of the first co-added caro layer, and a non-co-added layer.
  • the present invention relates to an optical fiber composed of a second co-doped layer (third layer) located on the outer periphery of the layer.
  • the refractive index distribution and dopant distribution of the optical fiber of this embodiment are shown in FIGS. Diameter of each layer, optical relative refractive index difference,
  • the first layer, the second layer, and the third layer are adjusted so that the respective Ge concentration and F concentration have the same relative refractive index difference ⁇ of 0.35%. For this reason, the obtained optical characteristics are the same as those in the fourth embodiment.
  • FIG. 25 shows the relative Brillouin gain spectra of the optical fibers obtained from the refractive index profiles of FIGS.
  • the standard value was determined with the maximum Brillouin gain of the optical fiber of Example 1 and Comparative Example as 1.
  • the maximum relative Brillouin gain was 0.34, and the SBS threshold power was reduced by 4.7 dB.
  • frequency shifts of / J, Saikata, et al., 10420MHz, 10520MHz, 10660MHz, 10900MHz, 11010MHz [This is a relative of 0.34, 0.21, 0.09, 0.05, 0.21 respectively. There is a peak with gain.
  • Fig. 26 shows a PON configuration optical transmission system using the optical fiber 1 according to the present invention ( Wavelength multiplexing transmission system) 10.
  • the optical transmission system 10 transmits data signals at a wavelength of 1.31 / zm and a wavelength of 1.49 m in accordance with the ITU-T G. 983.3.3 specification, and transmits a video signal at a wavelength of 1.55 ⁇ m.
  • Do. Fig. 26 shows an example of digital video distribution via the Internet or streaming as an example of data transmission.
  • For video transmission in the 1.55 m wavelength band a method that propagates ordinary broadcast waves as they are in the form of analog signals is widely used. In such a system, the broadcast receiving unit on the subscriber side can demodulate the original broadcast wave signal, and a conventional television receiver can be used as it is.
  • a single optical fiber 1 transmits data signals and analog signals (video signals).
  • an optical fiber for data signals and an optical fiber for analog signals may be used.
  • an effect such as extension of the transmission distance can be obtained.

Landscapes

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Abstract

　光ファイバは、中心のコアと、該コアの外周にあるクラッドとを有し、前記コアは、ゲルマニウムとフッ素が添加された石英ガラスからなる少なくとも一層の共添加層と、ゲルマニウムが添加された石英ガラス又はゲルマニウムと前記共添加層よりも少量のフッ素が添加された石英ガラスからなる少なくとも一層の低濃度共添加層とを有する。

Description

光ファイバ及び伝送システム並びに波長多重伝送システム 技術分野
[0001] 本発明は、誘導ブリルアン散乱（以下、 SBSと記す。）の発生を抑制し、より高パヮ 一の信号で伝送が可能な光ファイバに関する。また、この光ファイバを使用した伝送 システム並びに波長多重伝送システムに関する。
本願は、 2004年 10月 22日に出願された特願 2004— 308359号、 2005年 3月 1 日に出願された特願 2005— 55669号、ならびに 2005年 7月 19日に出願された特 願 2005— 208687号に対し優先権を主張し、その内容をここに援用する。
背景技術
[0002] 近年、光ファイバを各家庭に延線し、それを用いて各種の情報をやり取りする、ファ ィバトウザホーム（ ber To The Home ;以下、 FTTHと記す。）サービスが開始されて いる。
[0003] 様々な情報を伝送する FTTHの一つの形態として、放送信号と、その他の通信信 号をそれぞれ異なる方式で一本の光ファイバを用いて同時に伝送するシステムがあ る（ITU— T Recommendation G. 652)。一般に、このシステムにおいて、放送 信号はアナログ信号かベースバンド信号であることが多い。
[0004] 伝送媒体である光ファイバの観点から見た該システムの特徴は、次のようになる。
•FTTHは通常ダブルスター型の PON (Passive Optical Network)であり、分配ロス が大き ヽ (通常最大 32分岐が想定されて 、る)。
'アナログ信号かベースバンド信号を伝送するので、受信機における CNR (Carrier N oise Ratio)を大きくする必要があり、必要とする受光部における最低信号光パワーが 通信で用いられるデジタル伝送に比して大き!/、。
[0005] これらのことから、このシステムにおいては、信号入力部における必要信号光パヮ 一を大きくする必要がある。特に、信号光の伝送中の減衰や分配ロスを考えると、より 長距離の線路やより多分岐の線路においては、より高パワーが必要になる。当然のこ とながら、信号はなるべく遠距離まで伝送でき、また一度に多くの加入者に同時に分 配できる方が様々な観点 (建設コスト、メンテナンス性、システム設計など）からメリット がある。
[0006] し力しながら、光ファイバを用いる光伝送においては、非線形現象の一種である SB S (誘導ブリルアン散乱）によって、光ファイバにあるパワー以上の光を入射しようとし ても、ある一定光量 (以下、 SBSしきいパワーと呼ぶ。）までし力入射できず、残りは後 方散乱光となって入射光側に戻ってきてしまうという現象が起こり、入力部における信 号光パワーに制限を与えてしまうケースがあり、問題となっていた (例えば、非特許文 献 1参照。）。
[0007] 従来、 SBS抑制を実現する方法としては、長手方向に光学特性やドーパント濃度、 残留応力を変化させる手法が報告されている (例えば、特許文献 1及び非特許文献 2参照。）。
非特許文献 l :A.R.Charaplyvy, J.Lightwave TechnoL, vol.8, pp.1548- 1557(1990) 特許文献 1 :米国特許第 5, 267, 339号公報
非特許文献 2 : K.Shiraki, et al.， J. Lightwave TechnoL, vol.14, pp.50- 57(1996) 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] し力しながら、特許文献 1及び非特許文献 2に記載されている SBS抑制方法では、 必然的に光ファイバ長手方向の光学特性も変化してしまうことになるため、実用上は 好ましくない。
[0009] 本発明は前記事情に鑑みてなされ、 SBSしきいパワーを従来の光ファイバと比べて より高めることができる光ファイバとそれを用いた伝送システム並びに波長多重伝送 システムの提供を目的とする。
課題を解決するための手段
[0010] 前記目的を達成するため、本発明は、中心のコアと、該コアの外周にあるクラッドと を有し、コアは、ゲルマニウムとフッ素が添加された石英ガラス力もなる少なくとも一層 の共添加層と、ゲルマニウムが添加された石英ガラス又はゲルマニウムとフッ素が添 カロされフッ素の添加量が前記共添加層よりも少量である石英ガラス力もなる少なくとも 一層の低濃度共添加層とを有する光ファイバを提供する。 [0011] 本発明の光ファイバにおいて、コア力 中心付近に位置する内側コアと該内側コア の外周に設けられた外側コアにより構成され、内側コアがゲルマニウムとフッ素が添 カロされた石英ガラスカゝらなる共添加層により構成され、外側コアがゲルマニウムを添 カロした石英ガラス又はゲルマニウムとフッ素が添加されフッ素の添加量が前記内側コ ァよりも少量である石英ガラス力 なる低濃度共添加層により構成されたことが好まし い。
[0012] 本発明の光ファイバにおいて、クラッドが添加物を添加しない石英ガラス力もなるこ とが好ましい。
[0013] 本発明の光ファイバにおいて、クラッドの一部にフッ素が添加されていてもよい。
[0014] 本発明の光ファイバにおいて、クラッドは、コア外周に設けられた内側クラッドと該内 側クラッドの外周に設けられた外側クラッドとからなり、内側クラッドの屈折率を η ,外 cl 側クラッドの屈折率を n としたとき、 n <n なる関係を有することが好ましい。
c2 cl c2
[0015] 本発明の光ファイバにおいて、クラッドは、コア外周に設けられた内側クラッドと該内 側クラッドの外周に設けられたトレンチ層と、該トレンチ層の外側に設けられた外側ク ラッドと力らなり、内側クラッドの屈折率を η ,トレンチ層の屈折率を η ,外側クラッド cl c2
の屈折率を n としたとき、 n <n 、且つ n <n なる関係を有することが好ましい。
c3 c2 cl c2 c3
[0016] 本発明の光ファイバにおいて、内側コアのゲルマニウムの濃度が酸化ゲルマニウム 換算で 4〜 15質量％の範囲内であり、フッ素の濃度が 0. 2〜5質量％の範囲内であ ることが好ましい。
[0017] 本発明の光ファイバにおいて、内側コア径と外側コア径の比が 0. 10-0. 85の範 囲内であることが好ましい。
[0018] 本発明の光ファイバにおいて、内側コア径と外側コア径の比が 0. 25-0. 70の範 囲内であることが好ましい。
[0019] 本発明の光ファイバにおいて、内側コアと外側コアの光学屈折率が実質的に等し い構成としてもよい。
[0020] 本発明の光ファイバにおいて、内側コアと外側コアのクラッドに対する比屈折率差 の平均値が 0. 30%〜0. 60%の範囲内であり、外側コア径が直径で 6. 0〜： LO. 5 μ mの範囲内であることが好ましい。 [0021] 本発明の光ファイバにおいて、コア力 中心付近に位置する第 1コアと該第 1コアの 外周に設けられた第 2コアと該第 2コアの外周に設けられた第 3コアとにより構成され 、第 1コアと第 3コア力 ゲルマニウムとフッ素が添加された石英ガラス力もなる共添カロ 層により構成され、第 2コアが、ゲルマニウムを添加した石英ガラス又はゲルマニウム とフッ素が添加されフッ素の添加量が前記内側コアよりも少量である石英ガラスから なる低濃度共添加層により構成されたことが好ま 、。
[0022] 本発明の光ファイバにおいて、第 1コアのフッ素濃度を n 質量0 /0、第 2コアのフッ素 fl
濃度を n 質量％、第 3コアのフッ素濃度を n 質量％としたとき、 n >n 、且つ n > f2 f3 fl f2 f3 n の関係であることが好ましい。
f2
[0023] 前記光ファイバにおいて、 n と n がほぼ等しい構成としてもよい。
fl f3
[0024] 前記光ファイバにおいて、 n <n の関係としてもよい。
fl f3
[0025] 前記光ファイバにおいて、 n >n の関係としてもよい。
fl f3
[0026] 本発明の光ファイバにおいて、光学特性カ 丁11ー丁 Recommendation G. 65
2の規定を満足することが好ま 、。
[0027] また本発明は、前述した本発明に係る光ファイバを用いてアナログ信号伝送又は ベースバンド伝送を行うように構成されて 、る伝送システムを提供する。
[0028] また本発明は、前述した本発明に係る光ファイバを用いてアナログ信号伝送および
Zまたはベースバンド伝送とともに、データ伝送および Zまたは音声伝送を行うように 構成されて 、る波長多重伝送システムを提供する。
発明の効果
[0029] 本発明によれば、 SBSの発生を抑制し、より高パワーの信号で伝送が可能な光ファ ィバと、それを用いた多分岐'長距離の伝送が可能な伝送システム並びに波長多重 伝送システムを提供することができる。
図面の簡単な説明
[0030] [図 1]本発明の一実施形態を示す光ファイバの端面図である。
[図 2]実施例で試作した光ファイバにおける内側コア径 Z外側コア径比率及び内側コ ァ Ge濃度としき 、パワーの関係を示すグラフである。
[図 3A]本発明の光ファイバの屈折率分布を例示する図である。 [図 3B]本発明の光ファイバの屈折率分布を例示する図である。
[図 3C]本発明の光ファイバの屈折率分布を例示する図である。
[図 3D]本発明の光ファイバの屈折率分布を例示する図である。
[図 3E]本発明の光ファイバの屈折率分布を例示する図である。
[図 3F]本発明の光ファイバの屈折率分布を例示する図である。
[図 4A]第 2の実施形態における従来手法による光ファイバの Ge濃度分布を示すダラ フである。
[図 4B]第 2の実施形態における従来手法による光ファイバの F濃度分布を示すグラフ である。
[図 4C]第 2の実施形態における従来手法による光ファイバの屈折率分布差を示すグ ラフである。
[図 5]図 4A〜Cの光ファイバの相対ブリルアンゲインスペクトルを示すグラフである。
[図 6A]第 2の実施形態における本発明の手法による光ファイバの Ge濃度分布を示 すグラフである。
[図 6B]第 2の実施形態における本発明の手法による光ファイバの屈折率分布と F濃 度分布を示すグラフである。
[図 6C]第 2の実施形態における本発明の手法による光ファイバの屈折率分布差を示 すグラフである。
[図 7]図 6A〜Cの光ファイバの相対ブリルアンゲインスペクトルを示すグラフである。
[図 8A]第 3の実施形態における従来手法による光ファイバの Ge濃度分布を示すダラ フである。
[図 8B]第 3の実施形態における従来手法による光ファイバの F濃度分布を示すグラフ である。
[図 8C]第 3の実施形態における従来手法による光ファイバの屈折率分布差を示すグ ラフである。
[図 9]図 8A〜Cの光ファイバの相対ブリルアンゲインスペクトルを示すグラフである。
[図 10A]第 3の実施形態における本発明の手法による光ファイバの Ge濃度分布を示 すグラフである。 [図 10B]第 3の実施形態における本発明の手法による光ファイバの F濃度分布を示す グラフである。
[図 10C]第 3の実施形態における本発明の手法による光ファイバの屈折率分布差を 示すグラフである。
[図 11]図 10A〜Cの光ファイバの相対ブリルアンゲインスペクトルを示すグラフである
[図 12A]第 4の実施形態における本発明の手法による光ファイバの Ge濃度分布を示 すグラフである。
[図 12B]第 4の実施形態における本発明の手法による光ファイバの F濃度分布を示す グラフである。
[図 12C]第 4の実施形態における本発明の手法による光ファイバの屈折率分布差を 示すグラフである。
[図 13]図 12A〜Cの光ファイバの相対ブリルアンゲインスペクトルを示すグラフである
[図 14A]第 5の実施形態における本発明の手法による光ファイバの Ge濃度分布を示 すグラフである。
[図 14B]第 5の実施形態における本発明の手法による光ファイバの F濃度分布を示す グラフである。
[図 14C]第 5の実施形態における本発明の手法による光ファイバの屈折率分布差を 示すグラフである。
[図 15]図 14A〜Cの光ファイバの相対ブリルアンゲインスペクトルを示すグラフである
[図 16A]第 6の実施形態における本発明の手法による光ファイバの Ge濃度分布を示 すグラフである。
[図 16B]第 6の実施形態における本発明の手法による光ファイバの F濃度分布を示す グラフである。
[図 16C]第 6の実施形態における本発明の手法による光ファイバの屈折率分布差を 示すグラフである。 [図 17]図 16A〜Cの光ファイバの相対ブリルアンゲインスペクトルを示すグラフである
[図 18A]第 7の実施形態における本発明の手法による光ファイバの Ge濃度分布を示 すグラフである。
[図 18B]第 7の実施形態における本発明の手法による光ファイバの F濃度分布を示す グラフである。
[図 18C]第 7の実施形態における本発明の手法による光ファイバの屈折率分布差を 示すグラフである。
[図 19]図 18A〜Cの光ファイバの相対ブリルアンゲインスペクトルを示すグラフである
[図 20A]第 8の実施形態における本発明の手法による光ファイバの Ge濃度分布を示 すグラフである。
[図 20B]第 8の実施形態における本発明の手法による光ファイバの F濃度分布を示す グラフである。
[図 20C]第 8の実施形態における本発明の手法による光ファイバの屈折率分布差を 示すグラフである。
[図 21]図 20A〜Cの光ファイバの相対ブリルアンゲインスペクトルを示すグラフである
[図 22A]第 9の実施形態における本発明の手法による光ファイバの Ge濃度分布を示 すグラフである。
[図 22B]第 9の実施形態における本発明の手法による光ファイバの F濃度分布を示す グラフである。
[図 22C]第 9の実施形態における本発明の手法による光ファイバの屈折率分布差を 示すグラフである。
[図 23]図 22A〜Cの光ファイバの相対ブリルアンゲインスペクトルを示すグラフである
[図 24A]第 10の実施形態における本発明の手法による光ファイバの Ge濃度分布を 示すグラフである。 [図 24B]第 10の実施形態における本発明の手法による光ファイバの F濃度分布を示 すグラフである。
[図 24C]第 10の実施形態における本発明の手法による光ファイバの屈折率分布差を 示すグラフである。
[図 25]図 24A〜Cの光ファイバの相対ブリルアンゲインスペクトルを示すグラフである
[図 26]本発明の光ファイバを使用して構成した光伝送システム (波長多重伝送システ ム）を示す図である。
符号の説明
[0031] 1…光ファイノく、 2…内側コア、 3…外側コア、 4· ··クラッド、 10· ··光伝送システム（波 長多重伝送システム)。
発明を実施するための最良の形態
[0032] 以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図 1は、本発明に係る光ファイバの一実施形態を示す図である。本実施形態の光フ アイバ 1は、ゲルマニウムとフッ素を添加した石英ガラス力もなる内側コア 2と、該内側 コア 2の外周に設けられ、ゲルマニウムを添カ卩した石英ガラス又はゲルマニウムとフッ 素を添加しフッ素の添加量が前記内側コア 2より少量であるフッ素を添加した石英ガ ラス力もなる外側コア 3と、該外側コア 3の外周に設けられたクラッド 4とからなって 、る 。本構造にすることによって、光ファイバでの伝送で問題となる SBSの発生を抑制し、 SBSしきいパワーを高め、より高パワーの信号で伝送することができる。
[0033] 内側コア 2のゲルマニウムの濃度は、酸化ゲルマニウム換算で 4〜 15質量0 /0の範 囲内であり、またフッ素の濃度は 0. 2〜5質量％の範囲内であることが望ましい。内 側コア 2のゲルマニウム及びフッ素の濃度が前記範囲より高いと、レーリー散乱が増 カロして光ファイバ 1の伝送損失が大きくなつてしまい、実用上問題となる。一方、内側 コア 2のゲルマニウム及びフッ素の濃度が前記範囲より低!、と、 SBSしき!/、パワーの 増大の効果が不十分となり、本発明の目的を達成できなくなる可能性がある。
[0034] さらに、内側コア径と外側コア径の比は、 0. 10-0. 85の範囲内とすることが望まし い。内側コア径と外側コア径の比を前記範囲内とすることにより、標準のシングルモ ード光ファイバ（以下、標準 SM光ファイバと記す。 )に対して、約 1. 5倍の SBSしきい パワーを得ることができる。
[0035] さらに、内側コア径と外側コア径の比は、 0. 25-0. 70の範囲内とすることがより好 ましい。内側コア径と外側コア径の比を前記範囲内とすることにより、 SBSしきいパヮ 一を標準 SM光ファイバに対して、約 2倍まで高めることができる。
[0036] さらに、内側コア 2と外側コア 3の光学屈折率が実質的に等しいことが望ましい。内 側コア 2と外側コア 3の光学屈折率が異なると、光ファイバにおける導波路分散 (構造 分散とも言う）が長波長側にシフトしてしまい、光学特性を所望の範囲に制御すること が困難になる可能性がある。ここで、光学屈折率が実質的に等しいとは、それぞれの 屈折率の差が比屈折率差（Δ )でおよそ 0. 07%以下であることを想定している。ただ し、内側コア 2と外側コア 3は、それぞれ製造バラツキ等に起因する屈折率の径方向 の不均一さを持って 、るので、それぞれ内側コア 2と外側コア 3の平均の屈折率で比 較するのが適当であることを付記しておく。なお、ここで所望の範囲とは、例えば、 IT U-T Recommendation G. 652の規定を満足する範囲である。 G. 652力規定 する特性の中で、少なくとも波長分散特性が同等であることは、伝送線路の設計を行 う上で非常に重要である。その他の場合でも、既存の各種光ファイバの光学特性から 、本発明による構造を採用したことによって、光学特性に大きなずれが生じなければ よい。
[0037] また、 ITU—T Recommendation G. 652の規定を満足する光学特性を得るた めには、内側コア 2と外側コア 3を含めた全体としてのコア部の光学屈折率の平均値 力 クラッド 4に対する比屈折率差としてそれぞれ 0. 30〜0. 40%の範囲内、外側コ ァ径が直径で 7. 5-11 ^ mの範囲内であることが必要である。
[0038] 前述した本発明の構造を備え、かつ ITU—T Recommendation G. 652の規 定を満足する光学特性を持った光ファイバは、既設の伝送路を構成する光ファイバと 、高 、SBSしき 、パワーを有すると 、う本発明の特徴以外の光学特性を同じくするの で、従来の光ファイバと同様の使用が可能であるという利点がある。
[0039] 図 3A〜3Fは、本発明に係る光ファイバの径方向屈折率分布を例示する図である 1S 本発明は本例示に限定されない。 図 3Aに示す屈折率分布を持つ光ファイバは、ステップ型屈折率分布を持つ屈折 率が最も高い内側コア 2と、該内側コア 2の外周に設けられ、内側コア 2よりも若干屈 折率の低 、外側コア 3と、外側コア 3の外周に設けられた石英ガラスカゝらなるクラッド 4 とからなっている。
図 3Bに示す屈折率分布を持つ光ファイバは、ステップ型屈折率分布を持つ内側コ ァ 2と、該内側コア 2の外周に設けられ、内側コア 2よりも若干屈折率の高い外側コア 3と、外側コア 3の外周に設けられた石英ガラス力もなるクラッド 4とからなって 、る。 図 3Cに示す屈折率分布を持つ光ファイバは、中心に向けて漸次屈折率が高くなる 屈折率分布を持つ内側コア 2と、該内側コア 2の外周に設けられた外側コア 3と、外 側コア 3の外周に設けられた石英ガラス力もなるクラッド 4とからなって 、る。
図 3Dに示す屈折率分布を持つ光ファイバは、中心よりも外周近傍部の屈折率が高 い内側コア 2と、該内側コア 2の外周に設けられ、外周近傍部の屈折率が高い内側コ ァ 3と、外側コア 3の外周に設けられた石英ガラス力もなるクラッド 4とからなって 、る。 図 3Eに示す屈折率分布を持つ光ファイバは、中心部の屈折率が低い略凹字状の 屈折率分布を持つ内側コア 2と、該内側コア 2の外周に設けられ、外周部の屈折率が 漸次低下するような屈折率分布を持った外側コア 3と、外側コア 3の外周に設けられ た石英ガラス力 なるクラッド 4と力 なっている。
図 3Fに示す屈折率分布を持つ光ファイバは、中央部に楔状低屈折率部を持つ内 側コア 2と、該内側コア 2の外周に設けられ、内側コア 2よりも屈折率が高ぐ外周に向 けて漸次低下する屈折率分布を持つ外側コア 3と、外側コア 3の外周に設けられた石 英ガラス力 なるクラッド 4と力 なって 、る。
本発明は、前述した本発明に係る光ファイバを用いた伝送システムも提供する。 前述した本発明に係る光ファイバを用いる利点は、前述した通り、より高パワーの信 号光を導入できることである。故に、比較的高パワーの必要なアナログ伝送やベース バンド伝送を本発明の光ファイバを用いて行うことによって、より多分岐'長距離の伝 送が可能になり、大きな恩恵を享受できる。特に、伝送距離で 15km以上および Zま たは分岐数が 32分岐以上であるようなシステムの場合、最も大きな恩恵を享受できる [0041] また、本発明に係る光ファイバを用いて、前述したアナログ伝送やベースバンド伝 送に加えてその他の伝送も同時に行う、波長多重伝送を行うこともできる。波長多重 伝送としては、 ITU—T G. 983. 3に示されているような FTTHの一形態として、あ るいは CWDM等が考えられる。特に、伝送距離で 15km以上および Zまたは分岐 数が 32分岐以上であるようなシステムの場合、最も大きな恩恵を享受できる。
勿論、伝送システムとしてこれら用途に限定する必要はない。例えば、通常の公衆 データ通信ばかりでなぐデジタル長距離無中継伝送システムや、 ITS (高度交通シ ステム）、センサ用途、遠隔レーザ切断システム等にも使用できる。
実施例
[0042] [第 1の実施形態]
本発明の第 1の実施形態に係る光ファイバを試作した。表 1〜表 3の No. 2〜No. 25に試作した光ファイバの実施例を、その構造、光学特性とともに示す。また、表 1 中の No. 1に比較例として標準 SM光ファイバ（ITU—T Recommendation G. 6 52準拠)も同様に示す。なお、表 1〜表 3中、「Ge濃度」は内側コア又は外側コアに 添加したゲルマニウムの濃度 (酸ィ匕ゲルマニウム換算）を示し、また「F濃度」は内側コ ァ又は外側コアに添カ卩したフッ素の濃度を示している。また、 No. 2〜No. 25の各 実施例の光ファイバにおいて、「相対ブリルアンゲイン」は、比較例の光ファイバで測 定した SBS光強度を 1とした場合の各実施例の光ファイバで測定した SBS光強度の 相対値である。また、同様に「相対しきいパワー」は、比較例の光ファイバで測定した SBSしきいパワーを 1とした場合の各実施例の光ファイバで測定した SBSしきいパヮ 一の相対値である。
[0043] [表 1] 単位
比較例 実施例 実施例 実施例 実施例 内側コア Ge濃度 質量％ 3.2 4.3 1 4.7 5,0
〔^〕〔〕00442 内側コア F濃度 質量％ 0 0.2 0.2 0.3 0.5
内側コア半径 ― 1.6 2.8 1.4 2.0 内側コア比屈折率 % 0.33 0.34 0.31 0.35 0.34 外側コア Ge濃度 筲量％ 3.2 3.2 3.2 3.3 3.2 外側コア F濃度 質量％> 0 0 0 0 0 外側コア半径 urn 4.3 4.5 4.5 4.1 4.4 外側コア比屈折率 % 0.33 0.33 0.33 0.34 0.33 内側コア径 /外側コア径 ― ― 0.36 0.62 0.34 0.46 相対ブリルアンゲイン 一 1 0.66 0.67 0.55 0.41 相対しきいパワー ― 1 1.5 1.5 1.8 2.4 光学特性 (参考値/抜粋）
伝送損失 @1310nm dB/km 0.332 0.328 0.327 0.331 0.331 モードフィールド径 @1310訓 um 9.45 9.28 9.43 9.21 9.41 零分散波長 nm 1312 1316 1309 1315 1309 ケーブルカツ ト才フ波長 1.24 1.22 1.26 1.25 1.23
Figure imgf000015_0001
単位 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 実施例 実施例 実施例 実施例 実施例 実施例 実施例 実施例 実施例 実施例 内側コア Ge濃度 質量％ 6.7 7.2 8.3 9.2 8.6 8.3 10.3 10.0 9.9 12.0 内側コア F濃度 質量％ 1.0 1.2 1,5 1.7 1.7 1.5 2.2 2.0 2.0 2.6 内側コア半径 urn 2.9 2.2 3.1 1.6 2.2 1.0 t.6 3.3 2.5 1.0 内側コア比屈折率 % 0.34 0.33 0.33 0.36 0.31 0.34 0.31 0.35 0.33 0.34 外側コア 濃度 質量 "½ 3.4 3.2 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 外側コア F濃度 質量 <½ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 外側コア半径 jum 4.1 4.5 4.4 4.4 4.5 4.3 4.4 4.5 4.4 4.3 外側コア比屈折率 % 0.35 0.33 0.34 0.33 0.33 0.33 0.34 0.33 0.33 0.34 内側コア径 /外側コア径 ― 0.71 0, 49 0.70 0.36 0.49 0.23 0.36 0.73 0.56 0.23 相対ブリルアンゲイン ― 0, 64 0.35 0.53 0.42 0.37 0.51 0. 4 0.50 0.47 0.47 相対しきいパワー ― 1.6 2.9 1.9 2.4 2.7 2.0 2.3 2.0 2.1 2.1 光学特性 (参考値/抜粋）
伝送損失 @1310ηιτ) dB/ktn 0.333 0.335 0.336 0.337 0.333 0.326 0.336 0.345 0.342 0.355 モ一ドフィールド径 @131 Oral U m 9.09 9.41 9.43 9.35 9.42 9.33 9.42 9.28 9.43 9.41 雩分散波長 ran 1316 1310 1307 1312 1305 1311 1306 1314 1310 1308 ケーブルカツト才フ波長 1.25 1.23 1.25 1.23 1.25 1.21 1.23 1.18 1.22 1.23
単位 21 22 23 24 25
実施例 実施例 実施例 実施例 実施例
内側コア 6e濃度 質量％ 13.2 6.5 7.3 8,4 7.7
内側コア F濃度 質量％ 3.2 1.0 1.1 1.5 1.4
内側コア半径 ism 3.0 2.1 1.8 2.4 2.1
内側コア比屈折率 % 0.29 0.31 0.35 0.33 0.30
外側コア Ge濃度 貧量 ¾ 3.3 3,4 3.4 3.8 4.4
外側コア F濃度 莨量 ½ 0 0.01 0.05 0.13 0.3
外側コア半径 4.5 4.4 4.5 4.3 4.4
外側コア比屈折率 % 0.33 0.34 0.32 0.33 0.33
内側コア径 /外側コア径 0.67 0.48 0.40 0.56 0.48 相対ブリルアンゲイン 0.45 0.39 0.48 0.44 0.50 相対しきいパワー ― 2.2 2 6 2.1 2.3 2.0 光学特性 (参考値/抜粋〕
伝送損失 @1310ηιιι dB/km 0.359 0.325 0.329 0.335 0.340
モードフィ一ルド径 @>1310nm urn 9.44 9.32 9.44 9.38 9.51
零分散波長 nm 1303 1311 1308 1310 1301
ケーブル力ッ トオフ波長 m 1.19 1.25 1.23 1.24 1.27
[0046] 表 1〜表 3の結果から、 No.2〜No.25に示した実施例の光ファイバは、ゲルマ- ゥムとフッ素を含む内側コアと、ゲルマニウムのみ含むか又はゲルマニウムと少量の フッ素を含む外側コアとを備えた構成としたことによって、比較例の標準 SM光フアイ ノ と比べ、 SBSの発生が抑制されており、相対的に高い SBSしきいパワーが得られ、 比較例の標準 SM光ファイバと比べ、より高パワーの信号光を伝送可能であった。
[0047] 図 2は、本実施形態で試作した光ファイバの中から見出した、内側コア径 Z外側コ ァ径比率及び内側コア Ge濃度としきいパワーの関係を示す。
図 2から、おおよそ上記パラメータ範囲を満足することで、所望のしきいパワーが得 られていることが半 IJる。
[0048] [第 2の実施形態]
第 2の実施形態は、波長 1310nmにおける MFDが 8.6 m程度の SM光ファイバ に関するものである。このような光ファイバは、 ITU— T Recommendation G.65 2を満足する範囲で、曲げ損失を低減した光ファイバとして商品化がなされている。こ のような光ファイバを従来の手法で設計したときのドーパント (Ge， F)の濃度分布及 び比屈折率差を図 4A〜C及び表 4に示す。
[0049] [表 4] 半径 [ m] Ge濃度 [質量％] F濃度 [質量％] 比屈折率差 [¾] 中心コア 4. 256 4. 21 0. 15 0. 37 内側クラッド 10. 64 0. 00 0. 15 -0. 05 外側クラッド 62. 5 0. 00 0. 00 0. 00
[0050] このような屈折率分布により、以下のような光学特性を示す光ファイバを得ることが できる。
ファイバカットオフ： 1. 26 / m。
波長 1310nmでの MFD : 8. 59 πι。
1550nm-C( MFD： 9. 56 m。
零分散波長： 1305. 8nm。
波長 1550nmでの波長分散： 17. lpsZnmZkm。
波長 1550nmでの分散スロープ： 0. 057ps/nmVkmo
曲げ直径 30mm、波長 1310nmでの曲げ損失：く 0. 01dBZm。
曲げ直径 30mm、波長 1550nmでの曲げ損失： 1. 89 X 10"2dB/mo
[0051] 図 4A〜Cの屈折率分布に基づく光ファイバは、実施例 1、比較例として示した一般 的な SM光ファイバに比べて、 MFDを小さくすることにより曲げ損失を改善している。 しかしながら、小 MFD化により SBSしきいパワーが悪ィ匕するという問題がある。
[0052] 図 5は、図 4A〜Cの屈折率分布より得られる相対ブリルアンゲインスペクトルを示し ている。実施例 1,比較例の光ファイバのブリルアンゲインの最大値を 1として規格ィ匕 を行った。相対ブリルアンゲインの最大値は 1. 18となり、 SBSしきいパワーは 0. 7d B低くなつた。
[0053] 図 6A〜C及び表 5に本発明の第 2実施形態に基づく光ファイバの実施例 26を示 す。
[0054] [表 5]
Figure imgf000017_0001
[0055] 従来手法に基づく例に比べて、内側コア部の Ge, F濃度が大きくなつている力 比 屈折率差 Δは同じになっており、 MFDや波長分散といった光学特性は図 4A〜Cの 屈折率分布と同じになる。
[0056] 図 7は、図 6A〜Cの屈折率分布の光ファイバの相対ブリルアンゲインスペクトルを 示している。図 5と同様に、実施例 1,比較例の光ファイバを基準とした。相対ブリルァ ンゲインの最大値は 0. 55となり、 SBSしきいパワーは 2. 6dB改善された。
[0057] 本実施形態に基づく光ファイバは、 ITU—T Recommendation G. 652を満足 する光学特性を示すとともに、低曲げ損失、高 SBSしきいパワーを備えた光ファイバ であり、 FTTH向けの光ファイバとして優れた特性を有する。
[0058] [第 3の実施形態]
第 3の実施形態は、さらに曲げ特性を改善した光ファイバに関する。
図 8A〜Cに、従来手法に基づく低曲げ損失光ファイバの例を示す。本光ファイバ は表 6に示すような濃度分布及び屈折率分布を有する。
[0059] [表 6]
Figure imgf000018_0001
[0060] このような屈折率分布により、以下のような光学特性を示す光ファイバを得ることが できる。
ファイバカットオフ： 1. 26 μ πι0
131 Onm-C(Z MFD： 7. 36 m。
1550nm-C( MFD： 8. 19 ^ πι0
零分散波長： 1319. 2nm。
波長 1550nmでの波長分散： 17. 4psZnmZkm。
波長 1550nmでの分散スロープ：0. 060ps/nm2/kmo
曲げ直径 30mm、波長 1310nmでの曲げ損失：く 0. 01dBZm。
曲げ直径 30mm、波長 1550nmでの曲げ損失：く 0. 01dBZm。
曲げ直径 15mm、波長 1310nmでの曲げ損失：く 0. 01dBZm。 曲げ直径 15mm、波長 1550nmでの曲げ損失： 0. 29dB/m0
[0061] 波長 1310nmにおける MFDは、 7. 36 mとやや小さめであるが、曲げ損失は改 善され、直径 15mmに巻いても殆どロス増が生じない。し力しながら、 MFDが小さく なることにより SBSしきいパワーは悪化する。図 9に本例の光ファイバの相対ブリルァ ンゲインスペクトルを示す。図 5と同様に、実施例 1、比較例を基準としている。相対ブ リルアンゲインの最大値は 1. 7であり、 SBSしきいパワーは 2. 3dB低くなつた。
[0062] 図 10A〜C及び表 7に本発明の第 3実施形態に基づく光ファイバの実施例 27を示 す。
[0063] [表 7]
Figure imgf000019_0001
[0064] 従来手法に基づく例に比べて、内部コアの Ge, F濃度が大きくなつているが、比屈 折率差 Δは同じになっており、 MFDや波長分散といった光学特性は図 8A〜Cの屈 折率分布と同じになる。
[0065] 図 11は、図 10A〜Cの屈折率分布の光ファイバの相対ブリルアンゲインスペクトル を示している。図 5と同様に、実施例 1、比較例を基準としている。相対ブリルアンゲイ ンの最大値は、 0. 67となり、 SBSしきいパワーは 1. 7dB改善された。
[0066] 本実施形態に基づく光ファイバは、 ITU—T Recommendation G. 652と同様 な波長分散特性を示したうえで、低曲げ損失、高 SBSしきいパワーを備えた光フアイ バであり、 FTTH向けの光ファイバとして優れた特性を有する。
[0067] [第 4の実施形態]
第 4の実施形態は、コアが中心付近の第 1の共添加層（第 1層）、第 1の共添加層の 外周に位置する非共添加層（第 2層）及び非共添加層の外周に位置する第 2の共添 加層（第 3層）から構成された光ファイバに関する。本実施形態の光ファイバの屈折 率分布とドーパント分布を図 12A〜Cに示す。各層の径、光学的比屈折率差、 Ge及 び F濃度を以下に示す。 [0068] 第 1層半径 (ι^) :1.66 m。
第 2層半径 (r ):3.33^πι0
2
第 3層半径 (r ):4.43^πι0
3
第 1層 Ge濃度 (η ):5.0質量％。 第 1層 F濃度 (η ):0.45質量％。
Gl F1
第 2層 Ge濃度 (η ):3.5質量％。 第 2層 F濃度 (η ):0.00質量％。
G2 F2
第 3層 Ge濃度 (η ):5.0質量％。 第 3層 F濃度 (η ):0.45質量％。
G3 F3
比屈折率差（Δ):0.35%。
[0069] 第 1層、第 2層及び第 3層は、それぞれの Ge濃度と F濃度を比屈折率差 Δが同じ 0 .35%となるように調整されている。
このような屈折率分布により以下のような光学特性を示す光ファイバを得ることがで きる。
[0070] ファイバカットオフ： 1292nm。
ケーブルカットオフ： 1240nm。
波長1310nmでのMFD:9.21 πι。
1550nm-C( MFD :10.30^πιο
零分散波長： 1307.2nm0
波長 1550nmでの波長分散： 17.38psZnmZkm。
波長 1550nmでの分散スロープ： 0.060ps/nmVkmo
曲げ直径 30mm、波長 1310nmでの曲げ損失： 0.13dB/m0
曲げ直径 30mm、波長 1550nmでの曲げ損失： 3.73dB/m0
[0071] 本実施形態の光ファイバは、実施例 1及び比較例として示した一般的な光ファイバ とほぼ同等な MFDを有して 、る。
[0072] 図 13は、図 12A〜Cの屈折率分布より得られる光ファイバの相対ブリルアンゲイン スペクトルを示している。実施例 1、比較例の光ファイバのブリルアンゲインの最大値 を 1として規格ィ匕を行った。相対ブリルアンゲインの最大値は、 0.46となり、 SBSしき いパワーは 4.3dB低くなつた。
[0073] 本実施形態では、 /J、さい方力ら、 10760MHz, 10840MHz, 10950MHz, 110 60MHz、 11180MHzの周波数シフト【こお!ヽて、それぞれ 0.46, 0.32, 0.20, 0 .07, 0.02の相対ゲインを有するピークが存在している。
[0074] [第 5の実施形態]
第 5の実施形態は、コアが、中心付近の第 1の共添加層（第 1層）、第 1の共添加層 の外周に位置する非共添加層（第 2層)及び非共添加層の外周に位置する第 2の共 添加層（第 3層）から構成された光ファイバに関する。本実施形態の光ファイバの屈 折率分布とドーパント分布を図 14A〜Cに示す。各層の径、光学的比屈折率差、 Ge 及び F濃度を以下に示す。
[0075] 第 1層半径 (r ):1. 11/ζπι。
第 2層半径 (r ):3.33^πι0
2
第 3層半径 (r ):4.43^πι0
3
第 1層 Ge濃度 (η ):5.0質量％。 第 1層 F濃度 (η ):0.45質量％。
Gl F1
第 2層 Ge濃度 (η ):3.5質量％。 第 2層 F濃度 (η ):0.00質量％。
G2 F2
第 3層 Ge濃度 (η ):5.0質量％。 第 3層 F濃度 (η ):0.45質量％。
G3 F3
比屈折率差（Δ):0.35%。
[0076] 第 1層、第 2層及び第 3層は、それぞれの Ge濃度と F濃度を比屈折率差 Δが同じ 0 .35%となるように調整されている。このため、得られる光学特性は、実施形態 4と同 じである。
[0077] 図 15は、図 14A〜Cの屈折率分布より得られる光ファイバの相対ブリルアンゲイン スペクトルを示している。実施例 1、比較例の光ファイバのブリルアンゲインの最大値 を 1として規格ィ匕を行った。相対ブリルアンゲインの最大値は、 0.67となり、 SBSしき いパワーは 2.4dB低くなつた。
[0078] 本実施形態では、 /J、さい方力ら、 10800MHz, 10840MHz, 11030MHz, 112 OOMHzの周波数シフト【こお!ヽて、それぞれ 0.45, 0.44, 0.67, 0.02のネ目対ゲイ ンを有するピークが存在して!/ヽる。
[0079] [第 6の実施形態]
第 6の実施形態は、コアが、中心付近の第 1の共添加層（第 1層）、第 1の共添加層 の外周に位置する非共添加層（第 2層)及び非共添加層の外周に位置する第 2の共 添加層（第 3層）から構成された光ファイバに関する。本実施形態の光ファイバの屈 折率分布とドーパント分布を図 16A〜Cに示す。各層の径、光学的比屈折率差、 Ge 及び F濃度を以下に示す。
[0080] 第 1層半径 (r ) :2.22 m。
第 2層半径 (r ):3.33^πι0
2
第 3層半径 (r ):4.43^πι0
3
第 1層 Ge濃度 (η ):5.0質量％。 第 1層 F濃度 (η ):0.45質量％。
Gl F1
第 2層 Ge濃度 (η ):3.5質量％。 第 2層 F濃度 (η ):0.00質量％。
G2 F2
第 3層 Ge濃度 (η ):5.0質量％。 第 3層 F濃度 (η ):0.45質量％。
G3 F3
比屈折率差（Δ):0.35%。
[0081] 第 1層、第 2層及び第 3層は、それぞれの Ge濃度と F濃度を比屈折率差 Δが同じ 0 .35%となるように調整されている。このため、得られる光学特性は、実施形態 4と同 じである。
[0082] 図 17は、図 16A〜Cの屈折率分布より得られる光ファイバの相対ブリルアンゲイン スペクトルを示している。実施例 1、比較例の光ファイバのブリルアンゲインの最大値 を 1として規格ィ匕を行った。相対ブリルアンゲインの最大値は、 0.66となり、 SBSしき いパワーは 2.9dB低くなつた。
[0083] 本実施形態では、小さい方から、 10740MHz、 10830MHz, 11050MHzの周 波数シフトにぉ ヽて、それぞれ 0.62, 0.66, 0.07のネ目対ゲインを有するピーク力 S 存在している。
[0084] [第 7の実施形態]
第 7の実施形態は、コアが、中心付近の第 1の共添加層（第 1層）、第 1の共添加層 の外周に位置する非共添加層（第 2層)及び非共添加層の外周に位置する第 2の共 添加層（第 3層）から構成された光ファイバに関する。本実施形態の光ファイバの屈 折率分布とドーパント分布を図 18に A〜C示す。各層の径、光学的比屈折率差、 Ge 及び F濃度を以下に示す。
[0085] 第 1層半径 (r ) :1.66 m。
第 2層半径 (r ):3.33^πι0
2
第 3層半径 (r ):4.43^πι0 第 1層 Ge濃度 (n ):5.0質量％。 第 1層 F濃度 (n ):0.45質量％。
Gl F1
第 2層 Ge濃度 (n ):3.5質量％。 第 2層 F濃度 (n ):0.00質量％。
G2 F2
第 3層 Ge濃度 (n ):5.0質量％。 第 3層 F濃度 (n ):0.45質量％。
G3 F3
比屈折率差（Δ):0.35%。
[0086] 第 1層、第 2層及び第 3層は、それぞれの Ge濃度と F濃度を比屈折率差 Δが同じ 0 .35%となるように調整されている。このため、得られる光学特性は、実施形態 4と同 じである。
[0087] 図 19は、図 18A〜Cの屈折率分布より得られる光ファイバの相対ブリルアンゲイン スペクトルを示している。実施例 1、比較例の光ファイバのブリルアンゲインの最大値 を 1として規格ィ匕を行った。相対ブリルアンゲインの最大値は、 0.44となり、 SBSしき いパワーは 3.9dB低くなつた。
[0088] 本実施形態では、 /J、さい方力ら、 10670MHz, 10760MHz, 11950MHz, 110 OOMHz, 11140MHzの周波数シフト【こお!ヽて、それぞれ 0.25, 0.44, 0.26, 0 .03, 0.07の相対ゲインを有するピークが存在している。
[0089] [第 8の実施形態]
第 8の実施形態は、コアが、中心付近の第 1の共添加層（第 1層）、第 1の共添加層 の外周に位置する非共添加層（第 2層)及び非共添加層の外周に位置する第 2の共 添加層（第 3層）から構成された光ファイバに関する。本実施形態の光ファイバの屈 折率分布とドーパント分布を図 20A〜Cに示す。各層の径、光学的比屈折率差、 Ge 及び F濃度を以下に示す。
[0090] 第 1層半径 (r ) :1.66 m。
第 2層半径 (r ):3.33^πι0
2
第 3層半径 (r ):4.43^πι0
3
第 1層 Ge濃度 (η ):5.0質量％。 第 1層 F濃度 (η ):0.45質量％。
Gl F1
第 2層 Ge濃度 (η ):3.5質量％。 第 2層 F濃度 (η ):0.00質量％。
G2 F2
第 3層 Ge濃度 (η ):5.5質量％。 第 3層 F濃度 (η ):0.60質量％。
G3 F3
比屈折率差（Δ):0.35%。
[0091] 第 1層、第 2層及び第 3層は、それぞれの Ge濃度と F濃度を比屈折率差 Δが同じ 0 .35%となるように調整されている。このため、得られる光学特性は、実施形態 4と同 じである。
[0092] 図 21は、図 20A〜Cの屈折率分布より得られる光ファイバの相対ブリルアンゲイン スペクトルを示している。実施例 1、比較例の光ファイバのブリルアンゲインの最大値 を 1として規格ィ匕を行った。相対ブリルアンゲインの最大値は、 0.69となり、 SBSしき いパワーは 2.9dB低くなつた。
[0093] 本実施形態では、 /J、さい方力ら、 10760MHz, 10950MHz, 11040MHz, 111 60MHzの周波数シフト【こお!ヽて、それぞれ 0.69, 0.24, 0.06, 0.04のネ目対ゲイ ンを有するピークが存在して!/ヽる。
[0094] [第 9の実施形態]
第 9の実施形態は、コアが、中心付近の第 1の共添加層（第 1層）、第 1の共添加層 の外周に位置する非共添加層（第 2層)及び非共添加層の外周に位置する第 2の共 添加層（第 3層）から構成された光ファイバに関する。本実施形態の光ファイバの屈 折率分布とドーパント分布を図 22A〜Cに示す。各層の径、光学的比屈折率差、 Ge 及び F濃度を以下に示す。
[0095] 第 1層半径 (r ) :1.66 m。
第 2層半径 (r ):3.33^πι0
2
第 3層半径 (r ):4.43^πι0
3
第 1層 Ge濃度 (η ):5.0質量％。 第 1層 F濃度 (η ):0.45質量％。
Gl F1
第 2層 Ge濃度 (η ):3.5質量％。 第 2層 F濃度 (η ):0.00質量％。
G2 F2
第 3層 Ge濃度 (η ):7.0質量％。 第 3層 F濃度 (η ):1.05質量％。
G3 F3
比屈折率差（Δ):0.35%。
[0096] 第 1層、第 2層及び第 3層は、それぞれの Ge濃度と F濃度を比屈折率差 Δが同じ 0 .35%となるように調整されている。このため、得られる光学特性は、実施形態 4と同 じである。
[0097] 図 23は、図 22A〜Cの屈折率分布より得られる光ファイバの相対ブリルアンゲイン スペクトルを示している。実施例 1、比較例の光ファイバのブリルアンゲインの最大値 を 1として規格ィ匕を行った。相対ブリルアンゲインの最大値は、 0.44となり、 SBSしき いパワーは 4. OdB低くなつた。
[0098] 本実施形態では、 /J、さい方力ら、 10760MHz, 10900MHz, 10960MHz, 111
20MHzの周波数シフト【こお!ヽて、それぞれ 0.44, 0.24, 0.18, 0.13のネ目対ゲイ ンを有するピークが存在して!/ヽる。
[0099] [第 10の実施形態]
第 10の実施形態は、コアが、中心付近の第 1の共添加層（第 1層）、第 1の共添カロ 層の外周に位置する非共添加層（第 2層)及び非共添加層の外周に位置する第 2の 共添加層（第 3層）から構成された光ファイバに関する。本実施形態の光ファイバの 屈折率分布とドーパント分布を図 24A〜Cに示す。各層の径、光学的比屈折率差、
Ge及び F濃度を以下に示す。
[0100] 第 1層半径 (r ) :1.66 m。
第 2層半径 (r ):3.33^πι0
2
第 3層半径 (r ):4.43^πι0
3
第 1層 Ge濃度 (η ):7.0質量％。 第 1層 F濃度 (η ):1.05質量％。
Gl F1
第 2層 Ge濃度 (η ):3.5質量％。 第 2層 F濃度 (η ):0.00質量％。
G2 F2
第 3層 Ge濃度 (η ):7.0質量％。 第 3層 F濃度 (η ):1.05質量％。
G3 F3
比屈折率差（Δ):0.35%。
[0101] 第 1層、第 2層及び第 3層は、それぞれの Ge濃度と F濃度を比屈折率差 Δが同じ 0 .35%となるように調整されている。このため、得られる光学特性は、実施形態 4と同 じである。
[0102] 図 25は、図 24A〜Cの屈折率分布より得られる光ファイバの相対ブリルアンゲイン スペクトルを示している。実施例 1、比較例の光ファイバのブリルアンゲインの最大値 を 1として規格ィ匕を行った。相対ブリルアンゲインの最大値は、 0.34となり、 SBSしき いパワーは 4.7dB低くなつた。
[0103] 本実施形態では、 /J、さい方力ら、 10420MHz, 10520MHz, 10660MHz, 109 00MHz, 11010MHzの周波数シフト【こお!ヽて、それぞれ 0.34, 0.21, 0.09, 0 .05, 0.21の相対ゲインを有するピークが存在している。
[0104] 図 26に、本発明による光ファイバ 1を使用した、 PON構成による光伝送システム（ 波長多重伝送システム） 10を示す。光伝送システム 10は、 ITU— T G. 983. 3の 規定に準じ波長 1. 31 /z mと波長 1. 49 mでデータ信号の伝送を行い、波長 1. 55 μ mで映像信号の伝送を行う。図 26は、データ伝送の例として、インターネットやスト リーミングによるデジタル映像配信の例を示している。しかし、適切な装置を追加する ことにより、音声信号の伝送を行うことも可能である。また、 1. 55 m波長帯の映像 伝送には通常の放送波をそのままアナログ信号の形で伝搬させる方式が広く用いら れている。このような方式では、加入者側の放送系受信部において、元の放送波の 信号に復調することが可能であり、従来のテレビジョン受像機をそのまま用いることが 可能である。
図 26のシステムでは、 1本の光ファイバ 1でデータ信号とアナログ信号（映像信号） を伝送する。しかし、本発明の伝送システムにおいて、データ信号用の光ファイバと アナログ信号の光ファイバをそれぞれ使用してもよい。このようなシステムでは、本発 明の光ファイバを用いることによって、伝送距離の延長等の効果を得ることができる。 以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれら実施例に限定される ことはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびそ の他の変更が可能である。本発明は前述した説明によって限定されることはなぐ添 付のクレームの範囲によってのみ限定される。

Claims

請求の範囲
[1] 中心のコアと、該コアの外周にあるクラッドとを有し、
前記コアは、ゲルマニウムとフッ素が添加された石英ガラス力もなる少なくとも一層 の共添加層と、ゲルマニウムが添加された石英ガラス又はゲルマニウムとフッ素が添 加され前記フッ素の添加量が前記共添加層よりも少量である石英ガラスからなる少な くとも一層の低濃度共添加層とを有する光ファイバ。
[2] 前記コアが、中心付近に位置する内側コアと該内側コアの外周に設けられた外側 コアにより構成され、前記内側コアがゲルマニウムとフッ素が添加された石英ガラスか らなる共添加層により構成され、前記外側コアがゲルマニウムを添加した石英ガラス 又はゲルマニウムとフッ素が添加され前記フッ素の添加量が前記内側コアよりも少量 である石英ガラスからなる低濃度共添加層により構成されて ヽる請求項 1に記載の光 ファイバ。
[3] 前記クラッドが添加物を添加しな 、石英ガラス力もなることを特徴とする請求項 1に 記載の光ファイバ。
[4] 前記クラッドの一部にフッ素が添加されていることを特徴とする請求項 1に記載の光 ファイバ。
[5] 前記クラッドは、前記コア外周に設けられた内側クラッドと該内側クラッドの外周に設 けられた外側クラッドとからなり、前記内側クラッドの屈折率を η ,前記外側クラッドの cl
屈折率を n としたとき、 n <n なる関係を有する請求項 4に記載の光ファイバ。
c2 cl c2
[6] 前記クラッドは、前記コア外周に設けられた内側クラッドと該内側クラッドの外周に設 けられたトレンチ層と、該トレンチ層の外側に設けられた外側クラッドとからなり、前記 内側クラッドの屈折率を η ,前記トレンチ層の屈折率を η ,前記外側クラッドの屈折 cl c2
率を n としたとき、 n <n 、且つ n <n なる関係を有する請求項 4に記載の光ファ c3 c2 cl c2 c3
ィバ。
[7] 前記内側コアの前記ゲルマニウムの濃度が酸ィ匕ゲルマニウム換算で 4〜 15質量0 /0 の範囲内であり、前記フッ素の濃度が 0. 2〜5質量％の範囲内である請求項 2に記 載の光ファイバ。
[8] 内側コア径と外側コア径の比が 0. 10〜0. 85の範囲内である請求項 2に記載の光 ファイバ。
[9] 前記内側コア径と前記外側コア径の比が 0. 25-0. 70の範囲内である請求項 8に 記載の光ファイバ。
[10] 前記内側コアと前記外側コアの光学屈折率が実質的に等しい請求項 2に記載の光 ファイバ。
[11] 前記内側コアと前記外側コアの前記クラッドに対する比屈折率差の平均値が 0. 30 %〜0. 60%の範囲内であり、外側コア径が直径で 6. 0〜： L0. 5 mの範囲内であ る請求項 2に記載の光ファイバ。
[12] 前記コアが、中心付近に位置する前記第 1コアと該第 1コアの外周に設けられた第 2コアと該第 2コアの外周に設けられた第 3コアとにより構成され、前記第 1コアと前記 第 3コアが、ゲルマニウムとフッ素が添加された石英ガラス力もなる共添加層により構 成され、前記第 2コアが、ゲルマニウムを添カ卩した石英ガラス又はゲルマニウムとフッ 素が添加され前記フッ素の添加量が前記内側コアよりも少量である石英ガラスからな る低濃度共添加層により構成されて ヽる請求項 1に記載の光ファイバ。
[13] 前記第 1コアのフッ素濃度を n 質量％、前記第 2コアのフッ素濃度を n 質量％、前 fl f2 記第 3コアのフッ素濃度を n 質量％としたとき、 n >n 、且つ n >n の関係である f3 fl f2 f3 f2
請求項 12に記載の光ファイバ。
[14] n と n がほぼ等しい請求項 13に記載の光ファイバ。
fl f3
[15] n <n の関係である請求項 13に記載の光ファイバ。
fl f3
[16] n >n の関係である請求項 13に記載の光ファイバ。
fl f3
[17] 光学特性カ 丁11 T Recommendation G. 652の規定を満足する請求項 1に 記載の光ファイバ。
[18] 請求項 1に記載の光ファイバを用いてアナログ信号伝送又はベースバンド伝送を行 うように構成されて 、る伝送システム。
[19] 請求項 1に記載の光ファイバを用いてアナログ信号伝送および Zまたはベースバン ド伝送とともに、データ伝送および Zまたは音声伝送を行うように構成されている波長 多重伝送システム。
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