WO2021079788A1 - 光ファイバおよび光ケーブル - Google Patents

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WO2021079788A1
WO2021079788A1 PCT/JP2020/038650 JP2020038650W WO2021079788A1 WO 2021079788 A1 WO2021079788 A1 WO 2021079788A1 JP 2020038650 W JP2020038650 W JP 2020038650W WO 2021079788 A1 WO2021079788 A1 WO 2021079788A1
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less
core
mode
refractive index
optical
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PCT/JP2020/038650
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French (fr)
Inventor
長谷川　健美
雄揮 川口
鈴木　雅人
Original Assignee
住友電気工業株式会社
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Publication date
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    • 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
    • G02B6/03627—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 - +

Definitions

  • the present disclosure relates to optical fibers and optical cables. This application claims the priority according to Japanese Patent Application No. 2019-193666 filed on October 24, 2019, which is incorporated herein by reference in its entirety.
  • an optical communication system consisting of a combination of an optical cable and an optical transmitter / receiver
  • the problem is to maximize the ratio of system transmission performance to the cost required for system construction.
  • EDFA Erbium Doped Fiber Amplifier
  • As the transmission medium an optical cable composed of a plurality of single mode fibers (hereinafter referred to as “SMF”) for a wavelength band of 1530 nm or more and 1625 nm or less is adopted.
  • SMF single mode fibers
  • the adoption of a lower-priced optical transmitter / receiver is aimed at, and sometimes an optical cable suitable for the low-priced optical transmitter / receiver is used.
  • the most typical example is an optical transmitter / receiver using a multimode VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser), an optical cable composed of multiple multimode fibers (hereinafter referred to as "MMF"), and an optical cable. It is a combination of.
  • VCSEL Very Cavity Surface Emitting Laser
  • MMF Multimode Surface Emitting Laser
  • Such an optical communication system is particularly applied to ultra-short-distance transmission of less than 100 m because it is excellent in low cost of an optical transmitter / receiver and an optical connection.
  • Patent Document 1 single mode operation is possible in short wavelength bands such as 850 nm wavelength band, 980 nm wavelength band, and 1060 nm wavelength band, and a large effective area (Effective) of 30 ⁇ m 2 or more and 110 ⁇ m 2 or less is possible in these short wavelength bands.
  • An optical fiber having an Area is disclosed.
  • the above-mentioned optical characteristics (effective cross-sectional area in the short wavelength band) are, for example, with a core having a radius of 3.0 ⁇ m or more and 6.0 ⁇ m or less and a specific refractive index difference of 0.12% or more and 0.35% or less.
  • an optical fiber provided with a depressed cladding having a specific refractive index difference of 0.1% or less and a trench volume of 20% ⁇ m 2 or more.
  • Such an optical fiber is suitable for combination with an optical transmitter / receiver using a single mode VCSEL for a wavelength band of 850 nm or more and 1060 nm or less.
  • Optical transceivers using single-mode VCSELs are expected to be able to improve the cost-effectiveness of system construction because they are inexpensive and capable of high-speed transmission.
  • the optical fiber according to the embodiment of the present disclosure includes a core, a clad, and a resin coating.
  • the core extends along the fiber axis (central axis) and consists of silica glass.
  • the clad is provided on the outer peripheral surface of the core, is made of silica glass, and has a maximum refractive index lower than the maximum refractive index of the core.
  • the resin coating is provided on the outer peripheral surface of the clad.
  • the optical fiber having such a structure has a mode field diameter of 8.2 ⁇ m or more and 9.6 ⁇ m or less at a wavelength of 1310 nm, a cable cutoff wavelength of LP11 mode of 1060 nm or more and 1260 nm or less, and a cable cut of LP02 mode of 1060 nm or less. With off-wavelength.
  • the bending loss can be reduced by arranging the inner clad, the trench layer, and the outer clad on the outer side of the core in this order and lowering the refractive index of the trench layer.
  • the production of such a multi-layer clad structure has a problem of low productivity.
  • the cost effectiveness of using a high-performance optical transmitter / receiver for a wavelength band of 850 nm or more and 1060 nm or less can be enjoyed.
  • the technology of the optical transmitter / receiver for the wavelength band of 1310 nm or more and 1625 nm or less is advanced in the future. That is, when it becomes necessary to combine the optical fiber of Patent Document 1 and the optical transmitter / receiver for the wavelength band of 1310 nm or more and 1625 nm or less, the transmission performance by such a combination is 1310 nm or more and 1625 nm.
  • the present disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and while maintaining compatibility with conventional SMFs, light that can be adapted to an optical transmitter / receiver for a short wavelength band of 850 nm or more and 1060 nm or less. It is intended to provide fiber optics and optical cables.
  • optical fiber and optical cable of the present disclosure low for a wavelength band of 850 nm or more and 1060 nm or less while maintaining compatibility with a conventional SMF (conventional medium for long-distance transmission in a wavelength band of 1310 nm or more and 1625 nm or less). It is possible to construct an optical transmission line that can be used for price optical transmitters and receivers.
  • the optical fiber according to the embodiment of the present disclosure includes a core, a clad, and a resin coating as one aspect thereof.
  • the core extends along the fiber axis (central axis) and consists of silica glass.
  • the clad is provided on the outer peripheral surface of the core, is made of silica glass, and has a maximum refractive index lower than the maximum refractive index of the core.
  • the resin coating is provided on the outer peripheral surface of the clad.
  • the optical fiber having such a structure has a mode field diameter of 8.2 ⁇ m or more and 9.6 ⁇ m or less at a wavelength of 1310 nm, a cable cutoff wavelength of LP11 mode of 1060 nm or more and 1260 nm or less, and a cable cut of LP02 mode of 1060 nm or less. With off-wavelength.
  • the cutoff wavelength of the predetermined mode is defined as the minimum value of the wavelength at which the transmission loss of the predetermined mode is 19.3 dB or more in the optical fiber of the predetermined length having the predetermined bending state.
  • the measurement is performed in a state where a bend having a diameter of 80 mm is given to both ends of a 22 m optical fiber having a length of 1 m one round at a time, and an intermediate portion having a length of 20 m is wound to a diameter of 280 mm.
  • the optical fiber operates in a single mode at a wavelength of 1260 nm or more, operates in two LP modes of LP01 and LP11 at a wavelength of 1060 nm or more and 1260 nm or less, and operates in two or more LP modes including LP01, LP02 and LP11 at a wavelength of 1060 nm or less. Operates in LP mode. Since the LP11 mode is an odd mode and the LP01 mode is an even mode, it is possible to suppress the mode coupling between the LP01 mode and the LP11 mode by suppressing the axis deviation and the angle deviation at the connection point.
  • the LP02 mode is an even mode like the LP11 mode, even if the axis deviation and the angle deviation are suppressed, a mode coupling between the LP01 mode and the LP02 mode may occur due to variations in the core diameter and NA. Therefore, by suppressing the axial deviation and the angular deviation at the connection point, the lower limit wavelength that effectively operates in the single mode can be expanded from 1260 nm to 1060 nm.
  • the amount of eccentricity from the clad center to the core center is preferably 0.5 ⁇ m or less, more preferably 0.3 ⁇ m or less.
  • the non-circular ratio of the clad is preferably 1.0% or less, more preferably 0.7% or less.
  • the optical fiber can be used for high-speed transmission in a short wavelength band near 1060 nm while maintaining compatibility with a conventional SMF for long-distance transmission (conventional SMF) in a wavelength band of 1310 nm or more and 1625 nm or less.
  • a conventional SMF for long-distance transmission conventional SMF
  • the cable cutoff wavelength in the LP02 mode may be 980 nm or less.
  • signal transmission in a wider wavelength band is possible as a transmission medium capable of high-speed transmission in a short wavelength band near 980 nm while maintaining compatibility with the conventional SMF as described above. To do.
  • the amount of eccentricity from the clad center to the core center is preferably 0.5 ⁇ m or less, more preferably 0.3 ⁇ m or less.
  • the non-circular ratio of the clad is preferably 1.0% or less, more preferably 0.7% or less.
  • the cable cutoff wavelength in the LP02 mode may be 850 nm or less. In this case as well, it is possible to transmit signals in a wider wavelength band as a transmission medium capable of high-speed transmission in a short wavelength band near 850 nm while maintaining compatibility with the conventional SMF as described above. ..
  • the amount of eccentricity from the clad center to the core center is preferably 0.5 ⁇ m or less, more preferably 0.3 ⁇ m or less.
  • the non-circular ratio of the clad is preferably 1.0% or less, more preferably 0.7% or less.
  • the bending loss at a diameter of 15 mm is preferably 1 dB / turn or less at a wavelength of 1625 nm.
  • the clad is an inner clad provided on the outer peripheral surface of the core and an outer clad provided on the outer peripheral surface of the inner clad and having a specific refractive index difference higher than the specific refractive index difference of the inner clad. And may be included.
  • the optical fiber can support high-speed transmission in a short wavelength band of 850 nm or more and 1060 nm or less, and can also support high spatial density and high-speed transmission at a wavelength of 1625 nm.
  • the mode dispersion between the LP01 mode and the LP11 mode is preferably 1000 ps / km or less in the wavelength range of 850 nm or more and 1060 nm or less.
  • the LP11 mode in a wide wavelength range of 850 nm or more and 1060 nm or less, even when the LP11 mode is excited by a low quality connection or the like, noise due to the LP11 mode (noise for the LP01 mode) is effectively generated. It is suppressed and stable high-speed transmission can be realized.
  • the mode dispersion between the LP01 mode and the LP11 mode is 300 ps / km or less in at least one wavelength in the wavelength range of 850 nm or more and 1060 nm or less. Is preferable. Also in this case, even when the LP11 mode is excited by a low quality connection or the like, the generation of noise caused by the LP11 mode is effectively suppressed, and as a result, stable high-speed transmission can be realized.
  • the value 3 ⁇ defined by the standard deviation ⁇ of the fluctuation (outer diameter fluctuation) along the fiber axis of the outer diameter of the clad is 0.1 ⁇ m or more. It is preferably within the range of 0.5 ⁇ m or less.
  • the standard deviation ⁇ is represented by the clad outer diameter d (z) at the position z in the fiber axis direction, and the average values of d (z) and d2 (z) over a length L of 100 km or more are ⁇ d> and d2 (z), respectively.
  • the value 3 ⁇ is more preferably within the range of 0.2 ⁇ m or more and 0.5 ⁇ m or less. Since the upper limit of 3 ⁇ of the outer diameter fluctuation is 0.5 ⁇ m or less, the mode coupling due to the structural fluctuation of the fiber can be suppressed low. On the other hand, when the lower limit of 3 ⁇ is 0.1 ⁇ m or more, a long cooling time can be secured, and when it is 0.2 ⁇ m or more, a longer cooling time can be secured, so that the transmission loss is reduced. It can be kept low. Therefore, when 3 ⁇ falls within the above range, long-distance and high-speed transmission can be realized.
  • the outer diameter fluctuation due to the contribution of the frequency component having a period of 0.1 mm or more and 100 mm or less preferably falls within the range of 0.1 ⁇ m or more and 0.5 ⁇ m or less.
  • the reciprocal of the propagation constant difference from the LP01 mode is 0.1 mm or more and 100 mm or less. Therefore, the mode is such that the outer diameter fluctuation due to the contribution of the specific frequency component as described above falls within the above range. Coupling and transmission loss are kept low, enabling long-distance and high-speed transmission.
  • an optical fiber is usually twisted in the longitudinal direction by applying torque at the time of drawing, and the rotation speed of this twist is 0 times / m or more and 10 times. It is preferably / m or less. Since the outer diameter is liable to fluctuate in synchronization with rotation, mode coupling and transmission loss can be suppressed low by keeping the rotation speed within the above range.
  • the optical fiber has a mode field diameter of 8.2 ⁇ m or more and 9.6 ⁇ m or less at a wavelength of 1310 nm, and a cable cutoff of LP11 mode of 1060 nm or more and 1260 nm or less.
  • the core radius (or outer diameter) and index profile shape are adjusted to achieve wavelength and cable cutoff wavelength in LP02 mode of 1060 nm or less.
  • the radius of the core defined along the radial direction orthogonal to the fiber axis is preferably 3 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less (the outer diameter of the core defined in the radial direction orthogonal to the fiber axis is 6 ⁇ m).
  • the refractive index profile of the core is the fiber shaft. It is preferable to have a shape adjusted so that the difference in the specific refractive index at the center of the core corresponding to is 0.8 times or more the difference in the maximum specific refractive index of the core (a shape in which the depression of the refractive index profile is improved). ).
  • the refractive index profile of the core is a ratio defined in the inner region where the distance r0 along the radial direction is 0.2 times or less the distance r1 corresponding to the core radius.
  • ⁇ r ⁇ 0 + ( ⁇ 1- ⁇ 0) ⁇ ((r ⁇ r0) / (r1-r0)) ⁇ ... (1) It has a shape that satisfies the relationship approximated by.
  • the "approximate relationship" is defined as the value on the left side of the above equation (1) being within the range of ⁇ 5% as a relative value centered on the value on the right side. In radius r ⁇ r0 delta r is approximately equal to .DELTA.0.
  • the mode field diameter at a wavelength of 1310 nm becomes 8.2 ⁇ m or more and 9.6 ⁇ m or less as described above, and the LP11 mode cable.
  • the cutoff wavelength is 1060 nm or more and 1260 nm or less
  • the cable cutoff wavelength in the LP02 mode is 1060 nm or less.
  • the index ⁇ in the above formula is preferably 2.5 or more and 5.0 or less. In this case, even when the LP11 mode is excited by a low quality connection or the like, the generation of noise caused by the LP11 mode is effectively suppressed, and as a result, stable high-speed transmission can be realized.
  • the optical cable according to the embodiment of the present disclosure includes, as one embodiment, a plurality of optical fibers and a sheath that surrounds the plurality of optical fibers.
  • each of at least two optical fibers of the plurality of optical fibers includes a core, a clad, and a resin coating.
  • the core extends along the fiber axis and consists of silica glass.
  • the clad is provided on the outer peripheral surface of the core, is made of silica glass, and has a maximum refractive index lower than the maximum refractive index of the core.
  • the resin coating is provided on the outer peripheral surface of the clad.
  • At least two optical fibers having such a structure have a mode field diameter of 8.2 ⁇ m or more and 9.6 ⁇ m or less at a wavelength of 1310 nm, an LP11 mode cable cutoff wavelength of 1060 nm or more and 1260 nm or less, and a cable cutoff wavelength of 1060 nm or less. It has a cable cutoff wavelength in LP02 mode.
  • the optical transmitter / receiver applied to optical communication in the wavelength of 1060 nm can be supported (light at a wavelength of 1060 nm). Enables communication).
  • the cable cutoff wavelength in the LP02 mode is preferably 980 nm or less in each of at least two optical fibers.
  • the optical transmitter / receiver applied to the optical communication in the wavelength 980 nm can be supported.
  • the cable cutoff wavelength in the LP02 mode may be 850 nm or less in each of at least two optical fibers.
  • the optical transmitter / receiver at the wavelength of 850 nm can be supported.
  • the bending loss at a diameter of 15 mm is 1 dB / turn or less at a wavelength of 1625 nm in each of at least two optical fibers.
  • the bending loss at a diameter of 15 mm is 1 dB / turn or less at a wavelength of 1625 nm in each of at least two optical fibers.
  • each of at least two optical fibers has a mode field diameter of 8.2 ⁇ m or more and 9.6 ⁇ m or less at a wavelength of 1310 nm, and an LP11 mode of 1060 nm or more and 1260 nm or less.
  • the core radius (or outer diameter) and refractive index profile shape are adjusted to achieve a cable cutoff wavelength and a cable cutoff wavelength in LP02 mode of 1060 nm or less.
  • the radius of the core defined along the radial direction orthogonal to the fiber axis is preferably 3 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less (the core outer diameter is 6 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less).
  • the refractive index profile of the core is set to the fiber shaft. It is preferable to have a shape adjusted so that the difference in specific refractive index at the center of the matching core is 0.8 times or more the difference in maximum specific refractive index of the core (a shape in which the depression of the refractive index profile is improved). Further, in the outer region of the core surrounding the inner region, the refractive index profile of the core is a ratio defined in the inner region where the distance r0 along the radial direction is 0.2 times or less the distance r1 corresponding to the core radius.
  • Refractive index difference ⁇ 0 Refractive index difference ⁇ 0, specific refractive index difference ⁇ 0 at a portion away from the fiber axis by a distance r0 along the radial direction, specific refractive index difference ⁇ 1 at a portion away from the fiber axis by a distance r1, and distance r0.
  • more distance r1 following distance r by the relative refractive index difference delta r at a site remote from the fiber axis has a shape satisfying the relationship is approximated by the formula (1).
  • the mode field diameter at a wavelength of 1310 nm becomes 8.2 ⁇ m or more and 9.6 ⁇ m or less as described above, and the cable cutoff wavelength in the LP11 mode becomes available.
  • the index ⁇ in the above formula is preferably 2.5 or more and 5.0 or less. In this case, even when the LP11 mode is excited by a low quality connection or the like, the generation of noise caused by the LP11 mode is effectively suppressed, and as a result, stable high-speed transmission can be realized.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a configuration of an optical communication system to which the optical fiber cable according to the embodiment of the present disclosure can be applied.
  • “n” is an integer of 2 or more and 100,000 or less, and the lower limit condition of the integer “n” may be preferably 10 or more, 100 or more, or 1000 or more.
  • n-number of optical transceiver 3 1, 3 2, 3 3, ..., n present in connecting optical wiring from 3 n (optical fiber) 5 1, 5 2, 5 3, ..., extending 5 n, respectively
  • n optical transmitters and receivers 4 1 , 4 2 , 4 3 , ..., 4 n and n optical wires (optical fibers) for connection 6 1 , 6 2 , 6 3 , ..., 6 n is extended respectively.
  • the optical cable 2 includes n optical fibers 22 1 , 22 2 , 22 3 , ..., 22 n, and a sheath 21 for accommodating the n optical fibers.
  • n optical fibers 22 1 , 22 2 , 22 3 , ..., 22 n were divided into a plurality of groups, and each optical fiber group was individually ribbonized, and then a plurality of obtained optical fibers were further obtained.
  • the ribbon may be unitized.
  • n optical fibers 22 1 , 22 2 , 22 3 , ..., 22 n is connected to n optical connectors via n optical connectors 23 1 , 23 2 , 23 3 , ..., 23 n.
  • optical transceiver 3 1, 3 2, 3 3 , ..., 3 n pieces of connecting optical wiring extending from n 5 1, 5 2, 5 3, ..., are connected to 5 n.
  • n of optical fibers 22 1, 22 2, 22 3, ..., the other end of the 22 n is, n pieces of the optical connector 24 1, 24 2, 24 3, ..., through 24 n, n number of optical transceiver 4 1, 4 2, 4 3, ..., 4 n from n number of connecting optical wiring extending 6 1, 6 2, 6 3, ..., are respectively connected to 6 n.
  • ) Includes a structure with a positioning mechanism for fixing the ends of the) in an optically connected state.
  • FIG. 1 a single-core connector structure that realizes an optical connection of one optical fiber with one optical connector is shown, but an optical connection of a plurality of optical fibers is realized with one optical connector.
  • a multi-core connector structure may be adopted.
  • the cable cutoff wavelength in LP02 mode is determined. It is 1060 nm or less, preferably 980 nm or less, and more preferably 850 nm or less.
  • the cable cutoff wavelength in the LP11 mode is 1260 nm or less.
  • the bending loss at a diameter of 15 mm is 1 dB / turn or less at a wavelength of 1625 nm.
  • the mode field diameter at a wavelength of 1310 nm is 8.2 ⁇ m or more and 9.6 ⁇ m or less.
  • optical fiber having the above-mentioned optical characteristics As a transmission medium, it is possible not only to enable optical transmission by an optical transmitter / receiver in a wavelength band of 1260 nm or more and 1625 nm or less, but also to cause axial deviation at a connection portion (optical connector).
  • optical transmission using an optical transmitter / receiver for short wavelength bands such as 850 nm wavelength band, 980 nm wavelength band, and 1060 nm wavelength band can also be performed. It will be possible.
  • the performance-to-price ratio of the optical communication system can be optimized by using an optical transmitter / receiver in the optimum wavelength band at each time without re-tensioning the optical cable.
  • the mode dispersion is also optimized in each of the n optical fibers 22 1 , 22 2 , 22 3 , ..., 22 n, or at least two of these optical fibers. Specifically, at a wavelength of 1060 nm, a wavelength of 980 nm, or a wavelength of 850 nm, the mode dispersion between the LP01 mode and the LP11 mode is 1000 ps / km or less, preferably 300 ps / km or less.
  • the optical properties described above relates to an optical fiber, n present all the optical fibers 22 1 included in the optical cable 2, 22 2, 22 3, ..., and most preferably satisfies the 22 n.
  • the target is for each unit constituting the optical cable 2 or for each ribbon (one unit for handling as an optical fiber group) constituting each unit. It may be configured to fill all the optical fibers contained in the unit or ribbon of interest, which allows for optimized performance-to-price ratios.
  • the structure shown in FIG. 2 needs to be applied to all of n optical fibers 22 1 , 22 2 , 22 3 , ..., 22 n housed in the sheath 21 of the optical cable 2. However, it may be applied to at least two optical fibers.
  • the optical fiber 22 k includes a core 61 extending along the fiber axis (central axis) AX, a clad 62 provided on the outer peripheral surface of the core 61, and a first coating 63 provided on the outer peripheral surface of the clad 62. And a second coating 64.
  • the first coating 63 and the second coating 64 constitute a resin coating provided on the outer peripheral surface of the clad 62.
  • the clad 62 includes an inner clad 62a provided on the outer peripheral surface of the core and an outer clad 62b provided on the outer peripheral surface of the inner clad 62a.
  • the core 61 and the clad 62 are made of silica glass and may contain additives for adjusting the refractive index such as Ge, F, Cl, Br and P.
  • the inner clad 62a has a refractive index lower than that of the core 61.
  • the outer clad 62b has a refractive index lower than that of the core 61 and higher than the refractive index of the inner clad.
  • the core 61 has a maximum refractive index higher than the maximum refractive index of the clad 62.
  • the maximum specific refractive index difference (value based on pure silica glass) of the core 61 is 0.2% or more and 0.6% or less.
  • the outer diameter of the core 61 is 6 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less. That is, the radius of the core 61 (distance from the fiber shaft AX to the outer circumference of the core) is 3 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less. With such a core structure, it has a single waveguide mode at a wavelength of 1260 nm (single mode operation is possible).
  • the outer diameter of the clad 62 (outer diameter of the outer clad 62b) is preferably a standard outer diameter (glass outer diameter) of 124 ⁇ m or more and 126 ⁇ m or less. Further, with such a core structure, the optical fiber 22 k can support high-speed transmission in a short wavelength band of 850 nm or more and 1060 nm or less, and can also support high spatial density and high-speed transmission at a wavelength of 1625 nm.
  • the first coating 63 and the second coating 64 are made of a urethane acrylate-based ultraviolet curable resin.
  • the first coating has a thickness of 15 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less (difference between the inner diameter and the outer diameter defined along the radial direction orthogonal to the fiber axis AX) and an elastic modulus of 0.05 MPa or more and 0.5 MPa or less.
  • the second coating 64 has a thickness of 15 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less and an elastic modulus of 500 MPa or more and 2000 MPa or less.
  • FIG. 3A is a refractive index profile of each of the optical fiber according to the embodiment of the present disclosure and the optical fiber according to the comparative example.
  • 310 is the refractive index profile of the optical fiber 22 k according to the embodiment of the present disclosure
  • 320 is the refractive index profile of the optical fiber according to the comparative example.
  • the refractive index profile 310 of the core 61 is The structure has a structure in which the depression of the refractive index profile 310 is reduced or removed so that the difference in the specific refractive index at the center of the core corresponding to the fiber axis AX is 0.8 times or more the difference in the maximum specific refractive index of the core 61.
  • the refractive index profile 310 of the core 61 is defined in the inner region where the distance r0 along the radial direction is 0.2 times or less the distance r1 corresponding to the core radius.
  • ⁇ r ⁇ 0 + ( ⁇ 1- ⁇ 0) ⁇ ((r ⁇ r0) / (r1-r0)) ⁇ ... (2) It has a shape that satisfies the relationship approximated by. In radius r ⁇ r0, ⁇ r is approximately equal to .DELTA.0.
  • the mode field diameter at a wavelength of 1310 nm becomes 8.2 ⁇ m or more and 9.6 ⁇ m or less
  • the cable cutoff wavelength in the LP11 mode becomes 1060 nm or more and 1260 nm.
  • the cable cutoff wavelength in the LP02 mode is 1060 nm or less.
  • the core 61 is made of silica glass containing Ge, has a radius of 4.65 ⁇ m or more and 5.0 ⁇ m or less, and 0.42% ⁇ 0.01%. Has a maximum specific refractive index difference of.
  • the value of the index ⁇ of the above equation (2) that determines the profile shape in the outer region is 3.4 ⁇ 0.1.
  • the clad 62 has a double clad structure composed of an inner clad 62a and an outer clad 62b, and the inner clad 62a is made of silica glass containing F and has a specific refractive index of ⁇ 0.07% ⁇ 0.01%. Have a difference.
  • the ratio of (radius of core 61) / (outer radius of inner clad 62a) is 0.25 ⁇ 0.02.
  • the outer clad 62b is made of pure silica glass and has an outer radius (clad outer diameter) of 62.5 ⁇ m ⁇ 0.5 ⁇ m.
  • the optical fiber according to the comparative example has the same structure as the above-mentioned optical fiber 22 k except for the profile shape of the inner region of the core 61. That is, in the inner region of the core, the refractive index profile 320 has a shape according to the above formula (2) (the difference in the specific refractive index at the center of the core is ⁇ 0, and the difference in the specific refractive index in the outer peripheral portion of the inner region is ⁇ 1. , The index ⁇ is 3.4), and the specific refractive index difference ⁇ 0 at the center of the core is reduced to 0.8 ⁇ 0.1 times the maximum specific refractive index difference.
  • Such a depression of the index of refraction at the center of the core can be caused by the influence of the manufacturing technique of the core.
  • the depression of the refractive index at the center of the core is removed by adjusting the manufacturing conditions.
  • the refractive index may be depressed at the center of the core due to the desorption of the additive when solidifying the cylindrical glass body, but a large amount of the additive is added as much as the desorption. It is preferable to keep it.
  • FIG. 3B is a graph showing the relationship between the exponent ⁇ and the mode dispersion for each of a plurality of samples and a plurality of comparative examples of an optical fiber 22 k (optical fiber according to the embodiment of the present disclosure) having the above-mentioned structure. Is. Specifically, the graph shown in FIG. 3B shows the change in the mode variance of the sample and the comparative example when the index ⁇ in the above formula (2) is changed within the range of 2.6 or more and 5.0 or less. ..
  • graph 311 shows the measurement result (relationship between the index ⁇ and the mode dispersion) of the first sample of the optical fiber 22 k in which the cable cutoff wavelength in the LP02 mode is set to 850 nm
  • graph 312 shows LP02.
  • the graph 313 shows the measurement result of the third sample of the optical fiber 22 k in which the cable cutoff wavelength of the LP02 mode is set to 1060 nm. The measurement results are shown respectively.
  • point 321 is the measurement result of the first comparative example in which the cable cutoff wavelength of LP02 mode is set to 850 nm (relationship between the index ⁇ and the mode dispersion), and point 322 is the cable cutoff wavelength of LP02 mode of 980 nm.
  • the measurement result of the second comparative example set to, point 323 shows the measurement result of the third comparative example in which the cable cutoff wavelength of the LP02 mode is set to 1060 nm, respectively.
  • the first sample, the second sample, and the third sample of the optical fiber 22 k can all suppress the mode dispersion to 300 ps / km or less at the optimum value of the index ⁇ , so that high-speed transmission can be performed. Suitable for.
  • the optimum value of the index ⁇ in the first sample is around 2.8 ⁇ 0.1
  • the optimum value of the index ⁇ in the second sample is around 3.4 ⁇ 0.1
  • the optimum value of the index ⁇ in the third sample is. It is around 4.6 ⁇ 0.1.
  • the value of the index ⁇ to 3.4 ⁇ 0.1 (range of 3.3 or more and 3.5 or less)
  • all the wavelength bands of the 850 nm wavelength band, the 980 nm wavelength band, and the 1060 nm wavelength band in the range of 3.3 or more and 3.5 or less.
  • the mode dispersion can be suppressed to 1000 ps / km or less.
  • all of the graphs 311, 312, and 313 have lower mode dispersions than the points 321, 322, and 323, respectively. This shows the effect of reducing the refractive index depression at the center of the core.
  • the optical fiber 22 k of the embodiment of the present disclosure is defined by the standard deviation ⁇ of the variation in the outer diameter (outer diameter of the glass portion) of the clad 62 (the variation in the outer diameter along the longitudinal direction corresponding to the fiber axis AX).
  • the value 3 ⁇ to be obtained is preferably 0.1 ⁇ m or more and 0.5 ⁇ m or less. Further, the value 3 ⁇ is more preferably 0.2 ⁇ m or more and 0.5 ⁇ m or less. When the value 3 ⁇ is 0.5 ⁇ m or less, noise due to mode coupling from the LP01 mode to the LP02 mode is effectively suppressed, and stable transmission performance can be maintained.
  • Rayleigh scattering can be suppressed to a low level by drawing an optical fiber under cooling conditions such that the value 3 ⁇ is 0.1 ⁇ m or more, and 0.2 ⁇ m. By drawing the optical fiber under the above cooling conditions, Rayleigh scattering can be further suppressed.

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Abstract

本開示は、従来のＳＭＦとの互換性を保ちながら８５０ｎｍ以上１０６０ｎｍ以下の短波長帯用の光送受信器にも適合可能な光ファイバ等に関する。一実施形態の光ファイバは、コア（６１）と、クラッド（６２）と、樹脂被覆（６３、６４）と、を備えるとともに、波長１３１０ｎｍにおいて８．２μｍ以上９．６μｍ以下のモードフィールド径と、１０６０ｎｍ以上１２６０ｎｍ以下のＬＰ１１モードのケーブルカットオフ波長と、１０６０ｎｍ以下のＬＰ０２モードのケーブルカットオフ波長と、を有する。

Description

光ファイバおよび光ケーブル
　本開示は、光ファイバおよび光ケーブルに関する。
  本願は、２０１９年１０月２４日に出願された日本特許出願第２０１９－１９３６６６号による優先権を主張するものであり、その内容に依拠すると共に、その全体を参照して本明細書に組み込む。
　光ケーブルと光送受信器との組み合わせで構成される光通信システムでは、システム構築に要するコストに対してシステム伝送性能の比を最大化することが課題である。一般に、約１００ｋｍを超えるような長距離伝送（long-haul transmission）では、光増幅器の必要性から、優れた費用対効果を有するＥＤＦＡ（Erbium Doped Fiber Amplifier）が採用される。伝送媒体としては、１５３０ｎｍ以上１６２５ｎｍ以下の波長帯用の複数本のシングルモードファイバ（Single Mode Fiber、以下、「ＳＭＦ」と記す）で構成された光ケーブルが採用される。一方で、伝送距離の長いケーブルの製造および敷設に要するコストが高いことも一因となって、現在では、高価格ではあっても高性能なコヒーレント方式の光送受信器を採用するのが一般的になっている。これに対し、１００ｋｍ未満、特に１０ｋｍ未満の短距離伝送（short-haul transmission）では、より低価格な光送受信器の採用が志向され、時には低価格な光送受信器に適合した光ケーブルが用いられる。最も典型的な例は、マルチモードＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）を利用した光送受信器と、複数本のマルチモードファイバ（Multimode Fiber、以下、「ＭＭＦ」と記す）で構成される光ケーブルと、の組み合わせである。このような光通信システムは、光送受信器や光接続の低コスト性に優れることから、特に１００ｍ未満の極短距離伝送に適用される。
　また、特許文献１には、８５０ｎｍ波長帯、９８０ｎｍ波長帯、１０６０ｎｍ波長帯等の短波長帯でシングルモード動作が可能であり、これら短波長帯において３０μｍ２以上１１０μｍ２以下の大きな実効面積（Effective Area）を有する光ファイバが開示されている。上述の光学特性（短波長帯での実効断面積）は、例えば、３．０μｍ以上６．０μｍ以下の半径および０．１２％以上０．３５％以下の比屈折率差を有するコアと、－０．１％以下の比屈折率差および２０％・μｍ２以上のトレンチ体積を有するディプレストクラッド（depressed cladding）と、を備えた光ファイバにより実現される。このような光ファイバは、８５０ｎｍ以上１０６０ｎｍ以下の波長帯用のシングルモードＶＣＳＥＬを利用した光送受信器との組み合わせに適している。シングルモードＶＣＳＥＬを利用した光送受信器は、低価格でありかつ高速伝送が可能なため、システム構築に関する費用対効果を改善できるものと期待されている。
米国特許第９，９９５，８７３号明細書 特開２０１８－４５０２８号公報
　本開示の実施形態に係る光ファイバは、コアと、クラッドと、樹脂被覆と、を備える。コアは、ファイバ軸（中心軸）に沿って延びるとともにシリカガラスからなる。クラッドは、コアの外周面上に設けられ、シリカガラスからなり、かつ、該コアの最大屈折率よりも低い最大屈折率を有する。樹脂被覆は、クラッドの外周面上に設けられる。このような構造を有する当該光ファイバは、波長１３１０ｎｍにおいて８．２μｍ以上９．６μｍ以下のモードフィールド径と、１０６０ｎｍ以上１２６０ｎｍ以下のＬＰ１１モードのケーブルカットオフ波長と、１０６０ｎｍ以下のＬＰ０２モードのケーブルカットオフ波長と、を有する。
本開示の実施形態に係る光ファイバケーブルが適用可能な光通信システムの構成の一例を示す図である。 本開示の実施形態に係る光ファイバの構造の一例を示す図である。 本開示の実施形態に係る光ファイバの一例と比較例に係る光ファイバそれぞれの屈折率プロファイルである。 本開示の実施形態に係る光ファイバの複数のサンプルと複数の比較例のそれぞれについて、指数αとモード分散との関係を示すグラフである。
　［本開示が解決しようとする課題］
  発明者らは、上述の従来技術について検討した結果、以下のような課題を発見した。すなわち、上記特許文献１の光ファイバは、１３１０ｎｍ以上１６２５ｎｍ以下の波長帯での従来の長距離伝送に採用された場合、高い曲げ損失または小さなモードフィールド径に起因して高い接続損失が生じるため、従来のシングルモードファイバとの互換性が無かった。これは、上記特許文献１の光ファイバでは８５０ｎｍ波長帯、９８０ｎｍ波長帯、または１０６０ｎｍ波長帯等の短波長帯においてシングルモード動作が要求されることに起因していた。技術的には、コアの外側に内側クラッド、トレンチ層、および外側クラッドを順に配置し、かつ、該トレンチ層の屈折率を下げることで曲げ損失は低減することができる。しかしながら、このような多層のクラッド構造の製造は生産性が低いという課題があった。
　さらに、上記特許文献１の光ファイバを含む光ケーブルを敷設する場合、敷設した直後においては８５０ｎｍ以上１０６０ｎｍ以下の波長帯用の高性能の光送受信器を用いることによる費用対効果を享受できる。しかしながら、将来的に１３１０ｎｍ以上１６２５ｎｍ以下の波長帯用の光送受信器の技術が進展した場合も考慮する必要がある。すなわち、上記特許文献１の光ファイバと、上述の１３１０ｎｍ以上１６２５ｎｍ以下の波長帯用の光送受信器と、を組み合わせる必要性が生じた場合、このような組み合わせによる伝送性能は、上述の１３１０ｎｍ以上１６２５ｎｍ以下の波長帯用の光送受信器と従来のＳＭＦを含む光ケーブルの組み合わせの伝送性能よりも劣ってしまうのは明らかである。光ケーブルを再敷設することは一つの解決策ではあるが、この場合、芯数（光ケーブル内に収納する光ファイバの本数）の増大および伝送距離の増大とともに、光ケーブル再敷設の費用も増大するという課題があった。
　本開示は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、従来のＳＭＦとの互換性を保ちながら、８５０ｎｍ以上１０６０ｎｍ以下の短波長帯用の光送受信器にも適合可能な光ファイバおよび光ケーブルを提供することを目的としている。
　［本開示の効果］
  本開示の光ファイバおよび光ケーブルによれば、従来のＳＭＦ（１３１０ｎｍ以上１６２５ｎｍ以下の波長帯での従来の長距離伝送用媒体）との互換性を保ちながら、８５０ｎｍ以上１０６０ｎｍ以下の波長帯用の低価格光送受信器にも対応できる光伝送路の構築が可能になる。
　[本開示の実施形態の説明]
  最初に本開示の実施形態の内容をそれぞれ個別に列挙して説明する。
　（１）　本開示の実施形態に係る光ファイバは、その一態様として、コアと、クラッドと、樹脂被覆と、を備える。コアは、ファイバ軸（中心軸）に沿って延びるとともにシリカガラスからなる。クラッドは、コアの外周面上に設けられ、シリカガラスからなり、かつ、該コアの最大屈折率よりも低い最大屈折率を有する。樹脂被覆は、クラッドの外周面上に設けられる。このような構造を有する当該光ファイバは、波長１３１０ｎｍにおいて８．２μｍ以上９．６μｍ以下のモードフィールド径と、１０６０ｎｍ以上１２６０ｎｍ以下のＬＰ１１モードのケーブルカットオフ波長と、１０６０ｎｍ以下のＬＰ０２モードのケーブルカットオフ波長と、を有する。なお、本明細書において、純シリカガラス（屈折率ｎ０）を基準としたある媒質（屈折率ｎ）の比屈折率差Δは、
        Δ＝（ｎ／ｎ０）－１
で与えられるものとする。
　なお、所定のモードのカットオフ波長は、所定の曲げ状態を有する所定の長さの光ファイバにおいて当該モードの伝送損失が１９．３ｄＢ以上となる波長の最小値として定義される。ケーブルカットオフ波長の場合は、２２ｍの光ファイバのうち１ｍ長の両端部に直径８０ｍｍの曲げを１周ずつ与えるとともに、２０ｍ長の中間部を直径２８０ｍｍに巻いた状態で測定される。
　当該光ファイバは、波長１２６０ｎｍ以上においては単一モードで動作し、１０６０ｎｍ以上１２６０ｎｍ以下においてはＬＰ０１およびＬＰ１１の２つのＬＰモードで動作し、１０６０ｎｍ以下においてはＬＰ０１、ＬＰ０２およびＬＰ１１を含む３つ以上のＬＰモードで動作する。ＬＰ１１モードは奇モード、ＬＰ０１モードは偶モードであるため、接続点での軸ズレおよび角度ズレを抑えることでＬＰ０１モードとＬＰ１１モードとの間のモード結合を抑えることが可能であるのに対し、ＬＰ０２モードはＬＰ１１モードと同じく偶モードであるため、仮に軸ズレおよび角度ズレを抑えたとしてもコア径やＮＡのバラツキによってＬＰ０１モードとＬＰ０２モードとの間のモード結合が生じうる。したがって、接続点での軸ズレおよび角度ズレを抑えることで、実効的に単一モードで動作する下限波長を１２６０ｎｍから１０６０ｎｍに拡大し得る。
　当該光ファイバにおいて、クラッド中心からのコア中心の偏心量は、０．５μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．３μｍ以下である。また、クラッドの非円率は、１．０％以下であることが好ましく、より好ましくは０．７％以下である。これにより、接続点での軸ズレおよび角度ズレを抑えることで、実効的に単一モードで動作する下限波長を１２６０ｎｍから１０６０ｎｍに拡大し得る。
　当該光ファイバは、この構成により、１３１０ｎｍ以上１６２５ｎｍ以下の波長帯での従来の長距離伝送用ＳＭＦ（従来のＳＭＦ）との互換性を保ちながら、波長１０６０ｎｍ付近の短波長帯における高速伝送にも対応可能な伝送媒体として、より広い波長帯域での信号伝送を可能にする。
　（２）　本開示の実施形態に係る光ファイバの一態様として、ＬＰ０２モードのケーブルカットオフ波長は、９８０ｎｍ以下であってもよい。この場合も、上述のような従来のＳＭＦとの互換性を保ちながら、波長９８０ｎｍ付近での短波長帯における高速伝送にも対応可能な伝送媒体として、より広い波長帯域での信号伝送を可能にする。
　当該光ファイバにおいて、クラッド中心からのコア中心の偏心量は、０．５μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．３μｍ以下である。また、クラッドの非円率は、１．０％以下であることが好ましく、より好ましくは０．７％以下である。これにより、接続点での軸ズレおよび角度ズレを抑えることで、実効的に単一モードで動作する下限波長を１２６０ｎｍから９８０ｎｍに拡大し得る。
　（３）　本開示の実施形態に係る光ファイバの一態様として、ＬＰ０２モードのケーブルカットオフ波長は、８５０ｎｍ以下であってもよい。この場合も、上述のような従来のＳＭＦとの互換性を保ちながら、波長８５０ｎｍ付近の短波長帯における高速伝送にも対応可能な伝送媒体として、より広い波長帯域での信号伝送を可能にする。
　当該光ファイバにおいて、クラッド中心からのコア中心の偏心量は、０．５μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．３μｍ以下である。また、クラッドの非円率は、１．０％以下であることが好ましく、より好ましくは０．７％以下である。これにより、接続点での軸ズレおよび角度ズレを抑えることで、実効的に単一モードで動作する下限波長を１２６０ｎｍから８５０ｎｍに拡大し得る。
　（４）　本開示の実施形態に係る光ファイバの一態様として、直径１５ｍｍでの曲げ損失は、波長１６２５ｎｍにおいて１ｄＢ／ターン以下であるのが好ましい。また、クラッドは、コアの外周面上に設けられた内側クラッドと、該内側クラッドの外周面上に設けられ、かつ、該内側クラッドの比屈折率差よりも高い比屈折率差を有する外側クラッドと、を含んでもよい。この場合、当該光ファイバは、８５０ｎｍ以上１０６０ｎｍ以下の短波長帯での高速伝送に対応しながら、波長１６２５ｎｍにおける高い空間密度かつ高速の伝送にも対応可能になる。
　（５）　本開示の実施形態に係る光ファイバの一態様として、ＬＰ０１モードとＬＰ１１モードとの間のモード分散は、８５０ｎｍ以上１０６０ｎｍ以下の波長範囲において１０００ｐｓ／ｋｍ以下であるのが好ましい。この場合、８５０ｎｍ以上１０６０ｎｍ以下の広い波長範囲において、低品質な接続などによってＬＰ１１モードが励振される場合であっても該ＬＰ１１モードに起因する雑音（ＬＰ０１モードにとっての雑音）の発生が効果的に抑制され、安定した高速伝送の実現が可能になる。
　（６）　本開示の実施形態に係る光ファイバの一態様として、ＬＰ０１モードとＬＰ１１モードとの間のモード分散は、８５０ｎｍ以上１０６０ｎｍ以下の波長範囲のうち少なくとも１つの波長において３００ｐｓ／ｋｍ以下であるのが好ましい。この場合も、低品質な接続などによってＬＰ１１モードが励振される場合であっても該ＬＰ１１モードに起因する雑音の発生が効果的に抑制され、結果、安定した高速伝送の実現が可能になる。
　（７）　本開示の実施形態に係る光ファイバの一態様として、クラッドの外径の、ファイバ軸に沿った変動（外径変動）の標準偏差σで定義される値３σは、０．１μｍ以上０．５μｍ以下の範囲に収まるのが好ましい。ここで、標準偏差σは、ファイバ軸方向の位置ｚにおけるクラッド外径ｄ（ｚ）で表し、１００ｋｍ以上の長さＬにわたるｄ（ｚ）及びｄ２（ｚ）の平均値をそれぞれ＜ｄ＞及び＜ｄ２＞で表したとき、σ＝{＜ｄ２＞－＜ｄ＞２}で定義される。また、値３σは、０．２μｍ以上０．５μｍ以下の範囲に収まるのがより好ましい。外径変動の３σの上限が０．５μｍ以下であることでファイバの構造変動によるモード結合を低く抑えることができる。一方、３σの下限が０．１μｍ以上である場合に長い冷却時間を確保することが可能になり、０．２μｍ以上である場合に更に長い冷却時間を確保することが可能になるので伝送損失が低く抑えられる。そのため、３σが上記範囲に収まることにより長距離かつ高速での伝送の実現が可能になる。
　さらに、光ファイバの外径変動のうち周期が０．１ｍｍ以上１００ｍｍ以下の周波数成分の寄与による外径変動は、０．１μｍ以上０．５μｍ以下の範囲に収まるのが好ましい。多くの高次モードではＬＰ０１モードとの間の伝搬定数差の逆数が０．１ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることから、上述のような特定周波数成分の寄与による外径変動が上記範囲に収まることによってモード結合と伝送損失が低く抑えられ、長距離かつ高速での伝送の実現が可能になる。また、光ファイバは偏波モード分散を抑制するために線引時のトルク付与によって長手方向の捻れが付与されることが通常であるが、この捻れの回転速度は、０回／ｍ以上１０回／ｍ以下であることが好ましい。回転に同期して外径変動が生じやすいため、回転速度を上記範囲に収めることでモード結合と伝送損失を低く抑えることが可能になる。
　（８）　本開示の実施形態に係る光ファイバの一態様として、当該光ファイバは、波長１３１０ｎｍにおいて８．２μｍ以上９．６μｍ以下のモードフィールド径と、１０６０ｎｍ以上１２６０ｎｍ以下のＬＰ１１モードのケーブルカットオフ波長と、１０６０ｎｍ以下のＬＰ０２モードのケーブルカットオフ波長を実現するため、コア半径（または外径）および屈折率プロファイル形状が調整される。具体的に、ファイバ軸に直交する半径方向に沿って定義されるコアの半径は、３μｍ以上１０μｍ以下であるのが好ましい（ファイバ軸に直交する直径方向で定義されるコアの外径は、６μｍ以上２０μｍ以下）。また、コアの内側領域（コアの半径の０．２倍だけファイバ軸から離れ、かつ、該ファイバ軸を中心とする外周面で囲まれた領域）において、該コアの屈折率プロファイルは、ファイバ軸に一致するコア中心における比屈折率差が該コアの最大比屈折率差の０．８倍以上になるように調整された形状を有するのが好ましい（当該屈折率プロファイルの窪みが改善された形状）。さらに、内側領域を取り囲むコアの外側領域において、該コアの屈折率プロファイルは、半径方向に沿った距離ｒ０がコア半径に相当する距離ｒ１の０．２倍以下となる内側領域において定義される比屈折率差Δ０であって半径方向に沿って距離ｒ０だけファイバ軸から離れた部位での比屈折率差Δ０、距離ｒ１だけファイバ軸から離れた部位での比屈折率差Δ１、および、距離ｒ０以上距離ｒ１以下の距離ｒだけファイバ軸から離れた部位での比屈折率差Δｒが、以下の式（１）：
        Δｒ＝Δ０＋（Δ１－Δ０）×（（ｒ－ｒ０）／（ｒ１－ｒ０））α…（１）
で近似される関係を満たす形状を有する。ここで、「近似される関係」とは、上記式（１）の左辺の値が右辺の値を中心とした相対値として±５％の範囲に収まっていることと定義する。半径ｒ≦ｒ０ではΔｒはΔ０に略等しい。特に、上記式（１）における指数αが２．０以上２０以下に調整されることにより、上述のように、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が８．２μｍ以上９．６μｍ以下となり、ＬＰ１１モードのケーブルカットオフ波長が１０６０ｎｍ以上１２６０ｎｍ以下となり、かつ、ＬＰ０２モードのケーブルカットオフ波長が１０６０ｎｍ以下となる。
　（９）　本開示の実施形態に係る光ファイバの一態様として、上記式における指数αは、２．５以上５．０以下であるのが好ましい。この場合、低品質な接続などによってＬＰ１１モードが励振される場合であっても該ＬＰ１１モードに起因する雑音の発生が効果的に抑制され、結果、安定した高速伝送の実現が可能になる。
　（１０）　本開示の実施形態に係る光ケーブルは、その一態様として、複数の光ファイバと、該複数の光ファイバを包囲する外被（sheath）と、を備える。特に、複数の光ファイバのうちの少なくとも２本の光ファイバそれぞれは、コアと、クラッドと、樹脂被覆と、を備える。コアは、ファイバ軸に沿って延びるとともにシリカガラスからなる。クラッドは、該コアの外周面上に設けられ、シリカガラスからなり、かつ、該コアの最大屈折率よりも低い最大屈折率を有する。樹脂被覆は、クラッドの外周面上に設けられる。特に、このような構造を有する少なくとも２本の光ファイバは、波長１３１０ｎｍにおいて８．２μｍ以上９．６μｍ以下のモードフィールド径と、１０６０ｎｍ以上１２６０ｎｍ以下のＬＰ１１モードのケーブルカットオフ波長と、１０６０ｎｍ以下のＬＰ０２モードのケーブルカットオフ波長と、を有する。この場合、１３１０ｎｍ以上１６２５ｎｍ以下の波長帯での光通信に適用される従来の光送受信器に加え、波長１０６０ｎｍでの光通信に適用される光送受信器にも対応し得る（波長１０６０ｎｍでの光通信を可能にする）。
　（１１）本開示の実施形態に係る光ケーブルの一態様として、少なくとも２本の光ファイバそれぞれにおいて、ＬＰ０２モードのケーブルカットオフ波長は、９８０ｎｍ以下であるのが好ましい。この場合、１３１０ｎｍ以上１６２５ｎｍ以下の波長帯での光通信に適用される従来の光送受信器に加え、波長９８０ｎｍにおける光通信に適用される光送受信器にも対応し得る。
　（１２）　本開示の実施形態に係る光ケーブルの一態様として、少なくとも２本の光ファイバそれぞれにおいて、ＬＰ０２モードのケーブルカットオフ波長は、８５０ｎｍ以下であってもよい。この場合、１３１０ｎｍ以上１６２５ｎｍ以下の波長帯での光通信に適用される光送受信器に加え、波長８５０ｎｍにおける光送受信器にも対応し得る。
　（１３）　本開示の実施形態に係る光ケーブルの一態様として、少なくとも２本の光ファイバそれぞれにおいて、直径１５ｍｍでの曲げ損失は、波長１６２５ｎｍにおいて１ｄＢ／ターン以下であるのが好ましい。この場合、８５０ｎｍ以上１０６０ｎｍ以下の波長帯での光通信に適用される光送受信器に対応することに加え、１３１０ｎｍ以上１６２５ｎｍ以下の波長帯において、高い空間密度での高速伝送にも対応し得る。
　（１４）　本開示の実施形態に係る光ケーブルの一態様として、少なくとも２本の光ファイバそれぞれは、波長１３１０ｎｍにおいて８．２μｍ以上９．６μｍ以下のモードフィールド径と、１０６０ｎｍ以上１２６０ｎｍ以下のＬＰ１１モードのケーブルカットオフ波長と、１０６０ｎｍ以下のＬＰ０２モードのケーブルカットオフ波長と、を実現するため、コア半径（または外径）および屈折率プロファイル形状が調整される。具体的に、ファイバ軸に直交する半径方向に沿って定義されるコアの半径は、３μｍ以上１０μｍ以下（コア外径は、６μｍ以上２０μｍ以下）であるのが好ましい。また、コアの内側領域（コアの半径の０．２倍だけファイバ軸から離れ、かつ、該ファイバ軸を中心とする外周面で囲まれた領域）において、コアの屈折率プロファイルは、ファイバ軸に一致するコア中心における比屈折率差がコアの最大比屈折率差の０．８倍以上になるように調整された形状を有するのが好ましい（当該屈折率プロファイルの窪みが改善された形状）。さらに、内側領域を取り囲むコアの外側領域において、該コアの屈折率プロファイルは、半径方向に沿った距離ｒ０がコア半径に相当する距離ｒ１の０．２倍以下となる内側領域において定義される比屈折率差Δ０であって半径方向に沿って距離ｒ０だけファイバ軸から離れた部位での比屈折率差Δ０、距離ｒ１だけファイバ軸から離れた部位での比屈折率差Δ１、および、距離ｒ０以上距離ｒ１以下の距離ｒだけファイバ軸から離れた部位での比屈折率差Δｒが、上記式（１）で近似される関係を満たす形状を有する。特に、上記式における指数αが２．０以上２０以下に調整されることにより、上述のように、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が８．２μｍ以上９．６μｍ以下となり、ＬＰ１１モードのケーブルカットオフ波長が１０６０ｎｍ以上１２６０ｎｍ以下となり、かつ、ＬＰ０２モードのケーブルカットオフ波長が１０６０ｎｍ以下となる。
　（１５）　本開示の実施形態に係る光ケーブルの一態様として、上記式における指数αは、２．５以上５．０以下であるのが好ましい。この場合、低品質な接続などによってＬＰ１１モードが励振される場合であっても該ＬＰ１１モードに起因する雑音の発生が効果的に抑制され、結果、安定した高速伝送の実現が可能になる。
　以上、この[本開示の実施形態の説明]の欄に列挙された各態様は、残りの全ての態様のそれぞれに対して、または、これら残りの態様の全ての組み合わせに対して適用可能である。
　［本開示の実施形態の詳細］
  本開示に係る光ファイバおよび光ケーブルの具体例を、以下に添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、これら例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、また、請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図されている。また、図面の説明において同一の要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。
　図１は、本開示の実施形態に係る光ファイバケーブルが適用可能な光通信システムの構成の一例を示す図である。図１に示された光通信システム１は、伝送媒体としての光ケーブル２と、該光ケーブル２の一方の端部側に配置されたｎ個の光送受信器３１，３２，３３，…，３ｎと、該光ケーブル２の他方の端部側に配置されたｎ個の光送受信器４１，４２，４３，…，４ｎと、を備える。ここで、「ｎ」は、２以上１００，０００以下の整数であり、整数「ｎ」の下限条件は、好ましくは１０以上、１００以上、または１０００以上であってもよい。また、ｎ個の光送受信器３１，３２，３３，…，３ｎからはｎ本の接続用光配線（光ファイバ）５１，５２，５３，…，５ｎがそれぞれ延びており、また、ｎ個の光送受信器４１，４２，４３，…，４ｎとからはｎ本の接続用光配線（光ファイバ）６１，６２，６３，…，６ｎがそれぞれ延びている。
　光ケーブル２は、ｎ本の光ファイバ２２１，２２２，２２３，…，２２ｎと、これらｎ本の光ファイバを収納する外被（sheath）２１と、を備える。なお、取扱い易くするため、ｎ本の光ファイバ２２１，２２２，２２３，…，２２ｎを複数グループに分けてそれぞれの光ファイバグループを個別にリボン化した後、さらに得られた複数のリボンをユニット化してもよい。
　ｎ本の光ファイバ２２１，２２２，２２３，…，２２ｎの一方の端部は、ｎ個の光コネクタ２３１，２３２，２３３，…，２３ｎを介して、ｎ個の光送受信器３１，３２，３３，…，３ｎから延びたｎ個の接続用光配線５１，５２，５３，…，５ｎにそれぞれ接続されている。また、ｎ本の光ファイバ２２１，２２２，２２３，…，２２ｎの他方の端部は、ｎ個の光コネクタ２４１，２４２，２４３，…，２４ｎを介して、ｎ個の光送受信器４１，４２，４３，…，４ｎから延びたｎ本の接続用光配線６１，６２，６３，…，６ｎにそれぞれ接続されている。ここで光コネクタ２３ｋ（ｋ＝1,2,3,…,n）は、光ファイバ２２ｋ（ｋ＝1,2,3,…,n）の一方の端部および接続用光配線５ｋ（ｋ＝1,2,3,…,n）の端部を光学的に接続させた状態で固定するための、位置決め機構を有する構造体を含む（この構造体自体が光コネクタとして機能する）。同様に、光コネクタ２４ｋ（ｋ＝1,2,3,…,n）は、光ファイバ２２ｋの他方の端部および接続用光配線６ｋ（ｋ＝1,2,3,…,n）の端部を光学的に接続させた状態で固定するための、位置決め機構を有する構造体を含む。図１の例では、１つの光コネクタで１本の光ファイバの光学的接続を実現する単芯コネクタ構造が示されているが、１つの光コネクタで複数本の光ファイバの光学的接続を実現する多芯コネクタ構造が採用されてもよい。
　図１に示されたｎ本の光ファイバ２２１，２２２，２２３，…，２２ｎのそれぞれ、または、これらのうち少なくとも２本の光ファイバそれぞれにおいて、ＬＰ０２モードのケーブルカットオフ波長は、１０６０ｎｍ以下、好ましくは９８０ｎｍ以下、より好ましくは８５０ｎｍ以下である。また、ＬＰ１１モードのケーブルカットオフ波長は、１２６０ｎｍ以下である。直径１５ｍｍでの曲げ損失は、波長１６２５ｎｍにおいて１ｄＢ／ｔｕｒｎ以下である。波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径は、８．２μｍ以上９．６μｍ以下である。上述の光学特性を有する光ファイバを伝送媒体として利用することにより、１２６０ｎｍ以上１６２５ｎｍ以下の波長帯の光送受信器による光伝送を可能にするだけでなく、接続部（光コネクタ）での軸ずれおよび角度ずれによるモード結合を低く管理することにより、８５０ｎｍ波長帯，９８０ｎｍ波長帯、１０６０ｎｍ波長帯、などの短波長帯（８５０ｎｍ以上１０６０ｎｍ以下の波長範囲）用の光送受信器を用いた光伝送をも可能になる。その結果、光ケーブルを張り直すことなく、その時々で最適な波長帯の光送受信器を用いることで光通信システムの性能対価格比を最適化することができる。
　さらに、ｎ本の光ファイバ２２１，２２２，２２３，…，２２ｎのそれぞれ、または、これらのうち少なくとも２本の光ファイバそれぞれにおいて、モード分散も最適化されているのが好ましい。具体的には、波長１０６０ｎｍ、波長９８０ｎｍ、または波長８５０ｎｍにおいて、ＬＰ０１モードとＬＰ１１モードの間のモード分散は、１０００ｐｓ／ｋｍ以下、好ましくは３００ｐｓ／ｋｍ以下である。この場合、接続における軸ずれおよび角度ずれによってＬＰ１１モードが励振されても該ＬＰ１１モードに起因する雑音（ＬＰ０１モードにとっての雑音）の発生が効果的に抑制されるので、当該光通信システム１の伝送性能の向上または接続コストの低減が可能となる。
　なお、光ファイバに関する上述の光学特性は、光ケーブル２に含まれるｎ本全ての光ファイバ２２１，２２２，２２３，…，２２ｎが満たすことが最も好ましい。ただし、当該光通信システム１の伝送性能や製造コストに対する要求に応じて、光ケーブル２を構成するユニットごと、または、各ユニットを構成するリボン（光ファイバグループとして取り扱うための一単位）ごとに、対象となるユニットまたは対象となるリボンに含まれる全ての光ファイバが満たすように構成してもよく、それにより性能対価格比の最適化が可能になる。
　図２は、図１に示されたｎ本の光ファイバ２２１，２２２，２２３，…，２２ｎのうちｋ番目の光ファイバ２２ｋ（ｋ＝1,2,3,…，ｎ）の構造の一例を示す図である。なお、図２に示された構造は、光ケーブル２の外被(sheath)２１内に収納されたｎ本の光ファイバ２２１，２２２，２２３，…，２２ｎの全てに適用される必要はなく、少なくとも２本の光ファイバに適用されればよい。
　光ファイバ２２ｋは、ファイバ軸（中心軸）ＡＸに沿って延びたコア６１と、コア６１の外周面上に設けられたクラッド６２と、クラッド６２の外周面上に設けられた第１被覆６３と、第２被覆６４と、を備える。なお、第１被覆６３および第２被覆６４は、クラッド６２の外周面上に設けられた樹脂被覆を構成している。
　図２の例では、クラッド６２は、コアの外周面上に設けられた内側クラッド６２ａと、内側クラッド６２ａの外周面上に設けられた外側クラッド６２ｂと、を備える。ここで、コア６１およびクラッド６２（内側クラッド６２ａおよび外側クラッド６２ｂ）は、シリカガラスからなり、Ｇｅ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｐなどの屈折率調整用の添加物を含み得る。内側クラッド６２ａは、コア６１の屈折率よりも低い屈折率を有する。外側クラッド６２ｂは、コア６１の屈折率よりも低く、かつ、内側クラッドの屈折率よりも高い屈折率を有する。したがって、コア６１は、クラッド６２の最大屈折率よりも高い最大屈折率を有する。コア６１の最大比屈折率差（純シリカガラスを基準とした値）は、０．２％以上０．６％以下である。コア６１の外径は、６μｍ以上２０μｍ以下である。すなわち、コア６１の半径（ファイバ軸ＡＸからコア外周までの距離）は、３μｍ以上１０μｍ以下である。このようなコア構造により、波長１２６０ｎｍにおいて単一の導波モードを有する（シングルモード動作が可能）。クラッド６２の外径（外側クラッド６２ｂの外径）は１２４μｍ以上１２６μｍ以下の標準的な外径（ガラス外径）であることが好ましい。また、このようなコア構造により、当該光ファイバ２２ｋは、８５０ｎｍ以上１０６０ｎｍ以下の短波長帯での高速伝送に対応しながら、波長１６２５ｎｍにおける高い空間密度かつ高速の伝送にも対応可能になる。
　第１被覆６３および第２被覆６４は、ウレタンアクリレート系の紫外線硬化性樹脂からなる。好ましくは、第１被覆は、１５μｍ以上４０μｍ以下の厚み（ファイバ軸ＡＸに直交する半径方向に沿って定義される内径と外径の差）と、０．０５ＭＰａ以上０．５ＭＰａ以下の弾性率を有する。第２被覆６４は、１５μｍ以上４０μｍ以下の厚みと、５００ＭＰａ以上２０００ＭＰａ以下の弾性率を有する。これにより、当該光ファイバ２２ｋの側方からガラス部分（コア６１およびクラッド６２により構成される部分）に加わる外力が効果的に遮蔽される。
　次に、図３Ａは、本開示の実施形態に係る光ファイバの一例と比較例に係る光ファイバそれぞれの屈折率プロファイルである。図３Ａにおいて、３１０は、本開示の実施形態に係る光ファイバ２２ｋの屈折率プロファイルであり、３２０は、比較例に係る光ファイバの屈折率プロファイルである。
　コア６１の内側領域（コア６１の半径の０．２倍だけファイバ軸ＡＸから離れ、かつ、該ファイバ軸ＡＸを中心とする外周面で囲まれた領域）において、コア６１の屈折率プロファイル３１０は、ファイバ軸ＡＸに一致するコア中心における比屈折率差がコア６１の最大比屈折率差の０．８倍以上になるように当該屈折率プロファイル３１０の窪みが低減または除去された構造を有する。さらに、内側領域を取り囲むコア６１の外側領域において、コア６１の屈折率プロファイル３１０は、半径方向に沿った距離ｒ０がコア半径に相当する距離ｒ１の０．２倍以下となる内側領域において定義される比屈折率差Δ０であって半径方向に沿って距離ｒ０だけファイバ軸ＡＸから離れた部位での比屈折率差Δ０、距離ｒ１だけファイバ軸ＡＸから離れた部位での比屈折率差Δ１、および、距離ｒ０以上距離ｒ１以下の距離ｒだけファイバ軸ＡＸから離れた部位での比屈折率差Δｒが、以下の式（２）：
        Δｒ＝Δ０＋（Δ１－Δ０）×（（ｒ－ｒ０）／（ｒ１－ｒ０））α…（２）
で近似される関係を満たす形状を有する。半径ｒ≦ｒ０では、ΔｒはΔ０に略等しい。特に、上記式（２）における指数αが調整されることにより、上述のように、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が８．２μｍ以上９．６μｍ以下となり、ＬＰ１１モードのケーブルカットオフ波長が１０６０ｎｍ以上１２６０ｎｍ以下となり、かつ、ＬＰ０２モードのケーブルカットオフ波長が１０６０ｎｍ以下となる。
　具体的に、本開示の実施形態に係る光ファイバ２２ｋにおいて、コア６１は、Ｇｅを含むシリカガラスからなり、４．６５μｍ以上５．０μｍ以下の半径と、０．４２％±０．０１％の最大比屈折率差を有する。外側領域におけるプロファイル形状を決定する上記式（２）の指数αの値は、３．４±０．１である。クラッド６２は、内側クラッド６２ａと外側クラッド６２ｂで構成された二重クラッド構造を有し、内側クラッド６２ａは、Ｆを含むシリカガラスからなり、－０．０７％±０．０１％の比屈折率差を有する。（コア６１の半径）/（内側クラッド６２ａの外半径）の比は、０．２５±０．０２である。外側クラッド６２ｂは、純シリカガラスからなり、６２．５μｍ±０．５μｍの外半径（クラッド外径）を有する。
　一方、比較例に係る光ファイバは、コア６１の内側領域のプロファイル形状を除き、上述の光ファイバ２２ｋと同様の構造を有する。すなわち、コアの内側領域において、屈折率プロファイル３２０は、上記式（２）に従った形状を有し（コア中心の比屈折率差がΔ０、内側領域の外周部での比屈折率差がΔ１、指数αが３．４）、コア中心における比屈折率差Δ０は最大比屈折率差の０．８±０．１倍まで低下している。コア中心におけるこのような屈折率の陥没はコアの製造技術の影響によって生じうる。これに対し、本開示の実施形態に係る光ファイバ２２ｋの屈折率プロファイル３１０では、製造条件を調整することによりコア中心における屈折率の陥没が除去されている。特に、コアをＶＡＤ法で製造することは、コア中心における屈折率の陥没が抑えられるため好ましい。ＯＶＤ法およびＣＶＤ法の場合は円筒状のガラス体を中実化する際に添加物が脱離することでコア中心における屈折率の陥没が生じ得るが、脱離する分だけ添加剤を多く添加しておくことが好ましい。
　図３Ｂは、上述のような構造を有する光ファイバ２２ｋ（本開示の実施形態に係る光ファイバ）の複数のサンプルと複数の比較例のそれぞれについて、指数αとモード分散との関係を示すグラフである。具体的に、図３Ｂに示されたグラフは、上記式（２）における指数αを２．６以上５．０以下の範囲内で変更したときの、サンプルおよび比較例のモード分散の変化を示す。
　なお、図３Ｂにおいて、グラフ３１１は、ＬＰ０２モードのケーブルカットオフ波長が８５０ｎｍに設定された光ファイバ２２ｋの第１サンプルの測定結果（指数αとモード分散との関係）、グラフ３１２は、ＬＰ０２モードのケーブルカットオフ波長が９８０ｎｍに設定された光ファイバ２２ｋの第２サンプルの測定結果、グラフ３１３は、ＬＰ０２モードのケーブルカットオフ波長が１０６０ｎｍに設定された光ファイバ２２ｋの第３サンプルの測定結果を、それぞれ示している。一方、点３２１は、ＬＰ０２モードのケーブルカットオフ波長が８５０ｎｍに設定された第１比較例の測定結果（指数αとモード分散との関係）、点３２２は、ＬＰ０２モードのケーブルカットオフ波長が９８０ｎｍに設定された第２比較例の測定結果、点３２３は、ＬＰ０２モードのケーブルカットオフ波長が１０６０ｎｍに設定された第３比較例の測定結果を、それぞれ示している。
　図３Ｂから分かるように、光ファイバ２２ｋの第１サンプル、第２サンプル、および第３サンプルは、いずれも指数αの最適値においてモード分散を３００ｐｓ／ｋｍ以下に抑えることができるため、高速伝送に適している。なお、第１サンプルにおける指数αの最適値は２．８±０．１付近、第２サンプルにおける指数αの最適値は３．４±０．１付近、第３サンプルにおける指数αの最適値は４．６±０．１付近である。また、指数αの値を３．４±０．１（３．３以上３．５以下の範囲）に設定することにより、８５０ｎｍ波長帯、９８０ｎｍ波長帯、および１０６０ｎｍ波長帯の全ての波長帯（８５０ｎｍ以上１０６０ｎｍ以下の波長範囲）において、モード分散を１０００ｐｓ／ｋｍ以下に抑えることが可能になる。また、このαにおいてグラフ３１１、３１２、３１３のいずれもが点３２１、３２２、３２３に比べてそれぞれ低いモード分散を有する。これは、コアの中心の屈折率の窪みを低減する効果を表している。
　また、本開示の実施形態の光ファイバ２２ｋは、クラッド６２の外径（ガラス部分の外径）のバラツキ（ファイバ軸ＡＸに一致した長手方向に沿った外径バラツキ）の標準偏差σで定義される値３σは、０．１μｍ以上０．５μｍ以下であるのが好ましい。また、値３σは、０．２μｍ以上０．５μｍ以下であるのがより好ましい。値３σが０．５μｍ以下であることにより、ＬＰ０１モードからＬＰ０２モードへのモード結合による雑音が効果的に抑制され、安定した伝送性能を維持することが可能になる。また、上記特許文献２により知られているように、値３σが０．１μｍ以上となるような冷却条件で光ファイバを線引きすることにより、レイリー散乱を低く抑えることが可能になり、０．２μｍ以上となるような冷却条件で光ファイバを線引きすることにより、レイリー散乱をさらに低く抑えることが可能になる。
　１…光通信システム、２…ケーブル、３１，３２，３３，…，３ｎ，３ｋ（ｋ＝１,2,3,…,n）、４１，４２，４３，…，４ｎ，４ｋ（ｋ＝１,2,3,…,n）…光送受信器、５１，５２，５３，…，５ｎ，５ｋ（ｋ＝１,2,3,…,n）、６１，６２，６３，…，６ｎ，６ｋ（ｋ＝１,2,3,…,n）…光配線（光ファイバ）、２２１，２２２，２２３，…，２２ｎ，２２ｋ（ｋ＝１,2,3,…,n）…光ファイバ、２３１，２３２，２３３，…，２３ｎ，２３ｋ（ｋ＝１,2,3,…,n）、２４１，２４２，２４３，…，２４ｎ，２４ｋ（ｋ＝１,2,3,…,n）…光コネクタ、６１…コア、６２…クラッド、６２ａ…内側クラッド、６２ｂ…外側クラッド、６３…第１被覆、６４…第２被覆、ＡＸ…ファイバ軸（中心軸）。

Claims (15)

  1. 　ファイバ軸に沿って延びるとともにシリカガラスからなるコアと、
    　前記コアの外周面上に設けられ、シリカガラスからなり、かつ、前記コアの最大屈折率よりも低い最大屈折率を有するクラッドと、
    　前記クラッドの外周面上に設けられた樹脂被覆と、
    を備えた光ファイバであって、
    　波長１３１０ｎｍにおいて８．２μｍ以上９．６μｍ以下のモードフィールド径と、
    　１０６０ｎｍ以上１２６０ｎｍ以下のＬＰ１１モードのケーブルカットオフ波長と、
    　１０６０ｎｍ以下のＬＰ０２モードのケーブルカットオフ波長と、
    を有する、光ファイバ。
  2. 　前記ＬＰ０２モードのケーブルカットオフ波長は、９８０ｎｍ以下である、
    請求項１に記載の光ファイバ。
  3. 　前記ＬＰ０２モードのケーブルカットオフ波長は、８５０ｎｍ以下である、
    請求項２に記載の光ファイバ。
  4. 　直径１５ｍｍでの曲げ損失は、波長１６２５ｎｍにおいて１ｄＢ／ターン以下であり、
    　前記クラッドは、前記コアの外周面上に設けられた内側クラッドと、前記内側クラッドの外周面上に設けられ、かつ、前記内側クラッドの比屈折率差よりも高い比屈折率差を有する外側クラッドと、を含む、
    請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光ファイバ。
  5. 　ＬＰ０１モードと前記ＬＰ１１モードとの間のモード分散は、８５０ｎｍ以上１０６０ｎｍ以下の波長範囲において１０００ｐｓ／ｋｍ以下である、
    請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光ファイバ。
  6. 　ＬＰ０１モードと前記ＬＰ１１モードとの間のモード分散は、８５０ｎｍ以上１０６０ｎｍ以下の波長範囲のうち少なくとも１つの波長において３００ｐｓ／ｋｍ以下である、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光ファイバ。
  7. 　前記クラッドの外径の、前記ファイバ軸に沿った変動の標準偏差σで定義される値３σは、０．１μｍ以上０．５μｍ以下の範囲に収まる、
    請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光ファイバ。
  8. 　前記ファイバ軸に直交する半径方向に沿って定義される前記コアの半径は、３μｍ以上１０μｍ以下であり、
    　前記コアの前記半径の０．２倍だけ前記ファイバ軸から離れた前記ファイバ軸を中心とする外周面で囲まれた前記コアの内側領域において、前記コアの屈折率プロファイルは、前記ファイバ軸に一致するコア中心における比屈折率差が前記コアの最大比屈折率差の０．８倍以上である形状を有し、
    　前記内側領域を取り囲む前記コアの外側領域において、前記コアの前記屈折率プロファイルは、前記半径方向に沿った距離ｒ０が前記コアの前記半径に相当する距離ｒ１に対して０≦ｒ０／ｒ１≦０．２なる関係を満たす前記内側領域において定義される比屈折率差Δ０であって前記距離ｒ０だけ前記ファイバ軸から離れた部位での比屈折率差Δ０、前記距離ｒ１だけ前記ファイバ軸から離れた部位での比屈折率差Δ１、および、前記距離ｒ０以上前記距離ｒ１以下の距離ｒだけ前記ファイバ軸から離れた部位での比屈折率差Δｒが、２．０以上２０以下の指数αを含む
            Δｒ＝Δ０＋（Δ１－Δ０）×（（ｒ－ｒ０）／（ｒ１－ｒ０））α
    なる関係を満たす式で近似される形状を有し、
    　前記波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が８．２μｍ以上９．６μｍ以下、前記ＬＰ１１モードのケーブルカットオフ波長が１０６０ｎｍ以上１２６０ｎｍ以下、かつ、前記ＬＰ０２モードのケーブルカットオフ波長が１０６０ｎｍ以下である、
    請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の光ファイバ。
  9. 　前記指数αは、２．５以上５．０以下である、
    請求項８に記載の光ファイバ。
  10. 　複数の光ファイバと、
    　前記複数の光ファイバを包囲する外被と、
    を備えた光ケーブルであって、
    　前記複数の光ファイバのうちの少なくとも２本の光ファイバそれぞれは、ファイバ軸に沿って延びるとともにシリカガラスからなるコアと、前記コアの外周面上に設けられ、シリカガラスからなり、かつ、前記コアの最大屈折率よりも低い最大屈折率を有するクラッドと、前記クラッドの外周面上に設けられた樹脂被覆と、を備えるとともに、
    　波長１３１０ｎｍにおいて８．２μｍ以上９．６μｍ以下のモードフィールド径と、１０６０ｎｍ以上１２６０ｎｍ以下のＬＰ１１モードのケーブルカットオフ波長と、１０６０ｎｍ以下のＬＰ０２モードのケーブルカットオフ波長と、を有する、
    光ケーブル。
  11. 　前記少なくとも２本の光ファイバそれぞれにおいて、前記ＬＰ０２モードのケーブルカットオフ波長は、９８０ｎｍ以下である、
    請求項１０に記載の光ケーブル。
  12. 　前記少なくとも２本の光ファイバそれぞれにおいて、前記ＬＰ０２モードのケーブルカットオフ波長は、８５０ｎｍ以下である、
    請求項１１に記載の光ケーブル。
  13. 　前記少なくとも２本の光ファイバそれぞれにおいて、
    　直径１５ｍｍでの曲げ損失は、波長１６２５ｎｍにおいて１ｄＢ／ターン以下である、
    請求項１０から請求項１２のいずれか一項に記載の光ケーブル。
  14. 　前記少なくとも２本の光ファイバそれぞれにおいて、
    　前記ファイバ軸に直交する半径方向に沿って定義される前記コアの半径は、３μｍ以上１０μｍ以下であり、
    　前記コアの前記半径の０．２倍だけ前記ファイバ軸から離れた前記ファイバ軸を中心とする外周面で囲まれた前記コアの内側領域において、前記コアの屈折率プロファイルは、前記ファイバ軸に一致するコア中心における比屈折率差が前記コアの最大比屈折率差の０．８倍以上である形状を有し、
    　前記内側領域を取り囲む前記コアの外側領域において、前記コアの前記屈折率プロファイルは、前記半径方向に沿った距離ｒ０が前記コアの前記半径に相当する距離ｒ１に対して０≦ｒ０／ｒ１≦０．２なる関係を満たす前記内側領域において定義される比屈折率差Δ０であって前記距離ｒ０だけ前記ファイバ軸から離れた部位での比屈折率差Δ０、前記距離ｒ１だけ前記ファイバ軸から離れた部位での比屈折率差Δ１、および、前記距離ｒ０以上前記距離ｒ１以下の距離ｒだけ前記ファイバ軸から離れた部位での比屈折率差Δｒが、
            Δｒ＝Δ０＋（Δ１－Δ０）×（（ｒ－ｒ０）／（ｒ１－ｒ０））α
    なる関係を満たす式で近似される形状を有し、
    　前記式における指数αは、前記波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が８．２μｍ以上９．６μｍ以下となり、前記ＬＰ１１モードのケーブルカットオフ波長が１０６０ｎｍ以上１２６０ｎｍ以下となり、かつ、前記ＬＰ０２モードのケーブルカットオフ波長が１０６０ｎｍ以下である、
    請求項１０から請求項１３のいずれか一項に記載の光ケーブル。
  15. 　前記指数αは、２．５以上５．０以下である、
    請求項１４に記載の光ケーブル。
PCT/JP2020/038650 2019-10-24 2020-10-13 光ファイバおよび光ケーブル WO2021079788A1 (ja)

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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114415299B (zh) * 2022-03-30 2022-06-24 深圳市埃尔法光电科技有限公司 一种光纤信号直导式光模块

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060045450A1 (en) * 2004-08-31 2006-03-02 Bickham Scott R Broadband optical fiber
US20070196061A1 (en) * 2006-02-21 2007-08-23 Scott Robertson Bickham Multiband optical fiber
JP2010503019A (ja) * 2006-08-31 2010-01-28 コーニング インコーポレイテッド 低曲げ損失シングルモード光ファイバ
JP2018045028A (ja) 2016-09-13 2018-03-22 住友電気工業株式会社 光ファイバおよび光ファイバ心線
US9995873B2 (en) 2016-07-29 2018-06-12 Corning Incorporated Single-mode large effective area optical fibers
WO2019122943A1 (en) * 2017-12-21 2019-06-27 Draka Comteq France Bending-loss insensitve single mode fibre, with a shallow trench, and corresponding optical system
JP2019120894A (ja) * 2018-01-11 2019-07-22 住友電気工業株式会社 光ファイバ、光ファイバ心線および光伝送システム
JP2019193666A (ja) 2014-05-30 2019-11-07 コーニング インコーポレイテッド 培養方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7187833B2 (en) * 2004-04-29 2007-03-06 Corning Incorporated Low attenuation large effective area optical fiber
US7450807B2 (en) * 2006-08-31 2008-11-11 Corning Incorporated Low bend loss optical fiber with deep depressed ring

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060045450A1 (en) * 2004-08-31 2006-03-02 Bickham Scott R Broadband optical fiber
US20070196061A1 (en) * 2006-02-21 2007-08-23 Scott Robertson Bickham Multiband optical fiber
JP2010503019A (ja) * 2006-08-31 2010-01-28 コーニング インコーポレイテッド 低曲げ損失シングルモード光ファイバ
JP2019193666A (ja) 2014-05-30 2019-11-07 コーニング インコーポレイテッド 培養方法
US9995873B2 (en) 2016-07-29 2018-06-12 Corning Incorporated Single-mode large effective area optical fibers
JP2018045028A (ja) 2016-09-13 2018-03-22 住友電気工業株式会社 光ファイバおよび光ファイバ心線
WO2019122943A1 (en) * 2017-12-21 2019-06-27 Draka Comteq France Bending-loss insensitve single mode fibre, with a shallow trench, and corresponding optical system
JP2019120894A (ja) * 2018-01-11 2019-07-22 住友電気工業株式会社 光ファイバ、光ファイバ心線および光伝送システム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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