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CN1332856A - 光纤以及包含该光纤的传光系统 - Google Patents

光纤以及包含该光纤的传光系统 Download PDF

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Abstract

可以在1.3μm波长带以及1.55μm波长带进行良好光通信的光纤和包含该光纤的光传输系统。本发明的光纤具有以下特征:在波长1.20μm～波长1.60μm范围内只有一个零色散波长,该零色散波长存在于波长1.37μm～波长1.50μm范围内,同时,在上述零色散波长处具有正的色散斜率。可以进行利用在零色散波长两侧的1.3μm波长带以及1.55μm波长带的各信号光的良好的光通信。

Description

光纤以及包含该光纤的传光系统
技术领域
本发明涉及可用于光通信中的传输线路的光纤，以及包含该光纤的光传输系统。
技术背景
作为传统光通信中的传光线路，一直是主要利用在1.3μm波长带(1280nm～1320nm)具有零色散波长的标准单模光纤。人们已知由这种光纤的主要材料(二氧化硅)造成的传光损失在1.55μm波长带(1530nm～1565nm)为最小，而且，使用加Er(铒)光纤的光纤放大器可以高效地放大1.55μm波长带的光。由此可知，设计在1.55μm波长带具有零色散波长的色散移位光纤可以适用于传输多种波长信号光的波分复用(WDM：Wavelength Division Multiplexing)通信的传光线路。而就发出信号光的光源则业已确立了可以输出1.3μm波长带的光或1.55μm波长带的光的器件技术。
发明内容
发明者们在研究了上述的传统技术基础上，发现了下面这样的课题。即，如果把在1.55μm波长带具有零色散波长的色散移位光纤作为传光线路，则在传输1.3μm波长带时，将因其色散的绝对值变大而不能在宽带范围进行WDM通信。此外，在用这样的色散移位光纤传输1.55μm波长带的信号光时，则因色散的绝对值过小而容易产生非线性光学现象之一的四光波混合。相反，如果把在1.3μm波长带具有零色散波长的单模光纤作为传光线路，其在传输1.3μm波长带的信号光时，也因色散的绝对值过小而容易产生非线性光学现象之一的四光波混合现象。还有，在用这样的单模光纤传输1.55μm波长带的信号光时，会因色散的绝对值变大而不能在宽带范围进行WDM通信。
与之相对应，人们尝试进行可在宽波长范围内抑制发生色散的光纤的开发(例如可参考下文：K.Okamoto et al.，“Zero total insingle-mode optical fibers over an extended spectral range”，RadioScience，Volume 17，Number 1，P31-36，January-February 1982)。例如，有人提出通过将包皮区域和芯区域的相对折射率差扩大到2.4％，并将芯区域的直径减小到3.5μm来研制在宽波长范围内小色散值的光纤。但是，这样包皮区域和芯区域的相对折射率差非常大的光纤很难制造，传光损失也大。此外，因芯区域直径小的光纤的实际有效截面积小，故也容易产生非线性光学现象。
本发明即为解决上述这样的问题而进行的，发明以提供可以有效地传输1.3μm波长带信号光和1.55μm波长带信号光两者的光纤以及包含该光纤的光传输系统为目的。
本发明所涉及的光纤是可以有效地传输1.3μm波长带信号光和1.55μm波长带信号光两者的光纤，是一种在波长1.20μm～1.60μm范围只有一个零色散波长且在该零色散波长处具有正的色散斜率的光纤。该零色散波长存在于挟在1.3μm波长带和1.55μm波长带之间的1.37μm～1.50μm范围内。此外，上述色散斜率在上述零色散波长处其绝对值在0.10ps/nm2/km以下(最好是在1.55μm处为0.06ps/nm2/km以下)，至少在波长1.30μm～1.55μm范围内单调变化(比如单调增加)。
这样，该光纤因其在含有被认为是因OH吸收而导致传输损失增加的波长1.38μm的波长1.37μm～1.50μm范围内具有零色散波长，故在1.3μm波长带附近以及1.55μm波长带附近会产生某种程度的色散。因而，该光纤具有即便是在传输这些1.3μm波长带的信号光以及1.55μm波长带的信号光时也不易产生四光波混合的构造。
另外，在使用放大带域存在于1.47μm波长带的加铥光纤放大器时，将零色散波长设定在1.37μm～1.43μm范围内更好。这是因为通过让OH吸收峰值(1.38μm)的尾部吻合零色散波长，可以进一步拓宽传输带域。相反，在通过实施脱水处理等压低上述的OH吸收峰值，将含有波长1.38μm的波长带域作为信号光波长带域利用时，为了在所涉及的波长带域有意地使其产生色散，也可以将零色散波长设定在大于波长1.45μm而小于1.50μm的范围内。
在该光纤中，由于随着色散斜率单调增加，其零色散波长处的色散斜率的绝对值是0.10ps/nm2/km以下，最好时是1.55μm处为0.06ps/nm2/km以下，所以，在1.3μm波长带的色散和在1.55μm波长带的色散被均匀化。此时，在波长1.3μm处的色散绝对值和在波长1.55μm处的色散绝对值都是在0.06ps/nm/km以上，12ps/nm/km以下。
如上述这样，本发明所涉及的光纤可以在1.3μm波长带以及1.55μm波长带二者处实现有效的光通信。并且从保证单模的观点来看，在传输线路长度为数百米以下且截止波长是1.3μm以下时，因在1.3μm波长带以及1.55μm波长带分别只能传输基模光而比较理想。此外，在较长的距离(传输线路长为数公里以下)的光传输中，如果考虑截止波长对距离的依存性，则即使截止波长是1.45μm以下(较信号光波长更长时)实用上也不存在问题。相反，从降低弯曲损失的观点看，如果截止波长低于1.0μm，则有时弯曲损失会明显增加。因此，该截止波长最好是1.05μm以上，1.30μm以上更好。
进而，本发明所涉及的光纤为了在1.3μm波长带及1.55μm波长带进行有效的传光，在波长1.55μm处，当按32mm直径缠卷时具有每匝0.5dB以下、最好是0.06dB以下的弯曲损失，同时，在波长1.55μm处，具有45μm2以上，最好是大于49μm2的实际有效截面积Aeff。另外，该光纤在波长1.38μm的因OH吸收造成的传输损失增加量为0.1dB/km以下。特别是，如果在波长1.38μm处的因OH吸收造成的传输损失增加量是0.1dB/km以下，则也可以将该波长1.38μm附近的波长带域作为信号光波长带域来利用。此时，为了有意地使其在波长1.38μm附近的波长带域产生色散(用于抑制四光波混合)，也可以将零色散波长设定在大于波长1.45μm而小于1.50μm的范围内。
实际有效截面积Aeff如日本特开平8-248251号公报(Ep0724171A2)所开示的那样，按下式(1)给出 A eff = 2 &pi; ( &Integral; 0 &infin; E 2 rdr ) 2 / ( &Integral; 0 &infin; E 4 rdr ) - - - ( 1 )
式中，E是伴随传输光的电场；r是自芯中心的径向距离。
本发明所涉及的光纤具有以纯二氧化硅(没有特意添加杂质的二氧化硅)的折射率为基准的相对折射率差的最大值是1％以下且具有最小值是-0.5％以上的折射率分布图。由于在这样的折射率分布图中，例如，添加Ge元素的高折射率区域的相对于二氧化硅的相对折射率差为1％以下，添加F元素的低折射率区域的相对于二氧化硅的相对折射率差为-0.5％以上，故制造(利用添加杂质进行的控制)简单，且可以减小传光损失。当以纯二氧化硅的折射率为基准的相对折射率差的最小值是-0.2％以上，如果能比-0.15％大则在容易制造该光纤这一点上将更为理想。
具有上述这样各种特性的光纤可以通过种种构成实现。即，该光纤的第1构造可以通过具备沿规定轴延伸的、具有固定折射率的芯区域和设置在该芯区域外周的包层区域的构造来实现。该第1构造的光纤也可以进一步具备多级包层构造。多级包层构造可以通过由设置在上述芯区域外周的、具有较该芯区域低的折射率的内侧包层和设置在该内侧包层外周的、具有比该内侧包层高但比芯区域低的折射率的外侧包层构成上述的包层区域来实现。
该光纤的第2构造也同第1构造一样地具备芯区域和设置在该芯区域外周的包层区域。但是，上述的芯区域由具有规定折射率的第1芯和设置在该第1芯外周且具有较该第1芯低的折射率的第2芯。在该第2构造的光纤具备多级包层构造时，上述的包层区域由邻接上述第2芯的外周且具有较该第2芯低的折射率的内侧包层和设置在该内侧包层外周的、具有比该内侧包层高但比该第2芯低的折射率的外侧包层构成。
该光纤的第3构造同第1构造一样，具备沿规定轴延伸的芯区域和设置在该芯区域外周的包层区域，特别地，该芯区域具备具有规定折射率的第1芯、设置在该第1芯外周且具有较该第1芯低的折射率的第2芯和设置在该第2芯外周且具有较该第2芯高的折射率的第3芯。但是，在该第3构造的光纤具备多级包层构造时，上述的包层区域由邻接上述第3芯外周且具有较该第3芯低的折射率的内侧包层和设置在该内侧包层外周的且具有比该内侧包层高但比该第3芯低的折射率的外侧包层构成。
通过适当地使用上述这样的第3构造，可以特别容易地在波长1.55μm处获得具有0.06ps/nm2/km以下的低色散斜率的光纤。
进而，该光纤的第4构造也具备沿规定轴延伸的芯区域和设置在该芯区域外周的包层区域，特别地，该芯区域具备具有规定折射率的第1芯和具有设置在该第1芯外周且折射率较该第1芯高的第2芯。在该第4构造的光纤具备多级包层构造时，上述的包层区域由邻接上述第2芯的外周且具有较该第2芯低的折射率的内侧包层和设置在该内侧包层外周的且具有比该内侧包层高但比该第2芯低的折射率的外侧包层构成。
该光纤的第5构造具备沿规定轴延伸的芯区域和设置在该芯区域外周的包层区域，特别地，该芯区域是由具有规定折射率的第1芯、设置在该第1芯外周且具有较该第1芯高的折射率的第2芯、设置在该第2芯外周且具有较该第2芯低的折射率的第3芯和设置在该第3芯外周且具有较该第3芯高的折射率的第4芯构成的芯区域。在该第5形态的光纤中，上述包层区域具有较上述第4芯低的折射率。
本发明所涉及的光传输系统可以由具有上述这样构造的光纤来实现。具体地讲，涉及本发明的光传输系统至少要具备：输出1.3μm波长带的第1光的第1信号发送器；输出1.55μm波长带的第2光的第2信号发送器；混合该第1信号发送器输出的第1光以及该第2信号发送器输出的第2光的光波混合器；一端光学地连接在该第1光波混合器上的具备上述构造的光纤。通过这样的构成，该光纤可以分别传输由光波混合器合成的第1光以及第2光。利用具备上述这样构成的光传输系统，从第1信号发送器输出的1.3μm波长带的第1光经由光波混合器入射到上述光纤，并通过该光纤内部向接收系统进行传输。同时，从第2信号发送器输出的1.55μm波长带的第2光经由光波混合器入射到上述光纤，也通过该光纤内部向接收系统进行传输。如上述这样，适用于光传输线路的光纤具备可以在1.3μm波长带以及1.55μm波长带的任何一个波长带上进行有效光通信的构造，通过适当地使用具备上述这样特殊构造的光纤，该光传输系统可以进行大容量通信。
图面的简单说明
图1A所示是本发明所涉及光纤的对应波长的传输损失特性曲线，图1B所示是本发明所涉及光纤的对应波长的色散特性曲线。
图2A是本发明所涉及光纤的第1以及第13实施例的断面构造图，图2B是图2A所示的第1实施例所涉及光纤的折射率分布图。
图3是第2实施例所涉及光纤的折射率分布图。
图4是第3、第15以及第17实施例所涉及光纤的折射率分布图。
图5是第4实施例所涉及光纤的折射率分布图。
图6是第5、第16、第18、第19以及第21实施例所涉及光纤的折射率分布图。
图7是第6、第20以及第22实施例所涉及光纤的折射率分布图。
图8是第7以及第8实施例所涉及光纤的折射率分布图。
图9是第9以及第10实施例所涉及光纤的折射率分布图。
图10是第11以及第12实施例所涉及光纤的折射率分布图。
图11是汇总具有图2B、图3～图10所示的种种折射率分布图的第1～第13实施例所涉及光纤的各种特性的汇总表。
图12是汇总第14～第22实施例所涉及光纤的各种特性的汇总表。
图13所示是第1实施例所涉及光纤的对应波长的色散特性曲线。
图14所示是脱水处理不充分的第1实施例所涉及光纤的对应波长的传输损失特性曲线。
图15所示是充分进行了脱水处理的第1以及第13实施例所涉及光纤的对应波长的传输损失特性曲线。
图16所示是脱水处理不充分的第13实施例所涉及光纤的对应波长的传输损失特性曲线。
图17A所示是主要关于第18～第22实施例在波长1.55μm处实际有效截面积Aeff与色散斜率之间关系的曲线，图17B所示是主要针对主要实施例在波长1.55μm处截止波长λc与按32mm直径弯曲时每匝的弯曲损失的关系曲线。
图18A所示是本发明所涉及的光传输系统的概略构成图，图18B是本发明所涉及的光传输系统变形例。
用于实施发明的最佳形态
下面利用图1A～图2B、图3～图16以及图17A～图18B说明本发明所涉及的光纤以及光传输系统的各实施例。图中的同一要素附加同样的符号并省略重复的说明。
首先，图1A所示是本发明所涉及光纤的对应波长的传输损失特性曲线，图1B所示是本发明所涉及光纤的对应波长的色散特性曲线。
本发明所涉及的光纤在波长1.20μm～1.60μm范围内只有一个零色散波长，且在该零色散波长存在于波长1.37μm～1.50μm范围内。如图1A的曲线所示那样，由于因OH吸收所造成的传输损失产生在波长1.38μm附近(例如参照下文：KAZUHIRO NOGUCHI etal.，“Loss Increase for Optical Fibers Exposed to HydrogenAtmosphere”，JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY，VOL.LT-13，NO.2，APRIL 1985)，故该波长附近的信号光在光通信上的利用未必理想。因此，如图1B所示的那样，在本发明所涉及的光纤中，是在包括因OH吸收而产生传输损失的波长1.38μm的波长1.37μm～1.43μm范围内设定零色散波长，与前述相反地，避开在该波长范围两侧的1.3μm波长带附近以及1.55μm波长带附近进行零色散波长的设定。在将包括波长1.38μm的该波长带作为信号光波长带域利用时，也可以在较1.45μm大但小于1.50μm的范围内设定零色散波长。这样，本发明所涉及的光纤通过将避开了包含零色散波长的规定波长带域的1.3μm波长带以及1.55μm波长带作为信号光波长带域来利用，有意地在这些波长带域让其产生色散，反而能够有效地抑制四光波混合现象的发生。如上述这样，如果在1.37μm～1.43μm范围内设定零色散波长，则可以通过利用放大带域位于1.47μm波长带的加铥光纤放大器进一步拓宽传输带域。相反，在通过实施脱水处理等压低上述的OH吸收峰值，将含有波长1.38μm的波长带域作为信号光波带域利用时，也可以在所涉及的波长带域有意地使其产生色散，将零色散波长设定在大于波长1.45μm但小于1.50μm的范围内。
此外，本发明所涉及的光纤在上述零色散波长处的色散斜率的绝对值是0.10ps/nm2/km以下(最好是在1.55μm处为0.06ps/nm2/km以下)，可以在1.3μm波长带和1.55μm波长带分别实现色散的均匀化。此时，在该光纤中，波长1.3μm处的色散D1.3的绝对值和在波长1.55μm处的色散D1.55的绝对值分别是6ps/nm/km以上12ps/nm/km以下。即使是考虑在1.3μm波长带具有零色散的标准单模光纤的在1.55μm波长带的色散值是17ps/nm/km左右，但由于分别处于1.3μm波长带和1.55μm波长带的该光纤的色散的绝对值足够小(12ps/nm/km以下)，所以，仍适合于光通信上的利用。另一方面，因为在这些波长带域产生适当的色散(6ps/nm/km以上)，所以，还可以有效地避免产生四光波混合。
进而，从保证单模的观点来看，在传输线路长为数百米以下且截止波长是1.3μm以下时，本发明所涉及的光纤比较理想。此时，可以分别在1.3μm波长带以及1.55μm波长带只传输基模光。在较长距离(传输线路长为数公里以下)的光传输中，如果考虑截止波长对距离的依存性，则截止波长在1.45μm以下也可以。在该说明书中，截止波长如CCITT标准所规定的那样，是在2m长的光纤按140mm半径卷成1匝的状态所测定的LP11模的截止波长。此外，从降低弯曲损失的观点看，如果截止波长低于1.0μm，则有时弯曲损失会明显增加。因此，该截止波长最好是1.05μm以上，进一步达到1.30μm以上更理想。
如以上这样，由于本发明所涉及的光纤是在避开了1.3μm波长带以及1.55μm波长带双方的波长范围设定零色散波长且是各波长带域的色散值小的单模光纤，故其适合作为利用多个波长带域的光通信系统的传输介质。
本发明所涉及的光纤在波长1.30μm～1.55μm范围色散斜率单调变化这一点比较理想(图1B所示的情况为单调增加)。此时，其可以在波长1.20μm～1.60μm范围内只设定一个零色散波长，且分别在1.3μm波长带以及1.55μm波长带的色散不接近于零的这一点也比较理想(如果色散接近于零则容易产生非线性光学现象)。
本发明所涉及的光纤按32mm直径弯卷时的1.55μm处的弯曲损失是0.5dB/匝以下，如果是0.06dB/匝以下则更理想。此时，由于损失十分小，故可以有效地抑制因电缆化等造成的损失增加。这里，该弯曲损失(dB/匝)是对被卷在32mm直径的心轴上的光纤，将波长1.55μm光的传输损失换算成每匝的损失值之后的值。
本发明所涉及的光纤在波长1.55μm处的实际有效截面积Aeff为45μm2以上，如果进一步大于49μm2则更理想。该值等同于在1.55μm波长带具有零色散波长的传统的色散移位光纤的实际有效截面积值以上，因每单位截面积的光强度变小，故可以有效地抑制四光波混合等非线性光学现象的发生。
本发明所涉及的光纤在波长1.38μm处的因OH吸收造成的传输损失增加量α最好是0.1dB/km以下。这是因为可适用于光通信的波长带域变宽，进而使大容量光通信成为可能。在将含有波长1.38μm的波长带域作为信号光波带域利用时，为了抑制非线性光学现象的发生，最好在避开了该波长带域的较波长1.45μm大但小于1.50μm波长的范围内设计零色散波长。
本发明所涉及的光纤具有以纯二氧化硅(没有特意添加杂质的二氧化硅)的折射率为基准的相对折射率差的最大值是1％以下且最小值是-0.5％以上的折射率分布图而较为理想。例如，由于添加Ge元素的高折射率区域的相对于二氧化硅的相对折射率差为1％以下，添加F元素的低折射率区域的相对于二氧化硅的相对折射率差为-0.5％以上，故制造比较容易，且可以得到传光损失小的光传输介质。为了更便于制造，理想情况是以纯二氧化硅的折射率为基准的相对折射率差的最小值是-0.2％以上，最好是比-0.15％还大。
下面利用图2A、图2B以及图3～图10说明本发明所涉及的光纤的第1～第22实施例。
(第1实施例)
图2A是本发明所涉及光纤100的断面构造图，图2B是图2A所示的光纤100的折射率分布图。该第1实施例所涉及的光纤100具备沿规定轴延伸的具有折射率n1的外径2a的芯区域110和设置在该芯区域110外周的具有折射率n2(＜n1)的包层区域120。且芯区域110的折射率大于包层区域120的折射率。芯区域110的外径2a为5.2μm，以包层区域120为基准的芯区域110的相对折射率差Δ1是0.55％。这样的光纤以二氧化硅为基本材料，例如，可通过在芯区域110添加Ge元素得到。
图2B所示的折射率分布图150的横轴相当于沿图2A中的线L的、垂直于芯区域110中心轴的断面上的各部位。因此，在图2B的折射率分布图150中，区域151表示芯区域110的线L上各部位处的折射率，区域152表示包层区域120的线L上各部位处的折射率。
对应最外圈包层区域120的芯区域110的相对折射率差Δ1按下式定义
Δ1＝(n1－n2)/n2
这里，n1是芯区域110的折射率，n2是包层区域120的折射率。此外，在该说明书中，相对折射率差Δ用百分率表示，上述定义式的各区域的折射率顺序不同。因此，Δ是负值时，就意味着对应区域的折射率比包层区域120的折射率低。
该第1实施例所涉及的光纤的零色散波长是1.44μm，在波长1.20μm～1.60μm范围内只存在一个该零色散波长。该零色散波长处的色散斜率是0.06ps/nm2/km，波长1.55μm处的色散斜率是0.054ps/nm2/km，截止波长是0.96μm。此外，在波长1.30μm～1.55μm范围至少色散斜率是单调增加，具体地讲，在波长1.20μm处的色散是-18.5ps/nm/km，在波长1.30μm处的色散是-9.6ps/nm/km，在波长1.45μm处的色散是0.6ps/nm/km，在波长1.55μm处的色散是6.2ps/nm/km，在波长1.60μm处的色散是8.8ps/nm/km。进而，按32mm直径卷曲时波长1.55μm处的弯曲损失每匝为0.06dB，波长1.55μm处的实际有效截面积Aeff是49.1μm2。
(第2实施例)
下面图3给出的是第2实施例所涉及的光纤的折射率分布图。该第2实施例所涉及的光纤的基本构造类似于图2A所示的第1实施例，但在图2A所示的包层区域120具有多级包层构造这一点上与第1实施例不同。如果参照图2A进行说明，那就是第2实施例所涉及的光纤具备具有折射率n1的外径2a的芯区域110和设置在该芯区域110外周的包层区域120。该包层区域120是由邻接芯区域110设置且具有折射率n3(＜n1)的外径为2b的内侧包层和设置在该内侧包层外周的具有折射率n2(＜n1，＞n3)的外侧包层构成。芯区域110的外径2a是5.2μm，内侧包层的外径2b是10.9μm。以外侧包层区域的折射率n2为基准的、芯区域的相对折射率差Δ1(＝(n1－n2)/n2)是0.55％，内侧包层的相对折射率差Δ3(＝(n3－n2)/n2)是-0.05％。这样的光纤可以以二氧化硅为基本材料，通过如对芯区域添加Ge元素、对内侧包层添加F元素得到。
如果对图3所示的折射率分布图250和图2A所示的断面构造之间的关系进行说明的话，则该折射率分布图250的横轴相当于对应沿图2A中的线L的、与芯区域110的中心轴相垂直的断面上的各部位。因此，在图3的折射率分布图250中，区域251表示芯区域110的线L上各部位处的折射率，区域252表示构成包层区域120的内侧包层的线L上各部位处的折射率，区域253表示构成包层区域120的外侧包层的线L上各部位处的折射率。
该第2实施例所涉及的光纤的零色散波长是1.46μm，在波长1.20μm～1.60μm范围内只存在一个该零色散波长。该零色散波长处的色散斜率是0.053ps/nm2/km，波长1.55μm处的色散斜率是0.049ps/nm2/km，截止波长是0.93μm。此外，在波长1.30μm～1.55μm范围色散斜率至少是单调增加，具体地讲，在波长1.20μm处的色散是-18.5ps/nm/km，在波长1.30μm处的色散是-10.1ps/nm/km，在波长1.45μm处的色散是-0.5ps/nm/km，在波长1.55μm处的色散是4.3ps/nm/km，在波长1.60μm处的色散是6.7ps/nm/km。进而，按32mm直径卷曲时波长1.55μm处的弯曲损失每匝为0.20dB，波长1.55μm处的实际有效截面积Aeff是47.2μm2。
(第3实施例)
图4是第3实施例所涉及的光纤的折射率分布图。该第3实施例所涉及的光纤的基本构造也类似于图2A所示的第1实施例，但在图2A所示的芯区域110是由第1芯和第2芯构成的这一点上与第1实施例不同。如果参照图2A说明第3实施例所涉及的光纤的构造，那就是芯区域110具备在光轴中心具有最大折射率n1的外径为2a的第1芯和设置在该第1芯外周且具有折射率n2(＜n1)的外径为2b的第2芯。设置在第2芯外周的包层区域120的折射率是n3(＜n2)。
如果对图4所示的折射率分布图350和图2A所示的断面构造之间的关系进行说明的话，则该折射率分布图350的横轴相当于对应沿图2A中的线L的、与芯区域110的中心轴相垂直的断面上的各部位。因此，在图4的折射率分布图350中，区域351表示构成芯区域110的第1芯的线L上各部位处的折射率，区域352表示构成芯区域110的第2芯的线L上各部位处的折射率，区域353表示包层区域120的线L上各部位处的折射率。这里，构成芯区域110的第1芯区域的外径2a是6.4μm，第2芯区域的外径2b是16.0μm。以包层区域120的折射率n3为基准的、第1芯的相对折射率差Δ1(＝(n1－n3)/n3)是0.60％，第2芯的相对折射率差Δ2(＝(n2－n3)/n3)是0.10％。这样的光纤可以以二氧化硅为基本材料，通过如对第1芯以及第2芯分别添加适量的Ge元素得到。
该第3实施例所涉及的光纤的零色散波长是1.42μm，在波长1.20μm～1.60μm范围内只存在一个该零色散波长。该零色散波长处的色散斜率是0.079ps/nm2/km，波长1.55μm处的色散斜率是0.070ps/nm2/km，截止波长是1.19μm。此外，在波长1.30μm～1.55μm范围色散斜率至少是单调增加，具体地讲，在波长1.20μm处的色散是-20.8ps/nm/km，在波长1.30μm处的色散是－10.6ps/nm/km，在波长1.45μm处的色散是2.1ps/nm/km，在波长1.55μm处的色散是9.3 ps/nm/km，在波长1.60μm处的色散是12.8 ps/nm/km。进而，按32mm直径卷曲时波长1.55μm处的弯曲损失每匝为0.006dB，波长1.55μm处的实际有效截面积Aeff是63.6μm2。
(第4实施例)
图5给出的是第4实施例所涉及的光纤的折射率分布图。该第4实施例所涉及的光纤也和图2A所示的第1实施例一样，具备芯区域110和包层区域120。但在包层区域120具备多级包层构造这一点上与上述的第3实施例不同。如果参照图2A说明第4实施例所涉及的光纤构造，那就是与第3实施例同样地，芯区域110具备在光轴中心具有最大折射率n1的外径为2a的第1芯和设置在该第1芯外周且具有折射率n2(＜n1)的外径为2b的第2芯。包层区域120具备邻接第2芯外周设置且具有折射率n4(＜n2)的外径为2c的内侧包层和设置在该内侧包层外周且具有折射率n3(＞n4，＜n2)的外侧包层。
如果对图5所示的折射率分布图450和图2A所示的断面构造之间的关系进行说明的话，则该折射率分布图450的横轴相当于对应沿图2A中的线L的、与芯区域110的中心轴相垂直的断面上的各部位。因此，在图5的折射率分布图450中，区域451表示构成芯区域110的第1芯的线L上各部位处的折射率，区域452表示构成芯区域110的第2芯的线L上各部位处的折射率，区域453表示构成包层区域120的内侧包层的线L上各部位处的折射率，区域454表示构成包层区域120的外侧包层的线L上各部位处的折射率。第1芯的外径2a是6.3μm，第2芯的外径2b是16.1μm，内侧包层的外径2c是28.8μm。以纯二氧化硅的外侧包层区域的折射率为基准的、第1芯的相对折射率差Δ1(＝(n1－n3)/n3)是0.60％，第2芯的相对折射率差Δ2(＝(n2－n3)/n3)是0.10％，内侧包层的相对折射率差Δ4(＝(n4－n3)/n3)是-0.05％。这样的光纤可以以二氧化硅为基本材料，通过如分别给第1芯以及第2芯添加适量的Ge元素、给内侧包层添加F元素得到。
该第4实施例所涉及的光纤的零色散波长是1.41μm，在波长1.20μm～1.60μm范围内只存在一个该零色散波长。该零色散波长处的色散斜率是0.081ps/nm2/km，波长1.55μm处的色散斜率是0.070ps/nm2/km，截止波长是1.15μm。此外，在波长1.30μm～1.55μm范围色散斜率至少是单调增加，具体地讲，在波长1.20μm处的色散是-20.3ps/nm/km，在波长1.30μm处的色散是-9.9 ps/nm/km，在波长1.45μm处的色散是3.1ps/nm/km，在波长1.55μm处的色散是10.2ps/nm/km，在波长1.60μm处的色散是13.7ps/nm/km。进而，按32mm直径卷曲时波长1.55μm处的弯曲损失每匝为0.004dB，波长1.55μm处的实际有效截面积Aeff是62.0μm2。
(第5实施例)
图6是第5实施例所涉及的光纤的折射率分布图。该第5实施例所涉及的光纤的基本构造也类似于图2A所示的第1实施例，由芯区域110和包层区域120构成。如果说明第5实施例所涉及的光纤的构造，那就是被包层区域120所包围的芯区域110具备沿规定轴延伸的具有折射率n1的外径为2a的第1芯、设置在该第1芯外周且具有折射率n2(＜n1)的外径为2b的第2芯和设置在该第2芯外周且具有折射率n3(＞n2，＜n1)的外径为2c的第3芯。设置在第3芯外周的包层区域120的折射率是n4(＜n1，＜n3)。
如果对图6所示的折射率分布图550和图2A所示的断面构造之间的关系进行说明的话，则该折射率分布图550的横轴相当于对应沿图2A中的线L的、与芯区域110的中心轴相垂直的断面上的各部位。因此，在图6的折射率分布图550中，区域551表示构成芯区域110的第1芯的线L上各部位处的折射率，区域552表示构成芯区域110的第2芯的线L上各部位处的折射率，区域553表示构成芯区域110的第3芯的线L上各部位处的折射率，区域554表示包层区域120的线L上各部位处的折射率。这里，第1芯的外径2a是5.3μm，第2芯的外径2b是10.0μm，第3芯的外径2c是16.6μm。以包层区域120的折射率为基准的、第1芯的相对折射率差Δ1(＝(n1－n4)/n4)是0.58％，第2芯的相对折射率差因设定折射率为n2＝n4而为0％，第3芯的相对折射率差Δ3(＝(n3－n4)/n4)是0.14％。这样的光纤可以以二氧化硅为基本材料，通过如对第1芯以及第3芯分别添加适量的Ge元素得到。
该第5实施例所涉及的光纤的零色散波长是1.48μm，在波长1.20μm～1.60μm范围内只存在一个该零色散波长。该零色散波长处的色散斜率是0.064ps/nm2/km，波长1.55μm处的色散斜率是0.064ps/nm2/km，截止波长是1.24μm。此外，在波长1.30μm～1.55μm范围色散斜率至少是单调增加，具体地讲，在波长1.20μm处的色散是-20.3ps/nm/km，在波长1.30μm处的色散是-11.9ps/nm/km，在波长1.45μm处的色散是-1.9ps/nm/km，在波长1.55μm处的色散是4.8ps/nm/km，在波长1.60μm处的色散是8.0ps/nm/km。进而，按32mm直径卷曲时波长1.55μm处的弯曲损失每匝为0.0008dB，波长1.55μm处的实际有效截面积Aeff是53.9μm2。
(第6实施例)
图7是第6实施例所涉及的光纤的折射率分布图。该第6实施例所涉及的光纤的基本构造也与图2A所示的第1实施例同样地，具备芯区域110和包层区域120。但包层区域120具有多级包层构造这一点与第5实施例不同。如果参照图2A说明第6实施例所涉及的光纤的构造，那就是芯区域110具备沿规定轴延伸的具有折射率n1的外径为2a的第1芯、设置在该第1芯外周且具有折射率n2(＜n1)的外径为2b的第2芯和设置在该第2芯外周且具有折射率n3(＜n1，＞n2)的外径为2c的第3芯。多级包层构造的包层区域120具备设置在第3芯外周且具有折射率n5(＜n3)的外径为2d的内侧包层和设置在该内侧包层外周的具有折射率n4(＜n3，＞n5)的外侧包层。
如果对图7所示的折射率分布图650和图2A所示的断面构造之间的关系进行说明的话，则该折射率分布图650的横轴相当于对应沿图2A中的线L的、与芯区域110的中心轴相垂直的断面上的各部位。因此，在图7的折射率分布图650中，区域651表示构成芯区域110的第1芯的线L上各部位处的折射率，区域652表示构成芯区域110的第2芯的线L上各部位处的折射率，区域653表示构成芯区域110的第3芯的线L上各部位处的折射率，区域654表示构成包层区域120的内侧包层的线L上各部位处的折射率，区域655表示构成包层区域120的外侧包层的线L上各部位处的折射率。这里，第1芯的外径2a是5.7μm，第2芯的外径2b是16.2μm，第3芯的外径2c是23.0μm，内侧包层的外径2d是34.4μm。还有，以外侧包层区域的折射率为基准的、第1芯的相对折射率差Δ1(＝(n1－n4)/n4)是0.50％，第2芯的相对折射率差因设定折射率为n2＝n4而为0％，第3芯的相对折射率差Δ3(＝(n3－n4)/n4)是0.16％，内侧包层的相对折射率差Δ5(＝(n5－n4)/n4)是-0.10％。这样的光纤可以以二氧化硅为基本材料，通过如给第1芯以及第3芯分别添加适量的Ge元素，给内侧包层添加F元素得到。
该第6实施例所涉及的光纤的零色散波长是1.42μm，在波长1.20μm～1.60μm范围内只存在一个该零色散波长。该零色散波长处的色散斜率是0.056ps/nm2/km，波长1.55μm处的色散斜率是0.052ps/nm2/km，截止波长是1.23μm。此外，在波长1.30μm～1.55μm范围色散斜率至少是单调增加，具体地讲，在波长1.20μm处的色散是-16.4ps/nm/km，在波长1.30μm处的色散是-7.9ps/nm/km，在波长1.45μm处的色散是1.6ps/nm/km，在波长1.55μm处的色散是6.6ps/nm/km，在波长1.60μm处的色散是9.2ps/nm/km。进而，按32mm直径卷曲时波长1.55μm处的弯曲损失每匝为0.02dB，波长1.55μm处的实际有效截面积Aeff是57.1μm2。
(第7及第8实施例)
图8是第7及第8实施例所涉及的光纤的折射率分布图。该第7及第8实施例具备相同的构造，都与图2A所示的第1实施例同样地，具备芯区域110和包层区域120。如果参照图2A说明第7及第8实施例所涉及的光纤的构造，那就是芯区域110具备沿规定轴延伸的具有折射率n1的外径为2a的第1芯和设置在该第1芯外周且具有折射率n2(＞n1)的外径为2b的第2芯。设置在第2芯外周的包层区域120的折射率为n3(＜n2)。
如果对图8所示的折射率分布图750和图2A所示的断面构造之间的关系进行说明的话，则该折射率分布图750的横轴相当于对应沿图2A中的线L的、与芯区域110的中心轴相垂直的断面上的各部位。因此，在图8的折射率分布图750中，区域751表示构成芯区域110的第1芯的线L上各部位处的折射率，区域752表示构成芯区域110的第2芯的线L上各部位处的折射率，区域753表示包层区域120的线L上各部位处的折射率。
在第7实施例所涉及的光纤中，第1芯的外径2a是2.8μm，第2芯的外径2b是5.6μm。以包层区域的折射率为基准的、第1芯的相对折射率差Δ1因设定折射率n1＝n3而为0％，第2芯的相对折射率差Δ2(＝(n2－n3)/n3)是0.7％。这样的光纤可以以二氧化硅为基本材料，通过如给第2芯添加Ge元素得到。
该第7实施例所涉及的光纤的零色散波长是1.41μm，在波长1.20μm～1.60μm范围内只存在一个该零色散波长。该零色散波长处的色散斜率是0.075ps/nm2/km，波长1.55μm处的色散斜率是0.061ps/nm2/km，截止波长是1.10μm。此外，在波长1.30μm～1.55μm范围色散斜率至少是单调增加，具体地讲，在波长1.20μm处的色散是-20.1ps/nm/km，在波长1.30μm处的色散是-9.3ps/nm/km，在波长1.45μm处的色散是3.0ps/nm/km，在波长1.55μm处的色散是9.4ps/nm/km，在波长1.60μm处的色散是12.4ps/nm/km。进而，按32mm直径卷曲时波长1.55μm处的弯曲损失每匝为0.3dB，波长1.55μm处的实际有效截面积Aeff是67.3μm2。
另一方面，第8实施例所涉及的光纤中，第1芯的外径2a是3.2μm，第2芯的外径2b是6.4μm。以包层区域的折射率为基准的、第1芯的相对折射率差Δ1(＝(n1－n3)/n3)是-0.2％，第2芯的相对折射率差Δ2(＝(n2－n3)/n3)是0.7％。这样的光纤可以以二氧化硅为基本材料，通过如给第1芯添加F元素、给第2芯添加Ge元素得到。
该第8实施例所涉及的光纤的零色散波长是1.42μm，在波长1.20μm～1.60μm范围内只存在一个该零色散波长。该零色散波长处的色散斜率是0.084ps/nm2/km，波长1.55μm处的色散斜率是0.068ps/nm2/km，截止波长是1.17μm。此外，在波长1.30μm～1.55μm范围色散斜率至少是单调增加，具体地讲，在波长1.20μm处的色散是-22.9ps/nm/km，在波长1.30μm处的色散是-11.1ps/nm/km，在波长1.45μm处的色散是2.4ps/nm/km，在波长1.55μm处的色散是9.9ps/nm/km，在波长1.60μm处的色散是13.2ps/nm/km。进而，按32mm直径卷曲时波长1.55μm处的弯曲损失每匝为0.2dB，波长1.55μm处的实际有效截面积Aeff是79.1μm2。
(第9及第10实施例)
图9是第9及第10实施例所涉及的光纤的折射率分布图。该第9及第10实施例具备相同的构造，都与图2A所示的第1实施例同样地，具备芯区域110和包层区域120。但该第9及第10实施例在包层区域120具有多级包层构造这一点与第7及第8实施例不同。如果参照图2A说明第9及第10实施例所涉及的光纤的构造，那就是芯区域110具备沿规定轴延伸的具有折射率n1的外径为2a的第1芯、设置在该第1芯外周且具有折射率n2(＞n1)的外径为2b的第2芯。具备多级包层构造的包层区域具有设置在第2芯外周且具有折射率n4(＜n1)的外径为2c的内侧包层和设置在该内侧包层外周的具有折射率n3(＞n4)的外侧包层。
如果对图9所示的折射率分布图850和图2A所示的断面构造之间的关系进行说明的话，则该折射率分布图850的横轴相当于对应沿图2A中的线L的、与芯区域110的中心轴相垂直的断面上的各部位。因此，在图9的折射率分布图850中，区域851表示构成芯区域110的第1芯的线L上各部位处的折射率，区域852表示构成芯区域110的第2芯的线L上各部位处的折射率，区域853表示构成包层区域120的内侧包层的线L上各部位处的折射率，区域854表示构成包层区域120的外侧包层的线L上各部位处的折射率。
在第9实施例所涉及的光纤中，第1芯的外径2a是3.8μm，第2芯的外径2b是7.1μm，内侧包层的外径2c是10.6μm。还有，以外侧包层区域的折射率为基准的、第1芯的相对折射率差Δ1因设定折射率n1＝n3而为0％，第2芯的相对折射率差Δ2(＝(n2－n3)/n3)是0.7％，内侧包层的相对折射率差Δ4(＝(n4－n3)/n3)是-0.2％。这样的光纤可以以二氧化硅为基本材料，通过如给第2芯添加Ge元素，给内侧包层添加F元素得到。
该第9实施例所涉及的光纤的零色散波长是1.42μm，在波长1.20μm～1.60μm范围内只存在一个该零色散波长。该零色散波长处的色散斜率是0.077ps/nm2/km，波长1.55μm处的色散斜率是0.061ps/nm2/km，截止波长是1.22μm。此外，在波长1.30μm～1.55μm范围色散斜率至少是单调增加，具体地讲，在波长1.20μm处的色散是-21.6ps/nm/km，在波长1.30μm处的色散是-10.2ps/nm/km，在波长1.45μm处的色散是2.2ps/nm/km，在波长1.55μm处的色散是9.1ps/nm/km，在波长1.60μm处的色散是12.1ps/nm/km。进而，按32mm直径卷曲时波长1.55μm处的弯曲损失每匝为0.2dB，波长1.55μm处的实际有效截面积Aeff是73.5μm2。
另一方面，第10实施例所涉及的光纤中，第1芯的外径2a是2.6μm，第2芯的外径2b是6.4μm，内侧包层的外径2c是9.6μm。还有，以外侧包层区域的折射率为基准的、第1芯的相对折射率差Δ1(＝(n1－n3)/n3)是-0.2％，第2芯的相对折射率差Δ2(＝(n2－n3)/n3)是0.7％，内侧包层的相对折射率差Δ4(＝(n4－n3)/n3)是-0.2％。这样的光纤可以以二氧化硅为基本材料，通过如给第2芯添加Ge元素，给第1芯及内侧包层分别添加F元素得到。
该第10实施例所涉及的光纤的零色散波长是1.44μm，在波长1.20μm～1.60μm范围内只存在一个该零色散波长。该零色散波长处的色散斜率是0.070ps/nm2/km，波长1.55μm处的色散斜率是0.058ps/nm2/km，截止波长是1.18μm。此外，在波长1.30μm～1.55μm范围色散斜率至少是单调增加，具体地讲，在波长1.20μm处的色散是-21.5ps/nm/km，在波长1.30μm处的色散是-10.8ps/nm/km，在波长1.45μm处的色散是0.7ps/nm/km，在波长1.55μm处的色散是7.3ps/nm/km，在波长1.60μm处的色散是10.1ps/nm/km。进而，按32mm直径卷曲时波长1.55μm处的弯曲损失每匝为0.03dB，波长1.55μm处的实际有效截面积Aeff是59.6μm2。
(第10及第11实施例)
图10是第11及第12实施例所涉及的光纤的折射率分布图。该第11及第12实施例具备相同的构造，都与图2A所示的第1实施例同样具备芯区域110和包层区域120。如果参照图2A说明第11及第12实施例所涉及的光纤的构造，那就是芯区域110具备沿规定轴延伸的具有折射率n1的外径为2a的第1芯、设置在该第1芯外周且具有折射率n2(＞n1)的外径为2b的第2芯、设置在该第2芯外周且具有折射率n3(＜n2)的外径为2c的第3芯和设置在该第3芯外周且具有折射率n4(＜n2，＞n3)的外径为2d的第4芯。设置在第4芯外周的包层区域120的折射率是n5(＜n4)。
如果对图10所示的折射率分布图950和图2A所示的断面构造之间的关系进行说明的话，则该折射率分布图950的横轴相当于对应沿图2A中的线L的、与芯区域110的中心轴相垂直的断面上的各部位。因此，在图10的折射率分布图950中，区域951表示构成芯区域110的第1芯的线L上各部位处的折射率，区域952表示构成芯区域110的第2芯的线L上各部位处的折射率，区域953表示构成芯区域110的第3芯的线L上各部位处的折射率，区域954表示构成芯区域110的第4芯的线L上各部位处的折射率，区域955表示包层区域120的线L上各部位处的折射率。
在第11实施例所涉及的光纤中，第1芯的外径2a是2.7μm，第2芯的外径2b是5.4μm，第3芯的外径2c是8.1μm，第4芯的外径2d是10.8μm。以包层区域的折射率为基准的、第1芯的相对折射率差Δ1因设定折射率n1＝n3而为0％，第2芯的相对折射率差Δ2(＝(n2－n5)/n5)是0.8％，第3芯的相对折射率差Δ3因设定折射率n3＝n5而为0％，，第4芯的相对折射率差Δ4(＝(n4－n5)/n5)是0.1％。这样的光纤以二氧化硅为基本材料，可通过如给第2及第4芯分别添加Ge元素得到。
该第11实施例所涉及的光纤的零色散波长是1.42μm，在波长1.20μm～1.60μm范围内只存在一个该零色散波长。该零色散波长处的色散斜率是0.080ps/nm2/km，波长1.55μm处的色散斜率是0.065ps/nm2/km，截止波长是1.16μm。此外，在波长1.30μm～1.55μm范围色散斜率至少是单调增加，具体地讲，在波长1.20μm处的色散是-21.8ps/nm/km，在波长1.30μm处的色散是-10.5ps/nm/km，在波长1.45μm处的色散是2.3ps/nm/km，在波长1.55μm处的色散是9.5ps/nm/km，在波长1.60μm处的色散是12.7ps/nm/km。进而，按32mm直径卷曲时波长1.55μm处的弯曲损失每匝为0.005dB，波长1.55μm处的实际有效截面积Aeff是62.6μm2。
另一方面，第12实施例所涉及的光纤中，第1芯的外径2a是3.2μm，第2芯的外径2b是7.0μm，第3芯的外径2c是9.0μm，第4芯的外径2d是12.8μm。以包层区域的折射率为基准的、第1芯的相对折射率差Δ1(＝(n1－n5)/n5)是-0.2％，第2芯的相对折射率差Δ2(＝(n2－n5)/n5)是0.6％，第3芯的相对折射率差Δ3(＝(n3－n5)/n5)是-0.2％，第4芯的相对折射率差Δ4(＝(n4－n5)/n5)是0.1％。这样的光纤以二氧化硅为基本材料，可通过如分别给第2及第2芯添加Ge元素，分别给第1及第3芯添加F元素得到。
该第12实施例所涉及的光纤的零色散波长是1.41μm，在波长1.20μm～1.60μm范围内只存在一个该零色散波长。该零色散波长处的色散斜率是0.088ps/nm2/km，波长1.55μm处的色散斜率是0.071ps/nm2/km，截止波长是1.22μm。此外，在波长1.30μm～1.55μm范围色散斜率至少是单调增加，具体地讲，在波长1.20μm处的色散是-22.5ps/nm/km，在波长1.30μm处的色散是-10.6ps/nm/km，在波长1.45μm处的色散是3.4ps/nm/km，在波长1.55μm处的色散是11.0ps/nm/km，在波长1.60μm处的色散是14.5ps/nm/km。进而，按32mm直径卷曲时波长1.55μm处的弯曲损失每匝为0.4dB，波长1.55μm处的实际有效截面积Aeff是92.7μm2。
(第13实施例)
本发明所涉及的光纤的第13实施例，基本上也具有图2A以及图2B所示那样的断面构造和折射率分布图。但是，该第13实施例所涉及的光纤在以二氧化硅为基本材料，通过给去除芯区域110的包层区域120添加F(折射率减小剂)，使之在芯区域110和包层区域120之间相对地产生折射率差这一点上不同于第1实施例。
在该第13实施例所涉及的光纤中，纯二氧化硅(折射率n0)芯区域110的外径2a是5.6μm。此外，以包层区域120的折射率n2(＜n0)为基准的、芯区域110的相对折射率差Δ1(＝(n1－n2)/n2)是0.53％。虽然在该第13实施例中芯区域110用的是纯二氧化硅(没特意加杂质的二氧化硅)，但该芯区域110用添加了氯(cl)的二氧化硅也没关系。
该第13实施例所涉及的光纤的零色散波长是1.41μm，在波长1.20μm～1.60μm范围内只存在一个该零色散波长。该零色散波长处的色散斜率是0.057ps/nm2/km，波长1.55μm处的色散斜率是0.048ps/nm2/km，截止波长是1.04μm。此外，在波长1.30μm～1.55μm范围色散斜率至少是单调增加，具体地讲，在波长1.20μm处的色散是-15.7ps/nm/km，在波长1.30μm处的色散是-7.2ps/nm/km，在波长1.45μm处的色散是2.2 ps/nm/km，在波长1.55μm处的色散是7.1ps/nm/km，在波长1.60μm处的色散是9.4ps/nm/km。进而，按32mm直径卷曲时波长1.55μm处的弯曲损失每匝为0.04dB，波长1.55μm处的实际有效截面积Aeff是52.2μm2。
加之，该第13实施例所涉及的光纤在波长1.55μm处的传输损失是0.17dB/km，比较芯区域添加了Ge的实施例(在波长1.55μm处的传输损失是0.20dB/km)可知，这是一种更低损失的光纤。
(第14实施例)
本发明所涉及的光纤的第14实施例，具有与图4所示的第3实施例同样的折射率分布图，同时，在波长1.55μm处具有50μm2左右的实际有效截面积。但该第14实施例的分布图的形状在第1芯的折射率(n1)在半径方向均一这一点上不同于第3实施例。
在该第14实施例所涉及的光纤与上述的第3实施例一样，具有折射率n1的第1芯、设置在该第1芯外周且具有折射率n2(＜n1)的第2芯和设置在该第2芯外周且具有折射率n3(＜n2)的包层区域。
在该第14实施例所涉及的光纤中，第1芯的外径2a是5.5μm，第2芯的外径2b是23.7μm。此外，以包层区域的折射率n3为基准的、第1芯的相对折射率差Δ1(＝(n1－n3)/n3)是0.59％，第2芯的相对折射率差Δ2(＝(n2－n3)/n3)是0.06％。
该第14实施例所涉及的光纤的零色散波长是1.41μm，在波长1.20μm～1.60μm范围内只存在一个该零色散波长。该零色散波长处的色散斜率是0.065ps/nm2/km，波长1.55μm处的色散斜率是0.055ps/nm2/km，截止波长是1.25μm。此外，在波长1.30μm～1.55μm范围色散斜率至少是单调增加，具体地讲，在波长1.20μm处的色散是-16.8ps/nm/km，在波长1.30μm处的色散是-7.7ps/nm/km，在波长1.45μm处的色散是2.5ps/nm/km，在波长1.55μm处的色散是8.5ps/nm/km，在波长1.60μm处的色散是11.2ps/nm/km。进而，按32mm直径卷曲时波长1.55μm处的弯曲损失每匝为0.00002dB，波长1.55μm处的实际有效截面积Aeff是50.1μm2。
(第15实施例)
本发明所涉及的光纤的第15实施例，具有与图4所示的第3实施例同样的折射率分布图，同时，在波长1450nm附近具有零色散波长。但该第15实施例的分布图的形状在第1芯的折射率(n1)在半径方向均一这一点上不同于第3实施例。
在该第15实施例所涉及的光纤与上述的第3实施例一样，具有折射率n1的第1芯、设置在该第1芯外周且具有折射率n2(＜n1)的第2芯和设置在该第2芯外周且具有折射率n3(＜n2)的包层区域。
在该第15实施例所涉及的光纤中，第1芯的外径2a是4.8μm，第2芯的外径2b是15.1μm。此外，以包层区域的折射率n3为基准的、第1芯的相对折射率差Δ1(＝(n1－n3)/n3)是0.65％，第2芯的相对折射率差Δ2(＝(n2－n3)/n3)是0.06％。
该第15实施例所涉及的光纤的零色散波长是1.46(1.457)μm，在波长1.20μm～1.60μm范围内只存在一个该零色散波长。该零色散波长处的色散斜率是0.060ps/nm2/km，波长1.55μm处的色散斜率是0.060ps/nm2/km，截止波长是1.07μm。此外，在波长1.30μm～1.55μm范围色散斜率至少是单调增加，具体地讲，在波长1.20μm处的色散是-20.2ps/nm/km，在波长1.30μm处的色散是-11.1ps/nm/km，在波长1.45μm处的色散是-0.6ps/nm/km，在波长1.55μm处的色散是5.7ps/nm/km，在波长1.60μm处的色散是8.7ps/nm/km。进而，按32mm直径卷曲时波长1.55μm处的弯曲损失每匝为0.00006dB，波长1.55μm处的实际有效截面积Aeff是45.3μm2。
(第16实施例)
本发明所涉及的光纤的第16实施例虽然具有与图6所示的第5实施例同样的折射率分布图，但在第2芯的折射率(n2)设定的比包层区域的折射率(n4)高这一点以及第1芯的折射率分布图形状是α系分布(图5所示那样的圆顶形状)这一点上不同于第5实施例。
在该第16实施例所涉及的光纤与上述的第5实施例一样，具备具有最大折射率n1的第1芯、设置在该第1芯外周且具有折射率n2(＜n1)的第2芯、设置在该第2芯外周且具有折射率n3(＞n2，＜n1)的第3芯和设置在该第3芯外周且具有折射率n4(＜n3)的包层区域。
在该第16实施例所涉及的光纤中，第1芯的外径2a是6.7μm，第2芯的外径2b是13.4μm，，第3芯的外径2c是22.4μm。此外，以包层区域的折射率n4为基准的、第1芯的相对折射率差Δ1(＝(n1－n4)/n4)是0.60％，第2芯的相对折射率差Δ2(＝(n2－n4)/n4)是0.05％，第3芯的相对折射率差Δ3(＝(n3－n4)/n4)是0.11％。
该第16实施例所涉及的光纤的零色散波长是1.47μm，在波长1.20μm～1.60μm范围内只存在一个该零色散波长。该零色散波长处的色散斜率是0.065ps/nm2/km，波长1.55μm处的色散斜率是0.065ps/nm2/km，截止波长是1.37μm。此外，在波长1.30μm～1.55μm范围色散斜率至少是单调增加，具体地讲，在波长1.20μm处的色散是-21.1ps/nm/km，在波长1.30μm处的色散是-12.1ps/nm/km，在波长1.45μm处的色散是-1.3ps/nm/km，在波长1.55μm处的色散是5.1ps/nm/km，在波长1.60μm处的色散是8.4ps/nm/km。进而，按32mm直径卷曲时波长1.55μm处的弯曲损失每匝为0.02dB，波长1.55μm处的实际有效截面积Aeff是62.6μm2。
(第17实施例)
本发明所涉及的光纤的第17实施例，具有与图4所示的第3实施例同样的折射率分布图，同时，具有比信号光波长更长的截止波长。
该第17实施例所涉及的光纤与上述的第3实施例一样，具备具有折射率n1的第1芯、设置在该第1芯外周且具有折射率n2(＜n1)的第2芯和设置在该第2芯外周且具有折射率n3(＜n2)的包层区域。
在该第17实施例所涉及的光纤中，第1芯的外径2a是7.5μm，第2芯的外径2b是29.0μm。此外，以包层区域的折射率n3为基准的、第1芯的相对折射率差Δ1(＝(n1－n3)/n3)是0.61％，第2芯的相对折射率差Δ2(＝(n2－n3)/n3)是0.10％。
该第17实施例所涉及的光纤的零色散波长是1.40μm，在波长1.20μm～1.60μm范围内只存在一个该零色散波长。该零色散波长处的色散斜率是0.071ps/nm2/km，波长1.55μm处的色散斜率是0.059ps/nm2/km，截止波长是1.78μm。此外，在波长1.30μm～1.55μm范围色散斜率至少是单调增加，具体地讲，在波长1.20μm处的色散是-17.4ps/nm/km，在波长1.30μm处的色散是-7.7ps/nm/km，在波长1.45μm处的色散是3.5ps/nm/km，在波长1.55μm处的色散是9.7 ps/nm/km，在波长1.60μm处的色散是12.6ps/nm/km。进而，按32mm直径卷曲时波长1.55μm处的弯曲损失每匝为0.00002dB，波长1.55μm处的实际有效截面积Aeff是60.3μm2。
下面，如图6及图7所示的那样，我们对芯区域是由第1～第3芯构成的3重构造的光纤、以及对具有在波长1.55μm处色散斜率为0.06ps/nm2/km以下的低色散斜率的若干个实施例进行说明。
(第18实施例)
本发明所涉及的光纤的第18实施例是在具有与图6所示的第5实施例同样的折射率分布图的同时，还具有低色散斜率的光纤。
在该第18实施例所涉及的光纤与上述的第5实施例一样，具备具有折射率n1的第1芯、设置在该第1芯外周且具有折射率n2(＜n1)的第2芯、设置在该第2芯外周且具有折射率n3(＞n2，＜a1)的第3芯和设置在该第3芯外周且具有折射率n4(＝n2)的包层区域。
在该第18实施例所涉及的光纤中，第1芯的外径2a是5.5μm，第2芯的外径2b是22.8μm，第3芯的外径2c是34.6μm。此外，以包层区域的折射率n4为基准的、第1芯的相对折射率差Δ1(＝(n1－n4)/n4)是0.48％，第2芯的相对折射率差Δ2因设定折射率n2＝n4而为0％，第3芯的相对折射率差Δ3(＝(n3－n4)/n4)是0.12％。
该第18实施例所涉及的光纤的零色散波长是1.41μm，在波长1.20μm～1.60μm范围内只存在一个该零色散波长。该零色散波长处的色散斜率是0.058ps/nm2/km，波长1.55μm处的色散斜率是0.040ps/nm2/km，截止波长是1.75μm。此外，在波长1.30μm～1.55μm范围色散斜率至少是单调增加，具体地讲，在波长1.20μm处的色散是-16.5ps/nm/km，在波长1.30μm处的色散是-7.5ps/nm/km，在波长1.45μm处的色散是2.1ps/nm/km，在波长1.55μm处的色散是6.8ps/nm/km，在波长1.60μm处的色散是8.6ps/nm/km。进而，按32mm直径卷曲时波长1.55μm处的弯曲损失每匝为0.2dB，波长1.55μm处的实际有效截面积Aeff是57.1μm2。
(第19实施例)
本发明所涉及的光纤的第19实施例也是在具有与图6所示的第5实施例同样的折射率分布图的同时，还具有低色散斜率的光纤。但该第19实施例的折射率分布图在第2芯的折射率(n2)设定的比包层区域的折射率(n4)高这一点上不同于该第5实施例或上述的第18实施例。
该第19实施例所涉及的光纤与上述的第5实施例一样，具备具有折射率n1的第1芯、设置在该第1芯外周且具有折射率n2(＜n1)的第2芯、设置在该第2芯外周且具有折射率n3(＞n2，＜n1)的第3芯和设置在该第3芯外周且具有折射率n4(＜n3)的包层区域。
在该第19实施例所涉及的光纤中，第1芯的外径2a是6.2μm，第2芯的外径2b是19.9μm，第3芯的外径2c是28.4μm。此外，以包层区域的折射率n4为基准的、第1芯的相对折射率差Δ1(＝(n1－n4)/n4)是0.44％，第2芯的相对折射率差Δ2(＝(n2－n4)/n4)是0.01％，第3芯的相对折射率差Δ3(＝(n3－n4)/n4)是0.13％。
该第19实施例所涉及的光纤的零色散波长是1.38μm，在波长1.20μm～1.60μm范围内只存在一个该零色散波长。该零色散波长处的色散斜率是0.065ps/nm2/km，波长1.55μm处的色散斜率是0.047ps/nm2/km，截止波长是1.52μm。此外，在波长1.30μm～1.55μm范围色散斜率至少是单调增加，具体地讲，在波长1.20μm处的色散是-14.5ps/nm/km，在波长1.30μm处的色散是-5.4ps/nm/km，在波长1.45μm处的色散是4.4ps/nm/km，在波长1.55μm处的色散是9.4ps/nm/km，在波长1.60μm处的色散是11.7ps/nm/km。进而，按32mm直径卷曲时波长1.55μm处的弯曲损失每匝为0.07dB，波长1.55μm处的实际有效截面积Aeff是64.5μm2。
(第20实施例)
本发明所涉及的光纤的第20实施例与图7所示的第6实施例同样，具有多级包层构造的折射率分布图，同时，还是具有低色散斜率的光纤。且该第20实施例的折射率分布图也和上述的第19实施例一样，第2芯的折射率(n2)设定的比包层区域的折射率(n4)高。
在该第20实施例所涉及的光纤中，芯区域与上述的第6实施例一样，具备具有折射率n1的第1芯、设置在该第1芯外周且具有折射率n2(＜n1)的第2芯、设置在该第2芯外周且具有折射率n3(n2，＜n1)的第3芯。此外，包层区域则具备设置在第3芯外周且具有折射率n5(＜n3)的内侧包层和设置在内侧包层外周且具有折射率n4(＜n3，＞n5)的外侧包层，利用这些内侧包层以及外侧包层可构成多级包层构造。
在该第20实施例所涉及的光纤中，第1芯的外径2a是5.6μm，第2芯的外径2b是19.7μm，第3芯的外径2c是28.1μm，内侧包层的外径2d是42.0μm。此外，以包层区域的折射率n4为基准的、第1芯的相对折射率差Δ1(＝(n1－n4)/n4)是0.55％，第2芯的相对折射率差Δ2(＝(n2－n4)/n4)是0.01％，第3芯的相对折射率差Δ3(＝(n3－n4)/n4)是0.16％，内侧包层的相对折射率差Δ5(＝(n5－n4)/n4)是-0.05％。
该第20实施例所涉及的光纤的零色散波长是1.40μm，在波长1.20μm～1.60μm范围内只存在一个该零色散波长。该零色散波长处的色散斜率是0.059ps/nm2/km，波长1.55μm处的色散斜率是0.043ps/nm2/km，截止波长是1.59μm。此外，在波长1.30μm～1.55μm范围色散斜率至少是单调增加，具体地讲，在波长1.20μm处的色散是-15.8ps/nm/km，在波长1.30μm处的色散是-6.9ps/nm/km，在波长1.45μm处的色散是2.7ps/nm/km，在波长1.55μm处的色散是7.4ps/nm/km，在波长1.60μm处的色散是9.5ps/nm/km。进而，按32mm直径卷曲时波长1.55μm处的弯曲损失每匝为0.001dB，波长1.55μm处的实际有效截面积Aeff是50.4μm2。
(第21实施例)
本发明所涉及的光纤的第21实施例具有与图6所示的第5实施例同样的折射率分布图，同时，还是具有低色散斜率的光纤。
该第21实施例所涉及的光纤与上述的第5实施例一样，具备具有折射率n1的第1芯、设置在该第1芯外周且具有折射率n2(＜n1)的第2芯、设置在该第2芯外周且具有折射率n3(＞n2，＜n1)的第3芯和设置在该第3芯外周且具有折射率n4(＝n2)的包层区域。
在该第21实施例所涉及的光纤中，第1芯的外径2a是6.1μm，第2芯的外径2b是17.8μm，第3芯的外径2c是25.4μm。此外，以包层区域的折射率n4为基准的、第1芯的相对折射率差Δ1(＝(n1－n4)/n4)是0.45％，第2芯的相对折射率差Δ2因设定折射率n2＝n4而为0％，第3芯的相对折射率差Δ3(＝(n3－n4)/n4)是0.14％。
该第21实施例所涉及的光纤的零色散波长是1.40μm，在波长1.20μm～1.60μm范围内只存在一个该零色散波长。该零色散波长处的色散斜率是0.057ps/nm2/km，波长1.55μm处的色散斜率是0.046ps/nm2/km，截止波长是1.44μm。此外，在波长1.30μm～1.55μm范围色散斜率至少是单调增加，具体地讲，在波长1.20μm处的色散是-15.2ps/nm/km，在波长1.30μm处的色散是-6.5ps/nm/km，在波长1.45μm处的色散是2.7ps/nm/km，在波长1.55μm处的色散是7.5ps/nm/km，在波长1.60μm处的色散是9.8ps/nm/km。进而，按32mm直径卷曲时波长1.55μm处的弯曲损失每匝为0.1dB，波长1.55μm处的实际有效截面积Aeff是64.4μm2。
(第22实施例)
本发明所涉及的光纤的第22实施例与图7所示的第6实施例同样，具有多级包层构造的折射率分布图，同时，也是具有低色散斜率的光纤。但该第22实施例的折射率分布图与上述的第20实施例相反，其第2芯的折射率(n2)设定得比包层区域的折射率(n4)低。
在该第22实施例所涉及的光纤中，芯区域与上述的第6实施例一样，具备具有折射率n1的第1芯、设置在该第1芯外周且具有折射率n2(＜n1)的第2芯、设置在该第2芯外周且具有折射率n3(＞n2，＜n1)的第3芯。此外，包层区域则具备设置在第3芯外周且具有折射率n5(＜n3)的内侧包层和设置在该内侧包层外周且具有折射率n4(＜n3，＞n5)的外侧包层，利用这些内侧包层以及外侧包层可构成多级包层构造。
在该第22实施例所涉及的光纤中，第1芯的外径2a是6.0μm，第2芯的外径2b是19.7μm，第3芯的外径2c是30.0μm，内侧包层的外径2d是44.8μm。此外，以包层区域的折射率n4为基准的、第1芯的相对折射率差Δ1(＝(n1－n4)/n4)是0.46％，第2芯的相对折射率差Δ2(＝(n2－n4)/n4)是-0.05％，第3芯的相对折射率差Δ3(＝(n3－n4)/n4)是0.16％，内侧包层的相对折射率差Δ5(＝(n5－n4)/n4)是-0.05％。
该第22实施例所涉及的光纤的零色散波长是1.39μm，在波长1.20μm～1.60μm范围内只存在一个该零色散波长。该零色散波长处的色散斜率是0.052ps/nm2/km，波长1.55μm处的色散斜率是0.023ps/nm2/km，截止波长是1.66μm。此外，在波长1.30μm～1.55μm范围色散斜率至少是单调增加，具体地讲，在波长1.20μm处的色散是-14.4ps/nm/km，在波长1.30μm处的色散是-5.7ps/nm/km，在波长1.45μm处的色散是2.8ps/nm/kn，在波长1.55μm处的色散是5.9ps/nm/km，在波长1.60μm处的色散是7.0ps/nm/km。进而，按32mm直径卷曲时波长1.55μm处的弯曲损失每匝为0.3dB，波长1.55μm处的实际有效截面积Aeff是55.6μm2。
图11是归纳上述第1～第13实施例所涉及光纤的诸种特性的表。而图12则是归纳上述第14～第22实施例所涉及光纤的诸种特性的表。如这些表所示的那样，第1～第22实施例所涉及的任何一种光纤在波长1.20μm～1.60μm的范围内都只存在1个零色散波长，且其零色散波长是存在于1.37μm～1.50μm范围内。特别是在实施例第3～第4、第6～第9、第11～第14以及第17～第22实施例中，零色散波长在波长1.37μm～1.43μm范围内，在实施例第2、第5、第15以及第16实施例中，零色散波长存在于比1.45μm大但小于1.55μm的范围内。无论是哪个实施例，其零色散波长的色散斜率的绝对值都是在0.10ps/nm2/km以下，截止波长都是在1.3μm以下。因此，由于这些实施例中的哪一个光纤在波长带1.3μm以及波长带1.55μm中都不存在零色散波长，同时又是可以在这些波长带域将色散抑制的很小的单模光纤，所以适合于利用多个波长带域的光通信。此外，在波长1.55μm中，实施例第1、第2、第6、第13～第15以及实施例第18～第22具有在波长1.55μm处的色散斜率为0.06ps/nm2/km以下的低色散斜率，尤其是第18～第22实施例具有更低的色散斜率。
还有，第1～第22实施例所涉及的任何一种光纤在波长1.30μm～1.55μm范围内色散斜率都是单调变化，且其在波长1.3μm以及波长1.55μm处的色散的绝对值是12ps/nm/km以下。因此，它们中的任何一种光纤在1.3μm波长带以及1.50μm波长带的色散的绝对值与传统的在1.3μm波长带具有零色散波长的标准单模光纤的波长1.55μm波长带处的色散值(17ps/nm/km左右)相比都足够小。假定作为光传输系统整体能够允许达到上述标准单模光纤在1.50μm波长带处的色散值(17ps/nm/km左右)，则第1～第22实施例所涉及的任何一种光纤将都适合于在信号光波长带域为1.2μm～1.7μm范围的光通信中使用。
进而，第1～第22实施例所涉及的任何一种光纤按32mm直径卷曲时波长1.55μm处的弯曲损失每匝为0.5dB以下，特别是在第1～第6、第11、第13～第17、第19以及第20实施例，所涉及的弯曲损失为0.06dB以下，可以有效地抑制因电缆化而造成的损失增加，这一点比较理想。此外，第1～第22实施例所涉及的任何一种光纤在波长1.55μm处的实际有效截面积Aeff是45μm2，特别是第1、第3～第14以及第16～第22实施例的实际有效截面积Aeff都已超过49μm2，这与传统的色散移位光纤相比，实际有效截面积等同或在其以上。为此，其传过该光纤中的光的每单位截面积的强度变小，可以有效地抑制四光波混合等非线性光学现象的发生。
此外，图2B、图3～图10所示的光纤的折射率分布图150～950除上述的第13实施例外，以纯二氧化硅(不有意添加杂质的二氧化硅)基准区域(包层区域120或者当包层区域120具有多级包层构造时的外侧包层)的折射率为基准的相对折射率差的最大值是1％以下，而最小值是-0.5以上。在第13实施例中，通过给包层区域120添加F元素，可以具有相对扩大了纯二氧化硅芯区域和包层区域之间的折射率之差的构成，但既使是在该实施例中，对应包层区域120的芯区域110的相对折射率差的最大值也是在1％以下。通过如添加Ge元素可以实现高折射率区域，但因其相对折射率差是1％以下，故该光纤的制造(通过添加杂质进行折射率控制)比较容易且传输损失变小。另一方面，通过如添加F元素可以实现低折射率区域，但因其相对折射率差是-0.5％以上，故仅在此点上该光纤的制造也是容易的。
图13是对应第1实施例所涉及的光纤的波长色散特性曲线。如曲线所示的那样，在波长1.30μm～1.55μm范围内色散斜率单调增加。图14以及图15是脱水处理不充分时和充分时的第1实施例所涉及的光纤的、对应波长的传输损失特性曲线。如曲线所示那样，可确认在波长1.38μm处因OH吸收引起的传输损失的增加。在具有如该图14所示那样的传输损失特性的光纤中，因没有充分地进行脱水处理而使OH基的含有量增多，所以因OH的吸收而引起的传输损失的增加为0.5dB/km左右。另一方面，在具有如图15所示那样的传输损失特性的光纤中，由于充分地进行了脱水处理而减少了OH基含有量，所以由OH吸收而引起的传输损失被抑制在0.01dB/km左右。还有，在将该波长带域作为信号光波长带域利用时，还可以把零色散波长设定在大于1.45μm但小于1.55μm以下的范围内。对应实施例2～12及实施例14～22所涉及的光纤的各自波长的色散特性及传输特性都是一样的。
还有，图16所示是未充分进行脱水处理的实施例13的、对应光纤的波长的传输损失特性曲线。在该实施例13中，在未充分进行脱水处理时，因OH吸收而引起的传输损失的增加(波长1.38μm)为0.3dB/km。但是，也是该实施例13的情况，如果充分地进行脱水处理，则也会象图14所示的那样，将波长1.3μm处传输损失的增加(波长1.38μm)抑制在0.01dB/km以下。
本发明所涉及的光纤并非仅是上述各实施例所限定的形态，而是可以有多种的变形，例如，在本发明的范围内也可以是其他的设计。
图17A所示主要是对实施例18～22给出的波长1.55μm处实际有效截面积Aeff与色散斜率之间关系的图表。在该图表中，点P1、P5、P7、P9、P10、P18～P22分别为表示对应实施例1、5、7、9、10以及实施例18～22的实际有效截面积Aeff与色散斜率之间关系的点。
如由此图表可知的那样，具有如图6所示那样的折射率分布图的光纤(实施例18～22)可特别地降低波长1.55μm处的色散斜率。而在实施例18～22所涉及的光纤中，波长1.55μm处的实际有效截面积Aeff都大于49μm2。
进而，图17B所示是关于主要的实施例在波长1.55μm处的截止波长λc与按32mm直径卷曲时每匝弯曲损失的关系图表。在该图表中，点P1、P3、P4、P6、P7、P10、P14～P16表示对应实施例1、3、4、6、7、10以及实施例14～16的截止波长λc与弯曲损失之间关系的点。此外，在该图表中，斜线部分是对具有与图6所示的折射率分布图类似的折射率分布图的传统的光纤集中绘出其截止波长λc与弯曲损失之间的关系的点的区域。因此，为避开所涉及的区域(斜线部分)，即，为在波长1.55μm处使按32mm直径的弯曲损失降至1.0dB/匝以下，最好是降到0.06dB/匝以下，截止波长λc最好是1.05μm以上，如果是1.3μm以上则更好。
下面，对本发明所涉及的光传输系统的各实施例进行说明。图18A所示是本发明所涉及的光传输系统的一个实施例的概略构成。该图中所示的光传输系统由发送器11、12、光传输线路21、22、光波合成器30、光纤40、光波分波器50、光传输线路61、62、以及接收器71、72构成。
发送器11输出1.3μm波长带的信号光(第1光)、光传输线路21是用于将发送器11输出的1.3μm波长带的信号光导入光波合波器30的传输介质，例如，是在1.3μm波长带具有零色散波长的标准的单模光纤。发送器12输出1.55μm波长带的信号光(第2光)、光传输线路22是用于将发送器12输出的1.55μm波长带的信号光导入光波合波器30的传输介质，例如，是在1.55μm波长带具有零色散波长的色散移位光纤。
光波合波器30合成通过光传输线路21、22传输过来的1.3μm波长带的信号光以及1.55μm波长带的信号光，并将该合成光输出给光纤40。光纤40将光波合波器30合成的1.3μm波长带的信号光及1.55μm波长带的信号光送往光波分波器50。光波分波器50分开光纤40传输过来的1.3μm波长带的信号光及1.55μm波长带的信号光。
上述的光纤40是具有上述构造的本发明所涉及的光纤，在波长1.20μm～1.60μm范围内只存在一个零色散波长，其零色散波长存在于波长1.37μm～1.50μm范围(最好是波长1.37μm～1.43μm范围或比1.45μm大但在1.50μm以下的范围)内。另外，在光纤40中，该零色散波长处色散斜率的绝对值为0.10ps/nm2/km以下(在波长1.55μm处为0.06ps/nm2/km以下最好)。此外，作为更为理想的状态，是光纤40在波长1.30μm～1.55μm范围内色散斜率单调变化，在波长1.3μm以及波长1.55μm处的色散的绝对值都在12ps/nm/km以下、按32mm直径卷曲时波长1.55μm处的曲折损失为每匝0.5dB以下(0.06dB以下更好)、在波长1.55μm处的实际有效截面积Aeff为45μm2以上(比49μm2还大)，或者，在波长1.38μm处的因OH吸收所引起的传输损失的增加为0.1dB/km以下。
光传输线路61是将光波分波器50分出的1.3μm波长带的信号光导入接收器71的传输介质，例如是在1.3μm波长带具有零色散波长的标准单模光纤。接收器71接收由光传输线路61传输来的1.3μm波长带的信号光。另一方面，光传输线路62是将光波分波器50分出的1.55μm波长带的信号光导入接收器72的传输介质，例如是在1.55μm波长带具有零色散波长的色散移位光纤。接收器72接收光传输线路62传输过来的1.55μm波长带的信号光。
根据该实施例所涉及的光传输系统，从发送器11输出并经过光传输线路21到达光波合波器30的1.3μm波长带的信号光与由发送器12输出并经过光传输线路22到达光波合波器30的1.55μm波长带的信号光被光波合波器30合成，该合成光通过光纤40传输到光波分波器50。进而，到达光波分波器50的合成光被光波分波器50分成1.3μm波长带的信号光和1.55μm波长带的信号光。被分出来的1.3μm波长带的信号光经由光传输线路61到达接收器71，1.55μm波长带的信号光经由光传输线路62到达接收器72。
这样，由于该实施例的光传输系统使用的光纤40具有在上述的1.3μm波长带及1.55μm波长带双方都适合于光通信的结构，故应用了该光纤40的光传输系统可以进行大容量的通信。
进而，本发明所涉及的光纤，并非只是上述实施例所限定的形态，其可以有多种变形。例如，被配置在光波合波器30与光波分波器50之间的作为传输介质的光纤40可如图18B所示的那样，也可以由多个光纤40a～40c构成。
工业上利用的可能性
如上述这样利用本发明，在该光纤中，在包含确认了因OH吸收而引起的光传输损失的增加的波长1.38μm的1.37μm～1.50μm波长范围，最好是在波长1.37μm～1.43μm或波长大于1.45μm但在1.50μm以下的范围内有唯一的零色散波长，而在挟着该波长范围的波长带1.3μm以及波长带1.55μm附近不存在零色散波长。因而，在将这些波长领域利用为信号光波长带域时，通过有意识地产生色散可有效地抑制四光波混合等非线形光学现象。此外，因在被设定的零色散波长处的色散斜率的绝对值为0.10ps/nm2/km以下(最好是在波长1.55μm处为0.06ps/nm2/km以下)，故在波长带1.3μm以及波长带1.55μm处色散分别被均一化。通过将这样的光纤适用于光传输系统的传输线路，可以在波长带1.3μm及波长带1.55μm两者进行良好的光通信。

Claims (35)

1.一种光纤，是在波长1.20μm～1.60μm范围内只有一个零色散波长的光纤；其特征在于：
上述零色散波长存在于1.37μm～1.50μm波长范围内，同时，在上述零色散波长处具有正的色散斜率。
2.权利要求1所述的光纤，其特征在于：上述零色散波长存在于波长1.37μm以上1.43μm以下的范围。
3.权利要求1所述的光纤，其特征在于：上述零色散波长存在于波长大于1.45μm但在1.50μm以下的范围。
4.权利要求1所述的光纤，其特征在于：上述色散斜率其绝对值为0.10ps/nm2/km以下。
5.权利要求1所述的光纤，其特征在于：在波长1.55μm处具有0.06ps/nm2/km以下的色散斜率。
6.权利要求1所述的光纤，其特征在于：在波长1.30μm～波长1.55μm范围内，上述色散斜率单调变化。
7.权利要求1所述的光纤，其特征在于：波长1.30μm处的色散的绝对值和波长1.55μm处的色散的绝对值都在12ps/nm/km以下。
8.权利要求7所述的光纤，其特征在于：波长1.30μm处的色散的绝对值和波长1.55μm处的色散的绝对值都在6ps/nm/km以上。
9.权利要求1所述的光纤，其特征在于：在按32mm直径卷曲时，波长1.55μm处具有0.5dB/匝以下的弯曲损失。
10.权利要求9所述的光纤，其特征在于：在按32mm直径卷曲时，波长1.55μm处具有0.06dB/匝以下的弯曲损失。
11.权利要求1所述的光纤，其特征在于：在波长1.55μm处具有45μm2以上的实际有效截面积。
12.权利要求11所述的光纤，其特征在于：在波长1.55μm处具有大于49μm2的实际有效截面积。
13.权利要求1所述的光纤，其特征在于：在波长1.38μm处，因OH吸收而引起的传输损失的增加量为0.1dB/km以下。
14.权利要求1所述的光纤，其特征在于：具有以纯二氧化硅的折射率为基准的、相对折射率差的最大值为1％以下、最小值为-0.5％以上的折射率分布图。
15.权利要求14所述的光纤，其特征在于：具有以纯二氧化硅的折射率为基准的、相对折射率差的最小值为-0.2％以上的折射率分布图。
16.权利要求15所述的光纤，其特征在于：具有以纯二氧化硅的折射率为基准的、相对折射率差的最小值大于-0.15％的折射率分布图。
17.权利要求1所述的光纤，其特征在于：具有1.05μm以上的截止波长。
18.权利要求17所述的光纤，其特征在于：具有1.30μm以上的截止波长。
19.权利要求1所述的光纤，其特征在于：具备沿规定轴延伸的具有规定折射率的芯区域和设置在上述芯区域外周的包层区域。
20.权利要求19所述的光纤，其特征在于：上述的包层区域具有邻接上述芯区域外周且具有较该芯区域低的折射率的内侧包层和设置在该内侧包层的外周具有比该内侧包层高但比该芯区域低的折射率的外侧包层。
21.权利要求1所述的光纤，其特征在于：具备作为沿规定轴延伸的区域且由具有规定折射率的第1芯和设置在该第1芯外周且具有较该第1芯低的折射率的第2芯构成的芯区域，以及设置在上述芯区域外周的包层区域。
22.权利要求21所述的光纤，其特征在于：上述的包层区域具有邻接上述第2芯外周且具有较该第2芯低的折射率的内侧包层和设置在该内侧包层的外周且具有比该内侧包层高但比该第2芯低的折射率的外侧包层。
23.权利要求1所述的光纤，其特征在于：具备作为沿规定轴延伸的区域且由具有规定折射率的第1芯、设置在该第1芯外周且具有较该第1芯低的折射率的第2芯和设置在该第2芯外周且具有较该第2芯高的折射率的第3芯构成的芯区域，以及设置在上述芯区域外周的包层区域。
24.权利要求23所述的光纤，其特征在于：上述第2芯的折射率等于或高于上述包层区域的折射率。
25.权利要求23所述的光纤，其特征在于：上述的包层区域具有邻接上述第3芯外周且具有较该第3芯低的折射率的内侧包层和设置在该内侧包层的外周且具有比该内侧包层高但比该第3芯低的折射率的外侧包层。
26.权利要求25所述的光纤，其特征在于：上述第2芯的折射率等于或高于上述包层区域的折射率。
27.权利要求1所述的光纤，其特征在于：具备作为沿规定轴延伸的区域且由具有规定折射率的第1芯和设置在该第1芯外周且具有高于该第1芯的折射率的第2芯构成的芯区域，以及设置在上述芯区域外周的包层区域。
28.权利要求27所述的光纤，其特征在于：上述的包层区域具有邻接上述第2芯外周且具有较该第2芯低的折射率的内侧包层和设置在该内侧包层的外周且具有比该内侧包层高但比该第2芯低的折射率的外侧包层。
29.权利要求1所述的光纤，其特征在于：具备作为沿规定轴延伸的区域且由具有规定折射率的第1芯、设置在该第1芯外周且具有较该第1芯高的折射率的第2芯、设置在该第2芯外周且具有较该第2芯低的折射率的第3芯和设置在该第3芯外周且具有较该第3芯高的折射率的第4芯构成的芯区域，以及设置在上述芯区域外周并具有低于上述第4芯的折射率的包层。
30.一种光传输系统，具有：
输出1.3μm波长带的第1光的第1信号发送器；
输出1.55μm波长带的第2光的第2信号发送器；
混合由上述第1信号发送器输出的上述第1光以及由上述第2信号发送器输出的第2光的光波混合器；以及
一端光学地连接在上述光波混合器并分别传输由光波混合器合成的上述第1光以及上述第2光的上述权利要求1所记载的光纤。
31.一种光纤，是一种在波长1.20μm～波长1.60μm范围内只有一个零色散波长的光纤；其特征在于：上述零色散波长存在于波长1.37μm～波长1.50μm范围内，同时，在上述零色散波长处具有正的色散斜率和在波长1.55μm处具有大于49μm2的实际有效截面积。
32.一种光纤，是一种在波长1.20μm～波长1.60μm范围内只有一个零色散波长的光纤；其特征在于：上述零色散波长存在于大于波长1.45μm但在波长1.50μm以下的范围内；同时，在上述零色散波长处具有正的色散斜率。
33.一种光纤，是一种在波长1.20μm～波长1.60μm范围内只有一个零色散波长的光纤；其特征在于：上述零色散波长存在于波长1.37μm～波长1.50μm范围内，同时，在上述零色散波长处具有正的色散斜率，在波长1.55μm处按32mm卷曲时具有0.06dB/匝以下的弯曲损失。
34.一种光纤，是一种在波长1.20μm～波长1.60μm范围内只有一个零色散波长的光纤；其特征在于：上述零色散波长存在于波长1.37μm～波长1.50μm范围内，同时，在上述零色散波长处具有正的色散斜率，并具有1.05μm以上的截止波长。
35.权利要求34所述的光纤，其特征在于：上述截止波长为1.30μm以上。
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