JP2008257250A - 大きい実効面積を有する伝送用光ファイバ - Google Patents

Abstract

【課題】光ファイバの他の光学特性が劣化せずに、１２０μｍ^２以上の拡大された実効面積を有し、かつ１６００ｎｍ未満の実効カットオフ波長を有する伝送用光ファイバを提供すること。
【解決手段】本発明は、５．５μｍまたはそれ以上の半径ｒ_１、および５．０×１０^−３またはそれ未満である屈折率の差△ｎ_１を有する中心コアと、半径ｒ_２、および屈折率の差△ｎ_２を有し、幅ｒ_２−ｒ_１が５μｍより大きい中間クラッドと、半径ｒ_３、および−３．５×１０^−３またはそれ未満である屈折率の差△ｎ_３を有し、幅ｒ_３−ｒ_２が５μｍ未満であるデプレストクラッドとを備える伝送用光ファイバに関する。この光ファイバは、特に損失および分散に関して、ＳＳＭＦと比較して光ファイバの他の光学パラメータを劣化させずに、１６００ｎｍに制限されたカットオフ波長を伴う１２０μｍ^２以上の実効面積を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバ伝送の分野に関し、特に曲げ損失およびマイクロベンド損失を増大せずに拡大された実効面積を有するラインファイバに関する。

光ファイバでは、屈折率分布は一般に、屈折率を光ファイバの半径と関連付ける関数を示すグラフに照らして適したものとされる。慣習的に、光ファイバの中心に対する距離ｒが横座標に沿って示され、半径ｒにおける屈折率の差、および光ファイバの外部光クラッドの屈折率が縦軸に沿って示される。外部光クラッドは一定の屈折率を有し、通常は純正シリカからなっている。しかし、外部光クラッドは１つまたは複数のドーパントをも含んでいてもよい。屈折率分布は、段形、台形、または三角形のそれぞれの形状を有するグラフについて「段形」、「台形」または「三角形」分布と呼ばれる。これらの曲線は一般に、光ファイバの理論上のまたは設定された分布の例であり、光ファイバの製造過程での応力によってやや異なる分布が生ずる可能性がある。

光ファイバは従来、光信号を伝送し、場合によっては光信号を増幅する機能を有する中心光コアと、光信号を中心コア内に閉じ込める機能を有する外部光クラッドとからなっている。この目的のため、中心コアの屈折率ｎ_ｃおよび外部光クラッドの屈折率ｎ_ｇはｎ_ｃ＞ｎ_ｇとなるようにされる。よく知られているように、単一モード光ファイバ内での光信号の伝搬は、中心コア内に導かれる基本モード、およびある距離にわたって中心コア−クラッドアセンブリ内に導かれる二次モードへと分解され、これはクラッドモードと呼ばれる。

従来、光ファイバによる伝送システムでは、ラインファイバとして単一モードファイバ、またはＳＭＦとも呼ばれるステップインデックスファイバが使用されている。これらの光ファイバは、特定の通信標準ならびに実効面積およびカットオフ波長の基準値に適合する波長分散（ｃｈｒｏｍａｔｉｃ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）および波長分散スロープを示す。地上波伝送システムの場合、典型的には正の分散（Ｄ）および正の分散スロープ（Ｐ）、約８０μｍ^２の実効面積（Ｓ_ｅｆｆ）および（１５５０ｎｍの波長で測定して）約０．１９ｄＢ／ｋｍの減衰量（Ａｔｔ）を有する標準の単一モードファイバ（ＳＳＭＦ）が使用される。中継器を用いた海底伝送システムは典型的には、正の分散、大きい実効面積（約１００から１１０μｍ^２）、および少ない減衰量（１５５０ｎｍの波長で測定して０．１７から０．１９ｄＢ／ｋｍ）を有する光ファイバと、負の分散を有する光ファイバとの複合型伝送路を使用する。中継器を使用しない海底伝送システムは典型的には、正の分散、および８０から１１０μｍ^２の実効面積を有する光ファイバの組合せからなる伝送路を使用する。

それ自体が知られているように、伝送用光ファイバの実効面積の増大は光ファイバ内の非線形効果の低下をもたらす。拡大された実効面積を有する伝送用光ファイバは、より長距離にわたる伝送、および／または伝送システムの機能帯域の増大を可能にする。伝送用光ファイバの実効面積を増大させるため、ＳＳＭＦと比較して拡大され、かつ平坦化された中心コアを有する光ファイバプロファイルが提案された。しかし、光ファイバの中心コアの形状をこのように変更すると、曲げ損失およびマイクロベンド損失が増大し、光ファイバの実効カットオフ波長の増大をまねいてしまう。ＩＥＣ規格６０７９３−１−４４に基づく国際電気標準会議の分化委員会８６Ａによって定義されたとおり、実効カットオフ波長は慣習的に、光信号が２メートルにわたって光ファイバを伝搬した後に単一モードである波長として測定される。

ＵＳ６，６５８，１９０は、実効面積が１１０μｍ^２より大きい拡大された伝送用光ファイバを記載している。この光ファイバは、ＳＳＭＦの１．５から２倍の極めて広い中心コア（１１．５から２３．０μｍ）と、一定の、またはわずかにデプレスされたクラッドとを有する構造とを有している。実効面積の増大に起因する曲げ損失の増加を補償するため、この文献は光ファイバの直径を増大することを提案している（ＵＳ６，６５８，１９０の図２９を参照）。しかし、光ファイバの直径のこのような増大にはコストがかかり、加えて他の光ファイバとの非適合性に起因する配線の問題が生ずる。この文献はさらに、カットオフ波長が、当該の光ファイバの長さと共に縮小し（ＵＳ６，６５８，１９０の図５を参照）、かつ特に光ファイバは１ｋｍの伝送後に単一モードの特性に達することを指摘している。しかし、このようなカットオフ波長の測定は前述の標準化された測定には適合しない。

Ｍａｓａｏ Ｔｓｕｋｉｔａｎｉらの刊行物「Ｕｌｔｒａ Ｌｏｗ Ｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｔｙ Ｐｕｒｅ−Ｓｉｌｉｃａ−Ｃｏｒｅ Ｆｉｂｅｒ ｗｉｔｈ ａｎ Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ Ａｒｅａ ｏｆ ２１１μｍ^２ ａｎｄ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｌｏｓｓ ｏｆ ０．１５９ｄＢ／ｋｍ（２００２年９月９日、ＥＣＯＣ ２００２、Ｍ３．３．２）」は、中心コアの近傍に広く、わずかにデプレスされたクラッドを有する屈折率分布構造を有する光ファイバを記載している。このような光ファイバは減衰量が少ない２１１μｍ^２の実効面積を有しているが、曲げ損失を制限するために光ファイバの直径は（ＳＳＭＦの１２５μｍに対して）１７０μｍに増大され、それによって相当の製造コスト、および他の光ファイバとの非適合性の問題をまねいている。

Ｋａｚｕｍａｓａ Ｏｈｓｏｎｏらの刊行物「Ｔｈｅ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｕｌｔｒａ Ｌａｒｇｅ Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ Ａｒｅａ Ｆｉｂｅｒ ＆ Ｍａｔｉｎｇ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｓｌｏｐｅ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ Ｆｉｂｅｒ ｆｏｒ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｆｌａｔｔｅｎｅｄ Ｈｙｂｒｉｄ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ ＤＷＤＭ Ｌｉｎｋ（２００２年１１月１８日、ＩＷＣＳ ２００２、４８３から４８７ページ）」、およびＫａｚｕｈｉｋｏ Ａｉｋａｗａらの刊行物「Ｓｉｎｇｌｅ−Ｍｏｄｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ ｗｉｔｈ Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ Ｃｏｒｅ Ａｒｅａ ｌａｒｇｅｒ ｔｈａｎ １６０μｍ^２（１９９９年９月２６日、ＥＣＯＣ１９９９、１から３０２ページ）には、実効面積を増大するための光ファイバ構造が提案されている。

さらに、ＵＳ６，６６５，４８２は、９０μｍ^２より大きい実効面積を達成するための台座形の光ファイバ屈折率分布を提案しているが、提供された実施例の実効面積は１１０μｍ^２未満に留まっている。ＵＳ５，７８１，６８４は、ノンゼロ分散シフトファイバ（ＮＺＤＳＦ）とも呼ばれる、分散シフトファイバ用の大きい実効面積を有する同軸光ファイバを記載している。この光ファイバは、単一モードをＣ＋帯域（１５３０ｎｍから１５７０ｎｍ）内に留めるには大きすぎるカットオフ波長、および小さすぎるモードフィールド直径（１５５０ｎｍで＜１１μｍ）を有している。

ＵＳ２００５／０２４４１２０は、大きい実効面積（＞７５μｍ^２）、および少ない減衰量（１５５０ｎｍで＜０．２０ｄＢ／ｋｍ）を有する光ファイバを記載している。この文献に記載されている光ファイバは、中心コア、中間クラッド、およびデプレストクラッドを有する屈折率分布を有している。しかしデプレストクラッドは十分に埋め込まれず（−０．１％）、本発明による所望の光学特性、特に大きい実効面積と小さい実効カットオフ波長との組合せを達成するには広すぎる（７から７．４μｍ）。

さらには、ＵＳ６，４８３，９７５は、大きい実効面積（＞１００．０μｍ^２）、および正の分散（＞２０ｐｓ／（ｎｍ−ｋｍ））を有する光ファイバを記載している。この文献には幾つかの光ファイバ屈折率分布、特に中心コア、中間クラッド、およびデプレストクラッドを有する分布が記載されている（ＵＳ６，４８３，９７５の図５ａおよび図５ｂを参照）。しかしデプレストクラッドは、本発明による所望の光学特性を達成するには広すぎ（幅ｒ_３−ｒ_２が１５から１９μｍ）、中心コアまでの距離が近すぎる（中間クラッドの幅ｒ_２−ｒ_１が２から４μｍ）。

ＵＳ４，８５２，９６８は、デプレストクラッドを有する屈折率分布を有する光ファイバを記載している。この文献は、デプレストクラッドの存在により光ファイバのある光学パラメータ、特に分散、閉じ込め、および曲げ損失パラメータを向上させることを目的としている。この文献は、実効カットオフ波長への、または実効面積への影響については言及していない。モードフィールドの直径が９．３８μｍであることだけが述べられており、その結果、実効面積は８０μｍ^２未満になるであろう。

ＥＰ１ ４７７ ８３１は、大きい実効面積（＞８０μｍ^２）、および１３１０ｎｍに制限されたカットオフ波長を有する光ファイバを記載している。この文献には幾つかの光ファイバプロファイル、特に中心コア、中間クラッド、およびデプレストクラッドを有する屈折率分布が記載されている（ＥＰ１ ４７７ ８３１の図８を参照）。しかし、デプレストクラッドは本発明による所望の光学特性を達成するには幅が広すぎ（〜１５μｍ）、デプレストクラッドの外径は極めて大きく（〜３３μｍ）、相当の製造コストがかかる。
米国特許第６，６５８，１９０号明細書 Ｍａｓａｏ Ｔｓｕｋｉｔａｎｉ ｅｔ ａｌ．「Ｕｌｔｒａ Ｌｏｗ Ｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｔｙ Ｐｕｒｅ−Ｓｉｌｉｃａ−Ｃｏｒｅ Ｆｉｂｅｒ ｗｉｔｈ ａｎ Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ Ａｒｅａ ｏｆ ２１１μｍ２ ａｎｄ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｌｏｓｓ ｏｆ ０．１５９ｄＢ／ｋｍ」（２００２年９月９日、ＥＣＯＣ ２００２、Ｍ３．３．２） Ｋａｚｕｍａｓａ Ｏｈｓｏｎｏ ｅｔ ａｌ．「Ｔｈｅ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｕｌｔｒａ Ｌａｒｇｅ Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ Ａｒｅａ Ｆｉｂｅｒ ＆ Ｍａｔｉｎｇ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｓｌｏｐｅ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ Ｆｉｂｅｒ ｆｏｒ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｆｌａｔｔｅｎｅｄ Ｈｙｂｒｉｄ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ ＤＷＤＭ Ｌｉｎｋ」（２００２年１１月１８日、ＩＷＣＳ ２００２、４８３から４８７ページ） Ｋａｚｕｈｉｋｏ Ａｉｋａｗａ ｅｔ ａｌ．「Ｓｉｎｇｌｅ−Ｍｏｄｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ ｗｉｔｈ Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ Ｃｏｒｅ Ａｒｅａ ｌａｒｇｅｒ ｔｈａｎ １６０μｍ２（１９９９年９月２６日、ＥＣＯＣ１９９９、１から３０２ページ） 米国特許第６，６６５，４８２号明細書 米国特許第５，７８１，６８４号明細書 米国特許出願公開第２００５／０２４４１２０号明細書 米国特許第６，４８３，９７５号明細書 米国特許第４，８５２，９６８号明細書 欧州特許出願公開第１ ４７７ ８３１号明細書

したがって、特に損失および分散に関する光ファイバの他の光学パラメータがＳＳＭＦと比較して劣化せずに、１２０μｍ^２より大きい拡大された実効面積を有し、かつ１６００ｎｍ未満の実効カットオフ波長を有する伝送用光ファイバが必要とされている。

この目的のため、本発明は、中心コアと、中間クラッドと、デプレストクラッドとを備える光ファイバプロファイルを提案する。実効面積を拡大するため、中心コアはＳＳＭＦと比較して拡大され、平坦化される。強すぎる基本モードの乱れを避けるため、デプレストクラッドは中間クラッドを介して中心コアから十分に離隔されるが、デプレストクラッドは、曲げ損失およびマイクロベンド損失を制限するため、特にカットオフ波長を制御するために十分に埋め込まれ、狭い。漏れモードの伝搬も制限され、または回避さえされる。したがって、本発明による光ファイバは、１５５０ｎｍで１２０μｍ^２より大きい実効面積を有し、カットオフ波長がＣ帯域での光ファイバの単一モード特性と、ＳＳＭＦと同等の曲げ損失またはマイクロベンド損失を保証する。

より具体的には、本発明は、
５．５μｍまたはそれ以上の半径、および５．０×１０^−３またはそれ未満である外部光クラッドとの屈折率の差を有する中心コアと、
半径、および外部クラッドとの屈折率の差を有し、幅が５μｍより大きい中間クラッドと、
半径、および−３．５×１０^−３またはそれ未満である外部クラッドとの屈折率の差を有し、幅が５μｍ未満であるデプレストクラッドと、を備え、
１５５０ｎｍで１２０μｍ^２またはそれ以上である実効面積と、１６００ｎｍ未満である実効カットオフ波長とを有する伝送用光ファイバを提案する。

実施形態によれば、本発明による光ファイバはさらに、以下の特性の１つまたは複数のものを備えている。すなわち、
デプレストクラッドの半径が１６μｍまたはそれ未満である。
中間クラッドと外部クラッドの屈折率の差が−１．０×１０^−３から１．０×１０^−３の間である。
モードフィールド径が１１．５μｍより大きい。
１５５０ｎｍの波長で、波長分散が２１．５ｐｓ／ｎｍ−ｋｍまたはそれ未満である。
１５５０ｎｍの波長で、波長分散スロープが０．０６５ｐｓ／ｎｍ^２−ｋｍまたはそれ未満である。
１５５０ｎｍの波長で、減衰量が０．１９ｄＢ／ｋｍまたはそれ未満である。
１６２５ｎｍの波長で、１０ｍｍの曲げ半径に対する曲げ損失が２０ｄＢ／ｍまたはそれ未満である。
１５５０ｎｍの波長で、マイクロベンド損失が、同一の応力を受ける標準の単一モードファイバ（ＳＳＭＦ）のマイクロベンド損失と実質的に同等である。

本発明のその他の特徴および利点は、例示的に示され、本発明の実施形態によるステップインデックス型ファイバの設定プロファイルの図解を示す単一の添付図面を参照する本発明の実施形態の説明を読むことで明らかになる。付加的な実施形態は請求項に示されている。

設定プロファイル、すなわち光ファイバの理論プロファイルを示す図１を参照して本発明の光ファイバを説明するが、プリフォームからファイバを線引きした後に実際に得られる光ファイバはやや異なるプロファイルを有することがある。

本発明による伝送用光ファイバは、光クラッドとして作用する外部クラッドとの屈折率の差△ｎ_１を有する中心コアと、外部クラッドとの屈折率の差△ｎ_２を有する中間（内部）クラッドと、外部クラッドとの屈折率の差△ｎ_３を有する埋め込みまたはデプレスト（内部）クラッドとを備えている。中心コア、中間クラッド、およびデプレストクラッドの屈折率はそれらの幅全体にわたってほぼ一定である。中心コアの幅は半径ｒ_１によって規定され、クラッドの幅はそれぞれの外径ｒ_２およびｒ_３によって規定される。中間クラッドの幅はｒ_２−ｒ_１によって規定され、埋め込みクラッドの幅はｒ_３−ｒ_２によって規定される。典型的には、中心コア、中間クラッド、およびデプレストクラッドは、シリカ管内でのＣＶＤ（化学気相蒸着法）によって得られ、外部クラッドは、一般にドープされてもされなくてもよい天然シリカまたは合成シリカでシリカ管をオーバークラッドすることによって形成される。しかし、外部光クラッドは、その他のいずれかの蒸着技術（ＶＡＤ：軸付化学蒸着法、またはＯＶＤ：外付化学蒸着法）によっても得られる。

本発明による光ファイバは５．５μｍまたはそれ以上の半径ｒ_１、および（例えばシリカ内の）５×１０^−３またはそれ未満の外部光クラッドに対する屈折率の差△ｎ_１を有する中心コアを備えている。したがって、本発明による光ファイバの中心コアは、半径ｒ_１が４．３５、屈折率の差△ｎ_１が５．２であるＳＳＭＦの中心コアと比較して幅が広げられ、平坦化されている。それによってモードフィールドの直径を（１１．５μｍ超まで）拡大することができ、光ファイバの実効面積を（１２０μｍ^２超まで）増大することができる。本発明による光ファイバはさらに、半径ｒ_２、および外部クラッドとの屈折率の差△ｎ_２を有する中間クラッドと、半径ｒ_３、および外部クラッドとの屈折率の差△ｎ_３を有するデプレストクラッドとを備えている。本発明による光ファイバのデプレストクラッドは入念に制御される。デプレストクラッドは（中間クラッドの幅によって）中心コアから十分に離隔されるので、基本モードの伝搬を過度に乱すことがなく、かつ光信号の伝搬特性に影響を及ぼすことがない。その上、曲げ損失およびマイクロベンド損失の軽減を保証し、かつ、すぐ高次のモード（ＬＰ１１）の損失、ひいてはそれに起因するカットオフ波長を制御するため、デプレストクラッドは十分に深く、狭い。漏れモードの挙動も制限され、回避さえされる。中間クラッドの幅（ｒ_２−ｒ_１）が５μｍより大きいことで、デプレストクラッドには中心コアからの十分な距離が保証されるので、中心コア内の基本モードが乱されない。デプレストクラッドの深さが−３．５×１０^−３またはそれ以上であり、デプレストクラッドの幅（ｒ_３−ｒ_２）が５μｍ未満であるため、カットオフ波長を制御すると共に、すなわち光ファイバ内のより高次モードの伝搬距離を制限すると共に、曲げ損失およびマイクロベンド損失を効果的に制限することができる。本発明による光ファイバのデプレストクラッドの幅と深さとを制御することによって、同等の損失で実効面積がＳＳＭＦと比較して大幅に拡大されると共に、本発明による光ファイバの実効カットオフ波長を１６００ｎｍに制限することができる。

以下の表Ｉは、標準のファイバＳＳＭＦと比較された、本発明による伝送用光ファイバの６つの可能な屈折率分布の例（例１、２、３、４、５および６）、および本発明の範囲外の２つの例（例１ｂおよび１ｃ）を提示している。加えて、請求項１に記載の本発明による値、ならびに本発明の好ましい実施形態による値が記載されている。第１列には各プロファイルのレファレンスが割り当てられている。次の列は各セクション（ｒ_１からｒ_３）の半径の値、ならびにそれらの差（ｒ_２−ｒ_１）および（ｒ_３−ｒ_２）を示し、次の列は各セクションと外部クラッドとの屈折率の差（△ｎ_１から△ｎ_３）の値を示している。屈折率の値は６３３ｎｍの波長で測定されている。表Ｉの例の光ファイバは１２５μｍの外径を有している。表Ｉの値は光ファイバの設定プロファイルに対応している。

本発明による伝送用光ファイバは、上記の表の６つの例によって非限定的に示される。加えて、請求項１に記載の本発明による値、ならびに本発明の好ましい実施形態による値が記載されている。特に、本発明による光ファイバが、ＳＳＭＦよりも幅広い中心コアと、ＳＳＭＦと比較して小さい屈折率の差を有していること、すなわち、中心コアが５．５μｍまたはそれ以上の半径△ｒ_１、および５．０×１０^−３またはそれ未満である外部光クラッドに対する屈折率の差△ｎ_１を有していることに留意されたい。さらに、本発明による光ファイバが、少なくとも５μｍの幅を有する中間クラッド（ｒ_２、△ｎ_２）によって中心コアから離隔されたデプレストクラッド（ｒ_３、△ｎ_３）を有し、デプレストクラッドは５μｍ未満と狭く、外部クラッドに対して少なくとも−３．５×１０^−３だけ深く埋め込まれていることに留意されたい。中間クラッドはシリカでよく、すなわち外部クラッドと同じ屈折率を有していてもよく、またはわずかにドープされたシリカでもよい。特に△ｎ_２は−１．０×１０^−３と１．０×１０^−３との間である。

本発明による光ファイバは上記のようなプロファイルを有し、以下の優先特性を伴っている。すなわち、中心コア（ｒ_１、△ｎ_１）は、５．５μｍから７．５μｍの間の半径ｒ_１、および３．０×１０^−３と５．０×１０^−３の間の外部クラッドとの屈折率の差△ｎ１を有し、中間クラッド（ｒ_２、△ｎ_２）は、幅（ｒ_２−ｒ_１）が５μｍから８μｍの間である場合、１０．５μｍから１４．０μｍの半径ｒ_２、および−１．０×１０^−３と１．０×１０^−３との間の外部クラッドとの屈折率の差△ｎ_２を有し、デプレストクラッド（ｒ_３、△ｎ_３）は、幅（ｒ_３−ｒ_２）が１μｍから５μｍの間である場合、１１．５μｍから１６．０μｍの半径ｒ_３、および−１５．０×１０^−３と−３．５×１０^−３との間の外部クラッドとの屈折率の差△ｎ_３を有している。

さらに、デプレストクラッドは好ましくは、１６μｍに制限された外径ｒ_３を有することに留意されたい。デプレストクラッドの半径がこのように小さいことによって、ドープされるシリカの蒸着セクションが大きすぎることに関連するプリフォームの製造コストを制限することができる。

前述の屈折率分布を有する本発明による伝送用光ファイバは、制限された実効カットオフ波長、および例えば１５５０ｎｍの有効波長でＳＳＭＦと同等の曲げ損失およびマイクロベンド損失を有する拡大された実効面積を有している。本発明による光ファイバはさらに、ＳＳＭＦよりも決して強くない制御された分散および分散スロープを伴って、ＳＳＭＦと同等または、さらには少ない減衰量を有している。

以下の表ＩＩは表Ｉの屈折率分布に対応する伝送用光ファイバのシミュレートされた光学特性を表示している。表ＩＩでは、最初の列は表Ｉのレファレンスを踏襲している。次の列は、各光ファイバのプロファイルについて、実効カットオフ波長（現行の標準に従って２メートルの光ファイバにわたって測定されたλ_ｃｅｆｆ）、実効面積（１５５０ｎｍの波長でのＳ_ｅｆｆ）、モードフィールド直径（１５５０ｎｍの波長での２Ｗ_０２）、波長分散（１５５０ｎｍの波長でのＤ）、および分散スロープ（１５５０ｎｍの波長でのＰ）の値を示している。次の列は、各光ファイバのプロファイルについて、減衰量（１５５０ｎｍの波長でのＡｔｔ）、曲げ損失（１６２５ｎｍの波長で１０ｍｍの半径にわたるＰＰＣ）、およびマイクロベンド損失（１５５０ｎｍの波長でのＳ_μｃ）値を示している。マイクロベンド損失（Ｓ_μｃ）の値は相対値であり、同じ応力を受けた場合、すなわち直径１２５μｍの光ファイバの場合のＳＳＭＦの損失に対して相対的に表現されている。マイクロベンド損失は、例えばいわゆる固定径ドラム方式によって測定されてもよい。この方法は、ＩＥＣのＴＲ−６２２２１基準のもと国際電気標準会議の分科委員会８６Ａの技術勧告に記載されており、本明細書ではこれ以上記載しない。

本発明による光ファイバの場合、１２０μｍ^２またはそれ以上の実効面積を有するＳＳＭＦと比較して実効面積が実際に増大したことが表ＩＩから分かる。１１．５μｍから１７μｍの間のモードフィールドの直径で、前述の光ファイバプロファイルを有する最高２４０μｍ^２に及ぶ範囲の実効面積を達成できる。実効面積のこの増大が、それでも１６００ｎｍに制限されるに留まる実効カットオフ波長の増大に起因することは確実である。したがって、本発明による光ファイバはＣ帯域内の単一モード特性を保持する。特に、上記のプロファイルを有する本発明による光ファイバは、１３５０ｎｍから１６００ｎｍの間の実効カットオフ波長を有することができる。

表ＩＩからさらに、本発明による光ファイバの曲げ損失、およびマイクロベンド損失がＳＳＭＦの曲げ損失およびマイクロベンド損失と同等であるか、さらにはそれよりも良好であることも分かる。さらに、本発明による光ファイバはＳＳＭＦと比較して同等であるか、さらに良好な減衰量、すなわち１５５０ｎｍの波長で０．１９ｄＢ／ｋｍまたはそれ未満の減衰量を有している。

その上、本発明による光ファイバの分散および分散スロープの値を、１５５０ｎｍの波長で２１．５ｐｓ／ｎｍ−ｋｍおよび０．０６５ｐｓ／ｎｍ^２−ｋｍに制限することも可能であろう。特に、前述のプロファイルを有する光ファイバで、１６ｐｓ／ｎｍ−ｋｍと２１．５ｐｓ／ｎｍ−ｋｍの間の波長分散、および０．０５０ｐｓ／ｎｍ^２−ｋｍと０．０６５ｐｓ／ｎｍ^２−ｋｍの間の分散スロープが得られる。波長分散のこの制限は、伝送システムにさらなる減衰をまねく分散補償ファイバの長さを制限するために重要である。

例１ｂおよび１ｃは本発明の範囲外にある。例１ｂは例１と同じ中心コアを有しているが、デプレストクラッドを有していない。内部クラッドは外部クラッド、すなわち純正シリカ内の外部クラッドの屈折率に対応している。これは一定のクラッド構造を有する前述のＵＳ６，６５８，１９０に記載のプロファイルである。デプレストクラッドが存在しないことで、１５５０ｎｍを超える実効カットオフ波長の増大が生ずる。さらに、例１ｂにデプレストクラッドが存在しないことで、曲げ損失およびマイクロベンド損失の増大が生ずる。

例１ｃも例１と同じ中心コアを有し、例１と同じデプレストクラッドを有しているが、デプレストクラッドが中心コアに近すぎる。デプレストクラッドを中心コアから隔離する中間クラッドは５μｍよりも狭い。その場合は、中心コアを伝搬する基本モードがデプレストクラッドにより影響され、実効面積がより狭くなり（＜１２０μｍ^２）、波長分散が増大する（＞２１．５ｐｓ／ｎｍ−ｋｍ）。

本発明による伝送用光ファイバは、Ｃ帯域での長距離伝送システム用に特に適している。光ファイバのその他の光学パラメータをさほど劣化させることなく実効面積を増大することによって、非線形効果を高めずに伝送される光信号の出力を高めることが可能である。そこで伝送路の信号対ノイズ比が向上し、これは地上、または海底の長距離光伝送システムでは特に望ましい。

さらに、本発明による光ファイバは、１３５０ｎｍと１６００ｎｍの間の実効カットオフ波長、および／または１５３０ｎｍ未満のケーブルカットオフ波長（λ_ｃｃ）、９．５μｍと１３μｍの間のモードフィールド径、２２ｐｓ／ｎｍ−ｋｍ未満の波長分散および０．０７０ｐｓ／ｎｍ^２−ｋｍ未満の分散スロープ、ならびに０．２２ｄＢ／ｋｍ未満のケーブル減衰量を特に推奨するＩＴＵ−Ｔ Ｇ．６５４．Ｂ標準の勧告に適合している。したがって、本発明による光ファイバは、システムの他の光ファイバとの良好な適合性をもって多くの伝送システムに搭載できる。

本発明の実施形態によるステップインデックス型ファイバの設定プロファイルの図である。

符号の説明

△_{１、２・・・ｎ} 屈折率の差
ｒ_１、ｒ_２、ｒ_３ クラッドの外径
λ_ｃｅｆｆ 実効カットオフ波長
Ｓ_ｅｆｆ 実効面積
２Ｗ_０２ モードフィールド径
Ｄ 波長分散
Ｐ 分散スロープ
Ａｔｔ 減衰量

Claims (15)

1. 伝送用光ファイバであって、中心から周辺に向かって、
   ５．５μｍまたはそれ以上の半径（ｒ_１）、および５．０×１０^−３またはそれ未満である外部光クラッドとの屈折率の差（△ｎ_１）を有する中心コアと、
   半径（ｒ_２）、および外部光クラッドとの屈折率の差（△ｎ_２）を有し、幅（ｒ_２−ｒ_１）が５μｍより大きい中間クラッドと、
   半径（ｒ_３）、および−３．５×１０^−３またはそれ未満である外部光クラッドとの屈折率の差（△ｎ_３）を有し、幅（ｒ_３−ｒ_２）が５μｍ未満であるデプレストクラッドと、を備え、
   １５５０ｎｍで１２０μｍ^２またはそれ以上である実効面積（Ｓ_ｅｆｆ）と、１６００ｎｍ未満である実効カットオフ波長（λ_ｃｅｆｆ）とを有する、光ファイバ。
2. 中心コアの半径（ｒ_１）が５．５μｍから７．５μｍの間である、請求項１に記載の光ファイバ。
3. 中間クラッドの半径（ｒ_２）が１０．５μｍから１４．０μｍの間である、請求項１または２のいずれかに記載の光ファイバ。
4. デプレストクラッドの半径（ｒ_３）が１１．５μｍから１６μｍの間である、請求項１から３のいずれかに記載の光ファイバ。
5. 中心コアの屈折率の差（△ｎ_１）が３．０×１０^−３から５．０×１０^−３の間である、請求項１から４のいずれかに記載の光ファイバ。
6. 中間クラッドの屈折率の差（△ｎ_２）が−１．０×１０^−３から１．０×１０^−３の間である、請求項１から５のいずれかに記載の光ファイバ。
7. デプレストクラッドの屈折率の差（△ｎ_３）が−１５．０×１０^−３から−３．５×１０^−３である、請求項１から６のいずれかに記載の光ファイバ。
8. 中間クラッドの幅（ｒ_２−ｒ_１）が８μｍまたはそれ未満である、請求項１から７のいずれかに記載の光ファイバ。
9. デプレストクラッドの幅（ｒ_３−ｒ_２）が１μｍまたはそれ以上である、請求項１から８のいずれかに記載の光ファイバ。
10. １１．５μｍより大きいモードフィールド径（２Ｗ_０２）を有する、請求項１から９のいずれかに記載の光ファイバ。
11. １５５０ｎｍの波長で、２１．５ｐｓ／ｎｍ−ｋｍまたはそれ未満の波長分散を有する、請求項１から１０のいずれかに記載の光ファイバ。
12. １５５０ｎｍの波長で、０．０６５ｐｓ／ｎｍ^２−ｋｍまたはそれ未満の波長分散スロープを有する、請求項１から１１のいずれかに記載の光ファイバ。
13. １５５０ｎｍの波長で、０．１９ｄＢ／ｋｍまたはそれ未満の減衰量を有する、請求項１から１２のいずれかに記載の光ファイバ。
14. １６２５ｎｍの波長で、１０ｍｍの曲げ半径に対して２０ｄＢ／ｍまたはそれ未満の曲げ損失を有する、請求項１から１３のいずれかに記載の光ファイバ。
15. １５５０ｎｍの波長で、同一の応力を受ける標準の単一モードファイバ（ＳＳＭＦ）のマイクロベンド損失と実質的に同等のマイクロベンド損失を有する、請求項１から１４のいずれかに記載の光ファイバ。

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