CN1128378C - 光纤 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的光纤，不增加弯曲损失等传送损失、具有有效抑制非线性现象产生的构造。本发明的光纤，从中心轴朝着半径方向，依次具有具有规定折射率的中心区域、折射率高于该中心区域的第一环状区域、添加了氟并且折射率低于第一环状区域的第二环状区域。本发明的光纤，对于波长1550nm的光，具有70μm2以上的有效断面积，并且，在第二环状区域，氟的添加量调节为使得其折射率从光纤中心朝着半径方向降低。

Description

光纤
技术领域
本发明涉及作为光通讯等长距离传送路的、可用于通讯电缆等的单模光纤，特别涉及适合于波分复用(WDM：Wavelengtg DivisionMultiplexing)传送等的大容量光通讯的分散位移光纤。
背景技术
现有技术中，采用单模光纤作为传送路的光通讯系统中，多采用1.3μm波段或1.55μm波段的光作为通讯用信号光。但是最近，考虑到减低传送路中的传送损失，1.55μm波段的光的使用渐渐增多。适用于该1.55μm波段的光传送路的单模光纤(以下称为1.55μm用单模光纤)中，相对于1.55μm波段的光的、其波长分散(波长不同光的传送速度不同，脉冲波扩大的现象)设计为零(零分散波长为1.55μm的分散位移光纤)。
作为该分散位移光纤，例如在日本特开平8-304655号公报(美国专利第5613027号公报)和美国专利第5659649号公报中，揭示了芯区域由内侧芯和折射率比该内侧芯高的外侧芯构成的、具有环状芯构造折射率分布的分散位移光纤。另外，在日本特开平8-248251号公报(欧洲专利0724171A2号公报)和特开平9-33744号公报中，揭示了芯区域由第一芯、折射率高于第一芯的第二芯、折射率低于第二芯的第三芯、折射率高于第三芯的第四芯构成的、具有双环芯构造折射率分布的分散位移光纤。
另外，在日本特开昭63-43107号公报和特开平2-141704号公报中，揭示了包层区域由内侧包层、和折射率高于该内侧包层的外侧包层构成的凹陷型包层构造。
近年来，由于波分复用(WDM)传送和光放大器的出现，长距离传送已成为可能，为了避免非线性现象，对上述那样的光纤进行了各种改进。另外，非线性光学效果，是指由于四波混合(FWM：four-wave mixing)、自相位调制(SPM：self-phase modulation)、交叉相位调制(XPM：cross-phase modulation)等的非线性现象，产生与光强度密度成正比的信号脉冲畸变的现象，成为传送速度和中转传送系统中的中转间隔制约的原因。
发明的开示
通常，非线性现象的发生量与下式(1)的折射率变化量成正比。
(N2/Aeff)×P                   …(1)
式中，N2是非线性折射率(单位：m2/W)，Aeff是有效断面积(单位：μm2)，P是光功率(光パワ-)。
非线性折射率N2如下述地定义。即，强光下的媒质的折射率<N>因光功率而变化。因此，对该折射率<N>的最低次的效果用(2)式表示。
<N>＝<N0>+<N2>·I                (2)
式中，<N0>：对于线性偏振的折射率
      <N2>：对于非线性偏振的折射率
              I：光强度
在强光下，媒质的折射率<N>是通常的值<N0>和与光强度成正比的增加量之和。第二项的比例常数<N2>(单位；m2/W)被称为非线性折射率。
另外，有效断面积Aeff，如特开平8-248251号公报(EP 0724171A2)所示，用下式(3)表示。 A eff = 2 &pi; ( &Integral; 0 &infin; E 2 rdr ) 2 / ( &Integral; 0 &infin; E 4 rdr ) - - - ( 3 )
式中，E是伴随传送光的电场，r是从芯中心(光纤的中心轴)起的半径方向距离。
上述现有的光纤，为了抑制非线性现象，都将有效断面积Aeff放大。但是，本发明者对现有光纤研究的结果，发现以下问题。即，有效断面积Aeff的放大，使得以规定曲率将光纤弯曲时的传送损失(以下称为弯曲损失)和加在光纤侧面的外压(侧压)引起的传送损失(以下称为侧压损失)增大，因此，其放大是有界限的。另外，通常，具有环状芯构造折射率分布的光纤，虽然比具有其它折射率分布、例如双环芯构造或多层芯构造折射率分布的光纤侧压损失少，但是仍然有上限。这样，有效断面积Aeff放大的同时，弯曲损失和侧压损失也增大，这是光纤的本质问题，不能避免。
本发明是为了解决上述问题而作出的，其目的在于提供一种具有在不增加弯曲损失等的传送损失的情况可有效抑制非线性现象的构造光纤。
本发明的光纤是以石英为主要成分的单模光纤，具有沿规定中心轴延伸的芯区域和设在该芯区域外周的包层区域，本发明的光纤，考虑到用于波分复用传送等，对于波长1550nm的光，具有绝对值为1.0～4.5ps/nm/km的分散、和70μm2以上的有效断面积；并且，在2m的光纤长度中，具有1.3μ(1300mm)以上的截止波长。
具体地说，本发明的光纤，如图1A和图1B所示，至少具有沿中心轴延伸的有预定折射率的中心区域101、设在该中心区域101外周的具有比该中心区域101高折射率的第一环状区域102、设在第一环状区域102外周的具有比该第一环状区域102低折射率的第二环状区域103。
上述第二环状区域103，为了降低非线性折射率N2、抑制非线性现象的发生(见上述式(1))，调节作为折射率降低剂的氟的添加量，以使其折射率从该光纤100的中心朝着半径方向降低。另外，本发明的光纤中，为了避免光功率集中在中心轴附近，将上述第一环状区域102的半径设定为1.5μm以上。另外，用上述(3)给出的有效断面积Aeff与模场径MFD的关系用下式(4)得到，该式(4)中的比例常数K最好在1.4以上。
    Aeff＝K·(π/4)·(MFD)2
非线性折射率N2对光纤组成的依存性，如“T.Kato，et al.，Estimation ofnonlinear refractive index in various silica-based glasses for optical fibers”(OPTICS LETTERS，VOl.20，No.22，Nov.15，1995)所示，纯石英最小，添加了氟等不纯物后则变大。另外，光纤的各区域内的非线性折射率N2，虽然上述第一环状区域102比上述第二环状区域103大，但是该第一环状区域102有助于决定该光纤的波长1550nm中的诸特性。
为此，本发明中，着眼于位于第一环状区域102外侧的第二环状区域103。具体地说，控制氟的添加量，使第二环状区域103中的折射率分布形状，成为从该光纤100的中心朝周边倾斜的形状。即，在该光纤100内传送的光的光功率量大的第二环状区域103内侧部分，减少氟的添加量，朝着该第二环状区域的外侧部分(随着传送光的光功率减弱)，增加氟的添加量，这样，故意使第二环状区域103中的折射率分布倾斜，降低该光纤全体的非线性折射率N2。
本发明者从后述实验结果中发现：在上述第二环状区域103中，最好使第二环状区域103的折射率分布倾斜，以使得第二环状区域103相对于基准玻璃区域的比折射率差随着每离开光纤中心1μm降低0.02％以上。另外，表示该折射率分布斜度的值(％/μm)，当第二环状区域103中的折射率分布形状不是直线时，为由最小二乘法等得到的近似直线的倾斜。
另外，实现本发明光纤的折射率分布的构造，可以采用各种形态。即，该光纤的芯区域的折射率分布构造，可以是环状芯构造、双环构造或多层芯构造。作为包层区域的折射率分布也可以是凹陷型包层构造。
例如，本发明光纤的折射率分布，当采用图2A和图2B所示那样的环状芯·凹陷型包层的折射率分布250时，沿光纤200的中心轴延伸的内侧芯211，相当于上述中心区域101，设在该内侧芯211外周的外侧芯212，相当于上述第一环状区域102，设在该外侧芯212外周的内侧包层221，相当于上述第二环状区域103。另外，这些各玻璃区域211、212、221，以设在内侧包层221外周的外侧包层222为基准，设定比折射率。
本发明光纤的折射率分布，采用图7A和图7B所示那样的双环状芯构造的折射率分布450时，沿光纤400的中心轴延伸的第一芯411相当于上述中心区域101；设在该第一芯411外周的第二芯412相当于上述第一环状区域102；设在该第二芯412外周的第三芯413相当于上述第二环状区域103。另外，图7A和图7B的光纤400中，在第三芯413的外周设有第四芯414，在该第四芯的外周设有包层区域420。这些各玻璃区域411、412、413、414以包层区域420为基准设定比折射率差。该折射率分布450中也采用凹陷型包层构造。
附图的简单说明
图1A和图1B是表示本发明光纤中主要部分的图，图1A表示其断面构造，图1B表示其折射率分布。
图2A和图2B是表示本发明光纤的第一实施例的图，图2A表示其断面构造，图2B表示其折射率分布(环状芯·凹陷型包层构造)。
图3是表示第一实施例光纤中的、折射率分布与光强度分布关系的曲线图。
图4A和图4B是表示为了实验准备的、作为指标的基准光纤的图，该实验表示第一实施例光纤的非线性折射率和折射率分布的倾斜的关系。图4A表示其断面构造，图4B表示其折射率分布。
图5是表示图4A和图4B所示的基准光纤中的、折射率分布与光功率分布的关系的曲线图。
图6是表示实验1～3的各测定结果的曲线图，上述实验是对第一和第二实施例的光纤，表示其非线性折射率与折射率分布的倾斜的关系。
图7A和图7B，是表示本发明光纤第二实施例的图，图7A表示其断面构造，图7B表示其折射率分布(双环芯构造)。
图8A和图8B是表示为实验准备的、作为指标的基准光纤的图，上述实验表示第三实施例光纤的非线性折射率与折射率分布的倾斜的关系。图8A表示其断面构造，图8B表示其折射率分布。
图9是说明本发明的光纤中，其折射率分布的变形例的图。
下面，参照图1A～2B、3、4A、4B、5～6、7A～8B和9说明本发明的光纤。图中，相同的部分注以相同标记，其重复说明从略。
图1A和图1B是表示本发明光纤中主要部分的图，图1A表示其断面构造，图1B表示其折射率分布。本发明的光纤100是以石英玻璃为主成分的光纤，具有沿中心轴延伸的芯区域和形成在该芯区域外周的包层区域。光纤100至少具有外径为a1的中心区域101、外径为b1的第一环状区域102和外径为c1的第二环状区域103。中心区域101具有规定的折射率n1。第一环状区域102设在中心区域101的外周，具有比该中心区域101高的折射率n2。第二环状区域103设在第一环状区域102的外周，具有比该第一环状区域102低的折射率n3(r)。另外，添加了氟等的不纯物，以使第二环状区域103的折射率n3(r)，从该光纤的100的中心向周边渐渐降低。r是从该光纤100的中心起的半径方向距离。
图1B所示的折射率分布150的横轴相当于图1A中的线L1的各位置。图1A中，O1表示该光纤100的中心轴与线L1的交点。具体地说，该折射率分布150表示各玻璃区域的折射率，区域151与上述中心区域101的在线L1上的各部位对应，区域152与上述第一环状区域102的在线L1上的各部位对应，区域153与上述第二环状区域103的在线L1上的各部位对应。
如上所述，非线性现象的发生量与上式(1)给出的变化量成正比。本发明，鉴于由弯曲损失和侧压损失限定的有效断面积Aeff的放大界限，通过降低非线性折射率N2，提供抑制非线性现象的构造。
另外，非线性折射率N2对光纤组成的依存性，如“T.Kato，etal.，Estimation of nonlinear refractive index in various silica-based glasses foroptical fibers”(OPTICSLETTERS，VOl.20，No.22，Nov.15，1995)所示，纯石英最小，添加了氟等不纯物后则变大。另一方面，光纤的各区域内的非线性折射率N2，虽然上述第一环状区域102比上述第二环状区域103大，但是该第一环状区域102有助于决定该光纤的波长1550nm中的诸特性。
为此，本发明中，着眼于位于第一环状区域102外侧的第二环状区域103，通过控制氟的添加量，使第二环状区域103的折射率分布形状成为从该光纤100的中心向周边倾斜的形状。即，在光纤100内传送的光的光功率大的、第二环状区域103的内侧部分，减少氟添加量，朝着该第二环状区域103的外侧部分(随着传送光的光功率减弱)增加氟添加量，使该第二环状区域103内的折射率分布倾斜，以减低该光纤全体内的非线性折射率N2。结果，本发明的光纤100在第二环状区域103内侧部分的折射率比该环状区域103外侧部分的折射率高。第一实施例
下面，参照图2A、2B和图3说明本发明光纤的第一实施例。该第一实施例的光纤具有环状芯·凹陷型包层构造的折射率分布。
图2A和图2B是表示本发明光纤第一实施例的图，图2A表示其断面构造，图2B表示其折射率分布(环状芯·凹陷型包层构造)。图3是表示该第一实施例光纤200中的折射率分布250与光功率分布260的关系的曲线图。图3中的光功率分布260，最大值为1。
第一实施例的光纤200也是以石英玻璃为主要成分的光纤，具有沿中心轴延伸的芯区域210和形成在该芯区域210外周的包层区域220。光纤200中，芯区域210由外径为a2的内侧芯区域211和外径为b2的外侧芯区域212构成，内侧芯区域211具有折射率n1，外侧芯区域212设在内侧芯区域211的外周，具有折射率n2(＞n1)。包层区域220由外径为c2的内侧包层221和外侧包层222构成。内侧包层221设在外侧芯区域212的外周，添加了氟，其折射率n3(r)(＜n2)从光纤200中心向周边渐渐降低。外侧包层222设在内侧包层221的外周，具有折射率n4(＞n3(r))。r是从该光纤200的中心起的半径方向距离。
因此，该第一实施例的光纤200中，内侧芯211相当于上述中心区域101，外侧芯212相当于上述第一环状区域102，内侧包层221相当于上述第二环状区域103。
图2 B所示的折射率分布250的横轴，相当于图2A中线L2的各位置，图2A中的O2是该光纤200的中心轴与线L2的交点。具体地说，该折射率分布250表示各玻璃区域211、212、221相对于外侧包层222的比折射率差，区域251与上述内侧芯211的在线L2上的各部位对应，区域252与上述外侧芯212的在线L2上的各部位对应，区域253与上述内侧包层221的在线L2上的各部位对应，区域254与上述外侧包层222的线L2上的各部位对应。
本说明书中，比折射率差Δ用下式(5)所示地定义。
Δ＝(nt 2-nc 2)/2nc≈(nt-nc)/nc         ...(5)
式中，nc是作为基准的外侧包层222的折射率n4，nt相当于各玻璃区域211、212、221、的折射率n1、n2、n3(r)。
因此，内侧芯221相对于外侧包层222的比折射率差Δn1是(n1 2-n4 2)/2n4 2，外侧芯212相对于外侧包层222的比折射率差Δn2是(n2 2-n4 2)/2n4 2，内侧包层221相对于外侧包层222的比折射率差Δn3(r)是(n3(r)2-n4 2)/2n4 2。但是，上述式中的折射率顺序不同，相对于外侧包层222的比折射率差为负值的玻璃区域，是折射率比外侧包层222的折射率n4低的玻璃区域。另外，本说明书中，各玻璃区域的比折射率差用百分率表示。(实验1)
下面说明实验1，该实验1用于表示第一实施例的光纤200的非线性折射射率N2与折射率分布250的斜度的关系。
图4A和图4B是表示作为实验1指标用的基准光纤300的图。图4A表示其断面构造，图4B表示其折射率分布。图5是表示图4A和图4B所示基准光纤300的折射率分布350与光强度分布360的关系的图。图5中的光强度分布360，其最大值规定为1。
该基准光纤300与第一实施例的光纤200在构造上的差异，仅仅是内侧包层221中的折射率分布的形状不同。该基准光纤300，由外径为a3的内侧芯311和外径为b3的外侧芯312构成。内侧芯311具有折射率n1，外侧芯312具有折射率n2(＞n1)。包层区域320由外径为c3的内侧包层321和外侧包层322构成，内侧包层221具有折射率n3(＜n2＝，外侧包层322具有折射率n4(＞n3)。另外，在该基准光纤300中，相对于外侧包层322的内侧包层321的比折射率差Δn3是一定的(折射率分布的斜度(％/μm)为0)。
图4B的折射率分布350，表示各玻璃区域311、312、321相对于图4中的外侧包层322的比折射率差(与第一实施例同样地定义)，区域351与线L3上的内侧芯311的各部位对应，区域352与线L3上的外侧芯312的各部位对应，区域353与线L3上的内侧包层321的各部位对应，区域354与线L3上的外侧包层322的各部位对应。另外，图4A中的O3是基准光纤300的中心轴与线L3的交点。
该基准光纤300中，各组成参数如下。
Δn1(％)：-0.39
Δn2(％)：0.95
Δn3(％)：-0.29
a3/b3   ：0.62
c3/b3   ：2.0
c3(μm) ：17.0
另外，上述构造的基准光纤300中，内侧芯311的半径(a3/2)是2.6μm，2m长的截止波长是1.45μm。基准光纤300对于波长1550nm的光有以下诸特性。
色散值(ps/nm/km)         ：-2.0
有效断面积Aeff(μm2)   ：85
非线性折射率(10-20m2/W)：3.73
模场径MFD(μm)           ：7.04
这时，表示有效断面积Aeff与模场径MFD的关系的上述式(4)中的比例常数k是2.18。
另外，该基准光纤300中，各玻璃区域的非线性折射率N2如下。
内侧芯  ：18.1％
外侧芯  ：52.5％
内侧包层：28.8％
外侧包层：0.6％
该实验1中，以上述基准光纤300为基准，准备若干取样光纤，这些取样光纤在不改变上述1550nm中的诸特性的情况下变更了内侧包层321中的折射率分布的斜度(％/μm)，测定这些各取样光纤的非线性折射率N2(m2/W)。图6中的曲线(1)是该实验1的测定结果。该曲线(1)中，点A相当于图4A和图4B所示的基准光纤300。
另外，该实验1中，所预备的各取样光纤，折射率分布倾斜了的内侧包层(相当于第一实施例的内侧包层221)中的比折射率差Δn3(r)的平均值Δn3AVE、内侧包层相对于外侧包层的比折射率差Δn1、以及内侧包层相对于外侧包层的外径比c3/b3被固定，而内侧包层相对于外侧包层的比折射率差Δn3(r)被改变。
这些各取样光纤中，外侧芯相对于外侧包层的比折射率差Δn2、以及内侧芯相对于外侧芯的外径比a3/b3，也根据比折射率差Δn3(r)的变化进行调整，以使得对于波长1550nm的光的诸特性不变。另外，各取样光纤中，内侧包层中的比折射率差Δn3(r)的平均值Δn3AVE由下式(6)得到。 &Delta;n 3 AVE = &Integral; b c &Delta;n 3 ( r ) rdr / &Integral; b c rdr - - - ( 6 )
图6的曲线(1)表示该实验1的测定结果，从图6的曲线(1)可知，当内侧包层的折射率分布的斜度的绝对值超过了0.02％/μm时，非线性折射率N2的降低效果增大。(实验2)
实验2中准备的基准光纤，与上述图4A和图4B的光纤300具有同样的构造，并具有以下的组成参数。该实验2中，也以该基准光纤为基准，对折射率分布的斜度不同的各种取样光纤，测定其非线性折射率N2(m2/W)。图6中的曲线(2)表示该实验2的测定结果。
Δn1(％)：-0.50
Δn2(％)：0.90
Δn3(％)：-0.40
a3/b3   ：0.60
c3/b3   ：2.0
c3(μm) ：18.0
另外，上述构造的基准光纤300中，内侧芯311的半径(a3/2)是2.7μm，2m长的截止波长是1.45μm。基准光纤300相对于波长1550nm的光有以下诸特性。
色散值(ps/nm/km)         ：-2.0
有效断面积Aeff(μm2)   ：85
2m长的截止波长(μm)      ：1.45
非线性折射率(10-20m2/W)：3.743
模场径MFD(μm)           ：6.79
这时，表示有效断面积Aeff与模场径MFD的关系的上述式(4)中的比例常数k是2.35。
该实验2也与上述实验1同样地，以基准光纤为基准，准备若干取样光纤，这些取样光纤在不改变对1550nm的光的诸特性的情况下而变更了内侧包层中的折射率分布的斜度(％/μm)，测定这些各取样光纤的非线性折射率N2(m2/W)。图6中的曲线(2)是该实验的结果。在该曲线(2)中，点B相当于该实验2中的基准光纤。
另外，该实验2中也同样地，所预备的各取样光纤，折射率分布倾斜了的内侧包层(相当于第一实施例的内侧包层221)中的比折射率差Δn3(r)的平均值Δn3AVE、内侧包层相对于外侧包层的比折射率差Δn1、以及内侧包层相对于外侧包层的外径比c3/b3被固定，而内侧包层相对于外侧包层的比折射率差Δn3(r)被改变。
这些各取样光纤中，外侧芯相对于外侧包层的比折射率差Δn2、以及内侧芯相对于外侧芯的外径比a3/b3，也根据比折射率差Δn3(r)的变化进行调节，以使得相对于波长1550nm的光的诸特性不变。
图6的曲线(2)表示该实验2的测定结果，从图6的曲线(2)可知，当内侧包层的折射率分布的斜度绝对值超过了0.02％/μm时，非线性折射率N2的降低效果增大。第二实施例
下面，参照图7A和图7B，说明本发明光纤的第二实施例。该第二实施例的光纤具有双环芯构造的折射率分布。
图7A和图7B是表示本发明光纤第二实施例的图，图7A表示其断面构造，图7B表示其折射率分布(双环芯构造)。该第二实施例的光纤400也是以石英玻璃为主要成分的光纤，具有沿中心轴延伸的芯区域410和形成在该芯区域410外周的包层区域420。芯区域410由外径为a4的第一芯411、外径为b4的第二芯412、外径为c4的第三芯413和外径为d4的第四芯414构成。第一芯411具有折射率n1。第二芯412设在第一芯411的外周，具有折射率n2(＞n1)。第三芯413设在第二芯412的外周，添加了氟，其折射率n3(r)(＜n2＝从光纤400的中心向周边渐渐降低。第四芯414设在第三芯413的外周，具有折射率n4(＞n3(r))。另外，包层区域420具有比第四芯414低的折射率n5。r是从该光纤400的中心起半径方向的距离。
因此，该第二实施例的光纤400中，第一芯411相当于上述中心区域101，第二芯412相当于上述第一环状区域102，第三芯413相当于上述第二环状区域103。
图7B所示的折射率分布450的横轴，相当于图7A的线L4的各位置，图7A中的O4，是该光纤400的中心轴与线L4的交点。具体地说，该折射率分布450，表示各玻璃区域411、412、413、414相对于包层区域420的比折射率差，区域451与上述第一芯411的在线L4上的各部位对应，区域452与上述第二芯412的在线L4上的各部位对应，区域453与上述第三芯413的在线L4上的各部位对应，区域454与上述第四芯414的在线L4上的各部位对应，区域455与上述包层区域420的在线L4上的各部位对应。
该第二实施例中也同样地，各玻璃区域411、412、413、414相对于包层区域420的比折射率差Δn1、Δn2、Δn3(r)以及Δn4，可分别由上式(5)得到。即，式(5)中的折射率nt相当于各玻璃区域411、412、413、414的折射率n1、n2、n3(r)以及n4，nc相当于包层区域420的折射率n5。(实验3)
下面说明实验3。该实验3用于表示第二实施例光纤400的非线性折射射率N2与折射率分布450的倾斜的关系。
图8A和图8B是表示实验3用的作为指标所准备的基准光纤500的图。图8A表示其断面构造，图8B表示其折射率分布。
该基准光纤500与第二实施例的光纤400在构造上的差异，仅仅是第三芯413中的折射率分布的形状不同。该基准光纤500，由外径为a5的第一芯511、外径为b5的第二芯512、外径为c5的第三芯513、外径为d5的第四芯514构成。第一芯511具有折射率n1，第二芯512具有折射率n2(＞n2)，第三芯513具有折射率n3(＜n2＝，第四芯514具有折射率n4(＞n3)。包层区域520具有比第四芯514低的折射率n5。另外，在该基准光纤500中，第三芯513相对于包层区域520的比折射率差Δn3是一定的(折射率分布的斜度(％/μm)为0)。
图8B的折射率分布550表示各玻璃区域511、512、513、514相对于图8A中的包层520的比折射率差(与第二实施例同样地定义)，区域551与线L5上的第一芯511的各部位对应，区域552与线L5上的第二芯512的各部位对应，区域553与线L5上的第三芯513的各部位对应，区域554与线L5上的第四芯514的各部位对应，区域555与线L5上的包层520的各部位对应。另外，图8A中的O5是基准光纤500的中心轴与线L5的交点。
该基准光纤500中，各组成参数如下。
Δn1(％) ：-0.40
Δn2(％) ：0.90
Δn3(％) ：-0.40
Δn4(％) ：-0.28
a5/b5    ：0.50
c5/b5    ：1.5
c5/d5    ：0.75
d5(μm)  ：14.4
另外，上述构造的基准光纤500中，第一芯511的半径(a5/2)是1.8μm，在2m长中的截止波长是1.42μm。基准光纤500，对于波长1550nm的光有以下诸特性。
色散值(ps/nm/km)          ：-2.6
有效断面积Aeff(μm2)    ：76
非线性折射率(10-20m2/W) ：3.704
模场径MFD(μm)            ：7.78
这时，表示有效断面积Aeff与模场径MFD的关系的上述式(4)中的比例常数k是1.59。
该实验3中，以上述基准光纤500为基准，准备若干取样光纤，这些取样光纤在不改变上述对1550nm光的诸特性的情况下变更了第三芯513中的折射率分布的斜度(％/μm)，测定这些各取样光纤的非线性折射率N2(m2/W)。图6中的曲线(3)是该实验3的测定结果。该曲线(3)中，点C相当于图8A和图8B所示的基准光纤500。
另外，该实验3中，各取样光纤，折射率分布倾斜了的第三芯(相当于第二实施例的第三芯513)中的比折射率差Δn3(r)的平均值Δn3AVE、第三芯相对于第二芯的外径比c5/b5、第三芯相对于第四芯的外径比c5/d5、第一芯相对于包层区域的比折射率差Δn1、以及第四芯相对于包层区域的比折射率差Δn4被固定，而第三芯相对于包层区域的比折射率差Δn3(r)改变。
这些各取样光纤中，第二芯相对于包层区域的比折射率差Δn2、以及第一芯相对于第二芯的外径比a5/b5，也根据比折射率差Δn3(r)的变化进行调节，以使得相对于波长1550nm的光的诸特性不变。另外，各取样光纤中，第三芯中的比折射率差Δn3(r)的平均值Δn3AVE由上式(6)得到。
图6的曲线(3)表示该实验3的测定结果，从图6的曲线(3)可知，当第三芯的折射率分布的斜度的绝对值超过了0.02％/μm时，非线性折射率N2的降低效果增大。
从上述实验1～3可知，本发明的光纤中，表示对于波长1550nm的光的有效断面积Aeff与模场径MFD关系的上述式(4)中的比例常数k，最好是1.4以上。另外，中心区域的半径最好设定在1.5μm以上。
另外，上述各实施例中，对本发明光纤中的第二环状区域(相当于第一实施例中的内侧包层221、第二实施例中的第三芯413)的折射率分布形状为直线的情况作了说明，当折射率分布的形状如图9所示那样不是直线时，表示该折射率分布600中的凹陷部分601的斜度的值(％/μm)，可以是用最小二乘法得到的近似直线的斜度。
产业利用的可能性
如上所述，根据本发明，构成环状构造折射率分布的玻璃区域位于中心部分，在该玻璃区域的外周设置折射率从该光纤中心向着周边渐渐降低的环状区域，所以，可降低非线性折射率，有效地抑制非线性现象的发生。
根据本发明者的见解，上述环状区域的折射率分布的斜度绝对值，如果超过0.02％/μm，可得到非线性折射率的降低效果。

Claims (8)

1.光纤，由以规定轴为中心顺次配置的折射率相互不同的3层以上的玻璃区域构成，并且对于波长1550nm的光具有70μm2以上的有效断面积；其特征在于，上述玻璃区域具有：
沿规定轴延伸的具有规定折射率的中心区域；
设在上述中心区域的外周的、具有比该中心区域高的折射率的第一环状区域；
设在上述第一环状区域的外周并添加了氟的第二环状区域，该第二环状区域的外侧部分的氟浓度比与上述第一环状区域相接的内侧部分的氟浓度大，使得该第二环状区域的折射率从光纤的中心轴向半径方向降低。
2.如权利要求1所述的光纤，其特征在于，上述中心区域具有1.5μm以上的半径。
3.如权利要求1或2所述的光纤，其特征在于，设相对于波长1550nm的光的有效断面积为Aeff，设模场径为MFD时，满足下式关系。
    K＝Aeff/{(π/4)·(MFD)2}≥1.4
4.如权利要求1或2所述的光纤，其特征在于，上述光纤的芯区域由相当于上述中心区域的内侧芯和相当于上述第一环状区域的外侧芯构成；位于上述芯区域的外周部分的该光纤的包层区域由相当于上述第二环状区域的内侧包层、和设在该内侧包层外周的外侧包层构成，该外侧包层具有比内侧包层高的折射率。
5.如权利要求4所述的光纤，其特征在于，上述内侧包层的折射率分布斜度的绝对值为0.02％/μm以上，该绝对值是由相当于第二环状区域的上述内侧包层相对于外侧包层的比折射率差和从该光纤的中心轴起的半径方向距离确定的。
6.如权利要求1或2所述的光纤，其特征在于，上述光纤的芯区域由相当于上述中心区域的第一芯、相当于上述第一环状区域的第二芯、相当于上述第二环状区域的第三芯、设在该第三芯外周并具有比该第三芯高的折射率的第四芯构成；位于上述芯区域的外周部分的该光纤的包层区域具有比上述第四芯低的折射率。
7.如权利要求6所述的光纤，其特征在于，第三芯的折射率分布斜度的绝对值为0.02％/μm以上，该绝对值是由相当于第二环状区域的上述第三芯相对于上述包层区域的比折射率差和从该光纤的中心轴起的半径方向距离得到的。
8.如权利要求1或2所述的光纤，其特征在于，对于波长1550nm的光，具有绝对值为1.0～4.5ps/nm/km的色散和70μm2以上的有效断面积，并且，在2m的光纤长度中，具有1.3μm的截止波长。
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