CN1319192A - 色散迁移光纤 - Google Patents

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Abstract

在具有由高折射率的中心芯部、设置在其外周上、比该中心芯部折射率还低的台阶型芯部、设置在该台阶型芯部的外周上的、比该台阶型芯部折射率还低的包层构成的折射率分布形状的色散迁移光纤上,通过合适地设定结构参量,在维持实质上为单模以及弯曲损耗在100dB/m以下的条件下,获得可以同时满足扩大Aeff和降低色散损耗的色散迁移光纤。

Description

色散迁移光纤
本发明涉及色散迁移光纤，它具有大的有效芯断面积且小的色散损耗。
本发明根据在日本提出的专利申请(特愿平11-212949号公报，特愿平11-230137号公报，特愿2000-64008，特愿2000-224491，以及特愿2000-224492)，并且尤其在这些日本专利申请内描述内容作为本说明书一部分取入作参考。
在用光纤放大器的光放大中继传输系统等的长距离系统内，降低非线性光学效应是重要的。称为非线性光学系数的参数是用作表示非线性光学效应程度的指南。非线性系数用n2/Aeff表示。这里n2是非线性折射率，Aeff是有效芯断面积。n2大体上是取决于材料的常数，并且扩大Aeff是对降低非线性光学效应的有效手段。
一方面，在可以大容量传输的波分复用传输系统内，要求抑制波长色散值和降低色散斜率。大家知道在波分复用传输系统内通过在传送带宽内存在零色散波长和称为4波混合的非线性光学效应引起的传输质量降低。另一方面，由于大的波长色散值伴有信号波形变坏，有必要把它抑制到某种程度的大小。为了满足这些相反的要求，开发了称作非零色散迁移光纤的光纤，它可以把在使用波长带内的波长色散值抑制到很狭的范围内。
此外，在波分复用传输系统内，降低色散斜率也是重要的。所谓色散斜率是表示波长色散值与波长关系的值，是在以横坐标取作波长(nm)，在纵座标取作波长色散值(ps/km·nm)对色散值作图时曲线的斜率。在波分复用传输系统内，如果传输线路(光纤)的色散斜率大，则各波长间的波长色散值的差异变大。因此，与波长有关取非常大的色散值，则随不同通道，产生传输品质很大差异等不合适的情况。从而要求减小色散斜率。
在以上的Aeff或色散中要求的特性的具体值依应用的系统而不同。例如，如海底系统那样进行非常长距离传输的系统，要求通过Aeff扩大产生降低非线性效应。一方面，从数+km到数百km量级的系统内，有时要求通过降低色散斜率在宽波长带内抑制色散值。作为光通信系统的传输线，其最低限的条件是要求实质上单模，弯曲损耗保持在100dB/m以下。
在最近，例如在特开平10-62640号公报，特开平10-293225号公报，特开平8-220362号公报，特开平10-246830号公报等，提议用各种折射率分布形状(折射率剖面图)，谋求某种程度Aeff的扩大和色散斜率的降低。
图10(a)～图10(c)是示出这种色散迁移光纤的折射率分布形状例的图。
图10(a)是示出双重形状芯型(台阶)的折射率分布形状一例的图。符号11是中心芯部，在其外周上，设置比该中心芯部11折射率还低的台阶芯部12，形成芯14。而且，在该芯14的外周上，设置比前述台阶芯部12折射率还低的包层17。
本申请人在特开平8-220362号公报上公开了在具有双重形状芯型的折射率分布形状的色散迁移光纤内，以Aeff扩大作为目标，用细直径解的方案。
众所周知，历来在某种波长，扩大色散迁移光纤的芯径，原封不动保持折射率分布形状的相似性，则存在2个以上的解，使波长色散值为所期望的值。这时，在弯曲损耗或截止波长特性等在比较实用的范围内的解中相对地对芯径细的解和粗的解分别称为细径解和粗径解。
图10(b)是示出分段芯型的折射率分布形状一例的图，在高折射率的中心芯部21的外周上设置低折射率的中间部22，在该中间部22的外周上设置比该中间部22折射率还高、但比前述中心芯部21折射率还低的环形芯部23，构成芯24。接着，在该环形芯部23的外周上设置比前述中间部22折射率还低的第1包层25，在该第1包层25的外周上设置比该第1包层25折射率还高、且比前述中间部22折射率还低的第2包层26，构成包层27。
本申请人在特开平11-119045号公报内公开了在分段芯型的折射率分布形状内通过用粗径解，实现比扩大Aeff更严格要求的降低色散斜率的、适用于先通信系统的色散迁移光纤。
在图10c是示出O环型折射率分布形状一例的图，在中心的低折射率的中心芯部31的外周上设置高折射率的周边芯部32，构成2层构造的芯34。而且通过在该芯34的外周上设置比前述周边芯部32折射率还低的包层37，包含包层37，构成3层构造的凹型折射率的分布形状。
从而在传统方案的色散迁移光纤内，在实质上为单模，弯曲损耗保持在100dB/m以下的条件下，充分满足同时扩大Aeff和降低色散斜率是困难的。
例如，用在特开平8-220362号公报内公开的细径解的双层芯型的光纤，由于色散斜率最小，在0.10ps/km/nm2左右，所以为了在色散斜率降低的严格要求的系统中应用这种光纤有时是不合适的。
应用特开平11-119045号公报内公开的粗径解的分段芯型的光纤可以得与最近的波分多用传输系统内的要求特性在某种程度上相近的特性。然而是由增减折射率的5层构造构成的折射率分布形状，所以通过各层的位置、宽度、形状等微妙地改变特性。因此，在制造时，要求各层半径、相对折射率差等结构参量的高度控制性，其结果可能对产品合格率的改善受到限制。
此外，伴随通道数(即复用波长数)的增加，对色散迁移光纤提出要求，使其可以在迄今应用的传输波段内增加，所谓L波段(1570～1610nm波段)的复盖1490～1625nm的宽范围传输波段内适用。因为传统的扩大Aeff的色散迁移光纤着眼于在1550nm波段的传输进行设计，所以在L波段不能提供具有合适特性的光纤。尤其在L波段，弯曲损耗常常变大。
本发明是鉴于前述状况而提出的，其目的是在实质上为单模，弯曲损耗保持在100dB/m以下的条件下提供可以同时满足Aeff扩大和色散斜率降低的色散迁移光纤。
其次，本发明的目的是以尽可能简单的构造，提供能有效率地制造具有稳定特性的色散迁移光迁。
即使在增加L波的复盖1490～1625nm的宽范围波段内，在实质上是单模、变曲损耗保持在100dB/m以下的条件下，也可以提供同时满足Aeff扩大和色散斜率降低的色散迁移光纤。
其目的是，尤其在L波段，可以提供弯曲损耗小的色散迁移光纤。
为了解决前述目的，本发明的第1色散迁移光纤，其特征为，在具有由高折射率的中心芯部，在其外周上设置的，比该中心芯部折射率还低的台阶型芯部，在该阶段芯部的外周上设置的、比该阶段芯部折射率还低的包层等构成的折射率分布形状的色散迁移光纤内，在从1490～1625nm选择的使用波长带内，Aeff为45～90μm2，色散斜率为0.05～0.14ps/km/nm2，弯曲损耗在100dB/m以下，波长色散值为-0.5～-8.0ps/km/nm或+0.05～+10.0ps/km/nm，而且，具有这样的截止波长使得实质上实现单模传输。
第2色散迁移光纤，其特征为，在第1色散迁移光纤内，作为芯径采用粗径解，在从1490～1625nm选择的使用波段内，Aeff为45～70μm2，色散斜率为0.05～0.08ps/km/rnm2，弯曲损耗为100dB/m以下，波长色散值为-0.5～-8.0ps/km/nm，而且具有这样的截止波长，使得实质上实现单模传输。
第3色散迁移光纤，其特征为，在第2色散迁移光纤内，令中心芯部的半径为r1，台阶芯部的半径为r2，最外侧的包层的折射率作为基准时的中心芯部的相对折射率差为Δ1，台阶芯部的相对折射率差为Δ2时，r2/r1为4～12,Δ2/Δ1为0.05～0.15,Δ1为0.55～0.85％。
第4色散迁移光纤，其特征为，在第2色散迁移光纤内，包层由设置在台阶芯部的外周上的第1包层和设置在该第1包层的外周上的、比该第1包层折射率还高的第2包层构成。
第5色散迁移光纤，其特征为，在第4色散迁移光纤内，令中心芯部的半径为r1，台阶芯部的半径为r2，第1包层的半径为r3，以最外侧包层的折射率作为基准时的中心芯部的相对折射率差为Δ1，台阶芯部的相对折射率差为Δ2，第1包层的相对折射率差为Δ3时，r2/r1为4～12,Δ2/Δ1为0.05～0.15,Δ1为0.55～0.85％,Δ3为-0.3～0％,(r3-r2)/r1为0.2～4.0。
第6色散迁移光纤，其特征为，在第1色散迁移光纤内，作为芯径采用粗径解，在从1490～1625nm中选择使用波长带，Aeff为45～70μm2，色散斜率为0.05～0.075ps/km/nm2，弯曲损耗为100dB以下，波长色散值为+0.05～+10.0ps/km/nm，而且具有这样的截止波长，使得实质上实现单模传输。
第7色散迁移光纤，其特征为，在第6色散迁移光纤内，令中心芯部的半径为r1，台阶芯部的半径为r2，以最外侧的包层的折射率为基准时的、中心芯部的相对折射率差为0.1，台阶芯部的相对折射率差为0.2时，r2/r1为4～12,Δ1为0.55～0.75％,Δ2/Δ1为0.05～0.15。
第8色散迁移光纤，其特征为，在第6色散迁移光纤内，包层由设置在台阶芯部的外周上的第1包层和设置在第1包层外周上的第2包层构成。
第9色散迁移光纤，其特征为，在第8色散迁移光纤内，令中心芯部的半径为r1，台阶芯部的半径为r2，第1包层的半径为r3，以第2包层的折射率作为基准时、中心芯部的相对折射率差为Δ1，台阶芯部的相对折射率差为Δ2，第1包层的相对折射率差为Δ3时，r2/r1为4～12,Δ1为0.55～0.75％,Δ2/Δ1为0.05～0.15,Δ3为-0.1～0％,(r3-r2)/r1为0.2～0.4。
第10色散迁移光纤，其特征为，在第1色散迁移光纤内，作为芯径采用细径解，在从1490～1625nm选择的使用波长带时，Aeff为65～95μm2，色散斜率为0.08～0.14ps/km/nm2，弯曲损耗为100dB/m以下，波长色散值的绝对值为0.5～8.0ps/km/nm，而且具有这样的截止波长，使得实质上实现单模传输。
第11色散迁移光纤，其特征为，在第10色散迁移光纤内，令中心芯部的半径为r1，台阶芯部的半径为r2，以包层的折射率作为基准时的中心芯部的相对折射率差为Δ1，台阶芯部的相对折射率差为Δ2，令r2/r1为x,Δ2/Δ1为Y时，则5≤X≤10.0,0.08≤y≤0.22,而且0.6％≤Δ1≤1.2％。
第12色散迁移光纤，其特征为，在第10色散迁移光纤内，在比使用波长带还长的长波长一侧，具有零色散波长。
在第13色散迁移光纤，其特征为，在第12色散迁移光纤内，令中心芯部的半径为r1，台阶芯部的半径为r2，以包层的折射率为基准时的中心芯部的相对折射率差为Δ1，台阶芯部的相对折射率为Δ2，令r2/r1为X,Δ2/Δ1为Y时，则6≤X≤7,0.1≤Y≤0.18,Y≥(-0.02X+0.24),0.6％≤Δ1≤1.2％，而且Aeff为65～75μm2，色散斜率为0.125ps/km/nm2以下。
第14色散迁移光纤，其特征为，在第12色散迁移光纤内，7≤X≤8,0.1≤y≤0.16,y≥(-0.016X+0.21),0.6％≤Δ1≤1.2％，而且Aeff为70～80μm2，色散斜率为0.135ps/km/nm2以下。
第16色散迁移光纤，其特征为，在第10色散迁移光纤内，在比使用波段还短的短波长一侧具有零色散波长。
第17色散迁移光纤，其特征为，在第16色散迁移光纤内，令中心芯部半径为r1，台阶芯部的半径为r2，以包层的折射率作为基准时的中心芯部的相对折射率差为Δ1，台阶芯部的相对折射率差为Δ2，令r2/r1为X,Δ2/Δ1为y时，5≤X≤8.0,0.12≤y≤0.22,(-0.02X+0.24)≤y≤(-0.02X+0.34),0.6％≤Δ1≤1.2％，而且，Aeff为65～75μm2，色散斜率为0.1～15ps/km/nm2以下。
第19色散迁移光纤，其特征为，在第16色散迁移光纤内，6≤X≤8≤,0.12≤y≤0.20,(-0.02X+0.26)≤y≤(-0.02X+0.35),0.6％≤Δ1≤1.2％，而且，Aeff为75～85μm2，色散斜率为0.125ps/km/nm2以下。
附图的简单说明，
图1a是示出本发明色散迁移光纤的折射率分布形状的第1例的图。
图1(b)是示出本发明色散迁移光纤的折射率分布形状的第2例的图。
图2是示出用第1实施例的图1(a)表示的第1例的折射率分布形状时的解析例的图。
图3是示出用第1实施例的色散迁移光纤的波长色散值与色散关系例子的图。
图4是通过用第1实施例的图1(b)表示的第2例的折射率分布形状时的Δ3和(r3-r2)/r1组合表示弯曲损耗变化的图。
图5是示出在第2实施例用的图1(a)表示的折射率分布形状时的解析例的图。
图6(a)和图6(b)是分别表示在第2实施例用的图1(b)表示的第2例的折射率分布形状时的弯曲损耗和Aeff根据Δ和(r3-r2)/r1组合的变化图。
图7是示出在第3实施例，r2/r1分别为5.0,7.0,9.0，改变Δ2/Δ1和Δ1的值时的细径解轨迹的解析结果的图。
图8是示出在第3实施例，当r2/r1为7.0时伴随Δ2/Δ1变化的特性值分布的图。
图9是示出在第3实施例，当r2/r1为9.0时伴随Δ2/Δ1变化的特性值分布的图。
图10(a)是示出传统的色散迁移光纤的折射率分布形状例子的图。
图10(b)是示出传统的色散迁移光纤的折射率分布形状例子的图。
图10(c)是示出传统的色散迁移光纤的折射率分布形状例子的图。
实施发明的最佳实施例
本发明的色散迁移光纤具有由高折射率的中心芯部，设置在其外周上的、比该中心芯部折射率还低的台阶芯部，设置在该台阶芯部的外周上的、比该台阶芯部折射率还低的包层构成的折射率分布形状。
而且，通过调整结构参量，在从1490～1625nm选择的使用波长波，有效芯断面积(Aeff)为45～90μm2，色散斜率为0.05～0.14ps/km/nm2，弯曲损耗为100dB/m以下，波长色散值为-0.5～-8.0ps/km/nm，或0.05～10.0ps/km/nm，而且具有这样的截止波长，使得实质上为单模传输。
以下示出第1～第3实施例，对本发明进行详细说明。
图1(a)是示出本实施例的色散迁移光纤的折射率分布形状的第1例的图。
该折射率分布形状由在中心芯部1的外周上设置台阶芯部2形成的芯4，在其外周上设置的、具有均匀折射率的单层构造的包层7构成。
前述中心芯部1具有最高折射率，前述台阶芯部具有比该中心芯部1还低的折射率，此时，包层7具有比该台阶芯部2还低的折射率。
图中符号r1,r2分别表示中心芯部1和台阶芯部2的半径，Δ1,Δ2分别表示以包层7的折射率为基准时的中心芯部1的相对折射率差和台阶芯部2的相对折射率差。
在该例，例如中心芯部1和台阶芯部2由添加具有使折射率上升作用的锗的掺杂锗石英玻璃构成，而包层7由纯石英玻璃构成。
在色散迁移光纤的折射率分布形状内，图1所示的各层(中心芯部1，台阶芯部2，包层7)的边界不明确，带有圆丸形、产生所谓塌边状态也行，只要能够有效地获得本实施例的色散迁移光芯的特性，则没有特别的限制。
在本实施例的色散迁移光纤，以1490～1625nm，一般为1490～1610nm波长范围，作为主要使用波长带，在确定实施规格期间，从这些围范选择合适的波长宽度的波长带。这些波长带根据在光通信系统内应用的光纤放大器的放大波长带等，大体上可分为三种波长带。即通常把1490～1530nm范围的波长带称为S带，1530～1565nm范围的波长带称为C带，1565～1625nm，一般为1490～1610nm的波长带称为L一带。现在用的系统主要是用C带，为了适应传输容量增加带的要求，正在开发谋求在C带上添加L带的应用。
Aeff由以下的公式求出。 Aeff = 2 &pi; { &Integral; 0 &infin; a | E ( a ) | 2 da } 2 / &Integral; 0 &infin; a | E ( a ) | 4 da
其中，a为芯径，E(a)为在半径a上电场强度。
在本实施例，如果在使用波长带的Aeff小于45μm2，则非线性效应的抑制不充分。而Aeff超过70μm2；则制造非常困难。
在使用波长带的色散斜率，如上所述，越小越好，在本实施例，可以实现在使用波长带的色散斜率为0.05～0.08ps/km/nm2非常小的值。一超过0.08ps/km/nm2则波长色散值对波长的依从性变大，在本实施例，常常不适合波分复用传输系统内应用。小于0.05ps/km/nm2，则制造困难。
弯曲损耗取在使用波长带弯曲直径(2R)为20mn条件下的值。
弯曲损耗越小越好。在本实施例，弯曲损耗在100dB/m以下，最好在40dB/m以下。如果超过100dB/m，则通过加在色散迁移光纤上稍微的弯曲等产生的传输损耗容易变坏，因为在敷设时或处理时容易产生不必要的损耗，所以不合适。
在本实施例，波长色散值取-0.5～-8.0ps/km/nm的范围。比-0.5ps/km/nm还大，则波长色散值接近零，因为容易产生作为非线性效应之一的4波混合，所以不合适。比-8.0ps/km/nm还小，则产生因色散引起的波形畸变，因为传输特性大幅度变坏，所以不合适。然而通过中继距离等系统的设计，使得实际上允许的色散值的范围有变化。
因为本实施例的色散迁移光纤是单模光纤，所以在使用波长带，有必要具有保证实质上单模传播的截止波长。
通常的截止波长通过由CCITT的2m法(以下记为2m法)产生的值规定。而且在实际的大长度使用状态下，即使该值比使用波长带的下限值还长的长波长值，也有可能单模式传播。
然而，在本实施例的色散迁移光纤内，用2m法规定的截波长是这样设置的，使得根据所用的色散迁移光纤长度和所用的波长带，单模式传播是可能的。具体讲，如果例如在2m法的截止波长在1800nm以下，则在5000m量级以的大长度的状态下，可以实现在上述的使用波长带内的单模式传播。满足这种特性的结构与其研究经历一起描述如下。
首先，在本实施例，如上所述作为芯径用粗径解。具体讲，应用模拟法在设置满足后述的r2/r1,Δ2/Δ1和Δ1的数值范围的各结构参量，使得芯径变为更粗直径解，而且在上述所期望的使用波长带，确定满足Aeff、色散斜率等特性值的设计条件。作为本实施例的色散迁移光纤的实际制法，可以应用CVD法、VAD法等的传统方法。
图2是示出用该第1例的折射率分布形状的情况下的解析例的图。
与在图中所示的◇、Δ、+分别对应的5,7,10是作为图1(a)所示的中心芯部1和台阶芯部2的半径比的r2/r1(台阶倍率)的值。横座标表示Aeff，纵座标表示色散斜率，两者都是对波长1550nm的值。
从该图可知，r2/r1越大，则有倾向Aeff扩大，而且色散斜率有变小的倾向。为了满足上述的波长色散值和弯曲损耗的数值范围，最好设定r2/r1在4倍以上。在小于4倍时，很难实现比传统的色散迁移光纤更良好的特性。一超过12倍，由于制造性不好，所以不合适。
期望Δ2/Δ1为0.05～0.15。在小于0.05时，由于弯曲损耗大，所以不合适。一超过0.15时，截止波长变长，常常不能维持单模传输。
Δ1取作0.55～0.85％。在小于0.55％，把波长色散值设定在所期望值，即在使用波长带，设定在-0.5～8.0ps/km/nm的范围内是困难的。如果增大Δ1，可能缩小色散值，而超过0.85％，则不能使Aeff变得足够大，所以不合适。
而且，从这些r2/r1,Δ2/Δ1及Δ1的数值范围的数值组合中，选择满足本实施例的色散迁移光纤特性的，进行设计。
在本实施例的色散迁移光纤中，r2即芯径没有特别限定。通常为10～25μm的范围。包层7的外径通常取125μm。
在表1，表示满足这种条件的色散迁移光纤的具体设计例。表中的λcf表示根据2m法得到的光纤截止波长，λop表示测定特性的波长，MFD表示模式场径。
在这些例中的每一例，也都获得满足Aeff、色散斜率、波长色散值，弯曲损耗、截止波长的优选的数值范围、适用于波分复用传输系统的特性。
图3所示的图(a)是示出在表1所示的剖面内波长色散值对波长依从性的例子。表1所示的剖面都具有大体相同的波长依从性。在直到1570nm附近的、称为C带的区域，取-0.5ps/km/nm以下的色散值，由此可以看到，这些是适合于用C带的WDM(波分复用)传输系统的光纤。
在采用图3的图(b)所示那样的波长色散值对波长依从性时，可以把取-0.5ps/km/nm以下的波长色散值的范围扩大到1600nm附近。即，如果与具有图3(a)所示特性的光纤相比，采用具有图3的图(b)所示那样特性的光纤，则可以扩大在WDM传输系统内可利用的波长范围。表2示出实现图3的图(b)所示那样特性的剖面设计例。
图1(b)是示出本实施例的色散迁移光纤的折射率分布形状第2例的图。
该折射率分布形状与上述第1例的折射率分布形状相异处在于，包层7是由第1包层5和第2包层6构成的2层构造。
在该包层7，最外侧的第2包层6的折射率高，而第1包层5具有比第2包层6还低的折射率。
在这图内符号r3是第1包层5的半径，而Δ3是当用最外侧的第2包层的折射率作基准时的第1包层5的相对折射系数差。而r1,r2与图1(a)所示的相同，Δ1,Δ2分别表示以第2包层6的折射率作为基准时的中心芯部1的相对折射率差和台阶芯部2的相对折射率差。
在该例中，例如中心芯部1和台阶芯部2由掺锗的石英玻璃构成，第1包层5由添加具有使折射率下降作用氟的掺氟石英玻璃构成，第2包层6由纯石英构成。
各层(中心芯部1，台阶芯部2，第1包层5，第2包层6)的边界不明确，可以带有圆丸状、产生所谓塌边状态，与第1例同样。
通过在具有第2例的折射率分布形状的色散迁移光纤内，设定中心芯部1和台阶芯部2各自的结构参量(r1,Δ1)及(r2,Δ2)，以便在上述第1例内满足所示的r2/r1,Δ2/Δ1,Δ1的数值范围，并且可以实现本实施例的Aeff等的特征值，获得与第1例同样的效果。
通过添加第1包层5实现的结构，与第1例比较，可以进一步降低弯曲损耗。没有特别的限定，通过采用该第2例的折射率分布形状，可以设定弯曲损耗在100dB/m以下，最好设置在40dB/m以下。
通过结构参量的设定(组合)，可以进一步缩短截止波长，此外，可以获得所谓能进一步扩大Aeff的效果。
图4是示出在固定Δ1,Δ2,r1,r2，改变Δ3和r3时，通过Δ3和(r3-r2)/r1的组合产生的弯曲损耗的变化。横坐标表示(r3-r2)/r1，纵坐标表示Δ3的值。Δ1为0.61％,Δ2为0.05％,r2/r1为10。
从这图看出，Δ3从零移向负值越多，即第1包层5的折射率越小，则由第1包层5引起的折射系数的下降越多，弯曲损耗有变小的倾向。此外，(r3-r2)/r1即r3的值变得越大，则弯曲损耗越有变小的倾向。
这样，由于弯曲损耗随Δ3和(r3-r2)/r1的组合而变化，所以设定第1包层5的结构参量(Δ3,r3)，用于满足弯曲损耗在好的数值范围，自由度较大。
例如在图4，通过(r3-r2)/r1取0.6,Δ3取-0.18％的组合，和(r3-r2)/r1取1.8,Δ3取-0.05％的组合，都可以获得30dB/m量级的弯曲损耗。因此，如果考虑弯曲损耗，应该也可以采用其中任一组合。
然而，因为如果Δ3变小(移向负值一侧)，则传输损耗有变坏倾向，所以希望Δ3在-0.3％以上。
因为如果(r3-r2)/r1变大(r3变大)，则制造上有问题，所以最好设定(r3-r2)/r1在4.0以下。如果(r3-r2)/r1变小，则因为有必要设定(r3-r2)/r1较小，所以传输损耗有变坏的倾向，此外，因为在制造上也产生问题，所以最好(r3-r2)/r1在0.2以上。
表3是示出满足这种条件的色散迁移光纤的具体设计例的表。满足本实施例的每一例内Aeff，色散损耗，波长色散值，弯曲损耗、截曲波长在较好的数值范围内，得到适合于波分复用传输系统应用的特性。与第1例同样，在该表内的设计例主要是设想在C频带内应用。设想不仅在C频带也在L频带的工作特性设计也是可能的。
在本实施例，获得既满足实质上是单模式，而且弯曲损耗在100dB/m以下的所谓条件，且谋求Aeff充分扩大和色散损耗降低的色散迁移光纤。
由此，可以提供尤其对波分复用传输系统最合适的色散行移光纤。
因为只有较简单的折射率分布形状，所以在制造时应控制的结构参量少，制造上是有利的，可以有效地获得所期望的特性。
第2实施例，
本实施例的色散迁移光纤的分布形状的第一例与前述图1(a)所示的折射率分布形状是相同的，它是由在中心芯部1的外周上设置台阶芯部构成的芯部4和在其外周上设置的具有的均匀折射率的单层构造的包层7构成的双形型。
前述中心芯部1显示有最高折射率，台阶芯部具有比中心芯部还低的折射率，此外前述包层7具有比台阶芯部2还低的折射率。
在这例中，中心芯部1和台阶芯部2是由具有使折射率上升的掺锗石英玻璃制成。
在色散迁移光纤的折射率分布形状中，各层(中心芯部1，台阶芯部2，包层7)的边界不明确，也可以带圆丸状，产生所谓塌边的状态。只要可以有效地实现本实施例的色散迁移光纤的特性，没有特别的限制。
本实施例的色散迁移光纤的折射率分布形状的第2例是与前述图1(b)所示的相同。该折射率分布形状与第一例的折射率分布形状的区别在于：包层7由设置在台阶芯部2(芯4)的外周上的第1包层5和设置在第1包层5的外周上的第2包层6构成的双层构造。
在这例中，例如第1包层5由添加具有降低折射率作用的氟的掺氟石英玻璃制成。
本实施例的色散迁移光纤的使用波长带从1490～1625nm，通常从1490～1610的范围选择合适的波长宽的波长带。例如，通过由光通信系统用的光纤放大器产生的放大波长带等，从1490～1530nm的范围选择具有预定波长宽的波长带(例如1500～1520nm)。或者从1530～1570nm的范围选择具有预定的波长宽的波长带(例如1540～1565nm)。或者选择所谓L频带的1570～1625nm，通常从1570～1610nm范围选择具有预定波长宽的波长带(例如1570nm～1600nm)。
这样，本实施例的特征之一是可以也从L频带选择使用波长带。
此外，也可以用1490～1625nm范围作为使用波长带(传输波长带)。
在本实施例的色散迁放光纤内，波长色散值取作+0.05～+10.0ps/km/nm。如果比+0.05ps/km/nm小，则波长色散值接近零，因为容易产生构成非线性光学效应之一的4波长混合，所以不合适，此外，如果比+1.00ps/km/nm大，则常常产生波形畸变，传输特性显著变坏。
Aeff是用与前述第1实施例所示相同的数学式求出的。
因为本实施例的色散移迁光纤在使用波长带的Aeff为45～70μm2，所以可以抑制非线性光学效应。在小于45μm2时，对非线性光学效应的降低不充分，一超过70μm2，则制造困难。
可以实现在使用波长带内的色散斜率为0.05～0.75ps/km/nm2的非常小的值。其结果，在波分复用传输中可以防止因色散斜率引起的传输变坏。
弯曲损耗与前述同样定义。
弯曲损耗越小越好，在本实施例为100dB/m以下，最好在50dB/m以下。一超过100dB/m，则只要在色散迁移光纤上稍微加一点弯曲等，很容易引起传输损耗，因为在敷设时或处理时容易产生额外损耗，所以是不合适的。
因为本实施例的色散迁移光纤是单模光纤，所以在使用波长带，有必要具有保证实质上单模传输的截止波长。
如前述所示，通常的截止波长通过由CCITT的2m法(以下记为2m法)产生的值规定。可是，在实际的大尺寸使用状态下，即使这值是在比使用波长带的下限值还长的长波长一侧，也可以单模传输。
然而，在本实施例的色散迁移光纤，设定由2m法规定的截止波长，以便通过色散迁移光纤的使用长度和使用波长带，实现单模式传输。具体讲，例如假设2m法的截止波长为1800nm，则在5000m量级以上的大尺寸状态下，可以实现在上述使用的波长带内的单模传输。
此外，在本实施例，作为芯径(r2×2)用粗径解。具体讲，如后所述，通过模拟，在图1(a)所示的折射率分布形状内，设定所谓r2,r1,Δ2,Δ4个结构参量，在图1(b)所示的折射率分布形状内，进一步设定增加r3和Δ3的6个结构参量，以便芯径成为粗径解，而且，在上述希望的使用波长带内确定满足Aeff、色散斜率等特性值的设计条件。作为本实施例的色散迁移光纤的实际制法，可以使用CVD法，VAD法等的传统方法。因为本实施例的色散迁移光纤的折射率分布形状是3层或4层，此外，因为是台阶状较单纯的形状，所以结构参量的控制等比较容易。
图5是示出与具有图1(a)所示的折射率分布形状的色散迁移先纤的结构参量有关的解析结果一例的图。
与图中所示的◇、口、Δ对应的5,7,10是图1(a)所示的中心芯部1和台阶芯部2的半径比r2/r1。横坐标表示Aeff，纵坐标表示色散斜率，两者都是对波长1550nm的值。
通过这图可以看出，r2/r1越大，则越可以降低色散斜率。为了获得上述较好的数值范围内的弯曲损耗和Aeff，最好设定r2/r1在4以上。在小于4时，很难获得良好的特性。此外因为设定超过12的值，则制造性不好，所以实质上的上限值取作12。这条件在图1(b)所示的折射率分布形状内也是同样的。
在本实施例，图1(a)、图1(b)所示的折射率分布形状内的Δ1取作0.55％～0.75％。在小于0.55％时，把波长色散值设定在所期望的范围内是很困难的，同时，弯曲损耗有变大的倾向。如果Δ1超过0.75％，则充分扩大Aeff是很困难的。
希望Δ2/Δ1为0.05～0.15。因为在小于0.05时，弯曲损耗变大，所以不合适。一旦超过0.15，则色散斜率会超过规定的范围，作为波分复用传输应用是不合适的。
表4是示出具有满足这些条件的图1(a)所示的折射分布形状的色散迁移光纤具体设计例的结构参量和特性值的模拟结果。推定波长为1550nm。
在每一例中都获得满足本实施例的Aeff、色散斜率、波长色散值，弯曲损耗，以及截止波长在较好的数值范围内的，适合于在波分复用传输系统内应用的特性。
从上述所示的结构参量的数值范围内选择适当的值进行组合也不一定可以获得这些特性值。有必要从上述所示的图或模拟结果选择满足特性值的结构参量的组合。由此，因为本实施例的色散迁移光迁通过结构参量拟定技术条件是困难的，所以应通过特性值进行拟定。
接着，在图1(b)所示的折射率分布形状内设定Δ3和r3。通过把包层7作为由第一包层5和第二包层6构成的二层构造，与第1例比较，通过结构参量的组合(设定)，可以进一步缩短截止波长，具有可以进一步扩大Aeff的效果。
图6(a)、图6(b)是在图1(b)所示的包层由2层构造构成的折射率分布形状内，分别示出Δ3和弯曲损耗的关系和Δ3和Aeff关系图。规定波长为1550nm。
Δ1,Δ2,r1,r2都是共同值、固定的。即：Δ1为0.55％,Δ2为0.06％。
通过这图可以看出，一旦减小Δ3，则可以增大Aeff，弯曲损耗变大。
此外，通过(r3-r2)/r1也有不同的行为。
从而，考虑这些结构参量和特性的关系，设定结构参量，以便满足上述特性在好的数值范围内。
最好Δ3取作-0.1％以上，这是因为一旦Δ3比-0.1％小，则通过与其它结构参量的组合有时会使传输特性变坏。
此外，在制造上希望(r3-r2)/r1在4.0以下。而且一旦(r3-r2)/r1小，则因为有必要减小Δ3，所以为了尽可能抑制如上所述的传输特性的变坏，希望(r3-r2)/r1在0.2以上。
表5是示出满足这些条件的色散迁移光纤的具体设计例的结构参量和特性值的模拟结果。
获得同时满足本实施例的色散迁移光纤内的Aeff、色散斜率、波长色散值，弯曲损耗、截止波长在最好数值范围内并适合于波分复用传输系统的特性。
再有，表4，表5所示的色散迁移光纤特性的规定波长为1550nm。
表6、表7示出把规定波长设定在1610nm，进行同样模拟的结果。在表4～表7的每一表内也获得满足在本实施例的数值范围内的特性值。然而，在表4～表7所示的色散迁移光纤不仅在1550nm带，而且在增加1570～1625nm的宽波长带(例如在1490～1610nm)，也可以保证波长色散小，弯曲损耗小，单模传输，同时通过Aeff的扩大，可以抑制非线性光纤效应，通过小的色散斜率，可以抑制在波分复用传输中的传输变坏。
然而，在添加L频带的宽波长带内应用的波长复用传输系统内，也可以谋求传输特性的改善。
在本实施例的色散迁移光纤内可以获得以下的效果。
即，在实质上是单模，以及保持弯曲损耗在100dB/m以下的条件下，通过Aeff的扩大，同时可以满足抑制非线性效应和色散斜率的降低，获得良好的传输特性。这个特性尤其在波分复用传输中是有效的。
因为是台阶状较简单结构，所以容易控制制造时的结构参量，可以有效地制造稳定特性的产品。
即使在增加L频带的1490～1625nm的宽波长带，也可以维持上述的特性，可以适应波分复用系统的长距离化以及大容量化。
尤其在L频带，可以获得可能实用的弯曲损耗。
第3实施例
本实施例的色散迁移光纤的折射率分布形状之一例是与前述图1(a)所示的相同，这是由在中心芯部1的外周上设置的台阶芯部2构成的芯4和在其外周上设置的、具有均匀折射率的一层构造的包层7构成。
前述中心芯部1显示最高折射率，前速台阶芯部2显示比该中心芯部1还低的折射率，此外，包层7显示比该台阶芯部2还低的折射率。
在该例中，例如中心芯部1和台阶芯部2由添加具有使折射率上升作用的锗的掺锗石英玻璃构成，包层7由石英玻璃构成。
在色散迁移光纤的折射率分布形状中，各层(中心芯部、台阶芯部2、包层7)的边界不明确，而是带园丸状，具有所谓塌边的状态也行，只要有效地显示本发明的色散迁移光纤的特性，没有特别的限制。
本实施例的色散迁移光纤的使用波长带从1490～1625nm的范围中选择合适的波长宽的波长带。例如，通过由在光通信系统内用的光纤放大器产生的放大波长带等，从1490～1530nm范围选择具有预定波长宽的波长带(例如1500～1520nm)。或者从1530～1570nm范围选择具有预定波长宽的波长带(例如1540～1565nm)。或者从1570～1625nm的范围选择具有预定波长宽的波长带(例如1570～1600nm)。其中，近年来多用的是1530～1570nm的范围。
Aeff是由与前述第1实施例内所示的相同数学式求出的。
在本实施例，因为在使用的波长带内的Aeff为65～95μm2，所以可以抑制非线性效应。在超过95μm2时，制造上变得困难。
在使用的波长带内的色散斜率取0.08～0.14ps/km/nm2。如果在这范围内，在波分复用传输，可防止通过色散斜率引起的大的传输变坏。
弯曲损耗与前述同样定义。
弯曲损耗越小越好，在本实施例，弯曲损耗在100以下，最好在50以下。一超过100dB/m，则由于加在色散迁移光纤上的稍微的弯曲等容易引起传输损耗变差，在敷设时或其它处理时会产生不必要的损耗，因此是不合适的。
波长色散值的绝对值取0.5～8.0ps/km/nm。一旦绝对值比0.5ps/km/nm还小，则波长色散值接近零，因为容易发生成为非线性效应之一的4波混合，所以不合适。此外，如果比8.0ps/km/nm还大，则常常产生波形畸变，传输特性显著变坏。
具体讲，如后所述，因为可以控制波长色散值为正值或负值，所以可以适应各种光通信系统的要求，例如可以设计对采用例如光孤子传输的系统等适用的色散迁移光纤。
因为本实施例的色散迁移光纤是单模式光纤，所以在使用波长带，有必要具有实质上保证单接传输的截止波长。
通常的截止波长是由通过CCITT的2m法(以下记作2m法)规定的值。然而，在实际的大尺寸使用状态，即使该值比使用波长带的下限值还长的长波侧，也可能单模传输。
然而，在本实施例的色散迁移光纤内，设定用2m法规定的截止波长，以便通过色散迁移光纤的使用长度和使用波长带，可以实现单模传输。具体讲，如果在2m法截止波长为1800nm，则在5000m以下大尺寸条件下，在上述使用波长带内可实现单模传输。
在本实施例，如上所述，作为芯径，用细径解。具体讲，通过模拟，在设计后述的r2,r1,Δ2,Δ1等所谓的4个结构参量时，设计条件是这样确定的，使得芯径变为细径解，并且在上述所期望的使用波长带满足Aeff，色散斜率等的特性值。作为本实施例的色散迁移光纤的实际制法，可以应用CVD法，VAD法等的传统方法。
图7是示出有关色散迁移光纤的结构参量解析结果的图，在r2/r1分别为5.0,7.0,9.0时，示出了改变Δ2/Δ1和Δ1时的细径解的轨迹。
Δ2/Δ1的曲线表示把Δ2/Δ1固定在各曲线上所示的值，改变Δ1时的特性，Δ1的曲线表示把Δ1固定在各曲线上所示的值，改变Δ2/Δ1时的特性。
例如r2/r1在9.0时，在Δ2/Δ1=0.14的曲线上从图中右向左移动时，Δ1从0.9变化为2.0。这时，例如在Δ2/Δ1=0.14的曲线Δ1=1.4的曲线的交点表示Δ2/Δ1取0.14,Δ1取1.4时的色散迁移光纤的特性。
解析条件是这样的，使用波长为1550nm，使用波长的波长色散值为-2.0ps/km/nm。因为色散斜率不同，零色散波长不是常量，大体在1565nm以上，处于比使用波长(带)还长的长波长一侧。
图8，图9在r2/r1为7.0,9.0时与图7所示的图同样，分别表示伴随Δ2/Δ1和Δ1变化的特性值的分布。在这些图中，还分别表示截止波长(λc)和色散斜率的分布。
即，在Δ2/Δ1为0.10,0.12,0.14,0.16的各曲线上把截止波长分布凑在一起示出。例如在Δ2/Δ1为0.10时，截止波长在1.0～1.1范围内分布。另一方面，Δ2/Δ1为0.12时，截止波长在1.1～1.2范围和1.2～1.3范围内分布。而且可以看到，Δ2/Δ1一定时，通过增加Δ1可以缩短截止波长。
此外，色散斜率曲线具有倒U字状，等高线状分布。而且，越向该等高线状分布的外侧，色散斜率越小，越向内侧，越大。
因此，例如在图8所示的图上，在为0.14,Δ1为1.4(Δ2/Δ1=0.14的曲线和Δ1=1.4的曲线的交点)时，获得截止波长为1300～1400nm，色散斜率在0.122～0.124ps/km/nm2的范围内。
从图8所示的图可以看出，通过设定r2/r1在5倍程以上，则在Aeff大于65Mm2的区域时，可获得实用的弯曲损耗。
另一方面，如果r2/r1大，则可以获得更大的Aeff。然而，正如比较图8和图9的图所看到的，当r2/r1大时，色散损耗有变大的倾向。为了获得适应波分复用系统的色散迁移光纤，期望在使用波长带内的色散斜率小于0.14ps/km/nm2。因此r2/r1取10以下。
从而，在令r2/r1为X时，期望5≤X≤10的范围内。
因为Δ2/Δ1小时，弯曲损耗变大，不可能实用。所以取Δ2/Δ1在0.08以上。另一方面，因为Δ2/Δ1过大时，截止波长变长，不能确保在使用波长带内的单模传输，所以取Δ2/Δ1在0.22以下。
然而，令Δ2/Δ1为Y时，期望0.08≤Y≤0.22的范围内。
Δ2/Δ1(Y)可以根据在每个光通信系统内许可的弯曲损耗和要求的截止波长进行调整。
Δ1取0.6～1.2％的范围。当该值小于0.6％时，弯曲损耗变得太大，在某些情况下，不能控制波长色散值在所期望值。一超过1.2％，则不能充分扩大Aeff，此外，在某些情况下，雷利损耗变大。
这些r2/r1(X),Δ2/Δ1(Y)和Δ1的较好范围，在零色散波长比使用波长带还短的短波长一侧时，也是相同的。
在从这些数值范围进行的结构参量组合中，选择满足本实施例的色散迁移光纤特性的组合进行设计。
在本实施例的色散迁移光纤内，r2，即芯半径没有特别的限制，通常取4～12μm的范围。此外，包层7(色散迁移光纤)的外径通常取约125μm。
在实施例的色散迁移光纤内，通过比使用波长带还长的长波长一侧具有零色散波长和短波长一侧有零色散波长，结构参量的限制不同。
在比使用波长带还长的长波长一侧具有零色散波长时，给予如下所示的限制。
即，为了获得Aeff65～75μm2，色散斜率0.125ps/km/nm2以下的色散迁移光纤，最好满足以下条件。在令r2/r1为X,Δ2/Δ1为Y时，6≤X≤7,0.1≤y≤0.18,
y≥(-0.02X+0.24),0.6％≤Δ1≤1.2％。
此外，为了获得Aeff70～80μm2，色散斜率0.130ps/km/nm2以下的色散迁移光纤，最好满足以下条件。7≤X≤8,0.1≤y≤0.16,
y≤(-0.016X+0.21),0.6％≤Δ1≤1.2％。
此外，为了获得Aeff75～85μm2，色散斜率0.135ps/km/nm2以下的色散迁移光纤，最好满足以下条件。7≤X≤8.5,0.1≤y≤0.16,
(-0.02X+0.26)≤y≤(-0.02X+0.32),0.6％≤Δ1≤1.2％。
另一方面，在具有比使用波长带还短的短波长一侧具有零色散波长时，给予以下所示的限制。
即：为了获得Aeff65～75μm2，色散斜率0.110ps/km/nm2以下的特性，最好满足以下条件。
5≤X≤8,0.12≤y≤0.22,
(-0.02X+0.24)≤y≤(-0.02X+0.34),0.6％≤Δ1≤1.2％。
在这里，即使X(r2/r1),Y(Δ2/Δ1)满足这范围，在X大，且Y小时，有必要设定Δ1大，其结果，有可能通过雷利损耗增大，使传输损耗变坏。
为了防止它，限制Δ1。即：如果设定Δ1在上述范围内，获得实际上没有问题的传输损耗。以下的情况的Δ1的限制也依据同样的理由。
为了获得Aeff70～80μm2，色散斜率0.115ps/km/nm2以下的色散迁移光纤，最好满足以下的条件。5.5≤X≤8,0.12≤y≤0.20,
(-0.02X+0.25)≤y≤(-0.02X+0.33),0.6％≤Δ1≤1.2％。
为了获得Aeff75～85μm2，色散斜率0.125ps/km/nm2以下的色散迁移光纤，最好满足以下条件。6≤X≤8,0.12≤y≤0.20,
(-0.02X+0.26)≤y≤(-0.02X+0.35),0.6％≤Δ1≤1.2％。
通过使用波长带及零色散波长的设定条件等，在上述范围内，无疑有必要进一步调整r1,r2,Δ1,Δ2的具体的数值。
以下示出设计例，进行具体说明。
表8,9是示出通过CVD法试作的、用细径的色散迁移光纤的结构参量和特性值的。表中λc是截止波长，MFD是模场直径。
表8中的No.1～8的色散迁移光纤是在1550nm，波长色散值为负值，-2ps/km/nm左右，零色散波长约为1565nm以上，使零色散波长比使用波长带还长的波长带设计的。
No.1～3是Aeff在70μm2左右的色散迁移光纤的设计例。每一色散迁移光纤也满足上述好的结构参量的条件。而且获得色散斜率在0.125ps/km/nm2以下的值。
No.4～6是Aeff在75μm2左右的色散迁移光纤的设计例。这时，获得色散斜率在0.135ps/km/nm2以下的值。
No.7～9是Aeff在80μm2左右的色散迁移光纤的设计例。这时，获得色散斜率在0.135ps/km/nm2以下的值。
表中的No.10～18的色散迁移光纤是在1550nm，波长色散值为正值，2ps/km/nm左右，零色散波长约为1540nm以下，使零色散波长比波长使用带还长的波长带设计的。
No.10～12是Aeff在70μm2左右的色散迁移光纤的设计例。这时，获得色散斜率在0.110ps/km/nm2以下的值。
No.13～15是Aeff在75μm2左右的色散迁移光纤的设计例。这时，获得色散斜率在0.115ps/km/nm2以下的值。
No.16～18是Aeff在80μm2左右的色散迁移光纤的设计例。这时，获得色散斜率在0.125ps/km/nm2以下的值。
在本实施例，使用波长带的波长色散值不为零，在一定范围内进行控制，而且因为Aeff扩大，难以产生非线性效应，可以在适应光纤放大器的光放大中继传输系统等长距离系统内应用的色散迁移光纤。此外，控制色散斜率小，可以在波分复用传输中应用。
因为可以调整波长色散值在正值或负值，所以可以根据光通信系统设置波长色散值的符号。
工业实用性。
根据本发明，在实质上是单模、并保持弯曲损耗在100dB/m以下的条件下，可以获得同时满足Aeff扩大，色散斜率降低的色散迁移光纤。
此外，因为本发明的色散迁移光纤结构简单、可以有效地制造具有稳定特性的色散迁移光纤。
                                        表1
r2/r1 Δ2/Δ1   Δ1[％]  2×r2[μm]  λcf[nm]  λoρ[nm]  Aeff[μm2]   MFD[μm]   波长色散值[ps/km/nm]      色散斜率[ps/km/nm2] 在20φ的弯曲损耗[dB/m]
8 0.08 0.635 35.23 1238  1490  44.63  7.76     -5.69     0.064      4.0
 1550  50.06  8.21     -1.96     0.062     11.8
 1625  58.13  8.83      2.71     0.062     35.5
5 0.10 0.660 21.27 1139  1490  44.64  7.76     -6.18     0.071      1.4
 1550  50.12  8.22     -1.95     0.071      4.3
 1625  58.09  8.83      3.33     0.071     13.5
10 0.06 0.620 44.01 995  1490  44.82  7.78     -5.63     0.063      9.8
 1550  50.31  8.23     -1.89     0.062     26.9
 1625  58.50  8.86      2.69     0.061     75.0
6 0.14 0.655 25.43 1563  1490  48.81  8.11     -6.59     0.073      1.4
 1550  55.30  8.62     -2.20     0.073      4.2
 1625  64.81  9.30      3.33     0.074     12.6
8 0.10 0.615 34.81 1448  1490  48.97  8.12     -6.48     0.067     10.2
 1550  55.47  8.63     -2.50     0.060     26.5
 1625  65.22  9.33      2.46     0.066     69.5
10 0.08 0.600 43.58 1279  1490  49.12  8.14     -5.81     0.066     26.3
 1550  55.67  8.65     -1.90     0.065     64.5
 1625  65.56  9.35      2.92     0.064    159.0
6 0.12 0.630 24.99 1346  1490  51.23  8.30     -7.20     0.076      7.1
 1550  58.39  8.84     -2.64     0.076     17.7
 1625  68.93  9.57      3.10     0.077     44.4
7 0.12 0.620 29.93 1519  1490  51.09  8.29     -6.24     0.071      7.8
 1550  58.16  8.83     -1.98     0.071     19.9
 1625  68.72  9.56      3.39     0.072     51.0
10 0.10 0.600 43.37 1623  1490  51.16  8.30     -6.11     0.067     34.4
 1550  58.23  8.84     -2.12     0.066     83.0
 1625  68.96  9.58      2.83     0.066    202.0
                                            表2
 r2/r1  Δ2/Δ1  Δ1[％]  2×r2[μm]  λc[nm]  λoρ[nm]  Aeff[μm2]   MFD[μm]   波长色散值[ps/km/nn]   色散斜率[ps/km/nm2] 在20φ的弯曲损耗[dB/m]
6.5 0.114 0.70 26.13 1425  1490  45.53  7.83     -8.36     0.073      2.2
 1550  51.81  8.33     -3.99     0.073      6.8
 1625  61.16  9.02      1.57     0.075     20.6
5.0 0.086 0.70 19.32 1004  1490  45.04  7.78     -8.81     0.079      5.4
 1550  51.27  8.29     -4.08     0.079     14.5
 1625  60.37  8.96      1.84     0.079     39.0
7.0 0.086 0.70 28.35 1223  1490  42.99  7.61     -8.60     0.068      2.7
 1550  48.73  8.09     -4.53     0.068      8.5
 1625  57.30  8.75      0.61     0.070     26.5
5.5 0.107 0.75 21.33 1234  1490  41.70  7.49     -9.62     0.075      0.7
 1550  47.27  7.97     -5.10     0.076      2.5
 1625  55.43  8.60      0.63     0.077      8.8
7.0 0.057 0.70 29.06 991  1490  40.06  7.35     -7.67     0.064      1.8
 1550  44.96  7.78     -3.89     0.063      5.9
 1625  52.25  8.37      0.81     0.063     20.1
                                                       表3
r2/r1 (r3-r2)/r1 △2/△1 △1[％] △3[％] 2×r3[μm] λcf[nm] λop[nm] Aeff[μm2] MFD[μm] 波长色散值[ps/km/nm] 色散斜率[ps/km/nm2] 在20φ的弯曲损耗[dB/m]
7 0 0.1 0.625 0 30.41 1346  1490  47.80  8.03     -5.93     0.067     5.5
 1550  54.20  8.52     -1.92     0.067     14.9
 1625  63.27  9.20     3.10     0.068     41.2
7 0.5 0.1 0.625 -0.3 31.96 1235  1490  48.75  8.10     -6.69     0.072     4.2
 1550  55.25  8.61     -2.40     0.072     10.9
 1625  64.83  9.30     3.03     0.073     28.4
7 1 0.1 0.625 -0.16 34.25 1259  1490  48.51  8.08 -6.17  0.071  3.5
 1550  54.93  8.59     -1.93     0.071     9.2
 1625  64.41  9.27     3.43     0.072     24.3
7 2 0．1 0.625 -0.16 38.3 1304  1490  48.84  8.11     -6.48     0.072     2.1
 1550  55.36  8.62     -2.1 6     0.072     5.6
 1625  64.98  9.31     3.32     0.074     14.5
10 0 0.09 0.61 0 43.7 1488  1490  48.55  8.09     -6.22     0.066     19.7
 1550  54.94 8.59     -2.33     0.064     50.5
 1625  64.57  9.29     2.46     0.064  132.5
10 1 0.09 0.61 -0.3 47.99 1496  1490  48.64  8.10     -5.88     0.066     5.7
 1550  55.06  8.60     -1.96     0.065     14.7
 1625  64.71  9.30     2.90     0.065     38.2
10 1.5 0.09 0.61 -0.3 50.17 1567  1490  48.64 8.10     -6.1 5     0.066     3.5
 1550  55.06  8.60     -2.33     0.065     9.2
 1625  64.71  9.30     2.64     0.065     23.8
10 2 0.09 0.61 -0.06 52.41 1491  1490  48.58  8.09     -6.20     0.066     10.8
 1550  54.98  8.60     -6.20     0.066     27.8
 1625  64.62  9.29     2.52     0.065     72.5
                                                   表4
 r2/r1 Δ2/Δ1  Δ1[％]   r2[μm]   λc[μm]     Aeff[μm2]   MFD[μm]   波长色散值[ps/km/nm]   色散斜率[ps/km/nm2] 在20φ的弯曲损耗[dB/m]
 10.00  0.07  0.57  25.66  1.09     51.55  8.34     5.35     0.057      17.70
 10.00  0.07  0.58  25.78  1.10     50.24  8.23     5.51     0.057      10.30
 8.00  0.08  0.60  20.10  1.30     49.71  8.19     4.61     0.057       5.66
 5.00  0.12  0.60  12.60  1.32     51.85  8.36     5.00     0.061       2.19
 4.00  0.15  0.62  9.54  1.28     52.89  8.45     4.68     0.068      1.69
 4.00  0.15  0.65  9.63  1.35     49.56  8.18     4.53     0.066      0.35
MFD是模式场直径
λc(截止波长)根据2m法
确定的波长是1550nm
弯曲损耗是对φ20mm的测定
                                      表5
 r2/r1 (r3-r2)/r1 Δ2/Δ1  Δ1[％]   Δ3[％]     r3[μm]   λc[μm]  Aeff[μm2]   MFD[μm]  波长色散值[ps/km/nm]   色散斜率[ps/km/nm2] 在20φ的弯曲损耗[dB/m]
 10.00  4.00  0.07  0.57 -0.05  35.80  1.29  51.66  8.35     5.23     0.058     7.04
 5.00  1.50  0.12  0.60 -0.05  16.00  1.26  52.53  8.42     4.59     0.064     2.60
 8.00  4.00  0.08  0.60 -0.03  30.08  1.36  49.78  8.19     4.52     0.057     3.77
 10.00  2.00  0.07  0.58 -0.03  30.98  1.14  50.21  8.22     5.55     0.057     7.69
 4.00  2.50  0.15  0.62 -0.05  16.22  1.30  51.21  8.32     5.95     0.066     0.36
 4.00  2.50  0.15  0.65 -0.02  15.60  1.32  49.53  8.18     4.65     0.067     0.32
 4.00  0.60  0.11  0.56 -0.1  11.23  1.07  56.0  8.70     5.96     0.068     11.70
 4.00  0.60  0.11  0.56 -0.08  11.15  1.07  56.4  8.73     5.73     0.068     13.30
MFD是模式场直径
λc(截止波长)根据2m法
确定的波长是1550nm
弯由损耗是对φ20mm的测定
                                  表6
  r2/r1  Δ2/Δ1   Δ1[％]      r2[μm]    λc[μm]  Aeff[μm2]    MFD[μm] 波长色散值[ps/km/nm]      色散斜率[ps/km/nm2] 在20φ的弯曲损耗[dB/m]
   10  0.07  0.57     25.7  1.09  56.8  8.75     8.73     0.056     44.3
    5  0.12  0.6     12.6  1.32  57.2  8.79     8.62     0.060     6.06
    8  0.08  0.6     20.1  1.30  54.8  8.6     7.98     0.055     15.6
   10  0.07  0.58     25.8  1.10  55.2  8.63     8.85     0.055     27.4
    4  0.15  0.62      9.5  1.28  58.5  8.89     8.73     0.067     4.69
    4  0.15  0.65      9.6  1.35  54.6  8.59     8.43     0.065     1.18
MFD是模式场直径
λc(截止波长)根据2m法
确定的波长是1610nm
弯曲损耗是对φ20mm的测定
                                                  表7
  r2/r1  (r3-r2)/r1   Δ2/Δ1  Δ1[％]   Δ3[％]    r3[μm]    λc[μm]   Aeff[μm2]    MFD[μm]  波长色散值[ps/km/nm]    色散斜率[ps/km/nm2] 在20φ的弯曲损耗[dB/m]
   10     4     0.07  0.57 -0.05  35.80  1.285  56.94 8.77     8.62     0.056     17.7
    5     1.5     0.12  0.6 -0.05  16.00  1.257  58.1 8.86     8.38     0.063     6.87
    8     4     0.08  0.6 -0.03  30.08  1.358  54.88 8.61     7.91     0.056     10.3
   10     2     0.07  0.58 -0.03  30.98  1.14  55.14 8.62     8.90     0.055     20.5
    4     2.5     0.15  0.62 -0.05  16.22  1.3  56.15 8.71     9.87     0.065     1.09
    4     2.5     0.15  0.65 -0.02  15.60  1.316  54.48 8.58     8.62     0.066        1
    4     0.6     0.11  0.56 -0.1  11.23  1.071  61.87 9.14    10.00     0.067       26
    4     0.6     0.11  0.56 -0.08  11.15  1.066  62.44 9.19     9.79     0.067     29.2
MFD是模式场直径
λc(截止波长)根据2m法
确定的波长是1610nm
弯曲损耗是对φ20mm的测定
                                                      表8
  NO.    r2/r1    Δ2/Δ1  Δ1[％]   λc[μm]  Aeff[μm2]     MFD[μm] 波长色散值[ps/km/nm]   色散斜率[ps/km/nm2]  在20φ的弯曲损耗[dB/m]
  1     6.0     0.12  1.10  1.10  68.8   9.35     -2.1     0.116     39.3
  2     7.0     0.16  1.10  1.57  70.6   9.43     -2.3     0.124     3.0
  3     6.5     0.14  1.00  1.34  71.4   9.51     -1.7     0.120     15.8
  4     7.0     0.14  0.95  1.44  76.5   8.85     -2.2     0.122     17.5
  5     7.0     0.16  0.85  1.63  77.0   9.89     -2.1     0.117     16.6
  6     7.5     0.11  1.10  1.32  76.0   9.71     -1.8     0.128     26.8
  7     7.5     0.15  0.70  1.60  77.7  10.01     -1.9     0.105     56.5
  8     8.0     0.12  1.20  1.40  79.6   9.90     -2.0     0.131     26.4
  9     8.5     0.12  1.20  1.48  83.3  10.08     -2.3     0.133     26.7
*所有特性值是对1550nm的值
                                                表9
 N0. r2/r1 Δ2/Δ1  Δ1[％]   λc[μm]  Aeff[μm2]    MFD[μm] 波长色散值[ps/km/nm]   色散斜率[ps/km/nm2] 在20φ的弯曲损耗[dB/m]
 10  5.0  0.18  0.80  1.26  71.3   9.65     2.2     0.099     14.7
 11  6.0  0.16  1.10  1.24  71.1   9.54     2.1     0.104     10.6
 12  6.5  0.17  1.20  1.39  69.9   9.43     1.8     0.107     2.3
 13  6.0  0.18  0.90  1.44  76.8   9.92     2.3     0.106     8.7
 14  6.0  0.14  1.10  1.12  74.9   9.79     2.1     0.102     44.5
 15  7.0  0.16  1.20  1.43  75.2   9.74     1.9     0.111     4.4
 16  6.0  0.18  0.80  1.47  81.1  10.20     2.4     0.105     17.4
 17  7.0  0.14  1.15  1.30  80.0  10.03     2.0     0.110     23.4
 18  7.5  0.16  1.10  1.56  83.5  10.20     2.1     0.115     8.1
*所有特性值是对1550nm的值

Claims (19)

1．一种色散迁移光纤，其特征为，在由具有高折射率的中心芯部和在其外周上设置的、比该中心芯部折射率还低的台阶芯部和在该台阶芯部的外周上设置的、比该台阶芯部折射率还低的包层构成的折射率分布形状的色散迁移光纤内，
在从1490～1625nm选择的使用波长带内，Aeff为45～90μm2，色散斜率为0.05～0.14ps/km/nm2，弯曲损耗为100dB/m以下，波长色散值为-0.05～-8.0ps/km/nm或+0.05～+10.0ps/km/nm，而且具有实质上构成单模传输的截止波长。
2．根据权利要求1的色散迁移光纤，其特征为，
作为芯径采用粗径，在从1490～1625nm选择的使用波长带内，Aeff为45～70μm2，色散斜率为0.05～0.08ps/km/nm2，弯曲损耗在100dB/m以下，波长色散值为-0.05～-0.08ps/km/nm，而且具有实质上构成单模传输的截止波长。
3．根据权利要求2的色散迁移光纤，其特征为，
令中心芯部的半径为r1，台阶芯部的半径为r2，以最外侧的包层折射率作为基准时的中心芯部的相对折射率差为Δ1，台阶芯部的相对折射率为Δ2时，
r2/r1为4～12,Δ2/Δ1为0.05～0.15,Δ1为0.55～0.85％。
4．根据权利要求2的色散迁移光纤，其特征为，
包层由在台阶芯部的外周上设置的第1包层和在该第1包层的外周上设置的、比该第1包层折射率还高的第2包层构成。
5．根据权利要求4的色散迁移光纤，其特征为，
令中心芯部的半径为r1，台阶芯部的半径为r2，第1包层的半径为r3，以最外侧的包层折射率为基准时的中心芯部的相对折射率差为Δ1，台阶芯部的相对折射率差为Δ2，第1包层的相对折射率差为Δ3时，
r2/r1为4～12,Δ2/Δ1为0.05～0.15,Δ1为0.55～0.85％,Δ3为-0.3～0％,(r3-r2)/r1为0.2～4.0。
6．根据权利要求1的色散迁移光纤，其特征为，
作为芯径采用粗径，在从1490～1625nm选择的使用波长带内，Aeff为45～70μm2，色散斜率为0.05～0.075ps/km/nm2，弯曲损耗为100dB/m以下，波长色散值为+0.05～+10.0ps/km/nm，而且具有实质上构成单模传输的截止波长。
7．根据权利要求6的色散迁移光纤，其特征为，
令中心芯部的半径为r1，台阶芯部的半径为r2，以最外侧的包层的折射率作为基准时的、中心芯部的相对折射率差为Δ1，台阶芯部的相对折射率差为Δ2时，
r2/r1为4～12,Δ1为0.55～0.75％,Δ2/Δ1为0.05～0.15％。
8．根据权利要求6或7的色散迁移光纤，其特征为，包层由在台阶芯部的外周上设置的第1包层和在其外周上设置的第2包层构成的。
9．根据权利要求8的色散迁移光纤，其特征为，在令中心芯部的半径为r1，台阶芯部的半径为r2，第1包层的半径为r3，第2包层的折射率作为基准时的，中心芯部的相对折射率为Δ1，台阶芯部的相对折射率为Δ2，第1包层的相对折射率差为Δ3时，
r2/r为4～12,Δ1为0.55～0.75％,Δ2/Δ1为0.05～0.15％,Δ3为-0.1～0％,(r3-r2)/r1为0.2～4。
10．根据权利要求1的色散迁移光纤，其特征为，
作为芯径采用细径，在从1490～1625nm中选择的使用波长带内，Aeff为65～95μm2，色散斜率为0.08～0.14ps/km/nm2，弯曲损耗为100dB/m以下，波长色散值的绝对值为0.5～8.0ps/km/nm，而且具有实质上构成单模传输的截止波长。
11．根据权利要求10的色散迁移光纤，其特征为，令中心芯部的半径为r1，台阶芯部的半径为r2，以包层的折射率为基准时的中心芯部的相对折射率差为Δ1，台阶芯部的相对折射率差为Δ2,r2/r1为X,Δ2/Δ1为y时，
5≤X≤10,0.08≤y≤0.22≤，而且0.06％≤Δ1≤1.2％。
12．根据权利要求10的色散迁移光纤，其特征为，在比使用波长带还长的长波-侧具有零色散波长。
13．根据权利要求12的色散迁移光纤，其特征为，令中心芯部的半径为r1，台阶芯部的半径为r2，以包层的折射率为基准时的中心芯部的相对折射率差为Δ1，台阶芯部的相对折射率差为Δ2,r2/r1为X,Δ2/Δ1为y时，
6≤X≤7,0.1≤y≤0.18,y≥(-0.02X+0.24),0.6％≤Δ1≤1.2％，
而且，Aeff为65～75μm2，色散斜率为0.125ps/km/nm2以下。
14．根据权利要求12的色散迁移光纤，其特征为，令中心芯部的半径为r1，台阶芯部的半径为r2，以包层的折射率为基准时的中心芯部的相对折射率差为Δ1，台阶芯部的相对折射率差为Δ2,r2/r1为X,Δ2/Δ1为y时，
7≤X≤8,0.1≤y≤0.16,y≥(-0.016X+0.21),6％≤Δ1≤1.2％，
而且，Aeff为70～80μm2，色散斜率为0.130ps/km/nm2以下。
15．根据权利要求12的色散迁移光纤，其特征为，令中心芯部的半径为r1，台阶芯部的半径为r2，以包层的折射率为基准时的中心芯部的相对折射率差为Δ1，台阶芯部的相对折射率差为Δ2,r2/r1为X，Δ2/Δ1为y时，
7≤X≤8.5,0.1≤y≤0.16,(-0.02X+0.26)≤y≤(-0.02X+0.32),
6％≤Δ1≤1.2％，
而且，Aeff为75～85μm2，色散斜率为0.135ps/km/nm2以下。
16．根据权利要求10的色散迁移光纤，其特征为，在比使用波长带还短的波长侧具有零色散波长。
17．根据权利要求16的色散迁移光纤，其特征为，令中心芯部的半径为r1，台阶芯部的半径为r2，以包层的折射率为基准时的中心芯部的相对折射率差为Δ1，台阶芯部的相对折射率差为Δ2，r2/r1为X,Δ2/Δ1为y时，
5≤X≤8,0.12≤y≤0.22,(-0.02X+0.24)≤y≤(-0.02X+0.34),
6％≤Δ1≤1.2％，
而且，Aeff为65～75μm2，色散斜率为0.110ps/km/nm2以下。
18．根据权利要求16的色散迁移光纤，其特征为，令中心芯部的半径为r1，台阶芯部的半径为r2，以包层的折射率为基准时的中心芯部的相对折射率差为Δ1，台阶芯部的相对折射率差为Δ2,r2/r1为X,Δ2/Δ1为y时，
5.5≤X≤8,0.12≤y≤0.20,(-0.02X+0.25)≤y≤(-0.02X+0.33),
6％≤Δ1≤1.2％,
而且，Aeff为70～80μm2，色散斜率为0.115ps/km/nm2以下。
19．根据权利要求16的色散迁移光纤，其特征为，令中心芯部的半径为r1，台阶芯部的半径为r2，以包层的折射率为基准时的中心芯部的相对折射率差为Δ1，台阶芯部的相对折射率差为Δ2,r2/r1为X,Δ2/Δ1为y时，
6≤X≤8,0.12≤y≤0.20,(-0.02X+0.26)≤y≤(-0.02X+0.35)，
6％≤Δ1≤1.2％，
而且，Aeff为75～85μm2，色散斜率为0.125ps/km/nm2以下。
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