DE60318941T2

DE60318941T2 - Optische faser mit dispersionsverschiebung

Info

Publication number: DE60318941T2
Application number: DE60318941T
Authority: DE
Inventors: Kazunori Suzuki Kazunori; Satoki Kawanishi; Hirokazu Kubota; M. Itami-shi TANAKA; Moriyuki Itami-shi FUJITA
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2002-05-17
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2009-01-29
Anticipated expiration: 2023-05-17
Also published as: WO2003098296A1; JP4137515B2; AU2003234927A1; EP1507154B8; DE60318941D1; AU2003234927A8; US20100266250A1; EP1507154B1; JP2003337239A; EP1507154A1; EP1507154A4; US8014645B2

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine dispersionsverschobene optische Faser, und genauer auf eine dispersionsverschobene optische Faser, die in optischen Kommunikationsnetzwerken und bei optischer Signalverarbeitung verwendet wird.
STAND DER TECHNIK
10 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur einer konventionellen dispersionsverschobenen photonischen Kristallfaser zeigt. In 10 bezeichnet Bezugszeichen 21 einen Kernabschnitt, 23 einen Mantelabschnitt, 24 ein Loch und 25 einen Ummantelungsabschnitt. Die Löcher 24 in dem Mantelabschnitt 23 sind nicht zufällig angeordnet, sondern haben eine Honigwabenstruktur, die aus regelmäßigen Sechsecken mit einer Seitenlänge zusammengesetzt ist, und als primitives Gitter dient. Hierin wird der Durchmesser der Löcher 24 mit d bezeichnet.
Die optische Faser hat wegen der Löcher 24 in dem Mantelabschnitt 23 einen effektiven Brechungsindex, der niedriger ist als der Brechungsindex des Kernabschnitts 21, so dass die durch den Kernabschnitt 21 geführte Mode eingeschlossen und übertragen wird. Um Wellenlängendispersionscharakteristiken mit Nulldispersion um die Wellenlänge 1,55 μm in dieser Struktur zu erzielen, ist es notwendig, dass die Wellenleiterdispersion aufgrund der Löcher in dem Mantelabschnitt die Wellenleiterdispersion kompensiert, die die Materialdispersion eines Materials kompensiert, aus dem die optische Faser besteht (zum Beispiel SiO₂ Glas). Dies wird zum Beispiel erreicht durch ein Einstellen Λ = 1,6 μm und d = 0,8 μm.
11 ist ein Graph, der die Wellenlängendispersionscharakteristiken der herkömmlichen dispersionsverschobenen optischen Faser illustriert. 11 zeigt, dass die Wellenlänge mit Nulldispersion in der Nähe der Wellenlänge 1,55 μm liegt. Zusätzlich ist sie dadurch gekennzeichnet, dass die Dispersionssteigung (der Gradient der Wellenlängendispersion, wenn die horizontale Achse eine Wellenlänge ist) negativ ist, im Unterschied zu dispersionsverschobenen optischen Fasern, die heute weitgehend als ein Medium für optische Kommunikation verwendet werden.
Die konventionelle dispersionsverschobene optische Faser hat jedoch die folgenden Nachteile.
Ein erster Nachteil ist, dass der Einschlusseffekt der Ausbreitungsmode schwach ist und der Verlust mit einem Ansteigen der Wellenlänge wächst, weil die Dispersionssteigung in einem negativen Bereich liegt (in dem die Dispersion abnimmt, wenn die Wellenlänge zunimmt). Für eine Struktur, die einen Teil der in 10 gezeigten optischen Faser durch Dotieren mit GeO₂ des zentralen Anteils des Kernabschnitts modifiziert, sodass ein Brechungsindex in diesem Anteil höher wird als in seiner Peripherie, gibt es zusätzlich den Nachteil, dass der optische Verlust bei längeren Wellenlängen ansteigt wie bei der in 10 gezeigten Struktur, wenn die Nulldispersion durch den Effekt der Strukturdispersion in dem Mantelabschnitt implementiert wird.
12 illustriert die Verlust-Wellenlängen-Charakteristik der dispersionsverschobenen Faser in diesem Fall (K. P. Hansen et al., „Highly nonlinear photonic crystal fiber with zero dispersion at 1.55 μm", OFC 2002, Post Deadline Paper, FA9 (2002)).
In 12 wächst der Verlust stark von ungefähr 1,45 μm in Richtung höherer Wellenlängen, und wird ein sehr großer Verlust von ungefähr 100 dB/km bei 1,6 μm. Ähnliche Charakteristiken wurden durch Computeranalyse erhalten. Außerdem ist es schwierig, eine Übertragungslinie mit geringem Verlust durch ein Kabel unter Verwendung herkömmlicher Technik zu konstruieren, weil der schwache optische Einschlusseffekt leicht einen Mikrokrümmungsverlust mit sich bringen kann. Ferner ist es schwierig, die Faser mit einem kleinen Krümmungsradius zu legen, wenn die vorliegende optische Faser als eine optische Komponente verwendet wird, weil ein Krümmungsverlust leicht aus demselben Grund auftreten kann.
Ein zweiter Nachteil ist, dass der Spleißverlust mit diesen Fasern einige Dezibel groß ist, weil die herkömmliche dispersionsverschobene optische Faser einen kleinen Kerndurchmesser von ungefähr 2,4 μm verglichen mit einer gewöhnlich verwendeten Einzelmodenfaser mit dem Kerndurchmesser von ungefähr 10 μm oder einer gewöhnlich verwendeten optischen Faser mit dem Kerndurchmesser von 8–10 μm hat.
Dokument WO 02/39161 A1 offenbart eine dispersionsverschobene optische Faser mit einem Mantelabschnitt, der eine Vielzahl von sich in Längsrichtung erstreckender und geometrisch regelmäßig angeordneter Löchern enthält, und einen Kernabschnitt, der in seinem Zentrum einen Bereich hat, dessen Brechungsindex höher ist als ein Brechungsindex in einer Peripherie des Kernabschnitts, wobei der Kernabschnitt so konfiguriert ist, dass er eine Ausbreitungsmode bei einer Betriebswellenlänge von 1,55 μm ohne die Vielzahl von Löchern in dem Mantelabschnitt hat. Der Kernabschnitt ist ferner so konfiguriert, dass er eine positive Wellenlängendispersion bei der Betriebswellenlänge von 1,55 μm ohne die Vielzahl von Löchern in dem Mantelabschnitt hat.
Die vorliegende Erfindung ist implementiert, um die obigen Probleme zu lösen. Deswegen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine dispersionsverschobene optische Faser im 1,55 μm Band bereitzustellen, die einen geringen Verlust und eine geringe Dispersionssteigung hat.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 definierte dispersionsverschobene optische Faser gelöst. Die Brechungsindexverteilung des Kernabschnitts kann im Wesentlichen dieselbe wie eine Brechungsindexverteilung eines Kernabschnitts und eines Mantelabschnitts einer optischen Faser von einem übereinstimmenden Manteltyp, eines W-Typs, eines dreifachen Manteltyps, oder eines vierfachen Manteltyps sein.
Zumindest eines von einem Durchmesser oder einer Anordnung von in dem Mantelabschnitt gebildeten Löchern einer Form des Kernabschnitts, und der Brechungsindexverteilung weist eine weniger als dreifache Axialsymmetrie mit Bezug auf ein Zentrum des Kernabschnitts auf.
Die Konfiguration ermöglicht es, die dispersionsverschobene optische Faser zu implementieren, die die Nulldispersion und eine geringe Dispersionssteigung bei den Wellenlängen des 1,55 μm Band hat, durch ein Bereitstellen des zentralen Anteils des Kernabschnitts als der Region, die die hohe relative Brechungsindexdifferenz durch Addieren einer Dotiersubstanz zu dem zentralen Anteil hat, durch ein Bilden von Löchern in einer Gitteranordnung in dem Mantelbereich der dispersionskompensierten Faser mit großer negativer Dispersion (normaler Dispersion) in dem 1,55 μm Band, und durch ein Ausgleichen der normalen Dispersion mit dem Effekt der Wellenleiterdispersion mit großer anomaler Dispersion aufgrund der Löcher. Die Steigung der durch den Effekt der Löcher verursachten Wellenlängendispersion ist positiv oder null.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur eines Ausführungsbeispiels 1 der dispersionsverschobenen optischen Faser gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist ein Diagramm, das die Brechungsindexverteilung des Querschnitts gemäß einer Linie II-II von 1 zeigt;
3 ist ein Graph, der ein Beispiel der Wellenlängenabhängigkeit der Wellenlängendispersion der in 1 gezeigten optischen Faser illustriert;
4A ist ein Diagramm, das die Brechungsindexverteilung in dem Kernabschnitt gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei das Diagramm ein Beispiel eines W-Typs zeigt (doppelter Manteltyp);
4B ist ein Diagramm, das die Brechungsindexverteilung in dem Kernabschnitt gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei das Diagramm ein Beispiel eines dreifachen Manteltyps zeigt;
5 ist ein Graph, der die Wellenlängendispersionscharakteristik einer optischen Faser zeigt, die gemäß einem Ausführungsbeispiel 2 gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet wurde;
6 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur eines Ausführungsbeispiels 3 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
7 ist ein Diagramm, das die Brechungsindexverteilung des Querschnitts entlang einer Linie VII-VII von 6 zeigt;
8 ist ein Graph, der die Wellenlängendispersionscharakteristik der optischen Faser von 6 illustriert;
9 ist ein Graph, der die Wellenlängendispersionscharakteristik einer optischen Faser eines Ausführungsbeispiels 4 gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert;
10 ist eine Querschnittsansicht einer herkömmlichen dispersionsverschobenen optischen Faser;
11 ist ein Graph, der ein Beispiel der Wellenlängendispersionscharakteristik der herkömmlichen optischen Faser illustriert; und
12 ist ein Graph, der die Verlust-Wellenlängen-Charakteristik der herkömmlichen optischen Faser illustriert.
BESTE ART ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Die beste Art zum Ausführen der Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
[Ausführungsbeispiel 1]
1 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur eines Ausführungsbeispiels 1 der dispersionsverschobenen optischen Faser gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. In 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 einen stark mit GeO₂ dotierten Kernbereich „a"; 2 bezeichnet einen Kernbereich „b", der aus reinem SiO₂ Glas besteht; 3 bezeichnet einen Mantelabschnitt, der den Kernabschnitt umgibt; und 5 bezeichnet einen Ummantelungsabschnitt. Der Mantelabschnitt 3 hat viele Öffnungen 4 (von jetzt an Löcher 4 genannt), die sich in der Längsrichtung der optischen Faser erstrecken.
Die Löcher 4 in dem Mantelabschnitt 3 sind nicht zufällig angeordnet, sondern haben eine Honigwabenstruktur, die aus regelmäßigen Sechsecken zusammengesetzt ist, die eine Seitenlänge Λ haben und als primitives Gitter dienen.
Hier wird der Durchmesser der Löcher 4 durch d bezeichnet.
2 ist ein Diagramm, das die Brechungsindexverteilung des Querschnitts entlang einer Linie II-II von 1 zeigt. Das niedrigste Niveau repräsentiert den Brechungsindex der Löcher (n = 1). Der Kernbereich „a" wird durch stufenweises Dotieren mit GeO₂ in so einer Weise gebildet, dass der Durchmesser 2a 3 μm wird, und die relative Brechungsindexdifferenz Δ zum Beispiel 2% wird. Wenn keine Löcher 4 da sind, hat die optische Faser aufgrund des Effekts der Wellenleiterdispersion des optischen Wellenleiters mit dem Kernbereich „a" und Kernbereich „b" und des Effekts der Materialdispersion die normale Dispersion mit –22 ps/km/nm.
Ein regelmäßiges Bilden der Löcher 4 in dem Mantelabschnitt 3 verursacht scharfe Änderungen in dem Brechungsindex, wie in 2 illustriert. Der Brechungsindex des Kernbereichs „b" und der Mantelsektion, die aus SiO₂-Glas besteht, ist n = 1,45. Im Gegensatz dazu ist der Brechungsindex des Lochabschnitts 4 n = 1. Die Löcher 4 reduzieren den durchschnittlichen Brechungsindex des Mantelabschnitts 3 (1 < n < 1,45), was beim Einschluss des sich durch die Kernabschnitte 1 und 2 ausbreitenden Lichts hilft.
Die Löcher 4 können eine große positive Strukturdispersion (anomale Dispersion) in der durch den Kernabschnitt sich ausbreitenden Mode mit sich bringen. Die Größe der Strukturdispersion kann durch Auswählen des Abstands Λ zwischen den Löchern 4 und des Durchmessers d der Löcher 4 als Parameter und durch ein Variieren der Parameter variiert werden.
Zum Beispiel kann ein Einstellen Λ = 5,6 μm und d = 2,8 μm die dispersionsverschobene Faser mit Nulldispersion nahe der Wellenlänge 1,55 μm implementieren. 3 illustriert die Wellenlängendispersionscharakteristik der optischen Faser. Die gepunktete Linie in 3 repräsentiert die Wellenlängendispersionscharakteristik der optischen Faser ohne die Löcher, und die durchgezogene Linie repräsentiert die Wellenlängendispersionscharakteristik der optischen Faser mit den Löchern der oben angegebenen Größe.
Wie von 3 gesehen werden kann, kann eine Wellenlängendispersionscharakteristik erhalten werden, die Nulldispersion bei der Wellenlänge 1,55 μm und die positive Dispersionssteigung hat. Die Kombination der Werte 2a, Δ, Λ und d, die Nulldispersion bei der Wellenlänge 1,55 μm erreicht, ist nicht auf die oben angegebenen Werte beschränkt, sondern kann in einer Vielzahl von Kombinationen implementiert werden.
Auch wenn das vorhergehende Ausführungsbeispiel beispielhaft beschrieben wurde, indem der Kernbereich „a" eine stufenweise Brechungsindexverteilung hat, ist das nicht essentiell. Zum Beispiel kann auch eine Brechungsindexverteilung des Quadrattyps, Potenztyps der α-ten Potenz (α > 2) oder Super-Gausstyps verwendet werden.
Auch wenn die Nulldispersion bei der Wellenlänge 1,55 μm durch Reduzieren des Abstands Λ zwischen den Löchern 4 in die Größenordnung der Wellenlänge in der Struktur von 1 erreicht werden kann, schwächt die Struktur deutlich den Einschluss von durch den Kernbereich sich ausbreitendem Licht, wodurch der Verlust scharf ansteigt.
[Ausführungsbeispiel 2]
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 2 gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Brechungsindexverteilung des Kernabschnitts „a", der die stufenweise Brechungsindexverteilung im Ausführungsbeispiel 1 hat, als doppelter Manteltyp oder dreifacher Manteltyp gemacht. 4A und 4B zeigen Beispiele der Brechungsindexverteilung: 4A zeigt eine Brechungsindexverteilung des doppelten Manteltyps; und 4B zeigt eine Brechungsindexverteilung des dreifachen Manteltyps. Bis auf die Löcher 4 ist die Brechungsindexverteilung der 4A und 4B äquivalent zur Brechungsindexverteilung einer wohlbekannten dispersionskompensierten Faser. Die Brechungsindexverteilung kann eine optische Faser mit großer normaler Dispersion implementieren.
Ein Umgeben der Kernbereiche 1 und 2, die die oben angegebene Brechungsindexverteilung haben, mit den sehr regelmäßig angeordneten Löchern 4 kann die durch den Beitrag des Kernbereichs verursachte normale Dispersion durch die anomale Dispersion auf Grund der Anordnung der Löcher 4 kompensieren, wodurch es möglich ist, die Faser mit Nulldispersion bei der Wellenlänge 1,55 μm zu implementieren. Die Dispersionssteigung der anomalen Dispersion aufgrund des Effekts der Löcher wird positiv, wie im vorigen Ausführungsbeispiel 1 beschrieben.
Die Doppelmantel- oder Dreifachmantelstrukturen können die Dispersionssteigung um die Wellenlänge 1,55 μm negativ machen (M. Ohnishi et al., „Optimization of dispersion-compensating fibres considering self-phase modulation suppression", OFC'96, ThA2 (1996), L. Gruner-Nielsen et al., „New dispersion compensating fibres for simultaneous compensation of dispersion and dispersion slope of non-zero dispersion shifted fibres in the C or L band", OFC 2000, (2000)).
Demnach kann die positive Dispersionssteigung auf Grund des Effekts der Löcher durch die Dispersionssteigung (negative Dispersionssteigung) aufgrund der Brechungsindexverteilung in dem Kernbereich aufgehoben werden. Entsprechend macht ein geeignetes Auswählen der strukturellen Parameter der Faser es möglich, die optische Faser zu implementieren, die die Nulldispersion und eine flache Dispersion (Nulldispersionssteigung) bei der Wellenlänge 1,55 μm hat. 5 illustriert die Wellenlängendispersionscharakteristik der Faser gemäß der vorliegenden Erfindung. Die gepunktete Linie zeigt die Wellenlängendispersionscharakteristik an, wenn die Löcher nicht vorhanden sind, und die durchgezogene Linie zeigt die Wellenlängendispersionscharakteristik der vorliegenden optischen Faser an.
Die dispersionskompensierten Fasern mit der übichen Doppelmantel- oder Dreifachmanteltstruktur haben einen Nachteil, dass sie verglichen mit üblichen Einzelmodenfasern einfach den Mikrobiegeverlust oder Biegeverlust wegen des schwachen Einschlusseffekts auf die Ausbreitungsmode mit sich bringen.
Jedoch kann die optische Fiberstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung den Strahlungsmodenverlust und Mikrobiegeverlust aufgrund eines Biegens der optischen Faser auf ein für praktische Anwendungen ausreichendes Niveau reduzieren, weil die Mode durch die optische Faser intensiv in den Kernbereichen 1 und 2 lokalisiert wird, die von den Löchern 4 umgeben werden. Entsprechend kann die optische Faser in ein Kabel in der herkömmlichen Weise, ohne irgendeinen signifikanten Verlust zu verursachen, geformt werden. Das ermöglicht es, den erlaubten Biegeradius verglichen mit der herkömmlichen Faser zu reduzieren, wodurch es möglich wird, die Flexibilität des Gehäuses und eines Legens der Faser in einem Gerät zu erhöhen.
[Ausführungsbeispiel 3]
6 ist eine Ansicht, die das Ausführungsbeispiel 3 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. In 6 bezeichnet Bezugszeichen 11 einen Kernbereich „a", der hoch mit GeO₂ dotiert ist; 12 bezeichnet einen Kernbereich „b", der aus reinem SiO₂ besteht; 13 bezeichnet einen Mantelabschnitt; 14a bezeichnet ein Loch „a"; 14b bezeichnet ein Loch „b"; und 15 bezeichnet einen Ummantelungsabschnitt.
Die Löcher „b" sind in einer Weise platziert, dass sie dem Kernbereich benachbart sind und zweifache Axialsymmetrie haben. Der Durchmesser der Löcher b ist größer oder kleiner als der der Löcher „a" gemacht.
7 ist ein Diagramm, das die Brechungsindexverteilung des Querschnitts entlang einer Linie VII-VII von 6 zeigt. Es bringt eine Anisotropie in den äquivalenten Brechungsindizes in den Richtungen der x- und y-Achsen von 7 mit sich, dass die Löcher „a" und „b" unterschiedliche Durchmesser haben. Als Ergebnis hat die Ausbreitungsmode, die in den x- und y-Richtungen polarisiert ist, eine große Doppelbrechung. Die große Doppelbrechung reduziert das Polarisationsübersprechen von der Polarisationsmode in x-Richtung auf die Polarisationsmode in y-Richtung oder umgekehrt. Als ein Ergebnis breitet sich das Licht aus, wobei die Polarisationsmode in der x- oder y-Richtung erhalten bleibt. Ein Beispiel, wenn der Brechungsindex des Kernbereichs „a" gleich zu dem des Kernbereichs „b" ist, ist offenbart in Kawanishi und Okamoto, „polarization maintaining optical fiber" ( Japanische Patentveröffentlichung Nr. 2001-059033 ).
Ein Beispiel der Wellenlängendispersionscharakteristik der gemäß der in der obigen Referenz offenbarten Faserstruktur hergestellten optischen Faser wird gezeigt in K. Suzuki, et al., „Optical properties of a low-loss polarization maintaining photonic crystal fiber", Optics Express, vol. 9, No. 13, p. 676 (2001). Gemäß dem Dokument kann eine große anomale Dispersion von ungefähr +70 ps/km/nm bei der Wellenlänge 1,55 μm erreicht werden.
Um die Nulldispersion der Faser mit solch einer Struktur bei der Wellenlänge 1,55 μm zu implementieren, ist es nötig, den Kernbereich 1 hoch mit GeO₂ zu dotieren, um die negative Wellenleiterdispersion (normale Dispersion) aufgrund der Wellenleiterstruktur in dem Kernbereich zu produzieren, und die positive Dispersion aufgrund der Löcher zu kompensieren. Zum Beispiel kann die Wellenlängendispersion nahe der Wellenlänge 1,55 μm zu null gemacht werden durch Einstellen der relativen Brechungsindexdifferenz Δ des Kernbereichs „a" auf 2%, des Durchmessers des Kernbereichs „a" auf 2,2 μm, des Durchmessers der Löcher „a" auf 2 μm, des Durchmessers der Löcher „b" auf 4 μm, und des Abstands Λ zwischen den Löchern auf 4 μm.
8 ist ein Graph, der die Wellenlängendispersionscharakteristik der optischen Faser illustriert. Die durchgezogene Linie und die gepunktete Linie repräsentieren jeweils die Wellenlängendispersionscharakteristik für die Ausbreitungsmoden mit der Polarisationsrichtung in der x- beziehungsweise y-Richtung. Auch wenn die Nulldispersionswellenlänge sich für die zwei Moden unterscheidet, kann gesehen werden, dass die Nulldispersionswellenlänge in der Nähe von 1,55 μm vorliegen. Der Unterschied zwischen den zwei Wellenlängendispersionscharakteristiken liegt an der Tatsache, dass die Löcher „a" und „b" Durchmesser haben, die sehr verschieden voneinander sind.
Auch wenn das vorhergehende Ausführungsbeispiel annimmt, dass der Kernbereich 11 eine stufenweise Brechungsindexverteilung hat, ist das nicht essentiell. Zum Beispiel können auch Brechungsindexverteilungen des Quadrattyps, des Potenztyps der Potenz α (α > 2) oder Super-Gausstyps verwendet werden.
[Ausführungsbeispiel 4]
Das vorliegende Ausführungsbeispiel 4 gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Beispiel, in dem die stufenweise Brechungsindexverteilung in dem Ausführungsbeispiel 3 vom Typ Doppelmantel oder Dreifachmantel gemacht wurde. 4A und 4B zeigen Beispiele der Brechungsindexverteilung. Wie zuvor in dem Ausführungsbeispiel 2 beschrieben, kann die Wellenlängendispersionscharakteristik der optischen Faser mit solch einer Brechungsindexverteilung durch ein Auswählen geeigneter struktureller Parameter so bestimmt werden, dass sie die normale Dispersion (negativ) und negative Dispersionssteigung nahe der Wellenlänge 1,55 μm hat. Ein Verwenden der Brechungsindexverteilung in dem Kernabschnitt der optischen Faser des Ausführungsbeispiels 3 kann gleichzeitig die anomale Dispersion (positive Dispersion) und positive Dispersionssteigung kompensieren, die durch die Löcher in dem Mantelabschnitt verursacht wird, wodurch es möglich wird, die dispersionsverschobene optische Faser zu implementieren, die die Nulldispersion und geringe Dispersionssteigung bei der Wellenlänge 1,55 μm hat. 9 illustriert ein Beispiel der Wellenlängendispersionscharakteristik der gemäß der Struktur hergestellten optischen Faser.
In 9 geben die durchgezogene Linie und die gepunktete Linie die Wellenlängendispersionscharakteristiken von zwei zueinander orthogonalen Polarisationsmoden an. In diesem Fall hat eine der zwei orthogonalen Ausbreitungsmoden Nulldispersion bei der Wellenlänge 1,55 μm und die Dispersionssteigung von 0,02 ps/km/nm, was kleiner oder gleich einem Drittel von einer gewöhnlichen dispersionsverschobenen optischen Faser ist.
Für die optische Faser mit der Struktur des vorliegenden Ausführungsbeispiels gibt es wegen des starken Einschlusses der Ausbreitungsmode keinen Anstieg des optischen Verlusts durch Biegen mit dem Krümmungsradius von ungefähr 10 mm. Zusätzlich gibt es keinen durch die allmähliche Reduktion in dem Einschluss der Ausbreitungsmode auf der Seite längerer Wellenlänge verursachten Anstieg des Verlusts auf der Seite längerer Wellenlänge.
Industrielle Anwendbarkeit
Die dispersionsverschobene optische Faser kann implementiert werden, die einen starken Einschlusseffekt auf die Ausbreitungsmode hat, weil sie um den Kernabschnitt eine Region mit einem Brechungsindex hat, der höher ist als der der Peripherie des Kernabschnitts, und in dem Kernabschnitt die Brechungsindexverteilung hat, in der die Gruppengeschwindigkeitsdispersion bei der Betriebswellenlänge der Region die normale Dispersion wird. Zusätzlich kann ein Unterbringen der optischen Faser gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Gerät das Gerät kleiner machen, weil der optische Verlust auf Grund von Biegungen der optischen Faser kaum auftritt. Außerdem macht es ein Optimieren der Brechungsindexverteilung des Kernabschnitts möglich, eine optische Faser mit niedriger Dispersion in einem breiten Wellenlängenbereich zu implementieren, wodurch es möglich wird, die Charakteristik von optischen Geräten zu verbessern, die die optische Faser verwenden.

Claims

Dispersionsverschobene optische Faser, mit einem Mantelabschnitt (3; 13) mit einer Mehrzahl sich in einer Längsrichtung erstreckender und geometrisch regelmäßig angeordneter Löcher (4; 14a; 14b), und einem Kernabschnitt (1, 2; 11, 12), der an seinem Zentrum einen Bereich (1; 11) aufweist, dessen Brechungsindex höher als ein Brechungsindex in einer Peripherie (2; 12) des Kernabschnitts (1, 2; 11, 12) ist, wobei der Kernabschnitt (1, 2; 11, 12) konfiguriert ist, um bei einer Betriebswellenlänge von 1,55 μm ohne die Mehrzahl von Löchern in dem Mantelabschnitt (3; 13) eine Ausbreitungsmode und eine negative Wellenlängendispersion aufzuweisen, wobei der Mantelabschnitt (3; 13) mit der Mehrzahl von Löchern (4; 14a, 14b) konfiguriert ist, um die negative Wellenlängendispersion des Kernabschnitts (1, 2; 11, 12) bei der Betriebswellenlänge zu kompensieren, und wobei der Mantelabschnitt (3; 13) und der Kernabschnitt (1, 2; 11, 12) des Weiteren konfiguriert sind, um eine Null- oder positive Steigung der Wellenlängendispersion bei der Betriebswellenlänge bereit zu stellen, um so einen Einschlusseffekt zu erhöhen und einen Verlust bei größeren Wellenlängen zu vermindern.
Dispersionsverschobene optische Faser gemäß Anspruch 1, wobei die Brechungsindexverteilung des Kernabschnitts (1, 2; 11, 12) im Wesentlichen dieselbe ist wie eine Brechungsindexverteilung eines Kernabschnitts und eines Mantelabschnitts einer optischen Faser eines übereinstimmenden Manteltyps, eines W-typs, eines dreifachen Manteltyps oder eines vierfachen Manteltyps.
Dispersionsverschobene optische Faser gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei zumindest eines von einem Durchmesser oder einer Anordnung der im Mantelabschnitt (3; 13) ausgeformten Löcher (4, 14a, 14b), einer Form des Kernabschnitts (1, 2; 11, 12) und der Brechungsindexverteilung eine niedrigere als eine dreifache Axialsymmetrie bezogen auf ein Zentrum des Kernabschnitts (1, 2; 11, 12) aufweist.