DE69912990T2

DE69912990T2 - Optische faser

Info

Publication number: DE69912990T2
Application number: DE69912990T
Authority: DE
Inventors: Takatoshi Yokohama-shi KATO; Kazuhiro Yokohama-shi OKAMOTO; Mitsuomi Yokohama-shi HADA; Shinjiro Yokohama-shi HAGIHARA; Morio Yokohama-shi WATANABE; Kohei Yokohama-shi KOBAYASHI
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1998-12-17
Filing date: 1999-12-16
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2019-12-17
Also published as: CA2354004A1; EP1145057A1; JP2002532745A; WO2000036443A1; EP1145057B1; AU1687100A; DE69912990D1; JP4192425B2; US20020106172A1; CN1133083C; US6731847B1; AU773983B2; CN1334928A; US6614976B2

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine optische Faser, die auf einen Modul anwendbar ist, der in einem Teil einer optischen Übertragungsleitung oder in der optischen Übertragungsleitung in einem optischen Übertragungssystem installiert ist, welches WDM-Kommunikationen hauptsächlich in einem Wellenlängenband von 1,55 μm ausführt.
Stand der Technik
WDM- (Wellenlängen-Multiplex-Verfahren, Wavelength Division Multiplexing) Kommunikationssysteme ermöglichen optische Kommunikationen hoher Kapazität und hoher Geschwindigkeit durch Übertragung einer Vielzahl von Lichtsignalkomponenten in dem Wellenlängenband von 1,55 μm (1,53 μm bis 1,57 μm). Da optische Übertragungssysteme, die derartige WDM-Kommunikationen ausführen, vorzugsweise eine niedrige Dispersion in dem Wellenlängenband von 1,55 μm haben, um Signallicht in einem breiten Wellenlängenband übertragen zu können, wurde eine optische Faser mit Dispersionsnulldurchgang, deren Null-Dispersionswellenlänge zu dem Wellenlängenband von 1,55 μm verschoben ist (DSF: dispersionsverschobene Faser, Dispersion Shifted Fiber), in ihren optischen Übertragungsleitungen genutzt.
Falls die Dispersion in dem Wellenlängenband von 1,55 μm jedoch im wesentlichen Null ist, kann darin eine Vier-Wellen-Mischung auftreten, die eine Art nichtlinearer optischer Er scheinung ist, wodurch sich das Signallicht zum Zeitpunkt eines Empfangs wahrscheinlich verschlechtert (siehe z. B. H. Taga et al., OFC'98, PD13). Deshalb wurde eine dispersionsverschobene optische, deren Null-Dispersionswellenlänge weiter zu der Seite der längeren Wellenlänge verschoben ist, sodass die Dispersion bei einer Wellenlänge von 1,55 μm auf ungefähr –2 ps/nm/km (es existiert in dem Signalwellenlängenband keine Null-Dispersionswellenlänge) (NZ-DSF: nicht-null dispersionsverschobene Faser mit) konventionell in optischen Übertragungsleitungen eingesetzt, um die Vier-Wellen-Mischung zu unterdrücken. Da die oben erwähnte NZ-DSF in dem Wellenlängenband von 1,55 μm eine negative Dispersion aufweist, gibt es Fälle, wo eine optische Faser zur Dispersionskompensation mit einer positiven Dispersion in dem Wellenlängenband von 1,55 μm in einer optischen Übertragungsleitung gemeinsam mit der NZ-DSF eingesetzt wird (siehe z. B. M. Suzuki et al., OFC'98, PD17).
Als die oben erwähnte optische Faser mit Dispersionskompensation waren z. B. optische Fasern bekannt, die durch Standards G652 und G654 von ITU-T definiert werden. Die optische Faser nach Standards G652 ist eine reguläre optische Faser, die aus einer Kernregion, hergestellt aus mit Ge dotiertem Siliziumdioxid, und einer Hüllenregion, hergestellt aus reinem Siliziumdioxid, besteht. Diese optische Faser nach Standard G652 hat eine Null-Dispersionswellenlänge in einem Wellenlängenband von 1,3 μm und eine Dispersion von ungefähr 17 ps/nm/km in dem Wellenlängenband von 1,55 μm. Andererseits hat die optische Faser nach Standard G654 eine Dispersion von 20 ps/nm/km oder weniger in dem Wellenlängenband von 1,55 μm. Ferner wird auch eine optische Faser, die aus einer Kernregion, hergestellt aus reinem Siliziumdioxid, und einer Hüllenregion, hergestellt aus F-dotiertem Siliziumdioxid, gebildet wird, mit einer Dispersion von ungefähr 18 ps/nm/km in dem Wellenlängenband von 1,55 μm als eine optische Faser mit Dispersionskompensation verwendet.
Da eine konventionelle optische Übertragungsleitung, die somit durch die NZ-DSF und die optische Faser mit Dispersionskompensation gebildet wird, als Ganzes eine positive Dispersionsneigung aufweist, obwohl die Dispersion in einer Wellenlänge in dem Wellenlängenband von 1,55 μm Null wird, wird sie in den anderen Wellenlängenregionen nicht Null. Um die restliche Dispersion in den anderen Wellenlängenregionen zu kompensieren, wird deshalb das Signallicht in den anderen Wellenlängenregionen in einer Basisstation oder dergleichen demultiplext, sodass die Dispersion von jeder Signallichtkomponente durch Verwendung einer optischen Faser mit Dispersionskompensation nach Standard G652 oder G654 kompensiert wird. Hier ist die Dispersionsneigung durch den Gradienten der Kurve gegeben, die die Abhängigkeit der Dispersion von der Wellenlänge anzeigt. Anderer relevanter Stand der Technik wird in EP 0883002 offengelegt.
Offenlegung der Erfindung
Als ein Ergebnis von Untersuchungen, die den oben erwähnten Stand der Technik betreffen, haben die Erfinder die folgenden Probleme herausgefunden. Da die oben erwähnte optische Faser mit Dispersionskompensation nach Standard G654 eine Dispersion von 20 ps/nm/km oder weniger in dem Wellenlängenband von 1,55 μm aufweist, ist es nämlich erforderlich, eine relativ lange Länge zu haben, um die negative Dispersion zu kompensieren, in der NZ-DSF in dem Wellenlängenband von 1,55 μm inhärent ist. Auch wird in optischen Fasern mit einem einfachen stufenartigen Brechungskoeffizientenprofil, die aus einer Kernregion und einer Hüllenregion bestehen, die obere Grenze von Dispersion gemäß der oberen Grenze einer Absperrwellen länge bestimmt, wodurch es schwierig ist, die Dispersion in dem Wellenlängenband von 1,55 μm zu verbessern.
Um die Probleme, wie jene oben erwähnten, zu überwinden, ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine optische Faser vorzusehen, die eine große positive Dispersion in dem Wellenlängenband von 1,55 μm aufweist und die negative Verteilung kompensiert, die in der NZ-DSF in dem Wellenlängenband von 1,55 μm inhärent ist.
Die optische Faser gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Kernregion, die sich entlang einer vorbestimmten Achse erstreckt, und eine Hüllenregion, die an der äußeren Peripherie der Kernregion angeordnet ist. Die Hüllenregion hat eine gedrückte Hüllenstruktur, umfassend eine Innenhülle, die eine Region ist, die an der äußeren Peripherie der Kernregion angeordnet ist, und eine Außenhülle, die eine Region ist, die an der äußeren Peripherie der Innenhülle angeordnet ist, und einen Brechungskoeffizienten hat, der kleiner als der der Kernregion, aber höher als der der Innenhülle ist. Auch ist in dieser optischen Faser die relative Brechungskoeffizientendifferenz der Kernregion in Bezug auf die Außenhülle mindestens 0,30%, aber nicht größer als 0,50%, und die relative Brechungskoeffizientendifferenz der Innenhülle in Bezug auf die Außenhülle ist mindestens –0,50%, aber nicht größer als –0,02%. Bei einer Wellenlänge von 1,55 μm hat die optische Faser eine Dispersion größer als 18 ps/nm/km und eine effektive Querschnittsfläche A_eff von mindestens 70 μm².
Wie in der japanischen Patentanmeldung Offenlegungs-Nr. 8-248251 ( EP 0 724171 A2 ) angezeigt, ergibt sich die effektive Querschnittsfläche A_eff durch den folgenden Ausdruck (1):
wobei E das elektrische Feld ist, das das ausgebreitete Licht begleitet, und r der radiale Abstand von dem Kernmittelpunkt ist.
Da diese optische Faser eine große Dispersion in dem Wellenlängenband von 1,55 μm als solche hat, ist eine kurze Länge ausreichend, wenn die negative Dispersion kompensiert wird, die in der NZ-DSF in dem Wellenlängenband von 1,55 μm inhärent ist. Als eine Folge ist sie dadurch günstig, dass wenn die optische Faser bei einem vorbestimmten Durchmesser gewunden wird, um einen Modul zu bilden, der resultierende Modul kleiner gemacht werden kann. Da die effektive Querschnittsfläche in der Wellenlänge von 1,55 μm groß ist, kann ein Auftreten von nichtlinearen optischen Erscheinungen effektiv unterdrückt werden. Zusätzlich zu den oben erwähnten Charakteristika hat die optische Faser gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine Dispersion von 20 ps/nm/km oder mehr bei der Wellenlänge von 1,55 μm. Da diese optische Faser in dem Wellenlängenband von 1,55 μm eine größere Dispersion aufweist, kann sie kürzer gemacht werden, wenn die negative Dispersion kompensiert wird, die in der NZ-DSF in dem Wellenlängenband von 1,55 μm inhärent ist, wodurch es leichter wird, die Abmessungen eines Moduls zur Dispersionskompensation zu reduzieren, auf den die optische Faser angewendet wird. Insbesondere erfüllt für eine Realisierung verschiedener Charakteristika bei der Wellenlänge von 1,55 μm jede der optischen Fasern mit den oben erwähnten Konfigurationen die Beziehung von: 2,0 ≤ 2b/2a ≤ 6,0 8,3 ≤ 2a ≤ 13,0 wobei 2a (Einheit: μm) der äußere Durchmesser der Kernregion ist und 2b (Einheit: μm) der äußere Durchmesser der Innenhülle ist.
Die optische Faser gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Konfiguration haben, umfassend eine Kernregion, die sich entlang einer vorbestimmten Achse erstreckt und einen äußeren Durchmesser von mindestens 9,5 μm, aber nicht größer als 13,0 μm hat, und eine Hüllenregion mit einem Brechungskoffizienten kleiner als dem der Kernregion. In einer derartigen Konfiguration ist die relative Brechungskoeffizientendifferenz der Kernregion in Bezug auf die Hüllenregion mindestens 0,3%, aber nicht größer als 0,5%. Auch ist die Dispersion in der Wellenlänge von 1,55 μm mindestens 20 ps/nm/km, und die effektive Querschnittsfläche A_eff bei der Wellenlänge von 1,55 μm ist mindestens 70 μm². Da diese optische Faser in dem Wellenlängenband von 1,55 μm auch eine große Dispersion aufweist, ist eine kurze Länge ausreichend, wenn die negative Dispersion kompensiert wird, die in der NZ-DSF in dem Wellenlängenband von 1,55 μm inhärent ist. Da die effektive Querschnittsfläche in der Wellenlänge von 1,55 μm groß ist, wird auch ein Auftreten von nichtlinearen optischen Erscheinungen effektiv unterdrückt.
Vorzugsweise hat jede der optischen Fasern mit den oben erwähnten verschiedenen Konfigurationen in der Wellenlänge von 1,55 μm einen Übertragungsverlust von 0,215 dB/km oder weniger, wenn sie wie eine Spule bei einem Durchmesser von 60 mm gewunden ist, und eine Polarisationsmodusdispersion von 0,25 ps·km^–1/2 oder weniger in der Wellenlänge von 1,55 μm. In diesem Fall können in der optischen Faser gemäß der vorliegenden Erfindung selbst in einer Konfiguration, in der sie wie eine Spule gewunden ist, um einen Modul zu bilden, ausreichende Charakteristika erhalten werden.
Als eine weitere bevorzugte optische Charakteristik hat die optische Faser gemäß der vorliegenden Erfindung eine effektive Querschnittsfläche A_eff von 90 μm² oder größer. Auch hat diese optische Faser eine Absperrwellenlänge von 1,4 μm oder größer bei einer Faserlänge von 2 m. Ferner hat diese optische Faser bei der Wellenlänge von 1,55 μm einen Übertragungsverlust von 0,180 dB/km oder weniger.
Die Erfinder haben experimentell bestätigt, dass ein Vorsehen einer Karbonbeschichtung auf der Oberfläche der optischen Faser gemäß der vorliegenden Erfindung beim Verhindern des Brechens der optischen Faser effektiv ist.
Die vorliegende Erfindung wird aus der hierin nachstehend gegebenen detaillierten Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen, die nur als ein Weg zur Veranschaulichung gegeben werden und nicht als die vorliegende Erfindung begrenzend zu betrachten sind, vollständiger verstanden.
Ferner wird der Bereich der Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung aus der hierin nachstehend gegebenen detaillierten Beschreibung offensichtlich. Es sollte jedoch verstanden werden, dass die detaillierte Beschreibung und speziellen Beispiele, während sie bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anzeigen, nur als einen Weg zur Veranschaulichung gegeben werden, da verschiedene Änderungen und Modifikationen einem Durchschnittsfachmann aus dieser detaillierten Beschreibung offensichtlich sein werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1A ist eine Ansicht, die einen Querschnittsaufbau der ersten Ausführungsform der optischen Faser gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, wohingegen 1B ein Diagramm ist, das ein Brechungskoeffizientenprofil der in 1A gezeigten optischen Faser zeigt;
2 ist eine Grafik, die Beziehungen zwischen dem Kerndurchmesser (äußerer Durchmesser der Kernregion) und der Dispersion bei einer Wellenlänge von 1550 nm in der optischen Faser gemäß der ersten Ausführungsform in dem Fall zeigt, wo das Verhältnis (2b/2a) des äußeren Durchmessers 2b der Innenhülle zu dem äußeren Durchmesser 2a der Kernregion bei 4,0 fixiert ist, wohingegen die relative Brechungskoeffizientendifferenz Δ^– der Innenhülle in Bezug auf die Außenhülle bei –0,03% fixiert ist;
3 ist eine Grafik, die Beziehungen zwischen dem Kerndurchmesser (äußerer Durchmesser der Kernregion) und der Dispersion bei der Wellenlänge von 1550 nm in der optischen Faser gemäß der ersten Ausführungsform in dem Fall zeigt, wo das Verhältnis (2b/2a) des äußeren Durchmessers 2b der Innenhülle zu dem äußeren Durchmesser 2a der Kernregion bei 4,0 fixiert ist, wohingegen die relative Brechungskoeffizientendifferenz Δ^– der Innenhülle in Bezug auf die Außenhülle bei –0,09% fixiert ist;
4 ist eine Grafik, die Beziehungen zwischen dem Kerndurchmesser (äußerer Durchmesser der Kernregion) und der Dispersion bei der Wellenlänge von 1550 nm in der optischen Faser gemäß der ersten Ausführungsform in dem Fall zeigt, wo das Verhältnis (2b/2a) des äußeren Durchmessers 2b der Innenhülle zu dem äußeren Durchmesser 2a der Kernregion bei 4,0 fixiert ist, wohingegen die relative Brechungskoeffizientendifferenz Δ^– der Innenhülle in Bezug auf die Außenhülle bei –0,20% fixiert ist;
5 ist eine Grafik, die Beziehungen zwischen dem Kerndurchmesser (äußerer Durchmesser der Kernregion) und der Dis persion bei der Wellenlänge von 1550 nm in der optischen Faser gemäß der ersten Ausführungsform in dem Fall zeigt, wo das Verhältnis (2b/2a) des äußeren Durchmessers 2b der Innenhülle zu dem äußeren Durchmesser 2a der Kernregion bei 4,0 fixiert ist, wohingegen die relative Brechungskoeffizientendifferenz Δ^– der Innenhülle in Bezug auf die Außenhülle bei –0,45% fixiert ist;
6A ist ein Diagramm, das das Brechungskoeffizientenprofil eines angewendeten Beispiels der optischen Faser gemäß der ersten Ausführungsform zeigt, wohingegen 6B ein Diagramm ist, das das Brechungskoeffizientenprofil eines anderen angewendeten Beispiels der optischen Faser gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
7 ist eine Grafik, die Ergebnisse von Experimenten zum Erläutern des Brechungsverhinderungseffekts, erhalten durch Karbonbeschichtung, zeigt;
8A ist eine Ansicht, die einen Querschnittsaufbau einer zweiten Ausführungsform der optischen Faser gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, wohingegen 8B eine Grafik ist, die ein Brechungskoeffizientenprofil der in 8A gezeigten optischen Faser zeigt; und
9 ist eine Grafik, die die Beziehung zwischen dem Kerndurchmesser (äußerer Durchmesser der Kernregion) 2a und der Dispersion bei der Wellenlänge von 1550 nm in der optischen Faser gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
Bester Modus zum Ausführen der Erfindung Im Folgenden werden Ausführungsformen 3er optischen Faser gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 1A, 1B, 2 bis 5, 6A, 6B, 7, 8A, 8B und 9 erläutert. Unter den Zeichnun gen wird auf Bestandteile, die einander identisch sind, mit den gleichen Ziffern oder Buchstaben, die einander identisch sind, ohne Wiederholung ihrer überlappenden Beschreibungen verwiesen.
(Erste Ausführungsform)
1A ist eine Ansicht, die einen Querschnittsaufbau der optischen Faser gemäß der ersten Ausführungsform zeigt, wohingegen 1B ein Brechungskoeffizientenprofil der in 1A gezeigten optischen Faser ist. Die optische Faser 100 gemäß der ersten Ausführungsform umfasst eine Kernregion 110, die sich entlang einer vorbestimmten Achse erstreckt und einen Brechungskoeffizienten n₁ und einen äußeren Durchmesser 2a (μm) hat, und eine Hüllenregion ist an der äußeren Peripherie der Kernregion 110 angeordnet. Zum Realisieren eines gedrückten Hüllenaufbaus als die Hüllenregion ferner eine Innenhülle 120, die eine Region ist, die an der äußeren Peripherie der Kernregion 110 angeordnet ist und einen Brechungskoeffizienten n₂ (< n₁) und einen äußeren Durchmesser 2b und eine Außenhülle 130 hat, die eine Region ist, die an der äußeren Peripherie der Innenhülle 120 angeordnet ist und einen Brechungskoeffizienten n₃ (< n₁, n₂) hat. Deshalb haben die jeweiligen Brechungskoeffizienten im Sinne einer Größe in den Regionen 110, 120 und 130 eine Beziehung von n₁ > n₃ > n₂. Die äußere Peripherie der optischen Faser 100 gemäß der ersten Ausführungsform ist mit einer Karbonbeschichtung 140 zum effektiven Verhindern des Brechens der Faser versehen, wenn sie wie eine Spule gewunden ist, um einen Modul zu bilden.
Die Abszisse des Brechungskoeffizientenprofils 150, das in 1B gezeigt wird, entspricht einzelnen Teilen entlang der Linie L in 1A in einem Querschnitt senkrecht zu der zentralen Achse der Kernregion 110. Deshalb zeigen in dem Brechungskoeffizientenprofil 150 von 1B Regionen 151, 152 und 153 die jeweiligen Brechungskoeffizienten in einzelnen Teilen auf der Linie L in der Kernregion 110, Innenhülle 120 und Außenhülle 130 an.
Die optische Faser mit einem derartigen Brechungskoeffizientenprofil 150 ist eine Einzelmodus-Optikfaser basierend auf Siliziumdioxid, die z. B. durch Hinzufügen von Elementen Ge und F zu der Kernregion 110 bzw. der Innenhülle 120 realisiert werden kann. In 1A und 1B zeigt 2a den äußeren Durchmesser der Kernregion 110 an, wohingegen 2b den äußeren Durchmesser der Innenhülle 120 anzeigt. Δ⁺ und Δ^– zeigen die jeweiligen relativen Brechungskoeffizientendifferenzen der Kernregion 110 und Innenhüllenregion 120 in Bezug auf die Außenhülle 130 an. Hier werden die relative Brechungskoeffizientendifferenz Δ⁺ der Kernregion 110 in Bezug auf die Außenhülle 130 und die relative Brechungskoeffizientendifferenz Δ^– der Innenhülle 120 in Bezug auf die Außenhülle 130 jeweils wie folgt definiert: Δ+ = (n1 – n3)/n3 Δ– = (n2 – n3)/n3 wobei n₁ der Brechungskoeffizient der Kernregion 110 ist, n₂ der Brechungskoeffizient der Innenhülle 120 ist und n₃ der Brechungskoeffizient der Außenhülle 13C ist. In dieser Beschreibung wird die relative Brechungskoeffizientendifferenz Δ als Prozentsatz dargestellt, und die jeweiligen Brechungskoeffizienten von einzelnen Regionen in jedem definierenden Ausdruck können in einer beliebigen Reihenfolge angeordnet sein. Folglich zeigt der Fall, wo Δ ein negativer Wert ist, an, dass der Brechungskoeffizient seiner entsprechenden Region kleiner als der der Außenhülle 130 ist.
In der optischen Faser 110 gemäß der ersten Ausführungsform ist die relative Brechungskoeffizientendifferenz Δ⁺ der Kernregion 110 in Bezug auf die Außenhülle 130 mindestens 0,30%, aber nicht größer als 0,50%, wohingegen die relative Brechungskoeffizientendifferenz Δ^– der Innenhülle 120 in Bezug auf die Außenhülle 130 mindestens –0,50%, aber nicht größer als –0,02 ist. Auch ist die Dispersion in der Wellenlänge von 1,55 μm größer als 18 ps/nm/km, und die effektive Querschnittsfläche A_eff in der Wellenlänge von 1,55 μm ist mindestens 70 μm².
2 bis 5 sind Grafiken, die jede Beziehungen zwischen dem äußeren Durchmesser 2a der Kernregion 110 gemäß der ersten Ausführungsform und ihre Dispersion in der Wellenlänge von 1,55 μm zeigen. Hier sind in der Grafik von 2 das Verhältnis (2b/2a) des äußeren Durchmessers 2b der Innenhülle 120 zu dem äußeren Durchmesser 2a der Kernregion 110 und die relative Brechungskoeffizientendifferenz Δ^– der Innenhülle 120 in Bezug auf die Außenhülle 130 bei 4,0 bzw. –0,03% fixiert. Auch sind in der Grafik von 3 das Verhältnis (2b/2a) des äußeren Durchmessers 2b der Innenhülle 120 zu dem äußeren Durchmesser 2a der Kernregion 110 und die relative Brechungskoeffizientendifferenz Δ^– der Innenhülle 120 in Bezug auf die Außenhülle 130 bei 4,0 bzw. –0,09% fixiert. In der Grafik von 4 sind das Verhältnis (2b/2a) des äußeren Durchmessers 2b der Innenhülle 120 zu dem äußeren Durchmesser 2a der Kernregion 110 und die relative Brechungskoeffizientendifferenz Δ^– der Innenhülle 120 in Bezug auf die Außenhülle 130 bei 4,0 bzw. –0,20% fixiert. Ferner sind in der Grafik von 5 das Verhältnis (2b/2a) des äußeren Durchmessers 2b der Innenhülle 120 zu dem äußeren Durchmesser 2a der Kernregion 110 und die relative Brechungskoeffizientendifferenz Δ^– der Innenhülle 120 in Bezug auf die Außenhülle 130 bei 4,0 bzw. –0,45% fixiert.
In jeder von 2 bis 5 sind G100, G200 und G300 Kurven, die die Beziehungen zwischen dem Kerndurchmesser 2a und dem Dispersionswert bei der Wellenlänge von 1,55 μm in den Fällen anzeigen, wo die relative Brechungskoeffizientendifferenz Δ⁺ der Kernregion 110 in Bezug auf die Außenhülle 130 0,30%, 0,40% bzw. 0,50% ist. C1 ist eine Kurve, die die Beziehung zwischen dem Kerndurchmesser 2a und dem Dispersionswert bei der Wellenlänge von 1,55 μm zeigt, in der die Erhöhung eines Verlustes (bei der Wellenlänge von 1,55 μm) in der optischen Faser mit einer Gesamtlänge von 20 km, verursacht, indem sie bei einem Durchmesser von 60 mm gewunden ist, 0,01 dB/km wird. Ferner zeigt jede von 2 bis 5 Kurven, die die Beziehungen zwischen dem Kerndurchmesser 2a und dem Dispersionswert bei der Wellenlänge von 1,55 μm in den Fällen anzeigen, wo die Absperrwellenlänge Λc 1,5 μm bzw. 1,6 μm wird; und die Beziehungen zwischen dem Kerndurchmesser 2a und dem Dispersionswert bei der Wellenlänge von 1,55 μm in den Fällen, wo die effektive Querschnittsfläche A_eff 70 μm², 80 μm² bzw. 90 μm² wird. Die Absperrwellenlänge Λc bis zu ungefähr 1,6 μm ist in dem Fall einer optischen Faser mit einer Länge von mehreren hundert Metern zulässig, und die bis zu ungefähr 1,7 μm kann in dem Fall einer längeren optischen Faser zulässig sein. In jeder von 2 bis 5 wird ein Bereich, wo die Absperrwellenlänge Λc 1,6 μm oder kürzer ist, die effektive Querschnittsfläche A_eff mindestens 70 μm² und die Erhöhung eines Verlustes (bei der Wellenlänge von 1,55 μm) in der optischen Faser mit einer Gesamtlänge von 20 km, verursacht, indem sie bei einem Durchmesser von 60 mm gewunden ist, 0,01 dB/km oder weniger wird, als ein bevorzugter Bereich angezeigt (schraffierter Bereich in jeder Grafik).
Aus 2 urteilend kann dann in der optischen Faser, in der die relative Brechungskoeffizientendifferenz Δ^– der Innenhülle 120 in Bezug auf die Außenhülle 130 –0,03% ist, wenn der äußere Durchmesser 2a der Kernregion 110 ungefähr 8,3 μm oder größer ist, die Dispersion bei der Wellenlänge von 1,55 μm ungefähr 18 ps/nm/km oder größer werden. Wenn der äußere Durchmesser 2a der Kernregion 110 ungefähr 9,2 μm oder größer ist, dann kann die Dispersion bei der Wellenlänge von 1,55 μm ungefähr 20 ps/nm/km oder größer werden. Wenn der äußere Durchmesser 2a der Kernregion 110 ungefähr 12,5 μm ist, dann kann auch die Dispersion bei der Wellenlänge von 1,55 μm auf bis zu ungefähr 21,3 ps/nm/km erhöht werden.
Aus 3 urteilend kann dann in der optischen Faser, in der die relative Brechungskoeffizientendifferenz Δ^– der Innenhülle 120 in Bezug auf die Außenhülle 130 –0,09% ist, wenn der äußere Durchmesser 2a der Kernregion 110 ungefähr 8,3 μm oder größer ist, die Dispersion bei der Wellenlänge von 1,55 μm ungefähr 18 ps/nm/km oder größer werden. Wenn der äußere Durchmesser 2a der Kernregion 110 ungefähr 9,1 μm oder größer ist, dann kann die Dispersion bei der Wellenlänge von 1,55 μm ungefähr 20 ps/nm/km oder größer werden. Wenn der äußere Durchmesser 2a der Kernregion 110 ungefähr 12,5 μm ist, dann kann auch die Dispersion bei der Wellenlänge von 1,55 μm auf bis zu 21,7 ps/nm/km erhöht werden.
Aus 4 urteilend kann dann auch in der optischen Faser, in der die relative Brechungskoeffizientendifferenz Δ^– der Innenhülle 120 in Bezug auf die Außenhülle 130 –0,20% ist, wenn der äußere Durchmesser 2a der Kernregion 119 ungefähr 9,5 μm oder größer ist, die Dispersion bei der Wellenlänge von 1,55 μm ungefähr 20,8 ps/nm/km oder größer werden. Wenn der äußere Durchmesser 2a der Kernregion 110 ungefähr 12,8 μm ist, dann kann auch die Dispersion bei der Wellenlänge von 1,55 μm auf bis zu 22,3 ps/nm/km erhöht werden.
Aus 5 urteilend kann dann ferner in der optischen Faser, in der die relative Brechungskoeffizientendifferenz Δ^– der Innenhülle 120 in Bezug auf die Außenhülle 130 –0,45% ist, wenn der äußere Durchmesser 2a der Kernregion 110 ungefähr 10,5 μm oder größer ist, die Dispersion bei der Wellenlänge von 1,55 μm ungefähr 23,2 ps/nm/km oder größer werden. Wenn der äußere Durchmesser 2a der Kernregion 110 ungefähr 13,0 μm ist, dann kann auch die Dispersion bei der Wellenlänge von 1,55 μm auf bis zu ungefähr 23,5 ps/nm/km erhöht werden.
Wie aus 2 bis 5 im Vorangehenden gesehen werden kann, kann dann, wenn die relative Brechungskoeffizientendifferenz Δ^– der Innenhülle 120 in Bezug auf die Außenhülle 130 reduziert wird (ihr absoluter Wert wird erhöht), die Dispersion verbessert werden, während die Absperrwellenlänge Λc auf dem gleichen Wert gehalten wird.
Es wird nun eine Vielzahl von angewendeten Beispielen der optischen Faser gemäß der ersten Ausführungsform erläutert.
Zunächst hat die optische Faser 100 gemäß einem ersten angewendeten Beispiel den Querschnittsaufbau, der in 1A gezeigt wird, und das Brechungskoeffizientenprofil, das in 1B gezeigt wird, wohingegen der äußere Durchmesser 2a der Kernregion 110, der äußere Durchmesser 2b der Innenhülle 120, die relative Brechungskoeffizientendifferenz Δ⁺ der Kernregion 110 in Bezug auf die Außenhülle 130 und die relative Brechungskoeffizientendifferenz Δ^– der Innenhülle 120 in Bezug auf die Außenhülle 130 wie folgt eingestellt werden:

2a (μm): 9,0

2b (μm): 36,0

Δ⁺ (%): 0,35

Δ^– (%): –0,03.

Die so gestaltete optische Faser gemäß dem ersten angewendeten Beispiel hat als verschiedene Charakteristika bei der Wellenlänge von 1,55 μm die folgenden optischen Charakteristika:

Dispersion (ps/nm/km):	18,7
effektive Querschnittsfläche A_eff (μm²):	80,5
Dispersionsneigung (ps/nm²/km):	0,058
Übertragungsverlust (dB/km), wenn bei einem Durchmesser von 60 mm gebogen:	0,208
Polarisationsmodusdispersion PMD (ps·km^1/2):	0,14.

Hier ist die Absperrwellenlänge der optischen Faser gemäß dem ersten angewendeten Beispiel bei einer Länge von 2 m 1,25 μm. Auch ist der oben erwähnte Übertragungsverlust die Summe des ursprünglichen Übertragungsverlustes der optischen Faser und der Erhöhung eines Verlustes, der verursacht wird, indem sie bei dem Durchmesser von 60 mm gebogen wird.
Die optische Faser gemäß einem zweiten angewendeten Beispiel hat auch den in 1A gezeigten Querschnittsaufbau, und ihr Brechungskoeffizientenprofil hat eine Form, die der in 1B gezeigten ähnlich ist. Diese optische Faser des zweiten angewendeten Beispiels ist auch mit den folgenden Merkmalen gestaltet:

2a (μm): 10,5

2b (μm): 42,0

Δ⁺ (%): 0,35

Δ^– (%): –0,03.

Die so gestaltete optische Faser gemäß dem zweiten angewendeten Beispiel hat als verschiedene Charakteristika bei der Wellenlänge von 1,55 μm die folgenden optischen Charakteristika:

Dispersion (ps/nm/km):	20,4
effektive Querschnittsfläche A_eff (μm²):	93,2
Dispersionsneigung (ps/nm²/km):	0,060
Übertragungsverlust (dB/km), wenn bei einem Durchmesser von 60 mm gebogen:	0,204
Polarisationsmodusdispersion PMD (ps·km^1/2):	0,12.

Hier ist die Absperrwellenlänge der optischen Faser gemäß dem zweiten angewendeten Beispiel bei einer Länge von 2 m 1,45 μm. Auch ist der oben erwähnte Übertragungsverlust die Summe des ursprünglichen Übertragungsverlustes der optischen Faser und der Erhöhung eines Verlustes, der verursacht wird, indem sie bei dem Durchmesser von 60 mm gebogen wird.
Die optische Faser gemäß einem dritten angewendeten Beispiel ist mit den folgenden Merkmalen gestaltet:

2a (μm): 10,5

2b (μm): 46,0

Δ⁺ (%): 0,35

Δ^– (%): –0,03.

Die so gestaltete optische Faser gemäß dem dritten angewendeten Beispiel hat als verschiedene Charakteristika bei der Wellenlänge von 1,55 μm die folgenden optischen Charakteristika:

Dispersion (ps/nm/km):	21,0
effektive Querschnittsfläche A^eff (μm²):	103,0
Dispersionsneigung (ps/nm²/km):	0,061
Übertragungsverlust (dB/km), wenn bei einem Durchmesser von 60 mm gebogen:	0,202
Polarisationsmodusdispersion PMD (ps·km^1/2)	: 0,12.

Hier ist die Absperrwellenlänge der optischen Faser gemäß dem dritten angewendeten Beispiel bei einer Länge von 2 m 1,59 μm. Auch ist der oben erwähnte Übertragungsverlust die Summe des ursprünglichen Übertragungsverlustes der optischen Faser und der Erhöhung eines Verlustes, der verursacht wird, indem sie bei dem Durchmesser von 60 mm gebogen wird.
Ferner ist die optische Faser gemäß einem vierten angewendeten Beispiel mit den folgenden Merkmalen gestaltet:

2a (μm): 10,0

2b (μm): 40,0

Δ⁺ (%): 0,31

Δ^– (%): –0,03.

Die so gestaltete optische Faser gemäß dem vierten angewendeten Beispiel hat als verschiedene Charakteristika bei der Wellenlänge von 1,55 μm die folgenden optischen Charakteristika.

Dispersion (ps/nm/km):	19,6
effektive Querschnittsfläche A_eff (μm²):	98,0
Dispersionsneigung (ps/nm²/km):	0,060
Übertragungsverlust (dB/km), wenn bei einem Durchmesser von 60 mm gebogen:	0,204
Polarisationsmodusdispersion PMD (ps·km^1/2):	0,12.

Hier ist die Absperrwellenlänge der optischen Faser gemäß dem vierten angewendeten Beispiel bei einer Länge von 2 m 1,31 μm. Auch ist der oben erwähnte Übertragungsverlust die Summe des ursprünglichen Übertragungsverlustes der optischen Faser und der Erhöhung eines Verlustes, der verursacht wird, indem sie bei dem Durchmesser von 60 mm gebogen wird.
Die optische Faser gemäß einem fünften angewendeten Beispiel hat den Querschnittsaufbau, der in 1A gezeigt wird, und ein Brechungskoeffizientenprofil 160, das in 6A gezeigt wird. Wie auch aus der Form des Brechungskoeffizientenprofils 160 in dem fünften angewendeten Beispiel gesehen werden kann, hat die Kernregion 110 eine derartige Farm, dass der mittlere Teil davon von seiner Umgebung gedrückt ist und die Randabschnitte der Kernregion 110 eine geneigte Form haben (eine Form, in der sich die Randabschnitte zu der Innenhülle 120 erstrecken). Die Abszisse dieses Brechungskoeffizientenprofils 160 entspricht einzelnen Teilen entlang der Linie L in 1A in einem Querschnitt senkrecht zu der mittleren Achse der Kernregion 110. Deshalb zeigen in dem Brechungskoeffizientenprofil 160 Regionen 161, 162 und 163 die jeweiligen Brechungskoeffizienten in einzelnen Teilen auf der Linie L in der Kernregion 110 (mit dem äußeren Durchmesser 2a), Innenhülle 120 (mit dem äußeren Durchmesser 2b) und Außenhülle 130 an. In dem fünften angewendeten Beispiel ergibt sich hier die relative Brechungskoeffizientendifferenz Δ⁺ der Kernregion 110 in Bezug auf die Außenhülle 130 durch den Brechungskoeffizienten n₃ der Außenhülle 130 und den mittleren Brechungskoeffizienten n₁ der Kernregion 110, wohingegen sich die relative Brechungskoeffizientendifferenz Δ^– der Innenhülle 120 in Bezug auf die Außenhülle 130 durch den Brechungskoeffizienten n₃ der Außenhülle 130 und den minimalen Brechungskoeffizienten n₂ der Innenhülle 120 ergibt.
Eine derartige optische Faser gemäß dem fünften angewendeten Beispiel ist gemäß den folgenden Merkmalen gestaltet:

2a (μm): 10,0

2b (μm): 45,4

Δ⁺ (%): 0,34

Δ^– (%): –0,03.

Die so gestaltete optische Faser gemäß dem fünften angewendeten Beispiel hat als verschiedene Charakteristika bei der Wellenlänge von 1,55 μm die folgenden optischen Charakteristika:

Dispersion (ps/nm/km):	19,5
effektive Querschnittsfläche A_eff (μm²):	105,0
Dispersionsneigung (ps/nm²/km):	0,062
Übertragungsverlust (dB/km), wenn bei einem Durchmesser von 60 mm gebogen:	0,198
Polarisationsmodusdispersion PMD (ps·km^1/2):	0,13.

Hier ist die Absperrwellenlänge der optischen Faser gemäß dem fünften angewendeten Beispiel bei einer Länge von 2 m 1,62 μm. Auch ist der oben erwähnte Übertragungsverlust die Summe des ursprünglichen Übertragungsverlustes der optischen Faser und der Erhöhung eines Verlustes, der verursacht wird, indem sie bei dem Durchmesser von 60 mm gebogen wird.
Die optische Faser gemäß einem sechsten angewendeten Beispiel hat den Querschnittsaufbau, der in 1A gezeigt wird, und ein Brechungskoeffizientenprofil 170, das in 6B gezeigt wird. Dieses sechste angewendete Beispiel umfasst eine Kernregion 110, die aus reinem Siliziumdioxid hergestellt ist, und eine Innenhülle 120 und eine Außenhülle 130, die aus F-dotiertem Siliziumdioxid hergestellt sind. Die Abszisse dieses Brechungskoeffizientenprofils 170 entspricht einzelnen Teilen entlang der Linie L in 1A in einem Querschnitt senkrecht zu der mittleren Achse der Kernregion 110. Deshalb zeigen in dem Brechungskoeffizientenprofil 170 Regionen 171, 172 und 173 die jeweiligen Brechungskoeffizienten in einzelnen Teilen auf der Linie L in der Kernregion 110 (mit dem äußeren Durchmesser 2a), Innenhülle 120 (mit dem äußeren Durchmesser 2b) und Außenhülle 130 an.
Eine derartige optische Faser gemäß dem sechsten angewendeten Beispiel ist gemäß den folgenden Merkmalen gestaltet:

2a (μm): 11,6

2b (μm): 46,4

Δ⁺ (%): 0,31

Δ^– (%): –0,05.

Die so gestaltete optische Faser gemäß dem sechsten angewendeten Beispiel hat als verschiedene Charakteristika bei der Wellenlänge von 1,55 μm die folgenden opttischen Charakteristika:

Dispersion (ps/nm/km):	20,5
effektive Querschnittsfläche A_eff (μm²):	99
Dispersionsneigung (ps/nm²/km):	0,060
Übertragungsverlust (dB/km), wenn bei einem Durchmesser von 60 mm gebogen:	0,172
Polarisationsmodusdispersion PMD (ps·km^1/2):	0,08.

Hier ist die Absperrwellenlänge der optischen Faser gemäß dem fünften angewendeten Beispiel bei einer Länge von 2 m 1,50 μm. Auch ist der oben erwähnte Übertragungsverlust die Summe des ursprünglichen Übertragungsverlustes der optischen Faser und der Erhöhung eines Verlustes, der verursacht wird, indem sie bei dem Durchmesser von 60 mm gebogen wird.
Außerdem wurden die optischen Fasern unter verschiedenen Bedingungen gestaltet oder aufgebaut, und ihre verschiedenen Charakteristika wurden bewertet. Als ein Ergebnis wurde herausgefunden, dass bei der Wellenlänge von 1,55 μm eine ausreichend große Dispersion und eine effektive Querschnittsfläche A_eff erhalten werden. Insbesondere wurde als wünschenswert herausgefunden, den relatiionen Ausdruck von 2,0 ≤ 2b/2a ≤ 6,0 zu erfüllen, wobei 2a (Einheit: μm) der äußere Durchmesser der Kernregion ist und 2b (Einheit: μm) der äußere Durchmesser der Innenhüllenregion ist. Es wurde auch bestätigt, dass der Übertragungsverlust (die Summe des ursprünglichen Übertragungsverlustes der optischen Faser und der Erhöhung eines Verlustes, der durch Biegen verursacht wird) bei der Wellenlänge von 1,55 μm, wenn wie eine Spule bei einem Durchmesser von 60 mm gewunden, 0,215 dB/km oder weniger in der optischen Faser gemäß der ersten Ausführungsform wird, und dass der ursprüngliche Übertragungsverlust der optischen Faser bei der Wellenlänge von 1,55 μm 0,180 dB/km oder weniger in weiteren bevorzugten angewendeten Beispielen davon wird. Ferner wurde herausgefunden, dass die Polarisationsmodusdispersion bei der Wellenlänge von 1,55 μm 0,25 (ps·km^1/2) oder weniger in der optischen Faser gemäß der ersten Ausführungsform ist.
In der Zwischenzeit haben die Erfinder experimentell bestätigt, dass ein Vorsehen einer Karbonbeschichtung an der Oberfläche der oben erwähnten optischen Faser beim Verhindern dessen, dass die optische Faser bricht, effektiv ist.
7 ist eine Grafik, die Ergebnisse von Experimenten zum Erläutern des Brechungsverhinderungseffekts zeigt, erhalten durch Karbonbeschichtung, in der Kurve G400 die Beziehung zwischen der Zugrate (mm/min) und der Reißfestigkeit (GPa) anzeigt, wenn eine optische Faser, die mit einer Karbonbeschichtung versehen ist, bricht, und eine Grafik G500 die Beziehung zwischen der Zugrate (mm/min) und der Reißfestigkeit (GPa) anzeigt, wenn eine optische Faser, die nicht mit einer Karbonbeschichtung versehen ist, bricht. Während auch der Ermüdungsindex N der optischen Faser, die mit der Karbonbeschichtung versehen ist, 150 überschreitet, war der der optischen Faser, die nicht mit einer Karbonbeschichtung versehen ist, ungefähr 25. Hier war von der Reißfestigkeit (GPa) in dem Zeitpunkt, wenn die optische Faser bricht, bekannt, der Zugrate (mm/min), bei der die optische Faser gezogen wird, zu der [1/(N + 1)]-ten Potenz wie folgt proportional zu sein: (Reißfestigkeit) = α × (Zugrate)1/(N+1) wobei N in dem Ausdruck insbesondere als ein Ermüdungsindex bezeichnet wird.
Wie auch aus 7 gesehen werden kann, wird der Unterschied in der Reißfestigkeit, verursacht dadurch, ob es eine Karbonbeschichtung gibt oder nicht, kleiner wird als sich die Zugrate erhöht (d. h. offensichtlich, wenn schneller gezogen wird, wachsen Risse weniger wahrscheinlich und die Faser bricht weniger wahrscheinlich, selbst wenn die gleiche Kraft darauf angewendet wird). Da jedoch tatsächlich belegte Fasern veranlasst werden zu brechen, während bei einer sehr niedrigen Rate gezogen wird, ist die optische Faser, die mit einer Karbonbeschichtung versehen ist, mit einer hohen Reißfestigkeit bei einer niedrigen Zugrate ferner zu bevorzugen.
Da die optische Faser gemäß der ersten Ausführungsform, wie in dem Vorangehenden erläutert wird, eine große positive Dispersion in dem Wellenlängenband von 1,55 μm aufweist, benötigt sie nur eine kurze Länge zum Kompensieren der negativen Dispersion, die in der NZ-DSF in dem Wellenlängenband von 1,55 μm inhärent ist, was es somit möglich macht, die Abmessungen eines Dispersionskompensationsmoduls zu reduzieren, auf den diese optische Faser angewendet wird. Da diese optische Faser eine sehr große effektive Querschnittsfläche A_eff bei der Wellenlänge von 1,55 μm aufweist, wird auch ein Auftreten von nichtlinearen optischen Erscheinungen effektiv unterdrückt. Da diese optische Faser bei der Wellenlänge von 1,55 μm einen geringen Übertragungsverlust hat, wenn wie eine Spule bei einem Durchmesser von 60 mm gewunden, und ihre Po larisationsmodusdispersion bei der Wellenlänge von 1,55 μm klein ist, ist sie ferner zum Bilden eines Moduls geeignet.
8A ist eine Ansicht, die einen Querschnittsaufbau der optischen Faser zeigt, wohingegen 8B ein Brechungskoeffizientenprofil der in 8A gezeigten Faser ist. Die optische Faser 200 umfasst eine Kernregion 210, die sich entlang einer vorbestimmten Achse erstreckt und einen Brechungskoeffizienten n₁ und eine Hüllenregion 220 hat, die eine Region ist, die an der äußere Peripherie der Kernregion 210 angeordnet ist und einen Brechungskoeffizienten n₂ (< n₁) hat. Als eine Folge ist die Beziehung der jeweiligen Brechungskoeffizienten der Regionen 210, 220 im Sinne einer Größe n₁ > n₂. Die äußere Peripherie der optischen Faser 200 ist mit einer Karbonbeschichtung 230 versehen, um effektiv zu verhindern, dass die Faser bricht, wenn in einen Modul geformt, indem sie wie eine Spule gewunden wird.
Die Abszisse des Brechungskoeffizientenprofils 250, das in 8B gezeigt wird, entspricht einzelnen Teilen entlang der Linie L in 8A in einem Querschnitt senkrecht zu der zentralen Achse der Kernregion 210. Deshalb zeigen in dem Brechungskoeffizientenprofil 250 von 8B Regionen 251 und 252 die jeweiligen Brechungskoeffizienten in einzelnen Teilen auf der Linie L in der Kernregion 210 und Hüllenregion 220 an.
Die optische Faser mit einem derartigen Brechungskoeffizientenprofil 250 ist eine Einzelmodus-Optikfaser basierend auf Siliziumdioxid, die z. B. durch Hinzufügen eines Elementes Ge zu der Kernregion 210 realisiert werden kann. Sie kann auch durch Herstellen der Kernregion 210 mit einem Siliziumdioxid und Hinzufügen eines Elementes F zu der Hüllenregion 220 realisiert werden. In 8A und 8B zeigt 2a den äußeren Durchmesser der Kernregion 210 an, wohingegen Δ⁺ die relative Bre chungskoeffizientendifferenz der Kernregion 210 in Bezug auf die Hüllenregion 220 anzeigt.
Auch ist in der optischen Faser 200 die relative Brechungskoeffizientendifferenz Δ⁺ (= (n₁ – n₂)/n₂) der Kernregion 210 in Bezug auf die Hüllenregion 220 mindestens 0,3%, aber nicht größer als 0,5%, die Dispersion bei der Wellenlänge von 1,55 μm ist mindestens 20 ps/nm/km, die effektive Querschnittsfläche bei der Wellenlänge von 1,55 μm ist mindestens 70 μm² und der äußere Durchmesser der Kernregion 210 ist mindestens 9,5 μm, aber nicht größer als 12,0 μm.
9 ist eine Grafik, die Beziehungen zwischen dem äußeren Durchmesser 2a der Kernregion 210 und seiner Dispersion bei der Wellenlänge von 1,55 μm zeigt. In dieser Grafik sind G100, G200 und G300 Kurven, die die Beziehungen zwischen dem Kerndurchmesser 2a und dem Dispersionswert bei der Wellenlänge von 1,55 μm in dem Fall anzeigen, wo die relative Brechungskoeffizientendifferenz Δ⁺ der Kernregion 210 in Bezug auf die Hüllenregion 220 0,50%, 0,40% bzw. 0,30% ist. C1 ist eine Kurve, die die Beziehung zwischen dem Kerndurchmesser 2a und dem Dispersionswert bei der Wellenlänge von 1,55 μm zeigt, in der die Erhöhung eines Verlustes (bei der Wellenlänge von 1,55 μm) in der optischen Faser mit einer Gesamtlänge von 20 km, verursacht, indem sie bei einem Durchmesser von 60 mm gewunden ist, 0,01 dB/km wird. Ferner zeigt 9 Kurven, die die Beziehungen zwischen dem Kerndurchmesser 2a und dem Dispersionswert bei der Wellenlänge von 1,55 μm in den Fällen anzeigen, wo die Absperrwellenlänge Λc 1,5 μm bzw. 1,6 μm wird; und die Beziehungen zwischen dem Kerndurchmesser 2a und dem Dispersionswert bei der Wellenlänge von 1,55 μm in den Fällen, wo die effektive Querschnittsfläche A_eff 70 μm², 80 μm² bzw. 90 μm² wird. Eine Absperrwellenlänge Λc bis zu ungefähr 1,60 μm ist in dem Fall einer optischen Faser mit einer Länge von mehreren hundert Metern. zulässig, und die bis zu ungefähr 1,70 μm kann in dem Fall einer längeren optischen Faser zulässig sein. In 9 wird eine Fläche, wo die Absperrwellenlänge Λc 1,6 μm oder kürzer ist, die effektive Querschnittsfläche A_eff mindestens 70 μm² ist und die Erhöhung eines Verlustes (bei der Wellenlänge von 1,55 μm) in der optischen Faser mit einer Gesamtlänge von 20 km, verursacht, indem sie bei einem Durchmesser von 60 mm gewunden ist, 0,01 dB/km wird, als ein bevorzugter Bereich angezeigt (schraffierte Fläche in der Grafik).
Aus 9 urteilend kann dann, wenn der äußere Durchmesser 2a der Kernregion 210 ungefähr 9,5 μm oder größer ist, die Dispersion bei der Wellenlänge von 1,55 μm ungefähr 20 ps/nm/km oder größer werden. Wenn der äußere Durchmesser 2a der Kernregion 210 ungefähr 12,0 μm ist, dann kann die Dispersion bei der Wellenlänge von 1,55 μm bis zu 20,7 ps/nm/km erhöht werden.
In der optischen Faser 200 ist der äußere Durchmesser 2a der Kernregion 210 11,0 μm, und die relative Brechungskoeffizientendifferenz Δ⁺ der Kernregion 210 in Bezug auf die Hüllenregion 220 ist 0,35%. Zu diesem Zeitpunkt war die Absperrwellenlänge Λc 1,54 μm, die Dispersion bei der Wellenlänge von 1,55 μm war 20,3 ps/nm/km, die effektive Querschnittsfläche A_eff war 100,0 μm², die Dispersionsneigung war 0,060 ps/nm²/km, der Übertragungsverlust, wenn bei einem Durchmesser von 60 mm gebogen, war 0,210 dB/km (0,215 dB/km oder weniger) und die Polarisationsmodusdispersion war 0,10 ps·km^–1/2.
Da die optische Faser auch eine große positive Dispersion in dem Wellenlängenband von 1,55 μm aufweist, benötigt sie nur eine kurze Länge zum Kompensieren der negativen Dispersion, die in der NZ-DSF in dem Wellenlängenband von 1,55 μm inhärent ist, wobei sie dadurch zum Reduzieren der Abmessungen eines Dispersionskompensationsmoduls geeignet ist, auf den diese optische Faser angewendet wird. Da diese optische Faser eine große effektive Querschnittsfläche A_eff bei der Wellenlänge von 1,55 μm aufweist, kann auch ein Auftreten von nichtlinearen optischen Erscheinungen effektiv unterdrückt werden. Da diese optische Faser einen geringen Übertragungsverlust hat (bei der Wellenlänge von 1,55 μm), wenn bei einem Durchmesser von 60 mm gebogen, und ihre Polarisationsmodusdispersion bei der Wellenlänge von 1,55 μm klein ist, ist sie ferner zum Bilden eines Moduls geeignet.
Ohne auf die oben erwähnten Ausführungsformen beschränkt zu sein, kann die vorliegende Erfindung auf eine vielfältige Art und Weise modifiziert werden. Obwohl z. B. sechs spezielle angewendete Beispiele als die optische Faser gemäß der ersten Ausführungsform dargestellt werden, und ein spezielles angewendetes Beispiel als die optische Faser dargestellt wird, ohne darauf beschränkt zu sein, sind verschiedene Gestaltungen innerhalb der oben erwähnten geeigneten Bereiche möglich.
Aus der so beschriebenen Erfindung wird offensichtlich, dass die Ausführungsformen der Erfindung auf vielen Wegen variiert werden können.
Alle derartigen Modifikationen, wie sie einem Durchschnittsfachmann offensichtlich sein würden, sind zur Einbeziehung in den Bereich der folgenden Ansprüche gedacht.
Industrielle Anwendbarkeit
Da die optische Faser gemäß der vorliegenden Erfindung in dem Wellenlängenband von 1,55 μm eine große Dispersion aufweist, wie in dem Vorangehenden erläutert, benötigt sie nur eine kurze Länge zum Kompensieren der negativen Dispersion, die in der NZ-DSF in dem Wellenlängenband von 1,55 μm inhärent ist. Folglich wird es leicht, die Abmessungen eines Dispersionskompensationsmoduls zu reduzieren, auf den die optische Faser gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet wird. Da die optische Faser gemäß der vorliegenden Erfindung eine große effektive Querschnittsfläche A_eff in der Wellenlänge von 1,55 μm aufweist, wird auch ein Auftreten von nichtlinearen optischen Erscheinungen effektiv unterdrückt. Da diese optische Faser einen Übertragungsverlust von 0,215 dB/km oder weniger bei der Wellenlänge von 1,55 μm, wenn wie eine Spule bei einem Durchmesser von 60 mm gewunden (ferner wünschenswert ist der ursprüngliche Übertragungsverlust ausschließlich der Erhöhung eines Verlustes, verursacht durch Biegen, 0,180 dB/km oder weniger), aufweist, und ihre Polarisationsmodusdispersion bei der Wellenlänge von 1,55 μm 0,25 ps·km^–1/2 oder weniger ist, ist sie ferner zum Bilden eines Moduls geeignet.

Claims

Lichtleiter, umfassend: einen Kern, welcher sich entlang einer vorbestimmten Achse erstreckt; eine Innenhülle, welche ein Bereich ist, welcher an dem äußeren Umkreis des Kerns bereitgestellt ist, und einen Brechungskoeffizienten hat, welcher geringer als der des Kerns ist; und eine Außenhülle, welche ein Bereich ist, welcher an dem äußeren Umkreis der Innenhülle bereitgestellt ist, und einen Brechungskoeffizienten hat, welcher geringer als der des Kerns aber höher als der von der Innenhülle ist; wobei der relative Brechungskoeffizient-Unterschied des Kerns mit Bezug auf die Außenhülle mindestens 0,30% aber nicht mehr als 0,50% beträgt, der relative Brechungskoeffizient-Unterschied der Innenhülle mit Bezug auf die Außenhülle mindestens –0,50% aber nicht mehr als –0,02% beträgt; dadurch gekennzeichnet, dass die Dispersion bei einer Wellenlänge von 1,55 μm größer als 18 ps/nm/km ist, und die effektive Querschnittsfläche A_eff bei der Wellenlänge von 1,55 μm mindestens 70 μm² beträgt, und der Lichtleiter die folgenden Beziehungen erfüllt: 2,0 ≤ 2b/2a ≤ 6,0 8,3 ≤ 2a ≤ 13,0wobei 2a (Einheit: μm) der Außendurchmesser des Kernbereichs ist, und 2b (Einheit: μm) der Außendurchmesser der Innenhülle ist.
Lichtleiter nach Anspruch 1, bei welchem das Brechungskoeffizient-Profil des Lichtleiters derart angeordnet ist, dass der Lichtleiter eine Dispersion hat, welche größer als 20 ps/nm/km bei der Wellenlänge von 1,55 μm ist, und wobei der Lichtleiter die folgenden Beziehungen erfüllt: 2,0 ≤ 2b/2a ≤ 6,0 9,1 ≤ 2a ≤ 13,0wobei 2a (Einheit: μm) der Außendurchmesser des Kernbereichs ist, und 2b (Einheit: μm) der Außendurchmesser der Innenhülle ist.
Lichtleiter nach Anspruch 1, bei welchem das Brechungskoeffizient-Profil des Lichtleiters derart angeordnet ist, dass der Lichtleiter einen Übertragungsverlust hat, welcher bei der Wellenlänge von 1,55 μm gleich 0,215 dB/km oder weniger wird, wenn wie eine Spule bei einem Durchmesser von 60 mm gewickelt, und eine Polarisationsmodus-Dispersion von 0,25 ps*km^–1/2 oder weniger bei der Wellenlänge von 1,55 μm hat.
Lichtleiter nach Anspruch 1, bei welchem das Brechungskoeffizient-Profil des Lichtleiters derart angeordnet ist, dass der Lichtleiter eine effektive Querschnittsfläche von mindestens 90 μm² hat.
Lichtleiter nach Anspruch 1, bei welchem das Brechungskoeffizient-Profil des Lichtleiters derart angeordnet ist, dass der Lichtleiter eine Absperr-Wellenlänge von 1,4 μm oder länger bei einer Leiterlänge von 2 m hat.
Lichtleiter nach Anspruch 1, bei welchem das Brechungskoeffizient-Profil des Lichtleiters einen Übertragungsverlust von 0,180 dB/km oder weniger bei der Wellenlänge von 1,55 μm hat.
Lichtleiter nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Kohlenbeschichtung, welche an dem äußeren Umkreis der Außenhülle bereitgestellt ist.