JP2000338342A - 光ファイバ - Google Patents

光ファイバ

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JP2000338342A
JP2000338342A JP11145706A JP14570699A JP2000338342A JP 2000338342 A JP2000338342 A JP 2000338342A JP 11145706 A JP11145706 A JP 11145706A JP 14570699 A JP14570699 A JP 14570699A JP 2000338342 A JP2000338342 A JP 2000338342A
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JP
Japan
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optical fiber
refractive index
wavelength
bending loss
aeff
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Withdrawn
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JP11145706A
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English (en)
Inventor
Kazuhiko Aikawa
和彦 愛川
Takashi Suzuki
孝至 鈴木
Akira Wada
朗 和田
Ryozo Yamauchi
良三 山内
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Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
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  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 1.53〜1.60μmから選択される使用
波長において、曲げ損失の低減とAeffの拡大を図
り、1.3μm用シングルモード光ファイバに匹敵する
程度の簡単な構成で、かつ低コストで製造可能な光ファ
イバを提供する。 【解決手段】 中心の高屈折率のコア1と、その外周上
に設けられた低屈折率のクラッド2とからなる単峰型の
屈折率分布形状を有する光ファイバにおいて、1.53
〜1.60μmから選択される使用波長において、有効
コア断面積が100〜160μm2であり、かつ曲げ損
失が30dB/m以下であり、かつシングルモード伝搬
可能なカットオフ波長を有することを特徴とする光ファ
イバを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光ファイバに関し、
比較的容易な構造で1.53〜1.60μmから選択さ
れる使用波長における有効コア断面積の拡大を可能とし
たものである。
【0002】
【従来の技術】エルビウム添加光ファイバ増幅器が実用
化されたことによって、波長1.53〜1.60μmに
おいては、超長距離無再生中継などのシステムが既に商
用化されている。また、通信容量の増大に伴い、波長多
重伝送の開発が急速に進められ、既にいくつかの伝送路
では商用化されている。今後は波長多重数の増加が急速
に進むと考えられる。
【0003】波長多重伝送においては、1本の光ファイ
バに波長の異なるいくつもの光信号を伝送させるため、
光ファイバを伝搬する光パワーが急激に増加する。その
ため、非線形効果を抑制して伝送特性の劣化を防ぐ技術
が必須である。非線形効果の大きさは、n2/Aeffで
表される。ここでn2は、光ファイバの非線形屈折率、
Aeffは光ファイバの有効コア断面積であって、非線
形効果を低減するためには、n2を小さくするかAef
fを大きくする必要があることがわかる。n2は材料に
固有の値であるため、石英系の光ファイバにおいては大
きく低減することは困難である。そのため、非線形効果
を抑制するためには、Aeffを拡大する必要があり、
種々の複雑な屈折率分布形状を有するものが開発されて
いるが、いずれも高コストである。
【0004】一方、従来の通信システムには1.3μm
用シングルモード光ファイバが多用されている。図1
は、1.3μm用シングルモード光ファイバの屈折率分
布形状の一例を示したもので、この光ファイバは、中心
の高屈折率のコア1と、その外周上に同心円状に設けら
れたクラッド2とからなる単峰型の屈折率分布形状を有
している。コア1は、例えば屈折率を上昇させる作用を
有するゲルマニウムをドーパントとして添加した石英ガ
ラスから形成され、クラッド2は純石英ガラス、あるい
は屈折率を低下させる作用を有するフッ素を添加した石
英ガラスから形成されている。Δはコア1とクラッド2
との比屈折率差、aはコア1の半径である。なお、通常
の1.3μm用シングルモード光ファイバにおいて、Δ
は通常0.38〜0.40%とされる。また、aは通常
3.5〜4.5μm程度とされる。
【0005】しかしながら、1.3μm用シングルモー
ド光ファイバは、使用波長帯を1.53〜1.60μm
に設定すると曲げ損失が大きくなり、敷設時などに生じ
るわずかな曲がりなどによっても伝送損失が劣化すると
いう問題があった。そこで、1.3μm用シングルモー
ド光ファイバを改良して曲げ損失を低減したカットオフ
シフト光ファイバ(CSF)が提案されている。具体的
には、図1に示した屈折率分布形状において、コア1の
半径aを4.5〜5.5μm程度に大きくしてカットオ
フ波長を長波長側にシフトさせることによって曲げ損失
を低減したものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カット
オフシフト光ファイバは非線形効果の低減を目的として
いないため、そのAeffは非線形効果を低減できるほ
ど大きいものではない。本発明は前記事情に艦みてなさ
れたもので、1.53〜1.60μmから選択される使
用波長において、曲げ損失の低減とAeffの拡大を図
ることができる光ファイバを提供することを課題とす
る。さらには、1.3μm用シングルモード光ファイバ
に匹敵する程度の簡単な構成で、かつ低コストで製造可
能な光ファイバを提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の光ファイバは、中心の高屈折率のコアと、
その外周上に設けられた低屈折率のクラッドとからなる
単峰型の屈折率分布形状を有する光ファイバにおいて、
1.53〜1.60μmから選択される使用波長におい
て、有効コア断面積が100〜160μm2であり、か
つ曲げ損失が30dB/m以下であり、かつシングルモ
ード伝搬可能なカットオフ波長を有することを特徴とす
る。また、この光ファイバにおいては、コアとクラッド
との比屈折率差が0.26〜0.34%であると好まし
い。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の光ファイバの使用波長帯
は1.53〜1.60μmの範囲から選択される。例え
ば、通信システムを構築するエルビウム添加光ファイバ
増幅器の増幅波長帯によって、1.53〜1.57μ
m、あるいは1.57〜1.60μmなどが適宜選択さ
れる。
【0009】本発明の光ファイバは、図1に示したよう
な屈折率分布形状を有するものであって、従来の1.3
μm用シングルモード光ファイバよりもΔを小さく設定
することによって、上述の使用波長帯におけるAeff
を拡大し、さらに従来の1.3μm用シングルモード光
ファイバよりもaを拡大することによってカットオフ波
長を長波長側にシフトさせることにより、前記使用波長
帯における曲げ損失を低減したものである。その結果、
Aeffの拡大による非線形効果の低減により、特に波
長多重伝送に使用した場合に伝送損失の劣化を防ぐこと
ができ、かつ、曲げ損失の低減によって敷設時などに加
えられる曲げによる損失増加を防ぐことができる。そし
て、波長多重伝送光通信システムにおける実際の使用状
態において、伝送損失の劣化を抑制することができる。
【0010】そして、図1に示した単峰型の屈折率分布
形状を持ちながら、1.53〜1.60μmから選択さ
れる使用波長において、Aeffが100〜160μm
2であり、かつ曲げ損失が30dB/m以下であり、か
つシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有する光
ファイバを提供することができる。なお、本発明の光フ
ァイバにおいて、使用波長1.55μmにおける波長分
散は+17〜20ps/nm/km程度、分散スロープ
は+0.055〜0.060ps/nm2/km程度の
値となる。本発明の光ファイバは、単純な単峰型の屈折
率分布形状を有するため、従来のVAD法によって低コ
ストで製造可能である。
【0011】Aeffは以下の式から求められるもので
ある。
【0012】
【数1】
【0013】本発明においては、Aeffが100μm
2未満であると、非線形効果の抑制が不十分であり、1
60μm2をこえるものは実際の製造が困難である。こ
のような数値範囲のAeffを実現するために、本発明
においては、Δを0.26〜034%に設定する。0.
26%未満では曲げ損失の増大により、光信号の伝搬が
不可能となり、0.34%をこえるとAeffを十分に
拡大することができない。また、Aeffはカットオフ
波長にも依存し、カットオフ波長が長波長であるほど大
きくなる傾向がある。そのため、後述する曲げ損失の低
減の観点のみならず、Aeffの拡大の観点においても
カットオフ波長はできるだけ長波長側にシフトさせると
好ましい。
【0014】曲げ損失は、使用波長帯において曲げ直径
(2R)が20mmの条件の値をいうものとする。本発
明においては、使用波長帯における曲げ損失が30dB
/mをこえると敷設時などに付加されるわずかな曲げな
どによって伝送損失が劣化するため不都合である。
【0015】曲げ損失を低減するためには、カットオフ
波長をできるだけ長波長側にシフトさせると好ましい。
また、本発明の光ファイバはシングルモード光ファイバ
であるため、使用波長帯において、実質的にシングルモ
ード伝搬を保証するカットオフ波長を有する必要があ
る。通常のカットオフ波長は、CCITTの2m法(以
下2m法と記す)による値によって規定されている。し
かし、実際の長尺の使用状態においては、この値が使用
波長帯の下限値よりも長波長側であってもシングルモー
ド伝搬が可能である。
【0016】したがって、本発明の光ファイバにおい
て、2m法で規定されるカットオフ波長は、光ファイバ
の使用長さと使用波長帯によってシングルモード伝搬可
能であるように、かつできるだけ曲げ損失を低減できる
ように長波長側に設定する。具体的には、例えば2m法
におけるカットオフ波長が1.7μm以下であれば、5
000m程度以上の長尺の状態で、使用波長帯1.53
〜1.60μmの使用波長帯におけるシングルモード伝
搬を実現することができる。カットオフ波長は、aを拡
大することによって長波長側にシフトさせることができ
る。上述のようにカットオフ波長は、光ファイバの使用
長さと使用波長帯によって設定されるため、一概にaの
数値範囲を示すことはできないが、通常aは5.0〜
7.0μm範囲から選択される。
【0017】図2は、Δを0.34%に固定し、aを4
〜7μmの範囲で変化させて、2m法で規定されるカッ
トオフ波長を変化させたときの、使用波長1.55μm
と1.60μmにおけるAeffと曲げ損失の変化をそ
れぞれ示したグラフである。aの値が小さく、カットオ
フ波長が短波長であると、Aeffが小さく、曲げ損失
が大きい。一方、aが大きくなり、カットオフ波長が長
波長側にシフトすると、Aeffが大きくなり、曲げ損
失が小さくなる傾向がある。
【0018】図2において、使用波長1.55μmの場
合に、例えばaを5.6μm以上、カットオフ波長を
1.6μm以上に設定すると、Aeffが100μm2
以上となり、曲げ損失は1.0dB/m以下となり、十
分に小さくなる。また、使用波長1.60μmの場合
に、例えばaを5.5μm以上、カットオフ波長を1.
55μm以上に設定すると、Aeffが100μm2
上となり、曲げ損失は4.0dB/m以下となり、十分
に小さくなる。
【0019】図3は、Δを0.30%に固定し、aを4
〜7μmの範囲で変化させたときの図2と同様のグラフ
である。図3において、使用波長1.55μmの場合
に、例えばaを5.3μm以上とし、カットオフ波長を
1.4μm以上に設定すると、Aeffが100μm2
以上となり、かつ曲げ損失が30dB/m以下となる。
また、使用波長1.60μmの場合に、例えばaを5.
2μm以上とし、カットオフ波長を1.45μm以上に
設定すると、Aeffが100μm2以上となり、か
つ、曲げ損失は30dB/m以下となる。
【0020】図4は、Δを0.26%に固定し、aを4
〜7μmの範囲で変化させたときの図2と同様のグラフ
である。図4において、使用波長1.55μmの場合
に、例えばaを6.5μm以上とし、カットオフ波長を
1.6μm以上に設定すると、Aeffが100μm2
以上となり、曲げ損失は30dB/m以下となる。ま
た、使用波長1.60μmの場合に、例えばaを6.8
μm以上とし、カットオフ波長を1.68μm以上に設
定すると、Aeffが100μm2以上となり、曲げ損
失は30dB/m以下となる。
【0021】
【実施例】以下、本発明を実施例を示して詳しく説明す
る。 (実施例1)VAD法により、図1に示した屈折率分布
形状を有する光ファイバを製造した。この光ファイバに
おいて、Δは0.26%、aは6.5μm、2m法によ
るカットオフ波長は1.60μmであった。また、使用
波長1.55μmにおけるAeffは約135μm2
曲げ損失は27dB/mであった。 (比較例1)実施例1と同様にして、Δは0.36%、
aは4.7μm、2m法によるカットオフ波長1.40
μmの光ファイバを製造した。この光ファイバの使用波
長1.55μmにおけるAeffは約84μm2、 曲げ
損失は3dB/mであった。
【0022】本発明に係る実施例1においては、Δを小
さくすることによって、比較例1の光ファイバよりもA
effを拡大することができ、非線形効果を抑制できる
ことが明らかとなった。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明の光ファイバ
は、Δを小さく設定することによって、上述の使用波長
帯において、Aeffを拡大し、カットオフ波長を長波
長側にシフトさせることにより、前記使用波長帯におけ
る曲げ損失を低減したものである。その結果、Aeff
の拡大による非線形効果の低減により、特に波長多重伝
送に使用した場合に伝送損失の劣化を防ぐことができ、
かつ、曲げ損失の低減によって敷設時などに加えられる
曲げによる損失増加を防ぐことができる。そして、波長
多重伝送光通信システムにおける実際の使用状態におい
て、伝送損失の劣化を抑制することができる。また、本
発明の光ファイバは、単純な単峰型の屈折率分布形状を
有するため、従来のVAD法によって低コストで製造可
能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 光ファイバの屈折率分布形状の一例を示した
グラフである。
【図2】 Δを0.34%に固定し、カットオフ波長を
変化させたときの、波長1.55μmと1.60μmに
おけるAeffと曲げ損失の変化を示したグラフであ
る。
【図3】 Δを3.0%としたときの図2と同様のグラ
フである。
【図4】 Δを2.6%としたときの図2と同様のグラ
フである。
【符号の説明】
1…コア、2…クラッド、Δ…クラッドとコアとの比屈
折率差、a…コアの半径。
フロントページの続き (72)発明者 和田 朗 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉工場内 (72)発明者 山内 良三 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉工場内 Fターム(参考) 2H050 AC03 AC09 AC71 AC73 AC75 AC76

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中心の高屈折率のコアと、その外周上に
    設けられた低屈折率のクラッドとからなる単峰型の屈折
    率分布形状を有する光ファイバにおいて、 1.53〜1.60μmから選択される使用波長におい
    て、有効コア断面積が100〜160μm2であり、か
    つ曲げ損失が30dB/m以下であり、かつシングルモ
    ード伝搬可能なカットオフ波長を有することを特徴とす
    る光ファイバ。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の光ファイバにおいて、
    コアとクラッドとの比屈折率差が0.26〜0.34%
    であることを特徴とする光ファイバ。
JP11145706A 1999-05-25 1999-05-25 光ファイバ Withdrawn JP2000338342A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7036995B2 (en) 2001-04-03 2006-05-02 Fujikura, Ltd. Joint loss minimizing connection structure for dispersion compensating optical fiber
JP2007179058A (ja) * 2005-12-27 2007-07-12 Furukawa Electric North America Inc 放物線型プロファイルを有する曲げ補償された光ファイバ

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7036995B2 (en) 2001-04-03 2006-05-02 Fujikura, Ltd. Joint loss minimizing connection structure for dispersion compensating optical fiber
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Effective date: 20060801