JP2001166171A - 光ファイバ - Google Patents
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Abstract
き、且つ、信号光波長帯域の広帯域化を図ることができ
る光ファイバを提供する。 【解決手段】 本発明に係る光ファイバは、波長1.5
5μmにおける波長分散の絶対値が8〜15ps/nm
/km(より好適には8〜12ps/nm/km)であ
り、波長1.55μmにおける分散スロープの絶対値が
0.05ps/nm2/km以下(より好適には0.0
3ps/nm2/km以下)である。また、好適には、
波長帯域1.45〜1.65μmにおいて波長分散の絶
対値が5ps/nm/km以上であり、波長1.55μ
mにおける実効断面積が45μm2以上(より好適には
50μm2以上)であり、2mカットオフ波長が1.4
0μm以上(より好適には1.60μm以上)である。
Description
テムにおける光伝送路等として用いるのに好適な光ファ
イバに関するものである。
n Multiplexing)伝送システムは、波長1.55μm帯
の多波長の信号光を用いて光通信を行うことで、高速・
大容量の情報を伝送することができる。このようなWD
M伝送システムでは、非線形光学現象(特に四光波混
合)の発生を抑圧する為に光伝送路における波長分散の
絶対値を大きくするとともに、信号光波長帯域の広帯域
化を図る為に光伝送路における分散スロープの絶対値を
小さくすることが重要である。
て用いられる光ファイバの1つに、ITUのG652規
格で規格化されているシングルモード光ファイバがあ
る。このシングルモード光ファイバは、波長1.3μm
付近に零分散波長を有しており、波長1.55μmでは
波長分散が17ps/nm/km程度であって比較的大
きいことから、四光波混合の発生を充分に抑圧すること
ができる。しかし、このシングルモード光ファイバは、
波長1.55μmで分散スロープが0.056ps/n
m2/km程度であって比較的大きいことから、多波長
の信号光それぞれの波長分散の差が大きい。
ープを低減した分散フラット光ファイバが提案されてい
る(例えば、米国特許第5,684,909号明細書や、
欧州特許出願公報EP 0 883 002 A1 を参
照)。この分散フラット光ファイバは、波長1.55μ
mで分散スロープが0.05ps/nm2/km以下で
あって比較的小さい点では好適であるが、波長1.55
μmは波長分散が8ps/nm/km程度であって比較
的小さいことから、四光波混合の発生を充分に抑圧する
ことができない。
光ファイバは、波長1.55μmで波長分散の絶対値が
小さいか或いは分散スロープの絶対値が大きいものであ
って、WDM伝送システムの光伝送路として用いると、
四光波混合の発生を充分に抑圧することができないか、
或いは、信号光波長帯域の広帯域化を図ることができな
い。
れたものであり、四光波混合の発生を充分に抑圧するこ
とができ、且つ、信号光波長帯域の広帯域化を図ること
ができる光ファイバを提供することを目的とする。
は、波長1.55μmにおける波長分散の絶対値が8〜
15ps/nm/kmであり、波長1.55μmにおけ
る分散スロープの絶対値が0.05ps/nm2/km
以下であることを特徴とする。この光ファイバは、波長
分散の絶対値が大きいので、四光波混合の発生を抑制す
ることができ、分散スロープの絶対値が小さいので、信
号光波長帯域の広帯域化を図ることができる。
1.55μmにおける波長分散の絶対値が8〜12ps
/nm/kmであることを特徴とする。この場合には、
非線形光学現象と累積分散との相互作用に因る波形劣化
を抑制する上で好適である。
1.55μmにおける分散スロープの絶対値が0.03
ps/nm2/km以下であることを特徴とする。この
場合には、信号光波長帯域の広帯域化を図る上で更に好
適である。
域1.45〜1.65μmにおいて波長分散の絶対値が
5ps/nm/km以上であることを特徴とする。広い
波長帯域で波長分散の絶対値が大きいので、この広い信
号光波長帯域で四光波混合の発生を抑制することがで
き、大容量の光通信を行うことができる。
1.55μmにおける実効断面積が45μm2以上であ
ることを特徴とする。特に、波長1.55μmにおける
実効断面積が50μm2以上であることを特徴とする。
この場合には、実効断面積が大きいので、四光波混合の
発生を抑制する上で好適である。
ットオフ波長が1.40μm以上であることを特徴とす
る。特に、2mカットオフ波長が1.60μm以上であ
ることを特徴とする。この場合には、信号光波長よりカ
ットオフ波長の方が長いが、数百m以上の伝送をする場
合、カットオフ波長の距離依存性を考慮すると、実用上
問題がなく、信号光波長帯域でシングルモード条件を満
たしている。また、曲げ損失が小さく、曲げに強く、ケ
ーブル化でのロス増を抑えるのに好適である。
心を含み第1屈折率を有する第1コア領域と、第1コア
領域を取り囲み第1屈折率より小さい第2屈折率を有す
る第2コア領域と、第2コア領域を取り囲み第2屈折率
より大きい第3屈折率を有する第3コア領域と、第3コ
ア領域を取り囲み第3屈折率より小さい第4屈折率を有
するクラッド領域とを有することを特徴とする。また、
クラッド領域は、第3コア領域を取り囲む内クラッド領
域と、内クラッド領域を取り囲む外クラッド領域とを含
み、内クラッド領域の屈折率より外クラッド領域の屈折
率が大きいことを特徴とする。これら何れの場合にも、
波長1.55μmにおける波長分散の絶対値を8〜15
ps/nm/kmとし、波長1.55μmにおける分散
スロープの絶対値を0.05ps/nm2/km以下と
する上で好適である。
の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明にお
いて同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を
省略する。
明する図である。この図に示すように、本実施形態に係
る光ファイバは、波長1.55μmにおける波長分散の
絶対値が8〜15ps/nm/kmである。したがっ
て、この光ファイバは、波長分散の絶対値が大きいの
で、四光波混合の発生を抑制することができる。ただ
し、波長1.55μmにおける波長分散の絶対値が大き
すぎると、ビットレート40Gb/s以上の光伝送で
は、非線形光学現象と累積分散との相互作用に因る波形
劣化が問題となるので、波長1.55μmにおける波長
分散の絶対値が8〜12ps/nm/kmであるのが、
より好適である。
55μmにおける分散スロープの絶対値が0.05ps
/nm2/km以下であり、より好適には、波長1.5
5μmにおける分散スロープの絶対値が0.03ps/
nm2/km以下である。したがって、この光ファイバ
は、分散スロープの絶対値が小さいので、信号光波長帯
域の広帯域化を図ることができる。
1.45〜1.65μmにおいて波長分散の絶対値が5
ps/nm/km以上であるのが好適である。このよう
に、Sバンド(波長帯域1.45〜1.53μm)、C
バンド(波長帯域1.53〜1.56μm)およびLバ
ンド(波長帯域1.56〜1.65μm)を含む広い波
長帯域で波長分散の絶対値が大きいので、この広い信号
光波長帯域で四光波混合の発生を抑制することができ、
大容量の光通信を行うことができる。
合の発生を抑制する上では、実効断面積が大きいのが好
適である。したがって、波長1.55μmにおける実効
断面積は、45μm2以上であるのが好適であり、50
μm2以上であるのがより好適である。
号光波長帯域でシングルモードであるのが好適である。
また、曲げ損失が小さく、曲げに強いことも重要であ
る。したがって、2mカットオフ波長は、1.40μm
以上であるのが好適であり、1.60μm以上であるの
がより好適である。また、カットオフ波長の距離依存性
を考慮すれば、2mカットオフ波長は、信号光波長より
長い2.0μm程度であってもよい。ここで、2mカッ
トオフ波長は、長さ2mの光ファイバを半径140mm
でゆるく1回巻き付けた状態でのLP11モードのカット
オフ波長として定義される。
折率プロファイルの好適な1例を示す図である。この光
ファイバは、光軸中心を含み屈折率n1を有する第1コ
ア領域と、第1コア領域を取り囲み屈折率n2を有する
第2コア領域と、第2コア領域を取り囲み屈折率n3を
有する第3コア領域と、第3コア領域を取り囲み屈折率
n4を有するクラッド領域とを有する。各屈折率の大小
関係は、 n1>n2 …(1a) n2<n3 …(1b) n3>n4 …(1c) である。ここで、第1コア領域の外径を2aと表し、第
2コア領域の外径を2bと表し、第3コア領域の外径を
2cと表す。クラッド領域の屈折率n4を基準として、
第1コア領域の比屈折率差をΔn1と表し、第2コア領
域の比屈折率差をΔn2と表し、第3コア領域の比屈折
率差をΔn3と表す。
折率プロファイルの好適な他の例を示す図である。光軸
中心を含み屈折率n1を有する第1コア領域と、第1コ
ア領域を取り囲み屈折率n2を有する第2コア領域と、
第2コア領域を取り囲み屈折率n3を有する第3コア領
域と、第3コア領域を取り囲み屈折率n4を有する内ク
ラッド領域と、内クラッド領域を取り囲み屈折率n5を
有する内クラッド領域とを有する。各屈折率の大小関係
は、 n1>n2 …(2a) n2<n3 …(2b) n3>n4 …(2c) n4<n5 …(2d) である。ここで、第1コア領域の外径を2aと表し、第
2コア領域の外径を2bと表し、第3コア領域の外径を
2cと表し、内クラッド領域の外径を2dと表す。外ク
ラッド領域の屈折率n5を基準として、第1コア領域の
比屈折率差をΔn1と表し、第2コア領域の比屈折率差
をΔn2と表し、第3コア領域の比屈折率差をΔn3と表
し、内クラッド領域の比屈折率差をΔn4と表す。
例について説明する。図4は、各実施例の光ファイバの
諸元を纏めた図表である。
折率プロファイルを有するものであって、第1コア領域
の比屈折率差Δn1は0.44%であり、第2コア領域
の比屈折率差Δn2は0.00%であり、第3コア領域
の比屈折率差Δn3は0.13%である。第1コア領域
の外径2aは7.0μmであり、第2コア領域の外径2
bは20.8μmであり、第3コア領域の外径2cは3
2.0μmである。
したところ、零分散波長は1329nmであり、波長分
散は、波長1.45μmで8.2ps/nm/kmであ
り、波長1.55μmで13.5ps/nm/kmであ
り、波長1.65μmで18.0ps/nm/kmであ
る。波長1.55μmにおいて、分散スロープは0.0
48ps/nm2/kmであり、実効断面積は63.4
μm2であり、直径32mmφでの曲げ損失は0.00
3dB/ターンである。2mカットオフ波長は1.78
μmである。
折率プロファイルを有するものであって、第1コア領域
の比屈折率差Δn1は0.40%であり、第2コア領域
の比屈折率差Δn2は−0.05%であり、第3コア領
域の比屈折率差Δn3は0.15%であり、内クラッド
領域の比屈折率差Δn4は−0.05%である。第1コ
ア領域の外径2aは7.6μmであり、第2コア領域の
外径2bは16.3μmであり、第3コア領域の外径2
cは25.5μmであり、内クラッド領域の外径2dは
38.0μmである。
したところ、零分散波長は1330nmであり、波長分
散は、波長1.45μmで7.5ps/nm/kmであ
り、波長1.55μmで12.5ps/nm/kmであ
り、波長1.65μmで17.1ps/nm/kmであ
る。波長1.55μmにおいて、分散スロープは0.0
47ps/nm2/kmであり、実効断面積は69.2
μm2であり、直径32mmφでの曲げ損失は0.02
dB/ターンである。2mカットオフ波長は1.43μ
mである。
折率プロファイルを有するものであって、第1コア領域
の比屈折率差Δn1は0.45%であり、第2コア領域
の比屈折率差Δn2は−0.10%であり、第3コア領
域の比屈折率差Δn3は0.19%であり、内クラッド
領域の比屈折率差Δn4は−0.10%である。第1コ
ア領域の外径2aは6.7μmであり、第2コア領域の
外径2bは18.9μmであり、第3コア領域の外径2
cは29.5μmであり、内クラッド領域の外径2dは
44.0μmである。
したところ、零分散波長は1331nmであり、波長分
散は、波長1.45μmで6.8ps/nm/kmであ
り、波長1.55μmで10.5ps/nm/kmであ
り、波長1.65μmで12.6ps/nm/kmであ
る。波長1.55μmにおいて、分散スロープは0.0
27ps/nm2/kmであり、実効断面積は54.1
μm2であり、直径32mmφでの曲げ損失は0.05
dB/ターンである。2mカットオフ波長は1.73μ
mである。
折率プロファイルを有するものであって、第1コア領域
の比屈折率差Δn1は0.46%であり、第2コア領域
の比屈折率差Δn2は−0.20%であり、第3コア領
域の比屈折率差Δn3は0.26%であり、内クラッド
領域の比屈折率差Δn4は−0.20%である。第1コ
ア領域の外径2aは6.4μmであり、第2コア領域の
外径2bは22.7μmであり、第3コア領域の外径2
cは32.4μmであり、内クラッド領域の外径2dは
48.4μmである。
したところ、零分散波長は1316nmであり、波長分
散は、波長1.45μmで8.4ps/nm/kmであ
り、波長1.55μmで11.9ps/nm/kmであ
り、波長1.65μmで10.6ps/nm/kmであ
る。波長1.55μmにおいて、分散スロープは0.0
15ps/nm2/kmであり、実効断面積は45.5
μm2であり、直径32mmφでの曲げ損失は0.47
dB/ターンである。2mカットオフ波長は1.82μ
mである。
折率プロファイルを有するものであって、第1コア領域
の比屈折率差Δn1は0.44%であり、第2コア領域
の比屈折率差Δn2は−0.08%であり、第3コア領
域の比屈折率差Δn3は0.18%であり、内クラッド
領域の比屈折率差Δn4は−0.08%である。第1コ
ア領域の外径2aは7.0μmであり、第2コア領域の
外径2bは18.7μmであり、第3コア領域の外径2
cは29.2μmであり、内クラッド領域の外径2dは
43.6μmである。
したところ、零分散波長は1327nmであり、波長分
散は、波長1.45μmで7.4ps/nm/kmであ
り、波長1.55μmで11.6ps/nm/kmであ
り、波長1.65μmで14.5ps/nm/kmであ
る。波長1.55μmにおいて、分散スロープは0.0
34ps/nm2/kmであり、実効断面積は57.3
μm2であり、直径32mmφでの曲げ損失は0.02
dB/ターンである。2mカットオフ波長は1.71μ
mである。
折率プロファイルを有するものであって、第1コア領域
の比屈折率差Δn1は0.44%であり、第2コア領域
の比屈折率差Δn2は−0.10%であり、第3コア領
域の比屈折率差Δn3は0.18%であり、内クラッド
領域の比屈折率差Δn4は−0.10%である。第1コ
ア領域の外径2aは6.8μmであり、第2コア領域の
外径2bは17.8μmであり、第3コア領域の外径2
cは29.9μmであり、内クラッド領域の外径2dは
44.6μmである。
したところ、零分散波長は1339nmであり、波長分
散は、波長1.45μmで5.6ps/nm/kmであ
り、波長1.55μmで8.4ps/nm/kmであ
り、波長1.65μmで9.7ps/nm/kmであ
る。波長1.55μmにおいて、分散スロープは0.0
18ps/nm2/kmであり、実効断面積は57.2
μm2であり、直径32mmφでの曲げ損失は0.07
dB/ターンである。2mカットオフ波長は1.85μ
mである。
折率プロファイルを有するものであって、第1コア領域
の比屈折率差Δn1は0.58%であり、第2コア領域
の比屈折率差Δn2は−0.10%であり、第3コア領
域の比屈折率差Δn3は0.22%であり、内クラッド
領域の比屈折率差Δn4は−0.10%である。第1コ
ア領域の外径2aは5.1μmであり、第2コア領域の
外径2bは14.0μmであり、第3コア領域の外径2
cは23.5μmであり、内クラッド領域の外径2dは
35.0μmである。
したところ、零分散波長は1700nmであり、波長分
散は、波長1.45μmで−13.4ps/nm/km
であり、波長1.55μmで−12.4ps/nm/k
mであり、波長1.65μmで−5.6ps/nm/k
mである。波長1.55μmにおいて、分散スロープは
0.037ps/nm2/kmであり、実効断面積は5
5.2μm2であり、直径32mmφでの曲げ損失は
0.15dB/ターンである。2mカットオフ波長は
1.72μmである。
折率プロファイルを有するものであって、第1コア領域
の比屈折率差Δn1は0.44%であり、第2コア領域
の比屈折率差Δn2は−0.10%であり、第3コア領
域の比屈折率差Δn3は0.16%であり、内クラッド
領域の比屈折率差Δn4は−0.10%である。第1コ
ア領域の外径2aは6.8μmであり、第2コア領域の
外径2bは17.8μmであり、第3コア領域の外径2
cは26.8μmであり、内クラッド領域の外径2dは
44.6μmである。
したところ、零分散波長は1353nmであり、波長分
散は、波長1.45μmで6.6ps/nm/kmであ
り、波長1.55μmで10.3ps/nm/kmであ
り、波長1.65μmで12.7ps/nm/kmであ
る。波長1.55μmにおいて、分散スロープは0.0
29ps/nm2/kmであり、実効断面積は55.8
μm2であり、直径32mmφでの曲げ損失は0.06
dB/ターンである。2mカットオフ波長は1.63μ
mである。
1.55μmにおける波長分散の絶対値が8〜15ps
/nm/kmであり、波長1.55μmにおける分散ス
ロープの絶対値が0.05ps/nm2/km以下であ
り、波長帯域1.45〜1.65μmにおいて波長分散
の絶対値が5ps/nm/km以上であり、波長1.5
5μmにおける実効断面積が45μm2以上であり、ま
た、2mカットオフ波長が1.40μm以上である。特
に、実施例3〜6および12それぞれの光ファイバは、
波長1.55μmにおける波長分散の絶対値が8〜12
ps/nm/kmである。実施例3,4,6および8そ
れぞれの光ファイバは、波長1.55μmにおける分散
スロープの絶対値が0.03ps/nm2/km以下で
ある。実施例1〜3および5〜8それぞれの光ファイバ
は、波長1.55μmにおける実効断面積が50μm2
以上である。実施例1および3〜8それぞれの光ファイ
バは、2mカットオフ波長が1.60μm以上である。
ァイバの波長分散の波長依存性を示すグラフである。実
施例3および7それぞれの光ファイバは、波長1.55
μmにおける波長分散が互いに異符号である。これらの
光ファイバを組み合わせることで、全体の平均波長分散
の絶対値を小さくすることができ、累積分散量の絶対値
を小さくすることができる。また、波長1.55μmに
おける波長分散が互いに異符号であって分散スロープも
互いに異符号である2本の本実施形態に係る光ファイバ
を組み合わせることで、広い波長帯域において、全体の
平均波長分散の絶対値を小さくすることができ、累積分
散量の絶対値を小さくすることができる。
ではなく種々の変形が可能である。例えば、本実施形態
に係る光ファイバは、実施例1〜8のものに限られるこ
となく、他の設計も可能である。
係る光ファイバは、波長1.55μmにおける波長分散
の絶対値が8〜15ps/nm/kmであり、波長1.
55μmにおける分散スロープの絶対値が0.05ps
/nm2/km以下である。このことから、本発明に係
る光ファイバは、波長分散の絶対値が大きいので四光波
混合の発生を抑制することができ、分散スロープの絶対
値が小さいので信号光波長帯域の広帯域化を図ることが
できる。
の絶対値が8〜12ps/nm/kmである場合には、
非線形光学現象と累積分散との相互作用に因る波形劣化
を抑制する上で好適である。波長1.55μmにおける
分散スロープの絶対値が0.03ps/nm2/km以
下である場合には、信号光波長帯域の広帯域化を図る上
で更に好適である。波長帯域1.45〜1.65μmに
おいて波長分散の絶対値が5ps/nm/km以上であ
る場合には、広い波長帯域で波長分散の絶対値が大きい
ので、この広い信号光波長帯域で四光波混合の発生を抑
制することができ、大容量の光通信を行うことができ
る。
積が45μm2以上(より好適には50μm2以上)であ
る場合には、実効断面積が大きいので、四光波混合の発
生を抑制する上で好適である。2mカットオフ波長が
1.40μm以上(より好適には1.60μm以上)で
ある場合には、信号光波長帯域でシングルモード条件を
満たし、また、曲げ損失が小さく、曲げに強いので、ケ
ーブル化の際のロス増を抑えるのに好適である。
る。
イルの好適な1例を示す図である。
イルの好適な他の例を示す図である。
る。
を示すグラフである。
Claims (10)
- 【請求項1】 波長1.55μmにおける波長分散の絶
対値が8〜15ps/nm/kmであり、波長1.55
μmにおける分散スロープの絶対値が0.05ps/n
m2/km以下であることを特徴とする光ファイバ。 - 【請求項2】 波長1.55μmにおける波長分散の絶
対値が8〜12ps/nm/kmであることを特徴とす
る請求項1記載の光ファイバ。 - 【請求項3】 波長1.55μmにおける分散スロープ
の絶対値が0.03ps/nm2/km以下であること
を特徴とする請求項1記載の光ファイバ。 - 【請求項4】 波長帯域1.45〜1.65μmにおい
て波長分散の絶対値が5ps/nm/km以上であるこ
とを特徴とする請求項1記載の光ファイバ。 - 【請求項5】 波長1.55μmにおける実効断面積が
45μm2以上であることを特徴とする請求項1記載の
光ファイバ。 - 【請求項6】 波長1.55μmにおける実効断面積が
50μm2以上であることを特徴とする請求項5記載の
光ファイバ。 - 【請求項7】 2mカットオフ波長が1.40μm以上
であることを特徴とする請求項1記載の光ファイバ。 - 【請求項8】 2mカットオフ波長が1.60μm以上
であることを特徴とする請求項1記載の光ファイバ。 - 【請求項9】 光軸中心を含み第1屈折率を有する第1
コア領域と、前記第1コア領域を取り囲み前記第1屈折
率より小さい第2屈折率を有する第2コア領域と、前記
第2コア領域を取り囲み前記第2屈折率より大きい第3
屈折率を有する第3コア領域と、前記第3コア領域を取
り囲み前記第3屈折率より小さい第4屈折率を有するク
ラッド領域とを有することを特徴とする請求項1記載の
光ファイバ。 - 【請求項10】 前記クラッド領域は、前記第3コア領
域を取り囲む内クラッド領域と、前記内クラッド領域を
取り囲む外クラッド領域とを含み、前記内クラッド領域
の屈折率より前記外クラッド領域の屈折率が大きいこと
を特徴とする請求項9記載の光ファイバ。
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