JP2001324636A - 分散シフト光ファイバ - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 実質的にシングルモードであり、曲げ損失が
１００ｄＢ／ｍ以下であり、かつＡｅｆｆの拡大と分散
スロープの低減を満足することができる分散シフト光フ
ァイバを提供する。 【解決手段】 高屈折率の中心コア部１と、この中心コ
ア部１の外周上に設けられた、この中心コア部１よりも
低屈折率の階段コア部２と、この階段コア部２の外周上
に設けられた、この階段コア部２よりも低屈折率のクラ
ッド７からなる屈折率分布形状を有し、コア径として太
径解を採用し、１４９０〜１６２５ｎｍから選択される
使用波長帯において、Ａｅｆｆが４５〜７０μｍ2、分
散スロープが０．０５〜０．０７５ｐｓ／ｋｍ／ｎ
ｍ2、曲げ損失が１００ｄＢ／ｍ以下、波長分散値が＋
０．０５〜＋１０．０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍであり、かつ実
質的にシングルモード伝搬となるカットオフ波長を有す
るものを形成する。
１００ｄＢ／ｍ以下であり、かつＡｅｆｆの拡大と分散
スロープの低減を満足することができる分散シフト光フ
ァイバを提供する。 【解決手段】 高屈折率の中心コア部１と、この中心コ
ア部１の外周上に設けられた、この中心コア部１よりも
低屈折率の階段コア部２と、この階段コア部２の外周上
に設けられた、この階段コア部２よりも低屈折率のクラ
ッド７からなる屈折率分布形状を有し、コア径として太
径解を採用し、１４９０〜１６２５ｎｍから選択される
使用波長帯において、Ａｅｆｆが４５〜７０μｍ2、分
散スロープが０．０５〜０．０７５ｐｓ／ｋｍ／ｎ
ｍ2、曲げ損失が１００ｄＢ／ｍ以下、波長分散値が＋
０．０５〜＋１０．０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍであり、かつ実
質的にシングルモード伝搬となるカットオフ波長を有す
るものを形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は分散シフト光ファイ
バに関し、波長多重伝送に適した小さい分散スロープを
有するものである。
バに関し、波長多重伝送に適した小さい分散スロープを
有するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来検討されている１．５５μｍ帯（１
４９０〜１５７０ｎｍ）用の長距離伝送および大容量伝
送が可能な波長多重伝送システムにおいては、非線形光
学効果を低減し、伝送損失の劣化を防ぐことが重要であ
る。非線形光学効果は非線形定数によってほぼ決定され
る。非線形定数はｎ2／Ａｅｆｆであらわされる。ｎ2は
非線形屈折率であり、Ａｅｆｆは有効コア断面積であ
る。ｎ2は材料によりほぼ一定なので、Ａｅｆｆの拡大
は非線形光学効果を抑制するために有効な手段である。
４９０〜１５７０ｎｍ）用の長距離伝送および大容量伝
送が可能な波長多重伝送システムにおいては、非線形光
学効果を低減し、伝送損失の劣化を防ぐことが重要であ
る。非線形光学効果は非線形定数によってほぼ決定され
る。非線形定数はｎ2／Ａｅｆｆであらわされる。ｎ2は
非線形屈折率であり、Ａｅｆｆは有効コア断面積であ
る。ｎ2は材料によりほぼ一定なので、Ａｅｆｆの拡大
は非線形光学効果を抑制するために有効な手段である。
【０００３】さらに、波長多重伝送システムにおいて
は、分散スロープ低減の要求が高まっている。分散スロ
ープとは、波長分散値の波長依存性を示すもので、横軸
に波長（ｎｍ）、縦軸に波長分散値（ｐｓ／ｋｍ／ｎ
ｍ）をプロットした際の曲線の勾配である。波長多重伝
送システムにおいて、伝送路（光ファイバ）の分散スロ
ープが大きいと各波長間の波長分散値の差が大きくな
り、各波長の光の伝送状態がばらつくため、全体の伝送
特性が劣化する。また、光通信システムの伝送路として
は、実質的にシングルモードであることや、曲げ損失を
１００ｄＢ／ｍ以下に保つことが最低限の条件として要
求されている。
は、分散スロープ低減の要求が高まっている。分散スロ
ープとは、波長分散値の波長依存性を示すもので、横軸
に波長（ｎｍ）、縦軸に波長分散値（ｐｓ／ｋｍ／ｎ
ｍ）をプロットした際の曲線の勾配である。波長多重伝
送システムにおいて、伝送路（光ファイバ）の分散スロ
ープが大きいと各波長間の波長分散値の差が大きくな
り、各波長の光の伝送状態がばらつくため、全体の伝送
特性が劣化する。また、光通信システムの伝送路として
は、実質的にシングルモードであることや、曲げ損失を
１００ｄＢ／ｍ以下に保つことが最低限の条件として要
求されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来提
案されている分散シフト光ファイバにおいては、実質的
にシングルモードであることや、曲げ損失を１００ｄＢ
／ｍ以下に保つという条件下では、Ａｅｆｆの拡大と分
散スロープの低減を同時に十分に満足することは困難で
あった。
案されている分散シフト光ファイバにおいては、実質的
にシングルモードであることや、曲げ損失を１００ｄＢ
／ｍ以下に保つという条件下では、Ａｅｆｆの拡大と分
散スロープの低減を同時に十分に満足することは困難で
あった。
【０００５】例えば、特開平８−２２０３６２号公報に
開示された細径解を用いたデュアルシェイプ型のもの
は、分散スロープが最小で０．１０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2
前後程度であったため、分散スロープの低減が厳しく要
求されるシステムに適用するには不十分な場合があっ
た。また、特開平１１−１１９０４５号公報に開示され
た太径解を用いたセグメントコア型のものは、ある程度
最近要求されている特性に近いものが得られる。しかし
ながら、セグメントコア型は、屈折率が増減する５層構
造からなる屈折率分布形状であるため、各層の位置、
幅、形状などによって微妙に特性が変化する。よって、
製造時に各層の半径、比屈折率差などの構造パラメータ
の高度な制御性が要求され、製品歩留まりの向上に限界
があった。ここで、波長１．５５μｍにおいて、分散シ
フト光ファイバのコア径を屈折率分布形状の相似形を保
ったまま拡大していくと、波長分散値が所望の値になる
解が２つ以上存在していることが知られている。このと
き曲げ損失やカットオフ波長などの特性が比較的実用的
な範囲になる解のうち、相対的にコア径が細い解を細径
解、太い解を太径解と呼んでいる。
開示された細径解を用いたデュアルシェイプ型のもの
は、分散スロープが最小で０．１０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2
前後程度であったため、分散スロープの低減が厳しく要
求されるシステムに適用するには不十分な場合があっ
た。また、特開平１１−１１９０４５号公報に開示され
た太径解を用いたセグメントコア型のものは、ある程度
最近要求されている特性に近いものが得られる。しかし
ながら、セグメントコア型は、屈折率が増減する５層構
造からなる屈折率分布形状であるため、各層の位置、
幅、形状などによって微妙に特性が変化する。よって、
製造時に各層の半径、比屈折率差などの構造パラメータ
の高度な制御性が要求され、製品歩留まりの向上に限界
があった。ここで、波長１．５５μｍにおいて、分散シ
フト光ファイバのコア径を屈折率分布形状の相似形を保
ったまま拡大していくと、波長分散値が所望の値になる
解が２つ以上存在していることが知られている。このと
き曲げ損失やカットオフ波長などの特性が比較的実用的
な範囲になる解のうち、相対的にコア径が細い解を細径
解、太い解を太径解と呼んでいる。
【０００６】また、チャンネル数（多重する波長の数）
の増加に伴い、これまで用いられてきた伝送帯に、いわ
ゆるＬバンド帯（１５７０〜１６１０ｎｍ帯）を加えた
１４９０〜１６２５ｎｍに渡る広い伝送波長帯に適用で
きる分散シフト光ファイバが要求されるようになってき
た。従来のＡｅｆｆを拡大した分散シフト光ファイバ
は、１．５５μｍ帯での伝送を視野において設計されて
いるため、Ｌバンド帯において十分な特性を有するもの
は提供されていなかった。特にＬバンド帯においては、
曲げ損失が大きくなることが多かった。
の増加に伴い、これまで用いられてきた伝送帯に、いわ
ゆるＬバンド帯（１５７０〜１６１０ｎｍ帯）を加えた
１４９０〜１６２５ｎｍに渡る広い伝送波長帯に適用で
きる分散シフト光ファイバが要求されるようになってき
た。従来のＡｅｆｆを拡大した分散シフト光ファイバ
は、１．５５μｍ帯での伝送を視野において設計されて
いるため、Ｌバンド帯において十分な特性を有するもの
は提供されていなかった。特にＬバンド帯においては、
曲げ損失が大きくなることが多かった。
【０００７】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、実質的にシングルモードであることや、曲げ損失を
１００ｄＢ／ｍ以下に保つという条件下において、Ａｅ
ｆｆの拡大と分散スロープの低減を同時に満足すること
ができる分散シフト光ファイバを提供することを課題と
する。さらに、できるだけ簡単な構造で、安定した特性
のものを効率よく製造できる分散シフト光ファイバを提
供することを目的とする。また、Ｌバンド帯を加えた１
４９０〜１６２５ｎｍに渡る広い波長帯においても、実
質的にシングルモードであることや、曲げ損失を１００
ｄＢ／ｍ以下に保つという条件下において、Ａｅｆｆの
拡大と分散スロープの低減を同時に満足することができ
る分散シフト光ファイバを提供することを課題とする。
特にＬバンド帯において、曲げ損失が小さい分散シフト
光ファイバを提供することを目的とする。
で、実質的にシングルモードであることや、曲げ損失を
１００ｄＢ／ｍ以下に保つという条件下において、Ａｅ
ｆｆの拡大と分散スロープの低減を同時に満足すること
ができる分散シフト光ファイバを提供することを課題と
する。さらに、できるだけ簡単な構造で、安定した特性
のものを効率よく製造できる分散シフト光ファイバを提
供することを目的とする。また、Ｌバンド帯を加えた１
４９０〜１６２５ｎｍに渡る広い波長帯においても、実
質的にシングルモードであることや、曲げ損失を１００
ｄＢ／ｍ以下に保つという条件下において、Ａｅｆｆの
拡大と分散スロープの低減を同時に満足することができ
る分散シフト光ファイバを提供することを課題とする。
特にＬバンド帯において、曲げ損失が小さい分散シフト
光ファイバを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては以下のような解決手段を提案す
る。すなわち、第１の発明は、高屈折率の中心コア部
と、この中心コア部の外周上に設けられた、この中心コ
ア部よりも低屈折率の階段コア部と、この階段コア部の
外周上に設けられた、この階段コア部よりも低屈折率の
クラッドからなる屈折率分布形状を有する分散シフト光
ファイバにおいて、コア径として太径解を採用し、１４
９０〜１６２５ｎｍから選択される使用波長帯におい
て、Ａｅｆｆが４５〜７０μｍ2、分散スロープが０．
０５〜０．０７５ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2、曲げ損失が１０
０ｄＢ／ｍ以下、波長分散値が＋０．０５〜＋１０．０
ｐｓ／ｋｍ／ｎｍであり、かつ実質的にシングルモード
伝搬となるカットオフ波長を有することを特長とする分
散シフト光ファイバである。第２の発明は、第１の発明
の分散シフト光ファイバにおいて、中心コア部の半径を
ｒ１、階段コア部の半径をｒ２、最も外側のクラッドの
屈折率を基準にしたときの、中心コア部の比屈折率差を
Δ１、階段コア部の比屈折率差をΔ２としたとき、ｒ２
／ｒ１が４〜１２、Δ１が０．５５〜０．７５％、Δ２
／Δ１が０．０５〜０．１５であることを特徴とする分
散シフト光ファイバである。第３の発明は、第１の発明
または第２の発明の分散シフト光ファイバにおいて、ク
ラッドが階段コア部の外周上に設けられた第一クラッド
と、その外周上に設けられた第二クラッドからなること
を特徴とする分散シフト光ファイバ。第４の発明は、第
３の発明の分散シフト光ファイバにおいて、中心コア部
の半径をｒ１、階段コア部の半径をｒ２、第一クラッド
の半径をｒ３、第二クラッドの屈折率を基準にしたとき
の、中心コア部の比屈折率差をΔ１、階段コア部の比屈
折率差をΔ２、第一クラッドの比屈折率差をΔ３とした
とき、ｒ２／ｒ１が４〜１２、Δ１が０．５５〜０．７
５％、Δ２／Δ１が０．０５〜０．１５、Δ３が−０．
１〜０％、（ｒ３−ｒ２）／ｒ１が０．２〜４．０であ
ることを特徴とする分散シフト光ファイバである。
に、本発明においては以下のような解決手段を提案す
る。すなわち、第１の発明は、高屈折率の中心コア部
と、この中心コア部の外周上に設けられた、この中心コ
ア部よりも低屈折率の階段コア部と、この階段コア部の
外周上に設けられた、この階段コア部よりも低屈折率の
クラッドからなる屈折率分布形状を有する分散シフト光
ファイバにおいて、コア径として太径解を採用し、１４
９０〜１６２５ｎｍから選択される使用波長帯におい
て、Ａｅｆｆが４５〜７０μｍ2、分散スロープが０．
０５〜０．０７５ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2、曲げ損失が１０
０ｄＢ／ｍ以下、波長分散値が＋０．０５〜＋１０．０
ｐｓ／ｋｍ／ｎｍであり、かつ実質的にシングルモード
伝搬となるカットオフ波長を有することを特長とする分
散シフト光ファイバである。第２の発明は、第１の発明
の分散シフト光ファイバにおいて、中心コア部の半径を
ｒ１、階段コア部の半径をｒ２、最も外側のクラッドの
屈折率を基準にしたときの、中心コア部の比屈折率差を
Δ１、階段コア部の比屈折率差をΔ２としたとき、ｒ２
／ｒ１が４〜１２、Δ１が０．５５〜０．７５％、Δ２
／Δ１が０．０５〜０．１５であることを特徴とする分
散シフト光ファイバである。第３の発明は、第１の発明
または第２の発明の分散シフト光ファイバにおいて、ク
ラッドが階段コア部の外周上に設けられた第一クラッド
と、その外周上に設けられた第二クラッドからなること
を特徴とする分散シフト光ファイバ。第４の発明は、第
３の発明の分散シフト光ファイバにおいて、中心コア部
の半径をｒ１、階段コア部の半径をｒ２、第一クラッド
の半径をｒ３、第二クラッドの屈折率を基準にしたとき
の、中心コア部の比屈折率差をΔ１、階段コア部の比屈
折率差をΔ２、第一クラッドの比屈折率差をΔ３とした
とき、ｒ２／ｒ１が４〜１２、Δ１が０．５５〜０．７
５％、Δ２／Δ１が０．０５〜０．１５、Δ３が−０．
１〜０％、（ｒ３−ｒ２）／ｒ１が０．２〜４．０であ
ることを特徴とする分散シフト光ファイバである。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１（ａ）は、本発明の分散シフ
ト光ファイバの屈折率分布形状の第一の例を示したもの
で、この屈折率分布形状は、中心コア部１の外周上に階
段コア部２が設けられてなるコア４と、その外周上に設
けられた一律の屈折率を有する一層構造のクラッド７と
から構成されているデュアルシェイプ型である。前記中
心コア部１は最も高屈折率であり、前記階段コア部２は
この中心コア部１よりも低屈折率であり、また、前記ク
ラッド７はこの階段コア部２よりも低屈折率である。図
中符号ｒ１、ｒ２は、それぞれ、中心コア部１と階段コ
ア部２の半径を示し、Δ１、Δ２は、それぞれ、最も外
側のクラッド７の屈折率を基準にしたときの中心コア部
１の比屈折率差と階段コア部２の比屈折率差を示してい
る。
ト光ファイバの屈折率分布形状の第一の例を示したもの
で、この屈折率分布形状は、中心コア部１の外周上に階
段コア部２が設けられてなるコア４と、その外周上に設
けられた一律の屈折率を有する一層構造のクラッド７と
から構成されているデュアルシェイプ型である。前記中
心コア部１は最も高屈折率であり、前記階段コア部２は
この中心コア部１よりも低屈折率であり、また、前記ク
ラッド７はこの階段コア部２よりも低屈折率である。図
中符号ｒ１、ｒ２は、それぞれ、中心コア部１と階段コ
ア部２の半径を示し、Δ１、Δ２は、それぞれ、最も外
側のクラッド７の屈折率を基準にしたときの中心コア部
１の比屈折率差と階段コア部２の比屈折率差を示してい
る。
【００１０】この例において、例えば中心コア部１と階
段コア部２は屈折率を上昇させる作用を有するゲルマニ
ウムを添加したゲルマニウム添加石英ガラス、クラッド
７は純粋石英ガラスから構成されている。なお、分散シ
フト光ファイバの屈折率分布形状においては、各層（中
心コア部１、階段コア部２、クラッド７）の境界が明確
ではなく、丸みを帯びた、いわゆるだれを生じた状態で
あってもよく、実効的に本発明の分散シフト光ファイバ
としての特性を得ることができれば特に限定することは
ない。
段コア部２は屈折率を上昇させる作用を有するゲルマニ
ウムを添加したゲルマニウム添加石英ガラス、クラッド
７は純粋石英ガラスから構成されている。なお、分散シ
フト光ファイバの屈折率分布形状においては、各層（中
心コア部１、階段コア部２、クラッド７）の境界が明確
ではなく、丸みを帯びた、いわゆるだれを生じた状態で
あってもよく、実効的に本発明の分散シフト光ファイバ
としての特性を得ることができれば特に限定することは
ない。
【００１１】図１（ｂ）は本発明の分散シフト光ファイ
バの屈折率分布形状の第二の例を示したものである。こ
の屈折率分布形状が第一の例の屈折率分布形状と異なる
ところは、クラッド７が、階段コア部２（コア４）の外
周上に設けられた第一クラッド５と、この第一クラッド
５の外周上に設けられた第二クラッド６とからなる２層
構造を備えていることである。なお、Δ１、Δ２は、最
も外側の第二クラッド６の屈折率を基準としている。ま
た、Δ３は第二クラッド６の屈折率を基準にした第一ク
ラッド５の比屈折率差である。ｒ３は第一クラッド５の
半径である。この例において、例えば第一クラッド５は
屈折率を低下させる作用を有するフッ素を添加したフッ
素添加石英ガラスから形成されている。
バの屈折率分布形状の第二の例を示したものである。こ
の屈折率分布形状が第一の例の屈折率分布形状と異なる
ところは、クラッド７が、階段コア部２（コア４）の外
周上に設けられた第一クラッド５と、この第一クラッド
５の外周上に設けられた第二クラッド６とからなる２層
構造を備えていることである。なお、Δ１、Δ２は、最
も外側の第二クラッド６の屈折率を基準としている。ま
た、Δ３は第二クラッド６の屈折率を基準にした第一ク
ラッド５の比屈折率差である。ｒ３は第一クラッド５の
半径である。この例において、例えば第一クラッド５は
屈折率を低下させる作用を有するフッ素を添加したフッ
素添加石英ガラスから形成されている。
【００１２】本発明の分散シフト光ファイバの使用波長
帯は１４９０〜１６２５ｎｍ、一般的には１４９０〜１
６１０ｎｍの範囲から適度な波長幅の波長帯が選択され
る。例えば、光通信システムに用いる光ファイバ増幅器
による増幅波長帯などによって、１４９０〜１５３０ｎ
ｍの範囲から所定の波長幅を有する波長帯（例えば１５
００〜１５２０ｎｍ）が選択される。または、１５３０
〜１５７０ｎｍの範囲から所定の波長幅を有する波長帯
（例えば１５４０〜１５６５ｎｍ）が選択される。また
は、いわゆるＬバンド帯である１５７０〜１６２５ｎ
ｍ、一般的には１５７０〜１６１０ｎｍの範囲から所定
の波長幅を有する波長帯（例えば１５７０〜１６００ｎ
ｍ）が選択される。このようにＬバンド帯からも使用波
長帯を選択できることが本発明の特徴のひとつである。
そして、１４９０〜１６２５ｎｍ全域を使用波長帯（伝
送波長帯）とすることもできる。
帯は１４９０〜１６２５ｎｍ、一般的には１４９０〜１
６１０ｎｍの範囲から適度な波長幅の波長帯が選択され
る。例えば、光通信システムに用いる光ファイバ増幅器
による増幅波長帯などによって、１４９０〜１５３０ｎ
ｍの範囲から所定の波長幅を有する波長帯（例えば１５
００〜１５２０ｎｍ）が選択される。または、１５３０
〜１５７０ｎｍの範囲から所定の波長幅を有する波長帯
（例えば１５４０〜１５６５ｎｍ）が選択される。また
は、いわゆるＬバンド帯である１５７０〜１６２５ｎ
ｍ、一般的には１５７０〜１６１０ｎｍの範囲から所定
の波長幅を有する波長帯（例えば１５７０〜１６００ｎ
ｍ）が選択される。このようにＬバンド帯からも使用波
長帯を選択できることが本発明の特徴のひとつである。
そして、１４９０〜１６２５ｎｍ全域を使用波長帯（伝
送波長帯）とすることもできる。
【００１３】本発明の分散シフト光ファイバにおいて、
波長分散値は＋０．０５〜＋１０．０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ
とされる。＋０．０５ｐｓ／ｋｍ／ｎｍよりも小さい
と、波長分散値が零に近くなり、非線形光学効果のひと
つである４光子混合が発生しやすくなるため不都合であ
る。また、＋１０．０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍよりも大きい
と、波形にひすみが生じ、伝送特性の劣化が大きくなる
場合がある。
波長分散値は＋０．０５〜＋１０．０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ
とされる。＋０．０５ｐｓ／ｋｍ／ｎｍよりも小さい
と、波長分散値が零に近くなり、非線形光学効果のひと
つである４光子混合が発生しやすくなるため不都合であ
る。また、＋１０．０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍよりも大きい
と、波形にひすみが生じ、伝送特性の劣化が大きくなる
場合がある。
【００１４】Ａｅｆｆは以下の式から求められるもので
ある。
ある。
【００１５】
【数１】
【００１６】本発明の分散シフト光ファイバは、使用波
長帯におけるＡｅｆｆが４５〜７０μｍ2であるため、
非線形光学効果を抑制することができる。４５μｍ2未
満の場合は非線形光学効果の低減が不十分であり、７０
μｍ2をこえるとものは製造が困難である。使用波長帯
における分散スロープは０．０５０〜０．０７５ｐｓ／
ｋｍ／ｎｍ 2という非常に小さい値を実現することがで
きる。その結果、波長多重伝送において、分散スロープ
に起因する伝送劣化を防ぐことができる。
長帯におけるＡｅｆｆが４５〜７０μｍ2であるため、
非線形光学効果を抑制することができる。４５μｍ2未
満の場合は非線形光学効果の低減が不十分であり、７０
μｍ2をこえるとものは製造が困難である。使用波長帯
における分散スロープは０．０５０〜０．０７５ｐｓ／
ｋｍ／ｎｍ 2という非常に小さい値を実現することがで
きる。その結果、波長多重伝送において、分散スロープ
に起因する伝送劣化を防ぐことができる。
【００１７】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。曲げ
損失は小さい程好ましく、本発明において、１００ｄＢ
／ｍ以下、好ましくは５０ｄＢ／ｍ以下とされる。１０
０ｄＢ／ｍをこえると、分散シフト光ファイバに加えら
れる僅かな曲がりなどによって伝送損失が劣化しやす
く、敷設時や取り扱い時に余分な損失を生じやすくなる
ため不都合である。
（２Ｒ）が２０ｍｍの条件の値をいうものとする。曲げ
損失は小さい程好ましく、本発明において、１００ｄＢ
／ｍ以下、好ましくは５０ｄＢ／ｍ以下とされる。１０
０ｄＢ／ｍをこえると、分散シフト光ファイバに加えら
れる僅かな曲がりなどによって伝送損失が劣化しやす
く、敷設時や取り扱い時に余分な損失を生じやすくなる
ため不都合である。
【００１８】また、本発明の分散シフト光ファイバはシ
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、Ｃ
ＣＩＴＴ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。したがっ
て、本発明の分散シフト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、分散シフト光ファイバの
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１．８μｍであれば、５０００ｍ
程度以上の長尺の状態で、上述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。
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、Ｃ
ＣＩＴＴ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。したがっ
て、本発明の分散シフト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、分散シフト光ファイバの
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１．８μｍであれば、５０００ｍ
程度以上の長尺の状態で、上述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。
【００１９】また、本発明においては、コア径（ｒ２×
２）として太径解を用いる。具体的には、後述するよう
に、シミュレーションによって、図１（ａ）に示した屈
折率分布形状においては、ｒ２、ｒ１、Δ２、Δ１とい
う４つの構造パラメータ、図１（ｂ）に示した屈折率分
布形状においてはさらにｒ３とΔ３を加えた６つの構造
パラメータを設定するにおいて、コア径が太径解になる
ように、かつ、上述の所望の使用波長帯において、Ａｅ
ｆｆ、分散スロープなどの特性値を満足する設計条件を
定める。なお、本発明の分散シフト光ファイバの実際の
製造方法としては、ＣＶＤ法、ＶＡＤ法などの従来法を
適用することができる。本発明の分散シフト光ファイバ
の屈折率分布形状は３層あるいは４層であり、また、階
段状の比較的単純な形状であるため、構造パラメータの
制御などが比較的容易である。
２）として太径解を用いる。具体的には、後述するよう
に、シミュレーションによって、図１（ａ）に示した屈
折率分布形状においては、ｒ２、ｒ１、Δ２、Δ１とい
う４つの構造パラメータ、図１（ｂ）に示した屈折率分
布形状においてはさらにｒ３とΔ３を加えた６つの構造
パラメータを設定するにおいて、コア径が太径解になる
ように、かつ、上述の所望の使用波長帯において、Ａｅ
ｆｆ、分散スロープなどの特性値を満足する設計条件を
定める。なお、本発明の分散シフト光ファイバの実際の
製造方法としては、ＣＶＤ法、ＶＡＤ法などの従来法を
適用することができる。本発明の分散シフト光ファイバ
の屈折率分布形状は３層あるいは４層であり、また、階
段状の比較的単純な形状であるため、構造パラメータの
制御などが比較的容易である。
【００２０】図２は、図１（ａ）に示した屈折率分布形
状を有する分散シフト光ファイバの構造パラメータに関
する解析結果の一例を示したグラフである。グラフ中に
示されている◇、□、△に対応する５、７、１０は、図
１（ａ）に示した中心コア部１と階段コア部２の半径の
比率ｒ２／ｒ１である。縦軸はＡｅｆｆ、横軸は分散ス
ロープを示している。推定波長は１．５５μｍである。
このグラフより、ｒ２／ｒ１が大きくなる程分散スロー
プを低減できることがわかる。上述の好ましい数値範囲
内の曲げ損失とＡｅｆｆを得るためにはｒ２／ｒ１を４
以上に設定すると好ましい。４未満の場合は良好な特性
を得る事が困難となる。また、１２をこえる値に設定す
ると製造性が低下するため、実質的な上限値は１２とさ
れる。この条件は図１（ｂ）に示した屈折率分布形状に
おいても同様である。
状を有する分散シフト光ファイバの構造パラメータに関
する解析結果の一例を示したグラフである。グラフ中に
示されている◇、□、△に対応する５、７、１０は、図
１（ａ）に示した中心コア部１と階段コア部２の半径の
比率ｒ２／ｒ１である。縦軸はＡｅｆｆ、横軸は分散ス
ロープを示している。推定波長は１．５５μｍである。
このグラフより、ｒ２／ｒ１が大きくなる程分散スロー
プを低減できることがわかる。上述の好ましい数値範囲
内の曲げ損失とＡｅｆｆを得るためにはｒ２／ｒ１を４
以上に設定すると好ましい。４未満の場合は良好な特性
を得る事が困難となる。また、１２をこえる値に設定す
ると製造性が低下するため、実質的な上限値は１２とさ
れる。この条件は図１（ｂ）に示した屈折率分布形状に
おいても同様である。
【００２１】また、図１（ａ）、図１（ｂ）に示した屈
折率分布形状において、Δ１は０．５５％〜０．７５％
とされる。０．５５％未満の場合は、波長分散値を所望
の範囲に設定することが困難になるとともに、曲げ損失
が大きくなる傾向がある。Δ１が０．７５％をこえると
Ａｅｆｆを十分に大きくすることが困難となる。Δ２／
Δ１は、０．０５〜０．１５であることが望ましい。
０．０５未満の場合は曲げ損失が大きくなるため不都合
であり、０．１５をこえると分散スロープが規定の範囲
を超えてしまい、波長多重伝送用としては不都合であ
る。
折率分布形状において、Δ１は０．５５％〜０．７５％
とされる。０．５５％未満の場合は、波長分散値を所望
の範囲に設定することが困難になるとともに、曲げ損失
が大きくなる傾向がある。Δ１が０．７５％をこえると
Ａｅｆｆを十分に大きくすることが困難となる。Δ２／
Δ１は、０．０５〜０．１５であることが望ましい。
０．０５未満の場合は曲げ損失が大きくなるため不都合
であり、０．１５をこえると分散スロープが規定の範囲
を超えてしまい、波長多重伝送用としては不都合であ
る。
【００２２】表１は、これらの条件を満足する図１
（ａ）に示した屈折率分布形状を有する分散シフト光フ
ァイバの具体的な設計例の構造パラメータと特性値を示
したシミュレーション結果である。なお、推定波長は
１．５５μｍである。
（ａ）に示した屈折率分布形状を有する分散シフト光フ
ァイバの具体的な設計例の構造パラメータと特性値を示
したシミュレーション結果である。なお、推定波長は
１．５５μｍである。
【００２３】
【表１】
【００２４】いずれも本発明のＡｅｆｆ、分散スロー
プ、波長分散値、曲げ損失、およびカットオフ波長の好
ましい数値範囲を満足し、波長多重伝送システムに適し
た特性が得られている。なお、上述のような構造パラメ
ータの数値範囲内から適当な値を選択して組み合わせた
としても、必ずしもこれらの特性値が得られるわけでは
なく、特性値を満足する構造パラメータの組み合わせを
上述のようなグラフやシミュレーション結果から選択す
る必要がある。よって、本発明の分散シフト光ファイバ
は構造パラメータによって特定することが困難であるた
め、特性値によって特定することとした。
プ、波長分散値、曲げ損失、およびカットオフ波長の好
ましい数値範囲を満足し、波長多重伝送システムに適し
た特性が得られている。なお、上述のような構造パラメ
ータの数値範囲内から適当な値を選択して組み合わせた
としても、必ずしもこれらの特性値が得られるわけでは
なく、特性値を満足する構造パラメータの組み合わせを
上述のようなグラフやシミュレーション結果から選択す
る必要がある。よって、本発明の分散シフト光ファイバ
は構造パラメータによって特定することが困難であるた
め、特性値によって特定することとした。
【００２５】さらに図１（ｂ）示した屈折率分布形状に
おいては、Δ３とｒ３を設定する。クラッド７を第一ク
ラッド５と第二クラッド６からなる二層構造としたこと
により、第１の例と比較して、構造パラメータの組み合
わせ（設定）によっては、カットオフ波長をさらに短く
することができ、Ａｅｆｆをさらに拡大できるという効
果がある。
おいては、Δ３とｒ３を設定する。クラッド７を第一ク
ラッド５と第二クラッド６からなる二層構造としたこと
により、第１の例と比較して、構造パラメータの組み合
わせ（設定）によっては、カットオフ波長をさらに短く
することができ、Ａｅｆｆをさらに拡大できるという効
果がある。
【００２６】図３（ａ）、図３（ｂ）は、図１（ｂ）に
示したクラッドが２層構造からなる屈折率分布形状にお
いて、それぞれΔ３と曲げ損失の関係と、Δ３とＡｅｆ
ｆの関係を示したものである。推定波長は１．５５μｍ
である。Δ１、Δ２、ｒ１、ｒ２はいずれも共通であ
り、固定されている。すなわち、Δ１は０．５６％、Δ
２は０．０６％である。このグラフより、Δ３を小さく
するとＡｅｆｆを大きくすることができるが、曲げ損失
が大きくなってしまうことがわかる。また、（ｒ３−ｒ
２）／ｒ１によっても挙動が異なる。したがって、これ
らの構造パラメータと特性との関係を考慮して、上述の
特性の好ましい数値範囲を満足するように構造パラメー
タを設定する。
示したクラッドが２層構造からなる屈折率分布形状にお
いて、それぞれΔ３と曲げ損失の関係と、Δ３とＡｅｆ
ｆの関係を示したものである。推定波長は１．５５μｍ
である。Δ１、Δ２、ｒ１、ｒ２はいずれも共通であ
り、固定されている。すなわち、Δ１は０．５６％、Δ
２は０．０６％である。このグラフより、Δ３を小さく
するとＡｅｆｆを大きくすることができるが、曲げ損失
が大きくなってしまうことがわかる。また、（ｒ３−ｒ
２）／ｒ１によっても挙動が異なる。したがって、これ
らの構造パラメータと特性との関係を考慮して、上述の
特性の好ましい数値範囲を満足するように構造パラメー
タを設定する。
【００２７】なお、Δ３は−０．１％以上とすると好ま
しい。Δ３が−０．１％より小さいと、他の構造パラメ
ータとの組み合わせによっては伝送特性が劣化する場合
があるためである。また、（ｒ３−ｒ２）／ｒ１は、製
造上、４．０以下であると望ましい。しかし、（ｒ３−
ｒ２）／ｒ１が小さいと、Δ３を小さくする必要が生じ
るため、上述のような伝送特性の劣化をできるだけ抑制
するためには、（ｒ３−ｒ２）／ｒ１は０．２以上であ
ることが望ましい。
しい。Δ３が−０．１％より小さいと、他の構造パラメ
ータとの組み合わせによっては伝送特性が劣化する場合
があるためである。また、（ｒ３−ｒ２）／ｒ１は、製
造上、４．０以下であると望ましい。しかし、（ｒ３−
ｒ２）／ｒ１が小さいと、Δ３を小さくする必要が生じ
るため、上述のような伝送特性の劣化をできるだけ抑制
するためには、（ｒ３−ｒ２）／ｒ１は０．２以上であ
ることが望ましい。
【００２８】表２はこれらの条件を満足する分散シフト
光ファイバの具体的な設計例の構造パラメータと特性値
を示したシミュレーション結果である。いずれも本発明
の分散シフト光ファイバにおけるＡｅｆｆ、分散スロー
プ、波長分散値、曲げ損失、カットオフ波長の好ましい
数値範囲を満足し、波長多重伝送システムに適した特性
が得られている。
光ファイバの具体的な設計例の構造パラメータと特性値
を示したシミュレーション結果である。いずれも本発明
の分散シフト光ファイバにおけるＡｅｆｆ、分散スロー
プ、波長分散値、曲げ損失、カットオフ波長の好ましい
数値範囲を満足し、波長多重伝送システムに適した特性
が得られている。
【００２９】
【表２】
【００３０】なお、表１、表２に示した分散シフト光フ
ァイバの特性の推定波長は１．５５μｍである。推定波
長を１．６１μｍに設定して同様のシミュレーションを
行った結果を表３、表４に示す。表１〜４のいずれにお
いても本発明の数値範囲を満足する特性値が得られてい
る。したがって、表１〜４に示した分散シフト光ファイ
バは、いずれも１．５５μｍ帯のみならず、１５７０〜
１６２５ｎｍを加えた広い波長帯（例えば１４９０〜１
６１０ｎｍ）においても、波長分散が小さく、曲げ損失
が小さく、シングルモード伝送を保証することができる
とともに、Ａｅｆｆの拡大により、非線形光学効果が抑
制でき、かつ小さい分散スロープにより、波長多重伝送
における伝送劣化を抑制できる。したがって、Ｌバンド
帯を加えた広い波長域に適用する波長多重伝送システム
においても、伝送特性の向上を図ることができる。
ァイバの特性の推定波長は１．５５μｍである。推定波
長を１．６１μｍに設定して同様のシミュレーションを
行った結果を表３、表４に示す。表１〜４のいずれにお
いても本発明の数値範囲を満足する特性値が得られてい
る。したがって、表１〜４に示した分散シフト光ファイ
バは、いずれも１．５５μｍ帯のみならず、１５７０〜
１６２５ｎｍを加えた広い波長帯（例えば１４９０〜１
６１０ｎｍ）においても、波長分散が小さく、曲げ損失
が小さく、シングルモード伝送を保証することができる
とともに、Ａｅｆｆの拡大により、非線形光学効果が抑
制でき、かつ小さい分散スロープにより、波長多重伝送
における伝送劣化を抑制できる。したがって、Ｌバンド
帯を加えた広い波長域に適用する波長多重伝送システム
においても、伝送特性の向上を図ることができる。
【００３１】
【表３】
【００３２】
【表４】
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の分散シフ
ト光ファイバにおいては、以下のような効果が得られ
る。すなわち、実質的にシングルモードであることや、
曲げ損失を１００ｄＢ／ｍ以下に保つという条件下にお
いて、Ａｅｆｆの拡大による非線形効果の抑制と分散ス
ロープの低減を同時に満足することができ、良好な伝送
特性が得られる。この特性は特に波長多重伝送において
有効である。また、階段状の比較的簡単な構造であるた
め、製造時の構造パラメータの制御が容易で、安定した
特性のものを効率よく製造できる。また、Ｌバンド帯を
加えた１４９０〜１６２５ｎｍに渡る広い波長帯におい
ても、上述の特性を維持することができ、波長多重シス
テムの長距離化および大容量化に対応することができ
る。特にＬバンド帯において、実用可能な曲げ損失を得
ることができる。
ト光ファイバにおいては、以下のような効果が得られ
る。すなわち、実質的にシングルモードであることや、
曲げ損失を１００ｄＢ／ｍ以下に保つという条件下にお
いて、Ａｅｆｆの拡大による非線形効果の抑制と分散ス
ロープの低減を同時に満足することができ、良好な伝送
特性が得られる。この特性は特に波長多重伝送において
有効である。また、階段状の比較的簡単な構造であるた
め、製造時の構造パラメータの制御が容易で、安定した
特性のものを効率よく製造できる。また、Ｌバンド帯を
加えた１４９０〜１６２５ｎｍに渡る広い波長帯におい
ても、上述の特性を維持することができ、波長多重シス
テムの長距離化および大容量化に対応することができ
る。特にＬバンド帯において、実用可能な曲げ損失を得
ることができる。
【図１】 図１（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明の分
散シフト光ファイバの屈折率分布形状の第一の例と第二
の例を示した図である。
散シフト光ファイバの屈折率分布形状の第一の例と第二
の例を示した図である。
【図２】 図１（ａ）で示した屈折率分布形状を用いた
場合の解析例を示したグラフである。
場合の解析例を示したグラフである。
【図３】 図３（ａ）と図３（ｂ）はそれぞれ図１
（ｂ）に示した第二の例の屈折率分布形状を用いた場合
の曲げ損失とＡｅｆｆのΔ３と（ｒ３−ｒ２）／ｒ１の
組み合わせによる変化を示したグラフである。
（ｂ）に示した第二の例の屈折率分布形状を用いた場合
の曲げ損失とＡｅｆｆのΔ３と（ｒ３−ｒ２）／ｒ１の
組み合わせによる変化を示したグラフである。
１…中心コア部、２…階段コア部、４…コア、５…第一
クラッド、６…第二クラッド、７…クラッド。
クラッド、６…第二クラッド、７…クラッド。
Claims (4)
- 【請求項１】 高屈折率の中心コア部と、この中心コア
部の外周上に設けられた、この中心コア部よりも低屈折
率の階段コア部と、この階段コア部の外周上に設けられ
た、この階段コア部よりも低屈折率のクラッドからなる
屈折率分布形状を有する分散シフト光ファイバにおい
て、 コア径として太径解を採用し、 １４９０〜１６２５ｎｍから選択される使用波長帯にお
いて、Ａｅｆｆが４５〜７０μｍ2、分散スロープが
０．０５〜０．０７５ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2、曲げ損失が
１００ｄＢ／ｍ以下、波長分散値が＋０．０５〜＋１
０．０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍであり、かつ実質的にシングル
モード伝搬となるカットオフ波長を有することを特長と
する分散シフト光ファイバ。 - 【請求項２】 請求項１に記載の分散シフト光ファイバ
において、中心コア部の半径をｒ１、階段コア部の半径
をｒ２、最も外側のクラッドの屈折率を基準にしたとき
の、中心コア部の比屈折率差をΔ１、階段コア部の比屈
折率差をΔ２としたとき、 ｒ２／ｒ１が４〜１２、Δ１が０．５５〜０．７５％、
Δ２／Δ１が０．０５〜０．１５であることを特徴とす
る分散シフト光ファイバ。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の分散シフト光
ファイバにおいて、クラッドが階段コア部の外周上に設
けられた第一クラッドと、その外周上に設けられた第二
クラッドからなることを特徴とする分散シフト光ファイ
バ。 - 【請求項４】 請求項３に記載の分散シフト光ファイバ
において、中心コア部の半径をｒ１、階段コア部の半径
をｒ２、第一クラッドの半径をｒ３、第二クラッドの屈
折率を基準にしたときの、中心コア部の比屈折率差をΔ
１、階段コア部の比屈折率差をΔ２、第一クラッドの比
屈折率差をΔ３としたとき、 ｒ２／ｒ１が４〜１２、Δ１が０．５５〜０．７５％、
Δ２／Δ１が０．０５〜０．１５、Δ３が−０．１〜０
％、（ｒ３−ｒ２）／ｒ１が０．２〜４．０であること
を特徴とする分散シフト光ファイバ。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000224492A JP3808291B2 (ja) | 2000-03-08 | 2000-07-25 | 分散シフト光ファイバ |
| PCT/JP2000/005023 WO2001007943A1 (fr) | 1999-07-27 | 2000-07-27 | Fibre optique a dispersion decalee |
| US09/787,780 US6694079B1 (en) | 1999-07-27 | 2000-07-27 | Disperson-shifted optical fiber employing dual shape core profile |
| CNB008015376A CN1285932C (zh) | 1999-07-27 | 2000-07-27 | 色散位移光纤 |
| EP00948250A EP1116972A4 (en) | 1999-07-27 | 2000-07-27 | DISPERSION SHIFTED OPTICAL FIBER |
| RU2001111814/28A RU2206113C2 (ru) | 1999-07-27 | 2000-07-27 | Оптическое волокно со смещенной дисперсией |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000064008 | 2000-03-08 | ||
| JP2000-64008 | 2000-03-08 | ||
| JP2000224492A JP3808291B2 (ja) | 2000-03-08 | 2000-07-25 | 分散シフト光ファイバ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001324636A true JP2001324636A (ja) | 2001-11-22 |
| JP3808291B2 JP3808291B2 (ja) | 2006-08-09 |
Family
ID=26587047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000224492A Expired - Fee Related JP3808291B2 (ja) | 1999-07-27 | 2000-07-25 | 分散シフト光ファイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3808291B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1353202A2 (en) * | 2002-04-03 | 2003-10-15 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Optical fibre with optimised dispersion |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9002164B2 (en) | 2013-02-28 | 2015-04-07 | Fujikura Ltd. | Optical fiber and method of manufacturing the same |
-
2000
- 2000-07-25 JP JP2000224492A patent/JP3808291B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1353202A2 (en) * | 2002-04-03 | 2003-10-15 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Optical fibre with optimised dispersion |
| EP1353202A3 (en) * | 2002-04-03 | 2004-08-18 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Optical fibre with optimised dispersion |
| US6999667B2 (en) | 2002-04-03 | 2006-02-14 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Dispersion-controlled optical fiber |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3808291B2 (ja) | 2006-08-09 |
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