JP2002055251A - 分散補償光ファイバおよびこれを用いた分散補償光ファイバ伝送路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セグメントコア型の分散補償光ファイバの外
周上に、クラッドよりも低屈折率のサイドリングを設け
ることにより、セグメントコア型の分散補償光ファイバ
と比較して、他の特性を大きく劣化させることなく、使
用波長帯によらず曲げ損失を低減することにある。 【解決手段】 分散スロープの補償率を８０〜１２０
％、波長１．６３μｍにおける曲げ損失が５０ｄＢ／ｍ
以下、サイドリングとクラッドとの比屈折率差を−０．
５０〜０．００％、クラッドとサイドリングとの正規化
周波数の値を−１５．０〜０．０、センタコアとクラッ
ドとの比屈折率差を０．９０〜１．３０％、有効コア断
面積が２５μｍ²以上とする

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、分散補償光ファイ
バに関し、１．３μｍ用シングルモード光ファイバに代
表される、１．４５〜１．６３μｍ帯から選択された使
用波長帯よりも短波長側に零分散波長を有するシングル
モード光ファイバを用いて１．４５〜１．６３μｍ帯か
ら選択された使用波長帯で光信号を伝送する際に生じる
波長分散、および分散スロープを補償するものである。

【０００２】

【従来の技術】分散補償光ファイバは、１．５５μｍ帯
で大きな負の波長分散と負の分散スロープを有し、１．
３μｍ用シングルモード光ファイバと適切な長さで接続
することによって、この１．３μｍ用シングルモード光
ファイバにおいて生じた正の波長分散と分散スロープを
相殺（補償）できるものである。したがって、１．３μ
ｍ用シングルモード光ファイバとこの分散補償光ファイ
バとを組み合わせて光通信システムを構築すれば、１．
５５μｍ帯の波長多重伝送を行っても高速通信が可能と
なる。

【０００３】分散スロープ補償型の分散補償光ファイバ
としては、図４に示すようなＷ型屈折率分布形状を有す
るものが提案されている。この屈折率分布形状において
は、中心に設けられた高屈折率のセンタコア１と、その
外周上に設けられたこのセンタコア１よりも低屈折率の
サイドコア２とからコアが構築されている。そして、こ
のサイドコア２の外周上にはこのサイドコア２よりも高
屈折率で、かつ前記センタコア１よりも低屈折率のクラ
ッド４が設けられている。

【０００４】このＷ型屈折率分布形状について、クラッ
ド４を基準（零）にしたときのセンタコア１とサイドコ
ア２のそれぞれの比屈折率差Δ１、Δ２や、センタコア
１の半径ａとサイドコア２の半径ｂとの比率を調節する
ことによって、波長分散と、分散スロープを補償する機
能が得られる。Ｗ型屈折率分布形状は従来、分散シフト
光ファイバなどの他の用途にも適用されてきたが、この
ように波長分散と分散スロープを補償するためには、Δ
１を他の伝送用のシングルモード光ファイバに適用する
場合よりも大きく設計する必要がある。

【０００５】また、図５に示すようなセグメントコア型
屈折率分布形状を有する分散スロープ補償型の分散補償
光ファイバも開発されている。この屈折率分布形状にお
いては、中心に設けられた高屈折率のセンタコア１１
と、その外周上に設けられたこのセンタコア１１よりも
低屈折率のサイドコア１２と、このサイドコア１２の外
周上に設けられたこのサイドコア１２よりも高屈折率
で、かつ前記センタコア１１よりも低屈折率のリングコ
ア１３とからコアが構成されている。そして、このリン
グコア１３の外周上に、このリングコア１３よりも低屈
折率で、かつ前記サイドコア１２よりも高屈折率のクラ
ッド１４が設けられている。

【０００６】このセグメントコア型屈折率分布形状にお
いては、Ｗ型屈折率分布形状に、さらにリングコア１３
が設けられた構成となっているため、より曲げ損失が小
さく、波長多重伝送に適した負の分散スロープが得られ
るという利点がある。また、Ａｅｆｆ（有効コア断面
積）を、より拡大することができるため、非線形効果を
抑制することができるという効果がある。波長多重伝送
においては、そもそも伝送する光信号におけるパワーが
大きいため、伝送の途中でエルビウム添加光ファイバ増
幅器によって光信号を増幅すると、光信号のパワーが急
激に増加する。その結果、非線形効果が生じ、伝送特性
が劣化する。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
係数である。ｎ₂は物質によりほぼ一定の値であり、石
英系の光ファイバでは大きく低減させることは困難であ
る。また、Ａｅｆｆは光ファイバ中の電界分布を表すも
のであり、光ファイバの屈折率分布により変化させるこ
とが可能である。したがって、非線形効果を抑制するた
めにはＡｅｆｆの拡大が有効である。セグメントコア型
屈折率分布形状においては、設計条件によっては比較的
容易に２５μｍ²以上のＡｅｆｆが得られる。

【０００７】このセグメントコア型屈折率分布形状にお
いては、クラッド１４を基準（零）にしたときのセンタ
コア１１とサイドコア１２とリングコア１３のそれぞれ
の比屈折率差Δ１１、Δ１２、Δ１３と、センタコア１
１の半径ａとサイドコア１２の半径ｂとリングコア１３
の半径ｃの比率を調節することにより、波長分散と分散
スロープを同時に補償することができる。

【０００８】通常、センタコア１、１１はゲルマニウム
添加石英ガラス、サイドコア２、１２はフッ素添加石英
ガラス、リングコア１３はゲルマニウム添加石英ガラ
ス、クラッド４、１４は純粋石英ガラスから構成されて
いる。

【０００９】純粋石英ガラスは、ゲルマニウム、フッ素
などのドーパントを添加すると粘度が低くなり、軟化点
が低下する傾向がある。また、同一温度における粘度も
低下する。また、石英系光ファイバの代表的な線引き温
度付近である１９００℃付近における粘度差も大きくな
る。このような傾向により、クラッド４、１４は、その
内側に配置されている、ドーパントが添加されたセンタ
コア１、１１、サイドコア２、１２、およびリングコア
１３よりも軟化温度が高く、また硬化温度も高い。

【００１０】したがって、分散補償光ファイバを製造す
るにおいて、円柱状のファイバ母材を、その長さ方向が
鉛直方向になるように配置し、このファイバ母材の下端
を加熱すると、まず、センタコア１、１１、サイドコア
２、１２、リングコア１３となる部分が軟化し、ついで
クラッド４、１４となる部分が軟化し、線引きされる。
線引きされた分散補償光ファイバは、下方から引張応力
が印加されている状態で、その温度が徐々に下がる。そ
して、クラッド４、１４が先に硬化し、ついで内側のセ
ンタコア１、１１、サイドコア２、１２、およびリング
コア１３が軟化する。このとき、これらクラッド４、１
４の内側の部分は、先に硬化したクラッド４、１４との
間に粘度の差を生じ、クラッド４、１４によって引き留
められ、線引きによって印加されている応力と逆方向に
も応力が印加された状態となる。その結果、内部に応力
が残留した状態で硬化する。そして、この残留応力が大
きいと、屈折率変化による特性のずれが生じたり、伝送
損失の劣化が生じたりする。

【００１１】一般的な光ファイバにおいても、このよう
な硬化時のコアとクラッドとの粘度差に起因する現象が
生じる。しかし、Ｗ型屈折率分布形状を備えた分散スロ
ープ補償型の分散補償光ファイバにおいては、上述のよ
うに負の波長分散と分散スロープを得るために比屈折率
差Δ１が伝送用のシングルモード光ファイバに比べて大
きな値に設定されている。また、セグメントコア型屈折
率分布形状を備えた分散スロープ補償型の分散補償光フ
ァイバにおいても、波長分散の値などによっては比屈折
率差Δ１１を他の伝送用のシングルモード光ファイバに
比べて大きな値に設定することが必要となる場合があ
る。大きな比屈折率差Δ１、Δ１１を実現するために
は、センタコア１、１１に添加するドーパントの添加量
を多くする必要がある。そしてドーパントの添加量が多
くなるほど、軟化温度および硬化温度が低下する。よっ
て、センタコア１、１１とクラッド４、１４との軟化温
度および硬化温度の差が大きくなり易く、このような問
題が生じやすかった。そのため、実用可能な機械的な強
度を確保するためには、伝送損失の向上に限界があり、
低損失のものを得ることが困難となる場合があった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】よって、本発明におけ
る課題は、低損失の分散スロープ補償型の分散補償光フ
ァイバが得られる技術を提供することにある。また、セ
グメントコア型の分散補償光ファイバの外周上に、クラ
ッドよりも低屈折率のサイドリングを設けることによ
り、セグメントコア型の分散補償光ファイバと比較し
て、他の特性を大きく劣化させることなく、使用波長帯
によらず曲げ損失を低減することにある。さらに、長距
離伝送用に適した、特定の長さにおける波長分散値、分
散スロープ値の制御を可能とする分散補償光ファイバを
実現することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、本発明の請求項１記載の分散補償光ファイバは、セ
ンタコアと、このセンタコアの外周上に設けられ、かつ
このセンタコアよりも低屈折率のサイドコアと、このサ
イドコアの外周上に設けられ、かつこのサイドコアより
も高屈折率で、前記センタコアよりも低屈折率のリング
コアと、このリングコアの外周上に設けられ、かつこの
リングコアよりも低屈折率で、前記サイドコアよりも低
屈折率のサイドリングと、このサイドリング外周上に設
けられ、かつこのサイドリングよりも高屈折率で、前記
リングコアよりも低屈折率のクラッドからなる分散補償
光ファイバであって、１．４５〜１．６３μｍから選択
された使用波長帯において、波長分散が−７０〜−４５
ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、負の波長分散スロープを有
し、有効コア断面積が２０μｍ²以上であり、かつ実質
的にシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有し、
前記使用波長帯よりも短波長の零分散波長を有するシン
グルモード光ファイバの波長分散を零に補償できる長さ
で、このシングルモード光ファイバを補償したときに、
シングルモード光ファイバの分散スロープを波長分散で
割って得られる値をＲＤＳ（ＳＭＦ）、分散補償光ファ
イバの分散スロープを波長分散で割って得られる値をＲ
ＤＳ（ＤＣＦ）としたときに、ＲＤＳ（ＤＣＦ）／ＲＤ
Ｓ（ＳＭＦ）×１００で定義される分散スロープの補償
率が、８０〜１２０％であり、かつ波長１．６３μｍに
おける曲げ損失が５０ｄＢ／ｍ以下であるものである。
また、本発明の請求項２記載の分散補償光ファイバは、
前記サイドリングと前記クラッドとの比屈折率差が、−
０．５０〜０．００％であり、かつ、正規化周波数＝
（サイドリングとクラッドとの比屈折率差）×{（サイ
ドリングの半径／センタコアの半径）²−（リングコア
の半径／センタコアの半径）²}、で定義される正規化周
波数の値が−１５．０〜０．０であるものである。ま
た、本発明の請求項３記載の分散補償光ファイバは、前
記センタコアと前記クラッドとの比屈折率差が０．９０
〜１．３０％であるものである。また、本発明の請求項
４記載の分散補償光ファイバは、請求項１ないし３のい
ずれかに記載の分散補償光ファイバにおいて、センタコ
ア、サイドコア、リングコアまたはサイドリングの純粋
石英ガラスを基準とした比屈折率差が０．９０〜１．０
０％であり、かつ有効コア断面積が２５μｍ²以上であ
るものである。そして、本発明の請求項５記載の光ファ
イバ伝送路は、請求項１ないし４のいずれかに記載の分
散補償光ファイバと、１．４５〜１．６３μｍから選択
された使用波長帯において、有効コア断面積が７０μｍ
²以上であり、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とを組み合わせたものであ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】本名発明の分散補償光ファイバ
は、図１に示すような屈折率分布形状を備えているもの
である。以下、図１を利用して説明する。センタコア２
１、リングコア２３は、屈折率を上昇させる作用を備え
たドーパントを添加した石英ガラス、サイドコア２２、
サイドリング２４は屈折率を低下させる作用を備えたド
ーパントを添加した石英ガラスから形成されている。屈
折率を上昇させる作用を備えたドーパントは、ゲルマニ
ウム（Ｇｅ）が代表的である。ゲルマニウムは、ＧｅＯ
₂として添加される。また、屈折率を低下させる作用を
備えたドーパントとしては、フッ素（Ｆ）が代表的であ
る。なお、センタコア２１、サイドコア２２、リングコ
ア２３、サイドリング２４、クラッド２５に添加するド
ーパントはゲルマニウム、アルミニウム（Ａｌ）、リン
（Ｐ）、フッ素から選ばれる少なくとも１種、あるいは
２種以上のドーパントが用いられ、所望の屈折率によっ
てその種類や添加量が適宜選択される。

【００１５】本名発明の分散補償光ファイバにおいて
は、クラッド２５がドーパントを添加した石英ガラスか
ら形成されている。このドーパントは屈折率を低下させ
る作用を備えたものであり、上述のようにフッ素が代表
的である。その結果、クラッド２５の軟化温度は、純粋
石英ガラスよりも低くなる。つまり、Δ２１、Δ２２、
Δ２３、Δ２４の基準（零）の屈折率は、純粋石英ガラ
スの屈折率よりも低くなる。したがって、クラッド２５
よりも高い屈折率を備えたセンタコア２１およびリング
コア２３においては、ドーパントの添加量が少なくな
る。そして、純粋石英ガラスからなるクラッド２５を基
準とした場合よりも、センタコア２１、およびリングコ
ア２３において、ドーパントの添加による軟化温度およ
び硬化温度の低下を小さくすることができる。また、各
層の１９００℃付近における粘度差も小さくすることが
できる。

【００１６】従来は、純粋石英ガラスからなるクラッド
２５と、多量のドーパントが添加されたセンタコア２１
との間の軟化温度および硬化温度の差が特に問題となっ
ていたが、本発明においては、クラッド２５の軟化温度
および硬化温度が低下し、かつ、センタコア２１の軟化
温度および硬化温度が上昇するため、これらの間の軟化
温度および硬化温度の差が小さくなり、線引き温度にお
ける粘度差も小さくなる。その結果、分散補償光ファイ
バの機械的な強度が保証できる線引き温度で線引きして
も、線引き後にクラッド２５の内側の部分、特にセンタ
コア２１に残留する応力を小さくすることができ、これ
に起因する伝送損失の劣化を小さくすることができる。

【００１７】センタコア２１は、クラッド２５を基準
（零）にした比屈折率差Δ２１が０．９０〜１．３０
％、好ましくは０．９０〜１．００％に設定されてい
る。０．９０％よりも小さく、零に近いと、ドーパント
の添加量が少なく、十分に軟化温度および硬化温度を上
昇させることができない。１．３０％よりも大きくなる
と、ドーパントの添加量が多くなり、伝送損失が増加す
る場合がある。サイドリング２４は、クラッド２５を基
準（零）にした比屈折率差Δ２４が−０．５０〜０．０
０％、好ましくは−０．２５〜−０．０２％に設定され
ている。−０．５０％よりも小さく、ドーパントの添加
量が多くなると、Δ２２のドーパントの添加量が多くな
り、伝送損失が劣化する場合がある。０．００％よりも
大きくなると、ドーパントの添加量が少なくなり、十分
に軟化温度および硬化温度を低下させることができな
い。

【００１８】本発明の分散補償光ファイバは、ＶＡＤ
法、ＭＣＶＤ法、ＰＣＶＤ法などの公知の方法によっ
て、各層にドーパントを添加した円柱状のファイアバ母
材を製造し、このファイバ母材の長さ方向が鉛直方向に
なるように配置し、このファイバ母材の下端を加熱して
線引きすることによって得られる。

【００１９】一般にファイバ母材の外径は、３０〜８０
ｍｍ、分散補償光ファイバの外径は８０〜１２５μｍで
ある。また、本発明の分散補償光ファイバの線引き時の
加熱温度は１８００〜２１００℃、線引き速度は１００
〜３００ｍ／分とされる。また、このときの線引き張力
は１００〜２００ｇとされる。この条件であれば、実用
可能な機械的な強度が得られる。本発明の分散補償光フ
ァイバは、センタコア２１からクラッド２５までの全て
の部分がドーパントが添加された石英ガラスからなり、
軟化温度および硬化温度が低いため、従来の純粋石英ガ
ラスからなるクラッド２５を備えたものよりも、ファイ
バ母材の加熱温度を低くすることができる。

【００２０】なお、実際の分散補償光ファイバの屈折率
形状は、なだらかな曲線状になり、図１に示すように、
各構成部分の境界がはっきりしていない。よって、後述
するように、予めΔ２２などの構造パラメータの値を設
定した上で、実際の製造時には、光学特性をモニタし
て、微調整しながら製造すると好ましい。

【００２１】このように本発明においては、クラッド２
５をドーパントを添加した石英ガラスから形成すること
により、センタコア２１とクラッド２５との軟化温度お
よび硬化温度の差を小さくして、線引き時にセンタコア
２１とクラッド２５との粘度の差を小さくすることがで
きる。その結果、線引き後にセンタコア２１などに残留
する応力を小さくすることができ、実用可能な機械的な
強度が得られる温度で線引きしても、伝送損失の劣化を
低減することができる。

【００２２】本発明の屈折率分布形状を備えた分散補償
光ファイバにおいては、それぞれ、Δ２１、Δ２２、Δ
２３、Δ２４、ｂ／ａ、ｃ／ａ、ｄ／ａを適切に設定す
ることにより、波長分散、分散スロープ、さらには曲げ
損失などの好ましい特性を実現することができる。この
型の屈折率分布形状においては、上述のようにＡｅｆｆ
（有効コア断面積）を２５μｍ²以上に拡大することが
でき、非線形効果を抑制する観点から好ましい。また、
長波長側での曲げ損失の低減も可能であるため、Ｌ−Ｂ
ａｎｄ帯（１．５７〜１．６３μｍ）で使用する観点か
らも好ましい。

【００２３】本発明の分散補償光ファイバの使用波長帯
は、１．４５〜１．６３μｍの範囲から選択される。例
えば、Ｅｒ添加光ファイバ増幅器の増幅波長帯によっ
て、１．４５〜１．５７μｍ、１．５７〜１．６３μ
ｍ、両者を合わせた１．４５〜１．６３μｍなどが適宜
選択される。また、本発明の分散補償光ファイバの使用
波長帯における波長分散は、−７０〜−４５ｐｓ／ｎｍ
／ｋｍとされる。−４５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍよりも大き
く、零に近い場合は、使用長さが長くなり、不都合であ
る。−７０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍよりも小さいものは特性が
劣化しやすく、製造が困難である。

【００２４】本発明の分散補償光ファイバは、１．３μ
ｍ用シングルモード光ファイバのように、前記使用波長
帯において正の波長分散を有する伝送用のシングルモー
ド光ファイバの波長分散および分散スロープを補償する
ことを目的としている。よって、本発明の分散補償光フ
ァイバが補償対象とする伝送用のシングルモード光ファ
イバは、１．３μｍ用シングルモード光ファイバのみな
らず、この使用波長帯よりも短波長側に零分散波長を有
し、この零分散波長の長波長側で波長分散が大きくなる
シングルモード光ファイバが含まれる。このようなシン
グルモード光ファイバは、通常正の分散スロープを有し
ている。

【００２５】本発明の分散補償光ファイバの分散スロー
プは、組み合わせる伝送用のシングルモード光ファイバ
の波長分散を零にできる長さの分散補償光ファイバを用
いて、このシングルモード光ファイバを補償するとき、
補償率が８０〜１２０％であると好ましい。この範囲内
であると分散スロープを十分に補償することができ、良
好な波長多重伝送特性が得られる。

【００２６】この補償率は以下のようにして求める。使
用波長帯において、伝送用のシングルモード光ファイバ
の単位長さ当たりの波長分散と分散スロープの絶対値を
それぞれｄ１（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）、ｓ１（ｐｓ／ｎｍ
²／ｋｍ）、分散補償光ファイバの単位長さ当たりの波
長分散と分散スロープの絶対値をそれぞれｄ２（ｐｓ／
ｎｍ／ｋｍ）、ｓ２（ｐｓ／ｎｍ²／ｋｍ）とする。こ
こで、ｓ１／ｄ１＝ＲＤＳ（ＳＭＦ）、ｓ２／ｄ２＝Ｒ
ＤＳ（ＤＣＦ）とする。また、伝送用のシングルモード
光ファイバの波長分散と分散スロープは正の値、分散補
償光ファイバの波長分散と分散スロープは負の値であ
る。

【００２７】単位長さの伝送用のシングルモード光ファ
イバを補償できる分散補償光ファイバの長さは、ｄ１／
ｄ２で表される。この長さのにおける分散補償光ファイ
バの分散スロープは、ｄ１／ｄ２×ｓ２となる。そし
て、この長さの分散補償光ファイバによる単位長さ当た
りの伝送用のシングルモード光ファイバの分散スロープ
の補償率は、（ｄ１／ｄ２×ｓ２）／ｓ１×１００＝Ｒ
ＤＳ（ＤＣＦ）／ＲＤＳ（ＳＭＦ）×１００となる。

【００２８】このように分散スロープの補償率は、使用
波長帯における補償対象の伝送用のシングルモード光フ
ァイバの波長分散と分散スロープ、および分散補償光フ
ァイバ自体の波長分散と分散スロープによって変化する
ため、目的とする使用波長帯や伝送用のシングルモード
光ファイバにあわせて分散補償光ファイバを設計する必
要がある。

【００２９】また、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。本発明の分散補償光ファイバにおいては、使用波長
帯における曲げ損失が５０ｄＢ／ｍ以下であることが好
ましい。５０ｄＢ／ｍを超えると、敷設時などに付与さ
れるわずかな曲げなどによって伝送特性が劣化する場合
がある。

【００３０】図１に示す本発明の分散補償光ファイバに
おいては、Δ２１の値は他の構造パラメータなどとの関
係から相対的に決定され、上述のＷ型屈折率分布形状の
Δ１、およびセグメントコア型屈折率分布形状のΔ１１
の数値範囲よりも広範囲となる。

【００３１】図２は、セグメントコア型屈折率分布形状
を備えた分散補償光ファイバと、本発明の分散補償光フ
ァイバについて、Ａｅｆｆ＝２５〜２８μｍ²を目的と
したときに、波長１．５５μｍまたは１．６３μｍにお
ける曲げ損失とカットオフ波長の関係を示すグラフであ
る。図３は、セグメントコア型屈折率分布形状を備えた
分散補償光ファイバと、本発明の分散補償光ファイバに
ついて、曲げ損失とＡｅｆｆの関係を示すグラフであ
る。図２および図３より、本発明の分散補償光ファイバ
は、セグメントコア型屈折率分布形状を持つ分散補償光
ファイバと比較すると、同一のカットオフ波長を持つ場
合、または、同一のＡｅｆｆを持つ場合に、曲げ損失を
小さくすることが可能となることが分かる。

【００３２】なお、このグラフに示されている点は、伝
送用のシングルモード光ファイバの波長分散スロープを
波長分散で割った値ＲＤＳ（ＳＭＦ）が、０．００３程
度である伝送用のシングルモード光ファイバを想定した
ものである。また、伝送用のシングルモード光ファイバ
と分散補償光ファイバとの長さの比を、３：１として分
散補償を行う場合を想定したものであり、かつ、この伝
送用のシングルモード光ファイバは、側圧に対する耐性
が十分なものとなっている。この伝送用のシングルモー
ド光ファイバのサイドリングを大きくしすぎると、カッ
トオフ波長が長くなり、伝送用のシングルモード光ファ
イバが側圧に対して弱くなる。これを防止するために
は、Δ２４が−０．５０〜０．００％、好ましくは−
０．２５〜−０．０２％、正規化周波数（Ｖ４）が−１
５．０〜０．０、好ましくは−１０．０〜−１．０とな
っている。ここで、正規化周波数とは、光の周波数を光
導波路の構造パラメータを用いて規格化したものであ
る。また、非線形効果を抑えるためには、Ａｅｆｆを拡
大することが有効であるが、このためには、Δ２１の値
を小さくしなければならない。しかし、Δ２１の値が小
さすぎると伝送用のシングルモード光ファイバが側圧に
対して弱くなる。したがって、Δ２１の値は、０．９０
〜１．００％とすることが好ましい。

【００３３】本発明の分散補償光ファイバと、１．４５
〜１．６３μｍから選択された使用波長において、有効
コア断面積が７０μｍ²以上であり、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とを組
み合わせた光ファイバ伝送路は、伝送損失の増加を抑制
する効果に優れている。すなわち、本発明の分散補償光
ファイバにおいて、分散スロープを零に近付け、前記の
ように選択された光ファイバにおいて非線形効果を抑制
することが可能となるからである。

【００３４】以下、具体例を示す。 （実施例１）図１に示した屈折率分布形状を備えた分散
補償光ファイバを製造した。まず、ＶＡＤ法によってＧ
ｅＯ₂添加コアＳｉＯ₂クラッド（クラッド径／コア径＝
２．０〜２．２）構造をもつ円柱状の多孔質体を作製し
た。ただし、ここでいうコア、クラッドは、実際の分散
補償光ファイバにおけるコアとクラッドに対応したもの
ではなく、２層構造の各層を示す便宜的な名称である。
つまり、中心の部分をコア（センタコア２１となる部
分）、その外周上の部分をクラッド（サイドコア２２と
なる部分）と称している。

【００３５】この多孔質体をおよそ１０００℃の雰囲気
においてＨｅと塩素系ガスで脱水処理し、その後、Ｈｅ
５ｌ／分、ＳｉＦ₄１ｌ／分の雰囲気でフッ素添加およ
び透明ガラス化を同時に行った。このロッドを延伸して
コア母材とし、その周りにリングコアおよびサイドリン
グ用と、クラッド用のＳｉＯ₂−ＧｅＯ₂とＳｉＯ₂から
なる多孔質体をそれぞれ外付けし、およそ１０００℃の
雰囲気においてＨｅと塩素系ガスで脱水処理し、さら
に、Ｈｅ雰囲気で透明ガラス化して、外径５０ｍｍのフ
ァイバ母材を得た。

【００３６】そして、このファイバ母材を線引きして、
外径１２５μｍの分散補償光ファイバを製造した。この
ときの線引き速度は３００ｍ／分、線引張力は２００
ｇ、加熱温度は１９５０℃とした。この実施例１におい
ては、同様の方法で構造パラメータの異なる５種類の分
散補償光ファイバを製造した。各々の構造パラメータ
と、光学特性を表１および表２に示した。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【表２】

【００３９】表１および表２の結果より、Ａｅｆｆを拡
大することによって、非線形効果を抑制することができ
た。また、波長１．６３μｍにおける曲げ損失も小さな
値が得られた。なお、いずれの分散補償光ファイバも、
それぞれの線引きの条件では、機械的な強度に問題はな
かった。

【００４０】（比較例１）図２に示したセグメントコア
型屈折率分布形状を備えた分散補償光ファイバを製造し
た。まず、ＶＡＤ法によってＧｅＯ₂添加コアＳｉＯ₂ク
ラッド（クラッド径／コア径＝２．２〜２．４）構造を
もつ円柱状の多孔質体を作製した。ただし、ここでいう
コア、クラッドは、実際の分散補償光ファイバにおける
コアとクラッドに対応したものではなく、２層構造の各
層を示す便宜的な名称である。つまり、中心の部分をコ
ア（センタコア１１となる部分）、その外周上の部分を
クラッド（サイドコア１２となる部分）と称している。

【００４１】この多孔質体をおよそ１０００℃の雰囲気
においてＨｅと塩素系ガスで脱水処理し、その後、Ｈｅ
５ｌ／分、ＳｉＦ₄１ｌ／分の雰囲気でフッ素添加およ
び透明ガラス化を同時に行った。このロッドを延伸して
コア母材とし、その周りにリングコア用とクラッド用の
ＳｉＯ₂−ＧｅＯ₂とＳｉＯ₂とからなる多孔質体をそれ
ぞれ外付けし、およそ１０００℃の雰囲気においてＨｅ
と塩素系ガスで脱水処理し、さらに、Ｈｅ雰囲気で透明
ガラス化して中間母材を作製した。さらに、ＳｉＯ₂か
らなる多孔質体を外付けし、およそ１０００℃の雰囲気
においてＨｅと塩素系ガスで脱水処理し、さらに、Ｈｅ
雰囲気で透明ガラス化して、外径５０ｍｍのファイバ母
材を得た。

【００４２】そして、このファイアバ母材を線引きし
て、外径１２５μｍの分散補償光ファイバを製造した。
このときの線引き速度は３００ｍ／分、線引張力は２０
０ｇ、加熱温度は１９５０℃とした。この分散補償光フ
ァイバの１．５５μｍにおける光学特性を表３、表４に
示した。

【００４３】

【表３】

【００４４】

【表４】

【００４５】このセグメントコア型屈折率分布形状を備
えた分散補償光ファイバの光学特性の目標は、実施例１
に示した分散補償光ファイバと同程度のＡｅｆｆまたは
カットオフ波長をもち、曲げ損失を可能な限り小さな値
とすることとした。表３および表４の結果より、波長
１．５５μｍ付近での曲げ損失は十分に小さく、問題な
いことが分かった。しかし、波長１．６３μｍでの曲げ
損失は大きな値となり、伝送損失が大きくなることが分
かった。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の分散補償
光ファイバは、全ての部分、特にクラッドをドーパント
を添加した石英ガラスから形成することにより、センタ
コアとクラッドとの軟化温度および硬化温度の差を小さ
くし、線引き時に、その線引き温度における粘度差を小
さくすることができる。その結果、線引き後にセンタコ
アなどに残留する応力を小さくすることができ、実用可
能な機械的な強度が得られる温度で線引きしても、伝送
損失の劣化を低減することができ、分散スロープ補償型
の分散補償光ファイバであり、かつ低損失のものを提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の分散補償光ファイバの屈折率分布形
状を示すグラフである。

【図２】 本発明の分散補償光ファイバと、セグメント
コア型屈折率分布形状を備えた分散補償光ファイバにつ
いて、波長１．５５μｍまたは１．６３μｍにおける曲
げ損失とカットオフ波長の関係を示すグラフである。

【図３】 本発明の分散補償光ファイバと、セグメント
コア型屈折率分布形状を備えた分散補償光ファイバにつ
いて、波長１．５５μｍまたは１．６３μｍにおける曲
げ損失とＡｅｆｆの関係を示すグラフである。

【図４】 分散補償光ファイバの屈折率分布形状の一例
として、Ｗ型屈折率分布形状を示すグラフである。

【図５】 分散補償光ファイバの屈折率分布形状の一例
として、セグメントコア型屈折率分布形状を示すグラフ
である。

【符号の説明】

２１・・・センタコア、２２・・・サイドコア、２３・・・リン
グコア、２４・・・サイドリング、２５・・・クラッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 光一 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 Ｆターム(参考） 2H050 AB05X AB07X AB08X AB10X AB10Y AC09 AC28 AC71 AC73 AC75 AC76

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 センタコアと、このセンタコアの外周上
   に設けられ、かつこのセンタコアよりも低屈折率のサイ
   ドコアと、このサイドコアの外周上に設けられ、かつこ
   のサイドコアよりも高屈折率で、前記センタコアよりも
   低屈折率のリングコアと、このリングコアの外周上に設
   けられ、かつこのリングコアよりも低屈折率で、前記サ
   イドコアよりも低屈折率のサイドリングと、このサイド
   リング外周上に設けられ、かつこのサイドリングよりも
   高屈折率で、前記リングコアよりも低屈折率のクラッド
   からなる分散補償光ファイバであって、 １．４５〜１．６３μｍから選択された使用波長帯にお
   いて、波長分散が−７０〜−４５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであ
   り、負の波長分散スロープを有し、有効コア断面積が２
   ０μｍ²以上であり、かつ実質的にシングルモード伝搬
   可能なカットオフ波長を有し、前記使用波長帯よりも短
   波長の零分散波長を有するシングルモード光ファイバの
   波長分散を零に補償できる長さで、このシングルモード
   光ファイバを補償したときに、シングルモード光ファイ
   バの分散スロープを波長分散で割って得られる値をＲＤ
   Ｓ（ＳＭＦ）、分散補償光ファイバの分散スロープを波
   長分散で割って得られる値をＲＤＳ（ＤＣＦ）としたと
   きに、ＲＤＳ（ＤＣＦ）／ＲＤＳ（ＳＭＦ）×１００で
   定義される分散スロープの補償率が、８０〜１２０％で
   あり、かつ波長１．６３μｍにおける曲げ損失が５０ｄ
   Ｂ／ｍ以下であることを特徴とする分散補償光ファイ
   バ。
2. 【請求項２】 前記サイドリングと前記クラッドとの比
   屈折率差が、−０．５０〜０．００％であり、かつ、正
   規化周波数＝（サイドリングとクラッドとの比屈折率
   差）×{（サイドリングの半径／センタコアの半径）²−
   （リングコアの半径／センタコアの半径）²}、で定義さ
   れる正規化周波数の値が−１５．０〜０．０であること
   を特徴とする請求項１記載の分散補償光ファイバ。
3. 【請求項３】 前記センタコアと前記クラッドとの比屈
   折率差が０．９０〜１．３０％であることを特徴とする
   請求項１または２記載の分散補償光ファイバ。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の分
   散補償光ファイバにおいて、センタコア、サイドコア、
   リングコアまたはサイドリングの純粋石英ガラスを基準
   とした比屈折率差が０．９０〜１．００％であり、かつ
   有効コア断面積が２５μｍ²以上であることを特徴とす
   る分散補償光ファイバ。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載の分
   散補償光ファイバと、１．４５〜１．６３μｍから選択
   された使用波長帯において、有効コア断面積が７０μｍ
   ²以上であり、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とを組み合わせたことを特徴
   とする光ファイバ伝送路。