JP2002365469A - 分散補償光ファイバの接続構造 - Google Patents
分散補償光ファイバの接続構造Info
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Abstract
型の分散補償光ファイバと接続用光ファイバなどの他の
光ファイバとを低損失で接続できる構造を提供する。 【解決手段】 負の分散スロープを備えた分散補償光フ
ァイバと、該分散補償光ファイバとニアフィールドパタ
ーンが異なる接続用光ファイバとを融着接続するにおい
て、接続用光ファイバとして、使用波長において、分散
補償光ファイバの融着接続後のニアフィールドパターン
と、当該接続用光ファイバの融着接続後のニアフィール
ドパターンとの重なり積分から求められる理論的接続損
失が0.3dB以下となるものを選択する。
Description
ファイバと分散補償光ファイバとの接続構造、特に負の
分散スロープを有する分散補償光ファイバとの接続構造
に関する。
ァイバなどのシングルモード光ファイバと、その波長分
散を補償する分散補償光ファイバとを組み合わせた伝送
路が実用化されている。前記シングルモード光ファイバ
は有効コア断面積(Aeff)が比較的大きいため、非
線形効果が抑制されるが、1.55μm帯などを使用波
長帯とすると波長分散が大きくなるため、これを前記分
散補償光ファイバにて補償することにより、低損失の伝
送路を構築することができる。
のシングルモード光ファイバと、その波長分散を補償す
るいわゆるW型と呼ばれる屈折率分布形状を備えた分散
補償光ファイバとの間に中間光ファイバを介在させて接
続する構造が開示されている。この構造においては、中
間光ファイバのモードフィールド径が分散補償光ファイ
バのモードフィールド径と実質的に同じ値とされてい
る。また、この中間光ファイバのシングルモード光ファ
イバ側のモードフィールド径は、シングルモード光ファ
イバのモードフィールド径に合うように拡大されてい
る。その結果、中間光ファイバと分散補償光ファイバお
よびシングルモード光ファイバとの接続損失が低減され
る。モードフィールド径の拡大は、中間光ファイバの端
部を加熱して、そのコアに添加されているゲルマニウム
などのドーパントを拡散させることによって行う。
ングルモード光ファイバの波長分散のみならず、分散ス
ロープも補償可能な分散補償光ファイバが開発されてい
る。分散スロープは波長を横軸、波長分散を縦軸にとっ
たときのグラフの傾きであって、通常のシングルモード
光ファイバは正の分散スロープを備えている。したがっ
て、負の分散スロープを備えた分散補償光ファイバによ
って前記シングルモード光ファイバの分散スロープを補
償すると、比較的広い波長帯域において平坦な波長分散
特性が得られる。ここで、本明細書において通常のシン
グルモード光ファイバとは、1.3μm用シングルモー
ド光ファイバ、分散シフト光ファイバのように通常、光
信号を伝搬する目的で用いられているものとする。ま
た、分散補償光ファイバもシングルモード伝搬可能なも
のが好ましい。
うな負の分散スロープを備えた分散補償光ファイバは、
従来提案されていた波長分散のみを補償するタイプの分
散補償光ファイバと屈折率分布形状などが異なり、特許
第2951562号に開示されているようにモードフィ
ールド径を基準として接続構造を構成しても十分に接続
損失を低減することができなかった。特に融着接続を行
うと、接続損失の増大が顕著となる傾向があった。ま
た、分散補償光ファイバには、その中で発生する非線形
効果による伝送品質の劣化を防ぐために、有効コア断面
積を拡大したものが提供されている。この有効コア断面
積を拡大した分散補償光ファイバにおいては、さらに融
着接続による接続損失の増大が大きくなる傾向があっ
た。
負の分散スロープを備えた分散スロープ補償型の分散補
償光ファイバと接続用光ファイバなどの他の光ファイバ
とを低損失で接続できる構造を提供することを課題とす
る。さらには、この接続用光ファイバの一方の端部に負
の分散スロープを備えた分散補償光ファイバを接続し、
他方の端部にこの分散補償光ファイバによって分散スロ
ープが補償されるシングルモード光ファイバを接続した
場合に低損失で接続できる構造を提供することを課題と
する。
に本発明者らが鋭意検討した結果、融着接続後のニアフ
ィールドパターンが、負の分散スロープを備えた分散補
償光ファイバの融着接続後のニアフィールドパターンと
整合する様な光ファイバを用いることにより、この光フ
ァイバと分散補償光ファイバとの接続損失を確実に低減
することができることがわかった。
プを備えた分散補償光ファイバと、該分散補償光ファイ
バとニアフィールドパターンが異なる接続用光ファイバ
とを融着接続した分散補償光ファイバの接続構造であっ
て、前記接続用光ファイバが、未接続の状態で、前記分
散補償光ファイバの融着接続後のニアフィールドパター
ンと、当該接続用光ファイバの融着接続後のニアフィー
ルドパターンとの重なり積分から求められる使用波長に
おける理論的接続損失が、0.3dB以下となることが
推定されるニアフィールドパターンを備えていることを
特徴とする分散補償光ファイバの接続構造である。第2
の発明は、第1の発明の分散補償光ファイバの接続構造
において、未接続の状態の前記接続用光ファイバの有効
コア断面積が、未接続の状態の前記分散補償光ファイバ
の有効コア断面積よりも大きいことを特徴とする。
散補償光ファイバの接続構造において、前記接続用光フ
ァイバの加熱による有効コア断面積の拡大速度が、前記
分散補償光ファイバの加熱による有効コア断面積の拡大
速度よりも小さいことを特徴とする。第4の発明は、第
1ないし第3の何れか一つの発明の分散補償光ファイバ
の接続構造において、当該接続用光ファイバの一方の端
部に前記分散補償光ファイバが接続され、前記接続用光
ファイバの他方の端部が、該分散補償光ファイバによっ
て補償される正の分散スロープを備えたシングルモード
光ファイバと接続されていることを特徴とする。
ァイバの接続構造において、未接続の状態の前記分散補
償光ファイバの有効コア断面積をA、未接続の状態の前
記接続用光ファイバの有効コア断面積をB、未接続の状
態の前記シングルモード光ファイバの有効コア断面積を
Cとしたとき、A<B<Cであることを特徴とする。第
6の発明は、第4または第5の発明の分散補償光ファイ
バの接続構造において、前記分散補償光ファイバの加熱
による有効コア断面積の拡大速度をD、前記接続用光フ
ァイバの加熱による有効コア断面積の拡大速度をE、前
記シングルモード光ファイバの加熱による有効コア断面
積の拡大速度をFとしたとき、F<E<Dであることを
特徴とする。
つの発明の分散補償光ファイバの接続構造において、前
記シングルモード光ファイバの使用波長における有効コ
ア断面積が100〜150μm2であることを特徴とす
る。第8の発明は、第4ないし第6の何れか一つの発明
の分散補償光ファイバの接続構造において、前記シング
ルモード光ファイバの使用波長における有効コア断面積
が55〜90μm2であることを特徴とする。
つの発明の分散補償光ファイバの接続構造において、前
記接続用光ファイバが、コアと該コアの外周上に設けら
れたクラッドとを備え、該クラッドにフッ素が添加され
ていることを特徴とする。第10の発明は、第9の発明
の分散補償光ファイバの接続構造において、フッ素の添
加量が0.6重量%以上であることを特徴とする。
の分散補償光ファイバの接続構造において、前記クラッ
ドが2層以上からなり、当該クラッドの最外層が純粋石
英からなることを特徴とする。第12の発明は、第1な
いし第11の何れか一つの発明の分散補償光ファイバの
接続構造において、前記分散補償光ファイバが、センタ
コアと、該センタコアの外周上に設けられたサイドコア
と、該サイドコアの外周上に設けられたクラッドとを備
え、前記センタコアの屈折率が前記クラッドよりも高
く、前記サイドコアの屈折率が前記クラッドよりも低い
ことを特徴とする。
光ファイバの接続構造において、前記分散補償光ファイ
バの使用波長における有効コア断面積が16μm2以上
であることを特徴とする。第14の発明は、第1〜第1
1の何れか一つの発明の分散補償光ファイバの接続構造
において、前記分散補償光ファイバが、センタコアと、
該センタコアの外周上に設けられたサイドコアと、該サ
イドコアの外周上に設けられたリングコアと、該リング
コアの外周上に設けられたクラッドとを備え、前記セン
タコアと前記リングコアの屈折率が前記クラッドよりも
高く、前記サイドコアの屈折率が前記クラッドよりも低
いことを特徴とする。
光ファイバの接続構造において、前記分散補償光ファイ
バの使用波長における有効コア断面積が18μm2以上
であることを特徴とする。第16の発明は、第15の発
明の分散補償光ファイバの接続構造において、前記分散
補償光ファイバが、以下の(a−1)〜(d−1)に示
した特性を備えていることを特徴とする。 (a−1)使用波長における波長分散値が−60〜−4
5ps/nm/km、(b−1)使用波長における分散
スロープが−0.180〜−0.135ps/nm2/
km、(c−1)使用波長における有効コア断面積が2
0〜26μm2、(d−1)使用波長における伝送損失
が0.35dB/km以下。
光ファイバの接続構造において、前記分散補償光ファイ
バが、以下の(a−2)〜(d−2)に示した特性を備
えていることを特徴とする。 (a−2)使用波長における波長分散値が−100〜−
80ps/nm/km、(b−2)使用波長における分
散スロープが−0.300〜−0.230ps/nm2
/km、(c−2)使用波長における有効コア断面積が
18〜24μm2、(d−2)使用波長における伝送損
失が0.40dB/km以下。第18の発明は、第15
の発明の分散補償光ファイバの接続構造において、前記
分散補償光ファイバが、以下の(a−3)〜(d−3)
に示した特性を備えていることを特徴とする。 (a−3)使用波長における波長分散値が−45〜−3
5ps/nm/km、(b−3)使用波長における分散
スロープが−0.150〜−0.100ps/nm2/
km、(c−3)使用波長における有効コア断面積が2
6〜35μm2、(d−3)使用波長における伝送損失
が0.25dB/km以下。
か一つの発明の分散補償光ファイバの接続構造を備えて
いることを特徴とする伝送路である。第20の発明は、
第1ないし第18の何れか一つの発明の分散補償光ファ
イバの接続構造を備えていることを特徴とする分散補償
器である。第21の発明は、第1ないし第18の何れか
一つの発明の分散補償光ファイバの接続構造を得ること
を特徴とする分散補償光ファイバの接続方法である。
なお、本発明において、使用波長は、伝送特性の観点か
ら、好ましくは1.53〜1.63μmの範囲から適当
な波長域が選択される。波長多重伝送を行う場合は比較
的広い波長域が選択される。図1は負の分散スロープを
備えた分散補償光ファイバの融着接続時のニアフィール
ドパターンの変化を示したグラフである。ニアフィール
ドパターンはITUT規格に規定されたG.650に記
載の方法によって測定することができる。具体的には、
例えばファーフィールドパターンを測定し、この測定結
果を逆フーリエ変換してニアフィールドパターンを得る
ことができる。なお、ニアフィールドパターンは光のパ
ワーの分布によって表される。このグラフにおいて、横
軸は光ファイバの半径であり、縦軸は測定時に観測され
る光のパワーである。なお、縦軸のスケールはdBmで
あり、光のパワーで規格化したものである。グラフ中の
0、1000ms(ミリ秒)、1800msは、融着接
続時の加熱時間を示している。加熱時間以外の温度など
の条件はいずれも一定である。なお、0は融着接続前の
ニアフィールドパターンである。
プを備えた分散補償光ファイバは融着接続時の加熱によ
ってニアフィールドパターンが容易に変化する。通常の
光ファイバにおいても、このようなニアフィールドパタ
ーンの変化が生じるが、負の分散スロープを備えた分散
補償光ファイバは、その変化が顕著である。
散補償光ファイバの屈折率分布形状の例を示した説明図
である。図2はいわゆるW型の屈折率分布形状を示した
もので、この屈折率分布形状においては、中心のセンタ
コア11と、その外周上に同心円状に設けられたサイド
コア12とからコア13が構成され、その外周上に同心
円状にクラッド15が設けられている。
11の屈折率が前記クラッド15よりも高く、前記サイ
ドコア12の屈折率が前記クラッド15よりも低くなっ
ている。屈折率は屈折率を上昇させる作用を備えたゲル
マニウム、屈折率を下降させる作用を備えたフッ素など
のドーパントの添加によって調整される。例えばセンタ
コア11はゲルマニウム添加石英ガラスなどからなり、
サイドコア12はフッ素添加石英ガラスなどからなり、
クラッド15は純粋石英ガラス、またはフッ素添加石英
ガラスなどからなる。
コア11の比屈折率差Δ1、クラッド15を基準にした
サイドコア12の比屈折率差Δ2、およびセンタコア1
1の半径r1とサイドコア12の半径r2との比率を調整
すると、負の波長分散と負の分散スロープを備えた分散
補償光ファイバが得られる。
折率分布形状を示したもので、この屈折率分布形状は、
中心のセンタコア21と、サイドコア22と、リングコ
ア24とが順次同心円状に設けられたコア23と、その
外周上に同心円状に設けられたクラッド25とから構成
されている。センタコア21とリングコア24の屈折率
はクラッド25よりも高く、サイドコア22の屈折率は
クラッド25よりも低く設定されている。また、この例
において、リングコア24の屈折率はセンタコア21よ
りも低くなっている。
24はゲルマニウム添加石英ガラスなどからなり、サイ
ドコア22はフッ素添加石英ガラスなどからなり、クラ
ッド25は純粋石英ガラス、またはフッ素添加石英ガラ
スなどからなる。そして、クラッド25を基準にしたセ
ンタコア21の比屈折率差Δ11、クラッド25を基準に
したサイドコア22の比屈折率差Δ12、クラッド25を
基準にしたリングコア24の比屈折率差Δ13、センタコ
ア21の半径r11とサイドコア22の半径r12との比
率、センタコア21の半径r11とリングコア24の半径
r13との比率を調整すると、負の波長分散と負の分散ス
ロープを備えた分散補償光ファイバが得られる。
プを備えた分散補償光ファイバにおいて、加熱によるニ
アフィールドパターンの変化が顕著である理由は以下の
通りである。負の分散スロープを備えた分散補償光ファ
イバに限らず、光ファイバのコアには通常ゲルマニウム
などの屈折率を上昇させる作用を備えたドーパントが添
加されている。通常ゲルマニウムが好適に用いられるた
め、以下ゲルマニウムを例として説明する。また、光フ
ァイバを構成する各層の構成材料のガラス転移点の違い
などに起因して、ファイバ母材から光ファイバを線引き
し、これが冷却、固化すると、光ファイバ内(主にコ
ア)に応力が凍結される。これを残留応力という。つい
で、光ファイバを加熱すると、コアに添加されたゲルマ
ニウムがクラッドに向かって拡散する。また、加熱によ
る構成材料の軟化によって残留応力が解放される。上述
のようにゲルマニウムは屈折率を上昇させる作用を備え
たものであるため、拡散によりコアの実効的な屈折率が
低下する。また、残留応力の解放によってもコアの実効
的な屈折率が低下する。その結果、コアへの光の閉じ込
めが弱くなり、有効コア断面積が拡大するとともに、ニ
アフィールドパターンが拡大する。
イバにおいては、図2、図3に示したセンタコア11、
21の比屈折率差Δ1、Δ11が、例えば1.0%以上で
あり、比較的高くなっている。そのため、ファイバ母材
から光ファイバを線引きするにおいて、線引き張力を大
きくして伝送損失の増加を抑制する必要があり、この張
力が残留応力となる。したがって、残留応力が大きい。
また、センタコア11、21の外周上には通常、フッ素
が添加されたサイドコア12、22が設けられている。
ゲルマニウム添加石英ガラスからなる層に隣接する層に
フッ素が添加されていると、ゲルマニウムの拡散が促進
される。そして、融着接続時の加熱によって大きな残留
応力が解放され、かつ比較的多量のゲルマニウムの拡散
が促進される状態にあるため、実効的な屈折率の低下が
大きくなる。センタコア11、21の実効的な屈折率が
低下すると、コア13、23への光の閉じ込めが弱くな
り、有効コア断面積とニアフィールドパターンがコア1
3、23の外側に拡大する。そして、加熱を続け、ニア
フィールドパターンの拡大が進行すると、コア13、2
3を伝搬する伝搬モードのクラッドモードへの結合が生
じ、接続損失がさらに大きくなる。
散補償光ファイバと、これに接続する接続用光ファイバ
において、融着接続前のモードフィールド径が比較的近
い場合であっても、融着接続後には分散補償光ファイバ
のニアフィールドパターンが大きく変化するため、接続
損失が増加してしまう。
フィールドパターンを整合させることにより、負の分散
スロープを備えた分散補償光ファイバと接続用光ファイ
バとの接続損失を低減することを試みた。その結果、ニ
アフィールドパターンが異なる分散補償光ファイバと接
続用光ファイバとを接続する場合であっても、以下に示
す条件にて融着接続後のニアフィールドパターンを整合
させることにより、接続損失が低減できることが明かと
なった。
続後のニアフィールドパターンと、接続用光ファイバの
融着接続後のニアフィールドパターンとの重なり積分か
ら求められる理論的接続損失が0.3dB以下、好まし
くは0.1dB以下となることが推定される接続用光フ
ァイバを用いることにより、低損失の接続を実現でき
る。理論的接続損失が0.3dBをこえる場合は接続損
失が大きくなり、不都合である。なお、理論的接続損失
は小さい程好ましいが、後述する分散補償光ファイバが
補償するシングルモード光ファイバとの接続損失の観点
から、実質的には0.05dB以上である。また、理論
接続損失は、屈折率分布形状、ドーパントの拡散速度、
残留応力の大きさなどから推定することができる。実際
は予備実験を行って確認することが好ましい。
めることができる。まず、未接続の状態で分散補償光フ
ァイバの一端を融着接続時と同様の条件で加熱する。ま
た、この分散補償光ファイバに接続する接続用光ファイ
バについても未接続の状態で同様に加熱する。そして、
これら分散補償光ファイバと接続用光ファイバのそれぞ
れについて、上述のITUT規格に規定された方法によ
り、一端から光を入射し、他方の端部から出射する光の
パワーの分布をファーフィールドパターン測定器にて測
定し、逆フーリエ変換してニアフィールドパターンを得
る。そして、このようにして得られたニアフィールドパ
ターンを1/2乗すると、電解強度分布を求めることが
できる。そして、これらの電解強度を以下の式1に代入
すると、これらのニアフィールドパターンの重なり積分
から求められる理論的接続損失を算出することができ
る。一般にニアフィールドパターンが同じであれば理論
的接続損失はゼロであり、ニアフィールドパターンが似
ているもの程、理論的接続損失は小さくなる。
それぞれ分散補償光ファイバと接続用光ファイバの電解
強度である。
パターンは分散補償光ファイバのニアフィールドパター
ンと比べて加熱によってニアフィールドパターンが大き
く変化しにくいものを選択すると好ましい。この様な接
続用光ファイバにおいては、融着接続前のニアフィール
ドパターンが分散補償光ファイバの融着接続後のニアフ
ィールドパターンに近いもの、または加熱によってコア
に添加されたゲルマニウムなどのドーパントが拡散し、
ニアフィールドパターンが若干拡大することに鑑み、分
散補償光ファイバの融着接続後のニアフィールドパター
ンよりもやや小さいニアフィールドパターンを備えた接
続用光ファイバを選択すると、前記理論的接続損失の条
件をより容易に満足することができる。
易に満足するために、分散補償光ファイバと接続用光フ
ァイバが以下の条件を満足すると好ましい。すなわち、
未接続の状態の接続用光ファイバの有効コア断面積が、
未接続の状態の分散補償光ファイバの有効コア断面積よ
りも大きいことが好ましい。その差は例えば1〜35μ
m2、好ましくは2〜25μm2である。1μm2未満で
は充分な効果を得ることができず、35μm2をこえる
と接続損失が大きくなる可能性がある。
有効コア断面積の拡大速度が、前記分散補償光ファイバ
の加熱による有効コア断面積の拡大速度よりも小さいこ
とが好ましい。接続用光ファイバの方が拡大速度が大き
いと、ニアフィールドパターンが整合する前にクラッド
モードへの結合が生じやすくなり、接続損失が大きくな
りやすいためである。加熱による有効コア断面積の拡大
速度は例えば以下の様にして測定することができる。す
なわち、所定の加熱温度条件において、加熱時間をパラ
メータとして、有効コア断面積の大きさを上述の様にフ
ァーフィールドパターン測定器によって求める。そし
て、この拡大速度は、一定の加熱条件の拡大速度の値を
比較したときに、接続用光ファイバの拡大速度に対する
分散補償光ファイバの拡大速度の比が1.1〜8.0、
好ましくは1.2〜7.0であると好ましい。1.1未
満では充分な効果を得ることができず、8.0をこえる
と接続時の加熱時間の制御が困難となるおそれがある。
なお、拡大速度は加熱条件(特に加熱温度)に大きく依
存するため、比較のためには加熱条件が一定の値を比較
する必要がある。
ファイバは、融着接続時に長時間加熱し、コアに添加さ
れたゲルマニウムなどのドーパントが拡散しても、コア
を伝搬する伝搬モードがクラッドモードと結合しにくい
ものが好ましい。したがって、伝搬モードとクラッドモ
ードとの伝搬定数の差(Δβ)が大きいものを選択する
と好ましい。Δβは例えば8000(rad/m)以
上、好ましくは9000(rad/m)以上とされる。
接続用光ファイバとしては、例えば、センタコアと、そ
の外周上に設けられたサイドコアと、その外周上に設け
られたクラッドとを備え、センタコア、サイドコア、ク
ラッドの順に屈折率が低くなっているいわゆる階段型の
屈折率分布形状を備えたものを例示することができる。
この階段型の屈折率分布形状において、例えばセンタコ
アとサイドコアはゲルマニウム添加石英ガラスなどから
形成されている。クラッドについては後述する。接続用
光ファイバは分散補償光ファイバに対応して適宜選択さ
れるため、構造パラメータなどの条件は特に限定されな
いが、クラッドを基準にしたセンタコアの比屈折率差
は、加熱によるニアフィールドパターンの変化を抑制す
る観点から、1.0%以下、実質的には0.5%以上で
あると好ましい。また、カットオフ波長の適性化、ニア
フィールドパターンの適性化、曲げ損失の低減の観点か
ら、クラッドを基準にしたサイドコアの比屈折率差は
0.07〜0.2%が好ましい。さらに、カットオフ波
長の適性化、ニアフィールドパターンの適性化、曲げ損
失の低減の観点から、センタコアの半径に対するサイド
コアの半径の比率は2.5〜4.0が好ましい。
する屈折率分布形状であって、センタコアと、その外周
上に設けられたサイドコアと、その外周上に設けられた
リングコアと、その外周上に設けられたクラッドとを備
え、センタコアとリングコアの屈折率がクラッドの屈折
率よりも高く、サイドコアの屈折率がクラッドの屈折率
以上であって、センタコアとリングコアよりも低い屈折
率を有するものなどを例示することができる。この屈折
率分布形状において、例えばセンタコアとリングコアは
ゲルマニウム添加石英ガラス、サイドコアは純粋石英ガ
ラス、ゲルマニウム添加石英ガラス、またはフッ素添加
石英ガラスなどから形成されている。クラッドについて
は後述する。接続用光ファイバは分散補償光ファイバに
対応して適宜選択されるため、構造パラメータなどの条
件は特に限定されないが、クラッドを基準にしたセンタ
コアの比屈折率差は、加熱によるニアフィールドパター
ンの変化を抑制する観点から、1.2%以下、実質的に
は0.8%以上であると好ましい。また、カットオフ波
長の適性化、ニアフィールドパターンの適性化、曲げ損
失の低減の観点から、クラッドを基準にしたサイドコア
の比屈折率差は+0.05〜+0.10%が好ましい。
また、カットオフ波長の適性化、ニアフィールドパター
ンの適性化、曲げ損失の低減の観点から、クラッドを基
準にしたリングコアの比屈折率差は0.2〜0.4%が
好ましい。さらに、カットオフ波長の適性化、ニアフィ
ールドパターンの適性化、曲げ損失の低減の観点から、
センタコアの半径に対するサイドコアの半径の比率は
3.2〜3.8が好ましい。また、カットオフ波長の適
性化、ニアフィールドパターンの適性化、曲げ損失の低
減の観点から、センタコアの半径に対するリングコアの
半径の比率は4.0〜5.0が好ましい。
の融着接続の条件は特に限定しないが、例えば1800
〜2300℃、0.8〜3秒程度の条件が好ましい。ま
た、光を入射して光学特性をモニタしながら行うと好ま
しい。上述の様に拡大速度は同一の加熱条件における値
を比較する。また、接続用光ファイバの一方の端部は分
散補償光ファイバと接続されるが、他方の端部は、好ま
しくはこの分散補償光ファイバによって補償される正の
波長分散と分散スロープを備えたシングルモード光ファ
イバと融着接続される。なお、このときの接続用光ファ
イバの使用長さは例えば50cm以上、好ましくは20
m以下とされる。50cm未満では長さが不十分で融着
接続の操作性が低下したり、接続点で生じた損失分に相
当する光がコアを伝搬するモードと結合してノイズとな
る場合がある。また、20mをこえると伝送特性の観点
から不都合となる場合がある。
正の波長分散と分散スロープを有するものであり、使用
波長において、有効コア断面積が好ましくは55μm2
以上、さらに好ましくは80μm2以上、のものが用い
られる。1.3μm用シングルモード光ファイバなどの
通常のシングルモード光ファイバや分散シフト光ファイ
バなどのうち、有効コア断面積が55〜90μm2程度
のものを用いることもできるが、有効コア断面積が、例
えば100〜150μm2、好ましく120〜140μ
m2のものが特に好適である。この範囲の有効コア断面
積を有するものは非線形効果が発生しにくく、伝送特性
の向上に寄与する。有効コア断面積が大きいシングルモ
ード光ファイバとしては、例えばセンタコアと、その外
周上に設けられたこのセンタコアよりも屈折率が低いサ
イドコアと、その外周上に設けられた、前記サイドコア
よりも屈折率が高いクラッドからなる、いわゆるW型の
屈折率分布形状などを備えた光ファイバなどを例示する
ことができる。また、有効コア断面積を拡大するため
に、クラッドを基準にしたセンタコアの比屈折率差は
0.2〜0.25%、クラッドを基準にしたサイドコア
の比屈折率差は−0.02〜−0.07%、センタコア
の直径に対するサイドコアの直径の比率が3.5〜4.
5であると好ましい。なお、有効コア断面積が55〜9
0μm2のシングルモード光ファイバあるいは有効コア
断面積100〜150μm2のシングルモード光ファイ
バのいずれを用いるかは、その用途、要求される特性な
どによって適宜判断される。
イバ、およびシングルモード光ファイバにおいては、未
接続の状態の前記分散補償光ファイバの有効コア断面積
をA、未接続の状態の前記接続用光ファイバの有効コア
断面積をB、未接続の状態の前記シングルモード光ファ
イバの有効コア断面積をCとしたとき、A<B<Cであ
ると好ましい。
る有効コア断面積の拡大速度をD、前記接続用光ファイ
バの加熱による有効コア断面積の拡大速度をE、前記シ
ングルモード光ファイバの加熱による有効コア断面積の
拡大速度をFとしたとき、 F<E<D であると好ましい。なお拡大速度の測定方法は上述の通
りである。また、上述の様に拡大速度は同一の加熱条件
における値を比較する。上述の様に前記分散補償光ファ
イバと前記接続用光ファイバとを低損失で接続するため
には、A<B、かつE<Dである必要がある。ここで、
一般的にはA<Cの関係が成り立つ。したがって、前記
分散補償光ファイバ、前記接続用光ファイバ、および前
記シングルモード光ファイバを全て低損失で接続するた
めには、B<C、かつF<Eである必要がある。ここ
で、BとCとの差は15〜130μm2 、好ましくは2
0〜120μm2とされる。15μm2未満では接続時の
加熱条件の制御が困難となり、130μm2をこえると
前記接続用光ファイバと前記シングルモード光ファイバ
との接続損失を充分に低減することができないおそれが
ある。 また、Fに対するEの比(E/F)は2〜1
5、好ましくは2.5〜10とされる。2未満では前記
接続用光ファイバと前記シングルモード光ファイバとの
接続損失が低減される前に前記接続用光ファイバにおい
て、クラッドモードの結合が生じるため、低損失の接続
を実現することができないおそれがあり、15をこえる
と、接続時の加熱時間の制御が困難となるおそれがあ
る。
ィールドパターンの条件を満足するため、ほぼ分散補償
光ファイバと同程度の有効コア断面積を有している傾向
があり、上述の様に非線形効果抑制型(有効コア断面積
拡大型)のシングルモード光ファイバとは、特に有効コ
ア断面積の差が大きい。なお、負の分散スロープを備え
た分散補償光ファイバの有効コア断面積は例えば16〜
35μm2程度である。したがって、接続用光ファイバ
とシングルモード光ファイバとの接続損失を低減するた
めに、シングルモード光ファイバとの融着接続時には、
接続用光ファイバを比較的長く加熱して、そのコアに添
加されたゲルマニウムなどのドーパントをできるだけ拡
散させて有効コア断面積を拡大すると好ましい。このと
き、コアに隣接する外側(コアの外周上)の層がフッ素
添加石英ガラスからなる場合、ゲルマニウムなどドーパ
ントの拡散が促進され、速やかに有効コア断面積を拡大
することができる。フッ素の添加量は0.6重量%以
上、さらに好ましくは0.9〜1.5重量%の範囲が好
ましい。0.6重量%未満では拡散促進効果が得られな
い。一方、1.5重量%をこえると、分散補償光ファイ
バとの融着接続においてニアフィールドパターンが変化
しやすくなるため、不都合が生じるおそれがある。
英ガラスの融点が低下する。そのため長時間の加熱によ
り接続用光ファイバの外形が変形すると不都合である。
そこで、クラッドを二層以上とし、このうち、コアに隣
接する層はフッ素添加石英ガラスから形成し、最外層を
純粋石英ガラスから形成し、ドーパントの拡散を促すと
ともに外形の変形を防ぐようにすると好ましい。クラッ
ドを構成する各層の外径は接続用光ファイバとシングル
モード光ファイバの有効コア断面積などによって適宜変
更可能であるが、通常はコアに隣接するフッ素添加石英
ガラスからなるクラッドの第1層の外径が45〜70μ
m、クラッドの最外層の外径が125μm程度であると
好ましい。融着接続およびコア径の拡大のための加熱の
条件は特に限定しないが、例えば1800〜2300
℃、10〜30秒とすると好ましい。
効コア断面積が大きい程伝送特性向上の観点から好まし
い。図2に示したW型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、有効コア断面積が16μm2
以上(実質的には20μm2以下)のものが好ましい。
図3に示したセグメント付きW型の屈折率分布形状を備
えた分散補償光ファイバは、前記W型の屈折率分布形状
を備えたものよりも有効コア断面積を拡大できる傾向が
ある。この分散補償光ファイバの有効コア断面積は、好
ましくは18μm2以上(実質的には35μm2以下)と
される。
において、分散スロープの値は、波長分散、有効コア断
面積などの他の特性などによって変化する。よって、補
償するシングルモード光ファイバの波長分散、分散スロ
ープなどにあわせて適宜選択される。本発明において、
具体的には、例えば以下の様な特性を備えた分散補償光
ファイバを用いると好ましい。第1の例の分散補償光フ
ァイバは、図3に示したセグメント付きW型の屈折率分
布形状を備え、波長分散値が−60〜−45ps/nm
/kmで、分散スロープが−0.180〜−0.135
ps/nm2/kmで、有効コア断面積が20〜26μ
m2で、伝送損失が0.35dB/km以下(実質的に
は0.25dB/km以上)のものである。この分散補
償光ファイバは波長分散値が大きく、その結果伝送損失
が小さいものである。また、分散スロープと有効コア断
面積が大きいという特徴も有している。なお、r12/r
11は2.5〜5.0、r13/r11は4.0〜5.5、Δ
11は0.8〜1.5%、Δ12は−0.3〜−0.45
%、Δ13は0.4〜1.0%の範囲が好ましい。そし
て、これらの数値範囲から上述の好ましい特性を満足す
る値を組み合わせて選択すると好ましい。
示したセグメント付きW型の屈折率分布形状を備え、波
長分散値が−45〜−35ps/nm/kmで、分散ス
ロープが−0.150〜−0.100ps/nm2/k
mで、有効コア断面積が26〜35μm2で、伝送損失
が0.25dB/km以下(実質的には0.20dB/
km以上)のものである。この分散補償光ファイバは波
長分散値が第1の例の分散補償光ファイバよりも大き
く、その結果、伝送損失がさらに小さいものである。ま
た、分散スロープと有効コア断面積がさらに大きいとい
う特徴も有している。波長多重伝送においては、伝送損
失を小さくかつ有効コア断面積を大きくすることが重要
であることから、上記第2の例は好ましく適用され得
る。なお、r12/r11は2.5〜5.0、r13/r11は
4.0〜5.5、Δ11は0.8〜1.5%、Δ12は−
0.3〜−0.45%、Δ13は0.4〜1.0%の範囲
が好ましい。そして、これらの数値範囲から上述の特性
を満足させるように値を組み合わせて選択すると好まし
い。
示したセグメント付きW型の屈折率分布形状を備え、波
長分散値が−100〜−80ps/nm/kmで、分散
スロープが−0.300〜−0.230ps/nm2/
kmで、有効コア断面積が18〜24μm2で、伝送損
失が0.40dB/km以下(実質的には0.31dB
/km以上)のものである。この分散補償光ファイバ
は、波長分散値が小さく、その結果伝送損失が比較的大
きいものである。また、第1の例の分散補償光ファイバ
と比較すると、分散スロープと有効コア断面積がやや小
さくなる傾向がある。r12/r11は2.5〜4.0、r
13/r11は2.7〜8.0、Δ11は1.2〜1.7%、
Δ12は−0.25〜−0.45%、Δ13は0.2〜1.
1%の範囲が好ましい。そして、これらの数値範囲から
上述の好ましい特性を満足する値を組み合わせて選択す
ると好ましい。
ァイバのニアフィールドパターンの例を示したグラフで
ある。 NO.1は1.3μm用シングルモード光ファイバなど
の通常のシングルモード光ファイバ(有効コア断面積8
0μm2) NO.2は有効コア断面積135μm2のシングルモー
ド光ファイバ NO.3は融着接続と同様の条件で加熱した分散補償光
ファイバ NO.4は融着接続と同様の条件で加熱した接続用光フ
ァイバのニアフィールドパターンである。 NO.3とNO.4のニアフィールドパターンはよく一
致しており、この例の理論的接続損失は0.08dBで
ある。
は、分散補償光ファイバとシングルモード光ファイバと
を接続用光ファイバを介して低損失で接続することがで
き、伝送特性の向上を図ることができる。また、本発明
の接続構造は分散補償器に適用することができる。すな
わち、分散補償器は分散補償光ファイバをモジュール化
して提供するものである。例えば、直方体形などの筐体
内に円筒体に巻き回された分散補償光ファイバを収納し
たものである。本発明においては、例えば筐体内の分散
補償光ファイバの両端にリードファイバとして接続用光
ファイバをそれぞれ融着接続し、これらのリードファイ
バを筐体に設けられたふたつの孔からそれぞれ引き出し
た分散補償器を構成することができる。そして、これら
の引き出されたリードファイバに伝送路に用いるシング
ルモード光ファイバを接続することにより、低損失の伝
送路を構築することができる。分散補償器に用いる円筒
体と筐体は、例えば、金属、セラミックスなどから形成
され、そのサイズなどは分散補償光ファイバの長さなど
によって適宜変更可能である。
散補償光ファイバ、シングルモード光ファイバ、接続用
光ファイバ(リードファイバ)は、石英系ガラスからな
る最外層(クラッド)の外周上に、紫外線硬化型樹脂な
どからなる被覆層が設けられた光ファイバ素線、または
その外周上にさらにナイロンなどからなる被覆層が設け
られた光ファイバ心線などの形態で用いられる。
る。 (実施例1)接続用光ファイバの両端に、負の分散スロ
ープを備えた分散補償光ファイバとこの分散補償光ファ
イバによって補償されるシングルモード光ファイバとを
融着接続し、ニアフィールドパターンと接続損失を測定
した。なお、使用波長は1.55μmとし、用いた光フ
ァイバの外径(クラッドの外径)はいずれも約125μ
mであった。なお、加熱による有効コア断面積の拡大速
度は加熱温度に強く依存するため、本実施例における値
は参考値として例示した。なお、加熱条件はほぼ同一で
ある。
メント付きW型の屈折率分布形状を備えたもので、その
構造パラメータと特性は以下の通りであった。また、セ
ンタコアとリングコアはゲルマニウム添加石英ガラス
製、サイドコアはフッ素添加石英ガラス製、クラッドは
純粋石英ガラス製とした。 r11:1.8μm r12:5.8μm r13:7.1μm Δ11:1.65% Δ12:−0.35% Δ13:0.5% 有効コア断面積:22μm2 モードフィールド径:5.3μm 波長分散:−93ps/nm/km 分散スロープ:−0.28ps/nm2/km 伝送損失:0.33dB/km カットオフ波長:1.7μm 加熱による有効コア断面積の拡大速度:7.0μm2/
sec
屈折率分布形状を備えたもので、融着接続前は分散補償
光ファイバと異なるニアフィールドパターンを備えたも
のを用いた(融着接続前の理論的接続損失は0.7d
B)。なおクラッドは1層構造とし、純粋石英ガラスか
ら形成した。この接続用光ファイバの構造パラメータと
特性は以下の通りであった。また、センタコアはゲルマ
ニウム添加石英ガラス製、サイドコアはフッ素とゲルマ
ニウムを共添加した石英ガラス製、リングコアはゲルマ
ニウム添加石英ガラス製とした。 クラッドを基準にしたセンタコアの比屈折率差:1.3
% クラッドを基準にしたサイドコアの比屈折差:0.01
% クラッドを基準にしたリングコアの比屈折差:0.35
% センタコアの半径:1.2μm サイドコアの半径:8.3μm リングコアの半径:9.4μm モードフィールド径:6.2μm 有効コア断面積:24.5μm2 加熱による有効コア断面積の拡大速度:3.0μm2/
sec
率分布形状を備えたもので、その構造パラメータと特性
は以下の通りであった。また、センタコアはゲルマニウ
ム添加石英ガラス製、サイドコアはフッ素添加石英ガラ
ス製、クラッドは純粋石英ガラス製とした。 クラッドを基準にしたセンタコアの比屈折率差:0.2
5% クラッドを基準にしたサイドコアの比屈折差:−0.0
5% センタコアの半径:6.8μm サイドコアの半径:27μm モードフィールド径:12.7μm 有効コア断面積:135μm2 波長分散:20ps/nm/km 分散スロープ: 0.06ps/nm2/km 伝送損失:0.19dB/km カットオフ波長:1.6μm 加熱による有効コア断面積の拡大速度;2.0μm2/
sec
着接続機を用い、約2200℃、2秒間加熱した。分散
補償光ファイバの融着接続後のモードフィールド径は
5.9μmであった。接続用光ファイバの融着接続後の
モードフィールド径は殆ど変化しなかった。シングルモ
ード光ファイバとの接続においては融着接続機を用いて
約2200℃、2秒間の条件で加熱して融着接続した
後、接続用光ファイバの端部をさらに30秒間加熱して
ゲルマニウムを拡散させた。
ーンと接続用光ファイバのニアフィールドパターンの重
なり積分から求められる理論的接続損失は0.11dB
であった。接続損失の実測値を表1に示す。
イバとして、単峰型の屈折率分布形状を備え、以下の構
造パラメータを有する光ファイバを用いた。 クラッドを基準にしたコアの比屈折率差:0.31% コア半径:4.5μm モードフィールド径:10.1μm 有効コア断面積:83μm2 波長分散:16.5ps/nm/km 分散スロープ:0.057ps/nm2/km 伝送損失:0.196dB/km カットオフ波長:1.2μm 加熱による有効コア断面積の拡大速度:1.1μm2/
sec
ては融着接続機を用い、約2200℃、2秒間加熱した
後、接続用光ファイバの端部をさらに20秒間加熱して
ゲルマニウムを拡散させた。接続損失の実測値を表1に
示す。
イバとして、単峰型の屈折率分布形状を備え、以下の構
造パラメータを有している光ファイバを用いた。 クラッドを基準にしたコアの比屈折率差:0.33% コア半径:4.78μm モードフィールド径:10.8μm 有効コア断面積:90μm2 波長分散:18.2ps/nm/km 分散スロープ:0.06ps/nm2/km 伝送損失:0.196dB/km カットオフ波長:1.34μm 加熱による有効コア断面積の拡大速度:1.1μm2/
sec
ては融着接続機を用い、約2200℃、2秒間加熱した
後、接続用光ファイバの端部をさらに25秒間加熱して
ゲルマニウムを拡散させた。接続損失の実測値を表1に
示す。
イバとして、セグメント付きW型の屈折率分布形状を備
え、以下の構造パラメータを有している光ファイバを用
いた。 クラッドを基準としたセンタコアの比屈折率差:0.5
% クラッドを基準としたサイドコアの比屈折率差:−0.
11% クラッドを基準としたリングコアの比屈折率差:0.1
8% センタコア半径:3.5μm サイドコア半径:5.9μm リングコア半径:7.9μm モードフィールド径:8.5μm 有効コア断面積:55μm2 波長分散:3ps/nm/km 分散スロープ:0.05ps/nm2/km 伝送損失:0.210dB/km カットオフ波長:1.25μm 加熱による有効コア断面積の拡大速度:1.1μm2/
sec
ては融着接続機を用い、約2200℃、2秒間加熱した
後、接続用光ファイバの端部をさらに10秒間加熱して
ゲルマニウムを拡散させた。接続損失の実測値を表1に
示す。
負の分散スロープを備えた分散補償光ファイバとこの分
散補償光ファイバによって補償されるシングルモード光
ファイバとを融着接続し、ニアフィールドパターンと接
続損失を測定した。なお、使用波長は1.55μmと
し、用いた光ファイバの外径(クラッドの外径)はいず
れも約125μmであった。なお、加熱による有効コア
断面積の拡大速度は加熱温度に強く依存するため、本実
施例における値は参考値として例示した。なお、加熱条
件はほぼ同一である。
メント付きW型の屈折率分布形状を備えたもので、その
構造パラメータと特性は以下の通りであった。また、セ
ンタコアとリングコアはゲルマニウム添加石英ガラス
製、サイドコアはフッ素添加石英ガラス製、クラッドは
フッ素添加石英ガラス製とした。 r11:2.0μm r12:5.7μm r13:6.9μm Δ11:0.8% Δ12:−0.37% Δ13:0.4% 有効コア断面積:29μm2 モードフィールド径:6.1μm 波長分散:−40ps/nm/km 分散スロープ:−0.12ps/nm2/km 伝送損失:0.228dB/km カットオフ波長:1.5μm 加熱による有効コア断面積の拡大速度:8.3μm2/
sec
あり、コアに隣接する第1層は1.2重量%のフッ素を
添加した石英ガラスから形成し、その半径は25μmと
した。最外層(第2層)は純粋石英ガラスから形成し
た。この接続用光ファイバの構造パラメータと特性は以
下の通りであった。 クラッドの第1層を基準にしたセンタコアの比屈折率
差:1.9% クラッドの第1層を基準にしたサイドコアの比屈折差:
0.05% クラッドの第1層を基準にしたリングコアの比屈折差:
0.38% センタコアの半径:1.9μm サイドコアの半径:6.9μm リングコアの半径:8.5μm モードフィールド径:6.3μm 有効コア断面積:35μm2 加熱による有効コア断面積の拡大速度:4.3μm2/
sec
率分布形状を備えたもので、その構造パラメータと特性
は以下の通りであった。また、センタコアはゲルマニウ
ム添加石英ガラス製、サイドコアはフッ素添加石英ガラ
ス製、クラッドは純粋石英ガラス製とした。 クラッドを基準にしたセンタコアの比屈折率差:0.2
5% クラッドを基準にしたサイドコアの比屈折差:−0.0
5% センタコアの半径:6.8μm サイドコアの半径:27μm モードフィールド径:12.7μm 有効コア断面積:135μm2 波長分散:20ps/nm/km 分散スロープ: 0.06ps/nm2/km 伝送損失:0.19dB/km カットオフ波長:1.6μm 加熱による有効コア断面積の拡大速度;2.0μm2/
sec
着接続機を用い、約2200℃、2秒間加熱した。分散
補償光ファイバの融着接続後のモードフィールド径は
6.4μmであった。接続用光ファイバの融着接続後の
モードフィールド径は殆ど変化しなかった。
ては融着接続機を用いて約2200℃、2秒間の条件で
加熱して融着接続した後、接続用光ファイバの端部をさ
らに30秒間加熱してゲルマニウムを拡散させた。分散
補償光ファイバのニアフィールドパターンと接続用光フ
ァイバのニアフィールドパターンの重なり積分から求め
られる理論的接続損失は0.10dBであった。接続損
失の実測値を表1に示す。
の構成を変更した以外は実施例1と同様にして接続構造
を構成した。すなわち、接続用光ファイバのクラッドは
2層構造であり、コアに隣接する第1層は1.2重量%
のフッ素を添加した石英ガラスから形成し、その半径は
25μmとした。最外層(第2層)は純粋石英ガラスか
ら形成した。この接続用光ファイバの構造パラメータと
特性は以下の通りであった。 クラッドの第1層を基準にしたセンタコアの比屈折率
差:1.0% クラッドの第1層を基準にしたサイドコアの比屈折差:
0.05% クラッドの第1層を基準にしたリングコアの比屈折差:
0.38% センタコアの半径:1.8μm サイドコアの半径:6.7μm リングコアの半径:8.2μm モードフィールド径:5.7μm 有効コア断面積:24.7μm2
5.6μm2/sec 分散補償光ファイバの融着接続後のモードフィールド径
は5.9μmであった。また、接続用光ファイバの融着
接続後のモードフィールド径も変化し、5.9μmであ
った。分散補償光ファイバのニアフィールドパターンと
接続用光ファイバのニアフィールドパターンの重なり積
分から求められる理論的接続損失は0.07dBであっ
た。接続損失の実測値を表1に示す。
負の分散スロープを備えた分散補償光ファイバとこの分
散補償光ファイバによって補償されるシングルモード光
ファイバとを実施例1と同様にして融着接続し、ニアフ
ィールドパターンと接続損失を測定した。なお、使用波
長は1.55μmとし、用いた光ファイバの外径はいず
れも約125μmであった。
メント付きW型の屈折率分布形状を備えたもので、その
構造パラメータと特性は以下の通りであった。また、セ
ンタコアとリングコアはゲルマニウム添加石英ガラス
製、サイドコアはフッ素添加石英ガラス製、クラッドは
純粋石英ガラス製とした。 r11:2.0μm r12:5.8μm r13:6.8μm Δ11:1.0% Δ12:−0.4% Δ13:0.9% 有効コア断面積:26μm2 モードフィールド径:6.0μm 波長分散:−54ps/nm/km 分散スロープ:−0.15ps/nm2/km 伝送損失:0.3dB/km カットオフ波長:1.6μm 加熱による有効コア断面積の拡大速度:8.5μm2/
sec
状を備えたもので、融着接続前は分散補償光ファイバと
異なるニアフィールドパターンを備えたものを用いた
(融着接続前の理論的接続損失は0.6dB)。なお単
峰型とは、コアとその外周上に設けられたクラッドから
なる2層構造のもので、このコアの屈折率がクラッドの
屈折率よりも高くなっているものである。なおクラッド
は2層構造とし、第1層は0.4重量%のフッ素を添加
したフッ素添加石英ガラスから形成し、その半径は30
μmとした。最外層(第2層)は純粋石英ガラスから形
成した。この接続用光ファイバの構造パラメータと特性
は以下の通りであった。また、コアはゲルマニウム添加
石英ガラス製とした。 クラッドの第1層を基準にしたコアの比屈折率差:1.
0% コアの半径:2.4μm モードフィールド径:6.2μm 有効コア断面積:29μm2 加熱による有効コア断面積の拡大速度:7.2μm2/
sec
同様のものを用いた。接続後の分散補償光ファイバのニ
アフィールドパターンと接続用光ファイバのニアフィー
ルドパターンの重なり積分から求められる理論的接続損
失は0.95dBであった。接続損失の実測値を表1に
示す。
屈折率分布形状を備えたもので、融着接続前は分散補償
光ファイバと異なるニアフィールドパターンを備えたも
のを用いた(融着接続前の理論的接続損失は0.68d
B)。なおクラッドは2層構造とし、第1層は0.3重
量%のフッ素を添加したフッ素添加石英ガラスから形成
し、その半径は30μmとした。最外層(第2層)は純
粋石英ガラスから形成した。この接続用光ファイバの構
造パラメータと特性は以下の通りであった。また、コア
はゲルマニウム添加石英ガラス製とした。 クラッドの第1層を基準にしたコアの比屈折率差:1.
2% コアの半径:3.0μm モードフィールド径:6.0μm 有効コア断面積:27μm2 加熱による有効コア断面積の拡大速度:7.1μm2/
sec 分散補償光ファイバとシングルモード光ファイバは比較
例1と同様のものを用いた。
ルドパターンと接続用光ファイバのニアフィールドパタ
ーンの重なり積分から求められる理論的接続損失は0.
90dBであった。接続損失の実測値を表1に示す。
ぞれ比較例1と比較される。実施例1、1−A〜1−
C、2、及び3の融着接続前の分散補償光ファイバと接
続用光ファイバのモードフィールド径の差は、比較例
1、2のそれと比べて大きい。しかしながら、表1に示
されるように、実施例1、1−A〜1−C、2、及び3
においては、比較例1、2よりも接続損失を低減するこ
とができた。特にクラッドにフッ素を添加した実施例
2、3においては、シングルモード光ファイバとの接続
損失が大幅に小さくなった。したがって、負の分散スロ
ープを備えた分散補償光ファイバとの接続においては、
融着接続後のニアフィールドパターンの整合が重要であ
ることが明かとなった。なお、比較のために各実施例、
比較例に用いた分散補償光ファイバとシングルモード光
ファイバとを直接融着接続したところ、接続損失は1.
5dBをこえる値となった。
融着接続後のニアフィールドパターンを整合させた接続
用光ファイバを用いることにより、負の分散スロープを
備えた分散補償光ファイバと接続用光ファイバとを低損
失で接続することができる。その結果、分散補償光ファ
イバと、この分散補償光ファイバが補償するシングルモ
ード光ファイバとを接続用光ファイバを介して低損失で
接続することができる。また、接続用光ファイバのクラ
ッドにおいて、少なくともコアに隣接する層をフッ素添
加石英ガラスから形成することにより、特に有効コア断
面積が大きいシングルモード光ファイバとの接続損失を
より低減することができる。
ルドパターンの変化を示したグラフである。
ファイバの一例として、W型の屈折率分布形状を示した
グラフである。
バの一例として、セグメントコア付きのW型の屈折率分
布形状を示したグラフである。
示したグラフである。
ア、15...クラッド、21...センタコア、22...サ
イドコア、23...コア、24...リングコア、25...
クラッド
Claims (21)
- 【請求項1】 負の分散スロープを備えた分散補償光フ
ァイバと、該分散補償光ファイバとニアフィールドパタ
ーンが異なる接続用光ファイバとを融着接続した分散補
償光ファイバの接続構造であって、 前記接続用光ファイバが、未接続の状態で、前記分散補
償光ファイバの融着接続後のニアフィールドパターン
と、当該接続用光ファイバの融着接続後のニアフィール
ドパターンとの重なり積分から求められる使用波長にお
ける理論的接続損失が、0.3dB以下となるニアフィ
ールドパターンを備えていることを特徴とする分散補償
光ファイバの接続構造。 - 【請求項2】 請求項1に記載の分散補償光ファイバの
接続構造において、未接続の状態の前記接続用光ファイ
バの有効コア断面積が、未接続の状態の前記分散補償光
ファイバの有効コア断面積よりも大きいことを特徴とす
る分散補償光ファイバの接続構造。 - 【請求項3】 請求項1に記載の分散補償光ファイバの
接続構造において、前記接続用光ファイバの加熱による
有効コア断面積の拡大速度が、前記分散補償光ファイバ
の加熱による有効コア断面積の拡大速度よりも小さいこ
とを特徴とする分散補償光ファイバの接続構造。 - 【請求項4】 請求項1に記載の分散補償光ファイバの
接続構造において、 前記接続用光ファイバの一方の端部に前記分散補償光フ
ァイバが接続され、 該接続用光ファイバの他方の端部が、該分散補償光ファ
イバによって補償される正の分散スロープを備えたシン
グルモード光ファイバと接続されていることを特徴とす
る分散補償光ファイバの接続構造。 - 【請求項5】 請求項4に記載の分散補償光ファイバの
接続構造において、 未接続の状態の前記分散補償光ファイバの有効コア断面
積をA、未接続の状態の前記接続用光ファイバの有効コ
ア断面積をB、未接続の状態の前記シングルモード光フ
ァイバの有効コア断面積をCとしたとき、 A<B<C であることを特徴とする分散補償光ファイバの接続構
造。 - 【請求項6】 請求項4に記載の分散補償光ファイバの
接続構造において、前記分散補償光ファイバの加熱によ
る有効コア断面積の拡大速度をD、前記接続用光ファイ
バの加熱による有効コア断面積の拡大速度をE、前記シ
ングルモード光ファイバの加熱による有効コア断面積の
拡大速度をFとしたとき、 F<E<D であることを特徴とする分散補償光ファイバの接続構
造。 - 【請求項7】 請求項4に記載の分散補償光ファイバの
接続構造において、前記シングルモード光ファイバの使
用波長における有効コア断面積が100〜150μm2
であることを特徴とする分散補償光ファイバの接続構
造。 - 【請求項8】 請求項4に記載の分散補償光ファイバの
接続構造において、前記シングルモード光ファイバの使
用波長における有効コア断面積が55〜90μm2であ
ることを特徴とする分散補償光ファイバの接続構造。 - 【請求項9】 請求項1に記載の分散補償光ファイバの
接続構造において、前記接続用光ファイバが、コアと該
コアの外周上に設けられたクラッドとを備え、該クラッ
ドにフッ素が添加されていることを特徴とする分散補償
光ファイバの接続構造。 - 【請求項10】 請求項9に記載の分散補償光ファイバ
の接続構造において、フッ素の添加量が0.6重量%以
上であることを特徴とする分散補償光ファイバの接続構
造。 - 【請求項11】 請求項9に記載の分散補償光ファイバ
の接続構造において、 前記クラッドが2層以上からなり、当該クラッドの最外
層が純粋石英からなることを特徴とする分散補償光ファ
イバの接続構造。 - 【請求項12】 請求項1に記載の分散補償光ファイバ
の接続構造において、 前記分散補償光ファイバが、センタコアと、該センタコ
アの外周上に設けられたサイドコアと、該サイドコアの
外周上に設けられたクラッドとを備え、 前記センタコアの屈折率が前記クラッドよりも高く、前
記サイドコアの屈折率が前記クラッドよりも低いことを
特徴とする分散補償光ファイバの接続構造。 - 【請求項13】 請求項12に記載の分散補償光ファイ
バの接続構造において、前記分散補償光ファイバの使用
波長における有効コア断面積が16μm2以上であるこ
とを特徴とする分散補償光ファイバの接続構造。 - 【請求項14】 請求項1に記載の分散補償光ファイバ
の接続構造において、 前記分散補償光ファイバが、センタコアと、該センタコ
アの外周上に設けられたサイドコアと、該サイドコアの
外周上に設けられたリングコアと、該リングコアの外周
上に設けられたクラッドとを備え、 前記センタコアと前記リングコアの屈折率が前記クラッ
ドよりも高く、前記サイドコアの屈折率が前記クラッド
よりも低いことを特徴とする分散補償光ファイバの接続
構造。 - 【請求項15】 請求項14に記載の分散補償光ファイ
バの接続構造において、前記分散補償光ファイバの使用
波長における有効コア断面積が18μm2以上であるこ
とを特徴とする分散補償光ファイバの接続構造。 - 【請求項16】 請求項15に記載の分散補償光ファイ
バの接続構造において、前記分散補償光ファイバが、以
下の(a−1)〜(d−1)に示した特性を備えている
ことを特徴とする分散補償光ファイバの接続構造。 (a−1)使用波長における波長分散値が−60〜−4
5ps/nm/km、(b−1)使用波長における分散
スロープが−0.180〜−0.135ps/nm2/
km、(c−1)使用波長における有効コア断面積が2
0〜26μm2、(d−1)使用波長における伝送損失
が0.35dB/km以下。 - 【請求項17】 請求項15に記載の分散補償光ファイ
バの接続構造において、 前記分散補償光ファイバが、
以下の(a−2)〜(d−2)に示した特性を備えてい
ることを特徴とする分散補償光ファイバの接続構造。 (a−2)使用波長における波長分散値が−100〜−
80ps/nm/km、(b−2)使用波長における分
散スロープが−0.300〜−0.230ps/nm2
/km、(c−2)使用波長における有効コア断面積が
18〜24μm2、(d−2)使用波長における伝送損
失が0.40dB/km以下。 - 【請求項18】 請求項15に記載の分散補償光ファイ
バの接続構造において、 前記分散補償光ファイバが、以下の(a−3)〜(d−
3)に示した特性を備えていることを特徴とする分散補
償光ファイバの接続構造。 (a−3)使用波長における波長分散値が−45〜−3
5ps/nm/km、(b−3)使用波長における分散
スロープが−0.150〜−0.100ps/nm2/
km、(c−3)使用波長における有効コア断面積が2
6〜35μm2、(d−3)使用波長における伝送損失
が0.25dB/km以下。 - 【請求項19】 請求項1〜18のいずれか一項に記載
の分散補償光ファイバの接続構造を備えていることを特
徴とする伝送路。 - 【請求項20】 請求項1〜18のいずれか一項に記載
の分散補償光ファイバの接続構造を備えていることを特
徴とする分散補償器。 - 【請求項21】 請求項1〜18のいずれか一項に記載
の分散補償光ファイバの接続構造を得ることを特徴とす
る分散補償光ファイバの接続方法。
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