JP2002526806A - 大きな有効面積を備えるシングルモード分散シフト光ファイバー - Google Patents
大きな有効面積を備えるシングルモード分散シフト光ファイバーInfo
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Abstract
Description
散シフトファイバーに関する。
Shifted Fibers、DSF)は、約1550nmの波長で使用され
、一般には1500〜1600nmの波長のウインドウで使用される。これらの
波長では、シリカの波長分散が零ではない(1300nmを中心として配置され
る伝送ウインドウの場合とは異なる)。DSFファイバーの伝送ウインドウで伝
送される波長分散を制限するために、特にファイバーのコアと光クラッドとの屈
折率の差Δnを増加することによってシリカの波長分散を補償する。こうした屈
折率の差により、実際には、波長分散の零分散波長をシフトすることができる。
これは、ファイバーの製造時に、たとえばそれ自体知られているためにここでは
詳述しないがMCVDプロセスによって、ファイバーにドーパントを導入するこ
とにより得られる。ファイバーのクラッドとコアとの屈折率の差に対する一般的
な値は、10×10−3〜14×10−3である。シリカの屈折率を増加するに
は、ドーパントとしてゲルマニウムを使用することができる。
様に、曲げ損失が少なく、また減衰が小さくなければならない。
多重伝送システムで分散シフトファイバーを使用する場合、送信チャンネルの数
、各チャンネルのビットレート、および増幅器の後段のパワーが増加すればする
ほど、またチャンネル間の間隔が狭くなればなるほど、さらに別の制約が出てく
る。かくして、四光波混合現象を回避するために、伝送ウインドウに十分に高い
波長分散を有するファイバーを用いることが好ましい。従って、四光波混合によ
って発生する問題を回避するために、1550nmとは異なる波長分散の零分散
波長λ0を有するファイバーを用いる。これらのファイバーは、NZ−DSF(
「Non−Zero Dispersion Shifted Fiber」)
と称される。
ion shifted fiber with an effective
core area larger than 100μm2 and goo
d bending characteristics」(ThK1、OFC’
98 Technical Digest)は、ファイバーにおける非線形効果
が、大容量で増幅される長距離伝送システムに対して、伝送容量および伝送距離
の観点から重要な制限になることがあると説明している。この文献は、可能な解
決方法が、ファイバーの有効面積を増加することからなり、それによって、強力
なパワーを得るとともに中継器間の間隔を広げられることを明記している。この
文献はまた、ペデスタルで囲まれた、有効面積146μm2、波長分散の零分散
波長λ01500nmの、いわゆる同軸のプロファイルを有するファイバーを提
案している。1550nmの波長分散は小さく、この波長における分散勾配は、
0.09ps/nm2・kmである。
が大きく、200μm2を越える。これらのファイバーの波長λ0は1550n
mを上回る。ファイバー系の一例では、λ0の値が1580nm、有効面積が2
65μm2、波長分散勾配が0.085ps/nm2・kmである。
0nmでは非常に小さいという欠点を持つ。1550nmにおける波長分散の値
は、四光波混合を回避することができない。
ために1550nmでの波長分散を大きくした、分散シフトファイバーを実現す
ることにある。
フト光ファイバーを提案し、 波長分散の零分散波長λ0が1400〜1500nmであり、曲げ損失が低い
ことを特徴とする。
り、好適には約1480nmである。
nm・kmの波長分散を有する。
、波長1670nmでは、ファイバーの減衰が0.1dB以下である。
を備える屈折率プロファイルを有し、前記コアが、ファイバーの軸心から出発し
て同軸に配置された、 ・台形の中央部分と、 ・中央部分の最大屈折率未満の屈折率を有する中間ゾーンと、 ・中央部分の最大屈折率未満で、かつ中間ゾーンの屈折率を越える屈折率を有
するリングとを含む。
る第2の中間ゾーンを有する。
を備える屈折率プロファイルを有し、前記コアが、ファイバーの軸心から出発し
て同軸に配置された、 ・クラッドの屈折率未満またはほぼ等しい屈折率を備えた中央部分と、 ・中央部分の屈折率を越える屈折率を備える周辺ゾーンと、 ・中央部分の屈折率未満の屈折率を備える中間ゾーンと、 ・クラッドの屈折率を越える屈折率を備えるリングとを含む。
の実施形態の以下の説明を読めば明らかになるであろう。
おり、波長分散の零分散波長λ0は1400〜1500nmである。λ0の値は
1450〜1500nmであり、図に示される例のように、波長分割多重伝送に
対して適切であるように、たとえば約1480nmである。有効面積の値は11
0〜125μm2が適切である。
kmであることを提案する。これらの値により、現在の伝送波長範囲において、
特に波長分割多重伝送システムのための1530〜1580nmの間で四光波混
合を制限することができる。
、さらにはそれよりも優れているファイバーを提案する。値λsは、1600n
mを越えて、たとえば約1670nmが適切である。λsは、半径30mmでフ
ァイバーを100回巻きつけて引き起こされる減衰が、0.1dBに達する波長
の値である。かくして、本発明は、半径30mmでファイバーを100回巻きつ
けることに対して、1550nmで減衰の増加が0.05dB未満であるファイ
バーを実現することができる。
概略的に示している。横座標は、半径(μm)を示し、縦座標は、ファイバーの
クラッドの屈折率に対する差によって規定される屈折率を、相対値(Δn)また
は百分率(Δn%=100×Δn/n)で示している。
る。このプロファイルは、ファイバーの中心から始まってクラッドに向かって中
央部分111を含んでいる。中央部分の屈折率、あるいは、より正確には屈折率
の差Δn1は、半径r0までほぼ一定である。屈折率Δn1は、クラッド15の
シリカの屈折率ncよりも大きい。図の実施形態では、屈折率Δn1は、0.7
5%〜0.85%であり、半径r0は0.84μmである。
本発明によるファイバーは、半径r0とr1の間で屈折率が、直線またはほぼ直
線で減少する部分112を有する。屈折率が直線で減少するこの部分112は、
中央部分111と共に台形11を構成する。半径r1は、2.75〜2.85μ
mの間の値を取ることができる。一定の屈折率を備えた台形11の部分、すなわ
ち台形11の頂部は、台形の半径全体の約0.3倍であり、たとえばr0/r1 の比は、0.2〜0.5である。
ド15の屈折率以下である第1の中間ゾーン12を有する。図の実施形態では、
屈折率の差Δn3が−0.02%に相当し、半径r2は、4.8〜5.1μmの
値を取ることができる。一般的には、Δn3の値は、−0.01〜−0.03%
の間が適当である。
超える屈折率Δn2のリング13を有する。図1の実施形態では、リング13の
屈折率Δn2が、半径r2とr3の間で0.45%〜0.52%である。リング
の屈折率Δn2は、好適には、台形の中央部分111の屈折率Δn1以下である
。リング13の外側の半径r3は、好適には6.1〜6.6μmである。
折率以下の屈折率を備えた第2の中間ゾーン14を有する。図1の例では、この
第2の中間ゾーン14の屈折率Δn4は、台形11とリング13との間の第1の
中間ゾーン12と同じ−0.02%(あるいは、好適には−0.03〜−0.0
1%)の屈折率を有する。この第2の中間ゾーン14は半径r3とr4との間に
延びており、r4が12.4〜13.1μmである。
125μm2の大きな有効面積を確保し、波長分散の零分散波長の値λ0を14
50〜1480nmにすることができる。かくして、波長分割多重伝送システム
における増幅器のパワーを増加し、本発明の光ファイバーを伝送媒体として使用
する伝送システムの中継器間の距離を短縮することができる。
って7.5〜10.0ps/nm・kmという好適値に含まれる。
分に小さい。そのため、ファイバーの波長λsが1670nm以上であるか、あ
るいは、それと同等に、曲げにより引き起こされる減衰が、この波長値未満で0
.1dB未満であることが有利である。
に示されたパラメータを有する。
に示されている。 λc:理論上の遮断波長 λ0:波長分散の零分散波長 DC/dλ:1550nmにおける波長分散勾配 DC:1550nmにおける波長分散 W02:1550nmにおけるモード直径 Seff:1550nmにおけるモード有効面積 Sc:1550nmで30mmの半径に100回巻きつける場合の曲げに対する
感度 Sμc:本出願人により商品化されているファイバーG652に対して、155
0nmで比較として挙げられたマイクロベンドに対する感度
に測定される遮断波長よりも、約200〜400nmだけ長い。従って、本発明
によるファイバーのケーブルとしての遮断波長は1500nm未満であり、本発
明によるファイバーは、多重化の波長範囲で有効にシングルモードである。
プのプロファイルを備えた本発明によるファイバーのパラメータを選択可能であ
る。
ようにすることができる。
イル20の概略図である。横座標は半径(μm)を示し、縦座標は、光クラッド
の屈折率に対する屈折率を絶対差Δnとして示す。
プロファイル20は、ファイバーの中心から始まってクラッドに向って、一定の
屈折率すなわち、より正確には、半径r1までほぼ一定である屈折率の差Δn1 を有する中央部分21を含む。屈折率Δn1は、クラッド25のシリカの屈折率
nc未満であるか、あるいはほぼ等しい。その後、ファイバーは、半径r1から
r2まで、クラッド25の屈折率以上であって、ほぼ一定の屈折率Δn2を備え
た周辺ゾーン22を有する。周辺ゾーン22の周囲には、クラッド25の屈折率
以下の屈折率Δn3を備えた中間ゾーン23がある。このゾーンは、半径r2と
r3の間に延びる。さらにファイバーは、中間ゾーン23とクラッド25との間
で、半径r3とr4の間に延びる屈折率Δn4のリング24を含む。図2のプロ
ファイルに対応する本発明による2つのファイバー例の特徴パラメータを表3に
示し、これらのファイバーの各伝播特徴を表4の対応する行に示す。
プのプロファイルを備えた本発明によるファイバーのパラメータを選択可能であ
る。
ようにすることができる。
イルと同じ長所を有する。
るために通常使用される他の技術を用いて、当業者により製造可能である。
なく、当業者が検討可能な多数の変形実施形態を含むことができる。従って、本
発明は、波長多重伝送システムにおける波長分散の補償という好適な用途で説明
を行った。本発明はまた他の用途でも実施可能である。
。他のプロファイルもまた、本発明で提案された勾配値および分散値を作り出す
ことができる。
す図である。
を概略的に示す図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 有効面積が100μm2を越えるシングルモード分散シフト
光ファイバーであって、 波長分散の零分散波長λ0が1400〜1500nmであり、曲げ損失が低い
ことを特徴とする、シングルモード分散シフト光ファイバー。 - 【請求項2】 波長分散の零分散波長λ0が1450〜1500nmであり
、好適には約1480nmであることを特徴とする請求項1に記載のファイバー
。 - 【請求項3】 波長が1550nmである場合、波長分散が7.5〜10p
s/nm・kmであることを特徴とする請求項1または2に記載のファイバー。 - 【請求項4】 有効面積が110〜125μm2であることを特徴とする請
求項1から3のいずれか一項に記載のファイバー。 - 【請求項5】 30mmの半径でファイバーを100回巻くことに対して、
波長1670nmでは、減衰が0.1dB以下であることを特徴とする請求項1
から4のいずれか一項に記載のファイバー。 - 【請求項6】 光クラッドで囲まれたコアを備える屈折率プロファイルを有
し、前記コアが、ファイバーの軸心から出発して同軸に配置された、 ・台形の中央部分と、 ・中央部分の最大屈折率未満の屈折率を有する中間ゾーンと、 ・中央部分の最大屈折率未満で、かつ中間ゾーンの屈折率を越える屈折率リン
グとを含むことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載のファイバー
。 - 【請求項7】 屈折率プロファイルが、リングとクラッドとの間に、クラッ
ドの屈折率以下の屈折率を備える第2の中間ゾーンを有することを特徴とする請
求項6に記載のファイバー。 - 【請求項8】 ・前記中央部分および前記クラッドの間の屈折率の差が9×
10−3から17×10−3の間に含まれ、 ・前記リングおよび前記クラッドの間の屈折率の差が3×10−3から10.
5×10−3の間に含まれ、 ・前記中間ゾーン及び前記クラッドの間の屈折率の差が−0.5×10−3か
ら0.5×10−3の間に含まれることを特徴とする請求項6または7に記載の
ファイバー。 - 【請求項9】 光クラッドで囲まれたコアを備える屈折率プロファイルを有
し、前記コアが、ファイバーの軸心から出発して同軸に配置された、 ・クラッドの屈折率以下の屈折率を備える中央部分と、 ・中央部分の屈折率を越える屈折率を備える周辺ゾーンと、 ・中央部分の屈折率未満の屈折率を備える中間ゾーンと、 ・クラッドの屈折率を越える屈折率を備えるリングとを含むことを特徴とする
請求項1から5のいずれか一項に記載のファイバー。 - 【請求項10】 ・中央部分とクラッドとの間の屈折率の差が−7×10− 3 から0.5×10−3の間に含まれ、 ・前記周辺ゾーンとクラッドとの間の屈折率の差が10×10−3から17×
10−3の間に含まれ、 ・前記中間ゾーンとクラッドとの間の屈折率の差が−7×10−3から−2×
10−3の間に含まれ、 ・前記リングとクラッドとの間の屈折率の差が1×10−3から6×10−3 の間に含まれることを特徴とする請求項9に記載のファイバー。
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