JP2002527774A - 正分散低分散勾配ファイバ - Google Patents

正分散低分散勾配ファイバ

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Abstract

(57)【要約】 少なくとも２つのセグメントを有するセグメントコアを有するシングルモード光導波路を開示する。コアセグメントの相対屈折率、屈折率分布及び半径は、約1530nmから1570nmの波長窓内で高性能通信システムに適した特性を有する光導波路ファイバを与えるように選択される。２から４つのセグメントの本発明による実施例が開示される。高性能及び高速システムで生じるＦＷＭやＳＰＭといった非線形効果を除去するために、導波路の有効断面積が約60μm2よりも大、より好ましくは65μm2よりも大、最も好ましくは70μm2よりも大である。全分散は、1530nmで正且つ少なくとも２ps/nm-kmである。約0.1ps/nm2-km未満の分散勾配でこの全分散は、波長窓に亘って最小限のＦＷＭ効果を保証する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【関連出願についてのクロスリファレンス】
本出願は、1998年9月11日出願の米国仮出願第60/099,979号、1998年10月5日出
願の米国仮出願第60/103,080号、及び1999年4月23日出願の米国仮出願第60/130,
652号の利益を主張する。
【０００２】
【発明の背景】
本発明は、シングルモード光導波路ファイバに関し、特に、全分散がファイバ
長全体に亘って正に維持された導波路ファイバに関する。加えて、有効断面積が
大であって且つ全分散勾配は低い値に維持されている。 高データ信号速度及び長い再生器間隔における必要性の故に、長距離且つ高ビ
ットレ−トの長距離通信用に設計された高性能光導波路ファイバの探索が強調さ
れてきた。追加の必要条件は、導波路ファイバが光増幅器と互換性を持つという
ことである。これは、典型的には1530nmから1570nmまでの波長範囲内で、最適の
ゲイン曲線を示すことである。また、1570nmから1700nmのＬ-バンド範囲内、好
ましくは約1570nmから1625nmの範囲内での有益な波長を拡大する可能性をも与え
ることが考慮される。
【０００３】 導波路情報容量が波長分割・多重化（ＷＤＭ）技術手段によって増加した場合
において、追加の導波路ファイバ特性が重要となる。高ビットレートシステムで
のＷＤＭ用の導波路は、非常に小さいが、零ではない全分散を有さねばならない
。これによって四光波混合の非線形分散効果を制限するのである。 自己位相変調は、高いパワー密度、すなわち単位面積当たりに高い出力を有す
るシステムにおいて容認できない分散を生じ得る１つの非線形効果である。自己
位相変調は大なる有効断面積を有する導波路コアを設計することによって制御さ
れ得る。これによって、パワー密度を減じるのである。導波路の全分散が自己位
相変調の分散効果と反対に作用するような他の方法は、導波路の全分散の符号を
制御することである。
【０００４】 正の分散（ここで、「正」とは、より短い波長信号がより長い波長信号よりも
高速度で伝搬することを意味する。）を有する導波路は、自己位相変調の分散と
は逆の分散効果を生じる。これによって、実質的に自己位相変調分散が実質的に
取り除かれるのである。 この種の導波路ファイバは、米国特許出願第08/559,954号に記載されて開示さ
れている。本明細書の新規な分布は、有効断面積を増加させることによって上記
米国特許出願第08/559,954号のファイバを改良する。それに加えて、ここに開示
の導波路は、動作波長窓に亘る全分散がすべての位置で正しく且つ約2.0ps/nm-k
mよりも大きい下限値を有して四光波混合によるパワー損失を更に減じる。
【０００５】 したがって、光導波路ファイバの必要条件は以下である： − 少なくとも1530nmから1570nmの波長範囲内でシングルモードである。 − 1530nmから1570nmの範囲の外側に零分散波長を有する。 − 1530nmから1570nmの範囲で正の全分散であって、約2.0ps/nm-km未満とはなら
ないが大なる線形分散パワー損失を避ける程に十分に低い。 - 約1570nmから1625nmの範囲で使用可能な伝送窓を有する。 −通常の高性能な導波路特性、例えば高強度、低減衰及び許容される程度の曲げ
誘導損失抵抗を維持する。
【０００６】 導波路ファイバ設計に融通性を与える単なる分布を有するコアセグメントによ
って導波路ファイバコアに構造を追加する概念は、バガバチュラ（Bhagavatula
）氏による米国特許第4,715,679号に記載されている。セグメントコア概念は、
例えば本願明細書において記載されているが如き、導波路ファイバ特性における
特徴的な組合せを達成するために使用され得る。
【０００７】
【定義】
以下の定義は、従来技術においても共通した用法である。 − 屈折率分布は、屈折率及び導波路ファイバ半径との関係である。 − セグメントコアは、少なくとも第１及び第２の導波路ファイバコア半径セグ
メントを有する。半径セグメントの各々は、それぞれ屈折率分布を有する。 − コアのセグメント半径は、屈折率分布のセグメントの始点及び終点で定義さ
れる。図１は、本願明細書において使用されている半径の定義を示している。中
心屈折率セグメント10の半径は、分布がセグメント12のα分布を開始する位置、
すなわちα分布方程式を用いて相対屈折率の計算を開始するために選択される位
置まで、導波路中央線から引いた長さ２である。セグメント12の半径は、α分布
を外挿して降ろした部分が分布セグメント14の外挿線と交差した半径位置まで、
中央線から引いたものである。セグメント14の半径は、セグメント16のΔ％の最
大値の半値であるΔ％の半径位置まで、中央線から引いたものである。セグメン
ト16の幅は、セグメント16の２つの半値Δ％の間で計測される。セグメント16の
半径は、中央線からセグメントの中間点までで与えられる。
【０００８】 セグメント寸法の多くの他の定義が利用できることは明らかである。屈折率分
布を与えられて導波路特性を予測するコンピューターモデルにおいて、ここで記
載される定義が使用された。かかるモデルは、また、機能特性の予め選択された
一組を有すると予想される屈折率分布のファミリーを与えるために使用され得る
る。 − 有効断面積は、 Ａeff ＝ ２π（∫Ｅ2ｒｄｒ）2/(∫Ｅ4ｒｄｒ） であって、ここで、積分範囲は０から∞であって、Ｅは伝搬光に関する電場であ
る。有効直径Ｄeffは、 Ａeff ＝π（Ｄeff/２）2 と定義され得る。 − 分布体積は、２∫r1 r2Δ％ｒｄｒとして定義される。内部分布体積は、導波
路中央線（ｒ＝０）からクロスオーバー半径までで与えられる。外部分布体積は
、クロスオーバー半径からコアの最後の位置までで与えられる。相対屈折率は無
次元であるので、分布体積の単位は％μm2である。分布体積の単位％μm2は、本
明細書の全体で「単位」の語で使用されている。 − クロスオーバー半径は、信号波長に対する信号のパワー分布の依存性から見
出される。内部体積に亘って、波長が増加すると信号パワーは減少する。外部体
積に亘って、波長が増加すると信号パワーは増加する。 − ＷＤＭの略語は、波長分割多重器を表す。 − ＳＰＭの略語は、自己位相変調を表し、これは、特定のパワーレベルよりも
高いパワー密度を有する信号は、そのパワー密度よりも低い信号と比較して導波
路を相対的に異なる速度で伝搬する非線形光学現象である。ＳＰＭは、負の符号
を有する線形分散のそれと比較して信号分散を生じさせる。 − ＦＷＭの略語は、四光波混合を表し、これは、導波路内の少なくとも２つの
信号が干渉して異なる周波数の信号を生じる現象である。
【０００９】 − Δ％の術語は、以下の式で定義される屈折率の相対値で表される。 Δ％＝100×（ｎi 2−ｎｃ 2）／２ｎi 2 ここで、ｎiは特に明記しない限り、領域ｉの最大屈折率であって、ｎcは、特に
明記しない限りクラッド領域の屈折率である。
【００１０】 − アルファ分布（α分布）の術語は、ｂを半径とすると、以下の方程式のΔ(b)
％に関して表される屈折率分布を表す。 Δ(b)％＝Δ(b0)（１−[｜b−b0｜／(b1-b0)]α） ここで、b0は分布の最大位置、b1は、Δ(b)％が零である位置であって、ｂはｂi ≦ｂ≦ｂfの範囲内にある。さらに、デルタは上記定義、ｂiはα分布の最初の位
置、ｂfはα分布の最後の位置であり、αは実数の指数である。α分布の最初及
び最後の位置が選択されて、コンピューターモデルに組み入れられる。ここで使
用しているように、α分布がステップ屈折率分布の後にある場合、α分布の最初
の位置は、α分布とステップ分布の交点である。この交点での拡散は、モデルの
考慮に組み入れない。したがって、拡散を含む分布においてα分布の最初の位置
を与えるときは、α分布形及びステップ屈折率分布形を外挿した交差位置で与え
られる。α分布の後にステップ屈折率分布が続く場合、α分布の最後の位置は、
上記と同様の方法で与えられる。
【００１１】 本モデルにおいて、隣接する分布セグメントの分布とα分布とを滑らかに接続
するために、方程式は、以下の如く、書き換えられる。 Δ(b)％＝Δ(ba)＋[Δ(b0)−Δ(ba)]｛（１−[｜b−b0｜／(b1-b0)]α）｝
ここで、baは、隣接するセグメントの第１の位置である。 − ピン配列曲げテストは、曲げに対する導波路ファイバの相対的な抵抗を比較
するために使用される。本テストを実行するにあたって、まず、誘導曲げ損失が
生じないように導波路ファイバが配置されて減衰損失が計測される。さらに、こ
の導波路ファイバをピン配列の間にジグザグに進ませてから再度、減衰を計測す
る。曲げによる誘導損失は、前記２つの減衰測定方法における差である。ピン配
列は、一列に配置されて且つ平らな面上に垂直に固定された一組10本の円筒ピン
である。ピン間隔は、中心から中心まで５mmである。ピン直径は、0.67mmである
。導波路ファイバは、隣接するピンの反対側を通過させられる。テストの間、導
波路ファイバは、ピンの周囲の一部にあわせて十分な張力の下に配置されている
。
【００１２】
【発明の概要】
本願明細書において開示され且つ記載されている新規なシングルモード導波路
ファイバは、上記した必要条件を満たすとともに、加えて、再現自在な製造に有
益である。 新規なシングルモードファイバは、少なくとも２つのセグメントのセグメント
コアを有する。各々のセグメントは、屈折率分布、相対屈折率Δ％及び半径によ
って特徴づけられる。コアセグメントの特徴は、1550nm窓、典型的には約1530nm
から1570nmの範囲内の窓において動作するように設計された長距離通信システム
に適合した特性を有する特定の一組を提供するように選択される。好適な範囲は
、約1625nmまでの動作波長窓を有する。本システムは、光増幅器、ＷＤＭ動作及
び相対的に高い信号の振幅を含むことができる。高性能且つ高速システムで生じ
る非線形効果、例えばＦＷＭ及びＳＰＭを実質的に除去するために、導波路の有
効断面積は、約60μm2より大きく、より好ましくは65μm2を超える、最も好まし
くは70μm2を超えるようになされる。全分散は、好ましくは、正で且つ1530nmで
少なくとも２ps/nm-kmに等しい。約0.1ps/nm2-km未満の全分散勾配を有するこの
全分散は、波長窓に亘って最小限のＦＷＭ効果を保証する。1530nmから1570nm及
び最高1625nmまでの波長バンドに亘ってモードフィールド直径は、約8.8μmから
10.6μmまでの範囲内の大きさであって、ファイバをスプライシングする際の容
易さを提供する。ファイバ分布は、1550nm及び1625nmで0.25dB/kmの未満の減衰
を呈する本発明に従って作られた。
【００１３】 屈折率分布、半径範囲、正の相対屈折率パーセントによって特徴づけられてい
る各々のセグメントに加えて、新規な導波路ファイバの１つの実施例において、
セグメントのうちの少なくとも１つは、α分布を有する。クラッドガラス層は、
コアに接し且つこれを包囲する。 新規な導波路のいくつかの実施例は、２つ、３つ若しくは４つのセグメントを
有するものを含むが、これに限定されるものではない。これらの実施例の特定の
特徴は、以下の表及び実施例に記載される。
【００１４】 本実施例において、図５及び６に図示したように、新規な導波路ファイバは、
約0.8から3.3の範囲内、より好ましくは0.95から3.16の範囲内のα分布を有する
。相対屈折率Δ％は、α分布形を有するセグメントにおいて最も高くて、α分布
に隣接するステップ屈折率形に亘って最も低い。最外部のセグメントは、中央及
び第２のセグメントの間のΔ％を有する。
【００１５】 また、1625nmで所望の分散及びモードフィールド直径を示す実施例が含まれる
。特に、1625nmで、導波路ファイバは、約13ps/nm-km未満、好ましくは約11.5ps
/nm-km未満の全分散を有する。 また、本発明は、光ファイバプリフォームが導波路ファイバに線引きされて上
記の如き屈折率分布を有するような光ファイバプリフォーム及びこの種の光ファ
イバプリフォームを製造する方法に関する。すなわち、導波路ファイバは、少な
くとも２つのセグメントを有するセグメントコアを含み、各々のセグメントは、
半径ｒi、屈折率分布及び相対屈折率パーセントΔi％を有する。ここで、ｉはセ
グメントの番号である。クラッド層は、コアに接し且つこれを包囲しており、屈
折率ｎcを有する。ここで、ｒi、Δi％及び屈折率分布は、更に本願明細書にお
いて記載されているような特性及び特徴を有するファイバに結果として形成する
。
【００１６】 かかる光ファイバプリフォームは、従来技術において公知の技術、例えばＯＶ
Ｄ、ＩＶ、ＭＣＶＤ及びＶＡＤの如き化学気相蒸着技術を含むいずれを使用して
も作製し得る。好適な実施例において、スートプリフォームは、ＯＶＤ技術を使
用して所望の屈折率分布を有するように作られる。このスートプリフォームは、
コンソリデートされて、導波路ファイバに線引きされる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
新規な導波路ファイバは、所望の機能パラメータの非常に特殊な組を生じるセ
グメントコア設計のファミリーからなる。コア設計のファミリーは、２、３及び
４つのセグメントを有する実施例を含むが、これに限定されるものではない。 好ましき特徴は、Ｃ-バンドと称される約1530nmから1570nmまでの範囲内にあ
る動作窓未満の零分散波長を含み、約1570nmから1625nmの波長範囲であるＬ-バ
ンドの上端の約1625nmでの波長を含む。全分散は、好ましくは、動作窓内で約２
ps/nm-km未満ではなく、分散勾配が小さく、約0.10ps/nm2-kmよりも小さく、線
形分散によって限定されるパワー損失を保証する。小さい勾配は、1625nmで約13
ps/nm-kmよりも大きくない全分散を与える。1625nmで10ps/nm-km未満の全分散が
達成された。
【００１８】 ゼロでない全分散は効果的にＦＷＭを除去し、全分散の正の符号ＳＰＭによる
信号のデグラデーションを相殺する。 後述する表１、２及び３は、これらの特性を有する導波路ファイバの新規なフ
ァミリーを定義する。減衰が非常に小さく、曲げ誘導損失が許容範囲であること
は、以下の実施例において注目される。
【００１９】 図２のミクロン単位のコア半径対Δ％のチャート図を参照して、セグメントコ
アは２つのセグメントを有することがわかる。これは、第２及び第３のセグメン
トが等しいΔ％であって、表１に記載されている導波路ファイバの特別な場合で
ある。セグメント18は、約１のアルファを有するアルファ分布である。第２のセ
グメント20はステップ屈折率分布であって、幅から決定される外側半径を有する
。外側半径は表２から与えられる。この外側半径は、上記した定義の中間位置半
径でって、第３のセグメントの幅の中間点まで計測される。プリフォームの中心
部分のレイダウン工程の間において、ドーパント流量を増加させることによって
中央線ドーパント拡散の補償がなされる。ドーパント増加量は、好ましくは異な
るドーパント量をいくつかのプリフォームの中央線に添加することによって経験
的に決定され、そしてプリフォームは導波路ファイバに処理される。分布の曲線
部分22及び24は、ドーパント拡散によって生じている。一般に、モデル算出にお
いて含まれる半径は、この拡散を考慮に入れていない。なぜならば、図２に示さ
れるように分布部分22及び24での拡散効果は小さいからである。いずれにせよ、
拡散は屈折率分布の他の部分まで調整することによって補償され得る。
【００２０】
【実施例】
（実施例１）３セグメント分布 ファイバは、図３の如くモデル化されて、以下の形状を有している。中央線で
１から開始し、上記した定義を用いて連続的にセグメントをカウントすると、コ
ア設計は、約0.70％のΔ1％、約0.39μmのｒ1、約0.74のΔ2％、約2.84μmのｒ2 、約0.05％のΔ3％及び中央線からステップ20の中間点まで計測した約5.09μmの
ｒ3であった。セグメント３の幅は、約4.5μmであった。中央線上の相対屈折率
パーセントは、約0.7であって、約0.39μmの半径まで延在し、この位置でα分布
が開始する。αは、約１である。
【００２１】 この導波路ファイバは、以下の期待された特性： − 1501μmの零分散波長λ0 − 1540nmで3.11ps/nm-kmの全分散 − 1560nmで4.71ps/nm-kmの全分散 − 0.08ps/nm2-kmの全分散勾配 − ファイバのままで計測されて970nmのカットオフ波長λc − 72.7μm2の有効断面積Ａeff − 1550nmで0.196dB/kmの減衰、を有していた。ピン配列曲がり損失は、87dBで
あった。導波路の断面は横方向に荷重を受けて、曲がり損失が1550nmで0.72dB/m
であった。 （実施例２）３セグメント分布 図３の分布を有する第２の３セグメントコア導波路がモデル化された。この場
合、α分布26は中央線から開始して、0.63のΔ1％、3.69μmのｒ1を有する。第
２のセグメント28は、ステップ分布及び0.018のΔ2％を有している。第３のセグ
メント30は、ステップ分布、0.12％のΔ3％、8.2μmの上記定義による中間点半
径ｒ3及び4.23μmの幅を有している。
【００２２】 この導波路ファイバは、以下の期待された特性： − 1495μmの零分散波長λ0 − 1540nmで3.37ps/nm-kmの全分散 − 1560nmで4.88ps/nm-kmの全分散 − 0.075ps/nm2-kmの全分散勾配 − ファイバのままで計測されて1648nmのカットオフ波長λc − 72.8μm2の有効断面積Ａeff、を有していた。ピン配列曲げ損失は、15.3dBで
あった。導波路の断面は横方向に荷重を受けて、曲がり損失が1550nmで0.75dB/m
であった。
【００２３】 この例において、特性は優秀で、特に曲がり抵抗が実施例１の設計よりも非常
に良好であった。図３の点線32及び34は、他の３セグメントコア設計を示すため
に包含されている。図３のこの設計は、セグメント28及び30がステップ屈折率構
成から僅かにずれた屈折率分布を含んでいると理解される。例えば、セグメント
は小さい正若しくは負の勾配を有していてもよい。ドーパント拡散が図３のセグ
メント境界で示されているが、モデル算出ではこの拡散を含んでいない。これは
本願明細書に含まれている全てのモデル算出について同様にあてはまることであ
る。 （実施例３）４セグメント分布 図４の分布を有する導波路ファイバがモデル化された。第１のセグメント36は
、0.23の中央線上の相対屈折率と、上記した定義の如く、1.36μmの外側セグメ
ント半径ｒ1で0.28のΔ1を有する。α分布38は0.388のα、1.73のΔ2％、及び3.
17μmの外側セグメント半径ｒ2を有する。ステップ屈折率部分40は、0.17のΔ3
％を有し、ステップ屈折率部分42は、0.17のΔ4％、7.3μmのｒ4及び3.50μmの
幅を有した。
【００２４】 この導波路ファイバは、以下の期待された特性： − 1496μmの零分散波長λ0 − 1540nmで3.47ps/nm-kmの全分散 − 1560nmで5.06ps/nm-kmの全分散 − 0.08ps/nm2-kmの全分散勾配 − ファイバのままで計測されて1750nmのカットオフ波長λc − 72.7μm2の有効断面積Ａeff −1550nmで0.212dB/kmの減衰、を有していた。ピン配列曲げ損失は、6.16dBであ
った。導波路の断面は横方向に荷重を受けて、曲がり損失が1550nmで0.74dB/mで
あった。
【００２５】 この例においても特性は優秀で、特に曲がり抵抗が良好である。 本実施例は、分布の複雑さが増加するとともに、曲げ抵抗の改善と屈折率分布
対曲げ抵抗の単純さとの間に大きなトレードオフの関係があることを示している
。 所望の特性を与える更なる分布において考えられ得るパラメータ変動の範囲を
見つけ出すために、各々の分布変数に対応する軸を有する空間において一連のポ
イントについてモデル計算を行った。表１乃至３は、所望の特性を達成した本発
明による好適な導波路関数パラメータを示した。表１に実施例１の３セグメント
設計、表２に実施例２の３セグメント設計及び表３に４セグメント設計のパラメ
ータを示している。これらの表は、導波路ファイバ屈折率分布の限定、すなわち
半径及び相対屈折率Δ％に対する限定を、これらに由来する特性とともに記載し
ている。 （実施例４）３セグメント設計 優れた結果を生じた３セグメント設計の更なる実施例をモデル化した。図５を
参照すると、1.33のαのα分布であるセグメント46は、0.64のΔ1％、3.72μmの
ｒ1を有し、ステップ屈折率であるセグメント48は、0.008のΔ2％、4.5μmのｒ2 を有し、ステップ屈折率であるセグメント50は、0.14のΔ3％、7.43μmの中間点
半径ｒ3、及び、セグメント50の幅は、4.49μmである。セグメント44に与えられ
た中央線拡散補償は、0.39μmの半径まで延在する0.7の中央線上の相対屈折率を
有する。
【００２６】 この導波路ファイバは、以下の期待された特性： − 1501μmの零分散波長λ0 − 1530nmで2.53ps/nm-kmの全分散 − 1565nmで5.47ps/nm-kmの全分散 − 0.084ps/nm2-kmの全分散勾配 − ケーブル化されて計測されて1280nmのカットオフ波長λc − 72.5μm2の有効断面積Ａeff − 1550nmで0.195dB/kmの減衰 − 9.8μmのモードフィールド直径 − 1.61単位の内部体積 − 4.90単位の外部体積、を有していた。 （実施例５）製造結果 多数のファイバが図５のモデル分布に従って製造された。計測された屈折率分
布を図６に示す。ファイバパラメータの目標値は、以下の通りであった。中央線
上のくぼみは、0.55％の最小Δ％と0.39μmの半径を有する。α分布は、1.335の
α、0.64％のΔ％及び3.72μmの半径を有する。第２のセグメントのΔ％は、0.0
08である。第３のセグメントのΔ％は、0.137である。中間点半径は7.43、セグ
メント幅は4.49μmである。ファイバの平均特性は、以下の表に示した。
【００２７】
【外１】
【００２８】 これらは、所望とする導波路ファイバ特性を満たすか若しくはこれを上回る優 れた結果を示す。また、この導波路ファイバの1625nmでの減衰は、0.25dB/km未 満だった。 以下の表は、所望とする導波路ファイバ機能を生じる屈折率分布のファミリー
を実質的に定義する。各々のセグメントに対応する半径riとともに、各々の特定
のセグメントの最大及び最小値Δ1％が記載される。ここにおいて、セグメント
の中間点まで測定された半径値については、表の上段にその旨を掲げた。全ての
他の半径は、所与のセグメントの最大外側半径であって、隣接する次のセグメン
トの最小値である内側半径と同じである。ここでセグメントは、中心を１として
外側に向けてカウントされている。これらの他の半径は、セグメント分布間の外
挿された交差点までを計測される。幅は、セグメントの幅を指し、セグメントの
半径は、その中間点までを計測した半径である。
【００２９】
【表１】
【００３０】
【表２】
【００３１】
【表３】 新規な導波路の特定の実施例が本明細書において開示及び記載されてきたにも
かかわらず、本発明は特許請求の範囲によってのみに限定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】コンピューターモデル計算で使用された半径の定義を示す本発明による
コア分布の図である。
【図２】２セグメントの実施例におけるコア半径に対する相対屈折率パーセント
のチャート図である。
【図３】３セグメントの実施例におけるコア半径に対する相対屈折率パーセント
のチャート図である。
【図４】４セグメントの実施例におけるコア半径に対する相対屈折率パーセント
のチャート図である。
【図５】３セグメントの他の実施例におけるコア半径に対する相対屈折率パーセ
ントのチャート図である。
【図６】図５の目標形と一致するように作成された光ファイバのコア半径に対す
る相対屈折率パーセントのチャート図である。
【符号の説明】
10、12、14、16、18、20 セグメント 22、24 曲線部 36 第１のセグメント 38 α分布 40、42 ステップ屈折率部分
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年７月１８日（２０００．７．１８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【請求項30】 前記導波路ファイバの第１のセグメントは、約0.12から0.72の
範囲内のΔ1％、約0.23から0.24の範囲内の中央線上の相対屈折率及び約1.13か
ら1.39μmの範囲内の半径ｒ1を有し、 第２のセグメントは、約1.68から2.38％の範囲内のΔ2％、約2.25から3.29μm
の範囲内の半径を有し、 第３のセグメントは、約0.00から0.12の範囲内のΔ3％を有し、 第４のセグメントは、約0.06から0.18の範囲内のΔ4％、約5.29から7.39μmの
範囲内の中間点半径ｒ4及び約3.38から8.03μmの範囲内の幅を有することを特徴
とする請求項28記載のシングルモード光導波路ファイバプリフォーム。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年１１月９日（２０００．１１．９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１６
【補正方法】変更
【補正内容】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ６０／１３０，６５２ (32)優先日 平成11年４月23日(1999．4．23) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＬ，ＡＭ，Ａ Ｔ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ， ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，Ｉ Ｌ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ， ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，Ｐ Ｔ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ Ｆターム(参考） 2H050 AC09 AC15 AC27 AC28 AC71 AC73 AC76

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも２つのセグメントを有し、ｉをセグメントの番号とす
    ると、前記セグメントの各々が半径ｒi及び相対屈折率パーセントΔi％を有する
    セグメントコアと、前記コアを包囲し且つこれに接し、屈折率ｎcを有するクラ
    ッド層と、からなるシングルモード光導波路ファイバであって、 前記ｒi、Δi％及び屈折率分布は、 約1465nmから1530nmの範囲内の零分散波長、 1530nmの波長で２ps/nm-km以上の全分散、 1530nmから1570nmの波長範囲に亘って0.1ps/nm2-km未満の全分散勾配、 60μm2よりも大なる有効断面積、及び、 1530nmから1570nmの波長範囲に亘って約8.8μmから10.6μmの範囲内のモー
    ドフィールド直径、を与えるように選択されていることを特徴とするシングルモ
    ード光導波路ファイバ。
  2. 【請求項２】 1625nmの波長での全分散が約13ps/nm-km以下であることを特徴と
    する請求項１記載のシングルモード光導波路ファイバ。
  3. 【請求項３】 前記セグメントのうちの少なくとも１つはα分布を有することを
    特徴とする請求項１記載のシングルモード光導波路ファイバ。
  4. 【請求項４】 すべてのΔi％が正であることを特徴とする請求項３記載のシン
    グルモード光導波路ファイバ。
  5. 【請求項５】 前記コアは、中央線及び少なくとも３つのセグメントを有し、 中央線近傍で始まり且つ約１のα値のα分布を有する第１セグメントと、 前記第１セグメントに隣接して且つステップ屈折率分布を有する第２セグメン
    トと、 前記第２セグメントに隣接して且つステップ屈折率分布を有する第３セグメン
    トと、からなることを特徴とする請求項４記載のシングルモード光導波路ファイ
    バ。
  6. 【請求項６】 コアの内部体積は、約1.21単位から1.68単位の範囲内であって、
    外部体積は、約1.65単位から5.95単位の範囲内であって且つ前記外部体積に対す
    る前記内部体積の比は、約0.25から0.76の範囲内であることを特徴とする請求項
    ５記載のシングルモード光導波路ファイバ。
  7. 【請求項７】 前記第１セグメントは、約0.7から1.07の範囲内のΔ1％及び2.4
    から4.17μmの範囲内の半径ｒ1を有し、 前記第２セグメントは、約0.00から0.14％の範囲内のΔ2％を有し、 前記第３セグメントは、約0.06から0.16の範囲内のΔ3％、約3.95から10.11μ
    mの範囲内の中間点半径ｒ3及び約3.10から6.52μmの範囲内の幅を有することを
    特徴とする請求項５記載のシングルモード光導波路ファイバ。
  8. 【請求項８】 前記コアは、中央線及び少なくとも３つのセグメントを有し、 中央線から始まって且つ約0.97から3.16の範囲内のα値のα分布を有する第１
    セグメントと、 前記第１セグメントに隣接して且つステップ屈折率分布を有する第２セグメン
    トと、 前記第２セグメントと隣接して且つステップ屈折率分布を有する第３セグメン
    トと、からなることを特徴とする請求項４記載のシングルモード光導波路ファイ
    バ。
  9. 【請求項９】 コアの内部体積は、約1.36単位から1.84単位の範囲内であって、
    外部体積は、約2.17単位から6.10単位の範囲内であって且つ前記外部体積に対す
    る前記内部体積の比は、約0.24から0.70の範囲内であることを特徴とする請求項
    ８記載のシングルモード光導波路ファイバ。
  10. 【請求項10】 前記第１セグメントは、約0.54から0.83の範囲内のΔ1％及び2.7
    3から3.82μmの範囲内の半径ｒ1を有し、 前記第２セグメントは、約0.08から0.14％の範囲内のΔ2％を有し、 前記第３セグメントは、約0.06から0.09の範囲内のΔ3％、約5.76から10.25μ
    mの範囲内の中間点半径ｒ3及び約1.36から9.32μmの範囲内の幅を有することを
    特徴とする請求項８記載のシングルモード光導波路ファイバ。
  11. 【請求項11】 Δ1未満の約0.20Δ％であって且つ約0.4μm以下の半径を有する
    中央線上の相対屈折率のくぼみを更に有することを特徴とする請求項８記載のシ
    ングルモード光導波路ファイバ。
  12. 【請求項12】 1625nmでの全分散が約13ps/nm-km以下であることを特徴とする請
    求項10又は11記載のシングルモード光導波路ファイバ。
  13. 【請求項13】 前記コアは、中央線及び４つのセグメントを有し、 第１のセグメントは、中央線から始まって且つ中央線上で第１のデルタ値及び
    その半径で第２のデルタ値を有する曲線からなる屈折率分布を有し、前記曲線は
    、前記第１及び第２の屈折率デルタ値に基づくカーブフィット補間によって決定
    され、 第２のセグメントは、前記第１のセグメントに隣接し且つ約0.22から0.394の
    範囲内のα値であるα分布を有し、 第３のセグメントは、前記第２のセグメントに隣接し且つステップ屈折率分布
    を有し、 第４のセグメントは、前記第３のセグメントに隣接し且つステップ屈折率分布
    を有する、ことを特徴とする請求項４記載のシングルモード光導波路ファイバ。
  14. 【請求項14】 前記コアの前記内部体積は、約1.27単位から1.89単位の範囲内に
    あって、前記外部体積は、約2.05単位から5.87単位の範囲内にあって、前記外部
    体積に対する前記内部体積の比は、約0.25から0.77の範囲内にあることを特徴と
    する請求項13記載のシングルモード光導波路ファイバ。
  15. 【請求項15】 前記第１のセグメントは、約0.12から0.72の範囲内のΔ1％、約0
    .23から0.24の範囲内の中央線上の相対屈折率及び約1.13から1.39μmの範囲内の
    半径ｒ1を有し、 前記第２のセグメントは、約1.68から2.38％の範囲内のΔ2％及び約2.25から3
    .29μmの範囲内の半径を有し、 前記第３のセグメントは、約0.00から0.12の範囲内のΔ3％を有し、 前記第４のセグメントは、約0.06から0.18の範囲内のΔ4％、約5.29から7.39
    μmの範囲内の中間点半径ｒ4及び約3.38から8.03μmの範囲内の幅を有すること
    を特徴とする請求項13記載のシングルモード光導波路ファイバ。
  16. 【請求項16】 中央コア領域及びクラッド層からなる光導波路ファイバプリフ
    ォームであって、 前記中央コア領域は、前記クラッド層に接し且つこれに包囲され、前記光ファ
    イバプリフォームは、線引きされて導波路ファイバを形成し、前記プリフォーム
    の前記中央コア領域の屈折率分布は、セグメントコアを含む導波路ファイバを与
    え、 前記セグメントコアは、少なくとも２つのセグメントを有し、ｉをセグメント
    の番号とすると、前記セグメントの各々は、半径ｒi及び相対屈折率パーセント
    Δi％を有し、 前記クラッド層は、屈折率ｎcを有するとともに、前記コアに接し且つこれを
    包囲し、 前記ｒi、前記Δi％及び屈折率分布は、 約1465nmから1530nmの範囲内の零分散波長、 1530nmの波長で２ps/nm-km以上の全分散、 1530nmから1570nmの波長範囲に亘って0.1ps/nm2-km未満の全分散勾配、 60μm2よりも大なる有効断面積、及び、 1530nmから1570nmの波長範囲に亘って約8.8μmから10.6μmの範囲内のモー
    ドフィールド直径、を与えるように選択されることを特徴とする光導波路ファイ
    バプリフォーム。
  17. 【請求項17】 1625nmでの前記導波路ファイバの全分散が、約13ps/nm-km以下
    であることを特徴とする請求項16記載の光導波路ファイバプリフォーム。
  18. 【請求項18】 前記導波路ファイバセグメントのうちの少なくとも１つがα分
    布を有することを特徴とする請求項16記載の光導波路ファイバプリフォーム。
  19. 【請求項19】 前記導波路ファイバのΔi％の全てが正であることを特徴とす
    る請求項18記載の光導波路ファイバプリフォーム。
  20. 【請求項20】 前記導波路ファイバコアは、中央線及び少なくとも３つのセグ
    メントを有し、 第１のセグメントは、略中央線から開始し且つ１のα値のα分布を有し、 第２のセグメントは、前記第１のセグメントに隣接し且つステップ屈折率分布
    を有し、 第３のセグメントは、前記第２のセグメントに隣接し且つステップ屈折率分布
    を有することを特徴とする請求項19記載の光導波路ファイバプリフォーム。
  21. 【請求項21】 前記コアの内部体積は、約1.21単位から1.68単位の範囲内にあ
    って、外部体積は、約1.65単位から5.95単位の範囲内にあって、前記外部体積に
    対する前記内部体積の比は、約0.25から0.76の範囲内にあることを特徴とする請
    求項20記載の光導波路ファイバプリフォーム。
  22. 【請求項22】 前記導波路ファイバコアの第１セグメントは、約0.7から1.07
    の範囲内のΔ1％及び2.4から4.17μmの範囲内の半径ｒ1を有し、 前記第２セグメントは、約0.00から0.14％の範囲内のΔ2％を有し、 前記第３セグメントは、約0.06から0.16の範囲内のΔ3％、約3.95から10.11μ
    mの範囲内の中間点半径ｒ3及び約3.10から6.52μmの範囲内の幅を有することを
    特徴とする請求項20記載の光導波路ファイバプリフォーム。
  23. 【請求項23】 前記導波路ファイバコアは、中央線及び少なくとも３つのセグメ
    ントを有し、 第１のセグメントは、略中央線から開始し且つ約0.97から3.16の範囲内のα値
    のα分布を有し、 第２のセグメントは、前記第１のセグメントに隣接し且つステップ屈折率分布
    を有し、 第３のセグメントは、前記第２のセグメントに隣接し且つステップ屈折率分布
    を有することを特徴とする請求項19記載の光導波路ファイバプリフォーム。
  24. 【請求項24】 前記コアの内部体積は、約1.36単位から1.84単位の範囲内にあっ
    て、外部体積は、約2.17単位から6.10単位の範囲内にあって、前記外部体積に対
    する前記内部体積の比は、約0.24から0.70の範囲内にあることを特徴とする請求
    項23記載の光導波路ファイバプリフォーム。
  25. 【請求項25】 前記導波路ファイバの第１のセグメントは、約0.54から0.83の
    範囲内のΔ1％及び約2.73から3.82μmの範囲内の半径ｒ1を有し、 前記第２のセグメントは、約0.08から0.14%の範囲内のΔ2％を有し、 前記第３のセグメントは、約0.06から0.09の範囲内のΔ3％、約5.76から10.25
    μmの範囲内の中間点半径ｒ3及び約1.36から9.32μmの範囲内の幅を有すること
    を特徴とする請求項23記載の光導波路ファイバプリフォーム。
  26. 【請求項26】 Δ1未満の約0.20Δ％であって且つ約0.4μm以下の半径の中央
    線上の相対屈折率のくぼみを更に含むことを特徴とする請求項23記載の光導波路
    ファイバプリフォーム。
  27. 【請求項27】 1625nmでの前記導波路ファイバの全分散は、約13ps/nm-km以下
    であることを特徴とする請求項25又は26記載の光導波路ファイバプリフォーム。
  28. 【請求項28】 前記導波路ファイバコアは、中央線及び４つのセグメントを有
    し、 第１のセグメントは、中央線から始まって、前記中央線上で第１のデルタ値及
    び半径で第２のデルタ値を有する曲線の屈折率分布を有し、前記曲線は、第１及
    び第２の屈折率デルタ値に基づくカーブフィット補間によって決定され、 第２のセグメントは、前記第１のセグメントに隣接し且つ約0.22から0.394の
    範囲のα値であるα分布を有し、 第３のセグメントは、前記第２のセグメントに隣接し且つステップ屈折率分布
    を有し、 第４のセグメントは、前記第３のセグメントに隣接し且つステップ屈折率分布
    を有することを特徴とする請求項19記載のシングルモード光ファイバプリフォー
    ム。
  29. 【請求項29】 前記導波路ファイバコアの内部体積は、約1.27単位から1.89単
    位の範囲内にあって、外部体積は、約2.05単位から5.87単位の範囲内にあって、
    前記外部体積に対する前記内部体積の比は、約0.25から0.77の範囲内にあること
    を特徴とする請求項28記載の光導波路ファイバプリフォーム。
  30. 【請求項30】 前記導波路ファイバの第１のセグメントは、約0.12から0.72の
    範囲内のΔ1％、約0.23から0.24の範囲内の中央線上の相対屈折率及び約1.13か
    ら1.39μmの範囲内の半径ｒ1を有し、 第２のセグメントは、約1.68から2.38％の範囲内のΔ2％、約2.25から3.29μm
    の範囲内の半径を有し、 第３のセグメントは、約0.00から0.12の範囲内のΔ3％を有し、 第４のセグメントは、約0.06から0.18の範囲内のΔ4％、約5.29から7.39μmの
    範囲内の中間点半径ｒ4及び約3.38から8.03μmの範囲内の幅を有することを特徴
    とする請求項28記載のシングルモード光導波路ファイバプリフォーム。
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