JP2003021743A - 光ファイバおよび該光ファイバを用いた光伝送システム - Google Patents
光ファイバおよび該光ファイバを用いた光伝送システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ラマン増幅を利用した光伝送システムにおけ
る信号対雑音特性が良好で、かつラマン効率が高い光フ
ァイバ、および該光ファイバを用いた光伝送システムを
提供する。 【解決手段】 中心コアとクラッドとの間に１つ以上の
環状領域を含む屈折率分布構造を有する光ファイバにお
いて、レイリー散乱係数が１μｍ4 ・ｄＢ／ｋｍ以下で
あり、中心コアのクラッドに対する比屈折率差が０．９
％以下の正の値であり、中心コアに隣接する環状領域の
クラッドに対する比屈折率差が−０．７％以上−０．２
％以下であり、かつ実効コア断面積が６０μｍ2 以下で
ある光ファイバを用い、前記光ファイバに波長多重され
た励起光を入射することにより増幅効果を得る光伝送シ
ステムを構成する。
る信号対雑音特性が良好で、かつラマン効率が高い光フ
ァイバ、および該光ファイバを用いた光伝送システムを
提供する。 【解決手段】 中心コアとクラッドとの間に１つ以上の
環状領域を含む屈折率分布構造を有する光ファイバにお
いて、レイリー散乱係数が１μｍ4 ・ｄＢ／ｋｍ以下で
あり、中心コアのクラッドに対する比屈折率差が０．９
％以下の正の値であり、中心コアに隣接する環状領域の
クラッドに対する比屈折率差が−０．７％以上−０．２
％以下であり、かつ実効コア断面積が６０μｍ2 以下で
ある光ファイバを用い、前記光ファイバに波長多重され
た励起光を入射することにより増幅効果を得る光伝送シ
ステムを構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長分割多重（Ｗ
ＤＭ）光伝送に好適に用いられる光ファイバおよび該光
ファイバを用いた光伝送システムに関する。
ＤＭ）光伝送に好適に用いられる光ファイバおよび該光
ファイバを用いた光伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】光伝送システムの伝送容量を増大させる
ために、ＷＤＭ光伝送を行うことが盛んに検討されてお
り、特に最近ではラマン増幅を用いたＷＤＭ光伝送シス
テムの検討も行われている。
ために、ＷＤＭ光伝送を行うことが盛んに検討されてお
り、特に最近ではラマン増幅を用いたＷＤＭ光伝送シス
テムの検討も行われている。
【０００３】ラマン増幅については、励起光源波長より
もおよそ１００ｎｍ長波長側に離れた波長でラマン利得
の最大値が得られることが知られている。この現象を利
用して、波長の異なる複数の励起光源（以下、波長多重
励起光源とする）を用い、ＷＤＭ光信号を増幅すること
が試みられている。ここで、波長多重励起光源の最も長
波長側の励起光が、ＷＤＭ信号の最も短波長側の信号光
と重なり合わないようにするために、波長多重励起光源
の波長帯域はおよそ１００ｎｍ以下であることが必要で
ある。
もおよそ１００ｎｍ長波長側に離れた波長でラマン利得
の最大値が得られることが知られている。この現象を利
用して、波長の異なる複数の励起光源（以下、波長多重
励起光源とする）を用い、ＷＤＭ光信号を増幅すること
が試みられている。ここで、波長多重励起光源の最も長
波長側の励起光が、ＷＤＭ信号の最も短波長側の信号光
と重なり合わないようにするために、波長多重励起光源
の波長帯域はおよそ１００ｎｍ以下であることが必要で
ある。
【０００４】このようなラマン増幅を用いた光伝送シス
テムを実現するためには、中継点および受信局において
修復不可能な波形歪みが起こらないことが必要であり、
このためには光伝送路による非線形現象を抑制し、かつ
光伝送路における累積分散を小さくすることが効果的で
ある。また、ラマン増幅を用いた光伝送システムでは、
ラマン増幅を行う部分の光伝送路には、波長１．３μｍ
付近にゼロ分散を有するシングルモード光ファイバ（Ｓ
ＭＦ）や、コアの屈折率を上昇させるためのドーパント
を増加させてラマン効率を上げた光ファイバなどの使用
が検討されている。
テムを実現するためには、中継点および受信局において
修復不可能な波形歪みが起こらないことが必要であり、
このためには光伝送路による非線形現象を抑制し、かつ
光伝送路における累積分散を小さくすることが効果的で
ある。また、ラマン増幅を用いた光伝送システムでは、
ラマン増幅を行う部分の光伝送路には、波長１．３μｍ
付近にゼロ分散を有するシングルモード光ファイバ（Ｓ
ＭＦ）や、コアの屈折率を上昇させるためのドーパント
を増加させてラマン効率を上げた光ファイバなどの使用
が検討されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＳＭＦ
は実効コア断面積（Ａeff ）が約８０μｍ2 と比較的大
きいため、ラマン増幅をおこなうためには効率が悪く、
波長多重励起光源としてトータルで１Ｗ以上の光パワー
を必要とし、経済的でない。
は実効コア断面積（Ａeff ）が約８０μｍ2 と比較的大
きいため、ラマン増幅をおこなうためには効率が悪く、
波長多重励起光源としてトータルで１Ｗ以上の光パワー
を必要とし、経済的でない。
【０００６】また、コアの屈折率を上昇させるためのド
ーパントを増加させた光ファイバは、レイリー散乱が本
質的に大きい。レイリー散乱の大きさを示す指標として
レイリー散乱係数があるが、この値が前述のＳＭＦでは
約０．９μｍ4 ・ｄＢ／ｋｍであるのに対し、コアの屈
折率を上昇させるためのドーパントを増加させた光ファ
イバでは１．１μｍ4 ・ｄＢ／ｋｍ以上となることがほ
とんどである。このようなレイリー散乱係数の大きい光
ファイバをラマン増幅に用いると、後方に散乱したノイ
ズ成分が次に前方に散乱して信号と重なる現象、いわゆ
るダブルレイリー散乱が発生しやすくなり、信号対雑音
特性（ＳＮＲ）が悪化する傾向がある。また、コアの屈
折率を上昇させるためのドーパントを増加させた光ファ
イバは、ゼロ分散波長が信号光帯域あるいは励起光帯域
に存在するために、四光波混合（ＦＷＭ）等の問題が生
じやすくなっている。ＳＮＲの悪化やＦＷＭ現象の発生
はいずれも、ＷＤＭ光伝送の際の符号誤り率（ＢＥＲ）
を悪化させる要因となるため、ＢＥＲの値を低く抑える
必要がある高密度ＷＤＭ（ＤＷＤＭ）光伝送システムに
おいては、この光ファイバをラマン増幅に利用すること
は好適ではない。
ーパントを増加させた光ファイバは、レイリー散乱が本
質的に大きい。レイリー散乱の大きさを示す指標として
レイリー散乱係数があるが、この値が前述のＳＭＦでは
約０．９μｍ4 ・ｄＢ／ｋｍであるのに対し、コアの屈
折率を上昇させるためのドーパントを増加させた光ファ
イバでは１．１μｍ4 ・ｄＢ／ｋｍ以上となることがほ
とんどである。このようなレイリー散乱係数の大きい光
ファイバをラマン増幅に用いると、後方に散乱したノイ
ズ成分が次に前方に散乱して信号と重なる現象、いわゆ
るダブルレイリー散乱が発生しやすくなり、信号対雑音
特性（ＳＮＲ）が悪化する傾向がある。また、コアの屈
折率を上昇させるためのドーパントを増加させた光ファ
イバは、ゼロ分散波長が信号光帯域あるいは励起光帯域
に存在するために、四光波混合（ＦＷＭ）等の問題が生
じやすくなっている。ＳＮＲの悪化やＦＷＭ現象の発生
はいずれも、ＷＤＭ光伝送の際の符号誤り率（ＢＥＲ）
を悪化させる要因となるため、ＢＥＲの値を低く抑える
必要がある高密度ＷＤＭ（ＤＷＤＭ）光伝送システムに
おいては、この光ファイバをラマン増幅に利用すること
は好適ではない。
【０００７】すなわち、上述の２種類の光ファイバは、
ラマン増幅を提供するための光ファイバとしては適切な
ものではないという問題があった。
ラマン増幅を提供するための光ファイバとしては適切な
ものではないという問題があった。
【０００８】そこで、本発明は、レイリー散乱係数が小
さく、かつ、ラマン効率が高い光ファイバを提供するこ
とを目的とし、さらに、信号光波長域および励起光波長
域にゼロ分散波長が配置されてない光ファイバを提供す
ることを目的とする。また、これらの光ファイバを用い
てラマン増幅を行う光伝送システムを提供することもあ
わせて目的とする。
さく、かつ、ラマン効率が高い光ファイバを提供するこ
とを目的とし、さらに、信号光波長域および励起光波長
域にゼロ分散波長が配置されてない光ファイバを提供す
ることを目的とする。また、これらの光ファイバを用い
てラマン増幅を行う光伝送システムを提供することもあ
わせて目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために鋭意検討の結果、到達したものである。即
ち、本発明の請求項１に係る発明は、中心コアとクラッ
ドとの間に１つ以上の環状領域を含む屈折率分布構造を
有する光ファイバにおいて、レイリー散乱係数が１μｍ
4 ・ｄＢ／ｋｍ以下であり、前記中心コアの前記クラッ
ドに対する比屈折率差Δ１が０．９％以下の正の値であ
り、前記中心コアに隣接する環状領域の前記クラッドに
対する比屈折率差Δ２が−０．７％以上−０．２％以下
であり、かつ実効コア断面積が６０μｍ2 以下であるこ
とを特徴とするものである。
成するために鋭意検討の結果、到達したものである。即
ち、本発明の請求項１に係る発明は、中心コアとクラッ
ドとの間に１つ以上の環状領域を含む屈折率分布構造を
有する光ファイバにおいて、レイリー散乱係数が１μｍ
4 ・ｄＢ／ｋｍ以下であり、前記中心コアの前記クラッ
ドに対する比屈折率差Δ１が０．９％以下の正の値であ
り、前記中心コアに隣接する環状領域の前記クラッドに
対する比屈折率差Δ２が−０．７％以上−０．２％以下
であり、かつ実効コア断面積が６０μｍ2 以下であるこ
とを特徴とするものである。
【００１０】また、本発明の請求項２に係る発明は、請
求項１に係る発明において、ゼロ分散波長が１４００ｎ
ｍ〜１６００ｎｍの範囲の外側に存在することを特徴と
するものである。
求項１に係る発明において、ゼロ分散波長が１４００ｎ
ｍ〜１６００ｎｍの範囲の外側に存在することを特徴と
するものである。
【００１１】さらに、本発明の請求項３に係る発明は、
請求項１または請求項２に係る発明の光ファイバを用い
た光伝送システムであって、前記光ファイバに波長多重
された励起光を入射することにより増幅効果を得ること
を特徴とするものである。
請求項１または請求項２に係る発明の光ファイバを用い
た光伝送システムであって、前記光ファイバに波長多重
された励起光を入射することにより増幅効果を得ること
を特徴とするものである。
【００１２】これらの解決手段により、ラマン増幅を用
いた光伝送システムを好適に実現することが可能とな
る。
いた光伝送システムを好適に実現することが可能とな
る。
【００１３】ここで、請求項１において、レイリー散乱
係数が１μｍ4 ・ｄＢ／ｋｍ以下であるとする理由は、
レイリー散乱係数がこの値より大きい場合は、ダブルレ
イリー散乱によるＳＮＲの劣化が無視できなくなるため
である。また、中心コアのクラッドに対する比屈折率差
Δ１を０．９％以下の正の値とする理由は、Δ１を０．
９％より大きくすると、レイリー散乱係数が１μｍ4 ・
ｄＢ／ｋｍより大きくなる可能性が高くなるためであ
り、ＳＮＲの劣化が無視できなくなるためである。ま
た、中心コアに隣接する環状領域のクラッドに対する比
屈折率差Δ２が−０．７％以上−０．２％以下であると
する理由は、Δ２をこの範囲外とすると、Δ１を０．９
％以下の正の値とした場合に、ＷＤＭ光伝送に適さない
光ファイバとなる可能性が高くなるためである。さら
に、実効コア断面積を６０μｍ2 以下とする理由は、実
効コア断面積が６０μｍ2 より大きい場合には、ラマン
効率の低下を招くためである。
係数が１μｍ4 ・ｄＢ／ｋｍ以下であるとする理由は、
レイリー散乱係数がこの値より大きい場合は、ダブルレ
イリー散乱によるＳＮＲの劣化が無視できなくなるため
である。また、中心コアのクラッドに対する比屈折率差
Δ１を０．９％以下の正の値とする理由は、Δ１を０．
９％より大きくすると、レイリー散乱係数が１μｍ4 ・
ｄＢ／ｋｍより大きくなる可能性が高くなるためであ
り、ＳＮＲの劣化が無視できなくなるためである。ま
た、中心コアに隣接する環状領域のクラッドに対する比
屈折率差Δ２が−０．７％以上−０．２％以下であると
する理由は、Δ２をこの範囲外とすると、Δ１を０．９
％以下の正の値とした場合に、ＷＤＭ光伝送に適さない
光ファイバとなる可能性が高くなるためである。さら
に、実効コア断面積を６０μｍ2 以下とする理由は、実
効コア断面積が６０μｍ2 より大きい場合には、ラマン
効率の低下を招くためである。
【００１４】また、請求項２において、ゼロ分散波長を
１４００ｎｍ〜１６００ｎｍの範囲の外側に存在させる
理由は、ラマン増幅を用いて波長１５００〜１６００ｎ
ｍ付近のＷＤＭ光伝送を行う際にゼロ分散波長が１４０
０ｎｍ〜１６００ｎｍの範囲にある場合には、励起光ま
たは信号光の波長域においてＦＷＭが発生する可能性が
高くなるためである。
１４００ｎｍ〜１６００ｎｍの範囲の外側に存在させる
理由は、ラマン増幅を用いて波長１５００〜１６００ｎ
ｍ付近のＷＤＭ光伝送を行う際にゼロ分散波長が１４０
０ｎｍ〜１６００ｎｍの範囲にある場合には、励起光ま
たは信号光の波長域においてＦＷＭが発生する可能性が
高くなるためである。
【００１５】なお、請求項１においては、レイリー散乱
係数、比屈折率差Δ１および実効コア断面積について上
限のみを規定しているが、レイリー散乱係数と比屈折率
差Δ１は一方が増加すると、他方も増加する関係にあ
り、また、レイリー散乱係数と実効コア断面積は一方が
増加すると、他方が減少する関係にあるため、レイリー
散乱係数、比屈折率差Δ１、実効コア断面積の上限を規
定することにより、実質的に下限も規定されることにな
る。
係数、比屈折率差Δ１および実効コア断面積について上
限のみを規定しているが、レイリー散乱係数と比屈折率
差Δ１は一方が増加すると、他方も増加する関係にあ
り、また、レイリー散乱係数と実効コア断面積は一方が
増加すると、他方が減少する関係にあるため、レイリー
散乱係数、比屈折率差Δ１、実効コア断面積の上限を規
定することにより、実質的に下限も規定されることにな
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図面を用
いて説明する。図１は、本発明に係わる光ファイバの屈
折率分布構造の実施形態を示す説明図である。図１にお
いて、１１は中心コア、１２は環状領域、１３はクラッ
ドである。そして、中心コア１１はクラッド１３に対す
る比屈折率差Δ１を有し、環状領域１２はクラッド１３
に対する比屈折率差Δ２を有する。なお、図１におい
て、Δ１＞０、Δ２＜０である。
いて説明する。図１は、本発明に係わる光ファイバの屈
折率分布構造の実施形態を示す説明図である。図１にお
いて、１１は中心コア、１２は環状領域、１３はクラッ
ドである。そして、中心コア１１はクラッド１３に対す
る比屈折率差Δ１を有し、環状領域１２はクラッド１３
に対する比屈折率差Δ２を有する。なお、図１におい
て、Δ１＞０、Δ２＜０である。
【００１７】図２は、本発明の光ファイバの屈折率分布
構造の他の実施形態を示す説明図である。図２におい
て、２１は中心コア、２２は第１の環状領域、２３は第
２の環状領域、２４はクラッドである。そして、中心コ
ア２１はクラッド２４に対する比屈折率差Δ１を有し、
第１の環状領域２２はクラッド２４に対する比屈折率差
Δ２を有し、第２の環状領域２３はクラッド２４に対す
る比屈折率差Δ３を有する。なお、図２において、Δ１
＞０、Δ２＜０、Δ３＞０である。
構造の他の実施形態を示す説明図である。図２におい
て、２１は中心コア、２２は第１の環状領域、２３は第
２の環状領域、２４はクラッドである。そして、中心コ
ア２１はクラッド２４に対する比屈折率差Δ１を有し、
第１の環状領域２２はクラッド２４に対する比屈折率差
Δ２を有し、第２の環状領域２３はクラッド２４に対す
る比屈折率差Δ３を有する。なお、図２において、Δ１
＞０、Δ２＜０、Δ３＞０である。
【００１８】本発明の光ファイバは図１および図２に示
されるものに限らず、中心コアとクラッドとの間に１つ
以上の環状領域を含む屈折率分布構造を有し、レイリー
散乱係数が１μｍ4 ・ｄＢ／ｋｍ以下であり、前記中心
コアのクラッドに対する比屈折率差Δ１が０．９％以下
の正の値であり、前記中心コアに隣接する環状領域のク
ラッドに対する比屈折率差Δ２が−０．７％以上−０．
２％以下であり、かつ実効コア断面積が６０μｍ2 以下
であるような光ファイバは、本発明の範囲に含まれる。
されるものに限らず、中心コアとクラッドとの間に１つ
以上の環状領域を含む屈折率分布構造を有し、レイリー
散乱係数が１μｍ4 ・ｄＢ／ｋｍ以下であり、前記中心
コアのクラッドに対する比屈折率差Δ１が０．９％以下
の正の値であり、前記中心コアに隣接する環状領域のク
ラッドに対する比屈折率差Δ２が−０．７％以上−０．
２％以下であり、かつ実効コア断面積が６０μｍ2 以下
であるような光ファイバは、本発明の範囲に含まれる。
【００１９】図３は、本発明の光ファイバを用いた光伝
送システムの一実施形態を示す説明図である。図３にお
いて、３１は光送信装置であり、３２は光受信装置であ
り、３３は波長多重励起光源であり、３４は光合波手段
であり、３５および３６は光ファイバを用いた光伝送路
である。そして、光伝送路３５の少なくとも一部には、
本発明の光ファイバが用いられる。さらに、光伝送路３
６の少なくとも一部に本発明の光ファイバが用いられて
いてもよい。
送システムの一実施形態を示す説明図である。図３にお
いて、３１は光送信装置であり、３２は光受信装置であ
り、３３は波長多重励起光源であり、３４は光合波手段
であり、３５および３６は光ファイバを用いた光伝送路
である。そして、光伝送路３５の少なくとも一部には、
本発明の光ファイバが用いられる。さらに、光伝送路３
６の少なくとも一部に本発明の光ファイバが用いられて
いてもよい。
【００２０】波長多重励起光源３３は、波長の異なる複
数の励起光源から構成されている。また、光合波手段３
４は、例えばダイクロイックミラーやＷＤＭカプラなど
のＷＤＭフィルタなどで構成されており、波長多重励起
光源３３からの励起光を光伝送路３５に送りこむ機能を
有する。このことにより、光伝送路３５の内部でラマン
増幅が行われる。
数の励起光源から構成されている。また、光合波手段３
４は、例えばダイクロイックミラーやＷＤＭカプラなど
のＷＤＭフィルタなどで構成されており、波長多重励起
光源３３からの励起光を光伝送路３５に送りこむ機能を
有する。このことにより、光伝送路３５の内部でラマン
増幅が行われる。
【００２１】図３において、波長多重励起光源３３、光
合波手段３４、光伝送路３５はラマン増幅器３７（破線
で囲った領域）を構成し、この種のラマン増幅器３７は
分布定数型ラマン増幅器と称される。
合波手段３４、光伝送路３５はラマン増幅器３７（破線
で囲った領域）を構成し、この種のラマン増幅器３７は
分布定数型ラマン増幅器と称される。
【００２２】なお、光伝送路３５および光伝送路３６と
の区別は、実質的にラマン増幅が行われている部分とそ
うでない部分との区別するための便宜的なものであっ
て、光伝送路３５および光伝送路３６が１種類の光ファ
イバで構成されているものも当然含まれる。また、光伝
送路全体で実質的にラマン増幅が行われる場合は、光伝
送路３６は存在しないものとして取り扱うことも可能で
ある。
の区別は、実質的にラマン増幅が行われている部分とそ
うでない部分との区別するための便宜的なものであっ
て、光伝送路３５および光伝送路３６が１種類の光ファ
イバで構成されているものも当然含まれる。また、光伝
送路全体で実質的にラマン増幅が行われる場合は、光伝
送路３６は存在しないものとして取り扱うことも可能で
ある。
【００２３】図４は、本発明の光ファイバを用いた光伝
送システムの他の実施形態を示す説明図である。図４に
おいて、４１は光送信装置であり、４２は光受信装置で
あり、４３は波長多重励起光源であり、４４は光合波手
段であり、４５は光増幅ファイバであり、４６は光ファ
イバを用いた光伝送路である。そして、光増幅ファイバ
４５の少なくとも一部には、本発明の光ファイバが用い
られる。さらに、光伝送路４６の少なくとも一部に本発
明の光ファイバが用いられていてもよい。
送システムの他の実施形態を示す説明図である。図４に
おいて、４１は光送信装置であり、４２は光受信装置で
あり、４３は波長多重励起光源であり、４４は光合波手
段であり、４５は光増幅ファイバであり、４６は光ファ
イバを用いた光伝送路である。そして、光増幅ファイバ
４５の少なくとも一部には、本発明の光ファイバが用い
られる。さらに、光伝送路４６の少なくとも一部に本発
明の光ファイバが用いられていてもよい。
【００２４】波長多重励起光源４３および光合波手段４
４は、それぞれ図３の波長多重励起光源３３、光合波手
段３４と同様である。そして、図４の構成により、光増
幅ファイバ４５の内部でラマン増幅が行われる。
４は、それぞれ図３の波長多重励起光源３３、光合波手
段３４と同様である。そして、図４の構成により、光増
幅ファイバ４５の内部でラマン増幅が行われる。
【００２５】図４において、波長多重励起光源４３、光
合波手段４４、光増幅ファイバ４５はラマン増幅器４７
（実線で囲った領域）を構成し、この種のラマン増幅器
４７は集中定数型ラマン増幅器と称される。
合波手段４４、光増幅ファイバ４５はラマン増幅器４７
（実線で囲った領域）を構成し、この種のラマン増幅器
４７は集中定数型ラマン増幅器と称される。
【００２６】ここで、図３における光伝送路３５、図４
における光増幅ファイバ４５がラマン増幅に直接関わっ
ていることになるが、光伝送路３５または光増幅ファイ
バ４５に用いられる光ファイバには、レイリー散乱係数
が小さいこと、およびラマン効率が高いことが要求され
る。また、信号光波長域および励起光波長域にゼロ分散
波長が配置されないことも、ＦＷＭの発生を抑制する観
点から要求される。従来の光ファイバはこれらの要求を
すべて満足することが困難であったが、本発明の光ファ
イバは上述の要求を満足させることが可能となる。
における光増幅ファイバ４５がラマン増幅に直接関わっ
ていることになるが、光伝送路３５または光増幅ファイ
バ４５に用いられる光ファイバには、レイリー散乱係数
が小さいこと、およびラマン効率が高いことが要求され
る。また、信号光波長域および励起光波長域にゼロ分散
波長が配置されないことも、ＦＷＭの発生を抑制する観
点から要求される。従来の光ファイバはこれらの要求を
すべて満足することが困難であったが、本発明の光ファ
イバは上述の要求を満足させることが可能となる。
【００２７】以下、実施例により本発明の有効性を説明
する。 （光ファイバの実施例）本発明の実施例および従来例の
光ファイバを表１に示す。なお、Δ１、Δ２、Δ３の単
位は％であり、クラッド内径の単位はμｍであり、分散
の単位はｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、Ａeff の単位はμｍ
2 であり、レイリー散乱係数の単位はμｍ4 ・ｄＢ／ｋ
ｍである。
する。 （光ファイバの実施例）本発明の実施例および従来例の
光ファイバを表１に示す。なお、Δ１、Δ２、Δ３の単
位は％であり、クラッド内径の単位はμｍであり、分散
の単位はｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、Ａeff の単位はμｍ
2 であり、レイリー散乱係数の単位はμｍ4 ・ｄＢ／ｋ
ｍである。
【００２８】
【表１】
【００２９】表１において、実施例の光ファイバはすべ
て、中心コアとクラッドとの間に１つ以上の環状領域を
含む屈折率分布構造を有し、レイリー散乱係数が１μｍ
4 ・ｄＢ／ｋｍ以下であり、中心コアのクラッドに対す
る比屈折率差Δ１が０．９％以下の正の値であり、中心
コアに隣接する環状領域のクラッドに対する比屈折率差
Δ２が−０．７％以上−０．２％以下であり、かつ実効
コア断面積が６０μｍ 2 以下である条件を満たしてい
る。この条件を満たすことにより、実施例の光ファイバ
はラマン増幅に適したものとなる。
て、中心コアとクラッドとの間に１つ以上の環状領域を
含む屈折率分布構造を有し、レイリー散乱係数が１μｍ
4 ・ｄＢ／ｋｍ以下であり、中心コアのクラッドに対す
る比屈折率差Δ１が０．９％以下の正の値であり、中心
コアに隣接する環状領域のクラッドに対する比屈折率差
Δ２が−０．７％以上−０．２％以下であり、かつ実効
コア断面積が６０μｍ 2 以下である条件を満たしてい
る。この条件を満たすことにより、実施例の光ファイバ
はラマン増幅に適したものとなる。
【００３０】また、表１において、従来例１はＳＭＦで
あり、従来例２および従来例３はコアの屈折率を上昇さ
せるためのドーパントを増加させた光ファイバである。
具体的には従来例２はＡeff 拡大光ファイバとして光伝
送路に使用され、従来例３は分散補償光ファイバ（ＤＣ
Ｆ）として使用されているものである。
あり、従来例２および従来例３はコアの屈折率を上昇さ
せるためのドーパントを増加させた光ファイバである。
具体的には従来例２はＡeff 拡大光ファイバとして光伝
送路に使用され、従来例３は分散補償光ファイバ（ＤＣ
Ｆ）として使用されているものである。
【００３１】（光伝送システムの第１の実施例）図３の
光伝送システムにおいて、表１の光ファイバ（実施例
１、実施例２、実施例３、従来例１、従来例２）を光伝
送路３５に用いて、光伝送実験を行った。ここで、実験
の前提条件として、光送信装置３１と光受信装置３２と
の距離を約１００ｋｍとし、４０Ｇｂｐｓ／ｃｈの光信
号１６波を波長１５４０ｎｍ〜１５６４ｎｍの範囲で等
間隔に配置し、光受信装置３２における信号光レベルを
各実験において一定となるようにした。また、波長多重
励起光源３３に含まれる各光源の波長およびパワーは、
波長対利得特性が比較的平坦（少なくとも偏差が１ｄＢ
以内）になるように調整した。
光伝送システムにおいて、表１の光ファイバ（実施例
１、実施例２、実施例３、従来例１、従来例２）を光伝
送路３５に用いて、光伝送実験を行った。ここで、実験
の前提条件として、光送信装置３１と光受信装置３２と
の距離を約１００ｋｍとし、４０Ｇｂｐｓ／ｃｈの光信
号１６波を波長１５４０ｎｍ〜１５６４ｎｍの範囲で等
間隔に配置し、光受信装置３２における信号光レベルを
各実験において一定となるようにした。また、波長多重
励起光源３３に含まれる各光源の波長およびパワーは、
波長対利得特性が比較的平坦（少なくとも偏差が１ｄＢ
以内）になるように調整した。
【００３２】光伝送路３５に用いた光ファイバの種類、
励起光パワー、光伝送実験の結果を表２に示す。なお、
励起光パワーはトータルパワーであって、その単位はｍ
Ｗであり、光伝送実験の結果の表記は、ＢＥＲの値が光
伝送システムを介して劣化しないものは○、劣化するも
のは×とした。
励起光パワー、光伝送実験の結果を表２に示す。なお、
励起光パワーはトータルパワーであって、その単位はｍ
Ｗであり、光伝送実験の結果の表記は、ＢＥＲの値が光
伝送システムを介して劣化しないものは○、劣化するも
のは×とした。
【００３３】
【表２】
【００３４】表２の結果により、本発明の実施例の光フ
ァイバを用いた図３の光伝送システムは、従来例の光フ
ァイバを用いた図３の光伝送システムと比較して、下記
の利点があることがわかった。
ァイバを用いた図３の光伝送システムは、従来例の光フ
ァイバを用いた図３の光伝送システムと比較して、下記
の利点があることがわかった。
【００３５】（１）実施例１の光ファイバを用いた場合
実施例１の光ファイバと従来例１の光ファイバとを比較
した場合、レイリー散乱係数はほぼ同じであるが、実施
例１の光ファイバはＡeff が小さくなっているため、図
３の光伝送システムにおいて、ラマン効率の向上がもた
らされている。すなわち、実施例１の光ファイバは従来
例１の光ファイバよりラマン増幅に適しているといえ
る。実施例１の光ファイバと従来例２の光ファイバとを
比較した場合、実施例１の光ファイバはレイリー散乱係
数、Ａeff とも小さくなっており、図３の光伝送システ
ムにおいて、ＳＮＲの改善およびラマン効率の向上がも
たらされている。すなわち、実施例１の光ファイバは従
来例２の光ファイバよりラマン増幅に適しているといえ
る。
した場合、レイリー散乱係数はほぼ同じであるが、実施
例１の光ファイバはＡeff が小さくなっているため、図
３の光伝送システムにおいて、ラマン効率の向上がもた
らされている。すなわち、実施例１の光ファイバは従来
例１の光ファイバよりラマン増幅に適しているといえ
る。実施例１の光ファイバと従来例２の光ファイバとを
比較した場合、実施例１の光ファイバはレイリー散乱係
数、Ａeff とも小さくなっており、図３の光伝送システ
ムにおいて、ＳＮＲの改善およびラマン効率の向上がも
たらされている。すなわち、実施例１の光ファイバは従
来例２の光ファイバよりラマン増幅に適しているといえ
る。
【００３６】（２）実施例２の光ファイバを用いた場合
実施例２の光ファイバと従来例１の光ファイバとを比較
した場合、実施例２の光ファイバはレイリー散乱係数が
数％大きく、Ａeff が小さくなっており、図３の光伝送
システムにおいて、実質的にラマン効率の向上がもたら
されている。すなわち、実施例２の光ファイバは従来例
１の光ファイバよりラマン増幅に適している。実施例２
の光ファイバと従来例２の光ファイバとを比較した場
合、レイリー散乱係数、Ａeff とも小さくなっており、
図３の光伝送システムにおいて、ＳＮＲの改善およびラ
マン効率の向上がもたらされている。すなわち、実施例
２の光ファイバは従来例２の光ファイバよりラマン増幅
に適しているといえる。
した場合、実施例２の光ファイバはレイリー散乱係数が
数％大きく、Ａeff が小さくなっており、図３の光伝送
システムにおいて、実質的にラマン効率の向上がもたら
されている。すなわち、実施例２の光ファイバは従来例
１の光ファイバよりラマン増幅に適している。実施例２
の光ファイバと従来例２の光ファイバとを比較した場
合、レイリー散乱係数、Ａeff とも小さくなっており、
図３の光伝送システムにおいて、ＳＮＲの改善およびラ
マン効率の向上がもたらされている。すなわち、実施例
２の光ファイバは従来例２の光ファイバよりラマン増幅
に適しているといえる。
【００３７】（３）実施例３の光ファイバを用いた場合
実施例２の光ファイバを用いた場合とほぼ同様の結果と
なる。
なる。
【００３８】（光伝送システムの第２の実施例）図４の
光伝送システムにおいて、表１の光ファイバ（実施例
２、実施例３、従来例３）を光増幅ファイバ４５に用い
て、光伝送実験を行った。ここで、実験の前提条件とし
て、光送信装置４１と光受信装置４２との距離を約１０
０ｋｍとし、４０Ｇｂｐｓ／ｃｈの光信号１６波を波長
１５４０ｎｍ〜１５６４ｎｍの範囲で等間隔に配置し、
光受信装置４２における信号光レベルは各実験において
一定となるようにした。また、光増幅ファイバ４５の長
さ、波長多重励起光源４３に含まれる各光源の波長およ
びパワーは、波長対利得特性が比較的平坦（少なくとも
偏差が１ｄＢ以内）になるように調整した。
光伝送システムにおいて、表１の光ファイバ（実施例
２、実施例３、従来例３）を光増幅ファイバ４５に用い
て、光伝送実験を行った。ここで、実験の前提条件とし
て、光送信装置４１と光受信装置４２との距離を約１０
０ｋｍとし、４０Ｇｂｐｓ／ｃｈの光信号１６波を波長
１５４０ｎｍ〜１５６４ｎｍの範囲で等間隔に配置し、
光受信装置４２における信号光レベルは各実験において
一定となるようにした。また、光増幅ファイバ４５の長
さ、波長多重励起光源４３に含まれる各光源の波長およ
びパワーは、波長対利得特性が比較的平坦（少なくとも
偏差が１ｄＢ以内）になるように調整した。
【００３９】光増幅ファイバ４５に用いた光ファイバの
種類および長さ、励起光パワー、光伝送実験の結果を実
施例および従来例について表３に示す。なお、表３にお
いて、光ファイバの長さの単位はｋｍであり、励起光パ
ワー、光伝送実験の結果の表記については、表２と同様
とした。
種類および長さ、励起光パワー、光伝送実験の結果を実
施例および従来例について表３に示す。なお、表３にお
いて、光ファイバの長さの単位はｋｍであり、励起光パ
ワー、光伝送実験の結果の表記については、表２と同様
とした。
【００４０】
【表３】
【００４１】表３の結果により、本発明の実施例の光フ
ァイバを用いた図４の光伝送システムは、従来例の光フ
ァイバを用いた図４の光伝送システムと比較して、下記
の利点があることがわかった。
ァイバを用いた図４の光伝送システムは、従来例の光フ
ァイバを用いた図４の光伝送システムと比較して、下記
の利点があることがわかった。
【００４２】（１）実施例２の光ファイバを用いた場合
実施例２の光ファイバと従来例３の光ファイバとを比較
した場合、実施例２の光ファイバはレイリー散乱係数は
小さく、Ａeff が大きくなっており、図４の光伝送シス
テムにおいて、ラマン効率は低下するもののＳＮＲの向
上がもたらされる。すなわち、実施例２の光ファイバの
ほうが従来例１の光ファイバより低雑音のラマン増幅が
可能なことがいえる。 （２）実施例３の光ファイバを用いた場合 実施例２の光ファイバを用いた場合とほぼ同様の結果と
なる。
した場合、実施例２の光ファイバはレイリー散乱係数は
小さく、Ａeff が大きくなっており、図４の光伝送シス
テムにおいて、ラマン効率は低下するもののＳＮＲの向
上がもたらされる。すなわち、実施例２の光ファイバの
ほうが従来例１の光ファイバより低雑音のラマン増幅が
可能なことがいえる。 （２）実施例３の光ファイバを用いた場合 実施例２の光ファイバを用いた場合とほぼ同様の結果と
なる。
【００４３】表２および表３に示されるとおり、表１の
実施例の光ファイバにより、ラマン増幅を用いた光伝送
システムが好適に実現されることがわかる。また、従来
例として挙げられた光伝送システムは、ラマン増幅に適
さないことがわかる。
実施例の光ファイバにより、ラマン増幅を用いた光伝送
システムが好適に実現されることがわかる。また、従来
例として挙げられた光伝送システムは、ラマン増幅に適
さないことがわかる。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ラ
マン増幅を好適に行う光ファイバを得ることが可能にな
り、またラマン増幅を用いた光伝送システムを好適に実
現することが可能になるという優れた効果がある。
マン増幅を好適に行う光ファイバを得ることが可能にな
り、またラマン増幅を用いた光伝送システムを好適に実
現することが可能になるという優れた効果がある。
【図１】本発明に係わる光ファイバの屈折率分布構造の
一実施形態を示す概略説明図である。
一実施形態を示す概略説明図である。
【図２】本発明に係わる光ファイバの屈折率分布構造の
他の実施形態を示す概略説明図である。
他の実施形態を示す概略説明図である。
【図３】本発明に係わる光伝送システムの一実施形態の
説明図である。
説明図である。
【図４】本発明に係わる光伝送システムの他の実施形態
の説明図である。
の説明図である。
１１、２１ 中心コア
１２ 環状領域
１３、２４ クラッド
２２ 第１の環状領域
２３ 第２の環状領域
３１、４１ 光送信装置
３２、４２ 光受信装置
３３、４３ 波長多重励起光源
３４、４４ 光合波手段
３５、３６、４６ 光伝送路
３７、４７ ラマン増幅器
４５ 光増幅ファイバ
Claims (3)
- 【請求項１】 中心コアとクラッドとの間に１つ以上の
環状領域を含む屈折率分布構造を有する光ファイバにお
いて、レイリー散乱係数が１μｍ4 ・ｄＢ／ｋｍ以下で
あり、前記中心コアの前記クラッドに対する比屈折率差
Δ１が０．９％以下の正の値であり、前記中心コアに隣
接する環状領域の前記クラッドに対する比屈折率差Δ２
が−０．７％以上−０．２％以下であり、かつ実効コア
断面積が６０μｍ2 以下であることを特徴とする光ファ
イバ。 - 【請求項２】 ゼロ分散波長が１４００ｎｍ〜１６００
ｎｍの範囲の外側に存在することを特徴とする請求項１
記載の光ファイバ。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の光ファ
イバを用いた光伝送システムであって、前記光ファイバ
に波長多重された励起光を入射することにより増幅効果
を得ることを特徴とする光伝送システム。
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|---|---|
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