JP2003172843A

JP2003172843A - 光ファイバおよびその光ファイバを用いた光ファイバモジュールならびに光増幅器

Info

Publication number: JP2003172843A
Application number: JP2001371606A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Mukasa; 和則武笠
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2001-12-05
Filing date: 2001-12-05
Publication date: 2003-06-20

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｌ−ｂａｎｄにおいて、高分散スロープ型Ｎ
Ｚ−ＤＳＦの分散と分散スロープを共に効率的に補償で
きる光ファイバを提供する。【解決手段】コア４の外周側をクラッド５で覆う。コ
ア４はクラッド５より屈折率が大きい第１コア層１と、
第１コア層１の外周側に設けられてクラッド５より屈折
率が小さい第２コア層２と、第２コア層２の外周側に設
けられてクラッド５より屈折率が大きく、第１コア層１
より屈折率が小さい第３コア層３により形成する。第２
コア層２のクラッド５に対する比屈折率差Δ２を例えば
−０．６％以下とする。波長１５９０ｎｍにおける分散
値を分散スロープで割った値を５０ｎｍ以上１５０ｎｍ
以下とし、条長２ｍにおけるカットオフ波長を１５６５
nm以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、波長分割多重伝送
に適した光ファイバおよびその光ファイバを用いた光フ
ァイバモジュールならびに光増幅器に関するものであ
る。

【０００２】

【背景技術】情報社会の発展により、通信情報量が飛躍
的に増大する傾向にあり、このような情報の増大化に伴
い、波長分割多重伝送が通信分野に広く受け入れられて
いる。波長分割多重伝送は、複数の波長の光を１本の光
ファイバで伝送する方式である。

【０００３】従来は、エルビウム添加光ファイバの利得
帯域である波長１．５５μｍ帯（Ｃ−ｂａｎｄ）を中心
とした波長分割多重伝送の検討が行われ、波長１．５５
μｍ帯の分散を４〜８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度とした非零
分散シフト光ファイバ（ＮＺ−ＤＳＦ）が光線路用の光
ファイバとして検討されている。

【０００４】高品質の波長分割多重伝送を実現するため
には、自己位相変調（ＳＰＭ）や相互位相変調（ＸＰ
Ｍ）を抑制することが重要であり、これらを抑制するた
めには、光ファイバの実効コア断面積の拡大が必要であ
る。そこで、ＯＦＣ’９６ＷＫ１５やＯＦＣ’９７
ＴｕＮ２等の学会報告書に報告されているように、上
記ＮＺ−ＤＳＦの実効コア断面積の拡大の検討が行われ
てきた。

【０００５】しかしながら、ＮＺ−ＤＳＦは、一般に、
実効コア断面積を拡大すると、曲げ損失や分散スロープ
が増大するといった問題があった。

【０００６】そこで、これらの問題を解決するための検
討が行われ、屈折率プロファイルやケーブル化条件の最
適化等によって曲げ損失の増大を克服する手段が講じら
れてきた。しかし、分散スロープの増大を抑制すること
は難しい問題として残されていた。特に、近年は、４０
Ｇｂ／ｓ以上の高速伝送が盛んに検討されており、分散
スロープの増大は無視できない問題としてクローズアッ
プされてきている。

【０００７】また、現在は、波長分割多重伝送領域の広
帯域化が検討されており、波長１．５５μｍ帯より長波
長側のＬ−ｂａｎｄ（一般に、波長１５７０ｎｍ〜１６
１０ｎｍ）における波長分割多重伝送の検討が行われる
ようになった。

【０００８】ＮＺ−ＤＳＦは、波長１．５５μｍ帯にお
ける分散値が、前記値（４〜８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度）
あるいは４〜６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度であり、分散スロ
ープが正の値であることから、Ｌ−ｂａｎｄにおいて
は、分散値が大きくなり、Ｌ−ｂａｎｄにおいて大きな
累積分散を生じてしまう。そこで、ＮＺ−ＤＳＦのＬ−
ｂａｎｄにおける大きな累積分散の解決策が模索されて
いる。

【０００９】なお、ＮＺ−ＤＳＦの波長１．５５μｍ帯
における分散値を非常に小さい値にしない理由は、分散
の絶対値を小さくしすぎることによって四光波混合（Ｆ
ＷＭ）による伝送特性劣化が生じることを抑制するため
である。

【００１０】上記ＮＺ−ＤＳＦのＬ−ｂａｎｄにおける
大きな累積分散の問題を解決するために、分散と分散ス
ロープを、ＤＳＣＦ（分散スロープ補償光ファイバ）を
用いて補償する方法が提案された。この手法は、ＥＣＯ
Ｃ‘９６ＴｕＰ．１で紹介されて以来、各種の提案が
成されてきた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記提
案の分散スロープ補償光ファイバは、図４の特性線ｂに
示すような、分散スロープが一般的なＮＺ−ＤＳＦ程度
のもの（０．０６〜０．０８ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍ）、あ
るいは、同図の特性線ｃに示すように、特性線ｂの特性
を有するＮＺ−ＤＳＦよりも分散スロープを抑制したＮ
Ｚ−ＤＳＦの分散スロープを補償するために提案された
ものである。

【００１２】つまり、従来は、例えば図４の特性線ａに
示すような、分散スロープの大きなＮＺ−ＤＳＦに対す
る分散スロープ補償の提案は行われていなかった。特
に、分散スロープの絶対値が大きいＮＺ−ＤＳＦのＬ−
ｂａｎｄにおける分散スロープ補償の最適化に関する検
討は殆ど成されてこなかった。

【００１３】なお、図４に示す特性線ａ、ｂ、ｃは、波
長１５５０ｎｍにおける分散値を５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍと
した場合の分散特性である。同図の特性線ａに示す特性
を有するＮＺ−ＤＳＦは、Ｌ−ｂａｎｄにおける分散値
が、大きいところでは１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度になっ
てしまい、この分散を上記提案の分散スロープ補償光フ
ァイバによって補償することは困難だった。

【００１４】本発明は上記課題を解決するために成され
たものであり、その目的は、分散スロープの絶対値が大
きいＮＺ−ＤＳＦのＬ−ｂａｎｄにおける分散スロープ
を補償できる光ファイバおよびその光ファイバを用いた
光ファイバモジュールならびに光増幅器を提供すること
にある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のような構成をもって課題を解決するた
めの手段としている。すなわち、第１の発明の光ファイ
バは、波長１５９０ｎｍにおける分散値を分散スロープ
で割った値を５０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下とした構成を
もって課題を解決する手段としている。

【００１６】また、第２の発明の光ファイバは、上記第
１の発明の構成に加え、条長２ｍにおけるカットオフ波
長を１５６５nm以下とした構成をもって課題を解決する
手段としている。

【００１７】さらに、第３の発明の光ファイバは、上記
第１又は第２の発明の構成に加え、波長１５９０ｎｍに
おける直径２０ｍｍφの曲げ損失を１０ｄＢ／ｍ以下と
した構成をもって課題を解決する手段としている。

【００１８】さらに、第４の発明の光ファイバは、上記
第１又は第２又は第３の発明の構成に加え、波長１５９
０ｎｍにおける分散値を−３０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下と
した構成をもって課題を解決する手段としている。

【００１９】さらに、第５の発明の光ファイバは、上記
第１乃至第４のいずれか一つの発明の構成に加え、コア
の外周側をクラッドで覆って形成され、前記コアは光フ
ァイバ中心部に形成された第１コア層と該第１コア層の
外周側を覆う１層以上のコア層を有しており、前記第１
コア層を覆う１層以上のコア層の少なくとも１つは、前
記クラッドを基準とした比屈折率差が−０．６％以下の
ディプレスト層である構成をもって課題を解決する手段
としている。

【００２０】さらに、第６の発明の光ファイバは、上記
第１乃至第４のいずれか一つの発明の構成に加え、コア
の外周側をクラッドで覆って形成され、前記コアは光フ
ァイバ中心部に形成された第１コア層と該第１コア層の
外周側を覆う１層以上のコア層を有しており、前記第１
コア層を覆う１層以上のコア層の少なくとも１つは、前
記クラッドを基準とした比屈折率差が−０．７％以下の
ディプレスト層である構成をもって課題を解決する手段
としている。

【００２１】さらに、第７の発明の光ファイバは、上記
第５又は第６の発明の構成に加え、前記第１コア層のク
ラッドに対する比屈折率差を１．８％以上とした構成を
もって課題を解決する手段としている。

【００２２】さらに、第８の発明の光ファイバは、上記
第５又は第６又は第７の発明の構成に加え、前記ディプ
レスト層は、第１コア層に隣接して該第１コア層の外周
側を覆う第２コア層である構成をもって課題を解決する
手段としている。

【００２３】さらに、第９の発明の光ファイバは、上記
第８の発明の構成に加え、前記第２コア層の外周側に、
クラッドよりも屈折率が大きく第１コア層よりも屈折率
が小さい第３コア層を設けた構成をもって課題を解決す
る手段としている。

【００２４】さらに、第１０の発明の光ファイバは、上
記第９の発明の構成に加え、前記第３コア層のクラッド
に対する比屈折率差を０．１％以上０．６％以下とした
構成をもって課題を解決する手段としている。

【００２５】さらに、第１１の発明の光ファイバは、上
記第９又は第１０の発明の構成に加え、前記第１コア層
の外径を第２コア層の外径の０．１５倍以上０．４５倍
以下とし、第３コア層の外径を第２コア層の外径の１．
２倍以上１．８倍以下とした構成をもって課題を解決す
る手段としている。

【００２６】さらに、第１２の発明の光ファイバは、上
記第１乃至第１１のいずれか一つの発明の構成に加え、
波長１５９０ｎｍの伝送損失を１．０ｄＢ／ｋｍ以下と
した構成をもって課題を解決する手段としている。

【００２７】さらに、第１３の発明の光モジュールは、
上記第１乃至第１２のいずれか一つの発明の光ファイバ
を有する構成をもって課題を解決する手段としている。

【００２８】さらに、第１４の発明の光増幅器は、上記
第１乃至第１２のいずれか一つの発明の光ファイバをラ
マン増幅体として適用した構成をもって課題を解決する
手段としている。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１には、本発明に係る光ファイ
バの第１実施形態例の屈折率プロファイルが示されてい
る。

【００３０】本発明の光ファイバの屈折率分布のプロフ
ァイルとしては、様々な形態の屈折率プロファイルのも
のを適用することが可能であるが、本実施形態例では、
構造が比較的単純で、屈折率構造の設計、制御がしやす
い、図１に示すような屈折率プロファイルを採用してい
る。この種の屈折率プロファイルは、一般に、Ｗ型＋サ
イドコア型の屈折率プロファイルと呼ばれている。

【００３１】本実施形態例の光ファイバは、コア４の外
周側をクラッド５で覆って形成され、コア４はクラッド
５より屈折率が大きい第１コア層１と、該第１コア層１
の外周側に設けられた第２コア層２と、該第２コア層２
の外周側に設けられた第３コア層３を有している。第２
コア層２は第１コア層１に隣接し、第３コア層３は第２
コア層２に隣接している。

【００３２】第２コア層２はクラッド５より屈折率が小
さいディプレスト層であり、第３コア層３は、前記クラ
ッド５より屈折率が大きく、前記第１コア層１より屈折
率が小さい。

【００３３】また、第１コア層１はα乗屈折率プロファ
イルを有している。第１コア層１のクラッド５を基準と
した比屈折率差Δ１は１．８％以上、第２コア層２のク
ラッド５を基準とした比屈折率差Δ２は−０．６％以下
である。比屈折率差Δ２のより好ましい値は、−０．７
％以下である。比屈折率差Δ３は、０．１％以上０．６
％以下である。

【００３４】なお、本明細書においては、上記各比屈折
率差Δ１、Δ２、Δ３を以下の各式（１）、（２）、
（３）により定義している。ここで、第１コア層１の屈
折率最大部の屈折率をｎ_c1、第２コア層２の屈折率最小
部の屈折率をｎ_c2、第３コア層３の屈折率最大部の屈折
率をｎ_c3、クラッド５の屈折率をｎ_Ｓとしている。

【００３５】 Δ１＝｛（ｎ_c1−ｎ_Ｓ）／ｎ_c1 ｝×１００・・・・・（１）

【００３６】 Δ２＝｛（ｎ_c2−ｎ_Ｓ）／ｎ_c2｝×１００・・・・・（２）

【００３７】 Δ３＝｛（ｎ_c3−ｎ_Ｓ）／ｎ_c3｝×１００・・・・・（３）

【００３８】さらに、本実施形態例において、第１コア
層１の外径２ａは第２コア層２の外径２ｂの０．１５倍
以上０．４５倍以下の値、第３コア層３の外径２ｃは第
２コア層２の外径２ｂの１．２倍以上１．８倍以下の値
である。

【００３９】本実施形態例は上記屈折率プロファイルを
有し、さらに、以下の構成を有する。すなわち、本実施
形態例の光ファイバは、波長１５９０ｎｍにおける各値
を以下のようにしている。つまり、波長１５９０ｎｍに
おいて、分散値を分散スロープで割った値を５０ｎｍ以
上１５０ｎｍ以下の値とし、直径２０ｍｍφの曲げ損失
を１０ｄＢ／ｍ以下とし、波長分散値を−３０ｐｓ／ｎ
ｍ／ｋｍ以下とし、伝送損失を１．０ｄＢ／ｋｍ以下と
している。

【００４０】また、本実施形態例は、条長２mにおける
カットオフ波長を１５６５nm以下としている。なお、本
明細書において、特に断らない限り、カットオフ波長は
条長２ｍにおける値を言う。

【００４１】本実施形態例は以上のように構成されてお
り、本発明者は、本実施形態例の光ファイバを形成する
に当たり、以下のことに着目した。

【００４２】まず、Ｌ−ｂａｎｄにおいて、光線路とし
て機能するＮＺ−ＤＳＦの分散の絶対値と分散スロープ
補償光ファイバとして機能する本実施形態例の光ファイ
バの分散の絶対値とが同じになるように、ＮＺ−ＤＳＦ
と本実施形態例の光ファイバの長さを設定する。ただ
し、両光ファイバの分散の符号は逆である。そして、こ
の設定において、ＮＺ−ＤＳＦのＤＰＳと本実施形態例
の光ファイバのＤＰＳがほぼ一致するように、本実施形
態例の光ファイバを形成することを考えた。

【００４３】本実施形態例の光ファイバをこのように形
成すれば、本実施形態例の光ファイバによって、Ｌ−ｂ
ａｎｄにおけるＮＺ−ＤＳＦの分散と分散スロープを同
時にほぼ１００％補償できる。

【００４４】なお、一般に、Ｌ−ｂａｎｄにおけるＮＺ
−ＤＳＦの実効コア断面積は５０μm^２程度であり、こ
の値をシングルモード光ファイバと同等の８０μm^２に
拡大しようとすると、分散スロープが０．０８ｐｓ／ｎ
ｍ^２／ｋｍ以上となる。

【００４５】そして、この種の高分散スロープＮＺ−Ｄ
ＳＦにおいて、波長１５５０ｎｍにおける分散値を５ｐ
ｓ／ｎｍ／ｋｍ程度とすると、Ｌ−ｂａｎｄの中心波長
付近の波長である１５９０ｎｍの分散は８〜９ｐｓ／ｎ
ｍ／ｋｍ程度となる。

【００４６】ここで、高分散スロープＮＺ−ＤＳＦのＬ
−ｂａｎｄにおける分散値を９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、分散
スロープを０．０９ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍとすると、これ
らの代表値から求められるＤＰＳ（Dispersion Per Slo
pe）は１００ｎｍ程度となる。

【００４７】本実施形態例の光ファイバは、上記のよう
に、波長１５９０ｎｍにおけるＤＰＳを５０ｎｍ以上１
５０ｎｍ以下としており、上記高分散スロープＮＺ−Ｄ
ＳＦのＬ−ｂａｎｄにおけるＤＰＳが１００ｎｍである
ことから、本実施形態例の光ファイバは、上記高分散ス
ロープＮＺ−ＤＳＦのＬ−ｂａｎｄにおける分散と分散
スロープを共に効率的に補償することができる。

【００４８】また、本実施形態例の光ファイバは、上記
のように、条長２mにおけるカットオフ波長を１５６５n
m以下としているので、Ｌ−ｂａｎｄにおいてシングル
モード動作することができる。

【００４９】なお、カットオフ波長は小さければ小さい
ほど好ましく、本実施形態例の光ファイバをラマン増幅
等の技術に応用することを考えると、カットオフ波長を
１４５０ｎｍ以下とすることがより望ましい。

【００５０】さらに、本実施形態例の光ファイバは、波
長１５９０ｎｍにおける直径２０ｍｍφの曲げ損失を１
０ｄＢ／ｍ以下としているので、波長１５９０ｎｍにお
ける曲げ損失を小さい値に抑制でき、本実施形態例の光
ファイバを例えばコイル状にモジュール化して適用して
も、損失増加の問題を抑制できる。なお、曲げ損失も小
さければ小さいほど好ましく、曲げ損失が小さいほど高
信頼性が得られる。

【００５１】さらに、分散スロープ補償光ファイバの長
さはＮＺ−ＤＳＦに対する分散絶対値の比によって決定
されるので、分散スロープ補償光ファイバの分散絶対値
が小さすぎると、光ファイバの長さを長くせざるを得
ず、モジュールサイズの拡大等を招く。高分散スロープ
型ＮＺ−ＤＳＦのＬ−ｂａｎｄ領域におけるＮＺ−ＤＳ
Ｆの分散値は６〜１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度である。

【００５２】本実施形態例の光ファイバは、上記のよう
に、波長１５９０ｎｍにおける波長分散値を−３０ｐｓ
／ｎｍ／ｋｍ以下としているので、その絶対値は３０ｐ
ｓ／ｎｍ／ｋｍ以上となり、高分散スロープ型ＮＺ−Ｄ
ＳＦの５倍以上の分散絶対値を有している。したがっ
て、本実施形態例の光ファイバは、短い長さで高分散ス
ロープ型ＮＺ−ＤＳＦの分散と分散スロープを補償でき
る。

【００５３】なお、高分散スロープ型ＮＺ−ＤＳＦの分
散絶対値の波長１５９０ｎｍにおける代表値を９ｐｓ／
ｎｍ／ｋｍとすると、本実施形態例の光ファイバの波長
１５９０ｎｍにおける分散値を−４５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ
以下とすることが好ましい。

【００５４】もちろん、他の特性が同等ならば、分散絶
対値が大きい方がモジュールサイズの小型化が図れ、好
ましい。

【００５５】なお、本発明者は、本実施形態例の光ファ
イバの屈折率プロファイルを特定するために、以下のよ
うな検討を行った。つまり、本実施形態例の光ファイバ
の屈折率プロファイルとして、最初は、図１における第
３コア層３が無い構成、つまり、図２に示すような、屈
折率構造の設計、制御がしやすいＷ型の屈折率プロファ
イルを選択し、その詳細を検討した。

【００５６】Ｗ型の屈折率プロファイルを有する光ファ
イバは、ディプレスト層である第２コア層２の最適化に
より、分散スロープを低減するのに有利な構造として知
られている。

【００５７】このＷ型屈折率プロファイルのパラメータ
としては以下のパラメータがある。つまり、第１コア層
１のクラッド５に対する比屈折率差Δ１、第２コア層２
のクラッド５に対する比屈折率差Δ２、第２コア層２の
径（外径）を１としたときの第１コア層１の径（Ｒ
ａ）、第１コア層１の形状をα乗で近似したときのαの
値、コア４の径（第２コア層２の外径２ｂ）等があげら
れる。

【００５８】これらのパラメータの中で、特に、前記比
屈折率差Δ２と第２コア層２の径（外径）を１としたと
きの第１コア層１の径であるＲａはＤＰＳに大きな影響
を与える。

【００５９】そこで、本発明者は、上記Ｗ型屈折率プロ
ファイルの光ファイバにおいて、第１コア層１のクラッ
ド５に対する比屈折率差Δ１を２．０％、前記αの値を
２．０とし、この条件を有し、かつ、波長１５９０ｎｍ
における直径２０mmφの曲げ損失が５．０ｄＢ／ｍとな
るように第２コア層２の外径２ｂを設定して、Δ２とＲ
ａの値を変化させ、波長１５９０ｎｍにおけるＤＰＳの
変化を求めた。

【００６０】その結果が図３に示されている。同図に示
す領域ａはＤＰＳが１５０〜２００ｎｍとなる領域、同
図に示す領域ｂはＤＰＳが２００〜２５０ｎｍとなる領
域、同図に示す領域ｃはＤＰＳが２５０〜３００ｎｍと
なる領域、同図に示す領域ｄはＤＰＳが３００〜３５０
ｎｍとなる領域、同図に示す領域ｅはＤＰＳが３５０〜
４００ｎｍとなる領域である。

【００６１】同図に示すように、Δ２とＲａの値の変化
によってＤＰＳは大きく変化するが、上記検討において
は、ＤＰＳを１５０ｎｍ未満にすることは難しかった。
つまり、Ｗ型の屈折率プロファイルにおいて、比屈折率
差Δ１、α、コア径２ｂを上記値に決定した場合、波長
１５９０ｎｍにおける直径２０mmφの曲げ損失を５．０
ｄＢ／ｍとなるようにし、かつ、波長１５９０ｎｍにお
けるＤＰＳを１５０ｎｍ未満とすることは難しいことが
分かった。

【００６２】そこで、本発明者は、あらゆる比屈折率差
Δ１、αに対して最適化を行い、比屈折率差Δ１を２．
０％〜２．４％、比屈折率差Δ２を−１．２％〜−１．
０％、αを６以上、Ｒａを０．２８〜０．３５付近にす
ると、波長１５９０ｎｍにおけるＤＰＳを１５０ｎｍ以
下にでき、かつ、上記曲げ損失を１０ｄＢ／ｍ以下にで
き、カットオフ波長を１５５０ｎｍ以下にできることを
見出した。

【００６３】しかし、Ｗ型屈折率プロファイルの光ファ
イバにおいては、波長１５９０ｎｍにおけるＤＰＳを１
００ｎｍ以下にする範囲を見出すことができなかった。
Ｗ型屈折率プロファイルの光ファイバは、波長１５９０
ｎｍにおけるＤＰＳを１００ｎｍ以下にすると、カット
オフ波長が１５６５ｎｍより大きくなってしまうか、波
長１５９０ｎｍにおける直径２０ｍｍφの曲げ損失が１
０ｄＢ／ｍより大きくなってしまうことが分かった。

【００６４】そこで、図１に示したように、第２コア層
２の外周側に第３コア層３を設けたＷ＋サイドコア型屈
折率プロファイルの光ファイバについて、波長１５９０
ｎｍにおけるＤＰＳの低減を検討した。

【００６５】その結果、第３コア層３を設けた構成の光
ファイバは、屈折率プロファイルの最適化によって、波
長１５９０ｎｍにおけるＤＰＳを１００ｎｍ以下にして
も、カットオフ波長が１５６５ｎｍより大きくなること
はなく、曲げ損失の増大も抑制できた。

【００６６】以下、図１に示した屈折率プロファイルの
最適化の検討について述べる。まず、第２コア層２のク
ラッド５に対する比屈折率差Δ２を変化させながら、他
のあらゆるパラメータについて最適化を行った。

【００６７】上記検討結果が表１に示されている。な
お、表１は、波長１５９０ｎｍにおける直径２０ｍｍφ
の曲げ損失を５ｄＢ／ｍとして比屈折率差Δ２と波長１
５９０ｎｍにおけるＤＰＳとの関係を求めたものであ
り、Δ２の単位は％、ＤＰＳの単位はｎｍである。

【００６８】

【表１】

【００６９】表１から明らかなように、波長１５９０ｎ
ｍにおいてＤＰＳを１５０ｎｍ以下にし、直径２０ｍｍ
φの曲げ損失の値を５ｄＢ／mとするには、比屈折率差
Δ２を−０．７％以下にすればよい。ただし、上記曲げ
損失の範囲を１０ｄＢ／ｍ以下とするには、比屈折率差
Δ２を−０．６％以下とすればよいことが分かった。

【００７０】そこで、本実施形態例は、上記のように、
比屈折率差Δ２を−０．６％以下、好ましくは−０．７
％以下とした。

【００７１】なお、表１に示したように、比屈折率差Δ
２は、ＤＰＳに大きな影響を与え、比屈折率差Δ２を−
０．８％、−０．９％、−１．０％と小さくしていく
（比屈折率差Δ２の絶対値を大きくしていく）とさらに
好ましく、比屈折率差Δ２を小さくすることにより、Ｄ
ＰＳを１００ｎｍ程度にすることができる。

【００７２】このように、Ｗ＋サイドコア型の屈折率プ
ロファイルを有し、比屈折率差Δ２の絶対値を大きくす
ることにより、高分散スロープＮＺ−ＤＳＦの分散値を
補償できるようにしたことが本実施形態例の大きな特徴
である。

【００７３】ただし、表１に示されるように、比屈折率
差Δ２の値だけでＤＰＳが一元的に決まるわけではな
く、非常に広い範囲を採り得るので、従来の分散スロー
プ補償光ファイバより小さいＤＰＳが得られるように、
他のパラメータも最適化されていることが重要である。

【００７４】例えば、比屈折率差Δ１を１．８％以上と
することにより、低曲げ損失特性を維持しながら、目標
のＤＰＳを得ることができる。比屈折率差Δ１を１．８
％未満とすると、波長１５９０ｎｍにおけるＤＰＳを小
さくしていったときに、直径２０ｍｍφの曲げ損失が１
０ｄＢ／mより大きくなってしまう。

【００７５】また、比屈折率差Δ３を０．１％以上とす
ることにより、波長１５９０ｎｍにおける直径２０ｍｍ
φの曲げ損失を１０ｄＢ／ｍ以下にでき、比屈折率差Δ
３を０．６％とすることにより、カットオフ波長を１５
６５ｎｍ以下にできる。

【００７６】さらに、第１コア層１の直径（２ａ）を第
２コア層２の直径（図１の２ｂ）の０．１５倍以上とす
ることにより、波長１５９０ｎｍにおける直径２０ｍｍ
φの曲げ損失を１０ｄＢ／ｍ以下にでき、第１コア層１
の直径を第２コア層２の直径の０．４５倍以下とするこ
とにより、波長１５９０ｎｍにおけるＤＰＳを１５０ｎ
ｍ以下にできる。

【００７７】さらに、第３コア層３の直径（２ｃ）を第
２コア層２の直径（２ｂ）の１．２倍以上とすることに
より、波長１５９０ｎｍにおける直径２０ｍｍφの曲げ
損失を１０ｄＢ／ｍ以下にでき、第３コア層３の直径を
第２コア層２の直径の１．８倍以下とすることにより、
カットオフ波長を１５６５ｎｍ以下にできる。

【００７８】そこで、本実施形態例では、上記のように
屈折率プロファイルやコア径の比を決定した。表２に
は、上記検討に基づいてシミュレーションした、本実施
形態例の具体例の光ファイバについて、その屈折率プロ
ファイルと特性を示す。

【００７９】

【表２】

【００８０】なお、表２に示す結果は、波長１５９０ｎ
ｍにおけるＤＰＳを１００ｎｍ以下にすることを目標と
して、ＤＰＳを少なくとも１５０ｎｍ以下とし、波長１
５９０ｎｍにおける分散値を−３０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以
下としながら良好な特性を達成できる屈折率プロファイ
ルをシミュレーションした結果である。

【００８１】表２および以下の表において、コア径は第
２コア層２の直径（２ｂ）であり、分散は、波長１５９
０ｎｍにおける分散値、ＤＰＳは波長１５９０ｎｍにお
けるＤＰＳ、Ａｅｆｆは波長１５９０ｎｍにおける実効
コア断面積、λｃはカットオフ波長、曲げ損失は、波長
１５９０ｎｍにおける直径２０ｍｍφの曲げ損失をそれ
ぞれ示す。

【００８２】表２に示す光ファイバの殆どは、波長１５
９０ｎｍにおける分散値が−１００ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以
下となっている。また、表２に示すそれぞれの光ファイ
バは、カットオフ波長を１５６５ｎｍ以下（実質的に１
４２０ｎｍ以下）としながら、波長１５９０ｎｍにおけ
る直径２０ｍｍφの曲げ損失を１０ｄＢ／ｍ以下の低い
値にできる。

【００８３】このように、図１に示す屈折率プロファイ
ルを最適化することにより、カットオフ波長１４５０ｎ
ｍ以下、２０ｍｍφの曲げ損失１０ｄＢ／ｍ以下を同時
に達成できることが分かった。また、表２に示すそれぞ
れの光ファイバは、実効コア断面積もＤＣＦ（シングル
モード光ファイバ用分散補償光ファイバ）に比べてさら
に小さいので、高非線形性を有しており、ラマン増幅媒
体としても良好な増幅特性が期待できる。

【００８４】したがって、表２に示す光ファイバを高分
散スロープ型ＮＺ−ＤＳＦと接続すれば、Ｌ−ｂａｎｄ
での広帯域の低分散が達成可能であり、また、ラマン増
幅体としての機能も期待できる。

【００８５】（実施例）以下、本実施形態例の実施例に
ついて説明する。表２の太字で示した具体例のうち一方
（表２の上から２番目の具体例であり、比屈折率差Δ１
を２．３％、αを２．５、比屈折率差Δ２を−０．８０
％、比屈折率差Δ３を０．２５％、ａ：ｂ：ｃ＝０．３
８：１：１．７０、コア径を９．４μmとしたもの）を
目標にして、光ファイバを試作した。この試作例１の光
ファイバの特性を表３のＮｏ．１に示す。

【００８６】

【表３】

【００８７】また、表２の太字で示した具体例のうち他
方（表２の上から６番目の具体例であり、比屈折率差Δ
１を２．３％、αを２．８、比屈折率差Δ２を−１．０
０％、比屈折率差Δ３を０．２５％、ａ：ｂ：ｃ＝０．
３７：１：１．６５、コア径を９．０μmとしたもの）
を目標にして、光ファイバを試作した。この試作例２の
光ファイバの特性を表３のＮｏ．２に示す。

【００８８】なお、表３において、伝送損失は波長１５
９０ｎｍにおける伝送損失、ＰＭＤは波長１５９０ｎｍ
における偏波モード分散を示す。表３から明らかなよう
に、試作例１、２の光ファイバは、いずれも、分散特
性、非線形特性、共に、シミュレーション結果と同様の
良好な特性を有している。つまり、これらの試作例１、
２の光ファイバは、カットオフ波長を１４５０ｎｍ以
下、曲げ損失は１０ｄＢ／ｍ以下と小さい値にしなが
ら、ＤＰＳを１００ｎｍ程度にすることができた。

【００８９】また、試作例１、２の光ファイバは、波長
１５９０ｎｍにおける伝送損失が０．５５ｄＢ／ｋｍ程
度で小さく、波長１６２５ｎｍまでの範囲内における伝
送損失をほぼこの値に維持できていることが分かった。
さらに、試作例１、２の光ファイバは、実効コア断面積
や偏波依存損失の値も良好であることが確認できた。し
たがって、これらの光ファイバは、モジュール化やラマ
ン増幅技術の適用も可能である。

【００９０】なお、本発明は上記各実施形態例に限定さ
れることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例え
ば、上記実施形態例は、コア４が第１コア層１と第２コ
ア層２と第３コア層３の３層のコア層を有する構成とし
たが、本発明の光ファイバは、４層以上のコア層を有す
る光ファイバとしてもよい。

【００９１】また、本発明の光ファイバは、上記実施形
態例における第３コア層３を省略した、図２に示したよ
うな、いわゆるW型の屈折率プロファイルとしてもよ
い。Ｗ型屈折率プロファイルの場合、波長１５９０ｎｍ
におけるＤＰＳを１００ｎｍ以下にすることは難しい
が、光ファイバの製造性をより高めることができる。

【００９２】また、本発明の光ファイバにおいて、波長
１５９０ｎｍにおける曲げ損失、分散値、伝送損失は、
上記実施形態例に示した範囲が好ましいが、この範囲か
ら多少はずれていても構わない。

【００９３】

【発明の効果】本発明の光ファイバは、Ｌ−ｂａｎｄに
おけるＤＰＳが、高分散スロープを有する高分散スロー
プ型ＮＺ−ＤＳＦのＬ−ｂａｎｄにおけるＤＰＳに近い
値であるので、Ｌ−ｂａｎｄにおいて、高分散スロープ
型ＮＺ−ＤＳＦの分散と分散スロープを共に効率的に補
償できる。

【００９４】また、本発明の光ファイバにおいて、条長
２ｍにおけるカットオフ波長を１５６５ｎｍ以下とした
構成によれば、Ｌ−ｂａｎｄにおいて確実にシングルモ
ードでき、上記機能を果たすことができる。

【００９５】さらに、本発明の光ファイバにおいて、波
長１５９０ｎｍにおける直径２０ｍｍφの曲げ損失を１
０ｄＢ／ｍ以下とした構成によれば、曲げ損失を抑制で
きることから、例えば光ファイバをコイル状に巻回して
モジュール化した時の特性劣化等を抑制できる。

【００９６】さらに、本発明の光ファイバにおいて、波
長１５９０ｎｍにおける分散値を−３０ｐｓ／ｎｍ／ｋ
ｍ以下とした構成によれば、短い長さで効率的にＬ−ｂ
ａｎｄにおけるＮＺ−ＤＳＦの分散を補償することがで
きる。

【００９７】さらに、本発明の光ファイバにおいて、光
ファイバの屈折率プロファイルを具体的に設定した構成
によれば、上記優れた効果を奏する光ファイバを確実に
得ることができる。

【００９８】さらに、本発明において、波長１５９０ｎ
ｍの伝送損失を１．０ｄＢ／ｋｍ以下とした構成によれ
ば、Ｌ−ｂａｎｄにおける伝送損失を抑制できるので、
本発明の光ファイバをＮＺ−ＤＳＦと接続して形成され
る光伝送システムの損失増加を抑制できる。

【００９９】さらに、本発明の光ファイバモジュール
は、上記優れた効果を奏する光ファイバを有することに
より、例えばＬ−ｂａｎｄにおけるＮＺ−ＤＳＦの分散
と分散スロープを効率的に補償できる、低損失の分散補
償モジュールを構成できる。

【０１００】さらに、本発明の光増幅器は、例えばＬ−
ｂａｎｄにおけるＮＺ−ＤＳＦの分散と分散スロープを
効率的に補償でき、かつ、ラマン増幅等に適した光増幅
器を実現できる。

【０１０１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光ファイバの一実施形態例の屈折
率プロファイルを示す説明図である。

【図２】本発明に係る光ファイバの他の実施形態例の屈
折率プロファイルを示す説明図である。

【図３】Ｗ型の屈折率プロファイルを有する光ファイバ
における比屈折率差Δ２とＲａとＤＰＳとの関係例を示
す説明図である。

【図４】波長１５５０ｎｍにおける分散値を５ｐｓ／ｎ
ｍ／ｋｍとしたときの、互いに分散スロープが異なるＮ
Ｚ−ＤＳＦの波長分散例を示すグラフである。

【符号の説明】

１第１コア層２第２コア層３第３コア層４コア５クラッド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】波長１５９０ｎｍにおける分散値を分散
スロープで割った値を５０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下とし
たことを特徴とする光ファイバ。
【請求項２】条長２ｍにおけるカットオフ波長を１５
６５ｎｍ以下としたことを特徴とする請求項１記載の光
ファイバ。
【請求項３】波長１５９０ｎｍにおける直径２０ｍｍ
φの曲げ損失を１０ｄＢ／ｍ以下としたことを特徴とす
る請求項１または請求項２記載の光ファイバ。
【請求項４】波長１５９０ｎｍにおける分散値を−３
０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下としたことを特徴とする請求項
１または請求項２または請求項３記載の光ファイバ。
【請求項５】コアの外周側をクラッドで覆って形成さ
れ、前記コアは光ファイバ中心部に形成された第１コア
層と該第１コア層の外周側を覆う１層以上のコア層を有
しており、前記第１コア層を覆う１層以上のコア層の少
なくとも１つは、前記クラッドを基準とした比屈折率差
が−０．６％以下のディプレスト層であることを特徴と
する請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の光フ
ァイバ。
【請求項６】コアの外周側をクラッドで覆って形成さ
れ、前記コアは光ファイバ中心部に形成された第１コア
層と該第１コア層の外周側を覆う１層以上のコア層を有
しており、前記第１コア層を覆う１層以上のコア層の少
なくとも１つは、前記クラッドを基準とした比屈折率差
が−０．７％以下のディプレスト層であることを特徴と
する請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の光フ
ァイバ。
【請求項７】第１コア層のクラッドに対する比屈折率
差を１．８％以上としたことを特徴とする請求項５また
は請求項６記載の光ファイバ。
【請求項８】ディプレスト層は、第１コア層に隣接し
て該第１コア層の外周側を覆う第２コア層であることを
特徴とする請求項５または請求項６または請求項７記載
の光ファイバ。
【請求項９】第２コア層の外周側に、クラッドよりも
屈折率が大きく第１コア層よりも屈折率が小さい第３コ
ア層を設けたことを特徴とする請求項８記載の光ファイ
バ。
【請求項１０】第３コア層のクラッドに対する比屈折
率差を０．１％以上０．６％以下としたことを特徴とす
る請求項９記載の光ファイバ。
【請求項１１】第１コア層の外径を第２コア層の外径
の０．１５倍以上０．４５倍以下とし、第３コア層の外
径を第２コア層の外径の１．２倍以上１．８倍以下とし
たことを特徴とする請求項９または請求項１０記載の光
ファイバ。
【請求項１２】波長１５９０ｎｍの伝送損失を１．０
ｄＢ／ｋｍ以下としたことを特徴とする請求項１乃至請
求項１１のいずれか一つに記載の光ファイバ。
【請求項１３】請求項１乃至請求項１２のいずれか一
つに記載の光ファイバを有することを特徴とする光ファ
イバモジュール。
【請求項１４】請求項１乃至請求項１２のいずれか一
つに記載の光ファイバをラマン増幅体として適用したこ
とを特徴とする光増幅器。