JP2003517626A - 大なる実効断面積を有する導波路ファイバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 中央セグメントがボイド（１６）であるセグメントコアを有するシングルモード光導波路ファイバを開示する。コアセグメントの型及び半径は、大なる実効面積及び良好な曲げ抵抗をともに具備する低分散傾斜を与えるように選択される。本発明による屈折率分布の実施例は、中央ボイドを包囲する２又は３つの環状セグメント（２，６，８）を有することを示している。ボイドの存在は、導波路ファイバの屈折率を減じるためのドーパントの使用に関するプロセス上の問題点なしに、コアの中央位置に負の相対屈折率を与える利点を与える

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本出願は、1999年3月12日出願の米国仮出願第60/123,862号による利益を請求
する。

【発明の属する技術分野】

本発明は、分割されたコア（セグメントコア）設計を有する光導波路ファイバ
に関する。特に、当該コアは、標準的な曲げ抵抗を維持すると共に、非線形効果
を減じるファイバを提供するように設計されている。

【０００２】

【発明の背景】

大なる実効断面積を有する導波路は、自己位相変調、四光波混合、クロスフェ
ーズ変調及び非線形散乱を含む非線形光学効果を減じ、これらは全て、ハイパワ
ーシステムにおける信号のデグラデーションを引き起こす原因となり得る。一般
に、これらの非線形効果の数学的な記述は、Ｐ／Ａ_effなる比を含む。ここで、
Ｐは光学パワーである。例えば、非線形光学効果は、exp [ Ｐ×Ｌ_eff ／Ａ_eff
]の項を含む式によって特徴を記述することができる。ここで、Ｌ_eff は実効長
さである。したがって、Ａ_effの増加は、光信号のデグラデーションに対する非
線形性の寄与を減じるのである。また、大なるＡ_effの利点は、非線形屈折率を
含む屈折率の式を使用して表すこともできる。シリカベースの光導波路ファイバ
の屈折率は、光電界に関して非線形であることが公知である。屈折率は、以下の
如く表される。

【０００３】 ｎ＝ｎ₀＋ｎ₂Ｐ／Ａ_eff ここで、ｎ₀は線形屈折率、ｎ₂は非線形屈折率、Ｐは導波路に沿って送信される
光パワー、Ａ_effは導波路ファイバの実効断面積である。ｎ₂はほぼ材料定数であ
るので、Ａ_effを増加させることは屈折率に対する非線形寄与を減じる有効手段
であり、故に、カー・タイプの非線形効果を減じる。

【０００４】 電子的な再生を行わずに、長距離に亘って、より大なる情報容量の送信を可能
とする通信産業での要求は、非線形効果及び波長分割・多重化に関して高められ
た動作特性を与える導波路ファイバの屈折率分布の研究を助長し続ける。波長分
割・多重化を利用するシステムにおいて、低分散傾斜を有するファイバが好まし
い。同時に、減衰、曲がり抵抗及びファイバ強度のような特性は、現行の導波路
ファイバのそれらに匹敵することが期待される。

【０００５】 かかる研究の１つの焦点は、所望の特性パラメータを与える複雑でない屈折率
分布設計の検索であったが、更に、ファイバ製造環境に合理的な互換性がなけれ
ばならず、これにより、そのコストは左右されるのである。 本発明は、非線形効果を減じるセグメントコアの一種であるコア屈折率分布の
種類に関する。特に、再生器を有さずに長距離に亘って多重化信号をハイパワー
で伝送することに適している。ハイパワー及び長距離の定義は、特定の通信シス
テムの環境において非常に意味があり、これにより、ビットレート、ビットエラ
ーレート、多重化スキーム、そしておそらくは光学増幅器が特定される。ハイパ
ワー及び長距離の意味に対する影響を有する当業者にとって公知の追加の要因が
ある。しかしながら、ほとんどの目的においては、ハイパワーは約10mWを越える
光学パワーである。例えば、長距離とは、電子再生器間の距離が100kmを越えう
るものである。

【０００６】 標準のステップインデックスファイバ若しくは標準の分散シフトファイバのそ
れらと同様の特性とともに比較的大きい実効断面積及び低い分散傾斜の追加の特
性を有するように設計された光導波路ファイバが依然として必要とされている。
現時点で、最も興味を持たれている動作窓は、1550nm近傍である。本発明のファ
イバは、かかる窓に亘って動作するように設計されており、これは、例えば、約
1400nmから1700nmまで延在し得る。

【０００７】

【定義】

以下の定義は、従来技術における一般的な用法と一致する。 コアのセグメント半径は、セグメント材料の屈折率に関して定義される。特定
のセグメントは、最初と最後の屈折率位置を有する。セグメントの第１位置は中
心線上にあるので、中央セグメントの内側半径はゼロである。中央セグメントの
外側半径は、導波路中心線から中央セグメントの屈折率の最後の位置まで引き出
された半径である。中心線から離間した第１位置を有するセグメントについて、
導波路中心線からこの第１屈折率位置までの半径が当該セグメントの内側半径で
ある。同様に、導波路中心線からセグメントの最後の屈折率位置までの半径が当
該セグメントの外側半径である。

【０００８】 セグメント半径は、多くの方法で適宜、定義されることができる。本出願にお
いて、半径は図１に従って定義されるが、以下に詳述する。 屈折率分布を記載するために用いられたセグメント半径及び屈折率の定義は、
本発明を制限するものではない。定義は本願明細書において与えられ、モデル計
算を実施する際に当該定義が絶えず使用されなければならない。以下の表に記載
されるモデル計算は、図１に示された幾何学的定義を使用してなされている。

【０００９】 実効断面積は、通常、以下の如く定義される。 Ａ_eff＝２π（∫Ｅ²ｒdr）²／（∫Ｅ⁴ｒdr） ここで、積分範囲は０から∞まで、Ｅは伝搬光に関連する電界である。実効直径
Ｄ_effは、以下の如く定義される。 Ａ_eff＝π（Ｄ_eff／２）²

【００１０】 本願明細書において使用するセグメントの相対屈折率Δ％は、以下の式によっ
て定義される。 Δ％＝100×（ｎ_i−ｎ_c）／ｎ_c ここで、ｎ_iは、iで示される屈折率分布セグメントの最大屈折率であり、参照屈
折率であるｎ_cはクラッド層の最小屈折率である。セグメントのすべての位置は
、関連した相対屈折率を有する。最大相対屈折率は、一般的な形状が公知である
セグメントを便宜的に特徴づけるために使用される。

【００１１】 屈折率分布若しくは単に分布は、コアの選択されたセグメントに亘るΔ％若し
くは屈折率と半径との間の関係である。アルファ分布の術語は、以下の式によっ
て表される屈折率分布に関連する。 ｎ（r）＝ｎ₀（１−Δ［ｒ／ａ］^α） ここで、ｒはコア半径、Δは上記した定義、ａは分布セグメントの最後の点を示
し、α分布の第１位置でのｒ値は、分布セグメントの第１位置の場所に従って選
択され、αは、分布の形を定義する指数である。他の屈折率分布は、ステップ屈
折率、台形屈折率及び丸めステップ屈折率を含む。ここで、「丸め」は、通常、
急激な屈折率変化の領域にドーパントを拡散させることによる。

【００１２】 全分散は、導波路分散及び材料分散の代数和として定義される。全分散は、従
来技術においてしばしばクロマチック分散と呼ばれている。全分散の単位は、ps
/nm-kmである。 導波路ファイバの曲げ抵抗は、定められた試験条件下で誘起される減衰として
表される。本願明細書において参照される曲げテストは、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用いられるピン配列曲げ試験である。こ
の試験を実行するために、曲げ損失を実質的に誘起しない導波路ファイバの減衰
損失が計測される。次に、導波路ファイバがピン配列の間を通るように蛇行路に
ジグザグに組み込まれて、再度、減衰が計測される。曲げによって誘起される損
失は、この２つの測定された減衰値の間の差である。ピン配列は、一列に配置さ
れた一組10本の円筒ピンであって、平らな表面上に垂直に固定されている。中心
と中心のピン間隔は、5mmである。ピンの直径は、0.67mmである。試験の間、蛇
行して組み込まれた導波路ファイバがファイバとピンとが接触するピンの表面の
一部分に沿うように充分な張力が与えられる。 本願明細書において参照される他の曲げ試験は、横方向荷重試験である。当該
試験において、一定長さの導波路ファイバが２枚の平らなプレートの間に配置さ
れる。#70のワイヤーメッシュがプレートのうちの１枚に取り付けられている。
既知の長さの導波路ファイバが当該プレートに挟まれて、プレートが30Ｎの力で
押圧されながら、参照減衰が計測される。更に、70Ｎの力がプレートに印加され
、dB/mの減衰の増加が計測される。このときの減衰の増加が導波路の横方向の負
荷減衰である。

【００１３】

【発明の概要】

本発明の第１の特徴は、セグメントコア領域を有するシングルモード光導波路
ファイバである。コアは、中央セグメントと、当該中央セグメントを包囲する少
なくとも１つの環状セグメントとを有する。各々のセグメントは、その半径及び
Δ％に関して定義される。その結果、中央セグメントは、その半径に亘って約１
の屈折率を有するボイドである。つまり参照屈折率としてシリカが選択されてい
るので、ボイドの相対屈折率は負である。本発明の１つの特徴は、中央セグメン
トがダウンドープされたガラスを得るための一般的な複雑な方法を使用すること
なしに、大なる負の相対屈折率を有することである。

【００１４】 セグメントの半径及び相対屈折率は、約70μm²よりも大なる実効断面積と、約
0.08ps/nm-km未満の分散勾配を与えるように選択される。それに加えて、上記し
た横方向の負荷の下で誘起される減衰は、約0.8dB/m未満である。 導波路ファイバの実施例は、約1450nmから約1650nmの範囲内のゼロ分散波長に
よって特徴づけられる。

【００１５】 他の実施例は、約０から３μmの範囲内の中央ボイドの半径によって特徴づけ
られる。 更なる実施例は、中央ボイドに加え、更に中央ボイドを囲む３つの環状セグメ
ントを含む。この環状セグメントは、互いに他と階層化されている。中央セグメ
ント及び３つの環状セグメントは、それぞれ相対屈折率Δ₁％＞Δ₃ ％＞Δ₂ ％
＞Δ₀ ％を有する。ここで、セグメント番号は、中央セグメントを０として始め
られる。

【００１６】 更なる実施例は、相対屈折率Δ₂ ％が負である第２環状セグメントを有する。 各環状セグメントの各屈折率分布形は、すべての置き換え若しくは組み合わせ
の中から、ステップ、α分布、丸めステップ、若しくは、台形を有し得る。 本発明の追加の特徴及び効果は、後述する詳細な説明に記載される。一部は、
当業者であれば詳細な説明から容易に明らかになるであろうし、若しくは、後述
する詳細な説明、請求項、添付図面を含む本願明細書において記載されている本
発明を実施することで認識されるであろう。

【００１７】 前述の一般的な説明及び以下の詳細な説明は、単に本発明のうちの典型的なも
のだけであって、請求された本発明の性質及び特徴を理解するための概要若しく
はフレームワークを与えることを目的としていることを理解されるであろう。添
付図面は、本発明の更なる理解を与えるために含まれており、本願明細書の中に
取り込められて一部を構成する。図面は、本発明の多様な実施例を示しており、
説明と共に本発明の原理及び動作の説明を与える。

【００１８】

【発明の実施の形態】

引用例は、本発明の現在の好適な実施例を詳細にするであろう。この実施例は
、添付図面において示される。可能な限り、同じ参照番号が同じ若しくは同類の
パーツを参照するためにすべての図面に亘って使用される。本発明による屈折率
分布の典型的な実施例は、図１に示される。

【００１９】 図１の典型的な屈折率分布において、コアセグメントは、16（ボイド）、２、
６及び８として示される。セグメント２、６及び８は、半径方向に対するΔ％に
よって「型」を有する。 上記したセグメント半径の定義の図において、中央ボイド16の半径は、長さ４
、すなわち中心線から相対屈折率がゼロの第１位置までで示される。この第１位
置は、水平軸と第１環状セグメント分布の交差する点であることも理解されるだ
ろう。中央ボイドの半径は、第１環状セグメントの内側半径でもある。

【００２０】 第１環状セグメント２は、半径４及び半径14によって区切られる。半径14は、
ファイバ中心線から、第１セグメント屈折率分布の下降線の一部を外挿して形成
される線と水平軸との交点までである。第２環状セグメントは、半径７によって
与えられる外側半径を有し、ファイバ中心線から相対屈折率が第３セグメントの
最大Δ％の半値である半径方向位置までの距離を有する。（セグメントのΔ％は
、セグメントのピーク屈折率を用いて計算されたΔ％として定義されることを想
起されたい。）第３環状セグメント８は、図示されたコア屈折率分布の最後の環
状セグメントであるので、セグメント８のこれを特徴付ける半径は、半径12であ
り、位置３によって示されるように、これはファイバ中心線からセグメント８の
ベースの中心点までである。慣用的な最外環状半径は、本願明細書において記載
されている全ての屈折率分布で使われる。分布セグメントの便利な計測方法は、
２つの垂直線５の間で示される幅10である。線５は、セグメントの最大％デルタ
屈折率位置の半値で定まる。この環状幅を慣用的に表す方法は、本願明細書に開
示され、記載された分布の全ての最終的な分布セグメントにおいて使用される。

【００２１】 図２の典型的なファイバの断面図において、屈折率分布における主たる特徴で
あるボイド18は、導波路ファイバの実質的に全長に亘って延在している。ボイド
は環状コアセグメント22によって包囲され、さらにクラッド20に包囲されている
。コア領域は追加の環状セグメントを含み得る（図示せず）。 図２の断面図に対応する屈折率分布の実施例が図３において示される。中央ボ
イド18は、屈折率ｎ₀を有する。ステップ型環状セグメント22は、屈折率ｎ₁を有
し、且つ、クラッド層は、屈折率ｎ_cを有する。上記した定義に従って、環状セ
グメント22の相対屈折率パーセントは、 Δ₁％ =（ｎ₁-ｎ_c）/ｎ_c × 100 である。

【００２２】 屈折率分布の異なる実施例が図４に示される。本実施例において、ステップ型
22は、導波路ファイバプリフォームの製造工程の間にドーパント材料の拡散によ
ってエッジを丸められた。半径軸上のグラデーションは、ボイドの半径が約１μ
m、且つ、環状セグメント22の外側半径が約4.5μmであることを示す。図４に対
応する実施例において、中央セグメント半径ｒ₀は、約0.05μmから３μmの範囲
内である。中央セグメントは、これに隣接する環状セグメントによって包囲され
、且つ、これに接している。この環状セグメントは、中心半径ｒ₁を有する丸め
ステップ分布からなり、中心線から環状セグメントの幾何学的な中心まで計測し
て約２μmから５μmの範囲内である。環状コアセグメントの幅ｗ₁は、環状セグ
メントの最大相対屈折率の半値位置で計測して、約0.5μmから5.0μmの範囲内で
ある。相対屈折率Δ₁％は、約0.4％から1.1％の範囲内である。図４に従う他の
実施例は、この直前に記載したものと同様のボイド及び環状セグメントの型（す
なわちα分布、αは約１）を有する。半径ｒ₁は、約４μmから８μmの範囲であ
って、且つ、約0.7％から1.1％の範囲内の相対屈折率Δ₁％である。

【００２３】 他の実施例では、中央セグメントの半径は、約0.05μmから３μmの範囲内にあ
って、第１環状セグメントは、この直前に記載のものと同様である。このコア領
域の実施例は、ステップ屈折率分布を有する第２環状セグメントを含み、相対屈
折率Δ₂％は、約0.2％未満であり、外側半径ｒ₂は、約７μmから９μmの範囲内
である。

【００２４】 更に他の実施例において、コア領域は、セグメント分けされ、この直前に記載
のものと同様に、中央セグメント及び第１環状セグメントの半径及びΔ'を有す
る。このコア領域の実施例は、第２環状セグメントに接して且つこれを包囲する
第３環状セグメントを含む。図５乃至８のいずれかを参照されたい。この第３セ
グメントの中心半径は、約7.5μmから10.5μmの範囲内にある。その幅は、約1.0
μmから2.5μmの範囲内であって、相対屈折率Δ₃％は、約0.2％から0.4％である
。

【００２５】 本発明の他の実施例は、約0.05μmから3.0μmの範囲内の外側半径の中央セグ
メントを有する。第１環状セグメント型は、α分布（αは約１）である。この第
１環状領域の半径ｒ₁は、約４μmから８μmの範囲内にあり、相対屈折率Δ₁％は
、約0.7％から1.1％の範囲内である。更に、コアは、約８μmから10μmの範囲内
の半径ｒ₂の第３セグメントを有し、図６のセグメント24にて図示したように、
相対屈折率Δ₂％は、負である。Δ₂％の好適な範囲は、約０から-0.3％である。
この実施例は、丸めステップ屈折率分布、約９μmから11μmの範囲内の中心半径
ｒ₃、約1.5μmから３μmの範囲内の幅、0.2％から0.4％の範囲内の相対屈折率Δ ₃ ％を有する第３環状セグメントを含むことができる。

【００２６】 所望の特性を提供する他の実施例は、コア領域が約0.05μmから３μmの範囲内
の半径ｒ₀の中央セグメントと、αは約１であるα分布を有する隣接する環状セ
グメントと、を有するもののうちの１である。外側半径ｒ₁は、約４μmから６μ
mの範囲内、相対屈折率Δ₁％は、約0.9％から1.1％の範囲内である。第２環状セ
グメントは、約８μmから10μmの範囲内の外側半径、約0から-0.3％の範囲内の
相対屈折率Δ₂％を有する。第３環状セグメントは、丸めステップ屈折率分布を
有し、約９μmから11μmの範囲内の中心半径ｒ₃、約1.5μmから３μmの範囲内の
幅、且つ、約0.2％から0.4％の範囲内の相対屈折率Δ₃％を有する。

【００２７】 更に他の実施例は、約0.05μmから３μmの範囲内の中央セグメントの半径ｒ₀
を有するコア領域と、αが約１のα分布を有する隣接環状セグメントとを有する
。この環状セグメントは、約４μmから６μmの範囲内の外側半径ｒ₁及び約0.9％
から1.1％の範囲内の相対屈折率Δ₁％を有する。第２環状セグメントがこの実施
例に加えられることができて、かかる第２環状セグメントは、ステップ屈折率分
布を有し、約０％から0.2％の範囲内の相対屈折率Δ₂％及び約７μmから９μmの
範囲内の外側半径ｒ₂を有する。さらに、丸めステップ分布を有する第３環状セ
グメントが加えられることができて、約7.5μmから９μmの範囲内の中心半径ｒ₃ 、約1.0μmから2.5μmの範囲内の幅、約0.2％から0.4％の範囲内の相対屈折率Δ ₃ ％を有する。

【００２８】 参照屈折率がクラッド層の屈折率であるので、ボイドの相対屈折率は負である
。ボイドの存在は、フッ素のようなドーパントによって減じられた屈折率を有す
る中央セグメントのためのガラスを使用する際に遭遇するプロセス上の問題点な
しに、コアの中央セグメントに負の相対屈折率を有する利点を与える。図４の屈
折率分布の特性が算出されて、図５乃至８の屈折率分布の算出された特性と共に
表１に記載される。

【００２９】 図５に示される屈折率分布の実施例は、３つの環状セグメント22、24及び26を
含むコア領域を有する。第１環状セグメント22の形は、実質的に垂直な第１サイ
ドと、α＝１を有するα分布である第２サイドとを有する実質的に三角形である
。セグメントの相対屈折率及び半径は、屈折率分布のチャートの軸から読み取ら
れる。第２環状コアセグメント24は、実質的に平らであって、環状コアセグメン
ト26は、三角形を丸めた形状を有する。中央ボイド18以外の全てのコアセグメン
トは、正の相対屈折率を有する。

【００３０】 図６に示される屈折率分布の実施例は、負の相対屈折率の第２環状コアセグメ
ント24を有する。第３環状コアセグメントの分布の形は、丸められたステップで
ある。表１を参照すると、この構成は、所望される低い分散傾斜、大なる実効断
面積及び曲げ抵抗を与えることが判る。 図７に示される屈折率分布の実施例は、第１環状コアセグメント22の相対屈折
率が図７の分布では相対的に低いことを除いて、図５のそれと同様である。これ
らの２つのコア設計の光学特性の比較は、第１（最も奥にある）環状セグメント
の屈折率ピークの役割のいくらかの解明を与える。第１環状セグメントのピーク
の相対屈折率を下げることによる特性の犠牲は、誘起される曲がり損失であると
いえる。しかしながら、ドーパントの減少量は、しばしばより低いレイリー散乱
、すなわち、より低い減衰係数を与え、これは、ある通信システムにおいては、
曲げ抵抗よりも大きな重要事項となるだろう。

【００３１】 図８に記載される実施例は、第１環状コアセグメント22のピークの相対屈折率
が相対的に大きいことを除いて、図５及び７のそれと同様である。表１は、図８
において曲げ性能が優れることを示している。

【表１】 ここで、ゼロ分散波長はλ₀、分散傾斜はＳ、モードフィールド径はＭＦＤ、ケ
ーブル化された状態でのカットオフ波長はλ_cc、実効断面積はＡ_eff、ピン配列
曲げ損失はＰＡ、横方向荷重曲げ損失はＬＬである。通信アプリケーションに好
適な波長範囲は、約1500nmから1600nmである。分散傾斜Ｓは、この波長範囲に亘
って実質的に一定にすることができる。表１の全ての実施例の光学特性は、満足
できるものである。表は、変更態様が他のパラメータにどんな影響を有し得るか
とともに、どんな分布変更態様が特定のパラメータを改善するかを示すのに役立
つ。導波路ファイバの供給環境は、本発明に従って、他の分布選択枝の中から、
望ましい１つの分布の選択枝の決定を助ける。

【００３２】 本発明は、３つ以上の環状セグメントを有する実施例を含む。コアセグメント
の数が増加するとともに、製造上の問題点も増えるため、好ましくは、所望の光
学の特性及び最少の数のセグメントを有するファイバコアが選択される。 本発明の多様な変更態様及び変形が本発明の精神と範囲から逸脱することなく
なし得ることは、当業者にとって明らかである。したがって、本発明は、本発明
の変更態様及び変形を含み、それらが特許請求の範囲及びそらの均等物の範囲内
で与えられることを意図する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本明細書において使用される半径の定義を示すための一般的なセグメ
ントコア屈折率分布の図である。

【図２】 本発明によるファイバの実施例の横断面図である。

【図３】 本発明の屈折率分布の実施例における相対屈折率Δの定義を示す図で
ある。

【図４】 本発明による実施例におけるファイバ半径対相対屈折率のチャート図
である。

【図５】 本発明による実施例におけるファイバ半径対相対屈折率のチャート図
である。

【図６】 本発明による実施例におけるファイバ半径対相対屈折率のチャート図
である。

【図７】 本発明による実施例におけるファイバ半径対相対屈折率のチャート図
である。

【図８】 本発明による実施例におけるファイバ半径対相対屈折率のチャート図
である。

【符号の説明】

２、22 第１環状セグメント ４、14 第１環状セグメントの半径 ６、24 第２環状セグメント ８、26 第３環状セグメント 10 第３環状セグメントの幅 12 第３環状セグメントの半径 16、18 ボイド 20 クラッド

【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１２月１８日（２０００．１２．１８）

【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

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＥ，ＡＬ，Ａ Ｍ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ， ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，Ｈ Ｕ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ， ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，Ｎ Ｚ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ， ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心線を有し且つ前記中心線に沿って延在する中央セグメントを
   含むコア領域と、前記コア領域を包囲し且つこれに接するクラッド層と、からな
   るシングルモード光導波路ファイバであって、 前記中央セグメントは、少なくとも１つの環状セグメントによって包囲され、
   前記中央セグメント及び前記少なくとも１つの環状セグメントの各々は、屈折率
   分布、半径及び相対屈折率Δ％を有し、前記クラッド層は、屈折率分布及びゼロ
   である最小相対屈折率Δ％を有し、前記コア領域の前記中央セグメントがボイド
   であ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】 前記セグメントの前記半径、前記屈折率分布及び前記相対屈折率
   は、約1550nm波長で約70μm²よりも大なる実効断面積を与えるように選択されて
   い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】 前記セグメントの前記半径、前記屈折率分布及び前記相対屈折率
   は、約1550nmから1600nmの範囲の波長に亘って約0.08ps/nm²-kmよりも小なる全
   分散傾斜を与えるように選択されていることを特徴とする請求項２記載のシング
   ルモード光導波路ファイバ。
4. 【請求項４】 前記セグメントの前記半径、前記屈折率分布及び前記相対屈折率
   は、横方向荷重下において、約1550nmで約0.8dB/mよりも小なる誘起される減衰
   を与えるように選択されてい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】 前記セグメントの前記半径、前記屈折率分布及び前記相対屈折率
   は、約1450nmから1650nmの範囲内のゼロ分散波長を与えるように選択されている
   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】 前記中央セグメントは、約0.05μmから３μmの範囲内の半径ｒ₀
   を有し、前記中央セグメントに隣接する前記少なくとも１つの環状セグメントは
   、前記中心線から前記環状セグメントの幾何学的中心までを計測して約２μmか
   ら５μmの範囲内の中心半径ｒ₁と、前記少なくとも１つの環状セグメントの最大
   相対屈折率の半値位置で計測して約0.5μmから5.0μmの範囲内の幅ｗ₁と、及び
   、約0.4％から1.1％の範囲内の相対屈折率Δ₁％と、を有する丸めステップ屈折
   率分布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。
7. 【請求項７】 前記中央セグメントは、約0.05μmから３μmの範囲内の半径ｒ₀
   を有し、前記中央セグメントに隣接する前記少なくとも１つの環状セグメントは
   、αが約１であるα分布と、約４μmから８μmの範囲内の外側半径ｒ₁と、及び
   、約0.7％から1.1％の範囲内の相対屈折率Δ₁％と、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。
8. 【請求項８】 前記中央セグメントは、約０から３μmの範囲内の半径ｒ₀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。
9. 【請求項９】 前記コア領域は、前記中央セグメント及び３つの環状セグメント
   を含み、前記中央セグメントから外側方向に０から始めて数えた前記中央セグメ
   ント及び前記３つの環状セグメントの相対屈折率Δ_i（ｉ＝０、１、２、３）は
   、Δ₁ ＞Δ₃＞Δ₂＞Δ₀なる関係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。
10. 【請求項10】 前記相対屈折率Δ₂は、負であることを特徴とする請求項９記載
    のシングルモード光導波路ファイバ。
11. 【請求項11】 前記コア領域の前記セグメントの各々は、ステップ、α分布、丸
    めステップ及び台形からなるグループから選択される屈折率分布からなることを
    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。
12. 【請求項12】 前記中央セグメントは、約0.05μmから３μmの範囲内の半径ｒ₀
    を有し、前記中央セグメントに隣接する前記少なくとも１つの環状セグメントは
    、丸めステップと、前記中心線から前記環状セグメントの前記幾何学的中心まで
    を計測して約２μmから５μmの範囲内の中心半径ｒ₁と、前記少なくとも１つの
    環状セグメントの最大相対屈折率の半値位置で計測して約0.5μmから5.0μmの範
    囲内の幅ｗ₁と、及び、約0.4％から1.1％の範囲内の相対屈折率Δ₁％と、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。
13. 【請求項13】 前記中央セグメントは、約0.05μmから３μmの範囲内の半径ｒ₀
    を有し、前記中央セグメントに隣接する前記少なくとも１つの環状セグメントは
    、αが約１であるα分布と、約４μmから８μmの範囲内の外側半径ｒ₁と、及び
    、約0.7％から1.1％の範囲内の相対屈折率Δ₁％と、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。
14. 【請求項14】 第２環状セグメントは、ステップ屈折率分布と、約０％から0.2
    ％の範囲内の相対屈折率Δ₂％と、及び、約７μmから９μmの範囲内の外側半径
    ｒ₂と、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。
15. 【請求項15】 前記第２環状セグメントを包囲する第３環状セグメントを更に含
    み、前記第３環状セグメントは、約7.5μmから10.5μmの範囲内の中心半径ｒ₃と
    、約1.0μmから2.5μmの範囲内の幅と、及び、約0.2％から0.4％の範囲内の相対
    屈折率Δ₃％と、を有する丸めステップ屈折率分布を有することを特徴とする請
    求項14記載のシングルモード光導波路ファイバ。
16. 【請求項16】 ステップ屈折率分布と、約８μmから10μmの範囲内の半径ｒ₂と
    、及び、負の相対屈折率Δ₂％と、を有する第２環状セグメントを更に含むこと
    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。
17. 【請求項17】 Δ₂％は、約０％から-0.3％の範囲内にあることを特徴とする請
    求項16記載のシングルモード光導波路ファイバ。
18. 【請求項18】 丸めステップ屈折率分布と、約９μmから11μmの範囲内の中心半
    径ｒ₃と、約1.5μmから３μmの範囲内の幅と、及び、約0.2％から0.4％の範囲内
    の相対屈折率Δ₃％と、を有する第３環状セグメントを更に含むことを特徴とす
    る請求項17記載のシングルモード光導波路ファイバ。
19. 【請求項19】 前記コア領域は、約0.05μmから３μmの範囲内の半径ｒ₀を有す
    る中央セグメントと、αが約１であるα分布を有する環状セグメントと、約４μ
    mから6.5μmの範囲内の外側半径ｒ₁と、及び、約0.9％から1.1％の範囲内の相対
    屈折率Δ₁％と、を含む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。
20. 【請求項20】 ステップ屈折率分布と、約０から0.2％までの範囲内の相対屈折
    率Δ₂％と、及び、約７μmから９μmの範囲内の外側半径ｒ₂と、を有する第２環
    状セグメントを更に含むことを特徴とする請求項19記載のシングルモード光導波
    路ファイバ。
21. 【請求項21】 丸めステップ分布と、約7.5μmから９μmの範囲内の中心半径ｒ₃ と、約1.0から2.5μmの範囲内の幅と、及び、約0.2％から0.4％の範囲内の相対
    屈折率Δ₃％と、を有する第３環状セグメントを更に含むことを特徴とする請求
    項20記載のシングルモード光導波路ファイバ。
22. 【請求項22】 中心線を有し且つ前記中心線に沿ってボイドとの境界を形成する
    第１中央セグメントを少なくとも有するコア領域と、屈折率分布を有する環状層
    と、前記コア領域を包囲し且つこれに接し屈折率分布を有するクラッド層と、を
    含むシングルモード光導波路ファイバであって、 前記シングルモード光導波路は、約0.08ps/nm-kmよりも小なる全分散傾斜と、
    横方向荷重下において、約0.8dB/mよりも小なる誘起される減衰と、及び、約70
    μm²未満でない実効断面積と、を有することを特徴とするシングルモード光導波
    路ファイバ。