JP2004198737A - 光ファイバおよびそれを用いた光伝送路 - Google Patents
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Abstract
【課題】波長分割多重伝送などにおいて広い波長領域の光信号を伝送しても、伝送損失が少なく、波長分散が小さい光ファイバ、および、その光ファイバを用いた光伝送路を提供する。また、ラマン増幅型光伝送路に好適に適用可能な光ファイバを提供する。
【解決手段】本発明の光ファイバは、ゼロ分散波長が波長１３５０〜１４１０ｎｍの波長範囲内にただ１つあり、１５５０ｎｍにおける分散値（Ｄ）が２〜８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、分散スロープ（ＤＳ）が正の値で０．０５ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以下であり、実効コア断面積（Ａeff ）が５０μｍ2 以下であり、波長１３８０ｎｍにおける伝送損失が０．４ｄＢ／ｋｍ以下であり、水素エージング試験前後で波長１３８０ｎｍにおける伝送損失が０．０４ｄＢ／ｋｍ以上変動しない。好ましくは、波長１５５０ｎｍにおいて伝送損失が０．２５ｄＢ／ｋｍ以下であり、直径２０ｍｍに曲げたときの損失増加量が３０ｄＢ／ｍ以下であり、カットオフ波長が１３５０ｎｍ以下である。
【選択図】 図２
【解決手段】本発明の光ファイバは、ゼロ分散波長が波長１３５０〜１４１０ｎｍの波長範囲内にただ１つあり、１５５０ｎｍにおける分散値（Ｄ）が２〜８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、分散スロープ（ＤＳ）が正の値で０．０５ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以下であり、実効コア断面積（Ａeff ）が５０μｍ2 以下であり、波長１３８０ｎｍにおける伝送損失が０．４ｄＢ／ｋｍ以下であり、水素エージング試験前後で波長１３８０ｎｍにおける伝送損失が０．０４ｄＢ／ｋｍ以上変動しない。好ましくは、波長１５５０ｎｍにおいて伝送損失が０．２５ｄＢ／ｋｍ以下であり、直径２０ｍｍに曲げたときの損失増加量が３０ｄＢ／ｍ以下であり、カットオフ波長が１３５０ｎｍ以下である。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバおよび光ファイバを用いた光伝送路に関するものであり、特に、波長分割多重光伝送を行なうときに用いる光ファイバおよび光伝送路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これまで、光ファイバを用いた光伝送における伝送容量を増大させる技術の検討が盛んに行われている。
一般に、光ファイバの伝送損失は波長１．５５μｍ付近で最も小さくなるため、この波長帯を用いた光伝送を行うことが望まれ、波長１．５５μｍ付近にゼロ分散波長を有する分散シフト光ファイバ（ＤＳＦ）が開発された。この光ファイバにより、波長１．５５μｍ帯において伝送容量が数Ｇｂｐｓ（ギガビット／秒）の光伝送が可能となった。
【０００３】
また近年では、伝送容量を増大させるための技術として波長分割多重（ＷＤＭ）光伝送についての研究開発が極めて盛んに行われている。そして、ＷＤＭ光伝送に好適に用いられる光ファイバについても多くの検討がなされている。
光ファイバをＷＤＭ光伝送に使用する場合には、使用波長帯にゼロ分散波長が存在しないことが非線形現象である四光波混合を防ぐ観点から要求されるため、使用波長帯に零分散をもたないノンゼロ分散シフト光ファイバ（ＮＺＤＳＦ）が開発された。このＮＺＤＳＦの開発により、波長１．５３μｍ〜１．５６５μｍの波長領域（Ｃバンド）および波長１．５６５μｍ〜１．６２５μｍの波長領域（Ｌバンド）でのＷＤＭ伝送が可能となり、伝送容量は飛躍的に増大した。
【０００４】
このようなＷＤＭ伝送システムにおいて、さらに、伝送容量を拡大するために、１．４６μｍ〜１．５３μｍの波長領域（Ｓバンド）まで、信号光の波長帯域の幅を広げる試みがなされている。
【０００５】
また、最近では、波長分割多重伝送の伝送帯域を拡大するために、Ｅｒをドープした光ファイバを用いた光増幅装置（ＥＤＦＡ）の広帯域化の検討だけでなく、ラマン増幅器や新希土類ドープ光ファイバ等による新型光増幅器を波長分割多重伝送用として適用する研究が盛んに行われており、実用化の検討も始まっている。なかでもラマン増幅器を用いたラマン増幅型光伝送路は実用化が間近になっている。
【０００６】
ラマン増幅とは、光ファイバに強い光（励起光）を入射した際に起こる誘導ラマン散乱によって励起光波長から１００ｎｍ程度長波長側にゲイン（利得）があらわれる現象を利用し、このように励起された状態の光ファイバに上記利得を有する波長域の信号を入射して、その信号光を増幅するという光信号の増幅方法である。
【０００７】
従来の光ファイバの中には、広波長帯域の実現を目的として、ゼロ分散波長を水酸基（ＯＨ基）の吸収波長帯である１．３８μｍ帯にシフトさせ、ＤＷＤＭにおける４光波混合の発生を抑止するために、波長１５５０ｎｍにおける有効コア断面積Ａeff を６０μｍ2 以上としたものがある。（例えば、特許文献１参照）
【０００８】
【特許文献１】
米国特許第６，２６６，４６７号
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般に、実効コア断面積Ａeff が大きくなるとラマン増幅を行なわせるためには効率が悪くなることが知られている。
なお、Ａeff は下記式１で規定される。
【００１０】
【数１】
【００１１】
さらに、波長多重励起光源としてトータルとして１Ｗ以上の大きな光パワーを必要とすることから、単に効率の低下、経済的でないだけでなく、大電力の印加に起因する加熱により、伝送路に接続される光コネクタや、光ファイバに被覆されている樹脂に悪影響を及ぼす可能性がある。
このように、特許文献１に開示されている光ファイバはラマン増幅伝送システムに好適な光ファイバとは言いがたい。
【００１２】
なお、特許文献１には、ＯＨ基の吸収ピーク帯にゼロ分散波長をシフトさせ、ＯＨ基の吸収ピーク帯の伝送損失を最小限とすることで、波長１．２０〜１．６０μｍでの広帯域伝送を実現できると記載されているが、一般に、ＯＨの吸収ピークは、水素の侵入により経時的に増加することが知られているが、特許文献１には光ファイバの長期の安定な使用に関する記述はない。
【００１３】
本発明の目的は、波長分割多重伝送などにおいて広い波長領域の光信号を伝送しても、伝送損失が少なく、波長分散が小さい、光ファイバを提供することにある。
また本発明の目的は、上記光ファイバを用いた光伝送路を提供することにある。
さらに本発明の他の目的は、ラマン増幅型光伝送路に好適に適用可能な光ファイバを提供することにある。
また本発明の目的は、上記ラマン増幅型光伝送路に好適に適用可能な光ファイバを用いた光伝送路を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の光ファイバは、上記課題を克服するため、次のように構成されている。
本発明の光ファイバは、ゼロ分散波長が波長１３５０〜１４１０ｎｍの波長範囲内にただ１つあり、１５５０ｎｍにおける分散値（Ｄ）が２〜８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、分散スロープ（ＤＳ）が０．０５ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以下で、実効（有効）コア断面積（Ａeff ）が５０μｍ2 以下であり、波長１３８０ｎｍにおける伝送損失が０．４ｄＢ／ｋｍ以下であって、水素エージング試験前後で、波長１３８０ｎｍにおける伝送損失が、０．０４ｄＢ／ｋｍ以上変動しないことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて、伝送損失が０．２５ｄＢ／ｋｍ以下であり、直径２０ｍｍに曲げたときの損失増加量が３０ｄＢ／ｍ以下であり、カットオフ波長λc が１３５０ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１６】
本発明の光ファイバは、波長１３５０〜１４１０ｎｍという、ＯＨの吸収により伝送損失が増加しやすい波長帯にゼロ分散波長を有しているため、従来は、ゼロ分散波長近傍の低分散領域の波長帯、および、ＯＨの吸収波長帯の２つの波長帯を伝送波長帯から除外しなければならなかったのが、１つの波長帯に限定することが可能となり、使用波長領域が拡大する。
【００１７】
また、ラマン増幅器の適用を考えた場合に、
（１）実効コア断面積Ａeff を５０μｍ2 以下と、従来の非零分散シフト光ファイバ（ＮＺＤＳＦ）に比べて小さくすることで、ラマン効率の向上がもたらされるため、従来のＡeff が５０μｍ2 以上であるＮＺＤＳＦと比較して、本発明の分散シフト光ファイバがラマン増幅に適している。
（２）また、波長１３８０ｎｍにおける伝送損失を０．４ｄＢ／ｋｍ以下とすることより、ラマン増幅型光伝送路における励起光（ポンプ光）の減衰を最小限に抑えることが可能となった。
（３）さらに、本発明の分散シフト光ファイバを常温常圧で実質的に水素からなる雰囲気に充分放置した前後で、波長１３８０ｎｍにおける伝送損失が０．０４ｄＢ／ｋｍ以上変動しないため、長期的に波長１３８０ｎｍにおける経時変化も少なく、安定したラマン増幅システムが構築できる。
【００１８】
以上のとおり、本発明の分散シフト光ファイバはラマン増幅型光伝送路を好適に適用できる。
【００１９】
また、実際の伝送波長帯である１５５０ｎｍ帯において、伝送特性およびケーブル化からの要求を満足するためには、波長１５５０ｎｍにおいて、伝送損失が０．２５ｄＢ／ｋｍ以下であり、直径２０ｍｍに曲げたときの損失増加量が３０ｄＢ／ｍ以下であり、カットオフ波長λｃが１３５０ｎｍ以下とすることが好適である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光ファイバおよびそれを用いた光伝送路の好適実施の形態について添付図面を参照して述べる。
【００２１】
本発明の光ファイバの実施の形態として、波長多重伝送用光ファイバとして用いて好適な分散シフト光ファイバを例示する。
また本発明の光伝送路の実施の形態として、ラマン増幅型光伝送路について述べる。光ファイバ通信において信号伝送距離を延ばし、雑音を低減させることが可能な通信システムとしてラマン増幅型光伝送路が知られている。
【００２２】
ラマン増幅について簡単に述べる。
一般に、光をガラスなどの物質に入射すると、その物質の分子振動や格子振動のために、元の波長よりやや長い波長の光が発生する。この光をラマン散乱光という。さらに入射する励起光を強くすると位相の揃った強いラマン散乱光が発生する。これを誘導ラマン散乱光という。
入射される信号光と誘導ラマン散乱光との波長が一致していれば、誘導ラマン散乱光は信号光と同じ強弱の変化を受け、信号光を増幅する。このようにラマン増幅とは、強い励起光を光ファイバに入射したとき、材料である石英ガラスを構成する分子によって散乱された光（誘導ラマン散乱光）が入射時とは異なる波長に変換されて散乱されることを利用する光信号強度の増幅技術である。
ラマン増幅を用いた光ファイバ型増幅器は、このような光ファイバの中で発生する非線形光学現象に起因する増幅作用を利用したものである。
ラマン増幅は、光伝送路（光ファイバ）の中で生ずる増幅であるから、光伝送路に伝送光以外の増幅光を入射するシステムとも言える。
【００２３】
ラマン増幅型光伝送路としては、分布定数型ラマン増幅光伝送路および集中定数型ラマン増幅光伝送路が知られているが、本実施の形態においては、分布定数型ラマン増幅光伝送路について述べる。
【００２４】
図１は分布定数型ラマン増幅器を用いた光通信システム（伝送路）の１例を示す構成図である。
図１に図解した分布定数型ラマン増幅器を用いた伝送路は、第１の送受信端１００と、第２の送受信端２００と、第１および第２の送受信端１００、２００との間に配設された光ファイバ３００とを有する。
第１の送受信端１００は、ラマン増幅のための第１の励起光源（ポンプ）１０１と、第１の光合波手段１０２と、第１の光ファイバ１０３とで構成されている。第２の送受信端２００も、第１の送受信端１００と実質的に同じ構成をしており、ラマン増幅のための第２の励起光源（ポンプ）２０１と、第２の光合波手段２０２と、第２の光ファイバ２０３とで構成されている。
なお、分布定数型ラマン増幅光伝送路を構成する光ファイバとしては、光ファイバ１０３、３００、２０３のいずれか１本のみでよく、必ずしも、光ファイバ１０３、２０３、３００の全てを必要としないが、本例示においては、第１および第２の分布定数型ラマン増幅光伝送路の送受信端１００、２００との距離が比較的長く、中間に光ファイバ３００を配置する場合を例示している。本例においては、ラマン増幅作用は、光ファイバ１０３、３００、２０３において発生する。
【００２５】
第１の送受信端１００において、第２の送受信端２００側に伝送すべき第１の伝送信号Ｓ１が第１の光合波手段１０２に入力され、第１の励起光源１０１から強い励起光Ｓ１１が第１の光合波手段１０２に入力され、第１の光合波手段１２において合波された光が光ファイバ１０３に入力されてラマン増幅され、ラマン増幅された光信号が光ファイバ３００、２０３を伝播されながら再びラマン増幅され、ラマン増幅された光信号が第２の送受信端２００の第２の光合波手段２０２を介して受信信号Ｓ１Ａとして受信される。
第２の送受信端２００から第１の送受信端１００への信号伝送も上記同様に行なわれる。
波長多重（ＷＤＭ）光通信システムでは、短波長側の励起光が短波長側の信号光をラマン増幅し、一方、長波長側の励起光が長波長側の信号光をラマン増幅している。
【００２６】
集中定数型ラマン増幅器は、たとえば、分散補償モジュールのような機器装置化された（たとえば、コイルに巻かれ中継局など煮設置された状態の）光ファイバに増幅光を入射させるような装置構成の増幅器である。
【００２７】
ラマン増幅器を用いた光伝送路においては、光ファイバ１０３、３００、２０３の長手方向の光強度分布をより均一にするために、第１の送受信端１００側から第２の送受信端２００側に信号を伝送する場合を例示すると、第１の送受信端１００におけるラマン増幅のための励起光として、光ファイバ１０３の前方（信号光の入力側と同じ方向）の第１の励起光源１０１からと、光ファイバ１０３の後方（信号光が出力される方向）の第２の励起光源２０１からとの両方から入力することが望ましい。これを双方向励起と呼び、本実施の形態においても、双方向励起を行なう場合を例示する。
【００２８】
光ファイバ１０３、３００、２０３が石英ガラス系で作製されている場合には、ラマン増幅の最大の利得ピークは、励起光の光周波数より１３Ｔ（テラ）Ｈｚ低い光周波数に存在する。例えば、１．５μｍ帯域の光通信システムでは、波長１５８０ｎｍの信号光が、最大のラマン利得を得るためには、励起光を１４８０ｎｍの波長に設定する必要がある。
【００２９】
図２（Ａ）、（Ｂ）は、図１に図解した分布定数型ラマン増幅光伝送路に用いる光ファイバ１０３、３００、２０３の断面構成および屈折率プロファイルを示す図である。
図２（Ａ）、（Ｂ）に図解した光ファイバは分散シフト光ファイバＤＳＦであり、この分散シフト光ファイバＤＳＦは、光ファイバの光軸中心に設けられた、直径ａ１、屈折率ｎ１の第１のコア１と、第１のコア１の外周に形成された、直径ｂ１、屈折率ｎ２の第２コア２と、第２のコア２の外周に形成された、直径ｃ１、屈折率ｎ３の第３コア３と、第３コア３の外周に形成された、直径ｄ１、屈折率ｎ４のクラッド４とを有する。
分散シフト光ファイバＤＳＦは、クラッド４の外周に樹脂が被覆されているが、樹脂被覆の図解を省略している。
【００３０】
屈折率の大小関係は、ｎ１＞ｎ３＞ｎ４＞ｎ２である。
クラッド４は石英ガラス、すなわち、シリカベースのガラスで形成されている。クラッド４の屈折率ｎ４より屈折率の高い第１のコア１および第３のコア３には、シリカに屈折率を高めるドーパント、たとえば、ゲルマニュームが添加されている。第１のコア１のゲルマニュームの添加量は第３のコア３へのゲルマニュームの添加量より多い。クラッド４より屈折率の低い第２のコア２にはシリカに屈折率を非以下させるドーパント、たとえば、フッ素が添加されている。
クラッド１４に対する第１のコア１０の第１比屈折率差Δ１、クラッド１４に対する第２のコア１１の比屈折率差Δ２、および、クラッド１４に対する第３のコア１３の比屈折率差Δ３を下記式２で規定する。
【００３１】
【数２】
【００３２】
比屈折率差Δ１〜Δ３の１例を述べると、Δ１＝＋０．５４％、Δ２＝−０．３％、Δ３＝＋０．３％である。
外径ａ１：ｂ１：ｃ１の比率の１例を、コア部分の中心の第２のコア２の外周ｂ１を基準にして述べると、（ａ１／ｂ１）：１．０：（ｃ１／ｂ１）＝０．５５：１．０：１．２５である。
【００３３】
図３は本実施の形態の分散シフト光ファイバの波長（横軸）と伝送損失（縦軸）の関係を示す図である。
本実施の形態の分散シフト光ファイバは、波長１３８０ｎｍでのＯＨ吸収に起因する損失増加は最小限に抑えられ、０．３０dB／ｋｍとなっている。
【００３４】
図４は本実施の形態の波長多重伝送用光ファイバの波長（横軸）と分散値（縦軸）の関係を示す図である。
本実施の形態の波長多重伝送用光ファイバは、零分散波長が１４１０ｎｍとなっていて、波長１５５０ｎｍでの分散値は４．８ｐｓ／ｎｍ・ｋｍとなっている。
なお、この分散シフト光ファイバの特性は、波長１５５０ｎｍにおける伝送損失が０．２４９ｄｂ／ｋｍ、実効（有効）コア断面積Ａeff は４５μｍ2である。また、この分散シフト光ファイバのケーブルカットオフ波長は１１６０ｎｍであり、分散スロープが０．０２９ｐｓ／ｎｍ2 ・ｋｍとなっている。
【００３５】
また、本実施形態の分散シフト光ファイバを、IEC60793-2-50(first edition2002-01) Annex C Section C3.1で規定された水素エージング試験を行い、試験前後での波長１３８０ｎｍの損失変化を測定したところ、損失変化は０．００ｄＢ／ｋｍであった（λy=1380nm)。
【００３６】
上述したように、本発明の第１実施の形態の分散シフト光ファイバは、波長１３５０〜１４１０ｎｍという、ＯＨの吸収により伝送損失が増加しやすい波長帯にゼロ分散波長を有しているため、従来は、ゼロ分散波長近傍の低分散領域の波長帯、および、ＯＨの吸収波長帯の２つの波長帯を伝送波長帯から除外しなければならなかったのが、１つの波長帯に限定することが可能となり、使用波長領域が拡大する。
本発明の第１実施の形態の分散シフト光ファイバは、実効コア断面積Ａeff が５０μｍ2 以下であり、従来の非零分散シフト光ファイバ（ＮＺＤＳＦ）に比べて小さいので、ラマン効率の向上がもたらされ、ラマン増幅に適している。
本発明の第１実施の形態の分散シフト光ファイバは、波長１３８０ｎｍにおける伝送損失を０．４ｄＢ／ｋｍ以下なので、ラマン増幅型光伝送路における励起光（ポンプ光）の減衰を最小限に抑えることが可能となった。
さらに本発明の第一実施の形態の分散シフト光ファイバは、常温常圧で実質的に水素からなる雰囲気に充分放置した前後で、波長１３８０ｎｍにおける伝送損失が０．０４ｄＢ／ｋｍ以上変動しないため、長期的に波長１３８０ｎｍにおける経時変化も少なく、安定したラマン増幅システムが構築できる。
以上のとおり、本発明の分散シフト光ファイバはラマン増幅型光伝送路を好適に適用できる。
【００３７】
また、本発明の第１実施の形態の分散シフト光ファイバは、実際の伝送波長帯である１５５０ｎｍ帯において伝送特性およびケーブル化からの要求を満足するためには、波長１５５０ｎｍにおいて伝送損失が０．２５ｄＢ／ｋｍ以下であり、直径２０ｍｍに曲げたときの損失増加量が３０ｄＢ／ｍ以下であり、カットオフ波長λｃが１３５０ｎｍ以下である。
【００３８】
第２実施の形態
本発明の光ファイバの第２実施の形態について述べる。
図５（Ａ）、（Ｂ）は本発明の光ファイバの第２の実施の形態としての分散シフト光ファイバの断面構成図と屈折率プロファイルを示す図である。
第２実施の形態の分散シフト光ファイバＤＳＦは、光ファイバの光軸中心に設けられた、外径ａ２、屈折率ｎ１１の第１のコア１１と、第１のコア１１の外周に形成された、外径ｂ２、屈折率ｎ１２の第２のコア１２と、第２のコア１２の外周に形成された、外径ｃ２、屈折率ｎ１３の第３のコア１３と、第３のコア１３の外周に形成された、外径ｄ２、屈折率ｎ１４の第４のコア１４と、第４のコア１４の外周に形成された、外径ｅ２、屈折率ｎ１５の第５のコア１５と、第５のコア１５の外周に形成された、外径ｆ２、屈折率ｎ１６のクラッド１６とを有する。
分散シフト光ファイバＤＳＦは、クラッド１６の外周に樹脂が被覆されているが、樹脂被覆の図解を省略している。
【００３９】
屈折率の大小関係は、ｎ１１＞ｎ１３＞ｎ１６＞ｎ１２＞ｎ１５であり、且つｎ１４とｎ１６とはほぼ等しい値である。
【００４０】
第４のコア１４およびクラッド１６は石英ガラス、すなわち、シリカベースのガラスで形成されている。クラッド１６の屈折率ｎ１６より屈折率の高い第１のコア１１および第３のコア１３には、シリカに屈折率を高めるドーパント、たとえば、ゲルマニュームが添加されている。第１のコア１１にドープされるゲルマニュームの量は第３のコア１３にドープされるゲルマニュームの量より多い。クラッド１６より屈折率の低い第２のコア１２および第５のコア１５にはシリカに屈折率を非以下させるドーパント、たとえば、フッ素が添加されている。第５のコア１５にドープされるフッ素の量は第２のコア１２にドープされるフッ素の量より多い。
クラッド１６に対する第１のコア１１の第１比屈折率差Δ１１、クラッド１６に対する第２のコア１２の比屈折率差Δ１２、および、クラッド１６に対する第３のコア１３の比屈折率差Δ１３、クラッド１６に対する第４のコア１４の比屈折率差Δ１４、および、クラッド１６に対する第５のコア１５の比屈折率差Δ１５は、上述した式（１）と同様に規定される。
【００４１】
たとえば、比屈折率差Δ１１はは０．５４％であり、比屈折率差Δ１２は−０．３％であり、比屈折率差Δ１３は０．２５％であり、比屈折率差Δ１４は約１．０であり、比屈折率差Δ１５は−０．４％である。
第２のコア１２の外径ｂ２を基準として、外径比、（ａ２／ｂ２）：１．０：（ｃ２／ｂ２）：（ｄ２／ｂ２）：（ｅ２／ｂ２）は、たとえば、０．５５：１．０：１．３５：２．２：２．５である。
【００４２】
第２実施の形態の分散シフト光ファイバは、ゼロ分散波長が１３８０ｎｍ、波長１３８０ｎｍでの損失は０．３５ｄＢ／ｋｍ、波長１５５０ｎｍでの伝送損失が０．２１８ｄＢ／ｋｍ、分散値は４．９ｐｓ／ｎｍ・ｋｍ、実効コア断面積Ａeff は４５μｍ2、ケーブルカットオフ波長λc は１２７０ｎｍであり、分散スロープが０．０２０ｐｓ／ｎｍ2 ・ｋｍである。
【００４３】
第２実施形態の分散シフト光ファイバを、IEC60793-2-50(first edition 2002-01) Annex C Section C3.1で規定された水素エージング試験を行い、試験前後での波長１３８０ｎｍの損失変化を測定したところ、損失変化は０．００ｄＢ／ｋｍであった（λy=1380nm)。
【００４４】
以上のように、第２実施の形態の分散シフト光ファイバも第１実施の形態の分散シフト光ファイバと同様、分布定数型ラマン増幅光伝送路に好適に適用できる。
【００４５】
本発明の光ファイバは、図２（Ａ）、（Ｂ）および図５（Ａ）、（Ｂ）を参照して例示した構成および屈折率プロファイルを持つものに限定されず、（１）ゼロ分散波長が波長１３５０〜１４１０ｎｍの波長範囲内にただ１つあり、（２）１５５０ｎｍにおける分散値（Ｄ）が２〜８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、（３）分散スロープ（ＤＳ）が０．０５ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以下で、実効（有効）コア断面積（Ａeff ）が５０μｍ2 以下であり、（４）波長１３８０ｎｍにおける伝送損失が０．４ｄＢ／ｋｍ以下であって、（５）水素エージング試験前後で、波長１３８０ｎｍにおける伝送損失が、０．０４ｄＢ／ｋｍ以上変動しないものであれば、上述した例示の光ファイバに限定されない。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の光ファイバは、波長１３５０〜１４１０ｎｍという、ＯＨの吸収により伝送損失が増加しやすい波長帯にゼロ分散波長を有しているため、従来の光ファイバにおいてはゼロ分散波長近傍の低分散領域の波長帯、およびＯＨの吸収波長帯の２つの波長帯を、伝送波長帯から除外しなければならなかったのが、１つの波長帯に限定することが可能となり、使用波長領域が拡大した。
【００４７】
また、本発明の光ファイバは、有効（実効）コア断面積Ａeff ５０μｍ2 以下であり、分布定数型ラマン増幅光伝送路に適用した場合に、ラマン効率が向上した。
【００４８】
さらに、本発明の光ファイバは、波長１３８０ｎｍにおける伝送損失が０．４８ｄＢ／ｋｍ以下であり、常温常圧で実質的に水素からなる雰囲気に充分放置した前後で、波長１３８０ｎｍにおける伝送損失が、０．０４ｄＢ／ｋｍ以上変動しないように形成することにより、ポンプ光の減衰を最小限におさえ、長期的に経時変化が少なく、長期間安定に動作しうる、ラマン増幅型光伝送路を構築できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の光伝送路の１実施の形態としての分布定数型ラマン増幅光伝送路の構成図である。
【図２】図２（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第１実施の形態の光ファイバの断面構成図および屈折率プロファイルを図解した図である。
【図３】図３は本実施の形態の分散シフト光ファイバの波長（横軸）と伝送損失（縦軸）の関係を示す図である。
【図４】図４は本実施の形態の波長多重伝送用光ファイバの波長（横軸）と分散値（縦軸）の関係を示す図である。
【図５】図５（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第２実施の形態の光ファイバの断面構成図および屈折率プロファイルを図解した図である。
【符号の説明】
１、１１・・第１コア
２、１２・・第２コア
３、１３・・第３コア
１４〜１５・・第４〜第５コア
４、１６・・クラッド
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバおよび光ファイバを用いた光伝送路に関するものであり、特に、波長分割多重光伝送を行なうときに用いる光ファイバおよび光伝送路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これまで、光ファイバを用いた光伝送における伝送容量を増大させる技術の検討が盛んに行われている。
一般に、光ファイバの伝送損失は波長１．５５μｍ付近で最も小さくなるため、この波長帯を用いた光伝送を行うことが望まれ、波長１．５５μｍ付近にゼロ分散波長を有する分散シフト光ファイバ（ＤＳＦ）が開発された。この光ファイバにより、波長１．５５μｍ帯において伝送容量が数Ｇｂｐｓ（ギガビット／秒）の光伝送が可能となった。
【０００３】
また近年では、伝送容量を増大させるための技術として波長分割多重（ＷＤＭ）光伝送についての研究開発が極めて盛んに行われている。そして、ＷＤＭ光伝送に好適に用いられる光ファイバについても多くの検討がなされている。
光ファイバをＷＤＭ光伝送に使用する場合には、使用波長帯にゼロ分散波長が存在しないことが非線形現象である四光波混合を防ぐ観点から要求されるため、使用波長帯に零分散をもたないノンゼロ分散シフト光ファイバ（ＮＺＤＳＦ）が開発された。このＮＺＤＳＦの開発により、波長１．５３μｍ〜１．５６５μｍの波長領域（Ｃバンド）および波長１．５６５μｍ〜１．６２５μｍの波長領域（Ｌバンド）でのＷＤＭ伝送が可能となり、伝送容量は飛躍的に増大した。
【０００４】
このようなＷＤＭ伝送システムにおいて、さらに、伝送容量を拡大するために、１．４６μｍ〜１．５３μｍの波長領域（Ｓバンド）まで、信号光の波長帯域の幅を広げる試みがなされている。
【０００５】
また、最近では、波長分割多重伝送の伝送帯域を拡大するために、Ｅｒをドープした光ファイバを用いた光増幅装置（ＥＤＦＡ）の広帯域化の検討だけでなく、ラマン増幅器や新希土類ドープ光ファイバ等による新型光増幅器を波長分割多重伝送用として適用する研究が盛んに行われており、実用化の検討も始まっている。なかでもラマン増幅器を用いたラマン増幅型光伝送路は実用化が間近になっている。
【０００６】
ラマン増幅とは、光ファイバに強い光（励起光）を入射した際に起こる誘導ラマン散乱によって励起光波長から１００ｎｍ程度長波長側にゲイン（利得）があらわれる現象を利用し、このように励起された状態の光ファイバに上記利得を有する波長域の信号を入射して、その信号光を増幅するという光信号の増幅方法である。
【０００７】
従来の光ファイバの中には、広波長帯域の実現を目的として、ゼロ分散波長を水酸基（ＯＨ基）の吸収波長帯である１．３８μｍ帯にシフトさせ、ＤＷＤＭにおける４光波混合の発生を抑止するために、波長１５５０ｎｍにおける有効コア断面積Ａeff を６０μｍ2 以上としたものがある。（例えば、特許文献１参照）
【０００８】
【特許文献１】
米国特許第６，２６６，４６７号
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般に、実効コア断面積Ａeff が大きくなるとラマン増幅を行なわせるためには効率が悪くなることが知られている。
なお、Ａeff は下記式１で規定される。
【００１０】
【数１】
さらに、波長多重励起光源としてトータルとして１Ｗ以上の大きな光パワーを必要とすることから、単に効率の低下、経済的でないだけでなく、大電力の印加に起因する加熱により、伝送路に接続される光コネクタや、光ファイバに被覆されている樹脂に悪影響を及ぼす可能性がある。
このように、特許文献１に開示されている光ファイバはラマン増幅伝送システムに好適な光ファイバとは言いがたい。
【００１２】
なお、特許文献１には、ＯＨ基の吸収ピーク帯にゼロ分散波長をシフトさせ、ＯＨ基の吸収ピーク帯の伝送損失を最小限とすることで、波長１．２０〜１．６０μｍでの広帯域伝送を実現できると記載されているが、一般に、ＯＨの吸収ピークは、水素の侵入により経時的に増加することが知られているが、特許文献１には光ファイバの長期の安定な使用に関する記述はない。
【００１３】
本発明の目的は、波長分割多重伝送などにおいて広い波長領域の光信号を伝送しても、伝送損失が少なく、波長分散が小さい、光ファイバを提供することにある。
また本発明の目的は、上記光ファイバを用いた光伝送路を提供することにある。
さらに本発明の他の目的は、ラマン増幅型光伝送路に好適に適用可能な光ファイバを提供することにある。
また本発明の目的は、上記ラマン増幅型光伝送路に好適に適用可能な光ファイバを用いた光伝送路を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の光ファイバは、上記課題を克服するため、次のように構成されている。
本発明の光ファイバは、ゼロ分散波長が波長１３５０〜１４１０ｎｍの波長範囲内にただ１つあり、１５５０ｎｍにおける分散値（Ｄ）が２〜８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、分散スロープ（ＤＳ）が０．０５ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以下で、実効（有効）コア断面積（Ａeff ）が５０μｍ2 以下であり、波長１３８０ｎｍにおける伝送損失が０．４ｄＢ／ｋｍ以下であって、水素エージング試験前後で、波長１３８０ｎｍにおける伝送損失が、０．０４ｄＢ／ｋｍ以上変動しないことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて、伝送損失が０．２５ｄＢ／ｋｍ以下であり、直径２０ｍｍに曲げたときの損失増加量が３０ｄＢ／ｍ以下であり、カットオフ波長λc が１３５０ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１６】
本発明の光ファイバは、波長１３５０〜１４１０ｎｍという、ＯＨの吸収により伝送損失が増加しやすい波長帯にゼロ分散波長を有しているため、従来は、ゼロ分散波長近傍の低分散領域の波長帯、および、ＯＨの吸収波長帯の２つの波長帯を伝送波長帯から除外しなければならなかったのが、１つの波長帯に限定することが可能となり、使用波長領域が拡大する。
【００１７】
また、ラマン増幅器の適用を考えた場合に、
（１）実効コア断面積Ａeff を５０μｍ2 以下と、従来の非零分散シフト光ファイバ（ＮＺＤＳＦ）に比べて小さくすることで、ラマン効率の向上がもたらされるため、従来のＡeff が５０μｍ2 以上であるＮＺＤＳＦと比較して、本発明の分散シフト光ファイバがラマン増幅に適している。
（２）また、波長１３８０ｎｍにおける伝送損失を０．４ｄＢ／ｋｍ以下とすることより、ラマン増幅型光伝送路における励起光（ポンプ光）の減衰を最小限に抑えることが可能となった。
（３）さらに、本発明の分散シフト光ファイバを常温常圧で実質的に水素からなる雰囲気に充分放置した前後で、波長１３８０ｎｍにおける伝送損失が０．０４ｄＢ／ｋｍ以上変動しないため、長期的に波長１３８０ｎｍにおける経時変化も少なく、安定したラマン増幅システムが構築できる。
【００１８】
以上のとおり、本発明の分散シフト光ファイバはラマン増幅型光伝送路を好適に適用できる。
【００１９】
また、実際の伝送波長帯である１５５０ｎｍ帯において、伝送特性およびケーブル化からの要求を満足するためには、波長１５５０ｎｍにおいて、伝送損失が０．２５ｄＢ／ｋｍ以下であり、直径２０ｍｍに曲げたときの損失増加量が３０ｄＢ／ｍ以下であり、カットオフ波長λｃが１３５０ｎｍ以下とすることが好適である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光ファイバおよびそれを用いた光伝送路の好適実施の形態について添付図面を参照して述べる。
【００２１】
本発明の光ファイバの実施の形態として、波長多重伝送用光ファイバとして用いて好適な分散シフト光ファイバを例示する。
また本発明の光伝送路の実施の形態として、ラマン増幅型光伝送路について述べる。光ファイバ通信において信号伝送距離を延ばし、雑音を低減させることが可能な通信システムとしてラマン増幅型光伝送路が知られている。
【００２２】
ラマン増幅について簡単に述べる。
一般に、光をガラスなどの物質に入射すると、その物質の分子振動や格子振動のために、元の波長よりやや長い波長の光が発生する。この光をラマン散乱光という。さらに入射する励起光を強くすると位相の揃った強いラマン散乱光が発生する。これを誘導ラマン散乱光という。
入射される信号光と誘導ラマン散乱光との波長が一致していれば、誘導ラマン散乱光は信号光と同じ強弱の変化を受け、信号光を増幅する。このようにラマン増幅とは、強い励起光を光ファイバに入射したとき、材料である石英ガラスを構成する分子によって散乱された光（誘導ラマン散乱光）が入射時とは異なる波長に変換されて散乱されることを利用する光信号強度の増幅技術である。
ラマン増幅を用いた光ファイバ型増幅器は、このような光ファイバの中で発生する非線形光学現象に起因する増幅作用を利用したものである。
ラマン増幅は、光伝送路（光ファイバ）の中で生ずる増幅であるから、光伝送路に伝送光以外の増幅光を入射するシステムとも言える。
【００２３】
ラマン増幅型光伝送路としては、分布定数型ラマン増幅光伝送路および集中定数型ラマン増幅光伝送路が知られているが、本実施の形態においては、分布定数型ラマン増幅光伝送路について述べる。
【００２４】
図１は分布定数型ラマン増幅器を用いた光通信システム（伝送路）の１例を示す構成図である。
図１に図解した分布定数型ラマン増幅器を用いた伝送路は、第１の送受信端１００と、第２の送受信端２００と、第１および第２の送受信端１００、２００との間に配設された光ファイバ３００とを有する。
第１の送受信端１００は、ラマン増幅のための第１の励起光源（ポンプ）１０１と、第１の光合波手段１０２と、第１の光ファイバ１０３とで構成されている。第２の送受信端２００も、第１の送受信端１００と実質的に同じ構成をしており、ラマン増幅のための第２の励起光源（ポンプ）２０１と、第２の光合波手段２０２と、第２の光ファイバ２０３とで構成されている。
なお、分布定数型ラマン増幅光伝送路を構成する光ファイバとしては、光ファイバ１０３、３００、２０３のいずれか１本のみでよく、必ずしも、光ファイバ１０３、２０３、３００の全てを必要としないが、本例示においては、第１および第２の分布定数型ラマン増幅光伝送路の送受信端１００、２００との距離が比較的長く、中間に光ファイバ３００を配置する場合を例示している。本例においては、ラマン増幅作用は、光ファイバ１０３、３００、２０３において発生する。
【００２５】
第１の送受信端１００において、第２の送受信端２００側に伝送すべき第１の伝送信号Ｓ１が第１の光合波手段１０２に入力され、第１の励起光源１０１から強い励起光Ｓ１１が第１の光合波手段１０２に入力され、第１の光合波手段１２において合波された光が光ファイバ１０３に入力されてラマン増幅され、ラマン増幅された光信号が光ファイバ３００、２０３を伝播されながら再びラマン増幅され、ラマン増幅された光信号が第２の送受信端２００の第２の光合波手段２０２を介して受信信号Ｓ１Ａとして受信される。
第２の送受信端２００から第１の送受信端１００への信号伝送も上記同様に行なわれる。
波長多重（ＷＤＭ）光通信システムでは、短波長側の励起光が短波長側の信号光をラマン増幅し、一方、長波長側の励起光が長波長側の信号光をラマン増幅している。
【００２６】
集中定数型ラマン増幅器は、たとえば、分散補償モジュールのような機器装置化された（たとえば、コイルに巻かれ中継局など煮設置された状態の）光ファイバに増幅光を入射させるような装置構成の増幅器である。
【００２７】
ラマン増幅器を用いた光伝送路においては、光ファイバ１０３、３００、２０３の長手方向の光強度分布をより均一にするために、第１の送受信端１００側から第２の送受信端２００側に信号を伝送する場合を例示すると、第１の送受信端１００におけるラマン増幅のための励起光として、光ファイバ１０３の前方（信号光の入力側と同じ方向）の第１の励起光源１０１からと、光ファイバ１０３の後方（信号光が出力される方向）の第２の励起光源２０１からとの両方から入力することが望ましい。これを双方向励起と呼び、本実施の形態においても、双方向励起を行なう場合を例示する。
【００２８】
光ファイバ１０３、３００、２０３が石英ガラス系で作製されている場合には、ラマン増幅の最大の利得ピークは、励起光の光周波数より１３Ｔ（テラ）Ｈｚ低い光周波数に存在する。例えば、１．５μｍ帯域の光通信システムでは、波長１５８０ｎｍの信号光が、最大のラマン利得を得るためには、励起光を１４８０ｎｍの波長に設定する必要がある。
【００２９】
図２（Ａ）、（Ｂ）は、図１に図解した分布定数型ラマン増幅光伝送路に用いる光ファイバ１０３、３００、２０３の断面構成および屈折率プロファイルを示す図である。
図２（Ａ）、（Ｂ）に図解した光ファイバは分散シフト光ファイバＤＳＦであり、この分散シフト光ファイバＤＳＦは、光ファイバの光軸中心に設けられた、直径ａ１、屈折率ｎ１の第１のコア１と、第１のコア１の外周に形成された、直径ｂ１、屈折率ｎ２の第２コア２と、第２のコア２の外周に形成された、直径ｃ１、屈折率ｎ３の第３コア３と、第３コア３の外周に形成された、直径ｄ１、屈折率ｎ４のクラッド４とを有する。
分散シフト光ファイバＤＳＦは、クラッド４の外周に樹脂が被覆されているが、樹脂被覆の図解を省略している。
【００３０】
屈折率の大小関係は、ｎ１＞ｎ３＞ｎ４＞ｎ２である。
クラッド４は石英ガラス、すなわち、シリカベースのガラスで形成されている。クラッド４の屈折率ｎ４より屈折率の高い第１のコア１および第３のコア３には、シリカに屈折率を高めるドーパント、たとえば、ゲルマニュームが添加されている。第１のコア１のゲルマニュームの添加量は第３のコア３へのゲルマニュームの添加量より多い。クラッド４より屈折率の低い第２のコア２にはシリカに屈折率を非以下させるドーパント、たとえば、フッ素が添加されている。
クラッド１４に対する第１のコア１０の第１比屈折率差Δ１、クラッド１４に対する第２のコア１１の比屈折率差Δ２、および、クラッド１４に対する第３のコア１３の比屈折率差Δ３を下記式２で規定する。
【００３１】
【数２】
比屈折率差Δ１〜Δ３の１例を述べると、Δ１＝＋０．５４％、Δ２＝−０．３％、Δ３＝＋０．３％である。
外径ａ１：ｂ１：ｃ１の比率の１例を、コア部分の中心の第２のコア２の外周ｂ１を基準にして述べると、（ａ１／ｂ１）：１．０：（ｃ１／ｂ１）＝０．５５：１．０：１．２５である。
【００３３】
図３は本実施の形態の分散シフト光ファイバの波長（横軸）と伝送損失（縦軸）の関係を示す図である。
本実施の形態の分散シフト光ファイバは、波長１３８０ｎｍでのＯＨ吸収に起因する損失増加は最小限に抑えられ、０．３０dB／ｋｍとなっている。
【００３４】
図４は本実施の形態の波長多重伝送用光ファイバの波長（横軸）と分散値（縦軸）の関係を示す図である。
本実施の形態の波長多重伝送用光ファイバは、零分散波長が１４１０ｎｍとなっていて、波長１５５０ｎｍでの分散値は４．８ｐｓ／ｎｍ・ｋｍとなっている。
なお、この分散シフト光ファイバの特性は、波長１５５０ｎｍにおける伝送損失が０．２４９ｄｂ／ｋｍ、実効（有効）コア断面積Ａeff は４５μｍ2である。また、この分散シフト光ファイバのケーブルカットオフ波長は１１６０ｎｍであり、分散スロープが０．０２９ｐｓ／ｎｍ2 ・ｋｍとなっている。
【００３５】
また、本実施形態の分散シフト光ファイバを、IEC60793-2-50(first edition2002-01) Annex C Section C3.1で規定された水素エージング試験を行い、試験前後での波長１３８０ｎｍの損失変化を測定したところ、損失変化は０．００ｄＢ／ｋｍであった（λy=1380nm)。
【００３６】
上述したように、本発明の第１実施の形態の分散シフト光ファイバは、波長１３５０〜１４１０ｎｍという、ＯＨの吸収により伝送損失が増加しやすい波長帯にゼロ分散波長を有しているため、従来は、ゼロ分散波長近傍の低分散領域の波長帯、および、ＯＨの吸収波長帯の２つの波長帯を伝送波長帯から除外しなければならなかったのが、１つの波長帯に限定することが可能となり、使用波長領域が拡大する。
本発明の第１実施の形態の分散シフト光ファイバは、実効コア断面積Ａeff が５０μｍ2 以下であり、従来の非零分散シフト光ファイバ（ＮＺＤＳＦ）に比べて小さいので、ラマン効率の向上がもたらされ、ラマン増幅に適している。
本発明の第１実施の形態の分散シフト光ファイバは、波長１３８０ｎｍにおける伝送損失を０．４ｄＢ／ｋｍ以下なので、ラマン増幅型光伝送路における励起光（ポンプ光）の減衰を最小限に抑えることが可能となった。
さらに本発明の第一実施の形態の分散シフト光ファイバは、常温常圧で実質的に水素からなる雰囲気に充分放置した前後で、波長１３８０ｎｍにおける伝送損失が０．０４ｄＢ／ｋｍ以上変動しないため、長期的に波長１３８０ｎｍにおける経時変化も少なく、安定したラマン増幅システムが構築できる。
以上のとおり、本発明の分散シフト光ファイバはラマン増幅型光伝送路を好適に適用できる。
【００３７】
また、本発明の第１実施の形態の分散シフト光ファイバは、実際の伝送波長帯である１５５０ｎｍ帯において伝送特性およびケーブル化からの要求を満足するためには、波長１５５０ｎｍにおいて伝送損失が０．２５ｄＢ／ｋｍ以下であり、直径２０ｍｍに曲げたときの損失増加量が３０ｄＢ／ｍ以下であり、カットオフ波長λｃが１３５０ｎｍ以下である。
【００３８】
第２実施の形態
本発明の光ファイバの第２実施の形態について述べる。
図５（Ａ）、（Ｂ）は本発明の光ファイバの第２の実施の形態としての分散シフト光ファイバの断面構成図と屈折率プロファイルを示す図である。
第２実施の形態の分散シフト光ファイバＤＳＦは、光ファイバの光軸中心に設けられた、外径ａ２、屈折率ｎ１１の第１のコア１１と、第１のコア１１の外周に形成された、外径ｂ２、屈折率ｎ１２の第２のコア１２と、第２のコア１２の外周に形成された、外径ｃ２、屈折率ｎ１３の第３のコア１３と、第３のコア１３の外周に形成された、外径ｄ２、屈折率ｎ１４の第４のコア１４と、第４のコア１４の外周に形成された、外径ｅ２、屈折率ｎ１５の第５のコア１５と、第５のコア１５の外周に形成された、外径ｆ２、屈折率ｎ１６のクラッド１６とを有する。
分散シフト光ファイバＤＳＦは、クラッド１６の外周に樹脂が被覆されているが、樹脂被覆の図解を省略している。
【００３９】
屈折率の大小関係は、ｎ１１＞ｎ１３＞ｎ１６＞ｎ１２＞ｎ１５であり、且つｎ１４とｎ１６とはほぼ等しい値である。
【００４０】
第４のコア１４およびクラッド１６は石英ガラス、すなわち、シリカベースのガラスで形成されている。クラッド１６の屈折率ｎ１６より屈折率の高い第１のコア１１および第３のコア１３には、シリカに屈折率を高めるドーパント、たとえば、ゲルマニュームが添加されている。第１のコア１１にドープされるゲルマニュームの量は第３のコア１３にドープされるゲルマニュームの量より多い。クラッド１６より屈折率の低い第２のコア１２および第５のコア１５にはシリカに屈折率を非以下させるドーパント、たとえば、フッ素が添加されている。第５のコア１５にドープされるフッ素の量は第２のコア１２にドープされるフッ素の量より多い。
クラッド１６に対する第１のコア１１の第１比屈折率差Δ１１、クラッド１６に対する第２のコア１２の比屈折率差Δ１２、および、クラッド１６に対する第３のコア１３の比屈折率差Δ１３、クラッド１６に対する第４のコア１４の比屈折率差Δ１４、および、クラッド１６に対する第５のコア１５の比屈折率差Δ１５は、上述した式（１）と同様に規定される。
【００４１】
たとえば、比屈折率差Δ１１はは０．５４％であり、比屈折率差Δ１２は−０．３％であり、比屈折率差Δ１３は０．２５％であり、比屈折率差Δ１４は約１．０であり、比屈折率差Δ１５は−０．４％である。
第２のコア１２の外径ｂ２を基準として、外径比、（ａ２／ｂ２）：１．０：（ｃ２／ｂ２）：（ｄ２／ｂ２）：（ｅ２／ｂ２）は、たとえば、０．５５：１．０：１．３５：２．２：２．５である。
【００４２】
第２実施の形態の分散シフト光ファイバは、ゼロ分散波長が１３８０ｎｍ、波長１３８０ｎｍでの損失は０．３５ｄＢ／ｋｍ、波長１５５０ｎｍでの伝送損失が０．２１８ｄＢ／ｋｍ、分散値は４．９ｐｓ／ｎｍ・ｋｍ、実効コア断面積Ａeff は４５μｍ2、ケーブルカットオフ波長λc は１２７０ｎｍであり、分散スロープが０．０２０ｐｓ／ｎｍ2 ・ｋｍである。
【００４３】
第２実施形態の分散シフト光ファイバを、IEC60793-2-50(first edition 2002-01) Annex C Section C3.1で規定された水素エージング試験を行い、試験前後での波長１３８０ｎｍの損失変化を測定したところ、損失変化は０．００ｄＢ／ｋｍであった（λy=1380nm)。
【００４４】
以上のように、第２実施の形態の分散シフト光ファイバも第１実施の形態の分散シフト光ファイバと同様、分布定数型ラマン増幅光伝送路に好適に適用できる。
【００４５】
本発明の光ファイバは、図２（Ａ）、（Ｂ）および図５（Ａ）、（Ｂ）を参照して例示した構成および屈折率プロファイルを持つものに限定されず、（１）ゼロ分散波長が波長１３５０〜１４１０ｎｍの波長範囲内にただ１つあり、（２）１５５０ｎｍにおける分散値（Ｄ）が２〜８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、（３）分散スロープ（ＤＳ）が０．０５ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以下で、実効（有効）コア断面積（Ａeff ）が５０μｍ2 以下であり、（４）波長１３８０ｎｍにおける伝送損失が０．４ｄＢ／ｋｍ以下であって、（５）水素エージング試験前後で、波長１３８０ｎｍにおける伝送損失が、０．０４ｄＢ／ｋｍ以上変動しないものであれば、上述した例示の光ファイバに限定されない。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の光ファイバは、波長１３５０〜１４１０ｎｍという、ＯＨの吸収により伝送損失が増加しやすい波長帯にゼロ分散波長を有しているため、従来の光ファイバにおいてはゼロ分散波長近傍の低分散領域の波長帯、およびＯＨの吸収波長帯の２つの波長帯を、伝送波長帯から除外しなければならなかったのが、１つの波長帯に限定することが可能となり、使用波長領域が拡大した。
【００４７】
また、本発明の光ファイバは、有効（実効）コア断面積Ａeff ５０μｍ2 以下であり、分布定数型ラマン増幅光伝送路に適用した場合に、ラマン効率が向上した。
【００４８】
さらに、本発明の光ファイバは、波長１３８０ｎｍにおける伝送損失が０．４８ｄＢ／ｋｍ以下であり、常温常圧で実質的に水素からなる雰囲気に充分放置した前後で、波長１３８０ｎｍにおける伝送損失が、０．０４ｄＢ／ｋｍ以上変動しないように形成することにより、ポンプ光の減衰を最小限におさえ、長期的に経時変化が少なく、長期間安定に動作しうる、ラマン増幅型光伝送路を構築できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の光伝送路の１実施の形態としての分布定数型ラマン増幅光伝送路の構成図である。
【図２】図２（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第１実施の形態の光ファイバの断面構成図および屈折率プロファイルを図解した図である。
【図３】図３は本実施の形態の分散シフト光ファイバの波長（横軸）と伝送損失（縦軸）の関係を示す図である。
【図４】図４は本実施の形態の波長多重伝送用光ファイバの波長（横軸）と分散値（縦軸）の関係を示す図である。
【図５】図５（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第２実施の形態の光ファイバの断面構成図および屈折率プロファイルを図解した図である。
【符号の説明】
１、１１・・第１コア
２、１２・・第２コア
３、１３・・第３コア
１４〜１５・・第４〜第５コア
４、１６・・クラッド
Claims (5)
- ゼロ分散波長が波長１３５０〜１４１０ｎｍの波長範囲内にただ１つあり、
１５５０ｎｍにおける分散値（Ｄ）が２〜８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、
分散スロープ（ＤＳ）が正の値で０．０５ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以下であり、
実効コア断面積（Ａeff ）が５０μｍ2 以下であり、
波長１３８０ｎｍにおける伝送損失が０．４ｄＢ／ｋｍ以下であり、
水素エージング試験前後で波長１３８０ｎｍにおける伝送損失が０．０４ｄＢ／ｋｍ以上変動しない、
ことを特徴とする光ファイバ。 - 波長１５５０ｎｍにおいて伝送損失が０．２５ｄＢ／ｋｍ以下であり、
直径２０ｍｍに曲げたときの損失増加量が３０ｄＢ／ｍ以下であり、
カットオフ波長が１３５０ｎｍ以下である、
請求項１記載の光ファイバ。 - 光ファイバの光軸中心に設けられた、屈折率ｎ１の第１のコアと、
該第１のコアの外周に形成された、屈折率ｎ２の第２コアと、
該第２のコアの外周に形成された、屈折率ｎ３の第３コアと、
該第３コアの外周に形成された、屈折率ｎ４のクラッドと、
を有し、
屈折率の大小関係が、ｎ１＞ｎ３＞ｎ４＞ｎ２である、
請求項１または２記載の光ファイバ。 - 光ファイバの光軸中心に設けられた、屈折率ｎ１１の第１のコアと、
該第１のコアの外周に形成された、屈折率ｎ１２の第２のコアと、
該第２のコアの外周に形成された、屈折率ｎ１３の第３のコアと、
該第３のコアの外周に形成された、屈折率ｎ１４の第４のコアと、
該第４のコアの外周に形成された、屈折率ｎ１５の第５のコアと、
該第５のコアの外周に形成された、屈折率ｎ１６のクラッドと
を有し、
屈折率の大小関係が、ｎ１１＞ｎ１３＞ｎ１６＞ｎ１２＞ｎ１５であり、且つｎ１４とｎ１６は実質的に等しい屈折率であることを特徴とする、
請求項１または２記載の光ファイバ。 - 請求項１〜４いずれか記載の光ファイバを用いてラマン増幅する、ラマン増幅型光伝送路。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002367193A JP2004198737A (ja) | 2002-12-18 | 2002-12-18 | 光ファイバおよびそれを用いた光伝送路 |
| CNB2003101206639A CN1310047C (zh) | 2002-12-18 | 2003-12-18 | 光纤和使用它的光传送路 |
| US10/737,850 US7085463B2 (en) | 2002-12-18 | 2003-12-18 | Optical fiber and optical transmission line |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002367193A JP2004198737A (ja) | 2002-12-18 | 2002-12-18 | 光ファイバおよびそれを用いた光伝送路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004198737A true JP2004198737A (ja) | 2004-07-15 |
Family
ID=32764171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002367193A Pending JP2004198737A (ja) | 2002-12-18 | 2002-12-18 | 光ファイバおよびそれを用いた光伝送路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004198737A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100375911C (zh) * | 2005-09-29 | 2008-03-19 | 武汉理工大学 | 一种具有宽带光放大和色散补偿作用的光纤及其制备方法 |
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2002
- 2002-12-18 JP JP2002367193A patent/JP2004198737A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100375911C (zh) * | 2005-09-29 | 2008-03-19 | 武汉理工大学 | 一种具有宽带光放大和色散补偿作用的光纤及其制备方法 |
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