JP2005181664A - 光ファイバ及びこの光ファイバを用いたリボンスロット型光ファイバケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的は、従来のシングルモード光ファイバのモードフィールド径を保ちつつ、曲げ損失を小さくした高速・大容量の光伝送に好適な光ファイバおよびそれを用いた光ファイバケーブルを提供することにある。
【解決手段】 本願発明の光ファイバは、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が８．６μｍ以上であり、波長１２８０ｎｍ〜１６２５ｎｍにおける伝送損失が０．４ｄＢ／ｋｍ以下であり、直径３０ｍｍの曲げによる損失増加が波長１６２５ｎｍにおいて０．１ｄＢ／ターン以下であり、波長１６２５ｎｍにおける実効屈折率が１．４４４６０以上であり、水素エージング後の波長１３８３ｎｍにおける伝送損失が０．３１ｄＢ／ｋｍ以下であり、かつ偏波モード分散が０．１０ｐｓ・ｋｍ^−１／２以下であることを特徴とするものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、波長多重光伝送システムにおける光伝送路として好適に用いられる光ファイバおよびこの光ファイバを用いたリボンスロット型光ファイバケーブルに関するものである。

波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）伝送システムは、多波長の信号光を用いて光通信を行うシステムであり、高速・大容量の光伝送することが可能である。このようなＷＤＭ伝送システムにおいて、信号光波長帯域の広帯域化および非線形光学現象の抑制が重要な課題となっている。

信号光波長帯域の広帯域化を実現する光ファイバとしては、例えば特許文献１により提案されたものがある。
この光ファイバは、ＯＨ吸収による１３８０ｎｍ付近の伝送損失を抑制し、１２８０ｎｍから１６００ｎｍ付近の広い波長帯域にわたって０．４ｄＢ／ｋｍ以下の低伝送損失を実現している。

さらに、この光ファイバは、ファイバ内への水素の拡散による伝送損失特性の変化が極めて少なく、高い信頼性を有している。
光ファイバ内に水素が拡散した場合、ＯＨ吸収ピークの増加により波長１３８０ｎｍ付近の伝送損失が増加する現象が知られているが、この光ファイバは、水素の拡散による伝送損失の増加がほとんどない。したがって、１２８０ｎｍから１６００ｎｍ付近の広い波長帯域で、長期間安定した光通信が可能である。
この特許文献１に基づいて製造された光ファイバ「OFS Fitel社のAllWave（登録商標）」は１２８０ｎｍから１６２５ｎｍにわたる波長帯域で使用可能であるとされている。

このような広い波長帯域で使用可能な光ファイバは、伝送容量が大きく、さらに使用する波長帯域を前記波長帯域で任意に配置できるため、フレキシビリティが高いことから、メトロ系光ネットワーク等に使用されている。
このメトロ系光ネットワークに用いる光ファイバケーブルは近年多心化が進んでおり、光ファイバケーブルの構造としては、図４に示すようなものが提案されている。

この光ファイバケーブル１０は、いわゆるリボンスロット型の光ファイバケーブルと呼ばれているもので、スロットロッド１１の外周面に形成された複数の螺旋状のスロット溝１２内に、例えば図５に示したような光ファイバテープ心線２０が複数枚重ねられた状態で収容されている。
この光ファイバテープ心線２０は、光ファイバ２１の外周に、着色層２２を施し、これを複数本平面状に並行に配列し、紫外線硬化型樹脂で一括被覆したものであり、１テープの光ファイバの心数としては４心、８心、あるいはそれ以上のものも使用されている。

前記スロットロッド１１はポリエチレンなどのプラスチックからなる長尺体で、その中心には金属撚線や繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）ロッドなどからなるテンションメンバー１３が設けられている。また、スロットロッド１１の周上にはポリエステルテープなどのテープを巻回したテープ巻回層１４が設けられ、この上にポリエチレンやポリ塩化ビニルなどの熱可塑性樹脂からなるシース１５が被覆されている。

このようなリボンスロット型光ケーブルは、光ファイバテープ心線２０を複数枚積層して収容することから光ファイバの高密度性に優れた構造であり、さらに、光ファイバテープ心線２０がスロット溝１２に収容されていることから機械特性の点でも高い信頼性を実現する構造である。
しかしながら、このリボンスロット型光ケーブルは、配列の乱れは生じにくい構造であるが、曲げ等の外力を受けたときに、積層された光ファイバテープ心線２０の両端部、特に、４隅の部分が、スロット溝１２の内壁と接触するため、その部分に応力が集中し、側圧によって伝送損失が増加しやすいという問題がある。

米国特許第６１３１４１５号明細書

一般に光ファイバに過大な曲げや側圧を与えると、伝送損失の増加が起きることが知られている。以降、これを曲げ損失と呼ぶ。曲げ損失は、波長が長くなるに従い指数関数的に増加することが知られている。
前述した特許文献１の光ファイバは、１３８０ｎｍ付近の伝送損失特性は改善されているが、曲げ損失が比較的大きいため、光ファイバの接続部を収納する接続箱の中などに光ファイバの余長を収納した場合、曲げ損失が過大となることがあった。曲げ損失の増加は、特に使用波長帯域中の最も長波長であるＬ−ｂａｎｄ（波長１５６５ｎｍ〜１６２５ｎｍ）において顕著であった。
また、前述した特許文献１の光ファイバをリボンスロット型光ファイバケーブルに用いた場合は、ケーブル化後にＬ−ｂａｎｄでの伝送損失が増加し、敷設後も伝送損失が安定しないという問題があった。

曲げ損失を小さくするためには、ＭＡＣ値を小さくすれば良いことが特表２００３−５１１７３６などに示されている。ここで、ＭＡＣ値とはモードフィールド径／カットオフ波長で定義されている。つまり、モードフィールド径を小さくすれば、曲げ損失は小さくすることができる。
しかしながら、モードフィールド径が小さいと光ファイバ中での非線形現象が大きくなり、伝送特性が悪化する傾向にある。また、モードフィールド径が小さすぎると、１．３μｍ帯（１２８０ｎｍ〜１３３０ｎｍ）にゼロ分散波長を持つ従来のシングルモード光ファイバ（以降、シングルモード光ファイバと呼ぶ。）と接続する場合、モードフィールド径の差によって接続損失が大きくなり、従来の通信システムをそのまま用いることができないという問題があった。

本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであり、従来のシングルモード光ファイバのモードフィールド径を保ちつつ、曲げ損失を小さくした高速・大容量の光伝送に好適な光ファイバおよびそれを用いたリボンスロット型光ファイバケーブルを提供することにある。

前記目的を達成すべく本願請求項１に記載の光ファイバは、最大屈折率ｎ_１を有する第１コアと、該第１コアを取り囲み、前記最大屈折率ｎ₁より小さい屈折率ｎ_Ｃを有するクラッドからなるシングルモード光ファイバであって、前記第１コアのクラッドに対する最大比屈折率差Δ_１が０．４％〜０．５％であり、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が８．６μｍ以上であり、波長１２８０ｎｍ〜１６２５ｎｍにおける伝送損失が０．４ｄＢ／ｋｍ以下であり、直径３０ｍｍの曲げによる損失増加が波長１６２５ｎｍにおいて０．１ｄＢ／ターン以下であり、波長１６２５ｎｍにおける実効屈折率が１．４４４６０以上であり、水素エージング後の波長１３８３ｎｍにおける伝送損失が０．３１ｄＢ／ｋｍ以下であり、かつ偏波モード分散が０．１０ｐｓ・km^−１／２以下であることを特徴とするものである。

本願請求項１に記載の光ファイバによれば、従来のシングルモード光ファイバのモードフィールド径を保ちつつ、曲げ損失の小さい高速・大容量の光伝送に好適な光ファイバを提供することができる。
従来のシングルモード光ファイバの第１コアのクラッドに対する最大比屈折率差Δ_１は０．３％〜０．４％であり、本発明の光ファイバの値０．４％〜０．５％と比較すると小さい値となっている。本願請求項１記載の光ファイバのように、第１コアのクラッドに対する最大比屈折率差Δ₁を大きくすることにより、実効屈折率を大きくすることができ、曲げ損失を小さくすることができる。
また、従来のシングルモード光ファイバとモードフィールド径が同じであるため、従来のシングルモード光ファイバと接続しても、接続損失を小さく抑えることができ、従来の通信システムをそのまま使用することができる。
さらに、波長１２８０ｎｍ〜１６２５ｎｍにおける伝送損失が０．４ｄＢ／ｋｍ以下であり、水素エージング後の波長１３８３ｎｍにおける伝送損失が０．３１ｄＢ／ｋｍ以下であることから、水素の拡散による伝送損失の増加もほとんどないため、１３８０ｎｍ付近を含む１２８０ｎｍ〜１６２５ｎｍの広い波長帯域において長期間安定した低伝送損失を保つことができる。
また、低偏波モード分散を有しているため、高速・大容量の光伝送が可能である。

さらに、本願請求項２に記載の光ファイバは、前記請求項１記載の光ファイバにおいて、波長１６２５ｎｍにおける直径３０ｍｍの曲げによる損失増加が０．０３ｄＢ／ターン以下であり、波長1６２５ｎｍにおける実効屈折率が１．４４５６０以上であることを特徴とするものである。
このようにしてなる本願請求項２に記載の光ファイバによれば、従来のシングルモード光ファイバのモードフィールド径を保ちつつ、さらに曲げ損失の小さい光ファイバを提供することができる。

また、本願請求項３に記載の光ファイバは、前記請求項１または請求項２に記載の光ファイバにおいて、零分散波長が１３００ｎｍ〜１３２４ｎｍの範囲にあり、零分散波長における分散スロープが０．０９２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを特徴とするものである。
このようにしてなる本願請求項３に記載の光ファイバは、従来のシングルモード光ファイバと分散特性がほぼ同じであるため、従来の通信システムをそのまま使用することができる。

また、本願請求項４に記載の光ファイバは、前記請求項１〜請求項３に記載の光ファイバにおいて、ケーブルカットオフ波長が１２８０ｎｍ以下であることを特徴とするものである。
このようにしてなる本願請求項４に記載の光ファイバは、１２８０ｎｍより長い波長においてシングルモード動作が保証され、１２８０ｎｍより長波長の広い波長帯域で使用可能である。

また、本願請求項５に記載の光ファイバは、前記請求項１〜請求項４に記載の光ファイバにおいて、前記第１コアの外周に最小屈折率ｎ_２を有する第２コアを有し、前記第２コアのクラッドに対する最小比屈折率差Δ_２が−０．１％〜０%であることを特徴とするものである。
前述したように、本発明の光ファイバは従来のシングルモード光ファイバと比較すると第１コアのクラッドに対する最大比屈折率差Δ₁が大きくなっている。最大比屈折率差Δ₁を大きくしたことにより、曲げ損失は小さくできるが、伝送損失の悪化やゼロ分散波長が長波長側にシフトしてしまう傾向がある。
このようにしてなる本願請求項５に記載の光ファイバによれば、伝送損失の悪化やゼロ分散波長のシフトを抑制することができ、従来のシングルモード光ファイバと同じ特性を容易に得ることができる。

また、本願請求項６に記載のリボンスロット型光ファイバケーブルは、前記請求項１〜請求項５に記載の光ファイバを用いたことを特徴とするものである。
このようにしてなる本願請求項６に記載のリボンスロット型光ファイバケーブルによれば、ケーブル化時に発生する側圧による曲げ損失を抑え、敷設後もＬ−ｂａｎｄを含む広い波長帯域において長期間安定した光通信が可能なリボンスロット型光ファイバケーブルを提供することができる。

従来のシングルモード光ファイバのモードフィールド径を保ちつつ、曲げ損失を小さくした高速・大容量の光伝送に好適な光ファイバおよびそれを用いた光ファイバケーブルを提供できる。

図１〜図５を用いて本願発明の光ファイバ及びこの光ファイバを用いたリボンスロット型光ファイバケーブルを詳細に説明する。
本願発明に係る光ファイバは、波長１６２５ｎｍにおける実効屈折率を１．４４４６０以上とすることにより、波長１６２５ｎｍにおける直径３０ｍｍに曲げたときの損失増加を０．１ｄＢ／ターン以下とすることを特徴の一つとしている。

ここで実効屈折率とは光ファイバの屈折率分布と入射光の波長で決まる値であり、入射光が第１コア領域に閉じ込められる度合いを表すものである。
光ファイバにおいては、通常、第１コアの最大屈折率ｎ_１とクラッド層の屈折率ｎ_Ｃの間の値になる。

以下、実効屈折率をさらに詳細に説明する。
屈折率分布が円筒対称形で半径方向に任意の値を持つ光ファイバにおける電界分布を表す基礎方程式は、下記式１に示すとおりである。

ここで、ｒは半径方向の中心からの距離、Φ（ｒ）は電界のｒ方向における分布、ｎ（ｒ）は屈折率のｒ方向における分布、βは伝搬定数、ｍは任意の非負の整数、ｋは真空中の波数である。また、ｒ_coreは屈折率がクラッド層と異なる範囲の半径を示す。対象とする入射光の波長をλとするときｋ＝２π/λであり、本式において実効屈折率はβ／ｋで表すことができる。
この式の導出については大越等による「光ファイバ、オーム社、４、５、７章、１９８３年」に詳細な説明がある。

この式を解いて光ファイバの実効屈折率β／ｋを求めるには、例えば、文献“Tanaka等, An exact analysis of cylindrical fiber with index distribution by matrix method and its application to focusing fiber, Trans. IECEJ, Section E, E59, 11, pp.1-8, 1976年”に示される多層分割法を用いればよいことが知られている。
一例としてこの方法を用いることにより、任意の屈折率分布ｎ（ｒ）を持つ光ファイバの実効屈折率を求めることができる。

本願発明においては波長１６２５ｎｍに注目するため、クラッドの屈折率をｎ_Ｃ＝１．４４３８８とした。この値は波長１６２５ｎｍの光に対する純石英の屈折率にほぼ等しい。
ここで、屈折率分布ｎ（ｒ）は光ファイバを線引きする前のプリフォームをプリフォームアナライザ等で測定して求めることができる。また光ファイバを直接ＲＮＦ法などで観察する方法もある。

上記計算により得られた実効屈折率が大きく、第１コアの最大屈折率ｎ_１に近いほど光のパワーのうち多くが第１コア領域に分布して伝搬するため光が漏れにくく、曲げ損失が小さい。逆に、実効屈折率が小さく、クラッドの屈折率ｎ_Ｃに近いほど、光のパワーのうち多くがクラッドに分布して伝搬するため光が漏れやすく、曲げ損失が大きくなる。
実効屈折率は光ファイバの屈折率分布ｎ（ｒ）の形状によって変化するが、プリフォーム製造時にコア部分にドープするゲルマニウムの量を増やし、単に第１コアの最大屈折率ｎ_１を大きくすることにより、大きくすることが可能である。

ところで、曲げ直径とターン回数が一定であるとき、光ファイバの曲げ損失は一般に波長が長くなるに従い指数関数的に増加する。
つまり、使用波長帯域中の最も長波長である１６２５ｎｍにおいて、曲げ損失が最も大きくなる。したがって、波長１６２５ｎｍにおける曲げ損失を抑制することが重要である。

現在、インターネットの普及により、光ファイバが家庭ごとに引かれつつあり、光ファイバの接続部分を収納する接続箱の小型化および、室内等で曲げ径の小さくなる配線に光ファイバを用いる要求が高まっている。この要求に応えるためには、直径６０ｍｍ未満の径に曲げても曲げ損失が過大とならない光ファイバが必要とされている。
直径６０ｍｍ未満の径に曲げても曲げ損失が過大とならないようにするためには、波長１６２５ｎｍにおいて直径３０ｍｍに曲げによる損失増加を０．１ｄＢ／ターン以下、より好ましくは０．０３ｄＢ／ターン以下とする必要がある。

本願発明の光ファイバの実効屈折率は波長１６２５ｎｍにおいて１．４４４６０以上、さらに好ましくは１．４４５６０以上であり、これにより波長１６２５ｎｍにおける直径３０ｍｍの曲げによる損失増加を０．１ｄＢ／ターン以下、さらに好ましくは０．０３ｄＢ／ターン以下に抑えられる。

図３に本願発明に係る光ファイバの一実施形態例を示す。図３（Ａ）はこの光ファイバの屈折率分布、図３（Ｂ）はその横断面を示す。すなわち最大屈折率ｎ₁を有する第１コア１とその外側に設けられた最小屈折率ｎ_２を有する第２コア２を示しており、この第２コア２の外側に屈折率ｎ_Ｃを有するクラッド３が設けられている。各屈折率の大小関係はｎ_２＜ｎ_Ｃ＜ｎ₁である。なお、本発明において、第２コア２はなくてもよいが、後述するように第２コア２を設けることがより好ましい。

また、本実施形態に係る光ファイバは、第１コア１のクラッド３に対する最大比屈折率差Δ₁が０．４％〜０．５％であることを特徴の一つとしている。
従来のシングルモード光ファイバにおいて、第１コア１のクラッド３に対する最大比屈折率差Δ₁は０．３％〜０．４％であり、本発明の光ファイバの値０．４％〜０．５％と比較すると小さい値となっている。このように、第１コアのクラッドに対する最大比屈折率差Δ₁を大きくしたことにより、実効屈折率を大きくすることができ、曲げ損失を小さくすることができる。

また、本実施形態に係る光ファイバは、第１コア１の外周に第２コア２を有し、前記第２コアの最小屈折率ｎ_２を−０．１％〜０%であることを特徴の一つとしている。
前述したように、本実施形態の光ファイバは、従来のシングルモード光ファイバと比較して第１コアのクラッドに対する最大比屈折率差Δ₁を大きくしている。これにより、曲げ損失は小さくなるが、伝送損失の悪化やゼロ分散波長が長波長側にシフトしてしまう傾向がある。
このように第２コア２の最小屈折率ｎ_２を−０．１％〜０%とすることにより、伝送損失の悪化やゼロ分散波長のシフトを抑制することができ、従来のシングルモード光ファイバと同じ特性を容易に得ることができる。

ここで、本明細書においては前記クラッド３に対する第１コア１の最大屈折率差Δ₁、クラッド３に対する第２コア２の最小比屈折率差Δ_２は下記式（２）及び（３）で示されるものをいう。
Δ₁＝｛（ｎ_１ ²−ｎ_ｃ ²）／２ｎ_１ ²｝・１００ （２）
Δ_２＝｛（ｎ_２ ²−ｎ_ｃ ²）／２ｎ_２ ²｝・１００ （３）
ここで前記各式中、ｎ_１は第１コア１の最大屈折率、ｎ_２は第２コア２の最小屈折率、そしてｎ_ｃはクラッド３の屈折率である。

また、本実施形態に係る光ファイバは、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が８．６μｍ以上であることを特徴の一つとしている。
このように、従来のシングルモード光ファイバとモードフィールド径を同じとすることにより、従来のシングルモード光ファイバと接続しても、接続損失を小さく抑えることができ、従来の通信システムをそのまま使用することが可能である。

また、本実施形態に係る光ファイバは、波長１２８０ｎｍ〜１６２５ｎｍにおける伝送損失が０．４ｄＢ／ｋｍ以下であり、水素エージング後の波長１３８３ｎｍにおける伝送損失が０．３１ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴としている。
光ファイバ内に水素が拡散した場合、ＯＨ基による吸収ピークの増加により、波長１３８０ｎｍ付近において、伝送損失が増加する現象が知られている。
水素の拡散によるＯＨ吸収損失の増加は、光ファイバ内に構造欠陥が多量に存在している場合に顕著である。
使用波長帯域を１２８０ｎｍ〜１６２５ｎｍに広げるためには、この伝送損失の増加をできるだけ小さくしなければならない。

本実施形態に係る光ファイバは、波長１２８０ｎｍ〜１６２５ｎｍにおける伝送損失が０．４ｄＢ／ｋｍ以下であり、水素エージング後の波長１３８３ｎｍにおける伝送損失が０．３１ｄＢ／ｋｍ以下である。すなわち、水素の拡散による伝送損失の増加がほとんどないため、１３８０ｎｍ付近を含む１２８０ｎｍ〜１６２５ｎｍの広い波長帯域において長期間安定した低伝送損失を保つことができる。
なお、本明細書においては水素エージングとは、ＩＥＣ６０７９３−２−５０ Ｃ．３．１に従うものとし、下記に示す条件とする。
光ファイバを、室温下において水素濃度が０．０１気圧の雰囲気中にて水素に曝露し、波長１２４０ｎｍにおける伝送損失が水素曝露前の伝送損失（初期値）に比べて０.０３ｄＢ／ｋｍ以上増加するまでその状態を維持する。その後、大気中に取出して１４日間以上放置し、伝送損失の測定を行う。

さらに、本実施形態に係る光ファイバは、偏波モード分散が０．１０ｐｓ・km^−１／２以下であることを特徴の一つとしている。
ＷＤＭ伝送において、各波長の伝送速度を高速化するためには光ファイバの偏波モード分散を小さく抑える必要がある。たとえば各波長において４０Ｇｂｉｔ／ｓの速度で４００ｋｍの伝送を行うためには、伝送路全体の偏波モード分散を０．１０ｐｓ／ｋｍ^−１／２以下とする必要がある。
本実施形態に係る光ファイバは、偏波モード分散が０．１０ｐｓ・km^−１／２以下、さらに好ましくは０．０８ｐｓ・km^−１／２以下であり、例えば４０Ｇｂ／sのような高速な伝送にも適した光ファイバである。

偏波モード分散の大きさは光ファイバの複屈折とモード結合によって決まる。しかしながら、光ファイバの複屈折とモード結合は光ファイバに係る張力、曲げ、側圧などの外乱要因によって敏感に変化するので、例えばボビン巻きのような状態では、光ファイバが本来内在的に持つ偏波モード分散を正しく測定することはできない。したがって、振動、温度変化、空気の動きの小さい環境で滑らかな床に光ファイバを重ならないように、かつ全長にわたって曲率半径が１ｍ以上となるように置き、偏波モード分散を測定する必要がある。測定サンプルの長さは偏波モード分散測定装置の検出感度などを考慮して適宜選択されるが、一般には４００ｍ程度である。この条件を低モード結合（ＬＭＣ）条件と呼ぶ。

一方、偏波モード分散が伝送特性に与える影響を考慮すると、個々の光ファイバの偏波モード分散よりも、複数の光ファイバを接続して構成される伝送路全体での値が実用上重要である。したがって、光ファイバの偏波モード分散としては、伝送路全体の偏波モード分散の指標となるリンクデザインバリュー（ＬＤＶ）を採用する。ＬＤＶは以下の手順で得られる。
まず、多くのサンプル光ファイバの偏波モード分散をＬＭＣ条件で測定する。次に、得られた測定値の分布の中から重なり無く任意の２０個の測定値を選択し、それらの二乗和の平方根を取る作業を多数回、一般には１０万回以上繰り返し、得られた値のうち大きいほうから０．０１％に該当する値をＬＤＶとする。これを対象光ファイバの偏波モード分散を表す値とする。
本実施形態においては、偏波モード分散として上記ＬＤＶを採用している。

さらに、シングルモード光ファイバではケーブルカットオフ波長λ_ＣＣが使用波長よりも短いことが必要とされる。したがって波長１２８０ｎｍ〜１６２５ｎｍを使用波長とする場合、ケーブルカットオフ波長λ_ＣＣは１２８０ｎｍ以下とする必要がある。
本実施形態に係る光ファイバは、ケーブルカットオフ波長λ_ＣＣが１２８０ｎｍ以下であるため、１２８０ｎｍより長波長の広い波長帯域においてシングルモード動作が保障される。
ここでケーブルカットオフ波長λ_ＣＣとは、ＩＴＵ−Ｔ（国際電気通信連合）Ｇ．６５０で定義するケーブルカットオフ波長λ_ＣＣをいう。その他、本明細書で特に定義しない用語についてはＩＴＵ−Ｔ Ｇ．６５０における定義及び測定方法に従うものとする。

表１に、本願発明の実施例１〜実施例４および比較例５、比較例６の各光ファイバのパラメータの値とその特性値示す。比較例６は従来のシングルモード光ファイバである。
表１において、２ａは第１コアの直径、２ｂは第２コアの直径を示している。
各実施例および比較例の光ファイバは、図３に示した屈折率プロファイルを有する。ただし、Δ_２が０．００である実施例４および比較例６は、第２コアを有さず、コアが第１コアのみで構成されていることを意味している。
また、第１コアの直径２ａは、Δ_１の１／２の屈折率となる位置を結ぶ線の長さとし、第２コア２の直径２ｂは、第２コア２とクラッド４との境界領域において、Δ_２の１／２の屈折率となる位置を結ぶ線の長さとする。

表１に示すように、本願発明の実施例１〜４のいずれの光ファイバも、実効屈折率が１．４４４６０以上であり、波長帯域１６２５ｎｍにおいて、直径３０ｍｍの曲げによる損失増加が０．１ｄＢ／ターン以下である。さらに実効屈折率が１．４４５６０以上である実施例１、実施例３においては０．０３ｄＢ／ターン以下である。
また、モードフィールド径、分散特性は、従来のシングルモード光ファイバとほぼ同じ値になっているため、従来のシングルモード光ファイバとの接続損失も小さく、従来のシングルモード光ファイバに用いられていた通信システムをそのまま用いることができる。
さらに、実施例１〜４のいずれの光ファイバも、ケーブルカットオフ波長λ_ＣＣが１２８０ｎｍ以下であり、１２８０ｎｍより長波長の広い波長帯域においてシングルモード動作が保証される。

比較例５、比較例６の光ファイバは、実効屈折率が１．４４４６０より小さく、波長帯域１６２５ｎｍにおいて、直径３０ｍｍの曲げによる損失増加が０．１ｄＢ／ターン以上となっている。

図１は実施例１、実施例２、および比較例６の直径３０ｍｍの曲げによる損失増加の波長特性を示す図であり、横軸は波長、縦軸は直径３０ｍｍの曲げ１ターンによる曲げ損失を示している。
図１に示すように、いずれの光ファイバにおいても曲げ損失は波長が長くなるに従い指数関数的に増加している。そして、実施例１、実施例２の光ファイバは最も曲げ損失が大きくなる１６２５ｎｍにおいて直径３０ｍｍの曲げによる損失増加が０．１ｄＢ／ターン以下（実施例２においては０．０３ｄＢ／ターン以下）を満たしており、Ｌ−ｂａｎｄ（１５６５ｎｍ〜１６２５ｎｍ）を含む広い波長帯域において曲げ損失が小さい値となっている。
これに対し、比較例６の光ファイバは、Ｌ−ｂａｎｄにおける損失増加が大きく、Ｌ−ｂａｎｄでの使用は難しいことがわかる。

図２は実施例１、および比較例６の直径５０ｍｍの曲げによる損失増加の波長特性を示す図であり、横軸は波長、縦軸は直径５０ｍｍの曲げ１００ターンによる曲げ損失を示している。
比較例６の光ファイバは、Ｌ−ｂａｎｄにおける曲げ損失が大きいのに対し、実施例１の光ファイバではＬ−ｂａｎｄを含む広い波長帯域において曲げ損失が小さいことがわかる。
本願発明の光ファイバは、６０ｍｍ未満の径に曲げて使用するような用途においても、Ｌ−ｂａｎｄにおける曲げによる損失増加が無く、好適に用いることができる。

また、実施例１〜４の光ファイバの偏波モード分散を測定したところ、すべて０．１０ｐｓ／ｋｍ^−１／２以下であった。したがって、本願発明の光ファイバは、例えば４０Ｇｂ／ｓのような高速な伝送にも適した光ファイバである。

また、実施例１〜４の光ファイバの波長１２８０ｎｍ〜１６２５ｎｍにおける伝送損失を測定したところ、全て０．４ｄＢ／ｋｍ以下であった。
さらに実施例１〜４の光ファイバを前述したＩＥＣ６０７９３−２−５０ Ｃ．３．１に規定される条件にて水素に曝露した後、波長１３８３ｎｍでの伝送損失を測定したところ、全て０．３１ｄＢ／ｋｍ以下であった。すなわち、水素の拡散により伝送損失がほとんど増加せず、１３８０ｎｍ付近を含む１２８０ｎｍ〜１６２５ｎｍの広い波長帯域において長期間安定した低伝送損失を保つことができる。

さらに、本願発明の光ファイバを用いて、リボンスロット型光ファイバケーブルの製造を行った。表２はリボンスロット型光ファイバケーブルの波長１６２５ｎｍの伝送損失を実施例１、実施例２の光ファイバと比較例６の光ファイバとで比較したデータである。

実施例１、実施例２の光ファイバは、ケーブル化後の波長１６２５ｎｍの伝送損失が平均値、最大値ともに０．３０ｄＢ／ｋｍ以下であり、損失増加が起きていないことがわかる。これに対し、比較例６の光ファイバは最大で１．１０ｄＢ／ｋｍとなるものもあった。
このように本願発明の光ファイバを用いてリボンスロット型光ファイバケーブルを製造することにより、ケーブル化時に発生する側圧による曲げ損失を抑え、敷設後もＬ−ｂａｎｄを含む広い使用波長帯域において長期間安定した光通信が可能なリボンスロット型光ファイバケーブルとなる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、本実施形態に係る光ファイバは、実施例１〜４のものに限られることなく、他の任意の屈折率分布による設計も可能である。中心コア領域は１層、２層に限らずより多層で構成されることも可能であり、各層が一定の屈折率を持つステップ状に限らず、各層内で屈折率が変化することで三角形、放物線型その他の特徴的な形状を有することができる。また、光ファイバ内において各層の添加物が互いの領域に拡散することにより、コアとクラッド層に特有の境界が見られない場合もある。

本願発明の光ファイバの直径３０ｍｍの曲げによる損失増加の波長特性を示す図である。 本願発明の光ファイバの直径５０ｍｍの曲げによる損失増加の波長特性を示す図である。 本願発明の光ファイバの一実施例を示すもので、図３（Ａ）は屈折率分布を示し、図３（Ｂ）は横断面の一部を示す横断面図である。 リボンスロット型ケーブルを示す模式図である。 光ファイバテープ心線を示す模式図である。

符号の説明

１ 第１コア
２ 第２コア
３ クラッド
１０ 光ファイバケーブル
１１ スロットロッド
１２ スロット溝
１３ テンションメンバー
１４ テープ巻回層
１５ シース
２０ 光ファイバテープ心線
２１ 光ファイバ
２２ 着色層

Claims (6)

1. 最大屈折率ｎ_１を有する第１コアと、該第１コアを取り囲み、前記最大屈折率ｎ_１より小さい屈折率ｎ_Ｃを有するクラッドからなるシングルモード光ファイバであって、前記第１コアのクラッドに対する最大比屈折率差Δ_１が０．４％〜０．５％であり、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が８．６μｍ以上であり、波長１２８０ｎｍ〜１６２５ｎｍにおける伝送損失が０．４ｄＢ／ｋｍ以下であり、直径３０ｍｍの曲げによる損失増加が波長１６２５ｎｍにおいて０．１ｄＢ／ターン以下であり、波長１６２５ｎｍにおける実効屈折率が１．４４４６０以上であり、水素エージング後の波長１３８３ｎｍにおける伝送損失が０．３１ｄＢ／ｋｍ以下であり、かつ偏波モード分散が０．１０ｐｓ・ｋｍ^−１／２以下であることを特徴とする光ファイバ。
2. 直径３０ｍｍの曲げによる損失増加が波長１６２５ｎｍにおいて０．０３ｄＢ／ターン以下であり、波長1６２５ｎｍにおける実効屈折率が１．４４５６０以上であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ。
3. 零分散波長が１３００ｎｍ〜１３２４ｎｍの範囲にあり、零分散波長における分散スロープが０．０９２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項1または請求項２に記載の光ファイバ。
4. ケーブルカットオフ波長が１２８０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項1から請求項３のいずれかに記載の光ファイバ。
5. 前記第１コアの外周に最小屈折率ｎ_２を有する第２コアを有し、前記第２コアのクラッドに対する最小比屈折率差Δ_２が−０．１％〜０%であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の光ファイバ。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の光ファイバを用いたことを特徴とするリボンスロット型光ファイバケーブル。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

Images