JP2005512146A - 単一モード分散補償光ファイバ - Google Patents
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Abstract
単一モードの分散および分散傾斜補償光ファイバ(10)は、中心コアセグメント(12)とディプレストモートセグメント(14)と環状のリングセグメント(16)とクラッド層(18)とを含む。該ファイバの各セグメントは、略1530nm乃至略1620nmの範囲の波長において負分散と、略1530nm乃至略1620nmの範囲の波長において負の分散傾斜と、略1550nmの波長において略40乃至略60の範囲にあって分散対分散傾斜の比として定義されるカッパ値と、略1650nm未満であり、より好ましくは1550nm未満のファイバカットオフ波長と、を提供するように選択されている相対屈折率を有する。
Description
本出願は、2001年12月11日に出願された米国特許出願第10/014,781号の利益および優先権を主張する。
発明の属する分野
本発明は、分散補償(DC)光ファイバに関し、より詳細には、100未満のカッパ値を有する伝送ファイバにおける分散を補償することに特に良く適している単一モードDCファイバに関する。
本発明は、分散補償(DC)光ファイバに関し、より詳細には、100未満のカッパ値を有する伝送ファイバにおける分散を補償することに特に良く適している単一モードDCファイバに関する。
背景技術
開発中の装置がより低いコストでより広い帯域幅を満たすように、通信システム設計者は、波長分割多重構成の高いチャンネル数密度、より長い到達システムおよびより高い伝送ビットレートに関心を向けている。かかる展開はシステム性能に対して重要な色分散管理を生じさせ、システム設計者は全チャンネル計画にわたって正確に分散を補償するための能力を所望している。より詳細には、より高いビット伝送レートに対して増加された要求は、分散による影響を制御することができる光伝送システムに対する大なる要求を含む。一般的な光通信システムの分析は、この種のシステムが10Gbit/秒で略1000ps/nmの残留分散を許容できるものの、かかるシステムが40Gbit/秒のより高い伝送率において略62ps/nmの残留分散のみを許容する、ということを示している。したがって、上記の如き高いビットレート伝送に対して分散を正確に制御することが、重要である。転送率が増加するに従い、かかる制御はますます重要になる。更に、伝送ファイバの分散傾斜が特に40Gbit/秒に近い伝送率に対して補償されなければならないということを、上記の如き分散を正確に制御する必要性が表している。
開発中の装置がより低いコストでより広い帯域幅を満たすように、通信システム設計者は、波長分割多重構成の高いチャンネル数密度、より長い到達システムおよびより高い伝送ビットレートに関心を向けている。かかる展開はシステム性能に対して重要な色分散管理を生じさせ、システム設計者は全チャンネル計画にわたって正確に分散を補償するための能力を所望している。より詳細には、より高いビット伝送レートに対して増加された要求は、分散による影響を制御することができる光伝送システムに対する大なる要求を含む。一般的な光通信システムの分析は、この種のシステムが10Gbit/秒で略1000ps/nmの残留分散を許容できるものの、かかるシステムが40Gbit/秒のより高い伝送率において略62ps/nmの残留分散のみを許容する、ということを示している。したがって、上記の如き高いビットレート伝送に対して分散を正確に制御することが、重要である。転送率が増加するに従い、かかる制御はますます重要になる。更に、伝送ファイバの分散傾斜が特に40Gbit/秒に近い伝送率に対して補償されなければならないということを、上記の如き分散を正確に制御する必要性が表している。
非ゼロ分散シフトファイバ(NZDSF)を補償するように要求された低い分散及び分散傾斜値を達成するための様々な解決方法が提案されており、フォトニック結晶ファイバ、高次モード分散補償ファイバ、分散補償格子および2重ファイバ分散補償技術が含まれている。各解決方法は、これに伴って関連する欠点を有する。
フォトニック結晶ファイバは、NZDSFを補償するように要求されたものに近い大なる負の分散及び負の分散傾斜を有するように設計されている。しかし、フォトニック結晶ファイバは、略10μm2以下の相対的に小なる有効面積を含むという欠点を有し、該有効面積は許容できない高い接続損失を導き、これに伴って接続損失を削減するための特別に設計された移行またはブリッジファイバの使用が要求される。加えて、フォトニック結晶ファイバのまさしくその特性、すなわち該ファイバのコアにおけるガラス/空気界面に起因して、関連した減衰は重要な伝送窓において許容できない。更に、フォトニック結晶ファイバは、大きいスケールで製造することが非常に困難であり、その結果、高価である。
高次モード(HOM)分散補償は、高次モードを伝播しているHOMファイバの分散特性に依存する。高次モード(例えばLP02及びLP11)は、基本モードに比べてより高い負の分散及び分散傾斜を有する。HOM分散補償は、モード変換装置を経て伝送された基本モードを高次モードのうちの1つに転換することに概して依存している。その後、かかる高次モードは当該モードを支持するHOMファイバ中を伝播される。有限の距離の後、高次モードは、第2のモード変換装置を経て基本モードへと逆変換される。HOM分散補償の解決方法に関する課題は、モード変換装置が非効率であることならびに基本モードへの接続に抵抗しつつ高次モード伝送を許容するHOMファイバを製造することが困難であることを含む。
分散補償格子は、チャープグレーティングを経て要求された差分群遅延を得るために利用される。分散補償格子を利用している技術は、狭帯域に対してのみ有用であることが示されており、かかる技術は要求された格子の長さが大になるにつれて概して分散および分散傾斜リプルに悩まされる。
NZDSFに対する2重ファイバ分散補償ファイバの解決方法において、分散および傾斜補償は、各々のファイバにおいて部分的に分断されかつ別々に処理される。一般的に、2重ファイバ分散補償技術は分散傾斜補償ファイバに続く分散補償ファイバを使用することが含まれる。かかる解決方法は、相対的に小なる分散傾斜を補償する分散傾斜補償ファイバの使用を必要とする。更に、かかる解決方法は、追加の接続損失を受け、かつ比較的複雑な解決方法である。
光ファイバの広範囲なプロファイルモデリングは、分散傾斜、有効面積および曲げ感度の間の明確に確立された相互関係を結果的に有する。所定のファイバにおける波長分散によって与えられた役割が増加することによって、傾斜を減少させることが可能であり、場合によっては負の傾斜を形成することもできる。しかし、有効面積が減少するにつれて、ファイバの曲げ感度が増加する。該ファイバの有効面積は増加させることが可能であるものの、一般的に曲げ感度の更なる劣化を負担することになる。分散傾斜を減少させること若しくは負の分散傾斜の形成することは、基本モードのカットオフ波長の近くで動作させる結果となり、さらに該ファイバにより大なる曲げ損失を提供して1560nmよりも大なる波長においてより大なる信号損失が得られる。かかる関係によれば、分散および分散傾斜の両方を効果的に補償する実行可能なDCファイバを製造することは、極めてむずかしい。さらに、カッパ(分散/分散傾斜)が低い場合、幅広い波長帯域に亘って分散を適切に補償することは困難である。
これまで、分散を削減する若しくは除去するために利用される最も実行可能な広い帯域の商業的技術は、DCファイバモジュールである。高密度の波長分割多重の配置が16、32、40及びより多くのチャンネルを増加させるにつれ、広い帯域DC製品が望まれている。更に、より高いビットレート情報転送(すなわち40Gbit/秒以上)、長距離伝送システム(すなわち長さが100kmよりも長いシステム)および光ネットワーク化における関心が高まるに従い、NZDSFでデータを送信するネットワークにおいてでさえもDCファイバを用いることが避けられなくなっている。かかるNZDSFの1つとして、LEAF(商標)光ファイバ(コーニング社(ニューヨーク州コーニング)によって製造されかつ入手可能である)がある。LEAF(商標)ファイバは、正のNZDSFであり、本質的に低い分散でありかつ従来の信号のモードファイバを上回る経済的な利点により数多くの新しいシステムに対して選択されている光ファイバである。
NZDSFとDCファイバとの初期の段階における組合せは、1つの波長においてのみ分散を効果的に補償しており、当該1つの波長から離れた波長の動作帯域内において重大な残留システム分散が存在していた。しかし、より高いビットレート、より長い到達距離およびより広い帯域幅は、より正確に補償される分散傾斜を必要としている。従って、分散特性、すなわち補償が要求された伝送ファイバに適合された分散及び分散傾斜を有するDCファイバが望ましい。
従って、代替のDCファイバ、すなわちNZDSFおよび1550nm前後の広い波長帯域において正分散である光ファイバの分散および分散傾斜を補償する能力を有する特定のファイバを開発することが望まれている。
本発明は、NZDSFの分散及び分散傾斜を補償するDCファイバに対して要求されているものを充足する。本明細書において開示されているDCファイバは、NZDSFの分散および分散傾斜を正確にかつ実質的に完全に補償することができて、上記の如きDCファイバは1550nmにおいて負の全分散及び負の分散傾斜の両方を呈する。
本発明のある実施例は分散及び分散傾斜補償光ファイバであり、該光ファイバは、相対屈折率を有する中心コアセグメントと、前記中心コアセグメントの周縁に配されかつ前記中心コアセグメントの前記相対屈折率よりも小なる相対屈折率を有するディプレストモートセグメントと、前記ディプレストモートセグメントの周縁に配されかつ前記中心コアセグメントの前記相対屈折率よりも小であり前記ディプレストモートセグメントの前記相対屈折率よりも大である相対屈折率を有する環状のリングセグメントと、前記環状のリングセグメントの周縁に配されかつ前記環状のリングセグメントの前記相対屈折率よりも小でありかつ前記前記ディプレストモートセグメントの前記相対屈折率よりも大である相対屈折率を有するクラッド層と、を含む。上述したセグメント群の相対屈折率群は、略1530nm乃至略1620nmの範囲の波長において負分散と、略1530nm乃至略1620nmの範囲の波長において負の分散傾斜と、略1550nmの波長において略40乃至略60の範囲のカッパ値と、略1650nm未満のファイバカットオフ波長と、を提供するように選択されている。
本発明の他の実施例は分散及び分散傾斜補償光ファイバに関し、該光ファイバは、相対屈折率を有する中心セグメントと、前記中心セグメントを囲繞しかつ前記中心セグメントの前記相対屈折率よりも小なる相対屈折率を有する第1の環状セグメントと、前記第1の環状セグメントを囲繞しかつ前記中心セグメントの前記相対屈折率よりも小であり前記第1の環状セグメントの前記相対屈折率よりも大である相対屈折率を有する第2の環状グメントと、前記第2の環状セグメントを囲繞しかつ前記第2の環状セグメントの前記相対屈折率よりも小でありかつ前記第1の環状セグメントの前記相対屈折率よりも大である相対屈折率を有するクラッド層と、を含む。上述した相対屈折率群は、略1530nm乃至略1620nmの範囲の波長において負分散と、略1530nm乃至略1620nmの範囲の波長において負の分散傾斜と、略1550nmの波長において略100以下のカッパ値と、略1550nm未満のファイバカットオフ波長と、を提供するように選択されている。
さらに、本発明は、上記した実施例による分散および分散傾斜補償ファイバを使用している光通信システムを含む。
本発明は、分散および分散傾斜の両方を正確にかつ完全に補償するように単一の導波光ファイバを利用しており、この結果、製造が難しくかつ高価であり重大な信号損失に対して貢献する補償ファイバの使用の要求とおよび/又は高いコストの補償材料および構成部材とを削減することができる。
本発明の更なる特徴および効果は、以下の詳細な説明に記載されており、当該記載から当業者にとって明白になり若しくは特許請求の範囲及び添付図面と共に以下の詳細な説明に記載の如く本発明を実施することによって理解される。
上述の説明は単に本発明の典型例でありかつ特許請求の範囲において定義される本発明の特徴及び特性が理解できるように概略を提供するように企図されたものであるということが理解できる。添付の図面は、本発明の更なる理解を提供するように含まれかつ組み込まれており、本明細書の一部を構成している。図面は、本発明のさまざまな特徴および実施例を示しており、これらの説明と共に、本発明の原理及び動作の説明を提供する。
本発明が、特に反対に指定された場合を除いて、様々な代替のオリエンテーションおよびステップ・シーケンスを含むことができる、ということを理解されたい。さらに、添付の図面において示されかつ以下の説明に記載されている指定された装置および方法が特許請求の範囲において定義された発明の概念の典型的な実施例であるということを理解されたい。それ故に、本明細書において開示された実施例に関する特定の寸法および他の物理的な特性は、特許請求の範囲が特に記載している場合を除いて、制限されない。
定義
以下の定義および用語は、従来技術において一般的に使用されたものである。
定義
以下の定義および用語は、従来技術において一般的に使用されたものである。
コアセグメントの半径は、該セグメントを形成する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点を有する。中心セグメントは、該セグメントの最初の点が中心線上にある故、ゼロの内側半径を有する。中心セグメントの外側半径は、導波路中心線から中心セグメントの屈折率の最後の点まで線引きされる半径である。中心線から離れている最初の点を有するセグメントに対して、導波路中心線から当該最初の屈折率点の場所までの半径が、当該セグメントの内側半径である。同様に、導波路中心線から当該セグメントの最後の屈折率点の位置までの半径が、当該セグメントの外側半径である。セグメントの半径は、数多くの方法で便利に定義することができる。本出願において、半径は後述する図に従って定義される。
セグメントの相対屈折率(Δ%)が、本明細書において使用されており、次の式によって定義されている。
上記式において、niがiとして示されるインデックスプロファイルセグメントの最大屈折率であり、nc(参照屈折率)がクラッド層の最小屈折率である。セグメントにおけるあらゆる点は、関連した相対屈折率を有する。最大相対屈折率が、全体的な形状が判っているセグメントを便利に特徴づけるために使用される。
屈折率プロファイル若しくはインデックスプロファイルという用語は、Δ%若しくは屈折率とコアの選択されたセグメントにおける半径との間の関係に用いられている。
導波ファイバの曲げ損失は、規定された試験条件の下で誘発された減衰として表されている。本明細書において参照される曲げ試験は、曲げることに対する導波ファイバの相対的な耐性を比較するために使用される。試験を実施するために、1km以上の長さを有する本発明によるDCファイバが、張力を全くかけない状態で直径15.24cm(6インチ)の心棒に巻き取られる。その後、DCファイバの減衰が、1550nmの波長で標準の光時間領域後方散乱測定法(OTDR)計測器を使用して測定される。
有効面積が、次の式で一般的に定義されている。
上記式において、積分限界ゼロから∞であり、Eは伝播された光に関する電界である。
伝送ファイバと該伝送ファイバの分散を完全に補償する分散補償ファイバとの間の関係は、次の一般的な式に従う。
上記式において、DDC(λ)は分散補償ファイバの分散であり、LDCは分散補償ファイバの長さであり、DT(λ)は伝送ファイバの分散であり、λは光伝送帯域の波長であり、LTは伝送ファイバの長さである。
伝送ラインにおける光ファイバのκの望ましい関係は、次の式の通りである。
上記式において、κDC(λ)は特定の波長における分散補償ファイバのκ値であり、DDCは分散補償ファイバの分散であり、SDCは分散補償ファイバの分散傾斜であり、κT(λ)は同一波長における伝送ファイバのκ値であり、DTは伝送ファイバの分散であり、STは伝送ファイバの分散傾斜である。
本明細書に記載されかつ開示されている分散および分散傾斜補償光ファイバは、一般的にセグメント化されたコアを有する。各セグメントは、屈折率プロファイル、相対屈折率プロファイル(Δ%)及び半径riによって示される。Δ及びrの下付き文字のiは、特定のセグメントを参照している。かかるセグメントは、導波路の長軸中央線を含む最も内側のセグメントから始まっていて、1−nの番号が付されている。屈折率(nc)を有するクラッド層は、コアを囲繞している。
DCファイバの各セグメントの屈折率プロファイル、半径及び相対屈折率パーセントは、次に示す特性、すなわち略1530nm乃至略1620nmの範囲の波長において負分散、略1530nmから略1620nmの範囲の波長において負分散傾斜、略1550nmの波長において略40乃至略60の範囲のカッパ値、および略1650nm未満のファイバカットオフ波長、を提供するように選択されている。
図1に示す如く、本明細書において記載されかつ開示されている本発明のDCファイバは、一般的にセグメント化された構造を有する。各セグメントは、屈折率プロファイル、相対屈折率(Δi)、および外側半径(ri)によって示されている。r及びΔの下付き文字のiは、特定のセグメントを参照している。かかるセグメントは、導波路の縦軸中心線を含む最も内側のセグメントから始まっていて、r1からrcまで番号が付されている。ncの屈折率を有するクラッド層は、光導波ファイバを囲繞している。図示された実施例において、光導波補償ファイバ10が、外側半径r1を有する中心コアセグメント12と、外側半径r2を有するディプレスト(depressed)モートセグメント14と、外側半径r3および幅W3を有する環状のリングセグメント16と、外側半径rcを有するクラッド層18と、を有する。
補償ファイバ10の相対屈折率プロファイルの一般的な表現が、補償ファイバ半径に対してグラフ化された相対屈折率パーセントを示している図2において図示されている。図2が3つの慎重なセグメントのみを示しているものの、3つ以上のセグメントを有する光導波補償ファイバを形成することによって、機能的な要求を満たすことができると理解される。しかし、少数のセグメントを有する実施例は、通常製造するのがより簡単であり、故に好ましい。更に、ファイバ10は、気相軸付け法(VAD)、内付け法(MCVD)および外付け法(OVD)を含むこれらに限定されない様々な方法を経て形成することができる。
屈折率を増加させるドーパントの他の形態が、本明細書において開示されたファイバを得るために使用できるものの、同一の一般的な屈折率プロファイルが達成される限り、セグメント12および16は、ゲルマニウムが添加されたSiO2を用いて形成されることが好ましい。同様に、セグメント14は、フッ素が添加されたSiO2を用いて形成されることが好ましいものの、他の屈折率を減少させるドーパントがフッ素に加えて使用されても良い。クラッド層18は純シリカによって形成されることが好ましいものの、図2に示された屈折率プロファイルの中のΔ1,Δ2,Δ3及びΔcの間の関係が維持される限り、屈折率を増減させるドーパントを含むこととしても良い。更に、正の相対屈折率を示しているプロファイル10の中のセグメントは、共同ドーパントとしてフッ素をその中に含むこととしても良い。その結果、関連するファイバセグメントにおける最終的な水含有量が減り、その中の水含有量が減少する。
コアセグメント12は、略1.45%乃至略2.35%の範囲にあり、より好ましくは略1.50%乃至略1.80%の範囲にあり、最も好ましくは略1.50%乃至略1.60%の範囲にある相対屈折率30(Δ1)を有する。さらに、コアセグメント12は、略2.2μm乃至略2.8μmの範囲にあり、より好ましくは略2.5μm乃至略2.7μmの範囲にあり、最も好ましくは略2.61μm乃至略2.64μmの範囲にある外側半径40(r1)を有する。コアセグメント12の外側半径40(r1)は、モートセグメント14の内側半径でもある。従って、コアセグメント12の外側半径40(r1)は、コアセグメント12とモートセグメント14の交差部分となっている。かかる場合において、当該交差点は、SiO2からなる非添加クラッド層18(すなわち相対屈折率がΔ=0%である)を横切る軸として規定された横軸20とコアセグメント12のインデックスプロファイルの下降部分との交差部として定義される。
モートセグメント14は、略−0.65%以下であり、より好ましくは略−1.20%乃至略−0.70%の範囲にあり、最も好ましくは略−0.80%乃至略−0.70%にある相対屈折率32(Δ2)を有する。モートセグメント14は、略3.5μm乃至略6.0μmの範囲にあり、より好ましくは略4.8μm乃至略5.9μmの範囲にあり、最も好ましくは略5.5μm乃至略5.9μmの範囲にある外側半径42(r2)を有する。モートセグメント14の外側半径42(r2)は、リングセグメント16の内側半径でもある。従って、モートセグメント14の外側半径r2は、モートセグメント14とリングセグメント16の交差部分となっている。かかる場合において、当該交差点は、上記の如く規定した横軸20とモートセグメント14のインデックスプロファイルの上昇部分との交差部として定義される。図示された実施例において、ファイバ10は、略0.30乃至略0.56の範囲にあり、より好ましくは略0.44乃至略0.55の範囲にあり、最も好ましくは略0.44乃至略0.48の範囲にあるコアセグメント12の外側半径42(r1)対モートセグメント14の外側半径44(r2)の比を有する。
リングセグメント16は、略0.10%乃至略0.30%の範囲にあり、より好ましくは略0.18%乃至略0.20%の範囲にあり、最も好ましくは略0.19%乃至略0.20%にある相対屈折率34(Δ3)を有する。リングセグメント16は、略6.0μm乃至略8.5μmの範囲にあり、より好ましくは略6.5μm乃至略7.7μmの範囲にあり、最も好ましくは略7.3μm乃至略7.4μmの範囲にある中心半径44(r3)を有する。図2に示された実施例の如く、1以上の環状のセグメントを有するプロファイルに対して、リングセグメント16の如き最も外側の環状のセグメントは、幅によって特徴付けられる。リングセグメント16は、略4.0μmの幅を有する。図示された実施例において、幅46は、上記の如く規定した横軸20とモートセグメント14のプロファイルの上昇部分との交差点と、上記の如く規定した横軸20とリングセグメント16のプロファイルの下降部分との交差点と、の間の距離によって定義される。リングセグメント16の相対屈折率Δ3と半径r3は、コアセグメント12及びモートセグメント14におけるもの以上に変化させることができる。例えば、より高くて狭いリングセグメント16は、本発明による所望の特性を示すファイバが得られるように、より短くて幅広いリングセグメント16によって置換されても良い。
ファイバ10の全体的なプロファイルの各セグメントの屈折率プロファイル、相対屈折率および半径は、略1550nmの波長で、以下の光学の特性を提供するように選択されている。すなわち、当該特性は、負の全分散(より好ましくは−140ps/nm−km乃至略−240ps/nm−kmの間にあり、最も好ましくは略−200ps/nm−km乃至略−240ps/nm−kmの間にある)、負の分散傾斜(より好ましくは−2.5ps/nm2以下である)、略100以下(より好ましくは60以下、最も好ましくは40乃至60の間)のカッパ値、1650nm未満のファイバカットオフ波長(より好ましくは1550nm未満であり、さらにより好ましくは略1470nm乃至略1530nmの範囲にあり、さらにより好ましくは略1500nm以下であり、最も好ましくは1450nm以下である)、略8μm2以上の有効面積(より好ましくは15μm2以上であり最も好ましくは18μm2以上である)、である。
実施例
本発明の実例でありかつ典型例であることを意味する以下の例によって、本発明がさらに説明される。
本発明の実例でありかつ典型例であることを意味する以下の例によって、本発明がさらに説明される。
表1に表示されかつ図3に図示される如く、実施例1において、屈折率プロファイルを有するファイバは、1.51%のピーク相対屈折率(Δ1)と2.62μmの外側半径(r1)とを有するコアセグメント12と、略−0.70%の相対屈折率(Δ2)と略5.90μmの外側半径(r2)とを有するモートセグメント14と、略0.19%の相対屈折率(Δ3)と略4.0μmの幅(W3)とを有するリングセグメント16と、を含む。高くされたインデックスセグメント12および16は、ゲルマニウムドーピングを用いて形成され、一方低くされたインデックスセグメント14は、フッ素ドーピングを用いて形成された。クラッドセグメント18は、無添加シリカを含みかつ略6.25μmの外側半径を有する。実施例1のファイバは、略1550nmの波長において−148ps/nm−kmの分散、略1550nmの波長において3.02ps/nm2−kmの分散傾斜、および略1550nmの波長において略49のカッパ値を有する。実施例1のファイバは、略1637nmのカットオフ波長、略1501nmのゼロ分散波長、および略1550nmの波長において略18.6μm2の有効面積を有する。
本発明による分散及び分散傾斜補償ファイバの更なる実施例が表1に表示されており、図3−6に対応している。
本明細書において実施例として表示されたファイバの各々が、プラズマ化学蒸着旋盤を使用して、略10Torr.の低圧力プラズマを伴うSiO2基材チューブ内でまずフッ素がドープされたクラッドを蒸着することによって形成されるプリフォームから作製される。
反応性ガス、すなわちSiCl4、O2及びC2F6をチューブ内に導入すると同時に、略15cm/sの速度で該チューブに沿ってマイクロ波ヘッドアプリケータを横切らせることによって、蒸着が実施される。GeO2コアがその後に蒸着され、得られたケーネは固化されたケーネを形成するためにH2/O2バーナーによって圧潰された。プラズマ化学蒸着法の主な利点は、可動の化学種、すなわちゲルマニウム及びフッ素の移動が無い若しくは僅かであるガラス固化層を蒸着できることである。
図7は、表1に表示されたファイバに対応する略4kmの長さの分散補償ファイバに接続された100kmの長さのLEAF(商標)ファイバ(コーニング社(ニューヨーク州、コーニング)によって製造されかつここから入手できる)の残留分散を示している。すなわち、図7における分散対波長のグラフは、100kmの長さのLEAF(商標)100の分散と、4kmの長さの本発明の分散補償ファイバ102の分散と、これらを組み合わせ104に対する全分散と、をグラフ化したものを含み、該グラフは、略1530nm乃至略1600nmの波長範囲に亘って略40ps/nm−km乃至略60ps/nm−kmの範囲の分散を示している。さらに、図7のグラフは、単一の補償ファイバを用いて、CバンドとLバンド波長範囲の両方に亘って分散を補償することを示している。
本発明によって製造される分散及び分散傾斜補償光導波ファイバ10が、図8に示す如き光ファイバ通信システム52において使用できる。システム52は、矢印56によって示された方向で光導波伝送ファイバ若しくは補償されたファイバ58を通過する光信号を送信させるのに適している光送信機54を含み、当該補償されたファイバは送信機54に光学的に接続されている。さらに、システム52は伝送ファイバ58に光学的に接続されている分散及び分散傾斜補償ファイバ10と光信号56を受信するのに適した光受信機60とを有する。ファイバ10は、ボックス内でコイル形状または公知の他のあらゆる形態若しくは包装にされてシステム52内において使用できる。最も多くのシステムにおいて、伝送ファイバ58と補償ファイバ10の端部の両方は双方向の信号伝送が可能であり、送信機54及び受信機60は図示することのみを目的として示されている。
本明細書において記載されている本発明の好適な実施例に対する様々な変更が、特許請求の範囲によって定義された本発明の範囲および精神から逸脱することなく行うことができることは、当業者にとって明白である。従って、本発明は特許請求の範囲及びこれと均等である範囲内において提供される本発明の変形と変更を含むものとする。
Claims (14)
- 分散および分散傾斜補償光ファイバであって、
相対屈折率を有する中心コアセグメントと、
前記中心コアセグメントの周縁に配されかつ前記中心コアセグメントの前記相対屈折率よりも小なる相対屈折率を有するディプレストモートセグメントと、
前記ディプレストモートセグメントの周縁に配されかつ前記中心コアセグメントの前記相対屈折率よりも小であり前記ディプレストモートセグメントの前記相対屈折率よりも大である相対屈折率を有する環状のリングセグメントと、
前記環状のリングセグメントの周縁に配されかつ前記環状のリングセグメントの前記相対屈折率よりも小でありかつ前記前記ディプレストモートセグメントの前記相対屈折率よりも大である相対屈折率を有するクラッド層と、を含み、
上述した相対屈折率群は、
略1530nm乃至略1620nmの範囲の波長において負分散と、
略1530nm乃至略1620nmの範囲の波長において負の分散傾斜と、
略1550nmの波長において略40乃至略60の範囲のカッパ値と、
略1650nm未満のファイバカットオフ波長と、を提供するように選択されている、ことを特徴とする分散および分散傾斜補償光ファイバ。 - 前記相対屈折率群は略1525nm乃至略1565nmの範囲の波長において略−2.5ps/nm2−km以下の分散傾斜を提供するように選択されていることを特徴とする請求項1記載の光ファイバ。
- 前記相対屈折率群は略1550nmの波長において略−240ps/nm−km乃至略−140ps/nm−kmの範囲内において分散をより提供しないように選択されていることを特徴とする請求項1記載の光ファイバ。
- 前記相対屈折率群は略1470nm乃至略1530nmの範囲にあるファイバカットオフ波長を提供するように選択されていることを特徴とする請求項1記載の光ファイバ。
- 前記相対屈折率群は略1450nm未満のファイバカットオフ波長を提供するように選択されていることを特徴とする請求項1記載の光ファイバ。
- 前記中心コアセグメントの前記相対屈折率は略1.40%乃至略2.40%の範囲にあることを特徴とする請求項1記載の光ファイバ。
- 前記ディプレストモートセグメントの相対屈折率は略−0.65%未満であることを特徴とする請求項6記載の光ファイバ。
- 前記ディプレストモートセグメントの相対屈折率は略−1.20%乃至略−0.70%の範囲にあることを特徴とする請求項7記載の光ファイバ。
- 前記中心コアセグメントは略2.2μm乃至略2.8μmの範囲にある外側半径を有することを特徴とする請求項1記載の光ファイバ。
- 前記ディプレストモートセグメントは略3.5μm乃至略6.0μmの範囲にある外側半径を有することを特徴とする請求項9記載の光ファイバ。
- 前記中心コアセグメントの外側半径対前記ディプレストモートセグメントの外側半径の比が略0.44乃至略0.55の範囲にあることを特徴とする請求項1記載の光ファイバ。
- 前記中心コアセグメントは略2.2μm乃至略2.8μmの範囲にある外側半径を有し、前記中心コアセグメントの前記相対屈折率は略1.4%乃至略2.4%の範囲にあり、前記ディプレストモートセグメントは略3.5μm乃至略6.0μmの範囲にある外側半径を有し、前記ディプレストモートセグメントの相対屈折率は略−0.65%以下であり、前記環状のリングセグメントは略6.0μm乃至略8.5μmの範囲にある中心半径と略4.0μmの幅とを有し、前記相対屈折率が略0.1%乃至略0.3%の範囲にあることを特徴とする請求項1記載の光ファイバ。
- 前記相対屈折率群は略60以下のカッパ値を提供するように選択されていることを特徴とする請求項1記載の光ファイバ。
- 光ファイバ通信システムであって、
光信号の送信に適した光送信機と、
前記送信機と光学的に接続されている伝送ファイバと、
前記伝送ファイバと光学的に接続されており、かつ
相対屈折率を有する中心コアセグメントと、
前記中心コアセグメントの周縁に配されかつ前記中心コアセグメントの前記相対屈折率よりも小なる相対屈折率を有するディプレストモートセグメントと、
前記ディプレストモートセグメントの周縁に配されかつ前記中心コアセグメントの前記相対屈折率よりも小であり前記ディプレストモートセグメントの前記相対屈折率よりも大である相対屈折率を有する環状のリングセグメントと、
前記環状のリングセグメントの周縁に配されかつ前記環状のリングセグメントの前記相対屈折率よりも小でありかつ前記前記ディプレストモートセグメントの前記相対屈折率よりも大である相対屈折率を有するクラッド層と、を含む分散及び分散傾斜補償光ファイバと、
前記補償ファイバと光学的に接続されている光受信機と、を含み、
前記補償ファイバの上述した相対屈折率群は、補償ファイバにおいて、
略1530nm乃至略1620nmの範囲の波長において負分散と、
略1530nm乃至略1620nmの範囲の波長において負の分散傾斜と、
略1550nmの波長において略40乃至略60の範囲のカッパ値と、
略1550nm未満のファイバカットオフ波長と、を提供するように選択されている、ことを特徴とする光ファイバ通信システム。
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