JP2005520181A

JP2005520181A - 分散及び分散スロープ補償光ファイバ及びこれを含む伝送リンク

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Publication number: JP2005520181A
Application number: JP2003512746A
Authority: JP
Inventors: ルーチャン
Original assignee: コーニング・インコーポレーテッド
Priority date: 2001-07-11
Filing date: 2002-07-02
Publication date: 2005-07-07
Anticipated expiration: 2022-07-02
Also published as: DE60232448D1; EP1405114B1; WO2003007035A2; US6961500B2; WO2003007035A3; US6768852B2; KR20040014669A; JP4252894B2; EP1405114A2; US20030053780A1; AU2002354606A1; US20040234220A1

Abstract

ＤＣＦは、屈折率Δ_cのクラッド層によって包囲されたコアを含み、Ｃバンド窓で一定長のＳＭＦの分散及び分散スロープを補償する。コアは、少なくとも３つの放射方向に隣接した部分、つまり正のΔ₁を有する中心コア部分、負の屈折率Δ₂を有するモート部分、及び、正の屈折率Δ₃を有するリング部分を含む。ここで、Δ₁＞Δ₃＞Δ_c＞Δ₂である。ＤＣＦは、1546nmでＤＳ＜-0.29（ps/nm²-Km）の負の分散スロープ（ＤＳ）、1546nmで-100＜Ｄ＜-120 (ps/nm-Km)の分散（Ｄ）、及び、好ましくは、250及び387の間にある1546nmでのカッパ値（Ｄ／ＤＳ）を呈する。ＤＣＦは、好ましくは1500nm未満のカットオフ波長（η_c）、0.6dB/km未満の1550nmでの減衰、及び、1550nmでの40mmマンドレル上での0.01dB/m未満の曲がり損失を有する。また、分散（Ｄ）を有するＳＭＦ及びＤＣＦの組み合わせを含む伝送リンクが開示される。ここで、-120＜Ｄ＜−100である。

Description

本発明は、分散補償・分散スロープ補償光ファイバ、及び、波長分割多重化（ＷＤＭ）システムのための伝送リンクに関し、特に、Ｃバンドで動作する単一モードファイバ（ＳＭＦ）の分散及びスロープを補償するのに適した光ファイバ及びこのようなファイバを含む伝送リンクに関する。

より安いコストでより広い帯域幅で動作させる、との要求を満たすために通信システム設計者は、多チャンネル高密度波長分割・多重（ＤＷＤＭ）構造や、より長距離の伝達システムや、より高い伝送ビット速度に調整を行うのである。システム設計者が全チャネルプランの分散を正確に補償する能力を要求するとき、この考え方においてクロマチック分散の管理がシステムパフォーマンス上重要になってくる。今日、分散に対する唯一の現実的なブロードバンド商用化技術は、分散補償モジュール（ＤＣＭ）、すなわち、分散補償ファイバ（ＤＣＦ）を適当な長さだけ巻き込んだスプールである。ＤＷＤＭ設備が16チャンネル、32チャンネル、40チャンネル、更に多くのチャネルに増加するとき、ブロードバンド分散補償製品が更に強く望まれたのである。現在の通信システムの多くは、ＳＭＦを使用しているが、それらは約1310nmでゼロ分散になるように最適化されているにもかかわらず、1550nm近傍の波長で信号を伝送するようにさせることで効果的に利用することができる。すなわち、これはエルビウム添加ファイバアンプでの使用を可能にするからである。この種のＳＭＦの実施例としては、コーニング社で製造されたSMF-28がある。図２は、この種のＳＭＦの屈折率分布である。概して、この種のファイバは、1550nmで約17ps/km/nmの分散及び約0.058ps/km²/nmの分散スロープを呈する。

より高いビット速度システム（＞10Gbs）や長距離システム（例えば＞500km）や光ネットワークに対する関心を続ける上で、今まで同様にＳＭＦ上でデータを伝送するには、ネットワークにＤＣＦを使用することを回避し得ない。より高いビット速度、より長い伝達距離、及びより広い帯域幅は、分散だけでなく、分散スロープもより正確に補償されることをも必要とする。

従って、分散及び分散スロープの双方の補償を必要とするＳＭＦの分散特性に合致するような分散特性を有するＤＣＦが望まれている。所与の波長での分散スロープに対する分散の比は、「カッパ（κ）」値と称する。カッパは、所与の透過ファイバでの波長の関数として変化する。それゆえに、ＤＣＦのカッパ値は、動作窓における透過ファイバのカッパ値に合致することが等しく重要である。

1550nm近辺の広い波長バンドに亘ってＳＭＦの分散を補償可能な他のＤＣＦの開発が特に望まれたのである。

本発明は、1546nmで負の分散及び負の分散スロープを呈し、且つ、好ましくは低い曲がり損失と低い減衰を呈するファイバに結果としてなるように選択されたコア屈折率分布からなる分散補償光ファイバである。本発明によるＤＣＦは、特にＣバンド動作窓内で動作する伝送リンクのＳＭＦの分散及び分散スロープの双方を補償する効果がある。より詳細には、本発明は、正の相対屈折率Δ₁を有する中央コアセグメントと、負の相対屈折率Δ₂を有し且つ中央コアセグメントを包囲するモートセグメントと、及び、正の相対屈折率Δ₃を有し且つモートセグメントを包囲するリングセグメントと、コア屈折率分布からなるＤＣＦである。ここで、Δ₁＞Δ₃＞Δ₂である。

ここで、Δは、
Δ＝（ｎ₁ ²−ｎ_c）／２ｎ₁ ²×100
である。

本発明による第１の実施例のＤＣＦは、1546nmの波長で-0.29ps/nm²/km未満の負の分散スロープと、1546nmの波長で-100ps/nm/kmから-120ps/nm/kmの間の負の分散と、250から387nmの間の範囲内の1546nmでの分散スロープによって分散を割算して得られるカッパ値とを結果として与えるコア屈折率分布を有する。ＤＣＦは、好ましくはリング部分を包囲しており、相対屈折率Δ_cのクラッド層を有する。ここで、Δ₁＞Δ₃＞Δ_c＞Δ₂である。

本発明の他の実施例によるＤＣＦは、1546nmで-0.29ps/nm²/km未満且つ-0.40 ps/nm²/kmよりも大、好ましくは1546nmで-0.36ps/nm²/km未満且つ-0.40 ps/nm²/kmよりも大の負の分散スロープを結果として生じるコア屈折率分布を呈する。本発明によれば、ＤＣＦは、また、1546nmの波長で-100ps/nm/kmから-120 ps/nm/kmの間、より好ましくは1546nmで-105 ps/nm/kmから-120 ps/nm/km の間の負の分散を呈する。本発明によるＤＣＦは、好ましくは、250から387nmの間の範囲内の1546nmでの分散スロープによって分散を割算して得られたカッパ値を呈する。ＤＣＦは、好ましくはリングセグメントを包囲し且つ相対屈折率値Δ_cを有するクラッド層を有する。ここで、Δ₃＞Δ_c＞Δ₂である。

好適なことに、ＤＣＦのカットオフ波長（λ_c）は、1500nm未満、より好ましくは1350nm未満である。基本モードの光のみを伝播させるシステムを提供するためには、ＤＣＦの低いカットオフ波長が有利である。これにより、マルチパス干渉（ＭＰＩ）が顕著に減少し、Ｃバンド波長窓でのシステムノイズを減少させる。

本発明のＤＣＦの他の実施例によると、中央コアセグメントのピークデルタΔ₁は1.6％よりも大きく且つ2.0％未満であって、より好ましくは1.7％よりも大きく且つ1.9％未満である。モートセグメントの最も低いデルタΔ₂は、-0.25％未満且つ-0.44％よりも大であって、より好ましくは、-0.30％未満且つ-0.37％よりも大である。リングセグメントのピークのデルタΔ₃は、0.2％よりも大且つ0.5％未満であって、より好ましくは、0.35％よりも大且つ0.45％未満である。

本発明の他の実施例によると、分散補償光ファイバは、1.5から２ミクロンの間の中央コアセグメントの外側半径ｒ₁と、４から５ミクロンの間のモートセグメントの外側半径ｒ₂と、5.5から７ミクロンの間のリングセグメントの中心半径ｒ₃とを有する。より好ましくは、中央コアセグメントの外側半径ｒ₁は、1.6から1.8ミクロンの間にあって、モートセグメントの外側半径ｒ₂は、4.2から4.8ミクロンの間にあって、リングセグメントの中心半径ｒ₃は、6から6.5ミクロンの間にある。

本発明の他の実施例によれば、分散補償光ファイバは、0.34よりも大であって且つ0.40未満のコア／モート比（ｒ₁／ｒ₂）と、18平方ミクロンよりも大、より好ましくは20平方ミクロンを超える1546nmでの実効面積（Ａ_eff）と、を有する。この大なる実効面積は、非線形効果を減じることができるので望ましい。このＤＣＦは1550nmで好ましくは0.6dB/km未満の減衰であって、これにより伝送リンクの全減衰には追加の減衰をもたらさない。その上、ＤＣＦの1550nmでの曲げ損失は、好ましくは40mmの直径のマンドレル上で0.01dB/m未満、より好ましくは0.005dB/m未満である。モジュール上のコンパクトなパッケージングを考慮に入れると、低い曲げ損失はＤＣＦにとって非常に重要であり、全リンクでの低減衰を維持するのに役立つ。

本発明の好適な実施例によると、ＤＣＦは、８ミクロンを超える半径、より好ましくは10ミクロンを超える半径、及び、最も好ましくは12ミクロンを超える半径でゼロデルタ％を満たす下部デルタテール部分を有するリングセグメントを含む。このテール部分40は、７から８ミクロンの間の半径で、好ましくは0.02％よりも大且つ0.2％未満のデルタ％を有する。好ましくは、このテール部分は、約８ミクロンからゼロデルタ％42まで、線形的なテーパーを有する。

本発明の他の実施例によると、光ファイバ伝送リンクは、1290nmから1320nmの波長範囲で、低分散動作するように最適化されたＳＭＦの一定長と、1546nmで-100から-120の間の分散値を有するＤＣＦの一定長とを含む。ここで、1520nmから1570nmの間の透過バンド内で、伝送リンクは、約0.15ps/km/nm未満の残余分散の絶対値を呈する。好ましくは、ＳＭＦの長さは、ＤＣＦの長さの６倍よりも長く、より好ましくは７倍よりも長い。

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、当業者であれば明細書の記載から直ちに明らかになるであろうが、あとに続く詳細な説明及び添付の図面と同様に特許請求の範囲に記載された本発明を実行することによっても認識されるであろう。

前述の一般的な説明及び以下の詳細な説明は、単に本発明の典型例にすぎず、特許請求の範囲で定められる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意図していることを理解されるであろう。添付の図面は、本発明の更なる理解を提供するためにここに含まれて、本願中に取り入れられて本願明細書の一部を構成する。図面は、本発明のさまざまな実施例を示し、詳細な説明と共に本発明の原理及び動作を説明のために提供される。

現時点での本発明の好適な実施例を詳細に説明する。本発明の実施例は、添付図面に示される。可能な限り、同じ参照番号は同じ若しくは類似の部分を参照するために図面の全体に亘って使用されている。図面は、スケール通りであるとは解釈されてはならない。本発明によるＤＣＦを含む伝送リンクの典型的な実施例が図１に示される。

伝送リンク20は、1550nmで約17ps/nm/kmの正分散及び1550nmで約0.058ps/nm²/kmの正の分散スロープを有する一定長のＳＭＦ22を含む。それぞれ、図３及び４で示す形状及びコア屈折率分布を有する本発明による分散・分散スロープ補償光ファイバによると、リンク20はまた一定長のＤＣＦ24を含む。ＤＣＦは、正相対屈折率値Δ₁を有する中央円筒コアセグメント30と、セグメント30を包囲し且つこれに接する負の相対屈折率値Δ₂を有する環状モートセグメント32と、モートセグメント32を包囲し且つこれに接する正の相対屈折率値Δ₃を有する環状リングセグメント34とを有する。特に、屈折率分布の形は、最も良く図４に示されるように、Δ₁＞Δ₃＞Δ₂の如きである。

本発明によるＤＣＦは、1546nmの波長で-0.29ps/nm²/km未満の負の分散スロープと、1546nmの波長で-100ps/nm/kmから-120ps/nm/kmの間の負の分散と、を呈するファイバに結果としてなるようなコア屈折率分布を有する。より好ましくは、1546nmでの分散スロープは、1546nmの波長で-0.29ps/nm²/km未満且つ-0.40ps/nm²/kmよりも大、更に、より好ましくは-0.36ps/nm²/km未満且つ-0.40ps/nm²/kmよりも大である。最も好ましくは、1546nmでの分散は、-105から-120ps/nm/kmの間である。このＤＣＦの属性は、Ｃバンド（1520nmから1570nm）で動作する一定長のＳＭＦを含む伝送リンク内で分散及び分散スロープを保証するのに理想的である。最も好ましくは、ＤＣＦは、1546nmで250から387nmの分散（Ｄ）を分散スロープ値（ＤＳ）によって割り算して得られたカッパ値（κ）を呈する。図３からわかるように、ファイバは、また、リングセグメント34を包囲し且つこれに接する相対屈折率Δ_cを有する環状クラッド層36を含む。特に、ファイバ24の屈折率分布は、Δ₁＞Δ₃＞Δ_c＞Δ₂である。

図４を再度参照すると、ＤＣＦ 24の屈折率分布29は、ピークΔ₁を有するアップドープされた中央コアセグメント30を有する。コアセグメント30は、ピークで負のΔ₂を有するダウンドープされたモートセグメント32によって包囲されている。これは、ピークΔ₃を有するアップドープされた環状リングセグメント34によって順に包囲される。上述の全ては、好ましくは純シリカクラッド層36及びウレタンアクリレートの如き保護ポリマー層によって包囲されている。各コーティング38は、従来の如く、好ましくは高低モジュラスのプライマリ及びセカンダリ部分を含む。好ましくは、セグメント30及び34は、適量のゲルマニアを添加されたSiO₂を使用して形成される。全体として同じ屈折率分布が達成される限り、屈折率を上昇させるためのドーパントの他の種類が本願明細書に開示のファイバを達成するために使用されてもよい。同様に、セグメント32は、フッ素を添加されたSiO₂を使用して好ましくは形成され、また屈折率分布を下げる他のドーパントがフッ素の他に使用されてもよい。上記したように、クラッド層36は、純シリカで好ましくは形成される。しかしながら、図４に示した半径対相対Δの関係が維持される限り、クラッド領域36の屈折率をドーパントで高めるか低めることができる。

図４で示されるＤＣＦの一実施例において、Δ₁は、1.6％よりも大且つ2.0％未満であって、1.5から２ミクロンの外側半径ｒ₁を含む（図１において、分布がゼロデルタのＸ軸を横切る点までがｒ₁である）。Δ₂は、-0.25％未満且つ-0.44％よりも大であって、４から５ミクロンの範囲内にある外側半径ｒ₂を有する。本発明によれば、Δ₃は、0.3％よりも大且つ0.5％未満であって、5.5から７ミクロンの間の中心半径ｒ₃（セグメントの高さの半値位置から降ろした垂線の足の中心位置から測る）を有する。本願明細書において使用されるように、半径は、光ファイバの中央線からセグメントの外側位置まで、すなわち、屈折率セグメントの最も外側領域がＸ軸（Ｘ軸はクラッド層38の屈折率にも等しい）を横切るところまでを計測した距離を意味する。他方、中心半径は、半値高さ位置によって定まるコアセグメントの中心で計測される。

より好ましくは、セグメント30のΔ₁は1.7から1.9％の間且つ1.6から1.8ミクロンの間の外側半径ｒ₁を含み、モートセグメント32のΔ₂は-0.3％から-0.37％の間且つ約4.2から4.8ミクロンの間の外側半径ｒ₂を含む。環状リングセグメント34は、好ましくは0.3％よりも大且つ0.45％未満のΔ₃及び5.2から5.8ミクロンの中心半径、約0.5から1.5ミクロンの間、より好ましくは約１ミクロンの半値高さ幅を呈する。

好適な実施例において、コアグメント30のΔ₁は1.6％よりも大且つ2.0％未満であり約1.5から２ミクロンの間の外側半径を有し、モートセグメント32のΔ₂は、-0.25％未満且つ-0.44％よりも大であって、４から５ミクロンの間の外側半径ｒ₂を有し、リングセグメント34のΔ₃は、0.2％よりも大且つ0.5％未満であって、5.5から７ミクロンの間の中心半径ｒ3を有する。

好適な実施例において、ＤＣＦは８ミクロンを超える、より好ましくは10ミクロンを超える、最も好ましくは12ミクロンを超える半径でゼロデルタ％42を満たす下部デルタテール部分40を有するリングセグメント34を含む。テール部分40は、７から８ミクロンの間の半径で、好ましくは0.02％よりも大且つ0.2％未満のデルタ％を有する。好ましくは、テール部分は約８ミクロンからゼロデルタ％42まで、ほぼ線形に先細りになる。テール部分40は、ＤＣＦの曲げ損失を改善する。

本発明により製造されるＤＣＦは、Ｃバンド未満（すなわち、1500nm未満、より好ましくは1350nm未満）のファイバカットオフ波長（λ_c）を呈する。従って、シリカクラッドでクラッドするときに、本願明細書において開示されるファイバは望ましく1550nmで好ましくはシングルモードである。

ここに開示されるファイバは、分散補償モジュール内においてのみ使用されるわけではないことに留意されたい。このファイバは（筐体内で一般的に使用される閉モジュールよりはむしろ）分散補償ファイバケーブルにおいて使用されてもよい。

好適な実施例において、本願明細書において開示される分散補償光ファイバは、この種の分散補償モジュールにおいて、ファイバはハブに巻きつけられて配備される。好ましくは、ハブは円筒形であって、約12インチ未満、より好ましくは約10インチ未満、最も好ましくは約６インチ未満の直径を有する。ここで、配置されるファイバの長さは約11mよりも長い。本発明の実施例によると、伝送リンクにおいて使用されるときに、ＤＣＦの長さに対するＳＭＦの長さの比は、好ましくは6：1よりも大であって、より好ましくは7:1よりも大、図１に示したシステムでは約7.14：1であった。

本発明は、図示することを意図された以下の実施例及び本発明の典型例によって更に図示されるだろう。

実施例１において、図４に図示された屈折率分布を有するファイバは、ピークΔ₁＝1.84％及び1.57ミクロンの外側半径ｒ₁と、を有する中央コアセグメント30と、約-0.33％の最低Δ₂と4.55ミクロンの外側半径ｒ₂のモートセグメント32と、約6.25ミクロンのリング中心半径ｒ₃及び約１ミクロンの半値高さ幅を有する約0.4％に等しいピークΔ₃のリングセグメントと、を有している。上昇屈折率領域30及び34は、ゲルマニア添加によって形成され、低下屈折率領域32は、フッ素添加によって形成された。外側クラッド領域36は純シリカであって、得られたファイバの外径は125ミクロンであった。得られたファイバは、1546nmで約-110ps/nm/kmの分散、約-0.39の分散スロープ及び約282nmのκ値を示した。このファイバの実効面積は、1546nmで約20.2平方ミクロンであり、ファイバのカットオフ波長は、1340nmであった。1550nmでの曲げ損失は、40mmマンドレル上で0.0035dB/mであって、減衰は1550nmで0.5dB/km未満である。

本発明による追加の実施例が表１に記載される。これら各々の実施例の対応する半径対デルタが以下の表１に記載される。ここで、Δ₁及びΔ₂セグメントの半径は外側半径、Δ₃の半径は中心半径である。また、Δ₃では半値高さ幅で記載される。半径及び半値高さ幅の値の全てはミクロンで記載される。また、1546nmでの分散、1546nmでの分散スロープ、1546nmでのカッパκ及びカットオフ波長（λ_c）を含む対応する分散特性も記載される。

極端に高い負の分散スロープを有するＤＣＦを達成するために導波路分散寄与が大きくなるにつれてＤＣＦの曲げ感受性がより高くなる。ファイバの曲げ感受性を減じる１つの方法は、ファイバの実効面積を減じることである。しかしながら、これは非線形効果を増加させてシステム効率に対する負のインパクトを与えてしまうのである。それゆえに、ブロードバンドＷＤＭシステムのための高い負の分散スロープを有するＤＣＦの適当な設計では、ファイバの実効面積をできるだけ大きく維持すると共に、ファイバの曲げ感受性の微妙な最適化を要求する。

本発明は、18μm²よりも大、より好ましくは20μm²よりも大なる実効面積（Δ_eff）と、0.6dB/km未満の減衰とを有する。表１に示す結果の全ては、125ミクロン直径のファイバに線引きされたファイバによる結果である。

本発明によるＤＣファイバの他の実施例は、本願明細書の図６に示される。本発明によるＤＣＦは、1546nmの波長で0.29ps/nm²/km未満の負の分散スロープ、1546nmの波長で-100ps/nm/kmから-120ps/nm/kmの間の負の分散、及び、250から387の間の1546nmでの分散スロープ（ＤＳ）で分散（Ｄ）を割り算して得られるカッパ値（κ）、すなわちＤ／ＤＳを呈するファイバを結果として生じるコア屈折率分布を有する。最も好ましくは、1546nmでの分散は、-105から-120ps/nm/kmの間にある。ＤＣＦは、好ましくは図３に示した構造と同じ構造である。特に、ファイバ24の屈折率分布は、Δ₁＞Δ₃＞Δ_c＞Δ₂である。以下の表２は、実施例４の図６の実施例の属性及び構造を示している。

ＤＣＦ 24の屈折率分布29は、ピークΔ₁を有するアップドープ中央コアセグメント30、負のピークΔ₂を有するダウンドープモートセグメント32及びピークΔ₃を有する環状リングセグメント34を有する。ファイバ24は、純シリカクラッド層36及び従来の保護ポリマーコーティング38を含む。図６に示すＤＣＦの実施例において、Δ₁は1.6％よりも大且つ2.0％未満であって、1.5から２ミクロンの間の外側半径ｒ₁（図６において、ｒ₁はゼロデルタのＸ軸と分布が交わる位置から降ろした垂線の足である）である。Δ₂は-0.25％未満且つ-0.44％よりも大であって、４から５ミクロンの間の外側半径ｒ₂を有する。本発明によると、Δ₃は0.3％よりも大且つ0.5％未満であり、5.5から7.5ミクロンの間の中心半径ｒ₃（セグメントの半値高さ位置から垂下した直線の中心位置から測定される）を有している。本願明細書において使用されるように、半径は、ファイバ中央線からセグメントの外側位置、すなわち、屈折率セグメントの最も外側領域がＸ軸（クラッド層36の屈折率にも等しい）を横切るところまで計測した距離を意味する。他方、中心半径は、半値高さ位置によって決定されるコアセグメントの中心で計測される。

図６の実施例において、ＤＣＦは、８ミクロン、より好ましくは10ミクロンよりも大なる半径でゼロデルタ％42を満たす下部デルタテール部分40を有するリングセグメント34を含む。テール部分40は、８ミクロンの半径において好ましくは0.02％よりも大且つ0.2％未満のデルタ％を有する。好ましくは、テール部分は約８ミクロンからゼロデルタ％42まで、ほぼ線形にテーパ形状となっている。

本発明により製造されたＤＣＦは、好ましくは、Ｃバンド未満、例えば、1500nm未満、より好ましくは、1350nm未満のファイバカットオフ波長（λ_c）を呈する。従って、シリカクラッドでクラッドするときに、本願明細書において開示されたファイバは、望ましくは1550nmでシングルモードである。

本発明によるファイバは、Ｃバンドで動作するＤＣＦとして優れた有用性を有し、約1310nmでゼロ分散となるように最適化されたＳＭＦファイバ（例えば、コーニング社のSMF-28^TM）を使用した光通信システムで生じる分散及び分散スロープを補償する。

図１の実施例において、Ｃバンド全体に亘るＳＭＦのブロードバンド分散補償を可能にするためにそれらが最適化され、実施例１の如きＤＣＦがＣバンド全体の分散を補償するために使用され得る。この種の光通信リンク20は、典型的には、例えば、少なくとも信号コンポネント26（例えば送信機若しくはアンプ）及び第２コンポネント28（例えば信号受信機若しくはアンプ）、通信経路上のＳＭＦ及びＤＣＦ（ブロック27として集合的に示されている）を光学的に相互接続する１つ以上のアンプ若しくはバンドパスフィルタからなる。

図５は、Ｃバンドで実施例１のＤＣＦを使用した場合の波長の関数としての残余分散を示している。Ｃバンド全体に亘る残余分散の絶対値は、0.15ps/nm/km未満であることが理解されるであろう。図示された実施例では、ＳＭＦの100kmが本発明によるＤＣＦの約14.27kmと連結される。これにより、図５に示すように、バンド端44a,44bでの分散は、15ps/nm未満となる。プロット線は、本発明によるＤＣＦが全てのＣバンド窓に亘って約99％でＳＭＦの分散を補償することを示している。２つのライン（ＳＭＦ46及びＤＣＦ48）の相対的な平行性は、ＳＭＦのスロープもまた、かなり補償されていることを示す。

本発明によるＤＣＦは、好ましくは、通常のＯＶＤ法を利用して製造される。コアセグメント30は、回転アルミナのマンドレル上へゲルマニア添加されたシリカスートを堆積させることで形成される。その後、マンドレルが除去され、スートプリフォームは透明な圧密化プリフォームに圧密化される。同時に、真空下で中央線の開口を閉じると共に、圧密化プリフォームは、コアケーン（細長いロッド）に延伸炉中で線引きされる。コアケーンのセグメントは、旋盤へと戻されて配置され、更なるシリカスートがＯＶＤ法によってその上に堆積される。スート堆積されたコアケーンは、CF₄を導いた圧密化炉でフッ素を添加される。その後、フッ素処理されたスートプリフォームは、充分に圧密化されて、モートセグメント32に対応するフッ素添加領域を形成する。圧密化ブランクはコアケーンに再び線引きされ、追加のゲルマニアを添加されたスートがリングセグメント34に対応する領域をその上に形成するためにＯＶＤ法によって与えられる。スート堆積されたケーンは、圧密化されて、上述した如きコアケーンに再度、線引きされる。このコアケーンがコア、モート及びリングセグメントに対応する領域を含むと認識されなければならない。最後に、シリカスートがＯＶＤ法によってコアケーンの上へ与えられ、スート堆積ケーンが再度、圧密化される。これは、ファイバが線引きされる最終的な圧密化プリフォームを形成する。その後、プリフォームは、線引き炉へ移されて、ファイバが従来の方法でプリフォームから線引きされる。

さまざまなモディフィケーション及びバリエーションが本発明の精神と範囲から逸脱することなく、本発明によって得られることは、当業者にとって明らかであろう。故に、本発明は、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物の範囲内で与えられる本発明のモディフィケーション及びバリエーションをカバーすることを意図する。

本発明によるＤＣＦを含む伝送リンクを示す図である。従来のＳＭＦの屈折率分布を示す図である。本発明によるＤＣＦの部分分解斜視図である。本発明によるＤＣＦの屈折率分布を示す図である。本発明によるＤＣＦ及びＳＭＦの組合せを含む伝送リンクの残余分散を示すプロット線図である。本発明によるＤＣＦの他の実施例の屈折率分布を示す図である。

符号の説明

２０伝送リンク
２２ＳＭＦ
２４ＤＣＦ
３０中央コアセグメント
３２モートセグメント
３４リングセグメント
３６クラッド層
３８コーティング

Claims

正の相対屈折率Δ₁を有する中央コアセグメントと、負の相対屈折率Δ₂を有し前記中央コアセグメントを包囲するモートセグメントと、正の相対屈折率Δ₃を有し前記モートセグメントを包囲するリングセグメントと、を有し、Δ₁ ＞Δ₃ ＞Δ₂のコア屈折率分布からなる分散及び分散スロープ補償光ファイバであって、
前記コア屈折率分布は、1546nmの波長で-0.29ps/nm²/km未満且つ-0.40ps/nm²/kmよりも大の負の分散スロープと、1546nmの波長で-100ps/nm/kmから-120ps/nm/kmの間の負の分散と、を与えることを特徴とする分散及び分散スロープ補償光ファイバ。
1546nmにおける分散を分散スロープで割算したカッパ値が250から387nmの間であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
1546nmの波長で-0.36ps/nm²/km未満且つ-0.40ps/nm²/kmよりも大なる分散スロープであることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
1546nmでの分散が-105ps/nm/kmから-120ps/nm/kmの間であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
カットオフ波長（λ_c）が1350nm未満であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
Δ₁が1.7％よりも大且つ1.9％未満であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
Δ₂が-0.25％未満且つ-0.44％よりも大であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
Δ₁が1.7％よりも大且つ1.9％未満であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
前記中央コアセグメントの外側半径ｒ₁は1.5から２ミクロンの間にあって、前記モートセグメントの外側半径ｒ₂は４から５ミクロンの間にあって、前記リングセグメントの中央半径ｒ₃は６から７ミクロンの間にあることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
Δ₁は1.6％よりも大且つ２％未満であって、Δ₂は-0.25％未満且つ-0.44％よりも大、Δ₃は0.2％よりも大且つ0.5％未満であることを特徴とする請求項９記載の光ファイバ。
前記中央コアセグメントの外側半径ｒ₁が1.6から1.9ミクロンの間にあって、前記モートセグメントの外側半径ｒ₂が4.2から4.8ミクロンの間にあって、前記リングセグメントの中央半径ｒ₃が６から6.5ミクロンの間にあることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
ｒ₁／ｒ₂で定義されるコア／モート比が0.34よりも大且つ0.40未満であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
前記リングセグメントが８ミクロンよりも大なる半径でゼロデルタ％を満たすテール部分を含むことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
前記テール部分は、７から８ミクロンの間の半径で0.02％よりも大なるデルタ％を有することを特徴とする請求項13記載の光ファイバ。
前記テール部分は、７から８ミクロンの間の半径で0.2％未満のデルタ％を有することを特徴とする請求項14記載の光ファイバ。
1546nmでの実効面積（Δ_eff）は、18平方ミクロンよりも大なることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
前記曲げ損失は、1550nmで40mmマンドレル上で0.01dB/m未満であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
前記減衰は、1550nmで0.6dB/km未満であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
1320nmと1300nmの間の波長範囲で低分散動作するように最適化された一定長のＳＭＦと、1546nmで-100ps/nm/kmと-120ps/nm/kmの間の分散値を有する一定長のＤＣＦと、を含む光ファイバ伝送リンクであって、1520nmと1570nmの間の伝送バンド内で、前記リンクが0.15ps/km/nm未満の残余分散の絶対値を呈することを特徴とする光ファイバ伝送リンク。
前記ＳＭＦの長さは、前記ＤＣＦの長さの６倍よりも大であることを特徴とする請求項19記載の伝送リンク。
前記ＤＣＦは、1546nmの波長で-0.29ps/nm²/km未満且つ-0.40ps/nm²/kmよりも大なる分散スロープであることを特徴とする請求項19記載の伝送リンク。
前記ＤＣＦは、250から387nmの間の1546nmの波長で分散を分散スロープによって割算をしたカッパ値を有することを特徴とする請求項19記載の伝送リンク。
前記ＤＣＦは、1.5から２ミクロンの間の中央コアセグメントの外側半径ｒ₁と、４から５ミクロンの間のモートセグメントの外側半径ｒ₂と、5.5から７ミクロンの間のリングセグメントの中央半径ｒ₃と、を有することを特徴とする請求項19記載の伝送リンク。
前記ＤＣＦは、更に、Δ₁は1.6％よりも大であって且つ２％未満であって、Δ₂は-0.25％未満であって且つ-0.44％よりも大であって、及び、Δ₃は0.2％よりも大であって且つ0.5％未満であることを特徴とする伝送リンク。
分散補償光ファイバであって、
コア屈折率分布は、正の相対屈折率Δ₁を有する中央コアセグメントと、負の相対屈折率Δ₂を有する前記中央コアセグメントを包囲するモートセグメントと、及び、正の相対屈折率Δ₃を有する前記モートセグメントを包囲するリングセグメントと、を有し、Δ₁＞Δ₃＞Δ₂であって、前記コア屈折率分布は、1546nmの波長で-0.29ps/km/nm未満の負の分散スロープと、1546nmの波長で-100ps/km/nmから-120ps/km/nmの負の分散とをもたらし、1546nmで分散スロープによって分散を割算することによって得られるカッパ値が250から387nmの間であることを特徴とする分散補償光ファイバ。
前記リングセグメントを包囲する相対屈折率Δ_cを有するクラッド層を更に含み、Δ₁＞Δ₃＞Δ_c＞Δ₂であることを特徴とする請求項25記載の光ファイバ。
1546nmでの前記分散が-105ps/nm/kmから-120ps/nm/kmの間にあることを特徴とする請求項25記載の光ファイバ。
カットオフ波長（λ_c）が1500nm未満であることを特徴とする請求項25記載の光ファイバ。
Δ₁は、1.6％よりも大であって且つ２％未満であることを特徴とする請求項25記載の光ファイバ。
Δ₂は、-0.25％未満であって且つ-0.44％よりも大であることを特徴とする請求項29記載の光ファイバ。
Δ₃は、0.2％よりも大であって且つ0.5％未満であることを特徴とする請求項30記載の光ファイバ。
Δ₃は、0.35％よりも大であって且つ0.45％未満であることを特徴とする請求項31記載の光ファイバ。
前記中央コアセグメントの前記外側半径ｒ₁は、1.5から２ミクロンの間にあって、前記モートセグメントの外側半径ｒ₂は、４から５ミクロンの間であって、及び、リングセグメントの中心半径ｒ₃は、６から７ミクロンの間であることを特徴とする請求項25記載の光ファイバ。
Δ₁は1.6％よりも大且つ２％未満であって、Δ₂は-0.25％未満且つ-0.44％よりも大であって、及び、Δ₃は0.2％よりも大且つ0.5％未満であることを特徴とする請求項25記載の光ファイバ。
コア／モート比率（ｒ₁／ｒ₂）は、0.34よりも大且つ0.40未満であることを特徴とする請求項25記載の光ファイバ。
1546nmでの実効断面積（Δ_eff）は、18平方ミクロンよりも大であることを特徴とする請求項35記載の光ファイバ。