JP2006227173A

JP2006227173A - マルチモード分散補償ファイバ、モード分散の補償方法、光導波路、光伝送路及び光通信システム

Info

Publication number: JP2006227173A
Application number: JP2005039031A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Kan; 寧官; Katsuhiro Takenaga; 勝宏竹永; Kuniharu Himeno; 邦治姫野
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2005-02-16
Filing date: 2005-02-16
Publication date: 2006-08-31

Abstract

【課題】高伝送帯域幅となる波長領域が非常に広く、波長多重に適したマルチモード分散補償ファイバ、それを用いたモード分散の補償方法、光導波路、光伝送路及び光通信システムの提供。
【解決手段】波長１．３μｍ帯で最適化されて該波長に最大伝送帯域幅を有する、Ｇｅをドーパントとして石英ガラスに添加して作製されたＧｅ添加マルチモードファイバからなる被補償ファイバに接続した際に、１．３μｍ帯以外の波長又は波長帯で伝送帯域幅が高くなるようにモード分散を補償する特性を有することを特徴とするマルチモード分散補償ファイバ（ＭＭ−ＤＣＦ）。前記被補償ファイバ１２とＦ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１を接続して構成された光導波路１０。
【選択図】図２

Description

本発明は、波長１．３μｍ帯で最適化されたマルチモードファイバ（Multimode Fiber、以下、ＭＭＦと記す。）からなる被補償ファイバのモード分散を補償するマルチモード分散補償ファイバ（Multimode Dispersion Compensating Fiber、以下、ＭＭ−ＤＣＦと記す。）、該ＭＭ−ＤＣＦを用いた被補償ファイバのモード分散の補償方法、ＭＭ−ＤＣＦを被補償ファイバに接続してなる光導波路、該光導波路を用いた光伝送路及び光通信システムに関する。本発明のＭＭ−ＤＣＦは、被補償ファイバに接続して用いることにより、最適化した以外の波長帯において、伝送帯域幅を高くすることができる。また、従来の分散補償ファイバに比べ、本発明のマルチモード分散補償ファイバは、高伝送帯域幅となる波長領域が非常に広く、波長多重に適している。
に関する。

グレーディッドインデックス（Graded Index、以下、ＧＩと記す。）型ＭＭＦは、光ローカルエリアネットワーク（Local Area Network、以下、ＬＡＮと記す。）の伝送線路として広く使われている。ＬＡＮの高速化要求に従い、ＧＩ型ＭＭＦのプロファイル制御の精度が上がり、現在はほぼ性能限界に達している。ＧＩ型ＭＭＦの伝送帯域幅をそれ以上に高めるためには、波長多重（Wavelength Division Multiplexing、以下、ＷＤＭと記す。）しなければならない。

しかし、従来のゲルマニウム（Ｇｅ）添加によって作製されたＭＭＦは、最適な形状が波長に大きく依存するため、ある特定の波長に対して最適化されたＭＭＦは、異なる波長では伝送帯域幅がかなり劣化することになり、ＷＤＭには向かない。

本発明者らは、所望の波長で伝送帯域幅が高くなるＭＭ−ＤＣＦを発明し、既に特許出願している（特願２００３−８３７９０及び特願２００３−８３７９１）。

その他、本発明に関連する従来技術としては、例えば、非特許文献１〜４に開示されている。
R. Olshansky and D. B. Keck,"Pulse broadening in graded-index optical fibers,"Appl. Opt., vol. 15, pp. 483-491, 1976 N. Shibata and T. Edahiro,"Refractive-index dispersion for GeO2-, P2O5-, and B2O3-doped silica glasses in optical fibers,"Trans. IECE Japan, vol. E65, pp. 166-172, 1982 J. W. Fleming,"Material dispersion in lightguide glasses,"Electron Lett., vol. 14, pp. 326-328, 1978 Mode Scrambler Requirements for Overfilled Launching Conditions to Multimode Fibers, TIA/EIA Fiber Optic Test Procedure (FOTP)-54, Dec. 2001

しかしながら、特願２００３−８３７９０及び特願２００３−８３７９１において本発明者らが提案したＭＭ−ＤＣＦは、従来のＭＭＦと同じくゲルマニウム（Ｇｅ）添加により作製されたものであるため、確かに所望の波長の伝送帯域幅を高くすることができるが、その波長から少し外れた波長領域では、やはり伝送帯域幅が急激に劣化する問題がある。

本発明は前記事情に鑑みてなされ、高伝送帯域幅となる波長領域が非常に広く、ＷＤＭに適したＭＭ−ＤＣＦ、それを用いたモード分散の補償方法、光導波路、光伝送路及び光通信システムの提供を目的とする。

前記目的を達成するため、本発明は、波長１．３μｍ帯で最適化されて該波長に最大伝送帯域幅を有する、Ｇｅをドーパントとして石英ガラスに添加して作製されたＧｅ添加ＭＭＦからなる被補償ファイバに接続した際に、１．３μｍ帯以外の波長又は波長帯で伝送帯域幅が高くなるようにモード分散を補償する特性を有することを特徴とするＭＭ−ＤＣＦを提供する。

本発明において、ＭＭ−ＤＣＦは、フッ素（Ｆ）をドーパントとして石英ガラスに添加して作製されたＦ添加ＭＭＦからなることが好ましい。

本発明において、ＭＭ−ＤＣＦは、０．７μｍ〜１．７μｍの波長領域において被補償ファイバより伝送帯域幅が高くなるようにモード分散を補償する特性を有することが好ましい。

本発明において、ＭＭ−ＤＣＦは、被補償ファイバに接続した際に、０．８μｍ〜０．９μｍの波長領域において伝送帯域幅が１ＧＨｚ・ｋｍ以上、かつ１．２５〜１．５５μｍの波長領域において伝送帯域幅が４ＧＨｚ・ｋｍ以上となるようにモード分散を補償する特性を有することが好ましい。

本発明において、ＭＭ−ＤＣＦは、被補償ファイバに接続した際に、０．８μｍ〜０．９μｍの波長領域において伝送帯域幅が１ＧＨｚ・ｋｍ以上、かつ１．２〜１．６μｍの波長領域において伝送帯域幅が３ＧＨｚ・ｋｍ以上となるようにモード分散を補償する特性を有することが好ましい。

本発明において、ＭＭ−ＤＣＦは、被補償ファイバに接続した際に、０．８μｍ〜０．９μｍの波長領域の伝送帯域幅が１ＧＨｚ・ｋｍ以上となるようにモード分散を補償する特性を有することが好ましい。

本発明において、ＭＭ−ＤＣＦは、被補償ファイバに接続した際に、１．２５μｍ〜１．５５μｍの波長領域の伝送帯域幅が４ＧＨｚ・ｋｍ以上となるようにモード分散を補償する特性を有することが好ましい。

本発明において、ＭＭ−ＤＣＦは、被補償ファイバに接続した際に、１．２μｍ〜１．６μｍの波長領域の伝送帯域幅が３ＧＨｚ・ｋｍ以上となるようにモード分散を補償する特性を有することが好ましい。

本発明において、ＭＭ−ＤＣＦは、被補償ファイバに接続した際に、１．３５μｍ〜１．５５μｍの波長領域の伝送帯域幅が３ＧＨｚ・ｋｍ以上となるようにモード分散を補償する特性を有することが好ましい。

本発明において、ＭＭ−ＤＣＦは、α値が２．０≦α≦２．２であり、コア半径ａが１５μｍ≦ａ≦３５μｍであり、最大比屈折率差Δが０．００５≦Δ≦０．０２５であり、その長さは、被補償ファイバに接続した全体ファイバ長に対する被補償ファイバの長さの比Ｒが０．１５≦Ｒ≦０．３５であることが好ましい。

本発明において、ＭＭ−ＤＣＦは、α値が２．０≦α≦２．２であり、コア半径ａが１５μｍ≦ａ≦３５μｍであり、最大比屈折率差Δが０．００５≦Δ≦０．０２５であり、その長さは、前記の比Ｒが０．１９≦Ｒ≦０．３９であることが好ましい。

本発明において、ＭＭ−ＤＣＦは、α値が２．１≦α≦２．３であり、コア半径ａが１５μｍ≦ａ≦３５μｍであり、最大比屈折率差Δが０．００５≦Δ≦０．０２５であり、その長さは、前記の比Ｒが０．３９≦Ｒ≦０．５９であることが好ましい。

本発明において、ＭＭ−ＤＣＦは、α値が２．３≦α≦２．５であり、コア半径ａが１５μｍ≦ａ≦３５μｍであり、最大比屈折率差Δが０．００５≦Δ≦０．０２５であり、その長さは、前記の比Ｒが０．５７≦Ｒ≦０．７７であることが好ましい。

本発明において、ＭＭ−ＤＣＦは、α値が１．９５≦α≦２．２であり、コア半径ａが１５μｍ≦ａ≦３５μｍであり、最大比屈折率差Δが０．００５≦Δ≦０．０２５であり、その長さは、前記の比Ｒが０．２９≦Ｒ≦０．６５であることが好ましい。

また本発明は、前述した本発明に係るＭＭ−ＤＣＦを、波長１．３μｍ帯で最適化されて該波長に最大伝送帯域幅を有する、Ｇｅ添加ＭＭＦからなる被補償ファイバに接続し、１．３μｍ帯以外の波長又は波長帯で伝送帯域幅が高くなるようにモード分散を補償することを特徴とするモード分散の補償方法を提供する。

また本発明は、前述した本発明に係るＭＭ−ＤＣＦを、波長１．３μｍ帯で最適化されて該波長に最大伝送帯域幅を有する、Ｇｅ添加ＭＭＦからなる被補償ファイバに接続してなる光導波路を提供する。

また本発明は、前述した本発明に係る光導波路を備えた光伝送路を提供する。
前記光伝送路は、波長多重を行うものであることが好ましい。

また本発明は、前述した本発明に係る光伝送路を用いて構成された光通信システムを提供する。
この光通信システムとしては、ＦＴＴＨ、ＬＡＮ又はＳＡＮからなる群から選択されることが好ましい。

本発明のＭＭ−ＤＣＦを用いることにより、波長１．３μｍ帯で最適化されて該波長に最大伝送帯域幅を有するＧｅ添加ＭＭＦからなる被補償ファイバを広い波長領域で高い伝送帯域幅を持つように補償することができ、その特性を生かしてＷＤＭを行えば、低コストでＭＭＦの伝送帯域を著しく高めることができる。
本発明のＭＭ−ＤＣＦを用いる補償の対象は、既設ファイバ伝送路を含むので、非常に広範囲にわたり使用することができ、既存ファイバ線路の伝送帯域幅を高めてＷＤＭが可能な光伝送路を構成することができる。

本発明は、波長１．３μｍ帯で最適化されて該波長に最大伝送帯域幅を有するＧｅ添加ＭＭＦからなる被補償ファイバのモード分散を補償するためのＭＭ−ＤＣＦを提供する。本発明の好適な実施形態において、このＭＭ−ＤＣＦとしては、フッ素（Ｆ）をドーパントとして石英ガラスに添加して作製されたＦ添加ＭＭ−ＤＣＦが挙げられる。

このＦ添加ＭＭ−ＤＣＦは、Ｆをドーパントとして石英ガラスに添加し、そのＦ添加量が中心から径方向外方に向けて漸次高くなっているコアと、該コアを囲むフッ素添加石英ガラスからなるクラッドとを備えて構成されたＭＭＦが好適に用いられる。このＦ添加ＭＭ−ＤＣＦのコアは、ＧＩ型の屈折率分布を有しており、該コア中央の最大屈折率は、石英ガラスの屈折率とほぼ等しくなっている。

また、Ｇｅ添加ＭＭＦからなる被補償ファイバは、外周から中心に向けてＧｅ添加量を漸次増加させたＧｅ添加石英ガラスからなるコアと、該コアを囲む石英ガラス（例えば純石英ガラス）からなるクラッドとを備えて構成されたＧｅ添加ＧＩ型ＭＭＦが好適に用いられる。

前記Ｆ添加ＭＭ−ＤＣＦの一端を前記被補償ファイバの一端に接続する場合、その接続方法としては限定されず、融着接続法、光コネクタやメカニカルスプライスを用いた接続法などを採用し得る。なお、前記Ｆ添加ＭＭ−ＤＣＦの一端と前記被補償ファイバの一端を接続した場合、両方のコアの屈折率が異なるために接続点で反射を生じるが、その反射はマイナス数十ｄＢ以下になると予想されるので、実用的に問題を生じることはない。

このＦ添加ＭＭ−ＤＣＦをＧｅ添加ＭＭＦからなる被補償ファイバに接続すると、被補償ファイバの設計波長以外の所望波長の伝送帯域幅（ＯＦＬ帯域、非特許文献４参照。）を大幅に高くすることができる。また、Ｆ添加ＭＭＦはＧｅ添加ＭＭＦと添加物の分散特性が異なるため、所望波長だけでなく、それを含む周辺の広い波長領域においても高い伝送帯域幅を持つことができる。この構成を利用すれば、ＭＭＦによるＷＤＭが可能となり、主に短距離光通信、例えば、例えば、ＦＴＴＨ（Fiber To The Home）、ＬＡＮ、ＳＡＮ（Storage Area Network）における伝送容量を飛躍的に増すことができる。

ＭＭＦはファイバのプロファイルをＧＩ型にすることで、マルチモード間の伝送速度の差を極力抑え、高い伝送帯域幅を実現している。この種のファイバは高い開口数（ＮＡ）を持ち、短距離光通信路として期待されている。

ＧＩ型ＭＭＦの屈折率は通常、次式（１）に示すα乗屈折率分布となるように作製される。

ただし、式（１）中、ａはコア半径、ｒは径方向座標、ｎ_１はコア中心屈折率、Δは最大比屈折率差を表す。αは所望の波長帯で帯域が最大になるように制御される。

αの最適値α_ｏｐｔは、ＷＫＢ法により次式（２）のように計算される（非特許文献１参照。）。

ただし、ｙは次式（３）

で与えられるOlshanskyパラメータである。ここで、λは波長を表し、Ｎ_１＝ｎ_１−λ（ｄｎ_１／ｄλ）はコア中心の群屈折率を表す。

αの最適値は石英に添加する材料により異なる。図１はΔ＝０．０１とし、Ｇｅ及びＦを添加した場合のα_ｏｐｔの波長依存性を示している。図示のように、いずれの場合もα_ｏｐｔの値が波長の変化とともに大きく変化することがわかる。これは例えば波長１．３μｍ帯で最適化されたＭＭＦはいずれも他の波長、例えば波長０．８５μｍで最適なα値から外れ、そこでは高い伝送帯域幅が得られないことを意味する。なお、この計算及び以下の全ての計算において、純石英およびＧｅ添加石英の材料分布係数は、非特許文献２に記載された数値を使用し、Ｆ添加石英は非特許文献３に記載されたものを使用している。

図１において、仮にＧｅ添加ファイバ、Ｆ添加ファイバは、いずれも波長１．３μｍ帯で最適化されたものとし、αはその波長での最適値α_{Ｇｅ１．３}、α_Ｆ１．３をとったと仮定する。図１からわかるように、短波長、例えば、０．８５μｍにおいては、α_{Ｇｅ１．３}が最適値より小さく、α_Ｆ１．３が最適値より大きい。つまり、波長０．８５μｍの信号は、Ｇｅ添加ファイバ伝送では、高次モードが低次モードよりも速く伝わり、逆にＦ添加ファイバ伝送では、高次モードが低次モードよりも遅く伝わる。この２種類のファイバを接続して使用すると、１．３μｍ帯信号の伝送帯域幅を劣化させることなく、０．８５μｍ帯信号のモード分散が互いにキャンセルされ、補償される。結果として、ファイバの構成を最適化すれば、非常に広い波長領域において、高い伝送帯域幅を実現することができる。
さらに、Ｇｅ添加ファイバとＦ添加ファイバが互いのモード分散をキャンセルしている仕組みを積極的に用いると、従来から用いられているＧｅ添加ＭＭＦのモード分散を補償するファイバとして、Ｆ添加ファイバを用いることにより、広い波長領域で高い伝送帯域幅を実現することができる。

このＦ添加ＭＭ−ＤＣＦは、波長１．３μｍ帯で最適化されて該波長に最大伝送帯域幅を有するＧｅ添加ＭＭＦからなる被補償ファイバに接続した際に、次の特性（ａ）〜（ｇ）のうちの１つ、好ましくは２つ以上、より好ましは３つ以上を有することが好ましい。
（ａ）０．７μｍ〜１．７μｍの波長領域において被補償ファイバより伝送帯域幅が高くなるようにモード分散を補償する特性を有すること。
（ｂ）０．８μｍ〜０．９μｍの波長領域において伝送帯域幅が１ＧＨｚ・ｋｍ以上、かつ１．２５〜１．５５μｍの波長領域において伝送帯域幅が４ＧＨｚ・ｋｍ以上となるようにモード分散を補償する特性を有すること。
（ｃ）０．８μｍ〜０．９μｍの波長領域において伝送帯域幅が１ＧＨｚ・ｋｍ以上、かつ１．２〜１．６μｍの波長領域において伝送帯域幅が３ＧＨｚ・ｋｍ以上となるようにモード分散を補償する特性を有すること。
（ｄ）０．８μｍ〜０．９μｍの波長領域の伝送帯域幅が１ＧＨｚ・ｋｍ以上となるようにモード分散を補償する特性を有すること。
（ｅ）１．２５μｍ〜１．５５μｍの波長領域の伝送帯域幅が４ＧＨｚ・ｋｍ以上となるようにモード分散を補償する特性を有すること。
（ｆ）１．２μｍ〜１．６μｍの波長領域の伝送帯域幅が３ＧＨｚ・ｋｍ以上となるようにモード分散を補償する特性を有すること。
（ｇ）１．３５μｍ〜１．５５μｍの波長領域の伝送帯域幅が３ＧＨｚ・ｋｍ以上となるようにモード分散を補償する特性を有すること。

図２は、本発明に係るＭＭ−ＤＣＦを用いて構成された光導波路の一例を示す構成図であり、この光導波路１０は、Ｆ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１と、Ｇｅ添加ＭＭＦからなる被補償ファイバ１２（target）とを接続点１３において接続して構成されている。

この光導波路１０において、被補償ファイバ１２が、波長１．３μｍ帯で最適化されて該波長に最大伝送帯域幅を有するＧｅ添加ＭＭＦからなる被補償ファイバ１２である場合、これに接続するＦ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１の特性と長さは、以下の（１）〜（５）のうちの少なくとも１つ、好ましくは２つ以上、より好ましくは３つ以上となるように選択することが好ましい。なお、Ｆ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１の長さは、被補償ファイバ１２の長さをＬ_１、Ｆ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１の長さをＬ_２とした時に、Ｒ＝Ｌ_１／（Ｌ_１＋Ｌ_２）の計算式によって算出される比Ｒによって表すものとする。
（１）Ｆ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１は、α値が２．０≦α≦２．２であり、コア半径ａが１５μｍ≦ａ≦３５μｍであり、最大比屈折率差Δが０．００５≦Δ≦０．０２５であり、その長さは、前記の比Ｒが０．１１≦Ｒ≦０．３１であること。
（２）Ｆ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１は、α値が２．０≦α≦２．２であり、コア半径ａが１５μｍ≦ａ≦３５μｍであり、最大比屈折率差Δが０．００５≦Δ≦０．０２５であり、その長さは、前記の比Ｒが０．１９≦Ｒ≦０．３９であること。
（３）Ｆ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１は、α値が２．１≦α≦２．３であり、コア半径ａが１５μｍ≦ａ≦３５μｍであり、最大比屈折率差Δが０．００５≦Δ≦０．０２５であり、その長さは、前記の比Ｒが０．３９≦Ｒ≦０．５９であること。
（４）Ｆ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１は、α値が２．３≦α≦２．５であり、コア半径ａが１５μｍ≦ａ≦３５μｍであり、最大比屈折率差Δが０．００５≦Δ≦０．０２５であり、その長さは、前記の比Ｒが０．５７≦Ｒ≦０．７７であること。
（５）Ｆ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１は、α値が１．９５≦α≦２．２であり、コア半径ａが１５μｍ≦ａ≦３５μｍであり、最大比屈折率差Δが０．００５≦Δ≦０．０２５であり、その長さは、前記の比Ｒが０．２９≦Ｒ≦０．６５であること。

この光導波路１０は、Ｆ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１と、Ｇｅ添加ＭＭＦからなる被補償ファイバ１２とを接続点１３において接続した構成とし、それぞれのファイバの構成を前記（１）〜（５）に例示したように最適化することによって、非常に広い波長領域において高い伝送帯域幅を実現することができ、ＷＤＭが可能なものとなる。
また、使用するＦ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１は、１種類のドーパントの単独添加により作製できるので、製造が容易である。
また、既に敷設されている光伝送路等の光ファイバを被補正ファイバ１２として、この光導波路構造を前記光伝送路等に適用することで、その光伝送路等の伝送帯域幅を改善することが容易にできる。
また、使用するＦ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１の屈折率分布の形状を厳密に制御しなくても、接続するＦ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１の長さを調節することにより、広い伝送帯域幅を得ることができるので、ＭＭ−ＤＣＦの製造トレランスへの要求を低くすることができる。
また、接続するＦ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１の長さを変えることにより、光導波路１０又は光伝送路全体の波長特性を調整することができるので、広い伝送帯域幅が要求される波長領域を選ぶことができる。

さらに、本発明は、前述したＦ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１を、Ｇｅ添加ＭＭＦからなる被補償ファイバ１２に接続し、被補償ファイバ１２の最適化された波長以外の波長又は波長帯における伝送帯域幅が該最適化波長における伝送帯域幅よりも高くなるように被補償ファイバ１２のモード分散を補償することを特徴とするモード分散の補償方法を提供する。本発明の方法によれば、Ｆ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１を、既存の光伝送路において敷設されているＧｅ添加ＭＭＦからなる被補償ファイバ１２に接続することによって、非常に広い波長領域において高い伝送帯域幅を実現することができ、ＷＤＭが可能な光導波路及び該光導波路を備えた光伝送路、さらに該光伝送路を用いて構成されたＦＴＴＨ、ＬＡＮ又はＳＡＮなどの光通信システムを提供することができる。

［実施例１］
図２に示すようにＧｅ添加ＭＭＦからなる被補償ファイバ１２（target）とＦ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１を接続した場合を考える。被補償ファイバ１２の長さをＬ_１、Ｆ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１の長さをＬ_２とし、Ｒ＝Ｌ_１／（Ｌ_１＋Ｌ_２）とする。

被補償ファイバ１２は、Δ＝０．０１、ａ＝２５μｍ、α値はα_Ｇｅ＝１．９４とし、波長１．３０μｍに最適化されているとする。Ｆ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１もΔ＝０．０１、ａ＝２５μｍとし、α値はα_Ｆ＝２．０８とする。このＦ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１は単独でも波長１．３０μｍ付近に最高伝送帯域幅を有する。

図３は、０．１６≦Ｒ≦０．２６とした場合の伝送帯域幅の波長特性を示すグラフである。ただし、伝送帯域幅（ＯＦＬ帯域）の計算は、入射パルスの時間半値全幅（ＦＷＨＭ：Full Width at Half-Maximum）Δτ_ＦＷＨＭ＝１ｎｓ、スペクトル平均自乗平方根（ＲＭＳ：Root Mean Square）幅Δλ_ＲＭＳ＝０．５ｎｍ、ビームＦＷＨＭ幅Δω_ＦＷＨＭ＝５０μｍとしている。また、図４はＲ＝０．２２としてＦ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１によって分散補償した場合、被補償ファイバ１２のみの場合、及びＧｅ添加ＭＭ−ＤＣＦで被補償ファイバ１２を波長０．８５μｍについて補償した場合（ＧｅＭＭＤＣＦ））のそれぞれの伝送帯域幅の波長特性を比較したグラフである。Ｇｅ添加ＭＭＦを０．８５μｍで最適化した場合の伝送帯域幅はＧｅＭＭ−ＤＣＦで補償した場合の伝送帯域幅とほぼ同じである。

図３及び図４に示すように、０．１６≦Ｒ≦０．２６の範囲でＦ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１で被補償ファイバ１２を分散補償した場合、１．３０μｍの伝送帯域幅を劣化させることなく、短波長側及び長波長側の伝送帯域幅を大幅に高くすることができる。特に、Ｒ＝０．２２とした場合、波長０．７μｍから１．７μｍまでの波長領域の伝送帯域幅を大幅に高くすることができる。この波長特性はＧｅ添加ＭＭ−ＤＣＦで分散補償した場合、あるいは、被補償ファイバ１２を短波長あるいは長波長で最適化した場合に比べて、非常に広い波長領域で高い伝送帯域幅を有する。

［実施例２］
被補償ファイバ１２は、実施例１と同様に波長１．３０μｍに最適化されているＧｅ添加ＭＭＦとする。Ｆ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１はΔ＝０．０１、ａ＝２５μｍとし、α値はα_Ｆ＝２．１とする。

図５は、０．２４≦Ｒ≦０．３４とした場合の伝送帯域幅の波長特性を示すグラフである。また、図６はＲ＝０．２８としてＦ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１で分散補償した場合と被補償ファイバ１２のみの場合及びＧｅ添加ＭＭ−ＤＣＦ（ＧｅＭＭＤＣＦ）で被補償ファイバ１２を補償した場合のそれぞれの伝送帯域幅の波長特性を比較したグラフである。

図５及び図６に示すように、０．２４≦Ｒ≦０．３４としてＦ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１で被補償ファイバ１２を分散補償した場合、短波長側及び長波長側の伝送帯域幅を大幅に高くすることができる。特に、Ｒ＝０．２８とした場合、波長０．７μｍから波長１．２μｍまで、波長１．４μｍから波長１．７μｍまでの波長領域の伝送帯域幅を大幅に高くすることができる。この波長特性はＧｅ添加ＭＭ−ＤＣＦで分散補償した場合、あるいは、被補償ファイバ１２を短波長側で最適化した場合に比べて、非常に広い波長領域で高い伝送帯域幅を有する。

［実施例３］
被補償ファイバ１２は、実施例１と同様に波長１．３０μｍに最適化されているＧｅ添加ＭＭＦとする。Ｆ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１はΔ＝０．０１、ａ＝２５μｍとし、α値はα_Ｆ＝２．２とする。

図７は、０．４４≦Ｒ≦０．５４とした場合の伝送帯域幅の波長特性を示すグラフである。また、図８はＲ＝０．５０としてＦ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１で分散補償した場合と被補償ファイバ１２のみの場合及びＧｅ添加ＭＭ−ＤＣＦ（ＧｅＭＭＤＣＦ）で被補償ファイバ１２を補償した場合のそれぞれの伝送帯域幅の波長特性を比較したグラフである。

図７及び図８に示すように、０．４４≦Ｒ≦０．５４としてＦ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１で被補償ファイバ１２を分散補償した場合、短波長側の伝送帯域幅を大幅に高くすることができる。特に、Ｒ＝０．５０とした場合、波長０．７μｍから波長１．１μｍまでの波長領域の伝送帯域幅を大幅に高くすることができる。この波長特性はＧｅ添加ＭＭ−ＤＣＦで分散補償した場合、あるいは、被補償ファイバ１２を短波長側で最適化した場合に比べて、非常に広い波長領域で高い伝送帯域幅を有する。

［実施例４］
被補償ファイバ１２は、実施例１と同様に波長１．３０μｍに最適化されているＧｅ添加ＭＭＦとする。Ｆ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１はΔ＝０．０１、ａ＝２５μｍとし、α値はα_Ｆ＝２．４とする。

図９は、０．６２≦Ｒ≦０．７２とした場合の伝送帯域幅の波長特性を示すグラフである。また、図１０はＲ＝０．６８としてＦ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１で分散補償した場合と被補償ファイバ１２のみの場合及びＧｅ添加ＭＭ−ＤＣＦ（ＧｅＭＭＤＣＦ）で被補償ファイバ１２を補償した場合のそれぞれの伝送帯域幅の波長特性を比較したグラフである。

図９及び図１０に示すように、０．６２≦Ｒ≦０．７２としてＦ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１で被補償ファイバ１２を分散補償した場合、短波長側の伝送帯域幅を大幅に高くすることができる。特に、Ｒ＝０．６８とした場合、波長０．７μｍから波長１．０μｍまでの波長領域の伝送帯域幅を大幅に高くすることができる。この波長特性はＧｅ添加ＭＭ−ＤＣＦで分散補償した場合、あるいは、被補償ファイバ１２を短波長側で最適化した場合に比べて、非常に広い波長領域で高い伝送帯域幅を有する。

［実施例５］
以下、長波長側で被補償ファイバ１２に高い伝送帯域幅を持たせる場合を例示する。
被補償ファイバ１２は、実施例１と同様に波長１．３０μｍに最適化されているＧｅ添加ＭＭＦとする。Ｆ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１はΔ＝０．０１、ａ＝２５μｍとし、α値はα_Ｆ＝２．０８とする。

図１１は、０．３４≦Ｒ≦０．４６とした場合の伝送帯域幅の波長特性を示すグラフである。また、図１２はＲ＝０．３８としてＦ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１で分散補償した場合と被補償ファイバ１２のみの場合及びＧｅ添加ＭＭ−ＤＣＦ（ＧｅＭＭＤＣＦ）で被補償ファイバ１２を補償した場合のそれぞれの伝送帯域幅の波長特性を比較したグラフである。

図１１及び図１２に示すように、０．３４≦Ｒ≦０．４６としてＦ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１で被補償ファイバ１２を分散補償した場合、長波長側の伝送帯域幅を大幅に高くすることができる。特に、Ｒ＝０．３８とした場合、波長１．３μｍから波長１．７μｍまでの波長領域の伝送帯域幅を大幅に高くすることができる。この波長特性はＧｅ添加ＭＭ−ＤＣＦで分散補償した場合、あるいは、被補償ファイバ１２を長波長側で最適化した場合に比べて、非常に広い波長領域で高い伝送帯域幅を有する。

［実施例６］
被補償ファイバ１２は、実施例１と同様に波長１．３０μｍに最適化されているＧｅ添加ＭＭＦとする。Ｆ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１はΔ＝０．０１、ａ＝２５μｍとし、α値はα_Ｆ＝２．０７とする。

図１３は、０．４２≦Ｒ≦０．５２とした場合の伝送帯域幅の波長特性を示すグラフである。また、図１４はＲ＝０．４６としてＦ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１で分散補償した場合と被補償ファイバ１２のみの場合及びＧｅ添加ＭＭ−ＤＣＦ（ＧｅＭＭＤＣＦ）で被補償ファイバ１２を補償した場合のそれぞれの伝送帯域幅の波長特性を比較したグラフである。

図１３及び図１４に示すように、０．４２≦Ｒ≦０．５２としてＦ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１で被補償ファイバ１２を分散補償した場合、長波長側の伝送帯域幅を大幅に高くすることができる。特に、Ｒ＝０．４６とした場合、波長１．３５μｍから波長１．７μｍまでの波長領域の伝送帯域幅を大幅に高くすることができる。この波長特性はＧｅ添加ＭＭ−ＤＣＦで分散補償した場合、あるいは、被補償ファイバ１２を長波長側で最適化した場合に比べて、非常に広い波長領域で高い伝送帯域幅を有する。

［実施例７］
被補償ファイバ１２は、実施例１と同様に波長１．３０μｍに最適化されているＧｅ添加ＭＭＦとする。Ｆ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１はΔ＝０．０１、ａ＝２５μｍとし、α値はα_Ｆ＝２．０５とする。

図１５は、０．５０≦Ｒ≦０．６０とした場合の伝送帯域幅の波長特性を示すグラフである。また、図１６はＲ＝０．５８としてＦ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１で分散補償した場合と被補償ファイバ１２のみの場合及びＧｅ添加ＭＭ−ＤＣＦ（ＧｅＭＭＤＣＦ）で被補償ファイバ１２を補償した場合のそれぞれの伝送帯域幅の波長特性を比較したグラフである。

図１５及び図１６に示すように、０．５０≦Ｒ≦０．６０としてＦ添加ＭＭ−ＤＣＦ１１で被補償ファイバ１２を分散補償した場合、長波長側の伝送帯域幅を大幅に高くすることができる。特に、Ｒ＝０．５８とした場合、波長１．４μｍから波長１．７μｍまでの波長領域の伝送帯域幅を大幅に高くすることができる。この波長特性はＧｅ添加ＭＭ−ＤＣＦで分散補償した場合、あるいは、被補償ファイバ１２を長波長側で最適化した場合に比べて、非常に広い波長領域で高い伝送帯域幅を有する。

Ｇｅ添加ファイバ及びＦ添加ファイバの最適α値の波長依存性を示すグラフである。本発明の光導波路の一例を示す構成図である。実施例１で用いたＦ添加ＭＭ−ＤＣＦで被補償ファイバを補償した場合の伝送帯域幅の波長特性を示すグラフである。実施例１で用いたＦ添加ＭＭ−ＤＣＦで被補償ファイバを補償した場合、被補償ファイバのみの場合、Ｇｅ添加ＭＭ−ＤＣＦで被補償ファイバを補償した場合のそれぞれの伝送帯域幅の波長特性を示すグラフである。実施例２で用いたＦ添加ＭＭ−ＤＣＦで被補償ファイバを補償した場合の伝送帯域幅の波長特性を示すグラフである。実施例２で用いたＦ添加ＭＭ−ＤＣＦで被補償ファイバを補償した場合、被補償ファイバのみの場合、Ｇｅ添加ＭＭ−ＤＣＦで被補償ファイバを補償した場合のそれぞれの伝送帯域幅の波長特性を示すグラフである。実施例３で用いたＦ添加ＭＭ−ＤＣＦで被補償ファイバを補償した場合の伝送帯域幅の波長特性を示すグラフである。実施例３で用いたＦ添加ＭＭ−ＤＣＦで被補償ファイバを補償した場合、被補償ファイバのみの場合、Ｇｅ添加ＭＭ−ＤＣＦで被補償ファイバを補償した場合のそれぞれの伝送帯域幅の波長特性を示すグラフである。実施例４で用いたＦ添加ＭＭ−ＤＣＦで被補償ファイバを補償した場合の伝送帯域幅の波長特性を示すグラフである。実施例４で用いたＦ添加ＭＭ−ＤＣＦで被補償ファイバを補償した場合、被補償ファイバのみの場合、Ｇｅ添加ＭＭ−ＤＣＦで被補償ファイバを補償した場合のそれぞれの伝送帯域幅の波長特性を示すグラフである。実施例５で用いたＦ添加ＭＭ−ＤＣＦで被補償ファイバを補償した場合の伝送帯域幅の波長特性を示すグラフである。実施例５で用いたＦ添加ＭＭ−ＤＣＦで被補償ファイバを補償した場合、被補償ファイバのみの場合、Ｇｅ添加ＭＭ−ＤＣＦで被補償ファイバを補償した場合のそれぞれの伝送帯域幅の波長特性を示すグラフである。実施例６で用いたＦ添加ＭＭ−ＤＣＦで被補償ファイバを補償した場合の伝送帯域幅の波長特性を示すグラフである。実施例６で用いたＦ添加ＭＭ−ＤＣＦで被補償ファイバを補償した場合、被補償ファイバのみの場合、Ｇｅ添加ＭＭ−ＤＣＦで被補償ファイバを補償した場合のそれぞれの伝送帯域幅の波長特性を示すグラフである。実施例７で用いたＦ添加ＭＭ−ＤＣＦで被補償ファイバを補償した場合の伝送帯域幅の波長特性を示すグラフである。実施例７で用いたＦ添加ＭＭ−ＤＣＦで被補償ファイバを補償した場合、被補償ファイバのみの場合、Ｇｅ添加ＭＭ−ＤＣＦで被補償ファイバを補償した場合のそれぞれの伝送帯域幅の波長特性を示すグラフである。

符号の説明

１０…光導波路、１１…Ｆ添加ＭＭ−ＤＣＦ、１２…被補償ファイバ、１３…接続点。

Claims

波長１．３μｍ帯で最適化されて該波長に最大伝送帯域幅を有する、ゲルマニウムをドーパントとして石英ガラスに添加して作製されたゲルマニウム添加マルチモードファイバからなる被補償ファイバに接続した際に、１．３μｍ帯以外の波長又は波長帯で伝送帯域幅が高くなるようにモード分散を補償する特性を有することを特徴とするマルチモード分散補償ファイバ。
フッ素をドーパントとして石英ガラスに添加して作製されたフッ素添加マルチモードファイバからなることを特徴とする請求項１に記載のマルチモード分散補償ファイバ。
０．７μｍ〜１．７μｍの波長領域において被補償ファイバより伝送帯域幅が高くなるようにモード分散を補償する特性を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のマルチモード分散補償ファイバ。
被補償ファイバに接続した際に、０．８μｍ〜０．９μｍの波長領域において伝送帯域幅が１ＧＨｚ・ｋｍ以上、かつ１．２５〜１．５５μｍの波長領域において伝送帯域幅が４ＧＨｚ・ｋｍ以上となるようにモード分散を補償する特性を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のマルチモード分散補償ファイバ。
被補償ファイバに接続した際に、０．８μｍ〜０．９μｍの波長領域において伝送帯域幅が１ＧＨｚ・ｋｍ以上、かつ１．２〜１．６μｍの波長領域において伝送帯域幅が３ＧＨｚ・ｋｍ以上となるようにモード分散を補償する特性を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のマルチモード分散補償ファイバ。
被補償ファイバに接続した際に、０．８μｍ〜０．９μｍの波長領域の伝送帯域幅が１ＧＨｚ・ｋｍ以上となるようにモード分散を補償する特性を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のマルチモード分散補償ファイバ。
被補償ファイバに接続した際に、１．２５μｍ〜１．５５μｍの波長領域の伝送帯域幅が４ＧＨｚ・ｋｍ以上となるようにモード分散を補償する特性を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のマルチモード分散補償ファイバ。
被補償ファイバに接続した際に、１．２μｍ〜１．６μｍの波長領域の伝送帯域幅が３ＧＨｚ・ｋｍ以上となるようにモード分散を補償する特性を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のマルチモード分散補償ファイバ。
被補償ファイバに接続した際に、１．３５μｍ〜１．５５μｍの波長領域の伝送帯域幅が３ＧＨｚ・ｋｍ以上となるようにモード分散を補償する特性を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のマルチモード分散補償ファイバ。
マルチモード分散補償ファイバは、α値が２．０≦α≦２．２であり、コア半径ａが１５μｍ≦ａ≦３５μｍであり、最大比屈折率差Δが０．００５≦Δ≦０．０２５であり、その長さは、被補償ファイバに接続した全体ファイバ長に対する被補償ファイバの長さの比Ｒが０．１１≦Ｒ≦０．３１であることを特徴とする請求項１又は２に記載のマルチモード分散補償ファイバ。
マルチモード分散補償ファイバは、α値が２．０≦α≦２．２であり、コア半径ａが１５μｍ≦ａ≦３５μｍであり、最大比屈折率差Δが０．００５≦Δ≦０．０２５であり、その長さは、被補償ファイバに接続した全体ファイバ長に対する被補償ファイバの長さの比Ｒが０．１９≦Ｒ≦０．３９であることを特徴とする請求項１又は２に記載のマルチモード分散補償ファイバ。
マルチモード分散補償ファイバは、α値が２．１≦α≦２．３であり、コア半径ａが１５μｍ≦ａ≦３５μｍであり、最大比屈折率差Δが０．００５≦Δ≦０．０２５であり、その長さは、被補償ファイバに接続した全体ファイバ長に対する被補償ファイバの長さの比Ｒが０．３９≦Ｒ≦０．５９であることを特徴とする請求項１又は２に記載のマルチモード分散補償ファイバ。
マルチモード分散補償ファイバは、α値が２．３≦α≦２．５であり、コア半径ａが１５μｍ≦ａ≦３５μｍであり、最大比屈折率差Δが０．００５≦Δ≦０．０２５であり、その長さは、被補償ファイバに接続した全体ファイバ長に対する被補償ファイバの長さの比Ｒが０．５７≦Ｒ≦０．７７であることを特徴とする請求項１又は２に記載のマルチモード分散補償ファイバ。
マルチモード分散補償ファイバは、α値が１．９５≦α≦２．２であり、コア半径ａが１５μｍ≦ａ≦３５μｍであり、最大比屈折率差Δが０．００５≦Δ≦０．０２５であり、その長さは、被補償ファイバに接続した全体ファイバ長に対する被補償ファイバの長さの比Ｒが０．２９≦Ｒ≦０．６５であることを特徴とする請求項１又は２に記載のマルチモード分散補償ファイバ。
請求項１〜１４のいずれかに記載のマルチモード分散補償ファイバを、波長１．３μｍ帯で最適化されて該波長に最大伝送帯域幅を有する、ゲルマニウム添加マルチモードファイバからなる被補償ファイバに接続し、１．３μｍ帯以外の波長又は波長帯で伝送帯域幅が高くなるようにモード分散を補償することを特徴とするモード分散の補償方法。
請求項１〜１４のいずれかに記載のマルチモード分散補償ファイバを、波長１．３μｍ帯で最適化されて該波長に最大伝送帯域幅を有する、ゲルマニウム添加マルチモードファイバからなる被補償ファイバに接続してなる光導波路。
請求項１６に記載の光導波路を備えた光伝送路。
波長多重を行うことを特徴とする請求項１７に記載の光伝送路。
請求項１７又は１８に記載の光伝送路を用いて構成された光通信システム。
ＦＴＴＨ、ＬＡＮ又はＳＡＮからなる群から選択される請求項１９に記載の光通信システム。