JP2007523384A - ノンゼロ分散シフト光ファイバ - Google Patents

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Abstract

光導波路ファイバは、中心線から半径方向外向きに延在し、負でない相対屈折率パーセントのプロファイルを有する中央コア領域を含む。この光ファイバは、約1550nmの波長で約60m2より大きい有効面積,約1550nmの波長で0.07ps/nm2/km未満の分散勾配および約1450nm未満のゼロ分散波長を示す。

Description

本発明は、ノンゼロ分散シフト光ファイバ(NZDSF),すなわちNZDSファイバすなわちNZ−DSFに関する。
波長分割多重(WDM)システムは、C帯域およびL帯域を含むとして本願で定義されている1550nmの波長帯近辺で動作する。C帯域は、約1525nmから約1565nmの間の波長を含む。L帯域は、約1565nmから約1625nmの間の波長を含む。幾つかの周知のファイバは、4光波混合(FWM)および相互位相変調(XPM)のような非線形の条件を抑制するのに役立ち得る動作窓(operation window)の外側に位置するゼロ分散波長を有する。しかし、より長いスパン長およびより少ない分散補償を許容するように、1550nmの動作窓において伝送された信号の分散の大きさを低減するために、周知のNZDSFファイバのゼロ分散波長は、通常1550nmから100nm以内である。
低密度波長分割多重(CWDM:coarse wavelength division multiplexing)のシステムおよびアプリケーションは、WDMの1550nmの窓、すなわちC帯域およびL帯域,S帯域(約1450nmから約1525nmの間)および1310nmの窓(約1280nmから約1330nm)で動作する。
周知のファイバは、特定の窓における動作に適した光学特性を有する。例えば、コーニング社によって製造された光ファイバSMF−28(のような、標準的な単一モード伝送ファイバは、1310nmでまたは1310nm近辺でゼロ分散波長を有する。かかるファイバは1310nmの窓において適切に機能することができる。1550nmでかかる光ファイバによって示された分散は、約17ps/nm/kmであり、これは代表的なNZDSFファイバの1550nmでの分散より大きく、頻繁な分散補償を必要とする。NZDSF光ファイバは、1550nmの窓で適切に機能することができる。NZDSFファイバの例は、コーニング社によるLEAF(登録商標)ファイバ,コーニング社によるサブマリンLEAF(登録商標)ファイバ,コーニング社によるMetroCor(登録商標)ファイバおよびルーセント社によるTruewaveRSTMファイバを含む。LEAFファイバは、1500nm近辺に平均ゼロ分散波長を有し且つ約1550nmで約0.08ps/nm/kmの分散勾配を有する。サブマリンLEAFファイバは、1590nm近辺に平均ゼロ分散波長を有し且つ約1550nmで約0.1ps/nm/kmの分散勾配を有する。MetroCorファイバは、1650nm近辺にゼロ分散波長を有している。TruewaveRSTMファイバは、約1450nmのゼロ分散波長を有する。しかし、これらのNZDSF光ファイバの1310nmの窓における分散の大きさは小さくなく、多くのNZDSFファイバは、1260nmより大きい特定のケーブル遮断波長を有する。
中心線から半径方向外向きに延在し、負でない相対屈折率パーセントのプロファイルを有する中央コア領域を含む光導波路ファイバが、本願で開示されている。当該光ファイバは、約1550nmの波長で約60μm2より大きい有効面積,約1550nmの波長で0.07ps/nm2/km未満の分散勾配および約1450nm未満のゼロ分散波長を示す。当該ゼロ分散波長は1430nm未満であることが好ましく、1350nmから1430nmの間であることがより好ましく、1380nmから1420nmの間であることがさらにより好ましい。
好ましい実施例において、約1550nmの波長での有効面積は約60μm2より大きいが、約60μm2から70μm2の間であることが好ましい。約1550nmの波長での分散は、6ps/nm−kmから10ps/nm−kmの間であるが、7ps/nm−kmから9ps/nm−kmの間であることがより好ましい。約1550nmの波長での分散勾配は、0.07ps/nm2/km未満であるが、0.06ps/nm2/km未満であることが好ましい。ゼロ分散波長は約1450nm未満であるが、1430nm未満であることが好ましく、1350nmから1430nmの間であることがより好ましく、1380nmから1420nmの間であることがさらにより好ましい。
好ましい実施例において、光導波路ファイバは中心線から半径R1に半径方向外向きに延在し且つ最大相対屈折率パーセントがΔ1,MAX(Δ1,MAX>0.6%)である正の相対屈折率パーセントΔ1%(r)を有する中央コア領域と、中央コア領域を取り囲み且つ半径R2まで延在し、最小相対屈折率パーセントがΔ2,MINである負でない相対屈折率パーセントΔ2%(r)を有する第1の環状領域と、第1の環状領域を取り囲み且つ半径R3まで延在し、最大相対屈折率パーセントがΔ3,MAXである正の相対屈折率パーセントΔ3%(r)を有する第2の環状領域と、第2の環状領域を取り囲み、相対屈折率パーセントΔc%(r)を有する外側環状クラッド領域と、を含む。Δ1,MAX>Δ3,MAX>Δ2,MIN≧0であり、光ファイバの相対屈折率は、約1550nmの波長で約60μm2より大きい有効面積および約1550nmの波長で0.22dB/km未満の減衰および約1450nm未満のゼロ分散波長を与えるように選択されている。光ファイバの相対屈折率は、約1550nmの波長で0.07ps/nm2/km未満の分散勾配を与えるように選択されることが好ましいが、約1550nmの波長で0.06ps/nm2/km未満の分散勾配を与えるように選択されることがさらにより好ましい。ゼロ分散波長は約1430nm未満であることが好ましいが、約1350nmから1450nmの間であることがより好ましく、約1350nmから1430nmの間であることがさらにより好ましい。約1550nmの波長での減衰は、0.20dB/km未満であることが好ましい。光ファイバは、約1550nmの波長で6ps/nm−kmから10ps/nm−kmの間の分散を有することが好ましいが、7ps/nm−kmから9ps/nm−kmの間であることがより好ましい。中央コア領域は3μmから5μmの間の半径まで延在することが好ましく、第1の環状領域は約3μmから7μmの間の幅および5μmから8μmの間の中間点を有することが好ましい。第2の環状領域は約1μmから5μmの間の幅を有し、10μmから12μmの間の中間点を有することが好ましい。外側環状クラッド領域は、第2の環状領域を取り囲み且つ当該第2の環状領域に直接接している。コアはR3で終わり、外側環状クラッド領域はR3で始まり、ΔC%(r)=0である。
幾つかの好ましい実施例において、中央コア領域は、中心線から半径1μmまで延在する真ん中部分と、当該真ん中部分を取り囲み且つ当該真ん中部分に直接接している第2の部分と、を含む。この真ん中部分は、最大相対屈折率ΔAMAXを有し、第2の部分は最大相対屈折率ΔBMAXを有し、ΔAMAXとΔBMAXとの間の差の絶対値は0.2%より大きい。実施例の1つのサブセットにおいて、ΔAMAX>ΔBMAXである。他の一連の実施例において、ΔBMAX>ΔAMAXである。他の実施例において、ΔAMAXとΔBMAXとの間の差の絶対値は0.4%より大きい。
コアはR3で終わり、外周環状クラッド領域はR3で始まることが好ましく、R3は11μmから18μmの間であることが好ましい。
本願で説明され且つ開示されている光ファイバは、約1260nmから約1650nmの間の、複数の動作波長の窓での適切な動作を可能にすることがより好ましい。本願で説明され且つ開示されている光ファイバは、約1260nmから約1650nmの間の複数の波長で適切な動作を可能にすることがより好ましい。好ましい実施例において、本願で説明され且つ開示されている光ファイバは2つの窓を有するファイバ(デュアルウインドウファイバ)であり、少なくとも1310nmの窓および1550nmの窓における動作に対応することができる。
本発明の好ましい実施例に対して詳細な言及がなされ、その例は添付図面に示される。
好ましい実施例の詳細な説明
本出願は、米国特許法§119(e)の下に、米国仮出願第60/546,492号(出願日:2004年2月20日)についての優先権の利益を主張するものである。
本発明のさらなる機能および利点は、以下の詳細な説明において説明され且つ当該説明から当業者に明らかであるかまたは特許請求の範囲および添付図面とともに以下の説明において説明されるように本発明を実施することによって認識されるであろう。
”屈折率プロファイル”は、屈折率または相対屈折率と導波路ファイバの半径との間の関係である。
”相対屈折率パーセント”は、Δ%=100x(ni 2−nC 2)/2ni 2として定義され、niは別に特定されない限り、領域iにおける最大屈折率であり、nCはクラッド領域の平均屈折率である。本願で使用されているように、相対屈折率はΔで示され、その値は別に特定されない限り%のユニットで与えられる。ある領域の屈折率がクラッド領域の平均屈折率未満である場合には、屈折率パーセントは負であり且つ低下した領域すなわち低下した屈折率を有するとして言及され、別に特定されない限り相対屈折率が最も負であるポイントで計算される。ある領域の屈折率がクラッド領域の平均屈折率よりも大きい場合には、相対屈折率パーセントは正であり、当該領域は上昇するまたは正の屈折率を有するということができる。”アップドーパント”は、純粋なアンドープSiO2に対して屈折率を上げる性質を有するドーパントであると本願ではみなされている。”ダウンドーパント”とは、純粋なアンドープSiO2に対して屈折率を下げる性質を有するドーパントであると本願ではみなされている。アップドーパントではない1または2以上の他のドーパントを伴うとき、アップドーパントは負の相対屈折率を有する光ファイバのある領域に存在し得る。同様に、アップドーパントではない1または2以上の他のドーパントは、正の相対屈折率を有する光ファイバのある領域に存在し得る。ダウンドーパントではない1または2以上の他のドーパントを伴うとき、ダウンドーパントは正の相対屈折率を有する光ファイバのある領域に存在し得る。同様に、ダウンドーパントではない1または2以上の他のドーパントは、負の相対屈折率を有する光ファイバのある領域に存在し得る。
特に断りのない限り、本願で”分散”として言及される導波路ファイバの”色分散”は、材料分散,導波路分散およびモード間分散の合計である。単一モード導波路ファイバの場合には、モード間分散はゼロである。ゼロ分散波長は、分散がゼロの値を有する波長である。分散勾配は、波長に対する分散の変化の割合である。
”有効面積”は、Aeff=2π(∫f2rdr)2/(∫f4rdr)として定義される。積分限界はゼロから∞であり、fは導波路を伝搬した光に関連した、電界の横成分である。本願で使用されているように、”有効面積”すなわち” Aeff”は、特に断りのない限り、1550nmの波長での光学的な有効面積を示す。
Δ(r)(%の単位であり、rは半径である)に関して表現される”α−プロファイル”は、相対屈折率プロファイルを示し、以下の方程式Δ(r)=Δ(r0)(1−[|r−r0|/(r1−r0)α]で示される。r0はΔ(r)が最大であるポイントであり、r1はΔ(r)%がゼロであるポイントであり、rはri≦r≦rfの範囲にあり、Δは上記に定義され、riはα−プロファイルの最初のポイントであり、rfはα−プロファイルの最後のポイントであり、αは実数である指数である。
モードフィールド直径(MFD)は、ピーターマンIIの方法(Peterman II method)を使用して測定される。2w=MFDであり、w2=(2∫f2rdr/∫[df/dr]2rdr)であり、積分限界はゼロから∞である。
導波路ファイバの曲げ抵抗は、所定の試験条件下で誘発された減衰によって測定され得る。
曲げ試験の1つのタイプは、水平荷重マイクロベンド試験(lateral load microbend test)である。このいわゆる水平荷重試験において、導波路ファイバの所定の長さが、2つの平板の間に配置される。A#70のワイヤーメッシュは、当該平板のうちの1つに取り付けられる。導波路ファイバの既知の長さが平板の間に挟まれ、当該平板が30ニュートンの力で互いにプレスされる間に参照減衰が測定される。その後、70ニュートンの力が平板に印加され、減衰(dB/m)における増加が測定される。減衰における増加は、導波路の水平荷重減衰である。
ピンアレイの曲げ試験は、導波路ファイバの相対抵抗を曲げと対比するために使用される。この試験を行うために、減衰損失は、本質的に誘発された曲げ損失がない導波路ファイバに対して測定される。その後、導波路ファイバはピンアレイ周囲に編み込まれ、減衰が再び測定される。曲げによって誘発された損失は、2つの測定された減衰の間の差である。ピンアレイは、単列に配置され且つ平面において固定された垂直位置に保持された一連の10個の円柱状ピンである。ピンの間隔は、中心間で5mmである。ピンの直径は0.67mmである。試験中に十分な張力がかけられ、導波路ファイバをピンの表面の部分に一致させる。
任意のモードに対して、理論的なファイバの遮断波長すなわち理論的なファイバ遮断すなわち理論的な遮断は、その波長を超えて、導かれた光がそのモードにおいて伝搬することができない波長である。数学的な定義は、単一ファイバ光学(Jeunhomme,pp.39−44,Marcel Dekker,New York,1990)において見出されることができ、ここでは理論的なファイバの遮断波長は、モード伝搬定数が外周クラッドにおける平面波伝搬定数に等しくなる波長として説明されている。この理論的な波長は、直径の変動を有さない、無限に長く完全にまっすぐなファイバに対して当てはまる。
実効的なファイバの遮断波長は、曲げおよび/または機械的圧力によって誘発される損失により、理論的な遮断波長より短い。これに関連して、遮断波長は高次のLP11モードおよびLP02モードを言及する。LP11およびLP02は、通常、測定で識別されないが、両者はスペクトル測定においてステップとして明白である。すなわち、測定された遮断波長より長波長で、当該モードにおいて出力は観測されない。実際のファイバの遮断波長は、標準的な2mファイバの遮断波長試験FOTP−80(EIA−TIA−455−80)によって測定されることができ、2mファイバ遮断波長または測定遮断波長としても知られるファイバの遮断波長が得られることとなる。FOTP−80標準試験は、制御された曲げ量を使用して高次モードを除去するかまたは多モードファイバのスペクトル感度に対してファイバのスペクトル感度を正規化するように行われる。
ケーブル化状態での遮断波長すなわちケーブル化状態遮断波長は、ケーブル環境における機械的圧力および高レベルの曲げによって、測定されたファイバの遮断波長よりも短くさえある。実際のケーブル化状態での状態は、EIA−445ファイバ光学試験法(EIA-445 Fiber Optic Test Procedure)によって近似され得る。当該EIA−445ファイバ光学試験法はEIA−TIAファイバ光学標準、つまり、通称FOTPである電子産業連合−電気通信産業連合ファイバ光学標準(Electronics Industry Alliance-Telecommunications Industry Association Fiber Optics Standards)の一部である。ケーブル化状態での遮断波長測定は、伝送された出力による単一モードファイバのEIA−455−170ケーブル遮断波長またはFOTP−170に説明されている。
特に断りのない限り、光学特性(例えば分散,分散勾配など)はLP01モードに対して報告される。
導波路ファイバの通信リンクまたは単純にリンクは、光信号の送信器,光信号の受信器,導波路ファイバの長さまたは送信器および受信器に光学的に接続され、それらの間に光信号を伝搬するそれぞれの端部を有するファイバから構成される。導波路ファイバの長さは、連続配置されて端と端とで接続されるかまたはつなぎ合わされた複数の短い長さから構成され得る。リンクは、例えば光増幅器,光減衰器,光アイソレータ,光スイッチ,光フィルタまたは多重化デバイスまたは逆多重化デバイスのようなさらなる光学部品を含むことができる。通信システムとして内部接続されたリンクの一群を示し得る。
本願で使用されている光ファイバのスパンは、光ファイバの長さまたは光学素子の間、例えば2つの光増幅器の間または多重化デバイスと光増幅器との間に延在し、連続的にともに融着された複数の光ファイバの長さを含む。スパンは、本願に開示されているような光ファイバの1または2以上の部分を含み、例えばスパンの端での残留分散のようなパラメータまたは所望のシステム性能を得るために選択されるように、他の光ファイバの1または2以上の部分をさらに含み得る。
さまざまな波長帯域,動作波長帯または波長の窓は、以下のように定義され得る。1310nmの帯域は1260nmから1360nmまでである。E−帯域は、1360nmから1460nmまでである。S−帯域は、1460nmから1530nmまでである。C−帯域は1530nmから1565nmである。L−帯域は1565nmから1625nmまでである。U−帯域は1625nmから1675nmまでである。
本願に開示されている光ファイバは、コアおよび当該コアを取り囲み且つ当該コアに直接接しているクラッド層(またはクラッド)を含む。クラッドは、屈折率プロファイルΔCLAD(r)を有する。クラッドを通してΔCLAD(r)=0であることが好ましい。コアは、屈折率プロファイルΔCORE(r)を含む。好ましい実施例において、コアは複数のコア部から構成され、各々のコア部は、例えばΔCORE1(r),ΔCORE2(r)などのようなそれぞれの屈折率プロファイルを有する。
コアは、ゲルマニウムでドープされたシリカ、すなわち酸化ゲルマニウムドープされたシリカからなる。ゲルマニウム以外のドーパント(単独または組み合わせ)が、コア内および特には本願で開示されている光ファイバの中心線または当該中心線近辺に使用され、所望の屈折率および濃度を得る。好ましい実施例において、本願に開示されている光ファイバのコアは、負でない屈折率プロファイルを有するが、正の屈折率プロファイルを有することがより好ましい。コアは、クラッド層によって取り囲まれ且つ当該クラッド層に直接接している。
本願に開示されている光ファイバの屈折率プロファイルは、中心線からコアの外半径rCOREまで負でないことが好ましい。好ましい実施例において、光ファイバは、コアにおいて屈折率を減少させるドーパントを含まない。
光導波路ファイバ100が本願に開示されており、当該光導波路ファイバは、中心線から中央領域の外半径R1まで半径方向外向きに延在し、最大相対屈折率パーセントがΔ1MAXである相対屈折率パーセントΔ1%(r)を有する当該中央領域と、当該中央領域を取り囲み且つ当該中央領域に直接接する第1の環状領域(またはモート)30と、第1の環状領域30を取り囲み且つ当該第1の環状領域に直接接することが好ましい第2の環状領域(またはリング)50と、第2の環状領域50を取り囲み、好ましくは当該第2の環状領域に接し、相対屈折率パーセントΔC%(r)を有することが好ましい外側環状クラッド領域200と、を含む。第1の環状領域は、当該第1の環状領域の外半径R2まで半径方向外向きに延在し、中間点R2MIDに配置された幅W2を有し、最小相対屈折率パーセントがΔ2MINである負でない相対屈折率パーセントΔ2%(r)を有する。Δ2%(r)≧0である。第2の環状領域は、中間点R3MIDに配置された幅W3を有し、最大屈折率パーセントがΔ3MAXである正の相対屈折率パーセントΔ3%(r)(Δ3%(r)>0)を有する。Δ1MAX>Δ3MAX>Δ2MINであることが好ましい。第1の環状領域も最大相対屈折率Δ2MAXを有し、Δ1MAX>Δ3MAX>Δ2MAXであり、Δ2MAX>0であることが好ましい。コアは半径rCOREで終わり、クラッドは半径rCOREで始まる。
幾つかの好ましい実施例において、コアは、いわゆる中心線ディップ(centerline dip)を有する相対屈折率プロファイル含み得る。この中心線ディップは、1または2以上のファイバ製造方法の結果として生じ得る。しかし、本願に開示されている屈折率プロファイルのいずれにおいても中心線ディップは任意である。
第1の環状領域30は、R1から外半径R2まで延在している。幅W2はR1とR2との間の半径距離として定義される。中間点R2MIDはR1およびR2の中央に生じる。第1の環状領域30は、中央コア領域20に隣接していることが好ましい。
リング50は、R2からリングの外半径R3まで延在している。リング幅W3は、R2とR3との間の半径距離として定義される。リング50は、ピークすなわち最大相対屈折率パーセントがΔ3,MAXである正の相対屈折率プロファイルを有する。R3HHiは、Δ3,MAXの半分の高さについての第1の半径方向内向きまたは真ん中をマークする。R3HHjは、Δ3,MAXの半分の高さについての第1の半径方向外向きに印をつける。リングの半値幅HHPW3の中間点は、内半径R3HHi,外半径R3HHjのそれぞれによって囲まれる。リングの半値幅HHPW3は、R3HHiとR3HHjとの間の半径距離の半分であるR3HHmidで生じる。Δ3,MAXはR3HHmidで生じることが好ましい。R3HHmidは、R2とR3との間で、リング50の中央R3MIDと一致することが好ましい。第2の環状領域50は、第1の環状領域30に隣接していることが好ましい。
<第1のセットの好ましい実施例>
表1〜4は、好ましい実施例の実例となる第1のセットである例1〜10を記載したものである。図1〜図10は、曲線1〜10において、例1〜10についての対応する屈折率プロファイルをそれぞれ示している。
Figure 2007523384
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図8に示され、曲線8における例8の屈折率プロファイルによって示された、第1のセットの好ましい実施例における好ましい実施例は、OVD法を使用して製造される。例8は、例6と同様に光学特性を示している。
図1〜10を参照すると、本願に開示された光導波路ファイバ100は、中心線から中央領域の外半径R1まで半径方向外向きに延在し、最大相対屈折率パーセントがΔ1MAXである相対屈折率パーセントΔ1%(r)を有する当該中央領域と、当該中央領域20を取り囲み且つ当該中央領域に直接接する第1の環状領域(またはモート)30と、第1の環状領域30を取り囲み且つ当該第1の環状領域に直接接することが好ましい第2の環状領域(またはリング)50と、第2の環状領域50を取り囲み、好ましくは当該第2の環状領域に接し、相対屈折率パーセントΔC%(r)を有する外側環状クラッド領域200と、を含む。当該中央領域は、第1の部分または真ん中の部分を含み、当該第1の部分は、中心線から半径RAまで半径方向外向きに延在し、最大相対屈折率パーセントΔAMAXを有する。ΔAMAX=Δ1MAXであり、すなわちΔ1MAXは第1の部分において生じ、中央領域は第1の部分を取り囲み、当該第1の部分に直接接することが好ましい第2の部分をさらに含む。この第2の部分は、RAからR1まで延在し、最大相対屈折率パーセントΔBMAXを有する(ΔAMAX>ΔBMAX)。第1の環状領域は、当該第1の環状領域の外半径R2まで半径方向外向きに延在し、中間点R2MIDに配置される幅W2を有し、最小相対屈折率パーセントがΔ2MINである負でない相対屈折率パーセントΔ2%(r)を有する。Δ2%(r)≧0である。第2の環状領域は、中間点R3MIDに配置された幅W3を有し、最大屈折率パーセントがΔ3,MAXである正の相対屈折率パーセントΔ3%(r)(Δ3%(r)>0)を有する。Δ1MAX>Δ3MAX>Δ2MINであることが好ましいが、Δ1MAX>Δ3MAX>Δ2MIN>0であることがより好ましい。コアは半径rCOREで終わり、クラッドは半径rCOREで始まる。
中央コア領域20の端部R1は、第1の環状コア領域の始まりであることが好ましく、当該中央コア領域20の4分の1のピーク高さを接線方向に通る線21によって示される直線近似が、R1QHでΔ%=0の軸と交差するように外挿される半径で始まるように本願で定義されている。
従って、光ファイバ100は、3つのコア部分(中央コア領域20,第1の環状コア領域30および第2の環状コア領域50)を含む。中心線(r=0)とRAとの間の第1の部分の幾つか(好ましくはほとんど)に対するΔ1,A%(r)は2より大きいα1Aを有するα−プロファイルを有するが、α1Aは3より大きいことがより好ましく、4より大きいことがさらにより好ましく、幾つかの好ましい実施例においては、5より大きいことが好ましい。好ましい実施例において、α1Aは10未満でもある。好ましい実施例において、中央コア領域20はステップ型相対屈折率プロファイルΔ1,A%(r)を有する第1の部分を少なくとも含む。中央コア領域20は、第1の部分に隣接し且つ当該第1の部分を取り囲み、Δ1,B%(r)を有する第2の部分を含む。最大のΔ1,B%(r)(すなわちΔBMAX)は、最小のΔ1,A%(r)(すなわちΔAMAX)より小さいことが好ましい。ΔAMAXとΔBMAXとの間の差の絶対値、すなわち|ΔAMAX−ΔBMAX|は、0.1より大きいことが好ましいが、0.2より大きいことがより好ましく、0.3より大きいことが更により好ましく、0.3から0.7(%)の間であることがさらにより好ましい。好ましい実施例において、相対屈折率Δ1,B%(r)はα1Bを有するα−プロファイルを有する。r=RAおよびr=RBの間の第2の部分の幾つか(好ましくはほとんど)に対して、Δ1,B%(r)は1から10の間であることが好ましいが、2から9の間であることがより好ましく、2から5の間であることが更により好ましく、2から4の間であることが更により好ましい。r<R1に対するΔ1,B%(r)は、R1<r<R2に対するΔ2%(r)より大きいことが好ましい。
Δ%(r)は、15μmまでの半径に対して、より好ましくは30μmまでの半径に対して、さらにより好ましくは全ての半径(すなわち中心線でのr=0からr=R,maxまで)に対して、0%以上であることが好ましい。R,maxは、光ファイバのシリカをベースにした部分の最外半径である(コーティングを除外する)。
中央領域20は、直線近似によって定義されるように、0.6%から1.2%の間の最大相対屈折率すなわちピークΔ1%,Δ1MAX(より好ましくは0.7%から1.1%の間であり、さらにより好ましくは0.7%から0.8%の間)および約2μmから6μmの間の半径R1(より好ましくは、約3μmから5μmの間)を含む。直線近似における直線は、中央領域20の4分の1のピーク高さを接線方向に通り、R1QHでΔ%=0の軸と交差するように外挿される。中央領域20の第1の部分は、1μmの半径で終わる。4分の1のピーク高さは、約2μmから約4μmの間の半径で生じることが好ましい。ΔBMAXは0.3%から0.5%の間にあることが好ましい。ΔAMAXとΔBMAXとの間の差は、0.2%から0.7%の間であることが好ましいが、0.2%から0.5%の間であることがより好ましい。Δ1MAXとΔBMAXとの間の差は、0.1%より大きいことが好ましいが、0.1%から0.7%の間であることがより好ましく、幾つかの好ましい実施例においては、0.15%から0.4%の間であることが好ましい。
第1の環状コア領域30は、0以上0.1未満(より好ましくは0以上0.05%未満)の最小相対屈折率すなわち最小のΔ2%,Δ2,MINを含む。当該第1の環状コア領域は、約2μmから約6μmの間の半径で始まるが、約3μmから約5μmの間の半径で始まることがより好ましく、R1で始まることが最も好ましい。第1の環状コア領域30は、最大のΔ2%,Δ2,MAXを有し、Δ2,MAX≧Δ2,Minである。モートは、3μmから7μmの間の幅W2を有することが好ましいが、当該幅は4μmから6μmの間であることがより好ましい。モートは、5μmから8μmの間の中間点R2MIDを有することが好ましいが、当該中間点は6μmから7μmの間であることがより好ましい。
第1の環状コア領域30の端および第2の環状コア領域50の始まりは、直線近似が、第2の環状コア領域50の真ん中側の(R3HHiでの)半分のピーク高さを接線方向に通る半径で生じるように本願で定義されており、Δ%=0の軸と交差するように外挿される。第1の環状コア領域30は約7μmから約10μmの間で終わり、第2の環状コア領域は約7μmと約10μmとの間で始まるが、これらの領域の範囲は約7μmから約9μmの間であることがより好ましい。第2の環状コア領域50は、約0.05%から0.15%の間の最大相対屈折率またはピークΔ3%,Δ3,MAXを有する。外側環状クラッド領域すなわちクラッド部分200は、第2の環状コア部50に隣接し且つ第2の環状コア部を取り囲んで配置され、約11μmから約18μmの間の半径から始まることが好ましいが、約12μmから約16μmの間の半径から始まることがより好ましい。Δ1,MAXはΔ3,MAXより大きい。Δ3,MAXはΔ2,MINより大きいが、Δ3,MAXは、第1の環状領域におけるいずれの半径でもΔ2(r)より大きいことが好ましい。従って、Δ1,MAX>Δ3,MAX>Δ2,MIN≧0である。Δ2,MAXは0.5Δ3,MAX未満であることが好ましいが、0.4Δ3,MAX未満であることがより好ましい。Δ3,MAXは0.5Δ1,MAX未満であることが好ましいが、0.4Δ1,MAX未満であることがより好ましく、幾つかの好ましい実施例においては0.3Δ1,MAX未満である。リングは1μmから6μmの間の幅W3を有するが、当該幅は1μmから5μmの間であることがより好ましく、2μmから4μmの間であることがさらにより好ましい。リングは、10μmから12μmの間の中間点R3MIDを有することが好ましい。リングの半値幅HHPW3は1μmから4μmの間であることが好ましく、リングの半値中間点(half height midpoint)R3HHMIDは、10μmから12μmの間にあることが好ましい。
<第2のセットの好ましい実施例>
図11において、例11&12の相対屈折率プロファイルがそれぞれラベル表示された曲線11&12で示されている。図11は、第2のセットの好ましい実施例を例証している。表5および表6は、例11〜12の特性を記載している。
Figure 2007523384
Figure 2007523384
図11を参照し且つ図1の用語を照会すると、本願に開示された光導波路ファイバ100は、中心線から中央領域の外半径R1まで半径方向外向きに延在し、最大相対屈折率パーセントがΔ1MAXである相対屈折率パーセントΔ1%(r)を有する当該中央領域と、当該中央領域20を取り囲み且つ当該中央領域20に直接接する第1の環状領域(またはモート)30と、第1の環状領域30を取り囲み且つ当該第1の環状領域に直接接することが好ましい第2の環状領域(またはリング)50と、第2の環状領域50を取り囲み、好ましくは当該第2の環状領域に接し、相対屈折率パーセントΔC%(r)を有する外側環状クラッド領域200と、を含む。前記中央領域は、第1の部分すなわち真ん中の部分を含み、この第1の部分は中心線から半径RAまで半径方向に外向きに延在し、最大相対屈折率パーセントΔAMAXを有する。ΔAMAX=Δ1MAXであり、すなわち、Δ1MAXは第1の部分に生じる。前記中央領域は、第1の部分を取り囲み、好ましくは第1の部分に直接接している第2の部分をさらに含む。この第2の部分は、RAからR1まで延在し、最大相対屈折率パーセントΔBMAXを有している。ΔAMAXはΔBMAXに実質的に等しい。第1の環状領域は、当該第1の環状領域の外半径R2まで半径方向外向きに延在し、中間点R2MIDに配置された幅W2を有し、最小相対屈折率パーセントΔ2MINを有する、負でない相対屈折率パーセントΔ2%(r)を有する。Δ2%(r)≧0である。第2の環状領域は、中間点R3MIDに配置された幅W3を有し、最大屈折率パーセントΔ3MAXを有する正の相対屈折率パーセントΔ3%(r)(Δ3%(r)>0)を有する。Δ1MAX>Δ3MAX>Δ2MIN≧0であることが好ましいがΔ1MAX>Δ3MAX>Δ2MIN>0であることがより好ましい。コアは半径rCOREで終わり、クラッドは半径rCOREで始まる。
中央コア領域20の端であるR1は、第1の環状コア領域の始まりであることが好ましく、中央領域20の4分の1のピーク高さを接線方向に通る直線近似が、R1QHでΔ%=0の軸と交差するように外挿される半径で始まることが本願で定義されている。
従って、光ファイバ100は3つのコア部(中央コア領域20,第1の環状コア領域30および第2の環状コア領域50)を含む。好ましい実施例において、中央コア領域20は、実質的に一定の相対屈折率プロファイルΔ1,A%(r)を有する第1の部分を少なくとも含む。中央コア領域20は、第1の部分に隣接し且つ当該第1の部分を取り囲み、Δ1,B%(r)を有する第2の部分を含む。最大のΔ1,B%(r)(すなわちΔBMAX)は最大のΔ1,A%(r)(すなわちΔAMAX)に実質的に等しい。ΔAMAXとΔBMAXとの間の差の絶対値、すなわち|ΔAMAX−ΔBMAX|は、0.1未満であることが好ましいが、幾つかの好ましい実施例においては0.05(%)未満であることが好ましい。好ましい実施例において、相対屈折率Δ1,B%(r)はα1Bを有するα−プロファイルを有し、α1Bは、r=RAとr=RBとの間の第2の部分の幾つか(好ましくはほとんど)に対して1から10の間であることが好ましい。r<R1に対するΔ1,B%(r)は、R1<r<R2に対するΔ2%(r)より大きいことが好ましい。
Δ%(r)は、15μmまでの半径に対して、より好ましくは30μmまでの半径に対して、更により好ましくは全ての半径(すなわち中心線でのr=0からr=R,maxまで)に対して、0%以上であることが好ましい。R,maxは、光ファイバのシリカをベースにした部分の最外半径である(コーティングを除く)。
中央領域20は、直線近似によって定義されるように、0.3%から0.8%の間である最大相対屈折率またはピークΔ1%,Δ1,MAXおよび約2μmから6μmの間の半径R1を含む。当該最大相対屈折率は0.4%から0.7%の間であることがより好ましく、0.4%から0.6%の間であることがさらにより好ましい。半径R1は、約3μmから5μmの間であることがより好ましい。直線近似における直線は、中央領域20の4分の1のピーク高さを接線方向に通り、R1QHでΔ%=0の軸と交差するように外挿される。中央領域20の第1の部分は1μmの半径で終わる。4分の1のピーク高さは、約2μmと約4μmとの間の半径で生じることが好ましい。ΔBMAXは0.3%から05%の間であることが好ましい。ΔAMAXとΔBMAXとの間の差は、0.1%未満であることが好ましいが、0.05%未満であることがより好ましい。
第1の環状コア領域30は、0%以上0.1%未満の最小相対屈折率または最小のΔ2%,Δ2,MINを含むが、当該最小相対屈折率は、0%以上0.05%未満であることがより好ましい。第1の環状コア領域は、約2μmから約6μmの間の半径で始まるが、約3μmから約5μmの間の半径で始まることがより好ましく、R1で始まることが最も好ましい。第1の環状コア領域30は、最大のΔ2%,Δ2,MAXを有し得る。Δ2,MAX≧Δ2,MINである。モートは。1μmから5μmの間の幅W2を有することが好ましいが、2μmから4μmの間の幅を有することがより好ましい。モートは、4μmから7μmの間の中間点R2MIDを有することが好ましいが、当該中間点は5μmから6μmの間にあることがより好ましい。
第1の環状コア領域30の端および第2の環状コア領域50の始まりは、直線近似が第2の環状コア領域50の真ん中側の(R3HHiでの)ピーク高さの半分を接線方向に通り、Δ%=0の軸と交差するように外挿される半径で生じるように本願で定義されている。第1の環状コア領域30は、約5μmから約9μmの間で終わり、第2の環状コア領域50は、約5μmから約9μmの間で始まるが、これらの領域の範囲は、より好ましくは約6μmから約8μmの間であることがより好ましい。第2の環状コア領域50は、約0.05%から0.2%の間の最大相対屈折率またはピークΔ3%,Δ3,MAXを有するが、当該最大相対屈折率は約0.05%から1.5%の間であることがより好ましい。外側環状クラッド領域またはクラッド部200は、第2の環状コア部50に隣接し且つ当該第2の環状コア部50を取り囲んで配置される。外側環状クラッド領域は約10μmから約18μmの間の半径から始まることが好ましいが、約11μmから約16μmの間の半径から始まることがより好ましい。Δ1,MAXはΔ3,MAXより大きい。Δ3,MAXはΔ2,MINより大きい。Δ3,MAXは、第1の環状領域におけるいかなる半径でもΔ2(r)より大きいことが好ましい。従って、Δ1,MAX>Δ3,MAX>Δ2,MIN≧0である。Δ2,MAXは0.5Δ3,MAX未満であることが好ましく、0.4Δ3,MAX未満であることがより好ましい。Δ3,MAXは、0.5Δ1,MAX未満であることが好ましいが、0.4Δ1,MAX未満であることがより好ましく、幾つかの好ましい実施例において、0.3Δ1,MAX未満であることが好ましい。リングは3μmから12μmの間の幅W3を有することが好ましいが、当該幅は4μmから11μmの間であることがより好ましい。リングは、7μmから10μmの間の中間点を有することが好ましい。リングの半値幅HHPW3は、3μmから6μmの間であることが好ましく、リングの半値中間点R3HHMIDは約9μmから10μmの間であることが好ましい。
<第3のセットの好ましい実施例>
図12において、例13&14の相対屈折率プロファイルがそれぞれラベル表示された曲線13&14で示されている。図12は、第3のセットの好ましい実施例を例証している。表7および表8は、例13〜14の特性を記載している。
Figure 2007523384
Figure 2007523384
図12を参照し、図1の用語を照会すると、本願に開示された光導波路ファイバ100は、中心線から中央領域の外半径R1まで半径方向外向きに延在し、最大相対屈折率パーセントがΔ1MAXである相対屈折率パーセントΔ1%(r)を有する当該中央領域と、当該中央領域20を取り囲み且つ当該中央領域20に直接接する第1の環状領域(またはモート)30と、第1の環状領域30を取り囲み且つ当該第1の環状領域に直接接することが好ましい第2の環状領域(またはリング)50と、第2の環状領域50を取り囲み、好ましくは当該第2の環状領域に接し、相対屈折率パーセントΔC%(r)を有する外側環状クラッド領域200と、を含む。前記中央領域は、第1の部分すなわち真ん中の部分を含み、この第1の部分は中心線から半径RAまで半径方向外向きに延在し、最大相対屈折率パーセントΔAMAXを有する。ΔAMAX=Δ1MAXであり、すなわち、Δ1MAXは第1の部分に生じる。前記中央領域は、第1の部分を取り囲み、好ましくは第1の部分に直接接している第2の部分をさらに含む。この第2の部分は、RAからR1まで延在し、最大相対屈折率パーセントΔBMAXを有している。ΔAMAXはΔBMAXに実質的に等しい。第1の環状領域は、当該第1の環状領域の外半径R2まで半径方向外向きに延在し、中間点R2MIDに配置される幅W2を有し、最小相対屈折率パーセントがΔ2MINである負でない相対屈折率パーセントΔ2%(r)を有する。Δ2%(r)≧0である。第2の環状領域は、中間点R3MIDに配置される幅W3を有し、最大屈折率パーセントがΔ3MAXである正の相対屈折率パーセントΔ3%(r)(Δ3%(r)>0)を有する。Δ1MAX>Δ3MAX>Δ2MIN≧0であることが好ましいがΔ1MAX>Δ3MAX>Δ2MIN>0であることがより好ましい。コアは半径rCOREで終わり、クラッドは半径rCOREで始まる。
中央コア領域20の端であるR1は、第1の環状コア領域の始まりであることが好ましく、中央領域20の4分の1のピーク高さを接線方向に通る直線近似が、R1QHでΔ%=0の軸と交差するように外挿される半径で始まることが本願で定義されている。
従って、光ファイバ100は3つのコア部(中央コア領域20,第1の環状コア領域30および第2の環状コア領域50)を含む。好ましい実施例において、中央コア領域20は、実質的に一定の相対屈折率プロファイルΔ1,A%(r)を有する第1の部分を少なくとも含む。中央コア領域20は、第1の部分に隣接し且つ当該第1の部分を取り囲み、Δ1,B%(r)を有する第2の部分を含む。最大のΔ1,B%(r)(すなわちΔBMAX)は、最大のΔ1,A%(r)(すなわちΔAMAX)以下であることが好ましい。ΔAMAXとΔBMAXとの間の差の絶対値、すなわち|ΔAMAX−ΔBMAX|は0.2未満であることが好ましいが、0.1未満であることがより好ましく、0.05(%)未満であることがさらにより好ましい。好ましい実施例において、相対屈折率Δ1,B%(r)は、α1Bを有するα−プロファイルを有する。α1Bは、r=RAおよびr=RBの間の第2の部分の幾つかに対して(好ましくはほとんどに対して)、0.5から2の間であることが好ましく、好ましい実施例において、相対屈折率Δ1,B%(r)は約1のα1Bを有する。r<R1に対するΔ1,B%(r)は、R1<r<R2に対するΔ2%(r)より大きい。
Δ%(r)は、15μmまでの半径に対して、より好ましくは30μmまでの半径に対して、更により好ましくは全ての半径(すなわち中心線でのr=0からr=R,maxまで)に対して、0%以上であることが好ましい。R,maxは、光ファイバのシリカをベースにした部分の最外半径である(コーティングを除く)。
中央領域20は、直線近似によって定義されるように、0.4%から0.8%の間である最大相対屈折率またはピークΔ1%,Δ1,MAXおよび約3μmから6μmの間の半径R1を含む。当該最大相対屈折率は0.5%から0.8%の間であることがより好ましく、0.5%から0.7%の間であることがさらにより好ましい。半径R1は、約3μmから5μmの間であることがより好ましい。直線近似における直線は、中央領域20の4分の1のピーク高さを接線方向に通り、R1QHでΔ%=0の軸と交差するように外挿される。中央領域20の第1の部分は1μmの半径で終わる。4分の1のピーク高さは、約2μmから約4μmの間の半径で生じることが好ましい。ΔBMAXは0.4%から0.7%の間であることが好ましい。ΔAMAXとΔBMAXとの間の差は、0.2%未満であることが好ましいが、0.1%未満であることがより好ましい。
第1の環状コア領域30は、0%以上0.1%未満の最小相対屈折率または最小のΔ2%,Δ2,MINを含むが、当該最小相対屈折率は、0%以上0.05%未満であることがより好ましい。第1の環状コア領域は、約3μmから約6μmの間の半径で始まるが、約3μmから約5μmの間の半径で始まることがより好ましい。第1の環状コア領域30は、Δ2,MAX≧Δ2,MINであるよう最大のΔ2%,Δ2,MAXを有し得る。モートは。4μmから8μmの間の幅W2を有することが好ましいが、5μmから7μmの間の幅を有することがより好ましい。モートは、6μmから9μmの間の中間点R2MIDを有することが好ましいが、当該中間点は7μmから8μmの間にあることがより好ましい。
第1の環状コア領域30の端および第2の環状コア領域50の始まりは、直線近似が第2の環状コア領域50の真ん中側の(R3HHiでの)ピーク高さの半分を接線方向に通り、Δ%=0の軸と交差するように外挿される半径で生じるように本願で定義されている。第1の環状コア領域30は、約9μmから約12μmの間で終わり、第2の環状コア領域50は、約9μmから約12μmの間で始まるが、これらの領域の範囲は、より好ましくは約10μmから約12μmの間であることがより好ましい。第2の環状コア領域50は、約0.1%から0.6%の間の最大相対屈折率またはピークΔ3%,Δ3,MAXを有することが好ましいが、当該最大相対屈折率は、約0.2%から0.5%の間であることが好ましい。外側環状クラッド領域すなわちクラッド部200は、第2の環状コア部50に隣接し且つ当該第2の環状コア部50を取り囲んで配置される。外側環状クラッド領域は約10μmから約18μmの間の半径から始まることが好ましいが、約11μmから約16μmの間の半径から始まることがより好ましい。Δ1,MAXはΔ3,MAXより大きい。Δ3,MAXはΔ2,MINより大きい。Δ3,MAXは、第1の環状領域におけるいかなる半径でもΔ2(r)より大きいことが好ましい。従って、Δ1,MAX>Δ3,MAX>Δ2,MIN≧0である。Δ2,MAXは0.5Δ3,MAX未満であることが好ましく、0.4Δ3,MAX未満であることがより好ましい。Δ3,MAXは、0.9Δ1,MAX未満であることが好ましいが、0.8Δ1,MAX未満であることがより好ましく、幾つかの好ましい実施例において、0.5Δ1,MAX未満であることが好ましい。リングは、0.5μmから3μmの間の幅W3を有することが好ましいが、当該幅は、1μmから2μmの間であることがより好ましい。リングは、10μmから12μmの間の中間点を有することが好ましい。リングの半値幅HHPW3は、0.5μmから1.5μmの間であることが好ましく、リングの半値中間点R3HHMIDは約11μmから12μmの間であることが好ましい。
<第4のセットの好ましい実施例>
図13において、例15&16の相対屈折率プロファイルがそれぞれラベル表示された曲線15&16で示されている。図13は、第4のセットの好ましい実施例を例証している。表9および表10は、例15〜16の特性を記載している。
Figure 2007523384
Figure 2007523384
図12を参照し、図1の用語を照会すると、本願に開示された光導波路ファイバ100は、中心線から中央領域の外半径R1まで半径方向外向きに延在し、最大相対屈折率パーセントΔ1MAXを有する相対屈折率パーセントΔ1%(r)を有する当該中央領域と、当該中央領域20を取り囲み且つ当該中央領域20に直接接する第1の環状領域(またはモート)30と、第1の環状領域30を取り囲み且つ当該第1の環状領域に直接接することが好ましい第2の環状領域(またはリング)50と、第2の環状領域50を取り囲み、好ましくは当該第2の環状領域に接し、相対屈折率パーセントΔC%(r)を有する外側環状クラッド領域200と、を含む。前記中央領域は、第1の部分すなわち真ん中の部分を含み、この第1の部分は中心線から半径RAまで半径方向に外向きに延在し、最大相対屈折率パーセントΔAMAXを有する。ΔAMAX=Δ1MAXであり、すなわち、Δ1MAXは第1の部分に生じる。前記中央領域は、第1の部分を取り囲み、好ましくは第1の部分に直接接している第2の部分をさらに含む。この第2の部分は、RAからR1まで延在し、最大相対屈折率パーセントΔBMAXを有している。ΔAMAXはΔBMAXに実質的に等しい。第1の環状領域は、当該第1の環状領域の外半径R2まで半径方向外向きに延在し、中間点R2MIDに配置された幅W2を有し、最小相対屈折率パーセントがΔ2MINである負でない相対屈折率パーセントΔ2%(r)を有する。Δ2%(r)≧0である。第2の環状領域は、中間点R3MIDに配置された幅W3を有し、最大屈折率パーセントがΔ3MAXである正の相対屈折率パーセントΔ3%(r)(Δ3%(r)>0)を有する。Δ1MAX>Δ3MAX>Δ2MIN≧0であることが好ましいがΔ1MAX>Δ3MAX>Δ2MIN>0であることがより好ましい。コアは半径rCOREで終わり、クラッドは半径rCOREで始まる。
中央コア領域20の端であるR1は、第1の環状コア領域の始まりであることが好ましく、中央領域20の4分の1のピーク高さを接線方向に通る直線近似が、R1QHでΔ%=0の軸と交差するように外挿される半径で始まることが本願で定義されている。
従って、光ファイバ100は3つのコア部(中央コア領域20,第1の環状コア領域30および第2の環状コア領域50)を含む。好ましい実施例において、中央コア領域20は、実質的に一定の相対屈折率プロファイルΔ1,A%(r)を有する第1の部分を少なくとも含む。中央コア領域20は、第1の部分に隣接し且つ当該第1の部分を取り囲み、Δ1,B%(r)を有する第2の部分を含む。最大のΔ1,B%(r)(すなわちΔBMAX)は、最大のΔ1,A%(r)(すなわちΔAMAX)より大きいことが好ましい。ΔAMAXとΔBMAXとの間の差の絶対値、すなわち|ΔAMAX−ΔBMAX|は0.2より大きいことが好ましいが、0.3より大きいことがより好ましく、0.4より大きいことがさらにより好ましく、0.4から0.7(%)の間であることがさらにより好ましい。好ましい実施例において、相対屈折率Δ1,B%(r)は、α1Bを有するα−プロファイルを有する。α1Bは、r=RAからr=RBの間の第2の部分の幾つかに対して(好ましくはほとんどに対して)、0.5から2の間であることが好ましく、好ましい実施例において、相対屈折率Δ1,B%(r)は約1のα1Bを有する。r<R1に対するΔ1,B%(r)は、R1<r<R2に対するΔ2%(r)より大きい。
Δ%(r)は、15μmまでの半径に対して、より好ましくは30μmまでの半径に対して、更により好ましくは全ての半径(すなわち中心線でのr=0からr=R,maxまで)に対して、0%以上であることが好ましい。R,maxは、光ファイバのシリカをベースにした部分の最外半径である(コーティングを除く)。
中央領域20は、直線近似によって定義されるように、0.5%から0.9%の間である最大相対屈折率またはピークΔ1%,Δ1,MAXおよび約3μmから6μmの間の半径R1を含む。当該最大相対屈折率は0.5%から0.8%の間であることがより好ましく、0.6%から0.8%の間であることがさらにより好ましい。半径R1は、約3μmから5μmの間であることがより好ましい。直線近似における直線は、中央領域20の4分の1のピーク高さを接線方向に通り、R1QHでΔ%=0の軸と交差するように外挿される。中央領域20の第1の部分は1μmの半径で終わる。4分の1のピーク高さは、約2μmから約4μmの間の半径で生じることが好ましい。ΔBMAXは0.4%から0.7%の間であることが好ましい。ΔAMAXとΔBMAXとの間の差は、0.4%より大きいことが好ましいが、0.5%より大きいことがより好ましい。Δ1MAXとΔAMAXとの間の差は、0.4%より大きいことが好ましいが、0.5%より大きいことがより好ましい。
第1の環状コア領域30は、0%以上0.1%未満の最小相対屈折率または最小のΔ2%,Δ2,MINを含むが、当該最小相対屈折率は、0%以上0.05%未満であることがより好ましい。第1の環状コア領域は、約3μmから約6μmの間の半径で始まるが、約3μmから約5μmの間の半径で始まることがより好ましく、R1で始まることが最も好ましい。第1の環状コア領域30は、Δ2,MAX≧Δ2,MINであるような最大のΔ2%,Δ2,MAXを有し得る。モートは、4μmから7μmの間の幅W2を有することが好ましいが、5μmから6μmの間の幅を有することがより好ましい。モートは、4μmから8μmの間の中間点R2MIDを有することが好ましいが、当該中間点は5μmから7μmの間にあることがより好ましい。
第1の環状コア領域30の端および第2の環状コア領域50の始まりは、直線近似が第2の環状コア領域50の真ん中側の(R3HHiでの)ピーク高さの半分を接線方向に通り、Δ%=0の軸と交差するように外挿される半径で生じるように本願で定義されている。第1の環状コア領域30は、約7μmから約11μmの間で終わり、第2の環状コア領域50は、約7μmから約11μmの間で始まるが、これらの領域の範囲は、より好ましくは約8μmから約10μmの間であることがより好ましい。第2の環状コア領域50は、約0.05%から0.4%の間の最大相対屈折率またはピークΔ3%,Δ3,MAXを有するが、当該最大相対屈折率は、約0.05%から0.3%の間であることが好ましい。外側環状クラッド領域すなわちクラッド部200は、第2の環状コア部50に隣接し且つ当該第2の環状コア部50を取り囲んで配置される。外側環状クラッド領域は約10μmから約18μmの間の半径から始まることが好ましいが、約10μmから約16μmの間の半径から始まることがより好ましい。Δ1,MAXはΔ3,MAXより大きい。Δ3,MAXはΔ2,MINより大きい。Δ3,MAXは、第1の環状領域におけるいかなる半径でもΔ2(r)より大きいことが好ましい。従って、Δ1,MAX>Δ3,MAX>Δ2,MIN≧0である。Δ2,MAXは0.5Δ3,MAX未満であることが好ましいが、0.4Δ3,MAX未満であることがより好ましい。Δ3,MAXは、0.5Δ1,MAX未満であることが好ましいが、0.4Δ1,MAX未満であることがより好ましい。リングは、0.5μmから5μmの間の幅W3を有することが好ましいが、当該幅は、1μmから4μmの間であることがより好ましい。リングは、10μmから11μmの間の中間点を有することが好ましい。リングの半値幅HHPW3は、1μmから3μmの間であることが好ましく、リングの半値中間点R3HHMIDは約10μmから11μmの間であることが好ましい。
本願に開示されている光ファイバは、1260nmから1625nmの波長帯で光信号を送信することができることが好ましい。
本願に開示されているファイバは、蒸着法によって作製されることが好ましい。本願に開示されているファイバは、外付け溶着(OVD)法によって作製されることがさらにより好ましい。従って、例えば既知のOVDレイダウン,硬化および引き出し法が、本願に開示された光導波路ファイバを製造するために有利に使用され得る。例えば内付けCVD法(MCVD)または気相軸付け法(VAD)またはプラズマ化学気相成長法(PCVD)のような他の工程が使用され得る。従って、本願に開示された光導波路ファイバの屈折率および断面プロファイルは、OVD,VADおよびMCVDの工程を含む、当業者に周知の製造方法を使用して実現され得る(但しそれらの方法に限定されるものではない)。
図14は、コア101および当該コアに直接接し且つ当該コアを取り囲む外側環状クラッドまたは外側クラッド層またはクラッド層200を有する、本願に開示された光導波路ファイバ100の略図(ノンスケール)である。
クラッドは、ゲルマニウムまたはフッ素のドーパントをその中に含まないことが好ましい。本願に開示された光ファイバのクラッド200は純粋なまたは実質的に純粋なシリカであることがより好ましい。クラッド層200は、例えばレイダウン工程の間に蒸着されるかまたはロッドインチューブの光学予備成形物処理におけるチューブまたは蒸着材料と被覆物との組み合わせのような外被の形態で与えられるクラッド材料から構成され得る。クラッド層200は、1または2以上のドーパントを含み得る。クラッド層200は、第1のコーティングPおよび第2のコーティングSによって取り囲まれる。クラッド層200の屈折率は、本願の他の箇所に説明されているような相対屈折率パーセントを計算するために使用される。
図を参照すると、クラッド層200は、屈折率ncを有し、Δ(r)=0%を有するように定義されるコアを取り囲み、当該屈折率ncは光ファイバまたは光ファイバの予備成形物のさまざまな部分または領域の相対屈折率パーセントを計算するために使用される。
本願に開示された光ファイバは、シリカをベースにしたコアおよびクラッドを有する。好ましい実施例において、クラッドは約125μmの外径2*R,maxを有する。クラッドの外径は光ファイバの長さにわたって一定の直径を有することが好ましい。好ましい実施例において、光ファイバの屈折率は放射形対称を有する。コアの外径は光ファイバの長さにわたって一定の直径を有することが好ましい。1または2以上のコーティングがクラッドを取り囲み且つクラッドと接触していることが好ましい。当該コーティングは、アクリル酸塩のようなポリマーコーティングであることが好ましい。コーティングは、放射状に且つファイバの長さにわたって一定の直径を有することが好ましい。
図15に示されるように、本願に開示された光ファイバ100は、光ファイバ通信システム330に実装され得る。システム330は、送信器334および受信器336を含む。光ファイバ100は送信器334と受信器336との間での光信号の伝送を可能にする。システム330は、2方向通信ができることが好ましく、送信器334および受信器336は実例としてのみ示されている。システム330は、本願に開示されているような光ファイバの部分またはスパンを有するリンクを含むことが好ましい。システム330は、例えば1または2以上の再生器,増幅器または分散補償モジュールのような、本願に開示された光ファイバの1または2以上の部分またはスパンに光学的に接続された1または2以上の光デバイスをも含み得る。少なくとも1つの好ましい実施例において、本発明による光ファイバ通信システムは、光ファイバによって接続された送信器および受信器を含み、両者の間には再生器は存在しない。他の好ましい実施例において、本発明による光ファイバ通信システムは、光ファイバによって接続された送信器および受信器を含み、両者の間には増幅器は存在しない。さらに他の好ましい実施例において、本発明による光ファイバ通信システムは、光ファイバによって接続された送信器および受信器を含み、両者の間には増幅器も再生器もリピーターも存在しない。
本願に開示された光ファイバは、水分含有量が少ないことが好ましく、ローウオーターピーク光ファイバ(low water peak optical fiber)すなわち特定の波長帯(特にE−帯域)において相対的に低いウオーターピークを示すかまたはウオーターピークがない減衰曲線を有する光ファイバであることが好ましい。
ローウオーターピーク光ファイバの製造方法は、PCT出願公開第WO00/64825号,PCT出願公開第WO01/47822号およびPCT出願公開第WO02/051761号において見出されることができる。当該PCT出願公開の内容は、本願に引用して援用される。
すすの予備成形物(soot preform)またはすす本体(soot body)は、酸化媒体において少なくとも1つのガラス形成前駆体を含む動流体混合物の構成物質の少なくとも幾らかを化学反応させることによって形成され、シリカをベースにした反応生成物を形成することが好ましい。この反応生成物の少なくとも一部は、基板の方に方向付けられ、多孔性シリカ本体を形成する。多孔性シリカ本体の少なくとも一部は、通常、酸素に結合した水素を含む。すす本体は、例えばOVD工程を経由してベイトロッド上にすすの層を蒸着することによって形成され得る。
基板またはベイトロッドまたは主軸は、中空のまたは管状のハンドルのようなガラス体を通して挿入され、施盤上に実装される。当該施盤は、すす生成バーナーと近接して主軸を回転し且つ動かすように設計される。主軸が回転されて動かされると、一般にすすとして知られる、シリカをベースにした反応生成物は、主軸の方に方向付けられる。シリカをベースにした反応生成物の少なくとも一部は、主軸上およびハンドルの一部に堆積し、その上に本体を形成する。
ひとたび所望の量のすすが主軸上に堆積すると、すす堆積は終了し、主軸はすす本体から除去される。
主軸が除去されると、軸の方向に貫通する中心線穴部を定める。すす本体がハンドルによってダウンフィードデバイス上で停止し、硬化炉内に配置されることが好ましい。ハンドルから離れた中心線穴部の端部は、硬化炉内にすす本体を配置する前に底部プラグに取り付けられることが好ましい。底部プラグは、クサビ嵌合(friction fit)によってすす本体に対して配置され且つ所定の位置に保持されることが好ましい。プラグは、エントリーを容易にするためおよびすす本体内への少なくとも一時的な取り付けおよび少なくとも緩めを可能にするために、次第に細くなっていることが更に好ましい。
すす本体は、例えば硬化炉内で高温で塩素含有環境に曝すことによって化学的に乾燥されることが好ましい。塩素含有環境は、すす本体から水分および他の不純物を効率的に除去するが、当該すす本体から製造される光導波路ファイバの特性に望ましくない効果をもたらすだろう。OVD形成されたすす本体において、塩素の流れは、中心線穴部を取り囲む中心線領域を含む予備成形物全体を効率的に乾燥するために、十分にすすを通って流れる。
化学的乾燥ステップに続いて、加熱炉の温度は、すすブランクを焼結ガラスの予備成形物へと硬化するのに十分な温度(好ましくは約1500℃)に上げられる。その後、中心線穴部は硬化ステップの間に閉じられ、当該中心線穴部が、中心線穴部の閉鎖に先立って水素化合物によって再度濡らされる機会を有さないようになる。中心線領域は、約1ppb未満の加重平均OH量を有することが好ましい。
従って、水素化合物を含む環境への中心線穴部の露出は、硬化の間に中心線穴部を閉じることによって極めて減じられるかまたは防止され得る。
上述のようにおよび本願の他の部分に説明されるように、プラグは、溶融石英プラグのような、重量で約31ppm未満の含水量を有するガラス体であることが好ましく、化学的に乾燥されたシリカプラグのような、重量で5ppb未満の含水量を有するガラス体であることが好ましい。通常は、かかるプラグは塩素を含有した環境において乾燥されるが、他の化学的乾燥剤を含有する環境が同様に適用できる。理想的には、ガラスプラグは重量で1ppb未満の含水量を有する。さらに、ガラスプラグは、約200μmから約2mmまでの厚さの範囲である薄壁のプラグであることが好ましい。一番上のプラグの少なくとも一部は、約0.2mmから約0.5mmの厚さの壁を有することがさらにより好ましい。細長い部分66は、約0.3mmから約0.4mmまでの厚さの壁を有することがさらにより好ましい。薄壁は拡散を促進するが、処理中により破損しやすい。
従って、中心線穴部がシールされ、当該中心線穴部の内部に受動的な真空を作り出した後に、不活性ガスが中心線穴部から拡散されることが好ましく、薄壁ガラスプラグは、中心線穴部からの不活性ガスの急速な拡散を容易にすることができる。プラグが薄くなればなるほど、拡散速度は大きくなる。硬化したガラスの予備成形物は、当該ガラスの予備成形物を引き伸ばすのに十分な高温(好ましくは、約1950℃から約2100℃)に加熱されることが好ましい。その結果、予備成形物の直径が小さくなり、コアケイン(core cane)または光ファイバのような円柱状のガラス体を形成することとなる。中心線穴部は、硬い中心線領域を形成するために崩壊する。硬化の間に受動的に作り出された、シールされた中心線穴部の内部に維持された減圧は、ドロー工程(draw process)(またはリドロー工程)の間に中心線穴部を完全に閉じることを容易にするのに十分である。結果として、全体的に見てより小さいO−Hオーバートーン光減衰が実現され得る。例えば、950nmまたは1240nmでのような、他のOHに誘発されたウオーターピークと同様に1383nmでのウオーターピークは小さくされることができ且つ実質的に除去され得る。
ローウオーターピークは、特に約1340nmから約1470nmの間の伝送信号に対して、一般的に低い減衰損失を与える。さらに、ローウオーターピークは、1または2以上のポンプ波長で動作し得るラマンポンプまたはラマン増幅器などの、1または2以上のポンプ波光ファイバに光学的に接続されているポンプ光発光素子の改善されたポンプ効率をも与える。ラマン増幅器は、所望の動作波長または波長帯より約100nm低い1または2以上の波長でポンピングすることが好ましい。例えば、1550nm近辺の波長で動作信号を運ぶ光ファイバは、1450nm近辺のポンプ波長においてラマン増幅器でポンピングされ得る。従って、約1400nmから約1500nmまでの波長帯におけるファイバの低い減衰は、ポンプの減衰を減少させ、特に1400nm近辺のポンプ波長に対して、例えばポンプパワー(mW)当たりの利得であるポンプ効率を増大させる。一般的に、ファイバにおけるOH不純物が多いと、ウオーターピークは高さと同様に幅が大きくなる。従って、動作信号波長に対してかまたはポンプ波長での増幅に対してかの、より効率的な動作についての幅広い選択は、小さいウオーターピークによって与えられる。従って、OH不純物を低減することによって、例えば約1260nmから約1650nmの間の波長に対して損失を低減することができる。特に、低減された損失は、1383nmのウオーターピークにおいて得られることができ、より効率的なシステムオペレーションをもたらすこととなる。
本願に開示されたファイバは、特にOVD工程で作製されたときに低いPMD値を示す。光ファイバのスピニングも、本願に開示されたファイバに対してPMD値を低くし得る。
本願に開示された全ての光ファイバは、好ましくは送信器,受信器および光伝送回線を含む光信号伝送システムにおいて使用され得る。この光伝送回線は、送信器および受信器に光学的に結合している。当該光伝送回線は、少なくとも1つの光ファイバスパンを含み、当該スパンは、光ファイバの少なくとも1つの部分を含むことが好ましい。
システムは、光ファイバ部に光学的に結合した、例えばラマン増幅器のような少なくとも1つの増幅器をさらに含むことが好ましい。
システムは、光信号を光伝送回線に運ぶことができる複数のチャンネルを相互接続するマルチプレクサをさらに含むことが好ましく、少なくとも1つ、より好ましくは少なくとも3つ、最も好ましくは少なくとも10の光信号が約1260nmから1625nmの間の波長で伝搬する。少なくとも1つの信号は、1または2以上の以下の波長帯(1310nmの帯域,E−帯域,S−帯域,C−帯域およびL−帯域)において伝搬する。
幾つかの好ましい実施例において、システムは低密度波長分割多重方式において動作することができ、1または2以上の信号は、少なくとも1つ、より好ましくは少なくとも2つの以下の波長帯(1310nmの帯域,E−帯域,S−帯域,C−帯域およびL−帯域)において伝搬する。1つの好ましい実施例において、当該システムは、1530nmから1656nmの間の1または2以上の波長で動作する。
1つの好ましい実施例において、当該システムは、20km以上の長さを有さない、本願に開示されたような光ファイバの部分を含む。他の好ましい実施例において、当該システムは20kmより長い長さを有する、本願に開示されたような光ファイバの部分を含む。さらに他の好ましい実施例において、当該システムは、70kmより長い長さを有する、本願に開示されたような光ファイバの部分を含む。
1つの好ましい実施例において、システムは、1Gbit/s以下で動作する。他の好ましい実施例において、当該システムは、2Gbit/s以下で動作する。さらに他の好ましい実施例において、当該システムは約10Gbit/s以下で動作する。さらに他の好ましい実施例において、当該システムは約40Gbit/s以下で動作する。さらに他の好ましい実施例において、当該システムは、40Gbit/s以上で動作する。
好ましい実施例において、本願に開示されたシステムは、光源と,光源に光学的に結合した本願に開示されたような光ファイバと、光ファイバを通って伝送された光信号を受け取るために光ファイバに光学的に結合された受信器と、を含み、光源はディザリングおよび/または位相変調および/または振幅変調の機能を有し、光信号は光源によって生成され、この光信号は受信器によって受信される。
前述の説明は本発明を例示しているだけであり、特許請求の範囲によって定義されるような、本発明の性質および特徴を理解するための概要を与えることを意図している、ということが理解されるべきである。添付図面は、本発明のさらなる理解を与えるために含まれ、本明細書の一部に組み込まれ且つ本明細書の一部を構成するものである。図面は、本発明のさまざまな機能および実施例を示し、それらの説明とともに本発明の原理および動作を説明する働きをしている。本願に説明されたような本発明の好ましい実施例に対するさまざまな変形が、添付の特許請求の範囲によって定義されるような、本発明の精神および範囲から逸脱することなくなされ得る、ということが当業者に明らかであるであろう。
本願に開示されている光導波路ファイバの、第1のセットの好ましい実施例に対応した相対屈折率プロファイルを示す図である。 本願に開示されている光導波路ファイバの、第1のセットの好ましい実施例に対応した相対屈折率プロファイルを示す図である。 本願に開示されている光導波路ファイバの、第1のセットの好ましい実施例に対応した相対屈折率プロファイルを示す図である。 本願に開示されている光導波路ファイバの、第1のセットの好ましい実施例に対応した相対屈折率プロファイルを示す図である。 本願に開示されている光導波路ファイバの、第1のセットの好ましい実施例に対応した相対屈折率プロファイルを示す図である。 本願に開示されている光導波路ファイバの、第1のセットの好ましい実施例に対応した相対屈折率プロファイルを示す図である。 本願に開示されている光導波路ファイバの、第1のセットの好ましい実施例に対応した相対屈折率プロファイルを示す図である。 本願に開示されている光導波路ファイバの、第1のセットの好ましい実施例に対応した相対屈折率プロファイルを示す図である。 本願に開示されている光導波路ファイバの、第1のセットの好ましい実施例に対応した相対屈折率プロファイルを示す図である。 本願に開示されている光導波路ファイバの、第1のセットの好ましい実施例に対応した相対屈折率プロファイルを示す図である。 本願に開示されている光導波路ファイバの、第2のセットの好ましい実施例に対応した相対屈折率プロファイルを示す図である。 本願に開示されている光導波路ファイバの、第3のセットの好ましい実施例に対応した相対屈折率プロファイルを示す図である。 本願に開示されている光導波路ファイバの、第4のセットの好ましい実施例に対応した相対屈折率プロファイルを示す図である。 本願に開示されている光導波路ファイバの好ましい実施例の概略断面図である。 本願に開示されている光ファイバを使用する光ファイバ通信システムの概略図である。

Claims (18)

  1. 光導波路ファイバであって、
    中心線から半径R1まで半径方向外向きに延在し且つ最大相対屈折率パーセントがΔ1,MAXである正の相対屈折率パーセントΔ1%(r)を有する中央コア領域と、
    前記中央コア領域を取り囲み且つ半径R2まで延在し且つ最小相対屈折率パーセントがΔ2,MINである負でない相対屈折率パーセントΔ2%(r)を有する第1の環状領域と、
    前記第1の環状領域を取り囲み且つ半径R3まで延在し且つ最大相対屈折率パーセントがΔ3,MAXである正の相対屈折率パーセントΔ3%(r)を有する第2の環状領域と、
    前記第2の環状領域を取り囲み且つ相対屈折率パーセントΔc%(r)を有する外側環状クラッド領域と、を含み、
    Δ1,MAX>0.6%であり、Δ1,MAX>Δ3,MAX>Δ2,MIN≧0であり、前記光導波路ファイバの相対屈折率は、略1550nmの波長で略60μm2より大きい有効面積,略1550nmの波長で0.22dB/km未満の減衰および略1450nm未満のゼロ分散波長を与えるように選択されていることを特徴とする光導波路ファイバ。
  2. 前記光導波路ファイバの相対屈折率は、略1550nmの波長で0.07ps/nm2/km未満の分散勾配を与えるように選択されていることを特徴とする請求項1記載の光導波路ファイバ。
  3. 前記光導波路ファイバの相対屈折率は、略1550nmの波長で0.06ps/nm2/km未満の分散勾配を与えるように選択されていることを特徴とする請求項1記載の光導波路ファイバ。
  4. 前記ゼロ分散波長は、略1350nmから略1430nmの間であることを特徴とする請求項1記載の光導波路ファイバ。
  5. 前記ゼロ分散波長は、略1430nm未満であることを特徴とする請求項1記載の光導波路ファイバ。
  6. 当該略1550nmの波長での減衰は、0.20dB/km未満であることを特徴とする請求項1記載の光導波路ファイバ。
  7. 前記光導波路ファイバは、略1550nmの波長で6ps/nm−kmから10ps/nm−kmの間の分散を有することを特徴とする請求項1記載の光導波路ファイバ。
  8. 前記光導波路ファイバは、略1550nmの波長で7ps/nm−kmから9ps/nm−kmの間の分散を有することを特徴とする請求項1記載の光導波路ファイバ。
  9. 前記中央コア領域は、3μmから5μmの間の半径まで延在することを特徴とする請求項1記載の光導波路ファイバ。
  10. 前記第1の環状領域は、略3μmから7μmの間の幅および5μmから8μmの間の中間点を有することを特徴とする請求項9記載の光導波路ファイバ。
  11. 前記第2の環状領域は、略1μmから5μmの間の幅および10μmから12μmの間に中間点を有することを特徴とする請求項10記載の光導波路ファイバ。
  12. 前記外側環状クラッド領域は、前記第2の環状領域を取り囲み且つ前記第2の環状領域に直接接しており、R3で前記コア領域が終わり且つ前記外側環状クラッド領域が始まり、ΔC%(r)=0であることを特徴とする請求項1記載の光導波路ファイバ。
  13. 前記中央コア領域は、
    前記中心線から半径1μmまで延在した真ん中部分と、
    前記真ん中部分を取り囲み且つ前記真ん中部分に直接接している第2の部分と、を含み、
    前記真ん中部分は最大相対屈折率ΔAMAXを有し、前記第2の部分は最大相対屈折率ΔBMAXを有し、ΔAMAXとΔBMAXとの間の差の絶対値は0.2%より大きいことを特徴とする請求項1記載の光導波路ファイバ。
  14. ΔAMAX>ΔBMAXであることを特徴とする請求項13記載の光導波路ファイバ。
  15. ΔBMAX>ΔAMAXであることを特徴とする請求項13記載の光導波路ファイバ。
  16. 前記ΔAMAXとΔBMAXとの間の差の絶対値は0.4%より大きいことを特徴とする請求項13記載の光導波路ファイバ。
  17. 3で前記コア領域が終わり且つ前記外側環状クラッド領域が始まり、R3は11μmから18μmの間であることを特徴とする請求項1記載の光導波路ファイバ。
  18. 光源と、
    受信器と、
    前記光源および前記受信器に光学的に結合した請求項1記載の光導波路ファイバと、を含み、
    前記光源は1530nmから1565nmの波長帯において光信号を生成することができることを特徴とするシステム。
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