JP2010102138A - Hole providing type single mode optical fiber and manufacturing method of the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hole providing type single mode optical fiber used for construction of a single mode optical communication line using a communication band of 1,260 nm or more of wavelength having 1,260 nm or less of 22 m-effective cutoff wavelength and a bending loss property at 1,625 nm of wavelength and 0.1 dB/roll or less at 5 mm of bending radius, and a simple designing method of the hole providing type single mode optical fiber. <P>SOLUTION: This hole providing type single mode optical fiber has a clad part having a uniform refractive index, a core part which has a higher refractive index than the clad part and is arranged in the center of the clad part, and at least six holes arranged at equal intervals concentrically with the core part inside the clad part. The occupancy rate of the holes in the clad part and the relative index difference of the core part in relation to the clad part are controlled. The desired bending loss property and the 22 m-effective cutoff wavelength property are thus obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、単一モード光通信線路の構築に供する空孔付与型単一モード光ファイバ及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a hole-providing single-mode optical fiber used for construction of a single-mode optical communication line and a method for manufacturing the same.

一般に、波長1260nm以上の通信波長帯を利用した単一モード光通信では、屈折率が均一なクラッド部と、前記クラッド部よりも高い屈折率を有し、前記クラッド部の中央に配置されたコア部とを具備する単一モード光ファイバが利用されている。当該単一モード光ファイバの22m実効遮断波長特性、曲げ損失特性、波長分散特性、並びにモードフィールド径特性等の伝送特性は、当該単一モード光ファイバ断面内の直径方向における屈折率分布を考慮することにより容易に解析、設計することができる。   In general, in single mode optical communication using a communication wavelength band of 1260 nm or more, a clad part having a uniform refractive index and a core having a higher refractive index than the clad part and arranged in the center of the clad part A single mode optical fiber is used. The transmission characteristics such as the 22 m effective cutoff wavelength characteristic, bending loss characteristic, chromatic dispersion characteristic, and mode field diameter characteristic of the single mode optical fiber take into account the refractive index distribution in the diameter direction in the cross section of the single mode optical fiber. This makes it easy to analyze and design.

また近年、単一モード光ファイバの取り扱い性向上の観点から、前記屈折率分布の最適化により、許容曲げ半径を旧来の30mmから10mm以下程度にまで改善した単一モード光ファイバが開発されている。しかし一般に、屈折率分布を最適化した単一モード光ファイバでは、曲げ損失特性の改善とともに、モードフィールド径が減少するといった課題があった。   In recent years, a single mode optical fiber having an allowable bending radius improved from 30 mm to about 10 mm or less has been developed by optimizing the refractive index distribution from the viewpoint of improving handling of the single mode optical fiber. . However, in general, a single mode optical fiber with an optimized refractive index profile has a problem in that the mode field diameter decreases as the bending loss characteristics are improved.

このため、非特許文献1では、屈折率が均一なクラッド部と、前記クラッド部よりも高い屈折率を有し、前記クラッド部の中央に配置されたコア部と、前記コア部から同心円上の前記クラッド部に等間隔に配置された6個の空孔とを具備する空孔付与型単一モード光ファイバにおいて、前記空孔の前記コア部からの距離を適切に制御することにより、曲げ損失特性を改善し、且つモードフィールド径の減少を抑制する技術が開示されている。   For this reason, in Non-Patent Document 1, a clad part having a uniform refractive index, a core part having a higher refractive index than the clad part, arranged in the center of the clad part, and concentrically from the core part In a hole-providing single mode optical fiber having six holes arranged at equal intervals in the clad part, by appropriately controlling the distance of the holes from the core part, bending loss A technique for improving characteristics and suppressing reduction in mode field diameter is disclosed.

K.Nakajima,et al., "Hole-assisted fiber design for small bending and splice losses," Photon. Technol. Lett., vol.15, No.12, pp.1737-1739, 2003K. Nakajima, et al., "Hole-assisted fiber design for small bending and splice losses," Photon. Technol. Lett., Vol.15, No.12, pp.1737-1739, 2003

しかし一般に、空孔により曲げ損失特性を飛躍的に改善した空孔付与型単一モード光ファイバでは、空孔が高次モードに対しても光の閉じ込め効果を生じる可能性がある。このため、当該空孔付与型単一モード光ファイバの高次モードが効率的に励振された場合には、単一モード光通信で必要となる22m実効遮断波長特性を満たせない可能性が生じるといった課題があった。   However, in general, in a hole-providing single mode optical fiber in which bending loss characteristics are drastically improved by holes, the holes may have a light confinement effect even for higher-order modes. For this reason, when the higher-order mode of the hole-providing single mode optical fiber is efficiently excited, there is a possibility that the 22 m effective cutoff wavelength characteristic required for single mode optical communication may not be satisfied. There was a problem.

また、空孔付与型単一モード光ファイバのように、光ファイバ断面内の軸周り方向で、完全対称性を満たさない構造を有する光ファイバの伝送特性を詳細に設計するためには、当該光ファイバ断面の二次元屈折率分布を考慮し、有限要素法を用いたより煩雑な解析を行う必要があるといった課題があった。   In addition, in order to design in detail the transmission characteristics of an optical fiber having a structure that does not satisfy perfect symmetry in the direction around the axis in the cross section of the optical fiber, such as a hole-providing single-mode optical fiber, Considering the two-dimensional refractive index distribution of the fiber cross section, there is a problem that it is necessary to perform more complicated analysis using the finite element method.

本発明はこのような課題を鑑みてなされたもので、その目的は、1260nm以下の22m実効遮断波長と、通信波長1625nm、曲げ半径5mmで0.1dB/巻以下の曲げ損失特性とを有し、波長1260nm以上の通信帯域を利用した単一モード光通信線路の構築に供する空孔付与型単一モード光ファイバを提供することにある。また、当該空孔付与型単一モード光ファイバの簡易な製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and has the object of having an effective cutoff wavelength of 22 m or less and a bending loss characteristic of 0.1 dB / winding or less at a communication wavelength of 1625 nm and a bending radius of 5 mm. An object of the present invention is to provide a hole-providing single mode optical fiber for use in construction of a single mode optical communication line using a communication band having a wavelength of 1260 nm or more. Another object of the present invention is to provide a simple method for producing the hole-providing single mode optical fiber.

上記の課題を解決するための第1の発明に係る空孔付与型単一モード光ファイバは、均一な屈折率を有するクラッド部と、前記クラッド部よりも高い屈折率を有し、当該クラッド部の中央に配置されたコア部と、前記クラッド部内に前記コア部と同心円上に等間隔に配置された少なくとも6個以上の空孔とを有し、前記クラッド部における前記空孔の占有率及び前記クラッド部に対する前記コア部の比屈折率差を制御することにより、曲げ損失特性及び22m実効遮断波長特性が所望の値に設計されたことを特徴とする。   A hole-providing single-mode optical fiber according to a first aspect of the present invention for solving the above problems includes a cladding portion having a uniform refractive index, a refractive index higher than that of the cladding portion, and the cladding portion. A core portion disposed in the center of the core portion, and at least six or more holes arranged at equal intervals on the concentric circle with the core portion in the cladding portion, and the occupation ratio of the holes in the cladding portion and By controlling the relative refractive index difference of the core part with respect to the cladding part, the bending loss characteristic and the 22m effective cutoff wavelength characteristic are designed to desired values.

上記の課題を解決するための第2の発明に係る空孔付与型単一モード光ファイバは、第1の発明に係る空孔付与型単一モード光ファイバにおいて、空孔無し単一モード光ファイバの屈折率分布の数値解析により導出された前記曲げ損失及び前記22m実効遮断波長の比屈折率差に対する依存性を用いて、前記占有率及び前記比屈折率差が導出されたことを特徴とする   A hole-providing single mode optical fiber according to a second invention for solving the above-described problems is a hole-providing single mode optical fiber according to the first invention, wherein the single-mode optical fiber without holes is provided. The occupancy and the relative refractive index difference are derived using the bending loss and the dependence on the relative refractive index difference of the effective cutoff wavelength of 22 m derived by numerical analysis of the refractive index distribution of

上記の課題を解決するための第3の発明に係る空孔付与型単一モード光ファイバの製造方法は、均一な屈折率を有するクラッド部と、前記クラッド部よりも高い屈折率を有し、当該クラッド部の中央に配置されたコア部と、前記コア部の中心から同心円上の前記クラッド部に等間隔に配置された少なくとも6個以上の空孔とを有する空孔付与型単一モード光ファイバの製造方法であって、前記空孔の前記クラッド部における占有率及び前記コア部の前記クラッド部に対する比屈折率差を制御し、前記空孔付与型単一モード光ファイバの曲げ損失特性及び22m実効遮断波長特性を所望の値に設計することを特徴とする。   A method for manufacturing a hole-providing single-mode optical fiber according to a third aspect of the present invention for solving the above-described problem has a cladding part having a uniform refractive index, and a refractive index higher than that of the cladding part, A hole-providing single mode light having a core part disposed in the center of the cladding part and at least six or more holes arranged at equal intervals in the cladding part concentrically from the center of the core part. A method of manufacturing a fiber, comprising controlling the occupation ratio of the holes in the cladding part and the relative refractive index difference of the core part with respect to the cladding part, and bending loss characteristics of the hole-providing single-mode optical fiber, and The 22m effective cutoff wavelength characteristic is designed to a desired value.

上記の課題を解決するための第4の発明に係る空孔付与型単一モード光ファイバの製造方法は、第3の発明に係る空孔付与型単一モード光ファイバにおいて、空孔無し単一モード光ファイバの屈折率分布の数値解析により導出された前記曲げ損失及び前記22m実効遮断波長の比屈折率差に対する依存性を用いて、前記占有率及び前記比屈折率差を導出することを特徴とする。   A hole-providing single-mode optical fiber manufacturing method according to a fourth aspect of the present invention for solving the above-described problems is the hole-providing single-mode optical fiber according to the third aspect of the present invention. The occupancy ratio and the relative refractive index difference are derived by using the bending loss derived by numerical analysis of the refractive index distribution of the mode optical fiber and the dependence on the relative refractive index difference of the 22 m effective cutoff wavelength. And

本発明に係る空孔付与型単一モード光ファイバによれば、空孔占有率と比屈折率差とを適切に制御することにより、光ファイバの取り扱い性向上に寄与する波長1625nm、曲げ半径5mmで0.1dB/巻以下となる曲げ損失特性と、波長1260nmより長波長側の波長帯を用いた単一モード光通信線路の構築に供する1260nm以下の22m実効遮断波長特性との両立を容易に実現可能にするといった効果を奏する。   According to the hole-providing single mode optical fiber according to the present invention, by appropriately controlling the hole occupation ratio and the relative refractive index difference, a wavelength of 1625 nm and a bending radius of 5 mm that contribute to improving the handleability of the optical fiber. Easily achieves both a bending loss characteristic of 0.1 dB / winding or less and a 22 m effective cutoff wavelength characteristic of 1260 nm or less for use in construction of a single mode optical communication line using a wavelength band longer than 1260 nm. It has the effect of making it possible

また、本発明に係る空孔付与型単一モード光ファイバの製造方法によれば、曲げ損失、並びに22m実効遮断波長の空孔占有率に対する依存性と、比屈折率差に対する依存性とを用いることにより、所望の曲げ損失特性と、所望の22m実効遮断波長特性とを有する空孔付与型単一モード光ファイバを簡易に設計可能とするといった効果も奏する。より具体的には、曲げ損失、並びに22m実効遮断波長の比屈折率差に対する依存性を、空孔無し単一モード光ファイバにおける屈折率分布の数値解析により導出可能であるため、二次元屈折率分布を考慮した煩雑な解析、設計が不要となるといった効果を奏する。   In addition, according to the method for manufacturing a hole-providing single mode optical fiber according to the present invention, the bending loss and the dependency on the hole occupation ratio of the 22 m effective cutoff wavelength and the dependency on the relative refractive index difference are used. As a result, it is possible to easily design a hole-providing single mode optical fiber having a desired bending loss characteristic and a desired 22 m effective cutoff wavelength characteristic. More specifically, since the dependence of the bending loss and the relative refractive index difference of the 22 m effective cutoff wavelength on the relative refractive index can be derived by numerical analysis of the refractive index distribution in the single-mode optical fiber without holes, the two-dimensional refractive index There is an effect that complicated analysis and design in consideration of the distribution are not required.

以下、図面を用いて本発明に係る空孔付与型単一モード光ファイバ及びその製造方法を詳しく説明する。   Hereinafter, a hole-providing single mode optical fiber and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1乃至図7に基づいて本発明の第一の実施例を説明する。図1は本実施例に係る空孔付与型単一モード光ファイバの構造を示す断面図である。   A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a hole-providing single mode optical fiber according to this embodiment.

本実施例では、波長1625nm、曲げ半径r=5mmにおける0.1dB/巻以下の曲げ損失特性と、1260nm以下の22m実効遮断波長特性を有する空孔付与型単一モード光ファイバとして、当該空孔付与型単一モード光ファイバのコア部12の半径aが約4.5μmであるステップ型の屈折率分布で形成される場合について説明する。   In this example, as a hole-providing single mode optical fiber having a bending loss characteristic of 0.1 dB / winding or less at a wavelength of 1625 nm and a bending radius r = 5 mm, and a 22 m effective cutoff wavelength characteristic of 1260 nm or less, A case where the core portion 12 of the grant type single mode optical fiber is formed with a step type refractive index profile having a radius a of about 4.5 μm will be described.

図1に示すように、本実施例に係る空孔付与型単一モード光ファイバは、屈折率が均一なクラッド部11と、クラッド部11よりも高い屈折率を有し、クラッド部11の中央に配置された半径aのコア部12と、クラッド部11内のコア部12と同心円上に等間隔に配置された少なくとも6個以上(図1では10個)の空孔13とを具備する。   As shown in FIG. 1, the hole-providing single mode optical fiber according to the present embodiment has a clad part 11 having a uniform refractive index, a refractive index higher than that of the clad part 11, and the center of the clad part 11. And a core portion 12 having a radius a, and at least six (10 in FIG. 1) holes 13 arranged at equal intervals on a concentric circle with the core portion 12 in the clad portion 11.

クラッド部11及びコア部12は、空孔構造を有さない単一モード光ファイバ(以下、空孔無し単一モード光ファイバという)と同様に、任意のガラス材料を用いて形成することが可能であり、例えば、クラッド部11を純石英ガラスとした場合、コア部12の屈折率分布はゲルマニウム等の材料添加により形成することができる。なお、空孔13は一例として断面視円形状の場合を示しているが、例えば、楕円、矩形等、任意の形状であっても構わない。   The clad portion 11 and the core portion 12 can be formed using any glass material, similarly to a single mode optical fiber having no hole structure (hereinafter referred to as a single mode optical fiber without a hole). For example, when the cladding part 11 is made of pure quartz glass, the refractive index distribution of the core part 12 can be formed by adding a material such as germanium. In addition, although the hole 13 has shown the case of circular sectional view as an example, it may be arbitrary shapes, such as an ellipse and a rectangle, for example.

ここで、本実施例においては、コア部12のクラッド部11に対する比屈折率差Δ(%)を、次式(1)により定義する。   Here, in this embodiment, the relative refractive index difference Δ (%) of the core portion 12 with respect to the cladding portion 11 is defined by the following equation (1).

Figure 2010102138
Figure 2010102138

なお、(1)式において、ncore及びncladはそれぞれコア部12及びクラッド部11の屈折率を表す。 In equation (1), n core and n clad represent the refractive indexes of the core portion 12 and the clad portion 11, respectively.

また、空孔13に内接、及び外接する円(図1中、破線で示す円)の半径をそれぞれR1及びR2とし、当該内接円及び外接円で囲まれるリング状の領域におけるクラッド部11に対して空孔13が占める面積の割合を空孔占有率Sとして、次式(2)により定義する。 Further, the radii of circles inscribed and circumscribed to the holes 13 (circles indicated by broken lines in FIG. 1) are R 1 and R 2 respectively, and the cladding in the ring-shaped region surrounded by the inscribed circle and the circumscribed circle The ratio of the area occupied by the holes 13 to the portion 11 is defined as the hole occupation ratio S by the following equation (2).

Figure 2010102138
Figure 2010102138

なお、Nは空孔13の個数、dは空孔13の直径を表す。   N represents the number of holes 13 and d represents the diameter of the holes 13.

図2に本実施例に係る空孔付与型単一モード光ファイバにおける曲げ損失αb(dB/巻)と空孔占有率Sとの関係を示す。 FIG. 2 shows the relationship between the bending loss α b (dB / winding) and the hole occupancy S in the hole-providing single-mode optical fiber according to this example.

図2に示す特性は、波長1625nm、曲げ半径r=5mmにおける曲げ損失特性である。図2において、白丸は空孔を有する空孔付与型単一モード光ファイバの特性を表す。また黒丸は空孔無し単一モード光ファイバにおける特性を表す。なお、空孔付与型単一モード光ファイバの空孔数Nは6個または10個、規格化内接円半径R1/aは1.9〜3.0、規格化空孔直径d/2aは0.33〜1.7とした。また、空孔の有無に関わらず、図2に示したすべての光ファイバの比屈折率差Δは約0.35%である。 The characteristics shown in FIG. 2 are bending loss characteristics at a wavelength of 1625 nm and a bending radius r = 5 mm. In FIG. 2, white circles represent characteristics of a hole-providing single mode optical fiber having holes. The black circles represent the characteristics of the single-mode optical fiber without holes. The number N of holes in the hole-providing single mode optical fiber is 6 or 10, the normalized inscribed circle radius R 1 / a is 1.9 to 3.0, and the normalized hole diameter d / 2a Was set to 0.33 to 1.7. Regardless of the presence or absence of holes, the relative refractive index difference Δ of all the optical fibers shown in FIG. 2 is about 0.35%.

図2より、空孔付与型単一モード光ファイバの曲げ損失αbは、空孔数Nに依らず、空孔占有率Sに対し指数関数的に減少し、その関係は下記経験式(3)により近似できることがわかる。 From FIG. 2, the bending loss α b of the hole-providing single mode optical fiber decreases exponentially with respect to the hole occupation ratio S regardless of the number of holes N, and the relationship is expressed by the following empirical formula (3 ) Can be approximated.

Figure 2010102138
Figure 2010102138

ここで、係数A1は空孔無し単一モード光ファイバ(S=0)における曲げ損失αbを表し、本実施例においてこの係数A1は約43.3である。また、係数A2は空孔占有率Sによる曲げ損失特性の改善効果を表し、本実施例において空孔付与型単一モード光ファイバにおける係数A2は空孔数Nに依らず図2より約−19.8として一意に記述できる。 Here, the coefficient A 1 represents the bending loss α b in the single-mode optical fiber without holes (S = 0). In the present embodiment, the coefficient A 1 is about 43.3. The coefficient A 2 represents the effect of improving the bending loss characteristics due to the hole occupancy S. In this example, the coefficient A 2 in the hole-providing single mode optical fiber is approximately equal to FIG. Can be described uniquely as -19.8.

図3に本実施例に係る空孔付与型単一モード光ファイバにおける曲げ損失αb(dB/巻)と比屈折率差Δ(%)との関係を示す。 FIG. 3 shows the relationship between the bending loss α b (dB / winding) and the relative refractive index difference Δ (%) in the hole-providing single mode optical fiber according to this example.

図3に示す特性は、波長1625nm、曲げ半径r=5mmにおける曲げ損失特性である。図3において、白丸及び実線はそれぞれ空孔付与型単一モード光ファイバにおける測定結果、及び近似曲線を表す。また、破線は空孔無し単一モード光ファイバに対する計算結果を示す。なお、空孔付与型単一モード光ファイバのコア半径aは約4.5μm、空孔数Nは10、空孔占有率Sは約33%、規格化内接円半径R1/aは約2.1とした。 The characteristic shown in FIG. 3 is a bending loss characteristic at a wavelength of 1625 nm and a bending radius r = 5 mm. In FIG. 3, white circles and solid lines represent measurement results and approximate curves in the hole-providing single mode optical fiber, respectively. The broken line shows the calculation result for the single-mode optical fiber without holes. The core radius a of the hole-providing single mode optical fiber is about 4.5 μm, the number of holes N is 10, the hole occupation ratio S is about 33%, and the normalized inscribed circle radius R 1 / a is about 2.1.

図3より、空孔付与型単一モード光ファイバの曲げ損失αbは、比屈折率差Δに対し指数関数的に減少し、その関係は下記経験式(4)により近似できることが分かる。 FIG. 3 shows that the bending loss α b of the hole-providing single mode optical fiber decreases exponentially with respect to the relative refractive index difference Δ, and the relationship can be approximated by the following empirical formula (4).

Figure 2010102138
Figure 2010102138

ここで、係数A3は空孔占有率Sに依存した係数であり、本実施例においてこの係数A3は約453.7である。また、係数A4は曲げ損失特性の比屈折率差Δに対する依存性を表し、本実施例においてこの係数A4は約−24.9である。 Here, the coefficient A 3 is a coefficient depending on the hole occupation ratio S, and in the present embodiment, the coefficient A 3 is about 453.7. The coefficient A 4 represents the dependency of the bending loss characteristic on the relative refractive index difference Δ. In the present embodiment, the coefficient A 4 is about −24.9.

また、図3から分かるように、曲げ損失特性の比屈折率差Δに対する依存性は、空孔の有無に関わらず、ほぼ同等である。従って、空孔無し単一モード光ファイバにおける曲げ損失特性を、当該光ファイバの屈折率分布を考慮した簡易な数値解析によって導出することにより、経験式(4)における係数A4を容易に得ることができる。 As can be seen from FIG. 3, the dependence of the bending loss characteristic on the relative refractive index difference Δ is almost the same regardless of the presence or absence of holes. Therefore, the coefficient A 4 in the empirical formula (4) can be easily obtained by deriving the bending loss characteristics in the single-mode optical fiber without holes by simple numerical analysis in consideration of the refractive index distribution of the optical fiber. Can do.

以上の結果から、本実施例に係る空孔付与型単一モード光ファイバの曲げ損失特性は、空孔占有率S、並びに比屈折率差Δの関数として、下記経験式(5)により近似できる。   From the above results, the bending loss characteristics of the hole-providing single mode optical fiber according to this example can be approximated by the following empirical formula (5) as a function of the hole occupation ratio S and the relative refractive index difference Δ. .

Figure 2010102138
Figure 2010102138

ここで、δΔは参照比屈折率差Δrを用い、次式(6)により表され、本実施例において、Δrを0.35%とすると、経験式(5)における係数A1及びA4は、それぞれ約43.3、及び−24.9として決定できる。
δΔ=Δ−Δr (6)
Here, .DELTA..delta uses a reference relative refractive index difference delta r, it is represented by the following formula (6), in this embodiment, delta When 0.35% of r, the coefficient in the empirical formula (5) A 1 and A 4 can be determined as about 43.3 and -24.9, respectively.
δΔ = Δ−Δ r (6)

図4に本実施例に係る空孔付与型単一モード光ファイバにおける22m実効遮断波長λc(nm)と空孔占有率Sとの関係を示す。 FIG. 4 shows the relationship between the 22 m effective cutoff wavelength λ c (nm) and the hole occupancy S in the hole-providing single mode optical fiber according to this example.

図4に示す22m実効遮断波長λcは、曲げ半径140mmの曲げ部を有する長さ22mの光ファイバにおいて、基本モード及び高次モードを同時に励振した際に、高次モードの損失が基本モードの損失よりも0.1dB増加する波長を表す。 The effective cut-off wavelength λ c shown in FIG. 4 is that when a fundamental mode and a higher-order mode are simultaneously excited in a 22-m long optical fiber having a bent portion having a bend radius of 140 mm, the higher-order mode loss is the fundamental mode. It represents a wavelength that increases 0.1 dB over the loss.

図4において、白丸及び実線はそれぞれ空孔付与型単一モード光ファイバにおける測定結果、並びに近似直線を表す。また、黒丸は空孔無し単一モード光ファイバにおける測定結果を表す。なお、空孔付与型単一モード光ファイバのコア半径aは約4.5μm、空孔数Nは6個または10個、規格化内接円半径R1/aは1.9〜3.0、規格化空孔直径d/2aは0.33〜1.7とした。また、空孔の有無に関わらず、図4に示したすべての光ファイバの比屈折率差Δは約0.35%である。 In FIG. 4, white circles and solid lines represent the measurement results and approximate straight lines in the hole-providing single mode optical fiber, respectively. A black circle represents a measurement result in a single-mode optical fiber without a hole. The core radius a of the hole-providing single mode optical fiber is about 4.5 μm, the number of holes N is 6 or 10, and the normalized inscribed circle radius R 1 / a is 1.9 to 3.0. The standardized hole diameter d / 2a was 0.33 to 1.7. Regardless of the presence or absence of holes, the relative refractive index difference Δ of all the optical fibers shown in FIG. 4 is about 0.35%.

図4より、空孔付与型単一モード光ファイバの22m実効遮断波長λcは、空孔13の数に依らず空孔占有率Sの増加と共に長波長化することが分かる。また、空孔占有率Sが30%以下となる場合、空孔付与型単一モード光ファイバの22m実効遮断波長λcは、空孔無し単一モード光ファイバにおける22m実効遮断波長λcと同等となることが分かる。したがって、本実施例において、空孔付与型単一モード光ファイバにおける22m実効遮断波長λcの空孔占有率Sに対する依存性は、経験式(7)により近似することができる。 From FIG. 4, it can be seen that the 22 m effective cutoff wavelength λ c of the hole-providing single mode optical fiber becomes longer as the hole occupation ratio S increases regardless of the number of holes 13. When the hole occupation ratio S is 30% or less, the 22 m effective cutoff wavelength λ c of the hole-providing single mode optical fiber is equal to the 22 m effective cutoff wavelength λ c of the single mode optical fiber without holes. It turns out that it becomes. Therefore, in this embodiment, the dependency of the 22 m effective cutoff wavelength λ c on the hole occupancy S in the hole-providing single mode optical fiber can be approximated by empirical formula (7).

Figure 2010102138
Figure 2010102138

但し、空孔占有率Sが30%以下の場合は、22m実効遮断波長λcは一定値(B1+0.3B2)となる。ここで、係数B1は空孔無し単一モード光ファイバの22m実効遮断波長特性に依存した係数であり、本実施例においてこの係数B1は約847.2である。また、係数B2は、22m実効遮断波長λcの空孔占有率Sに対する依存性を表し、本実施例においてこの係数B2は、空孔数Nに依らず、図4より約1224.3として一意に記述できる。 However, when the hole occupation ratio S is 30% or less, the 22 m effective cutoff wavelength λ c becomes a constant value (B 1 + 0.3B 2 ). Here, the coefficient B 1 is a coefficient depending on the 22 m effective cut-off wavelength characteristic of the single-mode optical fiber without holes, and in the present embodiment, this coefficient B 1 is about 847.2. The coefficient B 2 represents the dependency of the 22 m effective cutoff wavelength λ c on the hole occupancy S. In this embodiment, the coefficient B 2 does not depend on the number of holes N and is approximately 1224.3 from FIG. Can be described uniquely.

図5に本実施例に係る空孔付与型単一モード光ファイバにおける22m実効遮断波長λc(nm)と比屈折率差Δ(%)との関係を示す。 FIG. 5 shows the relationship between the effective cutoff wavelength λ c (nm) of 22 m and the relative refractive index difference Δ (%) in the hole-providing single mode optical fiber according to this example.

図5において、白丸及び実線は、それぞれ空孔付与型単一モード光ファイバにおける測定結果、及び近似直線を表す。なお、空孔付与型単一モード光ファイバのコア半径aは約4.5μm、空孔数Nは10、空孔占有率Sは約33%、規格化内接円半径R1/aは約2.1とした。 In FIG. 5, white circles and solid lines represent the measurement results and approximate straight lines in the hole-providing single mode optical fiber, respectively. The core radius a of the hole-providing single mode optical fiber is about 4.5 μm, the number of holes N is 10, the hole occupation ratio S is about 33%, and the normalized inscribed circle radius R 1 / a is about 2.1.

図5より、空孔付与型単一モード光ファイバの22m実効遮断波長λcは、比屈折率差Δの増加と共に一次関数的に長波長化し、その関係は下記経験式(8)により近似できることが分かる。 From FIG. 5, the 22m effective cutoff wavelength λ c of the hole-providing single-mode optical fiber becomes longer in a linear function as the relative refractive index difference Δ increases, and the relationship can be approximated by the following empirical formula (8). I understand.

Figure 2010102138
Figure 2010102138

ここで、係数B3は、空孔占有率Sに依存した係数であり、本実施例においてB3は約518.7である。また、係数B4は22m実効遮断波長λcの比屈折率差Δに対する依存性を表し、本実施例においてB4は約2100である。 Here, the coefficient B 3 is a coefficient depending on the hole occupancy S, and B 3 is about 518.7 in this embodiment. The coefficient B 4 represents the dependency of the 22 m effective cutoff wavelength λ c on the relative refractive index difference Δ, and B 4 is about 2100 in this embodiment.

また、空孔無し単一モード光ファイバにおいて、比屈折率差Δを0.3、0.35、及び0.4%とした場合の22m実効遮断波長λcの計算結果は、それぞれ1147、1254、及び1355nmであり、図5に示した本実施例の空孔付与型単一モード光ファイバにおける22m実効遮断波長特性の比屈折率差Δに対する依存性とほぼ一致している。従って、空孔無し単一モード光ファイバにおける22m実効遮断波長λcを、当該光ファイバの屈折率を考慮した簡易な数値解析によって導出することにより、前記経験式(8)における係数B4を容易に得ることができる。 In the single-mode optical fiber without holes, the calculation results of the 22 m effective cutoff wavelength λ c when the relative refractive index difference Δ is 0.3, 0.35, and 0.4% are 1147 and 1254, respectively. , And 1355 nm, which is almost coincident with the dependency of the 22 m effective cutoff wavelength characteristic on the relative refractive index difference Δ in the hole-providing single mode optical fiber of the present embodiment shown in FIG. Therefore, the coefficient B 4 in the empirical formula (8) can be easily obtained by deriving the effective cutoff wavelength λ c of 22 m in the holeless single mode optical fiber by simple numerical analysis in consideration of the refractive index of the optical fiber. Can get to.

以上の結果から、本実施例に係る空孔付与型単一モード光ファイバの22m実効遮断波長特性は、空孔占有率S、並びに比屈折率差Δの関数として、前記関係式(6)のδΔを用い、経験式(9)により近似できる。   From the above results, the 22m effective cutoff wavelength characteristic of the hole-providing single-mode optical fiber according to this example is expressed by the relational expression (6) as a function of the hole occupation ratio S and the relative refractive index difference Δ. It can be approximated by empirical formula (9) using δΔ.

Figure 2010102138
Figure 2010102138

ここで、本実施例において、参照比屈折率差Δrを0.35%とすると、前記経験式(9)における係数B1及びB4は、それぞれ約847.2、2100として決定できる。 In the present embodiment, when the reference relative refractive index difference delta r to 0.35%, the coefficient B 1 and B 4 in the empirical formula (9) may be determined as approximately 847.2,2100 respectively.

図6に本実施例に係る空孔付与型単一モード光ファイバにおける空孔占有率Sと比屈折率差Δ(%)との設計条件を示す。   FIG. 6 shows design conditions for the hole occupancy S and the relative refractive index difference Δ (%) in the hole-providing single mode optical fiber according to the present embodiment.

図6において、実線は波長1625nm、曲げ半径r=5mmにおける曲げ損失αbが0.1dB/巻となる空孔占有率Sと比屈折率差Δの関係を表し、前記経験式(5)において、曲げ損失αbとして0.1(dB/巻)を代入することにより導出できる。ここで、前記経験式(5)に基づけば図中の実線より右側、即ち、空孔占有率Sが増加する領域において、波長1625nm、曲げ半径r=5mmにおける曲げ損失αbを0.1dB/巻以下とすることが可能となる。 In FIG. 6, the solid line represents the relationship between the hole occupancy S at which the bending loss α b is 0.1 dB / turn at a wavelength of 1625 nm and the bending radius r = 5 mm, and the relative refractive index difference Δ. The bending loss α b can be derived by substituting 0.1 (dB / winding). Here, based on the empirical formula (5), the bending loss α b at a wavelength of 1625 nm and a bending radius r = 5 mm is 0.1 dB / in the right side of the solid line in the drawing, that is, in the region where the hole occupation ratio S increases. It becomes possible to make it below the volume.

また、図6中の破線は22m実効遮断波長λcが1260nmとなる空孔占有率Sと比屈折率差Δの関係を表し、前記経験式(9)において、22m実効遮断波長λcとして1260(nm)を代入することにより導出できる。ここで、前記経験式(9)に基づけば、図6中の破線より左側、即ち、空孔占有率Sが減少する領域において、22m実効遮断波長λcを1260nm以下とすることが可能となる。 The broken line in FIG. 6 represents a vacancy occupancy relation S and the relative refractive index difference Δ of 22m effective cutoff wavelength lambda c is 1260 nm, in the empirical formula (9), as 22m effective cutoff wavelength lambda c 1260 It can be derived by substituting (nm). Here, based on the empirical formula (9), the 22 m effective cutoff wavelength λ c can be set to 1260 nm or less on the left side of the broken line in FIG. 6, that is, in the region where the hole occupancy S decreases. .

従って、図中の実線及び破線で囲まれた領域(図中、斜線を施した領域)内の値となるように、本実施例の空孔付与型単一モード光ファイバの空孔占有率S並びに比屈折率差Δを設定することにより、波長1625nm、曲げ半径5mmにおける曲げ損失αbを0.1dB/巻以下とし、かつ22m実効遮断波長λcを1260nm以下とすることが可能となる。なお、比屈折率差Δが0.3%よりも低い場合、コア部12とクラッド部11により光の導波構造を形成することが困難となる。従って、本実施例の空孔付与型単一モード光ファイバにおける比屈折率差Δは0.3%以上に設定されることが好ましい。 Accordingly, the hole occupancy S of the hole-providing single mode optical fiber of the present embodiment is set so as to be a value within a region surrounded by a solid line and a broken line in the drawing (a hatched region in the drawing). In addition, by setting the relative refractive index difference Δ, the bending loss α b at a wavelength of 1625 nm and a bending radius of 5 mm can be 0.1 dB / turn or less, and the 22 m effective cutoff wavelength λ c can be 1260 nm or less. When the relative refractive index difference Δ is lower than 0.3%, it becomes difficult to form an optical waveguide structure by the core portion 12 and the cladding portion 11. Therefore, the relative refractive index difference Δ in the hole-providing single mode optical fiber of this embodiment is preferably set to 0.3% or more.

図7に本実施例に係る空孔付与型単一モード光ファイバにおいて空孔占有率Sを35%とする規格化内接円半径R1/a、規格化空孔直径d/2a、並びに空孔数Nの関係を示す。 FIG. 7 shows a normalized inscribed circle radius R 1 / a with a hole occupancy S of 35%, a normalized hole diameter d / 2a, and a void in the hole-providing single mode optical fiber according to the present embodiment. The relationship of the number of holes N is shown.

図6及び図7より、コア半径4.5μmのステップ型屈折率分布を有する本実施例の空孔付与型単一モード光ファイバにおいて、例えば、空孔占有率Sを35%、規格化内接円半径R1/aを2.5、空孔数Nを10とする場合、比屈折率差Δを約0.32〜0.34%とし、規格化空孔直径d/2aを約0.4とすることにより、波長1625nm、曲げ半径5mmにおける曲げ損失αbを0.1dB/巻以下とし、かつ22m実効遮断波長λcを1260nmとすることが可能となることがわかる。 6 and 7, in the hole-providing single mode optical fiber of this example having a step-type refractive index distribution with a core radius of 4.5 μm, for example, the hole occupation ratio S is 35% and the normalized inscribed When the circular radius R 1 / a is 2.5 and the number of holes N is 10, the relative refractive index difference Δ is about 0.32 to 0.34%, and the normalized hole diameter d / 2a is about 0.00. 4, it can be seen that the bending loss α b at a wavelength of 1625 nm, a bending radius of 5 mm can be 0.1 dB / winding or less, and the 22 m effective cutoff wavelength λ c can be 1260 nm.

なお、非特許文献1によれば、規格化内接円半径R1/aを2以上とすることにより、空孔付与型単一モード光ファイバにおける空孔の付与に伴うモードフィールド径の低下を約10%以下に抑制できるため、規格化内接円半径が2以上の領域で本実施例の空孔付与型単一モード光ファイバを設計することが好ましい。 According to Non-Patent Document 1, by setting the standardized inscribed circle radius R 1 / a to 2 or more, the mode field diameter is reduced due to the provision of holes in the hole-providing single mode optical fiber. Since it can be suppressed to about 10% or less, it is preferable to design the hole-providing single mode optical fiber of this embodiment in a region where the standardized inscribed circle radius is 2 or more.

表1に、本実施例に係る空孔付与型単一モード光ファイバの一特性例を示す。   Table 1 shows one characteristic example of the hole-providing single mode optical fiber according to the present embodiment.

Figure 2010102138
Figure 2010102138

表1より、図6及び図7に示した設計条件を満たすことにより、波長1625nm、曲げ半径5mmで0.1dB/巻以下の曲げ損失特性を有し、かつ22m実効遮断波長特性が1260nm以下となる本実施例の空孔付与型単一モード光ファイバを実現できることが分かる。   From Table 1, by satisfying the design conditions shown in FIG. 6 and FIG. 7, it has a bending loss characteristic of a wavelength of 1625 nm, a bending radius of 5 mm and 0.1 dB / winding or less, and a 22 m effective cutoff wavelength characteristic of 1260 nm or less. It can be seen that the hole-providing single mode optical fiber of this example can be realized.

以上の結果から、本実施例によれば、屈折率が均一なクラッド部11と、前記クラッド部11よりも高い屈折率を有し、前記クラッド部11の中央に配置されたコア部12と、前記コア部12から同心円上の前記クラッド部11に配置された少なくとも6個以上の空孔13とを具備する空孔付与型単一モード光ファイバにおいて、曲げ損失特性、並びに22m実効遮断波長特性の空孔占有率Sに対する依存性と、前記コア部の比屈折率差Δに対する依存性とを考慮することにより、波長1625nm、曲げ半径5mmで0.1dB/巻以下の曲げ損失αbと、1260nm以下の22m実効遮断波長特性とを有する本実施例の空孔付与型単一モード光ファイバを実現することが可能となる。 From the above results, according to the present embodiment, the clad part 11 having a uniform refractive index, the core part 12 having a higher refractive index than the clad part 11 and disposed in the center of the clad part 11, In a hole-providing single mode optical fiber including at least six holes 13 arranged in the clad part 11 concentrically from the core part 12, the bending loss characteristic and the 22m effective cutoff wavelength characteristic are obtained. By considering the dependence on the hole occupancy S and the dependence on the relative refractive index difference Δ of the core, a bending loss α b of 0.1 dB / winding or less at a wavelength of 1625 nm, a bending radius of 5 mm, and 1260 nm It is possible to realize the hole-providing single mode optical fiber of this example having the following 22m effective cutoff wavelength characteristics.

図8乃至図12を用いて本発明の第2の実施例を説明する。本実施例では、曲げ損失特性、並びに22m実効遮断波長特性の空孔占有率Sに対する依存性と、比屈折率差Δに対する依存性とを用いた空孔付与型単一モード光ファイバの製造方法について説明する。なお、本実施例における空孔付与型単一モード光ファイバの構造は図1に示し上述したものと概ね同様とし、以下、図1に示し上述した部材と同一の部材には同一の符合を付して重複する説明は省略し、異なる点を中心に説明する。   A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, a method for manufacturing a hole-providing single mode optical fiber using the dependency of the bending loss characteristic and the 22 m effective cutoff wavelength characteristic on the hole occupation ratio S and the dependency on the relative refractive index difference Δ is used. Will be described. Note that the structure of the hole-providing single mode optical fiber in this embodiment is substantially the same as that shown in FIG. 1 and described above, and hereinafter, the same members as those shown in FIG. Thus, overlapping description is omitted, and different points will be mainly described.

本実施例では、一例として、コア部12がα乗の屈折率分布により形成され、当該コア部のコア半径aが4.6μm、α乗分布のαが10として形成された空孔付与型単一モード光ファイバについて説明する。   In this embodiment, as an example, the core portion 12 is formed with a refractive index distribution of the power of α, the core radius a of the core portion is 4.6 μm, and α of the power of α distribution is formed as 10. A one-mode optical fiber will be described.

上述したように、本実施例の空孔付与型単一モード光ファイバにおける曲げ損失αbの空孔占有率S並びに比屈折率差Δに対する依存性は、経験式(10)により記述される。 As described above, the dependency of the bending loss α b on the hole occupancy S and the relative refractive index difference Δ in the hole-providing single mode optical fiber of this embodiment is described by empirical formula (10).

Figure 2010102138
Figure 2010102138

ここで、δΔは参照比屈折率差Δrを用い、次式(11)により記述される。
δΔ=Δ−Δr (11)
Here, .DELTA..delta the use of the reference relative refractive index difference delta r, described by the following equation (11).
δΔ = Δ−Δ r (11)

図8に空孔無し単一モード光ファイバにおける曲げ損失αbと比屈折率差Δとの関係を示す。図8に示す特性は、α乗屈折率分布を通常の多層分割近似法により数値解析することにより導出することができる。図8より、曲げ損失αbの比屈折率差Δに対する依存性は、次式(12)により近似できる。 FIG. 8 shows the relationship between the bending loss α b and the relative refractive index difference Δ in the holeless single mode optical fiber. The characteristics shown in FIG. 8 can be derived by numerically analyzing the α power refractive index distribution by a normal multilayer division approximation method. From FIG. 8, the dependence of the bending loss α b on the relative refractive index difference Δ can be approximated by the following equation (12).

Figure 2010102138
Figure 2010102138

ここで、前記関係式(11)における参照比屈折率差Δrを0.35%とすると、前記経験式(10)における係数A4は、前記近似式(12)より、A4=−15.4として決定される。 Here, when the 0.35% reference relative refractive index difference delta r in the equation (11), the coefficient A 4 in the above empirical formula (10), said approximate expression from (12), A 4 = -15 .4.

次いで、本実施例による空孔付与型単一モード光ファイバにおける22m実効遮断波長λcの空孔占有率S、並びに比屈折率差Δに対する依存性を、経験式(13)により記述する。 Next, the dependency of the 22 m effective cutoff wavelength λ c on the hole occupation ratio S and the relative refractive index difference Δ in the hole-providing single mode optical fiber according to this example is described by empirical formula (13).

Figure 2010102138
Figure 2010102138

但し、空孔占有率Sが30%以下の場合は、22m実効遮断波長λcは一定値(B1+0.3B2)となる。 However, when the hole occupation ratio S is 30% or less, the 22 m effective cutoff wavelength λ c becomes a constant value (B 1 + 0.3B 2 ).

図9に空孔無し単一モード光ファイバにおける22m実効遮断波長λcと比屈折率差Δとの関係を示す。図9に示す特性は、α乗屈折率分布を通常の多層分割近似法により数値解析することにより導出することができる。図9より、22m実効遮断波長λcの比屈折率差Δに対する依存性は、次式(14)により近似できる。 FIG. 9 shows the relationship between the effective cutoff wavelength λ c of 22 m and the relative refractive index difference Δ in the single-mode optical fiber without holes. The characteristic shown in FIG. 9 can be derived by numerically analyzing the α power refractive index distribution by a normal multilayer division approximation method. From FIG. 9, the dependency of the 22 m effective cutoff wavelength λ c on the relative refractive index difference Δ can be approximated by the following equation (14).

Figure 2010102138
Figure 2010102138

前記近似式(14)より、比屈折率差Δが0.35%のときの22m実効遮断波長λcは約1156nmとなる。ここで、参照比屈折率差Δrを0.35%とすると、前記経験式(13)における係数B1は、22m実効遮断波長λcとして1156(nm)を、空孔占有率Sとして0.3を代入することにより、B1=782.7として決定できる。また、前記経験式(13)における係数B4は、前記近似式(14)より、B4=1852として決定される。 From the approximate expression (14), the 22 m effective cutoff wavelength λ c when the relative refractive index difference Δ is 0.35% is about 1156 nm. Here, when the reference relative refractive index difference delta r and 0.35%, the coefficient B 1 in the empirical formula (13), the 1156 (nm) as 22m effective cutoff wavelength lambda c, as the pore occupation rate S 0 By substituting .3, it can be determined as B 1 = 782.7. The coefficient B 4 in the empirical formula (13) is determined as B 4 = 1852 from the approximate formula (14).

ここで、曲げ損失αbの設計条件を、波長1625nm、曲げ半径r=5mmで0.1dB/巻以下、22m実効遮断波長λcの設計条件を1260nm以下とすると、本実施例の空孔付与型単一モード光ファイバにおける空孔占有率Sと、比屈折率差Δの設計条件は、前記経験式(10)及び前記経験式(14)により導出される。 Here, assuming that the design condition of the bending loss α b is 1625 nm, the bending radius r = 5 mm is 0.1 dB / winding or less, and the design condition of the 22 m effective cutoff wavelength λ c is 1260 nm or less, the void formation of this embodiment is performed. The design conditions for the hole occupation ratio S and the relative refractive index difference Δ in the type single-mode optical fiber are derived from the empirical formula (10) and the empirical formula (14).

図10に本実施例において経験式(10)及び経験式(14)により導出した空孔占有率Sと比屈折率差Δとの関係を示す。   FIG. 10 shows the relationship between the hole occupation ratio S and the relative refractive index difference Δ derived from the empirical formula (10) and the empirical formula (14) in this embodiment.

図10において、実線は波長1625nm、曲げ半径5mmにおける曲げ損失αbが0.1dB/巻となる空孔占有率Sと比屈折率差Δの関係を表し、実線より右側の領域で、0.1dB/巻以下の曲げ損失αbを実現することが可能となる。また、破線は22m実効遮断波長λcが1260nmとなる空孔占有率Sと比屈折率差Δの関係を表し、破線より左側の領域で、1260nm以下の22m実効遮断波長λcを実現することが可能となる。従って、本実施例における空孔付与型単一モード光ファイバの設計条件は、図中の実線及び破線で囲まれる領域において設定されることとなる。例えば、空孔占有率Sを34%とする場合、比屈折率差Δの設計領域は0.3〜0.375%の範囲となる。 In FIG. 10, the solid line represents the relationship between the hole occupancy S and the relative refractive index difference Δ where the bending loss α b is 0.1 dB / turn at a wavelength of 1625 nm and a bending radius of 5 mm. It is possible to realize a bending loss α b of 1 dB / winding or less. The broken line represents the relationship between the hole occupancy S and the relative refractive index difference Δ where the 22 m effective cutoff wavelength λ c is 1260 nm, and realizes the 22 m effective cutoff wavelength λ c of 1260 nm or less in the region on the left side of the broken line. Is possible. Therefore, the design conditions for the hole-providing single mode optical fiber in the present embodiment are set in a region surrounded by a solid line and a broken line in the figure. For example, when the hole occupancy S is 34%, the design region of the relative refractive index difference Δ is in the range of 0.3 to 0.375%.

図11に本実施例において空孔占有率Sを34%とする規格化内接円半径R1/a、規格化空孔直径d/2a、並びに空孔数Nの関係を示す。図11に示すように、例えば、規格化内接円半径R1/aを2.5、空孔数Nを8とする場合、規格化空孔直径d/2aを約0.5とすることにより、本発明の空孔付与型単一モード光ファイバを実現することが可能となる。 FIG. 11 shows the relationship between the normalized inscribed circle radius R 1 / a, the normalized hole diameter d / 2a, and the number N of holes, where the hole occupation ratio S is 34% in the present embodiment. As shown in FIG. 11, for example, when the standardized inscribed circle radius R 1 / a is 2.5 and the number of holes N is 8, the standardized hole diameter d / 2a is about 0.5. Thus, the hole-providing single mode optical fiber of the present invention can be realized.

図12に本実施例に係る空孔付与型単一モード光ファイバの設計条件を導出する流れを示す。図12に示すように、本実施例において空孔付与型単一モード光ファイバの設計条件の設定を行う場合は、まず、空孔付与型単一モード光ファイバの曲げ損失αb(dB/巻)及び22m実効遮断波長λc(nm)として所望の値を設定する(ステップP1)。 FIG. 12 shows a flow for deriving design conditions for the hole-providing single mode optical fiber according to the present embodiment. As shown in FIG. 12, when setting the design conditions of the hole-providing single mode optical fiber in this embodiment, first, the bending loss α b (dB / winding of the hole-providing single mode optical fiber is set. ) And 22m effective cutoff wavelength λ c (nm) is set (step P1).

続いて、空孔無し単一モード光ファイバの屈折率分布の数値解析により、経験式(15)における係数A1及びA4を、それぞれ参照比屈折率差Δrにおける曲げ損失αb、並びに曲げ損失αbの比屈折率差依存性として決定する。 Subsequently, by numerical analysis of the refractive index distribution of the single-mode optical fiber without holes, the coefficients A 1 and A 4 in the empirical formula (15) are changed to the bending loss α b at the reference relative refractive index difference Δ r and the bending, respectively. It is determined as the dependence of the loss α b on the relative refractive index difference.

Figure 2010102138
Figure 2010102138

ただし、δΔ=Δ−Δrである。 However, it is δΔ = Δ-Δ r.

続いて、空孔無し単一モード光ファイバの屈折率分布の数値解析により、経験式(16)における係数B1を参照比屈折率差Δrにおける22m実効遮断波長λcを用いて決定する。また、空孔無し単一モード光ファイバの屈折率分布の数値解析により、経験式(16)における係数B4を22m実効遮断波長特性の比屈折率依存性として決定する(ステップP3)。 Subsequently, by a numerical analysis of the refractive index distribution of the single-mode optical fiber without holes, the coefficient B 1 in the empirical formula (16) is determined using the 22 m effective cutoff wavelength λ c at the reference relative refractive index difference Δ r . Further, by numerical analysis of the refractive index distribution of the single-mode optical fiber without holes, the coefficient B 4 in the empirical formula (16) is determined as the relative refractive index dependency of the 22 m effective cutoff wavelength characteristic (step P3).

Figure 2010102138
Figure 2010102138

続いて、前記経験式(15)及び(16)を用い、ステップP1で設定した所望の曲げ損失αb、並びに22m実効遮断波長λcを実現する空孔占有率Sと比屈折率差Δの設計条件を導出する(ステップP4)。 Subsequently, using the empirical formulas (15) and (16), the desired bending loss α b set in step P1 and the hole occupation ratio S and the relative refractive index difference Δ realizing the 22 m effective cutoff wavelength λ c are calculated. Design conditions are derived (step P4).

続いて、ステップP4で得られた空孔占有率Sを実現する空孔数N、規格化内接円半径R1/a、並びに規格化空孔直径d/2aの関係を導出する(ステップP5)。 Subsequently, the relationship between the number N of holes, the standardized inscribed circle radius R 1 / a, and the standardized hole diameter d / 2a for realizing the hole occupancy S obtained in step P4 is derived (step P5). ).

以上の工程により、所望の曲げ損失特性と、22m実効遮断波長特性とを同時に満たす空孔付与型単一モード光ファイバの設計条件を簡易に導出することが可能になる。   Through the above steps, it is possible to easily derive design conditions for a hole-providing single mode optical fiber that simultaneously satisfies a desired bending loss characteristic and a 22 m effective cutoff wavelength characteristic.

以上の結果から、本実施例によれば、曲げ損失αb、並びに22m実効遮断波長λcの空孔占有率Sに対する依存性を考慮に入れ、更に、空孔無し単一モード光ファイバにおける曲げ損失、及び22m実効遮断波長の比屈折率差に対する依存性を用いることにより、所望の曲げ損失、並びに22m実効遮断波長を有する空孔付与型単一モード光ファイバを簡易に設計することができ、空孔付与型単一モード光ファイバの製造を容易に行うことが可能となる。 From the above results, according to the present embodiment, the bending loss α b and the dependency of the 22 m effective cutoff wavelength λ c on the hole occupation ratio S are taken into consideration, and further, bending in a single-mode optical fiber without holes is considered. By using the loss and the dependency of the 22m effective cutoff wavelength on the relative refractive index difference, it is possible to easily design a hole-providing single mode optical fiber having a desired bending loss and 22m effective cutoff wavelength, It is possible to easily manufacture the hole-providing single mode optical fiber.

このように、本実施例によれば、従来の有限要素法等を用いた煩雑な解析を行うことなく、空孔占有率Sと比屈折率差Δとを制御することにより、簡易に所望の曲げ特性と22m実効遮断波長特性を実現する空孔付与型単一モード光ファイバを製造することが可能となる。   Thus, according to the present embodiment, the desired ratio can be easily obtained by controlling the hole occupancy S and the relative refractive index difference Δ without performing a complicated analysis using a conventional finite element method or the like. It becomes possible to manufacture a hole-providing single mode optical fiber that realizes bending characteristics and 22 m effective cutoff wavelength characteristics.

本発明は、空孔付与型単一モード光ファイバに適用して好適なものである。   The present invention is suitable for application to a hole-providing single mode optical fiber.

本発明に係る空孔付与型単一モード光ファイバの一実施形態の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of one Embodiment of the hole provision type | mold single mode optical fiber which concerns on this invention. 本発明の第1の実施例に係る空孔付与型単一モード光ファイバにおける曲げ損失αbと空孔占有率Sとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the bending loss (alpha) b and the hole occupation rate S in the hole provision type | mold single mode optical fiber which concerns on the 1st Example of this invention. 本発明の第1の実施例に係る空孔付与型単一モード光ファイバの一実施形態における曲げ損失αbと比屈折率差Δとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between bending loss (alpha) b and specific refractive index difference (DELTA) in one Embodiment of the hole provision type | mold single mode optical fiber which concerns on the 1st Example of this invention. 本発明の第1の実施例に係る空孔付与型単一モード光ファイバの一実施形態における22m実効遮断波長λcと空孔占有率Sとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between 22m effective cutoff wavelength (lambda) c and hole occupation rate S in one Embodiment of the hole provision type | mold single mode optical fiber which concerns on the 1st Example of this invention. 本発明の第1の実施例に係る空孔付与型単一モード光ファイバの一実施形態における22m実効遮断波長λcと比屈折率差Δとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between 22m effective cutoff wavelength (lambda) c and relative refractive index difference (DELTA) in one Embodiment of the hole provision type | mold single mode optical fiber which concerns on the 1st Example of this invention. 本発明の第1の実施例に係る空孔付与型単一モード光ファイバの一実施形態における空孔占有率Sと比屈折率差Δとの設計条件を示すグラフである。It is a graph which shows the design conditions of the hole occupation rate S and relative refractive index difference (DELTA) in one Embodiment of the hole provision single mode optical fiber which concerns on the 1st Example of this invention. 本発明の第1の実施例に係る空孔付与型単一モード光ファイバの一実施形態において空孔占有率Sを35%とする規格化内接円半径R1/a、規格化空孔直径d/2a、並びに空孔数Nの関係を表すグラフである。In one embodiment of the hole-providing single mode optical fiber according to the first embodiment of the present invention, the normalized inscribed circle radius R 1 / a with the hole occupation ratio S being 35%, the normalized hole diameter It is a graph showing the relationship between d / 2a and the number of holes N. 空孔無し単一モード光ファイバにおける曲げ損失αbと比屈折率差Δとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between bending loss (alpha) b and relative refractive index difference (DELTA) in a single mode optical fiber without a hole. 空孔無し単一モード光ファイバにおける22m実効遮断波長λcと比屈折率差Δとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between 22m effective cutoff wavelength (lambda) c and relative-refractive-index difference (DELTA) in a single mode optical fiber without a hole. 本発明の第2の実施例において経験式(10)及び経験式(14)により導出した空孔占有率Sと比屈折率差Δとの関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between the hole occupation rate S derived | led-out by empirical formula (10) and empirical formula (14) and relative refractive index difference (DELTA) in the 2nd Example of this invention. 本発明の第2の実施例において空孔占有率Sを34%とする規格化内接円半径R1/a、規格化空孔直径d/2a、並びに空孔数Nの関係を表すグラフである。In the second embodiment of the present invention, a graph showing the relationship between the normalized inscribed circle radius R 1 / a, the normalized hole diameter d / 2a, and the number of holes N, where the hole occupation ratio S is 34%. is there. 本発明の第2の実施例に係る空孔付与型単一モード光ファイバの設計条件を導出する流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow which derives | leads-out the design conditions of the hole provision type | mold single mode optical fiber which concerns on the 2nd Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

11 クラッド部
12 コア部
13 空孔
11 Clad part 12 Core part 13 Hole

Claims (4)

均一な屈折率を有するクラッド部と、前記クラッド部よりも高い屈折率を有し、当該クラッド部の中央に配置されたコア部と、前記クラッド部内に前記コア部と同心円上に等間隔に配置された少なくとも6個以上の空孔とを有し、前記クラッド部における前記空孔の占有率及び前記クラッド部に対する前記コア部の比屈折率差を制御することにより、曲げ損失特性及び22m実効遮断波長特性が所望の値に設計された
ことを特徴とする空孔付与型単一モード光ファイバ。
A clad part having a uniform refractive index, a core part having a higher refractive index than the clad part, arranged at the center of the clad part, and arranged at equal intervals on the concentric circle with the core part in the clad part And controlling the occupancy ratio of the holes in the clad part and the relative refractive index difference of the core part with respect to the clad part, thereby controlling the bending loss characteristics and the effective cutoff of 22 m. A hole-providing single-mode optical fiber characterized in that the wavelength characteristic is designed to a desired value.
空孔無し単一モード光ファイバの屈折率分布の数値解析により導出された前記曲げ損失及び前記22m実効遮断波長の比屈折率差に対する依存性を用いて、前記占有率及び前記比屈折率差が導出された
ことを特徴とする請求項1記載の空孔付与型単一モード光ファイバ。
Using the dependency on the relative refractive index difference of the bending loss and the effective cutoff wavelength of 22 m derived from the numerical analysis of the refractive index distribution of the single-mode optical fiber without holes, the occupation ratio and the relative refractive index difference are The hole-providing single mode optical fiber according to claim 1, wherein the hole-providing single mode optical fiber is derived.
均一な屈折率を有するクラッド部と、前記クラッド部よりも高い屈折率を有し、当該クラッド部の中央に配置されたコア部と、前記コア部の中心から同心円上の前記クラッド部に等間隔に配置された少なくとも6個以上の空孔とを有する空孔付与型単一モード光ファイバの製造方法であって、
前記空孔の前記クラッド部における占有率及び前記コア部の前記クラッド部に対する比屈折率差を制御し、前記空孔付与型単一モード光ファイバの曲げ損失特性及び22m実効遮断波長特性を所望の値に設計する
ことを特徴とする空孔付与型単一モード光ファイバの製造方法。
A clad part having a uniform refractive index, a core part having a higher refractive index than the clad part, and a core part arranged at the center of the clad part, and an equal interval from the center of the core part to the clad part on a concentric circle A method for producing a hole-providing single mode optical fiber having at least six or more holes arranged in
The occupancy ratio of the holes in the cladding part and the relative refractive index difference of the core part with respect to the cladding part are controlled, and the bending loss characteristic and the 22 m effective cutoff wavelength characteristic of the hole-providing single mode optical fiber are set as desired. A method for manufacturing a hole-providing type single-mode optical fiber, characterized by being designed to have a value.
空孔無し単一モード光ファイバの屈折率分布の数値解析により導出された前記曲げ損失及び前記22m実効遮断波長の比屈折率差に対する依存性を用いて、前記占有率及び前記比屈折率差を導出する
ことを特徴とする請求項3記載の空孔付与型単一モード光ファイバの製造方法。
Using the dependence of the bending loss and the 22m effective cutoff wavelength on the relative refractive index difference derived from the numerical analysis of the refractive index profile of the single-mode optical fiber without holes, the occupation ratio and the relative refractive index difference are calculated. The method for producing a hole-providing single mode optical fiber according to claim 3, wherein:
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