JP2010170136A - 単一モード光ファイバー - Google Patents

Abstract

【課題】比較的高いＭＡＣ値を有しながら、曲げ損失に対して良好な抵抗力を有する光ファイバーを提供すること。
【解決手段】光ファイバー１０は、中心から周辺へ、中心コア１２および光クラッド１４を含む。中心コア１２は、屈折率ｎ_１および半径ｒ_１を有し、光クラッド１４は、ｎ_２＜ｎ_１および０．３１％＜Δｎ＜０．５５％であるような一定の屈折率ｎ_２を有する。
ファイバーは、中心コア１２から距離Λに分配される半径ｒ_ｈの少なくとも５つの孔１６を含み、ただし９μｍ＜Λ≦１７μｍおよび０．５×ｒ_１≦ｒ_ｈ≦ｒ_１である。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバー伝送の分野に関し、さらに詳細には、実質的に低減された曲げ損失を有する光ファイバーに関する。

光ファイバーに対して、屈折率プロファイルは一般に、屈折率をファイバーの半径と関連付ける関数のグラフの外見に従って分類される。標準的方式では、ファイバーの中心までの距離ｒが、ｘ軸上に示され、ｙ軸上には、その屈折率とファイバークラッドの屈折率との差が、示される。光クラッドの機能を果たす外側クラッドは、実質的に一定の屈折率を有し、この光クラッドは、一般に純粋な石英でできているが、１つまたは複数のドーパントを含むこともまた可能である。それ故に術語「ステップ」、「アルファ」、「台形」または「三角形」屈折率プロファイルは、ステップ、屈折率分布のアルファ、台形または三角形の形状をそれぞれ有するグラフを説明するために使用される。これらの曲線は、一般にファイバーの理論的または設定プロファイルを表すが、一方ファイバーの製造上の制約は、わずかに異なるプロファイルをもたらす可能性がある。

標準的方式では、光ファイバーは、光信号を伝送し、オプションとして増幅する機能を有する光コア、および光信号を光コア内に閉じ込める機能を有する光クラッドでできている。この目的のために、光コアの屈折率ｎ_１および光クラッドの屈折率ｎ_２は、ｎ_１＞ｎ_２であるようなものである。よく知られているように、単一モード光ファイバー内の光信号の伝搬は、光コア内の基本導波モード（ＬＰ０１と呼ばれる）およびコア−クラッド集合体内のある距離にわたる二次導波モードに分解されてもよい。

標準的方式では、またＳＭＦ（単一モードファイバー）とも呼ばれる、ステップ型屈折率ファイバーは、光ファイバー伝送システムのために使用される。これらのファイバーは、特定の電気通信標準に適合する色分散および色分散勾配を有する。

異なる製造業者からの光学システム間の互換性の必要性に応えて、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ（ＩＴＵ）は、ＳＳＭＦ（標準単一モードファイバー）と呼ばれる、標準光伝送ファイバーが適合しなければならない標準、参照番号ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．６５２を定義した。

とりわけ、Ｇ．６５２標準は、波長１３１０ｎｍでのモードフィールド径（ＭＦＤ）に対して８．６−９．５μｍの範囲［８．６、９．５μｍ］内、ケーブル遮断波長の値に対して最大１２６０ｎｍ、ゼロ分散波長（ＺＤＷ）の値に対して１３００−１３２４ｎｍの範囲［１３００、１３２４ｎｍ］内、ゼロ分散波長での色分散勾配、即ちゼロ分散勾配（ＺＤＳ）の値に対して最大０．０９２ｐｓ／ｎｍ^２．ｋｍの伝送ファイバーを推奨する。標準的方式では、ケーブル遮断波長は、標準ＩＥＣ６０７９３−１−４４内でＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎの小委員会８６Ａによって定義されたように、光信号がファイバーの２２メータを超える伝搬後にもはや単一モードではない波長として測定される。

さらに、家庭までのファイバー化（ＦＴＴＨ）または縁石までのファイバー化（ＦＴＴＣ）と呼ばれる、個人の家庭に据え付けられる光学システムを対象とするファイバーを有する応用に対しては、曲げ損失の低減は、特に光ファイバーが小型光学ボックス内にクリップで留められるまたは巻かれることを意図されるときには、必須である。それ故に標準は、そのような応用を対象とするファイバーに曲げ損失限界を課すために定義された。Ｇ．６５７Ｂ標準は、Ｇ．６５２標準の要件をそのままにし、さらに曲げ損失に厳格な限界を課す：
−波長１５５０ｎｍにおいて、曲げ損失は、曲率半径１５ｍｍに対しては０．００３ｄＢ／ターン、曲率半径１０ｍｍに対しては０．１ｄＢ／ターン、および曲率半径７．５ｍｍに対しては０．５ｄＢ／ターン未満でなければならない。
−波長１６２５ｎｍにおいて、曲げ損失は、曲率半径１５ｍｍに対しては０．０１ｄＢ／ターン、曲率半径１０ｍｍに対しては０．２ｄＢ／ターン、および曲率半径７．５ｍｍに対しては１ｄＢ／ターン未満でなければならない。

所与の光ファイバーに対しては、ＭＡＣ値として知られている値もまた、実効遮断波長に対する１５５０ｎｍでの光ファイバーのモードフィールド径の比として定義される。標準的方式では、実効遮断波長λ_Ｃは、標準ＩＥＣ６０７９３−１−４４内でＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎの小委員会８６Ａによって定義されたように、光信号がファイバーの２メータを超える伝搬後にもはや単一モードではない波長として測定される。ＭＡＣ値は、光ファイバーの性能の評価のための、特にモードフィールド径、実効遮断波長および曲げ損失の間の妥協案を見いだすためのパラメータを構成する。

出願人の実験結果を例示し、標準ＳＳＭＦステップ型屈折率ファイバーでの曲率半径１５ｍｍに対して波長１５５０ｎｍでのＭＡＣと波長１６２５ｎｍでの曲げ損失との間の関係を立証する文献ＥＰ１，８４５，３９９およびＥＰ１，７８５，７５４が、参照されてもよい。これらの文献は特に、ＭＡＣ値が光ファイバーの曲げ損失に影響を及ぼすことおよびこれらの曲げ損失がＭＡＣを低減することによって低減されてもよいことを立証する。しかしながら、ＭＡＣを低減することは、Ｇ．６５２標準の限界を越える結果をもたらすことがあり得る。

特にモードフィールド径および遮断波長に関して、ある光伝送パラメータを保持しながら曲げ損失を低減することは、ＦＴＴＨまたはＦＴＴＣ応用にとっての主要な課題を構成する。

特にモードフィールド径および色分散に関して、制限された曲げ損失を有するがＧ．６５２標準の基準にはちょうど適合するファイバープロファイルは、ＵＳ７，１６４，８３５およびＵＳ２００７／０１４７７５６から知られている。

ホーリーファイバーは、少なくともクラッドの一部として働くようにそれらの長さに沿って走る空孔の規則的配置を有する光ファイバーである。

さらに、ホーリーファイバー技術は、曲げ損失に関して良好な性能を達成することを可能にする。このことが、この技術を実施するいくらかの数の光ファイバーが提案された理由である。

例えば、中心コアおよび光クラッドを含む光ファイバーは、ＵＳ６，９０１，１９７から知られている。複数の孔は、光クラッド内に形成される。これらの孔は、同心状六角形を形成するように配置される。

ＵＳ２００６／２４００９は、中心コアおよび光クラッドを含む単一モードファイバーを説明する。光クラッドは、ネットワークを形成する複数の円筒状空孔を含む。空孔は、２つの隣接する空孔間の中心から中心の距離が、光ファイバー内を伝搬する光の波長の少なくとも１．５倍に等しいように、周期的に配置される。

文献ＵＳ６，６３６，６７７は、中心コアおよび同心円内に配置された複数の空孔が形成された光クラッドを含む光ファイバーを説明する。

単一リング状に配置された円筒状空孔を有するファイバーもまた、知られている。

それ故に、ＵＳ５，９０７，６５２は、中心コア、多モード中間光クラッド、第１および第２の外側光クラッド、ならびにポリマーカバーを含む多モードファイバーを開示する。この文献によれば、空孔は、第１の外側クラッド内に形成され、その空孔は、第１の外側光クラッドの体積の７５％よりも大きい体積を占める。

さらに、ＵＳ２００６／４５４４８は、中心コアおよびリング状に配置された複数の円筒状空孔が形成された光クラッドを含む光ファイバーを説明する。

中心コアおよびクラッド内に形成され、リング状に分配された円筒状空孔を有する光クラッドを含む別の光ファイバーは、ＩＥＥＥ ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｌｅｔｔｅｒｓ、ｖｏｌ．１５、Ｎｏ．１２、２００３年１２月からの論文「Ｈｏｌｅ−ａｓｓｉｓｔｅｄ ｆｉｂｅｒ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｓｍａｌｌ ｂｅｎｄｉｎｇ ａｎｄ ｓｐｌｉｃｅ ｌｏｓｓｅｓ」で説明される。孔の直径は、中心コアの直径に等しい。

Ｈｉｔａｃｈｉ Ｃａｂｌｅ Ｒｅｖｉｅｗ、Ｎｏ．２２、２００３年８月からの論文「Ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒｓ ｆｏｒ ｎｅｘｔ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ」もまた、中心コアおよび６つの空孔を有する光クラッドを含む光ファイバーを説明する。しかしながら、この論文は、ファイバーの異なる要素の寸法に関して何の詳細も与えない。

同様に、Ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、ＯＦＣ２００７、ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ＮｔｈＡ２の議事録からの、Ｙ．Ｋａｔｏ、Ｋ．ＳｕｚｕｋｉおよびＫ．Ｏｈｓｏｎｏによる論文「Ｆｉｅｌｄ ｉｎｓｔａｌｌａｂｌｅ ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｆｏｒ ｈｏｌｅｙ ｆｉｂｅｒ」もまた、中心コアおよび６つの空孔を含む光クラッドを含む光ファイバーを説明する。しかしながら、この論文は、ファイバーの異なる要素の寸法に関して何の詳細も与えない。

最後に、Ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、ＯＦＣ２００６、ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ＯＷＩ２の議事録からの、Ｇ．Ｈ．Ｋｉｍ、Ｙ．Ｇ．Ｈａｎ、Ｈ．Ｓ．Ｃｈｏ、Ｓ．Ｈ．Ｋｉｍ、Ｓ．Ｂ．Ｌｅｅ、Ｋ．Ｓ．Ｌｅｅ、Ｃ．Ｈ．Ｊｅｏｎｇ、Ｃ．Ｈ．Ｏｈ、Ｈ．Ｊ．Ｋａｎｇによる文献「Ａ ｎｏｖｅｌ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｖｅｒｓａｔｉｌｅ ｈｏｌｅｙ ｆｉｂｅｒｓ ｗｉｔｈ ｌｏｗ ｂｅｎｄｉｎｇ ｌｏｓｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｏｐｔｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ」は、中心コアおよび６つの空孔がリング状に配置され、位置決めされた光クラッドを含む光ファイバーを説明する。孔の直径は、中心コアの直径よりも大きい。

欧州特許第１，８４５，３９９号明細書 欧州特許第１，７８５，７５４号明細書 米国特許第７，１６４，８３５号明細書 米国特許出願公開第２００７／０１４７７５６号明細書 米国特許第６，９０１，１９７号明細書 米国特許出願第２００６／２４００９号明細書 米国特許第６，６３６，６７７号明細書 米国特許第５，９０７，６５２号明細書 米国特許出願第２００６／４５４４８号明細書 米国特許第６，０９７，８７０号明細書

ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．６５２、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ（ＩＴＵ） ＩＥＣ ６０７９３−１−４４、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．６５７Ｂ、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ（ＩＴＵ） 「Ｈｏｌｅ−ａｓｓｉｓｔｅｄ ｆｉｂｅｒ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｓｍａｌｌ ｂｅｎｄｉｎｇ ａｎｄ ｓｐｌｉｃｅ ｌｏｓｓｅｓ」、ＩＥＥＥ ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｌｅｔｔｅｒｓ、ｖｏｌ．１５、Ｎｏ．１２、２００３年１２月 「Ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒｓ ｆｏｒ ｎｅｘｔ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ」、Ｈｉｔａｃｈｉ Ｃａｂｌｅ Ｒｅｖｉｅｗ、Ｎｏ．２２、２００３年８月 「Ｆｉｅｌｄ ｉｎｓｔａｌｌａｂｌｅ ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｆｏｒ ｈｏｌｅｙ ｆｉｂｅｒ」、Ｙ．Ｋａｔｏ、Ｋ．ＳｕｚｕｋｉおよびＫ．Ｏｈｓｏｎｏ、Ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、ＯＦＣ２００７、ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ＮｔｈＡ２の議事録 「Ａ ｎｏｖｅｌ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｖｅｒｓａｔｉｌｅ ｈｏｌｅｙ ｆｉｂｅｒｓ ｗｉｔｈ ｌｏｗ ｂｅｎｄｉｎｇ ｌｏｓｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｏｐｔｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ」、Ｇ．Ｈ．Ｋｉｍ、Ｙ．Ｇ．Ｈａｎ、Ｈ．Ｓ．Ｃｈｏ、Ｓ．Ｈ．Ｋｉｍ、Ｓ．Ｂ．Ｌｅｅ、Ｋ．Ｓ．Ｌｅｅ、Ｃ．Ｈ．Ｊｅｏｎｇ、Ｃ．Ｈ．Ｏｈ、Ｈ．Ｊ．Ｋａｎｇ、Ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、ＯＦＣ２００６、ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ＯＷＩ２の議事録

比較的高いＭＡＣ値を有しながら、曲げ損失に対して良好な抵抗力を有する光ファイバーの必要性がまだある。

この目的のために、本発明は、高ＭＡＣ値を保持しながら曲げ損失を改善するように最適化されるホーリーファイバーを提案する。ファイバープロファイルの最適化は、複数の独立パラメータを含んで、非常に複雑である（曲げ損失に影響を及ぼすプロファイルパラメータはまた、ＷＯ２遮断波長なども決定する）。最適化は、４次元空間（ｒ_１、ｒ_ｈ、ΔｎおよびΛ）内で行われ、それ故にそれは真の発明プロセスである。

本発明はさらに詳細には、中心から周辺へ、中心コアおよび光クラッドを含む光ファイバーであって、
−中心コアは、屈折率ｎ_１および３．２μｍ＜ｒ_１＜４．５μｍであるような半径ｒ_１を有し、
−光クラッドは、ｎ_２＜ｎ_１および

であるような屈折率ｎ_２を有し、
光クラッドは、中心コアから距離Λに分配される半径ｒ_ｈの少なくとも５つの孔を含み、距離Λは、中心コアの中心から孔の中心まで測定され、ただし
０．５×ｒ_１≦ｒ_ｈ≦ｒ_１、および
９μｍ＜Λ≦１７μｍ
である、光ファイバーを提案する。

好ましくは、本発明による光ファイバーは、単独でまたは組み合わせて取得される、１つまたは複数の次の特徴を有する：
−少なくとも５つの孔は、円周方向に等距離に分配される。
−光ファイバーは、少なくとも６．５のＭＡＣ値を有し、ＭＡＣ値は、ファイバーの実効遮断波長に対する１５５０ｎｍでのファイバーのモードフィールド径の比として定義される。
−波長１５５０ｎｍに対して、ファイバーは：
−曲率半径Ｒｃ＝７．５ｍｍに対しては５．０・１０^−１ｄＢ／ターン、および
−曲率半径Ｒｃ＝１０ｍｍに対しては１．０・１０^−１ｄＢ／ターン
未満の曲げ損失を有する。
−８．５未満のＭＡＣ値を有する光ファイバー。
−波長１６２５ｎｍに対して、ファイバーは：
−曲率半径Ｒｃ＝７．５ｍｍに対しては１．０ｄＢ／ターン、および
−曲率半径Ｒｃ＝１０ｍｍに対しては０．２ｄＢ／ターン
未満の曲げ損失を有する。
−８．５未満のＭＡＣ値を有する光ファイバー。
−ファイバーは、８．４未満のＭＡＣ値ならびに、波長１５５０ｎｍに対して：
−曲率半径Ｒｃ＝５ｍｍに対しては６・１０^−１ｄＢ／ターン、および
−曲率半径Ｒｃ＝１５ｍｍに対しては８・１０^−３ｄＢ／ターン
未満の曲げ損失を有する。
−ファイバーは、８未満のＭＡＣ値ならびに、波長１５５０ｎｍに対して：
−曲率半径Ｒｃ＝５ｍｍに対しては３．０・１０^−１ｄＢ／ターン、および
−曲率半径Ｒｃ＝１５ｍｍに対しては４．０・１０^−３ｄＢ／ターン
未満の曲げ損失を有する。
−ファイバーは、７．５未満のＭＡＣ値ならびに、波長１５５０ｎｍに対して：
−曲率半径Ｒｃ＝５ｍｍに対しては２．０・１０^−１ｄＢ／ターン、および
−曲率半径Ｒｃ＝１５ｍｍに対しては７．０・１０^−４ｄＢ／ターン
未満の曲げ損失を有する。
−ファイバーは、７未満のＭＡＣ値ならびに、波長１５５０ｎｍに対して：
−曲率半径Ｒｃ＝５ｍｍに対しては１．０・１０^−１ｄＢ／ターン、および
−曲率半径Ｒｃ＝１５ｍｍに対しては１．０・１０^−５ｄＢ／ターン
未満の曲げ損失を有する。
−ファイバーのゼロ分散波長λ_０の値は、１３００＜λ_０＜１３２４ｎｍの間に含まれる。
−ファイバーのゼロ分散波長での色分散勾配の値は、９．２・１０^−２ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍ未満である。
−ファイバーは、１２６０ｎｍ未満のケーブル遮断波長を有する。
−ファイバーは、１２６０ｎｍ未満の実効遮断波長を有する。
−ファイバーは、孔の単一リングを含む。
−ファイバーは、８．６と９．５μｍとの間に含まれる波長１３１０ｎｍでのモードフィールド径２×Ｗ０２を有する。

本発明の他の特徴および利点は、一例としておよび本発明の実施形態によるファイバーの断面図の図表示を示す添付の図面を参照して与えられる、本発明の実施形態の次の説明を読むことで明らかになるだろう。

中心コア１２および光クラッド１４を有する本発明のファイバー１０を示す。

図１で例示されるように、本発明のファイバー１０は、中心コア１２および光クラッド１４を有する。典型的には、中心コア１２は、プリフォームを形成する石英管内でのＣＶＤ型蒸着によって得られ、光クラッド１４は、その管によって構成され、その管は一般に、自然のまたはドープされた石英で補充される。中心コア１２はまた、任意の他の蒸着技術（ＶＡＤまたはＯＶＤ）によって得られてもよい。光ファイバー１０はまた、光クラッド１４内に形成された孔１６も含む。これらの孔１６は、中心コア１２の蒸着およびオーバークラッドが行われるとすぐにプリフォーム内に穴あけすることによって、または任意の他の技術によって得られてもよい。

それ自体知られている方法では、光ファイバー１０は、プリフォームを引き延ばすことによって得られてもよい。

ホーリーファイバーはまた、「ゾル−ゲル」として知られている方法に従って得られるプリフォームそれ自体を引き延ばすことによって得られてもよい。この方法によれば、プリフォームは、成形によって作製される。

別の変形によれば、引き延ばされるべきプリフォームは、「積み重ねおよび引き延ばし」と呼ばれるプロセスに従って得られる。このプロセスによれば、プリフォームは、孔を形成するための中空管ならびに中心コアおよびクラッドを形成するための中実棒を組み合わせることによって作製される。

図１では、６つの孔１６が、光クラッド１４内に作られる。しかしながら、本発明による光ファイバー１０は、少なくとも５つの孔を含み、６つよりも多くの孔を含むことができる。

注目すべきことには、本発明による光ファイバー１０の孔１６は、中心コア１２の中心から測定される、２つの連続する孔１６間で略一定の角距離を有するために、中心コア１２の周りに単一リング状に配置される。言い換えれば、光ファイバー１０の孔１６は、中心コア１２の周りに円周方向に等距離に分配される。それ故に、孔１６は、中心コア１２から実質的に等距離に分配され、２つの隣接する孔１６間の距離は、実質的に一定である。

実際に、中心コア１２の周りに空孔１６のいくつかのリングを持つ構造を含む光ファイバー１０は、特に１５ｍｍ未満の曲率半径に対しては、孔１６が単一リング状に配置される光ファイバー１０よりも大きな曲げ損失を有することが観察された。さらに、空孔１６のいくつかの同心状リングを持つ光ファイバー１０は、中心コア１２の周りに単一リング全体にわたって分配される孔１６を含む光ファイバー１０よりも製造するのがより複雑である。

本発明による光ファイバー１０は、屈折率ｎ_１を有する中心コア１２および屈折率ｎ_２を有する光クラッド１４を含み、屈折率ｎ_１は、屈折率ｎ_２よりも大きい。

中心コア１２の幅は、その半径ｒ_１によって、光クラッド１４の幅は、その外側半径ｒ_２によって、および孔１６の幅は、それらの半径ｒ_ｈによって定義される。

本発明によれば、中心コア１２は、３．２と４．５μｍとの間に含まれる、即ち、標準単一モードファイバーの半径に実質的に等しい半径ｒ_１を有する。

光クラッド１４の半径ｒ_２は、好ましくは約８０と約１２５μｍとの間に含まれる。８０μｍの半径ｒ_２は、特に改善された機械的強度を有する光ファイバー１０を得ることを可能にする。

さらに、光ファイバー１０の中心コア１２および光クラッド１４は、ｎ_２＜ｎ_１および：

であるような屈折率ｎ_１、ｎ_２をそれぞれ有する。

中心コア１２の直径および光クラッド１４に対するその屈折率差は、特に色分散およびモードフィールド径に関して、Ｇ．６５２標準と互換性がある光信号の伝搬の条件を保証することを可能にする。

さらに、光クラッド１４は、中心コア１２から距離Λに円周方向に等距離に分配される半径ｒ_ｈの少なくとも５つ、好ましくは６つの孔１６を含む。これらの孔１６は、光クラッド１４内に負のステップ型屈折率を形成し、それ故に本発明による光ファイバー１０の曲げ損失特性の改善に寄与する。

孔１６は、連続的なチャネルの形である。この場合、孔は、光ファイバー１０の軸に沿って縦方向に延びる。しかしながら、孔１６はまた、光ファイバー１０に沿ってらせん状に延びることも可能である。言い換えれば、孔１６はまた、ねじられるまたは撚られてもよい。

好ましくは、孔１６の数は、８つの孔に制限される。

孔１６は、空気、特に乾燥空気で満たされてもよい。実際に、空気の湿度は、光ファイバー１０の散逸の増加を引き起こすことがあり得る。しかしながら、孔１６はまた、アルゴン、ヘリウムまたは窒素などの不活性気体で満たされてもよい。

本発明によれば、孔１６の中心と中心コア１２の中心との間の距離Λは、９と１７μｍとの間に含まれる。好ましくは、この距離Λは、１１と１５μｍとの間に含まれ、さらにより好ましくは、１３μｍに等しい。実際に、もし孔１６が中心コア１２に近すぎるならば、それらは、光ファイバー１０内により高次のモードの伝搬を許容し、このことは、遮断波長の増加をもたらす。もし孔１６が中心コア１２から遠すぎるならば、Ｇ．６５７標準によって課せられる限界内の曲げ損失を保証することはできない。

さらに、本発明によれば、孔の半径ｒ_ｈおよび中心コアの半径ｒ_１は、不等式０．５×ｒ_１≦ｒ_ｈ≦ｒ_１、好ましくは０．６×ｒ_１≦ｒ_ｈ≦ｒ_１、より好ましくは０．７×ｒ_１≦ｒ_ｈ≦ｒ_１、さらにより好ましくは０．６×ｒ_１≦ｒ_ｈ≦０．９×ｒ_１または０．７×ｒ_１≦ｒ_ｈ≦０．９×ｒ_１さえ満たす。さらにより好ましくは、孔の半径は、０．７５×ｒ_１に等しい。もしｒ_ｈ＜ｒ_１．０．５ならば、Ｇ．６５７Ｂ標準に関する曲げ損失仕様は、満たされない（表ＩＩ、列Ｅｂｉｓもまた参照）。

もし光ファイバー１０の孔１６の半径が小さすぎるならば、Ｇ．６５７標準によって課せられる限界内の曲げ損失を保証することはできない。もし光ファイバー１０の孔１６の半径（ｒ_ｈ）が大きすぎるならば、それらは、光ファイバー１０内により高次のモードの伝搬を許容し、遮断波長の増加をもたらす。

ホーリーファイバーに対するこれらのパラメータ値は、低曲げ損失および比較的高いＭＡＣ値の両方を有する光ファイバー１０を得ることを可能にすることがわかった。

それ故に、好ましくは、光ファイバー１０は、６．５より大きいＭＡＣ値を有する。

本発明による光ファイバー１０はまた、８．５未満のＭＡＣ値ならびに、波長１５５０ｎｍに対して、曲率半径Ｒｃ＝７．５ｍｍに対しては０．５ｄＢ／ターン未満の、および曲率半径Ｒｃ＝１０ｍｍに対しては０．１ｄＢ／ターン未満の曲げ損失を有することもできる。

例えば、本発明による光ファイバー１０は、８．４未満のＭＡＣ値ならびに、波長１５５０ｎｍに対して、曲率半径５ｍｍに対しては６・１０^−１ｄＢ／ターン未満の、および曲率半径１５ｍｍに対しては８．１０^−３ｄＢ／ターン未満の曲げ損失を有することができる。別の例によれば、本発明による光ファイバー１０は、８未満のＭＡＣ値ならびに、波長１５５０ｎｍに対して、曲率半径５ｍｍに対しては３・１０^−１ｄＢ／ターン未満の、および曲率半径１５ｍｍに対しては４・１０^−３ｄＢ／ターン未満の曲げ損失を有することができる。

別の例によれば、本発明による光ファイバー１０は、７．７未満のＭＡＣ値ならびに、波長１５５０ｎｍに対して、曲率半径５ｍｍに対しては３・１０^−１ｄＢ／ターン未満の、および曲率半径１５ｍｍに対しては７・１０^−４ｄＢ／ターン未満の曲げ損失を有することができる。

別の例によれば、本発明による光ファイバー１０は、７．５未満のＭＡＣ値ならびに、波長１５５０ｎｍに対して、曲率半径５ｍｍに対しては２・１０^−１ｄＢ／ターン未満の、および曲率半径１５ｍｍに対しては５・１０^−４ｄＢ／ターン未満の曲げ損失を有することができる。別の例によれば、本発明による光ファイバーは、７未満のＭＡＣ値ならびに、波長１５５０ｎｍに対して、曲率半径５ｍｍに対しては８・１０^−２ｄＢ／ターン未満の、および曲率半径１５ｍｍに対しては１．５・１０^−３ｄＢ／ターン未満の曲げ損失を有することができる。

さらに、本発明による光ファイバー１０は、１３００＜λ_０＜１３２４ｎｍの間に含まれるゼロ分散波長値λ_０を有することができる。本発明による光ファイバー１０はまた、０．０９２ｐｓ／ｎｍ^２．ｋｍ未満のゼロ分散波長での色分散勾配値を有することもできる。それ故に、本発明による光ファイバー１０は、色分散に関してＧ．６５２標準に完全に適合することができる。

さらに、本発明による光ファイバー１０は：
−１２６０ｎｍ未満のケーブル遮断波長、および
−８．６と９．５μｍとの間に含まれる１３１０ｎｍでのモードフィールド径２×Ｗ０２
を有することができる。

したがって、本発明による光ファイバー１０はまた、遮断波長およびモードフィールド径の点からもＧ．６５２標準に適合する。他の既存のＧ．６５２標準準拠ファイバーとの接続は、最小損失で行われると想定されてもよい。

（実施例）
下の表は、光ファイバーの実施例を示す。

表Ｉから表ＩＶの第１の行は、それぞれの実施例にＡからＮの参照記号を与える。第２の行は、中心コアの半径（ｒ_１）を定義する。第３の行は、中心コアの屈折率Δｎを次のように定義される関係式の形で表示する：

ただし、ｎ_１は、中心コアの屈折率であり、ｎ_２は、光クラッドの屈折率である。

したがって、中心コアの屈折率は、下の表内ではパーセンテージとして与えられる。

次の４行は：
−光クラッド内に作製される孔の数、
−それらの半径（ｒ_１）、
−孔の半径と中心コアの半径との間の関係式（ｒ_ｈ／ｒ_１）、および
−孔と中心コアとの間の距離Λで、中心から中心まで測定される距離
をそれぞれ表示する。

次の２行は、波長１３１０ｎｍおよび１５５０ｎｍでのフィールドモードフィールド径２×Ｗ０２をそれぞれ表示する。このモードフィールド径２×Ｗ０２はペーターマン（Ｐｅｔｅｒｍａｎｎ）ＩＩ方程式に従って定義される。

次の２行は、ファイバー遮断波長λ_ｃおよび関係式２×Ｗ０２／λ_ｃとして定義されるＭＡＣをそれぞれ表示する。

次の４行は、曲率半径Ｒｃ１５ｍｍ、１０ｍｍ、７．５ｍｍおよび５ｍｍそれぞれに対する波長１５５０ｎｍでの曲げ損失ＢＬを与え、曲げ損失に対する値は、ターン当たりのｄＢで表される。

次の４行は、曲率半径Ｒｃ１５ｍｍ、１０ｍｍ、７．５ｍｍおよび５ｍｍそれぞれに対する波長１６２５ｎｍでの曲げ損失ＢＬを与え、曲げ損失に対する値は、ターン当たりのｄＢで表される。

表Ｉのファイバーは、中心コアの中心から１３μｍに等しい距離Λに円周方向に等距離に分配される半径３μｍを持つ６つの孔を含む。

表Ｉの実施例は、３．２μｍと４．４μｍとの間に含まれる半径ｒ_１を有する、光ファイバーの中心コアの寸法の点で、０．３１と０．５５％との間に含まれる、コアとクラッドとの間の屈折率の差Δｎの変化の点で異なることがわかる。

孔の半径と中心コアの半径との間の関係式は、０．６８と０．９４との間で変わる。

ファイバーＢだけが、モードフィールド径に関してＧ．６５２標準に適合することがわかる。

ファイバーＡからＤは、１２５１と１２５５との間に含まれる実効遮断波長を有する。それ故に、すべてのこれらのファイバーは、Ｇ．６５２標準に準拠するケーブル遮断波長λ_ｃ＜１２６０ｎｍを保証するファイバー遮断波長を有する。

これらのファイバーのＭＡＣ値は、６．５と８．４との間に含まれる。

実施例ＡからＤのファイバーはすべて、Ｇ．６５７Ｂ標準の限界内の曲げ損失を有し、特にそれらはすべて、曲率半径７．５ｍｍに対しては０．５ｄＢ／ターン未満の、および曲率半径１０ｍｍに対しては０．１ｄＢ／ターン未満の、波長１５５０ｎｍでの曲げ損失を有する。

特に、実施例ＣおよびＤのファイバーは、２つの波長１５５０ｎｍおよび１６２５ｎｍに対してＧ．６５７Ｂ標準によって要求される曲げ損失よりも１０分の１小さい曲げ損失を有する。

ファイバーＡだけが、曲率半径１５ｍｍに対して、Ｇ．６５７Ｂ標準によって設定される値をわずかに上回る曲げ損失を有する。

下の表ＩＩは、すべてが半径４μｍを持つ中心コアを有する光ファイバーを有する。中心コアと光クラッドとの間の屈折率の差は、すべてのこれらのファイバーで０．３６％に等しい。最後に、表ＩＩのすべてのファイバーは、中心から中心まで測定される、中心コアから１３μｍの距離に円周方向に等距離に分配される６つの孔を有する。

表ＩＩの実施例は、実施例Ｂ、Ｅ、Ｅｂｉｓ、ＦおよびＧのそれぞれ内に作製される孔の半径によって互いに区別される。実施例Ｅ、ＥｂｉｓおよびＧは、本発明の一部を形成しないことがわかるはずである。

実際に、ファイバーＥの孔の半径は、小さすぎであり、したがってファイバーＥは、Ｇ．６５７Ｂ標準によって要求される値よりも明らかに上の、比較的高い曲げ損失を有する。

ファイバーＧの孔の半径は、大きすぎであり、中心コアのそれに等しい。そのような直径は、６つの孔と組み合わせて、非常に高いファイバー遮断波長をもたらし、Ｇ．６５２標準の限界（λｃｃ＜１２６０ｎｍ）内にとどまることを不可能にする。ファイバーＧはまた、６．４未満の比較的低いＭＡＣ値も有する。

表ＩＩのファイバーＢおよびＦに対しては、１３１０ｎｍでのモードフィールド径の値は、Ｇ．６５２標準に適合することがわかる。同様に、ファイバーＢおよびＦは、Ｇ．６５２標準に準拠するケーブル遮断波長を保証するファイバー遮断波長を有する。

これらのファイバーのＭＡＣ値は、７．８と８．１、即ち高い値の間に含まれる。これらの高いＭＡＣ値にもかかわらず、ファイバーＢおよびＦは、Ｇ．６５７Ｂ標準の限界よりも実質的に小さい曲げ損失を有し、特に、波長１５５０ｎｍにおいて、それらは、曲率半径７．５ｍｍに対しては０．５ｄＢ／ターン未満の、および曲率半径１０ｍｍに対しては０．１ｄＢ／ターン未満の曲げ損失を有する。しかしながら、ファイバーＦは、曲率半径１５ｍｍに対してはＧ．６５７標準の値よりもわずかに大きい曲げ損失を有する。

下の表ＩＩＩａおよび表ＩＩＩｂは、すべてが半径４μｍを持つ中心コアを有する光ファイバーを示す。中心コアと光クラッドとの間の屈折率の差は、すべてのこれらのファイバーで０．３６％に等しい。最後に、表ＩＩＩａおよび表ＩＩＩｂ内のすべてのファイバーは、円周方向に等距離に分配される６つの孔を有する。

表ＩＩＩａおよび表ＩＩＩｂは、コアの中心と孔の中心との間の距離の影響を示し、これらの距離は、これらの表内では９と１９μｍとの間に含まれる。しかしながら、実施例ＨおよびＬは、本発明の一部を形成しないことがわかるはずであり、実施例Ｈのファイバーは、中心コアに近すぎる孔を有し、実施例Ｌのファイバーは、中心コアから遠すぎる孔を有する。

それ故にファイバーＨは、Ｇ．６５２標準によって設定される限界値よりも明らかに大きいケーブル遮断波長を暗示するファイバー遮断波長１４７４ｎｍを有する。さらにファイバーＨは、５．３に等しい、比較的低いＭＡＣ値を有する。

本発明によるファイバーに対する表ＩＩＩａおよび表ＩＩＩｂの実施例の１３１０ｎｍでのモードフィールド径は、８．６と８．９μｍとの間に含まれることがわかる。したがってこれらの値は、Ｇ．６５２標準に適合する。

表ＩＩＩａおよび表ＩＩＩｂのすべてのファイバー、即ちＢ、Ｉ、Ｊ、Ｋは、１２６０ｎｍ未満のケーブル遮断波長を保証するファイバー遮断波長を有する。

さらに表ＩＩＩａは、ファイバーＩの曲げ損失が、Ｇ．６５７Ｂ標準によって設定される値よりも明らかに小さいことを示す。特に、曲率半径１０または１５ｍｍに対しては、これらの損失は、Ｇ．６５７Ｂ標準の限界値よりも少なくとも１０分の１小さい。

ファイバーＪもまた、２つの波長値に対しておよびファイバーの異なる曲率半径に対してＧ．６５７Ｂ標準によって設定される限界値未満の曲げ損失を有する。

ファイバーＫは、Ｇ．６５７Ｂ標準によって設定される値よりも一般に小さい曲げ損失を有する。しかしながら、波長１６２５ｎｍにおいておよび曲率半径１５ｍｍに対しては、ファイバーＫは、１．１×１０^−２ｄＢ／ターンに等しい、即ちＧ．６５７Ｂ標準によって設定される限界値よりもわずかに大きい曲げ損失を有する。

最後に、本発明の一部を形成しないファイバーＬは、Ｇ．６５７Ｂ標準によって設定される限界値よりも一般に大きい曲げ損失を有する。

どんな場合でも、ファイバーＩ、Ｂ、ＪおよびＫはすべて、曲率半径７．５ｍｍに対しては０．５ｄＢ／ターン未満、および曲率半径１０ｍｍに対しては０．１ｄＢ／ターン未満である、波長１５５０ｎｍでの曲げ損失を有する。

下の表ＩＶは、すべてが４μｍの中心コア半径を有する光ファイバーを示す。中心コアと光クラッドとの間の屈折率の差は、すべてのこれらのファイバーで０．３６％に等しい。最後に、表ＩＶのすべてのファイバーは、中心から中心まで測定される、中心コアから１３μｍの距離に円周方向に等距離に分配される孔を有する。

表ＩＶの実施例は、５と８との間に含まれる、光クラッド内に作られる孔の数によって、および４と８μｍとの間に含まれるそれらの半径によって異なる。

ファイバーＢ、Ｍ、Ｎは、８．８と９μｍとの間に含まれる１３１０ｎｍでのファイバーモードフィールド径を有する。これらの値は、Ｇ．６５２標準に適合する。

ファイバーＢ、ＭおよびＮはまた、Ｇ．６５２標準に適合するケーブル遮断波長を保証するファイバー遮断波長も有する。さらに、ファイバーＢ、ＭおよびＮは、Ｇ．６５７Ｂ標準に適合する曲げ損失を有する。

特に、ファイバーＭは、波長１５５０ｎｍならびに曲率半径７．５および１０ｍｍに対して標準の対応する限界値よりも１０分の１小さい曲げ損失を有する。

さらに、ファイバーＢ、ＭおよびＮは、波長１６２５ｎｍならびに曲率半径７．５および１５ｍｍにおいてＧ．６５７Ｂ標準によって設定される値よりも約１０分の１小さい曲げ損失を有する。

本発明による光ファイバーは、光ファイバーが光ボックスの小型化またはクリップによる取り付けに起因して著しい曲げ応力を受ける、ＦＴＴＨ型またはＦＴＴＣ型の、加入者の家庭に据え付けられる光学システムでの使用に適している。本発明による光ファイバーは特に、光ファイバーが１５ｍｍ未満の曲率半径、例えば５ｍｍ程度の曲率半径で配置される、著しく小型の光ボックス内に設置されてもよい。

好ましくは、本発明による光ファイバーは、効果的なファイバーとファイバーの接続のために、特にモードフィールド径に関して、既存システムの光ファイバーとの互換性を保つ。

１０ 光ファイバー
１２ 中心コア
１４ 光クラッド
１６ 孔

Claims (15)

1. 中心から周辺へ、中心コア（１２）および光クラッド（１４）を含む光ファイバー（１０）であって、
   中心コア（１２）は、屈折率ｎ_１および
   ３．２μｍ＜ｒ_１＜４．５μｍ
   であるような半径ｒ_１を有し、
   光クラッド（１４）は、ｎ_２＜ｎ_１および
   

   

   であるような屈折率ｎ_２を有し、
   光クラッド（１４）は、中心コア（１２）から距離Λに分配される半径ｒ_ｈの少なくとも５つの孔（１６）を含み、距離Λは、中心コア（１２）の中心から孔（１６）の中心まで測定され、ただし
   ０．５×ｒ_１≦ｒ_ｈ≦ｒ_１、および
   ９μｍ＜Λ≦１７μｍ
   である、光ファイバー。
2. 少なくとも５つの孔（１６）が、円周方向に等距離に分配される、請求項１に記載の光ファイバー。
3. 少なくとも６．５のＭＡＣ値を有し、ＭＡＣ値が、ファイバーの実効遮断波長に対する１５５０ｎｍでの光ファイバーのモードフィールド径（ＭＦＤ）の比として定義される、請求項１または２に記載の光ファイバー。
4. 波長１５５０ｎｍにおいて、
   曲率半径Ｒｃ＝７．５ｍｍに対しては５．０・１０^−１ｄＢ／ターン、および
   曲率半径Ｒｃ＝１０ｍｍに対しては１．０・１０^−１ｄＢ／ターン
   未満の曲げ損失を有し、
   光ファイバーが、８．５未満のＭＡＣ値を有し、ＭＡＣ値が、光ファイバーの実効遮断波長に対する１５５０ｎｍでの光ファイバーのモードフィールド径（ＭＦＤ）の比として定義される、請求項１から３に記載の光ファイバー。
5. 波長１６２５ｎｍにおいて、
   曲率半径Ｒｃ＝７．５ｍｍに対しては１．０ｄＢ／ターン、および
   曲率半径Ｒｃ＝１０ｍｍに対しては０．２ｄＢ／ターン
   未満の曲げ損失を有し、
   光ファイバーが、８．５未満のＭＡＣ値を有し、ＭＡＣ値が、光ファイバーの実効遮断波長に対する１５５０ｎｍでの光ファイバーのモードフィールド径（ＭＦＤ）の比として定義される、請求項１から４のいずれか一項に記載の光ファイバー。
6. ８．４未満のＭＡＣ値ならびに、波長１５５０ｎｍにおいて、
   曲率半径Ｒｃ＝５ｍｍに対しては６．０・１０^−１ｄＢ／ターン、および
   曲率半径Ｒｃ＝１５ｍｍに対しては８．０・１０^−３ｄＢ／ターン
   未満の曲げ損失を有し、好ましくは８未満のＭＡＣ値ならびに、波長１５５０ｎｍにおいて、
   曲率半径Ｒｃ＝５ｍｍに対しては３．０・１０^−１ｄＢ／ターン、および
   曲率半径Ｒｃ＝１５ｍｍに対しては４．０・１０^−３ｄＢ／ターン
   未満の曲げ損失を有する、請求項４または５に記載の光ファイバー。
7. ７．５未満のＭＡＣ値ならびに、波長１５５０ｎｍにおいて、
   曲率半径Ｒｃ＝５ｍｍに対しては２．０・１０^−１ｄＢ／ターン、および
   曲率半径Ｒｃ＝１５ｍｍに対しては７．０・１０^−４ｄＢ／ターン
   未満の曲げ損失を有し、好ましくは７未満のＭＡＣ値ならびに、波長１５５０ｎｍにおいて、
   曲率半径Ｒｃ＝５ｍｍに対しては１．０・１０^−１ｄＢ／ターン、および
   曲率半径Ｒｃ＝１５ｍｍに対しては１．０・１０^−５ｄＢ／ターン
   未満の曲げ損失を有する、請求項６のファイバー。
8. １３００ｎｍ＜λ_０＜１３２４ｎｍの間に含まれるゼロ分散波長λ_０を有する、請求項１から７のいずれか一項に記載の光ファイバー。
9. ９．２．１０^−２ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍ未満のゼロ分散波長での色分散勾配を有する、請求項１から８のいずれか一項に記載の光ファイバー。
10. １２６０ｎｍ未満のケーブル遮断波長を有する、請求項１から９のいずれか一項に記載の光ファイバー。
11. １２６０ｎｍ未満の実効遮断波長を有する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の光ファイバー。
12. 孔の単一リングを含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載の光ファイバー。
13. ８．６と９．５μｍとの間に含まれる波長１３１０ｎｍでのモードフィールド径２×Ｗ０２を有する、請求項１から１２のいずれか一項に記載の光ファイバー。
14. ｒ_ｈが、０．６×ｒ_１以上、好ましくは０．７×ｒ_１以上である、請求項１から１３のいずれか一項に記載の光ファイバー。
15. ｒ_ｈが、ｒ_１以下、好ましくは０．９×ｒ_１以下である、請求項１から１４のいずれか一項に記載の光ファイバー。

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