JP2010503019A - 低曲げ損失シングルモード光ファイバ - Google Patents

低曲げ損失シングルモード光ファイバ Download PDF

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Abstract

曲げ耐性であり、1260nmおよびより長い波長でシングルモードである光導波路ファイバが開示されている。この光ファイバは、半径R1のコアおよびクラッドを備えており、このクラッドは、半径R2の環状内側領域、環状リング領域、および環状外側領域を有する。環状リング領域はR2で始まり、比R1/R2は0.40より大きい。

Description

関連出願の説明
本出願は、その内容に基づきここにその全てを引用する、2006年8月31日に出願された米国仮特許出願第60/841490号の恩恵と優先権を主張するものである。
本発明は、広く光ファイバに関し、より詳しくは、曲げ耐性シングルモード光ファイバに関する。
いわゆる「アクセス」およびファイバー・トゥ・ザ・プレマス(FTTx)光通信網に利用される光ファイバは、様々な曲げ環境に曝され得る。光ファイバは、光ファイバを通って伝送される光信号において曲げ損失を誘発する様式で、そのような通信網に配置することができる。曲げ損失を誘発させる、きつい曲げ半径、光ファイバの圧縮などの物理的要望が課されることのあるいくつかの用途の例としては、集成光引込みケーブルにおける光ファイバの配置、工場装着端末システム(Factory Installed Termination Systems)(FITS)およびスラック・ループ(slack loop)に関する配線ケーブル、給電線および配線ケーブルを接続するキャビネット内に位置する小さな曲げ半径のマルチポート、および配線ケーブルと引込みケーブルとの間のネットワーク・アクセス・ポイント内のジャンパ線が挙げられる。
曲げ耐性であり、1260nmの波長およびそれより長い波長でシングルモードである光導波路ファイバが、ここに開示されている。その光ファイバは大きな実効面積を有し、これは、例えば、特に高ビットレートで、信号非直線性を抑制するために有益である。光ファイバは、マクロベンド誘起減衰損失およびマイクロベンド誘起減衰損失の両方が低いことが好ましい。
ここに開示された光ファイバは、ガラスコアおよびコアを取り囲み接触したガラスクラッドを含み、コアは、中心線の周りに配置され、半径方向に中心線から延在している。クラッドは、コア領域を取り囲み接触した環状内側領域、環状内側領域を取り囲み接触した環状リング領域、および環状リング領域を取り囲み接触し、最も外側のガラス半径まで延在した環状外側領域を有する。環状リング領域は、コアに近接して位置し、コアとクラッドが、マクロベンドおよびマイクロベンド条件の両方に対する増加した曲げ耐性を提供することが好ましい。コアの最も外側の半径を環状内側領域の最も外側の半径で割った比は、0.40より大きいことが好ましい。環状外側領域は、光ファイバの最も外側のガラス部分である。好ましい実施の形態において、環状外側領域は、ウレタンアクリレート材料などの、1つ以上のコーティングにより被覆されている。
ガラスコアの最大相対屈折率は0.45%未満である。環状リング領域の最小相対屈折率は−0.1%以下である。環状内側領域の相対屈折率の大きさは小さく、0.05%未満である。環状内側領域の半径幅の大半の相対屈折率は、正、負、および/またはゼロであって差し支えない。環状内側領域の半径幅は2μmより大きい。
コアの最大相対屈折率は、光ファイバ全体の最も大きい最大相対屈折率である。環状内側領域の最大相対屈折率は、環状内側領域の最小相対屈折率以上である。環状内側領域の最小相対屈折率は、環状リング領域の最小相対屈折率より大きい。環状リング領域のプロファイル体積の絶対的な大きさは、20%・μm2より大きく、20および80%・μm2の間であることが好ましい。コアのプロファイル体積は、6.2%・μm2未満であり、5.0および6.2%・μm2の間であることがより好ましい。コアの半径幅は、5.0μm以下であり、3.0および5.0μmの間であることがより好ましい。
一組の実施の形態において、環状リング領域は、ゲルマニウム、アルミニウム、リン、チタン、ホウ素、およびフッ素からなる群より選択されるドーパントを有するシリカガラスからなる。
別の組の実施の形態において、環状リング領域は、複数の孔を有するシリカガラスからなり、それらの孔は、空(真空)であるかまたはガス充填されており、それらの孔により、低い、例えば、純粋なシリカに匹敵する実効屈折率を提供する。
ここで、本発明の現在好ましい実施の形態を詳しく参照する。その実施例が、添付の図面に示されている。
ここに開示された光導波路ファイバの実施の形態の相対屈折率プロファイルを示す図 ここに開示された光導波路ファイバの別の実施の形態の相対屈折率プロファイルを示す図 ここに開示された光導波路ファイバのさらに別の実施の形態の相対屈折率プロファイルを示す図 ここに開示された光導波路ファイバの実施の形態の測定された相対屈折率プロファイルを示す図 ここに開示された光導波路ファイバの実施の形態の断面図 ここに開示された光ファイバを利用した光ファイバ通信システムの概略図 ここに開示された光ファイバ通信システムの別の実施の形態を示す概略図
本発明の追加の特徴および利点は、以下の詳細な説明に述べられており、当業者にはその説明から明らかである、または特許請求の範囲および添付の図面と共に以下の説明に記載された本発明を実施することによって、認識される。
「屈折率プロファイル」は、屈折率または相対屈折率および導波路ファイバの半径の間の関係である。
「相対屈折率パーセント」は、Δ%=100×(ni 2−nc 2)/2ni 2として定義され、別記されない限り、niは、領域iの最大屈折率であり、ncは、クラッドの環状外側領域の平均屈折率である。ここに用いたように、別記しない限り、相対屈折率は、Δにより表され、その値は「%」の単位で与えられる。ある領域の屈折率が環状外側領域の平均屈折率より小さい場合、相対屈折率パーセントは負であり、低下領域または低下屈折率を有すると称され、最小相対屈折率は、別記しない限り、相対屈折率が負の最も大きい地点で計算される。ある領域の屈折率がクラッド領域の平均屈折率より大きい場合、相対屈折率パーセントは正であり、その領域は、上昇しているまたは正の屈折率を有すると言うことができる。「アップドーパント(updopant)」は、ここでは、純粋な無添加のSiO2に対して屈折率を上昇させる傾向を有するドーパントであると考えられる。「ダウンドーパント(downdopant)」は、ここでは、純粋な無添加のSiO2に対して屈折率を低下させる傾向を有するドーパントであると考えられる。アップドーパントは、アップドーパントではない他のドーパント1種類以上を伴ったときに、負の相対屈折率を有する光ファイバのある領域中に存在してもよい。同様に、アップドーパントではない1種類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領域中に存在してもよい。ダウンドーパントは、ダウンドーパントではない他のドーパント1種類以上を伴ったときに、正の相対屈折率を有する光ファイバのある領域中に存在してもよい。同様に、ダウンドーパントではない1種類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領域中に存在してもよい。
別記しない限り、ここでは「分散」と称される、導波路ファイバの「色分散」は、材料分散、導波路分散、およびモード内分散の合計である。シングルモード導波路ファイバの場合、モード内分散はゼロである。分散勾配は、波長に対する分散の変化率である。
「実効面積」は:
Figure 2010503019
として定義され、ここで、積分範囲は0から∞までであり、fは導波路内を伝搬する光に関連する電場の横成分である。ここに用いたように、「実効面積」または「Aeff」は、別記しない限り、1550nmの波長での光学的実効面積を称する。
「αプロファイル」または「アルファプロファイル」という用語は、「%」の単位のΔ(r)の項で表された相対屈折率プロファイルを称し、ここで、rは半径であり、以下の等式に従い:
Figure 2010503019
ここで、r0はΔ(r)が最大である地点であり、r1はΔ(r)がゼロである地点であり、rはri≦r≦rfの範囲にあり、Δは先のように定義され、riはαプロファイルの始点であり、rfはαプロファイルの終点であり、αは実数の指数である。
モードフィールド径(MFD)は、ピーターマン(Peterman)II法を用いて測定され、ここで、2w=MFDであり、
Figure 2010503019
であり、積分範囲は0から∞までである。
導波路ファイバの曲げ耐性は、所定の試験条件下での誘発減衰により測定できる。
曲げ試験の1つのタイプは、横向き荷重マイクロ曲げ試験である。このいわゆる「横向き荷重」試験において、所定の長さの導波路ファイバを2枚の平らな板の間に配置する。#70のワイヤメッシュを一方の板に取り付ける。公知の長さの導波路ファイバを板の間に挟み、板を30ニュートンの力で加圧する間に参照減衰を測定する。次いで、70ニュートンの力を板に印加し、dB/mで表される減衰の増加を測定する。減衰の増加が、導波路の横向き荷重減衰である。
「ピンアレイ」曲げ試験が、導波路ファイバの曲げに対する相対的抵抗性を比較するために用いられる。この試験を実施するために、曲げ損失が実質的に誘発されていない導波路ファイバについて、減衰損失を測定する。次いで、ピンアレイの周りに導波路ファイバを編み込んで、減衰を再度測定する。曲げにより誘発された損失は、2つの測定された減衰の間の差である。ピンアレイは、一列に配列された一組10本の円柱ピンであり、平らな表面に固定された垂直位置に保持されている。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、導波路ファイバをピン表面の一部に従わせるのに十分な張力を印加する。
所定のモードに関する、理論的ファイバのカットオフ波長、または「理論ファイバカットオフ」、もしくは「理論カットオフ」は、それを超えると、案内される光がそのモードで伝搬できない波長である。数学的定義は、Single Mode Fiber Optics, Jeunhomme, pp.39-44, Marcel Dekker, New York, 1990に見られ、ここでは、理論的ファイバカットオフは、モード伝搬定数が、外側クラッド内の平面波伝搬定数と等しくなる波長として記載されている。この理論波長は、直径の変動のない無限長の完全に真っ直ぐなファイバにとって適している。
実際のファイバのカットオフは、「2mファイバカットオフ」または「測定カットオフ」としても知られている、「ファイバカットオフ波長」を生成するための、標準的な2mファイバカットオフ試験、FOTP−80(EIA−TIA−455−80)によって測定できる。このFOTP−80標準試験を行って、調節された曲げ量を用いて高次モードを除くか、またはそのファイバのスペクトル応答をマルチモードファイバのものに正規化する。
ケーブル化カットオフ波長、または「ケーブル化カットオフ」は、ケーブル環境におけるより高レベルの曲げおよび機械的圧力のために、測定されたファイバカットオフよりもさらに低い。実際にケーブル化条件は、FIA−TIA光ファイバ標準(Fiber Optics Standards)、すなわち、アメリカ電子工業会−アメリカ通信工業会光ファイバ標準(the Electronics Industry Alliance - Telecommunications Industry Association Fiber Optics Standards)の一部である、より一般にはFOTPとして知られている、EIA−445光ファイバ試験手順(Fiber Optic Test Procedures)に記載されたケーブル化カットオフ試験により近似することができる。ケーブル化カットオフ測定は、伝送パワーによるシングルモードファイバのEIA−455−170ケーブルカットオフ波長、または「FOTP−170」に記載されている。ケーブルカットオフは、ここに用いたように、近似試験を用いて得られた値を意味する。
ここに別記しない限り、光学的性質(分散、分散勾配などの)は、LP01モードについて報告されている。ここに別記しない限り、1550nmの波長が参照波長である。
ここに用いた光通信ラインは、光学装置間、例えば、2つの光増幅器間、または多重化装置と光増幅器との間に亘る、ある長さの光ファイバ、または直列に互いに融着された複数の光ファイバを含む。光通信ラインは、伝送ファイバおよび分散補償ファイバを含んでもよく、ここで、分散補償ファイバは、光通信ラインの端部での残留分散などの所望のシステム性能またはパラメータを達成するために選択されるように、モジュール(DCモジュール)形式で配置されるかまたは縦に配列されても、もしくはその両方であってもよい。
ここに開示された光ファイバ100は、コア20およびコアを取り囲み接触したクラッド層(またはクラッド)200を含む。クラッド200は屈折率プロファイルΔクラット゛(r)を有する。ある実施の形態において、クラッド200は純粋なシリカからなる。
様々な波長域、または動作波長範囲、もしくは波長窓は、以下のように定義できる:「1310nm帯域」は1260から1360nmまでであり、「E帯域」は1360から1460nmまでであり、「S帯域」は1460から1530nmまでであり、「C帯域」は1530から1565mまでであり、「L帯域」は1565から1625nmまでであり、「U帯域」は1625から1675nmまでである。
ある実施の形態において、コアは、ゲルマニウムがドープされたシリカ、すなわち、ゲルマニアドープトシリカからなる。所望の屈折率および密度を得るために、ここに開示された光ファイバのコア内に、特に中心線またはその近傍に、ゲルマニウム以外のドーパントを、単独でまたは組合せで、用いてもよい。
ある実施の形態において、ここに開示された光ファイバの屈折率プロファイルは、中心線から環状セグメントの内側半径R2まで負ではない。ある実施の形態において、光ファイバは、コア中に屈折率減少ドーパントを含まない。
図1を参照すると、中心線から中央セグメントの外側半径R1まで半径方向外方に延在し、最大相対屈折率パーセントΔ1MAXを持つ、%で表された相対屈折率プロファイルΔ1(r)を有するコア20、およびコア20を取り囲み接触した、すなわち、直接接触したクラッド200を含む光導波路ファイバ100がここに開示されている。クラッド200は、コア20を取り囲み接触し、環状内側領域の外側半径R2まで半径方向外方に延在し、中点R2MIDに配置された幅W2を有する環状内側領域30であって、%で表される最大相対屈折率パーセントΔ2MAX、%で表される最小相対屈折率パーセントΔ2MIN、および絶対値で大きさが最大の相対屈折率パーセント|Δ2(r)|MAXを持つ、%で表される相対屈折率プロファイルΔ2(r)を有する領域20;領域30を取り囲み接触し、R2から環状リング領域の半径R3まで半径方向外方に延在した環状リング領域50であって、中点R3MIDに配置された幅W3を有し、%で表される最小相対屈折率パーセントΔ3MINを持ち、Δ1MAX>Δ3MINである、%で表される相対屈折率プロファイルΔ3(r)を有する領域50;および領域50を取り囲み接触し、%で表される相対屈折率パーセントプロファイルΔクラット゛(r)を有する環状外側領域60を含む。R1は、Δ1(r)が最初に+0.05%に達する半径で現れるように定義される。すなわち、相対屈折率が最初に+0.05%に達する(半径方向外方に向かう)半径R1で、コア20が終わり、環状内側領域30が始まり、領域30は、相対屈折率Δ2(r)が最初に−0.05%に達する(半径方向外方に向かう)半径R2で終わるように定義されている。環状リング領域50は、この実施の形態の群について、R2で始まり、R3で終わる。R3は、Δ3(r)が少なくとも−0.1%に低下した後に、相対屈折率Δ3(r)が最初に−0.05%に達する(半径方向外方に向かう)ところで現れるように定義されている。この環状セグメントの幅W3は、R3−R2であり、その中点R3MIDは(R2+R3)/2である。ある実施の形態において、中央セグメントの半径幅の90%より多くが、正の相対屈折率を有し、ある実施の形態においては、Δ1(r)は、0からR1まで全ての半径について正である。ある実施の形態において、環状内側領域30の半径幅の50%より多くについて、|Δ2(r)|<0.025%であり、他の実施の形態において、環状内側領域30の半径幅の50%より多くについて、|Δ2(r)|<0.01%である。Δ3(r)は、R2からR3までの全ての半径について、負である。30μmより大きい全ての半径について、Δクラット゛(r)=0%であることが好ましい。半径Rコアで、コアが終わり、クラッドが始まる。クラッド200は半径R4まで延在し、これは、光ファイバのガラス部分の最も外側の周囲でもある。また、Δ1MAX>Δ2MAX>Δ3MIN、およびΔ1MAX>Δ2MIN>Δ3MINである。例えば、Δ<−0.1%と記載した場合、Δは、−0.1%よりも負で大きいことを意味する。
コアは、ここで、
Figure 2010503019
として定義されるプロファイル体積V1を有する。
環状リング領域は、ここで、
Figure 2010503019
として定義されたるプロファイル体積V3を有する。
好ましくは、Δ1MAX<0.45%、Δ2MIN>−0.05%、Δ2MAX<0.05%、Δ3MIN≦−0.1%、R1≦5.0μm、R1/R2>0.4、より好ましくは、>0.42、さらにより好ましくは>0.45、および環状リング領域のプロファイル体積の大きさ|V3|は、20%・μm2より大きい。ある実施の形態において、0.4<R1/R2<0.5である。ある好ましい実施の形態において、Δ3MIN≦−0.12%、さらにより好ましい実施の形態において、Δ3MIN≦−0.2%である。
2>2μmであることが好ましい。
ある実施の形態において、20%・μm2<|V3|<80%・μm2である。他の実施の形態において、30%・μm2<|V3|<70%・μm2である。他の実施の形態において、40%・μm2<|V3|<60%・μm2である。
0.28%<Δ1MAX<0.45%が好ましく、0.30%<Δ1MAX<0.40%がより好ましく、ある実施の形態においては、0.31%<Δ1MAX<0.38%が好ましくである。
ある実施の形態において、R1<5.0μmであり、他の実施の形態において、3.0μm<R1<5.0μmであり、さらに他の実施の形態において、4.0μm<R1<5.0μmである。
2>8.0μmであることが好ましく、ある実施の形態において、8.0μm<R2<12.0μmである。
3>10.0μmであることが好ましく、ある実施の形態において、10.0μm<R3<20.0μmである。
ある実施の形態において、W3>1.0μmであり、他の実施の形態において、1.0μm<W3<8.0μmであり、他の実施の形態において、2.0μm<W3<8.0μmである。
4>40μmであることが好ましい。ある実施の形態において、R4>50μmである。他の実施の形態において、R4>60μmである。ある実施の形態において、60μm<R4<70μmである。
ここに開示された光ファイバは、8.20μmから9.50μmの、より好ましくは8.2μmから9.0μmの、1310nmでのモードフィールド径;1300および1324nmの間のゼロ分散波長;および1260nm未満のケーブルカットオフ波長を提供することが好ましい。ケーブルカットオフ波長は2mファイバカットオフ波長以下(およびある場合には、ほぼ等しい)ので、1260nm未満の2mファイバカットオフ波長の結果として、1260nm未満のケーブルカットオフ波長が得られる。
第1組の実施の形態
表1〜2には、第1組の実施の形態の説明に役立つ実施例である実施例1〜4が列記されている。図1は、実施例1に対応する屈折率プロファイルを示しており、これは、以下の列記された値であるが、実施例2も表している。図2および3は、それぞれ、実施例3および4に対応する屈折率プロファイルを示している。
Figure 2010503019
Figure 2010503019
実施例1〜4などの、ここに開示された光ファイバのある実施の形態は、−0.50%以下のΔ3MINを有し、4.0μm<R1<5.0μm、V1<6.00%・μm2、9.0μm<R2<12.0μm、6.0μm<W2<7.0μm、0.40<R1/R2<0.60、2.0μm<W3<5.0μm、10.0μm<R3<16.0μm、および30<|V3|<50である。
図2および3に示されたものなどの実施の形態は、環状内側領域30の半径幅の50%より多くについて、ゼロではないΔを有する。図2は、幅W2=6.3μmを有する実施例3に関する、4μmより大きい半径範囲に亘るΔ2(r)=+0.02%を示し、図3は、幅W2=6.2μmを有する実施例4に関する、4μmより大きい半径範囲に亘るΔ2(r)=−0.02%を示している。
図3に示したような、ある実施の形態において、コア20は、1つ以上の光ファイバ製造技法の結果として生じるかもしれない、いわゆる中心線低下を有する相対屈折率プロファイルを含む。例えば、コアは、1μm未満の半径で屈折率プロファイルにおける極小を有し、ここで、相対屈折率(コアに関する最大相対屈折率を含む)に関する高い値は、r=0μmより大きい半径で生じる。
第2組の実施の形態
表3〜4には、第2組の実施の形態の説明に役立つ実施例である実施例5〜8の特徴が列記されている。実施例5〜8の屈折率プロファイルは、図1と同様であるが、以下のそれぞれの値を有する。
Figure 2010503019
Figure 2010503019
実施例5〜8などの、ここに開示された光ファイバのある実施の形態は、−0.40%以下のΔ3MINを有し、4.0μm<R1<5.0μm、V1<6.00%・μm2、9.0μm<R2<12.0μm、4.0μm<W2<7.0μm、0.40<R1/R2<0.60、4.0μm<W3<6.0μm、12.0μm<R3<16.0μm、および40<|V3|<60である。
第3組の実施の形態
表5〜6には、第3組の実施の形態の説明に役立つ実施例である実施例9〜13の特徴が列記されている。実施例9〜13の屈折率プロファイルは、図1と同様であるが、以下のそれぞれの値を有する。
Figure 2010503019
Figure 2010503019
実施例9〜13などの、ここに開示された光ファイバのある実施の形態は、−0.10%以下のΔ3MINを有し、4.0μm<R1<5.0μm、V1<6.00%・μm2、7.0μm<R2<11.0μm、3.0μm<W2<7.0μm、0.40<R1/R2<0.60、3.0μm<W3<8.0μm、10.0μm<R3<18.0μm、および20<|V3|<50である。
実施例1〜20などの、ここに開示された光ファイバのある実施の形態において、光ファイバは、8.60μmから9.25μmの、1310nmでのモードフィールド径;1300および1324nmの間のゼロ分散波長;および1260nm未満のケーブルカットオフ波長が結果として得られる、1260nm未満の2mファイバカットオフ波長を示す。その上、2mファイバカットオフ波長は低すぎず、それによって、曲げ損失が高すぎるのを防ぐことが好ましい。例えば、実施例1〜7の実施の形態の2mファイバカットオフ波長は、1190nmより大きく、1260nm未満である。
ここに開示された光ファイバは、マクロベンドとマイクロベンド両方の、優れた曲げ耐性を示す。マクロベンド損失の1つの尺度である、1550nmでのピンアレイ曲げ損失(ピンアレイにおいて試験した光ファイバに関連する減衰増加)は、15dB未満、好ましくは10dB未満、ある実施の形態においては5dB未満である。また、マイクロベンド損失の1つの尺度である1550nmでの横向き荷重ワイヤメッシュ損失は、0.5dB未満、好ましくは0.3dB未満、ある実施の形態においては0.2dB未満である。
また、LP11理論カットオフ波長は一般に、ここに開示した光ファイバに関する2mファイバカットオフ波長への上限として働くことができることが分かった。実施例1〜20により示されるように、LP11理論カットオフ波長は、1280nm未満、好ましくは1270nm未満、さらにより好ましくは1260nm未満である。また、所定のコアプロファイルに関して、プロファイル体積の大きさ|V3|を制限なく増加させると、カットオフ波長が、光ファイバが1310nmでまたはさらには1550nmでマルチモード化される点まで増加してしまうことも分かった。したがって、ある実施の形態において、20%・μm2<|V3|<80%・μm2であり、他の実施の形態において、30%・μm2<|V3|<70%・μm2であり、他の実施の形態において、40%・μm2<|V3|<60%・μm2である。
また、コア体積が大きくなると、モードフィールド径のサイズが増加する傾向にあるだけでなく、LP11理論カットオフ波長も上昇し、それゆえ、2mファイバカットオフ波長が増加する傾向にあることも分かった。したがって、ある実施の形態において、コアのプロファイル体積V1は、0より大きく6.5%・μm2未満であり、ある実施の形態において、6.2%・μm2未満であり、実施例1〜7などのいくつかの実施の形態において、5.50および6.00%・μm2の間である。
図1〜3に示されたコア20は、アルファ形状を持つ屈折率プロファイルを有し、ここで、α1は約10である。しかしながら、コア20は、他の値のα1を有していても、またはコアは、マルチセグメント化されたコアなどの、アルファプロファイル以外のプロファイル形状を有しても差し支えない。
実施例21
光ファイバを外付け法により製造した。この光ファイバの測定した相対屈折率プロファイルが図4に示されている。純粋なシリカのクラッドを有する、ゲルマニアがドープされたシリカガラスコアケインが、ガラススート層の化学的気相成長のためのベイトロッドとして働き、これにフッ素をドープし、固結させ、次いで、ガラススートの外側層を施し、固結させて、光ファイバプリフォームを形成した。このプリフォームを、クラッド200により取り囲まれ接触したゲルマニアドープトコア20を有し、クラッド200が、環状内側領域30、環状リング領域50、および環状外側領域60を有し、Δ1MAX=0.43%、R1=4.6μm、R2=8.5μm、Δ3MIN=−0.70%、R3=11.7μm、W2=3.9μm、W3=3.2μm、R1/R2=0.54、V1=6.4、およびV3=−28.3(|V3|=28.3)である光ファイバに線引きした。1550nmでの測定した20mmの直径の曲げ試験結果(直径20mmのマンドレルの周りに光ファイバを巻き付ける)は:直径20mmのマンドレルの周り1巻について0.028dB/巻、およびそのマンドレルの周りに5巻について0.126dB/巻であった。1550nmでの測定した10mmの直径の曲げ試験結果(直径10mmのマンドレルの周りに光ファイバを巻き付ける)は:直径10mmのマンドレルの周り1巻について0.60dB/巻であった。測定したMFDは、1310nmおよび1550nmで、それぞれ、8.27μmおよび9.24μmであった。2mファイバカットオフは1251nmであった。
図5は、コア20およびコア20を取り囲み接触したクラッド200を有し、クラッド200が、環状内側領域30、環状リング領域50、および環状外側領域60からなるものとして、ここに開示されている光導波路ファイバ100の概略図(比例して拡大されていない)である。コア20は、1つまたは複数のコアセグメントを有していても差し支えない。
クラッド層200は、例えば、配置工程中に堆積されたか、またはロッド・イン・チューブ(rod-in-tube)光プリフォーム構成における管などの被覆物の形態で設けられた、もしくは堆積材料と被覆物の組み合わせのクラッド材料からなっていてよい。クラッド層200は、少なくとも1つのコーティング210により取り囲まれ、これは、ある実施の形態において、低弾性率の一次コーティングおよび高弾性率の二次コーティングからなっていてよい。
ここに開示された光ファイバが、シリカ系コアおよびクラッドを有することが好ましい。好ましい実施の形態において、クラッドは、約125μmの外径2×Rmaxを有する。クラッドの外径が、光ファイバの長手方向に沿って一定の直径を有することが好ましい。好ましい実施の形態において、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、光ファイバの長手方向に沿って一定の直径を有することが好ましい。1つ以上のコーティングが、クラッドを取り囲み接触していることが好ましい。そのコーティングは、アクリレートなどのポリマーコーティングであることが好ましい。コーティングが、ファイバの長手方向に沿って半径方向に一定の直径を有することが好ましい。
図6に示されるように、ここに開示された光ファイバ100を、光ファイバ通信システム330に導入してもよい。システム330は、送信器334および受信器336を含み、光ファイバ100は、送信器334と受信器336との間で光信号の伝送を可能にする。システム330は、双方向通信を可能にすることが好ましく、送信器334および受信器336は、説明のためだけに示されている。システム330は、ここに開示されているように、光ファイバのあるセクション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、1つ以上の再生器、増幅器、または分散補償モジュールなどの、ここに開示された光ファイバの1つ以上のセクションまたはスパンに光結合された1つ以上の光学装置を含んでもよい。少なくとも1つの好ましい実施の形態において、本発明による光ファイバ通信システムは、間に再生器を用いずに、光ファイバにより接続された送信器および受信器を含む。別の好ましい実施の形態において、本発明による光ファイバ通信システムは、間に増幅器を用いずに、光ファイバにより接続された送信器および受信器を含む。さらに別の好ましい実施の形態において、本発明による光ファイバ通信システムは、間に増幅器も再生器も中継器も有さずに、光ファイバにより接続された送信器および受信器を含む。
ここに開示された光ファイバは、含水量が低く、低い水ピーク光ファイバ、すなわち、特定の波長領域、特に、E帯域において水ピークを比較的わずかしか、または全く示さ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。
低水ピークの光ファイバを製造する方法が、米国特許第6477305号、同第6904772号の各明細書、および国際公開第01/47822号パンフレットに見ることができる。
ここに開示された光ファイバの全てを、光信号伝送システムに利用することができ、このシステムは、送信器、受信器、および光伝送ラインを含むことが好ましい。光伝送ラインは、送信器および受信器に光結合されている。光伝送ラインは、少なくとも1つの光ファイバスパンを含むことが好ましく、これは、ここに開示された光ファイバの少なくとも1つのセクションを含むことが好ましい。光伝送ラインは、例えば、光伝送ライン内の分散補償をもたらすために、約1550nmでの波長で負の分散を有する第2の光ファイバのセクションを含んでもよい。
図7は、ここに開示された光ファイバ通信システム400の別の実施の形態を示している。システム400は、光伝送ライン440により光結合された送信器434および受信器436を含む。光伝送ライン440は、ここに開示された低減衰で大きな実効面積の光ファイバである第1のファイバ442および1550nmで負の分散を有する第2の光ファイバ444を含む。第1のファイバ442および第2のファイバ444は、図7において記号「X」により示されるように、融着接続、光コネクタなどによって光結合されていてよい。光伝送ライン440は、1つ以上の構成部材および/または他の光ファイバ(例えば、ファイバおよび/または構成部材の間の結合部に1つ以上の「ピグテイル(pigtail)ファイバ」445)を含んでいてもよい。好ましい実施の形態において、第2の光ファイバ444の少なくとも一部分は、必要に応じて、分散補償モジュール446内に配置される。光伝送ライン440により、送信器434および受信器436の間で光信号の伝送が可能になる。前記システムは、光ファイバセクションに光結合された、ラマン増幅器などの増幅器を少なくとも1つさらに含むことが好ましい。このシステムはさらに、光伝送ラインに光信号を伝送できる複数のチャンネルを相互接続するためのマルチプレクサを含むことが好ましく、ここで、少なくとも1つの、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および1625nmの間の波長で伝搬する。少なくとも1つの信号が、以下の波長領域:1310nm帯域、E帯域、S帯域、C帯域およびL帯域の1つ以上において伝搬することが好ましい。
ある好ましい実施の形態において、前記システムは、粗い波長分割多重化モードで動作でき、ここで、1つ以上の信号が、以下の波長領域:1310nm帯域、E帯域、S帯域、C帯域およびL帯域の少なくとも1つ、より好ましくは少なくとも2つにおいて伝搬する。ある好ましい実施の形態において、前記システムは、1530nmおよび1565nmの間の波長1つ以上で動作する。
先の説明は、本発明の例示のためだけであり、特許請求の範囲に定義された本発明の性質および特徴を理解するための概要を提供することが意図されているのが理解されよう。添付の図面は、本発明をさらに理解するために含められ、本明細書に包含され、その一部を構成する。図面は本発明の様々な特徴および実施の形態を示しており、それらは、その説明と共に、本発明の原理および動作を説明する働きをする。添付の特許請求の範囲により定義された本発明の精神または範囲から逸脱せずに、ここに記載された本発明の好ましい実施の形態への様々な変更が行えることが、当業者には明らかであろう。
20 コア
100 光ファイバ、光導波路ファイバ
200 クラッド
330,400 光ファイバ通信システム
334,434 送信器
336,436 受信器

Claims (10)

  1. 光ファイバにおいて、
    中心線から半径R1まで延在するガラスコア、および
    前記コアを取り囲み接触したガラスクラッドであって、
    1から半径R2まで延在し、半径幅W2=R2−R1を有する環状内側領域、
    2から半径R3まで延在し、半径幅W3=R3−R2を有する環状リング領域、および
    3から最も外側のガラス半径R4まで延在する環状外側領域、
    を含むクラッド、
    を備え、
    前記コアが、前記外側領域に対する最大相対屈折率Δ1MAXを有し、Δ1MAX<0.45%であり、
    前記環状内側領域が、半径幅W2、前記外側領域に対する最小相対屈折率Δ2MIN、および前記外側領域に対する最大相対屈折率Δ2MAXを有し、Δ2MIN>−0.05%、Δ2MAX<0.05%、およびW2>2μmであり、
    前記環状リング領域が、前記環状外側領域に対する最小相対屈折率Δ3MINを有し、Δ3MIN≦−0.1%であり、
    Δ1MAX>Δ2MAX>Δ3MIN、およびΔ1MAX>Δ2MIN>Δ3MINであり、
    1/R2>0.40であり、
    前記コアおよび前記クラッドが、1260nm未満のファイバカットオフ、1300および1324nmの間のゼロ分散、8.20および9.50μmの間の1310nmでのモードフィールド径、および1.0d/B/巻未満の直径10mmのマンドレルの曲げ損失を提供することを特徴とする光ファイバ。
  2. 前記コアおよび前記クラッドが、0.05d/B/巻未満の直径20mmのマンドレルの曲げ損失を提供することを特徴とする請求項1記載の光ファイバ。
  3. 前記コアおよび前記クラッドが、10dB未満の1550nmでのピンアレイ曲げ損失を提供することを特徴とする請求項1記載の光ファイバ。
  4. 前記環状リング領域が、
    Figure 2010503019
    と等しいプロファイル体積V3を有し、
    |V3|>20%・μm2であることを特徴とする請求項1記載の光ファイバ。
  5. 0.4<R1/R2<0.6であることを特徴とする請求項1記載の光ファイバ。
  6. 光ファイバにおいて、
    中心線から半径R1まで延在するガラスコア、および
    前記コアを取り囲み接触したガラスクラッドであって、
    1から半径R2まで延在し、半径幅W2=R2−R1を有する環状内側領域、
    2から半径R3まで延在し、半径幅W3=R3−R2を有する環状リング領域、および
    3から最も外側のガラス半径R4まで延在する環状外側領域、
    を含むクラッド、
    を備え、
    前記コアが、前記外側領域に対する最大相対屈折率Δ1MAXを有し、Δ1MAX<0.45%であり、
    前記環状内側領域が、半径幅W2、前記外側領域に対する最小相対屈折率Δ2MIN、および前記外側領域に対する最大相対屈折率Δ2MAXを有し、Δ2MIN>−0.05%、Δ2MAX<0.05%、およびW2>2μmであり、
    前記環状リング領域が、
    Δ3MIN≦−0.1%である、前記環状外側領域に対する最小相対屈折率Δ3MIN、および
    Figure 2010503019
    に等しいプロファイル体積V3
    を有し、
    |V3|>20%・μm2であり、
    Δ1MAX>Δ2MAX>Δ3MIN、およびΔ1MAX>Δ2MIN>Δ3MINであり、
    1/R2>0.40であることを特徴とする光ファイバ。
  7. 0.4<R1/R2<0.6であることを特徴とする請求項6記載の光ファイバ。
  8. 20%・μm2<|V3|<80%・μm2であることを特徴とする請求項6記載の光ファイバ。
  9. 0.28%<Δ1MAX<0.45%であることを特徴とする請求項6記載の光ファイバ。
  10. 1<5.0μmであることを特徴とする請求項6記載の光ファイバ。
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