JP2012014081A

JP2012014081A - ホーリーファイバ

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Publication number: JP2012014081A
Application number: JP2010152398A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Tsuchida; 幸寛土田; Kazunori Mukasa; 和則武笠
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2010-07-02
Filing date: 2010-07-02
Publication date: 2012-01-19

Abstract

【課題】逆分散特性を有しながら伝送損失および接続損失が低い特性を有するホーリーファイバを提供すること。
【解決手段】中実構造を有するコア部と、前記コア部の外周に位置し、該コア部の周囲に層状に形成された空孔を有するクラッド部と、を備え、波長１５５０ｎｍにおける波長分散が−１７〜−０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１５５０ｎｍにおける分散スロープが０ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍより小さく、かつシングルモード動作する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ホーリーファイバに関するものである。

ホーリーファイバ（Holey Fiber：ＨＦ）、あるいはフォトニッククリスタルファイバは、クラッドに空孔を規則的に配列することにより、クラッドの平均屈折率を下げ、全反射の原理を用いて、光の伝送を実現する新しいタイプの光ファイバである。ホーリーファイバは、光ファイバの屈折率制御に空孔を用いることにより、従来の光ファイバでは実現不可能なEndlessly Single Mode（ＥＳＭ）特性や、きわめて短波長側にシフトした零分散波長等の特異な特性を実現可能である。なお、ＥＳＭとは、カットオフ波長が存在しないことを意味し、広帯域にわたって高伝送速度の光伝送を可能にする特性である（非特許文献１参照）。

一方、陸上長距離伝送や海底伝送のための光伝送路へのホーリーファイバの応用を考えた場合、高速伝送を行うためには分散補償技術が必要である。従来、ホーリーファイバを用いた分散補償光ファイバが提案されている。たとえば、特許文献１、２には、波長１５００ｎｍ付近において波長分散が負であり、かつ波長分散の傾きすなわち分散スロープが負であるという逆分散特性を有するホーリーファイバや、波長分散が負であり、かつ分散スロープがほぼゼロである分散フラット型のホーリーファイバが開示されている。

特開２００３−２５５１５２号公報特開２００６−５３３３１号公報

K. Saitoh, Y. Tsuchida, M. Koshiba, and N.A. Mortensen, "Endlessly single-mode holey fiber: the influence of core design," Optics Express, vol. 13, pp. 10833-10839 (2005).

ここで、特許文献１、２に記載のホーリーファイバは、波長分散特性を制御するために、コア部にも空孔を配置した構造を有している。しかしながら、コア部は、光の大部分が伝送する領域である。したがって、特許文献１、２に記載のホーリーファイバは、コア部の空孔内表面での光散乱等によって伝送損失が大幅に劣化する可能性が高いとともに、光のフィールド分布の形状も理想的な等方的形状から崩れるため、他の光ファイバとの接続損失も大きくなるおそれがあるという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、逆分散特性を有しながら伝送損失および接続損失が低いホーリーファイバを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るホーリーファイバは、中実構造を有するコア部と、前記コア部の外周に位置し、該コア部の周囲に層状に形成された空孔を有するクラッド部と、を備え、波長１５５０ｎｍにおける波長分散が−１７〜−０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１５５０ｎｍにおける分散スロープが０ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍより小さく、かつシングルモード動作することを特徴とする。

また、本発明に係るホーリーファイバは、上記の発明において、前記クラッド部は、前記空孔が三角格子を形成するように配置され、前記コア部に隣接した領域に位置する内層部と、該内層部の外周領域に位置する外層部とを有する空孔の層構造を有し、前記内層部における該空孔の孔径をｄ_１［μｍ］、前記外層部における該空孔の孔径をｄ_２［μｍ］、該三角格子の格子定数をΛ［μｍ］とすると、ｄ_１／ｄ_２が０．７７〜１．２７であり、ｄ_２／Λが０．２２〜０．３６であり、Λが２．２〜２．６μｍであることを特徴とする。

また、本発明に係るホーリーファイバは、上記の発明において、波長１５５０ｎｍにおける実効コア断面積が２２μｍ^２以上であることを特徴とする。

前記内層部は、前記空孔の層の前記コア部側から１層目、２層目、または３層目までの層からなることを特徴とする。

本発明に係るホーリーファイバは、逆分散特性を有しながら伝送損失および接続損失が低いという効果を奏する。

図１は、実施の形態１に係るＨＦの模式的な断面図である。図２は、実施の形態２に係るＨＦの模式的な断面図である。図３は、実施の形態３に係るＨＦの模式的な断面図である。図４は、タイプＨＦ０のＨＦについて、ｄ／Λを変化させた場合の、格子定数Λと波長分散との関係を示す図である。図５は、タイプＨＦ０のＨＦについて、ｄ／Λを変化させた場合の、格子定数Λと分散スロープとの関係を示す図である。図６は、タイプＨＦ１のＨＦについて、格子定数Λを変化させた場合の、ｄ_２／Λと波長分散との関係を示す図である。図７は、タイプＨＦ２のＨＦについて、格子定数Λを変化させた場合の、ｄ_２／Λと波長分散との関係を示す図である。図８は、タイプＨＦ３のＨＦについて、格子定数Λを変化させた場合の、ｄ_２／Λと波長分散との関係を示す図である。図９は、タイプＨＦ１のＨＦについて、格子定数Λを変化させた場合の、ｄ_２／Λと分散スロープとの関係を示す図である。図１０は、タイプＨＦ２のＨＦについて、格子定数Λを変化させた場合の、ｄ_２／Λと分散スロープとの関係を示す図である。図１１は、タイプＨＦ３のＨＦについて、格子定数Λを変化させた場合の、ｄ_２／Λと分散スロープとの関係を示す図である。図１２は、ＨＦのタイプおよび設計パラメータと、波長１５５０ｎｍにおける各光学特性との関係を示す図である。図１３は、計算例１３のＨＦの波長分散特性を示す図である。図１４は、計算例１３のＨＦの分散スロープ特性を示す図である。図１５は、計算例１３のＨＦにおける光のフィールド分布を示す図である。図１６は、実施の形態１に係るＨＦを用いた光伝送路を示す模式図である。図１７は、図１６に示す光伝送路の波長分散特性を示す模式図である。

以下に、図面を参照して本発明に係るホーリーファイバの実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下ではホーリーファイバを適宜ＨＦと記載する。また、本明細書において特に定義しない用語については、ＩＴＵ−Ｔ（国際電気通信連合）Ｇ．６５０．１における定義、測定方法に従うものとする。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るＨＦの模式的な断面図である。図１に示すように、このＨＦ１０は、中心に位置するコア部１１と、コア部１１の外周に位置するクラッド部１２とを備える。なお、コア部１１とクラッド部１２とは、いずれも屈折率調整用のドーパントが添加されていない純シリカガラスからなる。

コア部１１は、内部に空孔が形成されていない中実構造を有する。クラッド部１２は、コア部１１の周囲に形成された空孔１３ａ、１３ｂを有する。この空孔１３ａ、１３ｂは、三角格子Ｌを形成するように配置されており、コア部１１を中心とする正六角形の各頂点および各辺上に配置した空孔１３ａまたは空孔１３ｂを１層として層状に形成されている。

また、クラッド部１２は、コア部１１に隣接した領域に位置し、空孔１３ａが属する内層部１４と、内層部１４の外周領域に位置し、空孔１３ｂが属する外層部１５とからなる空孔の層構造を有している。このＨＦ１０では、内層部１４は３層構造であり、外層部１５は２層構造である。

また、空孔１３ａ、１３ｂが形成する三角格子Ｌの格子定数、すなわち空孔１３ａ、１３ｂの中心間距離はいずれもΛである。また、空孔１３ａの孔径はいずれもｄ_１であり、空孔１３ｂの孔径はいずれもｄ_２である。

このＨＦ１０は、Λが２．２μｍ、ｄ_１／ｄ_２が１．１６、ｄ_１／Λが０．２８、ｄ_２／Λが０．２４に設定されている。その結果、このＨＦ１０は、波長１５５０ｎｍにおいて、波長分散が−１１．１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、分散スロープが−０．０２４ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍであるという逆分散特性を有している。特に、このＨＦ１０は、コア部１１の内部に空孔が形成されていない中実構造であるため、逆分散特性を有しながら、伝送損失および接続損失が低いＨＦとなる。また、このＨＦ１０は、ｄ_１／Λおよびｄ_２／Λが０．４３以下であるため、非特許文献１に記載されるようにＥＳＭ特性を有しており、たとえば波長１５５０ｎｍにおいてシングルモード動作するＨＦとなる。

また、このＨＦ１０は、波長１５５０ｎｍにおける実効コア断面積が２２μｍ^２以上の３０μｍ^２であり、非線形光学現象の発生を抑制するという点で実用上十分大きい実効コア断面積を有するものである。さらに、このＨＦ１０は、空孔１３ａ、１３ｂがコア部１１を中心として６回対称性を有するように配置しているため、理論的にコア部１１を伝送する光の２つの偏波状態が縮退している。その結果、このＨＦ１０は、たとえば特許文献１に開示されるような対称性が低い形状のコア部を有するＨＦと比較して、光学特性の偏波依存性が殆ど無いものとなる。

以上説明したように、本実施の形態１に係るＨＦ１０は、逆分散特性を有しながら、伝送損失および接続損失が低く、実用上十分大きい実効コア断面積を有し、光学特性の偏波依存性が殆ど無いものとなる。

（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２に係るＨＦの模式的な断面図である。図２に示すように、このＨＦ２０は、中心に位置するコア部２１と、コア部２１の外周に位置するクラッド部２２とを備える。コア部２１とクラッド部２２とは、いずれも屈折率調整用のドーパントが添加されていない純シリカガラスからなる。

コア部２１は中実構造を有する。クラッド部２２は、コア部２１の周囲に形成された空孔２３ａ、２３ｂを有する。この空孔２３ａ、２３ｂは、三角格子Ｌを形成するように配置されており、かつコア部２１を中心として層状に形成されている。

また、クラッド部２２は、コア部２１に隣接した領域に位置し、空孔２３ａが属する内層部２４と、内層部２４の外周領域に位置し、空孔２３ｂが属する外層部２５とからなる空孔の層構造を有している。このＨＦ２０では、内層部２４は２層構造であり、外層部２５は３層構造である。

また、空孔２３ａ、２３ｂが形成する三角格子Ｌの格子定数はいずれもΛである。また、空孔２３ａの孔径はいずれもｄ_１であり、空孔２３ｂの孔径はいずれもｄ_２である。

このＨＦ２０は、コア部２１が中実構造であり、Λが２．２μｍ、ｄ_１／ｄ_２が１．０７、ｄ_１／Λが０．２８、ｄ_２／Λが０．２６に設定されている。その結果、このＨＦ２０は、波長１５５０ｎｍにおいて、波長分散が−１４．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、分散スロープが−０．０２４ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍであるという逆分散特性を有しながら、伝送損失および接続損失が低く、ＥＳＭ特性を有するためたとえば波長１５５０ｎｍにおいてシングルモード動作するものとなる。

また、このＨＦ２０は、波長１５５０ｎｍにおける実効コア断面積が３１μｍ^２であり、実用上十分大きい実効コア断面積を有するものである。さらに、このＨＦ２０は、空孔２３ａ、２３ｂがコア部２１を中心として６回対称性を有するように配置しているため、光学特性の偏波依存性が殆ど無いものとなる。

以上説明したように、本実施の形態２に係るＨＦ２０は、逆分散特性を有しつつ、伝送損失および接続損失が低く、実用上十分大きい実効コア断面積を有し、光学特性の偏波依存性が殆ど無いものとなる。

（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３に係るＨＦの模式的な断面図である。図３に示すように、このＨＦ３０は、中心に位置するコア部３１と、コア部３１の外周に位置するクラッド部３２とを備える。コア部３１とクラッド部３２とは、いずれも屈折率調整用のドーパントが添加されていない純シリカガラスからなる。

コア部３１は中実構造を有する。クラッド部３２は、コア部３１の周囲に形成された空孔３３ａ、３３ｂを有する。この空孔３３ａ、３３ｂは、三角格子Ｌを形成するように配置されており、かつコア部３１を中心として層状に形成されている。

また、クラッド部３２は、コア部３１に隣接した領域に位置し、空孔３３ａが属する内層部３４と、内層部３４の外周領域に位置し、空孔３３ｂが属する外層部３５とからなる空孔の層構造を有している。このＨＦ３０では、内層部３４は１層構造であり、外層部３５は４層構造である。

また、空孔３３ａ、３３ｂが形成する三角格子Ｌの格子定数はいずれもΛである。また、空孔３３ａの孔径はいずれもｄ_１であり、空孔２３ｂの孔径はいずれもｄ_２である。

このＨＦ３０は、コア部３１が中実構造であり、Λが２．２μｍ、ｄ_１／ｄ_２が１．０７、ｄ_１／Λが０．２８、ｄ_２／Λが０．２６に設定されている。その結果、このＨＦ３０は、波長１５５０ｎｍにおいて、波長分散が−１６．３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、分散スロープが−０．００２ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍであるという逆分散特性を有しながら、伝送損失および接続損失が低く、ＥＳＭ特性を有するためたとえば波長１５５０ｎｍにおいてシングルモード動作するものとなる。

また、このＨＦ３０は、波長１５５０ｎｍにおける実効コア断面積が３８μｍ^２であり、実用上十分大きい実効コア断面積を有するものである。さらに、このＨＦ３０は、空孔３３ａ、３３ｂがコア部３１を中心として６回対称性を有するように配置しているため、光学特性の偏波依存性が殆ど無いものとなる。

以上説明したように、本実施の形態３に係るＨＦ３０は、逆分散特性を有しながら、伝送損失および接続損失が低く、実用上十分大きい実効コア断面積を有し、光学特性の偏波依存性が殆ど無いものとなる。

なお、上記実施の形態１〜３に係るＨＦ１０〜３０は、公知のスタックアンドドロー法を用いて製造できる。このスタックアンドドロー法とは、コア部を形成するための中実のガラスロッドの周囲に、空孔を形成するための中空のガラスキャピラリを配置し、これらを束にしてガラス管に挿入して母材とし、この母材を線引きするというものである。上記実施の形態１〜３に係るＨＦ１０〜３０は、内層部と外層部とで空孔の孔径は異なるが、格子定数Λはすべて同一である。したがって、格子定数Λに相当する外径を有するが内径が異なるガラスキャピラリを用いて、内層部および外層部の空孔を形成することができる。すなわち、外径がすべて等しいガラスキャピラリを用いることができる。したがって、たとえば格子定数Λが互いに異なる空孔が混合して存在するようなＨＦの場合には、製造時に外径が互いに異なるガラスキャピラリを使用しなければならないのと比較すると、ガラスキャピラリを所望の位置に配置することが容易であるため、空孔の配置位置の精度をより高くすることができる。

また、上記実施の形態１〜３に係るＨＦ１０〜３０は、いずれも空孔の孔径が内層部と外層部とで異なる、すなわちｄ_１≠ｄ_２であるが、ｄ_１＝ｄ_２としてもよい。たとえば、本実施の形態１に係るＨＦ１０と同様の構造のＨＦにおいて、ｄ_２／Λおよびｄ_１／Λを０．２８に設定し、ｄ_１／ｄ_２が１．００になるように設定した場合は、波長１５５０ｎｍにおいて、波長分散が−６．３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、分散スロープが−０．０２３ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍであるという逆分散特性を有し、伝送損失および接続損失が低く、シングルモード動作し、２５μｍ^２という実用上十分大きい実効コア断面積を有し、かつ光学特性の偏波依存性が殆ど無いＨＦとなる。

さらに、本発明に係るＨＦは、上記実施の形態に限らず、ｄ_１／ｄ_２を０．７７〜１．２７とし、ｄ_２／Λを０．２２〜０．３６とし、Λを２．２〜２．６μｍとすることによって、波長１５５０ｎｍにおいて、波長分散が−１７〜−０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍかつ分散スロープが０ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍより小さい逆分散特性を有するＨＦを実現できる。

以下、シミュレーションを用いた計算結果により、本発明についてさらに具体的に説明する。なお、シミュレーションには有限要素法を用いており、ＨＦの構成材料である純シリカガラスの材料分散を考慮に入れて計算を行っている。

はじめに、図１に示すＨＦ１０と同様の構造を有するが、全ての空孔の孔径が等しい、すなわちｄ_１＝ｄ_２＝ｄであるＨＦについての計算結果を説明する。以下、この構造のＨＦを適宜タイプＨＦ０のＨＦと呼ぶこととする。

図４は、タイプＨＦ０のＨＦについて、ｄ／Λを変化させた場合の、格子定数Λと波長分散との関係を示す図である。また、図５は、タイプＨＦ０のＨＦについて、ｄ／Λを変化させた場合の、格子定数Λと分散スロープとの関係を示す図である。図４に示すように、ｄ／ΛまたはΛを小さくすることによって、波長分散を負の値にすることができる。また、図５に示すように、分散スロープについては、Λを小さくし、ｄ／Λを適切に設定することによって、分散スロープを負の値にすることができる。

なお、図４に示すように、大きな実効コア断面積を実現するために、Λを大きくしていくと、シリカガラスの材料分散の影響が大きくなるために波長分散が正の値に近づく。すなわち、実効コア断面積の拡大と逆分散特性の実現との間にはトレードオフの関係がある。

つぎに、図１〜図３に示すＨＦ１０〜３０の構造のＨＦについての計算結果を説明する。以下、ＨＦ１０、ＨＦ２０、ＨＦ３０の構造のＨＦをそれぞれタイプＨＦ１、ＨＦ２、ＨＦ３のＨＦと呼ぶこととする。なお、これらのタイプのＨＦは、ｄ_１＝ｄ_２、すなわちｄ_１／ｄ_２＝１．００であり実質的にタイプＨＦ０である場合も含むものとする。ただし、ＨＦ１〜ＨＦ３のＨＦにおいて、ｄ_１≠ｄ_２とすることによって、逆分散特性を実現できるΛ、ｄ_１／Λ、ｄ_２／Λの組み合わせの範囲が広がるため、実効コア断面積の拡大と逆分散特性の実現との間のトレードオフの関係が緩和される。

はじめに、タイプＨＦ１のＨＦの波長分散の計算結果を説明する。図６は、タイプＨＦ１のＨＦについて、格子定数Λを変化させた場合の、ｄ_２／Λと波長分散との関係を示す図である。なお、ｄ_１／Λは０．２８に固定し、格子定数Λは２．２μｍまたは２．４μｍとしている。図６に示すように、Λが２．２μｍの場合に、ｄ_２／Λが０．２４〜０．３６の範囲で負の波長分散となる。

つぎに、タイプＨＦ２のＨＦの波長分散の計算結果を説明する。図７は、タイプＨＦ２のＨＦについて、格子定数Λを変化させた場合の、ｄ_２／Λと波長分散との関係を示す図である。なお、ｄ_１／Λは０．２８に固定し、格子定数Λは２．２μｍ、２．４μｍ、または２．６μｍとしている。図７に示すように、Λが２．２μｍ、２．４μｍ、２．６μｍのいずれの場合にも、ｄ_２／Λを０．２２〜０．３０の範囲から適宜選択すれば負の波長分散となる。

つぎに、タイプＨＦ３のＨＦの波長分散の計算結果を説明する。図８は、タイプＨＦ３のＨＦについて、格子定数Λを変化させた場合の、ｄ_２／Λと波長分散との関係を示す図である。なお、ｄ_１／Λは０．２８に固定し、格子定数Λは２．２μｍまたは２．４μｍとしている。図８に示すように、Λが２．２μｍ、２．４μｍのいずれの場合にも、ｄ_２／Λを０．２４〜０．２８の範囲から適宜選択すれば負の波長分散となる。

図６〜図８からわかるように、タイプＨＦ１のように内層部の層数が多いと負の波長分散が得られるｄ_２／Λの範囲が広くなる傾向にあり、タイプＨＦ３のように内層部の層数が少ないと負の波長分散が得られるΛの範囲が広くなる傾向にある。

つぎに、タイプＨＦ１のＨＦの分散スロープの計算結果を説明する。図９は、タイプＨＦ１のＨＦについて、格子定数Λを変化させた場合の、ｄ_２／Λと分散スロープとの関係を示す図である。なお、ｄ_１／Λは０．２８に固定し、格子定数Λは２．２μｍまたは２．４μｍとしている。図９に示すように、Λが２．２μｍ、２．４μｍのいずれの場合にも、ｄ_２／Λが０．２４〜０．３６の範囲で負の分散スロープとなる。

つぎに、タイプＨＦ２のＨＦの分散スロープの計算結果を説明する。図１０は、タイプＨＦ２のＨＦについて、格子定数Λを変化させた場合の、ｄ_２／Λと分散スロープとの関係を示す図である。なお、ｄ_１／Λは０．２８に固定し、格子定数Λは２．２μｍ、２．４μｍ、または２．６μｍとしている。図１０に示すように、Λが２．２μｍ、２．４μｍ、２．６μｍのいずれの場合にも、ｄ_２／Λを０．２２〜０．３４の範囲から適宜選択すれば負の分散スロープとなる。

つぎに、タイプＨＦ３のＨＦの分散スロープの計算結果を説明する。図１１は、タイプＨＦ３のＨＦについて、格子定数Λを変化させた場合の、ｄ_２／Λと分散スロープとの関係を示す図である。なお、ｄ_１／Λは０．２８に固定し、格子定数Λは２．２μｍまたは２．４μｍとしている。図１１に示すように、Λが２．２μｍ、２．４μｍのいずれの場合にも、ｄ_２／Λを０．２６〜０．３０の範囲から適宜選択すれば負の分散スロープとなる。

図９〜図１１からわかるように、タイプＨＦ１のように内層部の層数が多いと負の分散スロープが得られるｄ_２／Λの範囲が広くなる傾向にあり、タイプＨＦ３のように内層部の層数が少ないと負の分散スロープが得られるΛの範囲が広くなる傾向にある。

つぎに、図１２は、ＨＦのタイプおよび設計パラメータと、波長１５５０ｎｍにおける各光学特性との関係を示す図である。なお、図１２において、「Ａeff」は実効コア断面積を示している。図１２の計算例１〜１６に示すように、ｄ_１／ｄ_２を０．７７〜１．２７とし、ｄ_２／Λを０．２２〜０．３６とし、Λを２．２〜２．６μｍとすることによって、波長１５５０ｎｍにおいて、波長分散が−１７〜−０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍかつ分散スロープが０ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍより小さい逆分散特性と、２２μｍ^２の実用上十分大きい実効コア断面積とを実現できる。一方、図１２の計算比較例１７〜２４は、波長分散または分散スロープが正値であり、逆分散特性を満たさないものである。

つぎに、図１２において、波長１５５０ｎｍにおける実効コア断面積が比較的大きい計算例１３のＨＦについて、その光学特性をさらに具体的に説明する。図１３は、計算例１３のＨＦの波長分散特性を示す図である。また、図１４は、計算例１３のＨＦの分散スロープ特性を示す図である。図１３、１４に示すように、計算例１３のＨＦは、波長１．５３〜１．５６５μｍのＣバンドの波長帯域にわたり、逆分散特性を有するものである。

また、波長分散を分散スロープで除算した値であるＤＰＳ（Dispersion Per Slope）については、計算例１３のＨＦのＤＰＳは波長１５５０ｎｍで３９０ｎｍ程度であり、波長分散および分散スロープが正値である正分散を有する光ファイバに対して分散補償光ファイバとして使用した場合に、高い分散補償率を有することが期待される。

また、図１５は、計算例１３のＨＦにおける光のフィールド分布を示す図である。図１５は、計算例１３のＨＦにおいて、光のフィールドがコア部に集中していることを示している。なお、計算例１３のＨＦは、波長１５５０ｎｍにおける実効コア断面積が４５μｍ^２と実用上十分に大きいため、長距離光伝送路として使用する分散補償光ファイバとしても好適である。

つぎに、本発明の実施の形態１に係るＨＦを分散補償光ファイバとして用いた光伝送路について説明する。図１６は、実施の形態１に係るＨＦを用いた光伝送路を示す模式図である。図１６に示すように、この光伝送路１００は、正分散光ファイバ４０と、実施の形態１に係るＨＦ１０とが、接続点Ｃにおいて順次接続して構成されており、複数の光増幅器５０の間を接続するものである。

正分散光ファイバ４０は、波長分散および分散スロープが正値である光ファイバであり、たとえばＨＦや、空孔構造を有さない光ファイバである。光増幅器５０は、たとえばＥＤＦＡ（Erbium Doped Fiber Amplifier）やラマン増幅器などの光ファイバ増幅器であり、光伝送路１００の伝送損失を補償する機能を有する。

図１７は、図１６に示す光伝送路の波長分散特性を示す模式図である。図１７において、線Ｌ１は正分散光ファイバ４０の波長分散特性を示す。線Ｌ２はＨＦ１０の波長分散特性を示す。線Ｌ３は光伝送路１００全体の平均の波長分散特性を示す。図１８に示すように、ＨＦ１０は逆分散特性を有するため、正分散光ファイバ４０において累積する波長分散を広い波長範囲にわたって補償する分散補償光ファイバとして機能する。その結果、光伝走路１００は、広い波長範囲にわたって波長分散が小さくなるように分散マネジメントされたものとなる。したがって、光伝走路１００の累積波長分散による信号光の劣化が抑制されるため、光伝走路１００は長距離伝送に適した伝送路となる。

なお、上記実施の形態では、ＨＦの空孔の層数は５層であるが、空孔の層数は特にこれに限定はされない。たとえば、ＨＦにおいては、空孔の層数を増加させると光の閉じ込め損失を低減することができることが公知であるので、所望の閉じ込め損失を実現するために、全体の空孔の層数を６層以上にしてもよい。

１０、２０、３０ＨＦ
１１、２１、３１コア部
１２、２２、３２クラッド部
１３ａ、２３ａ、３３ａ、１３ｂ、２３ｂ、３３ｂ空孔
１４、２４、３４内層部
１５、２５、３５外層部
４０正分散光ファイバ
５０光増幅器
１００光伝走路
Ｃ接続点
Ｌ三角格子
Ｌ１〜Ｌ３線

Claims

中実構造を有するコア部と、
前記コア部の外周に位置し、該コア部の周囲に層状に形成された空孔を有するクラッド部と、
を備え、波長１５５０ｎｍにおける波長分散が−１７〜−０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１５５０ｎｍにおける分散スロープが０ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍより小さく、かつシングルモード動作することを特徴とするホーリーファイバ。
前記クラッド部は、前記空孔が三角格子を形成するように配置され、前記コア部に隣接した領域に位置する内層部と、該内層部の外周領域に位置する外層部とを有する空孔の層構造を有し、前記内層部における該空孔の孔径をｄ_１［μｍ］、前記外層部における該空孔の孔径をｄ_２［μｍ］、該三角格子の格子定数をΛ［μｍ］とすると、ｄ_１／ｄ_２が０．７７〜１．２７であり、ｄ_２／Λが０．２２〜０．３６であり、Λが２．２〜２．６μｍであることを特徴とする請求項１に記載のホーリーファイバ。
波長１５５０ｎｍにおける実効コア断面積が２２μｍ^２以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のホーリーファイバ。
前記内層部は、前記コア部側から１層目、２層目、または３層目までの空孔の層からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のホーリーファイバ。