JP2014523547A - マルチモード光ファイバ及びこのファイバを内蔵したシステム - Google Patents

Abstract

いくつかの実施形態によれば、マルチモード光ファイバ（１００）は、屈折率Δ１、最大屈折率デルタΔ１ＭＡＸ、及び１０〜４０μｍのコア半径を有する屈折率分布型ガラスコア（２０）と、屈折率Δ４を有するコアを取り囲むクラッディング領域（２００）と、を有し、ファイバは、２．５ＧＨｚ−ｋｍを上回る９００〜１２５０ｎｍの波長範囲の動作波長におけるオーバーフィルド帯域幅を有する。いくつかの実施形態によれば、ファイバは、４ＧＨｚ−ｋｍを上回る９５０〜１１００ｎｍの波長におけるオーバーフィルド帯域幅を有する。いくつかの実施形態によれば、ファイバは、１０ＧＨｚ−ｋｍを上回る９５０〜１１００ｎｍの波長におけるオーバーフィルド帯域幅を有する。

Description

関連出願に対する相互参照

本出願は、２０１１年６月３０日付けで出願された米国仮特許出願第６１／５０３２５２号明細書及び２０１２年３月２８日付けで出願された米国特許出願第１３／４３２５５３号明細書の優先権の利益を主張するものであり、本明細書は、これらの特許出願の内容のすべてに依拠し、且つ、引用により、これらの特許出願の内容は、そのすべてが本明細書に包含される。

本発明は、概して、光ファイバに関し、且つ、更に詳しくは、マルチモード光ファイバに関する。

８５０ｎｍ付近を中心とした波長範囲において動作するマルチモード（ＭｕｌｔｉＭｏｄｅ：ＭＭ）ファイバが既知である。これらのマルチモード（ＭＭ）ファイバの帯域幅（ＢａｎｄＷｉｄｔｈ：ＢＷ）は、主には、モード間色分散によって制限されている。モード間色分散を極小化するべく、ＭＭファイバは、屈折率分布型のαプロファイルを有するように設計される。現在の高帯域幅（＞１ＧＨｚ・Ｋｍ）光ファイバは、８５０ｎｍにおいて使用されるように最適化されている。又、これらのＭＭファイバのいくつかは、第２動作ウィンドウをも有しており、これは、１３００ｎｍに中心を有する更に小さなＢＷ（＜１ＧＨｚ・Ｋｍ）を有する。

しかしながら、８５０ｎｍにおいて動作する光学系及びそれらの対応する光ファイバに伴う制限がいくつかある：高減衰（＞２ｄＢ／Ｋｍ）、高ファイバ分散（＜−９０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）、生産の際の高帯域幅ファイバの製造における難しさ、及び複数波長における高ＢＷファイバの実現に伴う難しさ。

高速動作のために９００ｎｍ超の波長用に開発されているＶＣＳＥＬ及びそれらの使用は、８５０ｎｍのＶＣＳＥＬと比べて、大きな利点を提供する。いまや、約９００ｎｍ超及び１２５０ｎｍ未満において動作するＶＣＳＥＬが提供されている。これらの相対的に長い波長のＶＣＳＥＬの利用に伴う利点のいくつかは、クラス１の眼部安全仕様のサポート、改善された光源及び検出器性能、相対的に小さな光ファイバ減衰、相対的に良好な光子エネルギー変換、相対的に小さなＶＣＳＥＬの温度上昇、及び相対的に安価な費用を含む。これらのＶＣＳＥＬは、９００〜１２５０ｎｍの波長範囲における高速アプリケーションのために提案されているが、９００ｎｍ超の波長におけるＶＣＳＥＬについて最適化された光ファイバは、まだ設計されてはない。

いくつかの実施形態によれば、マルチモード光ファイバは、屈折率Δ１、最大屈折率デルタΔ１_ＭＡＸ、及び１０〜４０μｍのコア半径を有する屈折率分布型ガラスコアと、屈折率Δ４を有するコアを取り囲むクラッディング領域と、を有し、この場合に、ファイバは、２．５ＧＨｚ−ｋｍを上回る９００〜１２５０ｎｍの波長範囲の波長におけるオーバーフィルド帯域幅を有する。

いくつかの実施形態によれば、マルチモード光ファイバは、屈折率Δ１、最大屈折率デルタΔ１_ＭＡＸ、及び２０〜４０μｍのコア半径を有する屈折率分布型ガラスコアと、屈折率Δ４を有するコアを取り囲むクラッディング領域と、を有し、この場合に、ファイバは、２．５ＧＨｚ−ｋｍを上回る９００〜１１００ｎｍの波長範囲の波長におけるオーバーフィルド帯域幅を有する。

例えば、いくつかの実施形態によれば、ファイバは、４ＧＨｚ−ｋｍを上回る９００ｎｍ〜１２００ｎｍの波長範囲に位置した動作波長におけるオーバーフィルド帯域幅と、約２．０８未満のアルファと、前記動作波長における６０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ未満の分散の大きさ及び１．５ｄＢ／ｋｍ未満の減衰と、を有する。いくつかの実施形態によれば、ファイバクラッディングは、コアを取り囲むと共にコアとの接触状態にある内側クラッディングと、内側クラッディング部分を取り囲む屈折率低下型環状部分と、を有し、この場合に、屈折率低下型環状部分は、約−０．２％未満の屈折率デルタΔ３_ＭＩＮと、少なくとも１μｍの幅と、を有し、且つ、コアは、１０μｍを上回ると共に２８μｍ未満の半径と、０．８〜１．３％の最大屈折率と、２．０８未満のアルファと、を有し、且つ、ファイバは、９４０〜１１００ｎｍの１つ又は複数の波長における４．７ＧＨｚ−ｋｍを上回るオーバーフィルド帯域幅と、６０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ未満の分散の大きさと、１．５ｄＢ未満の減衰と、を有する。いくつかの実施形態によれば、光ファイバの外側クラッディングは、最大屈折率デルタΔ４_ＭＡＸを有し、且つ、Δ４_ＭＡＸ＞Δ３_ＭＩＮである。

いくつかの実施形態によれば、ファイバは、４ＧＨｚ−ｋｍを上回る９５０〜１０００ｎｍの範囲の波長におけるオーバーフィルド帯域幅を有する。いくつかの実施形態によれば、ファイバは、１０ＧＨｚ−ｋｍを上回る９５０〜１０００ｎｍの範囲の波長におけるオーバーフィルド帯域幅を有する。いくつかの実施形態によれば、ファイバは、４ＧＨｚ−ｋｍを上回る１０３０〜１０９０ｎｍの範囲の波長におけるオーバーフィルド帯域幅を有する。いくつかの実施形態によれば、ファイバは、１０ＧＨｚ−ｋｍを上回る１０３０〜１０９０ｎｍの範囲の波長におけるオーバーフィルド帯域幅を有する。

いくつかの実施形態によれば、マルチモード光ファイバは、（ｉ）屈折率デルタ１を有する屈折率分布型ガラスコアであって、１０〜３５μｍのコア半径を有するコアと、（ｉｉ）前記コアを取り囲むと共に屈折率デルタΔ３_ＭＩＮを有する屈折率低下型クラッディング領域と、（ｉｉｉ）屈折率Δ４を有する外側クラッディングと、を有する。外側クラッディング領域は、屈折率低下型クラッディング領域を取り囲んでいる。屈折率低下型クラッディング領域は、約−０．１％未満の屈折率と、少なくとも１μｍの幅と、を有し、この場合に、Δ１＞Δ４＞Δ３_ＭＩＮであり、且つ、ファイバは、２．５ＧＨｚ−ｋｍを上回る９００〜１２５０ｎｍの範囲（好ましくは、９００〜１１００ｎｍの範囲）の波長におけるオーバーフィルド帯域幅を有する。いくつかの実施形態によれば、光ファイバの外側クラッディングは、最小屈折率デルタΔ４_ＭＡＸを有し、且つ、Δ４_ＭＡＸ＞Δ３_ＭＩＮである。

いくつかの実施形態によれば、システムは、
（ｉ）少なくとも１つの光源であって（例えば、１つ又は複数のＶＣＳＥＬ）、９００〜１２５０ｎｍの１つ又は複数の波長において２５ＧＨｚ以上のビットレートで送信する光源と、
（ｉｉ）光源に光学的に結合された少なくとも１つのマルチモード光ファイバであって、前記ファイバは、屈折率分布型ガラスコアと、外側クラッディング部分を有するクラッディングと、を有し、ここで、前記ファイバは、４ＧＨｚ−ｋｍを上回る９００ｎｍ〜１２５０ｎｍの波長範囲に位置した動作波長におけるオーバーフィルド帯域幅と、約２．０８未満のアルファと、前記動作波長における６０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ未満の分散の大きさ及び１．５ｄＢ／ｋｍ未満の減衰と、を有する、マルチモード光ファイバと、
（ｉｉｉ）前記マルチモード光ファイバに光学的に結合されると共に９００ｎｍ〜１２５０ｎｍの波長を検出する能力を有する検出器と、を有する。いくつかの実施形態によれば、少なくとも１つの光源は、９００〜１２５０ｎｍの１つ又は複数の波長において４０ＧＨｚ以上のビットレートで送信する。いくつかの実施形態によれば、少なくとも１つの光源は、９４０〜１２５０ｎｍの範囲において動作する１つ又は複数のＶＣＳＥＬである。いくつかの実施形態によれば、少なくとも１つの光源は、９４０〜１１００ｎｍの範囲において動作する１つ又は複数のＶＣＳＥＬである。

本発明の更なる特徴及び利点については、以下の詳細な説明に示されており、且つ、当業者には、部分的に、この説明から容易に明らかとなるか、以下の詳細な説明、請求項、及び添付の図面を含む本明細書に記述されているように本発明を実施することにより、認識されることになる。

以上の一般的な説明及び以下の詳細な説明は、いずれも、本発明の実施形態を提示しており、且つ、特許請求されている本発明の特性及び特徴を理解するための概要及びフレームワークを提供することを意図したものであることを理解されたい。添付図面は、本発明の更なる理解を提供するために含まれるものであり、且つ、本明細書に組み込まれると共にその一部を構成している。添付図面は、本発明の様々な実施形態を示しており、且つ、説明と共に、本発明の原理及び動作を説明するように機能するものである。

マルチモード光ファイバの例示用の実施形態のガラス部分の概略断面図（縮尺は正確ではない）を示す。 図１Ａのマルチモード光ファイバの例示用の実施形態のガラス部分の断面の概略屈折率プロファイル（縮尺は正確ではない）を示す。 図１Ａに示されているものに類似したプロファイルを有する２本の屈折率分布型ＭＭ光ファイバの所与の動作波長における最適化された帯域幅性能のコアアルファの感度を示す。 図１Ａの屈折率分布型ＭＭ光ファイバにおけるコアデルタの関数としての帯域幅依存性を示す。 図１Ａの屈折率分布型ＭＭ光ファイバにおける波長の関数としてのスペクトル減衰を示す。 本明細書に開示されているマルチモード光ファイバの例示用の実施形態のガラス部分の断面の概略屈折率プロファイル（縮尺は正確ではない）を示しており、この場合には、屈折率低下型環状部分は、コアからオフセットされており、且つ、外側環状部分によって取り囲まれている。 本明細書に開示されているマルチモード光ファイバの例示用の実施形態のガラス部分の断面の概略屈折率プロファイル（縮尺は正確ではない）を示しており、この場合には、屈折率低下型環状部分は、コアから離隔していない。 本明細書に開示されているマルチモード光ファイバの別の例示用の実施形態のガラス部分の断面の概略屈折率プロファイル（縮尺は正確ではない）を示す。 本明細書に開示されているマルチモード光ファイバの別の例示用の実施形態のガラス部分の断面の概略屈折率プロファイル（縮尺は正確ではない）を示す。

本発明の更なる特徴及び利点については、以下の詳細な説明に示されており、且つ、当業者には、この説明から明らかとなるか、請求項及び添付図面と共に以下の説明に示されているように本発明を実施することにより、認識されることになる。

「屈折率プロファイル」とは、屈折率又は相対屈折率と導波ファイバ半径の間の関係である。

「相対屈折率百分率」とは、Δ％＝１００×（ｎ_ｉ ^２−ｎ_ＲＥＦ ^２）／２ｎ_ｉ ^２として規定されるものであり、この場合に、ｎ_ｉは、特記されていない限り、領域ｉにおける最大屈折率である。相対屈折率百分率は、特記されていない限り、９８０ｎｍにおいて計測される。特記されていない限り、ｎ_ＲＥＦは、クラッディングの外側環状部分６０の平均屈折率であり、これは、例えば、クラッディングの外側環状部分内の「Ｎ」個のインデックス計測値（ｎ_Ｃ１、ｎ_Ｃ２、．．．、ｎ_ＣＮ）を取得し、且つ、次式によって平均屈折率を算出することにより、算出することができる。

本明細書において使用されている相対屈折率は、Δによって表され、且つ、その値は、特記されていない限り、「％」を単位として付与される。領域の屈折率が基準インデックスｎ_ＲＥＦ未満である場合には、相対インデックス百分率は、負であり、且つ、低下型領域又は低下型屈折率を有するものとして表現され、且つ、最小相対屈折率は、特記されていない限り、相対インデックスが最も負である地点において算出される。領域の屈折率が基準屈折率ｎ_ＲＥＦを上回っている場合には、相対インデックス百分率は、正であり、且つ、領域は、増大した状態にある又は正の屈折率を有するものと表現することができる。「アップドーパント」とは、本明細書においては、ドーピングされていない純粋なＳｉＯ_２との関係において屈折率を増大させる傾向を有するドーパントであると見なされている。「ダウンドーパント」とは、本明細書においては、ドーピングされていない純粋なＳｉＯ_２との関係におい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見なされている。アップドーパントは、アップドーパントではない１つ又は複数のその他のドーパントによって伴われた際に、負の相対屈折率を有する光ファイバの領域内に存在してもよい。同様に、アップドーパントではない１つ又は複数のそ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内に存在してもよい。ダウンドーパントは、ダウンドーパントではない１つ又は複数のその他のドーパントによって伴われた際に、正の相対屈折率を有する光ファイバの領域内に存在してもよい。同様に、ダウンドーパントではない１つ又は複数のそ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内に存在してもよい。

特記されていない限り、記述されているマクロベンド性能は、６ｍｍ、１０ｍｍ、若しくは２０ｍｍ、又は、これらに類似した直径のマンドレルの周りに１回だけ巻回し（例えば、「１×１０ｍｍ直径マクロベンド損失」又は「１×２０ｍｍ直径マクロベンド損失」）、且つ、光源が試験対象のファイバのコア直径の５０％を上回るスポットサイズを有するオーバーフィルドローンチ条件を使用して曲がりに起因した減衰の増大を計測することにより、ＦＯＴＰ−６２（ＩＥＣ−６０７９３−１−４７）に従って判定されたものである。いくつかの実施形態においては、エンサークルドフラックスローンチ（Ｅｎｃｉｒｃｌｅｄ Ｆｌｕｘ Ｌａｕｎｃｈ：ＥＦＬ）マクロベンド性能は、中間点の近傍において１×２５ｍｍ直径のマンドレルと共に配備された２ｍの長さのＩｎｆｉｎｉＣｏｒ（登録商標）５０μｍ光ファイバの入力端部内にオーバーフィルドパルスを入射させることによって得られたものである。ＩｎｆｉｎｉＣｏｒ（登録商標）５０μｍ光ファイバの出力端部は、試験対象のファイバに接合されており、且つ、計測されるベンド損失は、曲がりを伴わない減衰に対する規定の曲がり状態における減衰の比率である。

特記されていない限り、帯域幅は、ＩＥＣ６０７９３−１−４１（ＴＩＡ−ＦＯＴＰ−２０４）「計測方法及び試験手順―帯域幅（Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ Ｔｅｓｔ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ−Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）」に従って動作波長においてオーバーフィルドローンチ条件で計測されている。

本明細書において使用されているファイバの開口数とは、「計測方法及び試験手順−開口数（Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ Ｔｅｓｔ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ−Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ）」というタイトルのＴＩＡ ＳＰ３−２８３９−ＵＲＶ２ ＦＯＴＰ−１７７ ＩＥＣ−６０７９３−１−４３に記述されている方法を使用して計測される開口数を意味している。

「αプロファイル」又は「アルファイプロファイル」という用語は、「％」を単位とするΔ（ｒ）の観点において表現された相対屈折率プロファイルを意味しており、この場合に、ｒは、次式に従う半径であり、

式中、ｒ_０は、特記されていない限り、ゼロであり、ｒ_１は、Δ（ｒ）％がゼロである地点であり、且つ、ｒは、ｒ_ｉ≦ｒ≦ｒ_ｆという範囲にあり、ここで、Δは、先程規定されたとおりであり、ｒ_ｉは、αプロファイルの開始点であり、ｒ_ｆは、αプロファイルの最終点であり、且つ、αは、実数である指数である。

マイクロベンド感度は、２５μｍのコア半径と、１％の相対屈折率と、を有する従来の５０μｍのＭＭＦのものと比較される。マルチモードファイバのマイクロベンド感度は、次式によって推定することが可能であり、

ここで、γは、マクロベンドによって誘発される減衰の増大であり、Ｎは、単位長さ当たりの平均高さｈの隆起部の数であり、ｂは、合計ファイバ直径であり、ａは、コア半径であり、Δは、ファイバの屈折率差であり、且つ、Ｅ_ｆ及びＥは、それぞれ、ファイバ及びファイバ包囲材料（即ち、被覆）の弾性係数である［Ｏｌｓｈａｎｓｋｙ， Ｒ．「ケーブル接続された光ファイバ内における歪損失のモデル（Ｍｏｄｅｌ ｏｆ Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ Ｌｏｓｓｅｓ ｉｎ Ｃａｂｌｅｄ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒｓ．）」、Ａｐｐｌ． Ｏｐｔ．， １４， ２０ （１９７５）］。この結果、同一の被覆及びガラス直径を有するファイバにおいて、標準的な５０μｍのＭＭＦとの関係においてコア半径ａ（μｍ）及びコアデルタΔ（％）を有するファイバのマイクロベンド感度は、次式のとおりである。

マイクロベンド感度は、好ましくは、１０未満であり、更に好ましくは、５未満であり、更に好ましくは、２未満であり、且つ、更に好ましは、１未満である。例えば、マイクロベンド感度は、０．８未満であってもよく、０．６未満であってもよく、又は、０．４未満であってもよい。

屈折率低下型環状部分は、次式によって規定されたプロファイル容積Ｖ_３を有し、

式中、Ｒ_{ＩＮＮＥＲ}は、屈折率低下型環状部分の内径であり、且つ、Ｒ_{ＯＵＴＥＲ}は、規定されている屈折率低下型環状部分の外径である。本明細書に開示されているファイバの場合には、Ｖ_３の絶対的な大きさは、好ましくは、４０％−μｍ^２を上回っており、更に好ましくは、７０％−μｍ^２を上回っており、例えば、９０％−μｍ^２を上回り、８０％−μｍ^２を上回り、９５％−μｍ^２を上回り、１００％−μｍ^２を上回り、又は、１２５％−μｍ^２を上回っている。いくつかの好適な実施形態においては、Ｖ_３の絶対的な大きさは、６０％−μｍ^２を上回ると共に２００％−μｍ^２を下回っている。その他の好適な実施形態においては、Ｖ_３の絶対的な大きさは、８０％−μｍ^２を上回ると共に１６０％−μｍ^２を下回っている。いくつかの実施形態においては、Ｖ_３の絶対的な大きさは、６０％−μｍ^２を上回ると共に２００％−μｍ^２を下回っている。いくつかの好適な実施形態においては、Ｖ_３の絶対的な大きさは、８０％−μｍ^２を上回ると共に２００％−μｍ^２を下回っている。その他の好適な実施形態においては、Ｖ_３の絶対的な大きさは、１００％−μｍ^２を上回ると共に２００％−μｍ^２を下回っている。その他の好適な実施形態においては、Ｖ_３の絶対的な大きさは、６０％−μｍ^２を上回ると共に１２０％−μｍ^２を下回っている。

本明細書に開示されているマルチモード光ファイバは、コアと、コアを取り囲むと共にコアに直接的に隣接するクラッディングと、を有する。いくつかの実施形態においては、コアは、ゲルマニウムによってドーピングされたシリカを、即ち、ゲルマニウムドープトシリカを有する。望ましい屈折率及び密度を得るべく、単独で又は組合せにおいて、Ａｌ_２Ｏ_３やＰ_２Ｏ_５などのゲルマニウム以外のドーパントを、本明細書に開示されている光ファイバのコア内において、且つ、特に、中心線において又はその近傍において、利用してもよい。いくつかの実施形態においては、本明細書に開示されている光ファイバの屈折率プロファイルは、コアの中心線から外径に至るまで、負ではない。いくつかの実施形態においては、光ファイバは、コア内に屈折率低減ドーパントを含んではいない。

図１Ａは、ＭＭ光ファイバ１００の一実施形態の概略断面図（縮尺は正確ではない）である。このマルチモード光ファイバ１００の例示用の実施形態は、ガラスコア２０と、ガラスクラッディング２００と、を有する。クラッディングは、任意選択の内側環状部分４０と、任意選択の屈折率低下型環状部分５０と、外側環状部分６０と、を有してもよい。好ましくは、コア２０は、例えば、Ｇｅなどの基本的に単一のドーパントによってドーピングされたシリカを有する（即ち、その他のドーパントの量は、０．５重量％未満であり、且つ、好ましくは、０．１重量％未満である）。好ましくは、コア２０は、例えば、Ｇｅなどの単一のドーパントを有するシリカを有する。

図１Ｂは、ガラスコア２０と、ガラスクラッディング２００と、を有するマルチモード光ファイバ１００の例示用の一実施形態のガラス部分の断面の概略屈折率プロファイルを示しており、この実施形態のクラッディングは、外側環状部分６０のみを有する。図１Ｂの１つ又は複数の実施形態においては、ファイバコア２０は、パラボラ形の形状と、コア半径Ｒ_１と、最大屈折率デルタΔ１_ＭＡＸと、を有する。クラッディングは、外径Ｒ_ＭＡＸを有する。更に詳しくは、図１Ａの実施形態のコアデルタΔ１_ＭＡＸは、０．３％〜２％であって、例えば、０．７５％〜１．５％であり（例えば、０．７５％、０．８％、０．９％、１％、１．２５％、１．４％、又はこれらの間）、又は、０．３％〜０．７５％である（例えば、０．４％、０．４５％、０．５％、０．６％、０．７％、又はこれらの間）。いくつかの例示用の実施形態においては、コア半径Ｒ_１は、１０μｍ〜４０μｍであって、例えば、１２〜３５μｍである。いくつかの例示用の実施形態においては、コア半径Ｒ_１は、２０μｍ〜４０μｍであって、例えば、２０μｍ〜３５μｍ又は２０μｍ〜３０μｍである（例えば、２０〜２８μｍ、２２μｍ〜２７μｍ、又は３０〜３５μｍ）。その他の例示用の実施形態においては、コア半径Ｒ_１は、１０μｍ〜２０μｍであって、例えば、１０μｍ〜１５μｍ又は１５μｍ〜２０μｍである（例えば、１０〜１４μｍ、１２μｍ〜１６μｍ、又は１４〜１８μｍ）。例示用の一実施形態おいては、動作波長は、９００ｎｍであり、別の実施形態においては、動作波長は、 ９５０ｎｍである。別の例示用の実施形態においては、動作波長は、９８０ｎｍである。更に別の例示用の実施形態においては、動作波長は、１０６０ｎｍである。

好ましくは、動作（又は、中心）波長における帯域幅ＢＷは、１ＧＨｚ・ｋｍを上回っており、更に好ましくは、２ＧＨｚ・ｋｍを上回っており、且つ、最も好ましくは、４ＧＨｚ・ｋｍを上回っており、例えば、１０ＧＨｚ−ｋｍを上回る。例えば、いくつかの実施形態においては、ＢＷは、４．７ＧＨｚ・ｋｍを上回っており、且つ、その他の実施形態においては、１２ＧＨｚ・ｋｍを上回っている。いくつかの実施形態においては、ＢＷは、４ＧＨｚ・ｋｍ〜２５ＧＨｚ・ｋｍであって、例えば、４．５〜２０ＧＨｚ−ｋｍである。

クラッディング２００が任意選択の屈折率低下型環状部分５０を含む場合には、ファイバ１００は、曲がりの影響を受けにくくなる可能性があることに留意されたい。このような曲がりの影響を受けにくいファイバのファイバプロファイルは、例えば、図４、図５Ａ、及び図５Ｂに示されており、且つ、本明細書において更に詳しく更に説明することとする。

ＭＭ光ファイバ１００の帯域幅ＢＷは、主には、モード間分散によって制限されている。モード間分散を極小化するべく、コアの屈折率は、αプロファイルを有するように設計される。最適なαは、次式によって表される。

ここで、

であり、ｎ_ｉは、中心における屈折率であり、Ｄは、中心におけるピーク相対屈折率の変化であり、且つ、

であって、ここで、λは、９００ｎｍ〜１２００ｎｍである。この式は、最適αが、波長と、コアの分散特性と、に依存していることを示している。

本明細書に記述されているいくつかの実施形態によれば、光ファイバ１００は、９００ｎｍ〜１２５０ｎｍの中心波長λを有する帯域幅について最適化されており、０．３％≦Δ１_ＭＡＸ≦２％のコアデルタ（例えば、０．５％≦Δ１_ＭＡＸ≦２％）を有し、且つ、２．０２≦α≦２．１３のαを有する。好ましくは、２．０２≦α≦２．０８である。本明細書に記述されているいくつかの実施形態によれば、光ファイバ１００は、９００ｎｍ〜１２５０ｎｍの中心波長λを有する帯域幅について最適化されており、且つ、０．３％≦Δ１_ＭＡＸ≦２％のコアデルタを有し、且つ、好ましくは、２．０２≦α≦２．０８のα値を有する。例えば、図２Ａは、図１Ａに示されているものに類似したプロファイルと、０．５％及び１％という規定のΔ１_ＭＡＸ値と、を有する２本の屈折率分布型ＭＭ光ファイバ１００の所与の動作波長における最適化された帯域幅性能におけるコアアルファの感度を示している。更に詳しくは、図２Ａは、９００ｎｍ〜１２５０ｎｍの波長について最適化された光ファイバ１００のものを示しており、いくつかの実施形態は、０．５％≦Δ１_ＭＡＸ≦１％の最大コアデルタを有しており、且つ、コアα値の好適な範囲は、２．０２≦α≦２．１である。その他の実施形態においては、９００ｎｍ〜１２５０ｎｍの波長について最適化された光ファイバ１００は、０．３％≦Δ１_ＭＡＸ≦１％の最大コアデルタを有し、且つ、コアα値の好適な範囲は、２．０２≦α≦２．０８である。

ファイバの帯域幅ＢＷは、コアデルタの関数でもある。更に詳しくは、最大帯域幅ＢＷは、最大コアデルタΔ１_ＭＡＸが減少するのに伴って増大する。例えば、図２Ｂは、図１Ａの屈折率分布型ＭＭ光ファイバ１００におけるコアデルタの関数としての帯域幅依存性を示している。これは、９００ｎｍ〜１２００ｎｍの波長に中心を有する帯域幅の場合には、小さなΔ１_ＭＡＸ値を有する光ファイバ１００が大きな最大帯域幅を生成することを示している。

但し、光ファイバ１００のベンド損失は、コアデルタの減少に伴って増大し、且つ、コアデルタの選択肢は、帯域幅及びベンド損失という検討項目の最適化によって判定することができる。図２Ａに示されているように、任意の動作波長における最適αも、コアデルタの関数である。図３は、図１Ａに対応する１つの例示用の屈折率分布型ＭＭ光ファイバ（Δ１_ＭＡＸ＝１％を有するもの）における波長の関数としてのスペクトル減衰を示している。図３に対応するマルチモード光ファイバ１００は、大きな波長において小さな損失を有しており、この結果、９００ｎｍを上回る波長（例えば、９００ｎｍ〜１２００ｎｍ又は９５０ｎｍ〜１２００ｎｍ）において良好なシステム性能が得られる。

図１Ａのファイバは、相対的に単純な屈折率プロファイルを有する。但し、このファイバのベンド性能は、いくつかの用途においては、不十分なものであろう。ベンド性能を改善するべく、本発明者らは、図４、図５Ａ、及び図５Ｂに示されている屈折率プロファイルを有する光ファイバ１００を設計した。これらのファイバは、屈折率低下型環状部分５０（小さな屈折率を有するクラッディング領域であるダウンドープトリング）を有するクラッディングを有する。図４、図５Ａ、図５Ｂのファイバのコアパラメータは、図１Ａに対応するファイバのコアパラメータに類似している。コア半径Ｒ_１は、好ましくは、２０〜３０μｍ（例えば、２０〜２８μｍ）であり、且つ、好ましくは、α＜２．１である（例えば、２≦α＜２．１、α＜２．０８、２．０２≦α＜２．０８）。屈折率低下型環状部分５０は、−０．１〜−３％の、好ましくは、−０．３％未満の、更に好ましくは、−０．３〜−１．２％又は−０．３％〜−０．７％の最小屈折率Δ_３ＭＩＮを有する。いくつかの実施形態においては、Δ_３ＭＩＮは、−０．５％〜−１．２％又は−０．５％〜−１％である。図４の実施形態においては、屈折率低下型環状部分５０の幅Ｗ_３（Ｗ＝Ｒ_３−Ｒ_２）は、少なくとも１μｍであり、好ましくは、１μｍ〜２０μｍであり、更に好ましくは、１〜１０μｍであり、更に好ましくは、１μｍ〜５μｍである（例えば、２〜４．７５μｍである）。内側環状部分４０（コア２０と屈折率低下型環状部分５０の間に位置するもの）は、内側及び外側モードグループの間の時間遅延の差が極小化されるように、設計されている。従って、好ましくは、内側環状部分４０の幅（Ｒ_２−Ｒ_１）は、５μｍ未満であり、更に好ましくは、４μｍ未満であり、更に好ましくは、２μｍ未満である。プロファイル設計に屈折率低下型環状部分５０を導入することにより、光ファイバ１００のベンド性能を改善することが可能であり、その理由は、屈折率低下型環状部分５０がパワーレベルを事実上低下させるからである。屈折率低下型環状部分５０は、ＯＶＤ、ＭＣＶＤ、又はＰＣＶＤなどの従来のプロセスを使用するＦドーピングによって製造することができる。又、これは、シリカ系ガラス内に位置した空洞を有することによって製造することもできる。空洞は、周期的に又はランダムに配列させることができる。

更に詳しくは、図４は、ガラスコア２０と、ガラスクラッディング２００と、を有するマルチモード光ファイバ１００の例示用の一実施形態のガラス部分の断面の概略屈折率プロファイルであり、クラッディングは、内側環状部分４０と、屈折率低下型環状部分５０と、外側環状部分６０と、を有する。コア２０は、外径Ｒ_１と、最大屈折率デルタΔ１_ＭＡＸと、を有する。図４のファイバの内側環状部分４０は、屈折率デルタΔ２から構成されており、且つ、幅Ｗ_２と、外径Ｒ_２と、を有する。屈折率低下型環状部分５０は、最小屈折率デルタ百分率Δ３_ＭＩＮと、幅Ｗ_３と、外径Ｒ_３と、を有する。屈折率低下型環状部分５０は、内側環状部分４０により、コア２０からオフセットされた状態において又は離隔した状態において、示されている。いくつかの実施形態においては、内側環状部分４０の幅は、４．０μｍ未満である（例えば、１〜３μｍである）。いくつかの実施形態においては、Δ３_ＭＩＮは、半径Ｒ_３ｍｉｎにおいて発生しており、ここで、Ｒ_３ｍｉｎ−Ｒ_１は、５．０μｍ未満であって、例えば、４．０μｍ未満であり、好ましくは、３．０μｍ未満であり、２．０μｍ未満であり、又は、１．０μｍ未満である。

環状部分５０が内側環状部分４０を取り囲んでいる。外側環状部分６０が環状部分５０を取り囲むと共にこれと接触している。内側環状部分４０は、最大相対屈折率Δ２_ＭＡＸと、最小相対屈折率Δ２_ＭＩＮと、を有する屈折率プロファイルΔ２（ｒ）を有し、この場合に、いくつかの実施形態においては、Δ２_ＭＡＸ＝Δ２_ＭＩＮである。屈折率低下型環状部分５０は、最小相対屈折率Δ３_ＭＩＮを有する屈折率プロファイルΔ３（ｒ）を有する。外側環状部分６０は、最大相対屈折率Δ４_ＭＡＸと、最小相対屈折率Δ４_ＭＩＮと、を有する屈折率プロファイルΔ４（ｒ）を有し、この場合に、いくつかの実施形態においては、Δ４_ＭＡＸ＝Δ４_ＭＩＮである。好ましくは、Δ１＞Δ４＞Δ３であり、且つ、好ましくは、図１及び図４に示されている実施形態においては、Δ１_ＭＡＸ＞Δ２_ＭＡＸ＞Δ３_ＭＩＮである。いくつかの実施形態においては、内側環状部分４０は、定数Δ２（ｒ）により、図１及び図４に示されているように、実質的に一定の屈折率プロファイルを有しており、これらの実施形態のいくつかにおいては、Δ２（ｒ）＝０％である。いくつかの実施形態においては、外側環状部分６０は、図４に示されているように、定数Δ４（ｒ）により、実質的に一定の屈折率プロファイルを有しており、これらの実施形態のうちのいくつかにおいては、Δ４（ｒ）＝０％である。コア２０は、好ましくは、全体的に正の屈折率プロファイルを有しており、この場合に、Δ１（ｒ）＞０％である。Ｒ_１は、中心線から半径方向を外向きに進んだ場合に、コアの屈折率デルタが最初に０．０５％の値に到達する半径として規定される。好ましくは、コアは、実質的にフッ素を含んでおらず、且つ、好ましくは、コアは、フッ素を含んでいない。いくつかの実施形態においては、内側環状部分４０は、好ましくは、０．０５％未満である最大の絶対的な大きさを有する相対的屈折率プロファイルΔ２（ｒ）を有しており、且つ、Δ２_ＭＡＸ＜０．０５％であり、且つ、Δ２_ＭＩＮ＞−０．０５％であり、且つ、屈折率低下型環状部分５０は、中心線から半径方向を外向きに進んだ場合に、クラッディングの相対屈折率が最初に−０．０５％未満の値に到達するところにおいて始まっている。いくつかの実施形態においては、外側環状部分６０は、０．０５％未満である最大の絶対的な大きさを有する相対的屈折率プロファイルΔ４（ｒ）を有し、且つ、Δ４_ＭＡＸ＜０．０５％であり、且つ、Δ４_ＭＩＮ＞−０．０５％であり、且つ、屈折率低下型環状部分５０は、Δ３_ＭＩＮが見いだされる半径から半径方向を外向きに進んだ場合に、クラッディングの相対屈折率が最初に−０．０５％を上回る値に到達するところにおいて終了している。

外側クラッディング直径（２×Ｒ_ＭＡＸ）は、好ましくは、１５０μｍ未満であり、更に好ましくは、１３５μｍ未満であり、場合によっては、更に好ましくは、１３０μｍ未満である。いくつかの実施形態においては、コア直径（２×Ｒ_１）は、４０〜７０μｍであり、更に好ましくは、４５〜５５μｍであり、且つ、外側クラッディング直径は、１２０〜１４０μｍであり、更に好ましくは、１２０〜１３０μｍである。

本明細書に開示されているマルチモード光ファイバ１００においては、コアは、屈折率分布型コアであり、且つ、好ましくは、コアの屈折率プロファイルは、パラボラ形の（又は、実質的にパラボラ形の）形状を有しており、例えば、いくつかの実施形態においては、コアの屈折率プロファイルは、α形状を有しており、αの値は、好ましくは、９００ｎｍにおいて計測された際に、１．９〜２．２であり、更に好ましくは、約２．１であり、且つ、場合によっては、更に好ましくは、約２．０２〜２．０８であり、いくつかの実施形態においては、コアの屈折率は、中心線ディップを有してもよく、ここで、コアの最大屈折率及び光ファイバ全体の最大屈折率は、中心線から小さな距離だけ離れたところに位置しており、その他の実施形態においては、コアの屈折率は、中心線ディップを有しておらず、且つ、コアの最大屈折率及び光ファイバ全体の最大屈折率が中心線に位置している。パラボラ形の形状は、半径Ｒ_１まで延在しており、且つ、好ましくは、ファイバの中心線からＲ_１まで延在している。従って、本明細書において使用されている「パラボラ形」は、コア内の１つ又は複数の地点において、例えば、２．０や２．１などのように約２．０５のα値からわずかに変化してもよい実質的にパラボラ形に成形された屈折率プロファイルと、小さな変動及び／又は中心線ディップを有するプロファイルと、を含む。図４の実施形態を参照すれば、内側環状部分４０は、半径Ｒ_１において終了するように規定されており、これは、パラボラ形の形状が終了する付近であって、クラッディング２００の最も内側の半径と一致している。

クラッド層２００の１つ又は複数の部分は、ロッドインチューブ光学プレフォーム構成におけるチューブ又は堆積された材料及びジャケットの組合せなどのように、例えば、レイダウンプロセスにおいて堆積された、又はジャケットの形態において設けられた、クラッディング材料から構成してもよい。クラッド層２００は、少なくとも１つの被覆２１０によって取り囲まれており、これは、いくつかの実施形態においては、低係数の１次被覆と、高係数の２次被覆と、を有してもよい。

好ましくは、本明細書に開示されている光ファイバは、シリカ系コア及びクラッディングを有する。いくつかの実施形態においては、クラッディング２００は、約１２５μｍというＲ_ｍａｘの２倍の外径を有する。いくつかの実施形態においては、１つ又は複数の被覆は、クラッディング２００を取り囲むと共にこれとの接触状態にある。被覆は、アクリレート系ポリマーなどのポリマー被覆であってもよい。

いくつかの実施形態においては、屈折率低下型環状部分５０は、非周期的に配設された、若しくは周期的に配設された、又は、これらの両方である空洞を有する。「非周期的に配設された」又は「非周期的な分布」により、本発明者らは、光ファイバの断面（長手方向軸に対して垂直の断面など）を取得した際に、非周期的に配設された空洞がファイバの一部分に跨ってランダムに又は非周期的に分布していることを意味している。ファイバの長さに沿って異なる地点において取得された類似の断面は、異なる断面孔パターンを示すことになり、即ち、様々な断面は、異なる孔パターンを有することになり、この場合に、空洞の分布及び空洞のサイズは整合されていない。即ち、これらの空洞又は空洞は、非周期的であり、即ち、これらは、ファイバ構造内において周期的に配設されてはいない。これらの空洞は、光ファイバの長さに沿って（即ち、長手方向軸に対して平行に）延伸されるが（細長くなるが）、通常の長さの送信ファイバの場合には、ファイバ全体の全体長にわたって延在することはない。理論によって拘束されることを望むものではないが、これらの空洞は、数メートル未満だけ、且つ、多くの場合に、ファイバの長さに沿って１メートル未満だけ、延在するものと考えられる。本明細書に開示されている光ファイバ１００は、プレフォーム硬化条件を利用した方法によって製造することが可能であり、これらの方法は、硬化されるガラスブランク内に大量のガスがトラップされ、これにより、硬化されたガラス光ファイバプレフォーム内に空洞が形成されるという結果をもたらす効果を有する。これらの空洞を除去するためのステップを採用する代わりに、結果的に得られるプレフォームを使用することにより、空洞を有する光ファイバを形成する、即ち、その内部に空洞を生成するのである。本明細書において使用されている孔の直径は、光ファイバの長手方向軸を横断する垂直断面において光ファイバを観察した際に、その終点が、孔を規定しているシリカ内部表面上に配設される最も長いラインセグメントである。

いくつかの実施形態においては、（例えば、図４に示されている）光ファイバ１００の内側環状部分４０は、フッ素又はゲルマニウムによって実質的にドーピングされてはいないシリカを有する。好ましくは、環状部分４０は、４．０μｍ未満の、更に好ましくは、２．０μｍ未満の、幅を有する。いくつかの実施形態においては、外側環状部分６０は、実質的にドーピングされてはいないシリカを有するが、シリカは、屈折率を集合的に大きく変化させることのない濃度において、多少の塩素、フッ素、ゲルマニウム、又はその他のドーパントを含んでもよい。いくつかの実施形態においては、屈折率低下型環状部分５０は、フッ素及び／又はボロンによってドーピングされたシリカを有する。いくつかのその他の実施形態においては、屈折率低下型環状部分５０は、複数の非周期的に配設された空洞を有するシリカを有する。空洞は、アルゴン、窒素、クリプトン、ＣＯ_２、ＳＯ_２、又は酸素などの１つ又は複数のガスを含むことが可能であり、或いは、空洞は、実質的にガスを有していない真空を含むことも可能であり、任意のガスの存在又は不存在とは無関係に、環状部分６０内の屈折率は、空洞の存在に起因して低下する。空洞は、クラッディング２００の環状部分６０内においてランダムに又は非周期的に配設され、且つ、その他の実施形態においては、空洞は、環状部分６０内において周期的に配設されている。或いは、この代わりに、又はこれに加えて、環状部分５０内の低下した屈折率は、環状部分６０を（フッ素などによって）ダウンドーピングすることにより、又はクラッディング及び／又はコアの１つ又は複数の部分をアップドーピングすることにより、提供することも可能であり、この場合に、屈折率低下型環状部分５０は、例えば、内側環状部分４０と同程度にまでドーピングされてはいないシリカである。好ましくは、屈折率低下型環状部分５０の最小相対屈折率、又は、任意の空洞の存在を考慮したものなどの平均有効相対屈折率は、好ましくは、−０．１％未満であり、更に好ましくは、約−０．２％未満であり、場合によっては、更に好ましくは、約−０．３％未満であり、且つ、最も好ましくは、約−０．４％未満である。

図５Ａは、ガラスコア２０と、ガラスクラッディング２００と、を有するマルチモード光ファイバの例示用の代替実施形態のガラス部分の断面の概略屈折率プロファイルを示しており、クラッディングは、屈折率低下型環状部分５０と、外側環状部分６０と、を有する。コア２０は、外径Ｒ_１と、最大屈折率デルタΔ１_ＭＡＸと、を有する。屈折率低下型環状部分５０は、最小屈折率デルタ百分率Δ３_ＭＩＮと、幅Ｗ_３と、外径Ｒ_３と、を有する。屈折率低下型環状部分５０は、コア２０を取り囲むと共にこれとの直接的な接触状態にあり、即ち、コア２０と屈折率低下型環状部分５０の間に、（Δ２を有する）内側クラッディング領域４０が存在してはいない（即ち、Ｒ_１＝Ｒ_２である）。好ましくは、Δ１＞Δ４＞Δ３である。外側環状部分６０は、屈折率低下型環状部分５０を取り囲むと共にこれと接触している。屈折率低下型環状部分５０は、最小相対屈折率Δ３_ＭＩＮを有する屈折率プロファイルΔ３（ｒ）を有する。外側環状部分６０は、最大相対屈折率Δ４_ＭＡＸ及び最小相対屈折率Δ４_ＭＩＮを有する屈折率プロファイルΔ４（ｒ）を有しており、この場合に、いくつかの実施形態においては、Δ４_ＭＡＸ＝Δ４_ＭＩＮである。好ましくは、Δ１_ＭＡＸ＞Δ３_ＭＩＮである。好ましくは、コア２０は、ゲルマニウムによってドーピングされ、且つ、実質的にフッ素を含んでおらず、更に好ましくは、コアは、フッ素を含んでいない。いくつかの実施形態においては、屈折率低下型環状部分５０は、中心線から半径方向を外向きに進んだ場合に、クラッディングの相対屈折率が最初に−０．０５％の値に到達するところにおいて始まっている。いくつかの実施形態においては、外側環状部分６０は、０．０５％未満の最大の絶対的な大きさを有する相対的屈折率プロファイルΔ４（ｒ）を有しており、且つ、Δ４_ＭＡＸ＜０．０５％であり、且つ、Δ４_ＭＩＮ＞−０．０５％であり、且つ、屈折率低下型環状部分５０は、Δ３_ＭＩＮが見いだされる半径から半径方向を外向きに進んだ場合に、クラッディングの相対屈折率が最初に−０．０５％の値に到達するところにおいて終了している。図５Ａを参照すれば、この実施形態においては、コア２０は、半径Ｒ_１（パラボラ形の形状が終了する付近）において終了している。

図５Ｂは、ガラスコア２０と、ガラスクラッディング２００と、を有するマルチモード光ファイバの例示用の代替実施形態のガラス部分の断面の概略屈折率プロファイルであり、クラッディングは、内側環状部分４０と、屈折率低下型環状部分５０と、外側環状部分６０と、を有する。コア２０は、外径Ｒ_１と、最大屈折率デルタΔ１_ＭＡＸと、を有する。

この実施形態においても、コア２０は、パラボラ形状（又は、実質的にパラボラ形状）を有する。いくつかの実施形態においては、コア２０の屈折率は、中央線ディップを有してもよく、ここで、コアの最大屈折率及び光ファイバ全体の最大屈折率は、中心線から小さな距離だけ離れて位置しているが、その他の実施形態においては、コアの屈折率は、中心線ディップを有しておらず、且つ、コアの最大屈折率（並びに、従って、最大屈折率デルタΔ１_ＭＡＸ）及び光ファイバ１００全体の最大屈折率が中心線に位置している。

内側環状部分４０は、最大相対屈折率Δ２_ＭＡＸと、最小相対屈折率Δ２_ＭＩＮと、を有する屈折率プロファイルΔ２（ｒ）を有する。この実施形態においては、コアのパラボラ形の形状は、外径Ｒ_２まで延在しており、且つ、内側環状部分４０は、好ましくは、ファイバの中心線からＲ_２まで延在している。図５Ｂの実施形態を参照すれば、この１つ又は複数の実施形態の内側環状部分４０は、パラボラ形の形状が終了する外径Ｒ_２において終了するように規定されている。従って、本明細書において使用されている「パラボラ形」は、例えば、２．０〜２．１などのように、約２．０５のα値からわずかに変化してもよい実質的にパラボラ形に成形された屈折率プロファイルを含む。

屈折率低下型環状部分５０は、最小屈折率デルタ百分率Δ３_ＭＩＮと、幅Ｗ_３と、外径Ｒ_３と、を有する。屈折率低下型環状部分５０は、内側環状部分４０を取り囲むと共にこれとの直接的な接触状態にある。好ましくは、Δ１＞Δ４＞Δ３である。外側環状部分６０は、屈折率低下型環状部分５０を取り囲むと共にこれと接触している。屈折率低下型環状部分５０は、最小相対屈折率Δ３_ＭＩＮを有する屈折率プロファイルΔ３（ｒ）を有する。外側環状部分６０は、最大相対屈折率Δ４_ＭＡＸと、最小相対屈折率Δ４_ＭＩＮと、を有する屈折率プロファイルΔ４（ｒ）を有し、この場合に、いくつかの実施形態においては、Δ４_ＭＡＸ＝Δ４_ＭＩＮである。好ましくは、Δ１_ＭＡＸ＞Δ３_ＭＩＮである。好ましくは、コア２０は、ゲルマニウムによってドーピングされ、且つ、フッ素を実質的に含んでおらず、且つ、更に好ましくは、コアは、フッ素を含んでいない。いくつかの実施形態においては、屈折率低下型環状部分５０は、中心線から半径方向を外向きに進んだ場合に、クラッディングの相対的な屈折率が最初に−０．０５％に到達するところにおいて始まっている。いくつかの実施形態においては、外側環状部分６０は、０．０５％未満の最大の絶対的な大きさを有する相対的屈折率プロファイルΔ４（ｒ）を有しており、且つ、Δ４_ＭＡＸ＜０．０５％であり、且つ、Δ４_ＭＩＮ＞−０．０５％であり、且つ、屈折率低下型環状部分５０は、Δ３_ＭＩＮが見いだされる半径から半径方向を外向きに進んだ場合に、クラッディングの相対屈折率が最初に−０．０５％の値に到達するところにおいて終了している。

屈折率低下型環状部分５０は、ＯＶＤ、ＭＣＶＤ、又はＰＣＶＤなどの従来のプロセスを使用するＦドーピングによって製造することができる。又、これは、シリカ系ガラス内に位置した空洞を有することによって製造することもできる。これらの空洞は、周期的に又はランダムに配列させることができる。内側環状部分４０は、ＯＶＤ、ＭＣＶＤ、又はＰＣＶＤなどの従来のプロセスを使用するＦドーピングによって製造されたシリカ系ものであってもよい。又、これは、シリカ系ガラス内に位置した空洞を有することによって製造することもできる。これらの空洞は、周期的に又はランダムに配列させることができる。

光ファイバの開口数（ＮＡ）は、好ましくは、信号をファイバ内に導く光源のＮＡを上回っており、例えば、光ファイバのＮＡは、好ましくは、ＶＣＳＥＬ源のＮＡを上回っている。通常のＮＡ値は、０．１８５〜０．３１であり、且つ、いくつかの実施形態においては、０．２〜０．２８である。

以下の表１に示されているのは、本発明の実施形態による様々なモデル化された例である。例１〜例１４は、図４によって示されているものに類似した、及び図１Ａによって示されているものに類似した、屈折率プロファイルを有する。具体的には、以下に提供されているのは、コア領域２０のΔ１_ＭＡＸと、コア領域２０の外径Ｒ_１と、コア領域２０のアルファと、屈折率低下型クラッディング領域５０のΔ３_ＭＩＮと、屈折率低下型クラッディング領域５０の外径Ｒ_３と、屈折率低下型クラッディング領域５０のプロファイル容積Ｖ３と、であり、クラッド半径は、ファイバの最も外側の半径であり、且つ、外側環状ガラスクラッディング部分６０の外径である。又、ファイバの開口数も提供されている。それぞれのケースにおいて、従来の１次及び２次ウレタンアクリレート系保護被覆がガラス光ファイバの外側に設けられている。

表１のファイバのＯＦＬ帯域幅は、動作波長において４ＧＨｚ−ｋｍを上回っている。１０ｍｍ直径のマンドレル上における９８０ｎｍにおけるマクロベンド損失は、０．３ｄＢ／巻回未満（０．０７ｄＢ／巻回〜０．２８ｄＢ／巻回）であり、且つ、これらのファイバのＮＡは、０．２≦ＮＡ≦０．３である。ファイバ分散Ｄの大きさは、動作波長において９０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ未満であり、且つ、ファイバ減衰は、動作波長において１．５ｄＢ／ｋｍ未満である。

以下の表２に示されているのは、本発明の実施形態による４つのモデル化されたファイバ例である。例１４〜例１７は、図４によって示されているものに類似した、且つ、図１Ａによって示されているものに類似した、屈折率プロファイルを有する。具体的には、以下に提供されているのは、コア領域２０のΔ１_ＭＡＸと、コア領域２０の外径Ｒ_１と、コア領域２０のアルファと、屈折率低下型クラッディング領域５０のΔ３_ＭＩＮと、屈折率低下型クラッディング領域５０の外径Ｒ_３と、であり、クラッド半径Ｒ_４は、ファイバの最も外側の半径であり、且つ、外側環状ガラスクラッディング部分６０の外径である。表２の光ファイバの実施形態においては、Ｒ_４＝６２．５μｍである。表２の例示用のファイバは、４ＧＨｚ／ｋｍを上回るビットレート（例えば、１００ｍのファイバ設備の場合に、４０ＧＨｚ以上のもの）で９４０〜１１００ｎｍの波長において動作するように設計され、且つ、９８０及び／又は１０６０ｎｍの波長における６０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ未満の分散の大きさと、１．５ｄＢ／ｋｍ未満の減衰と、を有する。本明細書に記述されているファイバの実施形態におけるファイバ分散（ＬＰ０１モード）は、８５０ｎｍについて最適化されたＭＭファイバの分散を、約４０％だけ、且つ、（ファイバが１０６０ｎｍの動作波長について最適化されている際には）、６５％だけ、下回っていることに留意されたい。この分散の低減により、分散の制限を伴うことなしに、相対的に長い長さのファイバを配備することが可能になり、且つ、これは、ファイバ伝送システムにとって非常に有利である。

以下の表３及び表４に示されているのは、本発明の実施形態による１４個のモデル化されたファイバ例である。例１８〜例３１は、図４によって示されているものに類似した、且つ、図１Ａによって示されているものに類似した、屈折率プロファイルを有する。具体的には、以下に提供されているのは、コア領域２０のΔ１_ＭＡＸと、コア領域２０の外径Ｒ_１と、コア領域２０のアルファと、屈折率低下型クラッディング領域５０のΔ３_ＭＩＮと、屈折率低下型クラッディング領域５０の外径Ｒ_３と、であり、クラッド半径Ｒ_４は、（被覆されていない）ガラスファイバの最も外側の半径であり、且つ、外側環状ガラスクラッディング部分６０の外径である。表３及び表４の光ファイバの実施形態においては、Ｒ_４＝６２．５μｍであるが、コア直径が小さいほど、光学特性に影響を及ぼすことなしに、Ｒ_４の値を小さくすることができる。例えば、同一の設計は、Ｒ_４＝１２０μｍ、Ｒ_４＝１００μｍ、又はＲ_４＝８０μｍを有することができよう。表３及び表４の例示用のファイバは、４ＧＨｚ／ｋｍを上回るビットレート（例えば、１００ｍのファイバ設備の場合に、４０ＧＨｚ以上のもの）で９４０〜１０２０ｎｍの波長において動作するように設計され、且つ、６０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ未満の分散の大きさと、１．５ｄＢ／ｋｍ未満の減衰と、を有する。最高速及び最低速モードグループの間の微分群遅延の大きさは、２０ｐｓ／ｋｍ未満であり、且つ、いくつかの実施形態においては、１５ｐｓ／ｎｍ未満であり、且つ、その他の実施形態においては、１０ｐｓ／ｎｍ未満である。本明細書に記述されているファイバの実施形態におけるファイバ分散（ＬＰ０１モード）は、８５０ｎｍについて最適化されたＭＭファイバの分散を約４０％だけ下回っていることに留意されたい。この分散の低減により、分散の制限を伴うことなしに、相対的に長い長さのファイバを配備することが可能になり、且つ、これは、ファイバ伝送システムにとって非常に有利である。

以下の表５及び表６に示されているのは、本発明の実施形態による１２個のモデル化されたファイバ例である。例３２〜例４３は、図４によって示されているものに類似した、且つ、図１Ａによって示されているものに類似した、屈折率プロファイルを有する。具体的には、以下に提供されているのは、コア領域２０のΔ１_ＭＡＸと、コア領域２０の外径Ｒ_１と、コア領域２０のアルファと、屈折率低下型クラッディング領域５０のΔ３_ＭＩＮと、屈折率低下型クラッディング領域５０の外径Ｒ_３と、であり、クラッド半径Ｒ_４は、ファイバの最も外側の半径であり、且つ、外側環状ガラスクラッディング部分６０の外径である。表５及び表６の光ファイバの実施形態においては、Ｒ_４＝６２．５μｍであるが、コア直径が小さいほど、光学特性に影響を及ぼすことなしに、Ｒ_４の値を小さくすることができる。例えば、同一の設計は、Ｒ_４＝１２０μｍ、Ｒ_４＝１００μｍ、又はＲ_４＝８０μｍを有することができよう。表５及び表６の例示用のファイバは、４ＧＨｚ／ｋｍを上回るビットレート（例えば、１００ｍのファイバ設備の場合に、４０ＧＨｚ以上のもの）で１０２０〜１１００ｎｍの波長において動作するように設計され、且つ、４０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ未満の分散の大きさと、１．０ｄＢ／ｋｍ未満の減衰と、を有する。最高速及び最低速モードグループの間の微分群遅延の大きさは、２０ｐｓ／ｋｍ未満であり、且つ、いくつかの実施形態においては、１５ｐｓ／ｎｍ未満であり、且つ、その他の実施形態においては、１０ｐｓ／ｎｍ未満である。本明細書に記述されているファイバの実施形態におけるファイバ分散（ＬＰ０１モード）は、８５０ｎｍについて最適化されたＭＭファイバの分散を約６５％だけ下回っていることに留意されたい。この分散の低減により、分散の制限を伴うことなしに、相対的に長い長さのファイバを配備することが可能になり、且つ、これは、ファイバ伝送システムにとって非常に有利である。

以下の表７に示されているのは、本発明の実施形態による５つのモデル化されたファイバ例である。例４４〜例４８は、図６によって示されているものに類似した屈折率プロファイルを有しており、この場合に、屈折率低下型環状部分は、屈折率分布型コアの継続部であり、且つ、外側環状部分によって取り囲まれている。具体的には、以下に提供されているのは、コア領域２０のΔ１_ＭＡＸと、コア領域２０の外径Ｒ_１と、コア領域２０のアルファと、屈折率低下型クラッディング領域５０のΔ３_ＭＩＮと、屈折率低下型クラッディング領域５０の外径Ｒ_３と、であり、クラッド半径Ｒ_４は、ファイバの最も外側の半径であり、且つ、外側環状ガラスクラッディング部分６０の外径である。表７の光ファイバの実施形態においては、Ｒ_４＝６２．５μｍであるが、コア直径が小さいほど、光学特性に影響を及ぼすことなしに、Ｒ_４の値を小さくすることができる。例えば、同一の設計は、Ｒ_４＝１２０μｍ、Ｒ_４＝１００μｍ、又はＲ_４＝８０μｍを有することができる。表７の例示用のファイバは、４ＧＨｚ／ｋｍを上回るビットレート（例えば、１００ｍのファイバ設備の場合に、４０ＧＨｚ以上のもの）で１０２０〜１１００ｎｍの波長において動作するように設計され、且つ、４０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ未満の分散の大きさと、１．０ｄＢ／ｋｍ未満の減衰と、を有する。最高速及び最低速モードグループの間の微分群遅延の大きさは、２０ｐｓ／ｋｍ未満であり、且つ、いくつかの実施形態においては、１５ｐｓ／ｎｍ未満であり、且つ、その他の実施形態においては、１０ｐｓ／ｎｍ未満である。本明細書に記述されているファイバの実施形態におけるファイバ分散（ＬＰ０１モード）は、８５０ｎｍについて最適化されたＭＭファイバの分散を約６５％だけ下回っていることに留意されたい。この分散の低減により、分散の制限を伴うことなしに、相対的に長い長さのファイバを配備することが可能になり、且つ、これは、ファイバ伝送システムにとって非常に有利である。

以下の表８に示されているのは、本発明の実施形態による５つのモデル化されたファイバ例である。例４９〜例５３は、図６によって示されているものに類似した屈折率プロファイルを有しており、この場合に、屈折率低下型環状部分は、屈折率分布型コアの継続部であり、且つ、外側環状部分によって取り囲まれている。具体的には、以下に提供されているのは、コア領域２０のΔ１_ＭＡＸと、コア領域２０の外径Ｒ_１と、コア領域２０のアルファと、屈折率低下型クラッディング領域５０のΔ３_ＭＩＮと、屈折率低下型クラッディング領域５０の外径Ｒ_３と、であり、クラッド半径Ｒ_４は、ファイバの最も外側の半径であり、且つ、外側環状ガラスクラッディング部分６０の外径である。表８の光ファイバの実施形態においては、Ｒ_４＝６２．５μｍであるが、コア直径が小さいほど、光学特性に影響を及ぼすことなしに、Ｒ_４の値を小さくすることができる。例えば、同一の設計は、Ｒ_４＝１２０μｍ、Ｒ_４＝１００μｍ、又はＲ_４＝８０μｍを有することができよう。表８の例示用のファイバは、４ＧＨｚ／ｋｍを上回るビットレート（例えば、１００ｍのファイバ設備の場合に、４０ＧＨｚ以上のもの）で９４０〜１０２０ｎｍの波長において動作するように設計され、且つ、６０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ未満の分散の大きさと、１．５ｄＢ／ｋｍ未満の減衰と、を有する。最高速及び最低速モードグループの間の微分群遅延の大きさは、２０ｐｓ／ｋｍ未満であり、且つ、いくつかの実施形態においては、１５ｐｓ／ｎｍ未満であり、且つ、その他の実施形態においては、１０ｐｓ／ｎｍ未満である。本明細書に記述されているファイバの実施形態におけるファイバ分散（ＬＰ０１モード）は、８５０ｎｍについて最適化されたＭＭファイバの分散を約４０％だけ下回っていることに留意されたい。この分散の低減により、分散の制限を伴うことなしに、相対的に長い長さのファイバを配備することが可能になり、且つ、これは、ファイバ伝送システムにとって非常に有利である。

別のモデル化された例においては、マルチモードファイバは、０．７％の相対屈折率デルタΔ１_ＭＡＸと、２５μｍのＲ_１と、２．０７のアルファと、を有するコアを有する。このファイバは、９８０ｎｍにおいて１３．５ＧＨｚ．ｋｍの、且つ、１０６０ｎｍにおいて４．３ＧＨｚ．ｋｍの、オーバーフィルド帯域幅を有するものと予測される。この設計に従って製造されたファイバは、例えば、９８０又は１０６０ｎｍの、或いは、９８０及び１０６０ｎｍの両方の、異なる又は複数の波長において使用することができる。この例示用のファイバは、１０６０ｎｍよりも９８０ｎｍにおいて大きな帯域幅を有するが、帯域幅は、依然として、両方の波長において、並びに、９５０〜１１００ｎｍの範囲内のすべての波長について、４ＧＨｚ−ｋｍを上回っている。その他の設計パラメータを固定状態において維持しつつアルファ値を２．０５に減少させることにより、９８０ｎｍよりも１０６０ｎｍにおいて大きな帯域幅が結果的に得られることになり、両方の値が４．０ＧＨｚ−ｋｍを上回っている。この設計選択肢は、例えば、０．３〜３％のΔ１_ＭＡＸ（％）及び１０〜４０μｍのＲ_１などの一連のＭＭＦパラメータに対して適用可能であろう。

表１〜表８のファイバは、光送信システムにおいて使用するのに適している。一実施形態によれば、システム２００は、（ｉ）少なくとも１つの光源（例えば、ＶＣＳＥＬ２０５）であって、９００〜１２５０ｎｍ（例えば、９４０〜１１００ｎｍ）の１つ又は複数の波長において２５ＧＨｚ以上（且つ、好ましくは、いくつかの実施形態によれば、４０ＧＨｚ以上（即ち、４ＧＨｚ／ｋｍ超））のビットレートで送信する光源（例えば、ＶＣＳＥＬ２０５）と、（ｉｉ）少なくとも１つのマルチモード光ファイバ１００と、（ｉｉｉ）検出器２１０と、を有する。検出器は、マルチモード光ファイバ１００に光学的に結合され、且つ、９００〜１２５０ｎｍの波長を検出する能力を有する。光ファイバ１００は、屈折率分布型ガラスコアと、前記コアを取り囲む内側クラッディング領域と、外側クラッディングと、を有し、且つ、４ＧＨｚ−ｋｍを上回る９００ｎｍ〜１２５０ｎｍの波長範囲内に位置した動作波長におけるオーバーフィルド帯域幅と、約２．０８未満のアルファと、動作波長における６０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ未満の分散の大きさ及び１．５ｄＢ／ｋｍ未満の減衰と、を有する。いくつかの実施形態においては、例えば、光源（例えば、ＶＣＳＥＬ２０５又はレーザーなど）は、３０ＧＨｚのビットレートにおいて、いくつかの実施形態においては、３５ＧＨｚ又は３７ＧＨｚにおいて、いくつかの実施形態においては、４０ＧＨｚにおいて、且つ、いくつかの実施形態においては、４５ＧＨｚにおいて、送信する。ファイバのいくつかの実施形態は、９４０〜１１００ｎｍの１つ又は複数の波長において４．７ＧＨｚ−ｋｍを上回るオーバーフィルド帯域幅を有し、且つ、ファイバのいくつかの実施形態は、９５０〜１０１０ｎｍのすべての波長において４ＧＨｚ−ｋｍを上回るオーバーフィルド帯域幅を有し、且つ、ファイバのいくつかの実施形態は、１０３０〜１０９０ｎｍのすべての波長において４ＧＨｚ−ｋｍを上回るオーバーフィルド帯域幅を有する。例えば、１２５０ｎｍの波長において動作するＳｉレーザーなどのＶＣＳＥＬ以外の光源を利用してもよいことに留意されたい。

このようなシステムの一実施形態は、例えば、（ｉ）少なくとも１つのＶＣＳＥＬであって、９４０〜１１００ｎｍの１つ又は複数の波長において２５ＧＨｚ以上のビットレートで（且つ、好ましくは、いくつかの実施形態によれば、４０ＧＨｚ以上（即ち、４ＧＨｚ／ｋｍ超）で）送信するＶＣＳＥＬと、（ｉｉ）マルチモード光ファイバ１００と、（ｉｉｉ）検出器と、を有する。ファイバ１００は、例えば、屈折率分布型ガラスコアと、コアを取り囲むと共にコアとの接触状態にある内側クラッディングと、内側クラッディングを取り囲む屈折率低下型環状部分を有する第２クラッディングと、を有し、前記屈折率低下型環状部分は、約−０．２％未満の屈折率デルタと、少なくとも１μｍの幅と、を有し、前記コアは、２０μｍを上回ると共に２８μｍ未満の半径と、０．８〜１．３％の最大屈折率と、約２．０８未満のアルファと、を有する。ファイバ１００は、９４０〜１１００ｎｍの１つ又は複数の波長において、４．７ＧＨｚ−ｋｍを上回るオーバーフィルド帯域幅と、６０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ未満の分散の大きさと、１．５ｄＢ／ｋｍ未満の減衰と、を有する。

上述のシステムの実施形態は、エネルギー効率及びビットレートの利点を有する。９８０ｎｍにおいて動作するＶＣＳＥＬは、８５０ｎｍのＶＣＳＥＬの電流の約４３％のみを必要としており、１０６０ｎｍのＶＣＳＥＬは、この電流の約２１％のみを必要としている。電力消費量は、現代のデータセンタにおける深刻な問題であり、且つ、光ファイバ１００との関連においてＶＣＳＥＬ（≧９５０ｎｍ）などの相対的に長い波長（≧９５０ｎｍ）の光源を利用する相対的に長いシステムは、８５０ｎｍにおいて動作する送信システムが遭遇するエネルギー消費問題のいくつかを軽減することになる。更には、送信システムの動作波長が約８５０ｎｍである場合に、システムの速度を３５ＧＨｚ−ｋｍ超に増大させるには、大きなハードルが存在すると思われる。光ファイバ１００との関連において、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ａｓ半導体系ＶＣＳＥＬなどの相対的に長い波長（≧９５０ｎｍ）の光源を利用することにより、現在利用可能であるものを格段に上回る送信速度（例えば、≧２０ＧＨｚ−ｋｍ、若しくは≧２５ＧＨｚ−ｋｍ、若しくは≧３５ＧＨｚ−ｋｍ、又は、場合によっては、≧４０ＧＨｚ−ｋｍ）を有する送信システムが可能となる。

以上の説明は、本発明を例示するためのものに過ぎず、且つ、請求項によって規定される本発明の特性及び特徴を理解するための概要の提供を意図したものであることを理解されたい。添付の図面は、本発明の更なる理解を提供するべく含まれており、且つ、明細書に内蔵されると共にその一部を構成している。これらの添付図面は、その説明と共に本発明の原理及び動作を説明するように機能する本発明の様々な特徴及び実施形態を示している。当業者には、添付の請求項によって規定される本発明の精神及び範囲を逸脱することなしに、本明細書に記述されている本発明の好適な実施形態に対して様々な変更を実施可能であることが明らかとなる。

Claims (9)

1. マルチモード光ファイバにおいて、
   屈折率Δ１と、最大屈折率デルタΔ１_ＭＡＸと、１０〜４０μｍの半径と、を有する屈折率分布型ガラスコアと、
   前記コアを取り囲むクラッディング領域と、
   屈折率Δ４を有する外側クラッディングと、
   を有し、
   ２．５ＧＨｚ−ｋｍを上回る９００ｎｍ〜１２５０ｎｍの波長に位置した動作波長におけるオーバーフィルド帯域幅を有することを特徴とするマルチモード光ファイバ。
2. 前記半径は、１０〜３０μｍであり、且つ、前記ファイバは、
   （Ａ）２．５ＧＨｚ−ｋｍを上回る９００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長におけるオーバーフィルド帯域幅及び／又は（Ｂ）（ｉ）１０３０〜１０９０ｎｍ又は（ｉｉ）９５０〜１０１０ｎｍのすべての波長において４ＧＨｚ−ｋｍを上回るオーバーフィルド帯域幅を有することを特徴とする請求項１に記載のマルチモード光ファイバ。
3. （ｉ）前記コア半径は、１０〜３５μｍであり、
   （ｉｉ）前記クラッディング領域は、前記コアを取り囲むと共に屈折率デルタΔ３及び最小屈折率デルタΔ３_ＭＩＮを有する屈折率低下型クラッディング領域を含み、
   （ｉｉｉ）前記外側クラッディング領域は、前記屈折率低下型クラッディング領域を取り囲み、前記屈折率低下型クラッディング領域は、約−０．１％未満の屈折率デルタと、少なくとも１μｍの幅とを有し、ここで、Δ１＞Δ４＞Δ３_ＭＩＮであり、且つ、
   （ｉｖ）前記ファイバは、２．５ＧＨｚ−ｋｍを上回る９００ｎｍ〜１２００ｎｍの範囲におけるオーバーフィルド帯域幅を有することを特徴とする請求項１に記載のマルチモード光ファイバ。
4. 前記コアは、
   （ｉ）基本的に単一のドーパント、又は、
   （ｉｉ）Ｇｅ及び１重量％以下の量のその他のドーパント、
   によってドーピングされたシリカを有することを特徴とする請求項１又は３に記載のファイバ。
5. 前記ファイバは、４ＧＨｚ−ｋｍを上回る９００ｎｍ〜１１００ｎｍの範囲に位置した波長におけるオーバーフィルド帯域幅を有することを特徴とする請求項１又は３に記載のマルチモードファイバ。
6. 前記屈折率低下型クラッディング領域は、前記コアに直接的に隣接しており、且つ、約−０．２％以下の屈折率デルタと、少なくとも２μｍの幅とを有することを特徴とする請求項３に記載のマルチモードファイバ。
7. （Ａ）前記ファイバは、（ｉ）９８０ｎｍにおいて又は（ｉｉ）１０６０ｎｍにおいて４ＧＨｚ−ｋｍを上回るオーバーフィルド帯域幅を有し、且つ、
   （Ｂ）前記ファイバは、９８０ｎｍにおいて０．３ｄＢ／巻回以下である１巻回１５ｍｍ直径マンドレルの巻回減衰の増大を更に有することを特徴とする請求項１又は４に記載のマルチモードファイバ。
8. （ｉ）９００〜１２００ｎｍの１つ又は複数の波長において２５ＧＨｚ以上のビットレートで送信する少なくとも１つの光源と、
   （ｉｉ）請求項１乃至７のいずれか一項に記載の少なくとも１つのマルチモード光ファイバであって、前記少なくとも１つのマルチモード光ファイバは、前記少なくとも１つの光源に光学的に結合され、４ＧＨｚ−ｋｍを上回る９００ｎｍ〜１２００ｎｍの波長範囲内に位置した動作波長におけるオーバーフィルド帯域幅と、約２．０８未満のアルファと、前記動作波長における６０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ未満の分散の大きさ及び１．５ｄＢ／ｋｍ未満の減衰と、を有する少なくとも１つのマルチモード光ファイバと、
   （ｉｉｉ）前記少なくとも１つのマルチモード光ファイバに光学的に結合されると共に９００ｎｍ〜１２００ｎｍの波長を検出する能力を有する少なくとも１つの検出器と、
   を有することを特徴とするシステム。
9. ａ．前記少なくとも１つの光源は、少なくとも１つのＶＣＳＥＬであり、
   ｂ．前記クラッディングは、前記コアを取り囲むと共に前記コアとの接触状態にある内側クラッディングと、前記内側クラッディング部分を取り囲む屈折率低下型環状部分とを有し、前記屈折率低下型環状部分は、約−０．２％未満の屈折率デルタΔ３_ＭＩＮと、少なくとも１μｍの幅とを有し、
   ｃ．前記コアは、１０μｍを上回ると共に２８μｍ未満である半径と、０．８〜１．３％の最大屈折率と、約２．０８未満のアルファとを有し、且つ、
   ｄ．前記ファイバは、９４０〜１１００ｎｍの１つ又は複数の波長における４．７ＧＨｚ−ｋｍを上回るオーバーフィルド帯域幅と、６０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ未満の分散の大きさと、１．５ｄＢ／ｋｍ未満の減衰とを有し、且つ、
   ｅ．前記光源は、９４０〜１１００ｎｍの範囲において動作することを特徴とする請求項８に記載のシステム。