JP2015529848A - モード分割多重のための少数モード光ファイバ - Google Patents
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Abstract
Description
以下の用語は本明細書において、光ファイバを記述するために用いられ、パラメーターのうちのいくつかは様々な例示実施形態に関連して以下に導入され、定義される。
(ncore 2−nclad 2)1/2=nclad[2Δ1MAX/(1−2Δ1MAX)]1/2
で与えられ、ここで、ncoreはコアの最大屈折率、ncladはクラッドの屈折率、および、Δ1MAXはクラッドに対するコアの最大相対屈折率である。
図2Aは、図1の線A−Aでのファイバ10の断面図であり、ファイバ10の第1の主な例示実施形態を図示する。図2Bは、図2Aの断面図に対応する相対屈折率分布である。この第1の例示実施形態のファイバ10は、半径R1のガラスグレーデッド誘電率コア20、およびコアを取り巻き、半径R1において始まり、外側の半径R0まで外方に延在するガラスクラッド50を含む。クラッド50は実質的に一様な屈折率を有し、相対屈折率Δ4はゼロである。
図3Aは、図1の線A−Aでのファイバ10の断面図であり、ファイバ10の第2の主な例示実施形態を図示する。図3Bは、図3Aの断面図に対応する相対屈折率分布である。この第2の例示実施形態のファイバ10は、グレーデッド誘電率ガラスコア20にじかに隣接して、それを取り巻いて配置された、低屈折率のリング40を含む。クラッド50はじかにリング40を取り巻く。リング40は、内側の半径R1、外側の半径R2、相対屈折率Δ2、および最小相対屈折率Δ2MINを有する。1つの実施例において図のように、Δ2=Δ2MINである。
図4Aは、図1の線A−Aでのファイバ10の断面図であり、ファイバ10の第3の主な例示実施形態を図示する。図4Bは、図4Aの断面図に対応する例示屈折率分布を図示し、一方、図4Cは、別の例示屈折率分布を図示する。この第3の例示実施形態のファイバ10は、それがコア20とリング40との間に内側のクラッド30をさらに含むという点を除いて、第2の例示実施形態のものに類似している。内側のクラッド30は、このようにして、リング40がもはやコア20に接しない(すなわち、もはやじかに隣接しない)ようにコア20を取り巻く。内側のクラッド30は、内側の半径R1および外側の半径R2を有し、また、低屈折率のリング40はここでは内側の半径R2、外側の半径R3、および半径方向の幅R3−R2を有する。内側のクラッド30は、半径方向の幅R2−R1を有する。1つの実施例において、内側のクラッドは相対屈折率Δ3=Δ4=0を有する。
表6は、5つの屈折率分布の属性を示すが、それらの分布に対して、コアの半径およびアルファパラメーターの変化が、モード群遅延時間差およびモード群遅延時間差勾配の符号を変える。実施例28において、トレンチは、グレーデッド屈折率コアに隣接するが、実施例29〜32においては、コアからオフセットR2−R1の間を置いて配置する。実施例31の屈折率分布を図7に図示する。実施形態28〜32の各々は、規定された寸法によって作られるとき非常に低いモード間遅延時間差を与える。ファイバ6〜10のLP01実効面積Aeffは、120μm2より大きく、より好適には120〜200μm2の間である。1つの実施例においてLP02モードの理論的なカットオフ波長は、2400nm未満であり、別の実施例において2000nm未満であり、また別の実施例において1800nm未満である。これらの実施例において、LP02モードのケーブルカットオフ波長は、LP02モードの理論的なカットオフ波長より約300nm低い。1つの実施例においてLP11モードの理論的なカットオフ波長は2000nmより大きく、別の実施例において2200nmより大きく、また別の実施例において2400nmより大きい。1つの実施例においてLP01モードの減衰は0.21dB/km未満であり、別の実施例において0.20dB/km未満であり、また、別の実施例において0.19dB/km未満である。1つの実施例においてLP11モードの減衰は0.25dB/km未満であり、別の実施例において0.23dB/km未満であり、また、別の実施例において0.21dB/km未満である。別記しない限り、これらの光学的性質はすべて1550nmの波長においてモデル化されている。
本発明による少数モード光ファイバ10は、低い損失および小さな群遅延時間差を有し、光伝送システムでの利用に適し、特に、MDMを利用し、かつ、長距離伝送向けに構成されるものに適する。
Claims (10)
- 少数モード光ファイバにおいて、
約8μm〜約14μmの範囲内の半径R1、1550nmの波長において約2.3以上で約2.7未満のアルファ値を備えたグレーデッド屈折率分布、ガラスクラッドに対して約0.3%〜約0.6%の範囲内の最大相対屈折率Δ1MAX、および1550nmにおいて約90μm2を超え約160μm2未満の実効面積を有するガラスコア、および
前記ガラスコアをじかに取り巻き、かつ、Δ1MAX>Δ4MAXになるような最大相対屈折率Δ4MAXを有する前記ガラスクラッド、
を備え、
前記ガラスコアおよびガラスクラッドが、1500nmを超える1つまたは複数の波長において、LP01モードおよびLP11モードのみの伝搬および送信をサポートし、前記LP01およびLP11のモード間に、1550nmの波長において約0.5ns/km未満である群遅延大きさを有することを特徴とする少数モード光ファイバ。 - 前記ガラスクラッドが、(i)前記ガラスコアをじかに取り巻き、かつ、最小相対屈折率Δ2MIN<Δ1MAXを有する低屈折率のリングを備えるか、または(ii)前記コアを取り巻き、かつ、相対屈折率Δ2MIN<Δ1MAXを有する低屈折率のリングを、前記コアと該低屈折率のリングの間に配置された環状の内側のクラッドと共に備えることを特徴とする請求項1に記載の少数モード光ファイバ。
- (i)前記LP01モードおよび前記LP11モードの間に、1550nmの波長において約0.3ns/km未満である群遅延大きさ、
(ii)1550nmにおいて20dB以下である、前記LP11モードのピンアレイ曲げ損失、
(iii)1800nm未満である、LP02モードに対するカットオフ波長、および、2400nmより大きい、前記LP11モードに対するカットオフ波長、
の少なくとも1つをさらに含むことを特徴とする請求項1または2に記載の少数モード光ファイバ。 - 前記低屈折率のリングが、約2μm〜約15μmの範囲内の半径方向の厚さを有することを特徴とする請求項2に記載の少数モード光ファイバ。
- 少数モード光ファイバにおいて、
約8μm〜約14μmの半径R1、1550nmの波長において約1.9以上で約2.7未満のアルファ値を備えたグレーデッド屈折率分布、ガラスクラッドに対して約0.3%〜約0.6%の最大相対屈折率Δ1MAX、および1550nmにおいて約90μm2を超え約160μm2未満の実効面積を有するガラスコア、および
前記ガラスコアを取り巻き、かつ、最小相対屈折率Δ2MIN<0を有する低屈折率のリング、および、前記低屈折率のリングを取り巻き、かつ、Δ1MAX>Δ4MAX>Δ2MINであるような、最大相対屈折率Δ4MAXを有する外側のクラッド層を含む前記ガラスクラッド、
を備え、
前記ガラスコアおよびガラスクラッドが、1500nmを超える1つまたは複数の波長において、LP01モードおよびLP11モードのみの伝搬および送信をサポートすることを特徴とする少数モード光ファイバ。 - 前記コアにじかに隣接して配置され、前記コアを取り巻く内側のクラッドであって、前記内側のクラッドがΔ2MIN<Δ3≦Δ4MAXである相対屈折率Δ3を有する内側のクラッドをさらに含むことを特徴とする請求項5に記載の少数モード光ファイバ。
- 少数モード光ファイバにおいて、
約8μm〜約14μmの範囲内の半径R1、1550nmの波長において約1.9以上で約2.7未満のアルファ値を備えたグレーデッド屈折率分布、ガラスクラッドに対して約0.3%〜約0.6%の最大相対屈折率Δ1MAX、および1550nmにおいて約90μm2を超え約160μm2未満の実効面積を有するガラスコア、および
前記ガラスコアを取り巻くが内側のクラッドによって前記ガラスコアからは離されて配置され最小相対屈折率Δ2MIN<0を有する低屈折率のリング、および、Δ1MAX>Δ4%>Δ2MIN%となるような最大相対屈折率Δ4MAXを備える外側のクラッド層を含む前記ガラスクラッド、
を備え、
前記ガラスコアおよびガラスクラッドが、1500nmを超える1つまたは複数の波長において、LP01モードおよびLP11モードのみの伝搬および送信をサポートすることを特徴とする少数モード光ファイバ。 - (i)1550nmの波長において約0.5ns/km未満である、前記LP01モードおよび前記LP11モードの間の群遅延大きさ、および/または、
(ii)1600nm未満である、LP02モードに対するカットオフ波長、および、2000nmより大きい、前記LP11モードに対するカットオフ波長、
をさらに含むことを特徴とする請求項5または7に記載の少数モード光ファイバ。 - 前記内側のクラッドが、(i)約5μm以下の半径方向の厚さ、および/または、(ii)相対屈折率Δ3≦Δ4MAXを有することを特徴とする請求項7に記載の少数モード光ファイバ。
- モード分割多重(MDM)光伝送システムにおいて、
それぞれLP11モードおよびLP01モードにおいて、それぞれ第1および第2の波長を有する、それぞれ第1および第2の導波光信号を送信するように構成された送信機、
前記第1および第2光信号を、受信し、かつ、波長の逆多重化をするように構成された受信機、および
前記送信機および前記受信機を光学的に接続し、かつ、前記第1および第2導波光信号の、前記送信機から前記受信機までの伝送をサポートするように構成された、請求項1、5または7に記載の少数モード光ファイバ、
を含むことを特徴とするモード分割多重(MDM)光伝送システム。
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