JP2017062486A - Optical fiber - Google Patents
Optical fiber Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017062486A JP2017062486A JP2016215028A JP2016215028A JP2017062486A JP 2017062486 A JP2017062486 A JP 2017062486A JP 2016215028 A JP2016215028 A JP 2016215028A JP 2016215028 A JP2016215028 A JP 2016215028A JP 2017062486 A JP2017062486 A JP 2017062486A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- refractive index
- less
- wavelength
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 122
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 31
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 28
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 12
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 4
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 3
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 17
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 17
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 14
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 14
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 11
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 9
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 9
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 7
- 229910005793 GeO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000007526 fusion splicing Methods 0.000 description 3
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 2
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
本発明は、光ファイバに関するものである。 The present invention relates to an optical fiber.
光通信システムにおいては光信号雑音比（ＯＳＮＲ: OpticalSignal-to-Noise Ratio）の向上が求められている。特にデジタルコヒーレント受信方式を利用した通信方式においてはＯＳＮＲの向上は重要である。ＯＳＮＲを向上することによって、伝送信号を大容量化したり、光通信システムの伝送距離を長くしたり、中継器間の間隔を長くしたりすることが可能になり、光通信システムを高性能化することができる。 In an optical communication system, an improvement in an optical signal-to-noise ratio (OSNR) is required. In particular, in a communication method using a digital coherent reception method, it is important to improve the OSNR. By improving the OSNR, it is possible to increase the transmission signal capacity, increase the transmission distance of the optical communication system, and increase the interval between repeaters, thereby improving the performance of the optical communication system. be able to.
ＯＳＮＲの向上には、光伝送路として用いられる光ファイバの非線形性の低減と光伝送路での伝送損失の低減とが重要である。光ファイバ中で発生する非線形性を低減するには、光ファイバの実効断面積Aeffを大きくし、光ファイバの波長分散の絶対値を大きくすれば良い。このような波長分散の絶対値が大きく実効断面積Aeffが拡大された非分散シフト光ファイバが知られている（例えば特許文献１，２，７）。
In order to improve the OSNR, it is important to reduce nonlinearity of an optical fiber used as an optical transmission line and to reduce transmission loss in the optical transmission line. In order to reduce the non-linearity generated in the optical fiber, the effective area Aeff of the optical fiber is increased and the absolute value of the chromatic dispersion of the optical fiber is increased. There are known non-dispersion shifted optical fibers having a large absolute value of chromatic dispersion and an expanded effective area Aeff (for example,
しかしながら、実効断面積Aeffが拡大された非分散シフト光ファイバは、既に光伝送路として敷設されていたり伝送機器に使用されたりしている波長１.５５μｍ帯で実効断面積Aeffが８０μｍ２程度のＩＴＵ-Ｔ Ｇ.６５２シリーズである通常のシングルモードファイバ（ＳＳＭＦ）、ＩＴＵ−ＴＧ.６５３シリーズである実効断面積Aeffが５０〜８０μｍ２の分散シフトファイバ（ＤＳＦ）およびＩＴＵ−ＴＧ.６５５、Ｇ.６５６シリーズであるノンゼロ分散シフトファイバ（ＮＺ-ＤＳＦ）との接続損失が大きくなってしまい、結果としてＯＳＮＲを低くしてしまう場合があるという課題があった。なお、ＩＴＵ-Ｔ Ｇ.６５２シリーズである通常の光ファイバとは、ケーブルカットオフ波長が波長１２６０ｎｍ以下であり、波長１３１０ｎｍにおけるMFDの典型値が８.６〜９.５μｍであり、ゼロ分散波長が１３００〜１３２４ｎｍであり、ゼロ分散波長における分散スロープが０.０９３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下であるような光学特性を少なくとも有する。 However, the non-dispersion shifted optical fiber with an expanded effective area Aeff has an effective area Aeff of about 80 μm 2 at a wavelength of 1.55 μm that has already been laid as an optical transmission line or used in transmission equipment. ITU-T G.652 series ordinary single mode fiber (SSMF), ITU-TG.653 series dispersion shift fiber (DSF) with effective area Aeff of 50-80 μm 2 and ITU-TG.655, G The connection loss with the non-zero dispersion shifted fiber (NZ-DSF) which is the .656 series becomes large, and as a result, there is a problem that the OSNR may be lowered. The normal optical fiber of the ITU-T G.652 series has a cable cutoff wavelength of 1260 nm or less, a typical MFD value of 8.6 to 9.5 μm at a wavelength of 1310 nm, and a zero dispersion wavelength. Is at least 1300 to 1324 nm, and has at least optical characteristics such that a dispersion slope at a zero dispersion wavelength is 0.093 ps / nm 2 / km or less.
特許文献３には、実効断面積Aeffが大きくモードフィールド径MFDが小さい光ファイバの例がTable-１に開示されている。しかし、この光ファイバは、零分散波長が１５０８〜１５７０ｎｍという分散シフトファイバであることから、波長分散の絶対値が小さく、非線形現象が発生しやすい。また、この光ファイバは、曲げ損失（特にマイクロベンドロス）に弱くなると予測され、加えて、カットオフ波長が１８５７ｎｍ以上と非常に長いという問題がある。
特許文献４には、実効断面積Aeffが大きくモードフィールド径MFDが小さい光ファイバの例がTable-１に開示されている。しかし、この光ファイバは、零分散波長が１４７２〜１５７９ｎｍという分散シフトファイバである。また、この光ファイバは、中心にボイドを含むことから、製造性が悪く、伝送損失が高いことも予測される。加えて、この光ファイバは、他の光ファイバとの融着接続の際にボイドが潰れて導波構造が変化することによって接続損失が大きくなることも容易に予想される。
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、光通信システムの光伝送路として好適に用いられＯＳＮＲの向上が可能な光ファイバを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an optical fiber that can be suitably used as an optical transmission line of an optical communication system and that can improve OSNR.
本発明の光ファイバは、コア部およびクラッド部を有する光ファイバであって、前記コア部において屈折率が最小値Ｎ１となる径方向位置をｒ１とし、前記コア部において屈折率が最大値Ｎ２となる径方向位置をｒ２とし、前記コア部の半径をｒ３としたときに、ｒ１＜ｒ２＜ｒ３であり、前記コア部における屈折率の最小値Ｎ１に対する最大値Ｎ２の比屈折率差Δ１２が０.０５％以上０.２％以下であり、実効断面積をAeffとし、モードフィールド径をMFDとしたとき、波長１５５０ｎｍにおいて、ｋ＝４Aeff／(πMFD２)で示されるｋ値が１.０８以上であり、波長分散が＋１９.０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上＋２１.９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、モードフィールド径MFDが１０.３μｍ以上である。 The optical fiber of the present invention is an optical fiber having a core portion and a cladding portion, wherein the radial position where the refractive index is the minimum value N 1 in the core portion is r 1, and the refractive index is the maximum value in the core portion. When the radial position for N 2 is r 2 and the radius of the core portion is r 3 , r 1 <r 2 <r 3 , and the maximum value for the minimum value N 1 of the refractive index in the core portion the relative refractive index difference delta 12 of N 2 is 0.2% or less than 0.05%, when the effective area and Aeff, and the mode field diameter and MFD, at a wavelength of 1550nm, k = 4Aeff / (πMFD 2 ) Is 1.08 or more, chromatic dispersion is +19.0 ps / nm / km or more +21.9 ps / nm / km or less, and mode field diameter MFD is 10.3 μm or more.
本発明の光ファイバは光通信システムの光伝送路として好適に用いられＯＳＮＲの向上が可能となる。 The optical fiber of the present invention is suitably used as an optical transmission line in an optical communication system, and can improve OSNR.
本発明の光ファイバは、コア部およびクラッド部を有する光ファイバであって、前記コア部において屈折率が最小値Ｎ１となる径方向位置をｒ１とし、前記コア部において屈折率が最大値Ｎ２となる径方向位置をｒ２とし、前記コア部の半径をｒ３としたときに、ｒ１＜ｒ２＜ｒ３であり、前記コア部における屈折率の最小値Ｎ１に対する最大値Ｎ２の比屈折率差Δ１２が０.０５％以上０.２％以下であり、実効断面積をAeffとし、モードフィールド径をMFDとしたとき、波長１５５０ｎｍにおいて、ｋ＝４Aeff／(πMFD２)で示されるｋ値が１.０８以上であり、波長分散が＋１９.０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上＋２１.９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、モードフィールド径MFDが１０.３μｍ以上である。 The optical fiber of the present invention is an optical fiber having a core portion and a cladding portion, wherein the radial position where the refractive index is the minimum value N 1 in the core portion is r 1, and the refractive index is the maximum value in the core portion. When the radial position for N 2 is r 2 and the radius of the core portion is r 3 , r 1 <r 2 <r 3 , and the maximum value for the minimum value N 1 of the refractive index in the core portion the relative refractive index difference delta 12 of N 2 is 0.2% or less than 0.05%, when the effective area and Aeff, and the mode field diameter and MFD, at a wavelength of 1550nm, k = 4Aeff / (πMFD 2 ) Is 1.08 or more, chromatic dispersion is +19.0 ps / nm / km or more +21.9 ps / nm / km or less, and mode field diameter MFD is 10.3 μm or more.
本発明の光ファイバでは、波長１５５０ｎｍにおける実効断面積Aeffが１００μｍ２以上であるのが好適である。波長１５５０ｎｍにおける伝送損失が０.１９ｄＢ／ｋｍ以下であるのが好適である。前記コア部は、平均濃度１０００原子ｐｐｍ以上のハロゲン元素が添加され、ドーパントとしての典型金属元素や遷移金属元素の平均濃度が０.０１原子ｐｐｍ以下である石英系ガラスからなるのが好適である。前記コア部は、平均濃度０.０１〜５０原子ｐｐｍのアルカリ金属元素が添加されていのが好適である。 In the optical fiber of the present invention, the effective area Aeff at a wavelength of 1550 nm is preferably 100 μm 2 or more. The transmission loss at a wavelength of 1550 nm is preferably 0.19 dB / km or less. The core portion is preferably made of quartz glass to which a halogen element having an average concentration of 1000 atomic ppm or more is added and an average concentration of a typical metal element or a transition metal element as a dopant is 0.01 atomic ppm or less. . It is preferable that an alkali metal element having an average concentration of 0.01 to 50 atomic ppm is added to the core portion.
本発明の光ファイバでは、通常のシングルモード光ファイバとの接続損失が波長１５５０ｎｍにおいて接続一箇所あたり０.４ｄＢ以下であるのが好適である。直径２２０ｍｍのマンドレルの周上に巻き付け張力０.４Ｎ以上で長さ１０ｋｍ以上を巻いたときの波長１５５０ｎｍにおける伝送損失が０.１９ｄＢ／ｋｍ以下であるのが好適である。Ｒ＝ｒ３／ｒ２が１.０を超え５.４以下であるのが好適である。 In the optical fiber of the present invention, it is preferable that the connection loss with a normal single mode optical fiber is 0.4 dB or less per connection at a wavelength of 1550 nm. It is preferable that the transmission loss at a wavelength of 1550 nm when a winding tension of 0.4 N or more and a length of 10 km or more is wound around a mandrel having a diameter of 220 mm is 0.19 dB / km or less. R = r 3 / r 2 is preferably more than 1.0 and 5.4 or less.
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。本発明は、これらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. The present invention is not limited to these exemplifications, but is defined by the scope of the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.
本実施形態の光ファイバは、コア部およびクラッド部を有する光ファイバであって、実効断面積をAeffとし、モードフィールド径をMFDとしたとき、波長１５５０ｎｍにおいて、ｋ＝４Aeff／(πMFD２)で示されるｋ値が１.０８以上であり、波長分散が＋１９.０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上＋２１.９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、モードフィールド径MFDが１０.３μｍ以上１３.０μｍ以下である。 The optical fiber of the present embodiment is an optical fiber having a core portion and a cladding portion, where k = 4 Aeff / (πMFD 2 ) at a wavelength of 1550 nm when the effective area is Aeff and the mode field diameter is MFD. The k value shown is 1.08 or more, the chromatic dispersion is +19.0 ps / nm / km or more +21.9 ps / nm / km or less, and the mode field diameter MFD is 10.3 μm or more and 13.0 μm or less.
光ファイバ中で発生する非線形現象を小さくするよう実効断面積Aeffを例えば波長１５５０ｎｍにおいて１００μｍ２以上に大きくした場合、同時にモードフィールド径MFDも大きくなるので、このような光ファイバとＳＳＭＦ（Aeffは８０μｍ２程度）との接続損失が大きくなってしまう。接続損失の分だけ、光アンプや受光器に入射される光の強度が小さくなるので、光伝送システムのＯＳＮＲが劣化してしまうという問題がある。 When the effective area Aeff is increased to, for example, 100 μm 2 or more at a wavelength of 1550 nm so as to reduce the nonlinear phenomenon that occurs in the optical fiber, the mode field diameter MFD also increases at the same time. 2 ), the connection loss increases. There is a problem that the OSNR of the optical transmission system deteriorates because the intensity of light incident on the optical amplifier and the light receiver is reduced by the amount of connection loss.
そこで、光ファイバの実効断面積Aeffを大きくする一方でモードフィールド径MFDを比較的小さくすることにより、その光ファイバと他の光ファイバとの接続損失を低減することが可能である。すなわち、ｋ＝４Aeff／(πMFD２)の式で示されるｋ値を大きくすれば良い。ｋ値が大きい場合、同一のモードフィールド径MFDであっても実効断面積Aeffを大きくすることが可能となる。 Therefore, it is possible to reduce the connection loss between the optical fiber and another optical fiber by increasing the effective area Aeff of the optical fiber and relatively reducing the mode field diameter MFD. That is, the k value represented by the equation k = 4Aeff / (πMFD 2 ) may be increased. When the k value is large, the effective area Aeff can be increased even with the same mode field diameter MFD.
ＳＳＭＦのコア構造は、中心部の屈折率が最も高いステップ形状や、α乗形状を有する。このＳＳＭＦのｋ値は一般的には１.０程度である。例えば、コア部の屈折率プロファイルがα＝４程度で近似することのできるＳＳＭＦは、波長１５５０ｎｍにおいて、実効断面積Aeffが８５μｍ２であり、モードフィールド径MFDが１０.５程度であって、ｋ値が０.９８２となる。これは非線形性を低減するために実効断面積Aeffが拡大された光ファイバでも同様であり、例えば、特許文献５に開示されているＷ型構造の光ファイバではｋ値は０.９８７〜１.０４７の範囲であり、また、特許文献６に開示されているトレンチ構造の光ファイバではｋ値は０.９６７〜１.０１１の範囲である。
The core structure of the SSMF has a step shape having the highest refractive index at the center and an α power shape. The SSMF k value is generally about 1.0. For example, an SSMF that can be approximated with a refractive index profile of the core portion of about α = 4 has an effective area Aeff of 85 μm 2 at a wavelength of 1550 nm, a mode field diameter MFD of about 10.5, and k The value is 0.982. This is the same for an optical fiber whose effective area Aeff is increased in order to reduce non-linearity. For example, in an optical fiber having a W-type structure disclosed in
したがって、ｋ値を１.０８以上に大きくすると、同じモードフィールド径MFDであっても、ｋ値が０.９８２の光ファイバと比較した場合に実効断面積Aeffを１０％大きくすることが可能である。このことから、接続損失を小さく保ちつつ、光ファイバの非線形性を効率的に低減することが可能となる。ｋ値は大きい方が好ましく、例えば１.１０以上であると更に好ましい。 Therefore, when the k value is increased to 1.08 or more, even when the mode field diameter MFD is the same, the effective area Aeff can be increased by 10% when compared with an optical fiber having a k value of 0.982. is there. This makes it possible to efficiently reduce the nonlinearity of the optical fiber while keeping the connection loss small. A larger k value is preferable, for example, more preferably 1.10 or more.
ｋ値が大きい光ファイバを実現するために、光ファイバのコア部は以下のような屈折率プロファイルを有するのが好ましい。すなわち、図１に示されるように、コア部の中心軸からの径方向距離をｒとして、コア部において屈折率が最小値Ｎ１となる径方向位置をｒ１とし、コア部において屈折率が最大値Ｎ２となる径方向位置をｒ２とし、コア部の半径をｒ３とする。このとき、ｒ１＜ｒ２＜ｒ３である。また、Ｒ＝ｒ３／ｒ２を１.０を超え５.４以下とし、コア部における屈折率の最小値Ｎ１に対する最大値Ｎ２の比屈折率差Δ１２を０.０５％〜０.２％とする。 In order to realize an optical fiber having a large k value, the core portion of the optical fiber preferably has the following refractive index profile. That is, as shown in FIG. 1, the radial distance from the central axis of the core portion is r, the radial position where the refractive index is the minimum value N 1 in the core portion is r 1, and the refractive index is in the core portion. the radial position where the maximum value N 2 and r 2, the radius of the core portion and r 3. At this time, r 1 <r 2 <r 3 . Further, R = r 3 / r 2 is set to more than 1.0 and not more than 5.4, and the relative refractive index difference Δ 12 of the maximum value N 2 with respect to the minimum value N 1 of the refractive index in the core portion is 0.05% to 0 .2%.
ここで、図２に示されるように、コア部の外径ｒ３は、径方向位置ｒ３における屈折率をＮ３としたときに１００×(Ｎ２−Ｎ３)／Ｎ２が０.１５％であるような位置である。また、最小屈折率Ｎ１に対する最大屈折率Ｎ２の比屈折率差Δ１２は下記（１）式で表される。 Here, as shown in FIG. 2, the outer diameter r 3 of the core portion is 100 × (N 2 −N 3 ) / N 2 is 0 when the refractive index at the radial position r 3 is N 3 . The position is 15%. Further, the relative refractive index difference Δ 12 of the maximum refractive index N 2 with respect to the minimum refractive index N 1 is expressed by the following equation (1).
次に、光ファイバのｋ値および構造パラメータの範囲について説明する。ここでは、図３に示されるような屈折率プロファイルを有する光ファイバについて数値計算を行った。この数値計算では、光ファイバは、石英系ガラスからなり、コア部が中実であり、各部がステップ構造を有する。コア部は、中心軸を含み屈折率が低い第一のコア部と、第一のコア部の周囲に存在して屈折率が高い第二のコア部とからなる。以下の図４〜図５を用いた検討では、ｒ１＝０とし、ｒ２は第一のコア部と第二のコア部の境界における値とした。 Next, the k value of optical fiber and the range of structural parameters will be described. Here, numerical calculation was performed for an optical fiber having a refractive index profile as shown in FIG. In this numerical calculation, the optical fiber is made of silica glass, the core portion is solid, and each portion has a step structure. The core portion includes a first core portion that includes the central axis and has a low refractive index, and a second core portion that exists around the first core portion and has a high refractive index. In the examination using FIGS. 4 to 5 below, r 1 = 0 and r 2 is a value at the boundary between the first core portion and the second core portion.
クラッド部は、コア部の外周に接し屈折率が低い第一のクラッド部（外半径ｒｄ１）と、第一のクラッド部の外部に存在して屈折率が高い第二のクラッド部とからなる。ここで、第一のクラッド部の屈折率を基準として、第二のコア部の比屈折率差をΔｃ２とし、第二のクラッド部の比屈折率差をΔｄ＝０.０４％とする。また、第一のクラッド部の外半径ｒｄ１とコア部の半径ｒ３との比(ｒｄ１／ｒ３)を３.３とする。このような光ファイバをモデルにして数値計算を行った。 The clad portion includes a first clad portion (outer radius r d1 ) that is in contact with the outer periphery of the core portion and has a low refractive index, and a second clad portion that exists outside the first clad portion and has a high refractive index. . Here, on the basis of the refractive index of the first cladding part, the relative refractive index difference of the second core part is Δc2, and the relative refractive index difference of the second cladding part is Δd = 0.04%. The ratio (r d1 / r 3 ) between the outer radius r d1 of the first cladding part and the radius r 3 of the core part is 3.3. Numerical calculations were performed using such an optical fiber as a model.
図４は、Δ１２とｋ値との関係を示すグラフである。ここでは、Δｃ２＝０.２５％及び０.３０％とし、Ｒ＝ｒ３／ｒ２＝２.０とし、また、ファイバカットオフ波長が１５００ｎｍとなるようにした。同図に示されるように、Δｃ２＝０.２５％では、Δ１２が０.０５％以上であればｋ値が１.０８以上になるので好ましい。また、Δ１２が０.０７％以上であればｋ値が１.１０以上になり、更にΔ１２が０.１１％以上であればｋ値が１.１５以上になり、更に好ましい。Δｃ２＝０.３０％では、Δ１２が０.０５％以上であればｋ値が１.０７以上になる。Δ１２が０.０７％以上であればｋ値が１.０８以上になるので好ましい。Δ１２が０.１１％以上であればｋ値が１.１２以上になり、更に好ましい。また、コア部において大きな屈折率分布が存在すると構造不整によって伝送損失が大きくなってしまうので、Δ１２は０.２％以下であって、コア部の屈折率は第二のクラッド部の屈折率より高いことが望ましい。また、Δ１２が０.２％以下であり、Δｃ２＝０.２５％の場合には、ｋ値の最大値は１.２９となる。 Figure 4 is a graph showing the relationship between delta 12 and k values. Here, Δ c2 = 0.25% and 0.30%, R = r 3 / r 2 = 2.0, and the fiber cutoff wavelength was 1500 nm. As shown in the figure, when Δ c2 = 0.25%, if Δ 12 is 0.05% or more, the k value is preferably 1.08 or more. Also, delta 12 becomes 1.10 or higher k values If 0.07% or more, more delta 12 is 1.15 or more k values If 0.11% or more, further preferable. At Δ c2 = 0.30%, if Δ 12 is 0.05% or more, the k value is 1.07 or more. Delta 12 is preferably so becomes 1.08 or higher k values If 0.07% or more. Delta 12 becomes 1.12 or higher k values If 0.11% or more, further preferable. Further, since the transmission loss when a large refractive index profile in the core part are present by structural asymmetry is increased, delta 12 is 0.2% or less, the refractive index of the core portion has a refractive index of the second cladding part Higher is desirable. Also, delta 12 is 0.2% or less, in the case of delta c2 = 0.25%, the maximum value of k value is 1.29.
図５は、Ｒ＝ｒ３／ｒ２とｋ値との関係を示すグラフである。ここでは、Δｃ２＝０.２５％及び０.３０％とし、Δ１２＝０.２０％とし、また、ファイバカットオフ波長が１５００ｎｍとなるようにした。同図に示されるように、Δｃ２＝０.２５％では、Ｒが５.４以下であればｋ値が１.０８以上になるので好ましい。また、Ｒが４.４以下であればｋ値が１.１０以上になり、更にＲが３.２以下であればｋ値が１.１５以上になり、更に好ましい。Δｃ２＝０.３０％では、Ｒが５.４以下であればｋ値が１.０７以上になる。また、Ｒが４.４以下であればｋ値が１.０９以上になり好ましい。更にＲが３.２以下であればｋ値が１.１３以上になり、更に好ましい。 FIG. 5 is a graph showing the relationship between R = r 3 / r 2 and the k value. Here, Δ c2 = 0.25% and 0.30%, Δ 12 = 0.20%, and the fiber cutoff wavelength was 1500 nm. As shown in the figure, when Δ c2 = 0.25%, if R is 5.4 or less, the k value is preferably 1.08 or more. Further, if R is 4.4 or less, the k value is 1.10 or more, and if R is 3.2 or less, the k value is 1.15 or more, which is more preferable. When Δ c2 = 0.30%, if R is 5.4 or less, the k value is 1.07 or more. Further, if R is 4.4 or less, the k value is preferably 1.09 or more. Furthermore, if R is 3.2 or less, the k value is 1.13 or more, which is more preferable.
図１９は、Ｒ＝ｒ３／ｒ２とｋ値との関係を示すグラフである。ここでは、Δ１２＝０.２０％とし、また、Δｄ＝０.１０％とし、ｒd１／ｒ３＝３.３とした際の、ファイバカットオフ波長が１５００ｎｍ、波長１５５０ｎｍにおけるAeffが１３５μｍ２となるようにΔｃ２を決めた。なお、Ｒ＝１のときは、コア部は凹みのないステップ形状であることを意味する。同図の通り、Ｒ＝ｒ３／ｒ２が１.３から４.０程度の範囲は、Ｒが１〜１.３および５.０以上の範囲と比較してｋ値が顕著に大きくなるため、特に好ましい。 FIG. 19 is a graph showing the relationship between R = r 3 / r 2 and the k value. Here, when Δ 12 = 0.20%, Δd = 0.10%, and r d1 / r 3 = 3.3, the fiber cutoff wavelength is 1500 nm, and the Aeff at the wavelength of 1550 nm is 135 μm 2. Δc2 was determined so that When R = 1, it means that the core part has a step shape without a dent. As shown in the figure, in the range where R = r 3 / r 2 is about 1.3 to 4.0, the k value is remarkably larger than the range where R is 1 to 1.3 and 5.0 or more. Therefore, it is particularly preferable.
図２０は、Ｒ＝ｒ３／ｒ２とｋ値との関係を示すグラフである。ここでは、Δ１２＝０.１０％とし、また、Δｄ＝０.１０％とし、ｒd１／ｒ３＝３.３とした際の、ファイバカットオフ波長が１５００ｎｍ、波長１５５０ｎｍにおけるAeffが１３５μｍ２となるようにΔｃ２を決めた。Δ１２＝０.２０％である図１９と比較すると、Δ１２＝０.１０％である図２０の場合にはｋ値は小さくなってしまう。しかし、図１９の場合と同様にＲが１.３から４.０程度の範囲においては、Ｒが１〜１.３および５.０以上の範囲と比較してｋ値が顕著に大きくなるため、最も好ましい。 FIG. 20 is a graph showing the relationship between R = r 3 / r 2 and the k value. Here, when Δ 12 = 0.10%, Δd = 0.10%, and r d1 / r 3 = 3.3, the fiber cutoff wavelength is 1500 nm, and the Aeff at the wavelength of 1550 nm is 135 μm 2. Δc2 was determined so that Compared with FIG. 19 where Δ 12 = 0.20%, the k value is smaller in the case of FIG. 20 where Δ 12 = 0.10%. However, as in the case of FIG. 19, in the range where R is about 1.3 to 4.0, the k value is remarkably larger than that in the range where R is 1 to 1.3 and 5.0 or more. Most preferred.
また、Aeff＝１３５μｍ２となる際の、Ｒ＝ｒ３／ｒ２とコア部の半径ｒ３、Δc２、波長１５５０ｎｍにおけるMFDとの関係を図２１に表でまとめた。図２１は、図１９および図２０のグラフを表にしたものである。 Further, the relationship between R = r 3 / r 2 , the radius r 3 of the core part, Δ c2 , and the MFD at a wavelength of 1550 nm when Aeff = 135 μm 2 is summarized in a table in FIG. FIG. 21 is a table of the graphs of FIGS. 19 and 20.
図１９、図２０に示したとおり、Ｒ＝２付近でｋ値は極大値となるが、図３のような屈折率プロファイルである光ファイバにおいて、第一のクラッド部の屈折率を基準とした第二のクラッド部の比屈折率差Δｄと、Ｒ＝２の際のｋ値との関係を図２２に示す。この時、ｒｄ１／ｒ３＝３.５、Δ１２は０.２０％とし、ケーブルカットオフ波長が１５００ｎｍ（ファイバカットオフ波長は１６２０ｎｍ程度）、波長１５５０ｎｍにおけるAeffが１４３μｍ２となるようにした。図２２の通り、いずれの場合でもｋ値は１.１０以上である。また、Δｄが０.０５％程度以上であるような場合には、ｋ値は１.２０以上となり、特に好ましい。また、Δｄが０.０８％程度以上であればｋ値は１.２４程度という非常に大きな値でほぼ一定となるため、非常に好ましい。
As shown in FIGS. 19 and 20, the k value becomes a maximum value in the vicinity of R = 2, but in the optical fiber having the refractive index profile as shown in FIG. 3, the refractive index of the first cladding portion is used as a reference. FIG. 22 shows the relationship between the relative refractive index difference Δd of the second cladding part and the k value when R = 2. In this, r d1 / r 3 = 3.5 ,
Ｒが２程度以上では、Ｒが大きいほど、ｋ値は小さくなる。そこで、Δｄと、ｋ値が１.０８、１.１０、１.２０となる際のＲ＝ｒ３／ｒ２との関係を図２３に示す。ただし、Ｒ＞２である。この時、図２２の場合と同様に、ｒｄ１／ｒ３＝３.５、Δ１２は０.２０％とし、ケーブルカットオフ波長が１５００ｎｍ（ファイバカットオフ波長は１６２０ｎｍ程度）、波長１５５０ｎｍにおけるAeffが１４３μｍ２となるようにした。図２３からわかるように、Δｄが低いほどｋ値が大きくなるＲは小さくなる。例えば、Δｄ＝０.０４％の際には、Ｒが５.４以下の時にｋ値が１.０８以上となり得る。また、Δｄが０.０５％以上の時には、Ｒが６以下であれば、ｋ値が１.０８以上となり得るため、好ましい。特に、Δｄが０.０５％以上の時には、Ｒが２以上３以下の範囲でｋ値が１.２０以上となり得るため、更に好ましい。ｒｄ１／ｒ３は２.５〜４.０の範囲であれば、図２２、図２３に示したｒｄ１／ｒ３＝３.５の場合と伝送特性に大きな差異は無く、好ましい。
When R is about 2 or more, the larger the R, the smaller the k value. Therefore, FIG. 23 shows the relationship between Δd and R = r 3 / r 2 when the k values are 1.08, 1.10, and 1.20. However, R> 2. At this time, as in the case of FIG. 22, r d1 / r 3 = 3.5,
次に、光ファイバのモードフィールド径MFDの上限について説明する。第１の光ファイバのモードフィールド径MFDをＷ１とし、第２の光ファイバのモードフィールド径MFDをＷ２として、これら第１の光ファイバと第２の光ファイバとを融着接続したときに、両光ファイバのモードフィールド径MFDの不整合に因り生じる接続損失は下記（２）式で見積もることができる。したがって、２本の光ファイバを互いに融着接続すると、両光ファイバのモードフィールド径MFDの差が大きいほど、接続損失が大きい。 Next, the upper limit of the mode field diameter MFD of the optical fiber will be described. When the mode field diameter MFD of the first optical fiber is W 1 and the mode field diameter MFD of the second optical fiber is W 2 , the first optical fiber and the second optical fiber are fused and connected. The connection loss caused by the mismatch of the mode field diameter MFD of both optical fibers can be estimated by the following equation (2). Therefore, when two optical fibers are fusion-spliced together, the connection loss increases as the difference in mode field diameter MFD between the two optical fibers increases.
図６は、光ファイバのモードフィールド径MFDと接続損失との関係を示すグラフである。ここでは、第２の光ファイバは、モードフィールド径MFDが１０.５μｍであるＳＳＭＦ（Aeff＝８５μｍ２、ｋ値＝０.９８２）、および、モードフィールド径MFDが９.６μｍであるＮＺＤＳＦ（Aeff＝７１μｍ２、ｋ値＝０.９８１）とした。そして、第１の光ファイバのモードフィールド径MFDの各値について上記（２）式により接続損失を計算した。 FIG. 6 is a graph showing the relationship between the mode field diameter MFD of the optical fiber and the connection loss. Here, the second optical fiber includes SSMF (Aeff = 85 μm 2 , k value = 0.982) having a mode field diameter MFD of 10.5 μm, and NZDSF (Aeff having a mode field diameter MFD of 9.6 μm). = 71 μm 2 , k value = 0.981). Then, the connection loss was calculated for each value of the mode field diameter MFD of the first optical fiber by the above equation (2).
接続損失は、低い方が好ましく、例えば０.４ｄＢ／facet以下であると良い。実際の接続では、上記（２）式で表されるモードフィールド径MFDの不整合に因る接続損失の他に、両光ファイバのコア軸の不一致や接続面でのファイバ曲がりなどに因る接続損失も生じて、全体の接続損失は上記（２）式より０.２ｄＢ程度大きくなってしまう場合がある。したがって、両光ファイバのモードフィールド径MFDの不整合により計算される接続損失は、０.２ｄＢ／facet以下であるとよく、図からＳＳＭＦとの融着接続を考慮した場合、波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径MFDは１３μｍ以下であることが望ましい。また、モードフィールド径MFDがより小さいＮＺ-ＤＳＦとの融着接続を考慮した場合、波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径MFDは１２μｍ以下であると、更に望ましい。 The connection loss is preferably as low as possible, for example, 0.4 dB / facet or less. In the actual connection, in addition to the connection loss due to the mismatch of the mode field diameter MFD expressed by the above equation (2), the connection due to the mismatch of the core axes of both optical fibers or the bending of the fiber at the connection surface Loss also occurs, and the overall connection loss may be about 0.2 dB larger than the above equation (2). Therefore, the connection loss calculated due to the mismatch of the mode field diameter MFD of both optical fibers is preferably 0.2 dB / facet or less, and considering the fusion splicing with SSMF from the figure, the mode field at a wavelength of 1550 nm. The diameter MFD is desirably 13 μm or less. In consideration of fusion splicing with NZ-DSF having a smaller mode field diameter MFD, the mode field diameter MFD at a wavelength of 1550 nm is more preferably 12 μm or less.
モードフィールド径MFDは大きい方が、実効断面積Aeffが大きくなり、非線形現象を抑制することが可能であるので望ましい。ｋ値が１.２１である場合、モードフィールド径MFDが１０.３μｍ以上であれば、実効断面積Aeffが１００μｍ２以上となる。したがって、モードフィールド径MFDは１０.３μｍ以上であることが望ましい。波長１５５０ｎｍにおける実効断面積Aeffは１１０μｍ２以上（モードフィールド径MFDは１０.８μｍ以上）であると更に好ましく、実効断面積Aeffは１２０μｍ２以上（モードフィールド径MFDは１１.３μｍ以上）であるともっとも好ましい。 A larger mode field diameter MFD is desirable because the effective area Aeff becomes larger and nonlinear phenomena can be suppressed. When the k value is 1.21, if the mode field diameter MFD is 10.3 μm or more, the effective area Aeff is 100 μm 2 or more. Accordingly, the mode field diameter MFD is desirably 10.3 μm or more. The effective area Aeff at a wavelength of 1550 nm is more preferably 110 μm 2 or more (mode field diameter MFD is 10.8 μm or more), and the effective area Aeff is 120 μm 2 or more (mode field diameter MFD is 11.3 μm or more). Most preferred.
また、実効断面積Aeffが拡大された光ファイバは曲げ損失が劣化してしまう問題があるが、例えば、図７に示されるようにコア部の外周に屈折率が低い領域を設けることで、曲げ損失を低減することが可能である。 In addition, there is a problem that the bending loss is deteriorated in the optical fiber in which the effective area Aeff is enlarged. For example, as shown in FIG. Loss can be reduced.
次に、光ファイバの曲げ損失について説明する。 Next, the bending loss of the optical fiber will be described.
光ファイバの曲げ損失は小さい方が好ましい。例えば、２０ｍｍ直径で光ファイバを巻いた場合、波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失は、１００ｄＢ／ｍ以下、好ましくは２０ｄＢ／ｍ以下、更に好ましくは１０ｄＢ／ｍ以下であると良い。３０ｍｍ直径で光ファイバを巻いた場合、曲げ損失値は小さくなるが、波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失は、１０ｄＢ／ｍ以下、好ましくは２ｄＢ／ｍ以下、更に好ましくは１ｄＢ／ｍ以下であると良い。また、６０ｍｍ直径で光ファイバを巻いた場合、波長１６２５ｎｍ以下の波長範囲における曲げ損失は、０.０１ｄＢ／ｍ以下、好ましくは０.００５ｄＢ／ｍ以下、更に好ましくは０.００２ｄＢ／ｍ以下であると良い。 It is preferable that the bending loss of the optical fiber is small. For example, when an optical fiber is wound with a diameter of 20 mm, the bending loss at a wavelength of 1550 nm is 100 dB / m or less, preferably 20 dB / m or less, more preferably 10 dB / m or less. When an optical fiber is wound with a diameter of 30 mm, the bending loss value becomes small, but the bending loss at a wavelength of 1550 nm is 10 dB / m or less, preferably 2 dB / m or less, more preferably 1 dB / m or less. When an optical fiber is wound with a diameter of 60 mm, the bending loss in the wavelength range of 1625 nm or less is 0.01 dB / m or less, preferably 0.005 dB / m or less, more preferably 0.002 dB / m or less. And good.
また、実効断面積Aeffの拡大には、マイクロベンドロスの増加を伴う。通常、伝送用光ファイバのクラッドガラス部の外周には２層構造の被覆樹脂がコーティングされている。一般的に、２層構造のうち内側のプライマリ被覆樹脂のヤング率が低く、かつ、外側のセカンダ被覆樹脂のヤング率が高い光ファイバの方が、マイクロベンドロスは低くなる。具体的には、プライマリ被覆樹脂のヤング率は、０.２〜２ＭＰａ、好ましくは０.２〜１ＭＰａ、セカンダリ被覆樹脂のヤング率は、５００〜２０００ＭＰａ、より好ましくは１０００ＭＰａ〜２０００ＭＰａの範囲で選定されるのが好ましい。加えて、プライマリ被覆樹脂のガラス転移点が低いと、低い温度でもヤング率が上昇しないため、低温での光ファイバの損失増が小さくなる。実使用環境の温度よりも低いことが望ましく、具体的には-３０℃以下であると良い。また、-５０℃以下であると更に望ましい。セカンダリ被覆樹脂は７０℃以上であって良い。 Further, the increase in the effective area Aeff is accompanied by an increase in microbend loss. Usually, the outer periphery of the clad glass portion of the transmission optical fiber is coated with a two-layer coating resin. In general, in a two-layer structure, an optical fiber having a lower Young's modulus of the inner primary coating resin and a higher Young's modulus of the outer second coating resin has a lower microbend loss. Specifically, the Young's modulus of the primary coating resin is selected in the range of 0.2 to 2 MPa, preferably 0.2 to 1 MPa, and the Young's modulus of the secondary coating resin is selected in the range of 500 to 2000 MPa, more preferably 1000 MPa to 2000 MPa. It is preferable. In addition, if the glass transition point of the primary coating resin is low, the Young's modulus does not increase even at a low temperature, so that the increase in loss of the optical fiber at a low temperature is small. It is desirable that the temperature is lower than the actual use environment temperature, and specifically, it should be −30 ° C. or lower. Further, it is more desirable that the temperature is -50 ° C or lower. The secondary coating resin may be 70 ° C. or higher.
その他にマイクロベンドロスを低減する手段として、光ファイバのクラッドガラス径又は被覆樹脂の外径を拡大する手法もあり、好適である。しかしながら、一般的に使用されている光ファイバ（ガラス径１２５μｍ、被覆外径２４５μｍ）との差が大きくなるので実用的でないという問題がある。クラッドガラスの外径として１２３〜１２７μｍ、被覆樹脂の外径として直径２３０〜２６０μｍであって、マイクロベンドロスによる波長１５５０ｎｍにおける損失増加が１ｄＢ／ｋｍ以下（実用化されている海底ケーブル用ＮＺ-ＤＳＦと同程度）、好ましくは０.６ｄＢ／ｋｍ以下（実用化されている海底ケーブル用非分散シフトファイバと同程度）、更に好ましくは０.３ｄＢ／ｋｍ以下（ＳＳＭＦと同程度）であると良い。ここでは、マイクロベンドロスは、直径５０μｍのワイヤーメッシュにより間隔１００μｍで表面を覆われた直径４００ｍｍのボビンに、光ファイバを張力０．８Ｎで巻いた時の損失増加量で表す。 As another means for reducing the microbend loss, there is a method of increasing the cladding glass diameter of the optical fiber or the outer diameter of the coating resin, which is preferable. However, there is a problem that it is not practical because the difference from a commonly used optical fiber (glass diameter 125 μm, coating outer diameter 245 μm) becomes large. The outer diameter of the clad glass is 123 to 127 μm, the outer diameter of the coating resin is 230 to 260 μm, and the increase in loss at a wavelength of 1550 nm due to microbend loss is 1 dB / km or less (NZ-DSF for submarine cables in practical use) It is preferably 0.6 dB / km or less (same as a non-dispersion shift fiber for submarine cables in practical use), more preferably 0.3 dB / km or less (same as SSMF). . Here, the microbend loss is expressed as an increase in loss when an optical fiber is wound with a tension of 0.8 N on a bobbin with a diameter of 400 mm, the surface of which is covered by a wire mesh with a diameter of 50 μm at an interval of 100 μm.
光ファイバを巻きつけるマンドレルの径が大きければ印加される曲げが小さくなるので光ファイバを巻きつけた際の損失は小さくなるが、ボビン形状が大きくなりすぎるのであまり好ましくない。このような光ファイバであれば、直径２２０ｍｍのマンドレルの胴部に巻き付け張力０．４Ｎ以上（輸送によって巻き崩れなどの不具合が生じない張力）で長さ１０ｋｍ以上を巻いたとき、波長１５５０ｎｍにおける伝送損失が０.１９ｄＢ／ｋｍ以下、好ましくは０.１８ｄＢ／ｋｍ以下、更に好ましくは０.１７ｄＢ／ｋｍ以下となる。このように、長尺の光ファイバをボビンに巻き取った状態で伝送損失を保証することが可能となる。また、マンドレルの直径は１５０ｍｍ以上であると過剰な曲げ損失が発生せず好ましい。 If the diameter of the mandrel around which the optical fiber is wound is large, the applied bending becomes small, so that the loss when winding the optical fiber is small, but the bobbin shape becomes too large, which is not preferable. If such an optical fiber is wound around a mandrel body having a diameter of 220 mm and wound at a tension of 0.4 N or more (tension that does not cause problems such as collapse due to transportation) and is wound at a length of 10 km or more, transmission at a wavelength of 1550 nm The loss is 0.19 dB / km or less, preferably 0.18 dB / km or less, and more preferably 0.17 dB / km or less. As described above, it is possible to guarantee the transmission loss in a state where the long optical fiber is wound around the bobbin. Further, it is preferable that the mandrel has a diameter of 150 mm or more because excessive bending loss does not occur.
次に、光ファイバのその他の特性や構造について説明する。光ファイバにおける非線形現象の発現を抑制するには、光ファイバの波長分散が大きいほうが好ましい。これは、特に光通信システムにおいて波長分割多重（ＷＤＭ: Wavelength Division multiplexing）伝送を行う場合に、光ファイバ伝送路を信号光が伝搬することで異なる信号光波長間で遅延時間差が発生することによりパルス−パルス干渉が低減したり、信号光パルスが波長分散によって時間軸上で広がることによりピークパワーが減少したりする効果などによる（例えば非特許文献１を参照）。
Next, other characteristics and structures of the optical fiber will be described. In order to suppress the occurrence of nonlinear phenomena in the optical fiber, it is preferable that the chromatic dispersion of the optical fiber is large. This is because, particularly when performing wavelength division multiplexing (WDM) transmission in an optical communication system, a delay time difference occurs between different signal light wavelengths as signal light propagates through an optical fiber transmission line. -Due to the effect of reducing the pulse interference or reducing the peak power due to the signal light pulse spreading on the time axis due to wavelength dispersion (see
ＳＳＭＦは波長１５５０ｎｍにおいて＋１７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度の波長分散を有するので、波長１５５０ｎｍにおける波長分散は、それよりも１０％大きくなるような＋１９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上であると良い。また、石英系ガラスを用いた光ファイバであるので、波長１５５０ｎｍにおける波長分散は、石英系ガラスの材料分散特性と同等以下、すなわち＋２１.９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であると良い。また、波長１５５０ｎｍにおける分散スロープは、＋０.０５０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以上＋０.０７０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下の範囲であると良い。 Since SSMF has a chromatic dispersion of about +17 ps / nm / km at a wavelength of 1550 nm, the chromatic dispersion at a wavelength of 1550 nm is preferably +19 ps / nm / km or more, which is 10% larger than that. Further, since the optical fiber uses silica-based glass, the wavelength dispersion at a wavelength of 1550 nm is preferably equal to or less than the material dispersion characteristic of silica-based glass, that is, +21.9 ps / nm / km or less. The dispersion slope at the wavelength of 1550 nm is preferably in the range of +0.050 ps / nm 2 / km or more and +0.070 ps / nm 2 / km or less.
クラッド部を基準（ただし、クラッド部が多層構造である場合には、コア部の半径ｒ３の３倍となる半径位置での屈折率を基準）としたとき、コア部の屈折率の最大値の比屈折率差Δｃ２は０.２５〜０.５５％であると良い。コア部の半径ｒ３は４.５μｍ以上７.０μｍ以下であると良い。この範囲であれば、波長１５５０ｎｍにおいて、モードフィールド径MFDが１０.３〜１３.０μｍ、波長分散が＋１９.０〜＋２１.９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍを満たすことができる。 Based on the cladding part (However, when the clad part is a multilayer structure, the refractive index at the radial position where the 3 times the radius r 3 of the core portion reference) when the maximum value of the refractive index of the core portion the relative refractive index difference delta c2 of good is from 0.25 to .55 percent. The radius r 3 of the core part is preferably 4.5 μm or more and 7.0 μm or less. Within this range, at a wavelength of 1550 nm, the mode field diameter MFD can satisfy 10.3-13.0 μm and the chromatic dispersion can satisfy + 19.0- + 11.9 ps / nm / km.
伝送損失が低い程、ＯＳＮＲを改善することができる。したがって、波長１５５０ｎｍにおける伝送損失は、０.１９ｄＢ／ｋｍよりも低いことが望ましく、更に望ましくは０.１８ｄＢ／ｋｍ以下、最も好ましくは０.１７ｄＢ／ｋｍ以下である。 The lower the transmission loss, the better the OSNR. Therefore, the transmission loss at the wavelength of 1550 nm is desirably lower than 0.19 dB / km, more desirably 0.18 dB / km or less, and most preferably 0.17 dB / km or less.
光ファイバのコア部はＧｅＯ２が添加された石英系ガラスであっても良いが、この場合の伝送損失は０.１７５〜０.１９ｄＢ／ｋｍ程度となる。より好ましくは、光ファイバのコア部はＣｌやＦなどのハロゲン元素が添加されＧｅ、Ａｌなどの典型金属元素やＮｉ、Ｃｕなどの遷移金属元素などのドーパントは０.０１原子ｐｐｍ以下の濃度である石英系ガラスであると良い。また、コア部にはＫ、Ｎａ、Ｒｂなどのアルカリ金属元素が平均濃度０.０１〜５０原子ｐｐｍ以下で含まれていると良い。この場合、伝送損失を０.１５〜０.１８ｄＢ／ｋｍに低減することが可能となる。 The core portion of the optical fiber may be quartz glass to which GeO 2 is added. In this case, the transmission loss is about 0.175 to 0.19 dB / km. More preferably, the core portion of the optical fiber is doped with a halogen element such as Cl or F, and a dopant such as a typical metal element such as Ge or Al, or a transition metal element such as Ni or Cu, has a concentration of 0.01 atomic ppm or less. A certain quartz glass is preferable. Moreover, it is good for the core part to contain alkali metal elements such as K, Na, and Rb at an average concentration of 0.01 to 50 atomic ppm or less. In this case, the transmission loss can be reduced to 0.15 to 0.18 dB / km.
加えて、このようなコア部が実質的に純石英である純石英コアファイバの場合には、３次非線形屈折率ｎ２がＧｅＯ２添加コアと比較して５〜１０％低い２.２×１０-２０ｍ２／Ｗ以下になり、好ましい。ここで、ｎ２は偏波状態がランダムである場合であり、入射した光波の偏波状態がランダムに結合するような、特に数ｋｍ以上とファイバが長い場合には実効的な値である。具体的には、純石英コアファイバのｎ２値は２.１８×１０-２０ｍ２／Ｗ程度である。 In addition, in the case of a pure silica core fiber in which such a core portion is substantially pure quartz, the third-order nonlinear refractive index n 2 is 5 to 10% lower than that of the GeO 2 -added core. 10 −20 m 2 / W or less, which is preferable. Here, n 2 is a case where the polarization state is random, and is an effective value especially when the fiber is long, such as several kilometers or more, where the polarization state of the incident light wave is randomly coupled. Specifically, the n 2 value of the pure silica core fiber is about 2.18 × 10 −20 m 2 / W.
波長１３８０ｎｍにおける伝送損失は、０.８ｄＢ／ｋｍ以下に低い方が好ましく、０.４ｄＢ／ｋｍ以下であると更に良く、また０.３ｄＢ／ｋｍ以下であると最も好ましい。偏波モード分散は０.２ｐｓ／√ｋｍ以下であって良い。ケーブルカットオフ波長は、１５２０ｎｍ以下であると良く、ラマン増幅に用いるポンプ波長となる１４５０ｎｍ以下であると更に良い。 The transmission loss at a wavelength of 1380 nm is preferably as low as 0.8 dB / km or less, more preferably 0.4 dB / km or less, and most preferably 0.3 dB / km or less. The polarization mode dispersion may be 0.2 ps / √km or less. The cable cutoff wavelength is preferably 1520 nm or less, and more preferably 1450 nm or less, which is a pump wavelength used for Raman amplification.
光ファイバのコア部およびクラッド部それぞれは、屈折率構造を有しても良く、例えば図８に模式的に示されるプロファイルであってよいが、これに制限されることはない。 Each of the core part and the clad part of the optical fiber may have a refractive index structure, and for example, may have a profile schematically shown in FIG. 8, but is not limited thereto.
以上のような本実施形態の光ファイバは、非線形性が低く、伝送損失が小さく、接続損失が小さい。この光ファイバで構築された光伝送システムは、ＯＳＮＲの向上が可能であり、その性能を改善することが可能である。 The optical fiber of the present embodiment as described above has low nonlinearity, low transmission loss, and low connection loss. An optical transmission system constructed with this optical fiber can improve the OSNR and improve its performance.
次に、本発明の光ファイバの実施例１〜１０について説明する。実施例１〜１０の何れの光ファイバも、石英系ガラスで構成され、公知の方法で製造された。 Next, Examples 1 to 10 of the optical fiber of the present invention will be described. Each of the optical fibers of Examples 1 to 10 was made of quartz glass and manufactured by a known method.
図９は、実施例１〜５の各光ファイバの屈折率プロファイルを模式的に示す図である。実施例１〜５の各光ファイバでは、コア部は、屈折率が低い第一のコア部と屈折率が高い第二のコア部とからなっていた。第一のコア部にはＣｌ，Ｆおよび低濃度のＧｅＯ２が添加され、第二のコア部にはＣｌ，Ｆおよび高濃度のＧｅＯ２が添加された。クラッド部も屈折率分布を有しており、屈折率が低い第一のクラッド部にはＣｌおよびＦが添加され、屈折率が高い第二のクラッド部にはＣｌが添加された。 FIG. 9 is a diagram schematically illustrating a refractive index profile of each optical fiber of Examples 1 to 5. In each optical fiber of Examples 1 to 5, the core portion was composed of a first core portion having a low refractive index and a second core portion having a high refractive index. The first core portion Cl, is added GeO 2 F and low concentration, the second core portion Cl, GeO 2 F and higher concentrations were added. The clad portion also has a refractive index distribution. Cl and F were added to the first clad portion having a low refractive index, and Cl was added to the second clad portion having a high refractive index.
図１０は、実施例６〜１０の各光ファイバの屈折率プロファイルを模式的に示す図である。実施例６〜１０の各光ファイバでは、コア部は、屈折率が低い第一のコア部と屈折率が高い第二のコア部とからなっていた。第一のコア部には低濃度のＣｌおよびＦが添加され、第二のコア部には高濃度のＣｌが添加された。クラッド部も屈折率分布を有しており、屈折率が低い第一のクラッド部にはＣｌおよび高濃度のＦが添加され、屈折率が高い第二のクラッド部にはＣｌおよび低濃度のＦが添加された。また、第一のコア部、第二のコア部および第一のクラッド部それぞれには、ごく低濃度のカリウムが添加され、コア部におけるカリウムの平均濃度は数原子ｐｐｍ以下であった。 FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a refractive index profile of each optical fiber of Examples 6 to 10. In each optical fiber of Examples 6 to 10, the core portion was composed of a first core portion having a low refractive index and a second core portion having a high refractive index. Low concentration Cl and F were added to the first core part, and high concentration Cl was added to the second core part. The clad portion also has a refractive index distribution. Cl and high concentration F are added to the first clad portion having a low refractive index, and Cl and low concentration F are added to the second clad portion having a high refractive index. Was added. Moreover, a very low concentration of potassium was added to each of the first core portion, the second core portion, and the first clad portion, and the average concentration of potassium in the core portion was several atomic ppm or less.
実施例１〜１０の何れの光ファイバにおいても、クラッドガラス部の外径は１２４〜１２６μｍ程度であった。プライマリ被覆部の外径は１８５〜１９５μｍであり、プライマリ被覆部のヤング率は０.３〜０.６ＭＰａであった。セカンダリ被覆部の外径は２３５〜２５０μｍであり、セカンダリ被覆部のヤング率は１２００〜１５００ＭＰａであった。伝送損失の測定は、５０ｋｍ程度の長さの光ファイバを、１７０ｍｍ直径のマンドレルを有するボビンに０．５Ｎ程度の巻取り張力で巻き取った状態で行った。接続損失の測定は、市販されている融着接続器を用い、コアアライメントで一般的なシングルモードファイバ同士の接続用のソフトによって行った。また、接続損失の測定に際しては、ＳＳＭＦ（MFD＝１０.５μｍ、Aeff＝８５μｍ２、ｋ値＝０.９８２）およびＮＺ-ＤＳＦ（MFD＝９.６μｍ、Aeff＝７１μｍ２、ｋ値＝０.９８１）それぞれと１０回接続した際の最大値および最小値を求めた。 In any of the optical fibers of Examples 1 to 10, the outer diameter of the clad glass portion was about 124 to 126 μm. The outer diameter of the primary coating portion was 185 to 195 μm, and the Young's modulus of the primary coating portion was 0.3 to 0.6 MPa. The outer diameter of the secondary coating portion was 235 to 250 μm, and the Young's modulus of the secondary coating portion was 1200 to 1500 MPa. The measurement of transmission loss was performed in a state where an optical fiber having a length of about 50 km was wound around a bobbin having a mandrel having a diameter of 170 mm with a winding tension of about 0.5 N. The connection loss was measured by using a commercially available fusion splicer and connecting software for single mode fibers that is common in core alignment. In connection loss measurement, SSMF (MFD = 10.5 μm, Aeff = 85 μm 2 , k value = 0.982) and NZ-DSF (MFD = 9.6 μm, Aeff = 71 μm 2 , k value = 0. 981) The maximum value and the minimum value at the time of connecting 10 times with each were obtained.
図１１〜図１４は、実施例１〜５の各光ファイバの諸元を纏めた図表である。図１５〜図１８は、実施例６〜１０の各光ファイバの諸元を纏めた図表である。これらの図から判るように、実施例１〜１０の何れの光ファイバも良好な特性が得られた。 FIGS. 11-14 is the table | surface which put together the item of each optical fiber of Examples 1-5. 15 to 18 are tables summarizing the specifications of the optical fibers of Examples 6 to 10. FIG. As can be seen from these drawings, good characteristics were obtained for any of the optical fibers of Examples 1 to 10.
Claims (8)
前記コア部において屈折率が最小値Ｎ１となる径方向位置をｒ１とし、前記コア部において屈折率が最大値Ｎ２となる径方向位置をｒ２とし、前記コア部の半径をｒ３としたときに、ｒ１＜ｒ２＜ｒ３であり、前記コア部における屈折率の最小値Ｎ１に対する最大値Ｎ２の比屈折率差Δ１２が０.０５％以上０.２％以下であり、
実効断面積をAeffとし、モードフィールド径をMFDとしたとき、波長１５５０ｎｍにおいて、ｋ＝４Aeff／(πMFD２)で示されるｋ値が１.０８以上であり、波長分散が＋１９.０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上＋２１.９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、モードフィールド径MFDが１０.３μｍ以上である、
光ファイバ。 An optical fiber having a core portion and a cladding portion,
The radial position where the refractive index is the minimum value N 1 in the core portion is r 1 , the radial position where the refractive index is the maximum value N 2 in the core portion is r 2, and the radius of the core portion is r 3. Where r 1 <r 2 <r 3 and the relative refractive index difference Δ 12 of the maximum value N 2 with respect to the minimum value N 1 of the refractive index in the core portion is 0.05% or more and 0.2% or less. And
When the effective area is Aeff and the mode field diameter is MFD, at a wavelength of 1550 nm, the k value indicated by k = 4 Aeff / (πMFD 2 ) is 1.08 or more, and the chromatic dispersion is +19.0 ps / nm / km to +21.9 ps / nm / km and the mode field diameter MFD is 10.3 μm or more.
Optical fiber.
請求項１に記載の光ファイバ。 The effective area Aeff at a wavelength of 1550 nm is 100 μm 2 or more.
The optical fiber according to claim 1.
請求項１または２に記載の光ファイバ。 Transmission loss at a wavelength of 1550 nm is 0.19 dB / km or less.
The optical fiber according to claim 1 or 2.
請求項３に記載の光ファイバ。 The core portion is made of quartz glass to which a halogen element having an average concentration of 1000 atomic ppm or more is added, and an average concentration of a typical metal element or a transition metal element as a dopant is 0.01 atomic ppm or less.
The optical fiber according to claim 3.
請求項４に記載の光ファイバ。 The core part is added with an alkali metal element having an average concentration of 0.01 to 50 atomic ppm,
The optical fiber according to claim 4.
請求項１〜５の何れか１項に記載の光ファイバ。 The connection loss with a normal single mode optical fiber is 0.4 dB or less per connection at a wavelength of 1550 nm.
The optical fiber of any one of Claims 1-5.
請求項１〜６の何れか１項に記載の光ファイバ。 A transmission loss at a wavelength of 1550 nm when a winding tension of 0.4 N or more and a length of 10 km or more is wound around a mandrel having a diameter of 220 mm is 0.19 dB / km or less.
The optical fiber of any one of Claims 1-6.
請求項１〜７の何れか１項に記載の光ファイバ。 R = r 3 / r 2 is more than 1.0 and not more than 5.4,
The optical fiber of any one of Claims 1-7.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011183860 | 2011-08-25 | ||
| JP2011183860 | 2011-08-25 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012047010A Division JP6035780B2 (en) | 2011-08-25 | 2012-03-02 | Optical fiber |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017062486A true JP2017062486A (en) | 2017-03-30 |
| JP6269782B2 JP6269782B2 (en) | 2018-01-31 |
Family
ID=58430090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016215028A Active JP6269782B2 (en) | 2011-08-25 | 2016-11-02 | Optical fiber |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6269782B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2583575A (en) * | 2019-03-14 | 2020-11-04 | Sumitomo Electric Industries | Optical fiber |
| WO2021090912A1 (en) * | 2019-11-08 | 2021-05-14 | 株式会社フジクラ | Optical fiber |
| WO2022085245A1 (en) * | 2020-10-19 | 2022-04-28 | 株式会社フジクラ | Optical fiber cable |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000244400A (en) * | 1999-02-18 | 2000-09-08 | Alcatel | Optical fiber transmission system and its line and its method |
| JP2006317658A (en) * | 2005-05-12 | 2006-11-24 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Optical fiber |
| US20100027951A1 (en) * | 2008-07-30 | 2010-02-04 | Dana Craig Bookbinder | Low bend loss single mode optical fiber |
| US20110142404A1 (en) * | 2008-08-20 | 2011-06-16 | Futong Group Co., Ltd. | Bend Insensitive Single Mode Fiber |
| JP2012037621A (en) * | 2010-08-04 | 2012-02-23 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Optical fiber |
| JP2012229150A (en) * | 2011-04-15 | 2012-11-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Optical fibre and optical fiber preform |
-
2016
- 2016-11-02 JP JP2016215028A patent/JP6269782B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000244400A (en) * | 1999-02-18 | 2000-09-08 | Alcatel | Optical fiber transmission system and its line and its method |
| JP2006317658A (en) * | 2005-05-12 | 2006-11-24 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Optical fiber |
| US20100027951A1 (en) * | 2008-07-30 | 2010-02-04 | Dana Craig Bookbinder | Low bend loss single mode optical fiber |
| US20110142404A1 (en) * | 2008-08-20 | 2011-06-16 | Futong Group Co., Ltd. | Bend Insensitive Single Mode Fiber |
| JP2012037621A (en) * | 2010-08-04 | 2012-02-23 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Optical fiber |
| JP2012229150A (en) * | 2011-04-15 | 2012-11-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Optical fibre and optical fiber preform |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2583575A (en) * | 2019-03-14 | 2020-11-04 | Sumitomo Electric Industries | Optical fiber |
| WO2021090912A1 (en) * | 2019-11-08 | 2021-05-14 | 株式会社フジクラ | Optical fiber |
| CN113099726A (en) * | 2019-11-08 | 2021-07-09 | 株式会社藤仓 | Optical fiber |
| JPWO2021090912A1 (en) * | 2019-11-08 | 2021-11-25 | 株式会社フジクラ | Optical fiber |
| JP7135207B2 (en) | 2019-11-08 | 2022-09-12 | 株式会社フジクラ | optical fiber |
| US11460632B2 (en) | 2019-11-08 | 2022-10-04 | Fujikura Ltd. | Optical fiber |
| CN113099726B (en) * | 2019-11-08 | 2023-08-04 | 株式会社藤仓 | Optical fiber |
| WO2022085245A1 (en) * | 2020-10-19 | 2022-04-28 | 株式会社フジクラ | Optical fiber cable |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6269782B2 (en) | 2018-01-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6035780B2 (en) | Optical fiber | |
| JP6071030B2 (en) | Large effective area fiber with Ge-free core | |
| US8731357B2 (en) | Optical fiber | |
| US7336877B2 (en) | Broadband optical fiber | |
| US7406237B2 (en) | Multiband optical fiber | |
| US8971682B2 (en) | Few mode optical fibers | |
| JP5638805B2 (en) | Low bending loss single mode optical fiber | |
| US7286740B2 (en) | Optical fiber, optical transmission line, optical module and optical transmission system | |
| US8655133B2 (en) | Optical fiber and optical communication system including same | |
| JP6361101B2 (en) | Optical fiber | |
| JP4496649B2 (en) | Optical fiber and optical transmission line including the same | |
| JP2010503018A (en) | Deep concave profile ring structure low bending loss optical fiber | |
| JP4851371B2 (en) | Optical fiber and optical fiber transmission line | |
| KR20130131291A (en) | Large effective area fiber with graded index ge-free core | |
| JP2009517702A (en) | Low attenuation / non-zero dispersion shifted optical fiber | |
| JPWO2008093870A1 (en) | Optical transmission system and dispersion compensating optical fiber | |
| JP6269782B2 (en) | Optical fiber | |
| WO2012128250A1 (en) | Optical fiber, optical fiber cord, and optical fiber cable | |
| JPH1172640A (en) | Dispersion shift fiber | |
| JP2005257928A (en) | Dispersion compensating optical fiber, dispersion compensator, and optical transmission line | |
| JP2005197940A (en) | Distributed compensation fiber module and fiber-optic transmission path | |
| JP2002182056A (en) | Dispersion compensating optical fiber, optical transmission line including it and dispersion compensating module | |
| JP2004012654A (en) | Optical fiber |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20171205 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20171218 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6269782 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |