JP2018533079A - 塩素でアップドーピングされたクラッドを有する低曲げ損失シングルモード光ファイバ - Google Patents

Abstract

低いマクロベンド損失および低いマイクロベンド損失の両方を有する光ファイバである。このファイバは、中心コア領域（１）と、中心コア領域（１）を囲む第１の（内側）クラッド領域（２）であって、１６マイクロメートルより大きい外半径ｒ２および相対屈折率Δ２を有する第１のクラッド領域（２）と、第１のクラッド領域（２）を囲む第２の（外側）クラッド領域（３）であって、相対屈折率Δ３を有し、Δ１＞Δ３＞Δ２である第２のクラッド領域とを有する。Δ３とΔ２との差は０．１２パーセントより大きい。このファイバは、１２６０ｎｍ以下の２２ｍケーブルカットオフを示し、ｒ１／ｒ２は０．２４以上であり、１５ｍｍ径のマンドレルについての１５５０ｎｍにおける０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の曲げ損失を示す。

Description

優先権の主張

本願は、合衆国法典第３５巻第１１９条に基づき、２０１５年９月１５日に出願された米国仮特許出願第６２／２１８，８２０号による優先権を主張するものであり、その内容に依拠すると共に、その全体を参照して本明細書に組み込む。

本発明は、曲げ損失が低い光ファイバに関する。

特に、所謂「アクセス」において用いられる光ファイバおよびユーザ宅向け（ＦＴＴｘ）光ネットワークへのファイバについては、低曲げ損失光ファイバの必要性がある。光ファイバは、そのようなネットワークにおいて、光ファイバを通して伝送される光信号に曲げ損失を生じるやり方で設置され得る。曲げ損失を生じる物理的な要求（例えば、狭い曲げ半径、光ファイバの圧迫等）を課し得る幾つかの用途としては、光ドロップケーブルアセンブリ内における光ファイバの設置、ファクトリーインストールドターミネーションシステム（ＦＩＴＳ）にともなう分配ケーブル及び遊びループ、フィーダーと分配ケーブルとを接続するキャビネット内に配置される小曲げ半径マルチポート、及び分配ケーブルとドロップケーブルの間のネットワークアクセスポイントにおけるジャンパーが挙げられる。幾つかの光ファイバ設計において、低い曲げ損失と低いケーブルカットオフ波長とを同時に達成することは困難であった。

本明細書において、光導波路ファイバが開示され、この光導波路ファイバは、（ｉ）外半径ｒ_１および相対屈折率Δ_１を有する中心コア領域と、（ｉｉ）中心コア領域を囲むクラッドとを含み、クラッドは、（ａ）１０マイクロメートルより大きい外半径ｒ_２および相対屈折率Δ_２を有する第１のクラッド領域と、（ｂ）第１のクラッド領域を囲む第２のクラッド領域であって、相対屈折率Δ_３および外半径ｒ_３を有し、少なくとも１．２重量％の塩素（Ｃｌ）を含み、Δ_１＞Δ_３＞Δ_２であり、Δ_３とΔ_２との差が０．１２パーセントより大きく、Δ_３が０．１２％より大きい（例えば、１．２５％より大きい）第２のクラッド領域とを含み、ファイバは、１３１０ｎｍの波長において９μｍより大きいモードフィールド径ＭＦＤと、１５ｍｍ径のマンドレルについての１５５０ｎｍにおける０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の曲げ損失とを示す。一部の実施形態では、ｒ_１／ｒ_２は０．２４以上である。一部の実施形態では、ｒ_１／ｒ_２は０．２５より大きく、より好ましくは０．３より大きく、例えば０．４５＞ｒ_１／ｒ_２＞０．２５である。一部の実施形態では、０．４≧ｒ_１／ｒ_２≧０．２６である。本明細書において開示される例示的な実施形態によれば、第１のクラッド領域は、純粋なシリカ（ＳｉＯ_２）で実質的に構成される。一部の実施形態では、Δ_３とΔ_２との差は０．１２パーセントより大きく、一部の実施形態では０．１２パーセントより大きく（例えば、０．１３％より大きく）、例えば０．１２〜０．２５パーセント、または０．１２〜０．２パーセントである。少なくとも一部の実施形態では、ファイバは６．５より大きいＭＡＣ数を示し、一部の実施形態では７．５より大きいＭＡＣ数を示す。本明細書において開示される例示的なファイバは、１２６０ｎｍ以下（例えば１１７５ｎｍ〜１２５５ｎｍ）の２２ｍケーブルカットオフを示すのが好ましい。

少なくとも一部の例示的な実施形態によれば、ファイバの中心コア領域は、αが１０未満（例えば６未満、および一部の実施形態では４未満）であるαプロファイルを実質的に示す。

本明細書において開示されるファイバ設計は、Ｇ．６５２に準拠する光学特性、即ち、１３１０ｎｍにおいて９〜９．５マイクロメートル（典型的には１３１０ｎｍにおいて９．０〜９．４マイクロメートル）のＭＦＤ、１３００ｎｍ≦λ０≦１３２４ｎｍであるゼロ分散波長λ０、１２６０ｎｍ以下のケーブルカットオフ、および１５５０ｎｍにおいて０．１８９ｄＢ／ｋｍ以下の減衰を有するファイバを生じる。少なくとも一部の実施形態では、減衰は１５５０ｎｍにおいて０．１８５ｄＢ／ｋｍ以下、または０．１８３ｄＢ／ｋｍ以下である。

本明細書に記載される例示的な実施形態によれば、クラッドは、コアを囲む低屈折率クラッド領域（本明細書においては、第１のクラッド領域または内側クラッド領域とも称する）を含む。この低屈折率クラッド領域を有するファイバは、低減されたマイクロベンド損失を有する。低屈折率クラッド領域は、約３０〜９０％Δμｍ^２（例えば、４０〜７５％Δμｍ^２）の絶対体積を有し得る。低屈折率クラッド領域は、純粋なシリカで実質的に形成され得るものであり、少なくとも１．２重量％の塩素でアップドーピングされた第２のクラッド領域に対して相対的に屈折率が低くなっている。

本明細書において開示されるファイバは、１５５０ｎｍにおける好ましくは０．０７ｄＢ／ｋｍ以下、より好ましくは０．０５ｄＢ／ｋｍ以下のワイヤメッシュ被覆ドラムマイクロベンド損失（即ち、曲げられていない状態からの減衰の増加）を示すことができる。

クラッド内にトレンチ領域（屈折率が低下した領域）を有するファイバは、改善された（低減された）マイクロベンド損失を有する。本明細書において開示されるファイバのクラッド内のトレンチ領域は、トレンチ領域を（例えばフッ素（Ｆ）ドーピングによって、または非周期的な空隙でドーピングすることによって）ダウンドーピングすることにより、または、外側クラッド領域をアップドーピングことにより、形成され得る。他の実施形態では、ファイバは、トレンチ領域と、シリカ（ＳｉＯ_２）に関してアップドーピングされた外側クラッド領域、即ち、シリカの屈折率を感知できるほど高めるのに十分な量の屈折率増加ドーパント（例えば、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ_２）または塩素（Ｃｌ）等）を含むクラッド領域とを含み得る。

本明細書において開示されるファイバの実施形態は、１５５０ｎｍにおいて１０ｍｍの直径での１ｄＢ／ｔｕｒｎ以下（例えば、０．１〜０．９ｄＢ／ｔｕｒｎ）のマクロベンド損失を示すのが好ましい。本明細書において開示されるファイバの実施形態は、１５５０ｎｍにおいて１５ｍｍの直径での０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ以下（例えば、０．０５〜０．４５ｄＢ／ｔｕｒｎ）のマクロベンド損失を示すのが好ましい。更に、本明細書において開示されるファイバの実施形態の少なくとも一部は、１５５０ｎｍにおいて２０ｍｍの直径での０．２ｄＢ／ｔｕｒｎ以下（例えば、０．０１ｄＢ／ｔｕｒｎ〜０．１ｄＢ／ｔｕｒｎ）の曲げ損失を示す。同時に、これらのファイバは、１５５０ｎｍにおいて０．１９ｄＢ／ｋｍ以下、より好ましくは０．１８６ｄＢ／ｋｍ未満、および最も好ましくは０．１８４ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、並びに、１３１０ｎｍにおいて０．３４ｄＢ／ｋｍ以下、より好ましくは０．３２ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を提供できる。一部の実施形態によれば、１５５０ｎｍにおける３０ｍｍの直径での曲げ損失は、０．０２ｄＢ／ｔｕｒｎ以下（例えば、０．００２〜０．０１５ｄＢ／ｔｕｒｎ）であるのが好ましい。一部の実施形態では、１５５０ｎｍにおける２０ｍｍの直径での曲げ損失は０．０４ｄＢ／ｔｕｒｎ以下である。他の好ましい実施形態では、１５５０ｎｍにおける２０ｍｍの直径での曲げ損失は０．０３８ｄＢ／ｔｕｒｎ以下である。一部の実施形態では、１５５０ｎｍにおける３０ｍｍの直径での曲げ損失は０．０１５ｄＢ／ｔｕｒｎ以下である。

一部のファイバの実施形態は、一次コーティングおよび二次コーティングを用いるものであり、一次コーティングのヤング率は５ＭＰａ未満であり、より好ましくは１ＭＰａ未満であり、二次コーティングのヤング率は５００ＭＰａより高く、より好ましくは９００ＭＰａより高く、更に好ましくは１１００ＭＰａより高い。

一部の実施形態では、光ファイバの屈折率プロファイルは、１３２５ｎｍ未満のゼロ分散波長を更に提供する。一部の実施形態では、屈折率プロファイルは、１３００〜１３２５ｎｍのゼロ分散波長を更に提供する。

屈折率プロファイルは、好ましくは１２６０ｎｍ以下、より好ましくは１０００ｎｍ〜１２６０ｎｍのケーブルカットオフを更に提供する。

一部の実施形態では、光ファイバの屈折率プロファイルは、１３１０ｎｍにおける９〜９．５マイクロメートルのモードフィールド径を更に提供する。

本明細書において用いられるＭＡＣ数は、１３１０（ｎｍ）におけるモードフィールド径を２２ｍケーブルカットオフ波長（ｎｍ）で除算したものを意味する。一部の実施形態では、屈折率プロファイルは、６．５より大きいＭＡＣ数を更に提供する。一部の好ましい実施形態では、屈折率プロファイルは、７．２より大きい（例えば、７．２より大きい、７．５より大きい、少なくとも８、例えば、７．２〜７．８の）ＭＡＣ数を更に提供する。

少なくとも一部の例示的な実施形態によれば、ファイバは、１５５０ｎｍにおいて０．０７ｄＢ／ｋｍ以下のワイヤメッシュ被覆ドラムマイクロベンド損失を示す。少なくとも一部の例示的な実施形態によれば、ファイバは、１５５０ｎｍにおいて０．１８ｄＢ／ｋｍ以下の減衰を示す。本明細書において開示される例示的なファイバは、１５５０ｎｍにおいて０．０７ｄＢ／ｋｍ以下、一部の実施形態では０．０５ｄＢ／ｋｍ以下（例えば、０．００５〜０．０５ｄＢ／ｋｍ等）のワイヤメッシュ被覆ドラムマイクロベンド損失（１５５０ｎｍにおけるＷＭＣＤ）（即ち、曲げられていない状態からの減衰の増加）を示すことができる。本明細書において開示される例示的なファイバは、１５５０ｎｍにおける−６０℃での０．０５ｄＢ／ｋｍ以下、一部の実施形態では０．０２ｄＢ／ｋｍ以下、一部の実施形態では０．０１ｄＢ／ｋｍ以下（例えば０．００１〜０．０１ｄＢ／ｋｍ等）のバスケットウィーブマイクロベンド損失（即ち、曲げられていない状態からの減衰の増加）を示すことができる。

少なくとも一部の実施形態によれば、ファイバはコーティングを含み、コーティングは、０．１〜１ＭＰａのヤング率を有する一次コーティングＰと、１４００ＭＰａ〜２５００ＭＰａのヤング率を有する二次コーティングＳとを含み、二次コーティングは２４２マイクロメートル以下のコーティング外径を有する。

以下、本発明の好ましい実施形態を詳細に参照し、添付の図面にそれらの例を示す。

本明細書において開示される光導波路ファイバの実施形態に対応する屈折率プロファイルを示す 光導波路ファイバの別の実施形態の屈折率プロファイルを示す 本明細書において開示される光導波路ファイバのファイバの実施形態の例示的な屈折率プロファイルを示す 本明細書において開示される光導波路ファイバのファイバの実施形態の例示的な屈折率プロファイルを示す 低屈折率の第１のクラッド領域および高められた屈折率の第２のクラッド領域によって囲まれている中心コア領域を示す、１つの例示的な製造されたファイバの実施形態の屈折率プロファイルを示す 更に別の例示的なファイバの実施形態の例示的な屈折率プロファイルを示す

更なる特徴および長所は、以下の詳細な説明で述べられると共に、その説明から当業者に自明であり、または、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、および添付の図面に記載されているように実施することによって認識される。

「屈折率プロファイル」は、屈折率または相対屈折率と導波路ファイバ内における半径方向の位置との間の関係である。屈折率プロファイルの各セグメントについての半径は、ｒ_１、ｒ_２、ｒ_３、ｒ_４等の略語によって与えられており、本明細書においては小文字と大文字とは区別せずに用いられる（例えば、ｒ_１はＲ_１と等価である）。

「相対屈折率パーセント」（本明細書においては「相対屈折率」、「屈折率デルタ」とも称する）という用語は、
Δ％＝１００×（ｎ_ｉ ^２−ｎ_ｃ ^２）／２ｎ_ｉ ^２
として定義され、本明細書において用いられるｎ_ｃは、ドーピングされていないシリカの平均屈折率である。本明細書において用いられる相対屈折率はΔによって表され、その値は、特に明記しない限り「％」の単位で与えられる。デルタ、Δ、Δ％、％Δ、デルタ％、％デルタ、およびパーセントデルタという用語は、本明細書においては区別せずに用いられ得る。即ち、本明細書において用いられる所与のファイバ領域の相対屈折率パーセント（または相対屈折率、または屈折率デルタ）は、ドーピングされていないシリカに対して相対的に測定される。或る領域の屈折率が、ドーピングされていないシリカの平均屈折率より低い場合には、相対屈折率パーセントは負であり、低下した領域または低下した屈折率を有するものとして参照され得る。或る領域の屈折率が、ドーピングされていないシリカの平均屈折率より高い場合には、相対屈折率パーセントは正である。「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と比べて屈折率を上昇させる傾向を有するドーパントであると見なされる。「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と比べ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る。アップドーパントの例としては、ＧｅＯ_２（酸化ゲルマニウム）、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｐ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２、Ｃｌ、Ｂｒが挙げられる。ダウンドーパントの例としては、フッ素およびホウ素が挙げられる。

特に明記しない限り、本明細書においては「分散」として参照される導波路ファイバの「色分散」は、材料分散、導波路分散、及びモード間分散の総和である。シングルモード導波路ファイバの場合には、モード間分散は０である。ゼロ分散波長は、分散が０の値を有する波長である。分散スロープは、波長に関する分散の変化率である。

「実効面積」は、
Ａ_ｅｆｆ＝２π（∫ｆ^２ｒ ｄｒ）^２／（∫ｆ^４ｒ ｄｒ）
として定義される。ここで、積分範囲は０から∞までであり、ｆは導波路内を伝搬する光と関連づけられる電場の横成分である。本明細書において用いられる「実効面積」または「Ａ_ｅｆｆ」は、特に明記しない限り、１５５０ｎｍの波長における光学実効面積である。

「αプロファイル」という用語は、「％」を単位とするΔ（ｒ）の項（ここで、ｒは半径である）で表される相対屈折率プロファイルを指し、これは、式
Δ（ｒ）＝Δ（ｒ_０）（１−［｜ｒ−ｒ_０｜／（ｒ_１−ｒ_０）］^α）
に従い、式中、ｒ_０はΔ（ｒ）が最大になる点であり、ｒ_１はΔ（ｒ）％がゼロになる点であり、ｒはｒ_ｉ≦ｒ≦ｒ_ｆの範囲内であり、Δは上記に定義した通りであり、ｒ_ｉはαプロファイルの初期点であり、ｒ_ｆはαプロファイルの最終点であり、αは実数である指数である。

モードフィールド径（ＭＦＤ）はＰｅｔｅｒｍａｎＩＩ法を用いて測定される。ここで、２ｗ＝ＭＦＤであり、ｗ^２＝（２∫ｆ^２ｒ ｄｒ／∫［ｄｆ／ｄｒ］^２ｒ ｄｒ）であり、積分範囲は０から∞までである。

導波路ファイバの曲げ耐性は、所定の試験条件下で生じた減衰によって（例えば、所定の直径のマンドレルの周囲にファイバを設置または巻きつけ（例えば、６ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍまたは類似の直径のマンドレルの周囲に１回巻きつけ（例えば「１×１０ｍｍの直径でのマクロベンド損失」または「１×２０ｍｍの直径でのマクロベンド損失」））、１巻き当たりの減衰の増加を測定することにより）、測定され得る。

１つのタイプの曲げ試験は、横荷重マイクロベンド試験である。このいわゆる「横荷重」試験（ＬＬＷＭ）においては、所定の長さの導波路ファイバが２つの平坦なプレート間に配置される。プレートの一方に＃７０ワイヤメッシュが取り付けられる。これらのプレートの間に、既知の長さの導波路ファイバが挟まれ、プレートが３０ニュートンの力で押し合わされている間に、基準減衰が測定される。次に、プレートに７０ニュートンの力が加えられ、ｄＢ／ｍを単位とする減衰の増加が測定される。この減衰の増加が、特定の波長（典型的には１２００〜１７００ｎｍの範囲内（例えば、１３１０ｎｍ、１５５０ｎｍ、または１６２５ｎｍ））における導波路の横荷重減衰（単位：ｄＢ／ｍ）である。

別のタイプの曲げ試験は、ワイヤメッシュ被覆ドラムマイクロベンド試験（ＷＭＣＤ）である。この試験では、４００ｍｍの直径のアルミニウムドラムがワイヤメッシュで包まれる。メッシュは、伸ばされることなくきつく巻きつけられ、穴、窪み、損傷がないものであるべきである。ワイヤメッシュ材料の仕様は以下の通りである。McMaster-Carr Supply Company社（米国オハイオ州クリーブランド）、部品番号８５３８５Ｔ１０６、耐食タイプ３０４ステンレス鋼織金網、１リニア・インチ（２．５４リニア・センチメートル）当たりのメッシュ数：１６５×１６５、ワイヤ直径：０．００１９インチ（約０．００４８センチメートル）、開口幅：０．００４１インチ（約０．０１０４センチメートル）、開口面積％：４４．０。所定の長さ（７５０メートル）の導波路ファイバが、８０（＋／−１）グラムの張力を加えながら、１ｍ／ｓでワイヤメッシュドラム上に０．０５０センチメートルの巻き取りピッチで巻回される。張力を保つために、所定の長さのファイバの両端部はテープで留められ、ファイバの交差はない。光ファイバの減衰は、特定の波長（典型的には１２００〜１７００ｎｍの範囲内（例えば、１３１０ｎｍ、１５５０ｎｍ、または１６２５ｎｍ）において測定され、平滑なドラム上に巻回された光ファイバについての基準減衰が測定される。この減衰の増加は、特定の波長（典型的には１２００〜１７００ｎｍの範囲内（例えば、１３１０ｎｍ、１５５０ｎｍ、または１６２５ｎｍ）における導波路のワイヤメッシュ被覆ドラム減衰（単位：ｄＢ／ｋｍ）である。

導波路ファイバの相対的な曲げ耐性を比較するために、「ピンアレイ」曲げ試験が用いられる。この試験を行うために、曲げ損失が実質的に生じていない導波路ファイバについての減衰損失が測定される。次に、導波路ファイバがピンアレイに沿って編まれ、減衰が再び測定される。曲げによって生じる損失は、測定された２通りの減衰間の差である。ピンアレイは、平坦な表面上において１列に配置されて一定の垂直方向位置に保持された１０本一組の円柱形のピンである。ピンの中心間隔は５ｍｍである。ピンの直径は０．６７ｍｍである。試験中、導波路ファイバがピン表面の一部の形に沿うように、十分な張力が加えられる。この減衰の増加は、特定の波長（典型的には１２００〜１７００ｎｍの範囲内（例えば、１３１０ｎｍ、１５５０ｎｍ、または１６２５ｎｍ）における導波路のピンアレイ減衰（単位：ｄＢ）である。

別のタイプの曲げ試験は、バスケットウィーブマイクロベンド損失試験である。バスケットウィーブマイクロベンド損失試験においては、ファイバは高い張力でガラススプール上に巻回され、温度サイクルに晒される。試験装置は、直径が一定のシリカドラムを含む。ドラム表面は平滑である。この試験では、ドラムの直径は１１０ｍｍである。ファイバは、７０グラムの巻回張力で、２ｍｍのピッチ（巻回された隣接するファイバ間の距離）でガラスドラム上に巻回される。この張力およびピッチで、ファイバの複数の層が巻回される。巻回される各層毎にピッチ角が反転される。互いに隣接する層の張力がかかったファイバの交差が、マイクロベンドのメカニズムを生じる。２．５ｋｍの長さのファイバが用いられる。ファイバが、７０グラムの張力がかかったバスケットウィーブ構成に設置された状態で、約２３°で、約４５％ＲＨ（相対湿度）で、初期ファイバ減衰測定が行われる。初期減衰損失測定は、１３１０ｎｍ、１５５０ｎｍ、および１６２５ｎｍの波長で行われる。ＯＴＤＲ（光時間領域反射率計）を用いて、減衰損失データが取得される。

２３℃での初期減衰損失測定の後、ファイバは熱サイクル処理を受ける。熱サイクル処理において、ファイバはまず、１℃／分の速度で２３℃から−６０℃まで冷却される。ファイバは２０時間にわたって−６０℃に保たれ、次に、１℃／分の速度で再び２３℃まで加熱される。ファイバは２時間にわたって２３℃に保たれ、次に、１℃／分の速度で７０℃まで加熱され、２０時間にわたって７０℃に保たれる。次に、ファイバは１℃／分の速度で２３℃まで冷却され、２時間にわたって２３℃に保たれる。次に、ファイバは、第１の熱サイクルと同一の第２の熱サイクルを受ける。即ち、ファイバは２３℃から−６０℃まで冷却され、次に、２３℃まで加熱され、２時間にわたってその温度に保たれ、次に、２３℃から７０℃まで加熱され、その後、再び２３℃まで冷却される。最後に、ファイバは２時間にわたって２３℃の温度に保たれた後、第２のサイクルの後にファイバは再び１℃／分の速度で−６０℃まで冷却され、２０時間にわたって−６０℃に保たれ、次に、１℃／分の速度で−６０℃まで更に冷却される。ファイバは２０時間にわたって−６０℃に保たれ、次に、１℃／分の速度で再び２３℃まで加熱され、２時間にわたって２３℃に保たれる。熱サイクル処理はこの時点で終了する。

ファイバの熱サイクル処理中に、ファイバの減衰損失が連続して測定される。−６０℃までの２回の熱サイクルにわたる最大減衰損失が決定され、この最大減衰損失と２３℃における初期減衰損失との差が、本明細書において、−６０℃〜７０℃の温度範囲にわたるファイバのバスケットウィーブマイクロベンド損失として報告される。−６０℃までの熱サイクルにおいて、−６０℃で測定された減衰損失と２３℃における初期減衰損失との差は、本明細書において、−６０℃から２３℃までの温度範囲にわたるファイバのバスケットウィーブマイクロベンド損失として報告される。

所与のモードについての理論的ファイバカットオフ波長、「理論的ファイバカットオフ」、または「理論的カットオフ」は、そのモードで伝搬可能な導波光の上限の波長である。数学的定義は、Single Mode Fiber Optics, Jeunhomme, pp. 39-44, Marcel Dekker, New York, 1990に見出すことができ、ここでは、理論的ファイバカットオフは、モード伝搬定数が、外側クラッドにおける平面波伝搬定数と等しくなる波長として説明されている。この理論的波長は、直径のばらつきがない無限長の完全にまっすぐなファイバに適したものである。

ファイバカットオフは、標準２ｍファイバカットオフ試験であるＦＯＴＰ−８０（ＥＩＡ−ＴＩＡ−４５５−８０）によって測定され、「ファイバカットオフ波長」（「２ｍファイバカットオフ」または「測定カットオフ」としても知られている）を生じる。ＦＯＴＰ−８０標準試験は、制御された量の曲げを用いてより高次のモードを剥ぎ落とすために、または、ファイバのスペクトル応答をマルチモードファイバスペクトル応答に対して正規化するために行われる。

本明細書において用いられるケーブルカットオフ波長、または「ケーブルカットオフ」は、ＥＩＡ−ＴＩＡ光ファイバ標準、即ち、米国電子工業会−電気通信工業会（Electronics Industry Alliance-Telecommunications Industry Association）光ファイバ標準の一部であるＥＩＡ−４４５光ファイバ試験手順に記載されている２２ｍケーブルカットオフ試験を意味する。

特に明記しない限り、光学特性（例えば、分散、分散スロープ等）は、ＬＰ０１モードについて報告される。

本明細書において開示される光ファイバ（１０）は、１５５０ｎｍにおいて、約５５μｍ^２より大きい、好ましくは５５〜９５μｍ^２、更に好ましくは約６５〜８５μｍ^２の実効面積Ａ_ｅｆｆを示すことができる。一部の好ましい実施形態では、１５５０ｎｍにおける実効面積は約７５〜９０μｍ^２である。

光ファイバ（１０）の６通りの例示的な実施形態が図１〜図６にそれぞれ示されている。これらの図に示されているように、光ファイバ（１０）は、最大相対屈折率（相対屈折率パーセント）Δ_１および外半径ｒ_１を有する中心ガラスコア領域（１）を含む。中心コア領域（１）はクラッド領域（２’）によって囲まれている。クラッド（２’）は、第１のクラッド領域（２）と第２のクラッド領域（３）とを含む。第１のクラッド領域（２）（本明細書においては領域（２）または内側クラッド領域（２）とも称する）は、相対屈折率Δ_２および外半径ｒ_２を有し、２５マイクロメートル＞ｒ_２＞１６マイクロメートルである。第１のクラッド領域（２）は、第２のクラッド領域（３）の屈折率と比べて相対的に低下した、即ち、より低い屈折率を有し、Δ_３＞Δ_２となっている。一部の実施形態によれば、ｒ_１／ｒ_２は０．２５より大きい。

図１〜図６は、第２のクラッド領域（３）が第１のクラッド領域（２）を囲んでおり、相対屈折率Δ_３を有することを示している。本明細書に記載される例示的な実施形態では、Δ_１＞Δ_３＞Δ_２である。図１〜図６に示されている実施形態では、中心コア領域（１）とクラッド領域（２）および（３）とは互いに隣接している。しかし、これは必須ではなく、その代わりに、更なるコアまたはクラッド領域が用いられてもよい。更に、例えば、別の外側クラッド領域（例えば第３のクラッド領域（４）等）が、環状の第２のクラッド領域（３）を囲んでいてもよい。これは、例えば図６に示されている。第３のクラッド領域（４）は、第２のクラッド領域（３）より低い相対屈折率Δ_４を有する。即ち、Δ_４＜Δ_３であり、一部の実施形態ではΔ_４＝Δ_２である。一部の実施形態ではΔ_２＜Δ_４＜Δ_３である。

中心コア領域（１）は、中心コア領域１の屈折率の最大スロープを通って引かれる接線がゼロデルタの線（ゼロ相対屈折率の線）と交わるところとして定義される外半径ｒ_１を有する。コア領域（１）は、（純粋なシリカに対して相対的な）約０．４〜０．７、一部の実施形態では約０．４２〜０．６の相対屈折率Δ_１を示すのが好ましい。一部の実施形態では、Δ_１は０．４４〜０．５５であるのが好ましい。コア半径ｒ_１は好ましくは３〜１０マイクロメートルであり、より好ましくは約４．０〜７．０マイクロメートルであり、例えば６．０〜７．０マイクロメートルである。中心コア領域（１）は、例えば図１に示されるような、単一のセグメントのステップ状の屈折率プロファイルを有し得る。一部の実施形態では、中心コア領域（１）は、０．５より大きく且つ１０より小さい、一部の実施形態では７．５より小さい、５より小さい、または３より小さいαを示す。一部の実施形態では、中心コア領域（１）は、０．５より大きく且つ１０より小さい、一部の実施形態では７．５より小さい、５より小さい、または１より大きく且つ３より小さいαと、０．３８〜０．５の相対屈折率パーセントΔ_１とを示す。一部の実施形態では、中心コア領域（１）は、０．５より大きく且つ１０より小さい、一部の実施形態では７．５より小さい、５より小さい、または３より小さいαを示し、コア領域（１）は０．３８〜０．５の相対屈折率パーセントΔ_１と約４〜７マイクロメートルのコア半径とを有する。一部の実施形態では、中心コア領域（１）は、αが１．５以上であり且つ３以下であるαプロファイルを実質的に示す。

一部の実施形態では（例えば、図１および図２を参照）、第１のクラッド領域（２）（本明細書においては内側クラッド領域（２）とも称する）は、中心コア領域（１）を囲んでおり、内半径ｒ_１および外半径ｒ_２を有し、ｒ_１は上記のように定義され、ｒ_２は、屈折率プロファイル曲線がゼロデルタの線と交わるところとして定義される。幾つかのケースでは、第１のクラッド領域（２）内の屈折率は実質的に平坦であり、一部の実施形態では、内側クラッド領域（２）の屈折率は、半径が増加する方向に増加する。更に別のケースでは、小さいプロファイル設計またはプロセスのばらつきの結果として生じる変動があり得る。一部の実施形態では、第１のクラッド領域（２）は０．０２重量％未満のフッ素を含有する。一部の実施形態では、第１のクラッド領域（２）は、フッ素または酸化ゲルマニウムが実質的にドーピングされていないシリカで構成される（即ち、第１のクラッド領域はフッ素および酸化ゲルマニウムを実質的に含まない）。第２のクラッド領域（２）は、下記の式を用いて算出される相対屈折率パーセントΔ_２を有する。

第１のクラッド領域（２）は、好ましくは約３〜１３マイクロメートル、より好ましくは４〜１２マイクロメートル、更に好ましくは約７〜９マイクロメートルの幅を示す。内側クラッド領域（２）の外半径ｒ_２は、１６マイクロメートルより大きい、一部の実施形態では２０マイクロメートルより大きい、または２３マイクロメートルより大きいものであり得る。一部の実施形態では、内側クラッド領域（２）半径ｒ_２に対するコア半径ｒ_１の比率は０．２４より大きい、または０．３より大きいのが好ましい。一部の実施形態では、ｒ_１／ｒ_２は０．２４〜０．５５（例えば０．２４〜４）である。

ファイバの第３の領域、即ち第２のクラッド領域（３）は、より低い屈折率の内側クラッド領域（２）を囲んでいる。第２のクラッド領域は、内側クラッド領域（２）の相対屈折率Δ_２より高い相対屈折率Δ_３を有しており、少なくとも１．２重量％の塩素の添加によって、内側クラッド領域２に関して「アップドーピングされた」領域を形成している。しかし、それに加えて、内側クラッド領域（２）は、必要に応じて、純粋なシリカに対して相対的にダウンドーピングされ得る。一部の実施形態では、内側クラッド領域（２）内にフッ素または他のダウンドーパントは存在せず、高められた屈折率の第２のクラッド領域（３）（本明細書においては外側クラッド領域（３）とも称する）は、塩素でドーピングされた（他のドーパントを含むまたは含まない）シリカで構成される。これは、例えば、図３および図４のファイバの実施形態に示されている。外側クラッド領域（３）は、内側クラッド領域（２）より高い屈折率を有し、純粋なシリカに対して相対的に０．１２％より高い、好ましくは少なくとも０．１３％、例えば少なくとも０．１４％の相対屈折率パーセントΔ_３を有するのが好ましい。一部の実施形態によれば（例えば、図１〜図５を参照）、外側クラッド領域（３）のより高い（即ち、内側クラッド領域（２）より相対的に高い）相対屈折率は、少なくとも、光ファイバを通して伝達される光パワーが、伝達される光パワーの９０％以上となる位置まで延在するのが好ましい。外側クラッド領域（３）のより高い相対屈折率は、少なくとも、光ファイバを通して伝達される光パワーが、伝達される光パワーの９５％以上となる位置まで延在するのがより好ましく、光ファイバを通して伝達される光パワーが、伝達される光パワーの９８％以上となる位置まで延在するのが最も好ましい。多くの実施形態では、これは、少なくとも半径方向の約３０マイクロメートルの位置まで延在する「アップドーピングされた」外側クラッド領域（３）を有することによって達成される。従って、内側クラッド領域（２）の体積Ｖ_２は、本明細書において、半径ｒ_１と半径ｒ_２との間のΔ（３−２）（ｒ）ｒｄを用いて算出されるものとして定義され、従って、

である。

体積Ｖ_２は、絶対的な大きさ（即ち、Ｖ_２＝｜Ｖ_２｜）で設けられる。第１のクラッド領域（２）の体積Ｖ_２は、３０％Δμｍ^２より大きいものであり得、一部の実施形態では４０％Δμｍ^２より大きいものであり得る。一部の実施形態によれば、体積Ｖ_２は約３０〜９０％Δμｍ^２（例えば４０〜７５％Δμｍ^２）である。

第１のクラッド領域（２）の体積Ｖ_２は、一部の実施形態では４５％Δμｍ^２より大きく、一部の実施形態では６０％Δμｍ^２より大きい。一部の実施形態では、第１のクラッド領域（２）の体積Ｖ_２は９０％Δμｍ^２より小さく、他の一部の実施形態では、第１のクラッド領域（２）の体積Ｖ_２は７５％Δμｍ^２より小さい。

一部の実施形態では、第２のクラッド領域（領域（３））の屈折率Δ_３は、第１のクラッド領域（２）の屈折率と比較して０．１２パーセントより高く、一部の実施形態では０．１３パーセントより高く、一部の実施形態では少なくとも０．１４パーセントであり、一部の実施形態では少なくとも０．１５パーセントであり、例えば０．２パーセントである。一部の実施形態では、第２のクラッド領域（３）は、１２０００ｐｐｍより多い、例えば少なくとも１２２００ｐｐｍ、少なくとも１２５００ｐｐｍ、少なくとも１３０００ｐｐｍ、または１４０００ｐｐｍ以上の量の塩素（Ｃｌ）を含み、一部の実施形態では１５０００ｐｐｍより多いのが好ましく、一部の実施形態では、２００００ｐｐｍ（２重量％）より多いのが好ましい（例えば、２２０００ｐｐｍ、２５０００ｐｐｍ、またはそれらの間）。例えば、一部の実施形態では、第２のクラッド領域（３）は、１２２００ｐｐｍ〜２５０００ｐｐｍの量の塩素（Ｃｌ）を含む。塩素濃度は、本明細書においては重量パーツ・パー・ミリオンの単位で記載される（本明細書においては重量ｐｐｍまたはｐｐｍという略語を用いる）。

中心コア領域（１）は、全体を通して正の屈折率を有するのが好ましい。中心コア領域（１）は、ｒ＝０とｒ＝７マイクロメートルとの間に位置する最大相対屈折率Δ_１を有する。Δ_１は０．４％より高い（例えば約０．４〜０．７％、または０．４２〜０．５５％）。即ち、中心コア領域（１）は０．７０％以下のピーク相対屈折率を有する。

内側クラッド領域（２）は、略一定の相対屈折率プロファイルを有するのが好ましい、即ち内側クラッド領域内の任意の２つの半径間の相対屈折率の差が０．０２％未満であり、一部の好ましい実施形態では０．０１％未満である。従って、内側クラッド領域（２）の相対屈折率プロファイルは略平坦な形状を有するのが好ましい。

中心コア領域（１）は、ステップ状の屈折率のコアであってもよく、または、例えば図３〜図５に示されるように、α形状を有してもよい。一部の実施形態では、ｒ_１は８．０マイクロメートル未満であり、より好ましくは４．０マイクロメートル〜７．０マイクロメートルである。ファイバは、６．５より大きいＭＡＣ数を有するファイバについて、１５ｍｍの直径のマンドレル上に巻回されたときに、（１５５０ｎｍにおいて）０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満（例えば、１５５０ｎｍにおいて０．０５ｄＢ／ｔｕｒｎ〜０．４５ｄＢ／ｔｕｒｎ）の曲げ損失を示すことができる。一部の実施形態では、ファイバは、１５５０ｎｍにおける２０ｍｍの直径での０．２ｄＢ／ｔｕｒｎ以下（例えば、０．０１〜０．１ｄＢ／ｔｕｒｎ）の曲げ損失を示す。一部の実施形態では、本明細書において開示される光ファイバは、７より大きい、７．５より大きい、７．６もしくは７．７より大きい、または一部の実施形態では８以上のＭＡＣ数と、１３００〜１３２４ｎｍのゼロ分散波長とを有する。例えば、一部の実施形態では、光ファイバ（１０）は、（１３１０ｎｍにおける）９マイクロメートル〜９．７マイクロメートルのＭＦＤと、１．２６μｍ未満のケーブルカットオフ波長と、６．９〜８．１のＭＡＣ数（例えば、７．２５≧ＭＡＣ≧８．１）と、１３００ｎｍ〜１３２４ｎｍのゼロ分散波長と、１５５０ｎｍにおける１５ｍｍの直径マンドレルの周囲での０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の曲げ損失とを有する。一部の実施形態では、ファイバ（１０）は、（１３１０ｎｍにおける）９マイクロメートル〜９．７マイクロメートルのＭＦＤと、１．２６μｍ未満のケーブルカットオフ波長と、６．９〜８．１のＭＡＣ数（例えば、７．２５≧ＭＡＣ≧８．１）と、１３００ｎｍ〜１３２４ｎｍのゼロ分散波長と、１５５０ｎｍにおける１５ｍｍの直径マンドレルの周囲での０．２ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の曲げ損失とを有する。一部の例示的な実施形態によれば、ケーブルカットオフ波長は１．１７５μｍ〜１．２６μｍであり、例えば、ケーブルカットオフ波長は１．１７５μｍ〜１．２５５μｍ、または１．２μｍ〜１．２６μｍであり得る。

一部の例示的な実施形態によれば、ファイバは、１３１０ｎｍにおける９マイクロメートルより大きいＭＦＤと、１２６０ｎｍより小さいケーブルカットオフと、１３２４ｎｍより小さいゼロ分散波長と、１０ｍｍの直径での１．５ｄＢ／ｔｕｒｎより小さい曲げ損失と、１５ｍｍの直径での０．５ｄＢ／ｔｕｒｎより小さい曲げ損失とを示し、曲げ損失はマクロベンド損失であり、１５５０ｎｍの波長において測定される。

一部の例示的な実施形態によれば、ファイバは、１２００より大きく且つ１２６０ｎｍより小さいケーブルカットオフと、１３００ｎｍより大きく且つ１３２４ｎｍより小さいゼロ分散波長と、１０ｍｍの曲げ直径での０．７ｄＢ／ｔｕｒｎより大きく且つ１．３ｄＢ／ｔｕｒｎより小さいマクロベンド損失と、１５ｍｍの曲げ直径での０．１ｄＢ／ｔｕｒｎより大きく且つ０．５ｄＢ／ｔｕｒｎより小さいマクロベンド損失と、２０ｍｍの曲げ直径での０．０５ｄＢ／ｔｕｒｎより大きく且つ０．２０ｄＢ／ｔｕｒｎより小さいマクロベンド損失と、３０ｍｍの曲げ直径での０．１より大きく且つ０．２ｄＢ／ｔｕｒｎより小さいマクロベンド損失とを示し、マクロベンド損失は１５５０ｎｍの波長において測定される。

本明細書において開示される例示的なファイバは、１５５０ｎｍにおける０．０７ｄＢ／ｋｍ以下、一部の実施形態では０．０５ｄＢ／ｋｍ以下（例えば０．００５〜０．０５ｄＢ／ｋｍ等）のワイヤメッシュ被覆ドラムマイクロベンド損失（即ち、曲げられていない状態からの減衰の増加）（１５５０ｎｍにおけるＷＭＣＤ）を示すことができる。本明細書において開示される例示的なファイバは、１５５０ｎｍにおける−６０℃での０．０５ｄＢ／ｋｍ以下、一部の実施形態では０．０２ｄＢ／ｋｍ以下、一部の実施形態では０．０１ｄＢ／ｋｍ以下（例えば０．００１〜０．０１ｄＢ／ｋｍ等）、および一部の実施形態では０．００１〜０．０５ｄＢ／ｋｍのバスケットウィーブマイクロベンド損失（即ち、曲げられていない状態からの減衰の増加）を示すことができる。本明細書において開示される例示的なファイバは、１６２５ｎｍにおける−６０℃での０．１ｄＢ／ｋｍ以下、一部の実施形態では０．０５ｄＢ／ｋｍ以下、一部の実施形態では０．０２ｄＢ／ｋｍ以下、一部の実施形態では０．０１ｄＢ／ｋｍ以下、および一部の実施形態では０．００１〜０．０５ｄＢ／ｋｍのバスケットウィーブマイクロベンド損失（即ち、曲げられていない状態からの減衰の増加）を示すことができる。

本明細書において開示されるファイバは、従来の製造技術を用いて、例えば、米国特許第７，５６５，８２０号明細書、同第５，４１０，５６７号明細書、同第７，８３２，６７５号明細書、同第６，０２７，０６２号明細書（それらの明細書を参照して本明細書に組み込む）に開示されているような公知のファイバ線引き方法および装置を用いて、光ファイバプリフォームから線引きされ得る。

様々な例示的な実施形態は、以下の例によって更に明らかになる。特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく様々な変形および変更が行われ得ることは、当業者には自明である。

下記の表１は、図３および図４に示されているものと類似の屈折率を有する事例的なモデリングされたファイバ例Ａ〜Ｄの特性のリストである。具体的には、以下に、各例についての、中心コア（１）の相対屈折率Δ_１、コアα、および外半径ｒ_１、第１のクラッド領域（２）の相対屈折率Δ_２および外半径ｒ_２、第１のクラッド領域（２）のｒ_１とｒ_２との間において算出されたプロファイル体積Ｖ_２、並びに相対屈折率Δ_３を示す。また、１３１０ｎｍにおける色分散および分散スロープ、１５５０ｎｍにおける色分散および分散スロープ、１３１０ｎｍおよび１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径、１５５０ｎｍにおける横荷重ワイヤメッシュマイクロベンド、１５５０ｎｍにおけるピンアレイマクロベンド、ゼロ分散波長、２２ｍケーブルカットオフ、１３１０ｎｍにおけるＭＡＣ数、１３１０および１５５０ｎｍにおけるスペクトル減衰、並びに、曲げ直径がそれぞれ１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍ、および３０ｍｍであるときの、１５５０ｎｍの波長において算出されたマクロベンドによって生じる損失（ｄＢ／ｔｕｒｎ）も示されている。表１の実施形態において、光ファイバは、１５５０ｎｍにおける−６０℃での０．０５ｄＢ／ｋｍ以下（例えば０．０３ｄＢ／ｋｍ以下）のバスケットウィーブマイクロベンド損失を示す。本明細書において開示される例示的なファイバは、１５５０ｎｍにおける０．０７ｄＢ／ｋｍ以下、および一部の実施形態では０．０５ｄＢ／ｋｍ以下（例えば０．００５〜０．０５ｄＢ／ｋｍ等）のワイヤメッシュ被覆ドラムマイクロベンド損失（即ち、曲げられていない状態からの減衰の増加）（１５５０ｎｍにおけるＷＭＣＤ）を示すことができる。本明細書において開示される例示的なファイバは、１５５０ｎｍにおける−６０℃での０．０５ｄＢ／ｋｍ以下、一部の実施形態では０．０２ｄＢ／ｋｍ以下、一部の実施形態では０．０１ｄＢ／ｋｍ以下（例えば０．００１〜０．０１ｄＢ／ｋｍ等）のバスケットウィーブマイクロベンド損失（即ち、曲げられていない状態からの減衰の増加）を示すことができる。

表１の具体的なファイバ例は、純粋なシリカでできている第１のクラッド領域（２）を有し、クラッド領域３（即ち、外側クラッド）は、１．２重量％を超える塩素（Ｃｌ）でアップドーピングされたシリカである。

下記の表２は、実際に製造された事例的なファイバ例Ｅの特性のリストである。このファイバには、約０．９ＭＰａのヤング率を有する一次コーティングおよび約１２００ＭＰａのヤング率を有する二次コーティングも塗布されており、図５に示されている屈折率プロファイルを有する。表２の例Ｅファイバに対応する製造されたファイバは、線引炉上で光学プリフォームから線引きされた。具体的には、以下に、各例についての、中心コア領域（１）の相対屈折率パーセントΔ_１、コアα、および外半径ｒ_１、内側クラッド領域（２）の相対屈折率パーセントΔ_２および外半径ｒ_２、内側クラッド領域（２）のｒ_１とｒ_２との間において算出された屈折率プロファイル体積Ｖ_２、並びに相対屈折率パーセントΔ_３を示す。また、１３１０ｎｍにおける色分散および分散スロープ、１５５０ｎｍにおける色分散および分散スロープ、１３１０ｎｍおよび１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径、１５５０ｎｍにおける横荷重ワイヤメッシュマイクロベンド、１５５０ｎｍにおけるワイヤメッシュ被覆ドラムマイクロベンド試験、１５５０ｎｍにおけるピンアレイマクロベンド、ゼロ分散波長、２２ｍケーブルカットオフ、１３１０ｎｍにおけるＭＡＣ数、１×２０ｍｍの直径での曲げ損失、１３１０および１５５０ｎｍにおけるスペクトル減衰、並びに、曲げ直径が１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍ、および３０ｍｍであるときの１５５０ｎｍの波長におけるマクロベンドによって生じる損失も示されている。この実施形態では、第１のクラッド領域はシリカでできており、第２のクラッド領域は、１．３重量％のＣｌでドーピングされたシリカでできていた。

図５は、表２に対応する製造された光ファイバの測定された屈折率プロファイルを示す。図５に示されている例示的な実施形態のプロファイルにおいて、Δ_１を有するコア領域（１）が、低下したΔ_２を有する内側クラッド領域（２）によって囲まれている。内側クラッド領域（２）は、高められた（即ち、Δ_２より高い）Δ_３を有する第２の（外側）クラッド領域（３）によって囲まれている。Δ_３とΔ_２との差は０．１２％より大きく、ファイバは６．５より大きいＭＡＣ数を示す。図５に示されている実施形態では、第１のクラッド領域（２）は実質的にドーピングされていないシリカであり、第２のクラッド領域（３）は塩素でドーピングされたシリカである。表２に開示されている光ファイバは、約１２５μｍの外径を有するクラッド（２’）を有する。

上記の表２の例Ｅファイバに見られるように、例示的なファイバの実施形態は、屈折率Δ_１を有する中心ガラスコア領域と、屈折率Δ_２を有する第１の内側クラッド領域と、屈折率Δ_３を有する外側クラッド領域とを用いており、Δ_１＞Δ_３＞Δ_２であり、Δ_３とΔ_２との差は０．１２％以上である。そのような例示的なファイバの実施形態は、１２６０ｎｍ以下のケーブルカットオフと、１５ｍｍの直径マンドレル上に巻回されたときの１５５０ｎｍにおける０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の曲げ損失とを示す。また、これらの例示的なファイバ実施形態は、１３１０ｎｍにおける約９マイクロメートル〜９．５マイクロメートルのモードフィールド径と、１３００〜１３２４ｎｍのゼロ分散波長と、１３１０ｎｍにおける０．０９２ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍ以下の分散スロープとを示す。これらの例示的なファイバの実施形態は、１５５０ｎｍにおける０．０７ｄＢ／ｋｍ以下、より好ましくは０．０６ｄＢ／ｋｍ以下、および一部の実施形態では０．０５ｄＢ／ｋｍ以下のワイヤメッシュ被覆ドラム（ＷＭＣＤ）曲げ損失を示す。また、これらの例示的なファイバ実施形態は、１５５０ｎｍにおける８．５ｄＢ未満、より好ましくは７ｄＢ未満のピンアレイ曲げ損失を示す。これらのファイバは、１５５０ｎｍにおける０．０５ｄＢ／ｋｍ以下、一部の実施形態では０．０２５ｄＢ／ｋｍ以下、および一部の実施形態では０．０１ｄＢ／ｋｍ以下のバスケットウィーブマイクロベンド損失を示す。

一部の実施形態では、ファイバは、１５ｍｍの直径マンドレル上に巻回されたときの１５５０ｎｍにおける０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の曲げ損失を示す。これらのファイバは、２０ｍｍの直径マンドレル上に巻回されたときの１５５０ｎｍにおける０．１ｄＢ／ｔｕｒｎ未満、より好ましくは０．０７５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満、および一部のファイバ実施形態では０．０５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の曲げ損失も示す。これらのファイバの実施形態は、３０ｍｍの直径マンドレル上に巻回されたときの１５５０ｎｍにおける０．０２５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満、および一部の実施形態では０．００３ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の曲げ損失も示す。これらの例の一部は、第２の外側クラッド領域３内において１２０００ｐｐｍ（１．２重量％）より多い（例えば１２０００ｐｐｍ〜２５０００ｐｐｍ）量の塩素を用いる。これらの例の一部は、外側クラッド領域内において１３０００ｐｐｍ以上の量の塩素を用いる。これらの例の一部は、外側クラッド領域内において１３０００重量ｐｐｍより多く且つ３００００重量ｐｐｍより少ない量の塩素を用いる。

１５５０ｎｍにおけるファイバ減衰は、０．２０ｄＢ／ｋｍ未満であるのが好ましく、０．１９ｄＢ／ｋｍ未満であるのがより好ましく、０．１８ｄＢ／ｋｍ未満であるのが更に好ましい。一部の好ましい実施形態では、１５５０ｎｍにおける減衰は、０．１９１ｄＢ／ｋｍ以下であり、０．１８８ｄＢ／ｋｍ以下であるのが更に好ましく、０．１８５ｄＢ／ｋｍ以下であるのが更に好ましく、０．１８２ｄＢ／ｋｍ以下であるのが更に好ましく、０．１８０ｄＢ／ｋｍ以下であるのが最も好ましい。

一部の実施形態では（例えば、図６を参照）、第２のクラッド領域（３）は、Δ_４を有する第３のクラッド領域（４）によって囲まれている。一部の実施形態では、クラッド領域（４）は、ＧｅまたはＣｌで実質的にドーピングされていないシリカで構成され得る（即ち、第３のクラッド領域（４）の相対屈折率パーセントは第２の領域（３）の相対屈折率パーセントより小さい（即ち、Δ_４＜Δ_３））。例えば、Δ_４は、純粋なシリカの相対屈折率パーセントに対して相対的に０．００２％以下であり得る。一部の実施形態では、第３のクラッド領域（４）は、シリカで実質的に構成され得る。一部の実施形態では、第３のクラッド領域（４）は、１６５０℃において第２のクラッド領域（４）の粘度より０．１×１０^７ポアズだけ大きい粘度を有する。更に別の実施形態では、外側クラッド領域（４）は、１６５０℃において第２のクラッド領域（３）の粘度より０．１×１０^８ポアズだけ大きい粘度を有する。更に別の実施形態では、外側クラッドの領域（４）は、１６５０℃において領域（３）の粘度より０．１×１０^９ポアズだけ大きい粘度を有する。一部の実施形態では、第３のクラッド領域（４）は、４０マイクロメートルより大きい半径方向の位置において開始する。他の一部の実施形態では、第３のクラッド領域（４）は、４５マイクロメートルより大きい半径方向の位置において開始する。更に別の実施形態では、第３のクラッド領域（４）は、５０マイクロメートルより大きい半径方向の位置において開始する。下記の表３は、図６に示されているものと類似の屈折率プロファイルを有すると共に、第２のクラッド領域（３）の粘度より高い粘度を有する第３のクラッド領域（４）を有する事例的なモデリングされたファイバ例Ｆ〜Ｇの特性のリストである。

表３の実施形態では、光ファイバは、１５５０ｎｍにおける−６０℃での０．０５ｄＢ／ｋｍ以下（例えば０．０３ｄＢ／ｋｍ以下）のバスケットウィーブマイクロベンド損失を示す。

本明細書において開示される光ファイバ（１０）は、保護コーティング、例えば、外側クラッド領域（３）（または、ファイバが、環状の領域（３）を囲むクラッド領域（４）を含む場合には領域（４））に接触して囲む一次コーティングＰによって囲まれていてもよく、一次コーティングＰは、１．０ＭＰａ未満、好ましくは０．９ＭＰａ未満、一部の実施形態では０．８ＭＰａ以下、一部の実施形態では０．５ＭＰａ以下、一部の実施形態では０．３ＭＰａ以下（例えば０．１〜１ＭＰａ）、および一部の実施形態では０．１〜０．５ＭＰａのヤング率を有する。光ファイバは、更に、一次コーティングＰに接触して囲む二次コーティングＳを有し、二次コーティングＳは、１２００ＭＰａより高い、一部の実施形態では１４００ＭＰａより高い（例えば、少なくとも１５００ＭＰａ、少なくとも１６００ＭＰａ、少なくとも１８００ＭＰａ、１４００ＭＰａ〜２５００ＭＰａ、または１５００ＭＰａ〜２５００ＭＰａ）のヤング率を有する。一次コーティングのより低い（例えば、０．５ＭＰａより低い）弾性率は、良好なマイクロベンド性能をサポートし、二次コーティングのより高い（例えば、１５００ＭＰａより高い）弾性率は、たとえその厚さが低減された場合でも、二次コーティングの穿刺耐性の向上をサポートする。一部の実施形態によれば、二次コーティングＳの外径は２５０マイクロメートル以下、例えば２４２マイクロメートル以下（例えば、２２５マイクロメートル以下、２１０マイクロメートル以下、または２００マイクロメートル以下）、例えば１７５〜２４２マイクロメートル、１７５〜２２５マイクロメートル、または１８０〜２００マイクロメートルである。上記のファイバ設計は、たとえ２２５マイクロメートル未満のコーティング径でも、良好なマイクロベンドおよびマクロベンド性能を可能にし、それにより、より小さい直径、より低いコスト、優れた光学性能を有するより高いファイバ密度のケーブルが可能になる。

本明細書において用いられる一次コーティングの硬化後のポリマー材料のヤング率、破断伸長、および引張強度は、引張試験機器（例えば、Ｓｉｎｔｅｃｈ ＭＴＳ引張試験機、またはＩＮＳＴＲＯＮ万能材料試験システム）を用いて、約０．００３インチ（７６μｍ）〜０．００４インチ（１０２μｍ）の厚さ、および約１．３ｃｍの幅の膜として成形された材料のサンプルに対して、５．１ｃｍのゲージ長、および２．５ｃｍ／分の試験速度で測定される。

適切な一次コーティングおよび二次コーティングの更なる説明は、国際公開第２００５／０１０５８９号に見出すことができ、その全体を参照して本明細書に組み込む。

本明細書において開示されるファイバは、特に、ＯＶＤプロセスを用いて製造された際に、低いＰＭＤ値を示す。光ファイバのスピニングも、本明細書において開示されるファイバのためにＰＭＤ値を下げ得る。

上記の記載は単に例示的なものであり、特許請求の範囲によって定義されるファイバの性質および特徴を理解するための概観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。添付の図面は、好ましい実施形態の更なる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれてその一部をなすものである。図面は様々な特徴および実施形態を示しており、それらの説明と共に、原理および作用を説明する役割をするものである。添付の特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書に記載された好ましい実施形態に対して様々な変形が行われ得ることは当業者には自明である。

以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。

実施形態１
（ｉ）外半径ｒ_１および屈折率Δ_１を有する中心コア領域と、
（ｉｉ）前記中心コア領域を囲むクラッドと
を含む光ファイバであって、
前記クラッドが、
（ａ）２５マイクロメートル＞ｒ_２＞１６マイクロメートルの外半径および相対屈折率Δ_２を有する第１のクラッド領域であって、ｒ_１／ｒ_２の比率が０．２４より大きい第１のクラッド領域と、
（ｂ）前記第１のクラッド領域を囲む第２のクラッド領域であって、相対屈折率Δ_３および外半径ｒ_３を有し、少なくとも１．２重量％の塩素（Ｃｌ）を含み、Δ_１＞Δ_３＞Δ_２であり、Δ_３とΔ_２との差が０．１２％より大きく、Δ_３が０．１２％より大きい第２のクラッド領域と
を含み、
前記ファイバが、１３１０ｎｍの波長における９マイクロメートルより大きいモードフィールド径ＭＦＤ、および１５ｍｍ径のマンドレルについての１５５０ｎｍにおける０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の曲げ損失を示す
ことを特徴とする光ファイバ。

実施形態２
Δ_３とΔ_２との差が０．１３％より大きい、実施形態１記載の光ファイバ。

実施形態３
Δ_３とΔ_２との差が０．１２％〜０．２５％である、実施形態１記載の光ファイバ。

実施形態４
前記ファイバが、１２６０ｎｍ以下の２２ｍケーブルカットオフを示す、実施形態１〜３のいずれか１つに記載の光ファイバ。

実施形態５
前記ファイバの前記中心コア領域が１０未満のαを示す、実施形態１〜４のいずれか１つに記載の光ファイバ。

実施形態６
前記ファイバが、１５５０ｎｍにおける０．０７ｄＢ／ｋｍ以下のワイヤメッシュ被覆ドラムマイクロベンド損失を更に示す、実施形態１〜５のいずれか１つに記載の光ファイバ。

実施形態７
前記第１のクラッド領域が０．０２重量％未満のフッ素を含有する、実施形態１〜６のいずれか１つに記載の光ファイバ。

実施形態８
前記第１のクラッド領域がフッ素および酸化ゲルマニウムを実質的に含まない、実施形態１〜７のいずれか１つに記載の光ファイバ。

実施形態９
ｒ_２から少なくとも３０マイクロメートルの半径まで延びる長さにわたってΔ_３＞Δ_２である、実施形態１記載の光ファイバ。

実施形態１０
前記第１のクラッド領域の体積が｜Ｖ_２｜＞３０％Δμｍ^２である、実施形態１〜９のいずれか１つに記載の光ファイバ。

実施形態１１
前記ファイバが、１５５０ｎｍにおける０．１８６ｄＢ／ｋｍ以下の減衰を示す、実施形態１〜１０のいずれか１つに記載の光ファイバ。

実施形態１２
前記中心コア領域が０．７０％以上の最大相対屈折率（Δ_１）を有する、実施形態１〜１１のいずれか１つに記載の光ファイバ。

実施形態１３
前記ファイバが、
１３１０ｎｍにおける９マイクロメートルより大きいＭＦＤと、
１２６０ｎｍより小さいケーブルカットオフ波長と、
１３２４ｎｍより小さいゼロ分散波長と、
１０ｍｍの直径での１．５ｄＢ／ｔｕｒｎより小さい曲げ損失と、
１５ｍｍの直径での０．５ｄＢ／ｔｕｒｎより小さい曲げ損失と
を示し、
前記曲げ損失がマクロベンド損失であり、１５５０ｎｍの波長において測定される
実施形態１〜１２のいずれか１つに記載の光ファイバ。

実施形態１４
前記ファイバが、
１２００ｎｍより大きく且つ１２６０ｎｍより小さいケーブルカットオフ波長と、
１３００ｎｍより大きく且つ１３２４ｎｍより小さいゼロ分散波長と、
１０ｍｍの曲げ直径での０．７ｄＢ／ｔｕｒｎより大きく且つ１．３ｄＢ／ｔｕｒｎより小さいマクロベンド損失と、
１５ｍｍの曲げ直径での０．１ｄＢ／ｔｕｒｎより大きく且つ０．５ｄＢ／ｔｕｒｎより小さいマクロベンド損失と、
２０ｍｍの曲げ直径での０．０５ｄＢ／ｔｕｒｎより大きく且つ０．２０ｄＢ／ｔｕｒｎより小さいマクロベンド損失と、
３０ｍｍの曲げ直径での０．１ｄＢ／ｔｕｒｎより大きく且つ０．２ｄＢ／ｔｕｒｎより小さいマクロベンド損失と
を示し、
前記マクロベンド損失が１５５０ｎｍの波長において測定される、
実施形態１〜１２のいずれか１つに記載の光ファイバ。

実施形態１５
前記ファイバが、１５５０ｎｍにおける０．０７ｄＢ／ｋｍ以下のワイヤメッシュ被覆ドラムマイクロベンド損失を示す、実施形態１３記載の光ファイバ。

実施形態１６
前記ファイバが、１５５０ｎｍにおける０．１８ｄＢ／ｋｍ以下の減衰を示す、実施形態１３または１５記載の光ファイバ。

実施形態１７
前記第２のクラッド領域を囲む第３のクラッド領域であって、Δ_３＞Δ_４である屈折率Δ_４を有し、Δ_３とΔ_４との差が０．１％より大きく、−０．０２＜Δ_４＜０．０２である第３のクラッド領域を更に含む、実施形態１〜１４記載の光ファイバ。

実施形態１８
前記第３のクラッド領域が、１重量％未満の塩素を含む、実施形態１７記載の光ファイバ。

実施形態１９
前記第３のクラッド領域が、前記第２のクラッド領域より少ない塩素を含む、または塩素を含まない、実施形態１７または１８記載の光ファイバ。

実施形態２０
前記第３のクラッド領域が、前記第２のクラッド領域の粘度より少なくとも０．１×１０^７ポアズだけ大きい粘度を有する、実施形態１７、１８、または１９記載の光ファイバ。

実施形態２１
前記ファイバの前記中心コア領域が、０．５以上であり且つ１０以下のαを示す、実施形態１〜２０のいずれか１つに記載の光ファイバ。

実施形態２２
前記光ファイバ上のコーティングを更に含む、実施形態１〜２１のいずれか１つに記載の光ファイバ。

実施形態２３
前記ファイバが、１５５０ｎｍにおける−６０℃での０．０１ｄＢ／ｋｍ以下のバスケットウィーブマイクロベンド損失を更に示す、実施形態２２記載の光ファイバ。

実施形態２４
前記ファイバが、１６２５ｎｍにおける−６０℃での０．０５ｄＢ／ｋｍ以下のバスケットウィーブマイクロベンド損失を更に示す、実施形態２２記載の光ファイバ。

実施形態２５
前記ファイバが、１６２５ｎｍにおける−６０℃での０．０１ｄＢ／ｋｍ以下のバスケットウィーブマイクロベンド損失を更に示す、実施形態２２記載の光ファイバ。

実施形態２６
前記コーティングが、０．１〜１ＭＰａのヤング率を有する一次コーティングＰと、１４００ＭＰａ〜２５００ＭＰａのヤング率を有する二次コーティングＳとを含み、前記二次コーティングが、２４２マイクロメートル以下のコーティング外径を有する、実施形態２２〜２５記載の光ファイバ。

１ 中心コア領域
２’ クラッド領域
２ 第１のクラッド領域
３ 第２のクラッド領域
４ 第３のクラッド領域
１０ 光ファイバ

Claims (9)

1. （ｉ）外半径ｒ_１および屈折率Δ_１を有する中心コア領域と、
   （ｉｉ）前記中心コア領域を囲むクラッドと
   を含む光ファイバであって、
   前記クラッドが、
   （ａ）２５マイクロメートル＞ｒ_２＞１６マイクロメートルの外半径および相対屈折率Δ_２を有する第１のクラッド領域であって、ｒ_１／ｒ_２の比率が０．２４より大きい第１のクラッド領域と、
   （ｂ）前記第１のクラッド領域を囲む第２のクラッド領域であって、相対屈折率Δ_３および外半径ｒ_３を有し、少なくとも１．２重量％の塩素（Ｃｌ）を含み、Δ_１＞Δ_３＞Δ_２であり、Δ_３とΔ_２との差が０．１２％より大きく、Δ_３が０．１２％より大きい第２のクラッド領域と
   を含み、
   前記ファイバが、１３１０ｎｍの波長における９マイクロメートルより大きいモードフィールド径ＭＦＤ、および１５ｍｍ径のマンドレルについての１５５０ｎｍにおける０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の曲げ損失を示す
   ことを特徴とする光ファイバ。
2. Δ_３とΔ_２との差が０．１３％より大きく、好ましくは０．１２％〜０．２５％である、請求項１記載の光ファイバ。
3. 前記ファイバが、（ｉ）１２６０ｎｍ以下の２２ｍケーブルカットオフ、または（ｉｉ）１５５０ｎｍにおける０．０７ｄＢ／ｋｍ以下のワイヤメッシュ被覆ドラムマイクロベンド損失を示す、請求項１または２記載の光ファイバ。
4. （ｉ）前記ファイバの前記中心コア領域が１０未満のαを示す、および／または（ｉｉ）前記中心コア領域が０．７０％以上の最大相対屈折率（Δ_１）を有する、請求項１〜３記載の光ファイバ。
5. 前記第１のクラッド領域が（ｉ）０．０２重量％未満のフッ素を含有する、または（ｉｉ）フッ素および酸化ゲルマニウムを実質的に含まない、または（ｉｉｉ）前記第１のクラッド領域の体積が｜Ｖ_２｜＞３０％Δμｍ^２である、請求項１〜４記載の光ファイバ。
6. 前記ファイバが、１５５０ｎｍにおける０．１８６ｄＢ／ｋｍ以下の減衰を示す、請求項１〜５のいずれか一項記載の光ファイバ。
7. 前記光ファイバが、
   １３１０ｎｍにおける９マイクロメートルより大きいＭＦＤと、
   １２６０ｎｍより小さいケーブルカットオフ波長と、
   １３２４ｎｍより小さいゼロ分散波長と、
   １０ｍｍの直径での１．５ｄＢ／ｔｕｒｎより小さい曲げ損失と、
   １５ｍｍの直径での０．５ｄＢ／ｔｕｒｎより小さい曲げ損失と、
   を示し、
   前記曲げ損失がマクロベンド損失であり、１５５０ｎｍの波長において測定される、
   請求項１〜６のいずれか一項記載の光ファイバ。
8. 前記第２のクラッド領域を囲む第３のクラッド領域であって、Δ_３＞Δ_４である屈折率Δ_４を有し、Δ_３とΔ_４との差が０．１％より大きく、−０．０２＜Δ_４＜０．０２である第３のクラッド領域を更に含む、請求項１記載の光ファイバ。
9. 前記第３のクラッド領域が（ｉ）１重量％未満の塩素を含む、および／または（ｉ）前記第２のクラッド領域より少ない塩素を含む、もしくは塩素を含まない、および／または（ｉｉｉ）前記第２のクラッド領域の粘度より少なくとも０．１×１０^７ポアズだけ大きい粘度を有する、請求項８記載の光ファイバ。

Images