JP2019511751A - 低曲げ損失光ファイバ - Google Patents

Abstract

本出願で開示されるのは：（Ｉ）外径ｒ_１、最大屈折率デルタパーセントΔ_１ｍａｘ及び５より大きいコアアルファαを備える、コアと；（ＩＩ）前記コアを取り囲むクラッドとを有する、単一モード光ファイバであり、上記クラッドは：（ｉ）外径ｒ_２及び屈折率デルタパーセントΔ_２を有し、Δ_１ｍａｘ＞Δ_２である、内側クラッド領域；（ｉｉ）外径ｒ_３（ただしｒ_３≧１０マイクロメートル）及び屈折率デルタパーセントΔ_３を有する、前記内側クラッド領域を取り囲むトレンチ領域；並びに（ｉｉｉ）屈折率デルタパーセントΔ_４を備え、前記トレンチ領域を取り囲み、≧１．２重量％の塩素濃度を有する外側クラッド領域であって、Δ_１ｍａｘ＞Δ_４、Δ_２＞Δ_３及びΔ_４＞Δ_３であり、Δ_４とΔ_３との差は≧０．１２％である、外側クラッド領域
を備える。

Description

優先権

本出願は、米国特許法第１１９条の下で、２０１６年３月２９日出願の米国仮特許出願第６２／３１４，６０７号の優先権を主張するものであり、上記仮特許出願の内容は信頼できるものであり、その全体が参照により本出願に援用される。

本発明は、曲げ損失が小さい光ファイバに関する。

低曲げ損失光ファイバ、特に屋内（ＦＴＴｘ）光ネットワークへのいわゆる「アクセス」及びファイバに利用される光ファイバに対する需要が存在する。光ファイバは、光ファイバを通して伝送される光信号の曲げ損失を誘発する様式で、このようなネットワーク内に配備できる。小さい曲げ半径、光ファイバの圧迫等といった、曲げ損失を誘発する物理的な要求を課する場合があるいくつかの用途としては、光ドロップケーブル組立体、工場設置型終端システム（Ｆａｃｔｏｒｙ Ｉｎｓｔａｌｌｅｄ Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ：ＦＩＴＳ）及びスラックループを用いた配線ケーブル、フィーダケーブルと配線ケーブルとを接続するキャビネット内に配置された低曲げ半径マルチポート、並びに配線ケーブルとドロップケーブルとの間のネットワークアクセスポイントのジャンパ内での、光ファイバの配備が挙げられる。

少なくともいくつかの実施形態によると、本明細書で開示されるのは：（Ｉ）外径ｒ_１、屈折率デルタパーセントΔ_１ｍａｘ及びコアアルファα＞５を備えるコアと；（ＩＩ）上記コアを取り囲むクラッドとを備える、光導波路ファイバであり、上記クラッドは：（ｉ）外径ｒ_２及び屈折率デルタパーセントΔ_２（ただしΔ_１ｍａｘ＞Δ_２）を有する内側クラッド領域；（ｉｉ）外径ｒ_３（ただしｒ_３≧１０マイクロメートル）及び屈折率デルタパーセントΔ_３を有する、上記内側クラッド領域を取り囲むトレンチ領域；並びに（ｉｉｉ）屈折率デルタパーセントΔ_４（ただしΔ_１ｍａｘ＞Δ_４、Δ_２＞Δ_３及びΔ_４＞Δ_３であり、Δ_４とΔ_３との差は≧０．１２％である）を備え、上記トレンチ領域を取り囲み、塩素濃度が≧１．２重量％である外側クラッド領域を備える。上記ファイバは、１３１０ｎｍの波長におけるモードフィールド径ＭＦＤが＞９マイクロメートルであり、ケーブルカットオフが１２６０ｎｍ未満であり、直径１５ｍｍのマンドレルに関する１５５０ｎｍでの曲げ損失が０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満であり、１３００ｎｍ≦λ_０≦１３２４ｎｍであり、ここでλ_０はゼロ分散波長である。

いくつかの実施形態では、上記トレンチ領域のプロファイル体積｜Ｖ_３｜は、少なくとも３０％Δマイクロメートル^２である。いくつかの実施形態では、上記トレンチ領域のプロファイル体積｜Ｖ_３｜は少なくとも４５％、いくつかの実施形態では少なくとも５０％Δマイクロメートル^２である。いくつかの実施形態によると、上記コアアルファは少なくとも１０である。

上記クラッド内にトレンチ領域（下降屈折率領域）を有するファイバは、微小曲げ損失が改善（低減）されている。上記クラッド内の上記トレンチ領域は、上記トレンチ領域を（例えばフッ素（Ｆ）ドープによって若しくは非周期的な空隙を有するドープによって）ダウンドープすることによって、又は上記外側クラッド領域をアップドープすることによって、形成してよい。他の実施形態では、上記ファイバは：トレンチ領域と；シリカ（ＳｉＯ_２）に対してアップドープされた外側クラッド領域、即ちゲルマニア（ＧｅＯ_２）又は塩素（Ｃｌ）といった屈折率改善ドーパントを、シリカの屈折率を明らかに上昇させるために十分な量だけ含むクラッド領域との両方を含んでよい。

いくつかの実施形態では、１．２≦ｒ_２／ｒ_１≦２．５であり、例えば１．２≦ｒ_２／ｒ_１≦２．３５、１．２５〜２．３又は１．２５〜２．１５である。本明細書に記載の例示的実施形態のうちの少なくともいくつかでは、１．６≦ｒ_２／ｒ_１≦２．４である。

いくつかの実施形態では、Δ_４とΔ_３との差は少なくとも０．１５％である。いくつかの実施形態では、Δ_１ｍａｘとΔ_２との差は少なくとも０．２５％であり、Δ_１ｍａｘとΔ_３との差は少なくとも０．３５％であり、Δ_２とΔ_３との差は、少なくとも０．０８％である。

いくつかの実施形態ではΔ_４及びΔ_２は同一の値を有する。いくつかの実施形態では、Δ_４とΔ_２との差は０．０１％より大きい。いくつかの実施形態では、Δ_４とΔ_３との差は０．１５〜０．４％であり、いくつかの実施形態では、Δ_４とΔ_３との差は０．１５〜０．２％であり；いくつかの実施形態では、０．３８≦Δ_１ｍａｘ−Δ_３≦０．６５、例えば０．４≦Δ_１ｍａｘ−Δ_３≦０．５である。いくつかの実施形態では、０．１５≦Δ_１ｍａｘ−Δ_２≦０．４５；０．３８≦Δ_１ｍａｘ−Δ_３≦０．６；０．１≦Δ_２−Δ_３≦０．３；及び０．１≦Δ_４−Δ_３≦０．２である。いくつかの実施形態では、０．２５≦Δ_１ｍａｘ−Δ_２≦０．３５、０．４≦Δ_１ｍａｘ−Δ_３≦０．５及び０．１４≦Δ_２−Δ_３≦０．２である。いくつかの実施形態では、０．１５≦Δ_４−Δ_３≦０．２である。

これらのファイバの実施形態は、Ｇ．６５２に準拠した光学特性、１３１０ｎｍにおいて９．０〜９．５マイクロメートルのＭＦＤ、１３００ｎｍ≦λ_０≦１３２４ｎｍの範囲のゼロ分散波長λ_０、１２６０ｎｍ以下（例えば１０００ｎｍ〜１２６０ｎｍ）のケーブルカットオフ、並びに１５５０ｎｍにおいて≦０．１８５ｄＢ／ｋｍの、少なくともいくつかの実施形態では１５５０ｎｍにおいて≦０．１８１ｄＢ／ｋｍ（例えば０．１７〜０．１８ｄＢ／ｋｍ）の減衰を有する。

本明細書で開示される例示的なファイバは、０．０７ｄＢ／ｋｍ以下、いくつかの実施形態では０．０５ｄＢ／ｋｍ以下、例えば０．００５〜０．０５ｄＢ／ｋｍ等の、１５５０ｎｍにおけるワイヤメッシュ被覆ドラム（ｗｉｒｅ ｍｅｓｈ ｃｏｖｅｒｅｄ ｄｒｕｍ）微小曲げ損失（１５５０ｎｍでのＷＭＣＤ）（即ち曲げられていない状態からの減衰の増加）を示し得る。本明細書で開示される例示的なファイバは、０．０５ｄＢ／ｋｍ以下、いくつかの実施形態では０．０２ｄＢ／ｋｍ以下、いくつかの実施形態では０．０１ｄＢ／ｋｍ以下、例えば０．００１〜０．０１ｄＢ／ｋｍ等の、１５５０ｎｍにおける−６０℃でのバスケットウィーブ（ｂａｓｋｅｔｗｅａｖｅ）微小曲げ損失（即ち曲げられていない状態からの減衰の増加）を示し得る。

更に、本明細書で開示されるファイバの実施形態は、直径１５ｍｍのマンドレルの周りに巻き付けられた場合に、１５５０ｎｍにおいて０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ以下の曲げ損失を示す。他の実施形態では、１５５０ｎｍにおける１５ｍｍ径曲げ損失は、０．３ｄＢ／ｔｕｒｎ以下、いくつかの実施形態では０．２ｄＢ／ｔｕｒｎ以下、又は０．１ｄＢ／ｔｕｒｎ未満（例えば０．０７５ｄＢ／ｔｕｒｎ〜０．２９ｄＢ／ｔｕｒｎ若しくは０．０９ｄＢ／ｔｕｒｎ〜０．２５ｄＢ／ｔｕｒｎ）でさえある。いくつかの実施形態では、１５５０ｎｍにおける３０ｍｍ径曲げ損失（直径３０ｍｍのマンドレルの周りに巻き付けられたファイバ）は、０．０２ｄＢ／ｔｕｒｎ以下、例えば０．０１ｄＢ／ｔｕｒｎ以下、いくつかの実施形態では０．００５ｄＢ／ｔｕｒｎ以下、又はいくつかの実施形態では１５５０ｎｍにおいて０．００３ｄＢ／ｔｕｒｎ以下である。

同時に、これらのファイバの実施形態は、０．１８５ｄＢ／ｋｍ以下、例えば０．１８２ｄＢ／ｋｍ未満（例えば０．１７ｄＢ／ｋｍ〜０．１８２ｄＢ／ｋｍ又は０．１７ｄＢ／ｋｍ〜０．１８ｄＢ／ｋｍ）の、１５５０ｎｍにおける減衰と、０．３４ｄＢ／ｋｍ以下、例えば０．３２ｄＢ／ｋｍ以下の、１３１０ｎｍにおける減衰とを提供できる。

このような曲げ損失及び減衰性能の数値は、ファイバに塗布される一次及び二次コーティングを用いて得ることができ、ここで上記一次コーティングのヤング率は２ＭＰａ未満、いくつかの実施形態では１ＭＰａ未満、いくつかの実施形態では０．５ＭＰａ未満である。上記二次コーティングのヤング率は、５００ＭＰａ超、いくつかの実施形態では１０００ＭＰａ超、いくつかの実施形態では１５００ＭＰａ超である。いくつかの実施形態では、上記二次コーティングの外径は２４２マイクロメートルである。他のいくつかの実施形態では、上記二次コーティングの外径は２００マイクロメートルである。

これより本発明の実施形態を詳細に参照する。これらの実施形態の例は添付の図面に図示されている。

本明細書で開示される光導波路ファイバの一実施形態に対応する屈折率プロファイル 本明細書で開示される光ファイバのある実施形態の屈折率プロファイル 本明細書で開示される光ファイバのある実施形態の屈折率プロファイル 本明細書で開示される光ファイバのある実施形態の屈折率プロファイル 本明細書で開示される光ファイバのある実施形態の屈折率プロファイル 本明細書で開示される光ファイバのある実施形態の屈折率プロファイル 本明細書で開示される光ファイバのある実施形態の屈折率プロファイル

以下の「発明を実施するための形態」において、更なる特徴及び利点を記載する。これは当業者には本説明から明らかとなるか、又は以下の説明と、請求項及び添付の図面とに記載された通りに実践することによって認識される。

少なくともいくつかの実施形態によると、光ファイバは、データセンターにおける用途、及び家庭用設備へのファイバのために、特に直径１５ｍｍの曲げ等の小さい曲げに関して、曲げによって誘発される損失が小さい。少なくともいくつかの実施形態によると、本明細書で開示される光ファイバは、既に設置されているファイバネットワークシステムに対して上位互換性を有する。少なくともいくつかの実施形態によると、本明細書で開示される光ファイバは、１３１０ｎｍでのモードフィールド径が＞９マイクロメートルであり、これにより既に設置されている光ファイバとのスプライス損失が小さくなる。本明細書で開示される光ファイバは、トランスミッタ及びレシーバを有するネットワークシステムにケーブル接続でき、またその一部となることができる。

「屈折率プロファイル（ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｉｎｄｅｘ ｐｒｏｆｉｌｅ）」は、屈折率又は相対屈折率とファイバ半径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関する半径は、略号ｒ_１、ｒ_２、ｒ_３、ｒ_４ａ、ｒ_４等で与えられ、小文字と大文字とは相互交換可能なものとして使用される（例えばｒ_１はＲ_１に等しい）。

「相対屈折率パーセント（ｒｅｌａｔｉｖｅ ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｉｎｄｅｘ ｐｅｒｃｅｎｔ）」（ここでは「屈折率デルタパーセント（ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｉｎｄｅｘ ｄｅｌｔａ ｐｅｒｃｅｎｔ）」、「相対屈折率（ｒｅｌａｔｉｖｅ ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｉｎｄｅｘ）」、「屈折率デルタ（ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｉｎｄｅｘ ｄｅｌｔａ）」及び「相対屈折率デルタ（ｒｅｌａｔｉｖｅ ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｉｎｄｅｘ ｄｅｌｔａ）」とも呼ばれる）は、Δ％＝１００×（ｎ_ｉ ^２−ｎ_ｃ ^２）／２ｎ_ｉ ^２として定義され、本明細書中で使用される場合、ｎ_ｃは非ドープシリカの平均屈折率である。本明細書中で使用される場合、相対屈折率はΔで表され、その値は特段の記載がない限り単位「％」で与えられる。用語：デルタ、Δ、Δ％、％Δ、デルタ％、％デルタ及びパーセントデルタは、本明細書中では相互交換可能なものとして使用され得る。本明細書に記載の実施形態に関して、光ファイバの全体的な屈折率プロファイルを上下にシフトさせることによって、等しい相対屈折率プロファイルを得ることができる。ある領域の屈折率が非ドープシリカの平均屈折率未満である場合、相対屈折率パーセントは負となり、「下降領域又は下降屈折率を有する」と表現される。ある領域の屈折率がクラッド領域の平均屈折率より大きい場合、相対屈折率パーセントは正である。本明細書中では、「アップドーパント（ｕｐｄｏｐａｎｔ）」は、純粋な非ドープＳｉＯ_２に対して屈折率を上昇させる性質を有するドーパントであるとみなされる。本明細書中では、「ダウンドーパント（ｄｏｗｎｄｏｐａｎｔ）」は、純粋な非ドープＳｉＯ_２に対して屈折率を低下させる性質を有するドーパントであるとみなされる。アップドーパントの例としては、ＧｅＯ_２（ゲルマニア）、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、フッ素及びホウ素が挙げられる。いくつかの実施形態では、コアはゲルマニアドープシリカを含む。いくつかの実施形態では、コア領域中の最大ゲルマニア濃度［ＧｅＯ_２］_{ｃｏｒｅ‐ｍａｘ}は、重量％で４重量％≦［ＧｅＯ_２］_{ｃｏｒｅ‐ｍａｘ}≦１３重量％、いくつかの実施形態では６重量％≦［ＧｅＯ_２］_{ｃｏｒｅ‐ｍａｘ}≦１２重量％、いくつかの実施形態では７重量％≦［ＧｅＯ_２］_{ｃｏｒｅ‐ｍａｘ}≦１１重量％である。いくつかの実施形態では、コアは塩素ドープシリカを含む。いくつかの実施形態ではコア領域中の最大塩素濃度［Ｃｌ］_{ｃｏｒｅ‐ｍａｘ}は、重量％で１重量％≦［Ｃｌ］_{ｃｏｒｅ‐ｍａｘ}≦７重量％、いくつかの実施形態では１重量％≦［Ｃｌ］_{ｃｏｒｅ‐ｍａｘ}≦６重量％、いくつかの実施形態では１．５重量％≦［Ｃｌ］_{ｃｏｒｅ‐ｍａｘ}≦６重量％である。

導波路ファイバの「波長分散（ｃｈｒｏｍａｔｉｃ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）」（本明細書では特段の記載がない限り「分散（ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）」と呼ばれる）は、材料分散、導波路分散及びモード間分散の合計である。単一モード導波路ファイバの場合、モード間分散はゼロである。ゼロ分散波長は、上記分散の値がゼロとなる波長である。分散勾配は、波長に対する分散の変化率である。

「有効面積（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ａｒｅａ）」は、等式１：
Ａ_ｅｆｆ＝２π（∫ｆ^２ｒｄｒ）^２／（∫ｆ^４ｒｄｒ）
のように定義され、ここで積分限界は０〜∞であり、ｒはコアの中心からの径方向距離であり、ｆは導波路内を伝播する光に関連する電場の横断方向成分である。本明細書中で使用される場合、「有効面積」又は「Ａ_ｅｆｆ」は、特段の記載がない限り、波長１５５０ｎｍでの光学有効面積を指す。

用語「αプロファイル（α‐ｐｒｏｆｉｌｅ）」は、単位が「％」であるΔ（ｒ）に関して表される屈折率プロファイルを指し、ここでｒは半径であり、またΔ（ｒ）は以下に示す等式２：
Δ（ｒ）＝Δ（ｒ_ｏ）（１−［ｒ−ｒ_ｏ／（ｒ_１−ｒ_ｏ）］^α）
に従っており、ここでｒ_ｏは、Δ（ｒ）が最大となるコア内の点（径方向位置）であり、ｒ_１は、Δ（ｒ）％がゼロとなる点であり、ｒはｒ_ｉ≦ｒ≦ｒ_ｆの範囲内であり、Δは上で定義されており、ｒ_ｉはαプロファイルの始点であり、ｒ_ｆはαプロファイルの終点であり、αは、実数のべき指数（本明細書では「コアα（ｃｏｒｅ α）」、「コアアルファ（ｃｏｒｅ ａｌｐｈａ）」、「アルファ値（ａｌｐｈａ ｖａｌｕｅ）」又は「α値（α ｖａｌｕｅ）」と呼ばれる）である。

モードフィールド径（ＭＦＤ）はＰｅｔｅｒｍａｎ ＩＩ法を用いて測定され、２ｗ＝ＭＦＤであり、ここでｗ^２＝（２∫ｆ^２ｒｄｒ／∫［ｄｆ／ｄｒ］^２ｒｄｒ）であり、積分限界は０〜∞である。

導波路ファイバの曲げ耐性は、規定された試験条件下で誘発される減衰によって；例えば規定された直径のマンドレルの周りにファイバを配備する又は巻き付けることによって；例えば直径６ｍｍ、１０ｍｍ又は２０ｍｍ等のマンドレルの周りに１回巻き付けて（例えば「１×１０ｍｍ径マクロ曲げ損失」又は１×２０ｍｍ径マクロ曲げ損失」）、１周あたりの減衰の増加を測定することによって、測定できる。

曲げ試験の１つのタイプは、側方荷重微小曲げ試験である。このいわゆる「側方荷重（ｌａｔｅｒａｌ ｌｏａｄ）」試験（ＬＬＷＭ）では、規定の長さの導波路ファイバを２つの平坦なプレートの間に配置する。＃７０ワイヤメッシュを一方のプレートに取り付ける。既知の長さの導波路ファイバをプレート間に挟み、プレートを３０ニュートンの力で押圧しながら基準減衰を測定する。次にプレートに７０ニュートンの力を印加し、減衰の増加を単位ｄＢ／ｍで測定する。この減衰の増加は、所定の波長（典型的には１２００〜１７００ｎｍの範囲内、例えば１３１０ｎｍ又は１５５０ｎｍ又は１６２５ｎｍ）における導波路の側方荷重減衰（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微小曲げ試験（ＷＭＣＤ）である。この試験では、直径４００ｍｍのアルミニウムドラムにワイヤメッシュを巻き付ける。メッシュは引き伸ばされることなくしっかりと巻き付けられ、また孔、くぼみ又は損傷を有してはならない。ワイヤメッシュ材料の仕様：ＭｃＭａｓｔｅｒ‐Ｃａｒｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｃｏｍｐａｎｙ（オハイオ州クリーブランド）、部品番号８５３８５Ｔ１０６、耐腐食タイプ３０４ステンレス鋼のワイヤ織布、平方インチあたりのメッシュ：１６５×１６５、ワイヤ直径０．００１９インチ（０．０４８２６ｍｍ）、開口の幅：０．００４１インチ（０．１０４１４ｍｍ）、開口面積％：４４．０。規定の長さ（７５０メートル）の導波路ファイバを、８０（＋／−１）グラムの張力を印加しながら、０．０５０ｃｍの巻き取りピッチで、ワイヤメッシュドラム上に１ｍ／秒の速度で巻き付ける。上記規定の長さのファイバの端部は、張力を維持するためにテープで固定され、またファイバは交差しない。光ファイバの減衰を、所定の波長（典型的には１２００〜１７００ｎｍの範囲内、例えば１３１０ｎｍ又は１５５０ｎｍ又は１６２５ｎｍ）で測定し；平滑なドラム上に巻き付けられた光ファイバに対して、基準減衰を測定する。この減衰の増加は、所定の波長（典型的には１２００〜１７００ｎｍの範囲内、例えば１３１０ｎｍ又は１５５０ｎｍ又は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。

別のタイプの曲げ試験は、バスケットウィーブ微小曲げ損失試験である。このバスケットウィーブ微小曲げ試験では、ファイバを高い張力下でガラススプールに巻き付け、温度サイクルに供する。試験装置は、固定直径のシリカドラムで構成される。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。ファイバを、巻き張力７０グラム及びピッチ（ファイバの隣接する巻きの間の距離）２ｍｍで、ガラスドラム上に巻き付ける。複数層のファイバをこの張力及びピッチで巻き付ける。ピッチの角度は、巻き付ける層毎に反転させる。張力を印加されたファイバの、隣接する層による交差が、微小曲げ機構を形成する。２．５ｋｍのファイバ長さを使用する。初期ファイバ減衰測定は、張力７０グラムのバスケットウィーブ構成に配備されたファイバを用いて、約２３℃、約４５％ＲＨ（ｒｅｌａｔｉｖｅ ｈｕｍｉｄｉｔｙ：相対湿度）で実施する。初期減衰損失測定は、波長１３１０ｎｍ、１５５０ｎｍ及び１６２５ｎｍで実施する。ＯＴＤＲ（ｏｐｔｉｃａｌ ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ：光学タイムドメイン反射率計）を用いて、減衰損失データを取得する。

２３℃での初期減衰損失測定の後、ファイバを熱サイクルに供する。この熱サイクルでは、ファイバをまず１℃／分の速度で２３℃から−６０℃まで冷却する。ファイバを−６０℃に２０時間維持した後、１℃／分の速度で再び２３℃まで加熱する。ファイバを２３℃に２時間維持した後、１℃／分の速度で７０℃まで加熱し、７０℃に２時間維持する。続いてファイバを１℃／分の速度で２３℃まで冷却し、２３℃に２時間維持する。その後ファイバを第２の熱サイクルに供するが、この第２の熱サイクルは、第１の熱サイクルと同一であった。即ち１℃／分の速度で２３℃から−６０℃まで冷却し、再び２３℃まで加熱し、この温度に２時間維持した後、２３℃から７０℃まで加熱し、７０℃に２時間維持する。最後に、２３℃に２時間維持した後、第２のサイクルの後でファイバを再び１℃／分の速度で−６０℃まで冷却し、−６０℃に２０時間維持してから、１℃／分の速度で−６０℃まで更に冷却する。ファイバを−６０℃に２０時間維持した後、１℃／分の速度で再び２３℃まで加熱し、２３℃に２時間維持する。この熱サイクルはこの時点で終了する。

ファイバの熱サイクル中、ファイバの減衰損失を継続的に測定する。−６０℃まで低下させる上記２つの熱サイクルにわたる最大減衰損失を決定し、この最大減衰損失と、２３℃における初期減衰損失との差を、本明細書では、−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微小曲げ損失として報告する。−６０℃まで低下させる上記熱サイクルでは、−６０℃で測定された減衰損失と２３℃での初期減衰損失との差を、本明細書では、−６０℃〜２３℃の温度範囲にわたるファイバのバスケットウィーブ微小曲げ損失として報告する。

「ピンアレイ（ｐｉｎ ａｒｒａｙ）」曲げ試験を用いて、曲げに対する導波路ファイバの相対的な耐性を比較する。この試験を実施するために、曲げ損失が実質的に誘発されていない導波路ファイバに関して、減衰損失を測定する。次に導波路ファイバを、ピンアレイの周囲で織り上げ、減衰を再び測定する。曲げによって誘発された損失は、測定した２つの減衰の差である。ピンアレイは、平坦な表面上に１列に配設されて固定垂直位置に保持された、１０個の円筒形ピンのセットである。ピンの間隔は中心間で５ｍｍである。ピンの直径は０．６７ｍｍである。試験中、導波路ファイバをピン表面の部分に適合させるために、十分な張力を印加する。この減衰の増加は、所定の波長（典型的には１２００〜１７００ｎｍの範囲内、例えば１３１０ｎｍ又は１５５０ｎｍ又は１６２５ｎｍ）における導波路のピンアレイ減衰（単位ｄＢ）である。

所与のモードに関する理論上のファイバカットオフ波長、又は「理論上のファイバカットオフ（ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ ｃｕｔｏｆｆ）」若しくは「理論上のカットオフ（ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｃｕｔｏｆｆ）」は、それを超えると、導かれた光が当該モードにおいて伝播できなくなる波長である。数学的定義は、Ｓｉｎｇｌｅ Ｍｏｄｅ Ｆｉｂｅｒ Ｏｐｔｉｃｓ， Ｊｅｕｎｈｏｍｍｅ， ｐｐ． ３９‐４４、Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ、１９９０で確認でき、ここでは理論上のファイバカットオフは、モード伝播定数が外側クラッドの平面波伝播定数と等しくなる波長として説明されている。この理論上の波長は、直径の変動を有しない、無限に長く完全に真っ直ぐのファイバに当てはまる。

ファイバカットオフは、標準２ｍファイバカットオフ試験ＦＯＴＰ‐８０（ＥＩＡ‐ＴＩＡ‐４５５‐８０）によって測定され、これによって「２ｍファイバカットオフ（２ｍ ｆｉｂｅｒ ｃｕｔｏｆｆ）」又は「測定カットオフ（ｍｅａｓｕｒｅｄ ｃｕｔｏｆｆ）」としても知られる「ファイバカットオフ波長（ｆｉｂｅｒ ｃｕｔｏｆｆ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ）」が得られる。ＦＯＴＰ‐８０標準試験は、制御された曲げ量を用いて高次モードを除去するため、又はファイバのスペクトル応答をマルチモードファイバのスペクトル応答に対して正規化するために実施される。

本明細書中で使用される「ケーブル接続カットオフ波長（ｃａｂｌｅｄ ｃｕｔｏｆｆ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ）」、「ケーブルカットオフ（ｃａｂｌｅ ｃｕｔｏｆｆ）」、「ケーブルカットオフ波長（ｃａｂｌｅ ｃｕｔｏｆｆ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ）」又は「ケーブル接続カットオフ（ｃａｂｌｅｄ ｃｕｔｏｆｆ）」によって、本発明者らは、ＥＩＡ‐ＴＩＡファイバ光学標準（ＥＩＡ‐ＴＩＡ Ｆｉｂｅｒ Ｏｐｔｉｃｓ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ）、即ちエレクトロニクス産業連合‐遠距離通信産業境界ファイバ光学標準（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ａｌｌｉａｎｃｅ ‐ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｏｐｔｉｃｓ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ）の一部であるＥＩＡ‐４４５ファイバ光学試験手順に記載された２２ｍケーブル接続カットオフ試験によって決定される、ケーブルカットオフ波長を意味している。

本明細書中に特段の記載がない限り、光学特性（分散、分散勾配等）は、ＬＰ０１モードに関して報告される。

本明細書で開示される光ファイバは、１５５０ｎｍにおいて約７０マイクロメートル^２超、いくつかの実施形態では７５〜９５マイクロメートル^２、例えば８０〜９０マイクロメートル^２の有効面積を示すことができる。いくつかの実施形態では、１５５０ｎｍにおける光学モード有効面積は、約８２〜８８マイクロメートル^２である。

ファイバ１０の実施形態（例えば図１を参照）は、最大屈折率デルタパーセントΔ_１を備えるコア１２と、コア１２を取り囲むクラッド２０とを含む。本明細書で開示される少なくともいくつかの実施形態では、コアアルファは５より大きい（即ちα＞５）。本明細書に記載の例示的実施形態によると、ファイバ１０は好ましくは単一モードファイバである。

クラッド２０は、コア１２に接触してこれを取り囲む内側クラッド領域２１と、内側クラッド領域２１を取り囲む下降屈折率クラッド領域２２（本明細書ではトレンチ領域とも呼ばれる）とを含む。クラッド領域２２は屈折率デルタパーセントΔ_３を有する。外側クラッド領域２４はトレンチ領域２２を取り囲み、屈折率デルタパーセントΔ_４を備える。トレンチ領域は、より高い屈折率の領域に取り囲まれた低屈折率領域である。例えば図１に示すように、クラッド２０内のトレンチ領域２２は、２つの高屈折率クラッド領域、即ちクラッド領域２１及び２４に取り囲まれる。

本明細書に記載の実施形態では、Δ_１ｍａｘ＞Δ_４；Δ_３＜Δ_２；及びΔ_４＞Δ_３である。図１〜７に示す実施形態では、クラッド領域２１、２２及び２４は互いに隣接している。しかしながらこれは必須ではなく、代わりに追加のクラッド領域を採用してもよい。

コア１２は、２．７５〜６マイクロメートル、いくつかの実施形態では約３〜５．７５マイクロメートル、例えば３．５〜５．６マイクロメートル、いくつかの実施形態では４〜５マイクロメートルの外径ｒ_１（これは、中心のコア１２の屈折率デルタパーセントの最大勾配を通って引かれた接線がゼロデルタの線と交差する場所として定義される）を備える。コア１２は（純シリカに対する）屈折率デルタパーセントΔ_１を示す。コアの最大屈折率デルタΔ_１ｍａｘは、０％（純シリカ製である場合）〜０．６５％、又は０．１５〜０．５％、いくつかの実施形態では約０．２〜０．５％である。いくつかの実施形態ではΔ_１ｍａｘ≧０．３８、例えば０．５≧Δ_１ｍａｘ≧０．３８である。

いくつかの実施形態では、コア１２はコアアルファ（α）を示し、ここでαは５超、例えば少なくとも１０である。いくつかの実施形態では、コアアルファは１５以上である。いくつかの実施形態では、コア１２は、約１０〜１００のアルファを備えてよく、例えばいくつかの実施形態では、コアアルファαは１５〜１００、いくつかの実施形態では１５〜４０であってよい。α_１が約２０である例示的なファイバの実施形態の屈折率プロファイルを、例えば図１に示す。

図３〜７に示す実施形態では、内側クラッド領域２１はコア１２に隣接し、内径ｒ_１及び外径ｒ_２を備える。内側クラッド領域２１は好ましくは、（純シリカに対する）屈折率デルタパーセントΔ_２≦０．３を示す。上述のように、Δ_１≧Δ_２である。本明細書に記載の例示的実施形態では、０．１５％≦Δ_１ｍａｘ−Δ_２≦０．５％、例えば０．２％＜Δ_１ｍａｘ−Δ_２＜０．４％又は０．２５％＜Δ_１ｍａｘ−Δ_２＜０．３５％である。いくつかの実施形態ではΔ２ は０〜０．３％、例えば約０〜０．２５％又は０．１〜０．２％である。あるいは例えば、コア領域１２（本明細書ではコアとも呼ばれる）が純シリカ製である場合、内側クラッド領域２１は純シリカに対してダウンドープされ、これによりΔ_１ｍａｘ−Δ_２≦０．５％となる。内側クラッド領域２１の外径ｒ_２は、５〜１７マイクロメートル、いくつかの実施形態では約７〜１５マイクロメートル、例えば６〜１２マイクロメートル又は６〜１０マイクロメートルである。いくつかの実施形態では、比ｒ_２／ｒ_１は＞１．２である。いくつかの実施形態では、比ｒ_２／ｒ_１は≧１．２５、例えば１．２５≦ｒ_２／ｒ_１≦２．５である。本明細書に記載の例示的実施形態のうちの少なくともいくつかでは、１．６≦ｒ_２／ｒ_１≦２．４である。本明細書に記載の例示的実施形態のうちの少なくともいくつかでは、１．８≦ｒ_２／ｒ_１≦２．３５である。半径ｒ_１、Δ_１ｍａｘとΔ_２との差、及びｒ_２／ｒ_１の比の上述の値により、ファイバは、１３００ｎｍ≦λ_０≦１３２４ｎｍのλ_０、及び波長１３１０ｎｍにおいて８．２マイクロメートル〜９．５マイクロメートルのＭＦＤを有する。

トレンチ領域２２（本明細書では下降屈折率クラッド領域とも呼ばれる）は、内側クラッド領域２１を取り囲む。トレンチ領域２２は、Δ_２より小さい屈折率デルタパーセントΔ_３を有する。いくつかの実施形態では、Δ_３は−０．４％≦Δ_３≦０．１％である。例えばいくつかの実施形態では上記トレンチは純シリカで形成され、Δ_３は０である。いくつかの実施形態ではトレンチ領域２２の相対屈折率デルタパーセントは略フラットであり、即ちトレンチ領域２２内のいずれの２つの半径における相対屈折率デルタパーセントの差は、０．０３％未満、いくつかの実施形態では０．０１％未満である。他の実施形態では、プロファイル設計又はプロセスの小さなばらつきの結果として、変動が存在し得る。いくつかの実施形態では、トレンチ領域２２は、実質的にフッ素又はゲルマニアによってドープされていないシリカを含み、即ちこれによって、上記領域はフッ素及びゲルマニアを実質的に、即ち０．１重量％未満のＦ又はＧｅＯ_２しか含まない。いくつかの実施形態では、トレンチ領域は純シリカであり、他の実施形態ではトレンチ領域はフッ素でドープされたシリカであり、これにより−０．４％≦Δ_３≦０．１％となる。いくつかの実施形態では、０．３５％≦Δ_１ｍａｘ−Δ_３≦０．６５％である。

トレンチ領域２２は好ましくは、約４マイクロメートル〜２２マイクロメートル、いくつかの実施形態では８〜２０マイクロメートルの幅Ｗ_ｔ（ここでＷ_ｔ＝ｒ_３−ｒ_２）を有する。いくつかの実施形態では、トレンチ領域の外径ｒ_３は、１０マイクロメートル以上、例えば１２マイクロメートル超かつ２７マイクロメートル未満、又は約１４．５マイクロメートル〜約２５．５マイクロメートルであってよく、これにより、良好な曲げ性能と、≦１２６０ｎｍのケーブルカットオフとが達成される。外側クラッド領域２４はトレンチ領域２２を取り囲み、トレンチ領域２２の屈折率デルタパーセントΔ_３より大きい屈折率デルタパーセントΔ_４を備え、これにより、例えば外側クラッド領域の屈折率を上昇させるために十分な量のドーパント（ゲルマニア又は塩素）を添加することによって、下降屈折率クラッド領域２２に対して「非ドープ（ｕｎｄｏｐｅｄ）」の外側クラッド領域２４である領域が形成される。いくつかの実施形態では、トレンチ領域２２にはフッ素又は他のダウンドーパントが存在せず、外側クラッド領域２４が例えば塩素であるアップドーパントを含む。いくつかの実施形態では、外側クラッド領域２４の塩素濃度は≧１重量％である。他のいくつかの実施形態では、外側クラッド領域２４の塩素濃度は≧１．２重量％である。更に他の実施形態では、外側クラッド領域２４の塩素濃度は≧１．５重量％である。更に他の実施形態では、外側クラッド領域２４の塩素濃度は≧２重量％である。外側クラッド領域２４は、トレンチ領域２２の屈折率より高い屈折率を備え、例えば０．１２％〜０．４％の屈折率デルタパーセントΔ_４を有してよい。いくつかの実施形態では０．１２％≦Δ_４−Δ_３≦０．４％、例えばいくつかの実施形態では０．１２％＜Δ_４−Δ_３＜０．３％である。いくつかの実施形態では、外側クラッド領域２４は、（外径ｒ_４ａを有する）第１の外側クラッド領域２４ａ（外径ｒ_４ａ）及び（外径ｒ_４を有する）第２の外側クラッド領域２４ｂからなり、第１の外側クラッド領域２４ａは、ｒ_３から４０マイクロメートルまでにおいて≧１．２重量％の塩素濃度を有する。いくつかの実施形態では第１の外側クラッド領域２４ａは、ｒ_３から４０マイクロメートルまでにおいて≧１．５重量％の塩素濃度を有し、いくつかの実施形態では、第１の外側クラッド領域２４ａは、ｒ_３から４０マイクロメートルまでにおいて≧２重量％の塩素濃度を有する。いくつかの実施形態では、第２の外側クラッド領域２４ｂは、第１の外側クラッド層より高い粘度を有する。即ち第２の外側クラッド領域２４ｂのガラスの粘度は、第１の外側クラッド領域２４ａのガラスの粘度より高い。この実施形態では、第２の外側クラッド領域２４ｂは張力吸収層である。いくつかの実施形態では、第２の外側クラッド領域２４ｂは、ｒ_４ａからｒ_４までにおいて≧０．５重量％の塩素濃度を有する（ここでｒ_４ａは例えば図２に示すように、高（例えばＣｌ≧１．２重量％）アップドープ領域の半径であり、ｒ_４はガラス光ファイバの外径であり、例えば６２．５マイクロメートルである）。いくつかの実施形態では、第２の外側クラッド領域２４ｂはその内径ｒ_４ａから外径ｒ_４までにおいて、≦０．２５重量％の塩素濃度を有する。いくつかの実施形態では、第２の外側クラッド領域は、ｒ_４ａからｒ_４までにおいて、０．０重量％［Ｃｌ］≦０．２重量％の塩素濃度［Ｃｌ］を有する。いくつかの実施形態では、４０マイクロメートル≦ｒ_４ａ≦５５マイクロメートルであり、例えばｒ_４ａは４０マイクロメートル、４５マイクロメートル、５０マイクロメートル又は５５マイクロメートルである。好ましくは、外側クラッド領域２４の（トレンチ領域２２に比べて）高屈折率の部分は少なくとも、光ファイバを通して伝送されることになる光出力が、伝送された光出力の９０％以上となる点、より好ましくは、光ファイバを通して伝送されることになる光出力が、伝送された光出力の９５％以上となる点、最も好ましくは、光ファイバを通して伝送されることになる光出力が、伝送された光出力の９８％以上となる点まで延在し、これは、良好な曲げ性能及び≦１２６０ｎｍのケーブルカットオフを達成するために好ましい。いくつかの実施形態では、これは「アップドープされた（ｕｐｄｏｐｅｄ）」第３の環状領域（即ち第１の外側クラッド領域２４ａ）を少なくとも、約３０マイクロメートルの径方向地点まで延在させることによって達成される。いくつかの実施形態では、この「アップドープされた」第３の環状領域２４ａは少なくとも、約４０マイクロメートルの径方向地点まで延在し、ここで第４の環状領域（即ち第２の外側クラッド領域２４ｂ）は基本的に、上記第３の環状領域を取り囲むシリカで構成される。いくつかの実施形態では、クラッド２０は、約１２５マイクロメートルである最大半径Ｒ_ｍａｘの２倍の外径を有する。図２に示すように、外側クラッド２４のアップドープ領域２４ａ（即ち第１の外側クラッド領域）は、屈折率デルタパーセントΔ_４を有し、クラッド領域２４ｂ（即ち第２の外側クラッド領域）は、屈折率デルタパーセントΔ_５を有し、Δ_４＞Δ_５である。

トレンチ領域２２のプロファイル体積Ｖ_３は、半径ｒ_２と半径ｒ_３との間のΔ_{（４‐３）}（ｒ）ｒｄｒを用いて算出されるため、等式３：

で定義される。

全ての体積は絶対値である（即ちＶ_３＝｜Ｖ_３｜）。良好な曲げ性能を達成するために、トレンチ領域２２の体積Ｖ_３は好ましくは３０％Δマイクロメートル^２であり、４５％Δマイクロメートル^２より大きくてよく、いくつかの実施形態では５０％Δマイクロメートル^２より大きく、いくつかの実施形態では５５％Δマイクロメートル^２より大きくてよい。いくつかの実施形態では、トレンチ領域２２の体積Ｖ_３は、３０％Δマイクロメートル^２〜９０％Δマイクロメートル^２、例えば４０〜８０％Δマイクロメートル^２である。

本明細書で開示される例示的実施形態では、コア１２は全体として正の屈折率を有する。コア領域１２は、ｒ＝０とｒ＝３マイクロメートルとの間で生じる最大屈折率デルタパーセントΔ_１ｍａｘを備える。これらの実施形態では、Δ_１ｍａｘは約０．３８％〜約０．５％である。

ファイバは、ＭＡＣ数が≧７．２５であるとき、直径１５ｍｍのマンドレル上に巻き付けた場合に、０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の曲げ損失を示し得る。いくつかの実施形態では、本明細書で開示される光ファイバは、≧７．６、又は≧７．７でさえあるＭＡＣ数を有し、いくつかの例では７．６≦ＭＡＣ≦８であり、ゼロ分散波長λ_０は１３２４ｎｍ≧λ_０≧１３００ｎｍである。本明細書中で使用される場合、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。

本明細書で開示されるファイバは、従来の製造技法を用い、かつ例えば米国特許第７，５６５，８２０号明細書、米国特許第５，４１０，５６７号明細書、米国特許第７，８３２，６７５号明細書、米国特許第６，０２７，０６２号明細書（これらの明細書は参照により本出願に援用される）において開示されているような公知のファイバドロー方法及び装置を用いて、光ファイバプリフォームからドロー加工してよい。

様々な例示的実施形態を、以下の実施例によって更に明らかにする。請求項の精神又は範囲から逸脱することなく様々な修正及び変更を実施できることは、当業者には明らかであろう。

以下の表１は、ファイバの実施例１〜３の特徴を列挙したものである。これらのファイバの実施形態は、図３〜５に示されている屈折率プロファイルを有する。特に、各実施例に関して以下に記載されるのは：コア１２の屈折率デルタパーセントΔ_１、アルファ１（α１）及び外径ｒ_１；内側クラッド領域２１の屈折率デルタパーセントΔ_２及び外径ｒ_２；並びにトレンチ領域２２の屈折率デルタパーセントΔ_３及び外径ｒ_３、並びにｒ_２とｒ_３との間で算出されるプロファイル体積Ｖ_３；屈折率デルタパーセントΔ_４である。また、１３１０ｎｍにおける波長分散及び分散勾配、１５５０ｎｍにおける波長分散及び分散勾配、１３１０ｎｍ及び１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径、１５５０ｎｍにおける側方荷重ワイヤメッシュ微小曲げ、ゼロ分散波長（ラムダ０）、２２ｍケーブルカットオフ、１３１０ｎｍにおけるＭＡＣ数、１×１５ｍｍ径曲げ損失（ファイバを直径１５ｍｍのマンドレルの周りに１回巻き付けた場合の曲げ損失）、並びに１３１０ｎｍ及び１５５０ｎｍにおけるスペクトル減衰も記載される。

上の表１に示すように、表１に示す例示的なファイバは、屈折率Δ_１を有するガラスコア領域１２、屈折率Δ_２を有する内側クラッド領域２１、屈折率デルタパーセントΔ_３を有するクラッドトレンチ領域２２、及び屈折率デルタパーセントΔ_４を有する外側クラッド領域２４を採用し、ここでΔ_１ｍａｘ＞Δ_２；Δ_１ｍａｘ＞Δ_４；Δ_３＞Δ_２；Δ_４＞Δ_３であり、Δ_１ｍａｘとΔ_２との差は少なくとも０．１５以上であり、Δ_１ｍａｘとΔ_３との差は少なくとも０．３５以上（例えば０．３８≦Δ_１ｍａｘ−Δ_３≦０．６５）であり；Δ_２とΔ_３との間の差は少なくとも０．０８以上（例えば０．０８≦Δ_２−Δ_２≦０．４）であり；Δ_４とΔ_３との差は少なくとも０．０８以上（例えば０．１≦Δ_４−Δ_３≦０．４、又は０．１≦Δ_４−Δ_３≦０．３）；プロファイル体積の絶対値｜Ｖ_３｜は少なくとも３０％マイクロメートル^２である。これらのファイバは、１３１０ｎｍにおいて９マイクロメートル〜９．５マイクロメートル、例えば９．２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（ＭＦＤ）と、１３００ｎｍ〜１３２４ｎｍのゼロ分散波長とを有する。これらのファイバは、１５５０ｎｍ及び１３１０ｎｍにおいてそれぞれ≦０．１８ｄＢ／ｋｍ及び≦０．３２ｄＢ／ｋｍの減衰を有する。

以下の表２は、ファイバの実施例４の特徴を列挙したものである。このファイバの実施形態は、図６に示されているような屈折率プロファイルを有する。

上の表２で確認できるように、図２及び図６に示されているもののような例示的なファイバは、屈折率デルタパーセントΔ_１ｍａｘを有するガラスコア領域１２、屈折率デルタパーセントΔ_２、を有する内側クラッド領域２１、屈折率デルタパーセントΔ_３、を有するトレンチ領域２２、屈折率デルタパーセントΔ_４を有する第１の外側クラッド領域２４ａ、及び屈折率デルタパーセントΔ_５を有する第２の外側クラッド領域２４ｂを採用し；ここでΔ_１ｍａｘ＞Δ_２；Δ_１ｍａｘ＞Δ_４；Δ_３＞Δ_２；Δ_４＞Δ_３であり、Δ_１ｍａｘとΔ_２との差は少なくとも０．１５以上であり、Δ_１ｍａｘとΔ_３との差は少なくとも０．３５以上（例えば０．３８_≦Δ_１ｍａｘ−Δ_３≦０．６５）であり；Δ_２とΔ_３との差は少なくとも０．０８以上（例えば０．０８≦Δ_２−Δ_２≦０．４）であり；Δ_４とΔ_３との差は少なくとも０．０８以上（例えば０．１≦Δ_４−Δ_３≦０．４、又は０．１_≦Δ_４−Δ_３≦０．３）であり；プロファイル体積の絶対値｜Ｖ_３｜は少なくとも３０％マイクロメートル^２である。この実施形態では、クラッド領域２４ｂは、相対屈折率パーセントが約ゼロであるシリカ層である。クラッド領域２４ｂ（即ち第２の外側クラッド領域）は、剛性の張力吸収層として作用する。このファイバの実施形態は、１３１０ｎｍにおいて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（ＭＦＤ）と、１３００ｎｍ〜１３２４ｎｍのゼロ分散波長とを有する。

本明細書に記載のファイバの実施形態は、１２６０ｎｍ以下のケーブルカットオフと、直径１５ｍｍのマンドレル上に巻き付けた場合に０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の曲げ損失とを示す。これらのファイバはまた、１３１０ｎｍにおいて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、１３００ｎｍ〜１３２４ｎｍのゼロ分散波長と、１３１０ｎｍにおいて０．０９２ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍ以下の分散勾配とを示す。これらのファイバは、１５５０ｎｍにおいて０．０７ｄＢ／ｋｍ以下、いくつかの実施形態では０．０６ｄＢ／ｋｍ以下、いくつかの実施形態では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。これらのファイバはまた、１５５０ｎｍにおいて８．５ｄＢ未満、いくつかの実施形態では５ｄＢ未満、いくつかの実施形態では４ｄＢ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において０．０５ｄＢ／ｋｍ以下、いくつかの実施形態では０．０２５ｄＢ／ｋｍ以下、いくつかの実施形態では０．０１ｄＢ／ｋｍ以下のバスケットウィーブ微小曲げ損失を示す。

これらのファイバのうちの多くはまた、１５５０ｎｍにおいて、直径１５ｍｍのマンドレル上に巻き付けた場合に、０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満、場合によっては０．２ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の曲げ損失を示す。これらのファイバはまた、１５５０ｎｍにおいて、直径２０ｍｍのマンドレル上に巻き付けた場合に、０．２ｄＢ／ｔｕｒｎ未満、場合によっては０．１５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満、いくつかの実施形態では０．１ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の曲げ損失を示す。これらのファイバはまた、１５５０ｎｍにおいて、直径３０ｍｍのマンドレル上に巻き付けた場合に、０．０２ｄＢ／ｔｕｒｎ未満、例えば０．００５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満、又は０．００３ｄＢ／ｔｕｒｎ未満でさえある曲げ損失を示す。

このような曲げ損失及び減衰性能は、ファイバに塗布された一次及び二次コーティングを用いて得ることができ、ここで上記一次コーティングのヤング率は２ＭＰａ未満、いくつかの実施形態では１ＭＰａ未満、いくつかの実施形態では０．５ＭＰａ未満である。上記二次コーティングのヤング率は、５００ＭＰａ超、いくつかの実施形態では１０００ＭＰａ超、いくつかの実施形態では１５００ＭＰａ超である。いくつかの実施形態では、上記二次コーティングの外径は２４２マイクロメートルである。他のいくつかの実施形態では、上記二次コーティングの外径は２００マイクロメートルである。

表３は、製造された光ファイバの実施形態（実施例５の光ファイバ）のデータを提供する。光ファイバの実施例５の屈折率プロファイルは、図７に示されている。

表３の実施形態では、光ファイバは１５５０ｎｍにおいて０．０５ｄＢ／ｋｍ以下、例えば０．０３ｄＢ／ｋｍ以下の、−６０℃でのバスケットウィーブ微小曲げ損失を示す。

いくつかの実施形態では、ファイバのコアは、１つ以上の光ファイバ製造技法の結果として発生し得る、いわゆる中心線くぼみ（ｃｅｎｔｅｒｌｉｎｅ ｄｉｐ）を有する相対屈折率プロファイルを備えてよい。しかしながら、本明細書で開示される屈折率プロファイルのいずれにおける中心線くぼみは、任意のものである。

本明細書で開示される光ファイバは、コア１２と、上記コアを取り囲み、かつ上記コアに直接隣接するクラッド２０とを備える。いくつかの実施形態によると、コアは、ゲルマニウムでドープされたシリカ、即ちゲルマニアドープシリカで構成される。いくつかの実施形態によると、コアは、塩素でドープされたシリカ、即ち塩素ドープシリカで構成される。ゲルマニウム又は塩素以外のドーパントを、単独で又は組み合わせて、本明細書で開示される光ファイバのコア内、特に中心線又は中心線付近に使用することによって、所望の屈折率及び密度を得ることができる。複数の実施形態では、本明細書で開示される光ファイバ１０のコア領域１２は、負でない屈折率プロファイル、より好ましくは正の屈折率プロファイルを有し、内側クラッド領域２１はコア領域１２を取り囲み、かつコア領域１２に直接隣接する。

本明細書で開示される光ファイバは、保護コーティング、例えば外側クラッド領域２４に接触してこれを取り囲む一次コーティングＰで取り囲まれていてよく、この一次コーティングＰは、１．０ＭＰａ未満、いくつかの実施形態では０．９ＭＰａ未満、いくつかの実施形態では０．８ＭＰａ以下のヤング率を有し、また上記光ファイバは更に、一次コーティングＰに接触してこれを取り囲む二次コーティングＳを備え、二次コーティングＳは、１２００ＭＰａ超、いくつかの実施形態では１４００ＭＰａ超のヤング率を有する。

一次及び二次コーティングを備えるいくつかの実施形態によると、二次コーティングの外径は２５０マイクロメートル未満である。いくつかの実施形態によると、ファイバは更に、一次及び二次コーティングでコーティングされ、二次コーティングの外径は２１０マイクロメートル未満である。

本明細書中で使用される場合、一次コーティングの硬化済みポリマー材料のヤング率、破断伸び及び引張強度は、厚さ約０．００３インチ（７６マイクロメートル）〜０．００４インチ（１０２マイクロメートル）及び幅約１．３ｃｍのフィルムとして成形された材料の試料に対して、引張試験機器（例えばＳｉｎｔｅｃｈ ＭＴＳ Ｔｅｎｓｉｌｅ Ｔｅｓｔｅｒ又はＩＮＳＴＲＯＮ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｔｅｓｔ Ｓｙｓｔｅｍ）を、ゲージ長５．１ｃｍ及び試験速度２．５ｃｍ／分で用いて測定される。

好適な一次及び二次コーティングに関する更なる説明は、国際公開第２００５／０１０５８９号明細書で確認でき、上記特許はその全体が参照により本出願に援用される。

好ましくは、本明細書で開示される光ファイバはＯＨ含有量が低く、また好ましくは、ある特定の波長領域において、特にＥバンドにおいて示すピークが比較的低いか又はピークを示さない減衰曲線を有する。本明細書で開示される光ファイバは好ましくは、１３８３ｎｍにおいて、１３１０ｎｍにおける光学減衰より０．１０ｄＢ／ｋｍ以下だけ高い、より好ましくは１３１０ｎｍにおける光学減衰以下の、光学（スペクトル）減衰を有する。本明細書で開示される光ファイバは好ましくは、水素雰囲気、例えば０．０１気圧の水素分圧に少なくとも１４４時間曝露した後、１３８３ｎｍにおいて０．０３ｄＢ／ｋｍ未満の、最大水素誘発型減衰変化（ｍａｘｉｍｕｍ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｉｎｄｕｃｅｄ ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ ｃｈａｎｇｅ）を有する。

低い水ピークは一般に、特に約１３４０ｎｍ〜約１４７０ｎｍの伝送信号に関して、比較的低い減衰損失を提供する。更に、低い水ピークは、１つ以上のポンプ波長で動作し得るラマンポンプ又はラマン増幅器といった、光ファイバに光学的に結合されたポンプ発光デバイスのポンプ効率の改善ももたらす。好ましくは、ラマン増幅器は、いずれの所望の動作波長又は波長領域より約１００ｎｍ低い１つ以上の波長においてポンピングを行う。例えば、およそ１５５０ｎｍの波長の動作信号を運搬する光ファイバは、ラマン増幅器により、１４５０ｎｍのポンプ波長でポンピングされ得る。よって、約１４００ｎｍ〜約１５００ｎｍの波長範囲におけるファイバ減衰が低くなると、特に約１４００ｎｍ付近のポンプ波長に関して、ポンプ減衰が低減され、かつポンプ効率、例えばポンプ電力１ｍＷあたりの利得が上昇する傾向がある。

本明細書で開示されるファイバは、特にＯＶＤプロセスで製作した場合に、低いＰＭＤ値を示す。光ファイバの紡糸によっても、本明細書で開示されるファイバに関するＰＭＤ値を低下させることができる。

以上の説明は単なる例示であり、請求項によって定義されるファイバの性質及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、これらの実施形態の更なる理解を提供するために含まれており、本明細書に組み込まれて本明細書の一部を構成する。これらの図面は様々な特徴及び実施形態を図示しており、これらはその説明と併せて、原理及び動作を説明する役割を果たす。本明細書に記載の実施形態に対して、添付の請求項の精神又は範囲から逸脱することなく、様々な修正を実施できることは、当業者には明らかであろう。

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）外径ｒ_１、最大屈折率デルタパーセントΔ_１ｍａｘ及び＞５のコアアルファを有する、コア；並びに
（ＩＩ）上記コアを取り囲むクラッド
を備える、単一モード光ファイバであって、
上記クラッドは：
（ｉ）外径ｒ_２及び屈折率デルタパーセントΔ_２を有し、Δ_１ｍａｘ＞Δ_２である、内側クラッド領域；
（ｉｉ）＞１０マイクロメートルの外径ｒ_３及び屈折率デルタパーセントΔ_３を有する、上記内側クラッド領域を取り囲むトレンチ領域；並びに
（ｉｉｉ）屈折率デルタパーセントΔ_４を備え、上記トレンチ領域を取り囲み、塩素濃度が１．２重量％より大きい外側クラッド領域であって、Δ_１ｍａｘ＞Δ_４、Δ_２＞Δ_３及びΔ_４＞Δ_３であり、Δ_４−Δ_３≧０．１２％である、外側クラッド領域
を備え、
上記ファイバは：１３１０ｎｍの波長において＞９マイクロメートルのモードフィールド径ＭＦＤ；１２６０ｎｍ未満のケーブルカットオフ；０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の、直径１５ｍｍのマンドレルに関する１５５０ｎｍでの曲げ損失；及び１３００ｎｍ≦λ_０≦１３２４ｎｍを示し、ここでλ_０はゼロ分散波長である、単一モード光ファイバ。

実施形態２
上記トレンチ領域のプロファイル体積｜Ｖ_３｜は、少なくとも３０％Δマイクロメートル^２である、実施形態１に記載の光ファイバ。

実施形態３
上記トレンチ領域の上記プロファイル体積｜Ｖ_３｜は、少なくとも４５％Δマイクロメートル^２である、実施形態２に記載の光ファイバ。

実施形態４
Δ_４−Δ_３≧０．１５％である、実施形態１又は２に記載の光ファイバ。

実施形態５
Δ_１ｍａｘ−Δ_２≧０．２５％、Δ_１ｍａｘ−Δ_３≧０．３５、及びΔ_２−Δ_３≧０．０８％である、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
０．１５％≦Δ_４−Δ_３≦０．４％デルタである、実施形態５に記載の光ファイバ。

実施形態７
上記コアは１０重量％未満のゲルマニアを含む、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
上記トレンチ領域は、０〜２重量％のフッ素を含有する、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
上記外側クラッド領域は、≧１．５重量％のＣｌ濃度を備える、実施形態１〜８のいずれか１つに記載の光ファイバ。

実施形態１０
上記内側クラッドの半径に対する上記コアの半径は、１．２＜ｒ_２／ｒ_１＜２．５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
上記ファイバは更に、１５５０ｎｍにおいて０．０５ｄＢ／ｋｍ以下のワイヤメッシュ被覆ドラム微小曲げ損失を示す、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
上記ファイバは更に、１５５０ｎｍにおいて０．０１ｄＢ／ｋｍ以下のワイヤメッシュ被覆ドラム微小曲げ損失を示す、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
上記トレンチ領域は基本的にフッ素及びゲルマニアを含まない、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
ｒ_３から少なくとも３０マイクロメートルの半径まで延在する径方向位置に関して、Δ_４≧Δ_２である、実施形態１に記載の光ファイバ。

実施形態１５
上記ファイバは１５５０ｎｍにおいて０．１８ｄＢ／ｋｍ以下の減衰を示す、実施形態１〜１４のいずれか１つに記載の光ファイバ。

実施形態１６
上記ファイバは１３１０ｎｍにおいて０．３２ｄＢ／ｋｍ以下の減衰を示す、実施形態１〜１５のいずれか１つに記載の光ファイバ。

実施形態１７
上記コアアルファは１０より大きい、実施形態１〜１６のいずれか１つに記載の光ファイバ。

実施形態１８
９マイクロメートル＜１３１０ｎｍにおけるＭＦＤ＜９．５マイクロメートルである、実施形態１〜１７のいずれか１つに記載の光ファイバ。

実施形態１９
上記ファイバは更に、１５５０ｎｍにおいて０．０５ｄＢ／ｋｍ以下の、−６０℃でのバスケットウィーブ微小曲げ損失を示す、実施形態１〜１８のいずれか１つに記載の光ファイバ。

実施形態２０
上記ファイバは更に、１５５０ｎｍにおいて０．０１ｄＢ／ｋｍ以下の、−６０℃でのバスケットウィーブ微小曲げ損失を示す、実施形態１〜１９のいずれか１つに記載の光ファイバ。

実施形態２１
上記ファイバは更に、一次コーティング及び二次コーティングでコーティングされ、
上記二次コーティングの外径は２５０マイクロメートル未満である、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
上記ファイバは更に、上記一次コーティング及び上記二次コーティングでコーティングされ、
上記二次コーティングの外径は２１０マイクロメートル未満である、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
上記外側クラッド領域は：
屈折率デルタパーセントΔ_４及び１．２重量％超の塩素濃度を有する、第１の外側クラッド領域；並びに
上記第１の外側クラッド領域を取り囲み、Δ_４＞Δ_５となるような屈折率デルタパーセントΔ_５を備える、第２の外側クラッド領域
を備え、
上記第２の外側クラッド領域は、０．５重量％未満の塩素濃度を有する、実施形態１に記載の光ファイバ。

実施形態２４
上記第２の外側クラッド領域のガラスの粘度は、上記第１の外側クラッド領域のガラスの粘度より高い、実施形態２３に記載の光ファイバ。

実施形態２５
上記コア領域の最大ゲルマニア濃度［ＧｅＯ_２］_{ｃｏｒｅ‐ｍａｘ}は、重量％で４重量％≦［ＧｅＯ_２］_{ｃｏｒｅ‐ｍａｘ}≦１３重量％である、実施形態１に記載の光ファイバ。

実施形態２６
上記コア領域の最大ゲルマニア濃度［ＧｅＯ_２］_{ｃｏｒｅ‐ｍａｘ}は、重量％で６重量％≦［ＧｅＯ_２］_{ｃｏｒｅ‐ｍａｘ}≦１２重量％である、実施形態１に記載の光ファイバ。

実施形態２７
上記コア領域の最大ゲルマニア濃度［ＧｅＯ_２］_{ｃｏｒｅ‐ｍａｘ}は、重量％で７重量％≦［ＧｅＯ_２］_{ｃｏｒｅ‐ｍａｘ}≦１１重量％である、実施形態１に記載の光ファイバ。

実施形態２８
上記コア領域の最大塩素濃度［Ｃｌ］_{ｃｏｒｅ‐ｍａｘ}は、重量％で１重量％≦［Ｃｌ］_{ｃｏｒｅ‐ｍａｘ}≦７重量％である、実施形態１に記載の光ファイバ。

実施形態２９
上記コア領域の最大塩素濃度［Ｃｌ］_{ｃｏｒｅ‐ｍａｘ}は、重量％で１重量％≦［Ｃｌ］_{ｃｏｒｅ‐ｍａｘ}≦６重量％である、実施形態１に記載の光ファイバ。

実施形態３０
上記コア領域の最大塩素濃度［Ｃｌ］_{ｃｏｒｅ‐ｍａｘ}は、重量％で１．５重量％≦［Ｃｌ］_{ｃｏｒｅ‐ｍａｘ}≦６重量％である、実施形態１に記載の光ファイバ。

１０ ファイバ、光ファイバ
１２ コア、コア領域
２０ クラッド
２１ 内側クラッド領域
２２ 下降屈折率クラッド領域、トレンチ領域
２４ 外側クラッド領域
２４ａ 第１の外側クラッド領域
２４ｂ 第１の外側クラッド領域

Claims (12)

1. （Ｉ）外径ｒ_１、最大屈折率デルタパーセントΔ_１ｍａｘ及び＞５のコアアルファを有する、コア；並びに
   （ＩＩ）前記コアを取り囲むクラッド
   を備える、単一モード光ファイバであって、
   前記クラッドは：
   （ｉ）外径ｒ_２及び屈折率デルタパーセントΔ_２を有し、Δ_１ｍａｘ＞Δ_２である、内側クラッド領域；
   （ｉｉ）＞１０マイクロメートルの外径ｒ_３及び屈折率デルタパーセントΔ_３を有する、前記内側クラッド領域を取り囲むトレンチ領域；並びに
   （ｉｉｉ）屈折率デルタパーセントΔ_４を備え、前記トレンチ領域を取り囲み、塩素濃度が１．２重量％より大きい外側クラッド領域であって、Δ_１ｍａｘ＞Δ_４、Δ_２＞Δ_３及びΔ_４＞Δ_３であり、Δ_４−Δ_３≧０．１２％である、外側クラッド領域
   を備え、
   前記ファイバは：１３１０ｎｍの波長において＞９マイクロメートルのモードフィールド径ＭＦＤ；１２６０ｎｍ未満のケーブルカットオフ；０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の、直径１５ｍｍのマンドレルに関する１５５０ｎｍでの曲げ損失；及び１３００ｎｍ≦λ_０≦１３２４ｎｍを示し、ここでλ_０はゼロ分散波長である、単一モード光ファイバ。
2. 前記トレンチ領域のプロファイル体積｜Ｖ_３｜は、少なくとも３０％Δマイクロメートル^２である、請求項１に記載の光ファイバ。
3. （ａ）Δ_４−Δ_３≧０．１５％；
   （ｂ）Δ_１ｍａｘ−Δ_２≧０．２５％、Δ_１ｍａｘ−Δ_３≧０．３５、及びΔ_２−Δ_３≧０．０８％；
   （ｃ）０．１５％≦Δ_４−Δ_３≦０．４％デルタ
   のうちの少なくとも１つが満たされる、請求項１又は２に記載の光ファイバ。
4. （ａ）前記コアは１０重量％未満のゲルマニアを含むか；又は
   （ｂ）前記トレンチ領域は、０〜２重量％のフッ素を含有するか；又は
   （ｃ）前記外側クラッド領域は、≧１．５重量％のＣｌ濃度を備えるか；又は
   （ｄ）前記内側クラッドの半径に対する前記コアの半径は、１．２＜ｒ_２／ｒ_１＜２．５である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光ファイバ。
5. 前記ファイバは更に：
   （ｉ）１５５０ｎｍにおいて０．０５ｄＢ／ｋｍ以下のワイヤメッシュ被覆ドラム微小曲げ損失を示すか；又は
   （ｉｉ）１５５０ｎｍにおいて０．１８ｄＢ／ｋｍ以下の減衰を示し；及び／又は
   （ｉｉｉ）１３１０ｎｍにおいて０．３２ｄＢ／ｋｍ以下の減衰を示し；及び／又は
   （ｉｖ）１５５０ｎｍにおいて０．０５ｄＢ／ｋｍ以下、好ましくは０．０１ｄＢ／ｋｍ以下の、−６０℃でのバスケットウィーブ微小曲げ損失を示す、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光ファイバ。
6. （ｉ）前記トレンチ領域は基本的にフッ素及びゲルマニアを含まないか；又は
   （ｉｉ）ｒ_３から少なくとも３０マイクロメートルの半径まで延在する径方向位置に関して、Δ_４≧Δ_２であるか；又は
   （ｉｉｉ）前記コアアルファは１０より大きい、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光ファイバ。
7. ９マイクロメートル＜１３１０ｎｍにおけるＭＦＤ＜９．５マイクロメートルである、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光ファイバ。
8. 前記ファイバは更に、一次コーティング及び二次コーティングでコーティングされ、
   前記二次コーティングの外径は２５０マイクロメートル未満である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の光ファイバ。
9. 前記外側クラッド領域は：
   屈折率デルタパーセントΔ_４及び１．２重量％超の塩素濃度を有する、第１の外側クラッド領域；並びに
   前記第１の外側クラッド領域を取り囲み、Δ_４＞Δ_５となるような屈折率デルタパーセントΔ_５を備える、第２の外側クラッド領域
   を備え、
   前記第２の外側クラッド領域は、０．５重量％未満の塩素濃度を有する、請求項１に記載の光ファイバ。
10. 前記第２の外側クラッド領域のガラスの粘度は、前記第１の外側クラッド領域のガラスの粘度より高い、請求項９に記載の光ファイバ。
11. 前記コア領域の最大ゲルマニア濃度［ＧｅＯ_２］_{ｃｏｒｅ‐ｍａｘ}は、重量％で４重量％≦［ＧｅＯ_２］_{ｃｏｒｅ‐ｍａｘ}≦１３重量％である、請求項１に記載の光ファイバ。
12. 前記コア領域の最大塩素濃度［Ｃｌ］_{ｃｏｒｅ‐ｍａｘ}は、重量％で１重量％≦［Ｃｌ］_{ｃｏｒｅ‐ｍａｘ}≦７重量％である、請求項１に記載の光ファイバ。

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