JP2019537055A - 低曲げ損失シングルモード光ファイバ - Google Patents

Abstract

（ｉ）３．０≦ｒ１≦７．０マイクロメートルの外半径ｒ１、及び０．３２％≦Δ１ｍａｘ≦０．５％の相対屈折率Δ１ｍａｘを備える、コア領域；（ｂ）外半径ｒ３及び−０．２％未満の相対屈折率Δ３、並びに４５％Δ−マイクロメートル２≦│Ｖ３│≦２００％Δ−マイクロメートル２のトレンチ体積Ｖ３を備える、上記コア領域を取り囲む屈折率抑制クラッド領域；（ｃ）上記屈折率抑制クラッド領域を取り囲み、相対屈折率Δ４及び外半径ｒ４を備える、第１の外側クラッド領域；並びに（ｄ）５重量％〜２０重量％のチタニアを含み、相対屈折率Δ５、３マイクロメートル≦ＴＭ≦３０マイクロメートルの厚さＴＭ、及びｒ５≦６５マイクロメートルの外半径ｒ５を備える、第２の外側クラッド層を備える、光ファイバ。上記光ファイバは：８マイクロメートル≦ＭＦＤ１５５０≦１０．５マイクロメートルのモードフィールド直径ＭＦＤ１５５０；半径２．５ｍｍのマンドレルの周囲で１周だけ曲げた場合に＜１５５０ｎｍのカットオフ波長；及び半径２．５ｍｍのマンドレルを用いた場合に≦１．０ｄＢ／ｔｕｒｎの、１５５０ｎｍにおける曲げ損失を有する。

Description

優先権

本出願は、米国特許法第１１９条の下で、２０１６年１０月２７日出願の米国仮特許出願第６２／４１３，６０５号の優先権の利益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って本出願に援用される。

本発明は、曲げ損失が小さく、シリコンフォトニクスデバイスと共に使用するために好適な、光ファイバに関する。

より大きな帯域幅及びより高いデータ伝送速度に対する需要は、情報記憶及び送達のための次世代プラットフォームの開発のための努力の動機となってきた。光情報システムが現在のマイクロエレクトロニクスベースのシステムより優れた性能を提供することになると広く考えられている。シリコンフォトニクスをベースとする集積型光学系は、マイクロエレクトロニクスシステムの主要な代替技術である。シリコンフォトニクスは、電気信号を光信号に変換し、光信号を伝送し、光信号を電気信号に再変換するための標準的なＣＭＯＳ技術及びＷＤＭ（波長分割多重化）とインタフェース接続される。細分化されたシステムでは、ユニット間の信号の転送は、大きな帯域幅及び高いデータ転送速度を提供する光リンクを介して行われる。

細分化されたアーキテクチャを有するデータセンタが、将来のデータセンタとして提案されており、これはシリコンフォトニクス及びＷＤＭ技術の使用を伴う。多数のこのようなシステムは、マルチモード光ファイバの使用に焦点を当てているが、シングルモードファイバを用いたシステムアーキテクチャも考えられる。

結果として、このようなデータセンタ用途及び類似の用途のために好適な光ファイバに対して、需要が存在する。

本明細書で開示されるのは：
３．０≦ｒ_１≦７．０マイクロメートルの外半径ｒ_１、及び０．３２％≦Δ_１ｍａｘ≦０．５％の相対屈折率Δ_１ｍａｘを備える、コア領域；
上記コア領域を取り囲む屈折率抑制クラッド領域であって、外半径ｒ_３と、−０．２％未満の相対屈折率Δ_３と、４５％Δ−マイクロメートル^２≦│Ｖ_３│≦２００％Δ−マイクロメートル^２となるようなトレンチ体積Ｖ_３の絶対値とを備える、屈折率抑制クラッド領域；
上記屈折率抑制クラッド領域を取り囲む第１の外側クラッド領域であって、相対屈折率Δ_４及び外半径ｒ_４を備える、第１の外側クラッド領域；並びに
相対屈折率Δ_５を備える第２の外側クラッド層であって、上記第２の外側クラッド領域は、５〜２０重量％のチタニアでドープされたシリカ系ガラスを含み、２マイクロメートル≦Ｔ_Ｍ≦３０マイクロメートルとなるような厚さＴ_Ｍを有し、上記第２の外側層は、６５マイクロメートル以下の外半径ｒ_５を有する、第２の外側クラッド層
を備える、光導波路ファイバであって、
上記光ファイバは：８．３マイクロメートル≦ＭＦＤ_１５５０≦１０．５マイクロメートルの、１５５０ｎｍでのモードフィールド直径（ＭＦＤ_１５５０）；半径２．５ｍｍのマンドレルの周囲で１周だけ曲げた場合に＜１５５０ｎｍの、シングルモードカットオフ波長；最低６５マイクロメートル^２、かつ８５マイクロメートル^２未満の、１５５０ｎｍでの有効面積；及び１．０ｄＢ／ｔｕｒｎの、半径２．５ｍｍのマンドレルを用いたマンドレル巻き付け試験で決定される１５５０ｎｍでの曲げ損失を備える。

本明細書で開示される光ファイバの少なくともいくつかの例示的実施形態によると、上記シングルモードカットオフ波長は、半径２．５ｍｍのマンドレルの周囲で１周だけ曲げた場合に、１１００ｎｍ〜１４５０ｎｍである。本明細書で開示される少なくともいくつかの例示的実施形態によると、６０％Δ−マイクロメートル^２≦│Ｖ_３│≦２００％Δ−マイクロメートル^２である。

本明細書で開示される少なくともいくつかの例示的実施形態によると、上記ファイバは、≦０．５５ｄＢ／ｔｕｒｎ、及びいくつかの実施形態では≦０．４ｄＢ／ｔｕｒｎ、いくつかの実施形態では≦０．２ｄＢ／ｔｕｒｎ、例えば≦０．１ｄＢ／ｔｕｒｎ、又はわずか≦０．０１ｄＢ／ｔｕｒｎの、半径２．５ｍｍのマンドレルを用いたマンドレル巻き付け試験で決定される１５５０ｎｍでの曲げ損失を示す。

本明細書で開示される少なくともいくつかの例示的実施形態によると、上記コア領域の上記外半径ｒ_１は３．０≦ｒ_１≦６であり、上記トレンチ体積Ｖ_３は、７０％Δ−マイクロメートル^２≦│Ｖ_３│≦１５０％Δ−マイクロメートル^２となるようなものである。

少なくともいくつかの例示的実施形態によると、８０％Δ−マイクロメートル^２≦│Ｖ_３│≦２００％Δ−マイクロメートル^２であり、またいくつかの実施形態では１００％Δ−マイクロメートル^２≦│Ｖ_３│≦１５０％Δ−マイクロメートル^２である。少なくともいくつかの例示的実施形態によると、６０％Δ−マイクロメートル^２≦│Ｖ_３│≦１４０％Δ−マイクロメートル^２であり、またいくつかの実施形態では７０％Δ−マイクロメートル^２≦│Ｖ_３│≦１４０％Δ−マイクロメートル^２である。いくつかの実施形態では、８０％Δ−マイクロメートル^２≦│Ｖ_３│≦１４０％Δ−マイクロメートル^２である。

少なくともいくつかの例示的実施形態によると、１０マイクロメートル≦ｒ_５≦６３マイクロメートル、例えば３０マイクロメートル≦ｒ_５≦６３マイクロメートル、又は３０マイクロメートル≦ｒ_５≦６２．５マイクロメートル、及びいくつかの実施形態では３０マイクロメートル≦ｒ_５≦５０マイクロメートルである。少なくともいくつかの例示的実施形態によると、４０マイクロメートル≦ｒ_５≦６２．５マイクロメートルである。例えばいくつかの例示的実施形態では、上記第２の外側クラッドの上記外半径ｒ_５は、６２．５、６０、５５、５０、４２、４１．７、３５、３１．２５、又は３０マイクロメートルである。

少なくともいくつかの例示的実施形態によると、上記光ファイバは：半径２．５ｍｍのマンドレルの周囲で１周だけ曲げた場合に＜１５５０ｎｍのファイバカットオフ波長；最低６５マイクロメートル^２かつ８５マイクロメートル^２未満の、１５５０ｎｍでの有効面積；及び≦１．０ｄＢ／ｔｕｒｎの、半径２．５ｍｍのマンドレルを用いたマンドレル巻き付け試験で決定される１５５０ｎｍでの曲げ損失を有する。

少なくともいくつかの例示的実施形態によると、上記光ファイバは、１５５０ｎｍ未満の、２２ｍケーブルカットオフ波長を有する。少なくともいくつかの例示的実施形態によると、上記光ファイバは、１３００ｎｍ未満、例えば１０００ｎｍ〜１３５０ｎｍ、例えば１０００ｎｍ〜１３００ｎｍの、２２ｍケーブルカットオフ波長を有する。少なくともいくつかの例示的実施形態によると、上記光ファイバは、１２００ｎｍ〜１５５０ｎｍ、例えば１２００ｎｍ〜１３５０ｎｍの２２ｍケーブルカットオフ波長を有する。

少なくともいくつかの例示的実施形態によると、上記第２の外側クラッド層は５〜１５重量％のチタニアを含み、３マイクロメートル≦Ｔ_Ｍ≦１５マイクロメートルである。

いくつかの例示的実施形態では、２マイクロメートル≦Ｔ_Ｍ≦２０マイクロメートルである。いくつかの例示的実施形態では、２マイクロメートル≦Ｔ_Ｍ≦１５マイクロメートルである。いくつかの例示的実施形態では、３マイクロメートル≦Ｔ_Ｍ≦１５マイクロメートルである。いくつかの例示的実施形態では、２マイクロメートル≦Ｔ_Ｍ≦１０マイクロメートルである。いくつかの実施形態では、２マイクロメートル≦Ｔ_Ｍ≦５マイクロメートルである。

いくつかの実施形態では、１５５０ｎｍでのモードフィールド直径（ＭＦＤ_１５５０）は、９マイクロメートル≦ＭＦＤ_１５５０≦１０マイクロメートルである。いくつかの実施形態では、１５５０ｎｍでのモードフィールド直径（ＭＦＤ_１５５０）は、９．５マイクロメートル≦ＭＦＤ_１５５０≦１０．３マイクロメートルである。

いくつかの実施形態では、上記屈折率抑制クラッド領域の上記相対屈折率Δ_３は、−０．２％≦Δ_３≦−０．７％、いくつかの実施形態では−０．３％≦Δ_３≦−０．５％である。

本明細書に記載の例示的実施形態によると、上記コア領域は、１０≦α≦１００のαを備える。しかしながら、いくつかの例示的実施形態では１≦α≦１０である。

本明細書で開示される少なくともいくつかの例示的実施形態によると、上記ファイバは、第２の外側クラッド層を取り囲むコーティングを含み、上記コーティングは：０．１〜１ＭＰａのヤング率を有する一次コーティングＰ；及び１１００ＭＰａ〜２５００ＭＰａのヤング率を有する二次コーティングＳを備え、上記二次コーティングは、２６０マイクロメートル以下、いくつかの実施形態では２５０マイクロメートル以下、及びいくつかの実施形態では２４２マイクロメートル以下、例えば２１０マイクロメートル未満の外側コーティング直径を有する。

少なくともいくつかの例示的実施形態によると、マイクロ光学デバイスは：
ａ．シリコンフォトニクスチップ；
ｂ．曲げ半径≦５ｍｍまで曲げられたセクションを有する光ファイバ
を備え、上記ファイバは：
３．０〜マイクロメートルの外半径ｒ_１、及び０．３２％〜０．５％の相対屈折率Δ_１ｍａｘを備える、コア領域；
上記コア領域を取り囲む屈折率抑制クラッド領域であって、外半径ｒ_３と、−０．２％未満の相対屈折率Δ_３と、４５％Δ−マイクロメートル^２≦│Ｖ_３│≦２００％Δ−マイクロメートル^２となるようなトレンチ体積Ｖ_３とを備える、屈折率抑制クラッド領域；
上記屈折率抑制クラッド領域を取り囲む第１の外側クラッド領域であって、相対屈折率Δ_４及び外半径ｒ_４を備える、第１の外側クラッド領域；並びに
相対屈折率Δ_５を備える第２の外側クラッド層であって、上記第２の外側クラッド領域は、５〜２０重量％のチタニアでドープされたシリカ系ガラスを含み、３マイクロメートル≦Ｔ_Ｍ≦３０マイクロメートルとなるような厚さＴ_Ｍを有し、上記第２の外側層は、６５マイクロメートル以下の外半径ｒ_５を有する、第２の外側クラッド層
を備え、
上記光ファイバは：８．３マイクロメートル≦ＭＦＤ_１５５０≦１０．５マイクロメートルの、１５５０ｎｍでのモードフィールド直径（ＭＦＤ_１５５０）；半径２．５ｍｍのマンドレルの周囲で１周だけ曲げた場合に＜１５５０ｎｍの、シングルモードカットオフ波長；最低６５マイクロメートル^２、かつ８５マイクロメートル^２未満の、１５５０ｎｍでの有効面積；及び１．０ｄＢ／ｔｕｒｎの、半径２．５ｍｍのマンドレルを用いたマンドレル巻き付け試験で決定される１５５０ｎｍでの曲げ損失を備える。

いくつかの実施形態では、上記光ファイバは、３ｍｍ以下、例えば０．５ｍｍ〜２．５ｍｍの曲げ半径ｒ_ｂまで曲げられたセクションを有する。いくつかの実施形態では、上記曲げ半径ｒ_ｂは、２．５ｍｍ≧ｒ_ｂ≧１ｍｍであり、またいくつかの実施形態では２．５ｍｍ≧ｒ_ｂ≧１．５ｍｍである。

いくつかの実施形態では上記光ファイバは、≦２．５ｍｍの曲げ半径まで曲げられたセクションを有し、また上記ファイバは、≦０．５５ｄＢ／ｔｕｒｎ、及びいくつかの実施形態では≦０．１ｄＢ／ｔｕｒｎ、又はわずか≦０．０１ｄＢ／ｔｕｒｎの、半径２．５ｍｍのマンドレルを用いたマンドレル巻き付け試験で決定される１５５０ｎｍでの曲げ損失を示す。いくつかの実施形態では、上記光ファイバは、≦２ｍｍの曲げ半径まで曲げられたセクションを有し、上記ファイバは、≦１ｄＢ／ｔｕｒｎ、例えば≦０．５５ｄＢ／ｔｕｒｎ、及びいくつかの実施形態では≦０．１ｄＢ／ｔｕｒｎ、又はわずか≦０．０１ｄＢ／ｔｕｒｎの、半径２ｍｍのマンドレルを用いたマンドレル巻き付け試験で決定される１５５０ｎｍでの曲げ損失を示す。

これより本発明の好ましい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。

光ファイバのあるセクションを支持するための湾曲した孔を有するフェルールコネクタを通してＳｉフォトニック導波路に結合された、光ファイバ 本開示による例示的な光ファイバの断面図 図２Ａの光ファイバに対応する屈折率プロファイルの概略図 最小曲げ半径（ｍｍ）とファイバクラッド直径（マイクロメートル）との間の関係 本明細書で開示されている別の光導波路ファイバ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。

定義及び用語法
「屈折率プロファイル（ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｉｎｄｅｘ ｐｒｏｆｉｌｅ）」は、屈折率又は相対屈折率と、導波路ファイバ内での径方向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関する半径は、略号ｒ_１、ｒ_２、ｒ_３、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）。

用語「相対屈折率パーセント（ｒｅｌａｔｉｖｅ ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｉｎｄｅｘ ｐｅｒｃｅｎｔ）」（ここでは相対屈折率（ｒｅｌａｔｉｖｅ ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｉｎｄｅｘ）」及び「屈折率デルタ（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、特段の記載がない限り、ｎ_ｃは（いくつかの実施形態では非ドープシリカである）第１の外側クラッド領域４０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。即ち本明細書中で使用される場合、所与のファイバ領域の相対屈折率パーセント（又は相対屈折率若しくは屈折率デルタ）は、非ドープシリカに関して測定される。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」と表現できる。ある領域の屈折率がドープシリカ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。

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：
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、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。有効面積Ａ_ｅｆｆは、光信号の波長に左右され、また本明細書では、８５０ｎｍ、９８０ｎｍ、１０６０ｎｍ及び１５５０ｎｍの波長に関して報告される。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「アルファパラメータ（ａｌｐｈａ ｐａｒａｍｅｔｅｒ）」又は「α‐パラメータ（α‐ｐａｒａｍｅｔｅｒ）」又は「アルファ値（ａｌｐｈａ ｖａｌｕｅ）」又は単に「α」は、単位が「％」であるΔ（ｒ）に関して表される、コアの相対屈折率プロファイルを定義するために使用されるパラメータを指し、ここでｒは半径であり、またΔ（ｒ）は：
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）が最大となる点（Δ_１ｍａｘとも呼ばれる）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、実数のべき指数コアアルファである。本明細書に記載の光ファイバのいくつかの実施形態では（例えばファイバコア内に中心線ディップを有しないファイバでは）、Δ（ｒ_０）＝Δ（ｒ_ｉ）である。いくつかの実施形態ではｒ_１≡ｒ_ｆである。

用語「トレンチ（ｔｒｅｎｃｈ）」及び「屈折率抑制クラッド領域（ｄｅｐｒｅｓｓｅｄ ｉｎｄｅｘ ｃｌａｄｄｉｎｇ ｒｅｇｉｏｎ）」は、本明細書中では相互交換可能なものとして使用され、接触して隣接する複数の領域の相対屈折率より低い最小相対屈折率を有するクラッド領域を指す。トレンチ体積Ｖ_３は：
Ｖ_３＝２∫Δ_３−２（ｒ）ｒｄｒ
として定義され、ここで、径方向位置ｒ_３と径方向位置ｒ_２との間にある所与の径方向位置ｒに関して、Δ_３−２（ｒ）＝Δ_３−Δ_２（ｒ）であり、ｒ_２はクラッド領域３０の内半径であり、ｒ_３はクラッド領域３０の外半径である。よって、Ｖ_３の積分の極限はｒ_２からｒ_３までである。

用語「μｍ」及び「マイクロメートル（ｍｉｃｒｏｎｓ）」は、本明細書中では相互交換可能なものとして使用される。

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〜∞であり、ＭＦＤ_１５５０は、波長１５５０ｎｍでのモードフィールド直径である。

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。

ファイバカットオフ（本明細書中ではファイバカットオフ波長とも呼ばれる）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。

ファイバカットオフ波長半径２．５ｍｍのマンドレルの周囲で１周だけ曲げた場合のファイバカットオフ波長は、光が発射されるファイバの端部から２０ｃｍ以内の距離に配置された半径２．５ｍｍのマンドレルの周囲で更に１周だけ曲げて配備された標準２ｍファイバカットオフ試験ＦＯＴＰ‐８０（ＥＩＡ‐ＴＩＡ‐４５５‐８０）によって測定された、ファイバカットオフ波長を意味する。同様に、半径２ｍｍのマンドレルの周囲で１周だけ曲げた場合のファイバカットオフ波長とは、光が発射されるファイバの端部から２０ｃｍ以内の距離に配置された半径２ｍｍのマンドレルの周囲で更に１周だけ曲げて配備された標準２ｍファイバカットオフ試験ＦＯＴＰ‐８０（ＥＩＡ‐ＴＩＡ‐４５５‐８０）によって測定された、ファイバカットオフ波長を意味する。

本明細書中で使用される「ケーブルカットオフ波長」、又は「ケーブルカットオフ」とは、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ケーブルカットオフ試験によって測定された、シングルモードカットオフを意味する。

半径２．５ｍｍの曲げによるケーブルカットオフとは、半径２．５ｍｍのマンドレルの周囲で更に１周だけ曲げて測定されたＥＩＡ‐４４５ Ｆｉｂｅｒ Ｏｐｔｉｃ Ｔｅｓｔ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓに記載の２２ｍケーブルカットオフ試験で測定された、シングルモードカットオフを意味する。同様に、半径２ｍｍの曲げによるケーブルカットオフとは、半径２ｍｍのマンドレルの周囲で更に１周だけ曲げて測定されたＥＩＡ‐４４５ Ｆｉｂｅｒ Ｏｐｔｉｃ Ｔｅｓｔ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓに記載の２２ｍケーブルカットオフ試験で測定された、シングルモードカットオフを意味する。

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。

ある困難な課題は、シリコンフォトニクスデバイスからシングルモードファイバへと光を低コストで結合させることである。魅力的なアプローチは、図１に示すように、シリコン（Ｓｉ）導波路の表面から出た光を光ファイバに結合するための格子の使用である。Ｓｉ導波路の上方の空間が狭い（約４〜５ｍｍ以下）ため、ファイバを、およそ３ｍｍ以下、例えば≦２．５ｍｍの曲げ半径で１／４周だけ曲げる必要がある。曲げられたファイバのコネクタは例えば、湾曲した孔を備えるガラス又はセラミックフェルールであってよい。ファイバは、コーティングをガラスクラッドまで剥離され、ファイバの剥離済み部分を上記孔に挿入して、エポキシで接着する。通常の比較用ファイバは、剥離中、及びそれに続く結合デバイス７（コネクタ７）の孔を通したファイバ挿入プロセス中に、容易に損傷を受け得、これはファイバの破壊によるファイバの機械的な破損を引き起こし、上記破壊は、ファイバを上述のような小さな半径に曲げることによって上記ファイバが応力下にあるため、表面傷が応力を受けることによって発生する。よって比較用ファイバでは、表面欠陥がガラス内の更に深くまで伝播し、機械的な破損（ファイバの破壊）及び／又はライフサイクルの短縮を引き起こす。しかしながら、本明細書で開示されている光ファイバ１００は、半径３ｍｍ以下に曲げられた場合であっても、機械的な破損又はファイバの破壊なしに、シリコンフォトニクスデバイスに結合できる。光ファイバ１００は有利には、ファイバの破壊によるファイバの機械的な破損を引き起こすことなく、２．５ｍｍ以下（例えば１ｍｍ≦ｒ_ｂ≦２ｍｍ、及び少なくともいくつかの実施形態ではわずか０．５ｍｍ≦ｒ_ｂ≦２ｍｍ）の曲げ半径ｒ_ｂを有する結合デバイス７の孔を通して挿入でき、従って強度の有意な損失又は寿命の有意な損失なしに、上述のような小さな直径へと曲げることができる。光ファイバ１００は有利には、改善された表面損傷耐性及び低い曲げ損失を有する。

本明細書で開示されている光ファイバ１００は、約５５マイクロメートル^２超、好ましくは６０〜８５マイクロメートル^２の、１５５０ｎｍでの有効面積Ａ_ｅｆｆを示すことができる。いくつかの好ましい実施形態では、１５５０ｎｍでの有効面積は約７５〜８２マイクロメートル^２である。

図２Ａは、光ファイバ（１００）のある例示的実施形態の断面図である。光ファイバ（１００）は：中心軸Ａｃに関してセンタリングされた中心コア領域１０と；任意の内側クラッド領域２０と；トレンチの形状であるため「トレンチ領域」３０又は「ディプレストクラッド領域」と呼ばれる、第３の領域３０と；第１の外側クラッドを構成するため「外側クラッド領域」４０と呼ばれる（本明細書中では第１の外側クラッド領域４０とも呼ばれる）第４の領域４０とを備える。任意の内側クラッド２０、トレンチ領域３０、及び第１の外側クラッド領域４０は、併せてクラッドセクション５０（本明細書中では「クラッド」（５０）とも呼ばれる）を画定する。本明細書に記載の例示的実施形態では、クラッド５０のクラッド領域２０、３０、４０は好ましくはガラスであり、チタニア（ＴｉＯ_２）ドープシリカから構成される機械的信頼性層Ｍ_Ｌ（最外クラッド層又は領域６０）で取り囲まれる。外側クラッド層６０（即ち機械的安定性層Ｍ_Ｌ）は、一次コーティングＰ及び二次コーティングＳを含むコーティング７０によって取り囲むことができ、これは、ファイバ１００を曲げてシリコンフォトニクスデバイスに結合する前に、ファイバ１００から剥離させることができる。

図２Ｂは、光ファイバ（１００）のある例示的実施形態の、ファイバ半径ｒに対する相対屈折率プロファイルΔ（％）を概略図で示す。このプロットは中心軸ＡＣから径方向外向き、即ちｒ＝０からのものである。コア領域１０は、外半径ｒ_１及び相対屈折率Δ_１を有する。内側クラッド領域２０は、径方向位置ｒ_１から径方向位置ｒ_２まで延在し、相対屈折率Δ_２を有する。トレンチ領域３０（即ち屈折率抑制クラッド領域）は、径方向位置ｒ_２から径方向位置ｒ_３まで延在し、相対屈折率Δ_３を有する。外側クラッド領域４０は、径方向位置ｒ_３から径方向位置ｒ_４まで延在し、相対屈折率Δ_４を有する。第２の外側クラッド６０（即ち最外クラッド領域６０）は、第１の外側クラッド領域４０を取り囲む。第２の外側クラッド領域６０は、径方向位置ｒ_４から径方向位置ｒ_５まで延在し、相対屈折率Δ_５＞Δ_４を有する。本明細書で開示されているファイバの実施形態では、第２の外側クラッド６０の外径ｄ_５（ｄ_５＝２ｒ_５）は、１３０マイクロメートル以下、例えば１２６マイクロメートル以下、１２５マイクロメートル以下、及びいくつかの実施形態では１００マイクロメートル以下、又はわずか８２マイクロメートル以下である。例えば、いくつかの実施形態ではｄ_５は、８０マイクロメートル以下、７５マイクロメートル以下、６０マイクロメートル以下、５マイクロメートル以下、又は５０マイクロメートル以下である。いくつかの実施形態では、２０マイクロメートル≦ｄ_５≦１２６マイクロメートルである。いくつかの実施形態では、２０マイクロメートル≦ｄ_５≦１１０マイクロメートル、又は２０マイクロメートル≦ｒ_５≦１００マイクロメートル、又は２０マイクロメートル≦ｒ_５≦９０マイクロメートル、又はわずか２０マイクロメートル≦ｒ_５≦８０マイクロメートルである。いくつかの実施形態では２０マイクロメートル≦ｒ_５≦７０マイクロメートルであり、いくつかの実施形態では２０マイクロメートル≦ｒ_５≦５０マイクロメートルであり、またいくつかの実施形態では６０マイクロメートル≦ｒ_５≦１２６マイクロメートルである。いくつかの実施形態では、３０マイクロメートル≦ｄ_５≦１２６マイクロメートルである。いくつかの実施形態では、３０マイクロメートル≦ｄ_５≦１１０マイクロメートル、又は３０マイクロメートル≦ｄ_５≦１００マイクロメートル、３０マイクロメートル≦ｒ_５≦９０マイクロメートル、又はわずか３０マイクロメートル≦ｒ_５≦８０マイクロメートルである。いくつかの実施形態では、３０マイクロメートル≦ｒ_５≦７０マイクロメートルである。いくつかの実施形態では、３０マイクロメートル≦ｒ_５≦５０マイクロメートルである。いくつかの実施形態では、４０マイクロメートル≦ｄ_５≦１２６マイクロメートルである。いくつかの実施形態では、４０マイクロメートル≦ｄ_５≦１００マイクロメートル、４０マイクロメートル≦ｄ_５≦９０マイクロメートル、又はわずか４０マイクロメートル≦ｒ_５≦８０マイクロメートルである。いくつかの実施形態では４０マイクロメートル≦ｒ_５≦７０マイクロメートルであり、またいくつかの実施形態では４０マイクロメートル≦ｒ_５≦６０マイクロメートルである。いくつかの実施形態によると、クラッド層６０の直径ｄ_５は、例えば５０〜１２５マイクロメートル、又は６０〜１２５マイクロメートルであり、またいくつかの実施形態では７０〜１００マイクロメートルである。いくつかの実施形態では、６０マイクロメートル≦ｄ_５≦１２６マイクロメートル、６０マイクロメートル≦ｄ_５≦１２５マイクロメートル、いくつかの実施形態では６０マイクロメートル≦ｄ_５≦１１０マイクロメートル、及びいくつかの実施形態では８０マイクロメートル≦ｄ_５≦１２５マイクロメートルである。

コーティング７０はクラッド層６０を取り囲む。コーティング７０は外径ｒ_６まで延在する。

上述のように、光ファイバ１００は、図１に示すように、例えばファイバをシリコンフォトニクスチップ７に結合するフェルールコネクタ５と共に使用する場合の、曲げられたファイバのコネクタの用途のために、小さな湾曲半径での低い曲げ損失、及び表面損傷に対する高い耐性を提供できる。図１では、コネクタ５の内部の光ファイバは、約３ｍｍ以下（例えば０．５ｍｍ≦ｒ_ｂ≦３ｍｍ、１ｍｍ≦ｒ_ｂ≦２．５ｍｍ、１ｍｍ≦ｒ_ｂ≦２ｍｍ、１ｍｍ≦ｒ_ｂ≦１．５ｍｍ、又は１ｍｍ≦ｒ_ｂ≦２ｍｍ）の曲げ半径ｒ_ｂで約１／４周まで曲げられ、Ｓｉ導波路７’内に位置する格子７_Ｇに結合される。本明細書で開示される光ファイバ１００の少なくともいくつかの実施形態によると、光ファイバ１００は、半径２．５ｍｍのマンドレルの周囲で１周だけ曲げた場合に、＜１５５０ｎｍのシングルモードカットオフ波長を有し、また最低６５マイクロメートル^２かつ８５マイクロメートル^２未満の、１５５０ｎｍでの有効面積と、≦１．０ｄＢ／ｔｕｒｎの、半径２．５ｍｍのマンドレルを用いたマンドレル巻き付け試験で決定される１５５０ｎｍでの曲げ損失とを有する。

本明細書で開示されている光ファイバ１００の実施形態のうちの少なくともいくつかによると、２．５ｍｍの曲げ半径ｒ_ｂを有するマンドレルの周囲での、１５５０ｎｍでの曲げ損失は、≦０．８ｄＢ／ｔｕｒｎ、いくつかの実施形態では≦０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ、いくつかの実施形態では≦０．４ｄＢ／ｔｕｒｎ、いくつかの実施形態では≦０．２ｄＢ／ｔｕｒｎ、いくつかの実施形態では≦０．１ｄＢ／ｔｕｒｎ、いくつかの実施形態では≦０．０５ｄＢ／ｔｕｒｎ、及びいくつかの実施形態では≦０．０１ｄＢ／ｔｕｒｎである。また、本明細書で開示される光ファイバ１００の少なくともいくつかの実施形態によると、２ｍｍの曲げ半径ｒ_ｂを用いた１５５０ｎｍでの曲げ損失は、≦１ｄＢ／ｔｕｒｎ、いくつかの実施形態では≦０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ、及びいくつかの実施形態では≦０．４ｄＢ／ｔｕｒｎである。また、本明細書で開示される光ファイバ１００の少なくともいくつかの実施形態によると、２ｍｍの曲げ半径ｒ_ｂを用いた１５５０ｎｍでの曲げ損失は、≦０．２ｄＢ／ｔｕｒｎ、いくつかの実施形態では≦０．１ｄＢ／ｔｕｒｎ、及びいくつかの実施形態では≦０．０５ｄＢ／ｔｕｒｎである。また、本明細書で開示される光ファイバ１００の少なくともいくつかの実施形態によると、２ｍｍの曲げ半径ｒ_ｂを用いた１５５０ｎｍでの曲げ損失は、≦０．０２ｄＢ／ｔｕｒｎ、及びいくつかの実施形態では≦０．０１ｄＢ／ｔｕｒｎである。また、本明細書で開示される光ファイバ１００の少なくともいくつかの実施形態によると、１．５ｍｍの曲げ半径ｒ_ｂを用いた１５５０ｎｍでの曲げ損失は、≦１ｄＢ／ｔｕｒｎ、いくつかの実施形態では≦０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ、及びいくつかの実施形態では≦０．４ｄＢ／ｔｕｒｎ、及びいくつかの実施形態では≦０．２ｄＢ／ｔｕｒｎである。また、本明細書で開示される光ファイバ１００の少なくともいくつかの実施形態によると、１ｍｍの曲げ半径ｒ_ｂを用いた１５５０ｎｍでの曲げ損失は、≦１ｄＢ／ｔｕｒｎ、いくつかの実施形態では≦０７５ｄＢ／ｔｕｒｎ、いくつかの実施形態では≦０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ、及びいくつかの実施形態では≦０．４ｄＢ／ｔｕｒｎ、及びいくつかの実施形態では≦０．２ｄＢ／ｔｕｒｎである。

（層Ｍ_Ｌ、又は第２の外側クラッド層とも呼ばれる）最外クラッド層６０は、ＴｉＯ_２（チタニア）を含み、（本明細書中では第１の外側クラッド領域４０とも呼ばれる）第１の外側クラッド４０の外側ガラス表面を、取り扱い中及びコーティング７０の剥離中の損傷から保護し、また、特に微小なガラス構成部品の組み立て中に発生し得るガラス表面に対する摩擦の存在時に、ファイバの機械的信頼性を改善する。

図２Ｂのプロファイルでは、クラッド内のトレンチ領域３０は、内側クラッド領域２０及び第１の外側クラッド領域４０の屈折率未満の、一定の屈折率を有してよい。光ファイバ１００のコア領域１０は、ファイバ領域２０、３０又は４０に比べて最も高い相対屈折率を有する。いくつかの実施形態では、コア領域１０は、図２Ｂに示すように、中心線に又は中心線付近に比較的低屈折率の領域を含んでよい（当該技術分野においては「中心線ディップ（ｃｅｎｔｅｒｌｉｎｅ ｄｉｐ）」として知られる）。

なお、上述の通り内側クラッド領域２０は任意であり、削除してもよい。内側クラッド領域２０が存在しない場合、屈折率抑制領域３０は、コア領域１０に直接隣接する。相対屈折率Δ_１、Δ_３、及びΔ_４の相対的な順序付けは、条件Δ_１＞Δ_４＞Δ_３を満たす。

本明細書で開示されている実施形態では、相対屈折率Δ_１、Δ_２、Δ_３、及びΔ_４の相対的な順序付けは、条件Δ_１＞Δ_４＞Δ_３及びΔ_１＞Δ_２＞Δ_３を満たす。Δ_２及びΔ_４の値は、等しくても、又は他方より大きくてもよいが、Δ_２及びΔ_４はいずれもΔ_１とΔ_３との間にある。

本明細書に記載の光ファイバ１００の実施形態によると、（外側クラッド領域４０のΔ_４に対する）コア領域１０の最大相対屈折率Δ_１は、０．３％〜０．６％、より好ましくは０．３２％〜０．５％である。いくつかの実施形態によると、コア領域１０は、３〜６μｍ、より好ましくは４μｍ〜５μｍの半径ｒ_１を有する。コア領域１０は、α＞１０で階段状屈折率プロファイルを有することができ、あるいはα≦１０、例えばα≦５（例えば１≦α≦１０、又は１≦α≦５）で格子状屈折率プロファイルを示すことができる。（外側クラッド領域４０のΔ_４に対する）内側クラッド領域２０の相対屈折率Δ_２は、−０．０５〜０．０５％である。内側クラッド領域２０は、純シリカガラス、又はＣｌ若しくはＧｅＯ_２といったアップドーパントでドープされたシリカガラスとすることができる。（外側クラッド領域４０のΔ_４に対する）トレンチ領域３０の最小相対屈折率Δ_３は、−０．２〜−０．７％、及びいくつかの実施形態では−０．３〜−０．５％である。例示的実施形態では、トレンチ領域３０は、ホウ素又はフッ素でドープされたシリカ系ガラスである。トレンチ領域３０の幅ｗ（ｗ＝ｒ_３−ｒ_２）は、３〜２０マイクロメートル、いくつかの実施形態では４〜１５マイクロメートルである。外側クラッド領域４０は、純シリカガラス、又はＣｌ若しくはＧｅＯ_２といったアップドーパントでドープされたシリカガラスとすることができる。（本明細書中では「最外クラッド層」、第２の外側クラッド層、又は「機械的信頼性層」とも呼ばれる）クラッド層６０は、５〜２０重量％のＴｉＯ_２、及びいくつかの実施形態では５〜１５重量％のＴｉＯ_２を含む。最外クラッド層６０は、３〜３０マイクロメートル、及びいくつかの実施形態では５〜１５マイクロメートルの径方向厚さＴ_Ｍを有する。最外クラッド層６０は、ファイバ１００の機械的安定性／信頼性を改善する。少なくともいくつかの実施形態では、Δ_５＞Δ_１である。

ファイバ１００の外側クラッド領域４０は、低屈折率トレンチ領域３０を取り囲む。本明細書に記載の例示的実施形態では、外側クラッドは半径ｒ_３において始まり、外半径ｒ_４を有する。ファイバ１００の外側クラッド領域４０は、トレンチ領域３０の相対屈折率Δ_３より高い相対屈折率Δ_４を備え、これにより、トレンチ領域３０に対して「アップドープされた（ｕｐｄｏｐｅｄ）」領域を形成する。トレンチ領域３０は好ましくは純シリカに対して、例えばフッ素又はホウ素でダウンドープされる。しかしながら、外側クラッド領域４０は、純シリカであっても、純シリカに対してアップドープされていてもよいことに留意されたい。

トレンチ領域３０の体積Ｖ_３の絶対値│Ｖ_３│は、４５％Δマイクロメートル^２超であってよく、またいくつかの実施形態では５０％Δマイクロメートル^２超であってよい。トレンチ領域３０の体積Ｖ_３に関する絶対値は、いくつかの実施形態では少なくとも６０％Δマイクロメートル^２であり、またいくつかの実施形態では少なくとも８０％Δマイクロメートル^２である。いくつかの実施形態では、第１のクラッド領域（２）の体積Ｖ_３に関する絶対値は、２００％Δマイクロメートル^２未満、いくつかの実施形態では１５０％Δマイクロメートル^２未満、及び他のいくつかの実施形態では１２５％Δマイクロメートル^２未満である。いくつかの実施形態によると、体積Ｖ_３の絶対値は、約４５〜２００％Δマイクロメートル^２、例えば６０〜２００％Δマイクロメートル^２、又は例えば６０〜１９０％Δマイクロメートル^２、又は４５〜１７５％Δマイクロメートル^２、又は６０〜１７５％Δマイクロメートル^２、例えば４５〜１５０％Δマイクロメートル^２、又は６０〜１５０％Δマイクロメートル^２、８０〜１５０％Δマイクロメートル^２、又は６０〜１２５％Δマイクロメートル^２、又は８０〜１２５％Δマイクロメートル^２である。一実施形態によると、８０％Δ−マイクロメートル^２≦│Ｖ_３│≦２００％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、７０％Δ−マイクロメートル^２≦│Ｖ_３│≦１５０％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、１００％Δ−マイクロメートル^２≦│Ｖ_３│≦１５０％Δ−マイクロメートル^２である。

ファイバ１００のコア及びクラッド領域は、当該技術分野において公知の方法によって、シングルステッププロセス又はマルチステッププロセスで製造してよい。好適な方法としては：二重るつぼ法；ロッド・イン・チューブ法；及び一般に化学蒸着（「ＣＶＤ」）又は気相酸化とも呼ばれるドープ体積シリカプロセスが挙げられる。多様なＣＶＤプロセスが公知であり、本発明のコーティング済み光ファイバで使用されるコア及びクラッド層の製造に好適である。上記ＣＶＤプロセスとしては、外部ＣＶＤプロセス、軸方向蒸着プロセス、改良型ＣＶＤ（ＭＣＶＤ）、内部蒸着、及びプラズマ強化ＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）が挙げられる。

コーティング済みファイバのガラス部分は、ガラスを軟化させるために十分な温度、例えばシリカガラスに関して約２０００°の温度まで局所的かつ対称に加熱された、特別に調製された円筒状プリフォームからドロー加工できる。プリフォームを炉に入れて炉を通過させる等によって、プリフォームを加熱し、ガラスファイバを溶融材料からドロー加工する。ファイバ作製プロセスの更なる詳細に関しては、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；及び米国特許第６，０２７，０６２号明細書（これらの開示は参照により本出願に援用される）を参照されたい。

図３は、ファイバ直径（クラッド領域６０の外径）の関数としての、モデル化及び測定された最小ファイバ曲げ半径のプロットを示す。このプロットの線は、８２°の曲げに関する５年の寿命にわたる破損の蓋然性が１０^−１０であることを表す。モデル化された結果は、クラッド直径が比較的小さいファイバの長期信頼性の限界を示す。ファイバの信頼性に関する計算は、データセンタ、特にハイパースケールデータセンタ内の短距離の（ファイバ長さｌが＜１０ｍ、例えば＜１ｍ、及びいくつかの実施形態では１ｃｍ〜１ｍ、例えば１ｃｍ〜５０ｃｍ、又はわずか１ｃｍ〜２５ｃｍである）相互接続に使用できる光ファイバに関するものである。短距離相互接続は、これらが接続される電子設備と同一の寿命である、かなり短い使用寿命（３〜５年）を有することになる。これらの超短距離相互接続は、ラック内、又はサーバ内にさえ配備できる。（これは、より長い長さ（＞５０ｍ、例えば１００ｍ〜１ｋｍ）にわたる動作のために設計され、より長い使用寿命を有しなければならない、トランクケーブル内で使用するための光ファイバとは異なる。）（図３において円で示される）測定された結果は、モデル化された結果と一致する。

図３は、光ファイバ１００が、１２５ｍｍのクラッド層６０の外径を有する場合に、５年の寿命にわたる破損の蓋然性が１０^−１０である（即ち曲げられたファイバ１００の予想寿命が少なくとも５年である）まま、光ファイバ１００を約２．３ｍｍの曲げ半径まで曲げることができることを示している。同様に図３は、光ファイバ１００が、１００マイクロメートルのクラッド層６０の外径を有する場合に、５年の寿命にわたる破損の蓋然性が１０^−１０である（即ち曲げられたファイバ１００の予想寿命が少なくとも５年である）まま、光ファイバ１００を約１．９ｍｍの曲げ半径まで曲げることができることを示している。更に図３は、光ファイバ１００が６２．５マイクロメートルの外径（即ちクラッド層６０の直径ｄ_５）を有する場合に、５年の寿命にわたる破損の蓋然性が１０^−１０である（即ち曲げられたファイバ１００の予想寿命が少なくとも５年である）まま、光ファイバ１００を約１．２ｍｍの曲げ半径まで曲げることができることを示している。図３はまた、光ファイバ１００が、約５３マイクロメートル以下（例えば４０〜５２マイクロメートル）のクラッド層６０の外径を有する場合に、５年の寿命にわたる破損の蓋然性が約１０^−１０である（即ち曲げられたファイバ１００の予想寿命が少なくとも５年である）まま、光ファイバ１００を約１ｍｍ以下の曲げ半径まで曲げることができることを示している。

図３はまた、光ファイバ１００のクラッド層６０が、約４０〜５０マイクロメートル（又は２０〜５０マイクロメートル）の外径ｄ_５を有する場合、５年の寿命にわたる破損の蓋然性が１０^−１０である（即ち曲げられたファイバ１００の予想寿命が少なくとも５年である）まま、光ファイバ１００を約０．７５ｍｍの曲げ半径まで曲げることができることを示している。図３はまた、光ファイバ１００のクラッド層６０が２０〜３０マイクロメートルの外径ｄ_５を有する場合、５年の寿命にわたる破損の蓋然性が１０^−１０である（即ち曲げられたファイバ１００の予想寿命が少なくとも５年である）まま、光ファイバ１００を約０．５ｍｍの曲げ半径まで曲げることができることを示している。よって、１２５マイクロメートル以下、例えば１００マイクロメートル以下、又は８２マイクロメートル以下（例えば８０、７５、６５、６２．５、５０、４０、３０、２５若しくは２０マイクロメートル若しくはこれらの間）の外径ｄ_５を有する外側クラッド層６０を備える光ファイバ１００の実施形態は、極めて小さい曲げ半径ｒ_ｂまで曲げることができ、有利なことに、曲げ条件下において改善された機械的信頼性を提供できる。

本発明者らの分析に基づくと、１２６マイクロメートル以下の外径ｄ_５を有する外側クラッド層６０を備える光ファイバ１００は、極めて小さな曲げ半径ｒ_ｂまで曲げることができ、また有利なことに、微小なガラスアセンブリの組み立て中に発生し得る、又はファイバからのコーティング層７０の剥離による、ガラス表面に対する小さな摩擦の存在下であっても、小さな曲げの条件下において、改善された機械的信頼性を提供できる。

いくつかの例示的実施形態（例えば表１〜４の実施形態）によると、内側クラッド領域２０及び／又は外側クラッド領域４０は、略一定の相対屈折率プロファイルを有し、即ち内側クラッド内のいずれの２つの半径における相対屈折率の間の差が、０．０２％未満、及びいくつかの好ましい実施形態では０．０１％未満となる。よって、本明細書で開示されている少なくともいくつかの実施形態によると、外側クラッド領域４０の相対屈折率プロファイルは、略平坦な形状を有する。また、本明細書で開示されている少なくともいくつかの実施形態によると、内側クラッド領域２０の相対屈折率プロファイルは、略平坦な形状を有する。

中心コア領域（１）は、階段状屈折率コアであってよく、又は例えば図２Ｂに示されているように、これはあるアルファ（α）形状を備えてよい（例えば以下の図４も参照）。

いくつかの実施形態によると、光ファイバは：
（ｉ）＞８マイクロメートルのＭＦＤ_１５５０（例えば８．３マイクロメートル≦ＭＦＤ_１５５０≦１０．５マイクロメートル、及びいくつかの実施形態ではＭＦＤ_１５５０＞９マイクロメートル、例えば９マイクロメートル〜１０．３マイクロメートル）；
（ｉｉ）１２６０ｎｍ超かつ１５４０ｎｍ未満のケーブルカットオフ波長；
（ｉｉｉ）半径２．５ｍｍのマンドレルにおいて波長１５５０ｎｍで測定した場合に≦１ｄＢ／ｔｕｒｎのマクロ曲げ損失；及び
（ｉｖ）半径５ｍｍのマンドレルにおいて波長１５５０ｎｍで測定した場合に＜０．５ｄＢ／ｔｕｒｎのマクロ曲げ損失
を示す。

いくつかの実施形態によると、１２００ｎｍ＜ケーブルカットオフ波長＜１５４０ｎｍである。いくつかの実施形態によると、半径２．５ｍｍのマンドレルの周囲で更に１周だけ曲げて配備した場合に、１２００ｎｍ＜ケーブルカットオフ波長＜１５４０ｎｍである。

いくつかの実施形態によると、光ファイバは：
（ｉ）＞８マイクロメートルのＭＦＤ_１５５０（例えば８．３マイクロメートル≦ＭＦＤ_１５５０≦１０．５マイクロメートル、又は８．５マイクロメートル≦ＭＦＤ_１５５０≦１０．５マイクロメートル、及びいくつかの実施形態ではＭＦＤ_１５５０＞９マイクロメートル、例えば９マイクロメートル〜１０．３マイクロメートル）；
（ｉｉ）１２６０ｎｍ超かつ１５４０ｎｍ未満のケーブルカットオフ波長；
（ｉｉｉ）≦１ｄＢ／ｔｕｒｎの、半径２．５ｍｍのマンドレルにおける曲げ損失；
（ｉｖ）＜０．５ｄＢ／ｔｕｒｎの、半径５ｍｍのマンドレルにおける曲げ損失；
を示し、ここで曲げ損失はマクロ曲げ損失であり、波長１５５０ｎｍにおいて測定される。

いくつかの実施形態によると、光ファイバは：０．００１ｄＢ／ｔｕｒｎ＜曲げ半径２．５５ｍｍでのマクロ曲げ損失＜０．５５ｄＢ／ｔｕｒｎ；及び０．００１ｄＢ／ｔｕｒｎ＜曲げ半径２．５５ｍｍでのマクロ曲げ損失＜０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ；を示し、ここでマクロ曲げ損失は波長１５５０ｎｍで測定される。

いくつかの例示的実施形態によると、光ファイバは：
８マイクロメートルのＭＦＤ_１５５０＞（例えば８．３マイクロメートル≦ＭＦＤ_１５５０≦１０．５マイクロメートル、例えば８．３マイクロメートル≦ＭＦＤ_１５５０≦１０．５マイクロメートル、及びいくつかの実施形態ではＭＦＤ_１５５０＞９マイクロメートル、例えば９マイクロメートル〜１０．３マイクロメートル）；
＜１５７０ｎｍのケーブルカットオフ；
＜０．５ｄＢ／ｔｕｒｎの、波長１５５０ｎｍで測定された半径２．５ｍｍでのマクロ曲げ損失
を示す。

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１Ａ、１Ｂ、及び２〜５は、図２Ｂに示したものと同様の屈折率を有する例示的なモデル化されたファイバ実施例１〜２１の特徴を列挙したものである。特に、各実施例に関して以下に記載されているのは：中心コア１０の相対屈折率Δ_１、コアアルファ、及び外半径ｒ_１；第１のクラッド領域２０の相対屈折率Δ_２及び外半径ｒ_２；並びにトレンチ領域３０の、ｒ_２とｒ_３との間で計算されるプロファイル体積Ｖ_３、及び相対屈折率Δ_３である。また記載されているのは：１３１０ｎｍでの波長分散及び分散勾配；１５５０ｎｍでの波長分散及び分散勾配；１３１０ｎｍ及び１５５０ｎｍでのモードフィールド直径；ファイバカットオフ波長、１３１０ｎｍでのＭＡＣ数；並びに曲げ半径ｒ_ｂが２．５ｍｍ及び５ｍｍの場合それぞれの、波長１５５０ｎｍで計算したマクロ曲げ誘発損失（ｄＢ／ｔｕｒｎ）である。表１Ａ〜１Ｃ及び表２〜４の例示的実施形態では、外側クラッド領域４０は純シリカであり、Δ_４＝０である。同様に、表１Ａ〜１Ｃ及び表２〜４の例示的実施形態では、内側クラッド領域２０は純シリカであり、Δ_２＝０であり；またこれらの例示的実施形態では、外側クラッド層６０のデルタ（Δ_５）は約２％であった。よってこれらの例示的実施形態では、内側クラッド領域２０の屈折率は、外側クラッド領域４０の屈折率と同一である。

表１Ａ〜５の例示的実施形態によると、光ファイバは：８．３マイクロメートル≦ＭＦＤ_１５５０≦１０．５マイクロメートル（例えば８．５マイクロメートル≦ＭＦＤ_１５５０≦１０．５マイクロメートル）の、１５５０ｎｍでのモードフィールド直径（ＭＦＤ_１５５０）；半径２．５ｍｍのマンドレルの周囲で１周だけ曲げた場合に＜１５５０ｎｍの、シングルモードカットオフ波長；最低６５マイクロメートル^２かつ８５マイクロメートル^２未満の、１５５０ｎｍでの有効面積；及び≦１．０ｄＢ／ｔｕｒｎの、半径２．５ｍｍのマンドレルを用いたマンドレル巻き付け試験で決定される１５５０ｎｍでの曲げ損失を有する。

図４は、一実施形態による、製造された光ファイバ１００の、測定された屈折率プロファイルを示す。図４に示す例示的実施形態のプロファイルでは、Δ_１を備えるコア領域１０は、Δ_２を備える屈折率抑制内側クラッド領域２０に取り囲まれる。内側クラッド領域２０は、コア領域１０と、Δ_３を備えるトレンチクラッド領域３０との間に位置し、トレンチクラッド領域３０に取り囲まれる。外側クラッド領域４０はトレンチ領域３０を取り囲む。Δ_４とΔ_３との間の絶対差は約０．４％であり、Δ_５は約２％である。図５に示す実施形態では、第１のクラッド領域（２）は略非ドープシリカであり、第２のクラッド領域（３）は塩素でドープ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１２５マイクロメートルの直径を有するクラッド（６０）を有する。

図４の屈折率プロファイルを有する、製造されたファイバ１００は：１３１０ｎｍ及び１５５０ｎｍでそれぞれ８．８マイクロメートル及び９．７マイクロメートルのＭＦＤ；１４０９ｎｍの２２ｍカットオフ；０．２ｄＢ／ｋｍの、１５５０ｎｍでの減衰；並びに以下の表６に示すように、小径マンドレル（直径４ｍｍ、５ｍｍ、又は６ｍｍ［半径２ｍｍ、２．５ｍｍ、又は３ｍｍ］）上で（１４９０ｎｍで測定された）極めて低い曲げ損失を有する。表６は、光ファイバ１００を曲げ半径ｒ_ｂ＝２ｍｍへと約１／４周（例えば図１参照）だけ曲げた場合、（例えば波長１４９０ｎｍで測定された）曲げ損失は０．０２ｄＢ未満となる。より具体的には、光ファイバ１００を曲げ半径ｒ_ｂ＝２ｍｍへと約１／４周だけ曲げた場合、曲げ損失は０．０１ｄＢ以下になると予想される。

本明細書で開示されている光ファイバ（１００）は、第２の外側クラッド層６０を取り囲む保護コーティング７０で取り囲まれていてよい。保護コーティングは、外側クラッド領域６０に接触してこれを取り囲む一次コーティングＰを備えてよく、この一次コーティングＰは、１．０ＭＰａ未満、好ましくは０．９ＭＰａ未満、及びいくつかの実施形態では０．８ＭＰａ以下、及びいくつかの実施形態では０．５ＭＰａ以下、及びいくつかの実施形態では０．３ＭＰａ以下、例えば０．１〜１ＭＰａ、及びいくつかの実施形態では０．１〜０．５ＭＰａのヤング率を有する。保護コーティング７０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、及びいくつかの実施形態では１４００ＭＰａ超、例えば少なくとも１５００ＭＰａ、又は少なくとも１６００ＭＰａ、少なくとも１８００ＭＰａ、又は１４００ＭＰａ〜２５００ＭＰａ、又は１５００ＭＰａ〜２５００ＭＰａのヤング率を有する。一次コーティングの比較的低い弾性（例えば＜０．５ＭＰａ）は、良好なミクロ曲げ性能をサポートし、二次コーティングの比較的高い弾性（例えば＞１５００ＭＰａ）は、二次コーティングの厚さが低減された場合であっても、二次コーティングの穿刺耐性の改善をサポートする。いくつかの実施形態によると、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、≦２１０マイクロメートル、若しくは≦２００マイクロメートル）、例えば１７５〜２４２マイクロメートル、又は１７５〜２２５マイクロメートル、又は１８０〜２００マイクロメートルである。以上のようなファイバの設計により、コーティングの直径が２２５マイクロメートル未満であっても、良好なミクロ及びマクロ曲げ性能を実現でき、これにより、直径がより小さく、コストがより低く、ファイバ密度がより高い、優れた光学的性能を有するケーブルを実現できる。

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。

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。本明細書に記載の好ましい実施形態に対して、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
３．０≦ｒ_１≦７．０マイクロメートルの外半径ｒ_１、及び０．３２％≦Δ_１ｍａｘ≦０．５％の相対屈折率Δ_１ｍａｘを備える、コア領域；
上記コア領域を取り囲む屈折率抑制クラッド領域であって、外半径ｒ_３と、−０．２％未満の相対屈折率Δ_３と、４５％Δ−マイクロメートル^２≦│Ｖ_３│≦２００％Δ−マイクロメートル^２となるようなトレンチ体積Ｖ_３とを備える、屈折率抑制クラッド領域；
上記屈折率抑制クラッド領域を取り囲む第１の外側クラッド領域であって、相対屈折率Δ_４及び外半径ｒ_４を備える、第１の外側クラッド領域；並びに
相対屈折率Δ_５を備える第２の外側クラッド層であって、上記第２の外側クラッド領域は、５〜２０重量％のチタニアでドープされたシリカ系ガラスを含み、３マイクロメートル≦Ｔ_Ｍ≦３０マイクロメートルとなるような厚さＴ_Ｍを有し、上記第２の外側層は、６５マイクロメートル以下の外半径ｒ_５を有する、第２の外側クラッド層
を備える、光ファイバであって、
上記光ファイバは：８．３マイクロメートル≦ＭＦＤ_１５５０≦１０．５マイクロメートルの、１５５０ｎｍでのモードフィールド直径（ＭＦＤ_１５５０）；半径２．５ｍｍのマンドレルの周囲で１周だけ曲げた場合に＜１５５０ｎｍの、ファイバカットオフ波長；最低６５マイクロメートル^２、かつ８５マイクロメートル^２未満の、１５５０ｎｍでの有効面積；及び１．０ｄＢ／ｔｕｒｎの、半径２．５ｍｍのマンドレルを用いたマンドレル巻き付け試験で決定される１５５０ｎｍでの曲げ損失を備える、光ファイバ。

実施形態２
上記ファイバは、≦０．５５ｄＢ／ｔｕｒｎの、半径２．５ｍｍのマンドレルを用いたマンドレル巻き付け試験で決定される１５５０ｎｍでの曲げ損失を示す、実施形態１に記載の光ファイバ。

実施形態３
上記ファイバは、≦０．１ｄＢ／ｔｕｒｎの、半径２．５ｍｍのマンドレルを用いたマンドレル巻き付け試験で決定される１５５０ｎｍでの曲げ損失を示す、実施形態１に記載の光ファイバ。

実施形態４
上記ファイバは、≦０．０１ｄＢ／ｔｕｒｎの、半径２．５ｍｍのマンドレルを用いたマンドレル巻き付け試験で決定される１５５０ｎｍでの曲げ損失を示す、実施形態１に記載の光ファイバ。

実施形態５
上記コア領域の上記外半径ｒ_１は３．０≦ｒ_１≦６であり、また７０％Δ−マイクロメートル^２≦│Ｖ_３│≦１５０％Δ−マイクロメートル^２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
８０％Δ−マイクロメートル^２≦│Ｖ_３│≦２００％Δ−マイクロメートル^２である、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
１００％Δ−マイクロメートル^２≦│Ｖ_３│≦１５０％Δ−マイクロメートル^２である、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
１０マイクロメートル≦ｒ_５≦６３マイクロメートルである、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
１０マイクロメートル≦ｒ_５≦５０マイクロメートルである、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１０
３０マイクロメートル≦ｒ_５≦６２．５マイクロメートル、又は３０マイクロメートル≦ｒ_５≦５０．５マイクロメートルである、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１１
上記光ファイバは、１５５０ｎｍ未満の、２２ｍケーブルカットオフ波長を有する、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
上記第２の外側クラッド層は５〜１５重量％のチタニアを含み、５マイクロメートル≦Ｔ_Ｍ≦１５マイクロメートルである、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
上記１５５０ｎｍでのモードフィールド直径（ＭＦＤ_１５５０）は、９マイクロメートル≦ＭＦＤ_１５５０≦１０マイクロメートルである、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
上記屈折率抑制クラッド領域の上記相対屈折率Δ_３は、−０．２％≦Δ_３≦−０．７％である、実施形態１〜１３のいずれか１つに記載の光ファイバ。

実施形態１５
上記屈折率抑制クラッド領域の上記相対屈折率Δ_３は、−０．３％≦Δ_３≦−０．５％である、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
上記コア領域は、１０≦α≦１００のαを備える、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
上記ファイバの上記中央コア領域は、１≦α≦１０のアルファを示す、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
上記光ファイバは：
＞９マイクロメートルの、１５５０ｎｍでのＭＦＤ；
１２６０ｎｍ超かつ１５４０ｎｍ未満の、ケーブルカットオフ波長；
≦１ｄＢ／ｔｕｒｎの、半径２．５ｍｍのマンドレルでの曲げ損失；
＜０．５ｄＢ／ｔｕｒｎの、半径５ｍｍのマンドレルでの曲げ損失；
を示し、
上記曲げ損失はマクロ曲げ損失であり、波長１５５０ｎｍで測定される、実施形態１に記載のファイバ。

実施形態１９
上記光ファイバは、０．５５ｄＢ／ｔｕｒｎ以下の、マンドレルの半径ｆにおけるマクロ曲げ損失を示す、実施形態１８に記載のファイバ。

実施形態２０
上記光ファイバは：
１２００ｎｍ＜ケーブルカットオフ波長＜１５４０ｎｍ；
０．００１ｄＢ／ｔｕｒｎ＜曲げ半径２．５ｍｍでのマクロ曲げ損失＜０．５５ｄＢ／ｔｕｒｎ；及び
０．００１ｄＢ／ｔｕｒｎ＜曲げ半径５ｍｍでのマクロ曲げ損失＜０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ
を示し、
上記マクロ曲げ損失は波長１５５０ｎｍで測定される、実施形態１に記載のファイバ。

実施形態２１
上記ファイバは、第２の外側クラッド層を取り囲むコーティングを含み、上記コーティングは：０．１〜１ＭＰａのヤング率を有する一次コーティングＰ；及び１１００ＭＰａ〜２５００ＭＰａのヤング率を有する二次コーティングＳを備え、上記二次コーティングは、２４２マイクロメートル以下の外側コーティング直径を有する、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
上記シングルモードカットオフ波長は、半径２．５ｍｍのマンドレルの周囲で１周だけ曲げた場合に、１１００ｎｍ〜１４５０ｎｍである、実施形態１〜２１のいずれか１つに記載のファイバ。

実施形態２３
８０％Δ−マイクロメートル^２≦│Ｖ_３│≦２００％Δ−マイクロメートル^２である、実施形態１〜２２のいずれか１つに記載のファイバ。

実施形態２４
ａ．シリコンフォトニクスチップ；
ｂ．曲げ半径≦５ｍｍまで曲げられたセクションを有し、上記シリコンフォトニクスチップに結合された、光ファイバ
を備える、マイクロ光学デバイスであって、
上記ファイバは：
３．０〜マイクロメートルの外半径ｒ_１、及び０．３２％〜０．５％の相対屈折率Δ_１ｍａｘを備える、コア領域；
上記コア領域を取り囲む屈折率抑制クラッド領域であって、外半径ｒ_３と、−０．２％未満の相対屈折率Δ_３と、６０％Δ−マイクロメートル^２≦│Ｖ_３│≦２００％Δ−マイクロメートル^２となるようなトレンチ体積Ｖ_３とを備える、屈折率抑制クラッド領域；
上記屈折率抑制クラッド領域を取り囲む第１の外側クラッド領域であって、相対屈折率Δ_４及び外半径ｒ_４を備える、第１の外側クラッド領域；並びに
相対屈折率Δ_５及び外半径ｒ_５を備える第２の外側クラッド層であって、上記第２の外側クラッド領域は、５〜２０重量％のチタニアでドープされたシリカ系ガラスを含み、３マイクロメートル≦Ｔ_Ｍ≦３０マイクロメートルとなるような厚さＴ_Ｍを有し、上記第２の外側層は、６５マイクロメートル以下の上記外半径を有する、第２の外側クラッド層
を備え、
上記光ファイバは：８．３マイクロメートル≦ＭＦＤ_１５５０≦１０．５マイクロメートルの、１５５０ｎｍでのモードフィールド直径（ＭＦＤ_１５５０）；半径２．５ｍｍのマンドレルの周囲で１周だけ曲げた場合に＜１５５０ｎｍの、シングルモードカットオフ波長；最低６５マイクロメートル^２、かつ８５マイクロメートル^２未満の、１５５０ｎｍでの有効面積；及び１．０ｄＢ／ｔｕｒｎの、半径２．５ｍｍのマンドレルを用いたマンドレル巻き付け試験で決定される１５５０ｎｍでの曲げ損失を備える、マイクロ光学デバイス。

実施形態２５
上記ファイバは、≦０．５５ｄＢ／ｔｕｒｎの、半径２．５ｍｍのマンドレルを用いたマンドレル巻き付け試験で決定される１５５０ｎｍでの曲げ損失を示す、実施形態２４に記載のマイクロ光学デバイス。

実施形態２６
上記光ファイバは、≦３ｍｍの曲げ半径まで曲げられたセクションを有する、実施形態２４又は２５に記載のマイクロ光学デバイス。

実施形態２７
上記光ファイバは、≦２．５ｍｍかつ０．５ｍｍ以上の曲げ半径まで曲げられたセクションを有する、実施形態２４又は２５に記載のマイクロ光学デバイス。

実施形態２８
上記光ファイバは：８．５マイクロメートル≦ＭＦＤ_１５５０≦１０マイクロメートルの、１５５０ｎｍでのモードフィールド直径（ＭＦＤ_１５５０）；及び０．０１ｄＢ／ｔｕｒｎ〜０．５５ｄＢ／ｔｕｒｎの、半径２．５ｍｍのマンドレルを用いたマンドレル巻き付け試験で決定される１５５０ｎｍでの曲げ損失を有する、実施形態２３〜２７のいずれか１つに記載のマイクロ光学デバイス。

実施形態２９
８０％Δ−マイクロメートル^２≦│Ｖ_３│≦２００％Δ−マイクロメートル^２である、実施形態２６〜２８のいずれか１つに記載のマイクロ光学デバイス。

実施形態３０
ａ．実施形態１〜２４のいずれか１つに記載の光ファイバであって、上記光ファイバは≦５ｍｍの曲げ半径ｒ_ｂまで曲げられたセクションを有する、光ファイバ；
ｂ．上記ファイバの上記曲げられたセクションに光学的に結合される、シリコンフォトニクスチップ
を備える、マイクロ光学デバイス。

実施形態３１
上記ファイバの上記セクションは、ｒ_ｂ≦３ｍｍの上記曲げ半径ｒ_ｂまで曲げられる、実施形態３０に記載のマイクロ光学デバイス。

実施形態３２
上記ファイバの上記セクションは、２．５ｍｍ≧ｒ_ｂ≧１ｍｍとなるような上記曲げ半径ｒ_ｂまで曲げられる、実施形態３０に記載のマイクロ光学デバイス。

５ フェルールコネクタ、コネクタ
７ 結合デバイス、コネクタ、シリコンフォトニクスチップ
７’ Ｓｉ導波路
７_Ｇ 格子
１０ 中心コア領域
２０ 内側クラッド領域、内側クラッド、第１のクラッド領域
３０ クラッド領域、トレンチ領域、第３の領域、トレンチクラッド領域、屈折率抑制領域
４０ 外側クラッド領域、第１の外側クラッド領域、第４の領域
５０ クラッドセクション、クラッド
６０ 最外クラッド層、最外クラッド領域、外側クラッド層、第２の外側クラッド、クラッド層、機械的信頼性層
７０ コーティング、コーティング層、保護コーティング
１００ 光ファイバ

Claims (10)

1. ３．０≦ｒ_１≦７．０マイクロメートルの外半径ｒ_１、及び０．３２％≦Δ_１ｍａｘ≦０．５％の相対屈折率Δ_１ｍａｘを備える、コア領域；
   前記コア領域を取り囲む屈折率抑制クラッド領域であって、外半径ｒ_３と、−０．２％未満の相対屈折率Δ_３と、４５％Δ−マイクロメートル^２≦│Ｖ_３│≦２００％Δ−マイクロメートル^２となるようなトレンチ体積Ｖ_３とを備える、屈折率抑制クラッド領域；
   前記屈折率抑制クラッド領域を取り囲む第１の外側クラッド領域であって、相対屈折率Δ_４及び外半径ｒ_４を備える、第１の外側クラッド領域；並びに
   相対屈折率Δ_５を備える第２の外側クラッド層であって、前記第２の外側クラッド領域は、５〜２０重量％のチタニアでドープされたシリカ系ガラスを含み、３マイクロメートル≦Ｔ_Ｍ≦３０マイクロメートルとなるような厚さＴ_Ｍを有し、前記第２の外側層は、６５マイクロメートル以下の外半径ｒ_５を有する、第２の外側クラッド層
   を備える、光ファイバであって、
   前記光ファイバは：８．３マイクロメートル≦ＭＦＤ_１５５０≦１０．５マイクロメートルの、１５５０ｎｍでのモードフィールド直径（ＭＦＤ_１５５０）；半径２．５ｍｍのマンドレルの周囲で１周だけ曲げた場合に＜１５５０ｎｍの、ファイバカットオフ波長；最低６５マイクロメートル^２、かつ８５マイクロメートル^２未満の、１５５０ｎｍでの有効面積；及び１．０ｄＢ／ｔｕｒｎの、半径２．５ｍｍのマンドレルを用いたマンドレル巻き付け試験で決定される１５５０ｎｍでの曲げ損失を備える、光ファイバ。
2. 前記ファイバは、≦０．５５ｄＢ／ｔｕｒｎの、半径２．５ｍｍのマンドレルを用いたマンドレル巻き付け試験で決定される１５５０ｎｍでの曲げ損失を示す、請求項１に記載の光ファイバ。
3. １０マイクロメートル≦ｒ_５≦６３マイクロメートルである、請求項１又は２に記載の光ファイバ。
4. 前記光ファイバは、１５５０ｎｍ未満の、２２ｍケーブルカットオフ波長を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光ファイバ。
5. 前記屈折率抑制クラッド領域の前記相対屈折率Δ_３は、−０．２％≦Δ_３≦−０．７％である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光ファイバ。
6. 前記コア領域は、１０≦α≦１００のαを備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光ファイバ。
7. 前記光ファイバは：
   （Ｉ）＞９マイクロメートルの、１５５０ｎｍでのＭＦＤ；
   １２６０ｎｍ超かつ１５４０ｎｍ未満の、ケーブルカットオフ波長；
   ≦１ｄＢ／ｔｕｒｎの、半径２．５ｍｍのマンドレルでの曲げ損失；
   ＜０．５ｄＢ／ｔｕｒｎの、半径５ｍｍのマンドレルでの曲げ損失；
   を示し、
   前記曲げ損失はマクロ曲げ損失であり、波長１５５０ｎｍで測定されるか；又は
   （ＩＩ）１２００ｎｍ＜ケーブルカットオフ波長＜１５４０ｎｍ；
   ０．００１ｄＢ／ｔｕｒｎ＜曲げ半径２．５ｍｍでのマクロ曲げ損失＜０．５５ｄＢ／ｔｕｒｎ；及び
   ０．００１ｄＢ／ｔｕｒｎ＜曲げ半径５ｍｍでのマクロ曲げ損失＜０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ
   を示し、
   前記マクロ曲げ損失は波長１５５０ｎｍで測定される、請求項１に記載のファイバ。
8. ａ．請求項１〜７の光ファイバであって、曲げ半径≦５ｍｍまで曲げられたファイバセクションを有する、光ファイバ；及び
   ｂ．前記ファイバの前記曲げられたセクションに光学的に結合された、シリコンフォトニクスチップ
   を備える、マイクロ光学デバイス。
9. 前記ファイバセクションは、≦３ｍｍの曲げ半径まで曲げられる、請求項８に記載のマイクロ光学デバイス。
10. 前記ファイバセクションは、２．５ｍｍ≧ｒ_ｂ≧１ｍｍとなるような前記曲げ半径ｒ_ｂまで曲げられる、請求項８に記載のマイクロ光学デバイス。

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