JP2533083B2 - 1.5μ帯零分散シングルモ−ドフアイバ - Google Patents

1.5μ帯零分散シングルモ−ドフアイバ

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JP2533083B2 JP60220189A JP22018985A JP2533083B2 JP 2533083 B2 JP2533083 B2 JP 2533083B2 JP 60220189 A JP60220189 A JP 60220189A JP 22018985 A JP22018985 A JP 22018985A JP 2533083 B2 JP2533083 B2 JP 2533083B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、新規はプロフアイルの1.5μm帯零分散シ
ングルモードフアイバに関するもので、詳しくは、フア
イバ相互の接続が容易に可能な1.5μm帯零分散シング
ルモードフアイバに関する。
(従来の技術) シングルモード光フアイバは、クラツド径に比しコア
径が小さく、ひとつの伝搬モードだけを通すため分散が
小さく帯域が広いが、フアイバ相互の接続やレーザ光等
の光の入射は非常に困難である。
ところで近年、大容量長距離伝送に適用できる光フア
イバとして、1.5μm帯に零分散波長を有するシングル
モードフアイバが検討されている。すなわち、中継間隔
(距離)を大きくし、高い伝送速度で情報を送るために
は、マルチモードフアイバより広い伝送帯域を持つシン
グルモードフアイバ用い、また、従来の石英系フアイバ
は1.3μmで零分散となるよう設計されているが、石英
系ガラスフアイバは波長1.5〜1.6μmの領域でその伝送
損失が最小となるので、該シングルモードフアイバとし
ては1.5μm帯で零分散となるものを用いることが考え
られる。
ところでシングルモードフアイバの零分散波長を1.3
μmから1.5μmに移動させることは、フアイバのコア
とクラツドとの比屈折率差Δnを大きくすることや、フ
アイバ断面構造・プロフアイルを変化させる方法により
可能である。しかし、従来のステツプインデツクス型プ
ロフアイルのものを高Δn、細径コアとすると、UV吸収
損失等が増加してしまい、低損失なフアイバは得られな
かつた。
これに対し、コアの屈折率分布を三角形プロフアイル
とすることが低損失化に有効であると報告されている。
{文献1:サイフイ外,オプチツクス レターズ、第7
巻、No.1,43〜45頁,〔Saifi et.al.Optics Letters,vo
l.7,No.1,p43〜45(1982)〕,文献2:アインスリイー
外,Ainslie et.al.,JQQC Tech.Dig.28A3−1,p46〜47(1
983),文献3:同ibid,J.Nov−Cryst.Solids 47,p243〜2
46(1982)}。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、公知な三角形プロフアイルの1.5μm
帯零分散シングルモードフアイバは、コアとクラツドの
境界面の傾斜を小さくして、界面に依存する損失をでき
るだけ小さくする構造(すなわち三角形)をとっている
ので、コアとクラツド境界が、ステップ型プロフアイル
のフアイバに比して不明瞭であり、このために、光フア
イバ相互の接続、特にコア目視にする接続において、大
きな接続ロスを発生する可能性のある点が問題であっ
た。
なお、シングルモード光フアイバの接続は、コア径が
非常に細いため、フアイバ外周合せによる接続は適用で
きず、コア軸合せが必要であり、この際に光フアイバを
側面から観察し、画像処理技術によってコアを認識し、
調心を行う方法をコア目視による接続(コア直視法)と
いう。この原理は、光フアイバに側面から光を当てる
と、あたかも円柱レンズのように中心部分に光が集合さ
れるが、屈折率の差からコア部を通過した光はクラツド
部を通過した光よりも中心付近に集合されるので、両者
は区別されることにあり、これを利用してTV画面におい
てコア部とクラツド領域は2本の暗線を境界として区別
して認識できる。
本発明の目的は、従来のシングルモードフアイバの欠
点を解消し、その接続が容易でコア直視法を可能とする
ような、低損失で1.5μm帯に零分散波長を有するシン
グルモードフアイバを提供することにある。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、GeO2−SiO2からなり屈折率n1の中心の第1
コア層及び該第1コア層の多側のSiO2からなり屈折率n2
の第2コア層からなるコア層と、F−SiO2からなる屈折
率n3のクラッド層とからなり、n1>n2>n3であり、且つ
該第2コア層と該クラッド層の境界部の屈折率変化が階
段状であることを特徴とする1.5μm帯零分散シングル
モードファイバを提供する。
また本発明は、SiO2からなり屈折率n1の中心の第1コ
ア層及び該第1コア層の外側のF−SiO2からなり屈折率
n2の第2コア層からなるコア層と、F−SiO2からなり屈
折率n3のクラッド層とからなり、n1>n2>n3であり、且
つ該第2コア層と該クラッド層の境界部の屈折率変化が
階段状であることを特徴とする1.5μm帯零分散シング
ルモードファイバを提供する。
以下、図面を参照して説明する。
本発明は第1図に示すように、フアイバ中心の屈折率
n1の第1コア層1、該第1コア層よりも低い屈折率n2
第2コア層2および、第2コア層の外周に屈折率n3のク
ラッド層3を有するフアイバにおいて、第2コア層2と
クラツド層3の境界屈折率変化を階段状にしたものであ
る。
第2図(a)は本発明の1実施態様で第1コア層が段
階状分布をもつ例を示し、第2図(b)は本発明の別の
実施態様の第1コア層がグレーデツド型分布をもつ例を
示す。
このように第2コア層とクラッド層の境界の屈折率を
階段状にすると、光フアイバ相互のコア目視による接続
の際、調心が容易となり、接続ロスの増大を防止でき、
また接続が容易に可能となる。
本発明においては、該第1コア層のガラス組成がGeO2
−SiO2、該第2コア層のガラス組成がSiO2、該クラツド
層のガラス組成がF−SiO2である場合、フアイバ外径D
とコア部径dの比が、D/d≦15となるように、n1,n2,n3
を設定すること、 または、該第1コア層のガラス組成がSiO2、該第2コ
ア層のガラス組成がF−SiO2、該クラツド層のガラス組
成がF−SiO2である場合、フアイバ外径Dとコア部径d
の比が、D/d≦19であるように、n1,n2,n3を設定するこ
と、 が特に望ましい。
なお、n1,n2,n3,D/d等のパラメータ構造は、零分散波
長、MFD(モード フイールド ダイアメーター)、曲
げ損失値と密接に関係しており所望のフアイバ特性が得
られるようn1,n2,n3からD/dを決定する。
本発明の1.5μm零分散シングルモードフアイバにお
けるD/dの下限値は6である。なおDはガラスフアイバ
径125μmであるからD/dからdが決まる。
本発明においてはn1,n2,n3は、 の範囲にあると考えられる。
また、本発明においては中心コアのGeO2濃度を低減
し、クラツドにフッ素を添加することにより、GeO2に起
因するガラスの固有散乱(レーリ散乱)を小さくでき、
低損失化に極めて有効となる。
(実施例) 実施例1 VAD法を用いて、第3図に示す屈折率分布をもつ、SiO
2−GeO2第1コア(屈折率n1)及びSiO2第2コア(屈折
率n2)からなるコアロツドを作製した。該ロツドは外径
46mm、長さ210mmで、第1コアと第2コアの比屈折率差 は、0.81%であった。この焼結透明ロツドを抵抗加熱炉
を用いて、外径3mmの細径ロツドに延伸したのち、石英
ガラスの屈折率に比して0.2%低屈折率のFを添加した
外径25mmの石英管内に上記細径ロツドを挿入し、管の外
部から酸水素炎にて温度2030℃に加熱して、管とロツド
の間隙を中実化し、一体化した。さらに、コアとクラツ
ドの径を調整する目的で、酸水素炎石英トーチを用い
て、ロツドの外側にスートを推積し、フツ素系ガス雰囲
気中にて焼結し、第4図に示すように、外径Dとコア部
径dの比D/dが15となるように、クラツド層とほぼ同じ
屈折率のジャケツト層を形成した。得られたプリフオー
ム母材は抵抗加熱炉を用いて線引し、外径125μmのシ
ングルモードフアイバを得た。
得られたフアイバの特性を評価したところ、光の波長
1.55μmで損失0.23dB/km、分散値1.2psec/km・nmであ
った。
また、このフアイバをコア直視法を用いて接続試験を
繰り返し試みたところ、N=50で平均接続損失=0.04
dBという良好な値を得た。
実施例2 VAD法により作製した純SiO2のガラスロツドを抵抗炉
を用いて外径2.5mmに延伸した後、石英ガラスの屈折率
に比し比屈折率差で0.3%低い屈折率のフツ素添加石英
管中に挿入し、中実化したのちに、さらに石英ガラスよ
りも比屈折率差で0.65%低い屈折率のフツ素添加石英管
中に上記中実化ロツドを挿入して、中実化・コラツプス
した。この時のD/dは〜19であつた。
得られたプリフオーム母材をフアイバ化したところ、
光の波長1.55μmでの損失0.26dB/km,分散0.6psec/km・
nmであつた。
また、このフアイバについて、コア直視法を用いて接
続試験を繰り返したところ、N=50で平均接続損失=
0.05dB/kmという良好な値を得た。
(発明の効果) 本発明のシングルモードフアイバは低損失で1.5μm
帯で零分散であり、コア直視法により容易に接続が可能
なため、1.5μm帯のシングルモードフアイバによる大
容量長距離伝送に非常に有利なフアイバである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のフアイバの断面図、 第2図(a)及び(b)は本発明の実施態様のフアイバ
断面と屈折率分布の関係を説明する図で、第2図(a)
は第1コア層が階段状分布を持つ場合、第2図(b)は
第1コア層がグレーデツド型分布を持つ場合を示す。 第3図は実施例1のコアロツドの断面と屈折率分布の関
係を示す図、 第4図は実施例1で得られたプリフオーム母材の屈折率
分布を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石黒 洋一 横浜市戸塚区田谷町1番地 住友電気工 業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 田中 豪太郎 横浜市戸塚区田谷町1番地 住友電気工 業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 水谷 太 横浜市戸塚区田谷町1番地 住友電気工 業株式会社横浜製作所内 (56)参考文献 特開 昭51−113643(JP,A) 特開 昭59−226301(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】GeO2−SiO2からなる屈折率n1の中心の第1
    コア層と該第1コア層の上にSiO2からなる屈折率n2の第
    2コア層とからなるコア層と、該コア層の上にF−SiO2
    からなる屈折率n3のクラッド層があり、前記各層の屈折
    率がn1>n2>n3であり、且つ該第2コア層と該クラッド
    層の境界部の屈折率変化が階段状であることを特徴とす
    る1.5μm帯零分散シングルモードファイバ。
  2. 【請求項2】SiO2からなる屈折率n1の中心の第1コア層
    と該第1コア層の上にF−SiO2からなる屈折率n2の第2
    コア層とからなるコア層と、該コア層の上にF−SiO2
    らなる屈折率n3のクラッド層があり、前記各層の屈折率
    がn1>n2>n3であり、且つ該第2コア層と該クラッド層
    の境界部の屈折率変化が階段状であることを特徴とする
    1.5μm帯零分散シングルモードファイバ。
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