JP2668677B2 - 分散シフト光フアイバ - Google Patents
分散シフト光フアイバInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、長距離、低損失、広帯域の光ファイバ伝
送系に最適な石英系の光ファイバに関し、特に、1.4μ
ｍ〜1.7μｍという広い波長域にわたって波長分散を低
くした分散シフト光ファイバに関する。 従来の技術 従来から良く知られているように、石英系光ファイバ
の低損失波長域は1.4μｍ〜1.7μｍの波長域（望ましく
は1.5μｍ〜1.6μｍの波長域）にある。すなわち、長距
離無中継光伝送を行なうにはこの波長域が最も適してお
り、たとえば光ファイバ伝送系の光源として10mW程度の
出力を有するレーザダイオードを用いて250km程度の無
中継伝送が可能である。 一方、伝送速度に関して、光源の波長が単一スペクト
ルでないためにいわゆる波長分散による伝送波形の歪の
影響の問題がある。これまで最も良く使用されてきた第
８図に示すようなコア径約10μｍ、コア・クラッド間の
比屈折率差Δ＝0.3％の単一モードファイバでは、波長
分散は第９図の実線で示される曲線のようになり、波長
1.3μｍでは零となるが、それ以外の波長では大きな値
となる。たとえば最も伝送損失が少なくなる波長1.55μ
ｍでの波長分散値は、この従来型単一モードファイバで
は約17〜20p sec/km/nmとなる。この意味は光源のスペ
クトル幅1nm、ファイバ長さ1km当りの光パルスの広がり
が17〜20p secあるということである。この場合、たと
えば光源のスペクトル幅が4nm（半値全幅）、100km伝
送、光ファイバの波長分散が20p sec/km/nmのとき、光
パルス幅は8n secとなり、せいぜい60Mbit/sec程度の情
報しか送れないことになる。 そこで、これを改善するために考えられたのが波長分
散曲線を第９図の１点鎖線で示すようにシフトさせた分
散シフト光ファイバである。この分散シフト光ファイバ
では、零分散波長を低損失帯である1.5μｍ帯にシフト
させるためにその屈折率分布に工夫を要し、たとえば第
10図Ａ〜Ｄのような屈折率分布としている。 ところで、一般に光ファイバの波長分散は、第11図に
示すように材料分散と導波路分散との和で表わされ
るが、材料分散は光ファイバの屈折率分布にあまり左
右されない。そこで、導波路分散を、材料分散と異
符号でかつ絶対値を等しくして、第９図の１点鎖線で示
す波長分散曲線のように1.55μｍ付近で波長分散を零と
している。そのためには、実際にはΔが小さいと十分大
きい導波路分散が得られないので、Δ＝0.65％もしくは
それ以上にする必要があり、第10図の屈折率分布をとる
光ファイバにおいて同様のパラメータとしている。 発明が解決しようとする問題点 しかし、上記のような低損失、低分散光ファイバは、
それだけでは実際に使用することはできない。すなわ
ち、一般の光ファイバと同様に、 （１）、安定にケーブル化できること、 （２）、低い損失で接続できること、 が必要である。 光ファイバは実際の使用環境に敷設することができる
ようにする必要があり、そのため、ケーブル化される。
すなわち、光ファイバを他のケーブル構成材料とともに
集合して外被（保護シース）を施し、ケーブルへの引っ
張り力やケーブルへの横方向からの力に対して保護す
る。このとき、曲げられることがある。ところが、元来
光ファイバは外径も細く、しなやかで、容易に曲がり易
い。そのため、ファイバパラメータの設定によっては、
曲げられたときに光を十分にファイバコア内にとじ込め
ておくことができず、放射してしまうことが生じる。定
性的に言えば、分散シフト光ファイバでは、零分散波長
が一定の場合、コア・クラッド間の比屈折率差が大きい
ほど、同じ曲げ半径に対して曲げに伴う損失増加が小さ
くなる。 一方、光ファイバ同志を接続する場合、いわゆるモー
ドフィールド径が大きい方が有利である。ここで、モー
ドフィールド径と言うのは、光ファイバ断面内における
光エネルギの広がり方を示す指標であるが、その大きさ
はコア径とは一致しない。いわゆる単一モードフィイバ
においては、伝播するエネルギはコア内のみを伝播する
のではなくて、10％ないし50％のエネルギがクラッド中
を伝わるので、分散シフト光ファイバのように原理的に
コアへの光のとじ込めが弱くなりがちな光ファイバの場
合には、モードフィールド径の方がコア径よりも大きく
なる。しかし、分散シフト光ファイバの場合、通常の1.
3μｍ零分散ファイバと比較して最初からコア径が細め
に設定されているので、最終的なモードフィールド径を
それほど大きくすることができない。光ファイバと光フ
ァイバとの接続において最も問題となるのは、コアの偏
心であり、その偏心量は、通常、コアの中心が光ファイ
バの外径の中心に対してどれだけずれているかで表わさ
れる。偏心量が大きいと光ファイバと光ファイバとの外
径を一致させて突き合わせたとき、コアとコアの中心が
一致せず、一方の光ファイバの光が他方の光の光ファイ
バに伝達されず外に放射してしまう。これが接続損失で
ある。また、同じ偏心量であっても、接続する光ファイ
バのモードフィールド径が小さければ相対的に光の伝達
量は減少するので接続損失が大きくなる。すなわち、分
散シフト光ファイバを接続するには、同じ零分散波長の
場合、モードフィールド径が大きい方が良いと言える。
同じ零分散波長の場合、モードフィールド径を大きくす
るにはコア・クラッド間の比屈折率差を小さくすること
が有効である。 このように、一方で曲げ損失を小さくするためのはコ
ア・クラッド間の比屈折率差を大きくする必要があり、
他方でモードフィールド径を大きくして接続損失を小さ
くするためにはコア・クラッド間の比屈折率差を小さく
する必要があるというように、両者が矛盾することにな
り、従来では、両方を同時に満足させることはできなか
った。 この発明は、曲げ損失を小さく抑えることと、接続損
失を小さくするためにモードフィールド径を大きくする
こととの両方を達成する分散シフト光ファイバを提供す
ることを目的とする。 問題点を解決するための手段 この発明の分散シフト光ファイバは、石英ガラスを主
成分とするもので、コアとなる高屈折率部分の中心付近
に該高屈折率部分の外径の実質的に35％以上の直径を持
つ低屈折率部分が設けられて半径方向の屈折率分布が実
質的に凹型とされ、且つ実質的に単一のモードが伝播し
しかも波長分散値が実質的に零となる波長が1.4μｍ以
上の波長になるようコアとなる高屈折率部分の外径およ
びこの高屈折率部分の屈折率とその外側周囲のクラッド
となる部分の屈折率との差が調整されていることが特徴
となっている。 作用 種々の屈折率分布を有する分散シフト光ファイバの曲
げ損失特性とモードフィールド径との関係を調べてみた
ところ、第２図のようなデータが得られた。ここで、モ
ードフィールド径は、「半径方向にガウス分布状の強度
分布を有する光ビームで光ファイバを励振するとき、最
も効率良く光が励振されるところの光ビームの（1/e）
直径」で定義されている。第２図でαは光ファイバの屈
折率分布を決定しているパラメータであって、α＝１は
三角形屈折率分布、α＝∞はいわゆるステップ型屈折率
分布に対応している。この図において、光ファイバの曲
げ損失特性は、光ファイバを直径20mmに曲げたときの光
ファイバ1mあたりの損失で代表して示してある。発明者
らのこれまでの経験からは、比較的容易にケーブル化で
きるためには、直径20mmにおける曲げ損失がおおよそ30
dB/m以下である必要がある。 この第２図において興味深いことは、いわゆる単峰型
の屈折率分布では、三角形でもステップ型でもほとんど
同一曲線上にあり、零分散波長が同一でモードフィール
ド径が同じである限りはたとえピークの屈折率が異なろ
うとも実質的に同じ曲げ損失特性を示すということであ
る。このような解析を行なう前は、三角形や２乗分布の
ようにコアの中心の屈折率が高くてコア周辺の屈折率が
低い場合にはモードフィールド径の電磁界分布が広が
り、零分散波長が一定の下においてもモードフィールド
径を大きくすることが可能であると思われていた。とこ
ろが、事実は、この直感的な認識に反して単峰型である
限りはどれでも五十歩百歩である。 そこで、発明者らは、半径方向の屈折率分布が凹型の
場合、同じモードフィールド径であっても曲げ損失を小
さくできることを見いだした。第２図に示すように凹型
の屈折率分布の場合、内径／外径比が0.5（d2/d1＝0.
5）、零分散波長が1.55μｍ、モードフィールド径が８
μｍのとき、ステップ型と比べて曲げ損失が約1/3に改
善されている。さらにd2/d1＝0.65としたときは、約1/1
0の曲げ損失特性に改善される。このような曲げ損失特
性の改善は、原理的には、屈折率分布の中心部の落ち込
みによりもたらされたものであるが、前述のように単峰
型の屈折率分布ではかなり大きく分布を変化させてもモ
ードフィールド径に影響が与えられないことを考える
と、この凹型分布の効果の大きさが分る。 そして、この分散シフト光ファイバにおいて凹型分布
の効果が現われるのは、コアの内径（低屈折率部分の直
径）がコアの外径（高屈折率部分の外径）に対して実質
的に35％以上に大きくしたときであることが、多くの実
験等の結果から求められている。 なお、第３図には一例としてピークの屈折率差が約１
％で、コアの内径（d2）／外径（d1）比0.5の場合のモ
ードフィールド径の実際の形を示す。 実 施 例 この発明の一実施例にかかる分散シフト光ファイバ
は、VAD法によって作製された。すなわち、第４図に示
すような、一般的な多数本バーナを備えるVAD単一モー
ドファイバ用母材製造装置を用いた。この第４図では７
本のバーナ１〜７よりガラス微粉末を発生し、これを軸
方向に堆積させてガラス微粉末焼結体８を形成する。不
要なガス等は排気管９により排気される。通常の屈折率
分布の光ファイバを製造する場合は最下部に配した第１
バーナ１にドーパントガスを供給するのに対し、ここで
は第１バーナ１にはドーパントガスを流さぜに酸化もし
くは加水分解により純粋な石英ガラスの微粉末を発生す
るような主原料ガスを供給する。その代り、第２のバー
ナ２にのみドーパントガスを主原料ガスとともに供給し
て第１図のような半径方向に凹型の屈折率分布を形成す
る。具体的には、この実施例では、次表に示すような流
量で、第１バーナ１から第７バーナ７までの各バーナに
原料ガスおよび燃焼／加熱ガスであるところの酸素／水
素ガスをArガス（キャリアガス）とともに供給した（流
量の単位;cc/分）。 バーナ Ar SiCl4 GeCl4 酸素 水素 １ 30 35 0 800 400 ２ 100 120 40 1200 600 ３ 150 150 0 1500 700 ４ 200 200 0 3800 1700 ５ 350 300 0 7000 4000 ６ 500 500 0 10000 6000 ７ 1000 900 0 25000 12000 こうして作製したガラス微粉末焼結体８を、塩素ガス
を含有するヘリウムガス雰囲気内で、約800℃の温度で
もって脱水処理を行ない、さらに1640℃の温度を有する
ヘリウム雰囲気で透明ガラス化してファイバプリフォー
ムを作った。このファイバプリフォームを約2000℃の炉
内で線引きしてファイバ化し、光ファイバを得た。こう
して得た光ファイバの屈折率分布は第５図のようになっ
た。また、光ファイバの損失は、波長1.55μｍにおいて
0.218dB/kmと良好であり、さらに目的とする零分散波長
はほぼ1.55μｍであった。また、曲げ損失を測定したと
ころ、1.55μｍの波長において10dB/mと比較的低いもの
であった。モードフィールド直径は、このように曲げ損
失が低いものであるにもかかわらず、計算通り8.5μｍ
と大きいものとなった。 なお、他の実験等により、実質的な凹型の屈折率分布
の効果が現われるのは、コアの内径／外径比が0.35以上
の場合であった。 また、凹型の屈折率分布は第１図に示すようなものに
限らず、第６図Ａ〜Ｆのようなものが考えられる。すな
わち、中心部の屈折率がクラッド部の屈折率より高くな
っていてもよいし（同図Ａ）、凹型分布の外側に、クラ
ッド部よりも屈折率の高い層を設けて最終的に２重もし
くはそれ以上の多重の凹型屈折率分布とし（同図Ｂ、
Ｃ、Ｄ）、または各層の境界が明確でなく、いわゆる、
だれを生じている状態（同図Ｅ、Ｆ）でもよい。 さらに、第６図Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｆのような屈折率分布の
場合、パラメータの設定値を選択することにより、第７
図に示すような、1.3μｍ〜1.6μｍのかなり広い波長帯
にわたって分散が零に近い平坦な分散特性を得ることが
可能である。 また、製造方法としては、上記のようなVAD法の他
に、いわゆるMCVD法や外付け法などが適用できる。MCVD
法および外付け法の場合には光ファイバの半径方向の屈
折率分布の制御が半径方向に行なわれるため特に格別の
配慮がなくても上記のような凹型分布を容易に作製でき
る。特に、従来、ガラス微粉末の堆積を行なう際にマン
ドレルを使用している外付け法の場合、マンドレルの代
りに純粋な石英ガラス棒を用いることにすれば、マンド
レルをガラス微粉末堆積工程の後に引き抜くことが必要
なくなるので、上記のような凹型分布の作製に有利であ
る。 発明の効果 この発明によれば、分散シフト光ファイバにおいて、
コアとなる高屈折率部分の中心付近に低屈折率部分を設
けて屈折率分布を単に凹型にしたのみでなく、低屈折率
部分の直径を実質的に高屈折率部分の外径の35％以上と
し、しかも、コアとなる高屈折率部分の外径およびこの
高屈折率部分の屈折率とその外側周囲のクラッドとなる
部分の屈折率との差を、実質的に単一のモードが伝播し
しかも波長分散値が実質的に零となる波長が1.4μｍ以
上の波長となるよう調整したので、曲げ損失を小さく抑
えることと、モードフィールド径を大きくして接続損失
を小さくすることとを両立させることのできる、波長分
散曲線をシフトさせた分散シフト光ファイバを得ること
ができる。
送系に最適な石英系の光ファイバに関し、特に、1.4μ
ｍ〜1.7μｍという広い波長域にわたって波長分散を低
くした分散シフト光ファイバに関する。 従来の技術 従来から良く知られているように、石英系光ファイバ
の低損失波長域は1.4μｍ〜1.7μｍの波長域（望ましく
は1.5μｍ〜1.6μｍの波長域）にある。すなわち、長距
離無中継光伝送を行なうにはこの波長域が最も適してお
り、たとえば光ファイバ伝送系の光源として10mW程度の
出力を有するレーザダイオードを用いて250km程度の無
中継伝送が可能である。 一方、伝送速度に関して、光源の波長が単一スペクト
ルでないためにいわゆる波長分散による伝送波形の歪の
影響の問題がある。これまで最も良く使用されてきた第
８図に示すようなコア径約10μｍ、コア・クラッド間の
比屈折率差Δ＝0.3％の単一モードファイバでは、波長
分散は第９図の実線で示される曲線のようになり、波長
1.3μｍでは零となるが、それ以外の波長では大きな値
となる。たとえば最も伝送損失が少なくなる波長1.55μ
ｍでの波長分散値は、この従来型単一モードファイバで
は約17〜20p sec/km/nmとなる。この意味は光源のスペ
クトル幅1nm、ファイバ長さ1km当りの光パルスの広がり
が17〜20p secあるということである。この場合、たと
えば光源のスペクトル幅が4nm（半値全幅）、100km伝
送、光ファイバの波長分散が20p sec/km/nmのとき、光
パルス幅は8n secとなり、せいぜい60Mbit/sec程度の情
報しか送れないことになる。 そこで、これを改善するために考えられたのが波長分
散曲線を第９図の１点鎖線で示すようにシフトさせた分
散シフト光ファイバである。この分散シフト光ファイバ
では、零分散波長を低損失帯である1.5μｍ帯にシフト
させるためにその屈折率分布に工夫を要し、たとえば第
10図Ａ〜Ｄのような屈折率分布としている。 ところで、一般に光ファイバの波長分散は、第11図に
示すように材料分散と導波路分散との和で表わされ
るが、材料分散は光ファイバの屈折率分布にあまり左
右されない。そこで、導波路分散を、材料分散と異
符号でかつ絶対値を等しくして、第９図の１点鎖線で示
す波長分散曲線のように1.55μｍ付近で波長分散を零と
している。そのためには、実際にはΔが小さいと十分大
きい導波路分散が得られないので、Δ＝0.65％もしくは
それ以上にする必要があり、第10図の屈折率分布をとる
光ファイバにおいて同様のパラメータとしている。 発明が解決しようとする問題点 しかし、上記のような低損失、低分散光ファイバは、
それだけでは実際に使用することはできない。すなわ
ち、一般の光ファイバと同様に、 （１）、安定にケーブル化できること、 （２）、低い損失で接続できること、 が必要である。 光ファイバは実際の使用環境に敷設することができる
ようにする必要があり、そのため、ケーブル化される。
すなわち、光ファイバを他のケーブル構成材料とともに
集合して外被（保護シース）を施し、ケーブルへの引っ
張り力やケーブルへの横方向からの力に対して保護す
る。このとき、曲げられることがある。ところが、元来
光ファイバは外径も細く、しなやかで、容易に曲がり易
い。そのため、ファイバパラメータの設定によっては、
曲げられたときに光を十分にファイバコア内にとじ込め
ておくことができず、放射してしまうことが生じる。定
性的に言えば、分散シフト光ファイバでは、零分散波長
が一定の場合、コア・クラッド間の比屈折率差が大きい
ほど、同じ曲げ半径に対して曲げに伴う損失増加が小さ
くなる。 一方、光ファイバ同志を接続する場合、いわゆるモー
ドフィールド径が大きい方が有利である。ここで、モー
ドフィールド径と言うのは、光ファイバ断面内における
光エネルギの広がり方を示す指標であるが、その大きさ
はコア径とは一致しない。いわゆる単一モードフィイバ
においては、伝播するエネルギはコア内のみを伝播する
のではなくて、10％ないし50％のエネルギがクラッド中
を伝わるので、分散シフト光ファイバのように原理的に
コアへの光のとじ込めが弱くなりがちな光ファイバの場
合には、モードフィールド径の方がコア径よりも大きく
なる。しかし、分散シフト光ファイバの場合、通常の1.
3μｍ零分散ファイバと比較して最初からコア径が細め
に設定されているので、最終的なモードフィールド径を
それほど大きくすることができない。光ファイバと光フ
ァイバとの接続において最も問題となるのは、コアの偏
心であり、その偏心量は、通常、コアの中心が光ファイ
バの外径の中心に対してどれだけずれているかで表わさ
れる。偏心量が大きいと光ファイバと光ファイバとの外
径を一致させて突き合わせたとき、コアとコアの中心が
一致せず、一方の光ファイバの光が他方の光の光ファイ
バに伝達されず外に放射してしまう。これが接続損失で
ある。また、同じ偏心量であっても、接続する光ファイ
バのモードフィールド径が小さければ相対的に光の伝達
量は減少するので接続損失が大きくなる。すなわち、分
散シフト光ファイバを接続するには、同じ零分散波長の
場合、モードフィールド径が大きい方が良いと言える。
同じ零分散波長の場合、モードフィールド径を大きくす
るにはコア・クラッド間の比屈折率差を小さくすること
が有効である。 このように、一方で曲げ損失を小さくするためのはコ
ア・クラッド間の比屈折率差を大きくする必要があり、
他方でモードフィールド径を大きくして接続損失を小さ
くするためにはコア・クラッド間の比屈折率差を小さく
する必要があるというように、両者が矛盾することにな
り、従来では、両方を同時に満足させることはできなか
った。 この発明は、曲げ損失を小さく抑えることと、接続損
失を小さくするためにモードフィールド径を大きくする
こととの両方を達成する分散シフト光ファイバを提供す
ることを目的とする。 問題点を解決するための手段 この発明の分散シフト光ファイバは、石英ガラスを主
成分とするもので、コアとなる高屈折率部分の中心付近
に該高屈折率部分の外径の実質的に35％以上の直径を持
つ低屈折率部分が設けられて半径方向の屈折率分布が実
質的に凹型とされ、且つ実質的に単一のモードが伝播し
しかも波長分散値が実質的に零となる波長が1.4μｍ以
上の波長になるようコアとなる高屈折率部分の外径およ
びこの高屈折率部分の屈折率とその外側周囲のクラッド
となる部分の屈折率との差が調整されていることが特徴
となっている。 作用 種々の屈折率分布を有する分散シフト光ファイバの曲
げ損失特性とモードフィールド径との関係を調べてみた
ところ、第２図のようなデータが得られた。ここで、モ
ードフィールド径は、「半径方向にガウス分布状の強度
分布を有する光ビームで光ファイバを励振するとき、最
も効率良く光が励振されるところの光ビームの（1/e）
直径」で定義されている。第２図でαは光ファイバの屈
折率分布を決定しているパラメータであって、α＝１は
三角形屈折率分布、α＝∞はいわゆるステップ型屈折率
分布に対応している。この図において、光ファイバの曲
げ損失特性は、光ファイバを直径20mmに曲げたときの光
ファイバ1mあたりの損失で代表して示してある。発明者
らのこれまでの経験からは、比較的容易にケーブル化で
きるためには、直径20mmにおける曲げ損失がおおよそ30
dB/m以下である必要がある。 この第２図において興味深いことは、いわゆる単峰型
の屈折率分布では、三角形でもステップ型でもほとんど
同一曲線上にあり、零分散波長が同一でモードフィール
ド径が同じである限りはたとえピークの屈折率が異なろ
うとも実質的に同じ曲げ損失特性を示すということであ
る。このような解析を行なう前は、三角形や２乗分布の
ようにコアの中心の屈折率が高くてコア周辺の屈折率が
低い場合にはモードフィールド径の電磁界分布が広が
り、零分散波長が一定の下においてもモードフィールド
径を大きくすることが可能であると思われていた。とこ
ろが、事実は、この直感的な認識に反して単峰型である
限りはどれでも五十歩百歩である。 そこで、発明者らは、半径方向の屈折率分布が凹型の
場合、同じモードフィールド径であっても曲げ損失を小
さくできることを見いだした。第２図に示すように凹型
の屈折率分布の場合、内径／外径比が0.5（d2/d1＝0.
5）、零分散波長が1.55μｍ、モードフィールド径が８
μｍのとき、ステップ型と比べて曲げ損失が約1/3に改
善されている。さらにd2/d1＝0.65としたときは、約1/1
0の曲げ損失特性に改善される。このような曲げ損失特
性の改善は、原理的には、屈折率分布の中心部の落ち込
みによりもたらされたものであるが、前述のように単峰
型の屈折率分布ではかなり大きく分布を変化させてもモ
ードフィールド径に影響が与えられないことを考える
と、この凹型分布の効果の大きさが分る。 そして、この分散シフト光ファイバにおいて凹型分布
の効果が現われるのは、コアの内径（低屈折率部分の直
径）がコアの外径（高屈折率部分の外径）に対して実質
的に35％以上に大きくしたときであることが、多くの実
験等の結果から求められている。 なお、第３図には一例としてピークの屈折率差が約１
％で、コアの内径（d2）／外径（d1）比0.5の場合のモ
ードフィールド径の実際の形を示す。 実 施 例 この発明の一実施例にかかる分散シフト光ファイバ
は、VAD法によって作製された。すなわち、第４図に示
すような、一般的な多数本バーナを備えるVAD単一モー
ドファイバ用母材製造装置を用いた。この第４図では７
本のバーナ１〜７よりガラス微粉末を発生し、これを軸
方向に堆積させてガラス微粉末焼結体８を形成する。不
要なガス等は排気管９により排気される。通常の屈折率
分布の光ファイバを製造する場合は最下部に配した第１
バーナ１にドーパントガスを供給するのに対し、ここで
は第１バーナ１にはドーパントガスを流さぜに酸化もし
くは加水分解により純粋な石英ガラスの微粉末を発生す
るような主原料ガスを供給する。その代り、第２のバー
ナ２にのみドーパントガスを主原料ガスとともに供給し
て第１図のような半径方向に凹型の屈折率分布を形成す
る。具体的には、この実施例では、次表に示すような流
量で、第１バーナ１から第７バーナ７までの各バーナに
原料ガスおよび燃焼／加熱ガスであるところの酸素／水
素ガスをArガス（キャリアガス）とともに供給した（流
量の単位;cc/分）。 バーナ Ar SiCl4 GeCl4 酸素 水素 １ 30 35 0 800 400 ２ 100 120 40 1200 600 ３ 150 150 0 1500 700 ４ 200 200 0 3800 1700 ５ 350 300 0 7000 4000 ６ 500 500 0 10000 6000 ７ 1000 900 0 25000 12000 こうして作製したガラス微粉末焼結体８を、塩素ガス
を含有するヘリウムガス雰囲気内で、約800℃の温度で
もって脱水処理を行ない、さらに1640℃の温度を有する
ヘリウム雰囲気で透明ガラス化してファイバプリフォー
ムを作った。このファイバプリフォームを約2000℃の炉
内で線引きしてファイバ化し、光ファイバを得た。こう
して得た光ファイバの屈折率分布は第５図のようになっ
た。また、光ファイバの損失は、波長1.55μｍにおいて
0.218dB/kmと良好であり、さらに目的とする零分散波長
はほぼ1.55μｍであった。また、曲げ損失を測定したと
ころ、1.55μｍの波長において10dB/mと比較的低いもの
であった。モードフィールド直径は、このように曲げ損
失が低いものであるにもかかわらず、計算通り8.5μｍ
と大きいものとなった。 なお、他の実験等により、実質的な凹型の屈折率分布
の効果が現われるのは、コアの内径／外径比が0.35以上
の場合であった。 また、凹型の屈折率分布は第１図に示すようなものに
限らず、第６図Ａ〜Ｆのようなものが考えられる。すな
わち、中心部の屈折率がクラッド部の屈折率より高くな
っていてもよいし（同図Ａ）、凹型分布の外側に、クラ
ッド部よりも屈折率の高い層を設けて最終的に２重もし
くはそれ以上の多重の凹型屈折率分布とし（同図Ｂ、
Ｃ、Ｄ）、または各層の境界が明確でなく、いわゆる、
だれを生じている状態（同図Ｅ、Ｆ）でもよい。 さらに、第６図Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｆのような屈折率分布の
場合、パラメータの設定値を選択することにより、第７
図に示すような、1.3μｍ〜1.6μｍのかなり広い波長帯
にわたって分散が零に近い平坦な分散特性を得ることが
可能である。 また、製造方法としては、上記のようなVAD法の他
に、いわゆるMCVD法や外付け法などが適用できる。MCVD
法および外付け法の場合には光ファイバの半径方向の屈
折率分布の制御が半径方向に行なわれるため特に格別の
配慮がなくても上記のような凹型分布を容易に作製でき
る。特に、従来、ガラス微粉末の堆積を行なう際にマン
ドレルを使用している外付け法の場合、マンドレルの代
りに純粋な石英ガラス棒を用いることにすれば、マンド
レルをガラス微粉末堆積工程の後に引き抜くことが必要
なくなるので、上記のような凹型分布の作製に有利であ
る。 発明の効果 この発明によれば、分散シフト光ファイバにおいて、
コアとなる高屈折率部分の中心付近に低屈折率部分を設
けて屈折率分布を単に凹型にしたのみでなく、低屈折率
部分の直径を実質的に高屈折率部分の外径の35％以上と
し、しかも、コアとなる高屈折率部分の外径およびこの
高屈折率部分の屈折率とその外側周囲のクラッドとなる
部分の屈折率との差を、実質的に単一のモードが伝播し
しかも波長分散値が実質的に零となる波長が1.4μｍ以
上の波長となるよう調整したので、曲げ損失を小さく抑
えることと、モードフィールド径を大きくして接続損失
を小さくすることとを両立させることのできる、波長分
散曲線をシフトさせた分散シフト光ファイバを得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の分散シフト光ファイバの原理的な屈
折率分布を表わすグラフ、第２図はモードフィールド径
と曲げ損失との関係を表わすグラフ、第３図は屈折率分
布とモードフィールド径との関係の一例を表わすグラ
フ、第４図は実施例のVAD法による作製方法を示す模式
図、第５図は実施例において実際に得られた分散シフト
光ファイバの屈折率分布を示すグラフ、第６図Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆは他の実施例の屈折率分布を表わすグラ
フ、第７図は他の実施例での波長分散特性を表わすグラ
フ、第８図は従来の典型的な単一モードファイバの屈折
率分布図、第９図は伝送損失特性および波長分散特性の
従来例を表わすグラフ、第10図Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは従来の
分散シフト光ファイバの屈折率分布を表わすグラフ、第
11図は導波路分散と材料分散を説明するための波長分散
特性図である。 １〜７……バーナ ８……ガラス微粉末焼結体 ９……排気管
折率分布を表わすグラフ、第２図はモードフィールド径
と曲げ損失との関係を表わすグラフ、第３図は屈折率分
布とモードフィールド径との関係の一例を表わすグラ
フ、第４図は実施例のVAD法による作製方法を示す模式
図、第５図は実施例において実際に得られた分散シフト
光ファイバの屈折率分布を示すグラフ、第６図Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆは他の実施例の屈折率分布を表わすグラ
フ、第７図は他の実施例での波長分散特性を表わすグラ
フ、第８図は従来の典型的な単一モードファイバの屈折
率分布図、第９図は伝送損失特性および波長分散特性の
従来例を表わすグラフ、第10図Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは従来の
分散シフト光ファイバの屈折率分布を表わすグラフ、第
11図は導波路分散と材料分散を説明するための波長分散
特性図である。 １〜７……バーナ ８……ガラス微粉末焼結体 ９……排気管
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フロントページの続き
(72)発明者 宮本 末広
佐倉市六崎1440番地 藤倉電線株式会社
佐倉工場内
(72)発明者 西出 研二
佐倉市六崎1440番地 藤倉電線株式会社
佐倉工場内
(56)参考文献 特開 昭50−15564（ＪＰ，Ａ)
特開 昭51−134137（ＪＰ，Ａ)
特開 昭52−106748（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．コアとなる高屈折率部分の中心付近に該高屈折率部
分の外径の実質的に35％以上の直径を持つ低屈折率部分
が設けられて半径方向の屈折率分布が実質的に凹型とさ
れ、且つ実質的に単一のモードが伝播ししかも波長分散
値が実質的に零となる波長が1.4μｍ以上の波長になる
ようコアとなる高屈折率部分の外径およびこの高屈折率
部分の屈折率とその外側周囲のクラッドとなる部分の屈
折率との差が調整されていることを特徴とする、石英ガ
ラスを主成分とする分散シフト光ファイバ。 ２．コアの中心付近の低屈折率部分の屈折率がほぼ純粋
な石英ガラスの屈折率に近いことを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の分散シフト光ファイバ。 ３．凹型屈折率分布のうち、高屈折率部分のドーパント
としてゲルマニウム、低屈折率部分のドーパントとして
フッ素を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の分散シフト光ファイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61141779A JP2668677B2 (ja) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | 分散シフト光フアイバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61141779A JP2668677B2 (ja) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | 分散シフト光フアイバ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62297808A JPS62297808A (ja) | 1987-12-25 |
| JP2668677B2 true JP2668677B2 (ja) | 1997-10-27 |
Family
ID=15299972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61141779A Expired - Lifetime JP2668677B2 (ja) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | 分散シフト光フアイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2668677B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5613027A (en) | 1994-10-17 | 1997-03-18 | Corning Incorporated | Dispersion shifted optical waveguide fiber |
| US5835655A (en) | 1995-01-26 | 1998-11-10 | Corning Incorporated | Large effective area waveguide fiber |
| AU9187198A (en) | 1997-10-02 | 1999-04-27 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Dispersion shift optical fiber |
| US6556756B2 (en) | 1999-03-17 | 2003-04-29 | Corning Incorporated | Dispersion shifted optical waveguide fiber |
| JP4494691B2 (ja) | 1999-06-28 | 2010-06-30 | 古河電気工業株式会社 | 光伝送路 |
| JP2002048933A (ja) | 2000-08-03 | 2002-02-15 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 光ファイバ及び該光ファイバを用いた光ファイバ配線板 |
| WO2002083581A2 (en) * | 2001-04-17 | 2002-10-24 | Bular, Llc | Apparatus having a plurality of deposition burners and method of forming silica glass preforms |
| KR20050028606A (ko) * | 2003-09-19 | 2005-03-23 | 삼성전자주식회사 | 저손실 광섬유 및 광섬유 모재의 제조 방법 |
| JP5307114B2 (ja) * | 2008-02-29 | 2013-10-02 | 古河電気工業株式会社 | 光ファイバ |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5015564A (ja) * | 1973-06-07 | 1975-02-19 | ||
| JPS51134137A (en) * | 1975-05-15 | 1976-11-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Light transmission fiber |
| JPS52106748A (en) * | 1976-02-16 | 1977-09-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Light transmission channel |
-
1986
- 1986-06-18 JP JP61141779A patent/JP2668677B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62297808A (ja) | 1987-12-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |