JP2988571B2 - 分散補償光ファイバ - Google Patents
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- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/036—Optical fibres with cladding with or without a coating core or cladding comprising multiple layers
- G02B6/03616—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の波長の光送
信信号を多重送信するときに用いられ、特に、波長1530
nmから1570nmでの波長多重伝送時の波長分散を補償する
分散補償光ファイバに関するものである。
信信号を多重送信するときに用いられ、特に、波長1530
nmから1570nmでの波長多重伝送時の波長分散を補償する
分散補償光ファイバに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光通信のファイバネットワークとして、
シングルモード光ファイバとしての1300nm零分散ファイ
バを用いた1300nm零分散ファイバネットワークが知られ
ている。このファイバネットワークでは、波長1300nmの
光信号を送信することによって、受信側ではほぼ零分散
の受信波が得られ、信頼性の高い光通信が行われる。
シングルモード光ファイバとしての1300nm零分散ファイ
バを用いた1300nm零分散ファイバネットワークが知られ
ている。このファイバネットワークでは、波長1300nmの
光信号を送信することによって、受信側ではほぼ零分散
の受信波が得られ、信頼性の高い光通信が行われる。
【０００３】最近においては、この既設の1300nm零分散
ファイバネットワークを用いて、複数の波長の光送信信
号（光パルス送信信号）を伝送する波長多重通信が行わ
れつつある。既設の1300nm零分散伝送網で波長1550nm近
辺の波長を使用して波長多重通信を行うと、17ps／nm／
km程度の分散が生じ、長距離伝送に障害が生じる。一般
に、波長分散には正の分散と負の分散があり、正の分散
は、波長が大きくなるに連れ、光伝送路の屈折率が小さ
くなって光伝送速度が大きくなり、この速度アップ分に
対応してパルス幅が広がる現象を言い、負の分散は、こ
れとは逆に波長が大きくなるに連れ、光伝送路の屈折率
が高くなって光伝送速度が減少し、この速度減少分に対
応してパルス幅が広がる現象を言う。
ファイバネットワークを用いて、複数の波長の光送信信
号（光パルス送信信号）を伝送する波長多重通信が行わ
れつつある。既設の1300nm零分散伝送網で波長1550nm近
辺の波長を使用して波長多重通信を行うと、17ps／nm／
km程度の分散が生じ、長距離伝送に障害が生じる。一般
に、波長分散には正の分散と負の分散があり、正の分散
は、波長が大きくなるに連れ、光伝送路の屈折率が小さ
くなって光伝送速度が大きくなり、この速度アップ分に
対応してパルス幅が広がる現象を言い、負の分散は、こ
れとは逆に波長が大きくなるに連れ、光伝送路の屈折率
が高くなって光伝送速度が減少し、この速度減少分に対
応してパルス幅が広がる現象を言う。
【０００４】通常の既設の1300nm零分散伝送網は、波長
1500nm近辺では、前記の如く17ps／nm／km程度の分散を
持っており、この伝送網で、例えば、100 kmという如
く、長距離伝送を行うと、その受信側では1700ps／nm程
度の分散が生じ、1550nm近辺で波長を細分割して高密度
高速通信を行おうとすると、前記の如く、分散が大きい
ために、一方側の波長の信号と他方側の波長の信号とが
重なって信号の分離が困難になり、光通信性能が悪化す
るという問題が生じる。
1500nm近辺では、前記の如く17ps／nm／km程度の分散を
持っており、この伝送網で、例えば、100 kmという如
く、長距離伝送を行うと、その受信側では1700ps／nm程
度の分散が生じ、1550nm近辺で波長を細分割して高密度
高速通信を行おうとすると、前記の如く、分散が大きい
ために、一方側の波長の信号と他方側の波長の信号とが
重なって信号の分離が困難になり、光通信性能が悪化す
るという問題が生じる。
【０００５】従来においては、このような波長分散の分
散量増大をできるだけ防止するために、光伝送路に特定
波長の分散量を補償するための分散補償光ファイバを挿
入している。
散量増大をできるだけ防止するために、光伝送路に特定
波長の分散量を補償するための分散補償光ファイバを挿
入している。
【０００６】この種の分散補償光ファイバは、負の分散
を持っており、前記1300nm零分散伝送網の正の分散をこ
の分散補償ファイバの負の分散で減殺して光伝送の特定
波長の分散量の増大を防止しようとするものである。
を持っており、前記1300nm零分散伝送網の正の分散をこ
の分散補償ファイバの負の分散で減殺して光伝送の特定
波長の分散量の増大を防止しようとするものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
分散補償光ファイバは、特定の使用波長に対して、分散
スロープ（波長の変化に対する分散の変化の割合）はい
ずれも正の値を持っており、このような分散補償光ファ
イバを用いる場合には、ある特定の波長に対しては分散
補償を行い得るが、その他の波長に対しては、分散量が
増加してしまうため、波長多重伝送を行う補償光ファイ
バとしては不適である。
分散補償光ファイバは、特定の使用波長に対して、分散
スロープ（波長の変化に対する分散の変化の割合）はい
ずれも正の値を持っており、このような分散補償光ファ
イバを用いる場合には、ある特定の波長に対しては分散
補償を行い得るが、その他の波長に対しては、分散量が
増加してしまうため、波長多重伝送を行う補償光ファイ
バとしては不適である。
【０００８】本発明は上記従来の課題を解決するために
なされたものであり、その目的は、特定の波長のみなら
ず、1530nm〜1570nmでの波長分散を同時に、かつ、効果
的に補償することが可能であり、それにより、既設の13
00nm零分散伝送網を利用して、1530nm〜1570nmでの波長
多重光伝送を可能にする分散補償光ファイバを提供する
ことにある。
なされたものであり、その目的は、特定の波長のみなら
ず、1530nm〜1570nmでの波長分散を同時に、かつ、効果
的に補償することが可能であり、それにより、既設の13
00nm零分散伝送網を利用して、1530nm〜1570nmでの波長
多重光伝送を可能にする分散補償光ファイバを提供する
ことにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、次のように構成されている。すなわち、本
発明は、屈折率がｎ1 、コア半径がａ1 の第１コア層の
外側に屈折率がｎ2 、外半径がａ2 の第２コア層を前記
第１コア層と同心円状に形成し、該第２コア層の外側に
屈折率がｎ3 のクラッド層を前記第１コア層および第２
コア層と同心円状に形成し、屈折率構造がｎ1 ＞ｎ3 ＞
ｎ2 となるＷ形の３層の屈折率分布を有する単一モード
光導波路型の分散補償光ファイバであって、｛（ｎ1 2
−ｎ3 2）／２ｎ1 2 ｝×100 によって表される第１コ
ア層のクラッド層に対する比屈折率差を1.6 ％以上2.1
％以下とし、かつ、｛（ｎ2 2 −ｎ3 2 ）／２ｎ2 2 ｝
×100 によって表される第２コア層のクラッド層に対す
る比屈折率差を−0.60％以上−0.45％以下とし、さら
に、第１コア層と第２コア層の半径比ａ2 ／ａ1 を２以
上４以下とすることにより、波長1530nmから1570nmまで
のシングルモード光ファイバの分散スロープに対する分
散補償光ファイバの分散スロープの割合を波長1550nmで
のシングルモード光ファイバの分散値に対する分散補償
光ファイバの分散値の割合で割った分散スロープ補償率
が0.75以上1.25以下となるようにしたことを特徴として
構成されている。
するために、次のように構成されている。すなわち、本
発明は、屈折率がｎ1 、コア半径がａ1 の第１コア層の
外側に屈折率がｎ2 、外半径がａ2 の第２コア層を前記
第１コア層と同心円状に形成し、該第２コア層の外側に
屈折率がｎ3 のクラッド層を前記第１コア層および第２
コア層と同心円状に形成し、屈折率構造がｎ1 ＞ｎ3 ＞
ｎ2 となるＷ形の３層の屈折率分布を有する単一モード
光導波路型の分散補償光ファイバであって、｛（ｎ1 2
−ｎ3 2）／２ｎ1 2 ｝×100 によって表される第１コ
ア層のクラッド層に対する比屈折率差を1.6 ％以上2.1
％以下とし、かつ、｛（ｎ2 2 −ｎ3 2 ）／２ｎ2 2 ｝
×100 によって表される第２コア層のクラッド層に対す
る比屈折率差を−0.60％以上−0.45％以下とし、さら
に、第１コア層と第２コア層の半径比ａ2 ／ａ1 を２以
上４以下とすることにより、波長1530nmから1570nmまで
のシングルモード光ファイバの分散スロープに対する分
散補償光ファイバの分散スロープの割合を波長1550nmで
のシングルモード光ファイバの分散値に対する分散補償
光ファイバの分散値の割合で割った分散スロープ補償率
が0.75以上1.25以下となるようにしたことを特徴として
構成されている。
【００１０】また、前記第１コア層はＧｅＯ2 −ＳｉＯ
2 により形成されており、第２コア層はＦ−ＳｉＯ2 に
より形成されており、クラッド層はＳｉＯ2 により形成
されていることも本発明の特徴とするところである。
2 により形成されており、第２コア層はＦ−ＳｉＯ2 に
より形成されており、クラッド層はＳｉＯ2 により形成
されていることも本発明の特徴とするところである。
【００１１】上記構成の本発明において、例えば、既設
の1300nm零分散伝送網に本発明の波長多重伝送用分散補
償光ファイバを挿入し、1550nm近辺の波長を使用して波
長多重光通信を行うと、1300nm零分散伝送網を通って終
端に達した各波長の光信号は大きな波長分散量を持つ
が、本発明の分散補償光ファイバはＷ形の屈折率分布を
有するために、負の高い分散と負の分散スロープを同時
に持ち、しかも、分散スロープ補償率が、シングルモー
ド光ファイバの分散スロープを完全に補償できる完全補
償率（＝1.0 ）近辺の値である、0.75以上1.25以下とな
るように形成されているために、前記1300nm零分散伝送
網を通ることによって発生した大きな正の分散量が、分
散補償光ファイバの大きな負の分散と負の分散スロープ
によって効果的に減殺補償される。そのため、本発明の
分散補償光ファイバを通った各波長の光信号は分散量が
ほぼ零に近い値となり、この結果、受信側での各波長の
信号分離が明確に行われ、信頼正の高い高密度高速の波
長多重光伝送通信が可能となる。
の1300nm零分散伝送網に本発明の波長多重伝送用分散補
償光ファイバを挿入し、1550nm近辺の波長を使用して波
長多重光通信を行うと、1300nm零分散伝送網を通って終
端に達した各波長の光信号は大きな波長分散量を持つ
が、本発明の分散補償光ファイバはＷ形の屈折率分布を
有するために、負の高い分散と負の分散スロープを同時
に持ち、しかも、分散スロープ補償率が、シングルモー
ド光ファイバの分散スロープを完全に補償できる完全補
償率（＝1.0 ）近辺の値である、0.75以上1.25以下とな
るように形成されているために、前記1300nm零分散伝送
網を通ることによって発生した大きな正の分散量が、分
散補償光ファイバの大きな負の分散と負の分散スロープ
によって効果的に減殺補償される。そのため、本発明の
分散補償光ファイバを通った各波長の光信号は分散量が
ほぼ零に近い値となり、この結果、受信側での各波長の
信号分離が明確に行われ、信頼正の高い高密度高速の波
長多重光伝送通信が可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態例を図面
に基づいて説明する。図２には本発明に係る分散補償光
ファイバの一実施形態例の構成が横断面図により示され
ており、図１には、この光ファイバの特徴的な屈折率分
布構造が示されている。
に基づいて説明する。図２には本発明に係る分散補償光
ファイバの一実施形態例の構成が横断面図により示され
ており、図１には、この光ファイバの特徴的な屈折率分
布構造が示されている。
【００１３】これらの図に示されるように、コア半径が
ａ1 で直径がａの第１コア層１の外側に、外半径がａ2
で直径がｂの第２コア層２が第１コア層１と同心円状に
形成されており、この第２コア層２の外側にはクラッド
層３が、第１コア層および第２コア層２と同心円状に形
成されて分散補償光ファイバ４が形成されている。第１
コア層１と第２コア層２の半径比ａ2 ／ａ1 および、第
１コア層と第２コア層２の直径比ｂ／ａは2.5 に形成さ
れている。また、第１コア層１の屈折率はｎ1、第２コ
ア層２の屈折率はｎ2 、クラッド層３の屈折率はｎ3 に
それぞれ形成されており、分散補償光ファイバ４は、屈
折率構造がｎ1 ＞ｎ3 ＞ｎ2 となるＷ形の３層の屈折率
分布を有する単一モード光導波路型の光ファイバとなっ
ている。
ａ1 で直径がａの第１コア層１の外側に、外半径がａ2
で直径がｂの第２コア層２が第１コア層１と同心円状に
形成されており、この第２コア層２の外側にはクラッド
層３が、第１コア層および第２コア層２と同心円状に形
成されて分散補償光ファイバ４が形成されている。第１
コア層１と第２コア層２の半径比ａ2 ／ａ1 および、第
１コア層と第２コア層２の直径比ｂ／ａは2.5 に形成さ
れている。また、第１コア層１の屈折率はｎ1、第２コ
ア層２の屈折率はｎ2 、クラッド層３の屈折率はｎ3 に
それぞれ形成されており、分散補償光ファイバ４は、屈
折率構造がｎ1 ＞ｎ3 ＞ｎ2 となるＷ形の３層の屈折率
分布を有する単一モード光導波路型の光ファイバとなっ
ている。
【００１４】クラッド層３は純シリカ（ＳｉＯ2 ）によ
り形成されており、第１コア層１は、｛（ｎ1 2 −ｎ3
2 ）／２ｎ1 2 ｝×100 によって表される第１コア層１
のクラッド層３に対する比屈折率差Δ１の値で、Δ１
（Δ＋）＝2.0 ％となるように、屈折率を高めるゲルマ
ニウムＧｅがドープされたＧｅＯ2 −ＳｉＯ2 により形
成されている。また、第２コア層２は、｛（ｎ2 2 −ｎ
3 2 ）／２ｎ2 2 ｝×100 によって表される第２コア層
２のクラッド層３に対する比屈折率差Δ２の値で、Δ２
（Δ−）＝−0.58％となるように、フッ素Ｆが均一にド
ープされたＦ−ＳｉＯ2 により形成されている。
り形成されており、第１コア層１は、｛（ｎ1 2 −ｎ3
2 ）／２ｎ1 2 ｝×100 によって表される第１コア層１
のクラッド層３に対する比屈折率差Δ１の値で、Δ１
（Δ＋）＝2.0 ％となるように、屈折率を高めるゲルマ
ニウムＧｅがドープされたＧｅＯ2 −ＳｉＯ2 により形
成されている。また、第２コア層２は、｛（ｎ2 2 −ｎ
3 2 ）／２ｎ2 2 ｝×100 によって表される第２コア層
２のクラッド層３に対する比屈折率差Δ２の値で、Δ２
（Δ−）＝−0.58％となるように、フッ素Ｆが均一にド
ープされたＦ−ＳｉＯ2 により形成されている。
【００１５】なお、図４には、本実施形態例の分散補償
光ファイバと同様のＷ形の屈折率分布構造を有し、比屈
折率差Δ１，Δ２の値を本実施形態例と違う値とした光
ファイバの屈折率分布構造が比較例として示されてい
る。この分散補償光ファイバ４においては、第１コア層
１には比屈折率差Δの値で、Δ＝2.8 ％となるように屈
折率を高めるゲルマニウムＧｅがドープされており、第
２コア層２には比屈折率差Δの値で、−0.45％となるよ
うに屈折率を低くするフッ素Ｆが均一にドープされてい
る。この第２コア層２の外側は上記実施形態例と同様
に、純石英（純シリカ）のクラッド層３となっており、
第１コア層１と第２コア層２との直径比ｂ／ａも上記実
施形態例と同様に2.5 に設定されている。
光ファイバと同様のＷ形の屈折率分布構造を有し、比屈
折率差Δ１，Δ２の値を本実施形態例と違う値とした光
ファイバの屈折率分布構造が比較例として示されてい
る。この分散補償光ファイバ４においては、第１コア層
１には比屈折率差Δの値で、Δ＝2.8 ％となるように屈
折率を高めるゲルマニウムＧｅがドープされており、第
２コア層２には比屈折率差Δの値で、−0.45％となるよ
うに屈折率を低くするフッ素Ｆが均一にドープされてい
る。この第２コア層２の外側は上記実施形態例と同様
に、純石英（純シリカ）のクラッド層３となっており、
第１コア層１と第２コア層２との直径比ｂ／ａも上記実
施形態例と同様に2.5 に設定されている。
【００１６】ところで、本出願人は、前記図１，２に示
すファイバ構造の分散補償光ファイバを特定するため
に、次のような計算を行った。まず、第１コア層１と第
２コア層２との直径比を2.5 とし、第１コア層１のクラ
ッド層３に対する比屈折率差Δ１と、第２コア層２のク
ラッド層３に対する比屈折率差Δ２を表１に示すような
値としたときの分散値σと分散スロープδを計算により
それぞれ求め、それらの値から、波長1530nmから1570nm
までのシングルモード光ファイバ（1300nm零分散ファイ
バ）の分散スロープ（0.058 ps／nm2 ／km）に対する分
散補償光ファイバの分散スロープの割合を、波長1550nm
でのシングルモード光ファイバの分散値（17ps／nm／k
m）に対する分散補償光ファイバの分散値の割合で割っ
た分散スロープ補償率を求めた。この波長1530nmから15
70nmでの分散スロープ補償率をカットオフ波長に対して
プロットしたものが図５に示されている。
すファイバ構造の分散補償光ファイバを特定するため
に、次のような計算を行った。まず、第１コア層１と第
２コア層２との直径比を2.5 とし、第１コア層１のクラ
ッド層３に対する比屈折率差Δ１と、第２コア層２のク
ラッド層３に対する比屈折率差Δ２を表１に示すような
値としたときの分散値σと分散スロープδを計算により
それぞれ求め、それらの値から、波長1530nmから1570nm
までのシングルモード光ファイバ（1300nm零分散ファイ
バ）の分散スロープ（0.058 ps／nm2 ／km）に対する分
散補償光ファイバの分散スロープの割合を、波長1550nm
でのシングルモード光ファイバの分散値（17ps／nm／k
m）に対する分散補償光ファイバの分散値の割合で割っ
た分散スロープ補償率を求めた。この波長1530nmから15
70nmでの分散スロープ補償率をカットオフ波長に対して
プロットしたものが図５に示されている。
【００１７】
【表１】
【００１８】なお、前記分散値σと分散スロープδの演
算式は次の式を用いた。
算式は次の式を用いた。
【００１９】 σ＝（Ｋ／Ｃ）ｄＭ２／ｄＫ＋（Ｋ／Ｃ）（ｄ（Ｍ１−Ｍ２）／ｄＫ）ｄ（Ｖ ・ｂ）／ｄＶ＋｛（Ｍ１−Ｍ２）／Ｃ｝Ｖｄ2 （Ｖ・ｂ）／ｄＶ2 ・・・・・（ １）
【００２０】δ＝ｄσ／ｄλ・・・・・（２）
【００２１】演算を行う上での各記号は次のものを表し
ている。Ｃ：光速、Ｋ：媒体空間の波数、ｎ1 ：第１コ
ア層の屈折率、ｎ3 ：クラッド層の屈折率、Δ：第１コ
ア層とクラッド層との比屈折率差、Ｖ：（Ｋ・ｎ1 ・ａ
（２Δ））1/2 、ａ：第１コア層のコア直径、Ｍ１：ｄ
（Ｋ・ｎ1 ）／ｄＫ、Ｍ２：ｄ（Ｋ・ｎ3 ）／ｄＫ、
ｂ：正規化変数、λ：波長。
ている。Ｃ：光速、Ｋ：媒体空間の波数、ｎ1 ：第１コ
ア層の屈折率、ｎ3 ：クラッド層の屈折率、Δ：第１コ
ア層とクラッド層との比屈折率差、Ｖ：（Ｋ・ｎ1 ・ａ
（２Δ））1/2 、ａ：第１コア層のコア直径、Ｍ１：ｄ
（Ｋ・ｎ1 ）／ｄＫ、Ｍ２：ｄ（Ｋ・ｎ3 ）／ｄＫ、
ｂ：正規化変数、λ：波長。
【００２２】また、前記カットオフ波長は、第１コア層
の屈折率ｎ1 と第２コア層の屈折率ｎ2 との比、および
第１コア層のコア直径と第２コア層のコア直径との比か
ら計算される定数と、コア径、および第１コア層と第２
コア層との比屈折率差からなる周知の関数により計算さ
れるものである。
の屈折率ｎ1 と第２コア層の屈折率ｎ2 との比、および
第１コア層のコア直径と第２コア層のコア直径との比か
ら計算される定数と、コア径、および第１コア層と第２
コア層との比屈折率差からなる周知の関数により計算さ
れるものである。
【００２３】これらの計算結果から明らかなように、比
屈折率差Δ１，Δ２の各値の組み合わせを表１に示した
いずれの組み合わせにしても、波長1530nmから1570nmで
の分散スロープ補償率の計算値は、図５のグラフスケー
ルである80％から104 ％の間の値となり、分散スロープ
補償率の目標値とされている75％以上125 ％以下の範囲
内となることがわかる。
屈折率差Δ１，Δ２の各値の組み合わせを表１に示した
いずれの組み合わせにしても、波長1530nmから1570nmで
の分散スロープ補償率の計算値は、図５のグラフスケー
ルである80％から104 ％の間の値となり、分散スロープ
補償率の目標値とされている75％以上125 ％以下の範囲
内となることがわかる。
【００２４】しかしながら、本出願人が、実際に、表１
に示した比屈折率差Δ１，Δ２を有する分散補償光ファ
イバをそれぞれ作製し、1300nm零分散ファイバと接続し
て分散補償効果を評価したところ、表１のの分散補償
光ファイバにおいては、Δ２の値が負に大きいために、
光の閉じ込め効果が弱くなり、それによるロスの増加が
顕著であるために、実用に適さないことがわかった。ま
た、表１のの分散補償光ファイバにおいては、分散補
償量が非常に小さくなってしまい、この光ファイバを用
いて前記1300nm零分散ファイバの分散補償をするために
は、零分散ファイバの長さに対して、分散補償光ファイ
バの長さを非常に長くしなければならないために、実用
化には適さないことが確認された。
に示した比屈折率差Δ１，Δ２を有する分散補償光ファ
イバをそれぞれ作製し、1300nm零分散ファイバと接続し
て分散補償効果を評価したところ、表１のの分散補償
光ファイバにおいては、Δ２の値が負に大きいために、
光の閉じ込め効果が弱くなり、それによるロスの増加が
顕著であるために、実用に適さないことがわかった。ま
た、表１のの分散補償光ファイバにおいては、分散補
償量が非常に小さくなってしまい、この光ファイバを用
いて前記1300nm零分散ファイバの分散補償をするために
は、零分散ファイバの長さに対して、分散補償光ファイ
バの長さを非常に長くしなければならないために、実用
化には適さないことが確認された。
【００２５】一方、表１のの分散補償光ファイバにお
いては、波長1550nmでの分散値が−132 ps／nm／kmとな
り、十分に大きな負の分散量が得られ、かつ、1600nmま
での波長域でレイリー散乱による損失増がないことが確
認され、1300nm零分散ファイバの分散値および分散スロ
ープを同時に、かつ、効果的に補償でき、十分実用に適
していることが確認された。
いては、波長1550nmでの分散値が−132 ps／nm／kmとな
り、十分に大きな負の分散量が得られ、かつ、1600nmま
での波長域でレイリー散乱による損失増がないことが確
認され、1300nm零分散ファイバの分散値および分散スロ
ープを同時に、かつ、効果的に補償でき、十分実用に適
していることが確認された。
【００２６】そこで、本出願人は、負の高分散と負の分
散スロープを共に持ち、かつ、前記分散スロープ補償率
が75％以上125 ％以下となり、さらに、1300nm零分散フ
ァイバと接続して用いたときに、十分に実用に適してい
る分散補償光ファイバの構造を特定するために、比屈折
率差Δ１，Δ２の値を変えて分散補償光ファイバを作製
し、その評価を行った。その結果、Δ１を2.1 ％よりも
大きい値にすると、Δ２の値を−0.60％未満とする必要
があるが、Δ２の値を−0.60％未満とすることは、実際
の製造上非常に困難であり、かつ、そのようにすると、
光の閉じ込め効果が弱くなり、分散値や分散スロープの
値が大きくずれるために、実用化には適さないことが確
認された。また、Δ１を1.6 ％未満にすると、Δ２が−
0.45％より大きい値とする必要があるが、このようにす
ると、トータルの比屈折率差が小さくなり、それによ
り、負の分散量の絶対値が小さくなり、前記1300nm零分
散ファイバの分散を補償するために必要な分散補償光フ
ァイバの長さが非常に大きくなり、実用化には適さない
ことが確認された。
散スロープを共に持ち、かつ、前記分散スロープ補償率
が75％以上125 ％以下となり、さらに、1300nm零分散フ
ァイバと接続して用いたときに、十分に実用に適してい
る分散補償光ファイバの構造を特定するために、比屈折
率差Δ１，Δ２の値を変えて分散補償光ファイバを作製
し、その評価を行った。その結果、Δ１を2.1 ％よりも
大きい値にすると、Δ２の値を−0.60％未満とする必要
があるが、Δ２の値を−0.60％未満とすることは、実際
の製造上非常に困難であり、かつ、そのようにすると、
光の閉じ込め効果が弱くなり、分散値や分散スロープの
値が大きくずれるために、実用化には適さないことが確
認された。また、Δ１を1.6 ％未満にすると、Δ２が−
0.45％より大きい値とする必要があるが、このようにす
ると、トータルの比屈折率差が小さくなり、それによ
り、負の分散量の絶対値が小さくなり、前記1300nm零分
散ファイバの分散を補償するために必要な分散補償光フ
ァイバの長さが非常に大きくなり、実用化には適さない
ことが確認された。
【００２７】また、第１コア層１と第２コア層２の半径
比ａ2 ／ａ1 および、直径比ｂ／ａの値をパラメータと
して、実際に分散補償光ファイバを作製し、前記と同様
にその評価を行ったところ、ａ2 ／ａ1 の値が２未満の
場合には、計算上では分散スロープを補償できる領域が
存在するが、実際には光の閉じ込め効果がなく、分散値
等が理論式から大きくずれ、損失も増大して実用には適
さないことが確認され、また、ａ2 ／ａ1 の値が４を越
えると、Ｗ形の屈折率分布を有する導波路分散光の寄与
が小さくなり、それにより、実際には負の分散スロープ
が得られず、零分散ファイバの分散スロープを補償する
ことができないことが確認された。
比ａ2 ／ａ1 および、直径比ｂ／ａの値をパラメータと
して、実際に分散補償光ファイバを作製し、前記と同様
にその評価を行ったところ、ａ2 ／ａ1 の値が２未満の
場合には、計算上では分散スロープを補償できる領域が
存在するが、実際には光の閉じ込め効果がなく、分散値
等が理論式から大きくずれ、損失も増大して実用には適
さないことが確認され、また、ａ2 ／ａ1 の値が４を越
えると、Ｗ形の屈折率分布を有する導波路分散光の寄与
が小さくなり、それにより、実際には負の分散スロープ
が得られず、零分散ファイバの分散スロープを補償する
ことができないことが確認された。
【００２８】本実施形態例では、これらの実験結果に基
づいて、第１コア層１のクラッド層３に対する比屈折率
差Δ１の範囲を＋1.6 ％≦Δ１≦＋2.1 ％とし、かつ、
第２コア層２のクラッド層３に対する比屈折率差Δ２を
−0.6 ％≦Δ２≦−0.45％とし、さらに、第１コア層１
と第２コア層２の半径比の範囲が２≦ａ2 ／ａ1 ≦４と
なるように分散補償光ファイバの構造を特定し、具体的
には、前記のように、Δ１＝2.0 ％，Δ２＝−0.58％，
ａ2 ／ａ1 ＝ｂ／ａ＝2.5 とした。また、図４に示した
前記比較例の分散補償光ファイバ４は、比屈折率差Δ１
の値が上記本実施形態例の範囲から大きくはずれた光フ
ァイバとした。
づいて、第１コア層１のクラッド層３に対する比屈折率
差Δ１の範囲を＋1.6 ％≦Δ１≦＋2.1 ％とし、かつ、
第２コア層２のクラッド層３に対する比屈折率差Δ２を
−0.6 ％≦Δ２≦−0.45％とし、さらに、第１コア層１
と第２コア層２の半径比の範囲が２≦ａ2 ／ａ1 ≦４と
なるように分散補償光ファイバの構造を特定し、具体的
には、前記のように、Δ１＝2.0 ％，Δ２＝−0.58％，
ａ2 ／ａ1 ＝ｂ／ａ＝2.5 とした。また、図４に示した
前記比較例の分散補償光ファイバ４は、比屈折率差Δ１
の値が上記本実施形態例の範囲から大きくはずれた光フ
ァイバとした。
【００２９】図３の（ａ）には、本実施形態例における
分散補償光ファイバ４について、第１コア層１の各コア
直径に対する分散スロープと分散値をそれぞれ計算によ
り求めた計算値（理論値）と、実際に分散補償光ファイ
バを作製して測定した分散スロープと分散値の実測値が
示されている。また、同図の（ｂ）には、図４の比較例
分散補償光ファイバについて同様に求めた、分散スロー
プと分散値の理論値および実測値が示されている。
分散補償光ファイバ４について、第１コア層１の各コア
直径に対する分散スロープと分散値をそれぞれ計算によ
り求めた計算値（理論値）と、実際に分散補償光ファイ
バを作製して測定した分散スロープと分散値の実測値が
示されている。また、同図の（ｂ）には、図４の比較例
分散補償光ファイバについて同様に求めた、分散スロー
プと分散値の理論値および実測値が示されている。
【００３０】また、表２には、図３のＥ〜Ｈに示した実
測値と、この実測値に基づいて求めた分散スロープ補償
率についてまとめた結果が示されている。なお、表２の
αは、波長1550nmでのシングルモード光ファイバ（1300
nm零分散ファイバ）の分散値に対する分散補償光ファイ
バ４の分散値Ｄの割合であり、βは、波長1530nmから15
70nmまでのシングルモード光ファイバ（1300nm零分散フ
ァイバ）の分散スロープに対する分散補償光ファイバ４
の分散スロープＳの割合を示している。
測値と、この実測値に基づいて求めた分散スロープ補償
率についてまとめた結果が示されている。なお、表２の
αは、波長1550nmでのシングルモード光ファイバ（1300
nm零分散ファイバ）の分散値に対する分散補償光ファイ
バ４の分散値Ｄの割合であり、βは、波長1530nmから15
70nmまでのシングルモード光ファイバ（1300nm零分散フ
ァイバ）の分散スロープに対する分散補償光ファイバ４
の分散スロープＳの割合を示している。
【００３１】
【表２】
【００３２】これらの結果から明らかなように、本実施
形態例の分散補償光ファイバ４によれば、Ｗ形の屈折率
分布構造とすることにより、負の高分散と負の分散スロ
ープを持つ分散補償光ファイバとし、しかも、その比屈
折率差Δ１，Δ２の値の範囲、および、第１コア層１と
第２コア層２の半径比ａ2 ／ａ1 の範囲を、それぞれ、
前述した適宜の範囲に設定することにより、波長1530nm
から1570nmでの分散スロープ補償率を完全補償率近辺の
値である0.75以上1.25以下（75％以上125 ％以下）の理
想的な範囲とし、かつ、製造の困難性がなく、光の閉じ
込め効果にも優れて良好な分散値と分散スロープ値をも
った実用に適した分散補償光ファイバとすることができ
る。
形態例の分散補償光ファイバ４によれば、Ｗ形の屈折率
分布構造とすることにより、負の高分散と負の分散スロ
ープを持つ分散補償光ファイバとし、しかも、その比屈
折率差Δ１，Δ２の値の範囲、および、第１コア層１と
第２コア層２の半径比ａ2 ／ａ1 の範囲を、それぞれ、
前述した適宜の範囲に設定することにより、波長1530nm
から1570nmでの分散スロープ補償率を完全補償率近辺の
値である0.75以上1.25以下（75％以上125 ％以下）の理
想的な範囲とし、かつ、製造の困難性がなく、光の閉じ
込め効果にも優れて良好な分散値と分散スロープ値をも
った実用に適した分散補償光ファイバとすることができ
る。
【００３３】そのため、1300nm零分散ファイバ等の正の
分散を持つ光伝送路に挿入することにより、光伝送路で
生じる大きな正の分散を効果的に補償して、受信側で各
波長の分散を小さな値（望ましくはほぼ零の分散）に補
償し、かつ、通常の光伝送路の正の分散スロープを効果
的に補償して各波長の受信側での波長分散のばらつき変
動を抑制し、波長分散を小さなばらつきの範囲内に揃え
ることができるという効果も得られる。
分散を持つ光伝送路に挿入することにより、光伝送路で
生じる大きな正の分散を効果的に補償して、受信側で各
波長の分散を小さな値（望ましくはほぼ零の分散）に補
償し、かつ、通常の光伝送路の正の分散スロープを効果
的に補償して各波長の受信側での波長分散のばらつき変
動を抑制し、波長分散を小さなばらつきの範囲内に揃え
ることができるという効果も得られる。
【００３４】また、既設の1300nm零分散ファイバネット
ワークを用いて、1530nm〜1570nmでの波長多重伝送を行
う場合に、各波長の分散が零分散に近づくように、本実
施形態例の分散補償光ファイバ４の長さを調節して、零
分散ファイバに接続すると、光伝送路の分散を効果的に
補償して各波長の分散が±0.25ps／nm／kmの範囲内とな
り、分散の小さい光信号の受信が可能となることが確認
された。
ワークを用いて、1530nm〜1570nmでの波長多重伝送を行
う場合に、各波長の分散が零分散に近づくように、本実
施形態例の分散補償光ファイバ４の長さを調節して、零
分散ファイバに接続すると、光伝送路の分散を効果的に
補償して各波長の分散が±0.25ps／nm／kmの範囲内とな
り、分散の小さい光信号の受信が可能となることが確認
された。
【００３５】なお、本発明は上記実施形態例に限定され
ることはなく、様々な実施の態様を採り得るものであ
る。たとえば、上記実施形態例では、第１コア層はＧｅ
Ｏ2 −ＳｉＯ2 により形成し、第２コア層２はＦ−Ｓｉ
Ｏ2 により形成し、クラッド層３はＳｉＯ2 により形成
したが、第１コア層１、第２コア層２、クラッド層３を
形成する材料は特に限定されるものではなく、適宜設定
されるものである。
ることはなく、様々な実施の態様を採り得るものであ
る。たとえば、上記実施形態例では、第１コア層はＧｅ
Ｏ2 −ＳｉＯ2 により形成し、第２コア層２はＦ−Ｓｉ
Ｏ2 により形成し、クラッド層３はＳｉＯ2 により形成
したが、第１コア層１、第２コア層２、クラッド層３を
形成する材料は特に限定されるものではなく、適宜設定
されるものである。
【００３６】また、本発明の分散補償光ファイバは、比
屈折率差Δ１，Δ２、第１コア層と第２コア層との半径
比ａ2 ／ａ1 の値を、それぞれ、＋1.6 ％≦Δ１≦＋2.
1 ％、−0.6 ％≦Δ２≦−0.45％、２≦ａ2 ／ａ1 ≦４
とすることにより、波長1530nmから1570nmでの分散スロ
ープ補償率が0.75以上1.25以下となるようにすればよ
く、前記比屈折率差Δ１，Δ２の値や半径比ａ2 ／ａ1
の値および、第１コア層、第２コア層、クラッド層の大
きさ等は適宜設定されるものである。
屈折率差Δ１，Δ２、第１コア層と第２コア層との半径
比ａ2 ／ａ1 の値を、それぞれ、＋1.6 ％≦Δ１≦＋2.
1 ％、−0.6 ％≦Δ２≦−0.45％、２≦ａ2 ／ａ1 ≦４
とすることにより、波長1530nmから1570nmでの分散スロ
ープ補償率が0.75以上1.25以下となるようにすればよ
く、前記比屈折率差Δ１，Δ２の値や半径比ａ2 ／ａ1
の値および、第１コア層、第２コア層、クラッド層の大
きさ等は適宜設定されるものである。
【００３７】
【発明の効果】本発明によれば、Ｗ形の３層の屈折率分
布を有する単一モード光導波路型の分散補償光ファイバ
とすることにより、負の分散スロープを持ち、かつ、負
の高分散を有する分散補償光ファイバを提供することが
可能となり、しかも、第１コア層のクラッド層に対する
比屈折率差および、第２コア層のクラッド層に対する比
屈折率差および、第１コア層と第２コア層の半径比を特
定の範囲内の値とすることにより、波長1530nmから1570
nmまでの、シングルモード光ファイバの分散スロープに
対する分散補償光ファイバの分散スロープの割合を、波
長1550nmでのシングルモード光ファイバの分散値に対す
る分散補償光ファイバの分散値の割合で割った分散スロ
ープ補償率を、完全補償率（＝１）に近い0.75以上1.25
以下の理想的な値とすることが可能となる。
布を有する単一モード光導波路型の分散補償光ファイバ
とすることにより、負の分散スロープを持ち、かつ、負
の高分散を有する分散補償光ファイバを提供することが
可能となり、しかも、第１コア層のクラッド層に対する
比屈折率差および、第２コア層のクラッド層に対する比
屈折率差および、第１コア層と第２コア層の半径比を特
定の範囲内の値とすることにより、波長1530nmから1570
nmまでの、シングルモード光ファイバの分散スロープに
対する分散補償光ファイバの分散スロープの割合を、波
長1550nmでのシングルモード光ファイバの分散値に対す
る分散補償光ファイバの分散値の割合で割った分散スロ
ープ補償率を、完全補償率（＝１）に近い0.75以上1.25
以下の理想的な値とすることが可能となる。
【００３８】そのため、本発明の光ファイバを正の分散
を持った光伝送路に波長多重光通信の分散補償光ファイ
バとして使用することにより、光伝送路で生じた大きな
各波長の分散量を非常に効果的に減殺して受信側では波
長分散の小さい受信波とすることが可能となり、これに
より、高密度高速の波長多重光通信の信頼性を格段に高
めることが可能となる。
を持った光伝送路に波長多重光通信の分散補償光ファイ
バとして使用することにより、光伝送路で生じた大きな
各波長の分散量を非常に効果的に減殺して受信側では波
長分散の小さい受信波とすることが可能となり、これに
より、高密度高速の波長多重光通信の信頼性を格段に高
めることが可能となる。
【００３９】また、既設の1300nm零分散伝送網で、1550
nm近辺（1530nmから1570nm）での波長を使用して波長多
重光通信を行う場合に、本発明の分散補償光ファイバを
光伝送路に挿入使用することにより、同様に、各波長の
送信光信号の受信側での波長分散を効果的に減殺補償す
ることができることとなり、前記既設の伝送網を利用し
て1550nm近辺での信頼性の高い高密度高速の波長多重通
信が可能となる。
nm近辺（1530nmから1570nm）での波長を使用して波長多
重光通信を行う場合に、本発明の分散補償光ファイバを
光伝送路に挿入使用することにより、同様に、各波長の
送信光信号の受信側での波長分散を効果的に減殺補償す
ることができることとなり、前記既設の伝送網を利用し
て1550nm近辺での信頼性の高い高密度高速の波長多重通
信が可能となる。
【図１】本発明に係る分散補償光ファイバの一実施形態
例の屈折率分布構造を示す説明図である。
例の屈折率分布構造を示す説明図である。
【図２】本発明の分散補償光ファイバの横断面構成図で
ある。
ある。
【図３】本実施形態例の分散補償光ファイバの分散スロ
ープと分散値の各理論データと実測データを比較例のデ
ータと共に示すグラフである。
ープと分散値の各理論データと実測データを比較例のデ
ータと共に示すグラフである。
【図４】光ファイバ構造の説明図である。
【図５】Ｗ形の屈折率分布を有する分散補償光ファイバ
の比屈折率差の違いによる分散スロープ補償率の違い
を、カットオフ波長に対する分散スロープ補償率の値に
より示すグラフである。
の比屈折率差の違いによる分散スロープ補償率の違い
を、カットオフ波長に対する分散スロープ補償率の値に
より示すグラフである。
１ 第１コア層 ２ 第２コア層 ３ クラッド層 ４ 分散補償光ファイバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−11620（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−222235（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−261048（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−136758（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−60503（ＪＰ，Ａ) Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｉｒ ｅ ＆ Ｃａｂｌｅ Ｓｙｍｐｏｓｉｕ ｍ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ 1996，45 ｔｈ （ＮＯＶＥＭＢＥＲ 18 ＴＨＲ Ｕ 21，1996），ｐｐ．888−893 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02B 6/00 - 6/54
Claims (2)
- 【請求項１】 屈折率がｎ1 、コア半径がａ1 の第１コ
ア層の外側に屈折率がｎ2 、外半径がａ2 の第２コア層
を前記第１コア層と同心円状に形成し、該第２コア層の
外側に屈折率がｎ3 のクラッド層を前記第１コア層およ
び第２コア層と同心円状に形成し、屈折率構造がｎ1 ＞
ｎ3 ＞ｎ2 となるＷ形の３層の屈折率分布を有する単一
モード光導波路型の分散補償光ファイバであって、
｛（ｎ1 2−ｎ3 2 ）／２ｎ1 2 ｝×100 によって表さ
れる第１コア層のクラッド層に対する比屈折率差を1.6
％以上2.1 ％以下とし、かつ、｛（ｎ2 2 −ｎ3 2 ）／
２ｎ2 2 ｝×100 によって表される第２コア層のクラッ
ド層に対する比屈折率差を−0.60％以上−0.45％以下と
し、さらに、第１コア層と第２コア層の半径比ａ2 ／ａ
1 を２以上４以下とすることにより、波長1530nmから15
70nmまでのシングルモード光ファイバの分散スロープに
対する分散補償光ファイバの分散スロープの割合を波長
1550nmでのシングルモード光ファイバの分散値に対する
分散補償光ファイバの分散値の割合で割った分散スロー
プ補償率が0.75以上1.25以下となるようにしたことを特
徴とする分散補償光ファイバ。 - 【請求項２】 第１コア層はＧｅＯ2 −ＳｉＯ2 により
形成されており、第２コア層はＦ−ＳｉＯ2 により形成
されており、クラッド層はＳｉＯ2 により形成されてい
ることを特徴とする請求項１記載の分散補償光ファイ
バ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8080595A JP2988571B2 (ja) | 1995-03-10 | 1996-03-08 | 分散補償光ファイバ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7971995 | 1995-03-10 | ||
| JP7-79719 | 1995-03-10 | ||
| JP8080595A JP2988571B2 (ja) | 1995-03-10 | 1996-03-08 | 分散補償光ファイバ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08313750A JPH08313750A (ja) | 1996-11-29 |
| JP2988571B2 true JP2988571B2 (ja) | 1999-12-13 |
Family
ID=26420721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8080595A Expired - Fee Related JP2988571B2 (ja) | 1995-03-10 | 1996-03-08 | 分散補償光ファイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2988571B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6400877B1 (en) | 2000-09-01 | 2002-06-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Negative-dispersion optical fiber and optical transmission line incorporating the same |
Families Citing this family (18)
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|---|---|---|---|---|
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| KR100333897B1 (ko) | 1998-06-24 | 2002-07-31 | 광주과학기술원 | 스트레스이완된장주기광섬유격자 |
| JP3893877B2 (ja) * | 1998-09-18 | 2007-03-14 | 住友電気工業株式会社 | 分散補償ファイバ |
| JP3912009B2 (ja) | 1998-09-18 | 2007-05-09 | 住友電気工業株式会社 | 分散補償ファイバ |
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| FR2788138B1 (fr) * | 1999-01-04 | 2001-03-30 | Cit Alcatel | Fibre optique a faible pente de dispersion chromatique |
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1996
- 1996-03-08 JP JP8080595A patent/JP2988571B2/ja not_active Expired - Fee Related
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