JP3209497B2 - 光減衰性光ファイバ - Google Patents
光減衰性光ファイバInfo
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/264—Optical coupling means with optical elements between opposed fibre ends which perform a function other than beam splitting
- G02B6/266—Optical coupling means with optical elements between opposed fibre ends which perform a function other than beam splitting the optical element being an attenuator
Landscapes
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Description
バに関し、特に、光通信、光計測、CATVシステム等
の分野において、光信号の強度を一定の割合で減衰させ
るために使用する光減衰器とそれに使用する光減衰性光
ファイバに関するものである。
おいて、光信号を一定量減衰させる方法は幾つか提案さ
れているが、高減衰量品では高入力パワーに耐える安定
性がさらに必要となる。
手段としては、フィルターを光ファイバに挿入する方法
と、光ファイバに光減衰性のドーパントを添加する方法
とが知られている。
方法は、組み立ての容易さ、信頼性の高さ、低価格性等
の優れた点を有している。
2754号公報、実開昭63−96504号公報、実開
昭63−96506号公報、特開平6−303156号
公報等に開示されている。
技術を検討した結果、以下の問題点を見いだした。
入出力の何れか一端に光ファイバを接続して用いられる
が、その接続の際には、両光ファイバのコアのズレやモ
ードフィールドの相違により、光信号の僅かな成分がク
ラッド中に放射されることになる(以下、クラッドモー
ドと記す)。
て用いられる、標準的な光ファイバの接続では、前述す
るようなクラッドモードはその強度がコア中の光信号の
強度に比較し遥かに弱く、光ファイバ伝搬中にほぼ消滅
すると考えてよい。
器においては、使用される光ファイバの長さが短く、か
つ、直線上に固定されているため、入力端の接続点で生
じるクラッドモードが、固定減衰器の出力端まで伝搬し
易く、かつ、出力端の接続点で接続される光ファイバの
コアに再結合し易いことを確認した。
測定ではクラッドモードが原因となる伝搬損失は再結合
時の結合損失を含めて40dB程度であった。
であれば、この値はさらに低減するので、通常の光ファ
イバの接続ではクラッドモードの伝搬は問題にならな
い。
以下の固定減衰器であれば実用上の問題はないと考えら
れる。
では減衰されたコア中を伝搬する光信号とクラッドモー
ドとの強度が相対的に近づくため、モード結合状態によ
り、減衰値波長依存性にビートを生じるので、減衰値が
不安定となり、光信号が正常に伝搬しない等の問題が生
じる。
であっても、接続する光ファイバと固定減衰器に用いる
光ファイバとの伝搬モードフィールド形状が一致せず、
互いに異なる形状をしている場合にはクラッドに放射さ
れる光の相対強度は増加することになるので、前述する
問題が生じることは明らかである。
ている場合であっても、接続するコアの相対的な位置ず
れが大きい場合は同様な問題を生じる。
に開示されているように、クラッドモードの問題は光減
衰性光ファイバを用いた場合に限らず、一般的な光減衰
器で広く生じる問題である。
減衰ファイバを用い、その減衰ファイバのクラッドを減
衰性の媒質で作製するという方法が特開平5−2648
16号公報、特開平6−109923号公報等に開示さ
れている。
パントをクラッド全体に添加する必要があるので、光減
衰性光ファイバが高価になるという問題があった。
ドーパントの添加が必要であるから、クラッド全体に同
等の濃度のドーパントを添加することは技術的にも難し
くなり、光減衰性光ファイバは高価格となる。
るように、クラッドでの減衰量をコアよりも多くする場
合は、さらにドーパントの濃度を多くする必要が生じ、
光減衰性光ファイバのコストはさらに高騰化する。
濃度のドーパントを添加することは非常に困難となる。
モードの影響を低減することが可能な技術を提供するこ
とにある。
光減衰器を提供することにある。
ッドモードの影響を低減し、特性安定性に優れた光減衰
器を安価に得ることが可能な技術を提供することにあ
る。
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
にする。
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以
下のとおりである。
とも前記コアの近傍では前記コアよりも屈折率の低いク
ラッドとからなる光減衰性光ファイバであって、前記ク
ラッドは内側クラッドと、該内側クラッドの外側に設け
られる当該内側クラッドよりも屈折率の小さい低屈折率
部を有し、前記コアおよび前記内側クラッドの一部また
は全部に光信号を減衰させるドーパントを含有する。
内側クラッドとそれより屈折率が小さい低屈折率部との
2重構造にすることにより、コアからクラッドに漏れた
光信号を内側クラッドに閉じ込めてしまう。
は全部に光減衰性ドーパントを添加する構造とすること
により、内側クラッドに閉じ込めた接続時に生じる光信
号を減衰できるので、クラッドモードの影響を低減する
ことができる。
の変化がないので、特性安定性に優れた光減衰器を製作
できる。
のみでよいので、安価に特性安定性に優れた光減衰性光
ファイバを製作できる。
の影響を低減し、特性安定性に優れた光減衰器を安価に
製作できる。
号に記載する光減衰性光ファイバは、以下に示す構成と
なる。
とも前記コアの近傍では前記コアよりも屈折率の低いク
ラッドとからなり、前記コア又は前記コア近傍の前記ク
ラッド部分に光信号を減衰させるドーパントを含有する
光減衰性光ファイバであって、前記クラッドの前記コア
近傍以外の一部に、前記コア近傍の屈折率よりも大きい
屈折率を有する高屈折率クラッド部分を設置したもので
ある。
おいて、前記高屈折率クラッド部分の一部又は全部に光
信号を減衰させるドーパントを含有する。
とも前記コアの近傍では前記コアよりも屈折率の低いク
ラッドとからなり、前記コア又は前記コア近傍の前記ク
ラッド部分に光信号を減衰させるドーパントを含有する
光減衰性光ファイバであって、前記クラッドの前記コア
近傍以外の一部に光信号を減衰させるドーパントを含有
する。
なる屈折率のクラッドから構成するという点において
は、本願発明と特願平8−4号とに記載する光減衰光フ
ァイバは同じである。
減衰光ファイバは内側のクラッドの屈折率よりも外側の
クラッドの屈折率が大きく、本願発明の光減衰光ファイ
バは内側のクラッドの屈折率の方が外側のクラッドの屈
折率よりも大きいという点で異なっているので、以下に
示すように、クラッドモードに対する作用は大きく異な
る。
では、クラッド中を伝播する光信号を外側のクラッドで
吸収する、あるいは、吸収し減衰させることによって、
クラッドモードの影響を低減する。
前述するように、クラッド中を伝播する光信号を内側の
クラッドに閉じ込め、コアまたは内側のクラッドの一部
または全部にドーピングしたドーパントで減衰させるこ
とによって、クラッドモードの影響を低減する。
態(実施例)とともに図面を参照して詳細に説明する。
態1の光減衰性光ファイバの断面とその屈折率分布を示
す図であり、1は光を伝搬するコア、2は内側クラッ
ド、3は外側クラッド、4は低屈折率部である。
との屈折率差を附けるために、石英ガラスにドーパント
としてGeO2をドーピングしてある。
ッド2の比屈折率差は0.3%であり、このときの遮断
波長は約1.1μmであった。コア1にはさらに光信号
の強度が減衰するようにCo(コバルト)をドープして
ある。
長1.55μmでの光減衰量が30dBとなるように、
Coの含有量を調節してある。
載されるように、波長1.55μm帯の光減衰に適した
元素である。
であり、ドーパントとしてCoをほぼ均一にドープして
あり、その外径は約40μmである。
度の約半分であり、Coのドープにより屈折率の変化は
ほとんどなかったので、Coのドープによりコア1のC
oドープ量を少なくすることが可能であった。
おり、その外径すなわち本実施の形態1の光減衰性光フ
ァイバの外径は標準的な光ファイバと同様であり、12
5μmである。
なわち外側クラッド3の内側に幅15μmでF(フッ
素)を一様にドープした層であり、その濃度は比屈折率
が−0.15%でほぼ一定となるようにしてある。
バでは、低屈折率部4の比屈折率差は低屈折率部4がコ
ア1から離れているので、コア1を伝搬する光信号には
ほとんど影響がなかった。
分散シフトファイバにあるように予め光信号への影響を
考慮して低屈折率部4の構造を決定することにより、フ
ァイバ構造としての問題は生じない。
4の比屈折率差は、外側クラッド3がコア1から離れて
いるので、コア1を伝搬する光信号にはほとんど影響が
なかった。
バの使用方法の一例として、フェルール中に固定した場
合の概略構成を示す図であり、5は光減衰性光ファイ
バ、6はジルコニアフェルール(フェルール)である。
した光減衰光ファイバであり、ジルコニアフェルール6
は周知の光ファイバを保持するための部材である。
5をフェルール6に挿入し、接着固定した後に、フェル
ール6の両端面をアドバンストPC研磨しており、その
長さは22mmである。
ァイバ5の長さが規定され、この光減衰光ファイバ5と
ドーパントであるCoの添加濃度で光信号の減衰量が決
定される。
または片側に、たとえば、標準単一モード光ファイバを
融着接続して用いる場合等、光減衰性光ファイバ長に規
定がない場合は光減衰性光ファイバ5の長さを変えるこ
とにより、減衰量の異なる固定減衰器が一種類の光減衰
性光ファイバ5から製造できることになる。
フェルールを用いたSCアダプタ型固定減衰器の概略構
成を示す図であり、7はスリーブ、8は筐体である。
形のフェルール6を半径方向に均等な力を加えることに
より、光減衰性光ファイバ5の中心軸を合わせるための
部材である。
スである。
定減衰器を用い、両端に標準単一モード光ファイバを接
続して、1.55μm帯での基本特性を測定した。
器の1.55μm帯での減衰量波長依存性の測定結果を
示す図であり、この図から明らかなように、減衰量30
dBは非常に安定しており、波長を多少変化させた場合
であっても減衰値のビートは観測されず安定しているこ
とが判明した。
ないためであり、光信号伝送の阻害要因がなく、1.5
5μm帯での光源等による信号波長変動の許容範囲が広
いことを示している。
接、光検出器で受光し測定した場合の減衰値は、光ファ
イバを介して測定した値とほとんど変化がなく、安定し
ていた。
件として、コア拡散処理をし、コネクタ先端でのモード
フィールド径を1.5倍に拡大したファイバーコード
を、図3の固定減衰器の両端に接続した場合の1.55
μm帯での減衰量波長依存性の測定においても、接続損
の増加による減衰値の変化は観測されたが、減衰量波長
依存性の安定性には変化はなく、クラッドモードが効果
的に低減されていることが確認できた。
バの製造時には、内側クラッド2の領域が少ないので、
光減衰性のドーパントの添加領域が少なくてすむと共
に、低屈折率部4にドープするFのドーピング技術が広
く普及している技術であり、光ファイバ母材作製工程を
そのまま使用できるので、クラッド全体に光減衰性のド
ーパントを添加する従来の光減衰性光ファイバよりも安
価に製造できる。
減衰性光ファイバによれば、内側クラッド2の外側の低
屈折率部4に幅15μmでF(フッ素)を比屈折率が−
0.15%の濃度でほぼ一定となるように一様にドープ
した層を設けることにより、コア1から内側クラッド2
中に放射され伝搬する光信号を内側クラッド2に閉じこ
めると共に、コア1および内側クラッド2にドーパント
としてCoをほぼ均一にドープすることにより、伝搬す
る光信号をドーピングしたドーパントであるCoで減衰
させることによって、クラッドモードの影響を低減でき
る。
パントをドープすることなく、コア1および内側クラッ
ド2という局所的なドープで効果的にクラッドモードを
低減できる。
トをドープする必要がないと共に、ドーパントの濃度も
大きくする必要がないので、光減衰性光ファイバを安価
に製造できる。
ッド2の屈折率の変化はほとんどなかったので、反射特
性等の接続特性に影響をおよぼさないと言う利点があ
る。
ド3の内側の比屈折率を変化させる方法は一般的な技術
となっているので、既存の光ファイバ製造装置を利用で
きるという利点がある。さらには、この比屈折率を変化
させる領域が狭いので、光減衰性光ファイバをさらに安
価に製造できる。
その付近にドープする光減衰性ドーパントの種類は一種
類のみを用いたが、コア1およびその付近にドープした
減衰性ドーパントは光減衰基本特性を制御するためにド
ープしたものであり、したがって、一種類に限定される
ものではないことは言うまでもない。
ドーパントは、ドープ領域を広くする必要がないので、
使用波長領域やファイバパラメータが異なる場合等に
は、たとえば、Cr(クロム),V(バナジウム)等の
2種類以上のドーパントをドープしてもよいことは言う
までもない。
おけるドーパントの材料、量およびそのドープ方法等
は、本実施の形態1に示す材料量およびドープ方法に限
定するものでないことは言うまでもない。
量の光減衰器についてのみ取り上げたが、低減衰量品に
適用した場合であってもその効果は明らかであり、特
に、モードフィールド径の異なる光ファイバを接続した
場合、および、複数の光減衰器を連続して接続した場合
等では、その効果は顕著である。
た場合に、効果があることは言うまでもない。
バ用の光減衰器に適用した場合の動作およびその効果を
説明したが、多モード光ファイバ用の光減衰器に適用し
た場合であっても、同様の効果があることは言うまでも
ない。
以外の光ファイバにも適用できることは言うまでもな
い。
態2の光減衰性光ファイバの断面とその屈折率分布を示
す図であり、9は光減衰性ドーパント領域を示す。
はたとえばCo(コバルト)をドープした領域であり、
コア1に接する内側クラッド2の領域である。
イバにおいても、実施の形態1と同様に、コア1にもG
eO2と共にCoがドープ(添加)されている。
ァイバは、実施の形態1の光減衰性光ファイバのドーパ
ントのドープ領域を内側クラッド2の一部にしたもので
ある。
側クラッド2の領域の内、Coをドープした光減衰性ド
ーパント領域9とCoをドープしていない領域とでは、
屈折率分布に差はほとんどないので、図5に示すような
屈折率分布となる。
うに、屈折率分布は、コア1の部分の屈折率が最も大き
く、コア1の外側にある光減衰性ドーパント領域9を含
む内側クラッド2があり、内側クラッド2の外側には低
屈折率部4があり、その屈折率分布は内側クラッド2よ
り小さくなる。
衰性光ファイバと同様に、内側クラッド2に進入した光
信号は光減衰性ドーパント領域9を含む内側クラッド2
内に閉じこめられると共に、光減衰性ドーパント領域9
で減衰されるので、実施の形態1の光減衰性光ファイバ
と同じ効果があると共に、さらにドーパントのドープ領
域を小さくできるので、実施の形態1の光減衰性光ファ
イバよりもさらに安価に製造できる。
は全体にドーパントをドープしたが、内側クラッド2と
同様に、その一部にドープしてもよいことは言うまでも
ない。
較試料として、コア構造は同一で、クラッドが純石英ガ
ラスなる、すなわち、GeO2を添加していない光減衰
性光ファイバを作製し、それを用いたSCアダプタ型光
減衰器として同様な試験を行った。
にするためには、実施の形態1および2の光減衰性光フ
ァイバよりもコア1にドープ(添加)するCoの濃度を
多くする必要があった。
の減衰量波長依存性を測定した結果が図6であり、特
に、1.55μm帯での減衰量波長依存性である。
存性には±5dBに達する周期的に変化するビートが観
測され、波長の僅かな相違によって、減衰量が大きく変
化することが確認される。
号が正常に伝播しない場合がありえる。
減衰性光ファイバを用いた方がクラッドモードを効果的
に除去できることが明らかとなった。
に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態
(実施例)に限定されるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以
下のとおりである。
とができる。
できる。
光ファイバを製作できる。
性安定性に優れた光減衰器を安価に製作できる。
断面とその屈折率分布を示す図である。
法の一例として、フェルール中に固定した場合の概略構
成を示す図である。
を用いたSCアダプタ型固定減衰器の概略構成を示す図
である。
5μm帯での減衰量波長依存性の測定結果を示す図であ
る。
断面とその屈折率分布を示す図である。
果を示す図である。
低屈折率部、5…光減衰性光ファイバ、6…ジルコニア
フェルール、7…スリーブ、8…筐体、9…光減衰性ド
ーパント領域。
Claims (1)
- 【請求項1】 コアと、該コアを取り囲み、少なくとも
前記コアの近傍では前記コアよりも屈折率の低いクラッ
ドとからなる光減衰性光ファイバであって、 前記クラッドは内側クラッドと、該内側クラッドの外側
に設けられる当該内側クラッドよりも屈折率の小さい低
屈折率部を有し、前記コアおよび前記内側クラッドの一
部または全部に光信号を減衰させるドーパントを含有す
ることを特徴とする光減衰性光ファイバ。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12663396A JP3209497B2 (ja) | 1996-05-22 | 1996-05-22 | 光減衰性光ファイバ |
US08/777,205 US5841926A (en) | 1996-01-04 | 1996-12-27 | Optical fibers for optical attenuation |
DE69734031T DE69734031T2 (de) | 1996-01-04 | 1997-01-03 | Optische Fasern für optische Dämpfung |
EP97100057A EP0783117B1 (en) | 1996-01-04 | 1997-01-03 | Optical fibers for optical attenuation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12663396A JP3209497B2 (ja) | 1996-05-22 | 1996-05-22 | 光減衰性光ファイバ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09311221A JPH09311221A (ja) | 1997-12-02 |
JP3209497B2 true JP3209497B2 (ja) | 2001-09-17 |
Family
ID=14940031
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12663396A Expired - Lifetime JP3209497B2 (ja) | 1996-01-04 | 1996-05-22 | 光減衰性光ファイバ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3209497B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018148114A1 (en) * | 2017-02-07 | 2018-08-16 | Corning Incorporated | Multimode optical fibers for attenuators |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1467239B1 (en) * | 2003-04-09 | 2011-09-21 | KiloLambda Technologies Ltd. | Optical power limiter |
WO2007043558A1 (ja) * | 2005-10-14 | 2007-04-19 | Nec Corporation | 光レセプタクル、光モジュール及び光レセプタクルにおける結合効率のばらつき低減方法 |
-
1996
- 1996-05-22 JP JP12663396A patent/JP3209497B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018148114A1 (en) * | 2017-02-07 | 2018-08-16 | Corning Incorporated | Multimode optical fibers for attenuators |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09311221A (ja) | 1997-12-02 |
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