JP3226218B2 - 分散シフト単一モード光ファイバ - Google Patents
分散シフト単一モード光ファイバInfo
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
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- G02B6/02014—Effective area greater than 60 square microns in the C band, i.e. 1530-1565 nm
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- G02B6/02214—Optical fibres with cladding with or without a coating tailored to obtain the desired dispersion, e.g. dispersion shifted, dispersion flattened
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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、分散シフト単一モード光ファイバに関す
る。
る。
いわゆる分散シフト単一モード光ファイバは、通常1.
3μｍ（シリカの分散がほぼ０である波長）以外の波長
が使用され、その伝送波長において伝送波の色分散がほ
ぼ０である、すなわち、特にコアとクラッドとの間の屈
折率の差を大きくすることにより、０ではないシリカの
色分散が相殺される（そのため「シフト」という用語を
使用する）ようなファイバである。現在、伝送線用光フ
ァイバ、すなわち例えば大西洋横断接続など長距離伝送
を行うための光ファイバとして選択される伝送波長は、
ほぼ1.55μｍである。実際、光の伝送の減衰量が最小と
なるのがこの波長であり、その値は0.2dB/kmである。
3μｍ（シリカの分散がほぼ０である波長）以外の波長
が使用され、その伝送波長において伝送波の色分散がほ
ぼ０である、すなわち、特にコアとクラッドとの間の屈
折率の差を大きくすることにより、０ではないシリカの
色分散が相殺される（そのため「シフト」という用語を
使用する）ようなファイバである。現在、伝送線用光フ
ァイバ、すなわち例えば大西洋横断接続など長距離伝送
を行うための光ファイバとして選択される伝送波長は、
ほぼ1.55μｍである。実際、光の伝送の減衰量が最小と
なるのがこの波長であり、その値は0.2dB/kmである。
従って本発明においては、想定するファイバは、伝送
効率が最も高い1.55μｍの波長において使用するものと
する。
効率が最も高い1.55μｍの波長において使用するものと
する。
また、単一モード光ファイバの方が多重モード光ファ
イバよりもはるかに広い帯域を有することがわかってお
り、そのため、遠距離伝送線の現在および将来の開発は
単一モードファイバを中心にして行われている。
イバよりもはるかに広い帯域を有することがわかってお
り、そのため、遠距離伝送線の現在および将来の開発は
単一モードファイバを中心にして行われている。
従って本発明は特に、ほぼ1.55μｍの波長で使用され
る分散シフト単一モード光ファイバに関する。
る分散シフト単一モード光ファイバに関する。
より詳細には，本発明は、曲率半径が30mmの時、曲げ
による損失が0.005dB/mを超えない光ファイバに関す
る。実際、光ファイバにとって正しい伝送条件下で動作
を実現するには、このように、曲げによる損失を制限す
ることが必要である。
による損失が0.005dB/mを超えない光ファイバに関す
る。実際、光ファイバにとって正しい伝送条件下で動作
を実現するには、このように、曲げによる損失を制限す
ることが必要である。
現在、分散シフト単一モード光ファイバの様々なプロ
ファイルが研究され、論文に広く記載されている。
ファイルが研究され、論文に広く記載されている。
「ステップ形」、「台形」、「三角形」などと呼ばれ
る最も簡単なプロファイルは、光ファイバの中心からの
距離に応じてコア内屈折率が変化するものであり、この
距離に応じて、屈折率は各々、長方形、台形、あるいは
三角形をなす曲線を形成するが、コアを取り囲むクラッ
ドにおける屈折率は一定であり、コアの屈折率よりも低
い。
る最も簡単なプロファイルは、光ファイバの中心からの
距離に応じてコア内屈折率が変化するものであり、この
距離に応じて、屈折率は各々、長方形、台形、あるいは
三角形をなす曲線を形成するが、コアを取り囲むクラッ
ドにおける屈折率は一定であり、コアの屈折率よりも低
い。
また、光ファイバの「内側」コアを形成する中心部分
を、内側コアの屈折率よりも低い屈折率を有する「外
側」コアと、外側コアの屈折率よりも低い屈折率を有す
るクラッドとが取り囲む、「ペデスタル」プロファイル
も知られている。
を、内側コアの屈折率よりも低い屈折率を有する「外
側」コアと、外側コアの屈折率よりも低い屈折率を有す
るクラッドとが取り囲む、「ペデスタル」プロファイル
も知られている。
さらに、ファイバの中心からの距離ｄに応じてファイ
バ内の屈折率ｎが図１の概略図に示す曲線のように変化
する「中心リング付き台形」型のプロファイルも知られ
ている。このプロファイルにおいてコアＣは、 台形の、極端な場合には三角形または四角形の曲線が
形成されるように屈折率が変化する最大屈折率ns＋Δｎ
の中央部分と、 中央部分10を囲み、屈折率nsが例えば一定でns＋Δｎ
よりも低い層11と 層11を囲み、屈折率ns＋ｈΔｎ（０＜ｈ＜１）が例え
ば一定でnsよりも高くns＋Δｎよりも低い層12と を含む。
バ内の屈折率ｎが図１の概略図に示す曲線のように変化
する「中心リング付き台形」型のプロファイルも知られ
ている。このプロファイルにおいてコアＣは、 台形の、極端な場合には三角形または四角形の曲線が
形成されるように屈折率が変化する最大屈折率ns＋Δｎ
の中央部分と、 中央部分10を囲み、屈折率nsが例えば一定でns＋Δｎ
よりも低い層11と 層11を囲み、屈折率ns＋ｈΔｎ（０＜ｈ＜１）が例え
ば一定でnsよりも高くns＋Δｎよりも低い層12と を含む。
層12は、屈折率nsであるクラッド層Ｇに囲まれる。
実際には、コアＣの中央部分10に関して用いる「台
形」という用語は、三角形および四角形という極端な形
状をも含む。
形」という用語は、三角形および四角形という極端な形
状をも含む。
なお、当然のことながら、前記のプロファイルは全
て、光ファイバの中心に対し回転対称性を有する。
て、光ファイバの中心に対し回転対称性を有する。
これらプロファイルにより、1.55μｍにおいて色分散
をほぼ０にし、減衰および曲げによる損失を少なくする
ことが可能となる。とはいえ、光ファイバを使用する長
距離リンクの開発における不断の願望は、伝送品質を更
に向上しそのコストを下げることである。
をほぼ０にし、減衰および曲げによる損失を少なくする
ことが可能となる。とはいえ、光ファイバを使用する長
距離リンクの開発における不断の願望は、伝送品質を更
に向上しそのコストを下げることである。
ところで、伝送品質はリンク全体のSN比と密着な関係
があり、ノイズは伝送線内で使用される中継器に属する
増幅器が発する増幅自然放射によって生じ、このSN比自
体は、増幅器間の距離Ｚ、使用光ファイバの有効モード
表面積Seff、母集団反転係数（factor of inversion of
population）nsp、単位長減衰αおよび、増幅器の入力
側と出力側の結合係数C1およびC2に依存する、光ファイ
バのペナルティ関数Ｆに反比例することがわかってい
る。ペナルティ関数Ｆは下記の式で与えられる。
があり、ノイズは伝送線内で使用される中継器に属する
増幅器が発する増幅自然放射によって生じ、このSN比自
体は、増幅器間の距離Ｚ、使用光ファイバの有効モード
表面積Seff、母集団反転係数（factor of inversion of
population）nsp、単位長減衰αおよび、増幅器の入力
側と出力側の結合係数C1およびC2に依存する、光ファイ
バのペナルティ関数Ｆに反比例することがわかってい
る。ペナルティ関数Ｆは下記の式で与えられる。
この式から、伝送品質を向上させるため以下の試みを
追求できることがわかる。
追求できることがわかる。
他のことはそのままにして母集団反転係数nspを小さ
くする。ただしこの場合、ポンピング波長において複雑
な調整が必要となり、したがって光ファイバ以外の部品
にも複雑な調整が必要となる。
くする。ただしこの場合、ポンピング波長において複雑
な調整が必要となり、したがって光ファイバ以外の部品
にも複雑な調整が必要となる。
減衰αを小さくする。しかし1.55μｍにおける減衰は
すでに極めて小さく（実際には0.2dB/km程度）、ペナル
ティ関数Ｆに対しては大きく低減を期待することはでき
ない。結合係数C1およびC2を変更する。これは光ファイ
バ以外の部品をも介入させることになり、複雑な調整が
必要となる。有効モード表面積Seffを大きくする。これ
によってリンクの品質を向上させることが可能である。
すでに極めて小さく（実際には0.2dB/km程度）、ペナル
ティ関数Ｆに対しては大きく低減を期待することはでき
ない。結合係数C1およびC2を変更する。これは光ファイ
バ以外の部品をも介入させることになり、複雑な調整が
必要となる。有効モード表面積Seffを大きくする。これ
によってリンクの品質を向上させることが可能である。
図２に、有効モード表面積が50μm2の既知の光ファイ
バ（曲線30）および有効モード表面積が70μm2の理論的
光ファイバ（曲線31）について増幅器間の距離Ｚ（単位
はkm）を関数とした時の、ソリトン型伝送を使用する光
ファイバのペナルティ関数Ｆ（単位はdB）を示す。な
お、Ｆは依存する他のパラメータは全てそのままとす
る。ある決まったペナルティ関数、すなわちある決まっ
たSN比においては、有効モード表面積が大きくなればな
るほど増幅器間の距離が大きくなり、それにより、使用
する中継器の数を減らすことができ、従ってシステムの
コストを低減することが可能となる。
バ（曲線30）および有効モード表面積が70μm2の理論的
光ファイバ（曲線31）について増幅器間の距離Ｚ（単位
はkm）を関数とした時の、ソリトン型伝送を使用する光
ファイバのペナルティ関数Ｆ（単位はdB）を示す。な
お、Ｆは依存する他のパラメータは全てそのままとす
る。ある決まったペナルティ関数、すなわちある決まっ
たSN比においては、有効モード表面積が大きくなればな
るほど増幅器間の距離が大きくなり、それにより、使用
する中継器の数を減らすことができ、従ってシステムの
コストを低減することが可能となる。
また、ある決まった増幅器間の距離においては、有効
モード表面積が大きくなればなるほどペナルティ関数が
低くなる、すなわち伝送品質が向上する。
モード表面積が大きくなればなるほどペナルティ関数が
低くなる、すなわち伝送品質が向上する。
このように、伝送品質を向上させるには、あるいは同
じことであるが、ある決まったリンク品質の使用される
中継器の数を減らし、それによって同時にリンクのコス
トの低減をもはるかには、有効モード表面積を大きくす
ることが有利である。
じことであるが、ある決まったリンク品質の使用される
中継器の数を減らし、それによって同時にリンクのコス
トの低減をもはるかには、有効モード表面積を大きくす
ることが有利である。
1.55μｍにおいて色分散がほぼ０になるようにするた
め、すなわち1.55μｍにおいてシリカの色分散を相殺す
るために、ステップ形、台形、三角形プロファイルなど
単純な屈折率プロファイルを使用する場合、コアとクラ
ッドの間の屈折率の差を大きくする必要があり、その結
果、必然的に有効モード表面積が少なくなってしまう。
め、すなわち1.55μｍにおいてシリカの色分散を相殺す
るために、ステップ形、台形、三角形プロファイルなど
単純な屈折率プロファイルを使用する場合、コアとクラ
ッドの間の屈折率の差を大きくする必要があり、その結
果、必然的に有効モード表面積が少なくなってしまう。
このように、1.55μｍにおいて色分散をほぼ０にしつ
つ大きな有効モード表面積を得るには、図１に例示する
ような、より複雑な屈折率プロファイルを選択すること
が必要である。
つ大きな有効モード表面積を得るには、図１に例示する
ような、より複雑な屈折率プロファイルを選択すること
が必要である。
現在までのところ、中心リング付き台形型のプロファ
イルについて実施された研究では、有効モード表面積は
50から60μm2止まりである。
イルについて実施された研究では、有効モード表面積は
50から60μm2止まりである。
従って本発明の目的は、曲げによる減衰および損失
を、既知の光ファイバを使用して得られる減衰および損
失と同等に維持しつつ、1.55μｍ近辺で色分散が０であ
って有効モード表面積が65μm2を上回る単一モード光フ
ァイバを作成するため、既知のプロファイルの幾何パラ
メータを最適化して、中心リング付き台形のプロファイ
ルで得られる有効モード表面積よりも大きな有効モード
表面積が得られるようにすることである。
を、既知の光ファイバを使用して得られる減衰および損
失と同等に維持しつつ、1.55μｍ近辺で色分散が０であ
って有効モード表面積が65μm2を上回る単一モード光フ
ァイバを作成するため、既知のプロファイルの幾何パラ
メータを最適化して、中心リング付き台形のプロファイ
ルで得られる有効モード表面積よりも大きな有効モード
表面積が得られるようにすることである。
この目的のため、本発明は、 Δｎを必ず正の値とし、屈折率がほぼ台形の形状を有
する曲線で表され、光ファイバの中心からの距離に応じ
て屈折率が最小屈折率nsと最大屈折率ns＋Δｎとの間で
変化する中心部分、 前記中心部分を取り囲み屈折率がほぼnsに等しい第一
層、及び 前記第一層を取り囲み、０＜ｈ＜１とする時、屈折率
がnsとns＋ｈΔｎの間で変化する第二層を有する光コア
と、 前記第二層を取り囲み、ほぼnsに等しい屈折率を有す
る光クラッドと を含む、1.55μｍ近辺で色分散がほぼ０の単一モード光
ファイバであって、 前記屈折率プロファイルが 前記第二層において測定されるコアの全半径ａ、 前記中心部分の半径とａの比率ｘ（０＜ｘ＜１）、 前記第一層の半径とａの比率ｙ（ｘ＜ｙ＜１）、およ
び 台形の上底と下底との比率ｒ（０≦ｒ≦１） という幾何パラメータで定義され、 1.55μｍにおいて前記ファイバの色分散がほぼ０にな
り、前記ファイバのカットオフ波長λｃが1.4μｍ＜λ
ｃ＜1.55μｍになるようにａとΔｎが定められ、ｒは０
から１の間で任意に選択され、ｘ、ｙおよびｈは の関係式が成立するように選択されることを特徴とする
光ファイバを提供する。
する曲線で表され、光ファイバの中心からの距離に応じ
て屈折率が最小屈折率nsと最大屈折率ns＋Δｎとの間で
変化する中心部分、 前記中心部分を取り囲み屈折率がほぼnsに等しい第一
層、及び 前記第一層を取り囲み、０＜ｈ＜１とする時、屈折率
がnsとns＋ｈΔｎの間で変化する第二層を有する光コア
と、 前記第二層を取り囲み、ほぼnsに等しい屈折率を有す
る光クラッドと を含む、1.55μｍ近辺で色分散がほぼ０の単一モード光
ファイバであって、 前記屈折率プロファイルが 前記第二層において測定されるコアの全半径ａ、 前記中心部分の半径とａの比率ｘ（０＜ｘ＜１）、 前記第一層の半径とａの比率ｙ（ｘ＜ｙ＜１）、およ
び 台形の上底と下底との比率ｒ（０≦ｒ≦１） という幾何パラメータで定義され、 1.55μｍにおいて前記ファイバの色分散がほぼ０にな
り、前記ファイバのカットオフ波長λｃが1.4μｍ＜λ
ｃ＜1.55μｍになるようにａとΔｎが定められ、ｒは０
から１の間で任意に選択され、ｘ、ｙおよびｈは の関係式が成立するように選択されることを特徴とする
光ファイバを提供する。
実際には、３）に示す関係式で、プロファイルの中央
リングについてｄの関数としてｎを与える曲線によって
画定される表面積と、台形についてｄの関数としてｎを
与える曲線によって画定される表面積の比率の限界値が
決定される。
リングについてｄの関数としてｎを与える曲線によって
画定される表面積と、台形についてｄの関数としてｎを
与える曲線によって画定される表面積の比率の限界値が
決定される。
本発明による台形および中央リング型プロファイルの
光ファイバを使用すると、65μm2を上回り85μm2に達す
る有効モード表面積が得られる。リンク品質が一定であ
るとした場合、これにより増幅器間の距離を10から30％
大きくすることが可能である。
光ファイバを使用すると、65μm2を上回り85μm2に達す
る有効モード表面積が得られる。リンク品質が一定であ
るとした場合、これにより増幅器間の距離を10から30％
大きくすることが可能である。
本発明の他の特徴および長所は、例示的であって限定
的ではない、本発明の実施態様についての以下の説明に
おいて明らかになろう。
的ではない、本発明の実施態様についての以下の説明に
おいて明らかになろう。
前述のように、既知の中心リング付き台形型プロファ
イルを使用し、本発明の基準に従って幾何パラメータを
選択することにより、ステップ形、台形、あるいは三角
形型の従来のプロファイル、ならびに先行技術において
使用されている中心リング付き台形型プロファイルを使
用して得られる有効モード表面積よりもはるかに大きい
有効モード表面積が得られる。このように、本発明によ
り、有効モード表面積、色分散、減衰量、曲げによる損
失に関して必要な要件を満たすようにこれらプロファイ
ルの幾何パラメータの選択を最適化することが可能であ
る。
イルを使用し、本発明の基準に従って幾何パラメータを
選択することにより、ステップ形、台形、あるいは三角
形型の従来のプロファイル、ならびに先行技術において
使用されている中心リング付き台形型プロファイルを使
用して得られる有効モード表面積よりもはるかに大きい
有効モード表面積が得られる。このように、本発明によ
り、有効モード表面積、色分散、減衰量、曲げによる損
失に関して必要な要件を満たすようにこれらプロファイ
ルの幾何パラメータの選択を最適化することが可能であ
る。
以下に、本発明の関係式が成立する前記に定義したパ
ラメータの値、ならびに有効モード表面積、1.55μｍに
おける色分散、カットオフ波長、およびこれらの特徴を
有するプロファイルを使用して得られる曲げによる減衰
および損失を与える、本発明の可能な実施例を説明す
る。
ラメータの値、ならびに有効モード表面積、1.55μｍに
おける色分散、カットオフ波長、およびこれらの特徴を
有するプロファイルを使用して得られる曲げによる減衰
および損失を与える、本発明の可能な実施例を説明す
る。
まず第一に、本発明によるプロファイルの幾何特性は
全て、二つの基本パラメータ、すなわちファイバのコア
の全半径ａ、およびコアの最大屈折率と光クラッドの屈
折率の差Δｎによって決まることを想起されたい。
全て、二つの基本パラメータ、すなわちファイバのコア
の全半径ａ、およびコアの最大屈折率と光クラッドの屈
折率の差Δｎによって決まることを想起されたい。
これらの基本パラメータは、本発明による光ファイバ
について必須要件を満たすために、従来の方法で決定す
ることができる。必須要件とは以下の通りである。
について必須要件を満たすために、従来の方法で決定す
ることができる。必須要件とは以下の通りである。
色分散がほぼ０であること、すなわち実際には1.55μ
ｍ近辺において1ps/（nm.km）未満であること。
ｍ近辺において1ps/（nm.km）未満であること。
所望波長において伝送が単一モードであり曲げによる
損失を低減するため、カットオフ波長λｃが1.4μｍ＜
λｃ＜1.55μｍであること。
損失を低減するため、カットオフ波長λｃが1.4μｍ＜
λｃ＜1.55μｍであること。
減衰が0.2dB/km程度であること。
中心リング付き台形型プロファイルについて、前記の
基準を満たすためにパラメータａおよびΔｎをどのよう
に選択するかについて簡潔に説明する。
基準を満たすためにパラメータａおよびΔｎをどのよう
に選択するかについて簡潔に説明する。
周知のように、色分散Ｃは下記のような波長λの関数
で表すことができる。
で表すことができる。
ここで、Ｍ（λ）は、波長λにおける純シリカの色分
散を特徴付ける既知の項である。（Ｍ（λ）は1.55μｍ
で約22ps/（nm.km）） は、導波管の分散を特徴付ける項であり、Ｖは正規化周
波数であり、ＢはＶに応じて決まる正規化有効屈折率で
ある（有効屈折率は、実際にコア内を伝播する光波に
「見える」屈折率である。） Ｃは真空内の光の速度である。
散を特徴付ける既知の項である。（Ｍ（λ）は1.55μｍ
で約22ps/（nm.km）） は、導波管の分散を特徴付ける項であり、Ｖは正規化周
波数であり、ＢはＶに応じて決まる正規化有効屈折率で
ある（有効屈折率は、実際にコア内を伝播する光波に
「見える」屈折率である。） Ｃは真空内の光の速度である。
ε（λ）は無視してよい項である。
1.4μｍから1.55μｍの間で導波が単一モードとなる
ようなカットオフ波長λｃを得ようとしているので、そ
れから、正規化周波数Ｖの変化の範囲を限定する間隔、
すなわちＢについて対応する間隔を求めることが可能で
ある。従って方程式（１）からΔｎを求め、次いで、正
規化周波数をもたらす方程式（２）からａを求めること
ができる。
ようなカットオフ波長λｃを得ようとしているので、そ
れから、正規化周波数Ｖの変化の範囲を限定する間隔、
すなわちＢについて対応する間隔を求めることが可能で
ある。従って方程式（１）からΔｎを求め、次いで、正
規化周波数をもたらす方程式（２）からａを求めること
ができる。
ここで、nsは光クラッドの屈折率であり、λは動作波
長である。
長である。
一般的に、中心リング付き台形型プロファイルを有す
る光ファイバについては、前記の条件が成立するように
コアの半径を２μｍから９μｍの間で選択することがで
き、屈折率の差Δｎは８×10-3から20×10-3の間で選択
することができる。
る光ファイバについては、前記の条件が成立するように
コアの半径を２μｍから９μｍの間で選択することがで
き、屈折率の差Δｎは８×10-3から20×10-3の間で選択
することができる。
また、リング付き台形型プロファイルについては、ｒ
の値の選択は０から１の範囲で任意である。本発明にお
いては、「台形」という用語は、ｒが０である（従って
台形が三角形となる）、あるいはｒが１である（従って
台形が長方形となる）ような極端な例を含む広い意味で
解釈すべきである。
の値の選択は０から１の範囲で任意である。本発明にお
いては、「台形」という用語は、ｒが０である（従って
台形が三角形となる）、あるいはｒが１である（従って
台形が長方形となる）ような極端な例を含む広い意味で
解釈すべきである。
以下、実施例を説明する。
この例では、光ファイバは中心リング付き台形型であ
る。ファイバの特徴となるパラメータの値は以下の通り
である。
る。ファイバの特徴となるパラメータの値は以下の通り
である。
ａ＝6.97μｍ Δｎ＝10×10-3 ｒ＝0.6 ｘ＝0.35 ｙ＝0.69 ｈ＝0.325 このようなファイバを使用した場合、色分散は1558nm
において0.685ps/（nm.km）であり、カットオフ波長は
1.48μｍであり、減衰は0.20dB/kmである。曲げによる
損失は、曲率半径が30mmの場合、0.005dB/m未満であ
る。
において0.685ps/（nm.km）であり、カットオフ波長は
1.48μｍであり、減衰は0.20dB/kmである。曲げによる
損失は、曲率半径が30mmの場合、0.005dB/m未満であ
る。
有効モード表面積は71μm2である。
もちろん本発明は、前記に説明した特定の実施態様に
限定されるものではない。
限定されるものではない。
特に、台形、三角形、長方形など明確な幾何形状を想
起する時、実際には、得られたプロファイルは理論的プ
ロファイルとは多少なりとも異なることがあることは明
らかであり、このような差異が制御できる状態にある場
合には、その差異によって当該光ファイバについて期待
される特性が変化することはないことが文献で証明され
ている。一例として、図３に、光ファイバ上で測定され
た中心リング付き台形型の実プロファイル40を示す。こ
の実プロファイルは、同じく図３に示す理論的プロファ
イル41と等価である。この等価性の詳細については、日
立の米国特許第4406518号を参照されたい。
起する時、実際には、得られたプロファイルは理論的プ
ロファイルとは多少なりとも異なることがあることは明
らかであり、このような差異が制御できる状態にある場
合には、その差異によって当該光ファイバについて期待
される特性が変化することはないことが文献で証明され
ている。一例として、図３に、光ファイバ上で測定され
た中心リング付き台形型の実プロファイル40を示す。こ
の実プロファイルは、同じく図３に示す理論的プロファ
イル41と等価である。この等価性の詳細については、日
立の米国特許第4406518号を参照されたい。
また、リング付き台形型プロファイルの中央リンクは
必ずしも長方形の理論的形状を有さず、台形または三角
形の理論的形状をとることも可能であること、より一般
的に言えば、実際には、これらの形状と等価なあらゆる
形状をとることが可能であることは明らかである。
必ずしも長方形の理論的形状を有さず、台形または三角
形の理論的形状をとることも可能であること、より一般
的に言えば、実際には、これらの形状と等価なあらゆる
形状をとることが可能であることは明らかである。
このように、本発明によるファイバについては、幾何
パラメータ（ファイバの中心からの距離、屈折率の違
い）によって本発明の関係式が成立することが重要であ
るが、曲線の実際の形状が、想定するプロファイルにつ
いての理論的幾何形状と完全に一致する必要はない。
パラメータ（ファイバの中心からの距離、屈折率の違
い）によって本発明の関係式が成立することが重要であ
るが、曲線の実際の形状が、想定するプロファイルにつ
いての理論的幾何形状と完全に一致する必要はない。
最後に、本発明の範囲を逸脱せずに、あらゆる手段を
同等の手段で置き換えることが可能である。
同等の手段で置き換えることが可能である。
図面の簡単な説明 図１は、中心リング付き台形型プロファイル単一モー
ドファイバについて、光ファイバ中心からの距離ｄに応
じた、異なる層の屈折率ｎの変化を示す図である。
ドファイバについて、光ファイバ中心からの距離ｄに応
じた、異なる層の屈折率ｎの変化を示す図である。
図２は、増幅器間の距離Ｚに応じた、波長1.55μｍに
おいて色分散がほぼ０のソリトン型伝送を使用する単一
モード光ファイバのペナルティ関数Ｆを示す図である。
おいて色分散がほぼ０のソリトン型伝送を使用する単一
モード光ファイバのペナルティ関数Ｆを示す図である。
図３は、中心リング付き台形型プロファイル単一モー
ド光ファイバについて、光ファイバの中心からの距離ｄ
に応じた、異なる層の理論的屈折率および実屈折率ｎの
変化を示す図である。
ド光ファイバについて、光ファイバの中心からの距離ｄ
に応じた、異なる層の理論的屈折率および実屈折率ｎの
変化を示す図である。
10、中央部分 11、中央部分を取り囲み、屈折率がnsの層 12、層11を取り囲み、屈折率がns＋ｈΔｎの層 30、有効モード表面積が50μm2の既知の光ファイバ 31、有効モード表面積が70μm2の理論的光ファイバ 40、実屈折率 41、理論的屈折率
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 オドウアン，オリビエ フランス国、91600・サビイニー・スユ ール・オルジユ、リユ・アンリ・デユナ ン、15 (72)発明者 アメドウ，ジヤン−ピエール フランス国、91180・サン・ジエルマ ン・レ・アルパジヨン、リユ・ドユ・ド クトウール・ババン、46・ビス (56)参考文献 特開 昭62−116902（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−165608（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−215207（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−8707（ＪＰ，Ａ) ＯＰＴＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ，Ｖｏ ｌ．18（11）（1993），ｐｐ．924−926 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＬＩＧＨＴＷ ＡＶＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ，Ｖｏ ｌ．ＬＴ−３（５）（1985），ｐｐ. 954−957 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＬＩＧＨＴＷ ＡＶＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ，Ｖｏ ｌ．ＬＴ−４（11）（1986），ｐｐ. 1651−1654 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＬＩＧＨＴＷ ＡＶＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ，Ｖｏ ｌ．９（１）（1991），ｐｐ．121−128 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 6/00 G02B 6/10 G02B 6/16 - 6/22 G02B 6/44
Claims (2)
- 【請求項１】分散シフト単一モード光ファイバであっ
て、該ファイバが、Δｎを必ず正の値とし、屈折率がほ
ぼ台形の形状を有する曲線で表され、光ファイバの中心
からの距離に応じて屈折率が最小屈折率nsと最大屈折率
ns＋Δｎとの間で変化する中心部分、 前記中心部分を取り囲み、屈折率がほぼnsに等しい第一
層、及び 前記第一層を取り囲み、０＜ｈ＜１とする時、屈折率が
nsとns＋ｈΔｎとの間で変化する第二層を有する光コア
と、 前記第二層を取り囲み、ほぼnsに等しい屈折率を有する
光クラッドと を含み、 プロファイルが 前記第二層において測定されるコアの全半径ａ、 前記中心部分の半径とａの比率ｘ（０＜ｘ＜１） 前記第一層の半径とａの比率ｙ（ｘ＜ｙ＜１） 台形の上底と下底との比率ｒ（０≦ｒ≦１） という幾何パラメータで定義され、 1.55μｍにおいて前記ファイバの色分散がほぼ０にな
り、前記ファイバのカットオフ波長λｃが1.4μｍ＜λ
ｃ＜1.55μｍになるようにａとΔｎが定められ、ｒが０
から１の間で任意に選択され、ｘ、ｙおよびｈが 【数１】 の関係式が成立するように選択され、該ファイバの有効
モード表面積が65μm2より大きい、分散シフト単一モー
ド光ファイバ。 - 【請求項２】ａが２μｍから９μｍの間に含まれ、Δｎ
が８×10-3から20×10-3の間に含まれることを特徴とす
る、請求項１に記載の分散シフト単一モード光ファイ
バ。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9410615A FR2724234B1 (fr) | 1994-09-05 | 1994-09-05 | Fibre optique monomode a dispersion decalee |
| FR94/10615 | 1994-09-05 | ||
| PCT/FR1995/001121 WO1996007942A2 (fr) | 1994-09-05 | 1995-08-25 | Fibre optique monomode a dispersion decalee |
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| JP15269096A Division JP3210861B2 (ja) | 1994-09-05 | 1996-06-13 | 分散シフト単一モード光ファイバ |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09505909A JPH09505909A (ja) | 1997-06-10 |
| JP3226218B2 true JP3226218B2 (ja) | 2001-11-05 |
Family
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|---|---|---|---|
| JP50924796A Expired - Fee Related JP3226218B2 (ja) | 1994-09-05 | 1995-08-25 | 分散シフト単一モード光ファイバ |
| JP15269096A Expired - Fee Related JP3210861B2 (ja) | 1994-09-05 | 1996-06-13 | 分散シフト単一モード光ファイバ |
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|---|---|---|---|
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| EP (2) | EP0749024A3 (ja) |
| JP (2) | JP3226218B2 (ja) |
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| FR (1) | FR2724234B1 (ja) |
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| ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＬＩＧＨＴＷＡＶＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ，Ｖｏｌ．ＬＴ−３（５）（１９８５），ｐｐ．９５４−９５７ |
| ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＬＩＧＨＴＷＡＶＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ，Ｖｏｌ．ＬＴ−４（１１）（１９８６），ｐｐ．１６５１−１６５４ |
| ＯＰＴＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ，Ｖｏｌ．１８（１１）（１９９３），ｐｐ．９２４−９２６ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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