JP3267302B2 - 分散補正単一モード導波路 - Google Patents

分散補正単一モード導波路

Info

Publication number
JP3267302B2
JP3267302B2 JP50883598A JP50883598A JP3267302B2 JP 3267302 B2 JP3267302 B2 JP 3267302B2 JP 50883598 A JP50883598 A JP 50883598A JP 50883598 A JP50883598 A JP 50883598A JP 3267302 B2 JP3267302 B2 JP 3267302B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
segment
refractive index
segments
center line
waveguide fiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP50883598A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH11507445A (ja
Inventor
ジョセフ アントス，エイ
イー バーキー，ジョージ
ダブリュ ホートフ，ダニエル
トーマス ホルメス，ジー
リウ，ヤンミン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Corning Inc
Original Assignee
Corning Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Corning Inc filed Critical Corning Inc
Publication of JPH11507445A publication Critical patent/JPH11507445A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3267302B2 publication Critical patent/JP3267302B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • G02B6/02—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
    • G02B6/03661—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 having 4 layers only
    • G02B6/03666—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 having 4 layers only arranged - + - +
    • 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
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02004—Optical fibres with cladding with or without a coating characterised by the core effective area or mode field radius
    • 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
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02214—Optical fibres with cladding with or without a coating tailored to obtain the desired dispersion, e.g. dispersion shifted, dispersion flattened
    • G02B6/02219—Characterised by the wavelength dispersion properties in the silica low loss window around 1550 nm, i.e. S, C, L and U bands from 1460-1675 nm
    • G02B6/02252—Negative dispersion fibres at 1550 nm
    • G02B6/02261—Dispersion compensating fibres, i.e. for compensating positive dispersion of other fibres
    • 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
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02214—Optical fibres with cladding with or without a coating tailored to obtain the desired dispersion, e.g. dispersion shifted, dispersion flattened
    • G02B6/0228—Characterised by the wavelength dispersion slope properties around 1550 nm
    • 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
    • G02B6/02—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
    • G02B6/03661—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 having 4 layers only
    • 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
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/028—Optical fibres with cladding with or without a coating with core or cladding having graded refractive index
    • G02B6/0286—Combination of graded index in the central core segment and a graded index layer external to the central core segment

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、負の全分散が制御され、有効面積が比較的
大きい単一モード光導波路ファイバに関するものであ
る。特に、単一モード導波路は、−100ps/nm−km未満の
全分散を有している。
いくつかの要因を組み合わせて、最も好ましくは光導
波路ファイバを備えた通信システムのために、1500nmか
ら1600nmまでの波長範囲を作成している。これらの要因
は： 1550nm辺りの波長窓における信頼できるレーザの有効
性； 1530nmから1570nmまでの波長範囲に最適利得曲線を有
する光ファイバ増幅器の発明； この波長範囲における信号の波長分割多重化できるシ
ステムの有効性；および この波長範囲に亘り非常に小さい減衰を提供する低分
散を有する導波路ファイバの有効性である。
これらの技術の利点により、信号を電子的に再生した
ときに基地間の間隔が大きく、情報速度が非常に速い多
チャンネル通信システムが構築できる。
しかしながら、多くの通信システムの設備は、1550nm
を最も好ましい作動窓とする技術的進歩に遅れをとって
いる。これらの初期のシステムは種に、1310nm辺りを中
心として波長範囲に亘り使用するために設計されてい
た。この設計は、1310nm辺りの波長で作動するレーザお
よび1310nm辺りにゼロ分散波長を有する光導波路を備え
ている。これらのシステムにおいて、導波路ファイバ
は、1310nm辺りに局所的な減衰最小を有しているが、15
50nmでの理論的最小は、1310nmでの最小の約半分であ
る。
これらの昔のシステムを新しいレーザ、増幅器、およ
び多重化技術に適合させる計画が立てられてきた。米国
特許第5,361。319号（Antos等）に開示され、その中に
記載された文献にさらに論じられているように、この計
画の基本的な特徴は、各々の導波路ファイバリンク中
に、1550nmでのリンクの全分散を補正するある長さの導
波路ファイバを挿入することにより、比較的大きい全分
散を克服することである。ここで用いている「リンク」
という用語は、信号発生源、すなわち、送信機または電
子信号再生機と、受信機または別の電子信号再生機との
間の距離に及ぶ長さの導波路ファイバとして定義されて
いる。
Antos等の特許には、約−20ps/nm−kmの1550nmでの分
散を提供するコア屈折率分布を有する分散補正導波路フ
ァイバが説明されている。従来技術に共通する分散符号
の慣習は、より短い波長の光が導波路内でより速い速度
を有する場合、導波路分散は正であると言われることで
ある。1310nm辺りにゼロ分散波長を有する導波路ファイ
バの約1550nm辺りでの分散は約15ps/nm−kmであるの
で、1550nmでの全分散を完全に補正するのに必要な分散
補正導波路ファイバの長さは元のリンク長さの0.75であ
る。したがって、例えば、50kmの導波路ファイバのリン
クは、1550nmで15ps/nm−km×50km＝750ps/nmの全分散
を有する。この分散を効果的に相殺するためには、750p
s/nm÷20ps/nm−km＝32.5kmの長さの分散補正導波路フ
ァイバが必要である。
分散補正導波路によりリンクに導入される追加の減衰
は、光増幅器により相殺しなければならない。追加の電
子再生機をリンク中に導入することは、費用の面で効果
的ではない。さらに、分散補正導波路ファイバの費用
は、全導波路ファイバの費用の大部分を占めている。必
要とされる長い分散補正導波路は、広大な空間を占める
こともある環境的に安定なパッケージ中に形成しなけれ
ばならない。
補正導波路ファイバの設計は通常、コア領域中により
多くの屈折率改変ドーパントを有するので、減衰は、リ
ンク内の標準的な導波路ファイバに対して一般的に大き
い。
おそらく改良レーザおよび光増幅器、並びに導波路分
割多重化方式により形成された大きい信号パワーレベル
により、リンク長さまたはデータ伝送速度が非線形光効
果により制限される可能性が高まる。これらの非線形効
果の強い影響は、ファイバの有効面積（Aeff）を増大さ
せることにより制限することができる。有効面積は、A
eff＝２Π（∫E2r dr）2/（∫E4r dr）であり、ここ
で、積分範囲は０から∞までであり、Ｅは伝搬光に関連
する電界である。非線形効果のための歪みは、数式Pxn2
Aeffに依存し、ここで、Ｐは信号パワーであり、n2は、
非線形屈折率定数である。したがって、分散補正導波路
ファイバの設計において、補正ファイバのAeffは、補正
ファイバがリンク中で著しい非線形効果を生じないよう
に確実に十分に大きくするように注意しなければならな
い。補正ファイバのAeffがリンク中の元のファイバのも
のよりも小さい場合には、補正ファイバを、信号パワー
がより小さく、したがって、非線形効果が最小のリンク
位置に配置してもよい。また、多くのリンクにおいて、
Aeffが小さい補正ファイバは、全体のリンク長さの一部
であり、信号の非線形歪みに著しくは寄与しない。
したがって、 リンク長さの一部、例えば、15％未満である長さを有
し、 補正導波路ファイバの減衰を単に相殺するための追加
の信号増幅の必要をなくすほど十分に減衰が小さく、 補正導波路ファイバ中の非線形分散効果が制限要因と
ならないように十分に大きい有効面積を有する 分散補正光導波路ファイバが必要とされている。
定義 − 有効面積は、 Aeff＝２Π（∫E2r dr）2/（∫E4r dr）であり、ここ
で、積分範囲は０から∞までであり、Ｅは伝搬光に関連
する電界である。
− 非線形識別要因は、等式 Gn1＝n2/Aeff（exp［D1×L1Dd/α］−１）／αにより定
義され、ここで、n2は非線形屈折率係数であり、D1は13
10nm辺りの作動に最適化された波長部分の分散であり、
L1はD1に対応する長さであり、Ddは分散補正ファイバの
分散であり、αは分散補正ファイバの減衰である。Gn1
のこの式は、ベースとなる定義Gn1〜n2/Aeff（有効長さ
×出力パワー）に由来する。有効長さおよび出力パワー
は、導波路ファイバの長さおよび減衰αに関して表現さ
れる、補正導波路ファイバを、必要条件D1×L1＝Dd×Ld
により等式に挿入する。Gn1は、システムの構造、増幅
器の間隔、Dd/α、およびn2/Aeffのようなシステムの要
因の組合せであるので、リンクの効率を評価するのに有
用な量である。
発明の概要 ここに開示される本発明は、改良された分散補正導波
路ファイバの必要条件を満たすものである。分散補正導
波路ファイバに独特に適する、Bhagavatulaの米国特許
第4,715,679号およびLiuの米国特許出願第08/378,780号
に紹介された種類の分割されたコア屈折率分布を発見し
た。
本発明の第１の形態は、中央コアガラス領域およびク
ラッドガラスの周囲層を有する単一モード光導波路ファ
イバである。コアガラス領域は少なくとも３つのセグメ
ントを有し、各々のセグメントは、屈折率分布、半径
ｒ、およびΔ％により特徴付けられている。％屈折率デ
ルタの定義は、％Δ＝［n1 2−nc 2）/2n1 2］×100であ
り、ここで、n1はコアの屈折率であり、ncはクラッドの
屈折率である。別記しない限り、n1は、％Δにより特徴
付けられるコア領域内の最大屈折率である。各々のセグ
メントの半径は、導波路ファイバの中心線から、この中
心線から最も遠いセグメントの点まで測定された長さで
ある。セグメントの屈折率分布により、そのセグメント
の半径点での屈折率値が得られる。本発明のこの第１の
形態において、第１のセグメントのデルタパーセントで
あるΔ１％は正であり、少なくとも１つの他のセグメン
トのΔ％は負である。セグメントの半径およびΔ％は、
−150ps/nm−km未満である1550nmでの負の全分散を提供
するように選択される。
この第１の形態の実施の形態において、コアガラス領
域は３つのセグメントを有し、第２のセグメントが負の
Δ％を有している。好ましい実施の形態は、第１のセグ
メントで始まり、外側に向かって続いており、約１から
1.5μｍ、5.5から6.5μｍ、および８から9.5μｍの範囲
にある半径を有するそれぞれのセグメントを有してお
り、それぞれのセグメントは、第１のセグメントから始
まり、外側に向かって続いており、約1.5から２％、−
0.2から−0.5％、および0.2から0.5％の範囲にあるΔ％
を有して、1550nmで、約30μm2以上の有効面積Aeffを提
供する。60μm2より大きい有効面積を達成することがで
きる。
この第１の形態の別の実施の形態において、コアガラ
ス領域は４つのセグメントを有し、第２の第４のセグメ
ントが負のΔ％を有している。好ましい実施の形態は、
導波路中心で始まり、外側に向かって続いている、約１
から２μｍ、６から８μｍ、９から11μｍ、および13か
ら17μｍの範囲にあるそれぞれの半径を有している。対
応するセグメントのΔ％は、それぞれ、約１から２％、
−0.2から−0.8％、0.4から0.6％、および−0.2から−
0.8％の範囲にある。これらの好ましいコア分布は、155
0nmで30μm2以上のAeffを提供する。これらのコア分布
により提供される２から15ps/nm−kmの分散傾斜は適当
に小さい。
本発明のこの形態の別の実施の形態において、コアガ
ラス領域は、導波路ファイバの中心から始まる、１から
４までの番号が付けられた４つのセグメントを有してい
る。セグメントの対応する相対的な屈折率パーセント
は、Δ１％＞Δ３％＞Δ４％＞Δ２％の順番であり、Δ
２％が負である。それぞれのΔ％は、Δ１％に関しては
1.5から２％、Δ２％に関しては−0.2から−0.45％、Δ
３％に関しては0.25から0.45％、およびΔ４％に関して
は0.05から0.25％であり、これらのΔ％に関連するそれ
ぞれの半径は、r1に関しては約0.75から1.5μｍ、r2に
関しては4.5から5.5μｍ、r3に関しては７から８μｍ、
そして９から12μｍである。この実施の形態において、
全分散傾斜は、1310nmの窓において作動する元のリンク
の導波路ファイバの正の傾斜を相殺するように機能する
負である。典型的に、全分散の負の傾斜は、約−0.1か
ら−5.0ps/nm2−kmの範囲にある。
本発明の第２の形態は、1310nmの窓で作動するように
設計された第１の長さの単一モードファイバおよびある
長さの分散補正単一モード光導波路ファイバから作成さ
れた単一モード光導波路ファイバリンクである。分散補
正ファイバの長さと1550nmでの全分散との積は、第１の
長さの導波路ファイバの長さ倍の分散積に代数的に加え
られて、リンクに関する全分散の予め選択された値を得
るように選択される。予め選択された値は好ましくは、
1550nmでゼロとなり、この窓に亘り最低の全分散を提供
するように選択してもよい。４つの波の混合または自己
位相変調が1550nm窓の作動に関して予測された問題であ
る場合には、1550nmでの全分散は、小さい正の数となる
ように選択してもよい。
分散補正導波路ファイバの減衰は、減衰がリンクのデ
ータ転送速度リミタとならないように小さい値に保持さ
れる。さらに、Aeffは、分散補正導波路ファイバによ
り、著しい非線形分散効果が導入されないように、十分
に大きい、少なくとも30μm2となるべきである。補正フ
ァイバ全分散および減衰の比率は、Aeffとともに、従来
技術で上述のごとく定義したようにGn1と称される識別
要因を示す関数で組み合わされる。この要因は、非線形
分散効果に関する補正導波路ファイバの特徴の尺度であ
る。
本発明のこの形態の実施の形態は、−150ps/nm−km以
下の全分散Dd、Aeff≧30μm2、およびDd/α≧150ps/nm
−dBの大きさを有する分散補正導波路ファイバを備えて
いる。好ましい実施の形態において、Dd/αの大きさ
は、≧250ps/nm−dBである。
補正ファイバの全分散は大きい負の数であるので、リ
ンクに関して全分散の予め選択された値に到達するのに
必要な補正ファイバの長さは、一般的にリンクの長さの
15％未満であり、リンク長さの５％未満であってもよ
い。
本発明の第３の形態は、1310nm窓における作動のため
に元々設計されたリンク内の分散を1550nmで補正する単
一モード光導波路を製造する方法にある。中央コアガラ
ス領域および周囲クラッドガラス層からなる延伸プレフ
ォームは、従来技術のいずれにより作成してもよい。こ
れらの技術としては、内付けおよび外付け化学的気相溶
着、軸付け化学的気相溶着および従来技術におけるこれ
らの技術の改良が挙げられる。このコアガラス領域は、
本発明の第１の形態に記載された特徴を有している。正
の相対屈折率を有するコア領域を、シリカガラスマトリ
クス中にゲルマニアのようなドーパントを用いて形成し
てもよい。負の相対屈折率のコア領域を、フッ素のよう
なドーパントを用いて形成してもよい。
約100グラムより大きい延伸張力により、より低い張
力で延伸された類似の導波路ファイバよりも良好な全分
散対減衰比が得られることが分かった。曲げによる損失
を制限するために、約125μｍより大きい外径が好まし
い。外径の上限は、コストおよび必要とされるケーブル
サイズのような実用上の制限により設定される。実用上
の上限は、約170μｍである。
残留コーティング応力による減衰を制限するために、
被覆導波路ファイバをスプール上にゆるく巻き付け、熱
処理してもよい。最も効果的に応力を解放するために、
スプールサイズは、約45cmより大きいべきである。スプ
ール上に導波路ファイバを巻き付けるのに用いる巻付張
力は、約20グラム未満である。好ましい巻付け法は、導
波路ファイバを、スプールに巻き付ける直前にたるみ形
状をとらせるものである。
高分子コーティングのガラス転移温度Tgよりも少なく
とも30℃高い温度で、１から10時間に亘り続けられる熱
処理が、試験に用いられる厚さおよびコーティングの種
類に関して残留コーティング応力を解放するのに効果的
であることが分かった。約５時間の保持時間が、ここに
記載される導波路ファイバの製造に用いられるUV硬化ア
クリレートコーティングの約60μｍの厚さに効果的であ
ることが分かった。
ここに記載されている熱処理方法は、光導波路ファイ
バの製造に使用するのに適したいつくかの高分子コーテ
ィングの種類および厚さに適した温度および時間制限を
含むと考えられる。
図面の簡単な説明 図１は、新しいコア領域の屈折率分布を示している。
図２は、新しいコア領域の屈折率分布の特別な実施の
形態である。
図３は、新しいコア分布の実施の形態を備えた延伸プ
レフォームについて行われた測定である。
図4aは、全分散および減衰の比率に識別要因を関連さ
せる一連の曲線である。
図4bは、全分散および減衰の比率への、補正導波路フ
ァイバにより導入されたシステム損失の依存性を示して
いる。
発明の詳細な説明 特定の通信システムの必要条件に対するセグメントか
ら構成されるコア導波路ファイバの幅広い適用性は、セ
グメントからなるコアの概念により得られる適応性に由
来するものである。コアのセグメントの数は、コアの直
径および導波路内の光の伝搬に影響を与えうる最も狭い
コアセグメントのみにより制限される。また、例えば、
導波路の長軸の中心軸に関する、コアセグメントの幅、
配置、屈折率分布、および相対的位置が、セグメントか
らなるコア導波路ファイバの特性に影響を与える。セグ
メントの変更および組合せが多いことにより、セグメン
トからなるコア設計の適応性が説明される。
ここに開示され記載された本発明により解決する課題
は、システムをオーバーホールせずに、1310nmの窓で作
動するように設計された通信システムを、1550nm波長窓
で作動するように改良することにある。この課題に対す
る解決は、容易に通信リンク中に挿入でき、1550nm辺り
の作動窓内で高データ転送速度を達成する全分散特性、
減衰、およびAeffを有する分散補正導波路ファイバにあ
る。特に、補正ファイバは、リンクの1310nm部分の1550
nm窓分散を実質的に相殺する分散特性を有さなければな
らない。補正ファイバは、信号を再生する必要なく、補
正ファイバをリンク中に挿入できるのに十分に小さい減
衰を有するべきである。ある場合には、信号の光増幅器
を必要としてもよい。補正ファイバのAeffは、補正ファ
イバが非線形効果に関するデータ転送速度制限部材とな
らないように十分に大きくあるべきである。
これらの必要条件を満たす一般的にコア領域の屈折率
分布が図１に示されている。４つのセグメント2,4,6お
よび８がこの図に示されている。本発明のある実施の形
態において、セグメント８は、クラッド10と屈折率が等
しく、コアガラス領域が３つのセグメントを有してい
る。本発明は、３または４のセグメントコア屈折率分布
に制限されるものではない。しかしながら、製造コスト
の点で、システムの必要条件を満たす最も単純な分布が
好ましい。
点線７は、導波路ファイバの特性を実質的に変更せず
にセグメントの屈折率分布内に行える変更を示してい
る。分布の角は丸くなっていてもよい。中心の分布形状
は、例えば、三角形または放物状となっていてもよい。
１つのセグメントのみが、負のΔ％を有する必要があ
る。小さな分布の変更または摂動の強い影響の別の記述
はΔ％のベースでの幅であり、セグメントの外側半径
は、導波路ファイバの特徴を決定するのにより重要な要
因である。
表１は、コアセグメントの配置およびΔ％に対する導
波路ファイバの特性の感受性を評価するために行われた
コンピュータモデルの研究を示している。屈折率１から
５は、図１の４つのコア領域屈折率分布の説明にしたが
っている。屈折率分布６は、最後のセグメント８を除い
て図１の特徴の全てを有する３つのセグメントの分布で
ある。
この設計の利点のいくつかが表１に示されている。こ
れらの特徴は、 − 研究した屈折率分布の全てに関して、大きいAeffと
ともに非常に大きい負の分散が達成されること； − カットオフ波長が、セグメントのパラメータの変化
に対して比較的感受性が小さいこと； − セグメント２の半径を減少させることが、全分散傾
斜を減少させるのに効果的であること；および − ３つのセグメントのコアが多くのシステム形状の必
要条件を満たせること である。
また、システムに、より少量の負の全分散が必要とさ
れる場合には、低下した全分散傾斜を達成してもよい。
図２に示した新しい分布の実施の形態は再度、４つの
セグメント、12,14,16および18のコアガラス領域を示し
ている。クラッドガラス層が構造20として示されてい
る。この設計の主な特徴は：中心のセグメントの相対屈
折率が図１の設計と比較して大きく;1つのみ負の相対屈
折率部分14が存在し；セグメント14,16および18の半径
が図１に示した設計に対して減少している。セグメント
の位置を導波路中心線に移動させる効果の１つは、Aeff
を減少させることにある。
コアガラス領域屈折率分布21の設計は、図２に示した
設計に従うものである。屈折率分布22および23は、セグ
メント18のΔ％がこれらの２つの場合においてゼロであ
ることを除いて、図２の分布に類似している。表２は、
分散補正導波路ファイバ内に負の全分散傾斜を生じるコ
ア領域屈折率分布の特性を評価するコンピュータモデル
研究の結果を示している。補正導波路ファイバ内の負の
全分散傾斜は、リンクの残りの例の傾斜の少なくとも一
部を相殺するように機能し、それによって、1550nmの作
動窓の波長に亘りリンク分散傾斜を低下させる。表２の
データは、負の分散傾斜が達成されたときにAeffが小さ
いことを示している。したがって、この補正導波路の設
計は、短い長さの補正ファイバのみが必要とされる場
合、または信号パワー密度が低いリンクの部分のよう
な、非線形分散効果が重要ではない場合に使用すべきで
ある。
実施例 − 大きいDd/αを有する３セグメント分布 図３に示したような３セグメントコアガラス領域の屈
折率分布を有する光導波路ファイバのプレフォームを調
製した。中央セグメント22は、1.83のΔ％を有した。セ
グメント24は、−0.32％の負のΔ％を有した。セグメン
ト26は、0.32％の相対的屈折率を有した。セグメントの
半径を、横軸からミリメートルで読んで、155μｍであ
った最後の導波路ファイバの外径を用いて導波路ファイ
バの相当値に変換してもよい。延伸張力は、平均で200
グラムであった。得られた導波路ファイバを直径46mmの
スプールにゆるく巻き付けて、50℃で約10時間に亘りア
ニールした。
全分散は−214ps/nm−kmであり、減衰は0.6dB/kmであ
り、356ps/nm−dBのDd/αを生じた。有効面積は50μm2
であった。好ましくは、このコア形状を有する導波路の
分散傾斜は、−２から＋2ps/nm2−kmの範囲にある。
図4aにおいて、上述のように定義された非線形識別要
因であるGn1がDd/αに対してグラフ化されている。得ら
れた一連の曲線32により、比率Dd/αで与えられるシス
テムの性能を容易に予測できる。上述したGn1の等式を
参照すると、Dd/αが大きくなるにつれ、Gn1が小さくな
ることが明らかである。したがって、システムの観点か
らは、導波路ファイバの性能は、Dd/α比から推測する
ことができる。また、分散補正ファイバ内の減衰に対す
る分散の相殺は、図4aのグラフから直接読み取ることが
できる。例えば、Gn1が約30未満であるときのみに特定
のシステムが作動できるとすると、減衰が0.29dB/kmと
3.2dB/kmの間で変動するにつれて、補正ファイバの分散
が−150と−400ps/nm−kmの間で変動することができ
る。
また、図4bに示したグラフを用いて、分散補正導波路
ファイバの性能を評価してもよい。ｙ軸は、分散補正導
波路ファイバによりリンク中に導入された全損失であ
る。ｘ軸はDd/α比である。1310nm窓の作動のために設
計された元のシステムが、100kmの長さおよび17ps/nm−
kmの1550nmでの分散を有するとすると、曲線34が引け
る。Dd/αが増加するにつれての寄与損失の大幅の改良
は、分散補正導波路ファイバの性能を評価するこの比率
の値を説明するものである。
本発明の特定の実施の形態をここに開示し記載した
が、本発明の範囲は、以下の請求の範囲のみにより限定
される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ホートフ，ダニエル ダブリュ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14870 ペインテッド ポスト フォッ クス レーン エクステンション 40 (72)発明者 ホルメス，ジー トーマス アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14870 ペインテッド ポスト オーヴ ァーブルック ドライヴ 44 (72)発明者 リウ，ヤンミン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14845 ホースヘッズ グレンデイル ドライヴ 41 (56)参考文献 特開 平６−11620（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−222235（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−270636（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−230015（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−225562（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−182618（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−136758（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−155639（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−198978（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−127354（ＪＰ，Ａ) 応用物理、第64巻、第１号（1995）、 第28−31頁 信学技報、Ｖｏｌ．95（96) （1995）、第87−94頁 信学技報，日本，Ｖｏｌ．95（386）, ｐ．33−38 (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 (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】単一モード光導波路ファイバにおいて、 該導波路ファイバの長軸の中心線の周りに配置され、各
    々が屈折率分布を有する３つのセグメントからなり、第
    １のセグメントが、該導波路の中心線を含むように配置
    され、該中心線から該中心線より最も遠くに位置する第
    １のセグメントの点まで延在する半径r1および相対屈折
    率パーセントΔ１％を有し、互いに隣接したさらなるセ
    グメントが、該第１のセグメントから放射状に外側に延
    在し、前記中心線から該中心線より最も遠くに位置する
    ｉ番目のセグメントの点まで延在するそれぞれの半径ri
    および相対屈折率パーセントΔｉ％,i＝２からｎであっ
    てｎはセグメントの数、を有するコアガラス領域と、 前記コアガラス領域の少なくとも一部の屈折率より小さ
    い屈折率ncを有する、該コアガラス領域を囲むクラッド
    ガラス層とからなり、 前記第１のセグメントが前記光導波路ファイバの長軸の
    周りに対称的に配置され、 前記第１のセグメントで始まり、外側に向かうそれぞれ
    のセグメントが、１から1.5μｍ、5.5から6.5μｍ、お
    よび８から9.5μｍの範囲にある半径を有し、該第１の
    セグメントで始まり、外側に向かう該それぞれのセグメ
    ントが、1.5から２％、−0.2から−0.5％、および0.2か
    ら0.5％の範囲にあるΔ％を有し、−150ps/nm−km以下
    の1550nmでの負の全分散および30μm2以上の1550nmでの
    有効面積Aeffを提供することを特徴とする単一モード光
    導波路ファイバ。
  2. 【請求項２】単一モード光導波路ファイバにおいて、 該導波路ファイバの長軸の中心線の周りに配置され、各
    々が屈折率分布を有する４つのセグメントからなり、第
    １のセグメントが、該導波路の中心線を含むように配置
    され、該中心線から該中心線より最も遠くに位置する第
    １のセグメントの点まで延在する半径r1および相対屈折
    率パーセントΔ１％を有し、互いに隣接したさらなるセ
    グメントが、該第１のセグメントから放射状に外側に延
    在し、前記中心線から該中心線より最も遠くに位置する
    ｉ番目のセグメントの点まで延在するそれぞれの半径ri
    および相対屈折率パーセントΔｉ％,i＝２からｎであっ
    てｎはセグメントの数、を有するコアガラス領域と、 前記コアガラス領域の少なくとも一部の屈折率より小さ
    い屈折率ncを有する、該コアガラス領域を囲むクラッド
    ガラス層とからなり、 前記第１のセグメントが前記光導波路ファイバの長軸の
    周りに対称的に配置され、 前記第１のセグメントで始まり、外側に向かうそれぞれ
    のセグメントが、１から２μｍ、６から８μｍ、９から
    11μｍ、および13から17μｍの範囲にある半径を有し、
    該第１のセグメントで始まり、外側に向かう該それぞれ
    のセグメントが、１から２％、−0.2から−0.8％、0.4
    から0.6％、および−0.2から−0.8％の範囲にあるΔ％
    を有し、−150ps/nm−km以下の1550nmでの負の全分散お
    よび30μm2以上の1550nmでの有効面積Aeffを提供するこ
    とを特徴とする単一モード光導波路ファイバ。
  3. 【請求項３】全分散傾斜が、−２から15ps/nm2−kmの範
    囲にあることを特徴とする請求項２記載の単一モード光
    導波路ファイバ。
  4. 【請求項４】単一モード光導波路ファイバにおいて、 該導波路ファイバの長軸の中心線の周りに配置され、各
    々が屈折率分布を有する４つのセグメントからなり、第
    １のセグメントが、該導波路の中心線を含むように配置
    され、該中心線から該中心線より最も遠くに位置する第
    １のセグメントの点まで延在する半径r1および相対屈折
    率パーセントΔ１％を有し、互いに隣接したさらなるセ
    グメントが、該第１のセグメントから放射状に外側に延
    在し、前記中心線から該中心線より最も遠くに位置する
    ｉ番目のセグメントの点まで延在するそれぞれの半径ri
    および相対屈折率パーセントΔｉ％,i＝２からｎであっ
    てｎはセグメントの数、を有するコアガラス領域と、 前記コアガラス領域の少なくとも一部の屈折率より小さ
    い屈折率ncを有する、該コアガラス領域を囲むクラッド
    ガラス層とからなり、 前記第１のセグメントが前記光導波路ファイバの長軸の
    周りに対称的に配置され、 該セグメントに、第１のセグメントが１となるように順
    次１から４まで番号が付けられ、Δ１％＞Δ３％＞Δ４
    ＞％Δ２％であって、Δ２％が負であり、 前記第１のセグメントで始まるそれぞれのセグメント
    が、0.75から1.5μｍ、4.5から5.5μｍ、７から８μ
    ｍ、および９から12μｍの範囲にある半径を有し、該第
    １のセグメントで始まる該それぞれのセグメントが、1.
    5から２％、−0.2から−0.45％、0.25から0.45％、およ
    び0.05から0.25％の範囲にあるΔ％を有し、−150ps/nm
    −km以下の1550nmでの負の全分散および負の全分散傾斜
    を提供することを特徴とする単一モード光導波路ファイ
    バ。
  5. 【請求項５】前記全分散傾斜が、−0.1から−5.0ps/nm2
    −kmの範囲にあることを特徴とする請求項４記載の単一
    モード光導波路ファイバ。
JP50883598A 1996-07-31 1997-07-14 分散補正単一モード導波路 Expired - Fee Related JP3267302B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US2329796P 1996-07-31 1996-07-31
US60/023,297 1996-07-31
PCT/US1997/012136 WO1998004941A1 (en) 1996-07-31 1997-07-14 Dispersion compensating single mode waveguide

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001291920A Division JP2002090568A (ja) 1996-07-31 2001-09-25 分散補正単一モード導波路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11507445A JPH11507445A (ja) 1999-06-29
JP3267302B2 true JP3267302B2 (ja) 2002-03-18

Family

ID=21814263

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP50883598A Expired - Fee Related JP3267302B2 (ja) 1996-07-31 1997-07-14 分散補正単一モード導波路
JP2001291920A Pending JP2002090568A (ja) 1996-07-31 2001-09-25 分散補正単一モード導波路

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001291920A Pending JP2002090568A (ja) 1996-07-31 2001-09-25 分散補正単一モード導波路

Country Status (10)

Country Link
EP (1) EP0857313A4 (ja)
JP (2) JP3267302B2 (ja)
KR (1) KR100443213B1 (ja)
CN (1) CN1100273C (ja)
AU (1) AU714957B2 (ja)
BR (1) BR9706588A (ja)
CA (1) CA2221737A1 (ja)
RU (1) RU2171484C2 (ja)
TW (1) TW445384B (ja)
WO (1) WO1998004941A1 (ja)

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ID27455A (id) * 1998-02-23 2001-04-12 Corning Inc Pemandu gelombang yang ditata dispersi kemiringan rendah
KR20010053394A (ko) * 1998-07-07 2001-06-25 오카야마 노리오 광 파이버
US6711331B2 (en) 1998-07-07 2004-03-23 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical fiber
US6233387B1 (en) 1998-11-30 2001-05-15 Corning Incorporated Broadband pulse-reshaping optical fiber
EP1054275B1 (en) * 1998-12-03 2008-05-07 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Dispersion equalization optical fiber and optical transmission line including the same
FR2790108B1 (fr) * 1999-02-18 2001-05-04 Cit Alcatel Fibre optique a grande surface effective et a forte dispersion chromatique
WO2000062106A1 (fr) * 1999-04-13 2000-10-19 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Fibre optique et systeme de communication optique comprenant celle-ci
WO2000070378A1 (fr) * 1999-05-17 2000-11-23 The Furukawa Electric Co., Ltd. Fibre optique et ligne de transmission optique comprenant la fibre optique
BR0006845A (pt) * 1999-06-25 2001-07-03 Furukawa Electric Co Ltd Fibra óptica de compensação de dispersão e linha de transmissão óptica usando a fibra óptica
FR2795828B1 (fr) * 1999-06-29 2001-10-05 Cit Alcatel Fibre optique pour la compensation de la dispersion chromatique d'une fibre optique a dispersion chromatique positive
US6430347B1 (en) 1999-09-30 2002-08-06 Corning Incorporated Dispersion and dispersion slope compensated fiber link
WO2001063329A1 (fr) * 2000-02-25 2001-08-30 The Furukawa Electric Co., Ltd. Fibre optique a faible dispersion, et systeme optique de transmission l'utilisant
US6813430B2 (en) 2000-02-29 2004-11-02 Fujikura, Ltd. Dispersion-compensating optical fiber and hybrid transmission line
DE10010783A1 (de) * 2000-03-04 2001-09-06 Deutsche Telekom Ag Breitbandige WDM-Faser mit flachem Dispersionsverlauf im zweiten optischen Fenster
US6445864B2 (en) * 2000-03-24 2002-09-03 Corning Incorporated Dispersion compensating optical fiber
EP1269233B1 (en) * 2000-03-30 2008-12-24 Corning Incorporated Dispersion slope compensating optical waveguide fiber
AU2001269718A1 (en) * 2000-05-31 2001-12-11 Corning Incorporated Dispersion slope compensating optical fiber
JP4024461B2 (ja) 2000-07-14 2007-12-19 富士通株式会社 分散補償光ファイバ
JP2004519701A (ja) 2000-08-16 2004-07-02 コーニング・インコーポレーテッド 大なる実効面積、低分散且つ低分散傾斜を有する光ファイバ
KR100384900B1 (ko) * 2001-04-06 2003-05-23 엘지전선 주식회사 분산 기울기 보상용 광섬유
JP4413456B2 (ja) * 2001-08-27 2010-02-10 古河電気工業株式会社 負分散光ファイバおよび該負分散光ファイバを用いた光伝送路
US6937805B2 (en) 2001-10-26 2005-08-30 Fujikura, Ltd. Dispersion compensating fiber and dispersion compensating fiber module
JP2003270469A (ja) * 2002-03-08 2003-09-25 Fitel Usa Corp 高い良度指数を有する分散−補正ファイバ
US6975801B2 (en) 2002-07-15 2005-12-13 Corning Incorporated Dispersion compensating fiber for low slope transmission fiber and optical transmission line utilizing same
FR2845486B1 (fr) * 2002-10-07 2005-01-28 Cit Alcatel Fibre optique a compensation de dispersion chromatique
CN1300609C (zh) 2003-10-28 2007-02-14 长飞光纤光缆有限公司 高性能色散补偿光纤及其制造方法
FR2871899B1 (fr) * 2004-06-22 2006-09-15 Alcatel Sa Fibre optique a compensation de dispersion chromatique
CA2706771C (en) * 2007-11-29 2018-09-25 Corning Incorporated Fiber cure with extended irradiators
CN101201431B (zh) * 2007-12-20 2010-06-02 烽火通信科技股份有限公司 宽带色散补偿光纤、其制造方法及宽带色散补偿模块
CN101498811B (zh) * 2008-12-30 2010-04-14 长飞光纤光缆有限公司 一种高色散系数的色散补偿光纤
US8218928B2 (en) * 2009-04-23 2012-07-10 Ofs Fitel, Llc Spatial filtering of higher order modes in multimode fibers
CN101718888B (zh) * 2009-11-06 2012-08-15 长飞光纤光缆有限公司 一种色散补偿光纤及其模块
CN102243336B (zh) * 2011-07-25 2013-06-05 长飞光纤光缆有限公司 一种色散补偿光纤
CN110045456B (zh) * 2019-03-01 2020-10-27 江苏永鼎股份有限公司 一种超低损耗大有效面积的单模光纤及其制备方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4715679A (en) * 1981-12-07 1987-12-29 Corning Glass Works Low dispersion, low-loss single-mode optical waveguide
GB2138429B (en) * 1983-03-15 1987-07-15 Standard Telephones Cables Ltd Plastics coated glass optical fibres
EP0129372A3 (en) * 1983-06-20 1987-04-15 Imperial Chemical Industries Plc Improved optical fibre cable
JPH0766097B2 (ja) * 1987-01-23 1995-07-19 日本電信電話株式会社 光フアイバ心線の曲がりぐせ修正方法およびそのスリ−ブ
JPS63225562A (ja) * 1987-03-16 1988-09-20 Furukawa Electric Co Ltd:The 光フアイバコイルの製造方法
US5261016A (en) * 1991-09-26 1993-11-09 At&T Bell Laboratories Chromatic dispersion compensated optical fiber communication system
JP3098828B2 (ja) * 1991-12-09 2000-10-16 住友電気工業株式会社 分散シフトファイバ及びその製造方法
US5361319A (en) * 1992-02-04 1994-11-01 Corning Incorporated Dispersion compensating devices and systems
US5448674A (en) * 1992-11-18 1995-09-05 At&T Corp. Article comprising a dispersion-compensating optical waveguide
DE69324886T2 (de) * 1992-11-18 1999-09-30 At & T Corp Optische Faser mit negativer Dispersion
JP2985627B2 (ja) * 1993-12-28 1999-12-06 住友電気工業株式会社 分散補償ファイバ及びその製造方法
JPH07230015A (ja) * 1994-02-17 1995-08-29 Furukawa Electric Co Ltd:The 分散シフト型シングルモード光ファイバと分散シフト型シングルモード光ファイバ用母材と分散シフト型シングルモード光ファイバ用母材の製造方法
JPH07261048A (ja) * 1994-03-23 1995-10-13 Sumitomo Electric Ind Ltd 分散補償ファイバ
JPH08136758A (ja) * 1994-09-13 1996-05-31 Furukawa Electric Co Ltd:The 波長多重伝送用分散補償光ファイバ
US5553185A (en) * 1994-12-27 1996-09-03 Corning Incorporated Controlled dispersion optical waveguide
JP3068013B2 (ja) * 1995-08-31 2000-07-24 住友電気工業株式会社 分散補償ファイバ

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
信学技報，日本，Ｖｏｌ．９５（３８６），ｐ．３３−３８
信学技報、Ｖｏｌ．９５（９６）（１９９５）、第８７−９４頁
応用物理、第６４巻、第１号（１９９５）、第２８−３１頁

Also Published As

Publication number Publication date
CN1100273C (zh) 2003-01-29
KR100443213B1 (ko) 2004-11-03
BR9706588A (pt) 1999-07-20
EP0857313A1 (en) 1998-08-12
AU3798397A (en) 1998-02-20
TW445384B (en) 2001-07-11
RU2171484C2 (ru) 2001-07-27
EP0857313A4 (en) 2000-04-12
AU714957B2 (en) 2000-01-13
CA2221737A1 (en) 1998-01-31
WO1998004941A1 (en) 1998-02-05
CN1198219A (zh) 1998-11-04
JP2002090568A (ja) 2002-03-27
KR19990063889A (ko) 1999-07-26
JPH11507445A (ja) 1999-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3267302B2 (ja) 分散補正単一モード導波路
US5999679A (en) Dispersion compensating single mode waveguide
US5684909A (en) Large effective area single mode optical waveguide
JP5033290B2 (ja) 分散勾配補償光導波路ファイバ
JP4494691B2 (ja) 光伝送路
KR100694365B1 (ko) 양의 분산 낮은 분산 슬로프를 갖는 섬유
US6829423B2 (en) Low slope dispersion managed waveguide
WO1997033188A9 (en) Large effective area single mode optical waveguide
JP2004246375A6 (ja) 正分散低分散勾配ファイバ
JP2002525671A (ja) Ｗｄｍ光ファイバ伝送システム用の有効面積と分散勾配との最適化された比を有する光ファイバ
AU750557B2 (en) Low slope dispersion managed waveguide
JP4393709B2 (ja) 大きな有効面積を備えるシングルモード分散シフト光ファイバー
KR20010024638A (ko) 고성능 단일 모드 도파관
JP2004520607A (ja) 低分散シングルモード光導波路ファイバ
JP2004519701A (ja) 大なる実効面積、低分散且つ低分散傾斜を有する光ファイバ
JPH1172640A (ja) 分散シフトファイバ
JP2003522337A (ja) 長距離通信用シングルモード光導波路
JP4331337B2 (ja) 長距離通信用シングルモード導波路
JP2002520671A (ja) シングルモード光導波路
JPH11223741A (ja) 分散フラット光ファイバ
JP4134547B2 (ja) 光伝送路
RU2172507C2 (ru) Одномодовый оптический волновод с большой эффективной площадью
JP2003517626A (ja) 大なる実効断面積を有する導波路ファイバ
MXPA98002533A (en) Dispersion compensating single mode waveguide

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees