JP3320745B2 - 分散フラット光ファイバ - Google Patents

分散フラット光ファイバ

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JP3320745B2 JP51601099A JP51601099A JP3320745B2 JP 3320745 B2 JP3320745 B2 JP 3320745B2 JP 51601099 A JP51601099 A JP 51601099A JP 51601099 A JP51601099 A JP 51601099A JP 3320745 B2 JP3320745 B2 JP 3320745B2
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は、光ファイバ網を用いた通信システムに好
適な分散フラット光ファイバに関するものである。
背景技術 光ファイバ網で構成された通信システムは、長距離か
つ大容量の通信が可能であり、さらに時分割多重伝送や
波長多重ソリトン伝送により大容量化が図られている
（例えば、N.Edagawa,et al.,“Long Distance Soliton
WDM transmission using a dispersion−flattened fi
ber",OFC'97,PD19を参照）。また、このような光通信シ
ステムは、信号光を送受信する高性能な送受信器、信号
光を光増幅する光増幅器及び信号光を伝送する光ファイ
バ等から構成される。これらのうち高いS/N比を得るた
めに不可欠である光増幅器において、光増幅可能な波長
帯域は1530nm〜1560nmであるので、利用可能な信号光の
波長は実質的にこの波長帯域幅30nm内に限られている。
発明の開示 光増幅器を用いた光通信システムでは、光ファイバ中
における信号光の強度が強くなることから、４光波混
合、自己位相変調等の非線形光学現象がその光ファイバ
中で発生してしまう。このうち四光波混合については、
信号光の波長における分散の絶対値を1ps/nm/km〜5ps/n
m/km程度にすれば、その発生を抑制することが可能であ
る。一方、自己位相変調と波長分散（以下、単に分散と
いう）との相互作用については、単一波長の信号光のソ
リトン伝送の場合には問題はないが、波長多重化された
複数の信号光の伝送には以下のような問題がある。すな
わち、波長1550nm付近に零分散波長がシフトされた分散
シフトファイバは、通常0.07ps/nm2/km程度の波長分散
スロープ（以下、単に分散スロープという）を有するこ
とから、伝送される各信号光の波長によって分散値が異
なる。このため、自己位相変調とのバランスが崩れ、信
号光パルスの崩壊を招くことになる。したがって、この
ような場合には分散スロープが極めて小さい分散フラッ
ト光ファイバが必要とされている。
また、光ファイバの非線形屈折率をN2とし、実効断面
積をAeffとし、信号光のパワーをＰとし、光ファイバの
実効長をLeffとすると、光ファイバの非線形光学現象の
発生量は、以下の（１）式で与えられる。
N2・Ｐ・Leff/Aeff …（１） 非線形光学現象の発生量を増加させることなく信号光
パワーＰを大きくして高いS/N比を得るためには、実効
断面積Aeffが大きいことが必要である。また、単一波長
の時分割多重伝送の場合、非線形光学現象の発生を抑制
するためには、実効断面積Aeffを大きくするだけでな
く、分散の絶対値を1ps/nm/km以下とし、さらに、分散
スロープを極めて小さくする必要がある。さらに、光フ
ァイバのケーブル化の際の損失増加を抑制するためには
曲げ損失が小さいことが要求され、そのためには、カッ
トオフ波長は適切な値に設定されなければならない。
なお、上述された非線形屈折率N2は以下のように定義
されている。すなわち、強い光の下における媒質の屈折
率Ｎは、光パワーによって変わる。したがって、この屈
折率Ｎに対する最低次の効果は、以下の（２）式で表さ
れる。
Ｎ＝N0＋N2・E2 …（２） ここで、N0:線形分極に対する屈折率 N2:3次の非線形分極に対する非線形屈折率 E :光電場振幅 強い光の下では、媒質の屈折率Ｎは通常の値N0と光電
場振幅Ｅの２乗に比例する増加分との和で与えられる。
特に、第２項の比例定数N2（単位:m2/V2）が非線形屈折
率と呼ばれる。
また、上記実効断面積Aeffは、特開平８−248251号公
報に示されたように、以下の（３）式で与えられる。
ただし、Ｅは伝搬光に伴う電界、ｒはコア中心からの
径方向の距離である。
また、分散スロープは所定の波長帯域における分散特
性を示すグラフの傾きで定義される。
発明者らは、従来の分散フラット光ファイバを検討し
た結果、以下のような課題を発見した。すなわち、従来
の分散フラット光ファイバは、分散スロープが小さいも
のの、実効断面積が30μm2〜40μm2程度しかないので、
コア領域における光パワー密度が高く、４光波混合等の
非線形光学現象が強く発生し易い。そのため、従来の分
散フラット光ファイバは光増幅器を用いた波長多重光通
信システムには適していなかった。
例えば、M.Ohashi,et al.,“Dispersion−modified S
ingle−Mode Fiber by VAD Method with Low Dispersio
n in the 1.5μm Wavelength Region",ECOC'88,pp.445
−448に記載された分散フラット光ファイバは、中心コ
ア（第１コア）、該中心コアを取り囲む第２コア、該第
２コアを取り囲む第３コアからなるコア領域と、該コア
領域を取り囲むクラッドを備えるとともに、中心コア
（第１コア）にGe元素を添加することによりクラッドに
対する該中心コアの比屈折率差を0.87％まで高くし、第
２コアにＦ元素を添加することによりクラッド領域に対
する該第２コア領域の比屈折率差を−0.41％まで低く
し、さらに、第３コアにGe元素を添加することによりク
ラッドに対する該第３コアの比屈折率差を0.23％まで高
くしたトリプルクラッド型の屈折率プロファイルを有す
る。
なお、この従来の分散フラット光ファイバでは、波長
1550nmにおける分散スロープは0.023ps/nm2/kmを得てい
るものの、その実効断面積Aeffは37μm2程度しかない。
また、Y.Kubo,et al.,“Dispersion Flattened Singl
e−Mode Fiber for 10,000km Transmission System",EC
OC'90,pp.505−508に記載された分散フラット光ファイ
バは、中心コア、該中心コアを取り囲む第２コアからな
るコア領域と、該コア領域を取り囲むクラッドを備える
とともに、該中心コアにGe元素を添加することによりク
ラッドに対する該中心コア領域の比屈折率差を0.9％ま
で高くし、第２コア領域にＦ元素を添加することにより
クラッドに対する該第２コアの非屈折率差を−0.4％ま
で低くしたＷ型屈折率プロファイルを有する。
なお、この従来の分散フラット光ファイバでも、波長
1550nmにおける分散スロープは0.023ps/nm2/kmを得てい
るものの、その実効断面積Aeffは30μm2以下である。
一方、通常の分散シフトファイバは、その実効断面積
Aeffが50μm2程度であり比較的大きいが、分散スロープ
は0.07ps/nm2/km程度であることから分散の影響が大き
く、やはり長距離光伝送には適していない（例えば、Y.
Terasawa,et al.,“Design Optimization of Dispersio
n SHifted Fiber with Enlarged Mode Field Diameter
for WDM Transmission",IOOC'95,FA2−２を参照）。
したがって、従来の光ファイバの何れも、光増幅器を
利用した時分割多重伝送や波長多重ソリトン伝送への応
用には適していない。
この発明は上述の課題を解決するためになされたもの
であり、光増幅器を含む光通信システムにおける時分割
多重伝送や波長多重ソリトン伝送に好適な構造を備えた
分散フラット光ファイバを提供することを目的としてい
る。
上述の目的を達成すべく、この発明に係る分散フラッ
ト光ファイバは、1.55μｍ波長帯（1500nm〜1600nm）の
中心波長1550nmにける諸特性として、絶対値が5ps/nm/k
m以下である分散と、50μm2以上の実効断面積と、0.02p
s/nm2/km以下の分散スロープと、長さ2mにおいて1.0μ
ｍ以上のカットオフ波長とを有する。
このような分散フラット光ファイバは、波長1550nmに
おける分散の絶対値が5ps/nm/km以下であり、また、分
散スロープが0.02ps/nm2/km以下であるので、各信号光
間の分散値の差異が小さい。また、実効断面積が50μm2
以上であるので、当該分散フラット光ファイバでは伝搬
中の信号光のパワー密度が低く抑えられる。これによ
り、非線形光学現象の発生は効果的に抑制され、高いS/
N比で伝送が可能となる。さらに、この分散フラット光
ファイバは優れた曲げ特性を有する。
なお、非線形光学現象の発生を効果的に抑制するため
には、実効断面積は上述のように50μm2以上、より好ま
しくは70μm2以上である必要があるが、この実効断面積
の増加は曲げ損失の増加を招いてしまう。このような曲
げ損失の増加は、当該分散フラット光ファイバのケーブ
ル化にとっては好ましくない。一方、非線形光学現象の
抑制は、当該分散フラット光ファイバ中に意図的に分散
を発生させることによっても実現できる。
そこで、この発明に係る分散フラット光ファイバは、
上記実効断面積と分散スロープとの好ましい関係とし
て、該実効断面積を45μm2以上とし、分散スロープを0.
03ps/nm2/km以下とすることで実現することも可能であ
る。
上述のような諸特性を有する分散フラット光ファイバ
は、上記コア領域を、所定の屈折率を有する第１コア
と、該第１コアの外周に設けられるとともに該第１コア
よりも高い屈折率を有する第２コアとで構成することに
より実現できる（リングコア構造）。また、上記コア領
域は、所定の屈折率を有する第１コアと、該第１コアの
外周に設けられるとともに該第１コアよりも低い屈折率
を有する第２コアと、該第２コアの外周に設けられると
ともにかつ該第２コアよりも高い屈折率を有する第３コ
アとで構成してもよい（３層コア構造）。上記クラッド
領域は、上記コア領域の外周に設けられた第１クラッド
（内側クラッド）と、該第１クラッドの外周に設けら
れ、該第１クラッドよりも高い屈折率を有する第２クラ
ッド（外側クラッド）とを備えたデイプレストクラッド
構造を備えてもよい。当該分散フラット光ファイバは、
上述のリングコア構造、３層コア構造の何れかと、この
デイプレストクラッド構造を組合わせても実現すること
が可能である。
さらに、上記リングコア構造やセグメント構造を備
え、上述の諸特性を有する分散フラット光ファイバは、
実際に伝送路として適用する場合を考慮し、波長1550nm
における諸特性として、0.15ps/km1/2以下の偏波分散を
さらに有することが好ましい。また、ケーブル化を考慮
すれば、当該分散フラット光ファイバは、直径32mmに曲
げられたときの伝送損失が0.5dB/ターン以下であること
が好ましく、特に、上述の３層コア構造を有する場合に
は、長さ2mにおけるカットオフ波長が1.4μｍ以上であ
ることが好ましい。
また、発明者らは、上述の３層コア構造の分散フラッ
ト光ファイバにおいて分散スロープを低減するととも
に、カットオフ波長を長くして曲げ損失を低減するに
は、上記第３コアが大きく寄与していることを発見し
た。すなわち、３層コア構造をを有する分散フラット光
ファイバでは、第２コアの外径をｂ、第３コアの外径を
ｃ、クラッド領域の基準領域に対する該第３コアの比屈
折率差をΔn3とするとき、以下の関係を満たすのが好ま
しい。
Δn3≧0.25％ 0.40≦b/c≦0.75 換言すれば、第３コアのプロファイルボリュームは、
コア領域における中心から径方向の距離をｒ、該中心か
ら距離ｒの部位での、クラッド領域の基準領域に対する
比屈折率差をΔｎ（ｒ）とするとき、以下の条件を満た
すのが好ましい。
なお、クラッド領域は上述のディプレストクラッド構
造であってもよく、この場合、各ガラス領域の比屈折率
差を定義するための基準領域は第２クラッドである。
３層コア構造とディプレストクラッド構造の組合わせ
により構成される分散フラット光ファイバでは、第１コ
アの外径をａ、第２コアの外径をｂ、第３コアの外径を
ｃ、第２クラッドに対する第１コアの比屈折率差をΔ
n1、第２クラッドに対する第１クラッドの比屈折率差を
Δn4とするとき、以下の関係を満たすのが好ましい。
0.40％≦Δn1≦0.90％ Δn4≦−0.02％ 0.20≦a/c≦0.35 20μｍ≦ｃ≦30μｍ 加えて、製造バラツキを考慮すると、この発明に係る
分散フラット光ファイバは、係る製造バラツキを許容で
きるよう設計されなければならない。具体的には、製造
された各ロット間にはコア領域の外径に±２％程度の製
造バラツキが生じてしまう（±２％程度までしか外径制
御できない）。そこで、この発明に係る分散フラット光
ファイバは、コア領域の外径変動に起因した特性変動、
特に分散スロープの変動を可能な限り抑制する必要があ
る。
発明者らの実験によると、この分散スロープの値は、
コア領域の外径の増加に伴って減少し、さらにコア領域
の外径の増加に伴って増加する傾向があることが分かっ
た（コア領域の外径が所定値のときに分散スロープは微
小値を取る）。したがって、この発明に係る分散フラッ
ト光ファイバでは、製造バラツキに起因した特性変動を
抑えるため、当該分散フラット光ファイバの分散スロー
プが極小値をとるコア領域の外径を中心とした±２％の
範囲内に該コア領域の外径が設定されている。具体的に
は、コア領域の外径変動の範囲が設計値に対して±２％
ある場合、分散スロープの変動量は0.003ps/nm2/km以下
に抑えられている。
図面の簡単な説明 図1Aは、この発明に係るリングコア構造の分散フラッ
ト光ファイバの断面構造を示す図であり、図1Bは、図1A
中の線L1に沿って示された屈折率プロファイルである。
図２は、図1Bに示された屈折率プロファイルを有する
実施例１（リングコア構造）に係る分散フラット光ファ
イバの分散特性を示すグラフである。
図３は、この発明の実施例２（リングコア構造＋ディ
プレストクラッド構造）に係る分散フラット光ファイバ
の屈折率プロファイルである。
図４は、図３に示された屈折率プロファイルを有する
実施例２の分散フラット光ファイバの分散特性を示すグ
ラフである。
図5Aは、この発明に係る３層コア構造の分散フラット
光ファイバの断面構造を示す図であり、図5Bは、図5A中
の線L2に沿って示された屈折率プロファイルである。
図６は、図5Bに示された屈折率プロファイルを有する
実施例３（３層コア構造＋ディプレストクラッド構造）
に係る分散フラット光ファイバの分散特性を示すグラフ
である。
図７は、この発明の実施例４（３層コア構造）に係る
分散フラット光ファイバの屈折率プロファイルである。
図８は、図７に示された屈折率プロファイルを有する
実施例４の分散フラット光ファイバの分散特性を示すグ
ラフである。
図９は、実施例１〜４に係る分散フラット光ファイバ
おのおのの諸特性をまとめた表である。
図10は、図5Bの屈折率プロファイルを有するサンプル
１〜５を用意し、これらサンプル１〜５の第３コアの外
径に対する第２コアの外径の比（b2/c2）及び第２クラ
ッド（外側クラッド）に対する第３コアの比屈折率差
（Δn3）の測定結果をまとめた表である。
図11A及び図11Bは、図5Bの屈折率プロファイルを有す
るサンプル１〜５について、コア領域の外径（第３コア
の外径c2）に対する分散スロープ（ps/nm2/km）の変化
を示すグラフである。
図12A及び図12Bは、図5Bの屈折率プロファイルを有す
るサンプル１〜５について、コア領域の外径（第３コア
の外径c2）に対するカットオフ波長（μｍ）の変化を示
すグラフである。
図13A〜図13Cは、図5Bの屈折率プロファイルの変形例
（屈折率プロファイル）である。
図14は、図13A〜図13Cに示された屈折率プロファイル
を有する各サンプル６〜８についてその諸特性を測定し
た結果をまとめた表である。
図15A〜図15Dは、図13Bに示された屈折率プロファイ
ルを有するサンプル７を用意し、このサンプル７につい
て、コア領域の外径（第３コアの外径c2）の変化に対す
る諸特性の変化を示すグラフであり、図15Aはコア領域
の外径（μｍ）と実効断面積（μm2）の関係、図15Bは
コア領域の外径（μｍ）と直径20mmで曲げられたときの
曲げロス（dB/m）の関係、図15Cはコア領域の外径（μ
ｍ）と分散スロープとの関係（ps/nm2/km）の関係、図1
5Dはコア領域の外径（μｍ）と分散（ps/nm/km）の関係
を示している。
図16A及び図16Bは、サンプル８について、コア領域の
外径変動と諸特性の変動との関係を示すグラフであり、
図16Aは、コア領域の外径と、分散（ps/nm/km）及び分
散スロープ（ps/nm2/km）の関係、図16Bは、コア領域の
外径の変動率（％）に対する分散スロープの変動量（ps
/nm2/km/％）の関係を示している。
図17Aは、曲げ径（mm）と曲げロス（dB/m）の関係を
示すグラフであり、図17Bは、ファイバ長（km）とカッ
トオフ波長（μｍ）との関係を示すグラフである。
図18Aは、サンプル１〜５について、第３コアのプロ
ファイルボリューム（％・μm2）と分散スロープ（ps/n
m2/km）との関係を示すグラフであり、図18Bは、サンプ
ル１〜５について、第３コアのプロファイルボリューム
（％・μm2）とカットオフ波長（μｍ）との関係を示す
グラフである。
発明を実施するための最良の形態 以下、この発明に係る分散フラット光ファイバの実施
例を、図1A、図1B、図２〜図４、図5A、図5B、図６〜図
10、図11A〜13C、図14、図15A〜図18Bを用いて説明す
る。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符
号を付し、重複する説明を省略する。
この発明に係る分散フラット光ファイバは、長距離海
底ケーブル等に適用可能であり、1.55μｍ波長帯の１又
は２以上の信号光（1500nm〜1600nmの範囲内に中心波長
を有する１又は２以上の信号光）を伝搬するための石英
系シングルモード光ファイバである。また、当該分散フ
ラット光ファイバは、所定軸に沿って伸びたコア領域
と、該コア領域の外周に設けられたクラッド領域とを備
え、伝搬する信号光間での分散のバラツキを低減させる
べく、信号波長帯である1.55μｍ波長帯においてその分
散スロープが小さくなるよう設計されている。
具体的にこの発明に係る分散フラット光ファイバは、
波長1550nmにおける諸特性として、絶対値が5ps/nm/km
以下の分散と、45μm2以上、好ましくは50μm2以上、よ
り好ましくは70μm2以上の実効断面積Aeffと、0.03ps/n
m2/km以下好ましくは0.02ps/nm2/km以下の分散スロープ
と、2m長において1.0μｍ以上のカットオフ波長を有す
る。
さらに、この発明に係る分散フラット光ファイバは、
波長1550nmにおける諸特性として、0.15ps/km1/2以下の
偏波分散を有することが好ましく、また、直径32mmに曲
げられたときの伝送損失は0.5dB/ターン以下であること
が好ましい。なお、上記伝送損失は、直径32mmの心棒
（mandrel）に複数回、被測定対象の光ファイバを巻き
つけた状態で測定された伝送損失を１ターン当たりに換
算した値であり、以下曲げ損失という。
上述の諸特性を実現する構成としては、所定軸に沿っ
て伸びるコア領域は、所定の屈折率を有する第１コア
と、該第１コアの外周に設けられるとともに該第１コア
よりも高い屈折率を有する第２コアとを備えたリングコ
ア構造であってもよく、所定の屈折率を有する第１コア
と、該第１コアの外周に設けられるとともに該第１コア
よりも低い屈折率を有する第２コアと、該第２コアの外
周に設けられるとともにかつ該第２コアよりも高い屈折
率を有する第３コアとを備えた３層コア構造であっても
よい。なお、３層コア構造の場合、長さ2mでのカットオ
フ波長は1.4μｍ以上必要である。また、上記コア領域
の外周に設けられたクラッド領域は、該コア領域の外周
に設けられた第１クラッド（内側クラッド）と、該第１
クラッドの外周に設けられるとともに該第１クラッドよ
りも高い屈折率を有する第２クラッド（外側クラッド）
とを備えたディプレストクラッド構造であってもよい。
特に、３層コア構造を有する分散フラット光ファイバ
では、第２コアの外径をｂ、第３コアの外径をｃ、クラ
ッド領域の基準領域（ディプレストクラッド構造の場合
は第２クラッド）に対する該第３コアの比屈折率差Δn3
とするとき、以下の関係を満たすことが好ましい。
Δn3≧0.25％ 0.40≦b/c≦0.75 そして、第３コアのプロファイルボリュームは、コア
領域における中心から径方向の距離をｒ、該中心から距
離ｒの部位での、クラッド領域の基準領域に対する比屈
折率差をΔｎ（ｒ）とするとき、以下の条件を満たすの
が好ましい。
さらに、３層コア構造とディプレストクラッド構造の
組合わせにより構成される分散シフトファイバでは、第
１コアの外径をａ、第２コアの外径をｂ、第３コアの外
径をｃ、第２クラッドに対する第１コアの比屈折率差を
Δn1、第２クラッドに対する第１クラッドの比屈折率差
をΔn4とするとき、以下の関係を満たすことが好まし
い。
0.40％≦Δn1≦0.90％ Δn4≦−0.02％ 0.20≦a/c≦0.35 20μｍ≦ｃ≦30μｍ なお、クラッド領域の基準領域に対する各領域の比屈
折率差は以下の（４）式で与えられる。
（nT−nR）/nR …（４） ここで、nTは対象となるガラス領域の屈折率、nRは基
準となるクラッド領域の屈折率（なお、クラッド領域が
ディプレストクラッド構造の場合は第２クラッドの屈折
率）である。また、この明細書では、各ガラス領域の比
屈折率差は百分率で表し、（４）式中の各パラメータは
順不動である。したがって、マイナスの値として表示さ
れる比屈折率差は、基準領域よりも低い屈折率を有する
領域を意味している。
また、コア領域の外径は、分散スロープが極小値とな
るときの値を中心にして±２％の変動範囲内に設定され
ていることが好ましい。具体的に発明者らは、製造バラ
ツキを許容するため、コア領域の外径の±２％の変動に
対する分散スロープの変動量が0.003ps/nm2/km以下する
よう設計するのが好ましいことを発見した。
以下、この発明に係る分散フラット光ファイバの各実
施例を順に説明する。なお、以下で説明される実施例１
及び実施例２に係る分散フラット光ファイバは、それぞ
れリングコア構造のコア領域とディプレストクラッド構
造のクラッド領域を有する。また、実施例３に係る分散
フラット光ファイバは、３層コア構造のコア領域とディ
プレストクラッド構造のクラッド領域を有する。さら
に、実施例４に係る分散フラット光ファイバは、３層コ
ア構造のコア領域と単一層のクラッド領域を有する。
実施例１ まず、図1Aは、実施例１に係る分散フラット光ファイ
バの断面構造を示す図であり、図1Bは、図1A中の線L1に
沿って示された屈折率プロファイルである。なお、線L1
は当該分散フラット光ファイバ100の中心軸を示す点O1
で交差する線である。この実施例１に係る分散フラット
光ファイバ100は、リングコア構造のコア領域200と、デ
ィプレストクラッド構造のクラッド領域300とを備えて
いる。上記コア領域200は、屈折率n1を有する外径a1の
第１コア201と、該第１コア201の外周に設けられるとと
もに屈折率n2（＞n1）を有する外径b1の第２コア202を
備えている。また。上記クラッド領域300は、第２コア2
02の外周に設けられるとともに屈折率n3（＝n1）を有す
る外径c1の第１クラッド301と、該第１クラッド301の外
周に設けられるとともに屈折率n4（＞n3）を有する第２
クラッド302を備えている。
ここで、図1Bの屈折率プロファイル150は、図1A中の
線L1に沿った各領域の屈折率を示しており、領域151は
第１コア201の線L1上の各部位、領域152は第２コア202
の線L1上の各部位、領域153は第１クラッド301の線L1上
の各部位、領域154は第２クラッド302の線L1上の各部位
に相当している。
この実施例１において、第２クラッド302（クラッド
領域300の基準領域）に対する第１コア201の比屈折率差
Δn1及び第１クラッド301の比屈折率差Δn3は、ともに
−0.6％であり、第２クラッド302に対する第２コアの比
屈折率差Δn2は0.7％である。また、第１コア201の外径
a1は3.04μｍ、第２コア202の外径b1は7.26μｍ、第１
クラッド301の外径c1は13.2μｍ、当該分散フラット光
ファイバ100の外径（第２クラッド302の外径）125μｍ
である。なお、各領域の比屈折率差は以下のように与え
られる。
Δn1＝（n1−n4）/n4 Δn2＝（n2−n4）/n4 Δn3＝（n3−n4）/n4 発明者らは、以上のように構成された実施例１に係る
分散フラット光ファイバ100の波長1550nmにおける諸特
性を測定した。その結果、波長1550nmにおける分散値は
0.17ps/nm/km（＞|5|ps/nm/km）、波長1550nmにおける
実効断面積Aeffは58μm2（＞45μm2）、長さ2mでのカッ
トオフ波長は1.153μｍ（＞1.0μｍ）であった。また、
分散スロープは、波長1530nmで0.018ps/nm2/km、波長15
50nmで0.007ps/nm2/km（＜0.03ps/nm2/km）、波長1560n
mで0.000ps/nm2/kmであった。さらに、波長1550nmにお
ける偏波分散値は0.11ps/km1/2（＜0.15ps/km1/2）であ
った。なお、図２は、この実施例１に係る分散フラット
光ファイバ100の分散特性を示すグラフである。
実施例２ 図３は、この発明の実施例２に係る分散フラット光フ
ァイバの屈折率プロファイルである。なお、この実施例
２の分散フラット光ファイバの断面構造は、図1Aに示さ
れた構造と同じである。したがって、この屈折率プロフ
ァイル160は図1A中の線L1に沿った各領域の屈折率に相
当し、また、領域161は第１コア201の線L1上の各部位、
領域162は第２コア202の線L1上の各部位、領域163は第
１クラッド301の線L1上の各部位、領域154は第２クラッ
ド302の線L1上の各部位に相当している。
この実施例２において、領域161に相当する第１コア
（屈折率n1）の外径a1は3.75μｍ、領域162に相当する
第２コア（屈折率n2＞n1）の外径b1は8.25μｍ、領域16
3に相当する第１クラッド（屈折率n3＝n1）の外径c1は1
5.0μｍ、領域164に相当する第２クラッド（屈折率n4＞
n3）の外径は125μｍである。また、第２クラッドに対
する第１コアの比屈折率差Δn1（＝（n1−n4）/n4）及
び第１クラッドの比屈折率差Δn3（＝（n3−n4）/n4）
は、ともに−0.60％であり、第２クラッドに対する第２
コアの比屈折率差Δn2（＝（n2−n4）/n4）は6.3％であ
る。
発明者らは、以上のように構成された実施例２に係る
分散フラット光ファイバの波長1550nmにおける諸特性を
測定した。その結果、波長1550nmにおける分散値は0.12
ps/nm/km（＜|5|ps/nm/km）、波長1550nmにおける実効
断面積Aeffは72μm2（＞45μm2）、長さ2mでのカットオ
フ波長は1.187μｍ（＞1.0μｍ）であった。また、分散
スロープは、波長1530nmで0.0096ps/nm2/km、波長1550n
mで−0.0120ps/nm2/km（＜0.003ps/nm2/km）、波長1560
nmで−0.0265ps/nm2/kmであった。さらに、波長1550nm
における偏波分散値は0.10ps/km1/2（＜0.15ps/km1/2）
であった。なお、図４は、この実施例２に係る分散フラ
ット光ファイバの分散特性を示すグラフである。
実施例３ 図5Aは、実施例３に係る分散フラット光ファイバの断
面構造を示す図であり、図5Bは、図5A中の線L2に沿って
示された屈折率プロファイルである。なお、線L2は当該
分散フラット光ファイバ500の中心軸を示す点O2で交差
する線である。この実施例３に係る分散フラット光ファ
イバ500は、３層コア構造のコア領域600と、ディプレス
トクラッド構造のクラッド領域700とを備えている。上
記コア領域600は、屈折率n1を有する外径a2の外径コア6
01と、該第１コア601の外周に設けられるとともに屈折
率n2（＜n1）を有する外径b2の第２コア602と、該第２
コア602の外周に設けられるとともに屈折率n3（＞n2）
を有する外径c2の第３コア603とを備えている。また、
上記クラッド領域700は、第３コア603の外周に設けられ
るとともに屈折率n4（＜n3）を有する外径ｄの第１クラ
ッド701と、該第１クラッド701の外周に設けられるとと
もに屈折率n5（＞n4）を有する第２クラッド702を備え
ている。
ここで、図5Bの屈折率プロファイル510は、図5A中の
線L2に沿った各領域の屈折率を示しており、領域511は
第１コア601の線L2上の各部位、領域512は第２コア602
の線L2上の各部位、領域513は第３コア603の線L2上の各
部位、領域514は第１クラッド701の線L2上の各部位、領
域515は第２クラッド702の線L2上の各部位に相当してい
る。
この実施例３において、第２クラッド702（クラッド
領域700の基準領域）に対する第１コア601の比屈折率差
Δn1は0.58％、第２クラッド702に対する第２コア602の
比屈折率差Δn2は−0.10％、第２クラッド702に対する
第３コア603の比屈折率差Δn3は0.40％、第２クラッド7
02に対する第１クラッド701の比屈折率差Δn4は−0.27
％である。また、第１コア601の外径a2は5.8μｍ、第２
コア602の外径b2は16.2μｍ、第３コア603の外径c2は2
3.2μｍ、第１クラッド701の外径ｄは46.4μｍ、当該分
散フラット光ファイバ500の外径（第２クラッド702の外
径）125μｍである。なお、各領域の比屈折率差は以下
のように与えられる。
Δn1＝（n1−n5）/n5 Δn2＝（n2−n5）/n5 Δn3＝（n3−n5）/n5 Δn4＝（n4−n5）/n5 発明者らは、以上のように構成された実施例３に係る
分散フラット光ファイバ500の波長1550nmにおける諸特
性を測定した。その結果、波長1550nmにおける分散値は
−2.2ps/nm/km（＜|5|ps/nm/km）、波長1550nmにおける
実効断面積Aeffは50μm2（＞45μm2）、長さ2mでのカッ
トオフ波長は1.920μｍ（＞1.0μｍ）であった。また、
分散スロープは、波長1530nmで0.0129ps/nm2/km、波長1
550nmで0.0172ps/nm2/km（＜0.03ps/nm2/km）、波長156
0nmで0.0198ps/nm2/kmであった。さらに、波長1550nmに
おける偏波分散値は0.06ps/km1/2（＜0.15ps/km1/2）で
あった。なお、図６は、この実施例３に係る分散フラッ
ト光ファイバの分散特性を示すグラフである。
実施例４ 図７は、この発明の実施例４に係る分散フラット光フ
ァイバの屈折率プロファイルである。なお、実施例４の
分散フラット光ファイバは、図5Aのコア領域600と同様
な３層コア構造のコア領域と単一層のクラッド領域を有
し、その屈折率プロファイル170は、トリプルクラッド
型の屈折率プロファイルとも呼ばれる。
屈折率プロファイル170は、基本的には図5A中の線L2
に沿った各領域の屈折率に相当し、また、領域171は第
１コア601の線L2上の各部位、領域172は第２コア602の
線L2上の各部位、領域173は第３コア603の線L2上の各部
位、領域174は第２クラッド702の線L2上の各部位に相当
している。ただし、実施例４の分散フラット光ファイバ
では、図5A中の第１クラッドに相当する領域は存在しな
い。
この実施例４において、領域171に相当する第１コア
（屈折率n1）の外径a2は7.3μｍ、領域172に相当する第
２コア（屈折率n2＜n1）の外径b2は15.0μｍ、領域173
に相当する第３コア（屈折率n3＞n2）の外径c2は22.0μ
ｍ、領域174に相当するクラッド（屈折率n4＜n3）の外
径は125μｍである。また、クラッドに対する第１コア
の比屈折率差Δn1（＝（n1−n4）/n4）は0.58％、クラ
ッドに対する第２コアの比屈折率差Δn2（＝（n2−n4）
/n4）は−0.18％、クラッドに対する第３コアの比屈折
率差Δn3（＝（n3−n4）/n4）は0.27％、である。
発明者らは、以上のように構成された実施例４に係る
分散フラット光ファイバの波長1550nmにおける諸特性を
測定した。その結果、波長1550nmにおける分散値は−0.
37ps/nm/km（＜|5|ps/nm/km）、波長1550nmにおける実
効断面積Aeffは52.8μm2（＞45μm2）、長さ2mでのカッ
トオフ波長は1.713μｍ（＞1.0μｍ）であった。また、
分散スロープは、波長1530nmで0.0005ps/nm2/km、波長1
550nmで0.0005ps/nm2/km（＜0.003ps/nm2/km）、波長15
60nmで0.0010ps/nm2/kmであった。直径20mmで曲げられ
たときの伝送損失（曲げ損失）は3.2dB/mであった。さ
らに、波長1550nmにおける偏波分散値は0.08ps/km
1/2（＜0.15ps/km1/2）であった。なお、図８は、この
実施例４に係る分散フラット光ファイバの分散特性を示
すグラフである。
図９は、以上に説明された実施例１〜４に係る分散フ
ラット光ファイバそれぞれの波長1550nmにおける諸特性
をまとめた表である。これら各実施例に係る分散フラッ
ト光ファイバは何れも、分散の絶対値が5ps/nm/km以
下、実効断面積Aeffが45μm2以上、分散スロープが0.03
ps/nm2/km以下であり、長さ2mでのカットオフ波長が1.0
μｍ以上、偏波分散が0.15ps/km1/2以下である。
何れの分散フラット光ファイバも、分散スロープが極
めて小さく分散特性は平坦であり、また、実効断面積A
effが45μm2以上と大きいので、分散フラット光ファイ
バ中における信号光のパワー密度が低く抑えられて非線
形光学現象の発生は効果的に抑制されるとともに、高い
S/N比で伝送が可能である。さらに、長さ2mでのカット
オフ波長が1.0μｍ以上であるので、これらの分散フラ
ット光ファイバは優れた曲げ特性を有する（曲げ損失が
小さい）。したがって、これらの分散フラット光ファイ
バは、光増幅器を用いた時分割多重伝送や波長多重ソリ
トン伝送に用いるのに好適である。特に、実施例２に係
る分散フラット光ファイバ（図３）は、実効断面積Aeff
が70μm2以上であるので、分散フラット光ファイバ中に
おける信号光のパワー密度がより低く抑えられる（非線
形光学現象の発生がより抑制される）。実施例３に係る
分散フラット光ファイバ（図5A及び図5B）は、長さ2mで
のカットオフ波長が信号光波長よりも長い。しかしなが
ら、後述するように実際の信号光の伝送距離が数百km〜
数千kmであることを考慮すると、高次モードは減衰する
ので、何等支障はない。
なお、この発明は、上述された実施例に限定されるも
のではなく種々の変形が可能である。例えば、実施例１
〜４で示された屈折率プロファイルは例示であって、こ
の発明に係る分散フラット光ファイバを実現するための
屈折率プロファイルは他にも種々の態様が有り得る。
発明者らは、図5Bに示された屈折率プロファイルを有
する分散フラット光ファイバの応用例として、図10に示
されたよう第３コアにおけるプロファイルボリュームを
変えたサンプル１〜５を用意し、これらサンプル１〜５
について、コア領域の外径（第３コアの外径）c2と分散
スロープ（ps/nm2/km）との関係、及び第３コアの外径c
2と長さ2mでのカットオフ波長（μｍ）との関係を調べ
た。具体的に、用意されたサンプル１〜５では、第３コ
アの外径に対する第２コアの外径の比（b2/c2）と第２
クラッドに対する第３コアの比屈折率差Δn3が変えられ
ている。一方、用意されたサンプル１〜５において、他
のパラメータは共通であり、第３コアの外径に対する第
１コアの外径の比（a2/c2）は0.25、第３コアの外径に
対する第１クラッドの外径の比（d/c2）は2.0、第２ク
ラッドに対する第１コアの比屈折率差Δn1は0.6％、第
２クラッドに対する第２コアの比屈折率差Δn2及び第１
クラッドの比屈折率差Δn4は、ともに−0.05％である。
図11A及び図11Bは、サンプル１〜５について、コア領
域の外径（第３コアの外径c2）に対する分散スロープ
（ps/nm2/km）の変化を示すグラフであり、図12A及び図
12Bは、サンプル１〜５について、第３コアの外径c2に
対するカットオフ波長（μｍ）の変化を示すグラフであ
る。また、これら図11A〜図12Bにおいて、S1はサンプル
１のグラフ、S2はサンプル２のグラフ、S3はサンプル３
のグラフ、S4はサンプル４のグラフ、S5はサンプル５の
グラフをそれぞれ示している。
これらのグラフからも分かるように、第２クラッドに
対する第３コアの比屈折率差Δn3が低すぎるか、あるい
は第３コアの外径に対する第２コアの外径の比（b2/c
2）が大すぎると、分散スロープを0.03ps/nm2/km以下に
することができない。また、長さ2mでのカットオフ波長
も短くなり、曲げ損失が増加してしまう。したがって、
分散スロープを低減し、長さ2mでのカットオフ波長を長
くして曲げ損失を改善するためには、第３コアの比屈折
率差Δn3を大きく設定するとともに、第３コアの幅を厚
くする必要がある。ちなみに、上述の３層コア構造のコ
ア領域（第３コアを有する）を備えた実施例３及び実施
例４に係る分散フラット光ファイバにおいて、以下の
（５）式で与えられる第３コアのプロファイルボリュー
ムは、それぞれ13.8％・μm2、8.7％・μm2であった
（図９参照）。
次に、発明者らは実施例３（図5A及び図5B）に係る分
散シフトファイバの応用例として、それぞれ図13A〜図1
3Cに示された屈折率プロファイルを有するサンプル６〜
９を用意し、これらサンプル６〜９について波長1550nm
における諸特性を測定した。なお、用意されたサンプル
６〜９の構造は図5Aに示された断面構造と同様であり、
第１コア、第２コア及び第３コアから構成されたコア領
域と、第１クラッド及び第２クラッドから構成されたク
ラッド領域とを備えている。
サンプル６は図13Aに示された屈折率プロファイル520
を有し、該屈折率プロファイル520は、図5A中の線L2に
沿った各領域の屈折率に相当している。また、この屈折
率プロファイル520において、領域521は第１コア601の
線L2上の各部位、領域522は第２コア602の線L2上の各部
位、領域523は第３コア603の線L2上の各部位、領域524
は第１クラッド701の線L2上の各部位、領域525は第２ク
ラッド702の線L2上の各部位に相当している。
サンプル６において、領域521に相当する第１コア
（屈折率n1）の外径a2は5.7μｍ、領域522に相当する第
２コア（屈折率n2＜n1）の外径b2は14.7μｍ、領域523
に相当する第３コア（屈折率n3＞n2）の外径c2は22.6μ
ｍ、領域524に相当する第１クラッド（屈折率n4＝n2）
の外径ｄは45.2μｍ、領域525に相当する第２クラッド
（屈折率n5＞n4）の外径は125μｍである。また、第２
クラッドに対する第１コアの比屈折率差Δn1（＝（n1−
n5）/n5）は0.60％、第２クラッドに対する第２コアの
比屈折率差Δn2（＝（n2−n5）/n5）及び第１クラッド
の比屈折率差Δn4（＝（n4−n5）/n5）は、ともに−0.0
5％、第２クラッドに対する第３コアの比屈折率差Δn3
（＝（n3−n5）/n5）は0.30％である。さらに、第３コ
アの外径に対する第１コアの外径の比（a2/c2）は0.2
5、第３コアの外径に対する第２コアの外径の比（b2/c
2）は0.65である。
次に、サンプル７は図13Bに示された屈折率プロファ
イル530を有し、該屈折率プロファイル530は、図5A中の
線L2に沿った各領域の屈折率に相当している。また、こ
の屈折率プロファイル530において、領域531は第１コア
601の線L2上の各部位、領域532は第２コア602の線L2上
の各部位、領域533は第３コア603の線L2上の各部位、領
域534は第１クラッド701の線L2上の各部位、領域535は
第２クラッド702の線L2上の各部位に相当している。な
お、用意されたサンプル７は、領域533における屈折率
プロファイル（第３コア領域の径方向の屈折率プロファ
イルに相当）の形状が図5Bに示された屈折率プロファイ
ル510における領域513の形状と異なっている。
サンプル７において、領域531に相当する第１コア
（屈折率n1）の外径a2は5.6μｍ、領域532に相当する第
２コア（屈折率n2＜n1）の外径b2は12.6μｍ、領域533
に相当する第３コア（屈折率n3＞n2）の外径c2は24.2μ
ｍ、領域534に相当する第１クラッド（屈折率n4＝n2）
の外径ｄは48.4μｍ、領域535に相当する第２クラッド
（屈折率n5＞n4）の外径は125μｍである。また、第２
クラッドに対する第１コアの比屈折率差Δn1（＝（n1−
n5）/n5）は0.60％、第２クラッドに対する第２コアの
比屈折率差Δn2（＝（n2−n5）/n5）及び第１クラッド
の比屈折率差Δn4（＝（n4−n5）/n5）は、ともに−0.0
5％、第２クラッドに対する第３コアの比屈折率差Δn3
（＝（n3−n5）/n5）は0.41％である。さらに、第３コ
アの外径に対する第１コアの外径の比（a2/c2）は0.2
3、第３コアの外径に対する第２コアの外径の比（b2/c
2）は0.52である。
サンプル８は図13Cに示された屈折率プロファイル540
を有し、該屈折率プロファイル540は、図5A中の線L2に
沿った各領域の屈折率に相当している。また、この屈折
率プロファイル540において、領域541は第１コア601の
線L2上の各部位、領域542は第２コア602の線L2上の各部
位、領域543は第３コア603の線L2上の各部位、領域544
は第１クラッド701の線L2上の各部位、領域545は第２ク
ラッド702の線L2上の各部位に相当している。なお、用
意されたサンプル８は、領域541における屈折率プロフ
ァイル（第１コア領域の径方向の屈折率プロファイルに
相当）の形状が図5Bに示された屈折率プロファイル510
における領域511の形状と異なっている。
サンプル８において、領域541に相当する第１コア
（屈折率n1）の外径a2は8.6μｍ、領域542に相当する第
２コア（屈折率n2＜n1）の外径b2は17.6μｍ、領域543
に相当する第３コア（屈折率n3＞n2）の外径c2は25.2μ
ｍ、領域544に相当する第１クラッド（屈折率n4＝n2）
の外径ｄは50.4μｍ、領域545に相当する第２クラッド
（屈折率n5＞n4）の外径は125μｍである。また、第２
クラッドに対する第１コアの比屈折率差Δn1（＝（n1−
n5）/n5）は0.85％、第２クラッドに対する第２コアの
比屈折率差Δn2（＝（n2−n5）/n5）及び第１クラッド
の比屈折率差Δn4（＝（n4−n5）/n5）は、ともに−0.0
5％、第２クラッドに対する第３コアの比屈折率差Δn3
（＝（n3−n5）/n5）は0.29％である。さらに、第３コ
アの外径に対する第１コアの外径の比（a2/c2）は0.3
4、第３コアの外径に対する第２コアの外径の比（b2/c
2）は0.74である。
一方、サンプル９は上述のサンプル６に類似した屈折
率プロファイルを有する（図13A参照）。したがって、
サンプル９において、領域521に相当する第１コア（屈
折率n1）の外径a2は6.6μｍ、領域522に相当する第２コ
ア（屈折率n2＜n1）の外径b2は18.9μｍ、領域523に相
当する第３コア（屈折率n3＞n2）の外径c2は25.2μｍ、
領域524に相当する第１クラッド（屈折率n4＝n2）の外
径ｄは41.0μｍ、領域525に相当する第２クラッド（屈
折率n5＞n4）の外径は125μｍである。また、第２クラ
ッドに対する第１コアの比屈折率差Δn1（＝（n1−n5）
/n5）は0.50％、第２クラッドに対する第２コアの比屈
折率差Δn2（＝（n2−n5）/n5）及び第１クラッドの比
屈折率差Δn4（＝（n4−n5）/n5）は、ともに−0.15
％、第２クラッドに対する第３コアの比屈折率差Δn
3（＝（n3−n5）/n5）は0.43％である。さらに、第３コ
アの外径に対する第１コアの外径の比（a2/c2）は0.2
6、第３コアの外径に対する第２コアの外径の比（b2/c
2）は0.74である。以上の構成により、正の分散値を有
するとともに極めて小さい分散スロープを有する分散フ
ラット光ファイバが得られる。
以上のように設計されたサンプル６〜９の、波長1550
nmにおける諸特性を図14に示す。なお、（５）式で与え
られる第３コアのプロファイルボリュームは、上述のサ
ンプル３〜９の各値を考慮して7.0％・μm2以上である
ことが好ましい。
さらに発明者らは、図13Bに示された屈折率プロファ
イルを有する分散フラット光ファイバ（サンプル７）に
ついて、第３コアの外径c2（コア領域の外径）と上述の
諸特性との関係について用意された複数のサンプルを測
定してみた。なお、用意されたサンプルは、第２クラッ
ドに対する第１コアの比屈折率差Δn1（＝（n1−n5）/n
5）は0.61％、第２クラッドに対する第２コアの比屈折
率差Δn2（＝（n2−n5）/n5）及び第１クラッドの比屈
折率差Δn4（＝（n4−n5）/n5）は、ともに−0.05％、
第２クラッドに対する第３コアの比屈折率差Δn3（＝
（n3−n5）/n5）は0.35％である。また、第２クラッド
は純石英とした。さらに、第３コアの外径に対する第１
コアの外径の比（a2/c2）は0.23、第３コアの外径に対
する第２コアの外径の比（b2/c2）は0.52、第３コアの
外径に対する第１クラッドの外径の比（d/c2）は1.8で
ある。
図15A〜図15Dは、用意されたサンプルについての測定
結果であり、図15Aは第３コアの外径c2（μｍ）と実効
断面積Aeff（μm2）との関係、図15Bは第３コアの外径c
2（μｍ）と直径20mmで曲げられたときの曲げロス（dB/
m）との関係、図15Cは第３コアの外径c2（μｍ）と分散
スロープとの関係（ps/nm2/km）との関係、図15Dは第３
コアの外径c2（μｍ）と分散（ps/nm/km）との関係を示
している。また、各グラフにおいて、曲線L3、L4、L5、
L6はそれぞれ計算により得られた理論曲線であり、プロ
ットされている点（dot）は測定値を表している。
これらのグラフからも分かるように、得られる分散フ
ラット光ファイバは、波長1550nmにおいて−４〜＋4ps/
nm/kmの分散値（＜|5|ps/nm/km）と、0.026〜0.028ps/n
m2/kmの分散スロープ（＜0.03ps/nm2/km）と、47〜52μ
m2の実効断面積Aeff（＞45μm2）を有する。
特に、図15Cにおいて着目すべき点は、図中Ａで示さ
れた領域においては第３コアの外径が変動しても分散ス
ロープの変動が小さくなっている点である。一般に、光
ファイバを製造する場合、製造された各ロット間にはコ
ア領域の外径に±２％程度の製造バラツキが生じてしま
う（±２％程度までしか外径制御できない）。したがっ
て、分散スロープのバラツキを抑制する範囲でコア領域
の外径を制御できれば、必然的に製造バラツキに起因し
た各製造物（分散フラット光ファイバ）の特性バラツキ
の発生を回避することができる。
図16A及び図16Bは、サンプル８について、コア領域の
外径変動と諸特性の変動との関係を示すグラフであり、
図16Aは、第３コアの外径C2と、分散（ps/nm/km）及び
分散スロープ（ps/nm2/km）の関係、図16Bは、コア領域
の外径の変動率（％）に対する分散スロープの変動量
（ps/nm2/km/％）の関係を示している。なお、図16A
中、Ｄはサンプル８の分散、DSはサンプル８の分散スロ
ープを示している。
図16Aからも分かるように、信号光が伝搬する領域
（主にコア領域）の直径が大きくなるにしたがって、分
散値は大きくなるが、分散スロープは第３コアの外径c2
がある値のときに極小値をとる。特に、この極小値近傍
では分散スロープの変動は小さくなる。具体的には、図
16Bに示されたグラフからも分かるように、コア領域の
外径を適切な値に設定して分散フラット光ファイバを設
計すれば、外径制御可能な±２％のコア領域の外径の変
動率に対し、分散スロープの変化量を0.003ps/nm2/km/
％以下に抑えることが可能である。
次に、この発明に係る分散フラット光ファイバにおけ
る、曲げ損失（dB/m）とカットオフ波長について言及す
る。
図17Aは、第３コアの外径c2を22.4μｍに固定し、曲
げ径（mm）の変化に対する曲げ損失（dB/m）の測定値を
プロットしたグラフであり、図中L7は計算により得られ
た理論値を表している。このグラフからも分かるよう
に、32mmの曲げ径における曲げ損失は0.04dB/m（＝0.00
4dB/ターン）であり、良好な値であることが分かる。
一方、図17Bは、第３コアの外径c2を22.8μｍに固定
し、ファイバ長（km）の変化に対するカットオフ波長
（μｍ）の測定値をプロットしたグラフであり、図中L8
は計算により得られた理論値を表している。なお、線L8
の傾きは、−252nm/decadeである。このグラフからも分
かるように、長さ2mでのカットオフ波長が2.080μｍで
あっても、200m程度の長さがあれはシングルモード動作
が保証されるため、長さ2mでのカットオフ波長が信号光
波長よりも長い場合であっても実用上問題はない（通
常、海底ケーブル等では、5km程度の複数の光ファイバ
を融着して光伝送路を構成する）。
さらに、図18Aは、上述されたサンプル１〜５につい
て、第３コアのプロファイルボリューム（％・μm2）と
分散スロープ（ps/nm2/km）との関係を示すグラフであ
り、図18Bは、該サンプル１〜５について、第３コアの
プロファイルボリューム（％・μm2）とカットオフ波長
（μｍ）との関係を示すグラフである。上述されたよう
に、３層コア構造のコア領域を有する分散フラット光フ
ァイバ（第３コアを備えた実施例３及び実施例４）で
は、長さ2mでのカットオフ波長は1.4μｍ以下である必
要がある。また、分散スロープは0.03ps/nm2/km以下で
あるのが好ましい。したがって、これらの制限を満たす
ためには、図18A及び図18Bから、第３コアにおけるプロ
ファイルボリューム（（５）式参照）は7.0％・μm2以
上でなければならない。なお、図18A及び図18B中、S1〜
S5はそれぞれ上述のサンプル１〜５の、プロファイルボ
リュームに対する分散スロープ及びカットオフ波長を示
している。
産業上の利用可能性 以上、詳細に説明したとおり、この発明に係る分散フ
ラット光ファイバは、波長1550nmにおける分散の絶対値
が5ps/nm/km以下であり、また、分散スロープが0.03ps/
nm2/km以下であるので、各信号光間の分散値の差異を使
用波長帯域全般に渡って小さく抑えることが可能であ
る。また、実効断面積が45μm2以上が好ましく、これら
実効断面積と分散スロープとの適切な関係を実現するこ
とにより、当該分散フラット光ファイバ中における信号
光のパワー密度が低く抑えられて非線形光学現象の発生
は効果的に抑制され、高いS/N比での伝送を可能にす
る。さらに、長さ2mにおけるカットオフ波長が1.0μｍ
以上であるので、この分散フラット光ファイバは優れた
曲げ特性を有する。したがって、この分散フラット光フ
ァイバは、光増幅器を用いた時分割多重伝送や波長多重
ソリトン伝送に好適である。
また、実効断面積が70μm2以上である場合には、当該
分散フラット光ファイバ中における信号光のパワー密度
がさらに低く抑えられて非線形光学現象の発生をより効
果的に抑制でき、この分散フラット光ファイバは、光増
幅器を用いた時分割多重伝送や波長多重ソリトン伝送に
さらに好適である。
フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平10−40276 (32)優先日 平成10年２月23日(1998．2．23) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 笹岡 英資 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友 電気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 西村 正幸 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友 電気工業株式会社横浜製作所内 (56)参考文献 特開 平８−295528（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−211249（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−234036（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−33744（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−159856（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−218318（ＪＰ，Ａ) 特表 平11−506228（ＪＰ，Ａ) 国際公開97／33188（ＷＯ，Ａ１) ＩＥＥＥ ＰＨＯＴＯＮＩＣＳ ＴＥ ＣＨＮＯＬＯＧＹ ＬＥＴＴＥＲＳ，Ｖ ｏｌ．４，Ｎｏ．６，Ｊｕｎｅ 1992, ｐｐ638−641 ＩＥＥＥ ＰＨＯＴＯＮＩＣＳ ＴＥ ＣＨＮＯＬＯＧＹ ＬＥＴＴＥＲＳ，Ｖ ｏｌ．８，Ｎｏ．６，Ｊｕｎｅ 1996, ｐｐ803−805 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 6/00,6/10 G02B 6/16 - 6/22 G02B 6/44

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】所定軸に沿って伸びたコア領域と、該コア
    領域の外周に設けられたクラッド領域とを備えた分散フ
    ラット光ファイバであって、 前記コア領域は、所定の屈折率を有する第１コアと、該
    第１コアの外周に設けられるとともに該第１コアよりも
    低い屈折率を有する第２コアと、該第２コアの外周に設
    けられるとともにかつ該第２コアよりも高い屈折率を有
    する第３コアとを備え、 波長1550nmにおいて絶対値が5ps/nm/km以下である分散
    と、 波長1550nmにおいて45μm2以上58μm2以下の実効断面積
    と、 波長1550nmにおいて0.03ps/nm2/km以下の分散スロープ
    と、 直径32mmに曲げられた状態で0.5dB/ターン以下の伝送損
    失と、 長さ2mにおいて1.4μｍ以上のカットオフ波長とを有
    し、 前記第２コアの外径をｂ、前記第３コアの外径をｃ、前
    記クラッド領域の基準領域に対する第１コアの比屈折率
    差をΔn1、前記コア領域における中心から径方向の距離
    をｒ、該中心から距離ｒの部位での、前記クラッド領域
    の基準領域に対する比屈折率差をΔｎ（ｒ）とすると
    き、 0.50％≦Δn1≦0.90％ なる関係を満たすことを特徴とする分散フラット光ファ
    イバ。
  2. 【請求項２】所定軸に沿って伸びたコア領域と、該コア
    領域の外周に設けられたクラッド領域とを備えた分散フ
    ラット光ファイバであって、 前記コア領域は、所定の屈折率を有する第１コアと、該
    第１コアの外周に設けられるとともに該第１コアよりも
    低い屈折率を有する第２コアと、該第２コアの外周に設
    けられるとともにかつ該第２コアよりも高い屈折率を有
    する第３コアとを備え、 波長1550nmにおいて絶対値が5ps/nm/km以下である分散
    と、 波長1550nmにおいて45μm2以上58μm2以下の実効断面積
    と、 波長1550nmにおいて0.03ps/nm2/km以下の分散スロープ
    と、 直径32mmに曲げられた状態で0.5dB/ターン以下の伝送損
    失と、 長さ2mにおいて1.4μｍ以上のカットオフ波長とを有
    し、 前記第２コアの外径をｂ、前記第３コアの外径をｃ、前
    記クラッド領域の基準領域に対する第１コアの比屈折率
    差をΔn1、前記クラッド領域の基準領域に対する該第３
    コアの比屈折率差をΔn3とするとき、 0.50％≦Δn1≦0.90％ Δn3≧0.25％ 0.40≦b/c≦0.75 なる関係を満たすことを特徴とする分散フラット光ファ
    イバ。
  3. 【請求項３】長さ2mにおいて1.7〜2.2μｍのカットオフ
    波長とを有することを特徴とする請求項１又は２記載の
    分散フラット光ファイバ。
  4. 【請求項４】前記実効断面積は50μm2以上であり、かつ
    前記分散スロープは0.02ps/nm2/km以下であることを特
    徴とする請求項１又は２記載の分散フラット光ファイ
    バ。
  5. 【請求項５】前記波長1550nmにおける諸特性として、0.
    15ps/km1/2以下の偏波分散をさらに有することを特徴と
    する請求項１又は２記載の分散フラット光ファイバ。
  6. 【請求項６】前記クラッド領域は、前記第３コアの外周
    に設けられかつ該第３コアよりも低い屈折率を有する第
    １クラッドと、前記基準領域に相当する領域であって、
    該第１クラッドの外周に設けられるとともに該第１クラ
    ッドよりも高い屈折率を有する第２クラッドとを備え、 前記第１コアの外径をａ、前記第２コアの外径をｂ、前
    記第３コアの外径をｃ、前記第２クラッドに対する第１
    コアの比屈折率差をΔn1、前記第２クラッドに対する前
    記第１クラッドの比屈折率差をΔn4とするとき、 Δn4≦−0.02％ 0.20≦a/c≦0.35 20μｍ≦ｃ≦30μｍ なる関係を満たすことを特徴とする請求項１又は２記載
    の分散フラット光ファイバ。
  7. 【請求項７】前記コア領域の外径は、前記分散スロープ
    が極小値をとるときの値を中心にして±２％の変動範囲
    内に設定されていることを特徴とする請求項１又は２記
    載の分散フラット光ファイバ。
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