JP3783594B2 - Optical fiber, nonlinear optical fiber, optical amplifier using the same, wavelength converter, and optical fiber manufacturing method - Google Patents

Optical fiber, nonlinear optical fiber, optical amplifier using the same, wavelength converter, and optical fiber manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP3783594B2
JP3783594B2 JP2001273995A JP2001273995A JP3783594B2 JP 3783594 B2 JP3783594 B2 JP 3783594B2 JP 2001273995 A JP2001273995 A JP 2001273995A JP 2001273995 A JP2001273995 A JP 2001273995A JP 3783594 B2 JP3783594 B2 JP 3783594B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical fiber
wavelength
light
less
region
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 - Lifetime
Application number
JP2001273995A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2002207136A (en
Inventor
正晃 平野
正志 大西
俊明 奥野
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.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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 Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP2001273995A priority Critical patent/JP3783594B2/en
Publication of JP2002207136A publication Critical patent/JP2002207136A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3783594B2 publication Critical patent/JP3783594B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/01205Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
    • C03B37/01211Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments by inserting one or more rods or tubes into a tube
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2201/00Type of glass produced
    • C03B2201/06Doped silica-based glasses
    • C03B2201/08Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant
    • C03B2201/12Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant doped with fluorine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2201/00Type of glass produced
    • C03B2201/06Doped silica-based glasses
    • C03B2201/30Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
    • C03B2201/31Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi doped with germanium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2203/00Fibre product details, e.g. structure, shape
    • C03B2203/10Internal structure or shape details
    • C03B2203/22Radial profile of refractive index, composition or softening point
    • C03B2203/23Double or multiple optical cladding profiles

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical fiber, a non-linear optical fiber, an optical amplifier using it, a wavelength transforming unit and a method for manufacturing the optical fiber which are provided with a satisfactory non-linear property and also by which a cutoff wavelength is shortened. SOLUTION: A double clad structure in which a first clad regin 20 and a second clad regin 30 are provided on the outer periphery of a core regin 10 is used as the structure of the optical fiber (non-linear optical fiber) having the high non-linear property. An adding density of GeO2 added within the core is raised and whereby a non-linear refractive index is raised in order to enlarge a non-linear coefficient γ by adopting the double clad structure. Also, the cutoff wavelength λc is satisfactorily shortened even in the case of reducing an effective cross section area Aeff by enlarging a difference of a specific refractive index between the core and the clad.

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ、非線型性光ファイバ、それを用いた光増幅器、波長変換器、及び光ファイバの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、高強度(高光密度)の光が媒質中を伝搬すると、媒質中において、誘導ラマン効果や四光波混合などの様々な非線型光学現象が生じることが知られている。これらの非線型光学現象は、光ファイバ中における光伝送時にも生じるものであり、このような光ファイバ中での非線型光学現象は、光増幅や波長変換などに用いることができる(例えば、国際公開WO99/10770号参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
光ファイバの非線型性は、次式の非線型係数γ
γ=(2π/λ)×(n2/Aeff
によって表される。ここで、λは光の波長、n2は光ファイバ中での非線型屈折率、Aeffは光ファイバの有効断面積である。この式より、非線型係数γを大きくするためには、光ファイバのコア内に添加されるGeO2の添加濃度を高くして非線型屈折率n2を高くするとともに、コアとクラッドとの比屈折率差を大きくして有効断面積Aeffを小さくすれば良い。
【0004】
しかしながら、上記のような構成条件を適用して非線型係数γを大きくした場合、光ファイバのカットオフ波長λcが長くなってしまうという問題を生じる。特に、光ファイバ中で発生する四光波混合を用いて波長変換を行おうとすると、励起光の波長を光ファイバの零分散波長付近とする必要がある。これに対して、上記の構成ではカットオフ波長λcが零分散波長よりも長くなり、シングルモードでなくなることから、波長変換の効率が低下してしまう。
【0005】
また、近年、光伝送システムに用いられる信号光の波長帯域を拡大するため、光増幅器として通常用いられているEDFAの増幅帯域だけでなく、さらに短波長側である波長1.45μm〜1.53μmのSバンド波長帯域の利用が検討されている。このSバンド波長帯域に対しては、増幅波長帯域から外れていてEDFAを用いることができないため、有効な光増幅器がない。また、ラマン増幅器を用いようとすると、高非線型性の光ファイバでは、カットオフ波長λcが波長1.3μm〜1.5μm程度の励起光波長よりも長くなり、ラマン増幅の効率が低下してしまう。
【0006】
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものであり、充分な非線型性を有するとともに、カットオフ波長が短くなる光ファイバ、非線型性光ファイバ、それを用いた光増幅器、波長変換器、及び光ファイバの製造方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明による光ファイバは、(1)屈折率の最大値がnであるコア領域と、コア領域の外周に設けられ、屈折率の最小値がn(ただしn<n)である第1クラッド領域と、第1クラッド領域の外周に設けられ、屈折率の最大値がn(ただしn<n<n)である第2クラッド領域とを少なくとも備えるとともに、(2)波長1.55μmの光に対する諸特性として、11μm以下の有効断面積と、2mのファイバ長において0.7μm以上1.6μm以下のカットオフ波長λcと、18/W/km以上の非線型係数と、を有し、第1クラッド領域と、第2クラッド領域との比屈折率差Δが、第2クラッド領域を基準として−0.70%以上−0.15%以下であり、コア領域と、第2クラッド領域との比屈折率差Δ が、第2クラッド領域を基準として2.7%以上であることを特徴とする。
【0008】
この光ファイバでは、シングルクラッド構造ではなく、コア領域の外周に第1及び第2クラッド領域を設けたダブルクラッド構造を用いている。これにより、非線型係数γを大きくするために、コア内に添加されるGeO2の添加濃度を高くして非線型屈折率を高くし、また、コアとクラッドとの比屈折率差を大きくして有効断面積Aeffを小さくした場合でも、カットオフ波長λcを充分に短くすることが可能となる。また、この構成では、分散スロープを負にすることができる。
【0009】
なお、クラッドの構造については、上記した第1クラッド領域と第2クラッド領域との中間に、所定の屈折率及び幅を有する1層または複数層の他のクラッド領域をさらに設けた構成としても良い。
【0010】
また、光ファイバは、波長1.55μmの光に対する諸特性として、3.0dB/km以下の伝送損失と、−15dB以下の偏波間のクロストークと、をさらに有することが好ましい。これにより、高非線型性の偏波面保持ファイバが得られる。
【0011】
あるいは、光ファイバは、波長1.55μmの光に対する諸特性として、1.0dB/km以下の伝送損失と、0.3ps/√km以下の偏波モード分散と、をさらに有することが好ましい。これにより、偏波モード分散が小さいとともに、伝送損失が低い高非線型性の光ファイバが得られる。
【0012】
また、コア領域と、第2クラッド領域との比屈折率差Δ+が、第2クラッド領域を基準として2.7%以上であることを特徴とする。このように大きい比屈折率差とした場合、シングルクラッド構造ではカットオフ波長λcが長くなるが、ダブルクラッド構造を有する上記の光ファイバの構成によれば、カットオフ波長λcを充分に短くすることができる。
【0013】
また、第2クラッド領域の外周上に、ハーメチックコートが設けられていることを特徴とする。上記した光ファイバでは、コアでのGeO2濃度が高いために水素特性が劣化しやすいが、ハーメチックコートを設けることによって、水素特性を良好に保持することができる。
【0014】
また、波長1.38μmの光に対するOH基による過剰吸収損失が、0.2dB/km以下であることを特徴とする。このようにOH基による吸収損失を低減することで、ラマン増幅の励起光波長での伝送損失を低減することができ、また、Sバンド波長帯域で伝送される光に対する伝送損失を低減することができる。
【0015】
また、第2クラッド領域は、フッ素が添加されていることを特徴とする。クラッドにフッ素を添加することでコアとクラッドとの比屈折率差を大きくして、有効断面積Aeffを小さくすることができる。また、フッ素の添加によってクラッドの粘性が下がるので、線引温度を低くすることが可能であり、ガラス欠陥の形成が抑制される。したがって、光ファイバでの伝送損失が低減され、また、耐水素特性も良好となる。
【0016】
また、光ファイバは、コア領域、第1クラッド領域、及び第2クラッド領域を含むガラス部の外径が100μm以下であることを特徴とする。あるいは、ガラス部の外径がさらに90μm以下であることを特徴とする。
【0017】
このように、ガラス部の外径を細径とすることにより、ガラス部の外周に設けられる被覆部を細径とした場合においても、充分な強度の光ファイバとすることができる。また、光ファイバの曲げに対する強度が向上される。
【0018】
また、コア領域、第1クラッド領域、及び第2クラッド領域を含むガラス部の外周に設けられた被覆部の外径が150μm以下であることを特徴とする。あるいは、被覆部の外径がさらに120μm以下であることを特徴とする。
【0019】
このように、被覆部の外径を細径とすることにより、光ファイバをコイル化し光増幅器モジュールあるいは波長変換器モジュールなどとして用いる場合に、モジュールを小型化することができる。また、同一サイズのモジュールであれば、より長い光ファイバを収容できる。
【0020】
また、波長1.00μmの光に対する特性において、伝送損失が5.0dB/km以下であることを特徴とする。あるいは、波長1.00μmの光に対する特性において、伝送損失がさらに3.0dB/km以下であることを特徴とする。
【0021】
このように、短波長側での伝送損失を低くすることにより、ラマン増幅での励起光波長における伝送損失が低減されるなど、良好な特性を有する光ファイバとして用いることができる。
【0022】
本発明による非線型性光ファイバは、上記した光ファイバであって、所定波長の光を入力することによって発現される非線型光学現象を利用することを特徴とする。本光ファイバにおける高い非線型性を積極的に利用することによって、様々な用途に適用することが可能であるとともに良好な特性を有する非線型性光ファイバが得られる。
【0023】
本発明による光増幅器は、(a)カットオフ波長がλcである上記した非線型性光ファイバと、(b)非線型性光ファイバに入力される波長λsの信号光に対して、所定波長λp(ただしλc<λp)の励起光を非線型性光ファイバに供給する励起光源とを備えるとともに、(c)非線型性光ファイバにおいて発現される非線型光学現象を利用して、信号光を光増幅することを特徴とする。
【0024】
このような構成からなる光増幅器は、非線型性光ファイバ中で生じる誘導ラマン効果を用いたラマン増幅器として利用可能である。また、上記した構成の非線型性光ファイバによれば、カットオフ波長λcを励起光(ポンプ光)の波長λpよりも短くすることができ、シングルモードで高効率に光増幅を行うことができる。
【0025】
また、非線型性光ファイバの波長λsの信号光に対する分散値が+2ps/km/nm以上、または−2ps/km/nm以下であることを特徴とする。このように、分散値に零でない適当な値を持たせることで、波長多重(WDM)信号光の増幅時における四光波混合の発生を防止することができる。
【0026】
あるいは、非線型性光ファイバの波長λsの信号光に対する分散値が−10ps/km/nm以下であるとともに、その有効断面積が10μm2以下であることを特徴とする。このような光増幅器は、分散が正であるような伝送路の分散補償器としても用いることができる。
【0027】
この場合、非線型性光ファイバの波長λsの信号光に対する分散スロープ値が0ps/km/nm2よりも小さいことが好ましい。ダブルクラッド構造の光ファイバでは、このように分散スロープを負とすることができ、これによって、分散及び分散スロープが正であるような伝送路の分散と同時に分散スロープをも補償することが可能となる。
【0028】
また、信号光の波長λsは、1.45μm以上1.53μm以下であることを特徴とする。このような信号光の波長範囲を増幅波長帯域とすることによって、Sバンド波長帯域の信号光に対する光増幅器として利用することができる。また、カットオフ波長λcを上記のように短波長にできるので、シングルモードで高効率に光増幅を行うことができる。
【0029】
また、非線型性光ファイバは、励起光の波長λpにおける有効断面積Aeff,pと、波長λp+0.1μmにおける有効断面積Aeff,sとが、関係式
(Aeff,s−Aeff,p)/Aeff,p×100≧10%
を満たすことを特徴とする。
【0030】
ここで、励起光の波長λpに0.1μmを加えた波長λp+0.1μmは、ほぼ光増幅される信号光の波長λsに相当する。したがって、上記した関係式によれば、有効断面積Aeff,pを小さくすることによって、励起光に対応する波長λpの光に対する非線型性を高めて、光増幅の効率を向上することができる。また、有効断面積Aeff,sを大きくすることによって、信号光にほぼ対応する波長λp+0.1μmの光に対する非線型性を低くして、信号光の伝送品質の劣化を抑制することができる。
【0031】
本発明による波長変換器は、(a)カットオフ波長がλcである上記した非線型性光ファイバと、(b)非線型性光ファイバに入力される波長λs(ただしλc<λs)の信号光に対して、所定波長λp(ただしλc<λp)の励起光を非線型性光ファイバに供給する励起光源とを備えるとともに、(c)非線型性光ファイバにおいて発現される非線型光学現象を利用して、信号光を波長変換し、波長λs’(ただしλc<λs’)の変換光を出力することを特徴とする。
【0032】
このような構成からなる波長変換器は、非線形性光ファイバ中で生じる四光波混合を用いた波長変換器として利用可能である。また、上記した構成の非線形性光ファイバによれば、信号光、変換光、及び励起光の波長よりもカットオフ波長λcを短くすることができ、シングルモードで高効率に波長変換を行うことができる。また、信号光も、モード分散の影響を受けずに良好な伝送特性を保持することができる。
【0033】
また、出力される変換光の光パワーが、入力される信号光の光パワーよりも大きいことを特徴とする。このような波長変換器は、パラメトリック増幅を用いた光増幅器としても用いることができる。
【0034】
また、非線型性光ファイバの波長λpの励起光に対する分散値が−0.2ps/km/nm以上+0.2ps/km/nm以下であることを特徴とする。このように、非線型性光ファイバの励起光波長での分散値を零分散近傍とすることによって、信号光、励起光、変換光の位相が整合する条件を実現して、高効率で四光波混合を生じさせることができる。
【0035】
また、変換光の波長λs’は、1.45μm以上1.53μm以下であることを特徴とする。このような変換光の波長範囲を変換波長帯域とすることによって、Sバンド波長帯域の変換光が得られる波長変換器として利用することができる。また、カットオフ波長λcを上記のように短波長にできるので、シングルモードで高効率に波長変換を行うことができる。
【0036】
本発明による光ファイバの製造方法は、(1)GeO2が所定量添加されたSiO2からなり、コア領域となるコア用ガラスロッドを、VAD法またはOVD法で合成するとともに所定の外径となるように延伸して作成する第1の工程と、(2)Fが所定量添加されたSiO2からなり、第1クラッド領域となる第1クラッド用ガラスパイプを、VAD法またはOVD法で合成するとともに所定の内径及び外径となるように延伸して作成する第2の工程と、(3)第1クラッド用ガラスパイプの内面に所定のガスを流すとともに加熱して、その内周表面を平滑にするためのエッチングを行う第3の工程と、(4)第1クラッド用ガラスパイプ内にコア用ガラスロッドを挿入し、1300℃以上の所定温度で空焼きした後、加熱一体化して中間ガラスロッドとする第4の工程と、(5)中間ガラスロッドにおいてコア領域及び第1クラッド領域の外径の比を調整した後、中間ガラスロッドの外周上に第2クラッド領域となるガラス体を形成して、光ファイバプリフォームを作成する第5の工程と、(6)光ファイバプリフォームを加熱線引して、屈折率の最大値がn1であるコア領域と、コア領域の外周に設けられ、屈折率の最小値がn2(ただしn2<n1)である第1クラッド領域と、第1クラッド領域の外周に設けられ、屈折率の最大値がn3(ただしn2<n3<n1)である第2クラッド領域とを少なくとも備える光ファイバを作成する第6の工程と、を備え、(7)第4の工程におけるコア用ガラスロッド及び第1クラッド用ガラスパイプの加熱一体化を、その加熱温度を1800℃以下とし、コア用ガラスロッドの外周表面の粗さを5μm以下とし、第1クラッド用ガラスパイプの内周表面の粗さを5μm以下とし、コア用ガラスロッドにおける外周表面から厚さ2μm以内でのGeO2濃度の最大値を5mol%以下とした条件で行うとともに、(8)第6の工程において、波長1.55μmの光に対する諸特性として、11μm2以下の有効断面積と、2mのファイバ長において0.7μm以上1.6μm以下のカットオフ波長λcと、18/W/km以上の非線型係数と、を有する光ファイバを作成することを特徴とする。
【0037】
このような光ファイバの製造方法によれば、高い非線型性を有するダブルクラッド構造の光ファイバを、伝送損失が低減されるなどの良好な伝送特性によって作成することができる。
【0038】
また、光ファイバの製造方法は、第6の工程において、波長1.55μmの光に対する諸特性として、1.0dB/km以下の伝送損失と、0.3ps/√km以下の偏波モード分散と、をさらに有する上記光ファイバを作成することを特徴とする。これにより、偏波モード分散が小さいとともに、伝送損失が低い高非線型性の光ファイバが得られる。
【0039】
あるいは、光ファイバの製造方法は、第5の工程と、第6の工程との間に、第5の工程で得られた光ファイバプリフォームを第3中間ガラス体とし、第3中間ガラス体の第1クラッド領域または第2クラッド領域に開孔部を形成した後、開孔部内に応力付与部となるガラスロッドを挿入して、光ファイバプリフォームを作成する第7の工程をさらに備え、第6の工程において、第7の工程で作成された光ファイバプリフォームを加熱線引して、コア領域と、第1クラッド領域と、第2クラッド領域と、コア領域に応力を付与する応力付与部とを少なくとも備えるとともに、波長1.55μmの光に対する諸特性として、3.0dB/km以下の伝送損失と、−15dB以下の偏波間のクロストークと、をさらに有する上記光ファイバを作成することを特徴とする。これにより、高非線型性の偏波面保持ファイバが得られる。
【0040】
【発明の実施の形態】
以下、図面とともに本発明による光ファイバ、非線型性光ファイバ、それを用いた光増幅器、波長変換器、及び光ファイバの製造方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
【0041】
図1は、本発明による光ファイバの第1の実施形態の断面構造、及びファイバ径方向(図中の線Lで示された方向)の屈折率プロファイルを模式的に示す図である。なお、図1に示された屈折率プロファイルの横軸は、スケールは異なるが、図中の断面構造に示された線Lに沿った、光ファイバの中心軸に対して垂直な断面上の各位置に相当している。また、屈折率プロファイルの縦軸について、比較のため、純SiO2での屈折率を点線によって示している。また、屈折率プロファイルにおける各領域については、光ファイバの断面構造における各領域と同一の符号を付している。
【0042】
この光ファイバは、SiO2(石英ガラス)を主成分とする光導波路であり、光ファイバの中心軸を含むコア領域10と、コア領域10の外周に設けられた第1クラッド領域20と、第1クラッド領域20の外周に設けられた第2クラッド領域30とを有して構成されている。
【0043】
コア領域10は、その外径(直径)を2r1とするとともに、純SiO2ガラスに屈折率を上げる添加物としてGeO2が所定量添加されて、屈折率の最大値がn1(ただしn1>n0、n0は純SiO2の屈折率)となるように形成されている。また、本実施形態のコア領域10は、図1に示すように、光ファイバの中心軸近傍でGeO2の添加量及び屈折率が最大となるグレーデッド型の屈折率分布とされている。
【0044】
一方、第1クラッド領域20は、その外径を2r2とするとともに、純SiO2ガラスに屈折率を下げる添加物としてFが所定量添加されて、屈折率の最小値がn2(ただしn2<n0、n2<n1)となるように形成されている。また、第2クラッド領域30は、その外径を2r3とするとともに、純SiO2ガラス、または純SiO2ガラスに屈折率を下げる添加物としてFが所定量添加されて、屈折率の最大値がn3(ただしn3≦n0、n2<n3<n1)となるように形成されている。
【0045】
ここで、各部における比屈折率差を、第2クラッド領域30での屈折率n3を基準として定義することとする。このとき、図1に示すように、コア領域10での屈折率n1に対応する比屈折率差はΔ+=(n1−n3)/n3×100(%)、また、第1クラッド領域20での屈折率n2に対応する比屈折率差はΔ-=(n2−n3)/n3×100(%)と定義される。
【0046】
本実施形態による光ファイバにおいては、シングルクラッド構造ではなく、コア領域10の外周に第1クラッド領域20及び第2クラッド領域30を設けたダブルクラッド構造を用いている。シングルクラッド構造を有する光ファイバでは、非線型係数γを大きくすると、カットオフ波長λcが長くなってしまうという問題を生じる。
【0047】
これに対して、上記のようにダブルクラッド構造を採用することにより、非線型係数γを大きくするために、コア内に添加されるGeO2の添加濃度を高くして非線型屈折率を高くし、また、コアとクラッドとの比屈折率差を大きくして有効断面積Aeffを小さくした場合でも、カットオフ波長λcを充分に短くすることが可能となる。また、この構成では、分散スロープを負にすることができる。
【0048】
なお、クラッドの構造については、上記した第1クラッド領域と第2クラッド領域との中間に、所定の屈折率及び幅を有する1層または複数層の他のクラッド領域をさらに設けた構成としても良い。
【0049】
本実施形態の光ファイバは、所定波長(所定の波長帯域内)の光を入力することによって発現される非線型光学現象を利用することによって、様々な用途に適用することが可能であるとともに良好な特性を有する非線型性光ファイバとして用いることができる。特に、非線型係数γを大きくすると同時にカットオフ波長λcが充分に短くされるので、非線型光学現象を利用する高効率な光デバイスが実現可能となる。なお、光ファイバの具体的な諸特性については、さらに詳しく後述する。
【0050】
図1に示した構成からなる光ファイバ(非線型性光ファイバ)を作成するための光ファイバの製造方法について、その一例を説明する。本製造方法においては、コア領域10及び第1クラッド領域20を、VAD法やOVD法でのスス付けによって一括合成するのではなく、別々にコア用ガラスロッド及び第1クラッド用ガラスパイプを作成した後、それらを加熱一体化する方法を用いている。
【0051】
まず、上記した光ファイバのコア領域10となるコア用ガラスロッドを作成する(第1の工程)。ここでは、SiO2を主成分とし屈折率を高くする添加物としてGeO2が所定量添加されたガラスロッドを、VAD法またはOVD法によって合成した後、所定の外径となるように延伸してコア用ガラスロッドとする。
【0052】
また、光ファイバの第1クラッド領域20となる第1クラッド用ガラスパイプを作成する(第2の工程)。ここでは、SiO2を主成分とし屈折率を低くする添加物としてFが所定量添加されたガラスパイプを、VAD法またはOVD法によって合成した後、所定の内径及び外径となるように延伸して第1クラッド用ガラスパイプとする。
【0053】
また、得られた第1クラッド用ガラスパイプに対して、ガラスパイプの内周表面を平滑にするための気相エッチングを行う(第3の工程)。ここでは、SF6などの所定のガスを第1クラッド用ガラスパイプの内面に流す(例えば、SF6+Cl2雰囲気とする)とともに加熱して、パイプ内面をエッチングする。
【0054】
次に、得られたコア用ガラスロッド及び第1クラッド用ガラスパイプを加熱一体化する(第4の工程)。第1クラッド用ガラスパイプ内にコア用ガラスロッドを挿入し、後述する手順及び条件によって加熱一体化して、中間ガラスロッドを作成する。
【0055】
続いて、中間ガラスロッドでのコア領域及び第1クラッド領域の外径の比を、所定の比となるように調整した後、中間ガラスロッドの外周上に第2クラッド領域30となるガラス体を形成して、光ファイバプリフォームを作成する(第5の工程)。
【0056】
ここで、中間ガラスロッドにおける外径の比の調整については、例えば、その外周部をHF溶液等により研削することによって行う。この研削は、加熱一体化またはその延伸の工程において熱源として酸水素火炎等の火炎を用い、その火炎がガラス表面に接触しているような場合には、ガラス表面に付着したOH基や金属等の火炎中の不純物を除去するために必要である。
【0057】
また、第2クラッド領域30となるガラス体の合成については、例えば、VAD法またはOVD法によって合成しても良い。あるいは、ロッドインコラプスによって形成するか、ロッドインコラプスの後にさらにVAD法またはOVD法での合成を行っても良い。
【0058】
そして、得られた光ファイバプリフォームを加熱線引して、光ファイバを作成する(第6の工程)。以上の工程により、図1に示したダブルクラッド構造を有する光ファイバが得られる。
【0059】
コア用ガラスロッド及び第1クラッド用ガラスパイプを加熱一体化する第4の工程について、その手順及び条件をさらに説明する。
【0060】
ダブルクラッド構造を有する光ファイバの製造方法において、コア領域及び第1クラッド領域を一括合成すると、コア領域のGeO2添加濃度が高い上に、第1クラッド領域のF添加濃度も高いので、添加物が拡散しやすいガラス微粒子体(スス体)内でそれぞれが相互拡散してしまう。このとき、GeF4やGeOなどの欠陥が生じて、伝送損失が劣化することとなる。また、MCVD法で高濃度のGeO2添加SiO2ガラスを合成しようとすると、伝送損失が大きく劣化するという問題もある。
【0061】
これに対して、上記した製造方法では、コア領域10及び第1クラッド領域20を別々に合成(第1、第2の工程)した後に、加熱一体化(第4の工程)している。ただし、この場合でも、加熱一体化の際にGeO2とFとが反応してGeO等の気体となり、コア領域10及び第1クラッド領域20の界面に気泡として残留することがある。このとき、残留した気泡によって光ファイバの特性が劣化してしまう。
【0062】
このような気泡の発生を抑制するため、本製造方法では、加熱一体化を行う第4の工程において、以下の5つの条件のいずれか、またはそれらの組合せによって加熱一体化を行う。すなわち、(1)1800℃以下の加熱温度で一体化を行う。(2)加熱一体化前にCl2雰囲気において1300℃以上の所定温度で空焼きする。(3)第1クラッド用ガラスパイプの内周表面の粗さを5μm以下とする。(4)コア用ガラスロッドの外周表面の粗さを5μm以下とする。(5)コア用ガラスロッドにおける外周表面から厚さ2μm以内の領域でのGeO2濃度の最大値を5mol%以下とする。以上の条件のいずれか、またはそれらの組合せを適用して加熱一体化を行うことによって、気泡の発生を抑制することが可能となる。
【0063】
上記の製造条件の効果について、条件を変えて加熱一体化を実施することによって確認を行った。ここでは、コア用ガラスロッドについては、コア内の屈折率分布形状をほぼ放物線状とし、GeO2添加濃度を最大で30mol%とした。また、加熱一体化時のコア用ガラスロッドの外径(以下、外径及び内径はすべて直径を示す)は6mmであった。一方、第1クラッド用ガラスパイプについては、第1クラッド内の屈折率分布形状をほぼステップ状とし、F添加濃度を最大で1.5mol%とした。
【0064】
また、加熱一体化時の第1クラッド用ガラスパイプの外径は32mm、内径は9mmであった。得られた第1クラッド用ガラスパイプは、SF6を300cm3/min、Cl2を200cm3/min、加熱温度1500℃(パイロスコープで測定したガラス表面の最高温度)でエッチングして、表面を平滑にした。また、加熱一体化時のパイプ内の雰囲気ガスは、塩素200cm3/min、酸素300cm3/minとし、パイプ内の減圧度は1kPaとした。
【0065】
まず、(1)1800℃以下の加熱温度で一体化を行う、との条件について、気泡発生の抑制効果を確認した。ここでは、加熱一体化のための加熱温度を1950℃〜1800℃の範囲で変化させて、コア用ガラスロッド及び第1クラッド用ガラスパイプの加熱一体化を行った。それ以外の条件については、1300℃で空焼きを行うとともに、第1クラッド用ガラスパイプの内周表面の粗さを5μm、コア用ガラスロッドの外周表面の粗さを5μm、コア用ガラスロッドにおける外周表面から厚さ2μm以内の領域でのGeO2濃度の最大値を5mol%とした。
【0066】
このとき、コア用ガラスロッド及び第1クラッド用ガラスパイプの界面で生じた気泡の発生個数を、図2に示す。ここで、気泡の発生個数は、コラプス後(ガラスロッド)の長さ10mm当たりに発生する気泡の個数によって評価した。図2の表に示すように、気泡の発生個数は、加熱温度を低減することによって減少し、加熱温度1800℃で気泡がほぼ発生しなくなった。これは、加熱一体化のための加熱温度を低温とすることによって、化学反応の進行が抑制されるためである。
【0067】
次に、(2)加熱一体化前にCl2雰囲気において1300℃以上の所定温度で空焼きする、との条件について、気泡発生の抑制効果を確認した。ここでは、空焼きのための空焼き温度を1000℃〜1300℃の範囲で変化させて、加熱一体化を行った。それ以外の条件については、加熱温度を1800℃、第1クラッド用ガラスパイプの内周表面の粗さを5μm、コア用ガラスロッドの外周表面の粗さを5μm、コア用ガラスロッドにおける外周表面から厚さ2μm以内の領域でのGeO2濃度の最大値を5mol%とした。
【0068】
このとき、コア用ガラスロッド及び第1クラッド用ガラスパイプの界面で生じた気泡の発生個数を、図3に示す。図3の表に示すように、気泡の発生個数は、空焼き温度を上昇することによって減少し、空焼き温度1300℃で気泡がほぼ発生しなくなった。これは、充分な温度で空焼きを行うことによって、表層の不安定なGe化合物やF化合物が除去されるとともに、その表面状態が滑らかになるためである。
【0069】
次に、(3)第1クラッド用ガラスパイプの内周表面の粗さを5μm以下とする、との条件について、気泡発生の抑制効果を確認した。ここでは、ガラスパイプの内周表面の粗さを10μm〜5μmの範囲で変化させて、加熱一体化を行った。それ以外の条件については、1300℃で空焼きを行うとともに、加熱温度を1800℃、コア用ガラスロッドの外周表面の粗さを5μm、コア用ガラスロッドにおける外周表面から厚さ2μm以内の領域でのGeO2濃度の最大値を5mol%とした。
【0070】
このとき、コア用ガラスロッド及び第1クラッド用ガラスパイプの界面で生じた気泡の発生個数を、図4に示す。図4の表に示すように、気泡の発生個数は、第1クラッド用ガラスパイプの内周表面の粗さを低減することによって減少し、表面粗さ5μmでほぼ気泡が発生しなくなった。これは、表面粗さを充分に滑らかにすることによって、粗い表面部分が気泡発生の核となることが防止されるためである。
【0071】
次に、(4)コア用ガラスロッドの外周表面の粗さを5μm以下とする、との条件について、気泡発生の抑制効果を確認した。ここでは、ガラスロッドの外周表面の粗さを10μm〜5μmの範囲で変化させて、加熱一体化を行った。それ以外の条件については、1300℃で空焼きを行うとともに、加熱温度を1800℃、第1クラッド用ガラスパイプの内周表面の粗さを5μm、コア用ガラスロッドにおける外周表面から厚さ2μm以内の領域でのGeO2濃度の最大値を5mol%とした。
【0072】
このとき、コア用ガラスロッド及び第1クラッド用ガラスパイプの界面で生じた気泡の発生個数を、図5に示す。図5の表に示すように、気泡の発生個数は、コア用ガラスロッドの外周表面の粗さを低減することによって減少し、表面粗さ5μmでほぼ気泡が発生しなくなった。これは、ガラスパイプの場合と同様に、表面粗さを充分に滑らかにすることによって、粗い表面部分が気泡発生の核となることが防止されるためである。
【0073】
次に、(5)コア用ガラスロッドにおける外周表面から厚さ2μm以内の領域でのGeO2濃度の最大値を5mol%以下とする、との条件について、気泡発生の抑制効果を確認した。ここでは、上記領域でのGeO2濃度の最大値を10mol%〜5mol%の範囲で変化させて、加熱一体化を行った。それ以外の条件については、1300℃で空焼きを行うとともに、加熱温度を1800℃、第1クラッド用ガラスパイプの内周表面の粗さを5μm、コア用ガラスロッドの外周表面の粗さを5μmとした。
【0074】
このとき、コア用ガラスロッド及び第1クラッド用ガラスパイプの界面で生じた気泡の発生個数を、図6に示す。図6の表に示すように、気泡の発生個数は、GeO2濃度の最大値を低減することによって減少し、GeO2濃度の最大値5mol%でほぼ気泡が発生しなくなった。これは、表層でのGeO2濃度が低減されて、気泡が発生しにくくなるためである。
【0075】
以上の条件、すなわち、1300℃で空焼きを行うとともに、加熱温度を1800℃、第1クラッド用ガラスパイプの内周表面の粗さを5μm、コア用ガラスロッドの外周表面の粗さを5μm、コア用ガラスロッドにおける外周表面から厚さ2μm以内の領域でのGeO2濃度の最大値を5mol%とする条件を適用して加熱一体化を行い、気泡のない外径30mmの中間ガラスロッド(第1中間ガラスロッド)を得た。
【0076】
そして、その第1中間ガラスロッドを外径8mmまで延伸した後、その外周部を外径5.4mmまでHF溶液により研削して、(コア径)/(第1クラッド径)=0.30に調整した。また、この第1中間ガラスロッドとは別に、第2クラッド領域30の内周側部分となる第2クラッド用ガラスパイプを作成した。この第2クラッド用ガラスパイプは、F添加濃度が0.7mol%で外径32mm、内径8mmのSiO2ガラスパイプとした。そして、第2クラッド用ガラスパイプ内に第1中間ガラスロッドを挿入し、加熱一体化して、外径30mmの第2中間ガラスロッドを得た。
【0077】
次に、得られた第2中間ガラスロッドの外周上に、第2クラッド領域30の外周側部分となるガラス体を、第2クラッド用ガラスパイプと同様のF添加濃度が0.7mol%のSiO2ガラスとして、VAD法またはOVD法によって合成して、光ファイバプリフォームを作成した。ここで、(第2クラッド径)/(第1クラッド径)=7.8とした。
【0078】
なお、上記した第2クラッド領域30の合成方法では、その内周側部分を、ガラスパイプの加熱一体化によって形成している。これは、光ファイバとしたときのOH基の混入量を低減するためである。また、VAD法またはOVD法のスート法によって、その外周側部分を形成している。これは、光ファイバプリフォームを大型化するためのものである。
【0079】
このような第2クラッド領域30の合成方法については、個々の条件に応じて様々な方法を用いて良い。例えば、光のパワーフィールド分布がそれほど広がらず、スート法による第2クラッド合成で混入されるOH基の影響が無視できる場合には、ガラスパイプの加熱一体化を行わなくても良い。あるいは、スート法による合成を行わずに、ガラスパイプの加熱一体化のみによって第2クラッドを合成しても良い。
【0080】
以上の製造方法及び製造条件によって作成された光ファイバプリフォームを加熱線引して、図1に示したダブルクラッド構造の光ファイバを得た。その構成は、コア領域10の外径2r1=4.8μm、比屈折率差Δ+=3.3%、第1クラッド領域20の外径2r2=16μm、比屈折率差Δ-=−0.25%、第2クラッド領域30の外径2r3=125μmであった。
【0081】
また、波長1.55μmの光に対する諸特性は、
分散=+0.22ps/km/nm、
分散スロープ=+0.045ps/km/nm2
有効断面積Aeff=10.4μm2
カットオフ波長λc=1510nm、
零分散波長=1545nm、
伝送損失=0.46dB/km、
モードフィールド径=3.69μm、
非線型係数γ=20.8/W/km、
偏波モード分散PMD=0.05ps/√km
で、良好な特性の光ファイバ(非線型性光ファイバ)が得られた。
【0082】
上記した光ファイバの諸特性は、波長1.55μmの光に対する以下の特性条件
11μm2以下の有効断面積Aeff
2mのファイバ長で0.7μm以上1.6μm以下のカットオフ波長λc、
18/W/km以上の非線型係数γ、
を満たしている。また、波長1.55μmの光に対する伝送損失は、3.0dB/km以下、あるいはさらに1.0dB/km以下の特性条件を満たしている。
【0083】
このように、ダブルクラッド構造を採用することにより、コアのGeO2濃度を高くするとともに有効断面積Aeffを小さくして、非線型係数γを大きくした場合でも、好適なカットオフ波長λcを有する高非線型性の光ファイバを得ることができる。
【0084】
なお、コア領域10と、第2クラッド領域30との比屈折率差Δ+については、有効断面積Aeffを充分に小さくするため、Δ+を2.7%以上とすることが好ましい。このように大きい比屈折率差とした場合、シングルクラッド構造ではカットオフ波長λcが長くなるが、ダブルクラッド構造によれば、上記のようにカットオフ波長λcを充分に短くすることができる。
【0085】
図7は、本発明による光ファイバの第2の実施形態の断面構造、及びファイバ径方向(図中の線Lで示された方向)の屈折率プロファイルを模式的に示す図である。
【0086】
この光ファイバは、SiO2(石英ガラス)を主成分とする光導波路であり、光ファイバの中心軸を含むコア領域10と、コア領域10の外周に設けられた第1クラッド領域20と、第1クラッド領域20の外周に設けられた第2クラッド領域30とを有して構成されている。ここで、第1クラッド領域20及び第2クラッド領域30の構成は、第1の実施形態と同様である。
【0087】
一方、コア領域10は、その外径(直径)を2r1とするとともに、純SiO2ガラスに屈折率を上げる添加物としてGeO2が所定量添加されて、屈折率の最大値がn1(ただしn1>n0)となるように形成されている。また、本実施形態のコア領域10は、図7に示すように、光ファイバの中心軸近傍でGeO2の添加量及び屈折率が最大となるグレーデッド型の屈折率分布とされている。
【0088】
さらに、コア領域10内の外周側の所定範囲には、コア領域10及び第1クラッド領域20に挟まれるような位置に、中間領域15が設けられている。この中間領域15には、図7に示すように角(つの)状に突出した屈折率分布(添加濃度分布)となるように、やや高濃度でGeO2が添加されている。ここで、中間領域15の屈折率の最大値をn5(ただしn5>n0)、その比屈折率差をΔ5=(n5−n3)/n3とする。
【0089】
本実施形態による光ファイバは、第1の実施形態による光ファイバと同様に、シングルクラッド構造ではなく、コア領域10の外周に第1クラッド領域20及び第2クラッド領域30を設けたダブルクラッド構造を用いている。これにより、非線型係数γを大きくするために、コア内に添加されるGeO2の添加濃度を高くして非線型屈折率を高くし、また、コアとクラッドとの比屈折率差を大きくして有効断面積Aeffを小さくした場合でも、カットオフ波長λcを充分に短くすることが可能となる。また、この構成では、分散スロープを負にすることができる。なお、中間領域15の効果については、光ファイバの製造方法とともに後述する。
【0090】
本実施形態の光ファイバも、所定波長(所定の波長帯域内)の光を入力することによって発現される非線型光学現象を利用することによって、様々な用途に適用することが可能であるとともに良好な特性を有する非線型性光ファイバとして用いることができる。
【0091】
図7に示した構成からなる光ファイバ(非線型性光ファイバ)を作成するための光ファイバの製造方法について、その一例を説明する。
【0092】
まず、中間領域15を含むコア領域10となる領域、及び第1クラッド領域20となる前駆領域からなるガラス微粒子体(スス体)を合成する。ここで、コア領域10となる領域は、GeO2が最大で30mol%添加されたSiO2ガラスとし、その外周部分であって中間領域15に相当する領域は、GeO2が上述のように角状に、ピーク値での添加濃度が5mol%となるように添加されたSiO2ガラスとした。また、第1クラッド領域20の前駆領域は、その外周上に、純SiO2ガラスとして合成した。
【0093】
得られたガラス微粒子体(ガラス多孔質体)を焼結炉に入れ、塩素及びヘリウムの混合雰囲気中で1300℃の加熱温度で加熱して脱水処理した後、ヘリウム雰囲気中で1400℃の加熱温度で加熱して、コア領域10及び中間領域15となる領域を選択的に高密度化(透明化)した。
【0094】
このとき、このコア領域10及び中間領域15となる領域は、高濃度でGeO2が添加されて高密度化温度が低くされているため、加熱による高密度化の効果が充分に得られる。一方、第1クラッド領域20の前駆領域は、純SiO2ガラスであるために高密度化温度が高く、1400℃での加熱では高密度化されずにガラス微粒子体のままとなる。
【0095】
この状態で、1400℃の加熱温度で、ヘリウム及びFを添加するC26、SiF4、CF4などのガスの混合雰囲気中においてガラス体を加熱し、高密度化されていない第1クラッド領域20の前駆領域に1mol%の添加濃度でFを添加して、第1クラッド領域20を形成する。
【0096】
ここで、このようにガラス微粒子体の加熱焼結時にFを添加する場合、通常の方法では、クラッドに添加されるFがコア領域内にも浸入してしまう。このとき、コア領域の屈折率が低下するとともに、GeOやGe−F化合物などの不純物が発生して伝送損失が劣化するという問題を生じる。これに対して、本製造方法では、コア領域10の外周部分に、GeO2が高濃度で添加された中間領域15を形成しておき、やや低温での加熱によってそれらの領域を選択的に高密度化する。その後にFの添加を行うことによって、Fを第1クラッド領域20の前駆領域のみに選択的に添加することができる。
【0097】
得られたガラス体の外周上に、第2クラッド領域30となるガラス体を形成し、光ファイバプリフォームを作成した。ここで、第2クラッド領域30については、Fが0.3mol%の添加濃度で添加されたSiO2ガラスとした。また、各領域の外径の比は、(コア径)/(第1クラッド径)=0.40、(第2クラッド径)/(第1クラッド径)=11.6とした。
【0098】
以上の製造方法及び製造条件によって作成された光ファイバプリフォームを加熱線引して、図7に示したダブルクラッド構造の光ファイバを得た。その構成は、コア領域10の外径2r1=4.3μm、比屈折率差Δ+=3.1%、中間領域15の比屈折率差Δ5=1.0%、第1クラッド領域20の外径2r2=10.8μm、比屈折率差Δ-=−0.26%、第2クラッド領域30の外径2r3=125μmであった。また、コア領域10の屈折率分布(GeO2の添加濃度分布)は、近似的にα〜3.0乗の分布であった。
【0099】
また、波長1.55μmの光に対する諸特性は、
分散=+0.98ps/km/nm、
分散スロープ=+0.035ps/km/nm2
有効断面積Aeff=10.2μm2
カットオフ波長λc=1465nm、
零分散波長=1520nm、
伝送損失=0.49dB/km、
モードフィールド径=3.64μm、
非線型係数γ=21.5/W/km、
で、良好な特性の光ファイバ(非線型性光ファイバ)が得られた。
【0100】
上記した光ファイバの諸特性は、波長1.55μmの光に対する以下の特性条件
11μm2以下の有効断面積Aeff
2mのファイバ長で0.7μm以上1.6μm以下のカットオフ波長λc、
18/W/km以上の非線型係数γ、
を満たしている。また、波長1.55μmの光に対する伝送損失は、3.0dB/km以下、あるいはさらに1.0dB/km以下の特性条件を満たしている。
【0101】
このように、ダブルクラッド構造を採用することにより、コアのGeO2濃度を高くするとともに有効断面積Aeffを小さくして、非線型係数γを大きくした場合でも、好適なカットオフ波長λcを有する高非線型性の光ファイバを得ることができる。
【0102】
なお、コア領域10と、第2クラッド領域30との比屈折率差Δ+については、有効断面積Aeffを充分に小さくするため、Δ+を2.7%以上とすることが好ましい。このように大きい比屈折率差とした場合、シングルクラッド構造ではカットオフ波長λcが長くなるが、ダブルクラッド構造によれば、上記のようにカットオフ波長λcを充分に短くすることができる。
【0103】
本発明による光ファイバ(非線型性光ファイバ)の好適な構成条件及びその諸特性について、さらに検討する。なお、以下に示す光ファイバでの諸特性のうち、波長に依存するものについては、特にことわらない限り、波長1.55μmの光に対する特性を示している。
【0104】
まず、上記した構成の光ファイバにおける伝送損失について検討する。高い非線型性を有する光ファイバでは、非線型屈折率を大きくして非線型性を高めるため、コア中に高濃度でGeO2が添加される。このとき、線引時の加熱によって伝送損失の劣化を生じやすい。このような伝送損失の劣化は、線引時の加熱温度を低温とすることによって抑制することができるが、低温での線引では、光ファイバの線引中に過大な張力が印加されてしまうため、光ファイバが破断してしまうという問題がある。
【0105】
これに対して、図1及び図7に示したダブルクラッド構造の光ファイバにおいては、光ファイバの体積の大部分を占める第2クラッド領域30にF(フッ素)を添加することが好ましい。これによって、第2クラッド領域30内の粘度を低下させることができるので、線引温度を低くすることが可能となり、伝送損失の劣化が抑制される。
【0106】
この伝送損失の低減について、図8の屈折率プロファイルに示す構造を有する2種類の光ファイバA1、A2を試作した。
【0107】
光ファイバA1は、図8(a)に示した屈折率プロファイルを用い、コア領域10を放物線状の分布形状のGeO2添加SiO2(最大添加濃度30mol%)、第1クラッド領域20をF添加SiO2(添加濃度1.6mol%)、第2クラッド領域30をF添加SiO2(添加濃度0.9mol%)として作成した。
【0108】
また、光ファイバA2は、図8(b)に示した屈折率プロファイルを用い、コア領域10を放物線状の分布形状のGeO2添加SiO2(最大添加濃度30mol%)、第1クラッド領域20をF添加SiO2(添加濃度1.6mol%)、第2クラッド領域30を純SiO2として作成した。
【0109】
また、光ファイバA1、A2ともに、線引時の線速を300m/minとし、張力4N(400gw)で線引した。ここで、光ファイバA1のガラス表面での最高温度は1900℃、光ファイバA2のガラス表面での最高温度は2000℃と、光ファイバA1の方が低温での線引が可能であった。
【0110】
得られた光ファイバA1、A2の諸特性を図9に示す。図9の表より、第2クラッド領域30にFを添加した光ファイバA1の方が、光ファイバA2よりも伝送損失が小さく、また、非線型係数γも大きくなっていることがわかる。
【0111】
次に、光ファイバにおけるカットオフ波長λc、有効断面積Aeff、及び非線型係数γについて検討する。高い非線型性を有する光ファイバでは、上述したように、コア中に高濃度でGeO2を添加して非線型屈折率を大きくするとともに、有効断面積Aeffを小さくすることが好ましい。このとき、非線型係数γが大きくなる一方で、カットオフ波長λcが長くなってしまう。これに対して、ダブルクラッド構造の光ファイバを用いれば、非線型係数γを大きくすると同時に、カットオフ波長λcを充分に短くすることが可能となる。
【0112】
また、四光波混合を用いた波長変換に非線型性光ファイバを適用する場合には、位相が整合しなくてはならないので、波長変換の励起光の波長λpにおける分散値がほぼ零である必要がある。したがって、λpは零分散波長の近傍にあることが望ましい。波長λsの信号光に対して、波長変換された変換光の波長λs’は、
λs’=λp−(λs−λp)
となる。例えば、波長1530nm〜1565nmのWDM信号光を、波長1525nmの励起光によって一括波長変換すると、変換光の波長は、波長1520nm〜1490nmの範囲となる。カットオフ波長λcは、これらの信号光、変換光、あるいは励起光、増幅光などの波長を考慮して、好適な値とする必要がある。
【0113】
このカットオフ波長λc、有効断面積Aeff、及び非線型係数γについて、図10の屈折率プロファイルに示す構造を有する4種類の光ファイバB1、B2、C1、C2を試作した。
【0114】
光ファイバB1、B2は、それぞれ図10(a)に示した屈折率プロファイルを用い、コア領域10をステップ状の分布形状のGeO2添加SiO2、第1クラッド領域20をF添加SiO2(添加濃度2.1mol%)、第2クラッド領域30をF添加SiO2(添加濃度0.9mol%)として作成した。コア領域10でのGeO2添加濃度は、それぞれ異なる値とした。
【0115】
また、光ファイバC1、C2は、それぞれ図10(b)に示した屈折率プロファイルを用い、コア領域10をステップ状の分布形状のGeO2添加SiO2、第1クラッド領域20をF添加SiO2(添加濃度2.1mol%)、第2クラッド領域30を純SiO2として作成した。コア領域10でのGeO2添加濃度は、それぞれ異なる値とした。
【0116】
さらに、比較のため、シングルクラッド構造の光ファイバD1〜D5を作成した。これらの光ファイバD1〜D5は、それぞれ図11に示した屈折率プロファイルによって作成した。ここで、符号60はコア領域を、また、符号70はシングルクラッド構造によるクラッド領域を示している。
【0117】
光ファイバD1〜D5は、それぞれ図11に示した屈折率プロファイルを用い、コア領域60をステップ状の分布形状のGeO2添加SiO2、クラッド領域70をF添加SiO2(添加濃度0.9mol%)として作成した。コア領域60でのGeO2添加濃度は、それぞれ異なる値とした。なお、コア領域60の比屈折率差Δ+は、クラッド領域70を基準としている。
【0118】
得られた光ファイバB1、B2、C1、C2の比屈折率差Δ+、Δ-、及び諸特性を図12に、また、比較用の光ファイバD1〜D5の比屈折率差Δ+、及び諸特性を図13にそれぞれ示す。図13の表より、シングルクラッド構造の光ファイバD1〜D5では、コア中のGeO2添加濃度が低くΔ+が小さいときには、有効断面積Aeffが大きく、非線型係数γの値も小さくなっている。また、Δ+が2.7%以上となると、カットオフ波長が波長1530nm〜1565nmのWDM信号光の、波長1525nmの励起光による一括波長変換での変換光の波長よりも長くなってしまっている。
【0119】
これに対して、図12の表より、ダブルクラッド構造の光ファイバB1、B2、C1、C2では、有効断面積Aeffが小さく、また、大きい非線型係数γが得られている。また、例えばΔ+が4.5%でもカットオフ波長が1469nmである(光ファイバC2)など、有効断面積Aeffが11μm2以下で小さく、かつ、非線型係数γの値が18/W/km以上で大きいときでも、充分に短いカットオフ波長が実現されている。
【0120】
次に、光ファイバにおける耐水素特性について検討する。コア中のGeO2が高濃度であると、その耐水素特性が劣化しやすい。これに対して、光ファイバの最外層となる第2クラッド領域30の外周部に、アモルファスカーボンや、シリコンカーバイドなどの水分子や水素分子に対する遮蔽性を有する物質を主成分とするハーメチックコート(図1及び図7に示すハーメチックコート50を参照)を設けることが好ましい。
【0121】
このとき、光ファイバのコア領域及びクラッド領域内への水素の拡散を遮断することができる。また、静疲労係数が100〜160となり、破断確率が極めて小さくされる。これにより、光ファイバの長期的な信頼性を向上することが可能となる。
【0122】
以上、検討した光ファイバ(非線型性光ファイバ)の構成、製造方法、及び好適な製造条件に基づいて、本発明の光ファイバに係る光ファイバE1〜E8の8種類の光ファイバを試作した。
【0123】
これらの光ファイバE1〜E8は、コア領域10を近似的にα〜3.0乗の屈折率分布を有するGeO2添加SiO2、第1クラッド領域20をF添加SiO2、第2クラッド領域30をF添加SiO2または純SiO2として作成した。得られた光ファイバE1〜E8の比屈折率差Δ+、Δ-、第2クラッド領域30のF添加濃度、コア領域10及び第1クラッド領域20の外径2r1、2r2、及びそれによる諸特性を図14の表に示す。なお、示した特性のうち、OH吸収伝送損失は、OH基吸収による波長1.38μmでの伝送損失の増加分(過剰吸収損失)を示している。
【0124】
図14の表に示す光ファイバE1〜E8の諸特性は、いずれも、波長1.55μmの光に対する以下の特性条件
11μm2以下の有効断面積Aeff
2mのファイバ長で0.7μm以上1.6μm以下のカットオフ波長λc、
1.0dB/km以下の伝送損失、
0.3ps/√km以下の偏波モード分散PMD、
18/W/km以上の非線型係数γ、
を満たしている。このように、ダブルクラッド構造を採用することにより、コアのGeO2濃度を高くするとともに有効断面積Aeffを小さくして、非線型係数γを大きくした場合でも、好適なカットオフ波長λcを有する高非線型性の光ファイバを得ることができる。また、偏波モード分散が小さく、かつ伝送損失が低い高非線型性の光ファイバが得られる。
【0125】
ここで、波長1.38μmの光に対する、OH基による過剰吸収損失については、0.2dB/km以下であることが好ましい。図14に示した光ファイバE1〜E8は、いずれもこの特性条件を満たしている。
【0126】
光ファイバ内の所定部位に応力付与部を設けると、偏波面保持光ファイバが得られる。図15に、そのような偏波面保持光ファイバである光ファイバの他の実施形態の断面構造を示す。この光ファイバにおいては、コア領域10を挟む左右両側に、B23添加SiO2からなる応力付与部40がそれぞれ形成されている。このような構成の偏波面保持光ファイバでは、応力付与部40が損失要因となって伝送損失が劣化する場合があるが、直交偏波間のランダムなカップリングを抑制することができる。これにより、伝送される信号光の品質を良好に保持することが可能となる。
【0127】
このような構成からなる光ファイバの製造方法は、図1に示した構成からなる光ファイバについて上述した製造方法とほぼ同様であるが、第5の工程において中間ガラスロッドの外周上に第2クラッド領域30となるガラス体を形成したものを、そのまま光ファイバプリフォームとせず、これを第3中間ガラス体として、さらに加工を行う。
【0128】
すなわち、得られた第3中間ガラス体の第1クラッド領域または第2クラッド領域に開孔して、開孔部を形成する。そして、その開孔部内に、応力付与部40となるガラスロッドを挿入して、光ファイバプリフォームを作成する。この光ファイバプリフォームを加熱線引することによって、応力付与部40を有する構成からなる光ファイバが得られる。
【0129】
上記した製造方法について、その一例を説明する。ここでは、コア用ガラスロッドについては、コア内の屈折率分布形状をほぼ放物線状とし、GeO2添加濃度を最大で30mol%とした。また、加熱一体化時のコア用ガラスロッドの外径は8mmであった。一方、第1クラッド用ガラスパイプについては、第1クラッド内の屈折率分布形状をほぼステップ状とし、F添加濃度を最大で1.5mol%とした。
【0130】
また、加熱一体化時の第1クラッド用ガラスパイプの外径は32mm、内径は9mmであった。得られた第1クラッド用ガラスパイプは、SF6を300cm3/min、Cl2を200cm3/min、加熱温度1500℃(パイロスコープで測定したガラス表面の最高温度)でエッチングして、表面を平滑にした。
【0131】
加熱一体化前の空焼きについては、Cl2を500cm3/min、加熱温度1500℃で空焼きを行った。加熱一体化時のパイプ内の雰囲気ガスは、塩素200cm3/min、酸素300cm3/minとし、パイプ内の減圧度は1kPaとした。
【0132】
また、加熱一体化については、加熱温度を1700℃、第1クラッド用ガラスパイプの内周表面の粗さを3μm以下、コア用ガラスロッドの外周表面の粗さを2μm以下、コア用ガラスロッドにおける外周表面から厚さ2μm以内の領域でのGeO2濃度の最大値を3mol%とする条件を適用して加熱一体化を行い、気泡のない外径30mmの中間ガラスロッド(第1中間ガラスロッド)を得た。
【0133】
そして、その第1中間ガラスロッドを外径9mmまで延伸した後、その外周部を外径6mmまでHF溶液により研削して、(コア径)/(第1クラッド径)=0.40に調整した。また、この第1中間ガラスロッドとは別に、第2クラッド領域30の内周側部分となる第2クラッド用ガラスパイプを作成した。この第2クラッド用ガラスパイプは、ほぼ純SiO2で外径32mm、内径9mmのSiO2ガラスパイプとした。そして、第2クラッド用ガラスパイプ内に第1中間ガラスロッドを挿入し、加熱一体化して、外径30mmの第2中間ガラスロッドを得た。
【0134】
次に、得られた第2中間ガラスロッドの外周上に、第2クラッド領域30の外周側部分となるガラス体を、第2クラッド用ガラスパイプと同様のほぼ純SiO2のSiO2ガラスとして、VAD法またはOVD法によって合成して、第3中間ガラス体を作成した。ここで、(第2クラッド径)/(第1クラッド径)=10.8とした。
【0135】
さらに、この第3中間ガラス体を外径36mmまで延伸した。このとき、延伸後の第3中間ガラス体のコア領域10部分の外径は1.3mm、第1クラッド領域20部分の外径は3.3mmであった。この第3中間ガラス体の第2クラッド領域30部分に、図15に示す応力付与部40となる2つの開孔部を形成した。これらの開孔部は、2つの開孔部の中心同士の距離を15.2mm、それぞれの開孔部の外径を10mmとした。また、2つの開孔部それぞれの中心、コア領域10及び第1クラッド領域20の中心は、ほぼ一直線上になるようにした。
【0136】
形成された開孔部の内周表面の粗さが2μm以下になるまで研摩し、研摩材や研削くず等の異物を除去するように、水、アルコール、王水で洗浄した。そして、応力付与部40となるガラスロッドとして、外径9mmのB23添加SiO2ガラスロッドを開孔部に挿入し封止して、光ファイバプリフォームを作成した。
【0137】
以上の製造方法及び製造条件によって作成された光ファイバプリフォームを加熱線引して、図15に示した構造の光ファイバを得た。ここで、開孔部に挿入されたガラスロッドは、線引時の加熱によってクラッド領域と一体化されて、応力付与部40となる。得られた光ファイバの構成は、コア領域10の外径2r1=4.6μm、比屈折率差Δ+=3.0%、第1クラッド領域20の外径2r2=11.6μm、比屈折率差Δ-=−0.5%、第2クラッド領域30の外径2r3=125μmであった。
【0138】
また、波長1.55μmの光に対する諸特性は、
分散=+0.01ps/km/nm、
分散スロープ=+0.042ps/km/nm2
有効断面積Aeff=10.6μm2
カットオフ波長λc=1349nm、
零分散波長=1550nm、
伝送損失=1.5dB/km、
モードフィールド径=3.75μm、
非線型係数γ=20.2/W/km、
偏波間のクロストーク=−20dB(ファイバ長1km)
で、良好な特性の光ファイバ(非線型性光ファイバ)が得られた。
【0139】
このような構成を有する光ファイバとして、本発明の光ファイバに係る光ファイバF1〜F3の3種類の光ファイバをさらに試作した。
【0140】
これらの光ファイバF1〜F3は、光ファイバE1〜E8と同様に、コア領域10を近似的にα〜3.0乗の屈折率分布を有するGeO2添加SiO2、第1クラッド領域20をF添加SiO2、第2クラッド領域30をF添加SiO2または純SiO2として作成した。得られた光ファイバF1〜F3の比屈折率差Δ+、Δ-、第2クラッド領域30のF添加濃度、コア領域10及び第1クラッド領域20の外径2r1、2r2、及びそれによる諸特性を図16の表に示す。なお、示した特性のうち、OH吸収伝送損失は、OH基吸収による波長1.38μmでの伝送損失の増加分(過剰吸収損失)を示している。
【0141】
図16の表に示す光ファイバF1〜F3の諸特性は、いずれも、波長1.55μmの光に対する以下の特性条件
11μm2以下の有効断面積Aeff
2mのファイバ長で0.7μm以上1.6μm以下のカットオフ波長λc、
3.0dB/km以下の伝送損失、
−15dB以下の偏波間のクロストーク、
18/W/km以上の非線型係数γ、
を満たしている。このように、ダブルクラッド構造を採用することにより、コアのGeO2濃度を高くするとともに有効断面積Aeffを小さくして、非線型係数γを大きくした場合でも、好適なカットオフ波長λcを有する高非線型性の光ファイバを得ることができる。また、高非線型性の偏波面保持光ファイバが得られる。
【0142】
ここで、波長1.38μmの光に対する、OH基による過剰吸収損失については、0.2dB/km以下であることが好ましい。図16に示した光ファイバF1〜F3は、いずれもこの特性条件を満たしている。
【0143】
上記した構成及び諸特性を有する光ファイバにおいて、所定波長の光を入力することによって発現される非線型光学現象を利用することによって、高い非線型性が積極的に利用されるとともに、カットオフ波長λcなどについて良好な特性を有する非線型性光ファイバが得られる。このような非線型性光ファイバは、非線型光学現象を利用する様々な光デバイスに対して適用することが可能である。
【0144】
ここで、上記した構成の光ファイバを非線型性光ファイバとして用いる光増幅器や波長変換器などの光デバイスでは、光ファイバをコイル化して収容することによって光デバイスをモジュール化した光モジュール(例えば光増幅器モジュールや波長変換器モジュール)の構成が用いられる場合がある。このような場合には、光ファイバの曲げに対する強度や曲げ損失の変化を含む曲げ特性などの諸特性について、モジュール化に好適なように光ファイバの特性を保持する必要がある。
【0145】
これに対して、光ファイバの構成としては、光ファイバのガラス部の外径を100μm以下とすることが好ましい。あるいは、ガラス部の外径をさらに90μm以下とすることが好ましい。このように、ガラス部の外径を細径とすることにより、ガラス部の外周に設けられる被覆部を細径とした場合においても、曲げに対する強度も含めて、充分な強度の光ファイバとすることができる。
【0146】
例えば、光ファイバの曲げに対する強度について考えると、コイル化して光モジュール内に収容するために光ファイバを曲げた場合、光ファイバのガラス部内の各部に曲げ応力が発生する。この曲げ応力は、光ファイバの曲げに対する強度により、光ファイバの破断などの原因となる。
【0147】
具体的には、光ファイバを曲げてコイル状に巻いた場合、光ファイバのガラス部の中心部位(中心軸近傍)では、発生する曲げ応力はほぼ零である。これに対して、光ファイバコイルの径方向について内側となる部位では、中心部位に比べて曲げ直径が小さくなるためにガラス部内に圧縮応力が生じる。一方、光ファイバコイルの径方向について外側となる部位では、中心部位に比べて曲げ直径が大きくなるためにガラス部内に引張り応力が生じる。そして、これらの圧縮応力及び引張り応力の大きさは、いずれもガラス部の中心部位からの距離が大きくなるにしたがって大きくなる。
【0148】
これに対して、ガラス部の外径を細径とした上記構成の光ファイバによれば、コイルの径方向について最も内側または外側に位置するガラス部の部位の中心部位からの距離が小さくなり、光ファイバのガラス部内に発生する応力の大きさが低減される。これにより、光ファイバの曲げに対する強度が向上されて、コイル化したときの光ファイバの応力による破断が防止される。
【0149】
また、上述した高非線型性を有するダブルクラッド構造の光ファイバでは、その有効断面積Aeffを小さくしていることなどにより、ガラス部を伝送する光の電磁界分布の広がりが小さい。また、このような光ファイバでは、一般的に開口数NAが大きい。このため、上記した光ファイバでは、その曲げ損失は小さく、また、ガラス部の外径を細径にすることによる伝送損失への影響も小さい。したがって、曲げに対して充分な強度を有するとともに、曲げ損失が低減されて、良好な曲げ特性を有する光ファイバが得られる。
【0150】
なお、光ファイバのガラス部とは、光ファイバの外周に設けられる樹脂製の被覆部等を除いた、コア領域、第1クラッド領域、及び第2クラッド領域を含む部分をいう。例えば、図1及び図7に示した光ファイバでは、コア領域10、第1クラッド領域20、及び第2クラッド領域30からなる部分がガラス部となっている。また、第2クラッド領域の外周にさらにガラス製の他のクラッド領域を設けた場合には、そのクラッド領域をも含む部分がガラス部となる。
【0151】
また、ガラス部の外周に設けられる被覆部については、被覆部の外径を150μm以下とすることが好ましい。あるいは、被覆部の外径をさらに120μm以下とすることが好ましい。このように、被覆部の外径を細径とすることにより、上述したように光ファイバをコイル化して光モジュール内に収容する場合に、光モジュールを小型化することができる。また、同一サイズの光モジュールであれば、より長い光ファイバをコイル化して光モジュール内に収容できる。
【0152】
また、非線型性光ファイバとして光デバイスに適用した場合の光ファイバの特性について考えると、波長1.00μmの光に対する特性において、伝送損失が5.0dB/km以下であることが好ましい。あるいは、伝送損失がさらに3.0dB/km以下であることが好ましい。
【0153】
このように短波長側での伝送損失を低くすることにより、ラマン増幅での励起光波長における伝送損失が低減されるなど、非線型性光ファイバとして光デバイスに適用する上で良好な特性を有する光ファイバとすることができる。
【0154】
例えば、MCVD法で高濃度のGeO2添加SiO2ガラスを合成して、比屈折率差Δnが大きい光ファイバを作成しようとすると、ガラス欠陥が多いために伝送損失が劣化する。このような傾向は、特に短波長側において顕著となる。これに対して、上述した光ファイバの構成及びその製造方法によれば、短波長側での伝送損失が充分に低減された光ファイバを得ることができる。また、このような光ファイバでは、レイリー散乱係数が低くなるので、ラマン増幅の際に発生する二重レイリー散乱による信号のノイズを抑制することができる。
【0155】
以上の条件を考慮して、図1に示したダブルクラッド構造を有する光ファイバを作成した。その構成は、コア領域10の外径2r1=4.6μm、比屈折率差Δ+=3.2%、第1クラッド領域20の外径2r2=13.1μm、比屈折率差Δ-=−0.50%、第2クラッド領域30の外径(光ファイバのガラス部の外径)2r3=110μmであった。ここで、第2クラッド領域30へのFの添加濃度は0.6mol%であった。また、光ファイバを外周から被覆する被覆部の外径は、150μmであった。
【0156】
また、波長1.55μmの光に対する諸特性は、
分散=−0.64ps/km/nm、
分散スロープ=+0.042ps/km/nm2
有効断面積Aeff=10.0μm2
カットオフ波長λc=1396nm、
零分散波長=1565nm、
伝送損失=0.70dB/km、
非線型係数γ=22.2/W/km、
偏波モード分散PMD=0.05ps/√km
で、良好な特性の光ファイバ(非線型性光ファイバ)が得られた。
【0157】
本実施例の光ファイバをファイバ長1.0kmで、直径φ60mmのボビンに巻き付けることによってコイル化し、モジュール化した。このような光ファイバにおける伝送損失の波長依存性を図17に示す。ここで、図17のグラフにおいて、横軸は光ファイバを伝送される光の波長λ(nm)、縦軸は各波長での伝送損失(dB/km)を示している。
【0158】
このグラフに示されているように、本光ファイバを用いることにより、長波長領域でも伝送損失が劣化しない良好な光モジュールを作成することができる。このような光ファイバは、例えば、波長1565nmの励起光を供給して、波長帯域がCバンドの信号光をLバンドに、または、波長帯域がLバンドの信号光をCバンドに波長変換する波長変換器モジュールにおいて用いることができる。あるいは、信号光よりも短波長の励起光を供給することによって信号光を光増幅するラマン増幅器モジュールにおいて用いることができる。
【0159】
また、この光ファイバは、図1に関して上述した光ファイバの製造方法に基づいて作成したものであるが、波長1.00μmの光に対する伝送損失が3.4dB/kmとなっている。これは、5.0dB/km以下の条件を満たす低い値である。このように短波長側での伝送損失が低い光ファイバによれば、信号光よりも短波長側にあるラマン増幅での励起光波長における伝送損失が低減される。また、このような光ファイバでは、レイリー散乱係数が低くなるので、2重レイリー散乱によって発生するノイズを抑制することができる。
【0160】
また、他の光ファイバとして、図1に示したダブルクラッド構造を有する光ファイバを作成した。その構成は、コア領域10の外径2r1=2.5μm、比屈折率差Δ+=2.9%、第1クラッド領域20の外径2r2=10.0μm、比屈折率差Δ-=−0.50%、第2クラッド領域30の外径(光ファイバのガラス部の外径)2r3=89μmであった。ここで、第2クラッド領域30へのFの添加濃度は0.6mol%であった。また、光ファイバを外周から被覆する被覆部の外径は、115μmであった。
【0161】
また、波長1.55μmの光に対する諸特性は、
分散=−110.6ps/km/nm、
分散スロープ=−0.408ps/km/nm2
有効断面積Aeff=10.6μm2
カットオフ波長λc=729nm、
伝送損失=0.52dB/km、
非線型係数γ=20.0/W/km、
偏波モード分散PMD=0.03ps/√km
で、良好な特性の光ファイバ(非線型性光ファイバ)が得られた。
【0162】
この光ファイバは、負の分散及び分散スロープを有している。これにより、本光ファイバは、1.3μm帯に零分散波長があるシングルモード光ファイバの分散及び分散スロープの両者を、1.55μm帯において補償することが可能な高非線形性光ファイバとなっている。
【0163】
また、この光ファイバでは、そのガラス部の外径が、100μm以下、あるいはさらに90μm以下の条件を満たす細径の外径値89μmとされている。また、被覆部の外径が、150μm以下、あるいはさらに120μm以下の条件を満たす細径の外径値115μmとされている。これにより、コイル化する際の曲げ特性が良好な光ファイバとなっている。
【0164】
本実施例の光ファイバをファイバ長7.7kmでコイル化してモジュール化した。ただし、光ファイバのコイル化においては、光ファイバをボビンに巻き付けるのではなく、図18に光ファイバコイルの構成を示すように、光ファイバFをボビンに巻き付けずにコイル状にし、そのコイル状のファイバ束を被覆樹脂Rで覆った構成を用いた。
【0165】
このような構成によれば、光ファイバを巻くためのボビンがないために巻張力が発生せず、また、ファイバ束の全体を樹脂で覆っているために光ファイバの自重による歪みの問題もない。したがって、マイクロベンドによる伝送損失の劣化を大幅に抑制することが可能である。
【0166】
このような光ファイバにおける伝送損失の波長依存性を図19に示す。ここで、図19のグラフにおいて、横軸は光ファイバを伝送される光の波長λ(nm)、縦軸は各波長での伝送損失(dB/km)を示している。
【0167】
このグラフに示されているように、本光ファイバ及び上記した光ファイバコイルの構成を用いることにより、長波長領域でも伝送損失が劣化しない良好な光モジュールを作成することができる。また、光ファイバの温度特性については、伝送特性が最も温度変動の影響を受ける波長1620nmの光に対して、−40℃〜+80℃の温度範囲で、伝送損失の変動が±0.01dB/km以下となり、良好な温度特性が得られた。一方、従来のボビンに巻き付ける形状では、ボビンの熱膨張によって光ファイバに加わる巻張力が変化してしまうため、長波長側の温度特性に不良が発生しやすかった。
【0168】
また、この光ファイバは、図1に関して上述した光ファイバの製造方法に基づいて作成したものであるが、波長1.00μmの光に対する伝送損失が2.1dB/kmとなっている。これは、5.0dB/km以下、あるいはさらに3.0dB/km以下の条件を満たす低い値である。このように短波長側での伝送損失が低い光ファイバによれば、信号光よりも短波長側にあるラマン増幅での励起光波長における伝送損失が低減される。また、このような光ファイバでは、レイリー散乱係数が低くなるので、2重レイリー散乱によって発生するノイズを抑制することができる。
【0169】
また、本光ファイバによれば、1.3μm帯に零分散波長があるファイバ長50kmのシングルモード光ファイバの分散及び分散スロープを、1.55μm帯において補償することが可能である。
【0170】
さらに、他の光ファイバとして、図1に示したダブルクラッド構造を有する光ファイバを作成した。その構成は、コア領域10の外径2r1=2.2μm、比屈折率差Δ+=3.2%、第1クラッド領域20の外径2r2=8.8μm、比屈折率差Δ-=−0.60%であった。ここで、第2クラッド領域30へのFの添加濃度は0.6mol%であった。
【0171】
また、波長1.55μmの光に対する諸特性は、
分散=−205.7ps/km/nm、
分散スロープ=−1.35ps/km/nm2
有効断面積Aeff=10.1μm2
カットオフ波長λc=707nm、
伝送損失=0.51dB/km、
非線型係数γ=21.7/W/km、
偏波モード分散PMD=0.01ps/√km
で、良好な特性の光ファイバ(非線型性光ファイバ)が得られた。
【0172】
また、この光ファイバは、波長1.50μmの光に対して、以下の諸特性
分散=−147.4ps/km/nm、
分散スロープ=−0.696ps/km/nm2
有効断面積Aeff=8.6μm2
伝送損失=0.58dB/km、
非線型係数γ=24.0/W/km、
偏波モード分散PMD=0.01ps/√km
を有する。
【0173】
この光ファイバは、負の分散及び分散スロープを有している。これにより、本光ファイバは、1.3μm帯に零分散波長があるシングルモード光ファイバの分散及び分散スロープの両者を、1.50μm帯において補償することが可能な高非線形性光ファイバとなっている。したがって、例えば、1.40μm帯の波長の励起光を供給して、ラマン増幅用光ファイバとして用いることが可能である。
【0174】
次に、上述した構成及び諸特性を有する光ファイバを非線型性光ファイバとして適用することが可能な光デバイス(またはそれをモジュール化した光モジュール)の例として、光増幅器であるラマン増幅器、及び波長変換器について説明する。
【0175】
図20は、本発明によるラマン増幅器の一実施形態を示す構成図である。本ラマン増幅器100は、入力される波長λsの信号光を光増幅するものであり、上述した光ファイバを非線形性光ファイバとして適用したラマン増幅用光ファイバ110(カットオフ波長λc)と、所定波長λpの励起光をラマン増幅用光ファイバ110へと供給する励起光源150とを備えて構成されている。
【0176】
励起光源150は、ラマン増幅用光ファイバ110の下流側にある光合波部160を介して、ラマン増幅器100内の光伝送路に接続されている。これによって、本ラマン増幅器100は、後方励起(逆方向励起)の光増幅器として構成されている。これにより、入力された信号光は、ラマン増幅用光ファイバ110において発現される非線型光学現象である誘導ラマン効果を利用して光増幅され、増幅光として出力される。
【0177】
このようなラマン増幅器は、EDFAなどの光増幅器とは異なり、増幅される波長帯域を選ばず、SiO2系光ファイバであれば増幅波長帯域も100nm程度と広いので、広帯域のWDM伝送での光増幅に適している。また、励起光の波長λpとしては、信号光の波長λsよりも短い波長が用いられる。例えば、波長1.55μm帯の信号光を光増幅するのであれば、波長1.45μm程度の励起光が用いられる。
【0178】
ラマン増幅器100に適用したラマン増幅用光ファイバ110では、WDM信号を一括して光増幅する場合には、四光波混合が発生しないように、波長λsの信号光に対する分散値を+2ps/km/nm以上、または−2ps/km/nm以下とすることが好ましい。例えば、波長1.55μm帯の信号光に対しては、図14の光ファイバE1、E2などが好適である。
【0179】
分散値が正の場合、コア領域10の外径2r1を大きくする必要があるため、カットオフ波長λcがやや長くなる。これに対して、ダブルクラッド構造とした上記の光ファイバでは、1.45μm程度の励起光波長λpよりもカットオフ波長λcを短くする(λc<λp)ことが可能である。このように、λc<λpとすることにより、シングルモードで高効率に光増幅を行うことができる。
【0180】
また、分散値が正及び負の非線型性光ファイバを組み合わせれば、全体として分散が零となるようにラマン増幅器を構成することが可能となる。そのようなラマン増幅器の構成例を、図21に示す。
【0181】
本ラマン増幅器200は、図20に示したラマン増幅器100と同様の構成を有するが、ラマン増幅用光ファイバ110を分散値が負(例えば−2ps/km/nm以下)の非線型性光ファイバとするとともに、ラマン増幅用光ファイバ110と光合波部160との間に、分散値が正(例えば+2ps/km/nm以上)のラマン増幅用光ファイバ120を直列に接続している。このような構成によれば、出力される増幅光の分散をほぼ零とすることができる。
【0182】
また、Sバンドと呼ばれる波長1.45μm〜1.53μm帯の信号光は、EDFAでは光増幅することができないが、励起される波長帯域を選ばないラマン増幅器であれば、波長λsが1.45μm以上1.53μm以下の信号光に対しても光増幅が可能である。また、上記したようにダブルクラッド構造では、例えば図14の光ファイバE5のようにカットオフ波長λcを短くすることができるので、Sバンドの信号光の光増幅に対しても好適に適用することが可能である。光ファイバE5の波長1.40μmでの分散値は、−6.1ps/km/nmと好適な範囲である。
【0183】
また、光伝送路の分散値が使用される信号光波長帯域内で正である場合、ラマン増幅器に用いるラマン増幅用光ファイバの分散値を負としておけば、光増幅器と同時に正の分散値を有する伝送路の分散補償器としても用いることができる。このとき、波長λsの信号光に対する分散値が−10ps/km/nm以下であれば分散補償量も大きく、分散補償器としても特に好適に利用できる。また、このとき、有効断面積Aeffを10μm2以下とすることが好ましい。
【0184】
さらに、ダブルクラッド構造を有する非線型性光ファイバでは、例えば図14の光ファイバE3、E4、及び図16の光ファイバF1のように、信号光の波長において分散スロープを負の値(0ps/km/nm2よりも小さい値)とすることができる。この場合、正の分散と正の分散スロープを有する伝送路の分散と同時に分散スロープをも補償することが可能となる。したがって、WDM伝送において好適である。
【0185】
ここで、高効率でのラマン増幅を実現するためには、ラマン増幅器に用いられる非線型性光ファイバにおいて、励起光の波長λpでの非線型性が高い方が好ましい。また、非線型効果による伝送品質の劣化を防止するためには、信号光の波長λsでの非線型性が低い方が好ましい。
【0186】
非線型性についてのこのような特性条件を実現するため、光増幅器に用いられる非線型性光ファイバは、励起光の波長λpにおける有効断面積Aeff,pと、波長λp+0.1μmにおける有効断面積Aeff,sとが、関係式
(Aeff,s−Aeff,p)/Aeff,p×100≧10%
を満たし、有効断面積Aeff,sが有効断面積Aeff,pに比べて10%以上大きい構成となっていることが好ましい。
【0187】
励起光の波長λpに0.1μmを加えた波長λp+0.1μmは、ラマン増幅器において光増幅される信号光の波長λsに相当する。したがって、上記した関係式を満たす特性条件によれば、有効断面積Aeff,pを小さくすることによって、励起光に対する波長λpでの非線型性を高めて、光増幅の効率を向上することができる。また、有効断面積Aeff,sを大きくすることによって、信号光に対する波長λp+0.1μmでの非線型性を低くして、信号光の伝送品質の劣化を抑制することができる。
【0188】
例えば、自己位相変調による位相シフト量は、有効断面積の逆数に比例する。したがって、信号光の波長λs〜λp+0.1μmでの有効断面積Aeff,sが励起光の波長λpでの有効断面積Aeff,pよりも10%大きければ、位相シフト量は10%小さくなる。
【0189】
この有効断面積Aeffの特性条件を考慮して、図1に示したダブルクラッド構造を有する光ファイバを作成した。その構成は、コア領域10の外径2r1=3.1μm、比屈折率差Δ+=3.4%、第1クラッド領域20の外径2r2=8.8μm、比屈折率差Δ-=−0.15%であった。ここで、第2クラッド領域30へのFの添加濃度は1.1mol%であった。
【0190】
また、波長1.55μmの光に対する諸特性は、
分散=−49.0ps/km/nm、
分散スロープ=+0.005ps/km/nm2
有効断面積Aeff=8.4μm2
カットオフ波長λc=1060nm、
伝送損失=0.54dB/km、
非線型係数γ=23.4/W/km、
偏波モード分散PMD=0.02ps/√km
であった。
【0191】
図22に、本実施例の光ファイバにおける有効断面積Aeffの波長依存性を示す。ここで、図22のグラフにおいて、横軸は光ファイバを伝送される光の波長λ(nm)、縦軸は各波長での有効断面積Aeff(μm2)を示している。このグラフに示されているように、本光ファイバでは、有効断面積Aeffが波長λが長くなるとともに大きくなる。
【0192】
例えば、信号光の波長λs=1.50μmに対して、波長λp=1.40μmの励起光を用いた場合、信号光及び励起光に対する有効断面積はそれぞれ、
信号光:Aeff,s=7.85μm2
励起光:Aeff,p=6.93μm2
となっている。このとき、波長λs及びλpでの有効断面積の差は、
(Aeff,s−Aeff,p)/Aeff,p×100=13.3%
である。
【0193】
また、信号光の波長λs=1.55μmに対して、波長λp=1.45μmの励起光を用いた場合、信号光及び励起光に対する有効断面積はそれぞれ、
信号光:Aeff,s=8.37μm2
励起光:Aeff,p=7.37μm2
となっている。このとき、波長λs及びλpでの有効断面積の差は、
(Aeff,s−Aeff,p)/Aeff,p×100=13.6%
である。
【0194】
また、信号光の波長λs=1.60μmに対して、波長λp=1.50μmの励起光を用いた場合、信号光及び励起光に対する有効断面積はそれぞれ、
信号光:Aeff,s=8.93μm2
励起光:Aeff,p=7.85μm2
となっている。このとき、波長λs及びλpでの有効断面積の差は、
(Aeff,s−Aeff,p)/Aeff,p×100=13.8%
である。
【0195】
以上のように、本光ファイバにおいては、波長λs=1.50μm、1.55μm、及び1.60μmの信号光のいずれに対しても、好適な特性条件
(Aeff,s−Aeff,p)/Aeff,p×100≧10%
が満たされている。したがって、これらの波長を含む波長範囲の光に対して、光増幅の効率が向上されるとともに、信号光の伝送品質の劣化が抑制された非線形性光ファイバ及びラマン増幅器が実現される。
【0196】
図23は、本発明による波長変換器の一実施形態を示す構成図である。本波長変換器300は、入力される波長λsの信号光を波長変換するものであり、上述した光ファイバを非線型性光ファイバとして適用した波長変換用光ファイバ310(カットオフ波長λc)と、所定波長λpの励起光を波長変換用光ファイバ310へと供給する励起光源350とを備えて構成されている。
【0197】
励起光源350は、波長変換用光ファイバ310の上流側にある光合波部360を介して、波長変換器300内の光伝送路に接続されている。これにより、入力された波長λsの信号光は、波長変換用光ファイバ310において発現される非線型光学現象である四光波混合を利用して波長変換され、波長選択部370を介して波長λs’
λs’=λp−(λs−λp)
の変換光として出力される(図24(a)参照)。
【0198】
このような波長変換器は、チャンネル当りの伝送速度が高いWDM信号を、個別または一括して波長変換することが可能である。また、ダブルクラッド構造を有する非線型性光ファイバでは、例えば図14の光ファイバE6、E8、及び図16の光ファイバF3のように、カットオフ波長λcを短くしたままで、非線型係数γを充分に大きくして、波長変換を高効率で行うことが可能である。特に、信号光、変換光、及び励起光の波長λs、λs’、λpよりもカットオフ波長λcを短くしておけば(λc<λs、λs’、λp)、シングルモードで高効率に波長変換を行うことができる。
【0199】
ここで、四光波混合は、信号光、励起光、変換光の位相が整合しているときに発生しやすいので、波長λpの励起光における分散値が−0.2ps/km/nm以上+0.2ps/km/nm以下の範囲であることが好ましく、特に、励起光波長λpが零分散波長と略一致していることが好ましい。また、励起光のパワーを上げれば、出力される変換光の光パワーを入力される信号光の光パワーよりも大きくすることが可能であり、この場合、波長変換器をパラメトリック増幅器としても利用することができる。
【0200】
また、CバンドからSバンドへの波長変換では、零分散波長が1.53μm付近であるとともに、カットオフ波長λcが変換光の波長λs’よりも短いことが望ましいが、ダブルクラッド構造を有する非線型性光ファイバでは、例えば図14の光ファイバE7のように、そのような特性条件の実現が可能となる。
【0201】
また、励起光源350を波長可変な光源とし、励起光の波長λpを変化させれば、任意の波長変換が可能となる。例えば図24(b)の例では、波長λsの信号光に対して励起光波長をλp1として、波長λs1’
λs1’=λp1−(λs−λp1)
の変換光が得られている。これに対して、図24(c)に示すように、励起光波長をλp2に変化させれば、波長λs1’とは異なる波長λs2’
λs2’=λp2−(λs−λp2)
の変換光を得ることができる。なお、この場合にも、位相を整合させるために、励起光波長に対する分散値が−0.2ps/km/nm以上+0.2ps/km/nm以下の範囲であることが好ましい。
【0202】
また、Cバンドのラマン増幅を行う場合には、励起光が波長1.45μm付近、Sバンドのラマン増幅を行う場合には、励起光が波長1.3〜1.4μm、信号光が波長1.45〜1.53μmとなる。また、Sバンドへの波長変換、または、SバンドからC、Lバンドへの波長変換を行う場合には、信号光や変換光が波長1.45〜1.53μmとなる。これらの場合、OH基による波長1.38μmでの吸収損失の影響を受けやすい。これに対して、図14の光ファイバE1〜E8、及び図16の光ファイバF1〜F3は、上述したように、波長1.38μmでのOH基吸収による伝送損失の増加分(過剰吸収損失)がすべて0.2dB/km以下であり、このような場合にも好適に用いることができる。
【0203】
【発明の効果】
本発明による光ファイバ、非線型性光ファイバ、それを用いた光増幅器、波長変換器、及び光ファイバの製造方法は、以上詳細に説明したように、次のような効果を得る。すなわち、シングルクラッド構造ではなくダブルクラッド構造を用いた、上記した構成の光ファイバ、非線型性光ファイバによれば、非線型係数γを大きくするために、コア内に添加されるGeO2の添加濃度を高くして非線型屈折率を高くし、また、コアとクラッドとの比屈折率差を大きくして有効断面積Aeffを小さくした場合でも、カットオフ波長λcを充分に短くすることが可能となる。また、この構成では、分散スロープを負にすることができる。さらに、高非線型性の偏波面保持ファイバや、偏波モード分散が小さいとともに、伝送損失が低い高非線型性の光ファイバが得られる。また、光ファイバのガラス部あるいは被覆部の外径を細径とすれば、光デバイスでのモジュール化に好適な光ファイバが得られる。
【0204】
また、コア用ガラスロッド及び第1クラッド用ガラスパイプを所定条件の下で加熱一体化する上記した光ファイバの製造方法によれば、高非線型性を有するダブルクラッド構造の光ファイバを、低伝送損失などの良好な特性によって作成することができる。
【0205】
このような光ファイバは、高非線型性であるとともに、カットオフ波長λcなどについて好適な特性を有する非線型性光ファイバとして、光増幅器や波長変換器などの非線型光学現象を利用する光デバイスに適用することが可能である。特に、カットオフ波長λcが短波長となることによって、シングルモードで高効率に光増幅や波長変換を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】光ファイバの第1の実施形態の断面構成及び屈折率プロファイルを模式的に示す図である。
【図2】気泡の発生個数の加熱温度への依存性を示す表である。
【図3】気泡の発生個数の空焼き温度への依存性を示す表である。
【図4】気泡の発生個数の第1クラッド用ガラスパイプの表面粗さへの依存性を示す表である。
【図5】気泡の発生個数のコア用ガラスロッドの表面粗さへの依存性を示す表である。
【図6】気泡の発生個数のコア用ガラスロッドにおける外周表面から厚さ2μm以内の領域でのGeO2濃度への依存性を示す表である。
【図7】光ファイバの第2の実施形態の断面構造及び屈折率プロファイルを模式的に示す図である。
【図8】光ファイバA1、A2の屈折率プロファイルを示す図である。
【図9】図8に示した光ファイバの諸特性を示す表である。
【図10】光ファイバB1、B2、C1、C2の屈折率プロファイルを示す図である。
【図11】光ファイバD1〜D5の屈折率プロファイルを示す図である。
【図12】図10に示した光ファイバの諸特性を示す表である。
【図13】図11に示した光ファイバの諸特性を示す表である。
【図14】光ファイバE1〜E8の諸特性を示す表である。
【図15】光ファイバの他の実施形態の断面構造を模式的に示す図である。
【図16】光ファイバF1〜F3の諸特性を示す表である。
【図17】光ファイバの伝送損失の波長依存性を示すグラフである。
【図18】光ファイバコイルの構成を模式的に示す図である。
【図19】光ファイバの伝送損失の波長依存性を示すグラフである。
【図20】ラマン増幅器の一実施形態を示す構成図である。
【図21】ラマン増幅器の他の実施形態を示す構成図である。
【図22】光ファイバの有効断面積の波長依存性を示すグラフである。
【図23】波長変換器の一実施形態を示す構成図である。
【図24】図23に示した波長変換器による波長変換を模式的に示す図である。
【符号の説明】
10…コア領域、15…中間領域、20…第1クラッド領域、30…第2クラッド領域、40…応力付与部、50…ハーメチックコート、
100、200…ラマン増幅器、110、120…ラマン増幅用光ファイバ、150…励起光源、160…光合波部、
300…波長変換器、310…波長変換用光ファイバ、350…励起光源、360…光合波部、370…波長選択部。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical fiber, a non-linear optical fiber, an optical amplifier using the optical fiber, a wavelength converter, and a method for manufacturing the optical fiber.
[0002]
[Prior art]
In general, when high intensity (high light density) light propagates in a medium, it is known that various nonlinear optical phenomena such as a stimulated Raman effect and four-wave mixing occur in the medium. These non-linear optical phenomena also occur during optical transmission in optical fibers, and such non-linear optical phenomena in optical fibers can be used for optical amplification and wavelength conversion (for example, international (See published WO99 / 10770).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The nonlinearity of the optical fiber is expressed by the nonlinear coefficient γ
γ = (2π / λ) × (n2/ Aeff)
Represented by Where λ is the wavelength of light and n2Is the nonlinear refractive index in the optical fiber, AeffIs the effective area of the optical fiber. From this equation, in order to increase the nonlinear coefficient γ, GeO added in the core of the optical fiber2Non-linear refractive index n2The effective area A is increased by increasing the relative refractive index difference between the core and the cladding.effShould be reduced.
[0004]
However, when the nonlinear coefficient γ is increased by applying the above-described configuration conditions, there arises a problem that the cutoff wavelength λc of the optical fiber becomes longer. In particular, if wavelength conversion is to be performed using four-wave mixing generated in an optical fiber, the wavelength of the excitation light needs to be in the vicinity of the zero dispersion wavelength of the optical fiber. On the other hand, in the above configuration, the cutoff wavelength λc is longer than the zero-dispersion wavelength and is not a single mode, so that the wavelength conversion efficiency is lowered.
[0005]
In recent years, in order to expand the wavelength band of signal light used in an optical transmission system, not only the amplification band of an EDFA usually used as an optical amplifier, but also a wavelength of 1.45 μm to 1.53 μm on the shorter wavelength side. The use of the S-band wavelength band is being studied. For this S-band wavelength band, there is no effective optical amplifier because it is out of the amplification wavelength band and EDFA cannot be used. If a Raman amplifier is used, the cutoff wavelength λc is longer than the pumping light wavelength of about 1.3 μm to 1.5 μm in the highly nonlinear optical fiber, and the efficiency of Raman amplification is reduced. End up.
[0006]
The present invention has been made in order to solve the above problems, and has an optical fiber having a sufficient nonlinearity and a shorter cutoff wavelength, a nonlinear optical fiber, an optical amplifier using the optical fiber, An object of the present invention is to provide a wavelength converter and a method for manufacturing an optical fiber.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve such an object, an optical fiber according to the present invention has (1) a maximum value of refractive index n1The core region is provided on the outer periphery of the core region, and the minimum value of the refractive index is n2(However, n2<N1) And the outer periphery of the first cladding region, and the maximum value of the refractive index is n3(However, n2<N3<N1) At least a second cladding region, and (2) 11 μm as various characteristics with respect to light having a wavelength of 1.55 μm.2A first cladding region having the following effective area, a cutoff wavelength λc of 0.7 μm or more and 1.6 μm or less at a fiber length of 2 m, and a nonlinear coefficient of 18 / W / km or more: The relative refractive index difference Δ between the two cladding regionsBut with reference to the second cladding region-0.70% or more-0.15% or lessThe relative refractive index difference Δ between the core region and the second cladding region + Is 2.7% or more based on the second cladding regionIt is characterized by that.
[0008]
This optical fiber uses not a single clad structure but a double clad structure in which the first and second clad regions are provided on the outer periphery of the core region. Thereby, GeO added in the core in order to increase the nonlinear coefficient γ.2To increase the non-linear refractive index and increase the relative refractive index difference between the core and the cladding to increase the effective area AeffEven when is made smaller, the cutoff wavelength λc can be made sufficiently short. In this configuration, the dispersion slope can be negative.
[0009]
The cladding structure may be configured such that one or more other cladding regions having a predetermined refractive index and width are further provided between the first cladding region and the second cladding region. .
[0010]
The optical fiber preferably further has a transmission loss of 3.0 dB / km or less and crosstalk between polarized waves of −15 dB or less as various characteristics with respect to light having a wavelength of 1.55 μm. Thereby, a highly nonlinear polarization-maintaining fiber can be obtained.
[0011]
Alternatively, the optical fiber preferably further has transmission loss of 1.0 dB / km or less and polarization mode dispersion of 0.3 ps / √km or less as various characteristics with respect to light having a wavelength of 1.55 μm. As a result, a highly nonlinear optical fiber with low polarization mode dispersion and low transmission loss can be obtained.
[0012]
Further, the relative refractive index difference Δ between the core region and the second cladding region+Is 2.7% or more based on the second cladding region. With such a large relative refractive index difference, the cutoff wavelength λc becomes longer in the single cladding structure, but according to the configuration of the optical fiber having the double cladding structure, the cutoff wavelength λc should be sufficiently shortened. Can do.
[0013]
In addition, a hermetic coat is provided on the outer periphery of the second cladding region. In the above optical fiber, GeO at the core2Although the hydrogen characteristics are likely to deteriorate due to the high concentration, the hydrogen characteristics can be kept good by providing a hermetic coat.
[0014]
In addition, the excess absorption loss due to the OH group with respect to light having a wavelength of 1.38 μm is 0.2 dB / km or less. Thus, by reducing the absorption loss due to the OH group, the transmission loss at the pumping light wavelength of Raman amplification can be reduced, and the transmission loss for light transmitted in the S-band wavelength band can be reduced. it can.
[0015]
Further, the second cladding region is characterized in that fluorine is added. By adding fluorine to the clad, the relative refractive index difference between the core and the clad is increased, and the effective area AeffCan be reduced. Further, since the viscosity of the clad is lowered by the addition of fluorine, the drawing temperature can be lowered, and the formation of glass defects is suppressed. Therefore, the transmission loss in the optical fiber is reduced, and the hydrogen resistance is improved.
[0016]
The optical fiber is characterized in that the outer diameter of the glass portion including the core region, the first cladding region, and the second cladding region is 100 μm or less. Alternatively, the outer diameter of the glass part is further 90 μm or less.
[0017]
As described above, by setting the outer diameter of the glass portion to a small diameter, even when the covering portion provided on the outer periphery of the glass portion is made to have a small diameter, an optical fiber having sufficient strength can be obtained. Further, the strength against bending of the optical fiber is improved.
[0018]
Moreover, the outer diameter of the coating | coated part provided in the outer periphery of the glass part containing a core area | region, a 1st cladding area | region, and a 2nd cladding area | region is characterized by being 150 micrometers or less. Alternatively, the outer diameter of the covering portion is further 120 μm or less.
[0019]
Thus, by making the outer diameter of the covering portion small, when the optical fiber is coiled and used as an optical amplifier module or a wavelength converter module, the module can be reduced in size. Also, longer modules can be accommodated with modules of the same size.
[0020]
Further, in the characteristics with respect to light having a wavelength of 1.00 μm, the transmission loss is 5.0 dB / km or less. Alternatively, in the characteristics with respect to light having a wavelength of 1.00 μm, the transmission loss is further 3.0 dB / km or less.
[0021]
Thus, by reducing the transmission loss on the short wavelength side, the transmission loss at the pumping light wavelength in Raman amplification can be reduced, and the optical fiber having good characteristics can be used.
[0022]
The non-linear optical fiber according to the present invention is the above-described optical fiber, and uses a non-linear optical phenomenon that is manifested by inputting light of a predetermined wavelength. By actively utilizing the high non-linearity of the present optical fiber, a non-linear optical fiber that can be applied to various uses and has good characteristics can be obtained.
[0023]
An optical amplifier according to the present invention has a predetermined wavelength λp with respect to (a) the above-described nonlinear optical fiber having a cutoff wavelength λc, and (b) signal light having a wavelength λs input to the nonlinear optical fiber. (P) a pumping light source that supplies pumping light of λc <λp to the nonlinear optical fiber, and (c) uses the nonlinear optical phenomenon expressed in the nonlinear optical fiber to transmit the signal light. Amplifying.
[0024]
The optical amplifier having such a configuration can be used as a Raman amplifier using the stimulated Raman effect generated in the nonlinear optical fiber. Further, according to the nonlinear optical fiber having the above-described configuration, the cutoff wavelength λc can be made shorter than the wavelength λp of the pumping light (pump light), and optical amplification can be performed with high efficiency in a single mode. .
[0025]
Further, the dispersion value of the nonlinear optical fiber with respect to the signal light having the wavelength λs is +2 ps / km / nm or more, or −2 ps / km / nm or less. In this way, by giving the dispersion value an appropriate value that is not zero, it is possible to prevent four-wave mixing from occurring during the amplification of wavelength division multiplexing (WDM) signal light.
[0026]
Alternatively, the dispersion value of the nonlinear optical fiber with respect to the signal light having the wavelength λs is −10 ps / km / nm or less and the effective area is 10 μm.2It is characterized by the following. Such an optical amplifier can also be used as a dispersion compensator for a transmission line with positive dispersion.
[0027]
In this case, the dispersion slope value for the signal light having the wavelength λs of the nonlinear optical fiber is 0 ps / km / nm.2Is preferably smaller. In the optical fiber of the double clad structure, the dispersion slope can be made negative in this way, so that the dispersion slope can be compensated simultaneously with the dispersion of the transmission line in which the dispersion and the dispersion slope are positive. Become.
[0028]
Further, the wavelength λs of the signal light is 1.45 μm or more and 1.53 μm or less. By making such a wavelength range of signal light an amplification wavelength band, it can be used as an optical amplifier for signal light in the S band wavelength band. Further, since the cut-off wavelength λc can be shortened as described above, optical amplification can be performed with high efficiency in a single mode.
[0029]
The nonlinear optical fiber has an effective area A at the wavelength λp of the excitation light.eff, pAnd effective area A at wavelength λp + 0.1 μmeff, sAnd the relational expression
(Aeff, s-Aeff, p) / Aeff, p× 100 ≧ 10%
It is characterized by satisfying.
[0030]
Here, the wavelength λp + 0.1 μm obtained by adding 0.1 μm to the wavelength λp of the excitation light corresponds to the wavelength λs of the signal light that is substantially optically amplified. Therefore, according to the above relational expression, the effective sectional area Aeff, pBy reducing, the non-linearity with respect to the light of the wavelength λp corresponding to the excitation light can be increased, and the efficiency of optical amplification can be improved. Effective area Aeff, sBy increasing the non-linearity, the non-linearity with respect to the light of the wavelength λp + 0.1 μm, which substantially corresponds to the signal light, can be reduced, and the deterioration of the transmission quality of the signal light can be suppressed.
[0031]
The wavelength converter according to the present invention includes (a) the above-described nonlinear optical fiber having a cutoff wavelength of λc, and (b) signal light having a wavelength λs (provided that λc <λs) input to the nonlinear optical fiber. And a pumping light source for supplying pumping light having a predetermined wavelength λp (where λc <λp) to the nonlinear optical fiber, and (c) using a nonlinear optical phenomenon expressed in the nonlinear optical fiber Then, the wavelength of the signal light is converted, and converted light having a wavelength λs ′ (where λc <λs ′) is output.
[0032]
A wavelength converter having such a configuration can be used as a wavelength converter using four-wave mixing that occurs in a nonlinear optical fiber. Further, according to the nonlinear optical fiber having the above-described configuration, the cutoff wavelength λc can be made shorter than the wavelengths of the signal light, the converted light, and the pumping light, and wavelength conversion can be performed with high efficiency in a single mode. it can. Also, the signal light can maintain good transmission characteristics without being affected by mode dispersion.
[0033]
Further, the optical power of the converted light that is output is greater than the optical power of the input signal light. Such a wavelength converter can also be used as an optical amplifier using parametric amplification.
[0034]
Further, the dispersion value of the nonlinear optical fiber with respect to the excitation light having the wavelength λp is −0.2 ps / km / nm or more and +0.2 ps / km / nm or less. In this way, by setting the dispersion value at the pumping light wavelength of the nonlinear optical fiber to be close to zero dispersion, a condition in which the phases of the signal light, the pumping light, and the converted light are matched is realized, and the four-wave Mixing can occur.
[0035]
The wavelength λs ′ of the converted light is 1.45 μm or more and 1.53 μm or less. By setting the wavelength range of such converted light as the converted wavelength band, it can be used as a wavelength converter that can obtain converted light in the S-band wavelength band. Further, since the cut-off wavelength λc can be shortened as described above, wavelength conversion can be performed with high efficiency in a single mode.
[0036]
An optical fiber manufacturing method according to the present invention includes (1) GeO.2SiO with a predetermined amount added2A first step of synthesizing a glass rod for a core to be a core region by a VAD method or an OVD method and stretching the glass rod to have a predetermined outer diameter; and (2) a predetermined amount of F is added. SiO2A second step of forming a first cladding glass pipe to be a first cladding region by synthesizing by a VAD method or an OVD method and extending to a predetermined inner diameter and outer diameter; (3) A third step of flowing a predetermined gas to the inner surface of the first cladding glass pipe and heating it to perform etching to smooth the inner peripheral surface; and (4) a core in the first cladding glass pipe. A fourth step of inserting a glass rod for heating and air baking at a predetermined temperature of 1300 ° C. or higher, and then heating and integrating to form an intermediate glass rod; and (5) outside the core region and the first cladding region in the intermediate glass rod. After adjusting the ratio of the diameters, a fifth step of forming an optical fiber preform by forming a glass body serving as a second cladding region on the outer periphery of the intermediate glass rod; and (6) an optical fiber preform. It was heated wire drawing Omu, the maximum value of the refractive index n1The core region is provided on the outer periphery of the core region, and the minimum value of the refractive index is n2(However, n2<N1) And the outer periphery of the first cladding region, and the maximum value of the refractive index is nThree(However, n2<NThree<N1And a sixth step of creating an optical fiber including at least the second cladding region, and (7) heating integration of the core glass rod and the first cladding glass pipe in the fourth step, The heating temperature is 1800 ° C. or less, the roughness of the outer peripheral surface of the core glass rod is 5 μm or less, the roughness of the inner peripheral surface of the first cladding glass pipe is 5 μm or less, and from the outer peripheral surface of the core glass rod GeO within 2 μm thickness2(8) In the sixth step, various characteristics with respect to light having a wavelength of 1.55 μm are set to 11 μm.2An optical fiber having the following effective cross-sectional area, a cutoff wavelength λc of 0.7 μm or more and 1.6 μm or less at a fiber length of 2 m, and a nonlinear coefficient of 18 / W / km or more is produced. To do.
[0037]
According to such an optical fiber manufacturing method, an optical fiber having a double-clad structure having high nonlinearity can be produced with good transmission characteristics such as reduced transmission loss.
[0038]
Further, in the sixth step, the optical fiber manufacturing method is characterized in that, in the sixth step, the transmission loss of 1.0 dB / km or less and the polarization mode dispersion of 0.3 ps / √km or less are various characteristics for light having a wavelength of 1.55 μm. The above-mentioned optical fiber further comprising: is produced. As a result, a highly nonlinear optical fiber with low polarization mode dispersion and low transmission loss can be obtained.
[0039]
Alternatively, in the optical fiber manufacturing method, the optical fiber preform obtained in the fifth step is used as the third intermediate glass body between the fifth step and the sixth step, and the third intermediate glass body The method further includes a seventh step of forming an optical fiber preform by forming a hole portion in the first cladding region or the second cladding region and then inserting a glass rod serving as a stress applying portion into the hole portion. In step 6, the optical fiber preform created in the seventh step is drawn by heating, and the core region, the first cladding region, the second cladding region, and a stress applying unit that applies stress to the core region And at least a transmission loss of 3.0 dB / km or less and crosstalk between polarized waves of -15 dB or less as various characteristics with respect to light having a wavelength of 1.55 μm. It is characterized in. Thereby, a highly nonlinear polarization-maintaining fiber can be obtained.
[0040]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of an optical fiber, a nonlinear optical fiber, an optical amplifier, a wavelength converter, and an optical fiber manufacturing method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Further, the dimensional ratios in the drawings do not necessarily match those described.
[0041]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of a first embodiment of an optical fiber according to the present invention and a refractive index profile in the fiber radial direction (the direction indicated by the line L in the figure). The horizontal axis of the refractive index profile shown in FIG. 1 is different in scale, but each section on the cross section perpendicular to the central axis of the optical fiber along the line L shown in the cross sectional structure in the figure. Corresponds to the position. For comparison, the vertical axis of the refractive index profile is pure SiO.2The refractive index at is indicated by a dotted line. Each region in the refractive index profile is given the same reference numeral as each region in the cross-sectional structure of the optical fiber.
[0042]
This optical fiber is made of SiO2(Quartz glass) as a main component, an optical waveguide including a core region 10 including the central axis of the optical fiber, a first cladding region 20 provided on the outer periphery of the core region 10, and an outer periphery of the first cladding region 20 The second clad region 30 is provided.
[0043]
The core region 10 has an outer diameter (diameter) of 2r.1And pure SiO2GeO as an additive to increase the refractive index of glass2Is added in a predetermined amount, and the maximum value of the refractive index is n1(However, n1> N0, N0Is pure SiO2(Refractive index). Further, as shown in FIG. 1, the core region 10 of the present embodiment has GeO in the vicinity of the central axis of the optical fiber.2The graded refractive index distribution has a maximum addition amount and refractive index.
[0044]
On the other hand, the first cladding region 20 has an outer diameter of 2r.2And pure SiO2A predetermined amount of F is added to the glass as an additive to lower the refractive index, and the minimum value of the refractive index is n.2(However, n2<N0, N2<N1). The second cladding region 30 has an outer diameter of 2r.ThreeAnd pure SiO2Glass or pure SiO2A predetermined amount of F is added to the glass as an additive to lower the refractive index, and the maximum value of the refractive index is n.Three(However, nThree≦ n0, N2<NThree<N1).
[0045]
Here, the relative refractive index difference in each part is expressed as the refractive index n in the second cladding region 30.ThreeIs defined as a standard. At this time, as shown in FIG. 1, the refractive index n in the core region 10.1The relative refractive index difference corresponding to+= (N1-NThree) / NThree× 100 (%) and refractive index n in the first cladding region 202The relative refractive index difference corresponding to-= (N2-NThree) / NThreeIt is defined as x100 (%).
[0046]
The optical fiber according to the present embodiment uses not a single clad structure but a double clad structure in which the first clad region 20 and the second clad region 30 are provided on the outer periphery of the core region 10. In an optical fiber having a single clad structure, when the nonlinear coefficient γ is increased, there arises a problem that the cutoff wavelength λc becomes longer.
[0047]
On the other hand, GeO added in the core in order to increase the nonlinear coefficient γ by adopting the double clad structure as described above.2To increase the non-linear refractive index and increase the relative refractive index difference between the core and the cladding to increase the effective area AeffEven when is made smaller, the cutoff wavelength λc can be made sufficiently short. In this configuration, the dispersion slope can be negative.
[0048]
The cladding structure may be configured such that one or more other cladding regions having a predetermined refractive index and width are further provided between the first cladding region and the second cladding region. .
[0049]
The optical fiber according to the present embodiment can be applied to various uses by using a nonlinear optical phenomenon that is expressed by inputting light of a predetermined wavelength (within a predetermined wavelength band). It can be used as a nonlinear optical fiber having various characteristics. In particular, since the nonlinear coefficient γ is increased and the cut-off wavelength λc is sufficiently shortened, a highly efficient optical device using a nonlinear optical phenomenon can be realized. Specific characteristics of the optical fiber will be described later in more detail.
[0050]
An example of an optical fiber manufacturing method for producing an optical fiber (nonlinear optical fiber) having the configuration shown in FIG. 1 will be described. In this manufacturing method, the core region 10 and the first cladding region 20 are not collectively synthesized by sooting by the VAD method or the OVD method, but the core glass rod and the first cladding glass pipe are separately produced. After that, a method of integrating them by heating is used.
[0051]
First, a glass rod for a core that becomes the core region 10 of the optical fiber described above is created (first step). Here, SiO2As an additive to increase the refractive index with Ge as the main component2A glass rod to which a predetermined amount is added is synthesized by the VAD method or the OVD method, and then stretched to have a predetermined outer diameter to obtain a core glass rod.
[0052]
Also, a first cladding glass pipe to be the first cladding region 20 of the optical fiber is created (second step). Here, SiO2A glass pipe to which a predetermined amount of F is added as an additive that lowers the refractive index is synthesized by the VAD method or the OVD method, and then stretched to have a predetermined inner diameter and outer diameter to be used for the first cladding. Glass pipe.
[0053]
Further, vapor phase etching for smoothing the inner peripheral surface of the glass pipe is performed on the obtained first cladding glass pipe (third step). Here, SF6A predetermined gas such as SF is flowed to the inner surface of the first cladding glass pipe (for example, SF6+ Cl2And the inner surface of the pipe is etched.
[0054]
Next, the obtained core glass rod and first clad glass pipe are heated and integrated (fourth step). The core glass rod is inserted into the first clad glass pipe, and is heated and integrated according to the procedure and conditions described below to produce an intermediate glass rod.
[0055]
Subsequently, after adjusting the ratio of the outer diameter of the core region and the first cladding region in the intermediate glass rod to be a predetermined ratio, the glass body that becomes the second cladding region 30 on the outer periphery of the intermediate glass rod Then, an optical fiber preform is formed (fifth step).
[0056]
Here, the adjustment of the ratio of the outer diameter of the intermediate glass rod is performed, for example, by grinding the outer peripheral portion with an HF solution or the like. This grinding uses a flame such as an oxyhydrogen flame as a heat source in the heat integration or stretching process, and when the flame is in contact with the glass surface, OH groups and metals attached to the glass surface, etc. It is necessary to remove impurities in the flame.
[0057]
Moreover, about the synthesis | combination of the glass body used as the 2nd clad area | region 30, you may synthesize | combine, for example by VAD method or OVD method. Alternatively, it may be formed by rod in collapse, or may be further synthesized by VAD method or OVD method after rod in collapse.
[0058]
Then, the obtained optical fiber preform is drawn by heating to produce an optical fiber (sixth step). Through the above steps, the optical fiber having the double clad structure shown in FIG. 1 is obtained.
[0059]
The procedure and conditions of the fourth step of heating and integrating the core glass rod and the first cladding glass pipe will be further described.
[0060]
In the method of manufacturing an optical fiber having a double clad structure, when the core region and the first clad region are collectively synthesized, GeO in the core region is obtained.2Since the addition concentration is high and the F addition concentration in the first cladding region is also high, each diffuses in the glass fine particle body (soot body) in which the additive easily diffuses. At this time, GeFFourAs a result, defects such as GeO and GeO occur, and transmission loss is deteriorated. In addition, high concentration GeO by MCVD method2Addition SiO2When trying to synthesize glass, there is also a problem that transmission loss is greatly deteriorated.
[0061]
On the other hand, in the above-described manufacturing method, the core region 10 and the first cladding region 20 are separately synthesized (first and second steps), and then heated and integrated (fourth step). However, even in this case, the GeO2And F react with each other to form a gas such as GeO and may remain as bubbles at the interface between the core region 10 and the first cladding region 20. At this time, the characteristics of the optical fiber deteriorate due to the remaining bubbles.
[0062]
In order to suppress the generation of such bubbles, in this manufacturing method, in the fourth step of performing heat integration, heat integration is performed under any one of the following five conditions or a combination thereof. That is, (1) Integration is performed at a heating temperature of 1800 ° C. or lower. (2) Cl before heating integration2Empty baking is performed at a predetermined temperature of 1300 ° C. or higher in an atmosphere. (3) The roughness of the inner peripheral surface of the first cladding glass pipe is 5 μm or less. (4) The roughness of the outer peripheral surface of the core glass rod is 5 μm or less. (5) GeO in the region within 2 μm thickness from the outer peripheral surface of the core glass rod2The maximum concentration is 5 mol% or less. Generation of bubbles can be suppressed by applying heat integration by applying any of the above conditions or a combination thereof.
[0063]
About the effect of said manufacturing conditions, it confirmed by changing conditions and implementing heat integration. Here, for the core glass rod, the refractive index profile in the core is almost parabolic, and GeO2The addition concentration was 30 mol% at the maximum. Further, the outer diameter of the core glass rod at the time of heat integration (hereinafter, the outer diameter and the inner diameter all indicate the diameter) was 6 mm. On the other hand, for the first cladding glass pipe, the refractive index profile in the first cladding was substantially stepped, and the F addition concentration was 1.5 mol% at the maximum.
[0064]
Moreover, the outer diameter of the glass pipe for 1st clads at the time of heat integration was 32 mm, and the internal diameter was 9 mm. The obtained glass pipe for the first cladding is SF6300cmThree/ Min, Cl2200cmThreeThe surface was smoothed by etching at a heating temperature of 1500 ° C./min (maximum temperature of the glass surface measured with a pyroscope). In addition, the atmospheric gas in the pipe during heating integration is 200 cm of chlorine.Three/ Min, oxygen 300cmThree/ Min, and the degree of vacuum in the pipe was 1 kPa.
[0065]
First, the effect of suppressing bubble generation was confirmed under the condition that (1) the integration was performed at a heating temperature of 1800 ° C. or less. Here, the heating temperature for heat integration was changed in the range of 1950 ° C. to 1800 ° C., and the heat integration of the core glass rod and the first cladding glass pipe was performed. For other conditions, air baking is performed at 1300 ° C., the roughness of the inner peripheral surface of the first cladding glass pipe is 5 μm, the roughness of the outer peripheral surface of the core glass rod is 5 μm, GeO in the region within 2 μm thickness from the outer peripheral surface2The maximum concentration was 5 mol%.
[0066]
FIG. 2 shows the number of bubbles generated at the interface between the core glass rod and the first cladding glass pipe. Here, the number of bubbles generated was evaluated by the number of bubbles generated per 10 mm length after collapse (glass rod). As shown in the table of FIG. 2, the number of bubbles generated was reduced by reducing the heating temperature, and bubbles were almost not generated at the heating temperature of 1800 ° C. This is because the progress of the chemical reaction is suppressed by lowering the heating temperature for heat integration.
[0067]
Next, (2) before heating integration, Cl2The effect of suppressing the generation of bubbles was confirmed under the condition that air baking was performed at a predetermined temperature of 1300 ° C. or higher in the atmosphere. Here, heating integration was performed by changing the baking temperature for baking in the range of 1000 ° C to 1300 ° C. For other conditions, the heating temperature was 1800 ° C., the roughness of the inner peripheral surface of the first cladding glass pipe was 5 μm, the roughness of the outer peripheral surface of the core glass rod was 5 μm, and the outer peripheral surface of the core glass rod was GeO in the region within 2 μm thickness2The maximum concentration was 5 mol%.
[0068]
FIG. 3 shows the number of bubbles generated at the interface between the core glass rod and the first cladding glass pipe. As shown in the table of FIG. 3, the number of bubbles generated was decreased by increasing the baking temperature, and almost no bubbles were generated at the baking temperature of 1300 ° C. This is because by performing baking at a sufficient temperature, unstable surface Ge compounds and F compounds are removed, and the surface state becomes smooth.
[0069]
Next, the effect of suppressing bubble generation was confirmed under the condition that (3) the roughness of the inner peripheral surface of the first cladding glass pipe was 5 μm or less. Here, the roughness of the inner peripheral surface of the glass pipe was changed in the range of 10 μm to 5 μm, and the heating integration was performed. For other conditions, air baking is performed at 1300 ° C., the heating temperature is 1800 ° C., the roughness of the outer peripheral surface of the core glass rod is 5 μm, and the thickness is within 2 μm from the outer peripheral surface of the core glass rod. GeO2The maximum concentration was 5 mol%.
[0070]
FIG. 4 shows the number of bubbles generated at the interface between the core glass rod and the first cladding glass pipe. As shown in the table of FIG. 4, the number of bubbles generated was reduced by reducing the roughness of the inner peripheral surface of the first cladding glass pipe, and almost no bubbles were generated when the surface roughness was 5 μm. This is because by making the surface roughness sufficiently smooth, the rough surface portion is prevented from becoming a nucleus of bubble generation.
[0071]
Next, the effect of suppressing bubble generation was confirmed under the condition that (4) the roughness of the outer peripheral surface of the core glass rod was 5 μm or less. Here, the roughness of the outer peripheral surface of the glass rod was changed in the range of 10 μm to 5 μm, and the heating integration was performed. For other conditions, air baking is performed at 1300 ° C., the heating temperature is 1800 ° C., the roughness of the inner peripheral surface of the first cladding glass pipe is 5 μm, and the thickness is within 2 μm from the outer peripheral surface of the core glass rod. GeO in the region2The maximum concentration was 5 mol%.
[0072]
FIG. 5 shows the number of bubbles generated at the interface between the core glass rod and the first cladding glass pipe. As shown in the table of FIG. 5, the number of bubbles generated was reduced by reducing the roughness of the outer peripheral surface of the core glass rod, and bubbles were almost not generated when the surface roughness was 5 μm. This is because, as in the case of the glass pipe, by sufficiently smoothing the surface roughness, it is possible to prevent the rough surface portion from becoming the core of bubble generation.
[0073]
Next, (5) GeO in a region within 2 μm in thickness from the outer peripheral surface of the glass rod for core.2Regarding the condition that the maximum value of the concentration was 5 mol% or less, the effect of suppressing the generation of bubbles was confirmed. Here, GeO in the above region2Heating integration was performed by changing the maximum value of concentration in the range of 10 mol% to 5 mol%. For other conditions, air baking is performed at 1300 ° C., the heating temperature is 1800 ° C., the roughness of the inner peripheral surface of the first cladding glass pipe is 5 μm, and the roughness of the outer peripheral surface of the core glass rod is 5 μm. It was.
[0074]
FIG. 6 shows the number of bubbles generated at the interface between the core glass rod and the first cladding glass pipe. As shown in the table of FIG. 6, the number of bubbles generated is GeO.2Reduced by reducing the maximum concentration, GeO2Almost no bubbles were generated at the maximum concentration of 5 mol%. This is because GeO on the surface layer2This is because the concentration is reduced and bubbles are hardly generated.
[0075]
Under the above conditions, that is, baking is performed at 1300 ° C., the heating temperature is 1800 ° C., the roughness of the inner peripheral surface of the first cladding glass pipe is 5 μm, the roughness of the outer peripheral surface of the core glass rod is 5 μm, GeO in the region within 2 μm thickness from the outer peripheral surface of the core glass rod2Heat integration was performed under the condition that the maximum value of the concentration was 5 mol%, and an intermediate glass rod (first intermediate glass rod) having an outer diameter of 30 mm without bubbles was obtained.
[0076]
And after extending | stretching the 1st intermediate glass rod to outer diameter 8mm, the outer peripheral part is ground with HF solution to outer diameter 5.4mm, and (core diameter) / (first clad diameter) = 0.30. It was adjusted. Separately from the first intermediate glass rod, a second cladding glass pipe that is the inner peripheral portion of the second cladding region 30 was prepared. This second cladding glass pipe is made of SiO having an F addition concentration of 0.7 mol%, an outer diameter of 32 mm, and an inner diameter of 8 mm.2Glass pipe was used. And the 1st intermediate glass rod was inserted in the glass pipe for 2nd clads, and it integrated by heating, and obtained the 2nd intermediate glass rod with an outer diameter of 30 mm.
[0077]
Next, on the outer periphery of the obtained second intermediate glass rod, a glass body to be an outer peripheral side portion of the second cladding region 30 is made of SiO having an F addition concentration of 0.7 mol% similar to the second cladding glass pipe.2An optical fiber preform was prepared by synthesizing the glass by the VAD method or the OVD method. Here, (second cladding diameter) / (first cladding diameter) = 7.8.
[0078]
In the above-described method of synthesizing the second cladding region 30, the inner peripheral side portion is formed by heat integration of the glass pipe. This is to reduce the amount of OH group mixed in the optical fiber. Further, the outer peripheral side portion is formed by the soot method of the VAD method or the OVD method. This is for increasing the size of the optical fiber preform.
[0079]
Various methods may be used for synthesizing the second cladding region 30 according to individual conditions. For example, in the case where the power field distribution of light is not so wide and the influence of OH groups mixed in the second cladding synthesis by the soot method can be ignored, it is not necessary to perform heating integration of the glass pipe. Or you may synthesize | combine a 2nd clad only by heating integration of a glass pipe, without performing the synthesis | combination by a soot method.
[0080]
The optical fiber preform produced by the above manufacturing method and manufacturing conditions was drawn by heating to obtain an optical fiber having a double clad structure shown in FIG. Its configuration is the outer diameter 2r of the core region 101= 4.8 μm, relative refractive index difference Δ+= 3.3%, outer diameter 2r of the first cladding region 202= 16 μm, relative refractive index difference Δ-= -0.25%, outer diameter 2r of second cladding region 30Three= 125 μm.
[0081]
Various characteristics for light with a wavelength of 1.55 μm are as follows:
Dispersion = + 0.22 ps / km / nm,
Dispersion slope = +0.045 ps / km / nm2,
Effective area Aeff= 10.4 μm2,
Cut-off wavelength λc = 1510 nm,
Zero dispersion wavelength = 1545 nm,
Transmission loss = 0.46 dB / km,
Mode field diameter = 3.69 μm,
Non-linear coefficient γ = 20.8 / W / km,
Polarization mode dispersion PMD = 0.05 ps / √km
Thus, an optical fiber (non-linear optical fiber) with good characteristics was obtained.
[0082]
The characteristics of the optical fiber described above are as follows for the light with a wavelength of 1.55 μm.
11 μm2Effective sectional area Aeff,
Cutoff wavelength λc of 0.7 μm or more and 1.6 μm or less with a fiber length of 2 m,
A nonlinear coefficient γ of 18 / W / km or more,
Meet. Further, the transmission loss for light having a wavelength of 1.55 μm satisfies the characteristic condition of 3.0 dB / km or less, or 1.0 dB / km or less.
[0083]
Thus, by adopting the double clad structure, the GeO of the core2Effective area A with increasing concentrationeffEven when the non-linear coefficient γ is increased by reducing the non-linear coefficient γ, a highly non-linear optical fiber having a suitable cutoff wavelength λc can be obtained.
[0084]
Note that the relative refractive index difference Δ between the core region 10 and the second cladding region 30.+Is effective area AeffTo make it sufficiently small, Δ+Is preferably 2.7% or more. In the case of such a large relative refractive index difference, the cutoff wavelength λc becomes long in the single cladding structure, but the cutoff wavelength λc can be sufficiently shortened as described above according to the double cladding structure.
[0085]
FIG. 7 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of a second embodiment of an optical fiber according to the present invention and a refractive index profile in the fiber radial direction (direction indicated by line L in the drawing).
[0086]
This optical fiber is made of SiO2(Quartz glass) as a main component, an optical waveguide including a core region 10 including the central axis of the optical fiber, a first cladding region 20 provided on the outer periphery of the core region 10, and an outer periphery of the first cladding region 20 The second clad region 30 is provided. Here, the configurations of the first cladding region 20 and the second cladding region 30 are the same as those in the first embodiment.
[0087]
On the other hand, the core region 10 has an outer diameter (diameter) of 2r.1And pure SiO2GeO as an additive to increase the refractive index of glass2Is added in a predetermined amount, and the maximum value of the refractive index is n1(However, n1> N0). Further, as shown in FIG. 7, the core region 10 of the present embodiment has a GeO region in the vicinity of the central axis of the optical fiber.2The graded refractive index distribution has a maximum addition amount and refractive index.
[0088]
Further, an intermediate region 15 is provided in a predetermined range on the outer peripheral side in the core region 10 at a position between the core region 10 and the first cladding region 20. This intermediate region 15 has a slightly higher concentration of GeO so as to have a refractive index distribution (addition concentration distribution) protruding in an angular shape as shown in FIG.2Is added. Here, the maximum value of the refractive index of the intermediate region 15 is nFive(However, nFive> N0), The relative refractive index difference is ΔFive= (NFive-NThree) / NThreeAnd
[0089]
Similar to the optical fiber according to the first embodiment, the optical fiber according to the present embodiment is not a single clad structure, but a double clad structure in which the first cladding region 20 and the second cladding region 30 are provided on the outer periphery of the core region 10. Used. Thereby, GeO added in the core in order to increase the nonlinear coefficient γ.2To increase the non-linear refractive index and increase the relative refractive index difference between the core and the cladding to increase the effective area AeffEven when is made smaller, the cutoff wavelength λc can be made sufficiently short. In this configuration, the dispersion slope can be negative. The effect of the intermediate region 15 will be described later together with an optical fiber manufacturing method.
[0090]
The optical fiber according to the present embodiment can be applied to various applications by using a non-linear optical phenomenon expressed by inputting light of a predetermined wavelength (within a predetermined wavelength band) and is good. It can be used as a nonlinear optical fiber having various characteristics.
[0091]
An example of an optical fiber manufacturing method for producing an optical fiber (non-linear optical fiber) having the configuration shown in FIG. 7 will be described.
[0092]
First, a glass fine particle body (soot body) composed of a region to be the core region 10 including the intermediate region 15 and a precursor region to be the first cladding region 20 is synthesized. Here, the region to be the core region 10 is GeO.2SiO with up to 30 mol% added2The region of the outer periphery corresponding to the intermediate region 15 is made of GeO.2Is added in a square shape as described above so that the addition concentration at the peak value is 5 mol%.2Glass was used. The precursor region of the first cladding region 20 is pure SiO on its outer periphery.2Synthesized as glass.
[0093]
The obtained glass fine particles (glass porous body) are put in a sintering furnace, heated at a heating temperature of 1300 ° C. in a mixed atmosphere of chlorine and helium, and then dehydrated, and then heated at 1400 ° C. in a helium atmosphere. The region to be the core region 10 and the intermediate region 15 was selectively densified (transparent).
[0094]
At this time, the regions to be the core region 10 and the intermediate region 15 are GeO at a high concentration.2Is added to lower the densification temperature, so that the effect of densification by heating can be sufficiently obtained. On the other hand, the precursor region of the first cladding region 20 is pure SiO.2Since it is glass, the densification temperature is high, and heating at 1400 ° C. does not increase the densification but remains as a glass particulate.
[0095]
In this state, C is added with helium and F at a heating temperature of 1400 ° C.2F6, SiFFour, CFFourThe glass body is heated in a mixed atmosphere of gas such as F, and F is added at a concentration of 1 mol% to the precursor region of the first cladding region 20 that has not been densified to form the first cladding region 20.
[0096]
Here, in the case where F is added at the time of heating and sintering the glass fine particle body in this way, in a normal method, F added to the clad also enters the core region. At this time, the refractive index of the core region is lowered, and impurities such as GeO and Ge—F compounds are generated, resulting in a problem that transmission loss is deteriorated. On the other hand, in this manufacturing method, GeO is formed on the outer peripheral portion of the core region 10.2Is formed at a high concentration, and the regions are selectively densified by heating at a slightly low temperature. By subsequently adding F, F can be selectively added only to the precursor region of the first cladding region 20.
[0097]
On the outer periphery of the obtained glass body, a glass body to be the second cladding region 30 was formed to prepare an optical fiber preform. Here, for the second cladding region 30, SiO with F added at an addition concentration of 0.3 mol%.2Glass was used. The ratio of the outer diameters of the respective regions was (core diameter) / (first cladding diameter) = 0.40, (second cladding diameter) / (first cladding diameter) = 11.6.
[0098]
The optical fiber preform prepared by the above manufacturing method and manufacturing conditions was drawn by heating to obtain an optical fiber having a double clad structure shown in FIG. Its configuration is the outer diameter 2r of the core region 101= 4.3 μm, relative refractive index difference Δ+= 3.1%, relative refractive index difference Δ of the intermediate region 15Five= 1.0%, outer diameter 2r of the first cladding region 202= 10.8 μm, relative refractive index difference Δ-= −0.26%, outer diameter 2r of second cladding region 30Three= 125 μm. In addition, the refractive index profile (GeO of the core region 10)2(Addition concentration distribution) was approximately α to 3.0 power distribution.
[0099]
Various characteristics for light with a wavelength of 1.55 μm are as follows:
Dispersion = +0.98 ps / km / nm,
Dispersion slope = +0.035 ps / km / nm2,
Effective area Aeff= 10.2 μm2,
Cut-off wavelength λc = 1465 nm,
Zero dispersion wavelength = 1520 nm,
Transmission loss = 0.49 dB / km,
Mode field diameter = 3.64 μm,
Non-linear coefficient γ = 21.5 / W / km,
Thus, an optical fiber (non-linear optical fiber) with good characteristics was obtained.
[0100]
The characteristics of the optical fiber described above are as follows for the light with a wavelength of 1.55 μm.
11 μm2Effective sectional area Aeff,
Cutoff wavelength λc of 0.7 μm or more and 1.6 μm or less with a fiber length of 2 m,
A nonlinear coefficient γ of 18 / W / km or more,
Meet. Further, the transmission loss for light having a wavelength of 1.55 μm satisfies the characteristic condition of 3.0 dB / km or less, or 1.0 dB / km or less.
[0101]
Thus, by adopting the double clad structure, the GeO of the core2Effective area A with increasing concentrationeffEven when the non-linear coefficient γ is increased by reducing the non-linear coefficient γ, a highly non-linear optical fiber having a suitable cutoff wavelength λc can be obtained.
[0102]
Note that the relative refractive index difference Δ between the core region 10 and the second cladding region 30.+Is effective area AeffTo make it sufficiently small, Δ+Is preferably 2.7% or more. In the case of such a large relative refractive index difference, the cutoff wavelength λc becomes long in the single cladding structure, but the cutoff wavelength λc can be sufficiently shortened as described above according to the double cladding structure.
[0103]
The preferred configuration conditions and various characteristics of the optical fiber (nonlinear optical fiber) according to the present invention will be further examined. Of the various characteristics of the optical fiber shown below, those depending on the wavelength show characteristics for light having a wavelength of 1.55 μm unless otherwise specified.
[0104]
First, the transmission loss in the optical fiber having the above configuration will be examined. In an optical fiber having high nonlinearity, GeO is highly concentrated in the core in order to increase nonlinear refractive index and increase nonlinearity.2Is added. At this time, transmission loss is likely to deteriorate due to heating during drawing. Such deterioration of transmission loss can be suppressed by lowering the heating temperature at the time of drawing, but in drawing at a low temperature, excessive tension is applied during drawing of the optical fiber. Therefore, there is a problem that the optical fiber is broken.
[0105]
On the other hand, in the optical fiber having the double clad structure shown in FIGS. 1 and 7, it is preferable to add F (fluorine) to the second clad region 30 occupying most of the volume of the optical fiber. As a result, the viscosity in the second cladding region 30 can be reduced, so that the drawing temperature can be lowered, and deterioration of transmission loss is suppressed.
[0106]
To reduce the transmission loss, two types of optical fibers A1 and A2 having a structure shown in the refractive index profile of FIG.
[0107]
The optical fiber A1 uses the refractive index profile shown in FIG. 8A, and the core region 10 has a parabolic distribution shape of GeO.2Addition SiO2(Maximum addition concentration 30 mol%), the first cladding region 20 is made of F-added SiO.2(Addition concentration 1.6 mol%), the second cladding region 30 is made of F-added SiO.2It was prepared as (addition concentration 0.9 mol%).
[0108]
Further, the optical fiber A2 uses the refractive index profile shown in FIG. 8B, and the core region 10 has a parabolic distribution shape of GeO.2Addition SiO2(Maximum addition concentration 30 mol%), the first cladding region 20 is made of F-added SiO.2(Addition concentration 1.6 mol%), the second cladding region 30 is pure SiO2Created as.
[0109]
Both optical fibers A1 and A2 were drawn with a drawing speed of 300 m / min and a tension of 4 N (400 gw). Here, the maximum temperature on the glass surface of the optical fiber A1 was 1900 ° C., the maximum temperature on the glass surface of the optical fiber A2 was 2000 ° C., and the optical fiber A1 could be drawn at a lower temperature.
[0110]
Various characteristics of the obtained optical fibers A1 and A2 are shown in FIG. From the table in FIG. 9, it can be seen that the optical fiber A1 in which F is added to the second cladding region 30 has a smaller transmission loss and a larger nonlinear coefficient γ than the optical fiber A2.
[0111]
Next, the cutoff wavelength λc and the effective cross-sectional area A in the optical fibereffAnd the nonlinear coefficient γ. In an optical fiber having high nonlinearity, as described above, GeO is highly concentrated in the core.2Is added to increase the nonlinear refractive index, and the effective area AeffIs preferably reduced. At this time, the nonlinear coefficient γ increases, while the cut-off wavelength λc increases. On the other hand, if an optical fiber having a double clad structure is used, the nonlinear coefficient γ can be increased and the cutoff wavelength λc can be sufficiently shortened.
[0112]
In addition, when a nonlinear optical fiber is applied to wavelength conversion using four-wave mixing, the phase must be matched, so the dispersion value at the wavelength λp of the wavelength conversion excitation light needs to be almost zero. There is. Therefore, it is desirable that λp is in the vicinity of the zero dispersion wavelength. The wavelength λs ′ of the converted light that has undergone wavelength conversion with respect to the signal light of wavelength λs is:
λs ′ = λp− (λs−λp)
It becomes. For example, when the wavelength of WDM signal light having a wavelength of 1530 nm to 1565 nm is collectively converted by excitation light having a wavelength of 1525 nm, the wavelength of the converted light is in the range of wavelengths from 1520 nm to 1490 nm. The cut-off wavelength λc needs to be a suitable value in consideration of the wavelength of these signal light, converted light, pump light, amplified light, and the like.
[0113]
This cutoff wavelength λc, effective area AeffFor the non-linear coefficient γ, four types of optical fibers B1, B2, C1, and C2 having the structure shown in the refractive index profile of FIG.
[0114]
Each of the optical fibers B1 and B2 uses the refractive index profile shown in FIG.2Addition SiO2The first cladding region 20 is made of F-added SiO.2(Addition concentration 2.1 mol%), the second cladding region 30 is made of F-added SiO.2It was prepared as (addition concentration 0.9 mol%). GeO in the core region 102The addition concentrations were different values.
[0115]
In addition, the optical fibers C1 and C2 each have a refractive index profile shown in FIG.2Addition SiO2The first cladding region 20 is made of F-added SiO.2(Addition concentration 2.1 mol%), the second cladding region 30 is pure SiO2Created as. GeO in the core region 102The addition concentrations were different values.
[0116]
For comparison, optical fibers D1 to D5 having a single clad structure were prepared. Each of these optical fibers D1 to D5 was created by the refractive index profile shown in FIG. Here, reference numeral 60 denotes a core region, and reference numeral 70 denotes a clad region having a single clad structure.
[0117]
Each of the optical fibers D1 to D5 has a refractive index profile shown in FIG.2Addition SiO2The cladding region 70 is made of F-added SiO.2It was prepared as (addition concentration 0.9 mol%). GeO in the core region 602The addition concentrations were different values. The relative refractive index difference Δ of the core region 60+Is based on the cladding region 70.
[0118]
The relative refractive index difference Δ of the obtained optical fibers B1, B2, C1, C2+, Δ-FIG. 12 shows various characteristics, and the relative refractive index difference Δ of the optical fibers D1 to D5 for comparison.+And various characteristics are shown in FIG. From the table of FIG. 13, in the optical fibers D1 to D5 having the single clad structure, the GeO in the core2Low additive concentration Δ+Is small, the effective area AeffIs large, and the value of the nonlinear coefficient γ is also small. Δ+Is 2.7% or more, the wavelength of the WDM signal light having a cutoff wavelength of 1530 nm to 1565 nm is longer than the wavelength of the converted light in the collective wavelength conversion using the excitation light having a wavelength of 1525 nm.
[0119]
On the other hand, from the table of FIG. 12, the effective cross-sectional area A is obtained for the optical fibers B1, B2, C1, C2 having the double clad structure.effIs small and a large nonlinear coefficient γ is obtained. For example, Δ+The effective cross-sectional area A is such that the cut-off wavelength is 1469 nm (optical fiber C2) even if the ratio is 4.5%.effIs 11μm2A sufficiently short cut-off wavelength is realized even when the value is small and the nonlinear coefficient γ is 18 / W / km or more.
[0120]
Next, hydrogen resistance characteristics in optical fibers will be examined. GeO in the core2If the concentration of is high, its hydrogen resistance tends to deteriorate. On the other hand, a hermetic coating mainly composed of a substance having a shielding property against water molecules and hydrogen molecules such as amorphous carbon, silicon carbide, etc. on the outer peripheral portion of the second cladding region 30 which is the outermost layer of the optical fiber (see FIG. 1 and the hermetic coat 50 shown in FIG. 7).
[0121]
At this time, diffusion of hydrogen into the core region and the cladding region of the optical fiber can be blocked. Further, the static fatigue coefficient becomes 100 to 160, and the fracture probability is extremely reduced. Thereby, the long-term reliability of the optical fiber can be improved.
[0122]
As described above, eight types of optical fibers E1 to E8 related to the optical fiber of the present invention were manufactured on the basis of the configuration, manufacturing method, and preferable manufacturing conditions of the optical fiber (non-linear optical fiber) examined.
[0123]
These optical fibers E1 to E8 are formed of GeO having a refractive index profile approximately in the power of α to 3.0 in the core region 10.2Addition SiO2The first cladding region 20 is made of F-added SiO.2The second cladding region 30 is made of F-added SiO.2Or pure SiO2Created as. The relative refractive index difference Δ of the obtained optical fibers E1 to E8+, Δ-F concentration in the second cladding region 30, outer diameter 2r of the core region 10 and the first cladding region 2012r2FIG. 14 is a table showing characteristics thereof. Of the characteristics shown, OH absorption transmission loss indicates an increase in transmission loss (excess absorption loss) at a wavelength of 1.38 μm due to OH group absorption.
[0124]
The characteristics of the optical fibers E1 to E8 shown in the table of FIG. 14 are all the following characteristic conditions for light having a wavelength of 1.55 μm.
11 μm2Effective sectional area Aeff,
Cutoff wavelength λc of 0.7 μm or more and 1.6 μm or less with a fiber length of 2 m,
Transmission loss of 1.0 dB / km or less,
Polarization mode dispersion PMD of 0.3 ps / √km or less,
A nonlinear coefficient γ of 18 / W / km or more,
Meet. Thus, by adopting the double clad structure, the GeO of the core2Effective area A with increasing concentrationeffEven when the non-linear coefficient γ is increased by reducing the non-linear coefficient γ, a highly non-linear optical fiber having a suitable cutoff wavelength λc can be obtained. In addition, a highly nonlinear optical fiber with small polarization mode dispersion and low transmission loss can be obtained.
[0125]
Here, the excess absorption loss due to the OH group with respect to light having a wavelength of 1.38 μm is preferably 0.2 dB / km or less. The optical fibers E1 to E8 shown in FIG. 14 all satisfy this characteristic condition.
[0126]
When a stress applying portion is provided at a predetermined site in the optical fiber, a polarization maintaining optical fiber is obtained. FIG. 15 shows a cross-sectional structure of another embodiment of an optical fiber that is such a polarization-maintaining optical fiber. In this optical fiber, B on both the left and right sides sandwiching the core region 102OThreeAddition SiO2Each of the stress applying portions 40 is formed. In the polarization-maintaining optical fiber having such a configuration, although the transmission loss may be deteriorated due to the stress applying unit 40, a random coupling between orthogonal polarizations can be suppressed. As a result, the quality of the transmitted signal light can be kept good.
[0127]
The manufacturing method of the optical fiber having such a configuration is substantially the same as the manufacturing method described above for the optical fiber having the configuration shown in FIG. 1, but the second cladding is formed on the outer periphery of the intermediate glass rod in the fifth step. What formed the glass body used as the area | region 30 is not used as an optical fiber preform as it is, but this is made into a 3rd intermediate glass body, and is further processed.
[0128]
That is, a hole is formed in the first cladding region or the second cladding region of the obtained third intermediate glass body. And the glass rod used as the stress provision part 40 is inserted in the opening part, and an optical fiber preform is created. By drawing the optical fiber preform by heating, an optical fiber having a configuration having the stress applying portion 40 is obtained.
[0129]
An example of the above manufacturing method will be described. Here, for the core glass rod, the refractive index profile in the core is almost parabolic, and GeO2The addition concentration was 30 mol% at the maximum. Moreover, the outer diameter of the core glass rod at the time of heat integration was 8 mm. On the other hand, for the first cladding glass pipe, the refractive index profile in the first cladding was substantially stepped, and the F addition concentration was 1.5 mol% at the maximum.
[0130]
Moreover, the outer diameter of the glass pipe for 1st clads at the time of heat integration was 32 mm, and the internal diameter was 9 mm. The obtained glass pipe for the first cladding is SF6300cmThree/ Min, Cl2200cmThreeThe surface was smoothed by etching at a heating temperature of 1500 ° C./min (maximum temperature of the glass surface measured with a pyroscope).
[0131]
For grilling before heating integration, Cl2500cmThree/ Min, baking was performed at a heating temperature of 1500 ° C. Atmosphere gas in the pipe at the time of heating integration is chlorine 200cmThree/ Min, oxygen 300cmThree/ Min, and the degree of vacuum in the pipe was 1 kPa.
[0132]
For heating integration, the heating temperature is 1700 ° C., the roughness of the inner peripheral surface of the first cladding glass pipe is 3 μm or less, the roughness of the outer peripheral surface of the core glass rod is 2 μm or less, GeO in the region within 2 μm thickness from the outer peripheral surface2Heat integration was performed under the condition that the maximum value of the concentration was 3 mol%, and an intermediate glass rod (first intermediate glass rod) having an outer diameter of 30 mm without bubbles was obtained.
[0133]
And after extending the first intermediate glass rod to an outer diameter of 9 mm, the outer periphery thereof was ground to an outer diameter of 6 mm with an HF solution to adjust (core diameter) / (first cladding diameter) = 0.40. . Separately from the first intermediate glass rod, a second cladding glass pipe that is the inner peripheral portion of the second cladding region 30 was prepared. This second cladding glass pipe is made of almost pure SiO 2.2SiO with outer diameter 32mm and inner diameter 9mm2Glass pipe was used. And the 1st intermediate glass rod was inserted in the glass pipe for 2nd clads, and it integrated by heating, and obtained the 2nd intermediate glass rod with an outer diameter of 30 mm.
[0134]
Next, on the outer periphery of the obtained second intermediate glass rod, a glass body that becomes the outer peripheral side portion of the second cladding region 30 is made of substantially pure SiO as in the second cladding glass pipe.2SiO2The glass was synthesized by the VAD method or the OVD method to produce a third intermediate glass body. Here, (second cladding diameter) / (first cladding diameter) = 10.8.
[0135]
Furthermore, this third intermediate glass body was stretched to an outer diameter of 36 mm. At this time, the outer diameter of the core region 10 portion of the stretched third intermediate glass body was 1.3 mm, and the outer diameter of the first cladding region 20 portion was 3.3 mm. In the second clad region 30 portion of the third intermediate glass body, two apertures serving as the stress applying portion 40 shown in FIG. 15 were formed. In these apertures, the distance between the centers of the two apertures was 15.2 mm, and the outer diameter of each aperture was 10 mm. In addition, the centers of the two opening portions, the centers of the core region 10 and the first cladding region 20 were made to be substantially in a straight line.
[0136]
Polishing was performed until the roughness of the inner peripheral surface of the formed aperture became 2 μm or less, and the product was washed with water, alcohol, or aqua regia so as to remove foreign substances such as abrasives and grinding scraps. And as a glass rod used as the stress provision part 40, B with an outer diameter of 9 mm2OThreeAddition SiO2A glass rod was inserted into the aperture and sealed to create an optical fiber preform.
[0137]
An optical fiber preform having the structure shown in FIG. 15 was obtained by drawing the optical fiber preform produced by the above manufacturing method and manufacturing conditions. Here, the glass rod inserted into the opening portion is integrated with the cladding region by heating at the time of drawing, and becomes the stress applying portion 40. The configuration of the obtained optical fiber is the outer diameter 2r of the core region 10.1= 4.6 μm, relative refractive index difference Δ+= 3.0%, outer diameter 2r of the first cladding region 202= 11.6 μm, relative refractive index difference Δ-= -0.5%, outer diameter 2r of second cladding region 30Three= 125 μm.
[0138]
Various characteristics for light with a wavelength of 1.55 μm are as follows:
Dispersion = + 0.01 ps / km / nm,
Dispersion slope = + 0.042ps / km / nm2,
Effective area Aeff= 10.6 μm2,
Cut-off wavelength λc = 1349 nm,
Zero dispersion wavelength = 1550 nm,
Transmission loss = 1.5 dB / km,
Mode field diameter = 3.75 μm,
Non-linear coefficient γ = 20.2 / W / km,
Crosstalk between polarized waves = -20 dB (fiber length 1 km)
Thus, an optical fiber (non-linear optical fiber) with good characteristics was obtained.
[0139]
As optical fibers having such a configuration, three types of optical fibers F1 to F3 according to the optical fiber of the present invention were further prototyped.
[0140]
These optical fibers F1 to F3 are similar to the optical fibers E1 to E8, and the GeO having a refractive index distribution of approximately α to 3.0 power in the core region 10.2Addition SiO2The first cladding region 20 is made of F-added SiO.2The second cladding region 30 is made of F-added SiO.2Or pure SiO2Created as. The relative refractive index difference Δ of the obtained optical fibers F1 to F3+, Δ-F concentration in the second cladding region 30, outer diameter 2r of the core region 10 and the first cladding region 2012r2FIG. 16 is a table showing various characteristics according to the above. Of the characteristics shown, OH absorption transmission loss indicates an increase in transmission loss (excess absorption loss) at a wavelength of 1.38 μm due to OH group absorption.
[0141]
The characteristics of the optical fibers F1 to F3 shown in the table of FIG. 16 are all the following characteristic conditions for light having a wavelength of 1.55 μm.
11 μm2Effective sectional area Aeff,
Cutoff wavelength λc of 0.7 μm or more and 1.6 μm or less with a fiber length of 2 m,
Transmission loss of 3.0 dB / km or less,
Crosstalk between polarizations of -15 dB or less,
A nonlinear coefficient γ of 18 / W / km or more,
Meet. Thus, by adopting the double clad structure, the GeO of the core2Effective area A with increasing concentrationeffEven when the non-linear coefficient γ is increased by reducing the non-linear coefficient γ, a highly non-linear optical fiber having a suitable cutoff wavelength λc can be obtained. In addition, a highly nonlinear polarization-maintaining optical fiber can be obtained.
[0142]
Here, the excess absorption loss due to the OH group with respect to light having a wavelength of 1.38 μm is preferably 0.2 dB / km or less. The optical fibers F1 to F3 shown in FIG. 16 all satisfy this characteristic condition.
[0143]
In the optical fiber having the above-described configuration and various characteristics, by utilizing the nonlinear optical phenomenon expressed by inputting light of a predetermined wavelength, high nonlinearity is actively used, and the cutoff wavelength A nonlinear optical fiber having good characteristics with respect to λc and the like can be obtained. Such a non-linear optical fiber can be applied to various optical devices using a non-linear optical phenomenon.
[0144]
Here, in an optical device such as an optical amplifier or a wavelength converter that uses an optical fiber having the above-described configuration as a nonlinear optical fiber, an optical module (for example, an optical device) is obtained by forming an optical device into a coil by housing the optical fiber in a coil. An amplifier module or a wavelength converter module) may be used. In such a case, it is necessary to maintain the characteristics of the optical fiber so as to be suitable for modularization, such as bending characteristics including changes in strength and bending loss of the optical fiber.
[0145]
On the other hand, as a configuration of the optical fiber, the outer diameter of the glass portion of the optical fiber is preferably set to 100 μm or less. Alternatively, it is preferable that the outer diameter of the glass portion be 90 μm or less. In this way, by making the outer diameter of the glass portion small, even when the coating portion provided on the outer periphery of the glass portion is thin, an optical fiber having sufficient strength including the strength against bending is obtained. be able to.
[0146]
For example, considering the strength against bending of the optical fiber, when the optical fiber is bent to be coiled and accommodated in the optical module, bending stress is generated in each part in the glass portion of the optical fiber. This bending stress causes the optical fiber to break due to the strength of the optical fiber against bending.
[0147]
Specifically, when the optical fiber is bent and wound in a coil shape, the bending stress generated is substantially zero at the central portion (near the central axis) of the glass portion of the optical fiber. On the other hand, a compressive stress is generated in the glass portion because the bending diameter is smaller at the inner portion in the radial direction of the optical fiber coil than at the central portion. On the other hand, a tensile stress is generated in the glass portion because the bending diameter is larger at the outer portion in the radial direction of the optical fiber coil than at the central portion. And the magnitude | size of these compressive stress and tensile stress becomes large as the distance from the center site | part of a glass part becomes large.
[0148]
On the other hand, according to the optical fiber having the above-described configuration in which the outer diameter of the glass portion is small, the distance from the central portion of the portion of the glass portion located on the innermost side or the outer side in the radial direction of the coil is reduced, The magnitude of stress generated in the glass portion of the optical fiber is reduced. Thereby, the strength with respect to the bending of the optical fiber is improved, and breakage due to the stress of the optical fiber when coiled is prevented.
[0149]
Further, in the above-described optical fiber having a highly non-linearity double clad structure, the effective area AeffThe spread of the electromagnetic field distribution of the light transmitted through the glass portion is small due to, for example, the reduction in the size. Also, in such an optical fiber, the numerical aperture NA is generally large. For this reason, in the above-described optical fiber, the bending loss is small, and the influence on the transmission loss due to the small outer diameter of the glass portion is small. Therefore, it is possible to obtain an optical fiber having a sufficient bending property and bending loss is reduced, and having good bending characteristics.
[0150]
In addition, the glass part of an optical fiber means the part containing a core area | region, a 1st clad area | region, and a 2nd clad area | region except the resin-made coating | cover parts provided in the outer periphery of an optical fiber. For example, in the optical fiber shown in FIGS. 1 and 7, a portion including the core region 10, the first cladding region 20, and the second cladding region 30 is a glass portion. Further, when another cladding region made of glass is further provided on the outer periphery of the second cladding region, a portion including the cladding region becomes a glass portion.
[0151]
Moreover, about the coating | coated part provided in the outer periphery of a glass part, it is preferable that the outer diameter of a coating | coated part shall be 150 micrometers or less. Or it is preferable that the outer diameter of a coating | coated part shall be 120 micrometers or less further. Thus, by making the outer diameter of the covering portion small, the optical module can be reduced in size when the optical fiber is coiled and accommodated in the optical module as described above. Further, if the optical modules have the same size, a longer optical fiber can be coiled and accommodated in the optical module.
[0152]
Considering the characteristics of the optical fiber when applied to an optical device as a nonlinear optical fiber, it is preferable that the transmission loss is 5.0 dB / km or less in the characteristics with respect to light having a wavelength of 1.00 μm. Alternatively, it is preferable that the transmission loss is further 3.0 dB / km or less.
[0153]
By reducing the transmission loss on the short wavelength side in this way, the transmission loss at the pumping light wavelength in Raman amplification is reduced. Thus, it has good characteristics when applied to an optical device as a nonlinear optical fiber. It can be an optical fiber.
[0154]
For example, high concentration GeO by MCVD2Addition SiO2When an optical fiber having a large relative refractive index difference Δn is prepared by synthesizing glass, transmission loss is deteriorated due to many glass defects. Such a tendency becomes remarkable especially on the short wavelength side. On the other hand, according to the configuration of the optical fiber and the manufacturing method thereof described above, it is possible to obtain an optical fiber in which the transmission loss on the short wavelength side is sufficiently reduced. Moreover, in such an optical fiber, since the Rayleigh scattering coefficient is low, it is possible to suppress signal noise due to double Rayleigh scattering that occurs during Raman amplification.
[0155]
Considering the above conditions, an optical fiber having the double clad structure shown in FIG. 1 was produced. Its configuration is the outer diameter 2r of the core region 101= 4.6 μm, relative refractive index difference Δ+= 3.2%, outer diameter 2r of first cladding region 202= 13.1 μm, relative refractive index difference Δ-= −0.50%, outer diameter of second cladding region 30 (outer diameter of glass portion of optical fiber) 2rThree= 110 μm. Here, the concentration of F added to the second cladding region 30 was 0.6 mol%. Further, the outer diameter of the covering portion that covers the optical fiber from the outer periphery was 150 μm.
[0156]
Various characteristics for light with a wavelength of 1.55 μm are as follows:
Dispersion = −0.64 ps / km / nm,
Dispersion slope = + 0.042ps / km / nm2,
Effective area Aeff= 10.0 μm2,
Cut-off wavelength λc = 1396 nm,
Zero dispersion wavelength = 1565 nm,
Transmission loss = 0.70 dB / km,
Non-linear coefficient γ = 22.2 / W / km,
Polarization mode dispersion PMD = 0.05 ps / √km
Thus, an optical fiber (non-linear optical fiber) with good characteristics was obtained.
[0157]
The optical fiber of this example was coiled by being wound around a bobbin having a fiber length of 1.0 km and a diameter of 60 mm. FIG. 17 shows the wavelength dependence of transmission loss in such an optical fiber. Here, in the graph of FIG. 17, the horizontal axis indicates the wavelength λ (nm) of light transmitted through the optical fiber, and the vertical axis indicates the transmission loss (dB / km) at each wavelength.
[0158]
As shown in this graph, by using this optical fiber, it is possible to create a good optical module in which transmission loss does not deteriorate even in a long wavelength region. Such an optical fiber, for example, supplies pumping light having a wavelength of 1565 nm, and converts the wavelength of signal light having a wavelength band of C band into the L band, or converts the wavelength of signal light having the wavelength band of L band into the C band. It can be used in a converter module. Alternatively, it can be used in a Raman amplifier module that optically amplifies signal light by supplying pump light having a shorter wavelength than the signal light.
[0159]
Further, this optical fiber is produced based on the optical fiber manufacturing method described above with reference to FIG. 1, and has a transmission loss of 3.4 dB / km for light having a wavelength of 1.00 μm. This is a low value that satisfies the condition of 5.0 dB / km or less. Thus, according to the optical fiber having a low transmission loss on the short wavelength side, the transmission loss at the pumping light wavelength in the Raman amplification on the short wavelength side than the signal light is reduced. Further, in such an optical fiber, the Rayleigh scattering coefficient is low, so that noise generated by double Rayleigh scattering can be suppressed.
[0160]
Moreover, the optical fiber which has the double clad structure shown in FIG. 1 as another optical fiber was created. Its configuration is the outer diameter 2r of the core region 101= 2.5 μm, relative refractive index difference Δ+= 2.9%, outer diameter 2r of the first cladding region 202= 10.0 μm, relative refractive index difference Δ-= −0.50%, outer diameter of second cladding region 30 (outer diameter of glass portion of optical fiber) 2rThree= 89 μm. Here, the concentration of F added to the second cladding region 30 was 0.6 mol%. Further, the outer diameter of the covering portion that covers the optical fiber from the outer periphery was 115 μm.
[0161]
Various characteristics for light with a wavelength of 1.55 μm are as follows:
Dispersion = -110.6 ps / km / nm,
Dispersion slope = -0.408 ps / km / nm2,
Effective area Aeff= 10.6 μm2,
Cut-off wavelength λc = 729 nm,
Transmission loss = 0.52 dB / km,
Non-linear coefficient γ = 20.0 / W / km,
Polarization mode dispersion PMD = 0.03 ps / √km
Thus, an optical fiber (non-linear optical fiber) with good characteristics was obtained.
[0162]
This optical fiber has a negative dispersion and a dispersion slope. As a result, the present optical fiber is a highly nonlinear optical fiber capable of compensating both the dispersion and dispersion slope of a single mode optical fiber having a zero dispersion wavelength in the 1.3 μm band in the 1.55 μm band. Yes.
[0163]
Further, in this optical fiber, the outer diameter of the glass portion is set to a small outer diameter value of 89 μm that satisfies the condition of 100 μm or less, or even 90 μm or less. In addition, the outer diameter of the covering portion is set to a small outer diameter value of 115 μm that satisfies the condition of 150 μm or less, or even 120 μm or less. As a result, the optical fiber has good bending characteristics when coiled.
[0164]
The optical fiber of this example was coiled with a fiber length of 7.7 km to make a module. However, in the optical fiber coiling, the optical fiber is not wound around the bobbin, but the optical fiber F is coiled without being wound around the bobbin as shown in FIG. A configuration in which the fiber bundle was covered with the coating resin R was used.
[0165]
According to such a configuration, since there is no bobbin for winding the optical fiber, no winding tension is generated, and since the entire fiber bundle is covered with the resin, there is no problem of distortion due to the weight of the optical fiber. . Therefore, it is possible to greatly suppress the deterioration of transmission loss due to microbending.
[0166]
The wavelength dependence of transmission loss in such an optical fiber is shown in FIG. Here, in the graph of FIG. 19, the horizontal axis indicates the wavelength λ (nm) of light transmitted through the optical fiber, and the vertical axis indicates the transmission loss (dB / km) at each wavelength.
[0167]
As shown in this graph, by using the configuration of the present optical fiber and the above-described optical fiber coil, it is possible to create a good optical module in which transmission loss does not deteriorate even in a long wavelength region. As for the temperature characteristics of the optical fiber, the variation in transmission loss is ± 0.01 dB / km in the temperature range of −40 ° C. to + 80 ° C. with respect to light having a wavelength of 1620 nm whose transmission characteristics are most affected by the temperature variation. As a result, favorable temperature characteristics were obtained. On the other hand, in the shape wound around the conventional bobbin, the winding tension applied to the optical fiber changes due to the thermal expansion of the bobbin, so that the temperature characteristic on the long wavelength side is likely to be defective.
[0168]
Further, this optical fiber is prepared based on the optical fiber manufacturing method described above with reference to FIG. 1, and the transmission loss for light with a wavelength of 1.00 μm is 2.1 dB / km. This is a low value that satisfies the condition of 5.0 dB / km or less, or even 3.0 dB / km or less. Thus, according to the optical fiber having a low transmission loss on the short wavelength side, the transmission loss at the pumping light wavelength in the Raman amplification on the short wavelength side than the signal light is reduced. Further, in such an optical fiber, the Rayleigh scattering coefficient is low, so that noise generated by double Rayleigh scattering can be suppressed.
[0169]
Further, according to the present optical fiber, the dispersion and dispersion slope of a single-mode optical fiber having a fiber length of 50 km having a zero dispersion wavelength in the 1.3 μm band can be compensated in the 1.55 μm band.
[0170]
Furthermore, an optical fiber having the double clad structure shown in FIG. 1 was prepared as another optical fiber. Its configuration is the outer diameter 2r of the core region 101= 2.2 μm, relative refractive index difference Δ+= 3.2%, outer diameter 2r of first cladding region 202= 8.8 μm, relative refractive index difference Δ-= -0.60%. Here, the concentration of F added to the second cladding region 30 was 0.6 mol%.
[0171]
Various characteristics for light with a wavelength of 1.55 μm are as follows:
Dispersion = −205.7 ps / km / nm,
Dispersion slope = -1.35ps / km / nm2,
Effective area Aeff= 10.1 μm2,
Cut-off wavelength λc = 707 nm,
Transmission loss = 0.51 dB / km,
Non-linear coefficient γ = 21.7 / W / km,
Polarization mode dispersion PMD = 0.01 ps / √km
Thus, an optical fiber (non-linear optical fiber) with good characteristics was obtained.
[0172]
This optical fiber has the following characteristics for light with a wavelength of 1.50 μm.
Dispersion = -147.4 ps / km / nm,
Dispersion slope = -0.696 ps / km / nm2,
Effective area Aeff= 8.6 μm2,
Transmission loss = 0.58 dB / km,
Non-linear coefficient γ = 24.0 / W / km,
Polarization mode dispersion PMD = 0.01 ps / √km
Have
[0173]
This optical fiber has a negative dispersion and a dispersion slope. As a result, the present optical fiber is a highly nonlinear optical fiber capable of compensating both the dispersion and dispersion slope of a single mode optical fiber having a zero dispersion wavelength in the 1.3 μm band in the 1.50 μm band. Yes. Therefore, for example, it is possible to supply pumping light having a wavelength of 1.40 μm band and use it as an optical fiber for Raman amplification.
[0174]
Next, as an example of an optical device (or an optical module obtained by modularizing the optical device) that can apply the optical fiber having the above-described configuration and various characteristics as a nonlinear optical fiber, a Raman amplifier that is an optical amplifier, and The wavelength converter will be described.
[0175]
FIG. 20 is a block diagram showing an embodiment of a Raman amplifier according to the present invention. This Raman amplifier 100 optically amplifies input signal light having a wavelength λs, a Raman amplification optical fiber 110 (cut-off wavelength λc) in which the above-described optical fiber is applied as a nonlinear optical fiber, and a predetermined wavelength. A pumping light source 150 that supplies pumping light of λp to the Raman amplification optical fiber 110 is provided.
[0176]
The excitation light source 150 is connected to an optical transmission line in the Raman amplifier 100 via an optical multiplexing unit 160 on the downstream side of the Raman amplification optical fiber 110. Accordingly, the Raman amplifier 100 is configured as an optical amplifier of backward pumping (reverse pumping). Thus, the input signal light is optically amplified using the stimulated Raman effect, which is a nonlinear optical phenomenon expressed in the Raman amplification optical fiber 110, and is output as amplified light.
[0177]
Such an Raman amplifier is different from an optical amplifier such as an EDFA in that the wavelength band to be amplified is not limited, and SiO2In the case of a system optical fiber, the amplification wavelength band is as wide as about 100 nm, which is suitable for optical amplification in broadband WDM transmission. Further, as the wavelength λp of the excitation light, a wavelength shorter than the wavelength λs of the signal light is used. For example, if signal light having a wavelength of 1.55 μm is optically amplified, excitation light having a wavelength of about 1.45 μm is used.
[0178]
In the Raman amplification optical fiber 110 applied to the Raman amplifier 100, when optically amplifying WDM signals all together, the dispersion value for the signal light of wavelength λs is +2 ps / km / nm so that four-wave mixing does not occur. It is preferable to set it above or below -2 ps / km / nm. For example, the optical fibers E1 and E2 in FIG. 14 are suitable for signal light having a wavelength of 1.55 μm.
[0179]
When the dispersion value is positive, the outer diameter 2r of the core region 101Therefore, the cutoff wavelength λc is slightly longer. On the other hand, in the above optical fiber having a double clad structure, the cutoff wavelength λc can be made shorter (λc <λp) than the pumping light wavelength λp of about 1.45 μm. In this way, by setting λc <λp, optical amplification can be performed with high efficiency in a single mode.
[0180]
If a nonlinear optical fiber having positive and negative dispersion values is combined, a Raman amplifier can be configured so that the dispersion becomes zero as a whole. An example of the configuration of such a Raman amplifier is shown in FIG.
[0181]
The Raman amplifier 200 has the same configuration as that of the Raman amplifier 100 shown in FIG. 20, except that the Raman amplification optical fiber 110 is a non-linear optical fiber having a negative dispersion value (for example, −2 ps / km / nm or less). In addition, a Raman amplification optical fiber 120 having a positive dispersion value (for example, +2 ps / km / nm or more) is connected in series between the Raman amplification optical fiber 110 and the optical multiplexing unit 160. According to such a configuration, the dispersion of the output amplified light can be made substantially zero.
[0182]
In addition, signal light having a wavelength of 1.45 μm to 1.53 μm called S band cannot be optically amplified by the EDFA, but if the Raman amplifier does not select the wavelength band to be excited, the wavelength λs is 1.45 μm. Optical amplification is possible even for signal light of 1.53 μm or less. Further, as described above, in the double clad structure, the cut-off wavelength λc can be shortened, for example, as in the optical fiber E5 in FIG. 14, and therefore, it is preferably applied to the optical amplification of S-band signal light. Is possible. The dispersion value of the optical fiber E5 at a wavelength of 1.40 μm is a preferable range of −6.1 ps / km / nm.
[0183]
Also, if the dispersion value of the optical transmission line is positive within the signal light wavelength band to be used, if the dispersion value of the Raman amplification optical fiber used for the Raman amplifier is set to be negative, the positive dispersion value is set simultaneously with the optical amplifier. It can also be used as a dispersion compensator for a transmission line. At this time, if the dispersion value with respect to the signal light having the wavelength λs is −10 ps / km / nm or less, the dispersion compensation amount is large, and the dispersion compensator can be used particularly suitably. At this time, the effective area Aeff10 μm2The following is preferable.
[0184]
Further, in the nonlinear optical fiber having the double clad structure, the dispersion slope is set to a negative value (0 ps / km) at the wavelength of the signal light as in the optical fibers E3 and E4 in FIG. 14 and the optical fiber F1 in FIG. / Nm2Smaller value). In this case, the dispersion slope can be compensated simultaneously with the dispersion of the transmission line having the positive dispersion and the positive dispersion slope. Therefore, it is suitable for WDM transmission.
[0185]
Here, in order to realize high-efficiency Raman amplification, it is preferable that the nonlinear optical fiber used in the Raman amplifier has high nonlinearity at the wavelength λp of the pumping light. Moreover, in order to prevent the deterioration of transmission quality due to the nonlinear effect, it is preferable that the nonlinearity at the wavelength λs of the signal light is low.
[0186]
In order to realize such a characteristic condition for nonlinearity, the nonlinear optical fiber used in the optical amplifier has an effective area A at the wavelength λp of the pumping light.eff, pAnd effective area A at wavelength λp + 0.1 μmeff, sAnd the relational expression
(Aeff, s-Aeff, p) / Aeff, p× 100 ≧ 10%
And effective area Aeff, sIs effective sectional area Aeff, pIt is preferable that it is 10% or more larger than
[0187]
A wavelength λp + 0.1 μm obtained by adding 0.1 μm to the wavelength λp of the excitation light corresponds to the wavelength λs of the signal light that is optically amplified in the Raman amplifier. Therefore, according to the characteristic condition satisfying the above relational expression, the effective area Aeff, pBy reducing the above, it is possible to improve the nonlinearity at the wavelength λp with respect to the excitation light, and to improve the efficiency of optical amplification. Effective area Aeff, sBy increasing the non-linearity at the wavelength λp + 0.1 μm with respect to the signal light, the transmission quality of the signal light can be prevented from deteriorating.
[0188]
For example, the amount of phase shift due to self-phase modulation is proportional to the reciprocal of the effective area. Therefore, the effective cross-sectional area A at the wavelength λs to λp + 0.1 μm of the signal light.eff, sIs the effective area A at the wavelength λp of the excitation lighteff, pIf it is 10% larger than that, the phase shift amount is 10% smaller.
[0189]
This effective area AeffThe optical fiber having the double clad structure shown in FIG. Its configuration is the outer diameter 2r of the core region 101= 3.1 μm, relative refractive index difference Δ+= 3.4%, outer diameter 2r of the first cladding region 202= 8.8 μm, relative refractive index difference Δ-= -0.15%. Here, the concentration of F added to the second cladding region 30 was 1.1 mol%.
[0190]
Various characteristics for light with a wavelength of 1.55 μm are as follows:
Dispersion = −49.0 ps / km / nm,
Dispersion slope = +0.005 ps / km / nm2,
Effective area Aeff= 8.4μm2,
Cut-off wavelength λc = 1060 nm,
Transmission loss = 0.54 dB / km,
Non-linear coefficient γ = 23.4 / W / km,
Polarization mode dispersion PMD = 0.02 ps / √km
Met.
[0191]
FIG. 22 shows the effective area A in the optical fiber of this example.effThe wavelength dependence of is shown. Here, in the graph of FIG. 22, the horizontal axis represents the wavelength λ (nm) of the light transmitted through the optical fiber, and the vertical axis represents the effective area A at each wavelength.eff(Μm2). As shown in this graph, in this optical fiber, the effective area AeffIncreases as the wavelength λ increases.
[0192]
For example, when the excitation light having the wavelength λp = 1.40 μm is used for the wavelength λs = 1.50 μm of the signal light, the effective cross-sectional areas for the signal light and the excitation light are respectively
Signal light: Aeff, s= 7.85 μm2
Excitation light: Aeff, p= 6.93 μm2
It has become. At this time, the difference in effective area at wavelengths λs and λp is
(Aeff, s-Aeff, p) / Aeff, p× 100 = 13.3%
It is.
[0193]
Further, when the excitation light having the wavelength λp = 1.45 μm is used for the wavelength λs = 1.55 μm of the signal light, the effective cross-sectional areas for the signal light and the excitation light are respectively
Signal light: Aeff, s= 8.37 μm2
Excitation light: Aeff, p= 7.37 μm2
It has become. At this time, the difference in effective area at wavelengths λs and λp is
(Aeff, s-Aeff, p) / Aeff, p× 100 = 13.6%
It is.
[0194]
In addition, when the excitation light having the wavelength λp = 1.50 μm is used for the wavelength λs = 1.60 μm of the signal light, the effective cross-sectional areas for the signal light and the excitation light are respectively
Signal light: Aeff, s= 8.93 μm2
Excitation light: Aeff, p= 7.85 μm2
It has become. At this time, the difference in effective area at wavelengths λs and λp is
(Aeff, s-Aeff, p) / Aeff, p× 100 = 13.8%
It is.
[0195]
As described above, in the present optical fiber, suitable characteristic conditions for any of signal light with wavelengths λs = 1.50 μm, 1.55 μm, and 1.60 μm.
(Aeff, s-Aeff, p) / Aeff, p× 100 ≧ 10%
Is satisfied. Therefore, a nonlinear optical fiber and a Raman amplifier in which the efficiency of optical amplification is improved and the deterioration of the transmission quality of the signal light is suppressed with respect to light in a wavelength range including these wavelengths is realized.
[0196]
FIG. 23 is a block diagram showing an embodiment of a wavelength converter according to the present invention. The wavelength converter 300 converts the wavelength of the input signal light having the wavelength λs, and includes a wavelength conversion optical fiber 310 (cutoff wavelength λc) in which the above-described optical fiber is applied as a nonlinear optical fiber; A pumping light source 350 that supplies pumping light having a predetermined wavelength λp to the wavelength conversion optical fiber 310 is provided.
[0197]
The excitation light source 350 is connected to an optical transmission line in the wavelength converter 300 via an optical multiplexing unit 360 on the upstream side of the wavelength conversion optical fiber 310. As a result, the input signal light having the wavelength λs is wavelength-converted using four-wave mixing, which is a nonlinear optical phenomenon expressed in the wavelength conversion optical fiber 310, and the wavelength λs ′ is transmitted via the wavelength selection unit 370.
λs ′ = λp− (λs−λp)
Is output as converted light (see FIG. 24A).
[0198]
Such a wavelength converter can individually or collectively convert WDM signals having a high transmission rate per channel. Further, in the nonlinear optical fiber having the double clad structure, the nonlinear coefficient γ is set with the cut-off wavelength λc kept short as in the optical fibers E6 and E8 in FIG. 14 and the optical fiber F3 in FIG. It is possible to perform wavelength conversion with high efficiency by making it sufficiently large. In particular, if the cut-off wavelength λc is shorter than the wavelengths λs, λs ′, and λp of the signal light, converted light, and pump light (λc <λs, λs ′, λp), the wavelength conversion is highly efficient in a single mode. It can be performed.
[0199]
Here, four-wave mixing is likely to occur when the phases of the signal light, the excitation light, and the converted light are matched, so that the dispersion value in the excitation light of the wavelength λp is −0.2 ps / km / nm or more +0. The range of 2 ps / km / nm or less is preferable, and it is particularly preferable that the excitation light wavelength λp substantially coincides with the zero dispersion wavelength. If the power of the pumping light is increased, the optical power of the output converted light can be made larger than the optical power of the input signal light. In this case, the wavelength converter is also used as a parametric amplifier. be able to.
[0200]
In the wavelength conversion from the C band to the S band, it is desirable that the zero-dispersion wavelength is around 1.53 μm and the cutoff wavelength λc is shorter than the wavelength λs ′ of the converted light. In the linear optical fiber, such a characteristic condition can be realized as in an optical fiber E7 in FIG. 14, for example.
[0201]
Further, if the excitation light source 350 is a variable wavelength light source and the wavelength λp of the excitation light is changed, arbitrary wavelength conversion is possible. For example, in the example of FIG. 24B, the pumping light wavelength is λp1 with respect to the signal light having the wavelength λs, and the wavelength λs1 ′.
λs1 ′ = λp1− (λs−λp1)
The converted light is obtained. On the other hand, as shown in FIG. 24C, when the excitation light wavelength is changed to λp2, the wavelength λs2 'different from the wavelength λs1' is obtained.
λs2 ′ = λp2− (λs−λp2)
The converted light can be obtained. Also in this case, in order to match the phase, the dispersion value with respect to the excitation light wavelength is preferably in the range of −0.2 ps / km / nm to +0.2 ps / km / nm.
[0202]
Also, when performing C-band Raman amplification, the excitation light has a wavelength of around 1.45 μm, and when performing S-band Raman amplification, the excitation light has a wavelength of 1.3 to 1.4 μm and the signal light has a wavelength of 1 .45 to 1.53 μm. Further, when performing wavelength conversion to the S band or wavelength conversion from the S band to the C and L bands, the signal light and the converted light have a wavelength of 1.45 to 1.53 μm. In these cases, it is susceptible to absorption loss at a wavelength of 1.38 μm due to OH groups. On the other hand, as described above, the optical fibers E1 to E8 in FIG. 14 and the optical fibers F1 to F3 in FIG. 16 increase the transmission loss (excess absorption loss) due to the OH group absorption at the wavelength of 1.38 μm. Are all 0.2 dB / km or less, and can be suitably used in such a case.
[0203]
【The invention's effect】
As described in detail above, the optical fiber, the nonlinear optical fiber, the optical amplifier, the wavelength converter, and the optical fiber manufacturing method according to the present invention have the following effects. That is, according to the optical fiber and the non-linear optical fiber having the above-described configuration using a double clad structure instead of a single clad structure, GeO added to the core in order to increase the non-linear coefficient γ.2To increase the non-linear refractive index and increase the relative refractive index difference between the core and the cladding to increase the effective area AeffEven when is made smaller, the cutoff wavelength λc can be made sufficiently short. In this configuration, the dispersion slope can be negative. Further, a highly nonlinear polarization-maintaining fiber and a highly nonlinear optical fiber with low polarization mode dispersion and low transmission loss can be obtained. Moreover, if the outer diameter of the glass part or the covering part of the optical fiber is made small, an optical fiber suitable for modularization in an optical device can be obtained.
[0204]
In addition, according to the above-described optical fiber manufacturing method in which the core glass rod and the first cladding glass pipe are heated and integrated under a predetermined condition, an optical fiber having a highly nonlinear double-clad structure can be transmitted at a low transmission rate. It can be created with good characteristics such as loss.
[0205]
Such an optical fiber has high nonlinearity, and as a nonlinear optical fiber having suitable characteristics with respect to a cutoff wavelength λc and the like, an optical device using nonlinear optical phenomena such as an optical amplifier and a wavelength converter It is possible to apply to. In particular, when the cut-off wavelength λc is short, optical amplification and wavelength conversion can be performed with high efficiency in a single mode.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross-sectional configuration and a refractive index profile of a first embodiment of an optical fiber.
FIG. 2 is a table showing the dependence of the number of bubbles generated on the heating temperature.
FIG. 3 is a table showing the dependence of the number of bubbles generated on the baking temperature.
FIG. 4 is a table showing the dependence of the number of bubbles generated on the surface roughness of the first cladding glass pipe.
FIG. 5 is a table showing the dependence of the number of bubbles generated on the surface roughness of the core glass rod.
FIG. 6 shows GeO in a region within 2 μm in thickness from the outer peripheral surface of the core glass rod with the number of bubbles generated.2It is a table | surface which shows the dependence to a density | concentration.
FIG. 7 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure and a refractive index profile of an optical fiber according to a second embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing a refractive index profile of optical fibers A1 and A2.
9 is a table showing various characteristics of the optical fiber shown in FIG.
FIG. 10 is a diagram showing refractive index profiles of optical fibers B1, B2, C1, and C2.
FIG. 11 is a diagram showing a refractive index profile of optical fibers D1 to D5.
12 is a table showing various characteristics of the optical fiber shown in FIG.
13 is a table showing various characteristics of the optical fiber shown in FIG.
FIG. 14 is a table showing various characteristics of optical fibers E1 to E8.
FIG. 15 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of another embodiment of an optical fiber.
FIG. 16 is a table showing various characteristics of optical fibers F1 to F3.
FIG. 17 is a graph showing the wavelength dependence of transmission loss of an optical fiber.
FIG. 18 is a diagram schematically showing a configuration of an optical fiber coil.
FIG. 19 is a graph showing the wavelength dependence of transmission loss of an optical fiber.
FIG. 20 is a configuration diagram illustrating an embodiment of a Raman amplifier.
FIG. 21 is a configuration diagram showing another embodiment of a Raman amplifier.
FIG. 22 is a graph showing the wavelength dependence of the effective cross-sectional area of an optical fiber.
FIG. 23 is a block diagram showing an embodiment of a wavelength converter.
24 is a diagram schematically showing wavelength conversion by the wavelength converter shown in FIG. 23. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Core area | region, 15 ... Middle area | region, 20 ... 1st clad area | region, 30 ... 2nd clad area | region, 40 ... Stress application part, 50 ... Hermetic coat,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100, 200 ... Raman amplifier, 110, 120 ... Raman amplification optical fiber, 150 ... Excitation light source, 160 ... Optical multiplexing part,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 300 ... Wavelength converter, 310 ... Optical fiber for wavelength conversion, 350 ... Excitation light source, 360 ... Optical multiplexing part, 370 ... Wavelength selection part.

Claims (23)

屈折率の最大値がnであるコア領域と、前記コア領域の外周に設けられ、屈折率の最小値がn(ただしn<n)である第1クラッド領域と、前記第1クラッド領域の外周に設けられ、屈折率の最大値がn(ただしn<n<n)である第2クラッド領域とを少なくとも備えるとともに、波長1.55μmの光に対する諸特性として、
11μm以下の有効断面積と、
2mのファイバ長において0.7μm以上1.6μm以下のカットオフ波長λcと、
18/W/km以上の非線型係数と、
を有し、
前記第1クラッド領域と、前記第2クラッド領域との比屈折率差Δが、前記第2クラッド領域を基準として−0.70%以上−0.15%以下であり、
前記コア領域と、前記第2クラッド領域との比屈折率差Δ が、前記第2クラッド領域を基準として2.7%以上であることを特徴とする光ファイバ。
A core region having a maximum refractive index of n 1 , a first cladding region provided on an outer periphery of the core region and having a minimum refractive index of n 2 (where n 2 <n 1 ), and the first Provided at the outer periphery of the cladding region and having at least a second cladding region having a maximum refractive index of n 3 (where n 2 <n 3 <n 1 ), and various characteristics with respect to light having a wavelength of 1.55 μm,
An effective area of 11 μm 2 or less;
A cutoff wavelength λc of 0.7 μm or more and 1.6 μm or less at a fiber length of 2 m;
A nonlinear coefficient of 18 / W / km or more;
Have
Wherein the first cladding region, the relative refractive index difference between the second cladding region delta - is, Ri said second -0.15% der less -0.70% or more cladding region as a reference,
Said core region, said second relative refractive index difference between the cladding region delta + is, optical fibers, wherein said second der Rukoto 2.7% or more cladding region as a reference.
波長1.55μmの光に対する諸特性として、
3.0dB/km以下の伝送損失と、
−15dB以下の偏波間のクロストークと、
をさらに有することを特徴とする請求項1記載の光ファイバ。
As various characteristics for light with a wavelength of 1.55 μm,
A transmission loss of 3.0 dB / km or less;
Crosstalk between polarizations of -15 dB or less;
The optical fiber according to claim 1, further comprising:
波長1.55μmの光に対する諸特性として、
1.0dB/km以下の伝送損失と、
0.3ps/√km以下の偏波モード分散と、
をさらに有することを特徴とする請求項1記載の光ファイバ。
As various characteristics for light with a wavelength of 1.55 μm,
A transmission loss of 1.0 dB / km or less;
Polarization mode dispersion of 0.3 ps / √km or less,
The optical fiber according to claim 1, further comprising:
前記第2クラッド領域の外周上に、ハーメチックコートが設けられていることを特徴とする請求項1記載の光ファイバ。  The optical fiber according to claim 1, wherein a hermetic coat is provided on an outer periphery of the second cladding region. 波長1.38μmの光に対するOH基による過剰吸収損失が、0.2dB/km以下であることを特徴とする請求項1記載の光ファイバ。  2. The optical fiber according to claim 1, wherein excess absorption loss due to OH groups with respect to light having a wavelength of 1.38 μm is 0.2 dB / km or less. 前記第2クラッド領域は、フッ素が添加されていることを特徴とする請求項1記載の光ファイバ。  The optical fiber according to claim 1, wherein fluorine is added to the second cladding region. 前記コア領域、前記第1クラッド領域、及び前記第2クラッド領域を含むガラス部の外径が100μm以下であることを特徴とする請求項1記載の光ファイバ。  The optical fiber according to claim 1, wherein an outer diameter of a glass portion including the core region, the first cladding region, and the second cladding region is 100 μm or less. 前記ガラス部の外径がさらに90μm以下であることを特徴とする請求項記載の光ファイバ。The optical fiber according to claim 7, wherein an outer diameter of the glass portion is 90 μm or less. 前記コア領域、前記第1クラッド領域、及び前記第2クラッド領域を含むガラス部の外周に設けられた被覆部の外径が150μm以下であることを特徴とする請求項1記載の光ファイバ。  2. The optical fiber according to claim 1, wherein an outer diameter of a covering portion provided on an outer periphery of a glass portion including the core region, the first cladding region, and the second cladding region is 150 μm or less. 前記被覆部の外径がさらに120μm以下であることを特徴とする請求項記載の光ファイバ。The optical fiber according to claim 9, wherein an outer diameter of the covering portion is further 120 μm or less. 波長1.00μmの光に対する特性において、伝送損失が5.0dB/km以下であることを特徴とする請求項1記載の光ファイバ。  2. The optical fiber according to claim 1, wherein a transmission loss is 5.0 dB / km or less in the characteristics with respect to light having a wavelength of 1.00 [mu] m. 波長1.00μmの光に対する特性において、前記伝送損失がさらに3.0dB/km以下であることを特徴とする請求項11記載の光ファイバ。The optical fiber according to claim 11 , wherein the transmission loss is further 3.0 dB / km or less in characteristics with respect to light having a wavelength of 1.00 μm. 請求項1記載の光ファイバであって、所定波長の光を入力することによって発現される非線型光学現象を利用することを特徴とする非線型性光ファイバ。  The non-linear optical fiber according to claim 1, wherein a non-linear optical phenomenon expressed by inputting light having a predetermined wavelength is used. カットオフ波長がλcである請求項13記載の非線型性光ファイバと、
前記非線型性光ファイバに入力される波長λsの信号光に対して、所定波長λp(ただしλc<λp)の励起光を前記非線型性光ファイバに供給する励起光源とを備えるとともに、
前記非線型性光ファイバにおいて発現される非線型光学現象を利用して、前記信号光を光増幅することを特徴とする光増幅器。
The nonlinear optical fiber according to claim 13 , wherein the cutoff wavelength is λc;
A pumping light source for supplying pumping light of a predetermined wavelength λp (where λc <λp) to the nonlinear optical fiber with respect to the signal light of wavelength λs input to the nonlinear optical fiber;
An optical amplifier characterized by optically amplifying the signal light by utilizing a non-linear optical phenomenon expressed in the non-linear optical fiber.
前記非線型性光ファイバの波長λsの前記信号光に対する分散値が+2ps/km/nm以上、または−2ps/km/nm以下であることを特徴とする請求項14記載の光増幅器。The optical amplifier according to claim 14 , wherein a dispersion value of the nonlinear optical fiber with respect to the signal light having a wavelength λs is +2 ps / km / nm or more or −2 ps / km / nm or less. 前記非線型性光ファイバの波長λsの前記信号光に対する分散値が−10ps/km/nm以下であるとともに、その有効断面積が10μm以下であることを特徴とする請求項14記載の光増幅器。The optical amplifier according to claim 14 , wherein a dispersion value of the nonlinear optical fiber with respect to the signal light having a wavelength λs is -10 ps / km / nm or less and an effective area is 10 μm 2 or less. . 前記非線型性光ファイバの前記信号光に対する分散スロープ値が0ps/km/nmよりも小さいことを特徴とする請求項16記載の光増幅器。The optical amplifier according to claim 16 , wherein a dispersion slope value of the nonlinear optical fiber with respect to the signal light is smaller than 0 ps / km / nm 2 . 前記信号光の波長λsは、1.45μm以上1.53μm以下であることを特徴とする請求項14記載の光増幅器。The optical amplifier according to claim 14, wherein the wavelength λs of the signal light is 1.45 μm or more and 1.53 μm or less. 前記非線型性光ファイバは、前記励起光の波長λpにおける有効断面積Aeff,pと、波長λp+0.1μmにおける有効断面積Aeff,sとが、関係式
(Aeff,s−Aeff,p
/Aeff,p×100≧10%
を満たすことを特徴とする請求項14記載の光増幅器。
In the nonlinear optical fiber, the effective area A eff, p at the wavelength λp of the excitation light and the effective area A eff, s at the wavelength λp + 0.1 μm are expressed by a relational expression (A eff, s −A eff, p )
/ A eff, p × 100 ≧ 10%
The optical amplifier according to claim 14, wherein:
カットオフ波長がλcである請求項13記載の非線型性光ファイバと、
前記非線型性光ファイバに入力される波長λs(ただしλc<λs)の信号光に対して、所定波長λp(ただしλc<λp)の励起光を前記非線型性光ファイバに供給する励起光源とを備えるとともに、
前記非線型性光ファイバにおいて発現される非線型光学現象を利用して、前記信号光を波長変換し、波長λs’(ただしλc<λs’)の変換光を出力することを特徴とする波長変換器。
The nonlinear optical fiber according to claim 13 , wherein the cutoff wavelength is λc;
A pumping light source for supplying pumping light having a predetermined wavelength λp (where λc <λp) to the nonlinear optical fiber with respect to signal light having a wavelength λs (where λc <λs) input to the nonlinear optical fiber; With
Wavelength conversion characterized in that the signal light is wavelength-converted by using a nonlinear optical phenomenon expressed in the nonlinear optical fiber, and converted light having a wavelength λs ′ (where λc <λs ′) is output. vessel.
出力される前記変換光の光パワーが、入力される前記信号光の光パワーよりも大きいことを特徴とする請求項20記載の波長変換器。21. The wavelength converter according to claim 20, wherein the optical power of the output converted light is larger than the optical power of the input signal light. 前記非線型性光ファイバの波長λpの前記励起光に対する分散値が−0.2ps/km/nm以上+0.2ps/km/nm以下であることを特徴とする請求項20記載の波長変換器。21. The wavelength converter according to claim 20 , wherein a dispersion value of the nonlinear optical fiber with respect to the excitation light having a wavelength [lambda] p is -0.2 ps / km / nm or more and +0.2 ps / km / nm or less. 前記変換光の波長λs’は、1.45μm以上1.53μm以下であることを特徴とする請求項20記載の波長変換器。21. The wavelength converter according to claim 20, wherein a wavelength λs ′ of the converted light is 1.45 μm or more and 1.53 μm or less.
JP2001273995A 2000-11-13 2001-09-10 Optical fiber, nonlinear optical fiber, optical amplifier using the same, wavelength converter, and optical fiber manufacturing method Expired - Lifetime JP3783594B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001273995A JP3783594B2 (en) 2000-11-13 2001-09-10 Optical fiber, nonlinear optical fiber, optical amplifier using the same, wavelength converter, and optical fiber manufacturing method

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000-345377 2000-11-13
JP2000345377 2000-11-13
JP2001273995A JP3783594B2 (en) 2000-11-13 2001-09-10 Optical fiber, nonlinear optical fiber, optical amplifier using the same, wavelength converter, and optical fiber manufacturing method

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006008027A Division JP2006139304A (en) 2000-11-13 2006-01-16 Optical fiber, non-linear optical fiber and optical amplifier using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002207136A JP2002207136A (en) 2002-07-26
JP3783594B2 true JP3783594B2 (en) 2006-06-07

Family

ID=26603861

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001273995A Expired - Lifetime JP3783594B2 (en) 2000-11-13 2001-09-10 Optical fiber, nonlinear optical fiber, optical amplifier using the same, wavelength converter, and optical fiber manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3783594B2 (en)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004207677A (en) * 2002-11-07 2004-07-22 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical device and optical fiber for amplification medium
JP2005010777A (en) 2003-06-19 2005-01-13 Furukawa Electric Co Ltd:The Optical fiber, optical fiber module and raman amplifier
WO2005015303A1 (en) 2003-08-07 2005-02-17 The Furukawa Electric Co., Ltd. Nonlinear optical fiber and optical signal processing device using the optical fiber
US7085464B2 (en) 2004-01-26 2006-08-01 The Furukawa Electric Co., Ltd. Optical fiber having high nonlinearity
JP4553618B2 (en) * 2004-03-26 2010-09-29 日本電信電話株式会社 Optical fiber
WO2005114317A1 (en) * 2004-05-20 2005-12-01 The Furukawa Electric Co., Ltd. Raman amplifying optical fiber, optical fiber coil, raman amplifier and optical communication system
JP2005331818A (en) * 2004-05-21 2005-12-02 Fujikura Ltd High nonlinearity optical fiber, method for manufacturing the same, and application of the same
JP2006350265A (en) * 2004-07-12 2006-12-28 Furukawa Electric Co Ltd:The Highly nonlinear optical fiber and highly nonlinear optical fiber module
US7006742B2 (en) 2004-07-12 2006-02-28 The Furukawa Electric Co., Ltd. Highly nonlinear optical fiber and highly nonlinear optical fiber module
JP2006251360A (en) * 2005-03-10 2006-09-21 Sumitomo Electric Ind Ltd Wavelength conversion method and wavelength converter
JP4460065B2 (en) 2006-02-21 2010-05-12 古河電気工業株式会社 Nonlinear optical fiber, nonlinear optical device, and optical signal processing apparatus
JP5045161B2 (en) 2006-03-15 2012-10-10 住友電気工業株式会社 Optical fiber and broadband light source
WO2007114105A1 (en) * 2006-03-30 2007-10-11 The Furukawa Electric Co., Ltd. Optical fiber
US20070258717A1 (en) * 2006-05-01 2007-11-08 Masaaki Hirano Optical device and wavelength conversion method and optical fiber suitable for them
JP5261968B2 (en) * 2006-05-01 2013-08-14 住友電気工業株式会社 Optical device, wavelength conversion method, and optical fiber suitable therefor
JP5315601B2 (en) * 2006-09-12 2013-10-16 住友電気工業株式会社 Optical fiber and optical fiber type device
GB2457948B (en) * 2008-02-29 2012-01-25 Sumitomo Electric Industries Photonic bandgap fibre
EP2340451A2 (en) * 2008-09-26 2011-07-06 Corning Incorporated High numerical aperture multimode optical fiber
JP5532759B2 (en) * 2009-08-31 2014-06-25 住友電気工業株式会社 Optical fiber type device
JP5871423B2 (en) 2010-11-26 2016-03-01 古河電気工業株式会社 Optical fiber module
US9110351B2 (en) * 2011-07-07 2015-08-18 Ofs Fitel, Llc Non-linear fiber resistant to perturbations

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002207136A (en) 2002-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6661958B2 (en) Optical fiber and nonlinear optical fiber, optical amplifier and wavelength converter using the same, and method of making optical fiber
JP3783594B2 (en) Optical fiber, nonlinear optical fiber, optical amplifier using the same, wavelength converter, and optical fiber manufacturing method
US7164830B2 (en) Nonlinear optical fiber and optical signal processing apparatus using the optical fiber
JP4109323B2 (en) Nonlinear optical fiber, optical fiber coil and wavelength converter
US8660396B2 (en) Multi-cladding optical fiber, optical fiber module, fiber laser, and fiber amplifier
JP2002543464A (en) Dispersion compensating optical fiber
WO2009107260A1 (en) Optical fiber
JP2002543464A5 (en)
WO2012046696A1 (en) Polarization-maintaining optical fiber
JPH09159846A (en) Rare earth element added multicore fiber and its production
EP1281989A2 (en) Optical fiber and optical transmission method
US20150301276A1 (en) Single-mode optical fiber with large effective area
CN104185804A (en) Few mode optical fibers for er doped amplifiers, and amplifiers using such
JP3753975B2 (en) Single-mode optical fiber manufacturing method and single-mode optical fiber
US6563989B2 (en) Optical fiber coupler and optical fiber for optical fiber coupler
EP1113314A1 (en) Optical fiber
JP2012162443A (en) Optical fiber preform, and methods for manufacturing optical fiber and optical fiber preform
JP3764040B2 (en) Optical fiber
JP4825092B2 (en) Polarization-maintaining optical fiber
JP2006139304A (en) Optical fiber, non-linear optical fiber and optical amplifier using the same
JPH09159856A (en) Single mode optical fiber and its production
JPH05249329A (en) High-input optical fiber and production of its base material
US20040141228A1 (en) Method of making a short-pass fiber with controlled cut-off wavelength
JP3725435B2 (en) Optical fiber
JP2002082248A (en) Optical fiber

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040602

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050201

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050401

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20051115

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060116

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20060123

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060221

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060306

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 3783594

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090324

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100324

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100324

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110324

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110324

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120324

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120324

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130324

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140324

Year of fee payment: 8

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

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

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term