JP3808247B2 - 分散シフト光ファイバ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は分散シフト光ファイバに関し、大きな有効コア断面積を有し、かつ小さい分散スロープを有するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ファイバ増幅器を用いた光増幅中継伝送システムなどの長距離システムにおいては、非線形光学効果を低減することが重要である。非線形光学効果は非線形定数でほぼ決定される。非線形定数はｎ２／Ａｅｆｆで示される。ここで、ｎ２は非線形屈折率、Ａｅｆｆは有効コア断面積である。ｎ２は材料を決定すると大きく変化しないため、Ａｅｆｆを拡大することは非線形光学効果を低減するのに効果的な手法である。
一方、大容量伝送が可能な波長多重伝送システムにおいては、分散スロープが小さい方が好ましい。分散スロープとは、波長分散値の波長依存性を示すもので、横軸に波長（ｎｍ）、縦軸に波長分散値（ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ）をとって波長分散値をプロットした際の曲線の勾配である。波長多重伝送システムにおいて、伝送路（光ファイバ）の分散スロープが大きいと、各波長間の波長分散値の差が大きくなり、伝送状態がばらつくため、全体の伝送特性が劣化し、伝送距離が制限される。
また、光通信システムの伝送路としては、実質的にシングルモードであることや、曲げ損失を１００ｄＢ／ｍ以下に保つことが最低限の条件として要求されている。
【０００３】
そこで、最近では、例えば特開平１０−６２６４０号公報、特開平１０−２９３２２５号公報、特開平８−２２０３６２号公報、特開平１０−２４６８３０号公報などにおいて、様々な屈折率分布形状（屈折率プロファイル）を用いて、ある程度Ａｅｆｆの拡大を図る提案がなされてきた。
【０００４】
図５（ａ）〜図５（ｃ）はこのような分散シフト光ファイバの屈折率分布形状の例を示したものである。
図５（ａ）はデュアルシェイプコア型（階段型）の屈折率分布形状の一例を示したもので、符号１１は中心コア部であり、その外周上に、この中心コア部１１よりも低屈折率の階段コア部１２が設けられてコア１４が形成されている。そして、このコア１４の外周上に、前記階段コア部１２よりも低屈折率のクラッド１７が設けられている。
本出願人は、デュアルシェイプコア型の屈折率分布形状において、Ａｅｆｆの拡大を目指したものとして、細径解を用いた分散シフト光ファイバを特開平８−２２０３６２号公報に開示した。
なお、従来、波長１．５５μｍにおいて、分散シフト光ファイバのコア径を、屈折率分布形状の相似形を保ったまま拡大していくと、波長分散値が所望の値になる解が２つ以上存在することが知られている。このとき、曲げ損失やカットオフ波長などの特性が比較的実用的な範囲になる解のうち、相対的にコア径が細い解を細径解、太い解を太径解とよんでいる。
【０００５】
図５（ｂ）は、セグメントコア型の屈折率分布形状の一例を示したもので、高屈折率の中心コア部２１の外周上に低屈折率の中間部２２が設けられ、この中間部２２の外周上に、この中間部２２よりも高屈折率で、かつ前記中心コア部２１よりも低屈折率のリングコア部２３が設けられてコア２４が構成されている。さらにこのリングコア部２３の外周上に、前記中間部２２よりも低屈折率の第１クラッド２５が設けられ、この第１クラッド２５の外周上に、この第１クラッド２５よりも高屈折率で、かつ前記中間部２２よりも低屈折率の第２クラッド２６が設けられてクラッド２７が構成されている。
【０００６】
図５（ｃ）は、Ｏリング型の屈折率分布形状の一例を示したもので、中心の低屈折率の中心コア部３１の外周上に高屈折率の周辺コア部３２が設けられて２層構造のコア３４が構成されている。そして、このコア３４の外周上に、前記周辺コア部３２よりも低屈折率のクラッド３７が設けられることにより、クラッド３７を含めて３層構造の凹型の屈折率分布形状が構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そして、最近の光通信システムの大容量化、長距離伝送の要求に伴い、さらに長距離システムや波長多重伝送に適した高性能の分散シフト光ファイバの提供が望まれている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らが上述の事情を鑑て鋭意検討した結果、デュアルシェイプコア型の屈折率分布形状を有し、細径解を用いた分散シフト光ファイバにおいて、さらに高性能のもの、あるいは個々の光通信システムの要求に対応可能なものを得るためには、Ａｅｆｆの拡大と、分散スロープの制御に関し、中心コア部の半径ｒ１と階段コア部の半径ｒ２の比率であるｒ２／ｒ１と、クラッドを基準としたときの中心コア部の比屈折率差Δ１と階段コア部の比屈折率差Δ２の比率であるΔ２／Δ１とΔ１の値に、制限があることを見い出した。
すなわち、前記課題を解決するために、本発明においては、以下のような解決手段を提案する。
【０００９】
第１の発明は、高屈折率の中心コア部と、その外周上に設けられた、該中心コア部よりも低屈折率の階段コア部と、該階段コア部の外周上に設けられた一律の屈折率を有する一層構造の、該階段コア部よりも低屈折率のクラッドとからなる屈折率分布形状を有し、コア径として細径解を採用し、使用波長帯は１５３０〜１５７０ｎｍの範囲から適度な波長幅の波長帯が選択される分散シフト光ファイバにおいて、
中心コア部の半径をｒ１、階段コア部の半径をｒ２、クラッドの屈折率を基準にしたときの中心コア部の比屈折率差をΔ１、階段コア部の比屈折率差をΔ２とし、ｒ２／ｒ１をｘ、Δ２／Δ１をｙとしたとき、６．５≦ｘ≦８．５、０．１１≦ｙ≦０．１６、かつ０．７％≦Δ１≦１．２％であり、
ゼロ分散波長が約１５６５ｎｍ以上であり、
１５５０ｎｍにおいて、波長分散値が負の値であって、Ａｅｆｆが７０〜８５μｍ ２ 、分散スロープが０．０８〜０．１４ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ２、曲げ損失が１００ｄＢ／ｍ以下、波長分散値の絶対値が０．５〜８．０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍであり、
ＣＣＩＴＴの２ｍ法によるカットオフ波長が１３２０〜１６３０ｎｍであり、１５３０〜１５７０ｎｍから任意に選択される使用波長帯において、実質的にシングルモード伝搬となることを特徴とする分散シフト光ファイバである。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明の分散シフト光ファイバにおいて、７≦ｘ≦８、０．１１≦ｙ≦０．１６、ｙ≧（−０．０１６ｘ＋０．２１）、０．７％≦Δ１≦１．２％であり、かつ、Ａｅｆｆが７０〜８０μｍ ２ 、分散スロープが０．１３０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ ２ 以下であることを特徴とする分散シフト光ファイバである。
【００１１】
第３の発明は、第１の発明の分散シフト光ファイバにおいて、７≦ｘ≦８．５、０．１１≦ｙ≦０．１６、（−０．０２ｘ＋０．２６）≦ｙ≦（−０．０２ｘ＋０．３２）、０．７％≦Δ１≦１．２％であり、かつ、Ａｅｆｆが７５〜８５μｍ ２ 、分散スロープが０．１３５ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ ２ 以下であることを特徴とする分散シフト光ファイバである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の分散シフト光ファイバの屈折率分布形状の一例を示したもので、この屈折率分布形状は、中心コア部１の外周上に階段コア部２が設けられてなるコア４と、その外周上に設けられた一律の屈折率を有する一層構造のクラッド７とから構成されている。
前記中心コア部１は最も高屈折率であり、前記階段コア部２はこの中心コア部１よりも低屈折率であり、また、クラッド７はこの階段コア部２よりも低屈折率である。
図中符号ｒ１、ｒ２は、それぞれ、中心コア部１と階段コア部２の半径を示し、Δ１、Δ２は、それぞれ、クラッド７の屈折率を基準にしたときの中心コア部１の比屈折率差と階段コア部２の比屈折率差を示している。
【００１３】
この例において、例えば中心コア部１と階段コア部２は屈折率を上昇させる作用を有するゲルマニウムを添加したゲルマニウム添加石英ガラス、クラッド７は純石英ガラスから構成されている。
なお、分散シフト光ファイバの屈折率分布形状においては、各層（中心コア部１、階段コア部２、クラッド７）の境界が明確ではなく、丸みを帯びた、いわゆるだれを生じた状態であってもよく、実効的に本発明の分散シフト光ファイバとしての特性を得ることができれば特に限定することはない。
【００１４】
本発明の分散シフト光ファイバの使用波長帯は１４９０〜１６１０ｎｍの範囲から適度な波長幅の波長帯が選択される。例えば、光通信システムに用いる光ファイバ増幅器による増幅波長帯などによって、１４９０〜１５３０ｎｍの範囲から所定の波長幅を有する波長帯（例えば１５００〜１５２０ｎｍ）が選択される。または、１５３０〜１５７０ｎｍの範囲から所定の波長幅を有する波長帯（例えば１５４０〜１５６５ｎｍ）が選択される。または、１５７０〜１６１０ｎｍの範囲から所定の波長幅を有する波長帯（例えば１５７０〜１６００ｎｍ）が選択される。これらの中でも近年多く用いられているのは１５３０〜１５７０ｎｍの範囲である。
【００１５】
Ａｅｆｆは以下の式から求められるものである。
【００１６】
【数１】
【００１７】
本発明においては、使用波長帯におけるＡｅｆｆが６５〜９５μｍ2であるため、非線形効果の抑制が可能となる。９５μｍ2をこえるものは製造が困難である。
また、使用波長帯における分散スロープは０．０８〜０．１４ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2とされる。この範囲内であれば、波長多重伝送において、分散スロープに起因する大きな伝送劣化を防ぐことができる。
【００１８】
曲げ損失は、使用波長帯において曲げ直径（２Ｒ）が２０ｍｍの条件の値をいうものとする。
曲げ損失は小さい程好ましく、本発明において、曲げ損失は１００ｄＢ／ｍ以下、好ましくは５０ｄＢ／ｍ以下とされる。１００ｄＢ／ｍをこえると、分散シフト光ファイバに加えられる僅かな曲がりなどによって伝送損失が劣化しやすく、敷設時や取り扱い時に余分な損失を生じやすくなるため不都合である。
【００１９】
波長分散値の絶対値は０．５〜８．０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍとされる。絶対値が０．５ｐｓ／ｋｍ／ｎｍよりも小さいと、波長分散値が零に近くなり、非線形効果のひとつである４光子混合が発生しやすくなるため不都合である。また、８．０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍよりも大きいと、波形歪みが生じ、伝送特性の劣化が大きくなる場合がある。
また、具体的には後述するが、波長分散値を正の値、あるいは負の値に制御することができるため、種々の光通信システムの要求に対応することができ、例えばソリトン伝送を用いたシステムなどにも適用可能なものを設計することができる。
【００２０】
また、本発明の分散シフト光ファイバはシングルモード光ファイバであるため、使用波長帯において、実質的にシングルモード伝搬を保証するカットオフ波長を有する必要がある。
通常のカットオフ波長は、ＣＣＩＴＴの２ｍ法（以下２ｍ法と記す）による値によって規定されている。しかし、実際の長尺の使用状態においては、この値が使用波長帯の下限値よりも長波長側であってもシングルモード伝搬が可能である。
【００２１】
したがって、本発明の分散シフト光ファイバにおいて、２ｍ法で規定されるカットオフ波長は、分散シフト光ファイバの使用長さと使用波長帯によってシングルモード伝搬可能であるように設定する。具体的には、例えば２ｍ法におけるカットオフ波長が１．８μｍであれば、５０００ｍ程度以上の長尺の状態で、上述の使用波長帯におけるシングルモード伝搬を実現することができる。
【００２２】
本発明においては、上述のようにコア径として細径解を用いる。具体的には、シミュレーションによって後述するｒ２、ｒ１、Δ２、Δ１という４つの構造パラメータを設定するにおいて、コア径が細径解になるように、かつ、上述の所望の使用波長帯において、Ａｅｆｆ、分散スロープなどの特性値を満足する設計条件を定める。なお、本発明の分散シフト光ファイバの実際の製造方法としては、ＣＶＤ法、ＶＡＤ法などの従来法を適用することができる。
【００２３】
図２は分散シフト光ファイバの構造パラメータに関する解析結果を示したグラフであって、ｒ２／ｒ１が５．０、７．０、９．０のそれぞれの場合において、△２／△１と△１を変化させたときの細径解の軌跡を示している。
Δ２／Δ１の曲線は、Δ２／Δ１を各曲線上に示された値に固定し、Δ１を変化させたときの特性を示している。また、Δ１の曲線は、Δ１を各曲線上に示された値に固定し、Δ２／Δ１を変化させたときの特性を示している。
例えばｒ２／ｒ１が９．０のとき、Δ２／Δ１＝０．１４の曲線上を、グラフ中右から左に移動するとき、Δ１は０．９から２．０に変化している。そして、例えばΔ２／Δ１＝０．１４の曲線と、Δ１＝１．４の曲線が交わる点は、Δ２／Δ１を０．１４、Δ１を１．４としたときの分散シフト光ファイバの特性を示している。
なお、解析条件は、使用波長が１５５０ｎｍであり、使用波長の波長分散値が−２．０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍである。ゼロ分散波長は、分散スロープが異なるため、一定ではないが、ほぼ１５６５ｎｍ以上であり、使用波長（帯）よりも長波長側である。
【００２４】
図３、図４は、それぞれ、ｒ２／ｒ１が７．０、９．０の場合に、図２に示したグラフと同様に、Δ２／Δ１とΔ１の変化に伴う特性値の分布を示したグラフである。これらのグラフにおいては、さらにカットオフ波長（λｃ）と分散スロープの分布が示されている。
すなわち、Δ２／Δ１が０．１０、０．１２、０．１４、０．１６の各曲線上には、カットオフ波長の分布が併せて示されている。例えばΔ２／Δ１が０．１０の場合、カットオフ波長は１．０〜１．１の範囲に分布している。一方、Δ２／Δ１が０．１２の場合、カットオフ波長は１．１〜１．２の範囲と、１．２〜１．３の範囲に分布している。そして、Δ２／Δ１が一定の場合は、Δ１を大きくすることによってカットオフ波長が短くなることがわかる。
【００２５】
また、分散スロープの曲線は逆Ｕ字状であり、等高線状に分布している。そして、この等高線状の分布の外側である程分散スロープが小さく、内側である程大きい。
よって、例えば図３に示したグラフにおいて、Δ２／Δ１が０．１４、Δ１が１．４（Δ２／Δ１＝０．１４の曲線と、Δ１＝１．４の曲線が交わる点）の場合、カットオフ波長は１．３〜１．４μｍ、分散スロープは０．１２２〜０．１２４ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2 の範囲のものが得られる。
【００２６】
図３に示したグラフより、ｒ２／ｒ１を５倍程度以上に設定することによって、Ａｅｆｆが６５μｍ2 以上の領域で、実用的な曲げ損失が得られる。
一方、ｒ２／ｒ１が大きいと、より大きなＡｅｆｆが得られる。しかし、図３、図４に示したグラフを比較してわかるように、ｒ２／ｒ１が大きいと分散スロープが大きくなる傾向がある。波長多重システムに適したものを得るには、使用波長帯における分散スロープが０．１４ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2以下であると望ましく、そのため、ｒ２／ｒ１は１０以下とされる。
したがって、ｒ２／ｒ１＝ｘとしたとき、５≦ｘ≦１０の範囲が望ましい。
【００２７】
また、△２／△１が小さすぎると曲げ損失が大きくなり、実用不可能となるため、Δ２／Δ１は０．０８以上とされる。一方、△２／△１が大きすぎるとカットオフ波長が長くなり、使用波長帯におけるシングルモード伝搬が確保できなくなるため、Δ２／Δ１は０．２２以下とされる。
したがって、Δ２／Δ１＝ｙとしたとき、０．０８≦ｙ≦０．２２の範囲が望ましい。
Δ２／Δ１（ｙ）は、さらに個々の光通信システムにおいて許容される曲げ損失と要求されるカットオフ波長によって調整可能である。
【００２８】
Δ１は０．６〜１．２％とされる。０．６％未満の場合は曲げ損失が大きくなりすぎ、また、波長分散値を所望の値に制御できない場合がある。１．２％をこえるとＡｅｆｆを十分に拡大することができず、また、レイリー損失が大きくなる場合がある。
これらのｒ２／ｒ１（ｘ）、Δ２／Δ１（ｙ）、Δ１の好ましい範囲は、ゼロ分散波長が使用波長帯よりも短波長側の場合も同様である。
【００２９】
そして、これらの数値範囲からの構造パラメータの組み合わせにおいて、本発明の分散シフト光ファイバの特性を満足するものを選択して設計する。
なお、本発明の分散シフト光ファイバにおいて、ｒ２、すなわちコアの半径は特に限定することはないが、通常４〜１２μｍの範囲となる。また、クラッド７（分散シフト光ファイバ）の外径は、通常約１２５μｍとされる。
【００３０】
また、本発明の分散シフト光ファイバにおいては、使用波長帯よりも長波長側にゼロ分散波長を有するか、短波長側にゼロ分散波長を有するかによって、構造パラメータの制限が異なる。
【００３１】
使用波長帯よりも、長波長側にゼロ分散波長を有する場合は、以下のような制限が与えられる。
【００３２】
すなわち、Ａｅｆｆ６５〜７５μｍ2、分散スロープ０．１２５ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2 以下の分散シフト光ファイバを得るためには、以下の条件を満足すると好ましい。
【００３３】
ｒ２／ｒ１をｘ、Δ２／Δ１をｙとしたとき、
６≦ｘ≦７、
０．１≦ｙ≦０．１８、
ｙ≧（−０．０２ｘ＋０．２４）、
０．６％≦Δ１≦１．２％。
【００３４】
Ａｅｆｆ７０〜８０μｍ2、分散スロープ０．１３０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2 以下の分散シフト光ファイバを得るためには、以下の条件を満足すると好ましい。
７≦ｘ≦８、
０．１≦ｙ≦０．１６、
ｙ≧（−０．０１６ｘ＋０．２１）、
０．６％≦Δ１≦１．２％。
【００３５】
Ａｅｆｆ７５〜８５μｍ2、分散スロープ０．１３５ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2 以下の分散シフト光ファイバを得るためには、以下の条件を満足すると好ましい。
７≦ｘ≦８．５、
０．１≦ｙ≦０．１６、
（−０．０２ｘ＋０．２６）≦ｙ≦（−０．０２ｘ＋０．３２）、
０．６％≦Δ１≦１．２％。
【００３６】
一方、使用波長帯よりも短波長側にゼロ分散波長を有する場合は、以下のような制限が与えられる。
【００３７】
すなわち、Ａｅｆｆ６５〜７５μｍ2、分散スロープ０．１１０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2 以下の特性を得るためには、以下の条件を満足すると好ましい。
５≦ｘ≦８、
０．１２≦ｙ≦０．２２、
（−０．０２ｘ＋０．２４）≦ｙ≦（−０．０２ｘ＋０．３４）、
０．６％≦Δ１≦１．２％。
ここで、ｘ（ｒ２／ｒ１）、ｙ（△２／△１）がこの範囲を満足してても、ｘが大きく、かつｙが小さい場合は、△１を大きく設定する必要があり、その結果、レイリー損失の増大によって伝送損失が悪化する可能性がある。
これを防ぐためにΔ１を制限する。つまり、△１を上述の範囲に設定すると、実用上問題のない伝送損失が得られる。以下の場合のΔ１の制限も同様の理由による。
【００３８】
Ａｅｆｆ７０〜８０μｍ2、分散スロープ０．１１５ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2 以下の分散シフト光ファイバを得るためには、以下の条件を満足すると好ましい。
５．５≦ｘ≦８、
０．１２≦ｙ≦０．２０、
（−０．０２ｘ＋０．２５）≦ｙ≦（−０．０２ｘ＋０．３３）、
０．６％≦Δ１≦１．２％。
【００３９】
Ａｅｆｆ７５〜８５μｍ2、分散スロープ０．１２５ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2 以下の分散シフト光ファイバを得るためには、以下の条件を満足すると好ましい。
６≦ｘ≦８、
０．１２≦ｙ≦０．２０、
（−０．０２ｘ＋０．２６）≦ｙ≦（−０．０２ｘ＋０．３５）、
０．６％≦Δ１≦１．２％。
なお、使用波長帯、およびゼロ分散波長の設定条件などによって、上述の範囲内で、さらにｒ１、ｒ２、Δ１、Δ２の具体的な数値を調整する必要があることは言うまでもない。
【００４０】
以下、設計例を示して具体的に説明する。
表１、２は、ＣＶＤ法によって試作した、細径解を用いた分散シフト光ファイバの構造パラメータと特性値を示したものである。表中、λｃはカットオフ波長、ＭＦＤはモードフィールド径である。
【００４１】
【表１】
【００４２】
表１中のＮｏ．１〜９の分散シフト光ファイバは、１５５０ｎｍにおいて、波長分散値が負の値であって、−２ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ前後、ゼロ分散波長が約１５６５ｎｍ以上で、ゼロ分散波長を使用波長帯よりも長波長側に設計したものである。
【００４３】
Ｎｏ．１〜３は、Ａｅｆｆが７０μｍ2前後の分散シフト光ファイバの設計例である。いずれの分散シフト光ファイバも上述の好ましい構造パラメータの条件を満足している。そして、分散スロープは０．１２５ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2以下の値が得られている。
Ｎｏ．４〜６はＡｅｆｆが７５μｍ2前後の分散シフト光ファイバの設計例である。このとき、分散スロープは０．１３０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2以下の値が得られている。
Ｎｏ．７〜９はＡｅｆｆが８０μｍ2前後の分散シフト光ファイバの分散シフト光ファイバの設計例である。このとき、分散スロープは０．１３５ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2 以下の値が得られている。
【００４４】
表２中のＮｏ．１０〜１８の分散シフト光ファイバは、１５５０ｎｍにおいて、波長分散値が正の値であって、２ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ前後、ゼロ分散波長が約１５４０ｎｍ以下で、ゼロ分散波長を使用波長（帯）よりも短波長側に設計したものである。
【００４５】
【表２】
【００４６】
Ｎｏ．１０〜１２は、Ａｅｆｆが７０μｍ2前後の分散シフト光ファイバの設計例である。このとき、分散スロープは０．１１０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2以下の値が得られている。
Ｎｏ．１３〜１５は、Ａｅｆｆが７５μｍ2前後の分散シフト光ファイバの設計例である。このとき分散スロープは０．１１５ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2以下の値が得られている。
Ｎｏ．１６〜１８は、Ａｅｆｆが８０μｍ2前後の分散シフト光ファイバの設計例である。このとき分散スロープは０．１２５ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2以下の値が得れている。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明においては、使用波長帯の波長分散値が零になることなく、一定範囲内に制御され、かつ、Ａｅｆｆが拡大されているため、非線形効果が発生しにくく、光ファイバ増幅器を用いた光増幅中継伝送システムなどの長距離システムに適した分散シフト光ファイバを提供することができる。また、分散スロープが小さく制御され、波長多重伝送に適用可能である。
また、波長分散値を正あるいは負の値のいずれかに調整することができるため、光通信システムに応じて波長分散値の符号を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の分散シフト光ファイバの屈折率分布形状の例を示した図である。
【図２】はｒ２／ｒ１が５．０、７．０、９．０のそれぞれの場合において、△２／△１と△１を変化させたときの細径解の軌跡を示した解析結果のグラフである。
【図３】 ｒ２／ｒ１が７．０の場合のΔ２／Δ１とΔ１の変化に伴う特性値の分布を示したグラフである。
【図４】 ｒ２／ｒ１が９．０の場合のΔ２／Δ１とΔ１の変化に伴う特性値の分布を示したグラフである。
【図５】 図５（ａ）〜図５（ｃ）は、従来の分散シフト光ファイバの屈折率分布形状の例を示した図である。
【符号の説明】
１…中心コア部、２…階段コア部、４…コア、７…クラッド。
【発明の属する技術分野】
本発明は分散シフト光ファイバに関し、大きな有効コア断面積を有し、かつ小さい分散スロープを有するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ファイバ増幅器を用いた光増幅中継伝送システムなどの長距離システムにおいては、非線形光学効果を低減することが重要である。非線形光学効果は非線形定数でほぼ決定される。非線形定数はｎ２／Ａｅｆｆで示される。ここで、ｎ２は非線形屈折率、Ａｅｆｆは有効コア断面積である。ｎ２は材料を決定すると大きく変化しないため、Ａｅｆｆを拡大することは非線形光学効果を低減するのに効果的な手法である。
一方、大容量伝送が可能な波長多重伝送システムにおいては、分散スロープが小さい方が好ましい。分散スロープとは、波長分散値の波長依存性を示すもので、横軸に波長（ｎｍ）、縦軸に波長分散値（ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ）をとって波長分散値をプロットした際の曲線の勾配である。波長多重伝送システムにおいて、伝送路（光ファイバ）の分散スロープが大きいと、各波長間の波長分散値の差が大きくなり、伝送状態がばらつくため、全体の伝送特性が劣化し、伝送距離が制限される。
また、光通信システムの伝送路としては、実質的にシングルモードであることや、曲げ損失を１００ｄＢ／ｍ以下に保つことが最低限の条件として要求されている。
【０００３】
そこで、最近では、例えば特開平１０−６２６４０号公報、特開平１０−２９３２２５号公報、特開平８−２２０３６２号公報、特開平１０−２４６８３０号公報などにおいて、様々な屈折率分布形状（屈折率プロファイル）を用いて、ある程度Ａｅｆｆの拡大を図る提案がなされてきた。
【０００４】
図５（ａ）〜図５（ｃ）はこのような分散シフト光ファイバの屈折率分布形状の例を示したものである。
図５（ａ）はデュアルシェイプコア型（階段型）の屈折率分布形状の一例を示したもので、符号１１は中心コア部であり、その外周上に、この中心コア部１１よりも低屈折率の階段コア部１２が設けられてコア１４が形成されている。そして、このコア１４の外周上に、前記階段コア部１２よりも低屈折率のクラッド１７が設けられている。
本出願人は、デュアルシェイプコア型の屈折率分布形状において、Ａｅｆｆの拡大を目指したものとして、細径解を用いた分散シフト光ファイバを特開平８−２２０３６２号公報に開示した。
なお、従来、波長１．５５μｍにおいて、分散シフト光ファイバのコア径を、屈折率分布形状の相似形を保ったまま拡大していくと、波長分散値が所望の値になる解が２つ以上存在することが知られている。このとき、曲げ損失やカットオフ波長などの特性が比較的実用的な範囲になる解のうち、相対的にコア径が細い解を細径解、太い解を太径解とよんでいる。
【０００５】
図５（ｂ）は、セグメントコア型の屈折率分布形状の一例を示したもので、高屈折率の中心コア部２１の外周上に低屈折率の中間部２２が設けられ、この中間部２２の外周上に、この中間部２２よりも高屈折率で、かつ前記中心コア部２１よりも低屈折率のリングコア部２３が設けられてコア２４が構成されている。さらにこのリングコア部２３の外周上に、前記中間部２２よりも低屈折率の第１クラッド２５が設けられ、この第１クラッド２５の外周上に、この第１クラッド２５よりも高屈折率で、かつ前記中間部２２よりも低屈折率の第２クラッド２６が設けられてクラッド２７が構成されている。
【０００６】
図５（ｃ）は、Ｏリング型の屈折率分布形状の一例を示したもので、中心の低屈折率の中心コア部３１の外周上に高屈折率の周辺コア部３２が設けられて２層構造のコア３４が構成されている。そして、このコア３４の外周上に、前記周辺コア部３２よりも低屈折率のクラッド３７が設けられることにより、クラッド３７を含めて３層構造の凹型の屈折率分布形状が構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そして、最近の光通信システムの大容量化、長距離伝送の要求に伴い、さらに長距離システムや波長多重伝送に適した高性能の分散シフト光ファイバの提供が望まれている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らが上述の事情を鑑て鋭意検討した結果、デュアルシェイプコア型の屈折率分布形状を有し、細径解を用いた分散シフト光ファイバにおいて、さらに高性能のもの、あるいは個々の光通信システムの要求に対応可能なものを得るためには、Ａｅｆｆの拡大と、分散スロープの制御に関し、中心コア部の半径ｒ１と階段コア部の半径ｒ２の比率であるｒ２／ｒ１と、クラッドを基準としたときの中心コア部の比屈折率差Δ１と階段コア部の比屈折率差Δ２の比率であるΔ２／Δ１とΔ１の値に、制限があることを見い出した。
すなわち、前記課題を解決するために、本発明においては、以下のような解決手段を提案する。
【０００９】
第１の発明は、高屈折率の中心コア部と、その外周上に設けられた、該中心コア部よりも低屈折率の階段コア部と、該階段コア部の外周上に設けられた一律の屈折率を有する一層構造の、該階段コア部よりも低屈折率のクラッドとからなる屈折率分布形状を有し、コア径として細径解を採用し、使用波長帯は１５３０〜１５７０ｎｍの範囲から適度な波長幅の波長帯が選択される分散シフト光ファイバにおいて、
中心コア部の半径をｒ１、階段コア部の半径をｒ２、クラッドの屈折率を基準にしたときの中心コア部の比屈折率差をΔ１、階段コア部の比屈折率差をΔ２とし、ｒ２／ｒ１をｘ、Δ２／Δ１をｙとしたとき、６．５≦ｘ≦８．５、０．１１≦ｙ≦０．１６、かつ０．７％≦Δ１≦１．２％であり、
ゼロ分散波長が約１５６５ｎｍ以上であり、
１５５０ｎｍにおいて、波長分散値が負の値であって、Ａｅｆｆが７０〜８５μｍ ２ 、分散スロープが０．０８〜０．１４ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ２、曲げ損失が１００ｄＢ／ｍ以下、波長分散値の絶対値が０．５〜８．０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍであり、
ＣＣＩＴＴの２ｍ法によるカットオフ波長が１３２０〜１６３０ｎｍであり、１５３０〜１５７０ｎｍから任意に選択される使用波長帯において、実質的にシングルモード伝搬となることを特徴とする分散シフト光ファイバである。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明の分散シフト光ファイバにおいて、７≦ｘ≦８、０．１１≦ｙ≦０．１６、ｙ≧（−０．０１６ｘ＋０．２１）、０．７％≦Δ１≦１．２％であり、かつ、Ａｅｆｆが７０〜８０μｍ ２ 、分散スロープが０．１３０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ ２ 以下であることを特徴とする分散シフト光ファイバである。
【００１１】
第３の発明は、第１の発明の分散シフト光ファイバにおいて、７≦ｘ≦８．５、０．１１≦ｙ≦０．１６、（−０．０２ｘ＋０．２６）≦ｙ≦（−０．０２ｘ＋０．３２）、０．７％≦Δ１≦１．２％であり、かつ、Ａｅｆｆが７５〜８５μｍ ２ 、分散スロープが０．１３５ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ ２ 以下であることを特徴とする分散シフト光ファイバである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の分散シフト光ファイバの屈折率分布形状の一例を示したもので、この屈折率分布形状は、中心コア部１の外周上に階段コア部２が設けられてなるコア４と、その外周上に設けられた一律の屈折率を有する一層構造のクラッド７とから構成されている。
前記中心コア部１は最も高屈折率であり、前記階段コア部２はこの中心コア部１よりも低屈折率であり、また、クラッド７はこの階段コア部２よりも低屈折率である。
図中符号ｒ１、ｒ２は、それぞれ、中心コア部１と階段コア部２の半径を示し、Δ１、Δ２は、それぞれ、クラッド７の屈折率を基準にしたときの中心コア部１の比屈折率差と階段コア部２の比屈折率差を示している。
【００１３】
この例において、例えば中心コア部１と階段コア部２は屈折率を上昇させる作用を有するゲルマニウムを添加したゲルマニウム添加石英ガラス、クラッド７は純石英ガラスから構成されている。
なお、分散シフト光ファイバの屈折率分布形状においては、各層（中心コア部１、階段コア部２、クラッド７）の境界が明確ではなく、丸みを帯びた、いわゆるだれを生じた状態であってもよく、実効的に本発明の分散シフト光ファイバとしての特性を得ることができれば特に限定することはない。
【００１４】
本発明の分散シフト光ファイバの使用波長帯は１４９０〜１６１０ｎｍの範囲から適度な波長幅の波長帯が選択される。例えば、光通信システムに用いる光ファイバ増幅器による増幅波長帯などによって、１４９０〜１５３０ｎｍの範囲から所定の波長幅を有する波長帯（例えば１５００〜１５２０ｎｍ）が選択される。または、１５３０〜１５７０ｎｍの範囲から所定の波長幅を有する波長帯（例えば１５４０〜１５６５ｎｍ）が選択される。または、１５７０〜１６１０ｎｍの範囲から所定の波長幅を有する波長帯（例えば１５７０〜１６００ｎｍ）が選択される。これらの中でも近年多く用いられているのは１５３０〜１５７０ｎｍの範囲である。
【００１５】
Ａｅｆｆは以下の式から求められるものである。
【００１６】
【数１】
本発明においては、使用波長帯におけるＡｅｆｆが６５〜９５μｍ2であるため、非線形効果の抑制が可能となる。９５μｍ2をこえるものは製造が困難である。
また、使用波長帯における分散スロープは０．０８〜０．１４ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2とされる。この範囲内であれば、波長多重伝送において、分散スロープに起因する大きな伝送劣化を防ぐことができる。
【００１８】
曲げ損失は、使用波長帯において曲げ直径（２Ｒ）が２０ｍｍの条件の値をいうものとする。
曲げ損失は小さい程好ましく、本発明において、曲げ損失は１００ｄＢ／ｍ以下、好ましくは５０ｄＢ／ｍ以下とされる。１００ｄＢ／ｍをこえると、分散シフト光ファイバに加えられる僅かな曲がりなどによって伝送損失が劣化しやすく、敷設時や取り扱い時に余分な損失を生じやすくなるため不都合である。
【００１９】
波長分散値の絶対値は０．５〜８．０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍとされる。絶対値が０．５ｐｓ／ｋｍ／ｎｍよりも小さいと、波長分散値が零に近くなり、非線形効果のひとつである４光子混合が発生しやすくなるため不都合である。また、８．０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍよりも大きいと、波形歪みが生じ、伝送特性の劣化が大きくなる場合がある。
また、具体的には後述するが、波長分散値を正の値、あるいは負の値に制御することができるため、種々の光通信システムの要求に対応することができ、例えばソリトン伝送を用いたシステムなどにも適用可能なものを設計することができる。
【００２０】
また、本発明の分散シフト光ファイバはシングルモード光ファイバであるため、使用波長帯において、実質的にシングルモード伝搬を保証するカットオフ波長を有する必要がある。
通常のカットオフ波長は、ＣＣＩＴＴの２ｍ法（以下２ｍ法と記す）による値によって規定されている。しかし、実際の長尺の使用状態においては、この値が使用波長帯の下限値よりも長波長側であってもシングルモード伝搬が可能である。
【００２１】
したがって、本発明の分散シフト光ファイバにおいて、２ｍ法で規定されるカットオフ波長は、分散シフト光ファイバの使用長さと使用波長帯によってシングルモード伝搬可能であるように設定する。具体的には、例えば２ｍ法におけるカットオフ波長が１．８μｍであれば、５０００ｍ程度以上の長尺の状態で、上述の使用波長帯におけるシングルモード伝搬を実現することができる。
【００２２】
本発明においては、上述のようにコア径として細径解を用いる。具体的には、シミュレーションによって後述するｒ２、ｒ１、Δ２、Δ１という４つの構造パラメータを設定するにおいて、コア径が細径解になるように、かつ、上述の所望の使用波長帯において、Ａｅｆｆ、分散スロープなどの特性値を満足する設計条件を定める。なお、本発明の分散シフト光ファイバの実際の製造方法としては、ＣＶＤ法、ＶＡＤ法などの従来法を適用することができる。
【００２３】
図２は分散シフト光ファイバの構造パラメータに関する解析結果を示したグラフであって、ｒ２／ｒ１が５．０、７．０、９．０のそれぞれの場合において、△２／△１と△１を変化させたときの細径解の軌跡を示している。
Δ２／Δ１の曲線は、Δ２／Δ１を各曲線上に示された値に固定し、Δ１を変化させたときの特性を示している。また、Δ１の曲線は、Δ１を各曲線上に示された値に固定し、Δ２／Δ１を変化させたときの特性を示している。
例えばｒ２／ｒ１が９．０のとき、Δ２／Δ１＝０．１４の曲線上を、グラフ中右から左に移動するとき、Δ１は０．９から２．０に変化している。そして、例えばΔ２／Δ１＝０．１４の曲線と、Δ１＝１．４の曲線が交わる点は、Δ２／Δ１を０．１４、Δ１を１．４としたときの分散シフト光ファイバの特性を示している。
なお、解析条件は、使用波長が１５５０ｎｍであり、使用波長の波長分散値が−２．０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍである。ゼロ分散波長は、分散スロープが異なるため、一定ではないが、ほぼ１５６５ｎｍ以上であり、使用波長（帯）よりも長波長側である。
【００２４】
図３、図４は、それぞれ、ｒ２／ｒ１が７．０、９．０の場合に、図２に示したグラフと同様に、Δ２／Δ１とΔ１の変化に伴う特性値の分布を示したグラフである。これらのグラフにおいては、さらにカットオフ波長（λｃ）と分散スロープの分布が示されている。
すなわち、Δ２／Δ１が０．１０、０．１２、０．１４、０．１６の各曲線上には、カットオフ波長の分布が併せて示されている。例えばΔ２／Δ１が０．１０の場合、カットオフ波長は１．０〜１．１の範囲に分布している。一方、Δ２／Δ１が０．１２の場合、カットオフ波長は１．１〜１．２の範囲と、１．２〜１．３の範囲に分布している。そして、Δ２／Δ１が一定の場合は、Δ１を大きくすることによってカットオフ波長が短くなることがわかる。
【００２５】
また、分散スロープの曲線は逆Ｕ字状であり、等高線状に分布している。そして、この等高線状の分布の外側である程分散スロープが小さく、内側である程大きい。
よって、例えば図３に示したグラフにおいて、Δ２／Δ１が０．１４、Δ１が１．４（Δ２／Δ１＝０．１４の曲線と、Δ１＝１．４の曲線が交わる点）の場合、カットオフ波長は１．３〜１．４μｍ、分散スロープは０．１２２〜０．１２４ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2 の範囲のものが得られる。
【００２６】
図３に示したグラフより、ｒ２／ｒ１を５倍程度以上に設定することによって、Ａｅｆｆが６５μｍ2 以上の領域で、実用的な曲げ損失が得られる。
一方、ｒ２／ｒ１が大きいと、より大きなＡｅｆｆが得られる。しかし、図３、図４に示したグラフを比較してわかるように、ｒ２／ｒ１が大きいと分散スロープが大きくなる傾向がある。波長多重システムに適したものを得るには、使用波長帯における分散スロープが０．１４ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2以下であると望ましく、そのため、ｒ２／ｒ１は１０以下とされる。
したがって、ｒ２／ｒ１＝ｘとしたとき、５≦ｘ≦１０の範囲が望ましい。
【００２７】
また、△２／△１が小さすぎると曲げ損失が大きくなり、実用不可能となるため、Δ２／Δ１は０．０８以上とされる。一方、△２／△１が大きすぎるとカットオフ波長が長くなり、使用波長帯におけるシングルモード伝搬が確保できなくなるため、Δ２／Δ１は０．２２以下とされる。
したがって、Δ２／Δ１＝ｙとしたとき、０．０８≦ｙ≦０．２２の範囲が望ましい。
Δ２／Δ１（ｙ）は、さらに個々の光通信システムにおいて許容される曲げ損失と要求されるカットオフ波長によって調整可能である。
【００２８】
Δ１は０．６〜１．２％とされる。０．６％未満の場合は曲げ損失が大きくなりすぎ、また、波長分散値を所望の値に制御できない場合がある。１．２％をこえるとＡｅｆｆを十分に拡大することができず、また、レイリー損失が大きくなる場合がある。
これらのｒ２／ｒ１（ｘ）、Δ２／Δ１（ｙ）、Δ１の好ましい範囲は、ゼロ分散波長が使用波長帯よりも短波長側の場合も同様である。
【００２９】
そして、これらの数値範囲からの構造パラメータの組み合わせにおいて、本発明の分散シフト光ファイバの特性を満足するものを選択して設計する。
なお、本発明の分散シフト光ファイバにおいて、ｒ２、すなわちコアの半径は特に限定することはないが、通常４〜１２μｍの範囲となる。また、クラッド７（分散シフト光ファイバ）の外径は、通常約１２５μｍとされる。
【００３０】
また、本発明の分散シフト光ファイバにおいては、使用波長帯よりも長波長側にゼロ分散波長を有するか、短波長側にゼロ分散波長を有するかによって、構造パラメータの制限が異なる。
【００３１】
使用波長帯よりも、長波長側にゼロ分散波長を有する場合は、以下のような制限が与えられる。
【００３２】
すなわち、Ａｅｆｆ６５〜７５μｍ2、分散スロープ０．１２５ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2 以下の分散シフト光ファイバを得るためには、以下の条件を満足すると好ましい。
【００３３】
ｒ２／ｒ１をｘ、Δ２／Δ１をｙとしたとき、
６≦ｘ≦７、
０．１≦ｙ≦０．１８、
ｙ≧（−０．０２ｘ＋０．２４）、
０．６％≦Δ１≦１．２％。
【００３４】
Ａｅｆｆ７０〜８０μｍ2、分散スロープ０．１３０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2 以下の分散シフト光ファイバを得るためには、以下の条件を満足すると好ましい。
７≦ｘ≦８、
０．１≦ｙ≦０．１６、
ｙ≧（−０．０１６ｘ＋０．２１）、
０．６％≦Δ１≦１．２％。
【００３５】
Ａｅｆｆ７５〜８５μｍ2、分散スロープ０．１３５ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2 以下の分散シフト光ファイバを得るためには、以下の条件を満足すると好ましい。
７≦ｘ≦８．５、
０．１≦ｙ≦０．１６、
（−０．０２ｘ＋０．２６）≦ｙ≦（−０．０２ｘ＋０．３２）、
０．６％≦Δ１≦１．２％。
【００３６】
一方、使用波長帯よりも短波長側にゼロ分散波長を有する場合は、以下のような制限が与えられる。
【００３７】
すなわち、Ａｅｆｆ６５〜７５μｍ2、分散スロープ０．１１０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2 以下の特性を得るためには、以下の条件を満足すると好ましい。
５≦ｘ≦８、
０．１２≦ｙ≦０．２２、
（−０．０２ｘ＋０．２４）≦ｙ≦（−０．０２ｘ＋０．３４）、
０．６％≦Δ１≦１．２％。
ここで、ｘ（ｒ２／ｒ１）、ｙ（△２／△１）がこの範囲を満足してても、ｘが大きく、かつｙが小さい場合は、△１を大きく設定する必要があり、その結果、レイリー損失の増大によって伝送損失が悪化する可能性がある。
これを防ぐためにΔ１を制限する。つまり、△１を上述の範囲に設定すると、実用上問題のない伝送損失が得られる。以下の場合のΔ１の制限も同様の理由による。
【００３８】
Ａｅｆｆ７０〜８０μｍ2、分散スロープ０．１１５ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2 以下の分散シフト光ファイバを得るためには、以下の条件を満足すると好ましい。
５．５≦ｘ≦８、
０．１２≦ｙ≦０．２０、
（−０．０２ｘ＋０．２５）≦ｙ≦（−０．０２ｘ＋０．３３）、
０．６％≦Δ１≦１．２％。
【００３９】
Ａｅｆｆ７５〜８５μｍ2、分散スロープ０．１２５ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2 以下の分散シフト光ファイバを得るためには、以下の条件を満足すると好ましい。
６≦ｘ≦８、
０．１２≦ｙ≦０．２０、
（−０．０２ｘ＋０．２６）≦ｙ≦（−０．０２ｘ＋０．３５）、
０．６％≦Δ１≦１．２％。
なお、使用波長帯、およびゼロ分散波長の設定条件などによって、上述の範囲内で、さらにｒ１、ｒ２、Δ１、Δ２の具体的な数値を調整する必要があることは言うまでもない。
【００４０】
以下、設計例を示して具体的に説明する。
表１、２は、ＣＶＤ法によって試作した、細径解を用いた分散シフト光ファイバの構造パラメータと特性値を示したものである。表中、λｃはカットオフ波長、ＭＦＤはモードフィールド径である。
【００４１】
【表１】
表１中のＮｏ．１〜９の分散シフト光ファイバは、１５５０ｎｍにおいて、波長分散値が負の値であって、−２ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ前後、ゼロ分散波長が約１５６５ｎｍ以上で、ゼロ分散波長を使用波長帯よりも長波長側に設計したものである。
【００４３】
Ｎｏ．１〜３は、Ａｅｆｆが７０μｍ2前後の分散シフト光ファイバの設計例である。いずれの分散シフト光ファイバも上述の好ましい構造パラメータの条件を満足している。そして、分散スロープは０．１２５ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2以下の値が得られている。
Ｎｏ．４〜６はＡｅｆｆが７５μｍ2前後の分散シフト光ファイバの設計例である。このとき、分散スロープは０．１３０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2以下の値が得られている。
Ｎｏ．７〜９はＡｅｆｆが８０μｍ2前後の分散シフト光ファイバの分散シフト光ファイバの設計例である。このとき、分散スロープは０．１３５ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2 以下の値が得られている。
【００４４】
表２中のＮｏ．１０〜１８の分散シフト光ファイバは、１５５０ｎｍにおいて、波長分散値が正の値であって、２ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ前後、ゼロ分散波長が約１５４０ｎｍ以下で、ゼロ分散波長を使用波長（帯）よりも短波長側に設計したものである。
【００４５】
【表２】
Ｎｏ．１０〜１２は、Ａｅｆｆが７０μｍ2前後の分散シフト光ファイバの設計例である。このとき、分散スロープは０．１１０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2以下の値が得られている。
Ｎｏ．１３〜１５は、Ａｅｆｆが７５μｍ2前後の分散シフト光ファイバの設計例である。このとき分散スロープは０．１１５ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2以下の値が得られている。
Ｎｏ．１６〜１８は、Ａｅｆｆが８０μｍ2前後の分散シフト光ファイバの設計例である。このとき分散スロープは０．１２５ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ2以下の値が得れている。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明においては、使用波長帯の波長分散値が零になることなく、一定範囲内に制御され、かつ、Ａｅｆｆが拡大されているため、非線形効果が発生しにくく、光ファイバ増幅器を用いた光増幅中継伝送システムなどの長距離システムに適した分散シフト光ファイバを提供することができる。また、分散スロープが小さく制御され、波長多重伝送に適用可能である。
また、波長分散値を正あるいは負の値のいずれかに調整することができるため、光通信システムに応じて波長分散値の符号を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の分散シフト光ファイバの屈折率分布形状の例を示した図である。
【図２】はｒ２／ｒ１が５．０、７．０、９．０のそれぞれの場合において、△２／△１と△１を変化させたときの細径解の軌跡を示した解析結果のグラフである。
【図３】 ｒ２／ｒ１が７．０の場合のΔ２／Δ１とΔ１の変化に伴う特性値の分布を示したグラフである。
【図４】 ｒ２／ｒ１が９．０の場合のΔ２／Δ１とΔ１の変化に伴う特性値の分布を示したグラフである。
【図５】 図５（ａ）〜図５（ｃ）は、従来の分散シフト光ファイバの屈折率分布形状の例を示した図である。
【符号の説明】
１…中心コア部、２…階段コア部、４…コア、７…クラッド。
Claims (3)
- 高屈折率の中心コア部と、その外周上に設けられた、該中心コア部よりも低屈折率の階段コア部と、該階段コア部の外周上に設けられた一律の屈折率を有する一層構造の、該階段コア部よりも低屈折率のクラッドとからなる屈折率分布形状を有し、コア径として細径解を採用し、使用波長帯は１５３０〜１５７０ｎｍの範囲から適度な波長幅の波長帯が選択される分散シフト光ファイバにおいて、
中心コア部の半径をｒ１、階段コア部の半径をｒ２、クラッドの屈折率を基準にしたときの中心コア部の比屈折率差をΔ１、階段コア部の比屈折率差をΔ２とし、ｒ２／ｒ１をｘ、Δ２／Δ１をｙとしたとき、６．５≦ｘ≦８．５、０．１１≦ｙ≦０．１６、かつ０．７％≦Δ１≦１．２％であり、
ゼロ分散波長が約１５６５ｎｍ以上であり、
１５５０ｎｍにおいて、波長分散値が負の値であって、Ａｅｆｆが７０〜８５μｍ ２ 、分散スロープが０．０８〜０．１４ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ２、曲げ損失が１００ｄＢ／ｍ以下、波長分散値の絶対値が０．５〜８．０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍであり、
ＣＣＩＴＴの２ｍ法によるカットオフ波長が１３２０〜１６３０ｎｍであり、１５３０〜１５７０ｎｍから任意に選択される使用波長帯において、実質的にシングルモード伝搬となることを特徴とする分散シフト光ファイバ。 - 請求項１に記載の分散シフト光ファイバにおいて、７≦ｘ≦８、０．１１≦ｙ≦０．１６、ｙ≧（−０．０１６ｘ＋０．２１）、０．７％≦Δ１≦１．２％であり、かつ、Ａｅｆｆが７０〜８０μｍ ２ 、分散スロープが０．１３０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ ２ 以下であることを特徴とする分散シフト光ファイバ。
- 請求項１に記載の分散シフト光ファイバにおいて、７≦ｘ≦８．５、０．１１≦ｙ≦０．１６、（−０．０２ｘ＋０．２６）≦ｙ≦（−０．０２ｘ＋０．３２）、０．７％≦Δ１≦１．２％であり、かつ、Ａｅｆｆが７５〜８５μｍ ２ 、分散スロープが０．１３５ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ ２ 以下であることを特徴とする分散シフト光ファイバ。
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