JP4134547B2 - 光伝送路 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、分散シフト光ファイバと、該分散シフト光ファイバの波長分散及び分散スロープを補償する分散補償光ファイバを含む光伝送路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
波長多重（ＷＤＭ: Wavelength Division Multiplexing）光伝送を行う光伝送システムにおいて、光通信の更なる高速化・大容量化を図るには、広い信号波長帯域において光伝送路の累積波長分散の絶対値をできる限り小さくすることが重要である。一般には、１種類の光ファイバのみを用いた光伝送路では困難であるので、複数種類の光ファイバを接続して光伝送路を構成することで、広帯域での光伝送路の累積波長分散の絶対値の低減が図られている。
【０００３】
例えば、特開平６−１１６２０号公報には、波長１．３μｍ付近に零分散波長を有する標準的なシングルモード光ファイバ（ＳＭＦ: Single Mode Fiber）と、この標準的なシングルモード光ファイバの波長１５５０ｎｍにおける波長分散を補償する分散補償光ファイバ（ＤＣＦ: Dispersion Compensating Fiber）とが互いに接続され、これらが接続されでなる光伝送路における１．５５μｍ波長帯での累積波長分散の絶対値の低減を図る技術が開示されている。
【０００４】
また、米国特許第５,８３８,８６７号には、波長１５５０ｎｍで小さな正の波長分散を有する非零分散シフト光ファイバ（ＮＺＤＳＦ: Non-Zero Dispersion Shift Fiber）と、この分散シフト光ファイバの波長１５５０ｎｍにおける波長分散および分散スロープを補償する分散補償光ファイバとが互いに接続され、これらが接続されてなる光伝送路の１．５５μｍ波長帯での累積波長分散の絶対値の低減を図る技術が開示されている。
【０００５】
ここで、標準的なシングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）の波長１５５０ｎｍにおける波長分散をＤSMFと表し、分散スロープをＳSMFと表す。非零分散シフト光ファイバ（ＮＺＤＳＦ）の波長１５５０ｎｍにおける波長分散をＤDSFと表し、分散スロープをＳDSFと表す。また、分散補償光ファイバ（ＤＣＦ）の波長１５５０ｎｍにおける波長分散をＤDCFと表し、分散スロープをＳDCFと表す。このとき、波長１５５０ｎｍを含む広帯域で光伝送路における累積波長分散の絶対値の低減を図るため、標準的なシングルモード光ファイバの波長分散及び分散スロープの双方を補償する分散補償光ファイバ（以下、「ＳＭＦ用分散補償光ファイバ」という）には、波長分散ＤDCFに対する分散スロープＳDCFの比(ＳDCF／ＤDCF)が、シングルモード光ファイバの、波長分散ＤSMFに対する分散スロープＳSMFの比(ＳSMF／ＤSMF)と略等しいことが要求される。また、分散シフト光ファイバの波長分散及び分散スロープの双方を補償する分散補償光ファイバ（以下、「ＤＳＦ用分散補償光ファイバ」という）には、波長分散ＤDCFに対する分散スロープＳDCFの比(ＳDCF／ＤDCF)が、分散シフト光ファイバの波長分散ＤDSFに対する分散スロープＳDSFの比(ＳDSF／ＤDSF)と略等しいことが要求される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
発明者らは、従来の光伝送路を詳細に検討した結果、以下のような課題を発見した。すなわち、標準的なシングルモード光ファイバと比較して、分散シフト光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて大きな比(ＳDSF／ＤDSF)を有する。したがって、ＳＭＦ用分散補償光ファイバと比較して、ＤＳＦ用分散補償光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいてより大きな比(ＳDCF／ＤDCF)を有することが必要である。
【０００７】
特開平６−１１６２０号公報に開示されたＳＭＦ用分散補償光ファイバは、波長１．３μｍ付近に零分散波長を有し波長１５５０ｎｍにおいて大きな波長分散を有する標準的なシングルモード光ファイバの波長分散を補償するものであって、絶対値が大きな負の波長分散を有している。したがって、このＳＭＦ用分散補償光ファイバは、標準的なシングルモード光ファイバの波長分散を補償するのに適している。ただし、このＳＭＦ用分散補償光ファイバは分散スロープを補償するには十分とは言えない。
【０００８】
一方、米国特許第５,８３８,８６７号に開示されたＤＳＦ用分散補償光ファイバは、波長１５５０ｎｍで小さな正の波長分散を有する非零分散シフト光ファイバの波長分散及び分散スロープの双方を補償することができる。しかし、このＤＳＦ用分散補償光ファイバは波長分散の絶対値が小さいことから、非零分散シフト光ファイバの波長分散及び分散スロープの双方を補償するには長尺のＤＳＦ用分散補償光ファイバが必要となる。
【０００９】
例えば、文献１「S. Bigo, et al., "1.5 Terabit/s WDM transmission of 150 channels at 10 Gbit/s over 4x100km of TeraLightTM fibre", ECOC'99, PD (1999)」に開示された非零分散シフト光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて、＋８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散と、＋０．０６ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの分散スロープを有する。一方、文献２「D. W. Peckham, et al., "Reduced dispersion slope, non-zero dispersion fiber", ECOC'98, pp.139-140 (1998)」に開示された非零分散シフト光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて、＋４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散と、＋０．０４６ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの分散スロープを有する。これらの文献に開示されている非零分散シフト光ファイバ８０ｋｍの波長分散及び分散スロープの双方を補償するには、長さ８ｋｍ〜１６ｋｍものＤＳＦ用分散補償光ファイバが必要である。
【００１０】
ところで、一般に、ＤＳＦ用分散補償光ファイバは、僅かの曲げでも基底モード光が漏洩し易く、基底モード光の曲げ損失が大きいので、ケーブル化して敷設あるいはコイル等に巻き付けて分散補償モジュール化すると伝送損失が大きくなる。したがって、分散シフト光ファイバとＤＳＦ用分散補償光ファイバとが接続されてなる光伝送路に信号を伝搬させて光通信を行う光伝送システムでは、光伝送路での伝送損失が大きいことから、中継区間を長くすることができず、光通信の更なる高速化・大容量化を図ることができない。
【００１１】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、非零分散シフト光ファイバの波長分散及び分散スロープを短尺で補償することができる分散補償光ファイバ、これら分散シフト光ファイバ及び分散補償光ファイバを含む低伝送損失の光伝送路、並びに、この分散補償光ファイバがコイル状に巻かれてモジュール化された低伝送損失の分散補償モジュールを提供することを目的としている。
【００１２】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、非零分散シフト光ファイバの波長分散及び分散スロープを短尺で補償することができる分散補償光ファイバと、該分散シフト光ファイバを含む低伝送損失の光伝送路を提供することを目的としている。
【００１３】
この発明に係る分散補償光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて１６μｍ2以上、好ましくは２０μｍ2以上の実効断面積を有する。この場合、四光波混合の発生を抑制し、伝搬する信号の波形劣化を抑制することができる。
【００１４】
この発明に係る分散補償光ファイバは、１．２μｍ以上かつ１．８μｍ以下、好ましくは１．４μｍ以上かつ１．８μｍ以下のカットオフ波長を有する。また、この発明に係る分散補償光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて０．５ｄＢ／ｋｍ以下の伝送損失を有する。この場合、従来のものよりカットオフ波長が長いことから、曲げ損失の増大が抑制されるので、さらに、伝送損失が上記数値範囲であることと相俟って、ケーブル化あるいはモジュール化された場合であっても低損失となる。
【００１５】
この発明に係る分散補償光ファイバは、所定軸に沿って伸びるとともに第１屈折率を有するコア領域と、該コア領域の外周に設けられた第１クラッド領域を有するのが好ましい。このクラッド領域は、コア領域の外周に設けられるとともに第１屈折率よりも低い第２屈折率を有する第１クラッド、該第１クラッドの外周に設けられるとともに第２屈折率よりも高い第３屈折率を有する第２クラッド、そして、該第２クラッドの外周に設けられるとともに第３屈折率よりも低い第４屈折率を有する第３クラッドを含む。上記コア領域は、第３クラッドの第４屈折率を基準として、０．８％以上かつ２．０％以下、より好ましくは０．８％以上かつ１．５％以下の比屈折率差を有する。第１クラッドは、第３クラッドの第４屈折率を基準として、−０．４％以下の比屈折率差を有する。これらの場合は、上記特性を有する分散補償光ファイバを実現する上で好適である。
【００１６】
この発明に係る分散補償光ファイバにおいて、第２クラッドの外径が２％変化したとき、比（ＳDCF／ＤDCF）は１０％以下だけ変化するのが好ましい。この場合、所望の波長分散特性を有する分散補償光ファイバが容易に製造され得る。
【００１７】
一方、ファイバ長を短くして伝送損失を低減させるべく、この発明に係る分散補書光ファイバは、−２５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上かつ−１２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散ＤDCF、０．００５／ｎｍ以下である、波長分散ＤDCFに対する分散スロープＳDCFの比（ＳDCF／ＤDCF）、そして、１０μｍ2以上かつ２０μｍ2以下、好ましくは（２０−｜ＤDCF｜／２５）以上かつ（２３−｜ＤDCF｜／２５）以下の実効断面積を有するがよい。分散絶対値が大きくなる曲げに弱い部分における実効断面積の大きさを低減する必要があるからである。また、当該分散補償光ファイバは、１．０ｄＢ／ｋｍ以下の伝送損失を有する。さらに、当該分散補償光ファイバは、上述のように、コア領域と第１〜第３クラッドを含むクラッド領域を有しており、該コア領域は、第３クラッドを基準として２．０％以上かつ３．０％以下の比屈折率差、第１クラッドは、第３クラッドを基準として−０．４％以下の比屈折率差を有する。
【００１８】
この発明に係る光伝送路は、上記分散補償光ファイバが敷設された中継区間と、該分散補償光ファイバに融着接続された分散シフト光ファイバとを備える。分散シフト光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて、＋２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上かつ＋１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、＋０．０４ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以上かつ＋０．１２ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以下の分散スロープを有する。これら分散補償光ファイバと分散シフト光ファイバとが所定の長さ比で互いに接続されたとき、これらにより構成された光伝送路全体としては、波長１５５０ｎｍにおいて、絶対値の小さな平均波長分散と絶対値の小さな平均分散スロープを有する。これにより、この光伝送路全体としては、波長１５５０ｎｍを含む広波長帯域において、絶対値の小さな平均波長分散と小さな平均伝送損失を有することになる。
【００１９】
この発明に係る光伝送路全体としては、波長帯域１５３５ｎｍ以上かつ１５６０ｎｍ以下の波長帯域（Ｃバンド）において、０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の偏差（＝最大値−最小値）がある平均波長分散を有する。全体からみた平均波長分散は、１５３５ｎｍ以上かつ１６００ｎｍ以下の波長帯域（Ｃバンド及びＬバンド）において、０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の偏差を持つのが好ましい。このような場合、光伝送路に信号を伝搬させて光通信を実現する光伝送システムでは、光伝送路は平均伝送損失が低く、平均波長分散の絶対値は小さく、かつ波長１５５０ｎｍを含む広い波長帯域（Ｃバンド及びＬバンドを含む）において高ビットレートの光伝送が可能になる。したがって、この光伝送システムは、中継区間を長くすることができ、光通信の更なる高速化・大容量化を図ることができる。
【００２０】
この発明に係る分散補償モジュールは、上記分散補償光ファイバがコイル状に巻かれてモジュール化されたことを特徴とする。この分散補償光ファイバがモジュール化された分散補償モジュールでは、中継区間に敷設された分散シフト光ファイバの波長分散及び分散スロープを補償するものであって、分散シフト光ファイバと分散補償光ファイバとが適切な長さ比に設定されることにより、波長１５５０ｎｍにおいて、全体から見た平均波長分散の絶対値が小さくなり、また全体から見た平均分散スロープの絶対値も小さくなる。これにより、分散シフト光ファイバと分散補償モジュールの全体では、波長１５５０ｎｍを含む広い波長帯域で、平均波長分散の絶対値が小さくなり、また平均伝送損失も小さくなる。
【００２１】
この発明に係る分散補償モジュールは、波長１５５０ｎｍにおける分散補償量が−６４０ｐｓ／ｎｍであるとき、１５３５ｎｍ以上かつ１５６５ｎｍ以下、より好ましくは１５３５ｎｍ以上かつ１６１０ｎｍ以下の波長帯域において、７ｄＢ以下の総損失を有する。この発明に係る分散補償モジュールにおいて、波長１５５０ｎｍにおける分散補償量が−３２０ｐｓ／ｎｍであるとき、１５３５ｎｍ以上かつ１５６５ｎｍ以下、より好ましくは１５３５ｎｍ以上かつ１６１０ｎｍ以下の波長帯域において、総損失は３ｄＢ以下である。このような分散補償モジュールを有する光伝送システムでは、波長１５５０ｎｍを含む広い波長帯域（少なくともＣバンドを含み、さらにはＬバンドをも含む波長帯域）において、その平均伝送損失は小さく、平均波長分散の絶対値も小さく、平均伝送損失が小さく、平均波長分散の絶対値も小さく、かつ高ビットレートの光伝送が可能になる。したがって、この光伝送システムは、中継区間を長くすることができ、光通信の更なる高速化・大容量化を図ることができる。
【００２２】
さらに、この発明に係る分散補償光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて、−４０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散ＤDCFと、０．００５／ｎｍ以上である、波長分散ＤDCFに対する分散スロープＳDCFの比（ＳDCF／ＤDCF）と、１６μｍ2以上、より好ましくは２０μｍ2以上の実効断面積を有するのがよい。波長１５５０ｎｍを含む広い波長帯域において、この分散補償光ファイバは、分散シフト光ファイバの波長分散及び分散スロープを短尺で補償することができるだけでなく、四光波混合の発生を抑制し、伝搬する信号の波形劣化を抑制することができるからである。
【００２３】
この発明に係る分散補償光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて、−４０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散ＤDCFと、０．００５／ｎｍ以上である、波長分散ＤDCFに対する分散スロープＳDCFの比（ＳDCF／ＤDCF）と、０．５ｄＢ／ｋｍ以下の伝送損失を有する。この分散補償光ファイバは、波長１５５０ｎｍを含む広い波長帯域において、分散シフト光ファイバの波長分散及び分散スロープを短尺で補償することができるだけでなく、ケーブル化あるいはモジュール化された場合であっても低損失となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２５】
図１は、この発明に係る光伝送路３０を含む光伝送システムの概略構成を示す図である。この光伝送システム１において、局（送信局あるいは中継局）１０と局（受信局あるいは中継局）２０との間の中継区間には光伝送路３０が敷設されている。この光伝送路３０は、互いに融着接続された分散シフト光ファイバ３１及び分散補償光ファイバ３２により構成されている。この光伝送システム１において、局１０から送出された１．５５μｍ波長帯の複数波長を有する信号は、分散シフト光ファイバ３１及び分散補償光ファイバ３２を順に伝搬して局２０に到達し、更に下流に送出されるべく、局２０において受信されるか、あるいは局２０において増幅される。
【００２６】
分散シフト光ファイバ３１は、波長１５５０ｎｍで小さな正の波長分散を有するシリカを主成分とする光ファイバである。この分散シフト光ファイバ３１は、波長１５５０ｎｍにおいて、波長分散ＤDSFが＋２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜＋１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、分散スロープＳDSFが＋０．０４ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ〜＋０．１２ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ、伝送損失が０．２０ｄＢ／ｋｍ程度である。
【００２７】
この発明に係る分散補償光ファイバ３２は、分散シフト光ファイバ３１の波長１５５０ｎｍにおける波長分散及び分散スロープを補償する、シリカを主成分とする光ファイバである。この分散補償光ファイバ３２は、波長１５５０ｎｍにおいて、波長分散ＤDCFが−４０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、波長分散ＤDCFに対する分散スロープＳDCFの比（ＳDCF／ＤDCF）が０．００５／ｎｍ以上である。好ましくは、この分散補償光ファイバ３２は、波長１５５０ｎｍにおいて、波長分散ＤDCFが−１００ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜−４０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、波長分散ＤDCFに対する分散スロープＳDCFの比（ＳDCF／ＤDCF）が０．００５／ｎｍ〜０．０１５／ｎｍである。また、この分散補償光ファイバ３２は、波長１５５０ｎｍにおいて１６μｍ2以上、好ましくは２０μｍ2以上の実効断面積、１．２μｍ〜１．８μｍ、好ましくは１．４μｍ〜１．８μｍのカットオフ波長、波長１５５０ｎｍにおいて０．５ｄＢ／ｋｍ以下の伝送損失を有する。
【００２８】
さらに、分散補償光ファイバ３２は、波長１５５０ｎｍにおいて、−２５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜−１２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散ＤDCF、０．００５／ｋｍ以上である、波長分散ＤDCFに対する分散スロープＳDCFの比（ＳDCF／ＤDCF）、１０μｍ2〜２０μｍ2の実効断面積を有する。また、分散補償光ファイバ３２は、１．２μｍ〜１．８μｍ、好ましくは１．４μｍ〜１．８μｍのカットオフ波長、波長１５５０ｎｍにおいて１．０ｄＢ／ｋｍ以下の伝送損失を有する。
【００２９】
このような特性を有する分散補償光ファイバ３２は、波長分散ＤDCF及び分散スロープＳDCFが上記数値範囲にあるので、波長１５５０ｎｍを含む広い波長帯域で、分散シフト光ファイバ３１の波長分散及び分散スロープを短尺で補償することができる。また、この分散補償光ファイバ３２は、波長分散が上記数値範囲にありかつ十分な実効断面積を有することから、四光波混合の発生を抑制し、伝搬する信号の波形劣化を抑制することができる。さらに、この分散補償光ファイバ３２は、カットオフ波長が上記数値範囲にあるので、曲げ損失の増大を抑制することができ、また、伝送損失が上記数値範囲にあることと相俟って、ケーブル化した場合であっても光伝送路３０が低損失となる。
【００３０】
分散シフト光ファイバ３１と分散補償光ファイバ３２とが適切な長さ比で融着接続された光伝送路３０は、波長１５５０ｎｍにおいて、全体から見た平均波長分散の絶対値が小さく、全体から見た平均分散スロープの絶対値も小さい。これにより、光伝送路３０は、波長１５５０ｎｍを含む広い波長帯域において全体から見た平均波長分散の絶対値が小さくなる。また、光伝送路３０は全体から見た平均伝送損失も小さい。光伝送路３０全体の平均波長分散の偏差は、１５３５ｎｍ〜１５６０ｎｍの波長帯域（Ｃバンド）において０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であるのが好ましいが、１５３５ｎｍ〜１６００ｎｍの波長帯域（Ｃバンド及びＬバンド）において０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であるのがさらに好ましい。このような光伝送路３０に信号を伝搬させて光通信を行う光伝送システム１は、波長１５５０ｎｍを含む広い波長帯域（少なくともＣバンドを含み、更にはＬバンドをも含む波長帯域）において、光伝送路３０の平均伝送損失が小さく、平均波長分散の絶対値も小さく、高ビットレートの光伝送が可能である。したがって、この光伝送システム１は、中継区間を長くすることができ、光通信の更なる高速化・大容量化を図ることができる。
【００３１】
図２は、光伝送路として分散シフト光ファイバ３１が敷設され、分散補償光ファイバ３２が分散補償モジュールとして局２０内に配置された光伝送システム２の概略構成を示す図である。この光伝送システム２において、局（送信局あるいは中継局）１０と局（受信局あるいは中継局）２０との間の中継区間には、光伝送路として分散シフト光ファイバ３１が敷設されている。この光伝送システム２において、局１０から送出された１．５５μｍ波長帯の複数波長の信号は、光伝送路である分散シフト光ファイバ３１を伝搬して局２０に到達する。局２０において、これら信号は、光増幅器２１により増幅され、分散補償モジュールとしての分散補償光ファイバ３２により分散補償され、さらに光増幅器２２により増幅された後に受信され、あるいは更に下流に送出される。
【００３２】
図２の光伝送システム２において光伝送路に適用された分散シフト光ファイバ３１は、図１の光伝送システム１において光伝送路の一部として用いられている分散シフト光ファイバ３１と同様の特性を有する。また、図２の光伝送システム２において分散補償モジュールとして適用された分散補償光ファイバ３２は、図１の光伝送システム１において光伝送路の一部として用いられている分散補償光ファイバ３２と同様の特性を有する。ただし、図２に示された光伝送システム２において、分散補償光ファイバ３２は、ボビンにコイル状に巻かれてモジュール化され局２０内に設けられている。
【００３３】
既に述べた特性を有する分散補償光ファイバ３２は、波長分散ＤDCF及び分散スロープＳDCFが上記数値範囲にあるので、波長１５５０ｎｍを含む広い波長帯域において、分散シフト光ファイバ３１の波長分散及び分散スロープを短尺で補償することができる。また、この分散補償光ファイバ３２は、波長分散が上記数値範囲にあり十分な実効断面積を有することから、四光波混合の発生を抑制し、伝搬する信号の波形劣化を抑制することができる。さらに、この分散補償光ファイバ３２は、カットオフ波長が上記数値範囲にあるので、曲げ損失の増大を抑制することができ、かつ、伝送損失が上記数値範囲にあることと相俟って、モジュール化した場合であっても低損失となる。
【００３４】
光伝送路としての分散シフト光ファイバ３１と分散補償モジュールとしての分散補償光ファイバ３２との全体は、それぞれが長さを有するとき、波長１５５０ｎｍにおいて、平均波長分散の絶対値が小さく、平均分散スロープの絶対値も小さくなる。これにより、分散シフト光ファイバ３１と分散補償光ファイバ３２との全体において、波長１５５０ｎｍを含む広い波長帯域で平均波長分散の絶対値が小さくなり、平均伝送損失も小さくなる。これら全体から見た平均波長分散の偏差は、波長帯域１５３５ｎｍ〜１５６０ｎｍの波長帯域（Ｃバンド）において０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、好ましくは１５３５ｎｍ〜１６００ｎｍの波長帯域（Ｃバンド及びＬバンド）において０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。
【００３５】
一方、分散補償モジュールとしての分散補償光ファイバ３２は、波長１５５０ｎｍにおける分散補償量が−６４０ｐｓ／ｎｍであるとき、１５３５ｎｍ〜１５６５ｎｍの波長帯域（Ｃバンド）において総損失が７ｄＢ以下であり、より好ましくは１５３５ｎｍ〜１６１０ｎｍの波長帯域（Ｃバンド及びＬバンド）において総損失が７ｄＢ以下である。また、分散補償モジュールとしての分散補償光ファイバ３２は、波長１５５０ｎｍにおける分散補償量が−３２０ｐｓ／ｎｍであるとき、１５３５ｎｍ〜１５６５ｎｍの波長帯域（Ｃバンド）において総損失が３ｄＢ以下であり、より好ましくは１５３５ｎｍ〜１６１０ｎｍの波長帯域（Ｃバンド及びＬバンド）において総損失が３ｄＢ以下である。
【００３６】
この光伝送システム２において、波長１５５０ｎｍを含む広い波長帯域（少なくともＣバンドを含み、更にはＬバンドをも含む波長帯域）で、平均伝送損失は小さく、平均波長分散の絶対値も小さく、高ビットレートの光伝送が可能である。したがって、この光伝送システム２は、中継区間を長くすることができ、光通信の更なる高速化・大容量化を図ることができる。
【００３７】
図３Ａ及び３Ｂは、この発明に係る分散補償光ファイバの断面構造とその屈折率プロファイルである。
【００３８】
図３Ａに示された光ファイバ１００は、分散補償光ファイバ３２に相当し、所定軸に沿って伸びたコア領域１１０と、該コア領域１１０の外周を取り囲むよう設けられたクラッド領域１２０とを備える。コア領域１１０は、第１屈折率ｎ1と外径２ａを有する。さらに、クラッド領域１２０は、第２屈折率ｎ2（＜ｎ1）と外径２ｂを有する第１クラッド１２１と、第１クラッド１２１の外周を取り囲むよう設けられた、第３屈折率ｎ3（＞ｎ2、＜ｎ1）と外径２ｃを有する第２クラッド１２２と、第２クラッド１２２の外周に設けられた、第４屈折率ｎ4（＜ｎ3、＞ｎ2）を有する第３クラッド１２３を備える。
【００３９】
図３Ｂに示された屈折率プロファイル１５０は、図３Ａ中の線Ｌ１上の各部の屈折率を示し、該屈折率プロファイル１５０中の領域１５１、１５２、１５３、１５４は、それぞれコア領域１１０、第１クラッド１２１、第２クラッド１２２、第３クラッド１２３の線Ｌ１上における各部の屈折率を表す。
【００４０】
図３Ａ及び３Ｂに示された分散補償光ファイバ１００において、第３クラッド１２３を基準領域とした、コア領域１１０の比屈折率差Δｎ1、第１クラッド１２１の比屈折率差Δｎ2、第２クラッド１２２の比屈折率差Δｎ3は、それぞれ以下の式で与えられる。
【数式１】
ここで、ｎ1はコア領域１１０の屈折率、ｎ2は第１クラッド１２１の屈折率、ｎ3は第２クラッド１２２の屈折率、ｎ4は第３クラッドの屈折率である。この明細書において、各部の比屈折率差はパーセントで表されており、上記式中の各パラメータは順不動である。したがって、第３クラッド１２３（基準領域）よりも低い屈折率を有するガラス領域の比屈折率差は負の値で表される。
【００４１】
この分散補償光ファイバ１００では、第３クラッド１２３の屈折率ｎ4を基準として、コア領域１１０は０．８％〜２．０％、より好ましくは０．８％〜１．５％の比屈折率差Δｎ1を有し、第１クラッド１２１は−０．４％以下の比屈折率差Δｎ2を有する。
【００４２】
分散補償光ファイバ１００はこのような屈折率プロファイルを有するので、その波長分散ＤDCF、比(ＳDCF／ＤDCF)、実効断面積、カットオフ波長及び伝送損失は、波長１５５０ｎｍにおいて、いづれも上記数値範囲内である。このような屈折率プロファイルを有する分散補償光ファイバ１００を得るには、例えば、シリカガラスをベースとして、コア領域１１０にＧｅＯ2が添加され、第１クラッド１２１にＦ元素が添加され、第２クラッド領域１２２にＧｅＯ2が添加され。これにより、図３Ｂに示された屈折率プロファイル１５０が実現され、当該分散補償光ファイバ１００の波長１５５０ｎｍにおける伝送損失が低減され得る。
【００４３】
次に、この発明に係る分散補償光ファイバ３２の具体的な実施形態について説明する。以下説明される第１〜第７実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ１〜ＤＣＦ７それぞれは、図３Ａの断面構造と図３Ｂの屈折率プロファイル１５０を有する。
（第１実施形態）
【００４４】
第１実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ１において、第３クラッド１２３を基準として、コア領域の比屈折率差Δｎ1は１．２％、第１クラッド１２１の比屈折率差Δｎ2は−０．５０％、第２クラッド１２２の比屈折率差Δｎ2は０．２０％であり、コア領域１１０及び第２クラッド１２２それぞれの外径の比（２ａ／２ｃ）は０．３０、第１クラッド１２１及び第２クラッド１２２それぞれの外径の比（２ｂ／２ｃ）は０．６０である。この第１実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ１は、第２クラッド１２２の外径２ｃが１７．７μｍのとき、波長１５５０ｎｍにおいて、−６２．４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散ＤDCF、−０．４４ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの分散スロープＳDCF、２４．４μｍ2の実効断面積、曲げ径２０ｍｍにおいて１０ｄＢ／ｍの曲げ損失、０．３０ｄＢ／ｋｍの伝送損失を有する。また、そのカットオフ波長は１２２４ｎｍであり、波長１５５０ｎｍにおける比（ＳDCF／ＤDCF）は０．００７１／ｎｍであった。
（第２実施形態）
【００４５】
第２実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ２において、第３クラッド１２３を基準とした、コア領域１１０の比屈折率差Δｎ1は１．３％、第１クラッド１２１の比屈折率差Δｎ2は−０．５０％、第２クラッド１２２の比屈折率差Δｎ3は０．２３％であり、コア領域１１０及び第２クラッド１２２それぞれの外径の比（２ａ／２ｃ）は０．２７、第１クラッド１２１及び第２クラッド１２２それぞれの外径の比（２ｂ／２ｃ）は０．５５であった。この第２実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ２は、第２クラッド１２２の外径２ｃが１９．０μｍであるとき、波長１５５０ｎｍにおいて、−８０．４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散ＤDCF、−０．５９ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの分散スロープＳDCF、２３．９μｍ2の実効断面積、曲げ径２０ｍｍで４ｄＢ／ｍの曲げ損失、０．３３ｄＢ／ｋｍの伝送損失を有する。また、カットオフ波長は１５７６ｎｍであり、波長１５５０ｎｍにおける比（ＳDCF／ＤDCF）は０．００７３／ｎｍであった。
（第３実施形態）
【００４６】
第３実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ３において、第３クラッド１２３を基準とした、コア領域１１０の比屈折率差Δｎ1は１．７％、第１クラッド１２１の比屈折率差Δｎ2は−０．５０％、第２クラッド１２２の比屈折率差Δｎ3は０．２５％であり、コア領域１１０及び第２クラッド１２２それぞれの外径の比（２ａ／２ｃ）は０．２３、第１クラッド１２１及び第２クラッド１２２それぞれの外径の比（２ｂ／２ｃ）は０．５３である。この第３実施例に係る分散補償光ファイバＤＣＦ３は、第２クラッド１２２の外径２ｃが１８．７μｍであるとき、波長１５５０ｎｍにおいて、−８３．７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散ＤDCF、−０．６６ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの分散スロープＳDCF、１７．２μｍ2の実効断面積、曲げ径２０ｍｍにおいて０．２ｄＢ／ｍの曲げ損失、０．３９ｄＢ／ｋｍの伝送損失を有する。また、カットオフ波長は１６９６ｎｍであり、波長１５５０ｎｍにおける比（ＳDCF／ＤDCF）は０．００７９／ｎｍであった。
【００４７】
図４は、第１〜第３実施形態に係る分散補償光ファイバそれぞれの、波長１５５０ｎｍにおける波長分散及び分散スロープの関係を示すグラフである。図４において、Ｇ１１０は第１実施例についての曲線を示し、Ｇ２１０は第２実施形態についての曲線を示し、Ｇ３１０は第３実施例についての曲線を示す。ここでは、第２クラッド１２２の外径２ｃが変えられたときの各実施形態の分散補償光ファイバにおける波長分散ＤDCF及び分散スロープＳDCFの関係が示されている。図４のグラフから分かるように、分散補償光ファイバＤＣＦ１〜ＤＣＦ３それぞれにおいて、第２クラッド１２２の外径２ｃが変化したとしても、波長分散ＤDCFが概ね−６０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜−１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの範囲内であれば、波長分散ＤDCFに対する分散スロープＳDCFの比（ＳDCF／ＤDCF）の変化は小さい。第１実施実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ１において、第２クラッド１２２の外径２ｃが２％だけ変化したとき、比（ＳDCF／ＤDCF）の変化は２．５％以下だけ変化し、さらに比（ＳDCF／ＤDCF）の変化量が１０％以下に維持された状態で波長分散ＤDCFの範囲は−６８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜−１７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなる。第２実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ２では、第２クラッド１２２の外径２ｃが２％だけ変化したとき、比（ＳDCF／ＤDCF）は９．０％以下だけ変化し、さらに比（ＳDCF／ＤDCF）の変化量が１０％以下に維持された状態で波長分散ＤDCFの範囲は−８１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜−３０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなる。第３実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ３では、第２クラッド１２２の外径２ｃが２％だけ変化したとき、比（ＳDCF／ＤDCF）は４．０％以下だけ変化し、さらに比（ＳDCF／ＤDCF）の変化量が１０％以下に維持された状態で波長分散ＤDCFの範囲は−１１５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜−６２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなる。このように第２クラッド１２２の外径２ｃの２％の変化に対して比（ＳDCF／ＤDCF）の変化が１０％以下であれば、所望の波長分散特性を有する分散補償光ファイバを容易に製造することができる。
【００４８】
図５は、第１〜第３実施形態に係る分散補償光ファイバそれぞれについて、曲げ径１４０ｍｍでの曲げ損失の波長依存性を示すグラフである。図５において、Ｇ１２０は第１実施形態についての曲線を示し、Ｇ２２０は第２実施形態についての曲線を示し、Ｇ３２０は第３実施形態についての曲線を示す。このとき、第１実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ１の第２クラッド１２２の外径２ｃは１７．７μｍ、第２実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ２の第２クラッド１２２の外径２ｃは１９．０μｍ、第３実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ３の第２クラッド１２２の外径２ｃは１８．７μｍであった。この図５のグラフから分かるように、分散補償光ファイバＤＣＦ１〜ＤＣＦ３それぞれは、波長１６１０ｎｍ以下の範囲で小さな曲げ損失を有する。
【００４９】
したがって、分散補償光ファイバＤＣＦ１〜ＤＣＦ３それぞれは、図１に示された光伝送システム１の光伝送路３０の一部として適用された分散補償光ファイバ３２として好適に用いられるだけでなく、図２に示された光伝送システム２の分散補償モジュールを形成する分散補償光ファイバ３２としても好適に用いられ、それにより、ＣバンドだけでなくＬバンドにおいても低損失で波長分散を補償することができる。
【００５０】
図６は、第１〜第３実施形態に係る分散補償光ファイバについて、波長分散の波長依存性を示すグラフである。この図６においても、Ｇ１３０は第１実施形態についての曲線を示し、Ｇ２３０は第２実施形態についての曲線を示し、Ｇ３３０は第３実施形態についての曲線を示し、Ｇ１０００は上記文献１に示された分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦについての曲線を示す。ここで、第１実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ１の第２クラッド１２２の外径２ｃは１７．７μｍ、第２実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ２の第２クラッド１２２の外径２ｃは１９．０μｍ、第３実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ３の第２クラッド１２２の外径２ｃは１８．７μｍである。
【００５１】
図７は、第１〜第３実施形態に係る分散補償光ファイバと分散シフト光ファイバとが接続された構成について、全体から見た平均波長分散の波長依存性を示すグラフである。この図７において、Ｇ１４０は第１実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ１と図６の分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦとが接続された構成についての曲線を示し、Ｇ２４０は第２実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ２と図６の分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦとが接続された構成についての曲線を示し、Ｇ３４０は第３実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ３と図６の分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦとが接続された構成についての曲線を示す。図６に示された波長分散特性と８０ｋｍの長さを有する分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦの波長１５５０ｎｍにおける波長分散を補償するため、第１実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ１には１０．３ｋｍの長さが必要であり、第２実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ２には８．０ｋｍの長さ、第３実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ３には７．５ｋｍの長さが必要であった。
【００５２】
第１実施形態に係る分散補償光ファイバＤＳＦ１と分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦとが接続された構成では、１５３５ｎｍ〜１６００ｎｍの波長帯域（Ｃバンド及びＬバンド）において、全体から見た平均波長分散の偏差は０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であった。第２実施形態に係る分散補償光ファイバＤＳＦ２と分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦとが接続された構成では、１５３５ｎｍ〜１５６０ｎｍの波長帯域（Ｃバンド）において、全体から見た平均波長分散の偏差は０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であった。第３実施形態に係る分散補償光ファイバＤＳＦ３と分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦとが接続された構成では、１５３５ｎｍ〜１５６０ｎｍの波長帯域（Ｃバンド）において、全体から見た平均波長分散の偏差は０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であった。したがって、これらは、ビットレート４０Ｇｂ／ｓで中継距離４００ｋｍを越える光伝送が可能である。
【００５３】
図８は、この発明に係る分散補償光ファイバを含む分散補償モジュールの概略構成を示す図である。分散補償光ファイバ１００（この発明に係る分散補書光ファイバ３２に相当する）は、ケース３００に収納されている。このファイバ１００の両端は、接続損失を低減するピッグテール・ファイバ３２０に接続されている。長さ１０．３ｋｍの第１実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ１が分散補償モジュールを形成するよう曲げ径１４０ｍｍで巻かれた状態で、波長１５５０ｎｍにおける分散補償量は−６４０ｐｓ／ｎｍであり、総損失は４．１ｄＢ（波長１５５０ｎｍ）であった。長さ８．０ｋｍの第２実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ２が分散補償モジュールを形成するよう曲げ径１４０ｍｍで巻かれた状態で、波長１５５０ｎｍにおける分散補償量は−６４０ｐｓ／ｎｍであり、総損失は４．４ｄＢ（波長１５５０ｎｍ）であった。さらに、長さ７．５ｋｍの第３実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ３が分散補償モジュールを形成するよう曲げ径１４０ｍｍで巻かれた状態で、波長１５５０ｎｍにおける分散補償量は−６４０ｐｓ／ｎｍであり、総損失は４．１ｄＢ（波長１５５０ｎｍ）であった。
【００５４】
また、第１実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ１が分散補償モジュールを形成するよう曲げ径１４０ｍｍで巻かれた状態で、かつ波長１５５０ｎｍにおける分散補償量が−３２０ｐｓ／ｎｍであるとき、総損失（波長１５５０ｎｍ）は２．３ｄＢであった。第２実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ２が分散補償モジュールを形成するよう曲げ径１４０ｍｍで巻かれた状態で、かつ、波長１５５０ｎｍにおける分散補償量が−３２０ｐｓ／ｎｍであるとき、総損失（波長１５５０ｎｍ）は２．５ｄＢであった。さらに、第３実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ３が分散補償モジュールを形成するよう曲げ径１４０ｍｍで巻かれた状態で、かつ、波長１５５０ｎｍにおける分散補償量が−３２０ｐｓ／ｎｍであるとき、総損失（波長１５５０ｎｍ）は２．７ｄＢであった。
【００５５】
このように、分散補償光ファイバＤＣＦ１〜ＤＣＦ３それぞれは、波長１５５０ｎｍを含む広い波長帯域において、分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦの波長分散および分散スロープを短尺でかつ低損失で補償することができる。
（第４実施形態）
【００５６】
第４実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ４において、第３クラッド１２３を基準とした、コア領域１１０の比屈折率差Δｎ1は１．６％、第１クラッド１２１の比屈折率差Δｎ2は−０．５０％、第２クラッド１２２の比屈折率差Δｎ3は０．２４％であり、コア領域１１０及び第２クラッド１２２それぞれの外径の比（２ａ／２ｃ）は０．２３、第１クラッド１２１及び第２クラッド１２２それぞれの外径の比（２ｂ／２ｃ）は０．５５である。この第４実施例に係る分散補償光ファイバＤＣＦ４は、第２クラッド１２２の外径２ｃが１９．２μｍであるとき、波長１５５０ｎｍにおいて、−８５．１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散ＤDCF、−０．８３ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの分散スロープＳDCF、１８．１μｍ2の実効断面積、曲げ径２０ｍｍにおいて０．９ｄＢ／ｍの曲げ損失、０．３８ｄＢ／ｋｍの伝送損失を有する。また、カットオフ波長は１６３８ｎｍであり、波長１５５０ｎｍにおける比（ＳDCF／ＤDCF）は０．００９８／ｎｍであった。
【００５７】
図９は、第４実施形態に係る分散補償光ファイバの、波長１５５０ｎｍにおける波長分散及び分散スロープの関係を示すグラフである。図９において、Ｇ４１０は第４実施例についての曲線を示す。ここで、第２クラッド１２２の外径２ｃが変えられたときのこの実施形態に係る分散補償光ファイバにおける波長分散ＤDCF及び分散スロープＳDCFの関係が示されている。図９のグラフから分かるように、分散補償光ファイバＤＣＦ４において、第２クラッド１２２の外径２ｃが変化したとしても、波長分散ＤDCFの範囲は概ね−１０２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜−７１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであれば、比（ＳDCF／ＤDCF）の変化量が１０％以下に維持される。この第４実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ４において、第２クラッド１２２の外径２ｃが２％だけ変化したとき、比（ＳDCF／ＤDCF）は５．８％以下だけ変化する。第２クラッド１２２の外径２ｃが２％だけ変化したとき、比（ＳDCF／ＤDCF）の変化量が１０％以下に抑えられれば、好ましい波長分散特性を有する分散補償光ファイバを容易に製造することができる。
【００５８】
図１０は、第４実施形態に係る分散補償光ファイバについて、曲げ径１４０ｍｍでの曲げ損失の波長依存性を示すグラフである。図１０において、Ｇ４２０は第４実施形態についての曲線を示す。このとき、第４実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ４の第２クラッド１２２の外径２ｃは１７．２μｍであった。この図１０のグラフから分かるように、分散補償光ファイバＤＣＦ４は、波長１６１０ｎｍ以下の範囲で小さな曲げ損失を有する。
【００５９】
したがって、分散補償光ファイバＤＣＦ４は、図１に示された光伝送システム１の光伝送路３０の一部として適用された分散補償光ファイバ３２として好適に用いられるだけでなく、図２に示された光伝送システム２の分散補償モジュールを形成する分散補償光ファイバ３２としても好適に用いられ、それにより、ＣバンドだけでなくＬバンドにおいても低損失で波長分散を補償することができる。
【００６０】
図１１は、第４実施形態に係る分散補償光ファイバについて、波長分散の波長依存性を示すグラフである。この図１１においても、Ｇ４３０は第４実施形態についての曲線を示し、Ｇ４３０は上記文献１に示された４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と０．０４６ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以下の分散スロープを有する非零分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦについての曲線を示す。ここで、第４実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ４の第２クラッド１２２の外径２ｃは１９．２μｍである。
【００６１】
図１２は、第４実施形態に係る分散補償光ファイバと分散シフト光ファイバとが接続された構成について、全体から見た平均波長分散の波長依存性を示すグラフである。この図１２において、Ｇ４４０は第４実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ４と図１１の分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦとが接続された構成についての曲線を示す。図１１に示された波長分散特性と８０ｋｍの長さを有する分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦの波長１５５０ｎｍにおける波長分散を補償するため、第４実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ４には４．４ｋｍの長さが必要である。
【００６２】
第４実施形態に係る分散補償光ファイバＤＳＦ４と分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦとが接続された構成では、１５３５ｎｍ〜１６００ｎｍの波長帯域（Ｃバンド及びＬバンド）において、全体から見た平均波長分散の偏差は０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であった。したがって、これらは、ビットレート４０Ｇｂ／ｓで中継距離４００ｋｍを越える光伝送が可能である。
【００６３】
長さ４．４ｋｍの第４実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ４が分散補償モジュールを形成するよう曲げ径１４０ｍｍで巻かれた状態では、波長１５５０ｎｍにおける分散補償量が−６４０ｐｓ／ｎｍであり、総損失（波長１５５０ｎｍ）は３．９ｄＢであった。また、第４実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ４が分散補償モジュールを形成するよう曲げ径１４０ｍｍで巻かれた状態で、かつ、波長１５５０ｎｍにおける分散補償量が−３２０ｐｓ／ｎｍであるとき、総損失（波長１５５０ｎｍ）は２．５ｄＢであった。
【００６４】
このように、分散補償光ファイバＤＣＦ４は、波長１５５０ｎｍを含む広い波長帯域において、分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦの波長分散および分散スロープを短尺でかつ低損失で補償することができる。
（第５実施形態）
【００６５】
第５実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ５において、第３クラッド１２３を基準とした、コア領域１１０の比屈折率差Δｎ1は２．１％、第１クラッド１２１の比屈折率差Δｎ2は−０．５０％、第２クラッド１２２の比屈折率差Δｎ3は０．２０％であり、コア領域１１０及び第２クラッド１２２それぞれの外径の比（２ａ／２ｃ）は０．１８、第１クラッド１２１及び第２クラッド１２２それぞれの外径の比（２ｂ／２ｃ）は０．４９である。この第５実施例に係る分散補償光ファイバＤＣＦ５は、第２クラッド１２２の外径２ｃが１９．４μｍであるとき、波長１５５０ｎｍにおいて、−１６０．７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散ＤDCF、−１．６３ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの分散スロープＳDCF、１５．７μｍ2の実効断面積、曲げ径２０ｍｍにおいて１．８ｄＢ／ｍの曲げ損失、０．４９ｄＢ／ｋｍの伝送損失を有する。また、カットオフ波長は１５６６ｎｍであり、波長１５５０ｎｍにおける比（ＳDCF／ＤDCF）は０．０１０１／ｎｍであった。
（第６実施形態）
【００６６】
第６実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ６において、第３クラッド１２３を基準とした、コア領域１１０の比屈折率差Δｎ1は２．４％、第１クラッド１２１の比屈折率差Δｎ2は−０．５０％、第２クラッド１２２の比屈折率差Δｎ3は０．４０％であり、コア領域１１０及び第２クラッド１２２それぞれの外径の比（２ａ／２ｃ）は０．２０、第１クラッド１２１及び第２クラッド１２２それぞれの外径の比（２ｂ／２ｃ）は０．６５である。この第６実施例に係る分散補償光ファイバＤＣＦ６は、第２クラッド１２２の外径２ｃが１６．０μｍであるとき、波長１５５０ｎｍにおいて、−１８１．６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散ＤDCF、−１．８７ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの分散スロープＳDCF、１３．８μｍ2の実効断面積、曲げ径２０ｍｍにおいて０．５ｄＢ／ｍの曲げ損失、０．６１ｄＢ／ｋｍの伝送損失を有する。また、カットオフ波長は１６６０ｎｍであり、波長１５５０ｎｍにおける比（ＳDCF／ＤDCF）は０．０１０３／ｎｍであった。
（第７実施形態）
【００６７】
第７実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ７において、第３クラッド１２３を基準とした、コア領域１１０の比屈折率差Δｎ1は２．７％、第１クラッド１２１の比屈折率差Δｎ2は−０．５０％、第２クラッド１２２の比屈折率差Δｎ3は０．４０％であり、コア領域１１０及び第２クラッド１２２それぞれの外径の比（２ａ／２ｃ）は０．１９、第１クラッド１２１及び第２クラッド１２２それぞれの外径の比（２ｂ／２ｃ）は０．６７である。この第７実施例に係る分散補償光ファイバＤＣＦ７は、第２クラッド１２２の外径２ｃが１５．２μｍであるとき、波長１５５０ｎｍにおいて、−２１５．８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散ＤDCF、−２．１２ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの分散スロープＳDCF、１３．１μｍ2の実効断面積、曲げ径２０ｍｍにおいて１．３ｄＢ／ｍの曲げ損失、０．７５ｄＢ／ｋｍの伝送損失を有する。また、カットオフ波長は１５１４ｎｍであり、波長１５５０ｎｍにおける比（ＳDCF／ＤDCF）は０．００９７／ｎｍであった。
【００６８】
図１３は、第５〜第７実施形態に係る分散補償光ファイバの、波長１５５０ｎｍにおける波長分散及び分散スロープの関係を示すグラフである。図１３において、Ｇ５１０は第５実施例についての曲線を示し、Ｇ６１０は第６実施例についての曲線を示し、Ｇ７１０は第７実施例についての曲線を示す。ここでは、第２クラッド１２２の外径２ｃが変えられたときのこれら各実施形態に係る分散補償光ファイバにおける波長分散ＤDCF及び分散スロープＳDCFの関係が示されている。図１３のグラフから分かるように、分散補償光ファイバＤＣＦ５〜ＤＣＦ７それぞれにおいて、第２クラッド１２２の外径２ｃが変化したとしても、波長分散ＤDCFの範囲は概ね−２００ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜−１２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであれば、比（ＳDCF／ＤDCF）の変化は小さい。第５実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ５において、第２クラッド１２２の外径２ｃが２％だけ変化したとき、比（ＳDCF／ＤDCF）は７．７％以下だけ変化し、さらに比（ＳDCF／ＤDCF）の変化量が１０％以下に維持された状態で波長分散ＤDCFの範囲は−１９２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜−１３５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなる。第６実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ６において、第２クラッド１２２の外径２ｃが２％だけ変化したとき、比（ＳDCF／ＤDCF）は４．６％以下だけ変化し、さらに比（ＳDCF／ＤDCF）の変化量が１０％以下に維持された状態で波長分散ＤDCFの範囲は−２２６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜−１４６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなる。第７実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ７において、第２クラッド１２２の外径２ｃが２％だけ変化したとき、比（ＳDCF／ＤDCF）は４．９％以下だけ変化し、さらに比（ＳDCF／ＤDCF）の変化量が１０％以下に維持された状態で波長分散ＤDCFの範囲は−２６９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜−１７３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなる。第２クラッド１２２の外径２ｃが２％だけ変化したとき、比（ＳDCF／ＤDCF）の変化量が１０％以下に抑えられれば、好ましい波長分散特性を有する分散補償光ファイバを容易に製造することができる。
【００６９】
図１４は、第５〜第７実施形態に係る分散補償光ファイバについて、曲げ径１４０ｍｍでの曲げ損失の波長依存性を示すグラフである。図１４において、Ｇ５２０は第５実施形態についての曲線を示し、Ｇ６２０は第６実施形態についての曲線を示し、Ｇ７２０は第７実施形態についての曲線を示す。このとき、第５実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ５の第２クラッド１２２の外径２ｃは１９．４μｍ、第６実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ６の第２クラッド１２２の外径２ｃは１６．０μｍ、第７実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ７の第２クラッド１２２の外径２ｃは１５．２μｍであった。この図１４のグラフから分かるように、分散補償光ファイバＤＣＦ５〜ＤＣＦ７それぞれは、波長１６１０ｎｍ以下の範囲で小さな曲げ損失を有する。
【００７０】
したがって、分散補償光ファイバＤＣＦ５〜ＤＣＦ７それぞれは、図１に示された光伝送システム１の光伝送路３０の一部として適用された分散補償光ファイバ３２として好適に用いられるだけでなく、図２に示された光伝送システム２の分散補償モジュールを形成する分散補償光ファイバ３２としても好適に用いられ、それにより、ＣバンドだけでなくＬバンドにおいても低損失で波長分散を補償することができる。
【００７１】
図１５は、第５〜第７実施形態に係る分散補償光ファイバについて、波長分散の波長依存性を示すグラフである。この図１５においても、Ｇ５３０は第５実施形態についての曲線を示し、Ｇ６３０は第６実施形態についての曲線を示し、Ｇ７３０は第７実施形態についての曲線を示す。ここで、第５実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ５の第２クラッド１２２の外径２ｃは１９．４μｍ、第６実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ６の第２クラッド１２２の外径２ｃは１６．０μｍ、第７実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ７の第２クラッド１２２の外径２ｃは１５．２μｍである。
【００７２】
図１６は、第５〜第７実施形態に係る分散補償光ファイバと上記文献２に記載された分散シフト光ファイバ（４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散と０．０４６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの分散スロープを有する）とが接続された構成について、全体から見た平均波長分散の波長依存性を示すグラフである。この図１６において、Ｇ５４０は第５実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ５と文献２の分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦとが接続された構成についての曲線を示し、Ｇ６４０は第６実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ６と文献２の分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦとが接続された構成についての曲線を示し、Ｇ７４０は第７実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ７と文献２の分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦとが接続された構成についての曲線を示す。８０ｋｍの長さを有する分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦの波長１５５０ｎｍにおける波長分散を補償するため、第５実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ５には２．２ｋｍの長さが必要であり、第６実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ６には１．９ｋｍの長さ、第７実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ７には１．７ｋｍの長さが必要である。
【００７３】
第５実施形態に係る分散補償光ファイバＤＳＦ５と分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦとが接続された構成では、１５３５ｎｍ〜１５６０ｎｍの波長帯域（Ｃバンド）において、全体から見た平均波長分散の偏差は０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であった。第６実施形態に係る分散補償光ファイバＤＳＦ６と分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦとが接続された構成では、１５３５ｎｍ〜１６００ｎｍの波長帯域（Ｃバンド及びＬバンド）において、全体から見た平均波長分散の偏差は０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であった。さらに、第７実施形態に係る分散補償光ファイバＤＳＦ７と分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦとが接続された構成では、１５３５ｎｍ〜１６００ｎｍの波長帯域（Ｃバンド及びＬバンド）において、全体から見た平均波長分散の偏差は０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であった。したがって、これらは、ビットレート４０Ｇｂ／ｓで中継距離４００ｋｍを越える光伝送が可能である。
【００７４】
図８に示されたように、長さ２．２ｋｍの第５実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ５が分散補償モジュールを形成するよう曲げ径１４０ｍｍで巻かれた状態では、波長１５５０ｎｍにおける分散補償量が−６４０ｐｓ／ｎｍであり、総損失（波長１５５０ｎｍ）は３．０ｄＢであった。長さ１．９ｋｍの第６実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ６が分散補償モジュールを形成するよう曲げ径１４０ｍｍで巻かれた状態では、波長１５５０ｎｍにおける分散補償量が−６４０ｐｓ／ｎｍであり、総損失（波長１５５０ｎｍ）は２．７ｄＢであった。さらに、長さ１．７ｋｍの第７実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ７が分散補償モジュールを形成するよう曲げ径１４０ｍｍで巻かれた状態では、波長１５５０ｎｍにおける分散補償量が−６４０ｐｓ／ｎｍであり、総損失（波長１５５０ｎｍ）は２．５ｄＢであった。
【００７５】
また、第５実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ５が分散補償モジュールを形成するよう曲げ径１４０ｍｍで巻かれた状態で、かつ、波長１５５０ｎｍにおける分散補償量が−３２０ｐｓ／ｎｍであるとき、総損失（波長１５５０ｎｍ）は２．０ｄＢであった。第６実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ６が分散補償モジュールを形成するよう曲げ径１４０ｍｍで巻かれた状態で、かつ、波長１５５０ｎｍにおける分散補償量が−３２０ｐｓ／ｎｍであるとき、総損失（波長１５５０ｎｍ）は１．９ｄＢであった。さらに、第７実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ７が分散補償モジュールを形成するよう曲げ径１４０ｍｍで巻かれた状態で、かつ、波長１５５０ｎｍにおける分散補償量が−３２０ｐｓ／ｎｍであるとき、総損失（波長１５５０ｎｍ）は１．７ｄＢであった。
【００７６】
このように、分散補償光ファイバＤＣＦ５〜ＤＣＦ７は、波長１５５０ｎｍを含む広い波長帯域において、分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦの波長分散および分散スロープを短尺でかつ低損失で補償することができる。
（比較例）
【００７７】
上述の第１〜第７実施形態に係る分散補償光ファイバとの比較のため、比較例である分散補償光ファイバについて説明する。図１７Ａ及び１７Ｂは、比較例である分散補償光ファイバの断面構成を示す図及びその屈折率プロファイルである。この比較例２００は、所定軸に沿って伸びたコア領域２１０と、コア領域２１０の外周を取り囲むよう設けられたクラッド領域２２０を備える。コア領域２１０は、第１屈折率ｎ1と外径２ａを有する。さらに、クラッド領域２２０は、第２屈折率ｎ2（＜ｎ1）と外径２ｂを有する第１クラッド２２１と、第１クラッド２２１の外周を取り囲むように設けられた、第３屈折率ｎ3（＞ｎ2、＜ｎ3）を有する第３クラッド２２２を備える。
【００７８】
図１７Ｂに示された屈折率プロファイル２５０は、図１７Ａ中の線Ｌ２上の各部の屈折率を示し、該屈折率プロファイル２５０中の領域２５１、２５２、２５３は、それぞれコア領域２１０、第１クラッド２２１、第２クラッド２２２の線Ｌ２上における各部の屈折率を表す。
【００７９】
図１７Ａ及び１７Ｂに示された比較例２００において、第２クラッド２２２を基準領域とした、コア領域２１０の比屈折率差Δｎ1、第１クラッド２２１の比屈折率差Δｎ2は、それぞれ以下の式で与えられる。
【数式２】
ここで、ｎ1はコア領域２１０の屈折率、ｎ2は第１クラッド２２１の屈折率、ｎ3は第２クラッド２２２の屈折率である。この明細書において、各部の比屈折率差はパーセントで表されており、上記式中の各パラメータは順不動である。したがって、第２ラッド２２２（基準領域）よりも低い屈折率を有するガラス領域の比屈折率差は負の値で表される。
【００８０】
この比較例２００では、第２クラッド２２２の屈折率ｎ3を基準として、コア領域２１０は１．２％の比屈折率差Δｎ1を有し、第１クラッド２２１は−０．３６％の比屈折率差Δｎ2を有する。また、コア領域２１０及び第１クラッド２２１の外径の比Ｒａ（＝２ａ／２ｂ）は０．５である。
【００８１】
図１８は、比較例である分散補償光ファイバの、波長１５５０ｎｍにおける波長分散及び分散スロープの関係を示すグラフである。なお、この図には、第１クラッド２２１の外径２ｂが変化したときの波長分散ＤDCFと分散スロープＳDCFとの関係が示されている。波長分散が−４０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下となる範囲において、この比較例は、曲げ特性が悪く、使用することができない。また、第２クラッド２２２の外径２ｃが変化すると、波長分散ＤDCFと分散スロープＳDCFとの比（ＳDCF／ＤDCF）が大きく変化する。例えば、第１クラッド２２１の外径２ｂが１０．０μｍであるとき、波長分散ＤDCFは−２８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ（図１８におけるＡ点に相当する状態）であり、分散スロープＳDCFは−０．０８１ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍである。また、第１クラッド２２１外径２ｂが９．８μｍであるとき、波長分散ＤDCFは−２２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ（図１８におけるＢ点に相当する状態）であり、分散スロープＳDCFは−０．０５６ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍである。これを中心として外径２ｂが２％だけ変化したとき、比（ＳDCF／ＤDCF）が１７％も変化する。したがって、所望の波長分散特性を有する分散補償光ファイバを製造することは困難である。
【００８２】
この比較例の分散補償光ファイバと比較して、実施形態に係る分散補償光ファイバ（第１〜第７実施形態に係る分散補償光ファイバを含む）は、上述のように曲げ特性に優れ、波長分散が−４０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である範囲でも使用することが可能である。また、第２クラッドの外径２ｃが変化しても、波長分散ＤDCFが一定の範囲内であれば、波長分散ＤDCFに対する分散スロープＳDCFの比（ＳDCF／ＤDCF）の変化は小さい。したがって、この発明に係る分散補償光ファイバは、所望の波長分散特性を有するよう容易に製造することができる。
【００８３】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり、この発明に係る分散補償光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて、−４０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下（より好ましくは−１００ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜−４０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、あるいは−２５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜−１２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）の波長分散ＤDCFと、０．００５／ｎｍ以上（より好ましくは０．００５／ｎｍ〜０．１５／ｎｍ）である、波長分散ＤDCFに対する分散スロープＳDCFの比（ＳDCF／ＤDCF）を有する。このような特性を有することにより、この発明に係る分散補償光ファイバは、波長１５５０ｎｍを含む広い波長帯域で、分散シフト光ファイバの波長分散及び分散スロープを短尺で補償することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る光伝送路を含む光伝送システムの概略構成を示す図である。
【図２】分散シフト光ファイバが光伝送路に敷設されるとともに分散補償光ファイバが局に分散補償モジュールとして配置されている光伝送システムの概略構成を示す図である。
【図３】この発明に係る分散補償光ファイバの断面構造を示す図（ａ）及びその屈折率プロファイル（ｂ）である。
【図４】この発明に係る分散補償光ファイバの、波長１５５０ｎｍにおける波長分散と分散スロープとの関係を示すグラフである。
【図５】第１〜第３実施形態に係る分散補償光ファイバについて、曲げ径１４０ｍｍでの曲げ損失の波長依存性を示すグラフである。
【図６】第１〜第３実施形態に係る分散補償光ファイバについて、その波長分散の波長依存性を示すグラフである。
【図７】第１〜第３実施形態に係る分散補償光ファイバいずれかと分散シフト光ファイバとが互いに融着接続された各構成において、全体から見た平均波長分散の波長依存性を示すグラフである。
【図８】この発明に係る波長分散モジュールの概略構成を示す図である。
【図９】第４実施形態に係る分散補償光ファイバの、波長１５５０ｎｍにおける波長分散と分散スロープとの関係を示すグラフである。
【図１０】第４実施形態に係る分散補償光ファイバについて、曲げ径１４０ｍｍでの曲げ損失の波長依存性を示すグラフである。
【図１１】第４実施形態に係る分散補償光ファイバにおける波長分散の波長依存性を示すグラフである。
【図１２】第４実施形態に係る分散補償光ファイバと分散シフト光ファイバとが互いに融着接続された構成において、全体から見た平均波長分散の波長依存性を示す図である。
【図１３】第５〜第７実施形態に係る分散補償光ファイバの、波長１５５０ｎｍにおける波長分散と分散スロープとの関係を示すグラフである。
【図１４】第５〜第７実施形態に係る分散補償光ファイバについて、曲げ径１４０ｍｍでの曲げ損失の波長依存性を示すグラフである。
【図１５】第５〜第７実施形態に係る分散補償光ファイバにおける波長分散の波長依存性を示すグラフである。
【図１６】第５〜第７実施形態に係る分散補償光ファイバのいずれかと分散シフト光ファイバとが互いに融着接続された各構成において、全体から見た平均波長分散の波長依存性を示すグラフである。
【図１７】比較例である分散補償光ファイバの断面構造を示す図（ａ）及びその屈せ率プロファイル（ｂ）である。
【図１８】比較例である分散補償光ファイバの、波長１５５０ｎｍにおける波長分散と分散スロープとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１、２…光伝送システム、１０、２０…局、３０…光伝送路、３１…分散シフト光ファイバ、３２、１００…分散補償光ファイバ、１１０…コア領域、１２０クラッド領域、１２１…第１クラッド、１２２…第２クラッド、１２３…第３クラッド。
【発明の属する技術分野】
この発明は、分散シフト光ファイバと、該分散シフト光ファイバの波長分散及び分散スロープを補償する分散補償光ファイバを含む光伝送路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
波長多重（ＷＤＭ: Wavelength Division Multiplexing）光伝送を行う光伝送システムにおいて、光通信の更なる高速化・大容量化を図るには、広い信号波長帯域において光伝送路の累積波長分散の絶対値をできる限り小さくすることが重要である。一般には、１種類の光ファイバのみを用いた光伝送路では困難であるので、複数種類の光ファイバを接続して光伝送路を構成することで、広帯域での光伝送路の累積波長分散の絶対値の低減が図られている。
【０００３】
例えば、特開平６−１１６２０号公報には、波長１．３μｍ付近に零分散波長を有する標準的なシングルモード光ファイバ（ＳＭＦ: Single Mode Fiber）と、この標準的なシングルモード光ファイバの波長１５５０ｎｍにおける波長分散を補償する分散補償光ファイバ（ＤＣＦ: Dispersion Compensating Fiber）とが互いに接続され、これらが接続されでなる光伝送路における１．５５μｍ波長帯での累積波長分散の絶対値の低減を図る技術が開示されている。
【０００４】
また、米国特許第５,８３８,８６７号には、波長１５５０ｎｍで小さな正の波長分散を有する非零分散シフト光ファイバ（ＮＺＤＳＦ: Non-Zero Dispersion Shift Fiber）と、この分散シフト光ファイバの波長１５５０ｎｍにおける波長分散および分散スロープを補償する分散補償光ファイバとが互いに接続され、これらが接続されてなる光伝送路の１．５５μｍ波長帯での累積波長分散の絶対値の低減を図る技術が開示されている。
【０００５】
ここで、標準的なシングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）の波長１５５０ｎｍにおける波長分散をＤSMFと表し、分散スロープをＳSMFと表す。非零分散シフト光ファイバ（ＮＺＤＳＦ）の波長１５５０ｎｍにおける波長分散をＤDSFと表し、分散スロープをＳDSFと表す。また、分散補償光ファイバ（ＤＣＦ）の波長１５５０ｎｍにおける波長分散をＤDCFと表し、分散スロープをＳDCFと表す。このとき、波長１５５０ｎｍを含む広帯域で光伝送路における累積波長分散の絶対値の低減を図るため、標準的なシングルモード光ファイバの波長分散及び分散スロープの双方を補償する分散補償光ファイバ（以下、「ＳＭＦ用分散補償光ファイバ」という）には、波長分散ＤDCFに対する分散スロープＳDCFの比(ＳDCF／ＤDCF)が、シングルモード光ファイバの、波長分散ＤSMFに対する分散スロープＳSMFの比(ＳSMF／ＤSMF)と略等しいことが要求される。また、分散シフト光ファイバの波長分散及び分散スロープの双方を補償する分散補償光ファイバ（以下、「ＤＳＦ用分散補償光ファイバ」という）には、波長分散ＤDCFに対する分散スロープＳDCFの比(ＳDCF／ＤDCF)が、分散シフト光ファイバの波長分散ＤDSFに対する分散スロープＳDSFの比(ＳDSF／ＤDSF)と略等しいことが要求される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
発明者らは、従来の光伝送路を詳細に検討した結果、以下のような課題を発見した。すなわち、標準的なシングルモード光ファイバと比較して、分散シフト光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて大きな比(ＳDSF／ＤDSF)を有する。したがって、ＳＭＦ用分散補償光ファイバと比較して、ＤＳＦ用分散補償光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいてより大きな比(ＳDCF／ＤDCF)を有することが必要である。
【０００７】
特開平６−１１６２０号公報に開示されたＳＭＦ用分散補償光ファイバは、波長１．３μｍ付近に零分散波長を有し波長１５５０ｎｍにおいて大きな波長分散を有する標準的なシングルモード光ファイバの波長分散を補償するものであって、絶対値が大きな負の波長分散を有している。したがって、このＳＭＦ用分散補償光ファイバは、標準的なシングルモード光ファイバの波長分散を補償するのに適している。ただし、このＳＭＦ用分散補償光ファイバは分散スロープを補償するには十分とは言えない。
【０００８】
一方、米国特許第５,８３８,８６７号に開示されたＤＳＦ用分散補償光ファイバは、波長１５５０ｎｍで小さな正の波長分散を有する非零分散シフト光ファイバの波長分散及び分散スロープの双方を補償することができる。しかし、このＤＳＦ用分散補償光ファイバは波長分散の絶対値が小さいことから、非零分散シフト光ファイバの波長分散及び分散スロープの双方を補償するには長尺のＤＳＦ用分散補償光ファイバが必要となる。
【０００９】
例えば、文献１「S. Bigo, et al., "1.5 Terabit/s WDM transmission of 150 channels at 10 Gbit/s over 4x100km of TeraLightTM fibre", ECOC'99, PD (1999)」に開示された非零分散シフト光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて、＋８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散と、＋０．０６ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの分散スロープを有する。一方、文献２「D. W. Peckham, et al., "Reduced dispersion slope, non-zero dispersion fiber", ECOC'98, pp.139-140 (1998)」に開示された非零分散シフト光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて、＋４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散と、＋０．０４６ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの分散スロープを有する。これらの文献に開示されている非零分散シフト光ファイバ８０ｋｍの波長分散及び分散スロープの双方を補償するには、長さ８ｋｍ〜１６ｋｍものＤＳＦ用分散補償光ファイバが必要である。
【００１０】
ところで、一般に、ＤＳＦ用分散補償光ファイバは、僅かの曲げでも基底モード光が漏洩し易く、基底モード光の曲げ損失が大きいので、ケーブル化して敷設あるいはコイル等に巻き付けて分散補償モジュール化すると伝送損失が大きくなる。したがって、分散シフト光ファイバとＤＳＦ用分散補償光ファイバとが接続されてなる光伝送路に信号を伝搬させて光通信を行う光伝送システムでは、光伝送路での伝送損失が大きいことから、中継区間を長くすることができず、光通信の更なる高速化・大容量化を図ることができない。
【００１１】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、非零分散シフト光ファイバの波長分散及び分散スロープを短尺で補償することができる分散補償光ファイバ、これら分散シフト光ファイバ及び分散補償光ファイバを含む低伝送損失の光伝送路、並びに、この分散補償光ファイバがコイル状に巻かれてモジュール化された低伝送損失の分散補償モジュールを提供することを目的としている。
【００１２】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、非零分散シフト光ファイバの波長分散及び分散スロープを短尺で補償することができる分散補償光ファイバと、該分散シフト光ファイバを含む低伝送損失の光伝送路を提供することを目的としている。
【００１３】
この発明に係る分散補償光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて１６μｍ2以上、好ましくは２０μｍ2以上の実効断面積を有する。この場合、四光波混合の発生を抑制し、伝搬する信号の波形劣化を抑制することができる。
【００１４】
この発明に係る分散補償光ファイバは、１．２μｍ以上かつ１．８μｍ以下、好ましくは１．４μｍ以上かつ１．８μｍ以下のカットオフ波長を有する。また、この発明に係る分散補償光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて０．５ｄＢ／ｋｍ以下の伝送損失を有する。この場合、従来のものよりカットオフ波長が長いことから、曲げ損失の増大が抑制されるので、さらに、伝送損失が上記数値範囲であることと相俟って、ケーブル化あるいはモジュール化された場合であっても低損失となる。
【００１５】
この発明に係る分散補償光ファイバは、所定軸に沿って伸びるとともに第１屈折率を有するコア領域と、該コア領域の外周に設けられた第１クラッド領域を有するのが好ましい。このクラッド領域は、コア領域の外周に設けられるとともに第１屈折率よりも低い第２屈折率を有する第１クラッド、該第１クラッドの外周に設けられるとともに第２屈折率よりも高い第３屈折率を有する第２クラッド、そして、該第２クラッドの外周に設けられるとともに第３屈折率よりも低い第４屈折率を有する第３クラッドを含む。上記コア領域は、第３クラッドの第４屈折率を基準として、０．８％以上かつ２．０％以下、より好ましくは０．８％以上かつ１．５％以下の比屈折率差を有する。第１クラッドは、第３クラッドの第４屈折率を基準として、−０．４％以下の比屈折率差を有する。これらの場合は、上記特性を有する分散補償光ファイバを実現する上で好適である。
【００１６】
この発明に係る分散補償光ファイバにおいて、第２クラッドの外径が２％変化したとき、比（ＳDCF／ＤDCF）は１０％以下だけ変化するのが好ましい。この場合、所望の波長分散特性を有する分散補償光ファイバが容易に製造され得る。
【００１７】
一方、ファイバ長を短くして伝送損失を低減させるべく、この発明に係る分散補書光ファイバは、−２５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上かつ−１２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散ＤDCF、０．００５／ｎｍ以下である、波長分散ＤDCFに対する分散スロープＳDCFの比（ＳDCF／ＤDCF）、そして、１０μｍ2以上かつ２０μｍ2以下、好ましくは（２０−｜ＤDCF｜／２５）以上かつ（２３−｜ＤDCF｜／２５）以下の実効断面積を有するがよい。分散絶対値が大きくなる曲げに弱い部分における実効断面積の大きさを低減する必要があるからである。また、当該分散補償光ファイバは、１．０ｄＢ／ｋｍ以下の伝送損失を有する。さらに、当該分散補償光ファイバは、上述のように、コア領域と第１〜第３クラッドを含むクラッド領域を有しており、該コア領域は、第３クラッドを基準として２．０％以上かつ３．０％以下の比屈折率差、第１クラッドは、第３クラッドを基準として−０．４％以下の比屈折率差を有する。
【００１８】
この発明に係る光伝送路は、上記分散補償光ファイバが敷設された中継区間と、該分散補償光ファイバに融着接続された分散シフト光ファイバとを備える。分散シフト光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて、＋２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上かつ＋１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、＋０．０４ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以上かつ＋０．１２ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以下の分散スロープを有する。これら分散補償光ファイバと分散シフト光ファイバとが所定の長さ比で互いに接続されたとき、これらにより構成された光伝送路全体としては、波長１５５０ｎｍにおいて、絶対値の小さな平均波長分散と絶対値の小さな平均分散スロープを有する。これにより、この光伝送路全体としては、波長１５５０ｎｍを含む広波長帯域において、絶対値の小さな平均波長分散と小さな平均伝送損失を有することになる。
【００１９】
この発明に係る光伝送路全体としては、波長帯域１５３５ｎｍ以上かつ１５６０ｎｍ以下の波長帯域（Ｃバンド）において、０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の偏差（＝最大値−最小値）がある平均波長分散を有する。全体からみた平均波長分散は、１５３５ｎｍ以上かつ１６００ｎｍ以下の波長帯域（Ｃバンド及びＬバンド）において、０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の偏差を持つのが好ましい。このような場合、光伝送路に信号を伝搬させて光通信を実現する光伝送システムでは、光伝送路は平均伝送損失が低く、平均波長分散の絶対値は小さく、かつ波長１５５０ｎｍを含む広い波長帯域（Ｃバンド及びＬバンドを含む）において高ビットレートの光伝送が可能になる。したがって、この光伝送システムは、中継区間を長くすることができ、光通信の更なる高速化・大容量化を図ることができる。
【００２０】
この発明に係る分散補償モジュールは、上記分散補償光ファイバがコイル状に巻かれてモジュール化されたことを特徴とする。この分散補償光ファイバがモジュール化された分散補償モジュールでは、中継区間に敷設された分散シフト光ファイバの波長分散及び分散スロープを補償するものであって、分散シフト光ファイバと分散補償光ファイバとが適切な長さ比に設定されることにより、波長１５５０ｎｍにおいて、全体から見た平均波長分散の絶対値が小さくなり、また全体から見た平均分散スロープの絶対値も小さくなる。これにより、分散シフト光ファイバと分散補償モジュールの全体では、波長１５５０ｎｍを含む広い波長帯域で、平均波長分散の絶対値が小さくなり、また平均伝送損失も小さくなる。
【００２１】
この発明に係る分散補償モジュールは、波長１５５０ｎｍにおける分散補償量が−６４０ｐｓ／ｎｍであるとき、１５３５ｎｍ以上かつ１５６５ｎｍ以下、より好ましくは１５３５ｎｍ以上かつ１６１０ｎｍ以下の波長帯域において、７ｄＢ以下の総損失を有する。この発明に係る分散補償モジュールにおいて、波長１５５０ｎｍにおける分散補償量が−３２０ｐｓ／ｎｍであるとき、１５３５ｎｍ以上かつ１５６５ｎｍ以下、より好ましくは１５３５ｎｍ以上かつ１６１０ｎｍ以下の波長帯域において、総損失は３ｄＢ以下である。このような分散補償モジュールを有する光伝送システムでは、波長１５５０ｎｍを含む広い波長帯域（少なくともＣバンドを含み、さらにはＬバンドをも含む波長帯域）において、その平均伝送損失は小さく、平均波長分散の絶対値も小さく、平均伝送損失が小さく、平均波長分散の絶対値も小さく、かつ高ビットレートの光伝送が可能になる。したがって、この光伝送システムは、中継区間を長くすることができ、光通信の更なる高速化・大容量化を図ることができる。
【００２２】
さらに、この発明に係る分散補償光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて、−４０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散ＤDCFと、０．００５／ｎｍ以上である、波長分散ＤDCFに対する分散スロープＳDCFの比（ＳDCF／ＤDCF）と、１６μｍ2以上、より好ましくは２０μｍ2以上の実効断面積を有するのがよい。波長１５５０ｎｍを含む広い波長帯域において、この分散補償光ファイバは、分散シフト光ファイバの波長分散及び分散スロープを短尺で補償することができるだけでなく、四光波混合の発生を抑制し、伝搬する信号の波形劣化を抑制することができるからである。
【００２３】
この発明に係る分散補償光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて、−４０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散ＤDCFと、０．００５／ｎｍ以上である、波長分散ＤDCFに対する分散スロープＳDCFの比（ＳDCF／ＤDCF）と、０．５ｄＢ／ｋｍ以下の伝送損失を有する。この分散補償光ファイバは、波長１５５０ｎｍを含む広い波長帯域において、分散シフト光ファイバの波長分散及び分散スロープを短尺で補償することができるだけでなく、ケーブル化あるいはモジュール化された場合であっても低損失となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２５】
図１は、この発明に係る光伝送路３０を含む光伝送システムの概略構成を示す図である。この光伝送システム１において、局（送信局あるいは中継局）１０と局（受信局あるいは中継局）２０との間の中継区間には光伝送路３０が敷設されている。この光伝送路３０は、互いに融着接続された分散シフト光ファイバ３１及び分散補償光ファイバ３２により構成されている。この光伝送システム１において、局１０から送出された１．５５μｍ波長帯の複数波長を有する信号は、分散シフト光ファイバ３１及び分散補償光ファイバ３２を順に伝搬して局２０に到達し、更に下流に送出されるべく、局２０において受信されるか、あるいは局２０において増幅される。
【００２６】
分散シフト光ファイバ３１は、波長１５５０ｎｍで小さな正の波長分散を有するシリカを主成分とする光ファイバである。この分散シフト光ファイバ３１は、波長１５５０ｎｍにおいて、波長分散ＤDSFが＋２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜＋１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、分散スロープＳDSFが＋０．０４ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ〜＋０．１２ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ、伝送損失が０．２０ｄＢ／ｋｍ程度である。
【００２７】
この発明に係る分散補償光ファイバ３２は、分散シフト光ファイバ３１の波長１５５０ｎｍにおける波長分散及び分散スロープを補償する、シリカを主成分とする光ファイバである。この分散補償光ファイバ３２は、波長１５５０ｎｍにおいて、波長分散ＤDCFが−４０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、波長分散ＤDCFに対する分散スロープＳDCFの比（ＳDCF／ＤDCF）が０．００５／ｎｍ以上である。好ましくは、この分散補償光ファイバ３２は、波長１５５０ｎｍにおいて、波長分散ＤDCFが−１００ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜−４０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、波長分散ＤDCFに対する分散スロープＳDCFの比（ＳDCF／ＤDCF）が０．００５／ｎｍ〜０．０１５／ｎｍである。また、この分散補償光ファイバ３２は、波長１５５０ｎｍにおいて１６μｍ2以上、好ましくは２０μｍ2以上の実効断面積、１．２μｍ〜１．８μｍ、好ましくは１．４μｍ〜１．８μｍのカットオフ波長、波長１５５０ｎｍにおいて０．５ｄＢ／ｋｍ以下の伝送損失を有する。
【００２８】
さらに、分散補償光ファイバ３２は、波長１５５０ｎｍにおいて、−２５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜−１２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散ＤDCF、０．００５／ｋｍ以上である、波長分散ＤDCFに対する分散スロープＳDCFの比（ＳDCF／ＤDCF）、１０μｍ2〜２０μｍ2の実効断面積を有する。また、分散補償光ファイバ３２は、１．２μｍ〜１．８μｍ、好ましくは１．４μｍ〜１．８μｍのカットオフ波長、波長１５５０ｎｍにおいて１．０ｄＢ／ｋｍ以下の伝送損失を有する。
【００２９】
このような特性を有する分散補償光ファイバ３２は、波長分散ＤDCF及び分散スロープＳDCFが上記数値範囲にあるので、波長１５５０ｎｍを含む広い波長帯域で、分散シフト光ファイバ３１の波長分散及び分散スロープを短尺で補償することができる。また、この分散補償光ファイバ３２は、波長分散が上記数値範囲にありかつ十分な実効断面積を有することから、四光波混合の発生を抑制し、伝搬する信号の波形劣化を抑制することができる。さらに、この分散補償光ファイバ３２は、カットオフ波長が上記数値範囲にあるので、曲げ損失の増大を抑制することができ、また、伝送損失が上記数値範囲にあることと相俟って、ケーブル化した場合であっても光伝送路３０が低損失となる。
【００３０】
分散シフト光ファイバ３１と分散補償光ファイバ３２とが適切な長さ比で融着接続された光伝送路３０は、波長１５５０ｎｍにおいて、全体から見た平均波長分散の絶対値が小さく、全体から見た平均分散スロープの絶対値も小さい。これにより、光伝送路３０は、波長１５５０ｎｍを含む広い波長帯域において全体から見た平均波長分散の絶対値が小さくなる。また、光伝送路３０は全体から見た平均伝送損失も小さい。光伝送路３０全体の平均波長分散の偏差は、１５３５ｎｍ〜１５６０ｎｍの波長帯域（Ｃバンド）において０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であるのが好ましいが、１５３５ｎｍ〜１６００ｎｍの波長帯域（Ｃバンド及びＬバンド）において０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であるのがさらに好ましい。このような光伝送路３０に信号を伝搬させて光通信を行う光伝送システム１は、波長１５５０ｎｍを含む広い波長帯域（少なくともＣバンドを含み、更にはＬバンドをも含む波長帯域）において、光伝送路３０の平均伝送損失が小さく、平均波長分散の絶対値も小さく、高ビットレートの光伝送が可能である。したがって、この光伝送システム１は、中継区間を長くすることができ、光通信の更なる高速化・大容量化を図ることができる。
【００３１】
図２は、光伝送路として分散シフト光ファイバ３１が敷設され、分散補償光ファイバ３２が分散補償モジュールとして局２０内に配置された光伝送システム２の概略構成を示す図である。この光伝送システム２において、局（送信局あるいは中継局）１０と局（受信局あるいは中継局）２０との間の中継区間には、光伝送路として分散シフト光ファイバ３１が敷設されている。この光伝送システム２において、局１０から送出された１．５５μｍ波長帯の複数波長の信号は、光伝送路である分散シフト光ファイバ３１を伝搬して局２０に到達する。局２０において、これら信号は、光増幅器２１により増幅され、分散補償モジュールとしての分散補償光ファイバ３２により分散補償され、さらに光増幅器２２により増幅された後に受信され、あるいは更に下流に送出される。
【００３２】
図２の光伝送システム２において光伝送路に適用された分散シフト光ファイバ３１は、図１の光伝送システム１において光伝送路の一部として用いられている分散シフト光ファイバ３１と同様の特性を有する。また、図２の光伝送システム２において分散補償モジュールとして適用された分散補償光ファイバ３２は、図１の光伝送システム１において光伝送路の一部として用いられている分散補償光ファイバ３２と同様の特性を有する。ただし、図２に示された光伝送システム２において、分散補償光ファイバ３２は、ボビンにコイル状に巻かれてモジュール化され局２０内に設けられている。
【００３３】
既に述べた特性を有する分散補償光ファイバ３２は、波長分散ＤDCF及び分散スロープＳDCFが上記数値範囲にあるので、波長１５５０ｎｍを含む広い波長帯域において、分散シフト光ファイバ３１の波長分散及び分散スロープを短尺で補償することができる。また、この分散補償光ファイバ３２は、波長分散が上記数値範囲にあり十分な実効断面積を有することから、四光波混合の発生を抑制し、伝搬する信号の波形劣化を抑制することができる。さらに、この分散補償光ファイバ３２は、カットオフ波長が上記数値範囲にあるので、曲げ損失の増大を抑制することができ、かつ、伝送損失が上記数値範囲にあることと相俟って、モジュール化した場合であっても低損失となる。
【００３４】
光伝送路としての分散シフト光ファイバ３１と分散補償モジュールとしての分散補償光ファイバ３２との全体は、それぞれが長さを有するとき、波長１５５０ｎｍにおいて、平均波長分散の絶対値が小さく、平均分散スロープの絶対値も小さくなる。これにより、分散シフト光ファイバ３１と分散補償光ファイバ３２との全体において、波長１５５０ｎｍを含む広い波長帯域で平均波長分散の絶対値が小さくなり、平均伝送損失も小さくなる。これら全体から見た平均波長分散の偏差は、波長帯域１５３５ｎｍ〜１５６０ｎｍの波長帯域（Ｃバンド）において０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、好ましくは１５３５ｎｍ〜１６００ｎｍの波長帯域（Ｃバンド及びＬバンド）において０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。
【００３５】
一方、分散補償モジュールとしての分散補償光ファイバ３２は、波長１５５０ｎｍにおける分散補償量が−６４０ｐｓ／ｎｍであるとき、１５３５ｎｍ〜１５６５ｎｍの波長帯域（Ｃバンド）において総損失が７ｄＢ以下であり、より好ましくは１５３５ｎｍ〜１６１０ｎｍの波長帯域（Ｃバンド及びＬバンド）において総損失が７ｄＢ以下である。また、分散補償モジュールとしての分散補償光ファイバ３２は、波長１５５０ｎｍにおける分散補償量が−３２０ｐｓ／ｎｍであるとき、１５３５ｎｍ〜１５６５ｎｍの波長帯域（Ｃバンド）において総損失が３ｄＢ以下であり、より好ましくは１５３５ｎｍ〜１６１０ｎｍの波長帯域（Ｃバンド及びＬバンド）において総損失が３ｄＢ以下である。
【００３６】
この光伝送システム２において、波長１５５０ｎｍを含む広い波長帯域（少なくともＣバンドを含み、更にはＬバンドをも含む波長帯域）で、平均伝送損失は小さく、平均波長分散の絶対値も小さく、高ビットレートの光伝送が可能である。したがって、この光伝送システム２は、中継区間を長くすることができ、光通信の更なる高速化・大容量化を図ることができる。
【００３７】
図３Ａ及び３Ｂは、この発明に係る分散補償光ファイバの断面構造とその屈折率プロファイルである。
【００３８】
図３Ａに示された光ファイバ１００は、分散補償光ファイバ３２に相当し、所定軸に沿って伸びたコア領域１１０と、該コア領域１１０の外周を取り囲むよう設けられたクラッド領域１２０とを備える。コア領域１１０は、第１屈折率ｎ1と外径２ａを有する。さらに、クラッド領域１２０は、第２屈折率ｎ2（＜ｎ1）と外径２ｂを有する第１クラッド１２１と、第１クラッド１２１の外周を取り囲むよう設けられた、第３屈折率ｎ3（＞ｎ2、＜ｎ1）と外径２ｃを有する第２クラッド１２２と、第２クラッド１２２の外周に設けられた、第４屈折率ｎ4（＜ｎ3、＞ｎ2）を有する第３クラッド１２３を備える。
【００３９】
図３Ｂに示された屈折率プロファイル１５０は、図３Ａ中の線Ｌ１上の各部の屈折率を示し、該屈折率プロファイル１５０中の領域１５１、１５２、１５３、１５４は、それぞれコア領域１１０、第１クラッド１２１、第２クラッド１２２、第３クラッド１２３の線Ｌ１上における各部の屈折率を表す。
【００４０】
図３Ａ及び３Ｂに示された分散補償光ファイバ１００において、第３クラッド１２３を基準領域とした、コア領域１１０の比屈折率差Δｎ1、第１クラッド１２１の比屈折率差Δｎ2、第２クラッド１２２の比屈折率差Δｎ3は、それぞれ以下の式で与えられる。
【数式１】
【００４１】
この分散補償光ファイバ１００では、第３クラッド１２３の屈折率ｎ4を基準として、コア領域１１０は０．８％〜２．０％、より好ましくは０．８％〜１．５％の比屈折率差Δｎ1を有し、第１クラッド１２１は−０．４％以下の比屈折率差Δｎ2を有する。
【００４２】
分散補償光ファイバ１００はこのような屈折率プロファイルを有するので、その波長分散ＤDCF、比(ＳDCF／ＤDCF)、実効断面積、カットオフ波長及び伝送損失は、波長１５５０ｎｍにおいて、いづれも上記数値範囲内である。このような屈折率プロファイルを有する分散補償光ファイバ１００を得るには、例えば、シリカガラスをベースとして、コア領域１１０にＧｅＯ2が添加され、第１クラッド１２１にＦ元素が添加され、第２クラッド領域１２２にＧｅＯ2が添加され。これにより、図３Ｂに示された屈折率プロファイル１５０が実現され、当該分散補償光ファイバ１００の波長１５５０ｎｍにおける伝送損失が低減され得る。
【００４３】
次に、この発明に係る分散補償光ファイバ３２の具体的な実施形態について説明する。以下説明される第１〜第７実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ１〜ＤＣＦ７それぞれは、図３Ａの断面構造と図３Ｂの屈折率プロファイル１５０を有する。
（第１実施形態）
【００４４】
第１実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ１において、第３クラッド１２３を基準として、コア領域の比屈折率差Δｎ1は１．２％、第１クラッド１２１の比屈折率差Δｎ2は−０．５０％、第２クラッド１２２の比屈折率差Δｎ2は０．２０％であり、コア領域１１０及び第２クラッド１２２それぞれの外径の比（２ａ／２ｃ）は０．３０、第１クラッド１２１及び第２クラッド１２２それぞれの外径の比（２ｂ／２ｃ）は０．６０である。この第１実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ１は、第２クラッド１２２の外径２ｃが１７．７μｍのとき、波長１５５０ｎｍにおいて、−６２．４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散ＤDCF、−０．４４ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの分散スロープＳDCF、２４．４μｍ2の実効断面積、曲げ径２０ｍｍにおいて１０ｄＢ／ｍの曲げ損失、０．３０ｄＢ／ｋｍの伝送損失を有する。また、そのカットオフ波長は１２２４ｎｍであり、波長１５５０ｎｍにおける比（ＳDCF／ＤDCF）は０．００７１／ｎｍであった。
（第２実施形態）
【００４５】
第２実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ２において、第３クラッド１２３を基準とした、コア領域１１０の比屈折率差Δｎ1は１．３％、第１クラッド１２１の比屈折率差Δｎ2は−０．５０％、第２クラッド１２２の比屈折率差Δｎ3は０．２３％であり、コア領域１１０及び第２クラッド１２２それぞれの外径の比（２ａ／２ｃ）は０．２７、第１クラッド１２１及び第２クラッド１２２それぞれの外径の比（２ｂ／２ｃ）は０．５５であった。この第２実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ２は、第２クラッド１２２の外径２ｃが１９．０μｍであるとき、波長１５５０ｎｍにおいて、−８０．４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散ＤDCF、−０．５９ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの分散スロープＳDCF、２３．９μｍ2の実効断面積、曲げ径２０ｍｍで４ｄＢ／ｍの曲げ損失、０．３３ｄＢ／ｋｍの伝送損失を有する。また、カットオフ波長は１５７６ｎｍであり、波長１５５０ｎｍにおける比（ＳDCF／ＤDCF）は０．００７３／ｎｍであった。
（第３実施形態）
【００４６】
第３実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ３において、第３クラッド１２３を基準とした、コア領域１１０の比屈折率差Δｎ1は１．７％、第１クラッド１２１の比屈折率差Δｎ2は−０．５０％、第２クラッド１２２の比屈折率差Δｎ3は０．２５％であり、コア領域１１０及び第２クラッド１２２それぞれの外径の比（２ａ／２ｃ）は０．２３、第１クラッド１２１及び第２クラッド１２２それぞれの外径の比（２ｂ／２ｃ）は０．５３である。この第３実施例に係る分散補償光ファイバＤＣＦ３は、第２クラッド１２２の外径２ｃが１８．７μｍであるとき、波長１５５０ｎｍにおいて、−８３．７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散ＤDCF、−０．６６ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの分散スロープＳDCF、１７．２μｍ2の実効断面積、曲げ径２０ｍｍにおいて０．２ｄＢ／ｍの曲げ損失、０．３９ｄＢ／ｋｍの伝送損失を有する。また、カットオフ波長は１６９６ｎｍであり、波長１５５０ｎｍにおける比（ＳDCF／ＤDCF）は０．００７９／ｎｍであった。
【００４７】
図４は、第１〜第３実施形態に係る分散補償光ファイバそれぞれの、波長１５５０ｎｍにおける波長分散及び分散スロープの関係を示すグラフである。図４において、Ｇ１１０は第１実施例についての曲線を示し、Ｇ２１０は第２実施形態についての曲線を示し、Ｇ３１０は第３実施例についての曲線を示す。ここでは、第２クラッド１２２の外径２ｃが変えられたときの各実施形態の分散補償光ファイバにおける波長分散ＤDCF及び分散スロープＳDCFの関係が示されている。図４のグラフから分かるように、分散補償光ファイバＤＣＦ１〜ＤＣＦ３それぞれにおいて、第２クラッド１２２の外径２ｃが変化したとしても、波長分散ＤDCFが概ね−６０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜−１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの範囲内であれば、波長分散ＤDCFに対する分散スロープＳDCFの比（ＳDCF／ＤDCF）の変化は小さい。第１実施実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ１において、第２クラッド１２２の外径２ｃが２％だけ変化したとき、比（ＳDCF／ＤDCF）の変化は２．５％以下だけ変化し、さらに比（ＳDCF／ＤDCF）の変化量が１０％以下に維持された状態で波長分散ＤDCFの範囲は−６８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜−１７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなる。第２実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ２では、第２クラッド１２２の外径２ｃが２％だけ変化したとき、比（ＳDCF／ＤDCF）は９．０％以下だけ変化し、さらに比（ＳDCF／ＤDCF）の変化量が１０％以下に維持された状態で波長分散ＤDCFの範囲は−８１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜−３０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなる。第３実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ３では、第２クラッド１２２の外径２ｃが２％だけ変化したとき、比（ＳDCF／ＤDCF）は４．０％以下だけ変化し、さらに比（ＳDCF／ＤDCF）の変化量が１０％以下に維持された状態で波長分散ＤDCFの範囲は−１１５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜−６２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなる。このように第２クラッド１２２の外径２ｃの２％の変化に対して比（ＳDCF／ＤDCF）の変化が１０％以下であれば、所望の波長分散特性を有する分散補償光ファイバを容易に製造することができる。
【００４８】
図５は、第１〜第３実施形態に係る分散補償光ファイバそれぞれについて、曲げ径１４０ｍｍでの曲げ損失の波長依存性を示すグラフである。図５において、Ｇ１２０は第１実施形態についての曲線を示し、Ｇ２２０は第２実施形態についての曲線を示し、Ｇ３２０は第３実施形態についての曲線を示す。このとき、第１実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ１の第２クラッド１２２の外径２ｃは１７．７μｍ、第２実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ２の第２クラッド１２２の外径２ｃは１９．０μｍ、第３実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ３の第２クラッド１２２の外径２ｃは１８．７μｍであった。この図５のグラフから分かるように、分散補償光ファイバＤＣＦ１〜ＤＣＦ３それぞれは、波長１６１０ｎｍ以下の範囲で小さな曲げ損失を有する。
【００４９】
したがって、分散補償光ファイバＤＣＦ１〜ＤＣＦ３それぞれは、図１に示された光伝送システム１の光伝送路３０の一部として適用された分散補償光ファイバ３２として好適に用いられるだけでなく、図２に示された光伝送システム２の分散補償モジュールを形成する分散補償光ファイバ３２としても好適に用いられ、それにより、ＣバンドだけでなくＬバンドにおいても低損失で波長分散を補償することができる。
【００５０】
図６は、第１〜第３実施形態に係る分散補償光ファイバについて、波長分散の波長依存性を示すグラフである。この図６においても、Ｇ１３０は第１実施形態についての曲線を示し、Ｇ２３０は第２実施形態についての曲線を示し、Ｇ３３０は第３実施形態についての曲線を示し、Ｇ１０００は上記文献１に示された分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦについての曲線を示す。ここで、第１実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ１の第２クラッド１２２の外径２ｃは１７．７μｍ、第２実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ２の第２クラッド１２２の外径２ｃは１９．０μｍ、第３実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ３の第２クラッド１２２の外径２ｃは１８．７μｍである。
【００５１】
図７は、第１〜第３実施形態に係る分散補償光ファイバと分散シフト光ファイバとが接続された構成について、全体から見た平均波長分散の波長依存性を示すグラフである。この図７において、Ｇ１４０は第１実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ１と図６の分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦとが接続された構成についての曲線を示し、Ｇ２４０は第２実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ２と図６の分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦとが接続された構成についての曲線を示し、Ｇ３４０は第３実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ３と図６の分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦとが接続された構成についての曲線を示す。図６に示された波長分散特性と８０ｋｍの長さを有する分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦの波長１５５０ｎｍにおける波長分散を補償するため、第１実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ１には１０．３ｋｍの長さが必要であり、第２実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ２には８．０ｋｍの長さ、第３実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ３には７．５ｋｍの長さが必要であった。
【００５２】
第１実施形態に係る分散補償光ファイバＤＳＦ１と分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦとが接続された構成では、１５３５ｎｍ〜１６００ｎｍの波長帯域（Ｃバンド及びＬバンド）において、全体から見た平均波長分散の偏差は０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であった。第２実施形態に係る分散補償光ファイバＤＳＦ２と分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦとが接続された構成では、１５３５ｎｍ〜１５６０ｎｍの波長帯域（Ｃバンド）において、全体から見た平均波長分散の偏差は０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であった。第３実施形態に係る分散補償光ファイバＤＳＦ３と分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦとが接続された構成では、１５３５ｎｍ〜１５６０ｎｍの波長帯域（Ｃバンド）において、全体から見た平均波長分散の偏差は０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であった。したがって、これらは、ビットレート４０Ｇｂ／ｓで中継距離４００ｋｍを越える光伝送が可能である。
【００５３】
図８は、この発明に係る分散補償光ファイバを含む分散補償モジュールの概略構成を示す図である。分散補償光ファイバ１００（この発明に係る分散補書光ファイバ３２に相当する）は、ケース３００に収納されている。このファイバ１００の両端は、接続損失を低減するピッグテール・ファイバ３２０に接続されている。長さ１０．３ｋｍの第１実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ１が分散補償モジュールを形成するよう曲げ径１４０ｍｍで巻かれた状態で、波長１５５０ｎｍにおける分散補償量は−６４０ｐｓ／ｎｍであり、総損失は４．１ｄＢ（波長１５５０ｎｍ）であった。長さ８．０ｋｍの第２実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ２が分散補償モジュールを形成するよう曲げ径１４０ｍｍで巻かれた状態で、波長１５５０ｎｍにおける分散補償量は−６４０ｐｓ／ｎｍであり、総損失は４．４ｄＢ（波長１５５０ｎｍ）であった。さらに、長さ７．５ｋｍの第３実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ３が分散補償モジュールを形成するよう曲げ径１４０ｍｍで巻かれた状態で、波長１５５０ｎｍにおける分散補償量は−６４０ｐｓ／ｎｍであり、総損失は４．１ｄＢ（波長１５５０ｎｍ）であった。
【００５４】
また、第１実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ１が分散補償モジュールを形成するよう曲げ径１４０ｍｍで巻かれた状態で、かつ波長１５５０ｎｍにおける分散補償量が−３２０ｐｓ／ｎｍであるとき、総損失（波長１５５０ｎｍ）は２．３ｄＢであった。第２実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ２が分散補償モジュールを形成するよう曲げ径１４０ｍｍで巻かれた状態で、かつ、波長１５５０ｎｍにおける分散補償量が−３２０ｐｓ／ｎｍであるとき、総損失（波長１５５０ｎｍ）は２．５ｄＢであった。さらに、第３実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ３が分散補償モジュールを形成するよう曲げ径１４０ｍｍで巻かれた状態で、かつ、波長１５５０ｎｍにおける分散補償量が−３２０ｐｓ／ｎｍであるとき、総損失（波長１５５０ｎｍ）は２．７ｄＢであった。
【００５５】
このように、分散補償光ファイバＤＣＦ１〜ＤＣＦ３それぞれは、波長１５５０ｎｍを含む広い波長帯域において、分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦの波長分散および分散スロープを短尺でかつ低損失で補償することができる。
（第４実施形態）
【００５６】
第４実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ４において、第３クラッド１２３を基準とした、コア領域１１０の比屈折率差Δｎ1は１．６％、第１クラッド１２１の比屈折率差Δｎ2は−０．５０％、第２クラッド１２２の比屈折率差Δｎ3は０．２４％であり、コア領域１１０及び第２クラッド１２２それぞれの外径の比（２ａ／２ｃ）は０．２３、第１クラッド１２１及び第２クラッド１２２それぞれの外径の比（２ｂ／２ｃ）は０．５５である。この第４実施例に係る分散補償光ファイバＤＣＦ４は、第２クラッド１２２の外径２ｃが１９．２μｍであるとき、波長１５５０ｎｍにおいて、−８５．１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散ＤDCF、−０．８３ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの分散スロープＳDCF、１８．１μｍ2の実効断面積、曲げ径２０ｍｍにおいて０．９ｄＢ／ｍの曲げ損失、０．３８ｄＢ／ｋｍの伝送損失を有する。また、カットオフ波長は１６３８ｎｍであり、波長１５５０ｎｍにおける比（ＳDCF／ＤDCF）は０．００９８／ｎｍであった。
【００５７】
図９は、第４実施形態に係る分散補償光ファイバの、波長１５５０ｎｍにおける波長分散及び分散スロープの関係を示すグラフである。図９において、Ｇ４１０は第４実施例についての曲線を示す。ここで、第２クラッド１２２の外径２ｃが変えられたときのこの実施形態に係る分散補償光ファイバにおける波長分散ＤDCF及び分散スロープＳDCFの関係が示されている。図９のグラフから分かるように、分散補償光ファイバＤＣＦ４において、第２クラッド１２２の外径２ｃが変化したとしても、波長分散ＤDCFの範囲は概ね−１０２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜−７１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであれば、比（ＳDCF／ＤDCF）の変化量が１０％以下に維持される。この第４実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ４において、第２クラッド１２２の外径２ｃが２％だけ変化したとき、比（ＳDCF／ＤDCF）は５．８％以下だけ変化する。第２クラッド１２２の外径２ｃが２％だけ変化したとき、比（ＳDCF／ＤDCF）の変化量が１０％以下に抑えられれば、好ましい波長分散特性を有する分散補償光ファイバを容易に製造することができる。
【００５８】
図１０は、第４実施形態に係る分散補償光ファイバについて、曲げ径１４０ｍｍでの曲げ損失の波長依存性を示すグラフである。図１０において、Ｇ４２０は第４実施形態についての曲線を示す。このとき、第４実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ４の第２クラッド１２２の外径２ｃは１７．２μｍであった。この図１０のグラフから分かるように、分散補償光ファイバＤＣＦ４は、波長１６１０ｎｍ以下の範囲で小さな曲げ損失を有する。
【００５９】
したがって、分散補償光ファイバＤＣＦ４は、図１に示された光伝送システム１の光伝送路３０の一部として適用された分散補償光ファイバ３２として好適に用いられるだけでなく、図２に示された光伝送システム２の分散補償モジュールを形成する分散補償光ファイバ３２としても好適に用いられ、それにより、ＣバンドだけでなくＬバンドにおいても低損失で波長分散を補償することができる。
【００６０】
図１１は、第４実施形態に係る分散補償光ファイバについて、波長分散の波長依存性を示すグラフである。この図１１においても、Ｇ４３０は第４実施形態についての曲線を示し、Ｇ４３０は上記文献１に示された４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と０．０４６ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以下の分散スロープを有する非零分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦについての曲線を示す。ここで、第４実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ４の第２クラッド１２２の外径２ｃは１９．２μｍである。
【００６１】
図１２は、第４実施形態に係る分散補償光ファイバと分散シフト光ファイバとが接続された構成について、全体から見た平均波長分散の波長依存性を示すグラフである。この図１２において、Ｇ４４０は第４実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ４と図１１の分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦとが接続された構成についての曲線を示す。図１１に示された波長分散特性と８０ｋｍの長さを有する分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦの波長１５５０ｎｍにおける波長分散を補償するため、第４実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ４には４．４ｋｍの長さが必要である。
【００６２】
第４実施形態に係る分散補償光ファイバＤＳＦ４と分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦとが接続された構成では、１５３５ｎｍ〜１６００ｎｍの波長帯域（Ｃバンド及びＬバンド）において、全体から見た平均波長分散の偏差は０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であった。したがって、これらは、ビットレート４０Ｇｂ／ｓで中継距離４００ｋｍを越える光伝送が可能である。
【００６３】
長さ４．４ｋｍの第４実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ４が分散補償モジュールを形成するよう曲げ径１４０ｍｍで巻かれた状態では、波長１５５０ｎｍにおける分散補償量が−６４０ｐｓ／ｎｍであり、総損失（波長１５５０ｎｍ）は３．９ｄＢであった。また、第４実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ４が分散補償モジュールを形成するよう曲げ径１４０ｍｍで巻かれた状態で、かつ、波長１５５０ｎｍにおける分散補償量が−３２０ｐｓ／ｎｍであるとき、総損失（波長１５５０ｎｍ）は２．５ｄＢであった。
【００６４】
このように、分散補償光ファイバＤＣＦ４は、波長１５５０ｎｍを含む広い波長帯域において、分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦの波長分散および分散スロープを短尺でかつ低損失で補償することができる。
（第５実施形態）
【００６５】
第５実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ５において、第３クラッド１２３を基準とした、コア領域１１０の比屈折率差Δｎ1は２．１％、第１クラッド１２１の比屈折率差Δｎ2は−０．５０％、第２クラッド１２２の比屈折率差Δｎ3は０．２０％であり、コア領域１１０及び第２クラッド１２２それぞれの外径の比（２ａ／２ｃ）は０．１８、第１クラッド１２１及び第２クラッド１２２それぞれの外径の比（２ｂ／２ｃ）は０．４９である。この第５実施例に係る分散補償光ファイバＤＣＦ５は、第２クラッド１２２の外径２ｃが１９．４μｍであるとき、波長１５５０ｎｍにおいて、−１６０．７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散ＤDCF、−１．６３ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの分散スロープＳDCF、１５．７μｍ2の実効断面積、曲げ径２０ｍｍにおいて１．８ｄＢ／ｍの曲げ損失、０．４９ｄＢ／ｋｍの伝送損失を有する。また、カットオフ波長は１５６６ｎｍであり、波長１５５０ｎｍにおける比（ＳDCF／ＤDCF）は０．０１０１／ｎｍであった。
（第６実施形態）
【００６６】
第６実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ６において、第３クラッド１２３を基準とした、コア領域１１０の比屈折率差Δｎ1は２．４％、第１クラッド１２１の比屈折率差Δｎ2は−０．５０％、第２クラッド１２２の比屈折率差Δｎ3は０．４０％であり、コア領域１１０及び第２クラッド１２２それぞれの外径の比（２ａ／２ｃ）は０．２０、第１クラッド１２１及び第２クラッド１２２それぞれの外径の比（２ｂ／２ｃ）は０．６５である。この第６実施例に係る分散補償光ファイバＤＣＦ６は、第２クラッド１２２の外径２ｃが１６．０μｍであるとき、波長１５５０ｎｍにおいて、−１８１．６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散ＤDCF、−１．８７ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの分散スロープＳDCF、１３．８μｍ2の実効断面積、曲げ径２０ｍｍにおいて０．５ｄＢ／ｍの曲げ損失、０．６１ｄＢ／ｋｍの伝送損失を有する。また、カットオフ波長は１６６０ｎｍであり、波長１５５０ｎｍにおける比（ＳDCF／ＤDCF）は０．０１０３／ｎｍであった。
（第７実施形態）
【００６７】
第７実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ７において、第３クラッド１２３を基準とした、コア領域１１０の比屈折率差Δｎ1は２．７％、第１クラッド１２１の比屈折率差Δｎ2は−０．５０％、第２クラッド１２２の比屈折率差Δｎ3は０．４０％であり、コア領域１１０及び第２クラッド１２２それぞれの外径の比（２ａ／２ｃ）は０．１９、第１クラッド１２１及び第２クラッド１２２それぞれの外径の比（２ｂ／２ｃ）は０．６７である。この第７実施例に係る分散補償光ファイバＤＣＦ７は、第２クラッド１２２の外径２ｃが１５．２μｍであるとき、波長１５５０ｎｍにおいて、−２１５．８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散ＤDCF、−２．１２ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの分散スロープＳDCF、１３．１μｍ2の実効断面積、曲げ径２０ｍｍにおいて１．３ｄＢ／ｍの曲げ損失、０．７５ｄＢ／ｋｍの伝送損失を有する。また、カットオフ波長は１５１４ｎｍであり、波長１５５０ｎｍにおける比（ＳDCF／ＤDCF）は０．００９７／ｎｍであった。
【００６８】
図１３は、第５〜第７実施形態に係る分散補償光ファイバの、波長１５５０ｎｍにおける波長分散及び分散スロープの関係を示すグラフである。図１３において、Ｇ５１０は第５実施例についての曲線を示し、Ｇ６１０は第６実施例についての曲線を示し、Ｇ７１０は第７実施例についての曲線を示す。ここでは、第２クラッド１２２の外径２ｃが変えられたときのこれら各実施形態に係る分散補償光ファイバにおける波長分散ＤDCF及び分散スロープＳDCFの関係が示されている。図１３のグラフから分かるように、分散補償光ファイバＤＣＦ５〜ＤＣＦ７それぞれにおいて、第２クラッド１２２の外径２ｃが変化したとしても、波長分散ＤDCFの範囲は概ね−２００ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜−１２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであれば、比（ＳDCF／ＤDCF）の変化は小さい。第５実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ５において、第２クラッド１２２の外径２ｃが２％だけ変化したとき、比（ＳDCF／ＤDCF）は７．７％以下だけ変化し、さらに比（ＳDCF／ＤDCF）の変化量が１０％以下に維持された状態で波長分散ＤDCFの範囲は−１９２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜−１３５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなる。第６実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ６において、第２クラッド１２２の外径２ｃが２％だけ変化したとき、比（ＳDCF／ＤDCF）は４．６％以下だけ変化し、さらに比（ＳDCF／ＤDCF）の変化量が１０％以下に維持された状態で波長分散ＤDCFの範囲は−２２６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜−１４６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなる。第７実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ７において、第２クラッド１２２の外径２ｃが２％だけ変化したとき、比（ＳDCF／ＤDCF）は４．９％以下だけ変化し、さらに比（ＳDCF／ＤDCF）の変化量が１０％以下に維持された状態で波長分散ＤDCFの範囲は−２６９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜−１７３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなる。第２クラッド１２２の外径２ｃが２％だけ変化したとき、比（ＳDCF／ＤDCF）の変化量が１０％以下に抑えられれば、好ましい波長分散特性を有する分散補償光ファイバを容易に製造することができる。
【００６９】
図１４は、第５〜第７実施形態に係る分散補償光ファイバについて、曲げ径１４０ｍｍでの曲げ損失の波長依存性を示すグラフである。図１４において、Ｇ５２０は第５実施形態についての曲線を示し、Ｇ６２０は第６実施形態についての曲線を示し、Ｇ７２０は第７実施形態についての曲線を示す。このとき、第５実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ５の第２クラッド１２２の外径２ｃは１９．４μｍ、第６実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ６の第２クラッド１２２の外径２ｃは１６．０μｍ、第７実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ７の第２クラッド１２２の外径２ｃは１５．２μｍであった。この図１４のグラフから分かるように、分散補償光ファイバＤＣＦ５〜ＤＣＦ７それぞれは、波長１６１０ｎｍ以下の範囲で小さな曲げ損失を有する。
【００７０】
したがって、分散補償光ファイバＤＣＦ５〜ＤＣＦ７それぞれは、図１に示された光伝送システム１の光伝送路３０の一部として適用された分散補償光ファイバ３２として好適に用いられるだけでなく、図２に示された光伝送システム２の分散補償モジュールを形成する分散補償光ファイバ３２としても好適に用いられ、それにより、ＣバンドだけでなくＬバンドにおいても低損失で波長分散を補償することができる。
【００７１】
図１５は、第５〜第７実施形態に係る分散補償光ファイバについて、波長分散の波長依存性を示すグラフである。この図１５においても、Ｇ５３０は第５実施形態についての曲線を示し、Ｇ６３０は第６実施形態についての曲線を示し、Ｇ７３０は第７実施形態についての曲線を示す。ここで、第５実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ５の第２クラッド１２２の外径２ｃは１９．４μｍ、第６実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ６の第２クラッド１２２の外径２ｃは１６．０μｍ、第７実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ７の第２クラッド１２２の外径２ｃは１５．２μｍである。
【００７２】
図１６は、第５〜第７実施形態に係る分散補償光ファイバと上記文献２に記載された分散シフト光ファイバ（４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散と０．０４６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの分散スロープを有する）とが接続された構成について、全体から見た平均波長分散の波長依存性を示すグラフである。この図１６において、Ｇ５４０は第５実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ５と文献２の分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦとが接続された構成についての曲線を示し、Ｇ６４０は第６実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ６と文献２の分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦとが接続された構成についての曲線を示し、Ｇ７４０は第７実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ７と文献２の分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦとが接続された構成についての曲線を示す。８０ｋｍの長さを有する分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦの波長１５５０ｎｍにおける波長分散を補償するため、第５実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ５には２．２ｋｍの長さが必要であり、第６実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ６には１．９ｋｍの長さ、第７実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ７には１．７ｋｍの長さが必要である。
【００７３】
第５実施形態に係る分散補償光ファイバＤＳＦ５と分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦとが接続された構成では、１５３５ｎｍ〜１５６０ｎｍの波長帯域（Ｃバンド）において、全体から見た平均波長分散の偏差は０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であった。第６実施形態に係る分散補償光ファイバＤＳＦ６と分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦとが接続された構成では、１５３５ｎｍ〜１６００ｎｍの波長帯域（Ｃバンド及びＬバンド）において、全体から見た平均波長分散の偏差は０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であった。さらに、第７実施形態に係る分散補償光ファイバＤＳＦ７と分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦとが接続された構成では、１５３５ｎｍ〜１６００ｎｍの波長帯域（Ｃバンド及びＬバンド）において、全体から見た平均波長分散の偏差は０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であった。したがって、これらは、ビットレート４０Ｇｂ／ｓで中継距離４００ｋｍを越える光伝送が可能である。
【００７４】
図８に示されたように、長さ２．２ｋｍの第５実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ５が分散補償モジュールを形成するよう曲げ径１４０ｍｍで巻かれた状態では、波長１５５０ｎｍにおける分散補償量が−６４０ｐｓ／ｎｍであり、総損失（波長１５５０ｎｍ）は３．０ｄＢであった。長さ１．９ｋｍの第６実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ６が分散補償モジュールを形成するよう曲げ径１４０ｍｍで巻かれた状態では、波長１５５０ｎｍにおける分散補償量が−６４０ｐｓ／ｎｍであり、総損失（波長１５５０ｎｍ）は２．７ｄＢであった。さらに、長さ１．７ｋｍの第７実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ７が分散補償モジュールを形成するよう曲げ径１４０ｍｍで巻かれた状態では、波長１５５０ｎｍにおける分散補償量が−６４０ｐｓ／ｎｍであり、総損失（波長１５５０ｎｍ）は２．５ｄＢであった。
【００７５】
また、第５実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ５が分散補償モジュールを形成するよう曲げ径１４０ｍｍで巻かれた状態で、かつ、波長１５５０ｎｍにおける分散補償量が−３２０ｐｓ／ｎｍであるとき、総損失（波長１５５０ｎｍ）は２．０ｄＢであった。第６実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ６が分散補償モジュールを形成するよう曲げ径１４０ｍｍで巻かれた状態で、かつ、波長１５５０ｎｍにおける分散補償量が−３２０ｐｓ／ｎｍであるとき、総損失（波長１５５０ｎｍ）は１．９ｄＢであった。さらに、第７実施形態に係る分散補償光ファイバＤＣＦ７が分散補償モジュールを形成するよう曲げ径１４０ｍｍで巻かれた状態で、かつ、波長１５５０ｎｍにおける分散補償量が−３２０ｐｓ／ｎｍであるとき、総損失（波長１５５０ｎｍ）は１．７ｄＢであった。
【００７６】
このように、分散補償光ファイバＤＣＦ５〜ＤＣＦ７は、波長１５５０ｎｍを含む広い波長帯域において、分散シフト光ファイバＮＺＤＳＦの波長分散および分散スロープを短尺でかつ低損失で補償することができる。
（比較例）
【００７７】
上述の第１〜第７実施形態に係る分散補償光ファイバとの比較のため、比較例である分散補償光ファイバについて説明する。図１７Ａ及び１７Ｂは、比較例である分散補償光ファイバの断面構成を示す図及びその屈折率プロファイルである。この比較例２００は、所定軸に沿って伸びたコア領域２１０と、コア領域２１０の外周を取り囲むよう設けられたクラッド領域２２０を備える。コア領域２１０は、第１屈折率ｎ1と外径２ａを有する。さらに、クラッド領域２２０は、第２屈折率ｎ2（＜ｎ1）と外径２ｂを有する第１クラッド２２１と、第１クラッド２２１の外周を取り囲むように設けられた、第３屈折率ｎ3（＞ｎ2、＜ｎ3）を有する第３クラッド２２２を備える。
【００７８】
図１７Ｂに示された屈折率プロファイル２５０は、図１７Ａ中の線Ｌ２上の各部の屈折率を示し、該屈折率プロファイル２５０中の領域２５１、２５２、２５３は、それぞれコア領域２１０、第１クラッド２２１、第２クラッド２２２の線Ｌ２上における各部の屈折率を表す。
【００７９】
図１７Ａ及び１７Ｂに示された比較例２００において、第２クラッド２２２を基準領域とした、コア領域２１０の比屈折率差Δｎ1、第１クラッド２２１の比屈折率差Δｎ2は、それぞれ以下の式で与えられる。
【数式２】
【００８０】
この比較例２００では、第２クラッド２２２の屈折率ｎ3を基準として、コア領域２１０は１．２％の比屈折率差Δｎ1を有し、第１クラッド２２１は−０．３６％の比屈折率差Δｎ2を有する。また、コア領域２１０及び第１クラッド２２１の外径の比Ｒａ（＝２ａ／２ｂ）は０．５である。
【００８１】
図１８は、比較例である分散補償光ファイバの、波長１５５０ｎｍにおける波長分散及び分散スロープの関係を示すグラフである。なお、この図には、第１クラッド２２１の外径２ｂが変化したときの波長分散ＤDCFと分散スロープＳDCFとの関係が示されている。波長分散が−４０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下となる範囲において、この比較例は、曲げ特性が悪く、使用することができない。また、第２クラッド２２２の外径２ｃが変化すると、波長分散ＤDCFと分散スロープＳDCFとの比（ＳDCF／ＤDCF）が大きく変化する。例えば、第１クラッド２２１の外径２ｂが１０．０μｍであるとき、波長分散ＤDCFは−２８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ（図１８におけるＡ点に相当する状態）であり、分散スロープＳDCFは−０．０８１ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍである。また、第１クラッド２２１外径２ｂが９．８μｍであるとき、波長分散ＤDCFは−２２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ（図１８におけるＢ点に相当する状態）であり、分散スロープＳDCFは−０．０５６ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍである。これを中心として外径２ｂが２％だけ変化したとき、比（ＳDCF／ＤDCF）が１７％も変化する。したがって、所望の波長分散特性を有する分散補償光ファイバを製造することは困難である。
【００８２】
この比較例の分散補償光ファイバと比較して、実施形態に係る分散補償光ファイバ（第１〜第７実施形態に係る分散補償光ファイバを含む）は、上述のように曲げ特性に優れ、波長分散が−４０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である範囲でも使用することが可能である。また、第２クラッドの外径２ｃが変化しても、波長分散ＤDCFが一定の範囲内であれば、波長分散ＤDCFに対する分散スロープＳDCFの比（ＳDCF／ＤDCF）の変化は小さい。したがって、この発明に係る分散補償光ファイバは、所望の波長分散特性を有するよう容易に製造することができる。
【００８３】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり、この発明に係る分散補償光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて、−４０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下（より好ましくは−１００ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜−４０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、あるいは−２５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜−１２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）の波長分散ＤDCFと、０．００５／ｎｍ以上（より好ましくは０．００５／ｎｍ〜０．１５／ｎｍ）である、波長分散ＤDCFに対する分散スロープＳDCFの比（ＳDCF／ＤDCF）を有する。このような特性を有することにより、この発明に係る分散補償光ファイバは、波長１５５０ｎｍを含む広い波長帯域で、分散シフト光ファイバの波長分散及び分散スロープを短尺で補償することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る光伝送路を含む光伝送システムの概略構成を示す図である。
【図２】分散シフト光ファイバが光伝送路に敷設されるとともに分散補償光ファイバが局に分散補償モジュールとして配置されている光伝送システムの概略構成を示す図である。
【図３】この発明に係る分散補償光ファイバの断面構造を示す図（ａ）及びその屈折率プロファイル（ｂ）である。
【図４】この発明に係る分散補償光ファイバの、波長１５５０ｎｍにおける波長分散と分散スロープとの関係を示すグラフである。
【図５】第１〜第３実施形態に係る分散補償光ファイバについて、曲げ径１４０ｍｍでの曲げ損失の波長依存性を示すグラフである。
【図６】第１〜第３実施形態に係る分散補償光ファイバについて、その波長分散の波長依存性を示すグラフである。
【図７】第１〜第３実施形態に係る分散補償光ファイバいずれかと分散シフト光ファイバとが互いに融着接続された各構成において、全体から見た平均波長分散の波長依存性を示すグラフである。
【図８】この発明に係る波長分散モジュールの概略構成を示す図である。
【図９】第４実施形態に係る分散補償光ファイバの、波長１５５０ｎｍにおける波長分散と分散スロープとの関係を示すグラフである。
【図１０】第４実施形態に係る分散補償光ファイバについて、曲げ径１４０ｍｍでの曲げ損失の波長依存性を示すグラフである。
【図１１】第４実施形態に係る分散補償光ファイバにおける波長分散の波長依存性を示すグラフである。
【図１２】第４実施形態に係る分散補償光ファイバと分散シフト光ファイバとが互いに融着接続された構成において、全体から見た平均波長分散の波長依存性を示す図である。
【図１３】第５〜第７実施形態に係る分散補償光ファイバの、波長１５５０ｎｍにおける波長分散と分散スロープとの関係を示すグラフである。
【図１４】第５〜第７実施形態に係る分散補償光ファイバについて、曲げ径１４０ｍｍでの曲げ損失の波長依存性を示すグラフである。
【図１５】第５〜第７実施形態に係る分散補償光ファイバにおける波長分散の波長依存性を示すグラフである。
【図１６】第５〜第７実施形態に係る分散補償光ファイバのいずれかと分散シフト光ファイバとが互いに融着接続された各構成において、全体から見た平均波長分散の波長依存性を示すグラフである。
【図１７】比較例である分散補償光ファイバの断面構造を示す図（ａ）及びその屈せ率プロファイル（ｂ）である。
【図１８】比較例である分散補償光ファイバの、波長１５５０ｎｍにおける波長分散と分散スロープとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１、２…光伝送システム、１０、２０…局、３０…光伝送路、３１…分散シフト光ファイバ、３２、１００…分散補償光ファイバ、１１０…コア領域、１２０クラッド領域、１２１…第１クラッド、１２２…第２クラッド、１２３…第３クラッド。
Claims (12)
- 分散シフト光ファイバと、該分散シフト光ファイバの波長分散及び分散スロープを補償する分散補償光ファイバを含む光伝送路であって、
前記分散補償光ファイバは、
第１屈折率を有するコア領域と、前記コア領域の外周を取り囲むクラッド領域であって、前記コア領域の外周を取り囲むとともに前記第１屈折率よりも低い第２屈折率を有する第１クラッド、前記第１クラッドの外周を取り囲むとともに前記第２屈折率よりも高い第３屈折率を有する第２クラッド、及び、前記第２クラッドの外周を取り囲むとともに前記第３屈折率よりも低い第４屈折率を有する第３クラッドを有するクラッド領域とを備え、
前記第１クラッドは、前記第４屈折率を基準として、−０．４％以下の比屈折率差を有し、
前記第２クラッドは、前記第４屈折率を基準として、０．２０％以上かつ０．４０％以下の比屈折率差を有し、
前記コア領域は、前記第４屈折率を基準として、２．０％以上かつ３．０％以下の比屈折率差を有し、
波長１５５０ｎｍにおける諸特性として、−２５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上かつ−１２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、０．００５／ｎｍ以上である、波長分散ＤＤＣＦに対する分散スロープＳＤＣＦの比（ＳＤＣＦ／ＤＤＣＦ）と、１０μｍ２以上かつ２０μｍ２以下の実効断面積を有し、
前記第２クラッドの外径に対する前記コア領域の外径の比（２ａ／２ｃ）は、０．１８以上かつ０．２０以下であるとともに、前記第２クラッドの外径に対する前記第１クラッドの外径の比（２ｂ／２ｃ）は、０．４９以上かつ０．６７以下であり、
前記分散シフト光ファイバは、
前記分散補償光ファイバに接続されるとともに、波長１５５０ｎｍにおける諸特性として、＋２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上かつ＋１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、＋０．０４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以上かつ＋０．１２ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下の分散スロープを有することを特徴とする光伝送路。 - 前記分散補償光ファイバにおいて、波長分散ＤＤＣＦに対する分散スロープＳＤＣＦの比（ＳＤＣＦ／ＤＤＣＦ）は、０．０１５／ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の光伝送路。
- 前記分散補償光ファイバにおいて、前記実効断面積は、（２０−｜ＤＤＣＦ｜／２５）以上かつ（２３−｜ＤＤＣＦ｜／２５）以下の範囲内にあることを特徴とする請求項１記載の光伝送路。
- 前記分散補償光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて１．０ｄＢ／ｋｍ以下の伝送損失を有することを特徴とする請求項１記載の光伝送路。
- 前記分散補償光ファイバにおいて、前記比（ＳＤＣＦ／ＤＤＣＦ）は、第２クラッド領域の外径が２％変化したとき、１０％以下だけ変化することを特徴とする請求項１記載の光伝送路。
- １５３５ｎｍ以上かつ１５６０ｎｍの波長帯域において、全体の平均波長分散の偏差が０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の光伝送路。
- １５３５ｎｍ以上かつ１６００ｎｍの波長帯域において、全体の平均波長分散の偏差が０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項６記載の光伝送路。
- 前記分散補償光ファイバは、モジュール化のためコイル状に巻かれた分散補償モジュールであることを特徴とする請求項１記載の光伝送路。
- 前記分散補償モジュールは、波長１５５０ｎｍにおける分散補償量が−６４０ｐｓ／ｎｍであるとき、１５３５ｎｍ以上かつ１５６５ｎｍ以下の波長帯域において総損失が７ｄＢ以下であることを特徴とする請求項８記載の光伝送路。
- 前記分散補償モジュールは、１５３５ｎｍ以上かつ１６１０ｎｍ以下の波長帯域において総損失が７ｄＢ以下であることを特徴とする請求項９記載の光伝送路。
- 前記分散補償モジュールは、波長１５５０ｎｍにおける分散補償量が−３２０ｐｓ／ｎｍであるとき、１５３５ｎｍ以上かつ１５６５ｎｍ以下の波長帯域において総損失が３ｄＢ以下であることを特徴とする請求項８記載の光伝送路。
- 前記分散補償モジュールは、１５３５ｎｍ以上かつ１６１０ｎｍ以下の波長帯域において総損失が３ｄＢ以下であることを特徴とする請求項１１記載の光伝送路。
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