JP4205125B2 - Optical fiber and optical transmission line using the same - Google Patents

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本発明は光ファイバおよびこれを用いた光伝送路に関し、特に、偏波モード分散(以下「PMD」と略記する)を低減した光ファイバおよびこれを用いた光伝送路に関する。  The present invention relates to an optical fiber and an optical transmission line using the same, and more particularly to an optical fiber with reduced polarization mode dispersion (hereinafter abbreviated as “PMD”) and an optical transmission line using the same.

インターネットを代表としたデータトラフィックは益々増える方向にあり、通信伝送容量の増大はこのデータトラフィックを支えるために必須となっている。
WDM(波長多重)伝送は、そのニーズに応えた伝送方式であり、既に商用化が始まっている。さらにこのWDM伝送の容量を増大させるためには次のような方法がある。
第1の方法は、多重する波長(信号)数を増やすことによるものである。この方法は、信号波長間隔を狭めたり、利用する波長帯域を増やしたりすることで実現できるが、当然ながら使用する波長ごとに伝送機器が増えることになり、コストや設置スペースなどの問題がある。
Data traffic represented by the Internet is increasing more and more, and an increase in communication transmission capacity is essential to support this data traffic.
WDM (wavelength multiplexing) transmission is a transmission method that meets the needs, and commercialization has already begun. Further, there are the following methods for increasing the capacity of the WDM transmission.
The first method is by increasing the number of multiplexed wavelengths (signals). This method can be realized by narrowing the signal wavelength interval or increasing the wavelength band to be used, but naturally, the number of transmission devices increases for each wavelength used, and there are problems such as cost and installation space.

第2の方法は、1波長(信号)あたりの伝送速度を上げることによるものである。これは、スペクトル利用効率の観点から最近では注目されてきており、現在は伝送速度2.5Gbit/sから10Gbit/s、さらには40Gbit/sの光伝送システムが研究され、一部商用化されている。
このような10Gbit/s以上の伝送速度になると、光ファイバの波長分散とPMDが問題となってくる。波長分散に関しては、ノン零分散シフトファイバ(以下「NZ−DSF」と略記する)や、分散スロープ補償型分散補償ファイバ(以下「SC−DCF」と略記する)などの使用で解決しようとしており、一定の成果をあげている。
The second method is by increasing the transmission speed per wavelength (signal). This has recently been attracting attention from the viewpoint of spectrum utilization efficiency. Currently, optical transmission systems with transmission speeds of 2.5 Gbit / s to 10 Gbit / s and even 40 Gbit / s have been studied and partially commercialized. Yes.
When such a transmission speed of 10 Gbit / s or higher is reached, wavelength dispersion and PMD of the optical fiber become problems. Regarding chromatic dispersion, we are trying to solve this problem by using a non-zero dispersion shifted fiber (hereinafter abbreviated as “NZ-DSF”), a dispersion slope compensation type dispersion compensating fiber (hereinafter abbreviated as “SC-DCF”), etc. Has achieved certain results.

一方、PMDに関しても様々な方法が提案されているが、ここではまず、PMDについて以下に説明する。
PMDとは、光ファイバを伝搬するHE 11モードとHE 11モードとの群遅延時間に差があることによって生じるものである。
PMDは側圧等の外的要因も存在するものの、基本的には、光ファイバに誘起する複屈折が原因である。偏波保持ファイバのように特に意図的に複屈折を増加させようとしない限り、光ファイバに内在する複屈折は、コアの非円によって生じる。複屈折はそのコアの非円そのもの、すなわち屈折率分布の非円に起因するものと、非円から生じる応力の真円分布からのずれに起因するものとに分けられる。
On the other hand, various methods have been proposed for PMD. First, PMD will be described below.
PMD is caused by a difference in group delay time between the HE x 11 mode and the HE y 11 mode propagating through the optical fiber.
PMD is basically caused by birefringence induced in an optical fiber, although external factors such as lateral pressure also exist. Unless the birefringence is increased intentionally, such as in a polarization maintaining fiber, the birefringence inherent in the optical fiber is caused by the non-circularity of the core. Birefringence is classified into a non-circle of the core itself, that is, due to the non-circularity of the refractive index distribution, and a birefringence due to a deviation from the true circular distribution of stress caused by the non-circle.

光ファイバのコアには通常GeO2が添加されているため、コアの屈折率は、クラッドの屈折率より増加するとともに、熱膨張係数もクラッドより大きくなる。これにより、コアとクラッドとの境界付近に応力分布ができ、コア側は熱膨張係数が大きいために線引き後の冷却過程においてクラッドより強く収縮しようとするが、クラッド側が収縮しないために、クラッド側に引っ張られ張力が働く。
これに対し、クラッド側の周回方向の応力はコアの収縮によって圧縮応力となり、光弾性効果によって屈折率変化を生じる。
コアが真円の場合には、光弾性効果による屈折率変化は軸対称であるため、互いに打ち消しあってHE 11モードとHE 11モードとの間には伝搬定数の差が生じないが、コアが非円であると、両偏波モードの間に伝搬定数の差を生じる。この応力の非対称によって生じる伝搬定数の差は、非円の度合いと、コアとクラッドの熱膨張係数の差に依存する。
Since GeO 2 is usually added to the core of the optical fiber, the refractive index of the core increases from the refractive index of the cladding, and the thermal expansion coefficient also becomes larger than that of the cladding. This creates a stress distribution near the boundary between the core and the clad, and the core side has a large coefficient of thermal expansion, so it tends to shrink more strongly than the clad in the cooling process after drawing, but the clad side does not shrink, It is pulled by the tension.
On the other hand, the stress in the circumferential direction on the clad side becomes a compressive stress due to the contraction of the core, and the refractive index changes due to the photoelastic effect.
When the core is a perfect circle, the refractive index change due to the photoelastic effect is axially symmetric, so that they cancel each other and no difference in propagation constant occurs between the HE x 11 mode and the HE y 11 mode. If the core is non-circular, a difference in propagation constant occurs between both polarization modes. The difference in propagation constant caused by this stress asymmetry depends on the degree of non-circularity and the difference in thermal expansion coefficient between the core and the cladding.

伝送を行う際には、複屈折によって信号の進み方に異方性を生じ、信号パルス形状の劣化がおこることになるため、当然このPMDは小さい方が好ましい。特に、40Gbit/sのような高速伝送では、PMDの影響は顕著である。
PMDの低減については、これまでに幾つかの提案がなされている。例えば、線引き工程でファイバに捻りを加える方法(例えば、非特許文献1参照)や、コアの非円をクラッド部分の外削りによって低減する方法(例えば、非特許文献2参照)などがある。
Apllied Optics,vol20,No.17,p2962−,1981 電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会、C−3−79,1999
When transmission is performed, anisotropy is caused in the way the signal travels due to birefringence, and the signal pulse shape deteriorates. Therefore, it is naturally preferable that the PMD is small. In particular, in high-speed transmission such as 40 Gbit / s, the influence of PMD is significant.
Several proposals have been made for PMD reduction. For example, there are a method of twisting the fiber in the drawing process (for example, see Non-Patent Document 1), a method of reducing the non-circle of the core by cutting off the cladding portion (for example, see Non-Patent Document 2), and the like.
Applied Optics, vol20, no. 17, p2962--1981 IEICE Electronics Society Conference, C-3-79, 1999

しかし、線引き工程でファイバに捻りを加える方法では、伝送速度10Gbit/s、さらには40Gbit/sに対応可能なPMDを持つ光ファイバの製造方法は開示されていない。例えば、伝送速度40Gbit/s、伝送路長10000kmの光伝送路において、PMDの許容上限は0.025ps/√km程度であると言われている。
また、コアの非円をクラッド部分の外削りによって低減する方法に関してもコスト面を考えると非現実的である。さらに、コア非円率の小さなものを選択して利用することも考えられるが、これも歩留まり、ひいてはコスト的に無理がある。
However, the method of twisting the fiber in the drawing process does not disclose a method for manufacturing an optical fiber having a PMD that can handle a transmission rate of 10 Gbit / s, and further 40 Gbit / s. For example, in an optical transmission line having a transmission rate of 40 Gbit / s and a transmission line length of 10,000 km, it is said that the allowable upper limit of PMD is about 0.025 ps / √km.
Moreover, regarding the method of reducing the non-circularity of the core by cutting off the cladding, it is unrealistic considering the cost. Furthermore, it is conceivable to select and use one having a small core non-circularity, but this is also difficult in terms of yield and cost.

本発明はこれらの事情を考慮してなされたもので、コアとクラッドの熱膨張係数を調整することで複屈折を減少させて、高速伝送に適したPMDを持つ光ファイバを提供し、この光ファイバを用いた光伝送路を提供することを目的とする。  The present invention has been made in view of these circumstances, and provides an optical fiber having PMD suitable for high-speed transmission by reducing the birefringence by adjusting the thermal expansion coefficients of the core and the clad. An object of the present invention is to provide an optical transmission line using a fiber.

本発明の請求項1に係る光ファイバは、1層のコアと2層のクラッドとを持ち、外側クラッドの屈折率が内側クラッドの屈折率よりも高く、石英ガラスを主たる構成材料とする光ファイバであって、前記コアの非円率は5%以下であり、前記クラッドの各部位のいずれかまたは全てがゲルマニウムおよびフッ素を添加した石英ガラスからなり、前記コアがゲルマニウムおよびフッ素を添加した石英ガラスからなり、前記クラッドの各部位のうち添加したゲルマニウムの最も少ない部位のゲルマニウムの濃度をC2とし、前記コアに添加したゲルマニウムの最も多い部位のゲルマニウムの濃度をC1としたときに、C2−C1≧−0.5wt%であり、前記コアを構成するガラスの熱膨張係数をα1、前記クラッドの各部位のうち最も熱膨張係数が小さい部位を構成するガラスの熱膨張係数をα2としたときに、−2.5×10-7/℃≦α1−α2≦1.0×10-7/℃であり、その偏波モード分散が0.03ps/√km以下であり、前記コアと前記外側クラッドとの比屈折率差Δが0.25%〜0.7%であることを特徴とする。 An optical fiber according to claim 1 of the present invention has a single-layer core and a two-layer clad, the refractive index of the outer clad is higher than the refractive index of the inner clad, and the main constituent material is quartz glass. a is a non-circularity of the core is 5% or less, wherein any or all of the portions of the cladding is made of silica glass doped with germanium and off Tsu containing the core germanium and made of silica glass doped with full Tsu element, wherein the concentration of germanium in the lowest part of the added germanium among the parts of the cladding and C2, the concentration of the most common sites of germanium germanium added to the core and C1 C2−C1 ≧ −0.5 wt%, the coefficient of thermal expansion of the glass constituting the core is α1, and the coefficient of thermal expansion is the highest among the respective portions of the cladding. The thermal expansion coefficient of the glass constituting the site is small when the [alpha] 2, was -2.5 × 10 -7 /℃≦α1-α2≦1.0×10 -7 / ℃ , the polarization mode dispersion Is 0.03 ps / √km or less, and the relative refractive index difference Δ between the core and the outer cladding is 0.25% to 0.7%.

本発明の請求項2に係る光ファイバは、本発明の請求項1に係る光ファイバにおいて、前記コアを構成するガラスの熱膨張係数をα1、前記クラッドの各部位のうち最も熱膨張係数が小さい部位を構成するガラスの熱膨張係数をα2としたときに、−1.5×10 -7 /℃≦α1−α2≦0/℃であり、その偏波モード分散が0.015ps/√km以下であることを特徴とする。 Optical fiber according to claim 2 of the present invention is to provide an optical fiber according to claim 1 of the present invention, the most thermal expansion coefficient of the prior thermal expansion coefficient of the glass α1 constituting the Kiko A, each part of the clad the thermal expansion coefficient of the glass constituting the site is small when the α2, -1.5 × 10 -7 / ℃ ≦ α1-α2 ≦ 0 / ℃ der is, the polarization mode dispersion 0.015 ps / and wherein the der Rukoto following √km.

本発明の請求項3に係る光ファイバは、本発明の請求項1または2に係る光ファイバにおいて、波長1550nmにおける伝送損失が0.22dB/km以下であることを特徴とする。 An optical fiber according to a third aspect of the present invention is characterized in that in the optical fiber according to the first or second aspect of the present invention, the transmission loss at a wavelength of 1550 nm is 0.22 dB / km or less .

本発明の請求項4に係る光ファイバは、3層のコアと2層のクラッドとを持ち、外側クラッドの屈折率が内側クラッドの屈折率より高いかもしくは同じであり、センタコアの屈折率がリンググルーヴの屈折率よりも高く、リンググルーヴの屈折率がリングコアの屈折率よりも低く、リングコアの屈折率がクラッドもしくは内側クラッドおよび外側クラッドの屈折率よりも高く、石英ガラスを主たる構成材料とする光ファイバであって、前記コアの比円率が5%以下であり、前記クラッドの各部位のいずれかまたは全てがゲルマニウムおよびフッ素を添加した石英ガラスからなり、前記コアの各部位のいずれかまたは全てがゲルマニウムおよびフッ素を添加した石英ガラスからなり、前記クラッドの各部位のうち添加したゲルマニウムの最も少ない部位のゲルマニウムの濃度をC2とし、前記コアに添加したゲルマニウムの最も多い部位のゲルマニウムの濃度をC1としたときに、C2−C1≧−0.5wt%であり、前記コアの各部位のうち最も熱膨張係数が大きい部位を構成するガラスの熱膨張係数をα1、前記クラッドの各部位のうち最も熱膨張係数が小さい部位を構成するガラスの熱膨張係数をα2としたときに、−2.5×10-7/℃≦α1−α2≦1.0×10-7/℃であり、その偏波モード分散が0.03ps/√km以下であり、前記センタコアと前記外側クラッドとの比屈折率差Δが0.25%〜0.7%であることを特徴とする。 An optical fiber according to a fourth aspect of the present invention has a three-layer core and a two-layer clad, the refractive index of the outer cladding is higher than or equal to the refractive index of the inner cladding, and the refractive index of the center core is a ring. Light that is higher than the refractive index of the groove, the refractive index of the ring groove is lower than the refractive index of the ring core, the refractive index of the ring core is higher than the refractive index of the cladding or the inner cladding and the outer cladding, and quartz glass is the main constituent material a fiber ratio circularity of the core is 5% or less, made of silica glass either or all of the sites were added germanium and off Tsu containing the cladding, of each part of the core made of silica glass either or all of the addition of germanium and off Tsu arsenide, fewest germanium added of each portion of the cladding When the concentration of germanium in a portion of the core is C2 and the concentration of germanium in the portion of germanium most added to the core is C1, C2-C1 ≧ −0.5 wt%, When the thermal expansion coefficient of the glass constituting the portion having the largest thermal expansion coefficient is α1, and the thermal expansion coefficient of the glass constituting the portion having the smallest thermal expansion coefficient among the portions of the clad is α2, −2. 5 × a 10 -7 /℃≦α1-α2≦1.0×10 -7 / ℃, the polarization mode dispersion is not more than 0.03 ps / √km, the ratio between the outer cladding and the center core The refractive index difference Δ is 0.25% to 0.7%.

本発明の請求項5に係る光ファイバは、本発明の請求項4に係る光ファイバにおいて、前記コアの各部位のうち最も熱膨張係数が大きい部位を構成するガラスの熱膨張係数をα1、前記クラッドの各部位のうち最も熱膨張係数が小さい部位を構成するガラスの熱膨張係数をα2としたときに、−1.5×10 -7 /℃≦α1−α2≦/℃であり、その偏波モード分散が0.015ps/√km以下であることを特徴とする。 Optical fiber according to claim 5 of the present invention is to provide an optical fiber according to claim 4 of the present invention, the thermal expansion coefficient of the glass constituting the most thermal expansion coefficient is large portion of the respective portions of the front SL core [alpha] 1, the thermal expansion coefficient of the glass constituting the most thermal expansion coefficient is small portions of each portion of the cladding is taken as [alpha] 2, was -1.5 × 10 -7 / ℃ ≦ α1 -α2 ≦ 0 / ℃, The polarization mode dispersion is 0.015 ps / √km or less.

本発明の請求項6に係る光ファイバは、本発明の請求項4または5に係る光ファイバにおいて、波長1550nmにおける伝送損失が0.25dB/km以下であることを特徴とする。 An optical fiber according to a sixth aspect of the present invention is the optical fiber according to the fourth or fifth aspect of the present invention, wherein a transmission loss at a wavelength of 1550 nm is 0.25 dB / km or less.

本発明の請求項7に係る光ファイバは、4層のコアと2層のクラッドとを持ち、外側クラッドの屈折率が内側クラッドの屈折率より高いかもしくは同じであり、センタグルーヴの屈折率が内側リングコアの屈折率よりも低く、内側リングコアの屈折率がリンググルーヴの屈折率よりも高く、リンググルーヴの屈折率が外側リングコアの屈折率よりも低く、外側リングコアの屈折率がクラッドもしくは内側クラッドおよび外側クラッドの屈折率よりも高く、石英ガラスを主たる構成材料とする光ファイバであって、前記コアの比円率が5%以下であり、前記クラッドの各部位のいずれかまたは全てがゲルマニウムおよびフッ素を添加した石英ガラスからなり、前記コアの各部位のいずれかまたは全てがゲルマニウムおよびフッ素を添加した石英ガラスからなり、前記クラッドの各部位のうち添加したゲルマニウムの最も少ない部位のゲルマニウムの濃度をC2とし、前記コアに添加したゲルマニウムの最も多い部位のゲルマニウムの濃度をC1としたときに、C2−C1≧−0.5wt%であり、前記コアの各部位のうち最も熱膨張係数が大きい部位を構成するガラスの熱膨張係数をα1、前記クラッドの各部位のうち最も熱膨張係数が小さい部位を構成するガラスの熱膨張係数をα2としたときに、−2.5×10-7/℃≦α1−α2≦1.0×10-7/℃であり、その偏波モード分散が0.03ps/√km以下であり、前記内側リングコアと前記外側クラッドとの比屈折率差が0.25%〜0.7%であることを特徴とする。 An optical fiber according to claim 7 of the present invention has a four-layer core and a two-layer clad, and the refractive index of the outer clad is higher than or equal to the refractive index of the inner clad. Lower than the refractive index of the inner ring core, the refractive index of the inner ring core is higher than the refractive index of the ring groove, the refractive index of the ring groove is lower than the refractive index of the outer ring core, and the refractive index of the outer ring core is the cladding or inner cladding and An optical fiber having a refractive index higher than that of the outer cladding and mainly composed of quartz glass, wherein the core has a specific circularity of 5% or less, and any or all of the portions of the cladding are made of germanium and made of silica glass doped with fine off Tsu containing any or all of the portions of the core was added germanium and off Tsu-containing quartz C2-C1 when the concentration of germanium in the portion of the clad with the least amount of germanium added is C2 and the concentration of germanium in the portion of the cladding with the most germanium added is C1. ≧ −0.5 wt%, α1 is the thermal expansion coefficient of the glass constituting the portion having the largest thermal expansion coefficient among the respective portions of the core, and the portion having the smallest thermal expansion coefficient among the respective portions of the cladding the thermal expansion coefficient of the glass when the α2 which is -2.5 × 10 -7 /℃≦α1-α2≦1.0×10 -7 / ℃ , the polarization mode dispersion 0.03 ps / √km or less, and a relative refractive index difference between the inner ring core and the outer cladding is 0.25% to 0.7%.

本発明の請求項8に係る光ファイバは、本発明の請求項7に係る光ファイバにおいて、前記コアの各部位のうち最も熱膨張係数が大きい部位を構成するガラスの熱膨張係数をα1、前記クラッドの各部位のうち最も熱膨張係数が小さい部位を構成するガラスの熱膨張係数をα2としたときに、−1.5×10 -7 /℃≦α1−α2≦0/℃であり、その偏波モード分散が0.015ps/√km以下であることを特徴とする。 An optical fiber according to an eighth aspect of the present invention is the optical fiber according to the seventh aspect of the present invention, wherein the thermal expansion coefficient of the glass constituting the portion having the largest thermal expansion coefficient among the respective portions of the core is α1, When the thermal expansion coefficient of the glass constituting the portion having the smallest thermal expansion coefficient among the respective portions of the clad is α2, −1.5 × 10 −7 / ° C. ≦ α 1 −α 2 ≦ 0 / ° C. The polarization mode dispersion is 0.015 ps / √km or less .

本発明の請求項9に係る光ファイバは、本発明の請求項7または8に係る光ファイバにおいて、波長1550nmにおける伝送損失が0.30dB/km以下であることを特徴とする。 The optical fiber according to claim 9 of the present invention is the optical fiber according to claim 7 or 8 of the present invention , characterized in that the transmission loss at a wavelength of 1550 nm is 0.30 dB / km or less.

本発明の請求項10に係る光ファイバは、本発明の請求項1からまでのいずれか1項に係る光ファイバにおいて、前記コアに添加したゲルマニウムの濃度を最も多い所でも1.5wt%以下とし、フッ素の濃度も同じく1.5wt%以下としたことを特徴とする。 An optical fiber according to a tenth aspect of the present invention is the optical fiber according to any one of the first to ninth aspects of the present invention, wherein the concentration of germanium added to the core is 1.5 wt% or less even at the highest concentration. The fluorine concentration is also 1.5 wt% or less .

本発明の請求項11に係る光ファイバは、本発明の請求項1から10までのいずれか1項に係る光ファイバにおいて、光ファイバプリフォームに対して捻りを加えて紡糸し、偏波モード分散が0.01ps/√km以下となるようにしたことを特徴とする。 An optical fiber according to an eleventh aspect of the present invention is the optical fiber according to any one of the first to tenth aspects of the present invention, wherein the optical fiber preform is spun and twisted, and polarization mode dispersion is performed. Is 0.01 ps / √km or less .

本発明の請求項12に係る光伝送路は、本発明の請求項1から11までのいずれか1項に係る光ファイバと、この光ファイバの波長分散、分散スロープを補償する光ファイバを組み合わせて形成されていることを特徴とする。 An optical transmission line according to a twelfth aspect of the present invention is a combination of the optical fiber according to any one of the first to eleventh aspects of the present invention and an optical fiber that compensates for the chromatic dispersion and dispersion slope of the optical fiber. It is formed .

本発明によると、クラッドの熱膨張係数とコアの熱膨張係数を調整して、コアを構成するガラスの熱膨張係数をα1、クラッドを構成するガラスの熱膨張係数をα2としたときに、−2.5×10−7/℃≦α1−α2≦1.0×10−7/℃となるようにして光ファイバを作製することにより、偏波モード分散を0.03ps/√km以下とすることができ、複屈折による信号パルス形状の劣化を防止して、高速高品質伝送が可能な光ファイバを実現することができる。
また、−1.5×10−7/℃≦α1−α2≦0/℃となるようにして光ファイバを作製することにより、偏波モード分散を0.015ps/√km以下とすることができ、さらに高速高品質伝送が可能な光ファイバを実現することができる。
According to the present invention, when the thermal expansion coefficient of the cladding and the thermal expansion coefficient of the core are adjusted, the thermal expansion coefficient of the glass constituting the core is α1, and the thermal expansion coefficient of the glass constituting the cladding is α2. by 2.5 as a × 10 -7 /℃≦α1-α2≦1.0×10 -7 / ℃ to produce an optical fiber, the polarization mode dispersion less 0.03 ps / √km Therefore, it is possible to realize an optical fiber capable of preventing high-speed and high-quality transmission by preventing deterioration of the signal pulse shape due to birefringence.
Further, by producing an optical fiber so that −1.5 × 10 −7 / ° C. ≦ α 1 −α 2 ≦ 0 / ° C., the polarization mode dispersion can be made 0.015 ps / √km or less. Furthermore, an optical fiber capable of high-speed and high-quality transmission can be realized.

また、コアがほぼ純粋な石英ガラスからなり、クラッドがフッ素を添加した石英ガラスからなるようにして光ファイバを作製することにより、クラッドの熱膨張係数を相対的に上げることができ、好適なPMDを持つ光ファイバを実現することができる。
また、コアがゲルマニウムおよび/またはフッ素を添加した石英ガラスからなり、クラッドがフッ素を添加した石英ガラスからなるようにして光ファイバを作製することにより、コア内部に屈折率分布を持つ場合や、耐水素特性の点からコアにドーパントが必要になる場合にもおいても、これらの光学特性や水素特性を十分に満足しつつ、PMDとその他の特性を同時に満足することができる光ファイバを実現することができる。
In addition, by manufacturing an optical fiber so that the core is made of pure silica glass and the clad is made of silica glass to which fluorine is added, the thermal expansion coefficient of the clad can be relatively increased, and a suitable PMD can be obtained. Can be realized.
In addition, by fabricating an optical fiber such that the core is made of quartz glass to which germanium and / or fluorine is added and the cladding is made of quartz glass to which fluorine is added, the case where the core has a refractive index distribution, Even in the case where a dopant is necessary for the core from the viewpoint of hydrogen characteristics, an optical fiber capable of satisfying PMD and other characteristics at the same time while sufficiently satisfying these optical characteristics and hydrogen characteristics is realized. be able to.

また、クラッドにフッ素に加えてゲルマニウムを添加することにより、耐水素特性を向上させることができるため、長期的な信頼性を高めた光ファイバを実現することができる。
また、クラッドに添加したゲルマニウムの濃度をC2とし、コアに添加したゲルマニウムの濃度をC1としたときに、C2−C1≧−0.5wt%となるようにすることにより、屈折率制御と熱膨張係数制御の両方の条件を満たしつつ、PMDを低減した光ファイバを実現することができる。
また、コアに添加したゲルマニウムの濃度を1.5wt%以下とし、フッ素の濃度を0.5wt%以下とすることにより、レイリー散乱損失を小さくして低損失の光ファイバを実現することができる。
また、光ファイバプリフォームに対して捻りを加えて紡糸することにより、偏波モード分散を0.01ps/√km以下にまで低減することができる。
Further, by adding germanium to the cladding in addition to fluorine, the hydrogen resistance can be improved, so that an optical fiber with improved long-term reliability can be realized.
Further, when the concentration of germanium added to the clad is C2 and the concentration of germanium added to the core is C1, C2−C1 ≧ −0.5 wt%, so that refractive index control and thermal expansion are achieved. An optical fiber with reduced PMD while satisfying both conditions of coefficient control can be realized.
Further, by setting the concentration of germanium added to the core to 1.5 wt% or less and the concentration of fluorine to 0.5 wt% or less, it is possible to reduce the Rayleigh scattering loss and realize a low-loss optical fiber.
Further, by applying twist to the optical fiber preform and spinning it, the polarization mode dispersion can be reduced to 0.01 ps / √km or less.

以上の効果は、1層のコアと1層のクラッドとを持つ光ファイバに限らず、1層のコアと2層のクラッドとを持つ光ファイバ、3層のコアと1層または2層のクラッドとを持つ光ファイバ、4層のコアと1層または2層のクラッドとを持つ光ファイバについても、上述のパラメータを上記と同様に設定することで得ることができる。  The above effects are not limited to an optical fiber having a single-layer core and a single-layer clad, but an optical fiber having a single-layer core and a double-layer clad, and a three-layer core and a single-layer or double-layer clad. Also, an optical fiber having a four-layer core and a one-layer or two-layer clad can be obtained by setting the above parameters in the same manner as described above.

また、本発明の光ファイバと、この光ファイバの波長分散、分散スロープを補償する光ファイバを組み合わせて光伝送路を形成することにより、分散補償光ファイバで許容されるPMDの条件を大きく緩和することができ、分散補償光ファイバの設計に余裕を持たせることができる他、光伝送路全体のPMDを下げて高速高品質伝送が可能な光伝送路を実現することができる。  In addition, by forming an optical transmission line by combining the optical fiber of the present invention and an optical fiber that compensates for the chromatic dispersion and dispersion slope of this optical fiber, the PMD conditions allowed in the dispersion compensating optical fiber are greatly relaxed. In addition to providing a margin for the design of the dispersion compensating optical fiber, it is possible to realize an optical transmission line capable of high-speed and high-quality transmission by lowering the PMD of the entire optical transmission line.

以下、本発明を詳細に説明する。
図1は、本発明の光ファイバの一例を示すもので、(a)は、光ファイバの長手方向に対する断面の最も単純な一例を示すものであり、図1(a)中、符号1はコアであり、符号2はコア1の周囲に形成されたクラッドである。図1(b)は、この光ファイバの屈折率分布を示すものであり、コア1はクラッド2に対して屈折率が大きくなるようにして形成されている。本発明の光ファイバの他の例の断面構造及び屈折率分布も同様に図2ないし図6に示す。
光ファイバの複屈折は、コア1が非円であることによる屈折率分布の非円に起因するものと、コア1の非円から生じる応力の真円分布からのずれに起因するものの2つからなることは前述した通りである。このうち、伝送用光ファイバで常用されるようなレベルのコア1とクラッド2との屈折率差、具体的には比屈折率差△で0.25%〜0.7%程度の場合には、応力の真円分布からのずれによる寄与が大きい。応力の真円分布からのずれによる複屈折は、同じ非円を持つ場合を比べると、コアとクラッドの熱膨張係数の差が大きいほど大きくなる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
FIG. 1 shows an example of an optical fiber according to the present invention. FIG. 1A shows the simplest example of a cross section with respect to the longitudinal direction of the optical fiber. In FIG. Reference numeral 2 denotes a clad formed around the core 1. FIG. 1B shows the refractive index distribution of this optical fiber, and the core 1 is formed so that the refractive index is larger than that of the clad 2. The cross-sectional structure and refractive index distribution of another example of the optical fiber of the present invention are also shown in FIGS.
The birefringence of the optical fiber can be attributed to the non-circularity of the refractive index distribution due to the non-circular core 1, and the birefringence caused by the deviation of the stress generated from the non-circular core 1 from the perfect circular distribution. As described above. Of these, when the refractive index difference between the core 1 and the cladding 2 at a level that is commonly used in transmission optical fibers, specifically, the relative refractive index difference Δ is about 0.25% to 0.7%. The contribution of deviation from the perfect circle distribution of stress is large. The birefringence due to the deviation from the true circular distribution of stress increases as the difference between the thermal expansion coefficients of the core and the clad increases as compared with the case of having the same non-circle.

そのため、この例の光ファイバでは、PMDを低減するにあたり、従来のゲルマニウムが添加されたコアを有するシングルモードファイバにおいて、比屈折率差△が0.3%程度である場合でのコア1とクラッド2との熱膨張係数の差が約3×10−7/℃であるのに対して、熱膨張係数の差を十分に小さくしている。
また、コア1の非円から生じる屈折率分布の非円に起因する複屈折と、非円から生じる応力の真円分布からのずれに起因する複屈折の符号を反対にすることによっても、PMDを低減できることができる。すなわち、クラッド2の熱膨張係数をコア1の熱膨張係数よりも大きくすることによってPMDの低減を図ることができる。
Therefore, in the optical fiber of this example, in reducing the PMD, in the conventional single mode fiber having a core doped with germanium, the core 1 and the clad 2 when the relative refractive index difference Δ is about 0.3% The difference in thermal expansion coefficient is about 3 × 10 −7 / ° C., whereas the difference in thermal expansion coefficient is made sufficiently small.
Further, by reversing the signs of birefringence caused by non-circularity of the refractive index distribution generated from the non-circle of the core 1 and birefringence caused by deviation of the stress generated from the non-circle from the true circular distribution, PMD Can be reduced. That is, PMD can be reduced by making the thermal expansion coefficient of the clad 2 larger than the thermal expansion coefficient of the core 1.

これらの方針に基づき、PDMを低減することを目的として検討を行った。現在の非円に関する歩留まりを悪化させないために、非円率の上限を従来の光ファイバと同程度である5%程度とすることを条件とすると、コア1を構成するガラスの熱膨張係数をα1、クラッド2を構成するガラスの熱膨張係数をα2としたときに、PDMを0.03ps/√km以下にするためには、−2.5×10−7/℃≦α1−α2≦1.0×10−7/℃の範囲に制御し、PDMを0.015ps/√km以下にするためには、−1.5×10−7/℃≦α1−α2≦0/℃の範囲に制御すればよいことが分かった。
ここで、熱膨張係数は軟化温度近傍から室温までの数値を用いている。この軟化温度とは、ガラスの状態を示す指標として用いられるものである。軟化温度は材料、添加物の種類および濃度、製造方法によって変化する。石英系ガラスにおいては、添加物が増えると軟化温度が下がっていく。なお、一例としてあげると、発明者らが作製した、フッ素を1重量%程度添加した石英ガラスであれば、軟化温度はおよそ800℃程度である。
Based on these policies, studies were conducted with the aim of reducing PDM. If the upper limit of the non-circularity is set to about 5%, which is the same as that of the conventional optical fiber, in order not to deteriorate the yield of the current non-circularity, the thermal expansion coefficient of the glass constituting the core 1 is α1. In order to make the PDM 0.03 ps / √km or less when the thermal expansion coefficient of the glass constituting the cladding 2 is α2, −2.5 × 10 −7 / ° C. ≦ α1−α2 ≦ 1. In order to control within the range of 0 × 10 −7 / ° C. and make PDM 0.015 ps / √km or less, control within the range of −1.5 × 10 −7 / ° C. ≦ α1-α2 ≦ 0 / ° C. I knew that I should do it.
Here, the thermal expansion coefficient is a numerical value from near the softening temperature to room temperature. This softening temperature is used as an index indicating the state of glass. The softening temperature varies depending on the material, the type and concentration of the additive, and the production method. In quartz glass, the softening temperature decreases as the additive increases. As an example, in the case of quartz glass prepared by the inventors and containing about 1% by weight of fluorine, the softening temperature is about 800 ° C.

次に、コア1とクラッド2の熱膨張係数を上記の範囲とするための具体的な方法について説明する。
熱膨張係数は、その構成材料の組成によって大きく影響される。例えば、ゲルマニウムを1重量%ドープした石英ガラスでは、石英ガラスに対して約1×10−7/℃程度熱膨張係数が大きくなることが知られている。そのため、熱膨張係数を調整するためには、コア1とクラッド2を構成する材料およびその組成比についての精査が必要になる。さらには、そのときに、一般的な伝送用ファイバとしての基本的な条件、例えば、光学特性、伝送損失、対環境特性、機械特性、製造コストなどの条件を満たしていることにも注意を払って材料およびその組成比を検討する必要がある。
種々の検討の結果、コア1とクラッド2の熱膨張係数差および一般的な伝送用ファイバとしての基本的な必要条件を満たしたコア1とクラッド2の材料およびその組成比の組み合わせは次の通りとなった。
Next, a specific method for setting the thermal expansion coefficients of the core 1 and the clad 2 in the above range will be described.
The coefficient of thermal expansion is greatly influenced by the composition of the constituent materials. For example, it is known that quartz glass doped with 1% by weight of germanium has a thermal expansion coefficient that is about 1 × 10 −7 / ° C. higher than that of quartz glass. Therefore, in order to adjust the thermal expansion coefficient, it is necessary to carefully examine the materials constituting the core 1 and the clad 2 and the composition ratio thereof. Furthermore, attention is paid to satisfying basic conditions such as optical characteristics, transmission loss, environmental characteristics, mechanical characteristics, manufacturing costs, etc. as a general transmission fiber at that time. Therefore, it is necessary to examine the material and its composition ratio.
As a result of various examinations, the combinations of the materials of the core 1 and the clad 2 that satisfy the basic requirements for the general transmission fiber and the difference in thermal expansion coefficient between the core 1 and the clad 2 and the composition ratio thereof are as follows. It became.

まず、第1の組み合わせは、コア1にはほぼ純粋な石英ガラス、すなわち意図的に不純物を含まない通常使用される石英ガラスを用い、クラッド2にフッ素を添加した石英ガラスを用いるものである。フッ素は屈折率を下げる作用があり、また、フッ素を添加すると仮想温度近傍では熱膨張係数が大きくなる。従って、コア1の屈折率を相対的に高くすることができるため、導波構造として問題なく、また、クラッドの熱膨張係数を相対的に上げることによって好適なPMDを持つ光ファイバを作製することができる。  First, the first combination uses a substantially pure quartz glass for the core 1, that is, a quartz glass that is intentionally free of impurities and uses a quartz glass in which fluorine is added to the cladding 2. Fluorine has the effect of lowering the refractive index, and when fluorine is added, the thermal expansion coefficient increases near the fictive temperature. Therefore, since the refractive index of the core 1 can be made relatively high, there is no problem as a waveguide structure, and an optical fiber having a suitable PMD is produced by relatively increasing the thermal expansion coefficient of the cladding. Can do.

第2の組み合わせは、製造性、耐水素特性、光学特性などを考慮して、コア1にゲルマニウムとフッ素の一方または両方を添加し、クラッド2にフッ素を添加した石英ガラスを用いるものである。光学特性からの要求によって、コア1内部に屈折率分布を持つ場合や、耐水素特性の点からコア1にドーパントが必要になる場合にも、これらの光学特性や水素特性を十分に満足しつつ、PMDとその他の特性を同時に満足することができる。
以上のような組合せにより、波長1550nmにおける伝送損失を0.20dB/km以下とすることができる。
耐水素特性向上のためのドーパント添加の場合、コア1に一律にドーパントを添加しても問題ないが、光学特性からの要求でコア1内部に屈折率分布を持たせる場合、添加物が熱膨張係数のほかにも屈折率にも影響を及ぼすので、光学特性の要求を満たす屈折率分布を作る必要がある。そのため、熱膨張係数および屈折率分布の両方を満足するようなドーパントの分布を実現する必要があるが、屈折率分布は、要求される光学特性によって変わってくるので、そのたびに熱膨張係数も含めたドーパント分布の設計が必要になる。
The second combination uses quartz glass in which one or both of germanium and fluorine are added to the core 1 and fluorine is added to the cladding 2 in consideration of manufacturability, hydrogen resistance, optical characteristics, and the like. Even if the core 1 has a refractive index profile or a dopant is required for the core 1 in terms of hydrogen resistance, the optical characteristics and hydrogen characteristics are sufficiently satisfied depending on the requirements from the optical characteristics. PMD and other characteristics can be satisfied at the same time.
With the above combination, the transmission loss at a wavelength of 1550 nm can be reduced to 0.20 dB / km or less.
In the case of adding a dopant for improving the hydrogen resistance, there is no problem even if a dopant is uniformly added to the core 1, but when the refractive index distribution is given inside the core 1 according to the requirement from the optical characteristics, the additive is thermally expanded. Since it affects not only the coefficient but also the refractive index, it is necessary to create a refractive index distribution that satisfies the requirements of optical characteristics. Therefore, it is necessary to realize a dopant distribution that satisfies both the thermal expansion coefficient and the refractive index distribution. However, since the refractive index distribution varies depending on the required optical characteristics, the thermal expansion coefficient also changes each time. It is necessary to design the dopant distribution inclusive.

また、耐水素特性を考慮してクラッド2にゲルマニウムを共添加することも、より長期信頼性の重要度が高い海底用ファイバ等の場合にはより好ましい。
さらに、ゲルマニウムに関しては、石英ガラスに添加した場合、熱膨張係数の変化(上昇)が大きいので、ドーパントとして使用するときには特に注意が必要である。すなわち、ゲルマニウムを屈折率制御のために使用する場合は、コア1のゲルマニウムの添加量がクラッド2のゲルマニウムの添加量に比べて大きくかけ離れて大きいと、コア1の熱膨張係数が大きくなってしまい、問題となる。
低PMDを実現するために、コア1のゲルマニウムの添加量とクラッド2のゲルマニウムの添加量との差の上限を見積もったところ、クラッド2に添加したゲルマニウムの濃度をC2、コア1に添加したゲルマニウムの濃度をC1としたとき、C2−C1≧−0.5wt%であれば、PMDが0.03ps/√km以下となり、良好なPMDの値をとることが分かった。なお、コア1のゲルマニウム濃度が0.5wt%以下の場合には、クラッド2に対するゲルマニウムの添加は不要である。
In addition, it is more preferable to co-add germanium to the clad 2 in consideration of hydrogen resistance characteristics in the case of a submarine fiber or the like in which long-term reliability is highly important.
Furthermore, regarding germanium, when it is added to quartz glass, the change (increase) in the thermal expansion coefficient is large, so special care must be taken when using it as a dopant. That is, when germanium is used for controlling the refractive index, the thermal expansion coefficient of the core 1 becomes large if the amount of germanium added to the core 1 is much larger than the amount of germanium added to the cladding 2. , It becomes a problem.
In order to realize low PMD, the upper limit of the difference between the amount of germanium added to the core 1 and the amount of germanium added to the cladding 2 was estimated. The concentration of germanium added to the cladding 2 was C2, and the germanium added to the core 1 was Assuming that the concentration of C1 is C1, if C2−C1 ≧ −0.5 wt%, PMD is 0.03 ps / √km or less, and it has been found that a good PMD value is obtained. When the germanium concentration of the core 1 is 0.5 wt% or less, it is not necessary to add germanium to the clad 2.

さらに、ゲルマニウムおよびフッ素は伝送損失の主要因であるレイリー散乱損失を増大させることから、伝送損失を低減するためには、ゲルマニウムの濃度を最も多い所でも1.5wt%以下とし、フッ素の濃度も同じく1.5wt%以下とすることが好ましい。
さらに、これらの光ファイバを線引きする際に、光ファイバに捻りを加えて線引きを行うと、更にPMDを低減することができ、具体的にはPMDを0.01ps/√km以下にすることが可能となる。
Furthermore, since germanium and fluorine increase Rayleigh scattering loss, which is the main cause of transmission loss, in order to reduce transmission loss, the concentration of germanium should be 1.5 wt% or less even at the highest location, and the fluorine concentration should also be Similarly, it is preferably 1.5 wt% or less.
Furthermore, when these optical fibers are drawn, if the optical fiber is twisted and drawn, PMD can be further reduced. Specifically, PMD can be reduced to 0.01 ps / √km or less. It becomes possible.

この例の光ファイバによると、クラッド2の熱膨張係数とコア1の熱膨張係数を調整して、コア1を構成するガラスの熱膨張係数をα1、クラッド2を構成するガラスの熱膨張係数をα2としたときに、−2.5×10−7/℃≦α1−α2≦1.0×10−7/℃となるようにして光ファイバを作製することにより、偏波モード分散を0.03ps/√km以下とすることができ、複屈折による信号パルス形状の劣化を防止して、高速高品質伝送が可能な光ファイバを実現することができる。
また、−1.5×10−7/℃≦α1−α2≦0/℃となるようにして光ファイバを作製することにより、偏波モード分散を0.015ps/√km以下とすることができ、さらに高速高品質伝送が可能な光ファイバを実現することができる。
According to the optical fiber of this example, the thermal expansion coefficient of the clad 2 and the thermal expansion coefficient of the core 1 are adjusted, the thermal expansion coefficient of the glass constituting the core 1 is α1, and the thermal expansion coefficient of the glass constituting the clad 2 is when the [alpha] 2, by producing the optical fiber as the -2.5 × 10 -7 /℃≦α1-α2≦1.0×10 -7 / ℃ , the polarization mode dispersion 0. It can be set to 03 ps / √km or less, and the deterioration of the signal pulse shape due to birefringence can be prevented, and an optical fiber capable of high-speed and high-quality transmission can be realized.
Further, by producing an optical fiber so that −1.5 × 10 −7 / ° C. ≦ α 1 −α 2 ≦ 0 / ° C., the polarization mode dispersion can be made 0.015 ps / √km or less. Furthermore, an optical fiber capable of high-speed and high-quality transmission can be realized.

また、コア1がほぼ純粋な石英ガラスからなり、クラッド2がフッ素を添加した石英ガラスからなるようにして光ファイバを作製することにより、クラッド2の熱膨張係数を相対的に上げることができ、好適なPMDを持つ光ファイバを実現することができる。
また、コア1がゲルマニウムおよび/またはフッ素を添加した石英ガラスからなり、クラッド2がフッ素を添加した石英ガラスからなるようにして光ファイバを作製することにより、コア1内部に屈折率分布を持つ場合や、耐水素特性の点からコア1にドーパントが必要になる場合にもおいても、これらの光学特性や水素特性を十分に満足しつつ、PMDとその他の特性を同時に満足することができる光ファイバを実現することができる。
Further, by manufacturing the optical fiber so that the core 1 is made of substantially pure quartz glass and the cladding 2 is made of quartz glass to which fluorine is added, the thermal expansion coefficient of the cladding 2 can be relatively increased. An optical fiber having a suitable PMD can be realized.
In addition, when the optical fiber is manufactured such that the core 1 is made of quartz glass to which germanium and / or fluorine is added and the clad 2 is made of quartz glass to which fluorine is added, the core 1 has a refractive index distribution. Even in the case where a dopant is required for the core 1 in terms of hydrogen resistance, light that can satisfy PMD and other characteristics at the same time while sufficiently satisfying these optical characteristics and hydrogen characteristics. A fiber can be realized.

また、クラッド2にフッ素に加えてゲルマニウムを添加することにより、耐水素特性を向上させることができるため、長期的な信頼性を高めた光ファイバを実現することができる。
また、クラッド2に添加したゲルマニウムの濃度をC2とし、コア1に添加したゲルマニウムの濃度をC1としたときに、C2−C1≧−0.5wt%となるようにすることにより、屈折率制御と熱膨張係数制御の両方の条件を満たしつつ、PMDを低減した光ファイバを実現することができる。
また、コア1に添加したゲルマニウムの濃度を最も多い所でも1.5wt%以下とし、フッ素の濃度も同じく1.5wt%以下とすることにより、レイリー散乱損失を小さくして低損失の光ファイバを実現することができる。
また、光ファイバプリフォームに対して捻りを加えて紡糸することにより、偏波モード分散を0.01ps/√km以下にまで低減することができる。
Moreover, since hydrogen resistance can be improved by adding germanium to the cladding 2 in addition to fluorine, an optical fiber with improved long-term reliability can be realized.
Further, when the concentration of germanium added to the clad 2 is C2 and the concentration of germanium added to the core 1 is C1, the refractive index control is performed by setting C2−C1 ≧ −0.5 wt%. An optical fiber with reduced PMD while satisfying both conditions of thermal expansion coefficient control can be realized.
Further, even if the concentration of germanium added to the core 1 is the highest, 1.5 wt% or less, and the fluorine concentration is also 1.5 wt% or less, so that the Rayleigh scattering loss can be reduced and a low loss optical fiber can be obtained. Can be realized.
Further, by applying twist to the optical fiber preform and spinning it, the polarization mode dispersion can be reduced to 0.01 ps / √km or less.

本発明の光ファイバの屈折率分布は、図1に示す1層のコアと1層のクラッドによる屈折率分布に限定されるものではない。
図2は、1層のコアと2層のクラッドとを持ち、外側クラッド2bの屈折率が内側クラッド2aの屈折率より高い、石英ガラスを主たる構成材料とする光ファイバであって、この場合には、コアを構成するガラスの熱膨張係数をα1、クラッドの各部位のうち最も熱膨張係数が小さい部位を構成するガラスの熱膨張係数をα2として、α1とα2とが上述の関係を満たすようにする。
この光ファイバでは、クラッドが少なくともフッ素を添加した石英ガラスからなり、コアがほぼ純粋な石英ガラス、またはコアがゲルマニウムおよび/またはフッ素を添加した石英ガラスからなることによって、その波長1550nmにおける伝送損失を0.22dB/km以下とすることができる。
The refractive index distribution of the optical fiber of the present invention is not limited to the refractive index distribution by the one-layer core and the one-layer clad shown in FIG.
FIG. 2 shows an optical fiber mainly composed of quartz glass having a single-layer core and a two-layer clad, and the refractive index of the outer clad 2b being higher than that of the inner clad 2a. Is such that α1 and α2 satisfy the above relationship, where α1 is the thermal expansion coefficient of the glass constituting the core and α2 is the thermal expansion coefficient of the glass constituting the portion of the clad where the thermal expansion coefficient is the smallest. To.
In this optical fiber, the cladding is made of at least fluorine-added quartz glass, and the core is made of pure silica glass, or the core is made of germanium and / or fluorine-added quartz glass. It can be 0.22 dB / km or less.

図3、図4は、3層のコアと1層または2層のクラッドとを持ち、外側クラッド2bの屈折率が内側クラッド2aの屈折率より高いかもしくは同じであり、センタコア1aの屈折率がリンググルーヴ1bの屈折率よりも高く、リンググルーヴ1bの屈折率がリングコア1cの屈折率よりも低く、リングコア1cの屈折率がクラッド2もしくは内側クラッド2aおよび外側クラッド2bの屈折率よりも高い、石英ガラスを主たる構成材料とする光ファイバであって、この場合には、コアの各部位のうち最も熱膨張係数が大きい部位を構成するガラスの熱膨張係数をα1、クラッドの各部位のうち最も熱膨張係数が小さい部位を構成するガラスの熱膨張係数をα2として、α1とα2とが上述の関係を満たすようにする。
この光ファイバでは、クラッドが少なくともフッ素を添加した石英ガラスからなり、コアがほぼ純粋な石英ガラス、またはコアがゲルマニウムおよび/またはフッ素を添加した石英ガラスからなることによって、その波長1550nmにおける伝送損失を0.25dB/km以下とすることができる。
3 and 4 each have a three-layer core and a one-layer or two-layer clad, and the refractive index of the outer clad 2b is higher than or equal to the refractive index of the inner clad 2a. Quartz having a higher refractive index than the ring groove 1b, a lower refractive index than the ring core 1c, and a higher refractive index than the cladding 2 or the inner cladding 2a and the outer cladding 2b. An optical fiber mainly composed of glass, and in this case, the thermal expansion coefficient of glass constituting the portion having the highest thermal expansion coefficient among the respective portions of the core is α1, and the most thermal among the respective portions of the cladding. Α2 is set so that α1 and α2 satisfy the above relationship, where α2 is the thermal expansion coefficient of the glass constituting the portion having a small expansion coefficient.
In this optical fiber, the cladding is made of at least fluorine-added quartz glass, and the core is made of pure silica glass, or the core is made of germanium and / or fluorine-added quartz glass. It can be 0.25 dB / km or less.

図5は、4層のコアと1層または2層のクラッドとを持ち、外側クラッド2bの屈折率が内側クラッド2aの屈折率より高いかもしくは同じであり、センタグルーヴ1aの屈折率が内側リングコア1bの屈折率よりも低く、内側リングコア1bの屈折率がリンググルーヴ1cの屈折率よりも高く、リンググルーヴ1cの屈折率が外側リングコア1dの屈折率よりも低く、外側リングコア1dの屈折率がクラッド2もしくは内側クラッド2aおよび外側クラッド2bの屈折率よりも高い、石英ガラスを主たる構成材料とする光ファイバであって、この場合には、コアの各部位のうち最も熱膨張係数が大きい部位を構成するガラスの熱膨張係数をα1、クラッドの各部位のうち最も熱膨張係数が小さい部位を構成するガラスの熱膨張係数をα2として、α1とα2とが上述の関係を満たすようにする。
この光ファイバでは、クラッドが少なくともフッ素を添加した石英ガラスからなり、コアがほぼ純粋な石英ガラス、またはコアがゲルマニウムおよび/またはフッ素を添加した石英ガラスからなることによって、その波長1550nmにおける伝送損失を0.30dB/km以下とすることができる。
FIG. 5 includes a four-layer core and a one-layer or two-layer clad, and the refractive index of the outer clad 2b is higher than or equal to the refractive index of the inner clad 2a, and the refractive index of the center groove 1a is the inner ring core. The refractive index of the inner ring core 1b is lower than the refractive index of the ring groove 1c, the refractive index of the ring groove 1c is lower than the refractive index of the outer ring core 1d, and the refractive index of the outer ring core 1d is clad. 2 or higher than the refractive index of the inner cladding 2a and the outer cladding 2b, and is an optical fiber mainly composed of quartz glass. In this case, the portion having the largest thermal expansion coefficient is formed among the respective portions of the core. Α1 is the thermal expansion coefficient of the glass to be processed, and α2 is the thermal expansion coefficient of the glass constituting the part having the smallest thermal expansion coefficient among the parts of the cladding. Thus, α1 and α2 are set to satisfy the above relationship.
In this optical fiber, the cladding is made of at least fluorine-added quartz glass, and the core is made of pure silica glass, or the core is made of germanium and / or fluorine-added quartz glass. It can be 0.30 dB / km or less.

次に、本発明の光伝送路の例について説明する。
本発明の光伝送路は、上述した光ファイバと、この光ファイバの波長分散、分散スロープを補償する光ファイバを組み合わせて形成されたものである。
長距離伝送のために、伝送用光ファイバの波長分散や分散スロープを補償するための分散補償光ファイバを用いることによって、信号歪みを低減した複合光伝送路を実現することができるが、このような光伝送路に本発明の光ファイバを使用すると、本発明の光ファイバのPMDが小さいために、分散補償光ファイバで許容されるPMDの条件が大きく緩和され、分散補償光ファイバの設計に余裕を持たせることができる。また、分散補償光ファイバのPMDを従来どおりの大きさにして、光伝送路全体のPMDを下げることもできる。
Next, an example of the optical transmission line of the present invention will be described.
The optical transmission line of the present invention is formed by combining the above-described optical fiber and an optical fiber that compensates for the chromatic dispersion and dispersion slope of the optical fiber.
For long-distance transmission, a composite optical transmission line with reduced signal distortion can be realized by using a dispersion-compensating optical fiber for compensating the chromatic dispersion and dispersion slope of the transmission optical fiber. When the optical fiber of the present invention is used for a simple optical transmission line, the PMD condition allowed in the dispersion compensating optical fiber is greatly relaxed because the PMD of the optical fiber of the present invention is small, and there is a margin in the design of the dispersion compensating optical fiber. Can be given. Also, the PMD of the dispersion compensating optical fiber can be made the same size as before, and the PMD of the entire optical transmission line can be lowered.

以下、具体例を示す。
(実施例1)
図1に示されたような屈折率分布を持つ光ファイバであって、コアにゲルマニウムを添加した光ファイバ(試作1)と、コアはほぼ純粋石英のままで、クラッドにフッ素を添加した光ファイバ(試作2)を作製し、そのPMDを比較した。
試作1はコアに約2.7wt%のゲルマニウムを含み、クラッドには脱水のためのごく微量の塩素以外、意図的な不純物を含まないシリカである。また、試作2はクラッドに約1.1wt%のフッ素を含み、コアには脱水のためのごく微量の塩素以外、意図的な不純物を含まないシリカである。どちらの光ファイバもコアとクラッドの比屈折率差は約0.33%である。
試作1ではPMDは約0.065ps/√kmであったが、試作2ではPMDは約0.012ps/√kmであり、さらに試作2についてスパン紡糸で光ファイバを作製すると、さらにPMDは約0.004ps/√kmにまで低減される。この時、熱膨張係数の差α1−α2は−0.8×10−7/℃(試作1では3.3×10−7/℃)と見積もられた。また、PMD以外の光学特性は試作1と同等のものが得られた。
Specific examples are shown below.
Example 1
1. An optical fiber having a refractive index profile as shown in FIG. 1 and an optical fiber in which germanium is added to the core (prototype 1), and an optical fiber in which the core is almost pure quartz and fluorine is added to the cladding. (Prototype 2) was prepared and its PMDs were compared.
Prototype 1 contains about 2.7 wt% germanium in the core, and the clad is silica containing no intentional impurities other than a very small amount of chlorine for dehydration. Prototype 2 is silica containing about 1.1 wt% fluorine in the clad and containing no intentional impurities in the core other than a very small amount of chlorine for dehydration. In both optical fibers, the relative refractive index difference between the core and the clad is about 0.33%.
In Prototype 1, PMD was about 0.065 ps / √km, but in Prototype 2, PMD was about 0.012 ps / √km, and when Prototype 2 was spun to produce an optical fiber, PMD was about 0 Reduced to 0.004 ps / √km. At this time, the difference α1-α2 in the thermal expansion coefficient was estimated to be −0.8 × 10 −7 / ° C. (3.3 × 10 −7 / ° C. in the trial production 1). Moreover, the optical characteristics other than PMD were the same as those of prototype 1.

(実施例2)
図1に示されたような屈折率分布を持つ光ファイバであって、クラッドに約2.2wt%のフッ素を含み、コアには脱水のためのごく微量の塩素以外、意図的な不純物を含まないシリカである光ファイバを試作した(試作3)。
コアとクラッドの比屈折率差は約0.69%である。PMDは約0.026ps/√kmであり、スパン紡糸で光ファイバを作製すると、PMDは約0.010ps/√kmであった。
この時、熱膨張係数の差α1−α2は−1.7×10-7/℃と見積もられた。
(Example 2)
1 is an optical fiber having a refractive index profile as shown in FIG. 1. The clad contains about 2.2 wt% fluorine, and the core contains intentional impurities other than a very small amount of chlorine for dehydration. An optical fiber with no silica was made (Trial Production 3).
The relative refractive index difference between the core and the clad is about 0.69%. PMD was about 0.026 ps / √km, and when an optical fiber was produced by span spinning, PMD was about 0.010 ps / √km.
At this time, the difference α1-α2 between the thermal expansion coefficients was estimated to be −1.7 × 10 −7 / ° C.

(実施例3)
図1に示されたような屈折率分布を持つ光ファイバであって、クラッドに約0.9wt%のフッ素を添加し、コアに約0.4wt%のゲルマニウムを添加した光ファイバを試作した(試作4)。
コアとクラッドの比屈折率差は約0.33%である。PMDは約0.009ps/√kmであり、スパン紡糸で光ファイバを作製すると、PMDは約0.006ps/√kmであった。
また、光学特性及び水素特性にも問題はなかった。
(Example 3)
An optical fiber having a refractive index profile as shown in FIG. 1 was fabricated, with about 0.9 wt% fluorine added to the cladding and about 0.4 wt% germanium added to the core ( Prototype 4).
The relative refractive index difference between the core and the clad is about 0.33%. PMD was about 0.009 ps / √km. When an optical fiber was produced by span spinning, PMD was about 0.006 ps / √km.
Moreover, there was no problem in optical characteristics and hydrogen characteristics.

(実施例4)
図1に示されたような屈折率分布を持つ光ファイバであって、クラッドに約1.1wt%のフッ素を添加し、コアに約0.4wt%のゲルマニウムと約0.14wt%のフッ素を添加した光ファイバを試作した(試作5)。
コアとクラッドの比屈折率差は約0.34%である。PMDは約0.015ps/√kmであり、スパン紡糸で光ファイバを作製すると、PMDは約0.006ps/√kmであった。
(Example 4)
1. An optical fiber having a refractive index profile as shown in FIG. 1, wherein about 1.1 wt% fluorine is added to the clad, and about 0.4 wt% germanium and about 0.14 wt% fluorine are added to the core. The added optical fiber was prototyped (prototype 5).
The relative refractive index difference between the core and the clad is about 0.34%. PMD was about 0.015 ps / √km, and when an optical fiber was produced by span spinning, PMD was about 0.006 ps / √km.

(実施例5)
図1に示されたような屈折率分布を持つ光ファイバであって、クラッドに約1.3wt%のフッ素と約0.4wt%のゲルマニウムを添加し、コアに約0.4wt%のゲルマニウムとを約0.2wt%のフッ素を添加した光ファイバを試作した(試作6)。
コアとクラッドの比屈折率差は約0.33%である。PMDは約0.021ps/√kmであり、スパン紡糸で光ファイバを作製すると、PMDは約0.008ps/√kmであった。
(Example 5)
1. An optical fiber having a refractive index profile as shown in FIG. 1, wherein about 1.3 wt% fluorine and about 0.4 wt% germanium are added to the cladding, and about 0.4 wt% germanium is added to the core. An optical fiber to which about 0.2 wt% of fluorine was added was prototyped (prototype 6).
The relative refractive index difference between the core and the clad is about 0.33%. PMD was about 0.021 ps / √km, and when an optical fiber was produced by span spinning, PMD was about 0.008 ps / √km.

(実施例6)
図2に示されたような屈折率分布を持つ光ファイバであって、外側クラッド2bに約1.0wt%のフッ素と約0.4wt%のゲルマニウムを添加し、内側クラッド2aに約1.2wt%のフッ素と約0.4wt%のゲルマニウムを添加し、コアに約0.4wt%のゲルマニウムとを約0.2wt%のフッ素を添加した光ファイバを試作した(試作7)。
コアとクラッドの比屈折率差は約0.25%である。PMDは約0.011ps/√kmであり、スパン紡糸で光ファイバを作製すると、PMDは約0.005ps/√kmであった。
(Example 6)
2. An optical fiber having a refractive index profile as shown in FIG. 2, wherein about 1.0 wt% fluorine and about 0.4 wt% germanium are added to the outer cladding 2b, and about 1.2 wt. An optical fiber in which about 0.4 wt% of germanium and about 0.4 wt% of germanium are added and about 0.4 wt% of germanium is added to the core and about 0.2 wt% of fluorine is manufactured (prototype 7).
The relative refractive index difference between the core and the clad is about 0.25%. PMD was about 0.011 ps / √km. When an optical fiber was produced by span spinning, PMD was about 0.005 ps / √km.

(実施例7)
図4に示されたような屈折率分布を持つ光ファイバであって、外側クラッド2bに約1.4wt%のフッ素と約0.8wt%のゲルマニウムを添加し、内側クラッド2aに約2.0wt%のフッ素と約0.8wt%のゲルマニウムを添加し、リングコア1cに約0.8wt%のゲルマニウムと約0.7wt%のフッ素を添加し、リンググルーヴ1bに約1.4wt%のフッ素を添加し、センタコア1aに約1.2wt%のゲルマニウムを添加した光ファイバを試作した(試作8)。
中心コアと外側クラッドの比屈折率差は約0.50%である。PMDは約0.027ps/√kmであり、スパン紡糸で光ファイバを作製すると、PMDは約0.009ps/√kmであった。
(Example 7)
4. An optical fiber having a refractive index profile as shown in FIG. 4, wherein about 1.4 wt% fluorine and about 0.8 wt% germanium are added to the outer cladding 2b, and about 2.0 wt. % Of fluorine and about 0.8 wt% of germanium are added, about 0.8 wt% of germanium and about 0.7 wt% of fluorine are added to the ring core 1c, and about 1.4 wt% of fluorine is added to the ring groove 1b. Then, an optical fiber in which about 1.2 wt% germanium was added to the center core 1a was prototyped (prototype 8).
The relative refractive index difference between the central core and the outer cladding is about 0.50%. PMD was about 0.027 ps / √km, and when an optical fiber was produced by span spinning, PMD was about 0.009 ps / √km.

(実施例8)
図5に示されたような屈折率分布を持つ光ファイバであって、外側クラッド2bに約1.6wt%のフッ素と約0.8wt%のゲルマニウムを添加し、内側クラッド2aに約1.8wt%のフッ素と約0.8wt%のゲルマニウムを添加し、外側リングコア1dに約0.8wt%のゲルマニウムと約0.7wt%のフッ素を添加し、リンググルーヴ1cに約1.4wt%のフッ素を添加し、内側リングコア1bに約1.3wt%のゲルマニウムを添加し、センタグルーヴ1aに約1.2wt%のフッ素を添加した光ファイバを試作した(試作9)。
中心コアと外側クラッドの比屈折率差は約0.53%である。PMDは約0.026ps/√kmであり、スパン紡糸で光ファイバを作製すると、PMDは約0.009ps/√kmであった。
(Example 8)
5. An optical fiber having a refractive index profile as shown in FIG. 5, wherein about 1.6 wt% fluorine and about 0.8 wt% germanium are added to the outer cladding 2b, and about 1.8 wt. % Fluorine and about 0.8 wt% germanium are added, about 0.8 wt% germanium and about 0.7 wt% fluorine are added to the outer ring core 1d, and about 1.4 wt% fluorine is added to the ring groove 1c. In addition, about 1.3 wt% germanium was added to the inner ring core 1b, and about 1.2 wt% fluorine was added to the center groove 1a, and an optical fiber was prototyped (prototype 9).
The relative refractive index difference between the central core and the outer cladding is about 0.53%. PMD was about 0.026 ps / √km. When an optical fiber was produced by span spinning, PMD was about 0.009 ps / √km.

(比較例1)
図4に示されたような屈折率分布を持つ光ファイバであって、外側クラッド2bに約1.2wt%のフッ素と約0.7wt%のゲルマニウムを添加し、内側クラッド2aに約1.7wt%のフッ素と約0.7wt%のゲルマニウムを添加し、リングコア1cに約0.7wt%のゲルマニウムと約0.6wt%のフッ素を添加し、リンググルーヴ1bに約1.4wt%のフッ素を添加し、センタコア1aに約1.8wt%のゲルマニウムを添加した光ファイバを試作した(試作10)。
中心コアと外側クラッドの比屈折率差は約0.50%である。PMDは約0.054ps/√kmであった。
(Comparative Example 1)
4. An optical fiber having a refractive index profile as shown in FIG. 4, wherein about 1.2 wt% fluorine and about 0.7 wt% germanium are added to the outer cladding 2b, and about 1.7 wt. % Fluorine and about 0.7 wt% germanium are added, about 0.7 wt% germanium and about 0.6 wt% fluorine are added to the ring core 1c, and about 1.4 wt% fluorine is added to the ring groove 1b. Then, an optical fiber in which about 1.8 wt% germanium was added to the center core 1a was prototyped (prototype 10).
The relative refractive index difference between the central core and the outer cladding is about 0.50%. PMD was about 0.054 ps / √km.

(比較例2)
図3に示されたような屈折率分布を持つ光ファイバであって、クラッド2に約1.1wt%のフッ素を添加し、リングコア1cに約0.4wt%のゲルマニウムと約0.3wt%のフッ素を添加し、リンググルーヴ1bに約0.4wt%のゲルマニウムと約1.5wt%フッ素を添加し、センタコア1aに約2.4wt%のゲルマニウムと約0.2wt%のフッ素を添加した光ファイバを試作した(試作11)。
中心コアとクラッドの比屈折率差は約0.60%である。PMDは約0.090ps/√kmであり、スパン紡糸で光ファイバを作製すると、PMDは約0.060ps/√kmであった。
(Comparative Example 2)
3. An optical fiber having a refractive index profile as shown in FIG. 3, wherein about 1.1 wt% fluorine is added to the clad 2, and about 0.4 wt% germanium and about 0.3 wt% are added to the ring core 1c. An optical fiber in which fluorine is added, about 0.4 wt% germanium and about 1.5 wt% fluorine are added to the ring groove 1b, and about 2.4 wt% germanium and about 0.2 wt% fluorine are added to the center core 1a. (Prototype 11).
The relative refractive index difference between the central core and the clad is about 0.60%. PMD was about 0.090 ps / √km, and when an optical fiber was produced by span spinning, PMD was about 0.060 ps / √km.

光ファイバの長手方向に対する断面と、屈折率分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the cross section with respect to the longitudinal direction of an optical fiber, and refractive index distribution. 光ファイバの長手方向に対する断面と、屈折率分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the cross section with respect to the longitudinal direction of an optical fiber, and refractive index distribution. 光ファイバの長手方向に対する断面と、屈折率分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the cross section with respect to the longitudinal direction of an optical fiber, and refractive index distribution. 光ファイバの長手方向に対する断面と、屈折率分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the cross section with respect to the longitudinal direction of an optical fiber, and refractive index distribution. 光ファイバの長手方向に対する断面と、屈折率分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the cross section with respect to the longitudinal direction of an optical fiber, and refractive index distribution.

符号の説明Explanation of symbols

1…コア、2…クラッド。 1 ... core, 2 ... cladding.

Claims (12)

1層のコアと2層のクラッドとを持ち、外側クラッドの屈折率が内側クラッドの屈折率よりも高く、石英ガラスを主たる構成材料とする光ファイバであって、
前記コアの比円率は5%以下であり、
前記クラッドの各部位のいずれかまたは全てがゲルマニウムおよびフッ素を添加した石英ガラスからなり、前記コアがゲルマニウムおよびフッ素を添加した石英ガラスからなり、
前記クラッドの各部位のうち添加したゲルマニウムの最も少ない部位のゲルマニウムの濃度をC2とし、前記コアに添加したゲルマニウムの最も多い部位のゲルマニウムの濃度をC1としたときに、C2−C1≧−0.5wt%であり、
前記コアを構成するガラスの熱膨張係数をα1、前記クラッドの各部位のうち最も熱膨張係数が小さい部位を構成するガラスの熱膨張係数をα2としたときに、−2.5×10-7/℃≦α1−α2≦1.0×10-7/℃であり、その偏波モード分散が0.03ps/√km以下であり、
前記コアと前記外側クラッドとの比屈折率差Δが0.25%〜0.7%であることを特徴とする光ファイバ。
An optical fiber having a core of one layer and a clad of two layers, the refractive index of the outer cladding being higher than the refractive index of the inner cladding, and comprising quartz glass as a main constituent material,
The specific circle ratio of the core is 5% or less,
Wherein any or all of the portions of the cladding is made of silica glass doped with germanium and off Tsu element made of silica glass in which the core was added germanium and off Tsu element,
C2-C1 ≧ −0..., Where C2 is the concentration of germanium with the least amount of germanium added to each portion of the clad and C1 is the concentration of germanium with the most germanium added to the core. 5 wt%,
When the thermal expansion coefficient of the glass constituting the core is α1, and the thermal expansion coefficient of the glass constituting the portion having the smallest thermal expansion coefficient among the portions of the clad is α2, −2.5 × 10 −7. / ° C. ≦ α1-α2 ≦ 1.0 × 10 −7 / ° C., and its polarization mode dispersion is 0.03 ps / √km or less,
An optical fiber having a relative refractive index difference Δ between the core and the outer cladding of 0.25% to 0.7%.
前記コアを構成するガラスの熱膨張係数をα1、前記クラッドの各部位のうち最も熱膨張係数が小さい部位を構成するガラスの熱膨張係数をα2としたときに、−1.5×10-7/℃≦α1−α2≦0/℃であり、その偏波モード分散が0.015ps/√km以下であることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ。 When the thermal expansion coefficient of the glass constituting the core is α1, and the thermal expansion coefficient of the glass constituting the portion having the smallest thermal expansion coefficient among the portions of the clad is α2, −1.5 × 10 −7 The optical fiber according to claim 1, wherein / ° C. ≦ α 1 −α 2 ≦ 0 / ° C. and the polarization mode dispersion is 0.015 ps / √km or less. 波長1550nmにおける伝送損失が0.22dB/km以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の光ファイバ。  The optical fiber according to claim 1 or 2, wherein a transmission loss at a wavelength of 1550 nm is 0.22 dB / km or less. 3層のコアと2層のクラッドとを持ち、外側クラッドの屈折率が内側クラッドの屈折率より高いかもしくは同じであり、センタコアの屈折率がリンググルーヴの屈折率よりも高く、リンググルーヴの屈折率がリングコアの屈折率よりも低く、リングコアの屈折率がクラッドもしくは内側クラッドおよび外側クラッドの屈折率よりも高く、石英ガラスを主たる構成材料とする光ファイバであって、
前記コアの比円率が5%以下であり、
前記クラッドの各部位のいずれかまたは全てがゲルマニウムおよびフッ素を添加した石英ガラスからなり、前記コアの各部位のいずれかまたは全てがゲルマニウムおよびフッ素を添加した石英ガラスからなり、
前記クラッドの各部位のうち添加したゲルマニウムの最も少ない部位のゲルマニウムの濃度をC2とし、前記コアに添加したゲルマニウムの最も多い部位のゲルマニウムの濃度をC1としたときに、C2−C1≧−0.5wt%であり、
前記コアの各部位のうち最も熱膨張係数が大きい部位を構成するガラスの熱膨張係数をα1、前記クラッドの各部位のうち最も熱膨張係数が小さい部位を構成するガラスの熱膨張係数をα2としたときに、−2.5×10-7/℃≦α1−α2≦1.0×10-7/℃であり、その偏波モード分散が0.03ps/√km以下であり、
前記センタコアと前記外側クラッドとの比屈折率差Δが0.25%〜0.7%であることを特徴とする光ファイバ。
It has a three-layer core and a two-layer clad, and the refractive index of the outer cladding is higher than or equal to the refractive index of the inner cladding, and the refractive index of the center core is higher than the refractive index of the ring groove. An optical fiber whose refractive index is lower than the refractive index of the ring core, the refractive index of the ring core is higher than the refractive index of the cladding or the inner cladding and the outer cladding, and whose main constituent material is quartz glass,
The specific circle ratio of the core is 5% or less,
From said any or all of the portions of the cladding is made of silica glass doped with germanium and off Tsu arsenide, quartz glass any or all of the portions of the core was added germanium and off Tsu containing Become
C2-C1 ≧ −0..., Where C2 is the concentration of germanium with the least amount of germanium added to each portion of the clad and C1 is the concentration of germanium with the most germanium added to the core. 5 wt%,
Α1 represents the thermal expansion coefficient of the glass constituting the portion having the largest thermal expansion coefficient among the respective portions of the core, and α2 represents the thermal expansion coefficient of the glass constituting the portion having the smallest thermal expansion coefficient among the respective portions of the cladding. when a -2.5 × 10 -7 /℃≦α1-α2≦1.0×10 -7 / ℃ , the polarization mode dispersion is not more than 0.03 ps / √km,
Optical fiber wherein the relative refractive index difference of the center core and said outer cladding Δ is characterized in that 0.25% to 0.7%.
前記コアの各部位のうち最も熱膨張係数が大きい部位を構成するガラスの熱膨張係数をα1、前記クラッドの各部位のうち最も熱膨張係数が小さい部位を構成するガラスの熱膨張係数をα2としたときに、−1.5×10-7/℃≦α1−α2≦0/℃であり、その偏波モード分散が0.015ps/√km以下であることを特徴とする請求項4に記載の光ファイバ。 Α1 represents the thermal expansion coefficient of the glass constituting the portion having the largest thermal expansion coefficient among the respective portions of the core, and α2 represents the thermal expansion coefficient of the glass constituting the portion having the smallest thermal expansion coefficient among the respective portions of the cladding. 5, wherein −1.5 × 10 −7 / ° C. ≦ α 1 −α 2 ≦ 0 / ° C. and the polarization mode dispersion is 0.015 ps / √km or less. Optical fiber. 波長1550nmにおける伝送損失が0.25dB/km以下であることを特徴とする請求項4または5に記載の光ファイバ。  6. The optical fiber according to claim 4, wherein a transmission loss at a wavelength of 1550 nm is 0.25 dB / km or less. 4層のコアと2層のクラッドとを持ち、外側クラッドの屈折率が内側クラッドの屈折率より高いかもしくは同じであり、センタグルーヴの屈折率が内側リングコアの屈折率よりも低く、内側リングコアの屈折率がリンググルーヴの屈折率よりも高く、リンググルーヴの屈折率が外側リングコアの屈折率よりも低く、外側リングコアの屈折率がクラッドもしくは内側クラッドおよび外側クラッドの屈折率よりも高く、石英ガラスを主たる構成材料とする光ファイバであって、
前記コアの比円率が5%以下であり、
前記クラッドの各部位のいずれかまたは全てがゲルマニウムおよびフッ素を添加した石英ガラスからなり、前記コアの各部位のいずれかまたは全てがゲルマニウムおよびフッ素を添加した石英ガラスからなり、
前記クラッドの各部位のうち添加したゲルマニウムの最も少ない部位のゲルマニウムの濃度をC2とし、前記コアに添加したゲルマニウムの最も多い部位のゲルマニウムの濃度をC1としたときに、C2−C1≧−0.5wt%であり、
前記コアの各部位のうち最も熱膨張係数が大きい部位を構成するガラスの熱膨張係数をα1、前記クラッドの各部位のうち最も熱膨張係数が小さい部位を構成するガラスの熱膨張係数をα2としたときに、−2.5×10-7/℃≦α1−α2≦1.0×10-7/℃であり、その偏波モード分散が0.03ps/√km以下であり、
前記内側リングコアと前記外側クラッドとの比屈折率差Δが0.25%〜0.7%であることを特徴とする光ファイバ。
It has a four-layer core and a two-layer clad, and the refractive index of the outer cladding is higher than or equal to the refractive index of the inner cladding, and the refractive index of the center groove is lower than the refractive index of the inner ring core. The refractive index of the ring groove is higher than the refractive index of the ring groove, the refractive index of the ring groove is lower than the refractive index of the outer ring core, the refractive index of the outer ring core is higher than the refractive index of the cladding or inner cladding and outer cladding, and quartz glass is used. An optical fiber as a main constituent material,
The specific circle ratio of the core is 5% or less,
From said any or all of the portions of the cladding is made of silica glass doped with germanium and off Tsu arsenide, quartz glass any or all of the portions of the core was added germanium and off Tsu containing Become
C2-C1 ≧ −0..., Where C2 is the concentration of germanium with the least amount of germanium added to each portion of the clad and C1 is the concentration of germanium with the most germanium added to the core. 5 wt%,
Α1 represents the thermal expansion coefficient of the glass constituting the portion having the largest thermal expansion coefficient among the respective portions of the core, and α2 represents the thermal expansion coefficient of the glass constituting the portion having the smallest thermal expansion coefficient among the respective portions of the cladding. when a -2.5 × 10 -7 /℃≦α1-α2≦1.0×10 -7 / ℃ , the polarization mode dispersion is not more than 0.03 ps / √km,
An optical fiber having a relative refractive index difference Δ between the inner ring core and the outer cladding of 0.25% to 0.7%.
前記コアの各部位のうち最も熱膨張係数が大きい部位を構成するガラスの熱膨張係数をα1、前記クラッドの各部位のうち最も熱膨張係数が小さい部位を構成するガラスの熱膨張係数をα2としたときに、−1.5×10-7/℃≦α1−α2≦0/℃であり、その偏波モード分散が0.015ps/√km以下であることを特徴とする請求項7に記載の光ファイバ。 Α1 represents the thermal expansion coefficient of the glass constituting the portion having the largest thermal expansion coefficient among the respective portions of the core, and α2 represents the thermal expansion coefficient of the glass constituting the portion having the smallest thermal expansion coefficient among the respective portions of the cladding. 8, wherein −1.5 × 10 −7 / ° C. ≦ α 1 −α 2 ≦ 0 / ° C., and its polarization mode dispersion is 0.015 ps / √km or less. Optical fiber. 波長1550nmにおける伝送損失が0.30dB/km以下であることを特徴とする請求項7または8に記載の光ファイバ。  The optical fiber according to claim 7 or 8, wherein a transmission loss at a wavelength of 1550 nm is 0.30 dB / km or less. 前記コアに添加したゲルマニウムの濃度を最も多い所でも1.5wt%以下とし、フッ素の濃度も同じく1.5wt%以下としたことを特徴とする請求項1から9までのいずれか1項に記載の光ファイバ。  The concentration of germanium added to the core is 1.5 wt% or less even at the highest concentration, and the fluorine concentration is also 1.5 wt% or less. Optical fiber. 光ファイバプリフォームに対して捻りを加えて紡糸し、偏波モード分散が0.01ps/√km以下となるようにしたことを特徴とする請求項1から10までのいずれか1項に記載の光ファイバ。  11. The optical fiber preform is spun by twisting so that the polarization mode dispersion is 0.01 ps / √km or less. 11. Optical fiber. 請求項1から11までのいずれか1項に記載の光ファイバと、この光ファイバの波長分散、分散スロープを補償する光ファイバを組み合わせて形成されていることを特徴とする光伝送路。   An optical transmission line formed by combining the optical fiber according to any one of claims 1 to 11 and an optical fiber that compensates for chromatic dispersion and dispersion slope of the optical fiber.
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