JP4532079B2

JP4532079B2 - Optical fiber

Info

Publication number: JP4532079B2
Application number: JP2003113008A
Authority: JP
Inventors: 陽子森合; 景一相曽
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Priority date: 2002-04-19
Filing date: 2003-04-17
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2023-04-17
Also published as: JP2004004772A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信等に用いられ、主に光増幅器に適用される光増幅用の光ファイバに関するものである。
【０００２】
【背景技術】
近年の光通信システム分野では、光通信の大容量化に不可欠な波長分割多重（ＷＤＭ：ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）伝送および、それを用いた機能的な光通信網であるフォトニクスネットワークの構築を目指した研究開発が進められている。上記波長分割多重伝送は、複数の波長の光を１本の光ファイバで伝送する方式である。
【０００３】
上記のような光通信システムの実現および高機能化を図るためには、光ファイバ増幅器の増幅帯特性（広帯域・利得平坦性）および出力特性に関しての特性改善が必要とされる。
【０００４】
光増幅用光ファイバとして、希土類元素であるエルビウム（Ｅｒ）を添加したエルビウムドープ光ファイバ（ＥＤＦ）が適用されたエルビウム添加光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）が、波長分割多重伝送システムにおけるキーデバイスとして大きな役割を担っている。そしてこのＥＤＦＡの増幅帯域特性は、利用できる伝送帯を決定付け、上記のようなＷＤＭ光通信システムにおいては利得帯域の帯域幅と平坦性は、その伝送システムで利用できる光通信多重信号数を決定する重要なパラメータとなっている。
【０００５】
エルビウムドープ光ファイバ（ＥＤＦ）は、石英系光ファイバの最低損失波長帯と同じ１．５５μｍ波長帯に増幅帯域を持つ。つまり、エルビウムドープ光ファイバの利得帯域の中心は、Ｃ−ＢＡＮＤと呼ばれる波長１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍである。
【０００６】
また、エルビウムドープ光ファイバは、伝送用光ファイバとほとんど同一材料・構造とすることができるので、伝送用光ファイバと低接続損失で接続できる。さらに、エルビウムドープ光ファイバは、Ｅｒの添加されたコア部と高い励起光密度の励起光と信号光とをオーバーラップしたまま長距離を維持できるため、高効率・高利得な進行波形増幅器が実現できる。
【０００７】
従来のエルビウムドープ光ファイバは、図８の（ａ）、（ｂ）に示すように、コア部１の外周側をコア部１より屈折率が小さいクラッド部５により覆って形成されている。コア部１の屈折率プロファイルはステップインデックス型であり、コア部１には希土類元素であるＥｒが添加されている。以下、図８の（ａ）に示すような屈折率プロファイルをステップインデックス型屈折率プロファイルと呼ぶ。
【０００８】
ところで、近年の波長分割多重伝送における帯域拡大の要求の高まりに呼応して、伝送光の波長帯域が、前記Ｃ−ＢＡＮＤに加え、Ｌ−ＢＡＮＤと呼ばれる波長１５７０ｎｍ〜１６００ｎｍの波長帯まで拡大している。
【０００９】
従来のＣ−ＢＡＮＤ用に開発されてきたエルビウムドープ光ファイバは、Ｌ−ＢＡＮＤ用に適用できるが、Ｃ−ＢＡＮＤ用エルビウムドープ光ファイバは、Ｌ−ＢＡＮＤにおける単位長さあたりの利得がＣ−ＢＡＮＤにおける利得よりも小さい。そのため、Ｃ−ＢＡＮＤ用エルビウムドープ光ファイバによって、Ｃ−ＢＡＮＤにおける利得と同等の利得をＬ−ＢＡＮＤで得るためには、数倍から１０倍程度の長さのエルビウムドープ光ファイバが必要となる。
【００１０】
また、使用するチャンネル数の増加に伴い、一括増幅できる光信号数を増加させるためにＥＤＦＡの高出力特性が要求される。このような要求から、ＥＤＦの長尺化とＥＤＦ中での信号光強度の増大のためこれまでは無視できるレベルであった雑音指数の増加や、４光波混合（ＦＷＭ）や相互位相変調（ＸＰＭ）といったＥＤＦＡでの非線形現象が問題となってきた。
【００１１】
なお、本発明に関係する先行技術として、非特許文献１および非特許文献２に記載されたエルビウムドープＤＳＣ型ファイバがある。
【００１２】
【非特許文献１】
１９９０年電子情報通信学会春季全国大会予稿集Ｃ−３５０「ＥｒドープＤＳＣ型ファイバの増幅特性」発表者三菱電線工業株式会社
【非特許文献２】
１９９０年電子情報通信学会春季全国大会予稿集Ｃ−２６４「長尺ＥｒドープＤＳＣ型分散シフトファイバ」発表者三菱電線工業株式会社
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
非線形現象を抑制するためには、エルビウムドープ光ファイバの利得係数（単位長さあたりの利得）を増加させることおよびファイバの特性の一つである波長分散の絶対値を大きくすることが有効である。
【００１４】
まず利得係数について説明する。
【００１５】
利得係数は、次式（１）で表すことができる。
【００１６】
Ｇ（λ）＝α（λ）［｛σ_ｅ（λ）／σ_ａ（λ）＋１｝ｎ_２−１］・・・・・（１）
【００１７】
ここで、λは波長である。Ｇ（λ）は利得係数であり、単位はｄＢ／ｍ、α（λ）は吸収係数である。吸収係数α（λ）は、光増幅のために添加される希土類元素の吸収係数のことであり、エルビウムドープ光ファイバの場合はエルビウムの吸収係数のことである。吸収係数の単位はｄＢ／ｍである。
【００１８】
また、σ_ａ（λ）は吸収断面積、σ_ｅ（λ）は誘導放出断面積、ｎ_２はエルビウム密度に対するレーザ上準位密度の割合である。利得係数、吸収係数、吸収断面積、誘導放出断面積は、それぞれ波長依存性を有しており、それぞれの値は、波長λに応じて異なる。
【００１９】
式（１）における誘導放出断面積、吸収断面積の比は、ホストガラスに依存し、ｎ_２は励起条件（反転分布度）によって決定される。したがって、利得係数を向上させるためには、吸収係数α（λ）を増加させればよい。
【００２０】
この吸収係数は、エルビウム添加濃度と、エルビウム分布領域と伝搬光のモード分布との重なり積分とに比例する。このため、エルビウムドープ光ファイバにおける利得係数向上のため、エルビウム添加濃度と上記重なり積分を増大させる手法がとられている。
【００２１】
しかしながら、エルビウム添加濃度を増加させると、近接するＥｒイオン間でエネルギー交換が起こり、濃度消光が生じ、利得効率および出力特性の劣化を生じてしまう。Ｅｒイオン濃度はゲルマニウム添加石英系光ファイバではエルビウムの添加濃度が１００ｐｐｍを越えると濃度消光が起きる。また、濃度消光を抑制するアルミニウムを光ファイバに共添加してもＥｒ濃度は１０００ｐｐｍ程度以下に制限させられてしまう。
【００２２】
また、Ｅｒ分布領域と伝搬光のモード分布との重なり積分を大きくするには、Ｅｒをコア全体に添加すると共にコア径を大きくする手法がとられるが、コア径を大きくするとカットオフ波長が長波長側へとシフトしてしまう。
【００２３】
カットオフ波長は、励起光や信号光のシングルモード条件を満足させるために、励起光や信号光の波長以下に設定しなければならないので、コア径の大きさは制限されてしまう。したがって、コア径を大きくすることで重なり積分を増大する手法は、光ファイバの設計上、限界があり、Ｅｒ分布領域と伝搬光のモード分布との重なり積分を大きくするにも限界があった。
【００２４】
次に、波長分散について説明する。
【００２５】
非線形現象のなかで、４光波混合（ＦＷＭ）は信号光波長域にゼロ分散波長が存在すると位相整合によって急激に発生しやすくなる。このため、ＦＷＭを抑制するためには信号光波長における波長分散の絶対値をゼロから大きく遠ざける(絶対値を大きくする)よう設計し、位相不整合を大きくすることが有効となる。
【００２６】
しかし、一般的なステップインデックス型屈折率プロファイルのエルビウムドープ光ファイバ（ＥＤＦ）ではＣ−ＢＡＮＤにおける波長分散値が、信号光波長でマイナス数１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度であるのに対し、吸収値を増大させるためにカットオフ波長を長波長側にシフトさせた、Ｌ−ＢＡＮＤ用ＥＤＦの波長分散値は信号光波長でゼロ分散に近づき、Ｌ−ＢＡＮＤにゼロ分散波長が存在する可能性も高くなってしまう。これは、ステップインデックス型ＥＤＦの波長分散値が比屈折率差Δとコア径(カットオフ波長)によって一義的に決まるためであり、そのため波長分散の絶対値を大きくすることによる非線形現象の抑制には制限が生じてしまう。
【００２７】
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、非線形現象を抑制するため、従来のエルビウムドープ光ファイバに比べて、特性の劣化無く、エルビウムの吸収係数を向上させ、あるいは波長分散の絶対値を大きくしたものである。
【００２８】
すなわち、本発明の目的は、光ファイバの諸々の特性を犠牲にせず、非線形現象を抑制した広波長帯域の光増幅用として適した光ファイバを提供することにある。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成をもって課題を解決するための手段としている。すなわち、第１の発明は、第１コア部と、該第１コア部の外周側に設けられて該第１コア部より屈折率が小さい第２コア部と、該第２コア部の外周側に設けられて該第２コア部より屈折率が小さいクラッド部とを有し、前記第１コア部と前記第２コア部にはそれぞれ少なくともエルビウムが添加されており、前記第１コアのクラッド部に対する比屈折率差を１％以上２％以下とし、第１コア部の径を第２コア部の径で割った値を０．６以内とし、第２コア部のクラッド部に対する比屈折率差を第１コア部のクラッド部に対する比屈折率差で割った値を０．１以内とし、第１コア部の径を１．２９μｍ以上１．６０μｍ以下とし、波長１５８０ｎｍにおける分散を−１５．４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下とし、波長１５３０ｎｍにおけるエルビウムの吸収係数を１２ｄＢ／ｍ以上とした構成をもって課題を解決する手段としている。
【００３３】
第２の発明は、上記第１の発明の構成に加え、カットオフ波長を８５０ｎｍ以上１５００ｎｍ以下とし、信号光波長帯にゼロ分散波長を有していない構成をもって課題を解決する手段としている。
【００３４】
なお、信号光波長帯とは例えば前記Ｃ−ＢＡＮＤから前記Ｌ−ＢＡＮＤまでの範囲内に設定される任意の波長帯である。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、本実施形態例の説明において、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略又は簡略化する。図１の（ａ）には、本発明に係る光ファイバの第１実施形態例の屈折率プロファイルが示されており、図１の（ｂ）には、本実施形態例の光ファイバの断面構成が模式的に示されている。
【００３８】
これらの図に示すように、本実施形態例の光ファイバは、第１コア部１１と、該第１コア部１１の外周側に設けられて該第１コア部１１より屈折率が小さい第２コア部１２と、該第２コア部１２の外周側に設けられて該第２コア部１２より屈折率が小さいクラッド部５とを有するデュアルシェープ（ＤＳＣ）型屈折率プロファイルの光ファイバである。また、第１コア部１１の屈折率分布はα分布型プロファイルとしており、以下、必要に応じ、図１の（ａ）に示すような屈折率プロファイルをＤＳＣα型屈折率プロファイルといい、この屈折率プロファイルを有する光ファイバをＤＳＣα分布型光ファイバという。
【００３９】
また、図１の（ａ）に示すように、第１コア部１１の直径はＤｂであり、第２コア部１２の直径はＤａである。第１コア部１１と第２コア部１２には、それぞれ、少なくともエルビウムが添加されている。
【００４０】
ところで、本発明者は、本実施形態例の光ファイバの屈折率プロファイルを決定するに当たり、まず、図８の（ａ）に示したような、ステップインデックス型屈折率プロファイルを有する光ファイバと、図２に示すようなＤＳＣ型屈折率プロファイルを有する光ファイバについて、以下の検討を行った。つまり、これらの屈折率プロファイルの光ファイバについて、エルビウムの吸収係数α（λ）を以下のようにして計算した。
【００４１】
希土類添加光ファイバにおける吸収係数α（λ）は次式（２）により表すことができる。
【００４２】
α（λ）＝ρ_０・σ_ａ（λ）・（２／ω^２）・∫｛ρ（ｒ）／ρ_０｝・Ψ（ｒ）・ｒｄｒ・・・・・（２）
【００４３】
ここで、ρ_０はエルビウム密度、ρ（ｒ）は光ファイバの径方向のエルビウム密度分布、σ_ａ（λ）は吸収断面積、ωはモードパワー半径、Ψ（ｒ）は光ファイバの径方向のモード分布、ｒが光ファイバ径方向の長さである。
【００４４】
また、エルビウム密度分布ρ（ｒ）がコア部の径方向に均一であると仮定し、モード分布Ψ（ｒ）をガウシアンで近似すると、式（２）は式（３）のように簡略化できる。なお、式（３）において、Ｒはコア半径である。
【００４５】
α（λ）＝ρ_０・σ_ａ（λ）［１−ｅｘｐ（−Ｒ^２／ω^２）］・・・・・（３）
【００４６】
ここで、ステップインデックス型屈折率プロファイルを有する光ファイバと、ＤＳＣ型屈折率プロファイルを有する光ファイバについて、モードパワー半径ωを屈折率プロファイルから実際に数値計算で求め、上記式（３）からエルビウムの吸収係数α（λ）を計算した。この計算結果は、図３の特性線３ａ、３ｂに示されている。
【００４７】
なお、この吸収係数α（λ）の計算は、シグナル光（信号光）の波長を１５３０ｎｍ、エルビウム密度ρ_０を８.５×１０^２４（ｍ^−３）、波長１５３０ｎｍにおける吸収断面積σ_ａを４.０×１０^- ^２５（ｍ^２）として行った計算である。図２に示すＤＳＣ型屈折率プロファイルを有する光ファイバにおける計算は、Ｅｒイオンが第１コア部１１と第２コア部１２のどちらにも均一に添加されていると仮定して行った。
【００４８】
図３の特性線３ａは、図２に示すＤＳＣ型屈折率プロファイルを有し、第１コア部１１と第２コア部１２にエルビウムを添加した光ファイバにおけるエルビウムの吸収係数である。なお、図２に示すＤＳＣ型屈折率プロファイルは、第１コア部１１の屈折率分布をステップインデックス型としており、図２の屈折率プロファイルと図１の（ａ）に示した本実施形態例の光ファイバの屈折率プロファイルとは異なる。
【００４９】
図３の特性線３ｂは、図８の（ａ）に示した従来のステップインデックス型屈折率プロファイルの光ファイバにおけるエルビウムの吸収係数である。この光ファイバもコア部１にエルビウムを添加している。
【００５０】
図３の特性線３ａと特性線３ｂに示すように、図２に示すＤＳＣ型屈折率プロファイルを有するエルビウムドープ光ファイバは、従来のステップインデックス型屈折率プロファイルのエルビウムドープ光ファイバに比べてエルビウムの吸収係数が大きい。
【００５１】
例えば、一般に、カットオフ波長を９００ｎｍ前後に設計すると増幅効率が最も高くなるといわれているが、図３の特性線３ｂに示すステップインデックス型屈折率プロファイルの光ファイバの吸収係数は、カットオフ波長９００ｎｍ付近において７ｄＢ/ｍ前後である。
【００５２】
それに対し、図３の特性線３ａに示すＤＳＣ型屈折率プロファイルの光ファイバの吸収係数は、カットオフ波長９００ｎｍ付近において１１ｄＢ/ｍ前後とかなり大きな値となっている。この値は、図３の特性線３ｂに示すステップインデックス型屈折率プロファイルの光ファイバの最大吸収係数値とほぼ一致する。
【００５３】
また、一般的なＬ-ＢＡＮＤ用ＥＤＦのカットオフ波長の設計値である１２５０ｎｍにおいても、図３の特性線３ｂに示すステップインデックス型屈折率プロファイルの光ファイバの吸収係数は１０ｄＢ/ｍ程度であるのに対し、図３の特性線３ａに示すＤＳＣ型屈折率プロファイルの光ファイバの吸収係数は１４ｄＢ/ｍであり、非常に大きい事がわかる。
【００５４】
したがって、光ファイバの屈折率プロファイルを図２に示すようなＤＳＣ型屈折率プロファイルにすることによって、ステップインデックス型屈折率プロファイルの光ファイバに比べてエルビウムの吸収係数を大きくできることが分かった。
【００５５】
また、本発明者は、ＤＳＣ型屈折率プロファイルを有する光ファイバについて、第１コア部１１のみにＥｒを添加したものと、コア全域、つまり、第１コア部１１と第２コア部１２にＥｒを添加したものの両方について、エルビウムの吸収係数を求めた。この検討は、ＤＳＣ型屈折率プロファイルの光ファイバについて、Ｅｒ添加領域のみが異なり、その他の各パラメータは同じである光ファイバについてカットオフ波長に対する１５３０ｎｍの吸収係数の依存性を調べたものである。
【００５６】
この検討結果は図４に示されている。図４の特性線４ａは、ＤＳＣ型屈折率プロファイルを有して第１コア部１１と第２コア部１２にＥｒを添加した光ファイバの特性を示し、図４の特性線４ｃは、ＤＳＣ型屈折率プロファイルを有して第１コア部１１のみにＥｒを添加した光ファイバの特性を示す。なお、図４の特性線４ｂには、ステップインデックス型屈折率プロファイルを有する光ファイバの特性を示している。
【００５７】
図４の特性線４ａと特性線４ｃを比較すると明らかなように、コア全域（第１コア部１１と第２コア部１２）にＥｒを添加したＤＳＣ型屈折率プロファイルの光ファイバのＥｒ吸収係数は、第１コア部１１のみＥｒを添加したＤＳＣ型屈折率プロファイルの光ファイバのＥｒ吸収係数に比べて非常に大きい。
【００５８】
例えばカットオフ波長を９００ｎｍとした場合、コア全域（第１コア部１１と第２コア部１２）にＥｒを添加したＤＳＣ型屈折率プロファイルの光ファイバのＥｒ吸収係数は１２ｄＢ/ｍである。それに対し、第１コア部１１のみＥｒを添加したもののＥｒ吸収係数は５ｄＢ/ｍであり、コア全域にＥｒを添加したＤＳＣ型屈折率プロファイルの光ファイバの吸収係数の半分以下の値である。
【００５９】
また、一般的なＬ-ＢＡＮＤ用ＥＤＦのカットオフ波長設計値である１２５０ｎｍにおいても、コア全域にＥｒを添加したＤＳＣ型屈折率プロファイルの光ファイバは吸収係数が１４ｄＢ/ｍ強であるのに対し、第１コア部１１のみにＥｒを添加したＤＳＣ型屈折率プロファイルの光ファイバの吸収係数は９ｄＢ/ｍ程度である。
【００６０】
以上のことから、ＤＳＣ型屈折率プロファイルを有する光ファイバのＥｒの添加領域をコア全体とすることにより、吸収係数を大きくすることが可能であることがわかる。
【００６１】
次に、図１の（ａ）に示すような、第１コア部１１をα分布型にしたＤＳＣα型屈折率プロファイルの光ファイバについて、カットオフ波長に対する波長１５３０ｎｍにおける吸収係数の依存性を調べた。この光ファイバが、本実施形態例の屈折率プロファイルを有する光ファイバであり、この光ファイバの特性は図６の特性線６ａに示す特性となった。
【００６２】
また、比較のため、図５に示すような、α分布型屈折率プロファイルの光ファイバのカットオフ波長依存性も同様に調べた。なお、この光ファイバは、コア部１とクラッド部５を有する光ファイバであり、第２コア部を有していない。つまり、この光ファイバは、光ファイバ全体の屈折率プロファイルがステップインデックス型であり、かつ、コアの屈折率プロファイルがα型の光ファイバである。この光ファイバの特性は図６の特性線６ｂに示す結果となった。
【００６３】
図６の特性線６ａと特性線６ｂを比較すると明らかなように、ＤＳＣ型の第１コア部１１をα分布型屈折率プロファイルにした光ファイバ（ＤＳＣα分布型光ファイバ）は、α分布型屈折率プロファイルの光ファイバよりも吸収係数が大きくなっていることがわかる。
【００６４】
例えば増幅効率が最も高いといわれるカットオフ波長９００ｎｍ付近では、α分布型屈折率プロファイルの光ファイバの吸収係数は８ｄＢ/ｍ弱であるのに対し、ＤＳＣα分布型光ファイバの吸収係数は１２ｄＢ/ｍ強である。また、一般的なＬ-ＢＡＮＤ用ＥＤＦのカットオフ波長の設計値である１２５０ｎｍでは、α分布型屈折率プロファイルの光ファイバは、吸収係数が１１ｄＢ/ｍ程度であるのに対し、ＤＳＣα分布型光ファイバの吸収係数は１５ｄＢ/ｍ弱と非常に高い結果となっている。
【００６５】
図７の特性線７ａ〜７ｄに、図１の（ａ）、図２、図５、図８の（ａ）にそれぞれ示した４種の屈折率プロファイルの光ファイバについて、上記のように、それぞれ、カットオフ波長に対する波長１５３０ｎｍにおける吸収係数の依存性を検討した結果をまとめて示す。
【００６６】
図７の特性線７ａは、図１の（ａ）に示すような、ＤＳＣα分布型光ファイバの検討結果を示す。図７の特性線７ｂは、図２に示すような、ＤＳＣ型屈折率プロファイルを有して第１コア部１１の屈折率プロファイルをステップインデックス型にした光ファイバの検討結果を示す。図７の特性線７ｃは、α分布型屈折率プロファイルの光ファイバの検討結果、図７の特性線７ｄは、ステップインデックス型屈折率プロファイルの光ファイバの検討結果である。
【００６７】
図７の特性線７ａと特性線７ｂとの比較および特性線７ｃと特性線７ｄとの比較から明らかなように、コア部１または第１コア部１１をα分布型にすることで、ステップインデックス型、ＤＳＣ型のどちらの屈折率プロファイルも吸収係数の値が大きくなっていることがわかる。
【００６８】
なお、本発明者は、第２コア部１２のプロファイルをα分布型にした場合も検討したが、大きな効果は見られなかった。
【００６９】
これらの結果から、本発明者は、図１の（ａ）に示したように、ＤＳＣ型の第１コア部１１の屈折率プロファイルをα分布型にすることで、光ファイバの吸収係数を上記４種の屈折率プロファイルの光ファイバのうち最も大きくできると考え、本実施形態例の屈折率プロファイルを決定した。
【００７０】
本実施形態例の光ファイバは、上記検討に基づき、図１の（ａ）に示したように屈折率プロファイルを有したものであり、エルビウムの吸収係数を、従来のステップインデックス屈折率プロファイルの光ファイバより格段に大きくできる。したがって、本実施形態例の光ファイバは、非線形現象を効率良く抑制でき、広波長帯域の光増幅用として適した光ファイバを実現できる。
【００７１】
次に、本発明に係る光ファイバの第２実施形態例について説明する。第２実施形態例の光ファイバは、図２に示したようなＤＳＣ型の屈折率プロファイルを有する光ファイバである。つまり、第２実施形態例の光ファイバは、上記第１実施形態例とほぼ同様の構成を有し、第１コア部１１の屈折率プロファイルをステップインデックス型とした光ファイバある。
【００７２】
上記第１実施形態例における検討から明らかなように、第２実施形態例も上記第１実施形態例と同様に、エルビウムの吸収係数を、従来のステップインデックス屈折率プロファイルの光ファイバより大きくでき、同様の効果を奏することができる。
【００７３】
また、本発明者は、信号光波長を１５８０ｎｍとして、ＤＳＣ型屈折率プロファイルのパラメータをいくつか変え、波長分散値のカットオフ波長依存性を検討した。また、この検討に際し、ステップインデックス型屈折率プロファイルの波長分散特性と比較を行った。結果を図９に示す。図９中、特性線９ａは図８（ａ）に示したステップインデックス型ＥＤＦの特性を示し、特性線９ｂ、９ｃは共に、第２実施形態例、つまり、図２に示すＤＳＣ型ＥＤＦ（ＤＳＣ型屈折率プロファイルのＥＤＦ）の特性を示す。
【００７４】
ここで、特性線９ｂの特性はＤＳＣ型ＥＤＦ▲１▼の特性、特性線９ｃはＤＳＣ型ＥＤＦ▲２▼の特性を示しており、ＤＳＣ型ＥＤＦ▲１▼は第１コア部１１の比屈折率差Δ１を１．５％、第２コア部１２の比屈折率差Δ２を０．７％、第１コア部１１の径を第２コア部１２の径で割った値（Ｒａ＝第１コア部の径／第２コア部の径）を０．２と設計したものである。ＤＳＣ型ＥＤＦ▲２▼は第１コア部１１の比屈折率差Δ１を２％、第２コア部１２の比屈折率差Δ２を０．３％、Ｒａを０．４と設計したものである。ステップインデックス型ＥＦＤのコアの比屈折率差は１．５％とした。
【００７５】
図９に示すように、ステップインデックス型屈折率プロファイルをもつ光ファイバはカットオフ波長とコアの屈折率で一義的に波長分散値が決まってしまうが、本発明のＤＳＣ型屈折率プロファイルは、プロファイルのパラメータを変えることにより、自由に波長分散値の設計が可能である。すなわち、吸収値を拡大するためにカットオフ波長を長波長側に設計するＬ−ＢＡＮＤ用ＥＤＦの場合、ステップインデックス型屈折率プロファイルでは波長分散値がゼロに近づくため４光波混合（ＦＷＭ）が発生しやすいが、本発明のＤＳＣ型屈折率プロファイルでは、プロファイルのパラメータを最適化することで、波長分散値の絶対値を大きく設計することが可能であり、ＦＷＭの発生を抑制することができる。
【００７６】
また、上記ＤＳＣ型ＥＤＦ▲２▼のように、カットオフ波長を８５０ｎｍ以上１５００ｎｍ以下の範囲内としたときに信号光波長の分散が零分散とならないプロファイルパラメータが存在する。
【００７７】
さらに、図１０には、第１コア部１１の比屈折率差Δ１に対してそれぞれ、上記Ｒａと、第２コア部１２の比屈折率差Δ２を第１コア部１１の比屈折率差Δ１で割った値（ＲΔ＝第２のコア部の比屈折率差Δ２／第１のコア部の比屈折率差Δ１）をいくつか変え、カットオフ波長を８５０ｎｍ以上１５００ｎｍ以下の範囲内としたときに、信号光波長の分散が零分散とならないようにできるＲａ、ＲΔのパラメータ値の最大値をプロットしたものが示されている。このとき信号光波長は１５８０ｎｍとし、第１コア部１１の比屈折率差Δは１〜２％の範囲とした。図１０において、●がＲａの値、▲がＲΔの値であり、特性線ａがＲａの特性、特性線ｂがＲｂの特性を示す。
【００７８】
このように、Ｒａ、ＲΔ値を図１０に示すプロット値以下、例えばＲａ、ＲΔ値をそれぞれ０．５以下の範囲とすればカットオフ波長を８５０ｎｍ以上１５００ｎｍ以下の範囲内としたときに信号光波長の分散が零分散とならない（信号光波長にゼロ分散波長が存在しない）。
【００７９】
このように、カットオフ波長を８５０ｎｍ以上１５００ｎｍ以下の範囲内としたときに信号光波長の分散が零分散とならないようにできれば、各パラメータの決定に対する波長分散値の制限が小さくなり、カットオフ波長の設計自由度はステップインデックス型屈折率プロファイルよりも大きくなる。また、本発明のＤＳＣ型ＥＤＦにおいて、第１コア部１１のプロファイルをα分布型にしたときも同様の結果が得られた。
【００８０】
すなわち、本発明であるＤＳＣ型プロファイルは、ステップインデックス型プロファイルに比べて波長分散値の設計自由度が大きく、ステップインデックス型プロファイルでは困難であった波長分散の絶対値を大きくすることが可能であるので、本発明は、ＤＳＣ型プロファイルとすることにより、非線形現象を抑制することが可能となる。
【００８１】
（実施例）
以下、上記第１実施形態例の実施例について述べる。本発明者は、上記第１実施形態例の実施例として、表１に示す実施例１、２の光ファイバを試作した。また、これらの実施例の比較例として、表１に示す比較例１、２の光ファイバを試作した。比較例の光ファイバは、図８の（ａ）に示したような屈折率プロファイルを有する従来例の光ファイバである。
【００８２】
【表１】

【００８３】
なお、表１において、Δ１、Δ２は、前記各比屈折率差であり、その単位は％である。また、本明細書において、上記各比屈折率差Δ１、Δ２は、以下の各式（４）、（５）により定義している。式（４）、（５）は、第１コア部１１の屈折率最大部の屈折率またはコア部１の屈折率最大部の屈折率をｎ_c1、第２コア部１２の屈折率最大部の屈折率をｎ_c2、クラッド部５の屈折率をｎ_Ｓとして比屈折率差Δ１、Δ２を定義した式である。
【００８４】
Δ１＝｛（ｎ_c1−ｎ_Ｓ）／ｎ_c1 ｝×１００・・・・・（４）
【００８５】
Δ２＝｛（ｎ_c2−ｎ_Ｓ）／ｎ_c2｝×１００・・・・・（５）
【００８６】
実施例１と比較例１は比屈折率差Δ１とカットオフ波長を互いにほぼ同じ値になるように調整し、実施例２と比較例２は比屈折率差Δ１とカットオフ波長を互いにほぼ同じ値になるように調整して形成されている。表１において、Ｅｒ吸収ピーク値は波長１５３０ｎｍにおける値を示す。
【００８７】
表１の比較例１、実施例１は共にＣ-ＢＡＮＤ用ＥＤＦとして設計したものであり、比較例２、実施例２、は共にＬ-ＢＡＮＤ用ＥＤＦとして設計したものである。Ｅｒはどの光ファイバも、コア全域に添加され、また添加されたＥｒ密度はほぼ同一であり、さらに、実施例１、２では、第１、第２コア部１１，１２に添加されているＥｒは均一になるように添加した。
【００８８】
表１の結果から、第１実施形態例のＤＳＣα分布型光ファイバは、従来例（比較例）の光ファイバと、同じＥｒ密度、同じカットオフ波長としたときに、Ｃ‐ＢＡＮＤ用設計、Ｌ‐ＢＡＮＤ用設計のどちらにおいても、１５３０ｎｍの吸収係数が従来例（比較例）よりも大きくできることが確認できた。また、波長分散値に関しては比較例１と実施例１を比較すると比較例１の方が波長分散値の絶対値は大きくなっているが、実施例１の波長分散値の絶対値も十分大きく、また吸収値が従来例よりも十分大きいため、FWMの発生は比較例１よりも実施例１の方が抑制できる。比較例２と実施例２の波長分散値を比較すると、本発明品である実施例２が十分大きくなっていることが確認された。
【００８９】
次に、上記第２実施形態例の実施例について述べる。本発明者は、上記第２実施形態例の実施例として、表２に示す実施例３、４の光ファイバを試作した。また、これらの実施例の比較例として、表２に示す比較例３、４の光ファイバを試作した。比較例３、４の光ファイバは、図８の（ａ）に示したような屈折率を有する従来例の光ファイバである。
【００９０】
【表２】

【００９１】
実施例３と比較例３は比屈折率差Δ１とカットオフ波長を互いにほぼ同じ値になるように調整し、実施例４と比較例４は比屈折率差Δ１とカットオフ波長を互いにほぼ同じ値になるように調整して形成されている。表２において、Ｅｒ吸収ピーク値は波長１５３０ｎｍにおける値を示す。
【００９２】
表２の比較例３、実施例３は共にＣ-ＢＡＮＤ用ＥＤＦとして設計したものであり、比較例４、実施例４、は共にＬ-ＢＡＮＤ用ＥＤＦとして設計したものである。Ｅｒはどの光ファイバも、コア全域に添加され、また添加されたＥｒ密度はほぼ同一であり、さらに、実施例３、４では、第１、第２コア部１１，１２に添加されているＥｒは均一になるように添加した。
【００９３】
表２の結果から、第２実施形態例のＤＳＣ型の屈折率プロファイルを有する光ファイバは、従来例（比較例）の光ファイバと、同じＥｒ密度、同じカットオフ波長としたときに、Ｃ‐ＢＡＮＤ用設計、Ｌ‐ＢＡＮＤ用設計のどちらにおいても、１５３０ｎｍの吸収係数が従来例よりも大きくできることが確認できた。また、波長分散値に関しても、比較例３、４の光ファイバよりも実施例３、４の光ファイバの方が波長分散値の絶対値が十分大きくなっていることが確認された。
【００９４】
なお、表１の実施例１と表２の実施例３を比較してみると、ＤＳＣ型の光ファイバにおいて、第１コア部１１をα分布型とした光ファイバは、第１コア部１１をステップインデックス型にした光ファイバに比べ、１５３０ｎｍにおける吸収係数が大きくなっている。つまり、同じＥｒ密度で、同じカットオフ波長における１５３０ｎｍの吸収係数を大きくするために、ＤＳＣα分布型光ファイバが最適な屈折率プロファイルの光ファイバであることが確認できた。
【００９５】
また、屈折率プロファイルを最適化することで、添加された希土類元素の濃度分布と、希土類添加光ファイバを伝搬する光モードの重なり積分を増加させることで、吸収係数を増加することが可能であることが明らかとなった。さらに、ＤＳＣ型屈折率プロファイルのパラメータを最適化することで、ステップインデックス型屈折率プロファイルにおいて、カットオフ波長をＬ−ＢＡＮＤ設計にすると波長分散値がゼロに近づくという問題を回避でき、波長分散値の絶対値を大きくできることが明らかになった。
【００９６】
なお、本発明は上記各実施形態例および実施例に限定されることはなく、様々な実施の態様を採り得る。
【００９８】
例えば、上記各実施形態例は、第１コア部１１にエルビウム１種類を添加したが、本発明の光ファイバは、第１コア部１１に少なくともエルビウムを添加すればよく、エルビウムに加え、他の１種類以上の希土類元素を添加して形成してもよい。
【００９９】
さらに、本発明の光ファイバは、エルビウムの他に、例えばＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕのうち少なくとも一つの希土類元素をコア部に添加して形成してもよい。
【０１００】
【発明の効果】
本発明によれば、本発明者の検討に基づき、屈折率の最適化を図ることにより、エルビウムの吸収係数を大きくでき、さらに、本発明であるＤＳＣ型屈折率プロファイルはステップインデックス型屈折率プロファイルに比べて波長分散値の設計自由度が大きく、ステップインデックス型屈折率プロファイルでは困難であった波長分散の絶対値を大きくすることで非線形現象を抑制することが可能となる。その結果、利得係数の向上により使用するＥＤＦのファイバ長を短尺化が可能となり、また波長分散値の絶対値を大きくすることができるのでＦＷＭ現象の発生を抑制することが可能となる。さらに、ＥＤＦコイルの容量を減少することができ、ＥＤＦＡのコストダウンやコンパクト化も可能となる。また、本発明によれば、従来のエルビウムドープ光ファイバの製造技術を応用して光ファイバを製造しやすい。
【０１０２】
さらに、本発明において、コア部に添加した希土類元素の一つはエルビウムとした構成によれば、従来のエルビウムドープ光ファイバの製造技術を応用して光ファイバを製造しやすい。
【０１０３】
さらに、本発明において、波長１５３０ｎｍにおけるエルビウムの吸収係数を１２ｄＢ／ｍ以上とした構成によれば、波長１５３０ｎｍ付近におけるエルビウムの吸収係数を大きくでき、非線形現象を抑制できるので、広波長帯域の光増幅用として適した光ファイバを確実に実現できる。
【０１０４】
さらに、本発明において、カットオフ波長を８５０ｎｍ以上１５００ｎｍ以下とし、信号光波長帯において零分散波長を有していないものは、広い範囲のカットオフ波長設計において、信号光波長帯において零分散波長を有していないので、広い範囲のカットオフ波長設計において４光波混合の発生を抑制できる。
【０１０５】
さらに、本発明において、第１コア部の比屈折率差を１％以上２％以下とし、第１コア部の径を第２コア部の径で割った値を０．６以内としたり、第２コア部の比屈折率差を第１コア部の比屈折率差で割った値を０．１以内としたりすることにより、カットオフ波長を８５０ｎｍ以上１５００ｎｍ以下の範囲内としたときに信号光波長帯に零分散が存在しないようにでき、各パラメータの決定に対する波長分散値の制限が小さくなり、カットオフ波長の設計自由度を大きくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光ファイバの第１実施形態例の屈折率プロファイルと断面構成を示す説明図である。
【図２】本発明に係る光ファイバの第２実施形態例の屈折率プロファイルを示す説明図である。
【図３】光ファイバの屈折率プロファイルとエルビウム吸収係数との関係例を示すグラフである。
【図４】光ファイバの屈折率プロファイルとエルビウム吸収係数との別の関係例を示すグラフである。
【図５】α分布型屈折率プロファイルの光ファイバの屈折率プロファイル構成を示す説明図である。
【図６】光ファイバの屈折率プロファイルとエルビウム吸収係数とのさらに別の関係例を示すグラフである。
【図７】光ファイバの屈折率プロファイルとエルビウム吸収係数との、さらにまた別の関係例を示すグラフである。
【図８】スッテップインデックス型屈折率プロファイルの光ファイバの屈折率プロファイル構成（ａ）と断面構成（ｂ）を示す説明図である。
【図９】ステップインデックス型とＤＳＣ型の各屈折率プロファイルにおける、信号光１５８０ｎｍにおける波長分散値のカットオフ波長依存性を示すグラフである。
【図１０】カットオフ波長８５０〜１５００ｎｍの範囲内にしたとき信号光１５８０ｎｍにゼロ分散波長を持たないＤＳＣ型プロファイルのパラメータ値を示すグラフである。
【符号の説明】
１コア部
５クラッド部
１１第１コア部
１２第２コア部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical fiber for optical amplification that is used for optical communication and is mainly applied to an optical amplifier.
[0002]
[Background]
In the field of optical communication systems in recent years, research aimed at the construction of photonics networks, which are functional optical communication networks using wavelength division multiplexing (WDM) transmission, which is indispensable for increasing the capacity of optical communications. Development is underway. The wavelength division multiplex transmission is a method for transmitting light of a plurality of wavelengths through one optical fiber.
[0003]
In order to realize the above-described optical communication system and achieve high functionality, it is necessary to improve the characteristics regarding the amplification band characteristics (broadband and gain flatness) and output characteristics of the optical fiber amplifier.
[0004]
As an optical fiber for optical amplification, an erbium-doped optical fiber amplifier (EDFA) to which an erbium-doped optical fiber (EDF) doped with a rare earth element erbium (Er) is applied plays a major role as a key device in a wavelength division multiplexing transmission system. Is responsible. The amplification band characteristics of the EDFA determine the transmission band that can be used. In the WDM optical communication system as described above, the bandwidth and flatness of the gain band determine the number of multiplexed optical communication signals that can be used in the transmission system. It has become an important parameter.
[0005]
An erbium-doped optical fiber (EDF) has an amplification band in the same 1.55 μm wavelength band as the lowest loss wavelength band of a silica-based optical fiber. That is, the center of the gain band of the erbium-doped optical fiber is a wavelength of 1530 nm to 1560 nm called C-BAND.
[0006]
In addition, since the erbium-doped optical fiber can be made of almost the same material and structure as the transmission optical fiber, it can be connected to the transmission optical fiber with low connection loss. In addition, the Erbium-doped optical fiber can maintain a long distance while overlapping the core doped with Er, the pumping light with high pumping light density, and the signal light, thus realizing a traveling waveform amplifier with high efficiency and high gain. it can.
[0007]
As shown in FIGS. 8A and 8B, the conventional erbium-doped optical fiber is formed by covering the outer peripheral side of the core portion 1 with a cladding portion 5 having a refractive index smaller than that of the core portion 1. The refractive index profile of the core part 1 is a step index type, and the rare earth element Er is added to the core part 1. Hereinafter, the refractive index profile as shown in FIG. 8A is referred to as a step index type refractive index profile.
[0008]
By the way, in response to the increasing demand for band expansion in recent wavelength division multiplex transmission, the wavelength band of transmission light has expanded to a wavelength band of 1570 nm to 1600 nm called L-BAND in addition to the C-BAND. Yes.
[0009]
The erbium-doped optical fiber developed for the conventional C-BAND can be applied to the L-BAND, but the C-BAND erbium-doped optical fiber has a gain per unit length in the L-BAND of C-BAND. Is less than the gain. Therefore, in order to obtain a gain equivalent to the gain in the C-BAND by the L-BAND with the erbium-doped optical fiber for C-BAND, an erbium-doped optical fiber having a length of several times to 10 times is required.
[0010]
As the number of channels used increases, the high output characteristics of the EDFA are required to increase the number of optical signals that can be amplified at once. From such a demand, an increase in noise figure, four-wave mixing (FWM) and cross-phase modulation (XPM), which have been negligible until now due to the lengthening of the EDF and the increase of the signal light intensity in the EDF, ) Nonlinear phenomena in the EDFA have become a problem.
[0011]
As prior art related to the present invention, there are erbium-doped DSC fibers described in Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2.
[0012]
[Non-Patent Document 1]
1990 IEICE Spring National Conference Proceedings C-350 “Amplification Characteristics of Er-Doped DSC Fiber” Presenter Mitsubishi Cable Industries, Ltd.
[Non-Patent Document 2]
1990 IEICE Spring National Conference Proceedings C-264 “Long Er-Doped DSC Dispersion Shifted Fiber” Presenter Mitsubishi Cable Industries, Ltd.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
In order to suppress nonlinear phenomena, it is effective to increase the gain coefficient (gain per unit length) of an erbium-doped optical fiber and to increase the absolute value of chromatic dispersion, which is one of the fiber characteristics. .
[0014]
First, the gain coefficient will be described.
[0015]
The gain coefficient can be expressed by the following equation (1).
[0016]
G (λ) = α (λ) [{σ_e(Λ) / σ_a(Λ) +1} n₂-1] ... (1)
[0017]
Here, λ is a wavelength. G (λ) is a gain coefficient, the unit is dB / m, and α (λ) is an absorption coefficient. The absorption coefficient α (λ) is an absorption coefficient of a rare earth element added for optical amplification, and in the case of an erbium-doped optical fiber, is an absorption coefficient of erbium. The unit of the absorption coefficient is dB / m.
[0018]
Also, σ_a(Λ) is the absorption cross section, σ_e(Λ) is the stimulated emission cross section, n₂Is the ratio of the upper level density of the laser to the erbium density. The gain coefficient, the absorption coefficient, the absorption cross section, and the stimulated emission cross section each have wavelength dependence, and each value varies depending on the wavelength λ.
[0019]
The ratio of the stimulated emission cross section and the absorption cross section in equation (1) depends on the host glass and n₂Is determined by the excitation condition (inversion distribution degree). Therefore, in order to improve the gain coefficient, the absorption coefficient α (λ) may be increased.
[0020]
This absorption coefficient is proportional to the erbium addition concentration and the overlap integral between the erbium distribution region and the mode distribution of propagating light. For this reason, in order to improve the gain coefficient in an erbium-doped optical fiber, a technique of increasing the erbium addition concentration and the overlap integral has been taken.
[0021]
However, when the erbium addition concentration is increased, energy exchange occurs between adjacent Er ions, concentration quenching occurs, and gain efficiency and output characteristics deteriorate. In the case of a germanium-doped silica-based optical fiber, the Er ion concentration causes concentration quenching when the erbium addition concentration exceeds 100 ppm. Further, even if aluminum that suppresses concentration quenching is co-added to the optical fiber, the Er concentration is limited to about 1000 ppm or less.
[0022]
Further, in order to increase the overlap integral between the Er distribution region and the mode distribution of propagating light, a technique of adding Er to the entire core and increasing the core diameter is used. However, if the core diameter is increased, the cutoff wavelength becomes longer. It shifts to the wavelength side.
[0023]
Since the cutoff wavelength must be set to be equal to or less than the wavelength of the excitation light or signal light in order to satisfy the single mode condition of the excitation light or signal light, the core diameter is limited. Therefore, the method of increasing the overlap integral by increasing the core diameter has a limit in the design of the optical fiber, and there is a limit in increasing the overlap integral between the Er distribution region and the mode distribution of propagating light.
[0024]
Next, wavelength dispersion will be described.
[0025]
Among nonlinear phenomena, four-wave mixing (FWM) is likely to occur abruptly due to phase matching when a zero dispersion wavelength exists in the signal light wavelength region. For this reason, in order to suppress FWM, it is effective to design the absolute value of chromatic dispersion at the signal light wavelength to be far away from zero (increase the absolute value) and increase the phase mismatch.
[0026]
However, in the erbium-doped optical fiber (EDF) having a general step index type refractive index profile, the chromatic dispersion value in the C-BAND is about several tens of ps / nm / km at the signal light wavelength, whereas the absorption value is The chromatic dispersion value of the EDF for L-BAND, in which the cut-off wavelength is shifted to the longer wavelength side in order to increase, approaches zero dispersion at the signal light wavelength, and there is a high possibility that zero dispersion wavelength exists in L-BAND. End up. This is because the chromatic dispersion value of the step index type EDF is uniquely determined by the relative refractive index difference Δ and the core diameter (cut-off wavelength). Therefore, it is possible to suppress nonlinear phenomena by increasing the absolute value of chromatic dispersion. Will be restricted.
[0027]
  The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and in order to suppress nonlinear phenomena, the absorption coefficient of erbium is improved without deterioration of characteristics as compared with a conventional erbium-doped optical fiber, orChromatic dispersionThe absolute value of is increased.
[0028]
That is, an object of the present invention is to provide an optical fiber suitable for optical amplification in a wide wavelength band in which nonlinear phenomena are suppressed without sacrificing various characteristics of the optical fiber.
[0029]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration as means for solving the problems. That is, the first invention includes a first core portion, a second core portion provided on the outer peripheral side of the first core portion and having a refractive index smaller than that of the first core portion, and an outer peripheral side of the second core portion. A cladding portion having a refractive index smaller than that of the second core portion, wherein at least erbium is added to each of the first core portion and the second core portion, and the cladding portion of the first core The relative refractive index difference with respect to the core is 1% or more and 2% or less, the value obtained by dividing the diameter of the first core part by the diameter of the second core part is within 0.6, and the relative refractive index difference with respect to the cladding part of the second core part Divided by the relative refractive index difference of the first core portion relative to the cladding portion.0.1WithinThe diameter of the first core portion is 1.29 μm or more and 1.60 μm or less, the dispersion at a wavelength of 1580 nm is −15.4 ps / nm / km or less, and the absorption coefficient of erbium at a wavelength of 1530 nm is 12 dB / m or more.It is a means to solve the problem with the configuration.
[0033]
  First2The invention of the above1'sIn addition to the configuration of the invention, the cutoff wavelength is 850 nm or more and 1500 nm or less, and the configuration does not have a zero dispersion wavelength in the signal light wavelength band as means for solving the problem.
[0034]
The signal light wavelength band is, for example, an arbitrary wavelength band set within a range from the C-BAND to the L-BAND.
[0037]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the present embodiment, the same reference numerals are assigned to the same names as those in the conventional example, and the duplicate description is omitted or simplified. FIG. 1A shows a refractive index profile of the first embodiment of the optical fiber according to the present invention, and FIG. 1B shows a cross-sectional configuration of the optical fiber of the present embodiment. Is schematically shown.
[0038]
As shown in these drawings, the optical fiber according to the present embodiment includes a first core portion 11 and a second refractive index that is provided on the outer peripheral side of the first core portion 11 and has a refractive index smaller than that of the first core portion 11. This is an optical fiber of a dual shape (DSC) type refractive index profile having a core portion 12 and a cladding portion 5 provided on the outer peripheral side of the second core portion 12 and having a refractive index smaller than that of the second core portion 12. In addition, the refractive index distribution of the first core portion 11 is an α distribution type profile. Hereinafter, the refractive index profile as shown in FIG. 1A is referred to as a DSC α type refractive index profile as necessary, and this refractive index. An optical fiber having a profile is called a DSCα distributed optical fiber.
[0039]
  Moreover, as shown to (a) of FIG. 1, the diameter of the 1st core part 11 is Db, and the diameter of the 2nd core part 12 is Da. Each of the first core portion 11 and the second core portion 12 includes at leasterbiumIs addedHaveThe
[0040]
By the way, in determining the refractive index profile of the optical fiber according to the present embodiment, the present inventor firstly shows an optical fiber having a step index type refractive index profile as shown in FIG. Regarding the optical fiber having the DSC type refractive index profile as shown in FIG. That is, the erbium absorption coefficient α (λ) was calculated as follows for the optical fibers having these refractive index profiles.
[0041]
The absorption coefficient α (λ) in the rare earth-doped optical fiber can be expressed by the following equation (2).
[0042]
α (λ) = ρ₀・ Σ_a(Λ) ・ (2 / ω²) ・ ∫ {ρ (r) / ρ₀} · Ψ (r) · rdr (2)
[0043]
Where ρ₀Is the erbium density, ρ (r) is the erbium density distribution in the radial direction of the optical fiber, and σ_a(Λ) is the absorption cross section, ω is the mode power radius, ψ (r) is the radial mode distribution of the optical fiber, and r is the length of the optical fiber in the radial direction.
[0044]
Further, assuming that the erbium density distribution ρ (r) is uniform in the radial direction of the core portion and approximating the mode distribution Ψ (r) with Gaussian, the equation (2) can be simplified as the equation (3). . In Equation (3), R is the core radius.
[0045]
α (λ) = ρ₀・ Σ_a(Λ) [1-exp (-R²/ Ω²]] ... (3)
[0046]
Here, for an optical fiber having a step index type refractive index profile and an optical fiber having a DSC type refractive index profile, the mode power radius ω is actually obtained from the refractive index profile by numerical calculation. The absorption coefficient α (λ) was calculated. The calculation results are shown by characteristic lines 3a and 3b in FIG.
[0047]
The absorption coefficient α (λ) is calculated by setting the wavelength of the signal light (signal light) to 1530 nm and the erbium density ρ.₀8.5 × 10²⁴(M^-3), Absorption cross section σ at a wavelength of 1530 nm_a4.0 × 10^- ²⁵(M²). The calculation in the optical fiber having the DSC type refractive index profile shown in FIG. 2 was performed on the assumption that Er ions were uniformly added to both the first core portion 11 and the second core portion 12.
[0048]
A characteristic line 3a in FIG. 3 is an absorption coefficient of erbium in the optical fiber having the DSC type refractive index profile shown in FIG. 2 and erbium added to the first core portion 11 and the second core portion 12. The DSC type refractive index profile shown in FIG. 2 uses the refractive index distribution of the first core portion 11 as a step index type. The refractive index profile shown in FIG. 2 and the embodiment shown in FIG. It is different from the refractive index profile of an optical fiber.
[0049]
A characteristic line 3b in FIG. 3 is an absorption coefficient of erbium in the optical fiber having the conventional step index type refractive index profile shown in FIG. This optical fiber also has erbium added to the core portion 1.
[0050]
As shown by the characteristic lines 3a and 3b in FIG. 3, the erbium-doped optical fiber having the DSC type refractive index profile shown in FIG. 2 is more erbium-doped than the conventional step index type refractive index profile erbium-doped optical fiber. Large absorption coefficient.
[0051]
For example, it is generally said that the amplification efficiency is maximized when the cutoff wavelength is designed around 900 nm. However, the absorption coefficient of the optical fiber of the step index type refractive index profile shown by the characteristic line 3b in FIG. It is around 7 dB / m in the vicinity.
[0052]
On the other hand, the absorption coefficient of the optical fiber of the DSC type refractive index profile shown by the characteristic line 3a in FIG. 3 is a considerably large value of around 11 dB / m near the cutoff wavelength of 900 nm. This value substantially coincides with the maximum absorption coefficient value of the optical fiber of the step index type refractive index profile shown by the characteristic line 3b in FIG.
[0053]
Further, even at 1250 nm, which is a design value of a cutoff wavelength of a general L-BAND EDF, the absorption coefficient of the optical fiber of the step index type refractive index profile shown by the characteristic line 3b in FIG. 3 is about 10 dB / m. On the other hand, it can be seen that the absorption coefficient of the optical fiber of the DSC type refractive index profile shown by the characteristic line 3a in FIG.
[0054]
Therefore, it was found that the absorption coefficient of erbium can be increased by making the refractive index profile of the optical fiber a DSC type refractive index profile as shown in FIG. 2 as compared with the optical fiber having the step index type refractive index profile.
[0055]
In addition, the inventor of the present invention, for an optical fiber having a DSC type refractive index profile, added Er to only the first core portion 11 and the entire core, that is, Er in the first core portion 11 and the second core portion 12. The absorption coefficient of erbium was determined for both of the additions of. This study was to investigate the dependence of the absorption coefficient of 1530 nm on the cutoff wavelength for an optical fiber having a different DSC-type refractive index profile and different Er addition regions and the other parameters being the same.
[0056]
The result of this study is shown in FIG. A characteristic line 4a in FIG. 4 shows the characteristics of an optical fiber having a DSC type refractive index profile and Er added to the first core part 11 and the second core part 12, and a characteristic line 4c in FIG. The characteristic of the optical fiber which has a refractive index profile and added Er only to the 1st core part 11 is shown. A characteristic line 4b in FIG. 4 shows the characteristics of an optical fiber having a step index type refractive index profile.
[0057]
As is clear from comparison between the characteristic line 4a and the characteristic line 4c in FIG. 4, the Er absorption coefficient of the optical fiber of the DSC type refractive index profile in which Er is added to the entire core region (the first core part 11 and the second core part 12). Is much larger than the Er absorption coefficient of the optical fiber of the DSC type refractive index profile in which Er is added only to the first core portion 11.
[0058]
For example, when the cutoff wavelength is 900 nm, the Er absorption coefficient of the optical fiber of the DSC type refractive index profile in which Er is added to the entire core region (the first core portion 11 and the second core portion 12) is 12 dB / m. On the other hand, the Er absorption coefficient of the first core portion 11 to which Er is added is 5 dB / m, which is less than half the absorption coefficient of the optical fiber of the DSC type refractive index profile in which Er is added to the entire core.
[0059]
In addition, even at 1250 nm, which is the cutoff wavelength design value of a general L-BAND EDF, an optical fiber with a DSC-type refractive index profile in which Er is added to the entire core has an absorption coefficient of slightly over 14 dB / m. The absorption coefficient of the optical fiber of the DSC type refractive index profile in which Er is added only to the first core portion 11 is about 9 dB / m.
[0060]
From the above, it can be seen that the absorption coefficient can be increased by using the entire core with the Er addition region of the optical fiber having the DSC type refractive index profile.
[0061]
Next, the dependence of the absorption coefficient at a wavelength of 1530 nm on the cut-off wavelength was examined for an optical fiber having a DSC α-type refractive index profile in which the first core portion 11 was α-distributed as shown in FIG. . This optical fiber is an optical fiber having the refractive index profile of this embodiment, and the characteristic of this optical fiber is the characteristic indicated by the characteristic line 6a in FIG.
[0062]
For comparison, the cut-off wavelength dependence of the α-distributed refractive index profile of the optical fiber as shown in FIG. This optical fiber is an optical fiber having a core portion 1 and a cladding portion 5, and does not have a second core portion. In other words, this optical fiber is an optical fiber in which the refractive index profile of the entire optical fiber is a step index type and the refractive index profile of the core is an α type. The characteristic of this optical fiber was the result shown by the characteristic line 6b in FIG.
[0063]
As is clear from comparison between the characteristic line 6a and the characteristic line 6b in FIG. 6, an optical fiber (DSC α distributed optical fiber) in which the DSC type first core portion 11 has an α distributed refractive index profile is an α distributed refractive index. It can be seen that the absorption coefficient is larger than that of the optical fiber of the rate profile.
[0064]
For example, in the vicinity of a cutoff wavelength of 900 nm, which is said to have the highest amplification efficiency, the absorption coefficient of an optical fiber with an α distribution type refractive index profile is slightly less than 8 dB / m, whereas the absorption coefficient of a DSC α distribution type optical fiber is 12 dB / m. It is strong. At 1250 nm, which is the design value of the cutoff wavelength of a general L-BAND EDF, the optical fiber of the α-distributed refractive index profile has an absorption coefficient of about 11 dB / m, whereas the DSC α-distributed light The absorption coefficient of the fiber is a very high result of less than 15 dB / m.
[0065]
In the characteristic lines 7a to 7d of FIG. 7, the optical fibers having the four types of refractive index profiles shown in FIG. 1A, FIG. 2, FIG. 5 and FIG. The result of having examined the dependence of the absorption coefficient in wavelength 1530nm with respect to a cutoff wavelength is shown collectively.
[0066]
A characteristic line 7a in FIG. 7 shows the examination result of the DSCα distributed optical fiber as shown in FIG. The characteristic line 7b of FIG. 7 shows the examination result of an optical fiber having a DSC type refractive index profile and a step index type refractive index profile of the first core portion 11 as shown in FIG. A characteristic line 7c in FIG. 7 is a result of studying an optical fiber having an α distribution type refractive index profile, and a characteristic line 7d in FIG. 7 is a result of studying an optical fiber having a step index type refractive index profile.
[0067]
As is clear from the comparison between the characteristic line 7a and the characteristic line 7b and the comparison between the characteristic line 7c and the characteristic line 7d in FIG. 7, the step index is obtained by making the core part 1 or the first core part 11 an α distribution type. It can be seen that both of the refractive index profiles of the type and DSC type have a large absorption coefficient.
[0068]
In addition, although this inventor examined also when the profile of the 2nd core part 12 was made into (alpha) distribution type, the big effect was not seen.
[0069]
From these results, as shown in FIG. 1A, the present inventor makes the refractive index profile of the DSC type first core portion 11 an α distribution type, thereby increasing the absorption coefficient of the optical fiber. Considering that the optical fiber having the four types of refractive index profiles could be the largest, the refractive index profile of this embodiment was determined.
[0070]
The optical fiber of the present embodiment has a refractive index profile as shown in FIG. 1A based on the above examination, and the absorption coefficient of erbium is changed to the light of the conventional step index refractive index profile. Can be much larger than fiber. Therefore, the optical fiber according to the present embodiment can efficiently suppress the nonlinear phenomenon, and can realize an optical fiber suitable for optical amplification in a wide wavelength band.
[0071]
Next, a second embodiment of the optical fiber according to the present invention will be described. The optical fiber of the second embodiment is an optical fiber having a DSC type refractive index profile as shown in FIG. That is, the optical fiber of the second embodiment is an optical fiber having a configuration substantially similar to that of the first embodiment, and having the refractive index profile of the first core portion 11 as a step index type.
[0072]
As is clear from the examination in the first embodiment, the second embodiment can increase the absorption coefficient of erbium more than the optical fiber of the conventional step index refractive index profile, as in the first embodiment. Similar effects can be achieved.
[0073]
In addition, the present inventor examined the dependence of the chromatic dispersion value on the cutoff wavelength by setting the signal light wavelength to 1580 nm and changing some parameters of the DSC type refractive index profile. In this study, comparison was made with the wavelength dispersion characteristics of the step index type refractive index profile. The results are shown in FIG. In FIG. 9, the characteristic line 9a shows the characteristic of the step index type EDF shown in FIG. 8A, and the characteristic lines 9b and 9c are both the second embodiment, that is, the DSC type EDF (DSC shown in FIG. The characteristic of the EDF of the mold refractive index profile is shown.
[0074]
Here, the characteristic line 9b indicates the characteristic of the DSC type EDF (1), the characteristic line 9c indicates the characteristic of the DSC type EDF (2), and the DSC type EDF (1) indicates the relative refraction of the first core portion 11. The ratio difference Δ1 is 1.5%, the relative refractive index difference Δ2 of the second core part 12 is 0.7%, and the diameter of the first core part 11 is divided by the diameter of the second core part 12 (Ra = first). The diameter of the core part / the diameter of the second core part) is designed to be 0.2. The DSC type EDF (2) is designed such that the relative refractive index difference Δ1 of the first core portion 11 is 2%, the relative refractive index difference Δ2 of the second core portion 12 is 0.3%, and Ra is 0.4. . The relative refractive index difference of the core of the step index type EFD was set to 1.5%.
[0075]
As shown in FIG. 9, the chromatic dispersion value of an optical fiber having a step index type refractive index profile is uniquely determined by the cutoff wavelength and the refractive index of the core, but the DSC type refractive index profile of the present invention is a profile. By changing these parameters, it is possible to freely design chromatic dispersion values. That is, in the case of an EDF for L-BAND that designs the cut-off wavelength on the long wavelength side in order to increase the absorption value, four-wave mixing (FWM) occurs because the chromatic dispersion value approaches zero in the step index type refractive index profile. However, in the DSC type refractive index profile of the present invention, by optimizing the profile parameters, the absolute value of the chromatic dispersion value can be designed to be large, and the occurrence of FWM can be suppressed.
[0076]
Further, like the DSC type EDF (2), there exists a profile parameter in which the dispersion of the signal light wavelength does not become zero dispersion when the cutoff wavelength is in the range of 850 nm to 1500 nm.
[0077]
Further, FIG. 10 shows the above-mentioned Ra and the relative refractive index difference Δ2 of the second core portion 12 with respect to the relative refractive index difference Δ1 of the first core portion 11, respectively. When the value divided by (RΔ = the relative refractive index difference Δ2 of the second core portion / the relative refractive index difference Δ1 of the first core portion) is changed in some ways, and the cutoff wavelength is in the range of 850 nm to 1500 nm FIG. 2 plots the maximum values of the parameter values of Ra and RΔ that can prevent the dispersion of the signal light wavelength from becoming zero dispersion. At this time, the signal light wavelength was 1580 nm, and the relative refractive index difference Δ of the first core portion 11 was in the range of 1 to 2%. In FIG. 10, ● represents the value of Ra, ▲ represents the value of RΔ, the characteristic line a represents the characteristic of Ra, and the characteristic line b represents the characteristic of Rb.
[0078]
Thus, if the Ra and RΔ values are not more than the plot values shown in FIG. 10, for example, if the Ra and RΔ values are each in the range of 0.5 or less, the signal light can be obtained when the cutoff wavelength is in the range of 850 nm to 1500 nm. The dispersion of the wavelength does not become zero dispersion (the zero dispersion wavelength does not exist in the signal light wavelength).
[0079]
Thus, if the dispersion of the signal light wavelength does not become zero dispersion when the cutoff wavelength is in the range of 850 nm to 1500 nm, the limitation of the chromatic dispersion value for the determination of each parameter is reduced, and the cutoff wavelength is reduced. The degree of freedom of design becomes larger than that of the step index type refractive index profile. Further, in the DSC type EDF of the present invention, the same result was obtained when the profile of the first core portion 11 was α distribution type.
[0080]
That is, the DSC type profile according to the present invention has a higher degree of freedom in designing the chromatic dispersion value than the step index type profile, and it is possible to increase the absolute value of chromatic dispersion, which was difficult with the step index type profile. Therefore, the present invention can suppress the nonlinear phenomenon by using the DSC type profile.
[0081]
(Example)
Examples of the first embodiment will be described below. As an example of the first embodiment, the inventor made a prototype optical fiber of Examples 1 and 2 shown in Table 1. Further, as comparative examples of these examples, optical fibers of Comparative Examples 1 and 2 shown in Table 1 were made as trial products. The optical fiber of the comparative example is a conventional optical fiber having a refractive index profile as shown in FIG.
[0082]
[Table 1]

[0083]
In Table 1, Δ1 and Δ2 are the relative refractive index differences, and the unit is%. In the present specification, the relative refractive index differences Δ1 and Δ2 are defined by the following equations (4) and (5). Equations (4) and (5) indicate the refractive index of the refractive index maximum portion of the first core portion 11 or the refractive index of the refractive index maximum portion of the core portion 1 as n._c1, The refractive index of the refractive index maximum part of the second core part 12 is n_c2, The refractive index of the cladding part 5 is n_SIs a formula defining relative refractive index differences Δ1 and Δ2.
[0084]
Δ1 = {(n_c1-N_S) / N_c1 } × 100 (4)
[0085]
Δ2 = {(n_c2-N_S) / N_c2} × 100 (5)
[0086]
In Example 1 and Comparative Example 1, the relative refractive index difference Δ1 and the cutoff wavelength are adjusted to be substantially the same value, and in Example 2 and Comparative Example 2, the relative refractive index difference Δ1 and the cutoff wavelength are substantially the same. It is formed so as to be adjusted to a value. In Table 1, the Er absorption peak value is a value at a wavelength of 1530 nm.
[0087]
Comparative Example 1 and Example 1 in Table 1 are both designed as C-BAND EDFs, and Comparative Example 2 and Example 2 are both designed as L-BAND EDFs. In any optical fiber, Er is added to the entire core, and the added Er density is substantially the same. Further, in Examples 1 and 2, Er added to the first and

second core portions

11 and 12 is used. Was added uniformly.
[0088]
From the results in Table 1, the DSCα distributed optical fiber of the first embodiment example has the same Er density and the same cutoff wavelength as the optical fiber of the conventional example (comparative example). -It was confirmed that the absorption coefficient of 1530 nm can be made larger than that of the conventional example (comparative example) in both of the BAND designs. Further, when comparing Comparative Example 1 and Example 1 with respect to the chromatic dispersion value, the absolute value of the chromatic dispersion value of Comparative Example 1 is larger, but the absolute value of the chromatic dispersion value of Example 1 is sufficiently large, Further, since the absorption value is sufficiently larger than that of the conventional example, the occurrence of FWM can be suppressed in the first embodiment compared to the first comparative example. When comparing the chromatic dispersion values of Comparative Example 2 and Example 2, it was confirmed that Example 2 which is the product of the present invention was sufficiently large.
[0089]
Next, examples of the second embodiment will be described. The inventor experimentally produced optical fibers of Examples 3 and 4 shown in Table 2 as examples of the second embodiment. In addition, as comparative examples of these examples, optical fibers of Comparative Examples 3 and 4 shown in Table 2 were made as an experiment. The optical fibers of Comparative Examples 3 and 4 are conventional optical fibers having a refractive index as shown in FIG.
[0090]
[Table 2]

[0091]
In Example 3 and Comparative Example 3, the relative refractive index difference Δ1 and the cutoff wavelength are adjusted to be substantially the same value, and in Example 4 and Comparative Example 4, the relative refractive index difference Δ1 and the cutoff wavelength are substantially the same. It is formed so as to be adjusted to a value. In Table 2, the Er absorption peak value indicates a value at a wavelength of 1530 nm.
[0092]
Comparative Example 3 and Example 3 in Table 2 are both designed as C-BAND EDFs, and Comparative Example 4 and Example 4 are both designed as L-BAND EDFs. Er is added to the entire core of any optical fiber, and the added Er density is almost the same. Further, in Examples 3 and 4, Er added to the first and

second core portions

11 and 12 is used. Was added uniformly.
[0093]
From the results of Table 2, the optical fiber having the DSC type refractive index profile of the second embodiment example has the same Er density and the same cut-off wavelength as the optical fiber of the conventional example (comparative example). It was confirmed that the absorption coefficient of 1530 nm can be made larger than that of the conventional example in both the BAND design and the L-BAND design. Also, regarding the chromatic dispersion value, it was confirmed that the absolute values of the chromatic dispersion values were sufficiently larger in the optical fibers of Examples 3 and 4 than in the optical fibers of Comparative Examples 3 and 4.
[0094]
When comparing Example 1 in Table 1 and Example 3 in Table 2, in the DSC type optical fiber, the optical fiber in which the first core portion 11 is the α distribution type is used. The absorption coefficient at 1530 nm is larger than that of the step index type optical fiber. That is, it was confirmed that the DSCα distributed optical fiber is an optical fiber having an optimum refractive index profile in order to increase the absorption coefficient of 1530 nm at the same cutoff wavelength with the same Er density.
[0095]
Also, by optimizing the refractive index profile, it is possible to increase the absorption coefficient by increasing the overlap distribution of the concentration distribution of the added rare earth element and the optical mode propagating through the rare earth doped optical fiber. It became clear. Furthermore, by optimizing the parameters of the DSC type refractive index profile, in the step index type refractive index profile, it is possible to avoid the problem that the chromatic dispersion value approaches zero when the cutoff wavelength is L-BAND designed. It became clear that the absolute value of can be increased.
[0096]
  The present invention is not limited to the above embodiments and examples, and can take various forms..
[0098]
  For exampleIn each of the above embodiments, one kind of erbium is added to the first core part 11, but the optical fiber of the present invention may be added with at least erbium to the first core part 11. It may be formed by adding more than one kind of rare earth elements.
[0099]
  Furthermore, the optical fiber of the present invention isBesides erbium,For example, at least one rare earth element of Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Tm, Yb, and Lu may be added to the core portion.
[0100]
【The invention's effect】
  According to the present invention, by optimizing the refractive index based on the study of the present inventors,erbiumFurther, the DSC type refractive index profile of the present invention has a greater degree of freedom in designing the chromatic dispersion value than the step index type refractive index profile, which is difficult for the step index type refractive index profile. By increasing the absolute value of the dispersion, it is possible to suppress nonlinear phenomena. As a result, the fiber length of the EDF used can be shortened by improving the gain coefficient, and the absolute value of the chromatic dispersion value can be increased, so that the occurrence of the FWM phenomenon can be suppressed. Furthermore, the capacity of the EDF coil can be reduced, and the cost and size of the EDFA can be reduced.Further, according to the present invention, it is easy to manufacture an optical fiber by applying a conventional manufacturing technique of an erbium-doped optical fiber..
[0102]
Furthermore, in the present invention, according to the configuration in which one of the rare earth elements added to the core portion is erbium, it is easy to manufacture an optical fiber by applying a conventional erbium-doped optical fiber manufacturing technique.
[0103]
Furthermore, in the present invention, according to the configuration in which the absorption coefficient of erbium at the wavelength of 1530 nm is 12 dB / m or more, the absorption coefficient of erbium near the wavelength of 1530 nm can be increased and nonlinear phenomena can be suppressed. An optical fiber suitable for use can be reliably realized.
[0104]
Furthermore, in the present invention, the cutoff wavelength is 850 nm or more and 1500 nm or less, and those having no zero dispersion wavelength in the signal light wavelength band have a zero dispersion wavelength in the signal light wavelength band in a wide range of cutoff wavelength designs. Therefore, the generation of four-wave mixing can be suppressed in a wide range of cutoff wavelength designs.
[0105]
  Further, in the present invention, the relative refractive index difference of the first core portion is 1% or more and 2% or less, and the value obtained by dividing the diameter of the first core portion by the diameter of the second core portion is within 0.6, The value obtained by dividing the relative refractive index difference of the two core parts by the relative refractive index difference of the first core part is0.1Or the like, when the cut-off wavelength is in the range of 850 nm to 1500 nm, there can be no zero dispersion in the signal light wavelength band, and the limitation of the chromatic dispersion value for the determination of each parameter is reduced. The design freedom of the cut-off wavelength can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a refractive index profile and a cross-sectional configuration of a first embodiment of an optical fiber according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a refractive index profile of a second embodiment of an optical fiber according to the present invention.
FIG. 3 is a graph showing an example of a relationship between a refractive index profile of an optical fiber and an erbium absorption coefficient.
FIG. 4 is a graph showing another example of the relationship between the refractive index profile of an optical fiber and the erbium absorption coefficient.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a refractive index profile configuration of an optical fiber having an α-distributed refractive index profile.
FIG. 6 is a graph showing another example of the relationship between the refractive index profile of an optical fiber and the erbium absorption coefficient.
FIG. 7 is a graph showing another example of the relationship between the refractive index profile of an optical fiber and the erbium absorption coefficient.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a refractive index profile configuration (a) and a cross-sectional configuration (b) of an optical fiber having a step index type refractive index profile.
FIG. 9 is a graph showing the cut-off wavelength dependence of the chromatic dispersion value in the signal light of 1580 nm in the step index type and DSC type refractive index profiles.
FIG. 10 is a graph showing DSC profile parameter values in which the signal light of 1580 nm does not have a zero dispersion wavelength when the cutoff wavelength is in the range of 850 to 1500 nm.
[Explanation of symbols]
1 Core part
5 Clad part
11 First core part
12 Second core part

Claims

A first core portion; a second core portion provided on an outer peripheral side of the first core portion and having a refractive index smaller than that of the first core portion; and a second core provided on an outer peripheral side of the second core portion. A cladding portion having a refractive index smaller than that of the first core portion, and at least erbium is added to each of the first core portion and the second core portion, and a relative refractive index difference with respect to the cladding portion of the first core is 1%. The value obtained by dividing the diameter of the first core part by the diameter of the second core part is within 0.6 and the relative refractive index difference with respect to the cladding part of the second core part is the cladding part of the first core part. The value divided by the relative refractive index difference with respect to is within 0.1 , the diameter of the first core portion is 1.29 μm or more and 1.60 μm or less, the dispersion at a wavelength of 1580 nm is −15.4 ps / nm / km or less, and the wavelength Erbium absorption coefficient at 1530 nm is 12 dB / m or more An optical fiber, characterized in that the the.

The optical fiber according to claim 1, wherein the cutoff wavelength is 850 nm or more and 1500 nm or less and the signal light wavelength band does not have a zero dispersion wavelength.