JP5268358B2 - 低損失有効断面積拡大型光ファイバ - Google Patents

Description

本発明は有効断面積拡大型光ファイバに関する。

公知のファイバは特定のウインドウでの使用に適した光学特性を有する。例えば標準シングルモード伝送ファイバ（例えばコーニング社のＳＭＦ−２８（商標）光ファイバ）は、１３１０ｎｍ（またはその近辺）でゼロ分散波長を有している。このようなファイバは１３１０ｎｍウインドウで適切な作動をする。このような光ファイバが１５５０ｎｍで発揮する分散は、およそ１７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。コーニング社のＬＥＡＦ（登録商標）ファイバは１５００ｎｍ付近で平均ゼロ分散波長を有し、約１５５０ｎｍで約０．０８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの分散スロープを有する。

本明細書に開示されているのは、クラッドに囲まれた複数セグメントからなるコアを有する光導波路ファイバである。このコアは、中心線から径方向外方に延びる中央セグメントと、当該中央セグメントを囲む環状セグメントとからなる。中央セグメントは好ましくは正の相対屈折率分布を有し、環状セグメントは好ましくは負の相対屈折率分布を有する。この光ファイバは約１５５０ｎｍの波長で約８０μｍ²より大きい有効断面積を示し、約１５５０ｎｍの波長で０．０７ｐｓ／ｎｍ²／ｋｍより小さい分散スロープを示し、約１２９０ｎｍから約１３３０ｎｍの間のゼロ分散波長を示し、約１５５０ｎｍの波長で０．２０ｄＢ／ｋｍ（好ましくは０．１９ｄＢ／ｋｍ）未満の損失を示す。好ましくは分散は１５ｐｓ／ｎｍ-ｋｍより大きく、より好ましくは１５−２１ｐｓ／ｎｍ-ｋｍであり、さらに好ましくは１６−２０ｐｓ／ｎｍ-ｋｍである。

好ましくは中央セグメントはアルファ分布を有し、α１は好ましくは４未満であり、より好ましくは３未満であり、幾つかの好適実施例ではα１は１から３の間の値であり、別の好適実施例ではα１は１未満である。

幾つかの好適実施例では環状セグメントは中央セグメントに直接隣接するように中央セグメントを囲んでいる。他の好適実施例では、コアはさらに、中央セグメントと環状セグメントの間に中間環状セグメントを有する。この中間環状セグメントは中央セグメントに直接隣接するように中央セグメントを囲んでいる。環状セグメントは中間環状セグメントに直接隣接するように中間環状セグメントを囲んでいる。好ましくは、中間環状セグメントは０．０５％未満（より好ましくは０．０２％未満であり、さらに好ましくは０．００％に等しい）の最大絶対値｜Δ｜を有する相対屈折率分布を有する。

本発明の好適実施例では、光ファイバは１３８０ｎｍでの損失が０．１ｄＢ／ｋｍ（これは１３１０ｎｍでの損失より大きい）を超えない。好ましくは１３８０ｎｍでの損失は１３１０ｎｍでの損失より小さい。

好ましくは本明細書に開示された光ファイバは約１２６０ｎｍから約１６５０ｎｍの間の複数の動作波長ウインドウで適切な（好ましい）性能を示す。より好ましくは本明細書に開示された光ファイバは約１２６０ｎｍから約１６５０ｎｍの間の複数の波長で適切な（好ましい）性能を示す。好適実施例では、本明細書に開示された光ファイバは、少なくとも１３１０ｎｍウインドウと１５５０ｎｍウインドウで作動できるデュアルウインドウファイバである。

次に本発明の好適実施例の詳細な説明をする。好適実施例の幾つかは添付図面に示されている。

好適実施例の詳細な説明

上記した以外の本発明の特徴及び効果は下記の詳細な説明に記載されており、かかる特徴及び効果は当業者であれば下記の詳細な説明から理解できるか、あるいは、特許請求の範囲及び添付図面を参照しながら下記の詳細な説明に記載されたように発明を実施することにより理解できるであろう。

「屈折率分布」という用語は屈折率（または相対的屈折率）と導波路ファイバ半径の関係を意味する。

「相対屈折率パーセント」はΔ％＝１００ｘ（ｎ_i ²−ｎ_c ²）／２ｎ_i ²である。ｎ_iは特に説明がない限り、領域ｉにおける最大屈折率である。ｎ_cはクラッド領域の平均屈折率である。本明細書では、特に指定されない限り、相対屈折率はΔで表示され、その値は％単位で示される。ある領域の屈折率がクラッド領域の平均屈折率より低い場合、相対屈折率パーセントは負になり、凹み領域（depressed region）または凹み屈折率（depressed index）を有すると表現される。また、相対屈折率パーセントは、特に断りがない限り、相対屈折率が最も大きな負の値になったときに計算される。ある領域の屈折率がクラッド領域の平均屈折率より大きい場合、相対屈折率パーセントは正となり、当該領域は正の屈折率に上昇したと言える（あるいは、正の屈折率を有するようになったと言える）。本明細書において「アップドーパント（updopant）」という用語は、純粋なアンドープＳｉＯ₂に対して屈折率を上昇させる特性を有するドーパントを意味する。「ダウンドーパント（downdopant）」という用語は、純粋なアンドープＳｉＯ₂に対して屈折率を下降させる特性を有するドーパントを意味する。アップドーパントは、例えば、アップドーパントではない１つまたは複数の他のドーパントとともに存在するとき、負の相対屈折率を有する光ファイバの領域に存在する。同様に、アップドーパントではない１つまたは複数の他のドーパントは、例えば、正の相対屈折率を有する光ファイバの領域に存在する。ダウンドーパントは、例えば、ダウンドーパントではない１つまたは複数の他のドーパントとともに存在するとき、正の相対屈折率を有する光ファイバの領域に存在する。同様に、ダウンドーパントではない１つまたは複数の他のドーパントは、例えば、負の相対屈折率を有する光ファイバの領域に存在する。

本明細書では、導波路ファイバの「波長分散」は、特に断りがない限り、「分散」と称さ、材料分散と導波分散とモード間分散の合計を意味する。シングルモード導波路ファイバの場合、モード間分散はゼロである。ゼロ分散波長は、分散の値がゼロとなる波長のことである。分散スロープは波長に対する分散の変化速度（変化率）を意味する。

「有効断面積」は下記の式で表される。

Ａeff＝２π（∫ｆ²ｒdr）²／（∫ｆ⁴ｒdr）
ここで積分範囲は０から無限大（∞）までであり、ｆは波長内で伝搬する光に付随する電界の横方向成分である。本明細書で「有効断面積」は「Ａeff」と表され、特に断りがない限り、１５５０ｎｍの波長での光学的有効（実効）面積を意味する。

「α分布」は相対的屈折率分布を意味し、Δ（ｒ）で表され、単位は％である。ｒは半径である。Δ（ｒ）は下記の式で表される。

Δ（ｒ）＝Δ（ｒ₀）（１−（｜ｒ−ｒ₀｜／（ｒ₁−ｒ₀）^α）
ここで、ｒ₀はΔ（ｒ）が最大値となる点であり、ｒ₁はΔ（ｒ）％がゼロになる点であり、ｒはｒ_i ＜ｒ＜／ｒ_fであり、Δは上記したとおりのものであり、ｒ_iはα分布の初期点（始点）であり、ｒ_fはα分布の最終点であり、αは累乗の指数（実数）である。

モードフィールド直径（ＭＦＤ）はＰｅｔｅｒｍａｎＩＩメソードを用いて計測する。その際、２ｗ＝ＭＦＤであり、ｗ²＝（２∫ｆ²ｒdr／∫（df／dr）²）ｒdrであり、積分範囲は０から無限大までである。

導波路ファイバの曲げ抵抗（耐折曲げ性）は所定の試験条件下での誘発損失により計測される。

曲げ試験の１つのタイプは、ラテラル荷重マイクロベンドテストである。この所謂「ラテラル荷重」テストでは、所定長の導波路ファイバが２つのフラットなプレートの間に置かれる。＃７０ワイヤメッシュが上記プレートの１つに取り付けられる。所定長の導波路ファイバが上記プレート間に挟まれ、基準損失が計測される。このとき、上記プレート同士は３０ニュートンの力で押し付けられる。その後、７０ニュートンの力が上記プレートに加えられ、損失の増加がｄＢ／ｍ単位で計測される。この損失の増加が導波路のラテラル荷重損失である。

「ピンアレイ（pin array）」曲げ試験は導波路ファイバの相対抵抗を曲げと比較するために使用される。この試験を行うために、実質的に誘発曲げ損失が無い導波路ファイバの減衰損失を計測する。その後、導波路ファイバはピンアレイに巻かれ（織り込まれ）、損失が再度計測される。曲げにより誘発された損失は２つの計測された減衰値（損失値）の差である。ピンアレイは１列に並べられた１０個の円筒状のピンである。これらピンは平らな面の上に垂直方向に固定される。ピン同士の間隔（中心間距離）は５ｍｍである。ピンの直径は０．６７ｍｍである。試験の間、十分な張力が付与されて、導波路ファイバがピン表面の一部に一致するようにする。

あるモードにおける理論ファイバカットオフ波長（または「理論カットオフ波長」とも言う）は、それより高い波長では、導かれた光が当該モードを（で）伝搬できない波長を言う。数学的な定義はSingle Mode Fiber Optics（Jeunhomme）、pp.３９−４４、Marcel Dekker、New York、１９９０に記載されている。この文献では、理論ファイバカットオフ波長は、モード伝搬定数が外側クラッドにおいて平面波伝搬定数に等しくなる波長であると説明されている。この理論波長は無限長の完全に直線なファイバ（直径の変化はない）については正しい。

有効ファイバカットオフ波長は理論カットオフ波長より短い（低い）。なぜなら、曲げ及び／または機械的な圧力により誘発される損失があるからである。この場合、カットオフ波長はＬＰ１１モードまたはＬＰ０２モードの高い方を指す。ＬＰ１１及びＬＰ０２は一般に測定値では区別がつかないが、両者は分光計測値では明らかな段差となって現れる（即ち、計測されるカットオフ波長より長い波長ではそのモードでパワーが観測されない）。実際のファイバカットオフ波長は標準的な２ｍファイバカットオフ波長試験（ＦＯＴＰ−８０（ＥＩＡ−ＴＩＡ−４５５−８０））により計測することができる。この試験により「ファイバカットオフ波長」を得る。このカットオフ波長は、２メートルファイバカットオフ波長としても知られており、「計測（された）カットオフ波長」とも呼ばれる。ＦＯＴＰ−８０標準試験は制御された量の曲げを利用して高次モードを取り除くことにより行われるか、あるいは、ファイバの分光反応をマルチモードファイバの分光反応に標準化することにより行われる。

ケーブルにした場合のカットオフ（cabled cutoff）波長は計測ファイバカットオフ波長よりかなり低い。なぜなら、ケーブル環境に存在する曲げ及び機械的圧力のレベルが高いからである。実際のケーブル（化）条件は、ＥＩＡ−４４５光ファイバ試験手順に説明されているケーブル状態カットオフ波長試験により近似することができる。これはＥＩＡ−ＴＩＡ光ファイバ規格（Electronics Industry Alliance−Telecommunications Industry Association Fiber Optics Standards）の一部である。これは、より一般的にはＦＯＴＰ光ファイバ規格として知られている。ケーブル状態カットオフ波長計測はＥＩＡ−４４５−１７０伝送パワーによるシングルモードファイバのケーブル状態カットオフ波長（あるいはＦＯＴＰ−１７０）に説明されている。

本明細書においては特に断らない限り、光学特性（例えば、分散や分散スロープ）はＬＰ０１モードにおけるものである。

導波路ファイバ遠隔通信リンク（単にリンクと呼ぶこともある）は、光信号の送信機、光信号の受信機及び所定長の１つまたは複数の導波路ファイバからなる。導波路光ファイバの両端は送信機と受信機に光学的に接続される。導波路ファイバは送信機と受信機の間で光信号を伝搬する。上記所定長の導波路ファイバは複数の短いファイバから構成されてもよい。これら短いファイバは端部同士でスプライス接続されるか繋ぎ合わされ、直線状にされる。リンクは別の光学部品（例えば、光学アンプ、光減衰器、光アイソレータ、光学スイッチ、光学フィルタ、マルチプレクサ、ディマルチプレクサ）を有してもよい。相互接続されたリンク群は、遠隔通信システムと呼ばれることもある。

所定スパンの光ファイバとは、本明細書では、所定長の光ファイバまたは直線状に融着された複数の光ファイバを含む。この光ファイバは光学装置同士の間に延びる（例えば、２つの光学アンプの間をつないだり、マルチプレクサと光学アンプをつなぐ）。所定スパンの光ファイバは、例えば、１つまたは複数の本発明の光ファイバ（片）からなる。また、所定スパンの光ファイバは、１つまたは複数の他の光ファイバ（例えば、所望のシステム機能・性能や特性（例えば、スパンの端部での残余分散）を達成するように選択された光ファイバ）をさらに有してもよい。

種々の波長帯域（または動作波長範囲、または波長ウインドウ）は次のように定義することができる。「１３１０ｎｍバンド」は１２６０−１３６０ｎｍであり、「Ｅバンド」は１３６０−１４６０ｎｍであり、「Ｓバンド」は１４６０−１５３０ｎｍであり、「Ｃバンド」は１５３０−１５６５ｎｍであり、「Ｌバンド」は１５６５−１６２５ｎｍであり、「Ｕバンド」は１６２５−１６７５ｎｍである。

本明細書に開示された光ファイバはコアとクラッド層（またはクラッド）からなる。クラッドはコアを囲み、コアに直接隣接する。クラッドの屈折率分布はΔ_CLAD（ｒ）である。好ましくはクラッドの全域においてΔ_CLAD（ｒ）＝０である。コアの屈折率分布はΔ_CORE（ｒ）である。コアは複数のコアセグメントからなり、各コアセグメントは独自の屈折率分布を有している。

好ましくは中央セグメントは、ゲルマニウムでドープされたシリカ（即ち、ゲルマニウムドープシリカ）からなる。本発明では、所望の屈折率及び密度を得るために、ゲルマニウム以外のドーパント（単独あるいは組み合わせ）を光ファイバのコアに使用してもよい（特に中心線において、あるいはその近辺で使用してもよい）。

好ましくは本明細書の光ファイバの屈折率分布は中心線から環状部の内径（中間環状部がない実施例ではＲ１。中間環状部がある実施例では環状部の内径はＲ２）まで負ではない。好適実施例では光ファイバは中央部（中央セグメント）に屈折率降下ドーパントを含まない。

第１実施例グループでは、光導波路ファイバ１００は、好ましくは、中心線から中央セグメント外径Ｒ１まで径方向外方に延びる中央セグメント２０を有する。中央セグメント２０の相対屈折率分布はΔ₁（ｒ）であり、単位は％であり、その最大相対屈折率％はΔ_1MAXである。光導波路ファイバ１００は、また、中央セグメント２０を囲む中間環状セグメント３０を有する。中間環状セグメント３０は中央セグメント２０に直接隣接している。中間環状セグメント３０は中間環状セグメント外径Ｒ２まで径方向外方に延びる。中間環状セグメント３０はその中間点Ｒ_2MIDで幅Ｗ２を有する。中間環状セグメント３０の相対屈折率分布はΔ₂（ｒ）であり、単位は％であり、その相対屈折率％の最大絶対値は｜Δ_2MAX｜である。光導波路ファイバ１００は、さらに、中間環状セグメント３０を囲む環状セグメント５０を有する。好ましくは環状セグメント５０は中間環状セグメント３０に直接隣接している。環状セグメント５０はＲ２から環状セグメント外径Ｒ３まで径方向外方に延びる。環状セグメント５０はその中間点Ｒ_3MIDで幅Ｗ３を有する。環状セグメント５０の相対屈折率分布はΔ₃（ｒ）であり、単位は％である。この相対屈折率％の最小値はΔ_3MINであり、Δ_1MAX＞０＞Δ_3MINとなる。光導波路ファイバ１００は、さらに、環状セグメント５０を囲む外側環状クラッド２００を有する。好ましくは外側環状クラッド２００は環状セグメント５０に直接隣接している。外側環状クラッド２００の相対屈折率％はΔ_CLAD（ｒ）であり、単位は％である。Ｒ１はライン２１の水平Δ（ｒ）＝０％軸との交点に位置する。ライン２１は中央セグメントの１／４ピーク（Δ_1MAX／４）に対応するΔ₁（ｒ）上の点の接線である。１／４ピークは半径Ｒ_1QHに位置する。Ｒ２は環状セグメントの内側１／２ピーク（Δ_3MAX／２）に対応するΔ₃（ｒ）上の点の接線の水平Δ（ｒ）＝０％軸との交点に位置する。内側１／２ピークは半径Ｒ_3HHIに位置する。第１実施例グループでは、中間環状セグメント３０はＲ₁から始まりＲ₂で終わる。環状セグメント５０はＲ₂から始まりＲ₃で終わる。Ｒ₃は環状セグメントの外側１／２ピーク（Δ_3MIN／２）に対応するΔ₃（ｒ）上の点の接線の水平Δ（ｒ）＝０％軸との交点に位置する。外側１／２ピークは半径Ｒ_3HHOに位置する。環状セグメントの１／２ピーク幅はＨＨＰＷ３であり、Δ_3HHO−Δ_3HHIとなる。環状セグメントの１／２ピーク幅の中間はＲ_3HHMIDであり、（Ｒ_3HHI＋Ｒ_3HHO）／２となる。環状セグメントの幅Ｗ３はＲ₃−Ｒ₂であり、その中間点Ｒ_3MIDは（Ｒ₂＋Ｒ₃）／２となる。好ましくは中央セグメントの半径方向幅の９０％以上が正の相対屈折率であり、より好ましくはΔ₁（ｒ）は０からＲ₁までの全半径において正である。中間環状セグメントの半径方向幅の９０％以上において（より好ましくはＲ₁からＲ₂までの全半径範囲において）、好ましくは｜Δ_2MAX｜＜０．０５％であり、より好ましくは｜Δ_2MAX｜＜０．２５％であり、さらに好ましくは｜Δ_2MAX｜＝０．０％である。好ましくは環状セグメントの半径方向幅の９０％以上は負の相対屈折率を有し、より好ましくはΔ₃（ｒ）はＲ₁からＲ₃の全ての半径において負である。好ましくはΔ_CLAD（ｒ）はＲ₃からクラッド２００の最外半径（即ち、光ファイバのシリカ系部分（コーティング部は除く）の最外直径）までの全ての半径においてゼロである。コアは半径ｒ_COREで終わり、クラッドは半径ｒ_COREから始まる。好ましくはＲ_CORE＝Ｒ₃である。

第２実施例グループでは、光導波路ファイバ１００は好ましくは、中心線から中央セグメント外径Ｒ₁まで径方向外方に延びる中央セグメント２０を有する。中央セグメント２０の相対屈折率分布はΔ₁（ｒ）であり、単位は％である。その最大相対屈折率％はΔ_1MAXである。光導波路ファイバ１００は、また、中央セグメント２０を囲む第１環状セグメント（またはモート：moat）３０を有する。第１環状セグメント３０は中央セグメント２０に直接隣接している。第１環状セグメント３０は第１環状セグメント外径Ｒ₂まで径方向外方に延びる。第１環状セグメント３０はその中間点Ｒ_2MIDで幅Ｗ₂を有する。第１環状セグメント３０の相対屈折率％はΔ₂％（ｒ）であり、負ではない。その最小相対屈折率％はΔ_2MINである。Δ₂％（ｒ）＞０である。光導波路ファイバ１００は、さらに、中央セグメント２０を囲む環状セグメント５０を有する。好ましくは環状セグメント５０は中央セグメント２０に直接隣接している。環状セグメント５０はＲ₁から環状セグメント外径Ｒ₃まで径方向外方に延びる。環状セグメント５０はその中間点Ｒ_3MIDで幅Ｗ₃を有する。環状セグメント５０の相対屈折率分布はΔ₃（ｒ）であり、単位は％である。この相対屈折率％の最小値はΔ_3MINであり、Δ_1MAX＞０＞Δ_3MINとなる。光導波路ファイバ１００は、さらに、環状セグメント５０を囲む外側環状クラッド２００を有する。好ましくは外側環状クラッド２００は環状セグメント５０に直接隣接している。外側環状クラッド２００の相対屈折率％はΔ_CLAD（ｒ）であり、単位は％である。Ｒ１はライン２１の水平Δ（ｒ）＝０％軸との交点に位置する。ライン２１は中央セグメントの１／４ピーク（Δ_1MAX／４）に対応するΔ₁（ｒ）上の点の接線である。１／４ピークは半径Ｒ_1QHに位置する。環状セグメント５０はＲ₂から始まる。第２実施例グループでは、Ｒ₂＝Ｒ₁である。Ｒ₃は環状セグメントの外側１／２ピーク（Δ_3MIN／２）に対応するΔ₃（ｒ）上の点の接線の水平Δ（ｒ）＝０％軸との交点に位置する。外側１／２ピークは半径Ｒ_3HHOに位置する。環状セグメントの内側１／２ピーク（Δ_3MIN／２）は半径Ｒ_3HHIに位置する。環状セグメントの１／２ピーク幅はＨＨＰＷ３であり、Δ_3HHO−Δ_3HHIとなる。環状セグメントの１／２ピーク幅の中間はＲ_3HHMIDであり、（Ｒ_3HHI＋Ｒ_3HHO）／２となる。環状セグメントの幅Ｗ３はＲ₃−Ｒ₂であり、その中間点Ｒ_3MIDは（Ｒ₂＋Ｒ₃）／２となる。好ましくは中央セグメントの半径方向幅の９０％以上が正の相対屈折率を有し、より好ましくはΔ₁（ｒ）は０からＲ₁までの全半径において正である。好ましくは環状セグメントの半径方向幅の９０％以上が負の相対屈折率を有し、より好ましくはΔ₃（ｒ）はＲ₁からＲ₃までの全半径において負である。好ましくはΔ_CLAD（ｒ）はＲ₃からクラッド２００の最外半径（即ち、光ファイバのシリカ系部分（コーティング部は除く）の最外直径）までの全ての半径においてゼロである。コアは半径ｒ_COREで終わり、クラッドは半径ｒ_COREから始まる。好ましくはＲ_CORE＝Ｒ₃である。

幾つかの実施例では、コアの中央セグメントは、所謂センターラインディップ（centerline dip）を有する相対屈折率分布を有する。センターラインディップは、例えば、１つまたは複数の光ファイバ製造技術により生成される。例えば、中央セグメントの屈折率分布は１μｍ未満の半径で局所的な最小値を有する。高い値の相対屈折率（コアセグメントにおける最大相対屈折率を含む）はｒ＝０μｍより大きい半径で現れる。しかしながら、本明細書において、屈折率分布におけるセンターラインディップは任意である。

第１好適実施例グループ
表１及び表２は第１好適実施例グループの例１−例６の特性を示している。図１は例１−例６に対応する屈折率分布を曲線１で示している。

第１実施例グループの光導波路ファイバ（例えば、例１−例６）は、中央セグメント２０と、中間環状セグメント３０と、環状セグメント５０からなる。好ましくは中央セグメントのΔ₁（ｒ）はα分布を有する。より好ましくは中央セグメントはα１が４未満でα分布を有し、さらに好ましくはα１が３未満でα分布を有し、さらに好ましくはα１が１−３でα分布を有し、幾つかの好適実施例ではα１が１．５−２．５でα分布を有する。

Δ_1MAXは０．３％より大きく、好ましくは０．３％−０．６％であり、より好ましくは０．３％−０．５％であり、さらに好ましくは０．３％−０．４％である。Ｒ₁は４−８μｍであり、好ましくは５−７μｍである。Ｒ₂は１０−１５μｍであり、好ましくは１１−１４μｍである。Ｗ₂は５−８μｍであり、好ましくは５．５−７．５μｍであり、より好ましくは６−７μｍである。Ｒ_2MIDは８−１１μｍであり、好ましくは８．５−１０．５μｍであり、より好ましくは９−１０μｍである。Δ_3MINは−０．０５％未満であり（即ち、絶対値は−０．０５％より大きく、負の値としては−０．０５％より小さい）、より好ましくは−０．０５％から−０．１５％の間であり、より好ましくは−０．０７から−０．１３%の間である。幾つかの好適実施例ではΔ_3MIN＝−０．１％である。Ｒ₃は１７−２２μｍであり、好ましくは１８−２１μｍである。Ｗ₃は６−９μｍであり、好ましくは６．５−８．５μｍであり、より好ましくは７−８μｍである。Ｒ_3MIDは１４−１９μｍであり、好ましくは１５−１８μｍであり、より好ましくは１５−１７μｍである。ＨＨＰＷ３は５−９μｍであり、より好ましくは６−８μｍである。

第１実施例グループでは、ラムダゼロ（ゼロ分散波長）は１３５０ｎｍ未満（好ましくは１２９０−１３５０ｎｍ、より好ましくは１２９０−１３３０ｎｍ）であり、１３１０ｎｍにおける分散は−５ｐｓ／ｎｍ-ｋｍから５ｐｓ／ｎｍ-ｋｍの間（幾つかの好適実施例では−３ｐｓ／ｎｍ-ｋｍから３ｐｓ／ｎｍ-ｋｍの間）である。また、１３１０ｎｍにおける分散スロープは０．１０ｐｓ／ｎｍ²-ｋｍ未満（好ましくは０．０９５ｐｓ／ｎｍ²-ｋｍ未満）であり、１３１０ｎｍにおける光学有効断面積は６０μｍ²（好ましくは６５μｍ²）より大きく、幾つかの好適実施例では６５μｍ²から８０μｍ²の間である。１３１０ｎｍにおけるＭＦＤは９μｍより大きく、幾つかの好適実施例では９μｍから１０μｍの間である。１３１０ｎｍにおける損失（減衰）は０.３５ｄＢ／ｋｍ未満（好ましくは０．３４ｄＢ／ｋｍ未満）である。１５５０ｎｍにおける分散は１５ｐｓ／ｎｍ-ｋｍより大きく（好ましくは１５−２１ｐｓ／ｎｍ-ｋｍ、より好ましくは１６−２０ｐｓ／ｎｍ-ｋｍ）、幾つかの好適実施例では１６−１９ｐｓ／ｎｍ-ｋｍである。１５５０ｎｍにおける分散スロープは０．０７ｐｓ／ｎｍ²-ｋｍ未満であり、幾つかの好適実施例では０．０６０−０．０７０ｐｓ／ｎｍ²-ｋｍである。１５５０ｎｍにおける光学的有効断面積は７５μｍ²（好ましくは８０μｍ²）より大きく、幾つかの好適実施例では８０−１００μｍ²である。１５５０ｎｍにおけるＭＦＤは１０μｍ（好ましくは１０．５μｍ）より大きく、幾つかの好適実施例では１０．５−１１．５μｍである。１５５０ｎｍにおける損失は０．２０ｄＢ／ｋｍ（好ましくは０．１９ｄＢ／ｋｍ）未満である。また、ケーブルカットオフ周波数は１５００ｎｍ未満（好ましくは１４００ｎｍ未満、より好ましくは１３００ｎｍ未満）であり、幾つかの好適実施例では１２８０−１３００ｎｍである。好ましくは１５５０ｎｍにおけるピンアレイ損失は２５ｄＢ未満（より好ましくは２０ｄＢ未満、さらに好ましくは１５ｄＢ未満）であり、幾つかの好適実施例では１０ｄＢ未満である。好ましくは１５５０ｎｍにおけるラテラル荷重損失は２ｄＢ／ｍ未満（より好ましくは１ｄＢ／ｍ未満）であり、幾つかの好適実施例では０．５ｄＢ／ｍ未満である。好ましくはファイバカットオフ波長は１５００ｎｍ未満であり、より好ましくは１４５０ｎｍ未満であり、幾つかの好適実施例では１３００−１４５０ｎｍである。

第２好適実施例グループ
表３及び表４は第２好適実施例グループの例７及び例８の特性を示している。図２は例７及び例８に対応する屈折率分布を曲線２Ａ及び２Ｂで示している。

第２実施例グループの光導波路ファイバ（例えば、例７及び例８）は、中央セグメント２０と、中間環状セグメント３０と、環状セグメント５０からなる。好ましくは中央セグメントのΔ₁（ｒ）はα分布を有する。より好ましくは中央セグメントはα１が４未満（さらに好ましくは３未満、さらに好ましくは１−３の間）でα分布を有し、幾つかの好適実施例ではα１が１．５−２．５でα分布を有する。

Δ_1MAXは０．３％より大きく、好ましくは０．３％−０．６％であり、より好ましくは０．３％−０．５％であり、さらに好ましくは０．３％−０．４％である。Ｒ₁は４−８μｍであり、好ましくは５−７．５μｍである。Ｒ₂は１０−１５μｍであり、好ましくは１２−１４μｍである。Ｗ₂は５−８μｍである。Ｒ_2MIDは８−１１μｍであり、好ましくは９−１０μｍである。Δ_3MINは−０．１５％未満であり、好ましくは−０．１５％から−０．４％の間であり、より好ましくは−０．１５から−０．３５%の間である。幾つかの好適実施例ではΔ_3MINは−０．２％以下で−０．３％以上である。Ｒ₃は１９−２７μｍであり、好ましくは２０−２６μｍである。Ｗ₃は６−１４μｍであり、好ましくは７−１３μｍである。Ｒ_3MIDは１５−２０μｍであり、好ましくは１６−１９μｍである。ＨＨＰＷ３は５−１３μｍであり、より好ましくは６−１２μｍである。

第２実施例グループでは、ラムダゼロ（ゼロ分散波長）が１３５０ｎｍ未満（好ましくは１２９０−１３５０ｎｍ、より好ましくは１２９０−１３３０ｎｍ）であり、幾つかの好適実施例では１３００−１３２０ｎｍである。１３１０ｎｍにおける分散は−５ｐｓ／ｎｍ-ｋｍから５ｐｓ／ｎｍ‐ｋｍの間（好ましくは−３ｐｓ／ｎｍ-ｋｍから３ｐｓ／ｎｍ-ｋｍの間、幾つかの好適実施例では−２ｐｓ／ｎｍ-ｋｍから２ｐｓ／ｎｍ-ｋｍの間）である。１３１０ｎｍにおける分散スロープは０．１０ｐｓ／ｎｍ²-ｋｍ未満（好ましくは０．０９５ｐｓ／ｎｍ²-ｋｍ未満）である。１３１０ｎｍにおける光学有効断面積は６０μｍ²（好ましくは６５μｍ²）より大きく、幾つかの好適実施例では８０μｍ²より大きく、他の好適実施例では６５μｍ²から９０μｍ²の間である。１３１０ｎｍにおけるＭＦＤは９μｍより大きく、幾つかの好適実施例では９μｍから１１μｍの間である。１３１０ｎｍにおける損失（減衰）は０.３５ｄＢ／ｋｍ未満（好ましくは０．３４ｄＢ／ｋｍ未満）である。１５５０ｎｍにおける分散は１５ｐｓ／ｎｍ-ｋｍより大きく（好ましくは１５−２１ｐｓ／ｎｍ-ｋｍ、より好ましくは１６−２０ｐｓ／ｎｍ-ｋｍ）、幾つかの好適実施例では１７−１９．５ｐｓ／ｎｍ-ｋｍである。１５５０ｎｍにおける分散スロープは０．０７ｐｓ／ｎｍ²-ｋｍ未満であり、幾つかの好適実施例では０．０６０−０．０７０ｐｓ／ｎｍ²-ｋｍである。１５５０ｎｍにおける光学的有効断面積は７５μｍ²（好ましくは８０μｍ²、さらに好ましくは８５μｍ²）より大きく、幾つかの好適実施例では８５−１１０μｍ²である。１５５０ｎｍにおけるＭＦＤは１０μｍ（好ましくは１０．５μｍ）より大きく、幾つかの好適実施例では１０．５−１２．５μｍである。１５５０ｎｍにおける損失は０．２０ｄＢ／ｋｍ（好ましくは０．１９ｄＢ／ｋｍ）未満である。幾つかの実施例では、ケーブルカットオフ周波数は１９００ｎｍ未満であり、他の実施例では１６００ｎｍ未満である。好ましくは１５５０ｎｍにおけるピンアレイ損失は２５ｄＢ未満（より好ましくは２０ｄＢ未満、さらに好ましくは１５ｄＢ未満）であり、幾つかの好適実施例では１０ｄＢ未満である。好ましくは１５５０ｎｍにおけるラテラル荷重損失は２ｄＢ／ｍ未満（より好ましくは１ｄＢ／ｍ未満）である。好ましくはファイバカットオフ波長は１８００ｎｍ未満であり、より好ましくは１７００ｎｍ未満である。

第３及び第４好適実施例グループ
第３好適実施例グループは表５及び表６の例９により示されており、図３においてその屈折率分布は曲線４により描かれている。第４好適実施例グループは表５及び表６の例１０により示されており、図３においてその屈折率分布は曲線５により描かれている。

第３実施例グループの光導波路ファイバ（例えば、例９）は、中央セグメント２０と、中間環状セグメント３０と、環状セグメント５０からなる。好ましくは中央セグメントのΔ₁（ｒ）はα分布を有する。より好ましくは中央セグメントは、α１が３未満（さらに好ましくは２未満、さらに好ましくは１−２の間）でα分布を有し、幾つかの好適実施例ではα１が１．４−１．８でα分布を有する。

Δ_1MAXは０．３％より大きく、好ましくは０．４％より大きく、より好ましくは０．４％−０．５％である。Ｒ₁は６−８μｍである。Ｒ₂は８−１０μｍである。Ｗ₂は１−３μｍである。Ｒ_2MIDは７−９μｍである。Δ_3MINは−０．１％未満であり、好ましくは−０．１％から−０．２％の間である。Ｒ₃は１１−１７μｍであり、好ましくは１３−１５μｍである。Ｗ₃は３−７μｍであり、好ましくは４−６μｍである。Ｒ_3MIDは１０−１３μｍであり、好ましくは１１−１２μｍである。ＨＨＰＷ３は４−６μｍである。
第３実施例グループでは、ラムダゼロ（ゼロ分散波長）が１３５０ｎｍ未満（好ましくは１２９０−１３５０ｎｍ、より好ましくは１２９０−１３３０ｎｍ）である。１３１０ｎｍにおける分散は−５ｐｓ／ｎｍ-ｋｍから５ｐｓ／ｎｍ‐ｋｍの間（好ましくは−３ｐｓ／ｎｍ-ｋｍから３ｐｓ／ｎｍ-ｋｍの間、幾つかの好適実施例では−２ｐｓ／ｎｍ-ｋｍから２ｐｓ／ｎｍ-ｋｍの間）である。１３１０ｎｍにおける分散スロープは０．１０ｐｓ／ｎｍ²-ｋｍ未満（好ましくは０．０９５ｐｓ／ｎｍ²-ｋｍ未満）である。１３１０ｎｍにおける光学有効断面積は６０μｍ²（好ましくは６５μｍ²）より大きい。１３１０ｎｍにおけるＭＦＤは９μｍより大きく、幾つかの好適実施例では９μｍから１１μｍの間である。１３１０ｎｍにおける損失（減衰）は０.３５ｄＢ／ｋｍ未満（好ましくは０．３４ｄＢ／ｋｍ未満）である。１５５０ｎｍにおける分散は１５ｐｓ／ｎｍ-ｋｍより大きく（好ましくは１５−２１ｐｓ／ｎｍ-ｋｍ、より好ましくは１６−２０ｐｓ／ｎｍ-ｋｍ）である。１５５０ｎｍにおける分散スロープは０．０７ｐｓ／ｎｍ²-ｋｍ未満であり、幾つかの好適実施例では０．０６０−０．０７０ｐｓ／ｎｍ²-ｋｍである。１５５０ｎｍにおける光学的有効断面積は７５μｍ²（好ましくは８０μｍ²）より大きく、幾つかの好適実施例では８５−９５μｍ²である。１５５０ｎｍにおけるＭＦＤは１０μｍより大きく、幾つかの好適実施例では１０−１１μｍである。１５５０ｎｍにおける損失は０．２０ｄＢ／ｋｍ（好ましくは０．１９ｄＢ／ｋｍ）未満である。幾つかの実施例では、ケーブルカットオフ周波数は１５００ｎｍ未満であり、他の実施例では１３００−１５００ｎｍである。好ましくは１５５０ｎｍにおけるピンアレイ損失は２５ｄＢ未満（より好ましくは２０ｄＢ未満、さらに好ましくは１５ｄＢ未満、さらに好ましくは１０ｄＢ未満）であり、幾つかの好適実施例では５ｄＢ未満である。好ましくは１５５０ｎｍにおけるラテラル荷重損失は２ｄＢ／ｍ未満（より好ましくは１ｄＢ／ｍ未満）である。好ましくはファイバカットオフ波長は１６５０ｎｍ未満であり、より好ましくは１５５０ｎｍ未満である。

第４実施例グループの光導波路ファイバ（例えば、例１０）は、中央セグメント２０と、中央セグメントを囲む環状セグメント５０からなる。環状セグメント５０は中央セグメント２０に直接隣接している。好ましくは中央セグメントのΔ₁（ｒ）はα分布を有する。より好ましくは中央セグメントは、α１が１未満（さらに好ましくは０．１−１の間で、さらに好ましくは０．２５−０．７５の間）でα分布を有し、幾つかの好適実施例ではα１が０．３−０．６でα分布を有する。

Δ_1MAXは０．４％より大きく、好ましくは０．５％より大きく、より好ましくは０．５％−０．６５％である。Ｒ₁は６−８μｍである。Ｒ₂は６−９μｍであり、好ましくは７−８μｍである。Ｗ₂は０である。なぜなら中間環状セグメントが無いからである。Δ_3MINは−０．１％未満であり、好ましくは−０．１％から−０．３％の間である。Ｒ₃は１２−１８μｍであり、好ましくは１４−１６μｍである。Ｗ₃は６−９μｍであり、好ましくは７−８μｍである。Ｒ_3MIDは１０−１２μｍであり、好ましくは１１−１２μｍである。ＨＨＰＷ３は６−８μｍである。

第４実施例グループでは、ラムダゼロ（ゼロ分散波長）が１３５０ｎｍ未満（好ましくは１２９０−１３５０ｎｍ、より好ましくは１２９０−１３３０ｎｍ）である。１３１０ｎｍにおける分散は−５ｐｓ／ｎｍ-ｋｍから５ｐｓ／ｎｍ-ｋｍの間（好ましくは−３ｐｓ／ｎｍ-ｋｍから３ｐｓ／ｎｍ-ｋｍの間、幾つかの好適実施例では−２ｐｓ／ｎｍ-ｋｍから２ｐｓ／ｎｍ-ｋｍの間）である。１３１０ｎｍにおける分散スロープは０．１０ｐｓ／ｎｍ²-ｋｍ未満である。１３１０ｎｍにおける光学有効断面積は６０μｍ²（好ましくは６５μｍ²）より大きい。１３１０ｎｍにおけるＭＦＤは９μｍより大きい。１３１０ｎｍにおける損失（減衰）は０.３５ｄＢ／ｋｍ未満（好ましくは０．３４ｄＢ／ｋｍ未満）である。１５５０ｎｍにおける分散は１５ｐｓ／ｎｍ-ｋｍより大きく（好ましくは１５−２１ｐｓ／ｎｍ-ｋｍ、より好ましくは１６−２０ｐｓ／ｎｍ-ｋｍ）である。１５５０ｎｍにおける分散スロープは０．０７ｐｓ／ｎｍ²-ｋｍ未満であり、幾つかの好適実施例では０．０６０−０．０７０ｐｓ／ｎｍ²-ｋｍである。１５５０ｎｍにおける光学的有効断面積は７５μｍ²（好ましくは８０μｍ²）より大きく、幾つかの好適実施例では８０−９５μｍ²である。１５５０ｎｍにおけるＭＦＤは１０μｍより大きく、幾つかの好適実施例では１０−１１μｍである。１５５０ｎｍにおける損失は０．２０ｄＢ／ｋｍ（好ましくは０．１９ｄＢ／ｋｍ）未満である。幾つかの実施例では、ケーブルカットオフ周波数は１５００ｎｍ未満であり、他の実施例では１３００−１５００ｎｍである。好ましくは１５５０ｎｍにおけるピンアレイ損失は２５ｄＢ未満（より好ましくは２０ｄＢ未満）である。好ましくは１５５０ｎｍにおけるラテラル荷重損失は２ｄＢ／ｍ未満（より好ましくは１ｄＢ／ｍ未満）である。好ましくはファイバカットオフ波長は１６５０ｎｍ未満であり、より好ましくは１５５０ｎｍ未満である。

本明細書に開示された光導波路ファイバは、中心線から半径Ｒ₁まで径方向外方に延びる中央セグメントを有する。中央セグメントは正の相対屈折率Δ₁（ｒ）を有し、その単位は％である。中央セグメントの最大相対屈折率％はΔ_1MAXであり、０．３％より大きい。光導波路ファイバは、また、中央コア領域を囲む環状セグメントを有する。環状セグメントは半径Ｒ₃まで延びる。環状セグメントは負の相対屈折率Δ₃（ｒ）を有し、その単位は％である。この相対屈折率％の最小値はΔ_3MINである。光導波路ファイバは、さらに、環状領域を囲む外側環状クラッドを有する。このクラッドの相対屈折率％はΔ_C（ｒ）であり、単位は％である。Δ_1MAX＞０＞Δ_3MINとなる。光ファイバの相対屈折率は、約１５５０ｎｍの波長で約７５μｍ²より大きな有効断面積を有するように、且つ、約１５５０ｎｍの波長で約０．０７ｐｓ／ｎｍ²／ｋｍより小さな分散スロープを有するように、且つ、１３５０ｎｍ未満のゼロ分散波長を有するように、且つ、約１５５０ｎｍの波長で０．２０ｄＢ／ｋｍ未満の損失を有するように、選択される。好ましくは、中央セグメントの最外径Ｒ₁は４−８μｍである。好ましくは環状セグメントの幅Ｗ₃は３−１４μｍであり、中間点Ｒ_3MIDは１０−２０μｍであり、最外径Ｒ₃は１１−２７μｍである。好ましくは光ファイバは、波長約１５５０ｎｍにおいて約１０μｍより大きいＭＦＤを有する。好ましくは光ファイバは、波長約１３１０ｎｍにおいて−５ｐｓ／ｎｍ-ｋｍから＋５ｐｓ／ｎｍ-ｋｍの分散を有し、波長約１３１０ｎｍにおいて０．１０ｐｓ／ｎｍ²-ｋｍ未満の分散スロープを有する。好ましくは光ファイバは、波長約１３１０ｎｍにおいて６０μｍ²より大きな有効断面積を有し、幾つかの好適実施例では波長約１３１０ｎｍにおいて８０μｍ²より大きな有効断面積を有する。好ましくは光ファイバは、波長約１３１０ｎｍにおいて０．３５ｄＢ／ｋｍ未満の損失（減衰）を有する。好ましくは光ファイバは、１５００ｎｍ未満のケーブルカットオフ波長を有する。好ましくは光ファイバのピンアレイ損失は２５ｄＢ未満である。

光ファイバの１つのグループでは、環状セグメントは中央セグメントに直接隣接している。

光ファイバの他のグループでは、光ファイバは、さらに、環状セグメントと中央セグメントの間に中間環状セグメントを有する。好ましくは、中間環状セグメントは中央セグメントを囲み、中央セグメントに直接隣接している。好ましくは、環状セグメントは中間環状セグメントを囲み、中間環状セグメントに直接当接している。好ましくは中間環状セグメントの最大相対屈折率はΔ_2MAXであり、｜Δ_2MAX｜＜０．０５％である。好ましくは、中間環状セグメントの幅Ｗ₂は１−８μｍであり、中間点Ｒ_2MIDは７−１１μｍであり、最外径Ｒ₂は６−１５μｍである。

好ましくは、外側環状クラッドは環状領域に直接当接している。

本明細書に開示された光ファイバ通信システムは、送信機、受信機、光ファイバ送信ラインからなる。光ファイバ送信ラインは、本明細書に開示されている光ファイバと、波長約１５５０ｎｍで負の分散を有する第２光ファイバとからなる。

本明細書に開示された光導波路ファイバは、中心線から半径Ｒ₁まで径方向外方に延びる中央セグメントを有する。中央セグメントは正の相対屈折率Δ₁（ｒ）を有し、その単位は％である。中央セグメントの最大相対屈折率％はΔ_1MAXであり、０．３％より大きい。光導波路ファイバは、また、中央セグメントを囲む中間環状セグメントを有する。中間環状セグメントは中央セグメントに直接隣接する。中間環状セグメントの最大相対屈折率はΔ_2MAXであり、｜Δ_2MAX｜＜０．０５％である。中間環状セグメントの幅Ｗ₂は１−８μｍであり、中間点Ｒ_2MIDは７−１１μｍであり、最外径Ｒ₂は６−１５μｍである。光導波路ファイバは、また、中間環状セグメントを囲む環状セグメントを有する。環状セグメントは中間環状セグメントに直接隣接する。環状セグメントは半径Ｒ₃まで延び、負の相対屈折率％（Δ₃（ｒ）％）を有する。その最小相対屈折率％はΔ_3MINである。光導波路ファイバ１００は、さらに、環状領域を囲む外側環状クラッドを有する。このクラッドの相対屈折率％はΔ_C（ｒ）であり、単位は％である。Δ_1MAX＞０＞Δ_3MINが成立する。光ファイバの相対屈折率は、約１５５０ｎｍの波長で約７５μｍ²より大きな有効断面積を有するように、且つ、約１５５０ｎｍの波長で約０．０７ｐｓ／ｎｍ²／ｋｍより小さな分散スロープを有するように、且つ、１３５０ｎｍ未満のゼロ分散波長を有するように、且つ、約１５５０ｎｍの波長で０．２０ｄＢ／ｋｍ未満の損失を有するように、選択される。

本明細書に開示された他の光導波路ファイバは、中心線から半径Ｒ₁まで径方向外方に延びる中央セグメントを有する。中央セグメントは正の相対屈折率分布Δ₁（ｒ）を有し、その単位は％である。中央セグメントの最大相対屈折率％はΔ_1MAXであり、０．５％より大きい。この光導波路ファイバは、また、中央セグメントを囲む環状セグメントを有する。環状セグメントは中央セグメントに直接隣接する。環状セグメントは半径Ｒ₃まで延び、負の相対屈折率％（Δ₃（ｒ）％）を有する。その最小相対屈折率％はΔ_3MINである。光導波路ファイバは、さらに、環状領域を囲む外側環状クラッドを有する。このクラッドの相対屈折率％はΔ_C（ｒ）であり、単位は％である。Δ_1MAX＞０＞Δ_3MINが成立する。光ファイバの相対屈折率は、約１５５０ｎｍの波長で約７５μｍ²より大きな有効断面積を有するように、且つ、約１５５０ｎｍの波長で約０．０７ｐｓ／ｎｍ²／ｋｍより小さな分散スロープを有するように、且つ、１３５０ｎｍ未満のゼロ分散波長を有するように、且つ、約１５５０ｎｍの波長で０．２０ｄＢ／ｋｍ未満の損失を有するように、選択される。

好ましくは本明細書に開示された光ファイバは１２６０ｎｍから１６５０ｎｍの波長範囲で光信号を伝送することができる。

好ましくは本明細書に開示されたファイバは蒸着プロセスにより形成される。より好ましくは、本明細書に開示されたファイバはＯＶＤ法（OVD process: outside vapor deposition process：外付け溶着法）により形成される。従って、例えば、公知のＯＶＤ法による層形成（laydown）、硬化及び線引き技術を利用して本発明の光導波路ファイバを製造することができる。その他の方法（例えば、ＭＣＶＤ（modified chemical deposition：内付け化学気相堆積）法、ＶＡＤ（vapor axial deposition：気相軸付）法、ＰＣＶＤ（plasma chemical vapor deposition：プラズマ活性型化学的気相堆積）法）も使用することができる。よって、本明細書に開示された光導波路ファイバの屈折率及び断面形状は、当業者に知られている製造技術（例えばＯＶＤ法、ＶＡＤ法、ＭＣＶＤ法。勿論、これらに限定されない）により得ることができる。

図４は本発明の光導波路ファイバ１００の概略図（正確な拡大比で描かれてはいない）である。このファイバ１００はコア１０１と外側環状クラッド（外側クラッド層、あるいは単に、クラッド層と称することもある）２００からなる。外側環状クラッド２００はコア１０１に直接隣接し、コア１０１を囲む。コア１０１は複数のセグメントを有する（図４には示されていない）。

好ましくはクラッドはゲルマニウムドーパントやフッ素ドーパントを含んでいない。より好ましくは本明細書に開示された光ファイバのクラッド２００は純粋なシリカ（あるいは、実質的に純粋なシリカ）である。クラッド層２００は例えば層形成プロセスの間、積層（蒸着）されるクラッド材料により作られるか、ジャッケトとして設けられる（例えばロッドインチューブ（rod-in-tube）のプリフォームのチューブのように）か、積層材料とジャケットの組み合わせにより形成される。クラッド層２００は１つまたは複数のドーパントを含んでもよい。クラッド層２００は第１（１次）コーティングＰと第２（２次）コーティングＳにより囲まれる。クラッド２００の屈折率は、本明細書において説明されているように相対屈折率％を計算する場合に使用される。

添付図面を参照すると、クラッド層２００は屈折率ｎ_cを有し、コア（Δ（ｒ）＝０％）を囲んでいる。

好ましくは本明細書に開示された光ファイバは、シリカを基材としたコアと、クラッドを有する。好適実施例では、クラッドの外側直径２^*Ｒmaxは約１２５μｍである。好ましくはクラッドの外側直径（外径）は光ファイバの全長にわたり一定である（直径値が不変）。好適実施例では、光ファイバの屈折率は半径方向において対称である。好ましくはコアの外側直径は光ファイバの全長にわたり一定である。好ましくは１つまたは複数のコーティングがクラッドを囲む。コーティングはクラッドに接触する。このコーティングは好ましくはアクリル酸塩等のポリマーコーティングである。好ましくはコーティングの断面は新円であり、ファイバの全長にわたり一定の直径値を有する。

図５に示されるように、本発明の光ファイバ１００は光ファイバ通信システム３３０において使用される。システム３３０は送信機３３４と受信機３３６を有する。光ファイバ１００は光信号を送信機３３４と受信機３３６の間で伝送することを可能にする。システム３３０は好ましくは２方向通信が可能である。図示された送信機３３４と受信機３３６は単なる例示である。システム３３０は好ましくは、所定長の光ファイバ（本発明の光ファイバ）を含むリンクを有する。システム３３０は１つまたは複数の光学装置を有してもよい。光学装置は１つまたは複数の所定長の光ファイバ（本発明の光ファイバ）に接続される。上記光学装置は、例えば、１つまたは複数の再生機（器）、アンプ、あるいは分散補正モジュールである。少なくとも１つの好適実施例では、本発明の光ファイバ通信システムは送信機と受信機からなり、送信機と受信機は、間に再生機を設けることなく光ファイバにより接続される。別の好適実施例では、本発明の光ファイバ通信システムは送信機と受信機からなり、送信機と受信機は、間にアンプを設けることなく光ファイバにより接続される。他の好適実施例では、本発明の光ファイバ通信システムは送信機と受信機からなり、送信機と受信機は、間にアンプ、再生機及びリピータを設けることなく光ファイバにより接続される。

好ましくは本明細書に開示されている光ファイバは低ＯＨ型であり、好ましくはＯＨ吸収ピークが低い。即ち、この光ファイバの損失曲線は、特定の波長領域（特にＥバンド）において比較的低いＯＨ吸収ピークを有する（あるいは、ピークを有さない）。

低ＯＨ吸収ピーク型光ファイバの製造方法は米国特許第６４７７３０５号、米国特許出願公開第２００２１０２０８３号及びＰＣＴ国際出願公開ＷＯ０１／４７８２２号に記載されている。

すす状のプリフォーム（スートプリフォーム）またはスート母材・スート体（soot body）が好ましくは移動流体混合物（少なくとも１つのガラス形成先駆体化合物を含む）の少なくとも幾つかの成分を酸化媒体内で化学的に反応させてシリカを基材とする反応生成物を作ることにより形成される。少なくともこの反応生成物の一部はサブストレート管（substrate）に供給され、多孔質のシリカ体を形成する。このシリカ体の少なくとも一部は、通常、酸素に結合した水素を含む。スート母材は例えばＯＶＤ法によりベイトロッド（bait rod）上にスートの層を堆積させることにより形成される。

サブストレート管、ベイトロッドまたは心材・マンドレル（mandrel）はガラス体（例えば中空または管状ハンドル）に挿入され、旋盤に取り付けられる。旋盤はマンドレルを回転させて、マンドレルをスート生成バーナーに近づけることができる。マンドレルが回転しならがバーナー方向に移動されると、シリカ系反応生成物（一般的はスートとして知られている）がマンドレルに供給される。シリカ系反応生成物の少なくとも一部がマンドレル及びハンドルの一部の上に堆積して堆積物（層）を形成する。

一旦所望量のスートがマンドレルに堆積する（積層される）と、スート堆積が終了され、マンドレルはスート体から取り外される。

マンドレルを取り外すと、スート体はスート体の軸方向を貫通する中心線穴を有する形状となる。好ましくはスート体は次行程装置のハンドルから吊り下げられて、硬化炉内に移動される。ハンドルから遠い方の中心線穴の端部は、好ましくは、スート体を硬化炉内に位置する前にボトムプラグ（bottom plug）に挿入される。好ましくはボトムプラグは摩擦嵌合によりスート体に対して所定の位置に保持される。ボトムプラグはさらに好ましくはテーパ加工されて、スート体への挿入を容易にし、且つ、少なくとも一時的な固定・取り付け（多少緩く）を可能にする。

スート体は好ましくは化学的に乾燥される。この乾燥は例えば、硬化炉内でスート体を塩素含有雰囲気に高温で晒すことにより行われる。塩素含有雰囲気は効果的に水分と他の不純物をスート体から除去する。水分と不純物が残ると、望まれない影響が、このスート体から作られる光導波路ファイバの特性に発生する。ＯＶＤ法で製造されたスート体では、塩素が十分にスートを通過して流れ、効果的に全プリフォーム（中心線穴を囲むセンターライン領域を含む）を乾燥する。

化学的乾燥工程の次に、炉の温度が所定値まで上昇される。所定値とは、スートブランク（soot blank）を硬化して焼結ガラスプリフォームにするのに十分な温度（好ましくは約１５００度Ｃ）である。中心線穴は硬化工程で閉じられる。よって、中心線穴には中心線穴を閉じる前に水素化合物により再度水分が入ることはない。好ましくはセンターライン領域は約１ｐｐｂ未満の重量平均ＯＨ含有量を有する。

水素化合物を含む雰囲気に中心線穴を晒すことは、硬化中に中心線穴を閉じることによってかなり減ずることができるか防止することができる。

上記したように、あるいはそれ以外の本明細書の記載において説明されているように、プラグは好ましくは、重量で約３１ｐｐｍ未満の水分を含むガラス体（例えば融解石英プラグ）か、好ましくは重量で５ｐｐｂ未満の水分を含むガラス体（例えば化学的に乾燥されたシリカプラグ）である。通常、このようなプラグは塩素を含む雰囲気内で乾燥されるが、他の化学乾燥材を含む雰囲気を使用してもよい。理想的には、ガラスプラグは重量で１ｐｐｂ未満の水分を有する。さらに、ガラスプラグは好ましくは薄い壁厚のプラグであり、その厚さは約２００μｍから約２ｍｍである。より好ましくは、少なくともトッププラグの一部の壁厚は約０．２ｍｍから約０．５ｍｍである。さらに好ましくは、長くなっている部分６６の壁厚は約０．３ｍｍから約０．４ｍｍである。壁厚が薄ければ、拡散・散乱（diffusion）を促進するが、使用時に壊れ易い。

よって、中心線穴がシールされた後、好ましくは不活性ガスが中心線穴から拡散され、中心線穴内にパッシブバキューム（passive vacuum）を形成する。薄い壁厚のガラスプラグにより、中心線穴からの不活性ガスの素早い拡散が促進される。プラグが薄くなるほど、拡散速度が速くなる。硬化されたガラスプリフォームは好ましくは所定温度に加熱される。所定温度とは、ガラスプリフォームを伸ばすのに十分な温度であり、好ましくは約１９５０度Ｃ（℃）から約２１００度Ｃである。この加熱により、プリフォームの直径が減少し、円筒状のガラス体（例えばコアケーン（core cane：細いガラス棒状のもの）または光ファイバ）が得られる。中心線穴はコラプスし、中実のセンターライン領域ができる。硬化中に封止中心線穴内に維持された負圧（減圧）は、通常、線引き工程（または再線引き工程）中に中心線穴を完全に閉じる（封止する）のに十分役立つ負圧である。従って、全体的にＯＨ含有量が低い光学的損失を達成できる。例えば１３８３ｎｍでの水分ピーク及びその他のＯＨ誘発水分ピーク（例えば９５０ｎｍまたは１２４０ｎｍでの水分ピーク）を低下させることができるか、実質的になくすことができる。

水分ピークが低いと、一般的には、減衰損失が低い。特に、約１３４０ｎｍから約１４７０ｎｍの間における伝送信号について、減衰損失が低い。さらに、水分ピークが低いと、光ファイバに光学的に接続されるポンプ発光装置（例えばラマンポンプやラマンアンプであり、１つまたは複数のポンプ周波数で作動する）のポンプ効率が上がる。好ましくは、ラマンアンプは、１つまたは複数の波長（所望の動作波長または波長域より約１００ｎｍ低い波長）においてポンプ動作を行う。例えば約１５５０ｎｍの波長で動作信号を運ぶ光ファイバは、約１４５０ｎｍのポンプ波長でラマンアンプによりポンピングされる。従って、約１４００ｎｍから約１５００ｎｍの波長域におけるファイバ損失が低いと、ポンプ減衰（損失）が減少し、ポンプ効率（例えばポンプパワーのｍＷに対するゲイン）が上がるという傾向になる。特に、約１４００ｎｍ近辺のポンプ波長において上記傾向がある。一般的に、ファイバにおけるＯＨ不純物が多い場合、水分ピークは幅方向と高さ方向に広がる。従って、小さな水分ピークにより、効率の良い作動について（それが作動信号波長に関してであっても、ポンプ波長による増幅に関してであっても）広い選択肢が得られることになる。よって、ＯＨ不純物を減少させると、例えば、約１２６０ｎｍと約１６５０ｎｍの間の波長において損失を減少することができる。特に１３８３ｎｍ水分ピーク領域において損失を減ずることができるので、より効率的なシステム動作をなすことができる。

本明細書に開示されたファイバは、特にＯＶＤ法により製造されたとき、低いＰＭＤ値を有する。光ファイバのスピニング（spinning）も、本発明のファイバのＰＭＤ値を下げることがある。

本明細書に開示された光ファイバの全ては、光信号伝送システムにおいて採用することができる。このシステムは好ましくは、送信機、受信機及び光伝送ラインからなる。光伝送ラインは、光学的に送信機と受信機に接続される。光伝送ラインは少なくとも１つの所定長の光ファイバを含む。この光ファイバは好ましくは本明細書に開示された光ファイバにより構成される。光伝送ラインはまた、第２光ファイバを有してもよい。第２光ファイバは例えば約１５５０ｎｍの波長で負の分散を有し、光伝送ラインの中で分散補償を行う。

図６は本発明の光ファイバ通信システム４００の他の実施例を概略的に示している。システム４００は送信機４３４と受信機４３６を有する。送信機と受信機は光伝送ライン４４０により光学的に接続されている。光伝送ライン４４０は、第１ファイバ（本明細書で説明された低損失大有効断面積の光ファイバ）４２２と第２光ファイバ（１５５０ｎｍでの分散が−７０ｐｓ／ｎｍ-ｋｍから−１５０ｐｓ／ｎｍ-ｋｍ）４４４からなる。好適実施例では、第２ファイバの相対的屈折率分布は次のようになる。即ち、中央コアセグメントは正の相対屈折率を有し、モート（moat）セグメントは負の相対屈折率を有し、リングセグメントは正の相対屈折率を有する。モートセグメントは中央セグメントを囲み、中央セグメントに接触している。リングセグメントはモートセグメントを囲み、モートセグメントに接触している。好ましくは第２光ファイバの中央セグメントの最大相対屈折率は１．６％から２％の間であり、モートセグメントの最小相対屈折率は−０．２５％から−０．４４％の間であり、リングセグメントの最大相対屈折率は０．２％から０．５％の間である。好ましくは第２光ファイバの中央セグメントの外径は１．５μｍから２μｍの間であり、モートセグメントの外径は４μｍから５μｍの間であり、リングセグメントの中間点は６μｍから７μｍの間で（に）ある。第２光ファイバの例は米国特許出願公開第２００３／００５３７８０号（公開日：２００３年３月２０日、出願番号：１０／１８４，３７７号）に記載されている（例えば図４と図６に示されている）。第１ファイバ４４２と第２ファイバ４４４は融着スプライスや光コネクタ等（図６の符号Ｘで示すもの）により光学的に接続されてもよい。好ましくは第１ファイバのカッパ（ｋ１）は第２ファイバのカッパ（ｋ２）と一致する。ｋ１／ｋ２は好ましくは０．８から１．２の間であり、より好ましくは０．９から１．１の間であり、さらに好ましくは０．９５から１．０５の間である。光伝送ライン４４０はさらに、１つまたは複数の部品や他の光ファイバを（例えば１つまたは複数のピッグテールファイバ４４５をファイバと部品の接合部に）備えてもよい。好適実施例では、第２光ファイバ４４４の少なくとも一部は分散補償モジュール４４６内に光学的に設けられる（位置する）。光伝送ライン４４０は、送信機４３４と受信機４３６の間で光信号の伝送を可能にする。好ましくは光伝送ラインの残余分散はファイバ１００ｋｍ当たり約５ｐｓ／ｎｍ未満である。

このシステムはさらに、光ファイバに光学的に接続された少なくとも１つのアンプ（例えばラマンアンプ）を有する。

このシステムは好ましくはさらに、光伝送ラインに光信号を移送できる複数のチャネルを相互接続するためのマルチプレクサを有する。少なくとも１つ（好ましくは少なくとも３つ、最も好ましくは少なくとも１０個）の光信号が約１２６０ｎｍから約１６２５ｎｍの波長において伝搬する。好ましくは少なくとも１つの信号が下記の波長領域（バンド）の１つまたは複数で伝搬する。即ち、１３１０ｎｍバンド、Ｅバンド、Ｓバンド、Ｃバンド、及びＬバンドのうちの１つまたは複数のバンドで伝搬する。

幾つかの好適実施例では、このシステムは低密度波長分割多重モードで作動できる。つまり、１つまたは複数の信号が下記の波長領域の少なくとも１つ（より好ましくは少なくとも２つ）において伝搬する。即ち、１３１０ｎｍバンド、Ｅバンド、Ｓバンド、Ｃバンド、及びＬバンドのうちの少なくとも１つ（または少なくとも２つ）のバンドで伝搬する。１つの好適実施例では、このシステムは１５３０ｎｍから１５６５ｎｍの間の１つまたは複数の波長で動作する。

１つの好適実施例では、このシステムは本発明の光ファイバを所定長で有する。所定長は、２０ｋｍ以下である。別の好適実施例では、このシステムは本発明の光ファイバを２０ｋｍより大きな長さで有する。さらに別の好適実施例では、このシステムは本発明の光ファイバを７０ｋｍを越える長さで有する。

１つの好適実施例では、このシステムは約１Gbit／ｓ以下で作動する。別の好適実施例では、このシステムは約２Gbit／ｓ以下で作動する。さらに別の好適実施例では、このシステムは約１０Gbit／ｓ以下で作動する。さらに別の好適実施例では、このシステムは約４０Gbit／ｓ以下で作動する。さらに別の好適実施例では、このシステムは約４０Gbit／ｓ以上で作動する。

１つの好適実施例では、このシステムは、光学系ソース（optical source）と、このソースに光学的に接続された本発明の光ファイバと、この光ファイバに光学的に接続された受信機（器）をする。受信機は光ファイバを伝送される光信号を受信する。光学系ソースは、３つの機能（ディザ処理機能、位相変調機能及び振幅変調機能）の１つ、２つまたは3つ（全て）を有する。光学系ソースにより光信号が生成され、この光信号が受信機により受信される。

上記の記載は本発明を例示的に説明しているだけである。上記の記載はクレームによって定義される本発明の性質や特徴を理解するための概要を提供しているにすぎない。添付図面は本発明の理解をより深めるために添付されている。図面の内容は本明細書の一部をなす。図面は本発明の幾つかの特徴と実施例を示しており、発明の詳細な説明と共に見ることにより、本発明の原理や作動の理解に供することができる。当業者であれば、特許請求の範囲により定義される本発明の精神及び範囲から離れることなく、本明細書に記載された本発明の好適実施例に色々な変更や変形をなすことができるであろう。

図１は本明細書に開示された第１の複数の好適な光導波路ファイバ（第１好適実施例グループ）の屈折率分布を示している。 図２は本明細書に開示された第２の複数の好適な光導波路ファイバ（第２好適実施例グループ）の屈折率分布を示している。 図３は本明細書に開示された第３及び第４の複数の好適な光導波路ファイバ（第３及び第４好適実施例グループ）の屈折率分布を示している。 図４は本明細書に開示された好適実施例の光導波路ファイバの概略断面図である。 図５は本明細書に開示された光ファイバを備える光ファイバ通信システムの概略図である。 図６は本明細書に開示された光ファイバ通信システムの他の実施例を概略的に示している。

Claims (11)

1. 光導波路ファイバであって、
   中心線から半径Ｒ₁まで半径方向外方に延びて、正の相対屈折率％（Δ₁（ｒ）％）を有し、最大相対屈折率％（Δ_1MAX）が０．３％より大きい中央セグメントと、
   中心コア領域を囲み、半径Ｒ₃まで延びて、負の相対屈折率％（Δ₃（ｒ）％）を有し、最小相対屈折率％（Δ_3MIN）を有する環状セグメントと、
   前記中央セグメントと前記環状セグメントの間に設けられ、前記中央セグメントを囲んで且つ前記中央セグメントに直接接触する中間環状セグメントと、
   環状領域を囲み、前記環状領域に直接接触し、相対屈折率％（Δ_C（ｒ）％）を有する外側環状クラッドとからなり、
   前記環状セグメントの幅Ｗ_３は３μｍから７μｍの間であり、前記中間環状セグメントの外径Ｒ_２は８μｍから１０μｍの間であり、前記相対屈折率％は前記外側環状クラッドの屈折率を基準とした値であり、
   Δ_1MAX＞０＞Δ_3MINであり、
   波長約１５５０ｎｍにおいて有効断面積が７５μｍ²より大きくなり、波長約１５５０ｎｍにおいて分散スロープが０．０７ｐｓ／ｎｍ²／ｋｍ未満となり、ゼロ分散波長が１２９０ｎｍから１３３０ｎｍの間にあり、波長約１５５０ｎｍにおいて損失が０．２０ｄB／ｋｍ未満となるように、光ファイバの相対屈折率が選択されることを特徴とする光導波路ファイバ。
2. 前記中間環状セグメントの相対屈折率分布Δ₂（ｒ）の最大絶対値が０．０５％未満である請求項１記載の光ファイバ。
3. 前記中間環状セグメントの中間点Ｒ_2MIDは７μｍから９μｍの間である請求項２記載の光ファイバ。
4. 前記中央セグメントの最外径Ｒ ₁ は６μｍから８μｍの間である請求項２記載の光ファイバ。
5. 前記中間環状セグメントの最大相対屈折率Δ _2MAX は｜Δ _2MAX ｜＜０．０５％である請求項１記載の光ファイバ。
6. 光導波路ファイバであって、
   中心線から半径Ｒ ₁ まで半径方向外方に延び、正の相対屈折率％（Δ ₁ （ｒ）％）を有し、最大相対屈折率％（Δ _1MAX ）が０．３％より大きい中央セグメントであって、Δ ₁ （ｒ）がα分布を有し、α１が３未満である中央セグメントと、
   中央コア領域を囲み、半径Ｒ ₃ まで延び、負の相対屈折率％（Δ ₃ （ｒ）％）を有し、最小相対屈折率（Δ _3MIN ）を有する環状セグメントと、
   前記中央セグメントと前記環状セグメントの間に設けられ、前記中央セグメントを囲み、前記中央セグメントに直接接触する中間環状セグメントと、
   環状領域を囲み、前記環状領域に直接接触し、相対屈折率％（Δ _C （ｒ）％）を有する外側環状クラッドとからなり、
   前記環状セグメントの幅Ｗ _３ は３μｍから７μｍの間であり、前記中間環状セグメントの外径Ｒ _２ は８μｍから１０μｍの間であり、ゼロ分散波長が１２９０ｎｍから１３３０ｎｍの間にあり、前記相対屈折率％は前記外側環状クラッドの屈折率を基準とした値であり、
   波長１５５０ｎｍにおいて分散が１６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍから２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの間となり且つ波長１５５０ｎｍにおいて損失が０．２０ｄＢ／ｋｍ未満となるように光ファイバの相対屈折率が選択され、
   Δ _1MAX ＞０＞Δ _3MIN であることを特徴とする光導波路ファイバ。
7. 前記中間環状セグメントの相対屈折率分布Δ ₂ （ｒ）の最大絶対値は０．０５％未満である請求項６記載の光ファイバ。
8. Δ _3MIN が−０．1％未満である請求項６記載の光ファイバ。
9. α１が２未満である請求項６記載の光ファイバ。
10. α１が１から２の間である請求項６記載の光ファイバ。
11. Δ _1MAX が０．４％から０．５％の間である請求項６記載の光ファイバ。

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