JP5820377B2 - 低曲げ損失の光ファイバ - Google Patents

Description

関連出願の相互参照

本願は、内容が信頼に値し、参照することによってその全体が本願に援用される、２００９年９月１１日に出願した米国仮特許出願第６１／２４１，６３６号および「低曲げ損失の光ファイバ（Low Bend Loss Optical Fiber）」という発明の名称で２０１０年５月４日に出願した米国特許出願第１２／７７３，３５８号の利益および優先権を主張する。

本開示は、光ファイバに関し、さらに詳細には、１５５０ｎｍにおいて低い曲げ損失を有する単一モード光ファイバに関する。

低曲げ損失の光ファイバは、据え付け費用を軽減することができることから、家庭用のファイバとして魅力的である。曲げ損失を低減するため、フッ素をドープした環状またはランダムに分布した空隙を有するプロファイル設計が提案されている。しかしながら、曲げに強い（bend insensitive）ファイバを達成すると同時に、Ｇ.６５２に準拠した、または他のファイバ規格（ＭＦＤ、ケーブル・カットオフ、分散など）を満たすことは困難である。

本明細書では、
最大屈折率デルタパーセントΔ₁を含む中央のガラスコア領域と、
屈折率デルタパーセントΔ₂を含む、前記コアを取り囲む第１の内部環状領域と、
Δ₃を含む、前記内部環状領域を取り囲む屈折率低下環状領域と、
屈折率デルタパーセントΔ₄を含む、前記屈折率低下環状領域を取り囲む第３の環状領域と、
を備えた、
Δ_1MAX＞Δ₄＞Δ₂＞Δ₃である、単一モード光ファイバが開示される。屈折率低下領域はプロファイル体積Ｖ₃を含み、次式に等しい：

一部の実施の形態では_、Δ₄とΔ₂の差は０．０１より大きく、プロファイル体積｜Ｖ₃｜の大きさは、少なくとも６０％Δμｍ²である。ファイバは、１２６０ｎｍ未満のケーブル・カットオフ、および、直径１０ｍｍのマンドレルに巻き付けた場合に、０．２ｄＢ／ｔｕｒｎ未満、さらに好ましくは０．１ｄＢ／ｔｕｒｎ未満、さらになお好ましくは０．０７５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満、最も好ましくは０．０５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の、１５５０ｎｍにおける曲げ損失を示すことが好ましい。

一部の好ましい実施の形態では、ファイバ・コアの屈折率プロファイルは、ファイバが１３００〜１３２４ｎｍのゼロ分散波長、１３１０ｎｍにおける８．２〜９．５μｍのモード・フィールド径、および１２６０ｎｍ未満のケーブル・カットオフを示すように設計される。

光ファイバは、
最大屈折率デルタパーセントΔ₁を含む中央のガラスコア領域と、
屈折率デルタパーセントΔ₂を含む、前記コアを取り囲む第１の内部環状領域と、
Δ₃を含む、前記内部環状領域を取り囲む屈折率低下環状領域と、
屈折率デルタパーセントΔ₄を含む、前記屈折率低下環状領域を取り囲む第３の環状領域と、
を備え；
前記屈折率低下環状領域は、次式に等しいプロファイル体積Ｖ₃を有し：

ここで、
中央のガラスコア領域は、１３１０ｎｍにおいて８．２μｍを超えるモード・フィールド径を生じるのに十分な最大屈折率デルタパーセントΔ₁および半径ｒ₁を含み、
Δ₄とΔ₂の差の大きさおよび｜Ｖ₃｜の大きさは、両方とも、１２６０ｎｍ未満の２２ｍケーブル・カットオフ、および、直径１０ｍｍのマンドレルに巻き付けた場合に０．２ｄＢ／ｔｕｒｎ未満、さらに好ましくは０．１ｄＢ／ｔｕｒｎ未満、さらになお好ましくは０．０７５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満、最も好ましくは０．０５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の、１５５０ｎｍにおける曲げ損失を生じるのに十分に大きい。Δ₄とΔ₂の差の大きさは、好ましくは０．０１より大きく、さらに好ましくは０．０２より大きく、さらになお好ましくは０．０５を超える。一部の実施の形態ではΔ₄とΔ₂の差は０．０８より大きい。Δ₄とΔ₂の差は０．１未満が好ましい。一部の実施の形態では、Δ₄とΔ₂の差は０．０１より大きく、０．１未満であることが好ましい。一部の実施の形態ではΔ₄とΔ₂の差は０．０１より大きく、約０．０５未満であることが好ましい。屈折率低下環状領域は、｜Ｖ₃｜が少なくとも６０％Δμｍ²であるプロファイル体積Ｖ₃を有することが好ましく、約６５％Δμｍ²よりも大きいプロファイル体積Ｖ₃を有することがさらに好ましく、一部の事例では、約７０％Δμｍ²または８０％Δμｍ²を超える。一部の実施の形態では、屈折率低下環状領域は、｜Ｖ₃｜が約１２０％Δμｍ²未満、さらに好ましくは約１００％Δμｍ²未満になるように、体積Ｖ₃を特徴づける。

追加の特徴および利点は、後述する詳細な説明に記載され、一部には、その説明から当業者には容易に明白となり、あるいは、後述の詳細な説明ならびに添付の特許請求の範囲および図面を含めた本明細書に記載される実施の形態を実施することによって認識されるであろう。

当然ながら、前述の概要および後述する詳細な説明は単なる典型例であって、特許請求の範囲に記載の発明の性質および特徴を理解するための概観または枠組みを提供することが意図されていることが理解されるべきである。添付の図面は、さらなる理解を提供するために含まれ、本明細書に取り込まれ、その一部を構成する。図面は、１つ以上の実施の形態を例証し、その説明とともに、さまざまな実施の形態の原理および動作を説明する役割をする。

光ファイバの１つの典型的な実施の形態の典型的な屈折率プロファイルを示す図。

これから、添付の図面に例証される本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。可能な場合には、図面全体にわたり、同一または同様の部分の参照には、同一の参照番号が用いられる。

「屈折率プロファイル」とは、屈折率または相対屈折率と導波管ファイバの半径との関係である。

「相対屈折率パーセント」はΔ％＝１００×（ｎ_i ²−ｎ_c ²）／２ｎ_i ²と定義され、本明細書においてｎ_cは非ドープシリカの平均屈折率である。本明細書では、相対屈折率はΔで表わされ、その値は、他に特に規定がなければ「％」単位で与えられる。ある領域の屈折率が非ドープシリカの平均屈折率未満の場合には、その相対屈折率パーセントは負の値となり、屈折率低下領域または低下した屈折率を有すると称される。ある領域の屈折率がクラッディング領域の平均屈折率より大きい場合には、その相対屈折率パーセントは正の値となる。「アップドーパント」は、本明細書では、純粋なドープされていないＳｉＯ₂と比較して屈折率を上昇させる傾向を有するドーパントとみなされる。「ダウンドーパント」は、ここでは、純粋なドープされていないＳｉＯ₂と比較して屈折率を低下させる傾向を有するドーパントとみなされる。アップドーパントの例としては、ＧｅＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｐ₂Ｏ₅、ＴｉＯ_２、Ｃｌ、Ｂｒが挙げられる。ダウンドーパントの例としては、フッ素およびホウ素が挙げられる。

「波長分散」とは、本明細書では、他に特記されない限り、材料分散、導波管分散、および多モード分散を合計した、導波管ファイバの「分散」のことをいう。単一モード導波管ファイバの場合には、多モード分散はゼロである。分散勾配とは波長に関する分散の変化率である。

「α−プロファイル」または「アルファ・プロファイル」という用語は、「％」単位のΔ（ｒ）を用いて表わされる相対屈折率プロファイルのことをいい、ｒは、次式に従った半径であり：
Δ（ｒ）＝Δ（ｒ_o）（１−［｜ｒ−ｒ_o｜／（ｒ₁−ｒ_o）］^α）
ここで、ｒ_oはΔ（ｒ）が最大になる地点であり、ｒ₁はΔ（ｒ）％がゼロになる地点であり、ｒは範囲ｒ_i＜ｒ＜ｒ_f であり、Δは先に定義されており、ｒ_iはα−プロファイルの開始点であり、ｒ_fはα−プロファイルの終了点であり、αは実数の指数である。

モード・フィールド直径（ＭＦＤ）は、ピーターマンＩＩ法（Peterman II method）を用いて測定され、ここで、２ｗ＝ＭＦＤ、およびｗ²＝（２∫ｆ² ｒ ｄｒ／∫［ｄｆ／ｄｒ］² ｒ ｄｒ）、積分限界は０から∞である。

導波管ファイバの曲げ抵抗は、規定の試験条件下で減衰を誘起することによって評価することができ、例えば、６ｍｍ、１０ｍｍ、または２０ｍｍまたは同様の直径のマンドレルの周囲に１回巻き付けるなど（例えば 「直径１×１０ｍｍのマクロの曲げ損失」または「直径１×２０ｍｍのマクロの曲げ損失」）、例えば規定の直径のマンドレルの周りにファイバを配置または巻き付けて、巻き付け回（ｔｕｒｎ）あたりの減衰の増大を測定することによって評価される。

ファイバ・カットオフは、標準的な２ｍのファイバ・カットオフ試験、ＦＯＴＰ−８０（ＥＩＡ−ＴＩＡ−４５５−８０）によって測定され、「２ｍファイバ・カットオフ」または「測定カットオフ」としても知られる、「ファイバ・カットオフ波長」が与えられる。ＦＯＴＰ−８０標準試験は、制限量の曲げを利用して高次モードをストリッピングするか、またはファイバのスペクトル応答を多モードファイバに対して正規化することによって行われる。

ケーブル化カットオフ波長、または「ケーブル化カットオフ」とは、本明細書では、ＥＩＡ−４４５光ファイバ試験手順に記載される２２ｍケーブル化カットオフ試験を意味し、これは、ＥＩＡ−ＴＩＡ光ファイバ基準、すなわち、通常はＦＯＴＰとして知られる、米国電子工業会−電気通信工業会の光ファイバ基準の一部である。

最大屈折率デルタパーセントΔ₁を含む中央のガラスコア領域１を有する、典型的なファイバ１０の１つを図１に示す。第１の内部環状領域２は中央コア領域１を取り囲み、屈折率デルタパーセントΔ₂を含む。屈折率低下環状領域３は第１の内部環状領域２を取り囲み、Δ₃を含む。第３の環状領域４は屈折率低下環状領域３を取り囲み、屈折率デルタパーセントΔ₄を含む。好ましい実施の形態では、Δ₁＞Δ₄＞Δ₂＞Δ₃である。図１に示す実施の形態では、領域１、２、３、および４は、互いに直接隣接している。しかしながら、このことは必ずしも必要ではなく、代わりに追加のコアまたはクラッディング領域が採用されていてもよい。例えば、環状領域４を取り囲み、環状領域４よりも低い屈折率デルタパーセントΔ₅を含む外側のクラッディング領域が用いられていてもよい（図示せず）。

中央コア領域１は、該中央コア領域１の屈折率の最大傾斜を通る接線がゼロデルタ線と交差するところと定義される、外径ｒ₁を含む。コア領域１は、約０．３〜０．５の屈折率デルタパーセントΔ₁を示すことが好ましく、約０．３２〜０．４５であることがさらに好ましい。一部の実施の形態では、Δ₁は、０．３２〜０．４０であることが好ましい。コア半径ｒ₁は、３〜５μｍであることが好ましく、約３．５〜４．５μｍであることがさらに好ましい。中央コア領域１は、約１０〜１００のαを含むことが好ましい。

図１に示す実施の形態では、第１の環状領域２が中央コア領域１を取り囲み、かつ、内径ｒ₁および外径ｒ₂を含み_、ｒ₁は上記のように定義され、ｒ₂は、環状領域３の内側の屈折率部分の屈折率の最大傾斜を通る接線がゼロデルタ線と交わる地点と定義される。一部の事例では、領域２の屈折率は本質的にフラットである。他の事例では、勾配屈折率プロファイルが存在しうる。さらに他の事例では、プロファイル設計またはプロセスの小幅な変化の結果としての変動も存在しうる。一部の実施の形態では、第１の環状部分は、フッ素または酸化ゲルマニウムが実質的にアップドープされていないシリカを含む、すなわち、その領域がフッ素および酸化ゲルマニウムを実質的に含まないようにする。第１の環状領域２は、屈折率デルタパーセントΔ₂を含み、これは、次式を利用して計算される：

第１の内部環状領域は、好ましくは、約４〜１０μｍ、さらに好ましくは約５〜７μｍの幅を示す。内部環状領域２の半径ｒ₂に対するコア半径ｒ₁の比は、好ましくは約０．３５〜０．５５、さらに好ましくは約０．４０〜０．５０である。

屈折率低下環状領域３は内径ｒ₂および外径ｒ₃を有し、ｒ₃は屈折率低下環状領域３と第３の環状領域４との境界地点として定義され、ここで、相対屈折率の差異Δ（ｒ）の半径プロファイルの微分値ｄΔ（ｒ）／ｄｒ（「ｒ」は半径を表す）は最大である。屈折率低下環状領域３は、好ましくは、約−０．３から−１のデルタパーセントを含み、さらに好ましくは−０．３５から−０．７、最も好ましくは−０．４から−０．６のデルタパーセントを含む。

屈折率低下領域３は、次式に等しいプロファイル体積Ｖ₃を含み：

好ましくは、｜Ｖ₃｜が少なくとも６０％Δμｍ²であり、さらに好ましくは約６５％Δμｍ²よりも大きく、一部の事例では、約７０％Δμｍ²または８０％Δμｍ²より大きい。一部の事例では、｜Ｖ₃｜が１２０％Δμｍ²未満、さらに好ましくは１００％Δμｍ²未満になるように、屈折率低下環状領域のプロファイル体積Ｖ₃を維持することが望ましいであろう。屈折率低下環状領域３は、ｒ₂とｒ₃の間の、∫Δ（３）ｄｒ／（ｒ３−ｒ２）で計算される屈折率デルタパーセントΔ₃を含む。屈折率低下環状部分は、例えば、複数の空隙を含むガラス、または、フッ素、ホウ素またはそれらの混合物などのダウンドーパントをドープしたガラス、あるいは、これらのダウンドーパントの１種類以上をドープしたガラス、および、追加として、複数の空隙を含むガラスを含む。一部の好ましい実施の形態では、屈折率低下環状部分は、フッ素をドープしたシリカガラスからなる。クラッディングが空隙を含む場合、空隙は、一部の実施の形態では、屈折率低下環状部分内に非周期的に配置されうる。「非周期的に配置」とは、光ファイバの断面（縦軸に垂直な断面など）をとる場合に、非周期的に配置された空隙が、ファイバの一部（例えば低下屈折率の環状領域内）にわたって無作為にまたは非周期的に分散することを意味している。ファイバの長さに沿ってさまざまな地点で取った同様の断面により、ランダムに分布した断面の孔のパターンが明らかにされる、すなわち、さまざまな断面は、さまざまな孔のパターンを有し、ここで、空隙の分布および空隙の大きさは、厳密には一致しない。つまり、空隙または空間は、非周期的である、すなわち、それらはファイバ構造内に周期的に配置されない。これらの空隙は、光ファイバの長さに沿って（すなわち縦軸に平行に）広がる（伸びる）が、伝送ファイバの典型的な長さでは、ファイバの全長にわたっては延在しない。空隙は、２０メートル未満の距離で、さらに好ましくは１０メートル未満の距離、さらになお好ましくは５メートル未満の距離、一部の実施の形態では１メートル未満の距離で、ファイバの長さに沿って延在すると考えられる。本明細書に開示される光ファイバは、かなりの量のガスが圧密ガラスブランクに捕捉されるのに有効なプリフォームの圧密条件を利用する方法によって製造することができ、それによって、圧密ガラスの光ファイバ・プリフォームにおける空隙の形成を生じる。これらの空隙に対し除去対策をとるのではなく、得られたプリフォームを利用して空隙を含んだ光ファイバを形成する。本明細書では、孔の直径は、光ファイバをファイバの縦軸を横切る垂直な断面で観察する場合に、孔を定義するシリカの内表面に終点が配置されている、最長の線分である。

第３の環状領域４は屈折率低下環状領域３を取り囲み、第１の環状領域２の屈折率Δ₄よりも高い屈折率デルタパーセントΔ₄を含み、それによって、内部環状領域２に関して「アップドープされた」領域４を形成する。屈折率を高めるドーパントが領域４に含まれるという意味では、領域４がアップドープされることは重要ではないことに留意されたい。実際に、環状領域４における同種の「アップドープ」効果は、環状領域４に対して内部環状領域２をダウンドープすることによって達成されうる。第３の環状領域の内径ｒ₄は、高い屈折率（内部環状領域２の屈折率と比較して）が開始される地点として定義される。一部の実施の形態では、第３の環状領域４の高い屈折率領域は、ｒ₃がｒ₄と等しくなるように、屈折率低下環状領域３が終了する地点で開始されうる。一部の他の実施の形態では、第３の環状領域４（すなわち、第１の環状領域２よりも高い屈折率を有する領域）が開始される半径方向地点ｒ₄は、屈折率低下環状領域３の外径方向点ｒ₃とは間隔が空いていてもよい。ｉの屈折率体積は、ｒ₄の内径と第３の環状領域４の外半径との間で、∫Δ（４）ｄｒ／∫ ｄｒによって計算される。環状領域４は、第１の内部環状領域２よりも高い屈折率を含む。好ましくは、環状領域４の高い屈折率部分（第１の内部領域２と比較して）は、少なくとも、光ファイバを通じて伝送される屈折力が伝送される屈折力の９０％以上である地点に及び、さらに好ましくは光ファイバを通じて伝送される屈折力が伝送される屈折力の９５％以上である地点、最も好ましくは光ファイバを通じて伝送される屈折力が伝送される屈折力の９８％以上である地点にまで及ぶ。好ましい実施の形態では、「アップドープされた」第３の環状領域は、少なくとも、ファイバ内の光の大部分が、例えば、少なくとも半径方向約３０μｍの地点まで伝達される、外側の半径方向地点まで延在する。したがって、「アップドープされた」第３の環状領域４の内径Ｒ₄と半径方向距離３０μｍとの間で計算された体積として定義される、第３の環状領域４の体積Ｖ_4A は、次式のようになる：

Ｖ_4Aは、好ましくは５より大きく、さらに好ましくは７より大きく、一部の実施の形態では１０ ％Δμｍ²を超える。第３の環状領域４の体積Ｖ_4Aは、第３の環状領域４の体積Ｖ_4Bより小さくてもよく、ここで、本明細書で用いる体積Ｖ_4BはＲ₃から６２．５μｍ（すなわち、直径１２５μｍのファイバの外径）までとして計算される。一部の事例では、体積Ｖ_4Bは８０％Δμｍ²より大きくて差し支えなく、２００％Δμｍ²、または３００％Δμｍ²を超えていてもよい。

第３の環状領域４は、図１に示すように環状領域３とは間隔が空いているか、あるいは、環状領域４は、環状領域３に直接隣接していてもよい。環状領域４は光ファイバの最も外側の半径にまで及びうる。一部の実施の形態では、第３の環状領域のΔ₄は０．０１パーセントを超える。一部の実施の形態では、第３の環状領域の屈折率Δ₄は、内部環状領域２の屈折率と比較した場合に、０．０１パーセントを超える。一部の実施の形態では、第３の環状領域は、１０００重量ｐｐｍを超える量、さらに好ましくは１５００重量ｐｐｍを超える量、最も好ましくは２０００重量ｐｐｍ（０．２％）を超える量の塩素（Ｃｌ）を含む。

次の実施例によって、さまざまな実施の形態がさらに明らかにされる。本発明の精神および範囲から逸脱することなく、さまざまな変更およびバリエーションがなされうることは当業者にとって明白であろう。

下記表には、図１に示す屈折率を有するモデル化した実例１〜１８の特徴が記載されている。特に、各実施例について、中央コア領域１の屈折率デルタΔ₁、α₁、および外半径Ｒ₁；内部環状領域２の屈折率デルタΔ₂および外半径Ｒ₂および幅ｗ；第２の（屈折率低下）環状領域３の外半径Ｒ_3、屈折率デルタΔ₃および体積Ｖ₃；第３の環状領域４の屈折率デルタΔ₄、第３の環状領域４の内径Ｒ₄と半径方向距離３０μｍとの間で計算される体積Ｖ_4A、第３の環状領域４のＲ₄から６２．５μｍ（すなわちファイバの外径）との間で計算される体積Ｖ_4Bを以下に記載する。一部の実施の形態では、Ｒ₃はＲ₄と等しい。Ｒ₅はファイバの外半径である。ｎｍ単位での理論的カットオフ波長、１３１０ｎｍにおけるモード・フィールド径、１３１０ｎｍにおける実効面積、１３１０ｎｍにおける波長分散、１３１０ｎｍにおける分散勾配、１３１０ｎｍにおける減衰、１５５０ｎｍにおけるモード・フィールド径、１５５０ｎｍにおける実効面積、１５５０ｎｍにおける波長分散、１５５０ｎｍにおける分散勾配、１５５０ｎｍにおける減衰、および１５５０ｎｍにおける、単位ｄＢ／ｔｕｒｎでの１×１０ｍｍ直径で誘起される曲げ損失についても記載する。表１では、これらの特性がモデル化されている。

上に列記したファイバは、１１００ｎｍ未満のモデル化した理論的カットオフ波長を示している。これらのファイバはすべて、１２６０ｎｍ未満のケーブル（２２ｍ）・カットオフ波長を示すであろう。ＯＶＤ製造プロセスを用いて表２に記載のファイバを製造した。各ファイバはそれらの光ファイバ・プリフォームから１０ｍ／ｓの速度でドローされ、その上に標準的な１次的および２次的ウレタンアクリレートコーティングが塗布されている。その後、それらの特性を測定した。

上記表１および２並びに下記表３に見られるように、本明細書の実施例は、
屈折率デルタパーセントΔ₁を有する中央のガラスコア領域_、
屈折率デルタパーセントΔ₂を有する第１の内部環状領域_、
屈折率デルタパーセントΔ₃を有する屈折率低下環状領域、および
屈折率デルタパーセントΔ₄を有する第３の環状領域
を採用する典型的なファイバを例証しており、
ここで、
Δ₁＞Δ₄＞Δ₂＞Δ₃であり、Δ₄とΔ₂の差は０．０１以上であり、プロファイル体積｜Ｖ₃｜の絶対値は少なくとも６０％Δμｍ²である。これらのファイバは、１２６０ｎｍ未満のケーブル・カットオフ（１２６０ｎｍ未満のケーブル・カットオフ波長を示さなかった比較実施例２６を除く）および、直径１０ｍｍのマンドレルに巻き付けた場合に０．２ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の曲げ損失を示す。これらのファイバはまた、１３１０ｎｍにおける８．２〜９．５μｍのモード・フィールド径、１３００〜１３２４ｎｍのゼロ分散波長、１３１０ｎｍにおける８．２〜９．５μｍのモード・フィールド径、０．０９ｐｓ／ｎｍ²／ｋｍ未満の１３１０ｎｍにおける分散勾配、および、直径１０ｍｍのマンドレルに巻き付けた場合に、０．２ｄＢ／ｔｕｒｎ未満、さらに好ましくは０．１ｄＢ／ｔｕｒｎ未満、さらになお好ましくは０．０７５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満、最も好ましくは０．０５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の、１５５０ｎｍにおける曲げ損失を示す。これらのファイバはまた、直径１５ｍｍのマンドレルに巻き付けた場合に、０．０５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満、さらに好ましくは０．０３ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の１５５０ｎｍにおける曲げ損失を示し、直径２０ｍｍのマンドレルでは０．０３ｄＢ／ｔｕｒｎ未満、さらに好ましくは０．０１ｄＢ／ｔｕｒｎ未満、ならびに、直径３０ｍｍのマンドレルにおいて０．０１ｄＢ／ｔｕｒｎ未満、さらに好ましくは０．００５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の１５５０ｎｍにおける曲げ損失を示す。

下記表３記載の次の実施例がモデル化される。これらの例ではゼロ分散波長が報告されていないが、この波長は、すべての事例において、１３００〜１３２４ｎｍである。

実施例３９
図１に例証する同一の一般的な屈折率プロファイルを示す光ファイバを製造した。すなわち、ファイバは、＋０．３６％のΔ₁、Ｒ₁＝４．５μｍを有するステップ屈折率ＧｅＯ₂ドープシリカの中央コア領域１と、屈折率Δ₂＝０、Ｒ₂＝１０μｍを有する、非ドープシリカからなる第１の内部環状領域２と、Ｒ₃＝１３μｍの、約１０μｍ（半径）から開始して３μｍの半径方向幅（Ｒ₃−Ｒ₂）を有する、空隙（クリプトン・ガス）を含んだ０．６重量％のフッ素ドープシリカを含む、屈折率低下領域３を備える。第３の環状領域は、塩素をドープしたシリカガラス（ＯＶＤ堆積スートの圧密の間にＣｌ₂気相ドーピングによりドープ）から形成され、それによって、＋０．０２％のΔ₄、Ｒ₄＝６２．５μｍ、約１５％Δμｍ²のファイバの１３μｍにおける堀の外径から半径３０μｍまでのアップドープ体積Ｖ_4Aを有する、アップドープした外側クラッディング領域４を形成する。ファイバのＳＥＭ断面の端面は、約１２５μｍの外径を有する空隙を含まない純粋なシリカの外側クラッディングによって取り囲まれたクラッディング領域を含む１３μｍの外半径の空隙（環の厚さ約３μｍ）によって取り囲まれた外半径１０μｍの空隙のないクラッドに近い領域に取り囲まれた、半径約４．５μｍのＧｅＯ₂−ＳｉＯ₂コアを示した（半径寸法はすべて光ファイバの中心から測定した）。環状領域を含む空隙は、約６パーセントの領域面積パーセントの孔（１００重量パーセントＫr）を含み、その領域は、０．１７μｍの平均直径ならびに０．０３μｍの最小径および０．４５μｍの最大直径の孔を有し、ファイバ断面の孔の総数は約４００であった。全ファイバの空隙面積の割合（（孔の面積÷光ファイバ断面の総面積）×１００）は約０．１パーセントであった。このファイバは、そのプリフォームから１０ｍ／ｓの速度でドローされ、その上に標準的な１次的および２次的ウレタンアクリレートコーティングが塗布されている。このファイバの特性は次のとおりである：１５５０ｎｍにおける減衰０．２０４ｄＢ／ｋｍ；２２メートルカットオフ１２５０ｎｍ；１３１０ｎｍにおけるモード・フィールド径８．５１μｍ；直径１０ｍｍのマンドレルの１５５０ｎｍにおける曲げ損失０．００４ｄＢ／ｔｕｒｎ；直径１５ｍｍのマンドレルの１５５０ｎｍにおける曲げ損失０．００４ｄＢ／ｔｕｒｎ；直径２０ｍｍのマンドレルの１５５０ｎｍにおける曲げ損失０．０００ｄＢ／ｔｕｒｎ；直径３０ｍｍのマンドレルの１５５０ｎｍにおける曲げ損失０．０００ｄＢ／ｔｕｒｎ；ゼロ分散波長（λ０）１３１７ｎｍ；λ０における分散勾配０．０９０ｐｓ／ｎｍ²／ｋｍ。このファイバの特性は、Ｇ.６５２に準拠しており、卓越した曲げ損失を有することを示している。

実施例４０（比較例）
空隙を有するがオーバークラッドがアップドープされていない、実施例２７の光ファイバと同様のファイバを作製した。このファイバは、８．４１μｍの１３１０ｎｍにおけるＭＦＤ、１３５５ｎｍの２２ｍカットオフを有し、直径１０ｍｍのマンドレルの１５５０ｎｍにおける曲げ損失は０．０１５ｄＢ／ｔｕｒｎであり；直径１５ｍｍのマンドレルの１５５０ｎｍにおける曲げ損失０．００９ｄＢ／ｔｕｒｎ；直径２０ｍｍのマンドレルの１５５０ｎｍにおける曲げ損失０．０００ｄＢ／ｔｕｒｎ；直径３０ｍｍのマンドレルの１５５０ｎｍにおける曲げ損失０．０００ｄＢ／ｔｕｒｎであり；ゼロ分散波長（λ０）は１３１７ｎｍであり、λ０における分散勾配は０．０９０ｐｓ／ｎｍ²／ｋｍであった。このファイバは２２ｍカットオフのＧ．６５２基準を満たしていなかった。結果は、アップドープしたファイバ（実施例２７）が、同様のＭＦＤおよび曲げ性能を維持しつつ、１０５ｎｍの低カットオフを有していたことを示している。

当然ながら、前述の説明は単に典型例であって、特許請求の範囲に定義されるファイバの性質および特徴を理解するための概観の提供することが意図されていることが理解されるべきである。添付の図面は、好ましい実施の形態のさらなる理解を提供するために含まれ、本明細書に取り込まれ、その一部を構成する。図面は、その説明とともに、さまざまな特性および実施の形態を例証しており、原理および動作を説明する役割を担っている。添付の特許請求の範囲の精神または範囲から逸脱することなく、本明細書に記載される好ましい実施の形態へのさまざまな変更がなされうることが、当業者にとって明白になるであろう。

Claims (9)

1. 屈折率デルタパーセントΔ₁を含む中央のガラスコア領域と、
   屈折率デルタパーセントΔ₂を含む、前記コアを取り囲む第１の内部環状領域と、
   屈折率デルタパーセントΔ₃を含み、前記内部環状領域を取り囲み、内径ｒ_２、外径ｒ_３である屈折率低下環状領域と、
   屈折率デルタパーセントΔ₄を含む、前記屈折率低下環状領域を取り囲む第３の環状領域と、
   を備えた光ファイバであって、
   Δ₁＞Δ₄＞Δ₂＞Δ₃であり、
   Δ₄とΔ₂の差が０．０１より大きく、
   プロファイル体積Ｖ₃が、次に等しく：
   

   

   ここで、
   ｜Ｖ₃｜が少なくとも６０％Δμｍ²であり、
   前記第３の環状領域が、１０００ｐｐｍを超える量のＣｌを含み、
   前記ファイバが１２６０ｎｍ未満の２２ｍケーブル・カットオフを示す、
   光ファイバ。
2. 前記ファイバが、波長１５５０ｎｍにおいて、直径１０ｍｍのマンドレルに巻き付けた場合に、０．２ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の曲げ損失を示すことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
3. Δ₄とΔ₂の差が０．０５より大きいことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
4. 前記第３の環状領域４の体積Ｖ₄が、環状領域４の内径から、前記ファイバの中心線からの半径方向距離３０μｍにわたって計算される場合に、次に等しく：
   

   

   ５％Δμｍ²を超えることを特徴とする請求項１または２記載の光ファイバ。
5. 前記ファイバが、少なくとも７０％Δμｍ²のプロファイル体積｜Ｖ₃｜を含むことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
6. 前記ファイバが、直径１０ｍｍのマンドレルにおいて、０．１ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の１５５０ｎｍの波長における曲げ損失を示すことを特徴とする請求項５記載の光ファイバ。
7. 前記第３の環状領域が２０００ｐｐｍを超える量のＣｌを含むことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
8. 屈折率デルタパーセントΔ₁を含む中央のガラスコア領域と_、
   屈折率デルタパーセントΔ₂を含む、前記コアを取り囲む第１の内部環状領域と、
   屈折率デルタパーセントΔ₃を含み、前記内部環状領域を取り囲み、内径ｒ_２、外径ｒ_３である屈折率低下環状領域と、
   屈折率デルタパーセントΔ₄を含む、前記屈折率低下環状領域を取り囲む第３の環状領域と、
   を備えた光ファイバであって、
   前記屈折率低下環状領域が、次式に等しいプロファイル体積Ｖ₃を有し：
   

   

   ここで、
   Δ₁＞Δ₄＞Δ₂＞Δ₃であり、
   Δ₄とΔ₂の差が０．０１より大きく、
   ｜Ｖ₃｜が少なくとも６０％Δμｍ²であり、
   前記中央のガラスコア領域が、波長１３１０ｎｍにおいて、８．２μｍを超えるモード・フィールド径を生じるのに十分な屈折率デルタパーセントΔ₁および半径ｒ₁を含み、
   前記第３の環状領域が、１０００ｐｐｍを超える量のＣｌを含み、
   Δ₄とΔ₂の差の大きさおよび｜Ｖ₃｜の大きさが、両方とも、１２６０ｎｍ未満の２２ｍケーブル・カットオフおよび直径１０ｍｍのマンドレルにおける０．２ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の１５５０ｎｍ波長における曲げ損失を生じるのに十分に大きい
   ことを特徴とする、光ファイバ。
9. 波長１５５０ｎｍにおいて、直径１０ｍｍのマンドレルにおける０．１ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の曲げ損失をさらに含むことを特徴とする請求項８記載の光ファイバ。

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