JPH035721B2 - - Google Patents
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- JPH035721B2 JPH035721B2 JP57212843A JP21284382A JPH035721B2 JP H035721 B2 JPH035721 B2 JP H035721B2 JP 57212843 A JP57212843 A JP 57212843A JP 21284382 A JP21284382 A JP 21284382A JP H035721 B2 JPH035721 B2 JP H035721B2
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/02214—Optical fibres with cladding with or without a coating tailored to obtain the desired dispersion, e.g. dispersion shifted, dispersion flattened
- G02B6/02219—Characterised by the wavelength dispersion properties in the silica low loss window around 1550 nm, i.e. S, C, L and U bands from 1460-1675 nm
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光エネルギを単一モードで伝送するた
めの光導波路フアイバに関する。
めの光導波路フアイバに関する。
単一モード光導波路フアイバは、波長1300nm
および1550nmにおける伝送損失がそれぞれ
0.5dB／Kmおよび0.2dB／Kmになるまでに発達し
てきた。これら光導波路フアイバの低損失特性お
よび広帯域幅特性は一般に単一モードフアイバに
よつて得られるが故に、これら光導波路フアイバ
は有能な長距離伝送線として魅力的なものであ
る。しかしながら、これら光導波路フアイバのき
わめて広帯域な特性は、HE11モードの全分散Dt
が動作波長においてゼロかまたはできうる限りゼ
ロに近くなるように理想的に設計された場合にの
み達成しうる。
および1550nmにおける伝送損失がそれぞれ
0.5dB／Kmおよび0.2dB／Kmになるまでに発達し
てきた。これら光導波路フアイバの低損失特性お
よび広帯域幅特性は一般に単一モードフアイバに
よつて得られるが故に、これら光導波路フアイバ
は有能な長距離伝送線として魅力的なものであ
る。しかしながら、これら光導波路フアイバのき
わめて広帯域な特性は、HE11モードの全分散Dt
が動作波長においてゼロかまたはできうる限りゼ
ロに近くなるように理想的に設計された場合にの
み達成しうる。
単一モード導波路における全文散は材料分散
Dnおよび導波路分散DWによつて支配される。与
えられたフアイバ組成における材料分散は波長の
関数として変化する。例えばシリカを高度に含有
するフアイバにおける波長対材料分散曲線は、
1280nmの波長において分散ゼロの点を通る。単
一モードフアイバは、材料分散曲線が分散ゼロの
点を通る波長より高いいかなる周波数範囲におい
ても、全分散がゼロを示すように設計しうる。こ
れは導波路分散を、低フアイバ損失および／また
は光源の利用度という点から選択されたある特定
の周波数における材料分散に釣合うようにし向け
ることにより達成しうる。コアの半径ａ、コアの
屈折率分布またはコア・クラツド間の相対屈折率
差△を変えることにより導波路分散をそのように
し向けることができる。ここで△は、n1をコアの
最大屈折率、n2をクラツド層の屈折率とすると
き、△＝（n2 1−n2 2）／2n2 1として定義される。ゼロ
分散の波長を求める技法は、サ ベルシステム
テクニカル ジヤーナル（The Bell System
Technical Journal）第60巻、５号、1981年５−
６月号、583〜593頁に記載されたユー・シー・ペ
イク（U.C.Paek）ほかによる「α乗分布を有す
る無分散単一モード光導波路」（Dispersionless
Single−Mode Light Guides With α Index
Profiles）と題する論文およびエレクトロニクス
レターズ（Electronics Letters）、第15巻、12
号、1979年６月７日、134〜135頁に記載されたエ
ル・ジー・コーエン（L.G.Cohen）ほかによる
「単一モードフアイバのゼロ色分散を1.5〜1.6μm
の低損失スペクトル範囲内に入れこむ方法」
（Tailoring Zero Chromatic Dispresion Into
The 1.5−1.6μm Low−Loss Spectral
Regionof Single−Mode Fibers）と題する論文
に示されている。
Dnおよび導波路分散DWによつて支配される。与
えられたフアイバ組成における材料分散は波長の
関数として変化する。例えばシリカを高度に含有
するフアイバにおける波長対材料分散曲線は、
1280nmの波長において分散ゼロの点を通る。単
一モードフアイバは、材料分散曲線が分散ゼロの
点を通る波長より高いいかなる周波数範囲におい
ても、全分散がゼロを示すように設計しうる。こ
れは導波路分散を、低フアイバ損失および／また
は光源の利用度という点から選択されたある特定
の周波数における材料分散に釣合うようにし向け
ることにより達成しうる。コアの半径ａ、コアの
屈折率分布またはコア・クラツド間の相対屈折率
差△を変えることにより導波路分散をそのように
し向けることができる。ここで△は、n1をコアの
最大屈折率、n2をクラツド層の屈折率とすると
き、△＝（n2 1−n2 2）／2n2 1として定義される。ゼロ
分散の波長を求める技法は、サ ベルシステム
テクニカル ジヤーナル（The Bell System
Technical Journal）第60巻、５号、1981年５−
６月号、583〜593頁に記載されたユー・シー・ペ
イク（U.C.Paek）ほかによる「α乗分布を有す
る無分散単一モード光導波路」（Dispersionless
Single−Mode Light Guides With α Index
Profiles）と題する論文およびエレクトロニクス
レターズ（Electronics Letters）、第15巻、12
号、1979年６月７日、134〜135頁に記載されたエ
ル・ジー・コーエン（L.G.Cohen）ほかによる
「単一モードフアイバのゼロ色分散を1.5〜1.6μm
の低損失スペクトル範囲内に入れこむ方法」
（Tailoring Zero Chromatic Dispresion Into
The 1.5−1.6μm Low−Loss Spectral
Regionof Single−Mode Fibers）と題する論文
に示されている。
上述のペイクほかおよびコーエンほかの論文中
に示されているのは、結局ゼロ分散周波数を求め
ることであるといえるが、しかしこれらは逆に他
のパラメータに影響を及ぼしている。最小の損失
を達成するためには、接合損失および微小屈曲損
失をそれぞれ決定するスポツト サイズ（Spot
Size）WpおよびWp／ａのようなパラメータを最
適化することが必要である。また、△が約0.3％
である段階状屈折率分布を有する単一モード導波
路に関する研究によつて、このような△の値は、
微小屈曲損失が関係する限りにおいて低過ぎる可
能性があることがわかつた。コアが段階状または
α乗屈折率分布を有し、△が約0.3％より大きい
値を有する従来の光フアイバにおいては、
1380nmにおいて最大となるOH吸収による損失
を減少させるために光源の波長が約1300nmに選
ばれた場合、ゼロ分散波長λ0をレーザー源の波長
にきわめて近づける、すなわち5nm以内に近づけ
るという要求を満足することは困難であつた。
に示されているのは、結局ゼロ分散周波数を求め
ることであるといえるが、しかしこれらは逆に他
のパラメータに影響を及ぼしている。最小の損失
を達成するためには、接合損失および微小屈曲損
失をそれぞれ決定するスポツト サイズ（Spot
Size）WpおよびWp／ａのようなパラメータを最
適化することが必要である。また、△が約0.3％
である段階状屈折率分布を有する単一モード導波
路に関する研究によつて、このような△の値は、
微小屈曲損失が関係する限りにおいて低過ぎる可
能性があることがわかつた。コアが段階状または
α乗屈折率分布を有し、△が約0.3％より大きい
値を有する従来の光フアイバにおいては、
1380nmにおいて最大となるOH吸収による損失
を減少させるために光源の波長が約1300nmに選
ばれた場合、ゼロ分散波長λ0をレーザー源の波長
にきわめて近づける、すなわち5nm以内に近づけ
るという要求を満足することは困難であつた。
ペイクほかの論文には、波長が長くなるにつれ
て、導波路の半径を小さくしなければならず、か
つより長い波長においては、材料分散の大部分を
導波路分散によつて補正しなければならないこと
が示されている。このことは、導波路が材料分散
ゼロにおいて動作するように設計された場合より
も、導波路のパラメータにおいて、より精密さが
要求されることを意味する。もし材料損失との釣
合いをとるために導波路の半径を小さくすれば、
微小屈曲損失が許容限界を超えてしまう。
て、導波路の半径を小さくしなければならず、か
つより長い波長においては、材料分散の大部分を
導波路分散によつて補正しなければならないこと
が示されている。このことは、導波路が材料分散
ゼロにおいて動作するように設計された場合より
も、導波路のパラメータにおいて、より精密さが
要求されることを意味する。もし材料損失との釣
合いをとるために導波路の半径を小さくすれば、
微小屈曲損失が許容限界を超えてしまう。
米国特許第3997241号公報に記載されているＷ
形導波路は、導波路分散を変えるために変えうる
附加的パラメータを提示している。この光フアイ
バは、比較的低い屈折率qn1を有する内側クラツ
ド層と中間的な屈折率pn1を有する外側クラツド
層とによつて被われた一様かつ比較的高い屈折率
n1を有するコアを備えている。このような設計は
VCを3.8327として算出される値にまで増大する結
果をもたらすので、従来の階段状屈折率分布を有
する光導波路フアイバに許容されているよりも大
きな半径を有するコアを通つて光が単一モードで
伝播されるのを可能にする。規格化された周波数
Ｖは次式であらわされる。
形導波路は、導波路分散を変えるために変えうる
附加的パラメータを提示している。この光フアイ
バは、比較的低い屈折率qn1を有する内側クラツ
ド層と中間的な屈折率pn1を有する外側クラツド
層とによつて被われた一様かつ比較的高い屈折率
n1を有するコアを備えている。このような設計は
VCを3.8327として算出される値にまで増大する結
果をもたらすので、従来の階段状屈折率分布を有
する光導波路フアイバに許容されているよりも大
きな半径を有するコアを通つて光が単一モードで
伝播されるのを可能にする。規格化された周波数
Ｖは次式であらわされる。
Ｖ＝2πa／λ√2 1−2 2
VCは周波数Ｖの単一モード遮断周波数をあら
わす。また、上述の米国特許第3997241号公報に
は屈曲損失を減少させた光導波路フアイバが示さ
れている。この光導波路フアイバによれば、全分
散を広い波長範囲に亘つてゼロまたはゼロに近い
値にすることが可能であるが、かかる広帯域動作
を得るために、中間層の屈折率qn1を比較的低く
しなければならず、また外側クラツド層の屈折率
pn1をコアの屈折率に比較的近接したものにしな
ければならない。前記米国特許公報では、（ｎ−
pn）／（ｎ−qn）を0.1より小にしなければなら
ないことを示している。このように小さい（ｎ−
pn）／（ｎ−qn）の値は、製造上の許容誤差を
きわどいものにし、１つの層の屈折率の僅かな変
化が導波路分散曲線の勾配に多大な影響を与え
る。この導波路分散曲線の勾配がその設計値から
変化すると、それに応じて低分散動作が可能な波
長範囲の幅が狭くなる。
わす。また、上述の米国特許第3997241号公報に
は屈曲損失を減少させた光導波路フアイバが示さ
れている。この光導波路フアイバによれば、全分
散を広い波長範囲に亘つてゼロまたはゼロに近い
値にすることが可能であるが、かかる広帯域動作
を得るために、中間層の屈折率qn1を比較的低く
しなければならず、また外側クラツド層の屈折率
pn1をコアの屈折率に比較的近接したものにしな
ければならない。前記米国特許公報では、（ｎ−
pn）／（ｎ−qn）を0.1より小にしなければなら
ないことを示している。このように小さい（ｎ−
pn）／（ｎ−qn）の値は、製造上の許容誤差を
きわどいものにし、１つの層の屈折率の僅かな変
化が導波路分散曲線の勾配に多大な影響を与え
る。この導波路分散曲線の勾配がその設計値から
変化すると、それに応じて低分散動作が可能な波
長範囲の幅が狭くなる。
前述の米国特許公報には、それ以下の周波数で
は単一モードの伝播が存在しないより低い規格化
された周波数V1′の値を有する光導波路フアイバ
が示されている。該公報の第２図に示されている
ように、単一モード伝播は、規格化された周波数
V1′とV2′との間で起生する。かくて、外側クラツ
ド層の屈折率pn1が（ｎ−pn）／（ｎ−qn）の好
ましに関係を満足するように高められるにつれ
て、単一モード動作を実現するＶの値の範囲が小
さくなり、製造上の許容誤差はさらに敏感とな
る。
は単一モードの伝播が存在しないより低い規格化
された周波数V1′の値を有する光導波路フアイバ
が示されている。該公報の第２図に示されている
ように、単一モード伝播は、規格化された周波数
V1′とV2′との間で起生する。かくて、外側クラツ
ド層の屈折率pn1が（ｎ−pn）／（ｎ−qn）の好
ましに関係を満足するように高められるにつれ
て、単一モード動作を実現するＶの値の範囲が小
さくなり、製造上の許容誤差はさらに敏感とな
る。
そこで本発明の１つの目的は、広い波長帯域に
おいて低い分散特性を有しかつ従来の光導波路フ
アイバにおける上述した制約を伴なわない単一モ
ード光導波路フアイバを提供することにある。
おいて低い分散特性を有しかつ従来の光導波路フ
アイバにおける上述した制約を伴なわない単一モ
ード光導波路フアイバを提供することにある。
本発明の他の目的は、比較的大径のコアを有し
かつ微小屈曲に基づく損失が比較的低い単一モー
ド光導波路フアイバを提供することにある。
かつ微小屈曲に基づく損失が比較的低い単一モー
ド光導波路フアイバを提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、最小のモード遮断
をも伴なうことなしに広い波長範囲に亘つて最低
の分散特性を有する単一モード光導波路フアイバ
を提供することにある。
をも伴なうことなしに広い波長範囲に亘つて最低
の分散特性を有する単一モード光導波路フアイバ
を提供することにある。
本発明による光導波路フアイバは、最大屈折率
n1を有する透光性材料よりなるコアと、屈折率n1
よりも低い屈折率n2を有してコアの外周面を被う
透光性材料よりなるクラツド層とをもつて構成さ
れている。本発明は、上記構成において、コアが
屈折率の低められた領域を有することを特徴とす
る。この屈折率の低められた領域の内側の半径は
ゼロより大きく、かつこの領域の外側の半径はコ
アの半径よりも小となされている。
n1を有する透光性材料よりなるコアと、屈折率n1
よりも低い屈折率n2を有してコアの外周面を被う
透光性材料よりなるクラツド層とをもつて構成さ
れている。本発明は、上記構成において、コアが
屈折率の低められた領域を有することを特徴とす
る。この屈折率の低められた領域の内側の半径は
ゼロより大きく、かつこの領域の外側の半径はコ
アの半径よりも小となされている。
以下図面を参照して本発明による光導波路フア
イバの実施例について説明しよう。
イバの実施例について説明しよう。
第１図は本発明による光導波路フアイバの断面
図を示し、コアは、低められた屈折率n3を有する
領域１４によつて隔離された内側領域１０および
外側領域１２を備えている。本発明の要件を満足
する種々の屈折率分布のうちの１つは第２図に示
されている。第２図において、コアの内側領域１
９ａおよび外側領域１９ｂの屈折率はともにn1で
ある。これら２つのコア領域１０および１２の屈
折率が等しいものであつても、それらは別個の組
成によつて形成しうる。コアは屈折率n2を有する
クラツド層１６により被われている。クラツド層
は実線２０で示されている屈折率の低められた部
分または破線２１で示されている屈折率の低めら
れない部分を有しうる。屈折率n3は線２２で示さ
れているようにn2より低いものとなしうるが、n2
と等しいかまたはn2より高いものともなしうる。
屈折率を低める効果は、光導波路フアイバの光エ
ネルギ伝播特性を修正して所望の波長・導波路分
散関係が得られることである。もしも（n1−
n2）／（n1−n3）の値が0.1のように小さいと上
述の効果は得られても製造上の許容誤差がきわど
いものとなる。このように、（n1−n2）／（n1−
n3）が0.1のように小さい場合、現時点で適用さ
れる製造工程および光導波路フアイバの組成をも
つてしては、光フアイバの物理的特性の僅かな変
化によつて導波路分散特性の多大な変化を生じる
欠点がある。しかしながらこの比（n1−n2）／
（n1−n3）が２ぐらいかそれより大きい場合には、
本発明による効果を奏することができない。した
がつて、（n1−n2）／（n1−n3）は２以下とされ
なければならない。
図を示し、コアは、低められた屈折率n3を有する
領域１４によつて隔離された内側領域１０および
外側領域１２を備えている。本発明の要件を満足
する種々の屈折率分布のうちの１つは第２図に示
されている。第２図において、コアの内側領域１
９ａおよび外側領域１９ｂの屈折率はともにn1で
ある。これら２つのコア領域１０および１２の屈
折率が等しいものであつても、それらは別個の組
成によつて形成しうる。コアは屈折率n2を有する
クラツド層１６により被われている。クラツド層
は実線２０で示されている屈折率の低められた部
分または破線２１で示されている屈折率の低めら
れない部分を有しうる。屈折率n3は線２２で示さ
れているようにn2より低いものとなしうるが、n2
と等しいかまたはn2より高いものともなしうる。
屈折率を低める効果は、光導波路フアイバの光エ
ネルギ伝播特性を修正して所望の波長・導波路分
散関係が得られることである。もしも（n1−
n2）／（n1−n3）の値が0.1のように小さいと上
述の効果は得られても製造上の許容誤差がきわど
いものとなる。このように、（n1−n2）／（n1−
n3）が0.1のように小さい場合、現時点で適用さ
れる製造工程および光導波路フアイバの組成をも
つてしては、光フアイバの物理的特性の僅かな変
化によつて導波路分散特性の多大な変化を生じる
欠点がある。しかしながらこの比（n1−n2）／
（n1−n3）が２ぐらいかそれより大きい場合には、
本発明による効果を奏することができない。した
がつて、（n1−n2）／（n1−n3）は２以下とされ
なければならない。
第２図に示されたコアの屈折率分布は階段状屈
折率分布であるが、α乗分布を含む他の形式の屈
折率分布も適用しうる。ここで「α乗分布」と
は、光導波路フアイバの軸線上における屈折率を
n0とするとき、コアの屈折率ｎ（ｒ）が式ｎ（ｒ）
＝n0〔１−△（ｒ／ａ）〓〕によつて決定されるも
のであることを意味する。第３図における曲線２
４はα＝２の場合のα乗分布をあらわす。クラツ
ド層の屈折率は、実線２６で示されているよう
に、コアの外縁と等しい値かまたは破線２８で示
されているようにコアの外縁より低いものとなし
うる。
折率分布であるが、α乗分布を含む他の形式の屈
折率分布も適用しうる。ここで「α乗分布」と
は、光導波路フアイバの軸線上における屈折率を
n0とするとき、コアの屈折率ｎ（ｒ）が式ｎ（ｒ）
＝n0〔１−△（ｒ／ａ）〓〕によつて決定されるも
のであることを意味する。第３図における曲線２
４はα＝２の場合のα乗分布をあらわす。クラツ
ド層の屈折率は、実線２６で示されているよう
に、コアの外縁と等しい値かまたは破線２８で示
されているようにコアの外縁より低いものとなし
うる。
屈折率の低められた領域を有するコアの屈折率
分布形状は、光導波路フアイバの光伝播特性に対
する影響を考えて変えうる。第３図のコアの屈折
率分布において、もつとも屈折率の低い部分が３
０で示されているように平である代りに、その屈
折率の低められた部分に丸味がついていてもまた
は破線３２で示されているようにとがつていても
よい。
分布形状は、光導波路フアイバの光伝播特性に対
する影響を考えて変えうる。第３図のコアの屈折
率分布において、もつとも屈折率の低い部分が３
０で示されているように平である代りに、その屈
折率の低められた部分に丸味がついていてもまた
は破線３２で示されているようにとがつていても
よい。
屈折率の低められた領域の半径方向の位置、深
さ、幅および形状を制御することにより、光導波
路の伝播特性を単一モード系に課せられる異なる
要求を満足するように適切に変更しうる。例え
ば、コアの屈折率分布は一定であると仮定すれ
ば、波長の異なる系においてゼロ分散動作に達成
するためには異なる形式の屈折率の低められた部
分が必要となる。
さ、幅および形状を制御することにより、光導波
路の伝播特性を単一モード系に課せられる異なる
要求を満足するように適切に変更しうる。例え
ば、コアの屈折率分布は一定であると仮定すれ
ば、波長の異なる系においてゼロ分散動作に達成
するためには異なる形式の屈折率の低められた部
分が必要となる。
大幅に分散特性が異なる光導波路フアイバを製
造するために本発明を適用する場合の方法は以下
の記載および第４図に示されている。第４図にお
いて、Vd2（Vb）／dV2の値は比Ｖ／Vcの関数と
してプロツトされている。Vd2（Vb）／dV2の値
は下式で示すように導波路分散DWに関係してい
る。すなわち DW＝−n2△／cλ〔Vd2（Vb）／dV2〕 ここでｃは光の速度、λは光の波長、ｂは規格
化された伝播定数をそれぞれあらわす。第４図の
グラフによれば、異なるコア屈折率分布における
異なるＶの値における相対導波路分散を比較する
ことができる。単一モード動作は1.0より小さい
Ｖ／Vcの値において生じる。微小屈曲損失を最
小にするために、一般的に光導波路フアイバを
1.0の近傍の値のＶ／Vcで動作させることが望ま
しい。しかして、光導波路フアイバを0.6以下の
値のＶ／Vcで動作させることは一般的に望まし
くない。このような低い値ではコアの径が小さく
なりかつ微小屈曲損失が増大する傾向があり、光
導波路フアイバの特性が製造上の変動に対してよ
り敏感になる。
造するために本発明を適用する場合の方法は以下
の記載および第４図に示されている。第４図にお
いて、Vd2（Vb）／dV2の値は比Ｖ／Vcの関数と
してプロツトされている。Vd2（Vb）／dV2の値
は下式で示すように導波路分散DWに関係してい
る。すなわち DW＝−n2△／cλ〔Vd2（Vb）／dV2〕 ここでｃは光の速度、λは光の波長、ｂは規格
化された伝播定数をそれぞれあらわす。第４図の
グラフによれば、異なるコア屈折率分布における
異なるＶの値における相対導波路分散を比較する
ことができる。単一モード動作は1.0より小さい
Ｖ／Vcの値において生じる。微小屈曲損失を最
小にするために、一般的に光導波路フアイバを
1.0の近傍の値のＶ／Vcで動作させることが望ま
しい。しかして、光導波路フアイバを0.6以下の
値のＶ／Vcで動作させることは一般的に望まし
くない。このような低い値ではコアの径が小さく
なりかつ微小屈曲損失が増大する傾向があり、光
導波路フアイバの特性が製造上の変動に対してよ
り敏感になる。
曲線４２および４４は、第２図に示された屈折
率分布を有するコアを備えた光導波路フアイバの
代表的な導波路分散特性を示し、両者は屈折率の
低められた領域のパラメータを異にする。曲線４
２で示される光導波路フアイバにおいては、ai＝
0.6a、a0＝0.9a、（n1−n2）／（n1−n3）＝0.75で
ある。曲線４４で示される光導波路フアイバにお
いては、ai＝0.4a、a0＝0.65a、（n1−n2）／（n1
−n3）＝0.75である。したがつて曲線４２および
４４で示されている光導波路フアイバは、単にコ
アの屈折率の低められた領域の径方向の位置と幅
とが異つているに過ぎない。
率分布を有するコアを備えた光導波路フアイバの
代表的な導波路分散特性を示し、両者は屈折率の
低められた領域のパラメータを異にする。曲線４
２で示される光導波路フアイバにおいては、ai＝
0.6a、a0＝0.9a、（n1−n2）／（n1−n3）＝0.75で
ある。曲線４４で示される光導波路フアイバにお
いては、ai＝0.4a、a0＝0.65a、（n1−n2）／（n1
−n3）＝0.75である。したがつて曲線４２および
４４で示されている光導波路フアイバは、単にコ
アの屈折率の低められた領域の径方向の位置と幅
とが異つているに過ぎない。
曲線４２は、Ｖ／VcをあらわすＸ軸に、１に
近いが１より小さい値の点で交わつている。この
ことは、このような特性を有する光導波路フアイ
バが、ゼロまたはゼロより僅か大きい材料分散を
示す波長で有利に動作しうることを示しており、
かかる動作波長は単一モード遮断周波数に近接し
ている。曲線４２の急勾配は、λ対DW曲線がま
た比較的急な正の勾配を有し、広帯域幅低損失動
作特性が得られることを示唆している。
近いが１より小さい値の点で交わつている。この
ことは、このような特性を有する光導波路フアイ
バが、ゼロまたはゼロより僅か大きい材料分散を
示す波長で有利に動作しうることを示しており、
かかる動作波長は単一モード遮断周波数に近接し
ている。曲線４２の急勾配は、λ対DW曲線がま
た比較的急な正の勾配を有し、広帯域幅低損失動
作特性が得られることを示唆している。
曲線４４は、単一モード遮断周波数の近傍で動
作しているのに、比較的多大な導波路分散を備え
ることが可能な光導波路フアイバの代表例を示し
ている。約1400nmにおけるOH吸収のピークよ
りも高い周波数での材料分散が比較的大きいため
に、曲線４４で示される光導波路フアイバにおい
ては、1400nmより高い周波数における材料分散
に釣合いをとるために必要な導波路分散を備えて
いる。
作しているのに、比較的多大な導波路分散を備え
ることが可能な光導波路フアイバの代表例を示し
ている。約1400nmにおけるOH吸収のピークよ
りも高い周波数での材料分散が比較的大きいため
に、曲線４４で示される光導波路フアイバにおい
ては、1400nmより高い周波数における材料分散
に釣合いをとるために必要な導波路分散を備えて
いる。
曲線４６はα＝１のコア屈折率分布を有する光
導波路フアイバの代表例である。この光導波路フ
アイバは、1.0に近いＶ／Vcの値で動作しうる
が、たとえ同じＶの値で動作するとしても、曲線
４４で示されている光導波路フアイバのような大
きな材料分散と釣合いをとることはできない。
導波路フアイバの代表例である。この光導波路フ
アイバは、1.0に近いＶ／Vcの値で動作しうる
が、たとえ同じＶの値で動作するとしても、曲線
４４で示されている光導波路フアイバのような大
きな材料分散と釣合いをとることはできない。
第５図を参照すると、曲線５０は、コアの内側
領域および外側領域が約３モル％のGeO2の添加
されたシリカよりなる光導波路フアイバにおける
材料分散を示しており、コアの屈折率の低められ
た領域は約1.7モル％の弗素の添加されたシリカ
よりなり、クラツド層の屈折率の低められた領域
が約1.0モル％の弗素の添加されたシリカよりな
る光導波路フアイバの材料分散をあらわす。曲線
５０′はコアの内側領域および外側領域が約８モ
ル％の弗素の添加されたシリカよりなること以外
は同様の光導波路フアイバの材料分散を示す。材
料分散曲線の形状とゼロと交叉する点とを知れ
ば、上述した方法によつて、特定の波長における
低分散動作を達成するための特定のコア屈折率分
布を第４図における種々の曲線の中から選択する
ことが可能である。例えば、もし1300nmの波長
系、すなわち遮断波長λCが約1250nmの波長系で
動作させようとすれば、1300nmにおける材料分
散が極めて小さいので、該波長における導波路分
散を可能なかぎり小さくしなければならない。
1300nm近傍の単一モード動作におけるVd2（Vb）
dV2の値は、Ｖ／Vcの値が１に近いので、小さ
くしなければならない。本発明による屈折率の低
められた領域を有するコアを備えた光導波路フア
イバの特性の１つをあらわす曲線４２は、Ｖ／
Vcの値が0.91の点でゼロとなつている。これは、
このような光導波路フアイバが1300nmにおける
導波路分散に釣合わすのに適していることを示し
ている。
領域および外側領域が約３モル％のGeO2の添加
されたシリカよりなる光導波路フアイバにおける
材料分散を示しており、コアの屈折率の低められ
た領域は約1.7モル％の弗素の添加されたシリカ
よりなり、クラツド層の屈折率の低められた領域
が約1.0モル％の弗素の添加されたシリカよりな
る光導波路フアイバの材料分散をあらわす。曲線
５０′はコアの内側領域および外側領域が約８モ
ル％の弗素の添加されたシリカよりなること以外
は同様の光導波路フアイバの材料分散を示す。材
料分散曲線の形状とゼロと交叉する点とを知れ
ば、上述した方法によつて、特定の波長における
低分散動作を達成するための特定のコア屈折率分
布を第４図における種々の曲線の中から選択する
ことが可能である。例えば、もし1300nmの波長
系、すなわち遮断波長λCが約1250nmの波長系で
動作させようとすれば、1300nmにおける材料分
散が極めて小さいので、該波長における導波路分
散を可能なかぎり小さくしなければならない。
1300nm近傍の単一モード動作におけるVd2（Vb）
dV2の値は、Ｖ／Vcの値が１に近いので、小さ
くしなければならない。本発明による屈折率の低
められた領域を有するコアを備えた光導波路フア
イバの特性の１つをあらわす曲線４２は、Ｖ／
Vcの値が0.91の点でゼロとなつている。これは、
このような光導波路フアイバが1300nmにおける
導波路分散に釣合わすのに適していることを示し
ている。
第５図は、第４図の曲線４２で特性づけられて
いる屈折率の低められた領域を有するコアを備え
た光導波路フアイバが1300nm附近の波長系にお
いて有利な理由を示している。広い波長範囲に亘
る低分散動作を得るためには、材料分散曲線５０
のゼロ分散点の近傍に導波路分散曲線のゼロ分散
点がくるようにしなければならない。コアの屈折
率の低められた領域の特性および△の値を適切に
選択することによつて、材料分散を広い波長範囲
に亘つて実質的に釣合わすことができる。
いる屈折率の低められた領域を有するコアを備え
た光導波路フアイバが1300nm附近の波長系にお
いて有利な理由を示している。広い波長範囲に亘
る低分散動作を得るためには、材料分散曲線５０
のゼロ分散点の近傍に導波路分散曲線のゼロ分散
点がくるようにしなければならない。コアの屈折
率の低められた領域の特性および△の値を適切に
選択することによつて、材料分散を広い波長範囲
に亘つて実質的に釣合わすことができる。
第５図の曲線５２および５４は、第４図の曲線
４２によつて特性づけられたコア屈折率分布を有
する光導波路フアイバの分散曲線である。クラツ
ド層をシリカと仮定すると、曲線５２および５４
における△の値はそれぞれ1.0％および1.3％であ
る。材料分散は約1300nmにおいてゼロとなる。
導波路分散ゼロの点は、光導波路フアイバのＶの
値を適切に選ぶことによつて1300nmにおいて生
じる。曲線５２および５４は、きわめて広い波長
帯域に亘つて材料分散と釣合いをとるべく比較的
急な勾配を示しているが、△の値1.0％および1.3
％は或る系にとつては高過ぎるかも知れない。例
えば、△の値を1.0％より大きくするために多量
のコア添加剤を必要とするので、現在使用されて
いる材料をもつてしては損失が許容できない高い
値に増大する。
４２によつて特性づけられたコア屈折率分布を有
する光導波路フアイバの分散曲線である。クラツ
ド層をシリカと仮定すると、曲線５２および５４
における△の値はそれぞれ1.0％および1.3％であ
る。材料分散は約1300nmにおいてゼロとなる。
導波路分散ゼロの点は、光導波路フアイバのＶの
値を適切に選ぶことによつて1300nmにおいて生
じる。曲線５２および５４は、きわめて広い波長
帯域に亘つて材料分散と釣合いをとるべく比較的
急な勾配を示しているが、△の値1.0％および1.3
％は或る系にとつては高過ぎるかも知れない。例
えば、△の値を1.0％より大きくするために多量
のコア添加剤を必要とするので、現在使用されて
いる材料をもつてしては損失が許容できない高い
値に増大する。
曲線５６は△が0.5％である第４図の曲線４２
によつて特性づけられたコア屈折率分布を有する
他の光導波路フアイバの分散曲線である。より詳
細に下記に述べられているように、この光導波路
フアイバは1305nmのゼロ分散波長および1120nm
の遮断波長を示す。曲線５６の勾配は曲線５４の
勾配ほど急でないから、曲線５６で特性づけられ
る光導波路フアイバは曲線５４のもののような広
い波長帯域に亘る低分散動作特性を備えることが
できない。しかしながら、曲線５６で示された光
導波路フアイバは、きわめて良好な分散特性のみ
ならず、その系におけるより低い減衰特性および
より大きいコア径を実現しうる。
によつて特性づけられたコア屈折率分布を有する
他の光導波路フアイバの分散曲線である。より詳
細に下記に述べられているように、この光導波路
フアイバは1305nmのゼロ分散波長および1120nm
の遮断波長を示す。曲線５６の勾配は曲線５４の
勾配ほど急でないから、曲線５６で特性づけられ
る光導波路フアイバは曲線５４のもののような広
い波長帯域に亘る低分散動作特性を備えることが
できない。しかしながら、曲線５６で示された光
導波路フアイバは、きわめて良好な分散特性のみ
ならず、その系におけるより低い減衰特性および
より大きいコア径を実現しうる。
α＝１の屈折率分布を有する光導波路フアイバ
の導波路分散をあらわす曲線５８および６０は、
比較の目的で示したものである。曲線５８および
６０であらわされる光導波路フアイバの△の値は
それぞれ1.0％および1.3％である。この形式の光
導波路フアイバは、△が許容できない程低い場合
にのみ導波路分散曲線においてゼロ分散を示す。
の導波路分散をあらわす曲線５８および６０は、
比較の目的で示したものである。曲線５８および
６０であらわされる光導波路フアイバの△の値は
それぞれ1.0％および1.3％である。この形式の光
導波路フアイバは、△が許容できない程低い場合
にのみ導波路分散曲線においてゼロ分散を示す。
第５図の材料分散曲線５０および５０′と全く
等しい第６図の曲線６４および６４′は、約
1500nmまたはそれより長い波長におけるゼロ分
散動作に対しては大きな導波路損失を必要とする
事実を示している。曲線７０および７２は、α＝
１の屈折率分布を有しかつ△の値がそれぞれ1.0
％および1.3％である光導波路フアイバをあらわ
す。曲線６６および６８は、第４図の曲線４４で
特性づけられかつ△の値がそれぞれ1.0％および
1.3％である光導波路フアイバのものである。曲
線６６に示す光導波路フアイバは約1550nmにお
いてゼロ分散動作をするであろう。もし曲線７０
および７０′に示す型式の光導波路フアイバが使
用された場合は、その△の値を1.3％以上にしな
ければならないので、1550nmで動作する実際的
な系を設計することは不可能なことがわかるであ
ろう。
等しい第６図の曲線６４および６４′は、約
1500nmまたはそれより長い波長におけるゼロ分
散動作に対しては大きな導波路損失を必要とする
事実を示している。曲線７０および７２は、α＝
１の屈折率分布を有しかつ△の値がそれぞれ1.0
％および1.3％である光導波路フアイバをあらわ
す。曲線６６および６８は、第４図の曲線４４で
特性づけられかつ△の値がそれぞれ1.0％および
1.3％である光導波路フアイバのものである。曲
線６６に示す光導波路フアイバは約1550nmにお
いてゼロ分散動作をするであろう。もし曲線７０
および７０′に示す型式の光導波路フアイバが使
用された場合は、その△の値を1.3％以上にしな
ければならないので、1550nmで動作する実際的
な系を設計することは不可能なことがわかるであ
ろう。
第４図〜第６図のグラフは当分野の技術者によ
つて種々の方法で作成することがでる。光導波路
フアイバの屈折率分布の波動方程式は下記の刊行
物、すなわち、アプライド オプテイクス
（Applied Optics）第16巻1977年、483〜493頁に
記載されたシー・イエー（C.Yeh）ほかによる
「半径方向に層を形成するフアイバの伝播特性を
算出するための有効な方法」（Computing the
Propagation Characteristics of Radially
Stratified Fibers：an Efficient Method）およ
び、アプライド オプテイクス 第19巻1980年、
2007〜2110頁に記載されたエル・ジー・コーエン
（L.G.Cohen）ほかによる「単一モードフアイバ
分散特性における数値的予言と測定の相関関係」
（Correlation Between Numerical Predictions
and Measurements of Single−Mode Fiber
Dispersion Characteristics）における技法によ
つて解くことができる。また、光導波路フアイバ
は下記の刊行物、すなわちアイ・イー・イー・イ
ー ジヤーナル オブ クワンタム メカニクス
（IEEE Journal of Quantum Mechanics）、キ
ユー・イー 14巻（QE−14）、1978年855頁に記
載されたエル・ジー・コーエン（L.G.Cohen）ほ
かによる「近赤外線フアイバ レーマン レーザ
を用いた一般的フアイバ光学測定システム」
（Auniversal Fiber Optic Measurement
System Based on ａ Near IR Fiber Reman
Laser）およびエレクトロニクス レターズ
（Electronics Letters）第14巻1978年170〜172頁
に記載されたシー・リン（C.Lin）ほかによる
「ゲルマニウムおよび燐を添加されたシリカフア
イバのゼロ材料分散領域におけるパルス遅延測
定」（Puls Delay Measurements in the Zero−
Material Dispersion Region for Germanium
and Phosphorous Doped Silica Fibers）によ
つて製造されかつ分散を測定されうる。
つて種々の方法で作成することがでる。光導波路
フアイバの屈折率分布の波動方程式は下記の刊行
物、すなわち、アプライド オプテイクス
（Applied Optics）第16巻1977年、483〜493頁に
記載されたシー・イエー（C.Yeh）ほかによる
「半径方向に層を形成するフアイバの伝播特性を
算出するための有効な方法」（Computing the
Propagation Characteristics of Radially
Stratified Fibers：an Efficient Method）およ
び、アプライド オプテイクス 第19巻1980年、
2007〜2110頁に記載されたエル・ジー・コーエン
（L.G.Cohen）ほかによる「単一モードフアイバ
分散特性における数値的予言と測定の相関関係」
（Correlation Between Numerical Predictions
and Measurements of Single−Mode Fiber
Dispersion Characteristics）における技法によ
つて解くことができる。また、光導波路フアイバ
は下記の刊行物、すなわちアイ・イー・イー・イ
ー ジヤーナル オブ クワンタム メカニクス
（IEEE Journal of Quantum Mechanics）、キ
ユー・イー 14巻（QE−14）、1978年855頁に記
載されたエル・ジー・コーエン（L.G.Cohen）ほ
かによる「近赤外線フアイバ レーマン レーザ
を用いた一般的フアイバ光学測定システム」
（Auniversal Fiber Optic Measurement
System Based on ａ Near IR Fiber Reman
Laser）およびエレクトロニクス レターズ
（Electronics Letters）第14巻1978年170〜172頁
に記載されたシー・リン（C.Lin）ほかによる
「ゲルマニウムおよび燐を添加されたシリカフア
イバのゼロ材料分散領域におけるパルス遅延測
定」（Puls Delay Measurements in the Zero−
Material Dispersion Region for Germanium
and Phosphorous Doped Silica Fibers）によ
つて製造されかつ分散を測定されうる。
上述したコア屈折率分布を有する本発明による
光導波路フアイバは従来の気相沈積法により製造
されうる。理論的な実例として、1315nmにおい
て動作するように設計された光導波路フアイバの
製造方法について説明する。米国特許第4217027
号公報に開示された方法がこの場合に適用されう
る。プリフオームを構成する多数の層に関して第
１図および第２図を参照するが、第１図はこのプ
リフオームから形成された光導波路フアイバの断
面図であることに注目すべきである。溶融シリカ
チユーブが外側クラツド層１８を形成する基体チ
ユーブとして用いられる。層１８は屈折率n2を有
するクラツド層の部分であるが、所定の値の△を
得るためにコアに対しより低い添加剤濃度が要求
されることにより、クラツド層１８の屈折率より
低い屈折率n2を有する層１６を設けることが望ま
しい。このことは材料分散を低める結果をもたら
し、約1315nmに等しいかまたはそれより低いλ0
の値を得ることを容易にする。層１６は約１モル
％の弗素が添加されたシリカで形成しうる。層１
６の軟化点温度を低めるために、最高１モル％の
P2O5を加えることができ、それによつて製造上
の便益が促進される。コアの外側領域１２は層１
６の内周面に約３モル％のGeO2を添加されたシ
リカの層を沈積させることにより形成される。屈
折率の低められた層１４は約1.7モル％の弗素を
添加されたシリカの層を沈積することによつて形
成される。最終的にコアの内側領域（中心領域）
１０が約３モル％のGeO2を添加されたシリカの
層を沈積させることにより形成される。
光導波路フアイバは従来の気相沈積法により製造
されうる。理論的な実例として、1315nmにおい
て動作するように設計された光導波路フアイバの
製造方法について説明する。米国特許第4217027
号公報に開示された方法がこの場合に適用されう
る。プリフオームを構成する多数の層に関して第
１図および第２図を参照するが、第１図はこのプ
リフオームから形成された光導波路フアイバの断
面図であることに注目すべきである。溶融シリカ
チユーブが外側クラツド層１８を形成する基体チ
ユーブとして用いられる。層１８は屈折率n2を有
するクラツド層の部分であるが、所定の値の△を
得るためにコアに対しより低い添加剤濃度が要求
されることにより、クラツド層１８の屈折率より
低い屈折率n2を有する層１６を設けることが望ま
しい。このことは材料分散を低める結果をもたら
し、約1315nmに等しいかまたはそれより低いλ0
の値を得ることを容易にする。層１６は約１モル
％の弗素が添加されたシリカで形成しうる。層１
６の軟化点温度を低めるために、最高１モル％の
P2O5を加えることができ、それによつて製造上
の便益が促進される。コアの外側領域１２は層１
６の内周面に約３モル％のGeO2を添加されたシ
リカの層を沈積させることにより形成される。屈
折率の低められた層１４は約1.7モル％の弗素を
添加されたシリカの層を沈積することによつて形
成される。最終的にコアの内側領域（中心領域）
１０が約３モル％のGeO2を添加されたシリカの
層を沈積させることにより形成される。
このプリフオームは中心孔がつぶされかつ延伸
されて、以下の特性を有する光導波路フアイバと
なる。コアの半径は6.2μmである。屈折率の低め
られた層１４の外径は5.6μmで、内径は3.6μmで
ある。屈折率の低められたクラツド層１６は約
15μmより大きい半径とされなければならない。
屈折率n1，n2およびn3はそれぞれ1.463，1.456お
よび1.4508である。規格化された遮断周波数VCは
約5.0であり、遮断波長λCは約1115nmである。相
対屈折率差△は0.5％である。スポツトサイズW0
は約3.7μmである。この光導波路フアイバの導波
路分散特性は第５図の曲線５６であらわされてい
る。6.2μmのコア半径は、コア屈折率の低められ
た領域を持たない階段状屈折率分布の光導波路フ
アイバにおけるコアの半径の約２倍であることと
に注目すべきである。
されて、以下の特性を有する光導波路フアイバと
なる。コアの半径は6.2μmである。屈折率の低め
られた層１４の外径は5.6μmで、内径は3.6μmで
ある。屈折率の低められたクラツド層１６は約
15μmより大きい半径とされなければならない。
屈折率n1，n2およびn3はそれぞれ1.463，1.456お
よび1.4508である。規格化された遮断周波数VCは
約5.0であり、遮断波長λCは約1115nmである。相
対屈折率差△は0.5％である。スポツトサイズW0
は約3.7μmである。この光導波路フアイバの導波
路分散特性は第５図の曲線５６であらわされてい
る。6.2μmのコア半径は、コア屈折率の低められ
た領域を持たない階段状屈折率分布の光導波路フ
アイバにおけるコアの半径の約２倍であることと
に注目すべきである。
第１図は本発明による光導波路フアイバの断面
図、第２図および第３図は本発明による光導波路
フアイバにおける屈折率分布を示す説明図、第４
図はＶ／Vcに対するVd2Vd／dV2の値を示すグ
ラフ、第５図および第６図は本発明による異なる
コア屈折率分布特性を有する２種類の光導波路フ
アイバの波長対分散曲線である。 図において、１０はコアの内側領域、１２はコ
アの外側領域、１４は屈折率の低められた領域、
１６および１８はクラツド層をそれぞれ示す。
図、第２図および第３図は本発明による光導波路
フアイバにおける屈折率分布を示す説明図、第４
図はＶ／Vcに対するVd2Vd／dV2の値を示すグ
ラフ、第５図および第６図は本発明による異なる
コア屈折率分布特性を有する２種類の光導波路フ
アイバの波長対分散曲線である。 図において、１０はコアの内側領域、１２はコ
アの外側領域、１４は屈折率の低められた領域、
１６および１８はクラツド層をそれぞれ示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 最大屈折率n1および半径ａを有する透明材料
よりなるコア１０，１２，１９ａ，１９ｂ，２
２，２４，３０，３２と、このコアの外表面にお
ける透明クラツド材料の層１６；２０，２１；２
６，２８を具備し、前記クラツドの屈折率n2がn1
より小さい単一モード光導波路において、 前記コアが低められた屈折率の領域１４，２
２，３０，３２を具備しており、その領域１４，
２２，３０，３２の内側半径a1がゼロより大きく
かつ外側半径a0はａより小さく、n1，n2，a1およ
びa0の値は、単一モード信号が前記コアのすべて
の領域中を同時に伝播できるような値となされて
いることを特徴とする単一モード光導波路。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の単一モード光導
波路において、（n1−n2）／（n1−n2）の値が2.0
を超えないようになされており、n3は前記低めら
れた屈折率の領域１４，２２，３０，３２の最小
屈折率である前記単一モード光導波路。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の単一モード光導
波路において、前記コアは、半径がゼロとa1の間
およびa0とａの間である内側および外側領域１９
ａ，１９ｂに実質的に均一な屈折率を有している
前記単一モード光導波路。 ４ 特許請求の範囲第２項記載の単一モード光導
波路において、半径がゼロとa1の間およびa0とａ
の間である内側および外側領域１９ａ，１９ｂに
おいて前記コアが実質的に均一な屈折率を有して
いる前記単一モード光導波路。 ５ 特許請求の範囲第４項記載の単一モード光導
波路において、前記コアの少なくとも内側領域の
屈折率が下記の式、 ｎ（ｒ）＝n1［１−△（ｒ／ａ）〓］ ただし、αはゼロと無限大の間のパラメータ、 △＝n1 2−n2 2／2n1 2 に従つて半径とともに変化する前記単一モード光
導波路。 ６ 特許請求の範囲第５項記載の単一モード光導
波路において、前記コアの内側および外側両領域
２４の屈折率が下記の式、 ｎ（ｒ）＝n1［１−△（ｒ／ａ）〓］ に従つて変化する前記単一モード光導波路。 ７ 特許請求の範囲第１項記載の単一モード光導
波路において、増大する半径を有する第１および
第２の領域によつて包囲された屈折率n1および半
径a1を有する中央に配置された領域を具備し、前
記第１および第２の領域が下記の屈折率および半
径n3，a0およびn1′，ａ、 ａ＞a0＞a1 および n1＞n1′＞n3 を有しており、 かつ前記半径ａの領域が、屈折率n2および半径
rdep.cladを有する内側の屈折率を低められたクラ
ツド領域と、屈折率ncladおよび半径rcladを有する
外側のクラツド領域よりなるクラツドによつて包
囲されており、この場合、 rclad＞rdep.clad＞ａ そして n1′＞nclad＞n3 であり、 かつ前記導波路の分散特性が前記コアとクラツ
ドの全領域によつて決定された前記単一モード導
波路。 ８ 特許請求の範囲第７項記載の単一モード光導
波路において、外側のクラツド領域が前記導波路
の外側領域である前記単一モード光導波路。 ９ 特許請求の範囲第１項記載の単一モード光導
波路において、屈折率n1およびn2と半径a1，a0お
よびａを含む前記単一モード導波路の屈折率分布
が、 (a) 前記導波路の微小屈曲損失が比較的小さく、
かつ (b) 前記導波路が、 (1) 導波路分散が波長に対して比較的均一で、
導波路が製造上の公差に左右されず、かつ (2) 導波路分散が1400nm以上の波長で比較的
大きく、大きい値の材料分散が完全に打消さ
れるような導波路分散特性を呈するようにな
された前記単一モード光導波路。 １０ 特許請求の範囲第１項記載の単一モード光
導波路導波路において、前記単一モード導波路の
屈折率分布は、前記導波路が、ゼロ材料分散波長
を含む広い波長帯域にわたつて小さい全分散を呈
し、かつ微小屈折損失が比較的小さいようになさ
れた前記単一モード光導波路。 １１ 特許請求の範囲第２項記載の単一モード光
導波路において、前記屈折率を低められた領域３
０，３２が前記コアを、最大屈折率n1を有する中
心に配置された領域２４と、n3より大きい屈折率
を有する第２の環状領域２４に分離し、前記中心
に配置された領域の屈折率は半径の増加にともな
つて小さくなり、前記クラツド材料は前記第２の
環状領域２４の屈折率より小さい屈折率n2を有し
ている前記単一モード光導波路。 １２ 特許請求の範囲第１１項記載の単一モード
光導波路において、前記屈折率n2のクラツド材料
がn2より大きい屈折率を有する外側クラツドによ
つて包囲されている前記単一モード光導波路。 １３ 特許請求の範囲第１項記載の単一モード光
導波路において、前記屈折率を低められた領域
が、前記コアを、最大屈折率n1を有する内側領域
１９ａと、n1より大きい屈折率を有する外側領域
１９ｂに分離しており、前記クラツドは前記コア
の外側領域の屈折率より小さい屈折率ncladを有す
る外側領域と、前記コアおよび前記クラツド間に
おける ncladより小さい屈折率n2を有する領域とよりな
り、前記屈折率を低められた領域の屈折率n3はn2
より小さい前記単一モード光導波路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US32836981A | 1981-12-07 | 1981-12-07 | |
| US328369 | 1981-12-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58104040A JPS58104040A (ja) | 1983-06-21 |
| JPH035721B2 true JPH035721B2 (ja) | 1991-01-28 |
Family
ID=23280717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57212843A Granted JPS58104040A (ja) | 1981-12-07 | 1982-12-06 | 単一モード光導波路 |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0083843B1 (ja) |
| JP (1) | JPS58104040A (ja) |
| KR (1) | KR880001339B1 (ja) |
| AT (1) | ATE46770T1 (ja) |
| AU (1) | AU555648B2 (ja) |
| BR (1) | BR8206652A (ja) |
| CA (1) | CA1205307A (ja) |
| DE (1) | DE3279964D1 (ja) |
| DK (1) | DK158684C (ja) |
| ES (1) | ES517508A0 (ja) |
| FI (1) | FI81684C (ja) |
| IL (1) | IL67211A (ja) |
| IN (1) | IN156700B (ja) |
| MX (1) | MX152385A (ja) |
| NO (1) | NO166151C (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1248386A (en) * | 1982-03-11 | 1989-01-10 | Leonard G. Cohen | Quadruple-clad optical fiberguide |
| IL71644A (en) * | 1983-05-20 | 1987-11-30 | Corning Glass Works | Low dispersion,low-loss single-mode optical waveguide |
| EP0131634B1 (en) * | 1983-06-29 | 1988-06-01 | ANT Nachrichtentechnik GmbH | Single-mode w-fibre |
| JPH068185B2 (ja) * | 1984-11-27 | 1994-02-02 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバ用母材の製造方法 |
| JPS6252508A (ja) * | 1985-09-02 | 1987-03-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光フアイバ |
| JPS6287907A (ja) * | 1985-10-14 | 1987-04-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | １．５ミクロン帯用シングルモ−ド光フアイバ |
| US4852968A (en) * | 1986-08-08 | 1989-08-01 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Optical fiber comprising a refractive index trench |
| US4877304A (en) * | 1987-09-09 | 1989-10-31 | Corning Incorporated | Few-mode/single-mode fiber |
| US4877306A (en) * | 1987-09-30 | 1989-10-31 | Corning Glass Works | Coated optical waveguide fibers |
| FR2635876B1 (fr) * | 1988-08-26 | 1992-10-16 | Comp Generale Electricite | Fibre optique monomode protegee contre le detournement d'informations transmises et procede de transmission utilisant cette fibre |
| FR2738430B1 (fr) * | 1990-09-21 | 1998-03-13 | Alsthom Cge Alcatel | Procede et dispositif de transmission d'information sur fibre optique avec detection et/ou localisation d'intrusion |
| DE4111238A1 (de) * | 1991-04-08 | 1992-10-15 | Hilti Ag | Werkzeug zur zerspanung von werkstoffen |
| US5553185A (en) * | 1994-12-27 | 1996-09-03 | Corning Incorporated | Controlled dispersion optical waveguide |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52106748A (en) * | 1976-02-16 | 1977-09-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Light transmission channel |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3997241A (en) * | 1973-06-07 | 1976-12-14 | Hitachi, Ltd. | Optical waveguide transmitting light wave energy in single mode |
| US4149772A (en) * | 1975-09-22 | 1979-04-17 | Northern Electric Company Limited | Optical fibre having low mode dispersion |
| JPS5250246A (en) * | 1975-10-20 | 1977-04-22 | Hitachi Ltd | Light transmitting line |
| JPS543553A (en) * | 1977-06-10 | 1979-01-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical line |
| US4265515A (en) * | 1978-05-08 | 1981-05-05 | International Telephone And Telegraph Corporation | Optical fiber waveguide with effective refractive index profile |
| US4229070A (en) * | 1978-07-31 | 1980-10-21 | Corning Glass Works | High bandwidth optical waveguide having B2 O3 free core and method of fabrication |
| US4385802A (en) * | 1980-06-09 | 1983-05-31 | Corning Glass Works | Long wavelength, low-loss optical waveguide |
| GB2100464B (en) * | 1981-05-11 | 1985-07-17 | Bicc Plc | An improved optical fibre |
-
1982
- 1982-11-02 CA CA000414693A patent/CA1205307A/en not_active Expired
- 1982-11-09 IL IL67211A patent/IL67211A/xx not_active IP Right Cessation
- 1982-11-11 DK DK502282A patent/DK158684C/da active
- 1982-11-17 IN IN1341/CAL/82A patent/IN156700B/en unknown
- 1982-11-18 BR BR8206652A patent/BR8206652A/pt not_active IP Right Cessation
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- 1982-12-01 AU AU91042/82A patent/AU555648B2/en not_active Expired
- 1982-12-03 FI FI824178A patent/FI81684C/fi not_active IP Right Cessation
- 1982-12-03 MX MX195433A patent/MX152385A/es unknown
- 1982-12-06 NO NO824089A patent/NO166151C/no not_active IP Right Cessation
- 1982-12-06 EP EP82306476A patent/EP0083843B1/en not_active Expired
- 1982-12-06 AT AT82306476T patent/ATE46770T1/de not_active IP Right Cessation
- 1982-12-06 JP JP57212843A patent/JPS58104040A/ja active Granted
- 1982-12-06 DE DE8282306476T patent/DE3279964D1/de not_active Expired
Patent Citations (1)
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