JPH0488306A - 分散シフト光ファイバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は二重コア（デュアルコア）構造を有する分散シ
フト光ファイバの改良に関する。

ｒ従来の技術ｊ 石英系シングルモード光ファイバにおいて、その損失が
波長１．５５１Ｌ■帯で最小であることを生かし、大容
量かつ高速度の通信を行なうとき、分散についても１．
５５．■帯で最小にするのがよいとされている。

これを実現すべき分散シフト光ファイバでは、屈折率分
布形状を変えることにより構造分散を変え、ゼロ分散波
長を１．５５ＪＬｍ帯にしている。

第６図は、波長１．５５Ｂｍ帯で使用される分散シフト
光ファイバの代表例（二重コア構造）を示したもので、
これの概要は以下の通りである。

第６図において、１１はコア（屈折率：！Ｉ＋）　、　
１２はコア１１の外周に形成されたサイドコア（屈折率
：ｎ２）　、　１４はサイドコア１２の外周に形成され
たクラッド（屈折率：ｎ４）を示し、これらの屈折率相
互がｒ＋＋＞ｎ２＞ｎａとなっている。

ＷＩＩＢ図の分散シフト光ファイバについて、コア１１
、サイドコア１２を含むコア用の多孔質ガラス母材をＷ
ＡＤ法により合成するとき、多重管構造の酸水素炎バー
ナを二本用いるのが一般である。

より具体的には、第４図に示すごとく、各酸水素炎バー
ナ２１．２２へ酸素、水素と共に供給するガラス原料ガ
ス（Ｓｉｌ１４）、ドープ原料ガス（ＧｅＣＩｉ）の割
合を調整し、これら各ガスの火炎加水分解反応により生
成したガラス微粒子を棒状に堆積させて、コア１１の多
孔質ガラス３１と、サイドコア１２の多孔質ガラス３２
とを含む多孔質ガラス母材３３を作製する。

このとき、多孔質ガラス３１を形成するための酸水素炎
バーナ２１には、５ｉＣ１４：９０ｃｃ／分と、ＧｅＣ
１１：８０ｃｃ／分とを供給し、多孔質ガラス３２を形
成するための酸水素炎バーナ２２には、５ｉＣ１ａ：８
３０ｃｃ　７分と、ＧｅＣｌ４：２００ｃｃ　７分とを
供給して、コア１１、サイドコア１２の屈折率分布を所
定通りに仕上げる。

その後、多孔質ガラス母材３３を所定の手段で透明ガラ
ス化し、コア１１／サイドコア１２の外径比が１／２．
５程度の透明ガラス母材を得る。

クラッド１４については、たとえば、周知のＯＶＤ法、
透明ガラス化手段を介して、これを上記透明ガラス母材
の外周に形成する。

かくて、コア用ガラス、サイドコア用ガラス、クラッド
用ガラスが一体化された透明な光フアイバ母材は、これ
を周知の加熱延伸手段により紡糸して分散シフト光ファ
イバとする。

「発明が解決しようとする課題Ｊ 上述した手段でコア１１、サイドコア１２を同時合成す
るとき、前記第６図に示す設計（理想）上の屈折率分布
には仕上がらず、第７図のごとき不良状態を呈する。

これは、ＶＡＤ法を介してコア用の母材を作製するとき
、サイドコア１２の径方向にわたるドーパント分布（Ｇ
ｅ分布）を均一化するのが技術的に困難なためである。

すなわち、二重コア（デュアルコア）構造を有する分散
シフト光ファイバの場合、サイドコア１２の屈折率分布
が断面矩形の段階型であるために、母材作製に際して所
要の屈折率分布を得ることができず、それゆえ、波長１
．５５４■帯において精度のよい分散特性を発揮するこ
とができない。

本発明はこのような技術的課題に鑑み、機能面において
分散の制御性を高めることができ、製造技術面からは高
機能のものを再現性よく作製することのできる構造の分
散シフト光ファイバを提供しようとするものである。

「課題を解決するための手段」 本発明は所期の目的を達成するため、コアよりも低屈折
率であってクラッドよりも高屈折率のサイドコアが、コ
アの周囲に形成されている分散シフト光ファイバにおい
て、前記サイドコアの外周部に、そのサイドコアの他部
よりも屈折率が高く、かつ、前記コアよりも屈折率の低
いつの（角）状の屈折率分布部が形成されていることを
特徴とする。

１作用」 本発明に係る分散シフト光ファイバの場合、後述の実施
例において説明するように、コアの屈折率、つの状（断
面略三角形）の屈折率分布部を有するサイドコアの屈折
率に依存して、分散値。

モードフィールド径を精度よく制御することができ、し
かも、サイドコアについては、その外周部にあるツノ状
屈折率分布部の屈折率を相対的に高めるだけでよいので
、光フアイバ母材の作製時、格別の製造難度をともなう
ことなく、これを形成することができる。

「実　施　例Ｊ 本発明に係る分散シフト光ファイバの実施例につき、図
面を参照して説明する。

第１図において、石英系シングルモード型を基本構成と
する分散シフト光ファイバｌＯは、−例として、５ｉ０
２−Ｇｅ０２系のコア１１と、Ｓ　１０２−Ｇｅ０２系
のサイドコア１２と、Ｓ　ｉ０２系のクラッド１４とを
備え、サイドコア１２の外周部には、つの状（断面略三
角形）の屈折率分布部１３が形成されている。

第２図は、分散シフト光ファイバｌＯにおける各部の屈
折率分布、すなわち、コア１１の屈折率１１１、サイド
コアの屈折率ｎ２．角状屈折率分布部１３の屈折率ｎ３
、クラッド１４の屈折率ｎ４を示したものであり、これ
らの屈折率は、　ｎ＋＞ｎａ＞ｎ２＞ｎａとなっている
。

第２図において、Δ】はクラッド１４に対するコア１１
の比屈折率差を示し、Δ２はクラッド１４に対するツノ
状屈折率分布部１３の比屈折率差を示す。

本発明に係る分散シフト光ファイバ１０は、ツノ状屈折
率分布部１３の屈折率により、分散値、モ−ドフィール
ド径などを精度よく制御できる。

たとえば、前記Δ２が０．１５〜０．３０％のとき、前
記Δ】は１．０〜１．２ｚとなる。

第１図、第２図の分散シフト光ファイバｌＯにおいて、
コア１１．サイドコア１２、ツノ状屈折率分布部１３な
どの屈折率は、これらのドーパント含有量により設定で
きるほか、当該光ファイバ１０のコア用多孔質ガラス母
材を脱水、透明ガラス化する際の雰囲気ガスＣ１２の供
給量を制御することによっても設定できる。

以下、本発明に係る分散シフト光ファイバ１０の特性に
つき、具体例をあげて説明する。

前述した第４図のＶＡＤ法を用いて、コア１１の多孔質
ガラス３１と、ツノ状屈折率分布部１３付きサイドコア
１２の多孔質ガラス３２とを含む多孔質ガラス母材３３
を作製した。

かかる母材作製のとき、一方の酸水素炎バーナ２１には
、　５ｉＣ１ａ　：９０ｃｃ／分、ＧｅＣ１ａ　：８０
ｃｃ／分、シールガスＡｒ：１．５５Ｌ／分、Ｈ２：３
Ｊ１／分、０２ニア、ＯＪｌ／分を、他方の酸水素炎バ
ーナ２２には、５ｉＣ１ａ　：８３０ｃｃ／分、ＧｅＣ
Ｉａ：２００ｃｃ　７分、シールガスＡｒ：１．５文／
分、Ｈ２：　１２交／分、０２：８．０文７分をそれぞ
れ供給して、これら各ガスの火炎加水分解反応により生
成したガラス微粒子を棒状に堆積させた。

かくて作製された多孔質ガラス母材３３を、炉内温度が
１５５０℃に保持され、炉内雰囲気がＨｅ　：　５０４
１／分、０２：５交／分、ｃｔ２：０．５０文／分によ
り形成された透明ガラス化炉に入れて脱水処理し、引き
続いて、炉内温度が１５５０℃に保持され、炉内雰囲気
がＨｅ　：　５０ｆＬ／分、０１２　：０．５０Ｊ１７
分により形成された当該透明ガラス化炉において、脱水
処理後の母材を透明ガラス化した。

こうして得られた透明ガラス母材の場合、第３図に示す
ごとく、コア用の５ｉ０２−Ｇｅ０２ガラス１１’の外
周にサイドコア用の５ｉ０２−Ｇｅ０２ガラス１２°が
形成され、かつ、そのサイドコア用ガラス１２°の外周
部にツノ状を呈する５ｉ０２−Ｇｅ０２ガラス１３°が
明快に形成されていた。

この母材の場合、　５ｉ０２ガラスを基準にしたΔｌ、
Ａ２が、Δ１！１．１９５ｚ、Ａ２−０．１２％　テあ
り、さらにガラス１１°の外径をｄｌ、ガラス１２°の
外径をｄ２、ガラス１３’の厚さをｔとした場合、ｄ＋
／ｄ２＝２．８５、ｔ／ｄ２−１／４であった。

第５図は、上述したコア用の母材を用い、コア径に対す
るモードフィールド径、分散特性を予測したものである
。なお、ここでは、Δ＋＝１．１９５Ｘ、ｄ＋／ｄｚ−
２，８５として、Ａ２を三つの水準に割り振って計算し
た。

第５図を参照して明らかなように、Ａ２を０．１２２か
ら０．１９Ｘ上げると、１４７ｔ■φ未満のコア径では
、分散値が大きくなる方向ヘシフトし、コア径が１４終
１φ以上では、分散値が小さくなる方向ヘシフトし、さ
らに、Ａ２を０．３ｚへ上げると、分散値の変化がより
大きくなる。

ちなみに、コア径１５終■φのとき、Ａ２−０．１２％
では分散値が２．２８ｐｓ／ｋｍ・ｎｍとなるが、Ａ２
−０．１９にとすると、分散値が２Ｌ７１ｐｓ／に−・
ｎｍとなる。

この試算から、Δを０．０７％程度変化させるだけで、
分散値を０．４ｐｓ／ｋｍ−ｎｍも制御できることが判
明した。

上述したコア用の母材外周に、周知のＯＶＤ法を介して
、クラッド用のガラスを外付けし、かくて得られた光フ
アイバ母材を周知の加熱延伸手段で紡糸して分散シフト
光ファイバ１０を得た。

この分１１にシフト光ファイバ１０につき、波長１．５
５糾１帯での諸特性を測定したところ、伝送損失−０，
２０ｄＢ／ｋｍ、分散値＝２．２ｐｓ／ｋｍ１ｍ、　％
−ドフィールド径−８，２終■φであり、殆ど設計値通
りのものであった。

前述した内容に準じた他の具体例において、多孔質ガラ
ス母材３３を透明ガラス化するときの条件を一部変更し
て、分散シフト光ファイバ１０を作製した。

すなわち、第４図の手段で作製した多孔質ガラス母材３
３を脱水、透明ガラス化するとき、透明ガラス化時の雰
囲気中に０１２　：０．３見／分を供給し。

これ以外は前述したと同様にして、コア径１５ＩＬ■φ
の分散シフト光ファイバ１０を作製した。

この分散シフト光ファイバｌＯについても、波長１．５
５μ腸帯での諸特性を測定したところ、伝送損失が０．
２０ｄＢ／ｋｍ　、分散値が２．８ｐｓ／ｋ［ａｍ　、
モードフィールド径が８．１　ｇｍφであり、設計値と
よく一致していた。

なお、本発明に係る分散シフ゛ト光ファイバ１０におい
て、Δ２−０．３％のときΔ２／Δ、−０．２５１　と
なり、このときの分散値がＯｐｓ／に■・ｎｍとなるコ
ア径は１６ｊＬＮφになってしまう。

かかる分散シフト光ファイバ１０は、ツノ状の屈折率分
布部１３がない場合よりもモードフィールド径が太きな
るが、カットオフ波長が１．５ｇｍを越えて長波長側ヘ
シフトするので、波長１．５５．■帯においてシングル
モードとならないことがある。

したがって、本発明に係る分散シフト光ファイバｌＯの
場合、Δ２／Δ１が０．２５以下であることが望ましい
。

ｒ発明の効果１ 以上説明した通り、本発明は二重コア型の分散シフト光
ファイバにおいて、サイドコアの外周部に、そのサイド
コアの他部よりも屈折率が高く。

かつ、コアよりも屈折率の低いつの状（断面略三角形）
の屈折率分布部が形成されているから、かかる構造に基
づいて分散の制御性を高め、これをを再現性よく作製す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明分散シフト光ファイバの一実施
例を示した断面図と屈折率分布図、第３図は本発明分散
シフト光ファイバの具体例における屈折率分布図、第４
図はＶＡＤ法を略示した説明図、第５図は分散シフト光
ファイバの分散値とコア径とモードフィールド径との関
係を示した説明図、第６図、第７図は従来の分散シフト
光ファイバにおける設計上の屈折率分布図と実際上の屈
折率分布図である。 １０・・・・・・分散シフト光ファイバ１１・・・・・
・コア １２・・・・・・サイドコア １３・・・・・・断面略三角形の屈折率分布部１４・・
・・・・クラッド 代理人　弁理士　斎　藤　義　雄 第１図 第５図 第２Ｉ！！！ 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コアよりも低屈折率であってクラッドよりも高屈折率の
   サイドコアが、コアの周囲に形成されている分散シフト
   光ファイバにおいて、前記サイドコアの外周部に、その
   サイドコアの他部よりも屈折率が高く、かつ、前記コア
   よりも屈折率の低いつの状の屈折率分布部が形成されて
   いることを特徴とする分散シフト光ファイバ。