JPH07181337A - 高耐応力単一モード光ファイバ、その製造方法、及び光ファイバケーブル - Google Patents
高耐応力単一モード光ファイバ、その製造方法、及び光ファイバケーブルInfo
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- JPH07181337A JPH07181337A JP5327534A JP32753493A JPH07181337A JP H07181337 A JPH07181337 A JP H07181337A JP 5327534 A JP5327534 A JP 5327534A JP 32753493 A JP32753493 A JP 32753493A JP H07181337 A JPH07181337 A JP H07181337A
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- Japan
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- optical fiber
- refractive index
- core
- clad
- mode optical
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】コアとクラッドの比屈折率差を上げずに、耐応
力特性の向上を図る。 【構成】コアとクラッドからなる単一モード光ファイバ
のクラッドの屈折率を変化させる。クラッドの屈折率は
コアに隣接する部分が高く（ｎC ）、外側ほど低くして
ある（ｎC ｛１−（ｒ−Ｔ）／Ｒ｝）。Ｔはコア径、Ｒ
は曲がりの曲率半径である。コアとコアに隣接するクラ
ッドとの比屈折率差は従来通り０．３％〜０．３８％程
度とし、クラッド部での屈折率の変化幅は約０．３％以
下に抑える。
力特性の向上を図る。 【構成】コアとクラッドからなる単一モード光ファイバ
のクラッドの屈折率を変化させる。クラッドの屈折率は
コアに隣接する部分が高く（ｎC ）、外側ほど低くして
ある（ｎC ｛１−（ｒ−Ｔ）／Ｒ｝）。Ｔはコア径、Ｒ
は曲がりの曲率半径である。コアとコアに隣接するクラ
ッドとの比屈折率差は従来通り０．３％〜０．３８％程
度とし、クラッド部での屈折率の変化幅は約０．３％以
下に抑える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高耐応力をもつ単一モー
ド光ファイバに係り、特に波長１．３μm 伝送用として
用いるのに適した単一モード光ファイバに関する。
ド光ファイバに係り、特に波長１．３μm 伝送用として
用いるのに適した単一モード光ファイバに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の１．３μm 伝送用単一モード光フ
ァイバは、コアとクラッドの比屈折率差が０．３〜０．
３８％のマッチドクラッド型で、クラッドの屈折率は一
定となっている。図３にその屈折率分布を示す。通常、
単一モード光ファイバの製造法にはＶＡＤ法が採用され
ており、屈折率分布は局部的に見ると多少の凹凸はある
ものの、同図に示すように一定である。このためクラッ
ド部の材料はＳｉＯ2 のみであり、屈折率を高めたり低
めたりするドーパントは入っていない。
ァイバは、コアとクラッドの比屈折率差が０．３〜０．
３８％のマッチドクラッド型で、クラッドの屈折率は一
定となっている。図３にその屈折率分布を示す。通常、
単一モード光ファイバの製造法にはＶＡＤ法が採用され
ており、屈折率分布は局部的に見ると多少の凹凸はある
ものの、同図に示すように一定である。このためクラッ
ド部の材料はＳｉＯ2 のみであり、屈折率を高めたり低
めたりするドーパントは入っていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】単一モード光ファイバ
の場合、ケーブル化したときに、あるいは光ファイバケ
ーブルを延線した後、光ファイバに曲がりや側圧が印加
されると、信号光が減衰するという問題がある。
の場合、ケーブル化したときに、あるいは光ファイバケ
ーブルを延線した後、光ファイバに曲がりや側圧が印加
されると、信号光が減衰するという問題がある。
【０００４】これを防ぐためには通常、コアとクラッド
の比屈折率差を高めれば良いが、高くしすぎると、レー
リ散乱係数が大きくなり、初期損失値が大きくなる。
の比屈折率差を高めれば良いが、高くしすぎると、レー
リ散乱係数が大きくなり、初期損失値が大きくなる。
【０００５】更に比屈折率差を高くすると、波長１．２
８８μm での分散値がカットオフ波長１．１９μm の
時、−３．５ps/km/nm以下となり、高速の信号を送れな
くなるという問題がある。
８８μm での分散値がカットオフ波長１．１９μm の
時、−３．５ps/km/nm以下となり、高速の信号を送れな
くなるという問題がある。
【０００６】また、現状ではコアとクラッドの比屈折率
差を０．３％〜０．３８％としているが、この範囲だと
耐応力が弱くケーブル化で損失増となる場合がある。こ
れを防ぐために比屈折率差をさらに高くすると、分散が
上記仕様から外れるという問題が生じる。
差を０．３％〜０．３８％としているが、この範囲だと
耐応力が弱くケーブル化で損失増となる場合がある。こ
れを防ぐために比屈折率差をさらに高くすると、分散が
上記仕様から外れるという問題が生じる。
【０００７】本発明の目的は、上述した従来技術の問題
点を解消して、コアとクラッドの比屈折率を高くしなく
ても、耐応力特性に優れた高耐応力単一モード光ファイ
バ、その製造方法、および光ファイバケーブルを提供す
ることにある。
点を解消して、コアとクラッドの比屈折率を高くしなく
ても、耐応力特性に優れた高耐応力単一モード光ファイ
バ、その製造方法、および光ファイバケーブルを提供す
ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の高耐応力単一モ
ード光ファイバは、曲がりによりクラッドの屈折率が等
価的に高くなる分、予めクラッドの屈折率を低くしたも
のである。
ード光ファイバは、曲がりによりクラッドの屈折率が等
価的に高くなる分、予めクラッドの屈折率を低くしたも
のである。
【０００９】また、本発明の高耐応力単一モード光ファ
イバは、コアとクラッドからなる単一モード光ファイバ
において、クラッドの屈折率をコアに隣接する部分に比
して外側を低くしたものである。
イバは、コアとクラッドからなる単一モード光ファイバ
において、クラッドの屈折率をコアに隣接する部分に比
して外側を低くしたものである。
【００１０】これらの場合、光ファイバに曲げが印加さ
れたとき、クラッド部の曲りの外側での等価的な屈折率
が、モード屈折率β／ｋ0 （β：モードの伝搬定数、ｋ
0 ：自由空間波数）よりも低くするとよい。
れたとき、クラッド部の曲りの外側での等価的な屈折率
が、モード屈折率β／ｋ0 （β：モードの伝搬定数、ｋ
0 ：自由空間波数）よりも低くするとよい。
【００１１】また、コアに隣接するクラッド部の屈折率
をｎC 、コア径をＴ、コア中心からの径方向距離ｒ、曲
がりの曲率半径をＲとしたとき、コアに隣接するクラッ
ド部より外側では、クラッド部の屈折率が、式ｎC ｛１
−（ｒ−Ｔ）／Ｒ｝に基づいて減少させるとよい。
をｎC 、コア径をＴ、コア中心からの径方向距離ｒ、曲
がりの曲率半径をＲとしたとき、コアに隣接するクラッ
ド部より外側では、クラッド部の屈折率が、式ｎC ｛１
−（ｒ−Ｔ）／Ｒ｝に基づいて減少させるとよい。
【００１２】また、コアと、コアに隣接するクラッドと
の比屈折率差は０．３％〜０．３８％程度であり、クラ
ッド部での屈折率の変化幅は約０．３％以下とすること
が好ましい。コアとコアに隣接するクラッドとの比屈折
率差を０．３％〜０．３８％程度としたのは、現状のま
まとするためである。
の比屈折率差は０．３％〜０．３８％程度であり、クラ
ッド部での屈折率の変化幅は約０．３％以下とすること
が好ましい。コアとコアに隣接するクラッドとの比屈折
率差を０．３％〜０．３８％程度としたのは、現状のま
まとするためである。
【００１３】すなわち、比屈折率差が０．３％よりも低
いと光ファイバに曲がりや側圧が印加されたとき信号光
が減衰するため好ましくなく、また逆に０．３８％より
も高いとレーリ散乱係数が大きくなり初期損失値が大と
なったり、分散が仕様から外れて高速の信号が送れなく
なるからである。また、クラッド部での屈折率の変化幅
を約０．３％以下としたのは、クラッド部もコアの一部
として作用する可能性があり、その場合伝搬モードが２
つになるため、変化幅をこれよりも大きくすると好まし
くないからである。
いと光ファイバに曲がりや側圧が印加されたとき信号光
が減衰するため好ましくなく、また逆に０．３８％より
も高いとレーリ散乱係数が大きくなり初期損失値が大と
なったり、分散が仕様から外れて高速の信号が送れなく
なるからである。また、クラッド部での屈折率の変化幅
を約０．３％以下としたのは、クラッド部もコアの一部
として作用する可能性があり、その場合伝搬モードが２
つになるため、変化幅をこれよりも大きくすると好まし
くないからである。
【００１４】さらに、クラッドの屈折率の減少を、コア
径の５〜１０倍程度のところで止めることもできる。こ
れは、光ファイバにより伝送されるエネルギーの広がり
が、コア径の５〜１０倍の所あたりまでだからである。
径の５〜１０倍程度のところで止めることもできる。こ
れは、光ファイバにより伝送されるエネルギーの広がり
が、コア径の５〜１０倍の所あたりまでだからである。
【００１５】上述した単一モード光ファイバは、特に効
果のある１．３μm 及び１．５５μm 波長用であること
が好ましい。
果のある１．３μm 及び１．５５μm 波長用であること
が好ましい。
【００１６】また、本発明のケーブルは、これらの高耐
応力単一モード光ファイバを使用した光ファイバケーブ
ルとしたものである。
応力単一モード光ファイバを使用した光ファイバケーブ
ルとしたものである。
【００１７】さらに、本発明の高耐応力単一モード光フ
ァイバの製造方法は、コアとクラッドからなる単一モー
ド光ファイバを製造する方法において、クラッドを形成
する際に、予め光ファイバに印加される曲がりの曲率半
径Ｒを求めておき、求めたＲ値を代入した次式ｎC ｛１
−（ｒ−Ｔ）／Ｒ｝にしたがって、コアに隣接する部分
より外側のクラッド部の屈折率が減少するようにドーパ
ント量を制御したものである。
ァイバの製造方法は、コアとクラッドからなる単一モー
ド光ファイバを製造する方法において、クラッドを形成
する際に、予め光ファイバに印加される曲がりの曲率半
径Ｒを求めておき、求めたＲ値を代入した次式ｎC ｛１
−（ｒ−Ｔ）／Ｒ｝にしたがって、コアに隣接する部分
より外側のクラッド部の屈折率が減少するようにドーパ
ント量を制御したものである。
【００１８】なお、単一モード光ファイバの材料には、
コアＧｅＯ2 ・ＳｉＯ2 、クラッドＳｉＯ2 、またはコ
アＳｉＯ2 ・ＧｅＯ2 もしくはＳｉＯ2 、クラッドＳｉ
Ｏ2・Ｆの組み合わせ等がある。また、クラッドの屈折
率を低めるドーパントには、上記ＦのほかＢ2 Ｏ3 等が
ある。
コアＧｅＯ2 ・ＳｉＯ2 、クラッドＳｉＯ2 、またはコ
アＳｉＯ2 ・ＧｅＯ2 もしくはＳｉＯ2 、クラッドＳｉ
Ｏ2・Ｆの組み合わせ等がある。また、クラッドの屈折
率を低めるドーパントには、上記ＦのほかＢ2 Ｏ3 等が
ある。
【００１９】
【作用】クラッドの屈折率が一定な光ファイバに曲げが
印加されると、曲がりの外側でのクラッドの屈折率が等
価的に高くなり、モード屈折率β／ｋ0 と一致する転位
点が生じる。この転移点がコアから離れている程、曲げ
損失は小さくなる。本発明の光ファイバは、予め曲がり
により等価的に高くなる分、クラッドの屈折率を下げて
あるので、曲げが印加されても転移点が生じず曲げ損失
がなくなる。
印加されると、曲がりの外側でのクラッドの屈折率が等
価的に高くなり、モード屈折率β／ｋ0 と一致する転位
点が生じる。この転移点がコアから離れている程、曲げ
損失は小さくなる。本発明の光ファイバは、予め曲がり
により等価的に高くなる分、クラッドの屈折率を下げて
あるので、曲げが印加されても転移点が生じず曲げ損失
がなくなる。
【００２０】
【実施例】以下本発明の高耐応力単一モード光ファイバ
の実施例を説明する。図１に本実施例による単一モード
光ファイバの屈折率分布を示す。コア径はＴであり、コ
アの屈折率はｎ0 一定である。コアに隣接するクラッド
部分の屈折率をｎc とすると、それより外側では次式 ｎC ｛１−（ｒ−Ｔ）／Ｒ｝ (1) にしたがって、クラッドの屈折率が減少している。すな
わち、光ファイバに曲げが印加された結果、等価的にク
ラッドの屈折率が高くなる分、もともとの屈折率を下げ
てある。屈折率を下げるには、式(1) のように直線状に
変化させてもよいが、曲線状あるいは階段状に変化させ
てもよい。
の実施例を説明する。図１に本実施例による単一モード
光ファイバの屈折率分布を示す。コア径はＴであり、コ
アの屈折率はｎ0 一定である。コアに隣接するクラッド
部分の屈折率をｎc とすると、それより外側では次式 ｎC ｛１−（ｒ−Ｔ）／Ｒ｝ (1) にしたがって、クラッドの屈折率が減少している。すな
わち、光ファイバに曲げが印加された結果、等価的にク
ラッドの屈折率が高くなる分、もともとの屈折率を下げ
てある。屈折率を下げるには、式(1) のように直線状に
変化させてもよいが、曲線状あるいは階段状に変化させ
てもよい。
【００２１】コアと、コアに隣接するクラッドとの比屈
折率差は、従来例と同様に０．３％〜０．３８％程度と
する。また、クラッド部での屈折率の変化幅は約０．３
％以下とする。
折率差は、従来例と同様に０．３％〜０．３８％程度と
する。また、クラッド部での屈折率の変化幅は約０．３
％以下とする。
【００２２】光ファイバに曲げが印加されると、通常の
屈折率分布の単一モード光ファイバでは図４に示すよう
に、曲がりの外側での屈折率が等価的に高くなる。する
と、β／ｋ0 で表されるモード屈折率が曲がりの外側で
一致する点が生じる。この点がいわゆる転移点Ｔp で電
磁波はこの点より外側で、振動界となり放射する。
屈折率分布の単一モード光ファイバでは図４に示すよう
に、曲がりの外側での屈折率が等価的に高くなる。する
と、β／ｋ0 で表されるモード屈折率が曲がりの外側で
一致する点が生じる。この点がいわゆる転移点Ｔp で電
磁波はこの点より外側で、振動界となり放射する。
【００２３】この転移点Ｔp がコアから離れている程、
曲げ損失（放射損失）は小さくなる。つまり曲げ損失は
コア中心から転移点までの距離をｒ0 とすると、ｅｘｐ
（−ｒ0 ）に比例する。
曲げ損失（放射損失）は小さくなる。つまり曲げ損失は
コア中心から転移点までの距離をｒ0 とすると、ｅｘｐ
（−ｒ0 ）に比例する。
【００２４】さて、本実施例の単一モード光ファイバで
は、曲げが印加されても、あらかじめ等価的に高くなる
分、もともとの屈折率を下げてあるので、結果として曲
げの外側では屈折率は一定ｎC （１＋Ｔ／Ｒ）となる。
なお、ｎ0 Ｔ／Ｒはコア屈折率の等価的な増加分であ
る。従って、転移点が等価的に無限遠に位置することに
なり曲げ損失は零となる。
は、曲げが印加されても、あらかじめ等価的に高くなる
分、もともとの屈折率を下げてあるので、結果として曲
げの外側では屈折率は一定ｎC （１＋Ｔ／Ｒ）となる。
なお、ｎ0 Ｔ／Ｒはコア屈折率の等価的な増加分であ
る。従って、転移点が等価的に無限遠に位置することに
なり曲げ損失は零となる。
【００２５】実際の光ファイバケーブル試作において
は、統計的にケーブルに印加される曲げ半径Ｒを評価し
ておき、評価値にもとづき光ファイバを製作することが
必要となる。
は、統計的にケーブルに印加される曲げ半径Ｒを評価し
ておき、評価値にもとづき光ファイバを製作することが
必要となる。
【００２６】したがって、光ファイバケーブル用の高耐
応力単一モード光ファイバをＶＡＤ法により製造する場
合、ＳｉＯ2 からなるクラッドにその屈折率を低めるド
ーパントを入れるようにし、予め統計的に求めておいた
曲率半径Ｒを用いてクラッド部の屈折率が式(1) を満た
すようにドーパント量を制御する。これにより比屈折率
差を高くしないで、耐応力特性が向上するので、製品と
しての歩留りが上がり、低コスト化が図れる。
応力単一モード光ファイバをＶＡＤ法により製造する場
合、ＳｉＯ2 からなるクラッドにその屈折率を低めるド
ーパントを入れるようにし、予め統計的に求めておいた
曲率半径Ｒを用いてクラッド部の屈折率が式(1) を満た
すようにドーパント量を制御する。これにより比屈折率
差を高くしないで、耐応力特性が向上するので、製品と
しての歩留りが上がり、低コスト化が図れる。
【００２７】なお、クラッド部の屈折率は径方向外方に
減少して行くが、その屈折率の減少は、必要に応じて伝
送エネルギーの広がる点、例えばコア半径の１０倍程度
の所で打ち切ってもよい。
減少して行くが、その屈折率の減少は、必要に応じて伝
送エネルギーの広がる点、例えばコア半径の１０倍程度
の所で打ち切ってもよい。
【００２８】
【発明の効果】(1) 請求項１ないし７に記載の光ファイ
バによれば、比屈折率差を上げずに耐応力特性が向上す
る。
バによれば、比屈折率差を上げずに耐応力特性が向上す
る。
【００２９】(2) 請求項８に記載の光ファイバケーブル
によれば、ケーブルに要求される耐応力特性を満足する
ことができ、製品としての適用範囲が広がる。
によれば、ケーブルに要求される耐応力特性を満足する
ことができ、製品としての適用範囲が広がる。
【００３０】(3) 請求項９に記載の光ファイバの製造方
法によれば、クラッドの屈折率をドーパントの制御で変
化させるという簡単な手法により、耐応力特性に優れた
単一モード光ファイバが得られる。
法によれば、クラッドの屈折率をドーパントの制御で変
化させるという簡単な手法により、耐応力特性に優れた
単一モード光ファイバが得られる。
【図１】本発明の高耐応力単一モード光ファイバの実施
例を説明するためのクラッドの屈折率分布図。
例を説明するためのクラッドの屈折率分布図。
【図２】本実施例の高耐応力単一モード光ファイバに曲
げが印加されたときのクラッドの等価的な屈折率分布
図。
げが印加されたときのクラッドの等価的な屈折率分布
図。
【図３】従来例の単一モード光ファイバの屈折率分布
図。
図。
【図４】従来例の単一モード光ファイバに曲げが印加さ
れた時の等価的な屈折率分布図。
れた時の等価的な屈折率分布図。
Ｔ コア径 Ｒ 曲がりの曲率半径 ｎ0 コアの屈折率 ｎc クラッドの屈折率 Ｔp 転移点 β／ｋ0 モード屈折率 β 伝搬定数 ｋ0 自由空間波数 ｒ コア中心からの径方向距離
Claims (9)
- 【請求項１】曲がりによりクラッドの屈折率が等価的に
高くなる分、予めクラッドの屈折率を低くしてある高耐
応力単一モード光ファイバ。 - 【請求項２】コアとクラッドからなる単一モード光ファ
イバにおいて、クラッドの屈折率をコアに隣接する部分
に比して外側を低くした高耐応力単一光ファイバ。 - 【請求項３】上記光ファイバに曲げが印加されたとき、
上記クラッド部の曲がりの外側での等価的な屈折率が、
モード屈折率β／ｋ0 （β：モードの伝搬定数、ｋ0 ：
自由空間波数）よりも低い請求項１または２に記載の高
耐応力単一モード光ファイバ。 - 【請求項４】上記コアに隣接するクラッド部の屈折率を
ｎC 、コア径をＴ、コア中心からの距離ｒ、曲がりの曲
率半径をＲとしたとき、上記コアに隣接する部分より外
側では、クラッド部の屈折率が、次式 ｎC ｛１−（ｒ−Ｔ）／Ｒ｝ にしたがって減少している請求項１ないし３に記載の高
耐応力単一モード光ファイバ。 - 【請求項５】上記コアと、該コアに隣接するクラッドと
の比屈折率差は０．３％〜０．３８％程度であり、クラ
ッド部での屈折率の変化幅は約０．３％以下である請求
項１ないし４のいずれかに記載の高耐応力単一モード光
ファイバ。 - 【請求項６】上記クラッドの屈折率の減少を、コア径の
５〜１０倍程度のところで止めてある請求項１ないし５
のいずれかに記載の高耐応力単一モード光ファイバ。 - 【請求項７】上記単一モード光ファイバが１．３μm 波
長用である請求項１ないし６のいずれかに記載の高耐応
力単一モード光ファイバ。 - 【請求項８】請求項１ないし７のいずれかに記載の高耐
応力単一モード光ファイバを使用した光ファイバケーブ
ル。 - 【請求項９】コアとクラッドからなる単一モード光ファ
イバを製造する方法において、クラッドを形成する際
に、予め光ファイバに印加される曲がりの曲率半径Ｒを
求めておき、上記求めたＲ値を代入した次式 ｎC ｛１−（ｒ−Ｔ）／Ｒ｝ にしたがって、コアに隣接する部分より外側のクラッド
部の屈折率が減少するようにドーパント量を制御した高
耐応力単一モード光ファイバの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5327534A JPH07181337A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 高耐応力単一モード光ファイバ、その製造方法、及び光ファイバケーブル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5327534A JPH07181337A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 高耐応力単一モード光ファイバ、その製造方法、及び光ファイバケーブル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07181337A true JPH07181337A (ja) | 1995-07-21 |
Family
ID=18200178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5327534A Pending JPH07181337A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 高耐応力単一モード光ファイバ、その製造方法、及び光ファイバケーブル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07181337A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012075509A2 (en) | 2010-12-03 | 2012-06-07 | Ofs Fitel, Llc | Large-mode-area optical fibers with bend compensation |
| JP2015505068A (ja) * | 2011-12-14 | 2015-02-16 | オーエフエス ファイテル，エルエルシー | 曲げ補償型フィルタ・ファイバ |
-
1993
- 1993-12-24 JP JP5327534A patent/JPH07181337A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012075509A2 (en) | 2010-12-03 | 2012-06-07 | Ofs Fitel, Llc | Large-mode-area optical fibers with bend compensation |
| EP2646863A2 (en) * | 2010-12-03 | 2013-10-09 | OFS Fitel, LLC | Large-mode-area optical fibers with bend compensation |
| JP2014511125A (ja) * | 2010-12-03 | 2014-05-08 | オーエフエス ファイテル，エルエルシー | 曲げ補償付き大モード面積光ファイバ |
| CN103890623A (zh) * | 2010-12-03 | 2014-06-25 | Ofs菲特尔有限责任公司 | 具有弯曲补偿的大模式面积光纤 |
| EP2646863A4 (en) * | 2010-12-03 | 2015-04-08 | Ofs Fitel Llc | HIGH-MODAL AREA OPTICAL FIBERS WITH BEND COMPENSATION |
| CN103890623B (zh) * | 2010-12-03 | 2017-08-29 | Ofs菲特尔有限责任公司 | 具有弯曲补偿的大模式面积光纤 |
| JP2015505068A (ja) * | 2011-12-14 | 2015-02-16 | オーエフエス ファイテル，エルエルシー | 曲げ補償型フィルタ・ファイバ |
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