JPH08248250A - シングルモード光導波路ファイバ - Google Patents

シングルモード光導波路ファイバ

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JPH08248250A
JPH08248250A JP7291694A JP29169495A JPH08248250A JP H08248250 A JPH08248250 A JP H08248250A JP 7291694 A JP7291694 A JP 7291694A JP 29169495 A JP29169495 A JP 29169495A JP H08248250 A JPH08248250 A JP H08248250A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ファイバを含みうる高デ−タ率またはシン
グルチャンネルあるいはＷＤＭシステムのために設計さ
れた複合コア光導波路ファイバを提供すること。 【解決手段】 この導波路は、屈折率が変化され得る２
つまたは３つの領域を有するコアを特徴とする。それら
の領域の相対寸法も変化されうる。これらの変数を調節
することによって、所望のモ−ドフィ−ルド直径、ゼロ
分散波長、分散傾斜およびカットオフ波長が得られた。
光学的特性は、許容曲げ性能を維持しつつ非線形効果を
制限するように選定される。さらに、導波路内の残留応
力は応力で誘起される複屈折を制限するために低いレベ
ルに維持される。被覆されていない導波路の残留応力が
小さいことが、選択された弾性係数とガラス遷移温度を
有する二被覆系と相俟って、低い偏波モ−ド分散を生ず
ることになる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は長距離、高ビットレ
−ト通信のために設計された光導波路ファイバに関す
る。さらに、この導波路ファイバは１つまたはそれ以上
の光増幅器を使用した長距離、高ビットレ−ト・システ
ムのために設計されたものである。
【０００２】
【従来の技術】ハイパワ−・レ−ザ、高デ−タ率送信機
および受信機、および波長分割多重化技術（ＷＤＭ）技
術を用いた通信システムは、非常に低いが非ゼロの全分
散と、非常に低い偏波モ−ド分散を有する光導波路ファ
イバを必要とする。さらに、この導波路ファイバは、自
己位相変調（ＳＰＭ）および４波混合（ＦＷＭ）のよう
な非線形現象を本質的に除去する特性を有していなけれ
ばならない。ＳＰＭはパワ−密度を低くすることによっ
て制限することができる。ＦＷＭは分散が非ゼロである
波長範囲で動作することによって制御される。
【０００３】他の要件は、光導波路が光増幅器を具備し
た長距離システムに適合し得ることである。
【０００４】これらの精巧なシステムに必要な特性を有
する光導波路を提供するために、種々の屈折率分布がモ
デル化されかつテストされている。米国特許第４７１５
６７９号に記載されている複合コア設計は、減衰が小さ
いこと、幾何学的裕度が狭いこと、曲げ抵抗が許容でき
ること、引張り強度が大であることのような基本的要件
を維持しながら、この新しいシステムの要件を満たすた
めの柔軟性を与える。さらに、それらの複合コア設計の
うちのあるものは、製作が比較的容易であり、したがっ
て許容し得ないコスト高を伴うことなしに改良された光
導波路性能を与える。
【０００５】これらの要件を光導波路パラメ−タに変換
すると、高デ−タ率およびＷＤＭシステムに適しており
かつ光増幅器を用いたシステムに適合しうる光導波路
は、 − ＳＰＭを制限するのに十分に大きいモ−ドフィ−ル
ド直径を有すること − 残留応力が小さく、ＳＰＭを制限するためにコアお
よびクラッドの真円度および偏心度と被覆の均一性を厳
密に制御すること − 外部的に誘起される応力複屈折を制限するために被
覆係数およびガラス遷移温度が適切に選択すること − ＷＤＭ窓における全分散の絶対値がＦＷＭを防止す
るのに十分に高いが分散パワ−低下を制限するのに十分
に低くいこと − 全分散およびゼロ分散波長の絶対値が光増幅器利得
ピ−ク波長領域における動作に適合しうることを特徴と
する。
【０００６】下記の定義は当該技術分野における一般的
な用途に適合している。 − 屈折率分布およびインデックス・プロファイルとい
う用語は互換可能に使用される。 − コアの領域の半径は屈折率で定義される。特定の領
域は、その領域の屈折率特性が始まる点で始まりかつ屈
折率がその領域の特徴である最後の点で終る。別段の注
意がない限り、半径はこの定義を有する。 − 頭文字のＰＭＤは偏波モ−ド分散を表わす。 − 頭文字のＷＤＭは波長分割多重化を表わす。 − 頭文字のＳＰＭは自己位相変調、すなわち特定のパ
ワ−レベルより高い信号の部分がそのパワ−レベルより
低い信号の部分とは異なる速度で導波路中を進行する現
象を表わす。 − 頭文字のＦＷＭは４波混合、すなわち導波路中の２
つまたはそれ以上の信号が干渉して異なる周波数の信号
を生ずる現象を表わす。 − ％デルタという用語は、 ％デルタ = 100×(nr 2 - nc 2)/2nr 2 という式で定義された屈折率の相対的な大きさを表わ
す。ただし、nrは領域１における最大屈折率であり、nc
はクラッド領域における屈折率である。− アルファ・
プロファイルという用語は％デルタで表わされた屈折率
分布であり、 ％デルタ(r) = ％デルタ(ro)(1 - [(r - ro)/(r1 -
ro)]alpha) という式で表わされる。ただし、rはro≦r≦r1の範囲で
あり、デルタは上記のように定義され、そしてalphaは
分布形状を定義する指数である。 − 分布容積は[(％デルタ(r))(rdr)]という量のr=riか
らr=rjまでの積分として定義される。
【０００７】
【本発明が解決しようとする課題】本発明は、ＷＤＭシ
ステムを含みかつ光増幅器を具備するであろう高デ−タ
率システムに使用するための光導波路に対する上述した
要件を満たすものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、米国特許第４
７１５６７９号に開示されている種類のプロファイルの
うち、非凡な特性を有していることが確認された特定の
プロファイルによるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の第１の態様は、光増幅器
を具備しうる高デ−タ率またはＷＤＭシステムのために
設計されたシングルモ−ド光導波路ファイバである。こ
の導波路はコア領域と、それを包囲した屈折率ncのクラ
ッド層を有する。コア領域は、最大屈折率n0を有する中
央領域と、この中央領域に隣接していて最大屈折率n1を
有する第１の環状領域と、この第１の環状領域に隣接し
ていて、最大屈折率n2を有する第２の環状領域を具備し
ており、かつn0＞n2＞n1である。本発明のファイバは、 − 中心線からクロスオ−バ−半径までの分布容積、す
なわち内部分布容積、 − そのクロスオ−バ−半径からコアの端部までの分布
容積、すなわち外部分布容積、 − 外部分布容積と内部分布容積の比によって特徴づけ
られる。内部分布容積、外部分布容積、および外部分布
容積と内部分布容積の比はそれぞれ約2.70〜3.95ユニッ
ト、1.10〜7.20ユニット、および0.30〜2.35の範囲であ
る。ユニットは％デルタ-μm2である。この導波路は、
導波路ファイバ強度を保持し、かつ複屈折を生じさせる
おそれのある外力から導波路を実質的に隔離して、偏波
モ−ド分散を制限するための二層被覆を有する。この二
層被覆は、約1.0〜3.0MPaの範囲の弾性係数と、約-10℃
より高くないガラス遷移温度を有する内側層を具備して
いる。シリコ−ンのようなある種の被覆は、-180℃より
高くないガラス遷移温度を有することが知られている。
-30℃〜-40℃の範囲のガラス遷移温度を有するアクリレ
−ト（acrylate）被覆が知られている。内側層では、遷
移温度が低い方が良い。
【００１０】外側層は約400MPaより大きい弾性係数を有
する。一般に、より高い弾性係数の外側層が外力による
摩耗、破壊および曲げからのより優れた保護を与える。
しかし、被覆の剥離可能性、亀裂に対する抵抗、および
靱性のような実際上の考慮事項が、約1600MPaであると
考えられている外側層の弾性の上限を与える。外側被覆
層のガラス遷移温度は内側被覆ほどには決定的ではな
い。外側被覆の遷移温度は60℃以上の範囲でありうる。
【００１１】クロスオ−バ−半径は、信号波長が変化す
る時の信号中のパワ−分布に対する依存性から見出され
る。内側容積では、波長の増大に伴って信号パワ−は低
下する。外側容積では、波長の増大に伴って信号パワ−
は増加する。本明細書におけるプロファイルでは、クロ
スオ−バ−半径は約2.8ミクロンである。
【００１２】本発明による光導波通路の実施例では、中
央コア領域はアルファ・インデックスプロファイルを特
徴とする。特定の実施例は少なくとも１のアルファ値を
有するインデックスプロファイルを具備している。アル
ファ=1である場合には、好ましい実施例は比a0/aおよび
a1/aに対する限定を含む。ただし、a0は中央コア半径、
a1は第２の環状領域の内部半径、そしてaはコアとクラ
ッドとの境界面に達する半径である。好ましい比として
は、a0/aは約0.4より大きくなく、そしてa1/aは約0.9で
ある。
【００１３】アルファ値が２と無限大のプロファイルに
ついても詳細に検討した。無限大のアルファ値はインデ
ックスプロファイルが一定であることを意味する。実際
には、約４より大きいアルファは一定プロファイルに近
似している。
【００１４】本発明の第２の態様では、コアおよびクラ
ッド領域は上述した第１の態様のように定義され、そし
て中央コア領域はアルファ・プロファイルを有し、第１
の環状領域は一定プロファイルを有する。第１の態様と
同様に、各領域における最大屈折率はn0＞n2＞n1といる
相対値を有する。内側および外側プロファイル容積、お
よび外側容積と内側容積の比は第１の態様と同様であ
る。
【００１５】第１の態様の実施例では、中央コア領域は
２のアルファ、約0.80〜0.95の範囲の％デルタ、および
約2.4〜2.8ミクロンの範囲の半径を有する。第１の環状
領域は約0.1より大きくない％デルタを有する。第２の
環状領域は約0.1〜0.5の範囲の％デルタ、第２の環状領
域の中心まで測定して約4.25〜5.75ミクロンの範囲の半
径、そして半％デルタレベルで測定して約0.4〜2ミクロ
ンの幅を有する。内側プロファイル容積、外側プロファ
イル容積、および外側プロファイル容積と内側プロファ
イル容積の比はそれぞれ、約2.75〜3.70、1.55〜6.85、
および0.55〜2.00の範囲である。
【００１６】第２の態様のさらに他の実施例では、中央
領域は無限大のアルファ（すなわち、プロファイルがこ
の領域では本質的に一定である）、約0.75〜1.05の範囲
の％デルタ、および約1.4〜2.2ミクロンの範囲の半径を
有する。第１の環状領域は約0.2より大きくない％デル
タ、および約3.25〜5.55ミクロンの範囲の半径を有す
る。第２の環状領域は約0.1〜0.5の範囲の％デルタ、お
よび半％デルタレベルで測定して約0.4〜2ミクロンの幅
を有する。内側プロファイル容積、外側プロファイル容
積、および外側プロファイル容積と内側プロファイル容
積の比はそれぞれ約1.38〜1.84、0.77〜3.41。および0.
56〜1.99の範囲である。
【００１７】本発明の第３の態様は、第１の態様で定義
されたように、中央コア、第１および第２の環状領域、
およびクラッド層を有するシングルモ−ド光導波通路フ
ァイバである。内側プロファイル容積、外側プロファイ
ル容積、および外側プロファイル容積と内側プロファイ
ル容積の比はそれぞれ、約2.70〜3.95ユニット、1.10〜
7.20ユニット、および0.56〜1.99の範囲である。
【００１８】本発明の第３の態様は、第１の態様で定義
されたように、中央コア、第１および第２の環状領域、
およびクラッド層を有するシグルモ−ド光導波通路ファ
イバである。内側プロファイル容積、外側プロファイル
容積、および外側プロファイル容積と外側プロファイル
容積の比はそれぞれ、約2.70〜3.95ユニット、1.10〜7.
20ユニット、および0.30〜2.35の範囲である。この導波
路ファイバは、約8.4の平均モ−ドフィ−ルド直径、約1
560〜1575nmの範囲のゼロ分散波長、約0.09ps/nm2-kmよ
り大きくない分散傾斜、および約0.15ps/km1/2より大き
くない偏波モ−ド分散を有する。
【００１９】本発明の第４の態様は、最大屈折率n0の中
央領域と、約4〜7ミクロンの範囲の外径および約0.16よ
り大きくない一定の％デルタ・インデックスを有する隣
接環状領域を有するシングルモ−ド光導波通路ファイバ
である。この導波路ファイバは、約8.4ミクロンの平均
モ−ドフィ−ルド直径、約1560〜1575nmの範囲のゼロ分
散波長、約0.09ps/nm2-kmより大きくない分散傾斜、お
よび約0.15ps/km1/2より大きくない偏波モ−ド分散を有
する。
【００２０】この第４の態様の好ましい実施例では、中
央コアは、アルファが少なくとも１であるアルファ・プ
ロファイルを有する。
【００２１】
【実施例】上述した高性能通信システムに適した導波路
ファイバの特性は、 − モ−ドフィ−ルド直径が、導波路内のパワ−密度を
低下させかつそれによってＳＰＭを低下させるために少
なくとも約8.4ミクロンの平均値を有する、 − 約1560〜1575nmの範囲のゼロ分散波長が、ＷＤＭを
許容するための約0.09ps/nm-km以下の分散傾斜と結合し
て、ＦＷＭを防止すＲのに十分な全分散であって、光増
幅器利得ピ−クにわたって、増幅されたＷＤＭ信号の実
質的に等しい信号対ノイズ比を許容するのに十分低い全
分散を有する、 − 幾何学的裕度がＰＭＤを制限するのに十分なだけ狭
い、 − 被覆系は、外力がファイバ内に応力を導入し、それ
によってインデックス・プロファイルを非対称に変更し
かつＰＭＤを生ずるのを防止するのを防止するために弾
性係数の低い内側層と弾性係数の高い外側層を有してい
る。ここでの弾性係数はフィルム・サンプルで測定され
る。
【００２２】図１に示されている複合コア設計はこの組
の要件を満たすのに十分な柔軟性を有している。複合コ
アの概念は前記米国特許第４７１５６７９号に開示され
ている。ここに記述されている本発明で達成されたこと
は、高性能通信システムの要件を満たす１つの組の複合
コア・プロファイルを識別したことである。さらに、要
件組は、残留内部導波路応力を比較的低く維持しつつ、
かつ許容し得る曲げ性能を維持しつつ、減衰を大きくす
ることなしに満たされる。
【００２３】プロファイルを調節できる３つのコア領域
が図１に２、６、および８で示されている。各領域にお
いて、インデックス・プロファイルの形状は、半径の位
置に依存する一般的な形状をとりうる。また各領域の半
径の大きさも変更されうる。例示として、中央コア領域
２の半径は長さ４で示されている。この場合、およびす
べてのモデル化された場合には、中央コア半径は軸線方
向の中心線から、外挿された中央プロファイルとｘ軸と
の交点まで測定される。
【００２４】第１の環状領域６は半径４と、第２の環状
領域の半屈折率点から引かれた垂直線５まで延長した半
径７によって画定される。第２の環状領域８の特性半径
は、点３によって示されているように、コア中心から領
域８の底辺の中間点まで延長した長さ１２として選定さ
れる。第２の環状領域半径に対するこのやり方がすべて
のモデル化された場合に用いられる。対称プロファイル
に対する便利なプロファイルの目安が垂直線５間に示さ
れている幅１０である。線５は半最大％デルタ・インデ
ックス点から垂下している。第２の環状領域の幅に対す
るこのやり方がすべてのモデル化された場合に用いられ
る。
【００２５】クロスオ−バ−半径が図１に長さ１４とし
て示されている。このクラオスオ−バ−半径の内側の％
デルタ-λm2を単位としたプロファイル容積が内側プロ
ファイル容積である。クロスオ−バ−半径の外側のプロ
ファイル容積は所定の波長における相対的なパワ−分布
の目安であり、したがって特定のインデックス・プロフ
ァイル変化の効果の目安である。
【００２６】図１に示された三領域コアを用いて実際に
実現可能なプロファイルの数は本質的に無限である。し
たがって、上述のシテム要件を満たしたこれらのプロフ
ァイルを識別するためにモデルが開発された。
【００２７】インデック・プロファイルが関数n(r)（た
だしnは屈折率であり、rは半径である）で記述された各
モデル化されたインデックス・プロファイルに対して、
スケ−ラ−波動方程式の数値解が見出された。幾つかの
波長において解が見出された。その解は、導波路の光学
的特性が公知の公式から計算されうる伝播定数およびフ
ィ−ルド振幅を与える。例えば、"Optical Waveguide T
heory", A.W. Synderand J.D. Love, Chapman and Hal
l, London and New York, 1983,および"Physical Inter
pretation of Petermann's Strange Spot nSize", C.Pa
sk, ElectronicLetters, Vol. 20, No. 3, February, 1
984を参照されたい。
【００２８】ここでの計算のために用いられるモデルで
は、測定カットオフ波長は計算カットオッフ波長の93％
として定義される。ゲルマニウムをド−プされたシリカ
の屈折率の波長依存性は、"Refractive Index Dispersi
on of Doped Fused Silica",S.Kobayashi et al. Confe
rence Publication from IOOC,1977, paper B8-3かによ
る。
【００２９】調査されたプロファイル群は、製造よ容易
性および導波路ファイバ内の制限された残留応力の付加
的な要件を満たすために、単純な二および三領域タイプ
であった。
【００３０】図２は中央コア領域１６、第１のコア領域
１８、および第２のコア領域２０を示す本発明の導波路
ファイバの断面である。最後の層はクラッド層２２であ
る。第１および第２のポリマ−層は２４および２５とし
て示されている。
【００３１】図３に示された本発明のプロファイルの特
定の実施例は、三角形の中央プロファイル（アルファ＝
１のアルファ・プロファイル）２６と、一般的に台形の
プロファイルを有する実質的に対称形の第２の環状コア
領域２７を有する。製造工程とド−パントの拡散がド−
パント濃度の尖鋭な遷移をスム−ズにする傾向があるの
で、領域２７は丸みをつけて示されている。第１の環状
領域２９は破線で示されているような平坦なプロファイ
ルを有していてもよく、あるいは中心または両端部に若
干丸みをつけられたプロファイルを有していてもよい。
モデル化の目的のために、領域２９のプロファイルは実
質的にフラットでかつ0.0〜0.10の範囲の％デルタを有
するものとされた。
【００３２】第２のアルファ・プロファイル実施例は、
図４において中央コア・プロファイル２８で示されたア
ルファ＝２のものである。図４の第１および第２の環状
領域は図３のものと実質的に同一である。
【００３３】図５は、中央コア領域が実質的にステップ
３０である本発明のプロファイルの実施例を示してい
る。第１および第２の環状コア領域は、第１の環状領域
における％デルタの値が0.0〜0.20の範囲であること以
外は、実質的に図３に示されたとおりである。
【００３４】表１は、上述の目標特性を有する導波路を
与える各プロファイル変数の範囲を示している。指定さ
れた特性を満たしたすべての導波路のプロファイル変数
はこの表に示された範囲内にあることが認められた。し
かし、この表の範囲で定義されたプロファイルの約30％
だけが、所要の特性を有するにすぎないことが判った。
すなわち、表１の範囲はプロファイル変数の必要ではあ
るが十分ではない条件を提示している。
【００３５】 表１ 三角形中央コア アルファ=2中央コア ステップ中央コア 最大中央コア％デルタ 0.77-1.00 0.80-0.95 0.75-1.05 最大第１環状領域％デルタ 0.0-0.1 0.0-0.1 0.0-0.2 最大第２環状領域％デルタ 0.1-0.5 0.1-0.5 0.1-0.5 中央コア半径（ミクロン） 2.6-3.4 2.4-2.8 1.4-2.2 第２環状領域半径（ミクロン） 4.25-7.25 4.25-6.25 4.25-5.75 第２環状領域幅（ミクロン） 0.4-2.0 0.4-2.0 0.4-2.0 内側プロファイル容積 2.76-3.92 2.70-3.80 2.76-3.68 外側プロファイル容積 1.47-7.19 1.10-6.86 1.54-6.82 外内容積比 0.52-2.33 0.33-2.17 0.56-1.99
【００３６】実施例１． 三角形の中央コアの場合のモ
デル結果 下記のプロファイル・パラメ−タが導波路特性を計算す
るためのモデルに入れ込まれた。 − 最大中央コア％デルタ - 0.8％ − 最大第１環状領域％デルタ - 0.1％ − 最大第２環状領域％デルタ - 0.3％ − 中央コア半径（インデックス・プロファイルとｘ軸
の外挿された交点） - 3.0ミクロン − 第２環状領域半径（環状領域の底辺の中心で測定さ
れた） - 5.5ミクロン − 第２環状領域幅（インデックス・プロファイルの半
値で測定された） - 0.9ミクロン
【００３７】この実施例のプロファイルが図６に示され
ている。図１に与えられた定義に対応して、中央コア半
径３４と、第２の環状領域半径が示されている。第１の
環状領域は実質的に一定のインデックス・プロファイル
を有している。第２の環状領域のインデックス・プロフ
ァイルは形状が台形である。このモデルは中央コアの一
部分として領域３２を含ませることによって中心線に沿
って導波路から外にド−パントを拡散させることを斟酌
する。
【００３８】この導波路の計算された特性は、 − ゼロ分散波長 − 1564nm、 − 分散傾斜 − 0.080ps/nm2-km、 − モ−ドフィ−ルド直径 − 8.43ミクロン、 − カットオフ波長 − 1137nmである。
【００３９】内側プロファイル容積、外側プロファイル
容積、および外側プロファイル容積と内側プロファイル
容積の比の計算値はそれぞれ1.60ユニット、1.58ユニッ
トおよび0.99であった。
【００４０】計算された特性は上記の高性能システム要
件に良く適合している。
【００４１】インデック・プロファイル・モデルからの
導波路特性についての多数の計算の過程で、三角形の中
央コア領域を有する120のプロアフィル、アルファ＝２
中央コア領域を有する65のプロファイル、およびステッ
プ中央コア領域を有する23のプロファイルが高性能シス
テム仕様を満足することが認められた。
【００４２】図６における形状と同じ一般的形状を有す
るプロファイルがモデル化された。最大コア％デルタは
0.79％、最大第２環状領域デルタは0.44％、第１環状領
域％デルタは0.0％、中央コア半径が3.44ミクロン、環
状領域の中心で測定された第２の環状半径は7.5ミクロ
ン、そして第２の環状領域の幅は0.93ミクロンであっ
た。このプロファイルは、 − モ−ドフィ−ルド直径 − 8.5ミクロン − ゼロ分散波長 − 1565nm − 分散傾斜 − 0.065ps/nm2-km − カットオフ波長 − 1525nm − 内側プロファイル容積 − 1.78ユニット − 外側プロファイル容積 − 3.29ユニット − 外側プロファイル容積と内側プロファイル容積の比
− 1.85という特性を生じた。
【００４３】ここでも計算された導波路特性は目標特性
と優れた適合を示した。
【００４４】実施例２． 製造結果 実質的に図６に従って何キロメ−トルもの導波路ファイ
バが製造された。中心線インデックス・ディップはモデ
ル化されたプロファイルに示されたものとほぼ同じであ
り、かつ中央コアと第１の環状領域の間、第１および第
２の環状領域の間、および第２の環状領域とクラッド層
との間の遷移領域はド−パントが高い密度の領域から低
い密度の領域へと拡散したことによって丸みをつけられ
た。
【００４５】このようにして得られたファイバは、 − 平均最大％デルタ − 0.814 − 第２の環状領域における平均最大％デルタ − 0.
289 − 平均比a0/a − 0.39 − 平均比a1/a − 0.89を有していた。
【００４６】中央コア領域はアルファが約１のアルファ
・プロファイルであった。第１の環状領域の％デルタ・
インデックスは約0.1より小さかった。
【００４７】平均導波路特性の測定値は、 − モ−ドフィ−ルド直径 − 8.45ミクロン − ゼロ分散波長 − 1563nm − 分散傾斜 − 0.076ps/nm2-km − カットオフ波長 − 1200nmであった。 減衰は典型的には0.21db/kmより小さく、そして偏波モ
−ド分散は典型的には0.15ps/km1/2であった。これらは
高性能システムのための導波路の特性の上述した目標範
囲内であった。
【００４８】単一の環状領域を有するプロファイルが図
７に示されている。中央コア領域４４は一般的な形状を
有していてもよく、あるいはアルファが少なくとも１の
アルファ・プロファイルであってもよい。環状領域４６
は実質的にフラットであり、約7ミクロンより大きくな
い半径４８を有している。表２は単一の環状領域を有す
る３つのプロファイルに対して見出された範囲を示して
いる。
【００４９】 表２ ステップインデックス 三角形中央コア アルファ=2中央コア 中央コア 中央コア％デルタ 1.02-1.10 0.90-1.10 0.75 環状領域％デルタ 0.08-0.12 0.08-0.16 0.08-0.12 中央コア半径（μm） 2.4-2.6 1.8-2.4 1.8-2.0 環状領域半径（μm） 5.0-8.0 4.0-8.0 4.0-8.0 内側プロファイル容積 2.98-3.38 2.74-3.48 2.84-3.18 外側プロファイル容積 1.34-6.62 0.96-6.62 0.96-4.42 外側／内側容積比 0.45-2.19 0.33-2.15 0.34-1.39
【００５０】このモデルは、図６または図７のいずれか
のプロファイルを用いて許容し得る製品が得られるが、
ここでは図６のプロファイルが製造された図６のプロフ
ァイルを用いて優れた再現性と製造の容易性が得られ
た。
【図面の簡単な説明】
【図１】複合コアの３つの領域を示す本発明のインデッ
クス・プロファイルのグラフである。
【図２】中央コア、それを包囲したガラス層、および外
側ポリマ−層を示す本発明の導波路ファイバの端面図で
ある。
【図３】中央コアがアルファ＝１のアルファ・プロファ
イルを有する本発明の実施例である。
【図４】中央コアがアルファ＝２のアルファ・プロファ
イルを有する本発明の実施例である。
【図５】中央コアがアルファ＝無限大のアルファ・プロ
ファイルを有する、すなわち中央プロファイルが実質的
に一定である本発明の実施例である。
【図６】導波路特性のモデル計算に用いられるインデッ
クス・プロファイルである。
【図７】n1=n2である複合プロファイルの特別な場合を
示している。
【符号の説明】
２ 中央コア領域 ６ 第１の環状領域 ８ 第２の環状領域 １６ 中央コア領域 １８ 第１のコア領域 ２０ 第２のコア領域 ２２ クラッド層 ２４ ポリマ−層 ２５ ポリマ−層
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成８年２月２８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 シングルモード光導波路ファイバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/13 10/12 (72)発明者 ディビッド キニイ スミス アメリカ合衆国ニューヨーク州14870、ペ インテッド ポスト、ティンバ− レ−ン 18 (72)発明者 ジェイムス リチャ−ド トラ− アメリカ合衆国ニューヨーク州14870、ペ インテッド ポスト、ティンバ− レ−ン 30 (72)発明者 グラント ピ− ワトキンス アメリカ合衆国ニューヨーク州14830、コ −ニング、マ−フィ− ロ−ド 2357

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 高デ−タ率、シングルチャンネルまたは
    ＷＤＭ通信システムのために設計されたシングルモ−ド
    光導波通路であって、 最大屈折率n0を有する中央領域、前記中央領域に隣接し
    ていて、最大屈折率n1を有する第１の環状領域、および
    前記第１の環状領域に隣接していて、最大屈折率n2を有
    する第２の環状領域よりなり、n0＞n2＞n1であるコア領
    域と、 前記コア領域を包囲しており、屈折率ncを有し、n2＞nc
    であるクラッド層を具備し、 前記コア領域は内側プロファイル容積および外側プロフ
    ァイル容積を有し、前記内側プロファイル容積は約2.70
    〜3.95ユニットの範囲であり、前記外側プロファイル容
    積は約1.10〜7.20ユビットの範囲であり、外側プロファ
    イル容積と内側プロファイル容積の比は約0.30〜2.35の
    範囲であり、 前記光導波通路ファイバは、前記クラッド層に隣接して
    いて約1.0〜3.0MPaの弾性係数と約-10℃より高くないガ
    ラス遷移温度を有する第１のポリマ−被覆層と、前記第
    １の被覆層に隣接していて約400MPaより小さくない弾性
    係数を有する第２のポリマ−被覆を有しているシングル
    モ−ド光導波通路ファイバ。
  2. 【請求項２】 前記内側被覆層のガラス遷移温度は約-3
    5℃である請求項１のシングルモ−ド光導波通路ファイ
    バ。
  3. 【請求項３】 前記外側被覆層の弾性係数が約1600MPa
    である請求項２のシングルモ−ド光導波通路ファイバ。
  4. 【請求項４】 前記中央コア領域における屈折率と半径
    方向の位置との間の関係がアルファ・プロファイルであ
    る請求項１のシングルモ−ド光導波通路ファイバ。
  5. 【請求項５】 前記アルファ・プロファイルが１のアル
    ファ値を有し、前記コアは半径aを有し、前記中央コア
    領域は半径a0を有し、そして前記第２の環状領域は内部
    半径a1を有しており、比a0/aは約0.4より大きくなく、a
    1/aは約0.9である請求項４のシングルモ−ド光導波通路
    ファイバ。
  6. 【請求項６】 前記アルファ・プロファイルが２のアル
    ファ値を有している請求項４のシングルモ−ド光導波通
    路ファイバ。
  7. 【請求項７】 前記中央領域の屈折率が実質的に一定で
    ある請求項１のシングルモ−ド光導波通路ファイバ。
  8. 【請求項８】 高デ−タ率、シグルチャンネルまたはＷ
    ＤＭ通信システムのために設計されたシングルモ−ド光
    導波路ファイバであって、 最大屈折率n0を有する中央領域、前記中央領域に隣接し
    ていて、最大屈折率n1を有する第１の環状領域、および
    前記第１の環状領域に隣接していて、最大屈折率n2を有
    する第２の環状領域よりなり、n0＞n2＞n1であるコア領
    域と、 前記コア領域を包囲しており、屈折率ncを有し、n2＞nc
    であるクラッド層を具備し、 前記中央領域はアルファが１より大きいアルファ・プロ
    ファイルを有し、 前記第１の環状領域は実質的に一定の屈折率プロファイ
    ルを有し、 前記光導波路ファイバは内側プロファイル容積と外側プ
    ロファイル容積を有し、前記内側プロファイル容積は約
    2.70〜3.80ユニットの範囲であり、前記外側プロファイ
    ル容積は約1.10〜6.90ユニットの範囲であり、前記外側
    プロファイル容積と前記内側プロファイル容積の比は0.
    30〜2.20の範囲であるシングルモ−ド光導波路ファイ
    バ。
  9. 【請求項９】 (a)前記中央領域が約２のアルファ、約
    0.80〜0.95の範囲の％デルタ、および約2.4〜2.8ミクロ
    ンの範囲の半径を有し、 前記第１の環状領域が約0.1より大きくない％デルタを
    有し、 前記第２の環状領域が約0.1〜0.5の範囲の％デルタ、前
    記第２の環状領域の中心で測定して、約4.25〜6.25ミク
    ロンの範囲の半径、および半％デルタレベルで測定し
    て、約0.4〜2ミクロンの幅を有し、 前記内側プロファイル容積、外側プロファイル容積、お
    よび外側プロファイル容積と内側プロファイル容積の比
    はそれぞれ、約2.70〜3.80ユニット、1.10〜6.90ユニッ
    ト、および0.30〜2.20の範囲であり、あるいは(ｂ)前記
    中央領域が無限大のアルファ、約0.75〜1.05の範囲の％
    デルタ、および約1.4〜2.2ミクロンの範囲の半径を有
    し、 前記第１の環状領域が約0.2より大きくない％デルタを
    有し、 前記第２の環状領域が約0.1〜0.5の範囲の％デルタ、前
    記第２の環状領域の中心で測定して、約4.25〜7.25ミク
    ロンの範囲の半径、および半％デルタレベルで測定し
    て、約0.4〜2ミクロンの幅を有し、 前記内側プロファイル容積、外側プロファイル容積、お
    よび外側プロファイル容積と内側プロファイル容積の比
    はそれぞれ、約2.75〜3.70ユニット、1.55〜6.85ユニッ
    ト、および0.55〜2.00の範囲でありる請求項８のシング
    ルモ−ド光導波路ファイバ。
  10. 【請求項１０】 高デ−タ率、シングルチャンネルまた
    はＷＤＭ通信システムのために設計されたシングルモ−
    ド光導波通路であって、 （ａ）最大屈折率n0を有する中央領域、前記中央領域に
    隣接していて、最大屈折率n1を有する第１の環状領域、
    および前記第１の環状領域に隣接していて、最大屈折率
    n2を有する第２の環状領域よりなり、n0＞n2＞n1である
    コア領域と、 前記コア領域を包囲しており、屈折率ncを有し、n2＞nc
    であるクラッド層を具備し、 前記コア領域は内側プロファイル容積および外側プロフ
    ァイル容積を有し、前記内側プロファイル容積は約2.70
    〜3.95ユニットの範囲であり、前記外側プロファイル容
    積は約1.10〜7.20ユビットの範囲であり、外側プロファ
    イル容積と内側プロファイル容積の比は約0.30〜2.35の
    範囲であり、あるいは（ｂ）最大屈折率n0を有する中央
    領域と、前記中央領域に隣接していて、約4〜7ミクロン
    の範囲の外部半径a1および約0.16より大きくない実質的
    に一定屈折率％インデックス・デルタを有する環状領域
    とよりなるコア領域と、 前記コア領域を包囲しており、屈折率ncを有し、n1＞nc
    であるクラッド層を具備し前記導波路ファイバが約8.4
    ミクロンの平均モ−ドフィ−ルド直径、約1560〜1575nm
    の範囲のゼロ分散波長、約0.09ps/nm2-kmより大きくな
    い分散傾斜、および0.15ps/km1/2より大きくない偏波モ
    −ド分散を有しているシングルモ−ド光導波路ファイ
    バ。
  11. 【請求項１１】 前記中央コア領域にける屈折率と半径
    方向の位置との関係は、アルファが少なくとも１である
    アルファ・プロファイルを有している請求項１０のシン
    グルモ−ド光導波路ファイバ。
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