JPH08248251A - シングルモ−ド光導波路ファイバ - Google Patents

シングルモ−ド光導波路ファイバ

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JPH08248251A
JPH08248251A JP8030106A JP3010696A JPH08248251A JP H08248251 A JPH08248251 A JP H08248251A JP 8030106 A JP8030106 A JP 8030106A JP 3010696 A JP3010696 A JP 3010696A JP H08248251 A JPH08248251 A JP H08248251A
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JP8030106A
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Mark Andrew Newhouse
アンドル− ニュ−ハウス マ−ク
Yanming Liu
リウ ヤンミン
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Corning Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大きい伝送領域を有するシングルモ−ド光導
波路ファイバを提供すること。 【解決手段】 このシングルモ−ド光導波路ファイバ
は、光伝送のための大きい有効面積を与えるようにセグ
メント状のコアを有する。その大きい有効面積は導波路
ファイバの非直線性を軽減する。本発明の導波路は、長
距離にわたってハイパワ−信号を伝送するのに適してい
る。５つのコア・セグメントを具備した本発明のシング
ルモ−ド導波路の実施例が開示されている。大きい有効
面積は、導波路の光学的または機械的性能を低下させる
ことなしに実現される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光伝送のための大きい有
効面積Aeffを有するシングルモ−ド光導波通路ファイバ
に関する。その大きい有効面積は、ハイパワ−システム
における信号の劣化を生じさせる自己位相変調、４波混
合、混位相変調、および非直線散乱処理を含む非直線光
効果を軽減する。一般に、これらの非直線効果の数学的
記述は比P/Aeff(ただしPは光パワ−である）を含む。例
えば、非直線効果は通常exp[P×Leff/Aeff]（ただしL
effは実効長である）という項を含む。したがって、A
effの増加は光信号の劣化に対する非直線的寄与の低下
を生ずる。
【０００２】
【従来の技術】通信産業では長距離にわたってより大き
い情報容量が要求されていることによって、シングルモ
−ドファイバ・インデックスプロフィアル設計が再評価
されるようになって来ている。
【０００３】この再評価の焦点は、 − 上述のような非直線効果を軽減する、 − 1550nmを中心とした低減衰動作波長範囲に対して最
適化されている、 − 光増幅器と両立することができ、 − 高い強度、疲労抵抗、および曲げ抵抗のような光導
波通路の望ましい特性を保持している光導波通路を提供
することであった。
【０００４】少なくとも２つの別個の屈折率セグメント
を有する導波路ファイバが、高性能導波路ファイバ・シ
ステムに対する基準を満たしかつそれを超えるのに十分
な柔軟性を有することが認められた。セグメント・コア
・デザインの特質が米国特許第４７１５６７９号に開示
されている。特定の高性能通信システムに特に適した特
性を有するこの米国特許に開示された種類のプロファイ
ルが米国特許出願第０８／３２３７９５号および第０８
／２８７２６２号に開示されている。
【０００５】
【本発明が解決しようとする課題】本発明は、非直線効
果を軽減しかつ再生を伴うことなしに長距離にわたるハ
イパワ−信号の伝送に特に適したさらに他のコア屈折率
プロファイル種である。ハイパワ−および長距離の定義
は、ビット伝送速度、ビット誤り率、多重化方式、およ
び多分光増幅器が特定された特定の通信システムに関し
てのみ意味のあるものである。ハイパワ−および長距離
に影響を及ぼす他の公知の要因が存在する。しかし、多
くの目的に対しては、ハイパワ−というのは、約10mwよ
り大きい光パワ−である。例えば、長距離というのは、
電子再生器間の距離が100kmを超過しうる距離である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】カ−非直線性、すなわち
自己位相変調、混位相変調、および４波混合を考慮し
て、大きいAeffの利益が屈折率の式から示され得る。シ
リカをベ−スとした光導波通路の屈折率は光電界に対し
て非直線性であることが知られている。その屈折率は n = n0 + n2 P/Aeff のように書き表わすことができる。ただし、n0は非直線
屈折率係数、Pは導波路に沿って伝送される光パワ−、
そしてAeffは導波路ファイバの有効面積である。n2は材
料の定数であるから、Aeffの増加は本質的に屈折率に対
する非直線性の寄与を軽減し、それによってカ−形式の
非直線性の影響を軽減する唯一の手段である。
【０００７】したがって、大きい有効面積を有するよう
に設計された光導波通路が必要とされる。こゝで最も大
きい関心事項である動作窓は1550nmの近傍である。
【０００８】定 義 − 有効面積は、
【数１】 である。ただし、積分範囲は0〜∞であり、Eは伝播光に
伴う電界である。
【０００９】有効直径Deffは、 Aeff = Π(Deff/2)2 と定義されうる。
【００１０】− アルファ・プロファイルは、 n = n0(1 - Δ(r/a)alpha) である。ただし、n0はアルファ・インデックス・プロフ
ァイルの最初の点における屈折率、Δは画成された窓、
rは半径、そしてaはアルファ・インデックス・プロファ
イルの最初の点から最後の点まで測定された半径であ
り、rはアルファ・インデックス・プロファイルの最初
の点でゼロとなるように選定される。
【００１１】− インデックス・プロファイル・セグメ
ントの幅は、インデックス・プロファイルの始点および
終点から屈折率対半径のチャ−トの水平軸まで引かれた
２本の垂直線間の距離である。
【００１２】− ％インデックス・デルタは、 ％Δ = [(n1 2 - nc 2)/2n1 2]×100 である。ただし、n1はコアの屈折率であり、ncはクラッ
ドの屈折率である。格別のことがない限り、n1は％Δに
よって特徴づけられるコア領域内の最大屈折率である。
【００１３】− テ−パしたステップインデックス・プ
ロファイルは、導波路プロフィアル製造処理時にド−パ
ント拡散によって修正されたステップインデックス・プ
ロファイルである。そのド−パント拡散によってステッ
プの頂部と底部における実質的に直角の部分が丸めさ
れ、そしてステップの側部にテ−パがつけられる。拡散
の程度は処理工程の詳細を含む幾つかの変数とステップ
インデックス・プロファイルの最初の高さと幅に依存す
る。
【００１４】テ−パの正確な大きさはここで議論されて
いる導波路ファイバ特性の決定的な要因ではない。しか
し、テ−パの程度についての一般的な記述は与えられう
る。
【００１５】＊急激なテ−パのステップは、％Δの半分
における幅が基部の幅の約30〜50％の範囲でありかつ％
Δの0.9における幅が基部の幅の約15〜25％の範囲であ
るものである。
【００１６】＊中程度のテ−パのステップは、％Δの半
分における幅が基部の幅の約60〜80％の範囲でありかつ
％Δの0.9における幅が基部の幅の約35〜50％の範囲で
あるものである。
【００１７】こゝで議論される屈折率プロファイルは一
般に、急激なテ−パまたは中程度のテ−パのプロファイ
ルの範囲である。しかし、本発明は特定の程度のテ−パ
を有するプロファイル・セグメントに限定されるもので
はない。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明は、比較的大きい有効伝送
面積を維持しながら、1550nmの窓内で高性能動作をなし
得るようになされた屈折率プロファイルを有する導波路
の必要性を満たすものである。良好な曲げ抵抗を維持し
た状態で大きい有効面積が得られることに注目すべきで
ある。
【００１９】本発明の第１の態様は、約1500nm〜1600nm
の動作範囲を有するシングルモ−ド導波路ファイバであ
る。この波長範囲で動作するように設計された導波路は
分散シフト導波路と呼ばれうる。すなわち、全分散のゼ
ロは約1500nm〜1600nmの範囲内にある。
【００２０】導波路は、屈折率ncのクラッドガラス層に
よって包囲された少なくとも２つのセグメトよりなるコ
アガラス領域を有する。コア領域を構成するセグメント
の屈折率プロファイルは少なくとも70平方ミクロンの有
効面積を与えるように調整される。
【００２１】第１の態様の実施例では、コア領域は３つ
のセグメントよりなる。中央のセグメントは、ステップ
の基部で測定された最大％Δおよび幅を有するテ−パ付
きステップインデックス・プロファイルである。テ−パ
の正確な程度と屈折率プロファイルの頂部の形状は、三
角形であてもあるいは不均一であっても、一般に決定的
な重要性を有するものではない。別段のことがない限
り、すべての幅は特定のコア・セグメントの基部で測定
される。この中央セグメントは、導波路センタ−ライ
ン、すなわち長い導波路ファイバ軸線に沿った対称のラ
イン上に屈折率低下部を有する。この低下部は反転した
円錐体の形状に近似している。この中央の低下部は拡散
による公知のド−パント損失による。しかし、適切な方
法では、中央の低下部は導波路間で比較的一定に保持さ
れ得る。一般に、この中央の低下部は円筒対称ではな
い。
【００２２】中央のセグメントに隣接した第１の環状セ
グメントは、実質的に一定の％Δと幅を有している。こ
の第１の環状セグメントに隣接した第２の環状セグメン
トは、テ−パしたステップインデックス・プロファイル
と幅を有している。約70平方ミクロンより大きいAeffを
与える各コア・セグメントの幾何学形状および％Δが実
施例１で与えられる。
【００２２】本発明の第２の実施例は４つのセグメント
を有するコア領域を具備している。中央のセグメントは
実質的に一定の屈折率n0と半径を有する。中央のセグメ
ントに隣接した第１の環状セグメントは、最大の屈折率
n1のテ−パしたステップインデックス・プロファイルと
幅を有する。第１の環状セグメントに隣接した第２の環
状セグメントは、実質的に一定の屈折率n2と幅を有す
る。第２の環状セブメントに隣接した第３の環状領域
は、最大屈折率n3のテ−パしたステップインデックス・
プロファイルと幅を有する。これらの屈折率間の関係
は、n1>n3>n0>n2である。この実施例についての詳細な
記述は実施例２でなされる。
【００２３】本発明の第３の実施例は２つのセグメント
を具備したコア領域を有する。中央のセグメントは最大
屈折率n0のアルファ・プロファイルである。実質的に一
定の屈折率n1と幅を有する１つのセグメントが、この中
央のセグメントを包囲している。この包囲セグメント
は、高い最内側の％屈折率Δ、n1'から低い最外側の％
屈折率Δまで傾斜していてもよい。これらの屈折率はn0
>n1またはn1'>ncである。中央セグメントは、反転した
円錐体の形状に近似したド−パント拡散によるセンタ−
ライン屈折率低下部を有していてもよい。実施例３は屈
折率プロファイルの低下された範囲とプロファイル形状
を示している。
【００２４】本発明の第４の実施例は４つのセグメント
を有するコア領域を具備している。中央のコア・セグメ
ントは円筒対称でありかつ実質的に一定の屈折率n0と半
径を有する。
【００２５】中央のコアに隣接した第１の環状セグメン
トは、最大屈折率n1のテ−パしたステップインデックス
・プロファイルと半径を有する。第１の環状セグメント
に隣接した第２の環状セグメントは実質的に一定の屈折
率n2と幅を有する。第２の環状セグメントに隣接した第
３の環状セグメントは最大屈折率n3のテ−パしたステッ
プインデックス・プロファイルと幅を有する。第３の環
状セグメントに隣接した第４の環状セグメントは実質的
に一定の屈折率n4と幅を有する。
【００２６】これらの屈折率間の関係はn1>n3>n0≧ncで
あり、かつn2とn4は両方とも<ncである。70平方ミクロ
ンより大きいAeffを生ずる屈折率とプロファイル幾何学
形状寸法の適当な範囲は実施例４に示されている。
【００２７】本発明の第５の実施例は３つのセグメント
を有するコア領域を具備する。中央のセグメントは、約
１のアルファと、約0.80〜0.95％の範囲の最大％Δを有
するアルファ・プロファイルである。中央セグメントの
半径は約2.5〜3.5ミクロンの範囲である。中央のセグメ
ントに隣接した第１の環状セグメントは、実質的にゼロ
に等しい実質的に一定の％Δおよび約3〜6ミクロンの範
囲の幅を有する。第１の環状領域に隣接した第２の環状
セグメントは、約0.5〜0.6％の範囲の最大％Δのテ−パ
したステップインデックス・プロファイルを有する。第
２の環状セグメントの最大％Δは約5.5〜6.5ミクロンの
範囲にある。第２の環状セグメントの幅は約1〜2ミクロ
ンの範囲である。この実施例のさらに詳細な事項は実施
例５に記載されている。
【００２８】本発明の他の態様は、1500nm〜1600nmの波
長範囲で使用するように設計されており、少なくとも２
つの屈折率セグメントを有するコア領域と、周囲のクラ
ッド層を具備した導波路ファイバである。屈折率プロフ
ァイルは、約70平方ミクロンより大きいAeff、1560nmよ
り大きいゼロ全分散、および約0.09ps/nm2-kmより小さ
い分散傾斜を与えるように選定される。
【００２９】この特性の注目すべき組合せは、下記の実
施例のうちの幾つかで見られるもののような屈折率プロ
ファイルを用いて実現されうる。
【００３０】
【実施例】セグメント状コア設計は、上述した特許およ
び特許出願に示されたような広範な導波路ファイバ仕様
を満たすために十分な柔軟性を有するものであることが
示された。
【００３１】コア領域のセグメントの屈折率プロファイ
ルの形状および場所を変えると、伝播光のモ−ドパワ−
分布と導波路分散を変化させることになる。予め選択さ
れた導波路分散を材料分散と組合せると、導波路の全分
散または色分散に対する広い範囲の形状および大きさを
得ることができる。したがって、全分散ゼロの場所を変
更したりあるいは全分散の大きさまたは傾斜を予め選択
された波長範囲にわたって変更することができる。
【００３２】さらに、モ−ド・パワ−分布を変化させる
と、モ−ドフィ−ルド半径、曲げ抵抗および光伝送のた
めの有効面積に変化を生ずる。
【００３３】一般に、モ−ド・パワ−分布と導波路分散
の形状は、完全に独立には変化することはできない。セ
グメント状コア構造を画定する変数は所定の通信システ
ム応用に対する特性の最良の取決めを得るように調節さ
れなければならない。本質的に無限の数の可能なセグメ
ント状コア・デザインのうちで、 − ゼロ分散波長、 − カットオフ波長、 − 予め選択された波長範囲に対する全分散の大きさと
符号、 − 予め選択された波長範囲にわたる全分散の傾斜、 − 有効面積、および − 曲げ抵抗の所望の値を与えるデザインが求められ
る。
【００３４】予め選択された波長範囲にわたる最大減
衰、疲労抵抗および強度のような他の必須不可欠の特性
はコア領域セグメント状プロファイルによって影響され
ないとされる。
【００３５】本発明のセグメント状コア導波路における
重要な特徴は、導波路の有効面積である。上述のよう
に、光伝送のための有効面積を増加させると、有害な非
直線効果を減少させる。
【００３６】1500nm〜1600nmの分散シフト窓で使用する
ように設計されかつ類似の屈折率プロファイル形状を有
する導波路に関して約40％だけ有効面積を増大させる一
連のセグメント・コア・デザインが見出された。一般
に、Aeffの増加は40％より大きい。
【００３７】分散シフト導波路の典型的な有効面積は約
50平方ミクロンである。本発明のセグメント・プロファ
イルは少なくとも70平方ミクロンの有効面積を与える。
下記の実施例で見られるように、許容曲げ抵抗を維持し
ながら、有効面積が70平方ミクロンよりはるかに大きく
なされ得る。
【００３８】屈折率プロファイル・デザインでなされる
妥協は、プロファイル・セグメントのサイズと位置を含
む。比較的高い最大屈折率を有しかつ導波路センタ−ラ
インから離れて位置決めされたセグメントは、光パワ−
分布を広げ、それによって有効伝送面積を増大させる傾
向がある。しかし、光パワ−分布が広がるにつれて、導
波路ファイバの曲げ損失に対する抵抗が低下する。本発
明の導波路ファイバは良好な曲げ抵抗と大きいAeffを与
える。
【００３９】実施例１ − ３セグメント・コア 図１に示された屈折率プロファイルは、中央の屈折率プ
ロファイル２を示しており、これは本質的に、実質的に
平坦なプロファイル領域４によって包囲されたテ−パし
たステップインデックス・プロファイルである。導波路
センタ−ライン上の屈折率低下部６は、プリフォ−ム処
理時の拡散によるものであり、中央屈折率プロファイル
・セグメントの一部分と考えられる。最大％Δ１０は約
0.8〜0.95％の範囲内の値を有しかつ約1.5〜2.5ミクロ
ンの半径範囲内に位置づけられうる。
【００４０】センタ−ライン屈折率低下部６の最小％Δ
は典型的には約0〜0.4％の範囲内である。領域６はほ
ぼ、屈折率ピ−ク１０からセンタ−ラインまで引かれた
約1〜1.75ミクロンの基部半径を有する逆転円錐体の形
状をなしている。
【００４１】環状部４は本質的にゼロの％Δと、約3.5
〜4ミクロンの範囲の幅を有する。
【００４２】環状部１２は約0.40〜0.55％の範囲の最大
％Δを有し、約6.5〜7.5ミクロンの半径範囲内に位置づ
けられている。環状部１２の幅は約1〜1.7ミクロンの範
囲である。
【００４３】このデザインの特性は、 − Aeffが約75平方ミクロン、 − 分散ゼロが約1562nm、そして − LP11が約1590nmである。
【００４４】このデザインの特性は、セグメント２の中
心の位置を約0.15ミクロンだけ外方にシフトさせること
によって修正され得る。このデザインの特性は、 − Aeffが約86平方ミクロン、 − 分散ゼロが約1531、そして − LP11が約1598nmである。
【００４５】ケ−ブル化する前の導波路ファイバについ
てカットオフ波長が測定されることに注目されたい。一
般に、ケ−ブル化処理は約200nmより大きい程度だけカ
ットオフ波長を減少させる。
【００４６】実施例２ − ４セグメント・コア 図２に示されているコアは環状セグメント１４、１６、
１８および２０を有している。セグメント１４は屈折率
n0の円筒状に対称なステップインデックス・プロファイ
ルである。セグメント１４に隣接した環状セグメント１
６は、最大屈折率n1のテ−パしたステップインデックス
・プロファイルを有する。
【００４７】環状セグメント１６に隣接した環状セグメ
ント１８は、実質的に一定の屈折率n2を有する。
【００４８】環状セグメントに隣接した環状セグメント
２０は、最大屈折率n3のテ−パしたステップインデック
ス・プロファイルを有する。
【００４９】これらの屈折率の関係は図から判るように
n1>n3>n0>n2である。
【００５０】セグメント１４は約1ミクロンより大きく
ない半径と、約0.4％より大きくない％屈折率Δを有す
る。環状セグメント１６は約2.5ミクロンより大きくな
い幅と、約0.8〜1％の範囲の最大％屈折率Δを有する。
この最大値は約1.5〜2ミクロンの範囲の半径で生ずる。
【００５１】環状セグメント１８は約2.5〜4ミクロンの
範囲の幅を有し、n2はncにほぼ等しい。
【００５２】環状セグメント２０は、約1.5〜2.5ミクロ
ンの範囲の幅と、約0.45〜0.75の範囲の最大％Δを有す
る。
【００５３】このセグメント・コア構成を有する標準の
分散シフト導波路の有効面積が約52平方ミクロンである
のに対比して、このコアの有効面積は約78平方ミクロン
である。パワ−分布が線２２で示されている。標準の分
散シフト・ファイバに関して図２に示されたコア屈折率
プロファイルの付加的な有効面積は、環状領域２０の％
Δが高い結果であり、それが導波路センタ−から離れる
方向にパワ−をシフトさせる。
【００５４】図６を参照すると、線５０の実効直径は、
少なくとも1200nm〜1700nmの波長範囲にわたって、線５
２のモ−ドフィ−ルド直径より大きい。このことは、こ
のタイプのモ−ドフィ−ルド直径よりDeffのほうがモ−
ドパワ−分布をよりよく記述することを示しているとい
ってもよい。
【００５５】実施例３ − ２セグメント・コア 図３に示された２セングメント・コアは、最大屈折率n0
を有するアルファ・プロファイルを有した中央コア・セ
グメントを有する。
【００５６】前記中央セグメントに隣接した環状セグメ
ント２６は実質的に一定の屈折率n1を有する。
【００５７】これらの屈折率の相対的な大きさはn0>n1>
ncである。
【００５８】中央のコア・セグメントは、約1.75ミクロ
ンの半径と、約0.8〜0.9％の範囲の％Δを有する。この
環状セグメントは、約7.5〜9.5ミクロンの範囲の幅と、
約0.075〜2％の％Δを有する。実施例２と同様に、本発
明のプロファイルの有効面積は、この屈折率タイプを有
する分散シフト・ファイバの場合に約55平方ミクロンで
あるのに対比して、75平方ミクロンである。
【００５９】この場合には、アルファ・プロファイル半
径を小さくしかつ隣接した環状領域の幅を大きくするこ
とによって有効面積が増大される。曲線３０のパワ−分
布は、約2.5〜8ミクロンの半径範囲にわたって、曲線２
８で示された標準の分散シフト・ファイバのそれよりも
高い。
【００６０】この屈折率プロファイルは、0〜0.4％の範
囲の最小％Δを有し、かつ約1〜1.75ミクロンの範囲の
基部半径を有する本質的に逆転円錐体である形状を有す
るセンタ−ライン屈折率低下部を含んでモデル化され得
る。この場合にも、所要の導波路ファイバ特性を維持し
たままで、有効面積が増大され得る。
【００６１】この２セグメント・デザインの他の実施例
が図３Ａに示されている。この場合には、環状セグメン
ト３１の％屈折率Δは、点３３における0.09％から点３
５における0.05％まで低下する。図３Ａの屈折率プロフ
ァイルの特性の計算値は、 − Aeffが約86平方ミクロン、 − カットオフ波長が約1600nm、 − ゼロ分散波長が約1562nm、そして − 分散傾斜が約0.12ps/nm2-kmである。
【００６２】実施例４ − ４セグメント・低下屈折率 図４の屈折率プロファイルは、実質的に一定の屈折率n0
を有する円筒対称の中央セグメント３２を示している。
セグメント３２に隣接した第１の環状セグメント３４
は、最大屈折率n1のテ−パした屈折率プロファイルを有
する。環状セグメント３４に隣接した第２の環状セグメ
ント３６は、実質的に一定の屈折率n2を有する。
【００６３】環状セグメント３６に隣接した第３の環状
セグメント３８は、最大屈折率n3のテ−パしたステップ
インデックス・プロファイルを有する。
【００６４】環状セグメント３８に隣接した第４の環状
セグメント４０は実質的に一定の屈折率n4を有する。
【００６５】これらの屈折率間の関係は、図４で判るよ
うに、n1>n3>n0≧ncであり、n2とn4は両方ともncより小
さい。
【００６６】中央セグメント３２は約0.1〜0.15％の範
囲の％Δと、約0.5〜1ミクロンの範囲の半径を有する。
環状セグメント３４は、約1.5〜2.5ミクロンの半径範囲
内位置づけられた約0.7〜0.85％の範囲の最大％Δと、1
〜2.5ミクロンの範囲の幅を有する。
【００６７】環状セグメント３６は、約-0.1〜-0.2％の
範囲の実質的に一定の％Δと、約3.5〜4.5ミクロンの範
囲の幅を有する。
【００６８】環状セグメント３８は、約７〜９ミクロン
の半径範囲に位置づけられた約0.55〜0.7％の範囲の最
大％Δと、約1.75〜2.5ミクロンの範囲の幅を有する。
【００６９】環状セグメント４０は、約-0.1〜-0.2％の
範囲の実質的に一定の％Δと、約5〜7ミクロンの範囲の
幅を有する。
【００７０】この屈折率プロファイルは、約72.4平方ミ
クロンの有効面積と、約1564nmの分散ゼロと、約0.08ps
/nm2-kmの分散傾斜を有するように計算される。LP11は
約1564であり、かつ予測曲げ抵抗は良好である。
【００７１】このデザインは、高強度発生光増幅器と波
長分割多重化を用いた高性能通信システムに使用するた
めの優れた導波路ファイバを明らかに提供する。
【００７２】この設計の柔軟性は下記の比較計算から理
解することができる。
【００７３】セグメント３４は基部が約0.2ミクロンだ
け広くなされている。セグメント３６は約0.3ミクロン
だけ広くなされている。セグメント３８は約0.15ミクロ
ンだけ広くなされている。このようにして得られた屈折
率プロファイルは、約79.5平方ミクロンの有効面積と、
約1563の分散ゼロと、約0.08ps/nm2-kmの分散傾斜を与
える。LP11カットオフは、ケ−ブル化された導波路ファ
イバについて測定して1628nmである。上述のように、ほ
ととんどの場合において、カット波長は少なくとも200n
mだけ減少する。
【００７４】第２の比較計算では、セグメント３２は約
0.2ミクロンだけ減少され、セグメント３６は約0.15ミ
クロンだけ減少され、そしてセグメント３８は基部幅を
約1ミクロンだけ増加された。このようにして得られた
導波路ファイバは、約120平方ミクロンの有効面積、154
0nmの分散ゼロ、および0.11ps/nm2-kmの分散傾斜を有す
る。
【００７５】実施例５ − ３セグメント・コア 図５の中央セグメント４２は、アルファ・プロファイ
ル、0.80〜0.95％の範囲の最大％Δ、および2.5〜3.5ミ
クロンの範囲の半径を有する。
【００７６】中央セグメント４２に隣接した第１の環状
セグメント４４は、本質的にゼロに等しい実質的に一定
の％Δと、約3〜6ミクロンの範囲の幅を有する。
【００７７】第１の環状セグメント４４に隣接した第２
の環状セグメント４６は、約5.5〜6.5ミクロンの範囲の
半径に位置していて、0.5〜0.6％の範囲の最大％Δを有
するテ−パしたステップインデックス・プロファイルで
ある。環状セグメント４６は1〜2ミクロンの範囲の幅を
有する。
【００７８】有効面積は、類似した屈折率プロファイル
を有する分散シフト導波路屈折率プロファイルの有効面
積が52平方ミクロンであるのに対比して、約72ミクロン
である。
【図面の簡単な説明】
【図１】３セグメント・コア領域と、中央の屈折率低下
部を示すモデル化された屈折率プロファイルである。
【図２】４セグメント・コア領域を示すモデル化された
屈折率プロファイルである。
【図３】２セグメント・コア領域を示すモデル化された
屈折率プロファイルである。
【図３Ａ】第２のセグメントが負の傾斜を有する２セグ
メント・コア領域を示すモデル化された屈折率プロファ
イルである。
【図４】セグメントのうち２つがクラッドの屈折率より
低い屈折率を有する５セグメント・コア領域を示すモデ
ル化された屈折率プロファイルである。
【図５】３セグメント・コア領域を示すモデル化された
屈折率プロファイルである。
【図６】図４の屈折率プロファイルの計算された実効直
径を図４のプロファイルに対して計算されたモ−ドフィ
−ルド直径と比較したチャ−トである。
【符号の説明】
２ 中央の屈折率プロファイル ４ 実質的に平坦なプロファイル領域 ６ 屈折率低下部 １０ 最大％Δ １２ 環状部 １４ 環状セグメント １６ 環状セグメント １８ 環状セグメント ２０ 環状セグメント ３１ 環状セグメント ３２ 中央セグメント ３４ 環状セグメント ３６ 環状セグメント ３８ 環状セグメント ４０ 環状セグメント

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 非直線性光効果を軽減しかつ／または約
    1500nm〜1600nmの波長範囲において使用されるように分
    散シフトされており、 それぞれ屈折率プロファイルを有する少なくとも２つの
    セグメントよりなるコア領域と、 屈折率ncを有し、前記コア領域を包囲したクラッド層を
    具備し、 前記シングルモ−ド導波路ファイバは、それの長さに沿
    った対称軸であるセンタ−ラインを有し、あるいは約0.
    09ps/nm2-kmより大きくない分散傾斜と、約1540nm〜155
    7nmの範囲の外側の全分散ゼロを有しているシングルモ
    −ド光導波路ファイバにおいて、 前記屈折率プロファイルが約70平方ミクロンより大きい
    有効面積を与えるように構成されていることを特徴とす
    るシングルモ−ド光導波路ファイバ。
  2. 【請求項２】 前記コア領域が、 約0.8％〜0.95％の範囲の最大％Δと、約0〜0.4％の範
    囲の最小％Δのセンタ−ライン屈折率低下部を有する中
    央のテ−パしたステップインデックス・セグメントと、 前記中央セグメントに隣接しており、約0の実質的に一
    定の％Δを有する第１の環状セグメントと、 前記第１の環状セグメントに隣接しており、テ−パした
    ステップインデックス形状と、約0.40％〜0.55％の範囲
    の最大％Δを有する第２の環状セグメントを具備してい
    る請求項１のシングルモ−ド光導波路ファイバ。
  3. 【請求項３】 前記中央セグメントの最大％Δが約1.5
    〜2.5ミクロンの半径範囲内に位置づけられており、か
    つ前記第２の環状セグメントの最大％Δが6.5〜7.5ミク
    ロンの半径範囲内に位置づけられており、 前記中央セグメントの外縁部までの半径が約1.75〜2.5
    ミクロンの範囲であり、かつ前記第１の環状セグメント
    および前記第２の環状セグメントの幅がそれぞれ約3.5
    〜4ミクロンおよび1〜1.7ミクロンの範囲であり、 前記センタ−ライン屈折率低下部が本質的に約1〜1.75
    ミクロンの範囲の基部半径を有する逆転円錐形である請
    求項２のシングルモ−ド光導波路ファイバ。
  4. 【請求項４】 前記コア領域が、 屈折率n0を有する円筒対称のステップインデックス中央
    セグメントと、 前記中央領域に隣接しており、最大屈折率n1のテ−パし
    たステップインデックス・プロファイルを有する第１の
    環状セグメントと、 前記第１の環状セグメントに隣接しており、実質的に一
    定の屈折率n2を有する第２の環状セグメントと、 前記第２の環状セグメントに隣接しており、最大屈折率
    n3のテ−パしたステップインデックスを有する第３の環
    状セグメントを具備しており、 n1>n3>n0>n2である請求項１のシングルモ−ド光導波路
    ファイバ。
  5. 【請求項５】 前記中央領域が約1ミクロンより大きく
    ない半径と、約0.4％より大きくない％屈折率Δを有
    し、 前記第１の環状セグメントは約2.5ミクロンより大きく
    ない幅と、約0.8〜1％の範囲の％屈折率Δを有し、 前記第２の環状セグメントは約2.5〜4ミクロンの幅を有
    し、かつn2がncにほぼ等しく、 前記第３の環状セグメントは約1.5〜2.5ミクロンの範囲
    の幅と、約0.45〜0.75の範囲の％Δを有している請求項
    ４のシングルモ−ド光導波路ファイバ。
  6. 【請求項６】 前記コア領域が、 最大屈折率n0のアルファ・プロファイルを有する中央コ
    ア・セグメントと、 前記中央セグメントに隣接しており、実質的に一定の屈
    折率n1を有する、あるいは導波路半径の増大に伴って直
    線的に減少する屈折率を有する環状セグメントを具備し
    ており、前記環状セグメントの最大屈折率は値n1を有し
    ており、 n0>n1>nc である請求項１のシングルモ−ド光導波路ファイバ。
  7. 【請求項７】 前記コア・セグメントは約1.75ミクロン
    の範囲の半径と、約0.8〜0.9％の範囲の％Δを有してお
    り、 前記環状セグメントは約7.5〜9.5ミクロンの範囲の幅
    と、約0.075〜2％の範囲の％Δを有しており、 あるいは前記中央コア・セグメントの最大％屈折率Δは
    0.9％〜1％の範囲でありかつ約1.75ミクロン〜2.0ミク
    ロンの範囲の半径範囲を有しており、 前記環状セグメントは、約1.75〜2.0ミクロンの範囲の
    半径における約0.09％から約11.75ミクロン〜12ミクロ
    ンの範囲の半径における約0.05まで実質的に直線的に減
    少する％屈折率Δを有しており、 あるいは前記中央セグメントは約0.5〜1.5％の範囲の％
    Δと、約0.5〜1ミクロンの範囲の半径を有しており、 前記第１の環状セグメントは、約1.5〜2.5ミクロンの半
    径範囲内に位置づけられている約0.7〜0.85の範囲の最
    大％Δと、1〜2.5ミクロンの範囲の幅を有しており、 前記第２の環状セグメントは約-0.1〜-0.2％の範囲の実
    質的に一定の％Δと、約3.5〜4.5ミクロンの範囲の幅を
    有しており、 前記第３の環状セグメントは、約7〜9ミクロンの半径範
    囲内に位置づけられた約0.55〜0.7％の範囲の最大％Δ
    と、約1.75〜2.5ミクロンの範囲の幅を有しており、 前記第４の環状セグメントは、約-0.1〜-0.2％の範囲の
    実質的に一定の％Δと、約5〜7ミクロンの範囲の幅を有
    しており、 必要に応じて、前記中央セグメントは、実質的に逆転円
    錐形状を有するセンタ−ライン上の屈折率低下部を有す
    る請求項６のシングルモ−ド光導波路ファイバ。
  8. 【請求項８】 前記センタ−ライン上の屈折率低下部
    は、0〜0.4％の範囲の最小％Δを有しかつ約1〜1.75ミ
    クロンの範囲の基部半径を有する実質的に逆転円錐形の
    形状を有している請求項７のシングルモ−ド光導波路フ
    ァイバ。
  9. 【請求項９】 前記コア領域が、 実質的に一定の屈折率n0を有する円筒対称の中央のセグ
    メントと、 前記中央セグメントに隣接しており、最大屈折率n1のテ
    −パしたステップインデックス・プロファイルを有する
    第１の環状セグメントと、 前記第１の環状セグメントに隣接しており、実質的に一
    定の屈折率n2を有する第２の環状セグメントと、 前記第２の環状セグメントに隣接しており、最大屈折率
    n3のテ−パしたステップインデックス・プロファイルを
    有する第３の環状セグメントと、 前記第３の環状セグメントに隣接しており、実質的に一
    定の屈折率n4を具備しており、 n1>n3>n0≧ncであり、かつn2とn4が両方ともncより小さ
    い請求項１〜８のうちの１つに記載されたシングルモ−
    ド光導波路ファイバ。
  10. 【請求項１０】 前記コア領域が、 アルファ・プロファイル、0.80〜0.95％の範囲の最大％
    Δ、および2.5〜3.5ミクロンの範囲の半径を有する中央
    のセグメントと、 前記中央のセグメントに隣接しており、本質的にゼロに
    等しい実質的に一定の％Δ、および約3〜6ミクロンの範
    囲の幅を有する第１の環状セグメントと、 前記第１の環状セグメントに隣接しており、テ−パした
    ステップインデックス・プロファイルおよび0.5〜0.6％
    の範囲の最大％Δを有する第２の環状セグメントを具備
    しており、前記最大％Δが約5.5〜6.5ミクロンの範囲の
    半径のところに位置づけられており、前記第２の環状セ
    グメントが1〜2ミクロンの範囲の幅を有している請求項
    １〜９のうちの１つに記載されたシングルモ−ド光導波
    路ファイバ。
JP8030106A 1995-01-26 1996-01-25 シングルモ−ド光導波路ファイバ Pending JPH08248251A (ja)

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