JPH09171116A - 単一モード光導波路ファイバ - Google Patents

単一モード光導波路ファイバ

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JPH09171116A
JPH09171116A JP8306335A JP30633596A JPH09171116A JP H09171116 A JPH09171116 A JP H09171116A JP 8306335 A JP8306335 A JP 8306335A JP 30633596 A JP30633596 A JP 30633596A JP H09171116 A JPH09171116 A JP H09171116A
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optical waveguide
range
microns
waveguide fiber
segment
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David Kinney Smith
キニー スミス デイヴィッド
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Corning Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造が容易なコストの安い単一モード光導波
路ファイバを得る。 【解決手段】 中心セグメント、第２のセグメント、第
３のセグメントからなるコア領域と、クラッド層とから
構成される。中心セグメント、第２のセグメント、第３
のセグメントの、最大屈折率が、それぞれ、ｎ1 、
ｎ2 、ｎ3 であり、屈折率差が、それぞれ、△1 ％、△
2 ％、△3 ％であり、半径が、それぞれ、ａ1 、ｒ2 、
ｒ3 である。クラッド層の最大屈折率はｎc である。ｎ
1 ＞ｎ3 ＞ｎ2 ≧ｎc である。中心セグメントがアルフ
ァが約１のアルファ屈折率プロフィールを有し、第２の
セグメントが平らな屈折率プロフィールを有し、第３の
セグメントが丸くなったステップ型屈折率プロフィール
を有する。△1 ％、△2 ％、および△3 ％が、それぞ
れ、0.73％、0.012 ％、および0.18％であり、ｒ1 ，ｒ
2およびｒ3 が、それぞれ、3.4 ミクロン、9.0 ミクロ
ン、および9.6 ミクロンである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、全分散がファイバ
の長さ全体に亘って正に維持されている単一モード光導
波路ファイバに関するものである。この業界で一般的に
用いられている分散の徴候に関して、光導波路におい
て、短波長の信号が長波長の信号よりも速い速度で伝わ
る場合には、光導波路の分散を正と称する。
【０００２】
【従来の技術】高データ伝送速度と、再生器の間隔が長
い必要性とのために、長距離の高ビット率の遠距離通信
用に設計された高性能の光導波路ファイバの研究がより
盛んになっている。特別な必要条件としては、光導波路
ファイバが光増幅器に匹敵することが挙げられる。この
光増幅器は典型的に、1530ｎｍから1570ｎｍの波長範囲
において最適利得曲線を示す。
【０００３】波長分割多重伝送方式（ＷＤＭ）技術によ
って光導波路情報量を増大させる場合、特別な光導波路
ファイバ特性が重要になる。高ビット率システムである
ＷＤＭに関して、光導波路が、例外的に小さいが、ゼロ
ではない全分散を有し、それによって、四波混光の非線
形分散の影響を制限することが必要である。
【０００４】高パワー密度、すなわち、単位面積当たり
の高出力を有するシステムにおいて許容できない分散を
生じうる別の非線形影響は、自己位相変調である。自己
位相変調は、大きい有効面積を有する光導波路コアを設
計して、それによって、パワー密度を減少させて、コン
トロールしてもよい。別の手法としては、光導波路の全
分散が、自己位相変調の分散効果を打ち消す機能を果た
すように、光導波路の全分散の徴候をコントロールする
ことがある。
【０００５】正が、短波長の信号が長波長の信号よりも
速い速度で伝わることを意味する場合、正分散を有する
光導波路は、自己位相変調の分散効果とは反対の分散効
果を生じて、それによって、自己位相変調の分散を実質
的に除去する。
【０００６】したがって、 − 1530ｎｍから1570ｎｍまでの波長範囲で単一モード
であり、 − 1530ｎｍから1570ｎｍの範囲の外側ではゼロの分散
波長を有し、 − 1530ｎｍから1570ｎｍまでの波長範囲で小さな正全
分散を有し、 − 高強度、低減衰および曲げ誘発損失に対する抵抗の
ような高性能の光導波路特性を維持する、 光導波路ファイバが必要とされている。
【０００７】コストと加工の観点から、製造が容易であ
ること、および製造変種に対して光導波路の特性が変わ
らないこともまた望ましい特性である。
【０００８】光導波路ファイバの設計に融通性を提供す
る明確なプロフィールを有するコアセグメントにより光
導波路ファイバのコアに構造を加える概念がBhagavatul
a の米国特許第4,715,679 号に詳細に記載されている。
セグメントに分けられたコアの概念を用いて、そこに記
載されているような、光導波路ファイバ特性の普通では
ない組合せを達成することができる。
【０００９】定 義 以下の定義をこの業界で通常に使用している。
【００１０】コア領域の半径は、屈折率に関して定義さ
れている。特定の領域は、その領域に特徴的である屈折
率が始まる地点で始まり、その屈折率がその終わる地点
で終わる。別記しないかぎり、半径にはこの定義を採用
する。
【００１１】コアプレフォーム径は、引伸しプレフォー
ムを最終的な光導波路ファイバの径に引き伸ばす前のコ
ア領域の全体の寸法である。この用語は、新しいプロフ
ィールを特定の光導波路製造工程にいかなるようにも限
定するものではなく、また、特定の工程が新しいプロフ
ィールを有する光導波路の製造における他の工程より優
れていることを意味するものではない。
【００１２】イニシャルＷＤＭは波長分割多重伝送方式
を示す。
【００１３】イニシャルＳＰＭは、特定のパワーレベル
よりも大きいパワー密度を有する信号が、そのパワー密
度よりも小さい信号と比較して、光導波路内で異なる速
度で伝わる、非線形光現象である自己位相変調を示す。
ＳＰＭにより、負の徴候を有する線形分散の現象に匹敵
する信号分散が生じる。
【００１４】イニシャルＦＷＭは、２種類以上の信号が
光導波路内において干渉して異なる周波数の信号を生成
する現象である四波混光を示す。
【００１５】％△i は下記の方程式により定義される屈
折率の相対的大きさを示す；
【００１６】
【数１】
【００１７】ここで、ｎi は、別記しない限り、領域ｉ
における最大屈折率であり、ｎc はクラッディング領域
における屈折率である。ここに開示した屈折率プロィー
ルに関して、第２のコアセグメントの屈折率△％、すな
わち、△2 ％は、そのコア領域における最大屈折率を示
す。
【００１８】アルファプロフィールは、下記の方程式に
したがう、％デルタ（ｒ）で表した、屈折率プロフィー
ルを示す；
【００１９】
【数２】
【００２０】ここで、ｒはｒ0 ≦ｒ≦ｒ1 の範囲にあ
り、デルタは上述したものであり、アルファはプロフィ
ールの形状を定義する累乗の指数である。
【００２１】ピンアレイ曲げ試験を用いて、曲げに対す
る光導波路ファイバの相対的抵抗を比較する。この試験
を行なうために、実質的に曲げ損失が誘発されていない
光導波路ファイバについて、減衰損失を測定する。次い
で、光導波路ファイバをピンアレイの周りに編んで、減
衰を再度測定する。曲げにより誘発された損失は、測定
した２つの減衰の差である。このピンアレイは、１列に
配列された10本１組の円柱状のピンであり、平らな表面
上に垂直の位置に固定されている。ピンの間隔は中心か
ら中心までが５ｍｍである。ピンの直径は0.67ｍｍであ
る。光導波路ファイバは、図４に示したように、隣接す
るピンの反対側を通過している。試験中に、光導波路フ
ァイバをピンの周囲の一部に従わせるのにちょうど十分
な張力下にこの光導波路ファイバを配置する。
【００２２】
【発明の概要】上述した高性能の必要条件を満たす一群
の光導波路ファイバを開発した。新しい光導波路ファイ
バは、セグメントに分かれたコア、すなわち、少なくと
も２種類の明確なセグメントを有し、各々セグメントが
米国特許出願第08/323,795号に記載されているような特
定の屈折率プロフィールを有するコア領域により特徴付
けられている。
【００２３】新しい光導波路ファイバの第１の形態は、
３つのセグメントを有するコア領域により特徴付けられ
ている。各々セグメントは、最大屈折率ｎi 、ｉ＝１，
２，３；光導波路の対称縦軸から測定した半径ｒi 、お
よびクラッドの屈折率ｎc に対して定義された屈折率差
△i に関して記載されている。半径は、上述のごとく詳
細に説明したように定義されている。
【００２４】さらに、各々セグメントは、特徴的な屈折
率プロフィールを有している。新しい３セグメントコア
光導波路ファイバは、コアの第１の中心セグメントに関
して、アルファ＝１であるアルファプロフィールを有し
ている。屈折率差△1 ％は0.90％以下である。第２のセ
グメントは、中心セグメントに隣接してこれを囲む環状
リングである。この環状リングは実質的に平らであり、
△2 ％は0.024 ％以下である。第３のコアセグメント
は、第２のセグメントを囲みこれに隣接している。この
第３のセグメントは、丸いステップの形状にあるプロフ
ィールを有している。屈折率差△3 ％は0.20％以下であ
る。△i ％の値から分かるように、各々のセグメントの
最大屈折率ｎi は、ｎc をクラッドの屈折率として、ｎ
1 ＞ｎ3 ＞ｎ2 ≧ｎc となるように設定されている。
【００２５】この３セグメントコアが上述したようなプ
ロフィール形状および△i ％を有するとすると、以下の
特性： −ゼロ分散波長λ0 ≦1530ｎｍ； −1530ｎｍから1570ｎｍまでの範囲に亘り全分散勾配＜
0.065 ｐｓ／ｎｍ2 −ｋｍ； −ピンアレイ曲げ損失＜12ｄＢ； −モード径（mode field diameter ）≧7.4 ミクロン； −遮断（cut off ）波長（ファイバで測定した）λc ＜
1450ｎｍ；および −正であり、1530ｎｍから1570ｎｍまでの波長範囲に亘
る約0.50から3.0 ｐｓ／ｎｍ−ｋｍの範囲の大きさを有
する全分散；を有する光導波路ファイバを提供する半径
ｒ1 ，ｒ2 ，ｒ3 の組を多数見付けることができる。
【００２６】新しいプロフィールは、約0.57％から約0.
90％までの範囲にある△1 ％、約０から約0.024 ％まで
の範囲にある△2 ％、約0.08％から約0.20％までの範囲
にある△3 ％と記載される△を有している。半径ｒ1 ，
ｒ2 ，ｒ3 は、それぞれ、約3.0 ミクロンから約3.8 ミ
クロンまでの範囲、約5.7 ミクロンから約12.05 ミクロ
ンまでの範囲、および約6.8 ミクロンから約12.4ミクロ
ンまでの範囲にある。△％および半径についてのこれら
の制限にしたがう多数のプロフィールは、制限なく大き
い。したがって、これらの範囲内のパラメータを有する
プロフィールの全てを研究することは不可能である。ま
た、所定のパラメータ範囲内のプロフィールの全てが、
新しい光導波路の特性を有するわけではない。しかしな
がら、調査したいくつかの範囲の光導波路ファイバのパ
ラメータを列記した以下の表１から分かるように、これ
らの開示したプロフィールのパラメータは、公正に本発
明の範囲を記載していることを証明する十分なモデル化
作業を行なった。
【００２７】本発明の第１の形態の好ましい実施の形態
において、プロフィールのパラメータの△1 ％，△
2 ％，△3 ％は、それぞれ、約0.73％、約0.012 ％、お
よび約0.18％であり、ｒ1 ，ｒ2 ，ｒ3 は、それぞれ、
約3.4 ミクロン、約9.0 ミクロン、および約9.6 ミクロ
ンである。これらの値は、プロフィールのパラメータの
中心値としてみなしてもよい。すなわち、これらのプロ
フィールパラメータは、各々のパラメータの許容範囲に
ついて調査を開始するのに理想的な出発点である。
【００２８】本発明の第２の形態は、第１の形態の部分
集合である。この部分集合に属する一群の屈折プロフィ
ールは、変種の製造に比較的影響を受けない高性能の光
導波路としての特に魅力的な特性を有している。この第
２の形態の光導波路ファイバは、３セグメントコア屈折
率プロィールを有している。屈折率プロィールのパラメ
ータ範囲は、本発明の第１の形態の好ましい実施の形態
において定義した中心値の周りの間隔として定義されて
いる。特に、新しい屈折率プロィールの一群に関して、
△1 ％は0.73％±0.05％、△2 ％は0.12％±0.12％、△
3 ％は0.18％±0.05％であり、、ｒ1 は3.4 ミクロン±
0.4 ミクロン、ｒ2 は9.0 ミクロン±，3.0 ミクロン、
ｒ3 は9.6 ミクロン±2.8 ミクロン、およびｒは10.2ミ
クロン±3 ミクロンである。
【００２９】この群の屈折率プロィールは、モード径が
8.3 ミクロンより大きく、曲げ損失が８ｄＢ未満であ
り、1530ｎｍから1570ｎｍまでの波長範囲に亘り正全分
散が約0.5 ｐｓ／ｎｍ−ｋｍから3.0 ｐｓ／ｎｍ−ｋｍ
までの範囲にある光導波路ファイバを提供する。この部
分集合の光導波路は、本発明の第１の形態に定義された
もとの組の特性よりも優れた特性を有している。
【００３０】上述した範囲のそれぞれ約２倍の範囲内に
ある屈折率プロィールパラメータを有する光導波路ファ
イバは、本発明の新しい光導波路ファイバの特性を有す
るかもしれない。したがって、上述したそれぞれのパラ
メータの制限は、個々に記載する実施可能な光導波路パ
ラメータの多数の組に関して控え目であると考えられ
る。
【００３１】本発明の第２の形態のさらなる特徴は、変
種の製造による光導波路ファイバのプロィールにおける
変動に対して光導波路ファイバの特性があまり影響を受
けないことにある。光導波路ファイバの特性は、１つを
除く全てのプロィールパラメータをその中心位置に維持
する拘束下でモデル化した。残りのプロィールのパラメ
ータを、本発明の第２の形態に定義した制限内で変化さ
せた。
【００３２】△1 ％を±0.05％だけ変化させたときに、
光導波路ファイバの特性を計算したものは以下のとおり
であった： −モード径＞8.3 ミクロン； −ピンアレイ曲げ損失＜７ｄＢ； −約1390ｎｍから約1410ｎｍまでの範囲にあるλc ； −約1510ｎｍから約1515ｎｍまでの範囲にあるλ0 ； −1530ｎｍから1570ｎｍまでの波長範囲に亘り、約0.05
9 ｐｓ／ｎｍ2 −ｋｍから約0.061 ｐｓ／ｎｍ2 −ｋｍ
までの範囲にある分散勾配。
【００３３】コア半径ｒを±0.08ミクロンだけ変化させ
たときに、光導波路ファイバの特性を計算したものは以
下のとおりであった： −モード径＞8.3 ミクロン； −ピンアレイ曲げ損失＜８ｄＢ； −約1380ｎｍから約1450ｎｍまでの範囲にあるλc ； −約1500ｎｍから約1525ｎｍまでの範囲にあるλ0 ； −1530ｎｍから1570ｎｍまでの波長範囲に亘り、約0.05
9 ｐｓ／ｎｍ2 −ｋｍから約0.061 ｐｓ／ｎｍ2 −ｋｍ
までの範囲にある分散勾配。
【００３４】△3 ％を±0.05％だけ変化させたときに、
光導波路ファイバの特性を計算したものは以下のとおり
であった： −モード径＞8.35ミクロン； −ピンアレイ曲げ損失＜６ｄＢ； −約1250ｎｍから約1550ｎｍまでの範囲にあるλc ； −約1500ｎｍから約1525ｎｍまでの範囲にあるλ0 ； −1530ｎｍから1570ｎｍまでの波長範囲に亘り、約0.05
9 ｐｓ／ｎｍ2 −ｋｍから約0.061 ｐｓ／ｎｍ2 −ｋｍ
までの範囲にある分散勾配。
【００３５】ｒ3 を±0.25ミクロンだけ変化させたとき
に、光導波路ファイバの特性を計算したものは以下のと
おりであった： −モード径＞8.35ミクロン； −ピンアレイ曲げ損失＜６ｄＢ； −約1350ｎｍから約1450ｎｍまでの範囲にあるλc ； −約1510ｎｍから約1513ｎｍまでの範囲にあるλ0 ； −1530ｎｍから1570ｎｍまでの波長範囲に亘り、約0.05
9 ｐｓ／ｎｍ2 −ｋｍから約0.061 ｐｓ／ｎｍ2 −ｋｍ
までの範囲にある分散勾配。
【００３６】パラメータの中の好ましい相互作用、すな
わち、あるパラメータが移動することにより、別のパラ
メータが移動したことによる負の影響を打ち消す相互作
用が、上述した一群の光導波路ファイバの許容限界を著
しく増大させる。
【００３７】ここに記載する新しい光導波路ファイバに
は、３つのセグメントを有するコア領域がある。これら
のセグメントは、所定のセグメントに特徴的な屈折率プ
ロィールにより互いから区別されている。３セグメント
コア領域は、幅広い機能的な必要条件に合った、光導波
路ファイバの設計の十分な融通性を提供する。特定の光
導波路ファイバの性能を提供するように変化させてもよ
いパラメータとしては：３つの領域の各々の△％；３つ
の領域の各々の半径；および３つの領域の各々の屈折率
プロィールの形状が挙げられる。
【００３８】
【発明の効果】ここに記載した新しい光導波路ファイバ
の顕著な特性には：ＳＰＭ非線形効果を打ち消す、1530
ｎｍから1570ｎｍまでの規定された波長範囲に亘り正全
分散；ＷＤＭを促進させる、上述した波長範囲に亘り非
常に小さい分散勾配；および四波混光による分散を制限
する、上述した波長範囲の外側のゼロ分散がある。正分
散は典型的に、非再生システムを長くできる３ｐｓ／ｎ
ｍ／ｋｍ未満である。好ましくは、規定した波長範囲
は、エルビウムを添加した光増幅器のピーク利得曲線と
実質的に一致する。このように、本発明の新しい光導波
路ファイバは、高ビット率を伝えるか、光増幅器を備え
るかまたは再生器の間隔を長くするシステムに特に適し
ている。
【００３９】さらに、コア領域の設計が単純である。こ
のことは、この減衰がステップ式屈折率ファイバの減衰
に匹敵し、製造コストができるだけ低く抑えられること
を意味する。
【００４０】優れた光導波路特性および性能としては、
ステップ式屈折率光導波路ファイバと同等の強度および
疲労性能が挙げられる。さらに、本発明の新しい光導波
路ファイバの曲げ抵抗は、現在入手できる分散シフト光
導波路ファイバの曲げ抵抗と同等か、それよりも良好で
ある。相対的な曲げ性能のこの記述を確証するピンアレ
イ曲げ試験が図４に示されている。この図は、試験のた
めに適所に配置されたファイバとともに試験装置を示す
上面図である。光導波路ファイバ32がピン34の交互の側
を通っている。ピンは基板30上に固定されている。ファ
イバ、ピン表面の一部の形状にしたがうように引っ張ら
れている。
【００４１】
【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を
詳細に説明する。
【００４２】図１を参照すると、プロィールを調節でき
る３コアセグメントが２，６および８として示されてい
る。３セグメントの各々において、屈折率プロィール
が、セグメントの各々の半径点での特定の屈折率により
定義されている。各々のセグメントの半径の広がりを調
節して、好ましい光導波路ファイバ特性を得てもよい。
図示したように、中心コア領域２の半径が長さ４として
示されている。この場合、並びに全てのモデル化した場
合において、中心コア半径は、軸の中心線から、外挿し
た中心プロィールとｘ軸との交差点までを測定したもの
である。
【００４３】第１の環状領域６は、半径４および半径７
により範囲が定められている。この半径７は、第２の環
状領域の半値幅点から引かれた垂線５までに亘ってい
る。第２の環状領域８の特徴的な半径は長さ12として選
択される。この長さ12は、点３によって示されるよう
に、コアの中心線からセグメント８のベースの中点まで
に亘っている。第２の環状半径のこの様式を全てのモデ
ル化した場合に用いている。対称的なプロィールに都合
のよいプロィールの大きさは、垂線５の間に示した幅10
である。垂線５はセグメント10の半値幅点から延びてい
る。第２の環状幅のこの様式を全てのモデル化した場合
に用いている。
【００４４】実施例１ ３セグメント正分散光導波路フ
ァイバ ３セグメントコア領域屈折率プロィールの代表例を図２
に示す。中心屈折率プロィールセグメントの中心線の落
込みは、光導波路プレフォームの加工中に光導波路ファ
イバの中心線から拡散したドーパントによるものであ
る。中心セグメントは、アルファが約１であり、△1 ％
が約0.73％であるアルファプロィールである。中心半径
は約3.4 ミクロンである。第２のセグメントは、△2 ％
がほぼゼロであり、内側と外側の半径が、それぞれ、3.
4 ミクロンおよび９ミクロンである環18である。第３の
セグメント20は、幅が約0.95ミクロンであり、△3 が約
0.14％であり、このセグメントの中点までの半径が約9.
5 ミクロンである。
【００４５】この光導波路の予測性能は： λ0 ＝1511ｎｍ； 分散勾配＝0.6 ｐｓ／ｎｍ2 −ｋｍ； モード径＝8.4 ミクロン； λc ＝ファイバ形態で1412ｎｍであり、ケーブル形成後
では1100ｎｍ； 1530ｎｍから1570ｎｍまでの波長範囲に亘り１−３ｐｓ
／ｎｍ−ｋｍの範囲にある全分散；および負分散の３セ
グメント光導波路の平均８ｄＢの損失に好ましくは匹敵
する、ピンアレイ曲げ損失＝5.6 ｄＢである。
【００４６】実施例１の光導波路ファイバが、ＷＤＭ、
限定四波混光、減少ＳＰＭ、およびエルビウムを添加し
た光増幅器への使用に設計された高性能の単一モード光
導波路ファイバの全ての基準を満たしている。
【００４７】４つのグラフ、図３ａ，３ｂ，３ｃおよび
３ｄは、コア領域パラメータの変動に対して、新しい光
導波路ファイバが影響を受けないことを示している。
【００４８】実施例２ 曲げ損失およびモード感度 図３ａは、△1 ％＝0.73％が±0.01△％の範囲で変化し
てもよいモード径に対する曲げ損失のグラフである。引
き伸ばす前のコアプレフォームの半径を、約2.5 ％の量
だけ変化してもよい。ここで、引き伸ばす前のコアプレ
フォームの半径は、一般的に3.5 ｍｍ−６ｍｍの範囲に
ある。コアプレフォームの半径の変動によって、セグメ
ントの半径だけでなく、セグメントの相対的な間隔も違
ってしまうので、この特定の半径をパラメータとして選
択する。第３のセグメントに関しては、△3 ％を0.18％
±0.05％とする。この第３のセグメントの半径は9.6 ミ
クロン±0.25ミクロンである。
【００４９】図３ａの曲線22,24,26および28を作成する
ために、３つのパラメータを中点に維持して、４つ目の
パラメータのみをその上限と下限との間で変動させる。
このようにして、プレフォームの半径が3.5 ｍｍであり
△3 ％が0.18％であり、ｒ3が9.6 ミクロンであり、△
1 を0.72％から0.74％まで変動させたときの曲げ損失お
よびモード径を計算することにより、曲線24を作成す
る。同様に、△1 ％が0.73％であり、△3 ％が0.18％で
あり、ｒ3 が9.6 ミクロンであり、プレフォームの半径
を3.5 ミクロン±2.5 ％の範囲で変動させたときの曲げ
損失およびモード径を計算することにより、曲線22を作
成する。曲線26および28も同様に作成する。特定のパラ
メータ値は、それぞれ、△3 ％に関して0.18％±0.05％
であり、ｒ3 に関して9.6 ミクロン±0.25ミクロンであ
る。
【００５０】上述したように、コア領域のパラメータを
変動させても、曲げ損失は８ｄＢより小さいままであ
り、モード径は8.30ミクロンから8.5 ミクロンまでの範
囲内にあることは意外なことである。
【００５１】表１は、コア領域の屈折率パラメータの各
々の中点および新しいプロィールの一群を定義する範囲
を示している。
【００５２】
【表１】
【００５３】実施例３ 光導波路遮断およびモード径 図３ｂを参照すると、そこに記載された４種類の曲線
が、図３ａの曲線と同様な方法で記載されている。
【００５４】セグメント１のデルタ△1 ％、プレフォー
ムの半径、およびｒ3 の上述した変動に関して、遮断波
長は、1350ｎｍから1450ｎｍまでの非常に狭い範囲内に
ある。プレフォームの半径が、約3.5 ｍｍ±2.5 ｍｍの
規定の範囲で変動するときに、遮断がより変動する。し
かしながら、この場合でさえも、ケーブル形成した遮断
波長は約1100ｎｍより小さくなるので、このファイバは
十分に機能的である。一般的に、ケーブルの形成によ
り、さらに加工する前の光導波路ファイバについて測定
した遮断波長と比較して、この遮断波長は約400 ｎｍだ
け減少する。
【００５５】モード径の変動がここでも8.30ミクロンか
ら8.5 ミクロンまでの繊維範囲に限定されている。
【００５６】実施例４ ゼロ分散波長およびモード径 上述した実施例１，２および３のように、４つのコア領
域パラメータの各々を、選択した範囲の値で変動させ
る。図３ｃを参照すると、モード径は8.3 ミクロンから
8.5 ミクロンまでの範囲にあり、ゼロ分散波長λ0 は好
ましくは約1500ｎｍから約1520ｎｍまでの範囲に限定さ
れている。このように、新しい光導波路ファイバのコア
領域のパラメータにおける比較的大きい変動に関して、
λ0 は、エルビウムを添加した光増幅器のピーク利得範
囲と一致するＷＤＭ領域、すなわち、1530ｎｍから1570
ｎｍまでの範囲の外側のままである。
【００５７】実施例５ 全分散勾配およびモード径 図３ｄに示すように、コアのパラメータがそれぞれの変
動範囲内としたときに、モード径は8.3 ミクロンから8.
5 ミクロンまでの範囲にあり、全分散勾配は0.059 から
0.061 ｐｓ／ｎｍ2 −ｋｍの狭い範囲にある。
【００５８】４つのグラフ、図３ａ，３ｂ，３ｃおよび
３ｄをともに見ると、規定のｒ3 の変動に対してモード
径が影響を受けないことは、顕著である。また、これら
の実施例で調査した４つのパラメータが、分散勾配にお
ける変動にはほぼ等しい影響があることが分かる。図３
の感度のグラフにおける密集点は、新しい正分散コア領
域デザインの製造が容易であることを示している。
【００５９】主なコア領域のパラメータの製造許容度に
関してより融通性が大きいことが予測される。パラメー
タが相互作用することがわかっており、あるパラメータ
の変動の影響が別のパラメータの変動の影響を打ち消す
ことが考えられる。このように、一対のまたは３種類以
上の組のパラメータの変動の研究を行ない、それによっ
て、主な波長範囲に亘り正分散を生じるとともに、高性
能の光導波路ファイバに特徴的な特性を有するコアデザ
インのより広い群を定義する。
【図面の簡単な説明】
【図１】屈折率プロィールの寸法の定義を示す３セグメ
ントコアの屈折率プロィールを示すグラフ
【図２】本発明の１つの実施の形態の屈折率プロィール
を示すグラフ
【図３ａ】屈折率プロィールのパラメータにおける変化
に対する光導波路ファイバの特性の感受性を示すグラフ
【図３ｂ】屈折率プロィールのパラメータにおける変化
に対する光導波路ファイバの特性の感受性を示すグラフ
【図３ｃ】屈折率プロィールのパラメータにおける変化
に対する光導波路ファイバの特性の感受性を示すグラフ
【図３ｄ】屈折率プロィールのパラメータにおける変化
に対する光導波路ファイバの特性の感受性を示すグラフ
【図４】ピンアレイ曲げ試験を行なう装置を示す上面図
【符号の説明】
30 基板 32 フアイバ 34 ピン

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 単一モード光導波路ファイバであって、 最大屈折率がｎ1 であり、屈折率差が△1 ％であり、前
    記光導波路ファイバの対称縦軸上の点から測定した半径
    がｒ1 であり、該対称縦軸の周りに実質的に対称的に配
    置された第１の中心セグメント、 該中心セグメントに隣接してその周りに配置され、最大
    屈折率がｎ2 であり、屈折率差が△2 ％であり、外側半
    径がｒ2 である、環状の第２のセグメント、および該第
    ２のセグメントに隣接してその周りに配置され、最大屈
    折率がｎ3 であり、屈折率差が△3 ％であり、このセグ
    メントの中点までの半径がｒ3 である、環状の第３のセ
    グメント、の３つのセグメントを含む、屈折率プロフィ
    ールを有するコア領域と、 前記第３のセグメントに隣接してその周りに配置され、
    最大屈折率がｎc であるクラッド層とからなり、 ｎ1 ＞ｎ3 ＞ｎ2 ≧ｎc であり、前記中心セグメントが
    アルファ屈折率プロフィールを有し、アルファが約１で
    あり、前記第２のセグメントが実質的に平らな屈折率プ
    ロフィールを有し、前記第３のセグメントが丸くなった
    ステップ型屈折率プロフィールを有し、△1 ％≦0.9
    ％、△2 ％≦0.024 ％、△3 ％≦0.2 ％であり、半径ｒ
    1 ，ｒ2 およびｒ3 が、 λ0 ≦1530ｎｍ、全分散勾配が1530ｎｍから1570ｎｍま
    での範囲に亘り＜0.065 ｐｓ／ｎｍ2 −ｋｍ、ピンアレ
    イ曲げ損失＜12ｄＢ、モード径≧7.4 ミクロン、λc ＜
    1450ｎｍ、全分散が1530ｎｍから1570ｎｍまでの範囲に
    亘り約0.5 ｐｓ／ｎｍ−ｋｍから３ｐｓ／ｎｍ−ｋｍま
    での範囲にある、ことにより特徴付けられる光導波路フ
    ァイバを提供するように選択されることを特徴とする単
    一モード光導波路ファイバ。
  2. 【請求項２】 △1 ％、△2 ％、および△3 ％が、それ
    ぞれ、約0.57％から約0.90％まで、０から0.24％まで、
    および0.08％から0.20％までの範囲にあり、ｒ1 ，ｒ2
    およびｒ3 が、それぞれ、約3.0 ミクロンから約3.8 ミ
    クロンまで、約5.7 ミクロンから約12.05 ミクロンから
    まで、約6.8 ミクロンから約12.4ミクロンまでの範囲に
    あることを特徴とする請求項１記載の単一モード光導波
    路ファイバ。
  3. 【請求項３】 △1 ％、△2 ％、および△3 ％が、それ
    ぞれ、約0.73％、約0.012 ％、および約0.18％であり、
    ｒ1 ，ｒ2 およびｒ3 が、それぞれ、約3.4ミクロン、
    約9.0 ミクロン、および約9.6 ミクロンであることを特
    徴とする請求項１記載の単一モード光導波路ファイバ。
  4. 【請求項４】 △1 ％が0.73％±0.05％、△2 ％が0.01
    2 ％±0.012 ％、△3 ％が0.18％±0.05％であり、ｒ1
    が3.4 ミクロン±0.4 ミクロン、ｒ2 が9.0ミクロン±
    3.0 ミクロン、ｒ3 が9.6 ミクロン±2.8 ミクロンであ
    って、モード径が8.3 ミクロンよりも大きく、曲げ損失
    が８ｄＢ未満であり、1530ｎｍから1570ｎｍまでの波長
    範囲に亘り正の全分散が約0.5 ｐｓ／ｎｍ−ｋｍから約
    ３ｐｓ／ｎｍ−ｋｍまでの範囲にある光導波路ファイバ
    を提供することを特徴とする請求項１記載の単一モード
    光導波路ファイバ。
  5. 【請求項５】 前記コア領域の屈折率プロフィールが、
    許容間隔内のどの値をも有する△1 ％を除いて、それぞ
    れの許容間隔の実質的に中心にあるパラメータを有し、
    前記光導波路ファイバが、8.30ミクロンよりも大きいモ
    ード径、７ｄＢ未満の曲げ損失、約1390ｎｍから約1410
    ｎｍまでの範囲にあるλc 、約1510ｎｍから約1515ｎｍ
    までの範囲にあるλ0 、および1530ｎｍから1570ｎｍま
    での波長範囲に亘り約0.059 ｐｓ／ｎｍ2 −ｋｍから約
    0.061 ｐｓ／ｎｍ2 −ｋｍまでの範囲にある分散勾配を
    有することを特徴とする請求項４記載の単一モード光導
    波路ファイバ。
  6. 【請求項６】 前記コア領域の屈折率プロフィールが、
    許容間隔内のどの値をも有するｒを除いて、それぞれの
    許容間隔の実質的に中心にあるパラメータを有し、前記
    光導波路ファイバが、8.30ミクロンよりも大きいモード
    径、８ｄＢ未満の曲げ損失、約1380ｎｍから約1450ｎｍ
    までの範囲にあるλc 、約1500ｎｍから約1525ｎｍまで
    の範囲にあるλ0 、および1530ｎｍから1570ｎｍまでの
    波長範囲に亘り約0.059 ｐｓ／ｎｍ2 −ｋｍから約0.06
    1 ｐｓ／ｎｍ2 −ｋｍまでの範囲にある分散勾配を有す
    ることを特徴とする請求項４記載の単一モード光導波路
    ファイバ。
  7. 【請求項７】 前記コア領域の屈折率プロフィールが、
    許容間隔内のどの値をも有する△3 ％を除いて、それぞ
    れの許容間隔の実質的に中心にあるパラメータを有し、
    前記光導波路ファイバが、8.35ミクロンよりも大きいモ
    ード径、６ｄＢ未満の曲げ損失、約1250ｎｍから約1550
    ｎｍまでの範囲にあるλc 、約1500ｎｍから約1525ｎｍ
    までの範囲にあるλ0 、および1530ｎｍから1570ｎｍま
    での波長範囲に亘り約0.059 ｐｓ／ｎｍ2 −ｋｍから約
    0.061 ｐｓ／ｎｍ2 −ｋｍまでの範囲にある分散勾配を
    有することを特徴とする請求項４記載の単一モード光導
    波路ファイバ。
  8. 【請求項８】 前記コア領域の屈折率プロフィールが、
    許容間隔内のどの値をも有するｒ3 を除いて、それぞれ
    の許容間隔の実質的に中心にあるパラメータを有し、前
    記光導波路ファイバが、8.35ミクロンよりも大きいモー
    ド径、６ｄＢ未満の曲げ損失、約1350ｎｍから約1450ｎ
    ｍまでの範囲にあるλc 、約1510ｎｍから約1513ｎｍま
    での範囲にあるλ0 、および1530ｎｍから1570ｎｍまで
    の波長範囲に亘り約0.059 ｐｓ／ｎｍ2 −ｋｍから約0.
    061 ｐｓ／ｎｍ2 −ｋｍまでの範囲にある分散勾配を有
    することを特徴とする請求項４記載の単一モード光導波
    路ファイバ。
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