JPH09218318A - 分散シフト光ファイバ - Google Patents
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Abstract
増大を抑制が可能な分散シフトファイバを提供する。 【解決手段】 屈折率n1を有する、外径a1の内層コ
ア100と、内層コア110を取り囲み、屈折率n2
(<n1)を有する、外径a2の外層コア120と、外
層コア120を取り囲み、屈折率n3(<n2)を有す
る、外径が125μmのクラッド200とを備える。そ
して、屈折率n1、n2、n3および外径a1、a2
は、2mでカットオフ波長が1.6μm以上であるとと
もに、モードフィールド径が9.0μm以上となるよう
に選択される。
Description
1.7μmの範囲に零分散波長を有する分散シフト光フ
ァイバに関するものである。
下、「SM光ファイバ」と呼ぶ)の信号光波長は1.3
μm近傍または1.55μm近傍であることが多いが、
伝送損失の面から1.55μmの使用が増しつつある。
1.55μm近傍の1種の波長の光を伝送する場合に
は、波長分散(波長によって光の伝搬速度が異なるため
パルス波が広がる現象)が零になる零分散波長を1.5
5μm近傍にすることが一般に好適である。また、強度
の高い伝送光の場合、伝送光の集中による非線形光学現
象による波形歪を抑制するため、伝送光の波長値とは異
なる零分散波長を有するSMファイバが好適である場合
もある。こうした、零分散波長が適宜設定される構造を
有するSMファイバは、分散シフトファイバと呼ばれ
る。
の場合には、一般に、2mの基準長(CCITT−G.
652による測定法)で信号光波長よりも短波長である
1.55μm以下の零分散波長の分散シフトファイバが
選択される。
め、現在では、屈折率分布(以下「プロファイル」と呼
ぶ)を特公平−18161号公報に示されるようなデュ
アルシェイプ型、又は“Relation between Macrobendin
g Losses and Cutoff Wavelength in Dispersion-Shift
ed Segmented-Core Fiber”Electronics Letter,Vol.2
2,No.11,p.574,1986に示されるセグメントコア型にした
ものが主に使用されている。
ラッドが実質的の純石英からなり、コアは石英を主成分
としてゲルマニウムとドープすることによって屈折率を
高め、所望の屈折率分布を得ている。
コアと外層コアとクラッドとからなり、外層コアとクラ
ッドとにフッ素を添加して、純石英に対する比屈折率差
を負とし、内層コアへのゲルマニウム添加量を低減し
て、レイリー散乱に伝送損失を低減した分散シフトファ
イバが開示されている。
長距離伝送システムでは、光増幅器の直後のSM光ファ
イバでの伝送光の強度密度が非常に高くなるので、SM
光ファイバ中での非線形現象による波形歪が伝送距離を
制限する要因となる。したがって、非線形現象を抑制す
るため、伝送光強度は同一であっても、伝送光の強度密
度を低減するためモードフィールド径の大きな分散シフ
トファイバが望まれている。そして、従来は、長距離伝
送用のSM光ファイバでは、モードフィールド径は8.
4μm程度で充分とされていた。
と、これに応じて曲げ損失が大きくなるが、通常、直径
20mmの円弧に曲げた場合に、曲げ損失が1dB/m
以下であれば実用的に充分である。
バの構成図である。図10に示すように、この分散シフ
トファイバは、(a)石英ガラスにGeが添加され、純
石英ガラスに対する比屈折率差が0.95%であり、外
径が2.9μmの内層コア910と、(b)内層コア9
10を接触して取り囲み、石英ガラスにGeが添加さ
れ、純石英ガラスに対する比屈折率差が0.09%であ
り、外径が18.2μmの外層コア920と、(c)外
層コア920を接触して取り囲み、実質的に石英ガラス
のみから成る外径が125μmのクラッド930とを備
える。
長が約1580nm、2mの基準長でのカットオフ波長
が約1.29μm、モードフィールド径が約8.4μm
である。そして、1.55μm近傍の1種の波長の伝送
光で、直径20mmの曲げ損失は0.98dB/mであ
る。
イバでは、波長多重伝送で多重度を上げた場合に更に非
線形現象が顕著となり、更にモードフィールド径を大き
くする必要が生じる。
と、同時に曲げ損失が大きくなるので、ケーブル化し場
合に伝送損失が増大し、実用的な光伝送ができなくなる
という重大な問題があった。
長が約1580nm、2mの基準長でのカットオフ波長
が1.55μm以下としたままで、モードフィールド径
を約9.0μmとすると、1.55μm近傍の1種の波
長の伝送光で、図9と同様にカットオフ波長を1.3μ
m程度とすると、直径20mmの曲げ損失は10dB/
m以上となり、また、カットオフ波長を1.55μm程
度とすると、直径20mmの曲げ損失は4dB/m以上
となり、実用の観点からの上限である1dB/mを大き
く越えてしまう。
のであり、モードフィールド径の拡大による曲げ損失の
増大を抑制が可能な分散シフトファイバを提供すること
を目的とする。
ァイバは、零分散波長値が1.4μm以上、かつ、1.
7μm以下の範囲のいずれかの値である分散シフトファ
イバであって、2mの基準長でのカットオフ波長が1.
6μm以上であることを特徴とする。
トオフ波長が1.6μm以上であるので、波長が1.5
5μm近傍の信号光の基底モードのコアに対する閉じ込
め効果をカットオフ周波数が1.55μm以下の分散シ
フトファイバよりも強くすることができ、曲げ損失の低
減が可能となる。
では、カットオフ波長の一般的な評価の基準である2m
という短い長さでは、伝送光の基底モードばかりではな
く高次モードも伝搬することになる。しかし、高次モー
ドは基底モードと比べて分散シフトファイバ中の伝搬に
おける減衰率が高いので、数kmの伝搬長であれば基底
モードに比べて充分に小さくなる。したがって、海底通
信ケーブルのように伝搬距離が数百から数千kmに及ぶ
場合には、高次モードによる問題が生じることは無い。
/クラッド構造として、(1)第1の屈折率を有する内
層コアと、内層コアを取り囲み、第1の屈折率よりも低
い第2の屈折率を有する外層コアと、外層コアを取り囲
み、第2の屈折率よりも低い第3の屈折率を有するクラ
ッドとを備える二重コア型、(2)第1の屈折率を有す
る内層コアと、内層コアを取り囲み、第1の屈折率より
も低い第2の屈折率を有する外層コアと、外層コアを取
り囲み、第2の屈折率よりも低い第3の屈折率を有する
内層クラッドと、内層クラッドを取り囲み、前記第3の
屈折率よりも高い第4の屈折率を有する外層クラッドと
を備える二重コア+ディプレストクラッド型、および
(3)第1の屈折率を有する内層コアと、内層コアを取
り囲み、第1の屈折率よりも低い第2の屈折率を有する
中層コアと、中層コアを取り囲み、第2の屈折率よりも
高い第3の屈折率を有する外層コアと、外層コアを取り
囲み、第3の屈折率よりも低い第4の屈折率を有するク
ラッドとを備えるセグメントコア型のいずれの分散シフ
トファイバについても適用可能である。
1の分散シフトファイバにおいて、モードフィールド径
が9.0μm以上であることを特徴とする。
フィールド径が9.0μm以上であるので、従来のモー
ドフィールド径が高々8.4μm程度の分散シフトファ
イバに比べて、伝送光の総光強度が同一であっても光強
度密度を低減することが可能であり、非線形現象の発生
を低減できる。なお、モードフィールド径が9.0μm
以上であっても、カットオフ波長が1.6μm以上と設
定されているので、上記のように、信号光の基底モード
のコアに対する閉じ込めについての高い効果から曲げ損
失を抑制することができる。
上であれば、現在または将来予測される波長多重伝送の
応用について対処可能である。
の分散シフトファイバの実施の形態を説明する。なお、
図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、
重複する説明は省略する。
実施形態の構成図である。図1に示すように、この分散
シフトファイバは、二重コア型の分散シフトファイバで
あって、(a)屈折率n1を有する、外径a1の内層コ
ア100と、(b)内層コア110を取り囲み、屈折率
n2(<n1)を有する、外径a2の外層コア120
と、(c)外層コア120を取り囲み、屈折率n3(<
n2)を有する、外径が125μmのクラッド200と
を備える。そして、屈折率n1、n2、n3および外径
a1、a2は、2mでカットオフ波長が1.6μm以上
であるとともに、モードフィールド径が9.0μm以上
となるように選択される。
ットオフ波長が1.6μm以上であるので、波長が1.
55μm近傍の信号光の基底モードのコアに対する閉じ
込め効果が、カットオフ周波数が1.55μm以下の分
散シフトファイバよりも高い状態で信号光を伝送する。
そして、直径20mm曲げ損失を1dB/m程度に抑制
する。
る。
シフトファイバの構成図である。図2に示すように、こ
の分散シフトファイバは、(a)クラッド201に対す
る比屈折率差=1.02%を有する、外径=2.8μm
の内層コア111と、(b)内層コア111を取り囲
み、クラッド201に対する比屈折率差=0.14%を
有する、外径=20.4μmの外層コア120と、
(c)外層コア120を取り囲む、外径=125μmの
クラッド201とを備える。そして、零分散波長=15
81nm、2m長でのカットオフ波長=1.60μm、
モードフィールド径=9.0μmである。
の曲げ損失=0.98dB/mであった。
シフトファイバの構成図である。図3に示すように、こ
の分散シフトファイバは、(a)クラッド202に対す
る比屈折率差=0.98%を有する、外径=2.7μm
の内層コア112と、(b)内層コア112を取り囲
み、クラッド202に対する比屈折率差=0.16%を
有する、外径=22.2μmの外層コア122と、
(c)外層コア122を取り囲む、外径=125μmの
クラッド202とを備える。そして、零分散波長=15
79nm、2m長でのカットオフ波長=1.64μm、
モードフィールド径=9.4μmである。
の曲げ損失=0.99dB/mであった。
シフトファイバの構成図である。図4に示すように、こ
の分散シフトファイバは、(a)クラッド203に対す
る比屈折率差=1.05%を有する、外径=2.7μm
の内層コア113と、(b)内層コア112を取り囲
み、クラッド203に対する比屈折率差=0.18%を
有する、外径=24.4μmの外層コア123と、
(c)外層コア123を取り囲む、外径=125μmの
クラッド203とを備える。そして、零分散波長=15
82nm、2m長でのカットオフ波長=1.69μm、
モードフィールド径=10.1mである。
の曲げ損失=1.01dB/mであった。
て、直径20mm曲げ損失が約1.0dB/mとなる2
m長でのカットオフ波長、モードフィールド径について
の一覧を示す。
1.0dB/mとなる2m長でのカットオフ波長とモー
ドフィールド径との関係を示すグラフである。図5か
ら、零分散波長が約1580nmの場合には、2m長で
のカットオフ波長が1.6μm以上であれば、モードフ
ィールド径が9.0μm以上であっても、直径20mm
曲げ損失を1.0dB/m以下とできることが確認され
る。
c)=1.5,1.6,1.7μmでの直径20mm曲
げ損失とモードフィールド径との関係を示すグラフであ
る。図6から、モードフィールド径が大きくなると、カ
ットオフ波長を大きくしなければ直径20mm曲げ損失
を小さくできないことが確認される。また、カットオフ
波長を大きくすると、同一の直径20mm曲げ損失とす
る場合には、モードフィールド径を大きくできるので、
非線形現象の抑制の観点から有利であることが確認され
る。
されるものではなく、変形が可能である。例えば、発明
者は、上記の実施形態の内層コアの砲弾型の屈折率プロ
ファイルに加えて、矩形の屈折率プロフィルや三角形の
屈折率プロフィルについても、本発明は同様の効果を奏
することを確認した。
構造を有し、内層クラッドが外層クラッドよりも屈折率
が小さな、いわゆるディプレストクラッド型構造の分散
シフトファイバであっても本発明は同様の効果を奏する
ことを確認した。
層、外層の3層構造を有し、内層コアの屈折率が内層コ
アの屈折率や外層コアの屈折率よりも低い、いわゆるセ
グメントコア型構造の分散シフトファイバであっても本
発明は同様の効果を奏することを確認した。
散シフトファイバよれば、カットオフ波長を従来の分散
シフトファイバよりも長い1.6μm以上に設定したの
で、曲げ損失を増大させずにモードフィールド径を拡大
することが可能となり、非線形現象に歪を低減して光伝
送を実行することができる。
図である。
る。
る。
る。
る2m長でのカットオフ波長とモードフィールド径との
関係を示すグラフである。
1.7μmでの直径20mm曲げ損失とモードフィール
ド径との関係を示すグラフである。
イバの構成図である
構成図である
121,122,123…外層コア、200…クラッ
ド。
Claims (5)
- 【請求項1】 零分散波長値が1.4μm以上、かつ、
1.7μm以下の範囲のいずれかの値である分散シフト
ファイバであって、2mの長さでのカットオフ波長が
1.6μm以上である、ことを特徴とする分散シフトフ
ァイバ。 - 【請求項2】 モードフィールド径が9.0μm以上で
ある、ことを特徴とする請求項1記載の分散シフトファ
イバ。 - 【請求項3】 第1の屈折率を有する内層コアと、 前記内層コアを取り囲み、前記第1の屈折率よりも低い
第2の屈折率を有する外層コアと、 前記外層コアを取り囲み、前記第2の屈折率よりも低い
第3の屈折率を有するクラッドと、 を備えることを特徴とする請求項1記載の分散シフトフ
ァイバ。 - 【請求項4】 第1の屈折率を有する内層コアと、 前記内層コアを取り囲み、前記第1の屈折率よりも低い
第2の屈折率を有する外層コアと、 前記外層コアを取り囲み、前記第2の屈折率よりも低い
第3の屈折率を有する内層クラッドと、 前記内層クラッドを取り囲み、前記第3の屈折率よりも
高い第4の屈折率を有する外層クラッドと、 を備えることを特徴とする請求項1記載の分散シフトフ
ァイバ。 - 【請求項5】 第1の屈折率を有する内層コアと、 前記内層コアを取り囲み、前記第1の屈折率よりも低い
第2の屈折率を有する中層コアと、 前記中層コアを取り囲み、前記第2の屈折率よりも高い
第3の屈折率を有する外層コアと、 前記外層コアを取り囲み、前記第3の屈折率よりも低い
第4の屈折率を有するクラッドと、 を備えることを特徴とする請求項1記載の分散シフトフ
ァイバ。
Priority Applications (5)
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JP02274296A JP3369389B2 (ja) | 1996-02-08 | 1996-02-08 | 分散シフト光ファイバ |
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EP97101222A EP0789257A1 (en) | 1996-02-08 | 1997-01-27 | Dispersion-shifted fiber |
ZA9700874A ZA97874B (en) | 1996-02-08 | 1997-02-03 | Dispersion-shifted fiber. |
US08/796,187 US5852701A (en) | 1996-02-08 | 1997-02-07 | Dispersion-shifted fiber |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP02274296A JP3369389B2 (ja) | 1996-02-08 | 1996-02-08 | 分散シフト光ファイバ |
Related Child Applications (1)
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JP2001211227A Division JP2002062453A (ja) | 2001-07-11 | 2001-07-11 | 分散シフト光ファイバ |
Publications (2)
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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EP (1) | EP0789257A1 (ja) |
JP (1) | JP3369389B2 (ja) |
AU (1) | AU710444B2 (ja) |
ZA (1) | ZA97874B (ja) |
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