JPH09288220A

JPH09288220A - 光ファイバ

Info

Publication number: JPH09288220A
Application number: JP9035854A
Authority: JP
Inventors: Nobutaka Namihira; 宜敬波平
Original assignee: Kokusai Denshin Denwa KK
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 1996-02-20
Filing date: 1997-02-20
Publication date: 1997-11-04

Abstract

(57)【要約】【課題】曲げ損失を少なくし、屈折率の非線形効果を
低減する。【解決手段】中心コア１０の外側に低屈折率コア１２
を設け、低屈折率コア１２と外側クラッド１６の間に低
屈折率の内側クラッド１４を設ける。中心コア１０、低
屈折率コア１２、内側クラッド１４及び外側クラッド１
６の屈折率をそれぞれｎ₁、ｎ₂、ｎ₃及びｎ_C（但し、ｎ
₁＞ｎ₂＞ｎ_C＞ｎ₃）とし、半径をそれぞれａ₁、ａ₂及び
ａ₃とする。中心コアと外側クラッドとの間の比屈折率
差をΔ₁、低屈折率コアと外側クラッドとの間の比屈折
率差をΔ₂、及び内側クラッドと外側クラッドとの間の
比屈折率差をΔ₃としたとき、１．５５μｍ帯で、０．
０８≦ａ₁／ａ₃≦０．１、０．５≦ａ₂／ａ₃≦１．０、
０．０２≦Δ₂／Δ₁≦０．３、−０．１７≦Δ₃／Δ₁≦
−０．０１とし、内側クラッド径ａ₃を１９μｍ以上で
２３μｍ以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバに関
し、より具体的には、光増幅中継伝送システムの伝送媒
体に適した光ファイバに関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバの損失には、光ファイバ材料
固有の材料損失、光ファイバの曲げに伴う曲げ損失
α_b、微小な曲げによるマイクロベンディング損失及び
接続損失がある。全体の伝送損失を少なくするには、こ
れらの各損失を低減する必要がある。

【０００３】曲げ損失α_bを低減した光ファイバとし
て、中心コアの外側に低屈折率コアを配置した光ファイ
バ（デュアルセイプコア形光ファイバ）が知られている
（例えば、平成３年特許出願公告第１８１６１号公
報）。この構造では、光パワーの多くが中心コアと低屈
折率コアに存在することになり、光パワー分布の実効断
面積Ａ_eff又はモードフィールド径（ＭＦＤ）が小さく
なり、クラッドへの滲み出しが少なくなる。この結果、
曲げに強くなり、曲げ損失α_bが少なくなる。

【０００４】伝送特性の劣化要因には、損失以外にも、
波長分散がある。波長分散は、ファイバ材料に起因する
材料分散と、光ファイバの屈折率分布に起因する導波路
分散（構造分散）との和からなり、伝送帯域の制限要因
になる。上記公報に記載される構造では、選択可能な構
造パラメ−タが増すので、材料分散を打ち消すような構
造分散を設計しやすくなり、使用波長帯域、例えば１．
５μｍ帯又はその近辺で波長分散がゼロになる光ファイ
バを比較的容易に実現できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報に記
載される構造では、光パワー分布の実効断面積Ａeff又
はモードフィールド径（ＭＦＤ）が小さく、中心コアで
の電力密度が非常に高くなり、屈折率の非線形効果がよ
り強く働く。屈折率の非線形特性は一般に、光パルスを
広がらせることになるので、伝送帯域の制限要因にな
る。

【０００６】即ち、上記公報に記載の構造では、屈折率
の非線形効果が強くなることに目をつぶって曲げ損失α
_bを低減していることになり、光パルスの広がりと曲げ
損失α_bの両方で好ましい特性を得ることができなかっ
た。

【０００７】本発明は、このような課題を解決し、曲げ
損失α_bが少なく、且つ、屈折率の非線形効果を低減し
た光ファイバを提示することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明では、中心コアの
外側に当該中心コアの屈折率より低い屈折率の低屈折率
コアを設け、当該低屈折率コアと外側クラッドの間に当
該外側クラッドの屈折率よりも低い屈折率の内側クラッ
ドを設ける。そして、中心コア、低屈折率コア、内側ク
ラッド及び外側クラッドの屈折率をそれぞれｎ₁、ｎ₂、
ｎ₃及びｎ_C（但し、ｎ₁＞ｎ₂＞ｎ_C＞ｎ₃）とし、半径を
それぞれａ₁、ａ₂及びａ₃とし、中心コアと外側クラッ
ドとの間の比屈折率差Δ₁、低屈折率コアと外側クラッ
ドとの間の比屈折率差Δ₂、及び内側クラッドと外側ク
ラッドとの間の比屈折率差Δ₃を、 Δ₁＝（ｎ₁ ²−ｎ_C ²）／2ｎ₁ ² Δ₂＝（ｎ₂ ²−ｎ_C ²）／2ｎ₂ ² Δ₃＝（ｎ₃ ²−ｎ_C ²）／2ｎ₃ ² としたとき、所定の使用波長範囲で、０．０５≦ａ₁／ａ₃≦０．５０．５≦ａ₂／ａ₃≦１．００．１≦Δ₂／Δ₁≦０．３ −０．１≦Δ₃／Δ₁≦−０．０２とし、且つ、内側クラッド径ａ₃が１２μｍ以上で２０
μｍ以下とする。又は、所定の使用波長範囲で、０．０８≦ａ₁／ａ₃≦０．１０．６４≦ａ₂／ａ₃≦１．００．０２≦Δ₂／Δ₁≦０．３０ −０．１７≦Δ₃／Δ₁≦−０．０１とし、且つ、内側クラッド径ａ₃が１９μｍ以上で２３
μｍ以下とする。

【０００９】このような構成により、実効断面積Ａ_eff
及びモードフィールド径（ＭＦＤ）を大きくしつつ、光
パワーをコア内に、より強く閉じ込めることができる。
実効断面積Ａ_eff及びモードフィールド径（ＭＦＤ）が
大きくなることで、屈折率の非線形効果が抑制される。
光パワーをコア内に、より強く閉じ込めることで、等価
的にカットオフ波長が長波長側にシフトするので、曲げ
損失α_bが低減される。これらの結果、超長距離光伝送
をより現実的なものにできる。

【００１０】ゼロ分散波長を上記使用波長範囲から外す
ことで、波長多重伝送方式、光ソリトン伝送方式又は波
長多重光ソリトン伝送方式等での伝送媒体として利用で
き、超長距離大容量光伝送システムを実現できる。

【００１１】使用波長範囲は例えば、１．５５μｍ帯で
あり、これにより、超長距離大容量の光伝送システムを
実現できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
一実施の形態を説明する。

【００１３】図１は、本発明の一実施例の屈折率分布を
示す。本実施例では、中心のコア１０の外側に、より屈
折率の低い第２のコア１２を設ける（デュアルセイプコ
ア形）。そして、クラッドを内側クラッド１４と外側ク
ラッド１６からなる２層構造とし、内側のクラッド１４
の屈折率を外側クラッド１６の屈折率よりも低くした。
即ち、デュアルセイプコア・ディプレストクラッド形と
した。中心コア１０、低屈折率コア１２、内側クラッド
１４及び外側クラッド１６の屈折率をそれぞれ、ｎ₁、
ｎ₂、ｎ₃及びｎ_Cとし、中心コア１０、低屈折率コア１
２及び内側クラッド１４の半径をそれぞれ、ａ₁、ａ₂及
びａ₃とする。なお、本実施例では、ｎ₁＞ｎ₂＞ｎ_C＞ｎ
₃である。

【００１４】中心コア１０と外側クラッド１６との間の
比屈折率差をΔ₁、低屈折率コア１２と外側クラッド１
６との間の比屈折率差をΔ₂、内側クラッド１４と外側
クラッド１６との間の比屈折率差をΔ₃とすると、これ
らΔ₁、Δ₂及びΔ₃は、以下の式により与えられる。即
ち、 Δ₁＝（ｎ₁ ²−ｎ_C ²）／２ｎ₁ ² Δ₂＝（ｎ₂ ²−ｎ_C ²）／２ｎ₂ ² Δ₃＝（ｎ₃ ²−ｎ_C ²）／２ｎ₃ ² である。

【００１５】中心コア１０の外側に、これより屈折率の
低いコア（低屈折率コア）１２を設けることにより、上
記公報に記載されるように、構造分散の調整が容易にな
る。本実施例では更に、低屈折率の内側クラッド１４を
設けている。内側クラッド１４を設けることにより、光
パワーのクラッド１４，１６への滲み出しが低減し、且
つ、コア１０，１２部分で、光パワーが、上記公報に記
載される従来例に比べ相対的により多く、低屈折率コア
１２に配分されるようになった。図２は、本実施例と
従来例の正規化光パワー分布の比較を示す。ピ−ク値を
１に規格化してある。従来例では、本実施例の内側クラ
ッド１４を除去して、外側クラッド１６のみとした屈折
率分布構造に相当する。図２から分かるように、本実施
例の光パワー分布は、従来例に比べ、ピ−ク部分での幅
が広くなり、且つ、裾野部分での幅が狭くなっている。
このようなパワー分布では、コア１０，１２部分への光
波の閉じ込めが強くなるので、曲がりに強くなる。且つ
また、実効断面積又はモードフィールド径が大きくなる
ので、屈折率の非線形効果を低減できる。

【００１６】詳細は後述するが、使用波長範囲を１，５
３０〜１，５７０ｎｍとしたとき、超長距離光増幅中継
伝送システムに使用するには、構造パラメ−タとして
は、０．０５≦ａ₁／ａ₃≦０．５０．５≦ａ₂／ａ₃≦１．００．１≦Δ₂／Δ₁≦０．３ −０．１≦Δ₃／Δ₁≦−０．０２とするのが好ましい。更には、内側クラッド径ａ₃が、１２（μｍ）≦ａ₃≦２０（μｍ）であるのが好ましい。

【００１７】図３は、ａ₁／ａ₃に対する実効断面積Ａ
_effの数値計算結果を示し、図４は、ａ₃に対する実効断
面積Ａ_effの数値計算結果を示す。図３及び図４の縦軸
は実効断面積Ａ_effを示し、図３の横軸はａ₁／ａ₃、図
４の横軸はａ₃を示す。これらの数値計算では、ｎ₁、ｎ
₂、ｎ₃及びｎ_C並びにａ₁、ａ₂及びａ₃は、実際の光ファ
イバに適用可能であって、波長分散が超長距離光伝送に
適した値となるような数値に設定されたことはいうまで
もない。即ち、図３の計算では、他のパラメータａ₂／
ａ₃、Δ₂／Δ₁、Δ₃／Δ₁及びａ₃は、上述の条件範囲に
合致する実際的な値に設定され、図４の計算では、他の
パラメータａ₁／ａ₃、ａ₂／ａ₃、Δ₂／Δ₁及びΔ₃／Δ₁
が、上述の条件範囲に合致する実際的な値に設定され
る。

【００１８】図３から分かるように、実効断面積Ａ_eff
が、０．０５≦ａ₁／ａ3≦０．５の範囲で好ましい大き
な値になる。他のパラメ−タａ₂／ａ₃、Δ₂／Δ₁及びΔ
₃／Δ₁も、実効断面積Ａ_effに関して同様の傾向を示
す。また、図４から、内側クラッド径ａ₃については１
２μｍ以上、２０μｍ以下であるのが好ましいことが分
かる。

【００１９】図１に示す実施例では、コア１０，１２及
びクラッド１４，１６で屈折率が階段状に変化している
が（ステップインデックス形）、例えば、図５に示すよ
うに、中心コア１０の屈折率を半径に従って連続的に小
さくするグレ−ディッドインデックス形にしてもよい。
実際の製造プロセスを考慮すると、現実的には、階段状
に変化する屈折率分布は、製造しにくい。更には、外側
の低屈折率コア１２及び内側クラッド１４の屈折率分布
も、半径に従い徐々に変化する形状にしてもよい。何れ
の場合も、構造パラメ−タｎ₁，ｎ₂，ｎ₃，ｎ_C；ａ₁，
ａ₂，ａ₃を適切に選択することにより、図１に示す実施
例と同様の作用効果を得られることは明らかである。

【００２０】中心コア１０の屈折率を半径に対して変化
させる場合、一般に、ｇパラメ−タと呼ばれる変数ｇで
その屈折率分布が表現される。ｇ＝１のとき屈折率分布
は三角形状、ｇ＝２のとき２乗分布で、ｇが１０以上で
ステップインデックス形に近くなり、ｇ＝∞のとき完全
なステップインデックス形になる。一般的には、ｇパラ
メ−タは、ｇ＝２〜２．５である。

【００２１】図６乃至図９に、本実施例と従来例の実測
値の比較を示す。従来例は、本実施例の内側クラッド１
４を設けない構造に相当する。中心コア１０の屈折率分
布のｇパラメ−タは、ｇ＝２．０〜２．５とした。

【００２２】図６は実効断面積Ａ_effの比較を示す。縦
軸は、実効断面積Ａ_eff、横軸は波長を示す。使用波長
範囲１，５３０ｎｍ〜１，５７０ｎｍにおいて、本実施
例の実効断面積Ａ_effが７５μｍ²以上となるのに対し、
従来例では約５０μｍ²である。なお、ここでは、実効
断面積Ａ_effは、下記式により数値計算で算出した。

【００２３】

【数１】

【００２４】但し、Ｅ（ｒ）は光ファイバ内の電界分
布、ｒは半径方向の距離である。Ｅ（ｒ）自体は、屈折
率分布から数値計算により算出できるが、光ファイバの
光出力強度のニアフィールド・パタ−ンを使用してもよ
い。本実施例の実効断面積Ａ_effは従来例より格段に大
きいので、従来例よりも、光波の電力密度（特に、ピ−
ク部分の電力密度）が低くなり、それだけ屈折率の非線
形効果が弱くなる。

【００２５】図７は、モードフィールド径（ＭＦＤ）の
比較を示す。縦軸はモードフィールド径（ＭＦＤ）、横
軸は波長を示す。使用波長範囲１，５３０ｎｍ〜１，５
７０ｎｍにおいて、本実施例ではモードフィールド径
（ＭＦＤ）が９．５μｍ以上であるのに対し、従来例で
は、約８．３μｍで本実施例よりも小さい。モードフィ
ールド径（ＭＦＤ）は、下記のＩＴＵ−ＴのＰｅｔｅｒ
ｍａｎｎＩIの定義式から得られる。

【００２６】

【数２】

【００２７】但し、ｗはＭＦＤの半径（即ち、ｗ＝ＭＦ
Ｄ／２）、Ｅ（ｒ）は電界分布、ｒは半径方向の距離で
ある。先に述べたように、Ｅ（ｒ）は、屈折率分布から
数値計算により算出するか、又は、光ファイバの光出力
強度のニアフィールド・パタ−ンから算出する。

【００２８】図８は、曲げ損失α_bの比較を示す。但
し、曲げ径は２０ｍｍとした。縦軸は曲げ損失α_b、横
軸は波長である。使用波長範囲１，５３０〜１，５７０
ｎｍで、従来例の曲げ損失α_bが１．５〜３ｄＢ／ｍに
わたるのに対し、本実施例の曲げ損失α_bはほぼ０．５
（ｄＢ／ｍ）以下であり、従来例よりも格段に少ない。
また、本実施例では、波長に対する変化が少なく、波長
分割多重方式に適用しやすい。

【００２９】図９は、波長分散の比較を示す。縦軸は波
長分散（ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ）、横軸は波長である。使用
波長範囲１，５３０〜１，５７０ｎｍで、本実施例で
は、波長分散値Ｄが、−５．０乃至＋０．５（ｐｓ／ｋ
ｍ／ｎｍ）であり、従来例とほぼ同じ波長分散値を実現
できた。なお、本実施例の波長に対する傾きは、波長
１，５５８ｎｍで０．１３ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ²であり、
従来例では、波長１，５４７ｎｍで０．０９ｐｓ／ｋｍ
／ｎｍ²であった。

【００３０】図１０乃至図１４は、ｇ＝２．０とｇ＝
２．５の場合の、本実施例の特性図を示す。

【００３１】図１０は、実効断面積Ａ_effの波長特性図
であり、縦軸は実効断面積Ａ_eff（μｍ²）、横軸は波長
λ（μｍ）である。図１０から、中心コア１０の屈折率
を半径に対して変化させても、使用波長範囲１，５３０
〜１，５７０ｎｍで、実効断面積Ａ_effを７５μｍ²以上
にできることがわかる。

【００３２】図１１は、モードフィールド径（ＭＦＤ）
の波長特性図であり、縦軸はＭＦＤ（μｍ）、横軸は波
長λ（μｍ）である。図１１から、使用波長範囲１，５
３０〜１，５７０ｎｍで、ＭＦＤが９．５μｍ以上にな
ることが分かる。

【００３３】図１２及び図１３は、曲げ損失α_bの波長
特性図であり、図１２はｇ＝２．５の場合、図１３はｇ
＝２．０の場合をそれぞれ示す。縦軸は、曲げ損失α_b
（ｄＢ／ｍ）、横軸は波長（μｍ）である。曲げ径を２
０ｍｍとした。使用波長範囲１，５３０〜１，５７０ｎ
ｍで、曲げ径２０ｍｍの曲げ損失α_bは、ｇ＝２．５の
場合で０．１ｄＢ／ｍ以下、ｇ＝２．０の場合で０．６
ｄＢ／ｍ以下であり、充分に小さい。光ソリトン光増幅
中継伝送システム、波長分割多重光増幅中継伝送システ
ム又は波長分割多重光ソリトン光増幅中継伝送システム
の光伝送媒体としては、曲げ損失α_bは１．０ｄＢ／ｍ
以下、大きくても５．０ｄＢ／ｍ以下であるのが好まし
い。

【００３４】図１４は、波長分散の波長特性図を示す。
縦軸は波長分散Ｄ（ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ）、横軸は波長
（μｍ）である。使用波長範囲１，５３０〜１，５７０
ｎｍにおいて、波長分散Ｄは、−５．０乃至＋０．５
（ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ）であり、超長距離光伝送に要求さ
れる波長分散値を実現できる。ゼロ分散波長を１．５５
μｍ帯になるようにした分散シフト光ファイバとするこ
とができる。

【００３５】４本の光ファイバを試作し、波長分散Ｄ、
ＭＦＤ及び曲げ損失αbを測定した。図１５は、波長分
散の測定結果を示す。試作段階であるが、使用波長範囲
１，５３０〜１，５７０ｎｍで、波長分散Ｄが−９．０
乃至−１．０（ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ）であり、製造プロセ
スの改良により最終的に−５．０乃至＋１．０（ｐｓ／
ｋｍ／ｎｍ）を達成できると見込まれる。また、使用波
長範囲１，５４０〜１，５６０ｎｍでは、製造プロセス
の改良により最終的に−４．０乃至−１．０（ｐｓ／ｋ
ｍ／ｎｍ）の波長分散Ｄを達成できると見込まれる。

【００３６】図１６は、試作した４本の光ファイバにつ
いてのＭＦＤ及び曲げ径２０ｍｍの曲げ損失α_bの測定
結果を示す。ＭＦＤは８．９μｍ乃至９．４μｍであっ
たが、製造プロセスの改良により最終的に９．０μｍ以
上にできると見込まれる。曲げ損失α_bは、０．４乃至
３．７（ｄＢ／ｍ）であるが、製造プロセスの改良によ
り最終的に１．０（ｄＢ／ｍ）以下にできると見込まれ
る。

【００３７】図１７は、ａ₂／ａ₃に対する実効断面積Ａ
_effの変化、図１８は、Δ₃／Δ₁に対する波長分散Ｄの
変化、図１９は、Δ₂／Δ₁に対する波長分散Ｄの変化を
それぞれ示す。これらの図面で、他のパラメータは、上
述の最適範囲内の代表値に設定されている。これらの図
から、屈折率分布の構造パラメータを上述の最適範囲に
設定することにより、実効断面積Ａ_eff及び波長分散Ｄ
が所望値以上又は所望範囲内に入ることが分かる。

【００３８】次に、使用波長範囲を先に説明した波長範
囲より狭い１，５４０〜１，５６０ｎｍとして、超長距
離光増幅中継伝送システムに使用する場合に適した構造
パラメ−タを検討する。後述する計算例から分かるよう
に、構造パラメ−タとしては、０．０８≦ａ₁／ａ₃≦０．１０．５≦ａ₂／ａ₃≦１．００．０２≦Δ₂／Δ₁≦０．３ −０．１７≦Δ₃／Δ₁≦−０．０１とするのが好ましい。更には、内側クラッド径ａ₃が、１９（μｍ）≦ａ₃≦２３（μｍ）であるのが好ましい。

【００３９】図２０は、数値計算に用いた３つの屈折率
分布を示す。図２０（１）は従来のＤＳＦ型分布であ
り、同（２）及び（３）は本発明による低非線形光ファ
イバの屈折率分布である。図２０（２）は実効断面積Ａ
_effが７０μｍ²相当（タイプＩ）のものであり、同
（３）は、実効断面積Ａ_effが１００μｍ²相当（タイプ
ＩＩ）のものである。

【００４０】図２１〜図２６はタイプＩの計算例を示
し、図２７〜図３２はタイプＩＩの計算例をそれぞれ示
す。図２１及び図２７は、ａ₃に対する各特性値（モー
ドフィールド径（ＭＦＤ）、曲げ損失α_b、実効断面積
Ａeff及び波長分散値Ｄ）の変化、図２２及び図２８は
ａ₁／ａ₃に対する変化、図２３及び図２９はａ₂／ａ₃に
対する変化、図２４及び図３０は、Δ₂／Δ₁に対する変
化、図２５及び図３１は、Δ₃／Δ₁に対する変化、図２
６及び図３２は、波長に対する変化をそれぞれ示す。こ
れらの図から、所望の特性値付近において、各特性値
が、各構造パラメータに対して増加か減少かの相違はあ
るものの、ほぼ単調に変化していることが分かる。

【００４１】期待される伝送条件又は伝送特性から、数
値計算の目標値として、使用波長範囲１５４０〜１５６
０ｎｍ、ＭＦＤを９．０μｍ以上、実効断面積Ａ_effを
７０μｍ²以上、曲げ径２０ｍｍの曲げ損失α_bを５．０
（ｄＢ／ｍ）以下、波長分散値Ｄを−４．０乃至−１．
０（ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ）とした。図２１〜図２６から、
図２０（２）に示すタイプＩでは、構造パラメータを以
下のように規定することで、実効断面積Ａ_effを７０μ
ｍ²以上とし、その他の特性値も所望の範囲に収めるこ
とができる。即ち、２１≦ａ₃≦２３（μｍ）０．０９≦ａ₁／ａ₃≦０．０９２０．６４≦ａ₂／ａ₃≦０．６６０．０２≦Δ₂／Δ₁≦０．０９４ −０．１１≦Δ₃／Δ₁≦−０．０９図２０（３）に示すタイプＩＩでは、図２７〜図３２か
ら、構造パラメータを以下のように規定することで、実
効断面積Ａ_effを１００μｍ²以上とし、その他の特性値
も所望の範囲に収めることができる。即ち、１９≦ａ₃≦２３（μｍ）０．０８≦ａ₁／ａ₃≦０．１００．７０≦ａ₂／ａ₃≦１．０００．１７≦Δ₂／Δ₁≦０．３０ −０．１７≦Δ₃／Δ₁≦−０．０１である。

【００４２】従って、タイプＩ又はタイプＩＩの条件の
何れかを満たし得る条件は、両者を包含する範囲とし
て、以下のようなる。即ち、１９≦ａ₃≦２３（μｍ）０．０８≦ａ₁／ａ₃≦０．１００．６４≦ａ₂／ａ₃≦１．０００．０２≦Δ₂／Δ₁≦０．３０ −０．１７≦Δ₃／Δ₁≦−０．０１となる。

【００４３】曲げ損失、ＭＦＤ、実効断面積Ａ_eff及び
波長分散Ｄの中では、先ず、波長分散Ｄが決定される。
それぞれ図２１及び図２７から分かるように、先ず所望
の範囲内で波長分散値を決定すると、その波長分散値に
対するａ₃から、曲げ損失、ＭＦＤ及び実効断面積Ａ_eff
の値が決定される。

【００４４】図３３は、従来のデュアルセイプコア形Ｄ
ＳＦと、本実施例のタイプＩＩ（実効断面積Ａ_eff＝１
００μｍ²）の理論結果（−）と実測値（●）の比較を
示す。図３３から、本実施例のタイプＩＩの光ファイバ
は、従来形より実効断面積Ａ_effが大きくなることが分
かる。また、数値計算結果と実験値が比較的良く一致し
ており、本実施例の有効性を確認できた。

【００４５】

【発明の効果】以上の説明から容易に理解できるよう
に、本発明によれば、実効断面積又はモードフィールド
径を大きくしつつ、クラッド部への光パワーの滲み出し
を低減できる。実効断面積又はモードフィールド径が大
きくなることで、屈折率の非線形効果を低減でき、屈折
率の非線形効果による伝送特性の劣化を抑制できる。ク
ラッド部への光パワーの滲み出しが少なくなることで曲
げ損失α_bが低減される。これらにより、光増幅中継伝
送システムの中継距離及び総延長距離をより長くするこ
とができ、大容量超長距離光伝送を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の屈折率分布を示す図であ
る。

【図２】本実施例と従来例の光パワー分布の比較図で
ある。

【図３】本実施例の、ａ₁／ａ₃に対する実効断面積Ａ
_effの数値計算結果である。

【図４】本実施例の、ａ₃に対する実効断面積Ａ_effの
数値計算結果である。

【図５】中心コア１０をグレ−ディッドインデックス
形にした本発明の変更実施例の屈折率分布を示す図であ
る。

【図６】本実施例と従来例の実効断面積Ａ_effの比較
図である。

【図７】本実施例と従来例のモードフィールド径（Ｍ
ＦＤ）の比較図である。

【図８】本実施例と従来例の曲げ損失α_bの比較図で
ある。

【図９】本実施例と従来例の波長分散の比較図であ
る。

【図１０】変更実施例（ｇ＝２．０とｇ＝２．５）の
実効断面積Ａ_effの波長特性図である。

【図１１】変更実施例（ｇ＝２．０とｇ＝２．５）の
モードフィールド径（ＭＦＤ）の波長特性図である。

【図１２】変更実施例（ｇ＝２．５）の曲げ損失α_b
の波長特性図である。

【図１３】変更実施例（ｇ＝２．５）の曲げ損失α_b
の波長特性図である。

【図１４】変更実施例（ｇ＝２．０とｇ＝２．５）の
波長分散Ｄの波長特性図である。

【図１５】試作例の波長分散Ｄの測定結果である。

【図１６】試作例のＭＦＤ及び曲げ損失α_bの測定結
果である。

【図１７】本実施例のａ₂／ａ₃に対する実効断面積Ａ
_effの変化である。

【図１８】本実施例のΔ₃／Δ₁に対する波長分散Ｄの
変化である。

【図１９】本実施例のΔ₂／Δ₁に対する波長分散Ｄの
変化である。

【図２０】従来形と本実施例の屈折率分布を示す図で
ある。

【図２１】図２０（２）に示すタイプＩの実施例の数
値計算結果である。

【図２２】図２０（２）に示すタイプＩの実施例の数
値計算結果である。

【図２３】図２０（２）に示すタイプＩの実施例の数
値計算結果である。

【図２４】図２０（２）に示すタイプＩの実施例の数
値計算結果である。

【図２５】図２０（２）に示すタイプＩの実施例の数
値計算結果である。

【図２６】図２０（２）に示すタイプＩの実施例の数
値計算結果である。

【図２７】図２０（３）に示すタイプＩＩの実施例の
数値計算結果である。

【図２８】図２０（３）に示すタイプＩＩの実施例の
数値計算結果である。

【図２９】図２０（３）に示すタイプＩＩの実施例の
数値計算結果である。

【図３０】図２０（３）に示すタイプＩＩの実施例の
数値計算結果である。

【図３１】図２０（３）に示すタイプＩＩの実施例の
数値計算結果である。

【図３２】図２０（３）に示すタイプＩＩの実施例の
数値計算結果である。

【図３３】従来のデュアルセイプコア形ＤＳＦと、本
実施例のタイプＩＩの理論結果（−）と実測値（●）の
比較図である。

【符号の説明】

１０：中心コア１２：低屈折率コア１４：低屈折率の内側クラッド１６：外側クラッド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中心コアの外側に当該中心コアの屈折率
より低い屈折率の低屈折率コアを設け、当該低屈折率コ
アと外側クラッドの間に当該外側クラッドの屈折率より
も低い屈折率の内側クラッドを設け、当該中心コア、当該低屈折率コア、当該内側クラッド及
び当該外側クラッドの屈折率をそれぞれｎ₁、ｎ₂、ｎ₃
及びｎ_C（但し、ｎ₁＞ｎ₂＞ｎ_C＞ｎ₃）とし、半径をそ
れぞれａ₁、ａ₂及びａ₃とし、中心コアと外側クラッド
との間の比屈折率差Δ₁、低屈折率コアと外側クラッド
との間の比屈折率差Δ₂、及び内側クラッドと外側クラ
ッドとの間の比屈折率差Δ₃を、 Δ₁＝（ｎ₁ ²−ｎ_C ²）／２ｎ₁ ² Δ₂＝（ｎ₂ ²−ｎ_C ²）／２ｎ₂ ² Δ₃＝（ｎ₃ ²−ｎ_C ²）／２ｎ₃ ² としたとき、所定の使用波長範囲で、０．０５≦ａ₁／ａ3≦０．５０．５≦ａ₂／ａ₃≦１．００．１≦Δ₂／Δ₁≦０．３ −０．１≦Δ₃／Δ₁≦−０．０２であり、内側クラッド径ａ₃が１２μｍ以上で２０μｍ
以下であることを特徴とする光ファイバ。
【請求項２】ゼロ分散波長が上記使用波長範囲に含ま
れない請求項１に記載の光ファイバ。
【請求項３】上記使用波長範囲で、モードフィールド
径（ＭＦＤ）が９．０μｍ以上、実効断面積Ａ_effが７
０μｍ2以上、曲げ径２０ｍｍの曲げ損失α_bが５．０
（ｄＢ／ｍ）以下、波長分散値Ｄが−５．０乃至＋１．
０（ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ）である請求項５又は６に記載の
光ファイバ。
【請求項４】上記使用波長範囲が１．５５μｍ帯であ
る請求項１乃至３の何れか１項に記載の光ファイバ。
【請求項５】中心コアの外側に当該中心コアの屈折率
より低い屈折率の低屈折率コアを設け、当該低屈折率コ
アと外側クラッドの間に当該外側クラッドの屈折率より
も低い屈折率の内側クラッドを設け、当該中心コア、当該低屈折率コア、当該内側クラッド及
び当該外側クラッドの屈折率をそれぞれｎ₁、ｎ₂、ｎ₃
及びｎ_C（但し、ｎ₁＞ｎ₂＞ｎ_C＞ｎ₃）とし、半径をそ
れぞれａ₁、ａ₂及びａ₃とし、中心コアと外側クラッド
との間の比屈折率差Δ₁、低屈折率コアと外側クラッド
との間の比屈折率差Δ₂、及び内側クラッドと外側クラ
ッドとの間の比屈折率差Δ₃を、 Δ₁＝（ｎ₁ ²−ｎ_C ²）／２ｎ₁ ² Δ₂＝（ｎ₂ ²−ｎ_C ²）／２ｎ₂ ² Δ₃＝（ｎ₃ ²−ｎ_C ²）／２ｎ₃ ² としたとき、所定の使用波長範囲で、０．０８≦ａ₁／ａ₃≦０．１００．６４≦ａ₂／ａ₃≦１．０００．０２≦Δ₂／Δ₁≦０．３０ −０．１７≦Δ₃／Δ₁≦−０．０１であり、内側クラッド径ａ₃が１９μｍ以上且つ２３μ
ｍ以下であることを特徴とする光ファイバ。
【請求項６】ゼロ分散波長が上記使用波長範囲に含ま
れない請求項５に記載の光ファイバ。
【請求項７】上記使用波長範囲で、モードフィールド
径（ＭＦＤ）が９．０μｍ以上、実効断面積Ａeffが７
０μｍ²以上、曲げ径２０ｍｍの曲げ損失α_bが５．０
（ｄＢ／ｍ）以下、波長分散値Ｄが−４．０乃至−１．
０（ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ）である請求項５又は６に記載の
光ファイバ。
【請求項８】上記使用波長範囲が１．５５μｍ帯であ
る請求項５乃至７の何れか１項に記載の光ファイバ。