JPH09311231A

JPH09311231A - 分散シフト光ファイバ

Info

Publication number: JPH09311231A
Application number: JP8146624A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Akasaka; 洋一赤坂; Tamotsu Kamiya; 保神谷; Kazuyuki Shiraki; 和之白木; Masaharu Ohashi; 正治大橋
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1996-05-16
Filing date: 1996-05-16
Publication date: 1997-12-02

Abstract

(57)【要約】【課題】誘導ブリルアン散乱を実効的に抑制可能で、
入力限界パワーの大きい分散シフト光ファイバを提供す
る。【解決手段】ＧｅＯ₂ドープ石英を主成分とするコア
８の周りに純粋石英を主成分とするクラッド９を設け、
クラッド９の周りに外部クラッド層を設けて光ファイバ
を形成し、コア８とクラッド９にはＦをドープしてＦド
ーパント濃度をコア８およびクラッド９の長手方向に連
続して変化させることにより、コア８の屈折率とクラッ
ド９の屈折率をそれぞれコア８およびクラッド９の長手
方向に連続して変化させると共に、コア８の最大屈折率
に対するクラッド９の相対屈折率をコア８およびクラッ
ド９の全長にわたって等しくする。コア８およびクラッ
ド９の光ファイバ長さ方向の屈折率変化割合を略0.005
％／km以上とすることで、誘導ブリルアン散乱発生閾値
を例えば８ｄＢｍ以上とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、誘導ブリルアン散
乱抑圧型の分散シフト光ファイバに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバを用いた光通信が行われてお
り、光通信においては、光の発信部と受信部との中継間
隔を長くできるようにすることが重要な課題の１つであ
る。この中継間隔を長くするためには、光ファイバの伝
送損失を低減する方法と、光ファイバに入力する入力信
号光のパワーを強大にする方法の２つの方法が考えられ
るが、前者はすでに理論限界に近いために、多くの効果
が期待できない。一方、光ファイバへの入力信号光を強
くすることは、光増幅器としてのエルビウムドープファ
イバアンプの開発により非常に容易になりつつある。

【０００３】しかしながら、光ファイバに信号光を入力
し、伝送させるときに、誘導ブリルアン散乱（ＳＢＳ）
が生じることから、せっかく強い入力信号光を光ファイ
バに入力させても、その透過光パワーを大きくすること
ができないといった問題があった。この光ファイバ中の
誘導ブリルアン散乱は、非線形現象の１つであり、入射
光とファイバ中の音響フォノンとの間の非弾性散乱によ
って生じる。誘導ブリルアン散乱により光信号は後方に
散乱され、その程度は閾値を越えると急激に増加する。
そして、この誘導ブリルアン散乱の増加に起因し、閾値
を越えて入射光パワーを増加させても透過光パワーは殆
ど変化しなくなるため、誘導ブリルアン散乱は光通信に
とって大きな障害となる。

【０００４】ところで、誘導ブリルアン散乱は、光ファ
イバの屈折率等のファイバ構造が均一であるほど起こり
易いことが知られており、したがって、誘導ブリルアン
散乱を抑圧するためには光ファイバの長手方向に何らか
の変化を与えて光ファイバの構造を長手方向に不均一化
すればよいことになる。

【０００５】そこで、特開平５−２４９３２９号公報に
示されているように、ＧｅＯ₂（酸化ゲルマニウム）ド
ープ石英を主成分とするコアと、純粋石英を主成分とす
るクラッドを有する光ファイバにおいて、これらのコア
とクラッドにはＦ（フッ素）がドープされており、この
Ｆドーパント濃度がコアおよびクラッドの長手方向に連
続して変化することにより、コアの屈折率とクラッドの
屈折率がそれぞれコアおよびクラッドの長手方向に連続
して変化した、誘導ブリルアン散乱抑圧型の光ファイバ
が提案されている。なお、この光ファイバは光ファイバ
横断面の屈折率分布をコアの最大屈折率で規格化したと
きに、その屈折率分布が光ファイバ長手方向（軸長方
向）の全長にわたって等しく形成されており、コアの最
大屈折率に対するクラッドの相対屈折率がコアおよびク
ラッドの全長にわたって等しく形成されている。

【０００６】図８には、この光ファイバの屈折率分布が
示されている。同図に示すように、光ファイバの入射側
から出射側に向かうに連れて、Ｆドーパント濃度が徐々
に増加しており、それに伴い、コア８およびクラッド９
の屈折率はそれぞれ、光ファイバの入射側から出射側に
向かうに連れて徐々に低下しているが、コア８の長手方
向に対するＦドーパント濃度変化とクラッドの長手方向
に対するＦドーパント濃度変化とは等しいために、コア
８の屈折率に対するクラッド９の相対屈折率（図８の
Ｎ）の大きさは光ファイバの長手方向のどの位置におい
ても等しい大きさとなっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これま
では、光ファイバの構造を不均一化させるのに際し、例
えばコア８およびクラッド９の屈折率変化等の構造変化
を、光ファイバの長手方向にどの程度与えればよいかは
明確にされていなかった。

【０００８】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、その目的は、誘導ブリルアン散乱発生の
閾値を高くできる光ファイバの構造を明確化し、誘導ブ
リルアン散乱の抑圧によって入力限界パワーを大きくす
ることができる分散シフト光ファイバを提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のような構成により課題を解決するため
の手段としている。すなわち、本発明は、ＧｅＯ₂ドー
プ石英を主成分とするコアと純粋石英を主成分とするク
ラッドを有し、該コアとクラッドにはＦがドープされて
該Ｆドーパント濃度がコアおよびクラッドの長手方向に
連続して変化することによりコアの屈折率とクラッドの
屈折率がそれぞれコアおよびクラッドの長手方向に連続
して変化しており、かつ、コアの最大屈折率に対するク
ラッドの相対屈折率がコアおよびクラッドの全長にわた
って等しい分散シフト光ファイバであって、該分散シフ
ト光ファイバはコアおよびクラッドの光ファイバ長さ方
向の屈折率変化割合を略0.005 ％／km以上としたことを
特徴として構成されている。

【００１０】また、前記コアは、センタコアと該センタ
コアの外周側を覆うサイドコアから成り、該サイドコア
の屈折率は前記センタコアの屈折率よりも小さく形成さ
れており、センタコアの最大屈折率に対するサイドコア
の相対屈折率がコアの全長にわたって等しく形成され、
該センタコアの最大屈折率に対するクラッドの相対屈折
率がコアおよびクラッドの全長にわたって等しく形成さ
れていることをも本発明の特徴的な構成とされている。

【００１１】さらに、前記クラッドはその内径がコアの
直径の略４倍以上であること、前記クラッドはその内径
がセンタコアの直径の略４倍以上であること、前記クラ
ッドの外周側には外部クラッド層が外付け法によって形
成されていることも本発明の特徴的な構成とされてい
る。

【００１２】非線形現象の１つである光ファイバ中の誘
導ブリルアン散乱は、光ファイバの屈折率等のファイバ
構造が均一であるほど起こり易いことが知られており、
光ファイバの長手方向に屈折率変化を与えてファイバ構
造を不均一化すれば抑圧可能である。そこで、本出願人
は、コアとクラッドにＦをドープしてＦドーパント濃度
をコアおよびクラッドの長手方向に連続して変化し、か
つ、コアの最大屈折率に対するクラッドの相対屈折率を
コアおよびクラッドの全長にわたって等しい分散シフト
光ファイバを形成し、この分散シフト光ファイバのコア
およびクラッドの光ファイバ長さ方向の屈折率変化割合
（ΔＦ長手変化率）と誘導ブリルアン散乱発生閾値との
関係を調べた。

【００１３】その結果、図３に示すような結果となり、
ΔＦ長手変化率が大きくなるほど誘導ブリルアン散乱発
生閾値は大きくなるが、ΔＦ長手変化率が略0.005 ％／
kmよりも小さい場合には、誘導ブリルアン散乱発生閾値
の向上効果があまり得られず、ΔＦ長手変化率が略0.00
5 ％／km以上となってから実効的な誘導ブリルアン散乱
発生閾値向上効果が見られた。

【００１４】上記構成の本発明においては、分散シフト
光ファイバは、コアとクラッドにＦがドープされてこの
Ｆドーパント濃度の変化によりコアの屈折率とクラッド
の屈折率がそれぞれコアおよびクラッドの長手方向に連
続して変化しており、かつ、コアの最大屈折率に対する
クラッドの相対屈折率がコアおよびクラッドの全長にわ
たって等しく、しかも、このコアおよびクラッドの光フ
ァイバ長さ方向の屈折率変化割合（ΔＦ長手変化率）が
略0.005 ％／km以上であるために、図３の結果から明ら
かなように、光ファイバ中の誘導ブリルアン散乱が抑圧
されて誘導ブリルアン散乱発生閾値が高くなり、したが
って、光ファイバへの入力限界パワーを高くすることが
可能となり、上記課題が解決される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明におい
て、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重
複説明は省略する。図２には、本発明に係る分散シフト
光ファイバの第１〜第３実施形態例の要部構成が示され
ている。同図に示されるように、本第１〜第３実施形態
例の分散シフト光ファイバは、いずれも、ＧｅＯ₂ドー
プ石英を主成分とするコア８と、純粋石英を主成分とす
るクラッド９とを有しており、クラッド９がコア８の外
周側を覆っている。コア８とクラッド９にはＦがドープ
されており、このＦドーパント濃度がコア８およびクラ
ッド９の長手方向に連続して変化することにより、図１
に示すように、コア８の屈折率とクラッド９の屈折率が
それぞれコア８およびクラッド９の長手方向に連続して
変化しており、かつ、コア８の最大屈折率に対するクラ
ッド９の相対屈折率がコア８およびクラッド９の全長に
わたって等しく形成されている。

【００１６】コア８とクラッド９は、ＶＡＤ（Vapor-ph
ase Axial Deposition）法によって同時合成されたスー
トから形成されており、コア８のクラッド９に対する比
屈折率差Δ＋が1.0 ％で、屈折率形状がａ乗プロファイ
ル（ａ＝８）となるように、すなわち、屈折率形状がコ
ア８の中心部を中心としたＹ＝Ｘ^aの曲線形状を呈する
ようになっている。

【００１７】図２に示されるように、クラッド９の外周
側には外部クラッド層７が形成されており、この外部ク
ラッド層７は外付け法によって形成されている。クラッ
ド層７はクラッド９と同様に、純粋石英を主成分として
おり、かつ、Ｆがドープされているが、外部クラッド層
７のＦドーパント濃度は、外部クラッド層７の長手方向
に変化せず、均一濃度となっている。

【００１８】第１〜第３実施形態例の分散シフト光ファ
イバは、いずれも波長1.55μｍ帯ゼロ分散光ファイバで
あり、第１〜第３実施形態例のいずれの分散シフト光フ
ァイバにおいても、コア８の直径は約５μｍであり、外
部クラッド層７の内径は約125 μｍと成している。

【００１９】表１には、本第１〜第３実施形態例の分散
シフト光ファイバの屈折率等の各パラメータについてま
とめた結果が示されている。なお、表１には、比較例と
して、ＧｅＯ₂ドープ石英のコア８と純粋石英のクラッ
ド９とを有し、クラッド９の内径が125 μｍであり、コ
ア８およびクラッド９にＦがドープされていない従来の
1.3 μｍ帯ゼロ分散光ファイバについて同様にまとめた
結果も共に示してある。

【００２０】

【表１】

【００２１】なお、表１において、Δ［Ｆ］ＩＮは、Ｆ
ドープを行わないときのコア８およびクラッド９の屈折
率を基準とし、コア８およびクラッド９にＦドープを行
うことにより変化する光ファイバの入射側の比屈折率差
を示し、Δ［Ｆ］ＥＸは、同じく光ファイバの出射側の
比屈折率差を示している。これらのΔ［Ｆ］ＩＮとΔ
［Ｆ］ＥＸの値から、光ファイバ全長での比屈折率差Δ
［Ｆ］の変化量が定まり、このΔ［Ｆ］変化量は、第
１、第２、第３実施形態例について、それぞれ、0.14
％，0.10％，0.16％となっている。そして、第１、第
２、第３実施形態例の光ファイバの長さ（光ファイバ
長）はいずれも20kmであることから、光ファイバ単位長
さ当りの比屈折率差Δ［Ｆ］の変化量は、第１、第２、
第３実施形態例の分散シフト光ファイバについて、0.00
7 ％／km，0.005 ％／km，0.008 ％／kmとなっている。
なお、比較例の光ファイバの長さも20kmであるが、この
比較例の光ファイバにはＦがドープされていないため
に、比屈折率差Δ［Ｆ］およびその変化量はいずれも０
となっている。

【００２２】また、表１には、本第１、第２、第３実施
形態例の分散シフト光ファイバのクラッド９の内径とコ
ア８の直径との比も示されており、第１実施形態例にお
いては、クラッド９の内径がコア８の直径の4.25倍と成
しており、第２実施形態例においは、クラッド９の内径
がコア８の直径の5.20倍、第３実施形態例においては、
クラッド９の内径がコア８の直径の6.00倍と成してい
る。

【００２３】本実施形態例は以上のように構成されてお
り、次に、本実施形態例の分散シフト光ファイバの作製
方法について説明する。まず、光ファイバを形成する光
ファイバ母材をＶＡＤ法を用いて合成するが、本実施形
態例の光ファイバは、コア８およびクラッド９のＦドー
パント濃度が光ファイバの長手方向に連続して変化して
おり、かつ、コア８の最大屈折率に対するクラッド９の
相対屈折率がコア８およびクラッド９の全長にわたって
等しい分散シフト光ファイバであるために、コア８を形
成するコア部とクラッド９を形成するクラッド部を同時
合成してスートを形成する。

【００２４】このスートは、コアおよびクラッドの原材
料を気相化し、例えば図４に示すように、棒状の基板10
の先端側に、コア部３となるＧｅＯ₂ドープ石英ガラス
粒子体を合成して基板10の軸方向に堆積させていき、こ
のコア部３の外周側にクラッド部４の石英ガラス粒子体
を堆積させていく。なお、同図に示すように、基板10を
上側に引き上げながら、コア部３およびクラッド部４を
堆積させていくことにより、コア部３およびクラッド部
４が基板10の軸方向に堆積される。

【００２５】スート５は白色体であり、このスート５を
例えばゾーン炉内に通して高温で加熱しながらＦをコア
部３およびクラッド部４にドープし、かつ、そのＦドー
パント濃度をコア部３およびクラッド部４の長手方向に
連続して変化させながらガラス化することにより、コア
部３およびクラッド部４のＦドーパント濃度をコア部３
およびクラッド部４の長手方向で連続的に変化させる。

【００２６】このように、コア部３およびクラッド部４
のＦドーパント濃度をコア部３およびクラッド部４の長
手方向で大きく変化させ、Ｆドーパント濃度の長手方向
での変化割合を大きくするためには、ゾーン炉内でのＦ
分圧変化を時間がたつにつれて急激に変化させることが
考えられるが、そのようにゾーン炉内でのＦ分圧変化を
急激に変化させることは難しいために、本出願人は、ス
ート状態でのコア部３の細径化によってＦドーパント濃
度の光ファイバ長手方向での変化割合を大きくするよう
にした。

【００２７】なお、光ファイバは、周知の如く、光ファ
イバ母材をその端部から高周波加熱炉、電機加熱炉、酸
素・水素炎等で2000度程度に加熱しながら紡糸すること
により細径に形成されるが、一般的に用いられている波
長1.3 μｍ帯ゼロ分散ファイバ（シングルモード光ファ
イバ）においては、ファイバ素線径が125 μｍでコア８
の直径が約10μｍであるのに対し、本実施形態例のよう
に、波長1.55μｍ帯ゼロ分散の分散シフト光ファイバに
おいては、コア８の直径が約５μｍであり、このような
波長1.55μｍ帯ゼロ分散の分散シフト光ファイバは、波
長1.3 μｍ帯ゼロ分散ファイバに比べてコア８の体積が
４分の１程度である。

【００２８】そのため、例えば本実施形態例の分散シフ
ト光ファイバを形成する光ファイバ母材のコア部３の直
径を、上記シングルモード光ファイバを形成する光ファ
イバ母材のコア部３の直径と同様の太さにすると、この
光ファイバ母材を紡糸して形成される分散シフト光ファ
イバの長さが長くなる。そして、スート状態でスートの
長手方向での単位長さ当りのＦドーパント濃度変化割合
が等しい場合には、このスートをガラス化した光ファイ
バ母材の紡糸により形成される分散シフト光ファイバ
は、その長手方向での屈折率変化割合がシングルモード
光ファイバに比べて小さくなってしまうのである。

【００２９】そこで、本実施形態例では、コア部３を細
径化して形成することを考え、そのために、図４に示す
ような角型バーナ13を用い、図５に示すように、この角
型バーナ13の気体噴出口６のうち、コア部３の原料噴出
口６ａを幅１mmといった小さな原料噴出口とし、この角
型バーナ13の原料噴出口６ａから噴出される原材料を基
板10の先端側に堆積形成するようにした。なお、角型バ
ーナ13の各気体噴出口６のうち、気体噴出口６ｂ，６
ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆからは、それぞれ、制御Ａｒ（ア
ルゴン）、側面加熱水素、水素、アルゴン、酸素がそれ
ぞれ噴出される。また、細径のコア部３の外周側に、コ
ア部３の直径の略４倍以上の内径を有するクラッド部４
を形成するために、図４に示すような丸型バーナ11を２
本使用してコア部３の外周側にクラッド部４を同時合成
するようにした。

【００３０】このようにして形成されたスート５を、前
記の如く、ゾーン炉内で加熱し、このとき、ゾーン炉の
フッ素雰囲気濃度とスート５のゾーン炉内での移動速度
（引き下げ速度）を制御しながら、コアおよびクラッド
の長手方向にＦドーパント濃度が連続的に変化させて光
ファイバ母材を作製する。

【００３１】次に、このコア８とクラッド９とを有する
光ファイバ母材の外周側に、外付け法によって、外部ク
ラッド層７を形成するガラス粒子体をクラッド９の外周
側に堆積させていき、この外部クラッド層７を形成する
外部クラッド部には、ガラス化においてＦを均一にドー
プさせる。その後、この外部クラッド部を有する光ファ
イバ母材を前記の如く紡糸することにより、本第１〜第
３実施形態例の各分散シフト光ファイバが形成される。

【００３２】本第１〜第３実施形態例の分散シフト光フ
ァイバは以上のようにして作製され、本出願人がこれら
の分散シフト光ファイバと前記比較例として形成した光
ファイバについて、誘導ブリルアン散乱発生閾値、光フ
ァイバの入力限界パワーについて測定したところ、表２
に示す結果が得られた。なお、表２には、本第１、第
２、第３実施形態例の分散シフト光ファイバおよび比較
例の光ファイバの損失特性、波長1550nm（1.55μｍ）で
の波長分散特性を調べた結果も共に示してある。

【００３３】

【表２】

【００３４】この表２から明らかなように、比較例の光
ファイバにおける誘導ブリルアン散乱発生閾値が7.0 ｄ
Ｂｍであるのに対し、本第１、第２、第３実施形態例の
分散シフト光ファイバにおいては、それぞれ、9.0 ｄＢ
ｍ，8.0 ｄＢｍ，13.0ｄＢｍとなり、本第１〜第３実施
形態例においては、いずれも、誘導ブリルアン散乱発生
閾値が比較例の光ファイバよりも大幅に大きくなったこ
とが確認された。

【００３５】そして、このように、第１、第２、第３実
施形態例の分散シフト光ファイバにおいては、誘導ブリ
ルアン散乱発生閾値が大きいために、入力限界パワーも
大きくなり、比較例の光ファイバの入力限界パワーが5.
0 ｍＷであるのに対し、本第１、第２、第３実施形態例
においては、入力限界パワーがそれぞれ、8.0 ｍＷ，6.
3 ｍＷ，20.0ｍＷとなり、入力限界パワーも格段に増加
したことが確認された。

【００３６】なお、本出願人は上記本第１、第２、第３
実施形態例の分散シフト光ファイバおよび、比較例の光
ファイバの他に、分散シフト光ファイバのコア８および
クラッド９の光ファイバ長さ方向の屈折率変化割合（Δ
Ｆ長手変化率）を略0.001 ％／km、略0.003 ％／kmとな
る分散シフト光ファイバを作製して、ΔＦ長手変化率と
誘導ブリルアン散乱発生閾値との関係を調べたところ、
図３に示すような結果が得られ、ΔＦ長手変化率を略0.
005 ％／km以上とすることにより、誘導ブリルアン散乱
発生閾値を実効的に高くできることが分かった。

【００３７】本実施形態例によれば、前記のように、分
散シフト光ファイバの光ファイバ母材を形成するとき
に、スート５のコア部３を細く形成し、このスート５の
ガラス化等の工程を経て形成した分散シフト光ファイバ
の、コア８およびクラッド９の光ファイバ長さ方向の屈
折率変化割合を略0.005 ％／km以上の大きな値とするこ
とにより、光ファイバの長手方向の構造変化率を大きく
し、誘導ブリルアン散乱発生の閾値を高くすることが可
能となり、光ファイバの入力限界パワーを増加させるこ
とができる。

【００３８】また、本実施形態例によれば、いずれも、
クラッド９の内径がコア８の直径よりも４倍以上の大き
さに形成されており、コア８からクラッド９側に染み出
して伝搬する光信号に対して、分散による影響を与える
といった問題の発生を抑制することができる。なお、こ
の理由は以下のように説明される。

【００３９】光ファイバを光信号が伝搬するときに、光
信号はコア８からクラッド９側に染み出して伝搬する
が、この光が染み出す大きさ（光が染み出す部分はオプ
ティカルクラッドと呼ばれている）は、例えば本実施形
態例のようなプロファイルの光ファイバにおいては、コ
ア８の約４倍程度となる。そして、本実施形態例のよう
に、コア８の屈折率分布がコア８の長手方向に連続して
変化している場合、前記オプティカルクラッドの屈折率
もコア８の長手方向に連続して変化し、かつ、この変化
率がコア８の屈折率変化率と等しくないと、光ファイバ
の分散特性に影響が及ぶことになる。

【００４０】それに対し、本第１〜第３実施形態例にお
いては、いずれも、クラッド９の内径はコア８の略４倍
以上の大きさに形成されているために、前記オプティカ
ルクラッド部はいずれもクラッド９内に含まれることに
なり、このクラッド９は、そのＦドーパント濃度のクラ
ッドおよびコアの長手方向に対する変化およびその変化
率がコア８のＦドーパント濃度のコア長手方向に対する
変化率と等しく形成されているために、前記のような分
散の影響を受けることを抑制することができる。

【００４１】さらに、本実施形態例では、クラッド９の
外周側に、クラッド９の長手方向にＦドーパント濃度が
変化しない外部クラッド層７が外付け法によって形成さ
れており、外部クラッド層７を設けずに分散シフト光フ
ァイバを形成する場合に比べ、非常に容易に分散シフト
光ファイバを作製することができる。それというのは、
光ファイバ母材から形成される光ファイバのファイバ素
線径が125 μｍとなるように、コア部３とクラッド部４
のみを有するスート５をＶＡＤ法等によって同時合成す
ることは、現在の合成技術レベルでは非常に難しく、し
たがって、このようにコア部３とクラッド部４のみを有
するスート５を同時合成してこのスート５から光ファイ
バを作製することは容易ではないが、本実施形態例のよ
うに、コア部３の直径の約４倍から約６倍程度のクラッ
ド部４を有するスート５を形成してガラス化し、その
後、外部クラッド層７を外付け法によって形成すること
により、容易に上記のような誘導ブリルアン散乱抑圧側
の分散シフト光ファイバを作製することができる。

【００４２】さらに、本実施形態例によれば、外部クラ
ッド層７は、光ファイバ母材を形成するときに、純粋石
英にＦをドープして形成されており、このようにＦをド
ープすることで、光ファイバ母材における外部クラッド
層形成部分（Ｆドープ石英）の粘度を純粋石英よりも低
くして、光ファイバ母材に熱を加えて紡糸するときの加
熱温度を低くすることができる。そのため、外部クラッ
ド層７を純粋石英により形成する場合に比べ、光ファイ
バの作製をより一層行い易くすることができるし、光フ
ァイバ母材の紡糸の際に加える熱によって、コア８等に
悪影響を及ぼすことを防ぐこともできる。

【００４３】図６には、本発明に係る分散シフト光ファ
イバの第４実施形態例の要部構成が示されている。本実
施形態例は上記第１〜第３実施形態例と同様に、コア８
と、コア８の外周側を覆うクラッド９と、クラッド９の
外周側を覆う外部クラッド層７とを有しており、本実施
形態例が上記第１〜第３実施形態例と異なる特徴的なこ
とは、コア８がセンタコア１とこのセンタコア１の外周
側を覆うサイドコア２から成り、サイドコア２の屈折率
がセンタコア１の屈折率よりも小さく形成されているこ
とである。

【００４４】図７には、本実施形態例の分散シフト光フ
ァイバのコア８およびクラッド９の屈折率構造が示され
ており、本実施形態例では、前記の如く、サイドコア２
の屈折率がセンタコア１の屈折率よりも小さく形成され
ていることから、コア８およびクラッド９の屈折率分布
構造は墓石形状のプロファイルと成している。また、セ
ンタコア１およびサイドコア２は共にＧｅＯ₂ドープ石
英を主成分としており、センタコア１にドープされてい
るＧｅＯ₂がサイドコア２にドープされているＧｅＯ₂
よりも多いために、センタコア１の屈折率がサイドコア
２の屈折率よりも大きくなっている。

【００４５】本実施形態例でも、光ファイバ横断面の屈
折率分布をコア８の最大屈折率、すなわち、センタコア
１の最大屈折率で規格化したときに、その屈折率分布が
光ファイバ長手方向の全長にわたって等しく形成されて
おり、センタコア１の最大屈折率に対するサイドコア２
の相対屈折率Ｎ₁がコア８の全長にわたって等しく形成
され、センタコア１の最大屈折率に対するクラッド９の
相対屈折率Ｎ₂がコア８およびクラッド９の全長にわた
って等しく形成されている。そして、本実施形態例で
も、上記第１〜第３実施形態例と同様に、コア８および
クラッド９の光ファイバ長さ方向の屈折率変化割合は、
略0.005 ％／km以上と成している。また、本実施形態例
では、クラッド９の内径がセンタコア１の直径の略４倍
以上に形成されている。

【００４６】本実施形態例は以上のように構成されてお
り、本実施形態例も上記第１〜第３実施形態例とほぼ同
様にして作製され、ほぼ同様の効果を奏することができ
る。

【００４７】なお、本実施形態例のように、センタコア
１とセンタコア１よりも屈折率の小さいサイドコア２を
有してコア８が形成されている場合には、周知の如く分
散シフト光ファイバの分散制御性を良くすることができ
る。また、このような光ファイバにおいて、コア８から
コア８の外周側のクラッド９に染み出して伝搬する光
は、センタコア１の直径の略４倍程度であり、したがっ
て、光ファイバ長さ方向の屈折率変化割合がセンタコア
１の屈折率変化割合と等しく形成されているクラッド９
の内径を、前記の如くセンタコア１の直径の略４倍以上
に形成することにより、上記第１〜第３実施形態例と同
様に、分散シフト光ファイバの伝送光の分散特性に影響
を与えることなく光伝送を行うことができる。

【００４８】なお、本発明は上記実施形態例に限定され
ることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、
上記第１、第２、第３実施形態例においては、コア８お
よびクラッド９の光ファイバ長さ方向の屈折率割合変化
は、表１の光ファイバ単位長さ当りの比屈折率差Δ
［Ｆ］の各変化量としたが、コア８およびクラッド９の
光ファイバ長さ方向の屈折率変化割合は略0.005 ％／km
以上であれば、表１に示したような値以外の変化量であ
っても構わない。

【００４９】また、本発明の分散シフト光ファイバにお
けるコア径とクラッド径の比は特に限定されるものでは
なく、適宜設定されるものである。ただし、上記第１〜
第３実施形態例のように、コア８がセンタコア１および
サイドコア２を有していない分散シフト光ファイバにお
いては、コア８の光ファイバ長さ方向の屈折率変化割合
と同様の光ファイバ長さ方向の屈折率変化割合を有する
クラッド９の内径をコア８の直径の略４倍以上とし、上
記第４実施形態例のように、コア８がセンタコア１とサ
イドコア２を有する分散シフト光ファイバの場合には、
クラッド９の内径をセンタコア１の直径の略４倍以上と
することが望ましい。このようにすることで、前記の如
く、オプティカルクラッドがコア８と同様の屈折率変化
を有するクラッド９内に形成されることになり、分散に
よる影響のない光ファイバとすることができる。

【００５０】さらに、上記第１〜第３実施形態例では、
コア８のクラッド９に対する比屈折率差Δ＋が1.0 ％
で、屈折率形状がａ乗プロファイル（ａ＝８）にＧｅ
（ゲルマニウム）がドープされたコア部３（コアスー
ト）の周りにクラッド部４を堆積させたスート５を用い
て光ファイバ母材を形成したが、コア８のクラッド９に
対する比屈折率差Δ＋の大きさや、屈折率形状は特に限
定されるものではなく、適宜設定されるものである。

【００５１】さらに、上記実施形態例では、スート５を
ガラス化するときに、ゾーン炉内での加熱によってガラ
ス化を行ったが、ガラス化は必ずしもゾーン炉内で行う
とは限らず、適宜の方法により行われるものである。

【００５２】さらに、上記実施形態例では、いずれも、
クラッド９の外周側に、Ｆドーパント濃度がクラッド９
の長手方向に変化しない外部クラッド層７を設けて形成
したが、外部クラッド層７は必ずしもＦがドープされて
そのＦドーパント濃度が変化しないように形成されると
は限らない。ただし、外部クラッド層７をクラッド９の
長手方向にＦドーパント濃度が変化しないＦドープ石英
材料により形成することにより、光ファイバ母材を紡糸
して光ファイバを形成するときに、光ファイバ母材の加
熱温度を低くすることが可能となるために、外部クラッ
ド層７はクラッド９の長手方向にＦドーパント濃度が変
化しない石英材料により形成することが好ましい。

【００５３】さらに、外部クラッド層７は省略すること
もできる。ただし、外部クラッド層７を設けずに、例え
ばＶＡＤ法によって、光ファイバ素線径が125 μｍとな
るような光ファイバ母材を形成する場合に比べ、コア８
とクラッド９とを有する光ファイバ母材に外付け法によ
って外部クラッド層７を形成して光ファイバ母材とする
方がその作製が容易である。

【００５４】

【発明の効果】本発明によれば、コアの屈折率とクラッ
ドの屈折率をそれぞれコアおよびクラッドの長手方向に
連続して変化させ、かつ、コアの最大屈折率に対するク
ラッドの相対屈折率をコアおよびクラッドの全長にわた
って等しい分散シフト光ファイバとし、さらに、コアお
よびクラッドの光ファイバ長さ方向の屈折率変化割合を
略0.005 ％／km以上の大きな値としたものであるから、
光ファイバの構造を長手方向に不均一化する割合を大き
な値とし、光ファイバ構造が均一であるほど起こり易い
誘導ブリルアン散乱を実効的に抑圧することができる。
そのため、誘導ブリルアン散乱発生閾値を高め、入力限
界パワーの大きい分散シフト光ファイバとすることがで
きる。

【００５５】また、前記コアは、センタコアと該センタ
コアの外周側を覆うサイドコアから成り、該サイドコア
の屈折率は前記センタコアの屈折率よりも小さく形成さ
れており、センタコアの最大屈折率に対するサイドコア
の相対屈折率がコアの全長にわたって等しく形成され、
該センタコアの最大屈折率に対するクラッドの相対屈折
率がコアおよびクラッドの全長にわたって等しく形成さ
れている本発明によれば、前記と同様の効果を奏し、さ
らに、光ファイバの分散制御性を良くすることができ
る。

【００５６】さらに、前記クラッドはその内径がコアの
直径の略４倍以上である本発明および、センタコアとセ
ンタコアの外周側を覆うセンタコアよりも屈折率の小さ
いサイドコアと、サイドコアの外周側を覆うクラッドと
を有して、クラッドはその内径がセンタコアの直径の略
４倍以上である本発明によれば、コアの光ファイバ長手
方向に対する屈折率変化と同様の屈折率変化を有するク
ラッドの大きさを、光ファイバを光が伝搬するときに光
がコア側からクラッド側に染み出す大きさ（オプティカ
ルクラッドの大きさ）以上にすることが可能となり、ク
ラッドの大きさをオプティカルクラッドの大きさよりも
小さく形成した場合のように、コアの屈折率変化とオプ
ティカルクラッドの屈折率変化の違いから生じる光ファ
イバの分散への影響を抑制することができる。

【００５７】さらに、前記クラッドの外周側には外部ク
ラッド層が外付け法によって形成されている本発明によ
れば、例えば現在広く用いられている、ファイバ素線径
が125 μｍの光ファイバを形成する際に、その光ファイ
バを形成する光ファイバ母材を、コアとなるコア部およ
びクラッドとなるクラッド部のみで形成するよりも、光
ファイバ母材を容易に作製することが可能となり、この
光ファイバ母材により形成される光ファイバの作製も容
易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る分散シフト光ファイバの第１〜第
３実施形態例のコアおよびクラッドの屈折率分布を示す
構成図である。

【図２】上記第１〜第３実施形態例の分散シフト光ファ
イバを示す構成図である。

【図３】分散シフト光ファイバのコアおよびクラッドの
光ファイバ長手方向の屈折率変化率と光ファイバの誘導
ブリルアン散乱発生閾値との関係を示すグラフである。

【図４】上記第１〜第３実施形態例の分散シフト光ファ
イバの光ファイバ母材作製方法を示す説明図である。

【図５】上記第１〜第３実施形態例の分散シフト光ファ
イバの光ファイバ母材のコア部作製に用いられる角型バ
ーナの説明図である。

【図６】本発明に係る分散シフト光ファイバの第４実施
形態例を示す構成図である。

【図７】上記第４実施形態例の分散シフト光ファイバの
コアおよびクラッドの屈折率分布を示す構成図である。

【図８】従来提案されている分散シフト光ファイバの屈
折率分布を示す説明図である。

【符号の説明】

１センタコア２サイドコア３コア部４クラッド部８コア９クラッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者白木和之東京都新宿区西新宿三丁目19番２号日本電信電話株式会社内 (72)発明者大橋正治東京都新宿区西新宿三丁目19番２号日本電信電話株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＧｅＯ₂ドープ石英を主成分とするコア
と純粋石英を主成分とするクラッドを有し、該コアとク
ラッドにはＦがドープされて該Ｆドーパント濃度がコア
およびクラッドの長手方向に連続して変化することによ
りコアの屈折率とクラッドの屈折率がそれぞれコアおよ
びクラッドの長手方向に連続して変化しており、かつ、
コアの最大屈折率に対するクラッドの相対屈折率がコア
およびクラッドの全長にわたって等しい分散シフト光フ
ァイバであって、該分散シフト光ファイバはコアおよび
クラッドの光ファイバ長さ方向の屈折率変化割合を略0.
005 ％／km以上としたことを特徴とする分散シフト光フ
ァイバ。
【請求項２】コアは、センタコアと該センタコアの外
周側を覆うサイドコアから成り、該サイドコアの屈折率
は前記センタコアの屈折率よりも小さく形成されてお
り、センタコアの最大屈折率に対するサイドコアの相対
屈折率がコアの全長にわたって等しく形成され、該セン
タコアの最大屈折率に対するクラッドの相対屈折率がコ
アおよびクラッドの全長にわたって等しく形成されてい
ることを特徴とする請求項１記載の分散シフト光ファイ
バ。
【請求項３】クラッドはその内径がコアの直径の略４
倍以上であることを特徴とする請求項１記載の分散シフ
ト光ファイバ。
【請求項４】クラッドはその内径がセンタコアの直径
の略４倍以上であることを特徴とする請求項２記載の分
散シフト光ファイバ。
【請求項５】クラッドの外周側には外部クラッド層が
外付け法によって形成されていることを特徴とする請求
項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の分散シフト光
ファイバ。