JPH10293225A - 分散シフト光ファイバ - Google Patents
分散シフト光ファイバInfo
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- JPH10293225A JPH10293225A JP9103692A JP10369297A JPH10293225A JP H10293225 A JPH10293225 A JP H10293225A JP 9103692 A JP9103692 A JP 9103692A JP 10369297 A JP10369297 A JP 10369297A JP H10293225 A JPH10293225 A JP H10293225A
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Abstract
ぼゼロであり、同時に非線形効果、曲げ損失、分散スロ
ープの小さい分散シフト光ファイバを得る。 【解決手段】 波長1.55μm帯において、有効断面
積Aeffが65〜120μm2、曲げ損失が1〜10
0dB/m、分散スロープが0.07〜0.14ps/
km/nm2、カットオフ波長が該波長帯において常に
シングルモード伝搬となる値をとるものとする。
Description
m帯での波長分散がほぼゼロである分散シフト光ファイ
バ(以下、DSFと略記する。)に関し、その非線形効
果と曲げ損失と分散スロープを同時に低減したものであ
る。
小である波長1.55μm帯での波長分散値がほぼゼロ
である光ファイバであって、その具体的なものとして
は、階段型の屈折率分布を有するものがよく知られてい
る。この階段型屈折率分布を有するDSFは、他のタイ
プのDSF、例えばステップ型、三角型などの屈折率分
布を有するものに比べて曲げ損失が小さく、モードフィ
ールド径(以下、MFDと略記する。)が若干大きいと
言う特長を有するものではあるが、通常の1.3μm帯
用シングルモード光ファイバに比べればMFDは小さ
く、約8μm弱となっている。光ファイバのMFDが小
さい場合には、接続損失の点で不利となるばかりでな
く、光ファイバ内に伝搬される光のパワー密度が大きな
場合、例えば光増幅器などにあっては、非線形効果が大
きくなり、伝送特性が劣化するなどの不都合が生じる。
effで表される。ここでn2は光ファイバの非線形屈
折率、Aeffは光ファイバの実効断面積である。非線
形効果を低減するためには、n2は材料によりほぼ一定
の値をとるため、Aeffを大きくすることが必要とな
る。一方、DSFにおけるAeffとMFDとの間に
は、下記関係式で表される関係があることが知られてい
る。 Aeff=k・π/4・(MFD)2
分布を有するDSFでは、ほぼ0.944で一定の値を
とることが報告されている。したがって、Aeffを大
きくするにはMFDを大きくすることが必要となる。
しかしながら、階段型屈折率分布を有するDSFでは、
そのMFDは約8μmとほぼ一定であるので、Aeff
を大きくすることはできず、したがって非線形効果を低
減し得ないことになる。
先に特願平7−23191号(平成7年2月10日出
願)を提案している。この先行発明は、波長1.55μ
mで波長分散がゼロとなるコアの径のうち、その値が小
さい細径のコア径のものを採用するもので、これによっ
て、補正係数が約0.95〜0.97と大きくなり、か
つMFDも約7.8〜8.6μmの値を持つことにな
り、これによってAeffが大きくなり、非線形効果が
低減できると言うものである。しかしながら、この先行
発明にあっては、Aeffを増大できる利点はあるもの
の細径のコア径を採用することで曲げ損失が増大すると
言う不都合が残っていた。
ために、特願平8−215707号(平成8年8月15
日出願)を特許出願している。この先行発明のDSF
は、図3に示すように、中心コア部11と、この中心コ
ア部11から離れて設けられた屈折率の低いリングコア
部12と、このリングコア部12の外周に設けられたク
ラッド13と、中心コア部11とリングコア部12との
間の中間層14とからなる屈折率プロファイルを有する
ものである。そして、中心コア部11の直径を2aとし
リングコア部12の外径を2bとし、リングコア部12
の幅をwとしたときに、b/a≧1.5で、かつw/a
≧0.5とし、中心コア部11とクラッド13との比屈
折率差△1およびリングコア部12とクラッド13との
比屈折率差△2を適宜定めることにより、1.55μm
帯での波長分散がほぼゼロであり、非線形効果が低く、
しかも曲げ損失の小さいDSFを得ることができると言
うものである。
は、Aeffを大きくして非線形効果を低くすると、波
長分散スロープが増大する不都合があり、波長多重伝送
路への適用を考えた場合には、改善の必要がある。例え
ば、Aeffが70μm2程度では分散スロープが0.
12ps/km/nm2程度であるが、Aeffが80
μm2程度では、分散スロープが0.15ps/km/
nm2程度に、Aeffが110μm2程度では、0.1
7ps/km/nm2程度にまで増加してしまい、波長
の異なる信号光間での伝送速度の差が大きくなる。
る課題は、非線形効果、曲げ損失および分散スロープが
ともに低減したDSFを得ることにある。
55μm帯において、波長分散がほぼゼロであってゼロ
ではなく、有効断面積が65〜120μm2であり、曲
げ損失が0.1〜100dB/mであり、分散スロープ
が0.07〜0.14ps/km/nm2であり、カッ
トオフ波長が該波長帯において常にシングルモード伝搬
となる値を有するDSFによって解決される。
使用波長1.55μm帯において、波長分散がほぼゼロ
であってゼロではなく、かつ有効断面積Aeffが65
〜120μm 2であり、かつ曲げ損失が0.1〜100
dB/mであり、かつ分散スロープが0.07〜0.1
4ps/km/nm2であり、かつカットオフ波長が該
波長帯において常にシングルモード伝搬となる値を持つ
ものである。ここにおいて、使用波長1.55μm帯と
は、波長1520nmから1580nmの波長領域を指
すものである。また、波長分散がほぼゼロとは、この使
用波長帯において波長分散値が−5〜+5ps/nm・
kmの範囲にあることを言うが、波長分散値が0ps/
nm・kmの値をとらないことが必要である。これは、
波長分散値が0ps/nm・kmであると、4光子混合
などの非線形光学効果の影響が大きくなり不都合となる
ためである。
で定義されるものである。曲げ損失は、波長1.55μ
mで曲げ径(2R)が20mmの条件の値を言うものと
する。カットオフ波長はJISまたはCCITTの2m
法によって測定された値、もしくは実際の使用状態にお
いて測定された値を言うものとする。また、分散スロー
プとは、波長分散値の波長依存性を示すもので、横軸に
波長(nm)を、縦軸に波長分散値(ps/km・n
m)を取って、分散値をプロットした際の曲線の勾配を
言うものである。
非線形効果と曲げ損失と分散スロープがともに小さいD
SFとなる。Aeffが65μm2未満では非線形効果
の低減が十分ではなく、120μm2を越えるものは実
際に製造することが不可能である。また、曲げ損失が1
00dB/mを越えると、DSFの微かな湾曲によって
も損失が大きくなり、不都合となる。また、分散スロー
プは、後述するようにコア径として細径解を採用してい
るため、0.07ps/km/nm2以上となり、0.
14ps/km/nm2を越えると、波長多重通信シス
テムへの適用が困難となる。さらに、DSFは、通常シ
ングルモード光ファイバであり、使用波長帯において常
にシングルモード伝搬を行う必要があり、このためには
カットオフ波長はシングルモード伝搬を保証するもので
なければならない。
るためには、このものが、例えば図1に示すような屈折
率分布形状(プロファイル)を有することが第1の必要
条件となる。図1において、符号1は中心コア部であ
り、この中心コア部1の外周には第1リング部2が設け
られ、この第1リング部2の外周には第2リング部3が
設けられ、この第2リング部4の外周には第3リング部
4が設けられ、この第3リング部4の外周にはクラッド
5が設けられ、これらは、中心コア部1を中心とした同
心円状に配置されている。ここで、中心コア部1の屈折
率をn0、第1リング部2の屈折率をn1、第2リング部
3の屈折率をn2、第3リング部4の屈折率をn3、クラ
ッド5の屈折率をn4とすると、n0>n2で、n2>n1
で、n3<n4となっている。
コア部1とクラッド5との比屈折率差を△1、第1リン
グ部2とクラッド5との比屈折率差を△2、第2リング
部3とクラッド5との比屈折率差を△3、第3リング部
4とクラッド5との比屈折率差を△4とすると、△1
は、0.5〜2.0%、△2/△1は−0.5〜0.
5、△3/△1は0〜1.0、△4/△1は0〜−0.
5の範囲とされる。
ァイルにおいて、中心コア部1の外径を2a、第1リン
グ部2の外径を2b、第2リング部3の外径を2c、第
3リング部4の外径を2dとすると、b/aは1.5〜
6とされ、(c−b)/aは0.5以下、好ましくは
0.5〜5.0とされ、(d−c)/aは0.5以下、
好ましくは0.1〜5.0とされる。b/aが1.5未
満では、Aeffを十分大きくすることができず、6を
越えるものは製造上、特性の制御性が悪化する不都合が
生じる。(c−b)/aが0.5未満ではAeff拡大
の効果が薄くなり、5.0を越えると特性の制御性が悪
化し、分散スロープの増大などの不都合が生じる。(d
−c)/aが0.1未満ではカットオフ波長を短波長側
にずらす効果が十分に得られず、5.0を越えると特性
の制御性が悪化して不都合となる。本発明のDSFで
は、このように第3リング部4を新たに設け、この部分
の屈折率をクラッド5の屈折率よりも低くすることで、
Aeffの値を大きくしても分散スロープを低く抑える
ことができるようにしたものである。
△1、△3/△1、△4/△1、b/a、(c−b)/
a、(d−c)/aを上述の範囲に定めることにより、
上述の特性を満たす本発明のDSFを得ることができ
る。表1は、上記第1および第2の必要条件を満たし、
上記特性を有するDSFを得るための具体的なパラメー
タの値の組み合わせとそれによって得られるDSFのカ
ットオフ波長(λc)、Aeff、曲げ損失、分散スロ
ープの値を示したものである。
の広い範囲からの組合わせによって、目的とする特性を
有するDSFが得られることが明らかとなる。このよう
な観点から、本発明ではDSFの構造パラメータの値に
よって発明を特定することが困難であり、特性値によっ
てその特定を行うようにしたものである。そして、かか
る特性値は、従来知られているDSFでは取り得ないも
のであることは言うまでもない。
のと同様に、波長1.55μm帯において波長分散がほ
ぼゼロとなる2つのコアの径のうち、その値が小さい細
径に対応するものであり、これによって曲げ損失を小さ
く抑え、かつAeffを大きくするとともに分散スロー
プを0.14ps/km/nm2以下とすることができ
るものである。
よって製造でき、中心コア部1および第2リング部3は
ゲルマニウムドープシリカまたは純粋シリカによって、
第1リング部2、第3リング部4およびクラッド5は純
粋シリカまたはフッ素ドープシリカとすることによって
作成される。図1に示すプロファイルでは、第2リング
部3の存在によって伝送光の光パワーの電界強度分布が
クラッド5側に長く尾を引く形となるため、光ファイバ
母材の製造の際に、クラッドとなるスートのかなりの部
分を中心のコアとなるスートと一括して合成する方法を
取ることが望ましい。
実測プロファイルの一例を示すもので、RNFP法で測
定したものである。この試作ファイバの特性値は表2に
示す通りであり、本発明で求められている特性を具備し
ていることがわかる。
波長1.55μm帯において波長分散がほぼゼロであ
り、かつ非線形効果が低く、曲げ損失、分散スロープも
小さいものとなる。よって、本発明のDSFは、低損失
の1.55μm帯での光増幅中継による波長分割多重方
式による超長距離光通信システムなどに好適なものとな
る。
示す図である。
ァイルを示す図である。
示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 波長1.55μm帯において、波長分散
がほぼゼロであってゼロではなく、かつ有効断面積が6
5〜120μm2であり、かつ曲げ損失が0.1〜10
0dB/mであり、かつ分散スロープが0.07〜0.
14ps/km/nm2であり、かつカットオフ波長が
1.55μm帯において常にシングルモ 0ード伝搬とな
る値をとることを特徴とする分散シフト光ファイバ。 - 【請求項2】 請求項1記載の分散シフト光ファイバ
が、中心コア部と、この中心コア部の外周に設けられた
第1リング部と、この第1リング部の外周に設けられた
第2リング部と、この第2リング部の外周に設けられた
第3リング部と、この第3リング部の外周に設けられた
クラッドとからなり、 中心コア部の屈折率をn0、第1リング部の屈折率を
n1、第2リング部の屈折率をn2、第3リング部の屈折
率をn3、クラッドの屈折率をn4としたとき、 n0>n2で、かつn2>n1で、かつn3<n4である屈折
率プロファイルを有するものであることを特徴とする分
散シフト光ファイバ。 - 【請求項3】 請求項1記載の分散シフト光ファイバに
おいて、中心コア部の直径を2a、第1リング部の外径
を2b、第2リング部の外径を2c、第3リング部の外
径を2dとしたとき、 b/a≧1.5で、かつ(c−b)/a≦5.0で、か
つ(d−c)/a≦5.0であることを特徴とする分散
シフト光ファイバ。
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JP10369297A JP3408713B2 (ja) | 1997-04-21 | 1997-04-21 | 分散シフト光ファイバ |
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---|---|---|---|
JP10369297A Expired - Fee Related JP3408713B2 (ja) | 1997-04-21 | 1997-04-21 | 分散シフト光ファイバ |
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-
1997
- 1997-04-21 JP JP10369297A patent/JP3408713B2/ja not_active Expired - Fee Related
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