JPH1138256A - Dispersion shift optical fiber - Google Patents

Dispersion shift optical fiber

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Publication number
JPH1138256A
JPH1138256A JP9191522A JP19152297A JPH1138256A JP H1138256 A JPH1138256 A JP H1138256A JP 9191522 A JP9191522 A JP 9191522A JP 19152297 A JP19152297 A JP 19152297A JP H1138256 A JPH1138256 A JP H1138256A
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JP
Japan
Prior art keywords
dispersion
optical fiber
refractive index
ring core
cavity
Prior art date
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Pending
Application number
JP9191522A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Hatayama
均 畑山
Takatoshi Katou
考利 加藤
Hideyori Sasaoka
英資 笹岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1138256A publication Critical patent/JPH1138256A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dispersion shift optical fiber that an achieve further expansion of the effective sectional area of a core and further reduction of dispersion slope. SOLUTION: The range up to a diameter 2a around an optical axis is a cavity part and the range from the inside diameter 2a to the outside diameter 2b of its circumference is a ring core part. Further, the range from the inside diameter 2b to the outside diameter 2b of its circumference is a clad part. Air or nitrogen or other gas is packed in the cavity part. The cavity part is otherwise held in a vacuum state. The refractive index n1 thereof is 1. The refractive index n2 of the ring core part is larger than the refractive index n4 of the clad part.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光伝送システムに
用いられる分散シフト光ファイバに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dispersion-shifted optical fiber used in an optical transmission system.

【0002】[0002]

【従来の技術】光伝送システムに用いられる光ファイバ
の特性を示すパラメータの1つとして波長分散がある。
シングルモード光ファイバの波長分散は、材料分散(光
ファイバの材料に固有の屈折率の波長依存性に因る分
散)と構造分散(伝搬モードの群速度の波長依存性に因
る分散)との和で表される。この波長分散を有する光フ
ァイバをパルス信号光が伝搬すると、そのパルス幅が拡
がって信号光が劣化し、受信誤りの要因となる。
2. Description of the Related Art Wavelength dispersion is one of parameters indicating characteristics of an optical fiber used in an optical transmission system.
The chromatic dispersion of a single-mode optical fiber is the difference between the material dispersion (dispersion due to the wavelength dependence of the refractive index inherent to the material of the optical fiber) and the structural dispersion (dispersion due to the wavelength dependence of the group velocity of the propagation mode). Expressed as a sum. When the pulse signal light propagates through the optical fiber having the chromatic dispersion, the pulse width is widened and the signal light deteriorates, which causes a reception error.

【0003】これは、レーザ光源から出力される光の波
長は、単一であるとは言っても、厳密には或るスペクト
ル幅を有しており、このスペクトル幅を有するパルス信
号光が波長分散を有する光ファイバを伝搬すると、その
伝搬速度が波長に依存することに因るものである。した
がって、光ファイバは、信号光波長帯域において波長分
散がゼロであることが要求される。
[0003] This is because, although the wavelength of light output from a laser light source is singular, strictly, it has a certain spectral width, and the pulse signal light having this spectral width has a wavelength. Propagation through an optical fiber having dispersion is due to the fact that the propagation speed depends on the wavelength. Therefore, the optical fiber is required to have zero chromatic dispersion in the signal light wavelength band.

【0004】ところで、一般に用いられている光ファイ
バの主要材料である石英(SiO2)の場合、材料分散は
波長1.26〜1.29μm付近でゼロとなり、また、
構造分散は光ファイバの構造により変化する。したがっ
て、光ファイバの構造を最適に設計すると、波長1.3
1〜1.32μm付近で材料分散と構造分散とが相殺さ
れて波長分散をゼロにすることができる。
By the way, in the case of quartz (SiO 2 ) which is a main material of a generally used optical fiber, the material dispersion becomes zero around a wavelength of 1.26 to 1.29 μm, and
The structural dispersion changes depending on the structure of the optical fiber. Therefore, when the structure of the optical fiber is optimally designed, the wavelength is 1.3.
In the vicinity of 1 to 1.32 μm, the material dispersion and the structural dispersion cancel each other, and the chromatic dispersion can be reduced to zero.

【0005】一方、石英系の光ファイバの伝送損失は波
長1.55μm帯で最も小さいことから、この波長帯域
で光通信を行うことが望まれる。そこで、波長1.55
μm帯において波長分散がゼロである分散シフト光ファ
イバが開発され使用されている。この分散シフト光ファ
イバは、屈折率プロファイルを最適に設計することによ
り構造分散の値を変えて、波長1.55μm帯でゼロ分
散を実現したものである。
On the other hand, since the transmission loss of a silica-based optical fiber is the smallest in the wavelength band of 1.55 μm, it is desired to perform optical communication in this wavelength band. Therefore, the wavelength 1.55
A dispersion-shifted optical fiber having zero chromatic dispersion in the μm band has been developed and used. This dispersion-shifted optical fiber realizes zero dispersion in the wavelength band of 1.55 μm by changing the value of the structural dispersion by optimally designing the refractive index profile.

【0006】このような分散シフト光ファイバは、更
に、実効コア断面積が広く、且つ、分散スロープ(波長
分散の波長依存性)が小さいことが望まれている。すな
わち、信号光劣化の要因となる非線形現象(自己位相変
調、4光波混合、相互位相変調および非線形散乱等)
は、単位体積当たりの光エネルギ密度が大きいほど大き
いことから、この非線形現象の発生を抑制または低減す
るために、実効コア断面積は広いほど好ましい。また、
信号光波長帯域の広帯域化の為には、広い波長範囲に亘
って波長分散は小さいほど好ましい、すなわち、分散ス
ロープは小さいほど好ましい。
It is desired that such a dispersion-shifted optical fiber further has a large effective core area and a small dispersion slope (wavelength dependence of chromatic dispersion). That is, nonlinear phenomena that cause signal light deterioration (self-phase modulation, four-wave mixing, cross-phase modulation, nonlinear scattering, etc.)
Is larger as the light energy density per unit volume is larger. Therefore, in order to suppress or reduce the occurrence of this non-linear phenomenon, it is preferable that the effective core area is larger. Also,
In order to widen the signal light wavelength band, the smaller the chromatic dispersion over a wide wavelength range, the better, that is, the smaller the dispersion slope, the better.

【0007】そこで、実効コア断面積が広く且つ分散ス
ロープが小さい分散シフト光ファイバの開発が行われて
いる。例えば、V.A.Bhagavatula, et al., "Dispersion
-shifted single-mode fiber for high-bit-rate and m
ultiwavelength systems", OFC'95, ThH1 (文献1)
や、P.Nouchi, et al., "New dispersion shifted fibe
r with effective area larger than 90μm2", ECOC'9
6, MoB.3.2 (文献2)には、リングコア部の内側に低
屈折率の中心ディプレスト部を設けた構造として、広い
実効コア断面積と小さい分散スロープとの両立を目指し
た分散シフト光ファイバが開示されている。
Therefore, a dispersion-shifted optical fiber having a large effective core area and a small dispersion slope has been developed. For example, VABhagavatula, et al., "Dispersion
-shifted single-mode fiber for high-bit-rate and m
ultiwavelength systems ", OFC'95, ThH1 (Reference 1)
And P. Nouchi, et al., "New dispersion shifted fibe
r with effective area larger than 90μm 2 ", ECOC'9
6, MoB.3.2 (Reference 2) discloses a structure in which a center depressed part having a low refractive index is provided inside a ring core part, and a dispersion-shifted optical fiber aiming at achieving both a large effective core area and a small dispersion slope. Is disclosed.

【0008】文献1に開示された分散シフト光ファイバ
は、中心ディプレスト部にGe(ゲルマニウム)元素を
添加しないことにより、実効コア断面積50μm2 以上
かつ分散スロープ0.05ps/nm2 /km以下を達
成している。また、文献2に開示された分散シフト光フ
ァイバは、中心ディプレスト部にF(フッ素)元素を添
加して、クラッド部に対する中心ディプレスト部の比屈
折率差を−1%まで小さくすることにより、実効コア断
面積100μm2 且つ分散スロープ0.065ps/n
2 /kmを達成している。
The dispersion-shifted optical fiber disclosed in Document 1 has an effective core area of 50 μm 2 or more and a dispersion slope of 0.05 ps / nm 2 / km or less by not adding a Ge (germanium) element to the center depressed portion. Have achieved. In addition, the dispersion-shifted optical fiber disclosed in Reference 2 adds F (fluorine) element to the center depressed portion to reduce the relative refractive index difference between the center depressed portion and the clad portion to -1%. , Effective core area 100 μm 2 and dispersion slope 0.065 ps / n
m 2 / km is achieved.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例それぞれには以下のような問題点がある。すなわ
ち、文献1に開示された分散シフト光ファイバでは、中
心ディプレスト部の径を大きくすれば、実効コア断面積
が広くなるものの、分散スロープが大きくなり、実効コ
ア断面積の拡大と分散スロープの低減とがトレードオフ
の関係にある。したがって、構造を如何に調整しても、
実効コア断面積の更なる拡大および分散スロープの更な
る低減の双方を達成することは困難である。
However, each of the above conventional examples has the following problems. That is, in the dispersion-shifted optical fiber disclosed in Document 1, although the effective core area is increased by increasing the diameter of the central depressed portion, the dispersion slope is increased, and the effective core area is increased and the dispersion slope is increased. Reduction is in a trade-off relationship. Therefore, no matter how the structure is adjusted,
It is difficult to achieve both a further increase in the effective core area and a further reduction in the dispersion slope.

【0010】また、文献2に開示された分散シフト光フ
ァイバでは、中心ディプレスト部へのF元素の添加量を
増加して、中心ディプレスト部の屈折率を更に低下させ
ることができれば、実効コア断面積の更なる拡大および
分散スロープの更なる低減を達成することができる。し
かし、F元素の添加量には限界があり、現在の製造技術
では中心ディプレスト部の比屈折率差を−1%程度にす
るのが限界である。したがって、これ以上の実効コア断
面積の拡大および分散スロープの低減は困難である。
Further, in the dispersion-shifted optical fiber disclosed in Reference 2, if the refractive index of the central depressed portion can be further reduced by increasing the addition amount of F element to the central depressed portion, the effective core Further enlargement of the cross-sectional area and further reduction of the dispersion slope can be achieved. However, there is a limit to the amount of addition of the F element, and the current manufacturing technology has a limit of reducing the relative refractive index difference of the central depressed portion to about -1%. Therefore, it is difficult to further increase the effective core area and reduce the dispersion slope.

【0011】ところが、光伝送システムでは更なる長距
離化が求められていることから、光ファイバ網における
中継器間の間隔を長くする一方で、各中継器から増幅さ
れ出力される信号光の強度を大きくして、次段の中継器
まで信号光を十分な強度で到達させるとともに、非線形
現象の発生を抑制すべく、更に実効コア断面積を拡大す
る必要がある。また、光伝送システムでは更なる大容量
化も求められていることから、複数波長の信号光を多重
化して波長分割多重(WDM: Wavelengh Division Mul
tiplex)伝送において、その信号光波長帯域を更に拡大
すべく、更に分散スロープを低減する必要がある。
However, since the optical transmission system is required to have a longer distance, the distance between repeaters in an optical fiber network is increased while the intensity of signal light amplified and output from each repeater is increased. It is necessary to increase the effective core area in order to make the signal light reach the next-stage repeater with sufficient intensity and to suppress the occurrence of the nonlinear phenomenon. In addition, since optical transmission systems are required to have higher capacities, wavelength division multiplexing (WDM) is performed by multiplexing signal lights of a plurality of wavelengths.
In tiplex transmission, it is necessary to further reduce the dispersion slope in order to further expand the signal light wavelength band.

【0012】本発明は、上記問題点を解消する為になさ
れたものであり、実効コア断面積の更なる拡大および分
散スロープの更なる低減を達成し得る分散シフト光ファ
イバを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a dispersion-shifted optical fiber capable of further increasing the effective core area and further reducing the dispersion slope. And

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明に係る分散シフト
光ファイバは、光軸方向に沿った所定領域において、リ
ングコア部の外側にリングコア部の屈折率より小さい屈
折率を有するクラッド部が設けられ、リングコア部の内
側の光軸を含む領域に空洞部が設けられていることを特
徴とする。この分散シフト光ファイバによれば、リング
コア部の屈折率が最も大きく、また、そのリングコア部
の内側に設けられた空洞部の屈折率が1であるので、ク
ラッド部に対する空洞部の比屈折率差の絶対値が小さ
い。したがって、実効コア断面積は更に拡大されるとと
もに、分散スロープは更に低減される。
In the dispersion-shifted optical fiber according to the present invention, a cladding having a refractive index smaller than that of the ring core is provided outside the ring core in a predetermined region along the optical axis direction. A cavity is provided in a region including the optical axis inside the ring core. According to this dispersion-shifted optical fiber, the refractive index of the ring core is the largest, and the refractive index of the cavity provided inside the ring core is 1, so that the relative refractive index difference between the cladding and the cavity is 1. The absolute value of is small. Therefore, the effective core area is further increased, and the dispersion slope is further reduced.

【0014】また、さらに、リングコア部の外径に対す
る空洞部の外径の比は0.2以上であることを特徴とす
る。この場合には、実効コア断面積の拡大および分散ス
ロープの低減に特に好適であり、WDM伝送方式用の光
ファイバとして好適に用いられ得る。
Further, the ratio of the outer diameter of the hollow portion to the outer diameter of the ring core portion is 0.2 or more. In this case, it is particularly suitable for increasing the effective core area and reducing the dispersion slope, and can be suitably used as an optical fiber for a WDM transmission system.

【0015】また、さらに、リングコア部とクラッド部
との間にクラッド部の屈折率よりも小さい屈折率を有す
るディプレスト部が更に設けられていることを特徴とす
る。この場合には、ディプレスト部を設けたことによ
り、分散スロープは更に低減される。また、実効コア断
面積が80μm2 以上であり、波長1.55μm帯にお
ける分散スロープが0.02ps/nm2 /km以下で
あることを特徴とする。この場合には、WDM伝送方式
に依る光伝送システムにおいて更に大容量化が可能とな
る。
Further, a depressed portion having a refractive index smaller than that of the clad portion is further provided between the ring core portion and the clad portion. In this case, the provision of the depressed portion further reduces the dispersion slope. In addition, the effective core area is 80 μm 2 or more, and the dispersion slope in the wavelength band of 1.55 μm is 0.02 ps / nm 2 / km or less. In this case, it is possible to further increase the capacity in the optical transmission system based on the WDM transmission system.

【0016】また、さらに、双方または何れか一方の端
部領域において、空洞部およびリングコア部に替えて、
光軸までコア部が設けられていることを特徴とする。こ
の場合には、この分散シフト光ファイバの端面と他の通
常の光ファイバの端面とを低損失に接続することがで
き、また、中央領域に設けられた空洞部に水分や異物が
侵入するのを防止することができる。
Further, in both or one of the end regions, instead of the hollow portion and the ring core portion,
A core portion is provided up to the optical axis. In this case, the end face of the dispersion-shifted optical fiber and the end face of another ordinary optical fiber can be connected with low loss, and moisture and foreign substances can enter the hollow portion provided in the central region. Can be prevented.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。尚、図面の説明におい
て同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省
略する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.

【0018】(第1の実施形態)先ず、第1の実施形態
について説明する。図1は、本実施形態に係る分散シフ
ト光ファイバの屈折率プロファイル図である。この屈折
率プロファイル図は、本実施形態に係る分散シフト光フ
ァイバの光軸に直交する方向について屈折率の分布の概
略を示したものである。
(First Embodiment) First, a first embodiment will be described. FIG. 1 is a refractive index profile diagram of the dispersion shifted optical fiber according to the present embodiment. This refractive index profile diagram schematically shows the distribution of the refractive index in the direction orthogonal to the optical axis of the dispersion-shifted optical fiber according to the present embodiment.

【0019】この図に示すように、この分散シフト光フ
ァイバは、光軸を中心とする直径2aまでの範囲が空洞
部であり、その周囲の内径2aから外径2bまでの範囲
がリングコア部であり、さらにその周囲の内径2bから
外径2dまでの範囲がクラッド部である。空洞部は、空
気や窒素その他の気体が充填され、或いは真空状態とさ
れており、その屈折率n1 は1である。また、リングコ
ア部の屈折率n2 は、クラッド部の屈折率n4 より大き
い。
As shown in this figure, in this dispersion-shifted optical fiber, the area from the optical axis to the diameter 2a is the cavity, and the area from the inner diameter 2a to the outer diameter 2b is the ring core. In addition, a range from the inner diameter 2b to the outer diameter 2d around the area is the clad part. The cavity is filled with air, nitrogen or other gas, or is in a vacuum state, and has a refractive index n 1 of 1. The refractive index n 2 of the ring core is larger than the refractive index n 4 of the clad.

【0020】このような構造とすることにより、リング
コア部の屈折率n2 は最も大きく、また、そのリングコ
ア部の内側に設けられた空洞部の屈折率n1 は1である
ので、クラッド部に対する空洞部の比屈折率差の絶対値
は極めて大きい。したがって、従来品と比較して、実効
コア断面積は更に拡大されるとともに、分散スロープは
更に低減され、WDM方式による光伝送システムにおい
て、更なる長距離化と更なる大容量化とを達成すること
ができる。
With such a structure, the refractive index n 2 of the ring core portion is the largest, and the refractive index n 1 of the cavity portion provided inside the ring core portion is 1, so that the refractive index n 1 with respect to the cladding portion is small. The absolute value of the relative refractive index difference of the cavity is extremely large. Therefore, as compared with the conventional product, the effective core area is further increased, and the dispersion slope is further reduced, thereby achieving further longer distance and larger capacity in the WDM optical transmission system. be able to.

【0021】例えば、この図1に示す屈折率プロファイ
ルにおいて、2a=1.71μm、2b=7.44μ
m、2d=125μmとし、また、クラッド部(屈折率
4 )に対する空洞部(屈折率n1 )の比屈折率差Δn
1 、および、クラッド部に対するリングコア部(屈折率
2 )の比屈折率差Δn2 それぞれを、 Δn1 =(n1 2−n4 2)/(2n4 2) Δn2 =(n2 2−n4 2)/(2n4 2) で定義して、それぞれの値を、Δn1 =−25.9%、
Δn2 =0.7%とする。
For example, in the refractive index profile shown in FIG. 1, 2a = 1.71 μm and 2b = 7.44 μm.
m, 2d = 125 μm, and the relative refractive index difference Δn of the cavity (refractive index n 1 ) with respect to the cladding (refractive index n 4 ).
1, and the relative refractive index difference of the ring core portion (refractive index n 2) Δn 2 respectively with respect to the cladding portion, Δn 1 = (n 1 2 -n 4 2) / (2n 4 2) Δn 2 = (n 2 2 −n 4 2 ) / (2n 4 2 ), and each value is Δn 1 = −25.9%,
Δn 2 = 0.7%.

【0022】このような分散シフト光ファイバは、ゼロ
分散波長が1.551μmであり、波長1.55μmに
おける波長分散値が−0.05ps/nm/kmであ
り、実効コア断面積が86.8μm2 であり、分散スロ
ープが0.048ps/nm2/kmであり、カットオ
フ波長が1.49μmであり、直径20mmでの曲げ損
失が2.84dB/mである。
Such a dispersion-shifted optical fiber has a zero dispersion wavelength of 1.551 μm, a chromatic dispersion value of -0.05 ps / nm / km at a wavelength of 1.55 μm, and an effective core area of 86.8 μm. 2 , the dispersion slope is 0.048 ps / nm 2 / km, the cutoff wavelength is 1.49 μm, and the bending loss at a diameter of 20 mm is 2.84 dB / m.

【0023】なお、上記のような比屈折率差は、クラッ
ド部を無添加の石英とし、リングコア部にGeO2 (酸
化ゲルマニウム)を10.5wt%添加することで実現
できる。また、このような空洞部を有する光ファイバ
は、プリフォーム段階で光軸に沿った領域に空洞を設
け、これを線引することにより製造することができる。
The above-mentioned difference in relative refractive index can be realized by making the clad portion non-added quartz and adding 10.5 wt% of GeO 2 (germanium oxide) to the ring core portion. Further, the optical fiber having such a cavity can be manufactured by providing a cavity in a region along the optical axis in a preform stage and drawing the cavity.

【0024】図2は、本実施形態に係る分散シフト光フ
ァイバについて、クラッド部に対するリングコア部の比
屈折率差Δn2 を横軸とし、リングコア部の外径2bに
対する空洞部の直径2aの比(2a/2b)を縦軸とし
て、実効コア断面積Aeff が80μm2 以上となる範
囲、および、分散スロープSlope が0.05ps/nm
2 /km以下となる範囲それぞれを示した図である。実
効コア断面積が80μm2 以上となるのは、図中の黒四
角印を結ぶ線より上の範囲であり、分散スロープが0.
05ps/nm2 /km以下となるのは、図中の黒三角
印を結ぶ線より上の範囲である。また、実効コア断面積
80μm2 以上かつ分散スロープ0.05ps/nm2
/km以下を共に満たすのは、両範囲の重複する部分で
ある。したがって、両条件を共に満たすためには、リン
グコア部の外径2bに対する空洞部の直径2aの比(2
a/2b)は、0.2以上であることが必要である。
FIG. 2 shows the dispersion-shifted optical fiber according to the present embodiment, where the horizontal axis represents the relative refractive index difference Δn 2 of the ring core with respect to the cladding, and the ratio of the diameter 2a of the cavity to the outer diameter 2b of the ring core ( With 2a / 2b) as the vertical axis, the range where the effective core area Aeff is 80 μm 2 or more, and the dispersion slope Slope is 0.05 ps / nm.
It is the figure which showed each range below 2 / km. The area where the effective core cross section is 80 μm 2 or more is a range above the line connecting the black squares in the figure, and the dispersion slope is 0.
The range below 05 ps / nm 2 / km is the range above the line connecting the black triangles in the figure. The effective core area is 80 μm 2 or more and the dispersion slope is 0.05 ps / nm 2.
It is the overlapping part of both ranges that satisfies both / km or less. Therefore, in order to satisfy both conditions, the ratio of the diameter 2a of the hollow portion to the outer diameter 2b of the ring core portion (2
a / 2b) needs to be 0.2 or more.

【0025】(第2の実施形態)次に、第2の実施形態
について説明する。図3は、本実施形態に係る分散シフ
ト光ファイバの屈折率プロファイル図である。本実施形
態に係る分散シフト光ファイバは、第1の実施形態と比
較して、リングコア部とクラッド部との間にディプレス
ト部が更に設けられている点で異なる。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment will be described. FIG. 3 is a refractive index profile diagram of the dispersion shifted optical fiber according to the present embodiment. The dispersion shifted optical fiber according to the present embodiment is different from the first embodiment in that a depressed portion is further provided between the ring core and the clad.

【0026】この図に示すように、この分散シフト光フ
ァイバは、光軸を中心とする直径2aまでの範囲が空洞
部であり、その周囲の内径2aから外径2bまでの範囲
がリングコア部であり、その周囲の内径2bから外径2
cまでの範囲がディプレスト部であり、さらにその周囲
の内径2cから外径2dまでの範囲がクラッド部であ
る。空洞部は、空気や窒素その他の気体が充填され、或
いは真空状態とされており、その屈折率n1 は1であ
る。また、リングコア部の屈折率n2 は、クラッド部の
屈折率n4 より大きく、ディプレスト部の屈折率n3
は、クラッド部の屈折率n4 より小さい。
As shown in this figure, in this dispersion-shifted optical fiber, the range from the optical axis to the diameter 2a is the cavity, and the range from the inner diameter 2a to the outer diameter 2b is the ring core. And the outer diameter 2b
The range up to c is the depressed portion, and the range from the inner diameter 2c to the outer diameter 2d around it is the clad portion. The cavity is filled with air, nitrogen or other gas, or is in a vacuum state, and has a refractive index n 1 of 1. The refractive index n 2 of the ring core portion is larger than the refractive index n 4 of the cladding portion, and the refractive index n 3 of the depressed portion.
Is smaller than the refractive index n 4 of the cladding.

【0027】このような構造とすることにより、リング
コア部の屈折率n2 は最も大きく、また、そのリングコ
ア部の内側に設けられた空洞部の屈折率n1 は1である
ので、クラッド部に対する空洞部の比屈折率差の絶対値
は極めて大きい。さらに、本実施形態では、ディプレス
ト部をも備えている。したがって、第1の実施形態に係
る分散シフト光ファイバと比較しても、分散スロープは
更に低減され、WDM方式による光伝送システムにおい
て、更なる大容量化を達成することができる。
With such a structure, the refractive index n 2 of the ring core portion is the largest, and the refractive index n 1 of the hollow portion provided inside the ring core portion is 1, so that the refractive index n 1 is smaller than that of the clad portion. The absolute value of the relative refractive index difference of the cavity is extremely large. Furthermore, in the present embodiment, a depressed portion is also provided. Therefore, compared with the dispersion-shifted optical fiber according to the first embodiment, the dispersion slope is further reduced, and the capacity can be further increased in the WDM optical transmission system.

【0028】例えば、この図3に示す屈折率プロファイ
ルにおいて、2a=2.6μm、2b=9.1μm、2
c=13.0μm、2d=125μmとし、また、クラ
ッド部(屈折率n4 )に対する空洞部(屈折率n1 )の
比屈折率差Δn1 、クラッド部に対するリングコア部
(屈折率n2 )の比屈折率差Δn2 、および、クラッド
部に対するディプレスト部(屈折率n3 )の比屈折率差
Δn3 それぞれの値を、Δn1 =−25.9%、Δn2
=0.7%、Δn3 =−0.4%とする。なお、比屈折
率差Δn3 は、 Δn3 =(n3 2−n4 2)/(2n4 2) で定義される。
For example, in the refractive index profile shown in FIG. 3, 2a = 2.6 μm, 2b = 9.1 μm,
c = 13.0 μm, 2d = 125 μm, the relative refractive index difference Δn 1 of the cavity (refractive index n 1 ) with respect to the cladding (refractive index n 4 ), and the relative refractive index difference Δn 1 of the ring core (refractive index n 2 ) with respect to the cladding. The values of the relative refractive index difference Δn 2 and the relative refractive index difference Δn 3 of the depressed portion (refractive index n 3 ) with respect to the cladding portion are represented by Δn 1 = −25.9%, Δn 2
= 0.7% and Δn 3 = −0.4%. The relative refractive index difference Δn 3 is defined by Δn 3 = (n 3 2 −n 4 2 ) / (2n 4 2 ).

【0029】このような分散シフト光ファイバは、ゼロ
分散波長が1.551μmであり、波長1.55μmに
おける波長分散値が−0.8ps/nm/kmであり、
実効コア断面積が85.6μm2 であり、分散スロープ
が0.005ps/nm2 /kmであり、カットオフ波
長が1.53μmであり、直径20mmでの曲げ損失が
1.82dB/mである。
Such a dispersion-shifted optical fiber has a zero dispersion wavelength of 1.551 μm, a chromatic dispersion value of -0.8 ps / nm / km at a wavelength of 1.55 μm,
The effective core area is 85.6 μm 2 , the dispersion slope is 0.005 ps / nm 2 / km, the cutoff wavelength is 1.53 μm, and the bending loss at a diameter of 20 mm is 1.82 dB / m. .

【0030】なお、上記のような比屈折率差は、クラッ
ド部を無添加の石英とし、リングコア部にGeO2 を1
0.5wt%添加し、ディプレスト部にF(フッ素)元
素を1.48wt%添加することで実現できる。
The relative refractive index difference as described above is such that the cladding is made of undoped quartz and the ring core is made of GeO 2 .
It can be realized by adding 0.5 wt% and adding F (fluorine) element to the depressed portion at 1.48 wt%.

【0031】このように、リングコア部の内側に空洞部
を設けるとともに、リングコア部の外側にディプレスト
部を設けることにより、実効コア断面積を80μm2
上とし、且つ、分散スロープを0.02ps/nm2
km以下とすることができる。
As described above, by providing the cavity inside the ring core and providing the depressed portion outside the ring core, the effective core area is 80 μm 2 or more, and the dispersion slope is 0.02 ps /. nm 2 /
km or less.

【0032】(第3の実施形態)次に、第3の実施形態
について説明する。図4は、本実施形態に係る分散シフ
ト光ファイバの断面図である。図4(a)は、光軸を含
む面で切断したときの断面図であり、図4(b)は、図
4(a)中の光軸に垂直なb−b面で切断したときの断
面図であり、図4(c)は、図4(a)中の光軸に垂直
なc−c面で切断したときの断面図である。
(Third Embodiment) Next, a third embodiment will be described. FIG. 4 is a cross-sectional view of the dispersion-shifted optical fiber according to the present embodiment. FIG. 4A is a cross-sectional view taken along a plane including the optical axis, and FIG. 4B is a sectional view taken along a bb plane perpendicular to the optical axis in FIG. FIG. 4C is a cross-sectional view taken along a cc plane perpendicular to the optical axis in FIG. 4A.

【0033】この分散シフト光ファイバの中央領域で
は、図4(a)および(b)に示すように、第1の実施
形態に係る分散シフト光ファイバの屈折率プロファイル
(図1)と同様の屈折率プロファイルを有する。すなわ
ち、リングコア部2の内側に空洞部1が設けられ、リン
グコア部2の外側にクラッド部4が設けられている。一
方、端部領域では、図4(a)および(c)に示すよう
に、空洞部が存在せず、光軸を含む領域にコア部2Aが
設けられ、コア部2Aの外側にクラッド部4Aが設けら
れており、通常の光ファイバの屈折率プロファイルと同
様の屈折率プロファイルを有する。
In the central region of the dispersion-shifted optical fiber, as shown in FIGS. 4A and 4B, the same refractive index profile as that of the dispersion-shifted optical fiber according to the first embodiment (FIG. 1). Has a rate profile. That is, the cavity 1 is provided inside the ring core 2, and the cladding 4 is provided outside the ring core 2. On the other hand, in the end region, as shown in FIGS. 4A and 4C, the hollow portion does not exist, the core portion 2A is provided in a region including the optical axis, and the cladding portion 4A is provided outside the core portion 2A. Is provided, and has a refractive index profile similar to that of a normal optical fiber.

【0034】この分散シフト光ファイバは、第1の実施
形態に係る分散シフト光ファイバの端部領域の空洞部を
つぶすことで実現できる。第1の実施形態で述べた各パ
ラメータの値の分散シフト光ファイバの端部領域をつぶ
して空洞部を無くすると、外径7.44μmであったリ
ングコア部2は、外径7.24μmのコア部2Aとなっ
た。
This dispersion-shifted optical fiber can be realized by crushing the cavity in the end region of the dispersion-shifted optical fiber according to the first embodiment. When the end region of the dispersion-shifted optical fiber of each parameter value described in the first embodiment is crushed to eliminate the cavity, the ring core portion 2 having the outer diameter of 7.44 μm becomes the core having the outer diameter of 7.24 μm. Part 2A.

【0035】図5は、本実施形態に係る分散シフト光フ
ァイバの空洞部を有する中央領域、本実施形態に係る分
散シフト光ファイバの空洞部が無い端部領域、および、
モードフィールド径(MFD)が7.8μmである分散
シフト光ファイバ(DSF)それぞれについて、ピーク
値を1として規格化した光パワー分布を示した図であ
る。また、この図は、本実施形態に係る分散シフト光フ
ァイバの空洞部を有する中央領域における屈折率プロフ
ァイルも示している。
FIG. 5 shows a central region having a cavity of the dispersion-shifted optical fiber according to the present embodiment, an end region having no cavity of the dispersion-shifted optical fiber according to the present embodiment, and
FIG. 4 is a diagram showing an optical power distribution normalized with a peak value of 1 for each dispersion-shifted optical fiber (DSF) having a mode field diameter (MFD) of 7.8 μm. This figure also shows the refractive index profile in the central region having the cavity of the dispersion-shifted optical fiber according to the present embodiment.

【0036】この図に示すように、本実施形態に係る分
散シフト光ファイバの空洞部を有する中央領域における
光パワー分布は、リングコア部にピークを有し、光軸位
置で最小となる。一方、本実施形態に係る分散シフト光
ファイバの空洞部が無い端部領域における光パワー分
布、および、MFDが7.8μmである分散シフト光フ
ァイバにおける光パワー分布それぞれは、ともに光軸の
位置にピークを有する。したがって、第1の実施形態に
係る分散シフト光ファイバと、MFDが7.8μmであ
る分散シフト光ファイバとの接続損失は、0.99dB
であって大きいのに対して、本実施形態に係る分散シフ
ト光ファイバと、MFDが7.8μmである分散シフト
光ファイバとの接続損失は、0.11dBであり小さ
い。すなわち、本実施形態に係る分散シフト光ファイバ
は、他の通常の光ファイバと低損失に接続することがで
きて好適である。
As shown in this figure, the optical power distribution in the central region having the cavity of the dispersion-shifted optical fiber according to the present embodiment has a peak at the ring core and becomes minimum at the optical axis position. On the other hand, the optical power distribution in the end region of the dispersion-shifted optical fiber according to the present embodiment where there is no cavity, and the optical power distribution in the dispersion-shifted optical fiber having an MFD of 7.8 μm are both located at the position of the optical axis. Has a peak. Therefore, the connection loss between the dispersion-shifted optical fiber according to the first embodiment and the dispersion-shifted optical fiber having an MFD of 7.8 μm is 0.99 dB.
On the other hand, the connection loss between the dispersion-shifted optical fiber according to the present embodiment and the dispersion-shifted optical fiber having an MFD of 7.8 μm is as small as 0.11 dB. That is, the dispersion-shifted optical fiber according to the present embodiment is suitable because it can be connected to other ordinary optical fibers with low loss.

【0037】また、このように双方の端部領域の空洞部
をつぶすことにより、中央領域に設けられた空洞部1に
水分や異物が侵入するのを防止することができるという
効果もある。
Further, by crushing the cavities in both end regions in this manner, there is also an effect that moisture and foreign substances can be prevented from entering the cavity 1 provided in the central region.

【0038】本発明は、上記実施形態に限定されるもの
ではなく種々の変形が可能である。すなわち、本発明
は、リングコア部の内側に空洞部を設けたことを特徴と
するものであり、この趣旨の範囲で種々の変形が可能で
ある。例えば、上記実施形態では屈折率がステップ的に
変化するものとしたが、屈折率が漸次的に変化するもの
であってもよい。また、屈折率プロファイルのうち、特
にリングコア部の外側の部分については、種々の態様が
可能である。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be variously modified. That is, the present invention is characterized in that a hollow portion is provided inside the ring core portion, and various modifications are possible within the scope of this purpose. For example, in the above embodiment, the refractive index changes stepwise, but the refractive index may change gradually. In addition, various aspects of the refractive index profile, in particular, with respect to a portion outside the ring core portion, are possible.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり、本発明に
よれば、光軸方向に沿った所定領域において、リングコ
ア部の外側にリングコア部の屈折率より小さい屈折率を
有するクラッド部が設けられ、リングコア部の内側の光
軸を含む領域に空洞部が設けられており、リングコア部
の屈折率が最も大きく、また、そのリングコア部の内側
に設けられた空洞部の屈折率が1であるので、クラッド
部に対する空洞部の比屈折率差の絶対値が小さい。した
がって、従来品と比較して、実効コア断面積は更に拡大
されるとともに、分散スロープは更に低減されるので、
WDM方式による光伝送システムにおいて、更なる長距
離化と更なる大容量化とを達成することができる。
As described above in detail, according to the present invention, in a predetermined region along the optical axis direction, a clad portion having a refractive index smaller than that of the ring core portion is provided outside the ring core portion. Since the cavity is provided in the region including the optical axis inside the ring core, the refractive index of the ring core is the largest, and the refractive index of the cavity provided inside the ring core is 1, The absolute value of the relative refractive index difference between the cavity and the cladding is small. Therefore, as compared with the conventional product, the effective core area is further increased, and the dispersion slope is further reduced.
In the optical transmission system based on the WDM system, it is possible to achieve a longer distance and a larger capacity.

【0040】また、リングコア部の外径に対する空洞部
の外径の比が0.2以上である場合には、実効コア断面
積の拡大および分散スロープの低減に特に好適であり、
WDM伝送方式用の光ファイバとして好適に用いられ得
る。
When the ratio of the outer diameter of the hollow portion to the outer diameter of the ring core portion is 0.2 or more, it is particularly suitable for enlarging the effective core area and reducing the dispersion slope.
It can be suitably used as an optical fiber for a WDM transmission system.

【0041】また、リングコア部とクラッド部との間に
クラッド部の屈折率よりも小さい屈折率を有するディプ
レスト部が更に設けられている場合には、分散スロープ
は更に低減される。また、実効コア断面積が80μm2
以上であり、波長1.55μm帯における分散スロープ
が0.02ps/nm2 /km以下である場合には、W
DM伝送方式に依る光伝送システムにおいて更なる大容
量化が可能となる。
When a depressed portion having a refractive index smaller than that of the clad portion is further provided between the ring core portion and the clad portion, the dispersion slope is further reduced. In addition, the effective core area is 80 μm 2
When the dispersion slope in the 1.55 μm band is 0.02 ps / nm 2 / km or less, W
It is possible to further increase the capacity in an optical transmission system based on the DM transmission system.

【0042】また、双方または何れか一方の端部領域に
おいて、空洞部およびリングコア部に替えて、光軸まで
コア部が設けられている場合には、この分散シフト光フ
ァイバの端面と他の通常の光ファイバの端面とを低損失
に接続することができ、また、中央領域に設けられた空
洞部に水分や異物が侵入するのを防止することができ
る。
In the case where a core portion is provided up to the optical axis in place of the hollow portion and the ring core portion in both or any one of the end regions, the end face of the dispersion-shifted optical fiber and another normal portion are provided. The optical fiber can be connected to the end face of the optical fiber with low loss, and it is possible to prevent moisture and foreign matter from entering the hollow portion provided in the central region.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1の実施形態に係る分散シフト光ファイバの
屈折率プロファイル図である。
FIG. 1 is a refractive index profile diagram of a dispersion-shifted optical fiber according to a first embodiment.

【図2】第1の実施形態に係る分散シフト光ファイバに
ついて、クラッド部に対するリングコア部の比屈折率差
Δn2 を横軸とし、リングコア部の外径2bに対する空
洞部の直径2aの比(2a/2b)を縦軸として、実効
コア断面積が80μm2以上となる範囲、および、分散
スロープが0.05ps/nm2 /km以下となる範囲
それぞれを示した図である。
FIG. 2 is a graph showing the relative refractive index difference Δn 2 of the ring core portion with respect to the cladding portion on the horizontal axis of the dispersion-shifted optical fiber according to the first embodiment, and the ratio (2a) of the diameter 2a of the hollow portion to the outer diameter 2b of the ring core portion; / 2b) with the vertical axis representing the range where the effective core area is 80 μm 2 or more and the range where the dispersion slope is 0.05 ps / nm 2 / km or less.

【図3】第2の実施形態に係る分散シフト光ファイバの
屈折率プロファイル図である。
FIG. 3 is a refractive index profile diagram of a dispersion-shifted optical fiber according to a second embodiment.

【図4】第3の実施形態に係る分散シフト光ファイバの
断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of a dispersion-shifted optical fiber according to a third embodiment.

【図5】第3の実施形態に係る分散シフト光ファイバの
空洞部を有する中央領域、第3の実施形態に係る分散シ
フト光ファイバの空洞部が無い端部領域、および、モー
ドフィールド径(MFD)が7.8μmである分散シフ
ト光ファイバそれぞれについて、ピーク値を1として規
格化した光パワー分布を示した図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a central region having a cavity of a dispersion-shifted optical fiber according to a third embodiment, an end region without a cavity of the dispersion-shifted optical fiber according to the third embodiment, and a mode field diameter (MFD). FIG. 7 is a diagram showing an optical power distribution normalized by setting a peak value to 1 for each dispersion-shifted optical fiber having 7.8 μm.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…空洞部、2…リングコア部、2A…コア部、4,4
A…クラッド部。 代理人弁理士 長谷川 芳樹
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... hollow part, 2 ... ring core part, 2A ... core part, 4, 4
A: Cladding part. Attorney Yoshiki Hasegawa

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光軸方向に沿った所定領域において、リ
ングコア部の外側に前記リングコア部の屈折率より小さ
い屈折率を有するクラッド部が設けられ、前記リングコ
ア部の内側の光軸を含む領域に空洞部が設けられてい
る、ことを特徴とする分散シフト光ファイバ。
In a predetermined region along an optical axis direction, a cladding portion having a refractive index smaller than a refractive index of the ring core portion is provided outside a ring core portion, and a cladding portion is provided in a region including an optical axis inside the ring core portion. A dispersion-shifted optical fiber having a cavity.
【請求項2】 前記リングコア部の外径に対する前記空
洞部の外径の比は0.2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。
2. The dispersion-shifted optical fiber according to claim 1, wherein a ratio of an outer diameter of the hollow portion to an outer diameter of the ring core portion is 0.2 or more.
【請求項3】 前記リングコア部と前記クラッド部との
間に前記クラッド部の屈折率よりも小さい屈折率を有す
るディプレスト部が更に設けられている、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。
3. The dispersion according to claim 1, further comprising a depressed portion having a refractive index smaller than a refractive index of the clad portion between the ring core portion and the clad portion. Shift optical fiber.
【請求項4】 実効コア断面積が80μm2 以上であ
り、波長1.55μm帯における分散スロープが0.0
2ps/nm2 /km以下である、ことを特徴とする請
求項3記載の分散シフト光ファイバ。
4. An effective core area of 80 μm 2 or more, and a dispersion slope in a wavelength band of 1.55 μm of 0.05 μm 2 or more.
The dispersion-shifted optical fiber according to claim 3, wherein the dispersion-shifted optical fiber is equal to or less than 2 ps / nm2 / km.
【請求項5】 双方または何れか一方の端部領域におい
て、前記空洞部および前記リングコア部に替えて、光軸
までコア部が設けられている、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。
5. The dispersion shift according to claim 1, wherein in both or one of the end regions, a core portion is provided up to an optical axis instead of the hollow portion and the ring core portion. Optical fiber.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2000244400A (en) * 1999-02-18 2000-09-08 Alcatel Optical fiber transmission system and its line and its method
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