JPH11507445A - Dispersion-corrected single-mode waveguide - Google Patents

Dispersion-corrected single-mode waveguide

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JPH11507445A JP10508835A JP50883598A JPH11507445A JP H11507445 A JPH11507445 A JP H11507445A JP 10508835 A JP10508835 A JP 10508835A JP 50883598 A JP50883598 A JP 50883598A JP H11507445 A JPH11507445 A JP H11507445A
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Abstract

(57)【要約】 リンクの作動の波長窓を1310ｎｍから1550ｎｍに変更するように設計された分散補正単一モード光導波路ファイバが記載されている。分散補正光導波路ファイバは、少なくとも３つのセグメントからなるコアガラス領域屈折率分布により特徴付けられる。導波路中心のセグメントは正の屈折率分布を有している。導波路中心から間隔のおかれた少なくとも１つのセグメントは負の相対屈折率を有している。 SUMMARY A dispersion-compensated single-mode optical fiber designed to change the wavelength window of operation of a link from 1310 nm to 1550 nm is described. The dispersion compensating optical waveguide fiber is characterized by a core glass region refractive index profile consisting of at least three segments. The segment at the center of the waveguide has a positive refractive index distribution. At least one segment spaced from the waveguide center has a negative relative refractive index.

Description

【発明の詳細な説明】 分散補正単一モード導波路 発明の背景 本発明は、負の全分散が制御され、有効面積が比較的大きい単一モード光導波 路ファイバに関するものである。特に、単一モード導波路は、−100ｐｓ／ｎｍ −ｋｍ未満の全分散を有している。 いくつかの要因を組み合わせて、最も好ましくは光導波路ファイバを備えた通 信システムのために、1500ｎｍから1600ｎｍまでの波長範囲を作成している。こ れらの要因は： 1550ｎｍ辺りの波長窓における信頼できるレーザの有効性； 1530ｎｍから1570ｎｍまでの波長範囲に最適利得曲線を有する光ファイバ増幅 器の発明； この波長範囲における信号の波長分割多重化できるシステムの有効性；および この波長範囲に亘り非常に小さい減衰を提供する低分散を有する導波路ファイ バの有効性である。 これらの技術の利点により、信号を電子的に再生したときに基地間の間隔が大 きく、情報速度が非常に速い多チャンネル通信システムが構築できる。 しかしながら、多くの通信システムの設備は、1550ｎｍを最も好ましい作動窓 とする技術的進歩に遅れをとっている。これらの初期のシステムは主に、1310ｎ ｍ辺りを中心とした波長範囲に亘り使用するために設計されていた。この設計は 、1310ｎｍ辺りの波長で作動するレーザおよび1310ｎｍ辺りにゼロ分散波長を有 する光導波路を備えている。これらのシステムにおいて、導波路ファイバは、13 10ｎｍ辺りに局所的な減衰最小を有しているが、1550ｎｍでの理論的最小は、13 10ｎｍでの最小の約半分である。 これらの昔のシステムを新しいレーザ、増幅器、および多重化技術に適合させ る計画が立てられてきた。米国特許第5,361,319号（Antos等）に開示され、その 中に記載された文献にさらに論じられているように、この計画の基本的な特徴は 、 各々の導波路ファイバリンク中に、1550ｎｍでのリンクの全分散を補正するある 長さの導波路ファイバを挿入することにより、比較的大きい全分散を克服するこ とである。ここで用いている「リンク」という用語は、信号発生源、すなわち、 送信機または電子信号再生機と、受信機または別の電子信号再生機との間の距離 に及ぶ長さの導波路ファイバとして定義されている。 Antos等の特許には、約−20ｐｓ／ｎｍ−ｋｍの1550ｎｍでの分散を提供する コア屈折率分布を有する分散補正導波路ファイバが説明されている。従来技術に 共通する分散符号の慣習は、より短い波長の光が導波路内でより速い速度を有す る場合、導波路分散は正であると言われることである。1310ｎｍ辺りにゼロ分散 波長を有する導波路ファイバの約1550ｎｍ辺りでの分散は約15ｐｓ／ｎｍ−ｋｍ であるので、1550ｎｍでの全分散を完全に補正するのに必要な分散補正導波路フ ァイバの長さは元のリンク長さの0.75である。したがって、例えば、50ｋｍの導 波路ファイバのリンクは、1550ｎｍで15ｐｓ／ｎｍ−ｋｍ×50ｋｍ＝750ｐｓ／ ｎｍの全分散を有する。この分散を効果的に相殺するためには、750ｐｓ／ｎｍ ÷20ｐｓ／ｎｍ−ｋｍ＝32.5ｋｍの長さの分散補正導波路ファイバが必要である 。 分散補正導波路によりリンクに導入される追加の減衰は、光増幅器により相殺 しなければならない。追加の電子再生機をリンク中に導入することは、費用の面 で効果的ではない。さらに、分散補正導波路ファイバの費用は、全導波路ファイ バの費用の大部分を占めている。必要とされる長い分散補正導波路は、広大な空 間を占めることもある環境的に安定なパッケージ中に形成しなければならない。 補正導波路ファイバの設計は通常、コア領域中により多くの屈折率改変ドーパ ントを有するので、減衰は、リンク内の標準的な導波路ファイバに対して一般的 に大きい。 おそらく改良レーザおよび光増幅器、並びに導波路分割多重化方式により形成 された大きい信号パワーレベルにより、リンク長さまたはデータ伝送速度が非線 形光効果により制限される可能性が高まる。これらの非線形効果の強い影響は、 ファイバの有効面積（Ａeff）を増大させることにより制限することができる。 有効面積は、Ａeff＝２Π（∫Ｅ2ｒdr）2／（∫Ｅ4ｒdr）であり、ここで、積分 範囲は０から∞までであり、Ｅは伝搬光に関連する電界である。非線形効果のた め の歪みは、数式Ｐｘｎ2Ａeffに依存し、ここで、Ｐは信号パワーであり、ｎ2は 、非線形屈折率定数である。したがって、分散補正導波路ファイバの設計におい て、補正ファイバのＡeffは、補正ファイバがリンク中で著しい非線形効果を生 じないように確実に十分に大きくするように注意しなければならない。補正ファ イバのＡeffがリンク中の元のファイバのものよりも小さい場合には、補正ファ イバを、信号パワーがより小さく、したがって、非線形効果が最小のリンク位置 に配置してもよい。また、多くのリンクにおいて、Ａeffが小さい補正ファイバ は、全体のリンク長さの一部であり、信号の非線形歪みに著しくは寄与しない。 したがって、 リンク長さの一部、例えば、15％未満である長さを有し、 補正導波路ファイバの減衰を単に相殺するための追加の信号増幅の必要をなく すほど十分に減衰が小さく、 補正導波路ファイバ中の非線形分散効果が制限要因とならないように十分に大 きい有効面積を有する 分散補正光導波路ファイバが必要とされている。定義 − 有効面積は、 Ａeff＝２Π（∫Ｅ2ｒdr）2／（∫Ｅ4ｒdr）であり、ここで、積分 範囲は０から∞までであり、Ｅは伝搬光に関連する電界である。 − 非線形識別要因は、等式 Ｇn1＝ｎ2／Ａeff（ｅｘｐ［Ｄ1×Ｌ1Ｄd／α］−１）／αにより定義され、こ こで、ｎ2は非線形屈折率係数であり、Ｄ1は1310ｎｍ辺りの作動に最適化された 波長部分の分散であり、Ｌ1はＤ1に対応する長さであり、Ｄdは分散補正ファイ バの分散であり、αは分散補正ファイバの減衰である。Ｇn1のこの式は、ベース となる定義Ｇn1〜ｎ2／Ａeff（有効長さ×出力パワー）に由来する。有効長さお よび出力パワーは、導波路ファイバの長さおよび減衰αに関して表現される。補 正導波路ファイバを、必要条件Ｄ1×Ｌ1＝Ｄd×Ｌdにより等式に挿入する。Ｇn1 は、システムの構造、増幅器の間隔、Ｄd／α、およびｎ2／Ａeffのようなシス テムの要因の組合せであるので、リンクの効率を評価するのに有用な量である。 発明の概要 ここに開示される本発明は、改良された分散補正導波路ファイバの必要条件を 満たすものである。分散補正導波路ファイバに独特に適する、Bhagavatulaの米 国特許第4,715,679号およびLiuの米国特許出願第08/378,780号に紹介された種類 の分割されたコア屈折率分布を発見した。 本発明の第１の形態は、中央コアガラス領域およびクラッドガラスの周囲層を 有する単一モード光導波路ファイバである。コアガラス領域は少なくとも３つの セグメントを有し、各々のセグメントは、屈折率分布、半径ｒ、およびΔ％によ り特徴付けられている。％屈折率デルタの定義は、 ％Δ＝［（ｎ1 2−ｎc 2）／２ｎ1 2］×100であり、ここで、ｎ1はコアの屈折率で あり、ｎcはクラッドの屈折率である。別記しない限り、ｎ1は、％Δにより特徴 付けられるコア領域内の最大屈折率である。各々のセグメントの半径は、導波路 ファイバの中心線から、この中心線から最も遠いセグメントの点まで測定された 長さである。セグメントの屈折率分布により、そのセグメントの半径点での屈折 率値が得られる。本発明のこの第１の形態において、第１のセグメントのデルタ パーセントであるΔ1％は正であり、少なくとも１つの他のセグメントのΔ％は 負である。セグメントの半径およびΔ％は、−150ｐｓ／ｎｍ−ｋｍ未満である1 550ｎｍでの負の全分散を提供するように選択される。 この第１の形態の実施の形態において、コアガラス領域は３つのセグメントを 有し、第２のセグメントが負のΔ％を有している。好ましい実施の形態は、第１ のセグメントで始まり、外側に向かって続いており、約１から1.5μｍ、5.5から 6.5μｍ、および８から9.5μｍの範囲にある半径を有するそれぞれのセグメント を有しており、それぞれのセグメントは、第１のセグメントから始まり、外側に 分かって続いており、約1.5から２％、−0.2から−0.5％、および0.2から0.5％ の範囲にあるΔ％を有して、1550ｎｍで、約30μｍ2以上の有効面積Ａeffを提供 する。60μｍ2より大きい有効面積を達成することができる。 この第１の形態の別の実施の形態において、コアガラス領域は４つのセグメン トを有し、第２と第４のセグメントが負のΔ％を有している。好ましい実施の形 態は、導波路中心で始まり、外側に向かって続いている、約１から２μｍ、６か ら８μｍ、９から11μｍ、および13から17μｍの範囲にあるそれぞれの半径を有 している。対応するセグメントのΔ％は、それぞれ、約１から２％、−0.2から −0.8％、0.4から0.6％、および−0.2から−0.8％の範囲にある。これらの好ま しいコア分布は、1550ｎｍで30μｍ2以上のＡeffを提供する。これらのコア分布 により提供される２から15ｐｓ／ｎｍ−ｋｍの分散傾斜は適当に小さい。 本発明のこの形態の別の実施の形態において、コアガラス領域は、導波路ファ イバの中心から始まる、１から４までの番号が付けられた４つのセグメントを有 している。セグメントの対応する相対的な屈折率パーセントは、Δ1％＞Δ3％＞ Δ4％＞Δ2％の順番であり、Δ2％が負である。それぞれのΔ％は、Δ1％に関し ては1.5から２％、Δ2％に関しては−0.2から−0.45％、Δ3％に関しては0.25か ら0.45％、およびΔ4％に関しては0.05から0.25％であり、これらのΔ％に関連 するそれぞれの半径は、ｒ1に関しては約0.75から1.5μｍ、ｒ2に関しては4.5か ら5.5μｍ、ｒ3に関しては７から８μｍ、そして９から12μｍである。この実施 の形態において、全分散傾斜は、1310ｎｍの窓において作動する元のリンクの導 波路ファイバの正の傾斜を相殺するように機能する負である。典型的に、全分散 の負の傾斜は、約−0.1から−5.0ｐｓ／ｎｍ2−ｋｍの範囲にある。 本発明の第２の形態は、1310ｎｍの窓で作動するように設計された第１の長さ の単一モードファイバおよびある長さの分散補正単一モード導波路ファイバから 作成された単一モード光導波路ファイバリンクである。分散補正ファイバの長さ と1550ｎｍでの全分散との積は、第１の長さの導波路ファイバの長さ倍の分散積 に代数的に加えられて、リンクに関する全分散の予め選択された値を得るように 選択される。予め選択された値は好ましくは、1550ｎｍでゼロとなり、この窓に 亘り最低の全分散を提供するように選択してもよい。４つの波の混合または自己 位相変調が1550ｎｍ窓の作動に関して予測された問題である場合には、1550ｎｍ での全分散は、小さい正の数となるように選択してもよい。 分散補正導波路ファイバの減衰は、減衰がリンクのデータ転送速度リミタとな らないように小さい値に保持される。さらに、Ａeffは、分散補正導波路ファイ バにより、著しい非線形分散効果が導入されないように、十分に大きい、少なく とも30μｍ2となるべきである。補正ファイバ全分散および減衰の比率は、Ａeff と ともに、従来技術で上述のごとく定義したようにＧn1と称される識別要因を示す 関数で組み合わされる。この要因は、非線形分散効果に関する補正導波路ファイ バの特徴の尺度である。 本発明のこの形態の実施の形態は、−150ｐｓ／ｎｍ−ｋｍ以下の全分散Ｄd、 Ａeff≧30μｍ2、およびＤd／α≧150ｐｓ／ｎｍ−ｄＢの大きさを有する分散補 正導波路ファイバを備えている。好ましい実施の形態において、Ｄd／αの大き さは、≧250ｐｓ／ｎｍ−ｄＢである。 補正ファイバの全分散は大きい負の数であるので、リンクに関して全分散の予 め選択された値に到達するのに必要な補正ファイバの長さは、一般的にリンクの 長さの15％未満であり、リンク長さの５％未満であってもよい。 本発明の第３の形態は、1310ｎｍ窓における作動のために元々設計されたリン ク内の分散を1550ｎｍで補正する単一モード光導波路を製造する方法にある。中 央コアガラス領域および周囲クラッドガラス層からなる延伸プレフォームは、従 来技術のいずれにより作成してもよい。これらの技術としては、内付けおよび外 付け化学的気相溶着、軸付け化学的気相溶着および従来技術におけるこれらの技 術の改良が挙げられる。このコアガラス領域は、本発明の第１の形態に記載され た特徴を有している。正の相対屈折率を有するコア領域を、シリカガラスマトリ クス中にゲルマニアのようなドーパントを用いて形成してもよい。負の相対屈折 率のコア領域を、フッ素のようなドーパントを用いて形成してもよい。 約100グラムより大きい延伸張力により、より低い張力で延伸された類似の導 波路ファイバよりも良好な全分散対減衰比が得られることが分かった。曲げによ る損失を制限するために、約125μｍより大きい外径が好ましい。外径の上限は 、コストおよび必要とされるケーブルサイズのような実用上の制限により設定さ れる。実用上の上限は、約170μｍである。 残留コーティング応力による減衰を制限するために、被覆導波路ファイバをス プール上にゆるく巻き付けて、熱処理してもよい。最も効果的に応力を解放する ために、スプールサイズは、約45ｃｍより大きいべきである。スプール上に導波 路ファイバを巻き付けるのに用いる巻付張力は、約20グラム未満である。好まし い巻付け法は、導波路ファイバを、スプールに巻き付ける直前にたるみ形状をと らせるものである。 高分子コーティングのガラス転移温度Ｔｇよりも少なくとも30℃高い温度で、 １から10時間に亘り続けられる熱処理が、試験に用いられる厚さおよびコーティ ングの種類に関して残留コーティング応力を解放するのに効果的であることが分 かった。約５時間の保持時間が、ここに記載される導波路ファイバの製造に用い られるＵＶ硬化アクリレートコーティングの約60μｍの厚さに効果的であること が分かった。 ここに記載されている熱処理方法は、光導波路ファイバの製造に使用するのに 適したいつくかの高分子コーティングの種類および厚さに適した温度および時間 制限を含むと考えられる。 図面の簡単な説明 図１は、新しいコア領域の屈折率分布を示している。 図２は、新しいコア領域の屈折率分布の特別な実施の形態である。 図３は、新しいコア分布の実施の形態を備えた延伸プレフォームについて行わ れた測定である。 図４ａは、全分散および減衰の比率に識別要因を関連させる一連の曲線である 。 図４ｂは、全分散および減衰の比率への、補正導波路ファイバにより導入され たシステム損失の依存性を示している。 発明の詳細な説明 特定の通信システムの必要条件に対するセグメントから構成されるコア導波路 ファイバの幅広い適用性は、セグメントからなるコアの概念により得られた適応 性に由来するものである。コアのセグメントの数は、コアの直径および導波路内 の光の伝搬に影響を与えうる最も狭いコアセグメントのみにより制限される。ま た、例えば、導波路の長軸の中心線に関する、コアセグメントの幅、配置、屈折 率分布、および相対的位置が、セグメントからなるコア導波路ファイバの特性に 影響を与える。セグメントの変更および組合せが多いことにより、セグメントか らなるコア設計の適応性が説明される。 ここに開示され記載された本発明により解決する課題は、システムをオーバー ホールせずに、1310ｎｍの窓で作動するように設計された通信システムを、1550 ｎｍ波長窓で作動するように改良することにある。この課題に対する解決は、容 易に通信リンク中に挿入でき、1550ｎｍ辺りの作動窓内で高データ転送速度を達 成する全分散特性、減衰、およびＡeffを有する分散補正導波路ファイバにある 。特に、補正ファイバは、リンクの1310ｎｍ部分の1550ｎｍ窓分散を実質的に相 殺する分散特性を有さなければならない。補正ファイバは、信号を再生する必要 なく、補正ファイバをリンク中に挿入できるのに十分に小さい減衰を有するべき である。ある場合には、信号の光増幅器を必要としてもよい。補正ファイバのＡeff は、補正ファイバが非線形効果に関するデータ転送速度制限部材とならない ように十分に大きくあるべきである。 これらの必要条件を満たす一般的なコア領域の屈折率分布が図１に示されてい る。４つのセグメント２，４，６および８がこの図に示されている。本発明のあ る実施の形態において、セグメント８は、クラッド10と屈折率が等しく、コアガ ラス領域が３つのセグメントを有している。本発明は、３または４のセグメント コア屈折率分布に制限されるものではない。しかしながら、製造コストの点で、 システムの必要条件を満たす最も単純な分布が好ましい。 点線７は、導波路ファイバの特性を実質的に変更せずにセグメントの屈折率分 布内に行える変更を示している。分布の角は丸くなっていてもよい。中心の分布 形状は、例えば、三角形または放物状となっていてもよい。１つのセグメントの みが、負のΔ％を有する必要がある。小さな分布の変更または摂動の強い影響の 別の記述はΔ％のベースでの幅であり、セグメントの外側半径は、導波路ファイ バの特徴を決定するのにより重要な要因である。 表１は、コアセグメントの配置およびΔ％に対する導波路ファイバの特性の感 受性を評価するために行われたコンピュータモデルの研究を示している。屈折率 １から５は、図１の４つのコア領域屈折率分布の説明にしたがっている。屈折率 分布６は、最後のセグメント８を除いて図１の特徴の全てを有する３つのセグメ ントの分布である。 この設計の利点のいくつかが表１に示されている。これらの特徴は、 − 研究した屈折率分布の全てに関して、大きいＡeffとともに非常に大きい 負の分散が達成されること； − カットオフ波長が、セグメントのパラメータの変化に対して比較的感受性 が小さいこと； − セグメント２の半径を減少させることが、全分散傾斜を減少させるのに効 果的であること；および − ３つのセグメントのコアが多くのシステム形状の必要条件を満たせること である。 また、システムに、より少量の負の全分散が必要とされる場合には、低下した 全分散傾斜を達成してもよい。 図２に示した新しい分布の実施の形態は再度、４つのセグメント、12，14，16 および18のコアガラス領域を示している。クラッドガラス層が構造20として示さ れている。この設計の主な特徴は：中心のセグメントの相対屈折率が図１の設計 と比較して大きく；１つのみ負の相対屈折率部分14が存在し；セグメント14，16 および18の半径が図１に示した設計に対して減少している。セグメントの位置を 導波路中心線に移動させる効果の１つは、Ａeffを減少させることにある。 コアガラス領域屈折率分布21の設計は、図２に示した設計に従うものである。 屈折率分布22および23は、セグメント18のΔ％がこれらの２つの場合においてゼ ロであることを除いて、図２の分布に類似している。表２は、分散補正導波路フ ァイバ内に負の全分散傾斜を生じるコア領域屈折率分布の特性を評価するコンピ ュータモデル研究の結果を示している。補正導波路ファイバ内の負の全分散傾斜 は、リンクの残りの例の傾斜の少なくとも一部を相殺するように機能し、それに よって、1550ｎｍの作動窓の波長に亘りリンク分散傾斜を低下させる。表２のデ ータは、負の分散傾斜が達成されたときにＡeffが小さいことを示している。し たがって、この補正導波路の設計は、短い長さの補正ファイバのみが必要とされ る場合、または信号パワー密度が低いリンクの部分のような、非線形分散効果が 重要ではない場合に使用すべきである。 実施例 − 大きいＤd／αを有する３セグメント分布 図３に示したような３セグメントコアガラス領域の屈折率分布を有する光導波 路ファイバのプレフォームを調製した。中央セグメント22は、1.83のΔ％を有し た。セグメント24は、−0.32％の負のΔ％を有した。セグメント26は、0.32％の 相対的屈折率を有した。セグメントの半径を、横軸からミリメートルで読んで、 155μｍであった最後の導波路ファイバの外径を用いて導波路ファイバの相当値 に変換してもよい。延伸張力は、平均で200グラムであった。得られた導波路フ ァイバを直径46ｍｍのスプールにゆるく巻き付けて、50℃で約10時間に亘りアニ ールした。 全分散は−214ｐｓ／ｎｍ−ｋｍであり、減衰は0.6ｄＢ／ｋｍであり、356ｐ ｓ／ｎｍ−ｄＢのＤd／αを生じた。有効面積は50μｍ2であった。好ましくは、 このコア形状を有する導波路の分散傾斜は、−２から＋２ｐｓ／ｎｍ2−ｋｍの 範囲にある。 図４ａにおいて、上述のように定義された非線形識別要因であるＧn1がＤd／ αに対してグラフ化されている。得られた一連の曲線32により、比率Ｄd／αで 与えられるシステムの性能を容易に予測できる。上述したＧn1の等式を参照する と、Ｄd／αが大きくなるにつれ、Ｇn1が小さくなることが明らかである。した がって、システムの観点からは、導波路ファイバの性能は、Ｄd／α比から推測 することができる。また、分散補正ファイバ内の減衰に対する分散の相殺は、図 ４ａのグラフから直接読み取ることができる。例えば、Ｇｎ１が約30未満である ときのみに特定のシステムが作動できるとすると、減衰が0.29ｄＢ／ｋｍと3.2 ｄＢ／ｋｍの間で変動するにつれて、補正ファイバの分散が−150と−400ｐｓ／ ｎｍ−ｋｍの間で変動することができる。 また、図４ｂに示したグラフを用いて、分散補正導波路ファイバの性能を評価 してもよい。ｙ軸は、分散補正導波路ファイバによりリンク中に導入された全損 失である。ｘ軸はＤd／α比である。1310ｎｍ窓の作動のために設計された元の システムが、100ｋｍの長さおよび17ｐｓ／ｎｍ−ｋｍの1550ｎｍでの分散を有 するとすると、曲線34が引ける。Ｄｄ／αが増加するにつれての寄与損失の大幅 の改良は、分散補正導波路ファイバの性能を評価するこの比率の値を説明するも ので ある。 本発明の特定の実施の形態をここに開示し記載したが、本発明の範囲は、以下 の請求の範囲のみにより限定される。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION                         Dispersion-corrected single-mode waveguide                                Background of the Invention   The present invention provides a single mode optical waveguide in which the total negative dispersion is controlled and the effective area is relatively large. Road fiber. In particular, single-mode waveguides have -100 ps / nm -Has a total variance of less than km.   A combination of several factors, most preferably a communication with optical waveguide fiber For communication systems, a wavelength range from 1500 nm to 1600 nm has been created. This These factors are:   Reliable laser effectiveness in wavelength window around 1550nm;   Optical fiber amplifier with optimal gain curve in wavelength range from 1530nm to 1570nm Vessel invention;   The effectiveness of systems capable of wavelength division multiplexing signals in this wavelength range; and   Waveguide fiber with low dispersion providing very little attenuation over this wavelength range The effectiveness of the ba.   The advantage of these techniques is that the spacing between the bases is large when the signal is reproduced electronically. Therefore, a multi-channel communication system having a very high information speed can be constructed.   However, many telecommunications systems require 1550 nm as the most favorable operating window. And lags behind technological advances. These early systems were mainly 1310n It was designed for use over a wavelength range centered around m. This design is Laser with wavelength around 1310 nm and zero dispersion wavelength around 1310 nm Optical waveguide. In these systems, the waveguide fiber is Although it has a local attenuation minimum around 10 nm, the theoretical minimum at 1550 nm is 13 It is about half the minimum at 10 nm.   Adapting these old systems to new laser, amplifier, and multiplexing technologies Plans have been made. No. 5,361,319 (Antos et al.) As further discussed in the literature cited therein, the basic features of this plan are , In each waveguide fiber link there is a correction for the total dispersion of the link at 1550nm Overcoming relatively large total dispersion by inserting a length of waveguide fiber And As used herein, the term "link" refers to the source of the signal, Distance between the transmitter or electronic signal reproducer and the receiver or another electronic signal reproducer Is defined as a waveguide fiber of up to   Antos et al. Provide a dispersion at 1550 nm of about -20 ps / nm-km A dispersion compensating waveguide fiber having a core index profile has been described. Conventional technology Common dispersion code convention is that shorter wavelength light has a higher velocity in the waveguide If so, the waveguide dispersion is said to be positive. Zero dispersion around 1310nm The dispersion of a waveguide fiber having a wavelength around 1550 nm is about 15 ps / nm-km. Therefore, the dispersion compensation waveguide required to completely compensate for the total dispersion at 1550 nm The fiber length is 0.75 of the original link length. Thus, for example, a 50 km run The link of the waveguide fiber is 15ps / nm-km x 50km = 750ps / at 1550nm. It has a total dispersion of nm. To effectively offset this dispersion, 750 ps / nm ÷ 20ps / nm-km = 32.5km length of dispersion compensating waveguide fiber is required .   Additional attenuation introduced into the link by the dispersion compensating waveguide is canceled by the optical amplifier Must. Introducing additional electronic regenerators during the link is costly Not effective. In addition, the cost of dispersion-compensating waveguide fiber is Make up the bulk of the cost of Ba. The required long dispersion compensating waveguide is It must be formed in an environmentally stable package, which can take up space.   The design of the compensating waveguide fiber usually requires more index-modifying dopants in the core region. The attenuation is typical for standard waveguide fibers in a link. Big.   Probably formed by improved laser and optical amplifier, and waveguide division multiplexing High signal power levels reduce link length or data rate The possibility of being limited by the shape light effect increases. The strong effects of these nonlinear effects are Effective area of fiber (Aeff) Can be limited. The effective area is Aeff= 2Π (∫ETwordr)Two/ (∫EFourrdr) where the integral The range is from 0 to ∞, where E is the electric field associated with the propagating light. Non-linear effects Me Is given by the equation PxnTwoAeffWhere P is the signal power and nTwoIs , The nonlinear refractive index constant. Therefore, in the design of dispersion compensating waveguide fiber, And the correction fiber AeffCorrective fiber creates significant nonlinear effects in the link Care must be taken to ensure that it is large enough not to buckle. Correction file Iva's AeffIs smaller than that of the original fiber in the link, The link position where the signal power is lower and therefore the nonlinear effect is minimal. May be arranged. Also, in many links, AeffSmall correction fiber Is part of the total link length and does not contribute significantly to the nonlinear distortion of the signal.   Therefore,   A portion of the link length, for example, having a length that is less than 15%;   Eliminates the need for additional signal amplification to simply offset the compensation waveguide fiber attenuation The attenuation is small enough   Large enough so that nonlinear dispersion effects in the compensating waveguide fiber are not the limiting factor. Has a large effective area There is a need for a dispersion-compensating optical waveguide fiber.Definition The effective area is             Aeff= 2Π (∫ETwordr)Two/ (∫EFourrdr) where the integral The range is from 0 to ∞, where E is the electric field associated with the propagating light. The non-linear discriminant is the equation Gn1= NTwo/ Aeff(Exp [D1× L1Dd/ Α] -1) / α. Where nTwoIs the nonlinear refractive index coefficient and D1Is optimized for operation around 1310nm The dispersion of the wavelength portion, L1Is D1And the length corresponding to DdIs the dispersion compensation file. Α is the attenuation of the dispersion compensating fiber. Gn1This formula is based on Definition G becomesn1~ NTwo/ Aeff(Effective length x output power). Effective length And output power are expressed in terms of waveguide fiber length and attenuation α. Supplement Positive waveguide fiber, required condition D1× L1= Dd× LdTo insert into the equation. Gn1 Is the system structure, amplifier spacing, Dd/ Α, and nTwo/ AeffCis like Since this is a combination of system factors, it is a useful quantity to evaluate link efficiency.                                Summary of the Invention   The invention disclosed herein addresses the requirements for an improved dispersion compensating waveguide fiber. To satisfy. Bhagavatula rice uniquely suited for dispersion-compensating waveguide fiber Type introduced in National Patent No. 4,715,679 and Liu's U.S. Patent Application No. 08 / 378,780 And found a split core refractive index distribution.   A first aspect of the present invention provides for a central core glass region and a surrounding layer of cladding glass. Having a single mode optical waveguide fiber. The core glass area has at least three Segments, each segment being defined by a refractive index profile, a radius r, and Δ%. Has been characterized. The definition of% refractive index delta is % Δ = [(n1 Two-Nc Two) / 2n1 Two] X 100, where n1Is the refractive index of the core Yes, ncIs the refractive index of the cladding. Unless otherwise specified, n1Is characterized by% Δ Is the maximum index of refraction in the core region to be applied. The radius of each segment is Measured from the fiber centerline to the point of the segment furthest from this centerline Length. Refraction at the radius point of the segment due to the refractive index distribution of the segment A rate value is obtained. In this first form of the invention, the delta of the first segment Δ is percent1% Is positive and Δ% of at least one other segment is Is negative. Segment radius and Δ% are less than -150 ps / nm-km1 It is chosen to provide a negative total dispersion at 550 nm.   In an embodiment of this first embodiment, the core glass region comprises three segments And the second segment has a negative Δ%. The preferred embodiment is the first Starting at the segment and continuing outward, from about 1 to 1.5 μm, from 5.5 6.5 μm and each segment having a radius in the range of 8 to 9.5 μm And each segment starts with the first segment and Apparently followed, about 1.5 to 2%, -0.2 to -0.5%, and 0.2 to 0.5% Approximately 30 μm at 1550 nm with Δ% in the rangeTwoEffective area A aboveeffProvide I do. 60 μmTwoLarger effective areas can be achieved.   In another embodiment of this first embodiment, the core glass region comprises four segments. And the second and fourth segments have negative Δ%. Preferred implementation The state starts at the center of the waveguide and continues outward, about 1-2 μm, 6 Have respective radii in the range of 8 μm, 9 to 11 μm, and 13 to 17 μm. doing. The Δ% of the corresponding segment is about 1-2% and -0.2, respectively. In the range of -0.8%, 0.4 to 0.6%, and -0.2 to -0.8%. These preferred New core distribution is 30μm at 1550nmTwoA aboveeffI will provide a. These core distributions The dispersion slope from 2 to 15 ps / nm-km provided by is suitably small.   In another embodiment of this aspect of the invention, the core glass region comprises a waveguide fiber. It has four segments, numbered from 1 to 4, starting from the center of Iva doing. The corresponding relative refractive index percentage of the segment is Δ1%> ΔThree%> ΔFour%> ΔTwo% Order, ΔTwo% Is negative. Each Δ% is Δ1% 1.5 to 2%, ΔTwo% Is -0.2 to -0.45%, ΔThree0.25 for% 0.45% and ΔFour% Is between 0.05 and 0.25%, related to these Δ% Each radius is r1About 0.75 to 1.5 μm, rTwoAbout 4.5 5.5 μm, rThree7 to 8 μm, and 9 to 12 μm. This implementation In the embodiment, the total dispersion slope is derived from the original link operating at 1310 nm window. Negative, which acts to offset the positive slope of the waveguide fiber. Typically, full dispersion Negative slope of about -0.1 to -5.0 ps / nmTwo-Km range.   A second aspect of the invention is a first length designed to operate with a 1310 nm window. Single-mode fiber and a length of dispersion-compensated single-mode waveguide fiber This is the created single mode optical waveguide fiber link. Length of dispersion compensating fiber And the total dispersion at 1550 nm is the dispersion product of the length of the first length waveguide fiber Algebraically to obtain a preselected value of the total variance for the link Selected. The preselected value will preferably be zero at 1550 nm and this window It may be selected to provide the lowest overall variance over time. A mixture of four waves or self If phase modulation is the expected problem for operation of the 1550 nm window, 1550 nm May be selected to be a small positive number.   The attenuation of the dispersion compensating waveguide fiber is such that the attenuation is the data rate limiter of the link. It is kept small so as not to Furthermore, AeffIs the dispersion compensation waveguide Large enough, small enough to avoid introducing significant nonlinear dispersion effects. Both 30μmTwoShould be. The correction fiber total dispersion and attenuation ratio is Aeff When In both cases, G is defined as described above in the prior art.n1Indicates the identification factor called Combined with functions. This factor is due to the correction waveguide fiber for nonlinear dispersion effects. It is a measure of the characteristics of the ba.   Embodiments of this aspect of the invention have a total dispersion D of -150 ps / nm-km or less.d, Aeff≧ 30μmTwo, And Dd/ Α ≧ 150 ps / nm-dB A positive waveguide fiber is provided. In a preferred embodiment, Dd/ Α size That is, ≧ 250 ps / nm-dB.   Since the total dispersion of the compensating fiber is a large negative number, the total dispersion estimate for the link is The length of the compensating fiber required to reach the selected value for Less than 15% of the length and may be less than 5% of the link length.   A third form of the invention is a phosphor lamp originally designed for operation in the 1310 nm window. A method for manufacturing a single-mode optical waveguide that corrects dispersion in a laser beam at 1550 nm. During ~ The stretched preform consisting of the central core glass area and the surrounding cladding glass layer It may be created by any of the conventional techniques. These technologies include internal and external Chemical vapor deposition, axial chemical vapor deposition and these techniques in the prior art. Improvements in the art. This core glass region is described in the first embodiment of the present invention. It has features. A core region having a positive relative refractive index is It may be formed by using a dopant such as germania in the mixture. Negative relative refraction The core region may be formed using a dopant such as fluorine.   Stretching tensions greater than about 100 grams will result in similar leads drawn at lower tensions. It has been found that a better overall dispersion to attenuation ratio can be obtained than with a waveguide fiber. By bending An outer diameter of greater than about 125 μm is preferred to limit the losses. The upper limit of the outer diameter is Set by practical limitations such as cost, and required cable size It is. The practical upper limit is about 170 μm.   To limit attenuation due to residual coating stress, coat the coated waveguide fiber. It may be loosely wound on a pool and heat-treated. Relieves stress most effectively To do so, the spool size should be larger than about 45 cm. Wave guide on spool The winding tension used to wind the path fiber is less than about 20 grams. Preferred The winding method takes a slack shape just before winding the waveguide fiber around the spool. It is what makes you.   At least 30 ° C. above the glass transition temperature Tg of the polymer coating, A heat treatment lasting 1 to 10 hours is used to test the thickness and coat Effective in relieving residual coating stress with respect to coating type. won. A retention time of about 5 hours was used in making the waveguide fibers described herein. Effective for about 60 μm thickness of UV cured acrylate coatings to be applied I understood.   The heat treatment method described here is suitable for use in the production of optical waveguide fibers. Suitable temperature and time for the type and thickness of the desired polymer coating It is considered to include restrictions.                             BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES   FIG. 1 shows the refractive index distribution of the new core region.   FIG. 2 is a special embodiment of the refractive index profile of the new core region.   FIG. 3 is performed on a stretched preform with a new core distribution embodiment. Measurement.   FIG. 4a is a series of curves relating discriminants to the ratio of total variance and attenuation. .   FIG. 4b shows the introduction of the compensation waveguide fiber to the ratio of total dispersion and attenuation. This shows the dependency of the system loss.                             Detailed description of the invention   Core waveguides composed of segments for specific communication system requirements The broad applicability of the fiber is based on the adaptation provided by the concept of a segmented core. It is derived from sex. The number of core segments depends on the core diameter and the waveguide Is limited only by the narrowest core segment that can affect the propagation of light. Ma Also, for example, the width, placement, and refraction of the core segment with respect to the centerline of the waveguide's long axis The rate distribution and relative position depend on the characteristics of the core waveguide fiber consisting of segments. Affect. Due to the large number of segment changes and combinations, The adaptability of the resulting core design is explained.   The problem to be solved by the invention disclosed and described here is that the system A communication system designed to operate with a 1310 nm window without holes It is to be modified to operate in the nm wavelength window. The solution to this challenge is Can be easily inserted into a communication link and achieves high data transfer rates within an operating window around 1550nm Total dispersion characteristics, attenuation and AeffIn a dispersion-compensating waveguide fiber with . In particular, the correction fiber substantially compensates for the 1550 nm window dispersion of the 1310 nm portion of the link. Must have a dispersing property to kill. Correction fiber needs to reproduce signal Should have a sufficiently low attenuation to allow insertion of the correction fiber into the link It is. In some cases, a signal optical amplifier may be required. Correction fiber Aeff Does not make correction fiber a data rate limiter for nonlinear effects Should be big enough.   A typical core region refractive index profile that meets these requirements is shown in FIG. You. Four segments 2, 4, 6, and 8 are shown in this figure. Of the present invention In one embodiment, the segment 8 has the same refractive index as the cladding 10 and The lath region has three segments. The present invention provides three or four segments It is not limited to the core refractive index distribution. However, in terms of manufacturing costs, The simplest distribution that meets the requirements of the system is preferred.   Dotted line 7 indicates the refractive index of the segment without substantially changing the characteristics of the waveguide fiber. 7 illustrates changes that can be made in the fabric. The corners of the distribution may be rounded. Center distribution The shape may be, for example, triangular or parabolic. Of one segment Only need to have a negative Δ%. Small distribution changes or strong effects of perturbations Another description is the width on a Δ% basis, where the outer radius of the segment is It is a more important factor in determining the characteristics of the base.   Table 1 shows the sensitivity of the waveguide fiber characteristics to the arrangement of the core segments and Δ%. Fig. 2 shows a computer model study performed to assess acceptability. Refractive index 1 to 5 follow the description of the four core region refractive index profiles of FIG. Refractive index Distribution 6 has three segments having all of the features of FIG. This is the distribution of the account.   Some of the advantages of this design are shown in Table 1. These features   A large A for all of the studied refractive index profiles;effVery large with A negative variance is achieved;   The cut-off wavelength is relatively sensitive to changes in the parameters of the segment Is small;   -Reducing the radius of segment 2 is effective in reducing the total dispersion slope. Fruitful; and   -The three segment cores can meet the requirements of many system geometries; It is.   Also, if the system required a smaller amount of negative total variance, A full dispersion slope may be achieved.   The embodiment of the new distribution shown in FIG. 2 again has four segments, 12, 14, 16 And 18 core glass regions. Clad glass layer shown as structure 20 Have been. The main features of this design are: The relative refractive index of the central segment is the design of Figure 1 Large compared to; there is only one negative relative refractive index portion 14; segments 14, 16 1 and 18 have been reduced for the design shown in FIG. Segment position One of the effects of moving to the waveguide centerline is that AeffIs to reduce.   The design of the core glass region refractive index distribution 21 follows the design shown in FIG. The refractive index profiles 22 and 23 show that the Δ% of the segment 18 is zero in these two cases. It is similar to the distribution of FIG. Table 2 shows the dispersion compensation waveguide Compiler to characterize core region refractive index profile that causes negative total dispersion slope in fiber This shows the results of a computer model study. Negative total dispersion slope in compensating waveguide fibers Works to offset at least part of the slope of the rest of the link, Thus, the link dispersion slope is reduced over the working window wavelength of 1550 nm. Table 2 Data is A when a negative dispersion slope is achieved.effIs small. I Thus, this compensation waveguide design requires only a short length of compensation fiber. Or a non-linear dispersion effect, such as in parts of the link where the signal power density is low. Should be used when not important. Example-Large Dd/ Segment distribution with / α   Optical waveguide having a three-segment core glass region refractive index distribution as shown in FIG. A preform of the road fiber was prepared. Central segment 22 has a Δ% of 1.83 Was. Segment 24 had a negative Δ% of −0.32%. Segment 26 is 0.32% It had a relative refractive index. Read the radius of the segment in millimeters from the horizontal axis, Using the outer diameter of the last waveguide fiber that was 155 μm, the equivalent value of the waveguide fiber May be converted to The stretching tension was on average 200 grams. The obtained waveguide Loosely wrap the fiber around a 46 mm diameter spool and allow it to cool at 50 ° C for about 10 hours. I did   Total dispersion is -214 ps / nm-km, attenuation is 0.6 dB / km, 356 p D in s / nm-dBd/ Α. Effective area is 50μmTwoMet. Preferably, The dispersion slope of the waveguide having this core shape is −2 to +2 ps / nm.Two-Km In range.   In FIG. 4a, the non-linear discriminant, G, defined aboven1Is Dd/ is plotted against α. From the series of curves 32 obtained, the ratio Dd/ Α The performance of a given system can be easily predicted. G mentioned aboven1Refer to the equation of And Dd/ Α increases, Gn1Is clearly smaller. did Thus, from a system perspective, the performance of a waveguide fiber isdEstimated from / α ratio can do. Also, the cancellation of the dispersion with respect to the attenuation in the dispersion compensating fiber is It can be read directly from the graph of 4a. For example, Gn1 is less than about 30 Assuming that a particular system can only work when the attenuation is 0.29 dB / km and 3.2 As it fluctuates between dB / km, the dispersion of the correction fiber becomes -150 and -400 ps / It can vary between nm-km.   In addition, the performance of the dispersion compensating waveguide fiber was evaluated using the graph shown in FIG. May be. The y-axis is the total loss introduced into the link by the dispersion compensating waveguide fiber Is lost. x axis is Dd/ Α ratio. Original designed for 1310nm window operation The system has a length of 100 km and a dispersion at 1550 nm of 17 ps / nm-km Then, the curve 34 can be drawn. Significant contribution loss as Dd / α increases Improvements also explain the value of this ratio, which evaluates the performance of dispersion-compensated waveguide fibers. Because is there.   While particular embodiments of the present invention have been disclosed and described herein, the scope of the present invention is as follows: Is limited only by the claims.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ホートフ，ダニエル ダブリュ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14870 ペインテッド ポスト フォックス レ ーン エクステンション 40 (72)発明者 ホルメス，ジー トーマス アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14870 ペインテッド ポスト オーヴァーブル ック ドライヴ 44 (72)発明者 リウ，ヤンミン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14845 ホースヘッズ グレンデイル ドライヴ 41────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (72) Inventors Khotov, Daniel W.             United States of America New York 14870               Painted Post Fox Les             Extension 40 (72) Inventors Hormes, G. Thomas             United States of America New York 14870               Painted postoverable             Dock Drive 44 (72) Inventor Liu, Yangmin             United States of America New York 14845               Horseheads Glendale Drive               41

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １．単一モード光導波路ファイバにおいて、 該導波路ファイバの長軸の中心線の周りに配置され、各々が屈折率分布を有 する少なくとも３つのセグメントからなり、第１のセグメントが、該導波路の中 心線を含むように配置され、該中心線から該中心線より最も遠くに位置する第１ のセグメントの点まで延在する半径ｒ1および相対屈折率パーセントΔ1％を有し 、互いに隣接したさらなるセグメントが、該第１のセグメントから放射状に外側 に延在し、前記中心線から該中心線より最も遠くに位置するｉ番目のセグメント の点まで延在するそれぞれの半径ｒiおよびｎがそのセグメントの数である相対 屈折率パーセントΔi％，ｉ＝２からｎを有するコアガラス領域と、 前記第１のセグメントが前記光導波路ファイバの長軸の周りに対称的に配置 され、Δ1％が正であり、 少なくとも１つのセグメントが負のΔi％を有し、 前記コアガラス領域の少なくとも一部の屈折率より小さい屈折率ｎcを有す る、該コアガラス領域を囲むクラッドガラス層とからなり、 それぞれの半径ｒ1およびｒi並びに相対屈折率パーセントΔ1％およびΔi％ が、約−150ｐｓ／ｎｍ−ｋｍ以下の1550ｎｍでの予め選択された負の全分散を 提供するように選択されることを特徴とする単一モード光導波路ファイバ。 ２．前記コアガラス領域が３つのセグメントを備え、第２のセグメントが負のΔ ％を有することを特徴とする請求の範囲１記載の単一モード光導波路ファイバ。 ３．前記第１のセグメントで始まり、外側に向かうそれぞれのセグメントが、約 １から1.5μｍ、5.5から6.5μｍ、および８から9.5μｍの範囲にある半径を有し 、該第１のセグメントで始まり、外側に向かう該それぞれのセグメントが、約1. 5から２％、−0.2から−0.5％、および0.2から0.5％の範囲にあるΔ％を有し、 約30μｍ2以上の1550ｎｍでの有効面積Ａeffを提供することを特徴とする請求の 範囲２記載の単一モード光導波路ファイバ。 ４．前期コアガラス領域が４つのセグメントを備え、該コアガラス領域の第２と 第４のセグメントの各々がそれぞれ負のΔ％を有することを特徴とする請求の 範囲１記載の単一モード光導波路ファイバ。 ５．前記第１のセグメントで始まり、外側に向かうそれぞれのセグメントが、約 １から２μｍ、６から８μｍ、９から11μｍ、および13から17μｍの範囲にある 半径を有し、該第１のセグメントで始まり、外側に向かう該それぞれのセグメン トが、約１から２％、−0.2から−0.8％、0.4から0.6％、および−0.2から−0.8 ％の範囲にあるΔ％を有し、約30μｍ2以上の1550ｎｍでの有効面積Ａeffを提供 することを特徴とする請求の範囲４記載の単一モード光導波路ファイバ。 ６．前期全分散傾斜が、約−２から15ｐｓ／ｎｍ2−ｋｍの範囲にあることを特 徴とする請求の範囲５記載の単一モード光導波路ファイバ。 ７．前期コアガラス領域が４つのセグメントを有し、該セグメントに、第１のセ グメントに関して１から始まるように１から４まで番号が付けられ、Δ1％＞Δ3 ％＞Δ4％＞Δ2％、Δ2％が負であることを特徴とする請求の範囲１記載の単一 モード光導波路ファイバ。 ８．前記第１のセグメントで始まるそれぞれのセグメントが、約0.75から1.5μ ｍ、4.5から5.5μｍ、７から８μｍ、および９から12μｍの範囲にある半径を有 し、該第１のセグメントで始まる該それぞれのセグメントが、約1.5から２％、 −0.2から−0.45％、0.25から0.45％、および0.05から0.25％の範囲にあるΔ％ を有し、負の全分散傾斜を提供することを特徴とする請求の範囲７記載の単一モ ード光導波路ファイバ。 ９．前記全分散傾斜が、−0.1から−5.0ｐｓ／ｎｍ2−ｋｍの範囲にあることを 特徴とする請求の範囲８記載の単一モード光導波路ファイバ。 10．前記クラッドガラス層が外径を有し、該外径が約125から170μｍの範囲にあ ることを特徴とする請求の範囲１記載の単一モード光導波路ファイバ。 11．単一モード光導波路ファイバリンクであって、 1310ｎｍ未満のカットオフ波長、1280ｎｍから1350ｎｍの範囲にあるゼロ分 散波長、および1550ｎｍでの全分散Ｄsmfを有する単一モード導波路ファイバの 第１の長さＬsmf、および 全分散Ｄdおよび減衰係数αｄＢ／ｋｍを有する単一モード導波路ファイバ の第２の長さＬdcを有し、 積Ｌsmf×Ｄsmfと積Ｌdc×Ｄdの代数和が予め選択された値と等しく、 比率Ｄd／αおよびＡeffが、前記単一モード導波路ファイバの第１の長さＬsmf に関する非線形認識要因以下の、前記導波路ファイバリンクに関する非線形 認識要因Ｇn1を提供するように選択されることを特徴とする単一モード光導波路 ファイバリンク。 12．前記代数和の予め選択された値が実質的にゼロであり、Ｄd≦−150ｐｓ／ｎ ｍ−ｋｍ、Ａeff≧30μｍ2、およびＤd／αの大きさ≧150ｐｓ／ｎｍ−ｄＢであ ることを特徴とする請求の範囲11記載の単一モード光導波路ファイバリンク。 13．前記Ｄd／αの大きさ≧250ｐｓ／ｎｍ−ｄＢであることを特徴とする請求の 範囲12記載の単一モード光導波路ファイバリンク。 14．前記単一モー光導波路ファイバの第２の長さが前記光導波路ファイバリンク の約15％未満であることを特徴とする請求の範囲11記載の単一モード光導波路フ ァイバリンク。 15．前記単一モード光導波路ファイバの第２の長さが前記光導波路ファイバリン クの約５％未満であることを特徴とする請求の範囲14記載の単一モード光導波路 ファイバリンク。 16．分散補正単一モード光導波路ファイバを製造する方法において、 コアガラス領域および周囲クラッド層を有する延伸プレフォームを形成し、 ここで、該コアガラス領域が、導波路ファイバの長軸の中心線の周りに配置され 、各々が屈折率分布を有する少なくとも３つのセグメントからなり、第１のセグ メントが、該導波路の中心線を含むように配置され、該中心線から該中心線より 最も遠くに位置する第１のセグメントの点まで延在する半径ｒ1および相対屈折 率パーセントΔ1％を有し、互いに隣接したさらなるセグメントが、該第１のセ グメントから放射状に外側に延在し、前記中心線から該中心線より最も遠くに位 置するｉ番目のセグメントの点まで延在するそれぞれの半径ｒiおよびｎがその セグメントの数である相対屈折率パーセントΔi％，ｉ＝２からｎを有し、 前記第１のセグメントが前記光導波路ファイバの長軸の周りに対称的に配置 され、Δ1％が正であり、 少なくとも１つのセグメントが負のΔi％を有し、 前記周囲クラッド層が、前記コアガラス領域を囲み、該コアガラス領域の少 なくとも一部の屈折率より小さい屈折率ｎcを有し、 それぞれの半径ｒ1およびｒi並びに相対屈折率パーセントΔ1％およびΔi％ が、約−150ｐｓ／ｎｍ−ｋｍ以下の1550ｎｍでの予め選択された負の全分散を 提供し、 前記プレフォームを、予め選択された外径を有する導波路ファイバに延伸し 、該延伸張力が約100グラム以上であり、 該導波路ファイバを少なくとも一層の高分子材料で被覆し、 該被覆導波路ファイバを熱処理して、コーティング内の残留応力を実質的に 除去する各工程からなることを特徴とする方法。 17．前記予め選択された導波路ファイバの外径が、約125μｍから170μｍの範囲 にあることを特徴とする請求の範囲16記載の方法。 18．前記熱処理工程が、 前記導波路ファイバを、少なくとも46ｃｍの直径を有するスプールに巻き付 け、該巻付張力が約20グラム以下であり、 該導波路ファイバを予め選択された温度にし、 該導波路ファイバを、１から10時間までの範囲にある期間に亘り該予め選択 された温度に保持する各工程を含むことを特徴とする請求の範囲16記載の方法。 19．前記予め選択された温度が、前記高分子コーティングのＴｇよりも少なくと も30℃高い温度にあることを特徴とする請求の範囲18記載の方法。[Claims] 1. In a single mode optical waveguide fiber,     The waveguide fibers are arranged around the centerline of the long axis, each having a refractive index profile. At least three segments, wherein a first segment is located within the waveguide. A first line located farthest from the center line and including the core line; Radius r extending to the point of the segment of1And relative refractive index percent Δ1Have% A further segment adjacent to one another radiating outwardly from the first segment And the i-th segment located furthest from the centerline from the centerline Each radius r extending to the pointiAnd relative where n is the number of the segment Refractive index percent Δi%, A core glass region having i = 2 to n;     The first segments are symmetrically disposed about a major axis of the optical waveguide fiber And Δ1% Is positive,     At least one segment is negative Δi%     Refractive index n smaller than the refractive index of at least a part of the core glass regioncHave A cladding glass layer surrounding the core glass region,     Each radius r1And riAnd relative refractive index percent Δ1% And Δi% Has a preselected negative total dispersion at 1550 nm of about -150 ps / nm-km or less. A single mode optical waveguide fiber characterized in that it is selected to provide. 2. The core glass region comprises three segments and the second segment has a negative Δ 2. The single mode optical waveguide fiber according to claim 1, wherein 3. Starting with the first segment, each outward segment is approximately Has a radius in the range of 1 to 1.5 μm, 5.5 to 6.5 μm, and 8 to 9.5 μm , Starting with the first segment and going outward, the respective segment is approximately 1. A Δ% ranging from 5 to 2%, -0.2 to -0.5%, and 0.2 to 0.5%; About 30μmTwoEffective area A at 1550 nmeffClaims characterized by providing 2. The single mode optical waveguide fiber according to range 2, 4. The core glass region has four segments, and the second and the core glass regions 4. The method of claim 1, wherein each of the fourth segments has a respective negative Δ%. 2. The single mode optical waveguide fiber according to range 1, 5. Starting with the first segment, each outward segment is approximately In the range of 1-2 μm, 6-8 μm, 9-11 μm, and 13-17 μm The respective segments having a radius and starting at the first segment and going outwards Are about 1 to 2%, -0.2 to -0.8%, 0.4 to 0.6%, and -0.2 to -0.8%. % In the range of about 30 μmTwoEffective area A at 1550 nmeffProvide The single-mode optical waveguide fiber according to claim 4, wherein: 6. The total dispersion slope in the previous period is about -2 to 15 ps / nmTwo-Km The single mode optical waveguide fiber according to claim 5, wherein 7. The core glass region has four segments, and the first segment Numbered from 1 to 4 starting from 1 for the1%> ΔThree %> ΔFour%> ΔTwo%, ΔTwo2. The single substance according to claim 1, wherein% is negative. Mode optical waveguide fiber. 8. Each segment beginning with the first segment is about 0.75 to 1.5 μm m, with radii ranging from 4.5 to 5.5 μm, 7 to 8 μm, and 9 to 12 μm. And wherein each of the segments beginning with the first segment is about 1.5 to 2%, Δ% in the range of −0.2 to −0.45%, 0.25 to 0.45%, and 0.05 to 0.25% And providing a negative total dispersion slope. Optical waveguide fiber. 9. The total dispersion slope is -0.1 to -5.0 ps / nmTwoIn the range of -km 9. The single mode optical waveguide fiber according to claim 8, wherein: Ten. The cladding glass layer has an outer diameter, and the outer diameter is in a range of about 125 to 170 μm. 2. The single-mode optical waveguide fiber according to claim 1, wherein: 11． A single mode optical waveguide fiber link,     Cutoff wavelength less than 1310nm, zero minutes in the range 1280nm to 1350nm Wavelength and total dispersion D at 1550 nmsmfOf single mode waveguide fiber with First length Lsmf,and     Total variance Dd-Mode waveguide fiber having low attenuation coefficient αdB / km The second length L ofdcHas,     Product Lsmf× DsmfAnd product Ldc× DdThe algebraic sum of is equal to the preselected value,     Ratio Dd/ Α and AeffIs the first length L of the single mode waveguide fibersmf Non-linearity pertaining to the waveguide fiber link below Recognition factor Gn1Single mode optical waveguide characterized by being selected to provide Fiber link. 12． The preselected value of the algebraic sum is substantially zero;d≤-150ps / n m-km, Aeff≧ 30μmTwo, And Dd/ Α size ≧ 150 ps / nm-dB 12. The single mode optical waveguide fiber link according to claim 11, wherein: 13. Said Dd/ Α magnitude ≧ 250 ps / nm-dB A single mode optical waveguide fiber link according to range 12. 14. A second length of the single-mode optical waveguide fiber is the optical waveguide fiber link; 12. The single mode optical waveguide of claim 11, wherein the single mode optical waveguide is less than about 15%. Fiberlink. 15． The second length of the single-mode optical waveguide fiber is the optical waveguide fiber ring. 15. The single mode optical waveguide of claim 14, wherein said single mode optical waveguide is less than about 5% of said optical fiber. Fiber link. 16． In a method of manufacturing a dispersion-corrected single-mode optical fiber,     Forming a stretched preform having a core glass region and a surrounding cladding layer, Here, the core glass region is arranged around a center line of a long axis of the waveguide fiber. , Comprising at least three segments, each having a refractive index profile, the first segment Is arranged to include the centerline of the waveguide, from the centerline to the centerline. Radius r extending to the point of the furthest first segment1And relative refraction Rate percent Δ1%, And further segments adjacent to each other Segment radially outward from the centerline and positioned furthest from the centerline. Each radius r extending to the point of the i-th segment to be placediAnd n Relative index percent Δ, which is the number of segmentsi%, I = 2 to n,     The first segments are symmetrically disposed about a major axis of the optical waveguide fiber And Δ1% Is positive,     At least one segment is negative Δi%     The peripheral cladding layer surrounds the core glass region and reduces the core glass region. Refractive index n smaller than at least some refractive indexescHas,     Each radius r1And riAnd relative refractive index percent Δ1% And Δi% Has a preselected negative total dispersion at 1550 nm of about -150 ps / nm-km or less. Offer to,     Stretching the preform into a waveguide fiber having a preselected outer diameter The stretching tension is about 100 grams or more,     Coating the waveguide fiber with at least one layer of a polymer material,     Heat treating the coated waveguide fiber to substantially reduce residual stress in the coating. A method comprising the steps of removing. 17． The outer diameter of the preselected waveguide fiber is in a range of about 125 μm to 170 μm. 17. The method according to claim 16, wherein the method comprises: 18． The heat treatment step,     Wrapping the waveguide fiber around a spool having a diameter of at least 46 cm The winding tension is about 20 grams or less;     Bringing the waveguide fiber to a preselected temperature;     Preselecting the waveguide fiber for a period ranging from 1 to 10 hours 17. The method according to claim 16, comprising the steps of maintaining the temperature at a predetermined temperature. 19. The preselected temperature is less than the Tg of the polymer coating. 19. The method of claim 18, wherein the temperature is also 30 ° C higher.
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