JPS58104040A - 単一モード光導波路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光エネルギを単一モードで伝送するための光導
波路ファイバに関する。

単一モード光導波路ファイバは、波長１３００ｎｍおよ
び１５５０ｎｍにおける伝送損失がそれぞれ０．５　ｄ
Ｂ／Ａｎおよび０．２　ｄＢ／ｂＩＬになるまでに発達
してきた。これら光導波路ファイバの低損失特性および
広帯域幅特性は一般に単一モードファイバによって得ら
れるが故に、これら光導波路ファイバは有能な長距離伝
送線として魅力的なものである。しかしながら、これら
光導波路ファイバのきわめて広帯域な特性は、ＨＥ、、
モードの全分散り、が動作波長においてゼロかまたはで
きうる限りゼロに近くなるように理想的に設計された場
合にのみ達成しう′る。

単一モード導波路における全文数は材料分散視および導
波路分散Ｄｗによって支配される。与えられたファイバ
組成における材料分散は波長の関数として変化する。例
えばシリカを高度に含有するファイバにおける波長対材
料分散曲線は、１２８０ｎｍの波長において分散ゼロの
点を通る。単一モードファイバは、材料益省曲線が分散
ゼ・の点を通る波長より高いいかなる周波数範囲におい
ても、全分散がゼロを示すように設計しうる。これは導
波路分散を、低ファイバ損失および／または光源の利用
度という点から選択されたある特定の周波数における材
料分散に釣合うようにし向けることにより達成しつる。

コアの半径ａ、ココア屈折率分布またはコア・クラッド
間の相対屈折率差Δを゛　変えることにより導波路分散
をそのようにし向けることができる。ここで△は、ｎｌ
をコアの最大屈折率、ｎ２をクラッド層の屈折率とする
とき、Δ”　（Ｊ−ｎ２　）　／　２　ｎｌ　　として
定義される。セＯ分散の波長を求める技法は、ザ　ペル
システムテクニカル　ジャーナル（Ｔｈｅ　Ｂｅ１ｌ　
ＳｙａｔｅｍＴｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ　）
第６０巻、５号、１９８１年５−６月号、５８３〜５９
３頁に記載されたニー・シー・ペイク（Ｕ、　Ｃ，Ｐａ
ｅｋ　）ほかによる「α乗゛分布を有する無分散単−モ
ード光導波路」 （Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｌｅｓｓ　Ｓｉｎｇｌｅ−Ｍｏ
ｄｅ　ＬｉｇｈｔＧｕｉｄｅｓ　Ｗｉｔｈ　、（Ｉ　Ｉ
ｎｄｅｘ　Ｐｒｏｆｉｌｅｓ　）と題する論文およ・□
びエレクトロニクス　レタース（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ
ｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ　）、第１５巻、１２号、１９７９
年６月７日、１３４〜１３５頁に記載されたエル・ノー
・ニーエン（Ｌ−Ｇ、　Ｃｏｈｅｎ　）　？１かにょる
「単一モードファイバのゼロ色分散を１．５〜１．６μ
ｍの低損失スペクトル範囲内に入れこむ方法」（Ｔａｉ
ｌｏｒｉｎｇ　Ｚｅｒｏ　Ｃｈｒｏｍａｔｉｃ　Ｄｉｓ
ｐｒｅｓｉｏｎ　Ｉｎｔ。

Ｔｈｅ　１．５−１．６／Ｊ？Ｆ！　Ｌｏｗ−Ｌｏｓｓ
　５ｐｅｃｔｒａｌ　Ｒｅｇｉｏｎｏｆ　Ｓｉｎｇｌｅ
−Ｍｏｄｅ　Ｆｉｂｅｒｓ　）と題する論文に示されて
いる。

上述のペイクほかおよびニーエンほかの論文中に示され
ているのは、結局ゼロ分散周波数を求めることであると
′いえるが、しかしこれらは逆に他のノやラメータに影
響を及ぼしている。最小の損失を達成するためには、接
−合損失および微小屈曲損失をそれぞれ決定するスポッ
ト　サイズ（ＳｐｏｔＳｉｚｅ）Ｗｏおよび比Ｗ。／ａ
のような／ぐラメータ□を最適化することが必要である
。また、△が約０．３％である段階状屈折率分布を有す
る単一モード導波路に関する研究によって、このような
Δの値は、微小屈曲損失が関係する限りにおして低過ぎ
る可能性があることがわかった。コアが段階状またはα
乗屈折率分布を有し、Δが約０．３チよシ大きい値を有
する従来の光ファイバにおいては、１３８０　ｎｍにお
いて最大となるＯＨ吸収による損失を減少させるために
光源の波長が約１３００　ｎｍに選ばれた場合、ゼロ分
散波長λ。をレーザー源の波長にきわめて近づける、す
なわちＳｎｍ以内に近づけるという要求を満足すること
は困難であった。

ベイクほかの論文には、波長が長くなるにつれて、導波
路の半径を小さくしなければならず、かつよシ長い波長
においては、材料分散の大部分を導波路分散によって補
正しなければならないことが示されている。このことは
、導波路が材料分散ゼロにおいて動作する゛ように設計
された場合よりも、導波路の７４ラ−メータにおいて、
より精密さが要求されることを意味する。もし材料損失
とｐ釣合いをとるために導波路の半径を小さくすれば、
微小屈曲損失が許容限界を超えてしまう。

米国特許第３９９７２４１号公報に記載されているＷ形
導波路は、導波路分散を変えるために変えうる附加的パ
ラメータ、を提示している。この光ファイバは、比較的
低い屈折率ｑｎ１　、を有する内側りラッド層と中間的
な屈折率Ｐｎ＋を有する外側クラッド層とによって被わ
れた一様かつ比較的高い屈折率ｎ、を有するコアを備え
ている。このような設計はｖｃを３．８３２７として算
出される値にまで増大する結果をもたらすので、従来の
階段状屈折率分布を有する光導波路ファイバに許容され
ているよりも大きな半径を有するコアを通って光が単一
モードで伝播されるのを可能にする。規格化された周波
数Ｖは次式であられされる。

Ｖｃは周波数Ｖの単一モード遮断周波数をあられす。ま
た、上述の米国特許第３９９７２４１号公報には屈曲損
失を減少させた光導波路ファイバが示されている。この
光導波路ファイバによれば、全分散を広い波長範囲に亘
ってギロまたはゼロに近護１’、ｉ い値にすることが可能であるが、かかる広帯域動作を得
るために、中間層の屈折率ｑｎ１を比較的低くしなけれ
ばならず、また外側クラッド層の屈折率ｐｎ１をコアの
屈折率に比較的近接したものにしなければならない。前
記米国特許公報では、（ｎ−ｐｎ　）／　（ｎ−ｑｎ　
）を０．１よシ小にしなければならないことを示してい
る。このように小さい（ｎ　Ｐｎ）／（ｎ−ｑｎ）の値
は、製造上の許容誤差をきわどいものにし、１つの層の
屈折率の僅かな変化が導波路分散曲線の勾配に多大な影
響を与える。この導波路分散曲線の勾配がその設計値か
ら変化すると、それに応じて低分散動作が可能な波長範
囲の幅が狭くなる。

前述の米国特許公報には、それ以下の周波数では単一モ
ードの伝播が存在しないより低い規格化された周波数ｖ
１′の値を有する光導波路コアイノくが示されている。

該公報の第２図に示されているように、単一モード伝播
は、規格化された周波数ｖ１′とｖ２′との間で起生ず
る。かくて、外側クラッド層の屈折率ｐｎ１が（ｎ−ｐ
ｎ　）／　（ｎ−ｑｎ　）の好ま□。

しい関係を満足するように高められるのにつれて、単一
モード動作を実現するＶの値の範囲が小さくなり、製造
上の許容誤差はさらに敏感となる。

そこで本発明の１つの目的は、広い波長帯域において低
い分散特性を有しかつ従来の光導波路ファイバにおける
上述した制約を伴なわない単一モード光導波路ファイバ
を提供することにある。

本発明の他の目的は、比較的大径のコアを有しかつ微小
屈曲に基づく損失が比較的低い単一モード光導波路ファ
イバを提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、最小のモード遮断をも伴な
うことなしに広い波長範囲に亘って最低の分散特性を有
する単一モード光導波路７アイノくを提供することにあ
る。

本発明による光導波路コアイノくは、最大屈折率ｎ１を
有する透光性材料よりなるコアと、屈折率ｎ、よりも低
い屈折率ｎ２　ｋ有してコアの外周１を被う透光性材料
よりなるクラッド層とをもって構成されている。本発明
は、上記構成において、コアが屈折率の低められた領域
を有することを特徴とする。この屈折率の低められた領
域の内側の半径はゼロより大きく、かつこの領域の外側
の半径はコアの半径よりも小となされている。

以下図面を参照して本発明による先導波路ファイバノ実
施例について説明しよう。

第１図は本発明による光導波路コアイノくの断面図を示
し、コアは、低められた屈折率ｎ、を有する領域１４に
よって隔離された内側領域１０および外側領域１２を備
えている。本発明の要件を満足する種々の屈折率分布の
うちの１つは第２図に示されている。第２図において、
コアの内側領域１９ａおよび外側領域１９ｂの屈折率は
ともにｎｌである。これ°ら２つのコア領域１０および
１２の屈折率が等しいものであっても、それらは別個の
組成によって形成しうる。コアは屈折率ｎ２を有するク
ラッド層１６により被われている。クラッド層は実線２
０で示されている屈折率の低められた部分または破線２
１で示されている屈折率の低められない部分を有しうる
。屈折率ｎ５は線２２で示されているようにｎ２より低
いものとなしうるが、ｎ２と等しいかまたはｎ２より高
いものともなしうる。屈折率を低める効果は、光導波路
ファイバの光エネルギ伝播特性を修正して所望の波長・
導波路分散関係が得られることである。もしも（ｎ１ｎ
２）／（ｎ＋　　ｎ３）の値が０．１のように小さいと
上述の効果は得られても製造上の許容誤差がきわどいも
のとなる。このように、（ｎｌ　　ｎ２）／（ｎ、ｎ３
）が０．１のように小さい場合、現時点で適用される製
造工程および光導波路ファイバの組成をもってしては、
光ファイバの物理的特性の僅かな変化によって導波路分
散特性の多大な変化を生じる欠点がある。しかしながら
この比（ｎｌ−ｎ２）／（ｎ、ｎ３）が２ぐらいかそれ
よシ大きい場合には、本発明による効果を奏することが
できない。

したがって、（ｎ、ｎ２）／（ｎｌ−ｎ３）Ｉ／′ｉ２
以下とされなければならない。

第２図に示されたコアの屈折率分布は階段状屈折率分布
であるが、α乗分布を含む他の形式の屈折率分布も適用
しうる。ここで「α乗分布」とは、光導波路ファイバの
軸線上における屈折率をｎ。

′“・・：・・ とするとき、コアの屈折率ｎ　（ｒ）が式　ｎ（ｒ）　
＝ｎｏ　（１−Δ（ｒ／ａ　）ａ）によって決定される
ものであることを意味する。第６図における曲線２４は
α＝２の場合のα乗分布をあらゎす。クラッド層の屈折
率は、実線２６で示されているように、コアの外縁と等
しい値かまたは破線２８で示されているようにコアの外
縁より低いものとなしうる。

屈折率の低められた領域を有するコアの屈折率分布形状
は、光導波路ファイバの光伝播特性に対する影響を考え
て変えつる。第３図のコアの屈折率分布において、もっ
とも屈折率の低い部分が３０で示されているように平で
ある代りに、その屈折率の低められた部分に丸味がつい
ていてもまたは破線３２で示されているようにとがって
いてもよい。

屈折率の低められた領域の半径方向の位置、深さ１幅お
よび形状を制御することにより、光導波路の伝播特性を
単一モード系に課せられる異なる要求を満足するように
適切に変更しうる。例えば、コアの屈折率分布は一定で
あると仮定すれば、波長の異なる系にわいてゼロ分散動
作を達成するためには異なる形式の屈折率の低められた
部分が必要となる。

大幅に分散特性が異なる光導波路ファイバを製造するた
めに本発明を適用する場合の方法は以下の記載および第
４図に示されている。第４図におイテ、Ｖｄ２（Ｖｂ　
）　／ｄＶ２ノ値は比Ｖ／Ｖｃの関数としてプロットさ
れている。Ｖｄ２（Ｖｂ）／ｄＶ２の値は下式で示すよ
うに導波路分散ＤＷに関係している。

すなわち ここでＣは光の速度、λは光の波長、ｂは規格化された
伝播定数をそれぞれあられす。第４図のグラフＶＣよれ
ば、異なるコア屈折率分布における異なるＶの値におけ
る相対導波路分散を比較することができる。単一モード
動作は１．０より小さいＶ／Ｖｃの値において生じる。

微小屈曲損失を最小にするために、一般的に光導波路フ
ァイバを１．０の近傍の値のＶ／Ｖｃで動作させること
が望ましい。

しかして、光導波路ファイバを０．６以下の値のＶ／Ｖ
ｃで動作させることは一般的に望ましくない。

このような低い値ではコアの径が小さくなシがっ微小屈
曲損失が増大する傾向があシ、光導波路ファイバの特性
が製造上の変動に対してより敏感になる。

曲線４２および４４は、第２図に示された屈折率分布を
有するコアを備えた光導波路ファイバの代表的な導波路
分散特性を示し、両者は屈折率の低められた領域のパラ
メータを異にする。曲線４２で示される光導波路ファイ
バにおいては、ａｉ＝０．６４Ｌ　％　ｉｏ　＝０．９
　ａ　ｓ　　（ｎ、ｎ２　）　／　（ｎｌ　　ｎｓ　）
　＝０．７５である。曲線４４で示される光導波路ファ
イバにおいては、ａ・＝＝０．４ａ、ａｏ＝０．６５ａ
。

（ｎｌ　　ｎ２）／（ｎｌ　　ｎ３）＝０．７５である
。したがって曲線４２および４４で示されている光導波
路ファイバは、単にコアの屈折率の低められた領域の径
方向の位置と幅とが異っているに過ぎない。

曲線４２は、Ｖ／ＶｃをあられすＸ軸に、１に近いが１
より小さい値の点で交わっている。このことは、このよ
うな特性を有する光導波路ファイバが、ゼロまたはゼロ
よル僅か大きい材料分散を示す波長で有利に動作しうろ
ことを示しており、かかる動作波長は単一モード遮断周
波数に近接している゛。曲線４２の急勾配は、λ対ＤＷ
曲線がまた比較的急な正の勾配を有し、広帯域幅低損失
動作特性が得られることを示唆している。

曲線４４Ｆｉ、単一モード遮断周波数の近傍で動作して
いるのに、比較的多大な導波路分散を備えることが可能
な光導波路ファイバの代表例を示している。約１４００
ｎｍＫおけるＯＨ吸収のピークよりも高い周波数での材
料分散が比較的大きいために、曲線４４で示される光導
波路コアイノくにおいては、１４００　ｎｍより高い周
波数における材料分散に釣合い金とるために必要な導波
路分散を備えている。

曲１１１ｊ！４６はα＝１のコア屈折率分布を有する光
導波路ファイバの代表例であ不。こ１光導波路フアイバ
は、１．０に近いＶ／Ｖｃの値で動作しうるが、たとえ
同じＶの値で動作するとしても、曲線４４で示きれてい
る光導波路ツブ□才１：ｌ　；＜のような大きな材料分
散と釣合いをとることはできない。

第５図を参照する−と、曲線５０は、コアの内側領域お
よび外側領域が約３モルチのＧｅ　Ｏ２の添加されたシ
リカよりなる光導波路ファイバにおける材料分散を示し
ておシ、コアの屈折率の低められた領域は約１．７モル
チの弗素の添加されたシリカよりなり、クラッド層の屈
折率の低められた領域が約１．０モル−〇弗素の添加さ
れたシリカよりなる光導波路ファイバの材料分散をあら
れす。曲線５０′はコアの内側領域および外側領域が約
８モルチの弗素の添加されたシリカよシなること以外は
同様の光導波路ファイバの材料分散を示す、材料分散曲
線の形状とゼロと交叉する点とを知れば、上述した方法
によって、特定の波長における低分散動作を達成するた
めの特定のコア屈折率分布を第４図における種々の曲線
の中から選択することが可能である。例えば、もし１３
００　ｎｍの波長系、すなわち遮断波長λＣが約１２５
０　ｎｍの波長系で動作させようとすれば、１３００ｎ
ｍにおける材料・１ 分散が極めて小さいので＼、該波長における導波路分散
を可能なかぎり小さくしなければならない。

１３００　ｎｍ近傍の単一モード動作におけるｖｄ２（
ｖｂ）ｄｖ２ノ値は、ｖ／ｖｃの値’カＩ　Ｋ近イ（Ｄ
で、小さくしなければならない。本発明による屈折率の
低められた領域を有するコアを備えた光導波路ファイバ
の特性の１つをあられす曲線４２は、■／ｖｃの値が０
．９１の点でゼロとなっている。これは、このような光
導波路ファイバが１３００ｎｍにおける導波路分散に釣
合わすのに適していることを示している。

第５図は、第４図の曲＋１！４２で特性づけられている
屈折率の低められた領域を有するコアを備えた光導波路
ファイバが１３００ｎｍ附近の波長系において有利な理
由を示している。広い波長範囲に亘る低分散動作を得る
ためには、材料分散曲線５０のゼロ分散点の近傍に導波
路分散曲線のゼロ分散点がくるようにしなければならな
い。コアの屈折率の低められた領域の特性および△の値
を適切に選択することによって、材料分散を広い波長範
囲に亘って実質的に釣合わすことができる。

第５図の曲線５２および５４は、第４図の曲線４２によ
って特性づけられたコア屈折率分布を有する光導波路フ
ァイバの分散曲線である。クラッド層をシリカと仮定す
ると、曲線５２および５４におけるΔの値はそれぞれ１
．０チおよび１．３％である。材料分散は約１３００　
ｎｍにおいてゼロとなる。導波路分散ゼロの点は、光導
波路コアイノくのＶの値を適切に選ぶことによって１３
００ｎｍにおいて生じる。曲線５２および５４は、きわ
めて広い波長帯域に亘って材料分散と釣合いをとるべく
比較的急な勾配を示しているが、Δの値１．０％および
１．３％は成る系にとっては高過ぎるかも知れない。例
えば、Δの値を１．０％より大きくするために多量のコ
ア添加剤を必要とするので、現在使用されている材料を
もってしては損失が許容できない高い値に増大する。

曲線５６はΔが０．５チである第４図の曲線４２によっ
て特性づけられたコア屈折率分布を有する他の光導波路
ファイバの分散曲線である。より詳細に下記に述べられ
ているように、この光導波路ファイバは１３０５ｎｍの
ゼロ分散波長および１１２０ｎｍの遮断波長を示す。曲
線５６の勾配は曲線５４の勾配はど急でないから、曲線
５６で特性づけられる先導波路ファイバは曲、線５４の
もののような広い波長帯域に亘る低分散動作特性を備え
ることができない。しかしながら、曲線５６で示された
光導波路ファイバは、きわめて良好な分散特性のみなら
ず、その系におけるよシ低い減衰特性およびより大きい
コア径を実現しうる。

α＝１の屈折率分布を有する光導波路ファイバの導波路
分散をあられす曲線５８および６０は、比較の目的で示
したものである。曲線５８および６０であられされる光
導波路ファイバのΔの値はそれぞれ１．（ｌおよび１．
３％である。この形式の光導波路ファイバは、Δが許容
できない程低い場合にのみ導波路分散曲線においてゼロ
分散を示す。

第５図の材料分散曲線５０および５０′と全く等しい第
６図の曲線６４、および６４′は、約１５００ｎｍまた
はそれより長い波長におけるゼロ分散動作に対しては大
きな導波−損失を必要とする事実を示している。曲線７
０および７２は、α＝１の屈折率分布を有しかつΔの値
がそれぞれ１．０％および１．３％である先導波路ファ
イバをあられす。

曲線６６および６８は、第４図の曲線４４で特性づけら
れかつΔの値がそれぞれ１．０　％および１．３チであ
る光導波路ファイバのものである。曲線６６に示す先導
波路ファイバは約１５５０　ｎｍにおいてゼロ分散動作
をするであろう。もし曲線７０および７０′に示す型式
の光導波路ファイバが使用された場合は、そのΔの値を
１．３％以上にしなければならないので、１５５０　ｎ
ｍで動作する実際的な系を設計することは不可能なこと
がわかるであろう。

第４図〜第６図のグラフは当分野の技術者によって種々
の方法で作成子ることができる。光導波路ファイバの屈
折率分布の波動方程式は下記の刊行物、すなわち、アプ
ライド　オプティクス（Ａｐｐｌｉｅｄ　ｏｐｔｉｃ＋
ｉ　）第１６巻１９７７年、４８３〜４９３頁に記載、
おれたシー・イエ−（Ｃ，Ｙｅｈ　）ほかによる「半径
□方向に層を形成するファイバの伝播特性を算出するた
めの有効な方法Ｊ　（Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇｔｈｅ　Ｐｒ
ｏｐａｇａｔｉｏｎ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
　ｏｆ　ＲａｄｉａｌｌｙＳｔｒａｔｉｆｉｅｄ　Ｆｉ
ｂｅｒｓ　：　ａｎ　Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　Ｍｅｔｈｏ
ｄ　）および、アプライド　オプティクス　第１９巻１
９８０年、２００７〜２０１０頁に記載されたユに一ジ
ー・コーエン（Ｌ、　Ｇ、　Ｃｏｈｅｎ　）ほかによる
［単一モードファイバ分散特性における数値的予言と測
定との相関関係Ｊ　（Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　Ｂｅｔ
ｗｅｅｎＮｕｍｅｒｉｃａｌ　Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｓ
　ａｎｄ　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｏｆ　Ｓｉｎｇｌ
ｅ−Ｍｏｄｅ　Ｆｉｂｅｒ　ＤｉｓｐｅｒｓｉｏｎＣｈ
ａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　）における技法によって
解くことができる。また、光導波路ファイバは下記の刊
行物、すなわちアイ・イー・イー・イー　ジャーナル　
オブ　クワンタム　メカニクス（ＩＥＥＥＪｏｕｒｎａ
Ｌｏｆ　Ｑｕａｎｔｕｍ　Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　）、キ
ュー・イー　１４巻（ＱＥ−１４）、１９７８年８５５
頁に記載されたエル・ノー・コーエン（Ｌ−Ｇ、　Ｃｏ
ｈｅｎ　）ほかによる「近赤外線ファイバ　シーマン＼
　レーデを用いた一般的ファイバ光学測定システムＪ（
Ａｕｎｉｖｅｒｓａｌ　Ｆｉｂｅｒ　０ｐｔｉｃ　Ｍｅ
ａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄ　ｏｎ　
ａ　Ｎｅａｒ　ＩＲＦｉｂｅｒ　Ｒａｍａｎ　Ｌａ５ｅ
ｒ　）およびエレクトロニクス　レターズ（Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ　）第１４巻１９７８年１
７０〜１７２頁に記載されたシー・リン（Ｃ，Ｌｉｎ　
）ほかによる「ｒルマニウムおよび燐を添加されたシリ
カファイバのゼロ材料分散領域における・母ルス遅延測
定」（Ｐｕ１ａ　Ｄｅｌａｙ　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ
ｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｚｅｒｏ　−Ｍａｔｅｒｉａｌ　Ｄ
ｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　Ｒｅｇｉｏｎ　ｆｏｒ　Ｇｅｒｍ
ａｎｉｕｍａｎｄ　Ｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓ　Ｄｏｐｅ
ｄ　５ｉｌｉｃａ　Ｆｉｂｅｒｓ　）によって製造され
かつ分散を測定されつる。

上述したコア机折率分布を有する本発明による光導波路
ファイバは従来の気相沈積法により製造されうる。理論
的な実例、として、１３１５　ｎｍにおいて動作するよ
うに設計された光導波路ファイバの製造方法について説
明する。米国特許第４２１７０２７号公報に開示された
方法がこの場合に適用されつる。ノリ７オームを構成す
る多数の層に関して第１図および第２図を８照するが、
第１図はこのプリフォームから形成された光導波路ファ
イバの断面図であることに注目すべきである。溶融シリ
カチューブが外側クラッド層１８を形成する基体チュー
ブとして用いられる。層１８は屈折率ｎ２を有するクラ
ッド層の部分であるが、所定の値のΔを得るためにコア
に対しより低い添加剤濃度が要求されることにより、ク
ラッド層１８の屈折率より低い屈折率ｎ２を有する層１
６を設けることが望ましい。このことは材料分散を低め
る結果をもたらし、約１３１５ｎｍ　　に等しいかまた
はそれより低いλ。の値を得ることを容易にする。層１
６は約１モルチの弗素が添加されたシリカで形成しうる
。層１６の軟化点温度を低めるために、最高１モルチの
Ｐ２Ｏ５を加えることができ、それによって製造上の便
益が促進される。コアの外側領域１２は層１６の内周面
に約３モルチのＧｅ　Ｏ２を添加されたシリカの層を沈
積させることにより形成される。屈折率の低められた層
１４は約１．７モルチの弗素を添加されたシリカの層を
沈積することによって形成される。最終的にコアの内側
領域（中心領域）１０が約３モルチ、のＧｅ　０２を添
加さｔ、、、ッ１．ヵ。１□８６／並よ、工ゎ、・る。

このノリフオームは中心孔がつぶされかつ延伸されて、
以下の特性を有する光導波路ファイバとなる。コアの半
径は６．２μｍである。屈折率の低められた層１４の外
径は５．６μｍで、内径は３．６μｍである。屈折率の
低められたクラッド層１６は約１５μｍ　より太き５い
半径とされなければならない。屈折率ｎ１、ｎ２および
ｎ３はそれぞれ１．４６３．１．４５６および１．４５
０８である。規格化された遮ｍ１周波数ｖｃは約５．０
であり、遮断波長λ。は約１１１５ｎｍである。相対屈
折率差Δは０．５チである。スポットサイズＷ。は約３
．７μｍである。この光導波路ファイバの導波路分散特
性は第５図の曲線５６であられされている。６．２μｍ
のコア半径は、コアに屈折率の低められた領域を持たな
い階段状屈折率分布の光導波路ファイバにおけるコアの
半径の約２倍であることに注目すべきであ−・る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によ：る光導波路ファイバの断面図、第
２図および第３図：は本発明による光導波路ファイバに
おける屈折率分布を示す説明図、第４図はｖ／Ｖｃに対
スルｖｄ２ｖｂ／ｄｖ２ノ値’ｆｔ：　示ｔ　ｒラフ、
第５図および第６図は本発明による異なるコア屈折率分
布特性を有する２種類の光導波路ファイバの波長対分散
曲線である。 図において、１０はコアの内側領域、１２はコアの外側
領域、１４は屈折率の低められた領域、１６および１８
はクラッド層をそれぞれ示す。 特許出願人　　コーニング　グラス　ワークス代理人　
弁理士山元俊仁 ｌｖｃ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、最大屈折率ｎ、と半径ａとを有する透光性材料より
   なるコアと、前記屈折率ｎ１よりも低い屈折率ｎ２を有
   して前記コアの外周面を被う透光性材料よりなるクラッ
   ド層とをもって構成された光導波路ファイバにおいて、 前記コアは屈折率の低められた領域を有し、該領域の内
   側の半径＆ｉがゼロより大きく、かつ前記領域の外側の
   半径ａ　が前記コアの半径ａよりも小さいことを特徴と
   する光導波路ファイバ。 ２、特許請求の範囲第１項に記載された電導波路ファイ
   バにおいて、前記コアの前記屈折率の低められた領域に
   おける最小屈折率をｎ３とするとき、（ｎ＋　　ｎ２）
   ／（ｎｌ　　ｎ３）の値が２を超えないことを特徴とす
   る前記先導波路ファイバ。 ３、特許請求の範囲第２項に記載された光導波路ファイ
   バにおいて、前記コアは、半径ゼロとａ・との間の領域
   および半径ａ０とａとの間の領域において、はぼ一定の
   屈折率を有することを特徴とする前記光導波路ファイバ
   。 ４、特許請求の範囲第２項に記載された光導波路ファイ
   バにおいて、前記コアの前記屈折率の低められた領域よ
   り内側の領域および外側の領域における屈折率が半径方
   向に変化していることを特徴とする前記光導波路ファイ
   バ。 ６、特許請求の範囲第４項に記載された光導波路ファイ
   バにおいて、前記コアの前記屈折率の低められた領域よ
   り内側の領域および外側の領域における屈折率ｎ　（ｒ
   ）が、αをゼロと無限大との間の・ぐラメータとすると
   き、弐ｎ（ｒ）＝ｎ１（１−△（ｒ／ａ）“〕に従って
   変化していることを特徴とする前記光導波路ファイバ。