JPS62215207A - 広波長域低分散シングルモ−ドフアイバ - 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】 〔目　次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術（第９図〜第１２図） 発明が解決しようとする問題点 問題点を解決するための手段（第１図）作　用（第２図
） 実施例 （第１の実施例）（第３図、第４図） （第２の実施例）（第５図、第６図） （第３の実施例）（第７図、第８図） 発明の効果 〔概　要〕 コアを構成する最内層と、第２層と、第３Ｎと、クラッ
ドを構成する最外層とを内側から順次同心円状に多重に
構成するとともに、各層の屈１．″′ｌ率を段階的に変
化させて多重構造屈折率分布シングルモードファイバを
ＭＣＶＤ法によって形成し、最内層における第２Ｎと接
する部分の屈折率を半径にの増加する方向にゆるやかに
減少して第２層に接続するように変化させるとともに、
第２層、第３Ｎ、最外層の屈折率をそれぞれ一定とし、
最内層における最大屈折率の部分の屈折率と最外層の屈
折率との差および第３Ｎの屈折率と最外層の屈折率との
差をそれぞれ正の所定値とし、第２Ｎの屈折率と最外層
の屈折率との差を負の所定値とし、最内層の半径を所定
値とし、最内層の半径と第２層の半径との比および最内
層の半径と第３層の半径との比をそれぞれ所定値とする
ことによって、低分散となる範囲を広くするとともに、
基本モードにカットオフとなる領域を生じないようにし
て、曲げに対する損失を小さくする。さらにこの場合、
最内層の第２層と接する部分の屈折率が半径の増加する
方向にゆるやかに減少するので、この部分においてファ
イバ長手方向における屈折率のゆらぎが生じに＜＜、製
造上の原因に基づく損失増加および波長分散の劣化が防
止される。

〔産業上の利用分野〕

本発明は広波長域低分散シングルモードファイバに関し
、特に使用できる波長領域が十分広いとともに曲げによ
る損失が小さく、かつファイバの構造不完全に基づく損
失増加を生じない広波長域低分散シングルモードファイ
バに関するものである。

光通信においては、使用できる波長領域が広いことが必
要である。広波長域低分散シングルモードファイバは、
この目的に適合するものとして開発が進められているが
、使用できる波長領域がより広いとともに曲げによる損
失が小さく、かつ製造上の原因による構造不完全に基づ
く損失増加を生じないものが要望されている。

〔従来の技術〕

従来、広波長域低分散シングルモードファイバとして、
Ｗ型シングルモードファイバが提案されている。これは
第９図にその断面構造を示すようなものであって、コア
１１の屈折率をｎＩ、クラッド１２の屈折率をｎ２　（
ｎｌ＞ｎ２）としたとき、コア１１とクラッド１２の中
間に屈折率ｎ３　（ｎ３くｎ２）なる中間層１３を設け
たものである。この場合の遅延時間τの特性は各部の波
長に対する群圧折率の違いに基づいて、第１０図におい
て（ａｌに示すようなものとなる。すなわちコア１１の
部分の特性Ａとクラッド１２の部分の特性Ｂと中間Ｎ１
３の部分の特性Ｃとによって、ファイバの特性はＤで示
すように３次曲線の形状となる。なおＥば対照のために
、通常のシングルモードファイバの特性を示したもので
ある。これによって波長分散ｍは、同図（ｂｌにおいて
Ｆで示されるように２つの波長で０となる特性を示し、
Ｇで示す通常のシングルモードファイバの場合と比較し
て、広波長域低分散となる。

しかしながら第９図に示されたようなＷ型シングルモー
ドファイバは、使用領域が必ずしも十分広くないだけで
なく、ファイバに曲げを生じたときの放射損失が実用上
問題となる程大きいという問題がある。

これはＷ型シングルモードファイバの場合、第１０図＋
８）の遅延特性において破線で示すように短波長域に基
本モードにカットオフがあり、ある波長以上は伝送でき
なくなる性質があるが、曲げによってこの傾向が助長さ
れるためであると考えられる。

これに対して、第１１図に示すような４重構造を具える
ことによって、これらの問題点を解決した広波長域低分
散シングルモードファイバがある。

すなわちコアを構成する最内層２１と、第２層２２と、
第３層２３と、クラッドを構成する最外層２４とを内側
から順次同心円状に多重に構成するとともに、各層の屈
折率を段階的に変化させて多重構造屈折率分布シングル
モードファイバを構成し、最内層２１の屈折率と最外層
２４の屈折率との差および第３Ｎ２３の屈折率と最外層
２４の屈折率との差を正の所定値とし、第２屓２２の屈
折率と最外層２４の屈折率との差を負の所定値とし、最
内層２１の径を所定値とし、最内層２１の径と第２層２
２の径との比および最内層２１の径と第３層２３の径と
の比をそれぞれ所定値として、これら各部の屈折率と径
に適当な値を与えることによって、広い波長領域におい
て使用可能にするとともに曲げによる損失を小さくする
ことができる。

第１２図はこの場合の特性例を示し、最内層２１の特性
ａと、第２層２２の特性すと、第３層２３の特性Ｃと、
クラッドを構成する最外層１４の特性ｄとによって、フ
ァイバの遅延時間τの特性はｅで示すように４次曲線の
形状となる。これによって波長分散ｍば（ｂｌに示すよ
うに右上がりの特性となる。

これを第９図に示されたＷ型シングルモードファイバの
場合と比軸すると、低分散となる範囲が広いとともに、
カットオフとなる領域を生じないため、曲げによる損失
も小さくなる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第１１図に示された従来の広波長域低分散シングルモー
ドファイバは、第３Ｎ２３の部分の屈折率を高くするこ
とがその性能向上のために望ましい。

しかしながら最内層２１における第２層２２と接する部
分において、製造上の原因に基づく構造不完全を生じ、
この部分の屈折率にファイバの長手方向においてゆらぎ
を生じやすい。そのため第３層２３の存在による低分散
化の効果が減殺されるとともに、光損失が増加するとい
う問題があった。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理的構成を示している。

最大屈折率の部分の屈折率ｎｌを有する半径ｒ、の最内
層１と、屈折率ｎ２を有する半径ｒ２の第２Ｎ２と、屈
折率ｎ３を有する半径ｒ３の第３Ｎ３と、屈折率ｎ４を
有する半径ｒ４の最外層４とを順次同心円状に多重に構
成して、屈折率が段階的に変化する多重構造屈折率分布
シングルモードファイバをＭＣＶＤ法によって形成し、
最内層１における第２層２と接する部分の屈折率が半径
の増加する方向にゆるやかに減少して第２層２に接続す
るように変化するとともに、第２層２．第３Ｎ３．最外
層４の屈折率ｎ２　＋ｎ３＋　　ｎ４をそれぞれ半径方
向に一定とし、最内層１における最大屈折率の部分の屈
折率ｎ、とＮ最外層４の屈折率ｎ、との差Δ１を１．０
％〜１．１％とし、 第２層２の屈折率ｎ２と最外層４の屈折率ｎ４との差Δ
２を−０，３％〜−０，２％とし、第３層３の屈折率ｎ
３と最外層４の屈折率ｎ。

との差Δ３を０．２±０．０２％とし、最内層１の半径
ｒｌを３±０．３μｍとし、最内層１の半ｆ５Ｉ！ｒｔ
と第２層２の半径ｒ２との比を２．３とし 最内層１の半径ｒ、と第３Ｎ３の半径ｒ３との比を３と
する。

〔作　用〕

第２図は第１図に原理的構成を示す広波長域低分散シン
グルモードファイバにおける遅延特性ｆａｌと波長分散
（ｂｌとを示したものである。すなわち（ａｌに示すよ
うに、コアを構成する最内層１の特性ａと、第２Ｎの特
性すと、第３層の特性Ｃと、クラッドを構成する最外層
４の特性ｄとによって、ファイバの遅延時間τの特性ば
ｅで示ずように４次曲線の形状となり、波長分散ｍはｆ
ｂｌに示すように右上がりの特性となる。これによって
低分散となる範囲が広いとともに、短波長域において基
本モードにカットオフとなる領域を生じないため、曲げ
に対する損失も小さくなる。かつこの場合、最内層１の
第２屓２と接する部分の屈折率が半径の増加する方向に
ゆるやかに減少するので、この部分においてファイバ長
手方向における屈折率のゆらぎが生じにクク、製造上の
原因に基づく構造不完全が防止される。

〔実施例〕

（第１の実施例） 第３図は本発明の一実施例を示したものであって、第１
図におけると同一部分を同じ番号で示している。

本実施例における各部の半径は第３図に示されるように
、 ｒＩ＝３μｍ ｒ２＝６．９μｍ ｒ３＝９．１μｍ ｒ４−クラッド半径 である。また各部の屈折率差は、第４層の屈折率ｎ４（
石英）を基準として、 Δ、−１．０５％ Δ２−−０．３％ Δ３＝　　０．１９％ である。この場合の主要諸元は第１表に示すごとくであ
った。

第　　　１　　　表 本実施例による広波長域低分散シングルモードファイバ
の波長分散の一例は、第４図に示されるようなものであ
って、従来のシングルモードファイバの場合およびＷ型
シングルモードファイバの場合と比べて、十分良好であ
ることがわかる。

（第２の実施例） 第５図は本発明の他の実施例を示したものであって、１
．層μｍ帯を対象とするものであり、第１図におけると
同一部分を同じ番号で示している。

本実施例においては、各部の寸法および屈折率を第５図
に示すように３種類に変化させた場合を例示しており、
それぞれを■（大実線）、■（破線）、■（綿実線）で
区別して示すと、ｒｌ＝３．１μｍ　　■ −３，５μｍ　　■ ＝３．４μｍ　　■ ｒ２＝６．８μｍ　　■ −７，０μｍ　　■ ＝７．６μｍ　　■ ｒ３＝９．２μｍ　　■ −１１，２μｍ　　■ −１３，６４μｍ　　■ ｒ４−クラッド半径 である。

また各部の屈折率差は最外層の屈折率ｎ＋（石英）を基
準として、 Δｌ＝１．１％　　　■ −１，０％　　　■ −１，０２％　　　■ Δ２＝−０，３％　　　■ −−０，２％　　　■ ＝−０，１％　　　■ Δ３＝０．２％　　　の ＝　　０．２１％　　　■ ＝　　０．２２％　　　■ である。この場合の主要諸元は第１表に示すごとくであ
った。

第　　　２　　　表 本実施例による広波長域低分散シングルモードファイバ
の波長分散の一例は、第６図に示されるようなものであ
って、従来のシングルモードファイバの場合およびＷ型
シングルモードファイバの場合と比べて、十分良好であ
ることがわかる。

（第３の実施例） 第７図は本発明のさらに他の実施例を示したものであっ
て、１．３μｍ〜１．層μｍ帯を対象とし、第１図にお
けると同一部分を同じ番号で示している。

本実施例においては、各部の半径および屈折率を第７図
に示されるように、６種類に変化させた場合を例示して
おり、それぞれを■（３点鎖線）。

■（２点鎖線）、■（破線〉、■（実線）、■（点線）
、■（長破線）で区別して示すと、ｒｌ＝５．２μｍ　
　■ −４，７μｍ　　■ −４，３μｍ　　■ −４，０μｍ　　■ ＝３．７μｍ　　■ −３，５μｍ　　■ ｒ２＝７．２μｍ　　■〜■ ｒ　３−１２．０μｍ　　■〜■ ｒ４−クラッド半径 である。また各部の屈折率差は、クラッドの屈折率ｎ４
（石英）を基準として、 Δ、＝　　０．６２４％　　■ ＝　　　０．６７７　％　　　■ −〇、７３０　％　　　■ ＝　　０．７８３　％　　　■ ＝　　　０．８３６　％　　　■ ＝　　　０．８９０　％　　　■ Δ２＝−０，２５％　　　　■〜■ Δ３＝０．２％　　　　■〜■ である。この場合の主要諸元は第３表に示すごとくであ
った。

第　　　３　　　表 本実施例による広波長域低分散シングルモードファイバ
の波長分散の一例は、第８図に示されるようなものであ
って、従来のシングルモードファイバの場合およびＷ型
シングルモードファイバの場合と比べて、十分良好であ
ることがわかる。

これら各実施例においては、最内層１の第２層と接続す
る部分において、製造上の原因に基づく構造不完全を生
じ、この部分の屈折率にファイバの長手方向においてゆ
らぎを生じることがなく、従って光損失が増加すること
はなく、また第３層の部分の屈折率を高くしても波長分
散が劣化することはなかった。

またこれら各実施例において、最内層１の中心部分にお
いて屈折率の低下を生じている。これはＭＣＶＤ法によ
って製作されたプリフォームのコラプス工程時、加熱に
よって中心部の不純物が逸失するためであるが、これに
よって本発明の効果に影響を受けることはない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の広波長域低分散シングルモ
ードファイバは、 ■曲げ損失が小さい。

■広い波長領域（１，２μｍ〜１．７μｍ）で使用可能
である。

■製造上の原因に基づく損失増加および波長分散の劣化
が防止される。

ものであって、従来技術によるものと比べて格段に優れ
ている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理的構成を示す図、第２図は本発明
の広波長域低分散シングルモードファイバの特性を示す
図、 第３図は本発明の一実施例を示す図、 第４図は第３図の実施例におけ波長分散を示す図、 図、 図、 第９図はＷ型シングルモードファイバの構成を示す図、 第１０図はＷ型シングルモードファイバの特性の例を示
す図、 第１１図は従来の広波長域低分散シングルモードファイ
バの構成を示す図、 第１２図は第１１図の広波長域低分散シングルモードフ
ァイバの特性の例を示す図である。 １−最内層 ２−・第２層 ３・−第３層 ４−最外層 本発明の原理的構成を示す図 第　１　回− □５皮長久 本発明の広波綴尽分蚊シングルモートファイバの特性を
示す図□半径 本発明の一実施例の構５Ｉｉ′を示す図第３図 第３図の実施伊１におけ急波長分散を示す図２貧　　つ
　　　臼 第　４　図 本発明のさらに他の実施例を示す図 画　７　図 Ｗ型シングルモードファイバの構成を示す８第９図 □波長入 第７図の実施例における波長分飲を示す間第８図 腎２ Ｗ型シングルモードファイバの特性を示す間第１０日 図 わ １円

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 最内層（１）と、第２層（２）と、第３層（３）と、最
   外層（４）とが内側から順次同心円状に多重に構成され
   、各層の屈折率が段階的に変化する多重構造屈折率分布
   シングルモードファイバにおいて、 最内層（１）における第２層（２）と接する部分の屈折
   率が半径の増加する方向にゆるやかに減少して第２層に
   接続するように変化するとともに、最内層（１）におけ
   る最大屈折率の部分の屈折率と最外層（４）の屈折率と
   の差が１．０％〜１．１％であり、 第２層（２）の屈折率が半径方向に一定で最外層（４）
   の屈折率との差が−０．３％〜−０．２％であり、 第３層（３）の屈折率が半径方向に一定で最外層（４）
   の屈折率との差が０．２％±０．０２％であり、最外層
   （４）の屈折率が半径方向に一定であって、 最内層（１）の半径が３±０．３μｍであり、最内層（
   １）の半径と第２層（２）の半径との比が２．３であり
   、 最内層（１）の半径と第３層（３）の半径との比が３で
   あることを特徴とするＭＣＶＤ法によって作られた広波
   長域低分散シングルモードファイバ。