JPS6252509A - 広帯域光フアイバ - Google Patents
広帯域光フアイバInfo
- Publication number
- JPS6252509A JPS6252509A JP60192341A JP19234185A JPS6252509A JP S6252509 A JPS6252509 A JP S6252509A JP 60192341 A JP60192341 A JP 60192341A JP 19234185 A JP19234185 A JP 19234185A JP S6252509 A JPS6252509 A JP S6252509A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- intermediate layer
- refractive index
- optical fiber
- core part
- core
- Prior art date
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
本発明の広帯域光７アイパは、コア部とクラッド部の間
にクラッド部の屈折率よりも低い屈折率を有する中間層
を具えた光ファイバにおいて、クラッド部を構成するり
リカガラスに酸化ゲルマニウムＷ （Ｇｏｍｓ）または
五酸化リン（ＰＩＯｓ）のうち少なくとも１種類のもの
をドープしたものを用い、中間層を形成するシリカガラ
スにフッ素（Ｆ） ”ｔたはフッ素および五酸化リンの
うち少なくとも１種類をドープしたものを用い、コア部
Ｋ［化ゲルマニウム■をドープしたシリカガラスを用い
、コア部の外径２ａを７．４〜８．５μｍ。
にクラッド部の屈折率よりも低い屈折率を有する中間層
を具えた光ファイバにおいて、クラッド部を構成するり
リカガラスに酸化ゲルマニウムＷ （Ｇｏｍｓ）または
五酸化リン（ＰＩＯｓ）のうち少なくとも１種類のもの
をドープしたものを用い、中間層を形成するシリカガラ
スにフッ素（Ｆ） ”ｔたはフッ素および五酸化リンの
うち少なくとも１種類をドープしたものを用い、コア部
Ｋ［化ゲルマニウム■をドープしたシリカガラスを用い
、コア部の外径２ａを７．４〜８．５μｍ。
中間層の外径とコア部の外径の比ＨをＬ４６〜し６６
。
。
コア部の比屈折率差△をα２８〜０．３６％。
中間層の比屈折率差Δ１を０．４５〜０．６５％とする
ことｇ：よって、波長１．′５μ専と１．５５μ専の２
点（：おいて波長分散が零である単一モード党ファイバ
を実現した。
ことｇ：よって、波長１．′５μ専と１．５５μ専の２
点（：おいて波長分散が零である単一モード党ファイバ
を実現した。
本発明は広帯域光ファイバ（：係り、特に１．５μｍと
１．５５μｍの２つの波長の光Ｃ；対して分散を小さく
した単一モード元ファイバからなる広帯域光ファイバに
関するものである。
１．５５μｍの２つの波長の光Ｃ；対して分散を小さく
した単一モード元ファイバからなる広帯域光ファイバに
関するものである。
光ファイバは伝搬損失が小さいとともに分散も小さいこ
とが必要であり、単一モード光ファイバはこの目的に適
合したものであるが、さらにこれを広帯域化して波長１
．５μｍおよび１．５５μ簿の２点シ＝おいて、波長分
散が零である光ファイバを実現することが要望されてい
る。
とが必要であり、単一モード光ファイバはこの目的に適
合したものであるが、さらにこれを広帯域化して波長１
．５μｍおよび１．５５μ簿の２点シ＝おいて、波長分
散が零である光ファイバを実現することが要望されてい
る。
本発明はこのような目的に好適な、広帯域光ファイバを
提供しようとするものである。
提供しようとするものである。
〔従来の技術］
波長し３μｍとｔ５５μｍの光に対して零分散となる光
ファイバとしては、従来次の３種類のものが知られてい
る。すなわち （１）波長し６μｍ帯で零分散となるもの。
ファイバとしては、従来次の３種類のものが知られてい
る。すなわち （１）波長し６μｍ帯で零分散となるもの。
これは均一コアファイバで、コア径８μｍ。
比屈折率差０．３％とすることによって実現できること
が知られている。
が知られている。
（２）波長Ｌ５５μｍ帯で零分散となるもの。
これは均一コアファイバで、コア径ｉ５μｍ。
比屈折率差２．４％とすることによって実現できること
が知られている。
が知られている。
（３） 波長Ｌ５５μｍ付近で零分散となるもの。
これはＷ型７アイパとして、コア径５．０μｍ。
中間層外径とコア径との比ｔ４４．コア比屈折率差ｔＯ
Ｓ 、中間層比屈折率差−ｔＯＳとすることによって実
現できることが知られている。
Ｓ 、中間層比屈折率差−ｔＯＳとすることによって実
現できることが知られている。
ここでＷ型ファイバとは、第１図のような構造を有する
光７アイパであって、屈折率が高いコア部１と屈折率が
低いクラッド部３との間に、さらに屈折率の低い中間層
２を有し、全体としてＷ型の屈折率分布を有するものを
言う。なお通常クラッド部３の外層には、クラッド部よ
シ屈折率の低い純粋石英層４が設けられている。
光７アイパであって、屈折率が高いコア部１と屈折率が
低いクラッド部３との間に、さらに屈折率の低い中間層
２を有し、全体としてＷ型の屈折率分布を有するものを
言う。なお通常クラッド部３の外層には、クラッド部よ
シ屈折率の低い純粋石英層４が設けられている。
このように従来、波長し３μｍとＬ５５μｍとでそれぞ
れ分散零となる光７アイパは知られているが、ｔ３μｍ
と１５５μｍの２つの波長で同時に分散零となる光７ア
イバは実現された例がなく、従って広帯域に使用可能な
単一モード光ファイバは従来全く知られていなかった。
れ分散零となる光７アイパは知られているが、ｔ３μｍ
と１５５μｍの２つの波長で同時に分散零となる光７ア
イバは実現された例がなく、従って広帯域に使用可能な
単一モード光ファイバは従来全く知られていなかった。
Ｗ型ファイバにおいてはモードフィールド径ωは、次の
式を解くことによって近似的に求められる。
−１ Ｖ”（△ｉ（△ｔ−２Δ２）＊’ （△−△ｉ）ここ
でＶ＝ｋｎａ厄 Ｘ＝ω／２１ ａ：コア半径 に：波数であってに＝２π／λ；λは波長り二中間層の
幅であって、Ｈを中間層外径とコア径の比としたときｈ
＝（Ｈ−１）１の関係がある。
式を解くことによって近似的に求められる。
−１ Ｖ”（△ｉ（△ｔ−２Δ２）＊’ （△−△ｉ）ここ
でＶ＝ｋｎａ厄 Ｘ＝ω／２１ ａ：コア半径 に：波数であってに＝２π／λ；λは波長り二中間層の
幅であって、Ｈを中間層外径とコア径の比としたときｈ
＝（Ｈ−１）１の関係がある。
△：コアの比屈折率比であって
Δ＝ 、、１−、．１フ （θｎｏ）ｎｌはコアの屈
折率ｅ ｎ（ｌはクラッドの屈折率 Δ１：重量層の比屈折率比であって △ｌ＝％鷹Ｖ／（？’Ｎｎｏ） ｎｌは中間層の屈折率 また理論カットオフ波長λＣは次の関係によって求めら
れる。
折率ｅ ｎ（ｌはクラッドの屈折率 Δ１：重量層の比屈折率比であって △ｌ＝％鷹Ｖ／（？’Ｎｎｏ） ｎｌは中間層の屈折率 また理論カットオフ波長λＣは次の関係によって求めら
れる。
βｕ＝ｋｎ＊（ｔたはβｏ＋ ＝ ｋｎｌ ）ここでβ
１１は二次モードの伝搬定数 （β０１は基本モードの伝搬定数） また波長分散ｍは次の式によって記述される。
１１は二次モードの伝搬定数 （β０１は基本モードの伝搬定数） また波長分散ｍは次の式によって記述される。
ｍ ＝ −２ｘ ／λ＊Ｃ，，ｐβ７ ｄｋ”
−（１）ここでＣは真空中の光速度、βは基本モー
ドの伝搬定数であって、伝搬定数βは一般に波数にと屈
折率とから定まる。
−（１）ここでＣは真空中の光速度、βは基本モー
ドの伝搬定数であって、伝搬定数βは一般に波数にと屈
折率とから定まる。
（１）式の関係から一般に波長分散σは使用波長Ｗの関
数となり、 σ＝ｆ（ｗ） と記述することができる。いま波長し３μｍとｔ５５μ
ｍに対して波長分散零の光ファイバを実現しようとす′
るときは、 ０＝ｆ（Ｌ３） ・・・（２
）０＝ｆ（Ｌ５５ン
・・・（３）を満たす光７アイパのパラメ
ータを上述の関係から見出せばよい。本発明者はこれに
ついて数値計算を行って、＋２７ 、 （３）式を満た
す光７アイパのパラメータが次のようなものであること
を見出した。
数となり、 σ＝ｆ（ｗ） と記述することができる。いま波長し３μｍとｔ５５μ
ｍに対して波長分散零の光ファイバを実現しようとす′
るときは、 ０＝ｆ（Ｌ３） ・・・（２
）０＝ｆ（Ｌ５５ン
・・・（３）を満たす光７アイパのパラメ
ータを上述の関係から見出せばよい。本発明者はこれに
ついて数値計算を行って、＋２７ 、 （３）式を満た
す光７アイパのパラメータが次のようなものであること
を見出した。
ａ＝４．０μｍ
ｈ＝Ｌ６μｍ
Δ＝０．５％
△ｉ＝０．６％
本発明の広帯−光ファイバはこの事実に基づいて、！Ｊ
１図に示す構成を有するＷ形７アイパにおいて、クラッ
ド部（２）に酸化ゲルマニウムｍＶ（Ｇ・０雪）または
五酸化リン（Ｐｒｏｓ）のうち少なくとも１種類のもの
をドープしたシリカガラスを用い、中間層（３）にフッ
素（Ｆ） ｔたはフッ素および五酸化リンをドープした
シリカガラスを用い、コア部（１）に酸化ゲルマニウム
■をドープしたシリカガラスを用い、 コア部の外径を７．４〜８，５μｍ。
１図に示す構成を有するＷ形７アイパにおいて、クラッ
ド部（２）に酸化ゲルマニウムｍＶ（Ｇ・０雪）または
五酸化リン（Ｐｒｏｓ）のうち少なくとも１種類のもの
をドープしたシリカガラスを用い、中間層（３）にフッ
素（Ｆ） ｔたはフッ素および五酸化リンをドープした
シリカガラスを用い、コア部（１）に酸化ゲルマニウム
■をドープしたシリカガラスを用い、 コア部の外径を７．４〜８，５μｍ。
中間層の外径とコア部の外径の比をＬ４６〜Ｌ６６、コ
ア部の比屈折率差をα２８〜０．３６ ％ 。
ア部の比屈折率差をα２８〜０．３６ ％ 。
中間層の比屈折率差をα４５〜０．６５優としたもので
ある。
ある。
本発明の広帯域光７アイパでは、各パラメータを上述の
ように選ぶととｋよって、波長１３μｍと１５５μｍに
対して波長分教零とな夛、広帯域の光７アイパが実現さ
れる。
ように選ぶととｋよって、波長１３μｍと１５５μｍに
対して波長分教零とな夛、広帯域の光７アイパが実現さ
れる。
第１図に示された構造を有し、その７アイパパラメータ
が上述のように ａ＝４．０μｍ ｈ＝ し６ μｍ △＝０．３係 △ｉ＝０．６チ となるようなファイバを製造するには、中間層の比屈折
率△ｌの値が大きいため、クラッド層を純粋石英にし中
間層にこれにフッ素（Ｆ）をドープしただけのものを用
いたのでは、このΔｌ値を実現することができない。そ
こでクラッド層には、純粋石英に酸化ゲルマニウムｆＶ
（Ｇａｉｔ）または五酸化リン（ＰｘＯｉ）のうち少
なくとも１つをドープしたものを用いて△ｌを大きくす
る。
が上述のように ａ＝４．０μｍ ｈ＝ し６ μｍ △＝０．３係 △ｉ＝０．６チ となるようなファイバを製造するには、中間層の比屈折
率△ｌの値が大きいため、クラッド層を純粋石英にし中
間層にこれにフッ素（Ｆ）をドープしただけのものを用
いたのでは、このΔｌ値を実現することができない。そ
こでクラッド層には、純粋石英に酸化ゲルマニウムｆＶ
（Ｇａｉｔ）または五酸化リン（ＰｘＯｉ）のうち少
なくとも１つをドープしたものを用いて△ｌを大きくす
る。
本発明の広帯域光ファイバの製造工程としては、まず肉
付ＣＶＤ法によって純粋石英管の内面にクラッド層とな
るべき酸化ゲルマニウム■または五酸化リンをドープし
たシリカガラス層をデポジットする。次にその内面に中
間層となるべきフッ素をドープしたシリカガラスをデポ
ジットする。最後にコアとなるべき酸化ゲルマニウム■
をドープしたシリカガラスをデポジットしてプリフォー
ムを作製し、通常の方法で線引きを行って光ファイバを
製作する。
付ＣＶＤ法によって純粋石英管の内面にクラッド層とな
るべき酸化ゲルマニウム■または五酸化リンをドープし
たシリカガラス層をデポジットする。次にその内面に中
間層となるべきフッ素をドープしたシリカガラスをデポ
ジットする。最後にコアとなるべき酸化ゲルマニウム■
をドープしたシリカガラスをデポジットしてプリフォー
ムを作製し、通常の方法で線引きを行って光ファイバを
製作する。
第２図はこのようにして製作された光ファイバにシける
、各種パラメータ値の場合の波長分散を示したものであ
る。同図は＠−４．Ｑμｍ、△＝０．３係の場合に ■Ｈ＝Ｌ６．Δｉ＝α６俤、λｃ２−α８８μｍ■Ｈ＝
Ｌ５．Δｉ＝０．６％、λｃ２＝０８９μｍ■Ｈ＝Ｌ５
．Δｉ＝α５５％、λｃｚ＝ ０．８９μｍとした各場
合における波長λと波長分散ｍとの関係を示したもので
あり、波長ｔ５μｍと１５５μｍで分散ｍが０になって
いることが示されている。ここでλｃ２は２次モードの
カットオフ波長でちる。
、各種パラメータ値の場合の波長分散を示したものであ
る。同図は＠−４．Ｑμｍ、△＝０．３係の場合に ■Ｈ＝Ｌ６．Δｉ＝α６俤、λｃ２−α８８μｍ■Ｈ＝
Ｌ５．Δｉ＝０．６％、λｃ２＝０８９μｍ■Ｈ＝Ｌ５
．Δｉ＝α５５％、λｃｚ＝ ０．８９μｍとした各場
合における波長λと波長分散ｍとの関係を示したもので
あり、波長ｔ５μｍと１５５μｍで分散ｍが０になって
いることが示されている。ここでλｃ２は２次モードの
カットオフ波長でちる。
なお同図において■は中間層を有しない均一クラッドシ
ングルモード光ファイバの場合を比較のため例示したも
のであって、この場合は波長ｔ３μｍの１点においての
み波長分散が零となることが示されており、これによっ
て本発明の光ファイバが広帯域化されていることが明ら
かである。
ングルモード光ファイバの場合を比較のため例示したも
のであって、この場合は波長ｔ３μｍの１点においての
み波長分散が零となることが示されており、これによっ
て本発明の光ファイバが広帯域化されていることが明ら
かである。
実際には公称使用波長ｔ３μｍの場合Ｌ２９〜Ｌ３１μ
ｍの範囲であればよく、また公称使用波長Ｌ５５μｍの
場合Ｌ５０〜Ｌ６０μｍの範囲であれば十分使用に耐え
るので、これらのパラメータ値はこの範囲に対応して定
めることができる。
ｍの範囲であればよく、また公称使用波長Ｌ５５μｍの
場合Ｌ５０〜Ｌ６０μｍの範囲であれば十分使用に耐え
るので、これらのパラメータ値はこの範囲に対応して定
めることができる。
第３図はコア径２１とコアの比屈折７４差△との範囲を
示したものであって、零分散波長λ０＝Ｌ３１±Ｑ、０
２μｍの曲線と、零分散波長λｏ＝Ｌ５５±α０５μｍ
の曲線および基本モードのカットオフ波長λＣ≧し７μ
ｍの曲線とによって凹まれた範囲に対応して、コア径２
１として１４〜８．５μｆｉ、コアの比屈折率差Δとし
て０．２８〜０．３６％の範囲が定められることが示さ
れている。ただしこの場合、中間層外径を３１とし、中
間層の比屈折率差△１を０．６ｓとしている。
示したものであって、零分散波長λ０＝Ｌ３１±Ｑ、０
２μｍの曲線と、零分散波長λｏ＝Ｌ５５±α０５μｍ
の曲線および基本モードのカットオフ波長λＣ≧し７μ
ｍの曲線とによって凹まれた範囲に対応して、コア径２
１として１４〜８．５μｆｉ、コアの比屈折率差Δとし
て０．２８〜０．３６％の範囲が定められることが示さ
れている。ただしこの場合、中間層外径を３１とし、中
間層の比屈折率差△１を０．６ｓとしている。
また第４図は中間層外径とコア径の比Ｈと中間層の比屈
折率差△１との範囲を示したものであって、波長λｏ
＝ Ｌ３１±０．０２μｍの曲線と、波長λ０＝シ５５
±０．０５μｍの曲線および基本モードのカットオフ波
長λＣ≧ｔ７μｍの曲線とによって囲まれ九範囲に対応
して、中間層外径とコア径の比ＨとしてＬ４６〜ｔ６６
、中間層の比屈折率差△ｌとしてα４５〜０．６５ ％
の範囲が定められることが示されている。なおこの場合
は、コア径２ａ＝８μｍとし、コアの比屈折率差△＝０
．３９６としている。
折率差△１との範囲を示したものであって、波長λｏ
＝ Ｌ３１±０．０２μｍの曲線と、波長λ０＝シ５５
±０．０５μｍの曲線および基本モードのカットオフ波
長λＣ≧ｔ７μｍの曲線とによって囲まれ九範囲に対応
して、中間層外径とコア径の比ＨとしてＬ４６〜ｔ６６
、中間層の比屈折率差△ｌとしてα４５〜０．６５ ％
の範囲が定められることが示されている。なおこの場合
は、コア径２ａ＝８μｍとし、コアの比屈折率差△＝０
．３９６としている。
第５図は本発明の広帯域光ファイバにおけるモードフィ
ールドを示したものである。同図に示すように伝搬光レ
ベル５がピーク値の１／・：となるモードフィールド径
がドープ部の最外側であるクラッド部の外径の２倍以上
の範囲とすることによって、光７アイパにおける外側の
不純物を多く含み光損失が大きいと考えられる純粋石英
部からの影響を受けないようにすることができる。
ールドを示したものである。同図に示すように伝搬光レ
ベル５がピーク値の１／・：となるモードフィールド径
がドープ部の最外側であるクラッド部の外径の２倍以上
の範囲とすることによって、光７アイパにおける外側の
不純物を多く含み光損失が大きいと考えられる純粋石英
部からの影響を受けないようにすることができる。
以上説明したように、本発明の広帯域光ファイバによれ
ば、波長ｔ３μｍ付近とＬ５５μｍ付近とで波長分散が
零になる光ファイバを製作することができるので、広帯
域に互って波長分散が少ない光ファイバを実現すること
ができる。
ば、波長ｔ３μｍ付近とＬ５５μｍ付近とで波長分散が
零になる光ファイバを製作することができるので、広帯
域に互って波長分散が少ない光ファイバを実現すること
ができる。
第１図は広帯域光７アイパにおける屈折率分布の一例を
示す図、 第２図は本発明の広帯域光ファイバにおける波長と波長
分散の関係を例示する図、 第３図はコア径とコアの比屈折率差との範囲を示す図、 第４図は中間層外径とコア径の比と中間層の比屈折率差
との範囲を示す図、 第５図は広帯域光ファイバにおけるモードフィールドを
示す図である。 １・・・コア部 ２・・・中間層 ３・・・クラッド部 ４・・・純粋石英層 ５・・・伝搬光レベル
示す図、 第２図は本発明の広帯域光ファイバにおける波長と波長
分散の関係を例示する図、 第３図はコア径とコアの比屈折率差との範囲を示す図、 第４図は中間層外径とコア径の比と中間層の比屈折率差
との範囲を示す図、 第５図は広帯域光ファイバにおけるモードフィールドを
示す図である。 １・・・コア部 ２・・・中間層 ３・・・クラッド部 ４・・・純粋石英層 ５・・・伝搬光レベル
Claims (1)
- （１）コア部（１）とクラッド部（２）との間にクラッ
ド部の屈折率よりも低い屈折率を有する中間層（３）を
具えた光ファイバにおいて、 クラッド部（２）に酸化ゲルマニウムIV（ＧｅＯ＿２）
または五酸化リン（Ｐ＿２Ｏ＿５）のうち少なくとも１
種類のものをドープしたシリカガラスを用い、 中間層（３）にフッ素（Ｆ）またはフッ素および五酸化
リンをドープしたシリカガラスを用い、 コア部（１）に酸化ゲルマニウムIVをドープしたシリカ
ガラスを用い、 コア部の外径を７．４〜８．５μｍ、 中間層の外径とコア部の外径の比を１．４６〜１．６６
、コア部の比屈折率差を０．２８〜０．３６％、中間層
の比屈折率差を０．４５〜０．６５％としたことを特徴
とする広帯域光ファイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60192341A JPS6252509A (ja) | 1985-08-31 | 1985-08-31 | 広帯域光フアイバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60192341A JPS6252509A (ja) | 1985-08-31 | 1985-08-31 | 広帯域光フアイバ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6252509A true JPS6252509A (ja) | 1987-03-07 |
Family
ID=16289660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60192341A Pending JPS6252509A (ja) | 1985-08-31 | 1985-08-31 | 広帯域光フアイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6252509A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000034812A1 (en) * | 1998-12-10 | 2000-06-15 | Donam Systems Inc. | Optical fiber for broadband optical devices and optical fiber devices using thereof |
| JP2005309026A (ja) * | 2004-04-21 | 2005-11-04 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光ファイバ及びこの光ファイバを用いた光信号処理装置 |
| US20110142404A1 (en) * | 2008-08-20 | 2011-06-16 | Futong Group Co., Ltd. | Bend Insensitive Single Mode Fiber |
-
1985
- 1985-08-31 JP JP60192341A patent/JPS6252509A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000034812A1 (en) * | 1998-12-10 | 2000-06-15 | Donam Systems Inc. | Optical fiber for broadband optical devices and optical fiber devices using thereof |
| US6621968B1 (en) | 1998-12-10 | 2003-09-16 | Ultraband Fiber Optics, Inc. | Optical fiber for broadband optical devices and optical fiber devices using thereof |
| JP2005309026A (ja) * | 2004-04-21 | 2005-11-04 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光ファイバ及びこの光ファイバを用いた光信号処理装置 |
| US20110142404A1 (en) * | 2008-08-20 | 2011-06-16 | Futong Group Co., Ltd. | Bend Insensitive Single Mode Fiber |
| US8750664B2 (en) * | 2008-08-20 | 2014-06-10 | Futong Group Co., Ltd. | Bend insensitive single mode fiber |
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