KR100758519B1 - 광섬유 - Google Patents

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KR100758519B1
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사사오카에이스케
니시무라마사유키
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스미토모덴키고교가부시키가이샤
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Abstract

코어 영역(1)과 이러한 코어 영역(1)을 포위하는 클래드 영역(2)으로 이루어지며, 클래드 영역(2)을 구성하는 주매질(3) 중에 이와 상이한 굴절률을 갖는 부매질(4)로 이루어진 영역이 복수 개 설치된 광섬유(10)로서, 부매질(4)로 이루어진 영역이 소정의 1개 또는 복수 개의 원환 영역(21 내지 2m) 내에 배치되어 있으며, 각 원환 영역(21 내지 2m) 내에서 부매질(4)로 이루어진 영역의 중심이 각각 코어의 중심을 중심으로 하는 동일한 원주 위에 배치되어 있다.
코어 영역, 클래드 영역, 주매질, 부매질, 원환 영역

Description

광섬유{Optical fiber}
본 발명은 광전송로 및 분산 보상기로서 적절한 광섬유에 관한 것이다.
도 14는 종래부터 공지되어 있는 소위 미세 구조 광섬유의 중심 부분을 도시하는 단면도이다. 이러한 광섬유는 실리카 유리(61)를 주매질로 하며 이의 단면내에 다수의 보이드(62)(空孔)가 설치된 구조를 갖는다. 보이드(62)가 없는 단면 중심 부분이 코어 영역(63)이고, 이러한 코어 영역(63)을 포위하며 보이드(62)를 다수 포함하는 부분이 클래드 영역(64)이다.
이러한 미세 구조 광섬유에서 광을 가두는 원리는 정성적으로는 실효(實效) 굴절률이라는 개념을 사용하여 설명된다[참조: T.A. Birks et al., Optics Letters, Vol. 22 p.961(1997)]. 엄격하게 생각하면, 미세 구조를 갖는 클래드 영역(64) 내에서는 굴절률은 복잡한 분포를 나타낼 것이지만, 클래드 영역내를 균일한 매체로 치환하여 광도파 특성을 근사시킬 수 있다고 가정할 때에 이러한 균일한 매체의 굴절률을 실효 굴절률이라고 부른다. 이러한 실효 굴절률 neff는 다음 수학식을 만족시킨다.
Figure 112002027720015-pct00001
위의 수학식 1에서,
n은 굴절률이며,
f는 용적 분율이며,
첨자 1은 주매질(실리카 유리)이며,
첨자 2는 부매질(공기)이다.
용적 분율에 관해서는 f1+f2= 1이 성립한다. 통상적으로 n1> n2이므로, 수학식 1의 최좌변과 최우변은 f2의 증대에 따라 작아진다. 따라서, 보이드(62)를 다수 포함하는 클래드 영역(64)의 실효 굴절률이 코어 영역(63)의 실효 굴절률보다 작아져, 통상적인 광섬유와 동일하게 광을 가두는 것이 실현된다.
또한, 미국 특허 제5,802,236호에는 도 14에 도시된 광섬유보다 큰 마이너스 분산을 가지는 미세 구조 광섬유가 개시되어 있다. 이러한 광섬유는 도 15에 도시된 바와 같이, 클래드 영역이 내부 클래드 영역과 외부 클래드 영역으로 구성되며, 내부 클래드 영역의 보이드 직경을 외부 클래드 영역에서의 보이드 직경보다 크게 함으로써 내부 클래드 영역의 실효 굴절률을 외부 클래드 영역의 실효 굴절률보다 작게 한다.
상기한 바와 같은 실효 굴절률 모델은 미세 구조 스케일과 비교하여 광의 파장이 충분하게 긴 경우에 관해서는 타당하다고 생각된다. 그러나, 광의 파장이 짧아짐에 따라, 굴절률이 높은 장소에 광이 편재하게 되므로 불균일한 굴절률 분포를 가지는 구조를 균일한 매질로 치환할 수 있다는 가정은 타당성을 잃는 것으로 생각된다. 그 결과, 실효 굴절률에 기초한 구조의 기재가 애매해지는 것에 주의하여야 한다.
종래의 미세 구조 광섬유는 단면내에서 보이드 직경이 불균일하여, 원하는 특성을 안정적으로 실현하는 것은 어렵다. 왜냐하면, 섬유 드로잉시 유리 표면장력 및/또는 내부 응력에 따라 보이드 직경은 변화되지만 이의 변화량은 보이드 직경에 의존하기 때문이다. 예를 들면, 보이드 직경이 작은 경우에는 표면장력이 강하게 작용하므로 보이드 직경이 큰 경우와 비교하여 수축이 일어나기 쉽다. 그 결과, 상이한 직경의 보이드를 각각 원하는 직경으로 되도록 섬유 드로잉을 실시하기가 어렵다.
발명의 개시
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며 섬유 드로잉시 부매질 영역의 단면적이 변화해도 원하는 특성을 안정적으로 얻을 수 있는 부매질 영역을 갖는 광섬유를 제공하는 것을 과제로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따르는 광섬유는 코어와 코어를 포위하는 클래드로 이루어지며, 클래드의 소정 단면내에 클래드를 구성하는 주매질과는 상이한 굴절률을 갖는 부매질로 이루어진 복수의 영역을 포함하는 광섬유로서, 부매질로 이루어진 영역이 소정의 1개 또는 복수 개의 원환 영역내에 배치되어 있으며, 원환 영역의 각각에서 부매질로 이루어진 영역의 중심이, 코어의 중심을 중심으로 하며 각 원환 영역에 대하여 각각 설정된 소정의 직경을 갖는 동일한 원주 위에 배치되어 있음을 특징으로 한다.
여기서, 주매질은 단독으로 광섬유를 구성할 수 있는 소재이며, 주매질 영역은 서로 연결되어 있다. 한편, 부매질은 단독으로는 광섬유를 구성할 수 없는 소재라도 양호하며, 광섬유 중에서는 복수의 영역에 분산되어 있다. 전형적인 주매질은 석영계 유리이고, 전형적인 부매질은 공기나 불활성 기체이다.
본 발명자들의 발견에 따르면, 부매질로 이루어진 영역을 포함하는 구조는 다음 수학식의 평균 굴절률을 사용하여 애매함을 감소시켜 기재할 수 있다. 여기서 영역이 M개의 부영역으로 이루어지며 각 영역이 균일한 매질로 형성되어 있다고 하면 이의 평균 굴절률 navg은 다음 수학식 2로 나타낼 수 있다.
Figure 112002027720015-pct00002
요컨대, 평균 굴절률 navg란 각 매질의 굴절률을 당해 매질의 용적 분율로 곱한 평방제곱(Root Mean Square)의 평균이다. 여기서, ni는 i번째의 매질의 굴절률이고, fi는 i번째의 용적 분율이며, 다음 수학식 3이 성립한다.
Figure 112002027720015-pct00003
이에 따라, 영역만 결정하면, 평균 굴절률은 일의적으로 정해지게 된다. 바꿔 말하면, 이것은 평균 굴절률이 영역의 설정에 의존함을 의미한다. 본 발명에 따르는 광섬유에서는 부매질 영역이 소정의 원환 영역내에서 위치하고, 이의 중심이 코어 중심을 중심으로 하는 소정의 원주 위에 위치하도록 배치된다. 따라서, 각 원환 영역의 평균 굴절률을 설정하는 것이 용이하며 광섬유는 원하는 광학 특성을 얻을 수 있다.
코어 중심을 중심으로 하는 원주 위에 배치되는 부매질 영역은 중심에 대해 4회 회전 대칭성(four-fold rotational symmetry)을 갖도록 배치할 수 있다. 이러한 구성은 모드 복굴절 및 편파 모드 분산을 감소시키는 데 바람직하다.
이들 부매질로 이루어진 영역의 단면적과 굴절률 중의 적어도 하나를 축방향으로 변화시킬 수 있다. 이와 같이 하면 부매질을 포함하는 원환 영역의 평균 굴절률이 축방향으로 변화할 수 있다. 따라서, 광학 특성이 축방향에 따라 변화하는 광섬유를 용이하게 실현할 수 있다.
또한, 클래드가 주매질만으로 이루어진 구간이 축방향으로 간격을 두고 복수 개소 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 부매질 영역을 단면에 갖지 않는 구간을 설치함으로써 구조의 변형이나 부매질 영역의 오염에 따른 접속시의 접속 손실증대를 가져오지 않고 광섬유를 절단하며 다른 광섬유와 융착 접속할 수 있다.
또한, 소정 파장에서 파장 분산을 길이 방향으로 변화시키는 것이 바람직하다. 이에 따라 파장 분산 특성이 상이한 복수 종류의 섬유 구간으로 이루어진 파장 분산 제어 섬유를 실현할 수 있으며, 단일 섬유 구간으로 이루어진 광섬유로서는 실현이 곤란하거나 불가능할 수 있는 광학 특성을 실현할 수 있다. 예를 들면, 누적 파장 분산의 절대치가 넓은 파장 대역에 걸쳐 작다는 특성이나 국소 파장 분산의 절대치는 크고 누적 파장 분산의 절대치는 작다는 특성을 실현할 수 있다.
또한, 소정 파장에서 파장 분산이 양인 제1종 구간과 동일 파장에 대한 파장 분산이 음인 제2종 구간을 구비하는 광섬유가 실현된다. 이러한 광섬유는 대용량 광통신용의 전송로로서 적절하다. 그 이유는 상이한 파장의 광신호 간에 비선형 광학 현상에 따른 전송 품질 악화를 감소시킬 수 있기 때문이다.
이러한 소정 파장에서 파장 분산이 제1종 구간에서는 1ps/nm/km보다 크고 제2종 구간에서는 -1ps/nm/km보다 작으며, 또한, 파장 분산의 절대치가 1ps/nm/km를 하회하는 섬유 구간의 길이가 전체 길이의 1/10 이하인 것이 바람직하다. 이와 같이, 각 섬유 구간의 길이와 파장 분산치를 적절하게 설정함으로써 누적 파장 분산에 따른 광 펄스(pulse)의 왜곡을 작게 할 수 있다. 그 결과, 상이한 파장의 광신호 간에 비선형 광학 현상에 따른 전송 품질 악화와 누적 파장 분산에 따른 광 펄스의 왜곡이 작으며 대용량 광통신용 전송로로서 보다 적절한 광섬유를 실현할 수 있다.
이러한 소정 파장에서 파장 분산 슬로프는 제1종 구간과 제2종 구간에서 부호가 상이한 것이 바람직하다. 이와 같이 설정하면 소정 파장 대역에서 누적 파장 분산 슬로프의 절대치가 소정의 값보다 작은 광섬유가 얻어진다. 그 결과, 넓은 파장 범위에 걸쳐 누적 파장 분산의 절대치를 작게 할 수 있으며 전송할 수 있는 광신호의 용량을 증대시킬 수 있다.
또한, 소정 파장에 대한 파장 분산 슬로프는 제1종 구간에서는 음이고, 제2종 구간에서는 양인 것이 바람직하다. 이에 따라 소정의 길이 이상의 섬유 구간에서 국소 파장 분산이 제로로 되는 국소 제로 분산 파장이 사용 파장 대역보다 장파장 측에 존재하는 광섬유를 실현할 수 있다. 국소 제로 분산 파장 근방의 파장 대역은 상이한 파장의 광신호 간에 생기는 비선형 광학 현상에 의한 전송 품질의 악화 때문에 파장 다중전송에 사용할 수 없지만 국소 제로 분산 파장에서 이탈된 파장 대역은 적절한 분산 보상기를 병용함으로써 사용할 수 있다. 본 발명에 따르면, 종래 기술에서는 실현되지 않은 사용 파장 대역의 단파장 측에 국소 제로 분산파장을 가지지 않는 광섬유를 실현할 수 있으며, 단파장 측에서 사용 파장 대역을 확장할 수 있다.
2개 이상의 원환 영역간의 부매질 영역의 구조 밀도가 서로 상이한 것이 바람직하다. 원환 영역간에 부매질 영역의 구조 밀도를 상이하게 함으로써 용이하게 평균 굴절률을 상이하게 할 수 있게 된다. 여기서, 구조 밀도란 당해 영역의 단위 단면적당의 부매질 영역수를 말한다.
또한, 부매질 영역 각각의 단면적은 각 원환 영역의 횡단면에서 실질적으로 균일한 것이 바람직하다. 이와 같이 하면 원하는 광학 특성의 실현이 용이해진다. 통상적으로 부매질의 면적 분율 -소정 영역에서 부매질 영역이 차지하는 면적비율- 은 섬유 드로잉시 변화한다. 이러한 변화는 각 부매질 영역의 면적에 의존하지만 원환 영역내에서는 실질적으로 동일하다. 따라서, 원환 영역내에서 부매질 영역의 면적을 실질적으로 균일하게 함으로써 부매질 면적 분율의 변화가 실질적으로 균일해진다. 그 결과, 어떤 부매질 영역이 원하는 면적 분율을 갖도록 섬유 드로잉 조건 등을 조정하면 원환 영역내의 다른 부매질 영역도 원하는 면적 분율을 달성할 수 있게 된다.
또한, 부매질 영역의 단면적은 광섬유의 횡단면에서 전체가 실질적으로 균일한 것이 바람직하다. 이와 같이 하면 어떤 부매질 영역이 원하는 면적 분율을 갖도록 제조 조건을 조정하는 것만으로 동시에 각 원환 영역의 평균 굴절률을 원하는 값으로 조정할 수 있으며, 원하는 특성을 갖는 광섬유를 용이하면서 또한 안정적으로 제조할 수 있게 된다.
본 발명에 따르는 광섬유는 코어와 코어를 포위하는 클래드로 이루어지며, 클래드의 소정 단면내에 클래드를 구성하는 주매질과는 상이한 굴절률을 갖는 부매질로 이루어진 복수 개의 영역을 갖는 광섬유로서, 2개 이상의 클래드 영역을 가지며 부매질로 이루어진 영역의 구조 밀도가 2개의 클래드 영역간에 서로 상이할 수 있다.
이러한 광섬유에서는 부매질 영역의 구조 밀도를 제어함으로써 광섬유 단면내에서 평균 굴절률의 분포를 변경할 수 있게 된다. 즉, 종래 기술과 비교하여 부매질 영역의 종류가 적은 경우에도 원하는 평균 굴절률 분포를 실현할 수 있다. 섬유 드로잉 중에 부매질 영역의 단면적은 변화되기 쉽지만 구조 밀도는 쉽게 변화되지 않으므로, 섬유 드로잉의 제어가 용이해져 안정적으로 제품을 제조할 수 있게 된다.
예를 들면, 굴절률이 주매질보다 낮은(높은) 부매질로 이루어진 영역의 구조 밀도를 크게(작게) 하면 평균 굴절률을 낮출 수 있으며, 그 반대의 구조 밀도 변화를 실시하면 평균 굴절률을 높일 수 있으므로, 실현할 수 있는 평균 굴절률의 범위를 넓힐 수 있다.
여기서, 동일 섬유 단면내에서 부매질로 이루어진 영역의 단면적의 최대치는 최소치의 10배 이하인 것이 바람직하다. 부매질 영역의 단면적을 변경하는 경우, 섬유 드로잉시의 부매질의 면적 분율의 변화는 단면적에 의존하므로, 최대 단면적과 최소 단면적의 차이가 너무 크면 원하는 단면적, 따라서 원하는 광학 특성의 실현이 어려워지기 때문이다.
보다 바람직하게는, 동일 섬유 단면내에서 부매질 영역의 단면적은 전체가 실질적으로 균일한 편이 좋다. 동일 섬유 단면내에서 부매질 영역의 단면적을 전체가 실질적으로 균일하게 함으로써, 부매질 영역의 전체 면적 중의 하나를 원하는 값으로 하는 것으로 전체 면적을 원하는 값으로 할 수 있게 된다. 그 결과, 원하는 광학 특성을 갖는 광섬유를 용이하면서 또한 안정적으로 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따르는 광섬유의 제1의 실시 형태를 도시하는 횡단면도이다.
도 2 내지 도 5는 제1의 실시 형태의 실시예 1 내지 7의 구조 분산과 실효 코어 단면적의 계산 결과를 도시하는 도면이며, 도 2는 실시예 1과 2, 도 3은 실시예 1과 실시예 3, 4, 도 4는 실시예 1과 실시예 5, 6, 도 5는 실시예 3, 4와 실시예 7을 각각 비교하여 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따르는 광섬유의 제2의 실시 형태를 도시하는 종단면도이며, 도 7 및 도 8은 각각 이의 VII-VII선, VIII-VIII선 단면도이다.
도 9a 및 도 9b는 각각 도 7, 도 8의 위치에서 굴절률 프로필을 설명하는 도면이다.
도 10은 이러한 제2의 실시 형태에서 파장 분산 특성의 수치 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이며, 도 11은 평균 파장 분산의 수치 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이다.
도 12a 및 12b는 각각 본 발명에 따르는 광섬유의 제3, 제4의 실시 형태를 도시하는 횡단면도이다.
도 13 내지 15는 종래의 미세 구조 광섬유를 각각 도시하는 단면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 적절한 실시 형태를 상세하게 설명한다. 설명의 이해를 쉽게 하기 위해 각 도면에서 동일한 구성요소에 대하여는 될 수 있는 한, 동일한 참조번호를 붙이며 중복되는 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따르는 광섬유의 적절한 실시 형태의 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시 형태의 광섬유(10)는 코어 영역(1)과 이러한 코어 영역을 포위하는 클래드 영역(2)으로 구성되어 있다. 여기서, 각 영역은 실리카 유리로 구성되어 있으며, 클래드 영역(3) 내에는 주매질인 실리카 유리 영역(3) 중에 부매질로서 다수의 빈 보이드(空 孔)(4)가 배치되어 있다.
이들 빈 보이드(4)의 횡단면은 어느 것이나 원형이며, 코어 영역(1)의 중심(이하, 코어 중심이라고 부른다)을 중심으로 하는 복수 m개의 동심 원주 위에 각각 복수 개(Ni개, i는 층의 번호를 나타낸다)씩 병렬되어 있다. 구체적으로는, 코어 중심을 중심으로 하는 각각 반경이 R1, R2···Rm인 원의 원주 위에 N1, N2,···Nm개의 빈 보이드(4)의 중심이 배치되어 있다. 이하의 설명에서는 빈 보이드(4)의 보이드 직경은 모두 동등한 것으로 하지만 상이한 보이드 직경을 갖는 빈 보이드(4)를 적절하게 배치하는 방법을 채용할 수 있다. 그 결과, 클래드 영역(2)은 각각 내부에 둥근 보이드(3)가 배치된 복수(m층)의 원환 영역(2i 내지 2m)과 외측 클래드 영역(2a)으로 구성되어 있다고 볼 수 있다. 원환 영역(2i)와 원환 영역(2i+1)(1≤ i≤ m-1로 한다)의 경계는 코어 중심을 중심으로 하는 반경(Ri+Ri+1)/2의 원주이고, 코어 영역(1)과 원환 영역(2i)의 경계는 반경 R1/2의 원주이며, 원환 영역(2m)과 외측 클래드 영역(2a)의 경계는 반경(3Rm-Rm-1)/2이다. 또한, 외측 클래드 영역(2a)을 설치하지 않는 구조도 또한 가능하다.
다음에 이러한 광섬유(10)의 도 1의 단면에서 평균 굴절률 분포에 관해서 설명한다. 여기서는 빈 보이드(4)의 분포가 상이한 7개의 실시예(실시예 1 내지 실시예 7이라고 한다)에 관해서 평균 굴절률 분포를 조사한다. 실시예 1 내지 7에서 빈 보이드(4)가 존재하는 원환 영역의 개수, 즉 층수 m은 8로 동일하며 빈 보이드(4)의 직경(d)은 모든 빈 보이드(4)에서 동일하다. 그리고 각 빈 보이드(4)의 중심이 배치되는 동심 원주의 반경인 R1 내지 R8은 R1= 3.842d, Rk-Rk-1= 3.017d(2≤ k≤m)이다. 각 원환 영역(21 내지 28)에서 빈 보이드(4)의 개수 N1 내지 N8은 각 실시예 1 내지 7에서 표 1에 기재된 바와 같이 설정한다.
Figure 112002027720015-pct00004
여기서, k번째의 원환 영역의 평균 굴절률 navg,k는 빈 보이드(4)에서의 굴절률을 nsub, 실리카 유리 영역의 굴절률을 nmain, 영역의 내측 반경을 Ri,k, 외측 반경을 Ro,k로 하면 다음 수학식 4로 나타내어진다.
Figure 112002027720015-pct00005
빈 보이드(4)의 굴절률 nsub는 1, 실리카 유리 영역(3)의 굴절률 nmain은 1.444이므로 각 실시예 1 내지 7에서 원환 영역(21 내지 28)의 평균 굴절률 분포는 다음 표 2에 기재된 바와 같다.
Figure 112002027720015-pct00006
코어 영역(1)의 굴절률은 1.444이며 어떤 실시 형태에서도 어느 하나의 원환 영역(21 내지 28)의 평균 굴절률보다 높다. 실시예 1에서는 원환 영역(21 내지 28)의 평균 굴절률이 거의 동등하다. 평균 굴절률이 클래드 영역(2) 내에서 동일하다고 간주되므로 실시예 1을 균일 클래드 구조라고 부른다. 실시예 2 내지 7은 균일 클래드 구조에 변경을 가한 것이다. 보이드 직경 d는 섬유 단면내에서 동일하지만 실시예 2 내지 7에서는 원환 영역(21), 원환 영역(22)에서 빈 보이드(4)의 수, 즉 부매질 영역의 구조 밀도를 변경함으로써 소정의 평균 굴절률 분포를 실현한다.
도 2는 실시예 1과 실시예 2에 관한 구조 분산과 실효 코어 단면적의 계산 결과를 도시하고 있다. 실시예 2는 실시예 1과 비교하여 원환 영역(21)의 평균 굴절률을 높인 구조이다. 도 2에서 좌측의 세로축은 구조 분산 Dwg[ps/nm/km], 우측의 세 로축은 실효 코어 단면적 Aeff[μm2], 가로측은 광 파장λ[μm]를 나타낸다.
실시예 1과 실시예 2는 둘 다 파장 1550nm에서 실효 코어 단면적 Aeff= 16μm2으로 되도록 빈 보이드(4)의 치수, 배치가 선택되어 있으며, 빈 보이드(4)의 직경(d)이 실시예 1에 관해서는 0.44μm, 실시예 2에 관해서는 0.40μm로 설정되어 있다.
실시예 2는 실시예 1과 비교하여 파장 변화에 대한 구조 분산 Dwg의 변화가 작다. 이러한 점은 피치 등의 구조 매개변수 변동에 대한 구조 분산 Dwg의 감도가 작은 것을 나타낸다. 또한, 실시예 2는 실시예 1과 비교하여 실효 코어 단면적의 파장에 대한 증가율(dAeff/dλ)이 작다. 실효 코어 단면적의 파장에 대한 증가율이 작다는 것은 코어에서 광을 가두는 정도가 높아 굴곡 손실이 작은 것을 의미한다. 또한, 굴곡 손실이 작다는 것은 동일한 굴곡 손실에서 큰 실효 코어 단면적을 실현할 수 있는 것을 의미한다.
따라서, 균일 클래드 구조와 비교하여 가장 안쪽의 클래드 영역인 원환 영역(21)에서 평균 굴절률을 상승시킴으로써 구조 매개변수 변동에 대한 분산 특성의 감도를 낮게 하며 큰 실효 코어 단면적을 실현하는 동시에 낮은 굴곡 손실을 실현할 수 있게 되는 것을 알 수 있다.
다음에 상기 표의 실시예 1, 3, 4에 관한 구조 분산과 실효 코어 단면적의 계산 결과를 도 3에 도시한다. 실시예 3 및 실시예 4는 실시예 1과 비교하여 제1 클래드 영역의 평균 굴절률을 저하시킨 구조이다. 실시예 1, 3, 4는 도 2의 경우와 동일하게 모두 파장 1550nm에서 실효 코어 단면적 Aeff= 16μm2로 되도록 빈 보이드(4)의 치수, 배치가 선택되어 있으며, 빈 보이드(4)의 직경 d가 실시예 1에 관해서는 0.44μm, 실시예 3에 관해서는 0.49μm, 실시예 4에 관해서는 0.51μm로 설정되어 있다.
파장 1550nm에서의 구조 분산 Dwg는 실시예 1, 3, 4의 순으로 마이너스로 커진다. 또한, 파장 1420nm 부근에서 이들 3개의 구조의 구조 분산 Dwg가 거의 동등해지지만, 이때의 구조 분산 슬로프 dDwg/dλ는 실시예 1, (c),(d)의 순으로 마이너스로 커진다. 실시예 4에서는 파장 1550nm에서 -224ps/nm/km의 구조 분산 Dwg가 얻어지지만, 파장 1550nm에서의 실리카 유리의 재료 분산은 22ps/nm/km이므로 이러한 광섬유의 파장 분산은 대략 -202ps/nm/km로 예상된다. 통상적인 제로 분산 파장 1.3μm의 싱글 모드 광섬유의 파장 분산이 1550nm에서 대략 20ps/nm/km이므로 실시예 4의 광섬유에 의해 이러한 싱글 모드 광섬유의 분산 보상을 하기 위해 필요한 길이는 이러한 싱글 모드 광섬유의 1/10의 길이로 충분하다. 또한, 이러한 싱글 모드 섬유에서 파장 분산 슬로프는 통상적으로 양이므로 실시예 4의 광섬유의 음의 분산 슬로프에 의해 이것을 보상할 수 있다.
이와 같이 균일 클래드 구조를 갖는 광섬유와 비교하며 가장 안쪽의 클래드 영역인 원환 영역(21)의 평균 굴절률을 저하시킴으로써 마이너스로 큰 파장 분산 및 마이너스로 큰 파장 분산 슬로프를 실현할 수 있는 것을 알 수 있다.
다음에 실시예 1, 5, 6에 관한 구조 분산 Dwg와 실효 코어 단면적 Aeff의 계산 결과를 도 4에 도시한다. 실시예 5 및 실시예 6은 실시예 1과 비교하여 원환 영역(22)의 평균 굴절률을 높인 구조이다. 여기서는 실시예 1, 5, 6의 전체에 관해서 파장 1550nm에서의 실효 코어 단면적 Aeff= 22μm2로 되도록 빈 보이드(4)의 치수, 배치가 선택되어 있으며, 빈 보이드(4)의 직경 d가 실시예 1에 관해서는 0.38μm, 실시예 5에 관해서는 0.41μm, 실시예 6에 관해서는 0.51μm로 설정되어 있다.
파장 1550nm에서의 파장에 대한 실효 코어 단면적 Aeff의 증가율(dAeff/dλ)은 실시예 1, 5, 6의 순으로 작아진다. 실효 코어 단면적 Aeff의 파장에 대한 증가율이 작다는 것은 구조 매개변수 변동에 대한 감도가 작고 광을 가두는 것이 양호하며 또한, 굴곡 손실이 작은 것을 의미한다. 또한, 굴곡 손실이 작은 것은 굴곡 손실이 동일한 경우에는 보다 큰 실효 코어 단면적 Aeff를 실현할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 음의 구조 분산의 절대치는 실시예 1, 5, 6의 순으로 작아진다.
이와 같이 균일 클래드 구조를 갖는 광섬유와 비교하여 안쪽에서 2번째의 원환 영역(22)의 평균 굴절률을 상승시킴으로써 큰 실효 코어 단면적 및 낮은 굴곡 손실을 실현할 수 있게 되는 것을 알았다.
다음에 실시예 3, 4, 7에 관한 구조 분산과 실효 코어 단면적의 계산 결과를 도 5에 도시한다. 실시예 3, 4는 실시예 1과 비교하여 원환 영역(21)의 평균 굴절률을 저하시킨 구조인데 반해, 실시예 7은 실시예 1과 비교하여 원환 영역(21)의 평균 굴절률을 저하시켜 원환 영역(22)의 평균 굴절률을 높인 구조이다. 여기서는 실시예 3, 4, 7은 모두 파장 1550nm에서 구조 분산 Dwg= -120ps/nm/km로 되도록 빈 보이드(4)의 치수, 배치가 선택되어 있으며, 빈 보이드(4)의 직경 d가 실시예 3에 관해서는 0.50μm, 실시예 4에 관해서는 0.53μm, 실시예 7에 관해서는 d= 0.54μm로 설정되어 있다.
실시예 7은 실시예 4와 비교하여 파장 1550nm에서의 실효 코어 단면적 Aeff의 파장에 대한 증가율(dAeff/dλ)이 작다. 실효 코어 단면적 Aeff의 파장에 대한 증가율이 작다는 것은 구조 매개변수 변동에 대한 감도가 작고 광을 가두는 것이 양호하며 또한 굴곡 손실이 작은 것을 의미한다. 또한, 실시예 7은 실시예 3과 비교하여 파장 1550nm에서의 구조 분산의 슬로프가 마이너스로 크다.
따라서, 균일 클래드 구조를 갖는 광섬유와 비교하여 가장 안쪽의 원환 영역(21)의 평균 굴절률을 저하시킨 구조에서 또한 여기에 인접하는 원환 영역(22)의 평균 굴절률을 상승시킴으로써, 마이너스로 큰 구조 분산을 유지한 채로 낮은 굴곡 손실과 마이너스로 큰 구조 분산의 슬로프를 실현할 수 있게 되는 것을 알았다.
다음에 본 발명에 따르는 광섬유의 제2의 실시 형태에 관해서 설명한다. 도 6은 본 발명에 따르는 광섬유(10a)의 섬유축방향 단면도(종단면도)이다. 또한, 도 7 및 도 8은 각각 이러한 광섬유(10a)의 도 6에서의 VII-VII선 및 VIII-VIII선의 횡단면도이다.
이러한 광섬유(10a)는 코어 영역(1)과 이러한 코어 영역(1)을 포위하는 클래드 영역(2)을 구비하고 있다. 코어 영역(1)은 Ge 첨가된 실리카 유리로 형성된다. 클래드 영역(2)은 주매질인 순수 실리카 유리중에 축방향에서 하기하는 구간 A와 이것을 끼운 천이(遷 移) 구간 C 부분에 축방향에 따라 개구하고 있는 빈 보이드(4)가 단면내에 코어 영역(1)의 중심을 중심으로 하는 원주 위에 복수의 N개(도 7에서는 8개) 배치되어 있다. 빈 보이드(4) 내의 매질(이하, 부매질이라고 부른다)은 공기이다.
도 6에 도시된 바와 같이 광섬유(10a)는 섬유축방향에 구간 A와 구간 B가 교대로 배치되어 있으며, 구간 A에서는 클래드 영역(2)에 빈 보이드(4)가 배치되어 있으며, 구간 B에서는 클래드 영역(2)은 주매질로 이루어지며 빈 보이드(4)를 포함하지 않는다. 구간 A와 구간 B 사이에는 천이 구간 C가 존재하며, 천이 구간 C에서는 빈 보이드 단면적이 구간 A측에서 구간 B측으로 향하여 섬유 폭방향에서 점차 감소하고 있다. 구간 A와 구간 B의 길이는 전형적으로는 10Om 이상이다. 한편, 천이 구간 C의 길이는 1m 이하로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 천이 구간 C의 길이를 구간 A, 구간 B의 길이와 비교하여 짧게 함으로써 천이 구간 C의 광학 특성이 광섬유(10a) 전체의 광학 특성에 미치는 영향을 무시할 수 있다.
코어 영역(1)의 지름은 2a(예: a= 1.74μm)이며 구간 A 및 구간 B에서 동일한 값이다. 도 7에 도시한 바와 같이, 구간 A에서는 섬유축을 중심으로 하는 반경 b(예: b= 2.81μm)의 원주 위에 8개의 반경 r(예: r= 0.39μm)의 빈 보이드(4)가 등간격으로 배치되어 있다. 코어 영역(1), 클래드 영역(2)의 주매질 영역(3) 및 빈 보이드(4)의 각각의 굴절률 n0, n1, n2는, 예를 들면, n0= 1.465(Ge 첨가량 14mol%), n1= 1.444, n2= 1.0이다. 구간 A에서 횡단면의 굴절률 분포는 빈 보이드(4)를 포함하는 원환 영역(21)(외측 반경 2c)을 오목부로 하는 굴절률 분포에 상당하며(도 9a 참조), 구간 B에서 횡단면의 굴절률 분포는 빈 보이드(4)를 갖지 않는다는 점에서 오목부를 갖지 않는 굴절률 분포에 상당한다(도 9b 참조). 여기서, 원환 영역(21)의 평균 굴절률을 n3으로 하면 n3=
Figure 112007014321091-pct00007
가 성립한다. 이러한 광섬유(10a)에서 원환 영역(21)의 외측 반경 c를 2b-a로 하면 n3= 1.405로 된다.
도 10은 이러한 광섬유(10a)의 구간 A 및 구간 B의 파장 분산 특성의 수치 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이며 파장 범위 1510nm 내지 1600nm에 관한 결과를 도시하고 있다. 도면으로부터 명백한 바와 같이, 구간 A에서는 양의 파장 분산 D와 음의 파장 분산 슬로프 S= dD/dλ를 가지며, 구간 B에서는 음의 파장 분산 D와 양의 파장 분산 슬로프 S를 갖는다. 구간 A에서의 파장 1550nm에서 파장 분산 D는 +29.7ps/nm/km이고, 파장 분산 슬로프 S는 -0.079ps/nm2/km이며, 한편, 구간 B에서의 파장 1550nm에서 파장 분산 D는 -12.4ps/nm/km이고, 파장 분산 슬로프 S는 +0.033ps/nm2/km이다. 그리고 국소 제로 분산 파장이 사용 파장 대역 1510nm 내지 1600nm의 장파장 측에 존재하므로 사용 파장 대역의 단파장 측으로 확장할 수 있다.
도 11은 길이 1의 구간 B에 대해 길이 0.42의 구간 A를 조합하는 경우에 평균 파장 분산 Davg를 도시하는 도면이다. 평균 파장 분산 Davg 및 평균 파장 분산 슬로프 Savg는 파장 1550nm에서 실질적으로 제로로 된다. 그리고 상기한 비율로 구간 A 및 구간 B를 갖는 광섬유 전송로에서는 1510nm 내지 1600nm의 넓은 파장 대역에서 평균 파장 분산의 절대치가 1ps/nm/km 이하로 된다. 한편, 도 10에 도시된 바와 같이, 국소 파장 분산의 절대치는 10ps/nm/km 이상으로 크다. 또한, 천이 구간 C에 상당하는 일부의 섬유 구간에서는 국소 파장 분산의 절대치가 작아지지만(예: 1ps/nm/km 이하), 이러한 섬유 구간의 길이를 짧게 하여(예: 1m 이하) 섬유 전체에 차지하는 비율을 무시할 수 있을 정도로 작게 할 수 있으므로 천이 구간 C에서 비선형 광학현상의 영향은 무시할 수 있다. 따라서, 누적 분산에 의한 광 펄스의 왜곡과 상이한 파장의 광신호 간의 비선형 광학 현상에 의한 전송 품질 악화를 동시에 억제할 수 있다.
이와 같이 본 실시 형태의 광섬유(10a)에서는 섬유 단면내의 굴절률 분포를 섬유축방향으로 크게 변화시킬 수 있으므로 파장 분산의 쌍파장 특성을 섬유축방향으로 크게 변화시킬 수 있다. 따라서, 1종류의 섬유 구간으로 이루어진 광섬유에서는 실현이 곤란하거나 불가능한 파장 분산 특성을 실현할 수 있다. 특히, 국소 파장 분산의 절대치가 크며 누적 파장 분산의 절대치가 작다는 특성을 실현할 수 있다.
또한, 파장 분산의 쌍파장 특성의 섬유축방향에서 변화를 적절하게 설계함으로써, 1510nm 내지 1600nm의 파장대에서 파장 분산이 10ps/nm/km보다 큰 섬유 구간 A와 이러한 파장대에서 파장 분산이 -10ps/nm/km보다 작은 섬유 구간 B를 가지며 이러한 파장대에서 평균 파장 분산의 절대치가 1ps/nm/km보다 작은 광섬유를 실현할 수 있다. 본 실시 형태의 광섬유(10a)에서는 종래의 분산 제어 섬유와 비교하여 섬유 단면내의 굴절률 분포를 섬유축방향으로 크게 변화시킴으로써 파장 분산의 쌍파장 특성을 섬유축방향으로 크게 변화시킬 수 있으므로 각 구간에서 국소 파장 분산의 절대치를 종래 기술보다 크게 할 수 있다. 그 결과, 누적 파장 분산에 의한 광 펄스의 왜곡을 억제하는 동시에 상이한 파장의 광신호 간에 비선형 광학 현상에 따른 전송 품질 악화를 종래 기술보다 작게 할 수 있다.
본 실시 형태의 광섬유(10a)에서는 종래의 분산 제어 섬유와 비교하여 섬유 단면내의 굴절률 분포를 섬유축방향으로 크게 변화시킴으로써 파장 분산의 쌍파장 특성을 섬유축방향으로 크게 변화시킬 수 있다. 따라서, 1510nm 내지 1600nm의 파장대에서 파장 분산이 -10ps/nm보다 큰 섬유 구간 A와 이러한 파장대에서의 파장 분산이 -10ps/nm/km보다 작은 섬유 구간 B를 가지며 이러한 파장대에서 평균 파장 분산의 절대치가 1ps/nm/km보다 작고 이러한 파장대에서 섬유 구간 A의 파장 분산 슬로프가 음인 동시에 섬유 구간 B의 파장 분산 슬로프가 양인 광섬유를 실현할 수 있다. 그 결과, 종래 기술과 비교하여, 누적 파장 분산의 절대치가 소정의 값보다 작아지는 파장 범위를 확대하여 전송 용량을 확대할 수 있다.
또한, 주매질만으로 이루어지고 빈 보이드를 포함하지 않은 복수의 구간 B가 섬유축방향으로 간격을 두고 배치되어 있으므로 구간 B에서 광섬유를 절단하고 다른 광섬유와 융착 접속할 수 있다. 이때에 종래의 미세 구조 광섬유와 달리, 융해에 따른 부매질 영역의 변형·소실이나 부매질 영역에 의한 코어의 인식 방해의 문제가 일어나지 않으므로 종래의 미세 구조 광섬유과 비교하여 융착 접속이 용이해진다. 또한, 말단면에서 외기에 대하여 열린 빈 보이드가 없으며 오염물질이 빈 보이드 내로 침입하지 않는다. 따라서, 굴절률 매칭액을 사용하여 손실이 적은 기계적 접속을 실현할 수 있다. 또한, 일부의 섬유 구간 A에서 측면이 손상되고 빈 보이드 내에 물 등의 오염물질이 침입하는 경우에도 오염물질이 섬유 전체에 널리 퍼지지 않으므로 손상에 대한 내성이 종래의 미세 구조 광섬유와 비교하여 높다.
또한, 본 실시 형태의 광섬유에서는 구간 A, 천이 구간 C, 구간 B 및 또 하나의 천이 구간 C가 이러한 순으로 병렬되어 구성된 단위 섬유 구간이 섬유축방향으로 복수 개 병렬된 구성을 채용할 수 있다. 본 구성에서는 빈 보이드의 굴절률은 섬유축방향으로 일정하며, 이의 단면적은 섬유축방향에서 주기적으로 변화한다. 그 결과, 국소 파장 분산이 섬유축방향으로 주기적으로 변화하는 광섬유를 실현할 수 있다. 이러한 광섬유에서는 단위 섬유 구간의 길이의 정수배의 길이로 섬유 길이를 변화시켜도 광섬유 전체에서 누적 파장 분산이 제로로 되는 파장은 변화되지 않는다. 따라서, 전송로 길이의 변화에 따르는 전송로의 파장 분산 특성의 변화를 감소시킬 수 있으므로 전송로 길이의 변경이 용이해진다.
이러한 단위 섬유 구간의 길이를 1m 이상으로 하면 전송 운반 모드와 방사 모드의 결합에 의해서 생기는 과잉 전송 손실을 감소시킬 수 있는 동시에 단위 길이의 광섬유에 포함되는 모드간 결합이 생기는 섬유 구간의 개수를 감소시킬 수 있으므로 전송 손실을 감소시킬 수 있다.
또한, 천이 구간 C의 길이를 0.5m 이상으로 하는 경우, 빈 보이드의 굴절률은 섬유축방향으로 일정하며 이의 단면적은 섬유축방향으로 연속적으로 변화되지만 이의 변화는 광파장(통상적으로 1550nm)과 비교하여 충분하게 완만하다. 그 결과, 천이 구간에서 모드 결합에 의한 손실을 감소시키며 광섬유의 전송 손실을 감소시킬 수 있다.
본 실시 형태의 광섬유(10a)는 실리카 유리를 주매질로 하며 공기를 부매질로 한다. 따라서, 섬유 드로잉시 노내 온도나 빈 보이드내 압력을 조정함으로써 빈 보이드 단면적을 섬유축방향으로 용이하게 변화시킬 수 있다. 그리고 실리카 유리와 공기의 비굴절률 차이가 약 35%로 크기 때문에 빈 보이드 단면적을 근소하게 변화시키는 것만으로 파장 분산 특성을 크게 변경할 수 있다. 그 결과, 종래의 분산 제어 섬유와 비교하여 파장 분산 특성을 섬유축방향에 따라 크게 변경할 수 있다. 또한, 실리카 유리와 공기의 투명도가 높으므로 광섬유의 전송 손실을 낮게 억제할 수 있다.
본 실시 형태의 광섬유(10a)의 변형 형태로서 구간 A만으로 이루어진 광섬유를 구성할 수 있다. 이러한 광섬유는 소정 파장 대역에서 양의 파장 분산과 음의 파장 분산 슬로프를 갖는 광섬유를 실현할 수 있다.
이러한 광섬유는 이의 소정 파장 대역에서 음의 파장 분산과 양의 파장 분산 슬로프를 갖는 광섬유의 파장 분산과 파장 분산 슬로프를 보상하는데 적절하다. 불소 등을 도핑하여 굴절률을 변조하는 종래 기술에서는 굴절률 변화폭이 작으므로 본 변형 형태와 같이 양의 파장 분산과 음의 파장 분산 슬로프를 갖는 광섬유를 실현하는 것은 곤란하다. 본 발명에서는 부매질의 도입에 의해 큰 굴절률 변화를 등가적으로 형성할 수 있으며 이러한 광섬유를 용이하게 실현할 수 있으므로 광대역의 광전송로를 실현할 수 있다.
여기서는 빈 보이드(4)를 포함하는 원환 영역이 1층인 경우를 예로 설명했지만 이것을 다층으로 하여 제1의 실시 형태에서 설명한 바와 같이 구조 밀도의 조정에 의해 횡단면 내의 굴절률 분포를 조정할 수 있다.
다음에 본 발명에 따르는 광섬유의 제3, 제4의 실시 형태에 관해서 도 12a, 도 12b, 도 13을 사용하여 설명한다. 도 12a는 본 발명에 따르는 광섬유의 제3의 실시 형태, 도 12b는 본 발명에 따르는 광섬유의 제4의 실시 형태, 도 13은 종래의 미세 구조 광섬유를 각각 도시하는 횡단면도이다.
도 13의 종래의 미세 구조 광섬유(10f)는 광섬유를 구성하는 주매질 중에 다수의 빈 보이드(4)가 균일한 피치 L에서 육방 격자상으로 m층 배치되어 있으며, 중심부의 빈 보이드(4)가 형성되어 있지 않은 영역이 코어 영역(1)으로서 기능하고 주위의 빈 보이드(4)를 포함하는 영역이 클래드 영역(2)으로서 기능한다. 이러한 종래의 미세 구조 광섬유(10f)는 상기한 제1의 실시 형태의 실시예 1과 동일하게 균일 클래드 구조를 갖는 광섬유이다.
이에 비해, 도 12a에 도시된 제3의 실시 형태의 광섬유(10d)는 가장 안쪽의 빈 보이드(41)의 배열 피치 L1을 외측의 빈 보이드(42 내지 4m)의 배열 피치 L2보다 길게 채용하는 것을 특징으로 한다. 이러한 빈 보이드(4)의 배치를 취하고 가장 안쪽의 클래드 영역의 구조 밀도를 저하시킴으로써, 상기한 제1의 실시 형태에서 실시예 2와 동일하게 가장 안쪽의 클래드 영역의 평균 굴절률을 증가시켜 구조 매개변수 변동에 대한 분산 특성의 감도를 낮게 하며 큰 실효 코어 단면적을 실현하는 동시에 낮은 굴곡 손실을 실현할 수 있다.
한편, 도 12b에 도시된 제4의 실시 형태의 광섬유(10e)는 가장 안쪽의 빈 보이드(41)의 배열 피치 L1을 외측의 빈 보이드(42 내지 4m)의 배열 피치 L2보다 짧게 채용하는 것을 특징으로 한다. 이러한 빈 보이드(4)의 배치를 취하고 가장 안쪽의 클래드 영역의 구조 밀도를 증가시킴으로써 상기한 제1의 실시 형태에서 실시예 3 및 실시예 4와 동일하게 최내주 클래드 영역의 평균 굴절률을 저하시켜 마이너스로 큰 파장 분산 및 마이너스로 큰 파장 분산 슬로프를 실현할 수 있다.
빈 보이드를, 제1의 실시 형태에서 볼 수 있는 바와 같이 동심원상으로 배치하지 않고서, 이와 같이 육방 격자상으로 배열하거나 다른 배열 형태를 사용하는 경우에도 영역에 따라 이의 구조 밀도를 변경하는 것으로 원하는 평균 굴절률 분포를 얻을 수 있으며 이에 따라 원하는 광학 특성을 갖는 광섬유를 실현할 수 있다. 원하는 구조 밀도를 얻기 위해 영역에 따라 배열 방식을 상이하게 할 수 있다(도 12a 참조).
이상의 각 실시 형태에서는 주매질에 실리카 유리, 부매질에 공기를 사용하는 예를 설명하고 있지만 주매질, 부매질은 이들로 한정되는 것이 아니다. 주매질에는 유리 이외에 플라스틱 등도 이용할 수 있으며, 부매질에는 각종 기체나 액체, 주매질과 상이한 광학 특성을 갖는 고체를 이용할 수 있으며, 또한 빈 보이드 내를 진공 상태로 할 수 있다. 부매질 영역 자체를 복수의 매질로 구성하는 것도 또한 가능하다. 이러한 경우에는 부매질 영역내의 각 매질의 비율을 조정하는 것으로 부매질 영역의 굴절률을, 예를 들면, 축방향으로 조정할 수 있게 된다.
또한, 부매질 영역의 단면적을 각 영역 또는 영역내에서 상이하게 할 수 있지만, 적어도 구조 밀도가 동일한 부매질 영역에 관해서는 이의 형상, 치수를 통일하는 것이 설계, 제조가 용이해진다는 이점이 있으며, 보다 바람직하게는 동일 횡단면 중에서는 모든 부매질 영역의 형상, 치수를 통일하는 것이 바람직하다. 부매질 영역의 치수, 형상을 상이하게 하여 단면적을 상이하게 하는 경우라도 이의 최대 면적과 최소 면적의 비가 10을 초과하면 섬유 드로잉시의 부매질의 면적 분율의 변화의 크기가 부매질 영역 간에 크게 상이하게 되며 또한, 최소치를 취하는 부매질 영역이 너무 작아져서 이의 안정적인 제조가 곤란해진다는 문제가 생기므로 바람직하지 않다. 따라서, 단면적을 상이하게 하는 경우라도 이의 최대 면적과 최소 면적의 비는 10 이내로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르는 광섬유는 대용량 광통신용의 광전송로나 광대역 파장 다중 전송용의 분산 보상기에 적절하다.

Claims (14)

  1. 코어와 코어를 포위하는 클래드로 이루어지며, 클래드의 소정 단면내에 클래드를 구성하는 주매질과는 상이한 굴절률을 갖는 부매질로 이루어진 복수의 영역을 포함하는 광섬유로서,
    부매질로 이루어진 영역이 소정의 1개 또는 복수 개의 원환 영역내에 배치되어 있으며, 원환 영역의 각각에서 부매질로 이루어진 영역의 중심이 코어의 중심을 중심으로 하며 각 원환 영역에 대하여 각각 설정된 소정의 직경을 갖는 동일한 원주 위에 배치되어 있음을 특징으로 하는, 광섬유.
  2. 제1항에 있어서, 부매질로 이루어진 영역의 단면적과 굴절률 중의 적어도 하나가 축방향으로 변화하고 있음을 특징으로 하는, 광섬유.
  3. 제2항에 있어서, 클래드가 부매질을 포함하지 않는 구간이 축방향으로 간격을 두고 배치되어 있음을 특징으로 하는, 광섬유.
  4. 제2항에 있어서, 1510nm 내지 1600nm 범위의 파장에서의 파장 분산이 길이 방향으로 변화하고 있음을 특징으로 하는, 광섬유.
  5. 제4항에 있어서, 1510nm 내지 1600nm 범위의 파장에서의 파장 분산이 양(+)인 제1종 구간과 동일 파장에서의 파장 분산이 음인 제2종 구간을 구비하고 있음을 특징으로 하는, 광섬유.
  6. 제5항에 있어서, 1510nm 내지 1600nm 범위의 파장에서의 파장 분산이 제1종 구간에서는 1ps/nm/km보다 크고, 제2종 구간에서는 -1ps/nm/km보다 작으며, 파장 분산의 절대치가 1ps/nm/km를 하회하는 섬유 구간의 길이가 전체 길이의 1/10 이하임을 특징으로 하는, 광섬유.
  7. 제5항에 있어서, 1510nm 내지 1600nm 범위의 파장에서의 파장 분산 슬로프의 부호가 제1종 구간과 제2종 구간에서 상이함을 특징으로 하는, 광섬유.
  8. 제7항에 있어서, 1510nm 내지 1600nm 범위의 파장에서의 파장 분산 슬로프가 제1종 구간에서는 음이고, 제2종 구간에서는 양임을 특징으로 하는, 광섬유.
  9. 제2항에 있어서, 2개 이상의 원환 영역간의 부매질 영역의 구조 밀도가 상이함을 특징으로 하는, 광섬유.
  10. 제9항에 있어서, 부매질로 이루어진 영역 각각의 단면적이 각각의 원환 영역의 횡단면에서 실질적으로 균일함을 특징으로 하는, 광섬유.
  11. 제10항에 있어서, 부매질로 이루어진 영역의 단면적이 광섬유의 횡단면에서 전체가 실질적으로 균일함을 특징으로 하는, 광섬유.
  12. 코어와 코어를 포위하는 클래드로 이루어지며, 클래드의 소정 단면내에 클래드를 구성하는 주매질과는 상이한 굴절률을 갖는 부매질로 이루어진 복수 개의 영역을 갖는 광섬유로서,
    2개 이상의 클래드 영역을 가지며, 부매질로 이루어진 영역의 배열 피치가 2개의 클래드 영역 간에서 서로 상이함을 특징으로 하는, 광섬유.
  13. 제12항에 있어서, 동일 섬유 단면내에서 부매질로 이루어진 영역의 단면적의 최대치가 최소치의 10배 이하임을 특징으로 하는, 광섬유.
  14. 제13항에 있어서, 동일 섬유 단면내에서 부매질로 이루어진 영역의 단면적이 동일 섬유 단면내에서는 전체가 실질적으로 균일함을 특징으로 하는, 광섬유.
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