WO1999012064A1 - Fibre a dispersion decalee - Google Patents

Fibre a dispersion decalee Download PDF

Info

Publication number
WO1999012064A1
WO1999012064A1 PCT/JP1998/003770 JP9803770W WO9912064A1 WO 1999012064 A1 WO1999012064 A1 WO 1999012064A1 JP 9803770 W JP9803770 W JP 9803770W WO 9912064 A1 WO9912064 A1 WO 9912064A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
refractive index
region
core
dispersion
index difference
Prior art date
Application number
PCT/JP1998/003770
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Eisuke Sasaoka
Takatoshi Kato
Yoshio Yokoyama
Akira Urano
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries, Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries, Ltd. filed Critical Sumitomo Electric Industries, Ltd.
Priority to EP98938982A priority Critical patent/EP0949517A4/en
Priority to CA002267252A priority patent/CA2267252A1/en
Priority to AU87508/98A priority patent/AU734749B2/en
Priority to US09/297,465 priority patent/US6275638B1/en
Publication of WO1999012064A1 publication Critical patent/WO1999012064A1/ja

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02214—Optical fibres with cladding with or without a coating tailored to obtain the desired dispersion, e.g. dispersion shifted, dispersion flattened
    • G02B6/02219—Characterised by the wavelength dispersion properties in the silica low loss window around 1550 nm, i.e. S, C, L and U bands from 1460-1675 nm
    • G02B6/02228—Dispersion flattened fibres, i.e. having a low dispersion variation over an extended wavelength range
    • G02B6/02238—Low dispersion slope fibres
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/036—Optical fibres with cladding with or without a coating core or cladding comprising multiple layers
    • G02B6/03605—Highest refractive index not on central axis
    • G02B6/03611—Highest index adjacent to central axis region, e.g. annular core, coaxial ring, centreline depression affecting waveguiding
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/036—Optical fibres with cladding with or without a coating core or cladding comprising multiple layers
    • G02B6/03616—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference
    • G02B6/03622—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 2 layers only
    • G02B6/03627—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 2 layers only arranged - +
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/036—Optical fibres with cladding with or without a coating core or cladding comprising multiple layers
    • G02B6/03616—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference
    • G02B6/03622—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 2 layers only
    • G02B6/03633—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 2 layers only arranged - -
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02004—Optical fibres with cladding with or without a coating characterised by the core effective area or mode field radius
    • G02B6/02009—Large effective area or mode field radius, e.g. to reduce nonlinear effects in single mode fibres
    • G02B6/02014—Effective area greater than 60 square microns in the C band, i.e. 1530-1565 nm

Definitions

  • the present invention relates to a single-mode optical fiber used as a transmission line in optical communication and the like, and particularly to a dispersion-shifted fiber suitable for wavelength division multiplexing (WDM) transmission.
  • WDM wavelength division multiplexing
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-52508 discloses that a core region has an inner core, and an outer core having a refractive index lower than that of the inner core.
  • a dispersion-shifted fiber having a dual-shaped core structure has been proposed.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-43017 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-141704 disclose an inner layer having a cladding region and an outer layer having a refractive index larger than that of the inner layer cladding.
  • Publication JP-A-9-133344 discloses a dispersion-shifted fiber having a ring-shaped core structure.
  • dispersion-shifted fiber proposed for wavelength division multiplexing transmission, by setting the zero-dispersion wavelength to a value different from the center wavelength of the signal light, the generation of nonlinear optical effects can be suppressed, and the effective area A eif By increasing the density, the density of light intensity is reduced to suppress the occurrence of the nonlinear optical effect.
  • the dispersion slope is made smaller and the effective area A efi is further increased .
  • the size fiber characteristics suitable for wavelength division multiplexing transmission are realized.
  • the effective core area A eff is given by the following equation (1), as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-248251.
  • a dispersion-shifted fiber having a structure that effectively suppresses the above-described nonlinear optical effect a dispersion-shifted fiber having a low transmission loss and a transmission loss of less than a desired value can be obtained with good reproducibility.
  • the dispersion-shifted fins disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Hei 8-304655 and Hei 9-33744 employ a ring-shaped core structure to suppress the nonlinear optical effect.
  • the thickness of the outer core (the difference between the outer core radius and the inner core radius) is extremely small, about 1 to 2 m.
  • the difference between the relative refractive index difference of the outer core and the relative refractive index difference of the inner core is a considerably large value of about 1%.
  • many to Rukoto the amount of G e 0 2 to the outer core is a generally increasing the amount of G e 0 2
  • the viscosity of the outer core at the temperature at the time of drawing during the production of optical finos decreases.
  • This viscosity change when viewed along the radial direction of the optical fiber to be produced, It occurs rapidly in the area of the outer core (about l to 2 m thick). Due to such a rapid change in viscosity in the radial direction, the tension applied to the optical fiber during drawing also changes rapidly in the radial direction. This sudden change in the drawing tension in the radial direction contributes to structural irregularities and glass defects at the interface between the inner core and the outer core, and thus the transmission loss of the resulting optical fiber. Cause an increase.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and effectively suppresses the generation of nonlinear optical effects and uses a dispersion-shifted fiber for WDM transmission suitable for long-distance submarine cables and the like. Transmission loss due to structural irregularities, glass defects, etc.
  • the purpose of the present invention is to provide a dispersion-shifted fiber having a structure with excellent reproducibility that effectively suppresses loss.
  • the dispersion-shifted fiber according to the present invention comprises a core region extending along a predetermined reference axis and a cladding region provided on the outer periphery of the core region.
  • a transmission medium (silica-based single-mode optical fino) for transmitting one or two or more signal lights having a center wavelength within a range of 150 nm to 160 nm.
  • the core region is a glass region to which a predetermined amount of fluorine (F) has been added, wherein the first core has a first average relative refractive index difference with respect to the reference region, and A glass region provided between the cladding region and a predetermined amount of germanium oxide (G e ⁇ 2 ), wherein the second average relative refractive index difference between the cladding region and the reference region is First average relative refractive index difference is larger than A ni At least an outer core having ⁇ 2.
  • the reference region is defined by a single layer when the cladding region has a single layer structure, but has a depressed clad structure. In this case, if there is more than one total, it is defined as the outermost layer.
  • the inner core, G e 0 2 is added to, respectively outer core which, F is although the viscosity at the time of drawing temperature when both increasing the amount of reducing, G e ⁇ 2 F acts to increase the refractive index of the added glass region, while F acts to decrease the refractive index of the added glass region. Therefore, Ri by the addition of G e 0 2 in the outer core with the addition of F in the inner core, while maintaining small viscosity difference at the time of drawing temperature of the inner and outer cores, between these glass regions It is possible to obtain a sufficient difference in the refractive index. Thereby, the occurrence of structural irregularities and glass defects at the boundary between the inner core and the outer core can be effectively suppressed.
  • the temperature at the time of drawing is defined by the surface temperature of the optical fiber preform heated for drawing.
  • the dispersion-shifted fiber according to the present invention is suitable for the F addition in the inner core.
  • a first average ratio decrease delta n f of the difference of the refractive index, between the increment
  • An s second average relative refractive index difference by G e ⁇ 2 addition in the outer core the following relationships is there.
  • the difference in viscosity between the inner core and the outer core at the time of drawing can be controlled to be smaller. Further, the occurrence of structural irregularities, glass defects, and the like at the interface between the inner core and the outer core can be further reduced.
  • the average refractive index of the inner core is smaller than the refractive index of the cladding region.
  • the second average relative refractive index difference An 2 ⁇ of the outer core with respect to the cladding region is extremely increased. Desired fiber characteristics can be realized without using the same. This can reduce the amount of Ge 0 2 to outer core, suppressing or Rayori good preferable generation of non-linear optical effect.
  • a depressed cladding structure including an inner cladding provided on the outer periphery of the outer core and an outer cladding provided on the outer periphery of the inner cladding can be applied.
  • the reference region for defining the relative refractive index difference in each region is the outer clad.
  • the inner cladding is doped with a predetermined amount of fluorine and has a third average relative refractive index difference ⁇ 3 with respect to the outer cladding.
  • FIG. 1A is a diagram showing a typical sectional structure of the dispersion-shifted fiber according to the present invention
  • FIG. 1B is a diagram showing a refractive index profile of the dispersion-shifted fiber shown in FIG. 1A.
  • FIG. 2 is a diagram showing a refractive index profile of a conventional dispersion-shifted fiber employing a dual-shape core structure.
  • the dispersion-shifted fiber according to the present invention the ratio between the average refractive index change amount delta n s of the outer core by an average refractive index variation delta n f and G e 0 2 addition of the inner core by F added (An 4 is a graph showing the relationship between f / An s ) and the viscosity ratio at the drawing temperature of the inner and outer cores.
  • FIG. 4A is a diagram illustrating a cross-sectional structure of the dispersion-shifted fiber according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 4B is a diagram illustrating a refractive index profile of the dispersion-shifted fiber illustrated in FIG. 4A.
  • FIG. 5A is a diagram showing a cross-sectional structure of the dispersion-shifted fiber according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 5B is a diagram showing a refractive index profile of the dispersion-shifted fiber shown in FIG. 5A.
  • FIG. 6 is a table showing various characteristics of the dispersion-shifted fibers shown in FIGS. 4A and 4B, FIGS. 5A and 5B.
  • FIG. 7A is a diagram showing a cross-sectional structure of a dispersion-shifted fiber according to Embodiment 3 of the present invention
  • FIG. 7B is a diagram showing a refractive index profile of the dispersion-shifted fiber shown in FIG. 7A.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view of a dispersion-shifted fiber (quartz single-mode optical fiber) according to the present invention
  • FIG. 1B is a view showing a refractive index profile of the dispersion-shifted fiber shown in FIG. 1A. is there. As shown in FIG.
  • the dispersion shift fiber 1 is a single mode optical fiber mainly composed of silica glass, and has a core region and a predetermined refractive index provided on the outer periphery of the core region.
  • Transmission medium for transmitting signal light in the 1.55 m wavelength band (wavelength 1500 nm or more: one or more signal lights having a center wavelength within the range of L 600 nm) is there.
  • the structure of the core region includes an inner core 10 (outer diameter a) which is a glass region to which a predetermined amount of fluorine (F) has been added and has an average relative refractive index difference ⁇ !
  • a glass region provided on an outer periphery of the inner core portion 10 the average specific refraction index difference with respect to a predetermined amount of an acid germanium (GeO 2) was added and clad region 12 in ⁇ 2 (> ⁇ )
  • a ring-shaped core structure having at least an outer core 11 (outer diameter b> a) is employed.
  • the cladding region 12 may have a depressed cladding structure including at least two glass regions having different refractive indexes.
  • the refractive index profile 150 in FIG. 1B corresponds to the line L 1 passing through the center ⁇ , in the cross section (plane perpendicular to the traveling direction of the propagating signal light) of the dispersion shift fiber 1 corresponding to FIG. 1A.
  • the refractive index of each part along the line is shown.
  • the region 100 is each region on the line L1 of the inner core 10
  • the region 101 is each region on the line L1 of the outer core 11
  • the region 102 is a line of the cladding region 12. It corresponds to each site on L 1.
  • n cd ', a, j average refractive index of region 12 (reference region) (average refractive index of outer cladding for depressed cladding structure)
  • a glass region in which the average relative refractive index difference with respect to the cladding region 12 is negative means a glass region having an average refractive index lower than the refractive index of the cladding region 12.
  • the average refractive index means the average of the refractive indices at each part in the predetermined glass region when a cross section perpendicular to the traveling direction of the signal light in the dispersion-shifted fiber 1 is viewed.
  • the dispersion-shifted fiber 1 according to the present invention is obtained by heating and drawing an optical fiber preform manufactured by the well-known 0 VD method, the MC VD method, or the like.
  • the dispersion-shifted phi Roh 1 according to the present invention, a decrease An f average relative refractive index difference due to F addition in the inner core 10, the average relative refractive index difference due Ge_ ⁇ 2 addition in the outer core 1 1 between the increment an g, it meets the following relationship.
  • FIG. 2 is a diagram showing a refractive index profile of a conventional dispersion-shifted fiber shown in this document, in which a dual shaved core structure is adopted.
  • the region 110 corresponding to each region along the radial direction of the entire core region
  • the region 111 is each region along the radial direction of the inner core
  • the region 112 is the outer region.
  • the region 120 corresponds to each region along the radial direction of the clad region
  • the region 120 corresponds to each region along the radial direction of the clad region.
  • the viscosity mismatch between the inner core 10 and the outer core 11 is also considered. It is necessary to make the same as the dispersion shift fiber of No. Note that in a distributed Shifutofuaba in Figure 2 the inner core, and both the outer core Ge_ ⁇ 2 is added, the difference between the relative refractive index difference of the relative refractive index difference with the outer core of the inner core is about 0.75% . This corresponds to a viscosity ratio of about 4 times.
  • Ge 0 2 is between S i 0 2 glass S i 0 2 glass and F that is added is added, the viscosity at a given time of drawing temperature (defined by the surface temperature of the optical fiber preform to be heated) the ratio, as shown in FIG. 3, changes with each addition amount change of G e 0 2 and F.
  • This relationship is shown in PKBachman, et al., "Stressi Lord ticalwaveguides2: Fibers" (APPLIED OPTICS, Vol.26, No.7, 1 April 1987).
  • FIG. 3 shows that the viscosity ratio between the inner core 10 and the outer core 11 of the dispersion-shifted fiber 1 is calculated based on this relationship, and the difference in the average relative refractive index difference of the inner core 10 due to the addition of F is calculated.
  • the viscosity ratio is how changes by n f and G e 0 2 ratio an f / an g increment an s average relative refractive index difference of the inner core 1 1 by addition.
  • Decrease An f and increment An g are each represented by a ratio refraction index difference with respect to the clad region 12 (where variation An f, both the Z n s scalar quantity).
  • the average refractive index of the inner core 10 is smaller than the refractive index of the cladding region 12. This is because, by setting the average relative refractive index difference An to the cladding region 12 to a negative value, a desired refractive index difference ⁇ 2 ⁇ of the outer core 11 with respect to the cladding region 12 is not required to be extremely large. This is because fiber characteristics can be realized. In other words, while obtaining the desired file I bus characteristics can be reduced the amount of GeO 2 into the outer core 11 can effectively suppress the occurrence of nonlinear optical effect.
  • FIG. 4A a dispersion-shifted fiber according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 4A, 4B, and 6.
  • FIG. 4A a dispersion-shifted fiber according to Embodiment 1 of the present invention
  • the cross-sectional structure of the dispersion-shifted fiber 2 according to the first embodiment shown in FIG. 4A is basically the same as that of the dispersion-shifted fiber 1 shown in FIG. 1A.
  • Core 10 an outer core 21 having an outer diameter b (corresponding to the outer core 11), and a cladding region 22 (corresponding to the cladding region 12).
  • the refractive index profile 250 of FIG. 4B is similar to that of FIG. 1B, and corresponds to the cross section of the dispersion-shifted fiber 2 (the plane perpendicular to the traveling direction of the propagating signal light) corresponding to FIG. 4A. the refractive index of each location on the line L 2 passing through the contact Keru center 0 2.
  • the region 20 ° is each portion on the line L2 of the inner core 20
  • the region 201 is each portion on the line L2 of the outer core 21
  • the region 202 is a line of the cladding region 22. It corresponds to each site on L2.
  • the outer diameter b of the outer core 21 is 7.5 ⁇ m, and the outer diameter ratio R a (two a / b) between the inner core 20 and the outer core 21 is 0.65. Further, F, but is added to the inner core 20, by the GeO 2 is added to the outer core 21, the upper
  • the average relative refractive index difference ⁇ ⁇ of the inner core 20 given by the above defined equation is set to 0: 40%, and the average relative refractive index difference ⁇ 2 of the outer core 21 is set to + 1.20% .
  • the table in FIG. 6 shows the fiber characteristics of the dispersion-shifted fiber 2 designed as described above with respect to the signal light having a wavelength of 1550 nm.
  • the inventors have confirmed that the transmission loss of the obtained dispersion-shifted fiber 2 for signal light having a wavelength of 155 O nm is as small as 0.22 dB / km.
  • the dispersion-shifted fiber 2 has a zero-dispersion wavelength of 158 Onm, a dispersion slope of 0.088 ps / nm 2 / km, an effective area of 86 ⁇ m 2, and fiber characteristics suitable for WDM transmission have been realized. Also confirmed.
  • the nonlinear refractive index N 2 is also shown. This is because the emergence of optical amplifiers in recent years has enabled the technology of long-distance optical transmission using wavelength division multiplexing.Distortion of signal light pulses due to nonlinear optical effects such as four-wave mixing can significantly affect the transmission distance and transmission speed. This is a limiting factor and cannot be ignored in manufacturing the dispersion-shifted fiber according to the present invention.
  • the nonlinear optical effect that causes distortion of the signal light pulse depends on the optical power density of the signal light (the density of the signal light intensity at a predetermined portion of the SM optical fiber) and the nonlinear refractive index of the optical fiber that is the optical transmission medium. It is known that it increases in proportion. For this reason, in an optical transmission system to which an optical amplifier is applied, an increase in signal light intensity does not cause a practical problem in a conventional optical transmission system to which an optical amplifier is applied, and the signal light due to a nonlinear optical effect. Pulse distortions are no longer negligible.
  • Nonlinear index of refraction for N2 third-order nonlinear polarization N2 third-order nonlinear polarization
  • the refractive index N of the medium is given by the sum of the normal value NO and the increase proportional to the square of the electric field amplitude E.
  • the second term proportionality constant N 2 (unit: m 2 / W) is called the second-order nonlinear refractive index.
  • the nonlinear refractive index mainly means the second-order nonlinear refractive index. I do.
  • FIG. 5A a dispersion-shifted fiber according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5A, 5B, and 6.
  • FIG. 5A a dispersion-shifted fiber according to a second embodiment of the present invention
  • the cross-sectional structure of the dispersion-shifted fiber 3 according to the second embodiment shown in FIG. 5A is basically the same as that of the dispersion-shifted fiber 1 shown in FIG. (Corresponding to the inner core 10), an outer core 31 having an outer diameter b (corresponding to the outer core 11), and a cladding region 32 (corresponding to the cladding region 12).
  • the refractive index profile 350 of FIG. 5B is a cross section of the dispersion-shifted fiber 3 corresponding to FIG. 5A (a plane perpendicular to the traveling direction of the propagating signal light). ) to the refractive index of each location on the line L 3 through the contact Keru center 0 3.
  • region 300 is each part on the line L3 of the inner core 30, and region 301 is each part on the line L3 of the outer core 31. 2 corresponds to each part on the line L3 of the above-mentioned cladding region 32.
  • the dispersion-shifted fiber 3 of the second embodiment can be obtained by increasing the amount of F added to the inner core 30 from that of the first embodiment (average relative refractive index difference ⁇ Is changed from 0. -40% to 0.60%), without changing the difference between the average ratio of the inner core 30 and the difference of the average relative refractive index between the outer core 31 and the outer core 3. and reducing the amount of Ge 0 2 added to the 1.
  • Example 2 shows the fiber characteristics of the dispersion-shifted fiber 3 designed as described above with respect to the signal light having the wavelength of 1550 nm.
  • the dispersion-shifted fiber 3 of Example 2 has a zero dispersion wavelength of 1580 nm, a dispersion slope of 0.086 ps / nm 2 / km, and an effective The average relative refractive index difference An 2 of the outer core 31 can be reduced to 1.00% while maintaining the cross-sectional area of 83 m 2 .
  • the transmission loss of the dispersion shift fiber 3 of the second embodiment with respect to the signal light having the wavelength of 155 Onm was 0.21 dB / km, which was even smaller than that of the first embodiment.
  • Example 3 shows the fiber characteristics of the dispersion-shifted fiber 3 designed as described above with respect to the signal light having the wavelength of 1550 nm.
  • the dispersion-shifted fiber 3 of Example 2 has a zero dispersion wavelength of 1580 nm, a dispersion slope of 0.086
  • the cross-sectional structure of the dispersion-shift fiber 4 according to the third embodiment shown in FIG. 7A includes an inner core 40 having an outer diameter a, an outer core 41 having an outer diameter b, an inner cladding 42 having an outer diameter c, and an outer It has cladding 43.
  • the refractive index profile 450 in FIG. 7B corresponds to the center in the cross section (plane perpendicular to the traveling direction of the propagating signal light) of the dispersion-shifted fiber 4 corresponding to FIG. 7A.
  • 0 4 shows the refractive index of Dear location on the line L 4 passing through the.
  • the region 400 is each portion on the line L4 of the inner core 40
  • the region 401 is each portion on the line L4 of the outer core 41
  • the region 402 is a line of the inner clad 42.
  • Each part and region 403 on L4 correspond to each part on the line L4 of the cladding region 43.
  • the outer diameter a of the inner core 40 is 4.4 ⁇ m
  • the outer diameter b of the outer core 41 is 7.9 jm
  • the outer diameter c of the inner core 42 is 13.9 ⁇ m.
  • F F
  • G e 0 by 2 is added to the outer core 4 1
  • the average relative refractive index difference ⁇ of the inner core 40 provided by the following defining formula one
  • the average relative refractive index difference ⁇ 2 of the outer core 41 is + 1.00%
  • the average relative refractive index difference ⁇ 3 of the inner cladding 42 is 0.10%.
  • n 3 (n 3 -n cd ) / n cd
  • n 2 average refractive index of outer core 41
  • n 3 average refractive index of inner cladding 42
  • n C d average refractive index of outer cladding 43 (reference area)
  • the dispersion-shifted fiber 4 of Example 3 designed as described above has a zero-dispersion wavelength of 1590 nm, and has a dispersion slope of 0.070 ps / nm 2 / km as various characteristics with respect to light of 1550 nm. , the effective core area of 83 ⁇ M 2, the transmission loss of 0. 2 1 dB / km, cutoff wavelength of 1. 4 ⁇ M in 2 m lengths, the mode field diameter of 7. 4 / m (MFD), 3 . 7 X nonlinear refractive index of 10- 2 ° m 2 / W ( N2), and in a bending diameter of 20 mm has a bending loss of 5. 7 d B / m.
  • G e 0 2 having a predetermined amount is added to the outer Koa with F a predetermined amount of the inner core is added pressure, each glass Since the viscosity ratio at the drawing temperature of the region is controlled to be set within a predetermined range, structural irregularities and glass defects at the boundary between the inner core and the outer core can be reliably reduced, and the like. There is an effect that it is possible to effectively suppress an increase in transmission loss due to such a problem of the obtained dispersion-shifted fiber.
  • average refractive index of the inner core of being set lower than the refractive index of the cladding region it is possible to reduce the amount of G e 0 2 added to the outer core, This ensures that, G e 0 there is an effect that is as possible out to depend on the amount of 2 to further reduce the transmission loss increases.

Description

糸田 分散シフ トファイバ 技術分野
この発明は、 光通信などで伝送路として使用されるシングルモ一ド光ファイバ に関し、 特に、 波長分割多重 (WDM:Wavelength Division Multiplexing) 伝送に 好適な分散シフトファイバに関するものである。 背景技術
従来から、 伝送路としてシングルモード光ファイバが適用された光通信システ ムでは、 通信用信号光として 1 . 3〃m波長帯または 1 . 5 5〃m波長帯の光が 利用されることが多かった。 ただし、 最近では伝送路中における伝送損失低減の 観点から 1 . 5 5〃m波長帯の光の使用が増しつつある。 こうした 1 · 5 5〃m 波長帯の光の伝送路に適用されるシングルモード光ファイバ （以下、 1 . 5 5〃 m用光ファイバという） では、 1 . 5 5 m波長帯の光に対する、 その波長分散 (波長によって光の伝搬速度が異なるためパルス波が広がる現象） がゼ口になる よう設計されている （零分散波長 1 5 5 O n mの分散シフトファイバ） 。 このよ うな分散シフ卜ファイバとしては、 例えば特開昭 6 2 - 5 2 5 0 8号公報には、 コア領域が内層コアと、 該内層コアの屈折率よりも低い屈折率を有する外層コア とから構成された、 デュアルシエイプコア構造を有する分散シフトファイバが提 案されている。 また、 特開昭 6 3 - 4 3 1 0 7号公報ゃ特開平 2— 1 4 1 7 0 4 号公報には、 クラッ ド領域が内層クラッドと、 該内層クラッドよりも大きな屈折 率を有する外層クラッ ドとから構成された、 ディプレストクラッ ド 'デュアルシ エイプコア構造を有する分散シフ トフアイノ^ 更に、 特開平 8— 3 0 4 6 5 5号 公報ゃ特開平 9一 33744号公報には、 リング状コア構造を有する分散シフ ト ファイバが提案されている。
また、 近年は、 波長分割多重伝送や光増幅器の登場により長距離伝送が可能に なり、 非線形光学効果を避けるため、 上記のデュアルシェイブコア構造やデイブ レス トクラッ ド ·デュアルシヱイブコア構造等が採用され、 かつ零分散波長が信 号光の中心波長よりも短波長側あるいは長波長側にシフトされた分散シフ トファ ィバも提案されている （特開平 7— 168046号公報、 米国特許番号第 548 3612号公報） 。 なお、 非線形光学効果とは、 四光波混合 （FWM： four-wav e mixing) 、 自己位相変調 （SPM： self-phase modulation) 、 相互位相変調 (XPM： cross-phase modulation) などの非線形現象により、 光強度の密度等 に比例して信号光パルスが歪む現象であり、 伝送速度や中継伝送システムにおけ る中継間隔の制約要因となる。
波長分割多重伝送にあたって提案されている上述の分散シフトファイバでは、 零分散波長を信号光の中心波長とは異なる値に設定することにより非線形光学効 果の発生を抑制したり、 実効断面積 Aeifを大きくすることにより、 光強度の密 度を減少させて非線形光学効果の発生を抑制したりしている。
特に、 リング状コア構造が採用された、 上記特開平 8— 304655号公報や 特開平 9— 33744号公報の分散シフ卜ファイバでは、 分散スロープをより小 さくするとともに、 実効断面積 Aefiをより大きくして波長分割多重伝送に 適し たファイバ特性を実現している。
なお、 実効コア断面積 Aeffは、 特開平 8— 248251号公報に示されたよ うに、 以下の （ 1) 式で与えられる。
27Γ ( ύ E2r d r ) J E 4 r d r ) 1) ただし，、 Eは伝搬光に伴う電界、 rはコア中心からの径方向の距龜である。 また、 分散スロープは所定の波長帯域における分散特性を示すグラフの傾きで 疋我 c3れる。 発明の開示
発明者らは、 従来の分散シフトファイバについて検討した結果、 以下のような 課題を発見した。 すなわち、 上述の非線形光学効果の発生を効果的に抑制する構 造を備えた分散シフトファイバでは、 伝送損失が所望の値以下に抑えられた低伝 送損失の分散シフトファイバが再現性よく得られないという課題がある。 すなわ ち、 非線形光学効果を抑制するためにリング状コア構造が採用された、 上記特開 平 8— 3 0 4 6 5 5号公報ゃ特開平 9— 3 3 7 4 4号公報の分散シフトフアイノ ' の場合、 外側コァの厚み （外側コア半径と内側コァ半径との差） が約 1〜 2 m と極めて小さくなつている。 また、 該外側コアの比屈折率差と内側コアの比屈折 率差との差が 1 %前後とかなり大きな値となっている。 このように外側コアの比 屈折率差を大きくする手段としては、 該外側コアへの G e 0 2の添加量を多くす ることが一般的であるが、 G e 02の添加量を多くすると、 該添加量の増加とは 逆に光ファイノ 製造中の線引時温度における該外側コアの粘度が減少してしまう この粘度変化は製造される光ファイバの径方向に沿って見たとき、 外側コア （厚 さ約 l〜2〃m) の領域内で急激に発生する。 このような径方向の急激な粘度変 化により、 線引時の光ファイバに加わる張力も径方向に急激に変化することにな る。 この加えられた線引張力の径方向への急激な変化は、 内側コアと外側コアと の界面における構造不整、 ガラス欠陥の一因となるため、 結果的に得られた光フ ァィバの伝送損失の増加を引き起こしてしまう。
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、 非線形光学効 果の発生を効果的に抑制するとともに、 長距離海底ケーブル等に好適な WD M伝 送用の分散シフトファイバであって、 構造不整、 ガラス欠陥等に起因する伝送損 失を効果的に抑制する、 再現性に優れた構造を備えた分散シフトファイバを提供 することを目的としている。
この発明に係る分散シフトファイバは、 所定の基準軸に沿って伸びたコア領域 と該コア領域の外周に設けられたクラッド領域とを備えた、 1 . 5 5〃m波長帯 の信号光 （波長 1 5 0 0 n m〜 1 6 0 0 n mの範囲内に中心波長を有する 1又は 2以上の信号光） を伝搬するための伝送媒体 （石英系シングルモード光ファイノ である。 そして、 当該分散シフトファイバにおいて、 コア領域は、 所定量のフッ 素 （F ) が添加されたガラス領域であって、 クラッ ド領域の基準領域に対する第 1の平均比屈折率差が である内側コアと、 該内側コアとクラッ ド領域との 間に設けら れかつ所定量の酸化ゲルマニウム （G e〇2 ) が添加されたガラス領 域であって 、 該クラッ ド領域の基準領域に対する第 2の平均比屈折率差が第 1 の平均比屈折率差 A n iよりも大きい Δ η 2である外側コアとを、 少なくとも備え ている。 なお、 この明細書において上記基準領域は、 クラッ ド領域が単一層の構 成では該単一層で定義されるがディプレスト · クラッド構造のように複数の総出 構成されている場合には最外層で定義される。
この発明に係る分散シフトファイバにおいて、 上記内側コア、 外側コアそれぞ れに添加される G e 0 2、 Fはともに添加量を増やすと線引時温度における粘度 は低減するが、 G e◦ 2は添加されたガラス領域の屈折率を大きくするよう作用 する一方、 Fは添加されたガラス領域の屈折率を小さくするよう作用する。 この ため、 内側コアに Fを添加するとともに外側コアに G e 0 2を添加することによ り、 内側コアと外側コアの線引時温度における粘度差を小さく保ったまま、 これ らガラス領域間で十分な屈折率の差を得ることが可能となる。 これにより、 該内 側コアと外側コアの境界における構造不整、 ガラス欠陥の発生を効果的に抑制で きる。 なお、 この明細書において線引時温度とは、 線引のために加熱された光フ アイバ母材の表面温度で定義される。
また、 この発明に係る分散シフトファイバは、 上記内側コアにおける F添加に よる第 1の平均比屈折率差の減少分 Δ n fと、 上記外側コアにおける G e Ό 2添加 による第 2の平均比屈折率差の増加分 Ansとの間には、 以下の関係がある。
0. 05 · Δ ng≤A nf≤ 0. 7 · Δ ng
上記関係を満たすことにより、 内側コアと外側コアとの線引時温度における粘 度差をより小さく制御することが可能となる。 また、 該内側コアと外側コアとの 界面における構造不整、 ガラス欠陥等の発生をより低減することができる。
なお、 この発明に係る分散シフトファイバにおいて、 上記内側コアの平均屈折 率は、 上記クラッド領域の屈折率よりも小さい方がより好ましい。
クラッ ド領域に対する上記第 1の平均比屈折率差△ n ,を負の値とすることで、 ク ラッ ド領域に対する外側コアの上記第 2の平均比屈折率差 An2 θΔη を極端に大きくしなくとも所望のファイバ特性が実現できる。 このことは、 外側 コアへの Ge 02の添加量を低減でき、 非線形光学効果の発生を抑制する観点か らより好 ましい。
さらに、 クラッド領域は、 外側コァの外周に設けられた内側クラッドと、 該内 側クラッ ドの外周に設けられた外側クラッ ドとを備えたディプレスト ' クラッド 構造を適用することも可能である。 この構成の場合、 クラッド領域は複数の層領 域で構成されているので、 各領域における比屈折率差を定義するための基準領域 は上記外側クラッドとなる。 なお、 このクラッ ド領域において、 上記内側クラッ ドは、 所定量のフッ素が添加され、 かつ外側クラッ ドに対する第 3の平均比屈折 率差 Δη3を有する。
加えて、 上記ディプレスト · クラッ ド構造を有する分散シフトファイバにおい て、 内側コアにおけるフッ素添加による第 1の平均比屈折率差の減少分△ n f i、 内側クラッドにおけるフッ素添加による第 3の平均比屈折率差の減少分△ nf2、 外側コアにおける酸化ゲルマニウム添加による第 2の平均比屈折率差の増加分△ との間には、 以下の関係がある。
0. 05 · Δη <Anfl≤ 0. 7 · Δηκ 0. 05 · Δη5≤Δηί2≤0. 1 - Ans ' 図面の簡単な説明
図 1 Aは、 この発明に係る分散シフトファイバの代表的な断面構造を示す図で あり、 図 1 Bは図 1 Aに示された分散シフトファイバの屈折率プロファイルを示 す図である。
図 2は、 デュアルシヱイプコア構造が採用された従来の分散シフトファイバの 屈折率プロファイルを示す図である。
図 3は、 この発明に係る分散シフトファイバにおいて、 F添加による内側コア の平均屈折率変化分 Δ n fと G e 02添加による外側コアの平均屈折率変化分 Δ n sとの比 （Anf/Ans) と、 内側及び外側コアの線引時温度における粘度比と の関係を示すグラフである。
図 4 Aは、 この発明の実施例 1に係る分散シフトファイバの断面構造を示す図 であり、 図 4 Bは図 4 Aに示された分散シフトファイバの屈折率プロファイルを 示す図である。
図 5 Aは、 この発明の実施例 2に係る分散シフトファイバの断面構造を示す図 であり、 図 5 Bが図 5 Aに示された分散シフトファイバの屈折率プロファイルを 示す図である。
図 6は、 図 4 A及び図 4 B、 図 5 A及び図 5 Bに示された分散シフトファイバ の諸特性を示す表である。
図 7 Aは、 この発明の実施例 3に係る分散シフトファイバの断面構造を示す図 であり、 図 7 Bが図 7 Aに示された分散シフトファイバの屈折率プロファイルを 示す図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 この発明に係る分散シフトファイバの実施例を、 図 1A、 図 1 B、 図 2 〜図 3、 図 4A〜図 5B、 図 6、 図 7A、 及び図 7 Bを用いて説明する なお、 図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、 重複する説明を省略する。 図 1Aは、 この発明に係る分散シフトフ ' （石英系シングルモード光ファ ィバ） の断面構造であり、 図 1Bは、 図 1 Aに示された分散シフトファイバの屈 折率プロファイルを示す図である。 図 1 Aに示されたように、 当該分散シフトフ ァ 1は、 石英ガラスを主成分とするシングルモード光ファイバであって、 コ ァ領域と該コア領域の外周に設けられた所定の屈折率を有するクラッ ド領域 12 を備え、 1. 55 m波長帯の信号光 （波長 1500 nm〜： L 600 nmの範囲 内に中心波長を有する 1又は 2以上の信号光） を伝搬するための伝送媒体である。 特に、 コア領域の構造には、 所定量のフッ素 （F) が添加されたガラス領域であ つて、 クラッ ド領域 12に対する平均比屈折率差が Δη!である内側コア 10 (外 径 a) と、 内側コア部 10の外周に設けられたガラス領域であって、 所定量の酸 化ゲルマニウム （Ge02) が添加されかつクラッ ド領域 12に対する平均比屈 折率差が Δη2 (>Δπι) である外側コア 11 (外径 b>a) とを、 少なくとも 備えたリング状コア構造が採用されている。 なお、 上記クラッド領域 12は屈折 率の異なる少なくとも 2つのガラス領域からなるディプレストクラッディング構 造であってもよい。
図 1 Bの屈折率プロファイル 150は、 図 1 Aに対応して当該分散シフトファ ィバ 1の断面 （伝搬する信号光の進行方向に対して垂直な面） における中心〇， を通る線 L 1に沿った各部位の屈折率を示す。 この屈折率プロファイル 150に おいて、 領域 100は上記内側コア 10の線 L 1上の各部位、 領域 101は上記 外側コア 11の線 L 1上の各部位、 領域 102は上記クラッド領域 12の線 L 1 上の各部位に相当している。
また、 上記平均屈折率差の値 Δη^ Δη2は、 それぞれ、
Figure imgf000009_0001
Δ n2= ；；一 ncd) / ricd ここで、 ：内側コア 10の平均屈折率 ― ' n2 ：外側コア 1 1の平均屈折率
ncd ' ラ、 j、 ド領域 12 (基準領域） の平均屈折率 （ディプレスト · クラッディング構造の場合は外側に位置するクラッドの平均屈 折率）
で与えられる。 なお、 この明細書においてこれらの値は百分率で表される。 また、 各式の屈折率は順不同である。 したがって、 この明細書において、 クラッ ド領域 12に対する比屈折率差の平均が負となるガラス領域は、 該クラッド領域 12の 屈折率よりも低い平均屈折率を有するガラス領域を意味する。 また、 平均屈折率 とは、 当該分散シフトファイバ 1における信号光の進行方向に垂直な断面を見た ときの、 所定ガラス領域中の各部位での屈折率の平均を意味する。
石英ガラスへのゲルマニウムの添加量と屈折率との関係は、 James W. Fleming, "Dispersion in Ge02-Si02 glasses", (APPLIED OPTICS, Vol.24, No.24, 15 D ecember, 1984, pp. 4486 ― 4493)から得ることができ、 石英ガラスへの Fの添 カロ量と屈折率との関係は、 James W. Fleming et al. , "Refractive index dispe rsion and related properties in fluorine doped silica", (APPLIED OPTICS, Vol.23, No.19, 1 October, 1983, pp. 3102 一 3104)から得ることができる。 なお、 この発明に係る分散シフトファイバ 1は、 周知の 0 VD法や MC VD法な どによって製造された光ファイバ母材を加熱線引することにより得られる。
特に、 この発明に係る分散シフトファイノ 1は、 上記内側コア 10における F 添加による平均比屈折率差の減少分 Anfと、 上記外側コア 1 1における Ge〇2 添加による平均比屈折率差の増加分 Angとの間に、 以下の関係を満たしている。
0. 05 · Ang≤Anf≤ 0. 7 · Δ n g
すなわち、 光ファイバ断面において各ガラス領域間での粘度不整合が大きい場 合、 構造不整に起因した伝送損失 （構造不整損失） が増加することが知られてい る （ 1995年電子情報通信学会エレクトロ二クスソサイエティ大会、 C— 23 2) 。 図 2はこの文献に示された、 ディアルシェイブコア構造が採 fflされた従来 の分散シフトファイバの屈折率プロファイルを示す図である。 なお、 この屈折率 プロファイルにおいて、 領域 1 10 (コア領域全体の径方向に沿った各部位に相 当） のうち領域 1 1 1は内側コアの径方向に沿った各部位、 領域 1 12は外側コ ァの径方向に沿った各部位に相当しており、 また、 領域 120はクラッ ド領域の 径方向に沿った各部位に相当している。
ここで、 構造不整損失を図 2の分散シフトファイバと同程度に抑えるためには、 内側コア 10と外側コア 1 1との粘度の不整合 （線引時温度における粘度差） に ついても、 図 2の分散シフトファイバと同程度とする必要がある。 なお、 図 2の 分散シフトフアバでは内側コア、 外側コアいずれも Ge〇2が添加されており、 内側コアの比屈折率差と外側コアの比屈折率差との差は約 0. 75%である。 こ れは粘度比として約 4倍に相当する。
一方、 Ge 02が添加された S i 02ガラスと Fが添加された S i 02ガラスと の、 所定の線引時温度 （加熱される光ファイバ母材の表面温度で定義） における 粘度比は、 図 3に示されたように、 G e 02及び Fの各添加量変化に伴って変化 する。 この関係は、 P.K.Bachman,et al . ,"Stressi卿 ticalwaveguides2:Fibers" (APPLIED OPTICS, Vol.26, No.7,1 April 1987)に示されている。
すなわち、 図 3は、 この関係に基づいて当該分散シフトファイバ 1について、 内側コア 10と外側コア 1 1の粘度比を計算し、 F添加による内側コア 10の平 均比屈折率差の減少分△ n fと G e 02添加による内側コア 1 1の平均比屈折率差 の増加分 Ans の比 Anf/Angによって粘度比がどのように変化するかを表し ている。 減少分 Anfと増加分 Angは、 それぞれクラッ ド領域 12に対する比屈 折率差で表されている （ただし、 変化分 Anf、 Z nsはいずれもスカラー量） 。 また、 この図 3では、 外側コア 1 1への Ge 02添加による増加分 Angをパラメ 一夕として （Ans=0. 8%、 1. 0%、 1. 2%) 、 当該分散シフトフアイ バ 1の典型値が示されている。 図 3からも分かるように、 Anf/Angが 0. 05〜0. 70の 囲内であれ ば内側コア 10と外側コア 11との粘度比は 4以下となり、 構造不整損失を図 2 の分散シフトファイバと同程度あるいはそれ以下に抑えることができる。
なお、 この発明に係る分散シフトファイバにおいて、 内側コア 10の平均屈折 率は、 クラッ ド領域 12の屈折率よりも小さい方がより好ましい。 これは、 クラ ッド領域 12に対する平均比屈折率差 An を負の値とすることで、 クラッド領 域 1 2に対する外側コア 11の平均屈率差 Δη2 θΔηΟ を極端に大きくし なくとも所望のファイバ特性が実現できるからである。 換言すれば、 所望のファ ィバ特性を得ながら外側コア 11への Ge02の添加量を低減でき、 非線形光学 効果の 発生を効果的に抑制できる。
実施例 1
次に、 この発明の実施例 1に係る分散シフトファイバを、 図 4A、 図 4B及び 図 6を用いて説明する。
図 4 Aに示された、 実施例 1に係る分散シフトファイバ 2の断面構造は、 基本 的に図 1 Aに示された分散シフトフアイノ 1と同様であり、 外径 aの内側コア 2 0 (内側コア 10に相当） と、 外径 bの外側コア 21 (外側コア 1 1に相当） と、 そしてクラッ ド領域 22 (クラッド領域 12に相当） を備えている。 また、 図 4 Bの屈折率プロファイル 250は、 図 1Bの場合と同様に、 図 4 Aに対応して分 散シフトファイバ 2の断面 （伝搬する信号光の進行方向に対して垂直な面） にお ける中心 02を通る線 L 2上の各位置の屈折率を示す。 この屈折率プロファイル 250において、 領域 20◦は上記内側コア 20の線 L 2上の各部位、 領域 20 1は上記外側コア 21の線 L 2上の各部位、 領域 202は上記クラッド領域 22 の線 L 2上の各部位に相当している。
なお、 この実施例 1において、 外側コア 21の外径 bは 7. 5〃m、 内側コア 20と外側コア 21との外径比 R a (二 a/b) は 0. 65である。 また、 F、 が内側コア 20に添加され、 Ge02が外側コア 21に添加することにより、 上 述の定義式により与えられる内側コア 2 0の平均比屈折率差 ΔΓ^は— 0: 40 %、 外側コア 2 1の平均比屈折率差 Δη2は + 1. 2 0 %に設定されている。
図 6の表 （実施例 1) には、 以上のように設計された分散シフトファイバ 2に ついて、 波長 1550 nmの信号光に対するファイバ特性が示されている。 発明 者らは、 得られた分散シフトファイバ 2の波長 155 O nmの信号光に対する伝 送損失が 0. 22 dB/kmと小さい値であることを確認した。 また、 当該分散 シフ トファイバ 2の零分散波長は 158 Onm、 分散スロープは 0. 088 p s /nm2/km、 実効断面積は 86〃m2と WD M伝送に適したファイバ特性が実 現されていることも確認した。
なお、 図 6の表では、 非線形屈折率 N 2も併せて示されている。 これは、 近年 の光増幅器の登場により波長分割多重した長距離光伝送の技術が可能になり、 四 光波混合などの非線形光学効果による信号光パルスの歪が、 伝送距離や伝送速度 への重大な制約要因となっており、 この発明に係る分散シフトファイバの製造に とって無視できないからである。
信号光パルスの歪を生じさせる非線形光学効果は、 信号光の光パワー密度 （S M光ファイバの所定部位における信号光強度の密度） と、 光伝送媒体である光フ アイバの、 非線形屈折率とに比例して大きくなることが知られている。 このため、 光増幅器が適用された光伝送システムでは、 信号光強度の増大によって、 光増幅 器が適用されていない従来の光伝送システムでは実用上問題にならなかつた非線 形光学効果による信号光パルスの歪が無視できなくなってきている。
なお、 強い光の下における媒質の屈折率 Nは、 上述のように光強度によって変 わる。 したがって、 この屈折率 Nに対する最低次の効果は、
Figure imgf000013_0001
で、 NO 線形分極に対する屈折率
N 2 3次の非線形分極に対する非線形屈折率
P 光パワー — Aef f :実効断面積 ― ― で表される。 すなわち、 強い光の下では、 媒質の屈折率 Nは通常の値 N Oと光電 場振幅 Eの 2乗に比例する増加分との和で与えられる。 特に、 第 2項の比例定数 N 2 (単位： m2/W) は 2次の非線形屈折率と呼ばれる。 また、 信号光パルス の歪は、 非線形屈折率のうち主に 2次の非線形屈折率の影響を受けるので、 この 明細書において、 非線形屈折率とは、 主にこの 2次の非線形屈折率を意味する。
実施例 2
次に、 この発明の実施例 2に係る分散シフトファイバを、 図 5A、 図 5 B及び 図 6を用いて説明する。
図 5 Aに示された、 実施例 2に係る分散シフトファイバ 3の断面構造は、 基本 的に図 1 Aに示された分散シフトファイノ 1と同様であり、 外径 aの内側コア 3 0 (内側コア 1 0に相当） と、 外径 bの外側コア 3 1 (外側コア 1 1に相当） と、 そしてクラッド領域 3 2 (クラッド領域 1 2に相当） を備えている。 また、 図 5 Bの屈折率プロファイル 3 5 0は、 図 1 Bの場合と同様に、 図 5 Aに対応した分 散シフトファイバ 3の断面 （伝搬する信号光の進行方向に対して垂直な面） にお ける中心 03を通る線 L 3上の各位置の屈折率を示す。 この屈折率プロファイル 3 5 0において、 領域 3 0 0は上記内側コア 3 0の線 L 3上の各部位、 領域 3 0 1は上記外側コア 3 1の線 L 3上の各部位、 領域 3 0 2は上記クラッ ド領域 3 2 の線 L 3上の各部位に相当している。
なお、 この実施例 2において、 外側コア 3 1の外径 bは 7. 1 jum, 内側コア 30と外側コア 3 1との外径比 Ra (=a/b) は 0. 6 0である。 また、 Fを 内側コア 3 0に添加し、 G e 02を外側コア 3 1に添加することにより、 上述の 定義式 から与えられる内側コア 3 0の平均比屈折率差 A は— 0. 6 0 %、 外 側コア 3 1の平均比屈折率差 Δη2は + 1. 0 0 %である。
以上のように、 この実施例 2の分散シフトファイバ 3は、 内側コァ 3 0に添加 される Fの添加量を先の実施例 1よりも増やすことにより （平均比屈折率差 Δη は— 0. -40%から—0. 60%に変化） 、 内側コア 30の平均比 JS折率差と 外側コア 3 1との平均比屈折率差との差を変えることなく、 外側コア 3 1に添加 される Ge 02の添加量を減少させている。
図 6の表 （実施例 2) には、 以上のように設計された分散シフトファイバ 3に ついて、 波長 1550 nmの信号光に対するファイバ特性が示されている。 この 表からも分るように、 実施例 2の分散シフトファイバ 3では、 上述の実施例 1と ほぼ同様に、 零分散波長は 1580 nm、 分散スロープは 0. 086 p s/nm 2/km、 実効断面積は 83 m2を維持したまま、 外側コア 3 1の平均比屈折率 差 An2を 1. 00%まで下げることが可能となった。 なお、 この実施例 2の分 散シフ トファイバ 3の、 波長 1 55 Onmの信号光に対する伝送損失は 0. 2 1 dB/kmであり、 上述の実施例 1よりもさらに小さい値であった。 実施例 3
次に、 この発明の実施例 3に係る分散シフトファイバを、 図 7 A及び図 7 Bを 用いて説明する。
図 7Aに示された、 実施例 3に係る分散シフ トファイバ 4の断面構造は、 外径 aの内側コア 40と、 外径 bの外側コア 4 1と、 外径 cの内側クラッド 42と、 外側クラッド 43を備えている。 また、 図 7Bの屈折率プロファイル 450は、 図 1 Bの場合と同様に、 図 7 Aに対応した分散シフトファイバ 4の断面 （伝搬す る信号光の進行方向に対して垂直な面） における中心 04を通る線 L 4上の各位 置の屈折率を示す。 この屈折率プロファイル 450において、 領域 400は上記 内側コァ 40の線 L 4上の各部位、 領域 40 1は上記外側コア 41の線 L 4上の 各部位、 領域 402は上記内側クラッ ド 42の線 L 4上の各部位、 領域 403は 上記クラッド領域 43の線 L 4上の各部位に相当している。
なお、 この実施例 3において、 内側コア 40の外径 aは 4. 4〃m、 外側コア 41の外径 bは 7. 9 j m 内側クラヅ ド 42の外径 cは 13. 9〃mである。 また、 Fを内側コア 40及び内側クラッ ド 42に添加し、 G e 02を外側コア 4 1に添加することにより、 以下の定義式により与えられる内側コア 40の平均比 屈折率差 Δη は一 0. 50%、 外側コア 41の平均比屈折率差 Δη2は + 1. 0 0%、 内側クラッド 42の平均比屈折率差 Δη3は一 0. 20%である。
なお、 上記平均屈折率差の値 Δη^ Δη2、 Δη3は、 それぞれ、
Figure imgf000016_0001
△ n3= (n3-ncd) /ncd
ここで、 ：内側コア 40の平均屈折率
n2 ：外側コア 41の平均屈折率
n3 ：内側クラッド 42の平均屈折率
nCd：外側クラッ ド 43 (基準領域） の平均屈折率
以上のように設計された実施例 3の分散シフトファイバ 4は、 1 590 nmの 零分散波長を有するとともに、 1550 nmの光に対する諸特性として、 0. 0 70 p s/nm2/kmの分散スロープ、 83〃m2の実効コア断面積、 0. 2 1 dB/kmの伝送損失、 2 m長において 1. 4〃mのカッ トオフ波長、 7. 4 / mのモードフィールド径 （MFD) 、 3. 7 X 10— 2°m2/Wの非線形屈折率 (N2) 、 及び曲げ径 20 mmにおいて 5. 7 d B/mの曲げ損失を有する。 さらに、 上述のようなディプレスト · クラッ ド構造を有する実施例 3の分散シ フトファイバにおいて、 内側コアにおけるフッ素添加による第 1の平均比屈折率 差の減少分 Anf l、 内側クラッ ドにおけるフッ素添加による第 3の平均比屈折率 差の減少分△ n f 2、 外側コアにおける酸化ゲルマニゥム添加による第 2の平均比 屈折率差の増加分△ ηεは、 以下の関係を満たしている。
0. 05 · Ang≤Anf ι≤ 0. 7 · Δη6
0. 05 · Δηε<Δηί2≤ 0. 7 · Δη6 産業上の利用可能性 ― 以上、 詳細に説明したとおり、 この発明によれば、 内側コアに所定量の Fが添 加されるとともに外側コァに所定量の G e 0 2が添加され、 各ガラス領域の線引 時温度での粘度比 が所定範囲内に設定されるよう制御されているので、 内側コ ァと外側コアとの境界における構造不整、 ガラス欠陥等を確実に低減することが でき、 得られる分散シフトファイバの係る不具合に起因する伝送損失の増加の効 果的に抑制することができるという効果がある。
また、 内側コアの平均屈折率はクラッド領域の屈折率よりも低く設定されるの で、 外側コアに添加される G e 02の添加量を少なくすることができ、 これによ り、 G e 0 2の添加量に依存して増大する伝送損失をより低減することがで きる という効果がある。

Claims

言青求の範囲
1. 所定の基準軸に沿って伸びたコア領域と該コア領域の外周に設けられた クラッド領域とを備えた、 1. 55 m波長帯の信号光を伝搬するための伝送媒 体であって、
前記コア領域は、 所定量のフッ素が添加され、 かつ前記クラッド領域の基準領 域に対する第 1の平均比屈折率差が Δι^である内側コアと、
前記内側コアと前記クラッ ド領域との間に設けられた領域であって、 所定量の 酸化ゲルマニウムが添加され、 かつ該クラッ ド領域の基準領域に対する第 2の平 均比屈折率差が前記第 1の平均比屈折率差よりも大きい An2である外側コアと を、 少なくとも備えた分散シフ トファイバ。
2. 前記内側コアにおけるフッ素添加による前記第 1の平均比屈折率差の減 少分△ n fと、 前記外側コアにおける酸化ゲルマニウム添加による前記第 2の平 均比屈折率差の増加分 Δ nsとの間には、
0. 05 · Ang≤Anf≤ 0. 7 · Ang
なる関係があることを特徴とする請求項 1記載の分散シフ トファイバ。
3. 前記内側コアの平均屈折率は、 前記クラッ ド領域の屈折率よりも小さい ことを特徴とする請求項 1又は 2記載の分散シフトファイバ。
4. 前記クラッ ド領域は、 前記外側コアの外周に設けられた領域であって、 所定量のフッ素が添加され、 かつ前記クラッ ド領域の基準領域に対する第 3の平 均比屈折率差が Δη3である内側クラッドと、
前記内側クラッドの外周に設けられた、 前記基準領域である外側クラッ ドと、 を備えたことを特徴とする請求項 1記載の分散シフ トフアイノ^
5. 前記内側コアにおけるフッ素添加による前記第 1の平均比屈折率差の減 少分 Anfl、 前記内側クラッドにおけるフッ素添加による前記第 3の平均比屈折 率差の減少分 Δ n f 2、 前記外側コアにおける酸化ゲルマニゥム添加による前記第 2の平均比屈折率差の増加分 Ansとの間には、
0. 05 · Ang≤Anfi≤ 0. 7 · Ang
0. 05 · Δη6≤Δηί2≤ 0. 7 · Ang
なる関係があることを特徴とする請求項 4記載の分散シフトファイバ。
PCT/JP1998/003770 1997-08-28 1998-08-25 Fibre a dispersion decalee WO1999012064A1 (fr)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP98938982A EP0949517A4 (en) 1997-08-28 1998-08-25 DISPERSING SHIFTING FIBER
CA002267252A CA2267252A1 (en) 1997-08-28 1998-08-25 Dispersion-shift fiber
AU87508/98A AU734749B2 (en) 1997-08-28 1998-08-25 Dispersion-shifted fiber
US09/297,465 US6275638B1 (en) 1997-08-28 1998-08-25 Dispersion-shifted fiber

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23230197 1997-08-28
JP9/232301 1997-08-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1999012064A1 true WO1999012064A1 (fr) 1999-03-11

Family

ID=16937074

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP1998/003770 WO1999012064A1 (fr) 1997-08-28 1998-08-25 Fibre a dispersion decalee

Country Status (9)

Country Link
US (1) US6275638B1 (ja)
EP (1) EP0949517A4 (ja)
KR (1) KR100329865B1 (ja)
CN (1) CN1094202C (ja)
AU (1) AU734749B2 (ja)
CA (1) CA2267252A1 (ja)
ID (1) IDP000009398A (ja)
TW (1) TW400443B (ja)
WO (1) WO1999012064A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1120671A1 (en) * 1999-07-12 2001-08-01 Fujikura Ltd. Dispersion shift optical fiber
JP2015536474A (ja) * 2012-10-30 2015-12-21 長飛光繊光纜股▲ふん▼有限公司 大有効面積を有する低減衰光ファイバ

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6542683B1 (en) * 1997-07-15 2003-04-01 Corning Incorporated Suppression of stimulated Brillouin scattering in optical fiber
WO1999018461A1 (fr) * 1997-10-02 1999-04-15 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Fibre optique a decalage et dispersion
WO1999022258A1 (fr) * 1997-10-29 1999-05-06 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Fibre optique a dephasage dispersif
JP2000347056A (ja) * 1999-06-08 2000-12-15 Sumitomo Electric Ind Ltd 分散補償光ファイバおよび光伝送システム
BR0007020A (pt) * 1999-08-20 2001-07-03 Furukawa Eletric Co Ltd Fibra ótica e linha de transmissão ótica
FR2801685B1 (fr) * 1999-11-25 2002-02-22 Cit Alcatel Fibre optique a dispersion chromatique decalee pour systemes de transmission a fibre optique a multiplexage en longueurs d'onde
CA2355823A1 (en) * 2000-08-28 2002-02-28 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical fiber and method of making the same
KR20030051707A (ko) * 2000-10-11 2003-06-25 코닝 인코포레이티드 저감된 분산을 갖는 단일모드 광 도파관 섬유
JP3784656B2 (ja) * 2001-03-15 2006-06-14 株式会社フジクラ 分散補償光ファイバおよびこれを用いた分散補償モジュールと光ファイバ複合伝送路
US20040022509A1 (en) * 2002-07-31 2004-02-05 Pushkar Tandon Non-zero dispersion shifted optical fiber with depressed core having large effective area, low slope and low dispersion
KR101066281B1 (ko) * 2003-08-29 2011-09-20 코닝 인코포레이티드 알칼리 금속 산화물을 함유하는 광섬유, 및 그 제조 방법및 장치
FR2893149B1 (fr) * 2005-11-10 2008-01-11 Draka Comteq France Fibre optique monomode.
CN101216574B (zh) * 2006-07-13 2010-10-20 长飞光纤光缆有限公司 一种新型的高掺锗型光敏光纤及其制备方法
KR101285500B1 (ko) * 2011-11-24 2013-07-12 에쓰이에이치에프코리아 (주) 초저손실 광섬유
US9442246B2 (en) * 2013-10-14 2016-09-13 Futurewei Technologies, Inc. System and method for optical fiber
JP5986594B2 (ja) * 2014-02-14 2016-09-06 株式会社フジクラ 光デバイス
JP6335949B2 (ja) * 2016-02-12 2018-05-30 株式会社フジクラ マルチコアファイバ
CN105866881B (zh) * 2016-06-01 2021-12-24 上海交通大学 用于非耦合模分复用传输的环辅助型少模光纤及其传输方法
CN106324749B (zh) * 2016-10-20 2020-01-14 长飞光纤光缆股份有限公司 一种用于放大器的少模光纤
CN106338793B (zh) * 2016-10-20 2020-06-16 长飞光纤光缆股份有限公司 一种少模光纤
CN106707408A (zh) * 2017-03-28 2017-05-24 中山大学 一种基于环形结构纤芯的折射率渐变型光纤

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01163707A (ja) * 1987-09-09 1989-06-28 Corning Glass Works 光ファイバ
JPH03132726A (ja) * 1989-10-19 1991-06-06 Fujikura Ltd 希土類元素添加光ファイバ
JPH0933744A (ja) * 1995-07-07 1997-02-07 Alcatel Submarcom 大きな有効モード表面積を有する低分散単一モード光導波路
JPH10246830A (ja) * 1997-03-03 1998-09-14 Fujikura Ltd 分散シフト光ファイバ

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3500672A1 (de) * 1985-01-11 1986-07-17 Philips Patentverwaltung Lichtleitfaser mit fluordotierung und verfahren zu deren herstellung
JPS6252508A (ja) 1985-09-02 1987-03-07 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光フアイバ
US4852968A (en) 1986-08-08 1989-08-01 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Optical fiber comprising a refractive index trench
DE3812140A1 (de) * 1988-04-12 1989-11-02 Schott Glaswerke Monomode-lichtleitfaser
JP2831363B2 (ja) 1988-11-22 1998-12-02 株式会社フジクラ 光ファイバ
US5327516A (en) 1993-05-28 1994-07-05 At&T Bell Laboratories Optical fiber for wavelength division multiplexing
FR2724234B1 (fr) * 1994-09-05 1997-01-03 Alcatel Fibres Optiques Fibre optique monomode a dispersion decalee
US5613027A (en) 1994-10-17 1997-03-18 Corning Incorporated Dispersion shifted optical waveguide fiber
US5835655A (en) 1995-01-26 1998-11-10 Corning Incorporated Large effective area waveguide fiber
US5822488A (en) * 1995-10-04 1998-10-13 Sumitomo Electric Industries, Inc. Single-mode optical fiber with plural core portions
US5799123A (en) * 1995-10-20 1998-08-25 The Furukawa Electric Co., Ltd. Dispersion compensating fiber
TW342460B (en) * 1996-01-16 1998-10-11 Sumitomo Electric Industries A dispersion shift fiber
US5802235A (en) * 1996-06-10 1998-09-01 Furukawa Electric Co Ltd Dispersion compensating fiber and its manufacturing method
EP0862069B1 (en) * 1997-02-26 2007-04-11 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Optical fiber
JP3112255B2 (ja) 1997-03-03 2000-11-27 ティーディーケイ株式会社 光ファイバ用接続部材の製造方法
JP3132726B2 (ja) 1998-04-22 2001-02-05 株式会社ナル 発泡ポリスチレンの回収リサイクル方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01163707A (ja) * 1987-09-09 1989-06-28 Corning Glass Works 光ファイバ
JPH03132726A (ja) * 1989-10-19 1991-06-06 Fujikura Ltd 希土類元素添加光ファイバ
JPH0933744A (ja) * 1995-07-07 1997-02-07 Alcatel Submarcom 大きな有効モード表面積を有する低分散単一モード光導波路
JPH10246830A (ja) * 1997-03-03 1998-09-14 Fujikura Ltd 分散シフト光ファイバ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP0949517A4 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1120671A1 (en) * 1999-07-12 2001-08-01 Fujikura Ltd. Dispersion shift optical fiber
EP1120671A4 (en) * 1999-07-12 2005-06-01 Fujikura Ltd DISPERSION SHIFTED OPTICAL FIBER
JP2015536474A (ja) * 2012-10-30 2015-12-21 長飛光繊光纜股▲ふん▼有限公司 大有効面積を有する低減衰光ファイバ

Also Published As

Publication number Publication date
KR100329865B1 (ko) 2002-03-22
AU8750898A (en) 1999-03-22
EP0949517A1 (en) 1999-10-13
CA2267252A1 (en) 1999-02-28
IDP000009398A (id) 1999-06-17
TW400443B (en) 2000-08-01
AU734749B2 (en) 2001-06-21
EP0949517A4 (en) 2005-07-20
US6275638B1 (en) 2001-08-14
KR20000068867A (ko) 2000-11-25
CN1237249A (zh) 1999-12-01
CN1094202C (zh) 2002-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO1999012064A1 (fr) Fibre a dispersion decalee
JP3320745B2 (ja) 分散フラット光ファイバ
US6999667B2 (en) Dispersion-controlled optical fiber
AU733584B2 (en) Dispersion-shifted fiber
JP3212851B2 (ja) シングルモード光導波路ファイバ
KR100694365B1 (ko) 양의 분산 낮은 분산 슬로프를 갖는 섬유
US6603913B1 (en) Single-mode optical fiber having multiple cladding regions for dispersion compensation
JP2002365464A (ja) 有効面積の広い正分散光ファイバ
WO2010122790A1 (ja) 空孔付き単一モード光ファイバ及びこれを用いた光伝送システム
JP2004246375A6 (ja) 正分散低分散勾配ファイバ
JPH09211249A (ja) シングルモード光ファイバ
US6256440B1 (en) Dispersion-shifted optical fiber
JP2003508801A (ja) 正の波長分散を有する光ファイバーの波長分散を補償するための光ファイバー
JP4192424B2 (ja) 光ファイバ
JP2976959B2 (ja) 分散シフトファイバ
WO1999022258A1 (fr) Fibre optique a dephasage dispersif
JP2004520607A (ja) 低分散シングルモード光導波路ファイバ
JP2002082251A (ja) 光ファイバ、光伝送路および分散補償モジュール
JPH10239550A (ja) 分散シフトファイバ
JP2001051146A (ja) 分散シフト光ファイバ
JP3979259B2 (ja) 単一モード光ファイバ
JP2001255433A (ja) 分散フラット光ファイバ
JP2005003794A (ja) 光ファイバ、及びそれを用いた光伝送線路
JP4205455B2 (ja) 光ファイバ及びそれを用いた光伝送システム
JP2004347884A (ja) 光ファイバおよび光伝送路

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 98801236.7

Country of ref document: CN

AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AU CA CN ID JP KR US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 87508/98

Country of ref document: AU

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2267252

Country of ref document: CA

Ref document number: 2267252

Country of ref document: CA

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1998938982

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 09297465

Country of ref document: US

Ref document number: 1019997003749

Country of ref document: KR

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1998938982

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref document number: 1999515325

Country of ref document: JP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1019997003749

Country of ref document: KR

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 87508/98

Country of ref document: AU

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 1019997003749

Country of ref document: KR

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 1998938982

Country of ref document: EP