WO1999047953A1 - Voie de transmission optique a multiplexage en longueur d'onde et fibre optique utilisee a cet effet - Google Patents

Voie de transmission optique a multiplexage en longueur d'onde et fibre optique utilisee a cet effet Download PDF

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WO1999047953A1
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optical fiber
wavelength
dispersion
transmission line
boron
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PCT/JP1999/001259
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Ryuichi Sugizaki
Kunio Kokura
Jun Terada
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The Furukawa Electric Co., Ltd.
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    • G02B6/02252—Negative dispersion fibres at 1550 nm
    • G02B6/02261—Dispersion compensating fibres, i.e. for compensating positive dispersion of other fibres

Definitions

  • the present invention relates to a wavelength division multiplexing optical transmission line used for optical communication in the 1.55 ⁇ m band and an optical fiber used for the same.
  • the wavelength division multiplexing transmission method is a method for transmitting a plurality of signal lights having different wavelengths to one optical fiber.
  • EDFAs erbium-doped fiber amplifiers
  • optical signals can be directly amplified, and it is no longer necessary to convert optical signals into electrical signals for each wavelength. Multiplexing is accelerating.
  • single-mode optical fiber (1.3 ⁇ zero-dispersion optical fiber), which is currently widely laid as an optical transmission line, has a positive dispersion near a wavelength of 1550 nm. The value is about l T ps Z n mZ km.
  • dispersion compensation means for compensating for this dispersion is required.
  • a negative high dispersion fiber (DCF) The method of inserting and canceling the positive dispersion of the single mode optical fiber is considered as a practical dispersion compensation method.
  • the DCF is formed by setting the relative refractive index difference ⁇ of the core to the clad to a high value, for example, 1% or more, and reducing the core diameter.
  • a high value for example, 1% or more
  • the refractive index distribution structure of the DCF is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-116020 in a published Japanese patent application.
  • a high-concentration germanium (Ge) is added to the core to form a high refractive index of the core, and the structure is similar to that of a normal optical fiber except for the refractive index structure. It is. Therefore, by connecting the DCF in series with the optical transmission line of the single mode optical fiber, the chromatic dispersion of the optical transmission line can be compensated for, so that the dispersion can be easily compensated.
  • the DCF In order to compensate for the chromatic dispersion of the single-mode optical fiber, the DCF should be an optical fiber with a negative chromatic dispersion and a large absolute value, and at the same time, the DCF should be the same as the dispersion slope of the single-mode optical fiber.
  • an optical fiber for wavelength division multiplexing transmission is required to have not only a dispersion characteristic but also a small wavelength dependence of a transmission loss characteristic, but it has been proposed as the DCF (dispersion compensating optical fiber).
  • the high-concentration Ge-doped core optical fiber has a large Rayleigh scattering coefficient of the optical fiber. Therefore, it is difficult to obtain loss flatness in a wide wavelength band.
  • the high-concentration Ge-doped core optical fiber is susceptible to OH contamination, and absorption of OH causes absorption having a peak at a wavelength of about 1.39 ⁇ m. flat There was a problem that the achievement of flatness was hindered.
  • the deviation of the wavelength dependence of the transmission loss in the wavelength 1.555 im band of the optical fiber for wavelength division multiplexing transmission in the wavelength range of 150 nm to 1580 nm corresponds to the entire optical transmission line. 0.5 dB or less is desirable. Beyond this, in some cases, it is necessary to insert an attenuator separately for each wavelength, so the deviation of the wavelength dependence of the transmission loss, that is, ⁇ (maximum loss (dB)-minimum loss (dB)) Unless the value of / maximum loss (dB) ⁇ X100 is kept within 5%, it was difficult to use it directly for wavelength division multiplexing transmission.
  • the deviation of the wavelength dependence of the transmission loss of a general single-mode optical fiber is less than 0.01 dB per km, and less than 0.5 dB even at 50 km.
  • Wavelength of e-doped core optical fiber 1 5 2 ⁇ ⁇ ⁇ !
  • the deviation of the wavelength dependence of the transmission loss at 1150 nm is, for example, 15. /.
  • the permissible value of the deviation of the wavelength dependence of the transmission loss greatly exceeded 5%, and it was difficult to use the optical fiber as it is as an optical fiber for wavelength division multiplexing transmission.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to reduce the deviation of the wavelength dependence of transmission loss in a wavelength of 1.55 ⁇ m band, thereby reducing the wavelength band. It is an object of the present invention to provide an optical transmission line that enables wavelength division multiplexing transmission at the same time and to provide an optical fiber suitably used for the optical transmission line. Disclosure of the invention
  • the present invention is characterized by having the following configuration. That is, the first wavelength-division multiplexed optical transmission line of the present invention comprises: a single-mode optical fiber having a zero-dispersion wavelength near 1.31 ⁇ m; An optical transmission line in which a dispersion compensating optical fiber for compensating for the dispersion characteristic of the single-mode optical fiber in the 1.55 m wavelength band is connected in series, wherein the single-mode optical fiber and the dispersion compensation The optical fiber is formed by covering a core with a clad, and at least one of the single mode optical fiber and the dispersion compensation optical fiber has a wavelength of the loss characteristic of the optical transmission line or the dispersion compensation optical fiber itself. In order to compensate for the dependence, at least one of the core and the clad is doped with boron.
  • the second wavelength division multiplexing optical transmission line of the present invention includes a single mode optical fiber having a zero dispersion wavelength near 1.31 ⁇ , and a 1.55 ⁇ m wavelength of the single mode optical fiber.
  • An optical transmission line including a line in which a dispersion compensating optical fiber for compensating a dispersion characteristic of a band is connected in series, wherein the optical transmission line includes the single-mode optical fiber and the dispersion compensating optical fiber.
  • a separate optical fiber is connected in series, and the separate optical fiber is formed by covering a core with a clad, and compensates for the wavelength dependence of the loss characteristic of the optical transmission line.
  • at least one of the core and the clad of the separate optical fiber is configured to have a polon added thereto.
  • an optical fiber doped with boron is laid as a line. It is characterized by having a configuration that:
  • an optical fiber doped with boron is used as a module. It is characterized by having a configuration.
  • the first optical fiber used in the wavelength division multiplexing optical transmission line of the present invention is an optical fiber for compensating the dispersion characteristics of the wavelength division multiplexing optical transmission line
  • the core of the optical fiber is formed by covering with a cladding, and the optical fiber has boron in at least one of the core and the cladding to compensate for the wavelength dependence of the loss characteristic of the optical transmission line or the optical fiber itself. It is added, and the core contains germanium, and the relative refractive index difference of the maximum refractive index of the core with respect to the cladding is 0.8% or more.
  • the second optical fiber used in the wavelength division multiplexing optical transmission line of the present invention in addition to the configuration of the first optical fiber, further has a chromatic dispersion in the 1.55 ⁇ m band of 120 ps Z nm. Z km or less.
  • the third optical fiber used in the wavelength division multiplexing optical transmission line of the present invention has a wavelength of 1502 ⁇ ! In addition to the configuration of the first or second optical fiber.
  • ⁇ The feature is that the deviation of the wavelength dependence of transmission loss at a wavelength of 580 nm is 5% or less.
  • a hole is added to at least one of the core and the clad of the optical fiber used for at least a part of the wavelength division multiplexing optical transmission line.
  • Boron has an absorption peak at a wavelength of 230 nm, and if boron exists in the electric field distribution ⁇ in the optical fiber, the influence of Rayleigh scattering and absorption by ⁇ H in the wavelength of 550 nm band. Contrary to the loss wavelength dependence of an optical fiber in which the loss is larger on the shorter wavelength side and the loss is smaller on the longer wavelength side, the loss is smaller on the shorter wavelength side and the loss is larger on the longer wavelength side.
  • the boron-doped optical fiber of the present invention can be an optical fiber suitable for wavelength division multiplexing transmission, and the transmission quality can be improved by using a boron-doped optical fiber that compensates for wavelength dependence of loss characteristics. It is possible to provide a wavelength division multiplexing optical transmission line having excellent characteristics.
  • the core of the optical fiber contains germanium,
  • the optical fiber of the present invention can be provided in the existing optical transmission path.
  • the positive dispersion of the optical transmission line can be compensated.
  • it is suitable for wavelength multiplexing using a wavelength multiplexing optical transmission line including a pol-doped optical fiber of the present invention.
  • Optical transmission system can be constructed.
  • the chromatic dispersion in the wavelength 1.55 ⁇ band is set to ⁇ 20 ps / nm / km or less, the negative chromatic dispersion in the wavelength 1.55 / zm band is thus obtained.
  • the absolute value it is possible to compensate for the chromatic dispersion in the wavelength band of 1.55 ⁇ m of the existing optical transmission line by using the short-length Polon-doped optical fiber of the present invention. it can. Therefore, it is possible to construct an optical transmission system more suitable for wavelength multiplex transmission by using the wavelength multiplex optical transmission line including the polished optical fiber of the present invention.
  • the wavelength-dependent deviation of the transmission loss in the wavelength range from 150 nm to 580 nm is 5% or less
  • the wavelength-dependent deviation in this wavelength region is within 5%.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of an embodiment of a wavelength multiplexing optical transmission line according to the present invention
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of another embodiment of the wavelength multiplexing optical transmission line according to the present invention.
  • FIG. 3 is a configuration diagram showing a refractive index distribution structure of one embodiment of the boron-doped optical fiber according to the present invention
  • FIG. 4 is a view showing the above-described embodiment formed by adding boron to the core.
  • FIG. 5 is a graph showing the loss characteristics at ⁇ 150 nm together with the loss characteristics of the optical fiber of the comparative example.
  • FIG. 5 shows the boron-doped optical fiber of the above embodiment formed by adding boron to the internal cladding.
  • Fig. 6 is a graph showing the loss characteristics of the optical fiber of the comparative example together with the loss characteristics of the optical fiber of the comparative example, and Fig. 6 shows the results obtained by adding boron to the external cladding.
  • the wavelength of the boron-doped optical fiber of the embodiment is 150 2 0 ⁇ ⁇ !
  • FIG. 7 is a graph showing the loss characteristics at 150 nm together with the loss characteristics of the optical fiber of the comparative example, and FIG. 7 shows the refractive index distribution of another embodiment of the boron-doped optical fiber according to the present invention. It is explanatory drawing which shows a structure.
  • FIG. 8 shows the wavelength of the boron-doped optical fiber of this embodiment formed by adding boron to the core of an optical fiber having a matched cladding type refractive index distribution structure.
  • Fig. 9 is a graph showing the loss characteristics at 580 nm together with the loss characteristics of the optical fiber of the comparative example.
  • Fig. 9 shows the results of adding a bubble to the cladding of an optical fiber having a matched cladding refractive index distribution structure.
  • Fig. 10 is a graph showing the loss characteristics at 150 nm together with the loss characteristics of the optical fiber of the comparative example.Fig.
  • FIG. 10 shows that the core of an optical fiber having a segment type refractive index distribution structure has a polon in the core.
  • FIG. 11 is a graph showing the loss characteristics of the boron-doped optical fiber of the embodiment of the present embodiment formed at the wavelength of 150 nm to 150 nm together with the loss characteristics of the optical fiber of the comparative example. The figure shows the wavelength of a fiber with a boron-doped fiber of the present embodiment formed by adding a bubble to the internal cladding of an optical fiber having a segmented refractive index distribution structure.
  • Fig. 12 is a graph showing the loss characteristics at ⁇ 150 nm together with the loss characteristics of the optical fiber of the comparative example, and Fig.
  • the wavelength of the boron-doped optical fiber of the present embodiment formed by adding Fig. 13 is a graph showing the loss characteristics of the optical fiber of the comparative example together with the loss characteristics of the optical fiber of the comparative example.
  • 7 is a graph showing the loss characteristics of the optical fiber doped with boron of the present embodiment at a wavelength of 150 nm to 150 nm together with the loss characteristics of the optical fiber of the comparative example.
  • the wavelength division multiplexing optical transmission line of the present embodiment is configured, for example, as shown in FIG.
  • 10 is a wavelength division multiplexed optical transmission line
  • 11 is an optical transmitter (TX)
  • 12 is a single mode optical fiber
  • 13 is a dispersion compensating optical fiber
  • 14 is an optical receiver (RX).
  • At least one of the single-mode optical fiber 12 and the dispersion-compensating optical fiber 13 is doped with boron as a dopant.
  • boron is contained in at least one of the core and the cladding, and is added so as to reduce the wavelength-dependent deviation of the transmission loss of the WDM optical transmission line 10.
  • the dispersion compensating optical fiber 13 is more preferable than the single mode optical fiber 12. The reason is that the wavelength dependence of the transmission loss of the dispersion compensating optical fiber 13 is larger than that of the single mode optical fiber 13, so that the wavelength dependence of the transmission loss of the dispersion compensating optical fiber 13 can be compensated. This is often the case.
  • a wavelength division multiplexing optical transmission line is configured, for example, as shown in FIG.
  • 20 is a wavelength division multiplexed optical transmission line
  • 21 is an optical transmitter ( ⁇ ⁇ )
  • 22 is a single mode optical fiber
  • 23 is a dispersion compensating optical fiber
  • 24 is a boron-doped optical fiber
  • 25 Is the optical receiver (RX).
  • the boron-doped optical fiber 24 has at least a core or a clad.
  • boron is contained, and the amount of boron added is determined so that the deviation of the wavelength dependence of the transmission loss of the wavelength division multiplexing optical transmission line 20 becomes small.
  • a boron-doped optical fiber may be connected in series to the configuration shown in FIG. 1 to obtain the configuration shown in FIG.
  • the boron-doped optical fiber 24 is, for example, an optical fiber having a zero-dispersion wavelength in the 1.31 ⁇ m band, an optical fiber having a zero-dispersion wavelength in the 1.55 m band, or 1.55 ⁇ m.
  • the boron-doped optical fibers for example, the single-mode optical fiber 12 and the dispersion-compensating optical fiber 13 in FIG. 1 and the boron-doped optical fiber 24 in FIG. 2 are part of the line. It may be laid or it may be arranged as a coil-shaped module, but the form of use is not limited to these.
  • the boron-doped optical fiber (boron-doped optical fiber) of the present embodiment is formed by covering the core with an inner cladding, and further covering the inner cladding with an outer cladding.
  • FIG. 3 shows a refractive index distribution structure of one embodiment of the boron-doped optical fiber according to the present invention.
  • the center core 1 (core 5) has a diameter of 2 ⁇
  • the inner clad 2 has a diameter of 7.5 m
  • the center core 1 has a diameter of 7.5 m.
  • the refractive index nl, the refractive index n2 of the upper cladding 2 and the refractive index n3 of the outer cladding 3 satisfy nl>n3> n2, and the refractive index distribution exhibits a W-shaped profile.
  • the feature of this embodiment is that at least the center core 1, the inner cladding 2, and the outer cladding 3 are provided. Another is that polon is added.
  • the outer cladding 3 is formed of pure quartz, and the center core 1 is doped with germanium Ge for increasing the refractive index.
  • the quartz is uniformly doped with fluorine F, which lowers the refractive index.
  • Table 1 shows the amounts of these elements to be added by the values of the relative refractive index differences with respect to pure quartz caused by the addition of the elements.
  • Experiment No. 1 in Table 1 shows, for comparison, the composition of the optical fiber formed without adding boron to both the center core 1, the inner cladding 2, and the outer cladding 3. It is indicated by the value of the refractive index difference.
  • the center core 1 with respect to the external clad 3 was used for the polon-doped optical fiber of the present embodiment shown in Experiment Nos. 2 to 7 and Experiment Nos. 12 to 14. Boron, germanium, and fluorine so that the relative refractive index difference ⁇ + of the inner cladding 2 to the outer cladding 3 becomes approximately 2.05%, and the relative refractive index difference ⁇ of the inner cladding 2 to the outer cladding 3 becomes approximately 0.55%.
  • Table 2 shows that the loss in the 1.55 jum band (wavelength of 150 nm ⁇ ! ⁇ 1580 nm) for each of the optical fibers of Experiment Nos. The results of examination at every 0 nm are shown. Table 2 shows the values of the maximum loss and the minimum loss in the wavelength band, and the deviation value of the wavelength dependence of the transmission loss.
  • Figs. 4 to 6 graphically show the results of investigating the loss at the wavelengths of 150 nm to 150 nm for the optical fibers of Experiment Nos. 1 to 11 above. Have been.
  • Fig. 4 shows the data of Experiment Nos. 1 to 3
  • Fig. 5 shows the data of Experiment Nos. 1 and 4 to 7
  • Fig. 6 shows the data of Experiment Nos. 1 and 8 to 11. Is shown.
  • the numbers written on the characteristic lines indicate the experiment numbers.
  • At least one of the center core 1, the inner cladding 2, and the outer cladding 3 is doped with boron. 14 to 14) show that the wavelength-dependent deviation of the transmission loss in the above-mentioned wavelength band is smaller than that of the optical fiber of the comparative example shown in Experiment No. 1, from the viewpoint of the flatness of the wavelength dependence of the loss. It was found that better characteristics were obtained as compared with the optical fiber of the comparative example. In particular, when an optical fiber is formed with the composition shown in Experiment Nos. 2, 5, 9, 12, 13, and 14, the wavelength-dependent deviation of the transmission loss in the wavelength of 150 nm band is small within 5%. It has been found that very good characteristics can be obtained because the value can be adjusted.
  • the chromatic dispersion in the wavelength 150 nm band of each of the bubble-doped optical fibers of the present embodiment example indicated by the above experiment numbers is about ⁇ 80 ps / nm / km, and the dispersion slope is about 10 0 Z yps Z nn ⁇ Z km, and the chromatic dispersion of the single-mode optical fiber laid for optical transmission in the wavelength 150 nm band is about 17 ps / nm / km. Since the dispersion slope is about 0.057 ps / nm 2 Z km, for example, a boron-doped optical fiber with a length of about 1/5 is connected to the length of the single-mode optical fiber. As a result, it was confirmed that the chromatic dispersion of the optical transmission line in the wavelength range of 1550 nm can be reduced to almost zero.
  • the present embodiment is applied to the existing 1.3 ⁇ zero-dispersion single mode optical fiber.
  • the polon-doped optical fiber of the embodiment in an appropriate length (for example, 1/5 the length of a 1.3 ⁇ m zero-dispersion single mode optical fiber)
  • 1.3 ⁇ zero dispersion is obtained.
  • the refractive index distribution structure of the boron-doped optical fiber is a W-shaped refractive index distribution structure.
  • the boron-doped optical fiber of the present invention is, for example, as shown in (a) of FIG.
  • the refractive index distribution structure may be a matched clad type refractive index structure, or may be a segmented core type refractive index distribution structure as shown in (b) of FIG.
  • reference numeral 4 denotes a segment layer.
  • Table 3 shows the dopant composition of the boron-doped optical fiber having a matched cladding-type refractive index distribution structure as the value of the relative refractive index difference
  • Table 4 shows the wavelength of 1505 nm band (wavelength of 1502 nm). 0 nm or more: Data obtained by examining the transmission loss at L580 nm) for each wavelength interval of 1 O nm.
  • Table 4 shows the values of the maximum loss and the minimum loss in the wavelength band, and the deviation value of the wavelength dependence of the transmission loss.
  • Figs. 8 and 9 show the relationship between wavelength and transmission loss for each of the optical fibers Nos. 1 to 7 in Table 4 in graphs. Indicates a number.
  • the relative refractive index difference ⁇ + of the center core 1 with respect to pure quartz was as shown in Table 3 and (a) ′ of FIG. Is about 2.4%, and boron, germanium, and fluorine are respectively added so that the relative refractive index difference of the clad 3 with respect to pure quartz is about 0.45%.
  • the wavelength-dependent deviation of transmission loss is suppressed to 5% or less by using a polon-doped optical fiber with a doping composition of Experiment Nos. 2, 5, 6, and 8. be able to.
  • the center core 1 is doped with boron
  • the wavelength-dependent deviation of the transmission loss due to boron doping due to boron doping is obtained. It can be seen that the flattening effect can be exerted very efficiently, and in the case of the present embodiment, the wavelength-dependent deviation of the transmission loss is reduced by the addition amount of 1/10 when polon is added only to the clad 3. It was found that flattening could be achieved.
  • Table 5 shows the composition of the dopant of the Polon-doped optical fiber having the segmented core type refractive index distribution structure by the value of the relative refractive index difference.
  • Table 6 shows the wavelength of the 150 nm Onm band (wavelength of 1502 nm). The results obtained by examining the loss in the wavelength range from O nm to l 580 nm) at every wavelength interval of 10 nm are shown.
  • Table 6 shows the values of maximum loss and minimum loss in the wavelength band, and Figure 2 shows the deviation of the wavelength dependence of the transmission loss.
  • Figures 10 to 13 show the relationship between wavelength and transmission loss for each of the optical fibers of Experiment Nos. 1 to 15 in Table 6, and are plotted on the characteristic lines of each graph. The numbers indicate the experiment numbers.
  • the relative refractive index difference ⁇ + of the center core 1 with respect to 3 is approximately 2.3%
  • the relative refractive index difference ⁇ - of the inner cladding 2 with respect to the outer cladding 3 is approximately 104.5%, which is Boron, germanium, and fluorine are added so that the relative refractive index difference ⁇ + of the segment layer 4 becomes approximately 0.6%.
  • the boron-doped optical fiber with the dopant composition of Experiment Nos. 2, 5, 6, 10, 10, 11, 13, 14, 16 to 26 has the following features:
  • the wavelength-dependent deviation of transmission loss was reduced to 5% or less.
  • the center core 1 is doped with boron, the wavelength-dependent polarization of the transmission loss due to the boron bond is increased. It can be seen that the effect of flattening the difference can be exhibited very efficiently, and in the case of the present embodiment, 1/10 when boron is added only to the internal cladding 2 and boron is added only to the segment layer 4. It was found that the wavelength-dependent deviation of the transmission loss can be flattened with the addition amount of 1/15 when boron is added and 1/20 when boron is added only to the external cladding 3.
  • the composition of the core 5 and the cladding such as the center core 1 and the inner cladding 2 forming the boron-doped optical fiber is not particularly limited. Instead, they are set as appropriate.
  • the relative refractive index difference of the maximum refractive index of the core 5 to the clad is 0.8% or more, preferably 1% or more
  • the Polon-doped fiber of the present invention has a negative dispersion. Is possible.
  • the positive dispersion of the optical transmission line can be reliably compensated for by inserting and connecting the boron-doped optical fiber of the present invention into the existing optical transmission line.
  • an optical transmission system suitable for wavelength multiplexing can be constructed.
  • the chromatic dispersion in the wavelength-155 nm band of the boron-doped optical fiber shown in FIGS. 3 and 7 (b) is about 180 ps Z nm / km.
  • the dispersion slope was about 0.27 ps / nm S / k ni, but the value of the chromatic dispersion and dispersion slope in the wavelength of 150 nm of the polon-doped optical fiber is not particularly limited. It is set as appropriate.
  • the wavelength of the existing single-mode optical fiber optical transmission line with a very short length of 150 nm can be compensated for.
  • the wavelength-division multiplexed optical transmission line according to the present invention and the optical fiber used for the wavelength-division multiplexed optical transmission line require high-quality optical communication by reducing the wavelength-dependent deviation of transmission loss. Suitable for use.

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Description

明 細 書 波長多重光伝送路およびそれに用いられる光ファイバ 技術分野
本発明は、 1. 5 5 μ m帯の光通信に用いられる波長多重光伝送路、 およびそれに用いられる光ファイバに関するものである。 背景技術
情報化社会の発展によ り、 通信情報量が飛躍的に増大する傾向にあり 、 光ファイバ通信における高速大容量化は必要かつ不可欠の課題となつ ている。 近年、 この光ファイバ通信における高速大容量化のためのァプ ローチと して、 WDM (波長多重） 伝送方式の光通信が検討されている 。 波長多重伝送方式は、 1本の光ファイバに複数の互いに異なる波長の 信号光を伝送する方式である。 E D F A (エルビウム添加ファイバアン プ） の出現によって光信号を直接増幅できるよ うになり、 従来のよ うに 、 光信号を波長ごとに電気信号に変換することが不要になったことで、 光通信における波長多重化が加速されつつある。
また、 光通信システムの大容量化を図るため、 既存の光伝送路を用い て、 波長 1 5 5 O n m帯の高速通信を行う ことが考えられている。 しか しながら、 現在、 光伝送路と して広く敷設されているシングルモー ド光 ファイ ノく （ 1 . 3 μ ιη零分散光ファイバ） は、 波長 1 5 5 0 n m付近で 正の分散を有しており、 その値は約 l T p s Z n mZ k mある。 例えば 、 1 0 0 k mといった長距離伝送を行う と、 1 7 0 0 p s Zn mもの大 きい分散が生じてしま うため、 この分散を補償する分散補償手段が必要 になる。 そこで、 例えば、 光伝送路に負の高分散ファイバ （D C F) を 挿入して、 前記シングルモー ド光ファイバの正の分散を相殺する方法が 、 実用的な分散補償方法と して考えられている。
前記 D C Fは、 クラッ ドに対するコアの比屈折率差 Δを例えば 1 %以 上といった高い値にし、 かつ、 コア径を小さくすることによって形成さ れるものである。 このよ う に、 光ファイバの屈折率構造を適切に設定す ると、 分散が負で、 かつ、 その絶対値が大きい光ファイバを構成するこ とができる。 なお、 D C Fの屈折率分布構造は、 例えば日本国特許出願 の公開公報の特開平 6— 1 1 6 2 0号等に記載されている。 このよ うな D C Fは、 例えば、 コアに高濃度のゲルマニウム （G e ) を添加するこ とにより、 コアの屈折率を高く形成しており、 屈折率構造を除けば通常 の光ファイバと同様な構造である。 従って、 前記シングルモー ド光ファ ィバの光伝送路に直列に D C Fを揷入接続することにより、 光伝送路の 波長分散を補償できるので、 簡便に分散補償ができる。
なお、 シングルモー ド光ファイバの波長分散を補償するためには、 D C Fをその波長分散が負で、 かつ、 絶対値が大きい光ファイバとすると 同時に、 D C Fをシングルモー ド光ファイバの分散ス ロープと逆の分散 ス ロープを有する光ファイバに形成することによ り、 波長範囲の広い分 散補償を可能にし、 波長多重に適した伝送システムを構築することがで きるよ うになる。
一方、 波長多重伝送用光ファイバと しては、 分散特性のほか、 伝送損 失特性の波長依存性が小さいことも併せて要求されるが、 前記 D C F ( 分散補償光ファイバ） と して提案されている高濃度 G e添加コア光ファ ィバは、 光ファイバのレーリー散乱係数が大きい。 そのために、 波長広 帯域での損失平坦性を得ることが難しい。 また、 高濃度 G e添加コア光 ファイバは、 O Hの混入を受けやすく、 O Hの混入によ り、 波長 1 . 3 9 μ m付近にピークを持つ吸収が発生し、 それによつても、 前記損失平 坦性の実現が妨げられてしまう といった問題があった。
具体的には、 波長多重伝送用光ファイバの波長 1. 5 5 i m帯である 波長 1 5 2 0 n m〜 1 5 8 0 n mにおける伝送損失の波長依存性の偏差 は、 光伝送路全体と して 0. 5 d B以下が望ましい。 これを超えると、 場合によっては、 各波長ごとに個別にァッテネータを入れる必要がある ため、 伝送損失の波長依存性の偏差、 すなわち、 { (最大損失 （ d B ) —最小損失 （ d B)) /最大損失 （ d B) }X 1 0 0の値を 5 %以内に抑 えられないと、 そのまま波長多重伝送用と して用いることは困難であつ た。
一般的なシングルモー ド光フアイバの伝送損失の波長依存性の偏差は 、 1 k mあたり 0. 0 1 d B以下であり、 5 0 k mでも 0. 5 d B以下 となるが、 前記高濃度 G e添加コア光ファイバの波長 1 5 2 Ο η π！〜 1 5 8 0 n mにおける伝送損失の波長依存性の偏差は、 例えば 1 5。/。で、 前記伝送損失の波長依存性の偏差の許容値である 5 %を大幅に超えてお り、 そのまま波長多重伝送用光ファィバと して適用することは困難であ つた。
本発明は、 上記従来の課題を解決するためになされたものであり、 そ の目的は、 波長 1 . 5 5 μ m帯の伝送損失の波長依存性の偏差が小さく 、 それにより、 前記波長帯での波長多重伝送を可能とする光伝送路を提 供すること、 および、 前記光伝送路に好適に用いられる光ファイバを提 供することにある。 発明の開示
上記目的を達成するために、 本発明は次のよ うな構成を有しているこ とを特徴とする。 すなわち、 本発明の第 1 の波長多重光伝送路は、 1. 3 1 μ m付近に零分散波長を有するシングルモ一 ド光ファイバと、 前記 シングルモー ド光フアイバの 1 · 5 5 m波長帯の分散特性を補償する ための分散補償光ファイバとが直列に接続されている光伝送路であって 、 前記シングルモー ド光ファイバおよび前記分散補償光ファイバはコア をクラッ ドで覆って形成され、 前記シングルモード光ファイバと前記分 散補償光ファィバとの少なく と も一方には前記光伝送路又は前記分散補 償光ファイバ自身の損失特性の波長依存性を補償するために、 コア又は クラッ ドの少なく と も一方にボロンが添加された構成と したことを特徴 とする。
また、 本発明の第 2の波長多重光伝送路は、 1 . 3 1 μ πι付近に零分 散波長を有するシングルモード光ファイバと、 前記シングルモー ド光フ アイバの 1 . 5 5 μ m波長帯の分散特性を補償するための分散補償光フ アイバとが直列に接続されている線路を含む光伝送路であって、 前記光 伝送路は、 前記シングルモ一 ド光ファイバおよび前記分散補償光フアイ バとは別体の光フアイバが直列に接続されて構成され、 前記別体の光フ アイバはコアをクラッ ドで覆って形成され、 前記光伝送路の損失特性の 波長依存性を補償するために、 前記別体の光フアイバのコア又はクラッ ドの少なく と も一方にポロンが添加されている構成と したことを特徴と する。 _
さらに、 本発明の第 3の波長多重光伝送路は、 前記第 1又は第 2の波 長多重光伝送路の構成に加えて、 ボロンが添加された光ファイバは、 線 路と して布設される構成と したことを特徴とする。
さらに、 本発明の第 4の波長多重光伝送路は、 前記第 1又は第 2の波 長多重光伝送路の構成に加えて、 ボロンが添加された光ファイバは、 モ ジュールと して用いられる構成と したことを特徴とする。
さらに、 本発明の波長多重光伝送路に用いられる第 1の光ファイバは 、 波長多重光伝送路の分散特性を補償するための光ファィバであって、 該光ファィバのコアはクラッ ドで覆って形成され、 該光ファィバは前記 光伝送路又は該光ファイバ自身の損失特性の波長依存性を補償するため にコア又はクラッ ドの少なく とも一方にボロンが添加され、 かつ、 前記 コアにはゲルマニウムが含まれ、 クラッ ドに対するコアの最大屈折率の 比屈折率差が 0 . 8 %以上である構成と したことを特徴とする。
さらに、 本発明の波長多重光伝送路に用いられる第 2の光ファイバは 、 前記第 1 の光ファイバの構成に加えて、 波長 1 . 5 5 ^ m帯における 波長分散を一 2 0 p s Z n m Z k m以下と したことを特徴とする。
さらに、 本発明の波長多重光伝送路に用いられる第 3の光ファイバは 、 上記第 1又は第 2の光フアイバの構成に加えて、 波長 1 5 2 0 η π！〜 波長 1 5 8 0 n mにおける伝送損失の波長依存性の偏差を 5 %以下と し たことを特徴とする。
上記構成の本発明において、 波長多重光伝送路の少なく と も一部分に 用いられる光ファイバの、 コアとクラッ ドの少なく とも一方側にはボ口 ンが添加されている。 ボロンは、 波長 2 3 0 0 n mに吸収ピークを持ち 、 光フアイバ内の電界分布內にボ口ンが存在すると、 波長 1 5 5 0 n m 帯において、 レーリ一散乱の影響や〇Hによる吸収によって短波長側ほ ど損失が大きく長波長側ほど損失小さく なる光ファイバの損失波長依存 性とは逆に、 短波長側ほど損失を小さく 、 長波長側ほど損失を大きくす る。 そのために、 光ファイバの損失波長依存性を相殺し、 同波長帯にお ける損失を平坦化することを可能と し、 波長 1 5 5 0 n m帯における伝 送損失の波長依存偏差を平坦化できる。 そのため、 本発明のボロン添加 光ファイバは、 波長多重伝送に適した光ファイバとすることができ、 ま た、 損失特性の波長依存を補償するポロン添加の光ファイバが使用され ることで、 伝送品質に優れた波長多重光伝送路の提供が可能となる。 そして、 例えば、 光ファイバのコアにゲルマニウムを含有させ、 コア の最大屈折率のクラッ ドに対する比屈折率差を 1 %以上と して、 本発明 のポロン添加光フアイバに負の分散を持たせることによ り、 既設の光伝 送路に本発明のボ口ン添加光ファィバを挿入接続して光伝送路の正の分 散を補償することができる。 その上に、 前記の如く 、 波長多重伝送時に 必要と される広帯域での損失平坦性を実現できるために、 本発明のポロ ン添加光ファィバを含む波長多重光伝送路を用いて波長多重に適した光 伝送システムを構築することができる。
さらに、 波長 1 . 5 5 μ ιη帯での波長分散を— 2 0 p s / n m / k m 以下と した本発明によれば、 このように、 波長 1 . 5 5 /z m帯における 負の波長分散の絶対値を大きく形成することによ り、 短い長さの本発明 のポロン添加光フ了ィバを用いて既設の光伝送路の波長 1 . 5 5 μ m帯 における波長分散を補償することができる。 そのために、 本発明のポロ ン添加光ファイバを含む波長多重光伝送路を用いて、 より一層波長多重 伝送に適した光伝送システムを構築することができる。
さ らに、 波長 1 5 2 0 n m〜波長 1 5 8 0 n mにおける伝送損失の波 長依存偏差を 5 %以下と した本発明によれば、 この波長領域における波 長依存偏差を 5 %以内の小さい値にすることにより、 よ り一層確実に本 発明のポロン添加光ファィバを波長多重伝送に適した光ファイバとする ことができる。 図面の簡単な説明
第 1 図は、 本発明に係る波長多重光伝送路の一実施形態例の説明図で あり 、 第 2図は、 本発明に係る波長多重光伝送路の別の実施形態例の説 明図であり、 第 3図は、 本発明に係るボロン添加光ファイバの一実施形 態例の屈折率分布構造を示す構成図であり、 第 4図は、 コアにボロンを 添加して形成した上記実施形態例のポロン添加光ファィバの波長 1 5 2 O n n！〜 1 5 8 0 n mにおける損失特性を、 比較例の光ファイバの損失 特性と共に示すグラフであり、 第 5図は、 内部クラッ ドにボロンを添加 して形成した上記実施形態例のポロン添加光フアイバの波長 1 5 2 0 η m〜 1 5 8 0 n mにおける損失特性を、 比較例の光フアイバの損失特性 と共に示すグラフであり、 第 6図は、 外部クラッ ドにボロンを添加して 形成した上記実施形態例のポロン添加光ファィバの波長 1 5 2 0 η π！〜 1 5 8 0 n mにおける損失特性を、 比較例の光フアイバの損失特性と共 に示すグラフであり、 第 7図は、 本発明に係るボロン添加光ファイバの 他の実施形態例の屈折率分布構造を示す説明図である。
また、 第 8図は、 マッチドクラッ ド型屈折率分布構造をもつ光フアイ バのコアにボロンを添加して形成した本実施形態例のポロン添加光ファ ィバの波長 1 5 2 0 n m〜 l 5 8 0 n mにおける損失特性を、 比較例の 光ファイバの損失特性と共に示すグラフであり、 第 9図は、 マッチドク ラッ ド型屈折率分布構造をもつ光ファィバのクラッ ドにボ口ンを添加し て形成した本実施形態例のポロン添加光ファィバの波長 1 5 2 0 η π！〜 1 5 8 0 n mにおける損失特性を、 比較例の光ファイバの損失特性と共 に示すグラフであり、 第 1 0図は、 セグメ ン ト型屈折率分布構造をもつ 光ファイバのコアにポロンを添加して形成した本実施形態例のボロン添 加光フアイバの波長 1 5 2 0 nm〜 1 5 8 0 n mにおける損失特性を、 比較例の光ファイバの損失特性と共に示すグラフであり、 第 1 1 図は、 セグメ ン ト型屈折率分布構造をもつ光ファイバの内部クラッ ドにボ口ン を添加して形成した本実施形態例のボ口ン添加光フアイバの波長 1 5 2 Ο η π！〜 1 5 8 0 n mにおける損失特性を、 比較例の光ファイバの損失 特性と共に示すグラフであり、 第 1 2図は、 セグメン ト型屈折率分布構 造をもつ光ファイバのセグメン ト層にボロンを添加して形成した本実施 形態例のボ口ン添加光ファィバの波長 1 5 2 0 n m〜 1 5 8 0 n mにお ける損失特性を、 比較例の光フアイバの損失特性と共に示すグラフであ り、 第 1 3図は、 セグメン ト型屈折率分布構造をもつ光ファィバの外部 クラッ ドにボ口ンを添加して形成した本実施形態例のボ口ン添加光ファ ィバの波長 1 5 2 0 n m〜 1 5 8 0 n mにおける損失特性を、 比較例の 光フアイバの損失特性と共に示すグラフである。 発明を実施するための最良の形態
本発明をよ り詳細に説述するために、 添付の図面に従ってこれを説明 する。 本実施形態例の波長多重光伝送路は、 例えば、 第 1図に示される よ うに構成される。 ここで、 1 0は波長多重光伝送路、 1 1 は光送信機 (T X)、 1 2はシングルモー ド光ファイバ、 1 3は分散補償光フアイ バ、 1 4は光受信機 （RX) である。 そして、 シングルモー ド光フアイ バ 1 2、 分散補償光ファィバ 1 3の少なく と も一方に、 ドーパントと し てボロンが添加されている。 なお、 ボロンは、 コア又はクラッ ドの少な く とも一方に含まれ、 波長多重光伝送路 1 0の伝送損失の波長依存性の 偏差が小さく なるよ うに添加されている。
また、 ボロンが添加される光ファイバと しては、 分散補償光ファイバ 1 3の方がシングルモード光ファイバ 1 2よ り望ましい。 理由は、 分散 捕償光ファィバ 1 3の伝送損失の波長依存性が、 シングルモー ド光ファ ィバ 1 2のそれより大きいため、 分散補償光ファィバ 1 3の伝送損失の 波長依存性を補償すれば、 十分な場合が多いためである。
本発明の別の実施形態例の波長多重光伝送路は、 例えば、 第 2図に示 されるよ うに構成される。 ここで、 2 0は波長多重光伝送路、 2 1 は光 送信機 （Τ Χ)、 2 2はシングルモー ド光ファイバ、 2 3は分散補償光 ファイバ、 2 4はボロン添加光ファイバ、 2 5は光受信機 （RX) であ る。 なお、 ボロン添加光ファイバ 2 4は、 コア又はクラッ ドの少なく と も一方にボロンが含まれ、 添加されるボロンの量は波長多重光伝送路 2 0の伝送損失の波長依存性の偏差が小さくなるよ うに決定される。 また 、 第 1 図の構成にボロン添加光ファイバを直列に接続して、 第 2図の構 成にしてもよレ、。
また、 ボロン添加光ファイバ 2 4は、 例えば、 1 . 3 1 μ m帯に零分 散波長を有する光ファイバ、 1 . 5 5 m帯に零分散波長を有する光フ アイバ、 1 . 5 5 μ m帯の分散特性を補償する光ファイバ等、 1 . 5 5 μ m帯でシングルモー ド動作する光フアイバであることが望ましい。 また、 前記ボロンが添加された光ファイバ、 例えば第 1 図のシングル モー ド光ファイバ 1 2、 分散補償光ファィバ 1 3、 第 2図のボロン添加 光ファイバ 2 4は、 線路の一部と して布設されていても、 コイル状のモ ジュールと して配置されていてもよいが、 使用形態はこれらに限られな レヽ
次に、 第 1図、 第 2図に示される波長多重光伝送路に好適に用いるこ とができる、 本実施形態例のボロン添加光ファイバについて、 第 1図の 分散補償光ファィバ 1 3にポロンを添加した例を挙げて説明する。 本実 施形態例のボロンが添加された光ファイバ （ボロン添加光ファイバ） は 、 コアの周り を内部クラッ ドで覆い、 さ らに、 内部クラ ッ ドの周り を外 部クラッ ドで覆って形成される光ファイバであり、 第 3図には、 本発明 に係るボロン添加光フアイバの一実施形態例の屈折率分布構造が示され ている。 同図に示すように、 本実施形態例のボロン添加光ファイバは、 センタ コア 1 (コア 5 ) の直径が 2 μ ιη、 内部ク ラ ッ ド 2の直径が 7 . 5 mであり、 センタコア 1 の屈折率 n l、 內部クラッ ド 2の屈折率 n 2、 外部クラッ ド 3の屈折率 n 3の関係が、 n l > n 3 > n 2 と成して 屈折率分布が W型のプロファイルを呈している。 本実施形態例の特徴的 なことは、 センタコア 1 と内部クラッ ド 2 と外部クラッ ド 3の少なく と も一つにポロンが添加されていることである。
また、 本実施形態例のボロン添加光ファイバにおいて、 外部クラッ ド 3は純石英によ り形成され、 センタコア 1 には、 屈折率を高めるゲルマ ニゥム G eが石英に ドープされており、 内部クラッ ド 2には、 屈折率を 低くするフッ素 Fが石英に均一に ドープされている。 ボロン B、 ゲルマ ニゥム G e、 フッ素 Fのそれぞれの添加量 （ ドープ量） は、 表 1の実験 番号 2 〜 1 4に示されている。 なお、 表 1 には、 これらの元素の添加量 が、 元素の添加によつて生じる純石英に対する比屈折率差の値によって 示されている。 また、 表 1 の実験番号 1 には、 比較のために、 センタコ ァ 1および内部クラッ ド 2および外部クラッ ド 3のいずれにもボロンを 添加しないで形成した光フアイバの組成が、 純石英に対する比屈折率差 の値により示されている。
Figure imgf000012_0001
そして、 実験番号 2 〜 7および実験番号 1 2 〜 1 4に示した本実施形 態例のポロン添加光フアイバにおいては、 表 1および第 3図に示すよ う に、 外部クラッ ド 3に対するセンタコァ 1 の比屈折率差 Δ +がほぼ 2 . 0 %となり 、 外部クラッ ド 3に対する内部クラッ ド 2 の比屈折率差 Δ - がほぼ一 0 . 5 5 %となるように、 ボロン、 ゲルマニウム、 フッ素がそ れぞれ添加されている。 また、 表 2には、 上記実験番号 1〜 1 4の各光ファイバについて、 波 1 . 5 5 ju m帯 （波長 1 5 2 0 η π！〜 1 5 8 0 n m) における損失を 波長間隔 1 0 n mごとに調べた結果が示されている。 表 2には、 前記波 長帯における最大損失と最小損失の値、 ならびに、 伝送損失の波長依存 性の偏差値が示されている。
表 2
Figure imgf000013_0001
さ らに、 第 4図〜第 6図には、 上記実験番号 1 〜 1 1 の各光ファイバ について波長 1 5 2 0 n m〜 l 5 8 0 n mにおける損失を調べた結果が グラフによ り示されている。 第 4図は実験番号 1〜 3 のデータを示して おり、 第 5図は実験番号 1 、 4〜 7のデータを示しており、 第 6図は実 験番号 1 、 8〜 1 1のデータを示している。 なお、 これらの図において 、 特性線に記入されている番号は実験番号を示している。
これらの表および図から明らかなように、 センタコア 1 と内部クラッ ド 2 と外部クラッ ド 3の少なく とも一つにボロンを添加して形成される 本実施形態例のボロン添加光ファイバ （実験番号 2〜 1 4) は、 実験番 号 1 に示した比較例の光ファイバに比べて前記波長帯における伝送損失 の波長依存性偏差が小さく なつており、 損失の波長依存性の平坦性の観 点から見ると、 比較例の光ファイバに比べて良好な特性が得られること が分かった。 特に、 実験番号 2， 5 , 9， 1 2 , 1 3， 1 4に示した組成により光 ファイバを形成すると、 波長 1 5 5 0 n m帯における伝送損失の波長依 存偏差を 5 %以内の小さい値にできるために、 非常に良好な特性が得ら れることが分かった。 また、 光ファイバを伝搬する光は、 主にセンタコ ァ 1 を通って伝搬するため、 上記実験番号 2， 3に示したように、 セン タコア 1 にボロンを ドープすると、 ボロン ド一プによる伝送損失の波長 依存偏差の平坦化効果を非常に効率的に発揮できることが分かり、 本実 施形態例の場合は、 内部クラッ ド 2のみにボロンを添加する場合の 1 / 1 0、 外部クラ ッ ド 3のみにボロンを添加する場合の 1 /2 0の添加量 で伝送損失の波長依存偏差の平坦化を図れることが分かった。
なお、 上記実験番号で示した本実施形態例の各ボ口ン添加光ファィバ の波長 1 5 5 0 n m帯における波長分散は、 約— 8 0 p s / n m/ k m 、 分散ス ロープは約一 0. Z y p s Z n n^Z k mとなっており、 前記 光伝送用と して敷設されているシングルモー ド光ファイバの波長 1 5 5 O n m帯における波長分散が、 約 1 7 p s / n m/ k m 分散スロープ が約 0. 0 5 7 p s / n m 2 Z k mであるこ とから、 例えば前記シング ルモー ド光ファイバの長さに対して、 約 1 /5の長さのボロン添加光フ アイバを接続することにより、 光伝送路の波長 1 5 5 0 n m帯における 波長分散をほぼ零にできることも確認された。
本実施形態例によれば、 以上のように、 波長 1 5 5 0 n m帯における 波長損失偏差を小さくすることができるために、 既設の 1 . 3 μ πι零分 散シングルモード光ファイバに本実施形態例のポロン添加光ファイバを 適切な長さだけ （例えば 1 . 3 μ m零分散シングルモード光ファイバの 1 /5の長さ） 揷入するこ と によ り 、 1 . 3 μ πι零分散シングルモー ド 光ファイバの前記波長帯における波長分散をほぼ零にし、 かつ、 損失波 長平坦性を損なう こ となく、 良好な波長多重伝送可能なシステムを構築 することができる。
上記実施形態例では、 ボ口ン添加光ファィバの屈折率分布構造を W型 の屈折率分布構造と したが、 本発明のボロン添加光ファイバは、 たとえ ば、 第 7図の （ a ) に示すよ うに、 マッチドクラッ ド型の屈折率分布構 造と してもよく 、 同図の （ b ) に示すよ うに、 セグメンテッ トコア型の 屈折率分布構造と してもよいものである。 なお、 第 7図中、 4は、 セグ メン ト層を示している。
次に、 マッチドクラッ ド型の屈折率分布構造をもつポロン添加光ファ ィバの実験試作例を説明する。 表 3はマッチドクラッ ド型の屈折率分布 構造をもつボ口ン添加光フアイバの ドーパン トの組成を比屈折率差の値 で示し、 表 4は波長 1 5 5 0 n m帯 （波長 1 5 2 0 n m〜 ： L 5 8 0 n m ) における伝送損失を波長間隔 1 O n m毎に調べたデータを示している 。 また、 表 4には前記波長帯における最大損失と最小損失の値、 ならび に、 伝送損失の波長依存性の偏差値が示されている。 第 8図、 第 9図は 表 4中の実験番号 1〜 7の各光フアイバについて波長と伝送損失の関係 をグラフに示したものであり、 各グラフの特性線に記入されている番号 は実験番号を示している。
なお、 実験番号 2〜 8に示した本実施形態例のポロン添加光ファィバ においては、 表 3および第 7図の （ a )' に示すよ うに、 純石英に対する センタコア 1 の比屈折率差 Δ+がほぼ 2. 4 %となり 、 純石英に対する クラ ッ ド 3の比屈折率差厶-がほぼ一 0. 4 5 %とるよ うに、 ボロン、 ゲルマニウム、 フッ素がそれぞれ添加されている。
表 3 コ下 ク K 実 «番号 Ge F total α ' 一 1なに 1 2,40 0.00 2M -0.45 0J0Q -0.4·»
2 2.41 -0Λ1 2M -0.45 0OQ -045 コアのみポロンドープ 3 2.42 -0Λ2 2M -0.45 0Ω0
4 2.40 OJ0O 240 -0.40 -0Ό5 -0.45
5 2.40 OJ0O 2X0 ■035 -0.10 -0.45 クラッドのみボロンドープ 6 2.40 OJ0O 2.40 -030 -0.15 -0.45
7 2.40 0.00 2.40 ■025 -OAS
8 2.41 -0.01 2.40 -0.42 ■O03 表 4
Figure imgf000016_0001
この試作実験から明らかなように、 実験番号 2 、 5 、 6 、 8の ド一パ ン ト組成のポロン添加光ファイバの構成とすることにより、 伝送損失の 波長依存性偏差を 5 %以下に抑えることができる。 また、 光ファイバを 伝搬する光は、 主にセンタコア 1 を通って伝搬するため、 上記実験番号 2 ， 3に示したよ うに、 センタコア 1 にボロンを ドープすると、 ボロン ドープによる伝送損失の波長依存偏差の平坦化効果を非常に効率的に発 揮できることが分かり、 本実施形態例の場合は、 クラッ ド 3のみにポロ ンを添加する場合の 1 / 1 0の添加量で伝送損失の波長依存偏差の平坦 化を図れることが分かった。
次に、 セグメンテツ トコア型の屈折率分布構造をもつポロン添加光フ ァィバの実験試作例を説明する。 表 5はセグメ ンテッ トコア型の屈折率 分布構造をもつポロン添加光ファイバの ド一パン トの組成を比屈折率差 の値で示し、 表 6は波長 1 5 5 O n m帯 （波長 1 5 2 O n m 〜 l 5 8 0 n m ) における損失を波長間隔 1 0 n m毎に調べた結果が示してある。 また、 表 6には、 前記波長帯における最大損失と最小損失の値、 ならび に、 伝送損失の波長依存性の偏差値が示されている。 第 1 0図〜第 1 3 図は表 6中の実験番号 1〜 1 5の各光フアイバについて波長と伝送損失 の関係をグラフに示したものであり、 各グラフの特性線に記入されてい る番号は実験番号を示している。
なお、 実験番号 2〜 1 1および実験番号 1 6〜 2 6に示した本実施形 態例のボロン添加光ファイバにおいては、 表 5および第 7図の （ b ) に 示すよ うに、 外部クラッ ド 3に対するセンタコア 1 の比屈折率差△+が ほぼ 2 . 3 %となり、 外部クラッ ド 3に対する内部クラッ ド 2の比屈折 率差 Δ -がほぼ一 0 · 4 5 %となり、 外部クラッ ド 3に対するセグメ ン ト層 4の比屈折率差 Δ +がほぼ 0 . 6 %となるよ うに、 ボロン、 ゲルマ 二ゥム、 フッ素がそれぞれ添加されている。
表 5
Figure imgf000017_0001
表 6
Figure imgf000018_0001
この試作実験から明らかなように、 実験番号 2、 5、 6、 1 0、 1 1 、 1 3、 1 4、 1 6〜 2 6の ドーパン ト組成のボロン添加光ファイバの 構成とすることにより、 伝送損失の波長依存性偏差を 5 %以下に抑える ことができた。 また、 光ファイバを伝搬する光は、 主にセンタコア 1 を 通って伝搬するため、 上記実験番号 2， 3に示したよ うに、 センタコア 1 にボロンを ドープすると、 ボロンド一プによる伝送損失の波長依存偏 差の平坦化効果を非常に効率的に発揮できることが分かり、 本実施形態 例の場合は、 内部クラッ ド 2のみにポロンを添加する場合の 1 /1 0、 セグメ ン ト層 4のみにボロンを添加する場合の 1 / 1 5、 外部クラッ ド 3のみにボロンを添加する場合の 1 /2 0の添加量で伝送損失の波長依 存偏差の平坦化を図れることが分かった。
本発明は上記実施形態例に限定されることはなく様々な実施の態様を 採り得る。 例えば、 ボロン添加光ファイバを形成するセンタコア 1や内 部クラッ ド 2等の、 コア 5およびクラッ ドの組成は特に限定されるもの ではなく適宜設定されるものである。 例えばクラッ ドに対するコア 5の 最大屈折率の比屈折率差を 0. 8 %以上、 望ましくは 1 %以上とするこ とによ り、 本発明のポロン添加光ファィバに負の分散を持たせることが 可能となる。 そのこ とによ り、 既設の光伝送路に本発明のボロ ン添加光 ファイバを挿入接続することによって光伝送路の正の分散を確実に補償 することができると ともに、 前記の如く、 波長多重伝送時に必要とされ る広帯域での損失平坦性を実現し、 波長多重に適した光伝送システムを 構築することができる。
さ らに、 上記実施形態例では、 例えば第 3図や、 第 7図 （ b ) のポロ ン添加光フアイバの波長 1 5 5 O n m帯における波長分散は、 約一 8 0 p s Z n m/ k m、 分散スロープは約一 0. 2 7 p s / n m S/ k niと したが、 ポロン添加光ファイバの波長 1 5 5 0 n m帯における波長分散 や分散スロープの値は特に限定されるものではなく、 適宜設定されるも のである。 例えば波長 1 5 5 0 n m帯における波長分散を— 2 0 p s Z n mZ k m以下とすることによって、 非常に短い長さで既設のシングル モー ド光フアイバの光伝送路の波長 1 5 5 0 n mにおける波長分散を補 償することができる。
なお、 本発明は上述した各実施形態例 （実験試作例を含む） によって 限定されるものではなく 、 本発明の精神を逸脱しない範囲で、 様々な応 用 （展開） 技術が本発明に含まれるものである。 産業上の利用分野
以上説明したよ うに、 本発明に係る波長多重光伝送路およびそれに使 用される光ファイバは、 伝送損失の波長依存偏差を小さく して高品質の 光通信が要求される波長多重光伝送路に用いるのに適している。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 波長多重光伝送路に用いられ、 1 . 3 1 μ m付近に零分散波長を有 するシングルモー ド光ファイバと、 前記シングルモー ド光ファイバの 1
• 5 5 M m波長帯の分散特性を補償するための分散補償光ファィバとが 直列に接続されている光伝送路であって、 前記シングルモー ド光フアイ バおよび前記分散補償光ファイバはコアをクラッ ドで覆って形成され、 前記シングルモ一 ド光ファイバと前記分散補償光ファィバとの少なく と も一方には前記光伝送路又は前記分散補償光ファィバ自身の損失特性の 波長依存性を補償するために、 コア又はクラッ ドの少なく とも一方にボ ロンが添加されたことを特徴とする波長多重光伝送路。
2 . 波長多重光伝送路に用いられ、 1 . 3 1 μ m付近に零分散波長を有 するシングルモー ド光フアイバと、 前記シングルモー ド光フアイバの 1
. 5 5 μ πι波長帯の分散特性を補償するための分散補償光ファイバとが 直列に接続されている線路を含む光伝送路であって、 前記光伝送路は、 前記シングルモード光ファイバおよび前記分散補償光ファイバとは別体 の光ファイバが直列に接続されて構成され、 前記別体の光ファイバはコ ァをクラッ ドで覆って形成され、 前記光伝送路の損失特性の波長依存性 を補償するために、 前記別体の光ファィバのコア又はクラッ ドの少なく とも一方にボロンが添加されていることを特徴とする波長多重光伝送路
3 . ボロンが添加された光ファイバは、 線路と して布設されるものであ ることを特徴とする、 請求の範囲第 1項又は第 2項記載の波長多重光伝 送路。
4 . ボロンが添加された光ファイバは、 モジュールと して用いられるこ とを特徴とする、 請求の範囲第 1項又は第 2項記載の波長多重光伝送路
5. 波長多重光伝送路の分散特性を補償するための光ファイバであって 、 該光ファイバのコアはクラッ ドで覆って形成され、 該光ファイバは前 記光伝送路又は該光ファィバ自身の損失特性の波長依存性を捕償するた めにコア又はクラッ ドの少なく とも一方にボロンが添加され、 かつ、 前 記コアにはゲルマニウムが含まれ、 クラッ ドに対するコアの最大屈折率 の比屈折率差が 0. 8 %以上であることを特徴とする光ファイバ。
6 . 波長 1 . 5 5 1 m帯における波長分散を一 2 0 p s Z n m/ k m以 下と したことを特徴とする、 請求の範囲第 5項記載の光ファイバ。
7. 波長 1 5 2 0 n m〜波長 1 5 8 0 n mにおける伝送損失の波長依存 性の偏差が 5 %以下であることを特徴とする、 請求の範囲第 5項又は第
6項記載の光ファィバ。
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