WO2001001178A1 - Fibre optique a compensation de dispersion et ligne de transmission optique renfermant cette fibre - Google Patents

Fibre optique a compensation de dispersion et ligne de transmission optique renfermant cette fibre Download PDF

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WO2001001178A1
WO2001001178A1 PCT/JP2000/004093 JP0004093W WO0101178A1 WO 2001001178 A1 WO2001001178 A1 WO 2001001178A1 JP 0004093 W JP0004093 W JP 0004093W WO 0101178 A1 WO0101178 A1 WO 0101178A1
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Kazunori Mukasa
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The Furukawa Electric Co., Ltd.
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    • G02B6/03644—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 3 layers only arranged - + -

Definitions

  • the present invention is connected to, for example, a single-mode optical fiber having a zero dispersion near a wavelength of 1.3 im (hereinafter, simply referred to as a “single-mode optical fiber”), and is connected to a 1.5-m wavelength band or the like.
  • the present invention relates to a dispersion-compensating optical fiber used when performing wavelength-division multiplexing optical transmission using light in the set wavelength band, and an optical transmission line using the dispersion-compensating optical fiber.
  • Wavelength division multiplexing is an optical transmission method suitable for high-capacity, high-speed communication because light of multiple wavelengths can be transmitted by a single optical fiber.
  • a wavelength band of 1.55 ⁇ band (for example, a wavelength band of 1503 nm or more: a wavelength band centered on a wavelength of 150 nm, such as I570 nm.
  • the term 5 5 ⁇ band and the term ⁇ ⁇ are used in this sense.) Since the wavelength range does not match, the optical amplifier cannot be used, which causes a problem in long-distance optical communication (long-distance optical transmission). is there. Therefore, recently, existing single-mode optical fiber Wavelength multiplex transmission in the 1.55 ⁇ m band.
  • the existing single-mode optical fiber can be used at almost the center wavelength of the wavelength band of 1.55 / m.
  • it usually has a positive dispersion of about lyps Zn mZ km, and a single-mode optical fiber has a positive dispersion slope at a wavelength of 1.55 ⁇ . Therefore, as the optical signal propagates through the single-mode optical fiber, the waveform distortion of the optical signal increases, and it becomes difficult to separate and identify the signal on the receiving side, especially when performing wavelength division multiplexed optical transmission. As a result, the quality of optical communication deteriorated and the reliability of optical communication was lost.
  • the dispersion and the dispersion slope in the wavelength 1.55 ⁇ m band of the single mode optical fiber are compensated by the short dispersion compensating optical fiber.
  • a dispersion-compensating optical fiber having a large negative dispersion in the 5 // m band is modularized and connected to the aforementioned single-mode optical fiber transmission line.
  • the single-mode optical fiber compensates for the positive dispersion and the positive dispersion slope of the 1.55 ⁇ m band to suppress the degradation of the transmission signal due to the chromatic dispersion, and the wavelength 1 It is intended to enable wavelength multiplex transmission in the 5.5 / m band.
  • the wavelength is generally 1.55 / zm in design.
  • the mode field diameter in the band becomes smaller, and nonlinear phenomena are more likely to occur.
  • the transmission loss in the 1.55-m band is as large as 0.4 dBB km or more, and the polarization mode dispersion (PMD) in the 1.55- / m band is 0.2 ps Z Problems such as relatively large values of km 1 and 2 or more was there. Note that single mode optical fibers are relatively superior in terms of low nonlinearity.
  • wavelength multiplex transmission is performed only in the 1.55 Zm band, the number of wavelengths that can be transmitted is limited. At some point it saturates. For this reason, the wavelength band used for wavelength division multiplexing transmission is broadened to the wavelength band on both sides of the conventional wavelength of 1.55 ⁇ band (for example, 150 to 150 nm).
  • 5 ⁇ band for example, a wavelength band including a conventional wavelength of 1.55 ⁇ m, such as 1520 to: 1620 nm.
  • 1.5 ⁇ band is referred to as There is a need for a new optical transmission line that can be used as a usable wavelength band or a wavelength band (wavelength band) other than the wavelength of 1.5 / 111.
  • an optical transmission line formed by connecting a conventional dispersion-compensating optical fiber to a single-mode optical fiber performs wavelength-division multiplexing optical transmission using other wavelength bands including, for example, the 1.3 ⁇ m band. It is no longer an optical transmission line that can be used.
  • the present inventor changed the idea by simply performing dispersion compensation of a single mode optical fiber with a short length dispersion compensating optical fiber as in the past, and changed the wavelength of the dispersion compensating optical fiber itself to 1.5 ⁇ m.
  • the characteristics such as the mode field diameter in the m-band, bending loss, and polarization mode dispersion
  • the dispersion is small in the wavelength band around 1.3 ⁇ m, which is the zero dispersion wavelength of the single mode optical fiber. We thought that optical transmission lines could be formed.
  • the present invention has been made in view of the above points, and a first object is to achieve good characteristics such as mode field diameter ⁇ bending loss and polarization mode dispersion in a wavelength band of 1.5 ⁇ m.
  • An object of the present invention is to provide a dispersion-compensating optical fiber that can transmit an optical signal over a long distance while compensating for dispersion in the .5 ⁇ m band, and that can reduce dispersion even at wavelengths other than the 1.5 m band.
  • a second object is to provide an optical transmission line capable of performing high-quality wavelength-division multiplexed optical transmission with suppressed waveform distortion by using these dispersion-compensating optical fibers. Disclosure of the invention
  • the present invention provides a dispersion compensating optical fiber having the following configuration. That is, it is connected to a single-mode optical fiber having zero dispersion near the wavelength of 1.3 m or a compensated optical fiber whose dispersion characteristic in the 1.5 / im band is almost the same as the dispersion characteristic of the single-mode optical fiber.
  • the dispersion compensating optical fiber used, and the dispersion value in the set wavelength band in the 1.5 ⁇ m wavelength band of the connected optical fiber is 1 psm! 11-1 5/11 111 Bruno 111, different from the wavelength 1.
  • a dispersion-compensating optical fiber characterized in that the dispersion value in one or more set wavelength bands is 1 ps / nmZkm to 5 ps / nmZkm.
  • the dispersion value of the optical fiber after connection is -5 ps Zn mZ km to 5 ps / nm / km, and the setting wavelength band different from the wavelength 1.55 // m band is 1.3 m band.
  • the present invention provides a dispersion compensating optical fiber having another configuration, which has a mode field diameter of 6.3 at a set wavelength band in the 1.5 ⁇ m wavelength band or near the center of the set wavelength band. m or more, and the dispersion characteristics in the single-mode optical fiber or the 1.5- ⁇ m band having zero dispersion near the wavelength of 1.3 ⁇ are almost the same as those of the single-mode optical fiber.
  • the dispersion value of the optical fiber after the connection in the set wavelength band in the 1.5 ⁇ m band is set to 1 ps / nmZkm to lps / nm / km.
  • the present invention provides a dispersion compensating optical fiber having another configuration as a mode compensating optical fiber, wherein a mode field at a set wavelength band in the 1.5 ⁇ m band or at a wavelength near the center of the set wavelength band is provided.
  • the diameter is 5 or more, the set wavelength band or
  • the bending loss at a bending diameter of 20 mm at the wavelength near the center of the wavelength band is 3.0 dB Zm or less, and the single-mode optical fiber or the wavelength 1 with zero dispersion near the wavelength of 1.3 m.
  • the wavelength of the optical fiber after the connection is set at the 1.5 / zm band.
  • a dispersion-compensating optical fiber characterized in that the dispersion value in the vicinity of the center of the band or the set wavelength band is -1 ps / nm / km to 1 psZnmZkm.
  • the dispersion value at a wavelength in the set wavelength band in the 1.5 ⁇ band or near the center of the set wavelength band is 1 2.
  • the transmission loss at the set wavelength band or at a wavelength near the center of the set wavelength band is 0.25 dB No km or less, and the wavelength is 1.3
  • the dispersion value in the set wavelength band in the 1.5 ⁇ m band of the optical fiber of the above or the wavelength near the center of the set wavelength band be 1 ps / nm / km to lps / nm / km.
  • the dispersion slope in one or both of the set wavelength band in the 1.5 ⁇ m wavelength band and the 1.3 ⁇ m wavelength band is negative.
  • the transmission loss at a wavelength within a set wavelength band in the 1.5 m band or near the center of the set wavelength band is 0.30 dBZZ km or less, and the set wavelength band or the The polarization mode dispersion value at the wavelength near the center of the set wavelength band is 0.15 ps Z km 1 , 2 or less, and the set wavelength band in the 1.5 ⁇ m wavelength band or the set wavelength band It is a dispersion-compensating optical fiber with a bending loss of 20 dB / m or less at a bending diameter of 2 O mm at a wavelength near the center of the optical fiber.
  • the dispersion compensating optical fiber of the present invention has a transmission loss of 0.30 dB / km or less at a wavelength set at or near the center of the set wavelength band in the wavelength 1.
  • the polarization mode dispersion value at the wavelength near the center of the band or the set wavelength band is set to 0.IS ps Z km 1 , 2 or less, and the set wavelength band in the 1.5 m band or the set wavelength band is set.
  • the bending loss at a bending diameter of 20 mm at the wavelength near the center of is set to 20 dBZm or less.
  • the outer peripheral side of the center core is covered with a first side core
  • the outer peripheral side of the first side core is covered with a second side core.
  • a dispersion compensating optical fiber formed by covering an outer peripheral side with a clad, wherein a relative refractive index difference of the center core with respect to the cladding is ⁇ 1, and a ratio of the first side core with respect to the cladding.
  • the refractive index difference is ⁇ 2 and the relative refractive index difference of the second side core with respect to the cladding is ⁇ 3, ⁇ 1> ⁇ 3> ⁇ 2, and 0.8% ⁇ ⁇ 1 ⁇ 1 ⁇ 3%,-0.4% ⁇ ⁇ 2 ⁇ -0.2% (or — 0.5 ⁇ ⁇ 2 / ⁇ 1 ⁇ — 0.35), 0.2 % ⁇ 3 ⁇ 0.3%
  • the outer diameter of the first side core is 2 to 2.5 times the outer diameter of the center core
  • the outer diameter of the second side core is It is characterized by 2.5 to 3.5 times the outer diameter of tacoa.
  • the present invention further provides a dispersion compensating optical fiber having any one of the above configurations, wherein the single mode optical fiber having zero dispersion near the wavelength of 1.3 IX m or the dispersion characteristic in the 1.5 ⁇ m wavelength band of the single mode optical fiber.
  • the dispersion value in the set wavelength band within the 1.5 m wavelength band is 1 ps Zn mZ kn!
  • the dispersion value in one or more set wavelength bands different from the 1.5 ⁇ band is 15 ps / nm / km to 5 ps / nm / km. . Further, the dispersion value in the wavelength band of 1.3 ⁇ m is determined by ⁇ 5 ps / nmkm to 5 psZnmZkm.
  • a single mode optical fiber having zero dispersion near a wavelength of 1.3 m or a dispersion characteristic in a 1.5 m band is a dispersion characteristic of the single mode optical fiber.
  • the optical fiber to be compensated and the dispersion-compensating optical fiber, which are almost the same as in The fusion splice loss is less than 0.4 dB.
  • a single mode optical fiber having zero dispersion near a wavelength of 1.3 m or a dispersion characteristic in a 1.5 ⁇ m wavelength band is a single mode optical fiber.
  • the compensated optical fiber and the dispersion-compensating optical fiber, which have almost the same dispersion characteristics as those of FIG. 1, are connected via a dispersion-shift optical fiber having zero dispersion in the wavelength 1. band. Is less than 1/1000 of the single mode optical fiber or the compensated optical fiber connected to the dispersion compensating optical fiber, and the mode in the wavelength 1.5 / zrn band of the dispersion shift optical fiber.
  • the field diameter is equal to or larger than the mode field diameter of the dispersion compensating optical fiber, and equal to or smaller than the mode field diameter of the single mode optical fiber or the compensated optical fiber.
  • the connection becomes
  • the dispersion value of the subsequent optical fiber in the set wavelength band in the 1.5 ⁇ m band is 1 ps / nm / km to lps / nm / km, and the dispersion in this wavelength band is compensated to almost zero.
  • the dispersion value in one or more set wavelength bands different from the 1.5 ⁇ m band (for example, the 1.3 m band) is 15 ps / nm / km to 5 ps / nmZ km.
  • the dispersion value in the band is small enough not to adversely affect WDM transmission.
  • the dispersion compensating optical fiber of the present invention has a dispersion characteristic in a single mode optical fiber having a zero dispersion in the vicinity of 1.3 ⁇ or a dispersion characteristic in a 1.5 ⁇ m band, which is different from the dispersion characteristic of the single mode optical fiber.
  • the dispersion compensating optical fiber of the present invention has a dispersion characteristic in a single mode optical fiber having a zero dispersion in the vicinity of 1.3 ⁇ or a dispersion characteristic in a 1.5 ⁇ m band, which is different from the dispersion characteristic of the single mode optical fiber.
  • the dispersion compensating optical fiber of the present invention has a wavelength multiplexing optical transmission characteristic in a set wavelength band in a 1.5 m wavelength band or a wavelength near the center of the set wavelength band in the 1.5 / zm band.
  • These dispersion-compensating optical fibers have a single-mode optical fiber having a zero dispersion near a wavelength of 1.3 m or a single-mode optical fiber having a dispersion characteristic in a wavelength band of 1.5 m.
  • the amount of light in the set wavelength band within the 1.5 ⁇ m wavelength band of the connected optical fiber is 1 ps / nm / kn! 1 1 ps Z nm./km Since the force S can be achieved, the dispersion of the single-mode fiber in the set wavelength band within the 1.5 ⁇ m wavelength band must be compensated to almost zero. Becomes possible.
  • the wavelength of the single-mode optical fiber and the compensated optical fiber in the set wavelength band in the 1.5 ⁇ m band can be improved. High quality long distance transmission can be performed in this wavelength band while compensating for dispersion.
  • the transmission loss at a wavelength set in the 1.5 ⁇ m band or at a wavelength near the center of the set wavelength band in the 1.5 ⁇ band is as small as 0.25 dBZZ km or less.
  • this dispersion compensating fiber has a dispersion characteristic in a single mode optical fiber or a single mode optical fiber or a 1.5 ⁇ m wavelength band which is almost the same as that of the single mode optical fiber.
  • the dispersion compensating fiber of the present invention in which the dispersion slope in the 1.3 m wavelength band is negative, the dispersion compensating fiber can be converted to a single mode optical fiber or a single mode optical fiber or a 1.5 m wavelength band.
  • the compensated optical fiber whose dispersion characteristic is almost the same as the dispersion characteristic of the single-mode optical fiber, the positive dispersion in the 1.3 ⁇ m wavelength band of the single-mode optical fiber and the compensated optical fiber is connected.
  • the dispersion of the connected optical fiber in the 1.3 ⁇ m wavelength band can be flattened.
  • the transmission loss at a wavelength in the set wavelength band in the 1.5 ⁇ m band or near the center of the set wavelength band is set to 0.30 dB / km or less, and the set wavelength band or the set wavelength is set.
  • the polarization mode dispersion value is less than 0. iS ps Z km 1/2 at a wavelength near the center of the band, a wavelength near the center of the wavelength 1.
  • the setting wavelength band in the 1.5 m band (for example, the 1.55 zm band)
  • the wavelength division multiplexing optical transmission characteristics at a wavelength near the center of the set wavelength band in the 1.5-m band are good, one of the first to tenth aspects—in addition to the excellent effects of the first invention, The quality of wavelength division multiplexing transmission in the set wavelength band of the 1.5 wavelength band can be improved.
  • the dispersion compensating optical fiber of the present invention the dispersion compensating optical fiber having the above-mentioned excellent effects can be achieved by satisfying the following conditions: 0.2% ⁇ ⁇ 3 ⁇ 0.3%. Refractive index profile can be optimized.
  • the dispersion compensating optical fiber may be a single mode optical fiber or a compensated optical fiber having a dispersion characteristic in a 1.5 ⁇ m wavelength band that is substantially similar to the dispersion characteristic of the single mode optical fiber. Since the connection is formed by connection, the dispersion value in the set wavelength band in the 1.5 ⁇ m wavelength band is assumed to be 1 ps Zn mZ km to lps Z nm / km, and the waveform distortion due to the dispersion in this wavelength band is It is possible to provide an optical transmission line that can suppress wavelengths and perform high-quality wavelength multiplex transmission.
  • the wavelength 1 According to the optical transmission path of 5 m band different from one or more distributed ⁇ one in the set wavelength band of 5 psnm / / km ⁇ 5 ps / nm / km in the Mel present invention, the setting wavelength In this way, it is possible to perform wavelength multiplex transmission by suppressing waveform distortion due to dispersion in, and to broaden the communication wavelength band.
  • the optical transmission line of the present invention in which the dispersion value in the 1.3 m wavelength band is 1 5 ps Zn mZ km 5 ps / nm / km, waveform distortion due to dispersion in the 1.3 m wavelength band is suppressed. As a result, wavelength multiplex transmission can be performed, and the communication wavelength band can be widened.
  • the fusion splice loss between the single mode optical fiber or the compensated optical fiber and the dispersion compensating optical fiber is less than 0.4 dB, and according to the optical transmission line of the present invention, the fusion splice loss It is possible to suppress a decrease in the quality of optical transmission, and it is possible to perform higher quality wavelength multiplex transmission.
  • a dispersion-shifted optical fiber with zero dispersion in the 1.5 ⁇ m wavelength band was used.
  • the single mode optical fiber or the compensated optical fiber and the dispersion compensating optical fiber are connected to each other by a short length having a mode field diameter of an intermediate value between the two.
  • FIG. 1 is a main part configuration diagram showing an example of a refractive index profile file of an embodiment of the dispersion compensating optical fiber according to the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing ⁇ 1 in the refractive index profile shown in FIG.
  • FIG. 3 is a graph showing an example of a change in dispersion and a mode field diameter at a wavelength of 1.55; um of a dispersion compensating optical fiber when the wavelength is changed.
  • FIG. 3 shows the dispersion characteristics of the optical transmission line of the present invention. This is a graph showing the dispersion characteristics of the connected dispersion compensating optical fiber and single mode optical fiber together with the dispersion characteristics.
  • FIG. 1 shows the refractive index profiles of the first and second embodiments of the dispersion compensating optical fiber according to the present invention.
  • Each of the dispersion compensating optical fibers of the first and second embodiments has a refractive index profile as shown in the figure, and these dispersion compensating optical fibers are arranged such that the outer peripheral side of the center core 1 is a first side core.
  • 2 is a dispersion compensating optical fiber formed by covering the outer peripheral side of the first side core 2 with the second side core 3 and covering the outer peripheral side of the second side core 3 with the clad 5.
  • the relative refractive index difference of the center core 1 with respect to the clad 5 is ⁇ 1
  • the relative refractive index difference of the first side core 2 with respect to the clad 5 is ⁇ 2
  • the relative refractive index difference of the center core 1 with respect to the clad 5 is ⁇ 2.
  • the relative refractive index difference is ⁇ 3, ⁇ 1>mm3> ⁇ 2, and 0.8% ⁇ 1 ⁇ 1.3%
  • the outer diameter 2 b of the first side core 2 is twice as large as the outer diameter 2 a of the center core 1 to 2. That is, the outer diameter 2c of the second side core 3 is 2.5 to 3.5 times the outer diameter 2a of the center core 1.
  • the relative refractive index differences ⁇ 1, ⁇ 2, and ⁇ 3 are as follows: when the vacuum refractive index is 1, the relative refractive index of the center core 1 is ⁇ 1, and the relative refractive index of the first side core 2 is ⁇ 2.
  • the relative refractive index of the second side core 3 is ⁇ 3 and the relative refractive index of the outer clad 5 is nc
  • the relative refractive index is defined by the following equations (1) to (3). As described above, it is%.
  • ⁇ 2 [ ⁇ (n 2) 2 — (nc) 2 ⁇ / 2 (n 2) 2 ] X 1 0 0
  • ⁇ constant is 1.5 to 3.
  • the optical fiber since the optical fiber has the characteristic refractive index profile described above, by connecting to a single mode optical fiber, the dispersion value of the optical fiber after connection in a set wavelength band in the 1.5 m wavelength band is reduced. It has a characteristic of 1 ps / nm / km to 1 ps Zn m / km. Also, the present embodiment example The dispersion slope in the set wavelength band in the 1.5 / im band is negative, and the connection in the 1.5 ⁇ m band is established by connecting to the single mode optical fiber. It has the characteristic of compensating for the dispersion slope in the wavelength band.
  • the characteristics at the wavelength near the center of the set wavelength band in the 1.5 ⁇ m band or the center of the set wavelength band in the 1.5 ⁇ m band are as follows: It has at least one characteristic.
  • the mode field diameter is 6.3 ⁇ m or more.
  • the mode field diameter is 5.5 / m or more, and the bending loss at a bending diameter of 20 mm is 3. Od B / m or less.
  • the value is —2 Ops / nmZm ⁇ —1 OpsZnm / km, and the transmission loss is 0.25 dBZ km or less. 4Transmission loss is 0.30 dBZ km or less, polarization mode dispersion is 0.15 ps Zkm 1/2 or less, and bending loss is 20 dBB / m or less when bending diameter is 20 mm. .
  • the present inventor made the following study in order to specify the refractive index profile of the present embodiment. That is, the single-mode optical fiber has a large dispersion in the wavelength band of 1.5 ⁇ m and has a positive dispersion slope.
  • the refractive index profile of the present embodiment was determined to be a three-layer core type as shown in FIG. 1, and further, specific values of relative refractive index differences ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3 and each core diameter were determined.
  • 2a, 2b and 2c were determined as follows.
  • the important requirements for dispersion-compensating optical fibers Dispersion compensating performance means that when connected to a single-mode optical fiber, low dispersion is realized over a wide range of wavelengths in the 1.5 ⁇ m band, and the dispersion compensation rate expressed by the following equation (4) Is closer to 100%, flatness of dispersion can be obtained, and good dispersion compensation performance can be achieved. In other words, the closer the compensation rate is to 100%, the more it is possible to form a broadband zero-dispersion optical transmission line.
  • S (DCF) is the average value of the dispersion slope in the operating wavelength band of the dispersion compensating optical fiber (for example, the wavelength band having a setting band of the 1.5 m wavelength band).
  • S (SMF) is the average value of the dispersion slope of the single-mode optical fiber in the used wavelength band
  • D (DCF) is the set wavelength within the used wavelength band of the dispersion-compensating optical fiber (for example, 1.55 In the case of the m band, it is a dispersion value at a wavelength of 1.55 im)
  • D (SMF) is a dispersion value of the single mode optical fiber at the set wavelength.
  • ⁇ 1 When ⁇ 1 is increased, the nonlinear refractive index n 2 increases, and the mode field diameter tends to decrease. Therefore, ⁇ 1 is assumed to be 1%, and the wavelength is 1.5 ⁇ m.
  • the mode field diameter in the set wavelength band in the band was increased.
  • ⁇ c is the power cutoff wavelength
  • dispersion is the chromatic dispersion at a wavelength of 1.55 ⁇
  • dispersion slope is the dispersion slope at a wavelength of 1.55 ⁇ m
  • MF D is the mode field diameter at a wavelength of 1.55 tm
  • Aeff is the effective core area (effective core area) at a wavelength of 1.55 m
  • 3 / k is the wavelength 1.55 This is the propagation refractive index (index indicating good propagation conditions) at ⁇ m .
  • the compensation rate is a value obtained from the above equation (4).
  • the compensation rate is 100% in any case of ⁇ 3 force S 0.15%, 0.20%, 0.25%, 0.30%.
  • the value of ⁇ 3 is 0.25%
  • the mode field diameter at the wavelength of 1.55 ⁇ m is maximized, and the effective core area is also maximized accordingly, realizing low nonlinearity.
  • the propagation refractive index (/ k) at a wavelength of 1.55 ⁇ m also has the highest value at 1.44556 or more, indicating that the propagation characteristics are the most excellent.
  • the magnitude of the relative refractive index difference ⁇ 2 affects the dispersion characteristics of the optical fiber. If the absolute value of the relative refractive index difference ⁇ 2 is increased, the compensation rate shown in equation (4) becomes higher. On the other hand, if the absolute value of the relative refractive index difference ⁇ 2 is too large, the bending characteristics of the optical fiber suddenly change from a certain point in time. It is also known to get worse. Then, the inventor assumed that ⁇ 2 / ⁇ 1 was a constant value in the above examination.
  • ⁇ 2 ⁇ 1 is set to 0.3
  • ⁇ 3 is set to 0.25%, which is the optimum value obtained from the force shown in Table 1, and ⁇ 1 is varied.
  • a: b: c the compensation rate was set to a value close to 100%. The results of this study are shown in Fig. 2, where the variance is shown on the characteristic line a and the mode field diameter is shown on the characteristic line b.
  • the unit 1 becomes 0.8% to 1.3% (particularly 0.8% to 1%). 1%), it was confirmed that the mode field diameter in the set wavelength band within the 1.5 ⁇ m wavelength band could be 6.3 / im or more.
  • the dispersion and dispersion slope of the single-mode optical fiber in the set wavelength band within the 1.5 ⁇ m wavelength band were compensated for close to 100%. The values of a: b: c were adjusted so that the ratio could be compensated.
  • the outer diameter 2b of the first side core 2 is 2 to 2.5 times the outer diameter 2a of the center core 1
  • the outer diameter 2c of the second side core 3 is It is 2.5 to 3.5 times the outer diameter 2a of the center core 1.
  • the compensation rate is also close to 100%, and the bending loss at a wavelength of 1.5 ⁇ m can be reduced to less than 10 dB Zm.
  • the ⁇ constant is less than 1.5, the bending loss increases, and if the ⁇ constant is larger than 3, the compensation rate becomes worse. ⁇ 3.
  • the dispersion and the dispersion slope of the single-mode optical fiber in the 1.5-m wavelength band are compensated, and after the connection,
  • the dispersion value of the optical fiber in the set wavelength band in the 1.5 m band is assumed to be 1 ps Z nm / km ⁇ : lps / nm / km.
  • the dispersion slope can be reduced to almost zero, and the mode field diameter of the dispersion compensation optical fiber itself in the set wavelength band within the 1.5 / xm band can be increased.
  • the fiber can be used as the bending loss, transmission loss, and polarization mode of the dispersion compensating optical fiber itself. It is possible to suppress the short-term dispersion.
  • the dispersion compensating optical fiber is a dispersion compensating optical fiber having both the function of compensating the dispersion of the single mode optical fiber and the function suitable for long-distance optical transmission and wavelength multiplexing optical transmission.
  • the dispersion compensating optical fiber of the present embodiment having the same length as that of the sinusoidal mode optical fiber, the waveform distortion due to chromatic dispersion can be reduced, and the waveform distortion due to nonlinear phenomenon and the waveform due to polarization mode dispersion can be reduced. It is possible to construct a high-quality long-distance optical transmission line with little distortion, bending loss and transmission loss.
  • the dispersion, dispersion gradient, compensation rate, MFD, and ⁇ c are the same as those in Table 1, and the bending loss is the bending diameter at a wavelength of 1.55, which is 20 mm. Bending loss in mm, transmission loss is transmission loss at wavelength 1.55 ⁇ m, PMD is polarization at wavelength 1.55 ⁇ Mode dispersion.
  • the dispersion compensation optical fiber of each of Examples 1 and 2 has a negative dispersion slope in the set wavelength band within the 1.5 ⁇ m wavelength band, and has a wavelength of 1.5 ⁇ m.
  • the characteristics at 5 ⁇ m are as follows. That is, the variance is in the range of _20 ps / n mZ km to 110 ps / nm / km, the transmission loss is 0.25 dBZ km or less, and the mode field diameter is 5 or more.
  • the bending loss at a bending diameter of 20 mm is 3.0 dB / m or less, and the polarization mode dispersion value is 0.15 ps Z km 1 ⁇ 2 or less.
  • both Examples 1 and 2 have a wavelength of 1.55 ⁇ , which is the center wavelength of the set wavelength band in the 1.5 ⁇ band (here, the 1.55 ⁇ band).
  • the above-mentioned optical transmission characteristics are excellent, and therefore, the optical transmission characteristics in the wavelength band of 1.5 ⁇ m are excellent, and in particular, the light is excellent in function as an optical transmission line for long-distance transmission or wavelength multiplex transmission. Fiber.
  • the compensation rate is a value close to 100%, and the dispersion value at a wavelength of 1.55 ⁇ m is at a wavelength of 1.55 ⁇ m of the single mode optical fiber. Since the sign is opposite to the dispersion value of about 17 ps Z nm / km and the absolute values are almost the same, the length ratio of the single mode optical fiber to the dispersion compensating optical fiber is almost 1: 1. By connecting them in such a manner, the dispersion value in the set wavelength band in the 1.5 / Xm band of the optical fiber after connection is reduced by 1 psZnmZkn! It was confirmed that it could be set to ⁇ 1 ps / nm / km.
  • the refractive index profile of the second embodiment is substantially similar to the refractive index profile of the first embodiment.
  • the characteristic of the refractive index profile of the second embodiment is that For the above-mentioned clad
  • the ratio ( ⁇ 2 ⁇ ⁇ 1) between the relative refractive index difference ⁇ 1 and the relative refractive index difference ⁇ 2 of the first side core 2 to the cladding 5 ( ⁇ 2 ⁇ ⁇ 1) is set to be more than 0.5 and less than 0.35 is there.
  • the value of ⁇ 2 may be set to less than 10.4%.
  • the wavelength of the optical fiber after connection is The dispersion value in the set wavelength band in the 1.5 ⁇ band is 1 P s / n mZ kn! 11 ps / nm / km and the dispersion value in the 1.3 ⁇ wavelength band, which is a setting wavelength different from the 1.5 ⁇ m band, is 1 ps / nm_km to 5 ps / It is characterized as nm / km.
  • a wavelength band (wavelength band) other than the wavelength of 1.55 / xm is also used for wavelength division multiplexing transmission.
  • a single-mode optical fiber has low non-linearity.
  • the magnitude of the relative refractive index difference ⁇ 2 seems to have the greatest influence on the dispersion characteristics of the optical fiber.
  • the absolute value of the relative refractive index difference ⁇ 2 is increased, and the relative refractive index difference ⁇ 1 of the center core with respect to the clad and the relative refractive index difference ⁇ 2 of the first side core 2 with respect to the clad 5 are increased.
  • the ratio ( ⁇ 2 ⁇ 1) was set to 0.5.0.35.
  • 1.55 dispersion is the dispersion value at a wavelength of 1.55 / m
  • 1.55 slope is the dispersion slope at a wavelength of 1.55 ⁇ m
  • the compensation ratio is the above equation (4).
  • the 1.31 dispersion indicates the dispersion value at the wavelength of 1.31 ⁇
  • the 1.31 slope indicates the dispersion slope at the wavelength of 1.31 / im.
  • the post-dispersion indicates the dispersion value of the optical fiber after connection at a wavelength of 1.31 ⁇ m.
  • the compensation ratio of the set wavelength band in the 1.5 ⁇ m wavelength band can be set to a value close to 100%, and the dispersion can be increased.
  • the wavelength of 1.3 ⁇ m is obtained. It was found that the dispersion value in the ⁇ band was set to 5 ps Zn mZ km to 5 ps Zn mZ km to reduce the absolute value of the dispersion and to obtain characteristics that could be used for wavelength division multiplexing transmission. .
  • the dispersion compensating optical fiber of Example 3 in which the relative refractive index differences ⁇ 1, ⁇ 2, and ⁇ 3 have the values shown in Table 5 is used.
  • Tables 6 and 7 a 20-km long prototype was fabricated. The characteristics of the dispersion compensating optical fiber of Example 3 in the 1.5 ⁇ m band and the characteristics in the 1.3 / ni wavelength band were used. Was asked respectively.
  • Table 6 shows the characteristics of Example 3 in the wavelength band of 1.5 ⁇
  • Table 7 shows the characteristics in the wavelength band of 1.3 ⁇ m.
  • Table 7 shows the dispersion-compensating optical fiber of Example 3 with a length that can almost completely compensate for the dispersion and dispersion slope of the single-mode optical fiber in the set wavelength band in the 1.5 / im band. Also, the results of calculating the dispersion value (dispersion after connection) and the dispersion slope (dispersion gradient after connection) of the optical fiber after connection in the wavelength 1. band when connected to a single-mode optical fiber are also shown. .
  • the dispersion compensating optical fiber of Example 3 can make the compensation factor at a wavelength of 1.55 ⁇ m close to 100%.
  • the dispersion value of the optical fiber after 1.3 m at 1.3 m is 1.69 ps / nm / km and the dispersion slope is 0.05 25 psZn It has been confirmed that km can be a sufficiently small value that can be used for wavelength division multiplexing transmission.
  • the compensation factor at the wavelength of 1.55 ⁇ can be made close to 100%, so that the wavelength of the optical fiber after the connection is 1.5 ⁇ m
  • the dispersion value in the set wavelength band in the band is set to 1 ps / nm / km to lpsZnmZkm.
  • the dispersion compensating optical fiber of the second embodiment by connecting the dispersion compensating optical fiber of the second embodiment to a single mode optical fiber, the waveform distortion due to dispersion is reduced in both the wavelength band of 1.3 and X / Xm. It is possible to construct an optical transmission line capable of performing small, high-quality wavelength multiplex transmission, and the wavelength range of wavelength multiplex transmission can be widened.
  • the optical transmission line of the first embodiment is formed by fusion-splicing any one of the dispersion-compensating optical fibers shown in the first embodiment to a single-mode optical fiber.
  • the dispersion value in the set wavelength band in the 1.5 / ⁇ band is 1 ps Z nm / kn! 11 ps / nm / km.
  • the fusion splicing loss between the dispersion compensating optical fiber and the single mode optical fiber is less than 0.4 dB.
  • the optical transmission line of the first embodiment is configured as described above, and has a wavelength of 1. 5; the dispersion value in the set wavelength band in the / m band is 1 ps Z n mZ kn! Since it is 1 ps / nmZ km, optical transmission with small waveform distortion due to dispersion can be performed in the wavelength band of 1.5 jum.
  • the fusion splicing loss between the dispersion compensating optical fiber and the single mode optical fiber is as small as 0.4 dB or less.
  • the dispersion-compensating optical fiber of the embodiment is an optical fiber that has a large mode field diameter in a set wavelength band in the 1.5 ⁇ m band, has excellent transmission loss characteristics and bending loss characteristics, and is suitable as an optical transmission line. Because of this, it is possible to provide an optical transmission line that enables high-quality wavelength-division multiplexing transmission with little waveform distortion due to nonlinear phenomena.
  • a single-mode optical fiber is provided on the signal light incident side.
  • the optical transmission line of the second embodiment is formed by fusing any one of the dispersion compensating optical fibers (shown in Tables 4 and 5) shown in the second embodiment to a single mode optical fiber.
  • the dispersion value in the set wavelength band in the wavelength 1.5; zm band is 1 ps Z nm / kn! Form a ⁇ I ps Zn mZk m, and wavelength 1.3 / dispersion value is over 5 3/1 1 in zm band] / 111-5 5 / /:! Le form a 1 111/111, Ru .
  • the optical transmission line of the second embodiment also has a fusion splicing loss between the dispersion compensating optical fiber and the single mode optical fiber of 0.4 dB or less.
  • the optical transmission line of the second embodiment has a dispersion value of 1 ps / n / km in the set wavelength band in the 1.5 ⁇ band: I Since it is psZnmZkm, optical transmission with small waveform distortion due to dispersion can be performed in the wavelength 1. band.
  • dispersion value at the wavelength 1. 3 m band forms as one 5 ps / n mZ km ⁇ 5 ps Z nmkm, wavelength 1. 5 m band
  • it can be an optical transmission line capable of optical transmission with small waveform distortion due to dispersion even in the 1.3 ⁇ m wavelength band.
  • FIG. 3 is a solid line showing the measurement results of the dispersion characteristics of the optical transmission line of the present invention manufactured by connecting the dispersion compensating optical fiber of the present invention and a single mode optical fiber.
  • the dispersion compensating optical fiber used in Example 3 shown in Table 6 above is connected to a single mode optical fiber to form a long optical transmission line.
  • the dispersion characteristics of the optical transmission line are almost the same whether the dispersion compensating optical fiber of the first embodiment is used or the dispersion compensating optical fiber of the second embodiment is used.
  • Figure 3 shows typical dispersion characteristics. In Fig.
  • the dispersion characteristics of the dispersion compensating optical fibers connected to each other are indicated by the dashed line, and the dispersion characteristics of the single mode optical fiber having zero dispersion in the wavelength 1.3; ⁇ band are indicated by the chain line. Is shown.
  • the wavelength is almost 1 4 5 ⁇ ⁇ ⁇ !
  • the absolute value of the dispersion value is within 1 ps Z n mZ km over a wide range from 1 to 600 nm, and is almost constant over the range of 1 500 11 111 to 1 65 11 111. It can be seen that low dispersion characteristics are obtained.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can adopt various embodiments.
  • the dispersion compensating optical fibers of the above embodiments are all dispersion compensating optical fibers having a refractive index profile as shown in FIG. 1, the refractive index of the dispersion compensating optical fiber according to the present invention is Professional
  • the file is not particularly limited, and is set as appropriate. That is, by connecting the dispersion compensating optical fiber of the present invention to a single mode fiber, the wavelength of the optical fiber after the connection is set to 1.
  • the set wavelength in the band ⁇ l This is the dispersion 1 sznm / km to lpsznm / km, and at least the wavelength near the center of the set wavelength band in the 1.5 / im wavelength band (wavelength 1520 nm to l620 nm) or the wavelength 1.
  • the force having any of the characteristics (1), (2), and (3) above, and the wavelength of the optical fiber after connection at the setting wavelength in the 1.3 ⁇ band, etc.
  • the dispersion slope in the set wavelength band of the wavelength 1.5 / ini band is made negative and connected to the single mode optical fiber, so that the wavelength 1.5 is obtained.
  • the dispersion and dispersion slope of the single-mode optical fiber both in the set wavelength band in the 1.5 / xm band are almost perfect.
  • High-quality optical communication with wavelength-division multiplexing transmission in a set wavelength band within the 1.5 / m wavelength band is possible with an optical transmission line that connects a single-mode optical fiber and a dispersion-compensating optical fiber. A simple optical transmission path can be achieved.
  • the dispersion slope in the 1.3 ⁇ band is made negative, and the dispersion slope in the 1.3 ⁇ band is connected to the single mode optical fiber.
  • the dispersion slot of a single-mode optical fiber in the 1.3 ⁇ m band is compensated for.
  • the optical transmission line that connects the single-mode optical fiber and the dispersion-compensating optical fiber should be a high-quality wavelength-division multiplexing optical transmission line even in the 1.3 m band. Can be.
  • the dispersion compensating optical fiber of the second embodiment is connected to a single-mode optical fiber, so that the dispersion value in the set wavelength band in the 1.5 im band of the optical fiber after connection is obtained.
  • the dispersion value is _55 / 11 111/1 ?: 111-5 ps / n mZ km.
  • the single mode optical fiber and the dispersion compensating optical fiber are directly connected by fusion splicing, but the mode field diameter in the wavelength 1.5 ⁇ band is used.
  • the distance between the dispersion compensating optical fiber and the single mode optical fiber is, for example, 1Z of the single mode optical fiber or the dispersion compensating optical fiber.
  • the length is less than 1000 and the wavelength of the dispersion-shifted optical fiber is 1.5 mm.
  • the mode field diameter in the 1.5-jurn band is greater than or equal to the mode field diameter of the dispersion-compensating optical fiber, and is single-mode.
  • a dispersive shift optical fiber having a mode field diameter equal to or smaller than the optical fiber or the compensated optical fiber may be provided.
  • the connection loss between the dispersion compensating optical fiber and the single mode optical fiber increases due to the difference between the mode field diameter of the dispersion compensating optical fiber and the mode field diameter of the sinal mode optical fiber. And can be suppressed. Also, since the length of the dispersion shift optical fiber provided between the dispersion compensating optical fiber and the single mode optical fiber is short, the dispersion shift By providing an optical fiber, an optical transmission line capable of high-quality WDM optical transmission can be provided without impairing other characteristics such as optical transmission loss.
  • the dispersion compensating optical fiber is connected to the single mode optical fiber has been described.
  • the dispersion compensating optical fiber of the present invention has a wavelength of 1.5 instead of the single mode optical fiber.
  • the dispersion compensating optical fiber used in connection with the compensated optical fiber whose dispersion characteristic in the ⁇ m band is almost the same as the dispersion characteristic of the single mode optical fiber may be used.
  • the optical transmission line may be formed by connecting the dispersion compensating optical fiber to the compensated optical fiber.
  • the dispersion compensating optical fiber according to the present invention and the optical transmission line using the dispersion compensating optical fiber transmit an optical fiber having the same dispersion characteristics as a single mode optical fiber or a single mode optical fiber.
  • Compensates for dispersion in the 1.5 ⁇ m wavelength band reduces dispersion in wavelength bands other than the 1.5 ⁇ band (for example, the 1.3 m wavelength band), and suppresses waveform distortion. Therefore, it is suitable for the construction of optical lines for high-quality wideband WDM optical transmission.

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Description

明 細 書 分散補償光ファィバおよびその分散補償光ファィバを用いた光伝送路 技術分野
本発明は、 例えば波長 1 . 3 i m付近に零分散を有するシングルモー ド光ファイ ノく （以下、 単に 「シングルモー ド光ファイバ」 とする） に接 続され、 波長 1 . 5 m帯やその他の設定波長帯の光を用いて波長多重 光伝送を行なう際に用いられる分散補償光ファィバおよびその分散補償 光ファイバを用いた光伝送路に関するものである。 背景技術
光通信の伝送網と して、 シングルモー ド光ファイバが世界中に敷設さ れている。 最近においては、 情報社会の発展により、 通信情報量が飛躍 的に増大する傾向にあり、 このような情報の増大化に伴い、 波長多重伝 送 （WDM伝送） が通信分野に広く受け入れられ、 今や波長多重伝送の 時代を迎えている。 波長多重伝送は、 複数の波長の光を 1本の光フアイ バで伝送できるため、 大容量高速通信に適した光伝送方式である。
しかしながら、 既設のシングルモー ド光ファイバを使用し、 1 . 3 μ mの波長帯の信号光を用いて波長多重伝送を行う場合には、 エルビウム ドープ光ファイバを用いた一般的な光増幅器の利得帯域である波長 1 . 5 5 μ πι帯 （例えば波長 1 5 3 0 n m〜 ： I 5 7 0 n mのよ う に、 波長 1 5 5 O n mをほぼ中心と した波長帯。 以後、 波長 1 . 5 5 μ πι帯とレヽぅ 用語は、 この意味で用いる。 ） と波長域が一致しないため、 光増幅器が 使用できず、 長距離光通信 （長距離光伝送） に支障を来すという問題が ある。 そのため、 最近においては、 既設のシングルモード光ファイバを 用いて、 1 . 5 5 μ m帯での波長多重伝送が行われている。
しかしながら、 シングルモー ド光ファイバを用いて 1 . 5 5 / mの波 長帯で光通信を行う と、 既設のシングルモー ド光ファイバは、 1 . 5 5 / mの波長帯のほぼ中心波長である波長 1 . 5 5 / mにおいて、 通常、 約 l y p s Zn mZ k mの正の分散を有し、 しかも、 シングルモー ド光 ファイバは、 波長 1 . 5 5 μ πι帯において正の分散ス ロープを持つ。 そ のため、 シングルモー ド光ファイバ中を光信号が伝搬するにつれ、 光信 号の波形歪みが大きく なり、 特に波長多重光伝送を行なう場合には、 受 信側で信号の分離 ' 識別が困難になり、 光通信の品質が低下し、 光通信 の信頼性が失われるという問題が生じた。
そこで、 最近においては、 このよ うな問題を解消すべく、 シングルモ ード光ファイバの波長 1 . 5 5 μ m帯における分散および分散スロープ を短い分散補償光ファイバで補償するために、 波長 1 . 5 5 // m帯にお いて大きな負の分散を有する分散補償光ファィバをモジュール化して前 記シングルモード光フアイバ伝送路に接続することが行われている。 こ のよ うにすることで、 前記シングルモード光フアイバが波長 1. 5 5 μ m帯に持つ正の分散と正の分散スロープを補償して波長分散による伝送 信号の劣化を抑制して、 波長 1 . 5 5 /| m帯における波長多重伝送を可 能にしょう とするものである。
しかしながら、 従来の分散補償光ファイバは、 上記のように、 短い長 さでシングルモード光ファイバの分散および分散ス ロープを補償しよう と していたために、 設計上、 一般に、 波長 1 . 5 5 /z m帯におけるモー ドフィール ド径が小さくなり、 非線形現象が生じ易く なつている。 また 、 波長 1 . 5 5 m帯における伝送損失が 0. 4 d B Z k m以上と大き くなり、 波長 1 . 5 5 // m帯における偏波モー ド分散値 （PMD) も 0 . 2 p s Z k m 1,2以上と比較的大きな値になってしま う といった問題 があった。 なお、 シングルモード光ファイバは低非線形性の点では比較 的優れている。
また、 最近では、 通信情報量をより一層増大させることが要求されて おり、 波長 1 . 5 5 Z m帯だけで波長多重伝送を行なうのでは、 送るこ とのできる波長数に限界があり、 ある時点で飽和してしまう。 このため 、 波長多重伝送用と しての使用波長帯を、 従来の波長 1 . 5 5 μ πι帯 （ 例えば 1 5 3 0〜 1 5 7 0 n m) の両側の波長帯に広げ、 この波長 1 . 5 μ πι帯 （例えば 1 5 2 0〜 ： 1 6 2 0 n mのように、 従来の波長 1 . 5 5 μ m帯を含む波長帯を示す。 以後、 1 . 5 πι帯という用語は、 この 意味で用いる。 ） を使用波長帯と したり、 波長 1 . 5 / 111以外の波長帯 (波長域） をも使用波長帯とすることができる新しい光伝送路が求めら れている。
しかしながら、 シングルモー ド光フアイバに従来の分散補償光ファィ バを接続した場合、 波長 1 . 5 5 μ m帯の中の例えば波長 1 5 3 0〜 1 5 7 0 n mの分散がほぼ零に補償される代わりに、 例えば従来の分散補 償光フアイバを接続する前にはほぼ零分散であった波長 1 . 3 μ m帯を 含む他の波長域の分散は零付近からずれてしまう。 このように、 シング ルモード光フアイバに従来の分散補償光ファィバを接続して形成される 光伝送路は、 例えば波長 1 . 3 μ m帯を含めた他の波長域を用いて波長 多重光伝送を行なえる光伝送路ではなくなつてしま う。
そこで、 本発明者は、 従来のように、 短い長さの分散補償光ファイバ で単にシングルモード光ファイバの分散補償を行なう ことから発想を転 換し、 分散補償光ファイバ自体の波長 1 . 5 μ m帯におけるモードフィ ールド径ゃ曲げ損失や偏波モー ド分散などの特性を良好にするこ とで、 分散補償光ファイバを長距離光伝送に適した機能を備えた光ファイバの 実現化に向けて研究を進めてきた。 このよ うな光ファイバが実現すれば 、 上記非線形による問題を抑制でき、 シングルモー ド光ファイバと分散 補償光ファイバとを接続した光伝送路において、 波長 1 . 5 μ πι帯で良 好な信号伝送を行なう ことが可能となる。
また、 シングルモー ド光ファイバに接続する分散補償光ファイバの分 散特性を適切にすることにより、 例えばシングルモー ド光フアイバの零 分散波長である 1 . 3 μ m付近の波長帯において分散が小さい光伝送路 の形成も可能となるのではないかと考えた。
本発明は、 上記の点に着目 して成されたものであり、 第 1の目的は、 波長 1 . 5 μ m帯におけるモー ドフィールド径ゃ曲げ損失や偏波モード 分散などの特性が良好で、 シングルモー ド光ファイバまたは波長 1 . 5 μ m帯における分散特性がシングルモード光フアイバの分散特性とほぼ 同様の光フアイバに接続することにより、 これらの光ファイバを伝送し てきた光の波長 1 . 5 μ m帯における分散を補償しながら光信号を長距 離伝送でき、 さらに、 波長 1 . 5 m帯以外の波長においても分散を小 さくできる分散補償光ファィバを提供することにある。 第 2 の目的は、 これらの分散補償光ファィバを用いることにより、 波形歪みを抑制した 質の高い波長多重光伝送を行なえる光伝送路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の分散補償光フ アイバを提供する。 すなわち、 波長 1 . 3 m付近に零分散を有するシ ングルモード光ファイバまたは波長 1 . 5 /i m帯における分散特性が前 記シングルモード光フアイバの分散特性とほぼ同様の被補償光ファィバ に接続して用いられる分散補償光ファィバであって、 接続後の光ファィ バの波長 1 . 5 μ m帯中の設定波長帯における分散値を一 1 p s m ！11〜 1 5 / 11 111ノ 111、 波長 1 . 5 μ m帯中の設定波長帯と異な る 1つ以上の設定波長帯における分散値を一 5 p sノ n mZ k m〜5 p s Z n mZ k mとすることを特徴とする分散補償光ファィバを提供する 本発明の一つの側面と して、 接続後の光フアイバの分散値を— 5 p s Z n mZ k m〜5 p s / n m/ k mとする、 波長 1 . 5 5 // m帯と異な る設定波長帯は 1 . 3 m帯とする。
また、 本発明は、 別の構成の分散補償光ファイバと して、 波長 1 . 5 μ m帯中の設定波長帯又はその設定波長帯の中心付近、 の波長における モー ドフィール ド径が 6 . 3 m以上であり、 波長 1 . 3 μ πι付近に零 分散を有するシングルモー ド光ファイバまたは波長 1 . 5 μ m帯におけ る分散特性が前記シングルモード光フアイバの分散特性とほぼ同様の被 補償光ファィバに接続することにより、 接続後の光ファィバの波長 1 . 5 μ m帯中の設定波長帯における分散値を一 1 p s / n mZ k m〜 l p s / n m/ k mとすることを特徴とする分散補償光ファイバを提供する さらに本発明は、 他の構成の分散補償光ファイバと して、 波長 1 . 5 μ m帯中の設定波長帯又はその設定波長帯の中心付近、 の波長における モー ドフィール ド径が 5 . 以上、 前記設定波長帯又はその設定波 長帯の中心付近の波長における曲げ直径 2 0 mmでの曲げ損失が 3 . 0 d B Zm以下であり、 波長 1 . 3 m付近に零分散を有するシングルモ 一ド光ファイバまたは波長 1 . 5 μ m帯における分散特性が前記シング ルモー ド光フアイバの分散特性とほぼ同様の被補償光ファィバに接続す ることにより、 接続後の光ファイバの波長 1 . 5 /z m帯中の設定波長帯 又はその設定波長帯の中心付近における分散値を— 1 p s / n m/ k m 〜 1 p s Z n mZ k mとすることを特徴とする分散補償光ファィバを提 供する。 上記各構成の分散補償光ファイバにおいて、 波長 1 . 5 μ πι帯中の設 定波長帯又はその設定波長帯の中心付近、 の波長における分散値が一 2
O p s / n m/ k m 1 O p s / n m/ k mであり、 前記設定波長帯 又はその設定波長帯の中心付近の波長における伝送損失が 0. 2 5 d B ノ k m以下であり、 波長 1 . 3 μ m付近に零分散を有するシングルモー ド光ファイバまたは波長 1 . 5 / m帯における分散特性が前記シングル モー ド光フアイバの分散特性とほぼ同様の被補償光ファィバに接続する ことにより、 接続後の光ファイバの波長 1 · 5 μ m帯中の設定波長帯又 はその設定波長帯の中心付近の波長における分散値を一 1 p s / n m/ k m〜 l p s / n m / k mとす 。
また、 好ましく は、 波長 1 . 5 μ m帯中の設定波長帯と波長 1 . 3 μ m帯のうちの一方又は両方の波長帯における分散スロープは負とする。 本発明の一側面において、 波長 1 . 5 m帯中の設定波長帯又はその 設定波長帯の中心付近、 の波長における伝送損失を 0. 3 0 d BZ k m 以下と し、 前記設定波長帯又はその設定波長帯の中心付近の波長におけ る偏波モー ド分散値を 0. 1 5 p s Z k m 1,2以下と し、 前記波長 1 . 5 μ m帯中の設定波長帯又はその設定波長帯の中心付近の波長における 曲げ直径 2 O mmでの曲げ損失を 2 0 d B/m以下と した分散補償光フ アイバであることを特徴とする。
さらに、 本発明の分散補償光ファイバは、 波長 1 . 帯中の設定 波長帯又はその設定波長帯の中心付近、 の波長における伝送損失を 0. 3 0 d B/ k m以下と し、 前記設定波長帯又はその設定波長帯の中心付 近の波長における偏波モー ド分散値を 0. I S p s Z k m1,2以下と し 、 前記波長 1 . 5 m帯中の設定波長帯又はその設定波長帯の中心付近 の波長における曲げ直径 2 0 mmでの曲げ損失を 2 0 d BZm以下と し たことを特徴とする。 さらに、 本発明の分散補償光ファイバは他の側面において、 センタコ ァの外周側を第 1サイ ドコアで覆い、 該第 1サイ ドコアの外周側を第 2 サイ ドコアで覆い、 該第 2サイ ドコアの外周側をクラッ ドで覆って形成 される分散補償光ファイバであって、 前記センタコアの前記クラッ ドに 対する比屈折率差を Δ 1 と し、 前記第 1サイ ドコアの前記クラッ ドに対 する比屈折率差を Δ 2 と し、 前記第 2サイ ドコアの前記クラッ ドに対す る比屈折率差を△ 3 と したときに、 Δ 1 > Δ 3 〉 Δ 2 と成しており、 か つ、 0. 8 %≤ Δ 1 ≤ 1 · 3 %、 - 0. 4 %≤ Δ 2≤ - 0. 2 % (又は — 0. 5 ≤ Δ 2 / Δ 1 ≤— 0. 3 5 ) 、 0. 2 %≤ Δ 3 ≤ 0. 3 %と成 しており、 前記第 1サイ ドコアの外径が前記センタコアの外径の 2倍〜 2. 5倍、 前記第 2サイ ドコアの外径が前記センタコアの外径の 2. 5 倍〜 3. 5倍と成していることを特徴とする。
本発明はさらに、 上記いずれかの構成の分散補償光ファイバを波長 1 . 3 IX m付近に零分散を有するシングルモード光ファイバまたは波長 1 . 5 μ m帯における分散特性が前記シングルモード光フアイバの分散特 性とほぼ同様の被補償光ファイバに接続することによって、 波長 1 . 5 m帯中の設定波長帯における分散値が一 1 p s Zn mZ k n！〜 1 p s /n m/ k mである光伝送路を提供する。
本発明の光伝送路は、 一つの側面において、 上記波長 1 . 5 μ πι帯と 異なる 1つ以上の設定波長帯における分散値は一 5 p s / n m/ k m〜 5 p s /n m/ k mである。 また、 波長 1 . 3 μ m帯における分散値は ― 5 p s / n m k m〜 5 p s Z n mZk mでめる。
本発明の光伝送路の好ましい形態と しては、 波長 1 . 3 m付近に零 分散を有するシングルモード光ファイバまたは波長 1 . 5 m帯におけ る分散特性が前記シングルモード光フアイバの分散特性とほぼ同様の被 補償光ファイバと、 分散補償光ファイバとが融着接続により接続されて 、 該融着接続損失が 0. 4 d B以下と成す。
本発明の光伝送路の好ましい別の形態と しては、 波長 1 . 3 m付近 に零分散を有するシングルモード光ファイバまたは波長 1 . 5 μ m帯に おける分散特性が前記シングルモー ド光フアイバの分散特性とほぼ同様 の被補償光ファイバと、 分散補償光ファイバとが波長 1. 帯に零 分散を有する分散シフ ト光ファイバを介して接続されており、 該分散シ フ ト光ファイバの長さは分散補償光ファイバに接続される前記シングル モード光フアイバまたは被補償光ファィバの 1 / 1 0 0 0以下の長さで あり、 分散シフ ト光ファイバの波長 1 . 5 /z rn帯におけるモードフィー ルド径が前記分散補償光ファィバのモードフィールド径以上であり、 か つ、 シングルモー ド光フアイバまたは被補償光フアイバのモー ドフィ一 ルド径以下である。
上記本発明の分散補償光ファイバを、 シングルモー ド光ファイバまた は波長 1 . 5 μ m帯における分散特性が前記シングルモー ド光ファイバ の分散特性とほぼ同様の被補償光ファイバに接続すると、 接続後の光フ アイバの波長 1 . 5 μ m帯中の設定波長帯における分散値は一 1 p s / n m/ k m〜 l p s / n m/ k mとなり、 この波長帯の分散がほぼ零に 補償されると共に、 波長 1 . 5 μ m帯と異なる 1つ以上の設定波長帯 （ 例えば、 波長 1 . 3 m帯） における分散値が一 5 p s / n m / k m〜 5 p sノ n mZ k mとなり、 前記設定波長帯における分散値が波長多重 伝送に悪影響を及ぼさない程度に小さく なる。
したがって、 本発明の分散補償光ファイバを、 1 . 3 μ πι付近に零分 散を有するシングルモー ド光ファイバまたは波長 1 . 5 μ m帯における 分散特性が前記シングルモ一ド光フアイバの分散特性とほぼ同様の被補 償光ファイバに接続することにより、 波長 1 . 5 m帯中の設定波長帯 のみならず、 例えば波長 1 . 3 μ πι帯といった波長 1 . 5 μ πι帯とは異 なる設定波長帯においても、 分散による信号光の歪みが小さい、 質の高 い波長多重伝送を行なう ことが可能となり、 波長多重光伝送の波長域を 広帯域にすることができる。
また、 本発明の分散補償光ファイバは、 波長 1 . 5 m帯中の設定波 長帯または該波長 1 . 5 /z m帯中の設定波長帯の中心付近の波長におけ る波長多重光伝送特性が良好であり、 しかも、 これらの分散補償光ファ ィバを、 波長 1 . 3 m付近に零分散を有するシングルモー ド光フアイ バまたは波長 1 . 5 m帯における分散特性が前記シングルモード光フ ァィバの分散特性とほぼ同様の被補償光ファィバに接続すると、 いずれ も、 接続後の光ファイバの波長 1 . 5 μ m帯中の設定波長帯における分 は一 1 p s / n m / k n！〜 1 p s Z n m. / k mとすること力 Sできる ので、 波長 1 . 5 μ m帯中の設定波長帯におけるシングルモード光ファ ィバゃ被補償光ファイバの分散もほぼ零に補償することが可能となる。
したがって、 本発明の分散補償光ファイバをシングルモード光フアイ バゃ被補償光ファィバに接続することにより、 シングルモード光フアイ バゃ被補償光ファイバの波長 1 . 5 μ m帯中の設定波長帯における分散 を捕償しながら、 この波長帯において、 質の高い長距離伝送を行なう こ とができる。
さらに、 波長 1 . 5 μ m帯中の設定波長帯または該波長 1 . 5 μ πι帯 中の設定波長帯の中心付近の波長における伝送損失が 0 . 2 5 d B Z k m以下と小さい本発明の分散補償光ファィバを、 前記シングルモード光 フアイバ又は前記被補償光ファィバの何れかの光ファィバと接続するこ とにより、 シングルモー ド光ファイバや被補償光ファイバの波長 1 . 5 β m帯中の設定波長帯における分散を補償しながら、 この波長帯におい て、 質の高い長距離伝送を行なう ことができる。
. さらに、 波長 1 . 5 / m帯における分散ス ロープが負である本発明の 分散補償光ファイバによれば、 この分散補償光ファィバをシングルモー ド光ファイバシングルモード光ファイバまたは波長 1 . 5 μ m帯におけ る分散特性が前記シングルモー ド光フアイバの分散特性とほぼ同様の被 補償光ファィバに接続するこ とによ り、 シングルモ一 ド光フアイバゃ被 補償光ファィバの波長 1 . 5 μ m帯中の設定波長帯における正の分散ス ロープを補償して、 接続後の光ファイバの波長 1. 5 ;u m帯中の設定波 長帯における分散の平坦化を図ることができる。
さらに、 波長 1 . 3 m帯における分散スロープが負である本発明の 分散補償光ファイバによれば、 この分散補償光ファィバをシングルモー ド光ファイバシングルモー ド光ファイバまたは波長 1 · 5 m帯におけ る分散特性が前記シングルモー ド光ファイバの分散特性とほぼ同様の被 補償光ファィバに接続することにより、 シングルモー ド光フアイバゃ被 補償光ファィバの波長 1 . 3 μ m帯における正の分散スロープを補償し て、 接続後の光ファイバの波長 1 . 3 μ m帯における分散の平坦化を図 ることができる。
さらに、 波長 1 . 5 μ m帯中の設定波長帯又はその設定波長帯の中心 付近、 の波長における伝送損失を 0. 3 0 d B/ k m以下と し、 前記設 定波長帯又はその設定波長帯の中心付近の波長における偏波モー ド分散 値を 0. I S p s Z k m 1/2以下と し、 前記波長 1. 5 /i m帯中の設定 波長帯又はその設定波長帯の中心付近の波長における曲げ直径 2 0 mm での曲げ損失を 2 0 d BZm以下と した本発明の分散補償光ファイバに よれば、 波長 1. 5 m帯中の設定波長帯 （例えば波長 1. 5 5 z m帯 ) または波長 1. 5 m帯中の設定波長帯の中心付近の波長における波 長多重光伝送特性が良好であるために、 上記第 1乃至第 1 0のいずれか —つの発明の優れた効果に加え、 前記波長 1. 5 帯中の設定波長帯 における波長多重伝送の質を向上させることができる。 さらに、 上記 Δ 1 〉 Δ 3 〉 Δ 2 と成し、 かつ、 0. 8 %≤ Δ 1 ≤ 1 . 3 %、 - 0. 4 %≤ Δ 2 ≤ - 0. 2 % (又は _ 0. 5 ≤ Δ 2ノ Δ 1 ≤— 0. 3 5 ) 、 0. 2 %≤ Δ 3 ≤ 0. 3 %と成し発明の分散補償光フアイ バによれば、 上記優れた効果を奏する分散補償光ファィバの屈折率プロ フアイルを最適化するこ とができる。
さらに、 本発明の光伝送路は、 上記分散補償光ファイバを、 シングル モード光ファイバや波長 1 . 5 μ m帯における分散特性が前記シングル モード光ファイバの分散特性とほぼ同様の被補償光ファイバに接続する ことにより形成されるので、 波長 1 . 5 μ m帯中の設定波長帯における 分散値を一 1 p s Zn mZ k m〜 l p s Z n m/ k mと して、 この波長 帯における分散による波形歪みを抑制し、 高品質の波長多重伝送を行な える光伝送路とすることができる。
特に、 波長 1 . 5 m帯と異なる 1つ以上の設定波長帯における分散 傲刀 一 5 p s n m/ / k m〜 5 p s / n m / k mでめる本発明の光伝 路によれば、 この設定波長における分散による波形歪みを抑制して、 波 長多重伝送ができるよ うになり、 通信波長帯域を広帯域にすることがで さる。
同様に、 波長 1 . 3 m帯における分散値が一 5 p s Zn mZ k m 5 p s / n m/ k mである本発明の光伝送路によれば、 波長 1 . 3 m 帯における分散による波形歪みを抑制して、 波長多重伝送ができるよう になり、 通信波長帯域を広帯域にすることができる。
さらに、 シングルモー ド光ファイバまたは被補償光ファイバと分散補 償光ファイバとの融着接続損失が 0. 4 d B以下と成してい本発明の光 伝送路によれば、 融着接続損失により光伝送の質を低下させることを抑 制でき、 より一層質の高い波長多重伝送を可能とすることができる。
さらに、 波長 1 . 5 μ m帯に零分散を有する分散シフ ト光ファイバを 介して接続されている本発明の光伝送路によれば、 シングルモード光フ アイバまたは被補償光ファイバと分散捕償光ファイバとを、 モードフィ —ルド径が両者の中間の値と成した短尺の分散シフ ト光ファイバを介し て接続することにより、 たとえ分散補償光ファィバのモードフィールド 径が小さい場合でも、 光フアイバ同士の接続損失を小さくすることがで き、 質の高い波長多重伝送を可能とすることができる。
図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明に係る分散補償光ファイバの実施形態例の屈折率プ 口ファイル例を示す要部構成図であり、 第 2図は、 第 1図に示す屈折率 プロファイルにおいて、 Δ 1 を変化させたときの分散補償光ファイバの 波長 1 . 5 5 ； u mにおける分散およびモードフィールド径の変化の一例 を示すグラフであり、 第 3図は本発明の光伝送路の分散特性を、 互いに 接続し合う分散補償光ファィバとシングルモード光フアイバの分散特性 とともに示すダラフである。 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、 本発明の実施形態例を示す添付 の図面に従ってこれを説明する。
第 1図には、 本発明に係る分散補償光ファィバの第 1および第 2実施 形態例の屈折率プロファイルが示されている。 第 1およぴ第 2実施形態 例の分散補償光ファィバは、 いずれも同図に示す屈折率プロファイルを 有しており、 これらの分散補償光ファイバは、 センタコア 1の外周側を 第 1サイ ドコア 2 で覆い、 第 1サイ ドコア 2の外周側を第 2サイ ドコア 3で覆い、 第 2サイ ドコア 3の外周側をクラッ ド 5で覆って形成される 分散補償光ファイバである。
まず、 第 1実施形態例について説明する。 第 1実施形態例の特徴的な ことは、 センタコア 1のクラッ ド 5に対する比屈折率差を Δ 1 と し、 第 1サイ ドコア 2のクラッ ド 5に対する比屈折率差を Δ 2 と し、 第 2サイ ドコア 3のクラッ ド 5に対する比屈折率差を Δ 3 と したときに、 Δ 1 〉 厶 3 > Δ 2 と成しており、 かつ、 0. 8 %≤ Δ 1 ≤ 1 . 3 %、 一 0. 4 %≤厶 2 ^— 0. 2 %、 0. 2 %≤ Δ 3≤ 0. 3 %と成していることと 、 第 1サイ ドコア 2の外径 2 bがセンタコア 1 の外径 2 aの 2倍〜 2. 5倍、 第 2サイ ドコア 3の外径 2 cがセンタコア 1 の外径 2 aの 2. 5 倍〜 3. 5倍と成していることである。
なお、 各比屈折率差 Δ 1、 Δ 2、 Δ 3は、 真空の屈折率を 1 と したと きのセンタコア 1の比屈折率を η 1、 第 1サイ ドコア 2の比屈折率を η 2、 第 2サイ ドコア 3の比屈折率を η 3、 外部クラッ ド 5の比屈折率を n c と したとき、 次式 （ 1 ) 〜 （ 3 ) により定義されるものであり、 そ の単位は、 前記の如く、 ％である。
厶 1 = [ { ( n 1 ) 2— ( n c ) 2 } / 2 ( n 1 ) 2] X 1 0 0 · · · • ( 1 )
Δ 2 = [ { ( n 2 ) 2— ( n c ) 2 } / 2 ( n 2 ) 2] X 1 0 0 · · ·
• ( 2 )
厶 3 = [ { ( n 3 ) 2 - ( n c ) 2 } / 2 ( n 3 ) 2] X 1 0 0 · . ·
• ( 3 )
また、 本実施形態例では、 第 1サイ ドコア 1は、 α乗プロファイルと 成して （屈折率形状が、 センタコア 1の中心部を中心と した y =— x a の曲線形状を呈して） おり、 α定数は、 1 . 5〜 3 と成している。
本実施形態例は上記特徴的な屈折率プロファイルを有するために、 シ ングルモー ド光フアイバに接続することにより、 接続後の光ファィバの 波長 1 . 5 m帯中の設定波長帯における分散値を— 1 p s /n m/ k m〜 1 p s Zn m/k mとする特性を有している。 また、 本実施形態例 は、 波長 1 . 5 /i m帯中の設定波長帯における分散ス ロープが負と成し ていて、 上記シングルモー ド光ファイバに接続することによ り、 波長 1 . 5 μ m帯中の設定波長帯における分散ス ロープを補償する特性を有し ている。
さらに、 本実施形態例は、 波長 1 . 5 μ m帯中の設定波長帯または波 長 1 . 5 μ m帯中の設定波長帯の中心付近の波長における各特性が、 以 下に示す①〜④の少なく とも 1つの特性を有している。 ①モー ドフィ一 ル ド径が 6. 3 μ m以上である。 ②モードフィール ド径が 5. 5 / m以 上、 曲げ直径 2 0 mmでの曲げ損失が 3. O d B/m以下である。 ③分 敢値カ — 2 O p s / n mZ m ~— 1 O p s Z n m / k mであり、 伝送 損失が 0. 2 5 d BZ k m以下である。 ④伝送損失が 0. 3 0 d BZ k m以下、 偏波モード分散値が 0. 1 5 p s Z k m 1 / 2以下、 曲げ直径 2 0 mmでの曲げ損失が 2 0 d B/m以下である。
なお、 本発明者は、 本実施形態例の屈折率プロファイルを特定するた めに、 以下のような検討を行なった。 すなわち、 シングルモード光ファ ィバは、 波長 1. 5 μ m帯において大きな分散を有すると共に、 正の分 散ス ロープを有しているために、 シングルモード光ファイバの波長 1 .
5 μ m帯における分散と分散ス ロープを共に補償できるように、 波長 1 . 5 /i m帯において負の分散と負の分散スロープを有する光ファイバの 屈折率プロフアイルを検討したところ、 分散補償光ファィバの屈折率プ 口ファイルを、 第 1図に示したような、 屈折率プロファイルにすると有 効であることが分かった。
そこで、 本実施形態例の屈折率プロフアイルを第 1図に示すよ うな 3 層コア型に決定し、 さらに、 具体的な比屈折率差 Δ 1、 Δ 2、 Δ 3の値 と各コア径 2 a、 2 b、 2 c を、 以下のようにして決定した。
すなわち、 分散補償光ファイバに求められる重要な要求点 （要求され る分散補償性能） は、 シングルモード光ファイバと接続したときに、 波 長 1 . 5 μ m帯の広い範囲で低分散が実現されることであり、 次式 （ 4 ) に示す分散の補償率を 1 0 0 %に近づけることにより、 分散の平坦性 を得ることができ、 良好な分散補償性能を達成できるものである。 言い 換えると、 補償率が 1 0 0 %に近いほど、 広帯域零分散の光伝送路の形 成が可能となる。
補償率 = { S (D C F ) / S ( S M F ) } / { D (D C F ) /Ό ( S M F ) } X 1 0 0 ( 4 )
なお、 上記 （ 4 ) の式中、 S (D C F ) は分散補償光ファイバの使用 波長帯 （例えば波長 1 . 5 m帯のうちの設定帯域を有する波長帯） に おける分散スロープの平均値であり、 S ( S M F ) はシングルモー ド光 ファイバの前記使用波長帯での分散スロープの平均値であり、 D (D C F ) は分散補償光ファイバの使用波長帯内の設定波長 （例えば波長 1 . 5 5 m帯の場合は波長 1 . 5 5 i m) における分散値であり、 D ( S M F ) はシングルモード光ファイバの前記設定波長における分散値であ る。
そして、 従来の検討から、 第 1図に示すよ うな屈折率プロファイルの 分散補償光ファイバにおいて、 比屈折率差 Δ 2 の比屈折率差 Δ 1に対す る割合 （Δ 2ΖΔ 1 ) を一 0. 3付近にすると、 1 00 %近い分散の補 償率を得られることが分かっているので、 本発明者は、 上記補償率が 1 0 0 %に近い値となるよ うに、 上記 Δ 2 Z Δ 1 の大きさを一 0 . 3 %に 仮定した。
また、 Δ 1 を大きくすると、 非線形屈折率 n 2が大きく なり、 さらに 、 モードフィ ール ド径が小さくなる傾向にあるため、 Δ 1は、 1 %に仮 定して、 波長 1 . 5 μ m帯中の設定波長帯におけるモードフィールド径 が大きくなるようにした。 そして、 センタコア 1の半径と第 1サイ ドコ ァ 2の半径と第 2サイ ドコア 3の半径の比 a ： b ： c = ： 2 ： 3 と仮 定して、 Δ 3を変化させたときの光ファイバ特性をシミ レーショ ンに より求めた。 その結果が表 1 に示されている。
(表 1 )
Figure imgf000018_0001
なお、 表 1 において、 λ cは力ッ トオフ波長であり、 分散は波長 1 . 5 5 μ πιにおける波長分散であり、 分散勾配は波長 1 . 5 5 μ mにおけ る分散スロープであり、 MF Dは波長 1 . 5 5 t mにおけるモー ドフィ 一ル ド径であり、 Aeffは波長 1 . 5 5 mにおける有効コア断面積 （ 実効コア断面積） であり、 ）3 / kは波長 1 . 5 5 μ mにおける伝搬屈折 率 （伝搬条件の良さを示す指数） である。 また、 補償率は、 前記式 （4 ) から求めた値である。
表 1から明らかなように、 Δ 3力 S 0 . 1 5 %、 0 . 2 0 %、 0. 2 5 %、 0. 3 0 %のいずれの場合でも、 前記補償率は 1 0 0 %に近い値と なり、 Δ 3が 0. 2 5 %のときに、 波長 1 . 5 5 μ mにおけるモー ドフ ィール ド径が最大となって、 それに伴い有効コア断面積も最大となり、 低非線形が実現されると共に、 波長 1 . 5 5 μ mにおける伝搬屈折率 （ / k ) も、 1 . 4 4 5 6以上で最も高い値となり、 伝搬特性も最も優 れていることが分かる。
なお、 比屈折率差 Δ 2の大きさは光ファイバの分散特性に影響を与え 、 比屈折率差 Δ 2の絶対値を大きくすると、 式 （ 4 ) に示した補償率が 高い値となることが分かっているが、 その一方で、 比屈折率差 Δ 2の絶 対値を大きく しすぎると、 ある時点から急激に光ファイバの曲げ特性が 悪くなることも知られている。 そこで、 本発明者は、 前記検討に際し、 Δ 2 / Δ 1 を一定値に仮定した。
次に、 Δ 2 Ζ Δ 1 を一 0. 3 と し、 Δ 3を、 表 1力 ら求めた最適値で ある 0. 2 5 %と して、 Δ 1 を可変していき、 波長 1 . 5 5 mにおけ るモ一ドフィールド径と分散値がどのように変化するかを検討した。 な お、 このとき、 a ： b ： cを調整することにより、 上記補償率が 1 0 0 %に近い値となるようにした。 この検討結果が第 2図に示されており、 同図の特性線 aには分散値が、 特性線 bにはモー ドフィールド径がそれ ぞれ示されている。
同図から明らかなように、 比屈折率差 Δ 1 を 1 %の前後で変化させた 場合、 Δ 1 を小さくするにつれて波長 1. 5 5 mにおけるモー ドフィ 一ルド径が大きくなり、 分散が小さくなつている。 また、 Δ 1 を小さく していく と、 カッ トオフ波長も短くなる。
そこで、 カッ トオフ波長がシングルモード条件を満たし、 かつ、 波長 1 . 5 m帯中の設定波長帯における曲げ直径 2 0 mmでの曲げ損失が 3. 0 d B Zm以下となるよ うな条件で、 波長 1. 帯中の設定波 長帯におけるモー ドフィール ド径が 5. 5 μ πι以上になる厶 1 の範囲を 検討したところ、 Δ 1が 0. 8 %〜 1. 3 % (特に 1 . 0 %〜： 1 . 3 % ) のときに、 波長 1 . 5 m帯中の設定波長帯におけるモードフィール ド径が 5. 5 m以上となる可能性が高く なることが分かった。 また、 力ッ トオフ波長がシングルモード条件を満たす条件で、 前記曲げ損失を 1 0 d B /m程度まで許容すると、 厶 1が 0. 8 %〜 1 . 3 % (特に 0 . 8 %〜 1 . 1 %) のときに、 波長 1. 5 μ m帯中の設定波長帯におけ るモー ドフィールド径を 6. 3 /i m以上にできることも確認できた。 なお、 この検討の際にも、 シングルモー ド光ファイバの波長 1 . 5 μ m帯中の設定波長帯における分散と分散スロープを 1 0 0 %に近い補償 率で補償できるように、 前記 a ： b ： cの値を調整した。 その結果、 a ： b = 1 ： 2〜 1 ： 2. 5のと き、 すなわち、 第 1サイ ドコア 2の外径 がセンタコア 1の外径の 2倍〜 2. 5倍のときに、 9 0 %以上の高い補 償率となり、 また、 a ： c = 1 ： 2. 5〜 1 ： 3. 5のとき、 すなわち 、 第 2サイ ドコア 3の外径がセンタコア 1の外径の 2. 5倍〜 3. 5倍 のときに、 8 0 %以上の高い補償率となり、 しかも、 曲げ損失の増大を 招く こともなく、 カッ トオフ波長も 1 5 0 0 n m以下となった。
そこで、 以上の検討結果に基づき、 本実施形態例では、 前記の如く、 0. 8 %≤ Δ 1 ≤ 1 . 3 %、 - 0. 4 %≤ Δ 2≤ - 0. 2 %、 0. 2 % ≤ Δ 3 ≤ 0. 3 %と し、 第 1サイ ドコア 2の外径 2 bがセンタコア 1の 外径 2 a の 2倍〜 2. 5倍、 第 2サイ ドコア 3の外径 2 cがセンタコァ 1 の外径 2 a の 2. 5倍〜 3. 5倍と した。
また、 センタコア 1の形状を示す α定数を 1 . 5〜 3 とすると、 前記 補償率も 1 0 0 %に近い値となり、 波長 1. 5 μ mにおける曲げ損失も 1 0 d B Zm未満にできる。 これに対して、 α定数を 1. 5未満とする と曲げ損失が大きくなり、 α定数を 3より も大きくすると、 前記補償率 が悪くなるため、 本実施形態例では、 α定数を 1. 5〜 3 と した。
本実施形態例によれば、 上記検討結果に基づいて屈折率プロファイル を最適化したものであるから、 波長 1 . 5 m帯におけるシングルモー ド光フアイバの分散および分散スロープを補償して、 接続後の光ファィ バの波長 1 . 5 m帯中の設定波長帯における分散値を一 1 p s Z n m / k m〜 ： l p s /n m/ k mと し、 波長 1 . 5 / m帯中の設定波長帯に おける分散スロープもほぼ零にすることができると共に、 分散補償光フ アイバ自体の波長 1 . 5 /x m帯中の設定波長帯におけるモードフィール ド径を大きくでき、 それによ り低非線形の分散補償光ファイバとするこ とができるし、 分散補償光ファイバ自体の曲げ損失や伝送損失や偏波モ 一ド分散を抑制できる。
すなわち、 本実施形態例によれば、 分散補償光ファイバは、 シングル モード光ファイバの分散を補償する機能と、 長距離光伝送や波長多重光 伝送に適した機能とを併せ持つ分散補償光ファイバとなり、 例えばシン ダルモード光ファイバと同じ長さの本実施形態例の分散補償光フアイバ を接続することにより、 波長分散による波形の歪みを低減でき、 かつ、 非線形現象による波形歪みや偏波モー ド分散による波形歪み、 曲げ損失 や伝送損失の少ない、 質の高い長距離伝送可能な光伝送路を構築するこ とができる。
本発明者は、 上記本実施形態例の効果を確認するために、 上記シミ ュ レーシヨ ン結果に基づき、 上記 Δ 1、 ひ 、 Δ 2、 Δ 3、 a ： b ： cの各 値が表 2に示す値となる、 具体例 1， 2の分散補償光ファイバを試作し 、 各具体例 1， 2の分散補償光ファイバの特性を求めた。 その結果が表 3に示されている。
(表 2 )
Figure imgf000021_0001
(表 3 )
Figure imgf000021_0002
なお、 表 3において、 分散、 分散勾配、 補償率、 MF D、 λ cは、 そ れぞれ表 1 と同様のものを示しており、 曲げ損失は波長 1. 5 5 に おける曲げ直径 2 0 mmでの曲げ損失であり、 伝送損失は波長 1. 5 5 μ mにおける伝送損失であり、 PMDは波長 1. 5 5 μ πιにおける偏波 モー ド分散である。
表 3から明らかなように、 具体例 1， 2のいずれの分散補償光フアイ バも、 波長 1 . 5 μ m帯中の設定波長帯における分散スロープが負と成 しており、 波長 1 . 5 5 μ mにおける各特性が以下のよ うになつている 。 すなわち、 分散値が _ 2 0 p s / n mZ k m〜一 1 0 p s / n m/ k mの範囲内であり、 伝送損失が 0 . 2 5 d B Z k m以下であり、 モー ド フィールド径が 5 . 以上であり、 曲げ直径 2 0 mmでの曲げ損失 が 3 . 0 d B /m以下であり、 偏波モード分散値が 0 . 1 5 p s Z k m 1 κ 2以下である。
このよ うに、 具体例 1 , 2は、 いずれも、 波長 1 . 5 μ πι帯中の設定 波長帯 （ここでは波長 1 . 5 5 μ πι帯） の中心波長である波長 1 . 5 5 πιにおいて、 前記各光伝送特性に優れており、 したがって、 波長 1 . 5 μ m帯における光伝送特性に優れ、 特に長距離伝送や波長多重伝送用 の光伝送路と しての'機能に優れた光ファイバになった。
また、 具体例 1 , 2は、 前記補償率が 1 0 0 %に近い値であり、 波長 1 . 5 5 μ mにおける分散値は、 前記シングルモー ド光ファイバの波長 1 . 5 5 μ mにおける分散値である約 1 7 p s Z n m/ k mと符号が逆 で、 絶対値がほぼ等しい値であるために、 シングルモード光ファイバと 分散補償光ファイバとの長さの比がほぼ 1 ： 1 となるようにして接続す ることにより、 接続後の光ファイバの波長 1 . 5 /X m帯中の設定波長帯 における分散値を一 1 p s Z n mZ k n！〜 1 p s / n m / k mとするこ とができることが確認された。
次に、 本発明に係る分散補償光ファィバの第 2実施形態例について説 明する。 第 2実施形態例の屈折率プロフアイルは上記第 1実施形態例の 屈折率プロファイルとほぼ同様に構成されており、 第 2実施形態例の屈 折率プロフアイルの特徴的なことは、 センタコアの前記クラッ ドに対す る比屈折率差 Δ 1 と第 1サイ ドコア 2のクラッ ド 5に対する比屈折率差 Δ 2 との比 （Δ 2 Ζ Δ 1 ) を一 0. 5以上一 0. 3 5以下と したことで ある。 なお、 第 2実施形態例では、 このよ う にするために、 前記 Δ 2の 値を一 0. 4 %未満と したものもある。
この第 2実施形態例は、 上記特徴的な屈折率プロフアイルを有するこ とから、 1 . 3 μ mに零分散を有するシングルモー ド光ファイバに接続 したときに、 接続後の光ファイバの波長 1 . 5 μ πι帯中の設定波長帯に おける分散値を一 1 P s /n mZ k n！〜 1 p s / n m / k mとすると共 に、 波長 1 . 5 μ m帯と異なる設定波長である 1 . 3 μ πιの波長帯にお ける分散値を一 5 p s / n m_ k m〜5 p s / n m / k mとすることを 特徴と している。
なお、 前記の如く、 最近では、 通信情報量をより一層増大させること が要求されており、 波長多重伝送用と して波長 1 . 5 5 /x m帯以外の波 長帯 （波長域） も用いることができる新しい光伝送路が求められており 、 また、 シングルモー ド光ファイバは低非線形性であるので、 本発明者 は、 シングルモード光ファイバの優れた低非線形性を有効に活用し、 シ ングルモード光ファイバと分散補償光ファィバとを接続することにより 、 波長多重伝送用と して、 波長 1 . 5 μ πι帯と、 シングルモード光ファ ィバの零分散波長である波長 1 . 3 μ m付近を含む波長 1 · 3 μ m帯を 用いることができるような分散捕償光ファィバを形成したいと考えた。 そして、 第 1図に示したような屈折率プロファイルにおいて、 比屈折 率差 Δ 2の大きさが光フアイバの分散特性に最も影響を与えると思われ るため、 第 2実施形態例の屈折率プロファイルを特定するにあたり、 比 屈折率差 Δ 2の絶対値を大きく し、 センタ コアの前記クラッ ドに対する 比屈折率差 Δ 1 と第 1サイ ドコア 2のクラッ ド 5に対する比屈折率差 Δ 2 との比 （ Δ 2 Ζ Δ 1 ) を一 0. 5 0. 3 5 と した。 そしてそのも のについて、 波長 1 . 5 5 μ mにおける分散および分散ス ロープと、 波 長 1 . 3 Ι μ πιにおける分散および分散ス ロープおよび、 シングルモー ド光ファイバと分散補償光ファィバとの接続後の分散値を調べた。 その 結果が表 4に示されている。
なお、 表 4において、 1 . 5 5分散は波長 1 . 5 5 / mにおける分散 値、 1. 5 5ス ロープは波長 1. 5 5 μ mにおける分散ス ロープ、 補償 率は前記式 （ 4 ) により求めた値、 1 . 3 1分散は波長 1 . 3 1 μ ιηに おける分散値、 1 . 3 1 ス ロープは波長 1 . 3 1 /i mにおける分散ス ロ ープをそれぞれ示しており、 接続後分散は、 接続後の光ファイバの波長 1 . 3 1 μ mにおける分散値を示している。
前記 Δ 2 Ζ Δ 1 を一 0. 5以上一 0. 3 5以下とすると、 波長 1 . 5 μ m帯中の設定波長帯の補償率を 1 0 0 %に近い値にできると共に、 分 散補償光ファイバの長さを、 シングルモー ド光ファイバの波長 1 . 5 μ m帯中の設定波長帯における分散および分散スロープをほぼ完全に補償 できるような長さとすることによって、 波長 1 . 3 μ ιη帯の分散値を一 5 p s Zn mZ k m〜 5 p s Zn mZ k mと して分散の絶対値を小さく し、 波長多重伝送用と して用いるこ とのできる特性を得られることが分 かった。
(表 4 )
Figure imgf000024_0001
そして、 上記シミュレーシヨ ン結果に基づき、 前記比屈折率差 Δ 1 、 Δ 2、 Δ 3の値が表 5に示す値となる具体例 3の分散補償光ファィバを 、 表 6 , 7に示すよ うに、 長さ 2 O k m試作し、 この具体例 3 の分散補 償光ファイバの波長 1 . 5 μ m帯における特性と、 波長 1 . 3 / ni帯に おける特性をそれぞれ求めた。 具体例 3 の波長 1 . 5 μ πι帯における特 性が表 6に、 波長 1 . 3 μ m帯における特性が表 7にそれぞれ示されて いる。
(表 5 )
Figure imgf000025_0001
(表 6 )
Figure imgf000025_0002
また、 表 7には、 波長 1 . 5 /i m帯中の設定波長帯におけるシングル モー ド光ファイバの分散および分散スロープをほぼ完全に補償できるよ うな長さの具体例 3の分散補償光ファィバを、 シングルモード光フアイ バに接続したときの、 接続後の光ファイバの波長 1 . 帯における の分散値 （接続後分散） と分散スロープ （接続後分散勾配） をそれぞれ 求めた結果も共に示してある。
表 6 、 7から明らかなように、 具体例 3 の分散補償光ファイバは、 波 長 1 . 5 5 μ mにおける補償率を 1 0 0 %近くにすることができ、 さら に、 上記長さだけシングルモー ド光ファイバに接続することにより、 接 続後の光ファイバの波長 1 . 3 mにおける分散値を一 2. 6 9 p sノ n m/ k m、 分散ス ロープを一 0. 0 5 2 5 p s Z n
Figure imgf000026_0001
k mと し、 波長多重伝送用と して用いることができる十分に小さい値とすることが できることが確認された。
第 2実施形態例によれば、 上記の如く、 波長 1 . 5 5 μ πιにおける補 償率を 1 0 0 %近くにすることができるために、 接続後の光ファイバの 波長 1 . 5 μ m帯中の設定波長帯における分散値を一 1 p s / n m/ k m〜 l p s Z n mZ k mと して、 この波長帯において波長多重伝送可能 な光伝送路を形成できると共に、 波長 1. 3 μ m帯における分散値も一 5 5 // 11 111 15； 111〜 5 3 11 111 1^ 111と して、 刖 gci光伝达路を、 こ の設定波長帯においても波長多重伝送に可能な光伝送路とすることがで さる。
すなわち、 この第 2実施形態例の分散補償光ファィバをシングルモー ド光ファイバに接続することによって、 波長 1 . 帯と波長 1 . 3 /X m帯の両方の波長帯において、 分散による波形歪みが小さい、 質の高 い波長多重伝送を行い得る光伝送路を構築することが可能となり、 波長 多重伝送の波長域を広帯域にすることができる。
次に、 本発明に係る分散補償光ファイバを用いた光伝送路の第 1実施 形態例について説明する。 第 1実施形態例の光伝送路は、 上記第 1実施 形態例に示したいずれかの分散補償光ファイバをシングルモード光ファ ィバに融着接続して形成されており、 それによ り、 波長 1 . 5 / πι帯中 の設定波長帯における分散値が一 1 p s Z n m/ k n！〜 1 p s / n m/ k mであることを特徴と している。 また、 第 1実施形態例において、 分 散補償光ファイバとシングルモー ド光ファイバとの融着接続損失は、 0 . 4 d B以下と成している。
第 1実施形態例の光伝送路は以上のよ うに構成されており、 波長 1 . 5 ；/ m帯中の設定波長帯における分散値が一 1 p s Z n mZ k n！〜 1 p s /n mZ k mと成しているために、 波長 1 . 5 ju m帯において分散に よる波形歪みが小さい光伝送ができる。 また、 この実施形態例の光伝送 路では、 分散補償光ファイバとシングルモー ド光ファイバとの融着接続 損失が 0. 4 d B以下と小さく、 しかも、 光伝送路に採用した上記第 1 実施形態例の分散補償光ファイバは、 波長 1 . 5 ;u m帯中の設定波長帯 におけるモー ドフィール ド径が大きく、 伝送損失特性や曲げ損失特性に 優れ、 光伝送路と して適した光ファイバであるために、 非線形現象によ る波形歪みなども小さい高品質な波長多重伝送を可能とする光伝送路と することができる。
なお、 波長 1. 5 m帯における有効コア断面積は、 上記分散補償光 ファイバよ り もシングルモー ド光ファイバの方が大きいので、 信号光の 入射側にシングルモード光ファイバを配設し、 そのシングルモード光フ ァィバの出射側に分散補償光ファィバを接続することにより、 分散補償 光ファイバにはシングルモー ド光ファイバを伝搬して強度が小さくなつ た光を入射できるため、 よ り一層、 非線形現象を抑制可能な光伝送路と することができる。
次に、 本発明に係る分散補償光ファイバを用いた光伝送路の第 2実施 形態例について説明する。 第 2実施形態例の光伝送路は、 上記第 2実施 形態例に示した （表 4， 5の） いずれかの分散補償光ファイバをシング ルモード光ファイバに融着接続して形成されており、 それにより、 波長 1. 5 ;z m帯中の設定波長帯における分散値が一 1 p s Z n m/ k n！〜 I p s Zn mZk mと成し、 かつ、 波長 1. 3 /z m帯における分散値が ー 5 3 / !1 1] / 111〜 5 5 //：1 111 / 111と成してレ、る。 なお、 本第
2実施形態例の光伝送路も、 分散補償光ファィバとシングルモード光フ アイバとの融着接続損失は、 0. 4 d B以下と成している。 第 2実施形態例の光伝送路も上記第 1実施形態例の光伝送路を同様に 、 波長 1 . 5 μ πι帯中の設定波長帯における分散値が一 1 p s / n / k m〜 ： I p s Z n mZ k mと成しているために、 波長 1 . 帯にお いて分散による波形歪みが小さい光伝送ができる。 さらに、 第 2実施形 態例の光伝送路では、 波長 1 . 3 m帯における分散値が一 5 p s / n mZ k m〜 5 p s Z n m k mと成しているために、 波長 1 . 5 m帯 のみならず、 波長 1 . 3 μ m帯においても分散による波形歪みが小さい 光伝送が可能な光伝送路にできる。
第 3図は、 本発明の分散補償光ファィバとシングルモード光フアイバ とを接続して作製した本発明の光伝送路の分散特性の測定結果を実線で 示す。 ここで、 分散補償光ファイバは上記表 6に示された具体例 3 のも のを使用し、 シングルモード光ファイバと接続して長尺の光伝送路と し ている。 実際には分散補償光ファイバと して第 1実施形態例のものを用 いた場合にあっても、 第 2実施形態例のものを用いた場合にあっても光 伝送路の分散特性はほぼ同じ傾向を示しており、 第 3図は代表的な分散 特性を示すものである。 なお、 この第 3図には、 互いに接続し合った分 散補償光ファイバの分散特性を一点鎖線で、 波長 1 . 3 ;ζ ιη帯に零分散 を有するシングルモード光フアイバの分散特性を鎖線で示してある。
この第 3図から明らかなように、 波長がほぼ 1 4 5 Ο η π！〜 1 6 0 0 n mの広範囲にわたって、 分散値の絶対値が 1 p s Z n mZ k m以内で あり、 さらに、 1 5 0 0 11 111〜 1 5 6 5 11 111の範囲にゎたってほぼー定 の低分散特性が得られていることが分かる。
なお、 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、 上記各実施形態例の分散補償光ファイバは 、 いずれも、 第 1図に示したような屈折率プロファイルを有する分散補 償光ファイバと したが、 本発明に係る分散補償光ファイバの屈折率プロ ファイル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。 すなわち、 本発明の分散補償光ファイバは、 シングルモード光フアイ バに接続することにより、 接続後の光ファイバの波長 1. 帯中の 設定波長 ^ lこ り 分散慨 一 1 s z n m / k m〜 l p s z n m / k mとする特性を有し、 かつ、 すくなく とも、 波長 1 . 5 /i m帯 （波長 1 5 2 0 n m〜 l 6 2 0 n m) 中の設定波長帯の中心付近の波長または前 記波長 1 . 5 μ m帯中の設定波長帯において、 前記①、 ②、 ③の、 いず れかの特性を有している力 、 接続後の光ファイバの波長 1 . 3 μ πι帯等 の設定波長における分散値を一 5 p s / n mZ k n！〜 5 p s / n m / k mとする特性を有していればよく、 第 1図において、 第 1サイ ドコア 2 の屈折率をクラッ ド 5 の屈折率とほぼ同じにした屈折率プロファイルを 有していてもよいし、 第 2サイ ドコアを省略した W型の屈折率プロファ ィルを有していてもよい。
なお、 本発明の分散補償光ファイバにおいて、 波長 1 . 5 /i ni帯中の 設定波長帯における分散ス ロープを負と成し、 シングルモー ド光フアイ バに接続することにより、 波長 1 . 5 μ m帯中の設定波長帯における分 散スロープを補償する特性を有するものとすれば、 波長 1 . 5 /x m帯中 の設定波長帯におけるシングルモー ド光フアイパの分散と分散スロープ を共にほぼ完全に補償して、 シングルモード光ファイバと分散補償光フ アイバを接続してなる光伝送路を波長 1 . 5 / m帯中の設定波長帯にお ける波長多重伝送を質の高い光通信が可能な光伝送路とすることができ る。
また、 本発明の分散補償光ファイバにおいて、 波長 1 . 3 μ πι帯にお ける分散スロープを負と成し、 シングルモード光ファイバに接続するこ とにより、 波長 1 . 3 μ πι帯における分散スロープを補償するものとす れば、 波長 1 . 3 μ m帯におけるシングルモード光ファイバの分散スロ ープを補償して、 シングルモー ド光ファイバと分散補償光ファイバを接 続してなる光伝送路を波長 1 . 3 m帯においても、 質の高い波長多重 伝送可能な光伝送路とすることができる。
さ らに、 上記第 2実施形態例の分散補償光ファイバは、 シングルモー ド光ファイバに接続することによ り、 接続後の光ファイバの波長 1. 5 i m帯中の設定波長帯における分散値を一 1 p s Zn m/ k n！〜 1 p s Z n m/ k m、 1 . 3 111 にぉ 分散値を_ 5 5 / 11 111/ 1?： 111〜 5 p s / n mZ k mと したが、 本発明の分散補償光ファイバは、 1 . 3 μ πι帯以外の、 波長 1 . 5 X m帯と異なる 1つ以上の設定波長帯におけ る分散値を一 5 p s /n mZ k m S p s / n m/ k mとする分散補償 光ファイバと してもよい。
さ らに、 本実施形態例の光伝送路は、 シングルモー ド光ファイバと分 散補償光ファイバとを直接融着接続によ り接続したが、 波長 1. 5 μ πι 帯におけるモー ドフィールド径が比較的小さい分散補償光ファイバとシ ングルモー ド光ファイバとを接続する場合、 分散補償光ファイバとシン ダルモー ド光ファイバとの間に、 例えばシングルモー ド光ファイバまた は分散補償光ファィバの 1 Z 1 0 0 0以下の長さであり 、 分散シフ ト光 ファイバの波長 1. 5 ju rn帯におけるモー ドブイ ールド径が前記分散補 償光ファイバのモー ドフィールド径以上であり、 かつ、 シングルモー ド 光ファイバまたは被補償光ファイバのモー ドフィールド径以下である分 散シフ ト光ファイバを介設してもよい。
このよ う にすると、 分散補償光ファィバのモー ドフィールド径とシン ダルモー ド光ファイバのモー ドフィールド径との違いによって、 分散補 償光ファィバとシングルモー ド光ファイバとの接続損失が大きく なるこ とを抑制できる。 また、 分散補償光ファイバとシングルモー ド光フアイ バとの間に設ける分散シフ ト光ファイバの長さが短いため、 分散シフ ト 光フアイバを介設するこ とによ り、 光伝送損失等の他の特性を損なう こ と もなく 、 高品質の波長多重光伝送可能な光伝送路とするこ とができる さ らに、 上記各実施形態例では、 いずれも、 分散補償光ファイバをシ ングルモー ド光ファイバに接続する例について述べたが、 本発明の分散 補償光ファイバは、 シングルモー ド光ファイバの代わり に、 波長 1 . 5 μ m帯における分散特性が前記シングルモー ド光ファイバの分散特性と ほぼ同様の被補償光ファィバに接続して用いられる分散補償光ファィバ と してもよいし、 本発明の光伝送路は、 上記被補償光ファイバに分散補 償光ファイバを接続して形成した光伝送路と してもよい。 産業上の利用可能性
以上のよ うに、 本発明に係る分散補償光ファイバおよびその分散補償 光ファイバを用いた光伝送路は、 シングルモー ド光ファイバあるいはシ ングルモー ド光ファイバと同様の分散特性を持つ光ファィバを伝送して く る波長 1 . 5 μ m帯における分散を補償し、 波長 1 . 5 μ πι帯以外の 波長帯 （例えば波長 1 . 3 m帯） においても分散を小さ く し、 かつ、 波形歪を抑制して、 品質の高い広帯域の波長多重光伝送を行う光線路の 構築に適している。

Claims

求 の 範 囲
1. 波長 1 . 3 m付近に零分散を有するシングルモード光ファイバま たは波長 1 . 5 μ m帯における分散特性が前記シングルモード光フアイ バの分散特性とほぼ同様の被補償光ファィバに接続して用いられる分散 補償光ファイバであって、 接続後の光ファイバの波長 1 . 5 m帯中の 設定波長帯における分散値を一 1 P s Zn mZ k n！〜 1 p s / n m / k m、 波長 1 . 5 μ m帯中の設定波長帯と異なる 1つ以上の設定波長帯に おける分散値を一 5 p s / n m / k m ~ 5 p s /n mZ k mとすること を特徴とする分散補償光ファイバ。
2. 接続後の光ファイバの分散値を _ 5 p s Zn m/ k m〜 5 p s / n m/ k mとする、 波長 1. 5 5 μ m帯と異なる設定波長帯は 1 . 3 m 帯と したことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の分散補償光ファィバ
3. 波長 1 . 5 μ m帯中の設定波長帯又はその設定波長帯の中心付近、 の波長におけるモードフィール ド径が 6. 3 μ πι以上であり、 波長 1. 3 μ m付近に零分散を有するシングルモー ド光ファイバまたは波長 1 . 5 μ m帯における分散特性が前記シングルモード光ファイバの分散特性 とほぼ同様の被補償光ファイバに接続することにより、 接続後の光ファ ィバの波長 1 . 5 m帯中の設定波長帯における分散値を一 1 p s /n m/ k n！〜 1 p s Zn mZ k mとすることを特徴とする分散補償光ファ ィバ。
4. 波長 1 . 5 m帯中の設定波長帯又はその設定波長帯の中心付近、 の波長におけるモードフィール ド径が 5. 5 /z m以上、 前記設定波長帯 又はその設定波長帯の中心付近の波長における曲げ直径 2 0 mmでの曲 げ損失が 3. 0 d B Zm以下であり、 波長 1 . 3 i m付近に零分散を有 するシングルモー ド光ファイバまたは波長 1 . 5 μ m帯における分散特 性が前記シングルモード光フアイバの分散特性とほぼ同様の被補償光フ アイバに接続することにより、 接続後の光ファイバの波長 1 . 5 i m帯 中の設定波長帯又はその設定波長帯の中心付近における分散値を一 1 p s Z n mZ k m〜 l p s Z n m/ k mとすることを特徴とする分散補償 光ファイバ。
5 . 波長 1 . 5 m帯中の設定波長帯又はその設定波長帯の中心付近、 の波長における分散値が一 2 0 p s Z n mZ k m〜一 1 0 p s / n m/ k mであり、 前記設定波長帯又はその設定波長帯の中心付近の波長にお ける伝送損失が 0 . 2 5 d B k m以下であり、 波長 1 . 3 /z m付近に 零分散を有するシングルモード光ファイバまたは波長 1 . 5 /X m帯にお ける分散特性が前記シングルモード光フアイバの分散特性とほぼ同様の 被補償光ファィバに接続することにより、 接続後の光ファィバの波長 1
. 5 μ m帯中の設定波長帯又はその設定波長帯の中心付近の波長におけ る分散値を一 1 P s Z n m / k m ~ 1 p s / n m/ k mと丁ることを特 徴とする請求の範囲第 1項乃至第 4項のいずれか一つに記載の分散補償 光ファイバ。
6 . 波長 1 . 5 m帯中の設定波長帯と波長 1 . 3 /z m帯のうちの一方 又は両方の波長帯における分散スロープが負と成していることを特徴と する請求の範囲第 1項乃至第 4項のいずれか一つに記載の分散補償光フ アイバ。
7. 波長 1 . 5 μ m帯中の設定波長帯と波長 1. 帯のうちの一方 又は両方の波長帯における分散スロープが負と成していることを特徴と する請求の範囲第 5項記載の分散補償光ファィバ。
8 . 波長 1 . 5 m帯中の設定波長帯又はその設定波長帯の中心付近、 の波長における伝送損失を 0 . 3 0 d B / k m以下と し、 前記設定波長 帯又はその設定波長帯の中心付近の波長における偏波モード分散値を 0 . 1 5 p s Z k m 1 / 2以下と し、 前記波長 1 . 5 // m帯中の設定波長帯 又はその設定波長帯の中心付近の波長における曲げ直径 2 0 mmでの曲 げ損失を 2 0 d B Zm以下と したことを特徴とする請求の範囲第 1項乃 至第 4項のいずれか一つに記載の分散補償光ファィバ。
9. 波長 1 . 5 μ m帯中の設定波長帯又はその設定波長帯の中心付近、 の波長における伝送損失を 0. 3 0 d BZ k m以下と し、 前記設定波長 帯又はその設定波長帯の中心付近の波長における偏波モード分散値を 0 . I S p s Z k m 1,2以下と し、 前記波長 1 . 5 / m帯中の設定波長帯 又はその設定波長帯の中心付近の波長における曲げ直径 2 0 mmでの曲 げ損失を 2 0 d BZm以下と したことを特徴とする請求の範囲第 5項記 載の分散補償光ファイバ。
1 0. 波長 1 . 5 μ m帯中の設定波長帯又はその設定波長帯の中心付近 、 の波長における伝送損失を 0. 3 0 d B k m以下と し、 前記設定波 長帯又はその設定波長帯の中心付近の波長における偏波モー ド分散値を
0. 1 5 p s / k m 1ノ 2以下と し、 前記波長 1. 5 /z m帯中の設定波長 帯又はその設定波長帯の中心付近の波長における曲げ直径 2 0 mmでの 曲げ損失を 2 0 d B Zm以下と したことを特徴とする請求の範囲第 6項 記載の分散補償光ファイバ。
1 1 . 波長 1 . 5 μ m帯中の設定波長帯又はその設定波長帯の中心付近 、 の波長における伝送損失を 0. 3 0 d B/ k m以下と し、 前記設定波 長帯又はその設定波長帯の中心付近の波長における偏波モード分散値を
0. 1 5 3 / 1^ 111 1 2以下と し、 前記波長 1 . 帯中の設定波長 帯又はその設定波長帯の中心付近の波長における曲げ直径 2 0 mmでの 曲げ損失を 2 0 d B Zm以下と したことを特徴とする請求の範囲第 7項 記載の分散補償光ファイバ。
1 2. センタコアの外周側を第 1サイ ドコアで覆い、 該第 1サイ ドコア の外周側を第 2サイ ドコアで覆い、 該第 2サイ ドコアの外周側をクラッ ドで覆って形成される分散補償光ファイバであって、 前記センタコアの 前記クラッ ドに対する比屈折率差を Δ 1 と し、 前記第 1サイ ドコアの前 記クラッ ドに対する比屈折率差を Δ 2 と し、 前記第 2サイ ドコアの前記 クラッ ドに対する比屈折率差を Δ 3 と したときに、 Δ 1 > Δ 3 > Δ 2 と 成しており、 かつ、 0. 8 %≤厶 1 ≤ 1. 3 %、 一 0. 4 %≤ Δ 2≤ - 0. 2 %、 0. 2 %≤ Δ 3≤ 0. 3 %と成しており、 前記第 1サイ ドコ ァの外径が前記センタコアの外径の 2倍〜 2. 5倍、 前記第 2サイ ドコ ァの外径が前記センタコアの外径の 2. 5倍〜 3. 5倍と成しているこ とを特徴とする請求の範囲第 1項乃至第 4項のいずれか一つに記載の分 散補償光ファイバ。
1 3. センタコアの外周側を第 1サイ ドコアで覆い、 該第 1サイ ドコア の外周側を第 2サイ ドコアで覆い、 該第 2サイ ドコアの外周側をクラッ ドで覆って形成される分散補償光ファイバであって、 前記センタコアの 前記クラッ ドに対する比屈折率差を Δ 1 と し、 前記第 1サイ ドコアの前 記クラッ ドに対する比屈折率差を Δ 2 と し、 前記第 2サイ ドコアの前記 クラッ ドに対する比屈折率差を Δ 3 と したときに、 Δ 1 〉 Δ 3 > Δ 2 と 成しており、 かつ、 0. 8 %≤ Δ 1 ≤ 1. 3 %、 一 0. 4 %≤ Δ 2≤— 0. 2 %、 0. 2 %≤ Δ 3≤ 0. 3 %と成しており、 前記第 1サイ ドコ ァの外径が前記センタコアの外径の 2倍〜 2. 5倍、 前記第 2サイ ドコ ァの外径が前記センタコアの外径の 2. 5倍〜 3. 5倍と成しているこ とを特徴とする請求の範囲第 5項記載の分散補償光ファイバ。
1 4. センタコアの外周側を第 1サイ ドコアで覆い、 該第 1サイ ドコア の外周側を第 2サイ ドコアで覆い、 該第 2サイ ドコアの外周側をクラッ ドで覆って形成される分散補償光ファイバであって、 前記センタコアの 前記クラッ ドに対する比屈折率差を Δ 1 と し、 前記第 1サイ ドコアの前 記クラッ ドに対する比屈折率差を Δ 2 と し、 前記第 2サイ ドコアの前記 クラッ ドに対する比屈折率差を Δ 3 と したときに、 Δ 1 > Δ 3 > Δ 2 と 成しており、 かつ、 0. 8 %≤厶 1 1. 3 %、 - 0. 4 %≤ Δ 2≤ _ 0. 2 %、 0. 2 %≤ Δ 3≤ 0. 3 %と成しており、 前記第 1サイ ドコ ァの外径が前記センタコアの外径の 2倍〜 2. 5倍、 前記第 2サイ ドコ ァの外径が前記センタコアの外径の 2. 5倍〜 3. 5倍と成しているこ とを特徴とする請求の範囲第 6項記載の分散補償光ファィバ。
1 5. センタコアの外周側を第 1サイ ドコアで覆い、 該第 1サイ ドコア の外周側を第 2サイ ドコアで覆い、 該第 2サイ ドコアの外周側をクラッ ドで覆って形成される分散補償光ファイバであって、 前記センタコアの 前記クラッ ドに対する比屈折率差を Δ 1 と し、 前記第 1サイ ドコアの前 記クラッ ドに対する比屈折率差を Δ 2 と し、 前記第 2サイ ドコアの前記 クラッ ドに対する比屈折率差を Δ 3 と したときに、 Δ 1 〉 Δ 3 > Δ 2 と 成しており、 かつ、 0. 8 %≤ Δ 1≤ 1 · 3 %、 一 0 · 4 %≤ Δ 2≤ - 0. 2 %、 0. 2 %≤ Δ 3≤ 0. 3 %と成しており、 前記第 1サイ ドコ ァの外径が前記センタコアの外径の 2倍〜 2. 5倍、 前記第 2サイ ドコ ァの外径が前記センタコアの外径の 2. 5倍〜 3. 5倍と成しているこ とを特徴とする請求の範囲第 8項記載の分散補償光ファイバ。
1 6. センタコアの外周側を第 1サイ ドコアで覆い、 該第 1サイ ドコア の外周側を第 2サイ ドコアで覆い、 該第 2サイ ドコアの外周側をクラッ ドで覆って形成される分散補償光ファイバであって、 前記センタコアの 前記クラッ ドに対する比屈折率差を Δ 1 と し、 前記第 1サイ ドコアの前 記クラッ ドに対する比屈折率差を Δ 2 と し、 前記第 2サイ ドコアの前記 クラッ ドに対する比屈折率差を Δ 3 と したときに、 Δ 1 〉 Δ 3 〉 Δ 2 と 成しており、 かつ、 0. 8 %≤ Δ 1 ≤ 1. 3 %、 一 0. 4 %≤ Δ 2≤—
0. 2 %、 0. 2 %≤ Δ 3≤ 0. 3 %と成しており、 前記第 1サイ ドコ ァの外径が前記センタコアの外径の 2倍〜 2. 5倍、 前記第 2サイ ドコ ァの外径が前記センタコアの外径の 2. 5倍〜 3. 5倍と成しているこ とを特徴とする請求の範囲第 7項又は 9項又は 1 0項又は 1 1項記載の 分散補償光ファイバ。
1 7. センタコアの外周側を第 1サイ ドコアで覆い、 該第 1サイ ドコア の外周側を第 2サイ ドコアで覆い、 該第 2サイ ドコアの外周側をクラッ ドで覆って形成される分散補償光ファィバであって、 前記センタコアの 前記クラッ ドに対する比屈折率差を Δ 1 と し、 前記第 1サイ ドコアの前 記クラッ ドに対する比屈折率差を Δ 2 と し、 前記第 2サイ ドコアの前記 クラッ ドに対する比屈折率差を Δ 3 と したときに、 Δ 1 > Δ 3〉 Δ 2 と 成しており、 かつ、 0. 8 %≤ Δ 1 ≤ 1. 3 %、 一 0. 5≤ Δ 2ノ厶 1 ≤ - 0. 3 5、 0. 2 %≤ Δ 3≤ 0. 3 %と成しており、 前記第 1サイ ドコアの外径が前記センタコアの外径の 2倍〜 2. 5倍、 前記第 2サイ ドコアの外径が前記センタコアの外径の 2. 5倍〜 3. 5倍と成してい ることを特徴とする請求の範囲第 1項乃至第 4項のいずれか一つに記載 の分散補償光ファイバ。
1 8. センタコアの外周側を第 1サイ ドコアで覆い、 該第 1サイ ドコア の外周側を第 2サイ ドコアで覆い、 該第 2サイ ドコアの外周側をクラッ ドで覆って形成される分散補償光ファイバであって、 前記センタコアの 前記クラッ ドに対する比屈折率差を Δ 1 と し、 前記第 1サイ ドコアの前 記クラッ ドに対する比屈折率差を Δ 2 と し、 前記第 2サイ ドコアの前記 クラッ ドに対する比屈折率差を Δ 3 と したときに、 Δ 1 > Δ 3〉 Δ 2 と 成しており、 かつ、 0. 8 %≤ Δ 1 ≤ 1. 3 %、 一 0. 5≤ Δ 2 / Δ 1 ≤ - 0. 3 5、 0. 2 %≤ Δ 3≤ 0. 3 %と成しており、 前記第 1サイ ドコアの外径が前記センタコアの外径の 2倍〜 2. 5倍、 前記第 2サイ ドコアの外径が前記センタコアの外径の 2. 5倍〜 3. 5倍と成してい ることを特徴とする請求の範囲第 5項記載の分散補償光ファィバ。
1 9. センタコアの外周側を第 1サイ ドコアで覆い、 該第 1サイ ドコア の外周側を第 2サイ ドコアで覆い、 該第 2サイ ドコアの外周側をクラッ ドで覆って形成される分散補償光ファイバであって、 前記センタコアの 前記クラッ ドに対する比屈折率差を Δ 1 と し、 前記第 1サイ ドコアの前 記クラッ ドに対する比屈折率差を Δ 2 と し、 前記第 2サイ ドコアの前記 クラッ ドに対する比屈折率差を Δ 3 と したときに、 Δ 1 > Δ 3 > Δ 2 と 成しており、 かつ、 0. 8 %≤ Δ 1 ≤ 1. 3 %、 - 0. 5≤ Δ 2 /厶 1 ≤ - 0. 3 5、 0. 2 %≤厶 3≤ 0. 3 %と成しており、 前記第 1サイ ドコアの外径が前記センタコアの外径の 2倍〜 2. 5倍、 前記第 2サイ ドコアの外径が前記センタコアの外径の 2. 5倍〜 3. 5倍と成してい ることを特徴とする請求の範囲第 6項記載の分散補償光ファィバ。
2 0. センタコアの外周側を第 1サイ ドコアで覆い、 該第 1サイ ドコア の外周側を第 2サイ ドコアで覆い、 該第 2サイ ドコアの外周側をクラッ ドで覆って形成される分散補償光ファイバであって、 前記センタコアの 前記クラッ ドに対する比屈折率差を Δ 1 と し、 前記第 1サイ ドコアの前 記クラッ ドに対する比屈折率差を Δ 2 と し、 前記第 2サイ ドコアの前記 クラッ ドに対する比屈折率差を Δ 3 と したときに、 Δ 1 > Δ 3〉 Δ 2 と 成しており、 かつ、 0. 8 %≤ Δ 1≤ 1. 3 %、 一 0. 5≤ Δ 2ノ厶 1 ≤ - 0. 3 5、 0. 2 %≤ Δ 3≤ 0. 3 %と成しており、 前記第 1サイ ドコアの外径が前記センタコアの外径の 2倍〜 2. 5倍、 前記第 2サイ ドコアの外径が前記センタコアの外径の 2. 5倍〜 3. 5倍と成してい ることを特徴とする請求の範囲第 8項記載の分散補償光ファイバ。
2 1. センタコアの外周側を第 1サイ ドコアで覆い、 該第 1サイ ドコア の外周側を第 2サイ ドコアで覆い、 該第 2サイ ドコアの外周側をクラッ ドで覆って形成される分散補償光フアイバであって、 前記センタコアの 前記クラッ ドに対する比屈折率差を Δ 1 と し、 前記第 1サイ ドコアの前 記クラッ ドに対する比屈折率差を Δ 2 と し、 前記第 2サイ ドコアの前記 クラッ ドに対する比屈折率差を Δ 3 と したときに、 Δ 1 〉 Δ 3〉 Δ 2 と 成しており、 かつ、 0 . 8 %≤ Δ 1 ≤ 1 . 3 %、 一 0 . 5 ≤ Δ 2 / Δ 1 ≤ - 0 . 3 5、 0. 2 %≤ Δ 3 ≤ 0. 3 %と成しており、 前記第 1サイ ドコアの外径が前記センタコアの外径の 2倍〜 2. 5倍、 前記第 2サイ ドコアの外径が前記センタコアの外径の 2. 5倍〜 3 . 5倍と成してい ることを特徴とする請求の範囲第 7項又は第 9項又は第 1 0項又は第 1 1項記載の分散補償光ファイバ。
2 2. 請求の範囲第 1項乃至第 2 1項のいずれか一つに記載の分散補償 光ファイバを波長 1 . 3 μ m付近に零分散を有するシングルモード光フ アイバまたは波長 1 . 5 μ m帯における分散特性が前記シングルモード 光フアイバの分散特性とほぼ同様の被補償光ファイバに接続することに よって形成され、 波長 1 . 5 μ m帯中の設定波長帯における分散値が一 1 p s / n m / k m〜 l p s / n m / k mでめることを特徴とする光伝 送路。
2 3 . 波長 1 . 5 μ m帯と異なる 1つ以上の設定波長帯における分散値 力 s— 5 p s " n m/ k n！〜 5 p s / n m/ k mであることを特徴とする 請求の範囲第 2 2項記載の光伝送路。
2 4 . 波長 1 . 3 ju m帯における分散値が _ 5 p s / n m/ k m〜 5 p s Z n mZ k mであることを特徴とする請求の範囲第 2 3項記載の光伝 送路。
2 5 . 波長 1 . 3 μ m付近に零分散を有するシングルモード光ファイバ または波長 1 . 5 μ m帯における分散特性が前記シングルモード光ファ ィバの分散特性とほぼ同様の被補償光ファィバと、 分散補償光ファィバ とが融着接続によ り接続されて、 該融着接続損失が 0 . 4 d B以下と成 していることを特徴とする請求の範囲第 2 2項又は第 2 3項記載の光伝 送路。
2 6 . 波長 1 . 3 μ m付近に零分散を有するシングルモード光ファイバ または波長 1 . 5 ju m帯における分散特性が前記シングルモー ド光フ了 ィバの分散特性とほぼ同様の被補償光ファィバと、 分散補償光ファィバ とが波長 1 . 5 μ m帯に零分散を有する分散シフ ト光ファイバを介して 接続されており、 該分散シフ ト光ファイバの長さは分散補償光ファイバ に接続される前記シングルモード光フアイバまたは被補償光ファィバの 1 Z 1 0 0 0以下の長さであり、 分散シフ ト光ファイバの波長 1 . 5 m帯におけるモー ドフィールド径が前記分散補償光ファイバのモー ドフ ィールド径以上であり、 かつ、 シングルモード光ファイバまたは被補償 光ファイバのモードフィールド径以下であることを特徴とする請求の範 囲第項 2 2又は第 2 3項又は 2 4項記載の光伝送路。
2 7 . 波長 1 . 3 μ m付近に零分散を有するシングルモード光ファイバ または波長 1 . 5 μ m帯における分散特性が前記シングルモード光ファ ィバの分散特性とほぼ同様の被補償光ファィバと、 分散補償光ファィバ とが波長 1 . 5 μ m帯に零分散を有する分散シフ ト光ファイバを介して 接続されており、 該分散シフ ト光ファイバの長さは分散補償光ファイバ に接続される前記シングルモード光フアイバまたは被補償光ファィバの
1 / 1 0 0 0以下の長さであり、 分散シフ ト光ファイバの波長 1 . 5 m帯におけるモー ドフィールド径が前記分散補償光ファイバのモー ドフ ィールド径以上であり、 かつ、 シングルモード光ファイバまたは被補償 光ファイバのモードフィールド径以下であることを特徴とする請求の範 囲第 2 5項記載の光伝送路。
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