WO2014038512A1 - 光ファイバ - Google Patents

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WO2014038512A1
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refractive index
optical fiber
less
core portion
wavelength
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平野　正晃
春名　徹也
欣章 田村
義典 山本
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住友電気工業株式会社
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    • G02B6/02019—Effective area greater than 90 square microns in the C band, i.e. 1530-1565 nm

Definitions

  • the present invention relates to an optical fiber.
  • an optical signal-to-noise ratio (OSNR) in an optical communication system By improving the OSNR, it is possible to increase the capacity of the transmission system, increase the transmission distance of the transmission system, increase the interval between repeaters, and improve the performance of the optical communication system. be able to.
  • OSNR optical signal-to-noise ratio
  • Such a non-dispersion shifted optical fiber having a large absolute value of chromatic dispersion and a large effective area Aeff is described in WO00 / 062106 and JP2005-20440A.
  • the existing transmission line and transmission equipment have a normal single mode optical fiber (SSMF) that has an effective area Aeff of about 80 ⁇ m 2 at a wavelength of 1.55 ⁇ m and conforms to the standard of ITU-T G.652 series.
  • SSMF normal single mode optical fiber
  • a dispersion-shifted optical fiber (DSF) or non-zero dispersion-shifted optical fiber (NZ-DSF) that has a cross-sectional area Aeff of 50 to 80 ⁇ m 2 and conforms to the standards of the ITU-T G.653 series and G.655 series, respectively.
  • DSF dispersion-shifted optical fiber
  • NZ-DSF non-zero dispersion-shifted optical fiber
  • a technique for compensating for dispersion of a negative dispersion fiber by a positive dispersion optical fiber having a relatively small effective area Aeff and a relatively large wavelength dispersion is known.
  • the positive dispersion optical fiber can reduce bending loss and can be used as a dispersion compensation module.
  • this fiber has a transmission loss of 0.17 dB / km or more and is not suitable for actual long-distance transmission.
  • US2010 / 0195966 describes a fiber in which transmission loss is reduced by adding an alkali metal element to the core.
  • the optical fiber (Example IV 8, 13, 14, 15) having a small effective area Aeff shown as an example in the same document has a transmission loss of 0.17 dB / km or more, and is used for actual long-distance transmission. Is still not suitable.
  • an optical fiber suitable for high-density mounting on an optical cable and also suitable for long-distance transmission by a digital coherent method has not been studied so far.
  • An object of the present invention is to provide an optical fiber suitable for high-density mounting and long-distance transmission.
  • the figure of merit FOM indicated by is 3.2 dB or more.
  • the transmission loss ⁇ at a wavelength of 1550 nm may be 0.164 dB / km or less.
  • the effective area Aeff at the wavelength of 1550nm is good even 76 .mu.m 2 or more, may be 62 .mu.m 2 or more.
  • the fiber cutoff wavelength measured at a length of 2 m may be 1.30 ⁇ m or more and 1.60 ⁇ m or less.
  • the dispersion slope S at a wavelength of 1550 nm may be 0.05 ps / nm 2 / km or more and 0.07 ps / nm 2 / km or less.
  • the connection loss at a wavelength of 1550 nm with a single mode optical fiber having an effective area of 80 ⁇ m 2 may be 0.05 dB / facet or less.
  • the relative refractive index difference of the core part may be ⁇ 0.1% or more and 0.1% or less based on the refractive index of pure silica glass.
  • the core portion may be made of quartz glass to which chlorine element having an average concentration of 1000 atomic ppm or more is added.
  • An alkali metal element having an average concentration of 0.01 atomic ppm or more and 50 atomic ppm or less may be added to the core portion.
  • the concentration of the typical metal element and the transition metal element in the core portion may be 1 ppm or less.
  • the diameter 2r c of the core portion is less 11.6 ⁇ m than 9.0 .mu.m
  • the minimum refractive index N d2 in the range distance is less r c or 4.5R c from the central axis in the cladding part
  • the cladding portion has a first cladding portion having an outer radius of r d , a maximum refractive index of N d1 and a minimum refractive index of N d2 , and an outer radius of ro and a maximum refractive index.
  • the second cladding portion having a minimum refractive index N o2 , N c > N o2 > N d1 , r c ⁇ r d ⁇ ro , and in the first cladding portion
  • the refractive index becomes the minimum refractive index N i in the core portion at the distance r i from the central axis, and the refractive index becomes the maximum refractive index N c in the core portion at the distance r x from the central axis.
  • the outer diameter of the part as r c a r 1 ⁇ r x ⁇ r c , R c r c / r x is 1 or more and 5.0 or less, a 9 ⁇ m ⁇ 2r c ⁇ 11 ⁇ m, the core portion
  • Optical fiber of the present invention is an optical fiber having a core portion and a cladding portion, at the wavelength 1550 nm, the effective area Aeff is at 62 .mu.m 2 or more 100 [mu] m 2 or less, the chromatic dispersion Disp is located below 22ps / nm / km
  • the transmission loss ⁇ is 0.164 dB / km or less
  • the dispersion slope S is 0.05 ps / nm 2 / km or more and 0.07 ps / nm 2 / km or less.
  • the chromatic dispersion Disp may be 15 ps / nm / km or more.
  • an optical fiber suitable for high-density mounting and long-distance transmission can be provided.
  • Effective area is a graph showing the splice loss and the relationship between the effective area Aeff at the wavelength 1550nm when connecting standard single-mode optical fiber and the heterologous is 80 [mu] m 2.
  • Each of the (a) region and (b) region is a conceptual diagram showing a preferred example of the refractive index profile of the optical fiber of the present invention.
  • the chromatic dispersion of the optical fiber is Disp [ps / nm / km]
  • the effective area is Aeff [ ⁇ m 2 ]
  • the transmission loss is ⁇ [dB / km]
  • the span length is L [km]
  • the optical fiber figure of merit FOM are expressed by the following equations (1a), (1b), and (1c).
  • FOM 5 log ⁇
  • Equation (2a) The figure of merit FOM of an optical fiber is expressed by equation (2a).
  • equation (2a) using the equations (2b) and (2c) and further setting the span length L to 100 km, the equation (1a) is obtained.
  • C is the speed of light in vacuum, and ⁇ is the wavelength (here 1550 nm).
  • n 2 is a nonlinear refractive index of the optical fiber, and is 2.18 ⁇ 10 ⁇ 20 m 2 / W as a pure silica core optical fiber. Note that there is a difference of a constant between the expressions (1a) and (2a).
  • the figure of merit FOM is 3.2 dB. Therefore, it can be said that high-speed transmission is possible if the figure of merit FOM is equal to or higher than that of this pure silica core optical fiber. Further, the figure of merit FOM is preferably higher. For example, 3.7 dB or more is more desirable.
  • FIG. 1 is a graph showing the relationship between the effective area Aeff and the microbend loss increase at a wavelength of 1550 nm, using chromatic dispersion Disp as a parameter.
  • the horizontal axis is the effective area Aeff
  • the vertical axis is the increase in microbend loss
  • the two chain lines indicate the case where the chromatic dispersion Disp is 19 to 22 ps / nm / km
  • the chromatic dispersion Disp is 16 to 18 ps / nm / km. km, each tendency is shown.
  • the microbend loss is expressed as an increase in loss when an optical fiber is wound at a tension of 80 g on a bobbin having a diameter of 400 mm and covered with a wire mesh having a diameter of 50 ⁇ m and an interval of 100 ⁇ m.
  • a general single-mode optical fiber as an optical fiber for land cables has a wavelength dispersion Disp of 17 ps / nm / km and an effective area Aeff of about 80 ⁇ m 2 , so that it has a microbend loss characteristic equivalent to that. It is desirable that the dispersion Disp is 19 to 22 ps / nm / km and the effective area Aeff is 100 ⁇ m 2 or less.
  • the macrobend loss of the optical fiber is preferably smaller.
  • the optical fiber when the optical fiber is wound to a diameter of 20 mm at a wavelength of 1550 nm, it is 20 dB / m or less, preferably 10 dB / m or less, more preferably 3 dB / m or less.
  • the bending loss value becomes small, but it is preferably 2 dB / m or less, more preferably 1 dB / m or less at a wavelength of 1550 nm.
  • the bending loss when the optical fiber is wound around a diameter of 60 mm is preferably 0.01 dB / m or less in a wavelength range of 1625 nm or less.
  • a coating resin having a two-layer structure is coated on the outer periphery of the clad glass portion of the transmission optical fiber.
  • an optical fiber having a low Young's modulus of the primary coating resin and a high Young's modulus of the secondary coating resin is preferable.
  • the Young's modulus of the primary coating resin is preferably selected in the range of 0.2 to 2 MPa, preferably 0.2 to 1 MPa
  • the Young's modulus of the secondary coating resin is 500 to 2000 MPa, preferably It is preferably selected in the range of 1000 MPa to 2000 MPa.
  • a technique of expanding the cladding glass diameter of the optical fiber or the outer diameter of the coating resin is also suitable.
  • the outer diameter of the cladding glass may be 123 to 127 ⁇ m, and the outer diameter of the coating resin may be 230 to 260 ⁇ m.
  • FIG. 2 is a graph showing the relationship between the connection loss at a wavelength of 1550 nm and the effective area Aeff when different types of connections are made with a standard single mode optical fiber having an effective area of 80 ⁇ m 2 .
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the transmission loss ⁇ and the effective area Aeff at a wavelength of 1550 nm using the figure of merit FOM as a parameter.
  • the horizontal axis represents the transmission loss ⁇
  • the vertical axis represents the effective area Aeff
  • the curve represents the contour line where the figure of merit FOM is 3.2, 3.7, and 4.2 dB.
  • the chromatic dispersion Disp was set to 21 ps / nm / km.
  • the transmission loss ⁇ is preferably 0.164 dB / km or less so that the figure of merit FOM is 3.2 dB or more, and the transmission loss ⁇ is so that the figure of merit FOM is 3.7 dB or more.
  • the transmission loss ⁇ is particularly preferably 0.152 dB / km or less so that 0.159 dB / km or less is more desirable, and the figure of merit FOM is 4.2 dB or more.
  • the transmission loss ⁇ is currently 0.15 dB / km. In this case, if the effective area Aeff is 76 ⁇ m 2 or more, the figure of merit FOM is 3.2 dB or more.
  • the effective area Aeff is preferably 76 ⁇ m 2 or more.
  • the transmission loss ⁇ is expected to be reduced by future technological development. For example, if the transmission loss ⁇ is reduced to about 0.14 dB / km, the effective area Aeff is preferably 62 ⁇ m 2 or more.
  • FIG. 10 is a graph showing the relationship between the chromatic dispersion when the transmission loss ⁇ is 0.15 dB / km and the FOM in the equation (1a), with Aeff as a parameter.
  • the solid line is a broken line when Aeff is 90 ⁇ m 2. Is the relationship when Aeff is 80 ⁇ m 2 .
  • the larger the chromatic dispersion the larger the FOM, which is preferable.
  • the core portion of the optical fiber is substantially made of pure silica glass, and the core portion with respect to the refractive index N SiO2 of pure silica glass.
  • the relative refractive index difference (N c ⁇ N SiO2 ) / N SiO2 of the maximum refractive index N c is preferably ⁇ 0.1% or more and 0.1% or less.
  • the core portion may contain chlorine element having an average concentration of 1000 atomic ppm or more, and may contain fluorine element having an average concentration of 100 atomic ppm or more.
  • An alkali metal element having an average concentration of 0.01 atomic ppm or more and 50 atomic ppm or less may be added to such a core portion.
  • the alkali metal element may be potassium, sodium, rubidium or the like.
  • the transmission loss can be reduced to 0.16 dB / km or less.
  • concentration of the typical metal element (Ge, Al, etc.) and the transition metal element (Ni, Fe, Mn, etc.) in the core is 1 ppm or less, the scattering loss and absorption loss due to the transition metal and the typical metal can be suppressed. preferable.
  • FIGS. 4 (a) and 4 (b) are conceptual diagrams showing preferred examples of the refractive index profile of the optical fiber of the present invention.
  • An optical fiber having a large effective area Aeff has a problem that the bending loss is deteriorated.
  • it is possible to reduce the bending loss by providing a region having a lower refractive index than the region on the outer periphery of the core.
  • Any refractive index profile in the (a) region and (b) region is preferable as an optical fiber for long-distance transmission.
  • a simple profile known as a W-clad type profile in the region (a) is more suitable for mass production and more preferable.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram showing a design example of an optical fiber having a single-peak core type refractive index profile.
  • the optical fiber includes a core portion having a unimodal refractive index profile, a first cladding portion surrounding the core portion, and a second cladding portion surrounding the first cladding portion.
  • the outer radius of the second cladding portion is r o
  • the maximum refractive index is N o
  • the minimum refractive index is N o2 .
  • the relative refractive index difference delta c and the horizontal axis, the vertical axis the diameter 2r c is a graph showing a contour for each parameter of an optical fiber having a single-peak core type refractive index profile.
  • Relative refractive index difference delta c and the diameter 2r c is the fiber cutoff wavelength lambda c is more than 1.30 .mu.m 1.60 .mu.m length 2m or less, the effective area Aeff is 76 .mu.m 2 or 100 [mu] m 2 or less, the chromatic dispersion Disp is 19 ps / A range (hatching range) satisfying nm / km or more and 22 ps / nm / km or less is desirable.
  • the unimodal core optical fiber, delta c may be in the range of 0.55% to 0.34%, may the core diameter in the range of 9.4 ⁇ 11.6. As the range of the core diameter transmission characteristic becomes good is equal to or greater than ⁇ 0.5 ⁇ m, ⁇ c is better to be a 0.38-.49%.
  • the ratio Ra r d / r c between the outer radius r c of the outer radius r d and the core portion of the first cladding portion, may in the range of 3.0 to 4.5.
  • the relative refractive index difference ⁇ d of the maximum refractive index N o of the second cladding portion with the minimum refractive index N d2 of the first cladding portion as a reference is preferably in the range of 0.08 to 0.20%.
  • the radius r d of the core portion is defined as follows.
  • the refractive index at the position of the radial distance r from the central axis of the optical fiber is represented as N (r). It is assumed that the refractive index N (L) reaches the maximum value N max at the radial position L. Further, it is assumed that (N max ⁇ N (R)) / N max is 0.15% at the radial position R where L ⁇ R. Determining the radius R at this time is the radius r d of the core portion.
  • the outer radius r d of the first cladding portion defines as follows. R d1 ⁇ r d ⁇ r o1 , where r d1 is the radius at which the refractive index of the first cladding part is the minimum value N d1 and r o1 is the radius at which the refractive index of the second cladding part is the maximum value N o .
  • a position where the differential value dN / dr of the refractive index N (r) with respect to the radius r is maximum in a range between the radial positions r d1 and r o1 is r d .
  • the r d, positioned between the radius as a radius and maximum refractive index of the cladding portion is a minimum value, the radius refractive index has risen in accordance with increases and the refractive index It is defined as the radial position where the rate of change is maximum.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram showing a design example of an optical fiber having a ring core type refractive index profile.
  • An optical fiber having a ring core type refractive index profile includes a core portion having a ring-shaped refractive index profile including a first core portion and a second core portion, a first cladding portion surrounding the core portion, and surrounding the first cladding portion. And a second cladding portion.
  • the outer radius of the first core portion is r i and the minimum refractive index is N i .
  • the outer radius of the second cladding portion is r o
  • the maximum refractive index is N o
  • the minimum refractive index is N o2 .
  • the relative refractive index difference delta c and the horizontal axis, the vertical axis the diameter 2r c is a graph showing a contour for each parameter of an optical fiber having a ring core type refractive index profile.
  • a contour line contours effective area Aeff at the wavelength of 1550nm is contour and 76 .mu.m 2 to be 100 [mu] m 2, the wavelength dispersion Disp at the wavelength 1550nm the contour and 22ps / nm / km as the 19ps / nm / km.
  • the diameter 2r c relative refractive index difference delta c and the core part, or fiber cutoff wavelength lambda c of length 2m is 1.30 .mu.m 1.60 .mu.m or less, the effective area Aeff is 76 .mu.m 2 or 100 [mu] m 2 or less, the chromatic dispersion Disp Is in a range (hatching range) satisfying 19 ps / nm / km or more and 22 ps / nm / km or less.
  • the ring core optical fiber, delta c may be in the range of less 0.62% 0.40% core diameter may is 11.0 ⁇ m or less the range of 9.0 .mu.m. As the range of the core diameter transmission characteristic becomes good is equal to or greater than ⁇ 0.5 ⁇ m, ⁇ c is better to be 0.44 to 0.55 percent.
  • the ratio Ra r d / r c between the outer radius r c of the outer radius r d and the core portion of the first cladding portion, may in the range of 3.0 to 4.5.
  • the ratio Rb r c / r i between the outer radius r c of the second core part and the outer radius r i of the first core part is preferably 1.1 to 5.
  • the relative refractive index difference ⁇ d of the maximum refractive index N o of the second cladding part with reference to the minimum refractive index N d2 of the first cladding part is preferably in the range of 0.05% or more and 0.25% or less.
  • the relative refractive index difference ⁇ i of the maximum refractive index N c of the second core portion with respect to the minimum refractive index N i of the central core portion may be 0.05% or more and 0.25% or less.
  • the radius r i of the first core part is determined as follows.
  • r i1 is the radius at which the refractive index is the minimum value N i
  • r x is the radius at which the refractive index is the maximum value N c
  • r i1 ⁇ r i ⁇ r x and the radius position r i1
  • r d be the position where the differential value dN (r) / dr with respect to the radius r of the refractive index N (r) is maximized in the range between r x .
  • r i is located between the radius at which the refractive index of the core portion is the minimum value and the radius at which the maximum value is reached, and the refractive index increases as the radius increases, It is defined as the radial position where the rate of change is maximum.
  • the transmission loss at a wavelength of 1380 nm is preferably as low as 0.8 dB / km or less, more preferably 0.4 dB / km or less, and most preferably 0.3 dB / km or less.
  • the polarization mode dispersion may be 0.2 ps / ⁇ km or less.
  • the cable cutoff wavelength is preferably 1520 nm or less, and more preferably 1450 nm or less, which is a pump wavelength used for Raman amplification. At a wavelength of 1550 nm, the mode field diameter may be in the range of 8.5 to 11.5 ⁇ m.
  • dispersion slope at the wavelength of 1550nm is good in the range 0.050ps / nm 2 / km or more 0.070ps / nm 2 / km below.
  • Each of the core part and the clad part of the optical fiber preform may have a refractive index structure.
  • a transmission system constructed with an optical fiber having a small effective area Aeff, a large chromatic dispersion Disp, and a large figure of merit FOM as described above can improve transmission performance in long-distance and large-capacity transmission.
  • transmission loss is low and transmission performance is good in an optical fiber cable in which optical fibers in a cable such as a land-based multi-core cable and a submarine repeaterless transmission cable have a relatively high density.

Abstract

　高密度実装および長距離伝送に適した光ファイバを提供する。本発明の光ファイバは、コア部およびクラッド部を有する光ファイバであって、波長１５５０ｎｍにおいて、実効断面積Aeffが１００μｍ２以下であり、波長分散Dispが１９.０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上２２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、実効長をLeffとし伝送損失をαとしたとき、「FOM ＝ 5 log{|Disp|・Leff} － 10 log{Leff／Aeff} － 100α」なる式で示される性能指数FOMが３.２ｄＢ以上である。

Description

光ファイバ
　本発明は、光ファイバに関するものである。
　デジタルコヒーレント受信方式を利用した通信方式においては、光通信システムにおける光信号雑音比（ＯＳＮＲ： Optical Signal-to-Noise Ratio）の向上が重要となる。ＯＳＮＲを向上することによって、伝送システムを大容量化したり、伝送システムの伝送距離を長くしたり、中継器間の間隔を長くしたりすることが可能になるなど、光通信システムを高性能化することができる。ＯＳＮＲの向上には光ファイバの非線形性の低減および伝送路での伝送損失の低減が重要である。光ファイバの非線形性を低減するには、実効断面積Aeffを大きくし、波長分散の絶対値を大きくすると良い。このような波長分散の絶対値が大きく実効断面積Aeffが大きい非分散シフト光ファイバは、ＷＯ００／０６２１０６、ＪＰ２００５－２０４４０Ａに記載されている。
　一方、既設の伝送路や伝送機器には波長１.５５μｍ帯で実効断面積Aeffが８０μｍ２程度でありITU-T G.652シリーズの規格に準拠する通常のシングルモード光ファイバ（ＳＳＭＦ）、実効断面積Aeffが５０～８０μｍ２でありITU-T G.653シリーズおよびG.655シリーズの規格にそれぞれ準拠する分散シフト光ファイバ（ＤＳＦ）、ノンゼロ分散シフト光ファイバ（ＮＺ-ＤＳＦ）が使用されている。これらの光ファイバと実効断面積Aeffが大きい非分散シフト光ファイバとを接続すると接続損失が大きくなってしまい、結果としてＯＳＮＲを低くしてしまう場合があることが、ＪＰ２０１１－１９７６６７Ａに記載されている。
　加えて、実効断面積Aeffが大きい非分散シフト光ファイバを使って陸上の長距離通信用途や海底の無中継通信用途などで光ファイバが高密度に実装されるケーブルを製造すると、マクロベンドロスまたはマイクロベンドロスを由来として光ファイバの伝送損失が増加してしまい、結果として伝送システムのＯＳＮＲを劣化させてしまうことがあった。
　そこで、ＷＯ００／０３６４４３に記載されているように、実効断面積Aeffが比較的小さく波長分散が比較的大きな正分散光ファイバによって負分散ファイバの分散を補償する技術が知られている。正分散光ファイバは、曲げロスを低減することができて、分散補償モジュールとしても使用が可能である。しかしながら、本ファイバは、伝送損失が０.１７ｄＢ／ｋｍ以上であり、実際の長距離伝送用としては適してはいない。
　また、ＵＳ２０１０／０１９５９６６明細書には、コア部にアルカリ金属元素を添加することで伝送損失を低減したファイバが示されている。しかし、同文献に実施例として示された実効断面積Aeffが小さい光ファイバ（Example 8、13、14、15）は、伝送損失が０.１７ｄＢ／ｋｍ以上であり、実際の長距離伝送用としてはやはり適してはいない。このように、光ケーブルへの高密度実装に適しており更にデジタルコヒーレント方式での長距離伝送にも適した光ファイバは、これまで検討されていなかった。
　本発明は、高密度実装および長距離伝送に適した光ファイバを提供することを目的とする。
　本発明の光ファイバは、コア部およびクラッド部を有する光ファイバであって、波長１５５０ｎｍにおいて、実効断面積Aeffが１００μｍ２以下であり、波長分散Dispが１９.０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上２２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、実効長をLeff [km]とし伝送損失をα[dB/km]としたとき、式
　　　　FOM ＝ 5 log{|Disp|・Leff} － 10 log{Leff／Aeff} － 100α
で示される性能指数FOMが３.２ｄＢ以上である。
　本発明の光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおける伝送損失αが０.１６４ｄＢ／ｋｍ以下であってもよい。波長１５５０ｎｍにおける実効断面積Aeffが７６μｍ２以上であってもよく、６２μｍ２以上であってもよい。長さ２ｍで測定されるファイバカットオフ波長が１.３０μｍ以上１.６０μｍ以下であってもよい。波長１５５０ｎｍにおける分散スロープSが０．０５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以上０．０７ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下であってもよい。また、実効断面積が８０μｍ２であるシングルモード光ファイバとの波長１５５０ｎｍにおける接続損失が０．０５ｄＢ／facet以下であってもよい。
　本発明の光ファイバは、純シリカガラスの屈折率を基準としてコア部の相対屈折率差が－０.１％以上０.１％以下であってもよい。コア部は平均濃度１０００原子ppm以上の塩素元素が添加された石英系ガラスからなっていてもよい。コア部は平均濃度０.０１原子ppm以上５０原子ppm以下のアルカリ金属元素が添加されていてもよい。また、コア部における典型金属元素および遷移金属元素の濃度が１ppm以下であってもよい。
　本発明の光ファイバでは、コア部の直径２ｒｃが９.０μｍ以上１１.６μｍ以下であり、クラッド部における中心軸からの距離がｒｃ以上４.５ｒｃ以下の範囲における最小屈折率Ｎｄ２を基準としてコア部における最大屈折率Ｎｃの相対屈折率差Δｃ＝（Ｎｃ－Ｎｄ２）／Ｎｄ２が０.３４％以上０.６２％以下であってもよい。コア部は、最小屈折率がＮｉであり最大屈折率がＮｉ２であり外半径がｒｉである第一コア部と、最大屈折率がＮｃであり外半径がｒｃである第二コア部とを含み、Ｎｃ≧Ｎｉ２であり、ｒｃ≧ｒｉであり、２ｒｃが９.０μｍ以上１１.０μｍ以下であり、クラッド部における中心軸からの距離がｒｃ以上４.５ｒｃ以下の範囲における最小屈折率Ｎｄ２を基準として第二コア部における最大屈折率Ｎｃの相対屈折率差Δｃ＝（Ｎｃ－Ｎｄ２）／Ｎｄ２が０.４０％以上０.６２％以下であってもよい。また、相対屈折率差Δｉ＝（Ｎｃ－Ｎｉ）／Ｎｉが０.０５％以上０.２５％以下であってもよい。
　本発明の光ファイバは、クラッド部は、外半径がｒｄであり最大屈折率がＮｄ１であり最小屈折率がＮｄ２である第一クラッド部と、外半径がｒｏであり最大屈折率がＮｏであり、最小屈折率がＮｏ２である第二クラッド部とを有し、Ｎｃ＞Ｎｏ２＞Ｎｄ１であり、ｒｃ＜ｒｄ＜ｒｏであり、第一クラッド部における最小屈折率Ｎｄ２を基準として第二クラッド部における最大屈折率Ｎｏの相対屈折率差Δｄ＝（Ｎｏ－Ｎｄ２）／Ｎｄ２が０.０５％以上０.２５％以下であり、第一クラッド部の外半径ｒｄとコア部の外半径ｒｃとの比Ｒａ＝ｒｄ／ｒｃが３.０以上４.５以下であってもよい。
　本発明の光ファイバは、中心軸からの距離ｒｉで屈折率がコア部における最小屈折率Ｎｉとなり、中心軸からの距離ｒｘで屈折率がコア部における最大屈折率Ｎｃとなり、コア部の外径をｒｃとして、ｒ１＜ｒｘ≦ｒｃであり、Ｒｃ＝ｒｃ／ｒｘが１以上５.０以下であり、９μｍ≦２ｒｃ≦１１μｍであり、コア部における最小屈折率Ｎｉに対するコア部における最大屈折率Ｎｃの相対屈折率差Δｉ＝（Ｎｃ－Ｎｉ）／Ｎｉが０.０５％以上０.２５％以下であり、中心軸からの距離がｒｃ以上４.５ｒｃ以下の範囲における最小屈折率Ｎｄ２に対するコア部における最大屈折率Ｎｃの相対屈折率差Δｃ＝（Ｎｃ－Ｎｄ２）／Ｎｏが０.４０％以上０.６２％以下であってもよい。
　本発明の光ファイバは、コア部およびクラッド部を有する光ファイバであって、波長１５５０ｎｍにおいて、実効断面積Aeffが６２μｍ２以上１００μｍ２以下であり、波長分散Dispが２２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、伝送損失αが０．１６４ｄＢ／ｋｍ以下であり、分散スロープSが０．０５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以上０．０７ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下である。波長１５５０ｎｍにおいて、波長分散Dispが１５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上であってもよい。
　本発明によれば、高密度実装および長距離伝送に適した光ファイバを提供することができる。
波長１５５０ｎｍにおける実効断面積Aeffとマイクロベンド損失増との関係を、波長分散Dispをパラメータとして示すグラフである。
実効断面積が８０μｍ２である標準的なシングルモード光ファイバと異種接続する際の波長１５５０ｎｍでの接続損失と実効断面積Aeffとの関係を示すグラフである。
波長１５５０ｎｍにおける伝送損失αと実効断面積Aeffとの関係を、性能指数FOMをパラメータとして示すグラフである。
（ａ）領域，（ｂ）領域各々は、本発明の光ファイバの屈折率プロファイルの好適例を示す概念図である。
単峰コア型屈折率プロファイルを有する光ファイバの設計例を示す概念図である。
相対屈折率差Δｃを横軸とし、直径２ｒｃを縦軸として、単峰コア型屈折率プロファイルを有する光ファイバの各パラメータについての等高線を示すグラフである。
光ファイバの屈折率プロファイルを示す図である。
リングコア型屈折率プロファイルを有する光ファイバの設計例を示す概念図である。
相対屈折率差Δｃを横軸とし、直径２ｒｃを縦軸として、リングコア型屈折率プロファイルを有する光ファイバの各パラメータについての等高線を示すグラフである。
伝送損失αが０．１５ｄＢ／ｋｍの場合の波長分散と式(１a)のFOMとの関係を、Aeffをパラメータとして示すグラフである。
　以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
　本明細書では、波長１５５０ｎｍにおいて、光ファイバの波長分散をDisp[ps/ｎｍ/km]とし、実効断面積をAeff[μｍ２]とし、伝送損失をα[dB/km]とし、スパン長をＬ[km]とし、実効長をLeff[km]として、光ファイバの性能指数FOMを(1a)式、(1b)式、(1c)式で表す。
　　　FOM ＝ 5 log{|Disp|・Leff} － 10 log{Leff／Aeff} － α x 100km    …(1a)
　　　Leff ＝ （１－exp(－α'Ｌ)）／α'                                 …(1b)
　　　α' ＝ α／4.343                                                  …(1c)
　A. Carena, et al., ECOC2011, Th.12.LeCervin.5.によれば、光ファイバの性能指数FOMは(2a)式で表される。(2a)式において、(2b)式および(2c)式を用い、更に、スパン長Ｌを１００ｋｍとすると、(1a)式が得られる。Ｃは真空中の光速であり、λは波長（ここでは１５５０ｎｍ）である。ｎ２は、光ファイバの非線形屈折率であり、純シリカコア光ファイバとして２.１８×１０－２０ｍ２／Ｗである。なお、(1a)式と(2a)式との間では定数分の差がある。
　　　FOM ＝ 5 log{|β2|・Leff} － 10 log{γ・Leff} － α x (スパン長） …(2a)
　　　β2 ＝ －２πＣ×Disp／λ２                                       …(2b)
　　　γ ＝ (ｎ２／Aeff)×(２π／λ)                                    …(2c)
　R. Cigliutti, et al., JLT V.29, No.15, pp.2310-2318, 2011によれば、商用化された純シリカコア光ファイバでは、α＝０.１６８ｄＢ／ｋｍ、Aeff＝１１０μｍ２、Disp＝２０.６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであるので、性能指数FOMは３.２ｄＢである。従って、この純シリカコア光ファイバと同等以上の性能指数FOMを有すれば、高速伝送が可能になると言うことができる。また、性能指数FOMは、高い方が好ましく、例えば３.７ｄＢ以上であれば更に望ましい。
　(1a)式から判るように、波長分散Dispの絶対値が大きいほど、実効断面積Aeffが大きいほど、伝送損失αが低いほど、性能指数FOMが大きくなり、良好な光伝送システムを組むことができる。例えば、Aeff＝１００μｍ２、Disp＝２１.０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、α＝０.１６３ｄＢ／ｋｍの場合に、FOM＝３.２ｄＢとなる。Aeff＝９０μｍ２、Disp＝２０.０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、α＝０.１５７ｄＢ／ｋｍの場合に、FOM＝３.２ｄＢとなる。Aeff＝８０μｍ２、Disp＝１９.５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、α＝０.１５１ｄＢ／ｋｍの場合に、FOM＝３.２ｄＢとなる。
　ただし、実効断面積Aeffが大きすぎると、マイクロベンド損失が大きくなり、ケーブル化の際に伝送損失が大きくなってしまう恐れがある。また、一般的に敷設されているシングルモード光ファイバやＮＺ-ＤＳＦとの接続の際の接続損失が大きくなるので、あまり実効断面積Aeffを大きくすることは望ましくない。
　図１は、波長１５５０ｎｍにおける実効断面積Aeffとマイクロベンド損失増との関係を、波長分散Dispをパラメータとして示すグラフである。横軸は実効断面積Aeff、縦軸はマイクロベンド損失増であり、二本の鎖線は波長分散Dispが１９～２２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである場合、および、波長分散Dispが１６～１８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである場合、それぞれの傾向を示す。マイクロベンドロスは、直径５０μｍで間隔１００μｍのワイヤーメッシュで表面を覆われた直径４００ｍｍのボビンに光ファイバを張力８０ｇで巻いた時の損失増加量で表す。
　波長分散Dispが１６～１８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである場合と比較して、波長分散Dispが１９～２２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍと大きい場合には、同じ実効断面積Aeffでもマイクロベンド損失を低減することが可能である。陸上ケーブル用の光ファイバとして一般的なシングルモード光ファイバは、波長分散Dispが１７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、実効断面積Aeffが８０μｍ２程度であるので、それと同等のマイクロベンドロス特性を有する波長分散Dispが１９～２２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍで、実効断面積Aeffが１００μｍ２以下であることが望ましい。また、コア部が実質的に純シリカガラスからなる純シリカコア光ファイバの場合、波長分散が大きいほど、伝播する光のパワーが純シリカコア部に集中するので、伝送損失がより低くなる。
　光ファイバのマクロベンドロスは、小さい方が好ましく、例えば波長１５５０ｎｍで２０ｍｍ直径に光ファイバを巻いた場合、２０ｄＢ／ｍ以下、好ましくは１０ｄＢ／ｍ以下、更に好ましくは３ｄＢ／ｍ以下であると良い。３０ｍｍ直径に光ファイバを巻いた場合は、曲げ損失値も小さくなるが、波長１５５０ｎｍで好ましくは２ｄＢ／ｍ以下、更に好ましくは１ｄＢ／ｍ以下であると良い。また、６０ｍｍ直径に光ファイバを巻いた場合の曲げ損失は、波長１６２５ｎｍ以下の波長範囲において、０.０１ｄＢ／ｍ以下であると良い。
　一般的に、伝送用光ファイバのクラッドガラス部の外周には、２層構造の被覆樹脂がコーティングされている。マイクロベンドロスの増加を抑制するために、プライマリ被覆樹脂のヤング率が低く且つセカンダリ被覆樹脂のヤング率が高い光ファイバが好ましい。具体的には、プライマリ被覆樹脂のヤング率は、０.２～２ＭＰａ、好ましくは０.２～１ＭＰａの範囲で選定されるのが好ましく、セカンダリ被覆樹脂のヤング率は、５００ ～２０００ＭＰａ、好ましくは１０００ＭＰａ～２０００ＭＰａの範囲で選定されるのが好ましい。
　その他にマイクロベンドロスを低減する手段として、光ファイバのクラッドガラス径または被覆樹脂の外径を拡大する手法も好適である。ただし、一般的に使用されている光ファイバ（ガラス径：１２５μｍ、被覆外径：２４５μｍ）との差が大きくなるのは実用的でない。クラッドガラスの外径は直径１２３～１２７μｍ、被覆樹脂の外径は直径２３０ ～ ２６０μｍであっても良い。
　図２は、実効断面積が８０μｍ２である標準的なシングルモード光ファイバと異種接続する際の波長１５５０ｎｍでの接続損失と実効断面積Aeffとの関係を示すグラフである。実効断面積Aeffが大きいほど、異種接続損失が大きくなり、結果としてシステムの性能を悪くしてしまう。実効断面積Aeffが１００μｍ２程度以下であれば、実効断面積が８０μｍ２である標準的なシングルモード光ファイバとの接続損失が０.０５ｄＢ／facet程度以下になるので好ましい。
　図３は、波長１５５０ｎｍにおける伝送損失αと実効断面積Aeffとの関係を、性能指数FOMをパラメータとして示すグラフである。横軸は伝送損失α、縦軸は実効断面積Aeff、曲線は性能指数FOMが３.２、３.７、４.２ｄＢの各値となる等高線を示す。ここでは波長分散Dispを２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとした。
　実効断面積Aeffが１００μｍ２であるとき、性能指数FOMが３.２ｄＢ以上となるよう伝送損失αは０.１６４ｄＢ／ｋｍ以下が望ましく、性能指数FOMは３.７ｄＢ以上となるよう伝送損失αは０.１５９ｄＢ／ｋｍ以下が更に望ましく、性能指数FOMは４.２ｄＢ以上となるよう伝送損失αは０.１５２ｄＢ／ｋｍ以下が特に望ましい。伝送損失αは現時点で０.１５ｄＢ／ｋｍが実現されている。この場合、実効断面積Aeffが７６μｍ２以上であれば、性能指数FOMは３.２ｄＢ以上となる。従って、実効断面積Aeffは７６μｍ２以上が好ましい。しかし、伝送損失αは今後の技術発展によって低減することが期待される。例えば、伝送損失αが０.１４ｄＢ／ｋｍ程度に低減するとすれば、実効断面積Aeffは６２μｍ２以上であることが好ましい。
　　図１０は、伝送損失αが０．１５ｄＢ／ｋｍの場合の波長分散と(１a)式のFOMとの関係を、Aeffをパラメータとして示すグラフであって、実線はAeffが９０μｍ２の場合、破線はAeffが８０μｍ２の場合の関係である。波長分散が大きいほど、FOMが大きくなるため好ましく、Aeff＝９０μｍ２では波長分散１５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上、Aeff＝８０μｍ２では、波長分散１９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上が、FOMが３．２ｄＢとなるので望ましい。
　伝送損失αが０.１６４ｄＢ／ｋｍ以下となるような低損失光ファイバを実現するには、光ファイバのコア部が実質的に純シリカガラスからなり、純シリカガラスの屈折率ＮSiO2に対するコア部の最大屈折率Ｎｃの相対屈折率差（Ｎｃ－ＮSiO2）／ＮSiO2が－０.１％以上０.１％以下であると良い。コア部には、平均濃度１０００原子ppm以上の塩素元素が添加されていても良く、平均濃度１００原子ppm以上のフッ素元素が含まれていても良い。このようなコア部に対して、平均濃度０.０１原子ppm以上５０原子ppm以下のアルカリ金属元素が添加されていても良い。アルカリ金属元素は、カリウム、ナトリウム、ルビジウムなどであって良い。このような場合、コア部の粘性を低減できるので、伝送損失を０.１６ｄＢ／ｋｍ以下に低減することが可能となる。また、コア部における典型金属元素（Ｇｅ、Ａｌなど）および遷移金属元素（Ｎｉ、Ｆｅ、Ｍｎなど）の濃度が１ppm以下であると、遷移金属や典型金属による散乱損失や吸収損失を抑制できるので好ましい。
　図４（ａ）領域，（ｂ）領域各々は、本発明の光ファイバの屈折率プロファイルの好適例を示す概念図である。実効断面積Aeffが大きい光ファイバは曲げ損失が劣化してしまう問題がある。しかし、コアの外周に更に外周の領域よりも屈折率の低い領域を設けることで、曲げ損失を低減することが可能である。（ａ）領域，（ｂ）領域の何れの屈折率プロファイルも長距離伝送用の光ファイバとして好ましい。（ａ）領域のＷクラッド型プロファイルとして知られる単純なプロファイルの方が、量産に適しており、より好ましい。
　図５は、単峰コア型屈折率プロファイルを有する光ファイバの設計例を示す概念図である。この光ファイバは、単峰形状の屈折率プロファイルを有するコア部と、コア部を取り囲む第一クラッド部と、第一クラッド部を取り囲む第二クラッド部とを有する。コア部の外半径をｒｃとし、最大屈折率をＮｃとする。第一クラッド部の外半径をｒｄとし、最大屈折率をＮｄ１とし、最小屈折率をＮｄ２とする。また、第二クラッド部の外半径をｒｏとし、最大屈折率をＮｏ、最小屈折率をＮｏ２とする。これらのパラメータは、Ｎｃ＞Ｎｏ２＞Ｎｄ１、ｒｃ＜ｒｄ＜ｒｏ の関係を満たす。第一クラッド部の最小屈折率Ｎｄ２を基準として、コア部の最大屈折率Ｎｃの相対屈折率差をΔｃ＝（Ｎｃ－Ｎｄ２）／Ｎｄ２とし、第二クラッド部の最大屈折率Ｎｏの相対屈折率差をΔｄ＝（Ｎｏ－Ｎｄ２）／Ｎｄ２とする。第一クラッド部の外半径ｒｄとコア部の外半径ｒｃとの比をＲａ＝ｒｄ／ｒｃとする。
　図６は、相対屈折率差Δｃを横軸とし、直径２ｒｃを縦軸として、単峰コア型屈折率プロファイルを有する光ファイバの各パラメータについての等高線を示すグラフである。各曲線は、Δｄ＝０.１５％、Ｒａ＝３.８として、長さ２ｍのファイバカットオフ波長λｃが１.６０μｍ（長さ２２ｍのケーブルカットオフ波長で１.５２μｍに相当）となる等高線、長さ２ｍのファイバカットオフ波長λｃが１.３０μｍ（長さ２２ｍのケーブルカットオフ波長で１.２２μｍに相当）となる等高線、波長１５５０ｎｍにおける実効断面積Aeffが１００μｍ２となる等高線、波長１５５０ｎｍにおける実効断面積Aeffが７６μｍ２となる等高線、波長１５５０ｎｍにおける波長分散Dispが１９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなる等高線、および、波長１５５０ｎｍにおける波長分散Dispが２２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなる等高線である。
　相対屈折率差Δｃおよび直径２ｒｃは、長さ２ｍのファイバカットオフ波長λｃが１.３０μｍ以上１.６０μｍ以下、実効断面積Aeffが７６μｍ２以上１００μｍ２以下、波長分散Dispが１９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上２２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下を満たす範囲（ハッチング範囲）であることが望ましい。単峰コア型光ファイバでは、Δｃは０.３４％以上０.５５％以下の範囲であると良く、コア直径は９.４～１１.６μｍの範囲であると良い。伝送特性が良好となるコア直径の範囲が±０.５μｍ以上となるように、Δｃは０.３８～０.４９％であると更によい。
　第一クラッド部の外半径ｒｄとコア部の外半径ｒｃとの比Ｒａ＝ｒｄ／ｒｃは、３.０以上４.５以下の範囲であると良い。第一クラッド部の最小屈折率Ｎｄ２を基準として第二クラッド部の最大屈折率Ｎｏの相対屈折率差Δｄは、０.０８～０.２０％の範囲であると良い。このようにすることで、曲げ特性を良好にすることが可能となる。
　なお、コア部の半径ｒｄは以下のように定める。図７に示されるように、光ファイバの中心軸から径方向の距離ｒの位置での屈折率をＮ(ｒ)と表す。径方向位置Ｌにおいて屈折率Ｎ(Ｌ)が最大値Ｎmaxになるとする。また、Ｌ＜Ｒである径方向位置Ｒにおいて（Ｎmax－Ｎ(Ｒ)）／Ｎmaxが０.１５％であるとする。このときの半径Ｒをコア部の半径ｒｄと定める。
　また、第一クラッド部の外半径ｒｄは以下のよう定める。第一クラッド部の屈折率が最小値Ｎｄ１となる半径をｒｄ１とし、第二クラッド部の屈折率が最大値Ｎｏとなる半径をｒｏ１として、ｒｄ１＜ｒｄ＜ｒｏ１であり、半径位置ｒｄ１とｒｏ１との間の範囲において屈折率Ｎ(ｒ)の半径ｒに対する微分値ｄＮ／ｄｒが最大になる位置をｒｄとする。つまり、ｒｄとは、クラッド部の屈折率が最小値となる半径と最大値となる半径との間に位置して、半径が大きくなるに従って屈折率が上昇しており、かつ、屈折率の変化率が最大となる半径位置と定義する。
　図８は、リングコア型屈折率プロファイルを有する光ファイバの設計例を示す概念図である。リングコア型屈折率プロファイルを有する光ファイバは、第一コア部および第二コア部を含むリング形状の屈折率プロファイルを有するコア部と、コア部を取り囲む第一クラッド部と、第一クラッド部を取り囲む第二クラッド部とを有する。第一コア部の外半径をｒｉとし、最小屈折率をＮｉとする。第二コア部の外半径をｒｃとし、最大屈折率をＮｃとする。第一クラッド部の外半径をｒｄとし、最大屈折率をＮｄ１とし、最小屈折率をＮｄ２とする。また、第二クラッド部の外半径をｒｏとし、最大屈折率をＮｏ、最小屈折率をＮｏ２とする。これらのパラメータは、Ｎｃ＞Ｎｏ２＞Ｎｄ１、ｒｉ＜ｒｃ＜ｒｄ＜ｒｏ の関係を満たす。
　第一クラッド部の最小屈折率Ｎｄ２を基準として、第二コア部の最大屈折率Ｎｃの相対屈折率差をΔｃ＝（Ｎｃ－Ｎｄ２）／Ｎｄ２とし、第二クラッド部の最大屈折率Ｎｏの相対屈折率差をΔｄ＝（Ｎｏ－Ｎｄ２）／Ｎｄ２とする。第一コア部の最小屈折率Ｎｉを基準として、第二コア部の最大屈折率Ｎｃの相対屈折率差をΔｉ＝（Ｎｃ-Ｎｉ）／Ｎｉとする。第一クラッド部の外半径ｒｄと第二コア部の外半径ｒｃとの比をＲａ＝ｒｄ／ｒｃとし、第二コア部の外半径ｒｃと第一コア部の外半径ｒｉとの比をＲｂ＝ｒｃ／ｒｉとする。
　図９は、相対屈折率差Δｃを横軸とし、直径２ｒｃを縦軸として、リングコア型屈折率プロファイルを有する光ファイバの各パラメータについての等高線を示すグラフである。各曲線は、Δｄ＝０.１４％、Δｉ＝０.１６％、Ｒａ＝４.１、Ｒｂ＝２.６として、長さ２ｍのファイバカットオフ波長λｃが１.６０μｍ（長さ２２ｍのケーブルカットオフ波長で１.５２μｍに相当）となる等高線、長さ２ｍのファイバカットオフ波長λｃが１.３０μｍ（長さ２２ｍのケーブルカットオフ波長で１.２２μｍに相当）となる等高線、波長１５５０ｎｍにおける実効断面積Aeffが１００μｍ２となる等高線と７６μｍ２となる等高線、波長１５５０ｎｍにおける波長分散Dispが１９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなる等高線と２２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなる等高線である。
　相対屈折率差Δｃおよびコア部の直径２ｒｃは、長さ２ｍのファイバカットオフ波長λｃが１.３０μｍ以上１.６０μｍ以下、実効断面積Aeffが７６μｍ２以上１００μｍ２以下、波長分散Dispが１９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上２２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下を満たす範囲（ハッチング範囲）であることが望ましい。リングコア型光ファイバでは、Δｃは０.４０％以上０.６２％以下の範囲であると良く、コア直径は９.０μｍ以上１１.０μｍ以下の範囲であると良い。伝送特性が良好となるコア直径の範囲が±０.５μｍ以上となるように、Δｃは０.４４～０.５５％であると更によい。
　第一クラッド部の外半径ｒｄとコア部の外半径ｒｃとの比Ｒａ＝ｒｄ／ｒｃは、３.０以上４.５以下の範囲であると良い。第二コア部の外半径ｒｃと第一コア部の外半径ｒｉとの比Ｒｂ＝ｒｃ／ｒｉは、１.１～５であると良い。第一クラッド部の最小屈折率Ｎｄ２を基準として第二クラッド部の最大屈折率Ｎｏの相対屈折率差Δｄは０.０５％以上０.２５％以下の範囲であると良い。中心コア部の最小屈折率Ｎｉを基準として第二コア部の最大屈折率Ｎｃの相対屈折率差Δｉは、０.０５％以上０.２５％以下であって良い。このようにすることで、曲げ特性を良好にすることが可能となる。
　なお、第一コア部の半径ｒｉは以下のようにして定める。コア部において、屈折率が最小値Ｎｉとなる半径をｒｉ１とし、屈折率が最大値Ｎｃとなる半径をｒｘとして、ｒｉ１＜ｒｉ＜ｒｘであり、半径位置ｒｉ１とｒｘとの間の範囲において屈折率Ｎ(ｒ)の半径ｒに対する微分値ｄＮ(ｒ)／ｄｒが最大になる位置をｒｄとする。つまり、ｒｉとは、コア部の屈折率が最小値となる半径と最大値となる半径との間に位置して、半径が大きくなるに従って屈折率が上昇しており、かつ、屈折率の変化率が最大となる半径位置と定義する。
　光ファイバの好ましい他の特性は以下のとおりである。波長１３８０ｎｍにおける伝送損失は、０.８ｄＢ／ｋｍ以下に低い方が好ましく、０.４ｄＢ／ｋｍ以下であると更に良く、また０.３ｄＢ／ｋｍ以下であると最も好ましい。偏波モード分散は０.２ｐｓ／√ｋｍ以下であって良い。ケーブルカットオフ波長は、１５２０ｎｍ以下であると良く、ラマン増幅に用いるポンプ波長となる１４５０ｎｍ以下であると更に良い。波長１５５０ｎｍにおいてモードフィールド径は８.５～１１.５μｍの範囲であってよい。また、波長１５５０ｎｍにおける分散スロープは０.０５０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以上０.０７０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下の範囲であると良い。光ファイバ母材のコア部、クラッド部はそれぞれ屈折率構造を有しても良い。
　以上のような実効断面積Aeffが小さく波長分散Dispが大きく性能指数FOMが大きい光ファイバで構築された伝送システムは、長距離大容量伝送において伝送性能を改善することが可能である。特に、陸上の多心ケーブルや海底の無中継伝送ケーブルといったケーブル内での光ファイバが比較的高密度であるような光ファイバケーブルにおいて伝送損失が低く伝送性能が良い。

Claims (16)

  1. 　コア部およびクラッド部を有する光ファイバであって、
    　波長１５５０ｎｍにおいて、実効断面積Aeffが１００μｍ２以下であり、波長分散Dispが１９.０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上２２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、実効長をLeff [km]とし伝送損失をα[dB/km]としたとき、
    　　　　FOM ＝ 5 log{|Disp|・Leff} － 10 log{Leff／Aeff} － 100α
    なる式で示される性能指数FOMが３.２ｄＢ以上である光ファイバ。
  2. 　波長１５５０ｎｍにおける伝送損失αが０.１６４ｄＢ／ｋｍ以下である
    請求項１に記載の光ファイバ。
  3. 　波長１５５０ｎｍにおける実効断面積Aeffが７６μｍ２以上である
    請求項１または２に記載の光ファイバ。
  4. 　波長１５５０ｎｍにおける実効断面積Aeffが６２μｍ２以上である
    請求項１または２に記載の光ファイバ。
  5. 　長さ２ｍで測定されるファイバカットオフ波長が１.３０μｍ以上１.６０μｍ以下である
    請求項１～４の何れか１項に記載の光ファイバ。
  6. 　波長１５５０ｎｍにおける分散スロープSが０．０５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以上０．０７ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下である
    請求項１～５の何れか１項に記載の光ファイバ。
  7. 　実効断面積が８０μｍ２であるシングルモード光ファイバとの波長１５５０ｎｍにおける接続損失が０．０５ｄＢ／facet以下である
    請求項１～６の何れか１項に記載の光ファイバ。
  8. 　純シリカガラスの屈折率を基準として前記コア部の相対屈折率差が－０.１％以上０.１％以下である請求項１～７の何れか１項に記載の光ファイバ。
  9. 　前記コア部は平均濃度１０００原子ppm以上の塩素元素が添加された石英系ガラスからなる請求項８に記載の光ファイバ。
  10. 　前記コア部は平均濃度０.０１原子ppm以上５０原子ppm以下のアルカリ金属元素が添加されている
    請求項８または９に記載の光ファイバ。
  11. 　前記コア部における典型金属元素および遷移金属元素の濃度が１ppm以下である
    請求項８～１０の何れか１項に記載の光ファイバ。
  12. 　前記コア部の直径２ｒｃが９.０μｍ以上１１.６μｍ以下であり、
    　前記クラッド部における中心軸からの距離がｒｃ以上４.５ｒｃ以下の範囲における最小屈折率Ｎｄ２を基準として前記コア部における最大屈折率Ｎｃの相対屈折率差Δｃ＝（Ｎｃ－Ｎｄ２）／Ｎｄ２が０.３４％以上０.６２％以下である、
    請求項１～１１の何れか１項に記載の光ファイバ。
  13. 　前記コア部は、最小屈折率がＮｉであり最大屈折率がＮｉ２であり外半径がｒｉである第一コア部と、最大屈折率がＮｃであり外半径がｒｃである第二コア部とを含み、Ｎｃ≧Ｎｉ２であり、ｒｃ≧ｒｉであり、２ｒｃが９.０μｍ以上１１.０μｍ以下であり、
    　前記クラッド部における中心軸からの距離がｒｃ以上４.５ｒｃ以下の範囲における最小屈折率Ｎｄ２を基準として前記第二コア部における最大屈折率Ｎｃの相対屈折率差Δｃ＝（Ｎｃ－Ｎｄ２）／Ｎｄ２が０.４０％以上０.６２％以下である、
    請求項１２に記載の光ファイバ。
  14. 　相対屈折率差Δｉ＝（Ｎｃ－Ｎｉ）／Ｎｉが０.０５％以上０.２５％以下である
    請求項１３に記載の光ファイバ。
  15. 　前記クラッド部は、外半径がｒｄであり最大屈折率がＮｄ１であり最小屈折率がＮｄ２である第一クラッド部と、外半径がｒｏであり最大屈折率がＮｏであり、最小屈折率がＮｏ２である第二クラッド部とを有し、Ｎｃ＞Ｎｏ２＞Ｎｄ１であり、ｒｃ＜ｒｄ＜ｒｏであり、
    　前記第一クラッド部における最小屈折率Ｎｄ２を基準として前記第二クラッド部における最大屈折率Ｎｏの相対屈折率差Δｄ＝（Ｎｏ－Ｎｄ２）／Ｎｄ２が０.０５％以上０.２５％以下であり、
    　前記第一クラッド部の外半径ｒｄと前記コア部の外半径ｒｃとの比Ｒａ＝ｒｄ／ｒｃが３.０以上４.５以下である
    請求項１２～１４の何れか１項に記載の光ファイバ。
  16. 　中心軸からの距離ｒｉで屈折率が前記コア部における最小屈折率Ｎｉとなり、
    　中心軸からの距離ｒｘで屈折率が前記コア部における最大屈折率Ｎｃとなり、
    　前記コア部の外径をｒｃとして、ｒ１＜ｒｘ≦ｒｃであり、Ｒｃ＝ｒｃ／ｒｘが１以上５.０以下であり、９μｍ≦２ｒｃ≦１１μｍであり、
    　前記コア部における最小屈折率Ｎｉに対する前記コア部における最大屈折率Ｎｃの相対屈折率差Δｉ＝（Ｎｃ－Ｎｉ）／Ｎｉが０.０５％以上０.２５％以下であり、
    　中心軸からの距離がｒｃ以上４.５ｒｃ以下の範囲における最小屈折率Ｎｄ２に対する前記コア部における最大屈折率Ｎｃの相対屈折率差Δｃ＝（Ｎｃ－Ｎｄ２）／Ｎｏが０.４０％以上０.６２％以下である
    請求項１に記載の光ファイバ。
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