WO2016047675A1 - 光ファイバおよびその製造方法 - Google Patents

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less
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祥 遠藤
岸　達也
北村　隆之
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株式会社フジクラ
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    • C03B2203/26—Parabolic or graded index [GRIN] core profile

Definitions

  • the present invention relates to an optical fiber having a low bending loss and a manufacturing method thereof.
  • This application is based on Japanese Patent Application No. 2014-195937 and Japanese Patent Application No. 2014-195938 filed on September 26, 2014, and 2014-249846 filed on Dec. 10, 2014. Is incorporated herein by reference.
  • An optical fiber having a low bending loss is particularly required for FTTH (Fiber To The Home) for introducing an optical fiber into an office, home, or the like.
  • FTTH Fiber To The Home
  • a small bend may occur.
  • a portion (excess length portion) of the extra length due to routing is wound and stored with a predetermined radius or more.
  • the storage space can be reduced by bending the extra length portion small. Therefore, an optical fiber in which a so-called bending loss (macrobend loss) is reduced in which loss does not increase even when a small bend is inserted is important.
  • ITU-T Recommendation G a standard for standard single mode optical fiber (S-SMF).
  • S-SMF standard single mode optical fiber
  • the mode field diameter is reduced (see, for example, Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Document 1), and a trench (low refractive index portion) is formed around the core.
  • the refractive index distribution of the core is ⁇ power distribution (graded index type) (for example, refer to Patent Documents 4 and 6).
  • the low bending loss optical fiber has a single-peak type refractive index distribution composed of a core and a clad while maintaining the same MFD as that of a general-purpose optical fiber.
  • the bending loss is reduced by making the refractive index distribution of the core an ⁇ power distribution. Therefore, an optical fiber having a core refractive index distribution in which bending loss is smaller than the ⁇ power distribution is required. Further, even when a trench is provided around the core, an optical fiber having a core refractive index distribution in which bending loss is smaller than the ⁇ power distribution is required.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an optical fiber having a core refractive index distribution in which a bending loss is smaller than an ⁇ power distribution and a method for manufacturing the same.
  • the first aspect of the present invention includes a core and a clad surrounding the outer periphery of the core, and has a refractive index distribution in which a relative refractive index difference with respect to a distance r from the center of the core is represented by ⁇ (r),
  • the unit of r is ⁇ m
  • the unit of relative refractive index difference ⁇ (r) is%
  • ⁇ ref (r) ⁇ 0.064r + 0.494
  • MFD 1.31 has a wavelength of 1.
  • the value of A represented by a mode field diameter at 31 ⁇ m is 0.3% ⁇ ⁇ m or less.
  • the mode field diameter MFD 1.31 at a wavelength of 1.31 ⁇ m is preferably 8.93 ⁇ m or more and 9.4 ⁇ m or less.
  • the fourth aspect of the present invention is to provide an optical fiber of any one aspect of the first to third embodiments, the maximum relative refractive index difference delta max in the entire core is preferably greater than 0.39%.
  • a fifth aspect of the present invention is to provide an optical fiber of any one aspect of the first to fourth embodiments, it is preferred maximum relative refractive index difference delta max in the entire core is less than 0.50%.
  • the cable cutoff wavelength ⁇ cc is preferably 1260 nm or less.
  • the cable cutoff wavelength ⁇ cc is preferably 1170 nm or more.
  • a ratio between a mode field diameter MFD 1.31 at a wavelength of 1.31 ⁇ m and a cable cutoff wavelength ⁇ cc , MFD The MAC value represented by 1.31 / ⁇ cc is preferably 7.38 or more and 7.7 or less.
  • an optical fiber having a higher relative refractive index difference closer to the center of the core and easier to confine light at the center of the core is obtained, and loss when the optical fiber is bent is reduced. can do.
  • FIG. 1 It is sectional drawing which shows typically the optical fiber which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is a graph which shows the relationship between the value of A and the bending loss in the Example of 1st Embodiment.
  • 3 is a graph showing a refractive index distribution of the optical fiber of Example 1.
  • 6 is a graph showing the refractive index distribution of the optical fiber of Example 2.
  • 10 is a graph showing the refractive index distribution of the optical fiber of Example 3.
  • 10 is a graph showing the refractive index distribution of the optical fiber of Example 4.
  • 10 is a graph showing the refractive index distribution of the optical fiber of Example 5.
  • 10 is a graph showing the refractive index distribution of the optical fiber of Example 6.
  • 10 is a graph showing the refractive index distribution of the optical fiber of Example 7.
  • 10 is a graph showing the refractive index distribution of the optical fiber of Example 8.
  • 10 is a graph showing the refractive index distribution of the optical fiber of Example 9. It is a figure which shows typically the refractive index distribution of the optical fiber which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is a figure which shows typically the refractive index distribution used by simulation. It is a figure which shows typically the refractive index distribution used by simulation. It is a figure which shows typically the refractive index distribution used by simulation. It is a figure which shows typically the refractive index distribution used by simulation. It is a figure which shows the calculation result of a bending loss. It is a figure which shows the calculation result of a bending loss. It is a figure which shows the calculation result of a bending loss.
  • the optical fiber 5 of the present embodiment includes a core 1 provided at the center of the optical fiber 5 and a clad 4 surrounding the outer periphery of the core 1.
  • the clad 4 is generally concentric with the core 1, but the clad 4 and the core 1 may be eccentric within an allowable range.
  • the refractive index distribution of the core is expressed by ⁇ (r) as a function of the relative refractive index difference ⁇ with respect to the distance r from the center of the core.
  • the distance r is non-negative (r ⁇ 0).
  • the relative refractive index difference ⁇ of the core means a relative refractive index difference based on the refractive index of the cladding. In the clad, the relative refractive index difference is zero.
  • a range of A values defined by the following mathematical formula (definition formula of A) is specified as a condition for obtaining a low bending loss optical fiber. The derivation of the definition formula will be described later.
  • ⁇ ref (r) ⁇ 0.064r + 0.494.
  • MFD 1.31 is a mode field diameter at a wavelength of 1.31 ⁇ m.
  • the MFD is not necessarily equal to the core diameter (diameter), but is generally the same as the core diameter. Then, since 0.5 MFD 1.31 is substantially equal to the core radius, the region where r ⁇ 0.44MFD 1.31 represents most of the core (excluding the peripheral portion). The region where r ⁇ 0.22MFD 1.31 represents the center of the core.
  • the definition formula of A is defined as a definite integral (first definite integral) in a section of 0 ⁇ r ⁇ 0.22MFD 1.31, and a constant in a section of 0.22MFD 1.31 ⁇ r ⁇ 0.44MFD 1.31.
  • Integration second definite integration.
  • the first definite integral and the second definite integral have the same integration interval width (0.22MFD 1.31 ) and the same integrand ( ⁇ (r) ⁇ ref (r)). Is the opposite and the contribution to A is different.
  • the refractive index distribution having a higher relative refractive index difference tends to have a smaller A value as it is closer to the center of the core.
  • the value of A is preferably 0.3% ⁇ ⁇ m or less. As a result, an optical fiber that can easily confine light at the center of the core can be obtained, and loss when the optical fiber is bent can be reduced.
  • the value of A is more preferably 0.2% ⁇ ⁇ m or less, and further preferably 0.1% ⁇ ⁇ m or less.
  • ⁇ ref (r) in the definition formula of A represents a refractive index distribution (reference refractive index distribution) referred to in the definition formula of A.
  • the value of A is, for example, 0% ⁇ ⁇ m or more, ⁇ 0.01% ⁇ ⁇ m or more, ⁇ 0.02% ⁇ ⁇ m or more, ⁇ 0.03% ⁇ ⁇ m or more, ⁇ 0.05% ⁇ ⁇ m or more, ⁇ It may be 0.1% ⁇ ⁇ m or more, ⁇ 0.2% ⁇ ⁇ m or more, ⁇ 0.3% ⁇ ⁇ m or more, and the like.
  • the optical fiber manufacturing method of the present embodiment includes a step of calculating the value of A using the definition formula of A, and the value of A is within a predetermined range (for example, 0.3% ⁇ ⁇ m or less). A step of confirming this.
  • the calculation step and the confirmation step of A are a series of steps performed when manufacturing an optical fiber, for example, a step of designing a refractive index distribution of an optical fiber, a step of manufacturing an optical fiber preform having the refractive index distribution, It can be performed at an arbitrary stage regardless of before and after the step of spinning an optical fiber from a fiber preform.
  • the optical fiber according to the present embodiment is manufactured by producing an optical fiber preform by a known preform producing method such as a shaft attaching method (VAD method), an external attaching method (OVD method), or an internal attaching method (CVD method). It can be manufactured by spinning an optical fiber from a fiber preform.
  • a method for producing the optical fiber preform at least the glass constituting the core is produced by the OVD method or the CVD method, and the remaining glass portion is produced by further depositing silica (SiO 2 ) glass, a quartz tube jacket, or the like. Can be mentioned.
  • the entire core or all of the core and a part of the clad are produced by the VAD method, and the remaining part of the clad is produced by the OVD method.
  • the part manufactured by the OVD method or the CVD method may be only glass (part or all) constituting the core, and may further include part of the glass constituting the cladding.
  • the size of the optical fiber is not particularly limited, examples of the cladding diameter include 125 ⁇ m and 80 ⁇ m.
  • one or more coatings such as a resin may be laminated on the outer periphery of the clad.
  • the mode field diameter MFD 1.31 at a wavelength of 1.31 ⁇ m is preferably about 9.2 ⁇ m.
  • MFD 1.31 is 9.2 ⁇ m ⁇ 0.2 ⁇ m, or 8.93 ⁇ m or more and 9.4 ⁇ m or less.
  • the refractive index profile of the core is preferably unimodal with only one peak within the core diameter range.
  • the single-peak type means that the point where the relative refractive index difference of the core takes the maximum value is only one point within the core diameter range.
  • the range of the core diameter includes not only the side where the coordinate value on the radius is positive, but the side where the coordinate value on the radius is negative, with the core center being 0. If the refractive index distribution of the core is concentric, the relative refractive index difference takes the maximum value at the core center. Therefore, the maximum relative refractive index difference delta max in the entire core, the distance r from the center of the core is preferably equal to the maximum relative refractive index difference delta c in the range below 1 [mu] m.
  • the core In order to confine light in the core in an optical fiber, it is sufficient that the core has a higher refractive index than in the clad. However, if the relative refractive index difference is too small, light confinement becomes weak. Therefore, it is preferred maximum relative refractive index difference delta max in the entire core is greater than 0.39%. On the other hand, if the relative refractive index difference is too large, the required amount of dopant increases and the cost increases. Therefore, it is preferred maximum relative refractive index difference delta max in the entire core is less than 0.50%.
  • the cable cutoff wavelength ⁇ cc of the optical fiber (that is, the cutoff wavelength ⁇ c 22m of 22 m ) is preferably 1260 nm or less. ⁇ cc may be greater than or equal to 1170nm.
  • the MAC value represented by the ratio (MFD 1.31 / ⁇ cc ) of the mode field diameter MFD 1.31 and the cable cutoff wavelength ⁇ cc at a wavelength of 1.31 ⁇ m is 7.38 or more and 7.7 or less. More preferably.
  • the dopant used for the production of the silica-based optical fiber include germanium (Ge), phosphorus (P), fluorine (F), boron (B), and aluminum (Al). Two or more dopants may be used.
  • the core material includes Ge-added silica
  • the clad material includes pure silica.
  • the refractive index distributions used are shown in FIGS. 13A to 13C. 13A to 13C, ( ⁇ cc [ ⁇ m] / MFD [ ⁇ m]) is (1.20 / 9.00), (1.23 / 9.15), (1.26 / 9.3) in order, respectively. ).
  • the dispersion value is set to ITU-T G. 652.
  • adjustment is performed depending on the refractive index distribution by providing the cladding portion with a slight low refractive index portion (depressed portion).
  • the calculation results of the bending loss in these refractive index profiles are shown in FIGS. 14A to 14C. From these results, it can be seen that the bending loss decreases as the relative refractive index difference at the core central portion increases (or the core shape inclination ⁇ (r1) / ⁇ c decreases).
  • the inventors have found that the relationship with the bending loss can be expressed from the deviation from the refractive index distribution (reference refractive index distribution) in which the bending loss is minimized in the simulation.
  • FIG. 15 shows the normalized electric field strength distribution in the reference refractive index distribution.
  • optical fiber having a core part and a clad part provided around the core part was manufactured.
  • the optical fiber was manufactured by drawing (spinning) an optical fiber preform.
  • the optical fiber preform was manufactured by forming a core member composed of the entire core and a part of the clad by the VAD method or the CVD method and then forming the remaining clad portion around the core member by the OVD method.
  • the core base material was manufactured by the VAD method
  • Example 9 the core base material was manufactured by the CVD method.
  • the refractive index distribution of the obtained optical fiber is represented by a relative refractive index difference ⁇ with respect to the radius [ ⁇ m].
  • the shapes of the refractive index profiles of the optical fibers of Examples 1 to 9 are shown in FIGS. 3 to 11, respectively.
  • the radius [ ⁇ m] is 0 [ ⁇ m] at the core center and can take either positive or negative values.
  • the distance r [ ⁇ m] from the center of the core in the definition formula of A is an absolute value of the radius [ ⁇ m] and takes 0 or a positive value.
  • Table 1 shows the parameters of the optical fibers of Examples 1 to 9.
  • ⁇ max is the maximum relative refractive index difference [%] in the entire core.
  • the delta c within a distance r from the center of the core the following 1 [mu] m (i.e., -1 ⁇ m ⁇ radius ⁇ 1 [mu] m) is the maximum relative refractive index difference at [%].
  • r 1 is the radius [ ⁇ m] of the core.
  • Distance r is the core radius r 1 greater than the area from the center of the core is clad, the relative refractive index difference in the cladding is zero.
  • ⁇ min is the minimum relative refractive index difference [%] in the entire core.
  • ⁇ cc is the cable cutoff wavelength [ ⁇ m].
  • MFD 1.31 is a mode field diameter [ ⁇ m] at a wavelength of 1.31 ⁇ m.
  • MAC represents the value of the ratio expressed by MFD 1.31 / ⁇ cc.
  • the bending loss is a bending loss [dB / 10 turn] at a bending radius of 15 mm and a wavelength of 1.55 ⁇ m.
  • the optical fibers of Examples 1 to 9 are ITU-T G. 652.
  • A [% ⁇ ⁇ m] was calculated according to the definition formula of A.
  • the relationship between the value A and the bending loss (wavelength 1.55 ⁇ m, radius 15 mm, 10 turns) in Examples 1 to 9 is shown in the graph of FIG. As the value of A became smaller, the bending loss tended to take a smaller value.
  • Examples 1 to 6 and Example 9 correspond to A ⁇ 0.3% ⁇ ⁇ m.
  • the bending loss was 0.034 dB / 10 turn
  • the mode field diameter MFD 1.31 was 9.2 ⁇ m
  • the clad 4 may have the following configuration.
  • FIG. 16 shows a schematic configuration of the optical fiber 10 according to the second embodiment of the present invention.
  • the optical fiber 10 includes a core 1 disposed in the center, and a clad 4 provided concentrically with the core 1 on the outer peripheral side of the core 1.
  • the cladding 4 has at least an inner cladding part 2 adjacent to the outer peripheral side of the core 1 and an outer cladding part 3 formed on the outer peripheral side of the inner cladding part 2.
  • FIG. 17 schematically shows the refractive index distribution of the optical fiber 10.
  • the refractive index of the core 1 is ⁇ 1, and the maximum refractive index is ⁇ 1max.
  • the refractive index of the inner cladding portion 2 is ⁇ 2, and the minimum refractive index is ⁇ 2min.
  • the maximum refractive index ⁇ 1max of the core 1 is the refractive index of the core 1 that is maximum in the radial range from the center of the core 1 to the outer periphery.
  • the refractive index ⁇ 1 is equal to the maximum refractive index ⁇ 1max over the entire range.
  • the minimum refractive index ⁇ 2min of the inner cladding portion 2 is the refractive index of the inner cladding portion 2 that is the smallest in the radial range from the inner periphery to the outer periphery of the inner cladding portion 2.
  • the refractive index ⁇ 2 is equal to the minimum refractive index ⁇ 2min over the entire range.
  • the following equation (11) is established. ⁇ 1max> ⁇ 2min and ⁇ 1max> ⁇ 3 (11)
  • the maximum refractive index ⁇ 1max of the core 1 is set larger than the minimum refractive index ⁇ 2min of the inner cladding portion 2 and the refractive index ⁇ 3 of the outer cladding portion 3.
  • the minimum refractive index ⁇ 2 min of the inner cladding portion 2 is set to be smaller than the refractive index ⁇ 3 of the outer cladding portion 3.
  • Equation (12) means that the absolute value of the difference between the minimum refractive index ⁇ 2min of the inner cladding portion 2 and the refractive index ⁇ 3 of the outer cladding portion 3 exceeds 0.01% and is less than 0.03%. To do.
  • the bending loss may not be sufficiently reduced.
  • the absolute value of the difference between ⁇ 2min and ⁇ 3 is too large, the mode field diameter becomes small, resulting in a large connection loss when connected to another optical fiber (for example, a normal single mode optical fiber (S-SMF)).
  • S-SMF normal single mode optical fiber
  • the bending loss can be reduced by setting the absolute value of the difference between ⁇ 2min and ⁇ 3 to a range exceeding 0.01%.
  • the absolute value of the difference between ⁇ 2min and ⁇ 3 to less than 0.03%, the mode field diameter (MFD) can be optimized and the connection loss when connected to another optical fiber can be kept low.
  • the following equation (11A) is established regarding the magnitude relationship among ⁇ 1max, ⁇ 2min, and ⁇ 3.
  • ⁇ 1max> ⁇ 3> ⁇ 2min (11A) As shown in Expression (11A), the maximum refractive index ⁇ 1max of the core 1 is set to be larger than the refractive index ⁇ 3 of the outer cladding portion 3.
  • the refractive index ⁇ 3 of the outer cladding part 3 is set larger than the minimum refractive index ⁇ 2min of the inner cladding part 2.
  • Equation (12A) means that the difference between the refractive index ⁇ 3 of the outer cladding portion 3 and the minimum refractive index ⁇ 2min of the inner cladding portion 2 is more than 0.01% and less than 0.03%.
  • the outer peripheral radii of the core 1, the inner cladding part 2, and the outer cladding part 3 are r1, r2, and r3, respectively. Between the outer peripheral radii r1 to r3 of the core 1, the inner cladding portion 2, and the outer cladding portion 3, there is a relationship expressed by the following equation (13). r1 ⁇ r2 ⁇ r3 (13)
  • the ratio r1 / r2 between the outer peripheral radius r1 of the core 1 and the outer peripheral radius r2 of the inner cladding portion 2 is in the range shown in the following equation (14). 0.2 ⁇ r1 / r2 ⁇ 0.5 (14)
  • r1 / r2 If r1 / r2 is too small, the mode field diameter becomes small, and there is a possibility that the connection loss when connected to another optical fiber (for example, S-SMF) becomes large. On the other hand, if r1 / r2 is too large, bending loss may increase.
  • the optical fiber 10 by setting r1 / r2 to be 0.2 or more, the mode field diameter can be optimized and the connection loss when connecting to another optical fiber can be kept low. By making r1 / r2 0.5 or less, bending loss can be reduced.
  • the optical fiber 10 has a cable cutoff wavelength ⁇ cc of 1260 nm or less. That is, the following equation (15) is established. ⁇ cc ⁇ 1260 nm (15) As a result, ITU-T Recommendation G. 652 can be satisfied.
  • the cutoff wavelength ⁇ cc is, for example, ITU-T Recommendation G. It can be measured by the measurement method described in 650.
  • the optical fiber 10 is set such that the mode field diameter (MFD) at a wavelength of 1310 nm is 8.6 ⁇ m or more and 9.5 ⁇ m or less by adjusting the refractive index and the outer radius. That is, the following equation (16) is established. 8.6 ⁇ m ⁇ MFD ⁇ 9.5 ⁇ m (16) By setting the mode field diameter within this range, connection loss when connected to another optical fiber (for example, S-SMF) can be kept low.
  • the optical fiber 10 has an ITU-T G.D. It satisfies the provisions of 652.
  • the optical fiber 10 preferably has a loss increase of 0.25 dB or less at a wavelength of 1550 nm when it is wound 10 times on a cylindrical mandrel having a diameter of 15 mm. Further, the increase in loss at a wavelength of 1625 nm when wound around a cylindrical mandrel having a diameter of 15 mm 10 times is preferably 1.0 dB or less.
  • the core 1 can be made of silica glass whose refractive index is increased by adding a dopant such as germanium (Ge).
  • the inner cladding portion 2 can be made of silica glass whose refractive index is lowered by adding a dopant such as fluorine (F).
  • the inner cladding portion 2 may be made of silica glass whose refractive index is increased by adding a dopant such as chlorine (Cl).
  • the outer cladding part 3 can be comprised, for example with a pure silica glass.
  • the outer cladding portion 3 may adjust the refractive index by adding a dopant (eg, Ge, F, etc.).
  • Each layer constituting the optical fiber 10 can be formed by a known method such as an MCVD method, a PCVD method, a VAD method, an OVD method, or a combination thereof.
  • the optical fiber preform can be manufactured as follows.
  • a glass deposition layer serving as the inner cladding portion 2 is formed inside a silica glass tube serving as the outer cladding portion 3 (for example, a glass tube made of pure silica glass) using a raw material containing a dopant such as fluorine (F). .
  • the refractive index of the inner cladding part 2 can be adjusted by the amount of dopant added.
  • a glass deposition layer to be the core 1 is formed inside the glass deposition layer using a raw material containing a dopant such as germanium (Ge).
  • the core 1 can also be formed using the core rod produced separately.
  • the silica glass tube on which the glass deposition layer is formed is made into an optical fiber preform through processes such as transparency and solidification.
  • the optical fiber 10 shown in FIG. 16 is obtained by drawing this optical fiber preform.
  • the CVD method is preferable in that the refractive index distribution can be accurately adjusted by adding a dopant.
  • the VAD method and the OVD method are also applicable.
  • the VAD method and the OVD method have an advantage of high productivity.
  • the difference in refractive index between the inner cladding portion 2 and the outer cladding portion 3 is in the above range (see formula (12)), and the ratio of the outer peripheral radius between the core 1 and the inner cladding portion 2 is in the above range (formula). (Refer to (14)), the connection loss when connecting to another optical fiber can be kept low, and the bending loss can be reduced.
  • the present inventor has found that the bending loss can be reduced without reducing the mode field diameter.
  • a refractive index distribution that can be reduced.
  • the conventional manufacturing method for example, a normal S-SMF manufacturing method
  • the refractive indexes of the part 2 and the outer cladding part 3 can be adjusted easily and accurately.
  • the difference in refractive index between the inner cladding portion 2 and the outer cladding portion 3 is small, there are few restrictions based on the manufacturing method. For example, not only the CVD method suitable for adjusting the refractive index distribution but also a VAD method and an OVD method can be employed. Therefore, the optical fiber 10 can be easily manufactured, and the manufacturing cost can be kept low.
  • the optical fiber 10 has a small difference in refractive index between the inner cladding portion 2 and the outer cladding portion 3, the amount of dopant such as fluorine (F) and chlorine (Cl) for forming the inner cladding portion 2 can be reduced.
  • the source gas (for example, SiF 4 ) used for doping such as fluorine (F) is expensive, the source cost can be suppressed and the manufacturing cost can be reduced by reducing the dopant addition amount.
  • the optical fiber 10 since the minimum refractive index ⁇ 2min of the inner cladding portion 2 is smaller than the refractive index ⁇ 3 of the outer cladding portion 3, the optical fiber 10 has good confinement of light in the core 1 and reduces bending loss. it can.
  • FIG. 18 shows a schematic configuration of an optical fiber 20 according to the second embodiment of the present invention.
  • the optical fiber 20 includes a core 1 disposed in the center, and a clad 14 provided concentrically with the core 1 on the outer peripheral side of the core 1.
  • the clad 14 has at least an inner clad portion 12 adjacent to the outer peripheral side of the core 1 and an outer clad portion 13 formed on the outer peripheral side of the inner clad portion 12.
  • FIG. 19 schematically shows the refractive index distribution of the optical fiber 20.
  • the refractive index of the core 1 is ⁇ 1, and the maximum refractive index is ⁇ 1max.
  • the refractive index of the inner cladding portion 12 is ⁇ 2, and the minimum refractive index is ⁇ 2min.
  • the following equation (17) is established, as in the optical fiber 10 of the first embodiment. ⁇ 1max> ⁇ 2min and ⁇ 1max> ⁇ 3 (17)
  • the optical fiber 20 differs from the optical fiber 10 of the first embodiment in that the minimum refractive index ⁇ 2min of the inner cladding portion 12 is larger than the refractive index ⁇ 3 of the outer cladding portion 13.
  • the following equation (18) is established, as in the optical fiber 10 of the first embodiment. 0.01% ⁇
  • the mode field diameter (MFD) can be optimized, the connection loss when connected to another optical fiber can be kept low, and the bending loss can be reduced. it can.
  • the optical fiber 20 has a cable cutoff wavelength ⁇ cc of 1260 nm or less.
  • the mode field diameter (MFD) at a wavelength of 1310 nm is 8.6 ⁇ m or more and 9.5 ⁇ m or less.
  • the optical fiber 20 preferably has a loss increase of 0.25 dB or less at a wavelength of 1550 nm when it is wound 10 times on a cylindrical mandrel having a diameter of 15 mm. Further, the increase in loss at a wavelength of 1625 nm when wound around a cylindrical mandrel having a diameter of 15 mm 10 times is preferably 1.0 dB or less.
  • the core 1 can be made of silica glass whose refractive index is increased by adding a dopant such as germanium (Ge).
  • the inner cladding portion 12 can be made of, for example, pure silica glass.
  • the inner cladding portion 12 may adjust the refractive index by adding a dopant such as chlorine (Cl).
  • the outer cladding portion 13 can be made of, for example, pure silica glass.
  • the outer clad part 3 may be made of silica glass whose refractive index is lowered by adding a dopant such as fluorine (F).
  • the optical fiber 20 can be manufactured by the MCVD method, the PCVD method, the VAD method, the OVD method, or the like, similarly to the optical fiber 10 of the first embodiment.
  • the optical fiber preform can be manufactured as follows. Using a raw material such as pure silica glass, a glass deposition layer to be the inner cladding portion 12 is formed inside a silica glass tube to be the outer cladding portion 13 (for example, a silica glass tube containing a dopant such as fluorine (F)). . Next, a glass deposition layer to be the core 1 is formed inside the glass deposition layer using a raw material containing a dopant such as germanium (Ge).
  • the core 1 can also be formed using the core rod produced separately.
  • the silica glass tube on which the glass deposition layer is formed is made into an optical fiber preform through processes such as transparency and solidification. By drawing the optical fiber preform, an optical fiber 20 shown in FIG. 18 is obtained.
  • the difference in refractive index between the inner cladding portion 12 and the outer cladding portion 13 is set in the above range, and the ratio of the outer peripheral radius between the core 1 and the inner cladding portion 12 is set in the above range.
  • Connection loss when connected can be kept low, and bending loss can be reduced. Since the optical fiber 20 can be used without greatly changing the conventional manufacturing method, it is easy to manufacture and the manufacturing cost can be kept low.
  • the clads 4 and 14 are composed of two clad portions (an inner clad portion and an outer clad portion). It may have a layer.
  • FIG. 20 shows a schematic configuration of an optical fiber 30 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the optical fiber 30 includes a core 21 disposed in the center, and a clad 25 provided concentrically with the core 21 on the outer peripheral side of the core 21.
  • the cladding 25 includes at least an inner cladding portion 22 adjacent to the outer peripheral side of the core 21, a trench portion 23 formed adjacent to the outer peripheral side of the inner cladding portion 22, and an outer portion formed on the outer peripheral side of the trench portion 23.
  • a clad portion 24 is a schematic configuration of an optical fiber 30 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the optical fiber 30 includes a core 21 disposed in the center, and a clad 25 provided concentrically with the core 21 on the outer peripheral side of the core 21.
  • the cladding 25 includes at least an inner cladding portion 22 adjacent to the outer peripheral side of the core 21, a trench portion 23 formed adjacent to the outer peripheral side of the inner cladding portion 22, and an outer portion formed on the outer
  • FIG. 21 schematically shows the refractive index distribution of the optical fiber 30.
  • the refractive index of the core 21 is ⁇ 1, and the maximum refractive index is ⁇ 1max.
  • the refractive index of the inner cladding portion 22 is ⁇ 2, and the minimum refractive index is ⁇ 2min.
  • the refractive index of the trench portion 23 is ⁇ 3, and the minimum refractive index is ⁇ 3 min.
  • the refractive index of the outer cladding part 24 is assumed to be ⁇ 4.
  • the maximum refractive index ⁇ 1max of the core 21 is the refractive index of the core 21 that is maximized in the radial range from the center of the core 21 to the outer periphery.
  • the refractive index ⁇ 1 is equal to the maximum refractive index ⁇ 1max over the entire range.
  • the minimum refractive index ⁇ 2min of the inner cladding portion 22 is the refractive index of the inner cladding portion 22 that is the smallest in the radial range from the inner periphery to the outer periphery of the inner cladding portion 22.
  • the refractive index ⁇ 2 is equal to the minimum refractive index ⁇ 2min over the entire range.
  • the minimum refractive index ⁇ 3min of the trench portion 23 is the refractive index of the trench portion 23 that is the smallest in the radial range from the inner periphery to the outer periphery of the trench portion 23.
  • the refractive index ⁇ 3 is equal to the minimum refractive index ⁇ 3min over the entire range.
  • the following formula (21) is established. ⁇ 1max> ⁇ 2> ⁇ 3min (21)
  • the maximum refractive index ⁇ 1max of the core 21 is set larger than the refractive index ⁇ 2 of the inner cladding portion 22.
  • the refractive index ⁇ 2 of the inner cladding portion 22 is set to be larger than ⁇ 3 min of the trench portion 23.
  • the following expression (22) is further established. ⁇ 1max> ⁇ 4> ⁇ 3min (22)
  • the maximum refractive index ⁇ 1max of the core 21 is set to be larger than the refractive index ⁇ 4 of the outer cladding portion 24.
  • the refractive index ⁇ 4 of the outer cladding portion 24 is set to be larger than ⁇ 3 min of the trench portion 23.
  • Equation (23) means that the difference between the refractive index ⁇ 4 of the outer cladding portion 24 and the minimum refractive index ⁇ 3min of the trench portion 23 exceeds 0.01% and is less than 0.03%.
  • the bending loss may not be sufficiently reduced.
  • the difference between ⁇ 4 and ⁇ 3min is too small, the bending loss may not be sufficiently reduced.
  • the difference between ⁇ 4 and ⁇ 3min is too large, the mode field diameter becomes small, and there is a possibility that the connection loss when connecting to another optical fiber (for example, a normal single mode optical fiber (S-SMF)) becomes large. is there.
  • the bending loss can be reduced by setting the difference between ⁇ 4 and ⁇ 3min to a range exceeding 0.01%.
  • the difference between ⁇ 4 and ⁇ 3min to be less than 0.03%, the mode field diameter (MFD) can be optimized and the connection loss when connecting to another optical fiber can be kept low.
  • the outer peripheral radii of the core 21, the inner cladding part 22, the trench part 23, and the outer cladding part 24 are r1, r2, r3, and r4, respectively.
  • the ratio r2 / r1 between the outer peripheral radius r2 of the inner cladding portion 22 and the outer peripheral radius r1 of the core 21 is in the range shown in the following equation (25). 1 ⁇ r2 / r1 ⁇ 5 (25)
  • r2 / r1 If r2 / r1 is too small, bending loss may increase. On the other hand, if r2 / r1 is too large, the mode field diameter becomes small, and there is a possibility that the connection loss becomes large when connected to another optical fiber (for example, S-SMF). In the optical fiber 30, bending loss can be reduced by setting r2 / r1 to 1 or more. By setting r2 / r1 to 5 or less, the mode field diameter can be optimized and the connection loss when connected to another optical fiber can be kept low.
  • S-SMF optical fiber
  • the ratio r3 / r2 between the outer peripheral radius r3 of the trench part 23 and the outer peripheral radius r2 of the inner cladding part 22 is in the range represented by the following equation (26). 1 ⁇ r3 / r2 ⁇ 2 (26)
  • r3 / r2 If r3 / r2 is too small, bending loss may increase. On the other hand, if r3 / r2 is too large, the mode field diameter becomes small, and the connection loss when connected to another optical fiber (for example, S-SMF) may increase. In the optical fiber 30, by making r3 / r2 greater than 1, bending loss can be reduced. By setting r3 / r2 to 2 or less, the mode field diameter can be optimized and the connection loss when connected to another optical fiber can be kept low.
  • S-SMF optical fiber
  • the optical fiber 30 has a cable cutoff wavelength ⁇ cc of 1260 nm or less. That is, the following equation (27) is established. ⁇ cc ⁇ 1260 nm (27) As a result, ITU-T Recommendation G. 652 can be satisfied.
  • the cable cutoff wavelength ⁇ cc is, for example, ITU-T Recommendation G. It can be measured by the measurement method described in 650.
  • the optical fiber 30 is set so that the mode field diameter (MFD) at a wavelength of 1310 nm is 8.6 ⁇ m or more and 9.5 ⁇ m or less by adjusting the refractive index and the outer radius. That is, the following equation (28) is established. 8.6 ⁇ m ⁇ MFD ⁇ 9.5 ⁇ m (28) By setting the mode field diameter within this range, connection loss when connected to another optical fiber (for example, S-SMF) can be kept low.
  • the optical fiber 30 has an ITU-T G.D. It satisfies the provisions of 652.
  • the optical fiber 30 preferably has a loss increase of 0.25 dB or less at a wavelength of 1550 nm when it is wound 10 times on a cylindrical mandrel having a diameter of 15 mm. Further, the increase in loss at a wavelength of 1625 nm when wound around a cylindrical mandrel having a diameter of 15 mm 10 times is preferably 1.0 dB or less.
  • the core 21 can be made of silica glass whose refractive index is increased by adding a dopant such as germanium (Ge).
  • the inner cladding portion 22 and the trench portion 23 can be made of silica glass whose refractive index is lowered by adding a dopant such as fluorine (F).
  • the outer cladding portion 24 can be made of, for example, pure silica glass. The outer cladding portion 24 may adjust the refractive index by adding a dopant (eg, Ge, F, etc.).
  • Each layer constituting the optical fiber 30 can be formed by a known method such as an MCVD method, a PCVD method, a VAD method, an OVD method, or a combination thereof.
  • the optical fiber preform can be manufactured as follows.
  • a glass deposition layer to be the trench portion 23 is formed inside a silica glass tube to be the outer cladding portion 24 (for example, a glass tube made of pure silica glass) using a raw material containing a dopant such as fluorine (F).
  • a glass deposition layer to be the inner cladding portion 22 is formed inside the glass deposition layer using a raw material containing a dopant such as fluorine (F).
  • the refractive indexes of the trench portion 23 and the inner cladding portion 22 can be adjusted by the amount of dopant added.
  • a glass deposition layer to be the core 21 is formed inside the glass deposition layer using a raw material containing a dopant such as germanium (Ge).
  • the core 21 can also be formed using a separately prepared core rod.
  • the silica glass tube on which the glass deposition layer is formed is made into an optical fiber preform through processes such as transparency and solidification.
  • the optical fiber 30 shown in FIG. 20 is obtained by drawing this optical fiber preform.
  • the CVD method is preferable in that the refractive index distribution can be accurately adjusted by adding a dopant.
  • the VAD method and the OVD method can also be applied to manufacture the optical fiber 30.
  • the VAD method and the OVD method have an advantage of high productivity.
  • the difference in refractive index between the trench portion 23 and the outer cladding portion 24 is set to the above range (see formula (23)), and the ratio of the outer peripheral radii of the core 21, the inner cladding portion 22, and the trench portion 23 is set.
  • the present inventor has found that the bending loss can be reduced without reducing the mode field diameter.
  • the optical fiber 30 is technically significant in that it adopts this refractive index distribution to achieve both suppression of connection loss and reduction of bending loss when connected to another optical fiber.
  • the conventional manufacturing method for example, a normal S-SMF manufacturing method
  • the refractive index of the outer cladding part 24 can be adjusted easily and accurately.
  • the difference in refractive index between the trench portion 23 and the outer cladding portion 24 is small, there are few restrictions based on the manufacturing method. For example, not only the CVD method suitable for adjusting the refractive index distribution but also a VAD method and an OVD method can be employed. Therefore, the optical fiber 30 can be easily manufactured, and the manufacturing cost can be kept low.
  • the optical fiber 30 has a small difference in refractive index between the trench portion 23 and the outer cladding portion 24, the amount of dopant such as fluorine (F) for forming the trench portion 23 can be reduced. Since the source gas (for example, SiF 4 ) used for doping such as fluorine (F) is expensive, the source cost can be suppressed and the manufacturing cost can be reduced by reducing the dopant addition amount.
  • the source gas for example, SiF 4
  • the outer radius radii r1 to r4 of the core 21, the inner clad part 22, the trench part 23, and the outer clad part 24 have the relationship shown in the equation (24).
  • r1 ⁇ r2 ⁇ r3 ⁇ r4 (24)
  • the clad 25 includes only the trench part 23 and the outer clad part 24 formed on the outer peripheral side of the trench part 23.
  • the clad 25 includes three layers (an inner clad part, a trench part, and an outer clad part), but the clad may have other layers.

Abstract

　光ファイバは、コアと、コアの外周を取り囲むクラッドと、を備え、コアの中心からの距離ｒに対する比屈折率差がΔ（ｒ）で表される屈折率分布を有し、下記の数式（ここで、ｒの単位はμｍであり、比屈折率差Δ（ｒ）の単位は％であり、Δｒｅｆ（ｒ）＝－０．０６４ｒ＋０．４９４であり、ＭＦＤ１．３１は波長１．３１μｍにおけるモードフィールド径である。）で表されるＡの値が、０．３％・μｍ以下である。

Description

光ファイバおよびその製造方法
　本発明は、低い曲げ損失を有する光ファイバおよびその製造方法に関する。
　本願は、２０１４年９月２６日に出願された日本国特許出願２０１４－１９５９３７号及び日本国特許出願２０１４－１９５９３８号、及び２０１４年１２月１０日に出願された２０１４－２４９８４６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　低い曲げ損失を有する光ファイバ（低曲げ損失光ファイバ）は、特に、オフィスや家庭等へ光ファイバを導入するＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ　Ｔｏ　Ｔｈｅ　Ｈｏｍｅ）のために必要とされている。例えばビルや宅内に光ファイバを引き回す際に、小さな曲げが入る可能性がある。また、引き回しで余った長さの部分（余長部）は所定半径以上に巻回されて収納されるが、余長部を小さく曲げることで、収納スペースを削減することができる。そのため、小さな曲げを入れても損失が増加しない、いわゆる曲げ損失（マクロベンド損失）を低減した光ファイバが重要となる。宅内配線用の光ファイバにおいては、基地局とユーザ宅とを結ぶ光ファイバとの接続損失が小さいことから、低コストであることも要求される。基地局とユーザ宅とを結ぶ光ファイバは、距離が長いことから、汎用のシングルモード（ＳＭ）ファイバが使用されている。
　標準シングルモード光ファイバ（Ｓ－ＳＭＦ）の規格であるＩＴＵ－Ｔ　Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ Ｇ．６５２に準拠しつつ、標準シングルモード光ファイバに比べて曲げ損失が低減された光ファイバの規格として、ＩＴＵ－Ｔ　Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ Ｇ．６５７がある。
　これまで、低曲げ損失光ファイバを得るには、例えば、モードフィールド径（ＭＦＤ）を小さくする（例えば特許文献１，２、及び非特許文献１参照）、コアの周囲にトレンチ（低屈折率部）を設ける（例えば特許文献３～５参照）、コアの屈折率分布をα乗分布（グレーデッドインデックス型）とする（例えば特許文献４，６参照）等が提案されている。
日本国特許第４２６８１１５号公報 国際公開第２００６／０１６５７２号パンフレット 日本国特開２０１３－８８８１８号公報 米国特許第８４２８４１１号明細書 日本国特開昭６３－４３１０７号公報 米国特許第８５８８５６９号明細書
K. Okamoto and T. Okoshi, "Computer-aided synthesis of the optimum refractive index profile for a multimode fiber,"IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. MTT-25, pp.213-221, 1976
　特許文献１の図２に示されるように、ＭＦＤを小さくすると、汎用ＳＭファイバとの接続損失が増加する。このため、汎用ＳＭファイバと同等のＭＦＤ（波長１．３１μｍで９．２μｍ程度）が好ましい。
　コアの周囲にトレンチを設けた場合、ＭＦＤを小さくすることなく、低い曲げ損失を実現することができる。しかし、外付け法（ＯＶＤ法）や低屈折率ガラス（例えば石英管）のジャケット等によりトレンチを作製する場合には、光ファイバの製造工程が増える。内付け法（ＣＶＤ法）でコア部からトレンチ部まで一括で作製することもできるが、作製できる母材サイズが小さく、一つの母材から紡糸により製造可能な光ファイバが短くなる。
　結果として、いずれの方法でも製造コストが増大する。
　以上の考察から、低曲げ損失光ファイバは、汎用光ファイバと同等のＭＦＤを維持したまま、コアおよびクラッドから構成される単峰型の屈折率分布を有することが望まれる。これまで、コアの屈折率分布をα乗分布とすることで、曲げ損失を低減することが知られている。そこで、α乗分布よりも曲げ損失が小さくなるコア屈折率分布を有する光ファイバが求められる。また、コアの周囲にトレンチを設けた場合であっても、α乗分布よりも曲げ損失が小さくなるコア屈折率分布を有する光ファイバが求められる。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、α乗分布よりも曲げ損失が小さくなるコア屈折率分布を有する光ファイバおよびその製造方法を提供する。
　本発明の第１態様は、コアと、コアの外周を取り囲むクラッドと、を備え、コアの中心からの距離ｒに対する比屈折率差がΔ（ｒ）で表される屈折率分布を有し、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
（ここで、ｒの単位はμｍであり、比屈折率差Δ（ｒ）の単位は％であり、Δｒｅｆ（ｒ）＝－０．０６４ｒ＋０．４９４であり、ＭＦＤ１．３１は波長１．３１μｍにおけるモードフィールド径である。）で表されるＡの値が、０．３％・μｍ以下である。
　本発明の第２態様は、上記第１態様の光ファイバにおいて、波長１．３１μｍにおけるモードフィールド径ＭＦＤ１．３１が８．９３μｍ以上９．４μｍ以下であることが好ましい。
　本発明の第３態様は、上記第１または第２態様の光ファイバにおいて、コア全体における最大比屈折率差Δｍａｘと、コアの中心からの距離ｒが１μｍ以下の範囲内における最大比屈折率差Δｃとが等しいことが好ましい。
　本発明の第４態様は、上記第１～第３態様のうちいずれか１態様の光ファイバにおいて、コア全体における最大比屈折率差Δｍａｘが０．３９％よりも大きいことが好ましい。
　本発明の第５態様は、上記第１～第４態様のうちいずれか１態様の光ファイバにおいて、コア全体における最大比屈折率差Δｍａｘが０．５０％よりも小さいことが好ましい。
　本発明の第６態様は、上記第１～第５態様のうちいずれか１態様の光ファイバにおいて、ケーブルカットオフ波長λｃｃが１２６０ｎｍ以下であることが好ましい。
　本発明の第７態様は、上記第１～第６態様のうちいずれか１態様の光ファイバにおいて、ケーブルカットオフ波長λｃｃが１１７０ｎｍ以上であることが好ましい。
　本発明の第８態様は、上記第１～第７態様のうちいずれか１態様の光ファイバにおいて、波長１．３１μｍにおけるモードフィールド径ＭＦＤ１．３１とケーブルカットオフ波長λｃｃとの比、ＭＦＤ１．３１／λｃｃで表されるＭＡＣ値が７．３８以上７．７以下であることが好ましい。
　本発明の第９態様は、上記第１～第８態様のうちいずれか１態様の光ファイバの製造方法であって、コアの中心からの距離ｒに対する比屈折率差がΔ（ｒ）で表される屈折率分布を有し、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 （ここで、ｒの単位はμｍであり、比屈折率差Δ（ｒ）の単位は％であり、Δｒｅｆ（ｒ）＝－０．０６４ｒ＋０．４９４であり、ＭＦＤ１．３１は波長１．３１μｍにおけるモードフィールド径である。）で表される前記Ａの値を算出する工程と、前記Ａの値が、０．３％・μｍ以下であることを確認する工程を有する。
　上記本発明に係る態様によれば、コアの中心部に近いほど比屈折率差が高く、コアの中心に光を閉じ込めやすい光ファイバが得られ、光ファイバに曲げが生じた際の損失を低減することができる。
本発明の第１実施形態に係る光ファイバを模式的に示す断面図である。 第１実施形態の実施例におけるＡの値と曲げ損失との関係を示すグラフである。 例１の光ファイバの屈折率分布を示すグラフである。 例２の光ファイバの屈折率分布を示すグラフである。 例３の光ファイバの屈折率分布を示すグラフである。 例４の光ファイバの屈折率分布を示すグラフである。 例５の光ファイバの屈折率分布を示すグラフである。 例６の光ファイバの屈折率分布を示すグラフである。 例７の光ファイバの屈折率分布を示すグラフである。 例８の光ファイバの屈折率分布を示すグラフである。 例９の光ファイバの屈折率分布を示すグラフである。 本発明の第１実施形態に係る光ファイバの屈折率分布を模式的に示す図である。 シミュレーションで用いた屈折率分布を模式的に示す図である。 シミュレーションで用いた屈折率分布を模式的に示す図である。 シミュレーションで用いた屈折率分布を模式的に示す図である。 曲げ損失の計算結果を示す図である。 曲げ損失の計算結果を示す図である。 曲げ損失の計算結果を示す図である。 基準屈折率分布における規格化した電界強度分布を示す図である。 第２実施形態に係る光ファイバを模式的に示す断面図である。 前図に示す光ファイバの屈折率分布を模式的に示す図である。 第３実施形態に係る光ファイバを模式的に示す断面図である。 前図に示す光ファイバの屈折率分布を模式的に示す図である。 第４実施形態に係る光ファイバを模式的に示す断面図である。 前図に示す光ファイバの屈折率分布を模式的に示す図である。 他の実施形態に係る光ファイバの屈折率分布を模式的に示す図である。
（第１実施形態）
　以下、本発明の好適な第１実施形態を説明する。
　本実施形態の光ファイバ５は、図１に示すように、光ファイバ５の中心部に設けられるコア１と、コア１の外周を取り囲むクラッド４とを有する。クラッド４は、一般にコア１に対して同心状であるが、許容範囲内でクラッド４とコア１とが偏心することがあり得る。
　コアの屈折率分布は、コアの中心からの距離ｒに対する比屈折率差Δの関数として、Δ（ｒ）で表される。距離ｒは非負である（ｒ≧０）。コアの比屈折率差Δは、クラッドの屈折率を基準とした比屈折率差を意味する。クラッドでは、比屈折率差が０である。本実施形態では、低曲げ損失光ファイバを得るための条件として、次の数式（Ａの定義式）により定義されるＡの値の範囲が特定される。定義式の導出については、後述する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　ここで、ｒの単位はμｍであり、比屈折率差Δ（ｒ）の単位は％である。Δｒｅｆ（ｒ）＝－０．０６４ｒ＋０．４９４である。ＭＦＤ１．３１は波長１．３１μｍにおけるモードフィールド径である。
　ＳＭファイバにおいて、ＭＦＤは必ずしもコア径（直径）に等しいわけではないが、一般にコア径と同程度である。そうすると、０．５ＭＦＤ１．３１は、ほぼコア半径に等しいから、ｒ≦０．４４ＭＦＤ１．３１となる領域は、コアの大部分（周辺部を除く。）を表す。ｒ≦０．２２ＭＦＤ１．３１となる領域は、コアの中心部を表す。
　前記Ａの定義式は、０≦ｒ≦０．２２ＭＦＤ１．３１の区間における定積分（第１の定積分）と、０．２２ＭＦＤ１．３１≦ｒ≦０．４４ＭＦＤ１．３１の区間における定積分（第２の定積分）とを含む。第１の定積分と第２の定積分は、積分区間の幅（０．２２ＭＦＤ１．３１）が等しく、被積分関数（Δ（ｒ）－Δｒｅｆ（ｒ））も同一であるが、符号が反対であり、Ａに対する寄与が異なる。その結果、コアの中心部に近いほど比屈折率差が高い屈折率分布は、Ａの値が小さくなる傾向がある。
　そこで、Ａの値は、０．３％・μｍ以下が好ましい。これにより、コアの中心に光を閉じ込めやすい光ファイバが得られ、光ファイバに曲げが生じた際の損失を低減することができる。Ａの値は、０．２％・μｍ以下がより好ましく、０．１％・μｍ以下がさらに好ましい。
　前記Ａの定義式におけるΔｒｅｆ（ｒ）は、前記Ａの定義式において参照される屈折率分布（参照屈折率分布）を表す。本実施形態においては、Δｒｅｆ（ｒ）がｒの一次式で表される。具体的には、上述したとおり、Δｒｅｆ（ｒ）＝－０．０６４ｒ＋０．４９４である。コアの屈折率分布が、参照屈折率分布Δｒｅｆ（ｒ）と同じく、Δ（ｒ）＝－０．０６４ｒ＋０．４９４で表される場合、前記Ａの定義式における被積分関数（Δ（ｒ）－Δｒｅｆ（ｒ））が恒等的に０になるので、Ａの値も０になる。Ａの値は、例えば、０％・μｍ以上、－０．０１％・μｍ以上、－０．０２％・μｍ以上、－０．０３％・μｍ以上、－０．０５％・μｍ以上、－０．１％・μｍ以上、－０．２％・μｍ以上、－０．３％・μｍ以上、等であってもよい。
　本実施形態の光ファイバの製造方法は、前記Ａの定義式を使用してＡの値を算出する工程と、Ａの値が所定の範囲内（例えば、０．３％・μｍ以下）であることを確認する工程を有する。このＡの算出工程および確認工程は、光ファイバの製造に際して行われる一連の工程、例えば光ファイバの屈折率分布を設計する工程、前記屈折率分布を有する光ファイバ母材を製造する工程、前記光ファイバ母材から光ファイバを紡糸する工程等に対して前後を問わず、任意の段階で行うことができる。
　本実施形態の光ファイバは、軸付け法（ＶＡＤ法）、外付け法（ＯＶＤ法）、内付け法（ＣＶＤ法）などの公知の母材作製方法により光ファイバ母材を作製した後、光ファイバ母材から光ファイバを紡糸することによって製造することができる。光ファイバ母材の作製方法の一例として、少なくともコアを構成するガラスをＯＶＤ法またはＣＶＤ法で作製し、残りのガラス部分をさらなるシリカ（ＳｉＯ２）ガラスの堆積、石英管のジャケット等により作製することが挙げられる。より具体的には、コアの全部またはコアの全部とクラッドの一部をＶＡＤ法で作製し、クラッドの残部をＯＶＤ法で製造する方法が挙げられる。ＯＶＤ法またはＣＶＤ法で作製する部分は、コアを構成するガラス（一部または全部）のみであってもよく、それに加えてクラッドを構成するガラスの一部を含んでもよい。
光ファイバのサイズは特に限定されないが、例えばクラッド径として１２５μｍ、８０μｍ等が挙げられる。紡糸後の光ファイバには、クラッドの外周に樹脂等の被覆が１層または２層以上積層されてもよい。
　基地局とユーザ宅とを結ぶ光ファイバに多用される、汎用ＳＭファイバとの接続損失を抑制するためには、汎用ＳＭファイバと同程度のＭＦＤを有することが好ましい。例えば、波長１．３１μｍにおけるモードフィールド径ＭＦＤ１．３１として、９．２μｍ程度が好ましい。具体的には、ＭＦＤ１．３１が９．２μｍ±０．２μｍ、あるいは８．９３μｍ以上９．４μｍ以下であることが好ましい。
　コアの屈折率分布は、コア直径の範囲内でピークを１つのみ有する、単峰型であることが好ましい。ここで、単峰型とは、コアの比屈折率差が最大値をとる点が、コア直径の範囲内で１点のみであることを意味する。コア直径の範囲は、コア中心を０として、半径上の座標値が正となる側だけでなく、半径上の座標値が負となる側を含む。もしコアの屈折率分布が同心状であれば、コア中心において比屈折率差が最大値をとる。そこで、コア全体における最大比屈折率差Δｍａｘと、コアの中心からの距離ｒが１μｍ以下の範囲内における最大比屈折率差Δｃとが等しいことが好ましい。
　光ファイバにおいてコアに光を閉じ込めるには、クラッドに比べてコアの屈折率が高ければよいが、比屈折率差が小さすぎると光の閉じ込めが弱くなる。このため、コア全体における最大比屈折率差Δｍａｘが０．３９％よりも大きいことが好ましい。その反対に、比屈折率差が大きすぎるとドーパントの必要量が増えてコストが増加する。このため、コア全体における最大比屈折率差Δｍａｘが０．５０％よりも小さいことが好ましい。
　光ファイバが曲げ損失の影響を受けにくい場合、光ファイバがシングルモード伝搬を行う波長範囲の下限値であるカットオフ波長が短くなり、シングルモード伝搬の波長範囲が拡大される。そのため、光ファイバのケーブルカットオフ波長λｃｃ（すなわち、２２ｍのカットオフ波長λｃ２２ｍ）は、１２６０ｎｍ以下であることが好ましい。λｃｃは１１７０ｎｍ以上でよい。さらに、波長１．３１μｍにおけるモードフィールド径ＭＦＤ１．３１とケーブルカットオフ波長λｃｃとの比（ＭＦＤ１．３１／λｃｃ）で表されるＭＡＣ値は、７．３８以上７．７以下であることがより好ましい。
　以上、本発明を好適な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
　石英系光ファイバの製造に使用されるドーパントは、ゲルマニウム（Ｇｅ）、リン（Ｐ）、フッ素（Ｆ）、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）等が挙げられる。２種以上のドーパントを使用してもよい。コアおよびクラッドの組成の一例として、コア材料はＧｅ添加シリカ、クラッド材料は純シリカが挙げられる。
　以上、本発明の第１実施形態を説明してきたが、これらは本発明の例示であり、追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。
　以下、実施例をもって本発明を具体的に説明する。
（定義式の導出）
　まず、コア形状及び曲げ損失の関係を確認するために、コア形状が異なるが、ケーブルカットオフ波長λｃｃ、波長１．３１μｍのＭＦＤが一定となる屈折率分布でシミュレーションを実施した。コア径ｒ１、コア中心部の比屈折率差Δｃ、半径ｒ１における比屈折率差Δ（ｒ１）を変数として特性を調整した（図１２）。
　使用した屈折率分布を図１３Ａ～図１３Ｃに示す。図１３Ａ～図１３Ｃはそれぞれ、（λｃｃ［μｍ］／ＭＦＤ［μｍ］）が順に（１．２０／９．００），（１．２３／９．１５），（１．２６／９．３）である。なお、分散値をＩＴＵ－Ｔ　Ｇ．６５２．Ｄ規格に準拠させるため、クラッド部に若干の低屈折率部（ディプレスト部）を持たせることで屈折率分布によっては調整を行っている。
　これらの屈折率分布における曲げ損失の計算結果を図１４Ａ～図１４Ｃに示す。これらの結果からコア中心部の比屈折率差が大きくなるほど（またはコア形状の傾きΔ（ｒ１）／Δｃが小さくなるほど）、曲げ損失が小さくなることがわかる。
　しかしながら、実際のプロファイルではズレが生じ、コア中心部の比屈折率差や傾きを用いて表すことが難しい。そこで、シミュレーションで最も曲げ損失が小さくなった屈折率分布（基準屈折率分布）とのズレから、曲げ損失との関係を表現することを見出した。基準屈折率分布はｒｌ＝５．４５μｍ、Δｃ＝０．４９４％、Δ（ｒｌ）＝０．１４５％、（Δ（ｒ）＝０．０６４ｒ＋０．４９４（ｒ≦５．４５））であり、これを用いてズレを下記のように表した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 （ここで、ｒの単位はμｍであり、比屈折率差Δ（ｒ）の単位は％であり、Δｒｅｆ（ｒ）＝－０．０６４ｒ＋０．４９４であり、ＭＦＤ１．３１は波長１．３１μｍにおけるモードフィールド径である。）
　図１５に基準屈折率分布における規格化した電界強度分布を表す。規格化した電界強度が０．５になる半径はおおよそ０．４４×ＭＦＤ＝βとなる位置で、この場合４μｍであった。コア中心における光の閉じ込めが曲げ損失に影響を与えると考え、このβより内側の形状でズレを表現している。また、この範囲内でも、内周部（０＜ｒ＜α＝β／１２）・外側（α＝β／１２＜ｒ＜β）で重み付けをしている。
（光ファイバの作製）
　コア部およびその周囲に設けられたクラッド部を有する光ファイバを作製した。光ファイバは、光ファイバ母材を線引き（紡糸）することで、製造した。光ファイバ母材は、ＶＡＤ法またはＣＶＤ法でコアの全部とクラッドの一部からなるコア部材を作製した後、コア部材の周囲にＯＶＤ法で残りのクラッド部を形成する方法で製造した。例１～８ではコア母材をＶＡＤ法で作製し、例９ではコア母材をＣＶＤ法で作製した。
　得られた光ファイバの屈折率分布を、半径［μｍ］に対する比屈折率差Δで表す。例１～９の光ファイバの屈折率分布の形状を、それぞれ図３～１１に示す。これらのグラフ中、半径［μｍ］は、コア中心を０［μｍ］とし、正負いずれの値もとり得る。Ａの定義式におけるコアの中心からの距離ｒ［μｍ］は、半径［μｍ］の絶対値であり、０または正の値をとる。
　表１に、例１～９の光ファイバの各パラメータを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　Δｍａｘは、コア全体における最大の比屈折率差［％］である。Δｃは、コアの中心からの距離ｒが１μｍ以下の範囲内（つまり、－１μｍ≦半径≦１μｍ）における最大の比屈折率差［％］である。ｒ１は、コアの半径［μｍ］である。コアの中心からの距離ｒがコア半径ｒ１より大きい領域はクラッドであり、クラッドにおける比屈折率差は０である。Δｍｉｎは、コア全体における最小の比屈折率差［％］である。
　λｃｃは、ケーブルカットオフ波長［μｍ］である。ＭＦＤ１．３１は、波長１．３１μｍにおけるモードフィールド径［μｍ］である。ＭＡＣは、ＭＦＤ１．３１／λｃｃで表される比の値を表す。曲げ損失は、曲げ半径１５ｍｍ、波長１．５５μｍにおける曲げ損失［ｄＢ／１０ｔｕｒｎ］である。
　例１～９の光ファイバは、ＩＴＵ－Ｔ　Ｇ．６５２．Ｄ規格に準拠した特性となっていた。この規格では、ＭＦＤ１．３１が８．６～９．５μｍ、クラッド径が１２５．０±１μｍ、コア偏心量が０．６μｍ以下、クラッド非円率が１．０％以下、ケーブルカットオフ波長が１２６０ｎｍ以下、マクロベンド損失（波長１６２５ｎｍ、半径３０ｍｍ、１００ターン）が０．１ｄＢ以下、ゼロ分散波長λ０が１３００ｎｍ以上１３２４ｎｍ以下、ゼロ分散スロープ係数Ｓ０が０．０９２ｐｓ／ｎｍ２×ｋｍ以下と規定されている。
　前記Ａの定義式により、Ａ［％・μｍ］の値を算出した。例１～９における、Ａの値と、曲げ損失（波長１．５５μｍ、半径１５ｍｍ、１０ターン）との関係を、図１のグラフに示す。Ａの値が小さくなるにつれ、曲げ損失が小さな値をとる傾向が見出された。表１で、Ａ≦０．３％・μｍに該当するのは、例１～６および例９である。
　図１の破線は、α乗屈折率分布（α＝３）の光ファイバについて求めた曲げ損失の値を示す。α乗屈折率分布（α＝３）の光ファイバでは、曲げ損失が０．０３４ｄＢ／１０ｔｕｒｎ、モードフィールド径ＭＦＤ１．３１が９．２μｍ、ケーブルカットオフ波長λｃｃが１．２０μｍであった。これらの結果から、Ａの値を０．３％・μｍ以下とすることにより、α乗屈折率分布（α＝３）の光ファイバよりも低曲げ損失の光ファイバが得られることが分かった。
（第２実施形態）
　上記実施形態では、光ファイバ５がコア１とクラッド４とを有する形態を説明したが、クラッド４について、以下の構成を有していてもよい。
　図１６に、本発明の第２実施形態に係る光ファイバ１０の概略構成を示す。
　光ファイバ１０は、中心部に配されるコア１と、コア１の外周側にコア１と同心状に設けられたクラッド４とを有する。
　クラッド４は、少なくとも、コア１の外周側に隣接した内クラッド部２と、内クラッド部２の外周側に形成された外クラッド部３とを有する。
　図１７に、光ファイバ１０の屈折率分布を模式的に示す。
　コア１の屈折率をΔ１とし、最大屈折率をΔ１ｍａｘとする。
　内クラッド部２の屈折率をΔ２とし、最小屈折率をΔ２ｍｉｎとする。
　外クラッド部３の屈折率をΔ３とする。
　コア１の最大屈折率Δ１ｍａｘは、コア１の中心から外周までの径方向範囲において最大となるコア１の屈折率である。図１７に示す屈折率分布では、コア１の屈折率Δ１は径方向位置にかかわらず一定であるため、屈折率Δ１は全範囲で最大屈折率Δ１ｍａｘに等しい。
　内クラッド部２の最小屈折率Δ２ｍｉｎは、内クラッド部２の内周から外周までの径方向範囲において最小となる内クラッド部２の屈折率である。図１７に示す屈折率分布では、内クラッド部２の屈折率Δ２は径方向位置にかかわらず一定であるため、屈折率Δ２は全範囲で最小屈折率Δ２ｍｉｎに等しい。
　光ファイバ１０では、次の式（１１）が成り立つ。
　Δ１ｍａｘ＞Δ２ｍｉｎ、かつΔ１ｍａｘ＞Δ３　　・・・（１１）
　式（１１）に示すように、コア１の最大屈折率Δ１ｍａｘは、内クラッド部２の最小屈折率Δ２ｍｉｎおよび外クラッド部３の屈折率Δ３より大きく設定されている。
　また、光ファイバ１０では、内クラッド部２の最小屈折率Δ２ｍｉｎは、外クラッド部３の屈折率Δ３より小さく設定されている。
　光ファイバ１０では、さらに、次の式（１２）が成り立つ。
　０．０１％＜｜Δ２ｍｉｎ－Δ３｜＜０．０３％　　・・・（１２）
　式（１２）は、内クラッド部２の最小屈折率Δ２ｍｉｎと外クラッド部３の屈折率Δ３との差の絶対値が、０．０１％を越え、かつ０．０３％未満であることを意味する。
　Δ２ｍｉｎとΔ３との差の絶対値が小さすぎると、曲げ損失を十分に低減できないおそれがある。一方、Δ２ｍｉｎとΔ３との差の絶対値が大きすぎると、モードフィールド径が小さくなり、他の光ファイバ（例えば通常のシングルモード光ファイバ（Ｓ－ＳＭＦ））と接続した際の接続損失が大きくなるおそれがある。
　光ファイバ１０では、Δ２ｍｉｎとΔ３との差の絶対値を０．０１％を越える範囲とすることによって、曲げ損失を低減することができる。また、Δ２ｍｉｎとΔ３との差の絶対値を０．０３％未満とすることによって、モードフィールド径（ＭＦＤ）を適正化し、他の光ファイバと接続した際の接続損失を低く抑えることができる。
　第１実施形態の光ファイバ１０では、Δ１ｍａｘと、Δ２ｍｉｎと、Δ３との大小関係に関して、次の式（１１Ａ）が成り立つ。
　Δ１ｍａｘ＞Δ３＞Δ２ｍｉｎ　　・・・（１１Ａ）
　式（１１Ａ）に示すように、コア１の最大屈折率Δ１ｍａｘは、外クラッド部３の屈折率Δ３より大きく設定されている。
　外クラッド部３の屈折率Δ３は、内クラッド部２の最小屈折率Δ２ｍｉｎより大きく設定されている。
　Δ３がΔ２ｍｉｎより大きいため、上述の式（１２）は、次のように記載することができる。
　０．０１％＜（Δ３－Δ２ｍｉｎ）＜０．０３％　　・・・（１２Ａ）
　式（１２Ａ）は、外クラッド部３の屈折率Δ３と内クラッド部２の最小屈折率Δ２ｍｉｎとの差が、０．０１％を越え、かつ０．０３％未満であることを意味する。
　コア１、内クラッド部２および外クラッド部３の外周半径を、それぞれｒ１、ｒ２、ｒ３とする。
　コア１と内クラッド部２と外クラッド部３との外周半径ｒ１～ｒ３の間には、次の式（１３）に示す関係がある。
　ｒ１＜ｒ２＜ｒ３　　・・・（１３）
　コア１の外周半径ｒ１と内クラッド部２の外周半径ｒ２との比ｒ１／ｒ２は、次の式（１４）に示す範囲にある。
　０．２≦ｒ１／ｒ２≦０．５　　・・・（１４）
　ｒ１／ｒ２が小さすぎると、モードフィールド径が小さくなり、他の光ファイバ（例えばＳ－ＳＭＦ）と接続した際の接続損失が大きくなるおそれがある。一方、ｒ１／ｒ２が大きすぎると、曲げ損失が増大するおそれがある。
　光ファイバ１０では、ｒ１／ｒ２を０．２以上とすることによって、モードフィールド径を適正化し、他の光ファイバと接続した際の接続損失を低く抑えることができる。ｒ１／ｒ２を０．５以下とすることによって、曲げ損失を低減することができる。
　光ファイバ１０は、ケーブルカットオフ波長λｃｃが１２６０ｎｍ以下とされる。すなわち、次の式（１５）が成立する。
　λｃｃ≦１２６０ｎｍ　　・・・（１５）
　これによって、ＩＴＵ－Ｔ　Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ　Ｇ．６５２の規定を満足することができる。
　カットオフ波長λｃｃは、例えばＩＴＵ－Ｔ　Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ　Ｇ．６５０に記載の測定法により測定することができる。
　光ファイバ１０は、上述の屈折率および外周半径の調整によって、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径（ＭＦＤ）が、８．６μｍ以上、かつ９．５μｍ以下となるように設定される。すなわち、次の式（１６）が成立する。
　８．６μｍ≦ＭＦＤ≦９．５μｍ　　・・・（１６）
　モードフィールド径をこの範囲にすることによって、他の光ファイバ（例えばＳ－ＳＭＦ）と接続した際の接続損失を低く抑えることができる。
　光ファイバ１０は、モードフィールド径をこの範囲とすることによって、ＩＴＵ－Ｔ　Ｇ．６５２の規定を満たす。
　光ファイバ１０は、直径１５ｍｍの円筒形のマンドレルに１０回巻回したときの波長１５５０ｎｍにおける損失増加は０．２５ｄＢ以下となることが好ましい。
　また、直径１５ｍｍの円筒形のマンドレルに１０回巻回したときの波長１６２５ｎｍにおける損失増加は１．０ｄＢ以下となることが好ましい。
　コア１は、例えばゲルマニウム（Ｇｅ）等のドーパントを添加することによって屈折率を高めたシリカガラスで構成することができる。
　内クラッド部２は、例えばフッ素（Ｆ）等のドーパントを添加することによって屈折率を低くしたシリカガラスで構成することができる。内クラッド部２は、例えば塩素（Ｃｌ）等のドーパントを添加することによって屈折率を高くしたシリカガラスで構成してもよい。
　外クラッド部３は、例えば純粋シリカガラスで構成することができる。外クラッド部３は、ドーパント（例えばＧｅ、Ｆなど）を添加することによって屈折率を調整してもよい。
　光ファイバ１０を構成する各層は、ＭＣＶＤ法、ＰＣＶＤ法、ＶＡＤ法、ＯＶＤ法などの公知の方法、またはこれらの組み合わせにより形成することができる。
　例えば、ＭＣＶＤ法を採用する場合には、光ファイバ母材を次のようにして作製することができる。
　外クラッド部３となるシリカガラス管（例えば純粋シリカガラスからなるガラス管）の内側に、例えばフッ素（Ｆ）等のドーパントを含む原材料を用いて、内クラッド部２となるガラス堆積層を形成する。内クラッド部２の屈折率はドーパントの添加量によって調整することができる。
　次いで、上記ガラス堆積層の内側に、例えばゲルマニウム（Ｇｅ）等のドーパントを含む原材料を用いて、コア１となるガラス堆積層を形成する。なお、コア１は、別途作製したコアロッドを用いて形成することもできる。
　ガラス堆積層が形成されたシリカガラス管は、透明化、中実化などの工程を経て光ファイバ母材とする。この光ファイバ母材を線引きすることによって、図１６に示す光ファイバ１０を得る。
　ＣＶＤ法は、ドーパントの添加によって屈折率分布を精度よく調整できる点で好ましい。
　光ファイバ１０の製造には、ＶＡＤ法、ＯＶＤ法も適用可能である。ＶＡＤ法、ＯＶＤ法には、生産性が高いという利点がある。
　光ファイバ１０では、内クラッド部２と外クラッド部３の屈折率の差を上記範囲（式（１２）を参照）とし、かつコア１と内クラッド部２の外周半径の比を上記範囲（式（１４）を参照）とすることによって、他の光ファイバと接続した際の接続損失を低く抑え、かつ曲げ損失を低減できる。
　コアに近い部分のクラッドの屈折率が光ファイバの光学特性に大きな影響を与えることは周知であるが、本発明者は、詳細な検討の結果、モードフィールド径を小さくすることなく、曲げ損失を低減できる屈折率分布を見出した。
　光ファイバ１０は、この屈折率分布を採用することにより、他の光ファイバと接続した際の接続損失の抑制と曲げ損失の低減とを両立させている。
　光ファイバ１０は、内クラッド部２と外クラッド部３の屈折率の差が小さいため、従来の製造方法（例えば通常のＳ－ＳＭＦの製造方法）を大きく変更することなく利用して、内クラッド部２および外クラッド部３の屈折率を容易に、かつ精度よく調整することができる。
　また、内クラッド部２と外クラッド部３の屈折率の差が小さいため、製造方法に基づく制約が少ない。例えば、屈折率分布の調整に適しているとされるＣＶＤ法だけでなく、ＶＡＤ法、ＯＶＤ法を採用することもできる。
　従って、光ファイバ１０の製造が容易であり、製造コストを低く抑えることができる。
　光ファイバ１０は、内クラッド部２と外クラッド部３の屈折率の差が小さいため、内クラッド部２を形成するためのフッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）等のドーパントの添加量を削減できる。
　フッ素（Ｆ）等のドープに用いられる原料ガス（例えばＳｉＦ４）は高価であるため、ドーパント添加量の削減によって、原料コストを抑制し、製造コストを低く抑えることができる。
　光ファイバ１０は、図１７に示すように、内クラッド部２の最小屈折率Δ２ｍｉｎが外クラッド部３の屈折率Δ３より小さいため、コア１への光の閉じ込めが良好であり、曲げ損失を低減できる。
（第３実施形態）
　本発明の実施形態において、光ファイバはさらに以下の構成を有していてもよい。
　図１８に、本発明の第２実施形態に係る光ファイバ２０の概略構成を示す。
　光ファイバ２０は、中心部に配されるコア１と、コア１の外周側にコア１と同心状に設けられたクラッド１４とを有する。
　クラッド１４は、少なくとも、コア１の外周側に隣接した内クラッド部１２と、内クラッド部１２の外周側に形成された外クラッド部１３とを有する。
　図１９に、光ファイバ２０の屈折率分布を模式的に示す。
　コア１の屈折率をΔ１とし、最大屈折率をΔ１ｍａｘとする。内クラッド部１２の屈折率をΔ２とし、最小屈折率をΔ２ｍｉｎとする。外クラッド部１３の屈折率をΔ３とする。
　光ファイバ２０では、第１実施形態の光ファイバ１０と同様に、次の式（１７）が成り立つ。
　Δ１ｍａｘ＞Δ２ｍｉｎ、かつΔ１ｍａｘ＞Δ３　　・・・（１７）
　光ファイバ２０では、内クラッド部１２の最小屈折率Δ２ｍｉｎが、外クラッド部１３の屈折率Δ３より大きくされている点で、第１実施形態の光ファイバ１０と異なる。
　光ファイバ２０では、第１実施形態の光ファイバ１０と同様に、次の式（１８）が成り立つ。
　０．０１％＜｜Δ２ｍｉｎ－Δ３｜＜０．０３％　　・・・（１８）
　Δ２ｍｉｎとΔ３との差の絶対値を上記範囲とすることによって、モードフィールド径（ＭＦＤ）を適正化し、他の光ファイバと接続した際の接続損失を低く抑え、かつ曲げ損失を低減することができる。
　コア１と内クラッド部１２と外クラッド部１３との外周半径ｒ１～ｒ３の間には、第１実施形態の光ファイバ１０と同様に、次の式（１９）、（２０）に示す関係がある。
　ｒ１＜ｒ２＜ｒ３　　・・・（１９）
　０．２≦ｒ１／ｒ２≦０．５　　・・・（２０）
　ｒ１／ｒ２を０．２以上とすることによって、モードフィールド径を適正化し、他の光ファイバと接続した際の接続損失を低く抑え、かつ曲げ損失を低減することができる。
　光ファイバ２０は、第１実施形態の光ファイバ１０と同様に、ケーブルカットオフ波長λｃｃが１２６０ｎｍ以下とされる。
　また、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径（ＭＦＤ）は、８．６μｍ以上、かつ９．５μｍ以下とされる。
　光ファイバ２０は、直径１５ｍｍの円筒形のマンドレルに１０回巻回したときの波長１５５０ｎｍにおける損失増加は０．２５ｄＢ以下となることが好ましい。また、直径１５ｍｍの円筒形のマンドレルに１０回巻回したときの波長１６２５ｎｍにおける損失増加は１．０ｄＢ以下となることが好ましい。
　コア１は、例えばゲルマニウム（Ｇｅ）等のドーパントを添加することによって屈折率を高めたシリカガラスで構成することができる。
　内クラッド部１２は、例えば純粋シリカガラスで構成することができる。内クラッド部１２は、例えば塩素（Ｃｌ）等のドーパントを添加することによって屈折率を調整してもよい。
　外クラッド部１３は、例えば純粋シリカガラスで構成することができる。外クラッド部３は、例えばフッ素（Ｆ）等のドーパントを添加することによって屈折率を低くしたシリカガラスで構成してもよい。
　光ファイバ２０は、第１実施形態の光ファイバ１０と同様に、ＭＣＶＤ法、ＰＣＶＤ法、ＶＡＤ法、ＯＶＤ法などにより製造することができる。
　例えば、ＭＣＶＤ法を採用する場合には、光ファイバ母材を次のようにして作製することができる。
　外クラッド部１３となるシリカガラス管（例えばフッ素（Ｆ）等のドーパントを含むシリカガラス管）の内側に、純粋シリカガラスなどの原材料を用いて、内クラッド部１２となるガラス堆積層を形成する。
　次いで、ガラス堆積層の内側に、例えばゲルマニウム（Ｇｅ）等のドーパントを含む原材料を用いて、コア１となるガラス堆積層を形成する。なお、コア１は、別途作製したコアロッドを用いて形成することもできる。
　ガラス堆積層が形成されたシリカガラス管は、透明化、中実化などの工程を経て光ファイバ母材とする。この光ファイバ母材を線引きすることによって、図１８に示す光ファイバ２０を得る。
　光ファイバ２０では、内クラッド部１２と外クラッド部１３の屈折率の差を上記範囲とし、かつコア１と内クラッド部１２の外周半径の比を上記範囲とすることによって、他の光ファイバと接続した際の接続損失を低く抑え、かつ曲げ損失を低減できる。
　光ファイバ２０は、従来の製造方法を大きく変更せずに利用できるため、製造が容易であり、製造コストを低く抑えることができる。
　以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、これらは本発明の例示であり、追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。
　例えば、図１７、図１９に示す光ファイバ１０，２０では、クラッド４，１４は２つのクラッド部（内クラッド部および外クラッド部）からなるが、クラッドは、内クラッド部および外クラッド部以外の層を有していてもよい。
（第４実施形態）
　本発明の実施形態において、光ファイバはさらに以下の構成を有していてもよい。
　図２０に、本発明の第４実施形態に係る光ファイバ３０の概略構成を示す。
　光ファイバ３０は、中心部に配されるコア２１と、コア２１の外周側にコア２１と同心状に設けられたクラッド２５とを有する。
　クラッド２５は、少なくとも、コア２１の外周側に隣接した内クラッド部２２と、内クラッド部２２の外周側に隣接して形成されたトレンチ部２３と、トレンチ部２３の外周側に形成された外クラッド部２４とを有する。
　図２１に、光ファイバ３０の屈折率分布を模式的に示す。
　コア２１の屈折率をΔ１とし、最大屈折率をΔ１ｍａｘとする。
　内クラッド部２２の屈折率をΔ２とし、最小屈折率をΔ２ｍｉｎとする。
　トレンチ部２３の屈折率をΔ３とし、最小屈折率をΔ３ｍｉｎとする。
　外クラッド部２４の屈折率をΔ４とする。
　コア２１の最大屈折率Δ１ｍａｘは、コア２１の中心から外周までの径方向範囲において最大となるコア２１の屈折率である。図２１に示す屈折率分布では、コア２１の屈折率Δ１は径方向位置にかかわらず一定であるため、屈折率Δ１は全範囲で最大屈折率Δ１ｍａｘに等しい。
　内クラッド部２２の最小屈折率Δ２ｍｉｎは、内クラッド部２２の内周から外周までの径方向範囲において最小となる内クラッド部２２の屈折率である。図２１に示す屈折率分布では、内クラッド部２２の屈折率Δ２は径方向位置にかかわらず一定であるため、屈折率Δ２は全範囲で最小屈折率Δ２ｍｉｎに等しい。
　トレンチ部２３の最小屈折率Δ３ｍｉｎは、トレンチ部２３の内周から外周までの径方向範囲において最小となるトレンチ部２３の屈折率である。図２１に示す屈折率分布では、トレンチ部２３の屈折率Δ３は径方向位置にかかわらず一定であるため、屈折率Δ３は全範囲で最小屈折率Δ３ｍｉｎに等しい。
　光ファイバ３０では、次の式（２１）が成り立つ。
　Δ１ｍａｘ＞Δ２＞Δ３ｍｉｎ　　・・・（２１）
　式（２１）に示すように、コア２１の最大屈折率Δ１ｍａｘは、内クラッド部２２の屈折率Δ２より大きく設定されている。
　内クラッド部２２の屈折率Δ２は、トレンチ部２３のΔ３ｍｉｎより大きく設定されている。
　光ファイバ３０では、さらに、次の式（２２）が成り立つ。
　Δ１ｍａｘ＞Δ４＞Δ３ｍｉｎ　　・・・（２２）
　式（２２）に示すように、コア２１の最大屈折率Δ１ｍａｘは、外クラッド部２４の屈折率Δ４より大きく設定されている。
　外クラッド部２４の屈折率Δ４は、トレンチ部２３のΔ３ｍｉｎより大きく設定されている。
　光ファイバ３０では、さらに、次の式（２３）が成り立つ。
　０．０１％＜（Δ４－Δ３ｍｉｎ）＜０．０３％　　・・・（２３）
　式（２３）は、外クラッド部２４の屈折率Δ４とトレンチ部２３の最小屈折率Δ３ｍｉｎとの差が、０．０１％を越え、かつ０．０３％未満であることを意味する。
　Δ４とΔ３ｍｉｎとの差が小さすぎると、曲げ損失を十分に低減できないおそれがある。一方、Δ４とΔ３ｍｉｎとの差が大きすぎると、モードフィールド径が小さくなり、他の光ファイバ（例えば通常のシングルモード光ファイバ（Ｓ－ＳＭＦ））と接続した際の接続損失が大きくなるおそれがある。
　光ファイバ３０では、Δ４とΔ３ｍｉｎとの差を０．０１％を越える範囲とすることによって、曲げ損失を低減することができる。また、Δ４とΔ３ｍｉｎとの差を０．０３％未満とすることによって、モードフィールド径（ＭＦＤ）を適正化し、他の光ファイバと接続した際の接続損失を低く抑えることができる。
　コア２１、内クラッド部２２、トレンチ部２３および外クラッド部２４の外周半径を、それぞれｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４とする。
　コア２１と内クラッド部２２とトレンチ部２３と外クラッド部２４との外周半径ｒ１～ｒ４の間には、次の式（２４）に示す関係がある。
　ｒ１≦ｒ２＜ｒ３＜ｒ４　　・・・（２４）
　内クラッド部２２の外周半径ｒ２とコア２１の外周半径ｒ１との比ｒ２／ｒ１は、次の式（２５）に示す範囲にある。
　１≦ｒ２／ｒ１≦５　　・・・（２５）
　ｒ２／ｒ１が小さすぎると、曲げ損失が増大するおそれがある。一方、ｒ２／ｒ１が大きすぎると、モードフィールド径が小さくなり、他の光ファイバ（例えばＳ－ＳＭＦ）と接続した際の接続損失が大きくなるおそれがある。
　光ファイバ３０では、ｒ２／ｒ１を１以上とすることによって、曲げ損失を低減することができる。ｒ２／ｒ１を５以下とすることによって、モードフィールド径を適正化し、他の光ファイバと接続した際の接続損失を低く抑えることができる。
　トレンチ部２３の外周半径ｒ３と内クラッド部２２の外周半径ｒ２との比ｒ３／ｒ２は、次の式（２６）に示す範囲にある。
　１＜ｒ３／ｒ２≦２　　・・・（２６）
　ｒ３／ｒ２が小さすぎると、曲げ損失が増大するおそれがある。一方、ｒ３／ｒ２が大きすぎると、モードフィールド径が小さくなり、他の光ファイバ（例えばＳ－ＳＭＦ）と接続した際の接続損失が大きくなるおそれがある。
　光ファイバ３０では、ｒ３／ｒ２を１より大きくとすることによって、曲げ損失を低減することができる。ｒ３／ｒ２を２以下とすることによって、モードフィールド径を適正化し、他の光ファイバと接続した際の接続損失を低く抑えることができる。
　光ファイバ３０は、ケーブルカットオフ波長λｃｃが１２６０ｎｍ以下とされる。
すなわち、次の式（２７）が成立する。
　λｃｃ≦１２６０ｎｍ　　・・・（２７）
　これによって、ＩＴＵ－Ｔ　Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ　Ｇ．６５２の規定を満足することができる。
　ケーブルカットオフ波長λｃｃは、例えばＩＴＵ－Ｔ　Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ　Ｇ．６５０に記載の測定法により測定することができる。
　光ファイバ３０は、上述の屈折率および外周半径の調整によって、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径（ＭＦＤ）が、８．６μｍ以上、かつ９．５μｍ以下となるように設定される。すなわち、次の式（２８）が成立する。
　８．６μｍ≦ＭＦＤ≦９．５μｍ　　・・・（２８）
　モードフィールド径をこの範囲にすることによって、他の光ファイバ（例えばＳ－ＳＭＦ）と接続した際の接続損失を低く抑えることができる。
　光ファイバ３０は、モードフィールド径をこの範囲とすることによって、ＩＴＵ－Ｔ　Ｇ．６５２の規定を満たす。
　光ファイバ３０は、直径１５ｍｍの円筒形のマンドレルに１０回巻回したときの波長１５５０ｎｍにおける損失増加は０．２５ｄＢ以下となることが好ましい。
　また、直径１５ｍｍの円筒形のマンドレルに１０回巻回したときの波長１６２５ｎｍにおける損失増加は１．０ｄＢ以下となることが好ましい。
　コア２１は、例えばゲルマニウム（Ｇｅ）等のドーパントを添加することによって屈折率を高めたシリカガラスで構成することができる。
　内クラッド部２２およびトレンチ部２３は、例えばフッ素（Ｆ）等のドーパントを添加することによって屈折率を低くしたシリカガラスで構成することができる。
　外クラッド部２４は、例えば純粋シリカガラスで構成することができる。外クラッド部２４は、ドーパント（例えばＧｅ、Ｆなど）を添加することによって屈折率を調整してもよい。
　光ファイバ３０を構成する各層は、ＭＣＶＤ法、ＰＣＶＤ法、ＶＡＤ法、ＯＶＤ法などの公知の方法、またはこれらの組み合わせにより形成することができる。
　例えば、ＭＣＶＤ法を採用する場合には、光ファイバ母材を次のようにして作製することができる。
　外クラッド部２４となるシリカガラス管（例えば純粋シリカガラスからなるガラス管）の内側に、例えばフッ素（Ｆ）等のドーパントを含む原材料を用いて、トレンチ部２３となるガラス堆積層を形成する。
　前記ガラス堆積層の内側に、例えばフッ素（Ｆ）等のドーパントを含む原材料を用いて、内クラッド部２２となるガラス堆積層を形成する。
　トレンチ部２３および内クラッド部２２の屈折率はドーパントの添加量によって調整することができる。
　次いで、ガラス堆積層の内側に、例えばゲルマニウム（Ｇｅ）等のドーパントを含む原材料を用いて、コア２１となるガラス堆積層を形成する。なお、コア２１は、別途作製したコアロッドを用いて形成することもできる。
　ガラス堆積層が形成されたシリカガラス管は、透明化、中実化などの工程を経て光ファイバ母材とする。この光ファイバ母材を線引きすることによって、図２０に示す光ファイバ３０を得る。
　ＣＶＤ法は、ドーパントの添加によって屈折率分布を精度よく調整できる点で好ましい。
　光ファイバ３０の製造には、ＶＡＤ法、ＯＶＤ法も適用可能である。ＶＡＤ法、ＯＶＤ法には、生産性が高いという利点がある。
　光ファイバ３０では、トレンチ部２３と外クラッド部２４の屈折率の差を前記範囲（式（２３）を参照）とし、かつコア２１、内クラッド部２２、およびトレンチ部２３の外周半径の比を前記範囲（式（２５）～（２７）を参照）とすることによって、他の光ファイバと接続した際の接続損失を低く抑え、かつ曲げ損失を低減できる。
　コアに近い部分のクラッドの屈折率が光ファイバの光学特性に大きな影響を与えることは周知であるが、本発明者は、詳細な検討の結果、モードフィールド径を小さくすることなく、曲げ損失を低減できる屈折率分布を見出した。
　光ファイバ３０は、この屈折率分布を採用することにより、他の光ファイバと接続した際の接続損失の抑制と曲げ損失の低減とを両立させた点に技術的意義がある。
　光ファイバ３０は、トレンチ部２３と外クラッド部２４の屈折率の差が小さいため、従来の製造方法（例えば通常のＳ－ＳＭＦの製造方法）を大きく変更することなく利用して、トレンチ部２３および外クラッド部２４の屈折率を容易に、かつ精度よく調整することができる。
　また、トレンチ部２３と外クラッド部２４の屈折率の差が小さいため、製造方法に基づく制約が少ない。例えば、屈折率分布の調整に適しているとされるＣＶＤ法だけでなく、ＶＡＤ法、ＯＶＤ法を採用することもできる。
　従って、光ファイバ３０の製造が容易であり、製造コストを低く抑えることができる。
　光ファイバ３０は、トレンチ部２３と外クラッド部２４の屈折率の差が小さいため、トレンチ部２３を形成するためのフッ素（Ｆ）等のドーパントの添加量を削減できる。
　フッ素（Ｆ）等のドープに用いられる原料ガス（例えばＳｉＦ４）は高価であるため、ドーパント添加量の削減によって、原料コストを抑制し、製造コストを低く抑えることができる。
　上述のように、コア２１と内クラッド部２２とトレンチ部２３と外クラッド部２４との外周半径ｒ１～ｒ４の間には、式（２４）に示す関係がある。
　ｒ１≦ｒ２＜ｒ３＜ｒ４　　・・・（２４）
　図２０および図２１に示す光ファイバ３０では、ｒ１とｒ２とｒ３とは互いに異なる値であるが、本発明は、ｒ１＝ｒ２、かつｒ２≠ｒ３の場合を含む。
　図２２は、本発明の他の実施形態の光ファイバの屈折率分布図であり、ｒ１＝ｒ２、かつｒ２≠ｒ３の場合を示す。
　この光ファイバでは、ｒ１とｒ２とが等しいため、クラッド２５は、トレンチ部２３と、トレンチ部２３の外周側に形成された外クラッド部２４のみからなる。
　以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、これらは本発明の例示であり、追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。
　例えば、図２０に示す光ファイバ３０では、クラッド２５は３つの層（内クラッド部、トレンチ部および外クラッド部）からなるが、クラッドは、これら以外の層を有していてもよい。
１、５、２１…コア　２、１２、２２…内クラッド部　３、１３、２４…外クラッド部　４、１４…クラッド　２３…トレンチ部　１０、２０、３０…光ファイバ　Δ…比屈折率差。

Claims (9)

  1. 　コアと、前記コアの外周を取り囲むクラッドと、を備え、
    　前記コアの中心からの距離ｒに対する比屈折率差がΔ（ｒ）で表される屈折率分布を有し、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
     （ここで、ｒの単位はμｍであり、比屈折率差Δ（ｒ）の単位は％であり、Δｒｅｆ（ｒ）＝－０．０６４ｒ＋０．４９４であり、ＭＦＤ１．３１は波長１．３１μｍにおけるモードフィールド径である。）で表されるＡの値が、０．３％・μｍ以下である、光ファイバ。
  2. 　波長１．３１μｍにおけるモードフィールド径ＭＦＤ１．３１が８．９３μｍ以上９．４μｍ以下である、請求項１に記載の光ファイバ。
  3. 　コア全体における最大比屈折率差Δｍａｘと、コアの中心からの距離ｒが１μｍ以下の範囲内における最大比屈折率差Δｃとが等しい、請求項１または２に記載の光ファイバ。
  4. 　コア全体における最大比屈折率差Δｍａｘが０．３９％よりも大きい、請求項１～３のいずれか１項に記載の光ファイバ。
  5. 　コア全体における最大比屈折率差Δｍａｘが０．５０％よりも小さい、請求項１～４のいずれか１項に記載の光ファイバ。
  6. 　ケーブルカットオフ波長λｃｃが１２６０ｎｍ以下である、請求項１～５のいずれか１項に記載の光ファイバ。
  7. 　ケーブルカットオフ波長λｃｃが１１７０ｎｍ以上である、請求項１～６のいずれか１項に記載の光ファイバ。
  8. 　波長１．３１μｍにおけるモードフィールド径ＭＦＤ１．３１とケーブルカットオフ波長λｃｃとの比、ＭＦＤ１．３１／λｃｃで表されるＭＡＣ値が７．３８以上７．７以下である、請求項１～７のいずれか１項に記載の光ファイバ。
  9. 　コアの中心からの距離ｒに対する比屈折率差がΔ（ｒ）で表される屈折率分布を有する、請求項１～８のいずれか１項に記載の光ファイバの製造方法であって、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
     （ここで、ｒの単位はμｍであり、比屈折率差Δ（ｒ）の単位は％であり、Δｒｅｆ（ｒ）＝－０．０６４ｒ＋０．４９４であり、ＭＦＤ１．３１は波長１．３１μｍにおけるモードフィールド径である。）で表されるＡの値を算出する工程と、前記Ａの値が、０．３％・μｍ以下であることを確認する工程を有する、光ファイバの製造方法。
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