JP3781925B2 - 分散補償光ファイバ及び光ファイバ型分散補償器 - Google Patents
分散補償光ファイバ及び光ファイバ型分散補償器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3781925B2 JP3781925B2 JP26950699A JP26950699A JP3781925B2 JP 3781925 B2 JP3781925 B2 JP 3781925B2 JP 26950699 A JP26950699 A JP 26950699A JP 26950699 A JP26950699 A JP 26950699A JP 3781925 B2 JP3781925 B2 JP 3781925B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dispersion
- optical fiber
- compensating optical
- refractive index
- slope
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分散補償光ファイバ及び光ファイバ型分散補償器に関し、特に、波長多重伝送用に分散スロープを補償しながら小型化も可能とする分散補償光ファイバ及び光ファイバ型分散補償器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エルビウム（Ｅｒ）添加光ファイバ増幅器の出現により、波長１．５５μｍ帯では超長距離無再生中継、光加入者多分配網など、光増幅器を用いたシステムが実用化に向けて盛んに検討されている。
高速伝送を前提とすると、これらの伝送線路としては波長１．５５μｍで波長分散値が小さくなる１．５５μｍ分散シフトファイバの使用が望ましいが、既に敷設してある１．３μｍ帯シングルモード光ファイバを用いて波長１．５５μｍ帯での伝送を行う場合には、大きな波長分散が生じて光信号が劣化する。そのため、１．３μｍ帯シングルモード光ファイバを用いて波長１．５５μｍ帯で伝送を行う際に、この波長分散を抑える技術手段が必要となる。この技術手段のひとつとして、１．３μｍ帯シングルモード光ファイバとは逆符号の大きな波長分散を有する分散補償光ファイバを用いて、波長１．５５μｍ帯における波長分散値を補償する方法がある。
【０００３】
また、１．５５μｍ帯分散シフトファイバを用いて波長多重伝送を行う場合、使用波長帯での波長分散が小さいと、非線形効果の一つの４波混合という現象が発生し、伝送特性が劣化するという問題が生じる。この非線形効果を抑制するために、始めから１．３μｍ帯シングルモード光ファイバと分散補償光ファイバとを用いて１．５５μｍ伝送を行う伝送方法も提案されている。
光ファイバを用いた分散補償方法としては、比屈折率差の大きな単峰型構造の分散補償光ファイバを用いる方法や、分散スロープの補償を可能とする二重クラッド型屈折率分布構造の分散補償光ファイバを用いる方法など、いくつかの提案がなされている。
この分散補償光ファイバは、伝送路の損失を補償する光増幅用希土類ドープ光ファイバと同様に、使用の際には装置内に組み込まれるため、通常、小型のリールにコイル状に巻かれた小型モジュールとして使用される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この分散補償光ファイバは、単位長さあたりの分散値を大きくし、またマイナス側に大きく分散スロープを取るために比較的曲げの弱いところ（分散スロープ値の小さいところ）で設計する必要がある。特に、マイナス側に大きな分散スロープ補償を得るためには、非常に曲げに弱い屈折率分布構造となる。この分散スロープ補償効果の高い分散補償光ファイバは、小さな曲率半径に曲げられていない状態では伝送損失が小さいが、モジュール化のために小型のリールに巻くと、伝送損失が大きくなるという問題が生じることとなる。このため、分散スロープ補償効果が高く、かつ小型のリールに巻き込んでも伝送損失特性の劣化が生じない分散補償光ファイバを製造することは、極めて困難であった。そのため、コイルの胴径を大きくして曲げ損失特性の劣化が生じない径で巻き込むことが考えられるが、巻き容積が大きくなってしまうので、モジュールの小型化が困難になるという問題が生じることとなる。
【０００５】
本発明の分散補償光ファイバ及び光ファイバ型分散補償器は、上記事情を鑑みてなされたものであって、下記をその目的としている。
すなわち、分散スロープ補償効果が高く、かつ小型コイル状に巻き込んでも伝送損失特性の劣化が生じない分散補償光ファイバ及び光ファイバ型分散補償器の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の分散補償光ファイバ及び光ファイバ型分散補償器は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。すなわち、請求項１記載の分散補償光ファイバは、小型コイル状に巻かれて光ファイバ型分散補償器として用いられる分散補償光ファイバであって、１．５３〜１．６１μｍから選択される使用波長帯における波長分散が−８０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、かつ分散スロープが０ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍ以下であり、かつその使用長において実質的にシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有する１本の分散補償光ファイバから構成され、その長手方向における分散スロープが０〜−１．０ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍの範囲で変化し、前記分散スロープが径方向内側から外側に向かって小さくなるように前記小型コイル状に巻かれていることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２記載の分散補償光ファイバは、請求項１記載の分散補償光ファイバにおいて、センタコアと、該センタコアの外周上に設けられてこれより低屈折率のサイドコアと、該サイドコアの外周上に設けられて前記センタコアよりも低屈折率かつ前記サイドコアよりも高屈折率のクラッドとを備えた屈折率分布形状を有することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３記載の分散補償光ファイバは、請求項１記載の分散補償光ファイバにおいて、センタコアと、該センタコアの外周上に設けられてこれより低屈折率のサイドコアと、該サイドコアの外周上に設けられてこれよりも高屈折率かつ前記センタコアよりも低屈折率のリング層と、該リング層の外周上に設けられて前記センタコアと前記リング層よりも低屈折率かつ前記サイドコアよりも高屈折率のクラッドとを備えた屈折率分布形状を有することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４記載の分散補償光ファイバの製造方法は、小型コイル状に巻かれて光ファイバ型分散補償器として用いられる分散補償光ファイバであって、１．５３〜１．６１μｍから選択される使用波長帯における波長分散が−８０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、かつ分散スロープが０ｐｓ／ｎｍ ２ ／ｋｍ以下であり、かつその使用長において実質的にシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有する１本の分散補償光ファイバから構成され、その長手方向における分散スロープが０〜−１．０ｐｓ／ｎｍ ２ ／ｋｍの範囲で変化し、前記分散スロープが径方向内側から外側に向かって小さくなるように前記小型コイル状に巻かれている分散補償光ファイバの製造方法において、長手方向に均一な母材を製造後、予め該母材をテーパ状に加工してから一定の光ファイバ径をなすように線引きする工程を、少なくとも具備したことを特徴とする。
さらに、請求項５記載の分散補償光ファイバの製造方法は、小型コイル状に巻かれて光ファイバ型分散補償器として用いられる分散補償光ファイバであって、１．５３〜１．６１μｍから選択される使用波長帯における波長分散が−８０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、かつ分散スロープが０ｐｓ／ｎｍ ２ ／ｋｍ以下であり、かつその使用長において実質的にシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有する１本の分散補償光ファイバから構成され、その長手方向における分散スロープが０〜−１．０ｐｓ／ｎｍ ２ ／ｋｍの範囲で変化し、前記分散スロープが径方向内側から外側に向かって小さくなるように前記小型コイル状に巻かれている分散補償光ファイバの製造方法において、長手方向に均一な母材を製造後、線引き時に光ファイバの外径を変化させる工程を、少なくとも具備したことを特徴とする。分散補償光ファイバの製造方法。
【００１０】
また、請求項６記載の光ファイバ型分散補償器は、小型コイル状に巻かれた分散補償光ファイバを備えた光ファイバ型分散補償器において、前記分散補償光ファイバは、１．５３〜１．６１μｍから選択される使用波長帯における波長分散が−８０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、かつ分散スロープが０ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍ以下であり、かつその使用長において実質的にシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有する１本の分散補償光ファイバから構成され、その長手方向における分散スロープが０〜−１．０ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍの範囲で変化し、前記分散スロープが径方向内側から外側に向かって小さくなるように前記小型コイル状に巻かれており、１．３μｍ帯伝送用シングルモード光ファイバに接続された状態で、１．５３〜１．６１μｍから選択される使用波長帯での残留波長分散が−８〜＋８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとされ、かつ残留分散スロープが−０．０３〜＋０．０３ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍとされていることを特徴とする。
【００１１】
以上請求項１〜５記載の分散補償光ファイバ及び請求項６記載の光ファイバ型分散補償器によれば、前記分散補償光ファイバは、分散スロープが大きい方が曲げに強く、分散スロープが小さい方が曲げに弱いので、比較的曲げに強い分散スロープが大きい方を曲げ径の小さな巻き始め部とし、比較的曲げに弱い分散スロープが小さい方を曲げ径の大きくなる外周部として巻いてある。このことにより、分散スロープ補償率を維持しながら、小型のコイルを１本の光ファイバで構成することが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の分散補償光ファイバ及びこれを備えた光ファイバ型分散補償器の一実施形態について説明を行うが、本発明がこれに限定解釈されるものでないことはもちろんである。
【００１３】
本実施形態の分散補償光ファイバは、小型コイル状に巻かれて光ファイバ型分散補償器として用いられるものであり、１．５５μｍ帯（１．５３〜１．６１μｍから選択される使用波長帯）での波長分散が−８０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、かつ分散スロープ値が０ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以下であり、かつその使用長において実質的にシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有する屈折率分布（後述される図１や図２に示す屈折率分布）構造を有し、長手方向での分散スロープ値が０〜−１．０ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの範囲で変化する構成を採用している。更には、この分散補償光ファイバを巻く際には、分散スロープ値が径方向内側から外側に向かって小さくなるように小型コイル状にする巻き方を採用している。
【００１４】
すなわち、本実施形態の分散補償光ファイバは、１．５５μｍ帯、すなわち１．５３μｍから１．６１μｍの範囲の少なくとも一つの波長において長手方向に分散スロープ値が０〜−１．０ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの範囲で変化している分散補償光ファイバを製造し、胴に巻き始める部分を、分散スロープ補償効果が比較的低くて曲げ特性の強い部分とし、外周に向かう部分を比較的曲げ特性が弱くて分散スロープ補償効果の高い部分とすることで、全体として分散スロープ補償効果を高くできる分散補償光ファイバを、複数本の接続ではなく１本の光ファイバで実現させようとするものである。
【００１５】
特性を長手方向に変化させるための手段としては、後述する実施例１のように、線引き前に、あらかじめ母材をテーパ状に加工してから一定の光ファイバ径で線引きしても、また、一定外径の母材を、径がテーパ状に変化するように線引きしても良い。すなわち、屈折率分布形状が同じでも、コア径を変化させることで波長分散と共に分散スロープを変化させることが可能である。この場合、分散スロープが小さい方、すなわちコア径が小さい方が曲げ損失が大きいので、コイル化時には曲げ径を自然に大きく取れるファイバ外周部側に用いるのが好ましい。このコア径を変化させる方法としては、長手方向に均一な母材を製造後、実施例１で説明する加工処理を施した後、これを一定径で線引きすることで、外径は一定でコア径の変化している光ファイバを製造することができる。また、長手方向に均一な母材を製造後、線引き時にファイバ外径を変化させることでも作製可能である。
【００１６】
また、このような分散補償光ファイバを備える光ファイバ型分散補償器としては、小型コイル状に巻かれた分散補償光ファイバが、１．３μｍ帯伝送用シングルモード光ファイバに接続された状態で、１．５３〜１．６１μｍから選択される使用波長帯における残留波長分散が−８〜＋８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとされ、かつ残留分散スロープが−０．０３〜＋０．０３ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍとされていることが、分散補償器の小型化と広帯域での伝送特性向上の両立という観点から好ましい。
【００１７】
以上説明の構成を採用することにより、分散スロープ補償効果が高く、かつ小型コイル状に巻き込んでも伝送損失特性の劣化が生じない分散補償光ファイバを容易に製造することが可能である。
したがって、このように分散スロープ補償効果が高く、かつ小型コイル状に巻き込んでも伝送損失特性の劣化が生じない分散補償光ファイバを採用することによって、小型化が可能な光ファイバ型分散補償器を容易に製造することも可能となる。
【００１８】
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
なお、図１は実施例１で用いられ、図２は実施例２で用いられる分散補償光ファイバの屈折率分布を示すグラフであり、図３は実施例１の、図４は実施例２の分散補償光ファイバのコア径を変化させたときの分散特性図であり、図５は実施例１で用いられるテーパ状ロッドの説明図であり、図６は実施例１や実施例２で用いられる延伸装置の概略説明図である。
【００１９】
［実施例１］
本実施例１の分散補償光ファイバ１は、前述した分散補償光ファイバの諸条件を満足するものである。以下に、その製造方法を示す。
まず、ＶＡＤ法によりＧｅＯ2添加コア−ＳｉＯ2クラッド構造を有する多孔質体を作製した。この多孔質体をおよそ１０００℃の雰囲気においてＨｅと塩素系ガスで脱水処理し、その後、５ｌ／ｍｉｎのＨｅと１０００ｃｃ／ｍｉｎのＳｉＦ4の雰囲気でフッ素添加及び透明ガラス化を同時に行った。このロッドを延伸してコア母材とし、その周りにクラッディング用のＳｉＯ2からなる多孔質体を外付けし、およそ１０００℃の雰囲気においてＨｅと塩素系ガスで脱水処理し、さらに、Ｈｅ雰囲気で透明ガラス化して図１に示すようなプロファイル（屈折率分布）を有するＷ型分散補償光ファイバ母材を作製した。
【００２０】
図１について説明すると、このＷ型分散補償光ファイバ母材１（あるいは、これを用いて製造された分散補償光ファイバ）は、センタコア１ａと、該センタコア１ａの外周上に設けられてこれより低屈折率のサイドコア１ｂと、該サイドコア１ｂの外周上に設けられてセンタコア１ａよりも低屈折率かつサイドコア１ｂよりも高屈折率のクラッド１ｃとを備えた屈折率分布形状を有している。符号ｒ１は、センタコア１ａの軸線からの半径（従い、ｒ１の２倍がセンタコア１ａの外径となる）、符号ｒ２は、同軸線からのサイドコア１ｂの半径（従い、ｒ２の２倍がサイドコア１ｂの外径となる）、Δ２はクラッド１ｃとサイドコア１ｂとの比屈折率差、Δ１はクラッド１ｃとセンタコア１ａとの比屈折率差を示す。なお、この図１では紙面上方向に向かうほど高屈折率であることを示す。このサイドコア１ｂの内半径ｒ２を、センタコア１ａの半径ｒ１で割った比を、横軸にコア半径、縦軸に波長分散と分散スロープとをとったグラフにプロットしたものが図３である。なお、図３における波長分散及び分散スロープは、全て波長１５５０ｎｍにおける値を示すものである。本実施例１においては、図３に記述してあるように、Δ１＝２．３％、Δ２＝−０．４０％である。また、ｒ２／ｒ１が２．５〜４．５の範囲であれば前述の諸特性を良好に得ることができることが分かる。
【００２１】
このＷ型分散補償光ファイバ母材１を、図５のようにテーパ状に加工し、次いで図６のような延伸装置３で同じファイバ外径１２５μｍになるように線引きして分散補償光ファイバ（図示せず）を得た。このときの一方の端のコア径（ｒ２×２）が４．３μｍ、他方の端のコア径（ｒ２×２）が４．０５μｍであった。なお、図６の符号４はダミーのロッドであり、符号５は上部チャックであり、符号６は下部チャックであり、符号７は加熱炉であり、符号８は炉心管である。
【００２２】
作製された前記分散補償光ファイバは、全長７．３５ｋｍであり、全長での１．５５μｍにおける伝送損失が０．４５ｄＢ／ｋｍ、波長分散が−１２５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、分散スロープが−０．４０ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍである。これを波長分散が＋１７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、分散スロープが＋０．０６ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍの１．３μｍ帯伝送用シングルモード光ファイバ５４ｋｍと接続して使用すると、伝送路全体での波長分散は略零となり、分散スロープは伝送路全体で０．３０ｐｓ／ｎｍ２ 、単位長さ当たりに換算して＋０．００５ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍと低分散スロープな伝送路を構築することができた。また、この分散補償光ファイバを、胴径６０ｍｍのアルミリールに巻いて小型コイル状に巻き込んだが、このとき、コア径が大きくて曲げ特性の強い方から巻いたので、曲げ損失特性が劣化せず、コイル自体の曲げ損失特性も劣化しなかった。そのため、１．５５μｍ帯において１．３μｍ帯伝送用シングルモード光ファイバに接続して波長１．５５μｍでの分散補償を行ったとき、波長１．５３μｍ〜１．６１μｍの広帯域で分散が殆ど零であり、低損失で、広帯域での分散が小さいため、良好な伝送を行うことができた。
【００２３】
［実施例２］
ＶＡＤ法によりＧｅＯ2添加コア−ＳｉＯ2クラッド構造を有する多孔質体を作製した。この多孔質体をおよそ１０００℃の雰囲気においてＨｅと塩素系ガスで脱水処理し、その後、５ｌ／ｍｉｎのＨｅと１０００ｃｃ／ｍｉｎのＳｉＦ4の雰囲気でフッ素添加及び透明ガラス化を同時に行った。このロッドを延伸してコア母材とし、その周りにリング部分を形成するＧｅＯ2−ＳｉＯ2からなる多孔質体とクラッディング用のＳｉＯ2からなる多孔質体を順次外付けし、およそ１０００℃の雰囲気においてＨｅと塩素系ガスで脱水処理し、さらに、Ｈｅ雰囲気で透明ガラス化して図２に示すようなプロファイル（屈折率分布）を有する分散補償光ファイバ母材を作製した。
図２について説明すると、分散補償光ファイバ母材２は、センタコア２ａと、該センタコア２ａの外周上に設けられてこれより低屈折率のサイドコア２ｂと、該サイドコア２ｂの外周上に設けられてこれよりも高屈折率かつセンタコア２ａよりも低屈折率のリング層２ｃと、該リング層２ｃの外周上に設けられてセンタコア２ａとリング層２ｃよりも低屈折率かつサイドコア２ｂよりも高屈折率のクラッド２ｄとを備えた屈折率分布形状を有している。
符号ｒ２１は、センタコア２ａの軸線からの半径（従い、ｒ２１の２倍がセンタコア２ａの外径となる）、符号ｒ２２は、同軸線からサイドコア２ｂの半径（従い、ｒ２２の２倍がサイドコア２ｂの外径となる）、符号ｒ２３は、同軸線からリング層２ｃの半径（従い、ｒ２３の２倍がリング層２ｃの外径となる）、△２１はクラッド２ｄとセンタコア２ａとの比屈折率差、△２２はクラッド２ｄとサイドコア２ｂとの比屈折率差、△２３はクラッド２ｄとリング層２ｃとの比屈折率差を示す。なお、この図２では紙面上方向に向かうほど高屈折率であることを示す。
サイドコア２ｂの内半径ｒ２２を、センタコア２ａの半径ｒ２１で割った比を、横軸にコア半径、縦軸に波長分散と分散スロープとをとったグラフにプロットしたものが図４である。なお、図４における波長分散及び分散スロープは、全て波長１５５０ｎｍにおける値を示すものである。本実施例２においては、図４に記述してあるように、△２１＝２．３％、△２２＝−０．４０％、△２３＝０．４％、ｒ２３−ｒ２２＝２ｒ２１である。また、ｒ２２／ｒ２１は４．５とした。更に、図４から、ｒ２２／ｒ２１が２．５〜４．５の範囲であれば、前述の諸特性を良好に得ることができることが分かる。
【００２４】
この分散補償光ファイバ母材１を、実施例１の図５のようにテーパ状に加工し、次いで前記延伸装置３でファイバ外径１２５μｍになるように線引きして分散補償光ファイバ（図示せず）を得た。このときの一方の端のコア径（ｒ２３×２）が５．１μｍ、他方の端のコア径（ｒ２３×２）が５．３μｍであった。
【００２５】
作製された前記分散補償光ファイバは、全長４．０ｋｍであり、全長での１．５５μｍにおける伝送損失が０．４５ｄＢ／ｋｍ、波長分散が−１３５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、分散スロープが−０．４４ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍである。これを波長分散が＋１７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、分散スロープが＋０．０６ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍの１．３μｍ帯伝送用シングルモード光ファイバ３１．８ｋｍと接続して使用すると、伝送路全体での波長分散は略零となり、分散スロープは伝送路全体で０．１５ｐｓ／ｎｍ２ 、単位長さ当たりに換算して＋０．００４ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍと低分散スロープな伝送路を構築することができた。また、この分散補償光ファイバを、胴径６０ｍｍのアルミリールに巻いて小型コイル状に巻き込んだが、このとき、コア径が大きくて曲げ特性の強い方から巻いたので、曲げ損失特性が劣化せず、コイル自体の曲げ損失特性も劣化しなかった。そのため、１．５５μｍ帯において１．３μｍ帯伝送用シングルモード光ファイバに接続して波長１．５５μｍでの分散補償を行ったとき、波長１．５３μｍ〜１．６１μｍの広帯域で分散が殆ど零であり、低損失で、広帯域での分散が小さいため、良好な伝送を行うことができた。
【００２６】
［比較例１］
上記実施例１と同様に、ＶＡＤ法によりＧｅＯ2添加コア−ＳｉＯ2クラッド構造を有する多孔質体を作製した。この多孔質体をおよそ１０００℃の雰囲気においてＨｅと塩素系ガスで脱水処理し、その後、５ｌ／ｍｉｎのＨｅと１０００ｃｃ／ｍｉｎのＳｉＦ4の雰囲気でフッ素添加及び透明ガラス化を同時に行った。このロッドを延伸してコア母材とし、その周りにクラッディング用のＳｉＯ2からなる多孔質体を外付けし、およそ１０００℃の雰囲気においてＨｅと塩素系ガスで脱水処理し、さらに、Ｈｅ雰囲気で透明ガラス化して、実施例１と同じプロファイル（屈折率分布）を有する別のＷ型分散補償光ファイバ母材を作製した（図示せず）。
【００２７】
このＷ型分散補償光ファイバ母材をコア径＝４．３μｍ、ファイバ外径＝１２５μｍとなるように線引きして分散補償光ファイバを得た。作製された分散補償光ファイバは、１．５５μｍにおいて伝送損失が０．４５ｄＢ／ｋｍ、波長分散が−１００ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、分散スロープが−０．１３ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍであったため、実施例１と同じ１．３μｍ帯伝送用シングルモード光ファイバに接続して波長１．５５μｍでの分散補償を行ったとき、残留分散スロープが＋０．０３２ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍ程度残ったため、さらに波長毎の分散補償が必要となった。また、この分散補償光ファイバを胴径６０ｍｍのアルミリールに巻いて小型のコイルにしても曲げ損失特性は劣化しなかった。
【００２８】
［比較例２］
上記実施例１と同様に、ＶＡＤ法によりＧｅＯ2添加コア−ＳｉＯ2クラッド構造を有する多孔質体を作製した。この多孔質体をおよそ１０００℃の雰囲気においてＨｅと塩素系ガスで脱水処理し、その後、５ｌ／ｍｉｎのＨｅと１０００ｃｃ／ｍｉｎのＳｉＦ4の雰囲気でフッ素添加及び透明ガラス化を同時に行った。このロッドを延伸してコア母材とし、その周りにクラッディング用のＳｉＯ2からなる多孔質体を外付けし、およそ１０００℃の雰囲気においてＨｅと塩素系ガスで脱水処理し、さらに、Ｈｅ雰囲気で透明ガラス化して実施例１と同じプロファイルを有する別のＷ型分散補償光ファイバ母材（図示せず）を作製した。
【００２９】
このＷ型分散補償光ファイバ母材をコア径＝４．１μｍ、ファイバ外径＝１２５μｍとなるように線引きして分散補償光ファイバを得た。作製された分散補償光ファイバは、１．５５μｍにおける伝送損失が０．４５ｄＢ／ｋｍ、波長分散が−１３３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、分散スロープが−０．４２ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍであったので、実施例１と同じ１．３μｍ帯伝送用シングルモード光ファイバに接続して波長１．５５μｍでの分散補償を行ったとき、波長１．５３μｍから１．６１μｍの広帯域で分散が殆ど零となり、分散スロープは伝送路全体で単位長さ当たりに換算して＋０．００６ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍと低分散スロープであり、良好な伝送を行うことができた。しかし、この分散補償光ファイバを胴径６０ｍｍのアルミリールに巻いて小型のコイルにすると急激に曲げ損失特性が劣化し、コイル自体の曲げ損失特性が悪化した。そのため、良好な伝送を行うことができなくなった。
【００３０】
［比較例３］
ＶＡＤ法によりＧｅＯ2添加コア−ＳｉＯ2クラッド構造を有する多孔質体を作製した。この多孔質体をおよそ１０００℃の雰囲気においてＨｅと塩素系ガスで脱水処理し、その後、５ｌ／ｍｉｎのＨｅと１０００ｃｃ／ｍｉｎのＳｉＦ4の雰囲気でフッ素添加及び透明ガラス化を同時に行った。このロッドを延伸してコア母材とし、その周りにリング部分を形成するＧｅＯ2−ＳｉＯ2からなる多孔質体とクラッディング用のＳｉＯ2からなる多孔質体を順次外付けし、およそ１０００℃の雰囲気においてＨｅと塩素系ガスで脱水処理し、さらに、Ｈｅ雰囲気で透明ガラス化して実施例２と同じプロファイルを有する分散補償光ファイバ母材を作製した。
【００３１】
このＷ型分散補償光ファイバ母材をコア径＝５．１５μｍ、ファイバ外径＝１２５μｍとなるように線引きして分散補償光ファイバを得た。作製された分散補償光ファイバは、全長４．０ｋｍであり、全長での１．５５μｍにおける伝送損失が０．４５ｄＢ／ｋｍ、波長分散が−１３５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、分散スロープが−０．４４ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍであった。これを、実施例２と同じ１．３μｍ帯伝送用シングルモード光ファイバと接続して使用すると、伝送路全体での波長分散は略零であり、分散スロープは伝送路全体で０．１５ｐｓ／ｎｍ２ 、単位長さ当たりに換算して＋０．００４ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍと低分散スロープな伝送路を構築することができた。しかし、この分散補償光ファイバを胴径６０ｍｍのアルミリールに巻いて小型のコイルにすると急激に曲げ損失特性が劣化し、コイル自体の曲げ損失特性が悪化した。そのため、良好な伝送を行うことができなくなった。
【００３２】
したがって、以上に説明したように、上記比較例１の分散補償光ファイバでは更なる波長毎の分散補償が必要となり、また、上記比較例２及び上記比較例３の分散補償光ファイバではこれを小型のコイルにすると急激に曲げ損失特性が劣化してコイル自体の曲げ損失特性が悪化することとなった。これに対し、本発明の構成から成る上記実施例の分散補償光ファイバでは、これを巻いて小型コイルにしても曲げ損失特性が劣化せず、コイル自体の曲げ損失特性も劣化することがなかった。これにより、１．５５μｍ帯において１．３μｍ用シングルモード光ファイバに接続した場合においても、広帯域で分散が殆ど零であり、低損失で、良好な伝送を行えるという優れた性能を得ることが可能となった。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１〜５記載の分散補償光ファイバ及びその製造方法によれば、１．５３〜１．６１μｍから選択される使用波長帯における波長分散が−８０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、かつ分散スロープが０ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍ以下であり、かつその使用長において実質的にシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有する１本の分散補償光ファイバから構成され、その長手方向における分散スロープが０〜−１．０ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍの範囲で変化し、前記分散スロープが径方向内側から外側に向かって小さくなるように前記小型コイル状に巻かれている構成を採用したことにより、分散スロープ補償効果が高く、かつ小型コイル状に巻き込んでも伝送損失特性の劣化が荘司ない分散補償光ファイバを容易に製造することが可能となった。
【００３４】
また、上記請求項６記載の光ファイバ型分散補償器によれば、分散スロープ補償効果が高く、かつ小型コイルに巻き込んでも伝送損失特性の劣化が生じない分散補償光ファイバを採用したことにより、小型化が可能な光ファイバ型分散補償器を容易に製造することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１で用いられる分散補償光ファイバの屈折率分布を示すグラフである。
【図２】 本発明の実施例２で用いられる分散補償光ファイバの屈折率分布を示すグラフである。
【図３】 実施例１の分散補償光ファイバのコア径を変化させたときの分散特性図である。
【図４】 実施例１の分散補償光ファイバのコア径を変化させたときの分散特性図である。
【図５】 実施例１で用いられるテーパ状ロッドを示す図であって、軸線を通る断面での断面図である。
【図６】 実施例１及び実施例２で用いられる延伸装置の概略説明図である。
【符号の説明】
１ａ、２ａ・・・センタコア、１ｂ、２ｂ・・・サイドコア、１ｃ、２ｄ・・・クラッド、２ｃ・・・リング層
【発明の属する技術分野】
本発明は、分散補償光ファイバ及び光ファイバ型分散補償器に関し、特に、波長多重伝送用に分散スロープを補償しながら小型化も可能とする分散補償光ファイバ及び光ファイバ型分散補償器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エルビウム（Ｅｒ）添加光ファイバ増幅器の出現により、波長１．５５μｍ帯では超長距離無再生中継、光加入者多分配網など、光増幅器を用いたシステムが実用化に向けて盛んに検討されている。
高速伝送を前提とすると、これらの伝送線路としては波長１．５５μｍで波長分散値が小さくなる１．５５μｍ分散シフトファイバの使用が望ましいが、既に敷設してある１．３μｍ帯シングルモード光ファイバを用いて波長１．５５μｍ帯での伝送を行う場合には、大きな波長分散が生じて光信号が劣化する。そのため、１．３μｍ帯シングルモード光ファイバを用いて波長１．５５μｍ帯で伝送を行う際に、この波長分散を抑える技術手段が必要となる。この技術手段のひとつとして、１．３μｍ帯シングルモード光ファイバとは逆符号の大きな波長分散を有する分散補償光ファイバを用いて、波長１．５５μｍ帯における波長分散値を補償する方法がある。
【０００３】
また、１．５５μｍ帯分散シフトファイバを用いて波長多重伝送を行う場合、使用波長帯での波長分散が小さいと、非線形効果の一つの４波混合という現象が発生し、伝送特性が劣化するという問題が生じる。この非線形効果を抑制するために、始めから１．３μｍ帯シングルモード光ファイバと分散補償光ファイバとを用いて１．５５μｍ伝送を行う伝送方法も提案されている。
光ファイバを用いた分散補償方法としては、比屈折率差の大きな単峰型構造の分散補償光ファイバを用いる方法や、分散スロープの補償を可能とする二重クラッド型屈折率分布構造の分散補償光ファイバを用いる方法など、いくつかの提案がなされている。
この分散補償光ファイバは、伝送路の損失を補償する光増幅用希土類ドープ光ファイバと同様に、使用の際には装置内に組み込まれるため、通常、小型のリールにコイル状に巻かれた小型モジュールとして使用される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この分散補償光ファイバは、単位長さあたりの分散値を大きくし、またマイナス側に大きく分散スロープを取るために比較的曲げの弱いところ（分散スロープ値の小さいところ）で設計する必要がある。特に、マイナス側に大きな分散スロープ補償を得るためには、非常に曲げに弱い屈折率分布構造となる。この分散スロープ補償効果の高い分散補償光ファイバは、小さな曲率半径に曲げられていない状態では伝送損失が小さいが、モジュール化のために小型のリールに巻くと、伝送損失が大きくなるという問題が生じることとなる。このため、分散スロープ補償効果が高く、かつ小型のリールに巻き込んでも伝送損失特性の劣化が生じない分散補償光ファイバを製造することは、極めて困難であった。そのため、コイルの胴径を大きくして曲げ損失特性の劣化が生じない径で巻き込むことが考えられるが、巻き容積が大きくなってしまうので、モジュールの小型化が困難になるという問題が生じることとなる。
【０００５】
本発明の分散補償光ファイバ及び光ファイバ型分散補償器は、上記事情を鑑みてなされたものであって、下記をその目的としている。
すなわち、分散スロープ補償効果が高く、かつ小型コイル状に巻き込んでも伝送損失特性の劣化が生じない分散補償光ファイバ及び光ファイバ型分散補償器の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の分散補償光ファイバ及び光ファイバ型分散補償器は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。すなわち、請求項１記載の分散補償光ファイバは、小型コイル状に巻かれて光ファイバ型分散補償器として用いられる分散補償光ファイバであって、１．５３〜１．６１μｍから選択される使用波長帯における波長分散が−８０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、かつ分散スロープが０ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍ以下であり、かつその使用長において実質的にシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有する１本の分散補償光ファイバから構成され、その長手方向における分散スロープが０〜−１．０ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍの範囲で変化し、前記分散スロープが径方向内側から外側に向かって小さくなるように前記小型コイル状に巻かれていることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２記載の分散補償光ファイバは、請求項１記載の分散補償光ファイバにおいて、センタコアと、該センタコアの外周上に設けられてこれより低屈折率のサイドコアと、該サイドコアの外周上に設けられて前記センタコアよりも低屈折率かつ前記サイドコアよりも高屈折率のクラッドとを備えた屈折率分布形状を有することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３記載の分散補償光ファイバは、請求項１記載の分散補償光ファイバにおいて、センタコアと、該センタコアの外周上に設けられてこれより低屈折率のサイドコアと、該サイドコアの外周上に設けられてこれよりも高屈折率かつ前記センタコアよりも低屈折率のリング層と、該リング層の外周上に設けられて前記センタコアと前記リング層よりも低屈折率かつ前記サイドコアよりも高屈折率のクラッドとを備えた屈折率分布形状を有することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４記載の分散補償光ファイバの製造方法は、小型コイル状に巻かれて光ファイバ型分散補償器として用いられる分散補償光ファイバであって、１．５３〜１．６１μｍから選択される使用波長帯における波長分散が−８０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、かつ分散スロープが０ｐｓ／ｎｍ ２ ／ｋｍ以下であり、かつその使用長において実質的にシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有する１本の分散補償光ファイバから構成され、その長手方向における分散スロープが０〜−１．０ｐｓ／ｎｍ ２ ／ｋｍの範囲で変化し、前記分散スロープが径方向内側から外側に向かって小さくなるように前記小型コイル状に巻かれている分散補償光ファイバの製造方法において、長手方向に均一な母材を製造後、予め該母材をテーパ状に加工してから一定の光ファイバ径をなすように線引きする工程を、少なくとも具備したことを特徴とする。
さらに、請求項５記載の分散補償光ファイバの製造方法は、小型コイル状に巻かれて光ファイバ型分散補償器として用いられる分散補償光ファイバであって、１．５３〜１．６１μｍから選択される使用波長帯における波長分散が−８０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、かつ分散スロープが０ｐｓ／ｎｍ ２ ／ｋｍ以下であり、かつその使用長において実質的にシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有する１本の分散補償光ファイバから構成され、その長手方向における分散スロープが０〜−１．０ｐｓ／ｎｍ ２ ／ｋｍの範囲で変化し、前記分散スロープが径方向内側から外側に向かって小さくなるように前記小型コイル状に巻かれている分散補償光ファイバの製造方法において、長手方向に均一な母材を製造後、線引き時に光ファイバの外径を変化させる工程を、少なくとも具備したことを特徴とする。分散補償光ファイバの製造方法。
【００１０】
また、請求項６記載の光ファイバ型分散補償器は、小型コイル状に巻かれた分散補償光ファイバを備えた光ファイバ型分散補償器において、前記分散補償光ファイバは、１．５３〜１．６１μｍから選択される使用波長帯における波長分散が−８０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、かつ分散スロープが０ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍ以下であり、かつその使用長において実質的にシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有する１本の分散補償光ファイバから構成され、その長手方向における分散スロープが０〜−１．０ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍの範囲で変化し、前記分散スロープが径方向内側から外側に向かって小さくなるように前記小型コイル状に巻かれており、１．３μｍ帯伝送用シングルモード光ファイバに接続された状態で、１．５３〜１．６１μｍから選択される使用波長帯での残留波長分散が−８〜＋８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとされ、かつ残留分散スロープが−０．０３〜＋０．０３ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍとされていることを特徴とする。
【００１１】
以上請求項１〜５記載の分散補償光ファイバ及び請求項６記載の光ファイバ型分散補償器によれば、前記分散補償光ファイバは、分散スロープが大きい方が曲げに強く、分散スロープが小さい方が曲げに弱いので、比較的曲げに強い分散スロープが大きい方を曲げ径の小さな巻き始め部とし、比較的曲げに弱い分散スロープが小さい方を曲げ径の大きくなる外周部として巻いてある。このことにより、分散スロープ補償率を維持しながら、小型のコイルを１本の光ファイバで構成することが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の分散補償光ファイバ及びこれを備えた光ファイバ型分散補償器の一実施形態について説明を行うが、本発明がこれに限定解釈されるものでないことはもちろんである。
【００１３】
本実施形態の分散補償光ファイバは、小型コイル状に巻かれて光ファイバ型分散補償器として用いられるものであり、１．５５μｍ帯（１．５３〜１．６１μｍから選択される使用波長帯）での波長分散が−８０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、かつ分散スロープ値が０ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以下であり、かつその使用長において実質的にシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有する屈折率分布（後述される図１や図２に示す屈折率分布）構造を有し、長手方向での分散スロープ値が０〜−１．０ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの範囲で変化する構成を採用している。更には、この分散補償光ファイバを巻く際には、分散スロープ値が径方向内側から外側に向かって小さくなるように小型コイル状にする巻き方を採用している。
【００１４】
すなわち、本実施形態の分散補償光ファイバは、１．５５μｍ帯、すなわち１．５３μｍから１．６１μｍの範囲の少なくとも一つの波長において長手方向に分散スロープ値が０〜−１．０ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの範囲で変化している分散補償光ファイバを製造し、胴に巻き始める部分を、分散スロープ補償効果が比較的低くて曲げ特性の強い部分とし、外周に向かう部分を比較的曲げ特性が弱くて分散スロープ補償効果の高い部分とすることで、全体として分散スロープ補償効果を高くできる分散補償光ファイバを、複数本の接続ではなく１本の光ファイバで実現させようとするものである。
【００１５】
特性を長手方向に変化させるための手段としては、後述する実施例１のように、線引き前に、あらかじめ母材をテーパ状に加工してから一定の光ファイバ径で線引きしても、また、一定外径の母材を、径がテーパ状に変化するように線引きしても良い。すなわち、屈折率分布形状が同じでも、コア径を変化させることで波長分散と共に分散スロープを変化させることが可能である。この場合、分散スロープが小さい方、すなわちコア径が小さい方が曲げ損失が大きいので、コイル化時には曲げ径を自然に大きく取れるファイバ外周部側に用いるのが好ましい。このコア径を変化させる方法としては、長手方向に均一な母材を製造後、実施例１で説明する加工処理を施した後、これを一定径で線引きすることで、外径は一定でコア径の変化している光ファイバを製造することができる。また、長手方向に均一な母材を製造後、線引き時にファイバ外径を変化させることでも作製可能である。
【００１６】
また、このような分散補償光ファイバを備える光ファイバ型分散補償器としては、小型コイル状に巻かれた分散補償光ファイバが、１．３μｍ帯伝送用シングルモード光ファイバに接続された状態で、１．５３〜１．６１μｍから選択される使用波長帯における残留波長分散が−８〜＋８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとされ、かつ残留分散スロープが−０．０３〜＋０．０３ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍとされていることが、分散補償器の小型化と広帯域での伝送特性向上の両立という観点から好ましい。
【００１７】
以上説明の構成を採用することにより、分散スロープ補償効果が高く、かつ小型コイル状に巻き込んでも伝送損失特性の劣化が生じない分散補償光ファイバを容易に製造することが可能である。
したがって、このように分散スロープ補償効果が高く、かつ小型コイル状に巻き込んでも伝送損失特性の劣化が生じない分散補償光ファイバを採用することによって、小型化が可能な光ファイバ型分散補償器を容易に製造することも可能となる。
【００１８】
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
なお、図１は実施例１で用いられ、図２は実施例２で用いられる分散補償光ファイバの屈折率分布を示すグラフであり、図３は実施例１の、図４は実施例２の分散補償光ファイバのコア径を変化させたときの分散特性図であり、図５は実施例１で用いられるテーパ状ロッドの説明図であり、図６は実施例１や実施例２で用いられる延伸装置の概略説明図である。
【００１９】
［実施例１］
本実施例１の分散補償光ファイバ１は、前述した分散補償光ファイバの諸条件を満足するものである。以下に、その製造方法を示す。
まず、ＶＡＤ法によりＧｅＯ2添加コア−ＳｉＯ2クラッド構造を有する多孔質体を作製した。この多孔質体をおよそ１０００℃の雰囲気においてＨｅと塩素系ガスで脱水処理し、その後、５ｌ／ｍｉｎのＨｅと１０００ｃｃ／ｍｉｎのＳｉＦ4の雰囲気でフッ素添加及び透明ガラス化を同時に行った。このロッドを延伸してコア母材とし、その周りにクラッディング用のＳｉＯ2からなる多孔質体を外付けし、およそ１０００℃の雰囲気においてＨｅと塩素系ガスで脱水処理し、さらに、Ｈｅ雰囲気で透明ガラス化して図１に示すようなプロファイル（屈折率分布）を有するＷ型分散補償光ファイバ母材を作製した。
【００２０】
図１について説明すると、このＷ型分散補償光ファイバ母材１（あるいは、これを用いて製造された分散補償光ファイバ）は、センタコア１ａと、該センタコア１ａの外周上に設けられてこれより低屈折率のサイドコア１ｂと、該サイドコア１ｂの外周上に設けられてセンタコア１ａよりも低屈折率かつサイドコア１ｂよりも高屈折率のクラッド１ｃとを備えた屈折率分布形状を有している。符号ｒ１は、センタコア１ａの軸線からの半径（従い、ｒ１の２倍がセンタコア１ａの外径となる）、符号ｒ２は、同軸線からのサイドコア１ｂの半径（従い、ｒ２の２倍がサイドコア１ｂの外径となる）、Δ２はクラッド１ｃとサイドコア１ｂとの比屈折率差、Δ１はクラッド１ｃとセンタコア１ａとの比屈折率差を示す。なお、この図１では紙面上方向に向かうほど高屈折率であることを示す。このサイドコア１ｂの内半径ｒ２を、センタコア１ａの半径ｒ１で割った比を、横軸にコア半径、縦軸に波長分散と分散スロープとをとったグラフにプロットしたものが図３である。なお、図３における波長分散及び分散スロープは、全て波長１５５０ｎｍにおける値を示すものである。本実施例１においては、図３に記述してあるように、Δ１＝２．３％、Δ２＝−０．４０％である。また、ｒ２／ｒ１が２．５〜４．５の範囲であれば前述の諸特性を良好に得ることができることが分かる。
【００２１】
このＷ型分散補償光ファイバ母材１を、図５のようにテーパ状に加工し、次いで図６のような延伸装置３で同じファイバ外径１２５μｍになるように線引きして分散補償光ファイバ（図示せず）を得た。このときの一方の端のコア径（ｒ２×２）が４．３μｍ、他方の端のコア径（ｒ２×２）が４．０５μｍであった。なお、図６の符号４はダミーのロッドであり、符号５は上部チャックであり、符号６は下部チャックであり、符号７は加熱炉であり、符号８は炉心管である。
【００２２】
作製された前記分散補償光ファイバは、全長７．３５ｋｍであり、全長での１．５５μｍにおける伝送損失が０．４５ｄＢ／ｋｍ、波長分散が−１２５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、分散スロープが−０．４０ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍである。これを波長分散が＋１７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、分散スロープが＋０．０６ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍの１．３μｍ帯伝送用シングルモード光ファイバ５４ｋｍと接続して使用すると、伝送路全体での波長分散は略零となり、分散スロープは伝送路全体で０．３０ｐｓ／ｎｍ２ 、単位長さ当たりに換算して＋０．００５ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍと低分散スロープな伝送路を構築することができた。また、この分散補償光ファイバを、胴径６０ｍｍのアルミリールに巻いて小型コイル状に巻き込んだが、このとき、コア径が大きくて曲げ特性の強い方から巻いたので、曲げ損失特性が劣化せず、コイル自体の曲げ損失特性も劣化しなかった。そのため、１．５５μｍ帯において１．３μｍ帯伝送用シングルモード光ファイバに接続して波長１．５５μｍでの分散補償を行ったとき、波長１．５３μｍ〜１．６１μｍの広帯域で分散が殆ど零であり、低損失で、広帯域での分散が小さいため、良好な伝送を行うことができた。
【００２３】
［実施例２］
ＶＡＤ法によりＧｅＯ2添加コア−ＳｉＯ2クラッド構造を有する多孔質体を作製した。この多孔質体をおよそ１０００℃の雰囲気においてＨｅと塩素系ガスで脱水処理し、その後、５ｌ／ｍｉｎのＨｅと１０００ｃｃ／ｍｉｎのＳｉＦ4の雰囲気でフッ素添加及び透明ガラス化を同時に行った。このロッドを延伸してコア母材とし、その周りにリング部分を形成するＧｅＯ2−ＳｉＯ2からなる多孔質体とクラッディング用のＳｉＯ2からなる多孔質体を順次外付けし、およそ１０００℃の雰囲気においてＨｅと塩素系ガスで脱水処理し、さらに、Ｈｅ雰囲気で透明ガラス化して図２に示すようなプロファイル（屈折率分布）を有する分散補償光ファイバ母材を作製した。
図２について説明すると、分散補償光ファイバ母材２は、センタコア２ａと、該センタコア２ａの外周上に設けられてこれより低屈折率のサイドコア２ｂと、該サイドコア２ｂの外周上に設けられてこれよりも高屈折率かつセンタコア２ａよりも低屈折率のリング層２ｃと、該リング層２ｃの外周上に設けられてセンタコア２ａとリング層２ｃよりも低屈折率かつサイドコア２ｂよりも高屈折率のクラッド２ｄとを備えた屈折率分布形状を有している。
符号ｒ２１は、センタコア２ａの軸線からの半径（従い、ｒ２１の２倍がセンタコア２ａの外径となる）、符号ｒ２２は、同軸線からサイドコア２ｂの半径（従い、ｒ２２の２倍がサイドコア２ｂの外径となる）、符号ｒ２３は、同軸線からリング層２ｃの半径（従い、ｒ２３の２倍がリング層２ｃの外径となる）、△２１はクラッド２ｄとセンタコア２ａとの比屈折率差、△２２はクラッド２ｄとサイドコア２ｂとの比屈折率差、△２３はクラッド２ｄとリング層２ｃとの比屈折率差を示す。なお、この図２では紙面上方向に向かうほど高屈折率であることを示す。
サイドコア２ｂの内半径ｒ２２を、センタコア２ａの半径ｒ２１で割った比を、横軸にコア半径、縦軸に波長分散と分散スロープとをとったグラフにプロットしたものが図４である。なお、図４における波長分散及び分散スロープは、全て波長１５５０ｎｍにおける値を示すものである。本実施例２においては、図４に記述してあるように、△２１＝２．３％、△２２＝−０．４０％、△２３＝０．４％、ｒ２３−ｒ２２＝２ｒ２１である。また、ｒ２２／ｒ２１は４．５とした。更に、図４から、ｒ２２／ｒ２１が２．５〜４．５の範囲であれば、前述の諸特性を良好に得ることができることが分かる。
【００２４】
この分散補償光ファイバ母材１を、実施例１の図５のようにテーパ状に加工し、次いで前記延伸装置３でファイバ外径１２５μｍになるように線引きして分散補償光ファイバ（図示せず）を得た。このときの一方の端のコア径（ｒ２３×２）が５．１μｍ、他方の端のコア径（ｒ２３×２）が５．３μｍであった。
【００２５】
作製された前記分散補償光ファイバは、全長４．０ｋｍであり、全長での１．５５μｍにおける伝送損失が０．４５ｄＢ／ｋｍ、波長分散が−１３５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、分散スロープが−０．４４ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍである。これを波長分散が＋１７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、分散スロープが＋０．０６ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍの１．３μｍ帯伝送用シングルモード光ファイバ３１．８ｋｍと接続して使用すると、伝送路全体での波長分散は略零となり、分散スロープは伝送路全体で０．１５ｐｓ／ｎｍ２ 、単位長さ当たりに換算して＋０．００４ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍと低分散スロープな伝送路を構築することができた。また、この分散補償光ファイバを、胴径６０ｍｍのアルミリールに巻いて小型コイル状に巻き込んだが、このとき、コア径が大きくて曲げ特性の強い方から巻いたので、曲げ損失特性が劣化せず、コイル自体の曲げ損失特性も劣化しなかった。そのため、１．５５μｍ帯において１．３μｍ帯伝送用シングルモード光ファイバに接続して波長１．５５μｍでの分散補償を行ったとき、波長１．５３μｍ〜１．６１μｍの広帯域で分散が殆ど零であり、低損失で、広帯域での分散が小さいため、良好な伝送を行うことができた。
【００２６】
［比較例１］
上記実施例１と同様に、ＶＡＤ法によりＧｅＯ2添加コア−ＳｉＯ2クラッド構造を有する多孔質体を作製した。この多孔質体をおよそ１０００℃の雰囲気においてＨｅと塩素系ガスで脱水処理し、その後、５ｌ／ｍｉｎのＨｅと１０００ｃｃ／ｍｉｎのＳｉＦ4の雰囲気でフッ素添加及び透明ガラス化を同時に行った。このロッドを延伸してコア母材とし、その周りにクラッディング用のＳｉＯ2からなる多孔質体を外付けし、およそ１０００℃の雰囲気においてＨｅと塩素系ガスで脱水処理し、さらに、Ｈｅ雰囲気で透明ガラス化して、実施例１と同じプロファイル（屈折率分布）を有する別のＷ型分散補償光ファイバ母材を作製した（図示せず）。
【００２７】
このＷ型分散補償光ファイバ母材をコア径＝４．３μｍ、ファイバ外径＝１２５μｍとなるように線引きして分散補償光ファイバを得た。作製された分散補償光ファイバは、１．５５μｍにおいて伝送損失が０．４５ｄＢ／ｋｍ、波長分散が−１００ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、分散スロープが−０．１３ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍであったため、実施例１と同じ１．３μｍ帯伝送用シングルモード光ファイバに接続して波長１．５５μｍでの分散補償を行ったとき、残留分散スロープが＋０．０３２ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍ程度残ったため、さらに波長毎の分散補償が必要となった。また、この分散補償光ファイバを胴径６０ｍｍのアルミリールに巻いて小型のコイルにしても曲げ損失特性は劣化しなかった。
【００２８】
［比較例２］
上記実施例１と同様に、ＶＡＤ法によりＧｅＯ2添加コア−ＳｉＯ2クラッド構造を有する多孔質体を作製した。この多孔質体をおよそ１０００℃の雰囲気においてＨｅと塩素系ガスで脱水処理し、その後、５ｌ／ｍｉｎのＨｅと１０００ｃｃ／ｍｉｎのＳｉＦ4の雰囲気でフッ素添加及び透明ガラス化を同時に行った。このロッドを延伸してコア母材とし、その周りにクラッディング用のＳｉＯ2からなる多孔質体を外付けし、およそ１０００℃の雰囲気においてＨｅと塩素系ガスで脱水処理し、さらに、Ｈｅ雰囲気で透明ガラス化して実施例１と同じプロファイルを有する別のＷ型分散補償光ファイバ母材（図示せず）を作製した。
【００２９】
このＷ型分散補償光ファイバ母材をコア径＝４．１μｍ、ファイバ外径＝１２５μｍとなるように線引きして分散補償光ファイバを得た。作製された分散補償光ファイバは、１．５５μｍにおける伝送損失が０．４５ｄＢ／ｋｍ、波長分散が−１３３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、分散スロープが−０．４２ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍであったので、実施例１と同じ１．３μｍ帯伝送用シングルモード光ファイバに接続して波長１．５５μｍでの分散補償を行ったとき、波長１．５３μｍから１．６１μｍの広帯域で分散が殆ど零となり、分散スロープは伝送路全体で単位長さ当たりに換算して＋０．００６ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍと低分散スロープであり、良好な伝送を行うことができた。しかし、この分散補償光ファイバを胴径６０ｍｍのアルミリールに巻いて小型のコイルにすると急激に曲げ損失特性が劣化し、コイル自体の曲げ損失特性が悪化した。そのため、良好な伝送を行うことができなくなった。
【００３０】
［比較例３］
ＶＡＤ法によりＧｅＯ2添加コア−ＳｉＯ2クラッド構造を有する多孔質体を作製した。この多孔質体をおよそ１０００℃の雰囲気においてＨｅと塩素系ガスで脱水処理し、その後、５ｌ／ｍｉｎのＨｅと１０００ｃｃ／ｍｉｎのＳｉＦ4の雰囲気でフッ素添加及び透明ガラス化を同時に行った。このロッドを延伸してコア母材とし、その周りにリング部分を形成するＧｅＯ2−ＳｉＯ2からなる多孔質体とクラッディング用のＳｉＯ2からなる多孔質体を順次外付けし、およそ１０００℃の雰囲気においてＨｅと塩素系ガスで脱水処理し、さらに、Ｈｅ雰囲気で透明ガラス化して実施例２と同じプロファイルを有する分散補償光ファイバ母材を作製した。
【００３１】
このＷ型分散補償光ファイバ母材をコア径＝５．１５μｍ、ファイバ外径＝１２５μｍとなるように線引きして分散補償光ファイバを得た。作製された分散補償光ファイバは、全長４．０ｋｍであり、全長での１．５５μｍにおける伝送損失が０．４５ｄＢ／ｋｍ、波長分散が−１３５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、分散スロープが−０．４４ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍであった。これを、実施例２と同じ１．３μｍ帯伝送用シングルモード光ファイバと接続して使用すると、伝送路全体での波長分散は略零であり、分散スロープは伝送路全体で０．１５ｐｓ／ｎｍ２ 、単位長さ当たりに換算して＋０．００４ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍと低分散スロープな伝送路を構築することができた。しかし、この分散補償光ファイバを胴径６０ｍｍのアルミリールに巻いて小型のコイルにすると急激に曲げ損失特性が劣化し、コイル自体の曲げ損失特性が悪化した。そのため、良好な伝送を行うことができなくなった。
【００３２】
したがって、以上に説明したように、上記比較例１の分散補償光ファイバでは更なる波長毎の分散補償が必要となり、また、上記比較例２及び上記比較例３の分散補償光ファイバではこれを小型のコイルにすると急激に曲げ損失特性が劣化してコイル自体の曲げ損失特性が悪化することとなった。これに対し、本発明の構成から成る上記実施例の分散補償光ファイバでは、これを巻いて小型コイルにしても曲げ損失特性が劣化せず、コイル自体の曲げ損失特性も劣化することがなかった。これにより、１．５５μｍ帯において１．３μｍ用シングルモード光ファイバに接続した場合においても、広帯域で分散が殆ど零であり、低損失で、良好な伝送を行えるという優れた性能を得ることが可能となった。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１〜５記載の分散補償光ファイバ及びその製造方法によれば、１．５３〜１．６１μｍから選択される使用波長帯における波長分散が−８０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、かつ分散スロープが０ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍ以下であり、かつその使用長において実質的にシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有する１本の分散補償光ファイバから構成され、その長手方向における分散スロープが０〜−１．０ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍの範囲で変化し、前記分散スロープが径方向内側から外側に向かって小さくなるように前記小型コイル状に巻かれている構成を採用したことにより、分散スロープ補償効果が高く、かつ小型コイル状に巻き込んでも伝送損失特性の劣化が荘司ない分散補償光ファイバを容易に製造することが可能となった。
【００３４】
また、上記請求項６記載の光ファイバ型分散補償器によれば、分散スロープ補償効果が高く、かつ小型コイルに巻き込んでも伝送損失特性の劣化が生じない分散補償光ファイバを採用したことにより、小型化が可能な光ファイバ型分散補償器を容易に製造することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１で用いられる分散補償光ファイバの屈折率分布を示すグラフである。
【図２】 本発明の実施例２で用いられる分散補償光ファイバの屈折率分布を示すグラフである。
【図３】 実施例１の分散補償光ファイバのコア径を変化させたときの分散特性図である。
【図４】 実施例１の分散補償光ファイバのコア径を変化させたときの分散特性図である。
【図５】 実施例１で用いられるテーパ状ロッドを示す図であって、軸線を通る断面での断面図である。
【図６】 実施例１及び実施例２で用いられる延伸装置の概略説明図である。
【符号の説明】
１ａ、２ａ・・・センタコア、１ｂ、２ｂ・・・サイドコア、１ｃ、２ｄ・・・クラッド、２ｃ・・・リング層
Claims (6)
- 小型コイル状に巻かれて光ファイバ型分散補償器として用いられる分散補償光ファイバであって、
１．５３〜１．６１μｍから選択される使用波長帯における波長分散が−８０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、かつ分散スロープが０ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍ以下であり、かつその使用長において実質的にシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有する１本の分散補償光ファイバから構成され、その長手方向における分散スロープが０〜−１．０ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍの範囲で変化し、前記分散スロープが径方向内側から外側に向かって小さくなるように前記小型コイル状に巻かれていることを特徴とする分散補償光ファイバ。 - 請求項１記載の分散補償光ファイバにおいて、
センタコア（１ａ）と、該センタコアの外周上に設けられてこれより低屈折率のサイドコア（１ｂ）と、サイドコアの外周上に設けられて前記センタコアよりも低屈折率かつ前記サイドコアよりも高屈折率のクラッド（１ｃ）とを備えた屈折率分布形状を有することを特徴とする分散補償光ファイバ。 - 請求項１記載の分散補償光ファイバにおいて、
センタコア（２ａ）と、該センタコアの外周上に設けられてこれより低屈折率のサイドコア（２ｂ）と、該サイドコアの外周上に設けられてこれよりも高屈折率かつ前記センタコアよりも低屈折率のリング層（２ｃ）と、該リング層の外周上に設けられて前記センタコアと前記リング層よりも低屈折率かつ前記サイドコアよりも高屈折率のクラッド（２ｄ）とを備えた屈折率分布形状を有することを特徴とする分散補償光ファイバ。 - 小型コイル状に巻かれて光ファイバ型分散補償器として用いられる分散補償光ファイバであって、１．５３〜１．６１μｍから選択される使用波長帯における波長分散が−８０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、かつ分散スロープが０ｐｓ／ｎｍ ２ ／ｋｍ以下であり、かつその使用長において実質的にシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有する１本の分散補償光ファイバから構成され、その長手方向における分散スロープが０〜−１．０ｐｓ／ｎｍ ２ ／ｋｍの範囲で変化し、前記分散スロープが径方向内側から外側に向かって小さくなるように前記小型コイル状に巻かれている分散補償光ファイバの製造方法において、
長手方向に均一な母材を製造後、予め該母材をテーパ状に加工してから一定の光ファイバ径をなすように線引きする工程を、少なくとも具備したことを特徴とする分散補償光ファイバの製造方法。 - 小型コイル状に巻かれて光ファイバ型分散補償器として用いられる分散補償光ファイバであって、１．５３〜１．６１μｍから選択される使用波長帯における波長分散が−８０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、かつ分散スロープが０ｐｓ／ｎｍ ２ ／ｋｍ以下であり、かつその使用長において実質的にシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有する１本の分散補償光ファイバから構成され、その長手方向における分散スロープが０〜−１．０ｐｓ／ｎｍ ２ ／ｋｍの範囲で変化し、前記分散スロープが径方向内側から外側に向かって小さくなるように前記小型コイル状に巻かれている分散補償光ファイバの製造方法において、
長手方向に均一な母材を製造後、線引き時に光ファイバの外径を変化させる工程を、少なくとも具備したことを特徴とする分散補償光ファイバの製造方法。 - 小型コイル状に巻かれた分散補償光ファイバを備えた光ファイバ型分散補償器において、
前記分散補償光ファイバは、１．５３〜１．６１μｍから選択される使用波長帯における波長分散が−８０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、かつ分散スロープが０ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍ以下であり、かつその使用長において実質的にシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有する１本の分散補償光ファイバから構成され、その長手方向における分散スロープが０〜−１．０ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍの範囲で変化し、前記分散スロープが径方向内側から外側に向かって小さくなるように前記小型コイル状に巻かれており、
１．３μｍ帯伝送用シングルモード光ファイバに接続された状態で、１．５３〜１．６１μｍから選択される使用波長帯での残留波長分散が−８〜＋８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとされ、かつ残留分散スロープが−０．０３〜＋０．０３ｐｓ／ｎｍ２ ／ｋｍとされていることを特徴とする光ファイバ型分散補償器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26950699A JP3781925B2 (ja) | 1999-09-22 | 1999-09-22 | 分散補償光ファイバ及び光ファイバ型分散補償器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26950699A JP3781925B2 (ja) | 1999-09-22 | 1999-09-22 | 分散補償光ファイバ及び光ファイバ型分散補償器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001091764A JP2001091764A (ja) | 2001-04-06 |
| JP3781925B2 true JP3781925B2 (ja) | 2006-06-07 |
Family
ID=17473379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26950699A Expired - Fee Related JP3781925B2 (ja) | 1999-09-22 | 1999-09-22 | 分散補償光ファイバ及び光ファイバ型分散補償器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3781925B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011228541A (ja) * | 2010-04-21 | 2011-11-10 | Photonic Science Technology Inc | テーパ形状光ファイバの製造方法 |
-
1999
- 1999-09-22 JP JP26950699A patent/JP3781925B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001091764A (ja) | 2001-04-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6731848B2 (en) | Dispersion compensating optical fiber | |
| US6477306B2 (en) | Dispersion-compensating optical fiber, and, optical transmission line and dispersion-compensating module respectively including the same | |
| US6943935B2 (en) | Dispersion-managed cable for raman-assisted transmission | |
| JP2000356724A (ja) | 色分散を補償した光ファイバ | |
| WO2009107260A1 (ja) | 光ファイバ | |
| US6937805B2 (en) | Dispersion compensating fiber and dispersion compensating fiber module | |
| JP4999063B2 (ja) | 光ファイバ | |
| US6980723B2 (en) | Dispersion-compensating optical fiber and hybrid transmission line | |
| JP2002341157A (ja) | 波長多重伝送路およびこれに用いる分散補償光ファイバ | |
| JP3798227B2 (ja) | 分散補償光ファイバの接続構造 | |
| JP2001159721A (ja) | 分散補償光ファイバ | |
| JP2001296444A (ja) | 分散補償光ファイバ、光伝送路および分散補償モジュール | |
| JP3781925B2 (ja) | 分散補償光ファイバ及び光ファイバ型分散補償器 | |
| KR100433297B1 (ko) | 파장분할다중통신용광섬유 | |
| JP2002071995A (ja) | 負分散光ファイバおよび光伝送路 | |
| JP3819264B2 (ja) | 分散補償光ファイバ、分散補償光ファイバモジュールおよび複合伝送路 | |
| JP4568485B2 (ja) | シングルモード光ファイバ並びに光通信システム | |
| JP2002062450A (ja) | 分散補償光ファイバおよび光伝送路 | |
| JP3643012B2 (ja) | 分散補償光ファイバ | |
| JPH1062640A (ja) | 分散シフト光ファイバ | |
| JP3481568B2 (ja) | 分散補償光ファイバおよびこれを用いた分散補償光ファイバ伝送路 | |
| JP2005197940A (ja) | 分散補償ファイバモジュール及び光ファイバ伝送路 | |
| JP3766074B2 (ja) | 分散補償光ファイバおよびこれを用いた分散補償光ファイバ伝送路 | |
| US6898361B2 (en) | Dispersion-compensating optical fiber and optical transmission line | |
| JP2003270469A (ja) | 高い良度指数を有する分散−補正ファイバ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050801 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050809 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051007 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060228 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060308 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090317 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100317 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |