JPH0695167B2 - 広波長域低分散シングルモ−ドフアイバ - Google Patents

広波長域低分散シングルモ−ドフアイバ

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JPH0695167B2 JP61046599A JP4659986A JPH0695167B2 JP H0695167 B2 JPH0695167 B2 JP H0695167B2 JP 61046599 A JP61046599 A JP 61046599A JP 4659986 A JP4659986 A JP 4659986A JP H0695167 B2 JPH0695167 B2 JP H0695167B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔目 次〕 概 要 産業上の利用分野 従来の技術(第9図〜第12図) 発明が解決しようとする問題点 問題点を解決するための手段(第1図) 作 用(第2図) 実施例 (第1の実施例)(第3図,第4図) (第2の実施例)(第5図,第6図) (第3の実施例)(第7図,第8図) 発明の効果 〔概 要〕 コアを構成する最内層と、第2層と、第3層と、クラツ
ドを構成する最外層とを内側から順次同心円筒状に多重
に構成された多重構造屈折率分布シングルモードフアイ
バをMCVD法によつて形成し、最内層における第2層と接
する部分の屈折率を半径の増加する方向にゆるやかに減
少して第2層に接続するように変化させるとともに、第
2層,第3層,最外層の屈折率をそれぞれ一定とし、最
内層における最大屈折率の部分の屈折率と最外層の屈折
率との差および第3層の屈折率と最外層の屈折率との差
をそれぞれ正の所定値とし、第2層の屈折率と最外層の
屈折率との差を負の所定値とし、最内層の半径を所定値
とし、最内層の半径と第2層の半径との比および最内層
の半径と第3層の半径との比をそれぞれ所定値とするこ
とによつて、低分散となる範囲を広くするとともに、基
本モードにカツトオフとなる領域を生じないようにし
て、曲げに対する損失を小さくする。さらにこの場合、
最内層の第2層と接する部分の屈折率が半径の増加する
方向にゆるやかに減少するので、この部分においてフア
イバ長手方向における屈折率のゆらぎが生じにくく、製
造上の原因に基づく損失増加および波長分散の劣化が防
止される。
〔産業上の利用分野〕
本発明は広波長域低分散シングルモードフアイバに関
し、特に使用できる波長領域が十分広いとともに曲げに
よる損失が小さく、かつフアイバの構造不完全に基づく
損失増加を生じない広波長域低分散シングルモードフア
イバに関するものである。
光通信においては、使用できる波長領域が広いことが必
要である。広波長域低分散シングルモードフアイバは、
この目的に適合するものとして開発が進められている
が、使用できる波長領域がより広いとともに曲げによる
損失が小さく、かつ製造上の原因による構造不完全に基
づく損失増加を生じないものが要望されている。
〔従来の技術〕
従来、広波長域低分散シングルモードフアイバとして、
W型シングルモードフアイバが提案されている。これは
第9図にその断面構造を示すようなものであつて、コア
11の屈折率をn1,クラツド12の屈折率をn2(n1>n2)と
したとき、コア11とクラツド12の中間に屈折率n3(n3
n2)なる中間層13を設けたものである。この場合の遅延
時間τの特性は各部の波長に対する群屈折率の違いに基
づいて、第10図において(a)に示すようなものとな
る。すなわちコア11の部分の特性Aとクラツド12の部分
の特性Bと中間層13の部分の特性Cとによつて、フアイ
バの特性はDで示すように3次曲線の形状となる。なお
Eは対照のために、通常のシングルモードフアイバの特
性を示したものである。これによつて波長分散mは、同
図(b)においてFで示されるように2つの波長で0と
なる特性を示し、Gで示す通常のシングルモードフアイ
バの場合と比較して、広波長域低分散となる。
しかしながら第9図に示されたようなW型シングルモー
ドフアイバは、使用領域が必ずしも十分広くないだけで
なく、フアイバに曲げを生じたときの放射損失が実用上
問題となる程大きいという問題がある。
これはW型シングルモードフアイバの場合、第10図
(a)の遅延特性において破線で示すように短波長域に
基本モードにカツトオフがあり、ある波長以上は伝送で
きなくなる性質があるが、曲げによつてこの傾向が助長
されるためであると考えられる。
これに対して、第11図に示すような4重構造を具えるこ
とによつて、これらの問題点を解決した広波長域低分散
シングルモードフアイバがある。
すなわちコアを構成する最内層21と、第2層22と、第3
層23と、クラツドを構成する最外層24とを内側から順次
同心円筒状に多重に構成された多重構造屈折率分布シン
グルモードフアイバを構成し、最内層21の屈折率と最外
層24の屈折率との差および第3層23の屈折率と最外層24
の屈折率との差を正の所定値とし、第2層22の屈折率と
最外層24の屈折率との差を負の所定値とし、最内層21の
径を所定値とし、最内層21の径と第2層22の径との比お
よび最内層21の径と第3層23の径との比をそれぞれ所定
値として、これら各部の屈折率と径に適当な値を与える
ことによつて、広い波長領域において使用可能にすると
ともに曲げによる損失を小さくすることができる。
第12図はこの場合の特性例を示し、最内層21の特性a
と、第2層22の特性bと、第3層23の特性cと、クラツ
ドを構成する最外層14の特性dとによつて、フアイバの
遅延時間τの特性はeで示すように4次曲線の形状とな
る。これによつて波長分散mは(b)に示すように右上
がりの特性となる。これを第9図に示されたW型シング
ルモードフアイバの場合と比較すると、低分散となる範
囲が広いとともに、カツトオフとなる領域を生じないた
め、曲げによる損失も小さくなる。
第11図に示された従来の広波長域低分散シングルモード
フアイバは、第3層23の部分の屈折率を高くすることが
その性能向上のために望ましい。しかしながら最内層21
における第2層22と接する部分において、製造上の原因
に基づく構造不完全を生じ、この部分の屈折率にフアイ
バの長手方向においてゆらぎを生じやすい。そのため第
3層23の存在による低分散化の効果が減殺されるととも
に、光損失が増加するという問題があつた。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的は、使用できる波長領域が十分広いととも
に曲げによる損失が小さく、かつフアイバの構造不完全
に基づく損失増加を生じない広波長域低分散シングルモ
ードフアイバを提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
第1図は本発明の原理的構成を示している。
最大屈折率の部分の屈折率n1を有する半径r1の最内層
(1)と、屈折率n2を有する半径r2の第2層(2)と、
屈折率n3を有する半径r3の第3層(3)と、屈折率n4
有する半径r4の最外層(4)とを順次同心円筒状に多重
に構成した多重構造屈折率分布シングルモードフアイバ
をMCVD法によつて形成し、 最内層(1)における第2層(2)と接する部分の屈折
率が半径の増加する方向にゆるやかに減少して第2層
(2)に接続するように変化するとともに、 第2層(2),第3層(3),最外層(4)の屈折率
n2,n3,n4をそれぞれ半径方向に一定とし、 最内層(1)における最大屈折率の部分の屈折率n1と最
外層(4)の屈折率n4との差Δを1.0%〜1.1%とし、 第2層(2)の屈折率n2と最外層(4)の屈折率n4との
差Δを−0.3%〜−0.2%とし、 第3層(3)の屈折率n3と最外層(4)の屈折率n4との
差Δを0.2±0.02%とし、 最内層(1)の半径r1を3±0.3μmとし、 最内層(1)の半径r1と第2層(2)の半径r2との比を
2.3とし、 最内層(1)の半径r1と第3層(3)の半径r3との比を
3とする。
〔作 用〕
第2図は第1図に原理的構成を示す広波長域低分散シン
グルモードフアイバにおける遅延特性(a)と波長分散
(b)とを示したものである。すなわち(a)に示すよ
うに、コアを構成する最内層1の特性aと、第2層の特
性bと、第3層の特性cと、クラツドを構成する最外層
4の特性dとによつて、フアイバの遅延時間τの特性は
eで示すように4次曲線の形状となり、波長分散mは
(b)に示すように右上がりの特性となる。これによつ
て低分散となる範囲が広いとともに、短波長域において
基本モードにカツトオフとなる領域を生じないため、曲
げに対する損失も小さくなる。かつこの場合、最内層1
の第2層2と接する部分の屈折率が半径の増加する方向
にゆるやかに減少するので、この部分においてフアイバ
長手方向における屈折率のゆらぎが生じにくく、製造上
の原因に基づく構造不完全が防止される。
〔実施例〕
(第1の実施例) 第3図は本発明の一実施例を示したものであつて、第1
図におけると同一部分を同じ番号で示している。
本実施例における各部の半径は第3図に示されるよう
に、 r1=3μm r2=6.9μm r3=9.1μm r4=クラツド半径 である。また各部の屈折率差は、第4層の屈折率n4(石
英)を基準として、 Δ=1.05% Δ=−0.3% Δ=0.19% である。この場合の主要諸元は第1表に示すごとくであ
つた。
本実施例による広波長域低分散シングルモードフアイバ
の波長分散の一例は、第4図に示されるようなものであ
つて、従来のシングルモードフアイバの場合およびW型
シングルモードフアイバの場合と比べて、十分良好であ
ることがわかる。
(第2の実施例) 第5図は本発明の他の実施例を示したものであつて、1.
55μm帯を対象とするものであり、第1図におけると同
一部分を同じ番号で示している。
本実施例においては、各部の寸法および屈折率を第5図
に示すように3種類に変化させた場合を例示しており、
それぞれを(太実線),(破線),(細実線)で
区別して示すと、 r1=3.1μm =3.5μm =3.4μm r2=6.8μm =7.0μm =7.6μm r3=9.2μm =11.2μm =13.64μm r4=クラツド半径 である。
また各部の屈折率差は最外層の屈折率n4(石英)を基準
として、 Δ=1.1% =1.0% =1.02% Δ=−0.3% =−0.2% =−0.1% Δ=0.2% =0.21% =0.22% である。この場合の主要諸元は第1表に示すごとくであ
つた。
本実施例による広波長域低分散シングルモードフアイバ
の波長分散の一例は、第6図に示されるようなものであ
つて、従来のシングルモードフアイバの場合およびW型
シングルモードフアイバの場合と比べて、十分良好であ
ることがわかる。
(第3の実施例) 第7図は本発明のさらに他の実施例を示したものであつ
て、1.3μm〜1.55μm帯を対象とし、第1図における
と同一部分を同じ番号で示している。
本実施例においては、各部の半径および屈折率を第7図
に示されるように、6種類に変化させた場合を例示して
おり、それぞれを(3点鎖線),(2点鎖線),
(破線),(実線),(点線),(長破線)で区
別して示すと、 r1=5.2μm =4.7μm =4.3μm =4.0μm =3.7μm =3.5μm r2=7.2μm 〜 r3=12.0μm 〜 r4=クラツド半径 である。また各部の屈折率差は、クラツドの屈折率n
4(石英)を基準として、 Δ=0.624% =0.677% =0.730% =0.783% =0.836% =0.890% Δ=−0.25% 〜 Δ=0.2% 〜 である。この場合の主要諸元は第3表に示すごとくであ
つた。
本実施例による広波長域低分散シングルモードフアイバ
の波長分散の一例は、第8図に示されるようなものであ
つて、従来のシングルモードフアイバの場合およびW型
シングルモードフアイバの場合と比べて、十分良好であ
ることがわかる。
これら各実施例においては、最内層1の第2層と接続す
る部分において、製造上の原因に基づく構造不完全を生
じ、この部分の屈折率にフアイバの長手方向においてゆ
らぎを生じることがなく、従つて光損失が増加すること
はなく、また第3層の部分の屈折率を高くしても波長分
散が劣化することはなかつた。
またこれら各実施例において、最内層1の中心部分にお
いて屈折率の低下を生じている。これはMCVD法によつて
製作されたプリフオームのコラプス工程時、加熱によつ
て中心部の不純物が逸失するためであるが、これによつ
て本発明の効果に影響を受けることはない。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明の広波長域低分散シングルモ
ードフアイバは、 曲げ損失が小さい。
広い波長領域(1.2μm〜1.7μm)で使用可能であ
る。
製造上の原因に基づく損失増加および波長分散の劣化
が防止される。
ものであつて、従来技術によるものと比べて格段に優れ
ている。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理的構成を示す図、 第2図は本発明の広波長域低分散シングルモードフアイ
バの特性を示す図、 第3図は本発明の一実施例を示す図、 第4図は第3図の実施例におけ波長分散を示す図、 第5図は本発明の他の実施例を示す図、 第6図は第5図の実施例における波長分散を示す図、 第7図は本発明のさらに他の実施例を示す図、 第8図は第7図の実施例における波長分散を示す図、 第9図はW型シングルモードフアイバの構成を示す図、 第10図はW型シングルモードフアイバの特性の例を示す
図、 第11図は従来の広波長域低分散シングルモードフアイバ
の構成を示す図、 第12図は第11図の広波長域低分散シングルモードフアイ
バの特性の例を示す図である。 1……最内層 2……第2層 3……第3層 4……最外層

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】最内層と、第2層と、第3層と、最外層と
    が内側から順次同心円筒状に多重に構成された多重構造
    屈折率分布シングルモードフアイバにおいて、 最内層における第2層と接する部分の屈折率が半径の増
    加する方向にゆるやかに減少して第2層に接続するよう
    に変化するとともに、 第2層と第3層と最外層の屈折率をそれぞれ半径方向に
    一定とし、 最内層における最大屈折率の部分の屈折率と最外層の屈
    折率との差が1.0%〜1.1%であり、 第2層の屈折率が半径方向に一定で最外層の屈折率との
    差が−0.3%〜−0.2%であり、 第3層の屈折率が半径方向に一定で最外層の屈折率との
    差が0.2%±0.02%であり、 最外層の屈折率が半径方向に一定であつて、 最内層の半径が3±0.3μmであり、 最内層の半径と第2層の半径との比が2.3であり、 最内層の半径と第3層の半径との比が3であることを特
    徴とするMCVD法によつて作られた広波長域低分散シング
    ルモードフアイバ。
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