JPH10227937A - シングルモード光ファイバ - Google Patents
シングルモード光ファイバInfo
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- JPH10227937A JPH10227937A JP9337156A JP33715697A JPH10227937A JP H10227937 A JPH10227937 A JP H10227937A JP 9337156 A JP9337156 A JP 9337156A JP 33715697 A JP33715697 A JP 33715697A JP H10227937 A JPH10227937 A JP H10227937A
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Landscapes
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 曲げロスを効果的に低減する構造を備えたシ
ングルモード光ファイバを提供する。 【解決手段】 当該光ファイバは、内側コア(110)と、
外側コア(120)とで光学的コア(100)が構成されるととも
に、「すそだれ」が発生する内側クラッド(210)と外側
クラッド(220)とで光学的クラッド(200)が構成されお
り、特に、信号光の導波方向に垂直な当該光ファイバの
断面において、平均屈折率n0を有する外側クラッド(22
0)に対する、光学的クラッド(200)における比屈折率差
の面積分値をS1とし、光学的コア(100)における比屈
折率差の面積分値をS2とするとき、S1/S2≧0.
8なる関係を満たしている。
ングルモード光ファイバを提供する。 【解決手段】 当該光ファイバは、内側コア(110)と、
外側コア(120)とで光学的コア(100)が構成されるととも
に、「すそだれ」が発生する内側クラッド(210)と外側
クラッド(220)とで光学的クラッド(200)が構成されお
り、特に、信号光の導波方向に垂直な当該光ファイバの
断面において、平均屈折率n0を有する外側クラッド(22
0)に対する、光学的クラッド(200)における比屈折率差
の面積分値をS1とし、光学的コア(100)における比屈
折率差の面積分値をS2とするとき、S1/S2≧0.
8なる関係を満たしている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、光通信分野に適
用されるシングルモード光ファイバに関するものであ
る。
用されるシングルモード光ファイバに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来から、伝送路としてシングルモード
光ファイバ(以下、Sモード光ファイバという)が適用
された光通信システムでは、通信用信号光として、1.
3μmあるいは1.55μm波長帯の光が利用されるこ
とが多かった。ただし、最近では伝送路中における伝送
損失低減の観点から、1.55μm波長帯の光が利用が
増しつつある。こうした1.55μm波長帯の光の伝送
路に適用されるSモード光ファイバ(以下、1.55μ
m用Sモード光ファイバという)では、1.55μm波
長帯の光に対する、その波長分散(波長によって光の伝
搬速度が異なるためパルス波が広がる現象)がゼロにな
るになるよう設計されている(零分散波長が1.55μ
mの分散シフトファイバ)。このような分散シフトファ
イバとしては、例えば特公平3−18161号公報に、
デュアルシェイプコア型の屈折率プロファイルを有する
分散シフトファイバが提案されている。さらに、“Rela
tionbetween Macrobending Losses and Cutoff Wavelen
gth in Dispersion-ShiftedSegmented-Core Fiber”Ele
ctronics Letter,Vol.22,No.11,p.574,1986には、セグ
メントコア型の屈折率プロファイルを有する分散シフト
ファイバが開示されている。
光ファイバ(以下、Sモード光ファイバという)が適用
された光通信システムでは、通信用信号光として、1.
3μmあるいは1.55μm波長帯の光が利用されるこ
とが多かった。ただし、最近では伝送路中における伝送
損失低減の観点から、1.55μm波長帯の光が利用が
増しつつある。こうした1.55μm波長帯の光の伝送
路に適用されるSモード光ファイバ(以下、1.55μ
m用Sモード光ファイバという)では、1.55μm波
長帯の光に対する、その波長分散(波長によって光の伝
搬速度が異なるためパルス波が広がる現象)がゼロにな
るになるよう設計されている(零分散波長が1.55μ
mの分散シフトファイバ)。このような分散シフトファ
イバとしては、例えば特公平3−18161号公報に、
デュアルシェイプコア型の屈折率プロファイルを有する
分散シフトファイバが提案されている。さらに、“Rela
tionbetween Macrobending Losses and Cutoff Wavelen
gth in Dispersion-ShiftedSegmented-Core Fiber”Ele
ctronics Letter,Vol.22,No.11,p.574,1986には、セグ
メントコア型の屈折率プロファイルを有する分散シフト
ファイバが開示されている。
【0003】こうした従来のデュアルシェイプ型あるい
はセグメントコア型の屈折率プロファイルを有するSモ
ード光ファイバは、光学的コアが、中心部を占めるとと
もに、平均屈折率が最も高い内側コアと、内側コアの外
周に設けられるとともに、内側コアよりも平均屈折率は
低いが、周辺のクラッドよりは平均屈折率が高い外側コ
アとを備えている。なお、デュアルシェイプ型の屈折率
プロファイルを有するSモード光ファイバでは、内側コ
アと外側コアとが密着しており、セグメントコア型の屈
折率プロファイルを有するSモード光ファイバでは、内
側コアと外側コアとが離間している。
はセグメントコア型の屈折率プロファイルを有するSモ
ード光ファイバは、光学的コアが、中心部を占めるとと
もに、平均屈折率が最も高い内側コアと、内側コアの外
周に設けられるとともに、内側コアよりも平均屈折率は
低いが、周辺のクラッドよりは平均屈折率が高い外側コ
アとを備えている。なお、デュアルシェイプ型の屈折率
プロファイルを有するSモード光ファイバでは、内側コ
アと外側コアとが密着しており、セグメントコア型の屈
折率プロファイルを有するSモード光ファイバでは、内
側コアと外側コアとが離間している。
【0004】また、内側コア及び外側コアにより構成さ
れる光学的コアの周囲は、該外側コアの平均屈折率より
も低い屈折率を有するクラッドが形成されている。
れる光学的コアの周囲は、該外側コアの平均屈折率より
も低い屈折率を有するクラッドが形成されている。
【0005】クラッドは、当該光ファイバの最外層を構
成する部分であり、耐候性などの観点から純シリカから
構成されることが多い。そして、クラッドより高い平均
屈折率を有する内側コアや外側コアには、屈折率を高め
るため、通常、GeO2などが添加される。
成する部分であり、耐候性などの観点から純シリカから
構成されることが多い。そして、クラッドより高い平均
屈折率を有する内側コアや外側コアには、屈折率を高め
るため、通常、GeO2などが添加される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述された従来の光フ
ァイバにおいては、加熱工程を含む光ファイバの製造工
程で、コア領域にのみ添加されるべきGeO2などの添
加物のクラッド領域への拡散が不可避的に発生するた
め、クラッド領域とコア領域との境界面付近では、純シ
リカにGeO2などの添加物が該クラッド領域へ混入し
てしまっていた。また、クラッド領域にフッ素が添加さ
れた場合には、該クラッド領域中におけるフッ素の濃度
ムラが発生する可能性もあった。
ァイバにおいては、加熱工程を含む光ファイバの製造工
程で、コア領域にのみ添加されるべきGeO2などの添
加物のクラッド領域への拡散が不可避的に発生するた
め、クラッド領域とコア領域との境界面付近では、純シ
リカにGeO2などの添加物が該クラッド領域へ混入し
てしまっていた。また、クラッド領域にフッ素が添加さ
れた場合には、該クラッド領域中におけるフッ素の濃度
ムラが発生する可能性もあった。
【0007】なお、光ファイバの屈折率プロファイル
は、例えばコア領域を純シリカあるいはGeO2を添加
する一方で、クラッド領域に屈折率低下剤であるフッ素
を添加することにより、コア領域とクラッド領域との十
分な比屈折率差を得ることが可能である。この場合、特
にクラッド領域へ添加されるフッ素の濃度が高いと該フ
ッ素濃度が当該光ファイバの半径方向に一様にするのは
困難である。例えば、屈折率n0の純シリカに対する屈
折率n3のクラッド領域の比屈折率差Δn3(=(n0 2−
n3 2)/2n0 2)を−0.1%以上に設定する場合、フ
ッ素添加量は適度であるためクラッド領域の屈折率を半
径方向にほぼ一様にすることは容易である。逆に、該比
屈折率差Δn3を−0.1%以下に設定する場合、必然
的にフッ素添加量も多くなるため、クラッド領域の屈折
率を半径方向に一様にすることが困難になる。
は、例えばコア領域を純シリカあるいはGeO2を添加
する一方で、クラッド領域に屈折率低下剤であるフッ素
を添加することにより、コア領域とクラッド領域との十
分な比屈折率差を得ることが可能である。この場合、特
にクラッド領域へ添加されるフッ素の濃度が高いと該フ
ッ素濃度が当該光ファイバの半径方向に一様にするのは
困難である。例えば、屈折率n0の純シリカに対する屈
折率n3のクラッド領域の比屈折率差Δn3(=(n0 2−
n3 2)/2n0 2)を−0.1%以上に設定する場合、フ
ッ素添加量は適度であるためクラッド領域の屈折率を半
径方向にほぼ一様にすることは容易である。逆に、該比
屈折率差Δn3を−0.1%以下に設定する場合、必然
的にフッ素添加量も多くなるため、クラッド領域の屈折
率を半径方向に一様にすることが困難になる。
【0008】この結果、コア領域からクラッド領域へ向
かって、屈折率がなだらかに減少していく、いわゆる
「すそだれ」が発生する。
かって、屈折率がなだらかに減少していく、いわゆる
「すそだれ」が発生する。
【0009】一方、伝送の高速化のため、複数の波長を
重ねて伝送する波長分割多重(Wavelength Division Mu
ltiplex;WDM)伝送では、信号光の総パワーが大き
くなるので、非線形光学現象の増大を抑制するため、モ
ードフィールド径(MFD)を大きく設定することによ
りパワー密度の低減が図られている。なお、最近では、
MFDが8.0μm以上の光ファイバが、パワー密度の
低減の観点から注目されていが、一般に、MFDの拡大
は、光ファイバを曲げた場合の伝送損失(以下、曲げロ
スという)の増大をもたらす。
重ねて伝送する波長分割多重(Wavelength Division Mu
ltiplex;WDM)伝送では、信号光の総パワーが大き
くなるので、非線形光学現象の増大を抑制するため、モ
ードフィールド径(MFD)を大きく設定することによ
りパワー密度の低減が図られている。なお、最近では、
MFDが8.0μm以上の光ファイバが、パワー密度の
低減の観点から注目されていが、一般に、MFDの拡大
は、光ファイバを曲げた場合の伝送損失(以下、曲げロ
スという)の増大をもたらす。
【0010】すなわち、WDM伝送に使用される光ファ
イバでは、曲げロスの低減が強く求められている。
イバでは、曲げロスの低減が強く求められている。
【0011】したがって、曲げロスの低減は重要である
が、「すそだれ」は意図せず発生していたので、「すそ
だれ」が光ファイバの製造工程で制御可能なものである
にもかかわらず、曲げロスと「すそだれ」の度合いとの
関係は知られておらず、「すそだれ」の適正化が行われ
ていなかった。
が、「すそだれ」は意図せず発生していたので、「すそ
だれ」が光ファイバの製造工程で制御可能なものである
にもかかわらず、曲げロスと「すそだれ」の度合いとの
関係は知られておらず、「すそだれ」の適正化が行われ
ていなかった。
【0012】この発明は、以上のような課題を解決する
ためになされたものであり、曲げロスの増加を効果的に
抑制する構造を備えたシングルモード光ファイバを提供
することを目的としている。
ためになされたものであり、曲げロスの増加を効果的に
抑制する構造を備えたシングルモード光ファイバを提供
することを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】この発明に係るシングル
モード光ファイバ(Sモード光ファイバ)は、上述の分
散シフトファイバに好適な光ファイバであって、屈折率
n0の基準材料に対する比屈折率差の平均が第1の値Δ
n2である内側コアと、内側コアの外周に設けられ、屈
折率n0の基準材料に対する比屈折率差の平均が第2の
値Δn1である外側コアと、外側コアの外周に設けら
れ、該外側コアとの境界から当該ファイバの半径方向に
向かって徐々に基準材料に対する比屈折率差が減少して
いる内側クラッドと、そして、内側クラッドの外周に設
けられ、屈折率n0の基準材料に対する比屈折率差の平
均が実質的に零である外側クラッドとを、少なくとも備
える。なお、上記第2の値Δn1は第1の値Δn2よりも
小さく、上記外側コアの外周半径、すなわち内側コアの
中心から外側コアと内側クラッドの境界までの距離は、
信号光の導波方向に垂直な当該Sモード光ファイバの断
面において、該内側コアの中心から当該Sモード光ファ
イバの半径方向に沿って基準材料に対する比屈折率差が
内側コアにおける基準材料に対する比屈折率差の最大値
の1/15となる部位までの距離により定義される。
モード光ファイバ(Sモード光ファイバ)は、上述の分
散シフトファイバに好適な光ファイバであって、屈折率
n0の基準材料に対する比屈折率差の平均が第1の値Δ
n2である内側コアと、内側コアの外周に設けられ、屈
折率n0の基準材料に対する比屈折率差の平均が第2の
値Δn1である外側コアと、外側コアの外周に設けら
れ、該外側コアとの境界から当該ファイバの半径方向に
向かって徐々に基準材料に対する比屈折率差が減少して
いる内側クラッドと、そして、内側クラッドの外周に設
けられ、屈折率n0の基準材料に対する比屈折率差の平
均が実質的に零である外側クラッドとを、少なくとも備
える。なお、上記第2の値Δn1は第1の値Δn2よりも
小さく、上記外側コアの外周半径、すなわち内側コアの
中心から外側コアと内側クラッドの境界までの距離は、
信号光の導波方向に垂直な当該Sモード光ファイバの断
面において、該内側コアの中心から当該Sモード光ファ
イバの半径方向に沿って基準材料に対する比屈折率差が
内側コアにおける基準材料に対する比屈折率差の最大値
の1/15となる部位までの距離により定義される。
【0014】一般に、Sモード光ファイバには、信号光
の伝搬に直接寄与しないクラッド領域を敢えて備えたも
のも存在する。伝搬される光は、通常、コア領域の近傍
(クラッド領域の一部)にも広がって伝搬される。この
ような光のファイバ径方向(光の伝搬方向に対して垂直
な方向)への広がりは、指数関数的に減少するため、該
クラッド領域の外周部には光がほとんど伝搬されない領
域が存在する。このような領域に位置するクラッド領域
は、主に物理的強度を確保するガラス領域であるため物
理クラッド又はジャケット層とも呼ばれる。一方、該物
理クラッドの内側にあって光が伝搬されるガラス領域は
光学的クラッドと呼ばれる。したがって、この発明に係
るSモード光ファイバには、上記内側クラッドとともに
光学的クラッドを構成する上記外側クラッドを最外層と
した構造を有する光ファイバの他、該外側クラッドの外
周に、光の伝搬に寄与しないジャケット層がさらに設け
られた構造を有する光ファイバも含まれる。
の伝搬に直接寄与しないクラッド領域を敢えて備えたも
のも存在する。伝搬される光は、通常、コア領域の近傍
(クラッド領域の一部)にも広がって伝搬される。この
ような光のファイバ径方向(光の伝搬方向に対して垂直
な方向)への広がりは、指数関数的に減少するため、該
クラッド領域の外周部には光がほとんど伝搬されない領
域が存在する。このような領域に位置するクラッド領域
は、主に物理的強度を確保するガラス領域であるため物
理クラッド又はジャケット層とも呼ばれる。一方、該物
理クラッドの内側にあって光が伝搬されるガラス領域は
光学的クラッドと呼ばれる。したがって、この発明に係
るSモード光ファイバには、上記内側クラッドとともに
光学的クラッドを構成する上記外側クラッドを最外層と
した構造を有する光ファイバの他、該外側クラッドの外
周に、光の伝搬に寄与しないジャケット層がさらに設け
られた構造を有する光ファイバも含まれる。
【0015】特に、この発明に係るSモード光ファイバ
は、信号光の導波方向に垂直な当該Sモード光ファイバ
の断面において、上記内側クラッド及び外側クラッド
(光学的クラッド)の、基準材料に対する比屈折率差の
面積分値がS1であり、内側コア及び外側コア(光学的
コア)の、基準材料に対する比屈折率差の面積分値がS
2であるとき、
は、信号光の導波方向に垂直な当該Sモード光ファイバ
の断面において、上記内側クラッド及び外側クラッド
(光学的クラッド)の、基準材料に対する比屈折率差の
面積分値がS1であり、内側コア及び外側コア(光学的
コア)の、基準材料に対する比屈折率差の面積分値がS
2であるとき、
【数2】 ここで、 r :内側コアの中心からの半径方向の距
離 Δn(r):内側コアの中心から半径方向に距離r離れ
た部位における、基準材料に対する比屈折率差 b :外側コアの外周半径 d :外側クラッドの外周半径 なる関係を満たしていることを特徴としている。
離 Δn(r):内側コアの中心から半径方向に距離r離れ
た部位における、基準材料に対する比屈折率差 b :外側コアの外周半径 d :外側クラッドの外周半径 なる関係を満たしていることを特徴としている。
【0016】なお、この明細書において、屈折率n0で
ある基準材料に対する屈折率nである部位の比屈折率差
Δnは、下式(2)で与えられる。
ある基準材料に対する屈折率nである部位の比屈折率差
Δnは、下式(2)で与えられる。
【0017】 Δn=(n2−n0 2)/(2n2) …(2) また、特定の領域における屈折率nの平均値nAVは、信
号光の導波方向に垂直な当該Sモード光ファイバの断面
における、屈折率nの特定領域内での面積分値を特定の
領域の面積値で除した値で定義され、また、特定の領域
における比屈折率差Δnの平均値ΔnAVは、光導波方向
に垂直な当該Sモード光ファイバの断面における、比屈
折率差Δnの特定領域内での面積分値を特定の領域の面
積値で除した値によって定義される。
号光の導波方向に垂直な当該Sモード光ファイバの断面
における、屈折率nの特定領域内での面積分値を特定の
領域の面積値で除した値で定義され、また、特定の領域
における比屈折率差Δnの平均値ΔnAVは、光導波方向
に垂直な当該Sモード光ファイバの断面における、比屈
折率差Δnの特定領域内での面積分値を特定の領域の面
積値で除した値によって定義される。
【0018】したがって、屈折率プロファイルがコア中
心を通る軸に対して対称であれば、中心からの半径方向
の距離をr、内周半径A及び外周半径B(>A)の領域
における屈折率n(r)の平均値nAV及び比屈折率差Δ
n(r)の平均値ΔnAVは、
心を通る軸に対して対称であれば、中心からの半径方向
の距離をr、内周半径A及び外周半径B(>A)の領域
における屈折率n(r)の平均値nAV及び比屈折率差Δ
n(r)の平均値ΔnAVは、
【数3】 及び
【数4】 となる。
【0019】この発明に係るSモード光ファイバでは、
平均屈折率n0の外側クラッドを基準材料として、光導
波方向に垂直な当該Sモード光ファイバの断面におい
て、該基準材料に対する光学的クラッドの比屈折率差の
面積分値をS1とし、該基準材料に対する光学的コアの
比屈折率差の面積分値をS2とするとき、値(S1/S
2)をもって、「すそだれ」の度合いを評価することと
し、かつ、値(S1/S2)は S1/S2≧0.8 に設定されている。
平均屈折率n0の外側クラッドを基準材料として、光導
波方向に垂直な当該Sモード光ファイバの断面におい
て、該基準材料に対する光学的クラッドの比屈折率差の
面積分値をS1とし、該基準材料に対する光学的コアの
比屈折率差の面積分値をS2とするとき、値(S1/S
2)をもって、「すそだれ」の度合いを評価することと
し、かつ、値(S1/S2)は S1/S2≧0.8 に設定されている。
【0020】発明者らが研究の結果として得た知見によ
れば、値(S1/S2)を大きくしていくと、当初は曲
げロスが増大するが、その後には減少する。そして、M
FDの様々な値と零分散波長の様々な値との組合せで、
MFDが8.0〜8.3μm程度、零分散波長が153
0nm程度の場合、値(S1/S2)が0.8以上とな
ると、「すそだれ」が実質的に無い場合と比較して、曲
げロスが小さくなる。したがって、この発明に係るSモ
ード光ファイバによれば、値(S1/S2)を0.8以
上に設定することにより、MFDが8.0〜8.3μm
程度、かつ、零分散波長が1530nm程度のSモード
光ファイバで、曲げロスが「すそだれ」が実質的に無い
場合と比較して小さくなる。
れば、値(S1/S2)を大きくしていくと、当初は曲
げロスが増大するが、その後には減少する。そして、M
FDの様々な値と零分散波長の様々な値との組合せで、
MFDが8.0〜8.3μm程度、零分散波長が153
0nm程度の場合、値(S1/S2)が0.8以上とな
ると、「すそだれ」が実質的に無い場合と比較して、曲
げロスが小さくなる。したがって、この発明に係るSモ
ード光ファイバによれば、値(S1/S2)を0.8以
上に設定することにより、MFDが8.0〜8.3μm
程度、かつ、零分散波長が1530nm程度のSモード
光ファイバで、曲げロスが「すそだれ」が実質的に無い
場合と比較して小さくなる。
【0021】なお、この発明に係るSモード光ファイバ
において、外側コアの外周半径bは7μm以上であるこ
とが好ましく、さらに、当該Sモード光ファイバにおい
て、上記値(S1/S2)は1.1以上であることが好
ましい。
において、外側コアの外周半径bは7μm以上であるこ
とが好ましく、さらに、当該Sモード光ファイバにおい
て、上記値(S1/S2)は1.1以上であることが好
ましい。
【0022】さらに発明者らが、研究の結果として得た
知見によれば、MFDの様々な値と零分散波長の様々な
値との組合せで共通して、値(S1/S2)が1.1以
上となると、「すそだれ」が実質的に無い場合と比較し
て、曲げロスが小さくなる。したがって、この発明に係
るSモード光ファイバによれば、上記値(S1/S2)
を1.1以上に設定することにより、「すそだれ」が実
質的に無い場合と比較して曲げロスが小さくなる。
知見によれば、MFDの様々な値と零分散波長の様々な
値との組合せで共通して、値(S1/S2)が1.1以
上となると、「すそだれ」が実質的に無い場合と比較し
て、曲げロスが小さくなる。したがって、この発明に係
るSモード光ファイバによれば、上記値(S1/S2)
を1.1以上に設定することにより、「すそだれ」が実
質的に無い場合と比較して曲げロスが小さくなる。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、このは発明に係るシングル
モード光ファイバ(Sモード光ファイバ)の実施形態を
図1〜図3を用いて説明する。なお、図面の説明にあた
って同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を
省略する。
モード光ファイバ(Sモード光ファイバ)の実施形態を
図1〜図3を用いて説明する。なお、図面の説明にあた
って同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を
省略する。
【0024】図1は、この発明に係るSモード光ファイ
バの一実施形態の断面構成図及びその屈折率プロファイ
ルを示す図である。図1に示されたように、当該Sモー
ド光ファイバは、屈折率n0の基準材料に対する比屈折
率差の平均がΔn2である内側コア110と、内側コア
110の外周に設けられ、屈折率n0の基準材料に対す
る比屈折率差の平均が値Δn1(<Δn2)である外側コ
アと、外側コア120の外周に設けられ、外側コア12
0との境界から当該Sモード光ファイバの径方向に向か
って、徐々に基準材料に対する比屈折率差が減少する内
側クラッド210と、内側クラッド210の外周に設け
られ、屈折率n0の基準材料に対する比屈折率差の平均
が実質的に零である外側クラッド220とを、少なくと
も備えている。
バの一実施形態の断面構成図及びその屈折率プロファイ
ルを示す図である。図1に示されたように、当該Sモー
ド光ファイバは、屈折率n0の基準材料に対する比屈折
率差の平均がΔn2である内側コア110と、内側コア
110の外周に設けられ、屈折率n0の基準材料に対す
る比屈折率差の平均が値Δn1(<Δn2)である外側コ
アと、外側コア120の外周に設けられ、外側コア12
0との境界から当該Sモード光ファイバの径方向に向か
って、徐々に基準材料に対する比屈折率差が減少する内
側クラッド210と、内側クラッド210の外周に設け
られ、屈折率n0の基準材料に対する比屈折率差の平均
が実質的に零である外側クラッド220とを、少なくと
も備えている。
【0025】また、上記内側コア110の外周半径は、
該内側コア110の中心から当該光ファイバの径方向に
沿った、屈折率n0の該基準材料に対する比屈折率差の
最大値Δnmaxの1/3となる部位までの距離のよって
定義され、上記外側コア120の外周半径は、該内側コ
ア110の中心から当該光ファイバの半径方向に沿っ
た、屈折率n0の該基準材料に対する比屈折率差の最大
値Δnmaxの1/15となる部位までの距離によって定
義される。なお、この発明に係るSモード光ファイバで
は、これら内側コア110及び外側コア120によっ
て、所定波長の信号光が伝搬する光学的コア100が構
成されるとともに、上記内側クラッド210及び外側ク
ラッド220によって、光学的クラッド200が構成さ
れている。
該内側コア110の中心から当該光ファイバの径方向に
沿った、屈折率n0の該基準材料に対する比屈折率差の
最大値Δnmaxの1/3となる部位までの距離のよって
定義され、上記外側コア120の外周半径は、該内側コ
ア110の中心から当該光ファイバの半径方向に沿っ
た、屈折率n0の該基準材料に対する比屈折率差の最大
値Δnmaxの1/15となる部位までの距離によって定
義される。なお、この発明に係るSモード光ファイバで
は、これら内側コア110及び外側コア120によっ
て、所定波長の信号光が伝搬する光学的コア100が構
成されるとともに、上記内側クラッド210及び外側ク
ラッド220によって、光学的クラッド200が構成さ
れている。
【0026】一般に、光学的クラッドは、コア領域の外
周に設けられたクラッド領域のうち、該コア領域から滲
み出した光が伝搬する導波領域をいい、該光が伝搬しな
い物理的クラッド(光ファイバの物理的強度を確保する
ために設けられた領域であって、ジャケット層ともい
う)とは区別されている。したがって、この発明に係る
Sモード光ファイバには、この実施形態の他、光学的ク
ラッドの一部を構成する上記外側クラッド220の外周
に、されに物理的クラッド(ジャケット層)が設けられ
た構成も含まれる。
周に設けられたクラッド領域のうち、該コア領域から滲
み出した光が伝搬する導波領域をいい、該光が伝搬しな
い物理的クラッド(光ファイバの物理的強度を確保する
ために設けられた領域であって、ジャケット層ともい
う)とは区別されている。したがって、この発明に係る
Sモード光ファイバには、この実施形態の他、光学的ク
ラッドの一部を構成する上記外側クラッド220の外周
に、されに物理的クラッド(ジャケット層)が設けられ
た構成も含まれる。
【0027】なお、この実施形態では、光導波方向に垂
直な基準線に沿って示される、内側コア110、外側コ
ア120、内側クラッド210、及び外側クラッド22
0における屈折率プロファイルは、内側コア110の中
心軸について略軸対称となている。したがって、内側コ
ア110の中心を中心として、内側コア110の断面形
状は半径aの略円形であり、外側コア120の断面形状
は半径bの略円形であり、内側クラッド210の断面形
状は半径cの略円形であり、そして、外層クラッド22
0の断面形状は半径d(=125μm/2)の略円形と
した。
直な基準線に沿って示される、内側コア110、外側コ
ア120、内側クラッド210、及び外側クラッド22
0における屈折率プロファイルは、内側コア110の中
心軸について略軸対称となている。したがって、内側コ
ア110の中心を中心として、内側コア110の断面形
状は半径aの略円形であり、外側コア120の断面形状
は半径bの略円形であり、内側クラッド210の断面形
状は半径cの略円形であり、そして、外層クラッド22
0の断面形状は半径d(=125μm/2)の略円形と
した。
【0028】加えて、この発明に係るSモード光ファイ
バは、光導波方向に垂直な当該Sモード光ファイバの断
面において、(1)式で定義される面積分値S1と面積
分値S2との比を示す値(S1/S2)が以下の関係を
満たしている: S1/S2≧1.1 図2及び図3は、20mmφ曲げロスCL(S1/S
2)と、「すそだれ」が実質的に存在しない、すなわ
ち、値S1が0の場合の20mmφ曲げロスCL(0)
とした場合に、 RCL(S1/S2)=CL(S1/S2)/CL(0) で定義される曲げロス比RCL(S1/S2)の値(S1
/S2)についての依存性を示すグラフである。なお、
20mmφ曲げロスとは、直径20mmのマンドレルに
所定回数巻き付けられた状態で測定された被測定対象
(光ファイバ)の伝送損失をいう。
バは、光導波方向に垂直な当該Sモード光ファイバの断
面において、(1)式で定義される面積分値S1と面積
分値S2との比を示す値(S1/S2)が以下の関係を
満たしている: S1/S2≧1.1 図2及び図3は、20mmφ曲げロスCL(S1/S
2)と、「すそだれ」が実質的に存在しない、すなわ
ち、値S1が0の場合の20mmφ曲げロスCL(0)
とした場合に、 RCL(S1/S2)=CL(S1/S2)/CL(0) で定義される曲げロス比RCL(S1/S2)の値(S1
/S2)についての依存性を示すグラフである。なお、
20mmφ曲げロスとは、直径20mmのマンドレルに
所定回数巻き付けられた状態で測定された被測定対象
(光ファイバ)の伝送損失をいう。
【0029】図2及び図3には、外側コア120におけ
る基準材料(屈折率n0)に対する比屈折率差の平均値
Δn1を略0.09%、内側コア110の外径2aと外
側コア120の外径2bとの比a/bを略0.25であ
って、零分散波長が1530nm(MFDがそれぞれ
8.3μm、8.7μm、9.1μm、9.5μmのサ
ンプルを用意)、1550nm(MFDがそれぞれ8.
3μm、8.7μm、9.1μm、9.5μmのサンプ
ルを用意)、1570nm(MFDがそれぞれ8.3μ
m、8.7μm、9.1μm、9.5μmのサンプルを
用意)、1590nm(MFDがそれぞれ8.3μm、
8.7μm、9.1μm、9.5μmのサンプルを用
意)である複数のSモード光ファイバについて、測定さ
れた曲げロス比RCL(S1/S2)と値(S1/S2)
の関係が示されている。
る基準材料(屈折率n0)に対する比屈折率差の平均値
Δn1を略0.09%、内側コア110の外径2aと外
側コア120の外径2bとの比a/bを略0.25であ
って、零分散波長が1530nm(MFDがそれぞれ
8.3μm、8.7μm、9.1μm、9.5μmのサ
ンプルを用意)、1550nm(MFDがそれぞれ8.
3μm、8.7μm、9.1μm、9.5μmのサンプ
ルを用意)、1570nm(MFDがそれぞれ8.3μ
m、8.7μm、9.1μm、9.5μmのサンプルを
用意)、1590nm(MFDがそれぞれ8.3μm、
8.7μm、9.1μm、9.5μmのサンプルを用
意)である複数のSモード光ファイバについて、測定さ
れた曲げロス比RCL(S1/S2)と値(S1/S2)
の関係が示されている。
【0030】なお、図2(a)は、零分散波長が153
0nmであり、MFDが8.3μm、8.7μm、9.
1μm、及び9.5μmの各Sモード光ファイバの測定
結果、図2(b)は、零分散波長が1550nmであ
り、MFDが8.3μm、8.7μm、9.1μm、及
び9.5μmの各Sモード光ファイバの測定結果、図
(a)は、零分散波長が1570nmであり、MFDが
8.3μm、8.7μm、9.1μm、及び9.5μm
の各Sモード光ファイバの測定結果、そして図3(b)
は、零分散波長が1590nmであり、MFDが8.3
μm、8.7μm、9.1μm、及び9.5μmの各S
モード光ファイバの測定結果を示す。また、内側コア1
10の外径2a、外側コア120の外径2b(b≧7μ
m)、及び内側コア110における基準材料に対する比
屈折率差の平均値Δn2は、上記MFD値と零分散波長
値との組合せとなるように、適宜選択されている。
0nmであり、MFDが8.3μm、8.7μm、9.
1μm、及び9.5μmの各Sモード光ファイバの測定
結果、図2(b)は、零分散波長が1550nmであ
り、MFDが8.3μm、8.7μm、9.1μm、及
び9.5μmの各Sモード光ファイバの測定結果、図
(a)は、零分散波長が1570nmであり、MFDが
8.3μm、8.7μm、9.1μm、及び9.5μm
の各Sモード光ファイバの測定結果、そして図3(b)
は、零分散波長が1590nmであり、MFDが8.3
μm、8.7μm、9.1μm、及び9.5μmの各S
モード光ファイバの測定結果を示す。また、内側コア1
10の外径2a、外側コア120の外径2b(b≧7μ
m)、及び内側コア110における基準材料に対する比
屈折率差の平均値Δn2は、上記MFD値と零分散波長
値との組合せとなるように、適宜選択されている。
【0031】図2及び図3に示されたように、値(S1
/S2)の値が0〜0.5の範囲では、値(S1/S
2)の増加に伴って、曲げロス比RCL(S1/S2)は
増大するが、値(S1/S2)の値が0.5を越える
と、値(S1/S2)の増加に伴って、曲げロス比RCL
(S1/S2)は減少する。そして、値(S1/S2)
が0.8以上となると、MFD=8.3μm、零分散波
長=1530nmで曲げロス比RCL(S1/S2)が1
より小さくなる。更に、値(S1/S2)が1.1以上
となると、全ての場合の曲げロス比RCL(S1/S2)
が1より小さくなる。
/S2)の値が0〜0.5の範囲では、値(S1/S
2)の増加に伴って、曲げロス比RCL(S1/S2)は
増大するが、値(S1/S2)の値が0.5を越える
と、値(S1/S2)の増加に伴って、曲げロス比RCL
(S1/S2)は減少する。そして、値(S1/S2)
が0.8以上となると、MFD=8.3μm、零分散波
長=1530nmで曲げロス比RCL(S1/S2)が1
より小さくなる。更に、値(S1/S2)が1.1以上
となると、全ての場合の曲げロス比RCL(S1/S2)
が1より小さくなる。
【0032】これは、MFDが同一の場合、曲げロスの
大きさは、光ファイバのカットオフ波長の値に反比例す
るが、カットオフ波長は、実効的なコア径が増大する
程、長くなることによる。すなわち、値(S1/S2)
が0.8以上となる「すそだれ」状態では、MFD=
8.3μm、零分散波長=1530nmのSモード光フ
ァイバでコア径が実効的に大きくなっており、さらに、
値(S1/S2)が1.1以上となると上記の全ての場
合でSモード光ファイバでコア径が実効的に大きくなっ
ていると推測される。
大きさは、光ファイバのカットオフ波長の値に反比例す
るが、カットオフ波長は、実効的なコア径が増大する
程、長くなることによる。すなわち、値(S1/S2)
が0.8以上となる「すそだれ」状態では、MFD=
8.3μm、零分散波長=1530nmのSモード光フ
ァイバでコア径が実効的に大きくなっており、さらに、
値(S1/S2)が1.1以上となると上記の全ての場
合でSモード光ファイバでコア径が実効的に大きくなっ
ていると推測される。
【0033】したがって、この実施形態によれば、値
(S1/S2)を1.1以上としているので、曲げロス
が低減され、好適な光伝送が可能となることが分る。
(S1/S2)を1.1以上としているので、曲げロス
が低減され、好適な光伝送が可能となることが分る。
【0034】なお、この発明は上述の実施形態に限定さ
れるものではなく変形が可能である。例えば、上述の実
施形態では、デュアルシェイプコア型の屈折率プロファ
イルを有するSモード光ファイバについて説明したが、
セグメントコア型の屈折率プロファイルを有するSモー
ド光ファイバを、当該実施形態の構造としても同様の効
果が得られる。
れるものではなく変形が可能である。例えば、上述の実
施形態では、デュアルシェイプコア型の屈折率プロファ
イルを有するSモード光ファイバについて説明したが、
セグメントコア型の屈折率プロファイルを有するSモー
ド光ファイバを、当該実施形態の構造としても同様の効
果が得られる。
【0035】また、上記外側クラッド220の外周に、
さらに信号光の伝搬に起用せず、物理的強度を与えるた
めの物理的クラッド(ジャケット層)を設けてもよい。
さらに信号光の伝搬に起用せず、物理的強度を与えるた
めの物理的クラッド(ジャケット層)を設けてもよい。
【0036】
【発明の効果】以上のようにこの発明に係るSモード光
ファイバによれば、内側コアと外側コアとで光学的コア
を構成するとともに、「すそだれ」の発生している内側
クラッドと外側クラッドとで光学的クラッドが構成され
ている。そして、当該Sモード光ファイバは、光導波方
向に垂直な当該光ファイバの断面において、外側クラッ
ドの平均屈折率に対する、光学的クラッド領域における
比屈折率差の面積分値をS1とし、光学的コア領域にお
ける比屈折率差の面積分値をS2とするとき、S1/S
2≧0.8となるように「すそだれ」が設定されてい
る。この結果、曲げロスを低減したSモード光ファイバ
が得られるという効果がある。
ファイバによれば、内側コアと外側コアとで光学的コア
を構成するとともに、「すそだれ」の発生している内側
クラッドと外側クラッドとで光学的クラッドが構成され
ている。そして、当該Sモード光ファイバは、光導波方
向に垂直な当該光ファイバの断面において、外側クラッ
ドの平均屈折率に対する、光学的クラッド領域における
比屈折率差の面積分値をS1とし、光学的コア領域にお
ける比屈折率差の面積分値をS2とするとき、S1/S
2≧0.8となるように「すそだれ」が設定されてい
る。この結果、曲げロスを低減したSモード光ファイバ
が得られるという効果がある。
【0037】さらに、この発明に係るSモード光ファイ
バにおいて、上記値(S1/S2)は好ましくは1.1
以上に設定されるため、MFDの様々な値と零分散波長
の種々の値との組合せで共通して、「すそだれ」が実質
的に無い場合と比較して、曲げロスを小さくすることが
できという効果がある。
バにおいて、上記値(S1/S2)は好ましくは1.1
以上に設定されるため、MFDの様々な値と零分散波長
の種々の値との組合せで共通して、「すそだれ」が実質
的に無い場合と比較して、曲げロスを小さくすることが
できという効果がある。
【図1】この発明に係るシングルモード光ファイバの断
面構造及びその屈折率プロファイルを示す図である。
面構造及びその屈折率プロファイルを示す図である。
【図2】曲げロス比RCL(S1/S2)の、値(S1/
S2)に対する依存性を示すグラフであり、(a)は、
零分散波長が1530nmであり、MFDが8.3μ
m、8.7μm、9.1μm、及び9.5μmの各Sモ
ード光ファイバの測定結果、そして(b)は、零分散波
長が1550nmであり、MFDが8.3μm、8.7
μm、9.1μm、及び9.5μmの各Sモード光ファ
イバの測定結果をそれぞれ示す。
S2)に対する依存性を示すグラフであり、(a)は、
零分散波長が1530nmであり、MFDが8.3μ
m、8.7μm、9.1μm、及び9.5μmの各Sモ
ード光ファイバの測定結果、そして(b)は、零分散波
長が1550nmであり、MFDが8.3μm、8.7
μm、9.1μm、及び9.5μmの各Sモード光ファ
イバの測定結果をそれぞれ示す。
【図3】曲げロス比RCL(S1/S2)の、値(S1/
S2)に対する依存性を示すグラフであり、(a)は、
零分散波長が1530nmであり、MFDが8.3μ
m、8.7μm、9.1μm、及び9.5μmの各Sモ
ード光ファイバの測定結果、そして(b)は、零分散波
長が1550nmであり、MFDが8.3μm、8.7
μm、9.1μm、及び9.5μmの各Sモード光ファ
イバの測定結果をそれぞれ示す。
S2)に対する依存性を示すグラフであり、(a)は、
零分散波長が1530nmであり、MFDが8.3μ
m、8.7μm、9.1μm、及び9.5μmの各Sモ
ード光ファイバの測定結果、そして(b)は、零分散波
長が1550nmであり、MFDが8.3μm、8.7
μm、9.1μm、及び9.5μmの各Sモード光ファ
イバの測定結果をそれぞれ示す。
100…光学的コア、110…内側コア、120…外側
コア、200…光学的クラッド、210…内側クラッ
ド、220…外側クラッド。
コア、200…光学的クラッド、210…内側クラッ
ド、220…外側クラッド。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 考利 神奈川県横浜市栄区田谷町1番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内
Claims (3)
- 【請求項1】 基準材料に対する比屈折率差の平均が第
1の値である内側コアと、 前記内側コアの外周に設けられかつ該内側コアとともに
光学的コアを構成する領域であって、前記基準材料に対
する比屈折率差の平均が、前記第1の値よりも小さな第
2の値であり、かつ外周半径が、前記内側コアの中心か
ら当該シングルモード光ファイバの半径方向に沿って、
比屈折率差が該基準材料に対する前記内側コアの比屈折
率差の最大値の1/15となる部位までの距離によって
定義される外側コアと、 前記外側コアの外周に設けられた領域であって、前記基
準材料に対する該内側クラッドの比屈折率差は、前記外
側コアとの境界から当該シングルモード光ファイバの半
径方向に向かって、徐々に減少している内側クラッド
と、そして、 前記内側クラッドの外周に設けられかつ該内側クラッド
とともに光学クラッドを構成する領域であって、前記基
準材料に対する比屈折率差の平均が実質的に零である外
側クラッドとを、少なくとも備え、 信号光の導波方向に垂直な当該シングルモード光ファイ
バの断面において、前記内側クラッド及び前記外側クラ
ッドの、前記基準材料に対する比屈折率差の面積分値を
S1とし、前記内側コア及び前記外側コアの、前記基準
材料に対する比屈折率差の面積分値をS2とするとき、 【数1】 ここで、 r :内側コアの中心からの半径径向の距
離 Δn(r):内側コアの中心からの半径方向に距離r離
れた部位における、基準材料に対する比屈折率差 b :外側コアの外周半径 d :外側クラッドの外周半径。 なる関係を満たすシングルモード光ファイバ。 - 【請求項2】 前記外側コアの外径bは、7μm以上で
あることを特徴とする請求項1記載のシングルモード光
ファイバ。 - 【請求項3】 前記値(S1/S2)は、1.1以上で
あることを特徴とする請求項1又は2記載のシングルモ
ード光ファイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9337156A JPH10227937A (ja) | 1996-12-12 | 1997-12-08 | シングルモード光ファイバ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33233096 | 1996-12-12 | ||
| JP8-332330 | 1996-12-12 | ||
| JP9337156A JPH10227937A (ja) | 1996-12-12 | 1997-12-08 | シングルモード光ファイバ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10227937A true JPH10227937A (ja) | 1998-08-25 |
Family
ID=26574160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9337156A Pending JPH10227937A (ja) | 1996-12-12 | 1997-12-08 | シングルモード光ファイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10227937A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007179065A (ja) * | 2007-02-09 | 2007-07-12 | Hitachi Ltd | 光導波路装置 |
-
1997
- 1997-12-08 JP JP9337156A patent/JPH10227937A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007179065A (ja) * | 2007-02-09 | 2007-07-12 | Hitachi Ltd | 光導波路装置 |
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