JPH10246830A - 分散シフト光ファイバ - Google Patents
分散シフト光ファイバInfo
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- JPH10246830A JPH10246830A JP9048273A JP4827397A JPH10246830A JP H10246830 A JPH10246830 A JP H10246830A JP 9048273 A JP9048273 A JP 9048273A JP 4827397 A JP4827397 A JP 4827397A JP H10246830 A JPH10246830 A JP H10246830A
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/02004—Optical fibres with cladding with or without a coating characterised by the core effective area or mode field radius
- G02B6/02009—Large effective area or mode field radius, e.g. to reduce nonlinear effects in single mode fibres
- G02B6/02014—Effective area greater than 60 square microns in the C band, i.e. 1530-1565 nm
- G02B6/02019—Effective area greater than 90 square microns in the C band, i.e. 1530-1565 nm
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/02214—Optical fibres with cladding with or without a coating tailored to obtain the desired dispersion, e.g. dispersion shifted, dispersion flattened
- G02B6/02219—Characterised by the wavelength dispersion properties in the silica low loss window around 1550 nm, i.e. S, C, L and U bands from 1460-1675 nm
- G02B6/02276—Dispersion shifted fibres, i.e. zero dispersion at 1550 nm
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/036—Optical fibres with cladding with or without a coating core or cladding comprising multiple layers
- G02B6/03605—Highest refractive index not on central axis
- G02B6/03611—Highest index adjacent to central axis region, e.g. annular core, coaxial ring, centreline depression affecting waveguiding
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- G—PHYSICS
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/036—Optical fibres with cladding with or without a coating core or cladding comprising multiple layers
- G02B6/03616—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference
- G02B6/03622—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 2 layers only
- G02B6/03633—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 2 layers only arranged - -
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 非線形効果を低減した分散シフトファイバを
提供する。 【解決手段】 コアとクラッド３からなり、該コアの屈
折率は、その外周部分２の屈折率よりも中心部分１の屈
折率が低くなっており、前記クラッド３の屈折率は、前
記コアの中心部分１の屈折率より高く、前記コアの外周
部分２の屈折率より低くなっている分散シフト光ファイ
バにおいて、波長１．５５μｍ帯において、実質的にシ
ングルモード伝搬となり、かつ波長分散値がほぼゼロで
あり、かつ有効コア断面積が８０〜１２０μｍ2、好ま
しくは１００〜１２０μｍ2であり、かつ曲げ損失が１
０ｄＢ／ｍ以下であることを特徴とする分散シフト光フ
ァイバを構成する。
提供する。 【解決手段】 コアとクラッド３からなり、該コアの屈
折率は、その外周部分２の屈折率よりも中心部分１の屈
折率が低くなっており、前記クラッド３の屈折率は、前
記コアの中心部分１の屈折率より高く、前記コアの外周
部分２の屈折率より低くなっている分散シフト光ファイ
バにおいて、波長１．５５μｍ帯において、実質的にシ
ングルモード伝搬となり、かつ波長分散値がほぼゼロで
あり、かつ有効コア断面積が８０〜１２０μｍ2、好ま
しくは１００〜１２０μｍ2であり、かつ曲げ損失が１
０ｄＢ／ｍ以下であることを特徴とする分散シフト光フ
ァイバを構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、分散シフト光フ
ァイバ（以下、ＤＳＦと略記する。）に関し、その非線
形効果と曲げ損失を低減したものである。
ァイバ（以下、ＤＳＦと略記する。）に関し、その非線
形効果と曲げ損失を低減したものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から知られているように、石英系光
ファイバの低損失波長帯は１．４〜１．７μｍ、望まし
くは１．５５μｍである。ＤＳＦは、石英系光ファイバ
の損失が最小である前記波長帯で実質的にシングルモー
ド伝搬となって、波長分散値がゼロもしくはほぼゼロで
ある光ファイバであって、その具体的なものとしては、
図１０に示すような階段型の屈折率分布形状（以下プロ
ファイルという。）を有するものが一般的である。
ファイバの低損失波長帯は１．４〜１．７μｍ、望まし
くは１．５５μｍである。ＤＳＦは、石英系光ファイバ
の損失が最小である前記波長帯で実質的にシングルモー
ド伝搬となって、波長分散値がゼロもしくはほぼゼロで
ある光ファイバであって、その具体的なものとしては、
図１０に示すような階段型の屈折率分布形状（以下プロ
ファイルという。）を有するものが一般的である。
【０００３】図１０において、符号１１は中心コア部で
あり、この中心コア部１１の外周にはこの中心コア部１
１の屈折率よりも低い屈折率を有する階段コア部１２が
設けられ、これら中心コア部１１と階段コア部１２とで
コア１３が構成され、コア１３の外周には前記階段コア
部１２の屈折率よりも低い屈折率を有するクラッド１４
が設けられている。また、図１０において、ａは中心コ
ア部１１の直径を、ｂは階段コア部１２の外径を示し、
Δ11は中心コア部１１とクラッド１４との比屈折率差、
Δ12は階段コア部１２とクラッド１４との比屈折率差を
示している。
あり、この中心コア部１１の外周にはこの中心コア部１
１の屈折率よりも低い屈折率を有する階段コア部１２が
設けられ、これら中心コア部１１と階段コア部１２とで
コア１３が構成され、コア１３の外周には前記階段コア
部１２の屈折率よりも低い屈折率を有するクラッド１４
が設けられている。また、図１０において、ａは中心コ
ア部１１の直径を、ｂは階段コア部１２の外径を示し、
Δ11は中心コア部１１とクラッド１４との比屈折率差、
Δ12は階段コア部１２とクラッド１４との比屈折率差を
示している。
【０００４】この従来の階段型のプロファイルを有する
ＤＳＦにおいては、通常入射する光のパワーが数ｍＷ以
上となると自己位相変調、相互位相変調、４光子混合、
誘導ラマン散乱、誘導ブリルアン散乱などの非線形効果
が発生し、伝送特性が劣化することが知られている。一
方、近年、高出力光ブースターアンプなどを用いて高パ
ワー密度の光を発生させ、この高パワー密度の光を光フ
ァイバによって伝送することによって、無中継伝送の長
スパン化を図ることが検討されている。しかしながら、
従来の階段型のプロファイルを有するＤＳＦにおいて
は、非線形効果の発生によって高パワー密度の光を有効
に伝送することができず、光信号の伝送距離をのばすこ
とができないという問題がある。
ＤＳＦにおいては、通常入射する光のパワーが数ｍＷ以
上となると自己位相変調、相互位相変調、４光子混合、
誘導ラマン散乱、誘導ブリルアン散乱などの非線形効果
が発生し、伝送特性が劣化することが知られている。一
方、近年、高出力光ブースターアンプなどを用いて高パ
ワー密度の光を発生させ、この高パワー密度の光を光フ
ァイバによって伝送することによって、無中継伝送の長
スパン化を図ることが検討されている。しかしながら、
従来の階段型のプロファイルを有するＤＳＦにおいて
は、非線形効果の発生によって高パワー密度の光を有効
に伝送することができず、光信号の伝送距離をのばすこ
とができないという問題がある。
【０００５】一方、非線形効果の大きさは、 ｎ2／Ａｅｆｆ で表される。ここでｎ2は光ファイバの非線形屈折率、
Ａｅｆｆは光ファイバの有効コア断面積である。非線形
効果を低減するためには、ｎ2は材料に固有の値である
ため、Ａｅｆｆを大きくすることが必要となる。
Ａｅｆｆは光ファイバの有効コア断面積である。非線形
効果を低減するためには、ｎ2は材料に固有の値である
ため、Ａｅｆｆを大きくすることが必要となる。
【０００６】また、Ａｅｆｆの値だけを無制限に大きく
することができればよいということではない。というの
は、広帯域の光ファイバとして用いるためには、使用波
長帯において、曲げ損失が小さく、低分散である（波長
分散値の絶対値が小さい）という条件を満足し、さらに
ＤＳＦはシングルモード光ファイバであるので、カット
オフ波長が使用波長帯においてシングルモード伝搬とな
る値をとるという条件を満足しなくてはならない。階段
型のプロファイルを有するＤＳＦの場合、これらの条件
を満足するために、Ａｅｆｆは通常５０μｍ2程度にな
っており、これを７０μｍ2以上に拡大することが難し
く、非線形効果を低減したものとすることができない。
することができればよいということではない。というの
は、広帯域の光ファイバとして用いるためには、使用波
長帯において、曲げ損失が小さく、低分散である（波長
分散値の絶対値が小さい）という条件を満足し、さらに
ＤＳＦはシングルモード光ファイバであるので、カット
オフ波長が使用波長帯においてシングルモード伝搬とな
る値をとるという条件を満足しなくてはならない。階段
型のプロファイルを有するＤＳＦの場合、これらの条件
を満足するために、Ａｅｆｆは通常５０μｍ2程度にな
っており、これを７０μｍ2以上に拡大することが難し
く、非線形効果を低減したものとすることができない。
【０００７】ところで、非線形効果である、自己位相変
調、相互位相変調、４光子混合、誘導ブリルアン散乱、
誘導ラマン散乱は、それぞれ以下のような関係式によっ
て記述される。自己位相変調、相互位相変調の位相シフ
トは、以下の式Ｉで表される。
調、相互位相変調、４光子混合、誘導ブリルアン散乱、
誘導ラマン散乱は、それぞれ以下のような関係式によっ
て記述される。自己位相変調、相互位相変調の位相シフ
トは、以下の式Ｉで表される。
【０００８】
【数１】
【０００９】この式Ｉの括弧を展開した式の第１項は自
己位相変調を示し、第２項は相互位相変調を示す。前記
式Ｉで表される位相変調によって、入射光パルスは周波
数変調をうける。この周波数変調と群速度分散の相互作
用の結果、搬送波形が変形するため、伝送特性は一般に
劣化する。
己位相変調を示し、第２項は相互位相変調を示す。前記
式Ｉで表される位相変調によって、入射光パルスは周波
数変調をうける。この周波数変調と群速度分散の相互作
用の結果、搬送波形が変形するため、伝送特性は一般に
劣化する。
【００１０】４光子混合によって発生するパルス光のパ
ワー密度は下記の式ＩＩで与えられる。
ワー密度は下記の式ＩＩで与えられる。
【００１１】
【数２】
【００１２】波長の異なる複数のパルス光を伝搬する波
長多重伝送（ＷＤＭ伝送）の場合、波長の異なるパルス
光間の相互作用により、別の第３の波長をもつパルス光
が発生する。このパルス光間の相互作用によって発生し
たパルス光はノイズとなり、光ファイバの伝送特性を著
しく劣化させることが知られている。
長多重伝送（ＷＤＭ伝送）の場合、波長の異なるパルス
光間の相互作用により、別の第３の波長をもつパルス光
が発生する。このパルス光間の相互作用によって発生し
たパルス光はノイズとなり、光ファイバの伝送特性を著
しく劣化させることが知られている。
【００１３】誘導ラマン散乱は、入射光のパワー密度が
ある値（しきい値と呼ぶ）を越えると飛躍的に発生す
る。このしきい値は以下の式ＩＩＩで表される。
ある値（しきい値と呼ぶ）を越えると飛躍的に発生す
る。このしきい値は以下の式ＩＩＩで表される。
【００１４】
【数３】
【００１５】このしきい値が大きいほど誘導ラマン散乱
がおこりにくく、式ＩＩＩより、Ａｅｆｆができるだけ
大きい方が望ましいことがわかる。前記式ＩＩＩ中のｇ
Rは誘導ラマン散乱により発生する散乱光の増幅利得定
数であり、この散乱光の増幅率はｇR・ｌp・ｌsで表さ
れるものである（ｌpは散乱光のパワー密度、ｌsは入射
光のパワー密度を表している）。誘導ラマン散乱により
発生する散乱光は主に入射光と同じ方向に伝搬するが、
波長が異なっているものである。誘導ラマン散乱の発生
によって入射光が散乱光となり、入射光のパワー密度が
急激に低下するため、光ファイバの伝送特性が著しく劣
化する。
がおこりにくく、式ＩＩＩより、Ａｅｆｆができるだけ
大きい方が望ましいことがわかる。前記式ＩＩＩ中のｇ
Rは誘導ラマン散乱により発生する散乱光の増幅利得定
数であり、この散乱光の増幅率はｇR・ｌp・ｌsで表さ
れるものである（ｌpは散乱光のパワー密度、ｌsは入射
光のパワー密度を表している）。誘導ラマン散乱により
発生する散乱光は主に入射光と同じ方向に伝搬するが、
波長が異なっているものである。誘導ラマン散乱の発生
によって入射光が散乱光となり、入射光のパワー密度が
急激に低下するため、光ファイバの伝送特性が著しく劣
化する。
【００１６】誘導ブリルアン散乱も、上述の誘導ラマン
散乱と同様に、入力光のパワー密度がある値（しきい値
と呼ぶ）を越えると飛躍的に発生する。このしきい値は
以下の式ＩＶで表される。
散乱と同様に、入力光のパワー密度がある値（しきい値
と呼ぶ）を越えると飛躍的に発生する。このしきい値は
以下の式ＩＶで表される。
【００１７】
【数４】
【００１８】このしきい値が大きいほど誘導ブリルアン
散乱がおこりにくく、式ＩＶより、Ａｅｆｆができるだ
け大きい方が望ましいことがわかる。前記式ＩＶ中のｇ
Bは誘導ブリルアン散乱により発生する散乱光の増幅利
得定数であり、この散乱光の増幅率はｇB・ｌp・ｌsで
表されるものである（ｌpは散乱光のパワー密度、ｌsは
入射光のパワー密度を表している）。誘導ブリルアン散
乱によって発生する散乱光は入射光と逆方向に伝搬し、
入射光とその波長がほぼ同じものである。誘導ブリルア
ン散乱の発生によって入射光のエネルギーが散乱光に移
り、入射光のパワー密度が急激に低下するため、光ファ
イバの伝送特性が著しく劣化する。
散乱がおこりにくく、式ＩＶより、Ａｅｆｆができるだ
け大きい方が望ましいことがわかる。前記式ＩＶ中のｇ
Bは誘導ブリルアン散乱により発生する散乱光の増幅利
得定数であり、この散乱光の増幅率はｇB・ｌp・ｌsで
表されるものである（ｌpは散乱光のパワー密度、ｌsは
入射光のパワー密度を表している）。誘導ブリルアン散
乱によって発生する散乱光は入射光と逆方向に伝搬し、
入射光とその波長がほぼ同じものである。誘導ブリルア
ン散乱の発生によって入射光のエネルギーが散乱光に移
り、入射光のパワー密度が急激に低下するため、光ファ
イバの伝送特性が著しく劣化する。
【００１９】上述の階段型のプロファイルを有するＤＳ
Ｆに対して、Nouchi*1らは、図１に示したような凹型の
屈折率分布を有するリングプロファイルを提案している
（*1P.Nouchi et al.,ECOC' 96, MoB. 3. 2, 1996）。
このリングプロファイルは屈折率の異なる中心部分と外
周部分とからなるコアと、このコアを囲むクラッドから
なり、図中符号１はコアの中心部分、２はコアの外周部
分、３はクラッドである。前記コアは、外周部分２の屈
折率よりも中心部分１の屈折率が低くなっており、前記
クラッド３の屈折率は、前記コアの中心部分１の屈折率
より高く、かつ前記コアの外周部分２の屈折率より低く
なっている。
Ｆに対して、Nouchi*1らは、図１に示したような凹型の
屈折率分布を有するリングプロファイルを提案している
（*1P.Nouchi et al.,ECOC' 96, MoB. 3. 2, 1996）。
このリングプロファイルは屈折率の異なる中心部分と外
周部分とからなるコアと、このコアを囲むクラッドから
なり、図中符号１はコアの中心部分、２はコアの外周部
分、３はクラッドである。前記コアは、外周部分２の屈
折率よりも中心部分１の屈折率が低くなっており、前記
クラッド３の屈折率は、前記コアの中心部分１の屈折率
より高く、かつ前記コアの外周部分２の屈折率より低く
なっている。
【００２０】このようなコアの中心部分の屈折率が落ち
込んだリングプロファイル構成となっているものは、Ａ
ｅｆｆを大きくすることが可能であることが報告されて
いる。これは、電界分布Ｅ(r)（半径ｒでの電界強度）
の形が図１０に示した階段型のプロファイルを有するも
のとは異なるためである。また、本発明者らは、曲げ損
失を小さくおさえることと、接続損失を小さくするため
にモードフィールド径を大きくすることができるものと
して、実質的にリングプロファイルを有するＤＳＦを特
開昭６２−２９７８０８号公報に提案している。
込んだリングプロファイル構成となっているものは、Ａ
ｅｆｆを大きくすることが可能であることが報告されて
いる。これは、電界分布Ｅ(r)（半径ｒでの電界強度）
の形が図１０に示した階段型のプロファイルを有するも
のとは異なるためである。また、本発明者らは、曲げ損
失を小さくおさえることと、接続損失を小さくするため
にモードフィールド径を大きくすることができるものと
して、実質的にリングプロファイルを有するＤＳＦを特
開昭６２−２９７８０８号公報に提案している。
【００２１】これらのリングプロファイルに関する報告
においては、従来の階段状のプロファイルを有するもの
と比較して、ある程度ＤＳＦのＡｅｆｆを大きくするこ
とができ、非線形効果の低減が期待できる。しかしなが
ら、未だ、特に上述のように高パワー密度の光を伝送す
る必要がある用途における要求を十分に満足するもので
はなく、さらなる改善が求められている。
においては、従来の階段状のプロファイルを有するもの
と比較して、ある程度ＤＳＦのＡｅｆｆを大きくするこ
とができ、非線形効果の低減が期待できる。しかしなが
ら、未だ、特に上述のように高パワー密度の光を伝送す
る必要がある用途における要求を十分に満足するもので
はなく、さらなる改善が求められている。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】よって、本発明におけ
る課題は、Ａｅｆｆを大きくすることによって、非線形
効果を低減したＤＳＦを提供することにある。また、非
線形効果を低減でき、かつ使用波長帯において、曲げ損
失が低く、低分散で、かつカットオフ波長が使用波長帯
において常にシングルモード伝搬となる値をとるという
条件を満足するＤＳＦを提供することにある。
る課題は、Ａｅｆｆを大きくすることによって、非線形
効果を低減したＤＳＦを提供することにある。また、非
線形効果を低減でき、かつ使用波長帯において、曲げ損
失が低く、低分散で、かつカットオフ波長が使用波長帯
において常にシングルモード伝搬となる値をとるという
条件を満足するＤＳＦを提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、コアとクラッドからなり、該コ
アの屈折率は、その外周部分の屈折率よりも中心部分の
屈折率が低くなっており、前記クラッドの屈折率は、前
記コアの中心部分の屈折率より高く、前記コアの外周部
分の屈折率より低くなっている分散シフト光ファイバ
（ＤＳＦ）において、波長１．５５μｍ帯において、実
質的にシングルモード伝搬となり、かつ波長分散値がほ
ぼゼロであり、かつ有効コア断面積が８０〜１２０μｍ
2、好ましくは１００μｍ2以上（すなわち１００〜１２
０μｍ2）であり、かつ曲げ損失が１０ｄＢ／ｍ以下で
あることを特徴とする分散シフト光ファイバを提案す
る。また、この分散シフト光ファイバにおいて、コアの
中心部分とクラッドとの比屈折率差が０．１〜０．７％
であり、コアの外周部分とクラッドとの比屈折率差が
０．９〜２．０％であり、コアの外径が、コアの中心部
分の外径の１．２〜２．０倍であるＤＳＦを構成するこ
とができる。これらの構造パラメータは、それぞれの数
値範囲から上述のＤＳＦの特性を満足するように選択さ
れ、組み合わされて設定される。また、これらの分散シ
フト光ファイバにおいて、分散スロープの絶対値が０．
１ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以下であると好ましい。
に、本発明においては、コアとクラッドからなり、該コ
アの屈折率は、その外周部分の屈折率よりも中心部分の
屈折率が低くなっており、前記クラッドの屈折率は、前
記コアの中心部分の屈折率より高く、前記コアの外周部
分の屈折率より低くなっている分散シフト光ファイバ
（ＤＳＦ）において、波長１．５５μｍ帯において、実
質的にシングルモード伝搬となり、かつ波長分散値がほ
ぼゼロであり、かつ有効コア断面積が８０〜１２０μｍ
2、好ましくは１００μｍ2以上（すなわち１００〜１２
０μｍ2）であり、かつ曲げ損失が１０ｄＢ／ｍ以下で
あることを特徴とする分散シフト光ファイバを提案す
る。また、この分散シフト光ファイバにおいて、コアの
中心部分とクラッドとの比屈折率差が０．１〜０．７％
であり、コアの外周部分とクラッドとの比屈折率差が
０．９〜２．０％であり、コアの外径が、コアの中心部
分の外径の１．２〜２．０倍であるＤＳＦを構成するこ
とができる。これらの構造パラメータは、それぞれの数
値範囲から上述のＤＳＦの特性を満足するように選択さ
れ、組み合わされて設定される。また、これらの分散シ
フト光ファイバにおいて、分散スロープの絶対値が０．
１ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以下であると好ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】本願発明は図１に示したリングプ
ロファイルを有するＤＳＦの設計条件を検討したもので
ある。以下、図１を利用して説明する。このリングプロ
ファイルは中心部分と外周部分からなるコアと、このコ
アを囲むクラッドからなり、図中符号１はコアの中心部
分、２はコアの外周部分、３はクラッドである。前記コ
アは、外周部分２の屈折率よりも中心部分１の屈折率が
低くなっており、前記クラッド３の屈折率は、前記コア
の中心部分１の屈折率より高く、かつ前記コアの外周部
分２の屈折率より低くなっている。
ロファイルを有するＤＳＦの設計条件を検討したもので
ある。以下、図１を利用して説明する。このリングプロ
ファイルは中心部分と外周部分からなるコアと、このコ
アを囲むクラッドからなり、図中符号１はコアの中心部
分、２はコアの外周部分、３はクラッドである。前記コ
アは、外周部分２の屈折率よりも中心部分１の屈折率が
低くなっており、前記クラッド３の屈折率は、前記コア
の中心部分１の屈折率より高く、かつ前記コアの外周部
分２の屈折率より低くなっている。
【００２５】そして、Δ１はコアの中心部分１とクラッ
ド３との比屈折率差、Δ２はコアの外周部分２とクラッ
ド３との比屈折率差、ａ1はコアの中心部分１の外径、
ａ2はコアの外径を示している。
ド３との比屈折率差、Δ２はコアの外周部分２とクラッ
ド３との比屈折率差、ａ1はコアの中心部分１の外径、
ａ2はコアの外径を示している。
【００２６】このＤＳＦは、Δ１、Δ２、ａ2、ａ1とい
う４つの構造パラメータの値が適切に組み合わせて設計
されているもので、このことにより、使用波長１．５５
μｍ帯において波長分散値がほぼゼロであり、かつ有効
コア断面積が好ましくは１００μｍ2以上、実質的には
８０〜１２０μｍ2であり、かつ曲げ損失が１０ｄＢ／
ｍ以下であり、かつカットオフ波長がこの使用波長帯に
おいて常にシングルモード伝搬となる値をもつという特
性を備えたものである。
う４つの構造パラメータの値が適切に組み合わせて設計
されているもので、このことにより、使用波長１．５５
μｍ帯において波長分散値がほぼゼロであり、かつ有効
コア断面積が好ましくは１００μｍ2以上、実質的には
８０〜１２０μｍ2であり、かつ曲げ損失が１０ｄＢ／
ｍ以下であり、かつカットオフ波長がこの使用波長帯に
おいて常にシングルモード伝搬となる値をもつという特
性を備えたものである。
【００２７】使用波長１．５５μｍ帯とは、波長１５２
０ｎｍ〜１５８０ｎｍの波長域をさすものである。使用
波長１．５５μｍ帯で実質的にシングルモード伝搬とな
るとは、具体例については後述するが、実際に使用する
長尺のＤＳＦでシングルモード伝搬となっていることで
あって、必ずしもＪＩＳまたはＣＩＴＴの２ｍ法で規定
されているカットオフ波長（以下λｃと記す）がこの使
用波長帯以下である必要はない。また、波長分散値がほ
ぼゼロとは、この使用波長帯において波長分散値が−５
〜＋５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなっていることをいう。この
波長分散値は、その絶対値が０．３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以
上であるとさらに望ましい。これは、この絶対値が０．
３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ未満であると、非線形効果のひとつ
である４光子混合が発生しやすくなることがあるからで
ある。
０ｎｍ〜１５８０ｎｍの波長域をさすものである。使用
波長１．５５μｍ帯で実質的にシングルモード伝搬とな
るとは、具体例については後述するが、実際に使用する
長尺のＤＳＦでシングルモード伝搬となっていることで
あって、必ずしもＪＩＳまたはＣＩＴＴの２ｍ法で規定
されているカットオフ波長（以下λｃと記す）がこの使
用波長帯以下である必要はない。また、波長分散値がほ
ぼゼロとは、この使用波長帯において波長分散値が−５
〜＋５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなっていることをいう。この
波長分散値は、その絶対値が０．３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以
上であるとさらに望ましい。これは、この絶対値が０．
３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ未満であると、非線形効果のひとつ
である４光子混合が発生しやすくなることがあるからで
ある。
【００２８】曲げ損失は波長１．５５μｍで曲げ径２０
ｍｍの条件の値をいうものとする。
ｍｍの条件の値をいうものとする。
【００２９】そして、設定方法の詳細は後述するが、Δ
１、Δ２、ａ2、ａ1の４つの構造パラメータは、上述の
ＤＳＦの特性を満足するように、下記に示す各々の数値
範囲から選択された組み合わせからなるものである。 Δ１ ： ０．１〜０．７％ Δ２ ： ０．９〜２．０％ ａ2／ａ1 ： １．２〜２．０
１、Δ２、ａ2、ａ1の４つの構造パラメータは、上述の
ＤＳＦの特性を満足するように、下記に示す各々の数値
範囲から選択された組み合わせからなるものである。 Δ１ ： ０．１〜０．７％ Δ２ ： ０．９〜２．０％ ａ2／ａ1 ： １．２〜２．０
【００３０】以下詳細に検討の経緯を説明する。目的と
するＤＳＦを設計するには、使用波長１．５５μｍ帯に
おける以下の値の条件を設定することが必要となる。 Ａ 曲げ損失の最大値 Ｂ λｃの最大値 Ｃ 波長分散値の範囲 Ｄ Ａｅｆｆの目標値（最低値） Ａは曲げ損失が小さいという特性を満足するための条件
である。また、Ｂにおいてλｃをある値以下とすること
によって実質的にシングルモード伝搬可能なものとする
ことができる。また、Ｃは低分散であるという条件を満
足するための条件であり、Ｄは非線形効果を低減するた
めの条件である。
するＤＳＦを設計するには、使用波長１．５５μｍ帯に
おける以下の値の条件を設定することが必要となる。 Ａ 曲げ損失の最大値 Ｂ λｃの最大値 Ｃ 波長分散値の範囲 Ｄ Ａｅｆｆの目標値（最低値） Ａは曲げ損失が小さいという特性を満足するための条件
である。また、Ｂにおいてλｃをある値以下とすること
によって実質的にシングルモード伝搬可能なものとする
ことができる。また、Ｃは低分散であるという条件を満
足するための条件であり、Ｄは非線形効果を低減するた
めの条件である。
【００３１】つぎに、前記Ａ〜Ｄに対応する具体的な数
値を以下のように設定する。
値を以下のように設定する。
【００３２】Ａ’ 曲げ損失が１０ｄＢ／ｍ以下 Ｂ’ λｃが１．７μｍ以下 Ｃ’ 波長分散値がほぼゼロ Ｄ’ Ａｅｆｆが８０μｍ2以上、好ましくは１００μ
ｍ2以上 Ａ’において、曲げ損失が１０ｄＢ／ｍをこえるとＤＳ
Ｆのわずかな湾曲によって損失が増加するため好ましく
ない。Ｂ’において、λｃは通常ＪＩＳあるいはＣＩＴ
Ｔの２ｍ法（以下２ｍ法と記す）による値によって規定
されているが、このλｃの値を１．７μｍ以下とするこ
とによって、実際には２ｍよりも大幅に長い状態、例え
ば全長５０００ｍ以上で使用されている光ファイバで
は、使用波長１．５５μｍ帯において実質的にシングル
モード伝搬が可能となる。本発明に基づいて作製したＤ
ＳＦでは、例えば、２ｍ法によるλｃの値と、実際の使
用状態に近い長尺でのλｃの値は以下のようになってい
る。 例１ １．６７（２ｍ法の測定値）→１．５３（５００
０ｍの試料の測定値） 例２ １．２０（２ｍ法の測定値）→１．１０（５００
０ｍの試料の測定値） 例３ １．３４（２ｍ法の測定値）→１．２２（５００
０ｍの試料の測定値） 例４ １．４９（２ｍ法の測定値）→１．３５（５００
０ｍの試料の測定値） Ｃ’では波長分散値がほぼゼロであることによって、パ
ルスの広がりが生じにくい低分散のＤＳＦとすることが
できる。Ｄ’において、Ａｅｆｆが８０μｍ2以上であ
ることは、上述のように従来の階段型のプロファイルを
有するものでは実現しにくいものであり、階段型のプロ
ファイルを有するＤＳＦでは得られなかった非線形効果
の低減効果が得られる。また、好ましくはＡｅｆｆが１
００μｍ2以上であると、さらに高い要求にも対応でき
るようになる。
ｍ2以上 Ａ’において、曲げ損失が１０ｄＢ／ｍをこえるとＤＳ
Ｆのわずかな湾曲によって損失が増加するため好ましく
ない。Ｂ’において、λｃは通常ＪＩＳあるいはＣＩＴ
Ｔの２ｍ法（以下２ｍ法と記す）による値によって規定
されているが、このλｃの値を１．７μｍ以下とするこ
とによって、実際には２ｍよりも大幅に長い状態、例え
ば全長５０００ｍ以上で使用されている光ファイバで
は、使用波長１．５５μｍ帯において実質的にシングル
モード伝搬が可能となる。本発明に基づいて作製したＤ
ＳＦでは、例えば、２ｍ法によるλｃの値と、実際の使
用状態に近い長尺でのλｃの値は以下のようになってい
る。 例１ １．６７（２ｍ法の測定値）→１．５３（５００
０ｍの試料の測定値） 例２ １．２０（２ｍ法の測定値）→１．１０（５００
０ｍの試料の測定値） 例３ １．３４（２ｍ法の測定値）→１．２２（５００
０ｍの試料の測定値） 例４ １．４９（２ｍ法の測定値）→１．３５（５００
０ｍの試料の測定値） Ｃ’では波長分散値がほぼゼロであることによって、パ
ルスの広がりが生じにくい低分散のＤＳＦとすることが
できる。Ｄ’において、Ａｅｆｆが８０μｍ2以上であ
ることは、上述のように従来の階段型のプロファイルを
有するものでは実現しにくいものであり、階段型のプロ
ファイルを有するＤＳＦでは得られなかった非線形効果
の低減効果が得られる。また、好ましくはＡｅｆｆが１
００μｍ2以上であると、さらに高い要求にも対応でき
るようになる。
【００３３】ついで、Ａ’〜Ｄ’の条件を満足するΔ
１、Δ２、ａ2、ａ1の構造パラメータについて検討す
る。これらの構造パラメータについて検討するにおい
て、便宜上、波長１．５５μｍにおける波長分散値が０
ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなるこれら構造パラメータの解につ
いて、Ａｅｆｆ、曲げ損失、λｃの条件を満足する範囲
に属するものがあるかどうか検討したものが、図２〜６
に示されたグラフ１−１〜１−５である。これらのグラ
フはΔ２／Δ１の値が一定の場合に、Δ１、Δ２、ａ2
／ａ1の値を変化させた際のＡｅｆｆ（横軸）と曲げ損
失（縦軸）の関係を示し、さらにλｃの範囲を示したも
のである。
１、Δ２、ａ2、ａ1の構造パラメータについて検討す
る。これらの構造パラメータについて検討するにおい
て、便宜上、波長１．５５μｍにおける波長分散値が０
ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなるこれら構造パラメータの解につ
いて、Ａｅｆｆ、曲げ損失、λｃの条件を満足する範囲
に属するものがあるかどうか検討したものが、図２〜６
に示されたグラフ１−１〜１−５である。これらのグラ
フはΔ２／Δ１の値が一定の場合に、Δ１、Δ２、ａ2
／ａ1の値を変化させた際のＡｅｆｆ（横軸）と曲げ損
失（縦軸）の関係を示し、さらにλｃの範囲を示したも
のである。
【００３４】それぞれのグラフのΔ２／Δ１の値は以下
のように対応している。 グラフ１−１：Δ１＝０（コアの中心部分１がクラッド
３と同じ屈折率の場合） グラフ１−２：Δ２／Δ１＝４ グラフ１−３：Δ２／Δ１＝３ グラフ１−４：Δ２／Δ１＝２ グラフ１−５：Δ２／Δ１＝１ Ａｅｆｆは以下の式Ｖを用いて求められる。
のように対応している。 グラフ１−１：Δ１＝０（コアの中心部分１がクラッド
３と同じ屈折率の場合） グラフ１−２：Δ２／Δ１＝４ グラフ１−３：Δ２／Δ１＝３ グラフ１−４：Δ２／Δ１＝２ グラフ１−５：Δ２／Δ１＝１ Ａｅｆｆは以下の式Ｖを用いて求められる。
【００３５】
【数５】
【００３６】また、曲げ損失は以下の式ＶＩを用いて求
められる。
められる。
【００３７】
【数６】
【００３８】これらの解を示す点はａ2／ａ1の値ごとに
まとめられ、曲線で結ばれている（以下この曲線をａ2
／ａ1曲線とよぶ。）。各グラフの横には、曲線ごとに
対応するａ2／ａ1の値が示されている。Δ２の値は、ａ
2／ａ1曲線上に具体的な数値が示されているか、ａ2／
ａ1曲線と交わる破線に具体的な数値が示されている。
Δ１の値はΔ２／Δ１が一定であるので、Δ２の値から
自ずと導かれる。ここで、Δ２の値は原則として２つ以
上の解が得られ、ａ2／ａ1曲線を移動するにおいてΔ２
の値は減少したり増加したりする。このため、Δ２の値
のおおよその増加方向を示す破線矢印がａ2／ａ1曲線に
沿うように目安として記されている。
まとめられ、曲線で結ばれている（以下この曲線をａ2
／ａ1曲線とよぶ。）。各グラフの横には、曲線ごとに
対応するａ2／ａ1の値が示されている。Δ２の値は、ａ
2／ａ1曲線上に具体的な数値が示されているか、ａ2／
ａ1曲線と交わる破線に具体的な数値が示されている。
Δ１の値はΔ２／Δ１が一定であるので、Δ２の値から
自ずと導かれる。ここで、Δ２の値は原則として２つ以
上の解が得られ、ａ2／ａ1曲線を移動するにおいてΔ２
の値は減少したり増加したりする。このため、Δ２の値
のおおよその増加方向を示す破線矢印がａ2／ａ1曲線に
沿うように目安として記されている。
【００３９】また、λｃ：１．５５μｍ、λｃ：１．７
μｍを表す等高線が、ａ2／ａ1曲線に交わる実線で示さ
れている。 λｃ：１．７μｍの等高線を含め、この等高線より図中
左側に位置する部分はλｃの条件を満足するλｃが１．
７μｍ以下の範囲である。
μｍを表す等高線が、ａ2／ａ1曲線に交わる実線で示さ
れている。 λｃ：１．７μｍの等高線を含め、この等高線より図中
左側に位置する部分はλｃの条件を満足するλｃが１．
７μｍ以下の範囲である。
【００４０】これらのグラフにおいて、１本のａ2／ａ1
曲線上を移動することは、ａ2／ａ1とΔ２／Δ１の値を
一定とし、Δ２とΔ１の値を変化させたときの波長分散
値がゼロである解におけるＤＳＦの曲げ損失とＡｅｆｆ
の値をみていくことになる。ここで、上述のＡ’，
Ｂ’，Ｄ’で示された条件を満足するのは、グラフ上斜
線部で示されている範囲となり、コアの中心部分１の屈
折率がクラッド３よりも小さいグラフ１−２〜１−５に
おいてこの範囲が存在することがわかる。
曲線上を移動することは、ａ2／ａ1とΔ２／Δ１の値を
一定とし、Δ２とΔ１の値を変化させたときの波長分散
値がゼロである解におけるＤＳＦの曲げ損失とＡｅｆｆ
の値をみていくことになる。ここで、上述のＡ’，
Ｂ’，Ｄ’で示された条件を満足するのは、グラフ上斜
線部で示されている範囲となり、コアの中心部分１の屈
折率がクラッド３よりも小さいグラフ１−２〜１−５に
おいてこの範囲が存在することがわかる。
【００４１】このように、グラフの斜線部に属するもの
は、使用波長１．５５μｍ帯において波長分散値がほぼ
ゼロであり、かつ曲げ損失が１０ｄＢ／ｍ以下であり、
かつカットオフ波長が１．７μｍ以下であり、かつ有効
コア断面積が好ましくは１００μｍ2以上、実質的には
８０〜１２０μｍ2（すなわち好ましくは１００〜１２
０μｍ2）の範囲のものである。
は、使用波長１．５５μｍ帯において波長分散値がほぼ
ゼロであり、かつ曲げ損失が１０ｄＢ／ｍ以下であり、
かつカットオフ波長が１．７μｍ以下であり、かつ有効
コア断面積が好ましくは１００μｍ2以上、実質的には
８０〜１２０μｍ2（すなわち好ましくは１００〜１２
０μｍ2）の範囲のものである。
【００４２】すなわち、グラフの斜線部に属するもの
は、低曲げ損失、低分散性、シングルモード伝搬可能と
いう条件を満足し、かつＡｅｆｆを８０μｍ2以上、好
ましくは１００μｍ2以上とすることができ、非線形効
果を低減することが可能となる。 この条件を満足する
斜線部の各々の構造パラメータの数値範囲を表すと以下
のようになる。 Δ１ ：０．１〜０．７％ Δ２ ：０．９〜２．０％ ａ2／ａ1 ：１．２〜２．０倍
は、低曲げ損失、低分散性、シングルモード伝搬可能と
いう条件を満足し、かつＡｅｆｆを８０μｍ2以上、好
ましくは１００μｍ2以上とすることができ、非線形効
果を低減することが可能となる。 この条件を満足する
斜線部の各々の構造パラメータの数値範囲を表すと以下
のようになる。 Δ１ ：０．１〜０．７％ Δ２ ：０．９〜２．０％ ａ2／ａ1 ：１．２〜２．０倍
【００４３】なお、Δ２の値が大きいと、ドーパントの
増加によるレイリー散乱や歪みにって伝送損失が大きく
なりやすくなるため、この値が２．０％以下であること
は好ましい。実際には、ひとつのＤＳＦにおけるΔ１、
Δ２、ａ2／ａ1の値を、グラフに示された斜線部に属す
るように上述の各数値範囲から選択し、組み合わせて設
定することによって目的とする特性を有するＤＳＦが得
られることになる。このような観点から、本発明では、
ＤＳＦの３つの構造パラメータの数値範囲を特定して
も、その範囲から選ばれる任意の値の組み合わせによっ
て目的とするＤＳＦが得られるわけではない。したがっ
て、これら構造パラメータの数値範囲から本発明を特定
することは困難であり、図１に示したリングプロファイ
ルを有するものにおいて、その特性値によって本発明を
特定するようにしたものである。このような特性は、従
来提案されている階段型のプロファイルを有するＤＳＦ
では取り得ないものであることはいうまでもないことで
ある。
増加によるレイリー散乱や歪みにって伝送損失が大きく
なりやすくなるため、この値が２．０％以下であること
は好ましい。実際には、ひとつのＤＳＦにおけるΔ１、
Δ２、ａ2／ａ1の値を、グラフに示された斜線部に属す
るように上述の各数値範囲から選択し、組み合わせて設
定することによって目的とする特性を有するＤＳＦが得
られることになる。このような観点から、本発明では、
ＤＳＦの３つの構造パラメータの数値範囲を特定して
も、その範囲から選ばれる任意の値の組み合わせによっ
て目的とするＤＳＦが得られるわけではない。したがっ
て、これら構造パラメータの数値範囲から本発明を特定
することは困難であり、図１に示したリングプロファイ
ルを有するものにおいて、その特性値によって本発明を
特定するようにしたものである。このような特性は、従
来提案されている階段型のプロファイルを有するＤＳＦ
では取り得ないものであることはいうまでもないことで
ある。
【００４４】また、表１にグラフにおいて斜線で示され
ている範囲付近における具体的な解の一部と、これに対
応するＡｅｆｆと曲げ損失の値のを示す。一部曲げ損失
が１０ｄＢ／ｍを越えており、本発明の範囲に属さない
ものも参考として示されている。表１には、これらの解
に対応してPetermannの定義式から求めたモードフィー
ルド径（ＭＤＦ）と、１．５５μｍ近傍で波長分散値を
波長で微分して求めた波長に対する波長分散値の傾き
（波長分散スロープとよぶ。）とが示されている。波長
分散スロープは、いずれも−０．０８〜−０．１０ｐｓ
／ｎｍ2／ｋｍ程度とその絶対値が小さくなっている。
ている範囲付近における具体的な解の一部と、これに対
応するＡｅｆｆと曲げ損失の値のを示す。一部曲げ損失
が１０ｄＢ／ｍを越えており、本発明の範囲に属さない
ものも参考として示されている。表１には、これらの解
に対応してPetermannの定義式から求めたモードフィー
ルド径（ＭＤＦ）と、１．５５μｍ近傍で波長分散値を
波長で微分して求めた波長に対する波長分散値の傾き
（波長分散スロープとよぶ。）とが示されている。波長
分散スロープは、いずれも−０．０８〜−０．１０ｐｓ
／ｎｍ2／ｋｍ程度とその絶対値が小さくなっている。
【００４５】波長分散スロープの絶対値が小さいと、波
長の異なる複数のパルス光を伝搬する波長多重伝送（Ｗ
ＤＭ伝送）などにＤＳＦを用いる場合に、これら複数の
パルス光における波長分散値の値の差が小さく、ほぼ同
じ値をとることになるので、複数のパルス光における分
散状態のばらつきが少なくなり好ましい。一般にこのよ
うな用途に用いるには波長分散スロープの絶対値が０．
１ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以下であると望ましいとされてお
り、本発明のＤＳＦにおいてはこの基準をクリアーして
いる。
長の異なる複数のパルス光を伝搬する波長多重伝送（Ｗ
ＤＭ伝送）などにＤＳＦを用いる場合に、これら複数の
パルス光における波長分散値の値の差が小さく、ほぼ同
じ値をとることになるので、複数のパルス光における分
散状態のばらつきが少なくなり好ましい。一般にこのよ
うな用途に用いるには波長分散スロープの絶対値が０．
１ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以下であると望ましいとされてお
り、本発明のＤＳＦにおいてはこの基準をクリアーして
いる。
【００４６】
【表１】
【００４７】ところで、実際にＤＳＦを設計する手順と
しては、Δ１の値をその数値範囲である０．１〜０．７
％から選択して固定し、これに対応するΔ２とａ2／ａ1
の値を設定していく方が容易であるので、このようにし
て設計条件を設定する場合の検討について以下に説明す
る。図７〜９に示したグラフ２−１〜２−３は、以下の
ようにそれぞれΔ１の値を固定し、Δ２、ａ2／ａ1の値
を変化させた際の曲げ損失、Ａｅｆｆ、λｃの関係を示
したものである。 グラフ２−１ ：Δ１＝０．２％ グラフ２−２ ：Δ１＝０．３％ グラフ２−３ ：Δ１＝０．４５％
しては、Δ１の値をその数値範囲である０．１〜０．７
％から選択して固定し、これに対応するΔ２とａ2／ａ1
の値を設定していく方が容易であるので、このようにし
て設計条件を設定する場合の検討について以下に説明す
る。図７〜９に示したグラフ２−１〜２−３は、以下の
ようにそれぞれΔ１の値を固定し、Δ２、ａ2／ａ1の値
を変化させた際の曲げ損失、Ａｅｆｆ、λｃの関係を示
したものである。 グラフ２−１ ：Δ１＝０．２％ グラフ２−２ ：Δ１＝０．３％ グラフ２−３ ：Δ１＝０．４５％
【００４８】これらのグラフ上の点は、波長１．５５μ
ｍにおける波長分散値が０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなる構造
パラメータの解が、Ａｅｆｆ（横軸）と曲げ損失（縦
軸）の関係としてプロットされている。これらの解を示
す点はａ2／ａ1の値ごとにまとめられ、曲線（以下ａ2
／ａ1曲線と記す）で示されている。各グラフの横に
は、対応する曲線ごとにａ2／ａ1の値が示されている。
１本のａ2／ａ1曲線上を移動することは、ａ2／ａ1とΔ
１の値を一定とし、Δ２の値を変化させたときの曲げ損
失とＡｅｆｆの値をみていくことになる。Δ２の値はａ
2／ａ1曲線上の点に対応して、具体的な数値が示されて
いるか、ａ2／ａ1曲線に交わる破線に具体的な数値が示
されている。
ｍにおける波長分散値が０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなる構造
パラメータの解が、Ａｅｆｆ（横軸）と曲げ損失（縦
軸）の関係としてプロットされている。これらの解を示
す点はａ2／ａ1の値ごとにまとめられ、曲線（以下ａ2
／ａ1曲線と記す）で示されている。各グラフの横に
は、対応する曲線ごとにａ2／ａ1の値が示されている。
１本のａ2／ａ1曲線上を移動することは、ａ2／ａ1とΔ
１の値を一定とし、Δ２の値を変化させたときの曲げ損
失とＡｅｆｆの値をみていくことになる。Δ２の値はａ
2／ａ1曲線上の点に対応して、具体的な数値が示されて
いるか、ａ2／ａ1曲線に交わる破線に具体的な数値が示
されている。
【００４９】ここで、Δ２の値は原則として２つ以上の
解が得られ、１本の線上を移動するにおいてΔ２の値は
減少したり増加したりする。このため、これらのグラフ
に表されている範囲で、Δ２の値が増加したり減少した
りする部分がどちらも存在する場合には、Δ２の値のお
おまかな増加方向が目安としてａ2／ａ1曲線に沿うよう
破線矢印で示されている。また、図２〜６に示したグラ
フ１−１〜１−５と同様に、λｃ：１．５５μｍ、λ
ｃ：１．７μｍをそれぞれ表す等高線が、ａ2／ａ1曲線
に交わる曲線として示されている。
解が得られ、１本の線上を移動するにおいてΔ２の値は
減少したり増加したりする。このため、これらのグラフ
に表されている範囲で、Δ２の値が増加したり減少した
りする部分がどちらも存在する場合には、Δ２の値のお
おまかな増加方向が目安としてａ2／ａ1曲線に沿うよう
破線矢印で示されている。また、図２〜６に示したグラ
フ１−１〜１−５と同様に、λｃ：１．５５μｍ、λ
ｃ：１．７μｍをそれぞれ表す等高線が、ａ2／ａ1曲線
に交わる曲線として示されている。
【００５０】上述のＡ’，Ｂ’，Ｄ’を満足する範囲
は、グラフ上斜線部で示されている範囲となり、いずれ
のグラフにおいてもこの範囲が存在することがわかる。
このようにしてグラフ上の斜線部で表される範囲に属す
るようにΔ１、Δ２、ａ2／ａ1の値を設定すると、上述
のＡ’〜Ｄ’の条件を満足するＤＳＦを設計することが
できる。斜線部に属するΔ２とａ2／ａ1の値の範囲を各
グラフ毎、すなわち、Δ１の値ごどに数値として表すと
表２のようになる。実際にはΔ１の値に対応するΔ２、
ａ2／ａ1の値は、グラフに示された斜線部に各構造パラ
メータが属するように、表２に示したΔ２、ａ2／ａ1の
各数値範囲から選択して設定することになる。
は、グラフ上斜線部で示されている範囲となり、いずれ
のグラフにおいてもこの範囲が存在することがわかる。
このようにしてグラフ上の斜線部で表される範囲に属す
るようにΔ１、Δ２、ａ2／ａ1の値を設定すると、上述
のＡ’〜Ｄ’の条件を満足するＤＳＦを設計することが
できる。斜線部に属するΔ２とａ2／ａ1の値の範囲を各
グラフ毎、すなわち、Δ１の値ごどに数値として表すと
表２のようになる。実際にはΔ１の値に対応するΔ２、
ａ2／ａ1の値は、グラフに示された斜線部に各構造パラ
メータが属するように、表２に示したΔ２、ａ2／ａ1の
各数値範囲から選択して設定することになる。
【００５１】
【表２】
【００５２】本発明のＤＳＦは、通常のＶＡＤ法などに
よって製造できる。このとき、コアの外周部分２には、
ＧｅＯ2をドープしたゲルマニウムドープシリカを用
い、コアの中心部分１およびクラッド３は純粋シリカ、
好ましくはフッ素をドープしたフッ素ドープシリカを用
いることによって作成される。
よって製造できる。このとき、コアの外周部分２には、
ＧｅＯ2をドープしたゲルマニウムドープシリカを用
い、コアの中心部分１およびクラッド３は純粋シリカ、
好ましくはフッ素をドープしたフッ素ドープシリカを用
いることによって作成される。
【００５３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のＤＳＦ
は、コアとクラッドからなり、該コアの屈折率は、その
外周部分の屈折率よりも中心部分の屈折率が低くなって
おり、前記クラッドの屈折率は、前記コアの中心部分の
屈折率より高く、前記コアの外周部分の屈折率より低く
なっている分散シフト光ファイバにおいて、波長１．５
５μｍ帯において、実質的にシングルモード伝搬とな
り、かつ波長分散値がほぼゼロであり、かつ有効コア断
面積が好ましくは１００μｍ2以上、実質的には８０〜
１２０μｍ2（すなわち好ましくは１００〜１２０μ
ｍ2）であり、かつ曲げ損失が１０ｄＢ／ｍ以下である
ことを特徴とするものである。すなわち、低分散、低曲
げ損失、シングルモード伝搬可能というＤＳＦに必要な
条件を満足し、かつＡｅｆｆを大きいものとすることが
でき、非線形効果が発生しにくいものである。したがっ
て、入射する光パワーが比較的高密度であっても、非線
形効果が発生しにいので、高出力光ブースターアンプな
どによって得られた高パワー密度の光を有効に伝送する
ことができ、光信号の伝送距離をのばすことができる。
は、コアとクラッドからなり、該コアの屈折率は、その
外周部分の屈折率よりも中心部分の屈折率が低くなって
おり、前記クラッドの屈折率は、前記コアの中心部分の
屈折率より高く、前記コアの外周部分の屈折率より低く
なっている分散シフト光ファイバにおいて、波長１．５
５μｍ帯において、実質的にシングルモード伝搬とな
り、かつ波長分散値がほぼゼロであり、かつ有効コア断
面積が好ましくは１００μｍ2以上、実質的には８０〜
１２０μｍ2（すなわち好ましくは１００〜１２０μ
ｍ2）であり、かつ曲げ損失が１０ｄＢ／ｍ以下である
ことを特徴とするものである。すなわち、低分散、低曲
げ損失、シングルモード伝搬可能というＤＳＦに必要な
条件を満足し、かつＡｅｆｆを大きいものとすることが
でき、非線形効果が発生しにくいものである。したがっ
て、入射する光パワーが比較的高密度であっても、非線
形効果が発生しにいので、高出力光ブースターアンプな
どによって得られた高パワー密度の光を有効に伝送する
ことができ、光信号の伝送距離をのばすことができる。
【図１】 ＤＳＦのリングプロファイルの例を示す図で
ある。
ある。
【図２】 図１に示したリングプロファイルを有するＤ
ＳＦにおいて、Δ１を０とし、Δ２とａ2／ａ1の値を変
化させた際に、波長１．５５μｍにおける波長分散値が
０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなる解を、Ａｅｆｆを横軸、曲げ
損失を縦軸としてプロットしてａ2／ａ1の値ごとにまと
め、さらにグラフ上にλｃの等高線を示したグラフであ
る。
ＳＦにおいて、Δ１を０とし、Δ２とａ2／ａ1の値を変
化させた際に、波長１．５５μｍにおける波長分散値が
０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなる解を、Ａｅｆｆを横軸、曲げ
損失を縦軸としてプロットしてａ2／ａ1の値ごとにまと
め、さらにグラフ上にλｃの等高線を示したグラフであ
る。
【図３】 Δ２／Δ１の値を４に固定した以外は図２と
同様にしたグラフである。
同様にしたグラフである。
【図４】 Δ２／Δ１の値を３に固定とした以外は、図
２と同様にした結果のグラフである。
２と同様にした結果のグラフである。
【図５】 Δ２／Δ１の値を２に固定した以外は、図２
と同様にしたグラフである。
と同様にしたグラフである。
【図６】 Δ２／Δ１の値を１に固定した以外は、図２
と同様に示したグラフである。
と同様に示したグラフである。
【図７】 Δ１を０．２％に固定して、Δ２とａ2／ａ1
の値を変化させた以外は図２と同様にしたグラフであ
る。
の値を変化させた以外は図２と同様にしたグラフであ
る。
【図８】 Δ１を０．３％に固定した以外は、図７と同
様にしたグラフである。
様にしたグラフである。
【図９】 Δ１を０．４５％に固定した以外は、図７と
同様にしたグラフである。
同様にしたグラフである。
【図１０】 従来のＤＳＦにおける階段型のプロファイ
ルを示す図である。
ルを示す図である。
１…（コアの）中心部分、２…（コアの）外周部分、３
…クラッド
…クラッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 朗 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉工場内 (72)発明者 畔蒜 富夫 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉工場内 (72)発明者 山内 良三 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉工場内
Claims (2)
- 【請求項１】 コアとクラッドからなり、該コアの屈折
率は、その外周部分の屈折率よりも中心部分の屈折率が
低くなっており、前記クラッドの屈折率は、前記コアの
中心部分の屈折率より高く、前記コアの外周部分の屈折
率より低くなっている分散シフト光ファイバにおいて、 波長１．５５μｍ帯において、実質的にシングルモード
伝搬となり、かつ波長分散値がほぼゼロであり、かつ有
効コア断面積が８０〜１２０μｍ2であり、かつ曲げ損
失が１０ｄＢ／ｍ以下であることを特徴とする分散シフ
ト光ファイバ。 - 【請求項２】 請求項１記載の分散シフト光ファイバに
おいて、 コアの中心部分とクラッドとの比屈折率差が０．１〜
０．７％であり、 コアの外周部分とクラッドとの比屈折率差が０．９〜
２．０％であり、 コアの外径が、コアの中心部分の外径の１．２〜２．０
倍であることを特徴とする分散シフト光ファイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04827397A JP3439615B2 (ja) | 1997-03-03 | 1997-03-03 | 分散シフト光ファイバおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04827397A JP3439615B2 (ja) | 1997-03-03 | 1997-03-03 | 分散シフト光ファイバおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10246830A true JPH10246830A (ja) | 1998-09-14 |
| JP3439615B2 JP3439615B2 (ja) | 2003-08-25 |
Family
ID=12798845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04827397A Expired - Fee Related JP3439615B2 (ja) | 1997-03-03 | 1997-03-03 | 分散シフト光ファイバおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3439615B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999012064A1 (en) * | 1997-08-28 | 1999-03-11 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Dispersion shift fiber |
| WO1999030193A1 (fr) * | 1997-12-05 | 1999-06-17 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Fibre optique a dispersion plate |
| WO2000002074A1 (en) * | 1998-07-07 | 2000-01-13 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fiber |
| WO2001004675A1 (fr) * | 1999-07-12 | 2001-01-18 | Fujikura Ltd. | Fibre optique a dispersion decalee |
| WO2001018575A1 (fr) * | 1999-09-09 | 2001-03-15 | Fujikura Ltd. | Fibre optique a dispersion decalee |
| US6694079B1 (en) | 1999-07-27 | 2004-02-17 | Fujikura Ltd. | Disperson-shifted optical fiber employing dual shape core profile |
| US6711331B2 (en) | 1998-07-07 | 2004-03-23 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fiber |
| CN109100827A (zh) * | 2018-07-13 | 2018-12-28 | 上海大学 | 一种用于涡旋光束传输保持的光纤及其制备方法 |
-
1997
- 1997-03-03 JP JP04827397A patent/JP3439615B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US6711331B2 (en) | 1998-07-07 | 2004-03-23 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fiber |
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| US6785453B1 (en) * | 1999-07-12 | 2004-08-31 | Fujikura Ltd. | Dispersion shifted optical fiber |
| CN1302300C (zh) * | 1999-07-12 | 2007-02-28 | 株式会社藤仓 | 色散位移光纤 |
| US6694079B1 (en) | 1999-07-27 | 2004-02-17 | Fujikura Ltd. | Disperson-shifted optical fiber employing dual shape core profile |
| WO2001018575A1 (fr) * | 1999-09-09 | 2001-03-15 | Fujikura Ltd. | Fibre optique a dispersion decalee |
| US6546177B1 (en) | 1999-09-09 | 2003-04-08 | Fujikura Ltd. | Dispersion shifted optical fiber |
| CN100343705C (zh) * | 1999-09-09 | 2007-10-17 | 株式会社藤仓 | 色散位移光纤 |
| CN109100827A (zh) * | 2018-07-13 | 2018-12-28 | 上海大学 | 一种用于涡旋光束传输保持的光纤及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3439615B2 (ja) | 2003-08-25 |
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