JPH1172640A - 分散シフトファイバ - Google Patents
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＭＦＤの値を小さく維持したまま非線形光学
現象の発現を効果的に抑制する構造を備えた、長距離海
底ケーブル等に好適なＷＤＭ伝送用の分散シフトファイ
バを提供する。 【解決手段】 この発明の分散シフトファイバでは、波
長１５５０nmにおける諸特性として、絶対値が１．０〜
４．５ps/nm/kmの分散と、７０μm2以上の実効コア断面
積と、２mのファイバ長において１３００nm以上のカッ
トオフ波長と、そして、０．０５〜０．０９ps/nm2/km
の分散スロープとを有するとともに、信号光の基底モー
ドの光パワー分布が最大となる位置が、コア領域中心か
ら径方向に所定距離だけ離間するよう設計されている。
現象の発現を効果的に抑制する構造を備えた、長距離海
底ケーブル等に好適なＷＤＭ伝送用の分散シフトファイ
バを提供する。 【解決手段】 この発明の分散シフトファイバでは、波
長１５５０nmにおける諸特性として、絶対値が１．０〜
４．５ps/nm/kmの分散と、７０μm2以上の実効コア断面
積と、２mのファイバ長において１３００nm以上のカッ
トオフ波長と、そして、０．０５〜０．０９ps/nm2/km
の分散スロープとを有するとともに、信号光の基底モー
ドの光パワー分布が最大となる位置が、コア領域中心か
ら径方向に所定距離だけ離間するよう設計されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、光通信などで伝
送路として使用されるシングルモード光ファイバに関
し、特に、波長多重分割（WDM:Wavelength Division Mu
ltiplexing）伝送に好適な分散シフトファイバに関する
ものである。
送路として使用されるシングルモード光ファイバに関
し、特に、波長多重分割（WDM:Wavelength Division Mu
ltiplexing）伝送に好適な分散シフトファイバに関する
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波長帯または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
長帯の光の使用が増しつつある。こうした１．５５μｍ
波長帯の光の伝送路に適用されるシングルモード光ファ
イバ（以下、１．５５μｍ用シングルモード光ファイバ
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）がゼロになるよう設計されている
（ゼロ分散波長１．５５μｍ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、例えば特公平３
−１８１６１号公報には、コア領域が内側コアと、該内
側コアの屈折率よりも低い屈折率を有する外側コアとか
ら構成された、デュアルシェイプコア構造の屈折率プロ
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。また、特開昭６３−４３１０７号公報や特開平２−
１４１７０４号公報には、クラッド領域が内側クラッド
と、該内側クラッドよりも大きな屈折率を有する外側ク
ラッドとから構成された、ディプレストクラッド・デュ
アルシェイプコア構造の屈折率プロファイルを有する分
散シフトファイバ、さらに、「V.A.Bhagavatula et a
l., OFC'95 TechnicalDigest, Paper ThH1, 1995」や
「P.Nouchi et al., ECOC'96, Paper MoB.3.2,1996」に
は、リング状コア構造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。
光ファイバ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波長帯または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
長帯の光の使用が増しつつある。こうした１．５５μｍ
波長帯の光の伝送路に適用されるシングルモード光ファ
イバ（以下、１．５５μｍ用シングルモード光ファイバ
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）がゼロになるよう設計されている
（ゼロ分散波長１．５５μｍ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、例えば特公平３
−１８１６１号公報には、コア領域が内側コアと、該内
側コアの屈折率よりも低い屈折率を有する外側コアとか
ら構成された、デュアルシェイプコア構造の屈折率プロ
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。また、特開昭６３−４３１０７号公報や特開平２−
１４１７０４号公報には、クラッド領域が内側クラッド
と、該内側クラッドよりも大きな屈折率を有する外側ク
ラッドとから構成された、ディプレストクラッド・デュ
アルシェイプコア構造の屈折率プロファイルを有する分
散シフトファイバ、さらに、「V.A.Bhagavatula et a
l., OFC'95 TechnicalDigest, Paper ThH1, 1995」や
「P.Nouchi et al., ECOC'96, Paper MoB.3.2,1996」に
は、リング状コア構造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。
【０００３】また、近年は、波長分割多重（ＷＤＭ）伝
送や光増幅器の登場により長距離伝送が可能になり、非
線形光学効果を避けるため、上記のデュアルシェイプコ
ア構造やディプレストクラッド・デュアルシェイプコア
構造の屈折率プロファイルが採用され、かつゼロ分散波
長が信号光の中心波長よりも短波長側あるいは長波長側
にシフトされた分散シフトファイバも提案されている
（特開平７−１６８０４６号公報、米国特許番号第５４
８３６１２号公報）。なお、非線形光学効果とは、四光
波混合（ＦＷＭ：four-wave mixing）、自己位相変調
（ＳＰＭ：self-phase modulation）、相互位相変調
（ＸＰＭ：cross-phase modulation）などの非線形現象
により、光強度の密度等に比例して信号光パルスが歪む
現象であり、伝送速度や中継伝送システムにおける中継
間隔の制約要因となる。
送や光増幅器の登場により長距離伝送が可能になり、非
線形光学効果を避けるため、上記のデュアルシェイプコ
ア構造やディプレストクラッド・デュアルシェイプコア
構造の屈折率プロファイルが採用され、かつゼロ分散波
長が信号光の中心波長よりも短波長側あるいは長波長側
にシフトされた分散シフトファイバも提案されている
（特開平７−１６８０４６号公報、米国特許番号第５４
８３６１２号公報）。なお、非線形光学効果とは、四光
波混合（ＦＷＭ：four-wave mixing）、自己位相変調
（ＳＰＭ：self-phase modulation）、相互位相変調
（ＸＰＭ：cross-phase modulation）などの非線形現象
により、光強度の密度等に比例して信号光パルスが歪む
現象であり、伝送速度や中継伝送システムにおける中継
間隔の制約要因となる。
【０００４】一方、特開平８−２４８２５１号公報に
は、光ファイバに大きなパワーの光が入射されたときに
発生する上述の非線形光学現象の発現を抑制し、これら
非線形光学現象に起因する光信号の歪みを低減する構造
を備えた光ファイバが提案されている。このような光フ
ァイバは、実効コア断面積Ａeffを約７０μｍ2よりも大
きくするよう設計された屈折率プロファイルを有する。
は、光ファイバに大きなパワーの光が入射されたときに
発生する上述の非線形光学現象の発現を抑制し、これら
非線形光学現象に起因する光信号の歪みを低減する構造
を備えた光ファイバが提案されている。このような光フ
ァイバは、実効コア断面積Ａeffを約７０μｍ2よりも大
きくするよう設計された屈折率プロファイルを有する。
【０００５】なお、実効コア断面積Ａeffは、特開平８
−２４８２５１号公報に示されたように、以下の（１）
式で与えられる。
−２４８２５１号公報に示されたように、以下の（１）
式で与えられる。
【０００６】
【数１】 ただし、Ｅは伝搬光に伴う電界、ｒはコア中心からの径
方向の距離である。
方向の距離である。
【０００７】また、分散スロープは所定の波長帯域にお
ける分散特性を示すグラフの傾きで定義される。
ける分散特性を示すグラフの傾きで定義される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】一般に、実効コア断面
積Ａeffが大きくなると、分散スロープも大きくなる
が、従来から提案されている分散シフトファイバでは、
分散による信号光波形の歪の発生と非線形光学効果によ
る信号光波形の歪の発生とに関係する分散スロープ値
を、波形全体における歪低減の観点から適性化する考慮
がなされていなかった。
積Ａeffが大きくなると、分散スロープも大きくなる
が、従来から提案されている分散シフトファイバでは、
分散による信号光波形の歪の発生と非線形光学効果によ
る信号光波形の歪の発生とに関係する分散スロープ値
を、波形全体における歪低減の観点から適性化する考慮
がなされていなかった。
【０００９】したがって、通信の高度化に伴う今後の波
長多重化の進展を鑑みると、従来の分散シフトファイバ
を単に適用するだけでは、伝送品質を維持し続けること
が困難な事態が予想される。
長多重化の進展を鑑みると、従来の分散シフトファイバ
を単に適用するだけでは、伝送品質を維持し続けること
が困難な事態が予想される。
【００１０】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、非線形光学現象の発現を効果的に
抑制する構造を備えた、長距離海底ケーブル等に好適な
ＷＤＭ伝送用の分散シフトファイバを提供することを目
的としている。
めになされたもので、非線形光学現象の発現を効果的に
抑制する構造を備えた、長距離海底ケーブル等に好適な
ＷＤＭ伝送用の分散シフトファイバを提供することを目
的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明に係る分散シフ
トファイバは、所定の基準軸に沿って伸びたコア領域と
該コア領域の外周に設けられたクラッド領域とを備え
た、１．５５μｍ波長帯の信号光（その中心波長が１．
５５μｍ波長帯である１５００ｎｍ〜１６００ｎｍの範
囲内にある信号光）を伝搬するためのシングルモード光
ファイバである。そして、当該分散シフトシフトファイ
バは、その零分散波長が１．５５μｍ波長帯の中心波長
（１５５０ｎｍ）から短波長側あるいは長波長側にシフ
トされている。
トファイバは、所定の基準軸に沿って伸びたコア領域と
該コア領域の外周に設けられたクラッド領域とを備え
た、１．５５μｍ波長帯の信号光（その中心波長が１．
５５μｍ波長帯である１５００ｎｍ〜１６００ｎｍの範
囲内にある信号光）を伝搬するためのシングルモード光
ファイバである。そして、当該分散シフトシフトファイ
バは、その零分散波長が１．５５μｍ波長帯の中心波長
（１５５０ｎｍ）から短波長側あるいは長波長側にシフ
トされている。
【００１２】特に、この発明に係る分散シフトファイバ
は、１．５５μｍ波長帯の中心波長（１５５０ｎｍ）に
おける諸特性として、少なくとも、絶対値が１．０〜
４．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである分散と、０．０５〜０．
０９ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの分散スロープと、７０μｍ2以
上の実効コア断面積と、そして、２ｍのファイバ長にお
いて、１３００ｎｍ以上のカットオフ波長とを有するこ
とを特徴としている。
は、１．５５μｍ波長帯の中心波長（１５５０ｎｍ）に
おける諸特性として、少なくとも、絶対値が１．０〜
４．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである分散と、０．０５〜０．
０９ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの分散スロープと、７０μｍ2以
上の実効コア断面積と、そして、２ｍのファイバ長にお
いて、１３００ｎｍ以上のカットオフ波長とを有するこ
とを特徴としている。
【００１３】一般に、波長多重伝送を行ったとき、分散
スロープが小さいと四光波混合が発生しやすくなるた
め、信号光の波形が大きく歪んでしまう。逆に、分散ス
ロープが大きい場合にも、分散の累積と自己位相変調と
の相乗効果により信号光の波形が大きく歪む。
スロープが小さいと四光波混合が発生しやすくなるた
め、信号光の波形が大きく歪んでしまう。逆に、分散ス
ロープが大きい場合にも、分散の累積と自己位相変調と
の相乗効果により信号光の波形が大きく歪む。
【００１４】発明者らが研究の結果として得た知見によ
れば、波長１５５０ｎｍにおいて、分散の絶対値が１．
０〜４．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、実効コア断面積が
７０μｍ2以上の場合、分散スロープが０．０５〜０．
０９ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍであると、長距離伝送にあたっ
て、信号光波形の総歪量の低減を図ることができること
が分った。なお、信号光波形の総歪量とは、四光波混合
による信号光波形の歪と、分散の累積と自己位相変調と
の相乗効果による信号光波形の歪との和である。すなわ
ち、上述の各特性を有する、この発明に係る分散シフト
ファイバによれば、非線形光学効果による歪の発生を抑
制し、高品質の信号伝送が実現できる。
れば、波長１５５０ｎｍにおいて、分散の絶対値が１．
０〜４．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、実効コア断面積が
７０μｍ2以上の場合、分散スロープが０．０５〜０．
０９ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍであると、長距離伝送にあたっ
て、信号光波形の総歪量の低減を図ることができること
が分った。なお、信号光波形の総歪量とは、四光波混合
による信号光波形の歪と、分散の累積と自己位相変調と
の相乗効果による信号光波形の歪との和である。すなわ
ち、上述の各特性を有する、この発明に係る分散シフト
ファイバによれば、非線形光学効果による歪の発生を抑
制し、高品質の信号伝送が実現できる。
【００１５】さらに、この発明に係る分散シフトファイ
バでは、上記コア領域が、第１の屈折率を有する内側コ
アと、該内側コアの外周に設けられ、第１の屈折率より
も高い第２の屈折率を有する外側コアとで構成されると
ともに、この外側コアの外周に第２の屈折率よりも低い
屈折率を有するクラッド領域が設けられている。このこ
とは、当該分散シフトファイバは、リング状コア構造の
屈折率プロファイルを有するシングルモード光ファイバ
により好適に実現可能であることを意味する。
バでは、上記コア領域が、第１の屈折率を有する内側コ
アと、該内側コアの外周に設けられ、第１の屈折率より
も高い第２の屈折率を有する外側コアとで構成されると
ともに、この外側コアの外周に第２の屈折率よりも低い
屈折率を有するクラッド領域が設けられている。このこ
とは、当該分散シフトファイバは、リング状コア構造の
屈折率プロファイルを有するシングルモード光ファイバ
により好適に実現可能であることを意味する。
【００１６】また、デュアルシェイプコア構造あるいは
ディプレストクラッド・デュアルシェイプコア構造の屈
折率プロファイルを有する分散シフトファイバでは、実
効コア断面積Ａeffが大きくなることが知られている
が、同時にモー ドフィールド径（ＭＦＤ）も大きくな
る。このことは、例えば、特開平８−２２０３６２号公
報に開示されているように、実効コア断面積ＡeffとＭ
ＦＤとの間 で、 Ａeff＝ｋ・π・（ＭＦＤ／２）2 …（２） ここで、ｋ：補正係数 が成立することからも分る。なお、実効コア断面積Ａ
effは上記（１）式により与えられる。
ディプレストクラッド・デュアルシェイプコア構造の屈
折率プロファイルを有する分散シフトファイバでは、実
効コア断面積Ａeffが大きくなることが知られている
が、同時にモー ドフィールド径（ＭＦＤ）も大きくな
る。このことは、例えば、特開平８−２２０３６２号公
報に開示されているように、実効コア断面積ＡeffとＭ
ＦＤとの間 で、 Ａeff＝ｋ・π・（ＭＦＤ／２）2 …（２） ここで、ｋ：補正係数 が成立することからも分る。なお、実効コア断面積Ａ
effは上記（１）式により与えられる。
【００１７】リング状コア構造の屈折率プロファイルを
有する分散シフトファイバにおいて、内側コアの外径と
外側コアの外径との比を一定に保ちつつコア径（外側コ
アの外径）を変化させたときに、発明者らは以下のよう
な知見を得た。すなわち、コア径が小さい範囲では、コ
ア径の増加に伴って実効コア断面積Ａeffは減少する。
一方、コア径がある程度大きい範囲では、コア径の増加
に伴って実効コア断面積Ａeffは増加する。これは、リ
ング状コア構造の屈折率プロファイルを有する分散シフ
トファイバでは、同一の実効コア断面積Ａeffとなるコ
ア径が２つ存在することを意味する。
有する分散シフトファイバにおいて、内側コアの外径と
外側コアの外径との比を一定に保ちつつコア径（外側コ
アの外径）を変化させたときに、発明者らは以下のよう
な知見を得た。すなわち、コア径が小さい範囲では、コ
ア径の増加に伴って実効コア断面積Ａeffは減少する。
一方、コア径がある程度大きい範囲では、コア径の増加
に伴って実効コア断面積Ａeffは増加する。これは、リ
ング状コア構造の屈折率プロファイルを有する分散シフ
トファイバでは、同一の実効コア断面積Ａeffとなるコ
ア径が２つ存在することを意味する。
【００１８】同様に、リング状コア構造の屈折率プロフ
ァイルを有する分散シフトファイバにおいて、内側コア
の外径と外側コアの外径との比を一定に保ちつつコア径
（外側コアの外径）を変化させると、分散スロープも変
化する。すなわち、コア径が小さい範囲では、コア径の
増大に応じて実効コア断面積Ａeffが減少するととも
に、分散スロープも低減する。一方、コア径がある程度
大きい範囲では、コア径の増大に応じて実効コア断面積
Ａeffは増大するが、分散スロープは逆に低減する。こ
れは、リング状コア構造の屈折率プロファルを有する分
散シフトファイバでは、実効コア断面積Ａeffの増大に
応じて、分散スロープが低減するコア径の領域が存在す
ることを意味する。
ァイルを有する分散シフトファイバにおいて、内側コア
の外径と外側コアの外径との比を一定に保ちつつコア径
（外側コアの外径）を変化させると、分散スロープも変
化する。すなわち、コア径が小さい範囲では、コア径の
増大に応じて実効コア断面積Ａeffが減少するととも
に、分散スロープも低減する。一方、コア径がある程度
大きい範囲では、コア径の増大に応じて実効コア断面積
Ａeffは増大するが、分散スロープは逆に低減する。こ
れは、リング状コア構造の屈折率プロファルを有する分
散シフトファイバでは、実効コア断面積Ａeffの増大に
応じて、分散スロープが低減するコア径の領域が存在す
ることを意味する。
【００１９】以上のことから、より大きくなるよう制御
された実効コア断面積Ａeffを有するとともに、より小
さくなるよう制御された分散スロープをともに有する分
散シフトファイバを得ることは可能である。
された実効コア断面積Ａeffを有するとともに、より小
さくなるよう制御された分散スロープをともに有する分
散シフトファイバを得ることは可能である。
【００２０】結果的に、実効コア断面積Ａeffを所定の
値に設定するにあたって、２つの異なる分散スロープ値
から所望の分散スロープ値を適宜選択することは可能で
あり、この発明に係る分散シフトファイバの実現が容易
となる。
値に設定するにあたって、２つの異なる分散スロープ値
から所望の分散スロープ値を適宜選択することは可能で
あり、この発明に係る分散シフトファイバの実現が容易
となる。
【００２１】さらに、リング状コア構造の屈折率プロフ
ァイルを有する分散シフトファイバにおいて、コア径が
小さい範囲では、コア径の増加に伴って実効コア断面積
Ａef f及びＭＦＤの双方が減少する。一方、コア径があ
る程度大きい範囲では、コア径の増加に伴って、ＭＦＤ
が減少しつつ、実効コア断面積Ａeffが増加する。な
お、コア径（外側コアの外径）は、内側コアの外径と外
側コアの外径との比が一定の状態で変えられている。一
般に、ＭＦＤが小さく、かつ、カットオフ波長が長いほ
ど、曲げ損失が小さくなるので、この観点からは、コア
径を大きくする方が有利である。
ァイルを有する分散シフトファイバにおいて、コア径が
小さい範囲では、コア径の増加に伴って実効コア断面積
Ａef f及びＭＦＤの双方が減少する。一方、コア径があ
る程度大きい範囲では、コア径の増加に伴って、ＭＦＤ
が減少しつつ、実効コア断面積Ａeffが増加する。な
お、コア径（外側コアの外径）は、内側コアの外径と外
側コアの外径との比が一定の状態で変えられている。一
般に、ＭＦＤが小さく、かつ、カットオフ波長が長いほ
ど、曲げ損失が小さくなるので、この観点からは、コア
径を大きくする方が有利である。
【００２２】具体的に発明者らの知見によれば、上述の
各特性を有する分散シフトファイバを実現するために
は、内側コアの外径を２ａとし、外側コアの外径を２ｂ
とするとき、 ０．４≦Ｒａ（＝２ａ／２ｂ）≦０．８ ５μｍ≦２ｂ≦１４μｍ なる関係を満たす必要がある。
各特性を有する分散シフトファイバを実現するために
は、内側コアの外径を２ａとし、外側コアの外径を２ｂ
とするとき、 ０．４≦Ｒａ（＝２ａ／２ｂ）≦０．８ ５μｍ≦２ｂ≦１４μｍ なる関係を満たす必要がある。
【００２３】また、当該分散シフトファイバは、上記ク
ラッド領域に対する外側コアの比屈折率差をΔｎ1と
し、クラッド領域に対する内側コアの比屈折率差をΔｎ
2とするとき、 Δｎ1−Δｎ2≧１％ なる関係を満たしている。すなわち、当該分散シフトフ
ァイバの分散値は、コア領域内の径方向の屈折率プロフ
ァイルにおいて、コア中心領域に相当する凹み領域の凹
み量（Δｎ1−Δｎ2）に依存するため、十分な分散値を
得るためには、少なくとも該凹み量は１．０％以上であ
る必要があるからである。なお、上述された内側コアの
外径２ａと外側コアの外径２ｂとの関係は、比屈折率差
Δｎ1、Δｎ2の値には依存しない。
ラッド領域に対する外側コアの比屈折率差をΔｎ1と
し、クラッド領域に対する内側コアの比屈折率差をΔｎ
2とするとき、 Δｎ1−Δｎ2≧１％ なる関係を満たしている。すなわち、当該分散シフトフ
ァイバの分散値は、コア領域内の径方向の屈折率プロフ
ァイルにおいて、コア中心領域に相当する凹み領域の凹
み量（Δｎ1−Δｎ2）に依存するため、十分な分散値を
得るためには、少なくとも該凹み量は１．０％以上であ
る必要があるからである。なお、上述された内側コアの
外径２ａと外側コアの外径２ｂとの関係は、比屈折率差
Δｎ1、Δｎ2の値には依存しない。
【００２４】さらに、クラッド領域に対する内側コアの
比屈折率差Δｎ2を小さく（負の絶対値を大きく）する
ことは、カットオフ波長を短くする効果がある。したが
って、短距離の光伝送を考慮すると、２ｍのファイバ長
におけるカットオフ波長を１５５０ｎｍ以下にするた
め、Δｎ2は−０．４％以下である必要がある。
比屈折率差Δｎ2を小さく（負の絶対値を大きく）する
ことは、カットオフ波長を短くする効果がある。したが
って、短距離の光伝送を考慮すると、２ｍのファイバ長
におけるカットオフ波長を１５５０ｎｍ以下にするた
め、Δｎ2は−０．４％以下である必要がある。
【００２５】ここで、上記クラッド領域は、単一構造
（以下、マッチドクラッド構造という）とすることも可
能であるが、外側コアの外周に設けられ、第２の屈折率
（外側コアの屈折率）よりも低い第３の屈折率を有する
内側クラッドと、該内側クラッドの外周に設けられ、第
３の屈折率よりも高い第４の屈折率を有する外側クラッ
ドとで構成してもよい。すなわち、当該分散シフトファ
イバの屈折率プロファイルは、ディプレストクラッド・
リング状コア構造（２重構造）の屈折率プロファイルと
することも可能である。
（以下、マッチドクラッド構造という）とすることも可
能であるが、外側コアの外周に設けられ、第２の屈折率
（外側コアの屈折率）よりも低い第３の屈折率を有する
内側クラッドと、該内側クラッドの外周に設けられ、第
３の屈折率よりも高い第４の屈折率を有する外側クラッ
ドとで構成してもよい。すなわち、当該分散シフトファ
イバの屈折率プロファイルは、ディプレストクラッド・
リング状コア構造（２重構造）の屈折率プロファイルと
することも可能である。
【００２６】このとき、ディプレスクラッド構造の屈折
率プロファイルを有する分散シフトファイバは、凹みを
伴わないマッチドクラッド構造の屈折率プロファイルを
有する分散シフトファイバと比較して、不要な２次モー
ドを低減させる効果があるため、係るディプレストクラ
ッド構造は２次モードのカットオフ波長を短くしたい場
合に有効である。しかしながら、ディプレストクラッド
構造の屈折率プロファイルにおいて、設けられる凹みの
幅（内側クラッドの径方向の厚み（ｃ−ｂ）に対応）が
狭すぎる場合（２ｃ／２ｂが１に近づく場合）、あるい
は広すぎる場合（２ｃ／２ｂが大きくなり過ぎた場合）
は、いずれもマッチドクラッド構造に対するディプレス
トクラッド構造の効果は得られない。そのため、内側ク
ラッドは外側コアに対して適度な外径を持つ必要があ
り、ディプレストクラッド・リング状コア構造の屈折率
プロファイルを有する分散シフトファイバは、外側コア
の外径を２ｂとし、内側クラッドの外径を２ｃとすると
き、 １．２≦（２ｃ／２ｂ）≦２．２ なる関係を満たすことが好ましい。
率プロファイルを有する分散シフトファイバは、凹みを
伴わないマッチドクラッド構造の屈折率プロファイルを
有する分散シフトファイバと比較して、不要な２次モー
ドを低減させる効果があるため、係るディプレストクラ
ッド構造は２次モードのカットオフ波長を短くしたい場
合に有効である。しかしながら、ディプレストクラッド
構造の屈折率プロファイルにおいて、設けられる凹みの
幅（内側クラッドの径方向の厚み（ｃ−ｂ）に対応）が
狭すぎる場合（２ｃ／２ｂが１に近づく場合）、あるい
は広すぎる場合（２ｃ／２ｂが大きくなり過ぎた場合）
は、いずれもマッチドクラッド構造に対するディプレス
トクラッド構造の効果は得られない。そのため、内側ク
ラッドは外側コアに対して適度な外径を持つ必要があ
り、ディプレストクラッド・リング状コア構造の屈折率
プロファイルを有する分散シフトファイバは、外側コア
の外径を２ｂとし、内側クラッドの外径を２ｃとすると
き、 １．２≦（２ｃ／２ｂ）≦２．２ なる関係を満たすことが好ましい。
【００２７】また、ディプレストクラッド・リング状コ
ア構造の屈折率プロファイルを有する分散シフトファイ
バにおいては、上記Δｎ1は外側クラッドに対する外側
コアの比屈折率差であり、上記Δｎ2は外側クラッドに
対する内側コアの比屈折率差である。この場合、比屈折
率差Δｎ1、Δｎ2が同じ値であっても、ディプレストク
ラッド構造を有さない単純リング状コア構造（マッチド
クラッド・リング状コア構造）の屈折率プロファイルを
有する分散シフトファイバと比較して、そのカットオフ
波長は短くなる。
ア構造の屈折率プロファイルを有する分散シフトファイ
バにおいては、上記Δｎ1は外側クラッドに対する外側
コアの比屈折率差であり、上記Δｎ2は外側クラッドに
対する内側コアの比屈折率差である。この場合、比屈折
率差Δｎ1、Δｎ2が同じ値であっても、ディプレストク
ラッド構造を有さない単純リング状コア構造（マッチド
クラッド・リング状コア構造）の屈折率プロファイルを
有する分散シフトファイバと比較して、そのカットオフ
波長は短くなる。
【００２８】次に、上記特開平８−２４８２５１号公報
に開示された従来の光ファイバにおける光パワー分布
（あるいは電磁界分布）は、該光ファイバのコア中心が
最大となっている。このような特徴を有する光パワー分
布の形状を維持したまま実効コア断面積Ａeffを拡大す
るためには、該光パワー分布における裾部分を広げる必
要がある。このように光パワー分布における裾部分を広
げるため、当該従来の光ファイバには、中央セグメント
（内側コア）の外側に別のセグメント（外側コア）を設
けられている。
に開示された従来の光ファイバにおける光パワー分布
（あるいは電磁界分布）は、該光ファイバのコア中心が
最大となっている。このような特徴を有する光パワー分
布の形状を維持したまま実効コア断面積Ａeffを拡大す
るためには、該光パワー分布における裾部分を広げる必
要がある。このように光パワー分布における裾部分を広
げるため、当該従来の光ファイバには、中央セグメント
（内側コア）の外側に別のセグメント（外側コア）を設
けられている。
【００２９】ところが、上記（２）式からも明らかなよ
うに、上述のデュアルシェイプコア構造あるいはディプ
レストクラッド・デュアルシェイプコア構造の屈折率プ
ロファイルを有する分散シフトファイバでは、実効コア
断面積Ａeffを大きくすると、同時にモー ドフィールド
径（ＭＦＤ）も大きくなってしまう。
うに、上述のデュアルシェイプコア構造あるいはディプ
レストクラッド・デュアルシェイプコア構造の屈折率プ
ロファイルを有する分散シフトファイバでは、実効コア
断面積Ａeffを大きくすると、同時にモー ドフィールド
径（ＭＦＤ）も大きくなってしまう。
【００３０】以上の理由により、実効コア断面積Ａeff
を拡大するよう設計された上記特開平８−２４８２５１
号公報の光ファイバにおいては、該実効コア断面積Ａ
effの拡大に伴ってマイクロベンドあるいはマクロベン
ドによる損失（以下、曲げ損失という）が増加してしま
うという課題があった。
を拡大するよう設計された上記特開平８−２４８２５１
号公報の光ファイバにおいては、該実効コア断面積Ａ
effの拡大に伴ってマイクロベンドあるいはマクロベン
ドによる損失（以下、曲げ損失という）が増加してしま
うという課題があった。
【００３１】そこで、この発明に係る分散シフトファイ
バは、ＭＦＤの値を小さく維持したまま非線形光学現象
の発現を効果的に抑制するため、少なくともリング状コ
ア構造の屈折率プロファイルを有し、この構造により、
信号光の導波方向に垂直な断面において、信号光の基底
モードの光パワー分布あるいはそれに伴う電磁界分布が
最大となる部位が、前記コア領域の中心から半径方向に
所定距離だけ離間していることを特徴としている。
バは、ＭＦＤの値を小さく維持したまま非線形光学現象
の発現を効果的に抑制するため、少なくともリング状コ
ア構造の屈折率プロファイルを有し、この構造により、
信号光の導波方向に垂直な断面において、信号光の基底
モードの光パワー分布あるいはそれに伴う電磁界分布が
最大となる部位が、前記コア領域の中心から半径方向に
所定距離だけ離間していることを特徴としている。
【００３２】なお、リング状コア構造の屈折率プロファ
イルを有する光ファイバであっても、内側コアの外径が
小さいと、リング状コア構造ではない屈折率プロファイ
ルを有する光ファイバと比較して、伝搬光の光パワー分
布あるいはそれに伴う電磁界分布に大きな差は生じな
い。すなわち、リング状コア構造の屈折率プロファイル
を有する光ファイバであっても、内側コアの外径が小さ
いと、信号光の基底モードの光パワー分布あるいは電磁
界分布が最大となる部位が、コア領域の中心と略重なっ
てしまう。こうした状態では、リング状コア構造の屈折
率プロファイルの特徴が十分には発揮されない。
イルを有する光ファイバであっても、内側コアの外径が
小さいと、リング状コア構造ではない屈折率プロファイ
ルを有する光ファイバと比較して、伝搬光の光パワー分
布あるいはそれに伴う電磁界分布に大きな差は生じな
い。すなわち、リング状コア構造の屈折率プロファイル
を有する光ファイバであっても、内側コアの外径が小さ
いと、信号光の基底モードの光パワー分布あるいは電磁
界分布が最大となる部位が、コア領域の中心と略重なっ
てしまう。こうした状態では、リング状コア構造の屈折
率プロファイルの特徴が十分には発揮されない。
【００３３】具体的に、この発明に係る分散シフトファ
イバでは、信号光の導波方向に垂直な断面において、信
号光の基底モードの光パワー分布あるいはそれに伴う電
磁界分布が最大となる部位が、該コア領域の中心から半
径方向に０．５μｍ〜５μｍ程度離間している。
イバでは、信号光の導波方向に垂直な断面において、信
号光の基底モードの光パワー分布あるいはそれに伴う電
磁界分布が最大となる部位が、該コア領域の中心から半
径方向に０．５μｍ〜５μｍ程度離間している。
【００３４】この場合、以下の（３）式の条件を満たす
ことが、リング状コア構造の屈折率プロファイルの効果
を十分に発揮させるために特に好適である。すなわち、
この発明に係る分散シフトファイバでは、コア領域の中
心における信号光の基底モードの光パワーあるいはそれ
に伴う電磁界の強度をＰ0とし、該コア領域の中心から
径方向の、該信号光の基底モードの光パワー分布あるい
はそれに伴う電磁界分布の最大値をＰ1としたとき、 Ｐ1＞１．２×Ｐ0 …（３） なる関係が満たされている。
ことが、リング状コア構造の屈折率プロファイルの効果
を十分に発揮させるために特に好適である。すなわち、
この発明に係る分散シフトファイバでは、コア領域の中
心における信号光の基底モードの光パワーあるいはそれ
に伴う電磁界の強度をＰ0とし、該コア領域の中心から
径方向の、該信号光の基底モードの光パワー分布あるい
はそれに伴う電磁界分布の最大値をＰ1としたとき、 Ｐ1＞１．２×Ｐ0 …（３） なる関係が満たされている。
【００３５】これにより、当該分散シフトファイバのＭ
ＦＤを小さい値に保ったまま、実効コア断面積Ａeffを
大きくすることが可能となるため、曲げ損失を増大させ
ることなく、非線形光学現象を低減させることが可能と
なる。
ＦＤを小さい値に保ったまま、実効コア断面積Ａeffを
大きくすることが可能となるため、曲げ損失を増大させ
ることなく、非線形光学現象を低減させることが可能と
なる。
【００３６】なお、この発明に係る分散シフトファイバ
は、上記１．５５μｍ波長帯における中心波長（１５５
０ｎｍ）から所定量だけその零分散波長がシフトされた
分散シフトファイバである。このように、実効コア断面
積Ａeffの拡大と零分散波長のシフトを併用することに
より、４光波混合による信号の劣化をより効果的に抑制
することが可能となる。
は、上記１．５５μｍ波長帯における中心波長（１５５
０ｎｍ）から所定量だけその零分散波長がシフトされた
分散シフトファイバである。このように、実効コア断面
積Ａeffの拡大と零分散波長のシフトを併用することに
より、４光波混合による信号の劣化をより効果的に抑制
することが可能となる。
【００３７】
【発明の実施の形態】以下、この発明に係る分散シフト
ファイバの各実施形態を、図１〜図１８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。
ファイバの各実施形態を、図１〜図１８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。
【００３８】（第１実施形態）図１は、この発明に係る
分散シフトファイバの第１実施形態の断面構造及び径方
向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、この分散シフトファイバ１００は、１．５５
μｍ波長帯（１５００〜１６００ｎｍ）の信号光を伝搬
するための石英ガラスを主成分とするシングルモード光
ファイバであって、外径が２ａ、屈折率ｎ1を有する内
側コア１１１と、該内側コア１１１の外周に設けられ、
その外径が２ｂ（すなわち、コア領域１１０の径＝２
ｂ）、屈折率ｎ2（＞ｎ1）を有する外側コア１１２と、
そして、該外側コア１１２の外周に設けられ、屈折率ｎ
3（＜ｎ2）を有するクラッド領域２１０とを備えてい
る。なお、コア領域１１０は、上記内側コア１１１及び
外側コア１１２により構成されている。また、屈折率プ
ロファイル１０１が図中の線Ｌ１上の各部位における屈
折率を示す。
分散シフトファイバの第１実施形態の断面構造及び径方
向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、この分散シフトファイバ１００は、１．５５
μｍ波長帯（１５００〜１６００ｎｍ）の信号光を伝搬
するための石英ガラスを主成分とするシングルモード光
ファイバであって、外径が２ａ、屈折率ｎ1を有する内
側コア１１１と、該内側コア１１１の外周に設けられ、
その外径が２ｂ（すなわち、コア領域１１０の径＝２
ｂ）、屈折率ｎ2（＞ｎ1）を有する外側コア１１２と、
そして、該外側コア１１２の外周に設けられ、屈折率ｎ
3（＜ｎ2）を有するクラッド領域２１０とを備えてい
る。なお、コア領域１１０は、上記内側コア１１１及び
外側コア１１２により構成されている。また、屈折率プ
ロファイル１０１が図中の線Ｌ１上の各部位における屈
折率を示す。
【００３９】そして、当該分散シフトファイバ１００
は、波長１５５０ｎｍにおける諸特性として、分散の絶
対値が１．０〜４．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの範囲内に、分
散スロープが０．０５〜０．０９ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの
範囲内に、実効コア断面積が７０μｍ2以上に、そし
て、２ｍのファイバ長におけるカットオフ波長が１３０
０ｎｍ以上に、それぞれ設定されている。
は、波長１５５０ｎｍにおける諸特性として、分散の絶
対値が１．０〜４．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの範囲内に、分
散スロープが０．０５〜０．０９ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの
範囲内に、実効コア断面積が７０μｍ2以上に、そし
て、２ｍのファイバ長におけるカットオフ波長が１３０
０ｎｍ以上に、それぞれ設定されている。
【００４０】好適な例としては、屈折率ｎ1＝屈折率ｎ3
（クラッド領域２１０に対する内側コア１１１の比屈折
率差Δｎ2＝０）とし、 Δｎ1＝（ｎ2 2−ｎ3 2）／（２ｎ3 2） …（４） で定義される、クラッド領域２１０に対する外側コア１
１２の比屈折率差Δｎ1を１．５％、コア径（外側コア
１１２の外径２ｂ）を９μｍ、内側コア１１１の外径２
ａとコア１１０の径２ｂとの比Ｒａ（＝ａ／ｂ）を０．
６とすると、波長１５５０ｎｍにおいて、 分散（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ） ：−２．２８ 分散スロープ（ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ） ： ０．０８２ 実効コア断面積（μｍ2） ： ７８．２ ＭＦＤ（μｍ） ： ６．２ ２ｍ長におけるカットオフ波長（ｎｍ) ： ２５１０ となる。なお、この明細書において、比屈折率差は百分
率で表示されている。
（クラッド領域２１０に対する内側コア１１１の比屈折
率差Δｎ2＝０）とし、 Δｎ1＝（ｎ2 2−ｎ3 2）／（２ｎ3 2） …（４） で定義される、クラッド領域２１０に対する外側コア１
１２の比屈折率差Δｎ1を１．５％、コア径（外側コア
１１２の外径２ｂ）を９μｍ、内側コア１１１の外径２
ａとコア１１０の径２ｂとの比Ｒａ（＝ａ／ｂ）を０．
６とすると、波長１５５０ｎｍにおいて、 分散（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ） ：−２．２８ 分散スロープ（ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ） ： ０．０８２ 実効コア断面積（μｍ2） ： ７８．２ ＭＦＤ（μｍ） ： ６．２ ２ｍ長におけるカットオフ波長（ｎｍ) ： ２５１０ となる。なお、この明細書において、比屈折率差は百分
率で表示されている。
【００４１】この好適な例では、上記カットオフ波長は
２５１０ｎｍであり、２ｍのファイバ長においては１．
５５μｍ帯の信号光に対してシングルモードの伝搬が保
障できないが、当該カットオフ波長は伝送距離が長くな
ると短くなるものであり、１０００ｋｍ程度といった長
距離伝送の場合には、カットオフ波長が信号光の波長よ
りも短くなるため、実用上問題はない（シングルモード
の伝搬が保障できる）。
２５１０ｎｍであり、２ｍのファイバ長においては１．
５５μｍ帯の信号光に対してシングルモードの伝搬が保
障できないが、当該カットオフ波長は伝送距離が長くな
ると短くなるものであり、１０００ｋｍ程度といった長
距離伝送の場合には、カットオフ波長が信号光の波長よ
りも短くなるため、実用上問題はない（シングルモード
の伝搬が保障できる）。
【００４２】図２は、コア径２ｂ（＝外側コア１１２の
外径）を変化させた場合の実効コア断面積Ａeff及びモ
ードフィールド径（ＭＦＤ）の変化を示すグラフであ
る。なお、図２においては、比屈折率差Δｎ1＝１．５
％、Ｒａ（＝ａ／ｂ）＝０．６としている。
外径）を変化させた場合の実効コア断面積Ａeff及びモ
ードフィールド径（ＭＦＤ）の変化を示すグラフであ
る。なお、図２においては、比屈折率差Δｎ1＝１．５
％、Ｒａ（＝ａ／ｂ）＝０．６としている。
【００４３】図２から、コア径２ｂが４μｍ以下である
範囲では、コア径２ｂの増加に伴って実効コア断面積Ａ
eff及びＭＦＤは共に減少する。一方、コア径２ｂが４
μｍよりも大きい範囲では、コア径２ｂの増加に伴っ
て、ＭＦＤは減少するが実効コア断面積Ａeffは逆に増
加することが確認できる。すなわち、同一の実効コア断
面積Ａeffとなるコア径２ｂが２つ存在することが分
る。
範囲では、コア径２ｂの増加に伴って実効コア断面積Ａ
eff及びＭＦＤは共に減少する。一方、コア径２ｂが４
μｍよりも大きい範囲では、コア径２ｂの増加に伴っ
て、ＭＦＤは減少するが実効コア断面積Ａeffは逆に増
加することが確認できる。すなわち、同一の実効コア断
面積Ａeffとなるコア径２ｂが２つ存在することが分
る。
【００４４】図３は、コア径２ｂを変化させた場合の２
ｍのファイバ長でのカットオフ波長λC及び分散スロー
プの変化を示すグラフである。なお、図３においては、
比屈折率差Δｎ1＝１．５％、Ｒａ（＝ａ／ｂ）＝０．
６としている。
ｍのファイバ長でのカットオフ波長λC及び分散スロー
プの変化を示すグラフである。なお、図３においては、
比屈折率差Δｎ1＝１．５％、Ｒａ（＝ａ／ｂ）＝０．
６としている。
【００４５】図３から、コア径２ｂの増加に伴ってカッ
トオフ波長λCは増加することが確認できる。一方、分
散 スロープは、コア径２ｂの増加に伴って、コア径２
ｂ≦４μｍの範囲では減少し、４μｍ＜コア径２ｂ≦７
μｍの範囲では増加し、コア径２ｂ＞７μｍの範囲では
減少することが確認できる。
トオフ波長λCは増加することが確認できる。一方、分
散 スロープは、コア径２ｂの増加に伴って、コア径２
ｂ≦４μｍの範囲では減少し、４μｍ＜コア径２ｂ≦７
μｍの範囲では増加し、コア径２ｂ＞７μｍの範囲では
減少することが確認できる。
【００４６】したがって、図２及び図３から、一般に、
実効コア断面積Ａeffを所定の値とするにあたって、２
つの異なる分散スロープ値から所望の分散スロープ値を
選択が可能となることが分る。
実効コア断面積Ａeffを所定の値とするにあたって、２
つの異なる分散スロープ値から所望の分散スロープ値を
選択が可能となることが分る。
【００４７】図４は、分散スロープの変化に伴う、５Ｇ
ｂｐｓでのビット誤り率（ＢＥＲ：bit error rate）の
変化を説明するための図である。測定にあたっては、１
６波の信号光（中心波長＝１５５７．２ｎｍ、波長間隔
＝０．５５ｎｍ）の伝送において、中心波長での分散値
＝−２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、実効コア断面積＝７０μｍ2
で、分散スロープ（ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ）を０．０３
（図４（ａ）参照）、０．０５（図４（ｂ）参照）、
０．０９（図４（ｃ）参照）、０．１２（図４（ｄ）参
照）と変化させている。また、測定対象となる分散シフ
トファイバの伝送距離は９０００ｋｍとし、中心波長で
の累積分散を零とすべく、４００ｋｍごとに分散補償用
の光ファイバ（実際には、中心波長での分散値が１８ｐ
ｓ／ｎｍ／ｋｍの１．３μｍ帯用のシングルモード光フ
ァイバ）が挿入されている。なお、図４では、縦軸にビ
ット誤り率と等価な量であるＱ値が使用されている。
ｂｐｓでのビット誤り率（ＢＥＲ：bit error rate）の
変化を説明するための図である。測定にあたっては、１
６波の信号光（中心波長＝１５５７．２ｎｍ、波長間隔
＝０．５５ｎｍ）の伝送において、中心波長での分散値
＝−２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、実効コア断面積＝７０μｍ2
で、分散スロープ（ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ）を０．０３
（図４（ａ）参照）、０．０５（図４（ｂ）参照）、
０．０９（図４（ｃ）参照）、０．１２（図４（ｄ）参
照）と変化させている。また、測定対象となる分散シフ
トファイバの伝送距離は９０００ｋｍとし、中心波長で
の累積分散を零とすべく、４００ｋｍごとに分散補償用
の光ファイバ（実際には、中心波長での分散値が１８ｐ
ｓ／ｎｍ／ｋｍの１．３μｍ帯用のシングルモード光フ
ァイバ）が挿入されている。なお、図４では、縦軸にビ
ット誤り率と等価な量であるＱ値が使用されている。
【００４８】図５は、上記Ｑ値を説明するための図であ
る。図に示されたように、Ｑ値は、受信端での信号光の
波形のアイパターンにおいて、論理”０”レベルの光強
度の平均値ν0、論理 ”０”レベルの光強度の標準偏差
σ0、論理”１”レベルの光強度の平均値ν1、及び論
理”１”レベルの光強度の標準偏差σ1として、 Ｑ（ｄＢ）＝１０×ｌｏｇ（（ν1−ν0）／（σ1＋σ0）） …（５） で定義される。
る。図に示されたように、Ｑ値は、受信端での信号光の
波形のアイパターンにおいて、論理”０”レベルの光強
度の平均値ν0、論理 ”０”レベルの光強度の標準偏差
σ0、論理”１”レベルの光強度の平均値ν1、及び論
理”１”レベルの光強度の標準偏差σ1として、 Ｑ（ｄＢ）＝１０×ｌｏｇ（（ν1−ν0）／（σ1＋σ0）） …（５） で定義される。
【００４９】なお、光伝送においては、上記の伝送距離
でＢＥＲが１０-9以下であれば十分な性能であり、ＢＥ
Ｒで１０-9以下はＱ値で１５．７ｄＢ以上に相当してい
る。
でＢＥＲが１０-9以下であれば十分な性能であり、ＢＥ
Ｒで１０-9以下はＱ値で１５．７ｄＢ以上に相当してい
る。
【００５０】図４から分るように、分散スロープの値が
小さいと中心チャンネルでＱ値の劣化が大きく、また、
分散スロープの値が大きいと長波長領域でＱ値の劣化が
大きい。これは、分散スロープの値が小さいと、中心チ
ャンネル付近の波長で四光波混合が発生しやすいためで
あり、また、分散スロープの値が大きいと、チャンネル
番号１４〜１６といった長波長領域で分散値が大きくな
ることにより累積分散が大きくなることと自己位相変調
との相乗効果が発生するためと考えられる。
小さいと中心チャンネルでＱ値の劣化が大きく、また、
分散スロープの値が大きいと長波長領域でＱ値の劣化が
大きい。これは、分散スロープの値が小さいと、中心チ
ャンネル付近の波長で四光波混合が発生しやすいためで
あり、また、分散スロープの値が大きいと、チャンネル
番号１４〜１６といった長波長領域で分散値が大きくな
ることにより累積分散が大きくなることと自己位相変調
との相乗効果が発生するためと考えられる。
【００５１】したがって、信号光の波長帯域でのＢＥＲ
の低減、すなわち、該波長帯域におけるＱ値の向上のた
めには、適当な分散スロープの値があることが分る。具
体的には、図４において、上記で十分な性能としたＢＥ
Ｒが１０-9以下となる分散スロープの値は、０．０５〜
０．０９ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍであることが分る。
の低減、すなわち、該波長帯域におけるＱ値の向上のた
めには、適当な分散スロープの値があることが分る。具
体的には、図４において、上記で十分な性能としたＢＥ
Ｒが１０-9以下となる分散スロープの値は、０．０５〜
０．０９ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍであることが分る。
【００５２】図６は、上記の好適な例の信号光の基底モ
ードの光パワー分布を説明するための図である。図６に
示されたように、信号光の導波方向に垂直な断面におい
て、信号光の基底モードの光パワー分布（信号光の伝搬
に伴う電磁界分布と等価）が最大となる部位は、コア領
域１１０の中心から半径方向に所定距離だけ離れた位置
に設定されている。
ードの光パワー分布を説明するための図である。図６に
示されたように、信号光の導波方向に垂直な断面におい
て、信号光の基底モードの光パワー分布（信号光の伝搬
に伴う電磁界分布と等価）が最大となる部位は、コア領
域１１０の中心から半径方向に所定距離だけ離れた位置
に設定されている。
【００５３】そして、コア領域１１０の中心における信
号光の基底モードの光パワーをＰ0とし、該光パワー分
布の最大値をＰ1とした場合に、 Ｐ1≒５．５×Ｐ0＞１．２×Ｐ0 …（６） となり、上記（３）式の条件を満たしている。
号光の基底モードの光パワーをＰ0とし、該光パワー分
布の最大値をＰ1とした場合に、 Ｐ1≒５．５×Ｐ0＞１．２×Ｐ0 …（６） となり、上記（３）式の条件を満たしている。
【００５４】図７は、比屈折率差Δｎ1＝１．５％（ｎ1
＝ｎ3）、Ｒａ（＝ａ／ｂ）＝０．６の光ファイバであ
って、図６の分散シフトファイバと同じ実効コア断面積
Ａef f（＝７８μｍ2）を有する比較例の光ファイバの信
号光の基底モードの光パワー分布を説明するための図で
ある。
＝ｎ3）、Ｒａ（＝ａ／ｂ）＝０．６の光ファイバであ
って、図６の分散シフトファイバと同じ実効コア断面積
Ａef f（＝７８μｍ2）を有する比較例の光ファイバの信
号光の基底モードの光パワー分布を説明するための図で
ある。
【００５５】図７に示されたように、比較例の光ファイ
バは、外径（２ａ）が１．３６μｍ、屈折率ｎ1を有す
る内側コア１９１と、該内側コア１９１の外周に設けら
れ、外径（２ｂ）が２．２６μｍ（すなわち、コア領域
１９０の径＝２．２６μｍ）、屈折率ｎ2（＞ｎ1）を有
する外側コア１９２と、そして、該外側コア１９２の外
周に設けられ、屈折率ｎ3（＜ｎ2）を有するクラッド領
域２９０とを備える。ここで、コア領域１９０は、上記
内側コア１９１及び外側コア１９２で構成されている。
バは、外径（２ａ）が１．３６μｍ、屈折率ｎ1を有す
る内側コア１９１と、該内側コア１９１の外周に設けら
れ、外径（２ｂ）が２．２６μｍ（すなわち、コア領域
１９０の径＝２．２６μｍ）、屈折率ｎ2（＞ｎ1）を有
する外側コア１９２と、そして、該外側コア１９２の外
周に設けられ、屈折率ｎ3（＜ｎ2）を有するクラッド領
域２９０とを備える。ここで、コア領域１９０は、上記
内側コア１９１及び外側コア１９２で構成されている。
【００５６】図７から分るように、比較例の光ファイバ
では、信号光の導波方向に垂直な断面において、信号光
の基底モードの光パワー分布が、コア領域１９０の中心
で最大となっている。
では、信号光の導波方向に垂直な断面において、信号光
の基底モードの光パワー分布が、コア領域１９０の中心
で最大となっている。
【００５７】そして、コア領域１９０の中心における信
号光の基底モードの光パワーをＰ0とし、該信号光の基
底モードの光パワー分布の最大値をＰ1とした場合に、 Ｐ1＝Ｐ0＜１．２×Ｐ0 …（７） となり、上記（３）式の条件を満たしていない。
号光の基底モードの光パワーをＰ0とし、該信号光の基
底モードの光パワー分布の最大値をＰ1とした場合に、 Ｐ1＝Ｐ0＜１．２×Ｐ0 …（７） となり、上記（３）式の条件を満たしていない。
【００５８】この光ファイバにおける分散スロープは、
０．１２６ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍであり、この光ファイバ
では上述の好適なＢＥＲを達成できない。
０．１２６ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍであり、この光ファイバ
では上述の好適なＢＥＲを達成できない。
【００５９】それゆえ、基底モードの半径方向における
光パワー分布が中心部に凹部を有するような屈折率プロ
ファイルを積極的に利用することにより、実効コア断面
積Ａeffが大きく、かつ、分散スロープが小さい分散シ
フトファイバを実現することができる。
光パワー分布が中心部に凹部を有するような屈折率プロ
ファイルを積極的に利用することにより、実効コア断面
積Ａeffが大きく、かつ、分散スロープが小さい分散シ
フトファイバを実現することができる。
【００６０】なお、以上の第１実施形態の説明では、内
側コア１１１の屈折率ｎ1とクラッド２１０の屈折率ｎ3
とが同一の屈折率プロファイルについて説明したが、こ
の屈折率プロファイルは、図８（ａ）に示されたよう
に、屈折率ｎ1＞屈折率ｎ3とすることも可能である。ま
た、この屈折率プロファイルは、図８（ｂ）に示された
ように、屈折率ｎ1＜屈折率ｎ3であってもよい。
側コア１１１の屈折率ｎ1とクラッド２１０の屈折率ｎ3
とが同一の屈折率プロファイルについて説明したが、こ
の屈折率プロファイルは、図８（ａ）に示されたよう
に、屈折率ｎ1＞屈折率ｎ3とすることも可能である。ま
た、この屈折率プロファイルは、図８（ｂ）に示された
ように、屈折率ｎ1＜屈折率ｎ3であってもよい。
【００６１】例えば、図８（ｂ）の分散シフトファイバ
において、 Δｎ1＝（ｎ2 2−ｎ3 2）／（２ｎ3 2） …（８） で定義される、クラッド領域に対する外側コア１１２の
比屈折率差Δｎ1を１．１％、 Δｎ2＝（ｎ1 2−ｎ3 2）／（２ｎ3 2） …（９） で定義される、クラッド領域に対する内側コア１１１の
比屈折率差Δｎ2を−０．６％、コア径２ｂ（外側コア
の外径）＝６．８μｍ、内側コア１１１の外径２ａとコ
ア１１０の径２ｂとの比Ｒａ（＝ａ／ｂ）＝０．６とす
ると、１５５０ｎｍにおいて、 分散値（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ） ：−２．１８ 分散スロープ（ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ） ： ０．０８６ 実効コア断面積（μｍ2） ： ８１．４ ＭＦＤ（μｍ） ： ７．６ ２ｍ長におけるカットオフ波長（ｎｍ） ： １５００ となる。
において、 Δｎ1＝（ｎ2 2−ｎ3 2）／（２ｎ3 2） …（８） で定義される、クラッド領域に対する外側コア１１２の
比屈折率差Δｎ1を１．１％、 Δｎ2＝（ｎ1 2−ｎ3 2）／（２ｎ3 2） …（９） で定義される、クラッド領域に対する内側コア１１１の
比屈折率差Δｎ2を−０．６％、コア径２ｂ（外側コア
の外径）＝６．８μｍ、内側コア１１１の外径２ａとコ
ア１１０の径２ｂとの比Ｒａ（＝ａ／ｂ）＝０．６とす
ると、１５５０ｎｍにおいて、 分散値（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ） ：−２．１８ 分散スロープ（ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ） ： ０．０８６ 実効コア断面積（μｍ2） ： ８１．４ ＭＦＤ（μｍ） ： ７．６ ２ｍ長におけるカットオフ波長（ｎｍ） ： １５００ となる。
【００６２】この例では、２ｍのファイバ長でのカット
オフ波長が１５００ｎｍであり、１．５５μｍ帯の信号
光の波長よりも短いので、短距離の伝送にも用いること
ができる。
オフ波長が１５００ｎｍであり、１．５５μｍ帯の信号
光の波長よりも短いので、短距離の伝送にも用いること
ができる。
【００６３】（第２実施形態）図９は、この発明に係る
分散シフトファイバの第２実施形態の断面構造及び径方
向の屈折率プロファイルを示す図である。図９に示され
たように、この分散シフトファイバ２００は、１．５５
μｍ波長帯の信号光を伝搬するためのシングルモード光
ファイバであって、特に、ディプレストクラッド・リン
グ状コア構造の屈折率プロファイル２０１を有する。す
なわち、第２実施形態の分散の分散シフトファイバ２０
０は、外径２ａ、屈折率ｎ1を有する内側コア１２１
と、該内側コア１２１の外周に設けられ、外径２ｂ（す
なわち、コア領域１２０の径＝２ｂ）、屈折率ｎ2（＞
ｎ1）を有する外側コア１２２と、該外側コア１２２の
外周に設けられ、外径２ｃ、屈折率ｎ3（＜ｎ2）を有す
る内側クラッド２２１と、そして、該内側クラッド２２
１の外周に設けられ、屈折率ｎ4（＞ｎ3）を有する外側
クラッド２２２とを備えている。ここで、コア領域１２
０は、上記内側コア１２１及び外側コア１２２により構
成され、そして、クラッド領域２２０は、上記内側クラ
ッド２２１及び外側クラッド２２２により構成されてい
る。また、屈折率プロファイル２０１は、図中の線Ｌ２
上の各部位における屈折率を示す。
分散シフトファイバの第２実施形態の断面構造及び径方
向の屈折率プロファイルを示す図である。図９に示され
たように、この分散シフトファイバ２００は、１．５５
μｍ波長帯の信号光を伝搬するためのシングルモード光
ファイバであって、特に、ディプレストクラッド・リン
グ状コア構造の屈折率プロファイル２０１を有する。す
なわち、第２実施形態の分散の分散シフトファイバ２０
０は、外径２ａ、屈折率ｎ1を有する内側コア１２１
と、該内側コア１２１の外周に設けられ、外径２ｂ（す
なわち、コア領域１２０の径＝２ｂ）、屈折率ｎ2（＞
ｎ1）を有する外側コア１２２と、該外側コア１２２の
外周に設けられ、外径２ｃ、屈折率ｎ3（＜ｎ2）を有す
る内側クラッド２２１と、そして、該内側クラッド２２
１の外周に設けられ、屈折率ｎ4（＞ｎ3）を有する外側
クラッド２２２とを備えている。ここで、コア領域１２
０は、上記内側コア１２１及び外側コア１２２により構
成され、そして、クラッド領域２２０は、上記内側クラ
ッド２２１及び外側クラッド２２２により構成されてい
る。また、屈折率プロファイル２０１は、図中の線Ｌ２
上の各部位における屈折率を示す。
【００６４】そして、当該分散シフトファイバ２００
は、波長１５５０ｎｍにおける諸特性として、分散の絶
対値が１．０〜４．５ｐｓ／ ｎｍ／ｋｍの範囲内に、
分散スロープが０．０５〜０．０９ｐｓ／ｎｍ2 ／ｋｍ
の範囲内に、実効コア断面積が７０μｍ2以上であり、
そして、２ｍのファイバ長におけるカットオフ波長が１
３００ｎｍ以上に設定されている。
は、波長１５５０ｎｍにおける諸特性として、分散の絶
対値が１．０〜４．５ｐｓ／ ｎｍ／ｋｍの範囲内に、
分散スロープが０．０５〜０．０９ｐｓ／ｎｍ2 ／ｋｍ
の範囲内に、実効コア断面積が７０μｍ2以上であり、
そして、２ｍのファイバ長におけるカットオフ波長が１
３００ｎｍ以上に設定されている。
【００６５】好適な例としては、屈折率ｎ1＝屈折率ｎ3
とし、 Δｎ1＝（ｎ2 2−ｎ4 2）／（２ｎ4 2） …（１０） で定義される、外側クラッド２２２に対する外側コア１
２２の比屈折率差Δｎ1を１．１％、 Δｎ2＝（ｎ1 2−ｎ4 2）／（２ｎ4 2） …（１１） で定義される、外側クラッド２２２に対する内側コア１
２１の比屈折率差Δｎ2を−０．４％、コア径２ｂ（外
側コア１２２の外径）を９μｍ、内側コア１２１の外径
２ａとコア領域１２０の径２ｂとの比Ｒａ（＝ａ／ｂ）
を０．６、内側クラッド２２１の外径２ｃを１８μｍと
すると、波長１５５０ｎｍにおいて、 分散値（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ） ：−２．６２ 分散スロープ（ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ） ： ０．０７６ 実効コア断面積（μｍ2） ： ８０．１ ＭＦＤ（μｍ） ： ６．３ ２ｍ長におけるカットオフ波長（ｎｍ） ： １７０２ となる。
とし、 Δｎ1＝（ｎ2 2−ｎ4 2）／（２ｎ4 2） …（１０） で定義される、外側クラッド２２２に対する外側コア１
２２の比屈折率差Δｎ1を１．１％、 Δｎ2＝（ｎ1 2−ｎ4 2）／（２ｎ4 2） …（１１） で定義される、外側クラッド２２２に対する内側コア１
２１の比屈折率差Δｎ2を−０．４％、コア径２ｂ（外
側コア１２２の外径）を９μｍ、内側コア１２１の外径
２ａとコア領域１２０の径２ｂとの比Ｒａ（＝ａ／ｂ）
を０．６、内側クラッド２２１の外径２ｃを１８μｍと
すると、波長１５５０ｎｍにおいて、 分散値（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ） ：−２．６２ 分散スロープ（ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ） ： ０．０７６ 実効コア断面積（μｍ2） ： ８０．１ ＭＦＤ（μｍ） ： ６．３ ２ｍ長におけるカットオフ波長（ｎｍ） ： １７０２ となる。
【００６６】この好適な例では、上記カットオフ波長が
１７０２ｎｍであり、２ｍのファイバ長においては１．
５５μｍ帯の信号光に対してシングルモードの伝搬が保
障されていないが、当該カットオフ波長は伝送距離が長
くなると短くなるものであり、数１００ｍ以上の距離を
伝送する場合には、カットオフ波長が信号光の波長より
も短くなるため、実用上問題はない。
１７０２ｎｍであり、２ｍのファイバ長においては１．
５５μｍ帯の信号光に対してシングルモードの伝搬が保
障されていないが、当該カットオフ波長は伝送距離が長
くなると短くなるものであり、数１００ｍ以上の距離を
伝送する場合には、カットオフ波長が信号光の波長より
も短くなるため、実用上問題はない。
【００６７】この第２本実施形態のようなディプレスト
クラッド・リング状コア構造の屈折率プロファイルを有
する分散シフトファイバにおいて、コア径２ｂを変化さ
せた場合の実効コア断面積Ａeff及びＭＦＤの変化は、
第１実施形態と同様の、すなわち、図２に示された変化
と同様の傾向を示す。したがって、このような分散シフ
トファイバの場合も、同一の実効コア断面積Ａeffとな
るコア径２ｂが２つ存在する。
クラッド・リング状コア構造の屈折率プロファイルを有
する分散シフトファイバにおいて、コア径２ｂを変化さ
せた場合の実効コア断面積Ａeff及びＭＦＤの変化は、
第１実施形態と同様の、すなわち、図２に示された変化
と同様の傾向を示す。したがって、このような分散シフ
トファイバの場合も、同一の実効コア断面積Ａeffとな
るコア径２ｂが２つ存在する。
【００６８】また、この第２実施形態のようなディプレ
ストクラッド・リング状コア構造の屈折率プロファイル
を有する分散シフトファイバにおいて、コア径２ｂを変
化させたときの、２ｍ長でのカットオフ波長λC及び分
散スロープの変化は、上述された第１実施形態と同様の
変化、すなわち、図３に示された変化と同様の傾向を示
す。したがって、このような分散シフトファイバの場合
も、一般に、実効コア断面積Ａeffを所定の値とするに
あたって、２つの異なる分散スロープ値から所望の分散
スロープ値の選択が可能である。
ストクラッド・リング状コア構造の屈折率プロファイル
を有する分散シフトファイバにおいて、コア径２ｂを変
化させたときの、２ｍ長でのカットオフ波長λC及び分
散スロープの変化は、上述された第１実施形態と同様の
変化、すなわち、図３に示された変化と同様の傾向を示
す。したがって、このような分散シフトファイバの場合
も、一般に、実効コア断面積Ａeffを所定の値とするに
あたって、２つの異なる分散スロープ値から所望の分散
スロープ値の選択が可能である。
【００６９】さらに、この第２本実施形態のようなディ
プレストクラッド・リング状コア構造の屈折率プロファ
イルを有する分散シフトファイバにおいて、分散スロー
プの変化による、５ＧｂｐｓでのＢＥＲの変化は、第１
実施形態と同様の変化、すなわち、図４に示された変化
と同様の傾向を示す。したがって、このような分散シフ
トファイバの場合も、ＢＥＲが１０-9以下となる分散ス
ロープ値は、０．０５〜０．０９ｐｓ／ｎｍ2 ／ｋｍで
ある。
プレストクラッド・リング状コア構造の屈折率プロファ
イルを有する分散シフトファイバにおいて、分散スロー
プの変化による、５ＧｂｐｓでのＢＥＲの変化は、第１
実施形態と同様の変化、すなわち、図４に示された変化
と同様の傾向を示す。したがって、このような分散シフ
トファイバの場合も、ＢＥＲが１０-9以下となる分散ス
ロープ値は、０．０５〜０．０９ｐｓ／ｎｍ2 ／ｋｍで
ある。
【００７０】図１０は、この第２実施形態の好適な例の
信号光の基底モードの光パワー分布を説明するための図
である。図１０に示されたように、第１実施形態での図
６と同様に、信号光の導波方向に垂直な断面において、
信号光の基底モードの光パワー分布が最大となる部位
を、コア領域１２０の中心から半径方向に所定距離だけ
離れた位置に設定されている。
信号光の基底モードの光パワー分布を説明するための図
である。図１０に示されたように、第１実施形態での図
６と同様に、信号光の導波方向に垂直な断面において、
信号光の基底モードの光パワー分布が最大となる部位
を、コア領域１２０の中心から半径方向に所定距離だけ
離れた位置に設定されている。
【００７１】そして、コア領域１２０の中心における信
号光の基底モードの光パワーをＰ0とし、該光パワー分
布の最大値をＰ1とした場合に、 Ｐ1≒５．３×Ｐ0＞１．２×Ｐ0 …（１２） となり、上記（３）式の条件を満たしている。
号光の基底モードの光パワーをＰ0とし、該光パワー分
布の最大値をＰ1とした場合に、 Ｐ1≒５．３×Ｐ0＞１．２×Ｐ0 …（１２） となり、上記（３）式の条件を満たしている。
【００７２】この第２本実施形態のようなディプレスト
クラッド・リング状コア構造の屈折率プロファイルを有
する分散シフトファイバにおいても、比屈折率差Δｎ1
＝１．１％、比屈折率差Δｎ2＝−０．４％、Ｒａ（＝
ａ／ｂ）＝０．６の光ファイバであって、図１０の分散
シフトファイバと同じ実効コア断面積Ａeff（＝８０．
１μｍ2）を有する比較例の光ファイバでは、信号光の
導波方向に垂直な断面において、信号光の基底モードの
光パワー分布が、コア領域の中心付近で最大となるた
め、その分散スロープは上述の好適なＢＥＲを達成でき
ない。
クラッド・リング状コア構造の屈折率プロファイルを有
する分散シフトファイバにおいても、比屈折率差Δｎ1
＝１．１％、比屈折率差Δｎ2＝−０．４％、Ｒａ（＝
ａ／ｂ）＝０．６の光ファイバであって、図１０の分散
シフトファイバと同じ実効コア断面積Ａeff（＝８０．
１μｍ2）を有する比較例の光ファイバでは、信号光の
導波方向に垂直な断面において、信号光の基底モードの
光パワー分布が、コア領域の中心付近で最大となるた
め、その分散スロープは上述の好適なＢＥＲを達成でき
ない。
【００７３】それゆえ、基底モードの半径方向における
光パワー分布が中心部に凹部を有するような屈折率プロ
ファイルを積極的に利用することにより、実効コア断面
積Ａeffが大きく、かつ、分散スロープが小さい分散シ
フトファイバを実現することができる。
光パワー分布が中心部に凹部を有するような屈折率プロ
ファイルを積極的に利用することにより、実効コア断面
積Ａeffが大きく、かつ、分散スロープが小さい分散シ
フトファイバを実現することができる。
【００７４】なお、以上の第２実施形態の説明では、内
側コア１２１の屈折率ｎ1と内側クラッド２２１の屈折
率ｎ3とが同一の屈折率プロファイルについて説明した
が、この屈折率プロファイルは、図１１（ａ）に示され
たように、屈折率ｎ1＞屈折率ｎ3とすることも可能であ
る。また、この屈折率プロファイルは、図１１（ｂ）に
示されたように、屈折率ｎ1＜屈折率ｎ3としてもよい。
側コア１２１の屈折率ｎ1と内側クラッド２２１の屈折
率ｎ3とが同一の屈折率プロファイルについて説明した
が、この屈折率プロファイルは、図１１（ａ）に示され
たように、屈折率ｎ1＞屈折率ｎ3とすることも可能であ
る。また、この屈折率プロファイルは、図１１（ｂ）に
示されたように、屈折率ｎ1＜屈折率ｎ3としてもよい。
【００７５】ただし、図１１に示されたようなディプレ
スクラッド構造の屈折率プロファイルにおいて、該屈折
率プロファイルに設けられる凹みの幅（内側クラッドの
径方向の厚み（ｃ−ｂ）に相当）及び深さ（外側クラッ
ドに対する内側クラッドの比屈折率差に相当）は、それ
ぞれ適切な範囲に設定されなければならない。
スクラッド構造の屈折率プロファイルにおいて、該屈折
率プロファイルに設けられる凹みの幅（内側クラッドの
径方向の厚み（ｃ−ｂ）に相当）及び深さ（外側クラッ
ドに対する内側クラッドの比屈折率差に相当）は、それ
ぞれ適切な範囲に設定されなければならない。
【００７６】すなわち、ディプレスクラッド構造の屈折
率プロファイルを有する分散シフトファイバは、凹みを
伴わないマッチドクラッド構造の屈折率プロファイルを
有する分散シフトファイバと比較して、不要な２次モー
ドを低減させる効果があるため、係るディプレストクラ
ッド構造は２次モードのカットオフ波長を短くしたい場
合に有効である。しかしながら、ディプレストクラッド
構造の屈折率プロファイルにおいて、設けられる凹みの
幅（内側クラッドの径方向の厚み（ｃ−ｂ）に対応）が
狭すぎる場合（２ｃ／２ｂが１に近づく場合）、あるい
は広すぎる場合（２ｃ／２ｂが大きくなり過ぎた場合）
は、いずれもマッチドクラッド構造に対するディプレス
トクラッド構造の効果は得られない。そのため、内側ク
ラッドは外側コアに対して適度な外径を持つ必要があ
り、ディプレストクラッド・リング状コア構造の屈折率
プロファイルを有する分散シフトファイバは、外側コア
の外径を２ｂとし、内側クラッドの外径を２ｃとすると
き、 １．２≦（２ｃ／２ｂ）≦２．２ なる関係を満たすことが好ましい。
率プロファイルを有する分散シフトファイバは、凹みを
伴わないマッチドクラッド構造の屈折率プロファイルを
有する分散シフトファイバと比較して、不要な２次モー
ドを低減させる効果があるため、係るディプレストクラ
ッド構造は２次モードのカットオフ波長を短くしたい場
合に有効である。しかしながら、ディプレストクラッド
構造の屈折率プロファイルにおいて、設けられる凹みの
幅（内側クラッドの径方向の厚み（ｃ−ｂ）に対応）が
狭すぎる場合（２ｃ／２ｂが１に近づく場合）、あるい
は広すぎる場合（２ｃ／２ｂが大きくなり過ぎた場合）
は、いずれもマッチドクラッド構造に対するディプレス
トクラッド構造の効果は得られない。そのため、内側ク
ラッドは外側コアに対して適度な外径を持つ必要があ
り、ディプレストクラッド・リング状コア構造の屈折率
プロファイルを有する分散シフトファイバは、外側コア
の外径を２ｂとし、内側クラッドの外径を２ｃとすると
き、 １．２≦（２ｃ／２ｂ）≦２．２ なる関係を満たすことが好ましい。
【００７７】加えて、この発明に係る分散シフトファイ
バは、上記クラッド領域（あるいは外側クラッド）に対
する外側コアの比屈折率差Δｎ1と、クラッド領域（あ
るいは外側クラッド）に対する内側コアの比屈折率差Δ
ｎ2との間で、 Δｎ1−Δｎ2≧１％ なる関係を満たすのが好ましい。
バは、上記クラッド領域（あるいは外側クラッド）に対
する外側コアの比屈折率差Δｎ1と、クラッド領域（あ
るいは外側クラッド）に対する内側コアの比屈折率差Δ
ｎ2との間で、 Δｎ1−Δｎ2≧１％ なる関係を満たすのが好ましい。
【００７８】すなわち、当該分散シフトファイバの分散
値は、コア領域内の径方向の屈折率プロファイルにおい
て、コア中心領域に相当する凹み領域の凹み量（Δｎ1
−Δｎ2）に依存するため、十分な分散値を得るために
は、少なくとも該凹み量は１．０％以上である必要があ
るからである。
値は、コア領域内の径方向の屈折率プロファイルにおい
て、コア中心領域に相当する凹み領域の凹み量（Δｎ1
−Δｎ2）に依存するため、十分な分散値を得るために
は、少なくとも該凹み量は１．０％以上である必要があ
るからである。
【００７９】例えば、図１１（ｂ）に示された屈折率プ
ロファイルを有する分散シフトファイバにおいて、 Δｎ1＝（ｎ2 2−ｎ4 2）／（２ｎ4 2） …（１３） で定義される、外側クラッド２２２に対する外側コア１
２２の比屈折率差Δｎ1を０．９７％、 Δｎ2＝（ｎ1 2−ｎ4 2）／（２ｎ4 2） …（１４） で定義される、外側クラッド２２２に対する内側コア１
２１の比屈折率差Δｎ2を−０．４５％、 Δｎ3＝（ｎ3 2−ｎ4 2）／（２ｎ4 2） …（１５） で定義される、外側クラッド２２２に対する内側クラッ
ド２２１の比屈折率差Δｎ2を−０．２０％、コア径２
ｂ（外側コア１２２の外径）を８μｍ、内側コア１２１
の外径２ａとコア領域１２０の径２ｂとの比Ｒａ（＝ａ
／ｂ）を０．６、コア領域１２０の外径２ｂと内側クラ
ッド２２１の外径２ｃとの比（２ｃ／２ｂ）を２．０と
すると、波長１５５０ｎｍにおいて、 分散値（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ） ：−１．８８ 分散スロープ（ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ） ： ０．０７７ 実効コア断面積（μｍ2） ： ８３．０ ＭＦＤ（μｍ） ： ７．２ ２ｍ長におけるカットオフ波長（ｎｍ） ： １４７３ となる。
ロファイルを有する分散シフトファイバにおいて、 Δｎ1＝（ｎ2 2−ｎ4 2）／（２ｎ4 2） …（１３） で定義される、外側クラッド２２２に対する外側コア１
２２の比屈折率差Δｎ1を０．９７％、 Δｎ2＝（ｎ1 2−ｎ4 2）／（２ｎ4 2） …（１４） で定義される、外側クラッド２２２に対する内側コア１
２１の比屈折率差Δｎ2を−０．４５％、 Δｎ3＝（ｎ3 2−ｎ4 2）／（２ｎ4 2） …（１５） で定義される、外側クラッド２２２に対する内側クラッ
ド２２１の比屈折率差Δｎ2を−０．２０％、コア径２
ｂ（外側コア１２２の外径）を８μｍ、内側コア１２１
の外径２ａとコア領域１２０の径２ｂとの比Ｒａ（＝ａ
／ｂ）を０．６、コア領域１２０の外径２ｂと内側クラ
ッド２２１の外径２ｃとの比（２ｃ／２ｂ）を２．０と
すると、波長１５５０ｎｍにおいて、 分散値（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ） ：−１．８８ 分散スロープ（ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ） ： ０．０７７ 実効コア断面積（μｍ2） ： ８３．０ ＭＦＤ（μｍ） ： ７．２ ２ｍ長におけるカットオフ波長（ｎｍ） ： １４７３ となる。
【００８０】そして、コア領域１２０の中心における信
号光の基底モードの光パワーをＰ0とし、該光パワー分
布の最大値をＰ1とした場合に、 Ｐ1≒３．６×Ｐ0＞１．２×Ｐ0 …（１６） となり、上記（３）式の条件を満たしている。
号光の基底モードの光パワーをＰ0とし、該光パワー分
布の最大値をＰ1とした場合に、 Ｐ1≒３．６×Ｐ0＞１．２×Ｐ0 …（１６） となり、上記（３）式の条件を満たしている。
【００８１】さらに、 Δｎ1＝（ｎ2 2−ｎ4 2）／（２ｎ4 2） …（１７） で定義される、外側クラッド２２２に対する外側コア１
２２の比屈折率差Δｎ1を０．９０％、 Δｎ2＝（ｎ1 2−ｎ4 2）／（２ｎ4 2） …（１８） で定義される、外側クラッド２２２に対する内側コア１
２１の比屈折率差Δｎ2を−０．４５％、 Δｎ3＝（ｎ3 2−ｎ4 2）／（２ｎ4 2） …（１９） で定義される、外側クラッド２２２に対する内側クラッ
ド２２１の比屈折率差Δｎ2を−０．４５％、コア径２
ｂ（外側コア１２２の外径）を８．３μｍ、内側コア１
２１の外径２ａとコア領域１２０の径２ｂとの比Ｒａ
（＝ａ／ｂ）を０．６、コア領域１２０の外径２ｂと内
側クラッド２２１の外径２ｃとの比（２ｃ／２ｂ）を
１．５とすると、波長１５５０ｎｍにおいて、 分散値（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ） ：−２．１９ 分散スロープ（ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ） ： ０．０６９ 実効コア断面積（μｍ2） ： ７７．２ ＭＦＤ（μｍ） ： ７．０ ２ｍ長におけるカットオフ波長（ｎｍ） ： １４７６ となる。
２２の比屈折率差Δｎ1を０．９０％、 Δｎ2＝（ｎ1 2−ｎ4 2）／（２ｎ4 2） …（１８） で定義される、外側クラッド２２２に対する内側コア１
２１の比屈折率差Δｎ2を−０．４５％、 Δｎ3＝（ｎ3 2−ｎ4 2）／（２ｎ4 2） …（１９） で定義される、外側クラッド２２２に対する内側クラッ
ド２２１の比屈折率差Δｎ2を−０．４５％、コア径２
ｂ（外側コア１２２の外径）を８．３μｍ、内側コア１
２１の外径２ａとコア領域１２０の径２ｂとの比Ｒａ
（＝ａ／ｂ）を０．６、コア領域１２０の外径２ｂと内
側クラッド２２１の外径２ｃとの比（２ｃ／２ｂ）を
１．５とすると、波長１５５０ｎｍにおいて、 分散値（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ） ：−２．１９ 分散スロープ（ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ） ： ０．０６９ 実効コア断面積（μｍ2） ： ７７．２ ＭＦＤ（μｍ） ： ７．０ ２ｍ長におけるカットオフ波長（ｎｍ） ： １４７６ となる。
【００８２】そして、コア領域１２０の中心における信
号光の基底モードの光パワーをＰ0とし、該光パワー分
布の最大値をＰ1とした場合に、 Ｐ1≒３．２×Ｐ0＞１．２×Ｐ0 …（２０） となり、上記（３）式の条件を満たしている。
号光の基底モードの光パワーをＰ0とし、該光パワー分
布の最大値をＰ1とした場合に、 Ｐ1≒３．２×Ｐ0＞１．２×Ｐ0 …（２０） となり、上記（３）式の条件を満たしている。
【００８３】さらに、クラッド領域（あるいは外側クラ
ッド）に対する内側コアの比屈折率差Δｎ2を小さく
（負の絶対値を大きく）することは、カットオフ波長を
短くする効果がある。したがって、短距離の光伝送を考
慮すると、２ｍのファイバ長におけるカットオフ波長を
１５５０ｎｍ以下にするため、Δｎ2は−０．４％以下
である必要がある。
ッド）に対する内側コアの比屈折率差Δｎ2を小さく
（負の絶対値を大きく）することは、カットオフ波長を
短くする効果がある。したがって、短距離の光伝送を考
慮すると、２ｍのファイバ長におけるカットオフ波長を
１５５０ｎｍ以下にするため、Δｎ2は−０．４％以下
である必要がある。
【００８４】次に、上述された各分散シフトファイバが
得られる諸特性として、Δｎ1、Δｎ2、Ｒａ（＝２ａ／
２ｂ）、及び２ｂの許容範囲を図１２に示す。なお、リ
ング状コア構造の屈折率プロファイルを有する分散シフ
トファイバの場合、Δｎ1はクラッド領域に対する外側
コアの比屈折率差であり、Δｎ2はクラッド領域に対す
る内側コアの比屈折率差である。また、ディプレストク
ラッド・リング状コア構造の屈折率プロファイルを有す
る分散シフトファイバの場合、Δｎ1は外側クラッドに
対する外側コアの比屈折率差であり、Δｎ2は外側クラ
ッドに対する内側コアの比屈折率差である。
得られる諸特性として、Δｎ1、Δｎ2、Ｒａ（＝２ａ／
２ｂ）、及び２ｂの許容範囲を図１２に示す。なお、リ
ング状コア構造の屈折率プロファイルを有する分散シフ
トファイバの場合、Δｎ1はクラッド領域に対する外側
コアの比屈折率差であり、Δｎ2はクラッド領域に対す
る内側コアの比屈折率差である。また、ディプレストク
ラッド・リング状コア構造の屈折率プロファイルを有す
る分散シフトファイバの場合、Δｎ1は外側クラッドに
対する外側コアの比屈折率差であり、Δｎ2は外側クラ
ッドに対する内側コアの比屈折率差である。
【００８５】図１２（ａ）の表からも分るように、上述
の諸特性を得るための内側コアの外径２ａと外側コアの
外径２ｂ（＝コアの径）は、以下の関係を満たす必要が
ある。
の諸特性を得るための内側コアの外径２ａと外側コアの
外径２ｂ（＝コアの径）は、以下の関係を満たす必要が
ある。
【００８６】０．４≦Ｒａ（＝２ａ／２ｂ）≦０．８ ５μｍ≦２ｂ≦１４μｍ なお、上記関係は比屈折率差Δｎ1、Δｎ2には依存しな
い関係である。上記関係を満たさない場合、上述された
当該分散シフトファイバの諸特性は得られない。すなわ
ち、図１２（ｂ）に示されたグラフにおいて、斜線で示
された領域が内側コアの外径２ａと外側コアの外径２ｂ
（＝コアの径）の上記関係を満たしている領域であり、
例えば、Ｒａ（＝２ａ／２ｂ）及び２ｂの値が、(a)図
１２（ｂ）中のＡで示された領域にある場合、分散スロ
ープの値が大きくなりすぎ、(b)図１２（ｂ）中のＢで
示された領域にある場合、実効コア断面積Ａeffが大き
くなり過ぎるとともに曲げ損失も増大し、(c)図１２
（ｂ）中のＣで示された領域にある場合、分散値が大き
くなりすぎ、(d)図１２（ｂ）中のＤで示された領域に
ある場合、実効コア断面積Ａeffが小さくなりすぎてし
まう。
い関係である。上記関係を満たさない場合、上述された
当該分散シフトファイバの諸特性は得られない。すなわ
ち、図１２（ｂ）に示されたグラフにおいて、斜線で示
された領域が内側コアの外径２ａと外側コアの外径２ｂ
（＝コアの径）の上記関係を満たしている領域であり、
例えば、Ｒａ（＝２ａ／２ｂ）及び２ｂの値が、(a)図
１２（ｂ）中のＡで示された領域にある場合、分散スロ
ープの値が大きくなりすぎ、(b)図１２（ｂ）中のＢで
示された領域にある場合、実効コア断面積Ａeffが大き
くなり過ぎるとともに曲げ損失も増大し、(c)図１２
（ｂ）中のＣで示された領域にある場合、分散値が大き
くなりすぎ、(d)図１２（ｂ）中のＤで示された領域に
ある場合、実効コア断面積Ａeffが小さくなりすぎてし
まう。
【００８７】加えて、上述の構造を備えた、この発明に
係る分散シフトファイバは、信号光の基底モードの光パ
ワー分布が最大となる位置が、コア領域中心から径方向
に所定距離だけ離間するよう、その屈折率プロファイル
が調整されている。具体的に、発明者らは電磁界分布
（光パワー分布に相当）の形状が近似的にガウス分布と
見做せ、かつその電磁界分布が最大となる位置がコア領
域中心から所定距離だけ離間している複数の光ファイバ
を試作した。図１３は試作された複数の光ファイバにお
ける電磁界分布の典型例（グラフ）である。なお、この
グラフにおいて、縦軸の電界振幅は最大値を１として規
格化されている。
係る分散シフトファイバは、信号光の基底モードの光パ
ワー分布が最大となる位置が、コア領域中心から径方向
に所定距離だけ離間するよう、その屈折率プロファイル
が調整されている。具体的に、発明者らは電磁界分布
（光パワー分布に相当）の形状が近似的にガウス分布と
見做せ、かつその電磁界分布が最大となる位置がコア領
域中心から所定距離だけ離間している複数の光ファイバ
を試作した。図１３は試作された複数の光ファイバにお
ける電磁界分布の典型例（グラフ）である。なお、この
グラフにおいて、縦軸の電界振幅は最大値を１として規
格化されている。
【００８８】発明者らは、試作されたこれら光ファイバ
から実効コア断面積Ａeffが約８０μｍ2程度の光ファイ
バをさらに選別し、これら選別された光ファイバについ
て電磁界分布の最大位置とコア領域中心との距離と、モ
ードフィールド径（ＭＦＤ）の関係を調査した。なお、
図１４は、ＭＦＤの距離依存性を示すグラフであり、図
１５は、マイクロベンドによる損失の距離依存性を示す
グラフである。図１４に示されたように、電磁界分布の
最大位置とコア領域中心との距離が０．５μｍ〜２．５
μｍ程度まで、距離の増加に従ってＭＦＤは減少し、こ
の発明に係る分散シフトファイバでは、従来の光ファイ
バと同等の実効コア断面積Ａeffを維持しつつ、ＭＦＤ
を小さくできることが確認された。
から実効コア断面積Ａeffが約８０μｍ2程度の光ファイ
バをさらに選別し、これら選別された光ファイバについ
て電磁界分布の最大位置とコア領域中心との距離と、モ
ードフィールド径（ＭＦＤ）の関係を調査した。なお、
図１４は、ＭＦＤの距離依存性を示すグラフであり、図
１５は、マイクロベンドによる損失の距離依存性を示す
グラフである。図１４に示されたように、電磁界分布の
最大位置とコア領域中心との距離が０．５μｍ〜２．５
μｍ程度まで、距離の増加に従ってＭＦＤは減少し、こ
の発明に係る分散シフトファイバでは、従来の光ファイ
バと同等の実効コア断面積Ａeffを維持しつつ、ＭＦＤ
を小さくできることが確認された。
【００８９】一方、図１５に示されたように、マイクロ
ベンドによる損失は、コア領域の中心から該電磁界分布
が最大となる位置までの距離が増加するに従って減少す
る。したがって、マイクロベンドによる損失を考慮する
と、コア領域中心から電磁界分布が最大となる位置まで
の距離はより大きい方が好ましいが、該距離が５μｍを
越えると、カットオフ波長が極端に信号光波長よりも長
波長側にシフトするため、シングルモードでの光伝送が
確保できなくなる。
ベンドによる損失は、コア領域の中心から該電磁界分布
が最大となる位置までの距離が増加するに従って減少す
る。したがって、マイクロベンドによる損失を考慮する
と、コア領域中心から電磁界分布が最大となる位置まで
の距離はより大きい方が好ましいが、該距離が５μｍを
越えると、カットオフ波長が極端に信号光波長よりも長
波長側にシフトするため、シングルモードでの光伝送が
確保できなくなる。
【００９０】以上のことを考慮して、この発明に係る分
散シフトファイバは、信号光の基底モードの光パワー分
布が最大となる位置が、コア領域中心から径方向に０．
５μｍ〜５μｍだけ離間するよう設計されている。
散シフトファイバは、信号光の基底モードの光パワー分
布が最大となる位置が、コア領域中心から径方向に０．
５μｍ〜５μｍだけ離間するよう設計されている。
【００９１】次に、図１６に１重リング構造の屈折率プ
ロファイルを有する２つのサンプルについて、１．５５
μｍ（１５５０ｎｍ）の光に対する各諸特性を測定した
結果をに示す。なお、この表において、Δｎ-及びΔ
ｎ+、それぞれクラッド領域に対する内側コア、外側コ
アの比屈折率差であり、以下のように定義されている。
ロファイルを有する２つのサンプルについて、１．５５
μｍ（１５５０ｎｍ）の光に対する各諸特性を測定した
結果をに示す。なお、この表において、Δｎ-及びΔ
ｎ+、それぞれクラッド領域に対する内側コア、外側コ
アの比屈折率差であり、以下のように定義されている。
【００９２】 Δｎ-＝（ｎ1 2−ｎcld 2）／（２ｎcld 2） …（２１） Δｎ+＝（ｎ2 2−ｎcld 2）／（２ｎcld 2） …（２２） ここで、ｎ1は内側コアの屈折率、ｎ2は内側コアの外周
に設けられた外側コアの屈折率、ｎcldは外側コアの外
周に設けられたクラッド領域の屈折率であり、各値は百
分率で表示されている。また、各式中の屈折率は順不同
であるため、該比屈折率差が負の値をとる場合には、該
ガラス領域の屈折率がクラッド領域の屈折率よりも低い
ことを意味する。なお、ディプレストクラッド構造の屈
折率プロファイルの場合、上記基準屈折率ｎcldはクラ
ッド領域の外側クラッドの屈折率である。
に設けられた外側コアの屈折率、ｎcldは外側コアの外
周に設けられたクラッド領域の屈折率であり、各値は百
分率で表示されている。また、各式中の屈折率は順不同
であるため、該比屈折率差が負の値をとる場合には、該
ガラス領域の屈折率がクラッド領域の屈折率よりも低い
ことを意味する。なお、ディプレストクラッド構造の屈
折率プロファイルの場合、上記基準屈折率ｎcldはクラ
ッド領域の外側クラッドの屈折率である。
【００９３】加えて、当該表中の非線形屈折率Ｎ２は以
下のように定義されている。すなわち、強い光の下にお
ける媒質の屈折率＜Ｎ＞は、光パワーによって変わる。
したがって、この屈折率＜Ｎ＞に対する最低次の効果
は、 ＜Ｎ＞＝＜Ｎ0＞＋＜Ｎ2＞・Ｅ2 …（２３） ここで、＜Ｎ0＞：線形分極に対する屈折率 ＜Ｎ2＞：３次の非線形分極に対する非線形屈折率 Ｅ ：光電場振幅 で表される。強い光の下では、媒質の屈折率＜Ｎ＞は通
常の値＜Ｎ0＞と光電場振幅Ｅの２乗に比例する増加分
との和で与えられる。特に、第２項の比例定数＜Ｎ2＞
（単位：ｍ2／Ｖ2）が非線形屈折率と呼ばれる。
下のように定義されている。すなわち、強い光の下にお
ける媒質の屈折率＜Ｎ＞は、光パワーによって変わる。
したがって、この屈折率＜Ｎ＞に対する最低次の効果
は、 ＜Ｎ＞＝＜Ｎ0＞＋＜Ｎ2＞・Ｅ2 …（２３） ここで、＜Ｎ0＞：線形分極に対する屈折率 ＜Ｎ2＞：３次の非線形分極に対する非線形屈折率 Ｅ ：光電場振幅 で表される。強い光の下では、媒質の屈折率＜Ｎ＞は通
常の値＜Ｎ0＞と光電場振幅Ｅの２乗に比例する増加分
との和で与えられる。特に、第２項の比例定数＜Ｎ2＞
（単位：ｍ2／Ｖ2）が非線形屈折率と呼ばれる。
【００９４】図１７は、図１６の表に示されたサンプル
１の屈折率プロファイルと中心から径方向に沿った光パ
ワーとの関係を示したグラフである。なお、光パワーの
数値は最大値を１として規格化されており、該光パワー
は信号光の基底モード（ＬＰ０１）と２次モード（ＬＰ
１１）が示されている。また、サンプル１及び２とも、
１重リング構造を備えており、コア中心（内側コア）よ
りも外側にある屈折率が最大となるガラス部分（外側コ
ア）の近傍は純石英ガラスに酸化ゲルマニュウムが添加
され、屈折率が上昇している。一方、コア中心（内側コ
ア）付近は純石英ガラスにフッ素が添加され屈折率が低
下している。
１の屈折率プロファイルと中心から径方向に沿った光パ
ワーとの関係を示したグラフである。なお、光パワーの
数値は最大値を１として規格化されており、該光パワー
は信号光の基底モード（ＬＰ０１）と２次モード（ＬＰ
１１）が示されている。また、サンプル１及び２とも、
１重リング構造を備えており、コア中心（内側コア）よ
りも外側にある屈折率が最大となるガラス部分（外側コ
ア）の近傍は純石英ガラスに酸化ゲルマニュウムが添加
され、屈折率が上昇している。一方、コア中心（内側コ
ア）付近は純石英ガラスにフッ素が添加され屈折率が低
下している。
【００９５】サンプル１の光ファイバでは、１．５５μ
ｍ（１．５５μｍ波長帯の中心波長：１５５０ｎｍ）の
光に対して、その実効コア断面積Ａeffが８７μｍ2、Ｍ
ＦＤが１１．２μｍであり、同等の実効コア断面積Ａ
effを有する従来の光ファイバのＭＦＤが１３μｍ程度
であったのに比較して、２割程度ＭＦＤを減少させるこ
とが可能である。
ｍ（１．５５μｍ波長帯の中心波長：１５５０ｎｍ）の
光に対して、その実効コア断面積Ａeffが８７μｍ2、Ｍ
ＦＤが１１．２μｍであり、同等の実効コア断面積Ａ
effを有する従来の光ファイバのＭＦＤが１３μｍ程度
であったのに比較して、２割程度ＭＦＤを減少させるこ
とが可能である。
【００９６】さらに、発明者らは、マイクロベンドによ
る損失の評価のため、表面にサンドペーパーを取り付け
た直径２８０ｍｍのリールにサンプル１の分散シフトフ
ァイバを巻き付けて、巻き付け前後での損失変動を測定
した。その結果、波長１．５５μｍの光に対するサンプ
ル１の損失増加が０．１９ｄＢ／ｋｍであったのに対し
て、従来の光ファイバは１．１２ｄＢ／ｋｍの損失増加
が発生し、サンプル１の分散シフトファイバはマイクロ
ベンドによる損失の増加を大幅に低減することが確認さ
れた。
る損失の評価のため、表面にサンドペーパーを取り付け
た直径２８０ｍｍのリールにサンプル１の分散シフトフ
ァイバを巻き付けて、巻き付け前後での損失変動を測定
した。その結果、波長１．５５μｍの光に対するサンプ
ル１の損失増加が０．１９ｄＢ／ｋｍであったのに対し
て、従来の光ファイバは１．１２ｄＢ／ｋｍの損失増加
が発生し、サンプル１の分散シフトファイバはマイクロ
ベンドによる損失の増加を大幅に低減することが確認さ
れた。
【００９７】次に、サンプル２の分散シフトファイバで
は、波長１．５５μｍの光に対する光パワーの最大位置
はコア中心から約３μｍ離間している。波長１．５５μ
ｍの光に対するこのサンプル２の実効コア断面積Ａeff
は８６μｍ2、ＭＦＤは１１．０μｍである。なお、サ
ンプル１及び２のいずれも２ｍのファイバ長でのカット
オフ波長λCは１．７μｍと使用波長（１．５５μｍ波
長帯）より長波長であるが、ファイバ長１００ｍ以上で
は波長１．５５μｍの光に対してシングルモードが保障
されるため、通常の使用状態では実効的にシングルモー
ドである。
は、波長１．５５μｍの光に対する光パワーの最大位置
はコア中心から約３μｍ離間している。波長１．５５μ
ｍの光に対するこのサンプル２の実効コア断面積Ａeff
は８６μｍ2、ＭＦＤは１１．０μｍである。なお、サ
ンプル１及び２のいずれも２ｍのファイバ長でのカット
オフ波長λCは１．７μｍと使用波長（１．５５μｍ波
長帯）より長波長であるが、ファイバ長１００ｍ以上で
は波長１．５５μｍの光に対してシングルモードが保障
されるため、通常の使用状態では実効的にシングルモー
ドである。
【００９８】このサンプル２の分散シフトファイバにつ
いても同様にマイクロベンドによる損失の増加を評価し
た結果、損失増加は０．１１ｄＢ／ｋｍと極めて小さい
ことが確認された。また、波長１．５５μｍの光に対し
てこのサンプル２の波長分散値は−２．６ｐｓ／ｍｍ／
ｋｍであり、使用波長における分散値が零ではない（零
分散波長λ0が使用波長１．５５μｍよりも長波長側に
シフトしている）。このため、波長多重伝送において信
号の劣化に繋がる四光波混合の発生効率が低減される。
いても同様にマイクロベンドによる損失の増加を評価し
た結果、損失増加は０．１１ｄＢ／ｋｍと極めて小さい
ことが確認された。また、波長１．５５μｍの光に対し
てこのサンプル２の波長分散値は−２．６ｐｓ／ｍｍ／
ｋｍであり、使用波長における分散値が零ではない（零
分散波長λ0が使用波長１．５５μｍよりも長波長側に
シフトしている）。このため、波長多重伝送において信
号の劣化に繋がる四光波混合の発生効率が低減される。
【００９９】なお、上述のサンプル１及び２は、図１８
（ａ）に示されたように、内側コアの屈折率がクラッド
領域の屈折率よりも低い１重リング構造の屈折率プロフ
ァイルを有していたが、この屈折率プロファイルに限定
されることはない。すなわち、この発明に係る分散シフ
トファイバに適用可能な屈折率プロファイルとしては、
例えば、図１８（ｂ）に示されたように内側コアの屈折
率とクラッド領域の屈折率が一致した形状であってもよ
く、また、図１８（ｃ）に示されたようにディプレスト
・リング構造や、図１８（ｄ）に示されたように２重リ
ング構造であってもよい。
（ａ）に示されたように、内側コアの屈折率がクラッド
領域の屈折率よりも低い１重リング構造の屈折率プロフ
ァイルを有していたが、この屈折率プロファイルに限定
されることはない。すなわち、この発明に係る分散シフ
トファイバに適用可能な屈折率プロファイルとしては、
例えば、図１８（ｂ）に示されたように内側コアの屈折
率とクラッド領域の屈折率が一致した形状であってもよ
く、また、図１８（ｃ）に示されたようにディプレスト
・リング構造や、図１８（ｄ）に示されたように２重リ
ング構造であってもよい。
【０１００】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る分散シフ
トファイバによれば、波長１５５０ｎｍにおける諸特性
として、分散の絶対値を１．０〜４．５ｐｓ／ｎｍ／ｋ
ｍの範囲内に、実効コア断面積Ａeffを７０μｍ2以上
に、２ｍのファイバ長におけるカットオフ波長を１３０
０ｎｍ以上に、そして、分散スロープを０．０５〜０．
０９ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの範囲内に設定したので、非線
形光学効果の発現を有効に抑制しつつ、高品質の長距離
光伝送を実現することができるという効果がある。
トファイバによれば、波長１５５０ｎｍにおける諸特性
として、分散の絶対値を１．０〜４．５ｐｓ／ｎｍ／ｋ
ｍの範囲内に、実効コア断面積Ａeffを７０μｍ2以上
に、２ｍのファイバ長におけるカットオフ波長を１３０
０ｎｍ以上に、そして、分散スロープを０．０５〜０．
０９ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの範囲内に設定したので、非線
形光学効果の発現を有効に抑制しつつ、高品質の長距離
光伝送を実現することができるという効果がある。
【０１０１】この発明に係る分散シフトファイバは、リ
ング状コア構造の屈折率プロファイル（ディプレストク
ラッド・リング状コア構造を備えた屈折率プロファイル
を含む）を有するので、上述の諸特性を有する分散シフ
トファイバが好適に実現される。
ング状コア構造の屈折率プロファイル（ディプレストク
ラッド・リング状コア構造を備えた屈折率プロファイル
を含む）を有するので、上述の諸特性を有する分散シフ
トファイバが好適に実現される。
【０１０２】さらに、この発明に係る分散シフトファイ
バによれば、信号光の基底モードの光パワー分布が最大
となる位置が、コア領域中心から径方向に所定距離だけ
離間しており、かつコア領域中心における信号光の基底
モードの光パワーをＰ0とし、該基底モードの光パワー
分布における最大値をＰ1としたとき、Ｐ1＞１．２×Ｐ
0なる関係を満たしているため、モードフィールド径
（ＭＦＤ）を小さく維持した状態で実効コア断面積Ａ
effを大きくすることが可能な構造が実現できるという
効果がある。
バによれば、信号光の基底モードの光パワー分布が最大
となる位置が、コア領域中心から径方向に所定距離だけ
離間しており、かつコア領域中心における信号光の基底
モードの光パワーをＰ0とし、該基底モードの光パワー
分布における最大値をＰ1としたとき、Ｐ1＞１．２×Ｐ
0なる関係を満たしているため、モードフィールド径
（ＭＦＤ）を小さく維持した状態で実効コア断面積Ａ
effを大きくすることが可能な構造が実現できるという
効果がある。
【０１０３】また、具体的には、光パワーの最大値を取
る位置がコア領域の中心から０．５〜５μｍ離間してお
り、実効コア断面積Ａeffの拡大が効果的に行うことが
できるという効果がある。そして、１．５５μｍ波長帯
の中心波長（１５５０ｎｍ）の光に対する諸特性とし
て、所望の値が得られるよう屈折率プロファイルが設計
されているため、非線形光学現象の発現を効果的に抑制
することができるという効果もある。
る位置がコア領域の中心から０．５〜５μｍ離間してお
り、実効コア断面積Ａeffの拡大が効果的に行うことが
できるという効果がある。そして、１．５５μｍ波長帯
の中心波長（１５５０ｎｍ）の光に対する諸特性とし
て、所望の値が得られるよう屈折率プロファイルが設計
されているため、非線形光学現象の発現を効果的に抑制
することができるという効果もある。
【図１】この発明に係る分散シフトファイバの第１実施
形態の断面構造及び径方向の屈折率プロファイルを示す
図である。
形態の断面構造及び径方向の屈折率プロファイルを示す
図である。
【図２】リング状コア構造の屈折率プロファイルを有す
る分散シフトファイバにおいて、コア径（外側コアの外
径）２ｂを変化させた場合の実効コア断面積Ａeff及び
ＭＦＤの変化を示すグラフである。
る分散シフトファイバにおいて、コア径（外側コアの外
径）２ｂを変化させた場合の実効コア断面積Ａeff及び
ＭＦＤの変化を示すグラフである。
【図３】リング状コア構造の屈折率プロファイルを有す
る分散シフトファイバにおいて、コア径（外側コアの外
径）２ｂを変化させたときの、２ｍのファイバ長におけ
るカットオフ波長λC及び分散スロープの変化を示すグ
ラフである。
る分散シフトファイバにおいて、コア径（外側コアの外
径）２ｂを変化させたときの、２ｍのファイバ長におけ
るカットオフ波長λC及び分散スロープの変化を示すグ
ラフである。
【図４】分散スロープの変化による、ビット誤り率（Ｂ
ＥＲ）の変化を説明するためのグラフであり、（ａ）は
分散スロープが０．０３ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍのときのＢ
ＥＲの変化、（ｂ）は分散スロープが０．０５ｐｓ／ｎ
ｍ2／ｋｍのときのＢＥＲの変化、（ｃ）は分散スロー
プが０．０９ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍのときのＢＥＲの変
化、そして、（ｄ）は分散スロープが０．１２ｐｓ／ｎ
ｍ2／ｋｍのときのＢＥＲの変化を、それぞれ示してい
る。
ＥＲ）の変化を説明するためのグラフであり、（ａ）は
分散スロープが０．０３ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍのときのＢ
ＥＲの変化、（ｂ）は分散スロープが０．０５ｐｓ／ｎ
ｍ2／ｋｍのときのＢＥＲの変化、（ｃ）は分散スロー
プが０．０９ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍのときのＢＥＲの変
化、そして、（ｄ）は分散スロープが０．１２ｐｓ／ｎ
ｍ2／ｋｍのときのＢＥＲの変化を、それぞれ示してい
る。
【図５】Ｑ値を説明するための図である。
【図６】図１の分散シフトファイバにおける、信号光の
基底モードの光パワー分布を説明するための図（断面構
造及び径方向の屈折率プロファイルを含む）である。
基底モードの光パワー分布を説明するための図（断面構
造及び径方向の屈折率プロファイルを含む）である。
【図７】第１実施形態の比較例に係る分散シフトファイ
バにおける、信号光の基底モードの光パワー分布を説明
するための図（断面構造及び径方向の屈折率プロファイ
ルを含む）である。
バにおける、信号光の基底モードの光パワー分布を説明
するための図（断面構造及び径方向の屈折率プロファイ
ルを含む）である。
【図８】第１実施形態の変形例に係る分散シフトファイ
バの断面構造及び径方向の屈折率プロファイルを示す図
である。
バの断面構造及び径方向の屈折率プロファイルを示す図
である。
【図９】この発明に係る分散シフトファイバの第２実施
形態の断面構造及び径方向の屈折率プロファイルを示す
図である。
形態の断面構造及び径方向の屈折率プロファイルを示す
図である。
【図１０】図９の分散シフトファイバにおける、信号光
の基底モードの光パワー分布を説明するための図（断面
構造及び径方向の屈折率プロファイルを含む）である。
の基底モードの光パワー分布を説明するための図（断面
構造及び径方向の屈折率プロファイルを含む）である。
【図１１】第２実施形態の変形例に係る分散シフトファ
イバの断面構造及び径方向の屈折率プロファイルを示す
図である。
イバの断面構造及び径方向の屈折率プロファイルを示す
図である。
【図１２】この発明に係る分散シフトファイバの諸特性
を実現するための、構造パラメータの許容範囲を説明す
るための表、及び内側コアの外径と外側コアの外径との
関係を示すグラフである。
を実現するための、構造パラメータの許容範囲を説明す
るための表、及び内側コアの外径と外側コアの外径との
関係を示すグラフである。
【図１３】この発明に係る分散シフトファイバにおけ
る、径方向に沿った電磁界分布（光パワー分布に相当）
を示すグラフである。
る、径方向に沿った電磁界分布（光パワー分布に相当）
を示すグラフである。
【図１４】この発明に係る分散シフトファイバにおけ
る、コア領域中心から電磁界電界値（光パワーに相当）
が最大となる位置までの距離（μｍ）と、ＭＦＤ（μ
ｍ）との関係を示すグラフである。
る、コア領域中心から電磁界電界値（光パワーに相当）
が最大となる位置までの距離（μｍ）と、ＭＦＤ（μ
ｍ）との関係を示すグラフである。
【図１５】この発明に係る分散シフトファイバにおけ
る、コア領域中心から電磁界電界値（光パワーに相当）
が最大となる位置までの距離（μｍ）と、マイクロベン
ドによる損失増加（ｄＢ／ｋｍ）との関係を示すグラフ
である。
る、コア領域中心から電磁界電界値（光パワーに相当）
が最大となる位置までの距離（μｍ）と、マイクロベン
ドによる損失増加（ｄＢ／ｋｍ）との関係を示すグラフ
である。
【図１６】この発明に係る分散シフトファイバにおける
具体的な試作の諸特性を示す表である。
具体的な試作の諸特性を示す表である。
【図１７】この発明に係る分散シフトファイバにおけ
る、屈折率プロファイルの一例とその光パワー分布を径
方向に沿って示すグラフである。
る、屈折率プロファイルの一例とその光パワー分布を径
方向に沿って示すグラフである。
【図１８】この発明に係る分散シフトファイバに適用可
能なコア構造の屈折率プロファイルの例を示す図であ
る。
能なコア構造の屈折率プロファイルの例を示す図であ
る。
１００、２００…分散シフトファイバ、１１０、１２０
…コア領域、１１１、１２１…内層コア、１１２、１２
２…外層コア、２１０、２２０…クラッド領域、２２１
…内層クラッド、２２２…外層クラッド。
…コア領域、１１１、１２１…内層コア、１１２、１２
２…外層コア、２１０、２２０…クラッド領域、２２１
…内層クラッド、２２２…外層クラッド。
Claims (11)
- 【請求項１】 所定の基準軸に沿って伸びたコア領域と
該コア領域の外周に設けられたクラッド領域とを備え
た、１．５５μｍ波長帯の信号光を伝搬するための分散
シフトファイバであって、該１．５５μｍ波長帯の中心
波長における諸特性として、 その絶対値が１．０〜４．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである分
散と；０．０５〜０．０９ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの分散ス
ロープと；７０μｍ2以上の実効コア断面積と２ｍのフ
ァイバ長において、１３００ｎｍ以上のカットオフ波長
と、を有する分散シフトファイバ。 - 【請求項２】 前記コア領域は、第１の屈折率を有する
内側コアと、該内側コアの外周に設けられ、該第１の屈
折率よりも高い第２の屈折率を有する外側コアとを備え
るとともに、前記クラッド領域は、前記外側コアの外周
に設けられるとともに、前記第２の屈折率よりも低い屈
折率を有することを特徴とする請求項１記載の分散シフ
トファイバ。 - 【請求項３】 前記クラッド領域は、前記外側コアの外
周に設けられ、前記第２の屈折率よりも低い第３の屈折
率を有する内側クラッドと、前記内側クラッドの外周に
設けられ、該第３の屈折率よりも高い第４の屈折率を有
する外側クラッドとを備えたことを特徴とする請求項２
記載の分散シフトファイバ。 - 【請求項４】 前記外側コアの外径を２ｂとし、前記内
側クラッドの外径を２ｃとするとき、 １．２≦（２ｃ／２ｂ）≦２．２ なる関係を満たすことを特徴とする請求項３記載の分散
シフトファイバ。 - 【請求項５】 前記内側コアの外径を２ａとし、前記外
側コアの外径を２ｂとするとき、 ０．４≦Ｒａ（＝２ａ／２ｂ）≦０．８ ５μｍ≦２ｂ≦１４μｍ なる関係を満たすことを特徴とする請求項２〜４のいず
れか一項記載の分散シフトファイバ。 - 【請求項６】 前記クラッド領域又は前記外側クラッド
に対する前記外側コアの比屈折率差をΔｎ1とし、前記
クラッド領域又は前記外側クラッドに対する前記内側コ
アの比屈折率差をΔｎ2とするとき、 Δｎ1−Δｎ2≧１％ なる関係を満たすことを特徴とする請求項２〜４のいず
れか一項記載の分散シフトファイバ。 - 【請求項７】 前記クラッド領域又は外側クラッドに対
する前記内側コアの比屈折率差Δｎ2は、−０．４％以
下であることを特徴とする請求項６記載の分散シフトフ
ァイバ。 - 【請求項８】 前記信号光の導波方向に垂直な断面にお
いて、該信号光の基底モードの光パワー分布あるいはそ
れに伴う電磁界分布が最大になる部位は、前記コア領域
の中心から半径方向に所定距離だけ離間した位置にある
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項記載の分
散シフトファイバ。 - 【請求項９】 前記コア領域中心における基底モードの
光パワーをＰ0とし、該基底モードの光パワー分布の最
大値をＰ1としたとき、 Ｐ1＞１．２×Ｐ0 なる関係を満たすことを特徴とする請求項８記載の分散
シフトファイバ。 - 【請求項１０】 所定の基準軸に沿って伸びたコア領域
と該コア領域の外周に設けられたクラッド領域とを備え
るとともに、１．５５μｍ波長帯の信号光を伝搬するた
めの分散シフトファイバであって、 前記信号光の基底モードの光パワー分布が最大となる位
置は、前記コア領域中心から径方向に所定距離離間して
おり、 前記コア領域中心における基底モードの光パワーをＰ0
とし、該基底モードの光パワー分布の最大値をＰ1とし
たとき、 Ｐ1＞１．２×Ｐ0 なる関係を満たす分散シフトファイバ。 - 【請求項１１】 前記信号光の基底モードの光パワー分
布が最大となる位置は、前記コア領域中心から径方向に
沿って０．５μｍ〜５μｍ離間していることを特徴とす
る請求項９又は１０記載の分散シフトファイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10029782A JP2976959B2 (ja) | 1997-02-12 | 1998-02-12 | 分散シフトファイバ |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2797597 | 1997-02-12 | ||
| JP17989697 | 1997-07-04 | ||
| JP9-179896 | 1997-07-04 | ||
| JP9-27975 | 1997-07-04 | ||
| JP10029782A JP2976959B2 (ja) | 1997-02-12 | 1998-02-12 | 分散シフトファイバ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1172640A true JPH1172640A (ja) | 1999-03-16 |
| JP2976959B2 JP2976959B2 (ja) | 1999-11-10 |
Family
ID=27286023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10029782A Expired - Fee Related JP2976959B2 (ja) | 1997-02-12 | 1998-02-12 | 分散シフトファイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2976959B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000002074A1 (en) * | 1998-07-07 | 2000-01-13 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fiber |
| JP2002525671A (ja) * | 1998-09-17 | 2002-08-13 | アルカテル | Ｗｄｍ光ファイバ伝送システム用の有効面積と分散勾配との最適化された比を有する光ファイバ |
| US6535678B1 (en) | 1999-03-31 | 2003-03-18 | Fujikura Ltd | Multimode optical fiber with a higher order mode removing function |
| 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 |
| US6785453B1 (en) | 1999-07-12 | 2004-08-31 | Fujikura Ltd. | Dispersion shifted optical fiber |
| US7036995B2 (en) | 2001-04-03 | 2006-05-02 | Fujikura, Ltd. | Joint loss minimizing connection structure for dispersion compensating optical fiber |
| KR100858672B1 (ko) | 2006-11-22 | 2008-09-16 | 주식회사 이오테크닉스 | 광섬유 유닛 |
| JP2015045703A (ja) * | 2013-08-27 | 2015-03-12 | 日本電信電話株式会社 | 光ファイバ |
| JP2017041515A (ja) * | 2015-08-18 | 2017-02-23 | 株式会社フジクラ | 増幅用光ファイバ及びそれを用いた光ファイバ増幅器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2668677B2 (ja) | 1986-06-18 | 1997-10-27 | 株式会社フジクラ | 分散シフト光フアイバ |
-
1998
- 1998-02-12 JP JP10029782A patent/JP2976959B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000002074A1 (en) * | 1998-07-07 | 2000-01-13 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fiber |
| US6345140B1 (en) | 1998-07-07 | 2002-02-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fiber |
| US6711331B2 (en) | 1998-07-07 | 2004-03-23 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fiber |
| JP2002525671A (ja) * | 1998-09-17 | 2002-08-13 | アルカテル | Ｗｄｍ光ファイバ伝送システム用の有効面積と分散勾配との最適化された比を有する光ファイバ |
| US6535678B1 (en) | 1999-03-31 | 2003-03-18 | Fujikura Ltd | Multimode optical fiber with a higher order mode removing function |
| US6785453B1 (en) | 1999-07-12 | 2004-08-31 | Fujikura Ltd. | Dispersion shifted optical fiber |
| US6694079B1 (en) | 1999-07-27 | 2004-02-17 | Fujikura Ltd. | Disperson-shifted optical fiber employing dual shape core profile |
| US7036995B2 (en) | 2001-04-03 | 2006-05-02 | Fujikura, Ltd. | Joint loss minimizing connection structure for dispersion compensating optical fiber |
| KR100858672B1 (ko) | 2006-11-22 | 2008-09-16 | 주식회사 이오테크닉스 | 광섬유 유닛 |
| JP2015045703A (ja) * | 2013-08-27 | 2015-03-12 | 日本電信電話株式会社 | 光ファイバ |
| JP2017041515A (ja) * | 2015-08-18 | 2017-02-23 | 株式会社フジクラ | 増幅用光ファイバ及びそれを用いた光ファイバ増幅器 |
| US9673589B2 (en) | 2015-08-18 | 2017-06-06 | Fujikura Ltd. | Amplification optical fiber and optical fiber amplifier |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2976959B2 (ja) | 1999-11-10 |
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