JPS62116902A - 広帯域低分散光フアイバ - Google Patents
広帯域低分散光フアイバInfo
- Publication number
- JPS62116902A JPS62116902A JP60257423A JP25742385A JPS62116902A JP S62116902 A JPS62116902 A JP S62116902A JP 60257423 A JP60257423 A JP 60257423A JP 25742385 A JP25742385 A JP 25742385A JP S62116902 A JPS62116902 A JP S62116902A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refractive index
- optical fiber
- core
- dispersion
- cladding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、長距離、低損失、広帯域の光フアイバ伝送
系に最適な、広い波長域にわたって波長分散を低くした
石英系の光ファイバに関する。
系に最適な、広い波長域にわたって波長分散を低くした
石英系の光ファイバに関する。
従来の技術
従来から良く知られているように、石英系光ファイバの
最小伝送損失を与える波長域は1.57tm〜1.6g
mにある。すなわち、長距1Ils中継光伝送を行なう
にはこの波長域が最も適しており、たとえば光フアイバ
伝送系の光源としてlOmW程度の出力を有するレーザ
ダイオードを用いれば250Km程度の無中継伝送が可
能であることが示されている。
最小伝送損失を与える波長域は1.57tm〜1.6g
mにある。すなわち、長距1Ils中継光伝送を行なう
にはこの波長域が最も適しており、たとえば光フアイバ
伝送系の光源としてlOmW程度の出力を有するレーザ
ダイオードを用いれば250Km程度の無中継伝送が可
能であることが示されている。
一方、伝送速度についてみると、光源の波長が単一スペ
クトルでないために所謂波長分散による伝送波形の歪の
影響がある。これまで最も良く使用されてきた第6図に
示すようなコア系約topm、コア争クラッド間の比屈
折率差Δ=0.3%の単一モードファイバでは、波長分
散は第7図の実線で示される曲線のようになり、波長1
.3゜mで零となるものの他の波長では零とならない。
クトルでないために所謂波長分散による伝送波形の歪の
影響がある。これまで最も良く使用されてきた第6図に
示すようなコア系約topm、コア争クラッド間の比屈
折率差Δ=0.3%の単一モードファイバでは、波長分
散は第7図の実線で示される曲線のようになり、波長1
.3゜mで零となるものの他の波長では零とならない。
たとえば最も伝送損失が少なくなる波長1.557tm
での波長分散値は、この従来型単一モードファイバでは
約17〜20ps/Km/nmとなる。この意味は光源
のスペクトル幅1nm、ファイバ長IKm当り光パルス
の広がりが17〜20psあるということである。この
場合、たとえば光源のスペクトル幅が4nm(半値全幅
)、l100K伝送、波長分散が20ps/Km/nm
のとき、光パルス幅は8nsecとなり、せいぜい60
Mbit/see程度の情報しか送れないことになる。
での波長分散値は、この従来型単一モードファイバでは
約17〜20ps/Km/nmとなる。この意味は光源
のスペクトル幅1nm、ファイバ長IKm当り光パルス
の広がりが17〜20psあるということである。この
場合、たとえば光源のスペクトル幅が4nm(半値全幅
)、l100K伝送、波長分散が20ps/Km/nm
のとき、光パルス幅は8nsecとなり、せいぜい60
Mbit/see程度の情報しか送れないことになる。
そこで、これを改善するために考えられたのが波長分散
曲線を第7図の1点鎖線で示すようにシフトさせた分散
シフトファイバである。この分散シフトファイバでは、
零分散波長を1.51Lm帯にシフトさせるためにその
屈折率分布に工夫を要し、たとえば第8図のような屈折
率分布としている。
曲線を第7図の1点鎖線で示すようにシフトさせた分散
シフトファイバである。この分散シフトファイバでは、
零分散波長を1.51Lm帯にシフトさせるためにその
屈折率分布に工夫を要し、たとえば第8図のような屈折
率分布としている。
ところで、一般に光ファイバの波長分散は、■材料分散
と■導波路分散との和で表わされるが、■材料分散は光
ファイバの屈折率分布にあまり左右されない。そこで、
■導波路分散を、■材料分散と異符号でかつ絶対値を等
しくして、第7図の1点鎖線で示す波長分散曲線のよう
に1.55゜m付近で波長分散を零としている。そのた
め実際にはΔが小さいと十分大きい導波路分散が得られ
ないので、Δ=0.7%以上にとる必要があり、第8図
の屈折率分布をとる光ファイバにおいても同様のパラメ
ータとしている。
と■導波路分散との和で表わされるが、■材料分散は光
ファイバの屈折率分布にあまり左右されない。そこで、
■導波路分散を、■材料分散と異符号でかつ絶対値を等
しくして、第7図の1点鎖線で示す波長分散曲線のよう
に1.55゜m付近で波長分散を零としている。そのた
め実際にはΔが小さいと十分大きい導波路分散が得られ
ないので、Δ=0.7%以上にとる必要があり、第8図
の屈折率分布をとる光ファイバにおいても同様のパラメ
ータとしている。
このように、分散シフトファイバは様々な構造が研究さ
れてきたが、最近これを一歩すすめてさらに広い波長域
で低い分散値を得る試みがなされている。すなわち、第
9図に示すようなW型の屈折率分布を有し、波長分散曲
線が第10図の1点鎖線や点線で示すようにその傾きが
1.5gm帯で小さくかつ零分散波長が1.57zm帯
にあるような光ファイバである。
れてきたが、最近これを一歩すすめてさらに広い波長域
で低い分散値を得る試みがなされている。すなわち、第
9図に示すようなW型の屈折率分布を有し、波長分散曲
線が第10図の1点鎖線や点線で示すようにその傾きが
1.5gm帯で小さくかつ零分散波長が1.57zm帯
にあるような光ファイバである。
発明が解決しようとする問題点
第9図に示すようなW型圧折率分布を有する光ファイバ
を製造面から検討してみると次のような問題がある。
を製造面から検討してみると次のような問題がある。
光ファイバの製造法にはMCVD法やOVD法、VAD
法などがあるが、OVD法やVAIN)法では第9図の
屈折率分布はあまり作りやすくない。すなわち、MCV
D法の場合には出発石英管の内側に一層一層透明化され
たガラス膜を積層させていくので各層に混入するドーパ
ントの量を調整すれば第9図の分布は比較的容易に作る
ことができる。このとき、光フアイバ最外層部はドーパ
ントの入っていない石英ガラスであり、内側部の屈折率
の低い部分には屈折率を下げるドーパントが、高い部分
には屈折率を高めるドーパントがそれぞれ使用される。
法などがあるが、OVD法やVAIN)法では第9図の
屈折率分布はあまり作りやすくない。すなわち、MCV
D法の場合には出発石英管の内側に一層一層透明化され
たガラス膜を積層させていくので各層に混入するドーパ
ントの量を調整すれば第9図の分布は比較的容易に作る
ことができる。このとき、光フアイバ最外層部はドーパ
ントの入っていない石英ガラスであり、内側部の屈折率
の低い部分には屈折率を下げるドーパントが、高い部分
には屈折率を高めるドーパントがそれぞれ使用される。
石英の屈折率を下げるドーパントとしてはフッ素とホウ
素があるが、後者は1.3gm以上の波長においてファ
イバの伝送損失を高めるので、低損失光ファイバを必要
とする場合には使用できない。結局、フッ素が使用され
ることになる。屈折率を高めるドーパントとしてはGe
が使用されている。
素があるが、後者は1.3gm以上の波長においてファ
イバの伝送損失を高めるので、低損失光ファイバを必要
とする場合には使用できない。結局、フッ素が使用され
ることになる。屈折率を高めるドーパントとしてはGe
が使用されている。
ところで、損失面で比較すると、MCVDファイバより
はVADファイバの方が優れている。これには、上記ド
ーパントのミクロ的なゆらぎによる散乱損失の程度が効
いていると思われる。すなわち、VAD法においては、
まず、ガラスの微粉末を発生させて、これを堆積させて
所謂ガラス微粉末焼結体をつくり、さらに高温(160
0°C前後)で透明ガラス化してプリフォーム(光フア
イバ母材)を作成する。プリフォーム工程以後はどの製
法も大差なく、紡糸工程でファイバに線引きされる。こ
のVAD法において一層ガラス微粉末状態を経由してプ
リフォームを作成するのでゆらぎが小さいものと思われ
る。
はVADファイバの方が優れている。これには、上記ド
ーパントのミクロ的なゆらぎによる散乱損失の程度が効
いていると思われる。すなわち、VAD法においては、
まず、ガラスの微粉末を発生させて、これを堆積させて
所謂ガラス微粉末焼結体をつくり、さらに高温(160
0°C前後)で透明ガラス化してプリフォーム(光フア
イバ母材)を作成する。プリフォーム工程以後はどの製
法も大差なく、紡糸工程でファイバに線引きされる。こ
のVAD法において一層ガラス微粉末状態を経由してプ
リフォームを作成するのでゆらぎが小さいものと思われ
る。
ところが、このガラス微粉末状態ではフッ素を特定の部
位にドープしようとしても、フッ素の拡散・蒸発し易い
性質が作用して安定にプリフォーム中に固定できない。
位にドープしようとしても、フッ素の拡散・蒸発し易い
性質が作用して安定にプリフォーム中に固定できない。
この状況はOVD法でも同じである。すなわち、仮にV
AD法やOVD法で第9図の分布を作る場合には、各屈
折率を有するカラス層毎に−H透明ガラス化してフッ素
ドーパントをガラス内に固定しながら、次いでガラス微
粉末堆積→透明化の工程を繰り返すこととなり、非常に
煩雑な製造工程となる。そのため、「長さ方向に一体化
して連続的にファイバプリフォームを作製することが可
能」であるというVAD法の本来の利点を生かすことが
できない。
AD法やOVD法で第9図の分布を作る場合には、各屈
折率を有するカラス層毎に−H透明ガラス化してフッ素
ドーパントをガラス内に固定しながら、次いでガラス微
粉末堆積→透明化の工程を繰り返すこととなり、非常に
煩雑な製造工程となる。そのため、「長さ方向に一体化
して連続的にファイバプリフォームを作製することが可
能」であるというVAD法の本来の利点を生かすことが
できない。
結局、従来では屈折率を低くしなければならないのでフ
ッ素を使用せざるを得す、そのため低損失の広帯域低分
散光ファイバを効率良く製造できないという問題があっ
た。
ッ素を使用せざるを得す、そのため低損失の広帯域低分
散光ファイバを効率良く製造できないという問題があっ
た。
この発明は、広帯域低分散光ファイバを本来的に低損失
でかつ製造効率の高いOVD法やVAD法で作製できる
ようにするためのファイバ構造を提供することを目的と
する。
でかつ製造効率の高いOVD法やVAD法で作製できる
ようにするためのファイバ構造を提供することを目的と
する。
問題点を解決するための手段
この発明による広帯域低分散光ファイバは、石英ガラス
を主成分とする光ファイバであって、任意の屈折率分布
を有するコアをその中心に有し、該コアの外側に純粋石
英ガラスよりは低くない屈折率を有する第1のクラッド
と、その外側に第1のクラッドよりも高い屈折率を有す
る第2のクラッドと、さらにその周囲に実質的に純粋石
英ガラスと同程度の屈折率を有する第3のクラッドとを
形成し、波長1.3gm〜1.71Lmの債域において
少なくとも2つの波長で波長分散が零となっていること
を特徴とする。
を主成分とする光ファイバであって、任意の屈折率分布
を有するコアをその中心に有し、該コアの外側に純粋石
英ガラスよりは低くない屈折率を有する第1のクラッド
と、その外側に第1のクラッドよりも高い屈折率を有す
る第2のクラッドと、さらにその周囲に実質的に純粋石
英ガラスと同程度の屈折率を有する第3のクラッドとを
形成し、波長1.3gm〜1.71Lmの債域において
少なくとも2つの波長で波長分散が零となっていること
を特徴とする。
作 用
コアおよび各クラッドの屈折率は純粋石英ガラスより低
くする必要がなく、純粋石英ガラスより高くするだけで
ある。そのため、屈折率を高めるための単一のドーパン
トのみ用いればよくなる。
くする必要がなく、純粋石英ガラスより高くするだけで
ある。そのため、屈折率を高めるための単一のドーパン
トのみ用いればよくなる。
すなわち、低くするドーパントであるフッ素を使用する
必要がないので、OVD法やVAD法などにより低損失
の広帯域低分散光ファイバを効率良く製造できる。
必要がないので、OVD法やVAD法などにより低損失
の広帯域低分散光ファイバを効率良く製造できる。
実施例
この発明の一実施例にかかる光ファイバでは、第1図A
、Hに示すように、中心に屈折率の高いコアlが配され
、その周囲に3Nのクラッド2〜4が形成されてなる。
、Hに示すように、中心に屈折率の高いコアlが配され
、その周囲に3Nのクラッド2〜4が形成されてなる。
第1のクラッド2は、純粋石英ガラスより低くない屈折
率を有する。第2のクラッド3はその厚さが比較的厚く
、コアlの直径の少なくとも1.5倍より厚く形成され
ており、その屈折率は第1のクラッド2より高くされて
いる。第3のクラッド4は純粋石英ガラスの屈折率と実
質的に同程度の屈折率を有する。コア1と$2のクラッ
ド3には、基本的に、ガラス微粉末状態でも安定なドー
パント(たとえばGe)が含まれ、第1のクラッド2お
よび第3のクラッド4は基本的にドーパントのあまり入
っていないガラスとする。
率を有する。第2のクラッド3はその厚さが比較的厚く
、コアlの直径の少なくとも1.5倍より厚く形成され
ており、その屈折率は第1のクラッド2より高くされて
いる。第3のクラッド4は純粋石英ガラスの屈折率と実
質的に同程度の屈折率を有する。コア1と$2のクラッ
ド3には、基本的に、ガラス微粉末状態でも安定なドー
パント(たとえばGe)が含まれ、第1のクラッド2お
よび第3のクラッド4は基本的にドーパントのあまり入
っていないガラスとする。
具体的にVAD法によって製造してみたので説明する。
第2図のようなコア用バーナ5、クラッド用バーナ6〜
8を有するVAD母材製造装置を用いて、第1図Bの屈
折率分布に対応するようGeが各層にドープされたガラ
ス微粉末焼結体9を作製した。これを加熱炉内に入れて
5OCI2蒸気(He雰囲気中)で脱OH基操作を行な
い、さらに1600℃のHe雰囲気中で透明ガラス化し
た。このとき母材の大きさは直径約50mm、長さ28
0mmであった。この母材を延伸して適当な内外径を有
する石英ガラス管内に挿入し、コラプスした後線引き紡
糸してファイバ化した。こうして作られた光ファイバの
屈折率分布は第3図のようになった。この光ファイバの
伝送損失特性および波長分散特性は第4図のようになっ
た。波長分散値は波長1.34m−1,フルmの範囲で
±3ps/Km/nmとなっており、非常に広い波長域
で低分散であることが確認できた。損失は波長1.55
gmで0.25dB/Kmであった。
8を有するVAD母材製造装置を用いて、第1図Bの屈
折率分布に対応するようGeが各層にドープされたガラ
ス微粉末焼結体9を作製した。これを加熱炉内に入れて
5OCI2蒸気(He雰囲気中)で脱OH基操作を行な
い、さらに1600℃のHe雰囲気中で透明ガラス化し
た。このとき母材の大きさは直径約50mm、長さ28
0mmであった。この母材を延伸して適当な内外径を有
する石英ガラス管内に挿入し、コラプスした後線引き紡
糸してファイバ化した。こうして作られた光ファイバの
屈折率分布は第3図のようになった。この光ファイバの
伝送損失特性および波長分散特性は第4図のようになっ
た。波長分散値は波長1.34m−1,フルmの範囲で
±3ps/Km/nmとなっており、非常に広い波長域
で低分散であることが確認できた。損失は波長1.55
gmで0.25dB/Kmであった。
なお、この光ファイバの第2クラツド3の影響により多
くの伝搬可能なモードが理論的に発生することになるが
、この不要モードを除去するにはモードフィルタを数K
m置きに挿入すればよい。
くの伝搬可能なモードが理論的に発生することになるが
、この不要モードを除去するにはモードフィルタを数K
m置きに挿入すればよい。
モードフィルタとしては従来の1.3gm用単−モード
ファイバが適当である。
ファイバが適当である。
また、コア1の屈折率分布としては上記の実施例のステ
ップ型に限らず、第5図A、 B、 C,Dのように三
角型、ガウス型、台形型あるいは中心にディップを有す
るものなど任意である。
ップ型に限らず、第5図A、 B、 C,Dのように三
角型、ガウス型、台形型あるいは中心にディップを有す
るものなど任意である。
さらに、上記ではVAD法で作製したが、他の製造法を
適用してもよいことは勿論である。
適用してもよいことは勿論である。
発明の効果
この発明によれば、光ファイバの各層の屈折率は純粋石
英ガラスと同等かそれより高くするだけでよく、低くす
る必要がないので、屈折率を高めるための単一のドーパ
ントのみで広帯域低分散光ファイバを作製↑き、OVD
法やVAD法等の低損失でかつ製造効率の高い製造法に
よって製造することが可能となる。
英ガラスと同等かそれより高くするだけでよく、低くす
る必要がないので、屈折率を高めるための単一のドーパ
ントのみで広帯域低分散光ファイバを作製↑き、OVD
法やVAD法等の低損失でかつ製造効率の高い製造法に
よって製造することが可能となる。
第1図はこの発明の一実施例にかかる広帯域低分散光フ
ァイバを示すもので、第1図Aは断面図、第1図Bは屈
折率分布図、第2図は具体的な実施例での製造過程を示
す模式図、第3図は該具体的な実施例の光ファイバの屈
折率分布図、第4図は該具体的実施例の光ファイバの伝
送損失特性および波長分散特性を表わすグラフ、第5図
A、B、C,Dはそれぞれ変形例の屈折率分布図、第6
図は従来の典型的な単一モード光ファイバの屈折率分布
図、第7図は伝送損失特性および波長分散特性の従来例
を表わすグラフ、第8図は従来の分散シフト光ファイバ
の屈折率分布図、第9図は従来のW型光ファイバの屈折
率分布図、第1θ図はこのW型光ファイバ等の波長分散
曲線を表わすグラフである。 1・・・コア 2・・・第1クラツド3・・・
第2クラツド 4・・・第3クラツド5・・・コア用バ
ーナ 6〜8・・・クラッド用バーナ9・・・ガラス微
粉末焼結体 雫繁← 隻g口 適長CP宏 箋5目
ァイバを示すもので、第1図Aは断面図、第1図Bは屈
折率分布図、第2図は具体的な実施例での製造過程を示
す模式図、第3図は該具体的な実施例の光ファイバの屈
折率分布図、第4図は該具体的実施例の光ファイバの伝
送損失特性および波長分散特性を表わすグラフ、第5図
A、B、C,Dはそれぞれ変形例の屈折率分布図、第6
図は従来の典型的な単一モード光ファイバの屈折率分布
図、第7図は伝送損失特性および波長分散特性の従来例
を表わすグラフ、第8図は従来の分散シフト光ファイバ
の屈折率分布図、第9図は従来のW型光ファイバの屈折
率分布図、第1θ図はこのW型光ファイバ等の波長分散
曲線を表わすグラフである。 1・・・コア 2・・・第1クラツド3・・・
第2クラツド 4・・・第3クラツド5・・・コア用バ
ーナ 6〜8・・・クラッド用バーナ9・・・ガラス微
粉末焼結体 雫繁← 隻g口 適長CP宏 箋5目
Claims (1)
- (1)石英ガラスを主成分とする光ファイバであって、
任意の屈折率分布を有するコアをその中心に有し、該コ
アの外側に純粋石英ガラスよりは低くない屈折率を有す
る第1のクラッドと、その外側に第1のクラッドよりも
高い屈折率を有する第2のクラッドと、さらにその周囲
に実質的に純粋石英ガラスと同程度の屈折率を有する第
3のクラッドとを形成し、波長1.3μm〜1.7μm
の領域において少なくとも2つの波長で波長分散が零と
なっていることを特徴とする広帯域低分散光ファイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60257423A JPS62116902A (ja) | 1985-11-16 | 1985-11-16 | 広帯域低分散光フアイバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60257423A JPS62116902A (ja) | 1985-11-16 | 1985-11-16 | 広帯域低分散光フアイバ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62116902A true JPS62116902A (ja) | 1987-05-28 |
Family
ID=17306161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60257423A Pending JPS62116902A (ja) | 1985-11-16 | 1985-11-16 | 広帯域低分散光フアイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62116902A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005309026A (ja) * | 2004-04-21 | 2005-11-04 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光ファイバ及びこの光ファイバを用いた光信号処理装置 |
| JP2014067053A (ja) * | 2004-01-16 | 2014-04-17 | Imra America Inc | 大コア穴あきファイバ |
| US9281650B2 (en) | 2005-05-20 | 2016-03-08 | Imra America, Inc. | Single mode propagation in fibers and rods with large leakage channels |
| US9632243B2 (en) | 2007-09-26 | 2017-04-25 | Imra America, Inc. | Glass large-core optical fibers |
| WO2021024689A1 (ja) * | 2019-08-05 | 2021-02-11 | 京セラ株式会社 | 光ファイバー給電システム及び光ファイバーケーブル |
-
1985
- 1985-11-16 JP JP60257423A patent/JPS62116902A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US10197727B2 (en) | 2004-01-16 | 2019-02-05 | Imra America, Inc. | Large core holey fibers |
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| WO2021024689A1 (ja) * | 2019-08-05 | 2021-02-11 | 京セラ株式会社 | 光ファイバー給電システム及び光ファイバーケーブル |
| JP2021027453A (ja) * | 2019-08-05 | 2021-02-22 | 京セラ株式会社 | 光ファイバー給電システム及び光ファイバーケーブル |
| US11323186B2 (en) | 2019-08-05 | 2022-05-03 | Kyocera Corporation | Power over fiber system and optical fiber cable |
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