WO2014132763A1 - 光ファイバおよび光伝送路 - Google Patents

光ファイバおよび光伝送路 Download PDF

Info

Publication number
WO2014132763A1
WO2014132763A1 PCT/JP2014/052693 JP2014052693W WO2014132763A1 WO 2014132763 A1 WO2014132763 A1 WO 2014132763A1 JP 2014052693 W JP2014052693 W JP 2014052693W WO 2014132763 A1 WO2014132763 A1 WO 2014132763A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optical fiber
mode dispersion
mode
refractive index
optical
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.)
Ceased
Application number
PCT/JP2014/052693
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
遼 丸山
伸夫 桑木
松尾　昌一郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujikura Ltd filed Critical Fujikura Ltd
Priority to DK14757019.6T priority Critical patent/DK2871502T3/en
Priority to EP14757019.6A priority patent/EP2871502B1/en
Priority to CN201480002049.9A priority patent/CN104520739B/zh
Priority to US14/419,738 priority patent/US9507082B2/en
Publication of WO2014132763A1 publication Critical patent/WO2014132763A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G02B6/02047—Dual mode fibre
    • 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
    • G02B6/02228—Dispersion flattened fibres, i.e. having a low dispersion variation over an extended wavelength range
    • G02B6/02238—Low dispersion slope fibres
    • 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
    • G02B6/028—Optical fibres with cladding with or without a coating with core or cladding having graded refractive index
    • G02B6/0281—Graded index region forming part of the central core segment, e.g. alpha profile, triangular, trapezoidal core
    • 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
    • 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
    • G02B6/03616—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
    • G02B6/03627—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 - +

Definitions

  • the present invention relates to an optical fiber and an optical transmission line.
  • optical information communication As the amount of communication increases, the transmission capacity required for optical fibers as transmission media has also increased. In particular, such a requirement is remarkable in an optical fiber for long-distance transmission by a WDM (wavelength division division) system.
  • WDM wavelength division division division
  • FMF Frew-Mode Fiber
  • MDM Mode Division Multiplexing
  • mode dispersion is unavoidable in FMF.
  • Mode dispersion causes a reduction in transmission capacity proportional to the transmission distance. Therefore, it is important to suppress mode dispersion in order to realize a large-capacity multimode fiber that can withstand long-distance transmission.
  • MIMO Multiple-Input-Multiple-Output
  • FMF Multiple-Input-Multiple-Output
  • MDM transmission FMF with small mode dispersion is required.
  • MDM transmission is assumed to be used in combination with WDM transmission, it is necessary to reduce mode dispersion over a wide wavelength band.
  • Non-Patent Documents 1 and 2 listed below provide a wider wavelength band by connecting two or more two-mode fibers, each of which has a different mode dispersion code and a different inclination code with respect to the mode dispersion wavelength.
  • a technique for reducing the mode dispersion is disclosed.
  • Non-Patent Document 1 proposes an optical transmission line in which a two-mode fiber having a structure in which a graded index core is provided with a trench structure and a two-mode fiber having a structure having only a graded index core are connected. It has been shown that mode dispersion of several ps / km or less can be achieved in C + L-band, which is a wavelength band for optical communication, using the optical transmission line.
  • Non-Patent Document 2 proposes a two-mode optical fiber having a step-like refractive index distribution, and uses an optical transmission line to which four optical fibers with adjusted parameters are connected. It is said that mode dispersion of several ps / km or less can be achieved in -band.
  • Japanese Patent Publication Japanese Patent Laid-Open No. 2006-222102 (published on August 24, 2006)”
  • FIG. 18 is a graph showing the mode dispersion characteristics of a conventional optical fiber (the x axis represents wavelength and the y axis represents mode dispersion). As shown in FIG.
  • the mode dispersion ⁇ is insensitive to the variation of the core radius while the inclination with respect to the wavelength ⁇ is insensitive to the variation of the core radius, so the core radius varies. Then, the relationship of the following formula (1) is greatly broken. Therefore, the problem of realizing an optical transmission line that can sufficiently compensate mode dispersion over a wide wavelength band remains unsolved.
  • the present invention has been made on the basis of the inventors' further knowledge in view of the above problems, and an object thereof is to provide an optical fiber and an optical fiber capable of sufficiently compensating mode dispersion over a wide wavelength band. It is to realize a transmission line.
  • an optical fiber is a two-mode optical fiber that propagates an LP01 mode component and an LP11 mode component included in signal light, and in a predetermined wavelength band,
  • the mode dispersion ⁇ defined by the following formula (2) is constant.
  • vg11 represents the group velocity of the LP11 mode component
  • vg01 represents the group velocity of the LP01 mode component.
  • an optical fiber and an optical transmission line capable of sufficiently compensating mode dispersion over a wide wavelength band can be realized.
  • FIG. 1 shows a configuration of an optical transmission line according to an embodiment of the present invention. It is a graph which shows the mode dispersion characteristic of the optical fiber which concerns on this embodiment. It is sectional drawing and the side view which show the structure of the optical fiber which concerns on this embodiment. It is a graph which shows the refractive index distribution of the optical fiber which concerns on this embodiment. It is a graph which shows the relationship between parameter Rd and a mode dispersion characteristic regarding the optical fiber which concerns on this embodiment. It is a graph which shows the relationship between parameter Ra and a mode dispersion characteristic regarding the optical fiber which concerns on this embodiment. It is a graph which shows the relationship between parameter (alpha) and a mode dispersion characteristic regarding the optical fiber which concerns on this embodiment.
  • FIG. (A) shows the setting value of each parameter which prescribes
  • FIG. (B) is a graph which shows the mode dispersion characteristic of the optical fiber which concerns on Example 1.
  • FIG. (C) is a graph which shows the relationship between the variation
  • FIG. (A) shows the setting value of each parameter which prescribes
  • FIG. (B) is a graph showing the mode dispersion characteristics of the optical fiber according to Example 2.
  • FIG. (C) is a graph which shows the relationship between the fluctuation amount of a core radius, and a mode dispersion characteristic regarding the optical fiber which concerns on Example 2.
  • FIG. (A) shows the setting value of each parameter which prescribes
  • FIG. (B) is a graph which shows the mode dispersion characteristic of the optical fiber which concerns on Example 3.
  • FIG. (C) is a graph which shows the relationship between the fluctuation amount of a core radius, and a mode dispersion characteristic regarding the optical fiber which concerns on Example 3.
  • FIG. (A) shows the setting value of each parameter which prescribes
  • FIG. (B) is a graph showing the mode dispersion characteristics of the optical fiber according to Example 4.
  • FIG. (C) is a graph which shows the relationship between the fluctuation
  • FIG. (A) shows the setting value of each parameter which prescribes
  • FIG. (B) is a graph showing mode dispersion characteristics of the optical fiber according to Example 5.
  • (C) is a graph showing the relationship between the fluctuation amount of the core radius and the mode dispersion characteristic for the optical fiber according to Example 5.
  • FIG. (B) is a graph showing the mode dispersion characteristic of the optical transmission line in Example 6.
  • the set value of each parameter that defines the refractive index distribution in the optical fiber of this comparative example is shown. It is a graph which shows the mode dispersion characteristic of the optical fiber which concerns on this comparative example. It is a graph which shows the relationship between the variation
  • the mode dispersion ⁇ may be represented as DMD (Differential Modal Group Delay).
  • FIG. 1 shows a configuration of optical transmission lines F and F ′ according to the present embodiment.
  • the optical transmission lines F and F ′ are each configured to include at least two optical fibers Fp and Fn.
  • the optical fiber Fp is a two-mode optical fiber having a positive mode dispersion ⁇ p
  • the optical fiber Fn is a two-mode optical fiber having a negative mode dispersion ⁇ n.
  • the mode dispersions ⁇ p and ⁇ n are both defined by the above equation (2).
  • FIG. 1A shows a configuration example of an optical transmission line F in which an optical fiber Fp having a positive mode dispersion ⁇ p is arranged on the input side and an optical fiber Fn having a negative mode dispersion ⁇ n is arranged on the output side. ing.
  • Ln it is possible to sufficiently compensate for mode dispersion in the optical transmission line F and realize an optical transmission line F in which mode dispersion hardly occurs.
  • the optical fibers Fp and Fn those whose mode dispersion characteristics do not depend on the wavelength ⁇ (see FIG. 2) are used.
  • the lengths of the optical fibers Fp and Fn so as to compensate for the dispersion, as a result, the mode dispersion can be sufficiently compensated over the entire desired wavelength band.
  • FIG. 1B shows a configuration example of an optical transmission line F ′ in which an optical fiber Fn having a negative mode dispersion ⁇ n is arranged on the input side, and an optical fiber Fp having a positive mode dispersion ⁇ p is arranged on the output side.
  • the time required for the LP01 mode component to propagate through the optical fiber Fn is longer by ⁇ p ⁇ Lp than the time required for the LP11 mode component to propagate through the optical fiber Fn. Therefore, the LP01 mode component is delayed by ⁇ n ⁇ Ln in the process of propagating through the optical fiber Fn.
  • the time required for the LP01 mode component to propagate through the optical fiber Fp is shorter by ⁇ p ⁇ Lp than the time required for the LP11 mode component to propagate through the optical fiber Fp. Therefore, the LP01 mode component recovers the delay by ⁇ p ⁇ Lp in the process of propagating through the optical fiber Fp.
  • the mode dispersion in the optical transmission line F ′ can be sufficiently compensated, and the optical transmission line F ′ in which mode dispersion hardly occurs can be realized.
  • the optical fibers Fp and Fn those whose mode dispersion characteristics do not depend on the wavelength ⁇ (see FIG. 2) are used.
  • the mode dispersion can be sufficiently compensated over the entire desired wavelength band.
  • FIG. 2 is a graph showing mode dispersion characteristics of the optical fibers Fp and Fn according to the present embodiment.
  • FIG. 2 shows the mode dispersion characteristics of the optical fibers Fp and Fn in the 1530 to 1625 nm band, which is a predetermined wavelength band for communication.
  • the x-axis represents wavelength and the y-axis represents mode dispersion.
  • the optical transmission lines F and F ′ (see FIG. 1) using the optical fibers Fp and Fn have the respective lengths of the optical fibers Fp and Fn so as to compensate the mode dispersion without considering the wavelength ⁇ .
  • the lengths Lp and Ln the mode dispersion can be sufficiently compensated over the entire 1530 to 1625 nm band.
  • the mode dispersion characteristic is the category of “constant mode dispersion”. include. For example, if the slope d ⁇ / d ⁇ of the mode dispersion ⁇ with respect to the wavelength ⁇ is
  • the optical fiber according to the present embodiment may be an optical fiber Fp having a positive mode dispersion ⁇ p or an optical fiber Fn having a negative mode dispersion ⁇ n by appropriately changing the refractive index distribution. Is possible.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view and a side view showing the configuration of the optical fiber 1 according to the present embodiment.
  • the optical fibers Fp and Fn of the present embodiment (FIGS. 1 and 2) have the same configuration as that of the optical fiber 1.
  • the optical fiber 1 is a cylindrical structure whose main component is silica glass.
  • the optical fiber 1 includes a core 11 and a clad 12.
  • the core 11 has a circular cross section.
  • the clad 12 has an annular cross section surrounding the core 11.
  • the core 11 includes an inner core 111 and an outer core 112.
  • the inner core 111 has a circular cross section.
  • the outer core 112 has an annular cross section that surrounds the inner core 111.
  • the circle formed by the cross section of the inner core 111 has a radius r1.
  • the ring formed by the cross section of the outer core 112 has a radius r1 at its inner periphery and a radius r1 + r2 (radius a) at its outer periphery.
  • the cross-sectional structure shown in FIG. 3 is common to each cross section orthogonal to the central axis L.
  • FIG. 4 is a graph showing the refractive index distribution of the optical fiber 1 according to this embodiment.
  • the refractive index distribution shown in FIG. 4 is realized, for example, by a known technique in which the refractive index is locally increased by adding Ge (germanium) or the refractive index is locally decreased by adding F (fluorine). can do.
  • the refractive index distribution of the inner core 111 is an ⁇ power type refractive index distribution, and has a maximum value n1 on the central axis L.
  • the ⁇ power type refractive index distribution is a refractive index n (r at a point where the distance from the central axis L is r, where ⁇ is a relative refractive index difference between the central portion of the inner core 111 and the outer core 112. )
  • n (r) n1 [1-2 ⁇ (r / a) ⁇ ] 1/2 .
  • the ⁇ -th power type refractive index distribution gradually approaches a step type refractive index distribution.
  • the refractive index n1 'of the outer core 112 and the refractive index n2 of the cladding 12 are constant as shown in FIG.
  • the maximum refractive index n1 of the inner core 111, the refractive index n1 'of the outer core 112, and the refractive index n2 of the cladding 12 have a relationship of n1' ⁇ n2 ⁇ n1.
  • a recess called “trench” is generated due to the difference (n1 ′ ⁇ n2) between the refractive index n2 of the outer core 112 and the refractive index n1 ′ of the outer core 112. ing.
  • ⁇ + represents a relative refractive index difference [(n1 2 ⁇ n2 2 ) / 2n1 2 ] ⁇ 100 [%] between the center portion of the inner core 111 and the clad 12, and ⁇ represents the outer core.
  • the relative refractive index difference between 112 and the clad 12 [(n1 ′ 2 ⁇ n2 2 ) / 2n1 ′ 2 ] ⁇ 100 [%].
  • the relative refractive index difference ⁇ + is sometimes referred to as “core ⁇ ”.
  • Ra and Rd are used in addition to ⁇ and ⁇ + described above as parameters that define the refractive index distribution of the optical fiber 1.
  • Ra represents a ratio r1 / a of the radius r1 of the inner core 111 to the radius a of the outer peripheral portion of the outer core 112.
  • Rd represents the ratio
  • of the absolute value of the relative refractive index difference ⁇ to the absolute value of the relative refractive index difference ⁇ +. That is, the smaller the Rd, the shallower the trench depth (n2-n1 '). When Rd 0, the trench depth becomes zero.
  • an equivalent V value T is used as an index representing the propagation characteristics of the optical fiber 1.
  • n (r) represents a refractive index at a point where the distance from the central axis L is r, and k represents light incident on the optical fiber 1 (hereinafter referred to as “incident light”).
  • incident light hereincident light”.
  • Wave number Wave number.
  • a in the following mathematical formula (3) is a constant determined by the refractive index distribution.
  • the optical fiber 1 having the refractive index distribution shown in FIG. 4, when the equivalent V value T is less than 2.5, the secondary mode (LP11) is blocked, and when the equivalent V value T is 4.5 or less, 3 The next mode (LP21) is shut off. That is, when the equivalent V value T is 2.5 or more and 4.5 or less, the optical fiber 1 functions as a two-mode optical fiber.
  • the section on the T-axis where 2.5 ⁇ T ⁇ 4.5 is referred to as “two-mode region”.
  • the mode dispersion ⁇ is treated as a function of the equivalent V value T instead of being treated as a function of the wavelength ⁇ .
  • the variation of the equivalent V value T is equivalent to the variation of the core radius and the variation of the wavelength ⁇ .
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between the parameter Rd and the mode dispersion characteristic for the optical fiber 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is a graph of ⁇ (T) obtained when Rd is 0, 0.2, 0.4, 0.5, 0.6, 0.8, and 1.0.
  • ⁇ is 2.0
  • ⁇ + is 0.35%
  • Ra is 0.8.
  • the wavelength ⁇ of the incident light is 1.55 ⁇ m.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the parameter Ra and the mode dispersion characteristic for the optical fiber 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 6 is a graph of ⁇ (T) obtained when Ra is set to 0.4, 0.6, 0.7, 0.75, and 0.8.
  • ⁇ is 2.0
  • ⁇ + is 0.35%
  • Rd is 0.4.
  • the wavelength ⁇ of the incident light is 1.55 ⁇ m.
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship between the parameter ⁇ and the mode dispersion characteristic for the optical fiber 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 7 is a graph of ⁇ (T) obtained when ⁇ is 1,2,5,10,10000.
  • ⁇ + is 0.35%
  • Ra is 0.6
  • Rd is 0.4.
  • the wavelength ⁇ of the incident light is 1.55 ⁇ m.
  • FIG. 8 is a graph showing the relationship between the parameter ⁇ + and the mode dispersion characteristic for the optical fiber 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 8 is a graph of ⁇ (T) obtained when ⁇ + is 0.3%, 0.35%, 0.4%, 0.5%, and 0.6%.
  • ⁇ is 2.0
  • Ra is 0.6
  • Rd is 0.4.
  • the wavelength ⁇ of the incident light is 1.55 ⁇ m.
  • Rd 0.4 is set under the condition of Ra ⁇ 0.7, an arbitrary value (more surely, 1.0 ⁇ ⁇ ⁇ 10.0) is set to ⁇ ,
  • ⁇ + more certainly, 0.3 ⁇ ⁇ + ⁇ 0.6
  • a two-mode optical fiber that satisfies the condition of d ⁇ / dT ⁇ 0 can be realized.
  • an optical fiber as the optical fibers Fp and Fn, it is possible to realize the optical transmission lines F and F ′ that can sufficiently compensate the mode dispersion over the entire desired wavelength band. it can.
  • Example 1 of the optical fiber 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 9A to 9C.
  • FIG. 9A shows the set values of parameters that define the refractive index distribution in the optical fiber 1 of the first embodiment.
  • FIG. 9B is a graph illustrating mode dispersion characteristics of the optical fiber 1 according to the first embodiment.
  • the mode dispersion ⁇ is 290 to 296 ps / km in the 1530 to 1625 nm band, and the slope d ⁇ / of the mode dispersion ⁇ with respect to the wavelength ⁇ .
  • d ⁇ was
  • FIG. 9C is a graph showing the relationship between the fluctuation amount of the core radius and the mode dispersion characteristic for the optical fiber 1 according to the first embodiment.
  • the slope of the mode dispersion ⁇ with respect to the core radius is
  • the optical fiber 1 according to the present embodiment has a mode based on fluctuations in the wavelength ⁇ and the core diameter by appropriately setting each parameter as shown in FIG. It was confirmed that the influence of dispersion was small. Therefore, by using the optical fiber in which each parameter is set as described above as the optical fiber Fp, the optical transmission lines F and F ′ capable of sufficiently compensating the mode dispersion over the entire desired wavelength band are provided. Can be realized.
  • Example 2 of the optical fiber 1 according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 10 (a) to 10 (c).
  • FIG. 10A shows the set values of parameters that define the refractive index distribution in the optical fiber 1 of the second embodiment.
  • FIG. 10B is a graph illustrating mode dispersion characteristics of the optical fiber 1 according to the second embodiment.
  • the mode dispersion ⁇ is ⁇ 540 to ⁇ 530 ps / km in the 1530 to 1625 nm band, and the slope of the mode dispersion ⁇ with respect to the wavelength ⁇ .
  • d ⁇ / d ⁇ was
  • FIG. 10C is a graph showing the relationship between the fluctuation amount of the core radius and the mode dispersion characteristic for the optical fiber 1 according to the second embodiment.
  • the slope of the mode dispersion ⁇ with respect to the core radius is
  • the optical fiber 1 according to the present embodiment has a mode based on fluctuations in the wavelength ⁇ and the core diameter by appropriately setting each parameter as shown in FIG. It was confirmed that the influence of dispersion was small. Therefore, by using the optical fiber in which each parameter is set as described above as the optical fiber Fn, the optical transmission lines F and F ′ capable of sufficiently compensating the mode dispersion over the entire desired wavelength band are provided. Can be realized.
  • Example 3 of the optical fiber 1 according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 11 (a) to 11 (c).
  • FIG. 11A shows the set values of the parameters that define the refractive index distribution in the optical fiber 1 of the third embodiment.
  • FIG. 11B is a graph illustrating mode dispersion characteristics of the optical fiber 1 according to the third embodiment.
  • FIG. 11B in the optical fiber 1 of Example 3, in the 1530 to 1625 nm band, the mode dispersion ⁇ is 315 to 325 ps / km, and the slope of the mode dispersion ⁇ with respect to the wavelength ⁇ d ⁇ / d ⁇ was
  • FIG. 11C is a graph showing the relationship between the fluctuation amount of the core radius and the mode dispersion characteristic for the optical fiber 1 according to the third embodiment.
  • the slope of the mode dispersion ⁇ with respect to the core radius is
  • the optical fiber 1 according to the present embodiment can be set in a mode based on fluctuations in the wavelength ⁇ and the core diameter by appropriately setting each parameter as shown in FIG. It was confirmed that the influence of dispersion was small. Therefore, by using the optical fiber in which each parameter is set as described above as the optical fiber Fp, the optical transmission lines F and F ′ capable of sufficiently compensating the mode dispersion over the entire desired wavelength band are provided. Can be realized.
  • Example 4 of the optical fiber 1 according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 12 (a) to 12 (c).
  • FIG. 12A shows the set values of the parameters that define the refractive index distribution in the optical fiber 1 of the fourth embodiment.
  • FIG. 12B is a graph illustrating mode dispersion characteristics of the optical fiber 1 according to the fourth embodiment.
  • FIG. 12B in the optical fiber 1 of Example 4, in the 1530 to 1625 nm band, the mode dispersion ⁇ becomes 2820 to 2835 ps / km, and the slope d ⁇ / of the mode dispersion ⁇ with respect to the wavelength ⁇ . d ⁇ was
  • FIG. 12C is a graph showing the relationship between the fluctuation amount of the core radius and the mode dispersion characteristic for the optical fiber 1 according to the fourth embodiment.
  • the slope of the mode dispersion ⁇ with respect to the core radius is
  • the optical fiber 1 according to the present embodiment has a mode based on fluctuations in the wavelength ⁇ and the core diameter by appropriately setting each parameter as shown in FIG. It was confirmed that the influence of dispersion was small. Therefore, by using the optical fiber in which each parameter is set as described above as the optical fiber Fp, the optical transmission lines F and F ′ capable of sufficiently compensating the mode dispersion over the entire desired wavelength band are provided. Can be realized.
  • Example 5 of the optical fiber 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 13 (a) to 13 (c).
  • FIG. 13A shows the set values of the parameters that define the refractive index distribution in the optical fiber 1 of the fifth embodiment.
  • FIG. 13B is a graph illustrating mode dispersion characteristics of the optical fiber 1 according to the fifth embodiment.
  • FIG. 13C is a graph showing the relationship between the fluctuation amount of the core radius and the mode dispersion characteristic for the optical fiber 1 according to the fifth embodiment.
  • the slope of the mode dispersion ⁇ with respect to the core radius is
  • the optical fiber 1 according to the present embodiment can be set in a mode based on fluctuations in the wavelength ⁇ and the core diameter by appropriately setting each parameter as shown in FIG. It was confirmed that the influence of dispersion was small. Therefore, by using the optical fiber in which each parameter is set as described above as the optical fiber Fp, the optical transmission lines F and F ′ capable of sufficiently compensating the mode dispersion over the entire desired wavelength band are provided. Can be realized.
  • Example 6 An example (Example 6) of the optical transmission line F according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 14 (a) and 14 (b).
  • FIG. 14A shows the mode dispersion ⁇ of the optical fibers Fp and Fn in the optical transmission line F of the sixth embodiment.
  • FIG. 14B is a graph showing mode dispersion characteristics of the optical transmission line F in the sixth embodiment.
  • Example 6 the optical fiber 1 of Example 1 was used as the optical fiber Fp, and the optical fiber 1 of Example 2 was used as the optical fiber Fn to configure the optical transmission line F. That is, in the sixth embodiment, the optical transmission line F is configured by using the optical fibers Fp and Fp whose mode dispersion ⁇ is substantially constant in the 1530 to 1625 nm band.
  • the mode dispersion ⁇ of each optical fiber is as shown in FIG.
  • the mode dispersion characteristic of F was determined.
  • the mode dispersion ⁇ is ⁇ 2 to 2 ps / km, the mode dispersion ⁇ is extremely small, and the mode dispersion is It was confirmed that the influence of ⁇ on wavelength ⁇ was extremely small. Therefore, it was confirmed that the optical fiber 1 of Example 5 can sufficiently compensate the mode dispersion over the entire 1530 to 1625 nm band.
  • FIG. 15 shows the set values of parameters that define the refractive index distribution in the optical fiber of this comparative example.
  • FIG. 16 is a graph showing mode dispersion characteristics of the optical fiber according to this comparative example.
  • the mode dispersion ⁇ is ⁇ 600 to ⁇ 460 ps / km in the 1530 to 1625 nm band, and the slope d ⁇ of the mode dispersion ⁇ with respect to the wavelength ⁇ . / D ⁇ was
  • the mode dispersion ⁇ in the optical fiber with a trench, in the 1530 to 1625 nm band, the mode dispersion ⁇ is 305 to 385 ps / km, and the slope d ⁇ / d ⁇ of the mode dispersion ⁇ with respect to the wavelength ⁇ is
  • FIG. 17 is a graph showing the relationship between the fluctuation amount of the core radius and the mode dispersion characteristic for the optical fiber according to this comparative example.
  • the slope of the mode dispersion ⁇ with respect to the core radius is
  • the optical fiber with a trench has an inclination of mode dispersion ⁇ with respect to the core radius of
  • the wavelength band to be compensated for mode dispersion is the 1530 to 1625 nm band, but is not limited thereto. It will be apparent from the content of this document to those skilled in the art that the present invention can make other wavelength bands subject to modal dispersion compensation.
  • the optical fiber according to one embodiment of the present invention is a two-mode optical fiber that propagates the LP01 mode component and the LP11 mode component included in the signal light, and the above formula ( The mode dispersion ⁇ defined by 2) is constant.
  • vg11 represents the group velocity of the LP11 mode component
  • vg01 represents the group velocity of the LP01 mode component.
  • the slope d ⁇ / d ⁇ of the mode dispersion ⁇ with respect to the wavelength ⁇ is
  • the slope d ⁇ / d ⁇ of the mode dispersion ⁇ with respect to the wavelength ⁇ is preferably
  • each of the above optical fibers there is almost no variation in the mode dispersion characteristic due to the wavelength ⁇ , so the first optical fiber having a mode dispersion characteristic with a positive sign and the first optical fiber having a mode dispersion characteristic with a negative sign.
  • Each of the two optical fibers is configured like the optical fiber, and further, by combining the first optical fiber and the second optical fiber with an appropriate length, over a wide wavelength band.
  • An optical transmission line in which mode dispersion compensation is performed can be realized.
  • the above-described optical fiber provides mode dispersion compensation over the entire communication wavelength band of 1530 to 1625 nm (but not limited to this). It can be seen that the optical transmission line made can be realized, and thus the optical fiber is more useful.
  • the refractive index distribution is ⁇ power type
  • the maximum refractive index is n1
  • the inner core surrounds the inner core
  • the refractive index n1 ′ surrounds the outer core.
  • a clad having a refractive index of n2 (n1 ′ ⁇ n2 ⁇ n1).
  • the radius of the inner core is r1
  • the radius of the outer periphery of the outer core is a
  • the relative refractive index difference between the outer core and the cladding is ⁇
  • An optical transmission line uses the optical fiber, uses the first optical fiber in which the sign of the mode dispersion ⁇ is positive, and the optical fiber, and And a second optical fiber having a negative sign of the mode dispersion ⁇ .
  • optical transmission line it is possible to realize an optical transmission line capable of sufficiently compensating mode dispersion over the entire desired wavelength band.
  • the present invention can be used for an optical transmission line for communication, and can be particularly suitably used for an optical transmission line for communication by wavelength division division division or mode division division.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Abstract

　光伝送路Ｆが備える光ファイバＦｐ、Ｆｎは、信号光に含まれるＬＰ０１及びＬＰ１１のモード成分を伝搬する２モード光ファイバであり、１５３０～１６２５ｎｍの波長帯域において、波長λに対するモード分散Δτの傾きｄΔτ／ｄλが、｜０．５｜ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ以下である。前記光ファイバＦｐ、Ｆｎは、前記モード分散Δτの符号が、互いに、反対である。前記光伝送路によれば、広い波長帯域にわたって、モード分散を十分に補償することができる。

Description

光ファイバおよび光伝送路
　本発明は、光ファイバおよび光伝送路に関する。
　光情報通信においては、通信量の増加に伴い、伝送媒体となる光ファイバに求められる伝送容量も増加してきている。特に、ＷＤＭ（波長多重分割）方式による長距離伝送用の光ファイバにおいて、このような要求は顕著である。通信量は今後も増加の一途を辿ることが予想されており、伝送容量の増加は光ファイバにおける喫緊の課題となっている。
　そこで、近年、伝送容量の増加に対応すべく、複数のモードを伝搬させることが可能なＦＭＦ（Few-Mode Fiber）を伝送路に用い、各モードに対して対応する信号を重畳することにより複数の信号を多重化送信する、ＭＤＭ（モード分割多重）伝送が注目を集めている。
　しかしながら、ＦＭＦにおいては、モード分散の発生が避けられない。モード分散は、伝送距離に比例した伝送容量の低下を生じさせる。したがって、長距離伝送に耐える大容量のマルチモードファイバを実現するためには、モード分散を抑えることが重要になる。
　例えば、ＭＤＭ伝送において採用され得るＭＩＭＯ(Multiple-Input-Multiple-Output)の処理演算量は、ＦＭＦのモード分散が大きいほど増加することが知られている。このため、ＦＭＦのモード分散が大きいと、ＭＩＭＯの処理に遅延が生じる虞がある。このため、ＭＤＭ伝送では、モード分散が小さいＦＭＦが必要となってくる。さらに、ＭＤＭ伝送は、ＷＤＭ伝送との併用が想定されるため、広い波長帯域に亘ってモード分散を小さくする必要がある。
　そこで、モード分散特性が異なる複数の光ファイバを組み合わせることにより、光伝送路におけるモード分散を補償する技術が考案されている。例えば、下記特許文献１には、２つのＭＭＦ（Multimode Fiber）を好適に組み合わせることにより、最適化された波長（例えば、０．８５μｍ）以外の他の波長（例えば、１．３μｍ）においても、モード分散を補償することにより、伝送帯域幅を拡大する技術が開示されている。
　また、下記非特許文献１，２には、モード分散の符号と、モード分散の波長に対する傾きの符号との各々が互いに異なる、２以上の２モードファイバを接続することにより、より広い波長帯域に亘ってモード分散を小さくする技術が開示されている。
　特に、下記非特許文献１では、グレーデッドインデックスコアにトレンチ構造を付与した構造の２モードファイバと、グレーデッドインデックスコアのみを有する構造の２モードファイバとを接続した光伝送路が提案されており、当該光伝送路を用いて、光通信用の波長帯域であるＣ＋Ｌ－ｂａｎｄにおいて数ｐｓ／ｋｍ以下のモード分散を達成できることが示されている。
　また、下記非特許文献２では、階段状の屈折率分布を有する２モード光ファイバが提案されており、各パラメータが調整された４本の光ファイバが接続された光伝送路を用いて、Ｃ＋Ｌ－ｂａｎｄにおいて数ｐｓ／ｋｍ以下のモード分散を達成できるとされている。
日本国公開特許公報「特開２００６－２２１０５２号公報（２００６年８月２４日公開）」
　しかしながら、上記非特許文献１，２の技術を用いたとしても、広い波長帯域に亘ってモード分散を十分に補償することは容易ではない。これは、従来の２モード光ファイバは、そのモード分散Δτが波長λに対して傾きを有している、すなわち、モード分散Δτが波長λに依存するという特性を有しているためである。この点に関し、図１８を参照してより具体的に説明する。図１８は、従来の光ファイバのモード分散特性を示すグラフである（ｘ軸は波長、ｙ軸はモード分散を示す）。この図１８に示すように、正のモード分散Δτｐは、１次関数ｙ＝ａｐｘ＋ｂｐ（ａｐ＞０）によって近似可能な特性を有しており、負のモード分散Δτｎは、１次関数ｙ＝ａｎｘ＋ｂｎ（ａｎ＜０）によって近似可能な特性を有している。
　このため、従来の光伝送路（例えば、非特許文献１，２に開示されている光伝送路）においては、ある波長λを基準として、モード分散を補償するように２つの２モード光ファイバ（正のモード分散Δτｐをもつ２モード光ファイバ、および、負のモード分散Δτｎをもつ２モード光ファイバ）を組み合わせたとしても、他の波長λの信号光に対してモード分散を十分に補償することは容易ではない。よって、従来の光伝送路においては、広い波長帯域に亘ってモード分散を十分に補償することができなかった。
　上記の課題に関する発明者の知見によれば、従来の光伝送路であっても、下記数式（１）を満たすことにより、広い波長帯域に亘ってモード分散Δτを補償することが可能である。しかしながら、上記モード分散Δτは、その波長λに対する傾きがコア半径の変動に対して鈍感であるのに対し、その値がコア半径の変動に対して敏感であるため、コア半径が変動してしまうと、下記数式（１）の関係が大きく崩れてしまう。このため、広い波長帯域に亘ってモード分散を十分に補償することのできる光伝送路を実現するという課題は、依然として未解決のままであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　本発明は、上記の課題に鑑みて、発明者の更なる知見に基づきなされたものであり、その目的は、広い波長帯域に亘ってモード分散を十分に補償することが可能な光ファイバおよび光伝送路を実現することにある。
　上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る光ファイバは、信号光に含まれるＬＰ０１モード成分およびＬＰ１１モード成分を伝搬する２モード光ファイバであって、予め定められた波長帯域において、下記数式（２）により定義されるモード分散Δτが一定であることを特徴とする。下記数式（２）において、ｖｇ１１は、前記ＬＰ１１モード成分の群速度を示し、ｖｇ０１は、前記ＬＰ０１モード成分の群速度を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　本発明によれば、広い波長帯域に亘ってモード分散を十分に補償することが可能な光ファイバおよび光伝送路を実現することができる。
本発明の一実施形態に係る光伝送路の構成を示す。 本実施形態に係る光ファイバのモード分散特性を示すグラフである。 本実施形態に係る光ファイバの構成を示す断面図および側面図である。 本実施形態に係る光ファイバの屈折率分布を示すグラフである。 本実施形態に係る光ファイバに関して、パラメータＲｄとモード分散特性との関係を示すグラフである。 本実施形態に係る光ファイバに関して、パラメータＲａとモード分散特性との関係を示すグラフである。 本実施形態に係る光ファイバに関して、パラメータαとモード分散特性との関係を示すグラフである。 本実施形態に係る光ファイバに関して、パラメータΔ＋とモード分散特性との関係を示すグラフである。 （ａ）は、実施例１の光ファイバにおける、屈折率分布を規定する各パラメータの設定値を示す。（ｂ）は、実施例１に係る光ファイバの、モード分散特性を示すグラフである。（ｃ）は、実施例１に係る光ファイバに関して、コア半径の変動量とモード分散特性との関係を示すグラフである。 （ａ）は、実施例２の光ファイバにおける、屈折率分布を規定する各パラメータの設定値を示す。（ｂ）は、実施例２に係る光ファイバの、モード分散特性を示すグラフである。（ｃ）は、実施例２に係る光ファイバに関して、コア半径の変動量とモード分散特性との関係を示すグラフである。 （ａ）は、実施例３の光ファイバにおける、屈折率分布を規定する各パラメータの設定値を示す。（ｂ）は、実施例３に係る光ファイバの、モード分散特性を示すグラフである。（ｃ）は、実施例３に係る光ファイバに関して、コア半径の変動量とモード分散特性との関係を示すグラフである。 （ａ）は、実施例４の光ファイバにおける、屈折率分布を規定する各パラメータの設定値を示す。（ｂ）は、実施例４に係る光ファイバの、モード分散特性を示すグラフである。（ｃ）は、実施例４に係る光ファイバに関して、コア半径の変動量とモード分散特性との関係を示すグラフである。 （ａ）は、実施例５の光ファイバにおける、屈折率分布を規定する各パラメータの設定値を示す。（ｂ）は、実施例５に係る光ファイバの、モード分散特性を示すグラフである。（ｃ）は、実施例５に係る光ファイバに関して、コア半径の変動量とモード分散特性との関係を示すグラフである。 （ａ）は、実施例６の光伝送路における、各光ファイバのモード分散Δτを示す。（ｂ）は、実施例６における光伝送路の、モード分散特性を示すグラフである。 本比較例の光ファイバにおける、屈折率分布を規定する各パラメータの設定値を示す。 本比較例に係る光ファイバの、モード分散特性を示すグラフである。 本比較例に係る光ファイバに関して、コア半径の変動量とモード分散特性との関係を示すグラフである。 従来の光ファイバのモード分散特性を示すグラフである。
　以下、図１～図８を参照して、本発明の一実施形態に係る光伝送路および光ファイバについて説明する。なお、本書および添付の図面においては、モード分散Δτを、ＤＭＤ（Differential Modal Group Delay）と示す場合もある。
　〔光伝送路の構成〕
　図１は、本実施形態に係る光伝送路Ｆ，Ｆ’の構成を示す。光伝送路Ｆ，Ｆ’は、いずれも、図１に示すように、少なくとも２本の光ファイバＦｐ，Ｆｎを含んで構成されている。光ファイバＦｐは、正のモード分散Δτｐを有する２モード光ファイバであり、光ファイバＦｎは、負のモード分散Δτｎを有する２モード光ファイバである。モード分散Δτｐ，Δτｎは、いずれも、上記数式（２）によって定義されるものである。
　図１（ａ）は、正のモード分散Δτｐを有する光ファイバＦｐを入力側に配置し、負のモード分散Δτｎを有する光ファイバＦｎを出力側に配置した、光伝送路Ｆの構成例を示している。この光伝送路Ｆにおいて、ＬＰ１１モード成分が光ファイバＦｐを伝搬するために要する時間は、ＬＰ０１モード成分が光ファイバＦｐを伝搬するために要する時間よりもΔτｐ×Ｌｐ（Ｌｐ＝光ファイバＦｐの長さ）だけ長い。したがって、ＬＰ１１モード成分は、光ファイバＦｐを伝搬する過程で、Δτｐ×Ｌｐだけ遅れることとなる。
　一方、この光伝送路Ｆにおいて、ＬＰ１１モード成分が光ファイバＦｎを伝搬ために要する時間は、ＬＰ０１モード成分が光ファイバＦｎを伝搬するために要する時間よりもΔτｎ×Ｌｎ（Ｌｎ＝光ファイバＦｎの長さ）だけ短い。したがって、ＬＰ１１モード成分は、光ファイバＦｎを伝搬する過程で、Δτｎ×Ｌｎだけ遅れを取り戻すこととなる。
　したがって、光伝送路Ｆにおいて、Δτｐ×Ｌｐ＋Δτｎ×Ｌｎが十分小さくなるように、より好ましくは、Δτｐ×Ｌｐ＋Δτｎ×Ｌｎ＝０となるように、光ファイバＦｐの長さＬｐ及び光ファイバＦｎの長さＬｎを設定することにより、当該光伝送路Ｆにおけるモード分散を十分に補償し、モード分散が殆ど生じない光伝送路Ｆを実現することができる。
　特に、本実施形態の光伝送路Ｆにおいては、光ファイバＦｐ，Ｆｎとして、モード分散特性が波長λに依存しないもの（図２参照）を用いているため、波長λを考慮することなく、モード分散を補償するように光ファイバＦｐ，Ｆｎの各々の長さを設定することにより、結果的に、所望の波長帯域の全域に亘って、モード分散を十分に補償することができる。
　図１（ｂ）は、負のモード分散Δτｎを有する光ファイバＦｎを入力側に配置し、正のモード分散Δτｐを有する光ファイバＦｐを出力側に配置した、光伝送路Ｆ’の構成例を示している。この光伝送路Ｆ’において、ＬＰ０１モード成分が光ファイバＦｎを伝搬するのに要する時間は、ＬＰ１１モード成分が光ファイバＦｎを伝搬するのに要する時間よりもΔτｐ×Ｌｐだけ長い。したがって、ＬＰ０１モード成分は、光ファイバＦｎを伝搬する過程で、Δτｎ×Ｌｎだけ遅れることとなる。
　一方、この光伝送路Ｆ’において、ＬＰ０１モード成分が光ファイバＦｐを伝搬するのに要する時間は、ＬＰ１１モード成分が光ファイバＦｐを伝搬するのに要する時間よりもΔτｐ×Ｌｐだけ短い。したがって、ＬＰ０１モード成分は、光ファイバＦｐを伝搬する過程で、Δτｐ×Ｌｐだけ遅れを取り戻すこととなる。
　したがって、光伝送路Ｆ’において、Δτｐ×Ｌｐ＋Δτｎ×Ｌｎが十分小さくなるように、より好ましくは、Δτｐ×Ｌｐ＋Δτｎ×Ｌｎ＝０となるように、光ファイバＦｐの長さＬｐ及び光ファイバＦｎの長さＬｎを設定することにより、当該光伝送路Ｆ’におけるモード分散を十分に補償し、モード分散が殆ど生じない光伝送路Ｆ’を実現することができる。
　特に、本実施形態の光伝送路Ｆ’においては、光ファイバＦｐ，Ｆｎとして、モード分散特性が波長λに依存しないもの（図２参照）を用いているため、波長λを考慮することなく、モード分散を補償するように光ファイバＦｐ，Ｆｎの各々の長さを設定することにより、結果的に、所望の波長帯域の全域に亘って、モード分散を十分に補償することができる。
　〔光ファイバのモード分散特性〕
　図２は、本実施形態に係る光ファイバＦｐ，Ｆｎのモード分散特性を示すグラフである。特に、図２は、予め定められた通信用の波長帯域である、１５３０～１６２５ｎｍ帯における、光ファイバＦｐ，Ｆｎのモード分散の特性を示している。図２において、ｘ軸は波長、ｙ軸はモード分散を示す。
　図２において注目すべき点は、光ファイバＦｐは、ｙ＝ｂｐによって表される正のモード分散特性を有しており、光ファイバＦｎは、ｙ＝ｂｎによって表される負のモード分散特性を有していることである。すなわち、光ファイバＦｐのモード分散Δτｐの波長λに対する傾きｄΔτｐ／ｄλはゼロであり、光ファイバＦｎのモード分散Δτｎの波長λに対する傾きｄΔτｎ／ｄλもゼロである。要するに、少なくとも１５３０～１６２５ｎｍ帯において、光ファイバＦｐのモード分散Δτｐおよび光ファイバＦｎのモード分散Δτｎは、いずれも波長λに依存することなく、一定となっている。
　これにより、光ファイバＦｐ，Ｆｎを用いた光伝送路Ｆ，Ｆ’（図１参照）は、特に波長λを考慮することなく、モード分散を補償するように光ファイバＦｐ，Ｆｎの各々の長さＬｐ，Ｌｎを設定することにより、結果的に、１５３０～１６２５ｎｍ帯全域に亘って、モード分散を十分に補償することができる。
　なお、本書における「モード分散が一定」とは、モード分散の波長λに対する傾き＝０に限らず、モード分散の波長λに対する傾き≒０であってもよい。要するに、１５３０～１６２５ｎｍ帯全域に亘ってモード分散を十分に補償することができる程度に、モード分散の波長λに対する傾きが十分に小さければ、そのモード分散特性は、「モード分散が一定」の範疇に含まれる。例えば、波長λに対するモード分散Δτの傾きｄΔτ／ｄλが、｜０．５ｐｓ｜／ｋｍ／ｎｍ以下であれば、「モード分散が一定」の範疇に含まれる。
　なお、本実施形態に係る光ファイバは、屈折率分布を適宜変更することによって、正のモード分散Δτｐを有する光ファイバＦｐとすることも、負のモード分散Δτｎを有する光ファイバＦｎとすることも可能である。
　〔光ファイバの構成〕
　図３は、本実施形態に係る光ファイバ１の構成を示す断面図および側面図である。本実施形態（図１，２）の光ファイバＦｐ，Ｆｎは、この光ファイバ１と同様の構成を有している。
　光ファイバ１は、シリカガラスを主成分とする円柱状の構造体である。光ファイバ１は、コア１１と、クラッド１２とを備えて構成されている。コア１１は、円形状の断面を有する。クラッド１２は、コア１１を取り囲む円環状の断面を有する。
　コア１１は、内側コア１１１と、外側コア１１２とを備えて構成されている。内側コア１１１は、円形状の断面を有する。外側コア１１２は、内側コア１１１を取り囲む円環状の断面を有する。内側コア１１１の断面がなす円は、半径ｒ１を有している。外側コア１１２の断面がなす円環は、その内周部が半径ｒ１を有しており、その外周部が半径ｒ１＋ｒ２（半径ａ）を有している。光ファイバ１において、図３に示す断面構造は、中心軸Ｌに直交する各断面において共通である。
　（光ファイバの屈折率分布）
　図４は、本実施形態に係る光ファイバ１の屈折率分布を示すグラフである。なお、図４に示す屈折率分布は、例えば、Ｇｅ（ゲルマニウム）の添加によって屈折率を局所的に上げたり、Ｆ（フッ素）の添加によって屈折率を局所的に下げたりする公知の手法により実現することができる。
　内側コア１１１の屈折率分布は、図４に示すように、α乗型の屈折率分布であり、中心軸Ｌ上で最大値ｎ１をとる。ここで、α乗型の屈折率分布とは、内側コア１１１の中心部と外側コア１１２との比屈折率差をδとして、中心軸Ｌからの距離がｒである点の屈折率ｎ（ｒ）がｎ（ｒ）＝ｎ１［１－２δ（ｒ／ａ）α］１／２と表される屈折率分布のことを指す。なお、αを大きくしていくと、α乗型の屈折率分布は、ステップ型の屈折率分布に漸近する。
　外側コア１１２の屈折率ｎ１’、および、クラッド１２の屈折率ｎ２は、図４に示すように一定である。内側コア１１１の最大屈折率ｎ１、外側コア１１２の屈折率ｎ１’、およびクラッド１２の屈折率ｎ２は、ｎ１’＜ｎ２＜ｎ１という関係を有している。図４に示す光ファイバ１の屈折率分布には、外側コア１１２の屈折率ｎ２と、外側コア１１２の屈折率ｎ１’との差（ｎ１’＜ｎ２）により、「トレンチ」と呼ばれる凹部が生じている。
　なお、図４において、Δ＋は、内側コア１１１の中心部とクラッド１２との比屈折率差[(ｎ１２-ｎ２２)／２ｎ１２] ×１００［％］を表し、Δ－は、外側コア１１２とクラッド１２との比屈折率差[(ｎ１’２-ｎ２２)／２ｎ１’２]×１００［％］を表す。比屈折率差Δ＋は、「コアΔ」と呼ばれることもある。
　以下の説明においては、光ファイバ１の屈折率分布を規定するパラメータとして、上述したαおよびΔ＋の他に、ＲａおよびＲｄを用いる。Ｒａは、外側コア１１２の外周部の半径ａに対する内側コア１１１の半径ｒ１の比ｒ１／ａを表す。また、Ｒｄは、比屈折率差Δ＋の絶対値に対する比屈折率差Δ－の絶対値の比｜Δ－｜／｜Δ＋｜を表す。すなわち、Ｒｄが小さくなるほど、トレンチの深さ（ｎ２－ｎ１’）は浅くなり、Ｒｄ＝０のとき、トレンチの深さは０になる。
　また、以下の説明においては、光ファイバ１の伝搬特性を表す指標として、等価Ｖ値Ｔを用いる。等価Ｖ値Ｔは、Ｔ＝∫［ｎ２（ｒ）－ｎ２（∞）ｋ］１／２ｄｒ（積分範囲は０から∞）により定義され、規格化周波数Ｖとの間に下記数式（３）の関係を有する。等価Ｖ値Ｔの定義式において、ｎ（ｒ）は、中心軸Ｌからの距離がｒである点における屈折率を表し、ｋは、光ファイバ１に入射させる光（以下「入射光」と記載）の波数を表す。下記数式（３）におけるＡは、屈折率分布によって決定される定数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　図４に示す屈折率分布を有する光ファイバ１においては、等価Ｖ値Ｔが２．５未満の場合、２次モード（ＬＰ１１）が遮断され、等価Ｖ値Ｔが４．５以下の場合、３次モード（ＬＰ２１）が遮断される。すなわち、この等価Ｖ値Ｔが２．５以上４．５以下であるときに、光ファイバ１は２モード光ファイバとして機能する。以下、２．５≦Ｔ≦４．５であるＴ軸上の区間のことを、「２モード領域」と記載する。
　（屈折率分布とモード分散特性との関係）
　次に、光ファイバ１の屈折率分布とモード分散特性との関係について、図５～図８を参照して説明する。なお、以下の説明においては、モード分散Δτを波長λの関数として扱う代わりに等価Ｖ値Ｔの関数として扱う。上記数式（３）から明らかなように、等価Ｖ値Ｔの変動は、コア半径の変動および波長λの変動と等価である。したがって、等価Ｖ値Ｔに対するモード分散Δτの傾き（ｄΔτ／ｄＴ）が≒０であれば、コア半径に対するモード分散Δτの傾き、および波長λに対するモード分散Δτの傾きは、いずれも≒０となる。
　まず、パラメータＲｄがモード分散特性に及ぼす影響について、図５を参照して説明する。図５は、本実施形態に係る光ファイバ１に関して、パラメータＲｄとモード分散特性との関係を示すグラフである。特に、図５は、Ｒｄを０，０．２，０．４，０．５，０．６，０．８，１．０としたときに得られるΔτ（Ｔ）のグラフである。ここでは、αを２．０とし、Δ＋を０．３５％とし、Ｒａを０．８としている。また、入射光の波長λは、１．５５μｍとしている。
　図５に示すグラフから、パラメータＲｄを変化させることで、等価Ｖ値Ｔに対するモード分散Δτの傾き（ｄΔτ／ｄＴ）が変化することがわかる。特に、Ｒｄを徐々に増加させていくと、Ｒｄ＝０．４付近において、ｄΔτ／ｄＴ≒０となることがわかる。したがって、Ｒｄ＝０．４付近に設定することでｄΔτ／ｄＴを≒０に制御できることがわかる。
　次に、パラメータＲａがモード分散特性に及ぼす影響について、図６を参照して説明する。図６は、本実施形態に係る光ファイバ１に関して、パラメータＲａとモード分散特性との関係を示すグラフである。特に、図６は、Ｒａを０．４,０．６，０．７，０．７５，０．８としたときに得られるΔτ（Ｔ）のグラフである。ここでは、αを２．０とし、Δ＋を０．３５％とし、Ｒｄを０．４としている。また、入射光の波長λは、１．５５μｍとしている。
　図６に示すグラフから、Ｒａを変化させることにより、モード分散特性が横軸方向にシフト（すなわち、等価Ｖ値Ｔが変化）することがわかる。特に、等価Ｖ値Ｔが大きくなるにつれ、ｄΔτ／ｄＴは０に近づいていくことがわかる。そして、２モード領域にｄΔτ／ｄＴ≒０の解が得られるＲａの条件はＲａ≦０．７のときであることがわかる。したがって、Ｒａ≦０．７に設定することでｄΔτ／ｄＴを≒０に制御できることがわかる。
　次に、パラメータαがモード分散特性に及ぼす影響について、図７を参照して説明する。図７は、本実施形態に係る光ファイバ１に関して、パラメータαとモード分散特性との関係を示すグラフである。特に、図７は、αを１,２，５，１０，１００００としたときに得られるΔτ（Ｔ）のグラフである。ここでは、Δ＋を０．３５％とし、Ｒａを０．６とし、Ｒｄを０．４としている。また、入射光の波長λは、１．５５μｍとしている。
　図７に示すグラフから、αを変化させることにより、モード分散特性が縦軸方向にシフト（すなわち、モード分散Δτが変化）することがわかる。一方、図７に示すグラフから、αを１．０～１０．０の範囲内で変化させた場合であっても、ｄΔτ／ｄＴ≒０のまま、ｄΔτ／ｄＴが殆ど変化しないことがわかる。したがって、αに任意の値（より確実には、１．０≦α≦１０．０）を設定することでｄΔτ／ｄＴを≒０に制御できることがわかる。
　次に、パラメータΔ＋がモード分散特性に及ぼす影響について、図８を参照して説明する。図８は、本実施形態に係る光ファイバ１に関して、パラメータΔ＋とモード分散特性との関係を示すグラフである。特に、図８は、Δ＋を０．３％，０．３５％，０．４％，０．５％，０．６％としたときに得られるΔτ（Ｔ）のグラフである。ここでは、αを２．０とし、Ｒａを０．６とし、Ｒｄを０．４としている。また、入射光の波長λは、１．５５μｍとしている。
　図８に示すグラフから、Δ＋を変化させることにより、モード分散特性が縦軸方向にシフト（すなわち、モード分散Δτが変化）することがわかる。一方、図８に示すグラフから、Δ＋を０．３～０．６の範囲内で変化させた場合であっても、ｄΔτ／ｄＴが殆ど変化しないことがわかる。したがって、Δ＋に任意の値（より確実には、０．３≦Δ＋≦０．６）を設定することでｄΔτ／ｄＴを≒０に制御できることがわかる。
　以上のように、Ｒａ≦０．７という条件の下、Ｒｄ＝０．４付近に設定し、αに任意の値（より確実には、１．０≦α≦１０．０）を設定し、Δ＋に任意の値（より確実には、０．３≦Δ＋≦０．６）を設定することで、ｄΔτ／ｄＴ≒０という条件を満たす２モード光ファイバを実現することができる。そして、このような光ファイバを光ファイバＦｐ，Ｆｎとして用いることにより、所望の波長帯域の全域に亘って、モード分散を十分に補償することができる光伝送路Ｆ，Ｆ’を実現することができる。
　〔実施例１〕
　本実施形態に係る光ファイバ１の実施例１について、図９（ａ）～図９（ｃ）を参照して説明する。図９（ａ）は、実施例１の光ファイバ１における、屈折率分布を規定する各パラメータの設定値を示す。図９（ｂ）は、実施例１に係る光ファイバ１の、モード分散特性を示すグラフである。
　図９（ａ）に示すように、本実施例１では、Ｒａ＝０．７、Ｒｄ＝０．４、α＝２．０、Δ＋＝０．３５を設定した。この結果、図９（ｂ）に示すように、実施例１の光ファイバ１は、１５３０～１６２５ｎｍ帯において、モード分散Δτは、２９０～２９６ｐｓ／ｋｍとなり、モード分散Δτの波長λに対する傾きｄΔτ／ｄλは、｜０．１５｜ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ以下となり、上記傾きが極めて小さいものとなった。したがって、実施例１の光ファイバ１は、１５３０～１６２５ｎｍ帯全域に亘って、モード分散を十分に補償することができるものであることが確認された。
　ここで、実施例１の光ファイバ１において、コア半径の変動がモード分散特性に及ぼす影響について、図９（ｃ）を参照して説明する。図９（ｃ）は、実施例１に係る光ファイバ１に関して、コア半径の変動量とモード分散特性との関係を示すグラフである。図９（ｃ）に示すように、実施例１の光ファイバ１は、コア半径に対するモード分散Δτの傾きが、｜２５｜ｐｓ／ｋｍ／μｍ以下であり、コア径の変動によるモード分散の影響が非常に小さいものであることが確認された。
　以上のように、本実施例１によれば、本実施形態の光ファイバ１は、図９（ａ）に示すように各パラメータを適切に設定することにより、波長λおよびコア径の変動によるモード分散の影響が小さいものとなることが確認された。したがって、このように各パラメータが設定された光ファイバを光ファイバＦｐとして用いることにより、所望の波長帯域の全域に亘って、モード分散を十分に補償することができる光伝送路Ｆ，Ｆ’を実現することができる。
　〔実施例２〕
　本実施形態に係る光ファイバ１の実施例２について、図１０（ａ）～図１０（ｃ）を参照して説明する。図１０（ａ）は、実施例２の光ファイバ１における、屈折率分布を規定する各パラメータの設定値を示す。図１０（ｂ）は、実施例２に係る光ファイバ１の、モード分散特性を示すグラフである。
　図１０（ａ）に示すように、本実施例２では、Ｒａ＝０．６、Ｒｄ＝０．４、α＝１．４、Δ＋＝０．３５を設定した。この結果、図１０（ｂ）に示すように、実施例２の光ファイバ１は、１５３０～１６２５ｎｍ帯において、モード分散Δτは、－５４０～－５３０ｐｓ／ｋｍとなり、モード分散Δτの波長λに対する傾きｄΔτ／ｄλは、｜０．１０｜ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ以下となり、上記傾きが極めて小さいものとなった。したがって、実施例２の光ファイバ１は、１５３０～１６２５ｎｍ帯全域に亘って、モード分散を十分に補償することができるものであることが確認された。
　ここで、実施例２の光ファイバ１において、コア半径の変動がモード分散特性に及ぼす影響について、図１０（ｃ）を参照して説明する。図１０（ｃ）は、実施例２に係る光ファイバ１に関して、コア半径の変動量とモード分散特性との関係を示すグラフである。図１０（ｃ）に示すように、実施例２の光ファイバ１は、コア半径に対するモード分散Δτの傾きが、｜６｜ｐｓ／ｋｍ／μｍ以下であり、コア径の変動によるモード分散の影響が非常に小さいものであることが確認された。
　以上のように、本実施例２によれば、本実施形態の光ファイバ１は、図１０（ａ）に示すように各パラメータを適切に設定することにより、波長λおよびコア径の変動によるモード分散の影響が小さいものとなることが確認された。したがって、このように各パラメータが設定された光ファイバを光ファイバＦｎとして用いることにより、所望の波長帯域の全域に亘って、モード分散を十分に補償することができる光伝送路Ｆ，Ｆ’を実現することができる。
　〔実施例３〕
　本実施形態に係る光ファイバ１の実施例３について、図１１（ａ）～図１１（ｃ）を参照して説明する。図１１（ａ）は、実施例３の光ファイバ１における、屈折率分布を規定する各パラメータの設定値を示す。図１１（ｂ）は、実施例３に係る光ファイバ１の、モード分散特性を示すグラフである。
　図１１（ａ）に示すように、本実施例３では、Ｒａ＝０．３、Ｒｄ＝０．４、α＝２．０、Δ＋＝０．３５を設定した。この結果、図１１（ｂ）に示すように、実施例３の光ファイバ１は、１５３０～１６２５ｎｍ帯において、モード分散Δτは、３１５～３２５ｐｓ／ｋｍとなり、モード分散Δτの波長λに対する傾きｄΔτ／ｄλは、｜０．２０｜ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ以下となり、上記傾きが極めて小さいものとなった。したがって、実施例３の光ファイバ１は、１５３０～１６２５ｎｍ帯全域に亘って、モード分散を十分に補償することができるものであることが確認された。
　ここで、実施例３の光ファイバ１において、コア半径の変動がモード分散特性に及ぼす影響について、図１１（ｃ）を参照して説明する。図１１（ｃ）は、実施例３に係る光ファイバ１に関して、コア半径の変動量とモード分散特性との関係を示すグラフである。図１１（ｃ）に示すように、実施例３の光ファイバ１は、コア半径に対するモード分散Δτの傾きが、｜５｜ｐｓ／ｋｍ／μｍ以下であり、コア径の変動によるモード分散の影響が非常に小さいものであることが確認された。
　以上のように、本実施例３によれば、本実施形態の光ファイバ１は、図１１（ａ）に示すように各パラメータを適切に設定することにより、波長λおよびコア径の変動によるモード分散の影響が小さいものとなることが確認された。したがって、このように各パラメータが設定された光ファイバを光ファイバＦｐとして用いることにより、所望の波長帯域の全域に亘って、モード分散を十分に補償することができる光伝送路Ｆ，Ｆ’を実現することができる。
　〔実施例４〕
　本実施形態に係る光ファイバ１の実施例４について、図１２（ａ）～図１２（ｃ）を参照して説明する。図１２（ａ）は、実施例４の光ファイバ１における、屈折率分布を規定する各パラメータの設定値を示す。図１２（ｂ）は、実施例４に係る光ファイバ１の、モード分散特性を示すグラフである。
　図１２（ａ）に示すように、本実施例４では、Ｒａ＝０．６、Ｒｄ＝０．１、α＝１０．０、Δ＋＝０．４２５を設定した。この結果、図１２（ｂ）に示すように、実施例４の光ファイバ１は、１５３０～１６２５ｎｍ帯において、モード分散Δτは、２８２０～２８３５ｐｓ／ｋｍとなり、モード分散Δτの波長λに対する傾きｄΔτ／ｄλは、｜０．５０｜ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ以下となり、上記傾きが極めて小さいものとなった。したがって、実施例４の光ファイバ１は、１５３０～１６２５ｎｍ帯全域に亘って、モード分散を十分に補償することができるものであることが確認された。
　ここで、実施例４の光ファイバ１において、コア半径の変動がモード分散特性に及ぼす影響について、図１２（ｃ）を参照して説明する。図１２（ｃ）は、実施例４に係る光ファイバ１に関して、コア半径の変動量とモード分散特性との関係を示すグラフである。図１２（ｃ）に示すように、実施例４の光ファイバ１は、コア半径に対するモード分散Δτの傾きが、｜６０｜ｐｓ／ｋｍ／μｍ以下であり、コア径の変動によるモード分散の影響が非常に小さいものであることが確認された。
　以上のように、本実施例４によれば、本実施形態の光ファイバ１は、図１２（ａ）に示すように各パラメータを適切に設定することにより、波長λおよびコア径の変動によるモード分散の影響が小さいものとなることが確認された。したがって、このように各パラメータが設定された光ファイバを光ファイバＦｐとして用いることにより、所望の波長帯域の全域に亘って、モード分散を十分に補償することができる光伝送路Ｆ，Ｆ’を実現することができる。
　〔実施例５〕
　本実施形態に係る光ファイバ１の実施例５について、図１３（ａ）～図１３（ｃ）を参照して説明する。図１３（ａ）は、実施例５の光ファイバ１における、屈折率分布を規定する各パラメータの設定値を示す。図１３（ｂ）は、実施例５に係る光ファイバ１の、モード分散特性を示すグラフである。
　図１３（ａ）に示すように、本実施例５では、Ｒａ＝０．６、Ｒｄ＝０．３、α＝２．０、Δ＋＝０．６を設定した。この結果、図１３（ｂ）に示すように、実施例５の光ファイバ１は、１５３０～１６２５ｎｍ帯において、モード分散Δτは、３７０～３８７ｐｓ／ｋｍとなり、モード分散Δτの波長λに対する傾きｄΔτ／ｄλは、｜０．２０｜ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ以下となり、上記傾きが極めて小さいものとなった。したがって、実施例５の光ファイバ１は、１５３０～１６２５ｎｍ帯全域に亘って、モード分散を十分に補償することができるものであることが確認された。
　ここで、実施例５の光ファイバ１において、コア半径の変動がモード分散特性に及ぼす影響について、図１３（ｃ）を参照して説明する。図１３（ｃ）は、実施例５に係る光ファイバ１に関して、コア半径の変動量とモード分散特性との関係を示すグラフである。図１３（ｃ）に示すように、実施例５の光ファイバ１は、コア半径に対するモード分散Δτの傾きが、｜２０｜ｐｓ／ｋｍ／μｍ以下であり、コア径の変動によるモード分散の影響が非常に小さいものであることが確認された。
　以上のように、本実施例５によれば、本実施形態の光ファイバ１は、図１３（ａ）に示すように各パラメータを適切に設定することにより、波長λおよびコア径の変動によるモード分散の影響が小さいものとなることが確認された。したがって、このように各パラメータが設定された光ファイバを光ファイバＦｐとして用いることにより、所望の波長帯域の全域に亘って、モード分散を十分に補償することができる光伝送路Ｆ，Ｆ’を実現することができる。
　〔実施例６〕
　本実施形態に係る光伝送路Ｆの実施例（実施例６）について、図１４（ａ）および図１４（ｂ）を参照して説明する。図１４（ａ）は、実施例６の光伝送路Ｆにおける、光ファイバＦｐ，Ｆｎのモード分散Δτを示す。図１４（ｂ）は、実施例６における光伝送路Ｆの、モード分散特性を示すグラフである。
　本実施例６では、実施例１の光ファイバ１を光ファイバＦｐとして用い、実施例２の光ファイバ１を光ファイバＦｎとして用い、光伝送路Ｆを構成した。すなわち、本実施例６では、１５３０～１６２５ｎｍ帯においてモード分散Δτが略一定である光ファイバＦｐ，Ｆｐを用い、光伝送路Ｆを構成した。各光ファイバのモード分散Δτは、図１４（ａ）に示すとおりである。
　そして、本実施例６では、λ＝１５８０ｎｍ（光ファイバＦｐのモード分散Δτ＝２９５．０ｐｓ／ｋｍ、光ファイバＦｎのモード分散Δτ＝－５３２．２ｐｓ／ｋｍ）において、光伝送路Ｆのモード分散Δτが０となるように、Ｌｐ（光ファイバＦｐのファイバ長）と、Ｌｎ（光ファイバＦｎのファイバ長）との比をＬｐ：Ｌｎ＝０．６４５：０．３５５に設定し、光伝送路Ｆのモード分散特性を求めた。
　図１４（ｂ）に示すように、実施例６の光伝送路Ｆは、１５３０～１６２５ｎｍ帯において、モード分散Δτは、－２～２ｐｓ／ｋｍとなり、モード分散Δτが極めて小さく、且つ、モード分散Δτの波長λによる影響が極めて小さいものであることが確認された。したがって、実施例５の光ファイバ１は、１５３０～１６２５ｎｍ帯全域に亘って、モード分散を十分に補償することができるものであることが確認された。
　〔比較例１〕
　本実施形態に係る光ファイバ１の比較例について、図１５～図１７を参照して説明する。図１５は、本比較例の光ファイバにおける、屈折率分布を規定する各パラメータの設定値を示す。図１６は、本比較例に係る光ファイバの、モード分散特性を示すグラフである。
　本比較例では、トレンチ無の光ファイバと、トレンチ有の光ファイバとを用いた。そして、図１５に示すように、トレンチ無の光ファイバには、α＝１．８、Δ＋＝０．３５を設定した。また、トレンチ有の光ファイバには、Ｒａ＝０．８、Ｒｄ＝１．０、α＝１．８、Δ＋＝０．３５を設定した。
　この結果、図１６（ａ）に示すように、上記トレンチ無の光ファイバは、１５３０～１６２５ｎｍ帯において、モード分散Δτは、－６００～－４６０ｐｓ／ｋｍとなり、モード分散Δτの波長λに対する傾きｄΔτ／ｄλは、｜１．７｜ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ以下となり、各実施例の光ファイバ１と比べて、上記傾きが大きいものとなった。
　また、図１６（ｂ）に示すように、上記トレンチ有の光ファイバは、１５３０～１６２５ｎｍ帯において、モード分散Δτは、３０５～３８５ｐｓ／ｋｍとなり、モード分散Δτの波長λに対する傾きｄΔτ／ｄλは、｜０．８｜ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ以下となり、各実施例の光ファイバ１と比べて、上記傾きが大きいものとなった。
　ここで、本比較例の光ファイバにおいて、コア半径の変動がモード分散特性に及ぼす影響について、図１７を参照して説明する。図１７は、本比較例に係る光ファイバに関して、コア半径の変動量とモード分散特性との関係を示すグラフである。
　図１７（ａ）に示すように、上記トレンチ無の光ファイバは、コア半径に対するモード分散Δτの傾きが、｜１９０｜ｐｓ／ｋｍ／μｍ以下であり、コア径の変動によるモード分散の影響が、各実施例の光ファイバ１と比べて大きいものであることが確認された。
　また、図１７（ｂ）に示すように、上記トレンチ有の光ファイバは、コア半径に対するモード分散Δτの傾きが、｜８０｜ｐｓ／ｋｍ／μｍ以下であり、コア径の変動によるモード分散の影響が、各実施例の光ファイバ１と比べて大きいものであることが確認された。
　〔付記事項〕
　本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
　なお、上記各実施形態では、モード分散の補償対象とする波長帯域を、１５３０～１６２５ｎｍ帯としたが、これに限らない。本発明が他の波長帯域をモード分散の補償対象とすることが可能なことは、当業者からしてみれば本書の内容から明らかである。
　〔まとめ〕
　以上のように、本発明の一態様に係る光ファイバは、信号光に含まれるＬＰ０１モード成分およびＬＰ１１モード成分を伝搬する２モード光ファイバであって、予め定められた波長帯域において、上記数式（２）により定義されるモード分散Δτが一定であることを特徴とする。上記数式（２）において、ｖｇ１１は、前記ＬＰ１１モード成分の群速度を示し、ｖｇ０１は、前記ＬＰ０１モード成分の群速度を示す。
　特に、上記光ファイバにおいて、前記波長帯域において、波長λに対する前記モード分散Δτの傾きｄΔτ／ｄλが、｜０．５｜ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ以下であることが好ましい。特に、１５３０～１６２５ｎｍ帯である前記波長帯域において、波長λに対する前記モード分散Δτの傾きｄΔτ／ｄλが、｜０．５｜ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ以下であることが好ましい。
　上記各光ファイバによれば、波長λによるモード分散特性の変動が殆ど生じないため、符号が正であるモード分散特性を持つ第１の光ファイバと、符号が負であるモード分散特性を持つ第２の光ファイバとの各々を、当該光ファイバのように構成し、さらに、上記第１の光ファイバと上記第２の光ファイバとを適切な長さで組み合わせることにより、広い波長帯域に亘ってモード分散補償がなされた光伝送路を実現することができる。特に、上記光ファイバにより、本書に記載した実験結果からも明らかなように、通信波長帯である１５３０～１６２５ｎｍ帯（但し、これに限定するものではない。）の全域に亘ってモード分散補償がなされた、光伝送路を実現することができ、よって、上記光ファイバがより有用なものであることがわかる。
　上記光ファイバにおいて、屈折率分布がα乗型であり、最大屈折率がｎ１である内側コアと、上記内側コアを取り囲み、且つ、屈折率がｎ１’である外側コアと、上記外側コアを取り囲み、且つ、屈折率がｎ２（ｎ１’＜ｎ２＜ｎ１）であるクラッドとを備えることが好ましい。特に、上記光ファイバにおいて、前記内側コアの半径をｒ１とし、前記外側コアの外周部の半径をａとし、前記外側コアと前記クラッドとの比屈折率差をΔ－とし、前記内側コアと前記クラッドとの比屈折率差をΔ＋とし、Ｒａ＝ｒ１／ａとし、Ｒｄ＝｜Δ－｜／｜Δ＋｜とした場合において、以下の条件１～３を満たすことが好ましい。
　（条件１）：Ｒａ≦０．７
　（条件２）：０．１＜Ｒｄ＜０．５
　（条件３）：１．０≦α≦１０．０
　この光ファイバによれば、上記各パラメータを適切に調整することにより、モード分散Δτの波長λおよびコア半径ａに対する傾きｄΔτ／ｄλおよびｄΔτ／ｄａが極めて小さい、つまり、波長λおよびコア径の影響が極めて小さいモード分散特性を、より確実に得ることができる。
　また、本発明の一態様に係る光伝送路は、上記光ファイバを用いており、且つ、前記モード分散Δτの符号が正である第１の光ファイバと、上記光ファイバを用いており、且つ、前記モード分散Δτの符号が負である第２の光ファイバとを備えていることを特徴とする。
　この光伝送路によれば、所望の波長帯域の全域に亘って、モード分散を十分に補償することができる光伝送路を実現することができる。
　本発明は、通信用の光伝送路に利用可能であり、特に、波長多重分割又はモード多重分割による通信用の光伝送路に好適に利用することができる。
　Ｆ　　　　　光伝送路
　Ｆｐ　　　　光ファイバ（第１の光ファイバ）
　Ｆｎ　　　　光ファイバ（第２の光ファイバ）
　１　　　　　光ファイバ
　１１　　　　コア
　１１１　　　内側コア
　１１２　　　外側コア
　１２　　　　クラッド

Claims (6)

  1. 　信号光に含まれるＬＰ０１モード成分およびＬＰ１１モード成分を伝搬する２モード光ファイバであって、
    　予め定められた波長帯域において、下記数式（２）により定義されるモード分散Δτが一定である
    　ことを特徴とする光ファイバ。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
     　但し、上記数式（２）において、ｖｇ１１は、前記ＬＰ１１モード成分の群速度を示し、ｖｇ０１は、前記ＬＰ０１モード成分の群速度を示す。
  2. 　前記波長帯域において、
    　波長λに対する前記モード分散Δτの傾きｄΔτ／ｄλが、｜０．５｜ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ以下
    　であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ。
  3. 　１５３０～１６２５ｎｍ帯である前記波長帯域において、
    　波長λに対する前記モード分散Δτの傾きｄΔτ／ｄλが、｜０．５｜ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ以下
    　であることを特徴とする請求項２に記載の光ファイバ。
  4. 　屈折率分布がα乗型であり、最大屈折率がｎ１である内側コアと、
    　上記内側コアを取り囲み、且つ、屈折率がｎ１’である外側コアと、
    　上記外側コアを取り囲み、且つ、屈折率がｎ２（ｎ１’＜ｎ２＜ｎ１）であるクラッドと
    　を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光ファイバ。
  5. 　前記内側コアの半径をｒ１とし、
    　前記外側コアの外周部の半径をａとし、
    　前記外側コアと前記クラッドとの比屈折率差をΔ－とし、
    　前記内側コアと前記クラッドとの比屈折率差をΔ＋とし、
    　Ｒａ＝ｒ１／ａとし、
    　Ｒｄ＝｜Δ－｜／｜Δ＋｜とした場合において、
    　以下の条件１～３を満たすことを特徴とする請求項４に記載の光ファイバ。
    　（条件１）：Ｒａ≦０．７
    　（条件２）：０．１＜Ｒｄ＜０．５
    　（条件３）：１．０≦α≦１０．０
  6. 　請求項１から５のいずれか１項に記載の光ファイバを用いており、且つ、前記モード分散Δτの符号が正である第１の光ファイバと、
    　請求項１から５のいずれか１項に記載の光ファイバを用いており、且つ、前記モード分散Δτの符号が負である第２の光ファイバと
    　を備えていることを特徴とする光伝送路。
PCT/JP2014/052693 2013-03-01 2014-02-05 光ファイバおよび光伝送路 Ceased WO2014132763A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DK14757019.6T DK2871502T3 (en) 2013-03-01 2014-02-05 OPTICAL FIBER AND OPTICAL TRANSMISSION PIPE
EP14757019.6A EP2871502B1 (en) 2013-03-01 2014-02-05 Optical fiber and optical transmission line
CN201480002049.9A CN104520739B (zh) 2013-03-01 2014-02-05 光纤以及光传输路
US14/419,738 US9507082B2 (en) 2013-03-01 2014-02-05 Two-mode optical fiber and light transmission path

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-041253 2013-03-01
JP2013041253A JP5789626B2 (ja) 2013-03-01 2013-03-01 光ファイバおよび光伝送路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014132763A1 true WO2014132763A1 (ja) 2014-09-04

Family

ID=51428037

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/052693 Ceased WO2014132763A1 (ja) 2013-03-01 2014-02-05 光ファイバおよび光伝送路

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9507082B2 (ja)
EP (1) EP2871502B1 (ja)
JP (1) JP5789626B2 (ja)
CN (1) CN104520739B (ja)
DK (1) DK2871502T3 (ja)
WO (1) WO2014132763A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016147806A1 (ja) * 2015-03-13 2016-09-22 株式会社フジクラ 光ファイバおよび光ファイバの製造方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3047317B1 (en) * 2013-09-20 2018-01-31 Draka Comteq BV Few mode optical fiber links for space division multiplexing

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006221052A (ja) 2005-02-14 2006-08-24 Fujikura Ltd マルチモード分散補償ファイバ、モード分散の補償方法、光導波路、光伝送路及び光通信システム

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4877304A (en) 1987-09-09 1989-10-31 Corning Incorporated Few-mode/single-mode fiber
US4889404A (en) 1987-09-09 1989-12-26 Corning Incorporated Asymmetrical bidirectional telecommunication system
JP3910486B2 (ja) * 2002-05-17 2007-04-25 株式会社フジクラ 光ファイバ及び光伝送路
CN101006372B (zh) * 2004-08-30 2010-09-08 株式会社藤仓 单模光纤
FR2933779B1 (fr) * 2008-07-08 2010-08-27 Draka Comteq France Fibres optiques multimodes
WO2012108467A1 (ja) * 2011-02-09 2012-08-16 古河電気工業株式会社 光ファイバおよび光伝送システム
EP2584388B1 (en) * 2011-10-20 2018-09-19 Draka Comteq BV Method of computing an effective bandwidth of a multimode fiber
IN2014DN07356A (ja) * 2012-02-20 2015-04-24 Corning Inc

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006221052A (ja) 2005-02-14 2006-08-24 Fujikura Ltd マルチモード分散補償ファイバ、モード分散の補償方法、光導波路、光伝送路及び光通信システム

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RYO MARUYAMA ET AL.: "A Study on Design of Two-Mode Optical Fiber for Bundle Transmission", 2011 NEN IEICE COMMUNICATIONS SOCIETY CONFERENCE KOEN RONBUNSHU 2, 30 August 2011 (2011-08-30), pages 235, XP008170257 *
RYO MARUYAMA ET AL.: "DMD Free Transmission Line Composed of TMFs with Large Effective Area for MIMO Processing", ECOC 2012, 16 September 2012 (2012-09-16), pages 1 - 3, XP032543782 *
RYO MARUYAMA ET AL.: "DMD Free Transmission Line Composed of TMFs with Large Effective Area for MIMO Processing", ECOC2012, TU.L.F.2, 16 June 2012 (2012-06-16)
See also references of EP2871502A4 *
TAIJI SAKAMOTO ET AL.: "Differential Mode Delay Managed Transmission Line for Wide-band WDM-MIMO System", OFC 2012, OM2D.1 1, 4 March 2012 (2012-03-04)
TAIJI SAKAMOTO ET AL.: "Differential Mode Delay Managed Transmission Line for Wide-band WDM-MIMO System", OFC/NFOEC 2012, 4 March 2012 (2012-03-04), pages 1 - 3, XP032340452 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016147806A1 (ja) * 2015-03-13 2016-09-22 株式会社フジクラ 光ファイバおよび光ファイバの製造方法
JP2016170356A (ja) * 2015-03-13 2016-09-23 株式会社フジクラ 光ファイバおよび光ファイバの製造方法
CN106461857A (zh) * 2015-03-13 2017-02-22 株式会社藤仓 光纤以及光纤的制造方法
CN106461857B (zh) * 2015-03-13 2019-10-01 株式会社藤仓 光纤以及光纤的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP5789626B2 (ja) 2015-10-07
CN104520739A (zh) 2015-04-15
EP2871502A4 (en) 2015-07-15
EP2871502B1 (en) 2016-11-16
JP2014170078A (ja) 2014-09-18
EP2871502A1 (en) 2015-05-13
CN104520739B (zh) 2018-01-30
US9507082B2 (en) 2016-11-29
US20150212265A1 (en) 2015-07-30
DK2871502T3 (en) 2017-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2277332C (en) Dispersion-flattened optical fiber
JP6397899B2 (ja) 空間分割多重のための少モード光ファイバ光リンク
CN108700703B (zh) 模分复用所用的少模光纤
JP6397898B2 (ja) 空間分割多重のための少モード光ファイバ
JP5193398B2 (ja) 光ファイバおよび光伝送システム
EP2362252A1 (en) Optical fiber and optical communication system including same
JPWO2015133407A1 (ja) マルチコアファイバ
JP4851371B2 (ja) 光ファイバおよび光ファイバ伝送路
JP6659847B2 (ja) モード間損失差補償器及び光増幅器
JP6734374B2 (ja) 光ファイバ及び光伝送システム
DK2690473T3 (en) Optical fiber and optical transmission line
JP5789626B2 (ja) 光ファイバおよび光伝送路
CN109073825B (zh) 模分复用所用的少模光纤
JP6092029B2 (ja) マルチモード光ファイバおよび光ファイバ伝送システム
US7164832B2 (en) Optical fiber and optical communication system employing the optical fiber
JP5937974B2 (ja) マルチモード光ファイバおよび光ファイバ伝送システム
JP6654064B2 (ja) モード変換器、光増幅器及び光伝送システム
JP5486138B2 (ja) 光ファイバ、及び、光伝送路
JP2015212757A (ja) 数モード光ファイバおよび数モード光ファイバの設計方法
JP2014002297A (ja) マルチモード光ファイバ及びマルチモード光ファイバ設計方法
JP2008257165A (ja) 光ファイバおよび光ファイバ伝送路

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14757019

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2014757019

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2014757019

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14419738

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE