JP3386948B2 - 光ファイバ - Google Patents
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- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/01205—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
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- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
- C03B37/025—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
- C03B37/027—Fibres composed of different sorts of glass, e.g. glass optical fibres
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- C03B2201/08—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant
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- C03B2201/00—Type of glass produced
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- C03B2201/30—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
- C03B2201/31—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi doped with germanium
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- C03B2203/10—Internal structure or shape details
- C03B2203/18—Axial perturbations, e.g. in refractive index or composition
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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- C03B2203/00—Fibre product details, e.g. structure, shape
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、誘導ブリルアン散
乱の発生を抑えて、高レベルの光を入射、伝送できるよ
うにした光ファイバに関する。
乱の発生を抑えて、高レベルの光を入射、伝送できるよ
うにした光ファイバに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、高出力光ブースターアンプ等の光
増幅器により出力の大きな光が得られるようになったこ
とから、これを用いて中継器を使用しない無中継伝送の
長スパン化が検討されている。
増幅器により出力の大きな光が得られるようになったこ
とから、これを用いて中継器を使用しない無中継伝送の
長スパン化が検討されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな光増幅器を用いた光伝送システムにおいては、光フ
ァイバに入射される信号光強度が大きくなるために、誘
導ブリルアン散乱が発生し易いという問題があった。図
10は、光ファイバの一端から入射される入射光強度を
増大させたときの、他端から出射される前方透過光強度
(図中○で示す)、および入射端から出射される後方散
乱光強度(図中●で示す)の変化を示したものである。
この図に示されるように、入射光強度が7dBm(5m
W)以上になると後方散乱光強度が飛躍的に増大し、前
方透過光強度が減少している。すなわち、光ファイバに
高強度の光を入射しても、入射光強度がある値を超える
と、入射光の大半が誘導ブリルアン散乱光として入射端
へ戻ってきてしまうのである。したがって、光増幅器で
得られる高強度の光を光ファイバで有効に伝送すること
ができず、光信号の無中継伝送距離を延ばすことができ
ない、という不都合があった。
うな光増幅器を用いた光伝送システムにおいては、光フ
ァイバに入射される信号光強度が大きくなるために、誘
導ブリルアン散乱が発生し易いという問題があった。図
10は、光ファイバの一端から入射される入射光強度を
増大させたときの、他端から出射される前方透過光強度
(図中○で示す)、および入射端から出射される後方散
乱光強度(図中●で示す)の変化を示したものである。
この図に示されるように、入射光強度が7dBm(5m
W)以上になると後方散乱光強度が飛躍的に増大し、前
方透過光強度が減少している。すなわち、光ファイバに
高強度の光を入射しても、入射光強度がある値を超える
と、入射光の大半が誘導ブリルアン散乱光として入射端
へ戻ってきてしまうのである。したがって、光増幅器で
得られる高強度の光を光ファイバで有効に伝送すること
ができず、光信号の無中継伝送距離を延ばすことができ
ない、という不都合があった。
【0004】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、誘導ブリルアン散乱の発生を抑制できるようした光
ファイバの提供を目的とする。
で、誘導ブリルアン散乱の発生を抑制できるようした光
ファイバの提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明の請求項1記載の光ファイバは、石英系シング
ルモード光ファイバであって、コアが、少なくとも1種
の屈折率を上げかつ縦音響波の速度を遅くする第1のド
ーパントと、少なくとも1種の屈折率を下げかつ縦音響
波の速度を遅くする第2のドーパントとを含むSiO2
ガラスからなり、前記第1のドーパントおよび第2のド
ーパントの添加量が光ファイバ長さ方向で一定であり、
かつコア径が光ファイバ長さ方向に変化していることを
特徴とするものである。また請求項2記載の光ファイバ
は、前記第1のドーパントがGeO2であり、前記第2
のドーパントがFであることを特徴とするものである。
請求項3記載の光ファイバは、請求項1または2のいず
れかに記載の光ファイバであって、クラッドが、ドーパ
ントが添加されたSiO 2 からなることを特徴とするも
のである。請求項4記載の光ファイバは、請求項3記載
の光ファイバであって、前記クラッドに添加されるドー
パントが、GeO 2 、F、およびB 2 O 3 からなる群より
選ばれる1種以上であることを特徴とするものである。
請求項5記載の光ファイバは、請求項3記載の光ファイ
バであって、クラッドが、少なくとも1種の屈折率を上
げかつ縦音響波の速度を速くする第3のドーパントを含
むSiO2ガラスからなることを特徴とするものであ
る。
に本発明の請求項1記載の光ファイバは、石英系シング
ルモード光ファイバであって、コアが、少なくとも1種
の屈折率を上げかつ縦音響波の速度を遅くする第1のド
ーパントと、少なくとも1種の屈折率を下げかつ縦音響
波の速度を遅くする第2のドーパントとを含むSiO2
ガラスからなり、前記第1のドーパントおよび第2のド
ーパントの添加量が光ファイバ長さ方向で一定であり、
かつコア径が光ファイバ長さ方向に変化していることを
特徴とするものである。また請求項2記載の光ファイバ
は、前記第1のドーパントがGeO2であり、前記第2
のドーパントがFであることを特徴とするものである。
請求項3記載の光ファイバは、請求項1または2のいず
れかに記載の光ファイバであって、クラッドが、ドーパ
ントが添加されたSiO 2 からなることを特徴とするも
のである。請求項4記載の光ファイバは、請求項3記載
の光ファイバであって、前記クラッドに添加されるドー
パントが、GeO 2 、F、およびB 2 O 3 からなる群より
選ばれる1種以上であることを特徴とするものである。
請求項5記載の光ファイバは、請求項3記載の光ファイ
バであって、クラッドが、少なくとも1種の屈折率を上
げかつ縦音響波の速度を速くする第3のドーパントを含
むSiO2ガラスからなることを特徴とするものであ
る。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
本発明の光ファイバとしては石英系のシングルモード光
ファイバが用いられる。ここでのシングルモード光ファ
イバとは、実質的にシングルモード伝送が可能なファイ
バであり、仮に二次モードが理論的に伝送可能であって
も、比較的に短い距離、例えば1km以下の距離で減衰
してしまい、実質的にシングルモード伝送と見做してよ
いものも含まれる。
本発明の光ファイバとしては石英系のシングルモード光
ファイバが用いられる。ここでのシングルモード光ファ
イバとは、実質的にシングルモード伝送が可能なファイ
バであり、仮に二次モードが理論的に伝送可能であって
も、比較的に短い距離、例えば1km以下の距離で減衰
してしまい、実質的にシングルモード伝送と見做してよ
いものも含まれる。
【0007】本発明の光ファイバにおいて、コアは少な
くとも1種の第1のドーパントと、少なくとも1種の第
2のドーパントを含むSiO2ガラスからなっている。
コアに含まれる第1のドーパントは、SiO2ガラスの
屈折率を上げかつコアを伝搬する縦音響波の速度を遅く
する作用を有するもので、このようなドーパントとして
は、例えばGeO2、TiO2、Na2O、K2O、Cs2
O、CaO、SrO、BaO、PbO等がある。これら
のドーパントはいずれか1種をコアに添加してもよく、
また複数種類をコアに添加してもよい。またコアに含ま
れる第2のドーパントは、SiO2ガラスの屈折率を下
げかつコアを伝搬する縦音響波の速度を遅くする作用を
有するもので、このようなドーパントとしては、例えば
F、B2O3等がある。これらのドーパントはいずれか1
種をコアに添加してもよく、また複数種類をコアに添加
してもよい。
くとも1種の第1のドーパントと、少なくとも1種の第
2のドーパントを含むSiO2ガラスからなっている。
コアに含まれる第1のドーパントは、SiO2ガラスの
屈折率を上げかつコアを伝搬する縦音響波の速度を遅く
する作用を有するもので、このようなドーパントとして
は、例えばGeO2、TiO2、Na2O、K2O、Cs2
O、CaO、SrO、BaO、PbO等がある。これら
のドーパントはいずれか1種をコアに添加してもよく、
また複数種類をコアに添加してもよい。またコアに含ま
れる第2のドーパントは、SiO2ガラスの屈折率を下
げかつコアを伝搬する縦音響波の速度を遅くする作用を
有するもので、このようなドーパントとしては、例えば
F、B2O3等がある。これらのドーパントはいずれか1
種をコアに添加してもよく、また複数種類をコアに添加
してもよい。
【0008】第1のドーパントおよび第2のドーパント
の添加によってコアの屈折率および光ファイバの屈折率
分布の形状が変化するので、得ようとする光ファイバの
特性に応じた好ましいコア−クラッド比屈折率差(以
下、単に比屈折率差という)、および好ましい屈折率分
布が得られるように、これらのドーパントの添加量が設
定される。そしてコアへの第2のドーパントの添加量を
多くして、その分、第1のドーパントの添加量を多くす
るほど誘導ブリルアン散乱抑制効果は大きくなり、誘導
ブリルアン散乱のしきい値をより高くすることができ
る。ただし、コア中のドーパントの濃度が増すとレーリ
ー散乱係数が大きくなるために伝送損失が大きくなって
しまうので、伝送損失当りの誘導ブリルアン散乱しきい
値の上昇分ができるだけ大きくなるように各ドーパント
の添加量を設定するのが好ましい。例えば第2のドーパ
ントとしてFを用いる場合には、純粋SiO2ガラスに
Fのみを添加したときの純粋SiO2ガラスとの比屈折
率差の絶対値が0.7%を超えない量(比屈折率差が−
0.7より大きくなる量、以下単に純粋SiO2に対し
て−0.7%より大きい等という)、好ましくは純粋S
iO2に対して−0.3%以上とするのが好ましい。
の添加によってコアの屈折率および光ファイバの屈折率
分布の形状が変化するので、得ようとする光ファイバの
特性に応じた好ましいコア−クラッド比屈折率差(以
下、単に比屈折率差という)、および好ましい屈折率分
布が得られるように、これらのドーパントの添加量が設
定される。そしてコアへの第2のドーパントの添加量を
多くして、その分、第1のドーパントの添加量を多くす
るほど誘導ブリルアン散乱抑制効果は大きくなり、誘導
ブリルアン散乱のしきい値をより高くすることができ
る。ただし、コア中のドーパントの濃度が増すとレーリ
ー散乱係数が大きくなるために伝送損失が大きくなって
しまうので、伝送損失当りの誘導ブリルアン散乱しきい
値の上昇分ができるだけ大きくなるように各ドーパント
の添加量を設定するのが好ましい。例えば第2のドーパ
ントとしてFを用いる場合には、純粋SiO2ガラスに
Fのみを添加したときの純粋SiO2ガラスとの比屈折
率差の絶対値が0.7%を超えない量(比屈折率差が−
0.7より大きくなる量、以下単に純粋SiO2に対し
て−0.7%より大きい等という)、好ましくは純粋S
iO2に対して−0.3%以上とするのが好ましい。
【0009】本発明の光ファイバにおいて、クラッド
は、純粋SiO2ガラスでもよいが、SiO2にドーパン
トが添加されたものであってもよい。クラッドにドーパ
ントを添加すると、紡糸時のコア−クラッド間の粘度差
を小さくすることができるので好ましい。コア−クラッ
ド間の粘度差が大きいと、紡糸後にコアとクラッドの界
面に歪が残り、伝送損失を大きくする要因となるからで
ある。コア−クラッド間の粘度差を小さくするという目
的のためには、クラッドに添加するドーパントは縦音響
波の速度を速くする作用を有しないものでもよく、例え
ばGeO 2 、F、B 2 O 3 等適宜のものを添加することが
できる。ただし、本発明において、クラッドへ添加され
るドーパントが縦音響波の速度を速くする作用を有しな
い場合は、コア−クラッド間の粘度差低減による伝送損
失低減効果が得られる一方で、該ドーパントの添加量が
多いと、誘導ブリルアン散乱抑制効果が損われるので、
伝送損失当りの誘導ブリルアン散乱しきい値の上昇分が
できるだけ大きくなるように、該ドーパントの添加量を
設定するのが好ましい。また、クラッドに添加するドー
パントとして、Al2O3やLi2Oなどの屈折率を上げ
かつ縦音響波の速度を速くする作用を有するもの(第3
のドーパント)を用いれば、コア−クラッド間の粘度差
を小さくできるだけでなく、後述のように誘導ブリルア
ン散乱抑制効果をより大きくすることができるので好ま
しい。
は、純粋SiO2ガラスでもよいが、SiO2にドーパン
トが添加されたものであってもよい。クラッドにドーパ
ントを添加すると、紡糸時のコア−クラッド間の粘度差
を小さくすることができるので好ましい。コア−クラッ
ド間の粘度差が大きいと、紡糸後にコアとクラッドの界
面に歪が残り、伝送損失を大きくする要因となるからで
ある。コア−クラッド間の粘度差を小さくするという目
的のためには、クラッドに添加するドーパントは縦音響
波の速度を速くする作用を有しないものでもよく、例え
ばGeO 2 、F、B 2 O 3 等適宜のものを添加することが
できる。ただし、本発明において、クラッドへ添加され
るドーパントが縦音響波の速度を速くする作用を有しな
い場合は、コア−クラッド間の粘度差低減による伝送損
失低減効果が得られる一方で、該ドーパントの添加量が
多いと、誘導ブリルアン散乱抑制効果が損われるので、
伝送損失当りの誘導ブリルアン散乱しきい値の上昇分が
できるだけ大きくなるように、該ドーパントの添加量を
設定するのが好ましい。また、クラッドに添加するドー
パントとして、Al2O3やLi2Oなどの屈折率を上げ
かつ縦音響波の速度を速くする作用を有するもの(第3
のドーパント)を用いれば、コア−クラッド間の粘度差
を小さくできるだけでなく、後述のように誘導ブリルア
ン散乱抑制効果をより大きくすることができるので好ま
しい。
【0010】また本発明の光ファイバは、コア径が光フ
ァイバ長さ方向に変化している。このコア径の変化は、
コア径が長さ方向に不均一であればよいもので、例えば
光ファイバの始端から終端にかけて一方向的に変化させ
てもよく、あるいは周期的に変化させてもよい。光ファ
イバが長尺である場合には周期的に変化させることが好
ましい。コア径の範囲は、これによって光ファイバの波
長分散特性などの特性が変化するので、得ようとする光
ファイバの特性に応じて好ましく設定される。
ァイバ長さ方向に変化している。このコア径の変化は、
コア径が長さ方向に不均一であればよいもので、例えば
光ファイバの始端から終端にかけて一方向的に変化させ
てもよく、あるいは周期的に変化させてもよい。光ファ
イバが長尺である場合には周期的に変化させることが好
ましい。コア径の範囲は、これによって光ファイバの波
長分散特性などの特性が変化するので、得ようとする光
ファイバの特性に応じて好ましく設定される。
【0011】ここで、本発明の作用について説明する。
誘導ブリルアン散乱は光ファイバを構成しているガラス
中の縦音響波と透過光との相互干渉により、光の周波数
がシフトした散乱光が発生する現象である。ところで、
コア物質中の音響波の速度がクラッド物質中の音響波の
速度より遅い場合、コア−クラッド構造を有する光ファ
イバ中の音響波は、光の場合と同様にコア中を伝搬する
モード構造をとり、コア中を伝搬する縦音響波の速度は
コア径によって変化する。また、縦音響波の速度が変化
するとブリルアンシフト周波数はこれに比例して変化
し、これらの関係は下記数式(I)で示されることが知
られている(文献1;C.Jen, A.Safaai, and G.W.Farne
ll, ”Leaky modes in weakly guiding fiber acoustic
waveguides", IEEE Trans, Ultrason, Ferroelectr, F
req. Countr.UFFC-33,634, 1986, )。
誘導ブリルアン散乱は光ファイバを構成しているガラス
中の縦音響波と透過光との相互干渉により、光の周波数
がシフトした散乱光が発生する現象である。ところで、
コア物質中の音響波の速度がクラッド物質中の音響波の
速度より遅い場合、コア−クラッド構造を有する光ファ
イバ中の音響波は、光の場合と同様にコア中を伝搬する
モード構造をとり、コア中を伝搬する縦音響波の速度は
コア径によって変化する。また、縦音響波の速度が変化
するとブリルアンシフト周波数はこれに比例して変化
し、これらの関係は下記数式(I)で示されることが知
られている(文献1;C.Jen, A.Safaai, and G.W.Farne
ll, ”Leaky modes in weakly guiding fiber acoustic
waveguides", IEEE Trans, Ultrason, Ferroelectr, F
req. Countr.UFFC-33,634, 1986, )。
【0012】
【数1】
【0013】図8は、上記文献1に記載されているもの
で、光ファイバ中における縦音響波の速度およびブリル
アンシフト周波数がコア径とともに変化する様子を表わ
している。この図に示されるように、縦音響波の各導波
モード(L01、L11、…)の速度は、コア物質中におけ
る音響波速度(Vcore=5736m/sec)と、クラッド物質
中における音響波速度(Vclad=5933m/sec)との間
を、コア径の変化に伴って変化している。したがって、
光ファイバ長さ方向にコア径を変化させれば、縦音響波
の速度が光ファイバ長さ方向に変化するので、これによ
りブリルアンシフト周波数を光ファイバ長さ方向に変化
させることができる。このようにコア径を変化させてブ
リルアンシフト周波数を長さ方向に変化させることによ
って誘導ブリルアン散乱を抑制できるようにした光ファ
イバが、既に本発明者らによって提案されている(特願
平3−166403号)。
で、光ファイバ中における縦音響波の速度およびブリル
アンシフト周波数がコア径とともに変化する様子を表わ
している。この図に示されるように、縦音響波の各導波
モード(L01、L11、…)の速度は、コア物質中におけ
る音響波速度(Vcore=5736m/sec)と、クラッド物質
中における音響波速度(Vclad=5933m/sec)との間
を、コア径の変化に伴って変化している。したがって、
光ファイバ長さ方向にコア径を変化させれば、縦音響波
の速度が光ファイバ長さ方向に変化するので、これによ
りブリルアンシフト周波数を光ファイバ長さ方向に変化
させることができる。このようにコア径を変化させてブ
リルアンシフト周波数を長さ方向に変化させることによ
って誘導ブリルアン散乱を抑制できるようにした光ファ
イバが、既に本発明者らによって提案されている(特願
平3−166403号)。
【0014】さらに図8において、Vcoreの値を低下さ
せることができれば、VcoreとVcladとの差が大きくな
るので、各導波モードの曲線の傾きは大きくなる。する
と、コア径が変化したときの導波モードの速度の変化は
大きくなる。本発明は、このようにコア物質中の音響波
の速度とクラッド物質中の音響波の速度との差が大きい
ほど、このコア径の変化による縦音響波の速度の変化の
度合いが大きくなるという性質を用いて、大きな誘導ブ
リルアン散乱抑制効果が得られるようにしたものであ
る。
せることができれば、VcoreとVcladとの差が大きくな
るので、各導波モードの曲線の傾きは大きくなる。する
と、コア径が変化したときの導波モードの速度の変化は
大きくなる。本発明は、このようにコア物質中の音響波
の速度とクラッド物質中の音響波の速度との差が大きい
ほど、このコア径の変化による縦音響波の速度の変化の
度合いが大きくなるという性質を用いて、大きな誘導ブ
リルアン散乱抑制効果が得られるようにしたものであ
る。
【0015】すなわち、光ファイバの比屈折率差は得よ
うとする特性によってその値が規定されるものであり、
通常は、光ファイバのコアに屈折率を上げるドーパント
を添加する、および/またはクラッドに屈折率を下げる
ドーパントを添加することによって比屈折率差を制御す
ることが行なわれている。したがって、比屈折率差の値
によって光ファイバのコアに添加されるドーパントの量
が決められていた。本発明の光ファイバは、コアに屈折
率を上げる第1のドーパントと屈折率を下げる第2のド
ーパントを添加するものである。したがって、所定の比
屈折率差を得るのにコアの屈折率を上げる第1のドーパ
ントのみを添加する場合に比べて、ドーパントの総添加
量を、第2のドーパントの分、およびこれに対応して増
加される第1のドーパントの分だけ多くすることでき
る。そして第1のドーパントおよび第2のドーパントと
して縦音響波の速度を遅くするはたらきを有するものが
用いられるので、コア物質中の音響波の速度Vcoreは大
きく下げられることになる。
うとする特性によってその値が規定されるものであり、
通常は、光ファイバのコアに屈折率を上げるドーパント
を添加する、および/またはクラッドに屈折率を下げる
ドーパントを添加することによって比屈折率差を制御す
ることが行なわれている。したがって、比屈折率差の値
によって光ファイバのコアに添加されるドーパントの量
が決められていた。本発明の光ファイバは、コアに屈折
率を上げる第1のドーパントと屈折率を下げる第2のド
ーパントを添加するものである。したがって、所定の比
屈折率差を得るのにコアの屈折率を上げる第1のドーパ
ントのみを添加する場合に比べて、ドーパントの総添加
量を、第2のドーパントの分、およびこれに対応して増
加される第1のドーパントの分だけ多くすることでき
る。そして第1のドーパントおよび第2のドーパントと
して縦音響波の速度を遅くするはたらきを有するものが
用いられるので、コア物質中の音響波の速度Vcoreは大
きく下げられることになる。
【0016】この結果、コア物質中の音響波の速度V
coreとクラッド物質中の音響波の速度Vcladとの差が大
きくなる。したがって、コア径を光ファイバ長さ方向に
変化させたことによって生じるコア中の縦音響波の速度
変化が大きくなり、光ファイバ長さ方向におけるブリル
アンシフト周波数の変化がより大きくなる。このことか
ら、コアに屈折率を上げるドーパントしか含まれていな
い通常の光ファイバの場合に比べて、コア径の変化量が
同じでも、誘導ブリルアン散乱のしきい値を高くするこ
とができ、より大きな誘導ブリルアン散乱抑制効果が得
られる。しかも、新たに添加される第2のドーパントに
よる屈折率の変化は第1のドーパントの添加量を増加さ
せることによって相殺することができるので、光学的な
特性を変化させずに、誘導ブリルアン散乱抑制効果を高
めることができる。
coreとクラッド物質中の音響波の速度Vcladとの差が大
きくなる。したがって、コア径を光ファイバ長さ方向に
変化させたことによって生じるコア中の縦音響波の速度
変化が大きくなり、光ファイバ長さ方向におけるブリル
アンシフト周波数の変化がより大きくなる。このことか
ら、コアに屈折率を上げるドーパントしか含まれていな
い通常の光ファイバの場合に比べて、コア径の変化量が
同じでも、誘導ブリルアン散乱のしきい値を高くするこ
とができ、より大きな誘導ブリルアン散乱抑制効果が得
られる。しかも、新たに添加される第2のドーパントに
よる屈折率の変化は第1のドーパントの添加量を増加さ
せることによって相殺することができるので、光学的な
特性を変化させずに、誘導ブリルアン散乱抑制効果を高
めることができる。
【0017】また、コアに上記のような第1のドーパン
トおよび第2のドーパントを添加するとともに、クラッ
ドに屈折率を上げる第3のドーパントを添加すれば、所
定の比屈折率差を得るために、コアの屈折率を上げる第
1のドーパントの添加量を、さらにこの第3のドーパン
トに相当する分だけ増加させることができる。これによ
り、コア物質中の音響波の速度Vcoreは遅くなる。そし
てこの第3のドーパントは縦音響波の速度を速くする作
用を有するものであるので、コア物質中の音響波の速度
Vcoreとクラッド物質中の音響波の速度Vcladとの差
は、クラッドの第3のドーパントを添加しない場合に比
べて大きくなり、誘導ブリルアン散乱抑制効果がさらに
高められる。
トおよび第2のドーパントを添加するとともに、クラッ
ドに屈折率を上げる第3のドーパントを添加すれば、所
定の比屈折率差を得るために、コアの屈折率を上げる第
1のドーパントの添加量を、さらにこの第3のドーパン
トに相当する分だけ増加させることができる。これによ
り、コア物質中の音響波の速度Vcoreは遅くなる。そし
てこの第3のドーパントは縦音響波の速度を速くする作
用を有するものであるので、コア物質中の音響波の速度
Vcoreとクラッド物質中の音響波の速度Vcladとの差
は、クラッドの第3のドーパントを添加しない場合に比
べて大きくなり、誘導ブリルアン散乱抑制効果がさらに
高められる。
【0018】図9は、光ファイバのコア(コア径は一
定)に、第1のドーパントとしてGeO2、第2のドー
パントとしてFをコドープしたときの、各ドーパントの
添加量と音響波速度との関係を示したものである。尚、
このグラフにおいて各ドーパントの添加量は、純粋Si
O2ガラスに該ドーパントのみを添加したときの純粋S
iO2ガラスとの比屈折率差の絶対値(%)で表わして
いる。この図に示されるように、ドーパントの濃度が増
加すると、それに伴って音響波速度は直線的に減少して
いる。したがって、これらのドーパントの濃度を増加さ
せることによって、純粋SiO2からなるクラッド物質
中(GeO2=0%、F=0%)における音響波速度V
cladと、コア物質中における音響波速度Vcoreとの差を
大きくすることができる。
定)に、第1のドーパントとしてGeO2、第2のドー
パントとしてFをコドープしたときの、各ドーパントの
添加量と音響波速度との関係を示したものである。尚、
このグラフにおいて各ドーパントの添加量は、純粋Si
O2ガラスに該ドーパントのみを添加したときの純粋S
iO2ガラスとの比屈折率差の絶対値(%)で表わして
いる。この図に示されるように、ドーパントの濃度が増
加すると、それに伴って音響波速度は直線的に減少して
いる。したがって、これらのドーパントの濃度を増加さ
せることによって、純粋SiO2からなるクラッド物質
中(GeO2=0%、F=0%)における音響波速度V
cladと、コア物質中における音響波速度Vcoreとの差を
大きくすることができる。
【0019】図1は、本発明の光ファイバの第1の実施
例を模式的に示すものであって、使用波長における波長
分散がゼロに近くなるようにした低分散光ファイバを構
成した例である。本実施例の光ファイバ1は、その始端
1Aから終端1Bにかけてコア2のコア径が一様に減少
しており、かつ光ファイバ径は始端1Aから終端1Bに
至るまで一定となっている。光ファイバ1の長さは特に
限定されないが、通常数kmから数10kmとされる。
例を模式的に示すものであって、使用波長における波長
分散がゼロに近くなるようにした低分散光ファイバを構
成した例である。本実施例の光ファイバ1は、その始端
1Aから終端1Bにかけてコア2のコア径が一様に減少
しており、かつ光ファイバ径は始端1Aから終端1Bに
至るまで一定となっている。光ファイバ1の長さは特に
限定されないが、通常数kmから数10kmとされる。
【0020】本実施例の光ファイバ1は、コア2がGe
O2およびFを含有するSiO2ガラスからなり、クラッ
ド3が純粋SiO2ガラスからなっている。光ファイバ
1の屈折率分布形状は、ステップインデックス型、階段
コア部を有するデュアルコア型などとされ、始端1Aで
の形状と終端1Bでの形状はほぼ相似となっている。光
ファイバ1の屈折率分布は、コア2に含まれている少な
くとも一方のドーパントの量を径方向に変化させること
によって制御することができるが、Fの添加量を径方向
に一定とし、GeO2の添加量を径方向に変化させるこ
とにより所望の屈折率分布を好ましく得ることができ
る。
O2およびFを含有するSiO2ガラスからなり、クラッ
ド3が純粋SiO2ガラスからなっている。光ファイバ
1の屈折率分布形状は、ステップインデックス型、階段
コア部を有するデュアルコア型などとされ、始端1Aで
の形状と終端1Bでの形状はほぼ相似となっている。光
ファイバ1の屈折率分布は、コア2に含まれている少な
くとも一方のドーパントの量を径方向に変化させること
によって制御することができるが、Fの添加量を径方向
に一定とし、GeO2の添加量を径方向に変化させるこ
とにより所望の屈折率分布を好ましく得ることができ
る。
【0021】例えば、1.55μm帯での波長分散がゼ
ロに近い低分散光ファイバにおいて、コア径を長さ方向
に変化させて誘導ブリルアン散乱を抑えた低分散光ファ
イバを構成する場合には、コア−クラッド比屈折率差が
大きいほど大きな誘導ブリルアン散乱抑制効果が期待で
きる。また上述したように、コア中へのGeO2および
Fの添加量が多いほど誘導ブリルアン散乱を抑制する効
果は大きくなるが、伝送損失が増大してしまう。ところ
で、通常の1.55μm帯低分散光ファイバの屈折率分
布は、例えば比屈折率差が0.8%程度のピーク値を有
する単峰型の中心コア部と、その外側に比屈折率差が
0.2%の平らな階段コア部とを有するデュアルコア型
に構成されている。したがって、本発明に係る誘導ブリ
ルアン散乱を抑えた低分散光ファイバを構成する場合に
は、これよりも設計可能な範囲で中心コア部および階段
コア部の比屈折率差を高めにして、伝送損失当りの誘導
ブリルアン散乱しきい値の上昇分が最大となるように、
屈折率分布を設定するのが好ましい。例えば中心コア部
の比屈折率差は0.8〜1.5%程度、階段コア部の比
屈折率差は0.2〜0.3%程度の範囲内で好ましく設
定される。
ロに近い低分散光ファイバにおいて、コア径を長さ方向
に変化させて誘導ブリルアン散乱を抑えた低分散光ファ
イバを構成する場合には、コア−クラッド比屈折率差が
大きいほど大きな誘導ブリルアン散乱抑制効果が期待で
きる。また上述したように、コア中へのGeO2および
Fの添加量が多いほど誘導ブリルアン散乱を抑制する効
果は大きくなるが、伝送損失が増大してしまう。ところ
で、通常の1.55μm帯低分散光ファイバの屈折率分
布は、例えば比屈折率差が0.8%程度のピーク値を有
する単峰型の中心コア部と、その外側に比屈折率差が
0.2%の平らな階段コア部とを有するデュアルコア型
に構成されている。したがって、本発明に係る誘導ブリ
ルアン散乱を抑えた低分散光ファイバを構成する場合に
は、これよりも設計可能な範囲で中心コア部および階段
コア部の比屈折率差を高めにして、伝送損失当りの誘導
ブリルアン散乱しきい値の上昇分が最大となるように、
屈折率分布を設定するのが好ましい。例えば中心コア部
の比屈折率差は0.8〜1.5%程度、階段コア部の比
屈折率差は0.2〜0.3%程度の範囲内で好ましく設
定される。
【0022】また本実施例において、0に近い波長分散
を得るために、光ファイバ1のコア径の範囲は、コア径
の変化に伴って変化する波長分散が正になるコア径の部
分と負になるコア径の部分とにまたがるように設定され
る。具体的には始端1Aでのコア径rA と、終端1Bで
のコア径rB とは、以下のようにして定められている。
を得るために、光ファイバ1のコア径の範囲は、コア径
の変化に伴って変化する波長分散が正になるコア径の部
分と負になるコア径の部分とにまたがるように設定され
る。具体的には始端1Aでのコア径rA と、終端1Bで
のコア径rB とは、以下のようにして定められている。
【0023】図2は、シングルモード光ファイバのコア
径の変化に対応するある伝送波長(例えば1.55μ
m)での波長分散の変化の例を模式的に示すグラフであ
る。このグラフのように、シングルモード光ファイバの
コア径が変化するとこれに応じて波長分散も変化し、例
えば曲線(イ)ないし曲線(ニ)などの曲線で表される
ような変化を示す。グラフに示した4種の曲線(イ)〜
(ニ)は、それぞれ構造パラメータが異なるシングルモ
ード光ファイバでのものであり、一般にこのコア径と波
長分散との関係は二次曲線に表され、曲線(ニ)のもの
は極小点がコア径の小さい領域にあり、曲線(ハ)のも
のは極小点がコア径の大きい領域にあるものである。
径の変化に対応するある伝送波長(例えば1.55μ
m)での波長分散の変化の例を模式的に示すグラフであ
る。このグラフのように、シングルモード光ファイバの
コア径が変化するとこれに応じて波長分散も変化し、例
えば曲線(イ)ないし曲線(ニ)などの曲線で表される
ような変化を示す。グラフに示した4種の曲線(イ)〜
(ニ)は、それぞれ構造パラメータが異なるシングルモ
ード光ファイバでのものであり、一般にこのコア径と波
長分散との関係は二次曲線に表され、曲線(ニ)のもの
は極小点がコア径の小さい領域にあり、曲線(ハ)のも
のは極小点がコア径の大きい領域にあるものである。
【0024】そして、シングルモード光ファイバの構造
パラメータを適宜定めることにより、図2のグラフに示
した曲線(イ)および曲線(ハ)のように、波長分散の
値が正になるコア径の部分と負になるコア径の部分とが
連続するコア径の範囲が存在するようになる。そして、
このような条件を満たすコア径の範囲で、光ファイバ1
の始端のコア径rA と終端のコア径rB を定めるのであ
る。
パラメータを適宜定めることにより、図2のグラフに示
した曲線(イ)および曲線(ハ)のように、波長分散の
値が正になるコア径の部分と負になるコア径の部分とが
連続するコア径の範囲が存在するようになる。そして、
このような条件を満たすコア径の範囲で、光ファイバ1
の始端のコア径rA と終端のコア径rB を定めるのであ
る。
【0025】例えば、曲線(イ)について言えば、グラ
フにおける波長分散値が正の値をとる2つの領域(N,
M)の面積の和と負の値をとる領域(L)の面積が等し
くあるいはほぼ等しくなるような2つのコア径rA およ
びrB を定めるのである。同様に曲線(ハ)について
も、波長分散値が正の値をとる領域の面積と負の値をと
る領域の面積が等しくあるいはほぼ等しくなるように2
のコア径rA およびrB を定めるのである。このように
すれば、波長分散を実用上問題のない程度に抑えること
が可能である。
フにおける波長分散値が正の値をとる2つの領域(N,
M)の面積の和と負の値をとる領域(L)の面積が等し
くあるいはほぼ等しくなるような2つのコア径rA およ
びrB を定めるのである。同様に曲線(ハ)について
も、波長分散値が正の値をとる領域の面積と負の値をと
る領域の面積が等しくあるいはほぼ等しくなるように2
のコア径rA およびrB を定めるのである。このように
すれば、波長分散を実用上問題のない程度に抑えること
が可能である。
【0026】さらに分散値を低くするような場合には、
以下の事情を考慮する必要がある。すなわち、後述する
ようにテーパー状に加工した母材を一定の外径となるよ
うに紡糸する際には、母材の外径の大きな部分は小さな
部分に比べて長く紡糸される。従って、光ファイバ全長
にわたる波長分散の平均値には、母材外径の大きな側、
すなわち図2中のrB の側の波長分散の、全体に占める
重みが大きくなる。以上の事情を考慮して光ファイバ両
端のコア径を定めておけば、波長分散をより低い値に抑
えることが可能である。
以下の事情を考慮する必要がある。すなわち、後述する
ようにテーパー状に加工した母材を一定の外径となるよ
うに紡糸する際には、母材の外径の大きな部分は小さな
部分に比べて長く紡糸される。従って、光ファイバ全長
にわたる波長分散の平均値には、母材外径の大きな側、
すなわち図2中のrB の側の波長分散の、全体に占める
重みが大きくなる。以上の事情を考慮して光ファイバ両
端のコア径を定めておけば、波長分散をより低い値に抑
えることが可能である。
【0027】このようにして定められた2つのコア径r
A およびrB を光ファイバ1の始端1Aおよび終端1B
のコア径とする。これによって光ファイバ1の始端1A
から入射された伝送波長の光が終端1Bに至る間に生じ
た正の波長分散と負の波長分散とが打ち消されることに
なり、結果的に終端1Bから出射される光は波長分散が
ゼロに近づくものとなり、例えば波長分散を±3ps/
km/nm以内に抑えることが可能となる。
A およびrB を光ファイバ1の始端1Aおよび終端1B
のコア径とする。これによって光ファイバ1の始端1A
から入射された伝送波長の光が終端1Bに至る間に生じ
た正の波長分散と負の波長分散とが打ち消されることに
なり、結果的に終端1Bから出射される光は波長分散が
ゼロに近づくものとなり、例えば波長分散を±3ps/
km/nm以内に抑えることが可能となる。
【0028】原則的には、上述のように光ファイバ1の
始端1Aのコア径rA と終端1Bのコア径rB が定めら
れるが、実際には、コア径rA とrB との間の任意のコ
ア径における波長分散が±5ps/km/nm以内とな
るように、カットオフ波長が伝送波長を越えるコア径の
部分があまり長くならないように、かつ曲げ損失、レイ
リー損失が過大とならないように、コア径およびその他
の構造パラメータを定める必要がある。これらの点か
ら、光ファイバ1としては、その屈折率分布形状が、中
心コア部と階段コア部とからなるコアを有するデュアル
コア型のものが好ましいことになる。これに対して、一
般に単峰型の屈折率分布形状として低分散光ファイバを
設計すると曲げ損失が大きくなるため、十分なコア径変
動範囲がとれなくなる。
始端1Aのコア径rA と終端1Bのコア径rB が定めら
れるが、実際には、コア径rA とrB との間の任意のコ
ア径における波長分散が±5ps/km/nm以内とな
るように、カットオフ波長が伝送波長を越えるコア径の
部分があまり長くならないように、かつ曲げ損失、レイ
リー損失が過大とならないように、コア径およびその他
の構造パラメータを定める必要がある。これらの点か
ら、光ファイバ1としては、その屈折率分布形状が、中
心コア部と階段コア部とからなるコアを有するデュアル
コア型のものが好ましいことになる。これに対して、一
般に単峰型の屈折率分布形状として低分散光ファイバを
設計すると曲げ損失が大きくなるため、十分なコア径変
動範囲がとれなくなる。
【0029】次に本実施例の低分散光ファイバの製法に
ついて説明する。まず、コア部がGeO2およびFが添
加されたSiO2ガラスからなり、クラッド部が純粋S
iO2からなり、外径およびコア部の径が長さ方向に一
定のガラス母材を用意し、このガラス母材の屈折率分布
を測定する。この測定結果からこのガラス母材を種々の
コア径で紡糸して得られる光ファイバの諸特性を予測、
算出する。この諸特性から伝送波長、例えば1.55μ
mでの波長分散がコア径の変化に対応してどのように変
化するか、すなわち、図2のグラフ中の曲線を得ること
ができる。そして、この曲線として例えば曲線(イ)の
ものが得られたとすると、上述のようにして光ファイバ
の始端1Aでのコア径rA と、終端1Bでのコア径rB
を定める。
ついて説明する。まず、コア部がGeO2およびFが添
加されたSiO2ガラスからなり、クラッド部が純粋S
iO2からなり、外径およびコア部の径が長さ方向に一
定のガラス母材を用意し、このガラス母材の屈折率分布
を測定する。この測定結果からこのガラス母材を種々の
コア径で紡糸して得られる光ファイバの諸特性を予測、
算出する。この諸特性から伝送波長、例えば1.55μ
mでの波長分散がコア径の変化に対応してどのように変
化するか、すなわち、図2のグラフ中の曲線を得ること
ができる。そして、この曲線として例えば曲線(イ)の
ものが得られたとすると、上述のようにして光ファイバ
の始端1Aでのコア径rA と、終端1Bでのコア径rB
を定める。
【0030】次に、予め設定されている光ファイバ1の
外径と始端1Aのコア径rA と終端1Bのコア径rBか
ら、光ファイバ母材の長さ方向の外径を定める。(尚、
ここでは母材の終端から紡糸を行ない、母材の終端が光
ファイバ1の始端となるものとする。) そのためには、まず、光ファイバ母材の始端でのコア部
とクラッド部との径比(コア−クラッド比)が、紡糸後
の光ファイバ1の終端1Bでのコア−クラッド比と一致
し、光ファイバ母材の終端でのコア−クラッド比が紡糸
後の光ファイバ1の始端1Aでのコア−クラッド比と一
致するようにせねばならない。光ファイバ母材は外径お
よびコア部の径は一定であるため、上記条件を満たすに
は、光ファイバ母材の外径をテーパー状に切削加工し、
その始端での外径を小さく、終端での外径を大きくすれ
ばよい。
外径と始端1Aのコア径rA と終端1Bのコア径rBか
ら、光ファイバ母材の長さ方向の外径を定める。(尚、
ここでは母材の終端から紡糸を行ない、母材の終端が光
ファイバ1の始端となるものとする。) そのためには、まず、光ファイバ母材の始端でのコア部
とクラッド部との径比(コア−クラッド比)が、紡糸後
の光ファイバ1の終端1Bでのコア−クラッド比と一致
し、光ファイバ母材の終端でのコア−クラッド比が紡糸
後の光ファイバ1の始端1Aでのコア−クラッド比と一
致するようにせねばならない。光ファイバ母材は外径お
よびコア部の径は一定であるため、上記条件を満たすに
は、光ファイバ母材の外径をテーパー状に切削加工し、
その始端での外径を小さく、終端での外径を大きくすれ
ばよい。
【0031】この際、光ファイバ母材の最初の寸法によ
っては、クラッド部の厚さが不足し、終端でのコア−ク
ラッド比を満たしえない場合が生じる。この場合には、
新たな追加のクラッド部を外付け法によって形成して上
記コア−クラッド比を満たしたのちに、テーパー状に研
削加工すればよい。ついで、このようにして得られたテ
ーパー状の光ファイバ母材を一定の外径となるように紡
糸すれば、図1に示した低分散光ファイバを得ることが
できる。この紡糸は引取速度を徐々に変化させることに
より、外径を一定とすることができる。あるいは、母材
を下降させて加熱炉へ導入する際の、母材の下降速度を
徐々に変化させることによっても、外径を一定とするこ
とができる。
っては、クラッド部の厚さが不足し、終端でのコア−ク
ラッド比を満たしえない場合が生じる。この場合には、
新たな追加のクラッド部を外付け法によって形成して上
記コア−クラッド比を満たしたのちに、テーパー状に研
削加工すればよい。ついで、このようにして得られたテ
ーパー状の光ファイバ母材を一定の外径となるように紡
糸すれば、図1に示した低分散光ファイバを得ることが
できる。この紡糸は引取速度を徐々に変化させることに
より、外径を一定とすることができる。あるいは、母材
を下降させて加熱炉へ導入する際の、母材の下降速度を
徐々に変化させることによっても、外径を一定とするこ
とができる。
【0032】このような低分散光ファイバ1にあって
は、コア2に縦音響波の速度を遅くする第1のドーパン
トおよび第2のドーパントが含まれており、かつコア径
が光ファイバ1の長さ方向に変化しているため、誘導ブ
リルアン散乱の発生が抑制されている。また上述のよう
に光ファイバ1の全長にわたっての波長分散の平均値が
ゼロもしくはゼロに近づくため、光ファイバ1全体での
波長分散を±3ps/km/nm以内に抑えることがで
きる。このため、この低分散光ファイバは波長分散がゼ
ロもしくはゼロに近いものであるとともに高出力の信号
光を入射、伝送することができるものでもある。
は、コア2に縦音響波の速度を遅くする第1のドーパン
トおよび第2のドーパントが含まれており、かつコア径
が光ファイバ1の長さ方向に変化しているため、誘導ブ
リルアン散乱の発生が抑制されている。また上述のよう
に光ファイバ1の全長にわたっての波長分散の平均値が
ゼロもしくはゼロに近づくため、光ファイバ1全体での
波長分散を±3ps/km/nm以内に抑えることがで
きる。このため、この低分散光ファイバは波長分散がゼ
ロもしくはゼロに近いものであるとともに高出力の信号
光を入射、伝送することができるものでもある。
【0033】また、上記の実施例では、1本の光ファイ
バ1の始端1Aから終端1Bにかけて、そのコア径が一
様に変化するものについて説明したが、これに限られる
ものではなく、1本の光ファイバの長さ方向において、
コア径の一様な変化が2回以上繰り返されていてもよ
く、その1回のコアの一様な変化の範囲毎に、波長分散
がゼロに平均化されるため、全体として波長分散がゼロ
もしくはゼロに近いものとなる。したがって、コア径が
始端から終端にかけて一様に変化する光ファイバを複数
本、端部のコア径が等しくなる向きに融着接続するなど
して接続したものも、同様に接続された光ファイバ全長
にわたって波長分散をゼロもしくはゼロに近い値に維持
することができる。このような構成は光ファイバが長尺
である場合に好適である。
バ1の始端1Aから終端1Bにかけて、そのコア径が一
様に変化するものについて説明したが、これに限られる
ものではなく、1本の光ファイバの長さ方向において、
コア径の一様な変化が2回以上繰り返されていてもよ
く、その1回のコアの一様な変化の範囲毎に、波長分散
がゼロに平均化されるため、全体として波長分散がゼロ
もしくはゼロに近いものとなる。したがって、コア径が
始端から終端にかけて一様に変化する光ファイバを複数
本、端部のコア径が等しくなる向きに融着接続するなど
して接続したものも、同様に接続された光ファイバ全長
にわたって波長分散をゼロもしくはゼロに近い値に維持
することができる。このような構成は光ファイバが長尺
である場合に好適である。
【0034】次に、本発明の光ファイバの第2の実施例
として、分散補償光ファイバを構成した例について説明
する。本実施例の分散補償光ファイバは、1.3μm帯
に零分散波長を有する石英系単一モード光ファイバより
もコア径を小さくし、かつコア−クラッド比屈折率差を
大きくすることによって、使用波長においてその1.3
μm帯石英系単一モード光ファイバよりも絶対値の大き
い負の波長分散値を有するように設計されたものをい
う。尚、1.3μm帯に零分散波長を有する石英系単一
モード光ファイバは、通常、コア径約9μm、コア−ク
ラッド比屈折率差約0.35%に設計されている。
として、分散補償光ファイバを構成した例について説明
する。本実施例の分散補償光ファイバは、1.3μm帯
に零分散波長を有する石英系単一モード光ファイバより
もコア径を小さくし、かつコア−クラッド比屈折率差を
大きくすることによって、使用波長においてその1.3
μm帯石英系単一モード光ファイバよりも絶対値の大き
い負の波長分散値を有するように設計されたものをい
う。尚、1.3μm帯に零分散波長を有する石英系単一
モード光ファイバは、通常、コア径約9μm、コア−ク
ラッド比屈折率差約0.35%に設計されている。
【0035】図3は本実施例の分散補償光ファイにおけ
るファイバ外径の変化を示したものである。本実施例の
分散補償光ファイバは、コアがGeO2およびFを含有
するSiO2ガラスからなり、クラッドが純粋SiO2ガ
ラスからなっている。また、ファイバ外径およびコア径
が図3に示すように光ファイバ長さ方向に周期的に変化
するように形成されている。本実施例において、分散補
償光ファイバの使用波長は、1.525〜1.575μ
mの範囲に好ましく設定され、この波長範囲において所
望の波長分散値、カットオフ波長および曲げ損失が得ら
れるようにコア径の範囲および比屈折率差が好適に設定
される。
るファイバ外径の変化を示したものである。本実施例の
分散補償光ファイバは、コアがGeO2およびFを含有
するSiO2ガラスからなり、クラッドが純粋SiO2ガ
ラスからなっている。また、ファイバ外径およびコア径
が図3に示すように光ファイバ長さ方向に周期的に変化
するように形成されている。本実施例において、分散補
償光ファイバの使用波長は、1.525〜1.575μ
mの範囲に好ましく設定され、この波長範囲において所
望の波長分散値、カットオフ波長および曲げ損失が得ら
れるようにコア径の範囲および比屈折率差が好適に設定
される。
【0036】分散補償光ファイバの波長分散値は小さい
ほど好ましいが、後で述べる理由から−50ps/km
/nm以下とすることが好ましい。上記波長範囲におい
て単一モード伝送可能となるように、カットオフ波長は
1.5μm以下に好ましく設定される。また曲げ損失は
小さい方がよく、例えば1.0dB/m(曲げ直径20
mm)以下となるように好ましく設定される。そして屈
折率分布は、光ファイバの分散値を大きくするためにコ
アとクラッドとの屈折率差が大きい方が好ましく、例え
ばステップ型屈折率分布、単峰型等に好ましく形成され
る。屈折率分布は、コアに含まれている少なくとも一方
のドーパントの量を適宜設定することによって制御する
ことできる。コアの屈折率が径方向に変化する場合に
は、例えばFの添加量を径方向に一定とし、GeO2の
添加量を径方向に変化させることにより所望の屈折率分
布を好ましく得ることができる。あるいは、GeO2の
添加量を径方向に一定とし、Fの添加量を径方向に変化
させてもよく、またGeO2およびFの添加量を径方向
に変化させてもよい。
ほど好ましいが、後で述べる理由から−50ps/km
/nm以下とすることが好ましい。上記波長範囲におい
て単一モード伝送可能となるように、カットオフ波長は
1.5μm以下に好ましく設定される。また曲げ損失は
小さい方がよく、例えば1.0dB/m(曲げ直径20
mm)以下となるように好ましく設定される。そして屈
折率分布は、光ファイバの分散値を大きくするためにコ
アとクラッドとの屈折率差が大きい方が好ましく、例え
ばステップ型屈折率分布、単峰型等に好ましく形成され
る。屈折率分布は、コアに含まれている少なくとも一方
のドーパントの量を適宜設定することによって制御する
ことできる。コアの屈折率が径方向に変化する場合に
は、例えばFの添加量を径方向に一定とし、GeO2の
添加量を径方向に変化させることにより所望の屈折率分
布を好ましく得ることができる。あるいは、GeO2の
添加量を径方向に一定とし、Fの添加量を径方向に変化
させてもよく、またGeO2およびFの添加量を径方向
に変化させてもよい。
【0037】図4は、ステップ型屈折率分布の単一モー
ド光ファイバにおいて、波長1.55μmを使用する場
合を例にとって、比屈折率差とコア径を変化させたとき
に、曲げ損失、カットオフ波長、および波長分散値がど
のように変化するかを計算した結果を示したものであ
る。この図中、Aは曲げ直径20mmにおける曲げ損失
が1.0dBとなる境界を示しており、通常はこれより
左下の領域では曲げ損失が大き過ぎるので好ましくな
い。またBはカットオフ波長が1.5μmとなる境界を
示しており、これより右上の領域ではカットオフ波長が
増大するので好ましくない。
ド光ファイバにおいて、波長1.55μmを使用する場
合を例にとって、比屈折率差とコア径を変化させたとき
に、曲げ損失、カットオフ波長、および波長分散値がど
のように変化するかを計算した結果を示したものであ
る。この図中、Aは曲げ直径20mmにおける曲げ損失
が1.0dBとなる境界を示しており、通常はこれより
左下の領域では曲げ損失が大き過ぎるので好ましくな
い。またBはカットオフ波長が1.5μmとなる境界を
示しており、これより右上の領域ではカットオフ波長が
増大するので好ましくない。
【0038】Cは、比屈折率差が3.5%となる境界で
あり、これより比屈折率差が大きいと母材作製時に熱ひ
ずみによる割れなどが生じるため、作製が非常に困難と
なるので好ましくない。この図では、比屈折率差が大き
いほど、またコア径が小さいほど、波長分散値(負)が
小さく(絶対値が大きく)なっている。Dは、波長1.
55μmにおける波長分散値が−50ps/km/nm
となる境界を示しており、これより上の領域が波長分散
値−50ps/km/nm以下の領域である。したがっ
て使用波長が1.55μmの場合には、コア径および比
屈折率差がそれぞれ図4中斜線で示した領域内に含まれ
るように設定することによって、波長分散値、曲げ損
失、およびカットオフ波長の好ましい条件を満たす分散
補償光ファイバが得られる。尚、図4は、使用波長、波
長分散値、曲げ損失等の与えられた条件に対して、コア
径および比屈折率差の使用可能な範囲を算出する方法の
一例を示したもので、異なった条件に場合にも、同様に
してコア径および比屈折率差の範囲を算出できるのは勿
論のことである。
あり、これより比屈折率差が大きいと母材作製時に熱ひ
ずみによる割れなどが生じるため、作製が非常に困難と
なるので好ましくない。この図では、比屈折率差が大き
いほど、またコア径が小さいほど、波長分散値(負)が
小さく(絶対値が大きく)なっている。Dは、波長1.
55μmにおける波長分散値が−50ps/km/nm
となる境界を示しており、これより上の領域が波長分散
値−50ps/km/nm以下の領域である。したがっ
て使用波長が1.55μmの場合には、コア径および比
屈折率差がそれぞれ図4中斜線で示した領域内に含まれ
るように設定することによって、波長分散値、曲げ損
失、およびカットオフ波長の好ましい条件を満たす分散
補償光ファイバが得られる。尚、図4は、使用波長、波
長分散値、曲げ損失等の与えられた条件に対して、コア
径および比屈折率差の使用可能な範囲を算出する方法の
一例を示したもので、異なった条件に場合にも、同様に
してコア径および比屈折率差の範囲を算出できるのは勿
論のことである。
【0039】また本実施例の分散補償光ファイバにおい
て、コア径は長さ方向に周期的に変化するように形成さ
れている。コア径は、上記図4に示した好ましい範囲内
で変化させることができる。コア径の変化量は小さすぎ
ると誘導ブリルアン散乱を抑制する効果が得られず、コ
ア径の変化量が大きいほど誘導ブリルアン散乱抑制効果
が大きい。例えば、コアが単峰型の屈折率分布を有し、
コアの中心部とクラッドとの比屈折率差が約2.3%で
あって、波長分散値−50ps/km/nm以下の分散
補償光ファイバについて、コア径の変化量を変えて誘導
ブリルアン散乱しきい値の上昇分を測定したところ、コ
ア径の変化量を±5%としたときには、しきい値が4d
B程度上昇したのに対して、コア径の変化量を±3%と
したときには、しきい値は1dBしか上昇しなかった。
て、コア径は長さ方向に周期的に変化するように形成さ
れている。コア径は、上記図4に示した好ましい範囲内
で変化させることができる。コア径の変化量は小さすぎ
ると誘導ブリルアン散乱を抑制する効果が得られず、コ
ア径の変化量が大きいほど誘導ブリルアン散乱抑制効果
が大きい。例えば、コアが単峰型の屈折率分布を有し、
コアの中心部とクラッドとの比屈折率差が約2.3%で
あって、波長分散値−50ps/km/nm以下の分散
補償光ファイバについて、コア径の変化量を変えて誘導
ブリルアン散乱しきい値の上昇分を測定したところ、コ
ア径の変化量を±5%としたときには、しきい値が4d
B程度上昇したのに対して、コア径の変化量を±3%と
したときには、しきい値は1dBしか上昇しなかった。
【0040】本実施例では、コア径はファイバ外径に比
例して図3に示すような三角波状に変化しているが、こ
の波形に限らず、コア径が長さ方向に不均一であればよ
いものである。したがってコア径変化の形状は正弦波状
等でもよく、周期も適宜設定することができる。またコ
ア径を光ファイバの一端から他端へ一様に増加または減
少させてもよい。コア径が光ファイバ長さ方向にバラつ
いているほど、散乱抑制効果は大きい。ただし、屈折率
分布が異なる光ファイバを多段接続したものや、コア径
が矩形波状に変化するものなどコア径が急激に変化する
ものは、伝送損失の増大を招くので好ましくない。コア
径の変化の度合いは、使用波長での伝送損失が0.5d
B/km以下となる程度に緩やかであることが好まし
い。
例して図3に示すような三角波状に変化しているが、こ
の波形に限らず、コア径が長さ方向に不均一であればよ
いものである。したがってコア径変化の形状は正弦波状
等でもよく、周期も適宜設定することができる。またコ
ア径を光ファイバの一端から他端へ一様に増加または減
少させてもよい。コア径が光ファイバ長さ方向にバラつ
いているほど、散乱抑制効果は大きい。ただし、屈折率
分布が異なる光ファイバを多段接続したものや、コア径
が矩形波状に変化するものなどコア径が急激に変化する
ものは、伝送損失の増大を招くので好ましくない。コア
径の変化の度合いは、使用波長での伝送損失が0.5d
B/km以下となる程度に緩やかであることが好まし
い。
【0041】ここで、分散補償光ファイバの波長分散値
を−50ps/km/nm以下とし、伝送損失を0.5
dB/km以下とすることが好ましい理由は次の通りで
ある。すなわち、既に敷設されている通常の1.3μm
帯単一モード光ファイバ通信システムの多くは長さが5
0〜100km程度であり、1.5μm帯における波長
分散は概略20ps/km/nm程度である。よって、
1.5μm帯における総波長分散量は1000〜200
0ps/nm程度となる。一方、伝送線路の損失は波長
1.3μm帯において約0.4dB/km、波長1.5
μm帯において約0.2dB/kmである。この時、総
損失量は波長1.3μm帯において20〜40dBとな
り、波長1.5μm帯において10〜20dBとなる。
を−50ps/km/nm以下とし、伝送損失を0.5
dB/km以下とすることが好ましい理由は次の通りで
ある。すなわち、既に敷設されている通常の1.3μm
帯単一モード光ファイバ通信システムの多くは長さが5
0〜100km程度であり、1.5μm帯における波長
分散は概略20ps/km/nm程度である。よって、
1.5μm帯における総波長分散量は1000〜200
0ps/nm程度となる。一方、伝送線路の損失は波長
1.3μm帯において約0.4dB/km、波長1.5
μm帯において約0.2dB/kmである。この時、総
損失量は波長1.3μm帯において20〜40dBとな
り、波長1.5μm帯において10〜20dBとなる。
【0042】そこで、以下の条件(1)(2)が成立すれ
ば、光通信システムを波長1.5μm帯の光通信システ
ムに再構築することができる。 (1)1.5μm帯における全波長分散量 =単一モード光ファイバの全波長分散量+分散補償光フ
ァイバの全波長分散量 ≒0 (2)1.5μm帯における全損失 =1.5μm帯における単一モード光ファイバの全損失
+1.5μm帯における分散補償光ファイバの全損失 ≦1.3μm帯における全損失 =1.3μm帯における単一モード光ファイバの全損失 ここで、分散補償光ファイバの損失が、0.5dB/k
m以下であれば、(2)より、分散補償光ファイバの長さ
は20〜40kmまで使用することが許される。従って
(1)より分散補償光ファイバの波長分散値は−50ps
/km/nm以下とすることが好ましいことがわかる。
ば、光通信システムを波長1.5μm帯の光通信システ
ムに再構築することができる。 (1)1.5μm帯における全波長分散量 =単一モード光ファイバの全波長分散量+分散補償光フ
ァイバの全波長分散量 ≒0 (2)1.5μm帯における全損失 =1.5μm帯における単一モード光ファイバの全損失
+1.5μm帯における分散補償光ファイバの全損失 ≦1.3μm帯における全損失 =1.3μm帯における単一モード光ファイバの全損失 ここで、分散補償光ファイバの損失が、0.5dB/k
m以下であれば、(2)より、分散補償光ファイバの長さ
は20〜40kmまで使用することが許される。従って
(1)より分散補償光ファイバの波長分散値は−50ps
/km/nm以下とすることが好ましいことがわかる。
【0043】本実施例の分散補償光ファイバは、例えば
以下のようにして製造することができる。まず、コア部
がGeO2およびFが添加されたSiO2ガラスからな
り、クラッド部が純粋SiO2からなる母材を図4に示
した条件を満たすような屈折率分布に形成する。母材の
外径および屈折率分布は長さ方向に均一にする。この母
材を加熱炉を用いて線引する際に、線引温度、線引速
度、母材送り出し速度を適宜制御することによって、光
ファイバの外径が図3に示すような三角波状に長さ方向
に変化するように紡糸する。このように、紡糸時に光フ
ァイバの外径を周期的に変化させることによって、コア
径もファイバ外径に比例して三角波状に長さ方向に変化
している分散補償光ファイバが得られる。
以下のようにして製造することができる。まず、コア部
がGeO2およびFが添加されたSiO2ガラスからな
り、クラッド部が純粋SiO2からなる母材を図4に示
した条件を満たすような屈折率分布に形成する。母材の
外径および屈折率分布は長さ方向に均一にする。この母
材を加熱炉を用いて線引する際に、線引温度、線引速
度、母材送り出し速度を適宜制御することによって、光
ファイバの外径が図3に示すような三角波状に長さ方向
に変化するように紡糸する。このように、紡糸時に光フ
ァイバの外径を周期的に変化させることによって、コア
径もファイバ外径に比例して三角波状に長さ方向に変化
している分散補償光ファイバが得られる。
【0044】得られた分散補償光ファイバは、コアに縦
音響波の速度を遅くする第1のドーパントおよび第2の
ドーパントが含まれており、かつ長さ方向にコア径が変
化している。このため、光ファイバ長さ方向各部におけ
るブリルアンシフト周波数が変化し、光ファイバ全長に
おける誘導ブリルアン散乱の発生量を抑制することがで
きる。したがって、この分散補償光ファイバは波長分散
を補償できるとともに高出力の信号光を入射、伝送する
ことができる。
音響波の速度を遅くする第1のドーパントおよび第2の
ドーパントが含まれており、かつ長さ方向にコア径が変
化している。このため、光ファイバ長さ方向各部におけ
るブリルアンシフト周波数が変化し、光ファイバ全長に
おける誘導ブリルアン散乱の発生量を抑制することがで
きる。したがって、この分散補償光ファイバは波長分散
を補償できるとともに高出力の信号光を入射、伝送する
ことができる。
【0045】また、長さ方向にコア径が変化している分
散補償光ファイバの他の製造方法として、母材の段階で
コア径を変化させる方法もある。すなわち母材を形成す
る際に、まずコア部分となるガラスロッドを作製し、こ
のガラスロッドの外周面を外削することによって、ある
いは外削後、延伸を行うことによって、ガラスロッド径
を例えば三角波状に長さ方向に変化させ、その周上にク
ラッド部分となるガラス層を形成する。このような母材
を、外径が均一となるように紡糸して光ファイバとすれ
ば、コア径が長さ方向に変化している分散補償光ファイ
バを得ることができる。
散補償光ファイバの他の製造方法として、母材の段階で
コア径を変化させる方法もある。すなわち母材を形成す
る際に、まずコア部分となるガラスロッドを作製し、こ
のガラスロッドの外周面を外削することによって、ある
いは外削後、延伸を行うことによって、ガラスロッド径
を例えば三角波状に長さ方向に変化させ、その周上にク
ラッド部分となるガラス層を形成する。このような母材
を、外径が均一となるように紡糸して光ファイバとすれ
ば、コア径が長さ方向に変化している分散補償光ファイ
バを得ることができる。
【0046】
【実施例】以下、具体例を示すが、本発明がこれに限定
されるものではない。 (実施例1)以下のようにして1.55μm帯での波長
分散がゼロに近い低分散光ファイバを作製した。GeO
2とFが添加されたSiO2ガラスからなるコアと、純粋
SiO2ガラスからなるクラッドからなる低分散光ファ
イバ用のファイバ母材を用意した。このファイバ母材の
コア中のFの添加量は径方向に均一で、純粋SiO2に
対して−0.4%とした。またGeO2の添加量を径方
向に変化させて母材の屈折率分布が図5に示すようなデ
ュアルコア型となるようにした。GeO2はコア中心部
のピーク位置で純粋SiO2に対して+1.6%となる
ように添加した。またファイバ母材の外径は30mm、
コア部の径は3.6mmで、コアクラッド比8.3であ
り、この寸法はその長さ方向で一定であった。
されるものではない。 (実施例1)以下のようにして1.55μm帯での波長
分散がゼロに近い低分散光ファイバを作製した。GeO
2とFが添加されたSiO2ガラスからなるコアと、純粋
SiO2ガラスからなるクラッドからなる低分散光ファ
イバ用のファイバ母材を用意した。このファイバ母材の
コア中のFの添加量は径方向に均一で、純粋SiO2に
対して−0.4%とした。またGeO2の添加量を径方
向に変化させて母材の屈折率分布が図5に示すようなデ
ュアルコア型となるようにした。GeO2はコア中心部
のピーク位置で純粋SiO2に対して+1.6%となる
ように添加した。またファイバ母材の外径は30mm、
コア部の径は3.6mmで、コアクラッド比8.3であ
り、この寸法はその長さ方向で一定であった。
【0047】このファイバ母材の屈折率分布の解析の結
果、伝送波長1.55μmでの波長分散は、コア径の変
化に伴って図6に示す曲線(ホ)のように変化すること
が算出された。この曲線(ホ)から波長分散が正となる
部分と負となる部分との両者の面積がほぼ等しくなるよ
うにファイバの始端のコア径と終端のコア径を定めたと
ころ、rA が25.0μmとrB 12.5μmの値が得
られた。
果、伝送波長1.55μmでの波長分散は、コア径の変
化に伴って図6に示す曲線(ホ)のように変化すること
が算出された。この曲線(ホ)から波長分散が正となる
部分と負となる部分との両者の面積がほぼ等しくなるよ
うにファイバの始端のコア径と終端のコア径を定めたと
ころ、rA が25.0μmとrB 12.5μmの値が得
られた。
【0048】紡糸後のファイバ1の径を125μmと一
定とすると、紡糸後のファイバ1の始端1Aでのコアク
ラッド比は125/25=5となり、終端1Bでのコア
クラッド比は125/12.5=10となる。一方、用
意した上述のファイバ母材のコアクラッド比は一様に
8.3であるので、ファイバ母材の終端側でのコアクラ
ッド比が10以上となるようにクラッド部と同じ屈折率
のガラスを外付けし、その外径を36mmとした。つい
で、図7に示すように、外径36mmのファイバ母材1
1をその終端側11Bで外径36mmに、その始端側1
1Aで外径18mmとなるようにテーパー状に研削し
た。なお、図7中符号12はコア部を示す。
定とすると、紡糸後のファイバ1の始端1Aでのコアク
ラッド比は125/25=5となり、終端1Bでのコア
クラッド比は125/12.5=10となる。一方、用
意した上述のファイバ母材のコアクラッド比は一様に
8.3であるので、ファイバ母材の終端側でのコアクラ
ッド比が10以上となるようにクラッド部と同じ屈折率
のガラスを外付けし、その外径を36mmとした。つい
で、図7に示すように、外径36mmのファイバ母材1
1をその終端側11Bで外径36mmに、その始端側1
1Aで外径18mmとなるようにテーパー状に研削し
た。なお、図7中符号12はコア部を示す。
【0049】このテーパー状のファイバ母材11を一定
外径125μmで紡糸し、全長14kmの光ファイバを
得た。得られたファイバの特性を測定したところ、以下
のようであった。 始端1A 始端1B クラッド外径(μm) 125 125 コア径(μm) 25 12.5 1.55μmでのモードフィールド径(μm) 6.43 8.63 1.55μmでの全長にわたっての波長分散 +0.43 (ps/km/nm) また、このファイバの誘導ブリルアン散乱が発生する入
射光量のしきい値は約13dBmであった。
外径125μmで紡糸し、全長14kmの光ファイバを
得た。得られたファイバの特性を測定したところ、以下
のようであった。 始端1A 始端1B クラッド外径(μm) 125 125 コア径(μm) 25 12.5 1.55μmでのモードフィールド径(μm) 6.43 8.63 1.55μmでの全長にわたっての波長分散 +0.43 (ps/km/nm) また、このファイバの誘導ブリルアン散乱が発生する入
射光量のしきい値は約13dBmであった。
【0050】(比較例1)上記実施例1において、コア
にFを添加せず、GeO2の添加量がコア中心部のピー
ク位置で純粋SiO2に対して+1.2%となるように
した以外は同様にして低分散光ファイバを作製した。得
られたファイバの特性を測定したところ、1.55μm
での全長にわたっての波長分散は+0.43ps/km
/nmと上記実施例1のものと同じであったが、誘導ブ
リルアン散乱のしきい値は約11dBmと低い値であっ
た。
にFを添加せず、GeO2の添加量がコア中心部のピー
ク位置で純粋SiO2に対して+1.2%となるように
した以外は同様にして低分散光ファイバを作製した。得
られたファイバの特性を測定したところ、1.55μm
での全長にわたっての波長分散は+0.43ps/km
/nmと上記実施例1のものと同じであったが、誘導ブ
リルアン散乱のしきい値は約11dBmと低い値であっ
た。
【0051】(比較例2)上記実施例1と同様にコアに
GeO2およびFを添加したファイバ母材を用意し、こ
のファイバ母材を外削せずに、外径125μmの一定外
径で紡糸した。得られたファイバのコア径は15μmで
全長にわたって一定であった。また、このファイバの誘
導ブリルアン散乱のしきい値は約7dBmであった。
GeO2およびFを添加したファイバ母材を用意し、こ
のファイバ母材を外削せずに、外径125μmの一定外
径で紡糸した。得られたファイバのコア径は15μmで
全長にわたって一定であった。また、このファイバの誘
導ブリルアン散乱のしきい値は約7dBmであった。
【0052】上記実施例1および比較例1の結果より、
コア径を変化させた低分散光ファイバにおいて、コアに
GeO2に加えてFを添加することによって、波長分散
特性を変化させることなく、誘導ブリルアン後方散抑制
効果を高めることができることが認められた。また上記
実施例1および比較例2の結果より、コアにGeO2お
よびFを添加するとともに、コア径を変化させることに
よって、誘導ブリルアン散乱抑制効果が得られることが
認められた。
コア径を変化させた低分散光ファイバにおいて、コアに
GeO2に加えてFを添加することによって、波長分散
特性を変化させることなく、誘導ブリルアン後方散抑制
効果を高めることができることが認められた。また上記
実施例1および比較例2の結果より、コアにGeO2お
よびFを添加するとともに、コア径を変化させることに
よって、誘導ブリルアン散乱抑制効果が得られることが
認められた。
【0053】(実施例2)以下のようにして、1.55
μm帯で大きな負の波長分散を有する分散補償光ファイ
バを作製した。GeO2とFが添加されたSiO2ガラス
からなるコアと、純粋SiO2ガラスからなるクラッド
からなる分散補償光ファイバ用のファイバ母材を用意し
た。このファイバ母材のコア中のFの添加量は径方向に
均一で、純粋SiO2に対して−0.4%とした。また
GeO2の添加量を径方向に変化させて母材の屈折率分
布が単峰型となるようにした。GeO2はコア中心部の
ピーク位置で純粋SiO2に対して+2.7%となるよ
うに添加した。またクラッドの厚さは、クラッド径/コ
ア径=約54とし、コアおよびクラッドの寸法はファイ
バ母材の長さ方向で一定とした。
μm帯で大きな負の波長分散を有する分散補償光ファイ
バを作製した。GeO2とFが添加されたSiO2ガラス
からなるコアと、純粋SiO2ガラスからなるクラッド
からなる分散補償光ファイバ用のファイバ母材を用意し
た。このファイバ母材のコア中のFの添加量は径方向に
均一で、純粋SiO2に対して−0.4%とした。また
GeO2の添加量を径方向に変化させて母材の屈折率分
布が単峰型となるようにした。GeO2はコア中心部の
ピーク位置で純粋SiO2に対して+2.7%となるよ
うに添加した。またクラッドの厚さは、クラッド径/コ
ア径=約54とし、コアおよびクラッドの寸法はファイ
バ母材の長さ方向で一定とした。
【0054】この母材を線引する際の線引温度、線引速
度、母材送り出し速度を周期的に変化させ、図3に示す
ように光ファイバ外径が三角波状に周期的に変化するよ
うに紡糸した。光ファイバ外径の平均値は125μm
で、外径の変化量は±5%とした。変化の周期は500
m毎とし、全長5kmの光ファイバを得た。得られた光
ファイバの波長1.55μmにおける波長分散値は−5
0.7ps/km/nmであった。また、このファイバ
の誘導ブリルアン散乱が発生する入射光量のしきい値は
約11dBmであった。
度、母材送り出し速度を周期的に変化させ、図3に示す
ように光ファイバ外径が三角波状に周期的に変化するよ
うに紡糸した。光ファイバ外径の平均値は125μm
で、外径の変化量は±5%とした。変化の周期は500
m毎とし、全長5kmの光ファイバを得た。得られた光
ファイバの波長1.55μmにおける波長分散値は−5
0.7ps/km/nmであった。また、このファイバ
の誘導ブリルアン散乱が発生する入射光量のしきい値は
約11dBmであった。
【0055】(比較例3)上記実施例2において、コア
にFを添加せず、GeO2の添加量がコア中心部のピー
ク位置で純粋SiO2に対して+2.3%となるように
した以外は同様にして分散補償光ファイバを作製した。
得られたファイバの特性を測定したところ、1.55μ
mでの全長にわたっての波長分散は−50.7ps/k
m/nmと上記実施例2のものと同じであったが、誘導
ブリルアン散乱のしきい値は約10dBmと低い値であ
った。
にFを添加せず、GeO2の添加量がコア中心部のピー
ク位置で純粋SiO2に対して+2.3%となるように
した以外は同様にして分散補償光ファイバを作製した。
得られたファイバの特性を測定したところ、1.55μ
mでの全長にわたっての波長分散は−50.7ps/k
m/nmと上記実施例2のものと同じであったが、誘導
ブリルアン散乱のしきい値は約10dBmと低い値であ
った。
【0056】(比較例4)上記実施例2と同様にコアに
GeO2およびFを添加したファイバ母材を用意し、こ
の母材を線引する際の線引温度、線引速度、母材送り出
し速度を変化させず、光ファイバ外径が一定となるよう
に紡糸して全長5kmの光ファイバを得た。 得られた
光ファイバの波長1.55μmにおける波長分散値は−
55.0ps/km/nmであった。また誘導ブリルア
ン散乱のしきい値は約8dBmであった。
GeO2およびFを添加したファイバ母材を用意し、こ
の母材を線引する際の線引温度、線引速度、母材送り出
し速度を変化させず、光ファイバ外径が一定となるよう
に紡糸して全長5kmの光ファイバを得た。 得られた
光ファイバの波長1.55μmにおける波長分散値は−
55.0ps/km/nmであった。また誘導ブリルア
ン散乱のしきい値は約8dBmであった。
【0057】上記実施例2および比較例3の結果より、
コア径を変化させた分散補償光ファイバにおいて、コア
にGeO2に加えてFを添加することによって、波長分
散特性を変化させることなく、誘導ブリルアン後方散抑
制効果を高めることができることが認められた。また上
記実施例2および比較例4の結果より、コアにGeO2
およびFを添加するとともに、コア径を変化させること
によって、誘導ブリルアン散乱抑制効果が得られること
が認められた。
コア径を変化させた分散補償光ファイバにおいて、コア
にGeO2に加えてFを添加することによって、波長分
散特性を変化させることなく、誘導ブリルアン後方散抑
制効果を高めることができることが認められた。また上
記実施例2および比較例4の結果より、コアにGeO2
およびFを添加するとともに、コア径を変化させること
によって、誘導ブリルアン散乱抑制効果が得られること
が認められた。
【0058】(実施例3)上記実施例1においてクラッ
ドにAl2O3を添加した他は同様にして1.55μm帯
での波長分散がゼロに近い低分散光ファイバを作製し
た。すなわち、GeO2とFが添加されたSiO2ガラス
からなるコアと、Al2O3が添加されたSiO2ガラス
からなるクラッドからなる低分散光ファイバ用のファイ
バ母材を用意した。このファイバ母材のコア中のFの添
加量は径方向に均一で、純粋SiO2に対して−0.4
%とした。またGeO2の添加量を径方向に変化させて
母材の屈折率分布が図5に示すようなデュアルコア型と
なるようにした。GeO2はコア中心部のピーク位置で
純粋SiO2に対して+2.0%となるように添加し
た。またクラッド中のAl2O3の添加量は径方向に均一
で、純粋SiO2に対して+0.4%となるようにし
た。またファイバ母材の外径は30mm、コア部の径は
3.6mmで、コアクラッド比8.3であり、この寸法
はその長さ方向で一定であった。
ドにAl2O3を添加した他は同様にして1.55μm帯
での波長分散がゼロに近い低分散光ファイバを作製し
た。すなわち、GeO2とFが添加されたSiO2ガラス
からなるコアと、Al2O3が添加されたSiO2ガラス
からなるクラッドからなる低分散光ファイバ用のファイ
バ母材を用意した。このファイバ母材のコア中のFの添
加量は径方向に均一で、純粋SiO2に対して−0.4
%とした。またGeO2の添加量を径方向に変化させて
母材の屈折率分布が図5に示すようなデュアルコア型と
なるようにした。GeO2はコア中心部のピーク位置で
純粋SiO2に対して+2.0%となるように添加し
た。またクラッド中のAl2O3の添加量は径方向に均一
で、純粋SiO2に対して+0.4%となるようにし
た。またファイバ母材の外径は30mm、コア部の径は
3.6mmで、コアクラッド比8.3であり、この寸法
はその長さ方向で一定であった。
【0059】このファイバ母材を上記実施例1と同様に
テーパ状に研削した後、一定外径125μmで紡糸し、
全長14kmの光ファイバを得た。得られたファイバの
特性を測定したところ、クラッド外径(μm)、コア径
(μm)、1.55μmでのモードフィールド径(μ
m)、および1.55μmでの全長にわたっての波長分
散は実施例1と同様であった。また、このファイバの誘
導ブリルアン散乱が発生する入射光量のしきい値は約1
4dBmであり、実施例1の光ファイバよりもさらに大
きな誘導ブリルアン散乱抑制効果が得られた。
テーパ状に研削した後、一定外径125μmで紡糸し、
全長14kmの光ファイバを得た。得られたファイバの
特性を測定したところ、クラッド外径(μm)、コア径
(μm)、1.55μmでのモードフィールド径(μ
m)、および1.55μmでの全長にわたっての波長分
散は実施例1と同様であった。また、このファイバの誘
導ブリルアン散乱が発生する入射光量のしきい値は約1
4dBmであり、実施例1の光ファイバよりもさらに大
きな誘導ブリルアン散乱抑制効果が得られた。
【0060】
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項1記
載の光ファイバは、石英系シングルモード光ファイバで
あって、コアが、少なくとも1種の屈折率を上げかつ縦
音響波の速度を遅くする第1のドーパントと、少なくと
も1種の屈折率を下げかつ縦音響波の速度を遅くする第
2のドーパントとを含むSiO2ガラスからなり、コア
径が光ファイバ長さ方向に変化していることを特徴とす
るものである。
載の光ファイバは、石英系シングルモード光ファイバで
あって、コアが、少なくとも1種の屈折率を上げかつ縦
音響波の速度を遅くする第1のドーパントと、少なくと
も1種の屈折率を下げかつ縦音響波の速度を遅くする第
2のドーパントとを含むSiO2ガラスからなり、コア
径が光ファイバ長さ方向に変化していることを特徴とす
るものである。
【0061】本発明の光ファイバによれば、コアに第1
のドーパントに加えて第2のドーパントを添加すること
により、コア径の変化により得られる誘導ブリルアン散
乱抑制効果を、コアに第1のドーパントしか含まない光
ファイバに比べて大きくすることができる。したがっ
て、散乱発生のしきい値を増大させることができるの
で、高レベルの光を入射、伝送できる光ファイバが得ら
れる。また本発明によれば、光ファイバの光学的特性を
変化させずに、誘導ブリルアン散乱抑制効果を高めるこ
とができるので、コア径を変化させて構成される誘導ブ
リルアン散乱を抑えた低分散光ファイバや分散補償光フ
ァイバ等の散乱発生しきい値を改善するのに好適であ
る。よって、本発明の光ファイバにより低分散光ファイ
バや分散補償光ファイバを構成し、これを用いて光伝送
システムを構築すれば、波長分散特性に優れているだけ
でなく、高出力の光を入射、伝送できるシステムが得ら
れ、よりいっそうの伝送距離の長大化、伝送容量の増大
化を達成することができる。
のドーパントに加えて第2のドーパントを添加すること
により、コア径の変化により得られる誘導ブリルアン散
乱抑制効果を、コアに第1のドーパントしか含まない光
ファイバに比べて大きくすることができる。したがっ
て、散乱発生のしきい値を増大させることができるの
で、高レベルの光を入射、伝送できる光ファイバが得ら
れる。また本発明によれば、光ファイバの光学的特性を
変化させずに、誘導ブリルアン散乱抑制効果を高めるこ
とができるので、コア径を変化させて構成される誘導ブ
リルアン散乱を抑えた低分散光ファイバや分散補償光フ
ァイバ等の散乱発生しきい値を改善するのに好適であ
る。よって、本発明の光ファイバにより低分散光ファイ
バや分散補償光ファイバを構成し、これを用いて光伝送
システムを構築すれば、波長分散特性に優れているだけ
でなく、高出力の光を入射、伝送できるシステムが得ら
れ、よりいっそうの伝送距離の長大化、伝送容量の増大
化を達成することができる。
【0062】また請求項3記載の光ファイバは、クラッ
ドが、少なくとも1種の屈折率を上げかつ縦音響波の速
度を速くする第3のドーパントを含むSiO2ガラスか
らなることを特徴とするものである。このようにコアに
上記第1のドーパントおよび第2のドーパントを添加す
るとともに、クラッドに第3のドーパントを添加すれ
ば、コアに添加する第1のドーパントの添加量を増加さ
せることができるので、コア径の変化により得られる誘
導ブリルアン散乱抑制効果をさらに大きくすることがで
きる。
ドが、少なくとも1種の屈折率を上げかつ縦音響波の速
度を速くする第3のドーパントを含むSiO2ガラスか
らなることを特徴とするものである。このようにコアに
上記第1のドーパントおよび第2のドーパントを添加す
るとともに、クラッドに第3のドーパントを添加すれ
ば、コアに添加する第1のドーパントの添加量を増加さ
せることができるので、コア径の変化により得られる誘
導ブリルアン散乱抑制効果をさらに大きくすることがで
きる。
【図1】 本発明に係る低分散光ファイバの一例を模式
的に示した概略構成図である。
的に示した概略構成図である。
【図2】 本発明に係るコア径と波長分散との関係を示
すグラフである。
すグラフである。
【図3】 本発明に係る分散補償光ファイバの一例にお
けるコア径の変化を示すグラフである。
けるコア径の変化を示すグラフである。
【図4】 本発明に係る分散補償光ファイバの一例にお
けるコア径および比屈折率差の好適な範囲を示すグラフ
である。
けるコア径および比屈折率差の好適な範囲を示すグラフ
である。
【図5】 実施例で使用したファイバ母材の屈折率分布
を示す図である。
を示す図である。
【図6】 実施例でのコア径と波長分散との関係を示す
グラフである。
グラフである。
【図7】 実施例で研削加工したファイバ母材の概略断
面図である。
面図である。
【図8】 縦音響波の速度およびブリルアンシフト周波
数のコア径依存性を示すグラフである。
数のコア径依存性を示すグラフである。
【図9】 ドーパントの量と音響波速度との関係を示す
グラフである。
グラフである。
【図10】 誘導ブリルアン散乱による前方透過光およ
び後方散乱光の入射光パワー依存性を示すグラフであ
る。
び後方散乱光の入射光パワー依存性を示すグラフであ
る。
1…低分散光ファイバ、2…コア、1A…始端、1B…
終端、11…ファイバ母材。
終端、11…ファイバ母材。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 和田 朗
千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フ
ジクラ 佐倉工場内
(72)発明者 山内 良三
千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フ
ジクラ 佐倉工場内
(72)発明者 大橋 正治
東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日
本電信電話株式会社内
(72)発明者 中島 和秀
東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日
本電信電話株式会社内
(56)参考文献 特開 平5−249329(JP,A)
特開 平4−367539(JP,A)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
G02B 6/10
Claims (5)
- 【請求項1】 石英系シングルモード光ファイバであっ
て、 コアが、少なくとも1種の屈折率を上げかつ縦音響波の
速度を遅くする第1のドーパントと、少なくとも1種の
屈折率を下げかつ縦音響波の速度を遅くする第2のドー
パントとを含むSiO2ガラスからなり、前記第1のド
ーパントおよび第2のドーパントの添加量が光ファイバ
長さ方向で一定であり、かつコア径が光ファイバ長さ方
向に変化していることを特徴とする光ファイバ。 - 【請求項2】 前記第1のドーパントがGeO2であ
り、前記第2のドーパントがFであることを特徴とする
請求項1記載の光ファイバ。 - 【請求項3】 クラッドが、ドーパントが添加されたS
iO 2 からなることを特徴とする請求項1または2のい
ずれかに記載の光ファイバ。 - 【請求項4】 前記クラッドに添加されるドーパント
が、GeO 2 、F、およびB 2 O 3 からなる群より選ばれ
る1種以上であることを特徴とする請求項3記載の光フ
ァイバ。 - 【請求項5】 前記クラッドが、 少なくとも1種の屈折
率を上げかつ縦音響波の速度を速くする第3のドーパン
トを含むSiO2ガラスからなることを特徴とす請求項
3記載の光ファイバ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02288996A JP3386948B2 (ja) | 1996-02-08 | 1996-02-08 | 光ファイバ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02288996A JP3386948B2 (ja) | 1996-02-08 | 1996-02-08 | 光ファイバ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09218319A JPH09218319A (ja) | 1997-08-19 |
JP3386948B2 true JP3386948B2 (ja) | 2003-03-17 |
Family
ID=12095244
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP02288996A Expired - Fee Related JP3386948B2 (ja) | 1996-02-08 | 1996-02-08 | 光ファイバ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3386948B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7079749B2 (en) * | 2003-01-27 | 2006-07-18 | Peter Dragic | Waveguide configuration |
JP4286863B2 (ja) * | 2004-10-22 | 2009-07-01 | 株式会社フジクラ | 光ファイバ |
US7130514B1 (en) * | 2005-06-15 | 2006-10-31 | Corning Incorporated | High SBS threshold optical fiber |
EP1764633A1 (en) * | 2005-09-09 | 2007-03-21 | Draka Comteq B.V. | Optical fiber with reduced stimulated brillouin scattering |
FR2893149B1 (fr) | 2005-11-10 | 2008-01-11 | Draka Comteq France | Fibre optique monomode. |
WO2007114105A1 (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-11 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | 光ファイバ |
EP1930753B1 (en) | 2006-12-04 | 2015-02-18 | Draka Comteq B.V. | Optical fiber with high Brillouin threshold power and low bending losses |
JP2011228541A (ja) * | 2010-04-21 | 2011-11-10 | Photonic Science Technology Inc | テーパ形状光ファイバの製造方法 |
JP5814314B2 (ja) * | 2013-08-09 | 2015-11-17 | 株式会社フジクラ | 光コンバイナ、及び、それを用いたレーザ装置、並びに、光コンバイナの製造方法 |
PL3084490T3 (pl) * | 2013-12-20 | 2021-07-19 | Draka Comteq B.V. | Światłowód jednomodowy z rdzeniem trapezoidalnym, wykazujący zmniejszone straty |
DK3729151T3 (da) | 2017-12-21 | 2022-07-11 | Draka Comteq France | Singlemodefiber, som er ufølsom over for bøjningstab, med en lav rende og tilsvarende optisk system |
JP7287008B2 (ja) * | 2019-03-04 | 2023-06-06 | 日本電信電話株式会社 | 音響モード伝搬速度測定方法及び音響モード伝搬速度測定装置 |
-
1996
- 1996-02-08 JP JP02288996A patent/JP3386948B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09218319A (ja) | 1997-08-19 |
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