JP2010503018A - 深凹プロファイルリング構造低曲げ損失光ファイバ - Google Patents

Abstract

曲げ耐性であり、１２６０ｎｍ及びさらに長波長でシングルモードである、光導波路ファイバを得る。光導波路ファイバはコア及びクラッドを有し、クラッドは円環内層領域、円環リング領域及び円環外層領域を有する。円環リング領域は低相対屈折率を有する。ファイバは、１３００ｎｍと１３２４ｎｍの間に入るゼロ分散波長、８.２０μｍと９.５０μｍの間の１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径、及び１.０ｄＢ/巻より小さい１０ｍｍ径マンドレル曲げ損失を有する。

Description

関連出願の説明

本出願は２００６年８月３１日に出願された米国仮特許出願第６０/８４１４５８号の恩典を特許請求し、その優先権を主張する。本明細書は上記出願の明細書の内容に依存し、上記出願の明細書の内容はその全体が本明細書に参照として含まれる。

本発明は全般的には光ファイバに関し、特に、曲げ耐性シングルモードファイバに関する。

いわゆる「アクセス」及び「ファイバトゥザプレマス（ＦＴＴｘ）」光ネットワークに利用される光ファイバは様々な曲げ環境にさらされ得る。光ファイバは光ファイバを通して伝送される光信号に曲げ損失を誘起する態様でそのようなネットワークに布設される。曲げ損失を誘起する、光ファイバのきつい曲げ半径、圧縮等のような、物理的要求が課され得るいくつかの用途には、集成光引込みケーブルにおける光ファイバの布設、メーカー装着端末システム（ＦＩＴＳ）及び弛みループをもつ配給ケーブル、フィーダーと配給ケーブルを接続するキャビネット内に配置される小曲げ半径マルチポート及び配給ケーブルと引込みケーブルの間のネットワークアクセスポイントのジャンパー線がある。

本発明の課題は、曲げ耐性であり、１２６０ｎｍ及びさらに長波長でシングルモードである、光導波路ファイバを提供することである。

曲げ耐性であり、１２６０ｎｍ及びさらに長波長においてシングルモードの光導波路ファイバが本明細書に開示される。本光ファイバは、例えば、特に高ビットレートにおける信号非線形性を抑制するに有益である、大実効面積を有する。好ましくは、本光ファイバは低い大径曲げ誘起減衰損失及び低い小径曲げ誘起減衰損失のいずれをも有する。

本明細書に開示される光ファイバはガラスコア及びコアを囲んでコアに接するガラスクラッドを有し、コアは中心線を囲んで配置され、中心線から半径方向に拡がる。クラッドは、コア領域を囲んでコア領域に接する円環内層領域、円環内層領域を囲んで円環内層領域に接する円環リング領域及び、円環リング領域を囲んで円環リング領域に接し、最外ガラス半径まで拡がる円環外層領域を有する。円環外層領域は光ファイバの最外ガラス部分である。好ましい実施形態において、円環外層領域は、ウレタンアクリレート材のような、１つ以上のコーティングで被覆される。円環リング領域は低い相対屈折率を有する。いくつかの実施形態において、本明細書に開示される光ファイバのクラッドは、相対屈折率が狭くて深く落ち込んだ、円環リング領域を有する。

ガラスコアの最大相対屈折率は０.４５％より低い。円環リング領域の最小相対屈折率は−０.６３％より低く、好ましくは−０.６５％より低く、さらに好ましくは−０.７％以下である。円環内層領域の相対屈折率の絶対値は低く、０.０５％未満である。円環内層領域の径幅の大部分の相対屈折率は、正、負及び／またはゼロとすることができる。

コアの最大相対屈折率は光ファイバ全体で最大の最大相対屈折率である。円環内層領域の最大相対屈折率は円環内層領域の最小相対屈折率以上である。円環内層領域の最小相対屈折率は円環リング領域の最小相対屈折率より大きい。

本明細書に開示される光ファイバの屈折率プロファイルにより、８.２０〜９.５０μｍ、好ましくは８.４０〜９.２０μｍの１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径、１３００〜１３２４ｎｍのゼロ分散波長、１２６０ｎｍより短い２ｍファイバ遮断波長、及び大径曲げ及び小径曲げのいずれに対しても優れた曲げ耐性が得られる。本明細書に開示される光ファイバは、１５５０ｎｍにおいて、好ましくは０.０５ｄＢ/巻より小さく、さらに好ましくは０.０３ｄＢ/巻より小さい２０ｍｍ曲げ損失（すなわち、ファイバが２０ｍｍ径マンドレルに巻き付けられたときの大径曲げによる減衰増大）を示す。本明細書に開示される光ファイバは、１５５０ｎｍにおいて、好ましくは１.０ｄＢ/巻より小さく、さらに好ましくは０.７５ｄＢ/巻より小さい１０ｍｍ曲げ損失（すなわちファイバが１０ｍｍ径マンドレルに巻き付けられたときの大径曲げによる減衰増大）を示す。本明細書に開示される光ファイバは、好ましくは１５ｄＢ以下であり、さらに好ましくは１０ｄＢより小さく、さらに一層好ましくは５ｄＢより小さい、ピンアレイ曲げ損失を示す。いくつかの実施形態において横荷重ワイヤメッシュ損失は０.５ｄＢより小さく、好ましくは０.２５ｄＢより小さい。

一実施形態群において、円環リング領域は、ゲルマニウム、アルミニウム、リン、チタン、ホウ素及びフッ素からなる群から選ばれるドーパントを含有する石英ガラスからなる。

別の実施形態群において、円環リング領域は複数の孔をもつ石英ガラスからなり、孔は空（真空）であるかまたはガスが充填され、孔は光の内部反射を与え、よって光を導波してコアに沿って進行させる。そのような孔により、例えば純シリカに比較して、低い実効屈折率を得ることができる。

次に、添付図面にその例が示される、本発明の現在好ましい実施形態を詳細に参照する。

図１は本明細書に開示されるような光導波路ファイバの一実施形態の相対屈折率プロファイルを示す。 図２は本明細書に開示されるような光導波路ファイバの一実施形態の測定された相対屈折率プロファイルを示す。 図３は本明細書に開示されるような光導波路ファイバの一実施形態の簡略な断面図である。 図４は本明細書に開示されるような光ファイバを用いる光ファイバ通信システムの略図である。 図５は本明細書に開示されるような光ファイバ通信システムの別の実施形態を簡略に示す。

本発明のさらなる特徴及び利点は以下の詳細な説明に述べられ、当業者には、その説明から明らかであろうし、あるいは特許請求の範囲及び添付図面とともに以下の記述で説明されているように本発明を実施することによって認められるであろう。

「屈折率プロファイル」は屈折率または相対屈折率と導波路ファイバ半径の間の関係である。

「相対屈折率％」はΔ％＝１００×（ｎ_ｉ ^２−ｎ_ｃ ^２）/２ｎ_ｉ ^２として定義され、ここで、ｎ_ｉは、別に指定されない限り、領域ｉの最大屈折率であり、ｎ_ｃはクラッドの円環外層領域の平均屈折率である。本明細書に用いられるように、相対屈折率は、別に指定されない限り、Δで表され、その値は「％」単位で与えられる。ある領域の屈折率が円環外層領域の平均屈折率より小さい場合、相対屈折率％は負であり、凹領域または凹屈折率を有すると称され、最小相対屈折率は、別に指定されない限り、相対屈折率が最も負である点において計算される。ある領域の屈折率がクラッド領域の平均屈折率より大きい場合、相対屈折率％は正であり、その領域は凸であるかまたは正屈折率を有すると言うことができる。「アップドーパント(updopant)」は、本明細書において、アンドープ純ＳｉＯ_２に対して屈折率を高めるような性質を有するドーパントであると見なされる。「ダウンドーパント(downdopant)」は、本明細書において、アンドープ純ＳｉＯ_２に対して屈折率を低めるような性質を有するドーパントであると見なされる。アップドーパントは、アップドーパントではない１つ以上の別のドーパントがともなっている場合、光ファイバの負の相対屈折率を有する領域に存在し得る。同様に、アップドーパントではない１つ以上の別のドーパントが、光ファイバの正の相対屈折率を有する領域に存在し得る。ダウンドーパントは、ダウンドーパントではない１つ以上の別のドーパントがともなっている場合、光ファイバの正の相対屈折率を有する領域に存在し得る。同様に、ダウンドーパントではない１つ以上の別のドーパントが、光ファイバの負の相対屈折率を有する領域に存在し得る。

導波路ファイバの、本明細書においては別に注記されない限り「分散」と称される、「色分散」は、材料分散、導波路分散及びモード間分散の総和である。シングルモード導波路ファイバの場合、モード間分散はゼロである。分散勾配は波長に対する分散の変化率である。

「実効面積」は、

と定義される。ここで、積分範囲は０から∞であり、ｆは導波路内を伝搬する光にともなう電場の横成分である。本明細書に用いられるように、「実効面積」または「Ａ_実効」は、別に注記されない限り、波長１５５０ｎｍにおける光学実効面積を指す。

術語「αプロファイル」または「アルファプロファイル」は、ｒを半径として、次式：

にしたがう、「％」単位のΔ（ｒ）で表される相対屈折率プロファイルを指す。ここで、ｒ_０はΔ（ｒ）が最大になる点であり、ｒ_１はΔ（ｒ）％がゼロになる点であり、ｒはΔが上式で定義されるｒ_ｉ≦ｒ≦ｒ_ｆの範囲にあって、ｒ_ｉはαプロファイルの始点であり、ｒ_ｆはαプロファイルの終点であり、αは実数の指数である。

モードフィールド径（ＭＦＤ）はPeterman II法を用いて測定され、
２ｗ＝ＭＦＤ，及び

であって、積分範囲は０から∞である。

導波路ファイバの曲げ耐性は規定された試験条件下で誘起される減衰によって評価することができる。

曲げ試験の一タイプは横荷重小径曲げ試験である。このいわゆる「横荷重」試験では、規定された長さの導波路ファイバが２枚の平板の間に置かれる。＃７０ワイヤメッシュが平板の一方に取り付けられる。既知の長さの導波路ファイバが平板間に挟み込まれ、平板が３０Ｎの力で押し合せられている間に、基準減衰が測定される。次いで７０Ｎの力を平板に印加し、減衰の増大がｄＢ/ｍ単位で測定される。減衰の増大量がその導波路の横荷重減衰である。

曲げに対する導波路の相対低損失性を比較するために「ピンアレイ」曲げ試験が用いられる。この試験を実施するためには、実質的に誘起曲げ損失のない導波路ファイバについて減衰損失が測定される。この導波路ファイバが次いでピンアレイを巡って編み上げられ、減衰が再度測定される。曲げで誘起される損失は２つの減衰測定値の間の差である。ピンアレイは、平表面上の固定された垂直位置に単列で配置され、保持された、１０本一組の円柱ピンである。ピンの中心間隔は５ｍｍであり、ピンの直径は０.６７ｍｍである。試験中、導波路ファイバをピン表面の一部と共形にするに十分な張力が印加される。

与えられたモードに対する、「理論的ファイバ遮断波長」または「理論ファイバ遮断」または「理論遮断」は、それより長波長では誘導される光がそのモードで伝搬できない波長である。数学的定義は、ヨイノーム（Jeunhomme）著，「シングルモード光ファイバ（Single Mode Fiber Optics）」，（ニューヨーク），マーセル・デッカー（Marcel Dekker），１９９０年，ｐ.３９〜４４に見ることができ、理論的ファイバ遮断波長はモード伝搬定数が外層クラッドにおける平面波伝搬定数に等しくなる波長として説明されている。この理論波長は、直径変動がない、無限長で、完全に直線のファイバにあてはまる。

実ファイバ遮断は、「２ｍファイバ遮断」または「測定遮断」としても知られる、「ファイバ遮断波長」を得るための標準２ｍファイバ遮断試験，FOTP-80（EIA-TIA-455-80）によって測定することができる。FOTP-80標準試験は、制御された量の曲げを用いて高次モードを除去するため、またはファイバのスペクトル応答をマルチモードファイバのスペクトル応答に規格化するために実施される。

ケーブル遮断波長または「ケーブル遮断」は、ケーブル環境におけるさらに高レベルの曲げ及び機械的圧力により、測定ファイバ遮断よりさらに短波長になる。実ケーブル条件は、EIA-TIA光ファイバ標準、すなわち、より一般にはＦＯＴＰとして知られる、アメリカ電子工業会（Electronics Industry Alliance）-アメリカ通信工業会（Telecommunication Industry Association）光ファイバ標準の一部である、EIA-455光ファイバ試験手順に述べられるケーブル遮断試験によって近似することができる。ケーブル遮断測定は、EIA-455-170[伝送パワーによるシングルモードファイバのケーブル遮断波長]、すなわち「FOTP-170」に述べられている。本明細書に用いられるケーブル遮断は、上記近似試験を用いて得られた値とされる。

本明細書で別に注記されない限り、（分散、分散勾配等のような）光特性はＬＰ０１モードについて報告される。本明細書で別に注記されない限り、波長１５５０ｎｍが基準波長である。

本明細書で用いられるような光伝送線路は、光デバイス間、例えば、２つの光増幅器の間または多重化デバイスと光増幅器の間に延びる、ある長さの光ファイバ、または互に直列に融着された複数の光ファイバを含む。光伝送線路は伝送ファイバ及び分散補償ファイバを含むことができ、分散補償ファイバは、光伝送線路の終端における残留分散のような所望のシステム性能またはシステムパラメータを達成するために選ばれるように、モジュール（ＤＣモジュール）内に配備するか、縦列で布設するか、あるいは両者とすることができる。

本明細書に開示される光ファイバ１００はコア２０及び、コアを囲み、コアに直接に接する、クラッド層（またはクラッド）２００を有する。クラッド２００は屈折率プロファイル，Δ_クラッド（ｒ）を有する。いくつかの実施形態において、クラッド２００は純シリカからなる。

様々な波長帯域（バンド）、または動作波長範囲、または波長ウインドウは以下のように定義することができる。「１３１０ｎｍ帯」は１２６０〜１３６０ｎｍである。「Ｅバンド」は１３６０〜１４６０ｎｍである。「Ｓバンド」は１４６０〜１５３０ｎｍである。「Ｃバンド」は１５３０〜１５６５ｎｍである。「Ｌバンド」は１５６５〜１６２５ｎｍである。「Ｕバンド」は１６２５〜１６７５ｎｍである。

いくつかの実施形態において、コアはゲルマニウムがドープされたシリカ、すなわちゲルマニウムドープシリカからなる。所望の屈折率及び密度を得るため、ゲルマニウム以外のドーパントを、単独で、または組み合せて、本明細書に開示される光ファイバのコア内、特に中心線またはその近傍に用いることができる。

いくつかの実施形態において、本明細書に開示される光ファイバの屈折率プロファイルは、中心線から円環セグメントの内半径Ｒ_２までは負にならない。いくつかの実施形態において、本光ファイバはコアに屈折率低下ドーパントを含有しない。

図１を参照すれば、中心線から中央セグメント外半径Ｒ_１まで径方向に外側に拡がり、相対屈折率％プロファイルΔ_１（ｒ）を有し、最大相対屈折率％がΔ_１最大の、コア２０，及びコア２０を囲み、コア２０に直近の、すなわち直接に接する、クラッド２００を有する光導波路ファイバ１００が、本明細書に開示される。クラッド２００は、コア２０を囲み、コア２０に直接に接し、円環内層領域外半径Ｒ_２まで径方向に外側に拡がり、中間点Ｒ_２中間に配された幅Ｗ_２を有する円環内層領域３０であって、最大相対屈折率％がΔ_２最大、最小相対屈折率％がΔ_２最小で、相対屈折率％の絶対値の最大値が|Δ_２（ｒ）|_最大の、相対屈折率％プロファイルΔ_２（ｒ）を有する円環内層領域３０，領域３０を囲み、領域３０に直接に接し、Ｒ_２から円環リング領域外半径Ｒ_３まで径方向に外側に拡がる、円環リング領域５０であって、中間点Ｒ_３中間に配された幅Ｗ_３を有し、最小相対屈折率％がΔ_３最小であり、ここでΔ_１最大＞０＞Δ_３最小である、相対屈折率％プロファイルΔ_３（ｒ）を有する円環リング領域５０，及び、領域５０を囲み、領域５０に直接に接し、相対屈折率％Δ_クラッド（ｒ）を有する円環外層領域６０を有する。Ｒ_１はΔ_１（ｒ）が最初に＋０.０５％に達する半径であると定義される。すなわち、相対屈折率が（径方向に外側に向かって）最初に＋０.０５％に達する半径Ｒ_１において、コア２０が終端して円環内層領域３０が始まり、領域３０は相対屈折率Δ_２（ｒ）が（径方向に外側に向かって）最初に−０.０５％に達する半径Ｒ_２において終端する。この実施形態群について、円環リング領域５０はＲ_２に始まり、Ｒ_３で終端する。Ｒ_３は、相対屈折率Δ_３（ｒ）が少なくとも−０.１％まで落ち込んだ後にΔ_３（ｒ）が（径方向に外側に向かって）最初に−０.０５％に達する半径であると定義される。円環セグメントの幅Ｗ_３はＲ_３−Ｒ_２であり、その中間点Ｒ_３中間は（Ｒ_２＋Ｒ_３）/２である。いくつかの実施形態において中央セグメントの径幅の９０％より多くは正の相対屈折率を有し、いくつかの実施形態においてΔ_１（ｒ）は０〜Ｒ_１の全ての半径に対して正である。いくつかの実施形態においては円環内層領域３０の径幅の５０％より多くに対し|Δ_２（ｒ）|＜０.０２５％であり、別の実施形態においては円環内層領域３０の径幅の５０％より多くに対し|Δ_２（ｒ）|＜０.０１％である。Δ_３（ｒ）はＲ_２〜Ｒ_３の全ての半径に対して負である。３０μｍより大きな半径の全てに対してΔ_クラッド（ｒ）＝０％であることが好ましい。半径Ｒ_コアでコアは終端し、クラッドが始まる。クラッド２００は、光ファイバのガラス部分の最外半径でもある、半径Ｒ_４まで拡がる。また、Δ_１最大＞Δ_２最大＞Δ_３最小及びΔ_最大＞Δ_２最小＞Δ_３最小である。

コアは本明細書で、

と定義されるプロファイル体積Ｖ_１を有する。

円環リング領域は本明細書で、

と定義されるプロファイル体積Ｖ_３を有する。

Δ_１最大＜０.４５％，Δ_２最小＞−０.０５％，Δ_２最大＜０.０５％，Δ_３最小＜−０.６３％，０.２＜Ｒ_１/Ｒ_２＜０.６であり、円環リング領域のプロファイル体積の絶対値|Ｖ_３|は２０％-μｍ^２より大きいことが好ましい。Δ_３最小＜−０.６５％であることがさらに好ましく、Δ_３最小≦−０.７％であることがさらに一層好ましい。いくつかの実施形態においては、０.３５＜Ｒ_１/Ｒ_２＜０.５である。ここで、例えばΔ＜−０.６３％とある場合、Δが−０.６３％よりさらに負であることを意味している。

Ｗ_２＞（２/３）Ｒ_１であることが好ましく、いくつかの実施形態においてＷ_２＞２μｍである。

いくつかの実施形態において、２０％-μｍ^２＜|Ｖ_３|＜８０％-μｍ^２である。別の実施形態において、３０％-μｍ^２＜|Ｖ_３|＜７０％-μｍ^２である。別の実施形態においては、４０％-μｍ^２＜|Ｖ_３|＜６０％-μｍ^２である。

０.２８％＜Δ_１最大＜０.４５％であることが好ましく、０.３０％＜Δ_１最大＜０.４０％であることがさらに好ましく、いくつかの実施形態においては、０.３１％≦Δ_１最大≦０.３８％である。

Ｒ_１＜５.０μｍであることが好ましく、３.０μｍ＜Ｒ_１＜５.０μｍであることがさらに好ましく、いくつかの実施形態においては、４.０μｍ＜Ｒ_１＜５.０μｍである。

Ｒ_２＞８.０μｍであることが好ましく、いくつかの実施形態においては８.０μｍ＜Ｒ_２＜１５.０μｍである。

Ｒ_３＞１０.０μｍであることが好ましく、いくつかの実施形態においては、１０.０μｍ＜Ｒ_３＜２０.０μｍである。

いくつかの実施形態において、Ｗ_３＞１.０μｍであり、別の実施形態において、１.０μｍ＜Ｗ_３＜６.０μｍであり、別の実施形態においては、１.０μｍ＜Ｗ_３＜５.０μｍである。

Ｒ_４＞４０μｍであることが好ましく。いくつかの実施形態において、Ｒ_４＞５０μｍである。別の実施形態において、Ｒ_４＞６０μｍである。別の実施形態においては、６０μｍ＜Ｒ_４＜７０μｍである。

いくつかの実施形態において、コアの中央セグメントは、１つ以上の光ファイバ作成技法の結果として生じ得る、いわゆる中心線ディップを有する相対屈折率プロファイルをもつことがある。例えば、中央セグメントは１μｍ未満の半径において屈折率プロファイルに極小を有することがあり、（コアセグメントについての最大相対屈折率を含む）相対屈折率のさらに高い値はｒ＝０μｍより大きな半径にある。

好ましくは、本明細書に開示される光ファイバは、８.２０μｍ〜９.５０μｍ、さらに好ましくは８.４μｍ〜９.２０μｍの、１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径、１３００ｎｍと１３２４ｎｍの間のゼロ分散波長、及び１２６０ｎｍより短いケーブル遮断波長を与える。ケーブル遮断波長は２ｍファイバ遮断波長より長くはない（いくつかの実施形態では２ｍファイバ遮断波長にほぼ等しい）から、２ｍファイバ遮断波長が１２６０ｎｍ未満であれば、ケーブル遮断波長も１２６０ｎｍ未満になる。

第１の実施形態群
表１〜２に、第１の実施形態群の、説明のための実施例である、実施例１〜７の特性を挙げる。実施例２〜７の屈折率プロファイルは図１と同様であり、表１のそれぞれの値をもつ。

実施例１〜７のような、いくつかの実施形態において、本光ファイバは、８.６０μｍ〜９.３０μｍの１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径、１３００ｎｍと１３２４ｎｍの間のゼロ分散波長及び、ケーブル遮断波長が１２６０ｎｍ未満になる、１２６０ｎｍ未満のケーブル遮断波長を示す。さらに、２ｍファイバ遮断波長は、曲げ損失が高すぎないようにするため、短すぎないことが好ましい。例えば、実施例１〜７の実施形態の２ｍファイバ遮断波長は、１１９０ｎｍより長く、１２６０ｎｍより短い。

本明細書に開示される光ファイバは、大径曲げ及び小径曲げのいずれに対しても優れた曲げ耐性を示す。大径曲げ損失の一尺度である、１５５０ｎｍピンアレイ曲げ損失（ピンアレイで試験される光ファイバにともなう減衰増大量）は、１５ｄＢ未満、好ましくは１０ｄＢ未満であり、いくつかの実施形態において、５ｄＢ未満である。また、小径曲げ損失の一尺度である、１５５０ｎｍにおける横荷重ワイヤメッシュ損失は、０.５ｄＢ未満、好ましくは０.３ｄＢ未満であり、いくつかの実施形態において０.２ｄＢ未満である。

発明者等は、本明細書に開示される光ファイバについては、ＬＰ１１理論遮断波長が２ｍファイバ遮断波長に関する上限として概ね役立ち得ることを見いだした。実施例１〜７で示されるように、ＬＰ１１理論遮断波長は１２７０ｎｍ未満、好ましくは１２６５ｎｍ未満、さらに一層好ましくは１２６０ｎｍ未満である。発明者等は、与えられたコアプロファイルに対し、プロファイル体積の絶対値|Ｖ_３|を無制限に大きくすれば、光ファイバが１３１０ｎｍにおいて、さらには１５５０ｎｍにおいてマルチモード化する点まで遮断波長が長くなることも見いだした。したがって、いくつかの実施形態において２０％-μｍ^２＜|Ｖ_３|＜８０％-μｍ^２であり、別の実施形態において３０％-μｍ^２＜|Ｖ_３|＜７０％-μｍ^２であり、別の実施形態においては４０％-μｍ^２＜|Ｖ_３|＜６０％-μｍ^２である。

発明者等は、コア体積が大きくなれば、一般に、モードフィールド径が大きくなるだけでなく、ＬＰ１１理論遮断波長も長くなる傾向があり、したがって２ｍファイバ遮断波長が長くなる傾向があることも見いだした。コアのプロファイル体積Ｖ_１は０より大きく、いくつかの実施形態において６.５％-μｍ^２より小さく、別の実施形態においては６.２％-μｍ^２より小さく、実施例１〜７のようないくつかの実施形態において、Ｖ_１は５.５０％-μｍ^２と６.００％-μｍ^２の間である。

図１に示されるコア２０はアルファ形状を有する屈折率プロファイルを有し、α_１は約１０である。しかし、コア２０は別のα_１値を有することができ、あるいはコアは多セグメント化コアのようなアルファプロファイルとは異なるプロファイル形状を有することができるであろう。

実施例８
外付け法を用いて光ファイバを作成した。この光ファイバの相対屈折率プロファイルの測定結果が図２に示される。純シリカクラッドを有するゲルマニウムドープ石英ガラスコアケーンをベイトロッドとして用い、フッ素がドープされたガラススート層の化学的気相成長及び固結に続いて、ガラススート外層を被着及び固結して、光ファイバプリフォームを形成した。プリフォームを線引きして、クラッド２００に囲まれ、クラッド２００に接する、ゲルマニウムドープコア２０を有する光ファイバとした。クラッド２００は円環内層領域３０，円環リング領域５０及び円環外層領域６０を有し、Δ_１最大＝０.４３％，Ｒ_１＝４.６μｍ，Ｒ_２＝８.５μｍ，Δ_３最小＝−０.７０％，Ｒ_３＝１１.７μｍ，Ｗ_２＝３.９μｍ，Ｗ_３＝３.２μｍ，Ｒ_１/Ｒ_２＝０.５４，Ｖ_１＝６.４％-μｍ^２，及びＶ_３＝−２８.３％-μｍ^２（|Ｖ_３|＝２８.３％-μｍ^２）であった。１５５０ｎｍにおける（２０ｍｍ径マンドレルに光ファイバを巻き付ける）２０ｍｍ径曲げ試験の測定結果は、２０ｍｍ径マンドレル１回巻付けに対して０.０２８ｄＢ/巻、マンドレル５回巻付けに対し０.１２６ｄＢ/巻であった。１５５０ｎｍにおける（１０ｍｍ径マンドレルに光ファイバを巻き付ける）１０ｍｍ径曲げ試験の測定結果は、１０ｍｍ径マンドレル１回巻付けに対して０.６０ｄＢ/巻であった。１３１０ｎｍ及び１５５０ｎｍにおけるＭＦＤ測定値はそれぞれ８.２７μｍ及び９.２４μｍであった。２ｍファイバ遮断は１２５１ｎｍであった。

図３は、コア２０及び、コア２０に直接に接して、コア２０を囲む、クラッド２００を有する、本明細書に開示されるような光導波路ファイバ１００の簡略な（比例尺で描かれていない）図であり、クラッド２００は円環内層領域３０，円環リング領域５０及び円環外層領域６０からなる。コア２０は１つまたは複数のコアセグメントを有することができる。

クラッド層２００は、例えば堆積プロセス中に、被着されるか、または、チューブ内ロッド光学プリフォーム構成におけるチューブのような、外被の形態で与えられるか、あるいは被着材料と外被の組合せで与えられる、クラッド材料からなることができる。クラッド層２００は、いくつかの実施形態において、低弾性率一次被覆及び高弾性率二次被覆で構成することができる、少なくとも１つの被覆２１０で囲まれる。

本明細書に開示される光ファイバはシリカベースのコア及びクラッドを有することが好ましい。好ましい実施形態において、クラッドは約１２５μｍの外径，２・Ｒ_最大を有する。クラッドの外径は光ファイバの長さに沿って一定であることが好ましい。好ましい実施形態において、光ファイバの屈折率は放射軸対称性を有する。コアの外径は光ファイバの長さに沿って一定であることが好ましい。１つ以上の被覆がクラッドを囲み、クラッドに接していることが好ましい。被覆はアクリル樹脂のようなポリマー被覆であることが好ましい。被覆は、径方向に、及びファイバの長さに沿って、一定の直径を有することが好ましい。

図４に示されるように、本明細書に開示されるような光ファイバ１００を光ファイバ通信システム３３０に実装することができる。システム３３０は送信器３３４及び受信器３３６を備え、光ファイバ１００が送信器３３４と受信器３３６の間の光信号の伝送を可能にする。システム３３０は双方向通信が可能であることが好ましく、送信器３３４及び受信器３３６は説明のためだけに示される。システム３３０は本明細書に開示されるような光ファイバの区画または区間を有するリンクを備えることが好ましい。システム３３０は本明細書に開示されるような光ファイバの１つ以上の区画または区間に光接続された、１つ以上の再生器、増幅器または分散補償モジュールのような、１つ以上の光デバイスも備えることができる。好ましい実施形態の少なくとも１つにおいて、本発明にしたがう光ファイバ通信システムは、間に再生器を介さずに、光ファイバで接続された送信器及び受信器を備える。別の好ましい実施形態において、本発明にしたがう光ファイバ通信システムは、間に増幅器を介さずに、光ファイバで接続された送信器及び受信器を備える。また別の好ましい実施形態において、本発明にしたがう光ファイバ通信システムは、間に増幅器も再生器も中継器も入らない、光ファイバで接続された送信器及び受信器を備える。

本明細書に開示される光ファイバは、水含有量が少ないことが好ましく、低水ピーク光ファイバである、すなわち、特定の波長領域、特にＥバンドにおいて比較的低い水ピークを示すかまたは水ピークを全く示さない減衰曲線を有する、光ファイバであることが好ましい。

低水ピーク光ファイバの作成方法は、米国特許第６４７７３０５号明細書、米国特許第６９０４７７２号明細書及び国際公開第０１/４７８２２号パンフレットに見ることができる。

本明細書に開示される光ファイバは全て、送信器、受信器及び光伝送線路を備えることが好ましい、光信号伝送システムに用いることができる。光伝送線路は送信器及び受信器に光接続される。光伝送線路は、本明細書に開示される光ファイバの少なくとも１つの区画を有することが好ましい、少なくとも１つの光ファイバ区間を備えることが好ましい。光伝送線路は、例えば光伝送線路内で分散補償を実施するために、約１５５０ｎｍの波長において負分散を有する第２の光ファイバの区画も有することができる。

図５は本明細書に開示される別の実施形態の光ファイバ通信システム４００を簡略に示す。システム４００は光伝送線路４４０で光接続された送信器４３４及び受信器４３６を備える。光伝送線路４４０は、本明細書に開示されるような低減衰大実効面積光ファイバである第１のファイバ４４２及び１５５０ｎｍにおいて負分散を有する第２の光ファイバ４４４を有する。第１のファイバ４４２及び第２のファイバ４４４は、図５に「×」印で示されるように、融着接続、光コネクタ等によって光接続することができる。光伝送線路４４０は１つ以上のコンポーネント及び／または別の光ファイバ（例えばファイバ及び／またはコンポーネント間の接続部における１つ以上の「ピグテイルファイバ」４４５）も有することができる。好ましい実施形態において、第２の光ファイバ４４４の少なくとも一部は、必要に応じて、分散補償モジュール４４６内に配置される。光伝送線路４４０により、送信器４３４と受信器４３６の間の光信号の伝送が可能になる。本システムは光ファイバ区画に光接続された、ラマン増幅器のような、少なくとも１つの増幅器をさらに備えることが好ましい。本システムは光伝送線路上に光信号を送ることができる複数のチャネルを相互接続するためのマルチプレクサを備えることがさらに好ましく、少なくとも１つ、さらに好ましくは少なくとも３つ、最も好ましくは少なくとも１０の光信号が、約１２６０ｎｍと１６２５ｎｍの間の波長で伝搬する。少なくとも１つの信号が以下の波長領域、１３１０ｎｍ帯、Ｅバンド、Ｓバンド、Ｃバンド、及びＬバンドの内の１つ以上において伝搬することが好ましい。

好ましい実施形態のいくつかにおいて、本システムは粗波長分割多重モードで動作することができ、１つ以上の信号が以下の波長領域、１３１０ｎｍ帯、Ｅバンド、Ｓバンド、Ｃバンド、及びＬバンドの内の少なくとも１つ、さらに好ましくは少なくとも２つにおいて伝搬する。好ましい実施形態の１つにおいて、本システムは１５３０ｎｍと１５６５ｎｍの間の１つ以上の波長で動作する。

上述の説明が本発明の例示に過ぎず、特許請求の範囲で定められるような、本発明の本質及び特徴の理解のための概要の提供が目的とされていることは当然である。添付図面は本発明のさらに深い理解を提供するために含められ、本明細書に組み入れられて、本明細書の一部をなす。図面は本発明の様々な特徴及び実施形態を示し、記述とともに、本発明の原理及び動作の説明に役立つ。本明細書に説明されるような本発明の好ましい実施形態に、添付される特許請求の範囲に定められるような本発明の精神または範囲を逸脱することなく、様々な改変がなされ得ることが当業者には明らかになるであろう。

２０ コア
３０ 円環内層領域
５０ 円環リング領域
６０ 円環外層領域
１００ 光導波路ファイバ
２００ クラッド
２１０ 被覆

Claims (10)

1. 光ファイバにおいて、
   中心線から半径Ｒ_１まで拡がるガラスコア、及び
   前記コアを囲み、前記コアに接するガラスクラッド、
   を有し、前記クラッドが、
   前記半径Ｒ_１から半径Ｒ_２まで拡がる円環内層領域、前記内層領域は径幅Ｗ_２＝Ｒ_２−Ｒ_１を有する、
   前記半径Ｒ_２から半径Ｒ_３まで拡がる円環リング領域、前記リング領域は径幅Ｗ_３＝Ｒ_３−Ｒ_２を有する、及び
   前記半径Ｒ_３から最外ガラス半径Ｒ_４まで拡がる円環外層領域、
   を有し、
   前記コアは前記外層領域に対する最大相対屈折率Δ_１最大を有し、Δ_１最大＜０.４５％であり、
   前記円環内層領域は、径幅Ｗ_２、前記外層領域に対する最小相対屈折率Δ_２最小及び前記外層領域に対する最大相対屈折率Δ_２最大を有し、Δ_２最小＞−０.０５％，Δ_２最大＜０.０５％，及びＷ_２＞（３/２）Ｒ_１であり、
   前記円環リング領域が、
   前記円環外層領域に対する最小相対屈折率Δ_３最小を有し、Δ_３最小＜−０.６３％であり、
   Δ_１最大＞Δ_２最大＞Δ_３最小及びΔ_最大＞Δ_２最小＞Δ_３最小であり、
   前記コア及び前記クラッドが、１２６０ｎｍより短いファイバ遮断波長、１３００ｎｍと１３２４ｎｍの間のゼロ分散波長、８.２０μｍと９.５０μｍの間の１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径及び１.０ｄＢ/巻より小さい１０ｍｍ径マンドレル曲げ損失を与える、
   ことを特徴とする光ファイバ。
2. 前記コア及び前記クラッドが０.０５ｄＢ/巻より小さい２０ｍｍ径マンドレル曲げ損失を与えることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ。
3. 前記コア及び前記クラッドが１０ｄＢより小さい１５５０ｎｍにおけるピンアレイ曲げ損失を与えることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ。
4. 前記円環リング領域が、
   

   

   に等しいプロファイル体積Ｖ_３を有し、｜Ｖ_３｜＞２０％-μｍ^２であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ。
5. ０.２＜Ｒ_１/Ｒ_２＜０.６であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ。
6. 光ファイバにおいて、
   中心線から半径Ｒ_１まで拡がるガラスコア、及び
   前記コアを囲み、前記コアに接するガラスクラッド、
   を有し、前記クラッドが、
   前記半径Ｒ_１から半径Ｒ_２まで拡がる円環内層領域、前記内層領域は径幅Ｗ_２＝Ｒ_２−Ｒ_１を有する、
   前記半径Ｒ_２から半径Ｒ_３まで拡がる円環リング領域、前記リング領域は径幅Ｗ_３＝Ｒ_３−Ｒ_２を有する、及び
   前記半径Ｒ_３から最外ガラス半径Ｒ_４まで拡がる円環外層領域、
   を有し、
   前記コアは前記外層領域に対する最大相対屈折率Δ_１最大を有し、Δ_１最大＜０.４５％であり、
   前記円環内層領域は、径幅Ｗ_２、前記外層領域に対する最小相対屈折率Δ_２最小及び前記外層領域に対する最大相対屈折率Δ_２最大を有し、Δ_２最小＞−０.０５％，Δ_２最大＜０.０５％，及びＷ_２＞（３/２）Ｒ_１であり、
   前記円環リング領域が、
   前記円環外層領域に対する最小相対屈折率Δ_３最小を有し、Δ_３最小＜−０.６３％であり、
   

   

   に等しいプロファイル体積Ｖ_３を有し、｜Ｖ_３｜＞２０％-μｍ^２であり、
   Δ_１最大＞Δ_２最大＞Δ_３最小及びΔ_最大＞Δ_２最小＞Δ_３最小であり、
   ０.２＜Ｒ_１/Ｒ_２＜０.６である、
   ことを特徴とする光ファイバ。
7. ０.４＜Ｒ_１/Ｒ_２＜０.６であることを特徴とする請求項６に記載の光ファイバ。
8. ２０％-μｍ^２＜｜Ｖ_３｜＜８０％-μｍ^２であることを特徴とする請求項６に記載の光ファイバ。
9. ０.２８％＜Δ_１最大＜０.４５％であることを特徴とする請求項６に記載の光ファイバ。
10. Ｒ_１＜５.０μｍであることを特徴とする請求項６に記載の光ファイバ。

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