(57)【要約】      （修正有）【課題】母材段階で伝送損失の改善を判断可能にするための構造を備えた光ファイバを提供する。【解決手段】光ファイバ１００は、Ｃｌを含み純シリカガラスのレベルよりも低い平均屈折率を有するコア１０と、Ｆが添加された第１クラッド２０と、第２クラッド３０と、樹脂被覆と、を備え、波長１５５０ｎｍにおける実効断面積が１３５μｍ２以上１７０μｍ２以下であり、カットオフ波長λＣに対する実効断面積の比が８５．０μｍ以上であり、曲げ半径Ｒ１５ｍｍでの波長１５５０ｎｍにおけるＬＰ０１モードの曲げ損失が４．９ｄＢ／１０ｔｕｒｎ未満であり、樹脂被覆が、ヤング率０．３ＭＰａ以下のプライマリ樹脂層４０を含む。【選択図】図１
2020148946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃｌが添加された領域を少なくとも含むとともに純シリカガラスのレベルよりも低くなるよう調整された平均屈折率を有するコアと、
前記コアを取り囲む第１クラッドであって、少なくともＦが添加されるとともに前記コアの平均屈折率よりも低い屈折率を有する第１クラッドと、
前記第１クラッドを取り囲む第２クラッドであって、前記第１クラッドよりも高い屈折率を有する第２クラッドと、
前記第２クラッドを取り囲む樹脂被覆と、
を備え、
波長１５５０ｎｍにおける実効断面積Ａｅｆｆが１３０μｍ２以上１７０μｍ２以下であり、
カットオフ波長λＣに対する前記実効断面積Ａｅｆｆの比（Ａｅｆｆ／λＣ）が８５．０μｍ以上であり、
曲げ半径１５ｍｍでの波長１５５０ｎｍにおけるＬＰ０１モードの曲げ損失が４．９ｄＢ／１０ｔｕｒｎ未満であり、
前記樹脂被覆が、少なくともヤング率０．３ＭＰａ以下のプライマリ樹脂層を含む、
光ファイバ。
【請求項２】
前記第２クラッドが純シリカガラスまたは少なくともＦが添加されたシリカガラスからなる、
請求項１に記載の光ファイバ。
【請求項３】
前記実効断面積Ａｅｆｆが１３５μｍ２以上１６５μｍ２以下である、
請求項１または請求項２に記載の光ファイバ。
【請求項４】
前記カットオフ波長が１６３０ｎｍ以下である、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光ファイバ。
【請求項５】
前記比（Ａｅｆｆ／λＣ）が９５μｍ以上である、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光ファイバ。
【請求項６】
前記比（Ａｅｆｆ／λＣ）が１３０μｍ以下である、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光ファイバ。
【請求項７】
波長１５５０ｎｍにおけるＬＰ０１モードのモードフィールド径が１２．５μｍ以上１４．０μｍ以下である、
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光ファイバ。
【請求項８】
曲げ半径４０ｍｍでの波長１５５０ｎｍにおけるＬＰ１１モードの曲げ損失が０．１０ｄＢ／２ｔｕｒｎ以上である、
請求項７に記載の光ファイバ。
【請求項９】
曲げ半径２５ｍｍでの波長１５５０ｎｍにおけるＬＰ０１モードのコースティック半径ＲＣと、曲げ半径１５ｍｍでの波長１５５０ｎｍにおけるＬＰ０１モードのコースティック半径ＲＣとの差が、０．９０μｍ以上である、
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の光ファイバ。
【請求項１０】
曲げ半径１５ｍｍでの波長１５５０ｎｍにおけるＬＰ０１モードのコースティック半径ＲＣを波長１５５０ｎｍにおけるＬＰ０１モードのモードフィールド径で割った値をＲＣ，ｅｆｆとし、前記第１クラッドの平均屈折率と前記第２クラッドにおける内側領域の最大屈折率との比屈折率差をΔＤとするとき、前記値ＲＣ，ｅｆｆが、
ＲＣ，ｅｆｆ＞１．４６＋ΔＤ（％）×１．９３（１／％）
なる関係を満たす、
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の光ファイバ。
【請求項１１】
前記コアの平均屈折率と前記第１クラッドの屈折率との比屈折率差をΔｎ、前記第１クラッドの屈折率と前記第２クラッドの内側領域における最大屈折率との比屈折率差をΔＤ、前記コアの半径をｄ、前記第１クラッドの外径をＤ、前記第１クラッドの外径に対する前記第２クラッドの外径の比をＴ、前記第１クラッドの屈折率と前記第２クラッドにおける外側領域の最低屈折率との比屈折率差をΔＪとするとき、
０．１５≦Δｎ≦０．２９
０．０２≦ΔＤ≦Δｎ＋０．０５
２．０≦Ｄ／ｄ≦３．７
２．５５≦Ｔ≦３．０５
−０．２２≦ΔＪ−０．０５６（μｍ−１）×Δｎ×（Ｄ（μｍ）−ｄ（μｍ））
なる関係を満たす屈折率プロファイルを有する、
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の光ファイバ。
【請求項１２】
前記樹脂被覆は、前記プライマリ樹脂層と取り囲むセカンダリ樹脂層をさらに含む、
請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の光ファイバ。
【請求項１３】
前記セカンダリ樹脂層が８００ＭＰａ以上のヤング率を有する、
請求項１２に記載の光ファイバ。
【請求項１４】
前記プライマリ樹脂層と前記セカンダリ樹脂層との間において、波長５４６ｎｍにおける屈折率差の絶対値が０．１５以下である、
請求項１２または請求項１３に記載の光ファイバ。
【請求項１５】
前記第２クラッドの外側領域と前記プライマリ樹脂層との間において、波長５４６ｎｍにおける屈折率差の絶対値が０．０８以下である、
請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の光ファイバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１から特許文献３には、Ｗ型屈折率プロファイルを有する光ファイバが開示されている。Ｗ型屈折率プロファイルは、コアと、ディプレストクラッド構造を構成する第１および第２クラッドにより実現される。なお、第１クラッドは、コアよりも低い屈折率を有し、第２クラッドは、コアよりも低くかつ第１クラッドよりも高い屈折率を有する。
【０００３】
このようなＷ型屈折率プロファイルを有する光ファイバを得るための母材（preform）の製造では、コアおよび第１クラッドとなるガラス領域の外周面上に、ロッドインコラプス法、ＶＡＤ（Vapor phase Axial Deposition）法、ＯＶＤ（OutsideVapor Deposition）法等により第２クラッドとなるべきガラス領域が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２３８５２６号公報
【特許文献２】特開２０１５−１６６８５３号公報
【特許文献３】特開２０１７−６２４８６号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】R. Morgan etal. Opt. Lett. Vol. 15, 947-949 (1990).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
発明者らは、従来の光ファイバについて検討した結果、以下のような課題を発見した。
【０００７】
すなわち、Ｗ型屈折率プロファイルを有する光ファイバを得るため、母材製造段階において、第１クラッドとなるべきガラス領域の外側にＶＡＤ法やＯＶＤ法により第２クラッドとなるべきガラス領域を設けることは、ロッドインコラプス法に比べてコストを下げることを可能にする。一方で、上記母材を線引きすることにより得られた光ファイバでは、第２クラッドの内側の屈折率が上がってしまい、信号光波長において該光ファイバの伝送損失が悪化する可能性がある。また、ＶＡＤ法やＯＶＤ法では第２クラッドの内側（第１クラッドと第２クラッドの界面付近）までにフッ素を十分な添加することが難しく、第２クラッドの内側の屈折率プロファイルが突起状に変形してしまう。この屈折率プロファイルに現れる突起部の存在は、光ファイバ内における高次モードの残留を容易にするため、得られた光ファイバの伝送損失が悪化するという課題がある。
【０００８】
また、上記特許文献１では、屈折率プロファイルに現れる突起部の比屈折率差ΔＰを大きくしないことにより伝送損失の増加が抑制できる旨の記載があるが、低伝送損失への要求は一層強くなってきた。母材の長手方向に沿ってΔＰは変動し得るため、該母材中のΔＰが高い領域から得られる光ファイバは伝送損失が増加してしまう（高い生産性を維持できない）。さらに、ＶＡＤ法やＯＶＤ法ではΔＰを精度よくコントロールすることが難しい。そのため、従来の光ファイバ製造技術ではΔＰが大きくなる可能性があった。ΔＰが大きいと、上述のように高次モードが第２クラッドの内側領域（屈折率プロファイルの突起部に相当する領域）に残留し易くなる（信号光波長において光ファイバの伝送損失が悪化する）。
【０００９】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、従来の光ファイバと比較して伝送損失の改善を母材段階で判断可能にするための構造を備えた光ファイバを提供することを可能にする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本実施形態に係る光ファイバは、コアと、第１クラッドと、第２クラッドと、樹脂被覆と、を備える。コアは、Ｃｌ（塩素）が添加された領域を少なくとも含むとともに純シリカガラスのレベルよりも低くなるよう調整された平均屈折率を有する。第１クラッドは、コアを取り囲むよう配置されている。また、第１クラッドは、少なくともＦ（フッ素）が添加されるとともにコアの平均屈折率よりも低い屈折率を有する。第２クラッドは、第１クラッドを取り囲むよう配置され、第１クラッドよりも高い屈折率を有する。樹脂被覆は、第２クラッドを取り囲むよう配置されている。特に、波長１５５０ｎｍにおける実効断面積Ａｅｆｆは、１３０μｍ２以上１７０μｍ２以下である。カットオフ波長λＣに対する実効断面積Ａｅｆｆの比（Ａｅｆｆ／λＣ）は、８５．０μｍ以上である。曲げ半径Ｒ１５ｍｍでの波長１５５０ｎｍにおけるＬＰ０１モードの曲げ損失は、４．９ｄＢ／１０ｔｕｒｎ未満である。樹脂被覆は、少なくともヤング率０．３ＭＰａ以下のプライマリ樹脂層を含む。
【発明の効果】
【００１１】
本実施形態によれば、従来の光ファイバと比較して十分に伝送損失が改善された光ファイバが得られる。また、伝送損失の改善が母材段階で判断可能になるため、光ファイバの生産性の向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】光ファイバの断面構造の一例を示す図である。
【図２Ａ】光ファイバの屈折率プロファイルの一例を示す図である。
【図２Ｂ】光ファイバの屈折率プロファイルの他の例を示す図である。
【図３Ａ】実施例に係る光ファイバの緒元を纏めた表である。
【図３Ｂ】実施例に係る光ファイバの曲げ損失を纏めた表である。
【図４Ａ】比較例に係る光ファイバの緒元を纏めた表である。
【図４Ｂ】比較例に係る光ファイバの曲げ損失を纏めた表である。
【図５】実施例１の伝送損失を基準とした波長１５５０ｎｍでの伝送損失増（ｄＢ／ｋｍ）とＡｅｆｆ／λＣ（μｍ）との関係を示すグラフである。
【図６】実施例１の伝送損失を基準とした波長１５５０ｎｍでの伝送損失増（ｄＢ／ｋｍ）とΔＤ（％）との関係を示すグラフである。
【図７】実施例１の伝送損失を基準とした波長１５５０ｎｍでの伝送損失増（ｄＢ／ｋｍ）とΔＰ（％）との関係を示すグラフである。
【図８】曲げ半径Ｒが１５ｍｍに設定された波長１５５０ｎｍにおけるＬＰ０１モードの曲げ損失（ｄＢ／１０ｔｕｒｎ）とＡｅｆｆ／λＣ（μｍ）との関係を示すグラフである。
【図９】或る半径の曲げが加えられた光ファイバの等価な屈折率プロファイルを示す図である。
【図１０】光ファイバの各パラメータを説明するための図である。
【図１１】ＲＣ，ｅｆｆ(Ｒ=15mm,λ=1550nm)とΔＤ（％）との関係を示すグラフである。
【図１２】ＲＣ(Ｒ=15mm,λ=1550nm)（μｍ）と外径比Ｔ（ａ．ｕ．）との関係を示すグラフである。
【図１３】ΔＪ（％）とΔｎ×（Ｄ−ｄ）（％・μｍ）との関係を示すグラフである。
【図１４】光ファイバの各パラメータの好ましい範囲およびより好ましい範囲を纏めた表である。
【図１５】コア１０に適用可能な種々の屈折率プロファイルの例を示す図である。
【図１６】第１クラッド２０に適用可能な種々の屈折率プロファイルの例を示す図である。
【図１７】第２クラッド３０に適用可能な種々の屈折率プロファイルの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
[本願発明の実施形態の説明]
最初に本願発明の実施形態の内容をそれぞれ個別に列挙して説明する。
【００１４】
（１）本実施形態に係る光ファイバは、その一態様として、Ｗ型の屈折率プロファイルを構成するコア、第１クラッド、および第２クラッドを備える、また、当該光ファイバは、これらコア、第１クラッド、および第２クラッドを一体的に覆う樹脂被覆をさらに備える。コアは、Ｃｌが添加された領域を少なくとも含むとともに純シリカガラスのレベルよりも低くなるよう調整された平均屈折率を有する。第１クラッドは、コアを取り囲むよう配置されている。また、第１クラッドは、少なくともＦが添加されるとともにコアの平均屈折率よりも低い屈折率を有する。第２クラッドは、第１クラッドを取り囲むよう配置され、第１クラッドよりも高い屈折率を有する。樹脂被覆は、第２クラッドを取り囲むよう配置されている。特に、波長１５５０ｎｍにおける実効断面積Ａｅｆｆは、１３０μｍ２以上１７０μｍ２以下である。カットオフ波長（２ｍカットオフ波長）λＣに対する実効断面積Ａｅｆｆの比（Ａｅｆｆ／λＣ）は、８５．０μｍ以上である。曲げ半径Ｒ１５ｍｍでの波長１５５０ｎｍにおけるＬＰ０１モードの曲げ損失は、４．９ｄＢ／１０ｔｕｒｎ未満である。樹脂被覆は、少なくともヤング率０．３ＭＰａ以下のプライマリ樹脂層を含む。なお、上述の曲げ損失の単位（ｄＢ／１０ｔｕｒｎ）は、所定の曲げ半径Ｒを有するマンドレルに必要な回数（例えば１０回）だけ巻きつけた状態で測定された損失値であることを意味する。
【００１５】
（２）本実施形態の一態様として、第２クラッドは、純シリカガラスまたは少なくともＦが添加されたシリカガラスからなるのが好ましい。特に、第２クラッドが純シリカクラッドからなる場合、製造コストの低減が可能になる。なお、本明細書において、第２クラッドが少なくともＦが添加されたシリカガラスからなる構成では、当該第２クラッドにおける屈折率プロファイルの形状により、当該第２クラッドの「内側領域」と「外側領域」が規定される。具体的に、第２クラッドの「内側領域」は、第１クラッドと第２クラッドとの界面付近を含む領域であって、当該光ファイバの半径方向に沿った屈折率プロファイルにおいて最初の極大値（屈折率ピーク）を取る位置として規定される。さらに、極大値をとる位置に続いて該屈折率プロファイル極小値を取る位置が「内側領域」と「外側領域」の境界と規定される。
【００１６】
（３）本実施形態の一態様として、実効断面積Ａｅｆｆは、１３５μｍ２以上１６５μｍ２以下であるのが好ましい。この場合、非線型効果を抑えることができるため、スパン長をさらに長くすることが可能になる。
【００１７】
（４）本実施形態の一態様として、カットオフ波長が１６３０ｎｍ以下であるが好ましい。この場合、ケーブル化後にＣバンドやＬバンドの通信波長帯において、マルチモード伝送を防止できる（シングルモード伝送を可能にする）。
【００１８】
（５）本実施形態の一態様として、比（Ａｅｆｆ／λＣ）の下限値は、８５μｍまたは９５μｍ以上であるのが好ましい。また、比（Ａｅｆｆ／λＣ）の上限値は、１２０μｍまたは１３０μｍであるのが好ましい。この場合、当該光ファイバにおいて、比（Ａｅｆｆ／λＣ）の適正範囲は、８５μｍ以上１２０μｍ以下、８５μｍ以上１３０μｍ以下、９５μｍ以上１２０μｍ以下、および９５μｍ以上１３０μ以下、または９５μｍ以上であるのが好ましい。また、比（Ａｅｆｆ／λＣ）の上限値は、１２０μｍまたは１３０μｍのいずれかであればよい。特に、比（Ａｅｆｆ／λＣ）が９５μｍ以上の場合、伝送損失をより低くすることが可能になる。また、比（Ａｅｆｆ／λＣ）が１２０μｍ以下の場合、マクロベンドロスの増大が抑制可能になる。さらに、比（Ａｅｆｆ／λＣ）が９５μｍ以上１３０μｍ以下の場合、マクロベンドロスを増大させないこと、非線形効果を抑えること、ケーブル化後のＣバンドやＬンバンドの通信波長帯でのマルチモード伝送の防止することの、いずれもが可能になる。
【００１９】
（６）本実施形態の一態様として、波長１５５０ｎｍにおけるＬＰ０１モードのモードフィールド（以下、「ＭＦＤ」と記す）径は、１２．５μｍ以上１４．０μｍ以下であるのが好ましい、この場合、標準的なシングルモード光ファイバ（以下、「ＳＭＦ」と記す）と当該光ファイバの接続ロスを小さくすることができ、その結果、スパンロスの低減が可能になる。また、本実施形態の一態様として、曲げ半径Ｒ４０ｍｍでの波長１５５０ｎｍにおけるＬＰ１１モードの曲げ損失は、０．１０ｄＢ／２ｔｕｒｎ以上であるのが好ましい。この場合、高次モードと基底モード間の結合がしやすい曲げ半径であっても該高次モードが早く抜けるため、結果、高次モードと基底モード間の結合による基底モードの損失が抑制され得る。
【００２０】
（７）本実施形態の一態様として、曲げ半径Ｒ２５ｍｍでの波長１５５０ｎｍにおけるコースティック半径ＲＣ(Ｒ=25mm,λ=1550nm)と、曲げ半径Ｒ１５ｍｍでの波長１５５０ｎｍにおけるコースティック半径ＲＣ(Ｒ=15mm,λ=1550nm)との差は、０．９０μｍ以上である、この場合、実使用での曲げ半径において、曲げ損失を実用的な大きさに制御することが可能になる。
【００２１】
（８）本実施形態の一態様として、曲げ半径Ｒ１５ｍｍでの波長１５５０ｎｍにおけるコースティック半径ＲＣ(Ｒ=15mm,λ=1550nm)（μｍ）を波長１５５０ｎｍにおけるＬＰ０１モードのモードフィールド径（以下、「ＭＦＤ」と記す）で割った値をＲＣ，ｅｆｆとし、第１クラッドの平均屈折率と第２クラッドにおける内側領域の最大屈折率との比屈折率差をΔＤ（％）とするとき、値ＲＣ，ｅｆｆが、
ＲＣ，ｅｆｆ＞１．４６＋ΔＤ（％）×１．９３（１／％）
なる関係を満たすのが好ましい。上記関係を満たすことにより、第２クラッドの内側領域における屈折率ピークの有無に関係なく、伝送損失を低くすることが可能になるとともに光ファイバ設計が容易になる。なお、本明細書において、屈折率ｎ１を有する領域と屈折率ｎ２を有する領域との間の比屈折率差は、以下の式：
｜ｎ１２−ｎ２２｜／２ｎ１２
で規定される。分母の屈折率ｎ１として、純シリカガラスの屈折率１．４５を近似的に使用することができる。
【００２２】
（９）本実施形態の一態様として、上述の全ての態様を実現するための形状として、コアの平均屈折率と第１クラッドの屈折率との比屈折率差をΔｎ、第１クラッドの屈折率と第２クラッドの内側領域における最大屈折率との比屈折率差をΔＤ、コアの半径をｄ、第１クラッドの外径をＤ、第１クラッドの外径に対する第２クラッドの外径の比をＴ、第１クラッドの屈折率と第２クラッドにおける外側領域の最低屈折率との比屈折率差をΔＪとするとき、当該光ファイバのＷ型屈折率プロファイルは、
０．１５≦Δｎ≦０．２９
０．０２≦ΔＤ≦Δｎ＋０．０５
２．０（μｍ）≦Ｄ／ｄ≦３．７
２．５５≦Ｔ≦３．０５
−０．２２≦ΔＪ−０．０５６（μｍ−１）×Δｎ×（Ｄ（μｍ）−ｄ（μｍ））
なる関係を満たすのが好ましい。このような屈折率プロファイルによれば、上述の条件：ＲＣ，ｅｆｆ＞１．４６＋ΔＤ×１．９３（１／％）を満たし、かつ、曲げ半径Ｒ１５ｍｍでの波長１５５０ｎｍにおけるＬＰ０１モードの曲げ損失を、４．９ｄＢ／１０ｔｕｒｎ未満に調節することが可能になる。
【００２３】
（１０）本実施形態の一態様として、樹脂被覆は、プライマリ樹脂層と取り囲むセカンダリ樹脂層をさらに含んでもよい。具体的には、本実施形態の一態様として、セカンダリ樹脂層が８００ＭＰａ以上のヤング率を有するのが好ましい。この場合、マイクロベンディングロスの抑制が可能になる。本実施形態の一態様として、プライマリ樹脂層とセカンダリ樹脂層との間において、波長５４６ｎｍにおける屈折率差の絶対値は、０．１５以下であるのが好ましい。この場合、プライマリ樹脂とセカンダリ樹脂界面の反射による伝送損失の増加が抑制され得る。さらに、本実施形態の一態様として、第２クラッドの外側領域とプライマリ樹脂層との間において、波長５４６ｎｍにおける屈折率差（外側領域の屈折率が半径方向に沿って変動している場合は平均屈折率）の絶対値は、０．０８以下であるのが好ましい。この場合も、第２クラッドとプライマリ樹脂界面の反射による伝送損失の増加が抑制され得る。
【００２４】
以上、この[本願発明の実施形態の説明]の欄に列挙された各態様は、残りの全ての態様のそれぞれに対して、または、これら残りの態様の全ての組み合わせに対して適用可能である。
【００２５】
[本願発明の実施形態の詳細]
本願発明に係る光ファイバの具体例を、以下に添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、これら例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図されている。また、図面の説明において同一の要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００２６】
図１は、本実施形態に係る光ファイバの断面構造の一例を示す図である。すなわち、当該光ファイバ１００は、光軸ＡＸに沿って伸びたコア１０（光軸ＡＸは実質的にコア１０の断面中心を通過する）と、コア１０を取り囲む第１クラッド２０と、第１クラッド２０を取り囲む第２クラッド３０と、第２クラッド３０を取り囲む樹脂被覆と、を備える。図１の例では、樹脂被覆は、第２クラッド３０を取り囲むプライマリ樹脂層４０と、プライマリ樹脂層４０を取り囲むセカンダリ樹脂層５０と、により構成されている。
【００２７】
コア１０には、Ｆ等の屈折率低下剤（refractive index reducer）が添加され、その屈折率が純シリカレベル（ＰＳ）よりも低く調整されたシリカガラスからなる。特に、コア１０の少なくとも一部にはＣｌが添加されており、このＣｌ添加により、コア１０の屈折率プロファイルに、半径方向ｒに沿った傾斜が設けられている。また、第１クラッド２０は、Ｆが添加されたシリカガラスからなり、該第１クラッド２０の平均屈折率は、コア１０の平均屈折率よりも低くなるよう調整されている。第２クラッド３０は、純シリカガラスまたはＦが添加されたシリカガラスからなり、該第２クラッド３０の屈折率は、第１クラッドの平均屈折率よりも高く、かつ、コア１０の平均屈折率よりも低くなるよう調整されている。このような第１クラッド２０および第２クラッド３０によりディプレストクラッド構造が実現される。また、ディプレストクラッド構造は、信号光波長においてシングルモード伝搬を可能にするとともに、低伝送損失を実現する。
【００２８】
図２Ａは、光ファイバの屈折率プロファイルの一例を示す図であり、図２Ｂは、光ファイバの屈折率プロファイルの他の例を示す図である。なお、図２Ａおよび図２Ｂに示された屈折率プロファイル１５０、１６０では、第２クラッド３０はＦが添加されたシリカガラスからなり、屈折率プロファイル１５０、１６０の極大値および極小値の位置により、第１クラッドと第２クラッドとの界面付近を除いた当該第２クラッドの残りの領域が、内側領域３０Ａと外側領域３０Ｂに分けられている。
【００２９】
図２Ａに示された屈折率プロファイル１５０において、「Δｎｃｏｒｅ（％）」は、コア１０の平均屈折率と純シリカガラスの屈折率（純シリカレベル、以下、「ＰＳ」と記す）との間の比屈折率差である。「ｄ」はコア１０の半径（μｍ）である。「Δｎ（％）」は、コア１０の平均屈折率と第１クラッド２０の平均屈折率との間の比屈折率差である。「Ｄ」は第１クラッド２０の外周半径（μｍ）（第１クラッド２０と第２クラッド３０との界面位置）である。「ΔＤ（％）」は、第１クラッド２０の平均屈折率と内側領域３０Ａの最大屈折率（屈折率ピーク）との間の比屈折率差である。「Ｒ−ｉｎ」は当該光ファイバ１００の半径方向に沿った内側領域３０Ａの領域長（μｍ）である。「ΔＰ（％）」は、内側領域３０Ａの最大屈折率と外側領域３０Ｂの最小屈折率（屈折率プロファイル１５０の極小値）との間の比屈折率差（屈折率プロファイルにおける突起部の比屈折率差）である。「ΔＪ（％）」は、第１クラッド２０の平均屈折率と外側領域３０Ｂの最小屈折率との間の比屈折率差である。
【００３０】
上述のように図２Ａに示された屈折率プロファイル１５０において、第２クラッド３０は、半径方向ｒに沿って実質的に一様な屈折率を有する外側領域３０Ｂと、この外側領域３０Ｂより内側にあって該外側領域３０Ｂの屈折率より高い屈折率を有する内側領域３０Ａとに区別される。なお、本明細書において、「実質的に一様」とは、第２クラッド３０における外側領域３０Ｂの、半径方向ｒに沿った屈折率変動が平均値に対して±0.01%以下であることを意味する。
【００３１】
一方、図２Ｂに示された屈折率プロファイル１６０において、各部の構造パラメータの定義は、図２Ａに示された屈折率プロファイル１５０の場合と同様であるが、屈折率プロファイル１６０は、外側領域３０Ｂにおけるプロファイル形状が屈折率プロファイル１５０と異なる。すなわち、屈折率プロファイル１６０は、第２クラッド３０において半径方向ｒに沿った凹みを持つ形状を有する。この屈折率プロファイル１６０では、凹みの頂点となる位置（第２クラッド３０において、屈折率プロファイル１６０の極小値をとる位置）よりも内側が内側領域３０Ａと規定され、外側が外側領域３０Ｂと規定される。このとき、内側領域３０Ａの最大屈折率と外側領域３０Ｂの最小屈折率との間の比屈折率差がΔＰである。
【００３２】
次に、種々の光ファイバにおける構造パラメータと伝送特性の関係について検討した結果を説明する。
【００３３】
図３Ａは、実施例１から実施例１３に係る光ファイバの緒元を纏めた表であり、図３Ｂは、実施例１から実施例１３に係る光ファイバの曲げ損失を纏めた表である。また、図４Ａは、比較例１から比較例１１に係る光ファイバの緒元を纏めた表であり、図４Ｂは、比較例に係る光ファイバの曲げ損失を纏めた表である。
【００３４】
なお、図３Ａおよび図４Ａに示された項目は、以下の通りである。すなわち、「波長１５５０ｎｍでの伝送損失増(実施例１対比)」は、波長１５５０ｎｍにおける実施例１の伝送損失を基準とした各実施例または各比較例の損失増加分である。「ＭＦＤ  波長１５５０ｎｍ」は、波長１５５０ｎｍにおけるＭＦＤである。「Ａｅｆｆ  波長１５５０ｎｍ」は、波長１５５０ｎｍにおける実効断面積である。「λＣ」は、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．６５０．１で定義される２ｍカットオフ波長である。「ＭＦＤ（波長１５５０ｎｍ）／λＣ＝ＭＡＣ値」は、２ｍカットオフ波長λＣに対する波長１５５０ｎｍにおけるＭＦＤの比（ＭＡＣ値）である。「Ａｅｆｆ（波長１５５０ｎｍ）／λＣ」は、２ｍカットオフ波長λＣに対する実効断面積Ａｅｆｆの比である。「λＣＣ」は、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．６５０．１で定義されるケーブルカットオフ波長（２２ｍカットオフ波長）である。「ＭＦＤ（波長１５５０ｎｍ）／λＣＣ」は、ケーブルカットオフ波長λＣＣに対する波長１５５０ｎｍにおけるＭＦＤの比である。「Ａｅｆｆ（波長１５５０ｎｍ）／λＣＣ」は、ケーブルカットオフ波長λＣＣに対する実効断面積Ａｅｆｆの比である。「Δｎ」は、コア１０の平均屈折率と第１クラッド２０の平均屈折率との間の比屈折率差である。「ΔＤ」は、第１クラッド２０の平均屈折率と内側領域３０Ａの最大屈折率（屈折率ピーク）との間の比屈折率差である。「ΔＰ」は、内側領域３０Ａの最大屈折率と外側領域３０Ｂの最小屈折率（屈折率プロファイル１５０の極小値）との間の比屈折率差である。「ΔＪ」は、第１クラッド２０の平均屈折率と外側領域３０Ｂの最小屈折率との間の比屈折率差である。「ΔＪ−Δｎ」は、ΔＪとΔｎとの差である。「ｄ」は、コア１０の半径である。「Ｄ」は、第１クラッド２０の外周半径である。「Ｄ／ｄ」は、コア１０の半径ｄに対する第１クラッド２０の外周半径Ｄの比である。「Ｔ」は、第１クラッド２０の外周半径と第２クラッドの外周半径との比である。「Ｒ−ｉｎ」は、内側領域３０Ａの幅である。
【００３５】
また、図３Ｂおよび図４Ｂに示された項目は、以下の通りである。すなわち、「ＬＰ０１モード曲げ損失(R=15mm,λ=1550nm)」は、曲げ半径１５ｍｍでの波長１５５０ｎｍにおけるＬＰ０１モードの曲げ損失である。「ＬＰ０１モード曲げ損失(R=25mm,λ=1550nm)」は、曲げ半径２５ｍｍでの波長１５５０ｎｍにおけるＬＰ０１モードの曲げ損失である。「ＬＰ１１モード曲げ損失(R=40mm,λ=1550nm)」は、曲げ半径４０ｍｍでの波長１５５０ｎｍにおけるＬＰ１１モードの曲げ損失である。「ＬＰ０１モードＲＣ(R=15mm,λ=1550nm)」は、曲げ半径１５ｍｍでの波長１５５０ｎｍにおけるＬＰ０１モードのコースティック半径である。「ＬＰ０１モードＲＣ(R=25mm,λ=1550nm)」は、曲げ半径２５ｍｍでの波長１５５０ｎｍにおけるＬＰ０１モードのコースティック半径である。「ＬＰ０１モードＲＣ(R=25mm,λ=1550nm)−ＬＰ０１モードＲＣ (R=15mm,λ=1550nm)」は、曲げ半径２５ｍｍでの波長１５５０ｎｍにおけるＬＰ０１モードのコースティック半径と、曲げ半径１５ｍｍでの波長１５５０ｎｍにおけるＬＰ０１モードのコースティック半径と、の差である。「ＬＰ０１モードＲＣ，ｅｆｆ(R=15mm,λ=1550nm)」は、曲げ半径１５ｍｍでの波長１５５０ｎｍにおけるＬＰ０１モードのコースティック半径を波長１５５０ｎｍにおけるＬＰ０１モードのＭＦＤで割った値である。
【００３６】
図３Ａおよび図３Ｂに示された実施例１から実施例１１は、いずれも、波長１５５０ｎｍにおける実効断面積Ａｅｆｆが１３５μｍ２以上１７０μｍ２以下であり、カットオフ波長λＣに対する実効断面積Ａｅｆｆの比（Ａｅｆｆ／λＣ）が８５．０μｍ以上であり、曲げ半径Ｒ１５ｍｍでの波長１５５０ｎｍにおけるＬＰ０１モードの曲げ損失が４．９ｄＢ／１０ｔｕｒｎ未満である。一方、図４Ａおよび図４Ｂに示された比較例１から比較例１０は、いずれも、曲げ半径Ｒ１５ｍｍでの波長１５５０ｎｍにおけるＬＰ０１モードの曲げ損失が４．９８ｄＢ／１０ｔｕｒｎを超えている。また、比較例１１は、カットオフ波長λＣに対する実効断面積Ａｅｆｆの比（Ａｅｆｆ／λＣ）が８５．０μｍを下回っている。
【００３７】
上述のような構造パラメータおよび伝送特性を有する光ファイバ１００について、波長１５５０ｎｍにおける伝送損失と波長１５５０ｎｍにおけるＬＰ０１モードの実効断面積Ａｅｆｆ（μｍ２）を２ｍカットオフ波長λＣ（μｍ）で割った値Ａｅｆｆ／λＣ（μｍ）との関係を図５を用いて説明する。２ｍカットオフ波長とは、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．６５０．１において定義されるＬＰ０１モードのファイバカットオフ波長である。なお、図５において、縦軸は、実施例１の伝送損失を基準とした波長１５５０ｎｍでの伝送損失増（ｄＢ／ｋｍ）である。横軸は、Ａｅｆｆ／λＣ（μｍ）である。また、図５にプロットされた記号「〇」は、曲げ半径Ｒ１５ｍｍでの波長１５５０ｎｍにおけるＬＰ０１モードの曲げ損失（以下、「ＬＰ０１モード曲げ損失(R=15mm,波長λ=1550nm)」と記す）が４．９ｄＢ／１０ｔｕｒｎ未満であり、かつ、カットオフ波長λＣに対する実効断面積Ａｅｆｆの比（Ａｅｆｆ／λＣ）が８５．０μｍ以上の実施例１〜１３を示す。記号「△」は、ＬＰ０１モード曲げ損失(R=15mm,波長λ=1550nm)が４．９ｄＢ／１０ｔｕｒｎ未満であり、かつ、比（Ａｅｆｆ／λＣ）が８５．０μｍ未満の比較例１１を示す。記号「□」は、ＬＰ０１モード曲げ損失(R=15mm,波長λ=1550nm)が４．９ｄＢ／１０ｔｕｒｎ以上の比較例１から比較例１０を示す。
【００３８】
図５から分かるように、ＬＰ０１モード曲げ損失(R=15mm,波長λ=1550nm)が４．９ｄＢ／１０ｔｕｒｎ未満であり、かつ、比Ａｅｆｆ／λＣが８５．０μｍ以上（記号「〇」）であるとき、比Ａｅｆｆ／λＣの変化に対する伝送損失増の変化は、ＬＰ０１モード曲げ損失(R=15mm,λ=1550nm)が４．９ｄＢ／１０ｔｕｒｎ以上（記号「□」）の時の伝送損失増と比べて緩やかになる。光ファイバの長手方向に沿った構造変動による実効断面積ＡｅｆｆおよびλＣの変化に起因して伝送損失が変化しにくいことから、長手方向の伝送損失の変動が小さい光ファイバの生産が可能になる。
【００３９】
図６は、実施例１の伝送損失を基準とした波長１５５０ｎｍでの伝送損失増（ｄＢ／ｋｍ）とΔＤ（％）との関係を示すグラフである。なお、図６にプロットされた記号「〇」は、ＬＰ０１モード曲げ損失(R=15mm,波長λ=1550nm)が４．９ｄＢ／１０ｔｕｒｎ未満であり、かつ、比（Ａｅｆｆ／λＣ）が９５．０μｍ以上の実施例１から実施例７、実施例１０から実施例１２を示す。記号「△」は、ＬＰ０１モード曲げ損失(R=15mm,波長λ=1550nm)が４．９ｄＢ／１０ｔｕｒｎ未満であり、かつ、比（Ａｅｆｆ／λＣ）が８５．０μｍ未満の比較例１１を示す。「◇」は、ＬＰ０１モード曲げ損失(R=15mm,波長λ=1550nm)が４．９ｄＢ／１０ｔｕｒｎ未満であり、かつ、比（Ａｅｆｆ／λＣ）が８５．０μｍ以上９５μｍ未満の実施例８、実施例９、実施例１３を示す。記号「□」は、ＬＰ０１モード曲げ損失(R=15mm,波長λ=1550nm)が４．９ｄＢ／１０ｔｕｒｎ以上の比較例１から比較例１０を示す。
【００４０】
図６から分かるように、ＬＰ０１モード曲げ損失(R=15mm,λ=1550nm)が４．９ｄＢ／１０ｔｕｒｎ未満であり、かつ、比（Ａｅｆｆ／λＣ）が８５．０μｍ以上（記号「〇」および記号「◇」）であるとき、ΔＤの変化に対する伝送損失増の変化は、ＬＰ０１モード曲げ損失(R=15mm,λ=1550nm)が４．９ｄＢ／１０ｔｕｒｎ以上（記号「□」）の時の伝送損失増と比べて緩やかになる。すなわち、第２クラッド３０のＦの添加量が小さいとしても(ΔＤが大きくても)、伝送損失増を実用上問題のない範囲に収めることができる（製造コストを低減することができる）。また、ＬＰ０１モード曲げ損失(R=15mm,λ=1550nm)が４．９ｄＢ／１０ｔｕｒｎ未満であり、かつ、比（Ａｅｆｆ／λＣ）が９５．０μｍ以上（記号「〇」）では、ΔＤの大きさに関わらず伝送損失増(実施例1対比)を０．００２ｄＢ／ｋｍ以下に抑えることができる。
【００４１】
図７は、実施例１の伝送損失を基準とした波長１５５０ｎｍでの伝送損失増（ｄＢ／ｋｍ）とΔＰ（％）との関係を示すグラフである。なお、図７にプロットされた記号「〇」は、ＬＰ０１モード曲げ損失(R=15mm,波長λ=1550nm)が４．９ｄＢ／１０ｔｕｒｎ未満であり、かつ、比（Ａｅｆｆ／λＣ）が９５．０μｍ以上の実施例１から実施例７、実施例１０から実施例１２を示す。記号「△」は、ＬＰ０１モード曲げ損失(R=15mm,波長λ=1550nm)が４．９ｄＢ／１０ｔｕｒｎ未満であり、かつ、比（Ａｅｆｆ／λＣ）が８５．０μｍ未満の比較例１１を示す。「◇」は、ＬＰ０１モード曲げ損失(R=15mm,波長λ=1550nm)が４．９ｄＢ／１０ｔｕｒｎ未満であり、かつ、比（Ａｅｆｆ／λＣ）が８５．０μｍ以上９５μｍ未満の実施例８、実施例９、実施例１３を示す。記号「□」は、ＬＰ０１モード曲げ損失(R=15mm,波長λ=1550nm)が４．９ｄＢ／１０ｔｕｒｎ以上の比較例１から比較例１０を示す。また、図８は、曲げ半径Ｒが１５ｍｍに設定された波長１５５０ｎｍにおけるＬＰ０１モードの曲げ損失（ｄＢ／１０ｔｕｒｎ）とＡｅｆｆ／λＣ（μｍ）との関係を示すグラフである。なお、図８には、一部重なった状態で表示されているが実施例１から実施例１３および比較例１から比較例１１が全てプロットされている。
【００４２】
図７から分かるように、ＬＰ０１モード曲げ損失(R=15mm,λ=1550nm)が４．９ｄＢ／１０ｔｕｒｎ未満であり、かつ、比（Ａｅｆｆ／λＣ）が９５．０μｍ以上（記号「〇」）であるとき、ΔＰの大きさに関わらず伝送損失増(実施例1対比)を０．００２ｄＢ／ｋｍ以下に抑えることができる。信号光を伝送する伝送路として光ファイバが適用された光伝送システムにおいて、信号対雑音比を改善するためには、光ファイバは低損失だけではなく低非線形であることが要求されている。そのため、光ファイバの実効断面積Ａｅｆｆが大きいと光ファイバの非線形性を改善することができる。その一方で、実効断面積Ａｅｆｆが大きすぎるとマイクロベンディング損失が大きくなることが知られている。そのため、実効断面積Ａｅｆｆが１３０μｍ２以上１７０μｍ２以下であることが好適である。さらに好適には、実効断面積Ａｅｆｆは１３５μｍ２以上１６５μｍ２以下である。また、２ｍカットオフ波長は、１６３０ｎｍ以下が好適である。この場合、光ファイバをケーブル化した際にＣバンド通信波長帯やＬバンド通信波長帯でマルチモード伝送となることを防止できる。
【００４３】
比（Ａｅｆｆ／λＣ）は、コアへの光閉じ込めの大きさを表すＶパラメータと結びついた物理量であることから曲げ損失と相関がある。図８から分かるように、比（Ａｅｆｆ／λＣ）が大きいと曲げ損失が大きくなる。そのため、比（Ａｅｆｆ／λＣ）は大きすぎない方がよく、例えば１２０μｍ以下が好適である。さらに好ましくは、比（Ａｅｆｆ／λＣ）は、１１０μｍ以下、さらに好ましくは１０５μｍ以下である。なお、曲げ半径Ｒ１５ｍｍでの波長１５５０ｎｍにおけるＬＰ０１モードの曲げ損失は、０．１ｄＢ／１０ｔｕｒｎ程度のものが得られている。また、実効断面積Ａｅｆｆを２２ｍカットオフ波長λＣＣ（μｍ）で割った値(Ａｅｆｆ／λＣＣ）が９５μｍ以上１３０μｍ以下であると、低非線形の実現とＣバンドやＬバンドの通信波長帯でマルチモード伝送の防止が可能になる。ここで、２２ｍカットオフ波長とは、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．６５０．１において定義されるＬＰ０１モードのケーブルカットオフ波長である。
【００４４】
母材の状態で比（Ａｅｆｆ／λＣ）とＬＰ０１モード曲げ損失(R=15mm,λ=1550nm)の値を予測することができれば、伝送損失が増加する母材や、長手方向に沿って伝送損失がばらつきやすい母材を線引工程前に選別することが可能になる。この場合、製造コストの低減が可能になる。母材が完成した時点で該母材の中心から動径方向に沿った屈折率プロファイルを測定し、その屈折率プロファイルに基づいてＦＥＭ（Finite Element Method）による数値計算を行うことにより、ＡｅｆｆとλＣを推測できることは良く知られている。すなわち、比（Ａｅｆｆ／λＣ）を母材の段階で容易に予測することができる。これに加えて、ＬＰ０１モード曲げ損失(R=15mm,λ=1550nm)が4．９ｄＢ／１０ｔｕｒｎ以上になるか、または、未満になるかが予測できれば、図５を用いて伝送損失増(実施例1対比)の値やファイバ長手方向に沿っての伝送損失の変動がしやすいかどうかを予測することが可能になる。特に、上述のようにＬＰ０１モード曲げ損失(R=15mm,λ=1550nm)が４．９ｄＢ／１０ｔｕｒｎ未満であり、かつ、比（Ａｅｆｆ／λＣ）が９５．０μｍ以上であるとき、ΔＰの大きさに関わらず伝送損失増(実施例1対比)を０．００２ｄＢ／ｋｍ以下に抑えることができる。これにより、母材の長手方向でΔＰの変動があったとしても伝送損失増(実施例1対比)が０．００２ｄＢ／ｋｍ以下であるかどうかの判別が線引工程前に予測できる。すなわち、伝送損失増が大きいと予想される不良母材の、線引工程への移行を防ぎ、その結果、製造コストの増大を抑えることができる。
【００４５】
なお、一般的には曲げ損失の予測は比（Ａｅｆｆ／λＣ）の値を利用して行うが、図８に示されたように、比（Ａｅｆｆ／λＣ）に対するＬＰ０１モード曲げ損失(R=15mm,λ=1550nm)は相関が認められるもののばらつきは大きく、予測が困難である。そこで、比（Ａｅｆｆ／λＣ）よりも密接に光ファイバの曲げ損失と物理的に関わるパラメータとして、コースティック半径（Caustic Radius）と呼ばれる値がある。
【００４６】
図９は、図２Ａ，２Ｂに示された屈折率プロファイル１５０、１６０をもつ光ファイバに或る半径の曲げが与えられたときの光の伝搬を解析するための、等価的な屈折率（等価屈折率）のプロファイル１５１を示す図である。等価屈折率のプロファイル１５１において、光ファイバの曲げの外側に対応する各位置での屈折率は高く、内側に対応する各位置での屈折率は低い。等価屈折率を用いることにより、曲がった光ファイバの中を伝搬する光の挙動を、真っすぐな光ファイバの中を伝搬する光の挙動に置き換えて解析することができる。図９には、或る波長λでのＬＰ０１モードの実効屈折率のレベルも破線で示されている。コースティック半径は、或る半径の曲げが与えられた光ファイバの曲げ半径に平行な光ファイバの動径方向の等価的な屈折率プロファイルにおいて、光ファイバ中心位置から、等価屈折率と実効屈折率とが互いに等しくなる位置までの距離である。
【００４７】
ここで、波長λでのＬＰ０１モードの実効屈折率ｎｅｆｆ(λ)は、光ファイバを曲げていないときにおける波長λでのＬＰ０１モードの伝搬定数を、波長λにおける波数で割った値である。また、波長λにおける光ファイバ断面内の屈折率プロファイルをｎ(λ,ｒ)とし、曲げ半径をＲ（ｍｍ）としたとき、光ファイバの等価的な屈折率プロファイルｎｂｅｎｄ(Ｒ,λ,ｒ,θ)は、以下の式（１）で定義される。
【数１】
2020148946.tif 000003
【００４８】
また、図１０は、光ファイバの各パラメータを説明するための図である。ｒ（ｍｍ）は、光ファイバ中心位置（光軸ＡＸと交差する位置）から光ファイバ断面内の或る点までの距離である。曲げ半径の中心位置と光ファイバ中心位置とを互いに結ぶ直線をｘ軸とし、光ファイバ中心位置をｘ＝０とし、曲げ半径の中心位置から光ファイバ中心位置へ向かう方向を正とする。このとき、θは、光ファイバ断面内の或る点と光ファイバ中心位置とを互いに結ぶ線分と、ｘが０以上の領域で規定される半直線とがなす角度である。
【００４９】
以下では、θ＝０の場合（すなわち、ｘ軸上でｘ≧０である領域）において、光ファイバの等価屈折率ｎｂｅｎｄ(Ｒ,λ,ｒ,0)がＬＰ０１モードの実効屈折率ｎｅｆｆ(λ)と等しくなるｘ軸上の値のうち次式を満たすｘ軸上の値を、曲げ半径Ｒで光ファイバを曲げたときの波長λにおけるコースティック半径Ｒｃ(Ｒ,λ)とする。このようなＲｃ(Ｒ,λ)が複数個ある場合には、それらのうち最小の値が採用される。
【数２】
2020148946.tif 000004
【００５０】
なお、光ファイバ断面においてコースティック半径より外側に存在する光は、光ファイバの外へ放射されるので曲げ損失となる（上記特許文献２参照）。
【００５１】
図１１は、ＲＣ，ｅｆｆ(Ｒ=15mm,λ=1550nm)とΔＤ（％）との関係を示すグラフである。なお、ＲＣ，ｅｆｆは、曲げ半径Ｒ１５ｍｍでの波長１５５０ｎｍにおけるコースティック半径ＲＣ(Ｒ=15mm,λ=1550nm)を波長１５５０ｎｍにおけるＬＰ０１モードのモードフィールド径で割った値（μｍ）である。図１１にプロットされた記号「〇」は、ＬＰ０１モード曲げ損失(R=15mm,波長λ=1550nm)が４．９ｄＢ／１０ｔｕｒｎ未満の実施例１から実施例１３および比較例１１を示し、記号「□」は、ＬＰ０１モード曲げ損失(R=15mm,波長λ=1550nm)が４．９ｄＢ／１０ｔｕｒｎ以上の比較例１から比較例１０を示す。また、図１１中に示された破線は、ＲＣ，ｅｆｆ(R=15mm,λ=1550nm)＝１．４６＋ΔＤ×１．９３（１／％）を示す。
【００５２】
図１１から分かるように、ＲＣ，ｅｆｆ（R=15mm,λ=1550nm）＞１．４６＋ΔＤ（％）×１．９３（１／％）の時、ＬＰ０１モード曲げ損失(R=15mm,波長λ=1550nm)が４．９ｄＢ／１０ｔｕｒｎ未満となる。一方、ＲＣ，ｅｆｆ(R=15mm,λ=1550nm)≦１．４６＋ΔＤ（％）×１．９３（１／％）の時、ＬＰ０１モード曲げ損失(R=15mm,波長λ=1550nm)が４．９ｄＢ／１０ｔｕｒｎ以上になる。
【００５３】
図１２は、ＲＣ(Ｒ=15mm,λ=1550nm)（μｍ）と外径比Ｔ（ａ．ｕ．）との関係を示すグラフである。なお、ＲＣ(Ｒ=15mm,λ=1550nm)は、曲げ半径Ｒ１５ｍｍでの波長１５５０ｎｍにおけるコースティック半径であり、外径比Ｔは、第１クラッド２０の外周半径に対する第２クラッド３０の外周半径（当該光ファイバ１００の外周半径）の比である。図８では、一部重なった状態で表示されているが実施例１から実施例１３および比較例１から比較例１１が全てプロットされている。
【００５４】
図１２から分かるように、ＲＣ(Ｒ=15mm,λ=1550nm)と比Ｔには良い相関がある。この比Ｔは母材の状態での第１クラッド２０に相当する領域の外径（または外周半径）に対する母材の外径（第２クラッド３０に相当する領域の外周半径）の比とほぼ一致するパラメータである。そのため、ＲＣ(Ｒ=15mm,λ=1550nm)は、母材が完成した時点での該母材中心から動径方向に沿った屈折率プロファイルから推測ができる。
【００５５】
なお、ＭＦＤについては、その屈折率プロファイルを基にしたＦＥＭ（Finite Element Method）による数値計算で予測可能である。したがって、母材の完成段階でＬＰ０１モード曲げ損失(R=15mm,λ1550nm)が４．９ｄＢ／１０ｔｕｒｎ以上になるか、または、未満になるかの予測が行える。
【００５６】
また、光海底ケーブルシステム内の中継器ではフィードスルーとして、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．６５２に準拠したシングルモードファイバが一般的に使用される。したがって、波長１５５０ｎｍにおけるＬＰ０１モードのＭＦＤが１２．５μｍ以上１４．０μｍ以下であると、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．６５２に準拠したシングルモードファイバとの融着損失を小さくすることができ、結果、光海底ケーブルシステムのスパンロスの低減が可能になる。
【００５７】
さらに、第２クラッド３０における屈折率プロファイルのうち内側領域３０Ａに相当する部分の突起部に高次モードが残留し易くなるため、伝送損失増は、基底モード（fundamental mode）であるＬＰ０１モードと高次モードが相互作用することにより引き起こされるものと考えられる。ＬＰ０１モード曲げ損失(R=15mm,λ=1550nm)の大小はＬＰ０１モードと高次モードそれぞれの実効屈折率の差に関連しているものと考えられる。そのため、ＬＰ０１モード曲げ損失(R=15mm,λ=1550nm)が小さいとＬＰ０１モードと高次モードの実効屈折率の差が大きくなり、突起部が大きいとしてもＬＰ０１モードから高次モードへの結合係数が小さくできる。このことから、伝送損失増を抑制することができるものと考えられる。さらに、ＬＰ１１モード曲げ損失(R=40mm,λ=1550nm)が０．１０ｄＢ／２ｔｕｒｎ以上であると、ＬＰ０１モードから高次モードに光が結合したとしても、すぐに高次モード光が光ファイバ外へ放射されるため（減衰するため）、ＬＰ０１モードと高次モード間の相互作用を抑制することができる。好ましくは、ＬＰ１１モード曲げ損失(R=40mm,λ=1550nm)は０．５０ｄＢ／２ｔｕｒｎ以上、でさらに好ましくは１．００ｄＢ／２ｔｕｒｎ以上である。
【００５８】
光ファイバが海底ファイバシステムで実使用される際の曲げ直径は小さくてもせいぜい５０ｍｍである(上記特許文献２)。ＲＣ(R=25mm,λ=1550nm)−ＲＣ(R=15mm,λ=1550nm)が大きいと、ＬＰ０１モード曲げ損失(R=25mm,λ=1550nm)が実使用に耐えうるものにすることができる。具体的には、ＲＣ(R=25mm,λ=1550nm)−ＲＣ(R=15mm,λ=1550nm)が０．９０μｍ以上、かつ、ＬＰ０１モード曲げ損失(R=15mm,λ=1550nm)が４．９ｄＢ／１０ｔｕｒｎ未満の時、ＬＰ０１モード曲げ損失(R=25mm,λ=1550nm)は０．５ｄＢ／１０ｔｕｒｎ未満とすることができる。さらに、ＲＣ(R=25mm,λ=1550nm)−ＲＣ(R=15mm,λ=1550nm)が１．６０μｍ以上、かつ、ＬＰ０１モード曲げ損失(R=15mm,λ=1550nm)が４．９ｄＢ／１０ｔｕｒｎ未満の時、ＬＰ０１モード曲げ損失(R=25mm,λ=1550nm)は０．２ｄＢ／１０ｔｕｒｎ未満とすることができる。
【００５９】
図１３は、ΔＪ（％）とΔｎ×（Ｄ−ｄ）（％・μｍ）との関係を示すグラフである。なお、図１３にプロットされた記号「〇」は、カットオフ波長λＣが１３００ｎｍ以上１４９０ｎｍ以下となる実施例１、実施例２、実施例６、実施例７、および比較例３から比較例６、比較例１０を示す。記号「□」は、カットオフ波長λＣが１４９０ｎｍ以上１６３０ｎｍ以下となる実施例３から実施例５、実施例８から実施例１３、および比較例７から比較例９、比較例１１を示す。また、図１３中の破線は、ΔＪ（％）＝０．０５６（μｍ−１）×Δｎ×（Ｄ（μｍ）−ｄ（μｍ））−０．１４で与えられる直線を示し、実線は、ΔＪ（％）＝０．０５６（μｍ−１）×Δｎ×（Ｄ（μｍ）−ｄ（μｍ））−０．２２で与えられる直線を示している。また、図１４は、光ファイバの各パラメータの好ましい範囲およびより好ましい範囲を纏めた表である。
【００６０】
図１３において、プロット領域の境界は、傾き０．０５６（μｍ−１）の直線で近似することができ、切片はλＣが短くなるほど大きくなる傾向にある。この切片(すなわち、ΔJ−０．０５６（μｍ−１）×Δｎ×（Ｄ（μｍ）−ｄ（μｍ））)は、−０．２２％以上−０．１４％以下が好適であり、−０．２１％以上−０．１５％以下がさらに好適である。なお、図１４に示されたプロファイル範囲は、ＲＣ，ｅｆｆ(R=15mm,λ=1550nm)≧1.46＋ΔＤ（％）×１．９３（１／％）を満たすことができる。
【００６１】
次に、ファイバ状態（図１に示された断面構造を有する状態）において、プライマリ樹脂層４０のヤング率が０．３ＭＰａ以下、セカンダリ樹脂層５０のヤング率が８００ＭＰａ以上である状態が好ましい。さらに、プライマリ樹脂層のヤング率が０．２ＭＰａ以下あるいは０．１ＭＰａ以下、セカンダリ樹脂層のヤング率が１０００ＭＰａ以上である状態が好ましい。この場合、マイクロベンド損失と呼ばれる主にケーブル化した際に生じるファイバの中で方向のランダムな曲げが原因で起こる光損失をも抑制できる効果を発揮する。
【００６２】
光ファイバ製造後の品質検査において先にＬＰ０１モード曲げ損失(R=15mm,λ=1550nm)、実効断面積Ａｅｆｆ、カットオフ波長λＣを測定すると、伝送損失が増加しているか否かの判別ができる。そのため、伝送損失が増加していると考えられる光ファイバと伝送損失が増加していない光ファイバを伝送損失を測定しなくても選別できる（製造管理がし易くなる）。ＬＰ０１モード曲げ損失を測定する際はマンドレルに巻き付ける方法にすると効率的であるが、マンドレルに巻き付けた際の側圧でマイクロベンド損失が誘起されてしまい実際よりも大きな値で測定してしまう恐れがある。これにより本来であれば伝送損失増をしていない光ファイバを伝送損失が増加していると判定してしまう恐れがある。この観点からも、ファイバ状態でのプライマリ樹脂層のヤング率が０．３ＭＰａ以下、セカンダリ樹脂層のヤング率が８００ＭＰａ以上である状態が好ましい。さらに、プライマリ樹脂層のヤング率が０．２ＭＰａ以下、セカンダリ樹脂層のヤング率が１０００ＭＰａ以上である状態が好ましい。
【００６３】
上記非特許文献１に記載されているように、第２クラッド３０と該第２クラッド３０を取り囲むプライマリ樹脂層４０との屈折率差で、該第２クラッド３０とプライマリ樹脂沿おう４０の境界でフレネル反射が起こる。この場合、ＬＰ０１モードから高次モードへと結合した光が反射し、この反射光が再びＬＰ０１モードに結合するウィスパリングギャラリーモード現象の存在が知られている。これは、波長１５５０ｎｍにおける伝送損失増の原因の一つである。ウィスパリングギャラリーモード現象を抑制するためには、第２クラッド３０の外側領域３０Ｂとプライマリ樹脂層４０との屈折率差を大きくしないことが重要である。具体的には、波長５４６ｎｍにおける第２クラッド３０の外側領域３０Ｂの屈折率とプライマリ樹脂層４０の屈折率との屈折率差の絶対値が０．０８以下であることが望ましい。さらに好ましくは、波長５４６ｎｍにおけるプライマリ樹脂層４０の屈折率から第２クラッド３０の外側領域３０Ｂの屈折率（外側領域の屈折率が半径方向に沿って変動している場合は平均屈折率）を引いた値は、０以上０．０６以下である。
【００６４】
さらに、プライマリ樹脂層４０と該プライマリ樹脂層４０を取り囲むセカンダリ樹脂層５０の界面でも両者の屈折率差によるフレネル反射が起こり得る（ウィスパリングギャラリーモード現象が生じ得る）。そのため、プライマリ樹脂層４０とセカンダリ樹脂層５０の屈折率差も小さいことが望ましい。具体的には、プライマリ樹脂層４０とセカンダリ樹脂層５０との間において、波長５４６ｎｍにおける屈折率差の絶対値は０．１５以下であると好ましい。より好ましくは、波長５４６ｎｍにおけるセカンダリ樹脂層５０の屈折率からプライマリ樹脂層４０の屈折率を引いた値は、０以上０．１０以下である。
【００６５】
次に、コア１０と、該コア１０を取り囲むディプレストクラッド構造を有するクラッド部分と、で構成される領域の屈折率プロファイルは、図２Ａおよび図２Ｂのようなステップ型に限定されるものではなく、例えば図１５から図１７に示されたような種々の形状の組み合わせが可能である。なお、図１５は、コア１０に適用可能な種々の屈折率プロファイルの例を示す図である。図１６は、第１クラッド２０に適用可能な種々の屈折率プロファイルの例を示す図である。図１７は、第２クラッド３０に適用可能な種々の屈折率プロファイルの例を示す図である。
【００６６】
図１５に示されたように、コア１０はパターン１からパターン３のいずれのプロファイル形状を有してもよい。パターン１は、光軸ＡＸから半径方向ｒに沿って直線的にコア１０の屈折率が低下するプロファイル形状を示す。パターン２は、コア１０がＰＳよりも高い屈折率を有する部分を含むプロファイル形状を示す（全体として平均屈折率がＰＳ以下であればよい）。パターン３は、光軸ＡＸから半径方向ｒに沿ってコア１０の屈折率が増加するプロファイル形状を示す。
【００６７】
図１６に示されたように、第１クラッド２０はパターン１からパターン４のいずれのプロファイル形状を有してもよい。パターン１は、第１クラッド２０が一様な屈折率（光軸ＡＸから半径方向ｒに沿った比屈折率差の変動が±０．０１％以下）を有するプロファイル形状を示す。パターン２は、第１クラッド２０の屈折率が半径方向ｒに沿って直線的に増加するプロファイル形状を示す。パターン３は、第１クラッド２０の屈折率が半径方向ｒに沿って直線的に減少するプロファイル形状を示す。パターン４は、第１クラッド２０の内側領域と外側領域とで屈折率が異なっているプロファイル形状を示す。
【００６８】
さらに、  図１７に示されたように、第２クラッド３０はパターン１からパターン５のいずれのプロファイル形状を有してもよい。なお、パターン１からパターン３は、第２クラッド３０が、Ｆが添加されたシリカガラスからなる場合のプロファイル形状を示し、パターン４からパターン５は、第２クラッド３０が純シリカガラスからなる場合のプロファイル形状を示す。具体的に、パターン１は、第２クラッド３０における内側領域の屈折率ピークがコア１０側にシフトし、外側領域が一様な屈折率を有するプロファイル形状をシ示す。パターン２は、第２クラッド３０における内側領域のプロファイル形状が半径方向ｒに沿って対称的になるよう調整され、外側領域が一様な屈折率を有するプロファイル形状を示す。パターン３は、パターン２に類似しているが、第２クラッド３０の内側領域が、第１クラッド２０と第２クラッドとの界面付近において屈折率が半径方向ｒに沿って一様な領域を含むプロファイル形状を示す。パターン４は、第１クラッド２０と第２クラッド３０の界面付近において、屈折率がステップ型に調整されたプロファイル形状を示す。パターン５は、第１クラッド２０と第２クラッド３０の界面付近において、屈折率が一様な領域が設けられたプロファイル形状を示す。
【符号の説明】
【００６９】
１０…コア、２０…第１クラッド、３０…第２クラッド、４０…プライマリ樹脂層、５０…セカンダリ樹脂層、１００…光ファイバ。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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