(57)【要約】【課題】簡易かつ経済的に製造することが可能な誘導ブリルアン散乱を抑制することができる光ファイバを提供する。【解決手段】クラッド部１１より屈折率の高いコア部１０を備え、前記コア部１０の半径より光のモードフィールド半径を大きくすることにより、光の電界分布と音響波基本モードの分布との重なり積分を低減し、誘導ブリルアン散乱を抑制した。【選択図】図１
2010175635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッド部より屈折率の高いコア部を備え、
前記コア部の半径より光のモードフィールド半径を大きくすることにより、光の電界分布と音響波基本モードの分布との重なり積分を低減し、誘導ブリルアン散乱を抑制する
ことを特徴とする光ファイバ。
【請求項２】
前記光ファイバは石英系光ファイバであって、前記コア部は屈折率を増加させる効果を持つ添加物を一種類含むＳｉＯ2ガラスからなる
ことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ。
【請求項３】
前記クラッド部に空孔を形成する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２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、誘導ブリルアン散乱を抑制する光ファイバに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ファイバ通信において、大容量化及び長距離化が進んでいる。光ファイバは低損失という特徴を有しており、これを用いた、長距離光ファイバ通信が実現されている。また、エルビウム添加光ファイバ増幅器（以下、ＥＤＦＡという）等の光増幅器の登場によって、さらなる長距離化が実現されている。海底通信等の長距離通信システムでは、光増幅器を伝送路に複数配置し、伝送に伴う光損失を補っているが、伝送システムのコスト削減の観点からも、ＥＤＦＡによる光増幅の中継間隔は、できる限り広げる必要がある。
【０００３】
光ファイバへ入射する信号光のパワーを増加させることにより、さらなる長距離化が可能であるが、光ファイバ中で発生する非線形現象の一つである誘導ブリルアン散乱（ＳＢＳ；Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ  Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ  Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）により、入射光強度が制限される。
以上のことから、更なる大容量化、長距離化を進めるにあたり、ＳＢＳによる入射光強度の制限が発生するため、ＳＢＳを抑制する必要がある。
【０００４】
ＳＢＳとは、光ファイバへ入射した光と、光ファイバ中で発生する音響波との相互作用によって生じる散乱現象であり、光ファイバに入射した光の一部が散乱し、入射光と反対の伝播方向にストークス光が発生する現象である。入射光強度がＳＢＳ閾値と呼ばれる値よりも大きくなると、強いストークス光が発生し、入射光にデプレッションと呼ばれる飽和現象が発生する。これは、光ファイバヘの入射光強度の増加に対して、光ファイバの出力端で観測される透過光の強度が、ある一定の値で飽和する現象であり、ＳＢＳが発生することにより、伝送品質が劣化するため、入射光強度をＳＢＳ閾値以下の値としなければならない。
【０００５】
入射光と相互作用する音響波は、光の伝播定数をβ０、音響波の伝播定数をβとすると、以下の位相整合条件を満たす。
【数１】
2010175635.tif 000003
ストークス光の周波数は、相互作用した音響波の周波数だけ低い周波数を持ち、ブリルアン周波数シフト量と呼ばれる。また、発生するストークス光は、音響フォノンの生存時間から計算される帯域ΔνBを持つローレンツ型のスペクトルを持つ。
【０００６】
図９は、誘導ブリルアン散乱によって発生するゲインスペクトルを示した図である。
図９に示すように、周波数がν0である光を光ファイバへ入射した場合、図９中に示すような「ν0−ｆi」を中心としたゲインが発生していることになる。ただし、ｆiは、ｉ次音響波モードの周波数である。最終的に発生するゲインスペクトルは、以下の式に示すとおり、前記位相整合条件を満たした無数の音響波によって発生するゲインスペクトルの和で与えられる。
【数２】
2010175635.tif 000004
ただし、Ｇ（ν）は、ゲインスペクトル、ｇiはｉ次音響波によって発生する散乱のゲイン係数である。
【０００７】
そこで、上記音響波モードの周波数が、光ファイバに添加されるフッ素や二酸化ゲルマニウム等の添加量や、光ファイバの温度、光ファイバに加わる張力によって変化することを利用し、光ファイバの長手方向に添加するフッ素や二酸化ゲルマニウムの量を変化させることで、光ファイバの長手方向で、発生するブリルアンゲインスペクトルを周波数軸上に変化させ、ＳＢＳを抑制する手法（下記非特許文献１参照）や、光ファイバの温度や光ファイバに加わる張力を変化させることで、光ファイバの長手方向で、発生するブリルアンゲインスペクトルを周波数軸上に変化させ、ＳＢＳを抑制する手法（下記非特許文献２参照）が提案されている。
【０００８】
しかしながら、これらの手法では、光ファイバの製造時に長手方向に対して添加物の添加量を制御したり、光ファイバに加わる歪や温度を長手方向に制御する必要があり、経済的ではない。
そこで、ゲルマニウム、フッ素、アルミニウム等の添加物をコアに共添加し、光ファイバの半径方向に階段状、又は連続的に添加量を変化させ、音響波モードを制御することによりゲインスペクトルのピーク値を低減させ、ＳＢＳを抑制する手法（下記非特許文献３，４参照）が検討されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｋａｚｕｙｕｋｉ  Ｓｈｉｒａｋｉ、外２名、“Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｏｆ  Ｓｔｒａｉｎ‐Ｆｒｅｅ  Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ  Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ  Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ  Ｆｉｂｅｒ”、ＪＯＵＲＮＡＬ  ＬＩＧＨＴＷＡＶＥ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ、１９９６年４月、ＶＯＬ．１４、ＮＯ．４、ｐ．５４９−５５４
【非特許文献２】Ｊ．Ｈａｎｓｒｙｄ、外４名、“Ｉｎｃｒｅａｓｅ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＳＢＳ  Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ  ｉｎ  ａ  Ｓｈｏｒｔ  Ｈｉｇｈｌｙ  Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ  Ｆｉｂｅｒ  ｂｙ  Ａｐｐｌｙｉｎｇ  ａ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ”、ＪＯＵＲＮＡＬ  ＯＦ  ＬＩＧＨＴＷＡＶＥ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ、２００１年１１月、ＶＯＬ．１９、ＮＯ．１１、ｐ．１６９１−１６９７
【非特許文献３】Ｍｉｎｇ‐Ｊｕｎ  Ｌｉ、外９名、“Ａｌ／Ｇｅ  ｃｏ‐ｄｏｐｅｄ  ｌａｒｇｅ  ｍｏｄｅ  ａｒｅａ  ｆｉｂｅｒ  ｗｉｔｈ  ｈｉｇｈ  ＳＢＳ  ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ”、ＯＰＴＩＣＳ  ＥＸＰＲＥＳＳ、２００７年６月２５日、Ｖｏｌ．１５、Ｎｏ．１３、ｐ．８２９０−８２９９
【非特許文献４】Ｋａｔｓｕｎｏｒｉ  Ｉｍａｍｕｒａ、外５名、“６‐ｄＢ  ＳＢＳ  ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ  ｉｍｐｒｏｖｅｄ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｆｉｂｅｒ  ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ  ｗｉｔｈ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ＳＭＦ”、ｉｎｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＯＥＣＣ、２００６年、ｐ．６Ｄ１‐３‐１
【非特許文献５】Ｇ．Ｐ．Ａｇｒａｗａｉ、“Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ  Ｆｉｂｅｒ  Ｏｐｔｉｃｓ”、３ｄ  ｅｄｉｔｉｏｎ、Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ、Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ、２００１年
【非特許文献６】Ｙ．Ｋｏｙａｍａｄａ、外３名、“Ｓｉｍｕｌａｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ  Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ  Ｇａｉｎ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ  ｉｎ  ＳＩＮＧＬＥ‐Ｍｏｄｅ  Ｆｉｂｅｒｓ”、ＪＯＵＲＮＡＬ  ＯＦ  ＬＩＧＨＴＷＡＶＥ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ、２００４年２月、ＶＯＬ．２２、ＮＯ．２、ｐ．６３１−６３９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した従来の手法では、少なくとも２つ以上の添加物が必要であり、光ファイバの製造時に光ファイバの半径方向に複雑な添加量の制御を行なわなければならず、経済的ではない。
【００１１】
以上のことから、本発明は、簡易かつ経済的に製造することが可能な誘導ブリルアン散乱を抑制することができる光ファイバを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決する第１の発明に係る光ファイバは、
クラッド部より屈折率の高いコア部を備え、
前記コア部の半径より光のモードフィールド半径を大きくすることにより、光の電界分布と音響波基本モードの分布との重なり積分を低減し、誘導ブリルアン散乱を抑制する
ことを特徴とする。
【００１３】
上記の課題を解決する第２の発明に係る光ファイバは、第１の発明に係る光ファイバにおいて、
前記光ファイバは石英系光ファイバであって、前記コア部は屈折率を増加させる効果を持つ添加物を一種類含むＳｉＯ2ガラスからなる
ことを特徴とする。
【００１４】
上記の課題を解決する第３の発明に係る光ファイバは、第１の発明又は第２の発明に係る光ファイバにおいて、
前記クラッド部に空孔を形成する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、簡易かつ経済的に製造することが可能な誘導ブリルアン散乱を抑制することができる光ファイバを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る光ファイバにおける電界分布と音響波の分布を示した図である。
【図２】本発明に係る空孔を有する光ファイバにおける電界分布と音響波の分布を示した図である。
【図３】本発明の実施例に係る光ファイバの構造を示した模式図である。
【図４】ａ＝４．５［μｍ］、ｄ＝１３［μｍ］、Λ＝２６［μｍ］とし、入射光を１．５５［μｍ］とし、比屈折率Δを０．０７〜０．３５［％］まで変化させた場合のＳＢＳゲインスペクトルのシミュレーション結果を示した図である。
【図５】Δ＝０．１２［％］、ｄ＝１３［μｍ］、Λ＝２６［μｍ］とし、入射光を１．５５［μｍ］とし、ａを３．５〜６．２５［μｍ］まで変化させた場合のＳＢＳ閾値の改善量の変化を示した図である。
【図６】作製したＨＡＦのＳＢＳ閾値を測定する実験系の構成を示した模式図である。
【図７】作製したＨＡＦとＳＳＭＦのＳＢＳ閾値測定結果を示した図である。
【図８】実効断面積や曲げ損失をＳＳＭＦと同等にし、かつＳＢＳを抑制することができるＨＡＦのＳＢＳゲインスペクトルを示した図である。
【図９】誘導ブリルアン散乱によって発生するゲインスペクトルを示した図である。
【図１０】従来の光ファイバにおける電界分布と音響波の分布を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る光ファイバの実施形態について、図面を参照しながら説明する。
はじめに、本発明に係る光ファイバにおけるＳＢＳの抑制の原理について説明する。
図１０は、従来の光ファイバにおける電界分布と音響波の分布を示した図である。なお、図１０中、Ｃはコア領域、Ｅは電界分布、Ｓは音響波の分布、Ｒは屈折率を示している。
【００１８】
図１０に示すように、従来の光ファイバにおいては、屈折率の高いコア部と低いクラッド部が存在し、光はコア部に閉じ込められている。コア部にゲルマニウムを用いた場合、音響波についても、コア部における音響波の速度が、クラッド部における速度よりも遅くなるため、音響波の基本モードはコア部に閉じ込められている。
【００１９】
光ファイバ中の光は、位相整合条件を満たした音響波によって散乱するが、その時の散乱効率ｇiは、光の電界分布をＥ（ｘ，ｙ）、ｉ次の音響波モードの分布をｕi（ｘ，ｙ）とおくと、以下の重なり積分の値に比例する。
【数３】
2010175635.tif 000005
【００２０】
なお、ｘ，ｙは、光ファイバの断面方向における直交座標とする。通常のシングルモード光ファイバでは、光の電界分布と、音響波の基本モードの分布は、共に大部分がコア部に集中しているため、これらの重なり積分は大きくなり、主にこの音響波基本モードによって入射光は散乱される。つまり、発生するストークス光は、入射光の周波数より音響波基本モードの周波数だけ低い周波数にピークを持つスペクトルを有する。
【００２１】
なお、通常のシングルモードファイバにおける光のモードフィールド半径Ｗは、コア部の半径が４．５［μｍ］、比屈折率を０．３５［％］、入射光を１５５０［ｎｍ］とした場合、コア部の半径ａに対して１．２倍程度となる。
ＳＢＳゲインスペクトルのピークｇBは、上記非特許文献５における３３１頁の式（９．１．５）に記載の下記式により、約２×１０-11［ｍ／Ｗ］となる。
【数４】
2010175635.tif 000006
ここで、γe＝０．９０２、ｃ＝３×１０8［ｍ／ｓ］、λ＝１５５０［ｎｍ］、ρ＝２２３２［ｋｇ／ｍ3］、ＶL＝５８８８［ｍ／ｓ］、ΔνB［ＭＨｚ］とした。
【００２２】
なお、純石英クラッド部の屈折率ｎcladを上記非特許文献６に記載の式（６）よりｎclad＝１．４４４とし、下記式（５）よりコア部の屈折率ｎを求めｎ＝１．４４９とした。
【数５】
2010175635.tif 000007
また、ρ及びＶLに関しては、上記非特許文献６に記載の式（６）〜（９）を用いて求めた。
【００２３】
また、クラッド部にフッ素等の、光の屈折率を減少させ、音響波の速度を減少させる効果を持つ添加物を用いた場合においても、光の電界分布が、大部分コア部に集まっている場合、音響波コアモードは発生しないが、無数の音響波クラッドモードとの結合によりＳＢＳゲインスペクトルは１つのピークを持つ。そして、ＳＢＳ閾値は、ＳＢＳゲインスペクトルのピーク値に反比例するため、これを低減することでＳＢＳを抑制することができる。
【００２４】
図１は、本発明に係る光ファイバにおける電界分布と音響波の分布を示した図である。なお、図１中、Ｃはコア領域、Ｅは電界分布、Ｓは音響波の分布、Ｒは屈折率を示している。
図１に示すように、本発明に係る光ファイバにおいては、コア部の半径を小さくする、比屈折率差Δを小さくするなどの手法で、光のモードフィールド半径Ｗをコア部の半径ａに対して大きくすることで、光の電界分布と音響波基本モードの分布との重なり積分を低減し、ＳＢＳゲインスペクトルのピーク値を低減することでＳＢＳを抑制することができる。
【００２５】
また、本発明に係る光ファイバは、さらに光ファイバは石英系光ファイバであって、コア部は、屈折率を増加させる効果を持つ添加物（例えば、ゲルマニウム）を一種類含むＳｉＯ2ガラスからなることを特徴とする。
本発明に係る光ファイバは、コア部に添加する添加物の添加量を調節することで、光のモードフィールド半径Ｗをコア部の半径ａに対して大きくすることで、光の電界分布と音響波基本モードの分布との重なり積分を低減し、ＳＢＳゲインスペクトルのピーク値を低減することでＳＢＳを抑制することができる。なお、コア部を純石英とし、クラッド部に屈折率を下げるフッ素等の添加物を添加する手法も同じ効果を得ることができる。
【００２６】
また、本発明に係る光ファイバは、さらにコア部の周辺のクラッド部に空孔を形成することを特徴とする。
図２は、本発明に係る空孔を有する光ファイバにおける電界分布と音響波の分布を示した図である。なお、図２中、Ｃはコア領域、Ｅは電界分布、Ｓは音響波の分布、Ｒは屈折率、Ｈは空孔部の屈折率を示している。
図２に示すように、本発明に係る光ファイバは、コア部の半径を小さくする、比屈折率差Δを小さくするなどの手法により、光のモードフィールド半径Ｗをコア部の半径ａに対して大きくすることで、光の電界分布と音響波基本モードの分布との重なり積分を低減し、コア部の周辺のクラッド部に形成された空孔により光を閉じ込め、曲げ損失などの光学特性を維持しつつ、ＳＢＳゲインスペクトルのピーク値を低減することでＳＢＳを抑制することができる。なお、クラッド部に、リング状の屈折率の低い層を形成することは、空孔と同じ役割を果たすため、空孔を形成した場合と同じ効果を得ることができる。
以上が、本発明に係る光ファイバにおけるＳＢＳの抑制の原理である。
【実施例】
【００２７】
以下、本発明の実施例に係る光ファイバについて説明する。
図３は、本発明の実施例に係る光ファイバの構造を示した模式図である。
図３に示すように、本発明の実施例に係る光ファイバは、コア部１０とクラッド部１１から構成されており、コア部１０を中心としてクラッド部１１に複数の空孔１２が形成されている。なお、図３中において、ａはコア部１０の半径、ｄは空孔１２の直径、Λはコア部１０の中心から空孔１２の中心までの距離を示しており、以下の説明においてもこれらの記号を用いるものとする。そして、コア部１０は、屈折率を上げる添加物を含むＳｉＯ2ガラスからなり、コア部１０の半径ａより光のモードフィールド半径Ｗが大きい光ファイバである。
【００２８】
なお、本実施例においては、空孔１２は、閉じ込め損失、曲げ損失等の光学特性を維持するために形成しているが、空孔１２を有しない光ファイバにおいても、ＳＢＳ抑制効果を得ることができる。また、本実施例においては、純石英系の光ファイバとしているが、クラッド部１１の屈折率を下げるフッ素等の添加物を添加してもよく、さらに、２種以上の添加物をコア部１０、クラッド部１１に用いた場合においても、コア部１０の半径ａに対し光のモードフィールド半径Ｗを大きくすることにより、ＳＢＳ抑制効果を得ることができる。また、本実施例においては、屈折率分布がステップ型であると仮定しているが、階段型やその他の形状の屈折率分布であっても適用することができる。
【００２９】
図４は、ａ＝４．５［μｍ］、ｄ＝１３［μｍ］、Λ＝２６［μｍ］とし、入射光を１．５５［μｍ］とし、比屈折率Δを０．０７〜０．３５［％］まで変化させた場合のＳＢＳゲインスペクトルのシミュレーション結果を示した図である。なお、図４中において、横軸は、入射光の周波数と、ストークス光の周波数との差を示しており、縦軸はＳＢＳゲインを示している。
【００３０】
また、図４には、スタンダードシングルモードファイバ（以下、ＳＳＭＦという）のシミュレーション結果も合わせて示す。なお、ＳＳＭＦは、ａ＝４．５［μｍ］、Δ＝０．３５［％］であり、屈折率分布はステップ型とする。この場合、コア部１０の半径ａに対するモードフィールド半径Ｗの広がり（以下、Ｗ／ａという）は１．１８倍である。
【００３１】
なお、ＳＢＳゲインスペクトルのシミュレーションについては、有限要素法と、上記非特許文献６に記載の手法を用いた計算の結果では、ＳＳＭＦのＳＢＳゲインスペクトルのピーク値は２×１０-11［ｍ／Ｗ］となる。
【００３２】
図４に示すように、ＳＳＭＦにおいて約１０．８［ＧＨｚ］に存在するゲインのピークが、比屈折率Δの減少にしたがって低減されていることがわかる。これは、比屈折率Δを低減することで光の電界分布が、コア部１０の半径ａに対して広がり、音響波の基本モードの分布との重なり積分が低減されるため、ＳＢＳゲインスペクトルのピーク値を低減し、ＳＢＳを抑制することができる。
【００３３】
例えば、ａ＝４．５［μｍ］、Δ＝０．２［％］、ｄ＝１３［μｍ］、Λ＝２６［μｍ］とすることで、Ｗ／ａ＝１．５８となり、ＳＢＳゲインスペクトルのピーク値を１×１０-11［ｍ／Ｗ］以下とすることができ、ＳＳＭＦのＳＢＳゲインスペクトルのピーク値の半分以下となる。
【００３４】
また、約１１．１［ＧＨｚ］にもゲインのピークがみられるが、これは音響波クラッドモードによるもので、光の電界分布をクラッド部１１に広げることで、これらの音響波との重なり積分は大きくなるため、このピークは増加することとなる。
つまり、音響波コアモードによるピークと、音響波クラッドモードによるピークの差を低減することで全体のＳＢＳゲインピーク値を低減することができ、全体のＳＢＳゲインピーク値を最小化するような設計が存在する。
【００３５】
なお、ａ＝４．５［μｍ］、Δ＝０．２［％］、ｄ＝１３［μｍ］、Λ＝２６［μｍ］とすることで、音響波コアモードと音響波クラッドモードによるＳＢＳゲインピークの差は８［ｄＢ］程度となり、３［ｄＢ］以上ＳＢＳを抑制することができる。
【００３６】
図５は、Δ＝０．１２［％］、ｄ＝１３［μｍ］、Λ＝２６［μｍ］とし、入射光を１．５５［μｍ］とし、コア部１０の半径ａを３．５〜６．２５［μｍ］まで変化させた場合のＳＢＳ閾値の改善量の変化を示した図である。なお、ＳＢＳ閾値は、実効断面積、ＳＢＳゲインスペクトルのピーク値に比例するため、図５中の縦軸のＳＢＳ閾値の改善量は、ＳＳＭＦの閾値を基準に、実効断面積及びＳＢＳゲインピーク値により算出している。また、横軸のＳｐｒｅａｄ  ｒａｔｉｏはＷ／ａを示している。
【００３７】
図５に示すように、ａ＝４．０［μｍ］、Δ＝０．１２［％］の時に、１３．５［ｄＢ］のＳＢＳ閾値の改善が得られることが分かる。このとき、実効断面積の拡大によるＳＢＳ閾値の改善を除くと、ＳＢＳゲインのピーク値の低減によって８．３４［ｄＢ］の改善が得られ、Ｗ／ａ＝２．５となる。
【００３８】
なお、この設計における曲げ半径が３０ｍｍのときの曲げ損失の計算結果は０．０５２［ｄＢ／ｔｕｒｎ］であり、空孔の閉じ込め効果で十分低い値を実現できることが分かった。
【００３９】
上記の手法に基づいて、ＳＢＳを抑制することができる空孔アシストファイバ（以下、ＨＡＦという）を作製した。ＨＡＦは、ａ＝６．２５［μｍ］、Δ＝０．１２［％］、ｄ＝１３．５３［μｍ］、Λ＝２５．８７［μｍ］である。実効断面積の計算結果は２０７［μｍ2］となり、モードフィールド半径Ｗの計算結果は８．６［μｍ］となり、Ｗ／ａ＝１．３７６となる。損失の測定結果は、１［ｄＢ／ｋｍ］となった。曲げ損失を実験により確認したところ、曲げ半径３０［ｍｍ］で０．０１７［ｄＢ／ｔｕｒｎ］であり、十分小さい値が実現できている。
【００４０】
図６は、作製したＨＡＦのＳＢＳ閾値を測定する実験系の構成を示した模式図である。
図６に示すように、作製したＨＡＦのＳＢＳ閾値を測定する実験系は、光源１３と、光源１３から出射された光を増幅する光増幅器１４と、反射光が光増幅器１４側に反射することを防止するアイソレータ１５と、アイソレータ１５から出射された光を分岐するカプラ１８と、カプラ１８に接続される光ファイバ１７と光の強度を測定するパワーメータ１６とにより構成されている。なお、光源１３には１．５５［μｍ］を発振するＤＦＢ−ＬＤを用い、光増幅器１４を用いて増幅し、光ファイバ１７に入射している。この時の入射光強度に対する反射光強度の変化を示したものを図７として示す。
【００４１】
図７は、作製したＨＡＦとＳＳＭＦのＳＢＳ閾値測定結果を示した図である。なお、図７中の縦軸には反射光強度を示し、横軸は入射光強度を示している。また、図７には、光ファイバに５［ｋｍ］のＳＳＭＦを用いた場合の結果も併せて示す。
このとき、ＳＢＳ閾値は、入射光に対し、反射光が線形に増加しなくなる点とした。結果、作製したＨＡＦとＳＳＭＦとの間には８．５［ｄＢ］の閾値の差を確認した。
【００４２】
さて、ＳＢＳ閾値Ｐthは、以下のパラメータに比例する。
【数６】
2010175635.tif 000008
ここで、Ａeffは実効断面積、ＧmaxはＳＢＳゲインスペクトルの最大値を示す。また、Ｌeffは下記式で求められる実効長である。
【数７】
2010175635.tif 000009
ここで、αは減衰定数、Ｌはファイバ長を示す。
【００４３】
作製したＨＡＦとＳＳＭＦの実効断面積は、それぞれ２０７［μｍ2］、８０［μｍ2］であるから、実効断面積の増加によるＳＢＳ閾値の変化は４．１［ｄＢ］である。損失はそれぞれ１［ｄＢ／ｋｍ］、０．２５［ｄＢ／ｋｍ］であるから、実効長の差によるＳＢＳ閾値の変化は１．８［ｄＢ］である。実験により得られたＳＢＳ閾値の差は８．５［ｄＢ］であるから、Ｇmaxによる差は２．６［ｄＢ］である。
よって、光の電界分布をコア部１０の半径に対して広げることで、ＳＢＳゲインのピーク値が低減されることが確認できた。
【００４４】
図８は、実効断面積や曲げ損失をＳＳＭＦと同等にし、かつＳＢＳを抑制することができるＨＡＦのＳＢＳゲインスペクトルを示した図である。なお、図８中の縦軸にはＳＢＳゲインを示し、横軸には周波数を示している。また、設計したＨＡＦは、ａ＝２．０［μｍ］、Δ＝０．４［％］、ｄ＝１０［μｍ］、Λ＝１５［μｍ］である。
【００４５】
図８に示すように、音響コアモードによるピークと、音響クラッドモードによるピークの差は０．３［ｄＢ］程度となり、３．８［ｄＢ］のＳＢＳゲインピーク値が低減できていることが分かる。また、このときのモードフィールド半径Ｗの計算値は５．５［μｍ］であり、Ｓｐｒｅａｄ  ｒａｔｉｏは２．７５となり、計算による曲げ損失は、曲げ半径３０［ｍｍ］で３．６４×１０-8［ｄＢ／ｔｕｒｎ］と、十分低い値を実現することができる。
【００４６】
以上説明したように、本発明によれば、クラッド部１１より屈折率の高いコア部１０を備える光ファイバにおいて、前記コア部１０の半径より光のモードフィールド半径を大きくすることにより、光の電界分布と音響波基本モードの分布との重なり積分を低減し、誘導ブリルアン散乱を抑制することができる光ファイバを提供することが可能となる。
【００４７】
なお、本発明は、上述した実施形態そのままの形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上述した実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除しても良い。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、例えば、長距離伝送システムにおいて利用することが可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１０  コア部
１１  クラッド部
１２  空孔
１３  光源
１４  光増幅器
１５  アイソレータ
１６  パワーメータ
１７  光ファイバ
１８  カプラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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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