(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバであって、
中心部に設けられたコアと、
前記コアの周囲に設けられ、前記コアの屈折率よりも低い屈折率を有する内側クラッド層と、
前記内側クラッド層の外周部に設けられ、異なる屈折率を有する２つ以上の層によって構成されたトレンチ層と、
前記トレンチ層の外周部に設けられた最外層クラッド層と、
を備え、
前記トレンチ層において、最も屈折率が高い層は、前記トレンチ層の最外層を構成し、
前記最外層クラッド層の屈折率を基準にした比屈折率差として、コアの比屈折率差はΔｃｏｒｅ、内側クラッド層の比屈折率差はΔｉｃ、トレンチ層において最も屈折率が高い層の比屈折率差はΔｔｍａｘ、トレンチ層において最も屈折率が低い層の比屈折率差はΔｔｍｉｎとおき、
トレンチ層の内縁の半径をｒｉｎ、トレンチ層の外縁の半径をｒｏｕｔ、トレンチ層において最も屈折率が高い層の内縁の半径をｒｔｍａｘとしたとき、
Δｃｏｒｅ＞Δｉｃ＞Δｔｍａｘ＞Δｔｍｉｎ、
−０．１５％≧Δｔｍａｘ＞Δｔｍｉｎ≧−０．７％、
及び、
０．４５≦（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）≦０．９
という関係を満たすことを特徴とする光ファイバ。
【請求項２】
請求項１に記載の光ファイバであって、
前記トレンチ層において、
−０．４０％≧Δｔｍｉｎ≧−０．５０％、
及び
−０．１５％≧Δｔｍａｘ≧−０．２５％
という関係を満たすことを特徴とする光ファイバ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の光ファイバであって、
前記トレンチ層において、
０．７≦（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）≦０．９
という関係を満たすことを特徴とする光ファイバ。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の光ファイバであって、
前記トレンチ層において、
０．７≦（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）≦０．８
という関係を満たすことを特徴とする光ファイバ。
【請求項５】
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であって、
前記トレンチ層において、最も屈折率が低い層は、前記トレンチ層の最内層を構成する
ことを特徴とする光ファイバ。
【請求項６】
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であって、
前記最外層クラッド層は、純粋石英ガラスで形成され、前記トレンチ層は、フッ素が添加された石英ガラスで形成されている
ことを特徴とする光ファイバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低コストでありながら従来のトレンチ構造と同様な低曲げ損失を有する光ファイバに関する。
本願は、２０１１年７月４日に出願された特願２０１１−１４８２２８号及び２０１２年４月２７日に出願された特願２０１２−１０２７１９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ  Ｔｏ  Ｔｈｅ  Ｈｏｍｅ）の普及に伴い、光ファイバがビル又は住宅等の屋内まで敷設されることにより、曲げ損失を低減した光ファイバが注目を集めている。低曲げ損失光ファイバを用いることにより、光ファイバに曲げが印加されることにより発生する損失に起因して信号が瞬断されることを防止する効果、又は、光ファイバの取り扱いが容易になることに起因して敷設コストが低減される効果が期待されている。【０００３】
通常のシングルモード光ファイバ（Ｓ−ＳＭＦ）に用いられている単純なコア−クラッド構造の光ファイバでは、モードフィールド径（ＭＦＤ）と曲げ損失にトレードオフの関係があり、ＭＦＤを小さくすると曲げ損失を小さくすることができる。しかしながら、ＭＦＤの小径化はＳ−ＳＭＦとの接続損失の増大、又はシングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）に関する国際勧告ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．６５２に規定されるＭＦＤの範囲（波長１３１０ｎｍで設計基準値がＭＦＤ８．６〜９．５μｍ）から逸脱するという問題があり、ＭＦＤの小径化による曲げ損失の低減には限界がある。【０００４】
ＭＦＤの小径化に起因することなく曲げ損失を低減する手法として、トレンチ型と呼ばれる屈折率分布が知られている（特許文献１参照）。また、このトレンチ型屈折率分布を、低曲げ損失光ファイバとして用いる方法が多数提案されている。
例えば、特許文献２には、トレンチ型の屈折率分布を、特許文献１で提示されているような分散シフトファイバ（ＤＳＦ：Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｓｈｉｆｔｅｄ  Ｆｉｂｅｒ）ではなく、通常のＳＭＦに適用することが開示されている。特許文献３には、波長分散特性を通常のＳＭＦと同じような領域に設定した上で、ＭＦＤを小径化し、曲げ損失を低減する構造が開示されている。
特許文献４には、トレンチ領域の比屈折率差を−０．６３％以下という非常に小さな値に設定することで、曲げ損失の低減を図る構造が開示されている。特許文献５には、１２６０ｎｍ未満のファイバカットオフ波長と、１３００〜１３２４ｎｍの間のゼロ分散波長を有し、直径１０ｍｍの曲げ損失を低減した光ファイバが開示されている。特許文献６には、トレンチ型光ファイバの製造時間を短縮し、低コスト化を図る設計として、コアとトレンチとの間隔を狭くする方法が開示されている。特許文献７には、トレンチ層の外側に、中間クラッド層と低屈折率層を設けることにより、曲げ損失とシングルモード伝送とを両立させる方法が開示されている。【０００５】
また、クラッド層の一部に空気層を有する構造を用いることで、トレンチ型と同様な効果を得る方法も知られている（例えば、特許文献８，９参照）。
また、別のアプローチとして、高次モードの損失を大きくすることで、カットオフ波長の制限を緩和し、低曲げ損失光ファイバを得る方法も開示されている（例えば、特許文献１０参照）。
また、非特許文献１には、トレンチ型ファイバの高次モードの挙動に関する一例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−４３１０７号公報
【特許文献２】国際公開第２００４／０９２７９４号
【特許文献３】国際公開第２００６／０２５２３１号
【特許文献４】特表２０１０−５０３０１８号公報
【特許文献５】特表２０１０−５０３０１９号公報
【特許文献６】特開２００９−８８５０号公報
【特許文献７】特開２００７−２７９７３９号公報
【特許文献８】国際公開第２００４／０９２７９３号
【特許文献９】特表２００９−５４３１２６号公報
【特許文献１０】特開２００８−３１０３２８号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｌｏｕｉｓ−Ａｎｎｅ  ｄｅ  Ｍｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎ，  ｅｔ  ａｌ，“Ｒｅｃｅｎｔ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ  ｏｆＢｅｎｄ−ｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  ａｎｄ  Ｕｌｔｒａ−ｂｅｎｄ−ｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ｆｉｂｅｒｓ  Ｆｕｌｌｙ  Ｃｏｍｐｌｉａｎｔ  ｗｉｔｈ  Ｂｏｔｈ  Ｇ．６５７．Ｂ  ａｎｄ  Ｇ．６５２．Ｄ  ＩＴＵ−Ｔ  Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎｓ”，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ５８ｔｈ  ＩＷＣＳ／ＩＩＣＩＴ，Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｗｉｒｅ  ＆  Ｃａｂｌｅ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ，２００９年，ｐｐ．２７０−２７６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、空孔アシストファイバ（ＨＡＦ）又はＣｌｅａｒＣｕｒｖｅ（登録商標）のように空孔を有する構造は、トレンチ型光ファイバのように空孔を持たない中実ガラス構造の光ファイバに比べて、接続が課題となる。例えば、融着接続の際には正確なコア調芯が必要になるため、多くの融着接続器には、光ファイバの側面の観察画像を解析することによりコアを検知し調芯するコア直視法が装備されている。しかし、クラッドに空孔が存在する場合には、側面画像によるコアの位置確認が不可能であるため、クラッド径を基準とした外径調芯法に頼らざるを得ない。外径調芯法では、クラッド外接円に対するコアの偏心の影響を受けるため、コア直視法に比べて接続損失が大きくなり易いという問題がある。【０００９】
また、特許文献１０の光ファイバは、非常に構造が複雑であり、高度な製造技術が必要になる上、トレンチ型構造に比べてより広い範囲に低屈折率の層が設けられるため、屈折率を低下されるドーパントがより多量に必要となり、製造コストの点でも問題となる。
通常のトレンチ型構造の場合でも、トレンチの比屈折率差が、例えば、特許文献４，５に例示されているように−０．７％又は−０．５％程度に小さく設定されると、トレンチを形成するためのドーパントがより多量に必要となり、製造コスト増加の点でも問題となる。トレンチ構造の光ファイバは、種々の製法により製造することが可能であるが、製造方法によっては、トレンチ層を形成する原材料費の抑制が課題となる。【００１０】
図３は、ＭＶＣＤ法によりトレンチ層を形成した場合の四フッ化ケイ素（ＳｉＦ４）の分圧と、得られるフッ素添加石英ガラスの比屈折率差との関係の一例を示している。得られるガラスの比屈折率差は、ほぼＳｉＦ４分圧の１／４乗に比例する変化を示す。このため、−０．５％を下回るような比屈折率差Δが必要となる構造では、原材料ガスＳｉＦ４の使用量が劇的に増加する。例えば、−０．５％の比屈折率差Δを得るには、−０．２％の比屈折率差Δを得る場合の約２０倍のＳｉＦ４分圧に設定する必要がある。【００１１】
特許文献６は、原材料費を低減するために低屈折率層をコアに近づける設計をしているが、曲げ損失を低減するためには大きな負の比屈折率差を有するトレンチを設けざるを得ないため、コストダウンへの効果は限定的である。また、トレンチとコアを極度に近接させた場合、波長分散などの光学特性が国際勧告から解離してしまうため、低屈折率層をコアに近づけるにも限度がある。【００１２】
一方で、トレンチ構造を有する光ファイバは、通常のＳＭＦに比べて高次モードの損失が小さいという問題がある。この傾向は、カットオフ波長の条長依存性の違いとして現れてくる。例えば、非特許文献１には、トレンチ型ファイバの高次モードの挙動に関する一例が開示され、そのＦｉｇｕｒｅ２には、ＬＰ１１  Ｌｅａｋａｇｅ  Ｌｏｓｓの波長依存性が示されている。２２ｍのケーブルカットオフ波長λｃ２２ｍに相当する１ｄＢ／ｍのライン上における波長の比較を行うと、３種類の光ファイバの当該波長は、１２２５〜１２６０ｎｍの範囲に分布しており、ＩＴＵ−Ｔ等で規定されるケーブルカットオフ波長１２６０ｎｍ以下を満足する光ファイバとなっている。【００１３】
通信で使われる波長１３１０ｎｍにおける損失について比較を行うと、光ファイバの損失は、２ｄＢ／ｍから１２ｄＢ／ｍ程度となっている。このため、数ｍの短尺で光ファイバを使用する場合には、高次モードが十分に減衰せず、通信の妨げになる可能性がある。このような挙動は、２２ｍのケーブルカットオフ波長λｃ２２ｍと２ｍのファイバカットオフ波長λｃ２ｍとの差分を指標にすると比較し易い。非特許文献１で提示されている３種類の光ファイバの場合、その差分は６３〜１４６ｎｍとなっている。
径の小さい、例えば、曲げ半径５ｍｍにおける曲げ損失を改善するようにトレンチ型の光ファイバを設計した場合、この差分λｃ２ｍ−λｃ２２ｍが長くなる傾向がある。このため、同等の曲げ特性を有しながらカットオフの差分が小さくなる構造があれば望ましい。【００１４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、低コストにて製造可能な低曲げ損失光ファイバを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記課題を解決するため、本発明の一態様の光ファイバは、中心部に設けられたコアと、前記コアの周囲に設けられ、前記コアの屈折率よりも低い屈折率を有する内側クラッド層と、前記内側クラッド層の外周部に設けられ、異なる屈折率を有する２つ以上の層によって構成されたトレンチ層と、前記トレンチ層の外周部に設けられた最外層クラッド層とを備える。前記トレンチ層において、最も屈折率が高い層は、前記トレンチ層の最外層を構成する。前記最外層クラッド層の屈折率を基準にした比屈折率差として、コアの比屈折率差はΔｃｏｒｅ、内側クラッド層の比屈折率差はΔｉｃ、トレンチ層において最も屈折率が高い層の比屈折率差はΔｔｍａｘ、トレンチ層において最も屈折率が低い層の比屈折率差はΔｔｍｉｎとおき、トレンチ層の内縁の半径をｒｉｎ、トレンチ層の外縁の半径をｒｏｕｔ、トレンチ層において最も屈折率が高い層の内縁の半径をｒｔｍａｘとしたとき、
Δｃｏｒｅ＞Δｉｃ＞Δｔｍａｘ＞Δｔｍｉｎ、
−０．１５％≧Δｔｍａｘ＞Δｔｍｉｎ≧−０．７％、
及び、
０．４５≦（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）≦０．９
という関係を満たす。【００１６】
本発明の一態様の光ファイバにおいては、前記トレンチ層において、
−０．４０％≧Δｔｍｉｎ≧−０．５０％、
及び
−０．１５％≧Δｔｍａｘ≧−０．２５％
という関係を満たすことが好ましい。【００１７】
本発明の一態様の光ファイバにおいては、前記トレンチ層において、
０．７≦（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）≦０．９
という関係を満たすことが好ましい。【００１８】
本発明の一態様の光ファイバにおいては、前記トレンチ層において、
０．７≦（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）≦０．８
という関係を満たすことが好ましい。【００１９】
本発明の一態様の光ファイバにおいては、前記トレンチ層において、最も屈折率が低い層は、前記トレンチ層の最内層を構成することが好ましい。
トレンチ層が屈折率の異なる２層で構成されている場合、屈折率が低い層がトレンチ層の内側に配置され、屈折率が高い層がトレンチ層の外側に配置される。トレンチ層が屈折率の異なる３層以上からなる場合、前記トレンチ層において最も屈折率が低い層が前記トレンチ層の最内層（内側クラッド層に近い層）に位置する構成を採用することもできる。【００２０】
本発明の一態様の光ファイバにおいては、前記最外層クラッド層は、純粋石英ガラスで形成され、前記トレンチ層は、フッ素が添加された石英ガラスで形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、上記要件を満足することにより、低コストでありながら従来のトレンチ構造と同様な低曲げ損失を有する光ファイバを得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態に係る光ファイバの屈折率分布を模式的に示す図である。
【図２】第２実施形態に係る光ファイバの屈折率分布を模式的に示す図である。
【図３】ＭＣＶＤ法によりトレンチ層を形成した場合のＳｉＦ４の分圧と得られるガラスの比屈折率差との関係の一例を示すグラフである。
【図４】（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）に対する相対ＳｉＦ４使用量の変化の一例を示すグラフである。
【図５】（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）に対する２ｍと２２ｍにおけるカットオフ波長差の変化の一例を示すグラフである。
【図６】従来のトレンチ型光ファイバの屈折率分布の一例を示す図である。
【図７】実施例１について（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）に対する波長１５５０ｎｍでの曲げ損失をプロットしたグラフである。
【図８】実施例１について（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）に対する波長１６２５ｎｍでの曲げ損失をプロットしたグラフである。
【図９】実施例１について（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）に対するλｃ２ｍ−λｃ２２ｍをプロットしたグラフである。
【図１０】実施例１について（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）に対する相対ＳｉＦ４使用量をプロットしたグラフである。
【図１１】実施例２について（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）に対する波長１５５０ｎｍでの曲げ損失をプロットしたグラフである。
【図１２】実施例２について（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）に対する波長１６２５ｎｍでの曲げ損失をプロットしたグラフである。
【図１３】実施例２について（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）に対するλｃ２ｍ−λｃ２２ｍをプロットしたグラフである。
【図１４】実施例２について（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）に対する相対ＳｉＦ４使用量をプロットしたグラフである。
【図１５】実施例３について（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）に対する波長１５５０ｎｍでの曲げ損失をプロットしたグラフである。
【図１６】実施例３について（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）に対する波長１６２５ｎｍでの曲げ損失をプロットしたグラフである。
【図１７】実施例３について（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）に対するλｃ２ｍ−λｃ２２ｍをプロットしたグラフである。
【図１８】実施例３について（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）に対する相対ＳｉＦ４使用量をプロットしたグラフである。
【図１９】実施例４について（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）に対する波長１５５０ｎｍでの曲げ損失をプロットしたグラフである。
【図２０】実施例４について（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）に対する波長１６２５ｎｍでの曲げ損失をプロットしたグラフである。
【図２１】実施例４について（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）に対するλｃ２ｍ−λｃ２２ｍをプロットしたグラフである。
【図２２】実施例４について（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）に対する相対ＳｉＦ４使用量をプロットしたグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、好適な実施の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
図１に、本発明の第１実施形態に係る光ファイバの屈折率分布を模式的に示す。この光ファイバＦ１は、コア１１、内側クラッド層１２、トレンチ層１３、及び最外層クラッド層１４を備える。コア１１は、光ファイバＦ１の中心部に配置されている。内側クラッド層１２は、コア１１の周囲に配置され、コア１１よりも低い屈折率を有する。トレンチ層１３は、内側クラッド層１２の外周部に配置されており、屈折率の異なる２層１５，１６（第１屈折率層１５，第２屈折率層１６）によって構成されている。最外層クラッド層１４は、トレンチ層１３の外周部に配置されている。
ここで、第１屈折率層１５（最外層）は、最も屈折率が高い層であり、第２屈折率層１６は、最も屈折率が低い層（最内層）である。
【００２４】
また、図２に、本発明の第２実施形態に係る光ファイバの屈折率分布を模式的に示す。この光ファイバＦ２は、コア２１、内側クラッド層２２、トレンチ層２３、及び最外層クラッド層２４を備える。コア２１は、光ファイバＦ２の中心部に配置されている。内側クラッド層２２は、コア２１の周囲に配置され、コア２１よりも低い屈折率を有する。トレンチ層２３は、内側クラッド層２２の外周部に配置されており、屈折率の異なる３層２５，２６，２７（第１屈折率層２５，第２屈折率層２７，第３屈折率層２６）によって構成されている。最外層クラッド層２４は、トレンチ層２３の外周部に配置されている。
ここで、第１屈折率層２５は、最も屈折率が高い層（最外層）であり、第２屈折率層２７は、最も屈折率が低い層（最内層）である。
【００２５】
上記の第１及び第２実施形態の光ファイバは、最外層クラッド層１４，２４の屈折率を基準にした比屈折率差として、コア１１，２１の比屈折率差はΔｃｏｒｅ、内側クラッド層１２，２２の比屈折率差はΔｉｃ、トレンチ層１３において最も屈折率が高い層１５の比屈折率差はΔｔｍａｘ、トレンチ層２３において最も屈折率が高い層２５の比屈折率差はΔｔｍａｘ、トレンチ層１３において最も屈折率が低い層１６の比屈折率差はΔｔｍｉｎ、トレンチ層２３において最も屈折率が低い層２７の比屈折率差はΔｔｍｉｎとおくとき、Δｃｏｒｅ＞Δｉｃ＞Δｔｍａｘ＞Δｔｍｉｎの関係を有する。
ここで、Δｃｏｒｅ＞Δｉｃは、内側クラッド層１２，２２がコア１１，２１よりも低い屈折率を有することに対応し、Δｉｃ＞Δｔｍａｘは、トレンチ層１３に含まれる各層１５〜１６が、内側クラッド層１２よりも低い屈折率を有することを意味し、トレンチ層２３に含まれる各層２５〜２７が、内側クラッド層２２よりも低い屈折率を有することを意味する。また、Δｔｍａｘ＞Δｔｍｉｎは、トレンチ層１３，２３が屈折率の異なる複数の層で形成されていることを意味する。
【００２６】
トレンチ層１３の屈折率は、最外層クラッド層１４の屈折率よりも低い。また、トレンチ層２３の屈折率は、最外層クラッド層２４の屈折率よりも低い。したがって、Δｔｍａｘ及びΔｔｍｉｎは、負の値に設定される。トレンチ層１３，２３の比屈折率差の範囲は、基本モードの閉じ込め効果又はドーパント量など、光学特性又は製造コスト等の各種要因を考慮して適宜設定することが望ましく、例えば、比屈折率差は、−０．１５％〜−１．０％の範囲内が好ましい。すなわち、比屈折率差は、−０．１５％≧Δｔｍａｘ＞Δｔｍｉｎ≧−０．７％を満足することが好ましい。
【００２７】
比屈折率差Δｔｍａｘの範囲は、好ましくは−０．１５％≧Δｔｍａｘ＞−０．７％であり、より好ましくは−０．１５％≧Δｔｍａｘ≧−０．２５％である。
比屈折率差Δｔｍｉｎの範囲は、好ましくは−０．１５％＞Δｔｍｉｎ≧−０．７％であり、より好ましくは−０．３％≧Δｔｍｉｎ≧−０．７％である。
Δｔｍａｘ−Δｔｍｉｎの差の範囲は、好ましくは０．５５％≧Δｔｍａｘ−Δｔｍｉｎ≧０．１％であり、より好ましくは０．３５％≧Δｔｍａｘ−Δｔｍｉｎ≧０．１５％である。
【００２８】
さらに、トレンチ層１３において、屈折率が高い層１５はトレンチ層１３の最外層に設けられ、層１５の内側には、屈折率がより低い層１６が設けられている。トレンチ層２３において、屈折率が高い層２５はトレンチ層３の最外層に設けられ、層２５の内側には、屈折率がより低い層２６，２７が設けられている。これにより、内側クラッド層１２，２２に対する屈折率の差がより大きくなり、トレンチ層１３，２３による基本モードの電界を閉じ込め、曲げ損失の低減を実現できる。
また、屈折率を下げるフッ素Ｆ等のドーパントの量は、屈折率が低い層ではより多く、屈折率が高い層ではより少なくなる。ドーパント量が最も少ない層１５，２５が最も半径が大きい最外層として存在することにより、トレンチ層１３，２３に使用するドーパントの量をより低減して、製造コストを抑制することができる。
【００２９】
図２に示すようにトレンチ層２３が３層以上の層２５〜２７によって構成されている場合、最も屈折率が低い層２７がトレンチ層２３の最内層となるようにトレンチ層２３を形成することもできる。このように、ドーパント量が最も多い層２７が最も半径が小さい最内層として存在することにより、トレンチ層２３に使用するドーパントの量をより低減して、製造コストを抑制しつつ、基本モードの電界を閉じ込めて曲げ損失を低減する効果を高めることができる。
【００３０】
最外層クラッド層１４，２４は、純粋石英ガラスで構成されており、トレンチ層１３を構成する層１５，１６又はトレンチ層２３を構成する層２５〜２７は、フッ素が添加された石英ガラスで形成されていることが好ましい。
コア１１，２１は、ゲルマニウムＧｅ等の屈折率を上げるドーパントを１種または２種以上添加した石英ガラスで構成しても良い。
内側クラッド層１２，２２は、屈折率を上げるドーパントを添加してもよく、屈折率を下げるドーパントを添加してもよく、いずれのドーパントも添加されない純粋石英ガラスから構成されてもよい。
【００３１】
屈折率分布を構成する各層は、ＭＣＶＤ法、ＰＣＶＤ法、ＶＡＤ法、ＯＶＤ法などの公知の方法、又はこれらの方法が組み合わされた方法により形成することができる。例えば、ＭＣＶＤ法でトレンチ層１３を形成する場合、最外層クラッド層１４のうちトレンチ層１３の外縁に近接する一部に相当する石英ガラス管を用いる。或いは、ＭＣＶＤ法でトレンチ層２３を形成する場合、最外層クラッド層２４のうちトレンチ層２３の外縁に近接する一部に相当する石英ガラス管を用いる。更に、ガラス管の内側にＳｉとＦを含む１種または２種以上の原材料を用いてトレンチ層１３，２３の組成を有するガラスを堆積させる。このときＦを含む原材料の使用量を変化させることにより、屈折率の異なる２つ以上の層によって構成されたトレンチ層１３，２３を形成することができる。ＭＣＶＤ法の場合、さらにトレンチ層１３の内側に内側クラッド層１２とコア１１を順に形成することができる。或いは、トレンチ層２３の内側に内側クラッド層２２とコア２１を順に形成することができる。コア１１，２１の形成方法としては、コアロッドとして別途形成されたコアを内側に挿入して、上述した層と一体化しても良い。最外層クラッド層１４，２４の形成方法としては、出発ガラス管の外側にクラッド層を外付けによって必要な厚さが得られるまで外径を増大させながらクラッド層１４，２４を形成することもできる。光ファイバ母材の線引きによって光ファイバを製造することができるので、光ファイバ母材における屈折率分布は、光ファイバにおける屈折率分布を相似的に拡大した分布を有する。
【００３２】
コア１１，２１の半径ｒｃｏｒｅ及び比屈折率差Δｃｏｒｅは、ＭＦＤが国際勧告にある８．６〜９．５μｍまたはその周辺の値をとるよう、内側クラッド層１２，２２の半径ｒｉｎ及び比屈折率差Δｉｃとの関係を考慮しつつ、適宜設定することが好ましい。
トレンチ層１３，２３の内縁の半径をｒｉｎ、トレンチ層１３，２３の外縁の半径をｒｏｕｔ、トレンチ層１３，２３において最も屈折率が高い層１５，２５の内縁の半径をｒｔｍａｘとしたとき、（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）で表される比の値は、０．７〜０．９の範囲内であることが好ましい。
【００３３】
なお、（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）＝１．０の場合は、図６に示すように比屈折率差ΔｔがΔｔｍｉｎの通常のトレンチ構造を意味する。
【００３４】
また、比屈折率差Δが小さいほど原料であるＳｉＦ４の使用量が増大するため、トレンチ外層の比屈折率差Δｔｍａｘが大きくなる構造を取ることにより、原料費を効果的に低減することができる。
【００３５】
図４に、図１に示すようにトレンチ層１３が２層からなる場合で、ｒｉｎ／ｒｃｏｒｅ＝２．２５、ｒｏｕｔ／ｒｃｏｒｅ＝３．９、Δｉｃ＝０．０％、Δｔｍｉｎ＝−０．５％、Δｔｍａｘ＝−０．２０％の場合のＳｉＦ４使用量の変化の一例を示す。この場合のＳｉＦ４使用量は、ガラス中に取り込まれるＦの量に基づいており、堆積効率の影響は含んでいない。
（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）を０．９以下とすることにより、通常トレンチ構造に比べてＳｉＦ４使用量を約１０％低減することができる。（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）を０．８以下とすることにより、通常トレンチ構造に比べてＳｉＦ４使用量を約２０％以上低減することができる。さらに、（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）≦０．５では、通常トレンチ構造に比べてＳｉＦ４使用量を約５０％以上低減でき、より好適である。
【００３６】
さらに、上述した図３に例示するＭＣＶＤプロセスのように、スートの堆積とガラス化を連続して行うプロセスにおいては、堆積したガラスが原料のＦを添加したガスによりエッチングされるため、堆積効率が低下するという課題がある。このため、ＳｉＦ４使用量の低減効果は、図４に示す計算結果以上に大きくなる。
なお、ガラスのＦドープに用いられる原料ガスは、ＳｉＦ４に限られず、そのほか、ＣＦ４、ＳＦ６、Ｆ２等又はこれらの原料ガスのうち１種以上を含む混合ガスを用いることもできる。これらのＦを含むガスはいずれも高価であるため、原料ガスの種類によらず、トレンチ外層の比屈折率差Δｔｍａｘが大きくなる構造を取ることにより、原料費を効果的に低減することができる。
【００３７】
さらに、上述した実施形態の光ファイバには、高次モードを速やかに（すなわち、条長が短尺でも）減衰させるというメリットがある。図５は、図１に示すようにトレンチ層１３が２層からなる場合で、ｒｉｎ／ｒｃｏｒｅ＝２．２５、ｒｏｕｔ／ｒｃｏｒｅ＝３．９、Δｉｃ＝０．０％、Δｔｍｉｎ＝−０．５％、Δｔｍａｘ＝−０．１５％または−０．１８％または−０．２０％の各々について、２ｍと２２ｍにおけるカットオフ波長の差λｃ２ｍ−λｃ２２ｍの（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）に対する依存性を示している。通常のトレンチ構造である（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）＝１の場合、λｃ２ｍ−λｃ２２ｍは１４８ｎｍとなる。なお、トレンチ構造を有しない単純なコア−クラッド構造を有する通常のＳＭＦの場合、λｃ２ｍ−λｃ２２ｍは５０ｎｍ程度である。
上述の非特許文献１には、λｃ２ｍ−λｃ２２ｍが１５０ｎｍ程度であっても実用上は問題のないことが示されているが、短尺での使用を考慮した場合、λｃ２ｍ−λｃ２２ｍはできるだけ短いことが望ましい。
図５から分かるように、（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）を適切に設定することにより、ｒ＝５ｍｍの曲げ損失を劣化させることなく、λｃ２ｍ−λｃ２２ｍを小さくすることが可能である。（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）が０．８以下であればλｃ２ｍ−λｃ２２ｍを通常トレンチ構造に比べて１０ｎｍ程度、さらに（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）を０．５以下にするとλｃ２ｍ−λｃ２２ｍを４０ｎｍ程度、短くすることが可能である。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例をもって本発明を具体的に説明する。【００３９】
（比較例１）
この後に述べる各実施例においては、実施例を互いに比較するために、従来のトレンチ構造で作製された光ファイバの例を示す。
図６に、従来のトレンチ構造による光ファイバの屈折率分布を模式的に示す。この光ファイバは、中心部に配置されるコア１と、コア１の周囲に配置されてコア１よりも低い屈折率を有する内側クラッド層２と、内側クラッド層２の外周部に配置されるトレンチ層３と、トレンチ層１３の外周部に配置される最外層クラッド層４とを備える。最外層クラッド層４の屈折率を基準にした比屈折率差として、コア１の比屈折率差はΔｃｏｒｅ、内側クラッド層２の比屈折率差はΔｉｃ、トレンチ層３の比屈折率差はΔｔ、コア１の半径をｒｃｏｒｅ、トレンチ層３の内縁の半径をｒｉｎ、トレンチ層３の外縁の半径をｒｏｕｔとする。
比較例１における各パラメータの数値を表１に、特性を表２に示す。また、波長１５５０ｎｍ及び１６２５ｎｍにおける各種の曲げ半径における曲げ損失（ｄＢ／ｔｕｒｎ）を表３に示す。【００４０】
【表１】
0005557953.tif 000002
【００４１】
【表２】
0005557953.tif 000003
【００４２】
【表３】
0005557953.tif 000004
【００４３】
（参考例１）
図１に示す２層のトレンチ構造により、参考例１の光ファイバを構成した。最外層クラッド層１４の屈折率を基準にした比屈折率差として、コア１１の比屈折率差はΔｃｏｒｅ、内側クラッド層１２の比屈折率差はΔｉｃ、トレンチ層１３において最も屈折率が高い層１５の比屈折率差はΔｔｍａｘ、トレンチ層１３において最も屈折率が低い層１６の比屈折率差はΔｔｍｉｎ、コア１１の半径をｒｃｏｒｅ、トレンチ層１３の内縁の半径をｒｉｎ、トレンチ層１３の外縁の半径をｒｏｕｔ、トレンチ層１３において最も屈折率が高い層１５の内縁の半径をｒｔｍａｘとする。
参考例１における各パラメータの数値を表４に、特性を表５に示す。また、波長１５５０ｎｍ及び１６２５ｎｍにおける各種の曲げ半径における曲げ損失（ｄＢ／ｔｕｒｎ）を表６に示す。【００４４】
【表４】
0005557953.tif 000005
【００４５】
【表５】
0005557953.tif 000006
【００４６】
【表６】
0005557953.tif 000007
【００４７】
参考例１は、曲げ損失、ＭＦＤ、ゼロ分散波長λ０、ゼロ分散スロープＳ０に関して比較例１とほぼ同じ特性を有し、さらに、λｃ２ｍ−λｃ２２ｍが１０５ｎｍであり、比較例１よりも４０ｎｍ程度短くできている。（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）は約０．４５であり、図４によれば、ＳｉＦ４使用量を比較例１に比べて約５５％低減することができる。【００４８】
（参考例２）
図２に示す３層のトレンチ構造により、参考例２の光ファイバを構成した。最外層クラッド層２４の屈折率を基準にした比屈折率差として、コア２１の比屈折率差はΔｃｏｒｅ、内側クラッド層２２の比屈折率差はΔｉｃ、トレンチ層２３において最も屈折率が高い層２５の比屈折率差はΔｔｍａｘ、トレンチ層２３において屈折率が中間の値をとる層２６の比屈折率差はΔｔｍｉｄ、トレンチ層２３において最も屈折率が低い層２７の比屈折率差はΔｔｍｉｎ、コア２１の半径をｒｃｏｒｅ、トレンチ層２３の内縁の半径をｒｉｎ、トレンチ層２３の外縁の半径をｒｏｕｔ、トレンチ層２３において最も屈折率が高い層２５の内縁の半径をｒｔｍａｘ、トレンチ層２３において屈折率が中間の値をとる層２６の内縁の半径をｒｔｍｉｄとする。
参考例２における各パラメータの数値を表７に、特性を表８に示す。また、波長１５５０ｎｍ及び１６２５ｎｍにおける各種の曲げ半径における曲げ損失（ｄＢ／ｔｕｒｎ）を表９に示す。【００４９】
【表７】
0005557953.tif 000008
【００５０】
【表８】
0005557953.tif 000009
【００５１】
【表９】
0005557953.tif 000010
【００５２】
参考例２は、曲げ損失、ＭＦＤ、ゼロ分散波長λ０、ゼロ分散スロープＳ０に関して比較例１とほぼ同じ特性を有し、さらに、λｃ２ｍ−λｃ２２ｍが１０１ｎｍであり、比較例１よりも４７ｎｍ程度短くできている。
（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）は約０．６３であり、参考例１より大きいが、トレンチ層２３を３層に分割することにより、比屈折率差Δが−０．５％の層の断面積を減らすことが可能である。このため、参考例２は比較例１に対してＳｉＦ４使用量を約７５％低減でき、参考例１（比較例１に比べて約５５％低減）よりも大きな低減が可能である。【００５３】
（実施例１）
図１に示す２層のトレンチ構造により、実施例１の光ファイバを構成した。最外層クラッド層１４の屈折率を基準にした比屈折率差として、コア１１の比屈折率差はΔｃｏｒｅ、内側クラッド層１２の比屈折率差はΔｉｃ、トレンチ層１３において最も屈折率が高い層１５の比屈折率差はΔｔｍａｘ、トレンチ層１３において最も屈折率が低い層１６の比屈折率差はΔｔｍｉｎ、コア１１の半径をｒｃｏｒｅ、トレンチ層１３の内縁の半径をｒｉｎ、トレンチ層１３の外縁の半径をｒｏｕｔ、トレンチ層１３において最も屈折率が高い層１５の内縁の半径をｒｔｍａｘとする。実施例１では、（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）が表１２に示す値となるようにｒｔｍａｘを設定し、それぞれに対して、表１０に示すようにλｃ２２ｍが１２２０ｎｍ、波長１３１０ｎｍにおけるＭＦＤが８．６μｍとなるようにΔｃｏｒｅを調整して、光ファイバを設計した。【００５４】
【表１０】
0005557953.tif 000011
【００５５】
実施例１における屈折率分布のパラメータは、表１１に示すとおりである。【００５６】
【表１１】
0005557953.tif 000012
【００５７】
また、各（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）の値での波長１５５０ｎｍ及び１６２５ｎｍにおける各種の曲げ半径における曲げ損失、λｃ２ｍ−λｃ２２ｍの差、ならびに単層トレンチ構造でのＳｉＦ４使用量を基準としたＳｉＦ４使用量の比（相対ＳｉＦ４使用量）を表１２に示す。【００５８】
【表１２】
0005557953.tif 000013
【００５９】
なお、（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）＝１．００の例は、従来設計型の単層トレンチ構造の光ファイバである。
（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）が０．７０〜０．９０の場合、従来設計型の単層トレンチ構造と同等またはそれ以下の曲げ損失を持つ２層トレンチ構造の光ファイバを作製することが可能となる。（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）が０．７０のとき、従来設計型の単層トレンチ構造に比べて、λｃ２ｍ−λｃ２２ｍを２７ｎｍ短くでき、ＳｉＦ４使用量を約３５％低減できる。また、（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）が０．９０においても、λｃ２ｍ−λｃ２２ｍを約１０ｎｍ短くでき、ＳｉＦ４使用量を約１０％低減できる。
表１２に示す曲げ損失、λｃ２ｍ−λｃ２２ｍ及び相対ＳｉＦ４使用量をプロットしたグラフを図７〜１０に示す。【００６０】
（実施例２）
実施例１と同様のλｃ２２ｍ及びＭＦＤ（表１０参照）において設計した２層トレンチ構造において、Δｔｍｉｎを−０．５０％とした例を実施例２とした。実施例２における屈折率分布のパラメータは、表１３に示すとおりである。【００６１】
【表１３】
0005557953.tif 000014
【００６２】
各（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）の値での波長１５５０ｎｍ及び１６２５ｎｍにおける各種の曲げ半径における曲げ損失、λｃ２ｍ−λｃ２２ｍの差、ならびに相対ＳｉＦ４使用量を表１４に示す。【００６３】
【表１４】
0005557953.tif 000015
【００６４】
（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）が０．７０〜０．９０で、好ましくは０．７０〜０．８０の場合、従来設計型の単層トレンチ構造と同等またはそれ以下の曲げ損失を持つ２層トレンチ構造の光ファイバを作製することが可能となる。（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）が０．７０のとき、従来設計型の単層トレンチ構造に比べて、λｃ２ｍ−λｃ２２ｍを２５ｎｍ短くでき、ＳｉＦ４使用量を約３６％低減できる。また、（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）が０．９０においても、λｃ２ｍ−λｃ２２ｍを約５ｎｍ短くでき、ＳｉＦ４使用量を約１０％低減できる。
表１４に示す曲げ損失、λｃ２ｍ−λｃ２２ｍ及び相対ＳｉＦ４使用量をプロットしたグラフを図１１〜１４に示す。【００６５】
（実施例３）
実施例１と同様のλｃ２２ｍ及びＭＦＤ（表１０参照）において設計した２層トレンチ構造において、Δｔｍａｘを−０．１５％あるいは−０．２５％とした例を実施例３とした。【００６６】
各（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）の値での波長１５５０ｎｍ及び１６２５ｎｍにおける各種の曲げ半径における曲げ損失、λｃ２ｍ−λｃ２２ｍの差、ならびに相対ＳｉＦ４使用量を表１５，１６に示す。なお、表１５，１６は、Δｔｍａｘがそれぞれ−０．１５％，−０．２５％の場合に対応している。【００６７】
【表１５】
0005557953.tif 000016
【００６８】
【表１６】
0005557953.tif 000017
【００６９】
曲げ半径５ｍｍ及び１５ｍｍでの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失を図１５に、同じ曲げ半径での波長１６２５ｎｍにおける曲げ損失を図１６に示す。図１５及び図１６において、図の上部に示された実線が曲げ半径５ｍｍでの曲げ損失を示しており、図の下部に示された破線が曲げ半径１５ｍｍでの曲げ損失を示している。また、λｃ２ｍ−λｃ２２ｍを図１７に、相対ＳｉＦ４使用量を図１８に示す。なお、図１５〜１８では、実施例１に挙げたΔｔｍａｘが−０．２０％である場合のデータも併せてプロットしている。
図１５及び図１６に示したように、−０．１５％≧Δｔｍａｘ≧−０．２５％に対して、（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）が０．７０〜０．９０の場合、従来設計型の単層トレンチ構造と同等またはそれ以下の曲げ損失を持つ２層トレンチ構造の光ファイバを作製することが可能となる。
図１７及び図１８に示したように、（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）が０．７０のとき、従来設計型の単層トレンチ構造に比べて、λｃ２ｍ−λｃ２２ｍを約２０〜４０ｎｍ短くでき、ＳｉＦ４使用量を約３５％低減できる。また、（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）が０．９０においても、λｃ２ｍ−λｃ２２ｍを約８〜１５ｎｍ短くでき、ＳｉＦ４使用量を約１０％低減できる。【００７０】
（実施例４）
実施例１と同様のλｃ２２ｍ及びＭＦＤ（表１０参照）において設計した２層トレンチ構造において、Δｔｍｉｎを−０．５０％、Δｔｍａｘを−０．１５％あるいは−０．２５％とした例を実施例４に示す。つまり、Δｔｍｉｎは実施例２と等しく、Δｔｍａｘのみを実施例２から変更した。【００７１】
各（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）の値での波長１５５０ｎｍ及び１６２５ｎｍにおける各種の曲げ半径における曲げ損失、λｃ２ｍ−λｃ２２ｍの差、ならびに相対ＳｉＦ４使用量を表１７，１８に示す。なお、表１７，１８は、Δｔｍａｘがそれぞれ−０．１５％，−０．２５％の場合に対応している。【００７２】
【表１７】
0005557953.tif 000018
【００７３】
【表１８】
0005557953.tif 000019
【００７４】
曲げ半径５ｍｍ及び１５ｍｍでの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失を図１９に示し、同じ曲げ半径での波長１６２５ｎｍにおける曲げ損失を図２０に示す。図１９及び図２０において、図の上部に示された実線が曲げ半径５ｍｍでの曲げ損失を示しており、図の下部に示された破線が曲げ半径１５ｍｍでの曲げ損失を示している。また、λｃ２ｍ−λｃ２２ｍを図２１に、相対ＳｉＦ４使用量を図２２に示す。なお、図１９〜２２では、実施例２に挙げたΔｔｍａｘが−０．２０％である場合のデータも併せてプロットしている。
図１９及び図２０に示したように、−０．１５％≧Δｔｍａｘ≧−０．２５％に対して、（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）が０．７０〜０．９０の場合、従来設計型の単層トレンチ構造と同等またはそれ以下の曲げ損失を持つ２層トレンチ構造の光ファイバを作製することが可能となる。
図２１及び図２２に示したように、（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）が０．７０のとき、従来設計型の単層トレンチ構造に比べて、λｃ２ｍ−λｃ２２ｍを約１５〜３０ｎｍ短くでき、ＳｉＦ４使用量を約３５％低減できる。また、（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）が０．９０においても、λｃ２ｍ−λｃ２２ｍを約５〜８ｎｍ短くでき、ＳｉＦ４使用量を約１０％低減できる。【００７５】
（実施例５）
λｃ２２ｍが１２６０ｎｍ、波長１３１０ｎｍにおけるＭＦＤが８．６μｍとなる条件で、Δｔｍｉｎを−０．７０％とし、Δｔｍａｘを−０．１５％として２層トレンチ構造を設計した。
各（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）の値での波長１５５０ｎｍ及び１６２５ｎｍにおける各種の曲げ半径における曲げ損失、λｃ２ｍ−λｃ２２ｍの差、ならびに相対ＳｉＦ４使用量を表１９に示す。【００７６】
【表１９】
0005557953.tif 000020
曲げ損失を２層トレンチ構造と従来の単層トレンチ構造で比べると、（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）が０．４５〜０．９４において、曲げ半径５ｍｍの曲げ損失に関して、２層トレンチ構造の曲げ損失は、従来の単層トレンチ構造の曲げ損失とほぼ同じである。また、曲げ半径１５ｍｍの曲げ損失に関して、２層トレンチ構造の曲げ損失は、従来の単層トレンチ構造の曲げ損失よりも小さくなる。（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）が０．４５のとき、λｃ２ｍ−λｃ２２ｍは単層トレンチ構造の場合よりも６６ｎｍ短くなり、ＳｉＦ４使用量を６１％低減できる。【００７７】
（実施例６）
実施例５と同様のλｃ２２ｍ及びＭＦＤにおいて設計した２層トレンチ構造において、Δｔｍｉｎを−０．３０％、Δｔｍａｘを−０．２０％とした例を実施例６に示した。各（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）の値での波長１５５０ｎｍ及び１６２５ｎｍにおける各種の曲げ半径における曲げ損失、λｃ２ｍ−λｃ２２ｍの差、ならびに相対ＳｉＦ４使用量を表２０に示す。【００７８】
【表２０】
0005557953.tif 000021
曲げ損失を２層トレンチ構造と単層トレンチ構造で比べると、（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）が０．５８〜０．９４において、曲げ半径５ｍｍの曲げ損失に関して、２層トレンチ構造の曲げ損失は、単層トレンチ構造の曲げ損失とほぼ同じである。また、曲げ半径１５ｍｍの曲げ損失に関して、２層トレンチ構造の曲げ損失は、単層トレンチ構造の曲げ損失よりも小さくなる。（ｒｔｍａｘ−ｒｉｎ）／（ｒｏｕｔ−ｒｉｎ）が０．５８のとき、λｃ２ｍ−λｃ２２ｍは単層トレンチ構造の場合よりも２９ｎｍ短くなり、ＳｉＦ４使用量を４２％低減できる。【００７９】
（実施例７）
λｃ２２ｍが１２６０ｎｍ、波長１３１０ｎｍにおけるＭＦＤが８．９μｍとなる条件で、図２に示す３層トレンチ構造を設計した。実施例７における各パラメータの数値を表２１に示す。また、実施例７と比較するために、図６で表わされるような従来のトレンチ構造で、実施例７と同様のλｃ２２ｍ及びＭＦＤにおいて構成された例を比較例２とし、そのパラメータを表２２に示す。【００８０】
【表２１】
0005557953.tif 000022
【００８１】
【表２２】
0005557953.tif 000023
波長１５５０ｎｍ及び１６２５ｎｍにおける各種の曲げ半径における曲げ損失、λｃ２ｍ−λｃ２２ｍの差、ならびに相対ＳｉＦ４使用量を表２３に示す。
【表２３】
0005557953.tif 000024
従来のトレンチ構造である比較例２と比べ、実施例７では、曲げ損失が同等以下であり、λｃ２ｍ−λｃ２２ｍが１７ｎｍ短くなり、ＳｉＦ４使用量を４４％低減できる。【００８２】
（実施例８）
λｃ２２ｍが１２６０ｎｍ、波長１３１０ｎｍにおけるＭＦＤが８．９μｍとなる条件で、図２に示す３層トレンチ構造を設計した。実施例８における各パラメータの数値を表２４に示す。また、実施例８と比較するために、図６で表わされるような従来のトレンチ構造で、実施例８と同様のλｃ２２ｍ及びＭＦＤにおいて構成された例を比較例３に示し、そのパラメータを表２５に示す。【００８３】
【表２４】
0005557953.tif 000025
【００８４】
【表２５】
0005557953.tif 000026
波長１５５０ｎｍ及び１６２５ｎｍにおける各種の曲げ半径における曲げ損失、λｃ２ｍ−λｃ２２ｍの差、ならびに相対ＳｉＦ４使用量を表２６に示す。【００８５】
【表２６】
0005557953.tif 000027
従来のトレンチ構造である比較例３と比べ、実施例８では、曲げ損失が同等であり、λｃ２ｍ−λｃ２２ｍが２０ｎｍ短くなり、ＳｉＦ４使用量を２７％低減できる。【００８６】
（実施例９）
λｃ２２ｍが１２６０ｎｍ、波長１３１０ｎｍにおけるＭＦＤが８．６μｍとなる条件で、図２に示す３層トレンチ構造を設計した。実施例９における各パラメータの数値を表２７に示す。また、実施例９と比較するために、図６で表わされるような従来のトレンチ構造で、実施例９と同様のλｃ２２ｍ及びＭＦＤにおいて構成された例を比較例４に示し、そのパラメータを表２８に示す。【００８７】
【表２７】
0005557953.tif 000028
【００８８】
【表２８】
0005557953.tif 000029
波長１５５０ｎｍ及び１６２５ｎｍにおける各種の曲げ半径における曲げ損失、λｃ２ｍ−λｃ２２ｍの差、ならびに相対ＳｉＦ４使用量を表２９に示す。【００８９】
【表２９】
0005557953.tif 000030
従来のトレンチ構造である比較例４と比べ、実施例９では、曲げ損失が同等以下であり、λｃ２ｍ−λｃ２２ｍが３０ｎｍ短くなり、ＳｉＦ４使用量を４６％低減できる。【００９０】
（実施例１０）
λｃ２２ｍが１２６０ｎｍ、波長１３１０ｎｍにおけるＭＦＤが８．６μｍとなる条件で、図２に示す３層トレンチ構造を設計した。実施例１０における各パラメータの数値を表３０に示す。また、実施例１０と比較するために、図６で表わされるような従来のトレンチ構造で、実施例１０と同様のλｃ２２ｍ及びＭＦＤにおいて構成された例を比較例５とし、そのパラメータを表３１に示す。【００９１】
【表３０】
0005557953.tif 000031
【００９２】
【表３１】
0005557953.tif 000032
波長１５５０ｎｍ及び１６２５ｎｍにおける各種の曲げ半径における曲げ損失、λｃ２ｍ−λｃ２２ｍの差、ならびに相対ＳｉＦ４使用量を表３２に示す。【００９３】
【表３２】
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従来のトレンチ構造である比較例５と比べ、実施例１０では、曲げ損失が同等以下であり、λｃ２ｍ−λｃ２２ｍが２６ｎｍ短くなり、ＳｉＦ４使用量を３９％低減できる。【００９４】
なお、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００９５】
１１，２１…コア、１２，２２…内側クラッド層、１３．２３…トレンチ層、１４，２４…最外層クラッド層、１５，２５…トレンチ層において最も屈折率が高い層、１６，２７…トレンチ層において最も屈折率が低い層。
【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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【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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