(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所与の屈折率プロファイルを有し、かつ少なくとも２つの共ドーパントを含むコア領域と、
所与の屈折率プロファイルを有するクラッド領域とを含む光ファイバであって、
前記コアのドーパントの少なくとも２つの濃度が、コア領域全体にわたって径方向に連続的に変化し、
光ファイバが、波長１５５０ｎｍにおいて、１００ＭＨｚ以上の自然ブリュアンスペクトル幅を有し、
前記コアドーパントの１つがゲルマニウムであり、
コア領域におけるパワーの一部が、ゲルマニウム濃度の径方向の一次導関数に比例し
【数１】
0005466805.tif 000002
ただし、Ｇｅ（ｒ）は、ファイバ中の径位置ｒでのゲルマニウム濃度であり、
Ｐ（ｒ）は、ファイバ中の径位置ｒでのパワーである、光ファイバ。
【請求項２】
少なくとも１つのコアドーパント濃度の変化が、１×１０−３以上の屈折率の変化に対応する、請求項１に記載のファイバ。
【請求項３】
クラッド領域が、前記コアドーパントの前記少なくとも１つを含む、請求項１または２に記載のファイバ。
【請求項４】
コアの屈折率プロファイルが、ステッププロファイルである、請求項１から３のいずれか一項に記載のファイバ。
【請求項５】
コアの屈折率プロファイルが、クラッド領域の屈折率より小さい屈折率を有するリング部分を含むステッププロファイルである、請求項１から３のいずれか一項に記載のファイバ。
【請求項６】
コアドーパントの１つが、Ｆ、Ｐ、Ａｌ、Ｃｌ、Ｂ、Ｎ、およびアルカリ金属を含む群から選ばれる、請求項１から５のいずれか一項に記載のファイバ。
【請求項７】
ゲルマニウムの濃度が、１重量％から２０重量％までの範囲で変化する、請求項１から６のいずれか一項に記載のファイバ。
【請求項８】
前記コアドーパントの１つが、フッ素（Ｆ）であり、該フッ素の濃度が、０．３重量％から８重量％までの範囲で変化する、請求項１から７のいずれか一項に記載のファイバ。
【請求項９】
前記コアドーパントの１つが、リン（Ｐ）であり、該リンの濃度が、１重量％から１０重量％までの範囲で変化する、請求項１から８のいずれか一項に記載のファイバ。
【請求項１０】
波長１５５０ｎｍにおいて、実効断面積が５０μｍ２以上である、請求項１から９のいずれか一項に記載のファイバ。
【請求項１１】
波長１５５０ｎｍにおいて、減衰が０．３ｄＢ／ｋｍ以下である、請求項１から１０のいずれか一項に記載のファイバ。
【請求項１２】
前記コアドーパントの少なくとも１つの濃度が、ファイバの長手軸方向に沿って一定である、請求項１から１１のいずれか一項に記載のファイバ。
【請求項１３】
光伝送システムであって、
所定範囲の波長の光信号を放出する光送信器と、
Ｇｅが均一にドーピングされた標準のステップファイバに比べてブリュアン閾値パワーが高められた、請求項１から１２のいずれか一項に記載の伝送光ファイバと、
前記標準のファイバに比べて信号対雑音比（ＳＮＲ）が改善された光信号を受け取る光受信器とを含む、光伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ伝送の分野に関し、より具体的には、誘導ブリュアン散乱（ＳＢＳ）による損失が低減された光ファイバに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバに対して、一般に屈折率プロファイルは、ファイバの半径を屈折率と結びつけるグラフの形に応じて表される。標準では、横軸は、ファイバ中心までの距離ｒを表し、縦軸は、コアの屈折率とファイバクラッドの屈折率との差を表す。したがって、グラフの形状が、ステップ、台形、または三角形の屈折率プロファイルは、それぞれ「ステップ」、「台形」、または「三角形」と呼ばれる。これらの曲線は、通常、ファイバの理論的な形状または基準屈折率プロファイルを表し、ファイバの製造上の制約により、実質的に異なる形状となり得る。
【０００３】
通常、光ファイバは、伝送機能を有しかつ場合によっては光信号を増幅する光コアと、光信号をコアに閉じ込める機能を有する光クラッドとから構成される。このため、コアの屈折率ｎｃと、外側のクラッドの屈折率ｎｇとでは、ｎｃ＞ｎｇとなる。一般に知られているように、シングルモード光ファイバ中の光信号の伝播は、コア中の誘導主要モードと、クラッドモードと呼ばれる、コアからクラッドへのある距離にわたる誘導二次モードとに分割される。
【０００４】
光ファイバは、最新の通信システムにおける重要な構成要素である。このようなファイバを遠距離の通信用途に用いた場合の１つの制限条件は、誘導ブリュアン散乱（ＳＢＳ）による損失である。ＳＢＳは、光学フォトンと、光ファイバを構成するガラス母材の音響フォノンとの相互作用による光学的非線形性である。ＳＢＳは、光ファイバ伝送システムの最大光パワースループットを制限する。すなわち入力パワーが、ブリュアン閾値として知られている値を超えると、光ファイバに沿って伝送できるパワーが上限に達する。ファイバへの入力パワーをさらに増すと、前向きの発射方向に伝播する代わりに、音響フォノンとの相互作用によって、より大きなパワーの信号として逆方向に散乱される。したがってＳＢＳは、言われるように、受信器での信号対雑音比を低下させ、反射光が入ることにより送信器が不安定になる。さらに光増幅器、固体Ｎｄ：ＹＡＧレーザの使用の増加、およびより長い距離でのますます増大するデータ速度での外部変調がすべて組み合わさって、ＳＢＳを悪化させる。
【０００５】
ブリュアン閾値を高め、ＳＢＳの有害な影響を最小限に抑え、かつファイバのパワー処理能力を向上させる、文献で提案されている技術は、たとえば、相互作用の効率を小さくするために、ソースのエネルギースペクトルと、ガラスのフォノンエネルギースペクトルのどちらかを広げることに依存している。自然ブリュアンスペクトル幅を広げると、ブリュアン閾値が高められる。これは、ファイバ区間で、またはファイバの長さに沿って、ブリュアン周波数シフトを変化させることで得られる。
【０００６】
欧州特許出願公開第０８３９７７０号では、ファイバ損失または分散係数を大きく変化させずにＳＢＳを抑制するために、ファイバに沿った線引き張力を変化させることが提案されている。
【０００７】
特開平９−３１１２３１号では、バックグラウンドのフッ素濃度を変化させることによって、ファイバの長さに沿って（軸方向に）屈折率プロファイルを変化させることが提案されている。
【０００８】
国際公開第２００４／０２７９４１号では、紫外線放射の印加または熱処理によって、ファイバの長さに沿って屈折率プロファイルを変化させることが提案されている。
【０００９】
米国特許出願公開第２００２／０１１８９３５号では、音波のモードプロファイルを変えるために、長さ方向に変化する、光クラッドを囲む不規則な被覆が提案されている。
【００１０】
「Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ  Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ  Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ  ｂｙ  ｍｅａｎｓ  ｏｆ  ａｐｐｌｙｉｎｇ  ｓｔｒａｉｎ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  ｔｏ  ｆｉｂｅｒ  ｗｉｔｈ  ｃａｂｌｉｎｇ」、Ｎ．Ｙｏｓｈｉｚａｗａら、ＩＥＥＥ  ＪＬＴ、１９９３年、１１巻、１０号、１５１８〜１５２２頁では、応力を誘起させて、音響フォノンのエネルギー分布を変化させるために、中心ロッドの周りにファイバを巻き付けることが提案されている。
【００１１】
ファイバの軸方向に沿って屈折率を変化させること、およびファイバを固く巻き付けることに対するいくつかの不利益としては、ファイバの長さに沿ったファイバ特性（スプライス特性、ラーマン利得、カットオフ波長）が不均一になること、および疲労が増大しファイバ寿命に影響を与えることが含まれる。
【００１２】
米国特許第６，５４２，６８３号では、ガラス改質ドーパントの交互の層を含み、それにより不均一な熱膨張プロファイルおよび粘性プロファイルがもたらされ、それらが、ファイバ区間に不均一で永続する残留応力を付与する、ファイバコアを提供することによって、関係するＳＢＳフォノンのエネルギースペクトルを広げることが提案されている。熱膨張率（ＣＴＥ）および粘性の異なる少なくとも２つの層により、ファイバ区間において応力変化を生じ、それによってブリュアン周波数シフト変化が発生し、したがってモードの線幅が増大する。
【００１３】
交互の層でＣＴＥおよび粘性を制御するのは、実現が困難であり、コア内部にドーピング層と非ドーピング層のプリフォームを得るための製造プロセスには、高価な機器が必要になる。さらに、コアがドーピングされる場合は常に、特にドーパント濃度の変化が急な場合は、ファイバ損失が増加する。このような急な変化は、その境界面においてシリカネットワークの欠陥を誘起し、ファイバの吸収損失が増加し、経時特性が悪化する。
【００１４】
米国特許第６，５８７，６２３号では、ファイバコアでの誘導が悪化するように音波を制御して、光子とフォノンの相互作用を低減させ、それによってＳＢＳ効果を低減させることが提案されている。しかしこのようなファイバは、ファイバプロファイルが、光の良好な誘導と、音響の悪い誘導の両方を満たさなければならないので、実現が難しい。ＳＢＳ効果を最適化する試みにおいて、光伝送特性での欠点が予想される。
【００１５】
「Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ  Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ  ｇａｉｎ  ｉｎ  ｓｉｎｇｌｅ  ｍｏｄｅ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｆｉｂｅｒｓ」、Ｊ．  Ｂｏｔｉｎｅａｕら、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、１９９５年１１月９日、３１巻、２３号において、台形屈折率プロファイルが、ステップ屈折率プロファイルに比べて、より高いブリュアン閾値が得られることが明らかにされた。しかし台形プロファイル形状は、特定の通信用途には最適でないことがあり得る。
【特許文献１】欧州特許出願公開第０８３９７７０号明細書
【特許文献２】特開平９−３１１２３１号公報
【特許文献３】国際公開２００４／０２７９４１号パンフレット
【特許文献４】米国特許出願公開第２００２／０１１８９３５号明細書
【特許文献５】米国特許第６，５４２，６８３号明細書
【特許文献６】米国特許第６，５８７，６２３号明細書
【特許文献７】特開平９−４８６２９号公報
【特許文献８】特開平９−２１８３１９号公報
【特許文献９】米国特許第５，１７０，４５７号明細書
【特許文献１０】特開昭５２−８８３４９号公報
【非特許文献１】Ｎ．Ｙｏｓｈｉｚａｗａら、「Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ  Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ  Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ  ｂｙ  ｍｅａｎｓ  ｏｆ  ａｐｐｌｙｉｎｇ  ｓｔｒａｉｎ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  ｔｏ  ｆｉｂｅｒ  ｗｉｔｈ  ｃａｂｌｉｎｇ」、ＩＥＥＥ  ＪＬＴ、１９９３年、１１巻、１０号、１５１８〜１５２２頁
【非特許文献２】Ｊ．  Ｂｏｔｉｎｅａｕら、「Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ  Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ  ｇａｉｎ  ｉｎ  ｓｉｎｇｌｅ  ｍｏｄｅ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｆｉｂｅｒｓ」、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、１９９５年１１月９日、３１巻、２３号
【非特許文献３】ＫＯＹＡＭＡＤＡ  Ｙら、「Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｎｇ  ａｎｄ  ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ  Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ  ｇａｉｎ  ｓｐｅｃｔｒｕｍ  ｉｎ  ｓｉｎｇｌｅ−ｍｏｄｅ  ｆｉｂｅｒｓ」、ＪＯＵＲＮＡＬ  ＯＦ  ＬＩＧＨＴＷＡＶＥ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ、２００４年２月、２２巻、２号、６３１〜６３９頁
【非特許文献４】ＪＡＥＷＡＮＧ  ＹＵら、「Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｓｈｉｆｔ  ａｎｄ  ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ  ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｗａｖｅ  ｉｎ  ａ  ｓｉｌｌｉｃａ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｆｉｂｅｒ  ｗｉｔｈ  ａ  ｔｒｉｐｌｅ−ｌａｙａｒｅｄ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ」、ＪＯＵＲＮＡＬ  ＯＦ  ＬＩＧＨＴＷＡＶＥ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ、２００３年８月、２１巻、８号、１７７９〜１７８６頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
したがって、ファイバの透過特性を変化させずに、すなわちファイバの屈折率プロファイルを変化させずに、ブリュアン閾値が高められた光ファイバが求められている。またブリュアン閾値が高く、ファイバ損失の増大が限定的な光ファイバが求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
したがって本発明は、所与の屈折率プロファイルを有しかつ少なくとも２つの共ドーパントを含むコア領域と、所与の屈折率プロファイルを有するクラッド領域とを含み、前記コアドーパントの少なくとも１つの濃度が、コア領域全体にわたって連続的に変化する光ファイバであって、波長１５５０ｎｍにおいて、１００ＭＨｚ以上である自然ブリュアンスペクトル幅を有する光ファイバを提案する。
【００１８】
様々な実施形態に応じて、本発明のファイバは、以下の１つまたは複数の特徴を含む。
・  前記少なくとも２つのコアドーパントは、コア領域全体にわたって連続的に変化する。
・  少なくとも１つのコアドーパント濃度の変化は、１×１０−３以上の屈折率変化に相当する。
・  クラッド領域は、前記コアドーパントの前記少なくとも１つを含む。
・  コアの屈折率プロファイルは、ステッププロファイル、二重ステッププロファイル、またはアルファプロファイルである。
・  少なくとも２つのコアドーパントは、Ｇｅ、Ｆ、Ｐ、Ａｌ、Ｃｌ、Ｂ、Ｎ、およびアルカリ金属を含む群から選ばれる。
・  前記コアドーパントの１つは、ゲルマニウム（Ｇｅ）であり、その濃度は、１重量％〜２０重量％の範囲で変わる。
・  前記コアドーパントの１つは、フッ素（Ｆ）であり、その濃度は、０．３重量％〜８重量％の範囲で変わる。
・  前記コアドーパントの１つは、リン（Ｐ）であり、その濃度は、１重量％〜１０重量％の範囲で変わる。
・  波長１５５０ｎｍにおいて、実効断面積は、５０μｍ２以上である。
・  波長１５５０ｎｍにおいて、減衰は０．３ｄＢ／ｋｍ以下である。
【００１９】
本発明は、また、均一にＧｅがドーピングされた標準のステップファイバに比べてブリュアン閾値パワーが高められた、所定範囲の波長の光信号を放出する光送信器と、本発明による伝送光ファイバと、前記標準のファイバに比べて信号対雑音比（ＳＮＲ）が改善された光信号を受け取る光受信器とを含む、光伝送システムに関する。
【００２０】
本発明のその他の特徴および利点は、添付の図面を参照し、例として示す本発明の実施形態に伴う説明を読むことにより明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の光ファイバは、伝送されるべき光信号が誘導されるコア領域と、コアに光信号を閉じ込めるためのクラッド領域とを含む。ファイバは、用途に応じた様々なパラメータ、すなわちモードフィールド径、波長分散パラメータ、実効カットオフ波長、実効断面積などによって規定される、所与の屈折率プロファイルを有する。
【００２２】
本発明によれば、ファイバのコア領域は、少なくとも２つの共ドーパントを含み、前記コアドーパントの少なくとも１つの濃度は、コア領域全体にわたって連続的に変化する。
【００２３】
ファイバの径方向におけるドーパント濃度を、特にファイバのコアにおいて変化させることによって、ブリュアンスペクトルを広げることが可能になり、したがってブリュアン閾値が高められる。滑らかなドーパントの変化は、異なるドーパント濃度に対する均一なモードパワー配分を確実にし、ファイバ損失を制限する。共ドーパントを用いることにより、ファイバに対する所与の屈折率プロファイルを維持し、かつファイバの他の光学パラメータ、特にモードフィールド径および波長分散パラメータに対するＳＢＳ低減の影響を小さくすることが可能になる。ファイバの長さに沿った、すなわちファイバの長手方向軸に沿ったドーパント濃度は一定である。このことは、ドーパント濃度が、ファイバの長さ全体にわたって変化しないことを意味する。
【００２４】
本発明の光ファイバは、波長１５５０ｎｍで伝播する信号に対して、１００ＭＨｚ以上の自然ブリュアンスペクトル幅を有する。このような広げられたブリュアンスペクトルにより、標準のシングルモードファイバ（ＳＳＭＦ）に比べて、ブリュアン閾値が少なくとも２倍（または対数スケールで３ｄＢ）高くなる。本発明の光ファイバは、ファイバ損失は限定的で、波長１５５０ｎｍにおいて０．３ｄＢ／ｋｍ未満であり、かつファイバの光伝送パラメータを有意に変化させずに、標準の伝送ファイバに比べてずっと高いブリュアン閾値を実現する。
【００２５】
図１ａおよび図１ｂは、本発明による光ファイバの第１の例を示す。
【００２６】
図１ａ〜図１ｂのファイバは、単一ステッププロファイルを有し、コアは、所与の一定の屈折率値を有し、クラッドは、より小さい一定の屈折率値を有する。図１ａは、任意の単位による屈折率プロファイルを示している。このようなファイバプロファイルは、たとえば、標準のシングルモードファイバ（ＳＳＭＦ）で用いられる。通常、ＳＭＦは、シリカをベースとし、シリカの屈折率値を増加させるためにコアにドーパントを含み、そのドーパントの濃度は、ほぼ一定で、コア領域全体にわたって屈折率値は一定となる。
【００２７】
図１ｂを参照すると、ファイバのコア領域は、２つのドーパントを含む。第１のドーパントであるゲルマニウム（Ｇｅ）は、シリカの屈折率値を増加させることが知られており、第２のドーパントであるフッ素（Ｆ）は、シリカの屈折率値を減少させることが知られている。図１ｂは、ドーパント濃度を、重量％で示している。本発明によれば、コアドーパントの少なくとも１つは、コア領域全体にわたって連続的に変化する。図１ｂでは、両方の共ドーパントが、コア領域全体にわたって連続的に変化している。少なくとも２つのドーパントを使用することにより、屈折率プロファイルが、所与の基準プロファイル、すなわち図１ａ〜図１ｂの例でのステッププロファイルを維持することが保証される。
【００２８】
少なくとも１つのコアドーパント濃度の変化によって、ファイバ区間に密度と弾性の変化が導入され、それがブリュアンスペクトルを広げ、したがってブリュアン閾値が高められる。ＳＢＳを低減するためには、十分な密度と弾性の変化が導入されるように、コアドーパント濃度の変化は、十分大きくなければならない。本出願人により、少なくとも１つのコアドーパントは、別のコアドーパントによる補償がなかった場合に、コアドーパント濃度変化によって付与される屈折率変化である１×１０−３以上の屈折率変化に対応するような、コア領域全体にわたる濃度変化を有するべきであることが確立された。
【００２９】
本出願人は、誘導ブリュアンに対する閾値を高くするために、広い自然ブリュアンスペクトルを望む。ゲルマニウム含有量を変化させると、ブリュアン波長のシフトを生じるので、本出願人は、（ａ）ゲルマニウム濃度の広がり全体が大きいこと、および（ｂ）所与のゲルマニウムの広がりに対して、異なるゲルマニウム濃度全体にわたってモードパワーの分布をできるだけ均一にすることを望む。
【００３０】
（ｂ）に関して最適解は、パワーの一部が、径方向のゲルマニウム濃度の一次導関数に比例しなければならないという条件によって数学的に与えられる。
Ｄ（Ｇｅ（ｒ））／Ｄｒ＝定数×Ｐ（ｒ）
【００３１】
パワーの一部Ｐ（ｒ）は、ファイバ中のパワーの径方向分布に関する。Ｐ（ｒ）は、ｒからｒ＋ｄｒまでのリング中のモード部分パワーである。Ｇｅ（ｒ）は、径位置ｒでのゲルマニウム濃度である。
【００３２】
図１ｂに戻ると、ゲルマニウム濃度は、５．８重量％（重量あたりの百分率）から１２重量％まで連続的に変化し、フッ素濃度は、０．１重量％から１．７重量％まで連続的に変化する。
【００３３】
滑らかで規則的なドーパント濃度の変化は、異なるドーパント濃度に対する均一なモードパワー配分を確実にし、ファイバ損失を制限する。図１ａ〜図１ｂに例示されたファイバに対するシミュレーションによると、信号波長１５５０ｎｍにおいて、１００ＭＨｚより広い自然ブリュアンスペクトル幅、標準のシングルモードファイバに比べて少なくとも２倍に高められたＳＢＳ閾値パワー、および約０．０１３ｄＢ／ｋｍのレイリー損失の限定的な増加が得られた。
【００３４】
図２ａおよび図２ｂは、本発明による光ファイバの第２の例を示す。図２ａは、任意の単位での屈折率プロファイルを示し、図２ｂは、重量％でのドーパント濃度を示す。
【００３５】
図２ａ〜図２ｂのファイバは、二重ステッププロファイルを有し、コアは、所与の一定な屈折率値を有する中心部と、より小さい一定の屈折率値を有するリングとを有し、クラッドは、中心部の屈折率値より小さくかつリング部の屈折率値より大きい一定の屈折率値を有する。このようなファイバプロファイルは、信号伝送のために用いられる。図２ｂを参照すると、ファイバのコア領域およびクラッド領域は、２つのドーパントを含む。すなわちゲルマニウム（Ｇｅ）とフッ素（Ｆ）であり、これらの２つは、コア領域全体にわたって連続的に変化し、クラッド領域では一定のままである。
【００３６】
図２ｂにおいて、ゲルマニウム濃度は、コア領域全体にわたって９．６重量％から５．２重量％まで連続的に変化し、フッ素濃度は、中心コア領域では０．７重量％から０．０重量％まで、リングコア領域では１．８重量％から１．２重量％まで連続的に変化する。フッ素濃度のステップは、中心コア領域とリングコア領域との間の屈折率ステップに対応する。所与の光学用途に対して決定される基準屈折率プロファイルにより必要とされるこのステップを別として、フッ素濃度は、コア領域にわたって滑らかで一定な変化を有し、異なるドーパント濃度に対する均一なモードパワー配分を確実にし、ファイバ損失は限定的となる。図２ａおよび図２ｂに例示されたファイバに対するシミュレーションによると、１５５０ｎｍの信号波長において、１００ＭＨｚより広いＳＢＳスペクトル幅、Ｇｅが均一にドーピングされた標準のステップファイバに比べて２倍に高められたＳＢＳ閾値パワー、および１５５０ｎｍにおいて総損失が０．３ｄＢ／ｋｍ未満となる限定的なレイリー損失の増大が得られる。
【００３７】
図３ａおよび図３ｂは、本発明による光ファイバの第３の例を示す。図３ａは、任意の単位での屈折率プロファイルを示し、図３ｂは、重量％でのドーパント濃度を示す。
【００３８】
図３ａ〜図３ｂのファイバは、アルファステッププロファイルを有し、コアは、アルファ形状の中心部、所与の一定の屈折率値を有する第１のリング、および第２の埋め込み型リングを有し、クラッドは、第１のリング部の屈折率値より小さく、埋め込み型リング部の屈折率値より大きな一定の屈折率値を有する。このようなファイバプロファイルは、信号伝送に用いられる。
【００３９】
図３ｂを参照すると、ファイバのコア領域およびクラッド領域は、２つのドーパント、すなわちゲルマニウム（Ｇｅ）とフッ素（Ｆ）を含む。ゲルマニウム濃度は、中心コア領域および第１のリング領域全体にわたって連続的に変化し、埋め込み型リング領域ではほぼ零のままとなる。フッ素濃度は、中心コア領域および第１のリング領域全体にわたって連続的に変化し、埋め込み型リング領域全体にわたって一定のままとなる。
【００４０】
図３ｂにおいて、ゲルマニウム濃度は、中心コア領域および第１のリング領域全体にわたって９．２重量％から１．０重量％まで連続的に変化し、フッ素濃度は、前記領域にわたって０．７重量％から０重量％まで変化する。フッ素濃度におけるステップおよびゲルマニウム濃度におけるステップは、第１のリングコア領域とコア埋め込み型リング領域との間の屈折率ステップに対応する。
【００４１】
図３ａおよび図３ｂに例示されたファイバに対するシミュレーションによると、信号波長１５５０ｎｍにおいて、１００ＭＨｚより広いＳＢＳスペクトル幅、標準のＳＭＦファイバに比べて少なくとも２倍に高められたＳＢＳ閾値パワー、および１５５０ｎｍにおいて総損失が０．３ｄＢ／ｋｍ未満となる限定的なレイリー損失が得られる。各図は、本発明の例として示したものである。本発明によるＳＢＳが低減されたファイバを得るためには、ゲルマニウム（Ｇｅ）とフッ素（Ｆ）以外のドーパントを用いることができる。コア領域は、Ｇｅ、Ｆ、Ｐ、Ａｌ、Ｃｌ、Ｂ、Ｎ、およびアルカリ金属を含む群から選ぶことができる少なくとも２つのドーパントを含む。
【００４２】
前記コアドーパントの１つがゲルマニウム（Ｇｅ）である場合は常に、濃度を、１重量％から２０重量％までの範囲内で変化させることができる。前記コアドーパントの１つがフッ素（Ｆ）である場合は常に、濃度を、０．３重量％から８重量％までの範囲内で変化させることができる。前記コアドーパントの１つがリン（Ｐ）である場合は常に、濃度を、１重量％から１０重量％までの範囲内で変化させることができる。
【００４３】
本発明の光ファイバにより、標準の伝送ファイバに比べてずっと高いブリュアン閾値が、限定的なファイバ損失で、基準屈折率プロファイルによって決定されるファイバの光学パラメータを変化させずに達成される。本発明のファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて５０μｍ２以上の実効断面積、および１５５０ｎｍにおいて０．３ｄＢ／ｋｍ以下の減衰を有する。このようなファイバは、通信システムにおけるデータ伝送での使用に適している。このような光伝送システムは、所定範囲の波長の光信号を放出する光送信器と、本発明のファイバである伝送光ファイバと、低減されたＳＢＳによって改善された信号対雑音比（ＳＮＲ）と限定的なファイバ損失の増大で光信号を受け取る光受信器とを含むことができる。伝送ファイバのブリュアン閾値パワーは、ＳＭＦに比べて少なくとも２倍に高められ、光送信器は、従来技術のシステムに比べてファイバにより大きなパワーで光信号を入力することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１ａ】本発明の第１の実施形態による、光ファイバの基準屈折率プロファイルのグラフ図である。
【図１ｂ】図１ａの光ファイバ中のドーパント濃度のグラフ図である。
【図２ａ】本発明の第２の実施形態による、光ファイバの基準屈折率プロファイルのグラフ図である。
【図２ｂ】図２ａの光ファイバ中のドーパント濃度のグラフ図である。
【図３ａ】本発明の第３の実施形態による、光ファイバの基準屈折率プロファイルのグラフ図である。
【図３ｂ】図３ａの光ファイバ中のドーパント濃度のグラフ図である。
【符号の説明】
【００４５】
Ｇｅ  ゲルマニウム
Ｆ  フッ素
【図１ａ】
0005466805.tif 000003
【図１ｂ】
0005466805.tif 000004
【図２ａ】
0005466805.tif 000005
【図２ｂ】
0005466805.tif 000006
【図３ａ】
0005466805.tif 000007
【図３ｂ】
0005466805.tif 000008