(57)【要約】  この光ファイバは、コアと、上記コアを取り囲むディプレスド層と、上記ディプレスド層を取り囲むクラッドとを備え、上記コアの屈折率分布は、指数αが３．５以上６以下のα乗分布を有し、上記クラッドに対する上記ディプレスド層の比屈折率差Δ−は、その絶対値｜Δ−｜が０．０１％以上０．０４５％以下になるように設定されており、上記コアの半径ｒ１及び上記ディプレスド層の外周半径ｒ２は、その比ｒ１／ｒ２が０．２以上０．６以下となるように設定されており、２２ｍのケーブルカットオフ波長λｃｃは、１２６０ｎｍ以下であり、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径ＭＦＤは、８．６μｍ以上９．５μｍ以下である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアと、上記コアを取り囲むディプレスド層と、上記ディプレスド層を取り囲むクラッドとを備え、
上記コアの屈折率分布は、指数αが３．５以上６以下のα乗分布を有し、
上記クラッドに対する上記ディプレスド層の比屈折率差Δ−は、その絶対値｜Δ−｜が０．０１％以上０．０４５％以下になるように設定されており、
上記コアの半径ｒ１及び上記ディプレスド層の外周半径ｒ２は、その比ｒ１／ｒ２が０．２以上０．６以下となるように設定されており、
２２ｍのケーブルカットオフ波長λｃｃは、１２６０ｎｍ以下であり、
波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径ＭＦＤは、８．６μｍ以上９．５μｍ以下である、
ことを特徴とする光ファイバ。
【請求項２】
上記コアの屈折率分布は、指数αが５以上６以下のα乗分布を有する、請求項１に記載の光ファイバ。
【請求項３】
上記比屈折率差Δ−は、その絶対値｜Δ−｜が０．０１％以上０．０３％以下となるように設定されている、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバ。
【請求項４】
上記半径ｒ１及び上記外周半径ｒ２は、その比ｒ１／ｒ２が０．２５以上０．５５以下となるように設定されている、
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の光ファイバ。
【請求項５】
上記クラッドに対する上記コアの比屈折率差Δ＋は、０．３０％以上０．４５％以下に設定されている、
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の光ファイバ。
【請求項６】
ゼロ分散波長ＺＤＷは、１３０５ｎｍ以上である、
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の光ファイバ。
【請求項７】
上記ゼロ分散波長ＺＤＷは、１３０７ｎｍ以上である、
ことを特徴とする請求項６に記載の光ファイバ。
【請求項８】
上記モードフィールド径ＭＦＤは、８．８μｍ以上９．４μｍ以下である、ことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の光ファイバ。
【請求項９】
（１）半径１０ｍｍの円筒形のマンドレルに巻回したときの波長１５５０ｎｍにおける損失増加は、０．７５ｄＢ／ｔｕｒｎよりも小さく、（２）半径１０ｍｍの円筒形のマンドレルに巻回したときの波長１６２５ｎｍにおける損失増加は、１．５ｄＢ／ｔｕｒｎよりも小さく、（３）半径１５ｍｍの円筒形のマンドレルに巻回したときの波長１５５０ｎｍにおける損失増加は、０．２５ｄＢ／１０ｔｕｒｎよりも小さく、（４）半径１５ｍｍの円筒形のマンドレルに巻回したときの波長１６２５ｎｍにおける損失増加は、１．０ｄＢ／１０ｔｕｒｎよりも小さい、
ことを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の光ファイバ。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか１項に記載の光ファイバを製造する製造方法であって、上記光ファイバの母材をＶＡＤ（Vapor-phase Axial Deposition）法により製造する工程を含んでいる、
ことを特徴とする製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コアとクラッドとの間にディプレスド層を有する光ファイバに関する。また、そのような光ファイバを製造する製造方法に関する。
本願は、２０１７年７月１８日に日本に出願された特願２０１７−１３９３４９号、及び２０１８年３月９日に日本に出願された特願２０１８−０４３６３６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】
特許文献１には、コアとクラッドとの間にディプレスド層を有する光ファイバが開示されている。特許文献１には、クラッドに対するディプレスド層の比屈折率差Δ−、及び、ディプレスド層の外周半径ｒ２に対するコアの半径ｒ１の比ｒ１／ｒ２を最適化することで、モードフィールド径を維持して汎用光ファイバとの接続損失を小さく抑えながら、曲げ損失が、光ファイバに関する国際規格であるＩＴＵ−Ｔ（International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector）勧告Ｇ．６５７．Ａ１を満たす光ファイバを実現し得ることが記載されている。【０００３】
なお、モードフィールド径（ＭＦＤ：Mode Field Diameter）は、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．６５０．１において、Petermann IIの定義式（次式（１））で表される。ここで、Ｅ（ｒ）は、光ファイバの中心軸からの距離がｒとなる点における電界強度を表す。
【数１】
2019017324.tif 000003
【０００４】
また、曲げ損失とは、所定の半径を有するマンドレルなどに巻きつけたときの損失の増加分を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１６／０４７７４９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、光ファイバにおいては、接続損失及び曲げ損失に加えて、分散特性を考慮する必要がある。例えば、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．６５２では、ゼロ分散波長ＺＤＷを１３００ｎｍ以上１３２４ｎｍ以下とし、ゼロ分散スロープを０．０７３ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ２以上０．０９２ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ２以下とすることが推奨されている。製造ばらつきを考慮すると、ゼロ分散波長が１３０５ｎｍ以上１３１９ｎｍ以下となる光ファイバを設計することが望ましい。【０００７】
しかしながら、ディプレスド層を有する光ファイバは、ディプレスド層を有さない光ファイバと比べてゼロ分散波長が短くなる傾向がある。特許文献１に記載の光ファイバにおいても、ゼロ分散波長が１３０５ｎｍを下回る場合がある。したがって、特許文献１に記載の光ファイバには、分散特性を改善する余地が残されている。【０００８】
なお、ゼロ分散波長とは、波長分散の値がゼロになる波長のことを指す。ここで、波長分散は、材料分散と導波路分散の合計である。また、ゼロ分散スロープとは、ゼロ分散波長における波長に対する波長分散の変化率のことを指す。【０００９】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ディプレスド層を有する光ファイバにおいて、低接続損失性と低曲損失性とを両立しながら、分散特性の改善を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る光ファイバは、コアと、上記コアを取り囲むディプレスド層と、上記ディプレスド層を取り囲むクラッドとを備え、上記コアの屈折率分布は、指数αが３．５以上６以下のα乗分布を有し、上記クラッドに対する上記ディプレスド層の比屈折率差Δ−は、その絶対値｜Δ−｜が０．０１％以上０．０４５％以下になるように設定されており、上記コアの半径ｒ１及び上記ディプレスド層の外周半径ｒ２は、その比ｒ１／ｒ２が０．２以上０．６以下となるように設定されており、２２ｍのケーブルカットオフ波長λｃｃは、１２６０ｎｍ以下であり、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径ＭＦＤは、８．６μｍ以上９．５μｍ以下である。【００１１】
本発明の上記第１の態様に係る光ファイバにおいて、上記コアの屈折率分布は、指数αが５以上６以下のα乗分布を有してもよい。【００１２】
本発明の上記第１の態様に係る光ファイバにおいて、上記比屈折率差Δ−は、その絶対値｜Δ−｜が０．０１％以上０．０３％以下となるように設定されてもよい。【００１３】
本発明の上記第１の態様に係る光ファイバにおいて、上記半径ｒ１及び上記外周半径ｒ２は、その比ｒ１／ｒ２が０．２５以上０．５５以下となるように設定されてもよい。【００１４】
本発明の上記第１の態様に係る光ファイバにおいて、上記クラッドに対する上記コアの比屈折率差Δ＋は、０．３０％以上０．４５％以下に設定されてもよい。【００１５】
本発明の上記第１の態様に係る光ファイバにおいて、ゼロ分散波長ＺＤＷは、１３０５ｎｍ以上であってもよい。【００１６】
本発明の上記第１の態様に係る光ファイバにおいて、上記ゼロ分散波長ＺＤＷは、１３０７ｎｍ以上であってもよい。【００１７】
本発明の上記第１の態様に係る光ファイバにおいて、上記モードフィールド径ＭＦＤは、８．８μｍ以上９．４μｍ以下であってもよい。【００１８】
本発明の上記第１の態様に係る光ファイバにおいて、（１）半径１０ｍｍの円筒形のマンドレルに巻回したときの波長１５５０ｎｍにおける損失増加は、０．７５ｄＢ／ｔｕｒｎよりも小さく、（２）半径１０ｍｍの円筒形のマンドレルに巻回したときの波長１６２５ｎｍにおける損失増加は、１．５ｄＢ／ｔｕｒｎよりも小さく、（３）半径１５ｍｍの円筒形のマンドレルに巻回したときの波長１５５０ｎｍにおける損失増加は、０．２５ｄＢ／１０ｔｕｒｎよりも小さく、（４）半径１５ｍｍの円筒形のマンドレルに巻回したときの波長１６２５ｎｍにおける損失増加は、１．０ｄＢ／１０ｔｕｒｎよりも小さくてもよい。【００１９】
本発明の第２の態様に係る製造方法は、上記第１の態様に係る光ファイバを製造する製造方法であって、上記光ファイバの母材をＶＡＤ（Vapor-phase Axial Deposition）法により製造する工程を含んでいる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、低接続損失性と低曲損失性とを両立しながら、分散特性の改善を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る光ファイバの構造を示す図である。（ａ）は、その光ファイバの構造を示す断面図（左）及び側面図（右）であり、（ｂ）は、その光ファイバの屈折率分布を示すグラフである。
【図２】実際の屈折率分布を模したグラフ、及び、本発明の実施形態に係る定義に従って決定された理想的な屈折率分布を示すグラフである。
【図３】コアの屈折率分布をα乗分布とし、クラッドの屈折率分布を一様分布とすることを設計目標としてＶＡＤ法により製造した光ファイバ（ディプレスド層なし）の屈折率分布を、設計目標とした屈折率分布と共に表したグラフである。
【図４】コアの屈折率分布がα乗分布を有し、クラッドの屈折率分布が一様分布を有し、ディプレスド層を備えない光ファイバにおけるゼロ分散波長ＺＤＷ及びゼロ分散スロープのα依存性を表すグラフである。
【図５】ゼロ分散スロープのαに対する変化率の絶対値｜ｄＳ／ｄα｜とαとの関係を表すグラフである。
【図６】ゼロ分散波長のαに対する変化率の絶対値｜ｄ（ＺＤＷ）／ｄα｜とαとの関係を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
〔光ファイバの構造〕
本発明の実施形態に係る光ファイバ１の構造について、図１を参照して説明する。図１において、（ａ）は、光ファイバ１の断面図（左）及び側面図（右）であり、（ｂ）は、光ファイバ１の屈折率分布を示すグラフである。図１の（ａ）に示す断面構造は、光ファイバ１の中心軸Ｌに直交する光ファイバ１の各断面において共通である。
【００２３】
光ファイバ１は、シリカガラスを主成分とする円柱状の構造体であり、図１の（ａ）に示すように、円形（半径ｒ１）状の断面を有するコア１１と、コア１１を取り囲む円環（内周半径ｒ１，外周半径ｒ２）状の断面を有するディプレスド層１２と、ディプレスド層１２を取り囲む円環（内周半径ｒ２，外周半径ｒ３）状の断面を有するクラッド１３とにより構成される。コア１１は、ゲルマニウムなどのアップドーパントが添加された、クラッド１３よりも屈折率の高い領域であり、ディプレスド層１２は、フッ素などのダウンドーパントが添加された、クラッド１３よりも屈折率の低い領域である。
【００２４】
コア１１の屈折率は、図１の（ｂ）に示すように、α乗分布により近似される。換言すれば、コア１１において、中心軸Ｌからの距離がｒである点の屈折率ｎ（ｒ）は、ｎ（ｒ）＝ｎ１［１−２Δ＋（ｒ／ｒ１）α］１／２により近似される。ここで、ｎ１は、中心軸Ｌ上の屈折率であり、Δ＋は、クラッド１３に対するコア１１の比屈折率差である。なお、αを大きくしていくと、α乗分布は、屈折率が一定となるステップ型の屈折率分布に漸近する。
【００２５】
ディプレスド層１２の屈折率は、図１の（ｂ）に示すように、一様分布により近似される。換言すれば、ディプレスド層１２において、中心軸Ｌからの距離がｒである点の屈折率ｎ（ｒ）は、ｎ（ｒ）＝ｎｄ（定数）により近似される。また、クラッド１３の屈折率は、図１の（ｂ）に示すように、一様分布により近似される。換言すれば、クラッド１３において、中心軸Ｌからの距離がｒである点の屈折率ｎ（ｒ）は、ｎ（ｒ）＝ｎ２（定数）により近似される。コア１１の最大屈折率ｎ１、ディプレスド層１２の屈折率ｎｄ、及び、クラッド１３の屈折率ｎ２との間には、ｎｄ＜ｎ２＜ｎ１という関係が成り立つ。
【００２６】
以下の説明においては、コア１１の最大屈折率ｎ１の代わりに、クラッド１３に対するコア１１の比屈折率差Δ＋を用いる。ここで、比屈折率差Δ＋は、Δ＋＝（ｎ１２−ｎ２２）／（２ｎ１２）×１００［％］により定義される量である。また、以下の説明においては、ディプレスド層１２の屈折率ｎｄの代わりに、クラッド１３に対するディプレスド層１２の比屈折率差Δ−を用いる。ここで、比屈折率差Δ−は、Δ−＝（ｎｄ２−ｎ２２）／（２ｎｄ２）×１００［％］により定義される量である。
【００２７】
光ファイバ１の屈折率分布は、上述した定数α，Δ＋，Δ−，ｒ１，ｒ２から一義的に定まる。以下、これらの５つの定数を、光ファイバ１の「構造パラメータ」と記載する。
【００２８】
なお、現実の光ファイバ１の屈折率分布ｎ’（ｒ）は、図１の（ｂ）に示す理想的な屈折率分布ｎ（ｒ）に一致しないことがある。しかしながら、現実の光ファイバ１の屈折率分布ｎ’（ｒ）に対しても、下記の手順に従って構造パラメータα，Δ＋，Δ−，ｒ１，ｒ２を定義することができる。そして、現実の光ファイバ１の屈折率分布ｎ’（ｒ）は、下記の手順に従って定義された構造パラメータα，Δ＋，Δ−，ｒ１，ｒ２から定まる理想的な屈折率分布ｎ（ｒ）によって、精度良く近似される。
【００２９】
ステップ１：現実の光ファイバ１の屈折率分布ｎ’（ｒ）において、クラッド１３の屈折率が略一定である範囲の平均値を求め、その平均値をクラッド１３の屈折率ｎ２とする。ｎ２の略一定の範囲の算出方法については、例えば、後述するｒ０の値の５．５倍〜６．５倍の範囲のｒにおけるｎ（ｒ）の平均値を用いる。
【００３０】
ステップ２：α乗分布で近似するコアの領域を決定する。現実の屈折率分布ｎ’（ｒ）においては、コアとディプレスド層の境界ではｎ（ｒ）がｒに対して緩やかに変化することがしばしば生じる。例えばこの境界において、ｒが増加するに従い、ｎ（ｒ）が次第に減少する場合がある。これは、例えばＶＡＤ法を用いたプリフォーム（母材）の製造過程において、シリカガラスにドープされたＧｅやＦなどの元素が熱拡散するためだと考えられる。このような屈折率分布において、コア／ディプレスド層の境界を含めてフィッティングした場合、精度よく近似されない可能性がある。一方、コア／ディプレスド層の境界を除いたコア領域についてフィッティングした場合、精度良く近似できる。具体的には、ｎ’（ｒ）のｒの一階微分ｄｎ’（ｒ）／ｄｒの最小値を得るｒを求め、これをｒ０とする。次に、０≦ｒ≦ｒ０の範囲で、ｎ’（ｒ）を最も良く近似する（二乗誤差を最小にする）α乗分布を求め、ｎ１およびαの値を定める。
【００３１】
なお、ＣＶＤ法（Chemical Vapor Deposition method）を用いて母材を作製することにより、コアとディプレスド層との境界においてｎ（ｒ）がｒに対して緩やかに変化するように意図的に設定した場合であっても、上記フィッティング方法を含む本願の構成を適用することができる。
【００３２】
ｒ１については、ｎ２（すなわち、ｎ（ｒ０×５．５）〜ｎ（ｒ０×６．５）の平均値）を得る最小のｒを求め、そのｒをｒ１とする。ｒ０＜ｒ＜ｒ１においては、例えば、実際の屈折率分布を適用してもよいし、その領域についてｎ（ｒ）＝ｎ２と定義してもよい。なお、ｎ２を求める方法としては、例えば、ｒ０×５．５≦ｒ≦ｒ０×６．５の所定間隔毎にサンプリングポイントを取り、各サンプリングポイントにおけるｎ’（ｒ）の平均値を算出する方法などが挙げられる。この場合、所定間隔は特に限定されないが、例えば、０．５μｍ、又は、０．５μｍより小さい値である。
【００３３】
ステップ３：現実の光ファイバ１の屈折率分布ｎ’（ｒ）において、ｎ’（ｒ）の最小値ｎｍｉｎを求め、この最小値ｎｍｉｎと屈折率ｎ２との平均値ｎａｖｅ＝（ｎｍｉｎ＋ｎ２）／２を求める。そして、現実の光ファイバ１の屈折率分布ｎ’（ｒ）において、ｎ’（ｒ）＝ｎａｖｅとなる最大のｒを求め、このｒをディプレスド層１２の外周半径ｒ２とする。
【００３４】
ステップ４：ｎ’（ｒ）＝ｎａｖｅとなる最小のｒを求め、このｒをｒ４とする。領域ｒ４＜ｒ＜ｒ２において、現実の光ファイバ１の屈折率分布ｎ’（ｒ）の平均値を求め、この平均値をディプレスド層１２の屈折率ｎｄとする。なお、平均値を求める方法としては、例えば、ｒ４＜ｒ＜ｒ２に所定間隔毎にサンプリングポイントを取り、各サンプリングポイントにおけるｎ’（ｒ）の平均値を算出する方法などが挙げられる。この場合、所定間隔は、特に限定されないが、例えば、０．５μｍ、又は、０．５μｍより小さい値である。
【００３５】
ステップ５：ステップ１にて特定されたクラッド１３の屈折率ｎ２と、ステップ２にて特定されたコア１１の最大屈折率ｎ１とから、クラッド１３に対するコア１１の比屈折率差Δ＋を、Δ＋＝（ｎ１２−ｎ２２）／（２ｎ１２）×１００［％］に従って定める。また、ステップ１にて特定されたクラッド１３の屈折率ｎ２と、ステップ４にて特定されたディプレスド層１２の屈折率ｎｄとから、クラッド１３に対するディプレスド層１２の比屈折率差Δ−を、Δ−＝（ｎｄ２−ｎ２２）／（２ｎｄ２）×１００［％］に従って定める。
【００３６】
図２に実線で示すグラフは、実際の屈折率分布ｎ’（ｒ）を模したものである。図２（ａ）はｒ０＝ｒ１の場合の屈折率分布を、図２（ｂ）はｒ０＜ｒ１の場合の屈折率分布を表している。どちらの屈折率分布においても、この屈折率分布ｎ’（ｒ）に対して上記の手順を適用すると、ある構造パラメータα，Δ＋，Δ−，ｒ１，ｒ２が定まる。そして、その構造パラメータα，Δ＋，Δ−，ｒ１，ｒ２を有する理想的な屈折率分布ｎ（ｒ）をプロットすると、図２に点線で示すグラフが得られる。図２によれば、実際の屈折率分布ｎ’（ｒ）は、上記の手順に従って定められた構造パラメータα，Δ＋，Δ−，ｒ１，ｒ２を有する理想的な屈折率分布ｎ（ｒ）によって、精度良く近似されることが確かめられる。
【００３７】
〔光ファイバの構造パラメータ〕
本実施形態に係る光ファイバ１において、コア１１の屈折率分布の指数αは、下記の条件（１）を満たすことが好ましい。
【００３８】
３≦α≦６      ・・・（１）
【００３９】
指数αを大きく設定し過ぎると、ゼロ分散波長ＺＤＷが許容可能範囲の下限値（例えば、１３０５ｎｍ）を下回るという問題を生じ得る。指数αを６以下に設定すれば、このような問題が生じ難くなる。一方、指数αを小さく設定し過ぎると、設計目標に近い屈折率分布を有する光ファイバ１をＶＡＤ法（Vapor-phase Axial Deposition method ; 気相軸付法）により製造することが不可能又は困難になるという問題、及び、ゼロ分散波長ＺＤＷが許容可能範囲の上限値（例えば、１３１９ｎｍ）を上回るという問題が生じ得る。指数αを３以上に設定すれば、このような問題が生じ難くなる。
【００４０】
なお、ＶＡＤ法は、量産性と経済性に優れた母材の作製方法である。また、ＶＡＤ法は、（１）工程が単純である、（２）母材の連続製造が可能である、（３）大型母材の製造が容易である、など優れた特徴を持っていることが知られている（参考文献１：井澤達夫他、「気相軸付法（ＶＡＤ法）の研究開発」、[online]、日本学術振興会、国立情報研究所、[2017年6月26日検索]、インターネット<URL:http://dbnst.nii.ac.jp/pro/detail/511]>）。このため、世界で生産されている通信用光ファイバの約６０％は、ＶＡＤ法を用いて製造されている（参考文献２：2,3 NTT技術ジャーナル, 2015.9, Fujikura News, No.408, 2015.7）。なお、大型母材の製造が容易である理由は、ＶＡＤ法が母材の軸方向にスートを堆積させる製造方法であるからである。これに対して、中空の天然石英管の内部にスートを径方向に堆積させるＣＶＤ法（Chemical Vapor Deposition method）では、大型母材の作成が困難である。
【００４１】
ただし、ＶＡＤ法では、屈折率分布の制御がＣＶＤ法と比較して難しい。これは、ＣＶＤ法ではスートを径方向に堆積、成長させるのに対して、ＶＡＤ法では、１本又は２本のバーナを用いて、スートを軸方向に堆積、成長させる方式であることが要因の一つである。しかしながら、バーナの形状及び位置、並びに、原料及び燃料の流し方を最適化することによって、特定の屈折率分布については、その屈折率分布を良く再現する母材の製造が可能になる（参考文献３：大久保勝彦著、「ＩＳＤＮ時代の光ファイバ技術」、pp. 2-10〜2-20、理工学社）。例えば、屈折率分布がα乗分布である場合、指数αが３以上であれば、その屈折率分布を良く再現する母材の製造が可能になる。
もっとも、本願の製造方法はＶＡＤ法に限定されず、本願の光ファイバを他の製造方法、例えばＣＶＤ法を用いて作製してもよい。
【００４２】
また、本実施形態に係る光ファイバ１において、クラッド１３に対するディプレスド層１２の比屈折率差Δ−は、その絶対値｜Δ−｜が下記の条件（２）を満たすことが好ましく、その絶対値｜Δ−｜が下記の条件（２’）を満たすことが更に好ましい。
【００４３】
０．０１％≦｜Δ−｜≦０．０４５％      ・・・（２）
【００４４】
０．０１％≦｜Δ−｜≦０．０３％      ・・・（２’）
【００４５】
比屈折率差Δ−の絶対値が小さくなり過ぎると、曲げ損失が許容可能範囲の上限値を上回るという問題を生じ得る。比屈折率差Δ−の絶対値を０．０１％以上にすれば、このような問題が生じ難くなる。一方、比屈折率差Δ−の絶対値を大きくなり過ぎると、モードフィールド径が小さくなり、その結果、他の光ファイバと接続した際の接続損失が許容可能範囲の上限値を上回るという問題を生じ得る。比屈折率差Δ−の絶対値を０．０４５％以下にすれば、このような問題が生じ難くなり、比屈折率差Δ−の絶対値を０．０３％以下にすれば、このような問題が更に生じ難くなる。
【００４６】
また、本実施形態に係る光ファイバ１において、コア１１の半径ｒ１及びディプレスド層１２の外周半径ｒ２は、その比ｒ１／ｒ２が下記の条件（３）を満たすように設定されていることが好ましく、その比ｒ１／ｒ２が下記の条件（３’）を満たすように設定されていることが更に好ましい。
【００４７】
０．２≦ｒ１／ｒ２≦０．６      ・・・（３）
【００４８】
０．２５≦ｒ１／ｒ２≦０．５５    ・・・（３’）
比ｒ１／ｒ２が小さくなりすぎると、モードフィールド径が小さくなり、その結果、他の光ファイバと接続した際の接続損失が許容可能範囲の上限値を上回るという問題を生じ得る。比ｒ１／ｒ２を０．２以上にすれば、このような問題が生じ難くなり、比ｒ１／ｒ２を０．２５以上にすれば、このような問題が更に生じ難くなる。一方、ｒ１／ｒ２が大きくなり過ぎると、曲げ損失が許容可能範囲の上限値を上回るという問題を生じ得る。比ｒ１／ｒ２を０．６以下にすれば、このような問題が生じ難くなり、比ｒ１／ｒ２を０．５５以下にすれば、このような問題が更に生じ難くなる。
【００４９】
構造パラメータα，Δ＋，Δ−，ｒ１，ｒ２は、上記の条件（１）、条件（２）、及び条件（３）により規定される範囲内で、２２ｍのケーブルカットオフ波長λｃｃ及び波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径ＭＦＤが、それぞれ、下記の条件（４）及び条件（５）を満たすように決めることが好ましい。これにより、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．６５２に規定の要件を充足する光ファイバ１を実現することができる。
【００５０】
λｃｃ≦１２６０ｎｍ      ・・・（４）
【００５１】
８．６μｍ≦ＭＦＤ≦９．５μｍ      ・・・（５）
【００５２】
なお、カットオフ波長とは、高次モード（本明細書においてはＬＰ１１モードを示す）が十分に減衰する最小の波長を示す。具体的には、高次モードの損失が１９．３ｄＢになる最小波長である。カットオフ波長には、ファイバカットオフ波長とケーブルカットオフ波長とがあり、例えばＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．６５０に記載の測定法により、測定することができる。
【００５３】
以上のように、本実施形態に係る光ファイバ１においては、クラッド１３に対するディプレスド層１２の比屈折率差Δ−を、その絶対値｜Δ−｜が上記の条件（２）を満たすように設定すると共に、コア１１の半径ｒ１及びディプレスド層１２の外周半径ｒ２を、その比ｒ１／ｒ２が上記の条件（３）を満たすように設定することによって、低接続損失性と低曲げ損失性との両立を図っている。また、本実施形態に係る光ファイバ１においては、コアの屈折率分布を指数αが６以下のα乗分布とすることによって、分散特性の改善を図っている。さらに、本実施形態に係る光ファイバ１においては、コアの屈折率分布を指数αが３以上のα乗分布とすることによって、ＶＡＤ法による母材の製造を可能ならしめている。
【００５４】
参考として、コアの屈折率分布をα乗分布とし、クラッドの屈折率分布を一様分布とすることを設計目標としてＶＡＤ法により製造した光ファイバの屈折率分布を、設計目標とした屈折率分布と共に表したグラフを図３に示す。図３において、（ａ）は、指数αが約３の場合の屈折率分布であり、（ｂ）は、指数αが約４の場合の屈折率分布であり、（ｃ）は、指数αが約５の場合の屈折率分布である。図３によれば、指数αが３以上の場合、設計目標に近い屈折率分布を有する光ファイバをＶＡＤ法により製造し得ることが確かめられる。
【００５５】
また、参考として、コアの屈折率分布がα乗分布であり、クラッドの屈折率分布が一様分布である光ファイバ（ディプレスド層なし）における、波長１．３１μｍのＭＦＤが９．１μｍ、且つ、理論カットオフ波長λｃｔが１．３１μｍのときの、ゼロ分散波長ＺＤＷ及びゼロ分散スロープのα依存性を表すグラフを図４に示す。図４において、点線で示すグラフがゼロ分散波長ＺＤＷのα依存性を表し、実線で示すグラフがゼロ分散スロープのα依存性を表す。ここで、理論カットオフ波長λｃｔとは、対象とするモードで伝搬できなくなる理論的な最小波長である。理論カットオフ波長λｃｔの数学的な定義については、参考文献４（Single Mode Fiber Optics, Jeunhomme，pp.39-44, Marcel Dekker, New York, 1990）に記載されている。ゼロ分散波長ＺＤＷは、指数αが小さくなるほど大きくなることが、図４から確かめられる。さらに、αが小さくなると、ゼロ分散スロープも指数関数的に大きくなる傾向にあることがわかる。αの中心値が小さすぎた場合、製造バラつきによってゼロ分散スロープが急峻に大きくなり、規格を満たさなくなる可能性がある。図５にゼロ分散スロープＳのαに対する変化率の絶対値｜ｄＳ／ｄα｜とαとの関係を示す。図５より、α＝２付近の領域ではαが小さいほど｜ｄＳ／ｄα｜は大きくなることがわかる。一方、αが比較的大きい領域では、｜ｄＳ／ｄα｜は小さい。また、αが３．５以上のとき、｜ｄＳ／ｄα｜は収束する。したがって、ゼロ分散スロープの制御性の観点から、αは３．５以上であることが望ましい。同様の考えより、ゼロ分散波長においてもより好ましいαの領域が存在する。図６にゼロ分散波長ＺＤＷのαに対する変化率の絶対値｜ｄ（ＺＤＷ）／ｄα｜とαとの関係を示す。図６より、｜ｄ（ＺＤＷ）／ｄα｜はαが大きくなるほど小さくなり、αが５以上のとき、収束する。したがって、ゼロ分散波長の制御性の観点から、αは５以上であることが望ましい。
【００５６】
〔実施例〕
本実施形態に係る光ファイバ１の実施例について、表１及び表２を参照して説明する。表１において、Ｎｏ１は、α＝６且つｒ１／ｒ２＞０．６とした比較例であり、Ｎｏ２は、α＝４．８且つｒ１／ｒ２＜０．２とした比較例であり、Ｎｏ３は、α＝４．８且つ｜Δ−｜＜０．０１％とした比較例であり、Ｎｏ４は、α＝４．８且つ｜Δ−｜＞０．０４５％とした比較例であり、Ｎｏ５は、α＝６且つ｜Δ−｜＞０．０４５％とした比較例であり、Ｎｏ６〜Ｎｏ１２は、α＜３とした比較例であり、Ｎｏ１３〜Ｎｏ３２は、３≦α≦６とした実施例である。表２において、Ｎｏ３３〜Ｎｏ５８は、３≦α≦６とした実施例であり、Ｎｏ５９〜６７は、α＞６とした比較例である。実施例及び比較例の双方について、比屈折率差Δ＋は０．３０％≦Δ＋≦０．４５％を満たすように定めている。
【００５７】
なお、表１及び表２に示したＭＡＣ値とは、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径ＭＦＤをケーブルカットオフ波長λｃｃで除算して得られた値である。
【００５８】
【表１】
2019017324.tif 000004
【００５９】
【表２】
2019017324.tif 000005
【００６０】
表１及び表２に、上述した手順に従って定義された構造パラメータα，Δ＋，Δ−，ｒ１，ｒ２と、各特性値とを示す。
【００６１】
表１及び表２によれば、全ての実施例において、下記の特徴（ａ）〜（ｄ）を有することが分かる。一方、表１によれば、比較例Ｎｏ１及びＮｏ３は、半径１０ｍｍの円筒形のマンドレルに巻回したときの波長１５５０ｎｍにおける損失増加が０．７５ｄＢ／ｔｕｒｎより大きく、且つ、半径１０ｍｍの円筒形のマンドレルに巻回したときの波長１６２５ｎｍにおける損失増加が１．５ｄＢ／ｔｕｒｎより大きいため、要求特性を満たさない。比較例Ｎｏ２及びＮｏ５は、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径ＭＦＤが８．６μｍ未満であるため、要求特性を満たさない。比較例Ｎｏ４は、ゼロ分散波長ＺＤＷが１３０５ｎｍ未満であるため、要求特性を満たさない。比較例Ｎｏ６〜Ｎｏ１２は、α＝２．５であるため、ＶＡＤ法により製造することが不可能又は困難である。また、表２によれば、比較例Ｎｏ５９、Ｎｏ６０、Ｎｏ６１、Ｎｏ６４、Ｎｏ６７は、ゼロ分散波長ＺＤＷが１３０５ｎｍ未満であるため、要求特性を満たさない。
【００６２】
（ａ）ゼロ分散波長ＺＤＷは、１３０５ｎｍ以上１３１３ｎｍ以下となり、下限値に対して５ｎｍ、上限値に対して１１ｎｍの余裕をもってＩＴＵ−ＴＧ．６５２に規定の要件（１３００ｎｍ以上１３２４ｎｍ以下）の要件を充足する。
【００６３】
（ｂ）ケーブルカットオフ波長λｃｃは、１２５４ｎｍ以下となり、６ｎｍの余裕をもってＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．６５２に規定の要件（１２６０ｎｍ以下）を充足する。
【００６４】
（ｃ）波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径ＭＦＤは、８．８μ以上９．４μｍ以下になり、下限値に対して２μｍ、上限値に対して１μｍの余裕をもってＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．６５２に規定の要件（８．６μ以上９．５μｍ以下）を充足する。
【００６５】
（ｄ）曲げ損失は、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．６５７．Ａ１に規定の下記要件を充足する。
【００６６】
・半径１０ｍｍの円筒形のマンドレルに巻回したときの波長１５５０ｎｍにおける損失増加は、０．７５ｄＢ／ｔｕｒｎよりも小さい。
【００６７】
・半径１０ｍｍの円筒形のマンドレルに巻回したときの波長１６２５ｎｍにおける損失増加は、１．５ｄＢ／ｔｕｒｎよりも小さい。
【００６８】
・半径１５ｍｍの円筒形のマンドレルに巻回したときの波長１５５０ｎｍにおける損失増加は、０．２５ｄＢ／１０ｔｕｒｎよりも小さい。
【００６９】
・半径１５ｍｍの円筒形のマンドレルに巻回したときの波長１６２５ｎｍにおける損失増加は、１．０ｄＢ／１０ｔｕｒｎよりも小さい。
【００７０】
なお、表１によれば、一部の実施例において、上記の特徴（ａ）に代えて、下記の特徴（ａ’）を有することが分かる。
【００７１】
（ａ’）ゼロ分散波長ＺＤＷは、１３０７ｎｍ以上となり、下限値に対して７ｎｍの余裕をもってＩＴＵ−ＴＧ．６５２に規定の要件の要件を充足する。
【００７２】
〔付記事項〕
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、本明細書に開示した各種条件を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７３】
１  光ファイバ
１１  コア
１２  ディプレスド層
１３  クラッド
【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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【国際調査報告】
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