(57)【要約】  ゼロ分散波長が１４５０ｎｍより短く、波長１５５０ｎｍにおける分散勾配が０.０６ｐｓ/ｎｍ２/ｋｍより小さく、波長１５５０ｎｍにおける減衰が０.１９０ｄＢ/ｋｍより小さい、光導波路ファイバ。波長１５５０ｎｍにおける実効面積が５０μｍ２より大きく、波長１５５０ｎｍにおける分散が５ｐｓ/ｎｍ-ｋｍと１５ｐｓ/ｎｍ-ｋｍの間の光ファイバが開示される。
2009517702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導波路ファイバにおいて、ゼロ分散波長が１４５０ｎｍより短く、波長１５５０ｎｍにおける分散勾配が０.０６ｐｓ/ｎｍ２/ｋｍより小さく、波長１５５０ｎｍにおける減衰が０.１９０ｄＢ/ｋｍより小さいことを特徴とする光導波路ファイバ。
【請求項２】
前記光ファイバが、
中心コア領域、
前記中心コア領域を囲み、前記中心コア領域に直に接する、環状領域、及び
前記環状領域を囲み、前記環状領域に直に接する、外層クラッド、
を有し、
前記中心コア領域が、
中心部分及び、
前記中心部分を囲み、前記中心部分に直に接する、外周部分、
を有し、
前記中心部分が、
中心線から中心部分外半径，Ｒ０まで径方向に外側に広がり、
最大相対屈折率パーセントがΔ０最大の、相対屈折率パーセント，Δ０％（ｒ）を有し、
前記外周部分が、
前記中心領域からコア半径，Ｒ１まで径方向に外側に広がり、
最大相対屈折率パーセントがΔ１最大の、相対屈折率パーセント，Δ１％（ｒ）を有し、
前記環状領域が、
前記中心コア領域の前記外周部分を囲み、前記外周部分に直に接し、
最大相対屈折率パーセントがΔ２最小の、相対屈折率パーセント，Δ２％（ｒ）を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光導波路ファイバ。
【請求項３】
Δ２最小＜Δ１最大≦Δ０最大であることを特徴とする請求項２に記載の光導波路ファイバ。
【請求項４】
−０.１％≦Δ０最大≦＋０.１％であることを特徴とする請求項２に記載の光導波路ファイバ。
【請求項５】
前記外層クラッドが、
最大相対屈折率パーセントがΔ３最大の、相対屈折率パーセント，Δ３％（ｒ）を有し、
|Δ２最小−Δ３最大|≦０.０５％である、
ことを特徴とする請求項２に記載の光導波路ファイバ。
【請求項６】
−０.６０％≦Δ２最小≦−０.４０％であることを特徴とする請求項２に記載の光導波路ファイバ。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は２００５年１１月２３日に出願された、名称を「低減衰／非ゼロ分散シフト光ファイバ（LOW ATTENUATION NON-ZERO DISPERSION SHIFTED OPTICAL FIBER）」とする、米国仮特許出願第６０/７３９９０３号の恩典を主張する。
【技術分野】
【０００２】
本発明は非ゼロ分散シフト光ファイバ（ＮＺＤＳＦ）、すなわちＮＺＤＳファイバまたはＮＺ-ＤＳＦに関する。
【背景技術】
【０００３】
海中配備及び地上配備のいずれにおいても、遠距離通信システムには長距離にわたり信号劣化が可能な限り小さい信号伝送が可能な光ファイバが必要である。波長分割多重化（ＷＤＭ）及び一層高いチャネル速度のような新しい技術がさらに開発されるにつれて、ネットワーク帯域幅に対する要求は高まり続けている。しかし、光ファイバの減衰及び曲げ損失のような特性は信号劣化に対する主要な寄与要因である。これらの要因の１つ以上を小さくすれば、ネットワークに必要な信号増幅器の数を低減するかまたはゼロにさえするに役立ち、よって、ネットワークのコストを低減し、ネットワーク効率を高めることができるであろう。
【０００４】
波長分割多重化（ＷＤＭ）システムは、約１５６５ｎｍから約１６２５ｎｍの波長を含む、Ｃバンド及びＬバンドを含むとして本明細書に定義される、１５５０ｎｍ波長領域にかけて動作している。既知のファイバには、４光波混合（ＦＷＭ）及び交差位相変調（ＸＰＭ）のような望ましくない非線形効果の防止に役立ち得る、動作ウインドウの外側におかれたゼロ分散波長を有するものがある。しかし、既知のＮＺＤＳファイバの減衰はファイバの内で最小ではない。
【０００５】
粗波長分散多重化（ＣＷＤＭ）システム及び応用はＷＤＭ１５５０ｎｍウインドウ、すなわちＣバンド及びＬバンド、（約１４５０ｎｍと約１５２５ｎｍの間の）Ｓバンド及び（約１２８０ｎｍと約１３３０ｎｍの間の）１３１０ｎｍウインドウで動作することが好ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、長距離光通信ネットワークのコストを低減し、効率を高めるための、分散はゼロではないが、減衰が小さい、光導波路ファイバを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書に開示される光導波路ファイバは低減衰／中分散光ファイバである。本光ファイバは非ゼロ分散シフト光ファイバ（ＮＺＤＳＦ）、すなわちＮＺＤＳファイバまたはＮＺ-ＤＳＦである。本光ファイバは、１４５０ｎｍより短く、好ましくは１４３０ｎｍより短く、さらに好ましくは１３４０ｎｍと１４３０ｎｍの間、さらに一層好ましくは１３４０ｎｍと１４２０ｎｍの間の、ゼロ分散波長、０.０６ｐｓ/ｎｍ２/ｋｍより小さく、好ましくは０.０５０ｐｓ/ｎｍ２/ｋｍと０.０６０ｐｓ/ｎｍ２/ｋｍの間の、波長１５５０ｎｍにおける分散勾配、及び０.１９０ｄＢ/ｋｍより小さく、好ましくは０.１８５ｄＢ/ｋｍより小さく、さらに好ましくは０.１８０ｄＢ/ｋｍより小さい、波長１５５０ｎｍにおける減衰を与えるように選ばれた相対屈折率プロファイルを有する。
【０００８】
本光ファイバは、５０μｍ２より大きく、好ましくは５５μｍ２より大きい、波長１５５０ｎｍにおける実効面積を示すことが好ましい。いくつかの好ましい実施形態において波長１５５０ｎｍにおける実効面積は５５μｍ２と７０μｍ２の間であり、別の好ましい実施形態において波長１５５０ｎｍにおける実効面積は５５μｍ２と６５μｍ２の間である。
【０００９】
波長１５５０ｎｍにおける分散は、好ましくは５ｐｓ/ｎｍ-ｋｍと１５ｐｓ/ｎｍ-ｋｍの間、さらに好ましくは６ｐｓ/ｎｍ-ｋｍと１３ｐｓ/ｎｍ-ｋｍの間であり、いくつかの好ましい実施形態においては６ｐｓ/ｎｍ-ｋｍと１０ｐｓ/ｎｍ-ｋｍの間である。
【００１０】
波長１６２５ｎｍにおける分散は、好ましくは２０ｐｓ/ｎｍ-ｋｍより小さく、さらに好ましくは１８ｐｓ/ｎｍ-ｋｍより小さく、いくつかの好ましい実施形態においては１７.０ｐｓ/ｎｍ-ｋｍより小さい。
【００１１】
波長１４４０ｎｍにおける分散は、好ましくは１.０ｐｓ/ｎｍ-ｋｍより大きく、さらに好ましくは１.０ｐｓ/ｎｍ-ｋｍと８.０ｐｓ/ｎｍ-ｋｍの間であり、いくつかの好ましい実施形態においては１.０ｐｓ/ｎｍ-ｋｍと７.０ｐｓ/ｎｍ-ｋｍの間である。
【００１２】
波長１４００ｎｍにおける分散の絶対値は、５.０ｐｓ/ｎｍ-ｋｍより小さいことが好ましく、いくつかの好ましい実施形態においては４.０ｐｓ/ｎｍ-ｋｍより小さい。
【００１３】
波長１３１０ｎｍにおける分散の絶対値は、８.０ｐｓ/ｎｍ-ｋｍより小さいことが好ましく、いくつかの好ましい実施形態においては７.０ｐｓ/ｎｍ-ｋｍより小さい。
【００１４】
波長１３１０ｎｍにおける分散勾配は０.０８０ｐｓ/ｎｍ２-ｋｍより小さいことが好ましい。
【００１５】
波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径は、７.０μｍより大きいことが好ましく、７.２μｍより大きいことがさらに好ましい。
【００１６】
本光ファイバのケーブルカットオフは、１５５０ｎｍより短いことが好ましく、１５００ｎｍより短いことがさらに好ましい。いくつかの好ましい実施形態において、ケーブルカットオフは１４５０ｎｍより短い。別の好ましい実施形態において、ケーブルカットオフは１４００ｎｍより短い。また別の好ましい実施形態において、ケーブルカットオフは１３００ｎｍより短い。別の好ましい実施形態において、ケーブルカットオフは１２６０ｎｍより短い。
【００１７】
本明細書に説明され、開示される光ファイバにより、約１２６０ｎｍから約１６５０ｎｍの間の複数の波長において適する性能が可能になる。好ましい実施形態において、本明細書に説明され、開示される光ファイバは少なくとも１３１０ｎｍウインドウ及び１５５０ｎｍウインドウにおける動作に適合することができる多重ウインドウファイバである。
【００１８】
次に本発明の現在好ましい実施形態を詳細に参照する。そのような実施形態の例が添付図面に示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明のさらなる特徴及び利点は、以下の詳細な説明に述べられ、当業者には説明から明らかであろうし、あるいは添付される特許請求の範囲及び図面と合せて以下の説明で述べられるように本発明を実施することによって認められるであろう。
【００２０】
「相対屈折率プロファイル」は屈折率または相対屈折率と導波路ファイバ半径の間の関係である。
【００２１】
「相対屈折率パーセント」はΔ％＝１００×（ｎｉ２−ｎｃ２）/２ｎｉ２と定義され、ここでｎｉは，別に指定されない限り、領域ｉにおける最大屈折率であり、ｎｃは純（無ドープ）シリカの屈折率である。本明細書で用いられるように、別に指定されない限り、相対屈折率はΔで表され、その値は「％」を単位として与えられる。ある領域の屈折率が純シリカの屈折率より小さい場合、相対屈折率パーセントは負であり、沈下領域または沈下屈折率を有すると称される。ある領域の屈折率が純シリカの屈折率より大きい場合、相対屈折率パーセントは正であり、その領域は隆起していると称するか、または正屈折率を有すると称することができる。本明細書において「上げドーパント」すなわち屈折率上昇ドーパントは無ドープ純ＳｉＯ２に対する相対屈折率を高めるような性質を有するドーパントと見なされる。本明細書において「下げドーパント」すなわち屈折率降下ドーパントは無ドープ純ＳｉＯ２に対する相対屈折率を低めるような性質を有するドーパントと見なされる。上げドーパントは、上げドーパントではない１つ以上の他のドーパントがともなう場合に、負相対屈折率を有する光ファイバ領域に存在することがあり得る。同様に、上げドーパントではない１つ以上の他のドーパントが正相対屈折率を有する光ファイバ領域に存在することがあり得る。下げドーパントは、下げドーパントではない１つ以上の他のドーパントがともなう場合に、正相対屈折率を有する光ファイバ領域に存在することがあり得る。同様に、下げドーパントではない１つ以上の他のドーパントが負相対屈折率を有する光ファイバ領域に存在することがあり得る。
【００２２】
導波路ファイバの、別に注記されない限り本明細書において「分散」と称される、「色分散」は、材料分散、導波路分散及びモード間分散の総和である。単一モード導波路ファイバの場合、モード間分散はゼロである。ゼロ分散波長は分散の値がゼロになる波長である。分散勾配は波長に関する分散の変化率である。
【００２３】
「実効面積」は、
【数１】
2009517702.tif 000003
【００２４】
として定義される。ここで、積分範囲は０から∞であり、ｆは導波路内を伝搬する光にともなう電場の横成分である。本明細書で用いられるように、「実効面積」または「Ａ実効」は、別に注記されない限り、波長１５５０ｎｍにおける光学実効面積を指す。
【００２５】
術語「αプロファイル」または「アルファプロファイル」は、ｒを半径とし、「％」を単位として、下式、
【数２】
2009517702.tif 000004
【００２６】
にしたがう、Δ（ｒ）で表される、相対屈折率プロファイルを指す。ここで、ｒ０はΔ（ｒ）が最大になる点であり、ｒ１はΔ（ｒ）がゼロの点であって、ｒはｒｉ≦ｒ≦ｒｆの範囲にあり、Δは上で定義され、ｒｉはαプロファイルの始点であり、ｒｆはαプロファイルの終点であり、αは実数の指数である。
【００２７】
モードフィールド径（ＭＦＤ）はピーターマン（Peterman）II法を用いて測定される。ここで、
【数３】
2009517702.tif 000005
【００２８】
で与えられるｗに対して、２ｗ＝ＭＦＤであり、積分範囲は０から∞である。
【００２９】
導波路ファイバの曲げ抵抗は規定された試験条件の下で誘起される減衰によって測ることができる。
【００３０】
曲げ試験の一タイプは横荷重マイクロ曲げ試験である。このいわゆる「横荷重」試験においては、規定された長さの導波路ファイバが２枚の平プレートの間におかれる。＃７０ワイアメッシュがプレートの一方に取り付けられる。既知の長さの導波路ファイバがプレートの間に挟み込まれ、プレートが３０ニュートンの力で押し合されている間に基準減衰が測定される。次いで、プレートに７０ニュートンの力が印加され、減衰の増加量がｄＢ/ｍ単位で測定される。この減衰の増加量がその導波路の横荷重減衰である。
【００３１】
曲げに対する導波路ファイバの相対抵抗を比較するために、「ピンアレイ」曲げ試験が用いられる。この試験を実施するため、実質的に誘起曲げ損失がない状態で導波路ファイバの減衰損失が測定される。次いで導波路ファイバがピンアレイのまわりに巻き付けられて、再び減衰が測定される。曲げにより誘起された損失は測定された２つの減衰の間の差である。ピンアレイは、平表面上に一列に配置され、固定された垂直位置に保持された、１０本一組の円柱ピンである。ピンの中心間隔は５ｍｍである。ピン直径は０.６７ｍｍである。試験中、導波路ファイバをピン表面の一部と同形にするに十分な張力が印加される。
【００３２】
ある与えられたモードに対する、理論的ファイバ遮断波長、または「理論ファイバカットオフ」または「理論カットオフ」は、それより長波長では導波光がそのモードにおいて伝搬できない波長である。数学的定義は、ユノーム（Jeunhomme）著，「単一モード光ファイバ（Single Mode Fiber Optics）」，（米国ニューヨーク），マーセル・デッカー（Marcel Dekker），１９９０年，ｐｐ.３９−４４、に見ることができ、理論ファイバカットオフはモード伝搬定数が外層クラッドにおける平面波伝搬定数と等しくなる波長として説明されている。この理論波長は、直径変動がない、無限長で、完全に真直のファイバについて適合する。
【００３３】
実効ファイバカットオフは、曲げ及び／または機械的圧力によって誘起される損失のため、理論カットオフより短い。この状況では、カットオフはＬＰ１１モードとＬＰ０２モードの内の波長の長い方を指す。ＬＰ１１とＬＰ０２は一般に測定において弁別されないが、いずれも分光測定におけるステップとして明白である。すなわち、測定されるカットオフより長い波長においてはそのモードにおけるパワーが観測されない。実ファイバカットオフは、「２ｍファイバカットオフ」または「測定カットオフ」としても知られる、「ファイバ遮断波長」を得るための、標準２ｍファイバカットオフ試験、ＦＯＴＰ-８０（ＥＩＡ-ＴＩＡ-４５５-８０）により測定することができる。ＦＯＴＰ-８０標準試験は、制御された量の曲げを用いて高次モードを除去するか、あるいはそのファイバの分光応答を多モードファイバの分光応答に対して規格化するために実施される。
【００３４】
ケーブル遮断波長または「ケーブルカットオフ」は、ケーブル環境においては曲げ及び機械的圧力のレベルがさらに高いため、測定ファイバカットオフよりさらに短い。実ケーブル条件は、ＥＩＡ-ＴＩＡ光ファイバ標準、すなわち、より一般にはＦＯＴＰとして知られる、電子工業連合会（Electronics Industry Alliance）-遠距離通信工業協会（Telecommunications Industry Association）光ファイバ標準、の一部である、ＥＩＡ-４４５光ファイバ試験手順に述べられるケーブルカットオフ試験によって近似することができる。ケーブルカットオフ測定は、ＥＩＡ-４５５-１７０の「伝送パワーによる単一モードファイバケーブル遮断波長」、すなわち「ＦＯＴＰ-１７０」に述べられている。
【００３５】
本明細書においては、別に注記されない限り、（分散、分散勾配等のような）光学特性はＬＰ０１モードについて報告される。
【００３６】
導波路ファイバ遠距離通信リンク、あるいは単にリンクは、光信号の送信器、光信号の受信器及び、その両端が送信器及び受信器に光接続された、送信器と受信器の間で光信号を伝搬させるための、ある長さの導波路ファイバで構成される。導波路ファイバの長さは、末端と末端で直列に永久接続または接続し合された複数のより短い長さで構成することができる。リンクは、光増幅器、光減衰器、光アイソレータ、光スイッチ、光フィルタ、あるいは多重化デバイスまたは分波デバイスのような、光コンポーネントをさらに備えることができる。相互接続されたリンク群を遠距離通信システムと称することができる。
【００３７】
本明細書に用いられるような光ファイバの一スパンは、光デバイス間、例えば２つの光増幅器の間、または多重化デバイスと光増幅器の間にわたる、ある長さの光ファイバまたは直列に融着接続された複数本の光ファイバを有する。一スパンは、本明細書で開示されるような光ファイバからなる１つ以上の区画を含むことができ、さらに、例えば所望のシステム性能またはそのスパンの末端における残留分散のようなパラメータを達成するために選ばれるような、別の光ファイバからなる１つ以上の区画を含むことができる。
【００３８】
様々な波長帯（バンド）または動作波長範囲、すなわち波長ウインドウを以下のように定義することができる。「１３１０ｎｍ帯」は１２６０〜１３６０ｎｍであり、「Ｅバンド」は１３６０〜１４６０ｎｍであり、「Ｓバンド」は１４６０〜１５３０ｎｍであり、「Ｃバンド」は１５３０〜１５６５ｎｍであり、「Ｌバンド」は１５６５〜１６２５ｎｍであり、「Ｕバンド」は１６２５〜１６７５ｎｍである。
【００３９】
本明細書に開示される光ファイバは、コア及び、コアを囲んで、コアに直に接するクラッド層（またはクラッド）を有する。クラッドは屈折率プロファイル，Δクラッド（ｒ）を有する。コアは屈折率プロファイル，Δコア（ｒ）を有する。
【００４０】
いくつかの好ましい実施形態において、本明細書に開示される光ファイバは非正相対屈折率プロファイルを有する。
【００４１】
いくつかの好ましい実施形態において、コアはゲルマニウムを含有していない。すなわち、コアは無ゲルマニウムドープシリカである。
【００４２】
別の好ましい実施形態において、ゲルマニウム以外のドーパントを、単独で、または組み合せて、本明細書に開示される光ファイバのコア内に、特に中心線またはその近傍に用いることができる。
【００４３】
図１を参照すれば、中心コア領域１０，中心コア領域１０を囲み、中心コア領域１０に直に接する環状領域３０及び、環状領域３０を囲み、環状領域３０に直に接する外層クラッド４０を有する、光導波路ファイバ１００が本明細書に開示される。中心コア領域１０は中心部分１２及び、中心部分１２を囲み、中心部分１２に直に接する外周部分１４を有し、中心部分１２は中心線から中心部分外半径Ｒ０まで径方向に外側に広がり、最大相対屈折率パーセントがΔ０最大の相対屈折率パーセント，Δ０％（ｒ）を有する。また、外周部分１４は中心部分１２からコア半径Ｒ１まで径方向に外側に広がり、外周部分１４は最大相対屈折率パーセントがΔ１最大の相対屈折率パーセント，Δ１％（ｒ）を有する。環状領域３０は中心コア領域１０の外周部分１４を囲んで、外周部分１４に直に接し、最大相対屈折率パーセントがΔ２最小の相対屈折率パーセント，Δ２％（ｒ）を有する。ここでΔ２最小＜Δ１最大≦Δ０最大であって、−０.１％≦Δ０最大≦＋０.１％である。外周クラッド４０は最大相対屈折率パーセントがΔ３最大の相対屈折率パーセント，Δ３％（ｒ）を有し、Δ３最大とΔ２最小の間の差の絶対値は０.０５％以下、すなわち|Δ２最小−Δ３最大|≦０.０５％である。全ての実施形態において、クラッド４０は、図１における半径２０μｍより先の点線で表されるように、図に示される２０μｍをこえて径方向に外側に広がる。
【００４４】
好ましい実施形態においては、−０.１５％≦（Δ１最大−Δ０最大）≦−０.０５％及び−０.５０％≦（Δ２最小−Δ１最大）≦−０.４０％である。好ましくは−０.６０％≦（Δ２最小−Δ０最大）≦−０.４５％である。
【００４５】
いくつかの好ましい実施形態において、Δ０最大は非正であり、好ましくは−０.１％≦Δ０最大≦０％である。別の好ましい実施形態においてΔ０最大は０％である。また別の好ましい実施形態において、Δ０最大は非負であり、好ましくは０％≦Δ０最大≦０.１％である。
【００４６】
Δ１最大は非正であることが好ましい。Δ１最大が非正であるいくつかの好ましい実施形態においては、−０.２％≦Δ１最大≦０％である。いくつかの好ましい実施形態において、Δ０最大は正であり、中心コア領域１０の外周部分１４の少なくとも一部分は純（無ドープ）シリカに対して実質的に０％のΔを有する。別の好ましい実施形態において、中心コア領域１０の外周部分１４の少なくとも一部分は純（無ドープ）シリカに対して実質的に０％のΔを有し、−０.２０％≦Δ１最大＜０％、好ましくは−０.１５％≦Δ１最大＜０％である。また別の好ましい実施形態において、Δ０最大は０％であり、中心コア領域１０の外周部分１４の少なくとも一部分は純（無ドープ）シリカを含む。また別の好ましい実施形態において、Δ０最大は非負であり、好ましくは０％≦Δ０最大≦０.１％である。
【００４７】
０.２μｍ≦Ｒ０≦１.５μｍであることが好ましい。
【００４８】
３μｍ≦Ｒ１≦４μｍであることが好ましい。
【００４９】
好ましい実施形態において、中心コア領域１０の外周部分１４は、図１の矢印１６の近傍に示されるように、アルファ（α１）プロファイル形状の相対屈折率を有し、好ましくは１２≦α１≦２０である。
【００５０】
−０.６０％≦Δ２最小≦-０.４０％であることが好ましい。Δ０最大とΔ２最小の間の差の絶対値は、０.４０％と０.６０％の間、すなわち０.４０％≦|Δ０最大−Δ２最小|≦０.６０％であることが好ましく、０.４５％≦|Δ０最大−Δ２最小|≦０.５５％であることがさらに好ましい。
【００５１】
（Δ２最小−Δ１最大）/２に対応する相対屈折率の値は、本明細書で半値半径Ｒ１ＨＨとして定義される半径でとられ、２.７μｍ≦Ｒ１ＨＨ≦３.４μｍであることが好ましい。
【００５２】
１３μｍ≦Ｒ２≦２９μｍであることが好ましく、１４μｍ≦Ｒ２≦２０μｍであることがさらに好ましい。
【００５３】
−０.６５％≦Δ３最大≦−０.４５％であることが好ましい。いくつかの好ましい実施形態においては−０.６０％≦Δ３最大≦−０.４５％である。
【００５４】
いくつかの好ましい実施形態において、Δ３最大＝Δ２最小であり、環状領域３０の屈折率は外層クラッド４０に整合する。この環状領域３０は内層クラッドと称することができ、中心領域１０からなるコア及び内層クラッドと外層クラッドからなるクラッドが得られる。
【００５５】
環状領域３０はＲ１から外半径Ｒ２まで広がる。幅Ｗ２はＲ１とＲ２の間の径方向距離として定義される。中間点Ｒ２中間はＲ１とＲ２の間にとられる。
【００５６】
本明細書に開示される光ファイバは、ＳｉＯ２、フッ素及び、Ｋ，Ｎａ，Ｌｉ，Ｃｓ及びＲｂからなる群から選ばれる、アルカリ金属を含有するコアを有することが好ましい。アルカリは酸化アルカリ金属ドーパントの形態で与えられることが好ましく、重量で少なくとも２０ｐｐｍの量でコアに与えられることが好ましい。Ｋ２Ｏが最も好ましい酸化アルカリ金属である。
【００５７】
コアにおける酸化アルカリ金属濃度のピークは実質的に光ファイバの中心線に実質的に一致していることが好ましい。好ましい実施形態において、１０μｍより大きい半径における（Ｋ２Ｏのような）酸化アルカリ金属の濃度はピーク濃度の５０％より低い。いくつかの好ましい実施形態において、光ファイバのコア内の酸化アルカリ金属のピーク濃度は重量で２０〜１０００ｐｐｍの間であり、別の好ましい実施形態では重量で５０〜５００ｐｐｍの間であり、また別の好ましい実施形態では重量で５０〜３００ｐｐｍであり、さらにまた別の好ましい実施形態では重量で５０〜２００ｐｐｍの間である。
【００５８】
コアにはフッ素がドープされることが好ましい。中心コア領域１０の外周部分１４には、好ましくは重量で１０００ｐｐｍ（０.１重量％）より多く、さらに好ましくは重量で２０００ｐｐｍ（０.２重量％）より多く、さらに一層好ましくは重量で３０００ｐｐｍ（０.３重量％）より多く、いくつかの好ましい実施形態においては重量で約１０００ｐｐｍ（０.１重量％）と５０００ｐｐｍ（０.５重量％）の間の量の、フッ素（Ｆ）がドープされる。
【００５９】
好ましくは重量で１０,０００ｐｐｍ（１.０重量％）と３０,０００ｐｐｍ（３.０重量％）の間、さらに好ましくは重量で約１０,０００ｐｐｍ（１.０重量％）と２０,０００ｐｐｍ（２.０重量％）の間、さらに一層好ましくは重量で約１２,５００ｐｐｍ（１.２５重量％）と１７,５００ｐｐｍ（１.７５重量％）の間の量の、フッ素が、クラッド４０に、また環状領域３０にも、ドープされることが好ましい。いくつかの好ましい実施形態において、光ファイバは、半径約１μｍからクラッド４０の最外周縁までフッ素を含有する。
【００６０】
光ファイバには塩素がドープされることが好ましい。中心領域１０は塩素を重量で２０００ｐｐｍ（０.２重量％）より少ないピーク量で含有する。
【００６１】
表１〜４は、第１のセットの好ましい実施形態である、実施例１〜１０を示す。図１〜１０はそれぞれ、対応する実施例１〜１０の屈折率プロファイルを曲線Ａ〜Ｊで示す。
【表１】
2009517702.tif 000006
【表２】
2009517702.tif 000007
【表３】
2009517702.tif 000008
【表４】
2009517702.tif 000009
【００６２】
実施例１〜８及び１０で表される、本明細書に開示される実施形態において、Δ０最大は純シリカに対して実質的に０％である。少しばかりの量の酸化アルカリ金属が、相対屈折率の実質的な増大を生じさせずに、中心線またはその近傍に存在し得る。
【００６３】
実施例９で示される実施形態において、Δ０最大は正である。
【００６４】
実施例３，７及び８で示される実施形態において、１３１０ｎｍウインドウ、Ｅバンド、Ｓバンド、Ｃバンド、Ｌバンド及びさらに長波長における、光信号の伝送は単一モードである。
【００６５】
いくつかの好ましい実施形態において、中心線（ｒ＝０）とＲ０の間の領域のいくらか、好ましくはほとんどについてのΔ０％（ｒ）は、α０が２より大きく、さらに好ましくは３より大きく、さらに一層好ましくは４より大きく、いくつかの好ましい実施形態においては５より大きい、αプロファイルを有する。好ましい実施形態において、α０は１０よりも小さい。
【００６６】
好ましい実施形態において、２０μｍまでの半径、さらに好ましくは３０μｍまでの半径、さらに一層好ましくは全半径、すなわち中心線におけるｒ＝０からｒ＝Ｒ最大までについて、Δ％（ｒ）が０％以下である。ここでＲ最大は光ファイバの（いかなる被覆も除いた）シリカベース部分の最外半径である。好ましい実施形態において、Ｒ最大は約６２.５μｍである。
【００６７】
本明細書に開示される光ファイバは、外付け（ＯＶＤ）プロセスによるような、気相成長プロセスによって作成することができる。すなわち、本明細書に開示される光導波路ファイバを作成するために、既知のＯＶＤ層形成、固結及び線引き手法を用いることができる点が有利である。内付け（ＭＣＶＤ）プロセスまたは軸付け（ＶＡＤ）プロセスまたはプラズマ化学的気相成長（ＰＣＶＤ）プロセスのような、別のプロセスを用いることができる。したがって、本明細書に開示される光導波路ファイバの屈折率及び断面プロファイルは、ＯＶＤプロセス、ＶＡＤプロセス及びＭＣＶＤプロセスを含むが、これらには限定されない、当業者には既知の製造手法を用いて達成することができる。
【００６８】
クラッド層４０は、例えば層形成プロセス中に堆積されたか、あるいはロッドインチューブ光学プリフォーム構成におけるチューブのような外被の形態または堆積材料と外被の組合せの形態で提供された、クラッド材料からなることができる。クラッド層４０は１つ以上のドーパントを含有することができる。クラッド層４０は一次被覆Ｐ及び二次被覆Ｓに包まれる。
【００６９】
本明細書に開示される光ファイバはシリカベースのコア及びクラッドを有することが好ましい。好ましい実施形態において、クラッドは約１２５μｍの外径，２×Ｒ最大を有する。クラッドの外径は光ファイバの全長にわたって一定であることが好ましい。好ましい実施形態において、光ファイバの屈折率は軸対称性を有する。コアの外径は光ファイバの全長にわたって一定であることが好ましい。１つ以上の被覆がクラッドを包み、クラッドに接していることが好ましい。被覆はアクリル樹脂のような高分子材被覆であることが好ましい。被覆の直径はファイバの全長に沿って径方向に一定であることが好ましい。
【００７０】
図１１に示されるように、本明細書に開示されるような光ファイバ１００は光ファイバ通信システム３３０に実装することができる。システム３３０は送信器３３４及び受信器３３６を備え、光ファイバ１００により送信器３３４と受信器３３６の間の光信号の伝送が可能になる。システム３３０は双方向通信が可能であることが好ましく、送信器３３４及び受信器３３６は説明のために示されているに過ぎない。システム３３０は本明細書に開示されるような光ファイバからなる区画またはスパンを有するリンクを備えることが好ましい。システム３３０は、本明細書に開示されるような光ファイバの１つ以上の区画またはスパンに光接続された、１つ以上の再生器、増幅器または分散補償モジュールのような、１つ以上の光デバイスを備えることもできる。少なくとも１つの好ましい実施形態において、本発明にしたがう光ファイバ通信システムは、再生器を間におかずに光ファイバで接続された送信器及び受信器を備える。別の好ましい実施形態において、本発明にしたがう光ファイバ通信システムは、増幅器を間におかずに光ファイバで接続された送信器及び受信器を備える。また別の好ましい実施形態において、本発明にしたがう光ファイバ通信システムは、増幅器及び再生器及び中継器のいずれも間におかずに光ファイバで接続された送信器及び受信器を備える。
【００７１】
本明細書に開示される光ファイバの水含有量は少ないことが好ましく、水ピークが低い、すなわち、特定の波長領域、特にＥバンドにおいて、比較的低い水ピークを示すかあるいは水ピークを全く示さない減衰曲線を有する、光ファイバであることが好ましい。
【００７２】
低水ピーク光ファイバの作成方法は、国際公開第００/６４８２５号パンフレット、第０１/４７８２２号パンフレット及び第０２/０５１７６１号パンフレットに見ることができる。それぞれのパンフレットの内容は本明細書に参照として含まれる。
【００７３】
本明細書に開示される光ファイバはいずれも、送信器、受信器及び光伝送線路を備えることが好ましい、光信号伝送システムに用いることができる。光伝送線路は送信器及び受信器に光接続される。光伝送線路は少なくとも１つの光ファイバスパンを有することが好ましく、光ファイバスパンは少なくとも１つの光ファイバ区画を有することが好ましい。
【００７４】
システムは、光ファイバ区画に光接続された、ラマン増幅器のような、少なくとも１つの増幅器をさらに備えることが好ましい。
【００７５】
システムは光信号を光伝送線路上に載せることができる、少なくとも１つ、好ましくは３つ、さらに好ましくは少なくとも１０の、光信号が約１２６０ｎｍと１６２５ｎｍの間の波長で伝搬する、複数のチャネルに相互接続するためのマルチプレクサを備えることがさらに好ましい。少なくとも１つの信号は、１３１０ｎｍ帯、Ｅバンド、Ｓバンド、Ｃバンド及びＬバンドの波長領域の内の１つ以上において伝搬することが好ましい。
【００７６】
いくつかの好ましい実施形態において、システムは、１つ以上の信号が、１３１０ｎｍ帯、Ｅバンド、Ｓバンド、Ｃバンド及びＬバンドの波長領域の内の少なくとも１つ、さらに好ましくは少なくとも２つにおいて伝搬する、粗波長分割多重モードで動作することができる。１つの好ましい実施形態において、システムは１５３０ｎｍと１５６５ｎｍの間の１つ以上の波長で動作する。
【００７７】
１つの好ましい実施形態において、システムは、２０ｋｍ以下の長さの、本明細書に開示されるような光ファイバの区画を備える。別の好ましい実施形態において、システムは、２０ｋｍをこえる長さの、本明細書に開示されるような光ファイバの区画を備える。また別の好ましい実施形態において、システムは、７０ｋｍをこえる長さの、本明細書に開示されるような光ファイバの区画を備える。
【００７８】
１つの好ましい実施形態において、システムは約１Ｇビット/秒以下で動作する。別の好ましい実施形態において、システムは約２Ｇビット/秒以下で動作する。また別の好ましい実施形態において、システムは約１０Ｇビット/秒以下で動作する。さらに別の好ましい実施形態において、システムは約４０Ｇビット/秒以下で動作する。なおまた別の好ましい実施形態において、システムは約４０Ｇビット/秒以上で動作する。
【００７９】
好ましい実施形態において、本明細書に開示されるシステムは光源、光源に光結合された本明細書に開示されるような光ファイバ、及び光ファイバを通して伝送される光信号を受信するための光ファイバに光結合された受信器を備え、光源は、ディザリング及び／または位相変調及び／または振幅変調を施すことができる能力を有し、光信号は光源によって発生され、光信号は受信器によって受信される。
【００８０】
上記の説明が本発明の例示に過ぎず、特許請求の範囲に定められるような本発明の本質及び特質の理解のための概要の提供が目的とされていることは当然である。添付図面は本発明のさらなる理解を提供するために含められ、本明細書に組み入れられて、本明細書の一部をなす。図面は、記述とともに、本発明の原理及び動作の説明に役立つ、本発明の様々な特徴及び実施形態を示す。本明細書に説明されるような本発明の好ましい実施形態に、添付される特許請求の範囲で定められるような本発明の精神または範囲を逸脱しない様々な改変がなされ得ることが、当業者には明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本明細書に開示されるような光導波路ファイバの第１の好ましい実施形態に対応する相対屈折率プロファイルを示す
【図２】本明細書に開示されるような光導波路ファイバの別の好ましい実施形態に対応する相対屈折率プロファイルを示す
【図３】本明細書に開示されるような光導波路ファイバのまた別の好ましい実施形態に対応する相対屈折率プロファイルを示す
【図４】本明細書に開示されるような光導波路ファイバのまた別の好ましい実施形態に対応する相対屈折率プロファイルを示す
【図５】本明細書に開示されるような光導波路ファイバのまた別の好ましい実施形態に対応する相対屈折率プロファイルを示す
【図６】本明細書に開示されるような光導波路ファイバのまた別の好ましい実施形態に対応する相対屈折率プロファイルを示す
【図７】本明細書に開示されるような光導波路ファイバのまた別の好ましい実施形態に対応する相対屈折率プロファイルを示す
【図８】本明細書に開示されるような光導波路ファイバのまた別の好ましい実施形態に対応する相対屈折率プロファイルを示す
【図９】本明細書に開示されるような光導波路ファイバのまた別の好ましい実施形態に対応する相対屈折率プロファイルを示す
【図１０】本明細書に開示されるような光導波路ファイバのまた別の好ましい実施形態に対応する相対屈折率プロファイルを示す
【図１１】本明細書に開示されるような光ファイバを用いている光ファイバ通信システムの略図である
【符号の説明】
【００８２】
１０    中心コア領域
３０    環状領域
４０    外層クラッド
１００    光導波路ファイバ
３３０    光ファイバ通信システム
３３４    送信器
３３６    受信器
【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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