(57)【要約】【課題】波長分散の絶対値を維持しながら、マイナス側に分散スロープの絶対値を大きくとり、分散補償するために大きなＲＤＳを必要とするノン零分散シフト光ファイバに対しても十分な分散スロープ補償特性を有する分散補償光ファイバを提供する。【解決手段】リングコア３の半径ｃを６．５μｍ〜９．５μｍ、中心コア半径に対するデプレストコア半径の比ｂ／ａを２．０〜４．０、デプレストコア半径に対するリングコア半径の比ｃ／ｂを１．１〜２．０とし、クラッド４に対する中心コア１の比屈折率差Δ１を＋１．００％〜＋１．９０％、クラッド４に対するデプレストコア２の比屈折率差Δ２を−０．６０％〜−１．００％、クラッド４に対するリングコア３の比屈折率差Δ３を＋０．２０％〜＋１．００％として分散補償光ファイバを作製する。【選択図】図１
2006293389.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、クラッドの屈折率より大きい屈折率を有する中心コアと、この中心コアの外周に設けられクラッドの屈折率より小さい屈折率を有するデプレストコアと、このデプレストコアの外周に設けられクラッドの屈折率より大きい屈折率を有するリングコアと、このリングコアの外周に設けられたクラッドとを備え、
リングコア半径が６．５μｍ〜９．５μｍで、中心コア半径に対するデプレストコア半径の比が２．０〜４．０、デプレストコア半径に対するリングコア半径の比が１．１〜２．０であり、
クラッドに対する中心コアの比屈折率差が＋１．００％〜＋１．９０％、クラッドに対するデプレストコアの比屈折率差が−０．６０％〜−１．００％、クラッドに対するリングコアの比屈折率差が＋０．２０％〜＋１．００％であり、
１．５３μｍ〜１.６３μｍから選択された少なくとも１つ以上の波長において、波長分散が−５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜−１５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの範囲にあり、分散スロープが−０．２５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ〜−３．０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍの範囲にあり、分散スロープの波長分散に対する比率が０．００７ｎｍ−１〜０．０２０ｎｍ−１の範囲にあり、巻き込んで使用する際にその使用長で実質的にシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有することを特徴とする分散補償光ファイバ。
【請求項２】
前記分散スロープの波長分散に対する比率が０．００８５ｎｍ−１〜０．０２０ｎｍ−１の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項３】
少なくとも、クラッドの屈折率より大きい屈折率を有する中心コアと、この中心コアの外周に設けられクラッドの屈折率より小さい屈折率を有するデプレストコアと、このデプレストコアの外周に設けられクラッドの屈折率より大きい屈折率を有するリングコアと、このリングコアの外周に設けられたクラッドとを備え、
リングコア半径が６．５μｍ〜９．５μｍで、中心コア半径に対するデプレストコア半径の比が２．０〜３．５、デプレストコア半径に対するリングコア半径の比が１．１〜１．５であり、
クラッドに対する中心コアの比屈折率差が＋１．３０％〜＋１．８０％、クラッドに対するデプレストコアの比屈折率差が−０．６８％〜−０．７５％、クラッドに対するリングコアの比屈折率差が＋０．３％〜＋０．６％であり、
１．５３μｍ〜１.６３μｍから選択された少なくとも１つ以上の波長において、波長分散が−５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜−１００ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの範囲にあり、分散スロープが−０．２５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ〜−２．０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍの範囲にあり、分散スロープの波長分散に対する比率が０．００７ｎｍ−１〜０．０２０ｎｍ−１の範囲にあり、巻き込んで使用する際にその使用長で実質的にシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有することを特徴とする分散補償光ファイバ。
【請求項４】
前記分散スロープの波長分散に対する比率が０．００８５ｎｍ−１〜０．０２０ｎｍ−１の範囲にあることを特徴とする請求項３に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項５】
伝送損失が０．５ｄＢ／ｋｍ以下であり、１．５３μｍ〜１.６３μｍから選択された波長帯の最長波長における直径２０ｍｍでの曲げ損失が１００ｄＢ／ｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項６】
伝送損失が０．５ｄＢ／ｋｍ以下であり、１．５３μｍ〜１.６３μｍから選択された波長帯の最長波長における直径２０ｍｍでの曲げ損失が２０ｄＢ／ｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項７】
１．５３μｍ〜１.６３μｍから選択された少なくとも１つ以上の波長において、分散スロープの波長分散に対する比率が０．０１０ｎｍ−１〜０．０２０ｎｍ−１の範囲にあり、実質的にシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有し、伝送損失が０．５ｄＢ／ｋｍ以下であり、１．５３μｍ〜１.６３μｍから選択された波長帯の最長波長で直径２０ｍｍでの曲げ損失が１００ｄＢ／ｍ以下であることを特徴とする請求項３または４記載の分散補償光ファイバ。
【請求項８】
前記リングコアと前記クラッドとの間に、前記クラッドより屈折率の低い層を設けたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の分散補償光ファイバを用いたことを特徴とする分散補償光ファイバモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分散補償光ファイバおよび分散補償光ファイバモジュールに関し、特に、波長１．５５μｍ帯で数ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ前後の波長分散を有するノン零分散シフト光ファイバ（Ｎｏｎ−Ｚｅｒｏ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｓｈｉｆｔｅｄ  Ｆｉｂｅｒ、以下「ＮＺ−ＤＳＦ」と略記する。）に適用される分散補償光ファイバおよび分散補償光ファイバモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
エルビウム添加光ファイバ増幅器が実用化されたことによって、波長１．５３〜１．６３μｍ帯では、超長距離無再生中継など光増幅器を用いたシステムが既に商用化されている。また、通信容量の増大に伴い、波長多重伝送の開発が急速に進められ、既にいくつかの伝送路は商用化されており、今後は、波長帯域の広帯域化、波長多重数の増加が急速に進むと思われる。
高速伝送を前提とすると、これらの伝送線路としては伝送帯域で波長分散ができるだけ小さく、かつ、非線形効果を抑制するために波長分散が零にはならない光ファイバであることが望ましい。
また、波長多重伝送のためには、使用する帯域でのエルビウム添加光ファイバ増幅器による利得差ができるだけ小さく、波長分散もある程度小さく、さらに使用される波長帯域において各波長間での分散値の差をできるだけ小さくするために、伝送路全体での波長の変化に対する分散の変化の割合（以下「分散スロープ」という。）が小さいことも重要である。
【０００３】
また、最近の長距離システムでは、波長多重数が急激に伸び、光ファイバを伝搬する光のパワーが急激に増加するため、伝送特性の劣化を招く非線形効果の抑制技術が必須である。
この非線形効果の大きさは、
ｎ２／Ａｅｆｆ
で表される。ここで、ｎ２は光ファイバの非線形屈折率、Ａｅｆｆは光ファイバの実効断面積である。非線形効果を低減するためには、ｎ２を小さくするか、Ａｅｆｆを大きくする必要があるが、ｎ２は光ファイバを構成する材料に固有の値であるため、石英系の光ファイバでは大きく低減させることは困難である。そのため、現在の非線形効果抑制光ファイバの開発は、光ファイバの実効断面積Ａｅｆｆを大きくすることに主眼が置かれている。
【０００４】
現在、１．３μｍ帯零分散シングルモード光ファイバ網と同様に使用波長帯から僅かに零分散波長をずらして、使用波長帯で数ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ前後の波長分散を有する各種のＮＺ−ＤＳＦが世界中に既に敷設され、また今後も敷設されることが予想される。これらの光ファイバは、波長１．５５μｍ帯での波長分散を＋４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ前後に抑えているため、１．３μｍ帯零分散シングルモード光ファイバよりも分散補償が不要となる距離を長くとることができる。この光ファイバを用いて伝送すると、１０Ｇｂ／ｓ伝送では、２００〜３００ｋｍ程度の伝送路長が残留分散による限界となる。
そのため、１．３μｍ帯零分散シングルモード光ファイバ用の分散補償光ファイバと同様に、このＮＺ−ＤＳＦの波長分散を補償するための分散補償光ファイバの開発も進められている。この分散補償光ファイバは、屈折率分布の制御により使用波長帯で大きな負の分散と分散スロープを持っており、伝送用光ファイバと適切な長さで接続することで、伝送用シングルモード光ファイバで生じた正の分散を広い波長範囲で相殺することができ、高速通信が可能となる。
【０００５】
ＮＺ−ＤＳＦは、標準的なシングルモード光ファイバに比べて、使用波長帯で波長分散の値が小さいために、補償する波長分散に対する分散スロープの比（Ｒｅｌａｔｉｖｅ  ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  ｓｌｏｐｅ、以下「ＲＤＳ」と略記する。）が大きいため、製造が非常に困難である。
１．３μｍ帯零分散シングルモード光ファイバの場合、１．５５μｍ帯では、波長分散は約＋１７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、分散スロープは約＋０．０５８ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍの分散特性を有しているので、このＲＤＳは０．００３４ｎｍ−１前後である。しかし、ＮＺ−ＤＳＦでは、波長分散は約＋４．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、分散スロープは約＋０．０４５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ〜＋０．０９０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍの分散特性を有しているので、必要なＲＤＳは０．０１ｎｍ−１〜０．０２ｎｍ−１と大きく、分散補償ファイバとしては、分散スロープの絶対値を大きくする必要がある。特に、ＮＺ−ＤＳＦの中でも実効断面積の大きなＮＺ−ＤＳＦの波長分散は約＋４．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、分散スロープは約＋０．０９０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍの分散特性を有しているので、必要なＲＤＳは１．３μｍ帯零分散シングルモード光ファイバのＲＤＳの約６倍の０．０２ｎｍ−１と大きく、分散補償ファイバとしては、マイナスの分散スロープの絶対値を大きくする必要がある。
【０００６】
現在までに、このタイプの分散補償光ファイバについていくつかの報告がなさされている。例えば、波長分散を０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜−４０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの範囲で、分散スロープを−０．１ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ〜−０．５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍの範囲とした光ファイバについての発明が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
さらに、波長分散を−４０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の範囲で、波長分散と分散スロープの比を５０nm〜２３０ｎｍの範囲とした光ファイバについての発明が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
特許文献３には、−０．８ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ〜−０．５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍの分散スロープと、−１３０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜−９０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散を有する光ファイバの発明が開示されている。
特許文献４には、平均分散スロープを−０．６ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下とし、波長分散を−６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下とするＷ型プロファイルを有する分散スロープ補償光ファイバの発明が開示されている。
【特許文献１】米国特許第５８３８８６７号明細書
【特許文献２】米国特許第６２６３１３８号明細書
【特許文献３】特開２０００−１６２４６２号公報
【特許文献４】特開２０００−４７０４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、これらの発明は、ＲＤＳの範囲として、０．００７ｎｍ−１よりも大きな領域を好ましい範囲として述べてはいるものの、波長分散を−５０〜−１３０ ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの範囲にし、ＲＤＳが０．００７ｎｍ−１よりも大きな光ファイバを得る方法、および波長分散を−２０〜−１４０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの範囲にし、ＲＤＳを０．０１６〜０．０２４ｎｍ−１の範囲とする光ファイバを得る方法については示されていない。
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、従来よりも波長分散の絶対値を大きくしながら、マイナス側に分散スロープの絶対値を大きくとり、分散補償するために大きなＲＤＳを必要とするＮＺ−ＤＳＦに対しても十分な分散スロープ特性を有する分散補償光ファイバを提供し、小型化が可能な分散補償光ファイバモジュール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】
【０００８】
本発明の請求項１に係る分散補償光ファイバは、少なくとも、クラッドの屈折率より大きい屈折率を有する中心コアと、この中心コアの外周に設けられクラッドの屈折率より小さい屈折率を有するデプレストコアと、このデプレストコアの外周に設けられクラッドの屈折率より大きい屈折率を有するリングコアと、このリングコアの外周に設けられたクラッドとを備え、リングコア半径が６．５μｍ〜９．５μｍで、中心コア半径に対するデプレストコア半径の比が２．０〜４．０、デプレストコア半径に対するリングコア半径の比が１．１〜２．０であり、クラッドに対する中心コアの比屈折率差が＋１．００％〜＋１．９０％、クラッドに対するデプレストコアの比屈折率差が−０．７０％〜−１．００％、クラッドに対するリングコアの比屈折率差が＋０．２０％〜＋１．００％であり、１．５３μｍ〜１.６３μｍから選択された少なくとも１つ以上の波長において、波長分散が−５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜−１５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの範囲にあり、分散スロープが−０．２５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ〜−３．０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍの範囲にあり、分散スロープの波長分散に対する比率が０．００７ｎｍ−１〜０．０２０ｎｍ−１の範囲にあり、巻き込んで使用する際にその使用長で実質的にシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項２に係る分散補償光ファイバは、本発明の請求項１に係る分散補償光ファイバにおいて、前記分散スロープの波長分散に対する比率が０．００８５ｎｍ−１〜０．０２０ｎｍ−１の範囲にあることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項３に係る分散補償光ファイバは、少なくとも、クラッドの屈折率より大きい屈折率を有する中心コアと、この中心コアの外周に設けられクラッドの屈折率より小さい屈折率を有するデプレストコアと、このデプレストコアの外周に設けられクラッドの屈折率より大きい屈折率を有するリングコアと、このリングコアの外周に設けられたクラッドとを備え、リングコア半径が６．５μｍ〜９．５μｍで、中心コア半径に対するデプレストコア半径の比が２．０〜３．５、デプレストコア半径に対するリングコア半径の比が１．１〜１．５であり、クラッドに対する中心コアの比屈折率差が＋１．３０％〜＋１．８０％、クラッドに対するデプレストコアの比屈折率差が−０．７０％〜−０．７５％、クラッドに対するリングコアの比屈折率差が＋０．３％〜＋０．６％であり、１．５３μｍ〜１.６３μｍから選択された少なくとも１つ以上の波長において、波長分散が−５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜−１００ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの範囲にあり、分散スロープが−０．２５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ〜−２．０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍの範囲にあり、分散スロープの波長分散に対する比率が０．００７ｎｍ−１〜０．０２０ｎｍ−１の範囲にあり、巻き込んで使用する際にその使用長で実質的にシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項４に係る分散補償光ファイバは、本発明の請求項３に係る分散補償光ファイバにおいて、前記分散スロープの波長分散に対する比率が０．００８５ｎｍ−１〜０．０２０ｎｍ−１の範囲にあることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項５に係る分散補償光ファイバは、本発明の請求項１ないし４のいずれか１項に係る分散補償光ファイバにおいて、伝送損失が０．５ｄＢ／ｋｍ以下であり、１．５３μｍ〜１.６３μｍから選択された波長帯の最長波長における直径２０ｍｍでの曲げ損失が１００ｄＢ／ｍ以下であることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項６に係る分散補償光ファイバは、本発明の請求項１ないし４のいずれか１項に係る分散補償光ファイバにおいて、伝送損失が０．５ｄＢ／ｋｍ以下であり、１．５３μｍ〜１.６３μｍから選択された波長帯の最長波長における直径２０ｍｍでの曲げ損失が２０ｄＢ／ｍ以下であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項７に係る分散補償光ファイバは、本発明の請求項３または４に係る分散補償光ファイバにおいて、１．５３μｍ〜１.６３μｍから選択された少なくとも１つ以上の波長において、分散スロープの波長分散に対する比率が０．０１０ｎｍ−１〜０．０２０ｎｍ−１の範囲にあり、実質的にシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有し、伝送損失が０．５ｄＢ／ｋｍ以下であり、１．５３μｍ〜１.６３μｍから選択された波長帯の最長波長で直径２０ｍｍでの曲げ損失が１００ｄＢ／ｍ以下であることを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項８に係る分散補償光ファイバは、本発明の請求項１ないし７のいずれか１項に係る分散補償光ファイバにおいて、前記リングコアと前記クラッドとの間に、前記クラッドより屈折率の低い層を設けたことを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項９に係る分散補償光ファイバモジュールは、本発明の請求項１ないし８のいずれか１項に係る分散補償光ファイバを用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、波長分散の絶対値が大きな値でありながら、分散スロープの絶対値を大きくすることができるため、大きなＲＤＳが得られる分散補償光ファイバを作製することができ、波長１.５５μｍ帯で数ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ前後の波長分散を有するＮＺ−ＤＳＦに対しても、分散スロープ補償率の高い分散補償光ファイバを実現することができる。
これにより、光伝送路を構成するＮＺ−ＤＳＦの残留波長分散を広い波長範囲で補償することが可能となり、伝送速度を向上させることが可能となる。
また、本発明によると、低損失であり、小型リールに巻き込んでも損失増を生じることのない分散補償光ファイバを実現することができる。
さらに、この分散補償光ファイバを用いて分散補償光ファイバモジュールを作製することにより、小型化が可能な分散補償光ファイバモジュールを実現することができる。
【００１８】
また、本発明によると、リングコア半径が６．７μｍ〜１０．７μｍで、中心コア半径に対するデプレストコア半径の比が２．０〜３．０、デプレストコア半径に対するリングコア半径の比が１．３〜２．０であり、クラッドに対する中心コアの比屈折率差が＋１．００％〜＋１．８０％、クラッドに対するデプレストコアの比屈折率差が−１．２０％〜−１．５０％、クラッドに対するリングコアの比屈折率差が＋０．２０％〜＋０．５０％となるようにして分散補償光ファイバを作製することにより、１．５３μｍ〜１.５７μｍから選択された少なくとも１つ以上の波長において、波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜−１４０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの範囲にあり、分散スロープと波長分散との比率が０．０１６ｎｍ−１〜０．０２４ｎｍ−１の範囲にあり、巻き込んで使用する際にその使用長で実質的にシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有することができ、波長分散の絶対値が大きな値でありながら、大きなＲＤＳを得ることができる。
【００１９】
そのため、波長１.５５μｍ帯で約＋４．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散と、約＋０．０９ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍの分散スロープを有するＮＺ−ＤＳＦに対しても、分散スロープ補償率の高い分散補償光ファイバを実現することができる。
これにより、光伝送路を構成するＮＺ−ＤＳＦの残留波長分散を広い波長範囲で補償することが可能となり、伝送速度を向上させて、４０Ｇｂ／ｓといった高速な光伝送路を構築することが可能となる。
また、低損失であり、小型リールに巻き込んでも損失増を生じることのない分散補償光ファイバを実現することができる。
【００２０】
このような効果は、リングコア半径が６．７μｍ〜８．７μｍで、中心コア半径に対するデプレストコア半径の比が２．０〜３．０、デプレストコア半径に対するリングコア半径の比が１．４〜２．０であり、クラッドに対する中心コアの比屈折率差が＋１．４０％〜＋１．８０％、クラッドに対するデプレストコアの比屈折率差が−１．２０％〜−１．５０％、クラッドに対するリングコアの比屈折率差が＋０．２０％〜＋０．５０％であり、１．５３μｍ〜１.５７μｍから選択された少なくとも１つ以上の波長において、波長分散が−４０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜−９０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの範囲にあり、分散スロープと波長分散の比率が０．０１６ｎｍ−１〜０．０２４ｎｍ−１の範囲にあり、巻き込んで使用する際にその使用長で実質的にシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有する分散補償光ファイバであることによっても得ることができる。
【００２１】
また、本発明によると、リールに巻き込まれた分散補償光ファイバの両端に中間光ファイバを接続し、この中間光ファイバの両端に１．３μｍ帯零分散シングルモード光ファイバまたはＮＺ−ＤＳＦを接続することにより、それぞれの接続点でモードフィールド径を調整した接続ができるため、接続損失を低減し、小型化が可能な分散補償光ファイバモジュールを実現することができる。
また、中間光ファイバを介して、分散補償光ファイバと１．３μｍ帯零分散シングルモード光ファイバとを接続し、または分散補償光ファイバとＮＺ−ＤＳＦとを接続する際に、この接続部に対し光ファイバの長手方向に沿って張力を印加しつつ加熱して接続することにより、中間光ファイバの両端の接続損失の合計を１ｄＢ以下とすることができ、低損失な分散補償光ファイバモジュールを実現することができる。
また、分散補償光ファイバをリールに巻き込むときの巻き張力を２０ｇ以上５０ｇ以下とすることにより、巻き崩れを防止し、かつ損失や偏波分散特性が劣化するのを防止することが可能な分散補償光ファイバモジュールを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を詳細に説明する。
図１に本発明の分散補償光ファイバの屈折率分布の一例を示す。
図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）のいずれにおいても、符号１は中心コア、符号２は中心コア１の外周上に設けられたデプレストコア、符号３はデプレストコア２の外周上に設けられたリングコア、符号４はリングコア３の外周上に設けられたクラッドである。
図中、中心コア１の半径をａ、デプレストコア２の半径をｂ、リングコア３の半径をｃとし、クラッド４に対する中心コア１の比屈折率差をΔ１、クラッド４に対するデプレストコア２の比屈折率差をΔ２、クラッド４に対するリングコア３の比屈折率差をΔ３としている。
中心コア１は、クラッド４の屈折率より大きい屈折率を有し、デプレストコア２は、クラッド４の屈折率より小さい屈折率を有し、リングコア３は、クラッド４の屈折率より大きい屈折率を有する。
図１（ｃ）は、リングコア３とクラッド４との間に、クラッド４より屈折率の低い層５を設けた屈折率分布の例であり、この層５の半径をｄ、クラッド４に対するこの層５の比屈折率差をΔ４としている。
【００２３】
本発明の分散補償光ファイバの第１の例は、リングコア３の半径ｃを６．５μｍ〜９．５μｍ、中心コア半径に対するデプレストコア半径の比ｂ／ａを２．０〜４．０、デプレストコア半径に対するリングコア半径の比ｃ／ｂを１．１〜２．０とし、クラッド４に対する中心コア１の比屈折率差Δ１を＋１．００％〜＋１．９０％、クラッド４に対するデプレストコア２の比屈折率差Δ２を−０．６０％〜−１．００％、クラッド４に対するリングコア３の比屈折率差Δ３を＋０．２０％〜＋１．００％として形成されている。また、リングコア半径ｃに対する、リングコア３とクラッド４との間の層５の半径ｄの比ｄ／ｃは１．３〜１．８であることが好ましく、クラッド４に対するこの層５の比屈折率差Δ４は−０．０４％〜−０．２０％とするのが好ましい。
【００２４】
このような屈折率分布をとることにより、１．５３μｍ〜１.６３μｍから選択された少なくとも１つ以上の波長において、波長分散が−５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜−１５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの範囲にあり、分散スロープが−０．２５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ〜−３．０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍの範囲にあり、ＲＤＳが０．００５ｎｍ−１〜０．０２０ｎｍ−１の範囲にあり、実質的にシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有する分散補償光ファイバを作製することができる。
【００２５】
次に、本発明の分散補償光ファイバの第２の例は、リングコア３の半径ｃを６．５μｍ〜９．５μｍ、中心コア半径に対するデプレストコア半径の比ｂ／ａを２．０〜３．５、デプレストコア半径に対するリングコア半径の比ｃ／ｂを１．１〜１．５とし、クラッド４に対する中心コア１の比屈折率差Δ１を＋１．３０％〜＋１．８０％、クラッド４に対するデプレストコア２の比屈折率差Δ２を−０．６８％〜−０．７５％、クラッド４に対するリングコア３の比屈折率差Δ３を＋０．３％〜＋０．６％として形成されている。また、リングコア半径ｃに対する、リングコア３とクラッド４との間の層５の半径ｄの比ｄ／ｃは１．３〜１．８であることが好ましく、クラッド４に対するこの層５の比屈折率差Δ４は−０．０４％〜−０．２０％とするのが好ましい。
【００２６】
このような屈折率分布をとることにより、１．５３μｍ〜１.６３μｍから選択された少なくとも１つ以上の波長において、波長分散が−５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜−１００ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの範囲にあり、分散スロープが−０．２５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ〜−２．０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍの範囲にあり、ＲＤＳが０．００５ｎｍ−１〜０．０２０ｎｍ−１の範囲、より好ましくは０．０１０ｎｍ−１〜０．０２０ｎｍ−１の範囲にあり、実質的にシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有する分散補償光ファイバを作製することができる。
【００２７】
本発明の分散補償光ファイバの第３の例は、リングコア３の半径ｃを６．７μｍ〜１０．７μｍ、中心コア半径に対するデプレストコア半径の比ｂ／ａを２．０〜３．０、デプレストコア半径に対するリングコア半径の比ｃ／ｂを１．３〜２．０とし、クラッド４に対する中心コア１の比屈折率差Δ１を＋１．００％〜＋１．８０％、クラッド４に対するデプレストコア２の比屈折率差Δ２を−１．２０％〜−１．５０％、クラッド４に対するリングコア３の比屈折率差Δ３を＋０．２０％〜＋０．５０％として形成されている。
また、リングコア半径ｃに対する、リングコア３とクラッド４との間の層５の半径ｄの比ｄ／ｃは１．３〜２．０であることが好ましく、クラッド４に対するこの層５の比屈折率差Δ４は−０．０４％〜−０．１２％とするのが好ましい。
なお、これらの数値範囲を全て満足していても以下のような特性を備えた分散補償光ファイバを得ることができるとは限らない。すなわち、試行錯誤を行うことによって初めて、以下のような特性が得られる適切な複数の構造パラメータの組合せを得ることができる。
【００２８】
この適切な組合せの屈折率分布をとることにより、１．５３μｍ〜１.５７μｍから選択された少なくとも１つ以上の波長において、波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜−１４０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの範囲にあり、ＲＤＳが０．０１６ｎｍ−１〜０．０２４ｎｍ−１の範囲にあり、リールなどに巻き込んで使用する場合に、その使用長で実質的にシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有する分散補償光ファイバを作製することができる。
【００２９】
次に、本発明の分散補償光ファイバの第４の例は、リングコア３の半径ｃを６．７μｍ〜８．７μｍ、中心コア半径に対するデプレストコア半径の比ｂ／ａを２．０〜３．０、デプレストコア半径に対するリングコア半径の比ｃ／ｂを１．４〜２．０とし、クラッド４に対する中心コア１の比屈折率差Δ１を＋１．３０％〜＋１．６０％、クラッド４に対するデプレストコア２の比屈折率差Δ２を−１．２０％〜−１．５０％、クラッド４に対するリングコア３の比屈折率差Δ３を＋０．２％〜＋０．４％として形成されている。
また、リングコア半径ｃに対する、リングコア３とクラッド４との間の層５の半径ｄの比ｄ／ｃは１．３〜２．０であることが好ましく、クラッド４に対するこの層５の比屈折率差Δ４は−０．０４％〜−０．１２％とするのが好ましい。
なお、これらの数値範囲を全て満足していても以下のような特性を備えた分散補償光ファイバを得ることができるとは限らない。すなわち、試行錯誤を行うことによって初めて、以下のような特性が得られる適切な複数の構造パラメータの組合せを得ることができる。
【００３０】
この適切な組合せの屈折率分布をとることにより、１．５３μｍ〜１.５７μｍから選択された少なくとも１つ以上の波長において、波長分散が−４０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜−９０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの範囲にあり、ＲＤＳが０．０１６ｎｍ−１〜０．０２４ｎｍ−１の範囲、リールなどに巻き込んで使用する場合に、実質的にシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有する分散補償光ファイバを作製することができる。
【００３１】
次に、本発明の分散補償光ファイバモジュールの例について説明する。
この例の分散補償光ファイバモジュールは、上述した分散補償光ファイバを、より大きい胴径の場合もあるが、例えば胴径１００ｍｍ以下のリールに巻き、分散補償光ファイバの両端に１．３μｍ帯零分散シングルモード光ファイバまたはＮＺ−ＤＳＦが接続されて形成されている。
また、この分散補償光ファイバの両端に中間光ファイバを接続し、この中間光ファイバの両端に１．３μｍ帯零分散シングルモード光ファイバまたはＮＺ−ＤＳＦを接続してもよい。ここで用いられる中間光ファイバとは、光ファイバを接続する際に生じる接続損失を低減するために、接続される光ファイバのモードフィールド径を調整するためのものであり、フィールドパターンが分散補償光ファイバに近く、低加熱接続で分散補償光ファイバと低損失で接続することが可能であり、高加熱接続しても曲げ損失が劣化しない光ファイバである。
【００３２】
このように中間光ファイバを介して、分散補償光ファイバと１．３μｍ帯零分散シングルモード光ファイバとを接続し、または分散補償光ファイバとＮＺ−ＤＳＦとを接続する際に、それぞれの接続箇所で加熱温度や時間の調整をし、この接続部に対し光ファイバの長手方向に沿って張力を印加しつつ加熱して接続することなどが好ましい。これにより、中間光ファイバの両端の接続損失の合計を１ｄＢ以下とすることができる。
また、上記の分散補償光ファイバモジュールにおいては、リールに巻き込むときの巻き張力を２０ｇ以上５０ｇ以下とすることが好ましい。これは、２０ｇ未満では、振動や衝撃などにより巻き崩れが生じ安定した特性を得ることができず、５０ｇを超えると巻き込み時の側圧により損失や偏波分散特性が劣化するためである。
以下、具体例を示す。
【００３３】
（実施例１）
ＶＡＤ法、ＭＣＶＤ法、ＰＣＶＤ法などの公知の方法により図１（ｃ）に示す屈折率分布を有し、△１、△２、△３、△４、ｂ／ａ、ｃ／ｂ、ｄ／ｃが表１に示す値となるようにして４種類の分散補償光ファイバＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを作製した。なお、分散補償光ファイバＤは、△４＝０であることからわかるように、リングコア３とクラッド４との間の層５を設けていないため、図１（ｂ）に示す屈折率分布を有する。
この分散補償光ファイバの光学特性を表１に示す。
【００３４】
【表１】
2006293389.tif 000003
【００３５】
これらの分散補償光ファイバのＲＤＳは、光ファイバＡで０．００８８ｎｍ−１、光ファイバＢで０．０１０ｎｍ−１、光ファイバＣで０．０１６ｎｍ−１、光ファイバＤで０．００８５ｎｍ−１である。これらの分散補償光ファイバは、波長分散の絶対値が大きな値でありながら、従来の分散補償光ファイバに比べて大きなＲＤＳが得られている。そのため、光伝送路を構成するＮＺ−ＤＳＦの残留波長分散を広い波長範囲で補償することが可能となり、伝送速度を向上させることが可能となる。
また、光ファイバＡ〜Ｄのいずれも、その伝送損失は０．５ｄＢ／ｋｍ以下である。さらに、１．５３μｍ〜１.６３μｍから選択された波長帯の最長波長で、直径２０ｍｍでの曲げ損失を１００ｄＢ／ｍ以下とすることが可能であり、特に、光ファイバＡと光ファイバＤについては、直径２０ｍｍでの曲げ損失を２０ｄＢ／ｍ以下とすることが可能である。
【００３６】
（実施例２）
ＶＡＤ法、ＭＣＶＤ法、ＰＣＶＤ法などの公知の方法により図１（ｃ）に示す屈折率分布を有し、△１、△２、△３、△４、ｂ／ａ、ｃ／ｂ、ｄ／ｃが表２に示す値となるようにして２種類の分散補償光ファイバＥ、Ｆを作製した。
この分散補償光ファイバの光学特性を表２に示す。
【００３７】
【表２】
2006293389.tif 000004
【００３８】
これらの分散補償光ファイバのＲＤＳは、光ファイバＥで０．００７ｎｍ−１、光ファイバＦで０．０１１ｎｍ−１である。これらの分散補償光ファイバは、波長分散の絶対値が大きな値でありながら、従来の分散補償光ファイバに比べて大きなＲＤＳが得られている。そのため、光伝送路を構成するＮＺ−ＤＳＦの残留波長分散を広い波長範囲で補償することが可能となり、伝送速度を向上させることが可能となる。
また、光ファイバＥ、Ｆのいずれも、その伝送損失は０．５ｄＢ／ｋｍ以下である。さらに、１．５３μｍ〜１.６３μｍから選択された波長帯の最長波長で、直径２０ｍｍでの曲げ損失を２０ｄＢ／ｍ以下とすることが可能である。
【００３９】
この例の分散補償光ファイバによると、波長分散の絶対値が大きな値でありながら、分散スロープの絶対値を大きくすることができるため、大きなＲＤＳが得られる分散補償光ファイバを作製することができ、波長１.５５μｍ帯で数ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ前後の波長分散を有するＮＺ−ＤＳＦに対しても、分散スロープ補償率の高い分散補償光ファイバを実現することができる。
これにより、光伝送路を構成するＮＺ−ＤＳＦの残留波長分散を広い波長範囲で補償することが可能となり、伝送速度を向上させることが可能となる。
また、本発明によると、低損失であり、小型リールに巻き込んでも損失増を生じることのない分散補償光ファイバを実現することができる。
さらに、この分散補償光ファイバを用いて分散補償光ファイバモジュールを作製することにより、小型化が可能な分散補償光ファイバモジュールを実現することができる。
【００４０】
（実施例３）
ＶＡＤ法、ＭＣＶＤ法、ＰＣＶＤ法などの公知の方法により図１（ｃ）に示す屈折率分布を有し、△１、△２、△３、△４、ｂ／ａ、ｃ／ｂ、ｄ／ｃが表３に示す値となるようにして５種類の分散補償光ファイバＧ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋを作製した。なお、分散補償光ファイバＤは、△４＝０であることからわかるように、リングコア３とクラッド４との間の層５を設けていないため、図１（ｂ）に示す屈折率分布を有する。
この分散補償光ファイバの光学特性を表３に示す。
【００４１】
【表３】
2006293389.tif 000005
【００４２】
これらの分散補償光ファイバのＲＤＳは、光ファイバＧで０．０２０１ｎｍ−１、光ファイバＨで０．０１９７ｎｍ−１、光ファイバＩで０．０１９１ｎｍ−１、光ファイバＪで０．０１９０ｎｍ−１、光ファイバＫで０．０１９１ｎｍ−１であって、すべて０．０１６ｎｍ−１〜０．０２４ｎｍ−１の範囲内である。これらの分散補償光ファイバは、波長分散の絶対値を大きな値に維持しながら、従来の分散補償光ファイバに比べて大きなＲＤＳが得られている。そのため、光伝送路を構成するＮＺ−ＤＳＦの残留波長分散を広い波長範囲で補償することが可能となり、伝送速度を向上させることが可能となる。
また、光ファイバＧ〜Ｋのいずれも、その伝送損失は０．７ｄＢ／ｋｍ以下である。さらに、１．５３μｍ〜１.５７μｍから選択された波長帯の最長波長で、曲げ直径２０ｍｍでの曲げ損失を４０ｄＢ／ｍ以下とすることが可能であり、特に、光ファイバＧ、Ｈ、Ｉ、Ｊについては、直径２０ｍｍでの曲げ損失を１０ｄＢ／ｍ以下とすることが可能である。
【００４３】
表３に示した分散補償光ファイバＧ〜Ｋを、胴径８０ｍｍの小型リールに巻き張力４０ｇで巻き込んで小型コイルを作製し、その両端に接続損失が小さくなるように中間光ファイバを接続し、さらに１．３μｍ帯零分散シングルモード光ファイバを接続して、両端の入出力が１．３μｍ帯零分散シングルモード光ファイバとなっている、ＮＺ−ＤＳＦの分散補償光ファイバモジュールＧ〜Ｋを作製した。この分散補償光ファイバモジュールＧ〜Ｋはすべて、１００ｋｍ長のＮＺ−ＤＳＦを分散補償するための分散補償光ファイバモジュールである。
これらの分散補償光ファイバモジュールの光学特性を表４に示す。
【００４４】
【表４】
2006293389.tif 000006
【００４５】
これらの分散補償光ファイバモジュールのＲＤＳはすべて０．０１６ｎｍ−１〜０．０２４ｎｍ−１の範囲内であり、巻き込みによる損失増もなく、低損失な分散補償光ファイバモジュールである。そのため、光伝送路のＮＺ−ＤＳＦの残留波長分散を広い波長範囲で補償することが可能となり、伝送速度を向上させることが可能となる。
【００４６】
この例の分散補償光ファイバによると、波長分散の絶対値が大きな値でありながら、ＲＤＳを０．０１６ｎｍ−１〜０．０２４ｎｍ−１の範囲内とすることができ、大きなＲＤＳが得られる分散補償光ファイバを作製することができ、波長１．５５μｍ帯で＋４．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散と、＋０．０９ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍの分散スロープを有するＮＺ−ＤＳＦに対しても、分散スロープ補償率の高い分散補償光ファイバを実現することができる。
これにより、光伝送路を構成するＮＺ−ＤＳＦの残留波長分散を広い波長範囲で補償することが可能となり、伝送速度を向上させて、４０Ｇｂ／ｓといった高速な光伝送路を構築することが可能となる。
【００４７】
また、この例の分散補償光ファイバによると、低損失であり、小型リールに巻き込んでも損失増を生じることのない分散補償光ファイバを実現することができる。
さらに、リールに巻き込まれた分散補償光ファイバの両端に中間光ファイバを接続し、この中間光ファイバの両端に１．３μｍ帯零分散シングルモード光ファイバまたはＮＺ−ＤＳＦを接続することにより、それぞれの接続点でモードフィールド径を調整した接続ができるため、接続損失を低減し、小型化が可能な分散補償光ファイバモジュールを実現することができる。
【００４８】
また、中間光ファイバを介して、分散補償光ファイバと１．３μｍ帯零分散シングルモード光ファイバとを接続し、または分散補償光ファイバとＮＺ−ＤＳＦとを接続する際に、この接続部に対し光ファイバの長手方向に沿って張力を印加しつつ加熱して接続することにより、中間光ファイバの両端の接続損失の合計を１ｄＢ以下とすることができ、低損失な分散補償光ファイバモジュールを実現することができる。
また、分散補償光ファイバをリールに巻き込むときの巻き張力を２０ｇ以上５０ｇ以下とすることにより、振動や衝撃に対しても巻き崩れを防止し、かつ損失や偏波分散特性が劣化するのを防止することが可能な分散補償光ファイバモジュールを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の分散補償光ファイバの屈折率分布の例を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１・・・中心コア、２・・・デプレストコア、３・・・リングコア、４・・・クラッド、５・・・リングコアとクラッドとの間の層
【図１】
2006293389.tif 000007