(57)【要約】複数の実施形態によれば、光ファイバは、外半径ｒＣと最大相対屈折率ΔＣｍａｘとを有するコア部分を含み得る。クラッドは、コア部分を囲み得るものであり、低屈折率のトレンチと外側クラッドとを含み得る。低屈折率のトレンチは、コア部分を囲み得るものであり、外半径ｒＴと相対屈折率ΔＴとを有し得る。外側クラッドは、低屈折率のトレンチと直に接触して低屈折率のトレンチを囲み得る。外側クラッドは、１．０重量％を超える臭素を含むシリカ系ガラスで形成され得るものであり、相対屈折率ΔＯＣを有し、ΔＣｍａｘ＞ΔＯＣ＞ΔＴである。光ファイバは、１５３０ｎｍ以下のケーブルカットオフを有し得る。光ファイバの減衰は、１５５０ｎｍの波長において０．１８５ｄＢ／ｋｍ以下であり得る。
2019530015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバにおいて、
外半径ｒＣと純粋なシリカガラスに対する最大相対屈折率ΔＣｍａｘとを有するコア部分と、
前記コア部分を囲むクラッドと
を含み、
前記クラッドが、
前記コア部分を囲む低屈折率のトレンチであって、外半径ｒＴと、純粋なシリカガラスに対する相対屈折率ΔＴとを有する低屈折率のトレンチと、
前記低屈折率のトレンチと直に接触して該低屈折率のトレンチを囲む外側クラッドであって、１．０重量％を超える臭素を含むシリカ系ガラスで形成され、純粋なシリカガラスに対する相対屈折率ΔＯＣを有する外側クラッドと
を含み、
前記光ファイバが１５３０ｎｍ以下のケーブルカットオフを有し、
ΔＣｍａｘ＞ΔＯＣ＞ΔＴであり、
前記光ファイバの減衰が１５５０ｎｍの波長において０．１８５ｄＢ／ｋｍ以下である
ことを特徴とする光ファイバ。
【請求項２】
前記光ファイバのモードフィールド径ＭＦＤが１３１０ｎｍの波長において９μｍより大きい、請求項１記載の光ファイバ。
【請求項３】
前記光ファイバの１５ｍｍ直径曲げ損失が１５５０ｎｍにおいて０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満である、請求項１〜２のいずれか一項記載の光ファイバ。
【請求項４】
前記外側クラッド中の臭素の濃度が３重量％以下である、請求項１〜３のいずれか一項記載の光ファイバ。
【請求項５】
前記外側クラッド中の臭素の濃度が１．２重量％以上であり且つ２．０重量％以下である、請求項１〜４のいずれか一項記載の光ファイバ。
【請求項６】
純粋なシリカガラスに対するΔＯＣが０．１％以上であり且つ０．４％以下である、請求項１〜５のいずれか一項記載の光ファイバ。
【請求項７】
前記低屈折率のトレンチが体積プロファイルＶＴを有し、｜ＶＴ｜が３０％Δμｍ２以上である、請求項１〜６のいずれか一項記載の光ファイバ。
【請求項８】
前記クラッドが、前記コア部分を囲むと共に該コア部分および前記低屈折率のトレンチと直に接触する内側クラッドを更に含み、該内側クラッドが、外半径ｒＩＣと、純粋なシリカガラスに対する相対屈折率ΔＩＣとを有し、ΔＣｍａｘ＞ΔＩＣであり且つΔＩＣ＞ΔＴである、請求項１記載の光ファイバ。
【請求項９】
前記コア部分の前記外半径ｒＣが２．７５μｍ以上であり且つ６μｍ以下であり、
前記内側クラッドの前記外半径ｒＩＣが６．５μｍ以上であり且つ１５μｍ以下であり、
前記外半径ｒＴが１２μｍ以上であり且つ２５μｍ以下である、
請求項８記載の光ファイバ。
【請求項１０】
光ファイバにおいて、
外半径ｒＣと純粋なシリカガラスに対する最大相対屈折率ΔＣｍａｘとを有するコア部分と、
前記コア部分を囲むクラッドと
を含み、
前記クラッドが、
前記コア部分を囲む低屈折率のトレンチであって、外半径ｒＴと、純粋なシリカガラスに対する相対屈折率ΔＴとを有する低屈折率のトレンチと、
前記低屈折率のトレンチと直に接触して該低屈折率のトレンチを囲む外側クラッドであって、０．２５重量％を超える臭素または臭素化合物を含むシリカ系ガラスで形成され、純粋なシリカガラスに対する相対屈折率ΔＯＣを有する外側クラッドと
を含み、
前記光ファイバが１５３０ｎｍ以下のケーブルカットオフを有し、
ΔＣｍａｘ＞ΔＯＣ＞ΔＴであり、
前記コア部分に直に隣接する領域の軸方向の応力が２．５ＭＰａ未満である
ことを特徴とする光ファイバ。
【請求項１１】
前記低屈折率のトレンチが前記コア部分と直に接触する、請求項１０記載の光ファイバ。
【請求項１２】
前記コア部分がαプロファイルを有し、αが１以上であり且つ５．０以下である、請求項１１記載の光ファイバ。
【請求項１３】
前記コア部分の前記外半径ｒＣが４μｍ以上であり且つ１０μｍ以下であり、
前記外半径ｒＴが１４μｍ以上であり且つ２５μｍ以下である、
請求項１１記載の光ファイバ。
【発明の詳細な説明】
【優先権の主張】
【０００１】
本願は、合衆国法典第３５巻第１１９条に基づき、２０１６年９月３０日に出願された米国仮特許出願第６２／４０２，２８３号による優先権を主張するものであり、その内容に依拠すると共に、その全体を参照して本明細書に組み込む。
【技術分野】
【０００２】
本明細書は、一般的に、低い曲げ損失を有する光ファイバに関し、より具体的には、低い曲げ損失を有するシングルモード光ファイバに関する。
【背景技術】
【０００３】
特に、所謂「アクセス」において用いられる光ファイバおよびユーザ宅向け（ＦＴＴｘ）光ネットワークへのファイバについては、低曲げ損失光ファイバの必要性がある。光ファイバは、そのようなネットワークにおいて、光ファイバを通して伝送される光信号に曲げ損失を生じるやり方で設置され得る。曲げ損失を生じる物理的な要求（例えば、狭い曲げ半径、光ファイバの圧迫等）を課し得る幾つかの用途としては、光ドロップケーブルアセンブリ内における光ファイバの設置、ファクトリー・インストールド・ターミネーション・システム（ＦＩＴＳ）にともなう分配ケーブル及び遊びループ、フィーダーと分配ケーブルとを接続するキャビネット内に配置された小曲げ半径のマルチポート、および、分配ケーブルとドロップケーブルの間のネットワークアクセスポイントにおけるジャンパーが挙げられる。
【発明の概要】
【０００４】
複数の実施形態によれば、光ファイバは、外半径ｒＣと最大相対屈折率ΔＣｍａｘとを有するコア部分を含み得る。クラッドは、コア部分を囲み得るものであり、低屈折率のトレンチと外側クラッドとを含み得る。屈折率のトレンチは、コア部分を囲み得るものであり、外半径ｒＴと相対屈折率ΔＴとを有し得る。外側クラッドは、低屈折率のトレンチと直に接触して低屈折率のトレンチを囲み得る。外側クラッドは、１．０重量％を超える臭素を含むシリカ系ガラスで形成され得るものであり、相対屈折率ΔＯＣを有し、ΔＣｍａｘ＞ΔＯＣ＞ΔＴである。光ファイバは、１５３０ｎｍ以下のケーブルカットオフを有し得る。光ファイバの減衰は、１５５０ｎｍの波長において０．１８５ｄＢ／ｋｍ以下であり得る。
【０００５】
幾つかの他の実施形態によれば、光ファイバは、外半径ｒＣと最大相対屈折率ΔＣｍａｘとを有するコア部分を含み得る。クラッドは、コア部分を囲み得る。クラッドは、低屈折率のトレンチと外側クラッドとを含み得る。低屈折率のトレンチは、コア部分を囲み得るものであり、外半径ｒＴと、純粋なシリカガラスに対する相対屈折率ΔＴとを有し得る。外側クラッドは、低屈折率のトレンチと直に接触して低屈折率のトレンチを囲み得る。外側クラッドは、０．２５重量％を超える臭素または臭素化合物を含むシリカ系ガラスであって、純粋なシリカガラスに対する相対屈折率ΔＯＣを有するシリカ系ガラスで形成され得るものであり、ΔＣｍａｘ＞ΔＯＣ＞ΔＴである。光ファイバは、１５３０ｎｍ以下のケーブルカットオフを有し得る。コア部分に直に隣接する領域の軸方向の応力は２．５ＭＰａ未満である。
【０００６】
本明細書に記載される光ファイバの更なる特徴および長所は、以下の詳細な説明で述べられると共に、部分的にはその説明から当業者に自明であり、または、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、および添付の図面を含む本明細書に記載される実施形態を実施することによって認識される。
【０００７】
上記の概要説明および以下の詳細説明は、様々な実施形態を説明するものであり、特許請求される主題の性質および特徴を理解するための概観または枠組みを提供することを意図したものであることを理解されたい。添付の図面は、様々な実施形態の更なる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれてその一部をなすものである。図面は、本明細書に記載される様々な実施形態を示しており、明細書と共に、特許請求される主題の原理および作用を説明する役割をするものである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本明細書に示され記載される１以上の実施形態による光ファイバの半径方向の断面を模式的に示す
【図２】光ファイバのガラス部分の半径Ｒの関数としての、図１の光ファイバの相対屈折率プロファイルをグラフで示す
【図３】本明細書に示され記載される１以上の実施形態による光ファイバの半径方向の断面を模式的に示す
【図４】光ファイバのガラス部分の半径Ｒの関数としての、図３の光ファイバの相対屈折率プロファイルをグラフで示す
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本明細書に記載されるシングルモード光ファイバの様々な実施形態を詳細に参照する。それらの例が添付の図面に模式的に示されている。可能な場合には常に、図面を通して、同じまたは類似の部分を参照するために同じ参照番号が用いられる。図１には、シングルモード光ファイバの一実施形態の半径方向の断面が模式的に示されている。この光ファイバは、外半径ｒＣと、純粋なシリカガラスに対する最大相対屈折率ΔＣｍａｘとを有するコア部分を含み得る。クラッドは、コア部分を囲んでおり、低屈折率のトレンチと外側クラッドとを含み得る。低屈折率のトレンチは、コア部分を囲んでおり、トレンチ外半径ｒＴと、純粋なシリカガラスに対する相対屈折率ΔＴとを有する。外側クラッドは、低屈折率のトレンチと直に接触して、低屈折率のトレンチを囲んでいる。外側クラッドは、臭素でアップドーピングされた、純粋なシリカガラスに対する相対屈折率ΔＯＣを有するシリカ系ガラスで形成され得る。一実施形態において、外側クラッドは、１．０重量％を超える臭素を含み得る。一般的に、ΔＣｍａｘ＞ΔＯＣ＞ΔＴであり、この光ファイバはシングルモードであり、１５３０ｎｍ以下のケーブルカットオフを有する。一部の実施形態では、この光ファイバは、低屈折率のトレンチとコア部分との間に設けられた内側クラッドを更に含み得る。臭素でアップドーピングされた外側クラッドを有するシングルモード光ファイバの様々な実施形態を、添付の図面を具体的に参照して本明細書に記載する。
【００１０】
本明細書に記載される光ファイバに関して、以下の用語が用いられる。
【００１１】
本明細書において用いられる「屈折率プロファイル」または「相対屈折率プロファイル」という用語は、屈折率または相対屈折率とファイバの半径Ｒとの間の関係である。
【００１２】
本明細書において用いられる「相対屈折率」という用語は、
【００１３】
【数１】
2019530015.tif 000003
【００１４】
として定義され、式中、ｎ（ｒ）は、特に明記しない限り、光ファイバの半径ｒにおける屈折率であり、ｒ＝０はファイバの中心線に対応する。相対屈折率は、特に明記しない限り、１５５０ｎｍにおいて定められる。本明細書に記載される実施形態において、基準屈折率ｎＲＥＦは、純粋な（即ち、ドーピングされていない）シリカガラスの屈折率である（即ち、１５５０ｎｍの波長においてｎＲＥＦ＝１．４４４３７４）。本明細書において用いられる相対屈折率は、Δによって表され、その値は、特に明記しない限り、「％」の単位で与えられる。或る領域の屈折率が基準屈折率ｎＲＥＦより低い場合には、相対屈折率パーセントは負であり、「低下した領域」または「低下した屈折率」として参照され、最小相対屈折率は、特に明記しない限り、相対屈折率が最も負である点において算出される。或る領域の屈折率が基準屈折率ｎＲＥＦより高い場合には、相対屈折率パーセントは正であり、その領域は、「上昇した領域」または「正の屈折率を有する」と言える。
【００１５】
本明細書において用いられる「アップドーパント」という用語は、ドーピングされていない純粋なＳｉＯ２と比べてガラスの屈折率を上昇させるドーパントを指す。本明細書において用いられる「ダウンドーパント」という用語は、ドーピングされていない純粋なＳｉＯ２と比べてガラスの屈折率を低下させる傾向を有するドーパントである。アップドーパントは、アップドーパントではない１以上の他のドーパントを伴った際に、光ファイバの負の相対屈折率を有する領域内に存在し得る。同様に、アップドーパントではない１以上の他のドーパントは、光ファイバの正の相対屈折率を有する領域内に存在し得る。ダウンドーパントは、ダウンドーパントではない１以上の他のドーパントを伴った際に、光ファイバの正の相対屈折率を有する領域内に存在し得る。同様に、ダウンドーパントではない１以上の他のドーパントは、光ファイバの負の相対屈折率を有する領域内に存在し得る。
【００１６】
本明細書において用いられる「αプロファイル」または「アルファプロファイル」という用語は、「％」を単位とするΔに関して表された相対屈折率プロファイルを指し、式中、ｒは半径である以下の式に従う。
【００１７】
【数２】
2019530015.tif 000004
【００１８】
式中、Δ１ｍａｘは最大相対屈折率であり、ｒ１はコアの半径であり、ｒはｒｉ＜ｒ＜ｒｆの範囲内であり、Δの定義は上述した通りであり、ｒｉはαプロファイルの最初の点であり、ｒｆはαプロファイルの最後の点であり、αは実数である指数である。勾配を有する屈折率プロファイルについては、α値は１０未満である。本明細書において用いられる「放物線状」という用語は、コア内の１以上の点において２．０のα値から僅かに変化し得る略放物線状の形状の屈折率プロファイル、並びに、小さいばらつきおよび／または中心線ディップ（沈み込み）を有するプロファイルを含む。
【００１９】
本明細書に記載される光ファイバの曲げ性能の１つの尺度はマクロベンド性能である。マクロベンド性能は、ＦＯＴＰ−６２（ＪＥＣ−６０７９３−１−４７）に従って、１５ｍｍ、２０ｍｍ、および／または３０ｍｍの直径のマンドレルの周囲に光ファイバを２ターンだけ巻回し、エンサークルド・フラックス（ＥＦ）励振条件（「制限励振条件」とも称される）を用いて、曲げに起因する減衰の増加を測定することによって決定される。エンサークルド・フラックスは、２５ｍｍ直径のマンドレル上の中央付近に１回だけ巻回されて配置された２ｍの長さのＩｎｆｉｎｉＣｏｒ（登録商標）５０μｍコア光ファイバの入力端内へとオーバーフィル状態のパルスを励振することによって測定される。ＩｎｆｉｎｉＣｏｒ（登録商標）５０μｍコア光ファイバの出力端は、試験されるファイバにスプライスされ、測定された曲げ損失が、曲げがない状態の減衰に対する、所定の曲げ条件下における減衰の差となる。
【００２０】
本明細書に記載される光ファイバの曲げ性能の別の尺度は、ピンアレイ曲げ試験であり、これは、光ファイバの曲げに対する相対的な耐性を比較するために用いられる。この試験を行うために、実質的に曲げ損失を生じていない光ファイバについての減衰が測定される。次に、光ファイバは、ピンアレイを巡るように編まれ、再び減衰が測定される。曲げによって生じた損失（典型的にはｄＢの単位で表される）は、これら２つの減衰測定値の間の差である。ピンアレイは、単一の列に配置され、平面上における固定された垂直方向の位置に保持された、１０本の１組の円柱形のピンである。ピン中心間の間隔は５ｍｍである。ピン直径は０．６７ｍｍである。光ファイバは、隣接するピンの対向する側を通過させられる。試験中、光ファイバは、ファイバが接触しているピンの周囲の部分の形状に光ファイバを沿わせるのに十分な張力下に置かれる。この試験は、光ファイバのマクロベンド耐性に関するものである。
【００２１】
別のタイプの曲げ試験は、横荷重マイクロベンド試験である。このいわゆる「横荷重」試験（ＬＬＷＭ）では、所定の長さの導波路ファイバが、２つの平坦なプレート間に配置される。プレートの一方には、＃７０ワイヤメッシュが取り付けられている。既知の長さの導波路ファイバがプレート間に挟持され、これらのプレートが３０ニュートンの力で合わさるように押しつけられている間に、基準減衰が測定される。次に、７０ニュートンの力がプレートに加えられ、ｄＢ／ｍを単位とする減衰の増加が測定される。この減衰の増加は、特定の波長（典型的には１２００〜１７００ｎｍの範囲内であり、例えば、１３１０ｎｍ、１５５０ｎｍ、または１６２５ｎｍ）における、ｄＢ／ｍを単位とする導波路の横荷重減衰である。
【００２２】
別のタイプの曲げ試験は、ワイヤメッシュ被覆ドラムマイクロベンド試験（ＷＭＣＤ）である。この試験では、４００ｍｍの直径のアルミニウムドラムに、ワイヤメッシュが巻き付けられている。メッシュは、伸長されることなくぴったりと巻き付けられ、穴、凹み、または損傷がない状態にされるべきである。このワイヤメッシュは、McMaster-Carr Supply Company（米国オハイオ州クリーブランドに所在）から入手された部品番号８５３８５Ｔ１０６の耐食タイプの３０４ステンレス鋼織金網であり、１リニア・インチ（２．５４リニア・センチメートル）当たりのメッシュ数は１６５×１６５であり、ワイヤ直径は０．００１９インチ（約０．００４８センチメートル）であり、開口幅は０．００４１インチ（約０．０１０４センチメートル）であり、開口面積％は４４．０である。８０（±１）グラムの張力を加えながら、所定の長さ（７５０ｍ）の導波路ファイバを、ワイヤメッシュドラム上に、１ｍ／秒で、０．０５０ｃｍの巻き取りピッチで巻回する。張力を保つために、所定の長さのファイバの両端部をテープで留めると共に、ファイバの交差を生じないようにする。光ファイバの減衰は特定の波長（典型的には１２００〜１７００ｎｍの範囲内であり、例えば、１３１０ｎｍ、１５５０ｎｍ、または１６２５ｎｍ）において測定される。基準減衰は、滑らかなドラム上に巻回された光ファイバについて測定される。この減衰の増加は、特定の波長（典型的には１２００〜１７００ｎｍの範囲内であり、例えば、１３１０ｎｍ、１５５０ｎｍ、または１６２５ｎｍ）における、ｄＢ／ｋｍを単位とする導波路のワイヤメッシュ被覆ドラム減衰である。
【００２３】
本明細書において用いられる光ファイバの「実効面積」とは、光ファイバにおける光が伝搬する面積であり、
【００２４】
【数３】
2019530015.tif 000005
【００２５】
として定義され、式中、Ｅはファイバ内における光の伝搬と関連付けられる電界であり、ｒはファイバの半径である。実効面積は、特に明記しない限り、１５５０ｎｍの波長において決定される。
【００２６】
モードフィールド径（ＭＦＤ）は、シングルモードファイバ内を伝搬する光のビーム幅のスポット径の尺度である。モードフィールド径は、光源の波長、ファイバのコア半径、およびファイバの屈折率プロファイルの関数である。ＭＦＤは、ＰｅｔｅｒｍａｎｎＩＩ法を用いて測定され、ここで、２ｗ＝ＭＦＤであり、
【００２７】
【数４】
2019530015.tif 000006
【００２８】
であり、式中、Ｅはファイバ内における電界分布であり、ｒはファイバの半径である。
【００２９】
モードのカットオフ波長は、その波長を超えるとモードが光ファイバ内を伝搬しなくなる最小波長である。シングルモードファイバのカットオフ波長は、その波長において光ファイバが１つの伝搬モードのみをサポートする最小波長である。シングルモードファイバのカットオフ波長は、高次モードのうちの最も高いカットオフ波長に対応する。典型的には、最も高いカットオフ波長は、ＬＰ１１モードのカットオフ波長に対応する。動作波長がカットオフ波長より低い場合には、マルチモード動作が生じることがあり、この更なる分散源が導入されることにより、ファイバの情報搬送能力が制限され得る。数学的定義は、Single Mode Fiber Optics, Jeunhomme, pp. 39 44, Marcel Dekker, New York, 1990に見出すことができ、そこでは、理論的なファイバカットオフは、モード伝搬定数が外側クラッド内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。この理論的な波長は、直径が変化しない無限長の完全にまっすぐなファイバに適したものである。
【００３０】
ケーブルカットオフ波長または「ケーブルカットオフ」は、ＥＩＡ−４５５−１７０「Cable Cutoff Wavelength of Single-mode Fiber by Transmitted Power」、または「ＦＯＴＰ−１７０」に記載されている２２ｍケーブルカットオフ試験によって近似され得る。本明細書において用いられる「ケーブルカットオフ」は、この近似試験を用いて得られる値を意味する。
【００３１】
ファイバの「波長分散」または「分散」は、材料分散、導波路分散、およびモード間分散の合計である。シングルモード導波路ファイバの場合には、モード間分散は０である。「零分散波長」は、分散が０の値を有する波長である。「分散スロープ」は、波長に関する分散の変化率である。
【００３２】
本明細書において特に明記しない限り、光ファイバの特性の測定は、８５０ｎｍ、９８０ｎｍ、１０６０ｎｍ、または１３１０ｎｍのうちの少なくとも１つの動作波長において行われる。本明細書において、特に明記しない限り、光学特性（例えば、分散、分散スロープ等）はＬＰ０１モードについて報告される。
【００３３】
光ファイバの各部分の軸方向の応力は、軸方向屈折率複屈折技術を用いて、米国マサチューセッツ州シャロンに所在するInterfiber Analysis社によって製造されたＩＦＡ−１００多波長屈折率プロファイラで測定される。
【００３４】
本明細書において、「マイクロメートル」および「μｍ」という用語は区別なく用いられる。
【００３５】
良好な曲げ性能を有する低コストのシングルモード光ファイバが提案されている。これらの光ファイバは、一般的に、低屈折率のトレンチによって囲まれた中心ガラスコア部分を含み、低屈折率のトレンチは、外側ガラスクラッドによって囲まれている。必要に応じて、低屈折率のトレンチとコア部分との間に内側ガラスクラッドが設けられ得る。これらの光ファイバは、光ファイバの所望の曲げ性能を得るために、外側ガラスクラッドにおいて塩素ドーピングを用いている。
【００３６】
外側ガラスクラッド中の塩素の濃度は、外側ガラスクラッドの粘度を増加させ、よりにより、製造中に、光ファイバのコア部分に直に隣接する光ファイバの領域（例えば、コア部分を囲む内側ガラスクラッドおよび／または低屈折率のトレンチ等）内に、比較的高い軸方向の応力を生じさせることが見出されている。具体的には、外側ガラスクラッド中の塩素は、コア部分に直に隣接する領域（例えば、内側ガラスクラッドおよび／または低屈折率のトレンチ等）においてコア部分または外側クラッドより低い粘度を有する光ファイバを生じることが見出されている。この粘度の差は、ファイバ製造中に、線引きによって生じるより高い軸方向の応力を生じる。これらの比較的高い軸方向の応力は、光ファイバのコア部分内を伝搬する光の減衰を増加させ、光ファイバの効率を低下させる。
【００３７】
本明細書に記載される光ファイバの実施形態は、光ファイバのコア部分に隣接した領域内の軸方向の応力を低減し、低い曲げ損失と低減された減衰とを有する光ファイバを提供する。
【００３８】
図１は、光ファイバ１００の一実施形態の半径方向の断面を模式的に示す。本明細書に記載される光ファイバはシングルモード光ファイバであり、これは、ファイバが、特定の波長（即ち、ケーブルカットオフ波長）より高い波長の電磁放射線のシングルモードの伝搬をサポートすることを意味する。光ファイバは、一般的に、コア部分１０２およびクラッド部分１０３を含む。クラッド部分は、少なくとも低屈折率のトレンチ１０６および外側クラッド１０８を含む。一部の実施形態では、図１に示されているように、光ファイバのクラッド部分１０３は、コア部分１０２と低屈折率のトレンチ１０６との間に配置された内側クラッド１０４を更に含み得る。しかし、内側クラッド１０４は必要に応じて設けられるものであり、一部の実施形態では、光ファイバ１００は、（例えば、図３に示されているように）内側クラッド１０４を含まずに形成されてもよいことを理解されたい。この光ファイバの構造および組成、並びに、光ファイバの特性について、本明細書においてより詳細に説明する。
【００３９】
図１および図２を参照すると、光ファイバ１００（図１）の一実施形態の半径方向の断面、およびそれに対応する光ファイバ１００の相対屈折率プロファイル（図２）が示されている。光ファイバ１００の相対屈折率は、光ファイバ１００の軸方向の中心線からの半径Ｒの関数としてプロットされている。光ファイバ１００は、一般的に、コア部分１０２とクラッド部分１０３とを含む。本明細書に記載される実施形態において、コア部分１０２はクラッド部分１０３の内側に位置しており、（純粋な（即ち、ドーピングされていない）シリカガラスに対する）最大相対屈折率ΔＣｍａｘを有する。コア部分１０２およびクラッド部分１０３は同心円状であり、光ファイバ１００の断面が、コア部分１０２の中心に関して概ね円対称になっている。クラッド部分１０３は、低屈折率のトレンチ１０６と外側クラッド１０８とを含む。低屈折率のトレンチ１０６は、コア部分１０２を囲んでおり、（純粋なシリカガラスに対する）相対屈折率ΔＴを有する。外側クラッド１０８は、低屈折率のトレンチ１０６を囲んでおり、（純粋なシリカガラスに対する）相対屈折率ΔＯＣを有する。低屈折率のトレンチ１０６および外側クラッド１０８は、低屈折率のトレンチ１０６がコア部分１０２と外側クラッド１０８との間に設けられるように配置されている。本明細書に記載される実施形態において、外側クラッド１０８は低屈折率のトレンチ１０６と直に接触する。
【００４０】
本明細書において用いられる「トレンチ」という用語は、半径方向の断面において、相対的により高い屈折率を有する領域によって囲まれた光ファイバの領域を指す。例えば、図１および図２に示されている光ファイバ１００の実施形態では、クラッド部分１０３は、コア部分１０２と低屈折率のトレンチ１０６との間に配置された内側クラッド１０４を更に含み、低屈折率のトレンチ１０６が内側クラッド１０４と外側クラッド１０８との間に配置されるようになっている。内側クラッド１０４は、（純粋なシリカガラスに対する）相対屈折率ΔＩＣを有する。この実施形態では、内側クラッド１０４は、コア部分１０２および低屈折率のトレンチ１０６の両方と直に接触している。図１および図２に示されている実施形態では、ΔＣｍａｘ＞ΔＯＣであり、ΔＴ＜ΔＩＣであり、ΔＴ＜ΔＯＣである。本明細書に記載される実施形態において、ΔＯＣおよびΔＩＣがΔＴより大きく、且つ、ΔＣｍａｘがΔＯＣ、ΔＩＣ、およびΔＴより大きい限りにおいて、ΔＯＣはΔＩＣと等しくてもよく、ΔＯＣはΔＩＣより小さくてもよく、または、ΔＯＣはΔＩＣより大きくてもよい。
【００４１】
本明細書に記載される実施形態において、コア部分１０２、内側クラッド１０４（存在する場合）、低屈折率のトレンチ１０６、および外側クラッド１０８は、シリカ、具体的にはシリカガラスで形成される。
【００４２】
図１および図２は、クラッド部分１０３を、内側クラッド１０４、低屈折率のトレンチ１０６、および外側クラッド１０８を含むものとして示しているが、他の実施形態では、クラッド部分１０３は、内側クラッド１０４を含まずに形成されてもよい（例えば、本明細書において更に詳細に説明するように、低屈折率のトレンチ１０６が、光ファイバ１００のコア部分１０２と直に接触してコア部分１０２を囲んでいる等）ことを理解されたい。
【００４３】
引き続き図１および図２を参照すると、コア部分１０２は半径ｒＣを有する。内側クラッド１０４（存在する場合には）は、コア部分１０２を囲み得るものであり、半径ｒＣから半径ｒＩＣまで延在しており、内側クラッド１０４が、ＴＩＣ＝ｒＩＣ−ｒＣである半径方向の厚さＴＩＣを有するようになっている。低屈折率のトレンチ１０６は、コア部分１０２および内側クラッド１０４を囲んでおり、半径ｒＩＣから半径ｒＴまで延在しており、低屈折率のトレンチ１０６が、ＴＴ＝ｒＴ−ｒＩＣである半径方向の厚さＴＴを有するようになっている。外側クラッド１０８は、低屈折率のトレンチ１０６を囲み得るものであり、半径ｒＴから半径ｒＯＣまで延在しており、外側クラッドが、ＴＯＣ＝ｒＯＣ−ｒＴである半径方向の厚さＴＯＣを有するようになっている。従って、光ファイバ１００のガラス部分（例えば、コア部分１０２、内側クラッド１０４、低屈折率のトレンチ１０６、および外側クラッド１０８）は、２ｒＯＣの直径を有し得る。本明細書に記載される一部の実施形態では、光ファイバのガラス部分の半径ｒＯＣは６２．５μｍである。本明細書に記載される一部の実施形態では、光ファイバのガラス部分の半径ｒＯＣは４０μｍ以上であり且つ６２．５μｍ以下である。
【００４４】
コア部分１０２の半径ｒＣは、コア部分１０２の相対屈折率プロファイル（即ち、図２）の最大傾斜の接線がゼロΔ線（Δ０）と交わる点として定義される。図１および図２に示されている光ファイバの実施形態では、コア部分１０２の半径ｒＣは２．７５μｍ以上であり且つ６μｍ以下または７μｍ以下である。これらの実施形態の一部において、コア部分１０２の半径ｒＣは３．５μｍ以上であり且つ５．５μｍ以下（例えば４μｍ以上であり且つ５μｍ以下、または４μｍ以上であり且つ４．５μｍ以下）である。
【００４５】
複数の実施形態において、光ファイバ１００のコア部分１０２の最大相対屈折率ΔＣｍａｘは０％以上（即ち、コア部分１０２が純粋なシリカで形成されている場合）であり且つ０．６５％以下である。これらの実施形態の一部において、コア部分１０２の最大相対屈折率ΔＣｍａｘは０．４％以上であり且つ０．６５％以下、または、０．４％以上であり且つ０．６％以下である。一部の実施形態では、コア部分１０２の最大相対屈折率ΔＣｍａｘは０．４％以上であり且つ０．５％以下である。
【００４６】
０．１％を超える最大相対屈折率ΔＣｍａｘの値を得るために、光ファイバ１００のコア部分１０２は、シリカガラスの屈折率を増加させる１以上のドーパントでアップドーピングされ得る。適切なアップドーパントとしては、ＧｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｃｌ等が挙げられるが、それらに限定されない。例えば、コア部分１０２を１重量％のＧｅＯ２でアップドーピングすることは、コア部分１０２の相対屈折率を０．０５５％だけ増加させることに相当する。複数の実施形態において、コア部分は、７重量％以上であり且つ１２重量％以下のＧｅＯ２でアップドーピングされる。
【００４７】
図１および図２に示されている光ファイバ１００の実施形態では、光ファイバ１００のコア部分１０２は、５以上または１０以上であるコアアルファ（α）を有する。一部の実施形態では、コア部分１０２のαは１０以上であり且つ１００以下である。これらの実施形態の一部において、コア部分１０２のαは１５以上であり且つ１００以下、または、１５以上であり且つ４０以下である。
【００４８】
引き続き図１および図２を参照すると、内側クラッド１０４はコア部分１０２に直に隣接して直に接触している。内側クラッド１０４の内半径はコア部分の半径ｒＣと等しく、内側クラッド１０４の外半径（即ち、内側クラッド１０４の半径ｒＩＣ）は、内側クラッドの相対屈折率プロファイル（即ち、図２）の最大傾斜の接線がゼロΔ線（Δ０）と交わる点である半径方向の最外点として定義される。図１に示されている実施形態では、内側クラッド１０４の半径ｒＩＣは６．５μｍ以上であり且つ１５μｍ以下（例えば、６．５μｍ以上であり且つ１３μｍ以下等）である。これらの実施形態の一部において、内側クラッド１０４の半径ｒＩＣは７μｍ以上であり且つ１１μｍ以下、または８μｍ以上であり且つ１０μｍ以下である。
【００４９】
複数の実施形態において、コア部分１０２の半径ｒＣと内側クラッド１０４の半径ｒＩＣとの比率（ｒＣ：ｒＩＣ）は０．７以下である。一部の実施形態では、（ｒＣ：ｒＩＣは）０．５以下または０．３以下である。一部の実施形態では、（ｒＣ：ｒＩＣは）０．２以上であり且つ０．５以下である。
【００５０】
内側クラッド１０４の相対屈折率ΔＩＣは、純粋なシリカに対して０．３％以下である。複数の実施形態において、内側クラッド１０４の相対屈折率ΔＩＣは０．１％を超え且つ０．３％以下である。これらの実施形態の一部において、内側クラッド１０４の相対屈折率ΔＩＣは０．１％以上であり且つ０．２５％以下、または０．１％以上であり且つ０．２％以下である。
【００５１】
複数の実施形態において、コア部分１０２の相対屈折率ΔＣｍａｘと内側クラッド１０４の相対屈折率ΔＩＣとの間の差（即ち、ΔＣｍａｘ−ΔＩＣ）は、０．１５％以上であり且つ０．５％以下である。これらの実施形態の一部において、ΔＣｍａｘ−ΔＩＣは０．２％以上であり且つ０．４５％以下、または０．３％以上であり且つ０．４５％以下である。
【００５２】
これらの実施形態では、ｒＣの値、ΔＣｍａｘとΔＩＣとの間の差、および比率ｒＣ：ｒＩＣのこの組合せが、１３００ｎｍ以上であり且つ１３２４ｎｍ以下の零分散波長（λ０）と、１３１０ｎｍの波長において９．０μｍ以上のモードフィールド径（ＭＦＤ）とを有する光ファイバを生じる。
【００５３】
引き続き図１および図２を参照すると、低屈折率のトレンチ１０６は、内側クラッド１０４に直に隣接して直に接触している。低屈折率のトレンチの内半径は内側クラッドの半径ｒＩＣと等しく、低屈折率のトレンチ１０６の外半径（即ち、低屈折率のトレンチ１０６の半径ｒＴ）は、低屈折率のトレンチの相対屈折率プロファイル（即ち、図２）の最大傾斜の接線がゼロΔ線（Δ０）と交わる点である半径方向の最外点として定義される。
【００５４】
図１に示されている実施形態では、低屈折率のトレンチ１０６の半径ｒＴは１０μｍ以上であり、これは、光ファイバ１００の曲げ性能を改善すると共に、１２６０ｎｍ未満のケーブルカットオフを有する光ファイバ１００を生じる。複数の実施形態において、半径ｒＴは１２μｍ以上であり且つ２５μｍ以下（例えば、１４．５μｍ以上であり且つ２５．５μｍ以下等）である。これらの実施形態の一部において、低屈折率のトレンチ１０６の半径ｒＴは１５μｍ以上であり且つ２２μｍ以下、または１８μｍ以上であり且つ２２μｍ以下である。
【００５５】
複数の実施形態において、低屈折率のトレンチ１０６の半径方向の厚さＴＴは４μｍ以上であり且つ２２μｍ以下である。一部の実施形態では、低屈折率のトレンチ１０６の半径方向の厚さＴＴは８μｍ以上であり且つ２０μｍ以下である。一部の実施形態では、低屈折率のトレンチ１０６の半径方向の厚さＴＴは１０μｍ以上であり且つ１２μｍ以下である。
【００５６】
本明細書において述べたように、低屈折率のトレンチ１０６の相対屈折率ΔＴは、コア部分１０２の最大相対屈折率ΔＣｍａｘおよび内側クラッド１０４の相対屈折率ΔＩＣより小さい。本明細書に記載される実施形態において、低屈折率のトレンチ１０６の相対屈折率ΔＴは、一般的に、純粋なシリカに対して０．１％以下である。一部の実施形態では、低屈折率のトレンチ１０６の相対屈折率ΔＴは、−０．４％以上であり且つ０．１％以下である。例えば、一部の実施形態では、低屈折率のトレンチ１０６は純粋なシリカガラスで形成され、図２に示されているように、低屈折率のトレンチ１０６の相対屈折率ΔＴは０である。一部の実施形態では、低屈折率のトレンチ１０６の相対屈折率ΔＴは実質的に平坦である。即ち、低屈折率のトレンチ１０６内の任意の２つの半径における相対屈折率ΔＴ間の差は０．０３％未満、または０．０１％未満である。他の実施形態では、低屈折率のトレンチ１０６は、小さいプロファイル設計または処理のばらつきの結果として、相対屈折率ΔＴに小さいばらつきを有し得る。
【００５７】
低屈折率のトレンチ１０６の相対屈折率ΔＴがドーピングされていないものである複数の実施形態では、低屈折率のトレンチ１０６はフッソ（Ｆ）および酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ２）を実質的に含まない。即ち、低屈折率のトレンチ１０６が形成されるシリカガラスは、０．１重量％未満のＦまたはＧｅＯ２等のドーパントを含む。低屈折率のトレンチ１０６の相対屈折率が０ではない複数の実施形態では、低屈折率のトレンチ１０６は、Ｆ（低屈折率のトレンチ１０６の相対屈折率ΔＴが０未満である場合）またはＧｅＯ２（低屈折率のトレンチ１０６の相対屈折率ΔＴが０を超える場合）でドーピングされたシリカガラスで形成される。一部の実施形態では、低屈折率のトレンチ１０６は、０．１重量％以上であり且つ２重量％以下のＦでダウンドーピングされたシリカガラスで形成される。他の一部の実施形態では、低屈折率のトレンチ１０６は、０．１重量％以上であり且つ２重量％以下のＧｅＯ２でアップドーピングされたシリカガラスで形成される。従って、一部の実施形態では、低屈折率のトレンチ１０６は実質的に純粋なシリカガラスで形成され、一方、他の一部の実施形態では、低屈折率のトレンチ１０６は、低屈折率のトレンチ１０６の相対屈折率ΔＴが−０．７％以上であり且つ０．１％以下となるよう１以上のドーパントでドーピングされたシリカガラスで形成されることを理解されたい。
【００５８】
複数の実施形態において、内側クラッド１０４の相対屈折率ΔＩＣと低屈折率のトレンチ１０６の相対屈折率ΔＴとの間の差（即ち、ΔＩＣ−ΔＴ）は、０．１％以上であり且つ０．７％以下である。これらの実施形態の一部において、ΔＩＣ−ΔＴは０．２％以上であり且つ０．６％以下、または、０．２５％以上であり且つ０．５％以下である。この差（即ち、ΔＩＣ−ΔＴ）がこれらの範囲内である場合には、光ファイバの光学特性はＩＴＵ−Ｇ．６５２、ＩＴＵ−Ｇ．６５７、およびＩＴＵ−Ｇ．６５４標準を満たす。
【００５９】
光ファイバの特定のガラス部分の半径方向の厚さは、特定のガラス部分の相対屈折率と相互関係を有し得る。具体的には、相対屈折率Δｉ％、内半径Ｒｉｎ、および外半径Ｒｏｕｔを有するガラス部分「ｉ」は、
【００６０】
【数５】
2019530015.tif 000007
【００６１】
として定義されるトレンチ体積Ｖｉを有し得るものであり、これは、
【００６２】
【数６】
2019530015.tif 000008
【００６３】
と書き換えることができる。従って、低屈折率のトレンチ１０６は、
【００６４】
【数７】
2019530015.tif 000009
【００６５】
であるトレンチ体積ＶＴを有し得る。
【００６６】
良好な曲げ性能を達成するために、低屈折率のトレンチ１０６の体積｜ＶＴ｜は、３０％Δμｍ２を超えるのが好ましい。複数の実施形態において、低屈折率のトレンチ１０６の体積｜ＶＴ｜は４５％Δμｍ２以上または５０％Δμｍ２以上であり得る。これらの実施形態の一部において、低屈折率のトレンチ１０６の体積｜ＶＴ｜は５５％Δμｍ２以上または６０％Δμｍ２以上であり得る。一部の実施形態では、低屈折率のトレンチの体積｜ＶＴ｜は３０％Δμｍ２以上であり且つ９０％Δμｍ２以下である。これらの実施形態の一部において、低屈折率のトレンチの体積｜ＶＴ｜は４０％Δμｍ２以上であり且つ８０％Δμｍ２以下である。
【００６７】
引き続き図１および図２を参照すると、外側クラッド１０８は、低屈折率のトレンチ１０６に直に隣接して直に接触している。外側クラッド１０８の内半径は低屈折率のトレンチ１０６の半径ｒＴと等しく、外側クラッド１０８の外半径（即ち、外側クラッド１０８の半径ｒＯＣ）は、外側クラッドの相対屈折率プロファイル（即ち、図２）の最大傾斜の接線がゼロΔ線（Δ０）と交わる点である半径方向の最外点として定義される。図１に示されている実施形態では、外側クラッド１０８の半径ｒＯＣは６５μｍである。本明細書に記載される一部の実施形態では、光ファイバのガラス部分の半径ｒＯＣは４０μｍ以上であり且つ６２．５μｍ以下である。
【００６８】
本明細書において述べたように、外側クラッド１０８は、低屈折率のトレンチ１０６の相対屈折率ΔＴより大きい相対屈折率ΔＯＣを有し、それにより、低屈折率のトレンチ１０６に対して相対的に「アップドーピングされた」領域を構成する。この屈折率の差を達成するために、外側クラッド１０８は、外側クラッド１０８のシリカガラスの屈折率を増加させるのに十分な量のアップドーパントを含むシリカガラスで形成される。本明細書に記載される実施形態において、外側クラッド１０８中のアップドーパントは臭素（Ｂｒ）である。外側クラッド１０８を意図的に臭素でアップドーピングすることで、光ファイバのコア部分に直に隣接する領域における軸方向の応力が低減され、それにより、光ファイバ１００の減衰が低減されることが見出されている。具体的には、臭素は、シリカに、アップドーパントの単位重量％当たり、より大きい屈折率の変化を生じ、それにより、ドーパント含有量がより少ない光ファイバにおいて同様の光学特性を生じることが見出されている。即ち、光ファイバのハロゲンでドーピングされた領域（即ち、外側クラッド）における同様の屈折率を生じるために必要な臭素の重量％は、塩素の重量％より少ない。外側クラッド１０８中のアップドーパント（具体的にはハロゲンアップドーパント）の濃度が低いほど、外側クラッド１０８の粘度が高くなり、その結果、ファイバ製造中に、外側クラッド１０８により高い応力が生じ、その結果、内側クラッド１０４および／または低屈折率のトレンチ１０６における軸方向の応力が低くなる。コア部分１０２に直に隣接する領域における軸方向の応力を低減することで、光ファイバ１００内における光の減衰が低減される。
【００６９】
複数の実施形態において、外側クラッド１０８を臭素でアップドーピングすることは、まず、外側クラッドのプリフォームとしてシリカ系ガラススートの層を形成し、その後、ＳｉＢｒ４およびヘリウムを含む雰囲気中でシリカ系ガラススートの層を圧密化することにより、外側クラッドのスートをＢｒでドーピングすることによって行われる。圧密化されたガラス中のＢｒの量は、［ＳｉＢｒ４］０．５に比例することが見出されており、ここで、［ＳｉＢｒ４］は圧密化処理中のＳｉＢｒ４の分圧である。ガラススートをＳｉＢｒ４でドーピングすると、ガラス中のＢｒの１重量％当たり約０．１２３％の相対屈折率の変化が生じることも見出されている。
【００７０】
本明細書に記載される実施形態において、外側クラッド１０８中の臭素濃度は０．２５重量％以上である。一部の実施形態では、外側クラッド１０８中の臭素濃度は０．３重量％以上または０．４重量％以上である。これらの実施形態の一部において、外側クラッド１０８中の臭素濃度は０．５重量％以上または０．６重量％以上である。更に別の実施形態では、外側クラッド１０８中の臭素濃度は０．７重量％以上または０．８重量％以上である。一部の実施形態では、外側クラッド１０８中の臭素濃度は０．９重量％以上または１．０重量％以上である。
【００７１】
一部の実施形態では、外側クラッド１０８中の臭素濃度は０．２５重量％以上であり且つ３．０重量％以下である。これらの実施形態の一部において、外側クラッド１０８中の臭素濃度は０．２５重量％以上であり且つ２．５重量％以下または２．０重量％以下である。更に別の実施形態では、外側クラッド１０８中の臭素濃度は０．２５重量％以上であり且つ１．５重量％以下または１．０重量％以下である。
【００７２】
一部の実施形態では、外側クラッド１０８中の臭素濃度は１．０重量％以上または１．２重量％以上であり且つ３．０重量％以下である。これらの実施形態の一部において、外側クラッド１０８中の臭素濃度は１．０重量％以上または１．２重量％以上であり且つ２．７５重量％以下または２．５重量％以下である。更に別の実施形態では、外側クラッド１０８中の臭素濃度は１．０重量％以上または１．２重量％以上であり且つ２．２５重量％以下または２．０重量％以下である。更に別の実施形態では、外側クラッド１０８中の臭素濃度は１．０重量％以上または１．２重量％以上であり且つ１．７５重量％以下または１．５重量％以下である。更に別の実施形態では、外側クラッド１０８中の臭素濃度は１．０重量％以上または１．２重量％以上であり且つ１．２５重量％以下である。
【００７３】
本明細書に記載される実施形態において、外側クラッド１０８中の臭素濃度は、外側クラッド１０８の相対屈折率ΔＯＣが０．１％以上であり且つ０．４％以下となるよう、外側クラッドのシリカガラスの相対屈折率を増加させるのに十分なものである。例えば、一部の実施形態では、外側クラッド１０８の相対屈折率ΔＯＣは０．１２％以上または０．１３％以上であり且つ０．４％以下である。これらの実施形態の一部において、外側クラッド１０８の相対屈折率ΔＯＣは０．１４％以上であり且つ０．４％以下である。他の一部の実施形態では、外側クラッド１０８の相対屈折率ΔＯＣは０．１２％以上であり且つ０．３％以下である。例えば、一部の実施形態では、外側クラッド１０８の相対屈折率ΔＯＣは０．１３％以上または０．１４％以上であり且つ０．３％以下である。これらの実施形態の一部において、外側クラッド１０８の相対屈折率ΔＯＣは０．１５％以上であり且つ０．３％以下である。
【００７４】
一部の実施形態では、外側クラッド１０８の相対屈折率ΔＯＣと低屈折率のトレンチ１０６の相対屈折率ΔＴとの間の差は０．１％以上であり且つ０．４％以下である。一部の実施形態では、外側クラッド１０８の相対屈折率ΔＯＣと低屈折率のトレンチ１０６の相対屈折率ΔＴとの間の差は０．１２％以上であり且つ０．３％以下である。この差（即ち、ΔＯＣ−ΔＴ）がこれらの範囲内であるとき、光ファイバの光学特性はＩＴＵ−Ｇ．６５２、ＩＴＵ−Ｇ．６５７、およびＩＴＵ−Ｇ．６５４標準を満たす。
【００７５】
図１および図２は、コア部分１０２と低屈折率のトレンチ１０６との間においてコア部分１０２の周囲に位置する内側クラッド１０４を含む光ファイバ１００を示しているが、内側クラッド１０４は必要に応じて設けられるものであり、一部の実施形態では、本明細書に記載される光ファイバは内側クラッドを含まずに形成されることを理解されたい。例えば、図３は、内側クラッド部分を含まない光ファイバ１０１の軸方向の断面を模式的に示している。図４は、光ファイバの軸方向の中心線からの半径Ｒの関数としての、図３の光ファイバ１０１の相対屈折率プロファイルをグラフで示している。
【００７６】
図３および図４を参照すると、光ファイバ１０１は、一般的に、コア部分１０２およびクラッド部分１０３を含む。本明細書に記載される実施形態において、コア部分１０２はクラッド部分１０３の内側に位置しており、（純粋な（即ち、ドーピングされていない）シリカガラスに対する）最大相対屈折率ΔＣｍａｘを有する。コア部分１０２およびクラッド部分１０３は同心円状であり、光ファイバ１００の断面が、コア部分１０２の中心に関して概ね円対称になっている。クラッド部分１０３は、低屈折率のトレンチ１０６と外側クラッド１０８とを含む。低屈折率のトレンチ１０６は、コア部分１０２と直に接触してコア部分１０２を囲んでおり、（純粋なシリカガラスに対する）相対屈折率ΔＴを有する。外側クラッド１０８は、低屈折率のトレンチ１０６と直に接触して低屈折率のトレンチ１０６を囲んでおり、（純粋なシリカガラスに対する）相対屈折率ΔＯＣを有する。即ち、低屈折率のトレンチ１０６および外側クラッド１０８は、低屈折率のトレンチ１０６がコア部分１０２と外側クラッド１０８との間に設けられるように配置されている。図３および図４に示されている光ファイバ１０１の実施形態では、ΔＣｍａｘ＞ΔＯＣであり且つΔＴ＜ΔＯＣである。
【００７７】
引き続き図３および図４を参照すると、コア部分１０２は半径ｒＣを有する。低屈折率のトレンチ１０６は、コア部分１０２を囲んで、半径ｒＣから半径ｒＴまで延在しており、低屈折率のトレンチが、ＴＴ＝ｒＴ−ｒＣである半径方向の厚さＴＴを有するようになっている。外側クラッド部分１０８は、低屈折率のトレンチ１０６を囲んで、半径ｒＴから半径ｒＯＣまで延在し得るものであり、外側クラッドが、ＴＯＣ＝ｒＯＣ−ｒＴである半径方向の厚さＴＯＣを有するようになっている。従って、光ファイバ１００のガラス部分（例えば、コア部分１０２、低屈折率のトレンチ１０６、および外側クラッド部分１０８）は、２ｒＯＣの直径を有し得る。本明細書に記載される一部の実施形態では、光ファイバのガラス部分の半径ｒＯＣは６２．５μｍである。本明細書に記載される一部の実施形態では、光ファイバのガラス部分の半径ｒＯＣは４０μｍ以上であり且つ６２．５μｍ以下である。
【００７８】
コア部分１０２の半径ｒＣは、コア部分１０２の相対屈折率プロファイル（即ち、図４）の最大傾斜の接線がゼロΔ線（Δ０）と交わる点として定義される。図３および図４に示されている光ファイバの実施形態では、コア部分１０２の半径ｒＣは４μｍ以上であり且つ１０μｍ以下である。これらの実施形態の一部において、コア部分１０２の半径ｒＣは４．５μｍ以上であり且つ７．５μｍ以下（例えば５μｍ以上であり且つ７μｍ以下、または、５．５μｍ以上であり且つ７μｍ以下）である。
【００７９】
複数の実施形態において、光ファイバ１０１のコア部分１０２の最大相対屈折率ΔＣｍａｘは０％以上（即ち、コア部分１０２が純粋なシリカで形成される場合）であり且つ０．６５％以下である。これらの実施形態の一部において、コア部分１０２の最大相対屈折率ΔＣｍａｘは０．４％以上であり且つ０．６５％以下、または０．４％以上であり且つ０．６％以下である。一部の実施形態では、コア部分１０２の最大相対屈折率ΔＣｍａｘは０．４％以上であり且つ０．５％以下である。
【００８０】
コア部分１０２における０．１％を超える最大相対屈折率ΔＣｍａｘの値を得るために、光ファイバ１０１のコア部分１０２は、シリカガラスの屈折率を増加させる１以上のドーパントでアップドーピングされ得る。適切なアップドーパントとしては、ＧｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｃｌ等が挙げられるが、それらに限定されない。例えば、コア部分１０２を１重量％のＧｅＯ２でアップドーピングすることは、コア部分１０２の相対屈折率を０．０５５％だけ増加させることに相当する。複数の実施形態において、コア部分は、２重量％以上であり且つ１２重量％以下のＧｅＯ２でアップドーピングされる。
【００８１】
光ファイバ１０１のこれらの実施形態（即ち、低屈折率のトレンチ１０６がコア部分１０２に直に隣接して接触している実施形態）では、コア部分１０２が、階段状の屈折率を有するように、または比較的高いコアアルファを有するαプロファイルを有するように形成される場合には、この光ファイバ１０１の分散特性は望ましくない。従って、図３および図４に示されている光ファイバ１０１の実施形態では、光ファイバ１０１のコア部分１０２は、０．１以上であり且つ５以下のコアアルファ（α）を有するαプロファイルを有する。これらの実施形態の一部において、コア部分１０２のαは０以上であり且つ４．５以下、４以下、または３．５以下である。一部の実施形態では、光ファイバ１０１のコア部分１０２は、１以上であり且つ５以下、１以上であり且つ３以下、または１．５以上であり且つ３以下のαを有するαプロファイルを有する。
【００８２】
引き続き図３および図４を参照すると、低屈折率のトレンチ１０６は、コア部分１０２に直に隣接して直に接触している。低屈折率のトレンチの内半径はコア部分１０２の半径ｒＣと等しく、低屈折率のトレンチ１０６の外半径（即ち、低屈折率のトレンチ１０６の半径ｒＴ）は、低屈折率のトレンチの相対屈折率プロファイル（即ち、図４）の最大傾斜の接線がゼロΔ線（Δ０）と交わる点である半径方向の最外点として定義される。
【００８３】
図３に示されている実施形態では、低屈折率のトレンチ１０６の半径ｒＴは１０μｍ以上であり、これは、光ファイバ１０１の曲げ性能を改善すると共に、１２６０ｎｍ未満のケーブルカットオフを有する光ファイバ１０１を生じる。複数の実施形態において、半径ｒＴは１４μｍ以上であり且つ２５μｍ以下（例えば、１４．５μｍ以上であり且つ２５．５μｍ以下等）である。これらの実施形態の一部において、内側クラッド１０４の半径ｒＴは１５μｍ以上であり且つ２２μｍ以下、または、１８μｍ以上であり且つ２２μｍ以下である。
【００８４】
複数の実施形態において、低屈折率のトレンチ１０６の半径方向の厚さＴＴは４μｍ以上であり且つ２２μｍ以下である。一部の実施形態では、低屈折率のトレンチ１０６の半径方向の厚さＴＴは８μｍ以上であり且つ２０μｍ以下である。一部の実施形態では、低屈折率のトレンチ１０６の半径方向の厚さＴＴは１０μｍ以上であり且つ１２μｍ以下である。
【００８５】
本明細書において述べたように、低屈折率のトレンチ１０６の相対屈折率ΔＴは、コア部分１０２の最大相対屈折率ΔＣｍａｘおよび内側クラッド１０４の相対屈折率ΔＩＣより小さい。本明細書に記載される実施形態において、低屈折率のトレンチ１０６の相対屈折率ΔＴは、一般的に、純粋なシリカガラスに対して０．１％以下である。一部の実施形態では、低屈折率のトレンチ１０６の相対屈折率ΔＴは−０．４％以上であり且つ０．１％以下である。例えば、一部の実施形態では、低屈折率のトレンチ１０６は純粋なシリカガラスで形成され、図４に示されているように、低屈折率のトレンチ１０６の相対屈折率ΔＴは０である。一部の実施形態では、低屈折率のトレンチ１０６の相対屈折率ΔＴは実質的に平坦である。即ち、低屈折率のトレンチ１０６内の任意の２つの半径における相対屈折率ΔＴ間の差は０．０３％未満、または０．０１％未満である。他の実施形態では、低屈折率のトレンチ１０６は、小さいプロファイル設計または処理のばらつきの結果として、相対屈折率ΔＴに小さいばらつきを有し得る。
【００８６】
低屈折率のトレンチ１０６の所望の相対屈折率ΔＴを達成するために、低屈折率のトレンチ１０６は、本明細書において図１および図２に示されている光ファイバ１００に関して上述したように、純粋なシリカガラス、または１以上のドーパント（即ち、アップドーパントまたはダウンドーパント）を含有するシリカガラスで形成され得る。
【００８７】
本明細書において述べたように、良好な曲げ性能を達成するために、低屈折率のトレンチ１０６の体積｜ＶＴ｜は３０％Δμｍ２を超えるのが好ましい。複数の実施形態において、低屈折率のトレンチ１０６の体積｜ＶＴ｜は４５％Δμｍ２以上または５０％Δμｍ２以上であり得る。これらの実施形態の一部において、低屈折率のトレンチ１０６の体積｜ＶＴ｜は５５％Δμｍ２以上または６０％Δμｍ２以上であり得る。一部の実施形態では、低屈折率のトレンチの体積｜ＶＴ｜は３０％Δμｍ２以上であり且つ９０％Δμｍ２以下である。これらの実施形態の一部において、低屈折率のトレンチの体積｜ＶＴ｜は４０％Δμｍ２以上であり且つ８０％Δμｍ２以下である。
【００８８】
引き続き図３および図４を参照すると、図１および図２に示されている光ファイバ１００の実施形態に関して上述したように、外側クラッド１０８は、低屈折率のトレンチ１０６に直に隣接して直に接触している。即ち、外側クラッド１０８の内半径は低屈折率のトレンチ１０６の半径ｒＴと等しく、外側クラッド１０８の外半径（即ち、外側クラッド１０８の半径ｒＯＣ）は、外側クラッドの相対屈折率プロファイル（即ち、図４）の最大傾斜の接線がゼロΔ線（Δ０）と交わる点である半径方向の最外点として定義される。図３に示されている実施形態では、外側クラッド１０８の半径ｒＯＣは６５μｍである。本明細書に記載される一部の実施形態では、光ファイバのガラス部分の半径ｒＯＣは６２．５μｍである。本明細書に記載される一部の実施形態では、光ファイバのガラス部分の半径ｒＯＣは４０μｍ以上であり且つ６２．５μｍ以下である。
【００８９】
図１および図２に示されている光ファイバ１００の実施形態と同様に、図３および図４に示されている光ファイバ１０１の外側クラッド１０８は、低屈折率のトレンチ１０６の相対屈折率ΔＴより大きい相対屈折率ΔＯＣを有し、それにより、低屈折率のトレンチ１０６に対して相対的に「アップドーピングされた」領域を構成する。この実施形態では、本明細書において図１および図２に示されている光ファイバ１００の実施形態に関して記載されたように、外側クラッドは臭素でアップドーピングされる。
【００９０】
本明細書に記載される実施形態において、外側クラッド１０８中の臭素濃度は０．２５重量％以上である。一部の実施形態では、外側クラッド１０８中の臭素濃度は０．３重量％以上または０．４重量％以上である。これらの実施形態の一部において、外側クラッド１０８中の臭素濃度は０．５重量％以上または０．６重量％以上である。更に別の実施形態では、外側クラッド１０８中の臭素濃度は０．７重量％以上または０．８重量％以上である。一部の実施形態では、外側クラッド１０８中の臭素濃度は０．９重量％以上または１．０重量％以上である。
【００９１】
一部の実施形態では、外側クラッド１０８中の臭素濃度は０．２５重量％以上であり且つ３．０重量％以下である。これらの実施形態の一部において、外側クラッド１０８中の臭素濃度は０．２５重量％以上であり且つ２．５重量％以下または２．０重量％以下である。更に別の実施形態では、外側クラッド１０８中の臭素濃度は０．２５重量％以上であり且つ１．５重量％以下または１．０重量％以下である。
【００９２】
一部の実施形態では、外側クラッド１０８中の臭素濃度は１．０重量％以上または１．２重量％以上であり且つ３．０重量％以下である。これらの実施形態の一部において、外側クラッド１０８中の臭素濃度は１．０重量％以上または１．２重量％以上であり且つ２．７５重量％以下または２．５重量％以下である。更に別の実施形態では、外側クラッド１０８中の臭素濃度は１．０重量％以上または１．２重量％以上であり且つ２．２５重量％以下または２．０重量％以下である。更に別の実施形態では、外側クラッド１０８中の臭素濃度は１．０重量％以上または１．２重量％以上であり且つ１．７５重量％以下または１．５重量％以下である。更に別の実施形態では、外側クラッド１０８中の臭素濃度は１．０重量％以上または１．２重量％以上であり且つ１．２５重量％以下である。
【００９３】
本明細書に記載される実施形態において、外側クラッド１０８中の臭素濃度は、外側クラッド１０８の相対屈折率ΔＯＣが０．１％以上であり且つ０．４％以下となるよう外側クラッドのシリカガラスの相対屈折率を増加させるのに十分なものである。例えば、一部の実施形態では、外側クラッド１０８の相対屈折率ΔＯＣは０．１２％以上または０．１３％以上であり且つ０．４％以下である。これらの実施形態の一部において、外側クラッド１０８の相対屈折率ΔＯＣは０．１４％以上であり且つ０．４％以下である。他の一部の実施形態では、外側クラッド１０８の相対屈折率ΔＯＣは０．１２％以上であり且つ０．３％以下である。例えば、一部の実施形態では、外側クラッド１０８の相対屈折率ΔＯＣは０．１３％以上または０．１４％以上であり且つ０．３％以下である。これらの実施形態の一部において、外側クラッド１０８の相対屈折率ΔＯＣは０．１５％以上であり且つ０．３％以下である。
【００９４】
一部の実施形態では、外側クラッド１０８の相対屈折率ΔＯＣと低屈折率のトレンチ１０６の相対屈折率ΔＴとの間の差は０．１％以上であり且つ０．４％以下である。一部の実施形態では、外側クラッド１０８の相対屈折率ΔＯＣと低屈折率のトレンチ１０６の相対屈折率ΔＴとの間の差は０．１２％以上であり且つ０．３％以下である。この差（即ち、ΔＯＣ−ΔＴ）がこれらの範囲内であるとき、光ファイバの光学特性はＩＴＵ−Ｇ．６５２、ＩＴＵ−Ｇ．６５７、およびＩＴＵ−Ｇ．６５４標準を満たす。
【００９５】
図１〜図４を参照すると、一部の実施形態では、光ファイバのコア部分は、１以上の光ファイバ製造技術の結果として生じ得る、いわゆる中心線ディップを有する相対屈折率プロファイルを有し得る。しかし、本明細書において開示される屈折率プロファイルの任意のものにおける中心線ディップは、必要に応じて設けられる。
【００９６】
本明細書において開示される光ファイバは、外側クラッド１０８に接触して外側クラッド１０８を囲む一次コーティング（図示せず）のような保護コーティングによって囲まれ得る。一次コーティングは、１．０ＭＰａ未満、一部の実施形態では０．９ＭＰａ未満、および一部の実施形態では０．８ＭＰａ以下のヤング率を有し得る。複数の実施形態において、光ファイバは、一次コーティングと接触して一次コーティングを囲む二次コーティング（図示せず）を更に含み得る。二次コーティングは、１２００ＭＰａを超える、一部の実施形態では１４００ＭＰａを超えるヤング率を有し得る。
【００９７】
一次コーティングおよび二次コーティングを有する一部の光ファイバの実施形態によれば、二次コーティングの外直径は２５０μｍ未満である。他の実施形態では、二次コーティングの外直径は２１０μｍ未満である。
【００９８】
本明細書において用いられる、一次コーティングの硬化したポリマー材料のヤング率は、引張試験機器（例えば、Sintech社のＭＴＳ引張試験機、またはINSTRON社のUniversal Material Test System）を用いて、約０．００３インチ（７６μｍ）〜０．００４インチ（１０２μｍ）の厚さと約１．３ｃｍの幅とを有する膜の形状の材料サンプルに対して、５．１ｃｍのゲージ長および２．５ｃｍ／分の試験速度で測定される。
【００９９】
適切な一次コーティングおよび二次コーティングの更なる説明は、国際公開第２００５／０１０５８９号に見出すことができ、その全体を参照して本明細書に組み込む。
【０１００】
本明細書において開示される光ファイバは、低いＯＨ含有量を有するのが好ましく、特定の波長領域、特にＥバンドにおいて、比較的低いウォーターピークを示す、またはウォーターピークを示さない減衰曲線を有するのが好ましい。本明細書において開示される光ファイバは、１３８３ｎｍにおいて、１３１０ｎｍにおける光減衰を０．１０ｄＢ／ｋｍ以上は超えない光減衰（スペクトル）を有するのが好ましく、１３１０ｎｍにおける光減衰を超えないのがより好ましい。本明細書において開示される光ファイバは、水素雰囲気（例えば０．０１ａｔｍの水素分圧）に少なくとも１４４時間にわたって晒された後の水素によって生じる減衰の最大変化が、１３８３ｎｍにおいて０．０３ｄＢ／ｋｍ未満であるのが好ましい。
【０１０１】
低いウォーターピークは、一般的に、特に、約１３４０ｎｍ〜約１４７０ｎｍの伝送信号については、より低い減衰損失を提供する。更に、低いウォーターピークは、光ファイバに光学的に結合された励起光発光装置（例えば、１以上の励起波長で動作し得るラマンポンプまたはラマン増幅器等）の改善された励起効率を提供することもできる。ラマン増幅器は、所望の動作波長または波長領域より約１００ｎｍ低い１以上の波長において励起を行うのが好ましい。例えば、１５５０ｎｍ前後の波長の動作信号を搬送する光ファイバは、ラマン増幅器を用いて１４５０ｎｍ前後の励起波長で励起され得る。従って、特に、１４００ｎｍ前後の励起波長については、約１４００ｎｍ〜約１５００ｎｍの波長領域におけるファイバ減衰がより低いことは、励起減衰を低減して、励起効率（例えば、励起電力１ｍＷ当たりのゲイン）を高める傾向がある。
【０１０２】
本明細書において開示されるファイバは、特に、外面蒸着（ＯＶＤ）プロセスを用いて製造される場合には、低い偏光モード分散（ＰＭＤ）値を示す。光ファイバの紡糸も、本明細書において開示されるファイバについてのＰＭＤ値を下げ得る。
【０１０３】
図１〜図４を参照すると、本明細書に記載される光ファイバ１００、１０１の実施形態において、光ファイバ１００、１０１の外側クラッド１０８は臭素でアップドーピングされ、それにより、光ファイバのコア部分１０２に直に隣接する領域における応力を下げ、それにより、光ファイバ１００、１０１の減衰を改善する。例えば、図１および図２に示されている光ファイバ１００の実施形態では、外側クラッド１０８を臭素でアップドーピングすると、光ファイバ１００のコア部分１０２に直に隣接する領域（即ち、内側クラッド１０４）における軸方向の応力が低下し、それにより、光ファイバ１００の減衰が減少する。同様に、図３および図４に示されている光ファイバ１０１の実施形態では、外側クラッド１０８を臭素でアップドーピングすると、光ファイバ１０１のコア部分１０２に直に隣接する領域（即ち、低屈折率のトレンチ１０４）における軸方向の応力が低下し、それにより、光ファイバ１００の減衰が減少する。
【０１０４】
本明細書に記載される実施形態において、光ファイバ１００、１０１のコア部分１０２に直に隣接する領域における軸方向の応力（即ち、内側クラッド１０４における軸方向の応力、または低屈折率のトレンチ１０６における軸方向の応力）は２．５ＭＰａ以下である。複数の実施形態において、光ファイバ１００、１０１のコア部分１０２に直に隣接する領域における軸方向の応力は２．０ＭＰａ以下または１．５ＭＰａ以下である。複数の実施形態において、光ファイバ１００、１０１のコア部分１０２に直に隣接する領域における軸方向の応力は１．２５ＭＰａ以下または１．０ＭＰａ以下である。複数の実施形態において、光ファイバ１００、１０１のコア部分１０２に直に隣接する領域における軸方向の応力は０．７５ＭＰａ以下または０．５ＭＰａ以下である。
【０１０５】
本明細書に記載される光ファイバの実施形態（即ち、図１〜図４に模式的に示されている光ファイバの実施形態）はＧ．６５２に準拠している。即ち、この光ファイバは、１３１０ｎｍの波長において９μｍより大きく且つ９．５μｍ未満のモードフィールド径（ＭＦＤ）と、１２６０ｎｍ未満であり且つ１０００ｎｍを超えるケーブルカットオフ波長と、１５５０ｎｍにおいて０．１８５ｄＢ／ｋｍ以下の減衰と、１３００ｎｍ以上であり且つ１３２４ｎｍ以下の零分散波長λ０とを有する。
【０１０６】
本明細書に記載される実施形態において、光ファイバは、１５５０ｎｍの波長において９．５μｍ以上であり且つ１２μｍ以下のモードフィールド径（ＭＦＤ１５５０）を有する。一部の実施形態では、ＭＦＤ１５５０は１０μｍ以上であり且つ１１μｍ以下、または、１０μｍ以上であり且つ１０．６μｍ以下である。
【０１０７】
本明細書に記載される実施形態において、光ファイバは、１３１０ｎｍの波長において８．２μｍ以上であり且つ１０μｍ以下のモードフィールド径（ＭＦＤ１３１０）を有する。一部の実施形態では、ＭＦＤ１３１０は８．６μｍ以上であり且つ９．５μｍ以下である。一部の実施形態では、ＭＦＤ１３１０は９μｍ以上（例えば、９μｍ以上であり且つ９．４μｍ以下等）である。
【０１０８】
更に、本明細書に記載される光ファイバの実施形態は、１５ｍｍの直径のマンドレルに光ファイバが巻回されたときに、１５５０ｎｍにおいて０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満のマクロベンド曲げ損失を示す。他の実施形態では、１５５０ｎｍにおける１５ｍｍ直径曲げ損失は０．３ｄＢ／ｔｕｒｎ以下、０．２ｄＢ／ｔｕｒｎ以下、または０．１ｄＢ／ｔｕｒｎ以下（例えば、０．０７５ｄＢ／ｔｕｒｎ〜０．２９ｄＢ／ｔｕｒｎ、または、０．０９ｄＢ／ｔｕｒｎ〜０．２５ｄＢ／ｔｕｒｎ）である。
【０１０９】
一部の実施形態では、１５５０ｎｍにおける２０ｍｍ直径曲げ損失（即ち、２０ｍｍの直径のマンドレルに光ファイバが巻回されたとき）は０．２ｄＢ／ｔｕｒｎ未満、例えば０．１ｄＢ／ｔｕｒｎ以下、および、一部の実施形態では１５５０ｎｍにおいて０．０５ｄＢ／ｔｕｒｎ以下、または０．０３ｄＢ／ｔｕｒｎ以下である。
【０１１０】
一部の実施形態では、１５５０ｎｍにおける３０ｍｍ直径曲げ損失（即ち、３０ｍｍの直径のマンドレルに光ファイバが巻回されたとき）は０．０２ｄＢ／ｔｕｒｎ未満、例えば０．０１ｄＢ／ｔｕｒｎ以下、および、一部の実施形態では１５５０ｎｍにおいて０．００５ｄＢ／ｔｕｒｎ以下、または０．００３ｄＢ／ｔｕｒｎ以下である。
【０１１１】
一部の実施形態では、１５５０ｎｍにおける１０ｍｍ直径曲げ損失（即ち、１０ｍｍの直径のマンドレルに光ファイバが巻回されたとき）は１ｄＢ／ｔｕｒｎ未満、一部の実施形態では０．７５ｄＢ／ｔｕｒｎ以下、一部の実施形態では０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ以下、および、一部の実施形態では１５５０ｎｍにおいて０．０５以上であり且つ０．７５ｄＢ／ｔｕｒｎ以下である。
【０１１２】
本明細書に記載される光ファイバは、１５５０ｎｍにおいて０．１８５ｄＢ／ｋｍ以下（例えば０．１８２ｄＢ／ｋｍ未満）の減衰を有する。複数の実施形態において、本明細書に記載される光ファイバは、１５５０ｎｍにおいて０．１７ｄＢ／ｋｍ以上であり且つ０．１８２ｄＢ／ｋｍ以下の減衰を有する。一部の実施形態では、本明細書に記載される光ファイバは、１５５０ｎｍにおいて０．１７ｄＢ／ｋｍ以上であり且つ０．１８ｄＢ／ｋｍ以下の減衰を有する。また、本明細書に記載される光ファイバは、１３１０ｎｍにおいて０．３４ｄＢ／ｋｍ以下（例えば０．３２ｄＢ／ｋｍ以下）の減衰を有する。
【０１１３】
本明細書に記載される光ファイバは、１３１０ｎｍにおいて−１．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上であり且つ１．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の分散を有する。複数の実施形態において、１３１０ｎｍにおける分散は−１．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上であり且つ１．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、または、−０．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上であり且つ０．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。他の一部の実施形態では、１３１０ｎｍにおける分散は−０．２５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上であり且つ０．２５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。
【０１１４】
本明細書に記載される光ファイバは、１３１０ｎｍにおいて０．０９２ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ未満の分散スロープを有する。
【０１１５】
本明細書に記載される光ファイバは、１５５０ｎｍにおいて２３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の分散を有する。一部の実施形態では、１５５０ｎｍにおける分散は２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、または１９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。複数の実施形態において、１５５０ｎｍにおける分散は２３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、または１７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。
【０１１６】
本明細書において開示される光ファイバは、１５５０ｎｍにおいて０．０７ｄＢ／ｋｍ以下のワイヤメッシュ被覆ドラムマイクロベンド損失（１５５０ｎｍにおけるＷＭＣＤ）を有する。一部の実施形態では、本明細書に記載される光ファイバは、１５５０ｎｍにおいて０．０５ｄＢ／ｋｍ以下（例えば、０．００５ｄＢ／ｋｍ以上であり且つ０．０５ｄＢ／ｋｍ以下等）のＷＭＣＤを有する。
【０１１７】
本明細書において開示される光ファイバは、１５５０ｎｍにおいて１５０ｄＢ以下のピンアレイ曲げ損失（１５５０ｎｍにおけるピンアレイ）を有する。
【０１１８】
本明細書において開示される光ファイバは、１５５０ｎｍにおいて２ｄＢ／ｍ以下の横荷重マイクロベンド試験損失（１５５０ｎｍにおけるＬＬＷＭ）を有する。
【０１１９】
本明細書において開示される光ファイバは、１５３０ｎｍ以下のケーブルカットオフを有する。例えば、一部の実施形態では、本明細書に記載される光ファイバは、１４００ｎｍ以下、または１２６０ｎｍ以下のケーブルカットオフを有する。
【０１２０】
本明細書において用いられる「ＭＡＣ数」は、１３１０（ｎｍ）におけるモードフィールド径を２２ｍケーブルカットオフ波長（ｎｍ）で除算したものとして定義される。一部の実施形態では、この屈折率プロファイルは、６．５を超え且つ８．５以下のＭＡＣ数を更に提供する。幾つかの好ましい実施形態では、この光ファイバの屈折率プロファイルは、７以上の（例えば７．２を超える、または７．５を超える）ＭＡＣ数を提供する。一部の実施形態では、ＭＡＣ数は７．１以上であり且つ７．８以下である。
【０１２１】
本明細書において開示される光ファイバは、１５５０ｎｍにおいて約７０μｍ２を超える、一部の実施形態では７５μｍ２以上であり且つ９５μｍ２以下（例えば８０μｍ２以上であり且つ９０μｍ２以下）の実効面積を示すことができる。一部の実施形態では、１５５０ｎｍにおける光学モードの実効面積は８２μｍ２以上であり且つ８８μｍ２以下である。
【０１２２】
本明細書において開示される光ファイバは、１３１０ｎｍにおいて約５５μｍ２を超える、一部の実施形態では６０μｍ２以上であり且つ６５μｍ２以下（例えば７０μｍ２以上であり且つ７５μｍ２以下）の実効面積を示すことができる。一部の実施形態では、１３１０ｎｍにおける光学モードの実効面積は６３μｍ２以上であり且つ７８μｍ２以下である。
【０１２３】
本明細書において開示される光ファイバは、従来の製造技術を用いて、例えば、米国特許第７，５６５，８２０号明細書、米国特許第５，４１０，５６７号明細書、米国特許第７，８３２，６７５号明細書、米国特許第６，０２７，０６２号明細書（これらの明細書を参照して本明細書に組み込む）に開示されているような公知のファイバ線引き方法および装置を用いて、光ファイバプリフォームから線引きされ得る。
【実施例】
【０１２４】
本明細書に記載されている実施形態を、以下の実施例によって更に明確にする。
【０１２５】
実施例１
７通りの光ファイバの設計（実施例Ａ〜実施例Ｇ）を数学的にモデリングして、これらのファイバの光学特性を決定した。各光ファイバは、臭素でアップドーピングされた外側クラッドを有するようモデリングされた。光ファイバの実施例Ａ〜実施例Ｄは、図３および図４に示されているような構造を有するようモデリングされた。即ち、実施例Ａ〜実施例Ｄの光ファイバは、コア部分１０２が低屈折率のトレンチ１０６によって囲まれ低屈折率のトレンチ１０６と直に接触し、低屈折率のトレンチ１０６が外側クラッド１０８によって囲まれ外側クラッド１０８と直に接触するようモデリングされた。実施例Ａ〜実施例Ｄの光ファイバの構造および光学特性を表１に示す。
【０１２６】
【表１】
2019530015.tif 000010
【０１２７】
光ファイバの実施例Ｅ〜実施例Ｇは、図１および図２に示されているような構造を有するようモデリングされた。即ち、実施例Ｅ〜実施例Ｇの光ファイバは、コア部分１０２が内側クラッド１０４によって囲まれ内側クラッド１０４と直に接触し、内側クラッド１０４が低屈折率のトレンチ１０６によって囲まれ低屈折率のトレンチ１０６と直に接触するようモデリングされた。同様に、低屈折率のトレンチ１０６は外側クラッド１０８によって囲まれ外側クラッド１０８と直に接触するものとした。実施例Ｅ〜実施例Ｇの光ファイバの構造および光学特性を表２に示す。
【０１２８】
【表２】
2019530015.tif 000011
【０１２９】
表１および表２に示されているように、実施例Ａ〜実施例Ｇのモデリングされた光ファイバはＧ．６５２に準拠している。即ち、これらの光ファイバは、１３１０ｎｍの波長において９μｍより大きく且つ９．５μｍ未満のモードフィールド径（ＭＦＤ）と、１２６０ｎｍ未満であり且つ１０００ｎｍを超えるケーブルカットオフ波長と、１５５０ｎｍにおいて０．１８５ｄＢ／ｋｍ以下の減衰と、１３００ｎｍ以上であり且つ１３２４ｎｍ以下の零分散波長λ０とを有する。これらの光ファイバは、１５ｍｍの直径のマンドレルに巻回されたときに、１５５０ｎｍにおいて０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満のマクロベンド損失も示しており、これは強化された曲げ性能を示すものである。
【０１３０】
本明細書に記載されるように、外側クラッド中に（例えば塩素ではなく）臭素を有する光ファイバを形成することで、光ファイバのコアに直に隣接する領域において生じる応力が低減される。軸方向の応力の相対的な減少を評価するために、実施例Ａ〜実施例Ｇの各々における光ファイバのコア部分の外側の各領域についての軸方向の応力を算出した。比較の目的で、７通りの比較例の光ファイバ設計（比較例１〜比較例７）をモデリングした。これらの比較例は、実施例Ａ〜実施例Ｇとそれぞれ同じ寸法および相対屈折率を有するようモデリングされたが、外側クラッド中のアップドーパントとして臭素ではなく塩素を用いた。比較例１〜比較例７の各々における光ファイバのコア部分の外側の各領域についても、軸方向の応力を算出した。比較例１は実施例Ａに対応し、比較例２は実施例Ｂに対応し、以下同様に対応している。実施例Ａ〜実施例Ｄおよび比較例１〜比較例４についての軸方向の応力のデータは表３に示されている。実施例Ｅ〜実施例Ｆおよび比較例５〜比較例７についての軸方向の応力のデータは表４に示されている。
【０１３１】
【表３】
2019530015.tif 000012
【０１３２】
【表４】
2019530015.tif 000013
【０１３３】
表３および表４に示されているように、外側クラッドを臭素でアップドーピングすることにより、光ファイバのコア部分に直に隣接する領域において、外側クラッドが塩素でアップドーピングされた光ファイバと比較して、応力がより低くなっている。例えば、表３は、実施例Ａ〜実施例Ｄの臭素でドーピングされた光ファイバの低屈折率のトレンチ（即ち、コア部分に直に隣接する領域）は２．５ＭＰａ未満の軸方向の応力を有し、一方、比較例１〜比較例４の塩素でドーピングされた光ファイバの低屈折率のトレンチは５ＭＰａを超える軸方向の応力を有したことを示している。本明細書において述べたように、光ファイバのコア部分に隣接する領域における軸方向の応力を低減することで、光ファイバのコア部分における減衰が低減される。表３のデータは、実施例Ａ〜実施例Ｄの外側クラッドにおける軸方向の応力の大きさ（即ち、絶対値）が、比較例１〜比較例４の外側クラッドにおける軸方向の応力の大きさより低かったことも示している。
【０１３４】
同様に、表４は、実施例Ｅ〜実施例Ｆの臭素でドーピングされた光ファイバの内側クラッド（即ち、コア部分に直に隣接する領域）は０．５ＭＰａ未満の軸方向の応力を有し、一方、比較例５〜比較例７の塩素でドーピングされた光ファイバの内側クラッドは３ＭＰａを超える軸方向の応力を有したことを示している。本明細書において述べたように、光ファイバのコア部分に隣接する領域における軸方向の応力を低減することで、光ファイバのコア部分における減衰が低減される。表４のデータは、実施例Ｅ〜実施例Ｆの低屈折率のトレンチおよび外側クラッドにおける軸方向の応力の大きさ（即ち、絶対値）が、比較例５〜比較例７の低屈折率のトレンチおよび外側クラッドにおける軸方向の応力の大きさより低かったことも示している。
【０１３５】
特許請求される主題の趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書に記載された実施形態に対して様々な変形および変更が行われ得ることが、当業者には自明であろう。従って、本明細書は、添付の特許請求の範囲およびそれらの等価物の範囲内である、本明細書に記載された様々な実施形態に対する変形および変更を網羅することが意図される。
【０１３６】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【０１３７】
実施形態１
光ファイバにおいて、
外半径ｒＣと純粋なシリカガラスに対する最大相対屈折率ΔＣｍａｘとを有するコア部分と、
前記コア部分を囲むクラッドと
を含み、
前記クラッドが、
前記コア部分を囲む低屈折率のトレンチであって、外半径ｒＴと、純粋なシリカガラスに対する相対屈折率ΔＴとを有する低屈折率のトレンチと、
前記低屈折率のトレンチと直に接触して該低屈折率のトレンチを囲む外側クラッドであって、１．０重量％を超える臭素を含むシリカ系ガラスで形成され、純粋なシリカガラスに対する相対屈折率ΔＯＣを有する外側クラッドと
を含み、
前記光ファイバが１５３０ｎｍ以下のケーブルカットオフを有し、
ΔＣｍａｘ＞ΔＯＣ＞ΔＴであり、
前記光ファイバの減衰が１５５０ｎｍの波長において０．１８５ｄＢ／ｋｍ以下である
ことを特徴とする光ファイバ。
【０１３８】
実施形態２
前記光ファイバのモードフィールド径ＭＦＤが１３１０ｎｍの波長において９μｍより大きい、実施形態１記載の光ファイバ。
【０１３９】
実施形態３
前記光ファイバの１５ｍｍ直径曲げ損失が１５５０ｎｍにおいて０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満である、実施形態１〜２のいずれか一つに記載の光ファイバ。
【０１４０】
実施形態４
前記光ファイバのケーブルカットオフが１２６０ｎｍ未満である、実施形態１〜３のいずれか一つに記載の光ファイバ。
【０１４１】
実施形態５
前記光ファイバの零分散波長λ０が１３００ｎｍ以上であり且つ１３２４ｎｍ以下である、実施形態１〜４のいずれか一つに記載の光ファイバ。
【０１４２】
実施形態６
前記外側クラッド中の臭素の濃度が３重量％以下である、実施形態１〜５のいずれか一つに記載の光ファイバ。
【０１４３】
実施形態７
前記外側クラッド中の臭素の濃度が１．２重量％以上であり且つ２．０重量％以下である、実施形態１〜６のいずれか一つに記載の光ファイバ。
【０１４４】
実施形態８
純粋なシリカガラスに対するΔＯＣが０．１％以上であり且つ０．４％以下である、実施形態１〜７のいずれか一つに記載の光ファイバ。
【０１４５】
実施形態９
前記低屈折率のトレンチが体積プロファイルＶＴを有し、｜ＶＴ｜が３０％Δμｍ２以上である、実施形態１〜８のいずれか一つに記載の光ファイバ。
【０１４６】
実施形態１０
前記低屈折率のトレンチが前記コア部分と直に接触する、実施形態１〜９のいずれか一つに記載の光ファイバ。
【０１４７】
実施形態１１
前記コア部分がαプロファイルを有し、αが１以上であり且つ５．０以下である、実施形態１０記載の光ファイバ。
【０１４８】
実施形態１２
前記コア部分の前記外半径ｒＣが４μｍ以上であり且つ１０μｍ以下であり、
前記外半径ｒＴが１４μｍ以上であり且つ２５μｍ以下である、
実施形態１０記載の光ファイバ。
【０１４９】
実施形態１３
前記クラッドが、前記コア部分を囲むと共に該コア部分および前記低屈折率のトレンチと直に接触する内側クラッドを更に含み、該内側クラッドが、外半径ｒＩＣと、純粋なシリカガラスに対する相対屈折率ΔＩＣとを有し、ΔＣｍａｘ＞ΔＩＣであり且つΔＩＣ＞ΔＴである、実施形態１記載の光ファイバ。
【０１５０】
実施形態１４
前記コア部分がαプロファイルを有し、αが１０以上である、実施形態１３記載の光ファイバ。
【０１５１】
実施形態１５
前記コア部分の前記外半径ｒＣが２．７５μｍ以上であり且つ６μｍ以下であり、
前記内側クラッドの前記外半径ｒＩＣが６．５μｍ以上であり且つ１５μｍ以下であり、
前記外半径ｒＴが１２μｍ以上であり且つ２５μｍ以下である、
実施形態１３記載の光ファイバ。
【０１５２】
実施形態１６
光ファイバにおいて、
外半径ｒＣと純粋なシリカガラスに対する最大相対屈折率ΔＣｍａｘとを有するコア部分と、
前記コア部分を囲むクラッドと
を含み、
前記クラッドが、
前記コア部分を囲む低屈折率のトレンチであって、外半径ｒＴと、純粋なシリカガラスに対する相対屈折率ΔＴとを有する低屈折率のトレンチと、
前記低屈折率のトレンチと直に接触して該低屈折率のトレンチを囲む外側クラッドであって、０．２５重量％を超える臭素または臭素化合物を含むシリカ系ガラスで形成され、純粋なシリカガラスに対する相対屈折率ΔＯＣを有する外側クラッドと
を含み、
前記光ファイバが１５３０ｎｍ以下のケーブルカットオフを有し、
ΔＣｍａｘ＞ΔＯＣ＞ΔＴであり、
前記コア部分に直に隣接する領域の軸方向の応力が２．５ＭＰａ未満である
ことを特徴とする光ファイバ。
【０１５３】
実施形態１７
前記光ファイバのモードフィールド径ＭＦＤが１３１０ｎｍの波長において９μｍより大きい、実施形態１６記載の光ファイバ。
【０１５４】
実施形態１８
前記光ファイバの１５ｍｍ直径曲げ損失が１５５０ｎｍにおいて０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満である、実施形態１６〜１７のいずれか一つに記載の光ファイバ。
【０１５５】
実施形態１９
前記光ファイバのケーブルカットオフが１２６０ｎｍ未満である、実施形態１６〜１８のいずれか一つに記載の光ファイバ。
【０１５６】
実施形態２０
前記光ファイバの零分散波長λ０が１３００ｎｍ以上であり且つ１３２４ｎｍ以下である、実施形態１６〜１９のいずれか一つに記載の光ファイバ。
【０１５７】
実施形態２１
前記低屈折率のトレンチが前記コア部分と直に接触する、実施形態１６〜２０のいずれか一つに記載の光ファイバ。
【０１５８】
実施形態２２
前記コア部分がαプロファイルを有し、αが１以上であり且つ５．０以下である、実施形態２１記載の光ファイバ。
【０１５９】
実施形態２３
前記コア部分の前記外半径ｒＣが４μｍ以上であり且つ１０μｍ以下であり、
前記外半径ｒＴが１４μｍ以上であり且つ２５μｍ以下である、
実施形態２１記載の光ファイバ。
【０１６０】
実施形態２４
前記クラッドが、前記コア部分を囲むと共に該コア部分および前記低屈折率のトレンチと直に接触する内側クラッドを更に含み、該内側クラッドが、外半径ｒＩＣと、純粋なシリカガラスに対する相対屈折率ΔＩＣとを有し、ΔＣｍａｘ＞ΔＩＣであり且つΔＩＣ＞ΔＴである、実施形態１６記載の光ファイバ。
【０１６１】
実施形態２５
前記コア部分がαプロファイルを有し、αが１０以上である、実施形態２４記載の光ファイバ。
【０１６２】
実施形態２６
前記コア部分の前記外半径ｒＣが２．７５μｍ以上であり且つ７μｍ以下であり、
前記内側クラッドの前記外半径ｒＩＣが６．５μｍ以上であり且つ１５μｍ以下であり、
前記外半径ｒＴが１２μｍ以上であり且つ２５μｍ以下である、
実施形態２４記載の光ファイバ。
【符号の説明】
【０１６３】
１００、１０１  光ファイバ
１０２  コア部分
１０３  クラッド部分
１０４  内側クラッド
１０６  低屈折率のトレンチ
１０８  外側クラッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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