(57)【要約】本発明は、光ファイバカプラの製造に適し、低巨視的曲げ損失、低カットオフ波長、低減衰及びオーバクラッドの大きさの変動性に対して低感度を有する光ファイバに関する。本発明の１つの特徴は、屈折率プロファイルを有し、該屈折率プロファイルが略１．７及び略３．０の間にあるα値を有するコアと、該コアに接合して周設され少なくとも略４０μｍの外半径を有するクラッド領域とを含み、略８７０ｎｍ及び略９７０ｎｍの間にあるカットオフ波長を有し、３２ｍｍマンドレルの周りに１回巻き付けられた場合に、１５５０ｎｍにおいて略１ｄＢ未満の巨視的曲げ損失を有する光ファイバを提供する。
2005528661.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバであって、
略１．７及び略３．０の間にあるα値を含む屈折率プロファイルを有しているコアと、
前記コアに接合して周設される少なくとも略４０μｍの外半径を有しているクラッド領域と、
を含み、略８７０ｎｍ及び略９７０ｎｍの間にあるカットオフ波長を有し、３２ｍｍマンドレルの周りに１回巻き付けられた場合に、１５５０ｎｍにおいて略１ｄＢ未満の巨視的曲げ損失を有していることを特徴とする光ファイバ。
【請求項２】
請求項１記載の光ファイバであって、前記クラッド領域は、実質的に平坦な屈折率プロファイルを有していることを特徴とする光ファイバ。
【請求項３】
請求項１記載の光ファイバであって、前記コアは、略０．４％及び略０．７％の間にある最大Δ値を有していることを特徴とする光ファイバ。
【請求項４】
請求項１記載の光ファイバであって、前記α値は、略１．９及び略２．３の間にあることを特徴とする光ファイバ。
【請求項５】
請求項１記載の光ファイバであって、波長１０６０ｎｍにおいて略５．７及び略６．７の間にあるモードフィールド直径を有していることを特徴とする光ファイバ。
【請求項６】
請求項１記載の光ファイバであって、波長１０６０ｎｍにおいて略６．０μｍ及び略６．４μｍの間にあるモードフィールド直径を有していることを特徴とする光ファイバ。
【請求項７】
請求項１記載の光ファイバであって、前記コアは、略３．２μｍ及び略４．２μｍの間にある外半径を有していることを特徴とする光ファイバ。
【請求項８】
請求項１記載の光ファイバであって、カットオフ波長に対する１０６０ｎｍにおけるモードフィールド直径の比率が略６．９であることを特徴とする光ファイバ。
【請求項９】
請求項１記載の光ファイバであって、カットオフ波長に対する１５５０ｎｍにおけるモードフィールド直径の比率が略１０．１であることを特徴とする光ファイバ。
【請求項１０】
請求項１記載の光ファイバであって、前記コアの屈折率プロファイルは、略０．６５未満の感度を有していることを特徴とする光ファイバ。
【請求項１１】
請求項１記載の光ファイバであって、前記コアの屈折率プロファイルは、略０．５未満の感度を有していることを特徴とする光ファイバ。
【請求項１２】
光ファイバであって、
略１．７及び略３．０の間にあるα値と、略０．４％及び略０．７％の間にある最大Δ値と、を含む屈折率プロファイルを有しているコアと、
前記コアに接合して周設される少なくとも略４０μｍの外半径を有し、実質的に平坦な屈折率プロファイルを有しているクラッド領域と、
略８７０ｎｍ及び略９７０ｎｍの間にあるカットオフ波長を有し、３２ｍｍマンドレルの周りに１回巻き付けられた場合に、１５５０ｎｍにおいて略１ｄＢ未満の曲げ損失を有していることを特徴とする光ファイバ。
【請求項１３】
請求項１２記載の光ファイバであって、前記α値は、略１．９及び略２．３の間にあることを特徴とする光ファイバ。
【請求項１４】
請求項１２記載の光ファイバであって、波長１０６０ｎｍにおいて略５．７μｍ及び略６．７μｍの間にあるモードフィールド直径を有していることを特徴とする光ファイバ。
【請求項１５】
請求項１２記載の光ファイバであって、波長１０６０ｎｍにおいて略６．０及び略６．４の間にあるモードフィールド直径を有していることを特徴とする光ファイバ。
【請求項１６】
請求項１２記載の光ファイバであって、前記コアは、略３．２μｍ及び略４．２μｍの間にある外半径を有していることを特徴とする光ファイバ。
【請求項１７】
請求項１２記載の光ファイバであって、略８７０ｎｍ及び略９７０ｎｍの間にあるカットオフ波長を有していることをことを特徴とする光ファイバ。
【請求項１８】
請求項１２記載の光ファイバであって、略９２０ｎｍ及び略９４０ｎｍの間にあるカットオフ波長を有していることをことを特徴とする光ファイバ。
【請求項１９】
請求項１２記載の光ファイバであって、前記コアの屈折率プロファイルは、略０．６５未満の感度を有していることをことを特徴とする光ファイバ。
【請求項２０】
請求項１２記載の光ファイバであって、前記コアの屈折率プロファイルは、略０．５未満の感度を有していることをことを特徴とする光ファイバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信に関し、特に、光ファイバの接合及び製造に適し、巨視的曲げ（macrobending）による損失が低い光ファイバに関する。
【背景技術】
【０００２】
高性能光通信システムは、何ら電気的再生を伴うことなく長距離にわたって高レートデータを搬送する。例えば、３〜４００キロメートルにわたって非再生にて１０Ｇビット／秒又はそれ以上のレートが達成されている。高性能光通信システムは、高パワー信号レーザ、光増幅器、分散補償デバイス、光スイッチデバイスを用い、さらには波長分割多重化を用いる場合もある。高性能光通信システムは、より高速とより長いスパン長を目指して発展し、システムに対するその要求を次第により厳しくしている。
【０００３】
かかるシステムの１つの部品は、光ファイバカプラである。光ファイバカプラは、複数の光ファイバ間の光信号の接続を提供し、光通信システムにおいて用いられる装置ではいたる所で用いられる。光ファイバカプラは、例えば、共に伸長する一対の光ファイバを加熱し引っ張ることで、それらの溶融及び先細にする。光ファイバの１つで伝播する光信号は、他の光ファイバにその該溶融領域で極めて微かに接続される。光ファイバカプラは、多様な装置にて用いられて光信号を分岐又は結合する。例えば、光ファイバカプラは、所望の比率（例えば、１：１又は９：１）で２経路に光パワーを分けるの用いられる。また、光ファイバカプラは、光励起をエルビウム添加ファイバ増幅器中の光信号に結合するためのＷＤＭとして用いられる。
【０００４】
光ファイバカプラの光性能に対する要求がより厳密になるにつれて、光損失の源を除去する要請がより際どいものとなっている。かかる損失の１つは、光ファイバの非溶融領域における巨視的曲げに起因する損失である。光ファイバカプラは、通常、光ファイバ該結合領域からリード片をなす比較的長い（例えば２〜５ｍ）長さの光ファイバにて作られる。光ファイバカプラが装置として組み立てられるとき、これらの光ファイバのリード片は、小径で曲げられるか又は糸巻状のものに巻かれる。このタイプの曲げは巨視的曲げとして知られ、曲げとは異なる直線状のファイバの微視的な歪みに起因する微視的曲げによる損失と区別される。通常の光ファイバは、比較的高い巨視的曲げ損失を有する傾向があって、組み立てられた装置に認めがたい高損失を与える。
【０００５】
巨視的曲げ損失が低い既存の光ファイバがあるものの、多くの光ファイバは、製造上比較的高い変動性を被っている。これらの光ファイバにおいて、オーバクラッド層の大きさの変動において該ファイバの光学性質が広く変化するようにそのプロファイル（profile）がなっている場合がある。オーバクラッド層の厚さにおける劣後的変動に対して比較的に非感応である光ファイバが強く求められる。
【０００６】
ＷＤＭカプラは、２つの異なる波長（例えば９８０ｎｍ及び１５５０ｎｍ）の光を結合又は分離する光ファイバカプラ装置である。ＷＤＭカプラの如き装置の製造での使用のために、低カットオフ波長を有する光ファイバが強く求められる。通常、１５５０ｎｍにおける巨視的曲げ損失はカットオフ波長の低下を伴って増加し、低巨視的曲げ損失と低カットオフ波長の両方を有する光ファイバを提供することを困難にしている。
【０００７】
通常の光ファイバは、光ファイバの製造に所望の性能を提供するものではない。低カットオフ波長、低溶融損失、低減衰及び低損失カプラに製造し得る能力を有すると共に、低巨視的曲げ損失を与える光ファイバに対する要請が残存する。コスト及び製造プロセス上の観点からは、製造容易性と、プロセス変動性に対する光ファイバ性質の非感応性とが強く求められる。
【発明の開示】
【０００８】
＜用語の定義＞
以降の定義は、本発明の技術分野における通常の用例に従っている。
【０００９】
屈折率プロファイルとは、屈折率と光ファイバの半径との関係である。
【００１０】
デルタすなわちΔとは、Δ＝（ｎi2−ｎc2）／２ｎc2の式で示される相対的な屈折率のパーセンテージである。ここで、ｎiは、ｉ番目の特定領域における屈折率あり、ｎcは、クラッド領域における平均屈折率である。デルタの値は通常パーセンテージで表記される。
【００１１】
αプロファイルの用語は、Δ（ｂ）の形式で示され屈折率プロファイルを示し、ｂは半径であり、次の式に従う。
【００１２】
Δ（ｂ）＝Δ（ｂ0）（１−［｜ｂ−ｂ0｜／（ｂ1−ｂ0）］α）
ここで、ｂ０はΔ（ｂ）が最大値を与える点であり、ｂ１はΔ（ｂ）％が零を与える点である。ｂはｂi≦ｂ≦ｂfの範囲にある値を含み、Δは上記の定義に従い、ｂiはαプロファイルの初期点であり、ｂfはαプロファイルの最終点であり、αは実数の累乗の指数である。所与のプロファイルについて、そのα値は、上記式にプロファイルデータを数値的に当てはめることで決定される。
【００１３】
カットオフ波長は、光ファイバが２コア導波モードを達成する最も長い光の波長である。
＜発明の概要＞
本発明の１つの特徴は、屈折率プロファイルを有し、該屈折率プロファイルが略１．７及び略３．０の間にあるα値を有するコアと、該コアに接合して周設され少なくとも略４０μｍの外半径を有するクラッド領域とを含み、略８７０ｎｍ及び略９７０ｎｍの間にあるカットオフ波長を有し、３２ｍｍマンドレルの周りに１回巻き付けられた場合に、１５５０ｎｍにおいて略１ｄＢ未満の巨視的曲げ損失を有する光ファイバに関する。
【００１４】
本発明の他の特徴は、屈折率プロファイルを有し、前記屈折率プロファイルが略１．７及び略３．０の間にあるα値と、略０．４％及び略０．７％の間にある最大Δ値とを有するコアと、前記コアに接合し周設される少なくとも略４０μｍの外半径を有し、実質的に平坦な屈折率プロファイルを有しているクラッド領域とを含み、３２ｍｍマンドレルの周りに１回巻き付けられた場合に、１５５０ｎｍにおいて略１ｄＢ未満の曲げ損失を有することを特徴とする光ファイバに関する。
【００１５】
本発明の光ファイバは、従来の光ファイバを超える幾つかの利点を提供する。例えば、本発明の光ファイバは、低巨視的曲げ損失と低カットオフ波長との両方を有し、低結合損失の光ファイバカプラの製造に適する。また、本発明の光ファイバは低減衰量を有する。また、本発明の光ファイバは、オーバクラッドの大きさに対して比較的非感応であって、高収量での製造を可能とする。
【００１６】
本発明の付加的な特徴及び利点は、引き続く詳細な説明において述べられると共に、当該記載から或いは添付の図面のみならず引き続く詳細な説明及び請求項を含む記載のように本発明を実施することにより部分的には当業者にとって容易に明らかとなる。
【００１７】
前述の概要延び引き続く詳細な説明の両方は本発明を単に例示ものであり、請求される如き本発明の性質及び性格の理解を与えるために、その全体像又は骨格を提供することが意図される。添付の図面は、本発明の更なる理解を提供するために含まれるものであり、本開示に組み入れられて本明細書の一部を構成する。該図面は、本発明の１つ以上の実施例を示し、本説明と共に本発明の原理と動作の解説を供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
ここで開示され説明される発明は、低巨視的曲げ損失、低カットオフ波長、低減衰及びオーバクラッドの大きさに対して適度な非感応性を有することで光ファイバカプラの製造に適する光ファイバに関する。図１は、本発明の１つの特徴による例示の光ファイバの端面図を示している。光ファイバ１０は、コア１２と、該コアと実質的に接合して周設されるクラッド領域１４とを有する。好ましくは、クラッド領域１４は少なくと略４０μｍの外半径を有する。好ましくは、クラッド領域１４は実施的に平坦な屈折率プロファイルを有する。図１の例では、コアに周設されてによる光ファイバは、図１に示されるクラッド領域にさらに周設される他のクラッド領域を含んでも良いことは当業者により理解されるところである。常套的に、該ファイバは、ポリマー被覆１６及び１８の層により被覆される。
【００１９】
本発明の１つの特徴よる光ファイバのプロファイルの例が、半径に対するΔのプロットを示す如くして図２において与えられる。図２の例において、略１．７及び略３．０の間にあるα値を有している。αプロファイルはコアの中心から始まることが好ましいが、該αプロファイルがコアの中心から始まることが必要ではないことは当業者により理解されるところである。例えば、ファイバプロファイル２０において示されるように、該コアの最大Δ近傍で始まるαプロファイルで、該コアの中心に沿って屈折率の下降がある場合がある。本発明のより好ましい実施例においては、該コアが略１．９及び略２．３の間にあるα値を有している。
【００２０】
本発明の１つの特徴よる光ファイバにおいて、該コアは、略０．４％及び略０．７％の間にある最大Δ値を有している。特に、本発明による望ましい光ファイバは、略０．５％及び略０．６％の間にある最大Δ値を有しているコアを有している。本発明による光ファイバは、略３．２μｍ及び略４．２μｍの間にある外半径を有しているコアを有している。該コの外半径は、該コアと該クラッド領域との間で実質的に不連続な屈折率の点として定義される。本発明による多くの光ファイバにおいて、該コアのプロファイルはその外半径に近づくにつれて略零のΔ値に近づいている。
【００２１】
本発明による光ファイバは、波長１０６０ｎｍにおいて略５．７μｍ及び略６．７μｍの間にあるモードフィールド直径（mode field diameter）を有するように製造されても良い。本発明によるより好ましい光ファイバは、波長１０６０ｎｍにおいて略６．０μｍ及び略６．４μｍの間にあるモードフィールド直径を有している。
【００２２】
本発明による光ファイバは、低い巨視的曲げ損失と低いカットオフ波長との両方を有することで、ＷＤＭカプラの使用にとって強く望ましいものである。例えば、本発明による光ファイバは、３２ｍｍマンドレルの周りに１回巻き付けられた場合に、１５５０ｎｍにおいて略１ｄＢ未満の巨視的曲げ損失を有している。本発明による光ファイバは、略８７０ｎｍ及び略９７０ｎｍの間にあるカットオフ波長を有するように製造されても良い。本発明によるより好ましい光ファイバは、略９２０ｎｍ及び略９４０ｎｍの間にあるカットオフ波長を有している。ＭＡＣ♯は、巨視的曲げね損失の有用な他の尺度である。所与の波長におけるＭＡＣ♯は、該ファイバの単一モードカットオフ波長に対する、所与の波長の光に対する該ファイバのモードフィールド直径の比である。例えば、本発明による光ファイバは、１０６０ｎｍにおいて略６．９未満のＭＡＣ♯を有し、あるいは１５５０ｎｍにおいて略１０．１未満のＭＡＣ♯を有している。
【００２３】
本発明による光ファイバは、製造プロセスにおける変動性に対して適度な非感応性を有する。例えば、該光ファイバのプロファイルは、オーバクラッドの大きさの変動性に対して非感応である。かように、単一のファイバが繰り返しオーバクラッド化されて線引されることで、適度に比較的一定の性質を備える光ファイバを得ることができる。オーバクラッドの大きさの変動性に対するプロファイルの強靱性は、その分散感度パラメータにより数値化される。分散感度パラメータは、該プロファイルの放射スケール上の２％増加に因る分散変化を計算することで計量できる。より小さい分散感度パラメータを持つプロファイルは、オーバクラッド重量変化に感応性がなく、より高い収量で製造可能である。本発明による光ファイバは、略０．６５ps/nm-km以下の分散感度パラメータを有している。本発明によるより好ましい光ファイバは、略０．５０ps/nm-km以下の分散感度パラメータを有している。
【００２４】
好ましくは、本開示の光ファイバは気相積層プロセスにより製造され得る。より好ましくは、本開示の光ファイバは、当業者にとって馴染みのある外部気相積層（ＯＶＤ）プロセスによって製造されても良い。従って、例えば既知のＯＶＤレイダウン（LAYDOWN）、凝固及び線引き技術が有利に用いられて本発明による光ファイバが製造されても良い。修正化学気相積層（ＭＣＶＤ）又は気相軸付け積層（ＶＡＤ）の如き他のプロセスが用いられても良い。従って、本開示の光ファイバの屈折率及び合成プロファイルは、限定するものではないが、ＯＶＤ、ＶＡＤ又はＭＣＶＤを含む当業者にとって既知の製造技術を用いて達成されても良い。当業者により理解されるように、本発明による光ファイバはポリマー状の材料により被覆されても良い。例えば、該ファイバは、該ファイバの物理的保護のみならず微視的曲げ損失に対する保護のために低硬度アクリレートベースの一次コーティング及び高硬度のアクリレートベースの二次コーティングとがなされても良い。所与のプロファイルの光学的性能は、当業者とって馴染みのあるマックスウェルの方程式を解くことで計算され得る。
【００２５】
本発明による光ファイバは他の望ましい性質を備えるように当業者により製造されても良い。例えば、発明上の光ファイバは、９８０ｎｍにおいて略２．１dB/km未満の減衰量、１０６０ｎｍにおいて略１．５dB/km未満の減衰量、あるいは１５５０ｎｍにおいて略０．７５dB/km未満の減衰量を有するように製造されても良い。より好ましくは、本発明による光ファイバは、９８０ｎｍにおいて略１．４dB/km未満の減衰量、１０６０ｎｍにおいて略１．０dB/km未満の減衰量、１５５０ｎｍにおいて略０．５dB/km未満の減衰量を有している。当業者は本発明の範囲内で該光ファイバの物理的性質を調整して他の所望の性質を該光ファイバが備えるようにする。
【００２６】
ここで、本発明が次の非限定的な例により示される。
＜例１＞
通常のＯＶＤプロセスが次のプロファイルを有する光ファイバを製造するのに用いられる。すなわち、α＝２．１０（コアの中心にて始まるαプロファイルを備える）、コア半径＝３．６μｍ、及びΔ＝０．５４％である。
【００２７】
該光ファイバは次の性質を備える。すなわち、カットオフ波長：９３２nm、モードフィールド直径：１０６０ｎｍにおいて６．２mm及び１５５０ｎｍにおいて９．１mm、ＭＡＣ＃：１０６０ｎｍにおいて６．６、巨視的曲げ損失(３２ｍｍマンドレルに１回巻き）：０．６５dB、減衰量：９８０ｎｍにおいて１．０９dB/km、１０６０ｎｍにおいて０．７９dB/km、及び１５５０ｎｍにおいて０．２５dB/kmの各減衰量、分散：１５３０ｎｍにおいて５．５ ps/nm-km及び１５５０ｎｍにおいて６．７ps/nm-km、分散感度パラメータ：０．４７ps/nm-kmである。
【００２８】
本発明の多様な改変及び変様が本発明の範囲から逸脱することなくなされ得ることは当業者にとって明らかである。従って、本発明は、かかる改変及び変様をそれらが添付の請求項の記載及び当該均等する範囲にあるならば包含することが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の１つの特徴による光ファイバの端面図である。
【図２】本発明の１つの特徴による光ファイバ例である屈折率プロファイルを示しているグラフである。
【図１】
2005528661.tif 000003
【図２】
2005528661.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成17年2月1日(2005.2.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバであって、
略１．７及び略３．０の間にあるα値を含む屈折率プロファイルを有しているコアと、
前記コアに接合し周設される少なくとも略４０μｍの外半径を有しているクラッド領域と、
を含み、略８７０ｎｍ及び略９７０ｎｍの間にあるカットオフ波長を有し、３２ｍｍマンドレルの周りに１回巻き付けられた場合に、１５５０ｎｍにおいて略１ｄＢ未満の巨視的曲げ損失を有していることを特徴とする光ファイバ。
【請求項２】
請求項１又は２記載の光ファイバであって、前記クラッド領域は、実質的に平坦な屈折率プロファイルを有していることを特徴とする光ファイバ。
【請求項３】
先行する請求項の何れか１記載の光ファイバであって、
前記コアは、略０．４％及び略０．７％の間にある最大Δ値を有していることを特徴とする光ファイバ。
【請求項４】
先行する請求項の何れか１記載の光ファイバであって、前記α値は、略１．９及び略２．３の間にあることを特徴とする光ファイバ。
【請求項５】
先行する請求項の何れか１記載の光ファイバであって、波長１０６０ｎｍにおいて略５．７及び略６．７の間にあるモードフィールド直径を有していることを特徴とする光ファイバ。
【請求項６】
先行する請求項の何れか１記載の光ファイバであって、前記コアは、略３．２μｍ及び略４．２μｍの間にある外半径を有していることを特徴とする光ファイバ。
【請求項７】
先行する請求項の何れか１記載の光ファイバであって、カットオフ波長に対する１０６０ｎｍにおけるモードフィールド直径の比率が略６．９であることを特徴とする光ファイバ。
【請求項８】
先行する請求項の何れか１記載の光ファイバであって、カットオフ波長に対する１５５０ｎｍにおけるモードフィールド直径の比率が略１０．１であることを特徴とする光ファイバ。
【請求項９】
先行する請求項の何れか１記載の光ファイバであって、前記コアの屈折率プロファイルは、略０．６５未満の感度を有していることを特徴とする光ファイバ。
【請求項１０】
請求項９記載の光ファイバであって、前記コアの屈折率プロファイルは、略０．５未満の感度を有していることを特徴とする光ファイバ。
【請求項１１】
先行する請求項の何れか１記載の光ファイバであって、略８７０ｎｍ及び略９７０ｎｍの間にあるカットオフ波長を有していることを特徴とする光ファイバ。
【国際調査報告】
2005528661.tif 000005
2005528661.tif 000006
2005528661.tif 000007