(57)【要約】【課題】単一モード動作を補償し且つ実用的な曲げ損失特性を維持しつつ、従来の光ファイバよりも大きな実効断面積を実現することができる空孔構造光ファイバを提供する。【解決手段】空孔構造光ファイバ１１の構成を、コア領域１２と、コア領域を取り囲む第１クラッド領域１３と、第１クラッド領域を取り囲む第２クラッド領域１４とを有し、第１クラッド領域及び第２ラッド領域はそれぞれ、異なる直径である複数の空孔１５を有する構成であり、第１クラッド領域における空孔の直径ｄ1は、第２クラッド領域における空孔の直径ｄよりも大きく、コア領域における屈折率が第１クラッド領域及び第２クラッド領域の実効的な屈折率よりも高く、第１クラッド領域の実効的な屈折率が第２クラッド領域の実効的な屈折率よりも低い構成とする。【選択図】図１
2011027866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファイバの断面内に複数の空孔を有する空孔構造光ファイバにおいて、
コア領域と、前記コア領域を取り囲む第１クラッド領域と、前記第１クラッド領域を取り囲む第２クラッド領域とを有しており、
前記第１クラッド領域及び前記第２ラッド領域はそれぞれ、異なる直径である複数の空孔を有する構成であり、
前記第１クラッド領域における空孔の直径は、前記第２クラッド領域における空孔の直径よりも大きく、
前記コア領域における屈折率が前記第１クラッド領域及び前記第２クラッド領域の実効的な屈折率よりも高く、前記第１クラッド領域の実効的な屈折率が前記第２クラッド領域の実効的な屈折率よりも低いこと、
を特徴とする空孔構造光ファイバ。
【請求項２】
前記第１クラッド領域及び前記第２クラッド領域における隣り合う空孔間間隔Λが、17.1μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の空孔構造光ファイバ。
【請求項３】
前記第２クラッド領域における隣り合う空孔間間隔Λと、前記第２クラッド領域における空孔直径ｄの比ｄ／Λが、0.57より小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の空孔構造光ファイバ。
【請求項４】
前記第２クラッド領域の外側に、前記コア領域の屈折率よりも低い屈折率であるリング層を有することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の空孔構造光ファイバ。
【請求項５】
光の波長1550nmにおける実効断面積が160μｍ2以上であり、
光の波長1460〜1625nmにおいて単一モードで動作し、且つ曲げ半径30mmにおける曲げ損失が100巻きあたり0.5dB以下であること、
を特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の空孔構造光ファイバ。
【請求項６】
光の波長1310nmにおけるモードフィールド直径が8.8〜9.5μｍであり、
光の波長1550nmにおいて、曲げ半径5mmにおける曲げ損失が1巻きあたり0.1dB以下であること、
を特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の空孔構造光ファイバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はファイバの断面内に複数の空孔を有する空孔構造光ファイバに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光伝送システムでは光パワーが大きくなると非線形効果による伝送品質の劣化があるため入力光パワーが制限され、伝送容量の大容量化や中継間隔の長距離化の妨げとなっている。非線形効果は光ファイバ中における光パワーの密度が高いほど顕著になるため、光ファイバの実効断面積の拡大が非線形効果の抑圧に効果的である。
【０００３】
そのため非特許文献１に示されるような、実効断面積を拡大した単一モード光ファイバが開発され、コアネットワークや海底システムなどの長距離伝送システムで使用されている。また従来の屈折率分布を制御した光ファイバ構造では実効断面積の拡大に限界があるため、最近ではファイバ中に空孔構造を有するフォトニック結晶ファイバを用いた大コア化の検討が進んでいる。例えば非特許文献２では、従来の単一モードファイバと同等の単一モード動作領域及び曲げ損失特性を有しながら、非特許文献１よりも大きな実効断面積を実現している。
【０００４】
図１１（ａ）には従来のフォトニック結晶ファイバの断面構造を示し、図１１（ｂ）には前記フォトニック結晶ファイバの等価的な屈折率分布を示す。
【０００５】
図１１（ａ）に示すように、従来のフォトニック結晶ファイバ１は石英ガラスなどの均一の材料から構成され、光ファイバ１の断面内に複数の空孔２を有している。空孔２は光ファイバ１のの長手方向に一様な大きさ（直径）で、且つ、光ファイバ１の断面内で一様な周期・大きさ（直径）を有している。なお、図１１（ａ）において、ｄは空孔２の直径、Λは隣り合う空孔２の中心間隔（空孔間間隔）である。
【０００６】
この従来のフォトニック結晶ファイバ１の等価的な屈折率分布は、図１１（ｂ）に示すようなステップ型となる。例えば標準化勧告であるITU‐T G.656の遮断波長及び曲げ損失を満足させる場合、非特許文献２に示されるように、従来のフォトニック結晶ファイバ１の実効断面積は波長1550nmにおいて最大157μｍ2である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】T. Kato et al, "Ultra-low nonlinearity low-loss pure silica core fibre for long-haul WDM transmission," Electronic Letters, vol. 35, no. 19, pp. 1615-1617, Sep. 1999.
【非特許文献２】松井ら, "フォトニック結晶ファイバの実効断面積拡大に関する検討, " 2008年電子情報通信学会ソサイエティ大会, p. 275, Sep. 2008.
【非特許文献３】K. Mukasa et al, "Comparisons of merits on wide-band transmission systems between using extremely improved solid SMFs with Aeff of 160 μm2 and loss of 0.175 dB/km and using large-Aeff holey fibers enabling transmission over 600 nm bandwidth," the Proceedings of OFC2008, OthR1, Feb. 2008.
【非特許文献４】T. Sorensen et al, "Macro-bending loss properties of photonic crystal fibre," Electronics Letters, vol. 37, no. 5, pp. 387-289, Mar. 2001.
【非特許文献５】L. Montmorillon et al, "All-solid G.652.D with ultra low bend losses down to 5 mm bend radius," the Proceedings of OFC2009, OTuL3, Mar. 2009.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、単一モード動作、曲げ損失の低減及び実効断面積の拡大はトレードオフの関係にあり、例えば長距離光伝送で一般的に用いられる低損失な波長帯(1460〜1625nm)で単一モード動作及び実用的な曲げ損失特性を実現するためには、非特許文献２及び３より、従来の単一モードファイバ及び従来のフォトニック結晶ファイバでは、実効断面積は約160μｍ2が限界であった。
【０００９】
従って、本発明は上記事情に鑑み、単一モード動作を補償し且つ実用的な曲げ損失特性を維持しつつ、従来の光ファイバよりも大きな実効断面積を実現することができる空孔構造光ファイバを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する第１発明の光集積素子は、ファイバの断面内に複数の空孔を有する空孔構造光ファイバにおいて、
コア領域と、前記コア領域を取り囲む第１クラッド領域と、前記第１クラッド領域を取り囲む第２クラッド領域とを有しており、
前記第１クラッド領域及び前記第２ラッド領域はそれぞれ、異なる直径である複数の空孔を有する構成であり、
前記第１クラッド領域における空孔の直径は、前記第２クラッド領域における空孔の直径よりも大きく、
前記コア領域における屈折率が前記第１クラッド領域及び前記第２クラッド領域の実効的な屈折率よりも高く、前記第１クラッド領域の実効的な屈折率が前記第２クラッド領域の実効的な屈折率よりも低いこと、
を特徴とする。
【００１１】
また、第２発明の空孔構造光ファイバは、第１発明の空孔構造光ファイバにおいて、
前記第１クラッド領域及び前記第２クラッド領域における隣り合う空孔間間隔Λが、17.1μｍ以下であることを特徴とする。
【００１２】
また、第３発明の空孔構造光ファイバは、第１又は第２発明の空孔構造光ファイバにおいて、
前記第２クラッド領域における隣り合う空孔間間隔Λと、前記第２クラッド領域における空孔直径ｄの比ｄ／Λが、0.57より小さいことを特徴とする。
【００１３】
また、第４発明の空孔構造光ファイバは、第１〜第３発明の何れか１つの空孔構造光ファイバにおいて、
前記第２クラッド領域の外側に、前記コア領域の屈折率よりも低い屈折率であるリング層を有することを特徴とする。
【００１４】
また、第５発明の空孔構造光ファイバは、第１〜第４発明の何れか１つの空孔構造光ファイバにおいて、
光の波長1550nmにおける実効断面積が160μｍ2以上であり、
光の波長1460〜1625nmにおいて単一モードで動作し、且つ曲げ半径30mmにおける曲げ損失が100巻きあたり0.5dB以下であること、
を特徴とする。
【００１５】
また、第６発明の空孔構造光ファイバは、第１〜第５発明の何れか１つの空孔構造光ファイバにおいて、
光の波長1310nmにおけるモードフィールド直径が8.8〜9.5μｍであり、
光の波長1550nmにおいて、曲げ半径5mmにおける曲げ損失が1巻きあたり0.1dB以下であること、
を特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の空孔構造光ファイバによれば、上記のような特徴を有することにより、単一モード動作を補償し且つ実用的な曲げ損失特性を維持しつつ、従来の光ファイバよりも大きな実効断面積を実現できることから、光伝送システムにおける入力パワー制限が緩和され、光伝送システムの更なる大容量化や中継間隔の長距離化による管理の簡易化及び光伝送システムの低コスト化、光伝送システムの設計自由度の向上といった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態例１に係る空孔構造光ファイバの断面構造の一例を表す概略図、（ｂ）は前記空孔構造光ファイバの屈折率分布を示す図である。
【図２】本発明の空孔構造光ファイバに係わる、基本モードの曲げ損失を表す特性図である。
【図３】本発明の空孔構造光ファイバに係わる、第１高次モードの閉じ込め損失を示す特性図である。
【図４】本発明の空孔構造光ファイバに係わる、ITU‐T G.656で推奨される曲げ損失及び遮断波長を満足するための空孔構造を表す特性図であり、（ａ）には第２クラッド領域における隣り合う空孔間間隔Λと、第２クラッド領域における空孔直径ｄの比ｄ／Λが0.40の場合を表し、（ｂ）はｄ／Λが0.43の場合を表し、（ｃ）はｄ／Λが0.45の場合を表し、（ｄ）はｄ／Λが0.50の場合を表す。
【図５】本発明の空孔構造光ファイバに係わる、ITU‐T G.656で推奨される曲げ損失及び遮断波長を満足するための空孔間間隔Λを表す特性図である。
【図６】本発明の空孔構造光ファイバに係わる、ITU‐T G.656で推奨される曲げ損失及び遮断波長を満足するためのｄ／Λを表す特性図である。
【図７】（ａ）は本発明の空孔構造光ファイバに係わる、実効断面積の一例を表す特性図、本発明の空孔構造光ファイバに係わる、曲げ損失及び第１高次モードの閉じ込め損失の一例を表す特性図である。
【図８】（ａ）は本発明の空孔構造光ファイバに係わる、実効断面積及び第１高次モードの閉じ込め損失の一例を表す特性図、（ｂ）は本発明の空孔構造光ファイバに係わる、曲げ損失の一例を表す特性図である。
【図９】本発明の実施の形態例２に係る空孔構造光ファイバの断面構造の一例を表す概略図である。
【図１０】本発明の空孔構造光ファイバに係わる、実効断面積、曲げ損失及び第１高次モードの閉じ込め損失の一例を表す特性図である。
【図１１】（ａ）は従来のフォトニック結晶ファイバ（空孔構造光ファイバ）の断面構造を示す概略図、（ｂ）は前記フォトニック結晶ファイバの屈折率分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
＜実施の形態例１＞
図１（ａ）には本発明の実施の形態例１に係る空孔構造光ファイバの断面構造の概略を示し、図１（ｂ）には前記空孔構造光ファイバの屈折率分布を示す。
【００２０】
図１（ａ）に示すように、本実施の形態例１の空孔構造光ファイバ１１は純石英など不純物を含まない単一の材料から構成され、光ファイバ１１の断面内に複数の空孔１５を有している。そして、空孔構造光ファイバ１１はコア領域１２と、コア領域１２を取り囲む第１クラッド領域１３と、第１クラッド領域１３を取り囲む第２クラッド領域１４を有している。  空孔１５は空孔構造光ファイバ１１の長手方向に沿って形成され、前記長手方向に一様な大きさ（第１クラッド領域１３の空孔１５は一定の直径ｄ、第２クラッド領域１４の空孔１５は一定の直径ｄ1）である。また、第１クラッド領域１３及び第２クラッド領域１４における空孔１５は、空孔構造光ファイバ１の断面内で一様な周期で形成されており、隣り合う空孔１５の中心間間隔（空孔間間隔）Λが一定になっている。
【００２１】
コア領域１２は空孔構造光ファイバ１の中央部に位置し、空孔１５がない領域で構成されている。また、図例の場合、第１クラッド領域１３では、コア領域１２を中心にして複数の空孔１５が正六角形状に配列されることにより、１層の空孔層１３Ａが形成されており、第２クラッド領域１４では、コア領域１２を中心にして直径ｄの複数の空孔１５が正六角形状に配列されることにより、2層の空孔層１４Ａ，１４Ｂが形成されている。
【００２２】
そして、コア領域１２を囲む第１クラッド領域１３と、第１クラッド領域１３を囲む第２クラッド領域１４はそれぞれ、異なる空孔直径ｄ1，ｄである複数の空孔１５で構成される。また、第１クラッド領域１３における空孔１２の直径ｄ1は、第２クラッド領域１４における空孔１２の直径ｄよりも大きい。
【００２３】
このとき、本発明の空孔構造光ファイバ１１における等価的な屈折率分布は、図１（ｂ）に示すようなＷ型分布となる。即ち、コア領域１２における屈折率が第１クラッド領域１３及び第２クラッド領域１４の実効的な屈折率よりも高く、第１クラッド領域１３の実効的な屈折率が第２クラッド領域１４の実効的な屈折率よりも低い。
【００２４】
従来の空孔を用いない光ファイバでは、Ｗ型の光ファイバはステップ型光ファイバに比べて、同等の遮断波長及び曲げ損失特性を維持したとき、より大きな実効断面積を実現できることが知られている。また、同じステップ型で比べると非特許文献２より、空孔構造を用いた光ファイバが空孔を用いない光ファイバよりも大きな実効断面積を実現できる。従って、本発明の空孔構造光ファイバ１１のような構造にすることによって、従来の光ファイバよりも大きな実効断面積を実現できる。また、本発明の空孔構造光ファイバ１１はコア領域１２が純石英など不純物を添加しない単一の材料から構成され、またコア領域１２に空孔を形成しないため、不純物や空孔境界面の散乱の影響がほとんどなく、低損失な光ファイバを実現できる。
【００２５】
なお、図１では第１クラッド領域１３の空孔層数を１層、第２クラッド領域１４の空孔層数を２層としたが、それぞれの領域１３，１４における空孔層数が他の層数であっても同様の効果が得られる。また、図１では第１クラッド領域１３及び第２クラッド領域１４における空孔配置を正六角形状としたが、他の正多角形状又は円環状などの他の空孔配置によっても同様の効果が得られる。
【００２６】
図２は本発明の空孔構造光ファイバ１１における、波長1450nmにおける基本モードの曲げ損失の一例を示している。なお、図２において縦軸は曲げ損失、横軸は第１クラッド領域１３における空孔１５の直径ｄ1と空孔間間隔Λとの比ｄ1／Λである。
【００２７】
ここで、第２クラッド領域１４における空孔１５の直径ｄと空孔間間隔Λとの比d／Λ＝0.43とし、空孔構造光ファイバ１１の曲げ半径を30mmとした。図２中の実線、破線および点線はそれぞれ、Λ＝18、16、14μｍの場合の曲げ損失を表す。図２より、第１クラッド領域１３における空孔直径ｄ1が大きくなるほど、曲げ損失が小さくなることがわかる。ここで非特許文献４より、実効断面積が比較的大きい空孔構造光ファイバでは、短波長側ほど曲げ損失が大きくなることが知られている。従って図２の条件では、光の波長1450nm以上では図２中の値よりも小さな曲げ損失が得られる。一例として、曲げ損失が光の波長1450nm〜1625nmにおいて0.5dB／100巻以下といった条件を考えると、図２より、Λ＝14μｍ以上ではｄ1／Λを0.69以上とすることで、前記の条件を満足できることが分かる。
【００２８】
図３は本発明の空孔構造光ファイバ１１における、光の波長1450nmにおける第１高次モードの閉じ込め損失の一例を示している。なお、図３において縦軸は第１高次モードの閉じ込め損失、横軸はｄ1／Λである。
【００２９】
ここでも図３と同様に、d／Λ＝0.43とした。図３中の実線、破線および点線は図３と同様に、Λ＝18、16、14μｍの場合の第１高次モードの閉じ込め損失を表す。図３より、第１高次モードの閉じ込め損失は基本モードの曲げ損失と同様の傾向を有し、第１クラッド領域１３における空孔１５の直径ｄ1が大きくなるほど、第１高次モードの閉じ込め損失が小さくなることがわかる。ここで閉じ込め損失は長波長側ほど大きくなることが知られており、また非特許文献３より第１高次モードの閉じ込め損失が0.8dB／m以上であれば高次モードは伝搬できず、当該波長で単一モード動作が得られることが知られている。従って、所定の波長で第１高次モードの閉じ込め損失が0.8dB／m以上であれば、前記所定の波長以上の波長帯では単一モード動作が得られる。一例として、遮断波長を1450nm以下(波長1450nm以上で単一モード動作)といった条件を考えると、Λ＝14μｍ以上ではｄ1／Λを0.75以下とすることで、前記の条件を満足することが分かる。
【００３０】
図２、図３より曲げ損失の低減と単一モード動作の実現はトレードオフの関係であるが、構造パラメータを適切に設計することで、所定の遮断波長及び曲げ損失条件を満たす構造が得られる。
【００３１】
図４（ａ）〜（ｄ）は本発明の空孔構造光ファイバ１１に係わる、ITU‐T G.656で推奨される曲げ損失及び遮断波長の条件を満たす構造条件を示している。なお、図４（ａ）〜（ｄ）において縦軸はｄ1／Λ、横軸はΛである。
【００３２】
ここでITU‐T G.656で推奨される条件は、波長1460〜1625nmにおいて曲げ半径30mmにおける曲げ損失が0.5dB／100巻き以下、且つ遮断波長が1450nm以下である。図４（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、ｄ／Λが0.40、0.43、0.45、0.50の場合を表す。また、それぞれの図４（ａ）〜（ｄ）中における実線及び破線はそれぞれ、光の波長1450nmにおける第１高次モードの閉じ込め損失が１dB／mとなるｄ1／Λ、光の波長1450nmにおける基本モードの曲げ損失が曲げ半径30mmにおいて0.5dB／100巻きとなるｄ1／Λである。従って、それぞれのｄ／Λにおいて、実線及び破線で囲まれる斜線部分において、ITU‐T G.656の条件を満たすことができる。特に実効断面積は１層目（空孔層１３Ａ）の空孔１５に内接する円の面積(コア領域１２の面積)に比例するため、コア領域１２のコア中心から１層目（空孔層１３Ａ）の空孔１５までの距離が大きい、即ちΛが大きいほど、実効断面積が拡大される。従って図４（ａ）〜（ｄ）の斜線部において最もΛが大きくなる構造である実線と破線の交点において、所定の条件を満足しながら実効断面積を最大化できる。また図４より、実線と破線の交点よりも大きいΛにおいては、所定の条件を満足することができないことがわかる。
【００３３】
図５は本発明の空孔構造光ファイバ１１に係わる、ITU‐T G.656で推奨される曲げ損失及び遮断波長の条件を満たす空孔間間隔Λを示している。なお、図５において縦軸はΛ、横軸はｄ／Λである。
【００３４】
ここで図５中の実線は、図４における実線と破線の交点におけるΛに対応し、Λが実線以下の値において前記の曲げ損失及び遮断波長の条件を満足できる。図５より、Λを17.1μｍ以下とすることでITU‐T G.656で推奨される曲げ損失及び遮断波長の条件を満足することができ、好ましい。
【００３５】
図６は本発明の空孔構造光ファイバに係わる、ITU‐T G.656で推奨される曲げ損失及び遮断波長の条件を満たすｄ1／Λを示している。なお、図６において縦軸はｄ1／Λ、横軸はｄ／Λである。
【００３６】
ここで図６中の実線は、図４における実線と破線の交点におけるｄ1／Λに対応し、ｄ1／Λが実線以下の値において前記の曲げ損失及び遮断波長の条件を満足できる。また、図６中の破線は第１クラッド領域１３と第２クラッド領域１４の空孔直径ｄ１，ｄが等しい、即ちｄ1＝ｄとなる直線である。図６より、前記の条件を満たすために必要となるｄ1／Λの最大値は、ｄ／Λが大きくなるほど減少する。一方、本発明の空孔構造光ファイバ１１１における等価的な屈折率分布がW型となるためにはｄ1＞ｄとなる必要がある。従って図６より、ｄ／Λが0.57以下とすることでITU‐T G.656で推奨される曲げ損失及び遮断波長の条件を満足し、且つW型の等価屈折率分布を得ることができ、好ましい。
【００３７】
図７（ａ），（ｂ）は本発明の空孔構造光ファイバ１１に係わる、実効断面積を拡大した構造設計の一例における光学特性を示している。なお、図７（ａ）において縦軸は実効断面積、横軸は光の波長、図７（ｂ）において縦軸は曲げ損失及び第１高次モードの閉じ込め損失、横軸は光の波長である。
【００３８】
ここでΛ＝17μｍ、ｄ1／Λ＝0.74、ｄ／Λ＝0.43とした。図7（ａ）は実効断面積を表す。図７（ａ）より、ここで設計した空孔構造光ファイバ１１の光の波長1550nmにおける実効断面積は212μｍ2であった。一般的な1.31μｍ零分散単一モード光ファイバ（ＳＭＦ）の光の波長1550nmにおける実効断面積は約80μｍ2であり、本発明の空孔構造光ファイバ１１において約３倍の実効断面積が得られている。また、従来のフォトニック結晶ファイバの最大値である160μｍ2と比較しても、約1.5倍の実効断面積が得られている。図７（ｂ）は曲げ損失及び第１高次モードの閉じ込め損失を表す。図７（ｂ）中の実線及び破線はそれぞれ、曲げ半径30mmにおける曲げ損失、第１高次モードの閉じ込め損失に対応する。曲げ損失は光の波長1460nm以上において0.5dB／100巻以下、第１高次モードの閉じ込め損失は光の波長1250nm以上で0.8dB／m以上であった。従って、ここで設計した空孔構造光ファイバ１１において、光の波長1460〜1625nmで0.5dB／100巻以下の曲げ損失、及び遮断波長が1450nm以下となっており、ITU‐T G.656で推奨される曲げ損失及び遮断波長の条件を満足できることが確認できる。
【００３９】
図８（ａ），（ｂ）は本発明の空孔構造光ファイバに係わる、曲げ損失を低減した構造設計の一例における光学特性を示している。なお、図（ａ）において縦軸は実効断面積及び第１高次モードの閉じ込め損失、横軸は光の波長、図８（ｂ）において縦軸は曲げ損失、縦軸は曲げ半径である。
【００４０】
ここでΛ＝11μｍ、ｄ1／Λ＝0.76、ｄ／Λ＝0.43とした。図８（ａ）は実効断面積及び第１高次モードの閉じ込め損失を表す。図８（ａ）より、光の波長1550nmにおける実効断面積は88μｍ2であり、ＳＭＦとほぼ同等であった。また、図８（ａ）より、第１高次モードの閉じ込め損失は光の波長1300nm以上で0.8dB／m以上であり、一般的な通信波長である光の波長1310、1490、1550nmで単一モード動作が得られる。ここで、得られた電界分布からＦＦＰモーメントを用いて算出した、光の波長1310nmにおけるモードフィールド径（ＭＦＤ）は9.1μｍであった。ＳＭＦに対応する標準化勧告であるITU‐T G.652では光の波長1310nmにおけるＭＦＤを8.8〜9.5μｍとしており、ここで設計した空孔構造光ファイバ１１が前記勧告のＭＦＤを満たしていることが確認できる。図８（ｂ）は光の波長1550nmにおける曲げ損失特性を示している。図８（ｂ）より、曲げ損失が曲げ半径5mmにおいて約0.001dB／巻に低減できていることが分かる。例えば非特許文献５によれば、トレンチ型の屈折率分布の光ファイバを用いることで、単一モード動作及び光の波長1310nmでITU‐T G.652におけるＭＦＤの条件を満たしながら、曲げ半径5mmで0.1dB／巻の曲げ損失が得られている。本発明の空孔構造光ファイバ１１ではトレンチ型と比較して、同等のＭＦＤを得ながら２桁小さい曲げ損失を実現できることがわかる。このとき、ＳＭＦと同等のＭＦＤを有するため接続損失を低減でき、且つ非常に低い曲げ損失が得られるため施工・運用に関わる光ファイバの取り扱い性を改善でき、好ましい。
【００４１】
＜実施の形態例２＞
図９は本発明の実施の形態例２に係る空孔構造光ファイバの断面構造の一例を示した概略図である。
【００４２】
図９に示すように、本実施の形態例２の空孔構造光ファイバ１１は、図２の空孔構造光ファイバ１１の構造における第２クラッド領域１４の外側に（即ち第２クラッド領域１４を取り囲むようにして）、コア領域１２の材料（純石英など）よりも屈折率の低い材料（フッ素などの不純物を添加した石英など）から成るリング層１６を設けた構造である。本空孔構造光ファイバ１１のその他の構造については、図２の本空孔構造光ファイバ１１と同じであり、ここでの詳細な説明は省略する。なお、図２の空孔構造光ファイバ１１では第２クラッド領域１４の空孔層数が２層（空孔層１４Ａ，１４Ｂ）であるのに対して、本空孔構造光ファイバ１１では空孔層数が１層（空孔層１４Ａ）である。
【００４３】
本実施の形態例２の空孔構造光ファイバ１１では、第２クラッド領域１４の外側にコア領域１２よりも低屈折率なリング層１６を設けることで光波の閉じ込めを強くすることができる。このとき第１クラッド領域１３又は第２クラッド領域１４又はその両方における空孔層数が少ない状態でも十分な閉じ込め効果が得られ、空孔構造光ファイバ１１の外径をより細くすることが可能となり、好ましい。
【００４４】
図１０（ａ），（ｂ）は本発明の空孔構造光ファイバ１１に係わる、光学特性の一例を示している。なお、図１０（ａ）において縦軸は実効断面積、横軸は光の波長、図１０（ｂ）において縦軸は曲げ損失及び第１高次モードの閉じ込め損失、横軸は光の波長である。
【００４５】
ここでΛ＝17μｍ、ｄ1／Λ＝0.74、ｄ／Λ＝0.43とし、第１クラッド領域１３及び第２クラッド領域１４における空孔層数を１層とし、第２クラッド領域１４の外側にコア領域１２よりも比屈折率差Δで0.1％低い屈折率のリング層１６を配置した。図１０（ａ）は実効断面積を表す。図１０（ａ）より、光の波長1550nmにおける実効断面積は212μｍ2であり、図７と同等の実効断面積が得られている。図１０（ｂ）は曲げ損失及び第１高次モードの閉じ込め損失を表す。図１０（ｂ）より、光の波長1500nm以上で0.5dB／100巻以下の曲げ損失、及び光の波長1530nm以上で0.8dB／m以上の第１高次モードの閉じ込め損失が得られ、最もよく利用される光の波長1530〜1565nmにおいて単一モード動作且つ比較的低い曲げ損失が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の空孔構造光ファイバは光伝送システムの伝送媒体として利用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１１  空孔構造光ファイバ
１２  コア領域
１３  第１クラッド領域
１３Ａ  空孔層
１４  第２クラッド領域
１４Ａ，１４Ｂ  空孔層
１５  空孔
１６  リング層
【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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