(57)【要約】【課題】マルチモード光ファイバシステムを提供する。【解決手段】本発明は、外側クラッドを備えたアルファインデックス分布を有する中心コアを含む光ファイバに関する。この光ファイバはまた、内側クラッドと、デプレスドトレンチと、外側クラッドとを有する。代表的には、中心コアのアルファインデックス分布は、外側クラッドに対して正の屈折率差を有する点で遮られる。この光ファイバは、高いデータ伝送速度のアプリケーションのための減少されたクラッド効果を有する減少された曲げ損失及び高帯域を達成する。【選択図】図１
2011118396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心から周縁へと、
外半径ｒ１と、外側クラッドに対する０よりも大きい最小屈折率差Δｎｅｎｄと、前記外側クラッドに対するアルファインデックス分布と、を有し、前記アルファインデックス分布は、前記中心コアの外半径ｒ１で遮られ、前記アルファインデックス分布は、理論上の半径ｒ１ｚｅｒｏを規定している、中心コアと、
外半径ｒ２と、幅ｗ２と、前記外側クラッドに対する屈折率差Δｎ２と、を有する内側クラッドと、
外半径ｒｏｕｔと、幅ｗ３と、前記外側クラッドに対する屈折率差Δｎ３と、を有するデプレスドトレンチと、
前記外側クラッドと、を具備し、
前記内側クラッドの外半径ｒ２と前記理論上の半径ｒ１ｚｅｒｏとの差は、約０．５マイクロメートルよりも大きく、かつ２マイクロメートル未満であり、
前記内側クラッドの屈折率差Δｎ２と前記デプレスドトレンチの屈折率差Δｎ３とは、
【数１】
2011118396.tif 000021
を満たすマルチモード光ファイバ。
【請求項２】
前記中心コアのアルファインデックス分布は、１．９ないし２．１、好ましくは２．０ないし２．１のアルファパラメータαを有する請求項１のマルチモード光ファイバ。
【請求項３】
前記外側クラッドに関して、前記中心コアは、約１１×１０−３ないし１６×１０−３の最大屈折率差Δｎ１を有するか、前記アルファインデックス分布の理論上の半径ｒ１ｚｅｒｏは、約２３マイクロメートルないし２７マイクロメートルであるかの少なくとも一方である請求項１のマルチモード光ファイバ。
【請求項４】
前記中心コアの最小屈折率差Δｎｅｎｄは、前記内側クラッドの屈折率差Δｎ２に等しいか、前記内側クラッドの屈折率差Δｎ２は、約０．２×１０−３ないし２×１０−３であるかの少なくとも一方である請求項１のマルチモード光ファイバ。
【請求項５】
前記デプレスドトレンチの外半径ｒｏｕｔは、約３２マイクロメートル未満、好ましくは、約３０マイクロメートル未満であるか、前記デプレスドトレンチの幅ｗ３は、約３マイクロメートルないし６マイクロメートルであるかの少なくとも一方である請求項１のマルチモード光ファイバ。
【請求項６】
前記デプレスドトレンチの屈折率差Δｎ３は、約−１５×１０−３ないし−３×１０−３であるか、前記デプレスドトレンチは、約２００％・μｍ２ないし１，２００％・μｍ２、好ましくは、約２５０％・μｍ２ないし７５０％・μｍ２の容積ｖ３を有するかの少なくとも一方である請求項１のマルチモード光ファイバ。
【請求項７】
前記内側クラッドの外半径ｒ２と前記アルファインデックス分布の理論上の半径ｒ１ｚｅｒｏとの差は、約１．５マイクロメートル未満である請求項１のマルチモード光ファイバ。
【請求項８】
前記内側クラッドの屈折率差Δｎ２と前記デプレスドトレンチの屈折率差Δｎ３とは、
【数２】
2011118396.tif 000022
を満たす請求項１のマルチモード光ファイバ。
【請求項９】
８５０ナノメートルの波長で、１５ミリメートルの曲げ半径の周りの２周に関して、このマルチモード光ファイバは、約０．１ｄＢ未満、好ましくは、約０．０５ｄＢ未満の曲げ損失を有する請求項１のマルチモード光ファイバ。
【請求項１０】
８５０ナノメートルの波長で、１０ミリメートルの曲げ半径の周りの２周に関して、このマルチモード光ファイバは、約０．３ｄＢ未満、好ましくは、約０．１ｄＢ未満の曲げ損失を有する請求項１のマルチモード光ファイバ。
【請求項１１】
８５０ナノメートルの波長で、７．５ミリメートルの曲げ半径の周りの２周に関して、このマルチモード光ファイバは、約０．４ｄＢ未満、好ましくは、約０．２ｄＢ未満の曲げ損失を有する請求項１のマルチモード光ファイバ。
【請求項１２】
８５０ナノメートルの波長で、７．５ミリメートルの曲げ半径の周りの２周に関して、このマルチモード光ファイバは、約０．１ｄＢ未満、好ましくは、約０．０１ｄＢ未満の曲げ損失を有する請求項１のマルチモード光ファイバ。
【請求項１３】
８５０ナノメートルの波長で、５ミリメートルの曲げ半径の周りの２周に関して、このマルチモード光ファイバは、約１ｄＢ未満、好ましくは、約０．３ｄＢ未満の曲げ損失を有する請求項１のマルチモード光ファイバ。
【請求項１４】
８５０ナノメートルの波長で、このマルチモード光ファイバは、少なくとも約１，５００ＭＨｚ・ｋｍ、好ましくは少なくとも約３，５００ＭＨｚ・ｋｍのＯＦＬ帯域を有する請求項１のマルチモード光ファイバ。
【請求項１５】
８５０ナノメートルの波長で、このマルチモード光ファイバは、少なくとも約６，０００ＭＨｚ・ｋｍ、好ましくは少なくとも８，０００ＭＨｚ・ｋｍ、より好ましくは少なくとも約１０，０００ＭＨｚ・ｋｍのＯＦＬ帯域を有する請求項１のマルチモード光ファイバ。
【請求項１６】
このマルチモード光ファイバは、０．２±０．０１５の開口数を有する請求項１のマルチモード光ファイバ。
【請求項１７】
８５０ナノメートルの波長で、このマルチモード光ファイバは、約０．３３ｐｓ／ｍ未満の外側ＤＭＤ値を有する請求項１２のマルチモード光ファイバ。
【請求項１８】
前記中心コアの半径ｒ１は、２５±１．５マイクロメートルであり、
８５０ナノメートルの波長で、このマルチモード光ファイバは、約０．２５ｐｓ／ｍ未満、好ましくは約０．１４ｐｓ／ｍ未満の外側ＤＭＤ値（０ないし２３マイクロメートル）を有する請求項１のマルチモード光ファイバ。
【請求項１９】
請求項１のマルチモード光ファイバの少なくとも一部を含む光ファイバシステムであって、好ましくは、約１００メートルの距離にわたって少なくとも約１０Ｇｂ／ｓのデータ伝送速度を有し、より好ましくは、約３００メートルにわたって少なくとも約１０Ｇｂ／ｓのデータ伝送速度を有する光ファイバシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファイバ光伝送の分野に、特に、高いデータ伝送速度のアプリケーションのために低減された曲げ損失及び高帯域を有するマルチモード光ファイバに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ（すなわち、代表的には、少なくとも１つのコーティング層によって囲まれたガラスファイバ）は、光信号を伝送するか増幅するかの少なくとも一方である光ファイバのコアと、このコア内に光信号を閉じ込める光クラッドとを有する。従って、コアの屈折率ｎｃは、代表的には、光クラッドの屈折率ｎｇよりも大きい（すなわち、ｎｃ＞ｎｇ）。
【０００３】
光ファイバに関して、屈折率分布（profile）は、一般的に、屈折率を光ファイバの半径と関連付ける機能の明確な見かけに従って分類される。通常、光ファイバの中心への距離ｒがｘ軸に対して示され、（半径ｒでの）屈折率と光ファイバの外側クラッド（例えば、外側光クラッド）の屈折率との違いがｙ軸に示される。屈折率分布は、階段、台形、アルファ又は三角形のそれぞれの形状を有するグラフに関して、「階段」分布、「台形」分布、「アルファ」分布又は「三角形」分布として参照される。これらの曲線は、一般的に、光ファイバの理論的な、又は設定された分布を示す。しかし、光ファイバの製造に関する制限は、わずかに異なる実際の分布をもたらし得る。
【０００４】
一般的に言えば、マルチモードファイバとシングルモードファイバとである光ファイバの２つのメインカテゴリが存在する。マルチモードファイバでは、所定の波長に対して、いくつかの光モードが光ファイバに沿って同時に伝播し、一方、シングルモードファイバでは、高次のモードが強く減衰される。シングルモード又はマルチモードのガラスファイバの代表的な直径は、１２５マイクロメートルである。マルチモード光ファイバのコアは、代表的には、約５０マイクロメートルないし６２．５マイクロメートルの直径を有し、一方、シングルモードの光ファイバのコアは、代表的には、約６マイクロメートルないし９マイクロメートルの直径を有する。マルチモードシステムは、一般的に、シングルモードシステムよりも高価でない。なぜならば、マルチモード光源、コネクタ及びメンテナンスは、低コストで得られることができるからである。
【０００５】
マルチモード光ファイバは、ローカルネットワーク又はＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）のような、広帯域を必要とする短距離のアプリケーションに一般に使用される。マルチモード光ファイバは、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．６５１．１推奨の下の国際基準の対象であり、これは、特に、光ファイバの互換性のための必要性に関する基準（例えば、帯域、開口数及びコアの直径）を規定している。
【０００６】
さらに、ＯＭ３基準は、長距離（すなわち、３００メートルよりも長い距離）にわたって高帯域のアプリケーション（すなわち、１ＧｂＥよりも高いデータ伝送速度）の必要性を満たすように採用されている。高帯域のアプリケーションの発達に伴って、マルチモード光ファイバの平均のコアの直径は、６２．５マイクロメートルから５０マイクロメートルに減少されてきている。
【０００７】
代表的には、光ファイバは、高帯域のアプリケーションで十分に行うように、可能な最も広い帯域を有するべきである。所定の波長に対して、光ファイバの帯域は、いくつかの異なる方法で特徴付けられることができる。代表的には、いわゆる「オーバーフィルドラウンチ（全モード励振）」状態（ＯＦＬ）帯域と、いわゆる「実効伝送帯域」状態（ＥＭＢ）との間で区別がなされる。ＯＦＬ帯域の取得は、光ファイバの全体の径方向の表面にわたって均一な励起を引き起こす光源（例えば、レーザダイオード又は発光ダイオード（ＬＥＤ））の使用を想定している。
【０００８】
高帯域のアプリケーションで使用される、ＶＣＳＥＬ（垂直共振器面発光レーザ）のような、近年発達した光源は、光ファイバの径方向の表面にわたって均一でない励起を示す。光源のこの種類に関して、ＯＦＬ帯域は、より適切でない測定であるので、実効伝送帯域（ＥＭＢ）を使用することが好ましい。計算された実効帯域（ＥＭＢｃ）は、使用されたＶＣＳＥＬの種類から独立したマルチモード光ファイバの最小のＥＭＢを評価する。このＥＭＢｃは、（例えば、ＦＯＴＰ−２２０基準で説明されるような）ディファレンシャルモードディレイ（ＤＭＤ）測定から得られる。
【０００９】
ＤＭＤ測定及び実効伝送帯域の計算の一例の方法が、ＦＯＴＰ−２２０基準に見られることができる。この技術のさらなる詳細は、非特許文献１と非特許文献２とに説明されている。
【００１０】
図１は、２００２年１１月２２日のＴＩＡ  ＳＣＦＯ−６．６バージョンで発表されたようなＦＯＴＰ−２２０基準の基準に従うＤＭＤ測定を概略的に示す図である。図１は、光ファイバの一部（すなわち、外側クラッドによって囲まれた光コア）を概略的に示している。ＤＭＤのグラフは、各連続パルスの間に径方向のオフセットで所定の波長λ０を有する光パルスをマルチモード光ファイバに連続的に入射することによって得られる。そして、各パルスの遅延は、ファイバＬの所定の長さの後に測定される。複数の同一の光パルス（すなわち、同じ振幅、波長及び振動数を有する光パルス）は、マルチモード光ファイバのコアの中心に対して異なる径方向にオフセットされて入射される。入射された光パルスが、光ファイバの光コアに黒のドットとして図１に示される。５０マイクロメートルの直径を有する光ファイバを特徴付けるために、ＦＯＴＰ−２２０基準は、少なくとも２４の個々の測定が実行される（すなわち、２４の異なる径方向のオフセットの値）を推奨している。これらの測定から、モード分散（modal dispersion）及び計算された実効伝送帯域（ＥＭＢｃ）を決定することが可能である。
【００１１】
ＴＩＡ−４９２ＡＡＡＣ−Ａ基準は、イーサネット（登録商標）高帯域伝送ネットワークのアプリケーションで長距離にわたって使用される５０マイクロメートルの直径のマルチモード光ファイバのための性能の必要性を特定している。ＯＭ３基準は、８５０ナノメートルの波長で、少なくとも２，０００ＭＨｚ・ｋｍのＥＭＢを必要とする。ＯＭ３基準は、３００メートルの距離まで、１０Ｇｂ／ｓ（１０ＧｂＥ）のデータ伝送速度に対してエラーのない（error-free）伝送を想定している。ＯＭ４基準は、８５０ナノメートルの波長で、５５０メートルの距離までの１０Ｇｂ／ｓ（１０ＧｂＥ）のデータ伝送速度に対してエラーのない伝送を得るために、少なくとも４，７００ＭＨｚ・ｋｍのＥＭＢを必要とする。
【００１２】
マルチモード光ファイバでは、伝播時間間の差、又は光ファイバに沿ったいくつかのモードのグループの遅延時間が、光ファイバの帯域を決定する。特に、同じ伝播媒体に関して（すなわち、ステップインデックスマルチモード光ファイバで）、異なるモードがグループの遅延時間を有する。グループの遅延時間のこの差は、光ファイバの異なる径方向のオフセットに沿って伝播するパルス間にタイムラグを生じる。
【００１３】
例えば、図１の右側にグラフに示されるように、タイムラグは、それぞれのパルス間に観察される。この図１は、マイクロメートルで径方向のオフセットに従う個々のパルス（ｙ軸）と、ナノ秒の時間（ｘ軸）との差が、光ファイバの所定の長さに沿って通過することを示すグラフである。
【００１４】
図１に示されるように、ｘ軸に沿ったピークの位置は変化し、これは、個々のパルスの間のタイムラグ（すなわち、遅延）を示している。この遅延は、生じた光パルスのブロードニングを引き起こす。光パルスの幅のブロードニングは、トレーニングパルスに重ね合わせられたパルスのリスクを高め、光ファイバによってサポートされた帯域（すなわち、データ伝送速度）を減少させる。それ故、帯域は、光ファイバのマルチモードのコアに伝播する光モードのグループの遅延時間に直接つなげられる。従って、幅の広い帯域を保証するために、全てのモードのグループの遅延時間に対して同一であることが望ましい。状態の違いにより、インターモードの分散は、所定の波長に対してゼロ、又は少なくとも最小にされるべきである。
【００１５】
インターモードの分散を減らすために、データ転送（telecommunication）に使用されるマルチモードの光ファイバは、一般的に、屈折率を備えたコアを有し、クラッド（すなわち、「アルファ」のコアの分布）での境界面に光ファイバの中心から漸次減少する屈折率を備えたコアを一般的に有する。このような光ファイバは、数年間使用されてきており、その特性は、非特許文献３に記載され、非特許文献４に要約されている。
【００１６】
グレーデッドインデックス分布（すなわち、アルファインデックス分布（alpha-index  profile）は、以下の方程式に従う屈折率の値ｎと光ファイバの中心からの距離ｒとの間の関係によって記述されることができる。  
【数１】
2011118396.tif 000003
【００１７】
ここで、α≧１であり、αはインデックス分布の形状を示す無次元のパラメータであり、ｎ１は、光ファイバのコアの最大屈折率であり、ａは光ファイバのコアの半径であり、また、  
【数２】
2011118396.tif 000004
【００１８】
であり、ここで、ｎ０はマルチモードのコアの最小屈折率であり、これは（たいていはシリカでできた）外側クラッドの屈折率と一致していることができる。
【００１９】
グレーデッドインデックス（すなわち、アルファ分布）を有するマルチモード光ファイバは、それ故、光ファイバの径方向に沿った屈折率の値が、周縁部に光ファイバのコアの中心部から連続して減少するので、回転対称性を備えたコアの分布を有する。マルチモードの光信号がこのようなグレーデッドインデックスのコアに伝播したとき、異なる光モードが、異なる伝播媒体（すなわち、可変屈折率のために）を受ける。代わって、これは、各光モードの伝播速度に異なるように影響を及ぼす。従って、パラメータαの値を調節することによって、全てのモードに対して実質的に等しいグループの遅延時間を得ることが可能である。異なる状態では、屈折率分布は、モード間（intermodal）分散を減少させるか、なくすために修正されることができる。
【００２０】
しかし、実際には、製造されたマルチモード光ファイバは、一定の屈折率の外側クラッドによって囲まれたグレーデッドインデックスの中心コアを有する。コア−クラッドの境界面は、コアのアルファインデックス分布を遮る。この結果、マルチモード光ファイバのコアは、理論的に完全なアルファ分布（すなわち、アルファセット分布）に決して一致しない。外側クラッドは、低次モードに対する高次モードを加速させる。この現象は、「クラッド効果」として知られている。ＤＭＤ測定では、高次の径方向の位置（すなわち、外側クラッドに最も近いところ）に関し得られる応答は、複数の（複合的な）パルスを示し、これは、応答信号の一時的な広がりを生じる。
【００２１】
マルチモード光ファイバは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）のような広帯域を得る短距離のアプリケーションのために一般に使用される。このようなアプリケーションでは、光ファイバは、不慮に、又はさもなくば意図しない曲げに晒される可能性があり、これは、モードのパワー分布と光ファイバの帯域とを修正し得る。
【００２２】
それ故、１０ミリメートル未満の曲率半径を有する曲げによって影響を及ぼさないマルチモード光ファイバを達成することが望ましい。
【００２３】
特許文献１は、そのクラッドにデプレスドトレンチ（depressed trench）を有するグレーデッドインデックス光ファイバを開示している。それにもかかわらず、開示された光ファイバは、望ましいよりも高い曲げ損失と、比較的低い帯域を示している。さらに、開示された光ファイバのクラッド効果は、述べられていない。
【００２４】
特許文献２は、そのクラッドにデプレスドトレンチを有するグレーデッドインデックス光ファイバを開示している。それにもかかわらず、開示された光ファイバは、比較的低い帯域を示し、そのクラッド効果は、述べられていない。
【００２５】
特許文献３は、そのクラッドにデプレスドトレンチを有するグレーデッドインデックス光ファイバを開示している。それにもかかわらず、開示された光ファイバは、比較的低い帯域を示し、そのクラッド効果は、述べられていない。
【００２６】
特許文献４は、そのクラッドにデプレスドトレントを有するグレーデッドインデックス光ファイバを開示している。この文献によれば、高帯域を達成するために、グレーデッドインデックス分布のコアの端部とデプレスドトレンチの開始部との間の距離は、０．５マイクロメートルないし２マイクロメートルであるべきである。それにもかかわらず、開示された光ファイバは、所望よりも高い曲げ損失を示している。さらに、開示された光ファイバのクラッド効果は、述べられていない。
【００２７】
それ故、高いデータ伝送速度のアプリケーションのために、曲げ損失が減少され、低減されたクラッド効果を有する高帯域を有するグレーデッドインデックスマルチモード光ファイバの存在が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２８】
【特許文献１】特開２００６−４７７１９号公報
【特許文献２】国際公開２００８／０８５８５１号
【特許文献３】米国特許出願２００９／０１５４８８８号
【特許文献４】欧州特許第０１３１７２９号
【非特許文献】
【００２９】
【非特許文献１】Ｐ．Ｆ．Ｋｏｌｅｓａｒ，Ｄ．Ｊ．Ｍａｚｚａｒｅｓｅ著、「マルチモード帯域及びディファレンシャルモードディレイ測定の理解及びこれらのアプリケーション」、第５１回国際ワイヤ及びケーブルシンポジウムのプロシーディング
【非特許文献２】Ｄ．Ｃｏｌｅｍａｎ，Ｐｈｉｌｉｐ  Ｂｅｌｌ著、「計算されたＥＭＢがレーザ最適化された５０／１２５μｍのマルチモードファイバに対する１０ＧｂＥの性能の信用性を高める」、コーナリングケーブルシステム白書
【非特許文献３】Ｄ．Ｇｌｏｇｅら著、「グレーデッドファイバのマルチモード理論」、ベルシステム技術ジャーナルのｐｐ．１５６３〜１５７８（１９７３）
【非特許文献４】Ｇ．Ｙａｂｒｅ著、「グレーデッドインデックス光ファイバの分散の統合理論」、光ファイバシステム技術ジャーナル、１８巻、Ｎｏ．２、ｐｐ．１６６〜１７７（２０００）
【発明の概要】
【００３０】
一態様では、本発明は、外側クラッドによって囲まれた中心コアを含むマルチモード光ファイバに関する。前記中心コアは、（ｉ）外半径ｒ１と、（ｉｉ）外側クラッドに対する０よりも大きい最小屈折率差Δｎｅｎｄと、（ｉｉｉ）外側クラッドに関するアルファインデックス分布と、を有する。前記アルファインデックス分布は、中心コアの半径ｒ１で、及び最小屈折率差Δｎｅｎｄで遮られる。アルファインデックス分布は、理論上の半径ｒ１ｚｅｒｏを規定しており、これは、アルファインデックス分布が中心コアの外半径ｒ１で遮られない（すなわち、切り詰められない（truncated））ならば、中心コアと外側クラッドとの間の屈折率差の径方向距離は、ゼロであろう。
【００３１】
内側クラッドは、中心コアと外側クラッドとの間に配置されている（例えば、中心コアを直接囲んでいる）。前記内側クラッドは、（ｉ）外半径ｒ２と、（ｉｉ）幅ｗ２と、（ｉｉｉ）外側クラッドに対する屈折率差Δｎ２と、を有する。デプレスドトレンチは、内側クラッドと外側クラッドとの間に配置されている（例えば、内側クラッドを直接囲んでいる）。前記デプレスドトレンチは、（ｉ）外半径ｒｏｕｔと、（ｉｉ）幅ｗ３と、（ｉｉｉ）外側クラッドに対する屈折率差Δｎ３と、を有する。
【００３２】
代表的には、内側クラッドの外半径ｒ２とアルファインデックス分布の理論上の半径ｒ１ｚｅｒｏとは、２マイクロメートル未満であり、かつ約０．５マイクロメートルよりも大きい（例えば、約１．５マイクロメートルないし０．５マイクロメートルである）。さらに、前記内側クラッドの屈折率差Δｎ２及びデプレスドトレンチの屈折率差Δｎ３は、代表的には、以下の不等式を満たす。  
【数３】
2011118396.tif 000005
【００３３】
言い換えれば、本発明は、マルチモード光ファイバに関し、このマルチモード光ファイバは、中心から周縁へと、外半径ｒ１と、外側クラッドに対する０よりも大きい最小屈折率差Δｎｅｎｄと、前記外側クラッドに関するアルファインデックス分布と、を有し、前記アルファインデックス分布は、前記中心コアの外半径ｒ１で遮られ、前記アルファインデックス分布は、理論上の半径ｒ１ｚｅｒｏを規定している、中心コアと、外半径ｒ２と、幅ｗ２と、前記外側クラッドに対する屈折率差Δｎ２と、を有する外側クラッドと、外半径ｒｏｕｔと、幅ｗ３と、前記外側クラッドに対する屈折率差Δｎ３と、を有するデプレスドトレンチと、前記外側クラッドと、を具備し、前記内側クラッドの外半径ｒ２と前記アルファインデックス分布の理論上の半径ｒ１ｚｅｒｏとの差は、約０．５マイクロメートルよりも大きく、かつ２マイクロメートル未満であり、前記内側クラッドの屈折率差Δｎ２と前記デプレスドトレンチの屈折率差Δｎ３とは、以下の不等式を満たす。  
【数４】
2011118396.tif 000006
【００３４】
言い換えれば、本発明は、マルチモード光ファイバに関し、このマルチモード光ファイバは、外側クラッドによって囲まれ、（ｉ）外半径ｒ１と、（ｉｉ）前記外側クラッドに対する０よりも大きい最小屈折率差Δｎｅｎｄと、（ｉｉｉ）前記外側クラッドに関するアルファインデックス分布と、を有し、前記アルファインデックス分布は、前記中心コアの外半径ｒ１で遮られ、前記アルファインデックス分布は、理論上の半径ｒ１ｚｅｒｏを規定している、中心コアと、前記中心コアと前記外側クラッドとの間に配置され、（ｉ）外半径ｒ２と、（ｉｉ）幅ｗ２と、（ｉｉｉ）前記外側クラッドに対する屈折率差Δｎ２と、を有する内側クラッドと、前記内側クラッドと前記外側クラッドとの間に配置され、（ｉ）外半径ｒｏｕｔと、（ｉｉ）幅ｗ３と、（ｉｉｉ）前記外側クラッドに対する屈折率差Δｎ３と、を有するデプレスドトレンチと、を具備し、前記内側クラッドの外半径ｒ２とアルファインデックス分布の理論上の半径ｒ１ｚｅｒｏとの差は、約０．５マイクロメートルよりも大きく、かつ２マイクロメートル未満であり、前記内側クラッドの屈折率差Δｎ２及び前記デプレスドトレンチの屈折率差Δｎ３は、以下の不等式を満たす。  
【数５】
2011118396.tif 000007
【００３５】
一実施の形態では、中心コアのアルファインデックス分布は、約１．９ないし２．１（例えば、約２．０ないし２．１）のアルファパラメータαを有する。
【００３６】
他の実施の形態では、前記外側クラッドに対する前記中心コアの最大屈折率差Δｎ１は、約１１×１０−３ないし１６×１０−３である。
【００３７】
さらなる他の実施の形態では、前記アルファインデックス分布の理論上の半径ｒ１ｚｅｒｏは、約２３マイクロメートルないし２７マイクロメートルである。
【００３８】
さらなる他の実施の形態では、前記内側クラッドは、前記中心コアを直接囲んでおり、前記デプレスドトレンチは、前記内側クラッドを直接囲んでいる。
【００３９】
さらなる他の実施の形態では、前記中心コアの最小屈折率差Δｎｅｎｄは、前記内側クラッドの屈折率差Δｎ２に等しい。
【００４０】
さらなる他の実施の形態では、前記内側クラッドの屈折率差Δｎ２は、約０．２×１０−３ないし２×１０−３である。
【００４１】
さらなる他の実施の形態では、前記デプレスドトレンチの外半径ｒｏｕｔは、約３２マイクロメートル以下（例えば、約３０マイクロメートル以下）である。
【００４２】
さらなる他の実施の形態では、前記デプレスドトレンチの屈折率差Δｎ３は、約−１５×１０−３ないし−３×１０−３である。
【００４３】
さらなる他の実施の形態では、前記デプレスドトレンチの幅ｗ３は、約３マイクロメートルないし６マイクロメートル、好ましくは、約３マイクロメートルないし５マイクロメートルである。
【００４４】
特定の実施の形態では、前記デプレスドトレンチは、２００％・μｍ２ないし１２００％・μｍ２（例えば、約２５０％・μｍ２ないし７５０％・μｍ２）の容積（volume）ｖ３を有する。
【００４５】
他の実施の形態では、前記内側クラッドの外半径ｒ２と前記アルファインデックス分布の理論上の半径ｒ１ｚｅｒｏとは、代表的には、以下の不等式を満たす。  
【数６】
2011118396.tif 000008
【００４６】
さらなる他の実施の形態では、８５０ナノメートルの波長で１５ミリメートルの曲げ半径の周りの２周に関して、前記マルチモード光ファイバは、約０．１ｄＢ未満（例えば、約０．０５ｄＢ未満）の曲げ損失を有する。
【００４７】
さらなる他の実施の形態では、８５０ナノメートルの波長で１０ミリメートルの曲げ半径の周りの２周に関して、前記マルチモード光ファイバは、約０．３ｄＢ未満（例えば、約０．１ｄＢ未満）の曲げ損失を有する。
【００４８】
さらなる他の実施の形態では、８５０ナノメートルの波長で７．５ミリメートルの曲げ半径の周りの２周に関して、前記マルチモード光ファイバは、約０．４ｄＢ未満（例えば、約０．２ｄＢ未満）の曲げ損失を有する。
【００４９】
さらなる他の実施の形態では、８５０ナノメートルの波長で７．５ミリメートルの曲げ半径の周りの２周に関して、前記マルチモード光ファイバは、約０．１ｄＢ未満（例えば、約０．０１ｄＢ未満）の曲げ損失を有する。
【００５０】
さらなる他の実施の形態では、８５０ナノメートルの波長で５ミリメートルの曲げ半径の周りの２周に関して、前記マルチモード光ファイバは、約１ｄＢ未満（例えば、約０．３ｄＢ未満）の曲げ損失を有する。
【００５１】
さらなる他の実施の形態では、８５０ナノメートルの波長で５．５ミリメートルの曲げ半径の周りの半周に関して、前記マルチモード光ファイバは、約０．１ｄＢ未満の曲げ損失を有する。
【００５２】
さらなる他の実施の形態では、８５０ナノメートルの波長で、前記マルチモード光ファイバは、代表的には、少なくとも約１，５００ＭＨｚ・ｋｍ（例えば、３，５００ＭＨｚ・ｋｍ以上）、特に、代表的には、少なくとも６，０００ＭＨｚ・ｋｍ、さらに、代表的には、少なくとも約８，０００ＭＨｚ・ｋｍ（例えば、少なくとも約１０，０００ＭＨｚ・ｋｍ）のＯＦＬ帯域を有する。
【００５３】
さらなる他の実施の形態では、８５０ナノメートルの波長で、前記マルチモード光ファイバは、約０．３３ｐｓ／ｍ未満、特に、代表的には、約０．２５ｐｓ／ｍ（例えば、０．１ｐｓ／ｍ以下のような、約０．１４ｐｓ／ｍ未満）の外側ＤＭＤ値を有する。
【００５４】
さらなる他の実施の形態では、前記中心コアの半径ｒ１は、２５±１．５マイクロメートルであり、８５０ナノメートルの波長で、前記マルチモード光ファイバは、約０．１ｐｓ／ｍ未満の外側ＤＭＤ値（０ないし２３マイクロメートル）を有する。
【００５５】
他の特定の実施の形態では、本発明は、マルチモード光ファイバに関し、このマルチモード光ファイバは、  
外側クラッドによって囲まれ、（ｉ）外半径ｒ１と、（ｉｉ）約１１×１０−３ないし１６×１０−３の最大屈折率差Δｎ１と、（ｉｉｉ）前記外側クラッドに対する０よりも大きい最小屈折率差Δｎｅｎｄと、（ｉｖ）前記外側クラッドに関するアルファインデックス分布と、を有し、前記アルファインデックス分布は、前記中心コアの外半径ｒ１で遮られており、前記アルファインデックス分布は、理論上の半径ｒ１ｚｅｒｏを規定している、中心コアと、  
前記中心コアと前記外側クラッドとの間に配置され、（ｉ）外半径ｒ２と、（ｉｉ）幅ｗ２と、（ｉｉｉ）約−１５×１０−３ないし−３×１０−３の前記外側クラッドに対する屈折率差Δｎ２と、を有する内側クラッドと、  
前記内側クラッドと前記外側クラッドとの間に配置され、（ｉ）外半径ｒｏｕｔと、（ｉｉ）幅ｗ３と、（ｉｉｉ）約−１５×１０−３ないし−３×１０−３の前記外側クラッドに対する屈折率差Δｎ３と、を有するデプレスドトレンチと、を具備し、  
前記内側クラッドの外半径ｒ２と前記アルファインデックス分布の理論上の半径ｒ１ｚｅｒｏとの差は、約０．５マイクロメートルよりも大きく、２マイクロメートル未満であり、また、前記内側クラッドの屈折率差Δｎ２と前記デプレスドトレンチの屈折率差Δｎ３とは、以下の不等式を満たす。  
【数７】
2011118396.tif 000009
【００５６】
さらなる他の特定の実施の形態では、本発明は、マルチモード光ファイバに関し、このマルチモード光ファイバは、  
外側クラッドによって囲まれ、（ｉ）外半径ｒ１と、（ｉｉ）前記外側クラッドに対する０よりも大きい最小屈折率差Δｎｅｎｄと、（ｉｉｉ）前記外側クラッドに関するアルファインデックス分布と、を有し、前記アルファインデックス分布は、前記中心コアの外半径ｒ１で遮られ、前記アルファインデックス分布は、理論上の半径ｒ１ｚｅｒｏを規定している、中心コアと、  
前記中心コアと前記外側クラッドとの間に配置され、（ｉ）外半径ｒ２と、（ｉｉ）幅ｗ２と、（ｉｉｉ）前記外側クラッドに対する屈折率差Δｎ２と、を有する内側クラッドと、  
前記内側クラッドと前記外側クラッドとの間に配置され、（ｉ）約３２マイクロメートル未満の外半径ｒｏｕｔと、（ｉｉ）幅ｗ３と、（ｉｉｉ）前記外側クラッドに対する屈折率差Δｎ３と、を有するデプレスドトレンチと、を具備し、  
前記内側クラッドの外半径ｒ２と前記アルファインデックス分布の理論上の半径ｒ１ｚｅｒｏとの差は、約０．５マイクロメートルよりも大きく、約１．５マイクロメートル未満であり、前記内側クラッドの屈折率差Δｎ２及び前記デプレスドトレンチの屈折率差Δｎ３は、以下の不等式を満たす。  
【数８】
2011118396.tif 000010
【００５７】
他の態様では、本発明は、以上に従う光ファイバの一部を含む光ファイバシステムに関する。この光ファイバシステムは、代表的には、約１００メートルの距離にわたって少なくとも約１０Ｇｂ／ｓのデータ伝送速度を有する。一実施の形態では、光ファイバシステムは、約３００メートルにわたって少なくとも約１０Ｇｂ／ｓのデータ伝送速度を有する。
【００５８】
以上説明した概要は、本発明の他の例示的な説明や利点と同様に、同じようにして達成され、さらに、以下の詳細な説明並びに添付の図面で説明される。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】図１は、例示的なＤＭＤ測定方法を概略的に示す図及びグラフである。
【図２】図２は、本発明に従う光ファイバの屈折率分布をグラフに示す図である。
【図３】図３は、中心コアのアルファインデックス分布のアルファパラメータの関数として、オーバーフィルドラウンチ（全モード励振）（ＯＦＬ）帯域をグラフに示す図である。
【図４】図４は、中心コアのアルファインデックス分布のアルファパラメータの関数としての８５０ナノメートルの波長で外側マスク０〜２３マイクロメートル（外側ＤＭＤ）のディファレンシャルモードディレイの値をグラフに示す図である。
【図５】図５は、実効屈折率差（Δｎｅｆｆ）の関数としての曲げ損失をグラフに示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６０】
本発明は、高いデータ伝送速度のアプリケーションのための、減少された曲げ損失及び減少されたクラッド効果を備えた高帯域を達成するマルチモード光ファイバに関する。
【００６１】
図２は、本発明に従って例示された光ファイバの屈折率分布を示している。光ファイバは、中心コアを囲んでいる外側クラッド（例えば、外側光クラッド）に関して外半径ｒ１と、アルファ屈折率分布（すなわち、アルファインデックス分布）を有する中心コアを有する。代表的には、コアは、約２５マイクロメートルの半径ｒ１を有する。中心コアと外側クラッドとの間の屈折率差は、約１１×１０−３ないし１６×１０−３の最大値Δｎ１を有する。
【００６２】
図２に示されるように、中心コアのアルファインデックス分布は、外側クラッドに対する性の屈折率差Δｎｅｎｄで遮られる。言い換えれば、中心コアと外側クラッドとの間の屈折率差は、代表的にはゼロよりも大きい最小値Δｎｅｎｄを有する。
【００６３】
さらに、中心コアのアルファインデックス分布は、理論上の半径ｒ１ｚｅｒｏを規定し、これは、アルファインデックス分布が正の屈折率差Δｎｅｎｄで遮られなければ、中心コアと外側クラッドとの間の屈折率差がゼロになる径方向の距離であろう。従って、中心コアの理論上の半径ｒ１ｚｅｒｏは、代表的には、中心コアの実際の外半径ｒ１よりも大きい。外側クラッドに対する中心コアの最小屈折率差Δｎｅｎｄがゼロであるならば、中心コアの理論上の半径ｒ１ｚｅｒｏは、中心コアの外半径ｒ１に等しいであろう。代表的には、中心コアの理論上の半径ｒ１ｚｅｒｏは、約２５マイクロメートルないし２７マイクロメートルである。
【００６４】
中心コアは、代表的には、約１．９ないし２．１のアルファパラメータを備えたアルファ分布を有する。特定の実施の形態では、中心コアは、約２．０４ないし２．０８（例えば、約２．０６ないし２．０８）のような、約２．０ないし２．１のアルファパラメータを備えたアルファ分布を有する。他の特定の実施の形態では、中心コアは、約２．０５ないし２．０８（例えば、２．０６ないし２．０７）のアルファパラメータを備えたアルファ分布を有する。
【００６５】
コストの理由により、外側クラッドは、代表的には、天然シリカでできているが、代わって、ドープドシリカでできていてもよい。
【００６６】
光ファイバは、中心コアと外側クラッドとの間に配置された内側クラッドを含む。一実施の形態では、内側クラッドは、中心コアを直接囲んでいる。内側クラッドは、外半径ｒ２と、幅ｗ２と、外側クラッドに対する屈折率差Δｎ２と、を有する。代表的には、内側クラッドは、０．５μｍ≦ｒ２−ｒ１ｚｅｒｏ＜２μｍである。さらに、代表的には、内側クラッドは、０．５μｍ≦ｒ２−ｒ１ｚｅｒｏ≦１．５μｍである外半径ｒ２を有する。内側クラッドと外側クラッドとの間の屈折率差Δｎ２は、代表的には、約０．２×１０−３及び２×１０−３である。一実施の形態では、内側クラッドと外側クラッドとの間の屈折率差Δｎ２は、中心コアと外側クラッドとの間の最小屈折率差Δｎｅｎｄに等しい。代表的には、内側クラッドの屈折率差Δｎ２は、一定である（すなわち、内側クラッドは、矩形である）。内側クラッドの幅ｗ２は、代表的には、約０．５マイクロメートルないし４マイクロメートルである。
【００６７】
ファイバは、代表的には、内側クラッドと外側クラッドとの間に配置されたデプレスドトレンチを有する。一例では、このデプレスドトレンチは、内側クラッドを直接囲んでいることができる。このデプレスドトレンチは、外半径ｒｏｕｔと、幅ｗ３と、外側クラッドに対する屈折率差Δｎ３と、を有する。デプレスドトレンチの幅ｗ３は、代表的には、約３ないし６マイクロメートル（μｍ）である。
【００６８】
代表的には、用語「デプレスドトレンチ」は、外側クラッドの屈折率よりもほぼ小さい屈折率を有する光ファイバの径方向の部分を示すのに使用される。これに関して、デプレスドトレンチの屈折率差Δｎ３は、代表的には、約−１５×１０−３ないし−３×１０−３、より代表的には、約―１０×１０−３ないし−５×１０−３である。
【００６９】
内側クラッドの屈折率差Δｎ２及びデプレスドトレンチの屈折率差Δｎ３は、低曲げ損失を容易にする。さらに、内側クラッドの屈折率差Δｎ２及びデプレスドトレンチの屈折率差Δｎ３は、低減されたクラッド効果を有する高帯域の達成を容易にする。
【００７０】
これに関して、内側クラッドの屈折率差Δｎ２及びデプレスドトレンチの屈折率差Δｎ３は、代表的には、以下の不等式を満たす。  
【数９】
2011118396.tif 000011
【００７１】
この関係（すなわち、（ｉ）内側クラッドの屈折率差Δｎ２と、（ｉｉ）デプレスドトレンチの屈折率差Δｎ３との間の関係）は、低損失と高帯域との両方を達成することを可能にする。
【００７２】
特定の実施の形態では、内側クラッドの屈折率差Δｎ２及びデプレスドトレンチの屈折率差Δｎ３はまた、以下の不等式を満たす。  
【数１０】
2011118396.tif 000012
【００７３】
一般的に言えば、外側クラッドに対する屈折率差はまた、以下の方程式を使用した百分率として表現されることができる。  
【数１１】
2011118396.tif 000013
【００７４】
ここで、ｎ（ｒ）は、径方向の関数としての相対屈折率の値（例えば、デプレスドトレンチの屈折率ｎ３）であり、ｎｃｌａｄｄｉｎｇは、外側クラッドの屈折率の値である。当業者は、屈折率が光ファイバの所定の断面にわたって変化した（すなわち、屈折率の値が径方向位置の関数として変化した）ならば、又は、屈折率が所定の断面にわたって一定であるならば、この方程式が使用されることができることを理解するであろう。
【００７５】
当業者は、外側クラッドが、代表的には、一定の屈折率を有することを理解するであろう。外側クラッドが一定でない屈折率を有するのであれば、光ファイバの断面と外側クラッドとの間の屈折率差（例えば、Δｎ１、Δｎ２、Δｎ３、Δｎ１％、Δｎ２％、又はΔｎ３％）は、代表的には、外側クラッドの最も内側の部分（すなわち、中心コアに最も近く、光ファイバ内の光信号の伝播に影響を及ぼし得る外側クラッドの部分）に対して測定される。
【００７６】
外側クラッドに対する一定の屈折率差もまた、以下の方程式によって百分率として表現されることができる。  
【数１２】
2011118396.tif 000014
【００７７】
ここで、ｎは、相対屈折率の値（例えば、デプレスドトレンチの屈折率ｎ３）であり、ｎｃｌａｄｄｉｎｇは、外側クラッドの屈折率の値である。
【００７８】
ここで使用されるように、デプレスドトレンチの容積ｖは、以下の方程式によって規定される。  
【数１３】
2011118396.tif 000015
【００７９】
ここで、ｒｅｘｔ及びｒｉｎｔは、それぞれ、デプレスドトレンチの外半径及び内半径（例えば、内側クラッドの外半径ｒ２）であり、Δ％（ｒ）は、百分率で表された外側クラッドに対して表されたトレンチの屈折率差である。当業者は、この方程式が、矩形でないトレンチと矩形のトレンチとの両方の内容で使用されることができることを理解するであろう。
【００８０】
デプレスドトレンチが矩形の形状（すなわち、ステップインデックス分布）を有するならば、上の方程式は、以下の方程式に簡略化されることができる。
【数１４】
2011118396.tif 000016
【００８１】
ここで、ｒｅｘｔ及びｒｉｎｔは、それぞれ、デプレスドトレンチの外半径及び内半径（例えば、内側クラッドの外半径ｒ２）であり、Δ％は、百分率で表された外側クラッドに対して表されたトレンチの屈折率差である。
【００８２】
従って、内側クラッドを直接囲んでいるデプレスドトレンチを含む光ファイバの実施の形態では、デプレスドトレンチは、以下の方程式によって規定された容積ｖ３を有する。
【数１５】
2011118396.tif 000017
【００８３】
デプレスドトレンチの容積ｖｔは、代表的には、約２００％・μｍ２ないし１，２００％・μｍ２である。特に、代表的には、デプレスドトレンチの容積ｖｔは、約２５０％・μｍ２ないし７５０％・μｍ２である。デプレスドトレンチの特徴は、低曲げ損失の達成を容易にする。
【００８４】
例えば、８５０ナノメートルの波長で、本発明に従う光ファイバは、代表的には、（ｉ）１５ミリメートルの曲げ半径（例えば、曲率半径）の周りの２周に関して約０．１ｄＢ未満（例えば、約０．０５ｄＢ未満）の曲げ損失と、（ｉｉ）１０ミリメートルの曲げ半径の周りの２周に関して、約０．３ｄＢ未満（例えば、約０．２ｄＢ未満）の曲げ損失と、（ｉｉｉ）７．５ミリメートルの曲げ半径の周りの２周に関して、約０．４ｄＢ未満（例えば、約０．２ｄＢ未満）の曲げ損失と、（ｉｖ）５ミリメートルの曲げ半径の周りの２周に関して、約１ｄＢ未満（例えば、約０．３ｄＢ未満）の曲げ損失と、を有する。
【００８５】
この光ファイバは、従来のファイバのデザインと比較して改良された帯域を有する。特に、８５０ナノメートルの波長で、この光ファイバは、代表的には、約１，５００ＭＨｚ・ｋｍよりも大きい、特に、代表的には、約６，０００ＭＨｚ・ｋｍよりも大きい（例えば、８，０００ＭＨｚ・ｋｍ以上の）ＯＦＬ帯域を有する。一実施の形態では、８５０ナノメートルの波長で、この光ファイバは、少なくとも約１０，０００ＭＨｚ・ｋｍの（例えば、約１２，０００ＭＨｚ・ｋｍ以上の）ＯＦＬ波長を有する。
【００８６】
以上のようにもかかわらず、ＯＦＬ帯域は、高いデータ伝送速度のアプリケーションのための光ファイバの適合性を評価するために使用されることができる唯一のパラメータではない。これに関して、光ファイバのクラッド効果を制限することは、高いデータ伝送速度のアプリケーションでの改良されたファイバの性能を容易にする。
【００８７】
光ファイバのクラッド効果はまた、外側マスクで得られたディファレンシャルモードディレイ測定を使用して評価されることができる。例えば、外側マスクのディファレンシャルモードディレイの値（すなわち、外側ＤＭＤ）は、ＦＯＴＰ−２２０基準の方法を使用して得られることができる。５０±３マイクロメートルのコアの直径（すなわち、２３．５マイクロメートルないし２６．５マイクロメートルのコアの半径ｒ１）を備えた光ファイバに関して、外側ＤＭＤは、０ないし２３マイクロメートルの外側マスクを使用して測定される。言い換えれば、０ないし２３マイクロメートルの外側マスクのディファレンシャルモードディレイの値は、中心コアの中心（すなわち、０マイクロメートル）から２３マイクロメートルまでの径方向のオフセット範囲にわたってＤＭＤ法を使用して測定される。従って、２３マイクロメートルよりも大きい径方向のオフセットから生じる信号は、無視される（例えば、２５マイクロメートルの半径を有するコアに対して、２３ないし２５マイクロメートル）。当業者は、外側マスクの寸法が、より大きな、又は小さなコアの直径を有する光ファイバに対して修正されることができることを理解するであろう。例えば、より大きな寸法（例えば、より大きな内半径及び外半径）を備えたマスクは、６２．５マイクロメートルの直径のコアを有するマルチモード光ファイバに関して使用されることができる。同様に、より小さな寸法（例えば、より小さな内半径及び外半径）を備えたマスクは、５０マイクロメートルよりも小さな直径のコアを有するマルチモード光ファイバに関して使用されることができる。
【００８８】
外側ＤＭＤは、ファイバの７５０メートルにわたって測定されたＤＭＤに対するプロットから始まる。使用される光源は、代表的には、８５０ナノメートルのパルスＴｉ：サファイアレーザ放射である。光源は、４分の１の高さで４０ピコ秒よりも短い時間パルスを放射し、ＲＭＳ（二乗平均）のスペクトル幅は、０．１ナノメートル未満である。
【００８９】
本発明に従う光ファイバの一実施の形態は、改良された外側ＤＭＤ遅延を示す。特に、８５０ナノメートルの波長で、本実施形態の光ファイバは、約０．３３ｐｓ／ｍ未満の（例えば、０．２５ｐｓ／ｍ未満の、０．１４ｐｓ／ｍ以下のような）外側ＤＭＤ遅延の値を示す。代表的な一実施の形態では、８５０ナノメートルの波長で、本発明に従う光ファイバは、約０．１ｐｓ／ｍ未満の外側ＤＭＤ遅延の値を示す。
【００９０】
いくつかの実施の形態では、光ファイバは、小さな外半径ｒｏｕｔを備えたデプレスドトレンチを使用し、高帯域と改良された曲げ損失とを有する。光ファイバの屈折率の分布は、高いデプレスドトレンチの容積ｖ３を使用することが可能であり、中心コア、内側クラッド及びデプレスドトレンチの組合せられた幅を制限する。言い換えれば、光ファイバの屈折率分布は、デプレスドトレンチの容積のために、高帯域と低曲げ損失とを達成し、代表的には、小さなデプレスドトレンチの外半径ｒｏｕｔを維持する。
【００９１】
当業者は、光ファイバが光学プリフォームから製造されたとき、より小さな外半径ｒｏｕｔになるほど、より大きな光ファイバの大きさが、ファイバの延伸の後に得られることができることを理解するであろう。言い換えれば、デプレスドトレンチの外半径ｒｏｕｔが小さくなるほど、より多くの光ファイバが、単一の光学プリフォームから製造されることができる。さらに、外半径ｒｏｕｔが小さいとき、中心コアのアルファインデックス分布の品質を監視することが容易になる。従って、光ファイバの製造コストは減らされることができ、光ファイバの製造速度は増加されることができる。
【００９２】
いくつかの実施の形態では、デプレスドトレンチの外半径ｒｏｕｔは、約３２マイクロメートル以下（例えば、３０マイクロメートル以下）である。さらに、８５０ナノメートルの波長で、光ファイバの本実施形態は、０．１ｄＢ以下（例えば、０．０１ｄＢ以下）の７．５ミリメートルの曲げ半径の周りの２周に関する曲げ損失、０．１ｄＢ以下の５．５ミリメートルの曲げ半径の周りの半周に関する曲げ損失、０．１ｐｓ／ｎｍ以下（例えば、０．０６ｐｓ／ｎｍ以下）の外側ＤＭＤ遅延を示す。この結果、光ファイバの実施の形態は、制限された外半径ｒｏｕｔで、低曲げ損失及び帯域を達成することを可能にする。さらに、光ファイバの実施の形態は、減少された製造コスト及び高められた製造速度を容易にする。
【００９３】
特定の実施の形態では、この光ファイバは、ＯＭ３基準と互換性がある（すなわち、この光ファイバは、（ｉ）８５０ナノメートルの波長で、２，０００ＭＨｚ・ｋｍよりも高い実効伝送帯域ＥＭＢと、（ｉｉ）８５０ナノメートルの波長で、０．３ｐｓ／ｍ以下の外側ＤＭＤと、（ｉｉｉ）８５０ナノメートルの波長で、１，５００ＭＨｚ・ｋｍよりも高いＯＦＬ帯域と、（ｉｖ）０．１８５ないし０．２１５の開口数と、を有する。）
他の特定の実施の形態では、この光ファイバは、ＯＭ４基準と互換性がある（すなわち、この光ファイバは、（ｉ）８５０ナノメートルの波長で、４，７００ＭＨｚ・ｋｍよりも高い実効伝送帯域ＥＭＢと、（ｉｉ）８５０ナノメートルの波長で、０．１４ｐｓ／ｍ以下の外側ＤＭＤと、（ｉｉｉ）８５０ナノメートルの波長で、３，５００ＭＨｚ・ｋｍよりも高いＯＦＬ帯域と、（ｉｖ）０．１８５ないし０．２１５の開口数と、を有する。）
一実施の形態では、この光ファイバは、ＩＴＵ−Ｔ推奨Ｇ．６５１．１に従う。光ファイバのこのような実施の形態は、５０マイクロメートルのコアの直径と、０．２±０．０１５の開口数とを有する。
【００９４】
本発明の効果は、従来技術の光ファイバと本発明に従う光ファイバの一実施の形態とを比較することによって、より明確になる。表１（以下に示す）は、光ファイバの一実施の形態のファイバ分布のパラメータと、比較対象の光ファイバとを示している。例１〜５は、本発明に従う光ファイバの実施の形態である。例６〜７、例２ｂ、例２ｃは、比較される光ファイバである。
【表１】
2011118396.tif 000018
【００９５】
第１の列は、中心コアと外側クラッドとの間の最大屈折率差Δｎ１ｍａｘを示している。第２の列は、内側クラッドと外側クラッドとの間屈折率差Δｎ２を示している。これらの例示及び比較対象のファイバでは、中心コアと外側クラッドとの間の最小屈折率差Δｎｅｎｄは、外側クラッドに対する内側クラッドの屈折率差Δｎ２に等しい。第３の列は、デプレスドトレンチと外側クラッドとの間の屈折率差Δｎ３を示している。第４の列は、中心コアの理論上の半径ｒ１ｚｅｒｏを示している。第５の列は、中心コアの理論上の半径と内側クラッドの半径との間ｒ２−ｒ１ｚｅｒｏの差を示している。第６及び第７の列は、それぞれ、デプレスドトレンチの幅ｗ３、デプレスドトレンチの容積ｖ３を示している。
【００９６】
表２は、表１の例示的なかつ比較対象のファイバに対する、８５０ナノメートルの波長で、７．５ミリメートルの曲げ半径の周りの２周に関して、外側ＤＭＤ値（０〜２３マイクロメートル）、ＯＦＬ帯域、曲げ損失を示している。
【表２】
2011118396.tif 000019
【００９７】
本発明の効果は、本発明に従う光ファイバである例２と、例２ｂ並びに例２ｃに示される比較対象の光ファイバとを比較することによって、さらによりよく理解されるであろう。これに関して、例２、例２ｂ並びに例２ｃに示される光ファイバの各々は、同様の中心コア及びデプレスドトレンチを有する。例２、例２ｂ並びに例２ｃは、同一のデプレスドトレンチの容積ｖ３を有する。これらは、結果として、同様の曲げ損失を有する。例２、例２ｂ並びに例２ｃに示された光ファイバは、異なる内側クラッド構造を有する。本発明に従って注目されたような、例２は、高帯域を容易にする低いＤＭＤ値（０〜２３マイクロメートル）を有する。例２ｂは、低い外側ＤＭＤ値を容易にしない内側クラッドの屈折率差Δｎ２及びデプレスドトレンチの屈折率差Δｎ３を有する。例２ｃは、内側クラッドの外半径と２マイクロメートル未満でない理論的な中心コアの半径との距離ｒ２−ｒ１ｚｅｒｏを有する。
【００９８】
図３並びに図４は、例２ｂ並びに例２ｃに示された光ファイバと比較した例２に示された光ファイバの効果を示している。図３は、例２、例２ｂ並びに例２ｃの中心コアのアルファインデックス分布のアルファパラメータの関数としてのＯＦＬ帯域をグラフに示している。図４は、例２、例２ｂ並びに例２ｃの中心コアのアルファインデックス分布のアルファパラメータの関数としての外側ＤＭＤ値（０〜２３マイクロメートル）をグラフに示している。ＯＦＬ帯域と外側ＤＭＤ値との両方が、８５０ナノメートルの波長を使用して測定された。
【００９９】
例２に関連して図３並びに図４に示されるように、改良されたＯＦＬ帯域と外側ＤＭＤ値とを得ることが可能である。特に、例２に示される光ファイバは、６，０００ＭＨｚ・ｋｍよりも高い（例えば、１０，０００ＭＨｚ・ｋｍよりも高い）帯域と、０．３ｐｓ／ｍ未満（例えば、０．１ｐｓ／ｍ未満）の外側ＤＭＤ値を有することができる。
【０１００】
本発明の効果はまた、本発明に従う光ファイバである例５と、例６並びに例７に示される比較対象の光ファイバとを比較することによってよりよく理解されることができる。例５と対照的に、例６に示される光ファイバは、２マイクロメートルよりも十分に大きい、内側クラッドの外半径とその理論的な中心コアの半径との間の距離ｒ２−ｒ１ｚｅｒｏを有する。さらに、例６は、３２マイクロメートルよりも大きな、特に、３５マイクロメートルよりも大きな外半径ｒｏｕｔを備えたデプレスドトレンチを有する。例６は、低曲げ損失を有しているけれども、低い外側ＤＭＤ値を有しない。例７は、デプレスドトレンチを有しておらず、この結果、高い曲げ損失を示している。
【０１０１】
これに関して、図５は、例５ないし例７の実効屈折率差Δｎｅｆｆの関数としての曲げ損失をグラフに示している。光ファイバの実効屈折率は、以下の方程式に従って計算されることが理解される。  
【数１６】
2011118396.tif 000020
【０１０２】
ここで、λは波長であり、βはモード伝播定数である。さらに、実効屈折率差Δｎｅｆｆは、Δｎｅｆｆ＝ｎｅｆｆ−ｎｃｌａｄｄｉｎｇである。例５の低い実効屈折率差Δｎｅｆｆは、より低い曲げ損失を容易にする。
【０１０３】
それ故、この光ファイバは、代表的には、減少されたクラッド効果と低曲げ損失とを示す。
【０１０４】
他の態様では、本発明は、光ファイバシステム（例えば、マルチモード光システム）に関し、この光ファイバシステムは、本発明に従ってここに開示されたような光ファイバの少なくとも一部分を含む。特に、光システムは、少なくとも１００メートル（例えば、３００メートル）にわたって、少なくとも１０Ｇｂｓのデータ伝送速度を示すことができる。
【０１０５】
この光ファイバは、最終プリフォームから延伸することによって製造されることができる。
【０１０６】
最終プリフォームは、一次プリフォームに外側オーバークラッド層（すなわち、オーバークラッド処理）を与えることによって製造されることができる。外側オーバークラッド層は、代表的には、ドープされた、又はされていない、天然の、又は合成の、シリカガラスからなる。外側のオーバークラッド層を与えるために、いくつかの方法が利用可能である。
【０１０７】
第１の方法では、外側のオーバークラッド層は、熱の影響下で一次プリフォームの外縁に天然又は合成シリカのパーティクルを堆積させてガラス状にすることによって与えられることができる。このような処理は、例えば、米国特許第５，５２２，００７号、第５，１９４，７１４号、第６，２６９，６６３号、第６，２０２，４４７号から周知である。
【０１０８】
他の方法では、一次プリフォームは、ドープされた、又はされていないシリカのスリーブチューブを使用してオーバークラッドされることができる。このスリーブチューブは、一次プリフォームに合体される（collapse）ことができる。
【０１０９】
他の方法では、オーバークラッド層は、外部蒸着（ＯＶＤ）方法によって適用されることができる。ここで、すす層が、一次プリフォームの外縁にまず堆積されて、すす層が、ガラスを形成するためにガラス状にされる。
【０１１０】
一次プリフォームは、外部蒸着（ＯＶＤ）及びアキシャル蒸着（ＶＡＤ）のような、外部蒸着技術によって製造されることができる。代わって、一次プリフォームは、内部蒸着技術によって製造されることができ、ガラス層は、修正された化学蒸着（ＭＣＶＤ）、炉化学蒸着（ＦＣＶＤ）及びプラズマ化学蒸着（ＰＣＶＤ）のように、ドープされた、又はされていないシリカガラスの基体チューブの内面に堆積される。
【０１１１】
一例によって、一次プリフォームは、ＰＣＶＤ処理を使用して製造されることができ、中心コアの勾配屈折率分布を正確に制御することができる。
【０１１２】
デプレスドトレンチは、例えば、化学蒸着処理の一部としての基体チューブの内面に堆積されることができる。より代表的には、デプレスドトレンチは、（ｉ）勾配屈折率の中心コアの堆積のために内部堆積処理の開始点のようなフッ素添加基体を使用してか、（ｉｉ）それ自体が外側堆積処理（例えば、ＯＶＤ又はＶＡＤ）を使用して製造されることができる勾配屈折率中心コアにわたってフッ素添加シリカチューブを付けることによって、製造されることができる。従って、結果として生じるプリフォームから製造されるコンポーネントのガラスファイバは、中心コアの周縁に位置されたデプレスドトレンチを有することができる。注意されるように、一次プリフォームは、フッ素添加基体チューブを使用して内部堆積処理によって製造されることができる。堆積された層を含む結果として生じるチューブは、デプレスドトレンチの厚さを増加させるように、又は、その幅にわたって変化する屈折率を有するデプレスドトレンチを製造するために、少なくとも１つの追加のフッ素添加シリカチューブによって付けられる。必要ではないが、少なくとも１つのさらなるスリーブチューブ（例えば、フッ素添加基体チューブ）は、オーバークラッド工程が果される前に、一次プリフォームに合体されることができる。スリーブ及び合体の処理は、しばしば、ジャケッティング（jacketing）として参照され、一次プリフォームの外側のいくつかのガラス層を構築するために繰り返されることができる。
【０１１３】
明細書と図面との少なくとも一方において、本発明の代表的な実施の形態が開示されてきた。本発明は、このような例示的な実施の形態に限定されるものではない。用語「少なくとも一方（and/or）」の使用は、関連する挙げられた項目の少なくとも１つのいくつか、及び全ての組合せを含む。図は、概略的に示すものであるので、スケールを引き合いに出す必要はない。特に述べられない限り、明細書の用語は、一般的な説明の範囲で使用されており、限定することを意図していない。本発明に従う光ファイバは、このシステムの他の光ファイバとのよい互換性を有する多くの伝送システムに設置されることができる。
【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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【外国語明細書】
2011118396000001.pdf