(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア層とクラッド層を含む極低減衰で大有効面積の単一モード光ファイバにおいて、
前記コア層は、半径ｒ１が４.８〜６.５μｍであり、相対屈折率差Δｎ１が−０．０６％〜０．１０％であり、
コア層の外部には、内側から外側へ順に、
半径ｒ２が９〜１５μｍ、相対屈折率差Δｎ２が−０．４０％〜−０．１５％である内部クラッド層、
半径ｒ３が１２〜１７μｍ、相対屈折率差Δｎ３が−０．８％〜−０．３％である陥没内部クラッド層、
半径ｒ４が３７〜５０μｍ、相対屈折率差Δｎ４が−０．６％〜−０．２５％である補助的外部クラッド層、及び
純シリカガラス層である外部クラッド層、が被覆され、
前記光ファイバのコア層は、ゲルマニウム、フッ素とアルカリ金属を共添加したシリカガラス層であるか、ゲルマニウムとアルカリ金属を共添加したシリカガラス層であり、相対屈折率差に対してゲルマニウムの添加寄与量が０.０２％〜０.１０％であり、アルカリ金属含量が５０〜５０００ｐｐｍであり、
前記光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおける減衰が０．１７０ｄＢ／ｋｍ以下である、
ことを特徴とする極低減衰で大有効面積の単一モード光ファイバ。
【請求項２】
前記アルカリ金属は、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウムアルカリ金属イオンのいずれか一種又は複数種を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の極低減衰で大有効面積の単一モード光ファイバ。
【請求項３】
前記光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおける有効面積が１００〜１４０μｍ２以下である、
ことを特徴とする請求項１に記載の極低減衰で大有効面積の単一モード光ファイバ。
【請求項４】
前記光ファイバは、ケーブリングにおける遮断波長が１５３０ｎｍ以下である、
ことを特徴とする請求項１に記載の極低減衰で大有効面積の単一モード光ファイバ。
【請求項５】
前記光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおける色分散が２３ｐｓ／ｎｍ＊ｋｍ以下であり、波長１６２５ｎｍにおける色分散が２７ｐｓ／ｎｍ＊ｋｍ以下である、
ことを特徴とする請求項１に記載の極低減衰で大有効面積の単一モード光ファイバ。
【請求項６】
前記光ファイバは、波長１７００ｎｍにおけるミクロベンド損失が５ｄＢ／ｋｍ以下である、
ことを特徴とする請求項１に記載の極低減衰で大有効面積の単一モード光ファイバ。
【請求項７】
前記光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて、ベンド半径Ｒ１５ｍｍ、１０巻きの場合のマクロベンド損失が０．２５ｄＢ以下であり、ベンド半径Ｒ１０ｍｍ、１巻きの場合のマクロベンド損失が０．７５ｄＢ以下である、
ことを特徴とする請求項１に記載の極低減衰で大有効面積の単一モード光ファイバ。
【請求項８】
前記光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径が１１μｍ〜１３μｍである、
ことを特徴とする請求項１に記載の極低減衰で大有効面積の単一モード光ファイバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ伝送の技術分野に関し、具体的には極低減衰で大有効面積の単一モード光ファイバに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＰネットワークデータサービスの著しい発展に伴い、伝送容量に対する通信業者の要求がますます高まり、現在のネットワークにおける単一ファイバ容量が既に限界値の１００Ｔｂｐｓに迫っている。１００Ｇ伝送システムは、商業化を開始している。１００Ｇ伝送信号に基づいて更に伝送容量が増加することは、各システムの製造業者と通信業者が注目する焦点になっている。
【０００３】
１００Ｇと１００Ｇ超システムの受信側において、コヒーレント受信及びデジタル信号処理技術（ＤＳＰ）により、全伝送過程で累積した色分散と偏波モード分散（ＰＭＤ）について電気領域でデジタル的に補償することができる。信号は、偏波モード多重と、ＰＭ−ＱＰＳＫ、ＰＤＭ−１６ＱＡＭ、ＰＤＭ−３２ＱＡＭ、ＰＤＭ−６４ＱＡＭ、ＣＯ−ＯＦＤＭなど各種の高次変調方式により、ボーレートが低下する。しかし、高次変調方式が非線形効果に非常に敏感であるため、光信号対雑音比（ＯＳＮＲ）に対する要求が高い。低損失で大有効面積の光ファイバの導入は、システムに対し、ＯＳＮＲ向上と非線形効果低下の効果をもたらす。高電力密度システムの場合、非線形係数は、非線形効果によるシステム性能優劣を評価するパラメータであり、ｎ２／Ａｅｆｆと定義される。ここで、ｎ２は、伝送光ファイバの非線形屈折率であり、Ａｅｆｆは、伝送光ファイバの有効面積である。伝送光ファイバの有効面積を増やすことにより、光ファイバにおける非線形効果を低下させることができる。
【０００４】
現在、陸地伝送路に用いられる一般的な単一モード光ファイバは、その有効面積が約８０μｍ２しかない。一方、陸地での長距離伝送システムにおいては、光ファイバの有効面積に対する要求が更に高く、通常有効面積が１００μｍ２以上である。敷設コスト低減のために、なるべく中継器の使用を避け、例えば海底伝送システムの無中継伝送システムにおいては、伝送光ファイバの有効面積は、１３０μｍ２以上である方がよい。しかし、現在、大有効面積光ファイバの屈折率断面の設計において、通常、光信号伝送用の光学的コア層の径を大きくすることにより大きい有効面積を取得する。このような技術手段には、一定の設計上の難点がある。まず、光ファイバのコア層とその近隣のクラッド層は、主に光ファイバの基本的性能を決め、光ファイバ製造のコストにおいて大きな割合を占める。よって、径方向サイズが過大に設計されると、必ず光ファイバの製造コストが上昇し、光ファイバの価格上昇につながり、この種類の光ファイバの普及に支障を来たす。一方、一般的な単一モード光ファイバでは、光ファイバの有効面積の増加は、光ファイバの他の一部のパラメータの悪化をもたらす。例えば、光ファイバの遮断波長が大きくなる。遮断波長が過大になると、光ファイバの伝送波長域における光信号の単一モード状態の確保が難しくなる。また、光ファイバの屈折率断面の設計が不当であると、ベンド性能、色分散などのパラメータの悪化ももたらす。
【０００５】
長距離且つ大容量伝送を制限するもう１つの光ファイバの特性は、減衰である。現在、一般的なＧ．６５２．Ｄ光ファイバの減衰が通常０．２０ｄＢ／ｋｍであり、レーザエネルギーが長距離伝送を経て徐々に減少するため、中継方式で信号の再度増幅をする必要がある。光ファイバ／ケーブルのコストに対し、中継ステーションの関連機器と保守コストは、全リンクシステムにおいて７０％以上である。よって、低減衰又は極低減衰の光ファイバを設計すれば、伝送距離を効果的に増やし、敷設と保守コストを軽減することができる。計算によると、光ファイバの減衰を０．２０から０．１６ｄＢ／ｋｍまで低くすると、全リンクの敷設コストは、全体で３０％ほど下がる。
【０００６】
以上の記載をまとめると、極低減衰で大有効面積の光ファイバの研究開発は、光ファイバ製造分野の重要課題のひとつになる。大有効面積の光ファイバの設計が提案された特許文献１では、より低いレイリー係数を取得するために、純シリコンコアの設計が採用される。コア層へのゲルマニウムとフッ素の共添加が行われず、しかもフッ素を添加したシリカを外部クラッド層とする設計になっている。このような純シリコンコアの設計の場合、光ファイバ内部での複雑な粘度マッチングが必須であり、引っ張り工程での速度を極めて低くし、高速な引っ張りによる光ファイバ内部の不備に起因する減衰増加を回避することが要求され、製造工程が極めて複雑である。
【０００７】
特許文献２では、非純シリコンコア設計の大有効面積の光ファイバの設計が提案されており、階段状の陥没クラッド層設計が採用され、しかも純シリカの外部クラッド層構造を採用する設計であり、関連性能が大有効面積光ファイバＧ．６５４．ＢとＤの要求を満たすことができる。しかし、その設計において、フッ素を添加したクラッド層部分の最大半径が３６μｍであり、光ファイバの遮断波長が１５３０ｎｍ以下であることを保証することができるものの、比較的小さいフッ素添加半径の影響により、光ファイバのミクロとマクロのベンド性能が悪化する。従って、光ファイバのケーブリングにおいて、減衰が増加する。この文献においてベンド性能に関する言及もなかった。
【０００８】
特許文献３では、更に大きい有効面積の光ファイバが記載されている。当該文献に記載される光ファイバの有効面積は、１５０μｍ２以上に達したものの、通常のゲルマニウムとフッ素の共添加方式のコア層設計が採用され、且つ遮断波長の性能指標を犠牲にして実現される。光ファイバの遮断波長が１４５０ｎｍ以上であることが許容され、その実施例において、ケーブリングにおける遮断波長は、１８００ｎｍ以上にも達する。実際の応用において、遮断波長が過度に高くなると、光ファイバが応用波長域で遮断されることの保証が難しく、光信号の伝送時の単一モード状態の保証ができない。従って、このような光ファイバは、応用時に一連の実用上の問題に直面する。また、当該文献で列挙された実施例において、陥没クラッド層の外部半径ｒ３が最小で１６．３μｍであり、同様に大きめである。当該文献では、光ファイバのパラメータ（例えば、有効面積、遮断波長など）と光ファイバの製造コストから最適な組み合わせを得ていない。
【０００９】
現在、一般的な光ファイバの屈折率分布設計と製造方法において、最優マクロベンド性能を得るため、コア層へのゲルマニウムとフッ素の共添加が行われ、コア層の相対屈折率が０．３５％以上で、コア層へのゲルマニウム添加が比較的多く、レイリー散乱をもたらして、光ファイバの減衰が増加していた。
【００１０】
超低減衰光ファイバの設計が提案された特許文献４（中国特許出願番号：２０１３１０３９４４０４）においては、純シリコンコアの設計が採用され、代表的なステップ・インデックス型光ファイバを利用し、ベンド性能向上のための埋め込みクラッド層を利用せず、コア層へのゲルマニウム（Ｇｅ素）の添加が行われないため、母材ロッドを製造する時に粘度の不一致が発生し、光ファイバの減衰とベンド性能が比較的低い。
【００１１】
６００ｎｍ〜１６００ｎｍにおける石英光ファイバの減衰は主にレイリー散乱をもたらし、レイリー散乱による減衰αＲは、以下の方程式により定義される。
【数１】
0006529666.tif 000002
λは波長（μｍ）で，Ｒはレイリー散乱係数（ｄＢ／ｋｍ／μｍ４）で、Ｐは光強度で、Ｂは対応する定数である。レイリー散乱係数Ｒが確定されると、レイリー散乱による減衰αＲ（ｄＢ／ｋｍ）が得られる。レイリー散乱は、密度変動と濃度変動によって生じるので、レイリー散乱係数Ｒは、Ｒ＝Ｒｄ＋Ｒｃにより定義される。
【００１２】
Ｒｄは密度変動によるレイリー散乱係数変動で、Ｒｃは濃度変動によるレイリー散乱係数変動である。Ｒｃは濃度変動因子で、光ファイバのガラス部分のドーピング濃度に影響され、ゲルマニウム（Ｇｅ素）とフッ素、または他のドーピングが少ないほど、Ｒｃは低い。これが、国外メーカーが純石英コア層設計で極低減衰性能を実現する理由である。
【００１３】
しかし、レイリー散乱係数のもう一つパラメータＲｄに注目すべきである。Ｒｄはガラスの仮想温度ＴＦに関連し、ガラスの構造変化と温度変化により変化する。ガラスの仮想温度ＴＦは、ガラス構造を表す物理パラメータであり、温度Ｔ'から室温までガラスを急速に冷却させてもガラスの構造が変化せず、ある均衡状態になる温度である。Ｔ'＞Ｔｆ（ガラスの軟化温度）の場合、ガラス粘性が比較的低いため、ガラス構造を調整しやすく、ガラスがいつも均衡状態にあるので、ＴＦ＝Ｔ'となる。Ｔ'＜Ｔｇ（ガラスの変換温度）の場合、ガラス粘性が比較的高いため、ガラス構造を調整しにくく、ガラス構造調整が温度変化に遅れるので、ＴＦ＞Ｔ'となる。Ｔｇ＜Ｔ'＜Ｔｆの場合、ガラスの均衡状態になるまでにかかる時間が比較的短く、ガラスの成分と冷却速度に関連するから、ＴＦ＞Ｔ'またはＴＦ＜Ｔ'となる。
【００１４】
純シリコンコア層設計の場合、光ファイバの全反射を保証するには、比較的低い屈折率のフッ素ドーピング内部クラッド層を利用して、コア層と内部クラッド層との十分な屈折率差を確保する。純シリコンコア層部分の粘性が比較的高く、大量のフッ素ドーピングをした内部クラッド層部分の粘性が比較的低いため、光ファイバの構造粘性のマッチングが不均衡になり、純シリコンコア層の光ファイバの仮想温度が急速に上がり、Ｒｄを増加させる。よって、Ｒｃの低下によるメリットを相殺して、光ファイバの減衰を逆に増加させる。
【００１５】
上記の説明によって、コア層のドーピング低減で極低減衰係数を得られないことが分かる。この問題を解決するため、特許文献５において、コア層にアルカリ金属を入れる方法が採用される。コア層を純シリコン層にした上に、光ファイバのコア層部分の粘性とコア層構造緩和時間を変えることで、粘性不均衡によるＲｄ増加問題を解決し、光ファイバのレイリー散乱係数を低下させている。しかしながら、この方法は光ファイバの減衰を有効に低減できるが、製造工程が比較的複雑で、母材ロッドをバッチ処理すべきである。しかも、アルカリ金属ドーピング濃度の制御要求が非常に厳しく、光ファイバの大量製造に不利である。
【００１６】
一種の光ファイバ設計が提案された特許文献４（中国特許出願番号：２０１３１０３９４４０４）においては、さらに低いレイリー散乱係数を得るために、代表的なステップ・インデックス型光ファイバが用いられる。ベンド性能向上ための埋め込みクラッド層を利用せず、コア層へのゲルマニウム（Ｇｅ素）の添加が行われないため、母材ロッドを製造する時に粘性の不一致が発生し、光ファイバの減衰とベンド性能が比較的低い。
【００１７】
特許文献６は粘度変化で性能を向上させる純シリコンコアファイバを提供する。コア層へフッ素と塩素の添加を行って、コア層の粘度に対してコア層へのフッ素と塩素の添加による寄与量を用いて、光ファイバのレイリー散乱係数を低下させる。特許文献６には、屈折率断面構造分布とゲルマニウム添加が言及されていない。
【００１８】
大有効面積の光ファイバの設計が提案された特許文献１では、より低いレイリー係数を取得するために、純シリコンコアの設計が採用され、コア層へのゲルマニウムとフッ素の共添加が行われず、しかもフッ素を添加したシリカを外部クラッド層とする設計になっている。このような純シリコンコアの設計の場合、光ファイバ内部での複雑な粘度マッチングが必須であり、引っ張り工程での速度を極めて低くし、高速な引っ張りによる光ファイバ内部の不備に起因する減衰増加を回避することが要求され、製造工程が極めて複雑である。
【００１９】
従来の極低減衰単一モード光ファイバは、全フッ素ドーピングの外部クラッド層設計を利用している。光ファイバの光学角度から見ると、このような設計は比較的簡単で、外部クラッド層と内部クラッド層との屈折率差を保証する限り、光ファイバの全反射要求を満たすことができる。しかし、極低減衰光ファイバの製造コストを制限する要素は主に三点ある。第一に、主流になっているアルカリ金属工程の製造コストが高く、効率が悪い。第二に、全フッ素ドーピング設計の母材ロッドは、サイズが比較的小さく、線引き工程が複雑である。第三に、全フッ素ドーピング設計の光ファイバは、全フッ素ドーピング工程の製造コストが非常に高い。商品の市場価格で計算すれば、全フッ素ドーピングスリーブの価格は、純シリカスリーブの５〜８倍である。フッ素ドーピング材料コストと純シリカ材料コストとの比率を６倍とする場合、合理的な工程設計で全フッ素ドーピング層の厚さを薄くすれば、光ファイバの製造コストが著しく低下する。光ファイバの径が３０μｍ〜８０μｍの範囲においてはフッ素ドーピング材料を使用して、径が８０μｍ〜１２５μｍの範囲においては汎用シリカを使用する設計は、従来の全フッ素ドーピング材料を使用する極低減衰光ファイバに比べて、コストが４０％低下する。径が３０μｍ〜６０μｍの範囲においてはフッ素ドーピング材料を使用して、径が６０μｍ〜１２５μｍの範囲においては汎用シリカを使用する設計は、コストが６５％低下する。
【００２０】
上記の説明によって、純シリコンコア層と一部のフッ素ドーピングクラッド層で極低減衰光ファイバの設計が可能であるが、上記二つの問題に制限されるため、このような設計における光ファイバパラメータの制御が最後の挑戦である。
【００２１】
フッ素をドープしない純シリコンをクラッド層とする場合、三つの問題がある。
【００２２】
第一に、基本モードのカットオフを抑える。外部クラッド層とコア層材料との屈折率差がとても小さいため、光ファイバの基本モードが外に漏れることがあり、光ファイバの減衰に影響を与える。フッ素をドープしないクラッド層の光ファイバは、外部クラッド層とコア層の中間位置での合理的な屈折率分布設計で、基本モード漏れを抑えることが必要である。
【００２３】
第二に、粘性マッチを考慮する。外部クラッド層に粘性マッチ設計をしないと、内部クラッド層およびコア層との粘性傾斜がマッチしないから、コア層へアルカリ金属イオンを添加することでコア層粘度を制御し、内部クラッド層と陥没内部クラッド層における異なるフッ素添加濃度がコア層外部のガラス粘度を最適化し、界面における欠如と仮想温度上昇などの問題を回避し、光ファイバの減衰を低下させる。
【００２４】
第三に、光学屈折率分布マッチを考慮する。純シリカグラスを外部クラッド層とすると、粘性マッチ設計において、各部分のドーピング濃度が限定される。光ファイバの光学パラメータがＧ．６５２とＧ．６５４光ファイバの要求を満たす。すなわち光ファイバのモードフィールド径（ＭＦＤ）、色分散およびベンド性能が標準の要求を満たし、光学屈折率分布設計をも考慮すべきである。よって、粘性設計の時、光ファイバの総合設計を考慮すべきであるため、工程を実現するのはさらに困難である。
【００２５】
従って、以下の特徴を持ち、かつＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．６５４．ＢまたはＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．６５４．Ｄ光ファイバの要求を満たす極低減衰で大有効面積の単一モード光ファイバは提供されていない。１．コア層は純シリカではなく、ゲルマニウムが添加される。２．コア層にアルカリ金属が添加され、コア層粘度が最適化される。３．コア層と外部クラッド層は、陥没構造があり、基本モードのカットオフを抑える。４．光ファイバは、極低減衰性能を持ち、最も外側のガラス材料はフッ素を添加していないシリカガラスである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／０２２５３３号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第２３１２３５０号明細書
【特許文献３】中国特許出願公開第１０２３２３９２号明細書
【特許文献４】中国特許出願公開第１０３４５４７１９号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２０１０／０１９５９９９号明細書
【特許文献６】米国特許第６９１７７４０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
以下は、本発明に言及される一部の用語の定義と説明である。
【００２８】
相対屈折率差：Δｎｉ
【００２９】
光ファイバのコア軸線から数え、屈折率の変化に応じて、軸線に最も近い層をコア層、光ファイバの最も外の層、即ち純シリカ層を光ファイバの外部クラッド層と定義する。
【００３０】
光ファイバの各層の相対屈折率Δｎｉは、以下の方程式により定義される。
【数２】
0006529666.tif 000003
ここで、ｎｉは、コアの屈折率であり、ｎｃは、クラッド層の屈折率、即ち純シリカの屈折率である。
【００３１】
光ファイバコア層のゲルマニウムドーピングによる屈折率寄与度ΔＧｅは、以下の方程式により定義される。
【数３】
0006529666.tif 000004
ここで、ｎＧｅは、ゲルマニウム（Ｇｅ）が純石英にドープすることで、コア層の石英ガラスの屈折率の変化量であり、ｎｃは、外部クラッド層の屈折率で、即ちゲルマニウムまたはフッ素をドープしていない純石英の屈折率である。
【００３２】
光ファイバの有効面積Ａeff：
【数４】
0006529666.tif 000005
ここで、Ｅは、伝播に関連する電界であり、ｒは、軸心から電界分布点までの距離である。
【００３３】
ケーブルの遮断波長λｃｃ：
ＩＥＣ（国際電気標準会議）標準６０７９３−１−４４の定義によると、ケーブルの遮断波長λｃｃは、光信号が光ファイバの２２メートルを超える伝搬後にもはや単一モードではない波長である。テストの際に、光ファイバに対し半径１４ｃｍの１巻き、半径４ｃｍの２巻きをしてデータを取得する。
【００３４】
マイクロベンド測定方法はＩＥＣ  ＴＲ６２２２１−２０１２において規定されるＭＥＴＨＯＤ  Ｂを参照する。長波長はマイクロベンドに敏感であり、指数形式に増大するから、測定波長範囲は１２５０ｎｍ〜１７００ｎｍである。本発明は長波長のマイクロベンドを調査し、１７００ｎｍにおけるマイクロベンド値により光ファイバのマイクロベンド性能を調べる。
【００３５】
本発明の解決しようとする技術問題は、製造コストが低く、極低減衰で大有効面積の光ファイバを設計することであり、ケーブリングにおける遮断波長が１５３０ｎｍより小さく、優れたベンド損失と色分散性能を有する。
【課題を解決するための手段】
【００３６】
本発明は、以上の問題を解決するために、以下の技術手段を採用する。
【００３７】
コア層とクラッド層を含む極低減衰で大有効面積の単一モード光ファイバにおいて、前記コア層は、半径ｒ１が４.８〜６.５μｍであり、相対屈折率差Δｎ１が−０．０６％〜０．１０％である。コア層の外部には、内側から外側へ順に、半径ｒ２が９〜１５μｍ、相対屈折率差Δｎ２が−０．４０％〜−０．１５％である内部クラッド層、半径ｒ３が１２〜１７μｍ、相対屈折率差Δｎ３が−０．８％〜−０．３％である陥没内部クラッド層、半径ｒ４が３７〜５０μｍ、相対屈折率差Δｎ４が−０．６％〜−０．２５％である補助的外部クラッド層、及び純シリカガラス層である外部クラッド層が被覆される。
【００３８】
上記技術手段において、光ファイバのコア層は、ゲルマニウム、フッ素とアルカリ金属を共添加したシリカガラス層であるか、ゲルマニウムとアルカリ金属を共添加したシリカガラス層であり、相対屈折率差に対してゲルマニウムの添加寄与量が０.０２％〜０.１０％であり、アルカリ金属含量が５〜５０００ｐｐｍである。
【００３９】
上記技術手段において、アルカリ金属は、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウムアルカリ金属イオンのいずれか一種又は複数種を含む。
【００４０】
上記技術手段において、光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおける有効面積が１００〜１４０μｍ２以下で、好適な条件では１１９〜１４０μｍ２以下である。
【００４１】
上記技術手段において、前記光ファイバは、ケーブリングにおける遮断波長が１５３０ｎｍ以下である。
【００４２】
上記技術手段において、前記光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおける色分散が２３ｐｓ／ｎｍ＊ｋｍ以下であり、波長１６２５ｎｍにおける色分散が２７ｐｓ／ｎｍ＊ｋｍ以下である。
【００４３】
上記技術手段において、前記光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおける減衰が０．１８４ｄＢ／ｋｍ以下であり、好適な条件では０．１７０ｄＢ／ｋｍ以下である。
【００４４】
上記技術手段において、前記光ファイバは、波長１７００ｎｍにおけるミクロベンド損失が５ｄＢ／ｋｍ以下である。マイクロベンドは光ファイバ曲率半径が光ファイバの断面寸法程度に曲げられることである。
【００４５】
上記技術手段において、前記光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて、ベンド半径Ｒ１５ｍｍ、１０巻きの場合のマクロベンド損失が０．２５ｄＢ以下であり、ベンド半径Ｒ１０ｍｍ、１巻きの場合のマクロベンド損失が０．７５ｄＢ以下である。
【００４６】
上記技術手段において、光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径が１１μｍ〜１３μｍである。
【発明の効果】
【００４７】
本発明の利点は、以下である。１）ゲルマニウムとアルカリ金属を添加したコア層設計により、光ファイバ内部の粘度マッチングが合理的に設計され、光ファイバ製造過程の不備を減少し、光ファイバの減衰パラメータを低下させる。２）合理的な光ファイバのフッ素添加の陥没構造が設計され、光ファイバの各コア層断面の合理的設計により、光ファイバが１００μｍ２以上の有効面積を有し、好適なパラメータ範囲内に、１３０μｍ２以上、１４０μｍ２以上の有効面積に達せることができる。３）本発明の遮断波長、ベンド損失、色分散などの総合的性能パラメータは、応用波長域で優れ、十分に小さいケーブリング遮断波長により、当該種類の光ファイバのＣ波長域伝送応用で光信号の単一モード状態を保証する。光ファイバ断面には、多層階段状の陥没クラッド層構造が採用され、広幅の陥没クラッド構造を有してベースモード漏洩を抑止し、光ファイバのベンド損失に優れた改良作用を有する。４）最も外部の層の外部クラッド層構造に純シリカの設計が採用され、フッ素添加ガラスの光ファイバでの割合を低下させ、光ファイバの生産コストを低減させる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の１つの実施例における屈折率断面構造分布図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
以下、実施例を参照して詳細に記載する。
【００５０】
ゲルマニウム、フッ素とアルカリ金属を共添加したシリカガラス層であるか、ゲルマニウムとアルカリ金属を添加したシリカガラス層であるコア層とクラッド層を含み、コア層の外部には、内側から外側へ順に、内部クラッド層、陥没内部クラッド層、補助的外部クラッド層、及び外部クラッド層が被覆される。外部クラッド層は径が１２５μｍである。
【００５１】
表１は、本発明の好適な実施例における屈折率断面パラメータで、Δ１−Ｇｅはコア層のゲルマニウムドーピングによる屈折率寄与度で、Ｋはコア層のカリウムの含有量である。
表２は、表１に記載する光ファイバパラメータを示す。
【００５２】
表１：本発明の実施例における光ファイバの断面パラメータ
【表１】
0006529666.tif 000006
【００５３】
表２：本発明の実施例の光ファイバのパラメータ
【表２】
0006529666.tif 000007
【００５４】
［付記］
［付記１］
コア層とクラッド層を含む極低減衰で大有効面積の単一モード光ファイバにおいて、
前記コア層は、半径ｒ１が４.８〜６.５μｍであり、相対屈折率差Δｎ１が−０．０６％〜０．１０％であり、
コア層の外部には、内側から外側へ順に、
半径ｒ２が９〜１５μｍ、相対屈折率差Δｎ２が−０．４０％〜−０．１５％である内部クラッド層、
半径ｒ３が１２〜１７μｍ、相対屈折率差Δｎ３が−０．８％〜−０．３％である陥没内部クラッド層、
半径ｒ４が３７〜５０μｍ、相対屈折率差Δｎ４が−０．６％〜−０．２５％である補助的外部クラッド層、及び
純シリカガラス層である外部クラッド層、が被覆される、
ことを特徴とする極低減衰で大有効面積の単一モード光ファイバ。
【００５５】
［付記２］
前記光ファイバのコア層は、ゲルマニウム、フッ素とアルカリ金属を共添加したシリカガラス層であるか、ゲルマニウムとアルカリ金属を共添加したシリカガラス層であり、相対屈折率差に対してゲルマニウムの添加寄与量が０.０２％〜０.１０％であり、アルカリ金属含量が５〜５０００ｐｐｍである、
ことを特徴とする付記１に記載の極低減衰で大有効面積の単一モード光ファイバ。
【００５６】
［付記３］
前記アルカリ金属は、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウムアルカリ金属イオンのいずれか一種又は複数種を含む、
ことを特徴とする付記２に記載の極低減衰で大有効面積の単一モード光ファイバ。
【００５７】
［付記４］
前記光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおける有効面積が１００〜１４０μｍ２以下である、
ことを特徴とする付記１又は２に記載の極低減衰で大有効面積の単一モード光ファイバ。
【００５８】
［付記５］
前記光ファイバは、ケーブリングにおける遮断波長が１５３０ｎｍ以下である、
ことを特徴とする付記１又は２に記載の極低減衰で大有効面積の単一モード光ファイバ。
【００５９】
［付記６］
前記光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおける色分散が２３ｐｓ／ｎｍ＊ｋｍ以下であり、波長１６２５ｎｍにおける色分散が２７ｐｓ／ｎｍ＊ｋｍ以下である、
ことを特徴とする付記１又は２に記載の極低減衰で大有効面積の単一モード光ファイバ。
【００６０】
［付記７］
前記光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおける減衰が０．１８５ｄＢ／ｋｍ以下である、
ことを特徴とする付記１又は２に記載の極低減衰で大有効面積の単一モード光ファイバ。
【００６１】
［付記８］
前記光ファイバは、波長１７００ｎｍにおけるミクロベンド損失が５ｄＢ／ｋｍ以下である、
ことを特徴とする付記１又は２に記載の極低減衰で大有効面積の単一モード光ファイバ。
【００６２】
［付記９］
前記光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて、ベンド半径Ｒ１５ｍｍ、１０巻きの場合のマクロベンド損失が０．２５ｄＢ以下であり、ベンド半径Ｒ１０ｍｍ、１巻きの場合のマクロベンド損失が０．７５ｄＢ以下である、
ことを特徴とする付記１又は２に記載の極低減衰で大有効面積の単一モード光ファイバ。
【００６３】
［付記１０］
前記光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径が１１μｍ〜１３μｍである、
ことを特徴とする付記１又は２に記載の極低減衰で大有効面積の単一モード光ファイバ。
【図１】
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