(57)【要約】【課題】　本発明の目的は、分散と損失が少なく、ラマン増幅に最適な光ファイバや該光ファイバを使用した光ファイバ分散傾斜補償モジュール（ＤＳＣＭ）及びこの光ファイバ分散傾斜補償モジュールを用いた光ファイバ伝送システムを提供することにある。【解決手段】　同時にラマン増幅も行う分散補償に適した光ファイバであって、コア及び外部クラッドより成り、コアは２から５μｍの直径をもち、コアと外部クラッドの屈折率との差（Δｎ）は０．０１２から０．０３５、前記コアに隣接して溝領域が、溝領域に隣接して環状領域が、環状領域と外部クラッドとの中間に内部クラッドがあり、溝領域は屈折率プロファイルに関し２から６μｍの幅と−０．０１５から−０．００３の間の負のΔｎをもち、環状領域は１から５μｍの幅と０．００１から０．０１５の間のΔｎをもち、内部クラッドは０から５μｍの幅と−０．０１１から０．００１の間のΔｎをもつ。【選択図】　図２
2004110028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　ラマン増幅とともに行う分散補償に適した光ファイバであって、中心コアおよび外部クラッドより成り、前記外部クラッドについて前記光ファイバの断面を通して屈折率に対する屈折率プロファイルをもち、前記コアは２から５ミクロン（μｍ）の直径をもち、前記コアの屈折率と前記外部クラッドの屈折率との差（Δｎ）は０．０１２から０．０３５の間にあり、前記光ファイバは前記コアに隣接する溝領域と、該溝領域に隣接する環状領域と、該環状領域と前記外部クラッドの中間にある内部クラッドとを含み、前記溝領域は前記屈折率プロファイルにおいて、２から６μｍの幅をもち、かつ−０．０１５から−０．００３の間の負のΔｎをもち、前記環状領域は前記屈折率プロファイルにおいて１から５μｍの幅をもち、かつ０．００１から０．０１５の間のΔｎをもち、前記内部クラッドは前記屈折率プロファイルにおいて０から５μｍの幅をもち、かつ−０．０１１から０．００１の間のΔｎをもつ光ファイバ。
【請求項２】
　前記外部クラッドが、８０μｍから２００μｍの間の直径をもつことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項３】
　約１４５３ｎｍの励起波長で測定したラマン・フィギュア・オブ・メリット（ＦＯＭ）が、５．０Ｗ−１ｄＢ−１より大きな値をもつことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項４】
　約１４５３ｎｍの励起波長で測定したラマン利得係数のピーク値が、２．０Ｗ−１ｋｍ−１より大きい値をもつことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項５】
　波長約１５５０ｎｍでの有効断面積が、２５μｍ２より小さい値をもつことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項６】
　波長約１５５０ｎｍでの分散（Ｄ）が、０＞Ｄ＞−１００ｐｓ/ｎｍ/ｋｍの値をもつことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項７】
　波長約１５５０ｎｍでの相対分散傾斜（ＲＤＳ）が、０．００５ｎｍ−１より大きい値をもつことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項８】
　波長約１５５０ｎｍで、前記光ファイバの長さが約３メートルより長い場合、シングルモードファイバとして動作することを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項９】
　０．２ｐｓ/√ｋｍより小さい偏波モード分散（ＰＭＤ）をもつことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項１０】
　光ファイバ分散傾斜補償モジュール（ＤＳＣＭ）であって、信号入力端と前記入力端の反対側にある出力端とを有する第１の分散補償光ファイバと、該第１の光ファイバの前記入力端に加えられた光信号にラマン増幅を与えるように前記第１の光ファイバに結合された励起用光源とを有し、前記第１の光ファイバは中心コアおよび外部クラッドよりなり、前記外部クラッドについて前記第１の光ファイバの断面を通して屈折率プロファイルを有していて、前記コアは２から５ミクロン（μｍ）の直径をもち、前記コアの屈折率と前記外部クラッドの屈折率との差（Δｎ）は０．０１２から０．０３５の間にあり、前記第１の光ファイバは前記コアに隣接する溝領域と、該溝領域に隣接する環状領域と、該環状領域と前記外部クラッドの中間にある内部クラッドとを含み、前記溝領域は前記屈折率プロファイルにおいて２から６μｍの幅をもち、かつ−０．０１５から−０．００３の負のΔｎをもち、前記環状領域は前記屈折率プロファイルにおいて１から５μｍの幅をもち、かつ０．００１から０．０１５の間のΔｎをもち、前記内部クラッドは前記屈折率プロファイルにおいて０から５μｍの幅をもち、かつ−０．０１１から０．００１の間のΔｎをもつ光ファイバ分散傾斜補償モジュール（ＤＳＣＭ）。
【請求項１１】
　前記第１の光ファイバの前記外部クラッドは、８０から２００μｍの間の直径をもつことを特徴とする請求項１０記載の光ファイバ分散傾斜補償モジュール（ＤＳＣＭ）。
【請求項１２】
　前記第１の光ファイバに連続して接続された第２の分散補償ファイバを含み、前記第１及び第２の光ファイバのファイバ長は、光ファイバ伝送システムに用いられる伝送用光ファイバに関して望ましい分散および分散傾斜補償が得られるように選択されていることを特徴とする請求項１０記載の光ファイバ分散傾斜補償モジュール（ＤＳＣＭ）。
【請求項１３】
　光ファイバ伝送システムであって、光送信装置と、光受信装置と、該光送信装置と該光受信装置との間の光信号経路を形成する伝送用光ファイバと、分散補償の目的で前記伝送用光ファイバに接続された請求項１０に記載の光ファイバ分散傾斜補償モジュール（ＤＳＣＭ）とからなる光ファイバ伝送システム。
【請求項１４】
　前記伝送用光ファイバは、ノン・ゼロ分散ファイバ（ＮＺＤＦ）であることを特徴とする請求項１３記載の光ファイバ伝送システム。
【請求項１５】
　光ファイバ伝送システムであって、光送信装置と、光受信装置と、該光送信装置と該光受信装置との間の光信号経路を形成する伝送用光ファイバと、分散補償の目的で前記伝送用光ファイバに接続された請求項１２に記載の光ファイバ分散傾斜補償モジュール（ＤＳＣＭ）とからなる光ファイバ伝送システム。
【請求項１６】
　前記伝送用光ファイバは、ノン・ゼロ分散ファイバ（ＮＺＤＦ）であることを特徴とする請求項１５記載の光ファイバ伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、光ファイバ、特に分散補償用の光ファイバや光ファイバ分散傾斜補償モジュール（ＤＳＣＭ）及びこの光ファイバ分散傾斜補償モジュールを用いた光ファイバ伝送システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
　１条以上の分散補償ファイバ（ＤＣＦｓ）を含んだ分散傾斜補償モジュールまたはＤＳＣＭｓは、光ファイバ通信システムまたはネットワークにおいて、光ファイバ中を伝搬する光信号の色分散を補償する方法として一般に知られている。
　ＤＳＣＭｓを用いることにより、既存のシステムが最初の設計では意図していなかった帯域幅および波長での光信号を、新しいより高級なケーブルに置きかえなくても、既に、長距離にわたって布設されている既設光ファイバケーブルシステムで伝送することを可能にする。ＤＳＣＭｓはそれ自身、信号に減衰をもたらす数ｋｍの光ファイバを使用する。このため分散補償機能とラマン増幅機能を１つにまとめて、ラマン増幅・分散補償モジュールとするのが有用である。
【０００３】
　これらに関しては、本発明および本願の出願人に譲渡された２００２年３月１６日に出願の米国特許出願第１０／０９９，８２０　件名“ラマン増幅された分散補償モジュール（Raman Amplified Compensation Modules）”を参照されたい。この文献の関係部分は、引用文献としてここに含まれる。ＤＳＣＭｓは、時には単に分散補償モジュールあるいはＤＣＭｓとして言及される。
　分散補償ファイバは、ラマン増幅の利得媒体としても好適である。分散補償に使われる光ファイバは、コア中に高密度のゲルマニウムをもつ傾向にあり、例えば、周りのクラッドの屈折率とコアの屈折率との差の絶対値をΔｎとすると、このΔｎは０．０２０より大きく、波長１５５０ナノメートル（ｎｍ）における有効面積は典型的には、２０μｍ２より小さいからである。従って、分散補償モジュールの一部であるＤＣＦを利得媒体としても使用できるという利点がある。光信号は、余分な損失を加えられる代りに、ＤＳＣＭによって増幅される。増幅の程度は、ラマン増幅に供給可能な励起パワーによって制限される。
【０００４】
　信号損失を補償するために、ＤＳＣＭ中の光ファイバにラマン励起することは広く知られた概念である。
　例えば、米国特許第５，８８７，０９３（１９９９年３月２３日）（特許文献１）およびエス・エイ・イー・レヴィス（S.A.E.Lewis）他による広帯域・高利得分散補償ラマン増幅器（Broadband high-gain dispersion compensating Raman amplifier）、３６ Electronics Letters, No.１６（Ａｕｇ．３．２０００）1355 頁（非特許文献１）を参照されたい。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５，８８７，０９３号公報（１９９９年３月２３日）
【非特許文献１】エス・エイ・イー・レヴィス（S.A.E.Lewis）他による広帯域・　　　　　　　　　高利得分散補償ラマン増幅器（Broadband high-gain dispersion　　　　　　　　　compensating Raman amplifier）、３６ Electronics Letters,　　　　　　　　　No.１６（Ａｕｇ．３．２０００）1355 頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
　ところで前述したこれらの文献の関係部分によれば、モジュール中のＤＣＦの分散は、しばしばあまりに大きくて、必要な分散が短い光フアイバで得られ、この長さでは、ラマン増幅のため励起しても実効的な利得が得られないという問題がある。さらにＤＳＣＭによって生ずる損失を補償するために、ラマン増幅に最適な光ファイバを用いたラマン増幅器を別に使用することは、システムに対し追加の分散をもたらすことになり、追加の分散が、第２のＤＳＣＭを必要とし、これがまた追加の損失をもたらす、という問題ある。
【０００７】
　そこで本発明の目的は、分散が少なく、しかも損失の少ないラマン増幅に最適な光ファイバやこの光ファイバを使用した光ファイバ分散傾斜補償モジュール（ＤＳＣＭ）及びこの光ファイバ分散傾斜補償モジュールを組み込んだ光ファイバ伝送システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
　前記目的を達成すべく本願発明の光ファイバは、同時にラマン増幅も行う分散補償に適した光ファイバであって、中心コアおよび外部クラッドより成り、外部クラッドについて光ファイバの断面を通して屈折率プロファイルをもち、前記コアは２から５ミクロン（μｍ）の直径をもち、このコアの屈折率と前記外部クラッドの屈折率との差（Δｎ）は０．０１２から０．０３５の間にあり、前記光ファイバには前記コアに隣接する溝領域と、該溝領域に隣接する環状領域と、該環状領域と前記外部クラッドの中間の内部クラッドがあり、前記溝領域は屈折率プロファイルにおいて２から６μｍの幅をもち、かつ−０．０１５から−０．００３の間の負のΔｎをもち、前記環状領域は屈折率プロファイルにおいて１から５μｍの幅をもち、かつ０．００１から０．０１５の間のΔｎをもち、かつ前記内部クラッドは屈折率プロファイルにおいて０から５μｍの幅をもち、かつ−０．０１１から０．００１の間のΔｎをもつことを特徴とするものである。
【０００９】
　このようにしてなる本願発明の光ファイバによれば、分散が少なく、しかも損失の少ないラマン増幅に最適な光ファイバを得ることができる。
【００１０】
　また本願発明の光ファイバ分散傾斜補償モジュール（ＤＳＣＭ）は、信号入力端と入力端の反対側の出力端とを有する第１の分散補償光ファイバと、該第１の光ファイバの入力端に加えられた光信号にラマン増幅を与えるように前記第１の光ファイバに結合された励起用光源とを有し、前記第１の光ファイバは中心コアおよび外部クラッドより構成され、外部クラッドについて光ファイバの断面を通して屈折率プロファイルを有していて、前記コアは２から５ミクロン（μｍ）の径をもち、このコアの屈折率と前記外部クラッドの屈折率との差（Δｎ）は０．０１２から０．０３５の間にあり、前記第１の光ファイバには前記コアに隣接する溝領域と、該溝領域に隣接する環状領域と、該環状領域と前記外部クラッドの中間の内部クラッドがあり、前記溝領域は屈折率プロファイルにおいて２から６μｍの幅をもち、かつ−０．０１５から−０．００３の負のΔｎをもち、前記環状領域は屈折率プロファイルにおいて１から５μｍの幅をもち、かつ０．００１から０．０１５の間のΔｎをもち、さらに前記内部クラッドは屈折率プロファイルにおいて０から５μｍの幅をもち、かつ−０．０１１から０．００１の間のΔｎをもつことを特徴とするものである。すなわち前述した本願発明の光ファイバを用いたことを特徴にしている。
　このようにしてなる本願発明の光ファイバ分散傾斜補償モジュールによれば、ラマン増幅励起された時、従来のＤＳＣＭｓに比較して相対的に高いラマン利得が得られる。
【００１１】
　また本願発明の光ファイバ伝送システムは、光送信装置および光受信装置、該光送信装置と該光受信装置との間の光信号経路を構成する１スパンの伝送用光ファイバおよび分散補償の目的で伝送用光ファイバに作用するように接続された本願発明の前記光ファイバ分散傾斜補償モジュール（ＤＳＣＭ）、すなわち従来のものに比して相対的に高いラマン利得が得られるＤＳＣＭとにより構成されたことを特徴とするものである。
　本発明の更なる理解のために、付随する図面および付加されている請求項目と関連づけた以下の説明を参照されたい。
【発明の効果】
【００１２】
　以上のようにしてなる本願発明によれば、分散が少なく、しかも損失の少ないラマン増幅に最適な光ファイバやこの光ファイバを使用した光ファイバ分散傾斜補償モジュール（ＤＳＣＭ）及びこの光ファイバ分散傾斜補償モジュールを組み込んだ光ファイバ伝送システムを得ることができる。
【実施例】
【００１３】
　図１〜図８を参照しながら、本願発明をより詳細に説明する。
　図１は、本願発明による分散補償と同時にラマン増幅も行うのに適した光ファイバ１０の断面図を示す。
　以下で説明されるように、光ファイバ１０によれば、与えられたレベルの励起パワーで、現存のＤＣＦｓで得られるより、十分に大きなラマン利得が得られる。
【００１４】
　光ファイバ１０は、光ファイバの断面を通し、Δｎに関して、５つの領域に分けられる屈折率プロファイル（図２参照）をもつ。５つの領域は以下のものより成る。
　１．中心コア１２は、外側クラッド２０に対して、盛り上がった（正の）屈折率領域と定義される。コア１２は、必要な屈折率が得られるように適当な量の二酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ２）を添加された二酸化珪素（ＳｉＯ２）よりなる。
　２．溝１４は、コア１２の周囲を囲んでいる。溝１４は、窪んだ（負の）屈折率領域と定義され、望ましい屈折率が得られるように、一般に、適当な量の二酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ２）および/またはフッ素（Ｆ）を添加された二酸化珪素（ＳｉＯ２）よりなる。
　３．環状１６は、溝１４の周囲を囲んでいる。環状１６は、盛り上がった屈折率領域と定義され、一般に、望ましい屈折率が得られるように、適当な量の二酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ２）を添加された二酸化珪素（ＳｉＯ２）よりなる。
　４．環状１６の周囲を囲んで内部クラッド１８が配置されている。内部クラッド１８は、外部クラッド２０の屈折率とほとんど同じ屈折率を持つ領域である。
　５．外部クラッド２０は二酸化珪素（ＳｉＯ２）よりなる。図１には、内部クラッドに隣接して、外部クラッド２０の全断面の一部が示されている。
【００１５】
　本願発明の光ファイバは以下の特徴をもつように開発された。
　Ａ．光ファイバ１０の相対分散傾斜（ＲＤＳ）は、アップグレードされるべきシステムで一般に使用されている伝送用光ファイバの相対分散傾斜に厳密に適合する。
　Ｂ．光ファイバ１０の分散の値は、与えられた伝送用光ファイバの１スパンの分散を補償するに必要な光ファイバ１０の長さのようなものであり、必要なラマン利得を達成するのに最適な長さと整合している。
　Ｃ．望ましいラマン利得特性には、雑音指数の最小化が含まれる。
　Ｄ．光ファイバをラマン増幅器として使用したとき、ダブルレイリー散乱および多重経路干渉（ＭＰＩ）が最小となる。
　Ｅ．励起帯域および信号帯域での望ましいスペクトル特性、すなわち、例えば波長１４００から１６５０ｎｍ帯で比較的低損失である。
【００１６】
　実験とシミュレーションが行なわれた。これまでに説明された屈折率プロファイルをもち、かつ以下のパラメータをもつ光ファイバは、それのみで、または他の光ファイバと組合せて分散補償モジュールに使用されたとき、分散補償と同時にラマン増幅も行う光ファイバとして好適であることが分かった。
１．コア１２のΔｎは、０．０１２〜０．０３５の間にあり、望ましくは０．０１５〜０．０２２の間にある。下限値は比較的に大きなラマン利得を確保し、上限値はスペクトル減衰量を低く抑えるように選ばれる。
２．溝１４の窪んだまたは負のΔｎは、小さな有効面積と大きな相対分散傾斜を光ファイバ１０がもつように、−０．０１５〜−０．００３の間にあり、望ましくは−０．０１０〜−０．００６の間にある。溝１４は、２〜６μｍの間の比較的広い幅をもつ。光ファイバ１０の屈折率プロファイルの領域に関し、ここで用いられている“幅”という言葉は、図１におけるその領域の半径方向の距離である。
３．環状１６のΔｎは、光ファイバの曲げ特性を改善するように、０．００１〜０．０１５の間にあり、望ましくは、０．００３〜０．００５の間にある。
【００１７】
例
　Ｒ−ＤＣＦ−１およびＲ−ＤＣＦ−２で表示される２タイプの光ファイバは、断面の屈折率プロファイルが上記範囲にあるように製造されている。２タイプの光ファイバの寸法と屈折率値（Δｎに関する）は、以下の表１及び表２に示される。
【００１８】
【表１】
2004110028.tif 000003
【００１９】
【表２】
2004110028.tif 000004
【００２０】
　光ファイバのラマン利得効率は、いわゆるラマン・フィギュア・オブ・メリット（ＦＯＭ）で与えられる。ラマンＦＯＭは、一定の励起波長で測定されたラマン利得係数を、光ファイバの有効面積で正規化し、励起波長でのスペクトル減衰量で除したものとして定義される。
　ラマンＦＯＭの単位は［Ｗ−１ｄＢ−１］である。さらに光ファイバのレイリー後方散乱は、ラマン増幅における多重経路干渉（ＭＰＩ）の主原因であり、ダブルレイリー後方散乱（ＤＲＢ）とも呼ばれている。大きな後方散乱は、ＭＰＩによる大きなペナルティという結果になる。本発明による光ファイバＲ−ＤＣＦ−１およびＲ−ＤＣＦ−２を含む種々の光ファイバのラマンＦＯＭおよびレイリー後方散乱が測定され、その値は以下の表３に示される。
【００２１】
【表３】
2004110028.tif 000005
【００２２】
　前記表３において、ＳＳＭＦは標準のシングルモード伝送用光ファイバを意味する。トゥル−ウエーブＲＳは、伝送用に使われている代表的なノン−ゼロ分散ファイバ（ＮＺＤＦ）である。ＨＳ−ＤＫ、ＷＢ−ＤＫおよびＥＨＳ−ＤＫは、既存の分散補償ファイバであり、ＯＦＳファイテル社（ＯＦＳ Ｆｉｔｅｌ）から入手可能である。“ラマン　ファイバ”は、特に、ラマン増幅に適しており、これもＯＦＳファイテル社から入手できる。
【００２３】
　図２は、比屈折率プロファイルのグラフである。“１”と“２”は、それぞれ本発明によるＲ−ＤＣＦ−１およびＲ−ＤＣＦ−２の、“３”はＨＳ−ＤＫ（または“高傾斜”ＤＫ）の屈折率プロファイルを示す。
　図３は、２タイプの光ファイバ、Ｒ−ＤＣＦ−１とＲ−ＤＣＦ−２、およびＨＳ−ＤＫ光ファイバの波長に対する分散のグラフを示す。
　また図４は、３タイプの光ファイバの波長に対するＲＤＳを示すグラフである。
【００２４】
　ＨＳ−ＤＫ光ファイバは、Ｌ−バンド（１５７０〜１６０５μｍ）の伝送用光ファイバであるトゥル−ウエーブＲＳの分散傾斜に適合するように設計されている。２タイプの光ファイバ、Ｒ−ＤＣＦ−１およびＲ−ＤＣＦ−２のＲＤＳは、１５８５ｎｍにおいて、ＨＳ−ＤＫ光ファイバのＲＤＳと実質的には同一である（図４参照）。しかし以下の表４に示されるように、ラマンＦＯＭｓに関して重要な改善がなされている。
【００２５】
【表４】
2004110028.tif 000006
【００２６】
　Ｌ−バンド伝送用の光ファイバであるトゥル−ウエーブＲＳの５０ｋｍスパンで発生する分散を補償するよう、３タイプの分散傾斜補償モジュールが製造された。３タイプのモジュールは、それぞれＥＨＳ−ＤＫ補償ファイバを含んでいる。すなわち、ＨＳ−ＤＫ光ファイバとの組合せ（モジュールＤＳＣＭ−１）、本発明のＲ−ＤＣＦ−１光ファイバとの組合せ（モジュールＤＳＣＭ−２）、および本発明のＲ−ＤＣＦ−２光ファイバとの組合せ（モジュールＤＳＣＭ−３）である。
【００２７】
　各モジュールについて、実用システムのパラメータを入力して、下記および図５から図７で説明されるシミュレーションが行われた。
　３タイプのモジュールでの光ファイバの長さは、それぞれ下記のようなっている。
　　　モジュール　　　　　光ファイバ長（メートル）
　　　ＤＳＣＭ-１：　　　ＥＨＳ-ＤＫ　８３９ｍ＋ＨＳ-ＤＫ　１３３３ｍ
　　　ＤＳＣＭ-２：　　　ＥＨＳ-ＤＫ　９１６ｍ＋Ｒ-ＤＣＦ-１　２００７ｍ
　　　ＤＳＣＭ-３：　　　ＥＨＳ-ＤＫ　８７９ｍ＋Ｒ-ＤＣＦ-２　２０８４ｍ
【００２８】
　図５は、３タイプのＤＳＣＭｓを試験するために使用された測定構成図である。入力ステージ３０には、波長１５５４ｎｍから１６０８ｎｍの間に等間隔に配置された１６個のチャンネル用のレーザダイオードアレイ３２が含まれている。入力パワーは、チャンネル当たり１．６８ｍＷで、結合されたステージ３０からの出力は、斜め研磨された（ＡＰＣ）コネクタ３４を通してサーキュレータ３６の入力ポートに接続されている。
【００２９】
　励起信号ステージ３８は、波長（およびパワー）が１４４４ｎｍ（１９０ｍＷ）、１４５７ｎｍ（１９０ｍＷ）、１４７０ｎｍ（１１０ｍＷ）、１４９１ｎｍ（２１５ｍＷ）、および１５０８ｎｍ（１３５ｍＷ）からなる５つの励起信号を発生させる。
　励起信号は、ＤＳＣＭが後方励起されるように、出力ポートが試験中のＤＳＣＭの出力に接続されているもうひとつのサーキュレータ４０の入力ポートに供給される。サーキュレータ４０の他の出力は、光スペクトル・アナライザ（ＯＳＡ）４２に結合されている。
【００３０】
　図６は、３つのモジュールそれぞれの、波長に対する純利得およびノイズ・フィギュアを示すグラフであり、図７は、３つのモジュールそれぞれの、ＭＰＩをプロットしたものである。本願発明の光ファイバ、Ｒ-ＤＣＦ-１およびＲ-ＤＣＦ-２の分散は、ＨＳ-ＤＫの分散より数値的に小さいので、伝送用光ファイバの分散を補償するのに必要な本願発明の光ファイバの長さ（２００７ｍおよび２０８４ｍ）は、同様な補償をするのに必要なＨＳ-ＤＫ光ファイバの長さより大きい。光ファイバ１０の長さが大きいことは、ラマン増幅のためのより長い媒体を提供することになる。
【００３１】
　本願発明の光ファイバ、Ｒ−ＤＣＦ−１およびＲ−ＤＣＦ−２では、レイリー後方散乱および結果としてのＭＰＩはより小さく、ラマンＦＯＭはより大きい。このためＨＳ−ＤＫ光ファイバよりラマン増幅により適している。Ｒ−ＤＣＦ−２光ファイバを使用したモジュール（ＤＳＣＭ−３）は、利得で１．６ｄＢの改善を実現した。Ｒ−ＤＣＦ−１光ファイバを使用したモジュール（ＤＳＣＭ−２）では、利得およびＭＰＩの両方で少しの改善が得られた。
　また、ＲＤＳは、３タイプの光ファイバで実質的には同じであった。本発明の光ファイバは、長さが約３メートルを超えると、波長１５５０ｎｍで、シングルモードファイバとみなされることが分かった。
【００３２】
　図８は、光ファイバ伝送システム５０のブロック図であり、光送信装置５２、光受信装置５４、および本発明による分散傾斜補償モジュール５６を含んでいる。
　ＤＳＣＭ５６は、光送信装置５２と光受信装置５４との間の光信号伝送路を構成する１スパンの伝送用光ファイバ５８（これはノン・ゼロ分散ファイバまたはＮＺＤＦでもよい）に直列に接続されている。光送信装置５２および光受信装置５４は、現用の光ファイバ通信システムまたはネットワークに提供されている光送受信装置内に設置されてもよい。
【００３３】
　以上は、本願発明の望ましい実施例を説明したものであり、この分野での技術者にとっては、本願発明の精神および範囲の中で、種々の変形や変更が可能である。従って、本願発明には、全てのそのような変形や変更が含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明による分散補償ファイバ（ＤＣＦ）の断面図である。
【図２】本発明による２タイプのＤＣＦｓおよび既存ファイバの屈折率プロファイルのグラフである。
【図３】本発明による２タイプのＤＣＦｓおよび既存ファイバの分散を示すグラフである。
【図４】本発明による２タイプのＤＣＦｓおよび既存ファイバの相対分散傾斜（ＲＤＳ）を示すグラフである。
【図５】本発明および既存ファイバにより製造された、３タイプの分散傾斜補償モジュール（ＤＳＣＭｓ）の特性を評価するために使用された測定構成図のブロック図である。
【図６】３タイプのＤＳＣＭｓそれぞれの測定で得られた純利得およびノイズ・フィギュアを示すグラフである。
【図７】３タイプのＤＳＣＭｓそれぞれの測定で得られた多重経路干渉（ＭＰＩ）を示すグラフである。
【図８】本発明によるＤＳＣＭを使用した光ファイバ伝送システムのブロック図である。
【符号の説明】
【００３５】
　１０　ファイバ
　１２　中心コア
　１４　溝領域
　１６　環状領域
　１８　内部クラッド
　２０　外部クラッド
　３０　入力ステージ
　３２　レーザダイオードアレイ
　３４　アングルドＰＣコネクタ
　３６　サーキュレータ
　３８　励起信号ステージ
　４０　もう１つのサーキュレータ
　４２　光スペクトルアナライザ
　５０　光ファイバ伝送システム
　５２　光送信装置
　５４　光受信装置
　５６　分散傾斜補償モジュール
　５８　１スパンの伝送ファイバ１０：光ファイバ製品
【図１】
2004110028.tif 000007
【図２】
2004110028.tif 000008
【図３】
2004110028.tif 000009
【図４】
2004110028.tif 000010
【図５】
2004110028.tif 000011
【図６】
2004110028.tif 000012
【図７】
2004110028.tif 000013
【図８】
2004110028.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成16年1月13日(2004.1.13)
【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】
　ラマン増幅とともに行う分散補償に適した光ファイバであって、中心コアおよび外部クラッドより成り、前記外部クラッドについて前記光ファイバの断面を通して屈折率プロファイルをもち、前記コアは２から５ミクロン（μｍ）の直径をもち、前記コアの屈折率と前記外部クラッドの屈折率との差（Δｎ）は０．０１２から０．０３５の間にあり、前記光ファイバは前記コアに隣接する溝領域と、該溝領域に隣接する環状領域と、該環状領域と前記外部クラッドの中間にある内部クラッドとを含み、前記溝領域は前記屈折率プロファイルにおいて、２から６μｍの幅をもち、かつ−０．０１５から−０．００３の間の負のΔｎをもち、前記環状領域は前記屈折率プロファイルにおいて１から５μｍの幅をもち、かつ０．００１から０．０１５の間のΔｎをもち、前記内部クラッドは前記屈折率プロファイルにおいて０から５μｍの幅をもち、かつ−０．０１１から０．００１の間のΔｎをもつ光ファイバ。
【請求項２】
　前記外部クラッドが、８０μｍから２００μｍの間の直径をもつことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項３】
　約１４５３ｎｍの励起波長で測定したラマン・フィギュア・オブ・メリット（ＦＯＭ）が、５．０Ｗ−１ｄＢ−１より大きな値をもつことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項４】
　約１４５３ｎｍの励起波長で測定したラマン利得係数のピーク値が、２．０Ｗ−１ｋｍ−１より大きい値をもつことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項５】
　波長約１５５０ｎｍでの有効断面積が、２５μｍ２より小さい値をもつことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項６】
　波長約１５５０ｎｍでの分散（Ｄ）が、０＞Ｄ＞−１００ｐｓ/ｎｍ/ｋｍの値をもつことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項７】
　波長約１５５０ｎｍでの相対分散傾斜（ＲＤＳ）が、０．００５ｎｍ−１より大きい値をもつことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項８】
　波長約１５５０ｎｍで、前記光ファイバの長さが約３メートルより長い場合、シングルモードファイバとして動作することを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項９】
　０．２ｐｓ/√ｋｍより小さい偏波モード分散（ＰＭＤ）をもつことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項１０】
　光ファイバ分散傾斜補償モジュール（ＤＳＣＭ）であって、信号入力端と前記入力端の反対側にある出力端とを有する第１の分散補償光ファイバと、該第１の光ファイバの前記入力端に加えられた光信号にラマン増幅を与えるように前記第１の光ファイバに結合された励起用光源とを有し、前記第１の光ファイバは中心コアおよび外部クラッドよりなり、前記外部クラッドについて前記第１の光ファイバの断面を通して屈折率プロファイルを有していて、前記コアは２から５ミクロン（μｍ）の直径をもち、前記コアの屈折率と前記外部クラッドの屈折率との差（Δｎ）は０．０１２から０．０３５の間にあり、前記第１の光ファイバは前記コアに隣接する溝領域と、該溝領域に隣接する環状領域と、該環状領域と前記外部クラッドの中間にある内部クラッドとを含み、前記溝領域は前記屈折率プロファイルにおいて２から６μｍの幅をもち、かつ−０．０１５から−０．００３の負のΔｎをもち、前記環状領域は前記屈折率プロファイルにおいて１から５μｍの幅をもち、かつ０．００１から０．０１５の間のΔｎをもち、前記内部クラッドは前記屈折率プロファイルにおいて０から５μｍの幅をもち、かつ−０．０１１から０．００１の間のΔｎをもつ光ファイバ分散傾斜補償モジュール（ＤＳＣＭ）。
【請求項１１】
　前記第１の光ファイバの前記外部クラッドは、８０から２００μｍの間の直径をもつことを特徴とする請求項１０記載の光ファイバ分散傾斜補償モジュール（ＤＳＣＭ）。
【請求項１２】
　前記第１の光ファイバに連続して接続された第２の分散補償ファイバを含み、前記第１及び第２の光ファイバのファイバ長は、光ファイバ伝送システムに用いられる伝送用光ファイバに関して望ましい分散および分散傾斜補償が得られるように選択されていることを特徴とする請求項１０記載の光ファイバ分散傾斜補償モジュール（ＤＳＣＭ）。
【請求項１３】
　光ファイバ伝送システムであって、光送信装置と、光受信装置と、該光送信装置と該光受信装置との間の光信号経路を形成する伝送用光ファイバと、分散補償の目的で前記伝送用光ファイバに接続された請求項１０に記載の光ファイバ分散傾斜補償モジュール（ＤＳＣＭ）とからなる光ファイバ伝送システム。
【請求項１４】
　前記伝送用光ファイバは、ノン・ゼロ分散ファイバ（ＮＺＤＦ）であることを特徴とする請求項１３記載の光ファイバ伝送システム。
【請求項１５】
　光ファイバ伝送システムであって、光送信装置と、光受信装置と、該光送信装置と該光受信装置との間の光信号経路を形成する伝送用光ファイバと、分散補償の目的で前記伝送用光ファイバに接続された請求項１２に記載の光ファイバ分散傾斜補償モジュール（ＤＳＣＭ）とからなる光ファイバ伝送システム。
【請求項１６】
　前記伝送用光ファイバは、ノン・ゼロ分散ファイバ（ＮＺＤＦ）であることを特徴とする請求項１５記載の光ファイバ伝送システム。