(57)【要約】【課題】伝送用光ファイバの波長分散をより精度よく補償可能な光ファイバと、これを用いた分散補償器及び光伝送路を提供すること。【解決手段】１５３５〜１５６５ｎｍ、１５６５〜１６１０ｎｍ、１５５４〜１６０８ｎｍ、または、１５３５〜１６１０ｎｍの波長帯において波長分散が下に凸であると共に、当該波長帯において波長分散が負であることを特徴とする光ファイバである。従来のシングルモードファイバ等の伝送用光ファイバの波長分散は所定の波長帯で上に凸であるため、この波長帯で波長分散が下に凸となる分散補償光ファイバを用いることにより伝送用光ファイバの波長分散を好適に補償できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１５３５〜１５６５ｎｍの波長帯において基底モードの波長分散が下に凸であると共に、前記波長帯において波長分散が負であることを特徴とする光ファイバ。
【請求項２】
１５６５〜１６１０ｎｍの波長帯において基底モードの波長分散が下に凸であると共に、前記波長帯において波長分散が負であることを特徴とする光ファイバ。
【請求項３】
１５５４〜１６０８ｎｍの波長帯において基底モードの波長分散が下に凸であると共に、前記波長帯において波長分散が負であることを特徴とする光ファイバ。
【請求項４】
１５３５〜１６１０ｎｍの波長帯において基底モードの波長分散が下に凸であると共に、前記波長帯において波長分散が負であることを特徴とする光ファイバ。
【請求項５】
前記波長帯にわたって、分散スロープが負であることを特徴とする、請求項１〜４の何れか一項に記載の光ファイバ。
【請求項６】
前記波長帯の両端以外の波長で波長分散が最小値となることを特徴とする、請求項１〜４の何れか一項に記載の光ファイバ。
【請求項７】
前記波長帯における波長分散の最大値と最小値との差の絶対値が１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜６の何れか一項に記載の光ファイバ。
【請求項８】
６０ｍｍの内径のコイルとしたときの１５５０ｎｍの波長における伝送損失の増加量が０．１ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜７の何れか一項に記載の光ファイバ。
【請求項９】
請求項１〜８の光ファイバを筐体内に収納した分散補償器。
【請求項１０】
前記光ファイバは、内径４０〜１００ｍｍのコイル状に巻かれたことを特徴とする、請求項９に記載の分散補償器。
【請求項１１】
前記光ファイバと接続され、１５５０ｎｍの波長における分散スロープが−０．２ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下である第二光ファイバを備えることを特徴とする、請求項９又は１０に記載の分散補償器。
【請求項１２】
前記光ファイバと接続され、１５５０ｎｍの波長における分散スロープが−０．５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下である第二光ファイバを備えることを特徴とする、請求項９又は１０に記載の分散補償器。
【請求項１３】
請求項９〜１２に記載の分散補償器と、前記分散補償器と接続され１５３５〜１６１０ｎｍの波長帯における波長分散が正である伝送用光ファイバと、を備えることを特徴とする光伝送路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長分割多重光通信システム等に好適な光ファイバ、分散補償器及び光伝送路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、伝送用光ファイバの１５３０〜１６１０ｎｍの波長帯における波長分散を補償する分散補償器が開示されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
このような分散補償器により伝送用光ファイバの波長分散を補償した場合、伝送用光ファイバと分散補償器とを含む光伝送路の波長分散は、波長に対して二つの極値を有し、上に凸の部分と下に凸の部分とを有する。
【非特許文献１】
Ｌ．  Ｖ．  Ｊｏｒｇｅｎｓｅｎ，  ｅｔ  ａｌ．，  Ｎｅｘｔ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ  Ｍｏｄｕｌｅｓ  ｆｏｒ  ４０ＧＢｉｔ／ｓ，  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＮＦＯＥＣ２００２，  ＵＳＡ，  Ｓｅｐｔ．  ２００２，  Ｐ．２６２
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
最近では、光通信において伝送容量のさらなる拡大や高ビットレート化が求められている。このためには、分散補償光ファイバを用いて伝送用光ファイバの波長分散を広い波長帯でより精度よく補償する必要がある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、伝送用光ファイバの波長分散をより精度よく補償可能な光ファイバと、これを用いた分散補償器及び光伝送路を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討した結果、シングルモードファイバ等の伝送用光ファイバの波長分散は所定の波長帯で上に凸であるため、その波長帯で波長分散が上に凸である従来の分散補償光ファイバを用いるより、その波長帯で波長分散が下に凸である分散補償光ファイバを用いる方が伝送用光ファイバの波長分散を好適に補償することができることを見出し、本発明に想到した。
【０００７】
本発明に係る光ファイバは１５３５〜１５６５ｎｍの波長帯において基底モードの波長分散が下に凸であると共に、この波長帯において波長分散が負であることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る他の光ファイバは、１５６５〜１６１０ｎｍの波長帯において基底モードの波長分散が下に凸であると共に、この波長帯において波長分散が負であることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る他の光ファイバは、１５５４〜１６０８ｎｍの波長帯において基底モードの波長分散が下に凸であると共に、この波長帯において波長分散が負であることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る他の光ファイバは、１５３５〜１６１０ｎｍの波長帯において基底モードの波長分散が下に凸であると共に、この波長帯において波長分散が負であることを特徴とする。
【００１１】
ここで、上記の光ファイバにおいて、上記波長帯にわたって、分散スロープが負であることが好ましい。
【００１２】
また、上記波長帯の両端以外の波長で波長分散が最小値となってもよい。
【００１３】
また、上記波長帯における波長分散の最大値と最小値との差の絶対値が１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることが好ましい。
【００１４】
また、６０ｍｍの内径のコイルとしたときの１５５０ｎｍの波長における曲げによる伝送損失の増加量が０．１ｄＢ／ｋｍ以下であることが好ましい。
【００１５】
本発明に係る分散補償器は、上記光ファイバを筐体内に収納したことを特徴とする。
【００１６】
上記分散補償器において、光ファイバは、内径４０〜１００ｍｍのコイル状に巻かれたことが好ましい。
【００１７】
また、上記の光ファイバと接続され、１５５０ｎｍの波長における分散スロープが−０．２ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下である第二光ファイバを備えることが好ましい。
【００１８】
また、上記の光ファイバと接続され、１５５０ｎｍの波長における分散スロープが−０．５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下である第二光ファイバを備えてもよい。
【００１９】
本発明に係る光伝送路は、上記の分散補償器と、この分散補償器と接続され１５３５〜１６１０ｎｍの波長帯における波長分散が正である伝送用光ファイバと、を備えることを特徴とする。
【００２０】
なお、本明細書において、光ファイバの長さをＬとし、長さＬの光ファイバを波長λの光が伝播時間Ｔ（λ）で伝播する場合、この光ファイバの波長分散Ｄは（１／Ｌ）・（∂Ｔ／∂λ）と定義される。また、分散スロープＳは、（∂２Ｔ／∂λ２）と定義される。さらに、総波長分散はＤ・Ｌ、総分散スロープはＳ・Ｌと定義される。
【００２１】
そして、波長分散Ｄが波長帯λ１〜λ２（λ１＜λ２）の範囲で下に凸とは、Ｄ（λ）をＹ軸に、λをＸ軸に表した場合に、波長λ１＜λ＜λ２の範囲内では、波長分散Ｄ（λ）が、Ｄ（λ１）とＤ（λ２）とを結ぶ直線よりも下にある、すなわち、Ｄ（λ）＜Ｄ（λ１）＋（（Ｄ（λ２）―Ｄ（λ１）／（λ２−λ１））×（λ−λ１）となることである。
【００２２】
また、波長分散Ｄが波長帯λ１〜λ２（λ１＜λ２）の範囲で上に凸とは、Ｄ（λ）をＹ軸に、λをＸ軸に表した場合に、波長λ１＜λ＜λ２の範囲内では、波長分散Ｄ（λ）が、Ｄ（λ１）とＤ（λ２）とを結ぶ直線よりも上にある、すなわち、Ｄ（λ）＞Ｄ（λ１）＋（（Ｄ（λ２）―Ｄ（λ１）／（λ２−λ１））×（λ−λ１）となることである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２４】
（第一実施形態）
本実施形態に係る分散補償光ファイバを説明する。図１は、本実施形態に係る分散補償光ファイバＡ，Ｂ，Ｃの波長分散を説明する図である。図１に示すように、本実施形態に係る分散補償光ファイバＡ，Ｂ，Ｃは、１５２０〜１６２０ｎｍにわたる広い波長帯で、基底モードの波長分散が下に凸となると共に、波長分散が負となっている。
【００２５】
ここで、この１５２０〜１６２０ｎｍの波長帯は、Ｃバンド（波長帯１５３５〜１５６５ｎｍ）、Ｌバンド（波長帯１５６５〜１６１０ｎｍ）、拡張Ｌバンド（波長帯１５５４〜１６０８ｎｍ）、及び、Ｃ及びＬバンド（波長帯１５３５〜１６１０ｎｍ）を含んでいる。
【００２６】
従来のシングルモードファイバ等の伝送用光ファイバの基底モードの波長分散は上に凸であるため、各波長域で波長分散が上に凸である従来の分散補償ファイバを用いて光伝送路の波長分散を補償すると、光伝送路全体の波長分散は上に凸となってしまい好適な分散補償ができない場合があった。
【００２７】
ところが、本実施形態に係る、基底モードの波長分散が下に凸でありかつ負である分散補償光ファイバによれば、光伝送路の波長分散を好適に補償することができる。
【００２８】
ここで、これらの分散補償光ファイバＡ，Ｂ，Ｃでは、１５２０〜１６２０ｎｍにわたる広い波長帯で、波長分散が下に凸となると共に波長分散が負となっているが、伝送用光ファイバの使用波長帯域に応じて、Ｃバンドのみ、Ｌバンドのみ、拡張Ｌバンドのみ、または、Ｃ及びＬバンドのみで、波長分散が下に凸となると共に波長分散が負となっていてもよい。
【００２９】
このような分散補償光ファイバを用いた伝送用光ファイバの波長分散の補償としては、第一には、各波長帯にわたって分散スロープを含めて波長分散を補償し補償後の光伝送路全体の波長分散の絶対値を各波長帯にわたってほぼ０にする補償が挙げられ、また、第二には、分散スロープを残したまま光伝送路の波長分散の絶対値を各波長帯にわたって減少させる補償があげられる。次に、第一、第二それぞれの場合においてより好適な分散補償光ファイバについて説明する。
【００３０】
まず、第一の場合である、伝送用光ファイバの波長分散を分散スロープも含めて補償する場合の分散補償光ファイバの好適な条件について説明する。
【００３１】
本実施形態の分散補償光ファイバのみを伝送用光ファイバと接続することによって、分散補償ファイバと伝送用光ファイバとを含む光伝送路の波長分散を上記の各波長帯にわたってほぼ０に補償することができる。この場合、分散補償光ファイバは、図１のＢのように、上述のＣバンド、Ｌバンド、拡張Ｌバンド、又は、Ｃ及びＬバンドの波長帯において負の分散スロープを有する、すなわち、波長分散が波長と共に単調減少するものであることが好ましい。これによれば、この分散補償光ファイバのみで、各波長帯にわたって波長分散が上に凸である伝送用光ファイバの波長分散を好適に補償できる。
【００３２】
また、本実施形態に係る分散補償光ファイバと、各波長帯において波長分散が上に凸かつ負である従来型の分散補償光ファイバと、を組み合わせて伝送用ファイバを含む光伝送路の波長分散を上記の各波長帯においてほぼ０に補償することもできる。
【００３３】
この場合も、分散補償光ファイバは、図１のＢのように、上述のＣバンド、Ｌバンド、拡張Ｌバンド、又は、Ｃ及びＬバンドの波長帯において負の分散スロープを有していてもよい。
【００３４】
また、このように２つの分散補償光ファイバを組み合わせて波長分散が正の伝送用光ファイバの波長分散を補償する場合には、伝送用光ファイバの分散スロープを主として従来型分散補償光ファイバで補償する一方、伝送用ファイバの各波長帯での波長分散の絶対値を引き下げるような補償を本実施形態に係る分散補償光ファイバで行ってもよい。
【００３５】
この場合、本実施形態に係る分散補償光ファイバは、分散スロープが０になる波長があってもよい。言い換えると、例えば、図１のＡ，Ｃのように波長分散の最小値が波長帯の両端以外にあってもよい。
【００３６】
この図１のＡ，Ｃのような分散光ファイバの場合、各波長帯における波長分散の最大値と最小値との差の絶対値を大きくすると、従来型分散補償光ファイバと組み合わせる本実施形態に係る分散補償光ファイバを短くでき、分散補償器（詳しくは後述）を小さくできて好ましい。ここで、最大値と最小値との差は１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上であることが好ましい。
【００３７】
具体的には、例えば、図１の分散補償光ファイバＣの方が、図１の分散補償光ファイバＡよりも波長分散の最大値と最小値との差が大きいので、従来型の分散補償光ファイバと組み合わせるのに好適である。
【００３８】
従来型分散補償光ファイバを伝送用光ファイバと接続して、１２０ｋｍの光伝送路のＣ及びＬバンドの残留波長分散を、例えば、０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下等の、問題ない程度の小さな値とすることは従来は困難であった。ここで、ある波長帯の残留波長分散とは、当該波長帯の波長分散の最大値と最小値との差の絶対値である。
【００３９】
しかしながら、本実施形態の分散補償光ファイバと従来型分散補償光ファイバとを組み合わせて伝送用光ファイバと接続して、光伝送路の波長分散の補償を行うと、光伝送路の波長分散曲線は、波長に対して従来より水平な直線に近づく。
【００４０】
従って、Ｃ及びＬバンドでの波長分散が正の値、例えば、１５５０ｎｍの波長における波長分散が１６〜２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、である伝送用シングルモード光ファイバに本実施形態の分散補償光ファイバと従来型分散補償光ファイバとを接続して光伝送路の分散補償を行った場合、光伝送路のＣ及びＬバンドでの残留波長分散は、従来にない小さな値、例えば、０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下とすることができる。
【００４１】
また、１００ｋｍの伝送用シングルモードファイバに、本実施形態の分散補償光ファイバと従来型分散補償光ファイバとを接続して光伝送路を成せば、Ｃバンド、Ｌバンド、拡張Ｌバンド、または、Ｃ及びＬバンドの波長帯で、残留波長分散を０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下とすることもできる。このような伝送路では、４０Ｇｂｐｓの伝送速度で信号を伝送できる。
【００４２】
次に、第二の場合である、本実施形態に係る分散補償光ファイバを用いて伝送用光ファイバの波長分散の絶対値を各波長帯にわたって減少させるような補償について説明する。
【００４３】
例えば、距離の短い光伝送ファイバ（例えば５０ｋｍ程度）を含む光伝送路の波長分散を補償する場合、必ずしも光伝送路の分散スロープを補償して、各波長帯に亘って波長分散をほぼ０とする必要はなく、各波長帯の波長分散が減算されるような補償を行った方が、光伝送路の設計が容易となる場合がある。
【００４４】
また、距離の長い光伝送ファイバ（例えば、数千ｋｍ）を含む光伝送路の波長分散を補償する場合は、分散補償器を光伝送路に複数配置するが、それでも補償後の光伝送路に、特定の波長帯における大きな波長分散が残る場合がある。この場合、残留する分散が大きく所望の伝送速度が得られなかった波長帯においては、その波長帯を個別に分散補償する必要があるが、この場合もその個別の波長帯にわたって、波長分散を減算するような分散補償を行った方がよい。
【００４５】
このように各波長帯において波長分散を減算する補償をする場合は、本実施形態の分散補償光ファイバのみを正の波長分散を有する伝送用光ファイバと接続して分散補償することが好ましい。
【００４６】
また、分散補償光ファイバは、波長分散が上記の各波長帯において平坦であることが好ましい。言い換えると、波長分散の最大値と最小値との差の絶対値が小さいことが好ましい。例えば、波長分散の最小値が各波長帯の両端以外にあると、各波長帯における波長分散の最大値と最小値との差の絶対値を小さくし易い。具体的には、最大値と最小値との差の絶対値が１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ未満であることが好ましい。図１において、Ｃの波長分散特性を有する分散補償光ファイバＣよりもＡの波長分散特性を有する分散補償光ファイバＡが好ましい。
【００４７】
また、各波長帯の中間の波長で波長分散が最小値となることが好ましい。これによれば、各波長帯の両端での波長分散がほぼ同じとなるので、この波長帯の分散スロープが０に近くなりやすい。
【００４８】
以下、さらに、上記第一の場合及び第二の場合も含めて、本実施形態に係る分散補償光ファイバのより好適な条件について説明する。
【００４９】
本実施形態に係る分散補償光ファイバにおいて、各波長帯において、波長分散が−１００ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることが好ましい。波長分散の値を低くすることで、伝送用光ファイバの波長分散の補償に必要な分散補償光ファイバの長さを短くすることができ、分散補償器を小さくすることができる。
【００５０】
また、本実施形態に係る分散補償光ファイバにおいて、コアとクラッドとを含むガラス部分の径（以下ガラス径とする）を６０〜１２５μｍとし、このガラス部分を被覆する被服の厚さを１５〜６５μｍとすることが好ましい。ガラス部分の径を小さくして被服の厚さを薄くした細径の光ファイバであれば、当該光ファイバを巻いてコイルを形成し、このコイルを筐体内に収容した分散補償器において、光ファイバが占める容積を小さくできる。
【００５１】
なお、分散補償器を収容する中継局内の場所に限りがあるため、分散補償器の小型化に対する市場の要求は強い。通常使用される分散補償光ファイバの被覆径は２５０μｍであるが、本実施形態に係る分散補償光ファイバは、被覆径を９０μｍ程度にまで細くできる。
【００５２】
本実施形態に係る分散補償光ファイバは、さらに、曲げ径を４０〜１００ｍｍとすることができる。曲げ径を小さくすることで、分散補償光ファイバを巻いてコイルとしたときに光ファイバが占める容積を小さくでき、このコイルを収納する筐体も小さくできる。すなわち、本実施形態の分散補償光ファイバを筐体に収容した分散補償器を小型化できる。
【００５３】
本実施形態に係る分散補償光ファイバは、曲げ径を６０ｍｍとしても１５５０ｎｍの波長における曲げによる伝送損失増加量（以下曲げ損失増加量とする）が０．１ｄＢ／ｋｍ以下であり、曲げに対して優れた耐性を有する。
【００５４】
なお、光ファイバを６０ｍｍの径のコイルに巻いたときの１５５０ｎｍの波長における曲げ損失増加量が０．１ｄＢ／ｋｍを超えると、そのコイルは損失が大きすぎて実用に向かない。ところが、本実施形態に係る分散補償光ファイバは、６０ｍｍの径に巻いたときの１５５０ｎｍの波長における曲げ損失増加量を０．１ｄＢ／ｋｍ以下にすることができる。４０ｍｍの径に巻いた場合でも１５５０ｎｍの波長における曲げ損失増加量を０．１ｄＢ／ｋｍ以下にすることができる。
【００５５】
また、本実施形態に係る分散補償光ファイバにおいては、Ｃ及びＬバンドの波長帯を使用する場合には、実効カットオフ波長を１．５３μｍ以下にすることができる。
【００５６】
次に、本実施形態に係る分散補償光ファイバの構成及び屈折率プロファイルの好適な例について図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照して説明する。図２（ａ）は、光ファイバ２の光軸と直交する断面を示し、図２（ｂ）は、図２（ａ）中の線Ｌに沿った各ガラス領域の屈折率を示す屈折率プロファイルである。
【００５７】
本実施形態に係る分散補償光ファイバ２は、光軸中心を含み屈折率ｎ１を有するコア部２１１と、コア部２１１を取り囲みｎ１よりも低い屈折率ｎ２を有する第一クラッド部２１２と、第一クラッド部２１２を取り囲みｎ２よりも高い屈折率ｎ３を有する第二クラッド部２１３と、第二クラッド部２１３を取り囲みｎ３よりも低い屈折率ｎ４を有する第三クラッド部２１４と、第三クラッド部２１４を取り囲むように設けられた被覆層２２０と、を備えることが好ましい。
【００５８】
ここで、コア径を２ａ、第一クラッド径を２ｂ、第二クラッド径を２ｃ、第三クラッド径（ガラス径）をｄとすると共に、第三クラッド部２１４の屈折率ｎ４を基準としたときのコア部２１１の比屈折率差をΔｎ１、第三クラッド部２１４の屈折率ｎ４を基準としたときの第一クラッド部２１２の比屈折率差をΔｎ２、第三クラッド部２１４の屈折率ｎ４を基準としたときの第二クラッド部２１３の比屈折率差をΔｎ３とする。
【００５９】
なお、比屈折率差Δｎ１は（ｎ１−ｎ４）／ｎ４で与えられ、比屈折率差Δｎ２は（ｎ２−ｎ４）／ｎ４で与えられ、比屈折率差Δｎ３は（ｎ３−ｎ４）／ｎ４で与えられる。
【００６０】
ここで、コア部２１１の比屈折率差Δｎ１が２．０〜４．０％であり、第一クラッド部２１２のΔｎ２が−０．２〜−０．９％であることが好ましい。
【００６１】
さらに、第二クラッド部２１３のΔｎ３が０．２〜０．９％であると共に、コア径をＡ、第一クラッド径をＢ、第二クラッド径をＣとしたときに、
０．２≦（Ａ／Ｃ）＜０．４  かつ  ０．４≦（Ｂ／Ｃ）≦０．８
を満たすことが好ましい。
【００６２】
（第二実施形態）
次に、本発明の実施形態に係る分散補償器について図３を参照して説明する。
【００６３】
本実施形態に係る分散補償器１９は、上述の実施形態に係る分散補償光ファイバ２と、従来型分散補償光ファイバ３と、を組み合わせて、伝送用光ファイバの波長分散を補償する分散補償器である。
【００６４】
この分散補償器１９は円筒状の筐体１内の中央に上記実施形態に係る分散補償光ファイバ２が巻回されたコイルが収納され、その周囲に従来型分散補償光ファイバ３が巻回されたコイルが収納され、これらのコイルは充填材７により保持されている。この分散補償器１９において、各コイルは、予めボビンに巻き取られた状態から、ボビンを抜き去って光ファイバの固まり状のコイルとすると共に、このコイルをほぐして側圧を減じた状態で筐体１内に保持されている。２つの光ファイバ２、３の一端同士は融着接続部８で融着接続されている。充填材７の上で、融着接続部８等はさらに充填材１１により保持されている。
【００６５】
その製造に際しては、上述の実施形態に係る分散補償光ファイバ２のコイルと、従来型分散補償光ファイバ３のコイルを、筐体１内に収容した後、光ファイバ２，３の各々の両端を除いて充填材７を充填し、その後、分散補償光ファイバ２の一端と従来型分散補償光ファイバ３の一端とを融着接続する。このときの融着接続部８が図３中に示されている。融着接続後、融着接続部８の近傍には、余長部分１２が確保される。さらに、分散補償光ファイバ２の他端と従来型分散補償光ファイバ３の他端には、端部にコネクタ（図示せず）が取り付けられたピグテールファイバ（不図示）を融着接続する。このときの融着接続部１０も図３中に示されている。ピグテールファイバは、分散補償器１９への光ファイバの接続を容易にするためのものである。さらに、これらの融着接続部８、１０及び余長部分１２を先ほど硬化させた充填材７の上部に載置させ、さらに、筐体１内に充填材１１を充填させて硬化させ、融着接続部８，１０及び余長部分１２も充填材１１によって保持させる。
【００６６】
ここで、筐体１内のコイルは、ボビンに保持された状態でもよく、単にボビンが抜き取られた固まり状の状態であってもよい。また、図３においては、分散補償光ファイバ２のコイルの外径が、従来型分散補償光ファイバ３のコイルの内径よりも小さくされているが、分散補償光ファイバ２のコイルの内径を、従来型分散補償光ファイバ３のコイルの外径よりも大きくして分散補償光ファイバ２のコイルよりも内側に従来型分散補償光ファイバ３のコイルを配置してもよい。また、これら２つのコイルを筐体１内で上下に積むようにしてもよい。また、分散補償光ファイバ２と従来型分散補償型光ファイバ３とを各々別々の筐体に入れてもよい。
【００６７】
なお、本実施形態においては、光ファイバ２，３をボビンに巻き取った状態、その状態からボビンを抜き去って光ファイバの固まりとした状態、または、ボビンを抜き去った後の光ファイバの固まりをほぐして各光ファイバ同士が及ぼしあう側圧を減じた場合の何れもをコイルと呼ぶ。
【００６８】
本実施形態に係る分散補償器の分散補償光ファイバ２は、曲げ径を４０〜１００ｍｍとすることが好ましい。曲げ径を小さくすることで、分散補償光ファイバを巻いてコイルとしたときに光ファイバが占める容積を小さくでき、このコイルを収納する筐体も小さくできる。すなわち、本実施形態の分散補償光ファイバを筐体に収容した分散補償器を小型化できる。
【００６９】
ここで、本実施形態に係る分散補償光ファイバの曲げ径を４０〜８０ｍｍとすることがより好ましく、４０〜６０ｍｍとすることが一層好ましい。
【００７０】
コイルの周囲及び内側に充填する充填材としては、柔らかい樹脂が好ましい。特に、ＪＩＳ  Ｋ  ２２２０−１９９３の規定による１／４コーンを用いたときの硬化後のちょう度が、−２０℃以上７０℃以下の温度範囲で５以上２００以下であることが好ましい。なお、充填材は、コイル内に浸透させることが好ましい。硬化前の粘度が常温で０．０１〜０．６Ｐａ・ｓである充填材を使用すると、コイルの周辺だけでなく光ファイバ同士の隙間にも充填材を容易に満たすことができ、光ファイバの一本一本を充填材によって覆うことができるので好適である。このような充填材としては、シリコーンゲル等が利用できる。また、充填材として、樹脂の代わりにスポンジ等のクッション材を筐体１内のコイルの周囲及び内側に入れてもよい。
【００７１】
また、このような充填材の筐体１内への充填の仕方としては、光ファイバ同士の融着接続部８に不必要な外力がかからないように工夫することが好ましい。例えば、充填材７の上で融着接続部８や余長部分１２に対して充填材１１を導入して硬化させる際、充填材７の表面と融着接続部８や光ファイバの余長部分１２とがなす角が、３０度以下になるようにすることが好ましい。さらに、融着接続部８の前後の余長部分１２の光ファイバの曲げ径を、例えば、６０ｍｍ以上と大きくすることが好ましい。また、充填材１１に代えて、融着接続部８や余長部分１２を充填材７上に固定してもよい。
【００７２】
このような分散補償器で用いる分散補償ファイバ２は、第一実施形態に係る分散補償光ファイバである。
【００７３】
第１実施形態で述べたように、分散補償光ファイバ２と組み合わせて使用する従来型分散補償光ファイバ３の分散スロープは、伝送用光ファイバの分散スロープを補償する波長分散特性であることが好ましい。
【００７４】
また、伝送用光ファイバが、非ゼロ分散シフトファイバのように分散スロープが大きな物であれば、従来型分散補償光ファイバ３として、分散スロープが小さく総分散スロープが大きいものとすることが好ましい。
【００７５】
例えば、コーニング社のＬＥＡＦ（登録商標）等のＣバンドの通信光が伝送される非ゼロ分散シフト光ファイバの波長分散を補償する場合、分散補償光ファイバ２と組み合わせる従来型分散補償光ファイバ３は、分散スロープが１５５０ｎｍにおいて、―０．５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下であることが好ましい。
【００７６】
一方、上述のＬＥＡＦ等のＬバンド、拡張Ｌバンド、または、Ｃ及びＬバンドの通信光が伝送される非ゼロ分散シフト光ファイバの波長分散を補償する場合には、分散補償光ファイバ２と組み合わせる従来型分散補償光ファイバ３は、１５５０ｎｍにおける分散スロープが−０．２ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下であることが好ましい。
【００７７】
また、上記以外の伝送用光ファイバの波長分散を補償する場合でも、分散補償光ファイバ２と組み合わせる従来型分散補償光ファイバ３は、１５５０ｎｍにおける分散スロープが−０．２ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下であることが好ましい。
【００７８】
また、第一実施形態に係る分散補償光ファイバ２のみを用いて波長分散が正の伝送用光ファイバの波長分散を補償する場合には、筐体１内に、分散補償光ファイバ２のコイルのみを収容した構成の分散補償器とすればよい。
【００７９】
このような分散補償器において、短い伝送用光ファイバの波長分散を補償する場合は、上述の分散補償光ファイバの長さが短くてすむ。このため、分散補償器の大きさを小さくすることができる。
【００８０】
例えば、補償する伝送用光ファイバの総波長分散が、１５５０ｎｍにおいて−１２００ｐｓ／ｎｍ以上−６００ｐｓ／ｎｍ未満である場合は、分散補償器の体積を５００ｃｍ３以下とすることができ、このとき、例えば、外寸を１７０ｍｍ以下×１７０ｍｍ以下×１７ｍｍ以下とできる。
【００８１】
また、補償する伝送用光ファイバの総波長分散が、１５５０ｎｍにおいて−６００ｐｓ／ｎｍ以上０ｐｓ／ｎｍ未満である場合は、分散補償器の体積を３１０ｃｍ３以下とすることができ、このとき、例えば、外寸を１３０ｍｍ以下×１３０ｍｍ以下×１７ｍｍ以下とできる。
【００８２】
また、補償する伝送用光ファイバの総波長分散が、１５５０ｎｍにおいて−３００ｐｓ／ｎｍ以上０ｐｓ／ｎｍ未満である場合は、分散補償器の体積を２６０ｃｍ３以下とすることができ、このとき、例えば、外寸を１２０ｍｍ以下×１２０ｍｍ以下×１８ｍｍ以下とできる。
【００８３】
さらに、補償する伝送用光ファイバの総波長分散が、１５５０ｎｍにおいて−８０ｐｓ／ｎｍ以上０ｐｓ／ｎｍ未満である場合は、分散補償器の体積を１４０ｃｍ３以下とすることができ、このとき、例えば、外寸を１００ｍｍ以下×１００ｍｍ以下×１４ｍｍ以下とできる。
【００８４】
以上説明したように、本実施形態に係る分散補償器によれば、上述の実施形態に係る分散補償光ファイバを用いているので、伝送用ファイバの波長分散を好適に補償することができる。
【００８５】
（第３実施形態）
次に、図４を参照して、本実施形態に係る光伝送システム１５１について説明する。
【００８６】
光伝送システム１５１は、Ｃ及びＬバンドの信号光を送信する送信機５３からこの信号光を受信する受信機５７に到る信号光の伝送経路の少なくとも一部に、光伝送路１７０として伝送用光ファイバ５５、中継器５８及び中継器５９を備えている。
【００８７】
伝送用光ファイバ５５は、上述のＣ及びＬバンドで上に凸の波長分散を有するシングルモード光ファイバであり、Ｃ及びＬバンドで波長分散が正の値である。
【００８８】
中継器５８は、送信機５３からの信号光をＣバンドとＬバンドとに分光する分波器１０１と、分光された内のＣバンドの信号光を増幅する光アンプ１０２と、分光された内のＬバンドの信号光を増幅する光アンプ１０３と、光アンプ１０２及び光アンプ１０３で送信された信号光を合波して伝送用光ファイバ５５に送る合波器１０４と、を備えている。
【００８９】
中継器５９は、伝送用光ファイバ５５を伝播してきたＣ及びＬバンドの信号光をＣバンドとＬバンドとに分光する分波器１１１と、分光された内のＣバンドの信号光を増幅する光アンプ１１２と、光アンプ１１２で増幅された信号光が入射される上述の構成の分散補償器１１５と、分波器１１１で分光された内のＬバンドの信号光を増幅する光アンプ１１３と、光アンプ１１３で増幅された信号光が入射される上述の構成の分散補償器１１６と、分散補償器１１５及び分散補償器１１６で送信された信号光を合波して受信機５７に送る合波器１１４と、を有している。
【００９０】
これらの光アンプ１０２、１０３、１１２、１１３としては、例えば、エルビウム添加光ファイバ（Ｅｒｂｉｕｍ  Ｄｏｐｅｄ  ｏｐｔｉｃａｌ−Ｆｉｂｅｒ：ＥＤＦ）等を用いたものが利用できる。
【００９１】
送信機５３からは、Ｃ及びＬバンドの多波長の信号光が波長多重されて送出され、この信号光は、中継器５８において各バンド毎に増幅され、伝送用光ファイバ５５を伝搬する。そして、中継器５９に到達した信号光は、再び、各バンド毎に増幅されると共に各バンド毎に分散補償器１１５、１１６によって分散補償が行われる。そして、分散補償がされた送信光は合波されて受信機５７に到達する。そして、受信機２０は、これら波長多重された多波長の信号光を分波して、各波長の信号光を受信する。
【００９２】
このように構成される光伝送システム１５１における光伝送路１７０では、上述の構成の分散補償器１１５、１１６を備えるので、光伝送路１７０全体の波長分散を好適に補償することができる。このため、信号光の波形劣化を抑制することができる。具体的には、例えば、光伝送路１７０の各波長帯の残留波長分散を０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下にできる。
【００９３】
なお、このような分散補償器１１５、１１６は、光伝送路１５０ｋｍ毎に少なくとも１つ配置することが好ましい。
【００９４】
（実施例）
次に、上述の構成の分散補償光ファイバ、分散補償器、光伝送路を作成して評価した。
【００９５】
（分散補償光ファイバの実施例Ｆ１，Ｆ２、分散補償光ファイバの参考例Ｆ３）分散補償光ファイバＦ１は、３重クラッド型であり、コア径２ａを２．６μｍ、第一クラッド径２ｂを５．２μｍ、第二クラッド径２ｃを１０．８μｍとした。また、コア部の比屈折率差Δｎ１を２．８％、第一クラッド部の比屈折率差Δｎ２を−０．７４％、第二クラッド部の比屈折率差Δｎ３を０．３２％とした。
【００９６】
この分散補償型光ファイバＦ１は、波長１５２０ｎｍにおいて、波長分散が−１７２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、分散スロープが−０．１６ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍであり、波長１５５０ｎｍにおいて、波長分散が−１７６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、分散スロープが−０．０８ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、モードフィールド径（ＭＦＤ）が４．０μｍであった。また、この分散補償型光ファイバＦ１の２ｍでの実効カットオフ波長は１．２８μｍ、曲げ径４０ｍｍでの１５５０ｎｍの波長における曲げ損失増加量は０．０１ｄＢ／ｋｍ以下、曲げ径６０ｍｍでの１５５０ｎｍの波長における曲げ損失増加量は０．０１ｄＢ／ｋｍ以下であった。
【００９７】
波長分散は、図１に示す通りであり、Ｃ及びＬバンドにおいて、下に凸であると共に負であった。
【００９８】
分散補償光ファイバＦ２も３重クラッド型であり、コア径２ａを３．２μｍ、第一クラッド径２ｂを７．７μｍ、第二クラッド径２ｃを１５．４μｍとした。また、コア部の比屈折率差Δｎ１を２．８％、第一クラッド部の比屈折率差Δｎ２を−０．７４％、第二クラッド部の比屈折率差Δｎ３を０．３２％とした。
【００９９】
この分散補償型光ファイバＦ２は、波長１５２０ｎｍにおいて、波長分散が−２４９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、分散スロープが−０．６４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍであり、波長１５５０ｎｍにおいて、波長分散が−２６３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、分散スロープが−０．２８ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、モードフィールド径（ＭＦＤ）が４．２μｍであった。また、この分散補償型光ファイバＦ１の２ｍでの実効カットオフ波長は１．４５μｍ、曲げ径４０ｍｍでの１５５０ｎｍの波長における曲げ損失増加量は０．０５ｄＢ／ｋｍ以下、曲げ径６０ｍｍでの１５５０ｎｍの波長における曲げ損失増加量は０．０１ｄＢ／ｋｍ以下であった。
【０１００】
波長分散は、図２のＣに示す通りであり、Ｃ及びＬバンドにおいて、下に凸であると共に負であった。
【０１０１】
また、上記分散補償光ファイバＦ１，Ｆ２と組み合わせるための、Ｃ及びＬバンドで波長分散が上に凸の従来型の分散補償ファイバとして次に示す分散補償光ファイバＦ３を用いた。
【０１０２】
この従来型分散補償光ファイバＦ３は３重クラッド型であり、コア径２ａを４．３μｍ、第一クラッド径２ｂを１１．０μｍ、第二クラッド径２ｃを１５．４μｍとした。また、コア部の比屈折率差Δｎ１を１．６％、第一クラッド部の比屈折率差Δｎ２を−０．５０％、第二クラッド部の比屈折率差Δｎ３を０．３０％とした。
【０１０３】
この従来型分散補償型光ファイバＦ３は、波長１５２０ｎｍにおいて、波長分散が−６１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、分散スロープが−０．２５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍであり、波長１５５０ｎｍにおいて、波長分散が−７０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、分散スロープが−０．３６ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、モードフィールド径（ＭＦＤ）が４．７μｍであった。また、この従来型分散補償型光ファイバＦ３の２ｍでの実効カットオフ波長は１．４０μｍ、曲げ径４０ｍｍでの１５５０ｎｍの波長における曲げ損失増加量は０．５ｄＢ／ｋｍ以下、曲げ径６０ｍｍでの１５５０ｎｍの波長における曲げ損失増加量は０．０２ｄＢ／ｋｍ以下であった。
【０１０４】
波長分散は、図５のＣに示す通りである。また、この分散補償光ファイバＦ１，Ｆ２及び従来型分散補償光ファイバＦ３の構成や特性を図６の表に示す。
【０１０５】
（分散補償器の実施例Ｍ１〜Ｍ８）
上述の光ファイバを用いて、分散補償器Ｍ１〜Ｍ８を作成した。
【０１０６】
（実施例Ｍ１）
分散補償器Ｍ１は、長さ１．７ｋｍの分散補償光ファイバＦ１を用い、この分散補償光ファイバＦ１をボビンに巻き付けた後に当該ボビンから取り外してファイバ束状態とし、このコイルを筐体内に収容し、コイルを樹脂にて保持した構成のものである。また、分散補償光ファイバＦ１における第３クラッド部の外径（以下、ガラス径と言う）は８０μｍとし、被覆層も含んだ外径（以下、被覆径と言う）は１４０μｍとした。樹脂はシリコーンゲルであり、このシリコーンゲルを７０℃で２時間加熱することにより硬化させて、光ファイバＦ１のコイルを保持した。
【０１０７】
ボビンの分散補償光ファイバＦ１を巻き付ける巻胴部の外径（コイル状に巻回された分散補償光ファイバの巻内径に相当し、以下、巻胴径と言う）は４０ｍｍとした。この分散補償器Ｍ１の総波長分散は−３００ｐｓ／ｎｍであり、総分散スロープは−０．１３ｐｓ／ｎｍ２であり、挿入損失は３．３ｄＢであった。分散補償器Ｍ１の筐体の大きさは、１２０ｍｍ×１２０ｍｍ×１８ｍｍであった。
【０１０８】
（実施例Ｍ２）
分散補償器Ｍ２は、ガラス径を１２５μｍ、被覆径を１８５μｍとした分散補償光ファイバＦ１を用いた以外は実施例１と同様の構成である。分散補償器Ｍ２の総分散値は−３００ｐｓ／ｎｍであり、総分散スロープは−０．１３ｐｓ／ｎｍ２であり、挿入損失が３．３ｄＢであった。分散補償器Ｍ２の筐体の大きさは、１２０ｍｍ×１２０ｍｍ×１８ｍｍであった。
【０１０９】
（実施例Ｍ３）
分散補償器Ｍ３は、長さ３．４ｋｍの分散補償光ファイバＦ１を用いた以外は、実施例１と同様の波長分散器である。分散補償器Ｍ３の総波長は−６００ｐｓ／ｎｍであり、総分散スロープは−０．２６ｐｓ／ｎｍ２であり、挿入損失が４．６ｄＢであった。分散補償器Ｍ３の筐体の大きさは、１３０ｍｍ×１３０ｍｍ×１７ｍｍであった。
【０１１０】
（実施例Ｍ４）
分散補償器Ｍ４は、ガラス径を８０μｍ、被覆径を１８５μｍとし、長さを０．３０ｋｍとした分散補償光ファイバＦ２を用い、コイルの巻胴径を４０ｍｍとした以外は、実施例１と同様の分散補償器である。分散補償器Ｍ４の総分散値は−８０ｐｓ／ｎｍであり、総分散スロープは−０．０８ｐｓ／ｎｍ２であり、挿入損失が２．１ｄＢであった。分散補償器Ｍ４の筐体の大きさは、１００ｍｍ×１００ｍｍ×１４ｍｍであった。
【０１１１】
（実施例Ｍ５）
分散補償器Ｍ５は、ガラス径を１２５μｍ、被覆径を１８５μｍとし、長さ１．１４ｋｍとした分散補償光ファイバＦ２を用いた以外は、実施例４と同様の構成の分散補償器である。分散補償器Ｍ５の総波長分散値は−３００ｐｓ／ｎｍであり、総分散スロープは−０．３１ｐｓ／ｎｍ２であり、挿入損失が２．８ｄＢである。分散補償器Ｍ５の筐体の大きさは、１２０ｍｍ×１２０ｍｍ×１８ｍｍであった。
【０１１２】
（実施例Ｍ６）
本例の分散補償器Ｍ６は、長さ２．２８ｋｍの分散補償光ファイバＦ２を用いた以外は実施例４と同様の分散補償器である。分散補償器Ｍ６の総波長分散値は−６００ｐｓ／ｎｍであり、総分散スロープは−０．６３ｐｓ／ｎｍ２であり、挿入損失が３．７ｄＢである。分散補償器Ｍ６の筐体の大きさは、１３０ｍｍ×１３０ｍｍ×１７ｍｍであった。
【０１１３】
（実施例Ｍ７）
本例の分散補償器Ｍ７は、長さ４．５６ｋｍの分散補償光ファイバＦ２を用いた以外は実施例４と同様の構成の分散補償器である。分散補償器Ｍ７の総波長分散値は−１２００ｐｓ／ｎｍであり、総分散スロープは−１．２６ｐｓ／ｎｍ２であり、挿入損失が５．６ｄＢである。分散補償器Ｍ７の筐体の大きさは、１７０ｍｍ×１７０ｍｍ×１７ｍｍであった。
【０１１４】
（実施例Ｍ８）
本例の分散補償器Ｍ８は、ガラス径を１２５μｍ、被覆径を１８５μｍ、長さを２．３０ｋｍとした分散補償光ファイバＦ２と、ガラス径を１２５μｍ、被覆径を１８５μｍ、長さを１０．８ｋｍとした従来型分散補償光ファイバＦ３とを融着接合し、各々のファイバを各々ボビンに巻き付けた後に当該ボビンから取り外して各々ファイバ束状態としたのち筐体内に収容し、実施例１と同様に樹脂を硬化させることにより光ファイバを保持した構成のものである。
【０１１５】
分散補償光ファイバＦ２の巻胴径を４０ｍｍ、従来型分散補償光ファイバＦ３の巻胴径を１２０ｍｍ、従来型分散補償光ファイバＦ３のコイルの外径を２００ｍｍとし、従来型分散補償光ファイバＦ３内のコイルの内側に分散補償光ファイバＦ２のコイルを入れた状態とした。分散補償器Ｍ８の筐体の大きさは、２２０ｍｍ×２３０ｍｍ×４０ｍｍとした。
【０１１６】
分散補償光ファイバＦ２単体の総波長分散は−６００ｐｓ／ｎｍであり、総分散スロープは−０．６３ｐｓ／ｎｍ２であり、従来型分散補償光ファイバＦ３単体の総分散値は−７５６ｐｓ／ｎｍであり、総分散スロープは−３．８８ｐｓ／ｎｍ２であった。また、分散補償器の総波長分散は−１３６０ｐｓ／ｎｍであり、総分散スロープは−４．５ｐｓ／ｎｍ２であり、挿入損失は７ｄＢであった。
【０１１７】
これら分散補償器Ｍ１〜Ｍ８の構成及び特性を図７の表に示す。また、分散補償器Ｍ８の波長分散を図８に示す。また、分散補償器Ｍ８を、１００ｋｍの伝送用シングルモードファイバと接続した場合の、光伝送路全体の波長分散を図９に示す。伝送用光ファイバの波長分散がＣ及びＬバンドで好適に補償されたことがわかる。なお、この伝送用シングルモードファイバの波長分散を図５のＥに示す。
【０１１８】
以上のように、本実施形態によれば、Ｃバンド、Ｌバンド、拡張Ｌバンド、または、Ｃ及びＬバンドにおいて波長分散が下に凸かつ負である分散補償光ファイバを用いた分散補償器を用いることにより、光伝送路において波長分散を好適に補償することができる。また、コンパクトな波長分散器及び光伝送路を提供できる。
【０１１９】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形態様をとることが可能である。
【０１２０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、伝送用光ファイバの波長分散をより精度よく補償可能な光ファイバと、これを用いた分散補償器及び光伝送路が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る分散補償光ファイバの波長分散を示す図である。
【図２】図２（ａ）は図１の分散補償光ファイバの断面構造を示す図であり、図２（ｂ）は図１の分散補償光ファイバの屈折率プロファイルを示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る分散補償器を示す図である。
【図４】図３の分散補償器を用いた光伝送システムを示す概略構成図である。
【図５】実施例Ｆ３で用いる従来型分散補償光ファイバ及び伝送用光ファイバの波長分散を示す図である。
【図６】実施例Ｆ１、Ｆ２、参考例Ｆ３の光ファイバの特性を示す図表である。
【図７】実施例Ｍ１〜Ｍ８の分散補償器の特性を示す図表である。
【図８】実施例Ｍ８の分散補償器の波長分散を示す図である。
【図９】実施例Ｍ８の分散補償器を伝送用光ファイバに接続した場合の光伝送路全体の波長分散を示す図である。
【符号の説明】
１…筐体、２…分散補償光ファイバ（光ファイバ）、３…従来型分散補償光ファイバ（第二光ファイバ）、１０…分散補償器、１７０…光伝送路、５５…伝送用ファイバ。
【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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