(57)【要約】【課題】非線形光学現象に起因する光信号の歪みを低減するために有効コア断面積を確保しながら、波長領域１．４μｍ帯（１４００ｎｍ〜１５００ｎｍ）において広帯域でＷＤＭ伝送が可能な光ファイバを提供する。【解決手段】波長が１５５０ｎｍの光に対する分散が＋２〜＋１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長が１５５０ｎｍの光に対する有効コア断面積が６５μｍ２　以上であり、波長が１５５０ｎｍの光に対する分散スロープが正であり、ゼロ分散波長が１４００〜１４６０ｎｍの波長領域の外にあり、波長が１４００ｎｍの光に対する分散が、絶対値で２〜１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、カットオフ波長が１４００ｎｍ以下であり、波長が１４００ｎｍの光に対する伝送損失が０．４０ｄＢ／ｋｍ以下であるという特性を有する光ファイバとする。【選択図】　　　図１
2004037503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長が１５５０ｎｍの光に対する分散が＋２〜＋１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、
波長が１５５０ｎｍの光に対する有効コア断面積が６５μｍ２　以上であり、
波長が１５５０ｎｍの光に対する分散スロープが正であり、
ゼロ分散波長が１４００〜１４６０ｎｍの波長領域の外にあり、
波長が１４００ｎｍの光に対する分散が、絶対値で２〜１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、
カットオフ波長が１４００ｎｍ以下であり、
波長が１４００ｎｍの光に対する伝送損失が０．４０ｄＢ／ｋｍ以下である
光ファイバ。
【請求項２】
波長が１４００ｎｍの光に対する分散が−２〜−１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである
請求項１に記載の光ファイバ。
【請求項３】
ゼロ分散波長が１４７０〜１５１０ｎｍの範囲に存在する
請求項１または２に記載の光ファイバ。
【請求項４】
ゼロ分散波長における分散スロープが０．０８５ｐｓ／ｎｍ２　／ｋｍ以上である
請求項１〜３のいずれかに記載の光ファイバ。
【請求項５】
ゼロ分散波長が波長１４７０〜１５１０ｎｍの範囲に存在し、
波長が１５５０ｎｍの光に対する分散が＋２〜＋１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、
波長が１５５０ｎｍの光に対する有効コア断面積が６５μｍ２　以上であり、
波長が１５５０ｎｍの光に対する分散スロープが正であり、
分散値が−２〜＋２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである波長領域の波長幅が５０ｎｍ以下である
請求項１に記載の光ファイバ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光通信において光伝送路として好適に用いられる光ファイバに関し、さらに詳しくは、多波長の信号光を光伝送する波長多重分割（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）伝送に好適な光伝送路として用いられる光ファイバに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、伝送路としてシングルモード光ファイバが適用された光通信システムでは、通信用信号光として１．３μｍ波長帯または１．５５μｍ波長帯の光が利用されることが多かった。
ただし、最近では伝送路中における伝送損失低減の観点から１．５５μｍ波長帯の光の使用が増しつつある。
上記の１．５５μｍ波長帯の光の伝送路に適用されるシングルモード光ファイバ（以下、１．５５μｍ用シングルモード光ファイバとも称する）では、光ファイバの諸特性のうち、波長によって光の伝搬速度が異なるためパルス波が広がる現象である波長分散について、１．５５μｍ波長帯の光に対する波長分散がゼロになるよう設計されている。このような光ファイバを、ゼロ分散波長１．５５μｍの分散シフトファイバとも称する。
【０００３】
このような分散シフトファイバとしては、コア領域がセンタコアと、該センタコアの屈折率よりも低い屈折率を有するサイドコアとを有する、デュアルシェイプコア構造の屈折率プロファイルを有する分散シフトファイバが提案されている。
【０００４】
近年、ＷＤＭ伝送や光増幅器の登場により長距離伝送が可能になり、非線形光学効果を避けるため、ゼロ分散波長が信号光の中心波長よりも短波長側あるいは長波長側にシフトされた分散シフトファイバも提案されている（米国特許番号第５３２７５１６号公報）。
なお、非線形光学効果とは、四光波混合（ＦＷＭ：Ｆｏｕｒ　Ｗａｖｅ　Ｍｉｘｉｎｇ）、自己位相変調（ＳＰＭ：Ｓｅｌｆ−Ｐｈａｓｅ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、相互位相変調（ＸＰＭ：Ｃｒｏｓｓ−Ｐｈａｓｅ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）などの非線形現象により、光強度の密度等に比例して信号光パルスが歪む現象であり、伝送速度や中継伝送システムにおける中継間隔の制約要因となる。
【０００５】
米国特許ＵＳ６０７２９２９号公報には、光ファイバに大きなパワーの光が入射されたときに発生する上述の非線形光学現象の発現を抑制し、これら非線形光学現象に起因する光信号の歪みを低減する構造を備えた光ファイバが開示されている。
このような光ファイバは、有効コア断面積Ａｅｆｆ　を約７０μｍ２　よりも大きくするよう設計された屈折率プロファイルを有する。
なお、有効コア断面積Ａｅｆｆ　は、以下の（１）式で与えられる。
【０００６】
【数１】
2004037503.tif 000003
【０００７】
ただし、Ｅは伝搬光に伴う電界、ｒはコア中心からの径方向の距離である。
また、分散スロープは所定の波長帯域における分散特性を示すグラフの傾きで定義される。
【０００８】
通信の高度化に伴う今後の波長多重化の進展を鑑み、使用波長帯域を拡張するための試みが検討されている。
米国特許ＵＳ５９０５８３８号公報では、ゼロ分散波長を１３１０ｎｍおよび１５５０ｎｍの２つの動作窓の中間の位置に移動させ、分散スロープを低減させることにより、１３１０ｎｍ帯および１５５０ｎｍ帯でのＷＤＭ伝送を実現する光ファイバが開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ゼロ分散波長を１３１０ｎｍおよび１５５０ｎｍ動作窓の中間まで移動させ、分散スロープを低減させる手法では、Ａｅｆｆ　を５０μｍ２　以下まで小さくさせざるを得ず、非線形光学現象に起因する光信号の歪みを低減することができないという問題がある。
【００１０】
また、１３１０ｎｍ帯での伝送を考慮すると、カットオフ波長は１３００ｎｍ以下にせざるを得ず、従って、１５５０ｎｍ帯での曲げ損失が増大することは避けられないという問題もある。
【００１１】
また、例えば、アルカテル社のＴｅｒａＬｉｇｈｔ（商品名）のように、Ｃバンド（波長１５３０〜１５６５ｎｍ）およびＬバンド（波長１５６５〜１６２５ｎｍ）に加えて、Ｓバンド（波長１４５０〜１５３０ｎｍ）での伝送を加味し、波長１４５０ｎｍ以上の波長でゼロ分散をもたない低分散スロープの光ファイバが開発されている。
しかしながら、こうした広帯域で、光ファイバアンプを用い、光増幅を行おうとすると、Ｓバンド（光増幅器ＥＤＦＡの場合には約１．４８μｍ帯）にポンプレーザの波長帯域を設定せざるをえず、結果として、Ｓバンド帯で伝送される信号光の減衰を引き起こすことになるため、実質的に、１．４８μｍ帯を伝送用に使うことは困難である。
【００１２】
本発明は上記の状況に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、非線形光学現象に起因する光信号の歪みを低減するために有効コア断面積を確保しながら、波長領域１．４μｍ帯（１４００ｎｍ〜１５００ｎｍ）において広帯域でＷＤＭ伝送が可能な光ファイバを提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の光ファイバは、波長が１５５０ｎｍの光に対する分散が＋２〜＋１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長が１５５０ｎｍの光に対する有効コア断面積が６５μｍ２　以上であり、波長が１５５０ｎｍの光に対する分散スロープが正であり、ゼロ分散波長が１４００〜１４６０ｎｍの波長領域の外にあり、波長が１４００ｎｍの光に対する分散が、絶対値で２〜１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、カットオフ波長が１４００ｎｍ以下であり、波長が１４００ｎｍの光に対する伝送損失が０．４０ｄＢ／ｋｍ以下である。
【００１４】
上記の本発明の光ファイバは、好適には、波長が１４００ｎｍの光に対する分散が−２〜−１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。
上記の本発明の光ファイバは、好適には、ゼロ分散波長が１４７０〜１５１０ｎｍの範囲に存在する。
上記の本発明の光ファイバは、好適には、ゼロ分散波長における分散スロープが０．０８５ｐｓ／ｎｍ２　／ｋｍ以上である。
【００１５】
上記の本発明の光ファイバは、好適には、ゼロ分散波長が波長１４７０〜１５１０ｎｍの範囲に存在し、波長が１５５０ｎｍの光に対する分散が＋２〜＋１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長が１５５０ｎｍの光に対する有効コア断面積が６５μｍ２　以上であり、波長が１５５０ｎｍの光に対する分散スロープが正であり、分散値が−２〜＋２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである波長領域の波長幅が５０ｎｍ以下である。
【００１６】
上記の本発明の光ファイバは、波長が１５５０ｎｍの光に対する分散が＋２〜＋１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長が１５５０ｎｍの光に対する有効コア断面積が６５μｍ２　以上であり、波長が１５５０ｎｍの光に対する分散スロープが正であり、ゼロ分散波長が１４００〜１４６０ｎｍの波長領域の外にあり、波長が１４００ｎｍの光に対する分散が、絶対値で２〜１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、カットオフ波長が１４００ｎｍ以下であり、波長が１４００ｎｍの光に対する伝送損失が０．４０ｄＢ／ｋｍ以下であるという特性を有する。
上記の諸特性を有する本発明の光ファイバは、非線形光学現象に起因する光信号の歪みを低減するために有効コア断面積を確保しながら、波長領域１．４μｍ帯（１４００ｎｍ〜１５００ｎｍ）において広帯域でＷＤＭ伝送が可能な光ファイバである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１８】
本実施形態に係る光ファイバは、波長が１５５０ｎｍの光に対する分散が＋２〜＋１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長が１５５０ｎｍの光に対する有効コア断面積が６５μｍ２　以上であり、波長が１５５０ｎｍの光に対する分散スロープが正であり、ゼロ分散波長が１４００〜１４６０ｎｍの波長領域の外にあり、波長が１４００ｎｍの光に対する分散が、絶対値で２〜１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、カットオフ波長が１４００ｎｍ以下であり、波長が１４００ｎｍの光に対する伝送損失が０．４０ｄＢ／ｋｍ以下であるという特性を有する。
【００１９】
一般に、波長多重伝送を行ったとき、有効コア断面積Ａｅｆｆ　が小さい場合もしくは分散の絶対値が小さい場合には、四光波混合が発生しやすくなるため、信号光の波形が大きく歪んでしまう。逆に、分散が大きい場合にも、分散の累積と自己位相変調との相乗効果により信号光の波形が大きく歪んでしまう。
発明者らが研究の結果として得た知見によれば、波長１５５０ｎｍにおいて、分散が＋２〜＋１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、有効コア断面積が６５μｍ２　以上であり、分散スロープが正である特性を有することにより、長距離伝送にあたって信号光波形の総歪量の低減を図ることができることが分った。
本実施形態に係る光ファイバは、非線形光学現象に起因する光信号の歪みを低減するために有効コア断面積を６５μｍ２　以上に確保している。
【００２０】
さらに、ゼロ分散波長が１４００〜１４６０ｎｍの波長領域の外にあって、波長１４００ｎｍにおける分散が、絶対値で２〜１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、カットオフ波長が１４００ｎｍ以下であり、波長１４００ｎｍにおける伝送損失が０．４０ｄＢ／ｋｍ以下である特性を有することにより、少なくとも１４００〜１４６０ｎｍの波長領域でのＷＤＭ伝送が可能となる。
【００２１】
ここで、ＷＤＭ伝送を行う波長領域を１４００〜１４６０ｎｍとした理由は、現状の製造技術では１．３８μｍのＯＨによる吸収損失が十分小さくなり、１４００ｎｍでの伝送損失におよぼす影響が無視できるようになったからであり、また、光増幅器ＥＤＦＡのポンプ光の波長領域である１４８０ｎｍ帯を避けるためである。
これにより、１．４μｍ帯（波長１４００〜１５００ｎｍ）の波長領域の半分以上がＷＤＭ伝送に使用可能となり、伝送波長帯域拡大の効果が認められる。
【００２２】
また、カットオフ波長の上限を１４００ｎｍにまであげられるため、曲げ損失特性の向上も期待できる。
【００２３】
本実施形態に係る光ファイバは、好ましくは波長が１４００ｎｍの光に対する分散が−２〜−１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。
また、さらに好ましくは、ゼロ分散波長が１４７０〜１５１０ｎｍであり、またさらに好ましくはゼロ分散波長における分散スロープが０．０８５ｐｓ／ｎｍ２　／ｋｍ以上である。
これにより、従来の分散シフトファイバの設計を最大限に活用しながら、最小限の設計変更で実現が可能であり、また、低分散領域（分散値が−２〜＋２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）の波長幅をできるだけ狭めることが可能となり、製造面および特性面の観点からも好適である。
【００２４】
また、本実施形態に係る光ファイバは、好ましくは、ゼロ分散波長が波長１４７０〜１５１０ｎｍの範囲に存在し、波長が１５５０ｎｍの光に対する分散が＋２〜＋１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長が１５５０ｎｍの光に対する有効コア断面積が６５μｍ２　以上であり、波長が１５５０ｎｍの光に対する分散スロープが正であり、分散値が−２〜＋２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである波長領域の波長幅が５０ｎｍ以下である特性とすることにより、１．４μｍ帯（波長領域：１４００ｎｍ〜１５００ｎｍ）の半分以上の波長領域においてＷＤＭ伝送が可能となる。
【００２５】
次に、上記の特性を有する本実施形態に係る光ファイバの構成について説明する。
図１（Ａ）は、本実施形態に係る分散補償光ファイバ１の断面図であり、図１（Ｂ）は屈折率プロファイルである。
最も屈折率の高いセンタコア１１の周りを囲んで該センタコア１１よりも屈折率の低い第１サイドコア層１２が配置され、さらにその第１サイドコア層１２の周りを囲んで、第１サイドコア層１２よりも屈折率が高く前記センタコア１１よりも屈折率の低いセグメント領域となる第２サイドコア層１３が配され、その外周にクラッド１４が配置されている構成である。
センタコア１１の屈折率ｎ１１、第１サイドコア層１２の屈折率ｎ１２、第２サイドコア層１３の屈折率ｎ１３、クラッド１４の屈折率ｎ１４を比較すると、ｎ１１＞ｎ１３＞ｎ１２＞ｎ１４となる。
また、クラッド１４の屈折率ｎ１４を基準としたときの、センタコア１１の比屈折率差Δ１は約０．６％であり、第１サイドコア１２の比屈折率差Δ２は約０．０１％であり、第２サイドコア１３の比屈折率差Δ３は約０．１４％である。
ここで、上記の比屈折率差Δ１、Δ２、Δ３は、それぞれ下記式（２）〜（４）で表される。
【００２６】
【数２】
Δ１＝（ｎ１１−ｎ１４）／ｎ１４×１００　　　　　　　　　（２）
Δ２＝（ｎ１２−ｎ１４）／ｎ１４×１００　　　　　　　　　（３）
Δ３＝（ｎ１３−ｎ１４）／ｎ１４×１００　　　　　　　　　（４）
【００２７】
また、例えば、図１（Ｂ）に示すセンタコア１１の直径２ａは７．４μｍであり、第１サイドコア１２の直径２ｂは７．５μｍであり、第２サイドコア１３の直径２ｃは９．０μｍである。
【００２８】
センタコア１１および第２サイドコア１３は、純石英ガラス（ＳｉＯ２　）に例えばゲルマニウム（Ｇｅ）などの屈折率を高める元素をドープすることにより形成されている。
【００２９】
上記の構成の光ファイバにおいて、センタコア１１の屈折率ｎ１１、第１サイドコア１２の屈折率ｎ１２、第２サイドコア１３の屈折率ｎ１３、センタコア１１の直径２ａ、第１サイドコア１２の直径２ｂ、第２サイドコア１３の直径２ｃ、センタコア１１の屈折率プロファイル形状などを調節することで、上記の諸特性を有する光ファイバを実現することができる。
【００３０】
図１に示す構成の光ファイバにおいて、センタコアや第１および第２サイドコアの屈折率および径などを調節して光ファイバを作成した。
この光ファイバは、ゼロ分散波長が１５００ｎｍにあり、そのゼロ分散波長における分散スロープは０．０９１ｐｓ／ｎｍ２　／ｋｍ、１５３０ｎｍにおける分散値は２．６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、１５６５ｎｍにおける分散値は、５．８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、有効コア断面積Ａｅｆｆ　は７２μｍ２　、ケーブルカットオフ波長は１３４０ｎｍであった。
【００３１】
また、分散値が＋２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなる波長は１５２３ｎｍ、分散値が−２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなる波長は１４７５ｎｍであり、分散が−２．０〜＋２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの低分散波長領域の波長幅は４８ｎｍであった。
また、１４６０ｎｍにおける分散値は−４．３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、１４００ｎｍにおける分散は−９．３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、１４００ｎｍにおける伝送損失は０．３９ｄＢ／ｋｍであり、１．４μｍ帯（１４００ｎｍ〜１５００ｎｍ）の波長領域の７５％（具体的には１４００ｎｍ〜１４７５ｎｍ）においてＷＤＭに好適な光ファイバが得られた。
【００３２】
以上、詳細に説明したとおり、本実施形態に係る光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて、分散の絶対値が２〜１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、有効コア断面積が６５μｍ２　以上であり、分散スロープが正である光ファイバにおいて、波長１４００ｎｍにおける分散が絶対値で２〜１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、カットオフ波長が１４００ｎｍ以下であり、波長１４００ｎｍにおける伝送損失を０．４０ｄＢ／ｋｍである特性を有している。
これにより、非線形光学現象に起因する光信号の歪みを低減するために有効コア断面積を確保しながら、波長領域１．４μｍ帯（１４００ｎｍ〜１５００ｎｍ）の半分以上の波長領域で、広帯域ＷＤＭ伝送が実現できる。
【００３３】
本発明は上記の実施の形態に限定されない。
例えば、分散補償光ファイバの構成としては、必要な特性を満たしていれば、実施形態で示した構成以外の構成や屈折率プロファイルを有する光ファイバを有していてもよい。
また、所定の特性を有する分散補償光ファイバに接続して、分散を補償した光伝送システムを構成することができる。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００３４】
【発明の効果】
本発明により、非線形光学現象に起因する光信号の歪みを低減するために有効コア断面積を確保しながら、波長領域１．４μｍ帯（１４００ｎｍ〜１５００ｎｍ）において、広帯域でＷＤＭ伝送が可能な光ファイバを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施形態に係る分散補償光ファイバの（Ａ）断面図と（Ｂ）屈折率分布のプロファイルを示す図である。
【符号の説明】
１…光ファイバ
１１…センタコア
１２…第１サイドコア
１３…第２サイドコア
１４…クラッド
【図１】
2004037503.tif 000004