(57)【要約】【課題】波長１．３μｍ帯の信号光を増幅するラマン増幅用励起光を低損失で伝播させることが出来、かつＳバンド、Ｃバンド、Ｌバンドの信号光の波長多重伝送を行うことが可能な波長多重伝送用光ファイバを提供すること。【解決手段】波長１３８０ｎｍにおける伝送損失が０．３５ｄＢ／ｋｍ以下であり、波長１３００ｎｍおよび１５５０ｎｍにおける実効コア断面積が３０μｍ２〜５０μｍ２であり、零分散波長が１４００ｎｍ以下であり、波長１４５０ｎｍ〜１６２０ｎｍにおいて分散スロープが０．０４ｐｓ／ｎｍ２・ｋｍ以下、分散値が１．０ｐｓ／ｎｍ・ｋｍ以上であることを特徴とする。【選択図】　　図１
2004012909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長１３８０ｎｍにおける伝送損失が０．３５ｄＢ／ｋｍ以下であり、波長１３００ｎｍおよび１５５０ｎｍにおける実効コア断面積が３０μｍ２〜５０μｍ２であり、零分散波長が１４００ｎｍ以下であり、波長１４５０ｎｍ〜１６２０ｎｍにおいて分散スロープが０．０４ｐｓ／ｎｍ２・ｋｍ以下、分散値が１．０ｐｓ／ｎｍ・ｋｍ以上であることを特徴とする波長多重伝送用光ファイバ。
【請求項２】
ケーブルカットオフ波長が増幅用励起光波長のうちの最も短い波長よりも短く、２ｍ法によるカットオフ波長が１１００ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の波長多重伝送用光ファイバ。
【請求項３】
光軸中心に設けられた第１のコアと、第１のコアの外周に設けられた第１のコアより屈折率の低い第２のコアと、第２のコアの外周に設けられた第２のコアより屈折率の高い第３のコアと、第３のコアの外周に設けられたクラッドを有し、前記クラッドに対する前記第１のコアの比屈折率差をΔ１、前記クラッドに対する前記第２のコアの比屈折率差をΔ２、前記クラッドに対する前記第３のコアの比屈折率差をΔ３、前記第１のコアの外径をａ１、前記第２のコアの外径をｂ１、前記第３のコアの外径をｃ１とする場合に、下記の不等式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の波長多重伝送用光ファイバ。
０．５％≦Δ１≦０．６％
−０．４％≦Δ２≦−０．２％
０．２％≦Δ３≦０．４％
０．５≦ａ１／ｂ１≦０．６
１．２≦ｃ１／ｂ１≦１．４
【請求項４】
光軸中心に設けられた第１のコアと、第１のコアの外周に設けられた第１のコアより屈折率の低い第２のコアと、第２のコアの外周に設けられた第２のコアより屈折率の高い第３のコアと、第３のコアの外周にクラッドと同レベルの屈折率の第４のコアと、第４のコアの外周に設けられた第４のコアより屈折率の低い第５のコアと、第５のコアの外周に設けられたクラッドを有し、前記クラッドに対する前記第１のコアの比屈折率差をΔ１、前記クラッドに対する前記第２のコアの比屈折率差をΔ２、前記クラッドに対する前記第３のコアの比屈折率差をΔ３、前記クラッドに対する前記第５のコアの比屈折率差をΔ５、前記第１のコアの外径をａ２、前記第２のコアの外径をｂ２、前記第３のコアの外径をｃ２、前記第４のコアの外径をｄ２、前記第５のコアの外径をｅ２とする場合に、下記の不等式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の波長多重伝送用光ファイバ。
０．５％≦Δ１≦０．６％
−０．４％≦Δ２≦−０．２％
０．２％≦Δ３≦０．４％
−０．５％≦Δ５≦−０．３％
０．５≦ａ２／ｂ２≦０．６
１．１５≦ｃ２／ｂ２≦１．５５
２．０≦ｄ２／ｂ２≦２．３
２．４≦ｅ２／ｂ２≦２．６
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多波長の信号光を波長多重して伝送する光ファイバに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光信号の伝送路として、通常、石英系の光ファイバが使用されている。石英系光ファイバのうち、最も一般的なものは、波長１．３μｍ付近で波長分散がゼロとなり、かつ伝送損失が１．５５μｍ付近で最小となるシングルモード光ファイバである。また、Ｅｒ元素をドープしたＥｒ元素ドープ光ファイバは、信号光を効率的に光増幅することができることから、このような光ファイバからなる、波長１．５５μｍ帯で零分散波長を有する分散シフト光ファイバが、多波長の信号光を伝送する波長多重（ＷＤＭ）伝送システムの光伝送路として実用化されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、光伝送路として、多波長の信号光を波長多重して伝送する波長多重（ＷＤＭ）伝送システムの大容量化が要求され、光ファイバの波長帯域の広帯域化が望まれている。
【０００４】
ここで、従来の標準的な波長１．３μｍ付近で波長分散がゼロとなるシングルモード光ファイバを波長多重（ＷＤＭ）伝送システムの光伝送路として用いる場合、波長１．３μｍ帯の信号光を用いると、分散の絶対値が小さいことから、四光波混合が発生しやすい、また、波長１．５μｍ帯の信号光を用いると、分散の絶対値が大きいことから、波長１．５μｍ帯の信号光の長距離波長多重伝送を行うことが出来ないという問題がある。
【０００５】
また、波長１．５５μｍ帯で零分散波長を有する分散シフト光ファイバを、波長多重（ＷＤＭ）伝送システムの光伝送路として用いる場合、波長１．５μｍ帯の信号光を用いると、分散の絶対値が小さいことから四光波混合が発生しやすく、また、波長１．３μｍ帯の信号光を用いると、波長１．３μｍ帯の分散の絶対値が大きいことから波長１．３μｍ帯の信号光での波長多重伝送を行うことが出来ないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、波長１．３μｍ帯の光、例えばＳバンド（波長帯域１４５０〜１５３０ｎｍ）の信号光を増幅するラマン増幅用励起光（波長帯域１３６８ｎｍ〜１４３９ｎｍ）を低損失で伝播させることが出来、かつＳバンド（波長帯域１４５０〜１５３０ｎｍ）、Ｃバンド（波長帯域１５３０〜１５６５ｎｍ）、Ｌバンド（波長帯域１５６５〜１６２５ｎｍ）の信号光の波長多重伝送を行うことが可能な、広帯域の波長多重光伝送用の光ファイバを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、本発明は、波長１３８０ｎｍにおける伝送損失が０．３５ｄＢ／ｋｍ以下であり、波長１３００ｎｍおよび１５５０ｎｍにおける実効コア断面積が３０μｍ２〜５０μｍ２であり、零分散波長が１４００ｎｍ以下であり、波長１４５０ｎｍ〜１６２０ｎｍにおいて分散スロープが０．０４ｐｓ／ｎｍ２・ｋｍ以下、分散値が１．０ｐｓ／ｎｍ・ｋｍ以上であることを特徴とする波長多重伝送用光ファイバを提供する。
【０００８】
なお、好ましくは、波長１３８０ｎｍにおける伝送損失が０．３１ｄＢ／ｋｍ以下であることが望ましい。
【０００９】
このような構成の光ファイバにおいて、ケーブルカットオフ波長が増幅用励起光波長の内の最も短い波長よりも短く、２ｍ法によるカットオフ波長が１１００ｎｍ以上であることが望ましい。
【００１０】
また、ラマン増幅を適用する場合には、ケーブルカットオフ波長は、ラマン増幅用励起光波長のうちの最も短い波長よりも２ｎｍ程度以上短い波長であることが望ましい。
【００１１】
この波長多重伝送用光ファイバによれば、波長１３８０ｎｍの伝送損失が０．３５ｄＢ／ｋｍ以下であり、零分散波長が１４００ｎｍ以下であり、ケーブルカットオフ波長がラマン増幅用励起光波長のうちの最も短い波長よりも短い波長であるので、Ｓバンド（波長帯域１４５０〜１５３０ｎｍ）の信号光及びラマン増幅用励起光（波長帯域１３６８ｎｍ〜１４３９ｎｍ）の双方ともを伝播させることが出来る。
【００１２】
また、この波長多重伝送用光ファイバによれば、零分散波長が１４００ｎｍ以下であり、１４５０ｎｍ〜１６２０ｎｍの波長での分散スロープが０．０４ｐｓ／ｎｍ２・ｋｍ以下、分散値が１．０ｐｓ／ｎｍ・ｋｍ以上であるので、Ｓバンド（波長帯域１４５０〜１５３０ｎｍ）での四光波混合の発生が抑制され、そのため、Ｓバンド（波長帯域１４５０〜１５３０ｎｍ）での波長多重光伝送が可能となる。
【００１３】
更に、波長１３８０ｎｍの伝送損失が０．３５ｄＢ／ｋｍ以下であるので、ラマン増幅用励起光（波長帯域１３６８ｎｍ〜１４３９ｎｍ）が低損失で伝播されるので、長距離伝送が可能となり、ラマン増幅利得が充分に確保される。
【００１４】
更にまた、Ｃバンド（波長帯域１５３０〜１５６５ｎｍ）及びＬバンド（波長帯域１５６５〜１６２５ｎｍ）の信号光に対しては、１４５０ｎｍ〜１６２０ｎｍの波長での分散スロープが０．０４ｐｓ／ｎｍ２・ｋｍ以下であるので、Ｌバンド（波長帯域１５６５〜１６２５ｎｍ）での分散の絶対値は７ｐｓ／ｎｍ・ｋｍであり、標準的な１．３μｍ零分散ファイバの１．５５μｍ帯における分散値１７ｐｓ／ｋｍ・ｎｍと比較すると十分小さいため、線路の累積分散も小さくなり、波長多重光伝送に支障は生じない。
【００１５】
更にまた、波長１３００ｎｍ、１５５０ｎｍの実効コア断面積が３０μｍ２〜５０μｍ２であるので、四光波混合等により発生する非線形光学現象が抑制され、信号光の波形劣化が減少すると共に、光ファイバの曲がりによる損失増が抑制され、効率のよい信号光の伝播が可能となる。
【００１６】
波長１３８０ｎｍにおける伝送損失が０．３５ｄＢ／ｋｍ以下であり、波長１３００ｎｍおよび１５５０ｎｍにおける実効コア断面積が３０μｍ２〜５０μｍ２であり、零分散波長が１４００ｎｍ以下であり、波長１４５０ｎｍ〜１６２０ｎｍにおいて分散スロープが０．０４ｐｓ／ｎｍ２・ｋｍ以下、分散値が１．０ｐｓ／ｎｍ・ｋｍ以上であるという、本発明に係る波長多重伝送用光ファイバを得るための具体的な構成として、以下の２つの態様がある。
【００１７】
（１）光軸中心に設けられた第１のコアと、第１のコアの外周に設けられた第１のコアより屈折率の低い第２のコアと、第２のコアの外周に設けられた第２のコアより屈折率の高い第３のコアと、第３のコアの外周に設けられたクラッドを有し、前記クラッドに対する前記第１のコアの比屈折率差をΔ１、前記クラッドに対する前記第２のコアの比屈折率差をΔ２、前記クラッドに対する前記第３のコアの比屈折率差をΔ３、前記第１のコアの外径をａ１、前記第２のコアの外径をｂ１、前記第３のコアの外径をｃ１とする場合に、下記の不等式を満たす波長多重伝送用光ファイバ。
【００１８】
０．５％≦Δ１≦０．６％
−０．４％≦Δ２≦−０．２％
０．２％≦Δ３≦０．４％
０．５≦ａ１／ｂ１≦０．６
１．２≦ｃ１／ｂ１≦１．４
（２）光軸中心に設けられた第１のコアと、第１のコアの外周に設けられた第１のコアより屈折率の低い第２のコアと、第２のコアの外周に設けられた第２のコアより屈折率の高い第３のコアと、第３のコアの外周にクラッドと同レベルの屈折率の第４のコアと、第４のコアの外周に設けられた第４のコアより屈折率の低い第５のコアと、第５のコアの外周に設けられたクラッドを有し、前記クラッドに対する前記第１のコアの比屈折率差をΔ１、前記クラッドに対する前記第２のコアの比屈折率差をΔ２、前記クラッドに対する前記第３のコアの比屈折率差をΔ３、前記クラッドに対する前記第５のコアの比屈折率差をΔ５、前記第１のコアの外径をａ２、前記第２のコアの外径をｂ２、前記第３のコアの外径をｃ２、前記第４のコアの外径をｄ２、前記第５のコアの外径をｅ２とする場合に、下記の不等式を満たす波長多重伝送用光ファイバ。
【００１９】
０．５％≦Δ１≦０．６％
−０．４％≦Δ２≦−０．２％
０．２％≦Δ３≦０．４％
−０．５％≦Δ５≦−０．３％
０．５≦ａ２／ｂ２≦０．６
１．１５≦ｃ２／ｂ２≦１．５５
２．０≦ｄ２／ｂ２≦２．３
２．４≦ｅ２／ｂ２≦２．６
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の種々の実施形態に係る波長多重伝送用光ファイバについて、図面を参照して説明する。
【００２１】
第１の実施形態
図１は本発明の第１の実施形態に係る波長多重伝送用光ファイバの屈折率プロファイルを示す。
【００２２】
図１において、参照符号１０は、光ファイバの光軸中心に設けられた第１のコアを示す。第１のコア１０の外周には、第１のコア１０より屈折率の低い第２のコア１１が設けられている。第２のコア１１の外周には、第２のコア１１より屈折率の高い第３のコア１３が設けられている。第３のコア１３の外周には、クラッド１４が設けられている。
【００２３】
クラッド１４に対する第１のコア１０の比屈折率差Δ１は０．５４％であり、クラッド１４に対する第２のコア１１の比屈折率差Δ２は−０．３％であり、クラッド１４に対する第３のコア１３の比屈折率差Δ３は０．３％である。
【００２４】
図１に示す波長多重伝送用光ファイバの寸法構成は、第１のコア１０の外径をａ１とし、第２のコア１１の外径をｂ１とし、第３のコア１２の外径をｃ１とした場合に、ａ１：ｂ１：ｃ１の比は、０．５５：１：１．２５である。
【００２５】
図２は、本実施形態に係る波長多重伝送用光ファイバの波長と伝送損失の関係を示すグラフである。本実施形態に係る波長多重伝送用光ファイバは、通常の標準的なシングルモード光ファイバに見られる波長１．３８μｍでのＯＨ吸収に起因する０．５０程度の損失増加は認められず、損失は０．３３ｄＢ／ｋｍである。
【００２６】
図３は、本実施形態に係る波長多重伝送用光ファイバの波長と分散値の関係を示すグラフである。本実施形態に係る波長多重伝送用光ファイバは、零分散波長が１３９５ｎｍであり、１４５０ｎｍ〜１６２０ｎｍの波長での分散値は１．５ｐｓ／ｎｍ・ｋｍ以上である。
【００２７】
この波長多重伝送用光ファイバの特性は、波長１３００ｎｍの実効コア断面積は３８μｍ２であり、波長１５５０ｎｍの実効コア断面積は４５μｍ２である。ケーブルカットオフ波長は９６０ｎｍであり、２ｍ法によるカットオフ波長が１１８０ｎｍである。また、１４５０ｎｍ〜１６２０ｎｍの波長での分散スロープは０．０３ｐｓ／ｎｍ２・ｋｍ以下である。
【００２８】
本実施形態に係る光ファイバによると、波長１．３μｍ帯の信号光を増幅するラマン増幅用励起光を低損失で伝播させることが出来るとともに、Ｓバンド、Ｃバンド、Ｌバンドの信号光の波長多重伝送を行うことが可能であった。
【００２９】
第２の実施形態
図４は、本発明の第２の実施形態に係る波長多重伝送用光ファイバの屈折率プロファイルを示す。
【００３０】
図４において、参照符号２０は、光ファイバの光軸中心に設けられた第１のコアを示す。第１のコア２０の外周には、第１のコア２０より屈折率の低い第２のコア２１が設けられている。第２のコア２１の外周には、第２のコア２１より屈折率の高い第３のコア２２が設けられている。第３のコア２２の外周には、クラッドと同レベルの屈折率の第４のコア２３が設けられている。第４のコア２３の外周には、第４のコア２３より屈折率の低い第５のコア２４が設けられている。そして、第５のコア２４の外周には、クラッド２５が設けられている。
【００３１】
図４に示す波長多重伝送用光ファイバの寸法構成は、第１のコア２０の外径をａ２とし、第２のコア２１の外径をｂ２とし、第３のコア２２の外径をｃ２とし、第４のコア２３の外径をｄ２とし、第５のコア２４の外径をｅ２とした場合に、ａ２：ｂ２：ｃ２：ｅ２：ｄ２の比は、０．５５：１：１．３５：２．２：２．５である。
【００３２】
クラッド２５に対する第１のコア２０の比屈折率差Δ１は、０．５４％である。クラッド２５に対する第２のコア２１の比屈折率第Δ２は、０．３％であり、クラッド２５に対する第３のコア２２の比屈折率差Δ３は０．２５％であり、第４のコア２３の屈折率はクラッド２５と同じである。また、クラッド２５に対する第５のコア２４の比屈折率差Δ５は、−０．４％である。
【００３３】
図５は、本実施形態に係る波長多重伝送用光ファイバの波長と伝送損失の関係を示すグラフである。本実施形態に係る波長多重伝送用光ファイバは、通常の標準的なシングルモード光ファイバに見られる波長１．３８μｍでのＯＨ吸収に起因する０．５０程度の損失増加は認められず、損失は０．３０ｄＢ／ｋｍである。
【００３４】
図６は、本実施形態に係る波長多重伝送用光ファイバの波長と分散値の関係を示すグラフである。本実施形態に係る波長多重伝送用光ファイバは、零分散波長が１３８０ｎｍであり、１４５０ｎｍ〜１６２０ｎｍの波長での分散値は２．０ｐｓ／ｎｍ・ｋｍ以上である。
【００３５】
この波長多重伝送用光ファイバの特性は、波長１３００ｎｍの実効コア断面積は３７μｍ２であり、１５５０ｎｍの実効コア断面積は４５μｍ２である。ケーブルカットオフ波長は１０２４ｎｍであり、２ｍ法によるカットオフ波長が１２１０ｎｍである。１４５０ｎｍ〜１６２０ｎｍの波長での分散スロープは０．０３ｐｓ／ｎｍ２・ｋｍ以下である。
【００３６】
本実施形態に係る光ファイバによると、波長１．３μｍ帯の信号光を増幅するラマン増幅用励起光を低損失で伝播させることが出来るとともに、Ｓバンド、Ｃバンド、Ｌバンドの信号光の波長多重伝送を行うことが可能であった。
【００３７】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明に係る波長多重伝送用光ファイバによれば、波長１３８０ｎｍの伝送損失が０．３５ｄＢ／ｋｍ以下であるので、Ｓバンド（波長帯域１４５０〜１５３０ｎｍ）の信号光をラマン増幅するラマン増幅用励起光（波長帯域１３６８ｎｍ〜１４３９ｎｍ）を低損失で伝播することが出来、そのため長距離伝送が可能となり、ラマン増幅利得を充分に確保することが出来る。
【００３８】
また、本発明に係る波長多重伝送用光ファイバによれば、零分散波長が１４００ｎｍ以下であるので、Ｓバンド（波長帯域１４５０〜１５３０ｎｍ）での四光波混合の発生が抑制され、Ｓバンド（波長帯域１４５０〜１５３０ｎｍ）での波長多重光伝送が可能となる。
【００３９】
更にまた、Ｃバンド（波長帯域１５３０〜１５６５ｎｍ）及びＬバンド（波長帯域１５６５〜１６２５ｎｍ）の信号光に対しては、１４５０ｎｍ〜１６２０ｎｍの波長での分散スロープが０．０４ｐｓ／ｎｍ２・ｋｍ以下であるので、Ｌバンド（波長帯域１５６５〜１６２５ｎｍ）での分散の絶対値は、７．２ｐｓ／ｎｍ・ｋｍであり、波長多重光伝送に支障は生じない。
【００４０】
更にまた、波長１３００ｎｍ、１５５０ｎｍの実効コア断面積が３０μｍ２〜５０μｍ２であるので、四光波混合等により発生する非線形光学現象が抑制され、信号光の波形劣化が減少されると共に、光ファイバの曲がりによる損失増が抑制され、効率のよい信号光の伝播が可能となる。
【００４１】
また、２ｍ法によるカットオフ波長が１１００ｎｍ以上であるので、光ファイバの曲がりによる損失増が抑制され、効率のよい信号光の伝播が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る波長多重伝送用光ファイバの屈折率プロファイルを示す図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る波長多重伝送用光ファイバの波長と伝送損失の関係を示す特性図。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る波長多重伝送用光ファイバの波長と分散値の関係を示す特性図。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る波長多重伝送用光ファイバの屈折率プロファイルを示す図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る波長多重伝送用光ファイバの波長と伝送損失の関係を示す特性図。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る波長多重伝送用光ファイバの波長と分散値の関係を示す特性図。
【符号の説明】
１０，２０・・・第１のコア
１１，２１・・・第２のコア
１２，２２・・・第３のコア
１３，２５・・・クラッド
２３・・・第４のコア
２４・・・第５のコア
【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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