(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光リンクであって、Ｎ本の光ファイバを備え、
前記Ｎは、Ｎ≧２で、Ｎは整数であり、
前記光ファイバの各々は、光コアと、前記光コアを取り囲む光クラッドとを備え、
前記光コアは、αｉ≧１の単一αｉの屈折率分布プロファイルを有し、
前記αｉは光コアの屈折率プロファイル形状を決定する無次元のパラメータであり、
前記光コアは半径がＲ１ｉで最大屈折率がｎ０ｉであり、
前記ｉは、ｉ∈［１；Ｎ］であり、
前記光クラッドは、外縁における屈折率がｎｃｌｉであり、
前記光クラッドは、トレンチと呼ばれる、光コアを取り囲む領域であって屈折率が陥没している領域を備え、
前記トレンチは、内径Ｒ２ｉと、外径Ｒ３ｉとを有し、
前記内径Ｒ２ｉはＲ２ｉ≧Ｒ１ｉで、前記外径Ｒ３ｉはＲ３ｉ≧Ｒ２ｉであり、
前記光リンクの平均光コア半径Ｒ１ｌｉｎｋが、以下の方程式で定義される光通信の品質基準値Ｃを満足し、
【数１８】
0006397899.tif 000030
前記光コア半径Ｒ１ｉの単位はμｍであり、
前記ＤＭＧＤｌｉｎｋは、前記光リンクにおける二つの導波モード間のモードグループ遅延差であり、
前記Ｍａｘ｜ＤＭＧＤｌｉｎｋ｜は、前記光リンクの導波モードの任意の組み合わせに関する前記ＤＭＧＤの絶対値の最大値であり、
前記ＤＭＧＤｌｉｎｋの単位はｐｓ／ｋｍであり、
前記Ｒ１ｌｉｎｋは、
【数１９】
0006397899.tif 000031
であり、
前記Ｄ１ｌｉｎｋは、
【数２０】
0006397899.tif 000032
であり、
前記Ｌｉは前記光リンクの前記光ファイバｉの長さであり、
前記Ｄｎ１ｉ＝ｎ０ｉ−ｎｃｌｉは、前記光ファイバｉに関し、λ＝λＣにおけるコア―クラッド間屈折率差であり、
前記λＣは、前記光ファイバが使われるときの作動周波数帯の中心伝達波長であり、
前記光リンク中の少なくとも一つの光ファイバｉに関し、前記光コア半径Ｒ１ｉは、Ｒ１ｉ≧１３．５μｍであるように選択され、
前記光リンク中の全ての光ファイバｉ（ｉ∈［１；Ｎ］）に関し、前記長さＬｉは、Ｃ＜１８となるように選択され、
少なくとも４個のＬＰモードを導波することを特徴とする光リンク。
【請求項２】
請求項１に記載の光リンクであって、
前記光ファイバの少なくとも１本が、下記の関係を満足する光コア半径Ｒｉと前記屈折率分布プロファイルのα値とを持ち、
【数２１】
0006397899.tif 000033
前記ＤＭＧＤｉは前記光ファイバにおける二つの導波モード間のモードグループ遅延差であることを特徴とする光リンク。
【請求項３】
請求項２に記載の光リンクであって、
前記光ファイバは、Ｒ１ｉ≦２０μｍを満足することを特徴とする光リンク。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の光リンクであって、
４個から１６個のＬＰモードを導波することを特徴とする光リンク。
【請求項５】
請求項１から３のいずれかに記載の光リンクであって、
少なくとも６個のＬＰモードを導波することを特徴とする光リンク。
【請求項６】
請求項５に記載の光リンクであって、
６個から１６個のＬＰモードを導波することを特徴とする光リンク。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の光リンクであって、
前記光リンク中の全ての光ファイバｉ∈［１；Ｎ］に関し、前記長さＬｉは、前記光リンクのＭａｘ｜ＤＭＧＤｌｉｎｋ｜を最小化するように選ばれることを特徴とする光リンク。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の光リンクであって、
前記光リンクの少なくとも２本の光ファイバが、前記光ファイバで導波される少なくとも一つのモードに関し、反対の符号のＤＭＧＤｉを持ち、
ＤＭＧＤｉは、光ファイバｉにおける、前記一つのモードと他の任意の導波モードとの間のモードグループ遅延差であることを特徴とする光ファイバ。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の光リンクであって、
前記光リンク中の少なくとも１本の光ファイバｉ∈［１；Ｎ］に関し、前記光コアは、最小屈折率ｎ１ｉ＝ｎｃｌｉを持ち、
前記光クラッドはまた、前記光コアを直接取り囲む、内径Ｒ１ｉで外径Ｒ２ｉ≧Ｒ１ｉの内側クラッド層を備え、
前記内側クラッド層は、ｎ２ｉ≠ｎｃｌｉかつｎ２ｉ＞ｎｔｒｅｎｃｈｉであるような一定の屈折率ｎ２ｉを持つことを特徴とする光リンク。
【請求項１０】
請求項１から８のいずれかに記載の光リンクであって、
前記光リンク中の少なくとも１本の光ファイバｉ∈［１；Ｎ］に関し、前記光コアは、最小屈折率ｎ１ｉ≠ｎｃｌｉを持ち、
前記光クラッドはまた、前記光コアを直接取り囲む、内径Ｒ１ｉで外径Ｒ２ｉ≧Ｒ１ｉの内側クラッド層を備え、
前記内側クラッド層は、ｎ２ｉ＝ｎ１ｉかつｎ２ｉ＞ｎｔｒｅｎｃｈｉであるような一定の屈折率ｎ２ｉを持つことを特徴とする光リンク。
【請求項１１】
請求項１から９のいずれかに記載の光リンクであって、
前記光リンク中の少なくとも１本の光ファイバｉ∈［１；Ｎ］に関し、前記光コアは、ｎｃｌｉに等しい最小屈折率を持ち、
前記光クラッドはまた、前記光コアを直接取り囲む、内径Ｒ１ｉで外径Ｒ２ｉ≧Ｒ１ｉの内側クラッド層を備え、
前記内側クラッド層は、前記光コアの単一αｉの屈折率分布プロファイルの延長であり、
前記内側クラッド層は、最小屈折率ｎ１ｉ＝ｎｔｒｅｎｃｈｉを持つことを特徴とする光リンク。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれかに記載の光リンクを少なくとも一つ備える光システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光ファイバ伝送の分野、より具体的には、空間分割多重のために改良された少モード光ファイバ光リンクの分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常光ファイバは、光信号を伝達するための光コアと、光信号を光コアに閉じ込めるための光クラッドから構成される。この目的のため、コアの屈折率ｎｃは、クラッドの屈折率ｎｃｌより大きい。一般に光ファイバの特徴は、屈折率（ｎ）とファイバの半径（ｒ）とを関係付ける屈折率プロファイルによって決まる。すなわち、光ファイバからの中心からの距離ｒをｘ−軸上に表し、半径ｒにおける屈折率ｎ（ｒ）と、光クラッドにおける屈折率ｎｃｌとの差Ｄｎをｙ−軸上に表す。
【０００３】
近年、光ファイバには二つの主要なカテゴリが存在する。すなわち、マルチモードファイバとシングルモードファイバである。マルチモードファイバでは、与えられた波長において、複数の光モードが光ファイバに沿って同時に伝搬する。これに対しシングルモードファイバでは、より高次のモード（以下、ＨＯＭｓ（Ｈｉｇｈｅｒ  Ｏｒｄｅｒ  Ｍｏｄｅｓ）と呼ぶ）は遮断されるか又は強く減衰される。
【０００４】
シングルモードファイバは通常、アクセスネットワークや都市規模ネットワークなどの長距離ネットワークに適用するために使われる。シングルモード光信号を伝送する光ファイバには、比較的直径の小さい（典型的には５μｍと１１μｍの間）コアが要求される。高速又は高ビットレート(例えば１０ＧｂｐＳ)に適用するための要求条件を満足するには、標準的なシングルモードファイバに対して、典型的には１５５０ｎｍの波長で機能すべく変調されたシングルモードレーザ送信機を使用することが必要である。しかしながらシングルモードファイバは非線形問題に悩まされ、主にこれがファイバ伝送容量の制限となっている。
【０００５】
マルチモードファイバは通常、広帯域が要求される短距離ネットワークに適用するために使われる。すなわちローカルエリアネットワーク（ＬＡＮｓ）や集合住宅（ＭＤＵｓ）、より一般的にはビル内ネットワークとして知られている分野への適用である。マルチモードファイバのコア直径は、典型的には５０μｍ又は６２．５μｍである。電気通信で最も普及しているマルチモードファイバは、屈折率プロファイル分布型光ファイバ（ｔｈｅ  ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｇｒａｄｅｄ−ｉｎｄｅｘ  ｐｒｏｆｉｌｅ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｆｉｂｅｒｓ）である。そのような屈折率プロファイルは、モード間分散（すなわち、伝搬遅延時間の差、又は光ファイバに沿った光モードの群速度の差であって、ＤＭＧＤ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｍｏｄｅ  Ｇｒｏｕｐ  Ｄｅｌａｙ）とも呼ばれる）を最小化することにより、与えられた波長において広いモード帯域を保証している。しかしながら、不幸にしてこのようなファイバのデザインはモードカップリングを助長し、これは長距離通信でマルチモードファイバを使うというシナリオを妨げる。
【０００６】
光ファイバネットワーク上のデータトラフィックは指数関数的に増え続けている。このため、ファイバ１本あたりのトラフィック（とりわけ長距離での）を増やすことへの要求が増している。この目的に対し、異なる複数のデータトラフィックが同一の光ファイバを共有することを可能とする多重化技術が発展してきた。これらの中で最も有望な方法の一つは空間分割多重（ＳＤＭ（Ｓｐａｃｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ））である。この方法では、光ファイバで導波された複数の光信号モードのそれぞれにより、単一のファイバ内に複数のデータチャネルが与えられる。
【０００７】
このような技術は、少モードファイバと呼ばれる新しいタイプの光ファイバの発展を要求してきた。少モードファイバは、複数の空間モードではあるが、マルチモードファイバよりは少ない空間モードに対応できる。このような少モードファイバは特にＰＣＴ出願ＷＯ２０１１／０９４４００の特許文献で論じられているが、概ね２個から５０個のモードに対応する。このファイバの構成により、マルチモードファイバに見られるモード分散問題を回避することができる。
【０００８】
少モードファイバ（ＦＭＦｓ（Ｆｅｗ−Ｍｏｄｅ  Ｆｉｂｅｒｓ））を用いた空間分割多重は、利用可能なモード数が複数あることでシングルモードの伝送容量が拡大できるというその潜在能力ゆえに、近年強い関心を惹いている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
少モードファイバを設計する際のアプローチの一つは、モードグループ遅延差（ＤＭＧＤｓ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｍｏｄｅ  Ｇｒｏｕｐ  Ｄｌａｙｓ。すなわち、空間多重に使われる各導波モードの到着時間の差））を最小化することである。これにより、モードカップリング現象（これは長距離伝送にとって一つの制限要因となる）と関係なく、２Ｎ×２Ｎ（Ｎは空間モードの総数、すなわちＬＰ（Ｌｉｎｅａｒ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）モード縮退を含む）の複合ＭＩＭＯ技術を用いて、全モードを同時に検出することができる。しかしＬＰモードの数が増えると、この最適化はますます困難となる。
【００１０】
しかしながら、屈折率差の小さいＬＰモードをグループ化し、個別のＬＰモードでなくＬＰモードのグループを検出することにより、ＭＩＭＯ技術の複雑さを低減することができるという点に留意する必要がある。
【００１１】
第１の既知の解決方法はＵＳ２０１３／００７１１１４の特許文献に開示され、モード分割多重光伝送システムに使うのに適した少モード光ファイバが記載されている。このような光ファイバは、半径Ｒ１（開示された実施形態では、最大値は１１．４μｍである）の単一αの屈折率分布型コア（ｓｉｎｇｌｅ  ａｌｐｈａ  ｇｒａｄｅｄ−ｉｎｄｅｘ  ｃｏｒｅ）を持つ。ここで波長１５５０ｎｍにおけるαの値は、概ね２．３以上２．７以下である。またクラッドに対する最大相対屈折率Δ１ＭＡＸは、概ね０．３％から０．６％である。この光ファイバはまた、概ね９０μｍ２より大きく１６０μｍ２より小さい有効領域を持つ。クラッドの最大相対屈折率Δ４ＭＡＸは、Δ１ＭＡＸ＞Δ４ＭＡＸである。波長１５５０ｎｍにおける、ＬＰ０１モードとＬＰ１１モードとの間のグループ遅延差は、概ね０．５ｎｓ／ｋｍより小さい。
【００１２】
しかしながらこの第１の既知の解決方法によるコアとクラッドは、１５５０ｎｍより長波長におけるＬＰ０１とＬＰ１１のモードにのみ対応する。このモード数は、ファイバ１本あたりの伝送容量に対してますます高まる要求に比べて小さすぎる。
【００１３】
第２の既知の解決方法はＵＳ２０１３／００７１１５に開示され、少モードファイバの別のデザインが開示されている。しかしＵＳ２０１３／００７１１１４で開示された第１の解決方法と同様、この第２の解決方法もまた、２個の導波モードにのみ対応するＦＭＦからなる。
【００１４】
その他の既知のデザインは、最大４個又は６個に対応するＦＭＦを与える。
【００１５】
ＰＣＴ特許文献ＷＯ２０１２／１６１８０９は、クラッドに囲まれたコアを有する光ファイバを開示する。このファイバは、求められる複数の信号搬送モードに対応する一方、求められないモードを抑圧するような構造の屈折率分布プロファイルを持つ。コアとクラッドは、求められないモードがクラッドに近いか又はクラッドより小さい有効屈折率を持つように、その結果これらの求められないモードが漏えいモードになるように構成されている。求められないモードの最低有効屈折率と、漏えいモードの最高有効屈折率との差が十分大きいことにより、両者の間のカップリングは事実上回避される。最大４モードに対応するＦＭＦが例示されている。
【００１６】
ＵＳ２０１２／０３２８２５５の特許文献は、ガラスコアと、このガラスコアと直接接触してこれを取り囲むガラスクラッドと、を有する少モード光ファイバを開示する。ガラスコアは、概ね８μｍから１３μｍの半径Ｒ１を有していてよい。更にこのコアは、波長１５５０ｎｍにおけるα値が概ね１．９から２．１の間を取る屈折率分布プロファイルを有し、最大相対屈折率Δ１ＭＡＸはクラッドに対して概ね０．６％から０．９５％である。１５５０ｎｍにおけるＬＰ０１モードの有効領域は８０μｍ２と１０５μｍ２との間であり、１５５０ｎｍでＸ個のＬＰモードの光信号伝搬又は伝送に対応する。ここでＸは、１より大きく１０より小さい整数である。ガラスクラッドは、Δ１ＭＡＸ＞Δ４ＭＡＸであるような最大相対屈折率Δ４ＭＡＸを有していてよい。最大６モードに対応するＦＭＦが例示されている。
【００１７】
このような設計は有望ではあるが、モードグループ遅延差を望むほどには低減せず、そのため伝送システムの性能が制限される。更にこれらのいずれの文献に開示されたプロファイルも、低い曲げ損失と高い漏えい損失を保証する最適化を行っていない。しかしこれらはＦＭＦにとって重大な課題である。実際ＦＭＦに関するいかなる既知の文献にも、低い曲げ損失と高い漏えい損失を示して少モードファイバの設計を論じたものはない。
【００１８】
更にこれらの既知の技術は全て、少モードファイバの改良された新しいデザインを提供することを目的としており、ファイバが満足すべき理論的基準を根拠とする。しかしながらこれらのデザインは、製造工程で発生する小さな変動（例えば、プロファイルや半径や屈折率などの変動）の影響を受けやすいと思われる。実際、目標とする理論的特性を完全に満足する光ファイバを繰り返し製造することは非常に難しい。
【００１９】
８０年台の初頭に、マルチモードファイバに関し、複数のファイバを連結して光リンクを形成する技術が提案された。この光リンクの性能は、ファイバの欠陥を補償する現象のおかげで、個々の光ファイバに比べて改善されたものとなった。しかしこのような技術は、未だ少モードファイバ光リンクには移植されていない。
【００２０】
従って、モードグループ遅延差が小さく、低曲げ損失と高漏えい損失特性を有し、４個又はそれ以上のＬＰモードを導波する少モード光リンクの設計への要求が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明のある特定の実施形態では、Ｎ本の光ファイバを備える光リンクを提案する。ただし、Ｎ≧２で、Ｎは整数である。各光ファイバは、光コアと、前記光コアを取り囲む光クラッドとを備え、前記光コアはαｉ≧１の単一αｉの屈折率分布プロファイルを有し、前記αｉは光コアの屈折率プロファイル形状を決定する無次元のパラメータであり、前記光コアは半径がＲ１ｉで最大屈折率がｎ０ｉであることを特徴とする。ただし、ｉ∈［１；Ｎ］である。前記光クラッドは、外縁における屈折率がｎｃｌｉであり、トレンチと呼ばれる、光コアを取り囲む領域であって屈折率が陥没している領域を備える。前記トレンチは、内径Ｒ２ｉ（ただし、Ｒ２ｉ≧Ｒ１ｉ）と、外径Ｒ３ｉ（ただし、Ｒ３ｉ≧Ｒ２ｉ）とを有する。
【００２２】
前記光リンクは、前記光リンクの平均光コア半径Ｒ１ｌｉｎｋが、以下の方程式で定義される光通信の品質基準値Ｃを満足するようなものである。
【数１】
0006397899.tif 000002
ここでＤＭＧＤｌｉｎｋは、前記光リンクにおける二つの導波モード間のモードグループ遅延差である。またＭａｘ｜ＤＭＧＤｌｉｎｋ｜は、前記光リンクの導波モードの任意の組み合わせに関するＤＭＧＤの絶対値の最大値である。また、
【数２】
0006397899.tif 000003
【数３】
0006397899.tif 000004
である。ただし、Ｌｉは前記光リンクの光ファイバｉの長さである。また、Ｄｎ１ｉ＝ｎ０ｉ−ｎｃｌｉは、光ファイバｉに関し、λ＝λＣにおけるコア―クラッド間屈折率差である。ただしλＣは、前記光ファイバが使われるときの作動周波数帯の中心伝達波長である。更に、前記光リンク中の少なくとも一つの光ファイバｉに関し、前記光コア半径Ｒ１ｉは、Ｒ１ｉ≧１３．５μｍであるように選択される。更に前記光リンク中の全ての光ファイバｉ（ｉ∈［１；Ｎ］）に関し、前記長さＬｉは、Ｃ＜１８となるように選択される。
【００２３】
ここにいう「単一αｉの屈折率分布プロファイル」とは、別段の断りのない限り、以下で定義される屈折率分布プロファイルｎ（ｒ）を持つ光コアのことをいう。
【数４】
0006397899.tif 000005
ここで、
ｒは光ファイバの半径を表す変数であり、
Ｒ１ｉは光コアの半径であり、
Δは以下で表される規格化屈折率差であり、
【数５】
0006397899.tif 000006
ｎ１ｉは光コアの最小屈折率であり、
ｎ０ｉは光コアの最大屈折率であり、
αｉは光コアの屈折率プロファイル形状を決定する無次元のパラメータであり、
パラメータαは、α＝２のとき逆パラボラに、α＝１のとき三角形状に、α＝∞のときステップ関数にそれぞれ対応する。
【００２４】
各低損失コア導波モード間における群速度の不一致を低減するように、屈折率分布を調整することができる。
【００２５】
前記光リンクを構成する全ての光ファイバについて、長さＬｉを的確に選ぶことにより、先行技術のＦＭＦより多数のＬＰモードを導波することができ、モードグループ遅延差を最小とするような少モード光ファイバ光リンクを作ることができる。このような光リンクは、ＤＭＧＤ補償ＦＭＦ光リンクであり、前記光リンク中の個々の光ファイバに比べて改善された特性を持つ。このようにＤＭＧＤ（モードグループ遅延差）が小さいことにより、モードカップリング現象と関係なく、２Ｎ×２Ｎ（Ｎは空間モードの総数、すなわちＬＰ（Ｌｉｎｅａｒ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）モード縮退を含む）のＭＩＭＯ（多入力多出力（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ））技術を用いて全モードを同時に検出することができる。このようにしてシステムの性能が向上し、先行技術の性能を超える。
【００２６】
しかしながら、全てのモードを個別に検出するのではなく、屈折率差の小さいモードのグループを検出することにより、より複雑さを解消したＭＩＭＯ技術も使用できる点に留意する必要がある。
【００２７】
コア半径をＲ１ｉ≧１３．５μｍとすることにより、ＵＳ２０１２／０３２８２５５、ＵＳ２０１３／００７１１１４、ＵＳ２０１３／００７１１１５の特許文献等に開示された先行技術に比べて、より多数のモードを導波することができる。
【００２８】
更に、陥没トレンチに補助された光ファイバは、光モードのコアへの閉じ込めを改善し、これがマクロな曲げ損失の低減につながる。このように、基準Ｒ１ｉ≧１３．５μｍかつＣ＜１８を満足する本光リンクの少モードファイバのクラッドにトレンチを加えることで、ＤＭＧＤと曲げロスとの間のトレードオフに著しい改善をもたらすことができる。このようなトレンチは、曲げ感度を低減するためにはよく知られた方法である。
【００２９】
ある有利な特性として、本光リンクを構成する光ファイバの少なくとも１本は、次の関係を満足するトレンチパラメータを持つ。
５５≦１０００・｜（Ｒ３ｉ−Ｒ２ｉ）・Ｄｎ３ｉ・（Ｒ１ｉ２・Ｄｎ１ｉ）｜≦１５０
ここで、Ｄｎ３ｉ＝ｎｔｒｅｎｃｈｉ−ｎｃｌｉは、λ＝λＣにおけるトレンチ―クラッド間屈折率差で、λＣは前記光ファイバが使われるときの作動周波数帯の中心伝達波長である。好ましくは、Ｄｎ３≦−３・１０−３である。
【００３０】
このような特性を持つトレンチは、曲げ損失と漏えい損失との間の良好なトレードオフを示す少モードファイバを与え、これが光リンクの特性の改善に貢献する。本発明による少モードファイバ光リンクは、全ての導波モードに対して小さいＤＭＧＤと低い曲げ損失（１５５０ｎｍにおいて、１０ｍｍの曲げに対して＜１００ｄＢ／ターン）を保証するとともに、先行技術のＦＭＦより多数のＬＰモードに対応する結果、これらのモードを確実に伝搬することができる。また本発明による少モードファイバは、全ての漏えいモードに対して大きい漏えい損失（１５５０ｎｍにおいて、＞０．１ｄＢ／ｍ）を保証する結果、これらの漏えいモードは高々１０ｍオーダの距離を伝搬した後、遮断されかつ／又は強く減衰される。
【００３１】
本発明のある実施形態では、本光リンクの複数の又は全てのファイバが、このようなトレンチ基準を満足するトレンチを有する。
【００３２】
本発明の別の実施形態では、前記光ファイバの少なくとも１本が、下記の関係を満足する光コア半径Ｒｉと前記屈折率分布プロファイルのα値とを持つ。
【数６】
0006397899.tif 000007
ここでＤＭＧＤｉは前記光ファイバにおける二つの導波モード間のモードグループ遅延差である。またＭａｘ｜ＤＭＧＤｉ｜は、導波モードの任意の組み合わせに関するＤＭＧＤの絶対値の最大値である。またＤｎ１ｉ＝ｎ０ｉ−ｎｃｌｉは、λ＝λＣにおけるコア―クラッド間屈折率差である。ただしλＣは、前記光ファイバが使われるときの作動周波数帯の中心伝達波長である。好ましくは、前記光ファイバは、Ｒ１ｉ≦２０μｍを満足するものである。
【００３３】
このように、前記光リンク中のファイバの１本又は２本又は全てが、コア基準Ｃ≦１８を満足するものであってよい。これにより、理論的最小値に近いような極めて小さいＤＭＧＤ値を持つ、ＤＭＧＤ補償光リンクの設計が可能となる。また、前記光リンク中の複数の又は全ての光ファイバが、コア基準Ｃ≦１８と、トレンチ基準５５≦１０００・｜（Ｒ３ｉ−Ｒ２ｉ）・Ｄｎ３ｉ・（Ｒ１ｉ２・Ｄｎ１ｉ）｜≦１５０の両方を満足することもできる。
【００３４】
本発明のある実施形態によると、このような光リンクは少なくとも４個のＬＰモード、好ましくは４個から１６個のＬＰモードを導波する。
【００３５】
本発明の別の実施形態によると、このような光リンクは少なくとも６個のＬＰモード、好ましくは６個から１６個のＬＰモードを導波する。
【００３６】
このように多数のモードを導波できるため、ここに開示する少モード光ファイバ光リンクを備える光システムの容量を増やすことが可能となり、長距離光伝送システムにおける更なる広帯域化への要求に応えることができる。
【００３７】
このように本発明のある実施形態による少モード光リンクは、空間分割多重伝送に効果的に使用できるＬＰモードを、先行技術のＦＭＦより多く導波することができる。
【００３８】
本発明のある有利な特性として、前記光リンク中の全ての光ファイバｉ∈［１；Ｎ］に関し、前記長さＬｉは、前記光リンクのＭａｘ｜ＤＭＧＤｌｉｎｋ｜を最小化するように選ばれる。
【００３９】
このようにすると、理論的最小値に近いような極めて小さいＤＭＧＤ値を実現することができる。
【００４０】
別の態様では、前記光リンクの少なくとも２本の光ファイバが、前記光ファイバで導波される少なくとも一つのモードに関し、反対の符号のＤＭＧＤｉを持つ。ここで、ＤＭＧＤｉは、光ファイバｉにおける、前記一つのモードと他の任意の導波モードとの間のモードグループ遅延差である。
【００４１】
このように適切な長さのファイバを連結することにより、良好なＤＭＧＤ補償を実現することができ、その結果、前記光リンク中の全ての個別のファイバより小さいＤＭＧＤを示す光リンクを作ることができる。
【００４２】
第１の実施形態によると、前記光リンク中の少なくとも１本の光ファイバｉ∈［１；Ｎ］に関し、前記光コアは、最小屈折率ｎ１ｉ＝ｎｃｌｉを持つ。前記光クラッドはまた、前記光コアを直接取り囲む、内径Ｒ１ｉで外径Ｒ２ｉ≧Ｒ１ｉの内側クラッド層を備える。前記内側クラッド層は、ｎ２ｉ≠ｎｃｌｉかつｎ２ｉ＞ｎｔｒｅｎｃｈｉであるような一定の屈折率ｎ２ｉを持つ。
【００４３】
このようなトレンチ補助屈折率分布プロファイル（ｇｒａｄｅｄ−ｉｎｄｅｘ  ｔｒｅｎｃｈ−ａｓｓｉｓｔｅｄ  ｐｒｏｆｉｌｅ）は、本発明の実施例に示されるコアの基準とトレンチの基準を満足することができる。更にこのような少モードファイバは製造が容易で低コストである。内側クラッド層は、コアに対して負又は正の屈折率差を持つことができる。
【００４４】
第２の実施形態によると、前記光リンク中の少なくとも１本の光ファイバｉ∈［１；Ｎ］に関し、前記光コアは、最小屈折率ｎ１ｉ≠ｎｃｌｉを持つ。前記光クラッドはまた、前記光コアを直接取り囲む、内径Ｒ１ｉで外径Ｒ２ｉ≧Ｒ１ｉの内側クラッド層を備える。前記内側クラッド層は、ｎ２ｉ＝ｎ１ｉかつｎ２ｉ＞ｎｔｒｅｎｃｈｉであるような一定の屈折率ｎ２ｉを持つ。
【００４５】
このようなもう一つのトレンチ補助屈折率分布プロファイルは、本発明の実施例で示されるコアの基準とトレンチの基準を満足することができる。更にこのような少モードファイバは製造が容易で低コストである。内側クラッド層は、コアに対して負又は正の屈折率差を持つことができる。
【００４６】
第３の実施形態によると、前記光リンク中の少なくとも１本の光ファイバｉ∈［１；Ｎ］に関し、前記光コアは、ｎｃｌｉに等しい最小屈折率を持つ。前記光クラッドはまた、前記光コアを直接取り囲む、内径Ｒ１ｉで外径Ｒ２ｉ≧Ｒ１ｉの内側クラッド層を備える。前記内側クラッド層は、前記光コアの単一αｉの屈折率分布プロファイルの延長である。前記内側クラッド層は、最小屈折率ｎ１ｉ＝ｎｔｒｅｎｃｈｉを持つ。
【００４７】
第１と第２の実施形態のものと比べると、この少モードファイバの製造はいくらか難しいが、このようなトレンチ補助屈折率分布プロファイルは、屈折率分布プロファイルのα値をより良好に最適化することができる。
【００４８】
本発明の別の態様は、上記の形態のいずれかに記載された光ファイバを少なくとも１本備える光システムに関する。
【００４９】
本明細書に記載したＦＭＦ光リンクは、少なくとも全ての「Ｃ−バンド」での使用に適するが、場合によってはＳ−、Ｃ−、Ｕ−、及びＬ−バンドでの使用にも適する点に注意しておく。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
本発明の実施形態のその他の特徴と利点は、以下の記載において、具体的ではあるが完全に網羅的ではない実施例と下記添付図面とを用いて表される。
【００５１】
【図１】図１は、ここに記載するある一つの実施形態による光リンクを概略的に示す。この光リンクは、少モード光ファイバを複数連結したものを備える。
【図２】図２は、ここに記載する一つ又は複数の実施形態による光ファイバの断面を概略的に示す。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の第一形態による光ファイバの屈折率プロファイルをグラフで示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の第二形態による光ファイバの屈折率プロファイルをグラフで示す。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本発明の第三形態による光ファイバの屈折率プロファイルをグラフで示す。
【図４】図３は、ＬＰモード導波数が６個から１６個の、本発明によるトレンチ補助屈折率分布プロファイル構造の少モードファイバ関し、モードグループ遅延差がどのように減少するかをＲ１の関数で示したものである。
【図５】図４は、ＬＰモード導波数が６個から１６個の、本発明によるトレンチ補助屈折率分布プロファイル構造の少モードファイバ関し、本発明で示される基準値ＣをＲ１の関数で示したものである。
【図６】図５は、本発明のいくつかの実施形態に関し、Ｍａｘ｜ＤＭＧＤ｜を波長の関数としてグラフで示す。
【図７】図６は、本発明のいくつかの実施形態に関し、Ｍａｘ｜ＤＭＧＤ｜をαの関数としてグラフで示す。
【図８Ａ−Ｂ】図８Ａと８Ｂは、本発明に関し、光システムとしての実施態様を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
本発明の一般原理は、モードグループ遅延差を低減し、先行技術のＦＭＦより多数のＬＰモードに対応することにより、注意深く設計されたトレンチ補助屈折率分布型少モード光ファイバ光リンクを提案する点にある。より正確にはこのような光リンクの目的は、特に、異なる特性を示す複数のＦＭＦを連結することにより、少モードファイバの製造工程で発生するプロファイルの小さな変動を補償することにある。このような光リンクにより、モードグループ遅延差の低減と、曲げ損失の低減と、漏えい損失の増大との間のトレードオフを、先行技術のＦＭＦに対して改善することができる。更に、このようなＤＭＧＤ補償ＦＭＦ光リンクの設計は、ＤＭＧＤの低減のための効果的で確実な方法である。
【００５３】
光ファイバを伝達する光は、実際にはハイブリッド型のモードを形成し、これは通常ＬＰ（Ｌｉｎｅａｒ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）モードと呼ばれる。ＬＰ０Ｐモードは２個の自由度の偏光を持ち、二重に縮退している。ｍ≧１のＬＰｍｐモードは四重に縮退している。ファイバを伝搬するＬＰモードの数を指定するときはこの縮退度は数えない。従って、二つのＬＰモードを持つ少モード光ファイバは、全てのＬＰ０１モードとＬＰ１１モードの伝搬に対応する。あるいは、６個のＬＰモードを導波する少モードファイバは、全てのＬＰ０１、ＬＰ１１、ＬＰ０２、ＬＰ２１、ＬＰ１２及びＬＰ３１モードの伝搬に対応する。
【００５４】
これから本発明の光リンクの実施例に含まれる少モード光ファイバの形態を詳細に参照するが、その実例は添付図面で示される。全ての図面を通じて、可能であれば常に、同一または類似のものには同一の参照番号を使う。
【００５５】
本発明の少モード光ファイバ光リンクの一実施形態を、図１に断面図の形で概略的に示す。光リンク７０は、複数の少モードファイバを連結することによって形成する（例えば、このような光リンクは、互いに連結された光ファイバのｐ個の区間（ｐ≧２）を備える）。図１は、光ファイバ７０１と光ファイバ７０ｐだけを示し、光リンク中の他の潜在的な光ファイバｉ∈［１；ｐ］は全て点線で象徴化している。
【００５６】
少モードファイバ１は長さＬ１を持ち、少モードファイバｉは長さＬｉを持ち、少モードファイバｐは長さＬｐを持つ。より詳細は以下で記述するように、これらの長さＬ１、…Ｌｉ、…Ｌｐは、本光リンク７０が以下の方程式で定義される光通信の品質基準値Ｃを満足するように選ばれる。
【数７】
0006397899.tif 000008
ここでＤＭＧＤｌｉｎｋは、光リンク７０における二つの導波モード間のモードグループ遅延差である。また、
【数８】
0006397899.tif 000009
【数９】
0006397899.tif 000010
である。ただし、Ｄｎ１ｉ＝ｎ０ｉ−ｎｃｌｉは、光ファイバｉ∈［１；ｐ］に関し、λ＝１５５０ｎｍにおけるコア―クラッド間屈折率差である。更に、光リンク７０の中の光ファイバ１からｐのうち少なくとも１本は、Ｒ１ｉ≧１３．５μｍ、ｉ∈［１；ｐ］であるようなコア半径Ｒ１ｉを持つ。
【００５７】
このように少モードファイバ１からｐはお互いに連結して、長さＬ＝Ｌ１＋…＋Ｌｉ＋…＋Ｌｐの光リンク７０を形成し、このＬは数１０ｋｍ又は数１００ｋｍに達することができる。
【００５８】
もちろん本開示の内容は、光リンクを形成するために連結する少モードファイバの数について、任意の数をカバーする。単なる例であるが、本光リンクは、２本のＦＭＦ、４本のＦＭＦ、あるいは数１０本のＦＭＦですら備えていてよい。
【００５９】
これから以下の開示において、本発明の光リンクを形成する光ファイバの構造と特性に焦点を当てる。
【００６０】
少モード光ファイバ。
【００６１】
本発明の少モード光ファイバの一実施形態を、図２に断面図の形で概略的に示す。光ファイバ１０は一般に、ガラスクラッドで取り囲まれたガラスコア２０を持つ。ガラスコア２０は一般に、１３．５μｍから２０μｍの半径Ｒ１を持つ。ガラスクラッドは一般に、内径Ｒ１と外径Ｒ４を持つ。ここに示される実施形態では、コア２０とクラッドは一般にシリカ、特にシリカガラスを含む。光ファイバ１０の断面は一般に、コア２０の中心に対して円対称であってよい。ここで記述されるいくつかの実施形態では、半径Ｒ４（すなわち光ファイバ１０のガラス部分の半径）は概ね６２．５μｍである。しかしながらクラッドの寸法は、半径Ｒ４が６２．５μｍより大きくも小さくもできるよう、調整が可能であることに注意されたい。光ファイバ１０はまた、内径がＲ４で外径がＲ５の被覆６０を備える。このような被覆は複数の層を有していてよく、特に２層からなる被覆であってよい。ただし図２には、これらの異なる層は示されていない。被覆の中にいくつ層があろうと、Ｒ４とＲ５は被覆の下限と上限であることに留意する必要がある。ここで記述されるいくつかの実施形態では、半径Ｒ５は概ね１２２．５μｍである（しかし１２２．５μｍより大きくても小さくてもよい）。代替の実施形態では、Ｒ４＝４０μｍあるいはＲ４＝５０μｍで、更にＲ５＝６２．５μｍといった別の寸法もあり得る。
【００６２】
本発明の光リンクの全ての少モードファイバは、上記図２に記載された共通の特徴を共有する。
【００６３】
図３Ａは、本発明の第一形態による光ファイバ１０の屈折率プロファイルｎ（ｒ）を表す。これは、屈折率値ｎと光ファイバの中心からの距離ｒとの関係を記述する。ｘ−軸は半径位置を表し、ｘ＝０はコア領域の中心を表す。ｙ−軸は屈折率を表し、特段の断りのない限り屈折率差Ｄｎで書かれる。
【００６４】
本発明の実施形態によっては、本発明の光リンクを形成する光ファイバのうち１本だけが、若しくは複数が、若しくは全てが、図３Ａの屈折率分布を示してよく、又はどのファイバも示さなくてもよい。
【００６５】
第一形態において光ファイバ１０は、下記で定義される屈折率プロファイルｎ（ｒ）を持つ光コア２０を有する。
【数１０】
0006397899.tif 000011
ここで、
ｒは光ファイバの半径を表す変数であり、
Ｒ１は光コアの半径であり、
Δは以下で表される規格化屈折率差であり、
【数１１】
0006397899.tif 000012
ｎ１は光コアの最小屈折率であり、
ｎ０は光コアの最大屈折率であり、
αは光コアの屈折率プロファイル形状を決定する無次元のパラメータである。
【００６６】
光コア２０のα屈折率分布プロファイルは、光ファイバ１０のモード間分散を低減することができる。
【００６７】
光コア２０は光クラッドに直接取り囲まれている。この光クラッドは、トレンチ呼ばれる、内径がＲ２で外径がＲ３の陥没屈折率のリング４０を少なくとも一つと、内径がＲ３の外側クラッド５０を備える。ある実施形態では、このような外側クラッド層５０は純粋なシリカガラス（ＳｉＯ２）を備え、従ってその屈折率ｎｃｌはシリカガラスの屈折率である。このトレンチ４０は、外側クラッドの屈折率に対し負の屈折率差Ｄｎ３＝ｎｔｒｅｎｃｈ−ｎｃｌを持ち、その位置とサイズはファイバの曲げ損失抵抗を改善するように設計される。
【００６８】
トレンチ４０は、好ましくは次の基準を満足するように設計される。
５５≦１０００・｜（Ｒ３−Ｒ２）・Ｄｎ３・（Ｒ１２・Ｄｎ１）｜≦１５０
ここで、Ｄｎ３＝ｎｔｒｅｎｃｈ−ｎｃｌは、λ＝λＣにおけるトレンチ―クラッド間屈折率差で、λＣは前記光ファイバが使われるときの作動周波数帯の中心波長である。このような基準は、ファイバの曲げ損失と漏えい損失との間に良好なトレードオフをもたらす。
【００６９】
クラッドはまた選択的に、内径Ｒ１で外径Ｒ２の内側クラッド層３０を備えていてよい。従ってトレンチ４０は、内側クラッド層３０により、コア２０との間にスペースを設けられていてよい。選択的にトレンチ４０は、コア２０に直接接触してこれを取り囲んでいてよい。
【００７０】
この第一形態において、内側クラッド３０は、ｎ２＞ｎｔｒｅｎｃｈであるような一定の屈折率ｎ２を持つ。ｎ２は外部クラッド層に対して、負又は正（図２Ａで破線で示される）のいずれかの屈折率差Ｄｎ２＝ｎ２−ｎｃｌを示してよい。
【００７１】
クラッド中の異なる部分３０、４０、５０は、純粋なシリカガラス（ＳｉＯ２）を備えるか、又は、クラッドの当該部分が「アップドープ」されるときは、屈折率を上げる単一若しくは複数のドーパント（例えばＧｅＯ２）を備えるか、又は、クラッドの当該部分が「ダウンドープ」されるとき（例えばトレンチ４０の場合）は、屈折率を下げるドーパント（例えばフッ素）を備えるか、してよい。
【００７２】
図２には示されていないが、外側クラッド５０はまた、ｒ＞Ｒ３の領域に、より低い又はより高い屈折率の別の部分又は層を備えていてよい。
【００７３】
図３Ａで示される第一形態では、コアの最小屈折率ｎ１は外側クラッドの屈折率ｎｃｌと等しい。
【００７４】
ダウンドープされたトレンチ４０は、低い曲げ損失をもたらすことができる。
【００７５】
図３Ｂは、本発明の第二形態による光ファイバ１０の屈折率プロファイルｎ（ｒ）を表す。再び、本発明の光リンクを形成する光ファイバのうち１本だけが、若しくは複数が、若しくは全てが、図３Ｂの屈折率分布を示す、又はどのファイバも示さないような実施形態があってもよい。
【００７６】
このようなプロファイルの第一形態との違いは、コアの最小屈折率ｎ１が外側クラッドの屈折率ｎｃｌと等しくないという点である。従ってｎ１は、ファイバの外側クラッドに対して負又は正（図３Ｂで破線で示される）の屈折率差を示してよい。クラッドが内側クラッド３０を備える場合、コアの最小屈折率ｎ１は内側クラッドの一定屈折率ｎ２と等しい。ｎ２もまた、ファイバの外側クラッドに対して負又は正（図３Ｂで破線で示される）の屈折率差Ｄｎ２＝ｎ２−ｎｃｌを示してよい。
【００７７】
第一形態と同様に、外側クラッド５０はまた、ｒ＞Ｒ３の領域に、より低い屈折率又はより高い屈折率の、別の部分又は層を備えていてよい。
【００７８】
第一形態と同様に、トレンチ４０は、好ましくは次の基準を満足するように設計される。
５５≦１０００・｜（Ｒ３−Ｒ２）・Ｄｎ３・（Ｒ１２・Ｄｎ１）｜≦１５０
ここで、Ｄｎ３＝ｎｔｒｅｎｃｈ−ｎｃｌは、λ＝λＣにおけるトレンチ―クラッド間屈折率差で、λＣは前記光ファイバが使われるときの作動周波数帯の中心波長である。
【００７９】
図３Ｃは、本発明の第三形態による光ファイバ１０の屈折率プロファイルｎ（ｒ）を表す。再び、本発明の光リンクを形成する光ファイバのうち１本だけが、若しくは複数が、若しくは全てが、図３Ｃの屈折率分布を示す、又はどのファイバも示さないような実施形態があってもよい。
【００８０】
この第三形態において内側クラッド層３０は、屈折率分布型コア２０の延長である。光コア２０と内側クラッド層３０は、下記で定義される屈折率プロファイルｎ（ｒ）を持つ光コア２０を有する。
【数１２】
0006397899.tif 000013
ここで、
ｒは光ファイバの半径を表す変数であり、
Ｒ２は内側クラッド層３０の外径であり、
Δは以下で表される規格化屈折率差であり、
【数１３】
0006397899.tif 000014
ｎ１は内側クラッド層の最小屈折率（すなわち、半径Ｒ２における屈折率）であり、
ｎ０は光コアの最大屈折率であり、
αは光コアと内側クラッドの屈折率プロファイル形状を決定する無次元のパラメータである。
【００８１】
従ってこの第三形態においては、「単一αの屈折率分布プロファイル」は、先の二つの形態の場合と比べ少し異なる意味を持つ。なぜならこの屈折率分布は、光コアを超えて内側クラッドの外縁にまで達しているからである。
【００８２】
光クラッドはまた、トレンチと呼ばれる、内径がＲ２で外径がＲ３の陥没屈折率のリング４０を少なくとも一つと、内径がＲ３の外側クラッド５０を備える。ある実施形態では、このような外側クラッド層５０は純粋なシリカガラス（ＳｉＯ２）を備え、従ってその屈折率ｎｃｌはシリカガラスの屈折率である。このトレンチ４０は、外側クラッドの屈折率に対して負の屈折率差Ｄｎ３＝ｎｔｒｅｎｃｈ−ｎｃｌを持ち、その位置とサイズはファイバの曲げ損失抵抗を改善するように設計される。
【００８３】
第一及び第二形態と同様に、外側クラッド５０はまた、ｒ＞Ｒ３の領域に、より低い屈折率又はより高い屈折率の、別の部分又は層を備えていてよい。
【００８４】
第一形態と同様に、トレンチ４０は、好ましくは次の基準を満足するように設計される。
５５≦１０００・｜（Ｒ３−Ｒ２）・Ｄｎ３・（Ｒ１２・Ｄｎ１）｜≦１５０
ここで、Ｄｎ３＝ｎｔｒｅｎｃｈ−ｎｃｌは、λ＝λＣにおけるトレンチ―クラッド間屈折率差で、λＣは前記光ファイバが使われるときの作動周波数帯の中心波長である。
【００８５】
図４は、図３Ａ−３Ｃの形態の一つにおける導波数６、９、１２及び１６のＦＭＦに関し、光ファイバで導波される任意の２つのＬＰモード間で、最大モードグループ遅延差Ｍａｘ｜ＤＭＧＤ｜がどのように減少するかを、コア半径Ｒ１の関数で示したものである。ｘ−軸はファイバのコア半径Ｒ１を表し、その範囲は１２μｍから１６μｍである。ｙ−軸は、Ｍａｘ｜ＤＭＧＤ｜をｐｓ／ｋｍ単位で対数目盛を用いて表す。曲線３１は６個のＬＰモードを導波するＦＭＦに対応する。曲線３２は９個のＬＰモードを導波するＦＭＦに対応する。曲線３３は１２個のＬＰモードを導波するＦＭＦに対応する。曲線３４は１６個のＬＰモードを導波するＦＭＦに対応する。
【００８６】
これと連携して図５は、図３Ａ−３Ｃの形態の一つにおける導波数６、９、１２及び１６のＦＭＦに関し、光ファイバで導波される任意の２つのＬＰモード間で、基準値
【数１４】
0006397899.tif 000015
がどのように減少するかを、これもまたコア半径Ｒ１の関数で示したものである。ここで、ＤＭＧＤは前記ファイバにおける２つの導波モード間のモードグループ遅延差を表し、Ｄｎ１＝ｎ０−ｎｃｌは、λ＝λＣにおけるコア―クラッド間屈折率差で、λＣは前記光ファイバが使われるときの作動周波数帯の中心波長である。ｘ−軸はファイバのコア半径Ｒ１を表し、その範囲は１２μｍから１６μｍである。ｙ−軸は基準値Ｃを表し、その範囲は０から３０である。曲線４１は６個のＬＰモードを導波するＦＭＦに対応する。曲線４２は９個のＬＰモードを導波するＦＭＦに対応する。曲線４３は１２個のＬＰモードを導波するＦＭＦに対応する。曲線４４は１６個のＬＰモードを導波するＦＭＦに対応する。
【００８７】
両図から読み取れるように、コア半径をＲ１≧１３．５μｍに設定することにより良好なトレードオフが得られる。これにより、光ファイバで導波されるＬＰモードの数がいくつであっても、低いＭａｘ｜ＤＭＧＤ｜に到達することができる。コア半径の最小値を１３．５μｍに設定することにより、ＦＭＦで多数のＬＰモードを導波することが可能となり、これによりファイバ１本あたりの容量を改善できる。またＭａｘ｜ＤＭＧＤ｜値が低いことにより、長距離伝送が可能となる。
【００８８】
一旦コア半径の最小値が１３．５μｍに設定されると、図４から基準値Ｃの適正な上限は１８と設定され、Ｃ＜１８となる。このような、本発明のＦＭＦに許容される上限は、図５で水平な直線４５を用いて示されている。
【００８９】
図４と５から読み取れるように、６個のＬＰ導波モードに対応するＦＭＦに対し、規格化周波数
【数１５】
0006397899.tif 000016
（ここで、λは動作時の波長である）は、好ましくは７．８と９．８との間である。λがここで１５５０ｎｍのとき（より一般的にはλ＝λＣのとき（ただしλＣは前記光ファイバの任意の使用帯の中心波長））、Ｍａｘ｜ＤＭＧＤ｜は、好ましくは＜２５ｐｓ／ｋｍであり、より好ましくは＜１５ｐｓ／ｋｍである。またλが１５３０ｎｍから１５７０ｎｍのとき（より一般的には任意の使用帯［λＣ−δλ；λＣ＋δλ］のとき（ただし２δλは、前記使用帯（例えばＣ−バンド、Ｌ−バンド、Ｓ−バンドあるいはＵ−バンドなど）の帯域幅であり、好ましくは、δλ＝２０ｎｍ））、Ｍａｘ｜ＤＭＧＤ｜は、好ましくは＜５０ｐｓ／ｋｍであり、より好ましくは＜３０ｐｓ／ｋｍである。
【００９０】
９個のＬＰ導波モードに対応するＦＭＦに対し、Ｖは、好ましくは９．８と１１．８との間である。λがここで１５５０ｎｍのとき（より一般的にはλ＝λＣのとき（ただしλＣは前記光ファイバの任意の使用帯の中心波長））、Ｍａｘ｜ＤＭＧＤ｜は、好ましくは＜１００ｐｓ／ｋｍであり、より好ましくは＜６０ｐｓ／ｋｍである。またλが１５３０ｎｍから１５７０ｎｍのとき（より一般的には任意の使用帯［λＣ−δλ；λＣ＋δλ］のとき（ただし２δλは、前記使用帯（例えばＣ−バンド、Ｌ−バンド、Ｓ−バンドあるいはＵ−バンドなど）の帯域幅であり、好ましくは、δλ＝２０ｎｍ））、Ｍａｘ｜ＤＭＧＤ｜は、好ましくは＜２００ｐｓ／ｋｍであり、より好ましくは＜１２０ｐｓ／ｋｍである。
【００９１】
１２個のＬＰ導波モードに対応するＦＭＦに対し、Ｖは、好ましくは１１．８と１３．８との間である。λがここで１５５０ｎｍのとき（より一般的にはλ＝λＣのとき（ただしλＣは前記光ファイバの任意の使用帯の中心波長））、Ｍａｘ｜ＤＭＧＤ｜は、好ましくは＜１５０ｐｓ／ｋｍであり、より好ましくは＜１２０ｐｓ／ｋｍである。またλが１５３０ｎｍから１５７０ｎｍのとき（より一般的には任意の使用帯［λＣ−δλ；λＣ＋δλ］のとき（ただし２δλは、前記使用帯（例えばＣ−バンド、Ｌ−バンド、Ｓ−バンドあるいはＵ−バンドなど）の帯域幅であり、好ましくは、δλ＝２０ｎｍ））、Ｍａｘ｜ＤＭＧＤ｜は、好ましくは＜３００ｐｓ／ｋｍであり、より好ましくは＜２５０ｐｓ／ｋｍである。
【００９２】
１６個のＬＰ導波モードに対応するＦＭＦに対し、Ｖは、好ましくは１３．８と１５．９との間である。λがここで１５５０ｎｍのとき（より一般的にはλ＝λＣのとき（ただしλＣは前記光ファイバの任意の使用帯の中心波長））、Ｍａｘ｜ＤＭＧＤ｜は、好ましくは＜３００ｐｓ／ｋｍであり、より好ましくは＜２５０ｐｓ／ｋｍである。またλが１５３０ｎｍから１５７０ｎｍのとき（より一般的には任意の使用帯［λＣ−δλ；λＣ＋δλ］のとき（ただし２δλは、前記使用帯（例えばＣ−バンド、Ｌ−バンド、Ｓ−バンドあるいはＵ−バンドなど）の帯域幅であり、好ましくは、δλ＝２０ｎｍ））、Ｍａｘ｜ＤＭＧＤ｜は、好ましくは＜６００ｐｓ／ｋｍであり、より好ましくは＜５００ｐｓ／ｋｍである。
【００９３】
更に、４個のＬＰ導波モードに対応するＦＭＦに対し、規格化周波数Ｖは、好ましくは５．７と７．８との間である。λがここで１５５０ｎｍのとき（より一般的にはλ＝λＣのとき（ただしλＣは前記光ファイバの任意の使用帯の中心波長））、Ｍａｘ｜ＤＭＧＤ｜は、好ましくは＜２０ｐｓ／ｋｍであり、より好ましくは＜１０ｐｓ／ｋｍである。またλが１５３０ｎｍから１５７０ｎｍのとき（より一般的には任意の使用帯［λＣ−δλ；λＣ＋δλ］のとき（ただし２δλは、前記使用帯（例えばＣ−バンド、Ｌ−バンド、Ｓ−バンドあるいはＵ−バンドなど）の帯域幅であり、好ましくは、δλ＝２０ｎｍ））、Ｍａｘ｜ＤＭＧＤ｜は、好ましくは＜３０ｐｓ／ｋｍであり、より好ましくは＜２０ｐｓ／ｋｍである。
【００９４】
本発明のＦＭＦの全てのＬＰ導波モードは、Ａｅｆｆ＜４００μｍ２の、好ましくはＡｅｆｆ＜３５０μｍ２の有効領域を持つとともに、１５５０ｎｍにおいて１０ｍｍの曲げに対して＜１００ｄＢ／ターンの、好ましくは＜５０ｄＢ／ターンの曲げ損失を持つ。またＬＰ漏えいモードは、１５５０ｎｍ（より一般的にはλ＝λＣ（ただしλＣは前記光ファイバの任意の使用帯の中心波長））において、＞０．１ｄＢ／ｍの、好ましくは＞０．５ｄＢ／ｍの漏えい損失を持つ。その結果、これらの漏えいモードは高々１０ｍオーダの距離を伝搬した後、遮断される（＞１９．３ｄＢ（漏えい損失））。ここにいう光ファイバの有効領域とは、別段の断りのない限り、光ファイバの中で光が伝搬する部分のことをいい、波長１５５０ｎｍで特定のモード（例えばＬＰ０１）で定められる。
【００９５】
表１は、図３Ｂの形態によるＦＭＦの一例について、屈折率プロファイルのパラメータと、Ｍａｘ｜ＤＭＧＤ｜、コア基準値Ｃ及びトレンチ基準値Ｔなどの結果を示す。
【００９６】
【表１】
0006397899.tif 000017
【００９７】
表１で、コア基準値はパラメータＣとして次のように与えられる。
【数１６】
0006397899.tif 000018
トレンチ基準値Ｔは次のように与えられる。
Ｔ＝１０００・｜（Ｒ３−Ｒ２）・Ｄｎ３・（Ｒ１２・Ｄｎ１）｜
好ましい形態では、５５≦Ｔ≦１５０である。読み取れるように、４個のＬＰモードを導波する例０では、Ｃ＝１５．３＜１８となるためＣの基準は満足するが、Ｔ＝３７．８となるためＴの基準は満足しない。しかしながら、このような「少ない」ＬＰモードの数（例えば４）では、曲げ損失と漏えい損失とのトレードオフは、よりはるかに簡単に解決できる。
【００９８】
表２は、４個のＬＰ導波モード、すなわちＬＰ０１、ＬＰ１１、ＬＰ２１及びＬＰ０２の各モードに対応する表１の例について、各ＬＰモードの特性を示す。
【００９９】
【表２】
0006397899.tif 000019
【０１００】
表２において（以下の表３から６においても同様）、Ｄｎｅｆｆは有効屈折率差を表し、ＣＤはｐｓ／ｎｍ−ｋｍを単位とする波長分散（波長分散は、材料分散と導波路分散とモード間分散の和である）を表し、ｄＢ／ターンを単位とする曲げ損失は１０ｍｍの曲げ半径で与えられる。μｍ２を単位とするＡｅｆｆはＬＰ導波モードの有効領域を表す。モードグループ遅延差は第１の導波モードＬＰ０１に関して測定され、ｐｓ／ｋｍを単位として表される。ＬＰ１２及びＬＰ３１は、漏えいモードである。
【０１０１】
表３は、６個のＬＰ導波モードに対応する表１の例（すなわち、波長λ＝１５５０ｎｍにおける例１、２及び３）について、各ＬＰモードの特性を示す。
【０１０２】
【表３】
0006397899.tif 000020
【０１０３】
ＬＰ０３、ＬＰ２２及びＬＰ４１は、漏えいモードである。
【０１０４】
表４は、９個のＬＰ導波モードに対応する表１の例（すなわち、波長λ＝１５５０ｎｍにおける例４及び５）について、各ＬＰモードの特性を示す。読み取れるように、ＬＰ１３、ＬＰ３２及びＬＰ５１は、漏えいモードである。
【０１０５】
【表４】
0006397899.tif 000021
【０１０６】
表５は、１２個のＬＰ導波モードに対応する表１の例（すなわち、波長λ＝１５５０ｎｍにおける例６及び７）について、各ＬＰモードの特性を示す。ＬＰ０４、ＬＰ２３、ＬＰ４２、及びＬＰ６１は、漏えいモードである。
【０１０７】
【表５】
0006397899.tif 000022
【０１０８】
表６−１、６−２は、１６個のＬＰ導波モードに対応する表１の例（すなわち、波長λ＝１５５０ｎｍにおける例８、９及び１０）について、各ＬＰモードの特性を示す。ＬＰ１４、ＬＰ３３、ＬＰ５２、及びＬＰ７１は、漏えいモードである。
【０１０９】
【表６−１】
0006397899.tif 000023
【０１１０】
【表６−２】
0006397899.tif 000024
【０１１１】
図６は、６個から１６個のＬＰ導波モードに対応する少モードファイバについて、Ｍａｘ｜ＧＭＧＤ｜が、波長の関数として発展する様子を示す。より具体的には、図５は、表１に列挙された例２、５、６及び９について、Ｍａｘ｜ＧＭＧＤ｜を波長の関数として示す。このような例は、図３Ｂで示した本発明の第２形態による少モードファイバに相当する。
【０１１２】
ｘ−軸はファイバで導波された光の波長を表し、その範囲は１５３０ｎｍから１５７０ｎｍである。ｙ−軸は、任意のＬＰ導波モード間のＭａｘ｜ＤＭＧＤ｜をｐｓ／ｋｍ単位で表し、その範囲は０から２００である。曲線５１は、例２の６個のＬＰモードを導波するＦＭＦに対応する。曲線５２は、例５の９個のＬＰモードを導波するＦＭＦに対応する。曲線５３は、例６の１２個のＬＰモードを導波するＦＭＦに対応する。曲線５４は、例９の１６個のＬＰモードを導波するＦＭＦに対応する。
【０１１３】
読み取れるように、Ｍａｘ｜ＤＭＧＤ｜は、１５３０ｎｍから１５７０ｎｍの拡張Ｃ−バンド全体を通して小さいままである。この拡張Ｃ−バンドにおけるＭａｘ｜ＤＭＧＤ｜の傾きは、絶対値で＜３ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ、好ましくは＜２ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ、更に好ましくは＜１ｐｓ／ｋｍ／ｎｍである。
【０１１４】
図７は、６個から１６個のＬＰ導波モードに対応するＦＭＦについて、Ｍａｘ｜ＧＭＧＤ｜が、屈折率分布プロファイルのαパラメータの関数として発展する様子を示す。より具体的には、図７は、表１に列挙された例２、４、７及び８について、Ｍａｘ｜ＧＭＧＤ｜をαの関数として示す。このような例は、図３Ｂで示した本発明の第２形態による少モードファイバに相当する。
【０１１５】
ｘ−軸はα（光コアの屈折率プロファイル形状を決定する無次元のパラメータ）を表し、その範囲は１．９１から１．９９である。ｙ−軸は、任意のＬＰ導波モード間のＭａｘ｜ＤＭＧＤ｜をｐｓ／ｋｍ単位で表し、その範囲は０から２００である。曲線６１は、例２の６個のＬＰモードを導波するＦＭＦに対応する。曲線６２は、例４の９個のＬＰモードを導波するＦＭＦに対応する。曲線６３は、例７の１２個のＬＰモードを導波するＦＭＦに対応する。曲線６４は、例８の１６個のＬＰモードを導波するＦＭＦに対応する。
【０１１６】
図７に示されるように、αの値には、Ｍａｘ｜ＤＭＧＤ｜が最小となるような最適値が存在する。この「最適α」より大きい又は小さい値に対して、一般にＤＭＧＤは反対の符号を示す。
【０１１７】
αの値がなるべく最適値に近くなるように注意深く選ぶことにより、Ｍａｘ｜ＤＭＧＤ｜が最小となるような少モードファイバを設計することができる。本開示による少モード光ファイバ１０は、低損失でグループ間遅延差が小さく、光伝送システム（特に空間分割多重を利用する長距離伝送用システム）に使用するのに好適である。
【０１１８】
少モード光ファイバ光リンク
【０１１９】
上記のように、αの値には、Ｍａｘ｜ＤＭＧＤ｜が最小となるような最適値が存在する。この「最適α」より大きい値のものと小さい値のものは、一般に、お互いに反対の符号ＤＭＧＤを示す。
【０１２０】
「ＤＭＧＤ補償」光リンクを実現することに関し、本発明者は次のような結論に至った。すなわち、もしあるＦＭＦがα値の観点で的外れの（ｏｆｆ−ｔａｒｇｅｔ）場合（すなわち、図７に示す「最適α」より少し高いか又は低い場合）、適切な長さのＦＭＦを選択することにより、適切なα値を持つ別のＦＭＦと、的外れのＦＭＦとを結合できるという結論である。ここでいう適切なα値とは、的外れのＦＭＦのα値が「最適α」より低い場合は、「最適α」より高いα値である。同様に、適切なα値は、的外れのＦＭＦのα値が「最適α」より高い場合、「最適α」より低いα値である。
【０１２１】
その結果得られる光リンクのＭａｘ｜ＤＭＧＤ｜は、図７に示す最小値に非常に近いものとすることができる。このようなＦＭＦの結合は、的外れのα値を生み出す可能性のある要因、例えば工程上の小変動を補償することができる。
【０１２２】
表６−１、６−２、７、８及び９は、それぞれ６個、９個、１２個及び１６個のＬＰ導波モード対応を可能とするＦＭＦ接続の例を示す。
【０１２３】
【表６−３】
0006397899.tif 000025
【０１２４】
表６−３に記載した例２は、λ＝１５５０ｎｍにおいて６個のＬＰモードに対応する少モードファイバのＤＭＧＤとＭａｘ｜ＤＭＧＤ｜の値を、ｐｓ／ｋｍ単位で示す（すでに表１と表２で議論した）。図７で示される結果によると、本ＦＭＦの最適α値は、αｏｐｔ＝１．９５１である。表６−３の第２列は、例２のＦＭＦであってλ＝１５５０ｎｍにおいて最適α値を示すものについての、ＤＭＧＤとＭａｘ｜ＤＭＧＤ｜の値を与える。表６−３の第３列は、例２のＦＭＦであってλ＝１５５０ｎｍにおいて最適値を少し外したα値（例えばαｏｆｆ−ｔａｒｇｅｔ＝１．９５６）を示すものについての、ＦＭＦのＤＭＧＤとＭａｘ｜ＤＭＧＤ｜の値を与える。
【０１２５】
表６−３の第４列は、例２のＦＭＦであってλ＝１５５０ｎｍにおいて次のようなα値を示すものについての、ＦＭＦのＤＭＧＤとＭａｘ｜ＤＭＧＤ｜の値を与える。すなわち、ＤＭＧＤ補償光リンクを形成する目的で、第３列のＦＭＦと連結するために使うことができるＦＭＦのα値である（例えばαｃｏｍｐ＝１．９１０）。
【０１２６】
表６−３の最終列は、長さＬｏｐｔを持つ第３列に記載のＦＭＦと、長さＬｃｏｍｐを持つ第４列に記載のＦＭＦとを連結して形成した光リンクの、ＤＭＧＤとＭａｘ｜ＤＭＧＤ｜の値を与える。光リンクの全長はLｌｉｎｋ＝Ｌｏｐｔ＋Ｌｃｏｍｐで、ＬｏｐｔとＬｃｏｍｐとの関係はＬｃｏｍｐ／Ｌｏｐｔ＝０．１２８となっている。
【０１２７】
このような比は、光リンクを形成する両ファイバについて、それぞれのＤＭＧＤ値が最大となるようなモードにおける、両ファイバのＤＭＧＤの絶対値の比に等しいか、又は非常に近いように選ばれる。表６−３に開示された例２では、このような最大モードはＬＰ３１モードであり、このモードにおける両ファイバのＤＭＧＤの絶対値の比は｜２７．２／−２０９．７｜＝０．１３である。この実施例では、両ファイバの長さの比は０．１３に近いように選び、Ｌｃｏｍｐ／Ｌｏｐｔ＝０．１２８となっている。長さＬｃｏｍｐとＬｏｐｔは、このように光リンクのＭａｘ｜ＤＭＧＤ｜を最小化するように選ばれる。
【０１２８】
表６−３に示すように、ＤＭＧＤ補償光リンクのＤＭＧＤとＭａｘ｜ＤＭＧＤ｜の値は最小値に非常に近い値である。このような光リンクにより、非常に小さいＤＭＧＤで６個のＬＰモードを導波することができ、その結果非常に良好なシステム性能が得られる。
【０１２９】
このような光リンクはコア基準Ｃ＜１８を満足する。またこの光リンクを形成する２本のＦＭＦは、その両方がそれぞれコア基準Ｃ＜１８を満足する。
【０１３０】
【表７】
0006397899.tif 000026
【０１３１】
表７に記載した例４は、λ＝１５５０ｎｍにおいて９個のＬＰモードに対応する少モードファイバのＤＭＧＤとＭａｘ｜ＤＭＧＤ｜の値を、ｐｓ／ｋｍ単位で示す（すでに表１と表３で議論した）。図７で示される結果によると、本ＦＭＦの最適α値は、αｏｐｔ＝１．９４４である。表７の第２列は、例４のＦＭＦであってλ＝１５５０ｎｍにおいて最適α値を示すものについての、ＤＭＧＤとＭａｘ｜ＤＭＧＤ｜の値を与える。表７の第３列は、例４のＦＭＦであってλ＝１５５０ｎｍにおいて最適値を少し外したα値（例えばαｏｆｆ−ｔａｒｇｅｔ＝１．９３８）を示すものについての、ＦＭＦのＤＭＧＤとＭａｘ｜ＤＭＧＤ｜の値を与える。
【０１３２】
表７の第４列は、例４のＦＭＦであってλ＝１５５０ｎｍにおいて次のようなα値を示すものについての、ＦＭＦのＤＭＧＤとＭａｘ｜ＤＭＧＤ｜の値を与える。すなわち、ＤＭＧＤ補償光リンクを形成する目的で、第３列のＦＭＦと連結するために使うことができるＦＭＦのα値である（例えばαｃｏｍｐ＝１．９９０）。
【０１３３】
表７の最終列は、長さＬｏｐｔを持つ第３列に記載のＦＭＦと、長さＬｃｏｍｐを持つ第４列に記載のＦＭＦとを連結して形成した光リンクの、ＤＭＧＤとＭａｘ｜ＤＭＧＤ｜の値を与える。光リンクの全長はLｌｉｎｋ＝Ｌｏｐｔ＋Ｌｃｏｍｐで、ＬｏｐｔとＬｃｏｍｐとの関係はＬｃｏｍｐ／Ｌｏｐｔ＝０．１３４となっている。
【０１３４】
このような比は、光リンクを形成する両ファイバについて、それぞれのＤＭＧＤ値が最大となるようなモードにおける、両ファイバのＤＭＧＤの絶対値の比に等しいか、又は非常に近いように選ばれる。表７に開示された例４では、このような最大モードはＬＰ４１モードであり、このモードにおける両ファイバのＤＭＧＤの絶対値の比は｜−５０．７／３７７．１｜＝０．１３である。この実施例では、両ファイバの長さの比は０．１３に近いように選び、Ｌｃｏｍｐ／Ｌｏｐｔ＝０．１３４となっている。長さＬｃｏｍｐとＬｏｐｔは、このように光リンクのＭａｘ｜ＤＭＧＤ｜を最小化するように選ばれる。
【０１３５】
表７に示すように、ＤＭＧＤ補償光リンクのＤＭＧＤとＭａｘ｜ＤＭＧＤ｜の値は最小値に非常に近い値である。このような光リンクにより、非常に小さいＤＭＧＤで６個のＬＰモードを導波することができ、その結果非常に良好なシステム性能が得られる。
【０１３６】
このような光リンクはコア基準Ｃ＜１８を満足する。またこの光リンクを形成する２本のＦＭＦは、その両方がそれぞれコア基準Ｃ＜１８を満足する。
【０１３７】
【表８】
0006397899.tif 000027
【０１３８】
表８に記載した例７は、λ＝１５５０ｎｍにおいて１２個のＬＰモードに対応する少モードファイバのＤＭＧＤとＭａｘ｜ＤＭＧＤ｜の値を、ｐｓ／ｋｍ単位で示す（すでに表１と表４で議論した）。図７で示される結果によると、本ＦＭＦの最適α値は、αｏｐｔ＝１．９３４である。表８の第２列は、例７のＦＭＦであってλ＝１５５０ｎｍにおいて最適α値を示すものについての、ＤＭＧＤとＭａｘ｜ＤＭＧＤ｜の値を与える。表８の第３列は、例７のＦＭＦであってλ＝１５５０ｎｍにおいて最適値を少し外したα値（例えばαｏｆｆ−ｔａｒｇｅｔ＝１．９４２）を示すものについての、ＦＭＦのＤＭＧＤとＭａｘ｜ＤＭＧＤ｜の値を与える。
【０１３９】
表８の第４列は、例７のＦＭＦであってλ＝１５５０ｎｍにおいて次のようなα値を示すものについての、ＦＭＦのＤＭＧＤとＭａｘ｜ＤＭＧＤ｜の値を与える。すなわち、ＤＭＧＤ補償光リンクを形成する目的で、第３列のＦＭＦと連結するために使うことができるＦＭＦのα値である（例えばαｃｏｍｐ＝１．９００）。
【０１４０】
表８の最終列は、長さＬｏｐｔを持つ第３列に記載のＦＭＦと、長さＬｃｏｍｐを持つ第４列に記載のＦＭＦとを連結して形成した光リンクの、ＤＭＧＤとＭａｘ｜ＤＭＧＤ｜の値を与える。光リンクの全長はLｌｉｎｋ＝Ｌｏｐｔ＋Ｌｃｏｍｐで、ＬｏｐｔとＬｃｏｍｐとの関係はＬｃｏｍｐ／Ｌｏｐｔ＝０．２３０となっている。
【０１４１】
このような比は、光リンクを形成する両ファイバについて、それぞれのＤＭＧＤ値が最大となるようなモードにおける、両ファイバのＤＭＧＤの絶対値の比に等しいか、又は非常に近いように選ばれる。表８に開示された例７では、このような最大モードはＬＰ４１モードであり、このモードにおける両ファイバのＤＭＧＤの絶対値の比は｜９２．９／−３６５．０｜＝０．２５である。この実施例では、両ファイバの長さの比は０．２５に近いように選び、Ｌｃｏｍｐ／Ｌｏｐｔ＝０．２３となっている。長さＬｃｏｍｐとＬｏｐｔは、このように光リンクのＭａｘ｜ＤＭＧＤ｜を最小化するように選ばれる。
【０１４２】
表８に示すように、ＤＭＧＤ補償光リンクのＤＭＧＤとＭａｘ｜ＤＭＧＤ｜の値は最小値に非常に近い値である。このような光リンクにより、非常に小さいＤＭＧＤで１２個のＬＰモードを導波することができ、その結果非常に良好なシステム性能が得られる。
【０１４３】
このような光リンクはコア基準Ｃ＜１８を満足する。またこの光リンクを形成する２本のＦＭＦは、その両方がそれぞれコア基準Ｃ＜１８を満足する。
【０１４４】
【表９】
0006397899.tif 000028
【０１４５】
表９に記載した例８は、λ＝１５５０ｎｍにおいて１６個のＬＰモードに対応する少モードファイバのＤＭＧＤとＭａｘ｜ＤＭＧＤ｜の値を、ｐｓ／ｋｍ単位で示す（すでに表１と表５で議論した）。図７で示される結果によると、本ＦＭＦの最適α値は、αｏｐｔ＝１．９２６である。表９の第２列は、例８のＦＭＦであってλ＝１５５０ｎｍにおいて最適α値を示すものについての、ＤＭＧＤとＭａｘ｜ＤＭＧＤ｜の値を与える。表９の第３列は、例８のＦＭＦであってλ＝１５５０ｎｍにおいて最適値を少し外したα値（例えばαｏｆｆ−ｔａｒｇｅｔ＝１．９１６）を示すものについての、ＦＭＦのＤＭＧＤとＭａｘ｜ＤＭＧＤ｜の値を与える。
【０１４６】
表９の第４列は、例８のＦＭＦであってλ＝１５５０ｎｍにおいて次のようなα値を示すものについての、ＦＭＦのＤＭＧＤとＭａｘ｜ＤＭＧＤ｜の値を与える。すなわち、ＤＭＧＤ補償光リンクを形成する目的で、第３列のＦＭＦと連結するために使うことができるＦＭＦのα値である（例えばαｃｏｍｐ＝１．９９０）。
【０１４７】
表９の最終列は、長さＬｏｐｔを持つ第３列に記載のＦＭＦと、長さＬｃｏｍｐを持つ第４列に記載のＦＭＦとを連結して形成した光リンクの、ＤＭＧＤとＭａｘ｜ＤＭＧＤ｜の値を与える。光リンクの全長はLｌｉｎｋ＝Ｌｏｐｔ＋Ｌｃｏｍｐで、ＬｏｐｔとＬｃｏｍｐとの関係はＬｃｏｍｐ／Ｌｏｐｔ＝０．１５０となっている。
【０１４８】
このような比は、光リンクを形成する両ファイバについて、それぞれのＤＭＧＤ値が最大となるようなモードにおける、両ファイバのＤＭＧＤの絶対値の比に等しいか、又は非常に近いように選ばれる。表９に開示された例８では、このような最大モードはＬＰ６１モードであり、このモードにおける両ファイバのＤＭＧＤの絶対値の比は｜−１６３．６／１０９０．３｜＝０．１５である。この実施例では、両ファイバの長さの比は０．１５に近いように選び、Ｌｃｏｍｐ／Ｌｏｐｔ＝０．１５となっている。長さＬｃｏｍｐとＬｏｐｔは、このように光リンクのＭａｘ｜ＤＭＧＤ｜を最小化するように選ばれる。
【０１４９】
表９に示すように、ＤＭＧＤ補償光リンクのＤＭＧＤとＭａｘ｜ＤＭＧＤ｜の値は最小値に非常に近い値である。このような光リンクにより、非常に小さいＤＭＧＤで１２個のＬＰモードを導波することができ、その結果非常に良好なシステム性能が得られる。
【０１５０】
このような光リンクはコア基準Ｃ＜１８を満足する。またこの光リンクを形成する２本のＦＭＦは、その両方がそれぞれコア基準Ｃ＜１８を満足する。
【０１５１】
表６−３、７、８及び９に関して上に記載した光リンクの例は全て、概ね似た屈折率プロファイルを持つ２本のＦＭＦを連結することにより形成されている。すなわち、図３Ａから３Ｃのいずれかの態様に従い、同じ半径Ｒ１，Ｒ２及びＲ３を持ち、同じ屈折率差Ｄｎ１及びＤｎ２を持つが、次のような少し異なるα値を持つような２本のＦＭＦである。すなわち一方のα値は最適αに比べて少し小さく、逆に他方のα値は最適αに比べて少し大きい。その結果、それぞれのＤＭＧＤが反対符号を持ち、お互いを補償することが可能となる。このようにして、強固な特性を持つＤＭＧＤ補償光リンクを形成することができる。
【０１５２】
しかし、２本よりも多数のＦＭＦを連結する実施形態も可能である。この場合、そのうち少なくとも２本が、反対符号のＤＭＧＤを示すモードを最低一つ導波すれば、ＤＭＧＤ補償光リンクを形成するための補償ができる。
【０１５３】
更に例えば、同じα値を持つが、異なるＲ１又は異なるＤｎ１を持つＦＭＦを連結する実施形態も可能である。適正な光ファイバの長さを選択することによって、同様にＤＭＧＤ補償ができる。
【０１５４】
異なる屈折率プロファイルを持つ少モードファイバ同士を連結する実施形態も可能である。単なる一例であるが、例１の少モードファイバと例３の少モードファイバとの組み合わせや、例８のＦＭＦと例１０のＦＭＦとの組み合わせなどがその例である。
【０１５５】
更に一般的には、図３Ａから３Ｃの任意の屈折率プロファイルを持つＦＭＦ同士を連結することも可能である。図３Ａから３Ｃのいずれかの屈折率プロファイルを持つ１本又は複数のＦＭＦを、単一αの屈折率プロファイルとトレンチ付きクラッドとを有する任意のＦＭＦに連結することも可能である。
【０１５６】
一つの光リンクの中で、全てが個別に基準Ｒ１ｉ＞１３．５μｍとＣ＜１８とを満足する複数の光ファイバ同士を連結することも可能だし、全てがこの基準を満足しない複数の光ファイバ同士を連結することも可能だし、またその中の何本かだけがこの基準を満足するような複数の光ファイバ同士を連結することも可能である。
【０１５７】
適正な長さ、すなわち光リンクが基準
【数１７】
0006397899.tif 000029
を満足するような長さの光ファイバを注意深く選択する限り、ＤＭＧＤ補償光リンクを形成するために、任意のタイプの任意の本数のＦＭＦを連結することが可能である。
【０１５８】
図８Ａと８Ｂは、本発明の実施態様としての光システムを示す。図８Ａの第１態様では、このような光システムは、少なくとも二つの区間を含む光ファイバ光リンク７０により光学的に接続された送信装置８１と受信装置８５とを具備する。送信装置８１は光源（例えばレーザ）を具備し、ｎ個のＬＰモード（図８Ａの光システムで使われているものを１，２、…、ｎで表す）を生成する。モード多重装置８２は光リンク７０と光学的に接続されており、ｎ個のＬＰモードを多重化する。光リンク７０は、Ｎ多重化されたＬＰモードを、光リンク７０の末端と光学的に接続されたモード分割装置８３まで導波する。
【０１５９】
モード分割装置８３は、ｎ多重されたＬＰモードを分割し、各ＬＰモードを増幅装置８４に入力する。増幅器８４から出力されたＬＰモードは、受信機８５に入力される。
【０１６０】
このような光システムは、Ｍ個の光リンクを備えていてよい。一例ではＭ＝１であり、別の例ではＭ＝２であり、別の例ではＭ＝５であり、更に別の例ではＭ＝１０である。光システムがＭ個の光リンクを備えている場合、このシステムはまた、この光システムで導波される各ＬＰモードのために、Ｍ個のモード多重装置８２と、Ｍ個のモード分割装置８３と、Ｍ個の増幅装置８４とを備えていてよい。
【０１６１】
図８Ｂの態様は、増幅装置８４が、光リンク７０で導波された全てのＬＰモードを増幅するという点で、図８Ａの第１態様と異なっている。すなわち、増幅装置８４は、光リンク７０の出口とモード分割装置の入口との中間に、光学的に接続されている。この第二態様では、光システムがＭ個の光リンク又は区間を備えている場合、やはりＭ個の増幅装置８４を備えている。しかし、ただ一つのモード多重装置８２が、送信装置８１と光リンク７０との中間に光学的に接続されている。同様に、ただ一つのモード分割装置８３が、増幅装置８４と受信装置８５との中間に光学的に接続されている。
【０１６２】
図８Ａと８Ｂの態様は単なる例として与えられており、本発明の光リンクは当然、他のあらゆる種類の光システムに使用することができる。
【図１】
0006397899.tif 000034
【図２】
0006397899.tif 000035
【図３Ａ】
0006397899.tif 000036
【図３Ｂ】
0006397899.tif 000037
【図３Ｃ】
0006397899.tif 000038
【図４】
0006397899.tif 000039
【図５】
0006397899.tif 000040
【図６】
0006397899.tif 000041
【図７】
0006397899.tif 000042
【図８Ａ】
0006397899.tif 000043
【図８Ｂ】
0006397899.tif 000044