(57)【要約】      （修正有）【要約書】【課題】３０ｍｍ以下の曲率半径で屈曲させても良好な特性（損失特性等）を発揮できる光ファイバの提供。【解決手段】屈折率分布係数ｇが１≦ｇ≦３の範囲にあり径方向に沿って緩やかに屈折率が変化するコア２と、クラッド３とを有する。コア２の径を５０μｍに、クラッド３の径を１２５μｍにそれぞれ設定する。コア２とクラッド３との間の比屈折率差（Δ）を、１．５％＜Δ＜２．３％とする。本発明において曲率半径を小さくしたうえで物理的強度を維持するためには、光ファイバを、スクリーニング歪が１．３％以上の特性を有するものとする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英系ファイバからなり、屈折率分布係数ｇが１≦ｇ≦３の範囲にあり径方向に沿って緩やかに屈折率が変化するコアと、クラッドとを有する光ファイバであって、
前記コアの径を５０μｍに、前記クラッドの径を１２５μｍにそれぞれ設定し、
前記コアと前記クラッドとの間の比屈折率差（Δ）を、１．５％＜Δ＜２．３％とする、
ことを特徴とする光ファイバ。
【請求項２】
当該光ファイバは、スクリーニング歪が１．３％以上の特性を有するものである、
ことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ。
【請求項３】
当該光ファイバは、波長８５０ｎｍまたは／および１３００ｎｍでの伝送帯域特性が５００ＭＨｚ・ｋｍ以上を有し、１ＧＨｚ以上の伝送が可能な特性を有するものである、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室内や光ファイバ接続箱内に配線される石英系ファイバからなり、径方向に沿って緩やかに屈折率が変化するコアと、クラッドとを有する光ファイバに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、石英系ファイバからなり、径方向に沿って緩やかに屈折率が変化するコアを有する光ファイバがある。この光ファイバは、グレーデッドインデックス型光ファイバ（以下、ＧＩ型光ファイバという）と呼ばれており、各モードの光がファイバ出射端に到達する時間をほぼ同一にすることで、出射端でのパルスの広がりを小さくしている。
【０００３】
ＧＩ型光ファイバの構造は、日本工業規格に規定されている。具体的には、コア直径＝５０μｍ,クラッド直径＝１２５μｍ,コアとクラッドとの間の比屈折率差（Δ）＝約１％,開口数（ＮＡ）＝０．２に設定されている。（非特許文献１参照）
【非特許文献１】日本工業規格  ＪＩＳ Ｃ６８３２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のＧＩ型光ファイバは、広い設置空間で引き回すことを前提にしてその構造が規格化されており、比較的大きな曲率半径で屈曲させた場合に良好な特性が得られるようにその構造が設定されている。具体的には、曲率半径３０ｍｍ以上の設置環境において良好な特性が得られるようにその構造が最適化されている。
【０００５】
近年、光ファイバの需要拡大に伴い、室内等の比較的狭い設置空間で光ファイバを引き回す必要性が高まっている。また、光ファイバの相互接続に用いられる光ファイバ接続箱では、省スペース化要求に応えるために箱内のファイバ引き回し空間に限りがある。
【０００６】
このような狭小な光ファイバの設置場所においては、曲率半径３０ｍｍ以上の設置状態に最適化された従来のＧＩ型光ファイバを、良好な特性を維持した状態で収納配置（局率半径３０ｍｍ以下の屈曲配置）させることが困難になることがある。具体的には、上記屈曲配置状態では、損失変動が大きく光ファイバを実用に供することができなくなることがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、石英系ファイバからなり、屈折率分布係数ｇが１≦ｇ≦３の範囲にあり径方向に沿って緩やかに屈折率が変化するコアと、クラッドとを有する光ファイバにおいて、
・前記コアの径を５０μｍに、前記クラッドの径を１２５μｍにそれぞれ設定し、
・前記コアと前記クラッドとの間の比屈折率差（Δ）を、１．５％＜Δ＜２．３％とする、
ことで、上述した課題を解決する。
【０００８】
本発明において曲率半径を小さくしたうえで物理的強度を維持するためには、当該光ファイバを、スクリーニング歪が１．３％以上の特性を有するものとするのが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、３０ｍｍ以下１５ｍｍ以上（１５ｍｍ≦Ｒ≦３０ｍｍ）の曲率半径で屈曲させても良好な特性（損失特性等）を発揮できる光ファイバを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明の最良の実施形態に係るグレーデッドインデックス型光ファイバ（ＧＩ型光ファイバ）の断面図である。このＧＩ型光ファイバ１は室内や光ファイバ接続箱内といった比較的狭小な設置スペースに配線される光ファイバ、もしくは前記狭小な設置スペースに配線される通信用ケーブルを構成する光ファイバである。このように、本実施形態のＧＩ型光ファイバ１は通信システムの一部を構成する光ファイバや通信ケーブルとして用いられるものである。
【００１１】
また、このＧＩ型光ファイバ１は、ＬＡＮにおけるギガビット信号伝送対応であって、波長８５０ｎｍまたは／および１３００ｎｍでの伝送帯域特性として５００ＭＨｚ・ｋｍ以上を有し、１ＧＨｚ以上の伝送が可能な特性を有するものである。
【００１２】
このＧＩ型光ファイバ１は石英系ファイバから構成されており、コア２とクラッド３とを備える。コア２は、屈折率調整用のドープ材が添加されている。コア２は、屈折率分布係数ｇが１≦ｇ≦３の範囲にあり、また、ドープ材添加量が調整されることによって径方向に沿って緩やかに屈折率が変化する特性を備える。なお、符号４は、樹脂被覆である。
【００１３】
コア２の径とクラッド３の径とは、ＪＩＳ Ｃ６８３２に規定されるＧＩ型光ファイバ１と同等の値に設定される。具体的には、コア直径は５０μｍとされ、クラッド径は１２５μｍとされる。コア径とクラッド径とをこのように設定するのは、本実施形態（本発明）のＧＩ型光ファイバ１を、ＪＩＳ Ｃ６８３２に規定されるＧＩ型光ファイバと代替可能な光ファイバとするためである。
【００１４】
このＧＩ型光ファイバ１は、コア２とクラッド３との間の比屈折率差（Δ）が、１．５％＜Δ＜２．３％であることに特徴がある。通常、コア２の屈折率は、１．４６３〜１．４６７程度であるのに対して、クラッド３の屈折率は１．４５〜１．４６程度である。このような屈折率を有するコア２とクラッド３とを組み合わせて両者の比屈折率差Δを１．５％＜Δ＜２．３％となるように構成する。なお、比屈折率差Δは次の（１）式により算定される。
Δ＝（ｎ１−ｎ２）／ｎ１  …（１）
ｎ１：コア２の屈折率またはコア２内の最大屈折率
ｎ２：クラッド３の屈折率
本実施形態のＧＩ型光ファイバ１では、比屈折率差Δを上記範囲に設定することで、３０ｍｍ以下の曲率半径で曲げられても、その曲げ損失増加量を実用に耐えうる範囲に抑え込むことが可能となる。ここで、曲げ損失増加量を抑制するうえでは、比屈折率差Δを従来の値１．５％より大きくする（１．５％＜Δ）ことが重要となる。３０ｍｍ以下の曲率半径とは、狭小な設置スペースにこのＧＩ型光ファイバ１を布設するうえで今後要望の高まる曲率半径の値である。
【００１５】
ＧＩ型光ファイバ１の構成において比屈折率差Δを種々変化させて、その曲げ損失増加量を測定した結果が図２のグラフに示される。ここでは、曲率半径１５ｍｍで曲げ回数を１０ターンとした状態で、各ＧＩ型光ファイバの曲げ損失増加量が測定される。一般に曲げ損失増加量は０．１ｄＢ以下が好ましく、図２の測定結果では、比屈折率差Δが１．５％以上になると、曲げ損失増加量は０．１ｄＢ以下となる。本実施形態のＧＩ型光ファイバ１では、この点を踏まえて、比屈折率差Δを１．５％としている。
【００１６】
ただし、開口数ＮＡは、比屈折率差Δの平方根に比例し、比屈折率差Δを大きくすると開口数ＮＡも大きくなる。開口数ＮＡはＧＩ型光ファイバを光接続する機器との間の光結合に影響を及ぼし、開口数ＮＡが大きくなり過ぎると光結合が悪化して光接続器機との間で良好な光接続ができなくなる。光接続機器との間の良好な光接続を実現するうえで開口数ＮＡは０．３２以下を必要とする。そのことを鑑みてＧＩ型光ファイバ１では、比屈折率差Δの上限値を２．３％としている。
【００１７】
さらには、ＧＩ型光ファイバ１は、１．３％以上のスクリーニング歪σＰを有する光ファイバからなる。スクリーニング歪σＰとは、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｃ６８２１．５（光ファイバ素線及び光ファイバ心線の機械特性試験方法）に基づいて実施されるスクリーニング処理によって光ファイバに生じる伸び歪を示す。
【００１８】
従来のＧＩ型光ファイバにおいてスクリーニング歪σｐは、０．５％に設定されている。これは次の理由による。一般に、陸上に配設される光ファイバの場合、布設後に加わる張力等によって生じる長期歪（ファイバ伸び歪）σｒが加重和で最大０．１７％となるようにファイバ布設環境は整備されている。また、一般に、光ファイバにおける破断寿命は、１０万ｍのファイバ長で一箇所の破断が生じる時点と考えられている。
【００１９】
以上の点を踏まえて、破断寿命は、上記スクリーニング歪σｐと長期歪σｒとの比（σｒ／σｐ）として設定されており、光ファイバの破断寿命を２０年とすると、σｒ／σｐは、０．３２と算定される。この算定結果に基づけば、スクリーニング歪σｐは、０．５％（長期歪σｒ＝０．１７％とした場合）となる。つまり、従来のＧＩ型光ファイバでは、０．５％以上のスクリーニング歪σｐとなった光ファイバを選択的に用いることでその破断寿命を２０年にしている。
【００２０】
しかしながら、この破断寿命は、コア直径＝５０μｍ,クラッド直径＝１２５μｍ,コアとクラッドとの間の比屈折率差（Δ）＝約１％,開口数（ＮＡ）＝０．２の特性を備えた従来のＧＩ型光ファイバを想定した寿命値である。
【００２１】
比屈折率差Δを従来のものより大きく（１．５％＜Δ＜２．３％）した本実施形態のＧＩ型光ファイバ１では、上記スクリーニング歪σｐ（０．５％）に基づいた破断寿命の想定方法を当てはめることができない。本実施形態のＧＩ型光ファイバ１では、従来では考えられていない３０ｍｍ以下の曲率半径で光ファイバを屈曲配置させることを想定しており、そのような設置環境においては、上記破断寿命の算定では全く実施不可能である。このことから理解できるように、従前のスクリーニング歪σｐの設定値（０．５％）を有する光ファイバから光ファイバを構成してもそのＧＩ型光ファイバ１は、強度不足になり、その破断寿命が短くなる。
【００２２】
そこで、本実施形態では、スクリーニング歪σｐ（１．３％以上）の光ファイバを選択的に用いてＧＩ型光ファイバ１を構成することで、３０ｍｍ以下の曲率半径で光ファイバを屈曲配置させるという設置環境においても十分なるファイバ強度と破断寿命とを実現している。
【００２３】
本発明の実施例品と比較例品（従来例品）とにおいて、それぞれ曲げ損失増加量，曲げ帯域変化，およびコネクタ反射を測定した結果が図３の表に示される。ここで実施例品,比較例品として、コア径５０μｍ,クラッド径１２５μｍの大きさを有するＧＩ型光ファイバが用いられる。実施例品では、比屈折率差Δ（０．９０％）とし、比較例品では、比屈折率差Δ（１．７６％）とする。測定は、曲率半径１５ｍｍ,曲げ回数１０ターンで実施例品,比較例品とを屈曲配置したうえで実施された。
【００２４】
図３に示されるように、比較例品の曲げ損失増加量が、０．３６ｄＢであるのに対して、本実施例品は０．０１ｄＢ以下となっており、本発明を実施することで、曲げ損失増加量が格段に向上していることが理解できる。また、比較例品の曲げ帯域変化が、＋３０ＭＨｚ・ｋｍであるのに対して、本実施例品は＋１０ＭＨｚ・ｋｍとなっており、本発明を実施することで、曲げ帯域変化も格段に向上していることが理解できる。また、比較例品のコネクタ反射減衰量が、２８ｄＢであるのに対して、本実施例品は２９ｄＢとなっており、本発明を実施しても、コネクタ反射減衰量は、比較例品とほとんど変わらないことが理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態のＧＩ型光ファイバの構成を示す断面図である。
【図２】比屈折率差Δと曲げ損失増加量との関係を示す図である。
【図３】本発明の実施例品の特性と比較例品の特性とを測定した結果を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  ＧＩ型光ファイバ  ２  コア  ３  クラッド  ４  樹脂被覆  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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