(57)【要約】【課題】本発明は、広波長域における高速・大容量光通信に好適な波長分散特性を有する単一モード光ファイバを提供する。【解決手段】本発明の単一モード光ファイバは屈折率の異なる２層から４層のコア部と、屈折率が均一なクラッド部と、前記クラッド部の領域に配置された低屈折率層、または空孔部とを備え、波長１４６０ｎｍから１６２５ｎｍにおいて６ｐｓ／ｎｍ・ｋｍから１２ｐｓ／ｎｍ・ｋｍの範囲内の波長分散特性と、波長１５５０ｎｍ、曲げ半径３０ｍｍにおける２０ｄＢ／ｋｍ以下の曲げ損失特性と、波長１５５０ｎｍにおける６０μｍ2以上の実効断面積と、１２５９ｎｍ以下の理論遮断波長特性とを有する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈折率が均一なクラッド部と、クラッド部よりも屈折率の高い第１コア部と、クラッド部よりも屈折率の低い第２コア部と、前記クラッド部の領域内に配置されたクラッド部よりも屈折率の低い低屈折率層とを備え、波長１４６０ｎｍから１６２５ｎｍにおいて６ｐｓ／ｎｍ・ｋｍから１２ｐｓ／ｎｍ・ｋｍの範囲内の波長分散特性と、波長１５５０ｎｍ、曲げ半径３０ｍｍにおける２０ｄＢ／ｋｍ以下の曲げ損失特性と、波長１５５０ｎｍにおける６０μｍ2以上の実効断面積と、１２５０ｎｍ以下の理論遮断波長特性とを有することを特徴とする単一モード光ファイバ。
【請求項２】
屈折率が均一なクラッド部と、クラッド部よりも屈折率の高い第１コア部及び第３コア部、並びにクラッド部よりも屈折率の低い第２コア部及び第４コア部と、前記クラッド部の領域内に配置されたクラッド部よりも屈折率の低い低屈折率層とを備え、波長１４６０ｎｍから１６２５ｎｍにおいて６ｐｓ／ｎｍ・ｋｍから１２ｐｓ／ｎｍ・ｋｍの範囲内の波長分散特性と、波長１５５０ｎｍ、曲げ半径３０ｍｍにおける２０ｄＢ／ｋｍ以下の曲げ損失特性と、波長１５５０ｎｍにおける６０μｍ2以上の実効断面積と、１２５０ｎｍ以下の理論遮断波長特性とを有することを特徴とする単一モード光ファイバ。
【請求項３】
屈折率が均一なクラッド部と、クラッド部よりも屈折率の高い第１コア部と、クラッド部よりも屈折率の低い第２コア部と、前記クラッド部の領域内にコア中心に対して同心円状の位置に配置された少なくとも４個以上の空孔部とを備え、波長１４６０ｎｍから１６２５ｎｍにおいて６ｐｓ／ｎｍ・ｋｍから１２ｐｓ／ｎｍ・ｋｍの範囲内の波長分散特性と、波長１５５０ｎｍ、曲げ半径３０ｍｍにおける２０ｄＢ／ｋｍ以下の曲げ損失特性と、波長１５５０ｎｍにおける６０μｍ2以上の実効断面積と、１２５０ｎｍ以下の理論遮断波長特性とを有することを特徴とする単一モード光ファイバ。
【請求項４】
屈折率が均一なクラッド部と、クラッド部よりも屈折率の高い第１コア部及び第３コア部、並びにクラッド部よりも屈折率の低い第２コア部及び第４コア部と、前記クラッド部の領域内にコア中心に対して同心円状の位置に配置された少なくとも４個以上の空孔部とを備え、波長１４６０ｎｍから１６２５ｎｍにおいて６ｐｓ／ｎｍ・ｋｍから１２ｐｓ／ｎｍ・ｋｍの範囲内の波長分散特性と、波長１５５０ｎｍ、曲げ半径３０ｍｍにおける２０ｄＢ／ｋｍ以下の曲げ損失特性と、波長１５５０ｎｍにおける６０μｍ2以上の実効断面積と、１２５０ｎｍ以下の理論遮断波長特性とを有することを特徴とする単一モード光ファイバ。
【請求項５】
請求項１記載の単一モード光ファイバであって、第１コア部と第２コア部を合わせた全コア半径に対する、第１コア部の半径方向の比率が０．５から０．７、第１コア部のクラッド部に対する比屈折率差と第２コア部のクラッド部に対する比屈折率差との比率が−０．９から−１．１の範囲内であって、かつ、前記全コア半径に対する、コア中心からクラッド部に配置された低屈折率層の内周までの半径方向の規格化距離が２．５から３．５、低屈折率層の幅が５．５から９．５μｍ、第１コア部のクラッド部に対する比屈折率差と低屈折率層のクラッド部に対する比屈折率差との比率が−０．２から−０．４の範囲で設計されることを特徴とする単一モード光ファイバ。
【請求項６】
請求項２記載の単一モード光ファイバであって、第１コア部から第４コア部までを含む全コア半径に対する、第１コア部までの半径方向の比率が０．３から０．５、第２コア部までの半径方向の比率が０．６から０．８、第３コア部までの半径方向の比率が０．８から０．９５、クラッド部を基準とした、第１コア部の比屈折率差と第２コア部の比屈折率差との比率が−０．９から−１．１、第３コア部の比屈折率差との比率が０．４から０．６、第４コア部の比屈折率差との比率が−０．０５から−０．２の範囲内であって、かつ、前記全コア半径に対する、コア中心からクラッド部に配置された低屈折率層の内周までの半径方向の規格化距離が１．５から２．５、低屈折率層の幅が３．０から９．０μｍ、第１コア部のクラッド部に対する比屈折率差と低屈折率層のクラッド部に対する比屈折率差との比率が−０．０５から−０．３の範囲で設計されることを特徴とする単一モード光ファイバ。
【請求項７】
請求項３記載の単一モード光ファイバであって、第１コア部と第２コア部を合わせた全コア半径に対する、第１コア部の半径方向の比率が０．５から０．７、第１コア部のクラッド部に対する比屈折率差と第２コア部のクラッド部に対する比屈折率差との比率が−０．９から−１．１の範囲内であって、コア中心から、前記全コア半径の４倍から４．５倍離れたクラッド部に、全コア半径に対する規格化半径が０．３倍以上の、少なくとも４個以上の空孔を有することを特徴とする単一モード光ファイバ。
【請求項８】
請求項４記載の単一モード光ファイバであって、第１コア部から第４コア部までを含む全コア半径に対する、第１コア部までの半径方向の比率が０．３から０．５、第２コア部までの半径方向の比率が０．６から０．８、第３コア部までの半径方向の比率が０．８から０．９５、クラッド部を基準とした、第１コア部の比屈折率差と第２コア部の比屈折率差との比率が−０．９から−１．１、第３コア部の比屈折率差との比率が０．４から０．６、第４コア部の比屈折率差との比率が−０．０５から−０．２の範囲内であって、コア中心から、前記全コア半径の３倍から３．５倍離れたクラッド部に、全コア半径に対する規格化半径が０．２倍以上の、少なくとも４個以上の空孔を有することを特徴とする単一モード光ファイバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は広波長域における高速・大容量光通信に供する単一モード光ファイバに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、１チャネル当たりの伝送速度の高速化と、波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division multiplexing）技術の併用により、光ファイバ１心当たりの総伝送容量は飛躍的に拡大されている。ＷＤＭ伝送では、多重波長領域における光ファイバの波長分散が低下すると、光ファイバ中の光非線形現象の１つである４光波混合の影響により、その伝送特性が著しく劣化するといった問題があった。
【０００３】
このため、特許文献１では、多重波長領域における単一モード光ファイバ波長分散を非零として設計する手法が提案されており、これまでに、様々な屈折率分布を有する非零分散シフトファイバが提案されている（例えば、特許文献２）。しかしながら、これら非零分散シフトファイバは波長１．５５μｍ帯でのＷＤＭ伝送を想定して設計されているため、波長１．４μｍ帯、或いは波長１．６μｍ帯では新たに波長分散が審となる領域が発生し、１．５５μｍ帯以外の波長領域におけるＷＤＭ伝送には不向きであるといった問題があった。
【０００４】
このような問題に鑑み、１．４μｍ帯から１．６μｍ帯の広波長域において波長分散が非零となるように設計された光ファイバ、並びに低分散スロープ型の光ファイバも提案されている（例えば、特許文献３、非特許文献１及び２）。一方、１チャネル当たりの伝送速度が４０Ｇｂｉｔ／ｓ以上となるような高速光伝送においては、約８ｐｓ／ｎｍ・ｋｍ前後の中分散特性が望ましいことが報告されている（例えば、非特許文献３及び４）。
【０００５】
しかしながら、前記広波長域非零分散光ファイバ、或いは低分散スロープ型の光ファイバでは、必ずしも上述の好適な分散領域を満たしておらず、広波長域における高速ＷＤＭ伝送の適用には不十分であるといった問題点があった。また、特に低分散スロープ型の光ファイバでは、分散スロープの低減とともに、実効断面積も減少する傾向にあり、同じく高速・長距離のＷＤＭ伝送には不向きとなるといった問題があった。
【特許文献１】特開平７−１６８０４６
【特許文献２】特開平１１−２２３７４１
【特許文献３】特表２００２−５２６８０７
【非特許文献１】N. Kumano et al., "Zero dispersion-slope NZ-DSF with ultra wide bandwidth over 300 ｎｍ", ECOC2002, PD1.4, 2002.
【非特許文献２】D. Molin et al., "Ultra-low slope medium-dispersion fiber for wide-band transmissions", OFC2003, TaB2, pp. 150- 151, 2003.
【非特許文献３】B. Dany et al., "Optimization of 40Gbit/s dispersion maps for long-haul WDM transmission with up to 0.4bit/s/Hz spectral efficiency", OFC2001, TuN5, 2001.
【非特許文献４】中島他、“広波長域ＤＷＤＭ伝送用光ファイバの分散特性に関する考察”，2003年信ソ大，B13-2,2003．
【非特許文献５】ITU-T、Recommendation G.652、 " Charactenstics of a smgle-mode optical fibre and cable"、表1/G.652、2OO3年3月版
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこのような問題に鑑み、実用上有効な曲げ損失特性と、実効断面積と、遮断波長特性とを保持し、かつ波長１４６０ｎｍから１６２５ｎｍの広波長域で、高速ＷＤＭ伝送に好適な分散特性を有する単一モード光ファイバを提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、屈折率の異なる２層から４層の構造により構成されるコア部と、クラッド部に配置された低屈折率層、或いは空孔部とを好適に設計し、波長１４６０ｎｍから１６２５ｎｍにおける波長分散特性を６ｐｓ／ｎｍ・ｋｍから１２ｐｓ／ｎｍ・ｋｍの範囲内、波長１５５０ｎｍ、曲げ半径３０ｍｍにおける曲げ損失特性を２０ｄＢ／ｋｍ以下、波長１５５０ｎｍにおける実効断面積を６０μｍ2以上、理論遮断波長を１２５０ｎｍ以下とすることにより、上記課題を解決するための手段としている。
【０００８】
即ち、本発明の請求項１に係る単一モード光ファイバは、屈折率が均一なクラッド部と、クラッド部よりも屈折率の高い第１コア部と、クラッド部よりも屈折率の低い第２コア部と、前記クラッド部の領域内に配置されたクラッド部よりも屈折率の低い低屈折率層とを備え、波長１４６０ｎｍから１６２５ｎｍにおいて６ｐｓ／ｎｍ・ｋｍから１２ｐｓ／ｎｍ・ｋｍの範囲内の波長分散特性と、波長１５５０ｎｍ、曲げ半径３０ｍｍにおける２０ｄＢ／ｋｍ以下の曲げ損失特性と、波長１５５０ｎｍにおける６０μｍ2以上の実効断面積と、１２５０ｎｍ以下の理論遮断波長特性とを有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項２に係る単一モード光ファイバは、屈折率が均一なクラッド部と、クラッド部よりも屈折率の高い第１コア部及び第３コア部、並びにクラッド部よりも屈折率の低い第２コア部及び第４コア部と、前記クラッド部の領域内に配置されたクラッド部よりも屈折率の低い低屈折率層とを備え、波長１４６０ｎｍから１６２５ｎｍにおいて６ｐｓ／ｎｍ・ｋｍから１２ｐｓ／ｎｍ・ｋｍの範囲内の波長分散特性と、波長１５５０ｎｍ、曲げ半径３０ｍｍにおける２０ｄＢ／ｋｍ以下の曲げ損失特性と、波長１５５０ｎｍにおける６０μｍ2以上の実効断面積と、１２５０ｎｍ以下の理論遮断波長特性とを有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項３に係る単一モード光ファイバは、屈折率が均一なクラッド部と、クラッド部よりも屈折率の高い第１コア部と、クラッド部よりも屈折率の低い第２コア部と、前記クラッド部の領域内にコア中心に対して同心円状の位置に配置された少なくとも４個以上の空孔部とを備え、波長１４６０ｎｍから１６２５ｎｍにおいて６ｐｓ／ｎｍ・ｋｍから１２ｐｓ／ｎｍ・ｋｍの範囲内の波長分散特性と、波長１５５０ｎｍ、曲げ半径３０ｍｍにおける２０ｄＢ／ｋｍ以下の曲げ損失特性と、波長１５５０ｎｍにおける６０μｍ2以上の実効断面積と、１２５０ｎｍ以下の理論遮断波長特性とを有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項４に係る単一モード光ファイバは、屈折率が均一なクラッド部と、クラッド部よりも屈折率の高い第１コア部及び第３コア部、並びにクラッド部よりも屈折率の低い第２コア部及び第４コア部と、前記クラッド部の領域内にコア中心に対して同心円状の位置に配置された少なくとも４個以上の空孔部とを備え、波長１４６０ｎｍから１６２５ｎｍにおいて６ｐｓ／ｎｍ・ｋｍから１２ｐｓ／ｎｍ・ｋｍの範囲内の波長分散特性と、波長１５５０ｎｍ、曲げ半径３０ｍｍにおける２０ｄＢ／ｋｍ以下の曲げ損失特性と、波長１５５０ｎｍにおける６０μｍ2以上の実効断面積と、１２５０ｎｍ以下の理論遮断波長特性とを有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項５に係る単一モード光ファイバは、請求項１記載の単一モード光ファイバであって、第１コア部と第２コア部を合わせた全コア半径に対する、第１コア部の半径方向の比率が０．５から０．７、第１コア部のクラッド部に対する比屈折率差と第２コア部のクラッド部に対する比屈折率差との比率が−０．９から−１．１の範囲内であって、かつ、前記全コア半径に対する、コア中心からクラッド部に配置された低屈折率層の内周までの半径方向の規格化距離が２．５から３．５、低屈折率層の幅が５．５から９．５μｍ、第１コア部のクラッド部に対する比屈折率差と低屈折率層のクラッド部に対する比屈折率差との比率が−０．２から−０．４の範囲で設計されることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項６に係る単一モード光ファイバは、請求項２記載の単一モード光ファイバであって、第１コア部から第４コア部までを含む全コア半径に対する、第１コア部までの半径方向の比率が０．３から０．５、第２コア部までの半径方向の比率が０．６から０．８、第３コア部までの半径方向の比率が０．８から０．９５、クラッド部を基準とした、第１コア部の比屈折率差と第２コア部の比屈折率差との比率が−０．９から−１．１、第３コア部の比屈折率差との比率が０．４から０．６、第４コア部の比屈折率差との比率が−０．０５から−０．２の範囲内であって、かつ、前記全コア半径に対する、コア中心からクラッド部に配置された低屈折率層の内周までの半径方向の規格化距離が１．５から２．５、低屈折率層の幅が３．０から９．０μｍ、第１コア部のクラッド部に対する比屈折率差と低屈折率層のクラッド部に対する比屈折率差との比率が−０．０５から−０．３の範囲で設計されることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項７に係る単一モード光ファイバは、請求項３記載の単一モード光ファイバであって、第１コア部と第２コア部を合わせた全コア半径に対する、第１コア部の半径方向の比率が０．５から０．７、第１コア部のクラッド部に対する比屈折率差と第２コア部のクラッド部に対する比屈折率差との比率が−０．９から−１．１の範囲内であって、コア中心から、前記全コア半径の４倍から４．５倍離れたクラッド部に、全コア半径に対する規格化半径が０．３倍以上の、少なくとも４個以上の空孔を有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項８に係る単一モード光ファイバは、請求項４記載の単一モード光ファイバであって、第１コア部から第４コア部までを含む全コア半径に対する、第１コア部までの半径方向の比率が０．３から０．５、第２コア部までの半径方向の比率が０．６から０．８、第３コア部までの半径方向の比率が０．８から０．９５、クラッド部を基準とした、第１コア部の比屈折率差と第２コア部の比屈折率差との比率が−０．９から−１．１、第３コア部の比屈折率差との比率が０．４から０．６、第４コア部の比屈折率差との比率が−０．０５から−０．２の範囲内であって、コア中心から、前記全コア半径の３倍から３．５倍離れたクラッド部に、全コア半径に対する規格化半径が０．２倍以上の、少なくとも４個以上の空孔を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の単一モード光ファイバによれば、屈折率の異なる２層又は４層構造のコア部と、クラッド部に配置された低屈折率層、又は空孔部を好適に設計することにより、実用上有効な曲げ損失特性と、実効断面積と、理論遮断波長特性とを満たし、かつ波長１４６０ｎｍから１６２５ｎｍにおいて、ＷＤＭ伝送に好適な６ｐｓ／ｎｍ・ｋｍから１２ｐｓ／ｎｍ・ｋｍの波長分散特性を実現するといった効果を奏する。
また、本発明の単一モード光ファイバは、波長１６２５ｎｍ以下における波長分散が１２ｐｓ／ｎｍ・ｋｍ以下であるため、波長１６２５ｎｍ以下の信号光を用いる、伝送速度１０Ｇｂｉｔ／ｓ、伝送距離１００ｋｍまでの伝送システムにおいて、伝送路の伝搬方向に累積する波長分散特性の補償を行うことなく、良好な伝送特性を実現できるといった効果も奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に本発明を実施するための最良の形態を実施例として図面に基づき説明する。
【実施例１】
【００１８】
本発明の第1実施例を図１に示す。
本実施例は、屈折率の異なる２層、又は４層の構造によるコア部と、クラッド部に低屈折率層を配置したものである。
図１は、単一モード光ファイバの断面方向の屈折率分布を表す概念図であり、図１（ａ）（ｂ）は、それぞれコア部が２層、４層の屈折率層により構成される場合である。
また、以下の説明では、全コア半径ａに対する第ｉ（ｉ＝１，２，３）コア部の半径ａｉの比率をＲａｉ、第１コア部のクラッド部（ＳiＯ2）に対する比屈折率差Δ１と、第ｉ（ｉ＝２，３，４）コア部のクラッド部に対する比屈折率差Δｉとの比率をＲΔｉとして定義する。
【００１９】
また、コア中心から低屈折率層の内周までの距離をｘ、低屈折率層の幅をｗ、低屈折率層のクラッド部に対する比屈折率差をΔＤとし、全コア半径ａに対する、コア中心から低屈折率層の内周までの規格化距離をＲａＤ、第１コア部の比屈折率差Δ１に対する低屈折率層の比屈折率差ΔＤの比率をＲΔＤとして定義する。
尚、前記クラッド部(ＳiＯ2)に対する各コア部の比屈折率差Δｉ（ｉ＝１，２，３）、並びに低屈折率層の比屈折率差ΔＤは、クラッド部の屈折率をｎ０、各コア部の屈折率をｎｉ、低屈折率層の屈折率をｎＤとして、次式（１）により定義する。
【００２０】
【数１】
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【００２１】
図２は２層構造コアにおける、Ｒａ１及びＲΔ１に対する等波長分散特性の計算例を表すグラフである。図２（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ波長１５５０ｎｍ及び１６２５ｎｍにおける等波長分散特性を表す。また、図２では第１コア部の比屈折率差Δ１、及び低屈折率層の比屈折率差ΔＤを、それぞれ０．５％及び０％とし、波長１４６０ｎｍの波長分散は６ｐｓ／ｎｍ・ｋｍとして計算を行った。図２の計算例から、Ｒａ１及びＲΔ２を、それぞれ０．３〜０．７５及び−０．５〜−１．４の範囲で最適化することにより、波長１６２５ｎｍにおける波長分散を１２ｐｓ／ｎｍ・ｋｍ以下に設計できることが分かる。
【００２２】
図３は２層構造コアにおける、比屈折率差Δ１と波長１５５０ｎｍにおける実効断面積Ａeffの関係の計算例を表すグラフである。尚、図の計算例ではＲａ１及びＲΔ２を、それぞれ０．６及び−１．０、低屈折率層の比屈折率差ΔＤを０％とした。図３より比屈折率差Δ１を０．３２％以下とすることにより、６０μｍ2以上の実効断面積が実現できることが分かる。
図４は２層構造コアにおける、コア中心から低屈折率層内周までの規格化距離ＲａＤと低屈折率層の幅ｗに対する、波長１５５０ｎｍにおける等曲げ損失特性（上図）、並びに波長１６２５ｎｍにおける等波長分散特性（下図）の計算例を表すグラフである。尚、Ｒａ１及びＲΔ２は、それぞれ０．６及び−１．０、全コア半径ａ及び比屈折率差Δ１は、それぞれ６．５μｍ及び０．３％とし、低屈折率層のＲΔＤは−０．２とした。
【００２３】
また同様に、図５は２層構造コアにおける、低屈折率層の規格化距離ＲａＤと幅ｗに対する、波長１５５０ｎｍにおける等曲げ損失特性（上図）、並びに波長１６２５ｎｍにおける等波長分散特性（下図）の計算例を表すグラフであり、図４に対し、ＲΔＤのみを−０．３３に変更した計算例を表す。
図４並びに図５から、低屈折率層のＲａＤ並びにｗを、それぞれ２．５〜３．５並びに５．５μｍ〜９．５μｍの範囲で最適化することにより、曲げ半径３０ｍｍにおける曲げ損失を１０ｄＢ／ｋｍ以下とし、かつ波長１６２５ｎｍにおける波長分散を１２ｐｓ／ｎｍ・ｋｍ以下に設計できることが分かる。
【００２４】
ここで、非特許文献５によれば、現用の単一モード光ファイバにおける曲げ損失特性は、「曲げ半径３０ｍｍ，１００回巻きにおいて、損失増加０．５０ｄＢ以下」と推奨されており、これは「曲げ半径３０ｍｍにおいて２６．５ｄＢ／ｋｍ以下の曲げ損失」に相当する。従って、前記、曲げ半径３０ｍｍにおける１０ｄＢ／ｋｍ以下の曲げ損失は、実用上十分な特性であると考えられる。
表１は上述の計算例に基づいて設計した、低屈折率層付与型の２層構造コア単一モード光ファイバにおける諸特性の計算結果を表す。表１から波長１４６０ｎｍから１６２５ｎｍにおける波長分散特性は６ｐｓ／ｎｍ・ｋｍから１２ｐｓ／ｎｍ・ｋｍの範囲内であり、波長１５５０ｎｍ、曲げ半径３０ｍｍにおける２０ｄＢ／ｋｍ以下の曲げ損失特性と、波長１５５０ｎｍにおける６０μｍ2以上の実効断面積と、１２５０ｎｍ以下の理論遮断波長特性が実現できることが分かる。
【００２５】
【表１】
2005195921.tif 000004
【００２６】
図６は、４層構造コアにおける、Ｒａ２及びＲａ３に対する等波長分散特性の計算例を表すグラフである。図６（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ波長１５５０ｎｍ及び１６２５ｎｍにおける等波長分散特性を表す。また、図６ではＲａ１＝０．４，ＲΔ２＝−１．０，ＲΔ３＝０．５，ＲΔ４＝−０．５とし、第１コア及び低屈折率層の比屈折率差を、それぞれ０．５％及び０％、波長１４６０ｎｍの波長分散を６ｐｓ／ｎｍ・ｋｍとした。図６から、Ｒａ２及びＲａ３を、それぞれ０．６以上、及び０．７以上の領域で最適化することにより、波長１６２５ｎｍにおける波長分散を１２ｐｓ／ｎｍ・ｋｍ以下に設計できることが分かる。
【００２７】
図７は、４層構造コアにおける、ＲΔ２及びＲΔ３に対する等波長分散特性の計算例を表すグラフである。図７（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ波長１５５０ｎｍ及び１６２５ｎｍにおける等波長分散特性を表す。また、図７ではＲａ１＝０．４，Ｒａ２＝０．７，Ｒａ３＝０．９，ＲΔ４＝−０．１とし、第１コア及び低屈折率層の比屈折率差を、それぞれ０．５％及び０％、波長１４６０ｎｍの波長分散を６ｐｓ／ｎｍ・ｋｍとした。図７からＲΔ２を−１．３〜−０．６の範囲で設計することにより波長１５５０ｎｍ及び波長１６２５ｎｍにおける波長分散を６ｐｓ／ｎｍ・ｋｍから１２ｐｓ／ｎｍ・ｋｍの範囲に設計できることが分かる。
【００２８】
図８は、４層構造コアにおける、比屈折率差Δ１と波長１５５０ｎｍにおける実効断面積Ａeffの関係の計算例を表すグラフである。尚、Ｒａ１，Ｒａ２，Ｒａ３，ＲΔ２，ＲΔ３、並びにＲΔ４は、それぞれ０．４，０．７，０．９、−１．０，０．５、及び−０．１、低屈折率層の比屈折率差ΔＤを０％とした。図８より、第１コアの比屈折率差Δ１を０．３３％以下とすることにより、波長１５５０ｎｍにおいて６０μｍ2以上の実効断面積が得られることが分かる。
【００２９】
図９は、４層構造コアにおける、コア中心から低屈折率層内周までの規格化距離ＲａＤと低屈折率層の幅ｗに対する、波長１５５０ｎｍにおける等曲げ損失特性（上図）、並びに波長１６２５ｎｍにおける等波長分散特性（下図）の計算例を表すグラフである。尚、Ｒａ１，Ｒａ２，Ｒａ３，ＲΔ２，ＲΔ３、及びＲΔ４は、それぞれ０．４，０．７，０．９、−１．０，０．５及び−０．１、全コア半径ａ及び比屈折率差Δ１は、それぞれ１０．０μｍ及び０．３％とし、低屈折率層のＲΔＤは−０．１とした。
【００３０】
また同様に、図１０は４層構造コアにおける、低屈折率層の規格化距離ＲａＤと幅ｗに対する、波長１５５０ｎｍにおける等曲げ損失特性（上図）、並びに波長１６２５ｎｍにおける等波長分散特性（下図）の計算例を表すグラフであり、図９に対し、ＲΔＤのみを−０．２に変更した計算例を表す。図９並びに図１０より、コア中心から低屈折率層内周までの規格化距離ＲａＤ、並びに低屈折率層の幅ｗを、それぞれ１．５〜２．５、並びに３．０〜９．０μｍの範囲で最適化することにより、波長１６２５ｎｍにおける波長分散を１２ｐｓ／ｎｍ・ｋｍ以下とし、かつ波長１５５０ｎｍにおける曲げ半径３０ｍｍでの曲げ損失を１０ｄＢ／ｋｍ以下に設計できることが分かる。
【００３１】
表２は上述の計算例に基づいて設計した、低屈折率層付与型の４層構造コア単一モード光ファイバにおける諸特性の計算結果を表す。表２から波長１４６０ｎｍから１６２５ｎｍにおける波長分散特性は６ｐｓ／ｎｍ・ｋｍから１２ｐｓ／ｎｍ・ｋｍの範囲内であり、波長１５５０ｎｍ、曲げ半径３０ｍｍにおける２０ｄＢ／ｋｍ以下の曲げ損失特性と、波長１５５０ｎｍにおける６０μｍ2以上の実効断面積と、１２５０ｎｍ以下の理論遮断波長特性が実現できることが分かる。
【００３２】
【表２】
2005195921.tif 000005
【実施例２】
【００３３】
本発明の第２実施例を図１１に示す。
本実施例は、屈折率の異なる２層又は４層の構造によるコア１と、クラッド部に６個の空孔２を配置したものである。
図１１は、単一モード光ファイバの断面、並びにコア部の断面方向における屈折率分布を表す概念図であり、図１１（ａ）（ｂ）は、それぞれ２層、４層構造コア１の断面方向における屈折率分布を表している。
また、図１１では１例として、クラッド部に６個の空孔２を配置した場合の断面図を示している。尚、以下の実施例の説明では、前述の第１実施例と同様に、第ｉコア部の断面方向における半径の比率をＲａｉ（ｉ＝１，２，３）、第１コアの比屈折率差に対する第ｉコア部の比屈折率差の比率をＲΔｉ（ｉ＝２，３，４）とする。また、コア中心から空孔外周までの距離をｘ、空孔半径をｒとし、全コア半径ａに対する空孔外周までの規格化空孔距離をＲａＨとして定義する。
【００３４】
図１２は、２層構造コアにおける、空孔外周までの規格化空孔距離ＲａＨと、波長１５５０ｎｍ、曲げ半径３０ｍｍにおける曲げ損失特性の関係について、空孔半径ｒをパラメータとして計算を行った１例を示す。尚、図１２の計算例では２層構造コア部のＲａ１を０．４，ＲΔ２を−１．０とし、全コア半径、並びに第１コアの比屈折率差Δ１を、それぞれ６．５μｍ並びに０．３％とした。図１２より、規格化空孔距離ＲａＨ、並びに空孔半径ｒを、それぞれコア半径の４．５以下、並びに０．３倍以上に設定することにより、曲げ半径３０ｍｍにおける曲げ損失を２０ｄＢ／ｋｍ以下に低減できることが分かる。
【００３５】
図１３は、２層構造コアにおける、規格化空孔距離ＲａＨに対する、波長１５５０ｎｍにおける実効断面積、並びに波長１６２５ｎｍにおける波長分散特性に関する計算例を示す。尚、２層構造コア部のＲａ１は０．４，ＲΔ２は−１．０、全コア半径、並びに第１コアの比屈折率差は、それぞれ６．５μｍ、並びに０．３％とし、空孔半径は全コア半径の０．３倍とした。図１２より、規格化空孔距離を全コア半径の４．０倍以上に設定することにより、波長１６２５ｎｍにおける波長分散を１２ｐｓ／ｎｍ・ｋｍ以下とし、かつ空孔の付与に伴う実効断面積の減少を抑制できることが分かる。
【００３６】
図１４は、４層構造コアにおける、空孔外周までの規格化空孔距離ＲａＨと、波長１５５０ｎｍ、曲げ半径３０ｍｍにおける曲げ損失特性の関係について、空孔半径ｒをパラメ一夕として計算を行った１例を示す。尚、図１４の計算例では４層構造コア部のＲａ１，Ｒａ２，Ｒａ３，ＲΔ２，ＲΔ３、並びにＲΔ４を、それぞれ０．４、０．７、０．９、−１．０、０．５及び−０．１とし、全コア半径を１０．０μｍ、第１コアの比屈折率差を０．３％とした。図１４より、規格化空孔距離ＲａＨ、並びに空孔半径ｒを、それぞれコア半径の３．５以下、並びに０．２倍以上に設定することにより、曲げ半径３０ｍｍにおける曲げ損失を２０ｄＢ／ｋｍ以下に低減できることが分かる。
【００３７】
図１５は、４層構造コアにおける、規格化空孔距離ＲａＨに対する、波長１５５０ｎｍにおける実効断面積、並びに波長１６２５ｎｍにおける波長分散特性に関する計算例を示す。尚、４層構造コア部のＲａ１，Ｒａ２，Ｒａ３，ＲΔ２，ＲΔ３、並びにＲΔ４を、それぞれ０．４、０．７、０．９、−１．０、０．５及び−０．１とし、全コア半径を１０．０μｍ、第１コアの比屈折率差を０．３％、空孔半径は全コア半径の０．２倍とした。図１５より、規格化空孔距離を全コア半径の３．０倍以上に設定することにより、波長１６２５ｎｍにおける波長分散を１２ｐｓ／ｎｍ・ｋｍ以下とし、かつ空孔の付与に伴う実効断面積の減少を抑制できることが分かる。
【００３８】
表３は上述の第２実施例に基づいて設計した、空孔付与型の２層、並びに４層構造コア単一モード光ファイバにおける諸特性の計算結果を表す。表３から波長１４６０ｎｍから１６２５ｎｍにおける波長分散特性は６ｐｓ／ｎｍ・ｋｍから１２ｐｓ／ｎｍ・ｋｍの範囲内であり、波長１５５０ｎｍ、曲げ半径３０ｍｍにおける２０ｄＢ／ｋｍ以下の曲げ損失特性と、波長１５５０ｎｍにおける６０μｍ2以上の実効断面積と、１２５０ｎｍ以下の理論遮断波長特性が実現できることが分かる。
【００３９】
【表３】
2005195921.tif 000006
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は広波長域における高速・大容量光通信に供する単一モード光ファイバとして利用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１実施例に関する、光ファイバ断面方向の屈折率分布を表す概念図である。
【図２】本発明の第1実施例に関し、２層構造コアにおける、Ｒａ１及びＲΔ１に対する等波長分散特性の計算例を表すグラフである。
【図３】本発明の第1実施例に関し、２層構造コアにおける、比屈折率差Δ１と実効断面積Ａeffの関係の計算例を表すグラフである。
【図４】本発明の第1実施例に関し、２層構造コアにおける、低屈折率層の規格化距離ＲａＤと幅ｗに対する、等曲げ損失特性（上図）、並びに等波長分散特性（下図）の計算例を表すグラフである。（ＲΔＤ＝−０．２）
【図５】本発明の第1実施例に関し、２層構造コアにおける、低屈折率層の規格化距離ＲａＤと幅ｗに対する、等曲げ損失特性（上図）、並びに等波長分散特性（下図）の計算例を表すグラフである。（ＲΔＤ＝−０．３３）
【図６】本発明の第1実施例に関し、４層構造コアにおける、Ｒａ２及びＲａ３に対する等波長分散特性の計算例を表すグラフである。
【図７】本発明の第1実施例に関し、４層構造コアにおける、ＲΔ１及びＲΔ２に対する等波長分散特性の計算例を表すグラフである。
【図８】本発明の第1実施例に関し、４層構造コアにおける、比屈折率差Δ１と波長１５５０ｎｍにおける実効断面積Ａeffの関係の計算例を表すグラフである。
【図９】本発明の第1実施例に関し、４層構造コアにおける、低屈折率層の規格化距離ＲａＤと幅ｗに対する、等曲げ損失特性（上図）、並びに等波長分散特性（下図）の計算例を表すグラフである。（ＲΔＤ＝−０．１）
【図１０】本発明の第1実施例に関し、４層構造コアにおける、低屈折率層の規格化距離ＲａＤと幅ｗに対する、等曲げ損失特性（上図）、並びに等波長分散特性（下図）の計算例を表すグラフである。（ＲΔＤ＝−０．２）
【図１１】本発明の第２実施例に関し、単一モード光ファイバの断面、並びにコア部の断面方向における屈折率分布を表す概念図である。
【図１２】本発明の第２実施例に関し、規格化空孔距離ＲａＨと曲げ損失特性の関係の計算例を表すグラフである。
【図１３】本発明の第２実施例に関し、規格化空孔距離ＲａＨに対する、実効断面積、波長分散特性に関する計算例を表すグラフである。
【図１４】本発明の第２実施例に関し、規格化空孔距離ＲａＨと曲げ損失特性の関係の計算例を表すグラフである。
【図１５】本発明の第２実施例に関し、規格化空孔距離ＲａＨに対する、実効断面積、波長分散特性に関する計算例を表すグラフである。
【符号の説明】
【００４２】
１  コア
２  空孔
【図１】
2005195921.tif 000007
【図２】
2005195921.tif 000008
【図３】
2005195921.tif 000009
【図４】
2005195921.tif 000010
【図５】
2005195921.tif 000011
【図６】
2005195921.tif 000012
【図７】
2005195921.tif 000013
【図８】
2005195921.tif 000014
【図９】
2005195921.tif 000015
【図１０】
2005195921.tif 000016
【図１１】
2005195921.tif 000017
【図１２】
2005195921.tif 000018
【図１３】
2005195921.tif 000019
【図１４】
2005195921.tif 000020
【図１５】
2005195921.tif 000021