(57)【要約】【課題】Ｓバンドにおける色分散補償光ファイバを提供すること。【解決手段】Ｓバンドにおける色分散補償光ファイバは、１４６０ｎｍから１５３０ｎｍに及ぶＳバンドである使用されるスペクトルバンドにおいて光信号を搬送する、標準ＳＭＦ光ファイバまたはＮＺ−ＤＳＦ光ファイバの色分散の補償に使用される。  Ｓバンドにおける色分散補償光ファイバは、使用されるスペクトルバンド外にある、すなわちＳバンド外にある大域的色分散最小値に対応する波長を有する。【選択図】      図１
2005266808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心から周辺まで、可変屈折率プロファイルを有するコア、次いで一定屈折率のクラッディングを連続して備え、１４９５ｎｍの波長において、基本モードＬＰ０１に加えて、少なくとも１つの高次モードの伝播を可能にする、波長多重化伝送システムのための１４６０ｎｍから１５３０ｎｍに及ぶＳバンドにおける色分散補償光ファイバであって、コアの屈折率プロファイルが、前記高次モードでは、一方では、１４９５ｎｍの波長において、第１に、色分散が−１５０ｐｓ／ｎｍ−ｋｍより小さく、第２に、色分散対色分散傾斜比が２００ｎｍと３００ｎｍとの間にあり、第３に、有効面積が６０μｍ２より大きく、他方では、大域的色分散最小値に対応する波長が１５５０ｎｍと１６００ｎｍとの間にあるように決定される色分散補償光ファイバ。
【請求項２】
コアの屈折率プロファイルが、前記高次モードでは、１４９５ｎｍの波長において、色分散が−２００ｐｓ／ｎｍ−ｋｍより小さいように決定されることを特徴とする請求項１に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項３】
コアの屈折率プロファイルが、前記高次モードでは、１４９５ｎｍの波長において、色分散が−２５０ｐｓ／ｎｍ−ｋｍより小さいように決定されることを特徴とする請求項２に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項４】
コアの屈折率プロファイルが、前記高次モードでは、１４９５ｎｍの波長において、色分散が−３００ｐｓ／ｎｍ−ｋｍより小さいように決定されることを特徴とする請求項３に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項５】
高次モードが、モードＬＰ０２であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項６】
コアの屈折率プロファイルが、前記高次モードでは、１４９５ｎｍの波長において、色分散対色分散傾斜比が２００ｎｍと２５０ｎｍとの間にあるように決定されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項７】
コアの屈折率プロファイルが、前記高次モードでは、１４９５ｎｍの波長において、有効面積が７０μｍ２より大きくなるように決定されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項８】
コアの屈折率プロファイルが、前記高次モードでは、１４９５ｎｍの波長において、有効面積が８０μｍ２より大きくなるように決定されることを特徴とする請求項７に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項９】
コアの屈折率プロファイルが、前記高次モードでは、１４９５ｎｍの波長において、大域的色分散最小値に対応する波長が１５７０ｎｍと１５９０ｎｍとの間にあるように決定されることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項１０】
コアの可変屈折率プロファイルが、中心から周辺まで、
クラッディングの屈折率より大きい最大屈折率を有する中心スライスと、
中心スライスの最大屈折率より小さい最大屈折率を有する第１周辺スライスと、
中心スライスの最大屈折率より小さい最大屈折率を有する第２周辺スライスと、
中心スライスの最大屈折率より小さい最大屈折率を有する第３周辺スライスとを連続して備えることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項１１】
中心スライスの屈折率とクラッディングの屈折率との間の最大屈折率差（Δｎ１）が、２０．１０−３と３２．１０−３との間にあり、中心スライスの外半径（ｒ１）が、３μｍと４．５μｍとの間にあることを特徴とする請求項１０に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項１２】
ゼロ半径とクラッディングの屈折率より大きい屈折率を有する中心スライスの部分の半径（ｒ１）との間における、クラッディングに対する屈折率差の積分
【数１】
2005266808.tif 000008
の値が、１００．１０−３と１１５．１０−３μｍとの間にあることを特徴とする請求項１０または１１に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項１３】
ゼロ半径とクラッディングの屈折率より大きい屈折率を有する中心スライスの部分の半径（ｒ１）との間における、クラッディングに対する屈折率差と半径との積の積分の２倍
【数２】
2005266808.tif 000009
の値が、３２５．１０−３μｍ２と４７５．１０−３μｍ２との間にあることを特徴とする請求項１０から１２のいずれか一項に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項１４】
ゼロ半径と第２周辺スライスの半径（ｒ３）との間における、クラッディングに対する屈折率差と半径との積の積分の２倍
【数３】
2005266808.tif 000010
の値が、４００．１０−３μｍ２と８００．１０−３μｍ２との間にあることを特徴とする請求項１０から１３のいずれか一項に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項１５】
第１周辺スライスの屈折率とクラッディングの屈折率との屈折率差（Δｎ２）が、−４．１０−３と５．１０−３との間にあり、第１周辺スライスの外半径（ｒ２）が、５μｍと１１μｍとの間にあることを特徴とする請求項１０から１４のいずれか一項に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項１６】
第２周辺スライスの屈折率とクラッディングの屈折率との屈折率差（Δｎ３）が、−５．１０−３と５．１０−３との間にあり、第２周辺スライスの外半径（ｒ３）が、８μｍと１５μｍとの間にあることを特徴とする請求項１０から１５のいずれか一項に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項１７】
第３周辺スライスの屈折率とクラッディングの屈折率との屈折率差（Δｎ４）が、−５．１０−３と５．１０−３との間にあり、第３周辺スライスの外半径（ｒ４）が、１１μｍと１７μｍとの間にあることを特徴とする請求項１０から１６のいずれか一項に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項１８】
コアの可変屈折率プロファイルが、中心スライスの最大屈折率より小さい最大屈折率を有する第４周辺スライスを備え、前記第４周辺スライスが、第３周辺スライスの周上に位置することを特徴とする請求項１０から１７のいずれか一項に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項１９】
第４周辺スライスの屈折率とクラッディングの屈折率との屈折率差（Δｎ５）が、０と１０．１０−３との間にあり、第４周辺スライスの外半径（ｒ５）が、１４μｍと１７μｍとの間にあることを特徴とする請求項１８に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項２０】
中心から周辺まで、可変屈折率プロファイルを有するコア、次いで一定屈折率のクラッディングを連続して備え、基本モードＬＰ０１に加えて、１４９５ｎｍの波長において、少なくとも１つの高次モードの伝播を可能にする波長多重化伝送システムのための１４６０ｎｍから１５３０ｎｍに及ぶＳバンドにおける色分散補償光ファイバであって、コアの屈折率プロファイルが、前記高次モードでは、一方では、１４９５ｎｍの波長において、第１に、色分散が−１５０ｐｓ／ｎｍ−ｋｍであり、第２に、色分散対色分散傾斜比が１３０ｎｍより小さく、第３に、有効面積が５０μｍ２より大きく、他方では、大域的色分散最小値に対応する波長が１５３０ｎｍと１５８０ｎｍとの間にあるように決定される色分散補償光ファイバ。
【請求項２１】
コアの屈折率プロファイルが、前記高次モードでは、１４９５ｎｍの波長において、色分散が−２００ｐｓ／ｎｍ−ｋｍより小さくなるように決定されることを特徴とする請求項２０に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項２２】
コアの屈折率プロファイルが、前記高次モードでは、１４９５ｎｍの波長において、色分散が−２５０ｐｓ／ｎｍ−ｋｍより小さくなるように決定されることを特徴とする請求項２１に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項２３】
コアの屈折率プロファイルが、前記高次モードでは、１４９５ｎｍの波長において、色分散が−３００ｐｓ／ｎｍ−ｋｍより小さくなるように決定されることを特徴とする請求項２２に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項２４】
高次モードが、モードＬＰ０２であることを特徴とする請求項１から２３のいずれか一項に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項２５】
コアの屈折率プロファイルが、前記高次モードでは、１４９５ｎｍの波長において、色分散対色分散傾斜比が９０ｎｍと１１０ｎｍとの間にあるように決定されることを特徴とする請求項１から２４のいずれか一項に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項２６】
コアの屈折率プロファイルが、前記高次モードでは、１４９５ｎｍの波長において、有効面積が６５μｍ２より大きくなるように決定されることを特徴とする請求項１から２５のいずれか一項に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項２７】
コアの屈折率プロファイルが、前記高次モードでは、１４９５ｎｍの波長において、有効面積が８０μｍ２より大きくなるように決定されることを特徴とする請求項２６に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項２８】
コアの屈折率プロファイルが、前記高次モードでは、１４９５ｎｍの波長において、大域的色分散最小値に対応する波長が１５４０ｎｍと１５６０ｎｍとの間にあるように決定されることを特徴とする請求項１から２７のいずれか一項に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項２９】
コアの可変屈折率プロファイルが、中心から周辺まで、
クラッディングの屈折率より大きい最大屈折率を有する中心スライスと、
中心スライスの最大屈折率より小さい最大屈折率を有する第１周辺スライスと、
中心スライスの最大屈折率より小さい最大屈折率を有する第２周辺スライスと、
中心スライスの最大屈折率より小さい最大屈折率を有する第３周辺スライスとを連続して備えることを特徴とする請求項１から２８のいずれか一項に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項３０】
中心スライスの屈折率とクラッディングの屈折率との最大屈折率差（Δｎ１）が、１５．１０−３と３０．１０−３との間にあり、中心スライスの外半径（ｒ１）が、３．５μｍと５μｍとの間にあることを特徴とする請求項２９に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項３１】
ゼロ半径とクラッディングの屈折率より大きい屈折率を有する中心スライスの部分の半径（ｒ１）との間における、クラッディングに対する屈折率差と半径との積の積分の２倍
【数４】
2005266808.tif 000011
の値が、３７５．１０−３μｍ２と５２５．１０−３μｍ２との間にあることを特徴とする請求項２９または３０に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項３２】
ゼロ半径と第２周辺スライスの半径（ｒ３）との間における、クラッディングに対する屈折率差と半径との積の積分の２倍
【数５】
2005266808.tif 000012
の値が、４００．１０−３μｍ２と７００．１０−３μｍ２との間にあることを特徴とする請求項２９から３１のいずれか一項に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項３３】
第１周辺スライスの屈折率とクラッディングの屈折率との屈折率差（Δｎ２）が、−７．１０−３と５．１０−３との間にあり、第１周辺スライスの外半径（ｒ２）が、５μｍと１０μｍとの間にあることを特徴とする請求項２９から３２のいずれか一項に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項３４】
第２周辺スライスの屈折率とクラッディングの屈折率との屈折率差（Δｎ３）が、−５．１０−３と５．１０−３との間にあり、第２周辺スライスの外半径（ｒ３）が、７μｍと１５μｍとの間にあることを特徴とする請求項２９から３３のいずれか一項に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項３５】
第３周辺スライスの屈折率とクラッディングの屈折率との屈折率差（Δｎ４）が、−５．１０−３と５．１０−３との間にあり、第３周辺スライスの外半径（ｒ４）が、１０μｍと１６μｍとの間にあることを特徴とする請求項２９から３４のいずれか一項に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項３６】
コアの可変屈折率プロファイルが、中心スライスの最大屈折率より小さい最大屈折率を有する第４周辺スライスを備え、前記第４周辺スライスが、第３周辺スライスの周上に位置することを特徴とする請求項２９から３５のいずれか一項に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項３７】
第４周辺スライスの屈折率とクラッディングの屈折率との屈折率差（Δｎ５）が、０と１０．１０−３との間にあり、第４周辺スライスの外半径（ｒ５）が、１４μｍと１７μｍとの間にあることを特徴とする請求項１８に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項３８】
１４９５ｎｍの波長において、１０ｍｍの半径の湾曲によって生じる損失が、１００ｄＢ／ｍより小さいことを特徴とする請求項１から３７のいずれか一項に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項３９】
１４９５ｎｍの波長において、１０ｍｍの半径の湾曲によって生じる損失が、５０ｄＢ／ｍより小さいことを特徴とする請求項３８に記載の色分散光ファイバ。
【請求項４０】
減衰が、１４９５ｎｍの波長において、１．５ｄＢ／ｋｍより小さいことを特徴とする請求項１から３９のいずれか一項に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項４１】
減衰が、１４９５ｎｍの波長において、１ｄＢ／ｋｍより小さいことを特徴とする請求項４０に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項４２】
偏光モード分散が、１４９５ｎｍの波長において、０．５ｐｓ／ｋｍ１／２より小さいことを特徴とする請求項１から４１のいずれか一項に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項４３】
偏光モード分散が、１４９５ｎｍの波長において、０．２ｐｓ／ｋｍ１／２より小さいことを特徴とする請求項４２に記載の分散補償光ファイバ。
【請求項４４】
モジュール（３）が、先行請求項のいずれか一項に記載の分散補償光ファイバ（４）を備えることを特徴とする色分散補償モジュール。
【請求項４５】
基本モードを高次モードに変換することができる第１モード変換器（２）、前記分散補償光ファイバ（４）、および高次モードを基本モードに変換することができる第２モード変換器（５）を直列に連続して備えることを特徴とする請求項４４に記載の色分散補償モジュール。
【請求項４６】
線光ファイバ（１）および請求項４４または４５に記載の補償モジュール（３）を直列に連続して備えることを特徴とする光ファイバ波長多重化伝送システム。
【請求項４７】
線光ファイバ（１）の長さと分散補償光ファイバ（４）の長さとの比が、１４９５ｎｍにおける線光ファイバ（１）の色分散と、１４９５ｎｍにおける分散補償光ファイバ（４）の色分散との比の絶対値の逆数でほぼあることを特徴とする請求項４６に記載の光ファイバ波長多重化伝送システム。
【請求項４８】
１４６０ｎｍと１５３０ｎｍとの間の各波長の累積色分散の絶対値が、１００ｋｍの伝送にわたって平均して３０ｐｓ／ｎｍより小さいことを特徴とする請求項４６または４７に記載の光ファイバ波長多重化伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長多重化伝送システムの色分散補償光ファイバの分野に関する。分散補償光ファイバの機能は、いわゆる線ファイバの色分散を補償することである。本発明は、より具体的には、標準ＳＭＦ光ファイバまたはＮＺ−ＤＳＦ光ファイバの色分散の補償に使用されるＳバンドにおける色分散補償光ファイバに関する。線光ファイバは、１４６０ｎｍから１５３０ｎｍに及ぶＳバンドである、使用されるスペクトルバンドにおいて光信号を搬送する。
【背景技術】
【０００２】
参照によって本明細書に組み込まれている仏国特許出願第０２０４２７１号明細書に記載の従来の技術の第１項目によれば、Ｃバンドおよび／またはＬバンドにおけるＨＯＭ色分散補償光ファイバ（または高次モード光ファイバ）の例が知られている。この光ファイバは、Ｃバンドおよび／またはＬバンドにおける色分散傾斜のわずかな変化を呈示し、したがって、線光ファイバの色分散および色分散傾斜の良好な補償を可能にする。しかし、この補償光ファイバは、Ｓバンドにおける使用には適切ではない。その最小色分散波長は、Ｓバンドから除去されるには、高過ぎ、かつ遠過ぎる。最小色分散波長は、大域的色分散最小値に対応する波長である。
【０００３】
本出願人の欧州特許第１  ３５１  ４１７号明細書に記載されている従来の技術の第２項目によれば、中心から周辺に向かって、可変屈折率プロファイル、次いで一定屈折率のクラッディングを有するコアを備える、波長多重化伝送システムのための色分散光ファイバが知られている。この場合、色分散は、−１５０ｐｓ／ｎｍ．ｋｍより小さく、色分散傾斜は、厳密に負であり、有効面積は、４０μｍ２より大きい。さらに、全体的な最小色分散に対応する波長と、３０ｎｍより大きい動作スペクトル領域の上限に対応する波長との差は、３５ｎｍより大きく、前記動作スペクトル範囲にわたる分散傾斜の相対変化は、３０％より小さい絶対値を有する。
【０００４】
米国特許出願第２００３／０１８５５３１号明細書に記載の従来の技術の第３項目によれば、複数のコア領域と、ＬＰ０２モードにおいて提供される光導波路をもたらすように選択される屈折率プロファイルと、動作波長バンド内の代表的な波長である指定λ０における−３００ｐｓ／ｎｍ／ｋｍより負の分散と、投影ゼロ分散がλ０−分散（λ０）／傾斜（λ０）として確定される（λ０−７５ｎｍ）より小さい投影ゼロ分散と、３次分散がλ０における最適適合分散によって除算された分散の最適線であって、最大偏差を最小化するように選択された最適線からの最大偏差として確定される、動作波長バンドにわたって２％より小さい３次分散とを備える、少なくとも１つの高次空間モードを支持する限定モード色補償光ファイバが知られている。
【特許文献１】仏国特許出願第０２０４２７１号明細書
【特許文献２】欧州特許第１  ３５１  ４１７号明細書
【特許文献３】米国特許出願第２００３／０１８５５３１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明によって提案される解決法は、Ｓバンド全体にわたって色分散および色分散傾斜の有効な補償を可能にするために、色分散傾斜について可能な限り小さい変化を呈示するＳバンドにおけるＨＯＭ分散補償光ファイバに関する。これを実現するために、最小色分散波長は、Ｓバンドにおける色分散傾斜の低レベルの変化、有効領域の大きな値、非常に負の色分散値、および補償される線光ファイバの色分散対色分散傾斜比に可能な限り近い色分散対色分散傾斜比の間の良好な折衷を保証するように、狭く最適なスペクトル領域から選択される。補償が標準ＳＭＦ（単一モードファイバ）光ファイバまたはＮＺ−ＤＳＦ（ノンゼロ分散シフトファイバ）光ファイバについてであるかに応じて、最小色分散波長の最適領域およびパラメータと追求される光学特性との折衷は、わずかに異なる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
Ｓバンドにおいて光信号を搬送する標準ＳＭＦ光ファイバを補償するために、本発明によれば、中心から周囲まで、可変屈折率プロファイルを有するコア、次いで一定屈折率のクラッディングを連続して備え、１４９５ｎｍの波長において、基本モードＬＰ０１に加えて、少なくとも１つの高次モードの伝播を可能にする、波長多重化伝送システムのための１４６０ｎｍから１５３０ｎｍに及ぶスペクトルバンドＳにおける色分散補償光ファイバが提供され、コアの屈折率プロファイルは、前記高次モードでは、一方では１４９５ｎｍの波長において、第１に、色分散が−１５０ｐｓ／ｎｍ−ｋｍより小さく、第２に、色分散対色分散傾斜比が２００ｎｍと３００ｎｍとの間であり、第３に、有効領域が６０μｍ２より大きく、他方では、大域的色分散最小値に対応する波長が１５５０ｎｍと１６００ｎｍとの間にあるように決定される。
【０００７】
Ｓバンド全体にわたって標準ＳＭＦ光ファイバの色分散についてより精確な補償を可能にするために、コアの屈折率プロファイルは、前記高次モードでは、１４９５ｎｍの波長において、色分散対色分散傾斜比が２００ｎｍと２５０ｎｍとの間にあるように決定されることが好ましい。
【０００８】
Ｓバンド全体にわたって色分散傾斜の変化を小さく維持しながら、本発明による分散補償光ファイバの光学特性間において達成される折衷を改善するために、コアの屈折率プロファイルは、前記高次モードでは、１４９５ｎｍの波長において、大域的色分散最小値に対応する波長が１５７０ｎｍと１５９０ｎｍとの間にあるように決定されることが好ましい。
【０００９】
本発明によるＨＯＭタイプ色分散補償光ファイバの補償の品質および他の特性を改善するために、屈折率のいくつかの好ましい範囲およびコアの屈折率プロファイルの半径が、この段階で与えられる。「依然としてより小さい」という表現は、パラメータが一定である場合、「より小さい」ことを意味し、パラメータが、考慮しているスライスにわたって可変である場合、考慮しているスライスにわたって「依然としてより小さい」ことを意味する。
【００１０】
コアの屈折率プロファイルは、前記高次モードでは、１４９５ｎｍの波長において、有効面積が７０μｍ２より大きく、好ましくは８０μｍ２より大きくなるように決定されることが好ましい。
【００１１】
中心スライスの屈折率とクラッディングの屈折率との最大屈折率差Δｎ１は、２０．１０−３と３２．１０−３との間にあり、中心スライスの外半径ｒ１は、３μｍと４．５μｍとの間にあることが好ましい。
【００１２】
ゼロ半径とクラッディングの屈折率より大きい屈折率を有する中心スライスの部分の半径ｒ１との間における、クラッディングに対する屈折率差の積分
【数６】
2005266808.tif 000003
の値は、１００．１０−３と１１５．１０−３μｍとの間にあることが好ましい。
【００１３】
ゼロ半径とクラッディングの屈折率より大きい屈折率を有する中心スライスの部分の半径ｒ１との間における、クラッディングに対する屈折率差と半径との積の積分の２倍
【数７】
2005266808.tif 000004
の値は、３２５．１０−３μｍ２と４７５．１０−３μｍ２との間にあることが好ましい。
【００１４】
ゼロ半径と第２周辺スライスの半径ｒ３との間における、クラッディングに対する屈折率差と半径との積の積分の２倍
【数８】
2005266808.tif 000005
の値は、４００．１０−３μｍ２と８００．１０−３μｍ２との間にあることが好ましい。
【００１５】
第１周辺スライスの屈折率とクラッディングの屈折率との屈折率差Δｎ２は、−４．１０−３と５．１０−３との間にあり、第１周辺スライスの外半径ｒ２は、５μｍと１１μｍとの間にあることが好ましい。
【００１６】
第２周辺スライスの屈折率とクラッディングの屈折率との屈折率差Δｎ３は、−５．１０−３と５．１０−３との間にあり、第２周辺スライスの外半径ｒ３は、８μｍと１５μｍとの間にあることが好ましい。
【００１７】
第３周辺スライスの屈折率とクラッディングの屈折率との屈折率差Δｎ４は、−５．１０−３と５．１０−３との間にあり、第３周辺スライスの外半径ｒ４は、１１μｍと１７μｍとの間にあることが好ましい。
【００１８】
第４周辺スライスの屈折率とクラッディングの屈折率との屈折率差Δｎ５は、０と１０．１０−３との間にあり、第４周辺スライスの外半径ｒ５は、１４μｍと１７μｍとの間にあることが好ましい。
【００１９】
Ｓバンドにおいて光信号を搬送するＮＺ−ＤＳＦ光ファイバを補償するために、本発明によれば、中心から周辺まで、可変屈折率プロファイルを有するコア、次いで一定屈折率のクラッディングを連続して備え、１４９５ｎｍの波長において、基本モードＬＰ０１に加えて、少なくとも１つの高次モードの伝播を可能にする、波長多重化伝送システムのための１４６０ｎｍから１５３０ｎｍに及ぶスペクトルバンドＳにおける色分散補償光ファイバが提供され、コアの屈折率プロファイルは、前記高次モードでは、一方では、１４９５ｎｍの波長において、第１に、色分散が−１５０ｐｓ／ｎｍ−ｋｍより小さく、第２に、色分散対色分散傾斜比が１３０ｎｍより小さく、第３に、有効面積が５０μｍ２より大きく、他方では、大域的色分散最小値に対応する波長が１５３０ｎｍと１５８０ｎｍとの間にあるように決定される。
【００２０】
Ｓバンド全体にわたって標準ＳＭＦ光ファイバの色分散をより精密に補償することを可能にするために、コアの屈折率プロファイルは、前記高次モードでは、１４９５ｎｍの波長において、色分散対色分散傾斜比が９０ｎｍと１１０ｎｍとの間にあるように決定されることが好ましい。
【００２１】
Ｓバンド全体にわたって色分散傾斜の変化を小さく維持しながら、本発明による色分散補償光ファイバの光学特性間において達成される折衷を改善するために、コアの屈折率のプロファイルは、前記高次モードでは、１４９５ｎｍの波長において、大域的色分散最小値に対応する波長が１５４０ｎｍと１５６０ｎｍとの間にあるように決定されることが好ましい。
【００２２】
本発明によるＨＯＭタイプの色分散補償光ファイバの補償の品質および他の特性を改善するために、屈折率のいくつかの好ましい範囲およびコアの屈折率プロファイルの半径が与えられる。「依然としてより小さい」という表現は、パラメータが一定である場合、「より小さい」ことを意味し、パラメータが、考慮しているスライスにわたって可変である場合、考慮しているスライスにわたって「依然としてより小さい」ことを意味する。
【００２３】
コアの屈折率のプロファイルは、前記高次モードでは、１４９５ｎｍの波長において、有効面積が６５μｍ２より大きい、好ましくは８０μｍ２より大きくなるように決定されることが好ましい。
【００２４】
中心スライスの屈折率とクラッディングの屈折率との最大屈折率差Δｎ１は、１５．１０−３と３０．１０−３との間にあり、中心スライスの外半径ｒ１は、３．５μｍと５μｍとの間にあることが好ましい。
【００２５】
ゼロ半径とクラッディングの屈折率より大きい屈折率を有する中心スライスの部分の半径ｒ１との間における、クラッディングに対する屈折率差と半径との積の積分の２倍
【数９】
2005266808.tif 000006
の値は、３７５．１０−３μｍ２と５２５．１０−３μｍ２との間にあることが好ましい。
【００２６】
ゼロ半径と第２周辺スライスの半径ｒ３との間における、クラッディングに対する屈折率差と半径との積の積分の２倍
【数１０】
2005266808.tif 000007
の値は、４００．１０−３μｍ２と７００．１０−３μｍ２との間にあることが好ましい。
【００２７】
第１周辺スライスの屈折率とクラッディングの屈折率との屈折率差Δｎ２は、−７．１０−３と５．１０−３との間にあり、第１周辺スライスの外半径ｒ２は、５μｍと１０μｍとの間にあることが好ましい。
【００２８】
第２周辺スライスの屈折率とクラッディングの屈折率との屈折率差Δｎ３は、−５．１０−３と５．１０−３との間にあり、第２周辺スライスの外半径ｒ３は、７μｍと１５μｍとの間にあることが好ましい。
【００２９】
第３周辺スライスの屈折率とクラッディングの屈折率との屈折率差Δｎ４は、−５．１０−３と５．１０−３との間にあり、第３周辺スライスの外半径ｒ４は、１０μｍと１６μｍとの間にあることが好ましい。
【００３０】
第４周辺スライスの屈折率とクラッディングの屈折率との屈折率差Δｎ５は、０と１０．１０−３との間にあり、第４周辺スライスの外半径ｒ５は、１４μｍと１７μｍとの間にあることが好ましい。
【００３１】
補償が、標準ＳＭＦ光ファイバまたはＮＺ−ＤＳＦ光ファイバについてであるかにかかわらず、光ファイバは、以下の有利な特性を有することが好ましい。
【００３２】
高次モードは、モードＬＰ０２であることが好ましい。このモードでは、非常に負の色分散を呈示する色分散補償光ファイバは、容易に得ることができ、このモードは、偏光の問題の原因である、ファイバの円形の幾何学的形状における欠陥に対して非常に鋭敏ではない。しかし、たとえばモードＬＰ１１またはモードＬＰ０３など、他の高次モードが可能である。
【００３３】
コアの屈折率プロファイルは、前記高次モードでは、１４９５ｎｍの波長において、色分散が−２００ｐｓ／ｎｍ−ｋｍより小さく、好ましくは−２５０ｐｓ／ｎｍ−ｋｍより小さく、有利には−３００ｐｓ／ｎｍ−ｋｍより小さく、これにより、所与の線光ファイバについて、使用される補償光ファイバの長さを低減することが可能であるように決定されることが好ましい。
【００３４】
使用される動作スペクトルバンドは、１４６０ｎｍから１５３０ｎｍのＳバンドである。本発明によるＨＯＭタイプ色分散光ファイバを統合する、以下でより詳細に記述される光ファイバ波長多重化伝送システムは、平均で１００ｋｍを超える伝送に関して、１４６０ｎｍと１５３０ｎｍとの間の各波長について、３０ｐｓ／ｎｍより小さい累積色分散の絶対値を有することが好ましい。
【００３５】
コアの屈折率プロファイルは、少なくとも４つのスライスを有することが好ましい。コアの屈折率プロファイルは、少なくとも５つのスライスを有することが有利である。色分散がより負になると、本発明によるＨＯＭタイプ色分散光ファイバの波長の関数として、色分散の曲線の良好な線形性を得るために必要なコアの屈折率プロファイルにおけるスライスの数がより多くなる。多数のスライスにより、非常に良好な色分散の補償を可能にしながら、前記ＨＯＭタイプ色分散補償光ファイバの他の特性に対して過度に深刻な影響を有さないＨＯＭタイプ色分散補償光ファイバを得ることが可能になる。５つのスライスは、スペクトルバンドＳにおける補償について、ＨＯＭタイプ分散補償光ファイバの特性とその製造の複雑さとの間の良好な折衷を構築する。スライスの形状は、たとえば、矩形であるが、３角形、台形、またはアルファの形状とすることも可能である。
【００３６】
本発明の第１の好ましい実施形態では、本発明によるＨＯＭタイプ色分散補償光ファイバは、４つのスライスを有するコアの可変屈折率プロファイルを備える。したがって、コアの可変屈折率プロファイルは、中心から周辺まで、クラッディングの屈折率より大きい最大屈折率を有する中心スライス、中心スライスの最大屈折率より小さい最大屈折率を有する第１周辺スライス、中心スライスの最大屈折率より小さい最大屈折率を有する第２周辺スライス、および中心スライスの最大屈折率より小さい最大屈折率を有する第３周辺スライスを連続して有する。
【００３７】
本発明の第２の好ましい実施形態では、本発明による分散補償を提供するＨＯＭタイプ光ファイバは、５つのスライスを有するコアの可変屈折率プロファイルを備える。したがって、コアの可変屈折率プロファイルは、中心から周辺まで、クラッディングの屈折率より大きい最大屈折率を有する中心スライス、中心スライスの最大屈折率より小さい最大屈折率を有する第１周辺スライス、中心スライスの最大屈折率より小さい最大屈折率を有する第２周辺スライス、中心スライスの最大屈折率より小さい最大屈折率を有する第３周辺スライス、および中心スライスの最大屈折率より小さい最大屈折率を有する第４周辺スライスを連続して備える。
【００３８】
本発明は、本発明によるＨＯＭタイプ色分散補償光ファイバを統合する色分散補償モジュールにも関する。このモジュールは、基本モードを高次モードに変換することができる第１モード変換器、本発明による分散補償光ファイバ、および高次モードを再び基本モードに変換することができる第２モード変換器を直列に連続して備えることが好ましい。このモジュールは、光ファイバ波長多重化伝送システムに統合されることが可能であり、したがって、このシステムは、線光ファイバおよび本発明による補償モジュールを直列に連続して備える。本発明によるこの光ファイバ波長多重化伝送システムでは、線光ファイバの長さと分散補償光ファイバの長さとの比は、最適な補償を可能にするために、１４９５ｎｍの波長における線光ファイバの色分散と、１４９５ｎｍの波長における色分散補償光ファイバの色分散との比の絶対値の逆数であることが好ましい。
【００３９】
例として与えられる、以下の記述および添付の図面から、本発明はよりよく理解され、他の特性および利点が明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
図１は、標準ＳＭＦ光ファイバの補償に使用される本発明によるＨＯＭタイプ分散補償光ファイバのプロファイルのいくつかの例について、半径および屈折率差の値を与える表である。左列は、ＨＯＭ１からＨＯＭ５のプロファイルの名称を示す。第２列は、考慮している例のコア屈折率プロファイルが備えるスライスの数を示す。次の５つの列は、μｍで表されたコア可変屈折率プロファイルの半径を与える。最後の５つの列は、１０００倍された一定屈折率のクラッディングに対する屈折率差を与える（単位なし）。表のすべてのボックスが埋められているわけではないが、その理由は、プロファイルは、すべてが同じ数のスライスを有するわけではないからである。
【００４１】
図２は、モードＬＰ０２について図１に示された本発明によるＨＯＭタイプ色分散補償光ファイバのプロファイルの他の特性を与える表である。左列は、上記ですでに説明されたプロファイルの名称を与える。次の列は、考慮している各プロファイルが備えるスライスの数を表す。考慮している各プロファイルについて、他の列は、考慮しているプロファイルに対応する光ファイバのスライスの特性を与える。次の列は、１４９５ｎｍの波長におけるｐｓ／ｎｍ−ｋｍで表された色分散を与える。次の列は、１４９５ｎｍの波長におけるｎｍで表された色分散対色分散傾斜比を与える。次の列は、１４９５ｎｍの波長におけるμｍ２で表された有効面積Ａｇｆｆを与える。次の列は、ｎｍで表された最小色分散波長Λｍｉｎを与える。最後の２つの列は、１４７５ｎｍから１５１５ｎｍおよび１４６５ｎｍから１５２５ｎｍの動作スペクトル領域について、それぞれ、色分散傾斜の最大相対変化を％として与える。動作スペクトル領域にわたる分散傾斜の相対変化は、一方では、前記動作スペクトル領域にわたる最大色分散傾斜と前記動作スペクトル領域にわたる最小色分散傾斜との差と、他方では、前記動作スペクトル領域の平均色分散傾斜との間の商に対応する。４つのスライス、好ましくは５つのスライスを有する光ファイバは、可能な最も負の色分散、可能な最大有効面積、および考慮している動作スペクトル領域にわたって可能な最も線形の色分散の間において、より良好な折衷を達成することを可能にする。１５７０ｎｍから１５９０ｎｍの好ましい狭い領域における最小分散波長も、折衷を改善することを可能にする。
【００４２】
図３は、ＮＺ−ＤＳＦ光ファイバの補償に使用される本発明によるＨＯＭタイプ色分散補償光ファイバのプロファイルのいくつかの例について、半径および屈折率差の値を与える表である。図３は、図１と同様であるが、左列は、ＨＯＭ７からＨＯＭ１２のプロファイルの名称を与える。
【００４３】
図４は、モードＬＰ０２について、図３に示される本発明によるＨＯＭタイプ色分散補償光ファイバのプロファイルの他の特性を与える表である。４つのスライス、好ましくは５つのスライスを有する光ファイバは、可能な最も負の色分散、可能な最大有効面積、および考慮している動作スペクトル領域にわたって可能な最も線形の色分散傾斜の間においてより良好な折衷を達成することを可能にする。１５４０ｎｍから１５６０ｎｍの好ましい狭い領域内における最小分散波長も、折衷を改善することを可能にする。最小分散波長が前記最小色分散波長領域外にある例ＨＯＭ７、ＨＯＭ１０、およびＨＯＭ１２の色分散傾斜の線形性は、他の例より明らかに悪く、有効面積もより小さい。例ＨＯＭ１２の色分散傾斜の劣悪な線形性によって示されるように、小さい色分散対色分散傾斜比を見つける試行は、得られる折衷に対して悪影響を有するようである。最も注目される例は、表の最右列の３０％の閾値に対応する。この３０％の閾値は、標準ＳＭＦ線光ファイバの補償に使用される色分散補償光ファイバにも適用される。
【００４４】
図５は、本発明によるＨＯＭタイプ色分散補償光ファイバの５スライスプロファイルタイプを概略的に示す。横座標に沿って、半径がμｍでプロットされる。縦座標に沿って、１０００が乗算された屈折率差が単位を有さずにプロットされる。中心スライスと呼ばれる第１スライスは、クラッディングの一定屈折率および外半径ｒ１の状態で、最大屈折率差Δｎ１を有する。最大屈折率差Δｎ１は、正である。ゼロ半径と半径ｒ１との間において、屈折率は、一定であることが好ましい。第１周辺スライスと呼ばれる第２スライスは、クラッディングの一定屈折率および外半径ｒ２の状態で、屈折率差Δｎ２を有する。屈折率差Δｎ２は、正または負であることがある。負の屈折率差は、埋め込まれたスライスに対応する。屈折率は、半径ｒ１と半径ｒ２との間において一定であることが好ましい。第２周辺スライスと呼ばれる第３スライスは、クラッディングの一定屈折率および外半径ｒ３の状態で、屈折率差Δｎ３を有する。屈折率差Δｎ３は、正または負であることがある。屈折率は、半径ｒ２と半径ｒ３との間において一定であることが好ましい。第３周辺スライスと呼ばれる第４スライスは、クラッディングの一定屈折率および外半径ｒ４の状態で、屈折率差Δｎ４を有する。屈折率差Δｎ４は、正または負であることがある。屈折率は、半径ｒ３と半径ｒ４との間において一定であることが好ましい。第４周辺スライスと呼ばれる第５スライスは、クラッディングの一定屈折率および外半径ｒ５の状態で、屈折率差Δｎ５を有する。屈折率差Δｎ５は、正または負であることがある。屈折率は、半径ｒ４と半径ｒ５との間において一定であることが好ましい。半径ｒ５を超えると、一定屈折率のクラッディングである。４つしかスライスを有さない光ファイバでは、一定屈折率のクラッディングは、半径ｒ４から開始される。３つしたスライスを有さない光ファイバでは、一定屈折率のクラッディングは、半径ｒ３から開始される。
【００４５】
図６は、本発明による光ファイバ波長多重化伝送システムを概略的に示す。伝送システムは、光信号の伝播の観点で上流から下流に見て、以下の要素を直列に連続して備える：線光ファイバ１に補償モジュール３が続き、このモジュールは、まず、基本モードＬＰ０１に従って伝播している光エネルギーのほとんどをＬＰ０２などの高次モードに変換するモード変換器２、次いで、線光ファイバの色分散を補償するが、高次モードＬＰ０２においてである、本発明によるＨＯＭタイプ色分散補償光ファイバ４、次いで、高次モードＬＰ０２に従って伝播している光エネルギーのほとんどを再び基本モードＬＰ０１に変換するモード変換器５を備える。本発明による伝送システムは、送信器、受信器、増幅器など、明瞭化の理由で図６には示されていない他の要素を備えることも可能であり、および／または、図６に示される要素のシーケンスの数倍を含むことが可能である。
【００４６】
１４９５ｎｍの波長において、１０ｍｍの半径の湾曲によって生じる損失は、１００ｄＢ／ｍより小さく、５０ｄＢ／ｍより小さいことが有利である。
【００４７】
１４９５ｎｍの波長における減衰は、１．５ｄＢ／ｋｍより小さく、１ｄＢ／ｋｍより小さいことが有利である。
【００４８】
１４９５ｎｍの波長における偏光モード分散は、０．５ｐｓ／ｋｍ１／２より小さく、０．２ｐｓ／ｋｍ１／２より小さいことが有利である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】標準ＳＭＦ光ファイバの補償に使用される本発明によるＨＯＭタイプ色分散補償光ファイバのプロファイルのいくつかの例について、半径および屈折率差の値を与える表である。
【図２】モードＬＰ０２について図１に示された本発明によるＨＯＭタイプ色分散補償光ファイバのプロファイルの他の特性を与える表である。
【図３】ＮＺ−ＤＳＦ光ファイバの補償に使用される本発明によるＨＯＭタイプ色分散補償光ファイバのプロファイルのいくつかの例について、半径および屈折率差の値を与える表である。
【図４】モードＬＰ０２について図１に示された本発明によるＨＯＭタイプ色分散補償光ファイバのプロファイルの他の特性を与える表である。
【図５】本発明によるＨＯＭタイプ色分散補償光ファイバの５つのスライスを備える屈折率のプロファイルのタイプを概略的に示す図である。
【図６】本発明による光ファイバ波長多重化伝送システムを概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４、ｒ５  半径
ＬＰ０１  基本モード
ＬＰ０２  高次モード
Δｎ１、Δｎ２、Δｎ３、Δｎ４、Δｎ５  屈折率差
【図１】
2005266808.tif 000013
【図２】
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【図３】
2005266808.tif 000015
【図４】
2005266808.tif 000016
【図５】
2005266808.tif 000017
【図６】
2005266808.tif 000018
【外国語明細書】
2005266808.tif 000019
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