(57)【要約】中心に配置されたコア（１）と、前記コア（１）の周上に配置された第１クラッド層（２）と、前記第１クラッド層（２）の周上に配置された第２クラッド層（３）と、前記第２クラッド層（３）の周上に配置された第３クラッド層（４）と、を備えた光ファイバであって、前記コアの最大屈折率は、前記第１クラッド層、第２クラッド層、および第３クラッド層の各最大屈折率のいずれよりも大きく、前記第２クラッド層の最大屈折率は、前記第１クラッド層および第３クラッド層の各最大屈折率のいずれよりも小さく、かつ前記コアの半径をａ１、前記第１クラッド層の外縁の半径をａ２とするとき、ａ２／ａ１の値が２．５以上４．５以下であり、前記第３クラッドの屈折率を基準としたときの前記コアの比屈折率差が０．２０以上０．７０％以下である。
2004092794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心に配置されたコアと、前記コアの周上に配置された第１クラッド層と、前記第１クラッド層の周上に配置された第２クラッド層と、前記第２クラッド層の周上に配置された第３クラッド層と、を備えた光ファイバであって、
前記コアの最大屈折率は、前記第１クラッド層、第２クラッド層、および第３クラッド層の各最大屈折率のいずれよりも大きく、前記第２クラッド層の最大屈折率は、前記第１クラッド層および第３クラッド層の各最大屈折率のいずれよりも小さく、かつ
前記コアの半径をａ１、前記第１クラッド層の外縁の半径をａ２とするとき、ａ２／ａ１の値が２．５以上４．５以下であり、
前記第３クラッドの屈折率を基準としたときの前記コアの比屈折率差が０．２０以上０．７０％以下である。
【請求項２】
請求項１記載の光ファイバであって、カットオフ波長が１２６０ｎｍ以下である。
【請求項３】
請求項１記載の光ファイバであって、下記数式（１）で表される前記第２クラッド層の屈折率体積Ｖが２５％・μｍ２以上である：
2004092794.tif 000013
上記数式（１）において
ｒ：半径、
Δｎ（ｒ）：半径ｒにおける比屈折率差（基準は第３クラッド層の最大屈折率）、
ａ２：第１クラッド層の外縁の半径、
ａ３：第２クラッド層の外縁の半径である。
【請求項４】
請求項３記載の光ファイバであって、前記第２クラッド層の屈折率体積Ｖが５０％・μｍ２以上である。
【請求項５】
請求項１記載の光ファイバであって、前記第３クラッド層の最大屈折率を基準としたときの、前記第１クラッド層の比屈折率差が−０．１０％以上０．０５％以下である。
【請求項６】
請求項１記載の光ファイバであって、第２クラッド層を有さない単峰型の屈折率分布を有しかつカットオフ波長が共通する単峰型光ファイバを直径２０ｍｍのマンドレルに１０回巻回させたときに生じる波長１５５０ｎｍでの曲げ損失増加の値を１とするとき、同様にして測定される曲げ損失増加の値の比で表される曲げ損比が０．４以下である。
【請求項７】
請求項１記載の光ファイバであって、第２クラッド層を有さない単峰型の屈折率分布を有しかつカットオフ波長が共通する単峰型光ファイバを直径１５ｍｍのマンドレルに１０回巻回させたときに生じる波長１５５０ｎｍでの曲げ損失増加の値を１とするとき、同様にして測定される曲げ損失増加の値の比で表される曲げ損比が０．５５以下である。
【請求項８】
請求項１記載の光ファイバであって、曲げ直径２０ｍｍで巻回したときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失の値が、１ターン当たり０．０５ｄＢ以下である。
【請求項９】
請求項８記載の光ファイバであって、曲げ直径２０ｍｍで巻回したときの波長１６５０ｎｍにおける曲げ損失の値が、１ターン当たり０．０５ｄＢ以下である。
【請求項１０】
請求項８記載の光ファイバであって、波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径が８．３μｍ以上である。
【請求項１１】
請求項８記載の光ファイバであって、曲げ直径１５ｍｍで巻回したときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失の値が、１ターン当たり０．０５ｄＢ以下である。
【請求項１２】
請求項１１記載の光ファイバであって、曲げ直径１５ｍｍで巻回したときの波長１６５０ｎｍにおける曲げ損失の値が、１ターン当たり０．０５ｄＢ以下である。
【請求項１３】
請求項１１記載の光ファイバであって、波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径が７．８μｍ以上である。
【請求項１４】
請求項１記載の光ファイバであって、第２クラッド層を有さない単峰型の屈折率分布を有しかつカットオフ波長が共通する単峰型光ファイバの１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径（ＭＦＤ）の値を１とするとき、同様にして測定したＭＦＤの値の比が０．９８以上である。
【請求項１５】
請求項８記載の光ファイバであって、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が７．３μｍ以上である。
【請求項１６】
請求項１１記載の光ファイバであって、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が６．８μｍ以上である。
【請求項１７】
請求項１１記載の光ファイバであって、曲げ直径１０ｍｍで巻回したときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失の値が、１ターン当たり０．０５ｄＢ以下である。
【請求項１８】
請求項１６記載の光ファイバであって、曲げ直径１０ｍｍで巻回したときの波長１６５０ｎｍにおける曲げ損失の値が、１ターン当たり０．０５ｄＢ以下である。
【請求項１９】
請求項１６記載の光ファイバであって、波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径が７．３μｍ以上である。
【請求項２０】
請求項８記載の光ファイバであって、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が６．３μｍ以上である。
【請求項２１】
請求項１記載の光ファイバであって、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が７．９μｍ以上であり、曲げ直径２０ｍｍで巻いたときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失の値が、１ターンあたり１ｄＢ以下である。
【請求項２２】
請求項１記載の光ファイバであって、曲げ直径２０ｍｍで巻いたときと波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失の値が、１ターンあたり０．５ｄＢ以下である。
【請求項２３】
請求項２１記載の光ファイバであって、零分散波長が１３００ｎｍ以上１３２４ｎｍ以下である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、曲げ特性に優れた光ファイバに関する。
本願は、２００３年４月１１日に出願された特願２００３−１０７７６０号、２００３年７月１８日に出願された特願２００３−１９９２７０号、及び２００４年１月２７日に出願された特願２００４−１８５１４号に対し優先権を主張し、それらの内容をここに援用する。
【背景技術】    日本国特許公報２６１８４００号には、中心コアの周上にクラッド層が設けられており、該クラッド層には屈折率が低い屈折率溝が設けられた光ファイバが記載されている。また、かかる構成の光ファイバは、分散スロープの低減、曲げ損失の減少等の効果が期待できることが示唆されているが、このような効果をもたらすには、コアの半径をａ１、屈折率溝の内縁の半径をａ２とするとき、ａ２／ａ１の値を１．５〜３．５の範囲とすることが望ましいとされている。
従来より、幹線、長距離系の伝送容量拡大を目的としてＷＤＭ（Ｗａｖｅ  Ｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を用いた伝送システムおよび光ファイバの開発が活発に進められてきた。ＷＤＭ伝送用の光ファイバには、非線形効果の抑制や分散制御といった特性が要求されてきた。近年では、メトロと呼ばれる数百ｋｍ程度のスパンのシステム向けに分散スロープを低減した光ファイバやＯＨによるロス増がほとんどない光ファイバなどが提案されている。
ところで、オフィスや家庭への光ファイバ導入（ＦＴＴＨ；Ｆｉｂｅｒ  Ｔｏ  Ｔｈｅ  Ｈｏｍｅ）を考えた場合には、それらの伝送用光ファイバとは異なった特性が要求される。すなわち、ビルや住宅内に光ファイバを引き回す際には、曲げ直径が３０ｍｍφや２０ｍｍφといった非常に小さな曲げが入る可能性がある。また余長を収納する際には、小さな曲げ径で巻いてもロス増が生じないことが非常に重要になる。つまり、小さな曲げに耐え得ることが、ＦＴＴＨ向けの光ファイバとして非常に重要な特性となる。また、基地局からビルや住宅までの間に布設される光ファイバ（多くは、通常の１．３μｍ帯用シングルモードファイバ）との接続性が良いことも重要である。さらに、このような用途においては、低コストであることが要求される。
オフィスや家庭内に配線される光ファイバとしては、従来、通常の１．３μｍ帯用のシングルモードファイバやマルチモードファイバが一般的に用いられていた。
しかしながら、これらの光ファイバは一般的に曲げ径の下限が６０ｍｍφ程度しか許容されておらず、引き回しの際には許容範囲を超えた曲げが入らないように細心の注意が必要であった。
最近では、１．３μｍ帯用シングルモードファイバ（以下、ＳＭＦと略記することもある）の国際規格であるＩＴＵ−Ｔ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｕｎｉｏｎ−Ｔｅｌｅｃｏｍ  Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ）のＧ．６５２に準処する範囲で、ＭＦＤ（モードフィールド径）を小さくすることによって、許容曲げ径を３０ｍｍφにまで小さくできるようにした光ファイバが開発されている。
しかしながら、ビル内や住宅内における配線用の光ファイバは、さらに小さな曲げ径に対応できることが望ましい。これまでにも、小さな曲げ径に対応した光ファイバは報告されているが、従来の光ファイバとの接続損失が大きいことや、製造コストが高くなる等の問題を抱えていた。
また、電子情報通信学会技術研究報告ＯＦＴ２００２−８１では、宅内、ビル内配線にフォトニック結晶ファイバを用いる検討が報告されている。フォトニック結晶ファイバは、光ファイバの中心付近に空孔が設けられた構造の光ファイバであり、従来構造の光ファイバにない特性が期待できるが、製造性の点でまだ従来型に対して劣るのが現状である。
また、従来のケーブル用光ファイバについても、曲げに対して耐性が強いことが望ましい。例えば、ケーブル同士を接続するクロージャ内での引き回しにおいては、より小さい曲げに対して耐性を持った光ファイバが用いられていれば、接続、収納作業の効率を上げることが出来ると共に、クロージャの小型化を実現することが出来る。また、配線作業においては、被作業ファイバ以外において通信が行われている状態で作業が行われることもある。このような場合においても、小さな曲げ損失をもつ光ファイバを用いれば、不意の接触などにより、通信が行われている線路（活線）に影響を与えることなく作業を行うことが可能である。
【発明の開示】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、曲げによる損失が少なくて、一般的な伝送用光ファイバとの接続性が良好であり、低コストで製造できる光ファイバを提供することを目的とする。
前記課題を解決するために、本発明は、中心に配置されたコアと、前記コアの周上に配置された第１クラッド層と、前記第１クラッド層の周上に配置された第２クラッド層と、前記第２クラッド層の周上に配置された第３クラッド層と、を備えた光ファイバであって、前記コアの最大屈折率は、前記第１〜第３クラッド層の各最大屈折率のいずれよりも大きく、前記第２クラッド層の最大屈折率は、前記第１および第３クラッド層の各最大屈折率のいずれよりも小さく、かつ前記コアの半径をａ１、前記第１クラッド層の外縁の半径をａ２とするとき、ａ２／ａ１の値が２．５以上４．５以下であり、第３クラッドの屈折率を基準としたときのコアの比屈折率差が０．２０以上０．７０％以下である光ファイバを提供する。
本発明の光ファイバは、カットオフ波長が１２６０ｎｍ以下であることが好ましい。
また、下記数式（１）で表される第２クラッド層の屈折率体積Ｖが２５％・μｍ２以上であることが好ましい。
該第２クラッド層の屈折率体積Ｖが５０％・μｍ２以上であることがより好ましい。
2004092794.tif 000003
上記数式（１）において
ｒ：半径、
Δｎ（ｒ）：半径ｒにおける比屈折率差（基準は第３クラッド層の最大屈折率）、
ａ２：第１クラッド層の外縁の半径、
ａ３：第２クラッド層の外縁の半径である。
本発明の光ファイバは、第３クラッド層の最大屈折率を基準としたときの第１クラッド層の比屈折率差が−０．１０％以上０．０５％以下であることが好ましい。
本発明によれば、第２クラッド層を設けない単峰型の屈折率分布を有しかつカットオフ波長が共通する単峰型光ファイバを直径２０ｍｍのマンドレルに１０回巻回させたときに生じる波長１５５０ｎｍｎでの曲げ損失増加の値を１とするとき、同様にして測定される曲げ損失増加の値の比で表される曲げ損比が０．４以下である光ファイバが得られる。
本発明によれば、第２クラッド層を設けない単峰型の屈折率分布を有しかつカットオフ波長が共通する単峰型光ファイバを直径１５ｍｍのマンドレルに１０回巻回させたときに生じる波長１５５０ｎｍｎでの曲げ損失増加の値を１とするとき、同様にして測定される曲げ損失増加の値の比で表される曲げ損比が０．５５以下である光ファイバを実現できる。
本発明によれば、曲げ直径２０ｍｍで巻回したときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失の値が、１ターン当たり０．０５ｄＢ以下である光ファイバを実現できる。
本発明によれば、曲げ直径２０ｍｍで巻回したときの波長１６５０ｎｍにおける曲げ損失の値が、１ターン当たり０．０５ｄＢ以下である光ファイバを実現できる。
さらに、波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径が８．３μｍ以上である光ファイバを得ることが可能である。
本発明によれば、曲げ直径１５ｍｍで巻回したときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失の値が、１ターン当たり０．０５ｄＢ以下である光ファイバを実現できる。
本発明によれば、曲げ直径１５ｍｍで巻回したときの波長１６５０ｎｍにおける曲げ損失の値が、１ターン当たり０．０５ｄＢ以下である光ファイバを実現できる。
さらに、波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径が７．８μｍ以上である光ファイバを得ることができる。
本発明によれば、第２クラッド層を設けない単峰型の屈折率分布を有しかつカットオフ波長が共通する単峰型光ファイバの１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径（ＭＦＤ）の値を１とするとき、同様にして測定したＭＦＤの値の比が０．９８以上である光ファイバを実現できる。
本発明によれば、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が７．３μｍ以上である光ファイバを実現できる。
本発明によれば、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が６．８μｍ以上である光ファイバを実現できる。
さらに、曲げ直径１０ｍｍで巻回したときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失の値が、１ターン当たり０．０５ｄＢ以下である光ファイバを得ることができる。
本発明によれば、曲げ直径１０ｍｍで巻回したときの波長１６５０ｎｍにおける曲げ損失の値が、１ターン当たり０．０５ｄＢ以下である光ファイバを実現できる。
本発明によれば、波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径が７．３μｍ以上である光ファイバを実現できる。
さらに、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が６．３μｍ以上である光ファイバを得ることができる。
本発明によれば、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が７．９μｍ以上であり、曲げ直径２０ｍｍで巻いたときと波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失の値が、１ターンあたり１ｄＢ以下である光ファイバを実現できる。
本発明によれば、曲げ直径２０ｍｍで巻いたときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失の値が、１ターンあたり０．５ｄＢ以下である光ファイバを実現できる。
さらに、零分散波長が１３００ｎｍ以上１３２４ｎｍ以下である光ファイバを得ることができる。
本発明によれば、曲げによる損失が少なくて、一般的な伝送用光ファイバとの接続性が良好な光ファイバを、低コストで得ることができる。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の光ファイバの一実施形態における屈折率分布を示すグラフである。
図２は、試験例１における第２クラッド層の位置とＭＦＤとの関係を示すグラフである。
図３は、試験例１における第２クラッド層の位置と曲げ損失との関係を示すグラフである。
図４は、本発明に係る実施例における屈折率分布を示すグラフである。
図５は、本発明に係る実施例における屈折率分布を示すグラフである。
図６は、本発明に係る実施例における屈折率分布を示すグラフである。
図７は、本発明に係る実施例における屈折率分布を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、図面を参照しつつ、本発明の好適な実施例について説明する。ただし、本発明は以下の各実施例に限定されるものではなく、例えばこれら実施例の構成要素同士を適宜組み合わせてもよい。
以下、本発明を詳しく説明する。図１は、本発明の光ファイバの一実施形態における屈折率分布を示したものである。
本実施形態の光ファイバの中心には、半径ａ１、最大屈折率ｎ１のコア１が設けられている。コア１の周上には、外縁の半径ａ２、最大屈折率ｎ２の第１クラッド層２が設けられており、該第１クラッド層２の周上には、外縁の半径ａ３、最大屈折率ｎ３の第２クラッド層３が設けられている。そして、該第２クラッド層３の周上には、光ファイバの最外層をなす、外縁の半径ａ４、最大屈折率ｎ４の第３クラッド層４が設けられている。
本明細書において、最大屈折率とは、ある層の外縁の半径をａｎ、その層の一つ内側の層の外縁の半径をａｎ−１としたとき、ａｎ−１，ａｎ間での最も大きな屈折率をさす。ここで、ｎは１以上の整数であり、ａ０＝０（μｍ）である。図１に示したようなステップ状の屈折率分布では、ａｎ−１からａｎ間で屈折率が一定であり、その屈折率が最大屈折率となる。しかしながら、後述の図４〜７に示されるように、各層内で屈折率分布を取る場合は、上記の方法で定義される最大屈折率を用いる。
本発明の光ファイバにあっては、コア１の最大屈折率ｎ１は、第１〜第３クラッド層２，３，４の各最大屈折率ｎ２，ｎ３，ｎ４のいずれよりも大きく、前記第２クラッド層３の最大屈折率ｎ３は、第１および第３クラッド層２，４の各最大屈折率ｎ２，ｎ４のいずれよりも小さく設計される。
光ファイバの屈折率分布は、ゲルマニウムやフッ素等のドーパントを添加することにより形成される。光ファイバの製造に用いられているＶＡＤ（Ｖａｐｏｒ−ｐｈａｓｅ  Ａｘｉａｌ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）やＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）といったプロセスにおいては、ドーパントの拡散などの影響により各層の境界が曖昧な屈折率分布をとることもある。
図１に示す光ファイバにおいては、第１クラッド層２における屈折率が径方向にほぼ一定であり、屈折率分布はほぼ完全なステップ形状になっている。本発明の光ファイバの屈折率分布は、必ずしも完全なステップ状になっている必要はなく、屈折率がステップ状になっていない場合は、以下の式で定義される各層の径を用いることにより、ステップ状の場合と同様に本発明の効果を得ることができる。まず、コア１の半径ａ１は、比屈折率差が、コア１内における比屈折率差の最大値Δ１の１／１０まで減少する位置から中心までの距離と定義する。また、第１クラッド層２、第２クラッド層３の各外縁の半径ａ２、ａ３は、比屈折率差の径分布Δ（ｒ）の微分値、ｄΔ（ｒ）／ｄｒ（ｒは半径を表す。）が極値を取る位置から中心までの距離として定義する。
このような方法で定義した半径を用いて、等価な特性をもつステップ状の屈折率分布を算出すること（以下、ステップ換算ということもある。）が可能である。本発明では、実際の屈折率分布がステップ状になっていなくても、このようなステップ換算により算出された屈折率分布が、本発明にかかる所定の屈折率の関係を満たせば、本発明の所期の効果を得ることができる。本明細書中の実施例の中では、上記の手順を踏まえてステップ換算した等価ステッププロファイルの比屈折率差をあわせて示す。
本明細書において、各層の比屈折率差Δｉ（単位：％）は第３クラッド層４の最大屈折率ｎ４を基準としており、下記数式（２）で表される。
2004092794.tif 000004
（式中、ｉは１〜３の整数であり、ｎｉは前記各層の最大屈折率である。）
図１に示したようにコアが１層からなる場合、コア１の比屈折率差Δ１を大きくすると、曲げ損失をより小さくできる反面、ＭＦＤが小さくなる傾向がある。また、Δ１が小さくなると、より大きなＭＦＤが得られる反面、曲げ損失は悪化する。本発明の特徴は、第２クラッド層３を設けることにより単峰型と同程度のＭＦＤにおいても曲げ特性の優れた光ファイバを得ることにある。本発明においてΔ１の値は特に限定されるものではないが、Δ１を０．２０〜０．７０％の範囲、より好ましくは、０．２５〜０．６５％の範囲にすることにより、通常のＳＭＦとの接続特性および曲げ特性に優れた光ファイバを得ることができる。
また、第１クラッド層２の比屈折率差Δ２は、０．０５％以下、より好ましくは０．００％以下であることが好ましい。また、−０．１０％以上であることが好ましい。
Δ２が大きくなると、カットオフ波長が長くなり、１２６０ｎｍ以下のカットオフ波長を実現することが不可能になる。一方、第１クラッド層２の比屈折率差Δ２が小さくなりすぎると、第１クラッド層２によるフィールドの閉じ込めが強くなり、曲げ損失低減の点では好ましいが、ＭＦＤを拡大して接続性を良くするという点では障害となる。このため所望のカットオフ波長、良好な曲げ損失、および所望のＭＦＤを同時に達成できる範囲でΔ２を設計するのが好ましい。一般的には、Δ２を−０．１０％以上にすると所望の効果を得ることができる。
また、第２クラッド層３の比屈折率差Δ３は、後述のように屈折率体積Ｖによりその設計範囲が規定される。
第３クラッド層４の外縁の外径（ａ４の２倍）、すなわち光ファイバの外径は一般的に１２５μｍである。近年では、小型の光部品用として８０μｍ程度の外径のものも商品化されている。本発明においても一般的な光ファイバと同様な範囲の外径を取りうるが、上記範囲に制限されるものではない。
また、コア１の半径ａ１によってカットオフ波長を制御することが可能であるが、そのようにしてカットオフ波長をより短くすると、曲げ損失が大きくなる傾向がある。したがってコア１の半径ａ１はコア１の比屈折率差Δ１と合わせて、要求されるＭＦＤ、カットオフ波長、曲げ損に応じて適切に選択される。
コア１の半径に対する第１クラッド層２の外縁の半径の比（ａ２／ａ１）は、第２クラッド層３の位置を表す。本発明では、この値が２．５以上、好ましくは３．０以上とされる。ａ２／ａ１の値が上記範囲となる位置に第２クラッド層３を設けることにより、後記で詳述する図２〜３に示されるように、モードフィールド径（Ｍｏｄｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｄｉａｍｅｔｅｒ、本明細書ではＭＦＤということもある。）の変動を小さく抑えつつ、曲げ損失特性を改善することができる。
ａ２／ａ１は、かなり大きくしても曲げ損の低減効果が期待される。しかしながら、ａ２／ａ１が大きくなるとΔ２の変化による光学特性、特にカットオフ波長の変化が顕著となり製造性が悪化する。また、ａ２／ａ１が大きくなると、第２クラッド層３を設けたことによる効果が低減し、シングルモード伝送が困難になる。このため、ａ２／ａ１は４．５以下である。
第２クラッド層３の外縁の半径ａ３についても、比屈折率差Δと同様に後述の屈折率体積Ｖにより規定される。
光ファイバは、１３００ｎｍ帯から１６００ｎｍ帯にわたる広い波長帯が通信に利用可能である。１３００ｎｍ帯用の光ファイバとしては、ＩＴＵ−ＴにおいてＧ．６５２として規定されている。１３００ｎｍ帯の下限波長としては、１２６０ｎｍが一般的に想定されており、Ｇ．６５２でも１２６０ｎｍ以下のカットオフ波長が規定されている。本発明の光ファイバでも、１３００ｎｍ帯から１６００ｎｍ帯にわたる広い領域におけるシングルモード伝送を実現するために、１２６０ｎｍ以下のカットオフ波長を持つことが望ましい。カットオフ波長は、ＭＦＤや曲げ損失といった光学特性とトレードオフの関係にあり、所望の特性に応じて、屈折率分布が設定される。
また、曲げ損比は、ａ２／ａ１の値および前記Ｖの値と相関関係にあることがわかった。具体的には、Ｖが大きくなると曲げ損比が小さくなる傾向があり、Ｖと曲げ損失との関係はａ２／ａ１の値、つまり低屈折率層の位置により決まる。本発明において、より優れた曲げ損失特性を達成するには、上記数式（１）で表される第２クラッド層の屈折率体積（Ｖ）が２５％・μｍ２以上であることが好ましく、５０％・μｍ２以上であることがより好ましい。また、１２６０ｎｍ以上でのシングルモード伝送を考慮に入れた場合、前記Ｖの値が１１０％・μｍ２以下であることが好ましい。
本発明によれば、第２クラッド層を設けたことにより曲げによる損失を効果的に低減させることができる。
例えば、後記に詳述する表１〜４に示されているように、光ファイバを直径２０ｍｍ（２０ｍｍφ、以下２０φと略記することもある。）のマンドレルに１０回巻回させたときに生じる曲げ損失増加の値（測定波長１５５０ｎｍ、以下同様。）については、第２クラッド層３を設けない単峰型の屈折率分布で、同じカットオフ波長が得られるように構成された単峰型光ファイバにおける上記曲げ損失増加の値を１とするとき、本発明にかかる光ファイバの曲げ損失増加の比（本明細書において、曲げ損比という。）を波長１５５０ｎｍにおいて０．４以下、好ましくは０．１５以下に低減させることができる。
また、本発明によれば、曲げによる損失がより小さい光ファイバを得ることができる。具体的には、直径１５ｍｍ（１５ｍｍφ、以下１５φと略記することもある。）のマンドレルに１０回巻いたときに生じる前記曲げ損比を、波長１５５０ｎｍにおいて０．５５以下、好ましくは０．２５以下に低減させることができる。
また、本発明の光ファイバによれば、曲げ直径２０ｍｍで巻回したときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失の値を、１ターン当たり０．０５ｄＢ以下に低減させることができる。ここで、該１ターン当たりの曲げ損失の値は、例えば、所定直径のマンドレルに１０回巻いたときに生じる曲げ損失の値を１０で除して算出することができる。
さらには、曲げ直径２０ｍｍで巻回したときの波長１６５０ｎｍにおける曲げ損失の値を、１ターン当たり０．０５ｄＢ以下に低減させることも可能である。
また、本発明によれば、曲げによる損失をこのように低く抑えつつ、モードフィールド径が大きい光ファイバを実現することができる。具体的には、波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径が８．３μｍ以上である光ファイバを得ることが可能である。
また、本発明の光ファイバによれば、曲げ直径１５ｍｍで巻回したときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失の値を、１ターン当たり０．０５ｄＢ以下に低減させることができる。
さらには、曲げ直径１５ｍｍで巻回したときの波長１６５０ｎｍにおける曲げ損失の値を、１ターン当たり０．０５ｄＢ以下に低減させることも可能である。
また、本発明によれば、曲げによる損失をこのように低く抑えつつ、モードフィールド径が大きい光ファイバを実現することができる。具体的には、波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径が７．８μｍ以上である光ファイバを得ることが可能である。
また、本発明によれば、曲げによる損失をこのように低く抑えつつ、モードフィールド径が大きい光ファイバを実現することができる。具体的には、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が７．３μｍ以上である光ファイバを得ることが可能である。
また、具体的には、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が６．８μｍ以上である光ファイバを得ることが可能である。
さらには、曲げ直径１０ｍｍで巻回したときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失の値を、１ターン当たり０．０５ｄＢ以下に低減させることも可能である。
また、本発明の光ファイバによれば、曲げ直径１０ｍｍで巻回したときの波長１６５０ｎｍにおける曲げ損失の値を、１ターン当たり０．０５ｄＢ以下に低減させることができる。
また、本発明によれば、曲げによる損失をこのように低く抑えつつ、モードフィールド径が大きい光ファイバを実現することができる。具体的には、波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径が７．３μｍ以上である光ファイバを得ることが可能である。
さらに、具体的には、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が６．３μｍ以上である光ファイバを得ることが可能である。
また、本発明によれば、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が７．９μｍ以上であり、曲げ直径２０ｍｍで巻いたときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失の値を、１ターンあたり１ｄＢ以下に低減させることができる。
また、本発明によれば、零分散波長が１３００ｎｍ以上１３２４ｎｍ以下である光ファイバを得ることが可能である。
ここで、波長１５５０ｎｍ帯は、波長１３１０ｎｍ帯とともに広く通信に用いられている波長帯であり、これらの波長帯においては、伝送損失とともにその曲げ損失が小さいという特性が重要である。特に宅内配線などの用途においては、壁際の引き回しや壁際でのコネクタへのファイバ収納において、小さい径で曲げられたり巻回されたりするなどして微小な曲げが入る可能性がある。このため、曲げ直径２０ｍｍや曲げ直径１５ｍｍといった小さな曲げ径での曲げ特性は重要である。また、線路監視としては１６５０ｎｍまでの波長帯が想定されており、１６５０ｎｍにおいても小さな曲げ損失を持つことは重要な特性となる。
また、第２クラッド層３を設けた本発明の光ファイバは、ＭＦＤの低減を抑えたうえで単峰型に較べて曲げ損失が大きく低減されるという特徴をもつ。具体的には、本発明の光ファイバの波長１５５０ｎｍにおけるＭＦＤをＭ１とし、第２クラッド層３を設けない単峰型の屈折率分布で同じカットオフ波長が得られるように構成された単峰型光ファイバの１５５０ｎｍにおけるＭＦＤをＭ２とするとき、Ｍ１／Ｍ２の値が０．９８以上を達成することができる。
さらに、本発明の光ファイバは、第２クラッド層３を設けることにより、上述の種々の特徴を実現している。例えばＷＤＭ通信用に開発されたノンゼロ分散シフトファイバ（ＮＺ−ＤＳＦ：Ｎｏｎ−Ｚｅｒｏ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｓｈｉｆｔｅｄ  Ｆｉｂｅｒ）が複雑なコアの屈折分布が必要であったのに対し、本発明の光ファイバでは、コアの屈折率分布を変更することなく、特性の改善が可能であるので、比較的低コストでの製造が可能であるという利点を有する。
【実施例】  以下、具体的な実施例を示して本発明の効果を明らかにする。
なお、以下の試験例および実施例における「カットオフ波長」の値は、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．６５０．Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  ｔｅｓｔ  ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  ｌｉｎｅａｒ，ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｓｔｉｃ  ａｔｔｒｉｂｕｔｅｓ  ｏｆ  ｓｉｎｇｌｅ−ｍｏｄｅ  ｆｉｂｅｒ  ａｎｄ  ｃａｂｌｅに準拠する方法で測定される。以下の試験例および実施例において、カットオフ波長とは、特に明記しない限り２ｍファイバカットオフをさす。
（試験例１）
コア１の比屈折率差Δ１：０．５２％、
第１クラッド層２の比屈折率差Δ２：０％、
第２クラッド層３の比屈折率差Δ３：−０．２０％、
第２クラッド層３の厚さとコアの半径との比（ａ３−ａ２）／ａ１＝３．０、
光ファイバ外径：１２５μｍ
カットオフ波長：１２５０ｎｍとなるように設計して光ファイバを作製した。
ａ２／ａ１の値を変化させたときのＭＦＤの変化および曲げ損失の変化を調べた。ＭＦＤおよび曲げ損失の測定波長は１５５０ｎｍとした。
曲げ損失の測定は、所定の長さの光ファイバを直径２０ｍｍのマンドレルに１０回巻いたときのロス増により評価した。すなわち、マンドレルに巻く前の光ファイバから出射される光のパワーをＰ１（単位：ｄＢｍ）とし、巻いた時の出射光のパワーをＰ２（単位：ｄＢｍ）としたとき、Ｐ１−Ｐ２（ｄＢ）を曲げ損失とした。その結果を図２および図３に示す。
図中の破線は、第２クラッド層３を設けない単峰型の屈折率分布で同じカットオフ波長が得られるように構成された単峰型光ファイバのＭＦＤおよび曲げ損失の値をそれぞれ示している。
図３の結果より、第２クラッド層３を設けたことにより、単峰型光ファイバに比べて曲げ特性が大幅に改善されていることがわかる。また、ａ２／ａ１の値が増加するにしたがって曲げ損失は徐々に増大する傾向があることがわかる。
また図２の結果より、ａ２／ａ１の値が３．０より小さい領域ではＭＦＤが単峰型に比べて急激に小さくなることがわかる。ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．６５２のようなＭＦＤが大きな光ファイバとの接続損失を小さく維持するためには、ＭＦＤの減少を抑えることが必要となる。ａ２／ａ１を２．５以上にすれば、単峰型に対して９８％以上のＭＦＤを確保することができ、問題のない接続特性を維持することが可能である。
これらの結果により、ａ２／ａ１の値を２．５倍以上、好ましくは３．０倍以上にすることにより、大きなＭＦＤと小さな曲げ損失を実現することが可能であると認められる。
（試験例２）
下記表１に示すように各パラメータを設定して光ファイバを作製し、カットオフ波長、有効コア断面積（Ａｅｆｆ）、ＭＦＤ、波長分散、分散スロープ、および零分散波長をそれぞれ周知の手法で測定した。
なお、カットオフ波長の測定については、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．６５０．１  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  ｔｅｓｔ  ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  ｌｉｎｅａｒ，ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｓｔｉｃ  ａｔｔｒｉｂｕｔｅｓ  ｏｆ  ｓｉｎｇｌｅ−ｍｏｄｅ  ｆｉｂｅｒ  ａｎｄ  ｃａｂｌｅ，５．３．１記載のＴｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ  Ｐｏｗｅｒ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅを用いて行った。通常は、Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ  Ｐｏｗｅｒ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅの中でも、ファイバに小径の曲げを与えたときのパワー損失からカットオフ波長を測定する方法（曲げ法）が用いられる事が多い。しかしながら、今回試作した光ファイバについては、高次モードの曲げ損失も強く、上記曲げ法では正確なカットオフの測定が困難であった。このため、マルチモードファイバを透過したときのパワーを基準として評価する方法（マルチモードリファレンス法）を用いて測定した。
また、曲げ損失特性として、上記試験例１と同様の方法で曲げ損失を測定した。測定波長は、１５５０ｎｍおよび１６５０ｎｍとした。マンドレルの直径は２０ｍｍ、１５ｍｍ、１０ｍｍの３通りとした。測定される曲げ損失が小さい場合は、適時曲げ回数（巻回数）を増やし、測定精度が確保できる曲げ損失を得た上で、巻回数１０回あたりの曲げ損失に換算した。なお、表には単位長さあたりのロス増（曲げ損失増加量、単位：ｄＢ／ｍ）も併せて記載している。例えば、２０ｍｍφマンドレルに１０回巻回した時の曲げ損失（前記Ｐ１−Ｐ２（ｄＢ））をＰｘとすると、単位長さあたりのロス増Ｐｙは以下の式で与えられる。
Ｐｘ（単位：ｄＢ／ｍ）＝Ｐｙ／（π×０．０２×１０）
また、屈折率体積（Ｖ）は、前記数式（１）により算出した。
サンプルＮｏ．１，５，９，１２，２１，２８，３５，３８は、第２クラッド層３を有しない単峰型光ファイバである。
サンプルＮｏ．２〜４の曲げ損比はサンプルＮｏ．１の１０回巻回時の曲げ損失を１としたときの、サンプルＮｏ．２〜４の１０回巻回時の曲げ損失の値の比である。同様に、サンプルＮｏ．６〜８の曲げ損比は、サンプルＮｏ．５を基準とした値であり、サンプルＮｏ．１０，１１の曲げ損比は、サンプルＮｏ．９を基準とした値であり、サンプルＮｏ．１３〜２０の曲げ損比はサンプルＮｏ．１２を基準にした値であり、サンプルＮｏ．２２〜２７の曲げ損比は、サンプルＮｏ．２１を基準にした値であり、サンプルＮｏ．２９〜３４の曲げ損比は、サンプルＮｏ．２８を基準とした値であり、サンプルＮｏ．３６，３７の曲げ損比は、サンプルＮｏ．３５を基準とした値であり、サンプルＮｏ．３９，４０の曲げ損比は、サンプルＮｏ．３８を基準とした値である。
なお、サンプルＮｏ．１６，１８，２４〜２７，３２は、Ｖの値が大きく、カットオフ波長を基準のサンプルと同程度に小さくすることができなかった。従って、これらのサンプルについては、曲げ損比を記載していない場合がある。また、サンプルＮｏ．３５，３８の一部の測定条件では、曲げ損があまりにも大きく評価が不能であった。このため、サンプルＮｏ．３６，３７，３９，４０の一部には、曲げ損比が記載されていない事がある。測定結果を表２〜４に示す。
2004092794.tif 000005
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表１〜４の結果より、低屈折率層を設けた場合は、曲げ損失を低減することが可能になることが分かる。曲げ損失低減の効果としては、低屈折率層の有無で曲げ損失を比較した曲げ損比パラメータを見るとわかりやすい。例えば、１５５０ｎｍ、２０ｍｍφの曲げ損失で見てみると、低屈折率層を持たないサンプルＮｏ．２１，２８，３５，３８では、１０回巻き当たり０．５ｄＢを越える曲げ損失となっている。特にサンプルＮｏ．３５，３８では、１０ｄＢを超える曲げ損失が発生している。しかしながら、サンプルＮｏ．２２，２３，２９〜３４，３６，３７，３９，４０はいずれも０．４以下の曲げ損比が得られている。サンプルＮｏ．２２，２３，３０，３１では、１０回巻き当たり０．５ｄＢを下回る曲げ損失となっている。サンプルＮｏ．１，５，９，１２で示したように、低屈折率層を設けない構造でも２０ｍｍφ、１０回巻きにおいて０．５ｄＢ以下の設計を行うことは可能である。しかしながら、これらの低屈折率層を持たない構造では、１３１０ｎｍにおいて７．５μｍを下回るＭＦＤとなり、ＳＭＦとの接続損失は、本発明の低屈折率層を用いた設計に比べて悪化するという点が好ましくない。また、Ｎｏ．２９，３３，３４，３６，３７は、２０ｍｍφ、１０回巻きにおける曲げ損失が１ｄＢを超える値となっているが、基準となるＮｏ．２８，３５に対しては、５ｄＢ以上の損失低減を実現し、数ｄＢ程度の曲げ損失となっている。これらのサンプルは、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．６５２に規定されているシングルモード光ファイバに準拠するＭＦＤ、カットオフ波長、零分散波長を有した上で、曲げによるロス増を大きく抑制するという効果を有しており、通常の線路用ケーブル敷設時に生じる曲げによるロス増を抑制するという効果を有している。
一方、屈折率体積Ｖが１１０％・μｍ２以上となるサンプルＮｏ．１６，１８，２４〜２７、３２は、非常に小さな曲げ損失を示すが、カットオフ波長が非常に長くなり、本発明で目的としている１２６０ｎｍ以下でのシングルモード伝送を実現できないことが分かる。
このような低屈折率層を付加した光ファイバでは、さらに細径の１５ｍｍφにおいてもＭＦＤを維持した上で、ほとんどロス増をしない設計をすることが可能である。たとえば、サンプルＮｏ．１３〜１５，１７，１９，２０は、１５５０ｎｍにおいて１５ｍｍφ、１０回巻き時の曲げ損失は、０．１ｄＢ以下となっており、１３１０ｎｍにおけるＭＦＤも７．３μｍ程度である。低屈折率層を設けない単峰型でも、Ｎｏ．１，５，９の構造を用いることにより１５ｍｍφ、１０回巻き時の曲げ損失を１５５０ｎｍにおいて０．１ｄＢ以下にすることが可能である。しかしながら、１３１０ｎｍにおけるＭＦＤは６．９μｍを下回る値となり、同等な曲げ特性をもつ本発明の構造のファイバに比べて、ＳＭＦとの接続特性が悪化する事が分かる。
１５ｍｍφにおいて非常に小さな曲げ損失が得られているサンプルＮｏ．１，５，９においても、１０ｍｍφ（１０φと略記することもある。）になると曲げ損失が発生する。１０ｍｍφという非常に小さな曲げ径においても、低屈折率層を付加した構造を用いることにより、曲げ損失を低減することが可能である。例えば、サンプルＮｏ．２〜４，６〜８は、それぞれサンプルＮｏ．１，５とほぼ同程度のＭＦＤを示しながら、１５５０ｎｍ、１０ｍｍφにおいて０．１３以下の曲げ損比が得られている。また、サンプルＮｏ．１０，１１では、１３１０ｎｍにおけるＭＦＤが同程度のサンプルＮｏ．６〜８にくらべて更に小さな曲げ損失が得られている。これは、Δ２の比屈折率差を若干負に設定した効果によるものと考えられる。
【実施例１】  図４に本実施例における光ファイバの屈折率分布を示す。
本実施例の光ファイバは、図中（ａ）で示す領域をＶＡＤ法により生成した。その後、ＶＡＤ法により得られたコア材を延伸した後、外付けを行い領域（ｂ）を生成した。さらにこの母材を延伸後、再度外付けを行い領域（ｃ）を生成した。領域（ｂ）の生成の際には、ガラス化の過程でＳｉＦ４ガスを導入し、Ｆ添加を行うことによりシリカレベルより低い屈折率を得た。図４は、上記の工程により得られた母材の屈折率分布をプリフォームアナライザ（商品名：ＭＯＤＥＬ２６００，Ｐｈｏｔｏｎ  Ｋｉｎｅｔｉｃｓ／Ｙｏｒｋ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社製）で測定した結果である。この図から分かるように本実施例の光ファイバの屈折率分布は完全なステップ型にはなっていないが、本発明の効果を得ることができる。
本実施例の光ファイバの各パラメータは次の通りであった。
コア１の半径ａ１：３．０９μｍ
第１クラッド層２の半径ａ２：１１．８３μｍ
第２クラッド層３の半径ａ３：１６．９５μｍ
第１クラッド層２の半径とコア１の半径との比ａ２／ａ１：３．８３
光ファイバ外径：１２５μｍ
第２クラッド層３の屈折率体積（Ｖ）：３６．８％・μｍ２
なお、コア１の比屈折率差Δ１を上記コア径ａ１をもってステップ換算すると、０．５０％、第１クラッドの比屈折率差Δ２は，−０．０３％、第２クラッドの比屈折率差Δ３は、−０．２５％となった。
本実施例の光ファイバについて、波長１５５０ｎｍにおける伝送損失、カットオフ波長、ＭＦＤ、波長分散、分散スロープ、零分散波長、および曲げ損失を測定した。その結果を表５に示す。また、ＩＴＵ−ＴにおいてＧ．６５２として規定されている通常の１．３μｍ帯用のシングルモード光ファイバと融着接続した時の接続損失を測定したところ１５５０ｎｍにおいて、０．１８ｄＢであり問題のないレベルであった。
なおカットオフ波長の測定は、２ｍの光ファイバについて、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．６５０．１  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  ｔｅｓｔ  ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  ｌｉｎｅａｒ，ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｓｔｉｃ  ａｔｔｒｉｂｕｔｅｓ  ｏｆ  ｓｉｎｇｌｅ−ｍｏｄｅ  ｆｉｂｅｒ  ａｎｄ  ｃａｂｌｅに準拠する測定方法で行った。
（比較例１）
上記実施例１において、光ファイバの屈折率分布を、第２クラッド層３を設けない単峰型に変更した光ファイバを作製した。
すなわち、上記実施例１に用いた領域（ａ）までのコア母材に対して、領域（ｂ）の外付けを行わずに領域（ｃ）のみの外付けを行い、光ファイバ母材を製造した。この際、カットオフ波長が実施例１と同程度になるように領域（ｃ）の厚さを調整した。
得られた光ファイバについて、上記実施例１と同様にして各光学特性を測定した。その結果を表５に合わせて示す。
2004092794.tif 000009
【実施例２】  図５に本実施例における光ファイバの屈折率分布を示す。本実施例の光ファイバは上記実施例１と同じ手順で製造した。図５は、母材の屈折率分布をプリフォームアナライザで測定した結果である。この図から分かるように本実施例の光ファイバの屈折率分布は完全なステップ型にはなっていないが、本発明の効果を得ることができる。
本実施例の光ファイバの各パラメータは次の通りであった。
コア１の半径ａ１：３．４０μｍ
第１クラッド層２の半径ａ２：１１．４８μｍ
第２クラッド層３の半径ａ３：１６．４５μｍ
第１クラッド層２の半径とコア１の半径との比ａ２／ａ１：３．３７
光ファイバ外径：１２５μｍ
第２クラッド層３の屈折率体積（Ｖ）：５５．８％・μｍ２
なお、コア１の比屈折率差Δ１を上記コア径ａ１をもってステップ換算すると、０．４０％、第１クラッドの比屈折率差Δ２は、−０．０２％、第２クラッドの比屈折率差Δ３は、−０．４％となった。
本実施例の光ファイバについて、上記実施例１と同様に波長１５５０ｎｍにおける伝送損失、カットオフ波長、ＭＦＤ、波長分散、分散スロープ、零分散波長、および曲げ損失を測定した。その結果を表６に示す。また、実施例１と同様に接続損失を測定したところ１５５０ｎｍにおいて、０．０５ｄＢであり問題のないレベルであった。
（比較例２）
上記実施例２において、光ファイバの屈折率分布を、第２クラッド層３を設けない単峰型に変更した光ファイバを作製した。
すなわち、上記実施例１に用いた領域（ａ）までのコア母材に対して、領域（ｂ）の外付けを行わずに領域（ｃ）のみの外付けを行い、光ファイバ母材を製造した。この際、カットオフ波長が実施例２と同程度になるように領域（ｃ）の厚さを調整した。
得られた光ファイバについて、上記実施例２と同様にして各光学特性を測定した。その結果を表６に合わせて示す。
2004092794.tif 000010
【実施例３】  図６に本実施例における光ファイバの屈折率分布を示す。
本実施例の光ファイバは、図中（ａ）で示す領域をＭＣＶＤ法により生成した。図中（ｂ）は、ＣＶＤ法における出発石英管である。ＭＣＶＤ法により得られたコア材に対して外付けを行い、領域（ｃ）を生成した。図６は、母材の屈折率分布をプリフォームアナライザで測定した結果である。この図から分かるように本実施例においても光ファイバの屈折率分布は完全なステップ型にはなっていないが、本発明の効果を得ることができる。
本実施例の光ファイバの各パラメータは次の通りであった。
コア１の半径ａ１：３．１２μｍ、
第１クラッド層２の半径ａ２：１０．３０μｍ、
第２クラッド層３の半径ａ３：１６．６２μｍ、
第１クラッド層２の半径とコア１の半径との比ａ２／ａ１＝３．３０、
光ファイバ外径：１２５μｍ、
第２クラッド層３の屈折率体積（Ｖ）：４２．０％・μｍ２
なお、コア１の比屈折率差Δ１を上記コア径ａ１をもってステップ換算すると、０．５２％、第１クラッド層の比屈折率差Δ２は、−０．０７％、第２クラッドの比屈折率差Δ３は、−０．２５％となった。
本実施例の光ファイバについて、上記実施例１と同様にして波長１５５０ｎｍにおける伝送損失、カットオフ波長、ＭＦＤ、波長分散、分散スロープ、零分散波長、および曲げ損失を測定した。その結果を下記表７に示す。
また、実施例１と同様にして接続損失を測定したところ、１５５０ｎｍにおいて０．２９ｄＢであった。
（比較例３）
上記実施例３において、光ファイバの屈折率分布を、第２クラッド層３を設けない単峰型に変更した光ファイバを作製した。
すなわち、上記実施例３においては、領域（ａ）を合成するＭＣＶＤ法のプロセスにおいて、第２クラッドに相当する屈折率が低い層を合成するためにフッ素系のガスを用いたが、本比較例ではこのフッ素系ガスを用いずにシリカとほぼ同程度の屈折率の層を合成してコア母材を準備した。次いで、このコア母材に対して領域（ｃ）の外付けを行って光ファイバ母材を製造した。この際、カットオフ波長が実施例３と同程度となるように領域（ｃ）の厚さを調整した。
得られた光ファイバについて、上記実施例３と同様にして各光学特性を測定した。その結果を表７に合わせて示す。
2004092794.tif 000011
【実施例４】  図７に本実施例における光ファイバの屈折率分布を示す。
本実施例の光ファイバは、図中（ａ）で示す領域をＶＡＤ法により生成した。その後、ＶＡＤ法により得られたコア材を延伸した後、外付けを行い領域（ｂ）を生成した。さらにこの母材を延伸後、再度外付けを行い領域（ｃ）を生成した。領域（ａ）の生成時には、内側クラッド合成用のバーナに対して、ＣＦ４ガスを加えることにより、石英レベルよりも低い屈折率を得た。また、領域（ｂ）生成の際には、ガラス化の過程でＳｉＦ４ガスを導入し、Ｆ添加を行うことによりシリカレベルよりも低い屈折率を得た。図７は、母材の屈折率分布をプリフォームアナライザにより測定した結果である。この図から分かるように、本実施例においても、光ファイバの分布は完全なステップ型にはなっていないが、本発明の効果を得ることが出来る。
本実施例の光ファイバの各パラメータは以下の通りであった。
コア１の半径ａ１：３．１５μｍ
第１クラッド層２の半径ａ２：１０．３７μｍ
第２クラッド層３の半径ａ３：１６．６２μｍ
第１クラッド層２の半径とコア１の半径の比ａ２／ａ１：３．３０
光ファイバ外径：８０μｍ
第２クラッド層３の屈折率体積（Ｖ）：４２．２％・μｍ２
なお、コア１の比屈折率差Δ１を上記コア径ａ１をもってステップ換算すると、０．５６％、第１クラッド層の比屈折率差Δ２は、−０．０９％、第２クラッド層の比屈折率差Δ３は、−０．２５％となった。
本実施例の光ファイバについて、前記実施例１と同様にしてカットオフ波長、伝送損失、ＭＦＤ、波長分散、分散スロープ、零分散波長および曲げ損失を測定した。その結果を表８に示す。それぞれの特性の測定波長は、表中に記した。
本実施例において、２ｍのファイバカットオフ波長は１．３０μｍであり、１．２６μｍよりもやや長めであった。ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．６５０．１  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  ｔｅｓｔ  ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  ｌｉｎｅａｒ，ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｓｔｉｃ  ａｔｔｒｉｂｕｔｅｓ  ｏｆ  ｓｉｎｇｌｅ−ｍｏｄｅ  ｆｉｂｅｒ  ａｎｄ  ｃａｂｌｅ，５．３．４  Ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ  ｔｅｓｔ  ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  ｃｕｔ−ｏｆｆ  ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ（ｌｃｃ）ｏｆ  ｔｈｅ  ｃａｂｌｅｄ  ｆｉｂｅｒに基づいて、２２ｍのファイバを用いてケーブルカットオフ波長の評価を行ったところ、本実施例のファイバは１．２３μｍであり、使用上問題のないことが確認された。
また、本実施例１と同様にして接続損失を測定したところ、１５５０ｎｍにおいて、０．４ｄＢであった。
（比較例４）
上記実施例４において、光ファイバの屈折率分布を、第２クラッド層３を設けない構造に変更した光ファイバを作製した。
すなわち、上記実施例４に用いた領域（ａ）までのコア母材に対して、領域（ｂ）の外付けを行わずに領域（ｃ）のみの外付けを行い、光ファイバ母材の製造をした。つまり、第１クラッド層は、シリカレベルよりも低い値のままである。この際、カットオフ波長が上記実施例４と同程度になるように領域（ｃ）の厚さを調整した。
得られた光ファイバについて、上記実施例４と同様にして各光学特性を測定した。その結果を表８に合わせて示す。
2004092794.tif 000012
【産業上の利用の可能性】
本発明は、曲げ特性に優れた光ファイバに関する。本発明によれば、曲げによる損失が少なくて、一般的な伝送用光ファイバとの接続性が良好な光ファイバを、低コストで得ることができる。
【図１】
2004092794.tif 000014
【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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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年1月23日(2006.1.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心に配置されたコアと、前記コアの周上に配置された第１クラッド層と、前記第１クラッド層の周上に配置された第２クラッド層と、前記第２クラッド層の周上に配置された第３クラッド層と、を備えた光ファイバであって、
前記コアの最大屈折率は、前記第１クラッド層、第２クラッド層、および第３クラッド層の各最大屈折率のいずれよりも大きく、前記第２クラッド層の最大屈折率は、前記第１クラッド層および第３クラッド層の各最大屈折率のいずれよりも小さく、かつ
前記コアの半径をａ１、前記第１クラッド層の外縁の半径をａ２とするとき、ａ２／ａ１の値が２．５以上４．５以下であり、
前記第３クラッドの屈折率を基準としたときの前記コアの比屈折率差が０．２０％以上０．７０％以下であり、
下記数式（１）で表される前記第２クラッド層の屈折率体積Ｖが２５％・μｍ２以上１１０％・μｍ２以下である：
【数１】
2004092794.tif 000021
上記数式（１）において
ｒ：半径、
Δｎ（ｒ）：半径ｒにおける比屈折率差（基準は第３クラッド層の最大屈折率）、
ａ２：第１クラッド層の外縁の半径、
ａ３：第２クラッド層の外縁の半径である。
【請求項２】
請求項１記載の光ファイバであって、カットオフ波長が１２６０ｎｍ以下である。
【請求項３】
請求項１記載の光ファイバであって、前記第２クラッド層の屈折率体積Ｖが５０％・μｍ２以上である。
【請求項４】
請求項１記載の光ファイバであって、前記第３クラッド層の最大屈折率を基準としたときの、前記第１クラッド層の比屈折率差が−０．１０％以上０．０５％以下である。
【請求項５】
請求項１記載の光ファイバであって、前記第３クラッド層の最大屈折率を基準としたときの、前記第２クラッド層の比屈折率差が−０．６０％以上−０．２０％以下である。
【請求項６】
請求項１記載の光ファイバであって、第２クラッド層を有さない単峰型の屈折率分布を有しかつカットオフ波長が共通する単峰型光ファイバを直径２０ｍｍのマンドレルに１０回巻回させたときに生じる波長１５５０ｎｍでの曲げ損失増加の値を１とするとき、同様にして測定される曲げ損失増加の値の比で表される曲げ損比が０．４以下である。
【請求項７】
請求項１記載の光ファイバであって、第２クラッド層を有さない単峰型の屈折率分布を有しかつカットオフ波長が共通する単峰型光ファイバを直径１５ｍｍのマンドレルに１０回巻回させたときに生じる波長１５５０ｎｍでの曲げ損失増加の値を１とするとき、同様にして測定される曲げ損失増加の値の比で表される曲げ損比が０．５５以下である。
【請求項８】
請求項１記載の光ファイバであって、曲げ直径２０ｍｍで巻回したときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失の値が、１ターン当たり０．０５ｄＢ以下であり、波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径が８．３μｍ以上である。
【請求項９】
請求項８記載の光ファイバであって、曲げ直径２０ｍｍで巻回したときの波長１６５０ｎｍにおける曲げ損失の値が、１ターン当たり０．０５ｄＢ以下である。
【請求項１０】
請求項８記載の光ファイバであって、曲げ直径１５ｍｍで巻回したときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失の値が、１ターン当たり０．０５ｄＢ以下であって、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が６．８μｍ以上である。
【請求項１１】
請求項１０記載の光ファイバであって、曲げ直径１５ｍｍで巻回したときの波長１６５０ｎｍにおける曲げ損失の値が、１ターン当たり０．０５ｄＢ以下である。
【請求項１２】
請求項８記載の光ファイバであって、曲げ直径１５ｍｍで巻回したときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失の値が、１ターン当たり０．０５ｄＢ以下であり、波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径が７．８μｍ以上である。
【請求項１３】
請求項１記載の光ファイバであって、第２クラッド層を有さない単峰型の屈折率分布を有しかつカットオフ波長が共通する単峰型光ファイバの１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径（ＭＦＤ）の値を１とするとき、同様にして測定したＭＦＤの値の比が０．９８以上である。
【請求項１４】
請求項１記載の光ファイバであって、曲げ直径２０ｍｍで巻回したときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失の値が、１ターン当たり０．０５ｄＢ以下であり、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が７．３μｍ以上である。
【請求項１５】
請求項１記載の光ファイバであって、曲げ直径１０ｍｍで巻回したときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失の値が、１ターン当たり０．０５ｄＢ以下であり、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が６．３μｍ以上である。
【請求項１６】
請求項１５記載の光ファイバであって、波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径が７．３μｍ以上である。
【請求項１７】
請求項１５記載の光ファイバであって、曲げ直径１０ｍｍで巻回したときの波長１６５０ｎｍにおける曲げ損失の値が、１ターン当たり０．０５ｄＢ以下である。
【請求項１８】
請求項１記載の光ファイバであって、曲げ直径２０ｍｍで巻いたときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失の値が、１ターンあたり１ｄＢ以下であり、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が７．９μｍ以上であり、零分散波長が１３００ｎｍ以上１３２４ｎｍ以下である。
【請求項１９】
請求項１８記載の光ファイバであって、曲げ直径２０ｍｍで巻いたときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失の値が、１ターンあたり０．５ｄＢ以下である。
【請求項２０】
請求項１８記載の光ファイバであって、曲げ直径１５ｍｍで１０回巻いたときの波長１６５０ｎｍにおける曲げ損失の値が、１９．３７ｄＢ以下である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、曲げ特性に優れた光ファイバに関する。
【０００２】
本願は、２００３年４月１１日に出願された特願２００３−１０７７６０号、２００３年７月１８日に出願された特願２００３−１９９２７０号、及び２００４年１月２７日に出願された特願２００４−１８５１４号に対し優先権を主張し、それらの内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００３】
日本国特許公報２６１８４００号（特許文献１）には、中心コアの周上にクラッド層が設けられており、該クラッド層には屈折率が低い屈折率溝が設けられた光ファイバが記載されている。また、かかる構成の光ファイバは、分散スロープの低減、曲げ損失の減少等の効果が期待できることが示唆されているが、このような効果をもたらすには、コアの半径をａ１、屈折率溝の内縁の半径をａ２とするとき、ａ２／ａ１の値を１．５〜３．５の範囲とすることが望ましいとされている。
【０００４】
従来より、幹線、長距離系の伝送容量拡大を目的としてＷＤＭ（Wave Length  Division Multiplexing）を用いた伝送システムおよび光ファイバの開発が活発に進められてきた。ＷＤＭ伝送用の光ファイバには、非線形効果の抑制や分散制御といった特性が要求されてきた。近年では、メトロと呼ばれる数百ｋｍ程度のスパンのシステム向けに分散スロープを低減した光ファイバやＯＨによるロス増がほとんどない光ファイバなどが提案されている。
【０００５】
ところで、オフィスや家庭への光ファイバ導入（ＦＴＴＨ；Fiber To The Home）を考えた場合には、それらの伝送用光ファイバとは異なった特性が要求される。すなわち、ビルや住宅内に光ファイバを引き回す際には、曲げ直径が３０ｍｍφや２０ｍｍφといった非常に小さな曲げが入る可能性がある。また余長を収納する際には、小さな曲げ径で巻いてもロス増が生じないことが非常に重要になる。つまり、小さな曲げに耐え得ることが、ＦＴＴＨ向けの光ファイバとして非常に重要な特性となる。また、基地局からビルや住宅までの間に布設される光ファイバ（多くは、通常の１．３μｍ帯用シングルモードファイバ）との接続性が良いことも重要である。さらに、このような用途においては、低コストであることが要求される。
【０００６】
オフィスや家庭内に配線される光ファイバとしては、従来、通常の１．３μｍ帯用のシングルモードファイバやマルチモードファイバが一般的に用いられていた。
しかしながら、これらの光ファイバは一般的に曲げ径の下限が６０ｍｍφ程度しか許容されておらず、引き回しの際には許容範囲を超えた曲げが入らないように細心の注意が必要であった。
【０００７】
最近では、１．３μｍ帯用シングルモードファイバ（以下、ＳＭＦと略記することもある）の国際規格であるＩＴＵ‐Ｔ（International Telecommunication  Union‐Telecom Standardization）のＧ．６５２に準処する範囲で、ＭＦＤ（モードフィールド径）を小さくすることによって、許容曲げ径を３０ｍｍφにまで小さくできるようにした光ファイバが開発されている。
【特許文献１】特許第２６１８４００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ビル内や住宅内における配線用の光ファイバは、さらに小さな曲げ径に対応できることが望ましい。これまでにも、小さな曲げ径に対応した光ファイバは報告されているが、従来の光ファイバとの接続損失が大きいことや、製造コストが高くなる等の問題を抱えていた。
【０００９】
また、電子情報通信学会技術研究報告ＯＦＴ２００２−８１では、宅内、ビル内配線にフォトニック結晶ファイバを用いる検討が報告されている。フォトニック結晶ファイバは、光ファイバの中心付近に空孔が設けられた構造の光ファイバであり、従来構造の光ファイバにない特性が期待できるが、製造性の点でまだ従来型に対して劣るのが現状である。
【００１０】
また、従来のケーブル用光ファイバについても、曲げに対して耐性が強いことが望ましい。例えば、ケーブル同士を接続するクロージャ内での引き回しにおいては、より小さい曲げに対して耐性を持った光ファイバが用いられていれば、接続、収納作業の効率を上げることが出来ると共に、クロージャの小型化を実現することが出来る。また、配線作業においては、被作業ファイバ以外において通信が行われている状態で作業が行われることもある。このような場合においても、小さな曲げ損失をもつ光ファイバを用いれば、不意の接触などにより、通信が行われている線路（活線）に影響を与えることなく作業を行うことが可能である。
【００１１】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、曲げによる損失が少なくて、一般的な伝送用光ファイバとの接続性が良好であり、低コストで製造できる光ファイバを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するために、本発明は、中心に配置されたコアと、前記コアの周上に配置された第１クラッド層と、前記第１クラッド層の周上に配置された第２クラッド層と、前記第２クラッド層の周上に配置された第３クラッド層と、を備えた光ファイバであって、前記コアの最大屈折率は、前記第１クラッド層、第２クラッド層、および第３クラッド層の各最大屈折率のいずれよりも大きく、前記第２クラッド層の最大屈折率は、前記第１クラッド層および第３クラッド層の各最大屈折率のいずれよりも小さく、かつ前記コアの半径をａ１、前記第１クラッド層の外縁の半径をａ２とするとき、ａ２／ａ１の値が２．５以上４．５以下であり、前記第３クラッドの屈折率を基準としたときの前記コアの比屈折率差が０．２０％以上０．７０％以下であり、下記数式（１）で表される前記第２クラッド層の屈折率体積Ｖが２５％・μｍ２以上１１０％・μｍ２以下である、光ファイバを提供する。
【００１３】
【数２】
2004092794.tif 000022
【００１４】
上記数式（１）において
ｒ：半径、
Δｎ（ｒ）：半径ｒにおける比屈折率差（基準は第３クラッド層の最大屈折率）、
ａ２：第１クラッド層の外縁の半径、
ａ３：第２クラッド層の外縁の半径である。
【００１５】
本発明の光ファイバは、カットオフ波長が１２６０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００１６】
該第２クラッド層の屈折率体積Ｖが５０％・μｍ２以上であることがより好ましい。
【００１７】
本発明の光ファイバは、第３クラッド層の最大屈折率を基準としたときの第１クラッド層の比屈折率差が−０．１０％以上０．０５％以下であることが好ましい。
【００１８】
本発明によれば、第２クラッド層を設けない単峰型の屈折率分布を有しかつカットオフ波長が共通する単峰型光ファイバを直径２０ｍｍのマンドレルに１０回巻回させたときに生じる波長１５５０ｎｍｎでの曲げ損失増加の値を１とするとき、同様にして測定される曲げ損失増加の値の比で表される曲げ損比が０．４以下である光ファイバが得られる。
【００１９】
本発明によれば、第２クラッド層を設けない単峰型の屈折率分布を有しかつカットオフ波長が共通する単峰型光ファイバを直径１５ｍｍのマンドレルに１０回巻回させたときに生じる波長１５５０ｎｍｎでの曲げ損失増加の値を１とするとき、同様にして測定される曲げ損失増加の値の比で表される曲げ損比が０．５５以下である光ファイバを実現できる。
【００２０】
本発明によれば、曲げ直径２０ｍｍで巻回したときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失の値が、１ターン当たり０．０５ｄＢ以下である光ファイバを実現できる。
【００２１】
本発明によれば、曲げ直径２０ｍｍで巻回したときの波長１６５０ｎｍにおける曲げ損失の値が、１ターン当たり０．０５ｄＢ以下である光ファイバを実現できる。
【００２２】
さらに、波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径が８．３μｍ以上である光ファイバを得ることが可能である。
【００２３】
本発明によれば、曲げ直径１５ｍｍで巻回したときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失の値が、１ターン当たり０．０５ｄＢ以下である光ファイバを実現できる。
【００２４】
本発明によれば、曲げ直径１５ｍｍで巻回したときの波長１６５０ｎｍにおける曲げ損失の値が、１ターン当たり０．０５ｄＢ以下である光ファイバを実現できる。
【００２５】
さらに、波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径が７．８μｍ以上である光ファイバを得ることができる。
【００２６】
本発明によれば、第２クラッド層を設けない単峰型の屈折率分布を有しかつカットオフ波長が共通する単峰型光ファイバの１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径（ＭＦＤ）の値を１とするとき、同様にして測定したＭＦＤの値の比が０．９８以上である光ファイバを実現できる。
【００２７】
本発明によれば、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が７．３μｍ以上である光ファイバを実現できる。
【００２８】
本発明によれば、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が６．８μｍ以上である光ファイバを実現できる。
【００２９】
さらに、曲げ直径１０ｍｍで巻回したときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失の値が、１ターン当たり０．０５ｄＢ以下である光ファイバを得ることができる。
【００３０】
本発明によれば、曲げ直径１０ｍｍで巻回したときの波長１６５０ｎｍにおける曲げ損失の値が、１ターン当たり０．０５ｄＢ以下である光ファイバを実現できる。
【００３１】
本発明によれば、波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径が７．３μｍ以上である光ファイバを実現できる。
【００３２】
さらに、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が６．３μｍ以上である光ファイバを得ることができる。
【００３３】
本発明によれば、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が７．９μｍ以上であり、曲げ直径２０ｍｍで巻いたときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失の値が、１ターンあたり１ｄＢ以下である光ファイバを実現できる。
【００３４】
本発明によれば、曲げ直径２０ｍｍで巻いたときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失の値が、１ターンあたり０．５ｄＢ以下である光ファイバを実現できる。
【００３５】
さらに、零分散波長が１３００ｎｍ以上１３２４ｎｍ以下である光ファイバを得ることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、曲げによる損失が少なくて、一般的な伝送用光ファイバとの接続性が良好な光ファイバを、低コストで得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、図面を参照しつつ、本発明の好適な実施例について説明する。ただし、本発明は以下の各実施例に限定されるものではなく、例えばこれら実施例の構成要素同士を適宜組み合わせてもよい。
【００３８】
以下、本発明を詳しく説明する。図１は、本発明の光ファイバの一実施形態における屈折率分布を示したものである。
【００３９】
本実施形態の光ファイバの中心には、半径ａ１、最大屈折率ｎ１のコア１が設けられている。コア１の周上には、外縁の半径ａ２、最大屈折率ｎ２の第１クラッド層２が設けられており、該第１クラッド層２の周上には、外縁の半径ａ３、最大屈折率ｎ３の第２クラッド層３が設けられている。そして、該第２クラッド層３の周上には、光ファイバの最外層をなす、外縁の半径ａ４、最大屈折率ｎ４の第３クラッド層４が設けられている。
【００４０】
本明細書において、最大屈折率とは、ある層の外縁の半径をａｎ、その層の一つ内側の層の外縁の半径をａｎ−１としたとき、ａｎ−１，ａｎ間での最も大きな屈折率をさす。ここで、ｎは１以上の整数であり、ａ０＝０（μｍ）である。図１に示したようなステップ状の屈折率分布では、ａｎ−１からａｎ間で屈折率が一定であり、その屈折率が最大屈折率となる。しかしながら、後述の図４〜７に示されるように、各層内で屈折率分布を取る場合は、上記の方法で定義される最大屈折率を用いる。
【００４１】
本発明の光ファイバにあっては、コア１の最大屈折率ｎ１は、第１〜第３クラッド層２，３，４の各最大屈折率ｎ２，ｎ３，ｎ４のいずれよりも大きく、前記第２クラッド層３の最大屈折率ｎ３は、第１および第３クラッド層２，４の各最大屈折率ｎ２，ｎ４のいずれよりも小さく設計される。
【００４２】
光ファイバの屈折率分布は、ゲルマニウムやフッ素等のドーパントを添加することにより形成される。光ファイバの製造に用いられているＶＡＤ（Vapor‐phase Axial Deposition）やＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）といったプロセスにおいては、ドーパントの拡散などの影響により各層の境界が曖昧な屈折率分布をとることもある。
【００４３】
図１に示す光ファイバにおいては、第１クラッド層２における屈折率が径方向にほぼ一定であり、屈折率分布はほぼ完全なステップ形状になっている。本発明の光ファイバの屈折率分布は、必ずしも完全なステップ状になっている必要はなく、屈折率がステップ状になっていない場合は、以下の式で定義される各層の径を用いることにより、ステップ状の場合と同様に本発明の効果を得ることができる。まず、コア１の半径ａ１は、比屈折率差が、コア１内における比屈折率差の最大値Δ１の１／１０まで減少する位置から中心までの距離と定義する。また、第１クラッド層２、第２クラッド層３の各外縁の半径ａ２、ａ３は、比屈折率差の径分布Δ（ｒ）の微分値、ｄΔ（r）／ｄｒ（ｒは半径を表す。）が極値を取る位置から中心までの距離として定義する。
【００４４】
このような方法で定義した半径を用いて、等価な特性をもつステップ状の屈折率分布を算出すること（以下、ステップ換算ということもある。）が可能である。本発明では、実際の屈折率分布がステップ状になっていなくても、このようなステップ換算により算出された屈折率分布が、本発明にかかる所定の屈折率の関係を満たせば、本発明の所期の効果を得ることができる。本明細書中の実施例の中では、上記の手順を踏まえてステップ換算した等価ステッププロファイルの比屈折率差をあわせて示す。
【００４５】
本明細書において、各層の比屈折率差Δｉ（単位：％）は第３クラッド層４の最大屈折率ｎ４を基準としており、下記数式（２）で表される。
【００４６】
【数３】
2004092794.tif 000023
【００４７】
（式中、ｉは１〜３の整数であり、ｎｉは前記各層の最大屈折率である。）
【００４８】
図１に示したようにコアが１層からなる場合、コア１の比屈折率差Δ１を大きくすると、曲げ損失をより小さくできる反面、ＭＦＤが小さくなる傾向がある。また、Δ１が小さくなると、より大きなＭＦＤが得られる反面、曲げ損失は悪化する。本発明の特徴は、第２クラッド層３を設けることにより単峰型と同程度のＭＦＤにおいても曲げ特性の優れた光ファイバを得ることにある。本発明においてΔ１の値は特に限定されるものではないが、Δ１を０．２０〜０．７０％の範囲、より好ましくは、０．２５〜０．６５％の範囲にすることにより、通常のＳＭＦとの接続特性および曲げ特性に優れた光ファイバを得ることができる。
【００４９】
また、第１クラッド層２の比屈折率差Δ２は、０．０５％以下、より好ましくは０．００％以下であることが好ましい。また、−０．１０％以上であることが好ましい。
【００５０】
Δ２が大きくなると、カットオフ波長が長くなり、１２６０ｎｍ以下のカットオフ波長を実現することが不可能になる。一方、第１クラッド層２の比屈折率差Δ２が小さくなりすぎると、第１クラッド層２によるフィールドの閉じ込めが強くなり、曲げ損失低減の点では好ましいが、ＭＦＤを拡大して接続性を良くするという点では障害となる。このため所望のカットオフ波長、良好な曲げ損失、および所望のＭＦＤを同時に達成できる範囲でΔ２を設計するのが好ましい。一般的には、Δ２を−０．１０％以上にすると所望の効果を得ることができる。
【００５１】
また、第２クラッド層３の比屈折率差Δ３は、後述のように屈折率体積Ｖによりその設計範囲が規定される。
【００５２】
第３クラッド層４の外縁の外径（ａ４の２倍）、すなわち光ファイバの外径は一般的に１２５μｍである。近年では、小型の光部品用として８０μｍ程度の外径のものも商品化されている。本発明においても一般的な光ファイバと同様な範囲の外径を取りうるが、上記範囲に制限されるものではない。
【００５３】
また、コア１の半径ａ１によってカットオフ波長を制御することが可能であるが、そのようにしてカットオフ波長をより短くすると、曲げ損失が大きくなる傾向がある。したがってコア１の半径ａ１はコア１の比屈折率差Δ１と合わせて、要求されるＭＦＤ、カットオフ波長、曲げ損に応じて適切に選択される。
【００５４】
コア１の半径に対する第１クラッド層２の外縁の半径の比（ａ２／ａ１）は、第２クラッド層３の位置を表す。本発明では、この値が２．５以上、好ましくは３．０以上とされる。ａ２／ａ１の値が上記範囲となる位置に第２クラッド層３を設けることにより、後記で詳述する図２〜３に示されるように、モードフィールド径（Mode Field Diameter、本明細書ではＭＦＤということもある。）の変動を小さく抑えつつ、曲げ損失特性を改善することができる。
【００５５】
ａ２／ａ１は、かなり大きくしても曲げ損の低減効果が期待される。しかしながら、ａ２／ａ１が大きくなるとΔ２の変化による光学特性、特にカットオフ波長の変化が顕著となり製造性が悪化する。また、ａ２／ａ１が大きくなると、第２クラッド層３を設けたことによる効果が低減し、シングルモード伝送が困難になる。このため、ａ２／ａ１は４．５以下である。
【００５６】
第２クラッド層３の外縁の半径ａ３についても、比屈折率差Δと同様に後述の屈折率体積Ｖにより規定される。
【００５７】
光ファイバは、１３００ｎｍ帯から１６００ｎｍ帯にわたる広い波長帯が通信に利用可能である。１３００ｎｍ帯用の光ファイバとしては、ＩＴＵ‐ＴにおいてＧ．６５２として規定されている。１３００ｎｍ帯の下限波長としては、１２６０ｎｍが一般的に想定されており、Ｇ．６５２でも１２６０ｎｍ以下のカットオフ波長が規定されている。本発明の光ファイバでも、１３００ｎｍ帯から１６００ｎｍ帯にわたる広い領域におけるシングルモード伝送を実現するために、１２６０ｎｍ以下のカットオフ波長を持つことが望ましい。カットオフ波長は、ＭＦＤや曲げ損失といった光学特性とトレードオフの関係にあり、所望の特性に応じて、屈折率分布が設定される。
【００５８】
また、曲げ損比は、ａ２／ａ１の値および前記Ｖの値と相関関係にあることがわかった。具体的には、Ｖが大きくなると曲げ損比が小さくなる傾向があり、Ｖと曲げ損失との関係はａ２／ａ１の値、つまり低屈折率層の位置により決まる。本発明において、より優れた曲げ損失特性を達成するには、上記数式（１）で表される第２クラッド層の屈折率体積（Ｖ）が２５％・μｍ２以上であることが好ましく、５０％・μｍ２以上であることがより好ましい。また、１２６０ｎｍ以上でのシングルモード伝送を考慮に入れた場合、前記Ｖの値が１１０％・μｍ２以下であることが好ましい。
【００５９】
本発明によれば、第２クラッド層を設けたことにより曲げによる損失を効果的に低減させることができる。
【００６０】
例えば、後記に詳述する表１〜４に示されているように、光ファイバを直径２０ｍｍ（２０ｍｍφ、以下２０φと略記することもある。）のマンドレルに１０回巻回させたときに生じる曲げ損失増加の値（測定波長１５５０ｎｍ、以下同様。）については、第２クラッド層３を設けない単峰型の屈折率分布で、同じカットオフ波長が得られるように構成された単峰型光ファイバにおける上記曲げ損失増加の値を１とするとき、本発明にかかる光ファイバの曲げ損失増加の比（本明細書において、曲げ損比という。）を波長１５５０ｎｍにおいて０．４以下、好ましくは０．１５以下に低減させることができる。
【００６１】
また、本発明によれば、曲げによる損失がより小さい光ファイバを得ることができる。具体的には、直径１５ｍｍ（１５ｍｍφ、以下１５φと略記することもある。）のマンドレルに１０回巻いたときに生じる前記曲げ損比を、波長１５５０ｎｍにおいて０．５５以下、好ましくは０．２５以下に低減させることができる。
【００６２】
また、本発明の光ファイバによれば、曲げ直径２０ｍｍで巻回したときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失の値を、１ターン当たり０．０５ｄＢ以下に低減させることができる。ここで、該１ターン当たりの曲げ損失の値は、例えば、所定直径のマンドレルに１０回巻いたときに生じる曲げ損失の値を１０で除して算出することができる。
【００６３】
さらには、曲げ直径２０ｍｍで巻回したときの波長１６５０ｎｍにおける曲げ損失の値を、１ターン当たり０．０５ｄＢ以下に低減させることも可能である。
【００６４】
また、本発明によれば、曲げによる損失をこのように低く抑えつつ、モードフィールド径が大きい光ファイバを実現することができる。具体的には、波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径が８．３μｍ以上である光ファイバを得ることが可能である。
【００６５】
また、本発明の光ファイバによれば、曲げ直径１５ｍｍで巻回したときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失の値を、１ターン当たり０．０５ｄＢ以下に低減させることができる。
【００６６】
さらには、曲げ直径１５ｍｍで巻回したときの波長１６５０ｎｍにおける曲げ損失の値を、１ターン当たり０．０５ｄＢ以下に低減させることも可能である。
【００６７】
また、本発明によれば、曲げによる損失をこのように低く抑えつつ、モードフィールド径が大きい光ファイバを実現することができる。具体的には、波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径が７．８μｍ以上である光ファイバを得ることが可能である。
【００６８】
また、本発明によれば、曲げによる損失をこのように低く抑えつつ、モードフィールド径が大きい光ファイバを実現することができる。具体的には、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が７．３μｍ以上である光ファイバを得ることが可能である。
【００６９】
また、具体的には、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が６．８μｍ以上である光ファイバを得ることが可能である。
【００７０】
さらには、曲げ直径１０ｍｍで巻回したときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失の値を、１ターン当たり０．０５ｄＢ以下に低減させることも可能である。
【００７１】
また、本発明の光ファイバによれば、曲げ直径１０ｍｍで巻回したときの波長１６５０ｎｍにおける曲げ損失の値を、１ターン当たり０．０５ｄＢ以下に低減させることができる。
【００７２】
また、本発明によれば、曲げによる損失をこのように低く抑えつつ、モードフィールド径が大きい光ファイバを実現することができる。具体的には、波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径が７．３μｍ以上である光ファイバを得ることが可能である。
【００７３】
さらに、具体的には、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が６．３μｍ以上である光ファイバを得ることが可能である。
【００７４】
また、本発明によれば、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が７．９μｍ以上であり、曲げ直径２０ｍｍで巻いたときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失の値を、１ターンあたり１ｄＢ以下に低減させることができる。
【００７５】
また、本発明によれば、零分散波長が１３００ｎｍ以上１３２４ｎｍ以下である光ファイバを得ることが可能である。
【００７６】
ここで、波長１５５０ｎｍ帯は、波長１３１０ｎｍ帯とともに広く通信に用いられている波長帯であり、これらの波長帯においては、伝送損失とともにその曲げ損失が小さいという特性が重要である。特に宅内配線などの用途においては、壁際の引き回しや壁際でのコネクタへのファイバ収納において、小さい径で曲げられたり巻回されたりするなどして微小な曲げが入る可能性がある。このため、曲げ直径２０ｍｍや曲げ直径１５ｍｍといった小さな曲げ径での曲げ特性は重要である。また、線路監視としては１６５０ｎｍまでの波長帯が想定されており、１６５０ｎｍにおいても小さな曲げ損失を持つことは重要な特性となる。
【００７７】
また、第２クラッド層３を設けた本発明の光ファイバは、ＭＦＤの低減を抑えたうえで単峰型に較べて曲げ損失が大きく低減されるという特徴をもつ。具体的には、本発明の光ファイバの波長１５５０ｎｍにおけるＭＦＤをＭ１とし、第２クラッド層３を設けない単峰型の屈折率分布で同じカットオフ波長が得られるように構成された単峰型光ファイバの１５５０ｎｍにおけるＭＦＤをＭ２とするとき、Ｍ１／Ｍ２の値が０．９８以上を達成することができる。
【００７８】
さらに、本発明の光ファイバは、第２クラッド層３を設けることにより、上述の種々の特徴を実現している。例えばＷＤＭ通信用に開発されたノンゼロ分散シフトファイバ（ＮＺ‐ＤＳＦ：Non‐Zero Dispersion Shifted Fiber）が複雑なコアの屈折分布が必要であったのに対し、本発明の光ファイバでは、コアの屈折率分布を変更することなく、特性の改善が可能であるので、比較的低コストでの製造が可能であるという利点を有する。
【実施例】
【００７９】
以下、具体的な実施例を示して本発明の効果を明らかにする。
【００８０】
なお、以下の試験例および実施例における「カットオフ波長」の値は、ＩＴＵ‐Ｔ  Ｇ．６５０．Definitions and test methods for linear, deterministic attributes of single‐mode fiber and cable に準拠する方法で測定される。以下の試験例および実施例において、カットオフ波長とは、特に明記しない限り２ｍファイバカットオフをさす。
【００８１】
（試験例１）
コア１の比屈折率差Δ１：０．５２％、
第１クラッド層２の比屈折率差Δ２：０％、
第２クラッド層３の比屈折率差Δ３：−０．２０％、
第２クラッド層３の厚さとコアの半径との比（ａ３−ａ２）／ａ１＝３．０、
光ファイバ外径：１２５μｍ
【００８２】
カットオフ波長：１２５０ｎｍとなるように設計して光ファイバを作製した。
【００８３】
ａ２／ａ１の値を変化させたときのＭＦＤの変化および曲げ損失の変化を調べた。ＭＦＤおよび曲げ損失の測定波長は１５５０ｎｍとした。
【００８４】
曲げ損失の測定は、所定の長さの光ファイバを直径２０ｍｍのマンドレルに１０回巻いたときのロス増により評価した。すなわち、マンドレルに巻く前の光ファイバから出射される光のパワーをＰ１（単位：ｄＢｍ）とし、巻いた時の出射光のパワーをＰ２（単位：ｄＢｍ）としたとき、Ｐ１−Ｐ２（ｄＢ）を曲げ損失とした。その結果を図２および図３に示す。
【００８５】
図中の破線は、第２クラッド層３を設けない単峰型の屈折率分布で同じカットオフ波長が得られるように構成された単峰型光ファイバのＭＦＤおよび曲げ損失の値をそれぞれ示している。
【００８６】
図３の結果より、第２クラッド層３を設けたことにより、単峰型光ファイバに比べて曲げ特性が大幅に改善されていることがわかる。また、ａ２／ａ１の値が増加するにしたがって曲げ損失は徐々に増大する傾向があることがわかる。
【００８７】
また図２の結果より、ａ２／ａ１の値が３．０より小さい領域ではＭＦＤが単峰型に比べて急激に小さくなることがわかる。ＩＴＵ‐Ｔ  Ｇ.６５２のようなＭＦＤが大きな光ファイバとの接続損失を小さく維持するためには、ＭＦＤの減少を抑えることが必要となる。ａ２／ａ１を２．５以上にすれば、単峰型に対して９８％以上のＭＦＤを確保することができ、問題のない接続特性を維持することが可能である。
【００８８】
これらの結果により、ａ２／ａ１の値を２．５倍以上、好ましくは３．０倍以上にすることにより、大きなＭＦＤと小さな曲げ損失を実現することが可能であると認められる。
【００８９】
（試験例２）
下記表１に示すように各パラメータを設定して光ファイバを作製し、カットオフ波長、有効コア断面積（Ａｅｆｆ）、ＭＦＤ、波長分散、分散スロープ、および零分散波長をそれぞれ周知の手法で測定した。
【００９０】
なお、カットオフ波長の測定については、ＩＴＵ‐Ｔ  Ｇ.６５０.１ Definitions and test methods for linear, deterministic attributes of single‐mode fiber and cable, 5.3.1 記載の Transmitted Power Technique を用いて行った。通常は、Transmitted Power Technique の中でも、ファイバに小径の曲げを与えたときのパワー損失からカットオフ波長を測定する方法（曲げ法）が用いられる事が多い。しかしながら、今回試作した光ファイバについては、高次モードの曲げ損失も強く、上記曲げ法では正確なカットオフの測定が困難であった。このため、マルチモードファイバを透過したときのパワーを基準として評価する方法（マルチモードリファレンス法）を用いて測定した。
【００９１】
また、曲げ損失特性として、上記試験例１と同様の方法で曲げ損失を測定した。測定波長は、１５５０ｎｍおよび１６５０ｎｍとした。マンドレルの直径は２０ｍｍ、１５ｍｍ、１０ｍｍの３通りとした。測定される曲げ損失が小さい場合は、適時曲げ回数（巻回数）を増やし、測定精度が確保できる曲げ損失を得た上で、巻回数１０回あたりの曲げ損失に換算した。なお、表には単位長さあたりのロス増（曲げ損失増加量、単位：ｄＢ／ｍ）も併せて記載している。例えば、２０ｍｍφマンドレルに１０回巻回した時の曲げ損失（前記Ｐ１−Ｐ２（ｄＢ））をＰｘとすると、単位長さあたりのロス増Ｐｙは以下の式で与えられる。
【００９２】
Ｐｘ（単位：ｄＢ／ｍ）＝Ｐｙ／（π×０．０２×１０）
【００９３】
また、屈折率体積（Ｖ）は、前記数式（１）により算出した。
【００９４】
サンプルＮｏ．１，５，９，１２，２１，２８，３５，３８は、第２クラッド層３を有しない単峰型光ファイバである。
【００９５】
サンプルＮｏ．２〜４の曲げ損比はサンプルＮｏ．１の１０回巻回時の曲げ損失を１としたときの、サンプルＮｏ．２〜４の１０回巻回時の曲げ損失の値の比である。同様に、サンプルＮｏ．６〜８の曲げ損比は、サンプルＮｏ．５を基準とした値であり、サンプルＮｏ．１０，１１の曲げ損比は、サンプルＮｏ．９を基準とした値であり、サンプルＮｏ．１３〜２０の曲げ損比はサンプルＮｏ．１２を基準にした値であり、サンプルＮｏ．２２〜２７の曲げ損比は、サンプルＮｏ．２１を基準にした値であり、サンプルＮｏ．２９〜３４の曲げ損比は、サンプルＮｏ．２８を基準とした値であり、サンプルＮｏ．３６，３７の曲げ損比は、サンプルＮｏ．３５を基準とした値であり、サンプルＮｏ．３９，４０の曲げ損比は、サンプルＮｏ．３８を基準とした値である。
【００９６】
なお、サンプルＮｏ．１６，１８，２４〜２７，３２は、Ｖの値が大きく、カットオフ波長を基準のサンプルと同程度に小さくすることができなかった。従って、これらのサンプルについては、曲げ損比を記載していない場合がある。また、サンプルＮｏ．３５，３８の一部の測定条件では、曲げ損があまりにも大きく評価が不能であった。このため、サンプルＮｏ．３６，３７，３９，４０の一部には、曲げ損比が記載されていない事がある。測定結果を表２〜４に示す。
【００９７】
【表１】
2004092794.tif 000024
【００９８】
【表２】
2004092794.tif 000025
【００９９】
【表３】
2004092794.tif 000026
【０１００】
【表４】
2004092794.tif 000027
【０１０１】
表１〜４の結果より、低屈折率層を設けた場合は、曲げ損失を低減することが可能になることが分かる。曲げ損失低減の効果としては、低屈折率層の有無で曲げ損失を比較した曲げ損比パラメータを見るとわかりやすい。例えば、１５５０ｎｍ、２０ｍｍφの曲げ損失で見てみると、低屈折率層を持たないサンプルＮｏ．２１，２８，３５，３８では、１０回巻き当たり０．５ｄＢを越える曲げ損失となっている。特にサンプルＮｏ．３５，３８では、１０ｄＢを超える曲げ損失が発生している。しかしながら、サンプルＮｏ．２２，２３，２９〜３４，３６，３７，３９，４０はいずれも０．４以下の曲げ損比が得られている。サンプルＮｏ．２２，２３，３０，３１では、１０回巻き当たり０．５ｄＢを下回る曲げ損失となっている。サンプルＮｏ．１，５，９，１２で示したように、低屈折率層を設けない構造でも２０ｍｍφ、１０回巻きにおいて０．５ｄＢ以下の設計を行うことは可能である。しかしながら、これらの低屈折率層を持たない構造では、１３１０ｎｍにおいて７．５μｍを下回るＭＦＤとなり、ＳＭＦとの接続損失は、本発明の低屈折率層を用いた設計に比べて悪化するという点が好ましくない。また、Ｎｏ．２９，３３，３４，３６，３７は、２０ｍｍφ、１０回巻きにおける曲げ損失が１ｄＢを超える値となっているが、基準となるＮｏ．２８，３５に対しては、５ｄＢ以上の損失低減を実現し、数ｄＢ程度の曲げ損失となっている。これらのサンプルは、ＩＴＵ‐Ｔ  Ｇ．６５２に規定されているシングルモード光ファイバに準拠するＭＦＤ、カットオフ波長、零分散波長を有した上で、曲げによるロス増を大きく抑制するという効果を有しており、通常の線路用ケーブル敷設時に生じる曲げによるロス増を抑制するという効果を有している。
【０１０２】
一方、屈折率体積Ｖが１１０％・μｍ２以上となるサンプルＮｏ．１６，１８，２４〜２７、３２は、非常に小さな曲げ損失を示すが、カットオフ波長が非常に長くなり、本発明で目的としている１２６０ｎｍ以下でのシングルモード伝送を実現できないことが分かる。
【０１０３】
このような低屈折率層を付加した光ファイバでは、さらに細径の１５ｍｍφにおいてもＭＦＤを維持した上で、ほとんどロス増をしない設計をすることが可能である。たとえば、サンプルＮｏ．１３〜１５，１７，１９，２０は、１５５０ｎｍにおいて１５ｍｍφ、１０回巻き時の曲げ損失は、０．１ｄＢ以下となっており、１３１０ｎｍにおけるＭＦＤも７．３μｍ程度である。低屈折率層を設けない単峰型でも、Ｎｏ．１，５，９の構造を用いることにより１５ｍｍφ、１０回巻き時の曲げ損失を１５５０ｎｍにおいて０．１ｄＢ以下にすることが可能である。しかしながら、１３１０ｎｍにおけるＭＦＤは６．９μｍを下回る値となり、同等な曲げ特性をもつ本発明の構造のファイバに比べて、ＳＭＦとの接続特性が悪化する事が分かる。
【０１０４】
１５ｍｍφにおいて非常に小さな曲げ損失が得られているサンプルＮｏ．１，５，９においても、１０ｍｍφ（１０φと略記することもある。）になると曲げ損失が発生する。１０ｍｍφという非常に小さな曲げ径においても、低屈折率層を付加した構造を用いることにより、曲げ損失を低減することが可能である。例えば、サンプルＮｏ．２〜４，６〜８は、それぞれサンプルＮｏ．１，５とほぼ同程度のＭＦＤを示しながら、１５５０ｎｍ、１０ｍｍφにおいて０．１３以下の曲げ損比が得られている。また、サンプルＮｏ．１０，１１では、１３１０ｎｍにおけるＭＦＤが同程度のサンプルＮｏ．６〜８にくらべて更に小さな曲げ損失が得られている。これは、Δ２の比屈折率差を若干負に設定した効果によるものと考えられる。
【０１０５】
（実施例１）
図４に本実施例における光ファイバの屈折率分布を示す。
【０１０６】
本実施例の光ファイバは、図中（ａ）で示す領域をＶＡＤ法により生成した。その後、ＶＡＤ法により得られたコア材を延伸した後、外付けを行い領域（ｂ）を生成した。さらにこの母材を延伸後、再度外付けを行い領域（ｃ）を生成した。領域（ｂ）の生成の際には、ガラス化の過程でＳｉＦ４ガスを導入し、Ｆ添加を行うことによりシリカレベルより低い屈折率を得た。図４は、上記の工程により得られた母材の屈折率分布をプリフォームアナライザ（商品名：MODEL  2600, Photon Kinetics / York Technology 社製)で測定した結果である。この図から分かるように本実施例の光ファイバの屈折率分布は完全なステップ型にはなっていないが、本発明の効果を得ることができる。
【０１０７】
本実施例の光ファイバの各パラメータは次の通りであった。
コア１の半径ａ１：３．０９μｍ
第１クラッド層２の半径ａ２：１１．８３μｍ
第２クラッド層３の半径ａ３：１６．９５μｍ
第１クラッド層２の半径とコア１の半径との比ａ２／ａ１：３．８３
光ファイバ外径：１２５μｍ
第２クラッド層３の屈折率体積（Ｖ）：３６．８％・μｍ２
【０１０８】
なお、コア１の比屈折率差Δ１を上記コア径ａ１をもってステップ換算すると、０．５０％、第１クラッドの比屈折率差Δ２は，−０．０３％、第２クラッドの比屈折率差Δ３は、−０．２５％となった。
【０１０９】
本実施例の光ファイバについて、波長１５５０ｎｍにおける伝送損失、カットオフ波長、ＭＦＤ、波長分散、分散スロープ、零分散波長、および曲げ損失を測定した。その結果を表５に示す。また、ＩＴＵ‐ＴにおいてＧ．６５２として規定されている通常の１．３μｍ帯用のシングルモード光ファイバと融着接続した時の接続損失を測定したところ１５５０ｎｍにおいて、０．１８ｄＢであり問題のないレベルであった。
【０１１０】
なおカットオフ波長の測定は、２ｍの光ファイバについて、ＩＴＵ‐Ｔ  Ｇ．６５０．１  Definitions and test methods for linear, deterministic attributes  of single‐mode fiber and cableに準拠する測定方法で行った。
【０１１１】
（比較例１）
上記実施例１において、光ファイバの屈折率分布を、第２クラッド層３を設けない単峰型に変更した光ファイバを作製した。
【０１１２】
すなわち、上記実施例１に用いた領域（ａ）までのコア母材に対して、領域（ｂ）の外付けを行わずに領域（ｃ）のみの外付けを行い、光ファイバ母材を製造した。この際、カットオフ波長が実施例１と同程度になるように領域（ｃ）の厚さを調整した。
【０１１３】
得られた光ファイバについて、上記実施例１と同様にして各光学特性を測定した。その結果を表５に合わせて示す。
【０１１４】
【表５】
2004092794.tif 000028
【０１１５】
（実施例２）
図５に本実施例における光ファイバの屈折率分布を示す。本実施例の光ファイバは上記実施例１と同じ手順で製造した。図５は、母材の屈折率分布をプリフォームアナライザで測定した結果である。この図から分かるように本実施例の光ファイバの屈折率分布は完全なステップ型にはなっていないが、本発明の効果を得ることができる。
【０１１６】
本実施例の光ファイバの各パラメータは次の通りであった。
コア１の半径ａ１：３．４０μｍ
第１クラッド層２の半径ａ２：１１．４８μｍ
第２クラッド層３の半径ａ３：１６．４５μｍ
第１クラッド層２の半径とコア１の半径との比ａ２／ａ１：３．３７
光ファイバ外径：１２５μｍ
第２クラッド層３の屈折率体積（Ｖ）：５５．８％・μｍ２
【０１１７】
なお、コア１の比屈折率差Δ１を上記コア径ａ１をもってステップ換算すると、０．４０％、第１クラッドの比屈折率差Δ２は、−０．０２％、第２クラッドの比屈折率差Δ３は、−０．４％となった。
【０１１８】
本実施例の光ファイバについて、上記実施例１と同様に波長１５５０ｎｍにおける伝送損失、カットオフ波長、ＭＦＤ、波長分散、分散スロープ、零分散波長、および曲げ損失を測定した。その結果を表６に示す。また、実施例１と同様に接続損失を測定したところ１５５０ｎｍにおいて、０．０５ｄＢであり問題のないレベルであった。
【０１１９】
（比較例２）
上記実施例２において、光ファイバの屈折率分布を、第２クラッド層３を設けない単峰型に変更した光ファイバを作製した。
【０１２０】
すなわち、上記実施例１に用いた領域（ａ）までのコア母材に対して、領域（ｂ）の外付けを行わずに領域（ｃ）のみの外付けを行い、光ファイバ母材を製造した。この際、カットオフ波長が実施例２と同程度になるように領域（ｃ）の厚さを調整した。
【０１２１】
得られた光ファイバについて、上記実施例２と同様にして各光学特性を測定した。その結果を表６に合わせて示す。
【０１２２】
【表６】
2004092794.tif 000029
【０１２３】
（実施例３）
図６に本実施例における光ファイバの屈折率分布を示す。
本実施例の光ファイバは、図中（ａ）で示す領域をＭＣＶＤ法により生成した。図中（ｂ）は、ＣＶＤ法における出発石英管である。ＭＣＶＤ法により得られたコア材に対して外付けを行い、領域（ｃ）を生成した。図６は、母材の屈折率分布をプリフォームアナライザで測定した結果である。この図から分かるように本実施例においても光ファイバの屈折率分布は完全なステップ型にはなっていないが、本発明の効果を得ることができる。
【０１２４】
本実施例の光ファイバの各パラメータは次の通りであった。
コア１の半径ａ１：３．１２μｍ、
第１クラッド層２の半径ａ２：１０．３０μｍ、
第２クラッド層３の半径ａ３：１６．６２μｍ、
第１クラッド層２の半径とコア１の半径との比ａ２／ａ１＝３．３０、
光ファイバ外径：１２５μｍ、
第２クラッド層３の屈折率体積（Ｖ）：４２．０％・μｍ２
【０１２５】
なお、コア１の比屈折率差Δ１を上記コア径ａ１をもってステップ換算すると、０．５２％、第１クラッド層の比屈折率差Δ２は、−０．０７％、第２クラッドの比屈折率差Δ３は、−０．２５％となった。
【０１２６】
本実施例の光ファイバについて、上記実施例１と同様にして波長１５５０ｎｍにおける伝送損失、カットオフ波長、ＭＦＤ、波長分散、分散スロープ、零分散波長、および曲げ損失を測定した。その結果を下記表７に示す。
【０１２７】
また、実施例１と同様にして接続損失を測定したところ、１５５０ｎｍにおいて０．２９ｄＢであった。
【０１２８】
（比較例３）
上記実施例３において、光ファイバの屈折率分布を、第２クラッド層３を設けない単峰型に変更した光ファイバを作製した。
【０１２９】
すなわち、上記実施例３においては、領域（ａ）を合成するＭＣＶＤ法のプロセスにおいて、第２クラッドに相当する屈折率が低い層を合成するためにフッ素系のガスを用いたが、本比較例ではこのフッ素系ガスを用いずにシリカとほぼ同程度の屈折率の層を合成してコア母材を準備した。次いで、このコア母材に対して領域（ｃ）の外付けを行って光ファイバ母材を製造した。この際、カットオフ波長が実施例３と同程度となるように領域（ｃ）の厚さを調整した。
【０１３０】
得られた光ファイバについて、上記実施例３と同様にして各光学特性を測定した。その結果を表７に合わせて示す。
【０１３１】
【表７】
2004092794.tif 000030
【０１３２】
（実施例４）
図７に本実施例における光ファイバの屈折率分布を示す。
【０１３３】
本実施例の光ファイバは、図中（ａ）で示す領域をＶＡＤ法により生成した。その後、ＶＡＤ法により得られたコア材を延伸した後、外付けを行い領域（ｂ）を生成した。さらにこの母材を延伸後、再度外付けを行い領域（ｃ）を生成した。領域（ａ）の生成時には、内側クラッド合成用のバーナに対して、ＣＦ４ガスを加えることにより、石英レベルよりも低い屈折率を得た。また、領域（ｂ）生成の際には、ガラス化の過程でＳｉＦ４ガスを導入し、Ｆ添加を行うことによりシリカレベルよりも低い屈折率を得た。図７は、母材の屈折率分布をプリフォームアナライザにより測定した結果である。この図から分かるように、本実施例においても、光ファイバの分布は完全なステップ型にはなっていないが、本発明の効果を得ることが出来る。
【０１３４】
本実施例の光ファイバの各パラメータは以下の通りであった。
コア１の半径ａ１：３．１５μｍ
第１クラッド層２の半径ａ２：１０．３７μｍ
第２クラッド層３の半径ａ３：１６．６２μｍ
第１クラッド層２の半径とコア１の半径の比ａ２／ａ１：３．３０
光ファイバ外径：８０μｍ
第２クラッド層３の屈折率体積（Ｖ）：４２．２％・μｍ２
【０１３５】
なお、コア１の比屈折率差Δ１を上記コア径ａ１をもってステップ換算すると、０．５６％、第１クラッド層の比屈折率差Δ２は、−０．０９％、第２クラッド層の比屈折率差Δ３は、−０．２５％となった。
【０１３６】
本実施例の光ファイバについて、前記実施例１と同様にしてカットオフ波長、伝送損失、ＭＦＤ、波長分散、分散スロープ、零分散波長および曲げ損失を測定した。その結果を表８に示す。それぞれの特性の測定波長は、表中に記した。
【０１３７】
本実施例において、２ｍのファイバカットオフ波長は１．３０μｍであり、１．２６μｍよりもやや長めであった。ＩＴＵ‐Ｔ  Ｇ．６５０．１  Definitions and test methods for linear, deterministic attributes of single‐mode fiber and cable, 5.3.4 Alternative test method for the cut‐off wavelength (lcc) of the cabled fiberに基づいて、２２ｍのファイバを用いてケーブルカットオフ波長の評価を行ったところ、本実施例のファイバは１．２３μｍであり、使用上問題のないことが確認された。
【０１３８】
また、本実施例１と同様にして接続損失を測定したところ、１５５０ｎｍにおいて、０．４ｄＢであった。
【０１３９】
（比較例４）
上記実施例４において、光ファイバの屈折率分布を、第２クラッド層３を設けない構造に変更した光ファイバを作製した。
【０１４０】
すなわち、上記実施例４に用いた領域（ａ）までのコア母材に対して、領域（ｂ）の外付けを行わずに領域（ｃ）のみの外付けを行い、光ファイバ母材の製造をした。つまり、第１クラッド層は、シリカレベルよりも低い値のままである。この際、カットオフ波長が上記実施例４と同程度になるように領域（ｃ）の厚さを調整した。
得られた光ファイバについて、上記実施例４と同様にして各光学特性を測定した。その結果を表８に合わせて示す。
【０１４１】
【表８】
2004092794.tif 000031
【産業上の利用可能性】
【０１４２】
本発明は、曲げ特性に優れた光ファイバに関する。本発明によれば、曲げによる損失が少なくて、一般的な伝送用光ファイバとの接続性が良好な光ファイバを、低コストで得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】図１は、本発明の光ファイバの一実施形態における屈折率分布を示すグラフである。
【図２】図２は、試験例１における第２クラッド層の位置とＭＦＤとの関係を示すグラフである。
【図３】図３は、試験例１における第２クラッド層の位置と曲げ損失との関係を示すグラフである。
【図４】図４は、本発明に係る実施例における屈折率分布を示すグラフである。
【図５】図５は、本発明に係る実施例における屈折率分布を示すグラフである。
【図６】図６は、本発明に係る実施例における屈折率分布を示すグラフである。
【図７】図７は、本発明に係る実施例における屈折率分布を示すグラフである。
【国際調査報告】
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