(57)【要約】  この発明は、ＦＯＭ（＝分散／損失）を更に大きくするための構造を備えた、分散補償モジュールへの適用が可能な光ファイバに関する。当該光ファイバは、石英ガラスを主成分とし、光軸中心を含むコア領域と、該コア領域を取り囲むディプレスト領域と、該ディプレスト領域を取り囲むリング領域と、該リング領域を取り囲む、Ｆ元素が添加されたクラッド領域とを備える。純石英ガラスの屈折率を基準として、コア領域の比屈折率差は３％以上４％以下、ディプレスト領域の比屈折率差は−０．５％以上−１％以下、リング領域の比屈折率差は０．０１％以上０．２４％以下、クラッド領域の比屈折率差は−０．３％以上−０．１％以下である。波長１５５０ｎｍにおけるＦＯＭは２５０ｐｓ／ｎｍ／ｄＢ以上である。
2007043435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英ガラスを主成分とする光ファイバであって、所定軸に沿って伸びたコア領域と、該コア領域の外周に設けられたディプレスト領域と、該ディプレスト領域の外周に設けられたリング領域と、そして、該リング領域の外周に設けられた、Ｆ元素が添加されたクラッド領域とを備え、
純石英ガラスの屈折率を基準として、前記コア領域の比屈折率差は３％以上４％以下、前記ディプレスト領域の比屈折率差は−１％以上−０．５％以下、前記リング領域の比屈折率差は０．０１％以上０．２４％以下、そして、前記クラッド領域の比屈折率差は−０．３％以上−０．１％以下であり、
前記コア領域の外径２ａと前記ディプレスト領域の外径２ｂとの比Ｒａ（＝２ａ／２ｂ）は０．１５以上０．３５以下、そして、前記ディプレスト領域の外径２ｂと前記リング領域の外径２ｃとの比Ｒｂ（＝２ｂ／２ｃ）は０．５５以上０．７５以下であり、
前記コア領域の外径２ａは１．５μｍ以上２．５μｍ以下であり、そして、
波長１５５０ｎｍにおいて、２５０ｐｓ／ｎｍ／ｄＢのＦＯＭ（＝分散／損失）を有する光ファイバ。
【請求項２】
石英ガラスを主成分とする光ファイバであって、所定軸に沿って伸びたコア領域と、該コア領域の外周に設けられたディプレスト領域と、該ディプレスト領域の外周に設けられたリング領域と、そして、該リング領域の外周に設けられた、Ｆ元素が添加されたクラッド領域とを備え、
純石英ガラスの屈折率を基準として、前記コア領域の比屈折率差は３％以上４％以下、前記ディプレスト領域の比屈折率差は−１％以上−０．５％以下、前記リング領域の比屈折率差は０．０１％以上０．２４％以下、そして、前記クラッド領域の比屈折率差は−０．３％以上−０．１％以下であり、
前記コア領域の外径２ａと前記ディプレスト領域の外径２ｂとの比Ｒａ（＝２ａ／２ｂ）は０．１５以上０．３５以下、そして、前記ディプレスト領域の外径２ｂと前記リング領域の外径２ｃとの比Ｒｂ（＝２ｂ／２ｃ）は０．５５以上０．８５以下であり、
前記コア領域の外径２ａは１．５μｍ以上２．５μｍ以下であり、そして、
波長１５５０ｎｍにおいて、２５０ｐｓ／ｎｍ／ｄＢのＦＯＭ（＝分散／損失）を有する光ファイバ。
【請求項３】
Ｃバンドにおける諸特性として、−２５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、波長分散Ｄと分散スロープＳとの比で規定される、０．００２ｎｍ−１以上０．０１ｎｍ−１以下のＲＤＳ（＝Ｓ／Ｄ）と、そして、直径２０ｍｍで曲げられたときに１０ｄＢ／ｍ以下の曲げ損失を有し、そして、
１．２μｍ以上１．８μｍ以下のカットオフ波長を有することを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバ。
【請求項４】
水素雰囲気（Ｈ２１００％、８０℃）中に２０時間に亘って曝露する前後において、波長１３８０ｎｍ帯における損失の変動差は、０．３ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバ。
【請求項５】
波長１５５０ｎｍの諸特性として、１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、０．０４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以上０．１０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下の分散スロープを有するシングルモード光ファイバに対し、所定長の当該光ファイバが接続されたとき、Ｃバンド又はＬバンドにおいて、前記シングルモード光ファイバと当該光ファイバとで構成された光伝送路全体の残留分散量は、０．３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバ。
【請求項６】
波長１５５０ｎｍの諸特性として、１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、０．０４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以上０．１０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下の分散スロープを有するシングルモード光ファイバに対し、所定長の当該光ファイバが接続されたとき、Ｃバンド及びＬバンドを含む波長範囲において、前記シングルモード光ファイバと当該光ファイバとで構成された光伝送路全体の残留分散量は、０．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバ。
【請求項７】
波長１５５０ｎｍにおいて、０．５ｄＢ／ｋｍ以上１．０ｄＢ／ｋｍ以下の伝送損失を有することを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバ。
【請求項８】
波長１５５０ｎｍにおいて、０．３ｐｓ／ｋｍ１／２以下の偏波モード分散を有することを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバ。
【請求項９】
波長１５５０ｎｍの諸特性として、１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、０．０４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以上０．１０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下の分散スロープを有するシングルモード光ファイバに対し、所定長の当該光ファイバが接続されたとき、波長１５５０ｎｍにおいて０．３０ｄＢ以下の接続損失と、波長１６２０ｎｍにおいて０．２５ｄＢ以下の接続損失を有することを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバ。
【請求項１０】
波長１５５０ｎｍの諸特性として、１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、０．０４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以上０．１０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下の分散スロープとを有するシングルモード光ファイバと、前記シングルモード光ファイバと縦列接続された請求項１〜９のいずれか一項記載の光ファイバとを備えた光伝送路。
【請求項１１】
波長１５５０ｎｍの諸特性として、１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、０．０４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以上０．１０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下の分散スロープとを有するシングルモード光ファイバと、
請求項１〜９のいずれか一項記載の光ファイバと同じ構造を有する第１分散補償光ファイバと、そして、
前記シングルモード光ファイバと接続されることで該シングルモード光ファイバの総分散を補償した後のＣバンド帯における残留分散特性が上に凸となる第２分散補償光ファイバとを備え、
前記第１及び第２分散補償光ファイバは、前記シングルモード光ファイバと接続されたときの波長１５５０ｎｍ帯における該シングルモード光ファイバの総分散を実質的に補償するとともに、これら第１及び第２分散補償光ファイバの長さが使用波長帯における当該光伝送路全体の残留分散が小さくなるよう調整された光伝送路。
【請求項１２】
前記第１及び第２分散補償光ファイバの長さは、波長１５５０ｎｍから１６１０ｎｍの波長範囲における最大残留分散量が０．０４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなるよう調整されていることを特徴とするとする請求項１０記載の光伝送路。
【請求項１３】
モジュール化された、請求項１〜９のいずれか一項記載の光ファイバを含む光モジュール。
【請求項１４】
信号光が伝搬する光ファイバ伝送路と、該光ファイバ伝送路の波長分散を補償する、請求項１〜９のいずれか一項記載の光ファイバとを備えた光伝送システム。
【請求項１５】
石英ガラスを主成分とする光ファイバであって、所定軸に沿って伸びたコア領域と、該コア領域の外周に設けられたディプレスト領域と、該ディプレスト領域の外周に設けられたリング領域と、そして、該リング領域の外周に設けられた、Ｆ元素が添加されたクラッド領域とを備え、
純石英ガラスの屈折率を基準として、前記コア領域の比屈折率差は３％以上４％以下、前記ディプレスト領域の比屈折率差は−０．５％以上−１％以下、前記リング領域の比屈折率差は０．０１％以上０．２４％以下、そして、前記クラッド領域の比屈折率差は−０．３％以上−０．１％以下であり、
前記コア領域の外径２ａと前記ディプレスト領域の外径２ｂとの比Ｒａ（＝２ａ／２ｂ）は０．１５以上０．５以下、そして、前記ディプレスト領域の外径２ｂと前記リング領域の外径２ｃとの比Ｒｂ（＝２ｂ／２ｃ）は０．５５以上０．７５以下であり、
前記コア領域の外径２ａは１．５μｍ以上２．５μｍ以下であり、
波長１５５０ｎｍにおけるＦＯＭ（＝分散／損失）は２５０ｐｓ／ｎｍ／ｄＢ以上であり、
Ｃバンドにおいて、−２５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、波長分散Ｄと分散スロープＳとの比で規定される０．００２ｎｍ−１以上０．０１ｎｍ−１以下のＲＤＳ（＝Ｓ／Ｄ）と、そして、直径２０ｍｍで曲げられたときに１０ｄＢ／ｍ以下の曲げ損失とを有し、
１．２μｍ以上１．８μｍ以下のカットオフ波長を有し、
波長１５５０ｎｍにおいて０．３ｐｓ／ｋｍ１／２以下の偏波モード分散を有し、そして、
波長１５５０ｎｍの諸特性として、１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、０．０４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以上０．１０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下の分散スロープとを有するシングルモード光ファイバに対し、当該光ファイバが融着接続されたとき、波長１５５０ｎｍにおける前記シングルモード光ファイバと当該光ファイバとの接続損失が０．３０ｄＢ以下であり、波長１６２０ｎｍにおける前記シングルモード光ファイバと当該光ファイバとの接続損失が０．２５ｄＢ以下である光ファイバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光ファイバ伝送路を介して信号光を伝送する光伝送システム、及び、該光ファイバ伝送路全体の波長分散を補償する光ファイバ等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光伝送システムでは、信号光を伝送する光ファイバ伝送路として、石英ガラスを主成分とするＩＥＣ−Ｇ６５２．Ｃ準拠のシングルモード光ファイバ（ＳＭＦ: Single Mode Fiber）が用いられる。また、信号光波長帯域として、Ｃバンド（１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍ）が用いられ、更にＬバンド（１５６５ｎｍ〜１６２５ｎｍ）も用いられる。ＳＭＦは、波長１５５０ｎｍにおいて、１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、０．０４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以上０．１０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下の分散スロープを有する。【０００３】
このようなＳＭＦからなる光ファイバ伝送路を介して信号光が伝送されると、ＳＭＦによる波長分散により信号光の波形が劣化するので、高速伝送が困難になる。そこで、信号光伝送路上に、ＳＭＦからなる光ファイバ伝送路の波長分散を補償する分散補償器が挿入される。また、この分散補償器として、Ｃバンドにおいて負の波長分散を有する分散補償光ファイバや、波長分散を負にして波長分散の波長依存性まで補償する分散補償光ファイバが、一般に使用される（例えば、特許文献１〜４を参照）。
【特許文献１】特開２００２−１６９０４９号公報
【特許文献２】特開２００３−８４１６２号公報
【特許文献３】特許第３６０２１５２号公報
【特許文献４】特許第３２４７２２１号公報
【非特許文献１】ＥＣＯＣ−ＩＯＯＣ Proceedings Vol. 3, Paper We4. P. 14-15，２００３年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発明者らは、上述の従来技術について検討した結果、以下のような課題を発見した。すなわち、分散補償光ファイバは、一般にＳＭＦと縦続接続され、光伝送路の一部を構成すること。そのため、該分散補償光ファイバには、波長分散Ｄの絶対値が大きく伝送損失αが小さいことが要求される。すなわち、比（Ｄ／α）の絶対値で表される性能指数（ＦＯＭ:Figure of Merit）が大きいことが望ましい。しかしながら、上記特許文献１〜４に開示された分散補償光ファイバを含め従来の分散補償光ファイバでは、中心コア領域の比屈折率差を高くすることで、波長分散Ｄの絶対値を大きくすることができる一方、コアの比屈折率差（Δn）を大きくするためには、コアに添加されるＧｅの濃度を上げる必要がある。そのため、ガラス内部の散乱に起因するレーリー散乱係数が大きくなるため、伝送損失αも大きくなってしまい、結果としてＦＯＭを大きくすることができない。【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、ＦＯＭを更に大きくするための構造を有する光伝送路の分散補償器に適した光ファイバ、該光ファイバを含む光伝送路、及び該光ファイバが光伝送路の一部に適用された光伝送システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る光ファイバは、石英ガラスを主成分とする光ファイバであって、光軸中心を含むコア領域と、該コア領域を取り囲むディプレスト領域と、該ディプレスト領域を取り囲むリング領域と、そして、該リング領域を取り囲むＦ元素が添加されたクラッド領域とを有する。なお、当該光ファイバにおいて、純石英ガラスの屈折率を基準として、コア領域の比屈折率差は３％以上４％以下、ディプレスト領域の比屈折率差は−１％以上−０．５％以下、リング領域の比屈折率差は０．０１％以上０．２４％以下、そして、クラッド領域の比屈折率差は−０．３％以上−０．１％以下である。また、コア領域の外径２ａとディプレスト領域の外径２ｂとの比Ｒａ（＝２ａ／２ｂ）は０．１５以上０．３５以下である。ディプレスト領域の外径２ｂとリング領域の外径２ｃとの比Ｒｂ（＝２ｂ／２ｃ）は０．５５以上０．８５以下であり、より好ましくは０．５５以上０．７５以下である。コア領域の外径２ａは１．５μｍ以上２．５μｍ以下であり、波長１５５０ｎｍにおけるＦＯＭ（＝分散／損失）は２５０ｐｓ／ｎｍ／ｄＢ以上である。【０００７】
この発明に係る光ファイバは、Ｃバンドの諸特性として、−２５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、波長分散Ｄと分散スロープＳとの比で規定される０．００２ｎｍ−１以上０．０１ｎｍ−１以下のＲＤＳ（＝Ｓ／Ｄ）と、直径２０ｍｍで曲げられたときに１０ｄＢ／ｍ以下の曲げ損失を有するのが好ましい。また、当該光ファイバのカットオフ波長は、１．２μｍ以上１．８μｍ以下であるのが好ましい。【０００８】
この発明に係る光ファイバでは、水素雰囲気（Ｈ２１００％、８０℃）に２０時間に亘って曝露する前後において、波長１３８０ｎｍ帯における損失の変動差は０.３ｄＢ／ｋｍ以下であるのが好ましい。【０００９】
また、波長１５５０ｎｍの諸特性として、１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、０．０４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以上０．１０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下の分散スロープであるシングロモード光ファイバに対して、所定長の当該光ファイバが接続されることにより光伝送路が構成されるとき、この光伝送路全体の残留分散量は、Ｃバンド又はＬバンドにおいて０．３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であるのが好ましい。さらに、波長１５５０ｎｍの諸特性として、１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、０．０４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以上０．１０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下の分散スロープを有するシングルモード光ファイバに対し、所定長の当該が光ファイバが接続されることにより光伝送路が構成されるとき、この光伝送路全体の残留分散量は、Ｃバンド及びＬバンドを含む波長範囲において０．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であるのが好ましい。【００１０】
この発明に係る光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて０．５ｄＢ／ｋｍ以上１．０ｄＢ／ｋｍ以下の伝送損失を有するのが好ましい。また、この発明に係る光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて０．３ｐｓ／ｋｍ1/2以下の偏波モード分散を有するのが好ましい。【００１１】
この発明に係る光ファイバは、波長１５５０ｎｍの諸特性をして、１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上２１ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下の波長分散と、０．０４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以上０．１０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下の分散スロープを有するシングルモード光ファイバに対して融着接続されたとき、波長１５５０ｎｍにおいて１接続部当たり０．３０ｄＢ以下の接続損失、さらには、波長１６２０ｎｍにおいて０．２５ｄＢ以下の接続損失を有するのが好ましい。【００１２】
この発明に係る光伝送路は、シングルモード光ファイバと、上述のような構造を有する光ファイバ（この発明に係る光ファイバ）を備え、これらシングルモード光ファイバと当該光ファイバとが縦列接続された第１構造を有する。また、このこの発明に係る光伝送路は、シングルモード光ファイバと、第１分散補償光ファイバと、該第１分散補償光ファイバとは異なる第２分散補償光ファイバを備え、これらシングルモード光ファイバ、第１分散補償光ファイバ、及び第２分散補償光ファイバが縦列接続された第２構造を有してもよい。ここで、シングルモード光ファイバは、波長１５５０ｎｍの諸特性として、１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、０．０４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以上０．１０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下の分散スロープを有する。第１分散補償光ファイバは、上述のような構造を有する光ファイバ（この発明に係る光ファイバ）と同じ構造を有する。第２分散補償光ファイバがシングルモード光ファイバに接続された光伝送路において、該シングルモード光ファイバの総波分散が補償された後のCバンド帯における残留分散特性は、上に凸の形状を有する。特に、第２構造を有する光伝送路では、第１及び第２分散補償光ファイバにより、波長１５５０ｎｍ帯においてシングルモードファイバに対する総分散が実質的に補償されており、使用波長帯における残留分散が小さくなるよう第１及び第２分散補償光ファイバの長さが調整されている。【００１３】
また、この発明に係る光伝送路において、波長１５５０ｎｍから１６１０ｎｍにおける最大残留分散量は、０．０４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであるのが好ましい。【００１４】
この発明に係る光モジュールは、モジュール化された、上述のような構造を有する光ファイバ（この発明に係る光ファイバ）を含む。【００１５】
この発明に係る光伝送システムは、信号光を伝送する光ファイバ伝送路と、該光ファイバ伝送路の波長分散を補償する分散補償器として、上述のような構造を有する光ファイバ（この発明に係る光ファイバ）を備える。【００１６】
さらに、この発明に係る光ファイバの他の構成として、当該光ファイバは、石英ガラスを主成分とし、光軸中心を含むコア領域と、該コア領域を取り囲むディプレスト領域と、該ディプレスト領域を取り囲むリング領域と、該リング領域を取り囲む、Ｆ元素が添加されたクラッド領域とを備える。当該光ファイバにおいて、純石英ガラスの屈折率を基準として、コア領域の比屈折率差は３％以上４％以下、ディプレスト領域の比屈折率差は−１％以上−０.５％以下、リング領域の比屈折率差は０．０１％以上０．２４％以下、そして、クラッド領域の比屈折率差は−０．３％以上−０．１％以下である。コア領域の外径２ａとディプレスト領域の外径２ｂとの比Ｒａ（＝２ａ／２ｂ）は０．１５以上０．３５以下、ディプレスト領域の外径２ｂとリング領域の外径２ｃとの比Ｒｂ（＝２ｂ／２ｃ）は０．５５以上０．７５以下である。また、コア領域の外径２ａは１．５μｍ以２．５μｍ以下であり、波長１５５０ｎｍにおけるＦＯＭ（＝分散／損失）は２５０ｐｓ／ｎｍ／ｄＢ以上である。加えて、当該光ファイバは、Ｃバンドの諸特性として、−２５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、波長分散Ｄと分散スロープＳとの比で規定される０．００２ｎｍ−１以上０．０１ｎｍ−１以下のＲＤＳ（＝Ｓ／Ｄ）と、直径２０ｍｍの曲げ径において１０ｄＢ／ｍ以下の曲げ損失を有する。カットオフ波長は１．２μｍ以上１．８μｍ以下であり、波長１５５０ｎｍにおける偏波モード分散は０．３ｐｓ／ｋｍ１／２以下である。当該光ファイバは、波長１５５０ｎｍの諸特性として、１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、０．０４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以上０．１０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下の分散スロープを有するシングルモード光ファイバに対して融着接続されたとき、波長１５５０ｎｍにおいて０．３０ｄＢ以下の接続損失、波長１６２０ｎｍにおいて０．２５ｄＢ以下の接続損失を有する。【００１７】
なお、この発明に係る各実施例は、以下の詳細な説明及び添付図面によりさらに十分に理解可能となる。これら実施例は単に例示のために示されるものであって、この発明を限定するものと考えるべきではない。【００１８】
また、この発明のさらなる応用範囲は、以下の詳細な説明から明らかになる。しかしながら、詳細な説明及び特定の事例はこの発明の好適な実施例を示すものではあるが、例示のためにのみ示されているものであって、この発明の思想及び範囲における様々な変形および改良はこの詳細な説明から当業者には自明であることは明らかである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る光ファイバは、ＦＯＭを更に大きくすることができ、ＳＭＦの波長分散を効果的に補償することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】は、この発明に係る光伝送システムの概略構成を示す図である。
【図２】は、この発明に係る光ファイバの構造を示す断面図及びその屈折率屈折率プロファイルである。
【図３】は、この発明に係る光ファイバとは異なる他の分散補償光ファイバの構造を示す断面図及びその屈折率プロファイルである。
【図４】は、本実施形態に係る光ファイバ６の波長分散とコア領域６１の比屈折率差Δ２との関係を示す図である。
【図５】は、この発明に係る光ファイバにおいて、ＦＯＭとコア領域の比屈折率差Δ１（純石英ガラスを基準としたコア領域の比屈折率差）との関係を示すグラフである。
【図６】は、この発明に係る光ファイバとして用意されたサンプル１及びサンプル２それぞれの諸元と、比較例１の諸元を示す表である。
【図７】は、この発明に係る光ファイバについて、クラッドの比屈折率差Δ４（純石英ガラスを基準としたクラッド領域の比屈折率差）に対するＦＯＭ及び非円率の関係を示すグラフである。
【図８】は、この発明に係る光ファイバについて、曲げ損失立上がり波長とカットオフ波長λｃとの関係を示すグラフである。
【図９】は、曲げ損失立上がり波長（ｎｍ）と波長１５５０ｎｍにおけるＭＡＣ１（＝ＭＦＤ１／λｃ）との関係を説明するためのグラフである。
【図１０】は、この発明に係る光ファイバについて、水素処理前後の損失増加量とクラッド領域の比屈折率差Δ４（純石英ガラスを基準としたクラッド領域の比屈折率差）との関係を示すグラフである。
【図１１】は、この発明に係る光ファイバがＳＭＦに種々の分散スロープ補償率ＤＳＣＲ（波長１５５５０ｎｍ）で接続されたときのＣバンドにおける残留分散の波長特性を示すグラフである。
【図１２】は、この発明に係る光ファイバがＳＭＦに接続されたときのＤＳＣＲ（波長１５５０ｎｍ）と残留分散との関係を示すグラフである。
【図１３】は、この発明に係る光ファイバがＳＭＦに種々のＤＳＣＲで接続されたときのＣバンド及びＬバンドを含む波長範囲における残留分散の波長特性を示すグラフである。
【図１４】は、この発明に係る光伝送システムにおける光伝送路の波長分散特性を示すグラフである。
【図１５】は、この発明に係る光ファイバ及び他の光ファイバそれぞれがＳＭＦに接続されたときの残留分散値を纏めた表である。
【図１６】は、この発明に係る光ファイバ及び他の光ファイバそれぞれの波長分散特性を示すグラフである。
【図１７】は、この発明に係る光ファイバがＳＭＦに融着接続されたときの接続損失と該光ファイのコア領域比屈折率差Δ１（純石英ガラスを基準としたコア領域の比屈折率差）との関係を示すグラフである。
【図１８】は、この発明に係る光ファイバが分散補償器としてモジュール化されたときの該光ファイバの諸元を纏めた表である。
【図１９】は、この発明に係る光ファイバの各サンプル（サンプル１及びサンプル２）と、比較例３それぞれが分散補償モジュールに適用された際の該分散補償モジュールの諸元を纏めた表である。
【図２０】は、図１９に示された諸特性を得るために用意された分散補償モジュールの構成を示す平面図である。
【図２１】は、この発明に係る光ファイバとして用意されたサンプル３及びサンプル４それぞれの諸元を纏めた表である。
【符号の説明】
【００２１】
１ａ、１ｂ…光伝送システム、２…光送信器、３…光受信器、４…光伝送路、５、６、７…光ファイバ、６１…コア領域、６２…ディプレスト領域、６３…リング領域、６４…クラッド領域。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、この発明に係る光ファイバ、光伝巣路、光モジュール及び光伝送システムの各実施例を、図１〜図２１を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。【００２３】
図１は、この発明に係る光伝送システムの概略構成を示す図である。この図１において、領域（ａ）に示された光伝送システム１ａは、光送信器２、光受信器３と、これら光送信器２と光受信器３との間に設けられた光伝送路４ａを備え、該光伝送路４ａは、シングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）５と分散補償光ファイバとして用意された、この発明に係る光ファイバ６とが縦列接続されることにより構成されている。また、図１の領域（ｂ）に示された光伝送システム１ｂは、光送信器２、光受信器３と、これら光送信器２と光受信器３との間に設けられた光伝送路４ｂを備え、該光伝送路４ｂは、シングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）５と、分散補償光ファイバ（ＤＣＦ：Dispersion Compensating Fiber）として用意された、この発明に係る光ファイバ６と、該光ファイバ６とは異なる別の分散補償光ファイバとして用意された光ファイバ７が縦列接続されることにより構成されている。なお、光伝送システム１ａ、１ｂのいずれにおいても、光送信器２から送出されたＣバンドの信号光又はＬバンドの信号光が使用されるものとする。【００２４】
ＳＭＦ５は、波長１５５０ｎｍの諸特性として、１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、０．０４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以上０．１０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下の分散スロープを有する。光ファイバ６、７それぞれは、Ｃバンド及びＬバンドにおいて負の波長分散を有し、ＳＭＦ５の波長分散を補償する。光ファイバ６は、この発明に係る光ファイバであって、ＳＭＦと接続されたときの総分散量がゼロになるように調整された状態で波長１５５０ｎｍ付近の波長帯において残留分散特性の波長依存性が下に凸となる形状を有する。一方、光ファイバ７は、ＳＭＦと接続されたときの総分散量がゼロになるように調整された状態で波長１５５０ｎｍ付近の波長帯において残留分散特性の波長依存性が上に凸となる形状を有する。また、光ファイバ７は、波長１５５０ｎｍ付近の波長帯における分散特性の波長依存性が上に凸となる形状を有する。光ファイバ６、７は、光送信器２と光受信器３との間に敷設されていてもよいし、コイル状に巻かれた状態で筐体内に収納されることでモジュール化されていてもよい。【００２５】
図２は、この発明に係る光ファイバ６の構造を示す断面図及びその屈折率プロファイルである。図２中の領域（ａ）は、光軸に垂直な光ファイバ６の断面構造を示す。図２中の領域（ｂ）は、光ファイバ６における径方向の屈折率プロファイルを示す。この発明に係る光ファイバ６は、所定軸に沿って伸びるよう光軸中心を含むコア領域６１と、該コア領域６１の外周に設けられたディプレスト領域６２と、該ディプレスト領域６２の外周に設けられたリング領域６３と、該リング領域６３の外周に設けられたクラッド領域６４とを備える。【００２６】
コア領域６１、ディプレスト領域６２、リング領域６３及びクラッド領域６４それぞれは、石英ガラスを主成分とする領域である。コア領域６１及びリング領域６３それぞれには少なくともＧｅＯ２が添加され、ディプレスト領域６２及びクラッド領域６４それぞれには少なくともＦ元素が添加されている。波長６３３ｎｍにおいて、純石英ガラスの屈折率を基準として、コア領域６１の比屈折率差Δ１は３％以上４％以下であり、ディプレスト領域６２の比屈折率差Δ２は−１％以上−０．５％以下であり、リング領域６３の比屈折率差Δ３は０．０１％以上０．２４％以下であり、クラッド領域６４の比屈折率差Δ４は−０．３％以上−０．１％以下である。【００２７】
コア領域６１の外径２ａとディプレスト領域６２の外径２ｂとの比Ｒａ（＝２ａ／２ｂ）は０．１５以上０．３５以下である。ディプレスト領域６２の外径２ｂとリング領域６３の外径２ｃとの比Ｒｂ（＝２ｂ／２ｃ）は０．５５以上０．８５以下である。なお、この発明に係る光ファイバ６において、ディプレスト領域６２の外径２ｂとリング領域６３の外径２ｃとの比Ｒｂ（＝２ｂ／２ｃ）は０．５５以上０．７５以下であってもよい。コア領域の外径２ａは１．５μｍ以上２．５μｍ以下である。そして、波長１５５０ｎｍにおける性能指数であるＦＯＭ（＝分散／損失）は２５０ｐｓ／ｎｍ／ｄＢ以上である。【００２８】
クラッド領域６４は、光学クラッド領域及び物理クラッド領域を含んでいてもよい。この場合、最外周の物理クラッド領域にもＦ元素が添加され、光学クラッド領域及び物理クラッド領域それぞれの比屈折率差が等しい。このような光ファイバ６を得るための光ファイバ母材は、ＶＡＤ法、ＭＣＶＤ法、ＯＶＤ法、ＤＶＤ法又はコラプス法により製造可能である。【００２９】
この発明に係る光ファイバ６は、好ましくは、Ｃバンドにおいて、−２５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、分散値Ｄと分散スロープＳとの比で規定される０．０２ｎｍ−１以上０．１０ｎｍ−１以下のＲＤＳ（＝Ｓ／Ｄ）と、直径２０ｍｍで曲げられたときに１０ｄＢ／ｍ以下の曲げ損失を有する。カットオフ波長λｃは１．２μｍ以上１．８μｍ以下である。水素雰囲気（Ｈ２１００％、８０℃）に２０時間に亘って曝露した前後の波長１３８０ｎｍ帯における損失の変動差は０．３ｄＢ／ｋｍ以下である。【００３０】
ＳＭＦ５に対して所定長の光ファイバ６が接続されたとき、Ｃバンドにおける全体（ＳＭＦ５＋光ファイバ６）の残留分散量は０．３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。また、ＳＭＦ５に対して所定長の光ファイバ６が接続されたとき、Ｃバンド及びＬバンドを含む波長範囲における全体（ＳＭＦ５＋光ファイバ６）の残留分散量は０．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。波長１５５０ｎｍにおいて、光ファイバ６の伝送損失は０．５ｄＢ／ｋｍ以上１．０ｄＢ／ｋｍ以下である。波長１５５０ｎｍにおいて、光ファイバ６の偏波モード分散は０．３ｐｓ／ｋｍ１／２以下である。また、ＳＭＦ５に対して融着接続されたときの光ファイバ６は、波長１５５０ｎｍにおいて０．３ｄＢ以下、波長１６２０ｎｍにおいて０．２５ｄＢ以下の接続損失を有する。【００３１】
図３は、光ファイバ７の構造を示す断面図及びその屈折率プロファイルである。図３中の領域（ａ）は、光軸に垂直な光ファイバ７の断面を示す。図３中の領域（ｂ）は、光ファイバ７における径方向の屈折率プロファイルを示す。この光ファイバ７は、所定軸に沿って伸びるよう光軸中心を含むコア領域７１と、該コア領域７１の該主に設けられたディプレスト領域７２と、該ディプレスト領域７２の外周に設けられたクラッド領域７４とを備える。例えば、この光ファイバ７では、波長６３３ｎｍにおいて、純石英ガラスの屈折率を基準として、コア領域７１の比屈折率差Δ１は２．６％であり、ディプレスト領域７２の比屈折率差Δ２は−０．３７％であり、クラッド領域７４の比屈折率差Δ４は０．０９％である。コア領域７１の外径２ａとディプレスト領域７２の外径２ｂとの比Ｒａ（＝２ａ／２ｂ）は０．２９である。また、コア領域の外径２ａは２．３９μｍである。【００３２】
図４は、この発明に係る光ファイバ６の波長分散とコア領域６１の比屈折率差Δ１との関係を示すグラフである。この測定のために用意された光ファイバ６では、ディプレスト領域６２の比屈折率差Δ２が−０．７％、クラッド領域６４の比屈折率差Δ４が−０．２％、ＲＤＳが０．００３５ｎｍ−１、Petermann-Ｉモードフィールド径（ＭＦＤ１）が８μｍ以下、カットオフ波長λｃが１．２μｍ以上、分散スロープ補償率ＤＳＣＲが１１０±１０％である。なお、ＳＭＦ５の波長分散をＤSMFと表し、ＳＭＦ５の分散スロープをＳSMFと表し、光ファイバ６の波長分散をＤDCFと表し、光ファイバ６の分散スロープをＳDCFと表すと、分散スロープ補償率ＤＳＣＲ（％）は「ＤＳＣＲ＝(ＤSMF／ＳSMF)／(ＤDCF／ＳDCF)×１００」なる式で定義される。そして、コア領域６１の外径２ａ、ディプレスト領域６２の外径２ｂ、リング領域５３の外径２ｃ及びリング領域５３の比屈折率差Δ３についてはＭＦＤ１、λｃなどを都度調整して、最大波長分散が求められた。このグラフから判るように、コア領域６１の比屈折率差Δ１が大きいほど、波長分散の絶対値は大きい。【００３３】
図５は、この発明に係る光ファイバ６について、ＦＯＭとコア領域６１の比屈折率差Δ１との関係を示すグラフである。なお、グラフ中にプロットされた記号“□”は、光ファイバ６（クラッド領域にＦ元素が添加されている）の測定結果を示し、記号“◆”は図２中の領域（ａ）に示された屈折率プルファイルと同様の屈折率プロファイルを有し、クラッド領域が純石英からなる光ファイバの測定結果を示す。ここで、用意された光ファイバ６は、ディプレスト領域６２の比屈折率差Δ２が−０．７％、クラッド領域６４の比屈折率差Δ４が−０．２％、ＲＤＳが０．００３５ｎｍ−１、Petermann-Iモードフィールド径（ＭＦＤ１）が８μｍ以下、カットオフ波長λｃが１．２μｍ以上、分散スロープ補償率ＤＳＣＲが１１０±１０％に設定された比較例として用意された光ファイバは、クラッド領域の比屈折率のみ純石英からなる。そして、コア領域６１の外径２ａ、ディプレスト領域６２の外径２ｂ、リング領域５３の外径２ｃ及びリング領域５３の比屈折率差Δ３についてはＭＦＤ１、λｃなどが都度調整され、最大波長分散、更にはＦＯＭが求められた。この発明に係る光ファイバ６は、クラッド領域６４にＦ元素が添加されているので、Ｆ添加されていない純石英クラッドのプリフォームと比べて線引時の溶融温度を１５０℃程度低くすることができ、ガラス仮想温度が低下する。そのため、伝送損失を低下させることができる。したがって、この図５に示されたグラフから判るように、クラッド領域が純石英ガラスからなる光ファイバと比較すると、この発明に係る光ファイバ６は、ＦＯＭが大きい。【００３４】
図６は、この発明に係る光ファイバ６として用意された２つのサンプル（サンプル１、サンプル２）と、比較例１それぞれの諸元を纏めた表である。この図６中の領域（ａ）に示されたように、サンプル１の光ファイバは、図５中のコア領域Δ１が３．１％である光ファイバ６に相当する。図６中の領域（ｂ）に示されたように、サンプル２の光ファイバは、図５中のコア領域Δ１が３．４％である光ファイバ６の実施例に相当する。また、図６中の領域（ｃ）に示されたように、比較例１の光ファイバは、図５中のコア領域Δ１が３．１％であり、クラッド領域が純石英ガラスからなる光ファイバに相当する。【００３５】
また、図７は、クラッド領域６４の比屈折率差Δ４について、この発明に係る光ファイバ６のＦＯＭ及び非円率の関係を示すグラフである。特に、この図７において、領域（ａ）は、クラッド領域６４の比屈折率差Δ４に対するＦＯＭの関係、領域（ｂ）は、クラッド領域６４に対する非円率の関係、そして、領域（ｃ）は、ＦＯＭの関係から導かれるクラッド領域６４の比屈折率差の上限、及び非円率の関係から導かれるクラッド領域６４の比屈折率差の下限で規定される、クラッド領域６４の比屈折率差の有効範囲がそれぞれ示されている。これらの図から判るように、クラッド領域６４の比屈折率差Δ４は、光ファイバ６のＦＯＭ及び非円率に影響を与える。ＦＯＭは２５０ｐｓ／ｎｍ／ｄＢ以上であるのが好ましく、この点からは、クラッド領域６４の比屈折率差Δ４は−０．１％以下であるのが好ましい。分散補償器に適用される当該光ファイバ６は、パイプ非円率が０．３％の場合、偏波モード分散が０．４ｐｓ／ｋｍ１／２であり、パイプ非円率が０．１３％の場合、偏波モード分散が０．２ｐｓ／ｋｍ１／２であった。したがって、偏波モード分散の低減のため、非円率は０．２％以下であるのが好ましい。この点からは、クラッド領域６４の比屈折率差Δ４は−０．３％以上であるのが好ましい。結局、クラッド領域６４の比屈折率差Δ４は−０．３％以上−０．１％以下であるのが好ましい。【００３６】
図８は、この発明に係る光ファイバ６について、曲げ損失立上がり波長とカットオフ波長λｃとの関係を示すグラフである。この測定に際し、光ファイバ６は、直径１２０ｍｍで曲げられている。光ファイバ６を曲げると、ある波長（曲げ損失立上がり波長）より長い波長範囲で曲げ損失が増加する。このグラフから判るように、カットオフ波長λｃが長いほど、この曲げ損失立上がり波長は長くなる。Ｃバンドの信号光を伝送する場合、カットオフ波長λｃが１．２μｍ以上であれば、曲げ損失立上がり波長がＣバンドの上限より長く、曲げの影響が小さい。一方、Ｃバンド及びＬバンドを含む波長範囲の信号光をも伝送する場合、カットオフ波長λｃが１．２μｍ以上であれば、曲げ損失立上がり波長がＬバンドの上限より長く、曲げの影響が小さい。【００３７】
また、ＭＦＤ／λｃで与えられるＭＡＣ値は、しばしば光ファイバの曲げ耐性を表すパラメータとして用いられる。光ファイバをコイル状に巻いた後にモジュール化する場合、Petermann-Iモードフィールド径（ＭＦＤ１）をカットオフ波長λｃで割った“ＭＡＣ１”と、モジュール伝送損失の立上がり波長との間に相関が見られる。図９は、波長１５５０ｎｍにおけるＭＡＣ１と損失立上がり波長との関係を説明するためのグラフである。なお、図９には、直径１２０ｍｍでコイル状に巻かれたモジュールサンプルがプロットされており、特に、記号“○”で示されたモジュールサンプルは、この発明に係る光ファイバのサンプル１〜４が適用されたモジュールサンプルである。この図９からも判るように、ＭＡＣ１が６．３以下であれば、直径１２０ｍｍでコイル状に巻かれたモジュールサンプルの場合、波長１５７０ｎｍ以下での損失立上がりは見られなかった。【００３８】
図１０は、この発明に係る光ファイバ６について、水素処理前後損失増加量とクラッド領域６４の比屈折率差Δ４との関係を示すグラフである。なお、この図１０には、比較例として、クラッド領域にＦ元素が添加されておらず比屈折率差Δ４が正である光ファイバについても示されている。水素処理前後損失増加量は、波長１３８０ｎｍにおける損失増加量である。このグラフから判るように、クラッド領域にＦ元素が添加されておらず比屈折率差Δ４が正である光ファイバ（比較例）と比較して、クラッド領域６４にＦ元素が添加された光ファイバ６は、線引時の溶融温度を１５０℃程度低くすることができ、ガラス仮想温度が低下するので、損失が低下する。なお、水素雰囲気（Ｈ２１００％、８０℃）に２０時間に亘って曝露した前後の波長１３８０ｎｍ帯における損失の変動差は０．１５ｄＢ／ｋｍ以下であるのが好ましい。【００３９】
図１１は、この発明に係る光ファイバ６が種々のＤＳＣＲ（波長１５５０ｎｍにおける分散スロープ補償率）でＳＭＦ５に接続されたときのＣバンドにおける残留分散の波長特性を示すグラフである。このグラフでは、波長１５５０ｎｍにおいて残留分散が０となるように光ファイバ６とＳＭＦ５との長さ比が調整されている。また、図１１において、グラフＧ１１１０は、ＤＳＣＲが９０％に設定された光伝送路、グラフＧ１１２０はＤＳＣＲが１００％に設定された光伝送路、グラフＧ１１３０はＤＳＣＲが１１０％に設定された光伝送路、及びグラフＧ１１４０はＤＳＣＲが１２０％に設定された光伝送路の残留分散特性をそれぞれ示す。また、図１２は、この発明に係る光ファイバ６がＳＭＦ５に接続されたときのＤＳＣＲ（波長１５５０ｎｍ）と残留分散との関係を示すグラフである。ここで言う残留分散幅とは、Ｃバンド帯における残留分散量の最大値から最小値を引いたものである。波長１５５０ｎｍにおけるＤＳＣＲは１１０±１０％の範囲であるのが好ましい。図１３は、この発明に係る光ファイバ６が種々のＤＳＣＲ（波長１５５０ｎｍ）でＳＭＦ５に接続されたときの、Ｃバンド及びＬバンドを含む波長範囲における残留分散の波長特性を示すグラフである。このグラフでも、波長１５５０ｎｍにおいて残留分散が０となるように光ファイバ６とＳＭＦ５との長さ比が調整されている。また、図１３において、グラフＧ１３１０はＤＳＣＲが９０％に設定された光伝送路、グラフＧ１３２０はＤＳＣＲが１００％に設定されたときの光伝送路、グラフＧ１３３０はＤＳＣＲが１１０％に設定されたときの光伝送路、及びグラフＧ１３４０はＤＳＣＲが１２０％に設定されたときの光伝送路の残留分散特性をそれぞれ示す。分散補償器に適用される光ファイバ６は、波長１５５０ｎｍ付近の波長帯における残留波長分散の波長依存性が下に凸となる形状を示している。【００４０】
図１４は、光伝送システム１ｂにおける光伝送路４ｂの波長分散特性を示すグラフである。ここでは、ＳＭＦ５の長さは１００ｋｍであり、波長１５６５ｎｍにおいて残留分散が０となるように光ファイバ６、７それぞれの長さ比が調整されている。なお、図１４において、グラフＧ１４１０は波長１５６５ｎｍにおけるＤＳＣＲが９０％に設定されたときの光伝送路４ｂ、グラフＧ１４２０は波長１５６５ｎｍにおけるＤＳＣＲが１００％に設定されたときの光伝送路４ｂ、グラフＧ１４３０は波長１５６５ｎｍにおけるＤＳＣＲが１１０％に設定されたときの光伝送路４ｂ、グラフＧ１４４０は波長１５６５ｎｍにおけるＤＳＣＲが１２０％に設定されたときの光伝走路４ｂの残留分散特性をそれぞれ示す。図１５は、この発明に係る光ファイバ６と光ファイバ７それぞれがＳＭＦ５に接続されたときの残留分散値を纏めた表である。また、図１６は、この発明に係る光ファイバ６と、光ファイバ７それぞれの波長分散特性を示すグラフである。なお、図１６において、グラフＧ１６１０は光ファイバ６、グラフＧ１６２０は光ファイバ７の波長分散特性をそれぞれ示す。この発明に係る光ファイバ６が上述のような特性を有するＳＭＦ５に接続された光伝送路において、波長１５６５ｎｍでの総分散が補償された後の当該光伝送路における波長１．５５μｍ帯での残留分散特性の波長依存性は下に凸の形状を有する。光ファイバ７がＳＭＦ５に接続された光伝送路において、波長１５６５ｎｍでの総分散が補償された後の当該光伝送路における波長１．５５μｍ帯での波長分散特性の波長依存性は上に凸の形状を有する。したがって、ＳＭＦ５、光ファイバ６、光ファイバ７が縦列に接続された光伝送路４ｂでは、総分散量を調整しながらＣ＋Ｌバンドの残留分散を小さくするよう、図６及び図７に示された分散補償光ファイバの長さを調整することで、それぞれの波長１．５５μｍ帯での残留分散特性の波長依存性を補償することができる。その結果、広い波長範囲に亘って従来よりも平均単位分散の大きい分散補償ファイバで補償することが可能になる。例えば、光伝送路４ｂにおける分散補償器として、ＤＣＳＲが９０％の光ファイバ６と、ＤＳＣＲが１０７％の光ファイバ７を適用し、それぞれのファイバ長さを例えば図１５のＤＳＣＲ＝９０％のファイバ長に調整することで１５５０ｎｍから１６１０ｎｍの広帯域に亘って残留分散を０．０３９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍと非常に小さい値にすることができる。【００４１】
図１７は、この発明に係る光ファイバ６とＳＭＦ５とが融着接続された光伝送路４ａについて、接続損失と光ファイバ６のコア領域６１の比屈折率差Δ１との関係を示すグラフである。光ファイバ６のコア領域６１の比屈折率差Δ１が高いほど、光ファイバ６を伝搬する導波光のパワー分布は、ＳＭＦ５を伝搬する導波光のガウシアン形状のパワー分布と類似していることから、光ファイバ６とＳＭＦ５との接続損失は低くなる。融着接続点を含む一定範囲を加熱してＧｅドーパントを拡散することで、接続損失を容易に低くすることができる。【００４２】
図１８は、この発明に係る光ファイバ６が分散補償器としてモジュール化された際における該光ファイバ６の諸元を纏めた表である。この図１８の表には、光ファイバ６としてサンプル１（図６中の領域（ａ）参照）とともに、比較例２の光ファイバ（非特許文献１参照）についても示されている。この比較例２の光ファイバと比較すると、サンプル１の光ファイバでは、モジュール損失が約半分になっている。また、サンプル１の光ファイバは、カットオフ波長λｃが１．５５μｍ、モードフィールド径が４．１９μｍであるので、曲げ損失が小さい。そのため、伝送損失及び接続損失から見積られるモジュール損失は伝送損失と略一致している。サンプル１の光ファイバ６のファイバ外径は１００μｍ以上１３０μｍ以下であるのが好ましい。分散調整と、安価な分散補償光ファイバを実現する（クラッド領域が占める割合を少なくする）ことで、プリフォーム単位重量当たりのファイバ長を長くすることができる。【００４３】
図１９は、この発明に係る光ファイバ６の各サンプル（サンプル１及びサンプル２）と、比較例３それぞれが分散補償モジュールに適用された際の該分散補償モジュールの諸元を纏めた表である。なお、この測定は、図２０に示された分散補償モジュールにおいて行われる。すなわち、測定対象であるサンプル１、２の光ファイバと、比較例３の光ファイバは、分散補償光ファイバ（ＤＣＦ）として、両端にＳＭＦが融着接続された状態で筐体内に収納されている。なお、図２０の分散補償モジュールには、光入出力端としてコネクタＣが取り付けられている。【００４４】
この図１９の表において、Ｎ２は非線形屈折率、Ａｅｆｆは実効断面積、Ｌｅｆｆは実効ファイバ長を表し、φSPMは自己位相変調に起因した位相シフト量を示す。比較例３の光ファイバと比較して、サンプル１、２の光ファイバは、非線形係数（Ｎ２／Ａｅｆｆ）が大きいので、一見すると比線形性が劣化するように思われるが、波長分散の絶対値が大きいので、分散補償に必要が長さが短くなり、総合的に自己位相変調に起因した位相シフト量φSPMを抑制することができる。【００４５】
なお、この発明に係る光ファイバ６は、クラッド領域６４にＦ元素が添加されていることにより、このクラッド領域６４が音響モードに対してアンチガイド構造となる。すなわち、音波が伝達されないために光波との干渉が少なくなり、誘導ブリルアン散乱閾値を高くする効果をも有する。【００４６】
次に、この発明に係る光ファイバ６として、ディプレスト領域６２の外径２ｂとリング領域６３の外径２ｃとの比Ｒｂ（＝２ｂ／２ｃ）が０．７５を超えるサンプル３（０．５５≦Ｒｂ≦０．８５）と、この比Ｒｂが比較的低いサンプル４の諸元を図２１の領域（ａ）及び領域（ｂ）に示す。これらサンプル３、４の光ファイバによっても上述のサンプル１、２の光ファイバと同様の効果が得られる。【００４７】
なお、図２１の領域（ａ）及び領域（ｂ）に示されたように、サンプル３、４の光ファイバは、コア径が１．８７μｍ、１．９２μｍと小さい光ファイバである。サンプル３の光ファイバにおいて、比Ｒａは０．２３２、比Ｒｂは０．７８１であり、純石英ガラスを基準とした、コア領域６１の比屈折率差Δ１は３．２％、ディプレスト領域６２の比屈折率差Δ２は−０．７％、リング領域６３の比屈折率差Δ３は０．２１％、クラッド領域６４の比屈折率差Δ４は−０．２％である。このとき、サンプル３の光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて、−２８２．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散と、波長１５５０ｎｍにおいて−０．９８ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍの分散スロープと、ＳＭＦ５に対して１００．２のＤＳＣＲと、波長１５５０ｎｍにおいて０．９５ｄＢ／ｋｍの伝送損失と、２ｍのファイバ長において１．３６μｍのカットオフ波長λｃと、２９７．４ｐｓ／ｎｍ／ｄＢのＦＯＭを有する。また、サンプル３の光ファイバは、６．８８μｍのＭＦＤ１と、５．０５のＭＡＣ１を有する。【００４８】
一方、サンプル４の光ファイバにおいて、比Ｒａは０．２４、比Ｒｂは０．６３７であり、純石英ガラスを基準とした、コア領域６１の比屈折率差Δ１は３．０７％、ディプレスト領域６２の比屈折率差Δ２は−０．７％、リング領域６３の比屈折率差Δ３は０．０４％、クラッド領域６４の比屈折率差Δ４は−０．２％である。このとき、サンプル４の光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて、−２９８．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散と、波長１５５０ｎｍにおいて−１．０４４５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍの分散スロープと、ＳＭＦ５に対して１０２．５のＤＳＣＲと、波長１５５０ｎｍにおいて０．８４ｄＢ／ｋｍの伝送損失と、２ｍのファイバ長において１．４９μｍのカットオフ波長λｃと、３５５．４ｐｓ／ｎｍ／ｄＢのＦＯＭを有する。また、サンプル４の光ファイバは、７．１５μｍのＭＦＤ１と、４．８０のＭＡＣ１を有する。【００４９】
上述のように、サンプル３、４の光ファイバにおいても、従来よりも大きなＦＯＭが得られる。【００５０】
以上の本発明の説明から、本発明を様々に変形しうることは明らかである。そのような変形は、本発明の思想および範囲から逸脱するものとは認めることはできず、すべての当業者にとって自明である改良は、以下の請求の範囲に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
この発明に係る光ファイバは、より大きなＦＯＭを備え、光ファイバ伝送路におけるＳＭＦの波長分散を補償する分散補償器への適用が可能である。
【図１】
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
2007043435.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成20年3月12日(2008.3.12)
【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】
石英ガラスを主成分とする光ファイバであって、所定軸に沿って伸びたコア領域と、該コア領域の外周に設けられたディプレスト領域と、該ディプレスト領域の外周に設けられたリング領域と、そして、該リング領域の外周に設けられた、Ｆ元素が添加されたクラッド領域とを備え、
純石英ガラスの屈折率を基準として、前記コア領域の比屈折率差は３％以上４％以下、前記ディプレスト領域の比屈折率差は−１％以上−０．５％以下、前記リング領域の比屈折率差は０．０１％以上０．２４％以下、そして、前記クラッド領域の比屈折率差は−０．３％以上−０．１％以下であり、
前記コア領域の外径２ａと前記ディプレスト領域の外径２ｂとの比Ｒａ（＝２ａ／２ｂ）は０．１５以上０．３５以下、そして、前記ディプレスト領域の外径２ｂと前記リング領域の外径２ｃとの比Ｒｂ（＝２ｂ／２ｃ）は０．５５以上０．７５以下であり、
前記コア領域の外径２ａは１．５μｍ以上２．５μｍ以下であり、そして、
波長１５５０ｎｍにおいて、２５０ｐｓ／ｎｍ／ｄＢ以上のＦＯＭ（＝｜分散｜／損失）を有する光ファイバ。
【請求項２】
石英ガラスを主成分とする光ファイバであって、所定軸に沿って伸びたコア領域と、該コア領域の外周に設けられたディプレスト領域と、該ディプレスト領域の外周に設けられたリング領域と、そして、該リング領域の外周に設けられた、Ｆ元素が添加されたクラッド領域とを備え、
純石英ガラスの屈折率を基準として、前記コア領域の比屈折率差は３％以上４％以下、前記ディプレスト領域の比屈折率差は−１％以上−０．５％以下、前記リング領域の比屈折率差は０．０１％以上０．２４％以下、そして、前記クラッド領域の比屈折率差は−０．３％以上−０．１％以下であり、
前記コア領域の外径２ａと前記ディプレスト領域の外径２ｂとの比Ｒａ（＝２ａ／２ｂ）は０．１５以上０．３５以下、そして、前記ディプレスト領域の外径２ｂと前記リング領域の外径２ｃとの比Ｒｂ（＝２ｂ／２ｃ）は０．５５以上０．８５以下であり、
前記コア領域の外径２ａは１．５μｍ以上２．５μｍ以下であり、そして、
波長１５５０ｎｍにおいて、２５０ｐｓ／ｎｍ／ｄＢ以上のＦＯＭ（＝｜分散｜／損失）を有する光ファイバ。
【請求項３】
Ｃバンドにおける諸特性として、−２５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、波長分散Ｄと分散スロープＳとの比で規定される、０．００２ｎｍ−１以上０．０１ｎｍ−１以下のＲＤＳ（＝Ｓ／Ｄ）と、そして、直径２０ｍｍで曲げられたときに１０ｄＢ／ｍ以下の曲げ損失を有し、そして、
１．２μｍ以上１．８μｍ以下のカットオフ波長を有することを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバ。
【請求項４】
水素雰囲気（Ｈ２１００％、８０℃）中に２０時間に亘って曝露する前後において、波長１３８０ｎｍ帯における損失の変動差は、０．３ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバ。
【請求項５】
波長１５５０ｎｍの諸特性として、１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、０．０４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以上０．１０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下の分散スロープを有するシングルモード光ファイバに対し、所定長の当該光ファイバが接続されたとき、Ｃバンド又はＬバンドにおいて、前記シングルモード光ファイバと当該光ファイバとで構成された光伝送路全体の残留分散量は、０．３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバ。
【請求項６】
波長１５５０ｎｍの諸特性として、１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、０．０４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以上０．１０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下の分散スロープを有するシングルモード光ファイバに対し、所定長の当該光ファイバが接続されたとき、Ｃバンド及びＬバンドを含む波長範囲において、前記シングルモード光ファイバと当該光ファイバとで構成された光伝送路全体の残留分散量は、０．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバ。
【請求項７】
波長１５５０ｎｍにおいて、０．５ｄＢ／ｋｍ以上１．０ｄＢ／ｋｍ以下の伝送損失を有することを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバ。
【請求項８】
波長１５５０ｎｍにおいて、０．３ｐｓ／ｋｍ１／２以下の偏波モード分散を有することを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバ。
【請求項９】
波長１５５０ｎｍの諸特性として、１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、０．０４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以上０．１０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下の分散スロープを有するシングルモード光ファイバに対し、所定長の当該光ファイバが接続されたとき、波長１５５０ｎｍにおいて０．３０ｄＢ以下の接続損失と、波長１６２０ｎｍにおいて０．２５ｄＢ以下の接続損失を有することを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバ。
【請求項１０】
波長１５５０ｎｍの諸特性として、１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、０．０４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以上０．１０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下の分散スロープとを有するシングルモード光ファイバと、前記シングルモード光ファイバと縦列接続された請求項１〜９のいずれか一項記載の光ファイバとを備えた光伝送路。
【請求項１１】
波長１５５０ｎｍの諸特性として、１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、０．０４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以上０．１０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下の分散スロープとを有するシングルモード光ファイバと、
請求項１〜９のいずれか一項記載の光ファイバと同じ構造を有する第１分散補償光ファイバと、そして、
前記シングルモード光ファイバと接続されることで該シングルモード光ファイバの総分散を補償した後のＣバンド帯における残留分散特性が上に凸となる第２分散補償光ファイバとを備え、
前記第１及び第２分散補償光ファイバは、前記シングルモード光ファイバと接続されたときの波長１５５０ｎｍ帯における該シングルモード光ファイバの総分散を実質的に補償するとともに、これら第１及び第２分散補償光ファイバの長さが使用波長帯における当該光伝送路全体の残留分散が小さくなるよう調整された光伝送路。
【請求項１２】
前記第１及び第２分散補償光ファイバの長さは、波長１５５０ｎｍから１６１０ｎｍの波長範囲における最大残留分散量が０．０４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなるよう調整されていることを特徴とするとする請求項１０記載の光伝送路。
【請求項１３】
モジュール化された、請求項１〜９のいずれか一項記載の光ファイバを含む光モジュール。
【請求項１４】
信号光が伝搬する光ファイバ伝送路と、該光ファイバ伝送路の波長分散を補償する、請求項１〜９のいずれか一項記載の光ファイバとを備えた光伝送システム。
【請求項１５】
石英ガラスを主成分とする光ファイバであって、所定軸に沿って伸びたコア領域と、該コア領域の外周に設けられたディプレスト領域と、該ディプレスト領域の外周に設けられたリング領域と、そして、該リング領域の外周に設けられた、Ｆ元素が添加されたクラッド領域とを備え、
純石英ガラスの屈折率を基準として、前記コア領域の比屈折率差は３％以上４％以下、前記ディプレスト領域の比屈折率差は−１％以上−０．５％以下、前記リング領域の比屈折率差は０．０１％以上０．２４％以下、そして、前記クラッド領域の比屈折率差は−０．３％以上−０．１％以下であり、
前記コア領域の外径２ａと前記ディプレスト領域の外径２ｂとの比Ｒａ（＝２ａ／２ｂ）は０．１５以上０．５以下、そして、前記ディプレスト領域の外径２ｂと前記リング領域の外径２ｃとの比Ｒｂ（＝２ｂ／２ｃ）は０．５５以上０．７５以下であり、
前記コア領域の外径２ａは１．５μｍ以上２．５μｍ以下であり、
波長１５５０ｎｍにおけるＦＯＭ（＝分散／損失）は２５０ｐｓ／ｎｍ／ｄＢ以上であり、
Ｃバンドにおいて、−２５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、波長分散Ｄと分散スロープＳとの比で規定される０．００２ｎｍ−１以上０．０１ｎｍ−１以下のＲＤＳ（＝Ｓ／Ｄ）と、そして、直径２０ｍｍで曲げられたときに１０ｄＢ／ｍ以下の曲げ損失とを有し、
１．２μｍ以上１．８μｍ以下のカットオフ波長を有し、
波長１５５０ｎｍにおいて０．３ｐｓ／ｋｍ１／２以下の偏波モード分散を有し、そして、
波長１５５０ｎｍの諸特性として、１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、０．０４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以上０．１０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下の分散スロープとを有するシングルモード光ファイバに対し、当該光ファイバが融着接続されたとき、波長１５５０ｎｍにおける前記シングルモード光ファイバと当該光ファイバとの接続損失が０．３０ｄＢ以下であり、波長１６２０ｎｍにおける前記シングルモード光ファイバと当該光ファイバとの接続損失が０．２５ｄＢ以下である光ファイバ。
【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】
この発明は、光ファイバ伝送路を介して信号光を伝送する光伝送システム、及び、該光ファイバ伝送路全体の波長分散を補償する光ファイバ等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光伝送システムでは、信号光を伝送する光ファイバ伝送路として、石英ガラスを主成分とするＩＴＵ−Ｔ  Ｇ６５２．Ｃ準拠のシングルモード光ファイバ（ＳＭＦ: Single Mode Fiber）が用いられる。また、信号光波長帯域として、Ｃバンド（１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍ）が用いられ、更にＬバンド（１５６５ｎｍ〜１６２５ｎｍ）も用いられる。ＳＭＦは、波長１５５０ｎｍにおいて、１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、０．０４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以上０．１０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下の分散スロープを有する。
【０００３】
このようなＳＭＦからなる光ファイバ伝送路を介して信号光が伝送されると、ＳＭＦによる波長分散により信号光の波形が劣化するので、高速伝送が困難になる。そこで、信号光伝送路上に、ＳＭＦからなる光ファイバ伝送路の波長分散を補償する分散補償器が挿入される。また、この分散補償器として、Ｃバンドにおいて負の波長分散を有する分散補償光ファイバや、分散スロープを負にして波長分散の波長依存性まで補償する分散補償光ファイバが、一般に使用される（例えば、特許文献１〜４を参照）。
【特許文献１】特開２００２−１６９０４９号公報
【特許文献２】特開２００３−８４１６２号公報
【特許文献３】特許第３６０２１５２号公報
【特許文献４】特許第３２４７２２１号公報
【非特許文献１】ＥＣＯＣ−ＩＯＯＣ Proceedings Vol. 3, Paper We4. P. 14-15，２００３年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発明者らは、上述の従来技術について検討した結果、以下のような課題を発見した。すなわち、分散補償光ファイバは、一般にＳＭＦと縦続接続され、光伝送路の一部を構成すること。そのため、該分散補償光ファイバには、波長分散Ｄの絶対値が大きく伝送損失αが小さいことが要求される。すなわち、比（Ｄ／α）の絶対値で表される性能指数（ＦＯＭ:Figure of Merit）が大きいことが望ましい。しかしながら、上記特許文献１〜４に開示された分散補償光ファイバを含め従来の分散補償光ファイバでは、中心コア領域の比屈折率差を高くすることで、波長分散Ｄの絶対値を大きくすることができる一方、コアの比屈折率差（Δn）を大きくするためには、コアに添加されるＧｅの濃度を上げる必要がある。そのため、ガラス内部の散乱に起因するレーリー散乱係数が大きくなるため、伝送損失αも大きくなってしまい、結果としてＦＯＭを大きくすることができない。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、ＦＯＭを更に大きくするための構造を有する光伝送路の分散補償器に適した光ファイバ、該光ファイバを含む光伝送路、及び該光ファイバが光伝送路の一部に適用された光伝送システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る光ファイバは、石英ガラスを主成分とする光ファイバであって、光軸中心を含むコア領域と、該コア領域を取り囲むディプレスト領域と、該ディプレスト領域を取り囲むリング領域と、そして、該リング領域を取り囲むフッ素（以下、Ｆという）元素が添加されたクラッド領域とを有する。なお、当該光ファイバにおいて、純石英ガラスの屈折率を基準として、コア領域の比屈折率差は３％以上４％以下、ディプレスト領域の比屈折率差は−１％以上−０．５％以下、リング領域の比屈折率差は０．０１％以上０．２４％以下、そして、クラッド領域の比屈折率差は−０．３％以上−０．１％以下である。また、コア領域の外径２ａとディプレスト領域の外径２ｂとの比Ｒａ（＝２ａ／２ｂ）は０．１５以上０．３５以下である。ディプレスト領域の外径２ｂとリング領域の外径２ｃとの比Ｒｂ（＝２ｂ／２ｃ）は０．５５以上０．８５以下であり、より好ましくは０．５５以上０．７５以下である。コア領域の外径２ａは１．５μｍ以上２．５μｍ以下であり、波長１５５０ｎｍにおけるＦＯＭ（＝｜分散｜／損失）は２５０ｐｓ／ｎｍ／ｄＢ以上である。
【０００７】
この発明に係る光ファイバは、Ｃバンドの諸特性として、−２５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、波長分散Ｄと分散スロープＳとの比で規定される０．００２ｎｍ−１以上０．０１ｎｍ−１以下のＲＤＳ（＝Ｓ／Ｄ）と、直径２０ｍｍで曲げられたときに１０ｄＢ／ｍ以下の曲げ損失を有するのが好ましい。また、当該光ファイバのカットオフ波長は、１．２μｍ以上１．８μｍ以下であるのが好ましい。
【０００８】
この発明に係る光ファイバでは、水素雰囲気（Ｈ２１００％、８０℃）に２０時間に亘って曝露する前後において、波長１３８０ｎｍ帯における損失の変動差は０.３ｄＢ／ｋｍ以下であるのが好ましい。
【０００９】
また、波長１５５０ｎｍの諸特性として、１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、０．０４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以上０．１０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下の分散スロープであるシングロモード光ファイバに対して、所定長の当該光ファイバが接続されることにより光伝送路が構成されるとき、この光伝送路全体の残留分散量は、Ｃバンド又はＬバンドにおいて０．３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であるのが好ましい。さらに、波長１５５０ｎｍの諸特性として、１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、０．０４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以上０．１０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下の分散スロープを有するシングルモード光ファイバに対し、所定長の当該が光ファイバが接続されることにより光伝送路が構成されるとき、この光伝送路全体の残留分散量は、Ｃバンド及びＬバンドを含む波長範囲において０．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であるのが好ましい。
【００１０】
この発明に係る光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて０．５ｄＢ／ｋｍ以上１．０ｄＢ／ｋｍ以下の伝送損失を有するのが好ましい。また、この発明に係る光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて０．３ｐｓ／ｋｍ1/2以下の偏波モード分散を有するのが好ましい。
【００１１】
この発明に係る光ファイバは、波長１５５０ｎｍの諸特性をして、１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上２１ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下の波長分散と、０．０４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以上０．１０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下の分散スロープを有するシングルモード光ファイバに対して融着接続されたとき、波長１５５０ｎｍにおいて１接続部当たり０．３０ｄＢ以下の接続損失、さらには、波長１６２０ｎｍにおいて０．２５ｄＢ以下の接続損失を有するのが好ましい。
【００１２】
この発明に係る光伝送路は、シングルモード光ファイバと、上述のような構造を有する光ファイバ（この発明に係る光ファイバ）を備え、これらシングルモード光ファイバと当該光ファイバとが縦列接続された第１構造を有する。また、このこの発明に係る光伝送路は、シングルモード光ファイバと、第１分散補償光ファイバと、該第１分散補償光ファイバとは異なる第２分散補償光ファイバを備え、これらシングルモード光ファイバ、第１分散補償光ファイバ、及び第２分散補償光ファイバが縦列接続された第２構造を有してもよい。ここで、シングルモード光ファイバは、波長１５５０ｎｍの諸特性として、１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、０．０４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以上０．１０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下の分散スロープを有する。第１分散補償光ファイバは、上述のような構造を有する光ファイバ（この発明に係る光ファイバ）と同じ構造を有する。第２分散補償光ファイバがシングルモード光ファイバに接続された光伝送路において、該シングルモード光ファイバの総波分散が補償された後のCバンド帯における残留分散特性は、上に凸の形状を有する。特に、第２構造を有する光伝送路では、第１及び第２分散補償光ファイバにより、波長１５５０ｎｍ帯においてシングルモードファイバに対する総分散が実質的に補償されており、使用波長帯における残留分散が小さくなるよう第１及び第２分散補償光ファイバの長さが調整されている。
【００１３】
また、この発明に係る光伝送路において、波長１５５０ｎｍから１６１０ｎｍにおける最大残留分散量は、０．０４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであるのが好ましい。
【００１４】
この発明に係る光モジュールは、モジュール化された、上述のような構造を有する光ファイバ（この発明に係る光ファイバ）を含む。
【００１５】
この発明に係る光伝送システムは、信号光を伝送する光ファイバ伝送路と、該光ファイバ伝送路の波長分散を補償する分散補償器として、上述のような構造を有する光ファイバ（この発明に係る光ファイバ）を備える。
【００１６】
さらに、この発明に係る光ファイバの他の構成として、当該光ファイバは、石英ガラスを主成分とし、光軸中心を含むコア領域と、該コア領域を取り囲むディプレスト領域と、該ディプレスト領域を取り囲むリング領域と、該リング領域を取り囲む、Ｆ元素が添加されたクラッド領域とを備える。当該光ファイバにおいて、純石英ガラスの屈折率を基準として、コア領域の比屈折率差は３％以上４％以下、ディプレスト領域の比屈折率差は−１％以上−０.５％以下、リング領域の比屈折率差は０．０１％以上０．２４％以下、そして、クラッド領域の比屈折率差は−０．３％以上−０．１％以下である。コア領域の外径２ａとディプレスト領域の外径２ｂとの比Ｒａ（＝２ａ／２ｂ）は０．１５以上０．３５以下、ディプレスト領域の外径２ｂとリング領域の外径２ｃとの比Ｒｂ（＝２ｂ／２ｃ）は０．５５以上０．７５以下である。また、コア領域の外径２ａは１．５μｍ以２．５μｍ以下であり、波長１５５０ｎｍにおけるＦＯＭ（＝｜分散｜／損失）は２５０ｐｓ／ｎｍ／ｄＢ以上である。加えて、当該光ファイバは、Ｃバンドの諸特性として、−２５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、波長分散Ｄと分散スロープＳとの比で規定される０．００２ｎｍ−１以上０．０１ｎｍ−１以下のＲＤＳ（＝Ｓ／Ｄ）と、直径２０ｍｍの曲げ径において１０ｄＢ／ｍ以下の曲げ損失を有する。カットオフ波長は１．２μｍ以上１．８μｍ以下であり、波長１５５０ｎｍにおける偏波モード分散は０．３ｐｓ／ｋｍ１／２以下である。当該光ファイバは、波長１５５０ｎｍの諸特性として、１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、０．０４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以上０．１０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下の分散スロープを有するシングルモード光ファイバに対して融着接続されたとき、波長１５５０ｎｍにおいて０．３０ｄＢ以下の接続損失、波長１６２０ｎｍにおいて０．２５ｄＢ以下の接続損失を有する。
【００１７】
なお、この発明に係る各実施例は、以下の詳細な説明及び添付図面によりさらに十分に理解可能となる。これら実施例は単に例示のために示されるものであって、この発明を限定するものと考えるべきではない。
【００１８】
また、この発明のさらなる応用範囲は、以下の詳細な説明から明らかになる。しかしながら、詳細な説明及び特定の事例はこの発明の好適な実施例を示すものではあるが、例示のためにのみ示されているものであって、この発明の思想及び範囲における様々な変形および改良はこの詳細な説明から当業者には自明であることは明らかである。
【発明の効果】
【００１９】
この発明に係る光ファイバは、ＦＯＭを更に大きくすることができ、ＳＭＦの波長分散を効果的に補償することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、この発明に係る光ファイバ、光伝巣路、光モジュール及び光伝送システムの各実施例を、図１〜図２１を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００２１】
図１は、この発明に係る光伝送システムの概略構成を示す図である。この図１において、領域（ａ）に示された光伝送システム１ａは、光送信器２、光受信器３と、これら光送信器２と光受信器３との間に設けられた光伝送路４ａを備え、該光伝送路４ａは、シングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）５と分散補償光ファイバとして用意された、この発明に係る光ファイバ６とが縦列接続されることにより構成されている。また、図１の領域（ｂ）に示された光伝送システム１ｂは、光送信器２、光受信器３と、これら光送信器２と光受信器３との間に設けられた光伝送路４ｂを備え、該光伝送路４ｂは、シングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）５と、分散補償光ファイバ（ＤＣＦ：Dispersion Compensating Fiber）として用意された、この発明に係る光ファイバ６と、該光ファイバ６とは異なる別の分散補償光ファイバとして用意された光ファイバ７が縦列接続されることにより構成されている。なお、光伝送システム１ａ、１ｂのいずれにおいても、光送信器２から送出されたＣバンドの信号光又はＬバンドの信号光が使用されるものとする。
【００２２】
ＳＭＦ５は、波長１５５０ｎｍの諸特性として、１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、０．０４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以上０．１０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下の分散スロープを有する。光ファイバ６、７それぞれは、Ｃバンド及びＬバンドにおいて負の波長分散を有し、ＳＭＦ５の波長分散を補償する。光ファイバ６は、この発明に係る光ファイバであって、ＳＭＦと接続されたときの総分散量がゼロになるように調整された状態で波長１５５０ｎｍ付近の波長帯において残留分散特性の波長依存性が下に凸となる形状を有する。一方、光ファイバ７は、ＳＭＦと接続されたときの総分散量がゼロになるように調整された状態で波長１５５０ｎｍ付近の波長帯において残留分散特性の波長依存性が上に凸となる形状を有する。また、光ファイバ７は、波長１５５０ｎｍ付近の波長帯における分散特性の波長依存性が上に凸となる形状を有する。光ファイバ６、７は、光送信器２と光受信器３との間に敷設されていてもよいし、コイル状に巻かれた状態で筐体内に収納されることでモジュール化されていてもよい。
【００２３】
図２は、この発明に係る光ファイバ６の構造を示す断面図及びその屈折率プロファイルである。図２中の領域（ａ）は、光軸に垂直な光ファイバ６の断面構造を示す。図２中の領域（ｂ）は、光ファイバ６における径方向の屈折率プロファイルを示す。この発明に係る光ファイバ６は、所定軸に沿って伸びるよう光軸中心を含むコア領域６１と、該コア領域６１の外周に設けられたディプレスト領域６２と、該ディプレスト領域６２の外周に設けられたリング領域６３と、該リング領域６３の外周に設けられたクラッド領域６４とを備える。
【００２４】
コア領域６１、ディプレスト領域６２、リング領域６３及びクラッド領域６４それぞれは、石英ガラスを主成分とする領域である。コア領域６１及びリング領域６３それぞれには少なくともＧｅＯ２が添加され、ディプレスト領域６２及びクラッド領域６４それぞれには少なくともＦ元素が添加されている。波長６３３ｎｍにおいて、純石英ガラスの屈折率を基準として、コア領域６１の比屈折率差Δ１は３％以上４％以下であり、ディプレスト領域６２の比屈折率差Δ２は−１％以上−０．５％以下であり、リング領域６３の比屈折率差Δ３は０．０１％以上０．２４％以下であり、クラッド領域６４の比屈折率差Δ４は−０．３％以上−０．１％以下である。
【００２５】
コア領域６１の外径２ａとディプレスト領域６２の外径２ｂとの比Ｒａ（＝２ａ／２ｂ）は０．１５以上０．３５以下である。ディプレスト領域６２の外径２ｂとリング領域６３の外径２ｃとの比Ｒｂ（＝２ｂ／２ｃ）は０．５５以上０．８５以下である。なお、この発明に係る光ファイバ６において、ディプレスト領域６２の外径２ｂとリング領域６３の外径２ｃとの比Ｒｂ（＝２ｂ／２ｃ）は０．５５以上０．７５以下であってもよい。コア領域の外径２ａは１．５μｍ以上２．５μｍ以下である。そして、波長１５５０ｎｍにおける性能指数であるＦＯＭ（＝｜分散｜／損失）は２５０ｐｓ／ｎｍ／ｄＢ以上である。
【００２６】
クラッド領域６４は、光学クラッド領域及び物理クラッド領域を含んでいてもよい。この場合、最外周の物理クラッド領域にもＦ元素が添加され、光学クラッド領域及び物理クラッド領域それぞれの比屈折率差が等しい。このような光ファイバ６を得るための光ファイバ母材は、ＶＡＤ法、ＭＣＶＤ法、ＯＶＤ法、ＤＶＤ法又はコラプス法により製造可能である。
【００２７】
この発明に係る光ファイバ６は、好ましくは、Ｃバンドにおいて、−２５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、分散値Ｄと分散スロープＳとの比で規定される０．０２ｎｍ−１以上０．１０ｎｍ−１以下のＲＤＳ（＝Ｓ／Ｄ）と、直径２０ｍｍで曲げられたときに１０ｄＢ／ｍ以下の曲げ損失を有する。カットオフ波長λｃは１．２μｍ以上１．８μｍ以下である。水素雰囲気（Ｈ２１００％、８０℃）に２０時間に亘って曝露した前後の波長１３８０ｎｍ帯における損失の変動差は０．３ｄＢ／ｋｍ以下である。
【００２８】
ＳＭＦ５に対して所定長の光ファイバ６が接続されたとき、Ｃバンドにおける全体（ＳＭＦ５＋光ファイバ６）の残留分散量は０．３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。また、ＳＭＦ５に対して所定長の光ファイバ６が接続されたとき、Ｃバンド及びＬバンドを含む波長範囲における全体（ＳＭＦ５＋光ファイバ６）の残留分散量は０．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。波長１５５０ｎｍにおいて、光ファイバ６の伝送損失は０．５ｄＢ／ｋｍ以上１．０ｄＢ／ｋｍ以下である。波長１５５０ｎｍにおいて、光ファイバ６の偏波モード分散は０．３ｐｓ／ｋｍ１／２以下である。また、ＳＭＦ５に対して融着接続されたときの光ファイバ６は、波長１５５０ｎｍにおいて０．３ｄＢ以下、波長１６２０ｎｍにおいて０．２５ｄＢ以下の接続損失を有する。
【００２９】
図３は、光ファイバ７の構造を示す断面図及びその屈折率プロファイルである。図３中の領域（ａ）は、光軸に垂直な光ファイバ７の断面を示す。図３中の領域（ｂ）は、光ファイバ７における径方向の屈折率プロファイルを示す。この光ファイバ７は、所定軸に沿って伸びるよう光軸中心を含むコア領域７１と、該コア領域７１の該主に設けられたディプレスト領域７２と、該ディプレスト領域７２の外周に設けられたクラッド領域７４とを備える。例えば、この光ファイバ７では、波長６３３ｎｍにおいて、純石英ガラスの屈折率を基準として、コア領域７１の比屈折率差Δ１は２．６％であり、ディプレスト領域７２の比屈折率差Δ２は−０．３７％であり、クラッド領域７４の比屈折率差Δ４は０．０９％である。コア領域７１の外径２ａとディプレスト領域７２の外径２ｂとの比Ｒａ（＝２ａ／２ｂ）は０．２９である。また、コア領域の外径２ａは２．３９μｍである。
【００３０】
図４は、この発明に係る光ファイバ６の波長分散とコア領域６１の比屈折率差Δ１との関係を示すグラフである。この測定のために用意された光ファイバ６では、ディプレスト領域６２の比屈折率差Δ２が−０．７％、クラッド領域６４の比屈折率差Δ４が−０．２％、ＲＤＳが０．００３５ｎｍ−１、Petermann-Ｉモードフィールド径（ＭＦＤ１）が８μｍ以下、カットオフ波長λｃが１．２μｍ以上、分散スロープ補償率ＤＳＣＲが１１０±１０％である。なお、ＳＭＦ５の波長分散をＤSMFと表し、ＳＭＦ５の分散スロープをＳSMFと表し、光ファイバ６の波長分散をＤDCFと表し、光ファイバ６の分散スロープをＳDCFと表すと、分散スロープ補償率ＤＳＣＲ（％）は「ＤＳＣＲ＝(ＤSMF／ＳSMF)／(ＤDCF／ＳDCF)×１００」なる式で定義される。そして、コア領域６１の外径２ａ、ディプレスト領域６２の外径２ｂ、リング領域５３の外径２ｃ及びリング領域５３の比屈折率差Δ３についてはＭＦＤ１、λｃなどを都度調整して、最大波長分散が求められた。このグラフから判るように、コア領域６１の比屈折率差Δ１が大きいほど、波長分散の絶対値は大きい。
【００３１】
図５は、この発明に係る光ファイバ６について、ＦＯＭとコア領域６１の比屈折率差Δ１との関係を示すグラフである。なお、グラフ中にプロットされた記号“◆”は、光ファイバ６（クラッド領域にＦ元素が添加されている）の測定結果を示し、記号“□”は図２中の領域（ｂ）に示された屈折率プルファイルと同様の屈折率プロファイルを有し、クラッド領域が純石英からなる光ファイバの測定結果を示す。ここで、用意された光ファイバ６は、ディプレスト領域６２の比屈折率差Δ２が−０．７％、クラッド領域６４の比屈折率差Δ４が−０．２％、ＲＤＳが０．００３５ｎｍ−１、Petermann-Iモードフィールド径（ＭＦＤ１）が８μｍ以下、カットオフ波長λｃが１．２μｍ以上、分散スロープ補償率ＤＳＣＲが１１０±１０％に設定された比較例として用意された光ファイバは、クラッド領域の比屈折率のみ純石英からなる。そして、コア領域６１の外径２ａ、ディプレスト領域６２の外径２ｂ、リング領域５３の外径２ｃ及びリング領域５３の比屈折率差Δ３についてはＭＦＤ１、λｃなどが都度調整され、最大波長分散、更にはＦＯＭが求められた。この発明に係る光ファイバ６は、クラッド領域６４にＦ元素が添加されているので、Ｆ添加されていない純石英クラッドのプリフォームと比べて線引時の溶融温度を１５０℃程度低くすることができ、ガラス仮想温度が低下する。そのため、伝送損失を低下させることができる。したがって、この図５に示されたグラフから判るように、クラッド領域が純石英ガラスからなる光ファイバと比較すると、この発明に係る光ファイバ６は、ＦＯＭが大きい。
【００３２】
図６は、この発明に係る光ファイバ６として用意された２つのサンプル（サンプル１、サンプル２）と、比較例１それぞれの諸元を纏めた表である。この図６中の領域（ａ）に示されたように、サンプル１の光ファイバは、図５中のコア領域Δ１が３．１％である光ファイバ６に相当する。図６中の領域（ｂ）に示されたように、サンプル２の光ファイバは、図５中のコア領域Δ１が３．４％である光ファイバ６の実施例に相当する。また、図６中の領域（ｃ）に示されたように、比較例１の光ファイバは、図５中のコア領域Δ１が３．１％であり、クラッド領域が純石英ガラスからなる光ファイバに相当する。
【００３３】
また、図７は、クラッド領域６４の比屈折率差Δ４について、この発明に係る光ファイバ６のＦＯＭ及び非円率の関係を示すグラフである。特に、この図７において、領域（ａ）は、クラッド領域６４の比屈折率差Δ４に対するＦＯＭの関係、領域（ｂ）は、クラッド領域６４に対する非円率の関係、そして、領域（ｃ）は、ＦＯＭの関係から導かれるクラッド領域６４の比屈折率差の上限、及び非円率の関係から導かれるクラッド領域６４の比屈折率差の下限で規定される、クラッド領域６４の比屈折率差の有効範囲がそれぞれ示されている。これらの図から判るように、クラッド領域６４の比屈折率差Δ４は、光ファイバ６のＦＯＭ及び非円率に影響を与える。ＦＯＭは２５０ｐｓ／ｎｍ／ｄＢ以上であるのが好ましく、この点からは、クラッド領域６４の比屈折率差Δ４は−０．１％以下であるのが好ましい。分散補償器に適用される当該光ファイバ６は、パイプ非円率が０．３％の場合、偏波モード分散が０．４ｐｓ／ｋｍ１／２であり、パイプ非円率が０．１３％の場合、偏波モード分散が０．２ｐｓ／ｋｍ１／２であった。したがって、偏波モード分散の低減のため、非円率は０．２％以下であるのが好ましい。この点からは、クラッド領域６４の比屈折率差Δ４は−０．３％以上であるのが好ましい。結局、クラッド領域６４の比屈折率差Δ４は−０．３％以上−０．１％以下であるのが好ましい。
【００３４】
図８は、この発明に係る光ファイバ６について、曲げ損失立上がり波長とカットオフ波長λｃとの関係を示すグラフである。この測定に際し、光ファイバ６は、直径１２０ｍｍで曲げられている。光ファイバ６を曲げると、ある波長（曲げ損失立上がり波長）より長い波長範囲で曲げ損失が増加する。このグラフから判るように、カットオフ波長λｃが長いほど、この曲げ損失立上がり波長は長くなる。Ｃバンドの信号光を伝送する場合、カットオフ波長λｃが１．２μｍ以上であれば、曲げ損失立上がり波長がＣバンドの上限より長く、曲げの影響が小さい。一方、Ｃバンド及びＬバンドを含む波長範囲の信号光をも伝送する場合、カットオフ波長λｃが１．４μｍ以上であれば、曲げ損失立上がり波長がＬバンドの上限より長く、曲げの影響が小さい。
【００３５】
また、ＭＦＤ／λｃで与えられるＭＡＣ値は、しばしば光ファイバの曲げ耐性を表すパラメータとして用いられる。光ファイバをコイル状に巻いた後にモジュール化する場合、Petermann-Iモードフィールド径（ＭＦＤ１）をカットオフ波長λｃで割った“ＭＡＣ１”と、モジュール伝送損失の立上がり波長との間に相関が見られる。図９は、波長１５５０ｎｍにおけるＭＡＣ１と損失立上がり波長との関係を説明するためのグラフである。なお、図９には、直径１２０ｍｍでコイル状に巻かれたモジュールサンプルがプロットされており、特に、記号“○”で示されたモジュールサンプルは、この発明に係る光ファイバのサンプル１〜４が適用されたモジュールサンプルである。この図９からも判るように、ＭＡＣ１が６．３以下であれば、直径１２０ｍｍでコイル状に巻かれたモジュールサンプルの場合、波長１５７０ｎｍ以下での損失立上がりは見られなかった。
【００３６】
図１０は、この発明に係る光ファイバ６について、水素処理前後損失増加量とクラッド領域６４の比屈折率差Δ４との関係を示すグラフである。なお、この図１０には、比較例として、クラッド領域にＦ元素が添加されておらず比屈折率差Δ４が正である光ファイバについても示されている。水素処理前後損失増加量は、波長１３８０ｎｍにおける損失増加量である。このグラフから判るように、クラッド領域にＦ元素が添加されておらず比屈折率差Δ４が正である光ファイバ（比較例）と比較して、クラッド領域６４にＦ元素が添加された光ファイバ６は、線引時の溶融温度を１５０℃程度低くすることができ、ガラス仮想温度が低下するので、損失が低下する。なお、水素雰囲気（Ｈ２１００％、８０℃）に２０時間に亘って曝露した前後の波長１３８０ｎｍ帯における損失の変動差は０．１５ｄＢ／ｋｍ以下であるのが好ましい。
【００３７】
図１１は、この発明に係る光ファイバ６が種々のＤＳＣＲ（波長１５５０ｎｍにおける分散スロープ補償率）でＳＭＦ５に接続されたときのＣバンドにおける残留分散の波長特性を示すグラフである。このグラフでは、波長１５５０ｎｍにおいて残留分散が０となるように光ファイバ６とＳＭＦ５との長さ比が調整されている。また、図１１において、グラフＧ１１１０は、ＤＳＣＲが９０％に設定された光伝送路、グラフＧ１１２０はＤＳＣＲが１００％に設定された光伝送路、グラフＧ１１３０はＤＳＣＲが１１０％に設定された光伝送路、及びグラフＧ１１４０はＤＳＣＲが１２０％に設定された光伝送路の残留分散特性をそれぞれ示す。また、図１２は、この発明に係る光ファイバ６がＳＭＦ５に接続されたときのＤＳＣＲ（波長１５５０ｎｍ）と残留分散幅との関係を示すグラフである。ここで言う残留分散幅とは、Ｃバンド帯における残留分散量の最大値から最小値を引いたものである。波長１５５０ｎｍにおけるＤＳＣＲは１１０±１０％の範囲であるのが好ましい。図１３は、この発明に係る光ファイバ６が種々のＤＳＣＲ（波長１５５０ｎｍ）でＳＭＦ５に接続されたときの、Ｃバンド及びＬバンドを含む波長範囲における残留分散の波長特性を示すグラフである。このグラフでも、波長１５５０ｎｍにおいて残留分散が０となるように光ファイバ６とＳＭＦ５との長さ比が調整されている。また、図１３において、グラフＧ１３１０はＤＳＣＲが９０％に設定された光伝送路、グラフＧ１３２０はＤＳＣＲが１００％に設定されたときの光伝送路、グラフＧ１３３０はＤＳＣＲが１１０％に設定されたときの光伝送路、及びグラフＧ１３４０はＤＳＣＲが１２０％に設定されたときの光伝送路の残留分散特性をそれぞれ示す。分散補償器に適用される光ファイバ６は、波長１５５０ｎｍ付近の波長帯における残留波長分散の波長依存性が下に凸となる形状を示している。
【００３８】
図１４は、光伝送システム１ｂにおける光伝送路４ｂの波長分散特性を示すグラフである。ここでは、ＳＭＦ５の長さは１００ｋｍであり、波長１５６５ｎｍにおいて残留分散が０となるように光ファイバ６、７それぞれの長さ比が調整されている。なお、図１４において、グラフＧ１４１０は波長１５６５ｎｍにおけるＤＳＣＲが９０％に設定されたときの光伝送路４ｂ、グラフＧ１４２０は波長１５６５ｎｍにおけるＤＳＣＲが１００％に設定されたときの光伝送路４ｂ、グラフＧ１４３０は波長１５６５ｎｍにおけるＤＳＣＲが１１０％に設定されたときの光伝送路４ｂ、グラフＧ１４４０は波長１５６５ｎｍにおけるＤＳＣＲが１２０％に設定されたときの光伝走路４ｂの残留分散特性をそれぞれ示す。図１５は、この発明に係る光ファイバ６と光ファイバ７それぞれがＳＭＦ５に接続されたときの残留分散値を纏めた表である。また、図１６は、この発明に係る光ファイバ６と、光ファイバ７それぞれの波長分散特性を示すグラフである。なお、図１６において、グラフＧ１６１０は光ファイバ６、グラフＧ１６２０は光ファイバ７の波長分散特性をそれぞれ示す。この発明に係る光ファイバ６が上述のような特性を有するＳＭＦ５に接続された光伝送路において、波長１５６５ｎｍでの総分散が補償された後の当該光伝送路における波長１．５５μｍ帯での残留分散特性の波長依存性は下に凸の形状を有する。光ファイバ７がＳＭＦ５に接続された光伝送路において、波長１５６５ｎｍでの総分散が補償された後の当該光伝送路における波長１．５５μｍ帯での波長分散特性の波長依存性は上に凸の形状を有する。したがって、ＳＭＦ５、光ファイバ６、光ファイバ７が縦列に接続された光伝送路４ｂでは、総分散量を調整しながらＣ＋Ｌバンドの残留分散を小さくするよう、図６及び図７に示された分散補償光ファイバの長さを調整することで、それぞれの波長１．５５μｍ帯での残留分散特性の波長依存性を補償することができる。その結果、広い波長範囲に亘って従来よりも平均単位分散の大きい分散補償ファイバで補償することが可能になる。例えば、光伝送路４ｂにおける分散補償器として、ＤＣＳＲが９０％の光ファイバ６と、ＤＳＣＲが１０７％の光ファイバ７を適用し、それぞれのファイバ長さを例えば図１５のＤＳＣＲ＝９０％のファイバ長に調整することで１５５０ｎｍから１６１０ｎｍの広帯域に亘って残留分散を０．０３９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍと非常に小さい値にすることができる。
【００３９】
図１７は、この発明に係る光ファイバ６とＳＭＦ５とが融着接続された光伝送路４ａについて、接続損失と光ファイバ６のコア領域６１の比屈折率差Δ１との関係を示すグラフである。光ファイバ６のコア領域６１の比屈折率差Δ１が高いほど、光ファイバ６を伝搬する導波光のパワー分布は、ＳＭＦ５を伝搬する導波光のガウシアン形状のパワー分布と類似していることから、光ファイバ６とＳＭＦ５との接続損失は低くなる。融着接続点を含む一定範囲を加熱してＧｅドーパントを拡散することで、接続損失を容易に低くすることができる。
【００４０】
図１８は、この発明に係る光ファイバ６が分散補償器としてモジュール化された際における該光ファイバ６の諸元を纏めた表である。この図１８の表には、光ファイバ６としてサンプル１（図６中の領域（ａ）参照）とともに、比較例２の光ファイバ（非特許文献１参照）についても示されている。この比較例２の光ファイバと比較すると、サンプル１の光ファイバでは、モジュール損失が約半分になっている。また、サンプル１の光ファイバは、カットオフ波長λｃが１．５５μｍ、モードフィールド径が４．１９μｍであるので、曲げ損失が小さい。そのため、伝送損失及び接続損失から見積られるモジュール損失は当該モジュール自体の損失と略一致している。サンプル１の光ファイバ６のファイバ外径は１００μｍ以上１３０μｍ以下であるのが好ましい。分散調整と、安価な分散補償光ファイバを実現する（クラッド領域が占める割合を少なくする）ことで、プリフォーム単位重量当たりのファイバ長を長くすることができる。
【００４１】
図１９は、この発明に係る光ファイバ６の各サンプル（サンプル１及びサンプル２）と、比較例３それぞれが分散補償モジュールに適用された際の該分散補償モジュールの諸元を纏めた表である。なお、この測定は、図２０に示された分散補償モジュールにおいて行われる。すなわち、測定対象であるサンプル１、２の光ファイバと、比較例３の光ファイバは、分散補償光ファイバ（ＤＣＦ）として、両端にＳＭＦが融着接続された状態で筐体内に収納されている。なお、図２０の分散補償モジュールには、光入出力端としてコネクタＣが取り付けられている。
【００４２】
この図１９の表において、Ｎ２は非線形屈折率、Ａｅｆｆは実効断面積、Ｌｅｆｆは実効ファイバ長を表し、φSPMは自己位相変調に起因した位相シフト量を示す。比較例３の光ファイバと比較して、サンプル１、２の光ファイバは、非線形係数（Ｎ２／Ａｅｆｆ）が大きいので、一見すると比線形性が劣化するように思われるが、波長分散の絶対値が大きいので、分散補償に必要が長さが短くなり、総合的に自己位相変調に起因した位相シフト量φSPMを抑制することができる。
【００４３】
なお、この発明に係る光ファイバ６は、クラッド領域６４にＦ元素が添加されていることにより、このクラッド領域６４が音響モードに対してアンチガイド構造となる。すなわち、音波が伝達されないために光波との干渉が少なくなり、誘導ブリルアン散乱閾値を高くする効果をも有する。
【００４４】
次に、この発明に係る光ファイバ６として、ディプレスト領域６２の外径２ｂとリング領域６３の外径２ｃとの比Ｒｂ（＝２ｂ／２ｃ）が０．７５を超えるサンプル３（０．５５≦Ｒｂ≦０．８５）と、この比Ｒｂが比較的低いサンプル４の諸元を図２１の領域（ａ）及び領域（ｂ）に示す。これらサンプル３、４の光ファイバによっても上述のサンプル１、２の光ファイバと同様の効果が得られる。
【００４５】
なお、図２１の領域（ａ）及び領域（ｂ）に示されたように、サンプル３、４の光ファイバは、コア径が１．８７μｍ、１．９２μｍと小さい光ファイバである。サンプル３の光ファイバにおいて、比Ｒａは０．２３２、比Ｒｂは０．７８１であり、純石英ガラスを基準とした、コア領域６１の比屈折率差Δ１は３．２％、ディプレスト領域６２の比屈折率差Δ２は−０．７％、リング領域６３の比屈折率差Δ３は０．２１％、クラッド領域６４の比屈折率差Δ４は−０．２％である。このとき、サンプル３の光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて、−２８２．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散と、波長１５５０ｎｍにおいて−０．９８ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍの分散スロープと、ＳＭＦ５に対して１００．２のＤＳＣＲと、波長１５５０ｎｍにおいて０．９５ｄＢ／ｋｍの伝送損失と、２ｍのファイバ長において１．３６μｍのカットオフ波長λｃと、２９７．４ｐｓ／ｎｍ／ｄＢのＦＯＭを有する。また、サンプル３の光ファイバは、６．８８μｍのＭＦＤ１と、５．０５のＭＡＣ１を有する。
【００４６】
一方、サンプル４の光ファイバにおいて、比Ｒａは０．２４、比Ｒｂは０．６３７であり、純石英ガラスを基準とした、コア領域６１の比屈折率差Δ１は３．０７％、ディプレスト領域６２の比屈折率差Δ２は−０．７％、リング領域６３の比屈折率差Δ３は０．０４％、クラッド領域６４の比屈折率差Δ４は−０．２％である。このとき、サンプル４の光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて、−２９８．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散と、波長１５５０ｎｍにおいて−１．０４４５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍの分散スロープと、ＳＭＦ５に対して１０２．５のＤＳＣＲと、波長１５５０ｎｍにおいて０．８４ｄＢ／ｋｍの伝送損失と、２ｍのファイバ長において１．４９μｍのカットオフ波長λｃと、３５５．４ｐｓ／ｎｍ／ｄＢのＦＯＭを有する。また、サンプル４の光ファイバは、７．１５μｍのＭＦＤ１と、４．８０のＭＡＣ１を有する。
【００４７】
上述のように、サンプル３、４の光ファイバにおいても、従来よりも大きなＦＯＭが得られる。
【００４８】
以上の本発明の説明から、本発明を様々に変形しうることは明らかである。そのような変形は、本発明の思想および範囲から逸脱するものとは認めることはできず、すべての当業者にとって自明である改良は、以下の請求の範囲に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
この発明に係る光ファイバは、より大きなＦＯＭを備え、光ファイバ伝送路におけるＳＭＦの波長分散を補償する分散補償器への適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】この発明に係る光伝送システムの概略構成を示す図である。
【図２】この発明に係る光ファイバの構造を示す断面図及びその屈折率屈折率プロファイルである。
【図３】この発明に係る光ファイバとは異なる他の分散補償光ファイバの構造を示す断面図及びその屈折率プロファイルである。
【図４】本実施形態に係る光ファイバ６の波長分散とコア領域６１の比屈折率差Δ１との関係を示す図である。
【図５】この発明に係る光ファイバにおいて、ＦＯＭとコア領域の比屈折率差Δ１（純石英ガラスを基準としたコア領域の比屈折率差）との関係を示すグラフである。
【図６】この発明に係る光ファイバとして用意されたサンプル１及びサンプル２それぞれの諸元と、比較例１の諸元を示す表である。
【図７】この発明に係る光ファイバについて、クラッドの比屈折率差Δ４（純石英ガラスを基準としたクラッド領域の比屈折率差）に対するＦＯＭ及び非円率の関係を示すグラフである。
【図８】この発明に係る光ファイバについて、曲げ損失立上がり波長とカットオフ波長λｃとの関係を示すグラフである。
【図９】曲げ損失立上がり波長（ｎｍ）と波長１５５０ｎｍにおけるＭＡＣ１（＝ＭＦＤ１／λｃ）との関係を説明するためのグラフである。
【図１０】この発明に係る光ファイバについて、水素処理前後の損失増加量とクラッド領域の比屈折率差Δ４（純石英ガラスを基準としたクラッド領域の比屈折率差）との関係を示すグラフである。
【図１１】この発明に係る光ファイバがＳＭＦに種々の分散スロープ補償率ＤＳＣＲ（波長１５５５０ｎｍ）で接続されたときのＣバンドにおける残留分散の波長特性を示すグラフである。
【図１２】この発明に係る光ファイバがＳＭＦに接続されたときのＤＳＣＲ（波長１５５０ｎｍ）と残留分散との関係を示すグラフである。
【図１３】この発明に係る光ファイバがＳＭＦに種々のＤＳＣＲで接続されたときのＣバンド及びＬバンドを含む波長範囲における残留分散の波長特性を示すグラフである。
【図１４】この発明に係る光伝送システムにおける光伝送路の波長分散特性を示すグラフである。
【図１５】この発明に係る光ファイバ及び他の光ファイバそれぞれがＳＭＦに接続されたときの残留分散値を纏めた表である。
【図１６】この発明に係る光ファイバ及び他の光ファイバそれぞれの波長分散特性を示すグラフである。
【図１７】この発明に係る光ファイバがＳＭＦに融着接続されたときの接続損失と該光ファイのコア領域比屈折率差Δ１（純石英ガラスを基準としたコア領域の比屈折率差）との関係を示すグラフである。
【図１８】この発明に係る光ファイバが分散補償器としてモジュール化されたときの該光ファイバの諸元を纏めた表である。
【図１９】この発明に係る光ファイバの各サンプル（サンプル１及びサンプル２）と、比較例３それぞれが分散補償モジュールに適用された際の該分散補償モジュールの諸元を纏めた表である。
【図２０】図１９に示された諸特性を得るために用意された分散補償モジュールの構成を示す平面図である。
【図２１】この発明に係る光ファイバとして用意されたサンプル３及びサンプル４それぞれの諸元を纏めた表である
【符号の説明】
【００５１】
１ａ、１ｂ…光伝送システム、２…光送信器、３…光受信器、４…光伝送路、５、６、７…光ファイバ、６１…コア領域、６２…ディプレスト領域、６３…リング領域、６４…クラッド領域。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2007043435.tif 000024
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１２】
2007043435.tif 000025
【国際調査報告】
2007043435.tif 000026
2007043435.tif 000027
2007043435.tif 000028
2007043435.tif 000029