(57)【要約】相対的に大なる実効面積と低分散勾配を有するシングルモード光導波路ファイバは、中央セグメント、第１環状セグメント及び第２環状セグメントを有するセグメントコアを有する。各コアセグメントの相対屈折率パーセント及び半径は、約０．５３％から約０．９％の範囲内にある中央セグメントの相対屈折率、約−０．２％から約０．１５％の範囲内にある第１環状セグメントの相対屈折率、約０．１％から約０．４％の範囲内にある第２環状セグメントの相対屈折率、約３．１μｍから約５．０μｍの範囲内にある中央セグメントの外側半径、約６．１８μｍから約７．７μｍの範囲内の第２環状セグメントの中心半径となるように選択されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央セグメント、第１環状セグメント及び第２環状セグメントを含み、これらのそれぞれが正の相対屈折率パーセント、内側及び外側半径を有するコア領域と、
前記コア領域と接し且つこれを包囲しており、相対屈折率パーセントを有するクラッド層と、からなるシングルモード光導波路ファイバであって、
前記半径及び前記相対屈折率パーセント及び各々の前記セグメントの前記半径において、
前記中央セグメントの前記相対屈折率が約０．５３％から約０．９％の範囲内から選択され、
前記第１環状セグメントの前記相対屈折率が約−０．２％から約０．１５％の範囲内から選択され、
前記第２環状セグメントの前記相対屈折率が約０．１％から約０．４％の範囲内から選択され、
前記中央セグメントの前記外側半径が約３．１μｍから約５．０μｍの範囲内から選択され、
前記第２環状セグメントの前記中心半径が約６．１８μｍから約７．７μｍの範囲内から選択されていることを特徴とするシングルモード光導波路ファイバ。
【請求項２】
前記相対屈折率及び前記半径は更に約０．０７ｐｓ／ｎｍ２−ｋｍ以下の前記光導波路ファイバ内の分散傾斜を与えるように選択されていることを特徴とする請求項１記載のシングルモード光導波路ファイバ。
【請求項３】
前記相対屈折率及び前記半径は更に約４５μｍ２以上の実効面積を与えるように選択されていることを特徴とする請求項２記載のシングルモード光導波路ファイバ。
【請求項４】
前記相対屈折率及び前記半径は更に約５．０ｐｓ／ｎｍ−ｋｍ以下の１５５０ｎｍでの全分散を与えるように選択されていることを特徴とする請求項３記載のシングルモード光導波路ファイバ。
【請求項５】
前記相対屈折率及び前記半径は更に約０．２５ｄＢ／ｋｍ以下の前記光導波路の減衰を与えるように選択されていることを特徴とする請求項４記載のシングルモード光導波路ファイバ。
【請求項６】
前記相対屈折率及び前記半径は更に約６ｄＢ以下のピン配列曲げ損失を与えるように選択されていることを特徴とする請求項５記載のシングルモード光導波路ファイバ。
【請求項７】
前記相対屈折率及び前記半径は更に約４５μｍ２以上の実効面積を与えるように選択されることを特徴とする請求項１記載のシングルモード光導波路ファイバ。
【請求項８】
前記相対屈折率及び前記半径は更に約５．０ｐｓ／ｎｍ−ｋｍ以下の１５５０ｎｍでの全分散を与えるように選択されていることを特徴とする請求項１記載のシングルモード光導波路ファイバ。
【請求項９】
前記相対屈折率及び前記半径は更に約０．２５ｄＢ／ｋｍ以下の前記光導波路の減衰を与えるように選択されていることを特徴とする請求項１記載のシングルモード光導波路ファイバ。
【請求項１０】
前記相対屈折率及び前記半径は更に約６ｄＢ以下のピン配列曲げ損失を与えるように選択されていることを特徴とする請求項１記載のシングルモード光導波路ファイバ。
【請求項１１】
全てのコアセグメントが正の屈折率を有することを特徴とする請求項１記載のシングルモード光導波路ファイバ。
【請求項１２】
前記クラッド層の前記相対屈折率が０％であることを特徴とする請求項１記載のシングルモード光導波路ファイバ。
【請求項１３】
中央セグメント、第１環状セグメント、第２環状セグメント及び第３環状セグメントを含み、これらのそれぞれが相対屈折率パーセント、内側及び外側半径を有するコア領域と、
前記コアと接し且つこれを包囲しており、相対屈折率パーセントを有するクラッド層と、を含むシングルモード光導波路ファイバであって、
前記半径及び前記相対屈折率パーセント及び各々の前記セグメントの前記半径において、
前記中央セグメントの前記相対屈折率が約０．５３％から約０．９％の範囲内から選択され、
前記第１環状セグメントの前記相対屈折率が約−０．２％から約０．１５％の範囲内から選択され、
前記第２環状セグメントの前記相対屈折率が約０．１％から約０．４％の範囲内から選択され、
前記第３環状セグメントの前記相対屈折率が約−０．２％から約０の範囲内から選択され、
前記中央セグメントの前記外側半径が約３．１μｍから約５．０μｍの範囲内から選択され、
前記第２環状セグメントの前記中心半径が約１１．６９μｍから約１４．３μｍの範囲内から選択され、
前記第２環状セグメントの幅が約０．４３μｍから約５．３μｍの範囲内から選択されていることを特徴とするシングルモード光導波路ファイバ。
【請求項１４】
前記第３環状セグメントの幅は約１５．６８μｍから約１４．２μｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１３記載のシングルモード光導波路。
【請求項１５】
前記相対屈折率及び前記半径は更に約０．０７ｐｓ／ｎｍ２−ｋｍよりも小さい前記光導波路ファイバ内の分散傾斜を与えるように選択されていることを特徴とする請求項１４記載のシングルモード光導波路。
【請求項１６】
前記相対屈折率及び前記半径は更に約４５μｍ２以上の実効面積を与えるように選択されていることを特徴とする請求項１５記載のシングルモード光導波路。
【請求項１７】
前記相対屈折率及び前記半径は更に約５．０ｐｓ／ｎｍ−ｋｍ未満の１５５０ｎｍでの全分散を与えるように選択されていることを特徴とする請求項１６記載のシングルモード光導波路。
【請求項１８】
前記相対屈折率及び前記半径は更に約０．２５ｄＢ／ｋｍ以下の前記導波路ファイバの減衰を与えるように選択されていることを特徴とする請求項１７記載のシングルモード光導波路。
【請求項１９】
前記相対屈折率及び前記半径は更に約６ｄＢ以下のピン配列曲げ損失を与えるように選択されていることを特徴とする請求項１８記載のシングルモード光導波路。
【請求項２０】
前記相対屈折率及び前記半径は更に約４５μｍ２以上の実効面積を与えるように選択されていることを特徴とする請求項１３記載のシングルモード光導波路。
【請求項２１】
前記相対屈折率及び半径は更に約５．０ｐｓ／ｎｍ−ｋｍ未満の１５５０ｎｍでの全分散を与えるように選択されていることを特徴とする請求項１３記載のシングルモード光導波路。
【請求項２２】
前記相対屈折率及び前記半径は更に約０．２５ｄＢ／ｋｍ以下の前記導波路ファイバの減衰を与えるように選択されていることを特徴とする請求項１３記載のシングルモード光導波路。
【請求項２３】
前記相対屈折率及び前記半径は更にピン配列曲げ損失が約６ｄＢ以下であるように選択されていることを特徴とする請求項１３記載のシングルモード光導波路ファイバ。
【請求項２４】
少なくとも２つの隣接しない前記コアセグメントは正の屈折率を有し、且つ、少なくとも２つの隣接しない前記コアセグメントは負の屈折率を有することを特徴とする請求項１３記載のシングルモード光導波路ファイバ。
【請求項２５】
約０．５３％から約０．９％の範囲内にある相対屈折率、及び、約３．１μｍから約５．０μｍの範囲内にある外側半径とを有する中央コアセグメントを形成するステップと、
約−０．２％から約０．１５％の範囲内にある相対屈折率を有する第１環状コアセグメントを形成するステップと、
前記第１環状コアセグメントの周りにあって、約０．１％から約０．４％の範囲内にある相対屈折率、約６．１８μｍから約７．７μｍの範囲内にある中心半径、及び、約０．４μｍから約５．３μｍの範囲内にある幅を有する第２環状コアセグメントを形成するステップと、を含むシングルモード光導波路ファイバの製造方法。
【請求項２６】
約０．５３％から約０．９％の範囲内にある相対屈折率、及び、約３．１μｍから約５．０μｍの範囲内にある外側半径を有する中央コアセグメントを形成するステップと、
前記中央コアセグメントの周りにあって、約−０．２％から約０．１５％の範囲内にある相対屈折率を有する第１環状コアセグメントを形成するステップと、
前記第１環状コアセグメントの周りにあって、約０．１％から約０．４％の範囲内にある相対屈折率、約１１．６９μｍから約１４．３μｍの範囲内にある中心半径及び約０．４μｍから約５．３μｍの範囲内にある幅を有する第２環状コアセグメントを形成するステップと、
前記第２環状コアセグメントの周りにあって、約−０．２％から約０％の範囲内にある相対屈折率を有する第３環状コアセグメントを形成するステップと、を含むシングルモード光導波路ファイバの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本願は，２０００年８月１６日に出願された米国仮特許出願Ｎｏ．６０／２２５，７２８の優先権の利益を請求する。
【発明の属する技術分野】
本発明は通信システム用のシングルモード光導波路ファイバに関し、更に詳細には非線形効果を減じるとともに、曲げ抵抗、低減衰、低分散及び低分散傾斜を共に満たす大なる実効面積を有する導波路ファイバに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光増幅器技術及び高密度波長多重分割通信（ＤＷＤＭ）技術は一般的に多くの通信システム、例えば、首都圏ネットワークの如き長距離間ハイパワー伝送システムに必要とされる。
長距離ハイパワー伝送に関して、ハイパワー及び長距離の定義は特定の通信システムの環境だけにおいて意味を有し、ビットレート、ビットエラー率、多重化スキーム、あるいは光増幅器が特定される。当業者に公知の追加の係数がある。これはハイパワー及び長距離の意味において影響を有する。しかしながら、大くの目的ではハイパワーは約１０ｍＷを超える光パワーである。ある応用においては、１ｍＷ以下のシングル電力レベルでも非線形効果に影響を受け、このようなより低いパワーシステムでは実効面積が重要な考慮事項である。長距離とは電子回路再生機間の距離が１００ｋｍ以上となり得るものである。再生機は光増幅器を利用したリピータと区別される。特に高データ密度システムにおいて、リピータ間隔は再生機間隔の半分未満であり得る。多重伝送に適した導波路を用意するためには全分散はゼロではないが、小さく（低く）なければならず、動作波長の窓に亘って低い傾斜を有していなければならない。
【０００３】
通常、大なる実効面積（Ａｅｆｆ）を有する光導波路ファイバは自己位相変調、四光波混合、相互位相変調及び非線形散乱プロセス（これらはいずれも高パワーシステムにおける信号の劣化を生じさせ得る。）を含む非線形光学効果を減じる。非線形光学効果を制限すると共に、セグメントコアを有する導波路ファイバは一般に大なる実効面積を与えることができる。
【０００４】
これらの非線形効果の数学的な記述はＰ／Ａｅｆｆの比を含む。ここでＰは光パワーである。例えば、非線形光学効果は、ｅｘｐ［Ｐ ｘ Ｌｅｆｆ／Ａｅｆｆ］の項を含む式によって記載され得る。ここでＬｅｆｆは有効スパンである。故に、Ａｅｆｆの増大は光信号の劣化に対する非線形寄与の減少を生じさせる。屈折率分布、相対屈折率及び半径の各々によって特徴づけられる複数セグメントを有するコアは所望の機能特性の多くを満たす。
【０００５】
電子回路信号再生成なしに長距離に亘ってより大なる情報容量を、との通信業界での必要性がシングルモード光ファイバ屈折率分布設計の再評価に至らしめた。この再評価の焦点は、上記した如き非線形効果を減じ、１５５０ｎｍ近傍でより低い減衰動作波長範囲に対して最適化され、光増幅器と互換性を有し、例えば高強度、耐疲労性及び曲げ抵抗性の如き導波路の所望の特性を保持する光導波路を与えることである。
【０００６】
適切な導波路ファイバは、低い線形分散とともに低い減衰をも有しなければならない。加えて、かかる導波路ファイバは多重チャネル伝送に使用される波長分割多重を適応させるために特定の拡張波長範囲に亘ってこれらの特性を示さなければならない。
上記した如く、高密度波長分割多重化技術は例えばマルチメディアファイルやアプリケーションの如き、バンド幅の大きな容量を必要とするシングル伝送の転送を許容するだけではなく、都市エリアネットワークの範囲内で使用され、より多くのチャンネルを１本のファイバ内で動作させ得るバンド幅の増加に対する要求を満足する。ＤＷＤＭ技術はシステム効率を改善してシステムコストを減じるために、ＷＤＭ窓全体に亘って低い有限分散を有する新規なファイバ設計を要求する。
【０００７】
現在、都市エリアネットワークに使用されている標準シングルモードファイバは典型的には１５５０ｎｍ動作窓で約１７ｐｓ／ｎｍ−ｋｍの分散を呈する。したがって、分散補償は２．５Ｇｂ／ｓ若しくはもっと大なるビットレートを有するＷＤＭシステムを必要とされる。分散補償はシステムコストを増加させると共に、減衰ペナルティを生じさせ得る。１３００ｎｍ及び１５５０ｎｍ動作窓で現在利用可能な光ファイバよりも低い分散を呈する光ファイバを設計することが望ましい。
【０００８】
これらは低コストに加えて柔軟性に富むため、製造が比較的容易な分散管理を達成し得る導波路設計が好都合である。本願明細書に記載されている設計は導波路ファイバ長に沿って導波路分散が正と負の値間で全分散を交互に変化する分散管理ストラテジーに良く適している。
本願明細書に充分にあたかも完全に記載されているかのように引用したものとする米国特許第５，７８１，６８４号は大なる実効面積を有するセグメントコア導波路ファイバを開示し、記載する。６８４号特許において開示された導波路ファイバのセグメントコアの特徴はセグメントのうちの少なくとも１つが負又は相対屈折率を有することである。本出願は機能特性の固有の１組を提供するセグメントコア導波路ファイバを開示及び記載する。
【０００９】
【発明の概要】
本発明は拡張動作範囲に亘って実質的に平坦な分散傾斜と共に、比較的大なる実効面積の利益を与えるシングルモード光導波路ファイバの要求を満たす。
本発明はセグメントコアを含むシングルモード光導波路ファイバに関する。各セグメントは屈折率分布、相対屈折率パーセント及び内・外半径によって記載される。光導波路ファイバはコアと接し且つこれを包囲する屈折率分布を有するクラッド層を更に含む。
【００１０】
好適な実施例において、屈折率分布は更に約０．０７ｐｓ／ｎｍ２−ｋｍ未満の分散傾斜を提供するように選択される。更なる実施例は約０．０５７ｐｓ／ｎｍ２−ｋｍ以下の分散傾斜を有する。その一方で、約６ｄＢ未満及び好ましくは０．６８ｄＢ未満のピン配列試験での曲げ誘起損失を維持する。
加えて、０．２５ｄＢ／ｍ未満及び好ましくは０．２０８ｄＢ／ｍ未満の横方向加重曲げによる誘起減衰損失を有する実施例が開示及び記載される。
【００１１】
引用は本発明の好適な実施例を詳細にするであろう。これらの例は添付の図面において示される。本発明のセグメントコア屈折率分布の典型的な実施例は各々の図に示される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の追加の特徴及び利点は以下に続く詳細な説明に記載されるであろう。当業者であれば明細書の記載から明らかになるであろうが、請求項及び添付の図面と共に以下の詳細な説明に記載された本発明を実施することによっても認識されるであろう。
【００１３】
前述の説明は本発明の典型例に過ぎず、実際には請求項によって定義される本発明の性質及び特徴を理解するための概要を提供することを目的とすることを理解されたい。添付の図面は本発明の更なる理解を与えるために含まれて、取り入れられて、本願明細書の一部を構成する。図面は本発明のさまざまな特徴及び本発明の実施例を例示する。これらの説明と共に本発明の原理及び動作の説明を与える。
【００１４】
（定義）
以下の定義は従来技術においても共通して使用される。
−コアセグメントの半径はセグメントを形成する材料の屈折率に関して定義される。特定のセグメントは第１及び最後の屈折率位置を有する。セグメントの第１位置はセンターライン上にある故に、中央セグメントはゼロの内側半径を有する。中央セグメントの外側半径は導波路の中心線から中央セグメントの屈折率の最後の位置まで引き出された半径である。中心線から離れた第１位置を有するセグメントでは導波路中心線からその第１屈折率位置までの半径がそのセグメントの内側半径とされる。同様に、導波路中心線からセグメントの最後の屈折率位置までの半径がそのセグメントの外側半径とされる。
【００１５】
セグメント半径はいくつかの方法で適宜定義され得る。本出願において、半径は以下に詳述されるように、図に従って定義される。屈折率分布を記載するために用いられるセグメント半径及び屈折率の定義は本発明を制限するものではない。定義が本願明細書において与えられるが、モデル計算を実行する際にはこれらの定義が絶えず使用されなければならない。以下の表に記載されたモデル計算は図においてラベルを付された幾何学的図形を用いてなされ、以下の詳細な説明に記載される。
− 実効面積は一般に以下の如く定義される、
Ａｅｆｆ＝２π（∫Ｅ２ｒｄｒ）２／（∫Ｅ４ｒｄｒ）
ここで、積分範囲は０から∞、Ｅは伝播光に関連する電界である。
− モードフィールド直径ＤｍｆはＰｅｔｅｒｍａｎ ＩＩ法を用いて計算される。
ここで、
２ｗ＝Ｄｍｆ
ｗ２＝（２∫Ｅ２ｒｄｒ／［∫ｄＥ／ｄｒ］２ｒｄｒ）
積分範囲は０から∞である。
− ここで使用される如くセグメントの相対屈折率Δ％は以下の式、
Δ％＝１００×（ｎｉ−ｎｃ）／ｎｃ
によって表される。ここで、ｎｉはｉで示される屈折率分布セグメントの最大屈折率、参照屈折率ｎｃはクラッド層の最小屈折率である。セグメントの全ての点は関連した相対屈折率を有する。最大相対屈折率は概形が公知のセグメントを特徴づけるために適宜用いられる。
−屈折率分布又は単に分布の術語はコアの選択されたセグメントに亘るΔ％又は屈折率と半径との間の関係である。
−アルファ（α）分布の術語は以下の式によって表現し得る屈折率分布を参照する。
【００１６】
ｎ（ｒ）＝ｎ０（１−Δ［ｒ／ａ］α）
ここでｒはコア半径、Δは上記した定義に従い、ａは分布セグメントの終点、α分布の始点でのｒの値は分布セグメントの始点位置と一致するように選択され、αは分布形状を定義する指数である。他の屈折率分布はステップ屈折率、台形屈折率及び丸めステップ屈折率を含む。ここで、「丸め」は通常急激な屈折率変化領域にドーパントを拡散させることによるものである。
−全分散は導波路分散及び材料分散の代数合計として定義される。全分散は従来技術においてはクロマチック分散とも称される。全分散の単位はｐｓ／ｎｍ−ｋｍである。
−屈折率分布は一般に、形状において異なる関連した実効屈折率プロファイルを有する。導波路特性を変化させることなくその関連した屈折率分布のために、実効屈折率分布は置換されてもよい。
− 導波路ファイバの曲げ抵抗性は規定された試験条件下で誘起された減衰として表される。本願明細書において参照される曲げ試験は曲げに対する導波路ファイバの相対的な抵抗性を比較するために用いられるピン配列曲げ試験である。この試験を行うために、まず実質的に誘起される曲げ損失が無い状態で導波路ファイバの減衰損失を測定する。導波路ファイバをピン配列の間に蛇行して張り巡らせて再度、減衰が測定される。曲げによって誘起される損失は２回の測定された減衰値の間の差である。ピン配列は平坦な表面上に１列に配置されて固定された一組１０個の円筒ピンである。ピン間隔は中心と中心の間隔で５ｍｍであって、ピン直径は０．６７ｍｍである。この試験の間、充分な張力が与えられて、ピンとファイバとが接するようにピン表面の一部分に沿うようにして蛇行して織り込まれた導波路ファイバを形成する。
【００１７】
本願明細書において記載及び開示されるセグメントコア光導波路は一般にセグメント化されたコアを有する。各セグメントは屈折率分布、相対屈折率パーセントΔｉ％及び外側半径ｒｉによって記載される。ｒ及びΔの添え字ｉは特定のセグメントを参照する。このセグメントは導波路長軸中心線を含む最も奥のセグメントから開始して１からｎの通し番号をつけられる。ｎｃの屈折率を有するクラッド層がコアを包囲する。
【００１８】
コアの各セグメントの半径、相対屈折率パーセント及び屈折率分布は
１５５０ｎｍで０．２５ｄＢ／ｋｍ以下の減衰；
１５３０ｎｍよりも短いゼロ分散波長；
約０．０７ｐｓ／ｎｍ２−ｋｍ未満の分散傾斜；
１５５０ｎｍで４５μｍ２よりも大なる実効面積；
約１３００μｍ未満のケーブル化された形態でのファイバのカットオフ波長；
を与えるように選択される。本出願の新規なセグメントコア設計は上記した要求される特性を呈する。
【００１９】
他のコア屈折率分布の概形が導波路半径に対する相対屈折率パーセントを示す図１において図示される。図１は３つの離散的なセグメントを示しているが、要求される特性は３つ以上のセグメントを有するコアを形成することでも満足され得ることが理解される。しかしながら、より少ないセグメントを有する実施例のほうが通常、製造容易であって好適である。
【００２０】
新規な導波路ファイバの屈折率分布構成特性はコアセグメント７０、７２及び７４（図１）によって図示され、これは実施例１において議論される。各セグメントと関連する屈折率分布は要求される導波路ファイバ特性を与えるコア設計を達成するように調整され得る。
図２及び３は新規な導波路ファイバコア設計の実施例を示す。図２に図示された導波路ファイバはコアセグメント９０、９２及び９４を含む。図３に図示された導波路ファイバはコアセグメント１１０、１１２及び１１４を含む。これらの実施例の各々と関連する特性は実施例２及び３において議論される。
【００２１】
図４は新規な導波路ファイバコア設計の他の実施例を例示する。この場合、コアには第１セグメント１３０、第２セグメント１３２、第３セグメント１３４及び第４セグメント１３６が与えられる。第４実施例と関連する特性は実施例４において議論される。
図１乃至４の各図において実線７６、９６、１１７及び１３８はセグメントのΔ％の特性を計算するために使用されるクラッドの屈折率を表示することに注目されたい。更に、図１乃至４のステップ分布の角の丸めは中心線屈折率低下７９、９９、１１９及び１３９と同様に導波路ファイバの製造中にドーパントを拡散することによっても良い。この種の拡散では例えばドーピングステップにおいて補償が可能であるが、必要でない場合もある。
【００２２】
（実施例１）
図１の線図は３つのセグメント７０、７２及び７４と内側クラッド７６を有する新規な導波路コアの実施例である。中央コア若しくは第１セグメント７０は約０．６６７％から約０．８１５％の範囲内にあって、より好ましくは約０．７４１％の相対屈折率Δ１％、約３．２９９μｍから約４．０３２μｍの範囲内にあって、より好ましくは約３．６６５の外側半径（ｒ１）８０を有する。第１環状セグメント又は第２セグメント７２は約０．０２３％から約０．０２８％の範囲内の相対屈折率Δ２％を有し、より好ましくは約０．０２５％である。中央セグメント７０の外側半径（ｒ１）８０は第１環状セグメント７２の内側半径でもある。この表記法は実施例及び対応する図の全てにおいて必ず使用される。故に、半径ｒ１は中央セグメント及び第１環状セグメントの交点である。この場合、交点位置は実線７１によって表された中央セグメント７０の屈折率分布の外挿して垂下した部分と、屈折率分布の最も負の位置（複数あってもよい）を通る軸として定義される水平軸７３の交点として定義される。
【００２３】
第１環状セグメント７２の外側半径（ｒ２）８２は約５．８５μｍから約７．１５μｍの範囲内にあって、より好ましくは６．５μｍであって、ファイバ中心線から第２環状セグメント７４の立ち上がり部分の最大相対屈折率の半値位置から引き出される縦線までを計測される。半値最大点は参照屈折率としてクラッド層を使用して決定される。故に、クラッド層の相対屈折率はゼロである。例えば、図１において、第２環状セグメントは約０．３％の相対屈折率Δ３％を有し、すなわちクラッド層のΔ％＝０を参照すると、絶対値は約０．３％である。破線の縦線７５はΔ３％の絶対値の半分である０．１５％の位置から引き出される。第２環状セグメントの中心半径８４は約６．３μｍから約７．７μｍの範囲内にあって、より好ましくは７．０μｍである。第２環状セグメントの外側半径（ｒ３）８６は約６．９３μｍから約８．４７μｍの範囲内にあって、より好ましくは７．５μｍである。第２環状セグメント７４の幅は約０．９μｍから約１．１μｍの範囲内にあって、より好ましくは約１．０μｍである。内側クラッドの相対屈折率Δｃ％は約０．１％である。
【００２４】
コンピュータモデルを使用して計算される図１の導波路ファイバの特性が表１において与えられる。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
この実施例では実効面積は約５５μｍ２、ピン配列曲げ損失は約２．９８ｄＢ／ｋｍ、及び、得られる導波路の減衰は約０．１８６ｄＢ／ｋｍである。
（実施例２）
中央コアすなわち第１セグメント９０、第１環状すなわち第２セグメント９２、第２環状すなわち第３セグメント９４を含む３つのセグメントを有する新規な導波路コアの他のバリエーションが図２に示される。この実施例ではいずれのコアセグメントも正の相対屈折率を有する。より具体的には中央コアセグメント９０は約０．７２２％から約０．８８２％の範囲内の正の相対屈折率Δ１％を有し、より好ましくは０．８０２％であって、第１環状セグメント９２は約０．０５２％から約０．０６４％の範囲内の正の相対屈折率Δ２％を有し、より好ましくは０．０５８％である。第２環状セグメント９４は約０．２４０％から約０．２９４％、より好ましくは０．２６７％の範囲内の正の相対屈折率Δ３％を有する。内側クラッド９６は０％の相対屈折率Δｃ％を有する。第３実施例のコアセグメントの半径は上記した表記法に従って算出される。中央コア９０は約３．１５９μｍから約３．８６１μｍの範囲内にあって、より好ましくは約３．５１０μｍの外側半径（ｒ１）１１０を有する。第１環状セグメント９２は約５．７８３μｍから約７．０６８μｍの範囲内にあって、より好ましくは６．４２５μｍの外側半径（ｒ２）１１２を有する。第２環状セグメント９４は約６．１８３μｍから約７．５５７μｍの範囲内にあって、より好ましくは６．８７０μｍの中心半径１１４、約６．５８４μｍから約８．０４７μｍの範囲内にあって、より好ましくは８．０４７μｍの外側半径（ｒ２）１１６を有する。
【００２７】
表２には図２の屈折率分布の算出された特性が記載されている。
【００２８】
【表２】
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【００２９】
この実施例２において、実効面積は約５１μｍ２、ピン配列曲げ損失は約０．６８ｄＢ／ｋｍ、横方向加重曲げ損失は約０．０９７ｄＢ／ｍである。
（実施例３）
新規な３セグメント導波路コアの他のバリエーションは中央コア若しくは第１セグメント１１１、第１環状若しくは第２セグメント１１３及び第２環状若しくは第３セグメント１１５を含む。この実施例ではすべてのコアセグメントが正の相対屈折率を有する。より具体的には中央コアセグメント１１１は約０．７１６％から約０．８７６％の範囲内にあって、より好ましくは約０．７９６％の正の相対屈折率Δ１％を有し、第１環状セグメント１１３は約０．０１８％から約０．０２２％の範囲内にあって、より好ましくは約０．０２０％の正の相対屈折率Δ２％を有し、及び、第２環状セグメント１１５は約０．２６５％から約０．３２３％の範囲内にあって、より好ましくは約０．２９４％の正の相対屈折率Δ３％を有する。内側クラッド１１７は０％の相対屈折率Δｃ％を有する。
【００３０】
第３実施例のコアセグメントの半径は上記した表記法に従って算出される。中央コア１１１は約３．３７５μｍから約４．１２５μｍの範囲内にあって、より好ましくは約３．７５０μｍの外側半径（ｒ１）１２０を有する。第１環状セグメント１１３は約６．９９４μｍから８．５４８μｍの範囲内にあって、より好ましくは約７．７７１μｍの外側半径（ｒ２）１２２を有する。第２環状セグメント１１５は約７．３８μｍから約７．７μｍの範囲内の中心半径１２４、及び、約７．７６６μｍから約９．４４２μｍの範囲内にあって、より好ましくは約８．６２９μｍの外側半径（ｒ２）１２６を有する。
【００３１】
表３には図３の屈折率分布の算出された特性が記載されている。
【００３２】
【表３】
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【００３３】
この実施例３において、実効面積は約４７．４μｍ２、ピン配列曲げ損失は約０．８３ｄＢ／ｋｍ、横方向加重曲げ損失は約０．０７４ｄＢ／ｍである。
（実施例４）
新規な導波路コアの他の実施例は中央セグメント１３０、第２セグメント若しくは第１環状セグメント１３２、第３セグメント若しくは第２環状セグメント１３４、及び、第４セグメント若しくは第３環状セグメント１３６を含む４つのセグメントを有し、これは図４に示される。この実施例では中央セグメント１３０及び第２環状セグメント１３４の各々はそれぞれ正の相対屈折率Δ１％及びΔ３％を有し、第１環状セグメント１３２及び第３環状セグメント１３６の各々はそれぞれ負の相対屈折率Δ２％及びΔ４％を有する。より具体的には中央セグメント１３０は約０．５３１％から約０．６４９％の範囲内にあって、より好ましくは約０．５９０％の相対屈折率Δ１％を有し、第１環状セグメント１３２は約−０．０８３％から約−０．０６８％の範囲内にあって、より好ましくは約−０．０７５％の相対屈折率Δ２％を有し、第２環状セグメント１３４は約０．１９０％から約０．２３２％の範囲内にあって、より好ましくは約０．２１１％の相対屈折率Δ３％を有し、及び、第３環状セグメント１３６は約−０．１１％から約−０．０９％の範囲内にあって、より好ましくは約−０．１％の相対屈折率を有する。内側クラッドは０％の屈折率Δｃ％を有する。
【００３４】
中央セグメント１３０の半径（ｒ１）１４０は約３．６８２μｍから約４．５００μｍの範囲内にあって、より好ましくは約４．０９１μｍである。第１環状セグメント１３２の外側半径（ｒ２）１４２は約１０．３８２μｍから約１２．６９０μｍの範囲内にあって、より好ましくは１１．５３６μｍである。第２環状セグメント１３４の中心半径１４４は約１１．６９１μｍから約１４．２８９μｍの範囲内にあって、より好ましくは約１２．９９０μｍ、第２環状セグメント１３４の外側半径（ｒ３）１４４は約１３．０００μｍから約１５．８８８μｍの範囲内にあって、より好ましくは約１４．４４４μｍである。複数の環状セグメントを有する分布では、最外環状セグメントは、セグメントの幾何学中心の中心線から引かれた半径（ｒ４）１４８によって特徴づけられる。幾何学中心は、最外環状セグメントと境を接する屈折率分布の半値相対屈折率位置から引かれた水平線１５２及び１５４の距離１５０を半分に分けることによって決定される。上記した如く、絶対値（大きさ）は最も負のΔ％によって定義される水平線から測定される。距離１５０は第３環状セグメントの幅である。実施例４において、第３環状セグメントの外側半径（ｒ４）１４８は約１５．６８７μｍから約１９．１７３μｍの範囲内にあって、より好ましくは１７．４３μｍである。
【００３５】
表４には図４の屈折率分布から算出された特性が記載されている。
【００３６】
【表４】
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【００３７】
この実施例では、実効面積は５５．５μｍ２、ピン配列曲げ損失は３．４ｄＢ／ｋｍ、及び、横方向曲げ損失は約０．１１４ｄＢ／ｋｍである。
図１乃至４の分布は、表１乃至４に記載された類似の特性を示す分布のグループのメンバーである。図１乃至４及びこれに実質的に類似した関数パラメータを有する屈折率分布のグループは、それぞれ、約０．５３％から約０．９％の中央セグメントΔ１％の範囲内にあって、約−０．２％から約０．１５％の第１環状セグメントΔ２％の範囲内にあって、約０．１％から約０．４％の第２環状セグメントΔ３％の範囲内にあって、及び、約−０．２％から約０％の第３環状セグメントΔ４％の範囲内にある相対屈折率を有する。このグループに対応する半径は、約３．１μｍから約５．０μｍの範囲内の中央セグメント外側半径（ｒ１）、約６．１８μｍから約７．７μｍの範囲内の第２環状セグメントの中心半径、約１１．６９１μｍから約１４．２８９μｍの範囲内の第２環状セグメントの中心半径のそれぞれの範囲内にある。第２環状セグメントの幅は約０．４３μｍから約５．３μｍの範囲内である。これらの半径は約２５μｍから約４０μｍの範囲内にある内側クラッド半径に更に対応する。
【００３８】
本発明によって製造されるファイバの屈折率及び断面分布は当業者に公知の製造方法を使用して達成され得る。
添付の請求項によって限定された本発明の本来の精神と範囲から逸脱することなく、様々な修正と応用とが当事者により為されえることを理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
３−セグメントコアとすべてのコアセグメントの各々において正の相対屈折率を有する光導波路の導波路ファイバ屈折率分布の図である。
【図２】
３−セグメントコアとすべてのコアセグメントの各々において正の相対屈折率を有する光導波路の導波路ファイバ屈折率分布の図である。
【図３】
３−セグメントコアとすべてのコアセグメントの各々において正の相対屈折率を有する光導波路の導波路ファイバ屈折率分布の図である。
【図４】
４−セグメントコアと第１及び第３環状セグメントにおいて負の相対屈折率を有する光導波路の導波路ファイバ屈折率分布の図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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