(57)【要約】      （修正有）【課題】使用波長域における低波長分散化と実効コア断面積の拡大とを両立できる低分散光ファイバを提供する。【解決手段】センタコア１の外周側を第１サイドコア２で覆い、該第１サイドコア２の外周側を第２サイドコア３で覆い、該第２サイドコア３の外周側をクラッド５で覆い、センタコア１の最大屈折率をｎ１、第１サイドコア２の最小屈折率をｎ２、第２サイドコア３の最大屈折率をｎ３、クラッド５の屈折率をｎｃとしたとき、ｎ１>ｎ３>ｎｃ>ｎ２と成す。第２サイドコアにドープされているＳｉＯ２の屈折率を上昇させる添加物の光ファイバ径方向の濃度分布は極大部を有し、該極大部の位置を前記第２サイドコアの径方向中心部よりも第１サイドコア側とする。【選択図】図１
2007293351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センタコアの外周側を第１サイドコアで覆い、該第１サイドコアの外周側を第２サイドコアで覆い、該第２サイドコアの外周側をクラッドで覆って形成される分散シフト光ファイバであって、前記センタコアの最大屈折率をｎ１、前記第１サイドコアの最小屈折率をｎ２、前記第２サイドコアの最大屈折率をｎ３、前記クラッドの屈折率をｎｃとしたとき、ｎ１>ｎ３>ｎｃ>ｎ２と成し、前記センタコアの最大屈折率の前記クラッドに対する比屈折率差Δ１が０．４％≦Δ１≦０．７％であり、前記第１サイドコアの最小屈折率の前記クラッドに対する比屈折率差Δ２が−０．３０％≦Δ２≦−０．０５％であり、前記第２サイドコアの最大屈折率の前記クラッドに対する比屈折率差Δ３が０．２％≦Δ３と成し、前記センタコアの直径ａ１と前記第１サイドコアの直径ａ２との比（ａ１／ａ２）が０．４以上０．７以下と成し、前記第２サイドコアの直径ａ３と前記第１サイドコアの直径ａ２との比（ａ３／ａ２）が１．６以下と成し、  前記第２サイドコアにはＳｉＯ２の屈折率を上昇させる添加物がドープされており、該第２サイドコアにドープされている前記添加物の光ファイバ径方向の濃度分布は極大部を有し、該極大部の位置が前記第２サイドコアの径方向中心部よりも第１サイドコア側と成していることを特徴とする低分散光ファイバ。    
【請求項２】
前記クラッドと前記第２サイドコアとの間に前記クラッドよりも屈折率が小さい低屈折率クラッド部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の低分散光ファイバ。    
【請求項３】
波長１４５０ｎｍ〜１６５０ｎｍの波長域に含まれる使用波長域に零分散を有していないことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の低分散光ファイバ。    
【請求項４】
波長１４５０ｎｍ〜１６５０ｎｍの波長域に含まれる任意の３０ｎｍの帯域を有する波長域における分散値の最大値と最小値との偏差が２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の低分散光ファイバ。    
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の低分散光ファイバを含んで構成された光伝送路と、波長１４５０ｎｍ〜１６５０ｎｍの波長域における波長分散勾配が負の分散補償デバイスとを設け、前記波長域における前記光伝送路の正の波長分散勾配を前記分散補償デバイスによって低減する構成としたことを特徴とする低分散光ファイバを用いた光伝送システム。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば波長１．５μｍ帯において波長分割多重光伝送を行なうときに用いる低分散光ファイバおよびその低分散光ファイバを用いた光伝送システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
情報化社会の発展により、通信情報量が飛躍的に増大する傾向にあり、光ファイバ通信における高速大容量化は、必要かつ、不可欠の課題となっている。この高速大容量化へのアプローチとして、Ｅｒ３＋を添加したエルビウム添加光ファイバ（ＥＤＦ）などの希土類添加光ファイバを用いることにより、光信号を光のまま増幅できる光ファイバアンプタイプの光増幅器が開発され、この光ファイバアンプタイプの光増幅器の開発によって信号光の大電力化が急速に発展しつつある。      
【０００３】
また、その一方で、光通信における通信容量の拡大のために、異なる波長を持つ光信号を１本の光ファイバで伝送する波長分割多重光伝送方式による通信の開発が行われており、この波長分割多重光伝送方式を用いた光通信システム（波長分割多重光伝送システム）に前記光ファイバアンプタイプの光増幅器を適用することにより、さらなる通信容量の拡大および長距離伝送の実現化が期待される。      
【０００４】
前記光ファイバアンプタイプの光増幅器の代表例として、上記ＥＤＦを有するＥＤＦＡ（エルビウム添加光ファイバ型アンプ）があり、このＥＤＦＡを用い、例えばＥＤＦＡの利得帯域である波長１．５μｍ帯（波長１５２０ｎｍ〜１６２０ｎｍ）の波長を伝送帯域として上記波長分割多重光伝送を行なうことが検討されている。      
【０００５】
そして、上記波長１．５μｍ帯のうち、特に波長１５５０ｎｍ近傍の波長帯（波長１．５５μｍ帯）を伝送帯域（使用波長域）とした波長分割多重光伝送用の光ファイバとして、従来、図６の（ａ）に示すような階段型の屈折率プロファイルや、同図の（ｂ）に示すようなＷ型の屈折率プロファイルを有する光ファイバが用いられている。      
【０００６】
階段型屈折率プロファイルの光ファイバは、クラッド５より屈折率が大きいセンタコア１の外周側に、センタコア１よりも屈折率が小さく、かつ、クラッド５よりは屈折率が大きい第１サイドコア２を設けて形成されている。一方、Ｗ型屈折率プロファイルの光ファイバは、クラッド５よりも屈折率が大きいセンタコア１の外周側に、クラッド５よりも屈折率が小さい第１サイドコア２を設けて形成されている。      
【０００７】
上記階段型屈折率プロファイルの光ファイバのうち、波長１．５５μｍ近傍に零分散波長を有する光ファイバは分散シフト光ファイバと呼ばれている。この分散シフト光ファイバは、波長１．５５μｍ帯の中心波長である波長１．５５μｍ近傍に零分散波長を有していることから、波長１．５５μｍ近傍における分散による信号光波形の歪みを抑制できる反面、非線形現象の一つである４光波混合の発生が顕著となり、発生した４光波混合光によって信号光の波形に歪みが生じてしまい、高品質の波長分割多重光伝送を実現することができない。      
【０００８】
そこで、上記階段型屈折率プロファイルの光ファイバのうち、零分散波長を波長１．５５μｍ帯からずらした光ファイバも開発されているが、この種の光ファイバは波長１．５５μｍ帯の分散勾配が大きいことが知られており、それゆえ、波長分割多重光伝送での使用波長域内での波長分散偏差（使用波長域における波長分散の最大値と最小値との差）を小さくすることが困難である。したがって、この種の光ファイバを用いた場合、波長分割多重光伝送用として用いる使用波長域を広くすることができない。      
【０００９】
一方、前記Ｗ型屈折率プロファイルの光ファイバは、上記波長分散偏差が小さいため分散フラット光ファイバとして機能するが、上記階段型屈折率プロファイルの光ファイバの実効コア断面積（実効的に光が伝搬する領域：Ａｅｆｆ）が約４５μｍ２であるのに対し、Ｗ型屈折率プロファイルの光ファイバの実効コア断面積が例えば約３０μｍ２であり、実効コア断面積が２／３程度と小さい。このように、実効コア段面積が小さいと、波長分割多重光伝送において、光ファイバ内で生じる非線形現象により伝送信号が劣化してしまうといった問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、図６の（ｃ）に示すようなセグメントコア型の屈折率プロファイルを有する光ファイバにより実効コア断面積を拡大する提案されている。なお、図６の（ｃ）において、１はセンタコア、２は第１サイドコア、３は第２サイドコア、５はクラッドである。しかしながら、この種の光ファイバは、波長１．５μｍ帯の波長分散勾配が大きく、同波長域での波長分散偏差が大きいため、この提案の光ファイバを波長分割多重伝送に適用した場合、波長分散による信号光波形劣化が顕著になってしまうといった問題が生じる。      
【００１１】
また、光ファイバを波長分割多重伝送システムに適用するためには、光ファイバをケーブル化しなければならず、そのためには、光ファイバの曲げや側圧による損失増加を低減できる特性を有するものが求められるので、これらの曲げ特性が良好であることも波長分割多重伝送用の光ファイバには求められる。しかしながら、上記の如く、高品質な波長分割多重伝送システムを実現するために必要な実効コア断面積の拡大と波長分散偏差の低減を両立できる光ファイバは未だ実現されておらず、加えて、上記曲げ損失特性も良好な光ファイバを実現することは困難であった。      
【００１２】
さらに、近年、光増幅器として、ラマン増幅器が実用化されようとしている。ラマン増幅器は従来のＥＤＦＡと比較して増幅可能な波長帯域が拡大し、例えば波長１４５０ｎｍ〜１６５０ｎｍの範囲内の設定波長帯の光信号を増幅することが可能となるが、この波長範囲における光ファイバの検討はまだ進んでいない。      
【００１３】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、例えば使用波長域において、実効コア断面積の拡大と使用波長域における波長分散偏差の低減とを両立することができ、しかも、ケーブル化したときの曲げや側圧による損失増加を低減できる低分散光ファイバおよびその低分散光ファイバを用いた光伝送システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成をもって課題を解決するための手段としている。すなわち、低分散光ファイバの第１の発明は、センタコアの外周側を第１サイドコアで覆い、該第１サイドコアの外周側を第２サイドコアで覆い、該第２サイドコアの外周側をクラッドで覆って形成される分散シフト光ファイバであって、前記センタコアの最大屈折率をｎ１、前記第１サイドコアの最小屈折率をｎ２、前記第２サイドコアの最大屈折率をｎ３、前記クラッドの屈折率をｎｃとしたとき、ｎ１>ｎ３>ｎｃ>ｎ２と成し、前記センタコアの最大屈折率の前記クラッドに対する比屈折率差Δ１が０．４％≦Δ１≦０．７％であり、前記第１サイドコアの最小屈折率の前記クラッドに対する比屈折率差Δ２が−０．３０％≦Δ２≦−０．０
５％であり、前記第２サイドコアの最大屈折率の前記クラッドに対する比屈折率差Δ３が０．２％≦Δ３と成し、前記センタコアの直径ａ１と前記第１サイドコアの直径ａ２との比（ａ１／ａ２）が０．４以上０．７以下と成し、前記第２サイドコアの直径ａ３と前記第１サイドコアの直径ａ２との比（ａ３／ａ２）が１．６以下と成し、前記第２サイドコアにはＳｉＯ２の屈折率を上昇させる添加物がドープされており、該第２サイドコアにドープされている前記添加物の光ファイバ径方向の濃度分布は極大部を有し、該極大部の位置が前記第２サイドコアの径方向中心部よりも第１サイドコア側と成している構成をもって課題を解決する手段としている。      
【００１５】
また、低分散光ファイバの第２の発明は、上記第１の発明の構成に加え、前記クラッドと前記第２サイドコアとの間に前記クラッドよりも屈折率が小さい低屈折率クラッド部が設けられている構成をもって課題を解決する手段としている。      
【００１６】
さらに、低分散光ファイバの第３の発明は、上記第１又は第２の発明の構成に加え、波長１４５０ｎｍ〜１６５０ｎｍの波長域に含まれる使用波長域に零分散を有していない構成をもって課題を解決する手段としている。      
【００１７】
さらに、低分散光ファイバの第４の発明は、上記第１又は第２又は第３の発明の構成に加え、波長１４５０ｎｍ〜１６５０ｎｍの波長域に含まれる任意の３０ｎｍの帯域を有する波長域における分散値の最大値と最小値との偏差が２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である構成をもって課題を解決する手段としている。      
【００１８】
さらに、本発明の光伝送システムは、上記第１乃至第４のいずれか一つの発明の低分散光ファイバを含んで構成された光伝送路と、波長１４５０ｎｍ〜１６５０ｎｍの波長域における波長分散勾配が負の分散補償デバイスとを設け、前記波長域における前記光伝送路の正の波長分散勾配を前記分散補償デバイスによって低減する構成をもって課題を解決する手段としている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の低分散光ファイバによれば、実効コア断面積の拡大と使用波長域における波長分散偏差の低減とを両立することができ、かつ、ケーブル化したときの曲げや側圧による損失増加を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
なお、本明細書において、上記各比屈折率差Δ１、Δ２、Δ３は、以下の式（１）〜（３）により定義している。      
【００２１】
Δ１＝｛（ｎ１２−ｎｃ２）／２ｎｃ２｝×１００・・・・・（１）      
【００２２】
Δ２＝｛（ｎ２２−ｎｃ２）／２ｎｃ２｝×１００・・・・・（２）      
【００２３】
Δ３＝｛（ｎ３２−ｎｃ２）／２ｎｃ２｝×１００・・・・・（３）      
【００２４】
上記構成の本発明の低分散光ファイバは、例えば波長１４５０ｎｍ〜１６５０ｎｍの範囲内の設定波長域において、実効コア断面積の拡大と使用波長域における波長分散偏差の低減とを両立することを第１の目的とし、この第１の目的を達成し、かつ、ケーブル化したときの曲げや側圧による損失増加を低減することができるように、屈折率分布および各コア径の比を最適化したものである。したがって、本発明の低分散光ファイバは、実効コア断面積の拡大と使用波長域における波長分散偏差の低減とを両立し、しかも、ケーブル化したときの曲げや側圧による損失増加を低減することが可能となる（なお、具体的な例については後述する）。      
【００２５】
特に、本発明の低分散光ファイバにおいて、波長１４５０ｎｍ〜１６５０ｎｍの範囲内の使用波長域、例えば波長１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍの波長域に零分散を有していない構成とすると、この波長域において例えば波長分割多重光伝送を行なったときに、４光波混合の発生を抑制できるので非線形現象による波形の歪みが抑制可能となる。なお、上記使用波長域は、波長１４５０ｎｍ〜１６５０ｎｍの範囲内で任意に設定することが可能である。      
【００２６】
さらに、本発明の低分散光ファイバにおいて、上記波長域における分散値の最大値と最小値との偏差を２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下とすると、この波長域において例えば波長分割多重光伝送を行なったときに、波長分散による波形の歪みがより確実に抑制可能となる。      
【００２７】
また、本発明の光伝送システムにおいては、上記低分散光ファイバを含む光伝送路を構成し、しかも、この低分散光ファイバを含む光伝送路の波長１４５０ｎｍ〜１６５０ｎｍの波長域における正の波長分散勾配を分散補償デバイスの負の波長分散勾配により低減することにより、上記波長帯における波長分散勾配を零に近づけ、波長分散の影響をより一層抑制可能とし、高品質な波長分割多重伝送可能な光伝送システムを構築可能とする。      
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明において、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。図１には、本発明に係る低分散光ファイバの第１実施形態例の屈折率プロファイル（屈折率分布構造）が示されている。      
【００２９】
同図に示すように、本実施形態例の低分散光ファイバは、センタコア１の外周側を第１サイドコア２で覆い、該第１サイドコア２の外周側を第２サイドコア３で覆い、該第２サイドコア３の外周側をクラッド５で覆って形成されている。また、前記センタコア１の最大屈折率をｎ１、前記第１サイドコア２の最小屈折率をｎ２、前記第２サイドコア３の最大屈折率をｎ３、前記クラッド５の屈折率をｎｃとしたとき、ｎ１>ｎ３>ｎｃ>ｎ２と成している。      
【００３０】
本実施形態例の最も特徴的なことは、第２サイドコア３の最大屈折率のクラッド５に対する比屈折率差Δ３を０．２％以上として、第２サイドコア３の屈折率の最大値ｎ３をクラッド５の屈折率ｎｃよりも遥かに大きくしたことである。また、本実施形態例において、前記センタコア１の最大屈折率のクラッド５に対する比屈折率差Δ１を０．４％以上０．７％以下（０．４％≦Δ１≦０．７％）とし、前記第１サイドコア２の最小屈折率のクラッド５に対する比屈折率差Δ２を−０．３０％以上−０．０５％以下（−０．３０％≦Δ２≦−０．０５％）としたことも本実施形態例の特徴としている。      
【００３１】
なお、本実施形態例において、前記センタコア１の最大屈折率のクラッド５に対する比屈折率差Δ１を０．４２％以上０．６２％以下（０．４２％≦Δ１≦０．６２％）とし、前記第１サイドコア２の最小屈折率のクラッド５に対する比屈折率差Δ２を−０．２５％以上−０．０５％以下（−０．２５％≦Δ２≦−０．０５％）とすることが望ましい。      
【００３２】
また、本実施形態例において、センタコア１の直径ａ１と第１サイドコア２の直径ａ２との比（ａ１／ａ２）は０．４以上０．７以下、第２サイドコア３の直径ａ３と第１サイドコア２の直径ａ２との比（ａ３／ａ２）は１．６以下と成している。なお、第２サイドコア３の直径ａ３と第１サイドコア２の直径ａ２との比（ａ３／ａ２）は１．５以下であることが望ましい。      
【００３３】
また、本実施形態例の低分散光ファイバにおいて、光ファイバを形成する組成等は特に限定されるものではないが、例えば、上記屈折率プロファイルを有する光ファイバとするために、センタコア１と第２サイドコア３にはＧｅＯ２をドープし、第１サイドコア２にはＦをドープしている。なお、第２サイドコア３にドープされる添加物は、ＧｅＯ２に限らず、ＳｉＯ２の屈折率を上昇させる添加物、例えばＡｌ２Ｏ３などであってもよい。      
【００３４】
前記センタコア１にドープされているＧｅＯ２の光ファイバ径方向の濃度分布は、センタコア１の中心部に極大部を有しており、また、第２サイドコア３にドープされているＧｅＯ２の光ファイバ径方向の濃度分布も第２サイドコア３の径方向中心部に極大部を有している。なお、センタコア１の中心部以外にＧｅＯ２の光ファイバ径方向の濃度分布の極大部を有していてもよい。      
【００３５】
本実施形態例は、屈折率プロファイルおよび、センタコア１と第１サイドコア２と第２サイドコア３のコア径の比を上記のように特定することにより、実効コア断面積の拡大と使用波長域における波長分散偏差の低減とを両立できるようにした。また、本実施形態例の低分散光ファイバは、使用波長域において、曲げによる損失が小さく、ケーブル化した際に良好な特性を得ることができるものである。      
【００３６】
本実施形態例の低分散光ファイバは、具体的には、実効コア断面積を４５μｍ２以上とし、かつ、波長１５３０ｎｍ〜波長１５６０ｎｍにおける分散の絶対値（単位ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）を２以上１２以下として使用波長帯に零分散波長を有しないようにし、さらに、使用波長域における分散勾配を０．０５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下として、使用波長域における分散の最大値と最小値との差（分散偏差）を２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下としている。      
【００３７】
なお、本発明者は、上記屈折率プロファイルおよびコア径比を特定するにあたり、様々な光ファイバを試作又はシミュレーションし、その特性を求めた。その結果、前記比屈折率差Δ１が０．４％未満の場合、実効コア断面積の拡大および波長分散の低勾配化は実現できるものの、光ファイバの曲げ損失が大きくなる傾向にあり、ケーブル化したときに良好な特性を維持することが困難であることが分かった。      
【００３８】
一方、比屈折率差Δ１が０．７％を越えると、波長分散勾配が大きくなり、波長分散偏差が前記階段型屈折率プロファイルの光ファイバよりも大きくなったり、実効コア断面積が階段型屈折率プロファイルの光ファイバ程度になってしまうことが分かった。そこで、前記の如く、比屈折率差Δ１を０．４％以上０．７％以下とした。      
【００３９】
なお、比屈折率差Δ１は、上記範囲内で適宜設定されるものであるが、センタコア１の屈折率プロファイルがα乗プロファイルの場合（屈折率形状が、コアの中心部を中心としたｙ＝−ｘαの曲線形状を呈している場合）、αが大きいときには比屈折率差Δ１を小さめにし、αが小さいときには比屈折率差Δ１を大きめにするとよい。代表的な例として、αが４〜６の場合、比屈折率差Δ１を０．５３％〜０．６０％とすることが好ましい。      
【００４０】
また、比屈折率差Δ２を−０．３０％未満とすると、波長分散勾配が小さくなるものの、実効コア断面積も小さくなってしまい、比屈折率差Δ２を−０．０５％より大きくすると、実効コア断面積が大きくなるものの、波長分散勾配が従来の階段型屈折率プロファイル光ファイバと同程度に大きくなってしまうので、本実施形態例では、前記の如く、比屈折率差Δ２を、−０．３０％≦Δ２≦−０．０５％とした。      
【００４１】
さらに、上記屈折率プロファイルの光ファイバにおいて、センタコア１の直径ａ１と第１サイドコア２の直径ａ２との比（ａ１／ａ２）が小さくなるに従い、波長１４５０ｎｍ〜１６５０ｎｍの波長域で低い曲げ損失を得難くなる傾向があり、また、実効遮断波長が長波長化して光ファイバをシングルモード動作させることが難しくなる傾向がある。そして、前記比（ａ１／ａ２）が０．４未満のときには、波長１４５０ｎｍ〜１６５０ｎｍの波長域における曲げ損失の増大が顕著になり、ケーブルに適さない。      
【００４２】
一方、前記比（ａ１／ａ２）が０．７より大きくなると、波長分散を低分散の値とすることが困難となり、波長１４５０ｎｍ〜１６５０ｎｍの波長域における波長分割多重光伝送に適さなくなる。そこで、本実施形態例では、前記の如く、前記比（ａ１／ａ２）を０．４以上０．７以下とした。      
【００４３】
また、第２サイドコア３の径が大きくなり、第２サイドコア３の直径ａ３と第１サイドコア２の直径ａ２との比（ａ３／ａ２）が１．６を越えると、実効遮断波長が長波長化してしまいシングルモード動作しなくなってしまうことから、本実施形態例では、前記比（ａ３／ａ２）は１．６以下とした。  
【００４４】
本実施形態例は、上記検討に基づいて低分散光ファイバの屈折率プロファイルおよびコア径比を特定したものであるから、実効コア断面積の拡大と使用波長域における波長分散偏差の低減とを両立し、かつ、４光波混合の発生を抑制し、さらに、使用波長帯において、曲げによる損失が小さく、ケーブル化した際に良好な特性を得ることができる。      
【００４５】
例えば、表１には、本実施形態例の具体例として、実施例１〜実施例９における比屈折率差Δ１、Δ２、Δ３および、前記コア径の比（ａ１／ａ２）、（ａ２／ａ３）と、コア径（ａ３）、各実施例１〜９の特性が示されている。なお、表２には、本実施形態例の比較例の特性が示されている。      
【００４６】
【表１】
2007293351.tif 000003
【００４７】
【表２】
2007293351.tif 000004
【００４８】
なお、表１、２において、波長分散と分散勾配と実効コア断面積（Ａｅｆｆ）、曲げ損失の各値は、いずれも波長１５５０ｎｍにおける値である。また、表１には示していないが、実施例１〜９のいずれの光ファイバも、実効遮断波長が波長１４５０ｎｍ〜１６５０ｎｍの範囲内の使用波長域よりも短波長側となっており、シングルモード動作可能と成している。      
【００４９】
特に、実施例８、９では、曲げ損失が１ｄＢ／ｍ以下となり、ケーブル化したときの曲げや側圧による損失増加だけでなく、微小な曲げによる損失の増加を低減することができる。      
【００５０】
また、表２において、比較例１は、図６の（ｂ）に示したＷ型屈折率プロファイルの光ファイバ、比較例２は同図の（ａ）に示した階段型屈折率プロファイルの光ファイバをそれぞれ示している。表２においても、比屈折率差Δ１は、上記実施形態例と同様にして求めたものであり、比屈折率差Δ２は、比較例１については上記実施形態例と同様にして求めた。なお、比較例２について、比屈折率差Δ２は第１サイドコア２の最大屈折率のクラッド５に対する比屈折率差を示すものとし、第１サイドコア２の最大屈折率をｎ２、クラッド５の屈折率をｎｃとして前記式（２）より求めた。      
【００５１】
表１、２に示す特性を比較すると明らかなように、実施例１〜９のいずれにおいても、実効コア断面積は比較例１、２よりも大きく、分散勾配は比較例２よりも小さい。このように、本実施形態例では、実効コア断面積の拡大と使用波長域における波長分散偏差の低減とを両立し、さらに、使用波長域において、光ファイバに２０φの曲げを与えたときの曲げによる損失が２０ｄＢ／ｍ以下で小さく、ケーブル化した際に良好な特性を得られることが確認できた。      
【００５２】
次に、本発明に係る低分散光ファイバの第２実施形態例について説明する。本第２実施形態例の低分散光ファイバの屈折率プロファイルは、図２の（ａ）に示すものであり、本第２実施形態例は上記第１実施形態例とほぼ同様に構成されている。本第２実施形態例が上記第１実施形態例と異なる特徴的なことは、第２サイドコア３の屈折率が最大値となる屈折率極大部を第２サイドコア３の径方向中心部よりも第１サイドコア２側に形成したことである。なお、屈折率極大部は、できる限り第１サイドコア２側にあることが好ましい。      
【００５３】
本第２実施形態例では、上記屈折率プロファイルを達成するために、第２サイドコア３にドープされているＳｉＯ２の屈折率を上昇させる添加物としてのＧｅＯ２の光ファイバ径方向濃度分布の極大部の位置が前記第２サイドコア３の径方向中心部よりも第１サイドコア２側としている。      
【００５４】
本第２実施形態例は以上のように構成されており、本第２実施形態例は、上記屈折率プロファイルを有することから、実効遮断波長を短波長化する効果を奏することができ、確実に使用波長域全域でシングルモード動作できる光ファイバとすることができる。      
【００５５】
例えば、表３には、本第２実施形態例の具体例としての実施例１０の構成および特性が示されており、また、表３には、実施例１０とほぼ同様の構成で、図２の（ｂ）に示すように、第２サイドコア３にドープするＧｅＯ２の濃度分布を光ファイバ径方向にほぼ均一とした試作例１の構成および特性が示されている。      
【００５６】
【表３】
2007293351.tif 000005
【００５７】
さらに、表４には、実施例１０と異なるパラメータを有する光ファイバについて、第２サイドコア３にドープされているＧｅＯ２の光ファイバ径方向濃度分布の極大部の位置を第１サイドコア２側にした実施例としての実施例１１および実施例１２の構成および特性が示されている。なお、表４においては、ＧｅＯ２の光ファイバ径方向濃度分布の極大部の位置を、第１サイドコア２側を０、クラッド５側を１として示している。      
【００５８】
また、表４には、実施例１１および実施例１２とほぼ同様のパラメータを有し、第２サイドコア３にドープされているＧｅＯ２の光ファイバ径方向濃度分布の極大部の位置をクラッド５側にして試作した試作例である試作例２および試作例３の構成および特性が示されている。      
【００５９】
【表４】
2007293351.tif 000006
【００６０】
これらの表から明らかなように、第２サイドコア３にドープするＧｅＯ２の濃度分布の違いによって実効遮断波長が大きく異なっている。      
【００６１】
ここで、表４の例では、曲げ損失を約１ｄＢ／ｍとした場合の諸特性の変化を示しており、第２サイドコア３の屈折率極大部を第２サイドコア３の径方向中心部よりも第１サイドコア２側とすることにより、例えば分散値および分散勾配がわずかに増大する傾向があるが、分散値および分散勾配の値は第２サイドコア３の屈折率極大部を移動させる以外の手法で調整が可能である。たとえば、センタコア１または第１サイドコア２の屈折率などを変化させればよい。      
【００６２】
好ましくは、第２サイドコア３の屈折率極大部の位置を第２サイドコアの幅の１／３よりも第１サイドコア側になるようにすると、分散値や分散勾配の調整効果がある。また、このようにすると、製造性や製造時のばらつきの観点からも良好であった。      
【００６３】
本発明者は、上記比屈折率差Δ１、Δ２、Δ３および、センタコア１の直径ａ１と第１サイドコア２の直径ａ２との比（ａ１／ａ２）、第２サイドコア３の直径ａ３と第１サイドコア２の直径ａ２との比（ａ３／ａ２）を、上記第１実施形態例で特定した範囲内で設定することにより、実効コア断面積をより一層拡大し、かつ、使用波長域における波長分散偏差を低減しようとしたときに、設定値によっては（例えば試作例１のように）実効遮断波長が長波長側になってしまう場合もあることを知った。      
【００６４】
すなわち、一般に、光ファイバに第２サイドコア３を設けることにより実効コア断面積Ａｅｆｆを大きくしようとすると、カットオフ波長が長波長側に移動する。そして、例えば表３の試作例１のように波長１４５０ｎｍ〜１６５０ｎｍの範囲内の使用波長域でシングルモード動作しないような光ファイバとなってしまう場合がある。      
【００６５】
そこで、本発明者は、実効遮断波長を短波長側にしてシングルモード動作可能とするために、様々な検討を行ない、本第２実施形態例のように第２サイドコア３の屈折率分布を例えば図２の（ａ）に示すような分布にすると、実施例１０、実施例１１、実施例１２のように、実効遮断波長を短波長側にして、実効コア断面積の拡大と使用波長域における波長分散偏差の低減をより一層高レベルに実現することができることを見出した。      
【００６６】
すなわち、図２（ａ）および表３、表４に示した実施例１０、実施例１１、実施例１２のように、第２サイドコア３の屈折率極大部を第２サイドコア３の径方向中心部よりも第１サイドコア２側とすることにより、カットオフ波長を短波長側に移動させ、波長１４５０ｎｍ〜１６５０ｎｍの範囲内の使用波長域でシングルモード動作する光ファイバとすることが可能となる。      
【００６７】
この理由を、本発明者は以下のように考察している。すなわち、光ファイバの伝搬モードのうち、ＬＰＯｍ（ｍ＝２、３・・・）あるいはＬＰ１１モードは光ファイバ径方向の広い範囲に電界分布を有するものであるため、第２サイドコア３の屈折率極大部を第２サイドコア３の径方向中心部よりも第１サイドコア２側とすることにより、光ファイバを伝搬する光のＬＰＯ１モードへの影響を小さくとどめながら、上記ＬＰＯｍモードやＬＰ１１モードへの光が伝搬しないようにして、シングルモード動作できるようになる。      
【００６８】
本第２実施形態例は、この検討に基づいて上記の如く構成を特定したものであるから、表３、表４に示したように、上記優れた効果を奏することができる。      
【００６９】
次に、本発明に係る低分散光ファイバの第３実施形態例について説明する。本第３実施形態例の低分散光ファイバの屈折率プロファイルは、図３に示すものであり、本第３実施形態例が上記第１実施形態例と異なる特徴的なことは、クラッド５と第２サイドコア３との間にクラッド５よりも屈折率が小さい低屈折率クラッド部４が設けられていることである。      
【００７０】
本実施形態例は以上のように構成されており、本第３実施形態例の構成を特定するにあたり、本発明者は上記第２実施形態例の構成を特定する際の検討と同様の検討を行なった。本第３実施形態例の構成はこの検討に基づいて特定したものであり、本第３実施形態例も上記第２実施形態例と同様の効果を奏することができる。      
【００７１】
例えば、表５には、本第３実施形態例の具体例としての実施例１３の構成および特性と、該実施例１３とほぼ同様の構成で低屈折率クラッド部４を省略して形成した試作例４の構成および特性が示されており、この表から明らかなように、クラッド５と第２サイドコア３との間に低屈折率クラッド部４を設けることにより、実効遮断波長を短波長側にすることができる。      
【００７２】
【表５】
2007293351.tif 000007
【００７３】
次に、本発明に係る光伝送システムの一実施形態例について説明する。本実施形態例の光伝送システムは、上記第１又は第２又は第３実施形態例の低分散光ファイバを含んで構成された光伝送路と、波長１４５０ｎｍ〜１６５０ｎｍの波長域における波長分散勾配が負の分散補償デバイスとを有し、上記低分散光ファイバを含んで構成された光伝送路の正の波長分散勾配を前記分散補償デバイスによって低減する構成としたことを特徴としている。      
【００７４】
一例として、表１に示した構成および特性を有する実施例７の低分散光ファイバと、負の分散と負の波長分散勾配を有する分散補償デバイスとを接続して光伝送システムを構築した。      
【００７５】
なお、上記分散補償デバイスは、図５の（ａ）に示すような屈折率プロファイルを有し、センタコア１の外周側を第１サイドコア２で覆い、該第１サイドコア２の外周側を第２サイドコア３で覆い、該第２サイドコア３の外周側をクラッド５で覆って形成された分散補償光ファイバである。      
【００７６】
この分散補償光ファイバは、上記第１実施形態例の低分散光ファイバと同様に、前記センタコア１の最大屈折率をｎ１、前記第１サイドコア２の最小屈折率をｎ２、前記第２サイドコア３の最大屈折率をｎ３、前記クラッド５の屈折率をｎｃとしたとき、ｎ１>ｎ３>ｎｃ>ｎ２と成しているが、前記比屈折率差Δ１、Δ２、Δ３の各値が上記低分散光ファイバと異なり、例えばΔ１が約２．８５％、Δ２が約−１％、Δ３が約１．２８％と成している。また、コア径比ａ１／ａ２／ａ３が１／３／３．７程度である。      
【００７７】
また、上記分散補償デバイスは、同図の（ｂ）に示すように、波長１４５０ｎｍ〜１６５０ｎｍの波長域における分散特性が負の分散（例えば波長１５５０ｎｍにおいて、約−１５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下）と負の波長分散勾配（約−２．１８ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ）を有しており、かつ、これらの絶対値が共に大きい。そこで、上記光伝送システムにおいて、実施例７の低分散光ファイバ７の
長さと上記分散補償デバイスの長さの比を９８対２とした。      
【００７８】
この光伝送システムの波長１５３０ｎｍ〜１６００ｎｍの波長域における分散特性が図４の特性線ａに示されている。また、同図の特性線ｂには、上記実施例７の低分散光ファイバ７の波長１５３０ｎｍ〜１６００ｎｍの波長域における分散特性が示されている。      
【００７９】
同図から明らかなように、低分散光ファイバ７に、例えば図５の（ｂ）に示したような、負の波長分散勾配を有する分散補償デバイスを接続して光伝送システムを構築すると、光伝送システム全体における使用波長域（この場合波長１４５０ｎｍ〜１６５０ｎｍの範囲内の波長域）の分散偏差をより一層低減できる。      
【００８０】
また、この光伝送システムに適用する分散補償デバイスは、上記のように負の波長分散勾配の絶対値が大きいデバイスとすると、上記のように、デバイスの長さを短くすることができ、分散特性以外の、非線形特性等に影響を及ぼす割合を小さくし、上記各実施形態例の低分散光ファイバの良好な特性を持つ、高品質の波長分割多重光伝送可能な光伝送システムとすることができる。      
【００８１】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、本発明の光伝送システムは、上記各実施形態例の低分散光ファイバを含んで構成された光伝送路と、使用波長域の波長分散勾配が負の分散補償デバイスとを組み合わせて使用波長域における分散偏差を小さくするものであるから、上記各実施形態例の低分散光ファイバに他の光ファイバ、例えば使用波長域においてシングルモード動作可能な光ファイバを接続した光伝送路を構成してもよい。      
【００８２】
また、適用する分散補償デバイスの構成は特に限定されるものではなく、適宜設定されるものである。ただし、分散補償デバイスを上記のように分散補償光ファイバにより形成すると、デバイスの形成および低分散光ファイバを含んで構成された光伝送路との接続等を行ないやすい。      
【００８３】
また、低分散光ファイバの上記各実施形態例では、センタコア１と第２サイドコア３にＧｅＯ２をドープし、第１サイドコア２にＦをドープしたが、第１サイドコア２にＧｅＯ２とＦをドープし、これらのドープ量を調整することにより、図１から図３に示すような屈折率プロファイルとしてもよいし、その他の組成としてもよく、低分散光ファイバの組成は様々に設定されるものである。      
【００８４】
さらに、低分散光ファイバの上記各実施形態例では、１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍの波長域において零分散を有さない構成としたが、波長１４５０ｎｍ〜１６５０ｎｍの波長域に含まれる使用波長域に零分散を有さない構成とすると、使用波長域において波長分割多重伝送を行なったときの４光波混合の発生を抑制できるために、より広帯域の波長分割多重伝送に適した低分散光ファイバとすることができる。      
【００８５】
本発明の低分散光ファイバによれば、実効コア断面積の拡大と使用波長域における波長分散偏差の低減とを両立することを第１の目的とし、この第１の目的を達成し、かつ、ケーブル化したときの曲げや側圧による損失増加を低減することができるように、屈折率プロファイルおよび各コア径の比を最適化したものであるから、実効コア断面積の拡大と使用波長域における波長分散偏差の低減とを両立し、しかも、ケーブル化したときの曲げや側圧による損失増加を低減することができる。      
【００８６】
また、本発明の低分散光ファイバにおいて、第２サイドコアにはＳｉＯ２の屈折率を上昇させる添加物がドープされており、該第２サイドコアにドープされている前記添加物の光ファイバ径方向の濃度分布は極大部を有して該極大部の位置が前記第２サイドコアの径方向中心部よりも第１サイドコア側と成している構成のものや、クラッドと第２サイドコアとの間に前記クラッドよりも屈折率が小さい低屈折率クラッド部が設けられている構成のものにおいては、実効遮断波長を短波長化することが可能である。      
【００８７】
そのため、この構成によれば、実効コア断面積のより一層の拡大と使用波長域における波長分散偏差のより一層の低減を図り、かつ、シングルモード動作可能な優れた低分散光ファイバとすることができる。      
【００８８】
さらに、第２サイドコアにはＳｉＯ２の屈折率を上昇させる添加物がドープされており、該第２サイドコアにドープされている前記添加物の光ファイバ径方向の濃度分布は極大部を有して該極大部の位置が前記第２サイドコアの径方向中心部よりも第１サイドコア側と成している構成において、前記添加物をＧｅＯ２とすると、従来の光ファイバ製造技術を生かして上記光ファイバを容易に形成することができる。      
【００８９】
さらに、本発明の低分散光ファイバにおいて、波長１５２０ｎｍ〜１６２０ｎｍの波長域に零分散を有していない構成のものによれば、上記いずれかの波長域において例えば波長分割多重光伝送を行なったときに、その波長域における４光波混合の発生を抑制し、非線形現象による波形の歪みを抑制できる。      
【００９０】
さらに、波長１４５０ｎｍ〜１６５０ｎｍの波長域に含まれる任意の３０ｎｍの帯域を有する波長域における分散値の最大値と最小値との偏差を２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下とした構成のものによれば、この波長域において例えば波長分割多重光伝送を行なったときに、波長分散による波形の歪みをより確実に抑制できる。      
【００９１】
さらに、本発明の光伝送システムにおいては、上記低分散光ファイバを含む光伝送路を用い、しかも、この低分散光ファイバを含む光伝送路の波長１４５０ｎｍ〜１６５０ｎｍの波長域における正の波長分散勾配を分散補償デバイスの負の波長分散勾配により低減することにより、上記波長帯における波長分散勾配を零に近づけ、波長分散の影響をより一層抑制できるために、高品質な波長分割多重伝送可能な光伝送システムを構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明に係る低分散光ファイバの第１実施形態例の光ファイバ径方向に対する屈折率分布（横断面上の屈折率分布）を示す要部構成図である。
【図２】本発明に係る低分散光ファイバの第２実施形態例の光ファイバ径方向に対する屈折率分布（ａ）と第２実施形態例の比較のために試作した光ファイバの光ファイバ径方向に対する屈折率分布（ｂ）を示す要部構成図である。
【図３】本発明に係る低分散光ファイバの第３実施形態例の光ファイバ径方向に対する屈折率分布を示す要部構成図である。
【図４】本発明に係る低分散光ファイバを用いた光伝送システムの一実施形態例の分散特性を、この光伝送システムに適用した低分散光ファイバの分散特性と共に示すグラフである。
【図５】上記光伝送システムの一実施形態例に適用した分散補償デバイスの屈折率分布を示す説明図（ａ）と分散特性を示すグラフ（ｂ）である。
【図６】従来波長分割多重光伝送用として提案されている光ファイバの光ファイバ径方向に対する屈折率分布（横断面上の屈折率分布）を示す説明図である。
【符号の説明】
【００９３】
１  センタコア  ２  第１サイドコア  ３  第２サイドコア  ４  低屈折率クラッド部  ５  クラッド 
【図１】
2007293351.tif 000008
【図２】
2007293351.tif 000009
【図３】
2007293351.tif 000010
【図４】
2007293351.tif 000011
【図５】
2007293351.tif 000012
【図６】
2007293351.tif 000013