(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア部の屈折率プロファイルが３層構造のみからなり、コア部中心のセンタコアの比屈折率差△１が０．３０％〜０．６５％、その外側の第１サイドコアの比屈折率差△２が−０．０５％〜−０．２０％以下、その外側の第２サイドコアの比屈折率差△３が０．２５％〜０．３５％であり、
センタコア、第１サイドコア、第２サイドコアの径が０．３０〜０．７０：１：１．１〜１．９の比で構成されており、
波長１５５０ｎｍにおける分散スロープが０．０５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下で、かつ波長１５５０ｎｍにおける有効コア断面積（Ａｅｆｆ）が６０μｍ２以上であり、波長１５５０ｎｍにおける分散値が５〜８．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであることを特徴とする波長多重伝送用光ファイバ。
【請求項２】
波長１５５０ｎｍの２０ｍｍφでの曲げ光伝送損失が２０ｄＢ／ｍ以下で、且つ２２ｍでのカットオフ波長が１５３０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の波長多重伝送用光ファイバ。
【請求項３】
波長１５５０ｎｍにおける光伝送損失が０．２５ｄＢ／ｋｍ以下で、かつ波長１５５０ｎｍ帯における偏波モード分散（ＰＭＤ）が０．１０ｐｓ／ｋｍ１／２以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の波長多重伝送用光ファイバ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光通信、及び光通信等に用いられる波長多重伝送用光ファイバに係わるものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、光増幅器の技術進歩により、エルビュームドープ光ファイバ（EDF）を用いて、例えば1530nm〜1620nm(C-Band、L-Band)の波長範囲の光信号を、波長平坦にして光増幅出来る様になっており、このような広い波長範囲を用いた広帯域の波長多重（WDM）伝送も、実用に入ろうとしている。
【０００３】
また、増幅形式も、かつてのEDF増幅技術に留まらず、ポンプ波長の選択により、任意の波長範囲(1.55μm帯では、ポンプ光の概ね100nm長波長側)を増幅可能なラマン増幅形式が注目されている。
さらに、最近では、1460nm〜1530nmのS-Bandも伝送に使おうという試みがなされている。
【０００４】
しかしながら、上記のような増幅技術が存在しても、その波長範囲の光信号や励起光が相互干渉を起こすことなく伝送できる光ファイバが存在しなければ、WDM伝送を実現することが出来ない。
【０００５】
従来、陸上伝送路用に用いられる光ファイバとして、様々なタイプの非零分散シフト光ファイバ（NZ-DSF）が開発されてきた。
上記NZ-DSFは、波長1550nmにおいて、4〜14ps/nm/km程度の分散値を有しており、波長多重（WDM）伝送時に零分散波長付近で顕著に起こる四光波混合（FWM）現象を抑制することができる。
【０００６】
この従来提案された代表的なNZ-DSF、及び最近提案されたNZ-DSFとシングルモード光ファイバ（SMF）との間に分散値を有する中間分散伝送路(MDF)の特性を、表1に示す。（例えば特許文献１〜３）
【０００７】
【表１】
0004028409.tif 000002
【０００８】
上記において、タイプ０１から０３のものはNZ-DSFのものであり、タイプ０４から０６のものは、MDFのもので、測定波長が1550nmのときの値である。
【０００９】
図３は、表１に対応した従来の各種NZ-DSFの1550nmにおける分散値と分散スロープから直線近似した分散特性を示す特性図である。厳密には、屈折率プロファイルの変化によって、直線近似できない波長変化を持つが、概ねの特性を論ずる場合には、問題ないと思われる。
【００１０】
系列１、２の様な光ファイバでは、信号帯、またはラマン励起帯に零分散波長が存在する為、FWM現象の発生が懸念される。よって、分散値を5ps/nm/km以上にし、かつ分散スロープを系列2と同レベルの0.05ps/nm2/km以下にすることが、FWMを抑制し、伝送帯域を拡大するという観点から望ましい。
【００１１】
系列3の様な光ファイバは、信号帯、またはラマン励起帯に零分散波長が存在しないことから、FWM抑制の観点からは望ましいが、Aeffが45μm2程度と小さいものである。長距離伝送の実績がある従来のSMFのAeffは、1310nmでも60μm2以上あるので、Aeffは60?μm2以上あることが、長距離化という観点から望ましい。
【００１２】
系列４〜６の光ファイバは、分散値が大きいことから、信号帯でのFWM抑制という観点からは、望ましい特性となっているが、励起波長帯を考えると系列４はC-Band励起帯、系列５、６はS-Band励起帯に、それぞれ零分散波長帯があり、励起光のFWM現象を引き起こす事が予想される。零分散波長帯をこれよりも短波長側にシフトさせるために、1.55μm帯の分散値を上げるという手もあるが、L-Bandの分散値がSMF以上に大きくなって、高速伝送の障害となるため、14ps/nm/km以上にするのは、余り好ましくない。よって、このような光ファイバにおいても、分散スロープを0.05ps/nm2/km以下に下げることが有効である。
【００１３】
【特許文献１】
再表０１−００１１７９号公報（優先権：特願平11-181453号、特願2001-507130号）
【特許文献２】
再表０１−０１４９１７号公報（優先権：特願平11-234767号、特願平11-364609号、特願2001-519219号）
【特許文献３】
特開２００２−１６２５２９号公報（特願2000-361390号）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のいずれのNZ-DSF及びMDFも、分散スロープが0.05ps/nm2/km以上であるか、あるいは、0.05ps/nm2/km以下のものは有効コア断面積（Aeff）が60μm2以下になってしまう、という課題があった。
なお、上記以外に、従来、代表的な光ファイバとして、従来からSMFが提案されているが、このSMFもやはり、分散スロープが0.05ps/nm2/km以上と大きく、また、分散値が大きい為、高速伝送に適さないという課題があった。
【００１５】
仮に、分散スロープを0.05ps/nm2/km以下、かつAeffを60μm2以上にしようとすると、光ファイバ長22ｍ時におけるカットオフ波長λccが1520nm以上に増大してしまったり、20mmφでの曲げ光伝送損失が20dB/m以上と増大してしまうと言う問題があった。よって、その両者を両立するNZ-DSF、あるいはMDFは、今まで提案されていなかった。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような状況を鑑み、WDM伝送に適した低非線形伝送路を提供する事である。
そのための本願の発明は、コア部の屈折率プロファイルが３層構造のみからなり、コア部中心のセンタコアの比屈折率差△１が０．３０％〜０．６５％、その外側の第１サイドコアの比屈折率差△２が−０．０５％〜−０．２０％以下、その外側の第２サイドコアの比屈折率差△３が０．２５％〜０．３５％であり、
センタコア、第１サイドコア、第２サイドコアの径が０．３０〜０．７０：１：１．１〜１．９の比で構成されており、
波長１５５０ｎｍにおける分散スロープが０．０５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下で、かつ波長１５５０ｎｍにおける有効コア断面積（Ａｅｆｆ）が６０μｍ２以上であり、波長１５５０ｎｍにおける分散値が５〜８．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
分散値が大きく、分散スロープが小さいことは、分散補償光ファイバ（DSCF）と接続したときに、補償がしやすい、と言う点でもメリットがある。ただし、使用条件によっては、分散値が多少小さくても伝送可能な場合もあるので、分散値5ps/nm/km以上が好ましい。
【００２５】
しかし、いくら分散値を5〜8.5ps/nm/kmに設定し、分散スロープを0.05ps/nm2/km以下、Aeffを60μm2以上にしても、カットオフ波長が使用波長よりも長いと、信号帯でマルチモードとなり、信号帯域でのモード分散を引き起こす。そこで、実効的なカットオフ波長として、光ファイバ長22mでのカットオフ波長が1530nm以下である(S-Band使用時には1460nm以下のラマン増幅を考慮した場合には、さらに100nm程度、短波長側にある)事が望ましい。
【００２６】
上記のような条件を満たしても、20mmφの曲げ光伝送損失が大きいと、ケーブル化などで光伝送損失増加など、深刻な問題を引き起こす可能性がある。よって、曲げ光伝送損失増加を抑制するために、従来実績のある20mmφで20dB/m以下にする事が重要である。
【００２７】
さらに、高速伝送に対応するために、偏波モード分散(PMD)が0.10ps/nm1/2以下であること、入力パワーを強くすることなく、伝送距離を伸ばすために1550nmにおける光伝送損失が0.25dB/km以下であること、という条件を満たすことが望ましい。
【００２８】
本発明者はあらゆるプロファイルの検討を行ったが、クラッドに対するセンタコアの比屈折率差△1が0.30%以下の時は、他のパラメータを最適化しても、分散値を14ps/nm/km以下にするのが不可能であることが分かった。
【００２９】
一方、△1が0.65%以上の時は、他のパラメータを最適化しても、Aeffが60?μm2以上と分散スロープ0.05ps/nm2/km以下を両立することが不可能であることが分かった。また、△1が大きいことは、光伝送損失やPMD等の△1に大きく依存する特性が劣化しやすいと言う点でも、デメリットがある。
よって、△1は0.30%以上0.65%以下であることが望ましい。
【００３０】
図１は、本発明の一実施形態を示す屈折率プロファイル図である。図において、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、４はクラッドを示す。本実施形態はW-Seg型プロファイルを示すものである。
【００３１】
このW-Seg型プロファイルにおいて、△1を0.45%、△3を0.30%としながら、センターコア１の直径を２ａ、第１サイドコア２の直径を２ｂ、第２サイドコア３の直径を２ｃとしたときのa:b:cを0.55:1.0:1.25とした場合に、△2の値によって、分散スロープの特性がどの様に変化するかを示したのが、図２である。この際、各コアの径を曲げ光伝送損失が一定(20mmφで5dB/m)となる条件で変化させて、シミュレーションを行った。
【００３２】
この結果、図２に示すように、Δ２が−０．１３５±０．００５％の非常にわずかな領域ながら、Aeffが60μm2以上でかつ分散スロープが0.05ps/nm2/kmを満たす領域が存在することが分かった。
【００３３】
このような形で、あらゆるパラメータに関して、最適化を行った。
例えば、W-Seg型プロファイルの場合は、あらゆる最適化を行うと、△2が-0.05%から-0.20%、△3が0.25%から0.35%、a/bが0.3から0.7、c/bが1.1から1.9の範囲で、全ての特性を満たすことが可能であることが分かった。
【００３５】
本発明は、低分散スロープであることにより広帯域WDM伝送が可能であり、更に、Aeffが60μm2以上であることにより、非線形現象を抑制でき、長距離伝送が可能な新しいタイプのNZ-DSFの構築が可能となった。
【００３６】
【実施例】
以下、実施例により今回の発明の有効性を確認する。
まず、W-Seg型でのシミュレーションで得られた良好な結果を以下に示す。ただし、曲げ光伝送損失を、20mmφで5dB/mを維持するという条件で設計を行っている。
△1が0.44%と低いので、光伝送損失やPMDの値も小さくなることが期待出来る。
【００３７】
【表２】
0004028409.tif 000003
【００３８】
上記のプロファイルで試作を行った。試作は、気相軸付法（VAD法）にて光ファイバ母材を製造することにより行った。表２中で「コア径」は、図１における２ｃの大きさを意味する。
本試作により得られた光ファイバの特性を表3に示す。
【００３９】
【表３】
0004028409.tif 000004
【００４０】
分散特性や、Aeffだけでなく、光伝送損失やPMDに良好な特性が確認できた。
さらに、カットオフ波長λcは光ファイバ長2mで1400nm、光ファイバ長22mでは1350nm以下であった。
【００４１】
よって、分散スロープを0.05ps/nm2/km以下、Aeffを60μm2以上にした光ファイバが、ある一定の分散値で、λcや曲げ光伝送損失等の特性を損なうことなく、低光伝送損失、低PMDで実現できることを確認できた。
【００４２】
【効果】
本発明は、上述のように、コア部の屈折率プロファイルが３層構造のみからなり、コア部中心のセンタコアの比屈折率差△１が０．３０％〜０．６５％、その外側の第１サイドコアの比屈折率差△２が−０．０５％〜−０．２０％以下、その外側の第２サイドコアの比屈折率差△３が０．２５％〜０．３５％であり、
センタコア、第１サイドコア、第２サイドコアの径が０．３０〜０．７０：１：１．１〜１．９の比で構成されており、
波長１５５０ｎｍにおける分散スロープが０．０５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下で、かつ波長１５５０ｎｍにおける有効コア断面積（Ａｅｆｆ）が６０μｍ２以上であり、波長１５５０ｎｍにおける分散値が５〜８．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであることを特徴とする。このため、長距離の波長多重伝伝送に適した光ファイバを提供することができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態を図示した屈折率プロファイル図。
【図２】  第１サイドコアの比屈折率を変化させたときの分散スロープを示す特性図。
【図３】  1550nmの分散値と分散スロープから直線近似して示した各種NZ-DSFの分散特性図
【図１】
0004028409.tif 000005
【図２】
0004028409.tif 000006
【図３】
0004028409.tif 000007