(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半径ｒ１を有する中央ファイバコアと、それぞれ外径ｒ２と外径ａを有し、ａ＞ｒ２である２つの内部ファイバクラッド層と、外部ファイバクラッド層とを備え、ファイバの屈折率プロファイルｎ（ｒ）はファイバ径ｒの関数として一定ではなく、外部ファイバクラッド層、即ちｒ＞ａの領域は、Δ（ｒ）＝１／２（ｎ（ｒ）２／ｎｃ２−１）であって、Δ（ｒ）≒０を保持し、ｎｃが前記外部ファイバクラッド層の屈折率である相対屈折率プロファイルΔ（ｒ）を有する、光伝送経路における波長分割多重動作（ＷＤＭ）に対して低分散を有するシングルモード光ファイバにおいて、
前記ファイバの相対屈折率プロファイルΔ（ｒ）（ただし、Δ（ｒ）＝１／２（ｎ（ｒ）２／ｎｃ２−１））に加えて、半径ｒ１、ｒ２、ａに対して、次の条件が保持されることにより、１４００〜１７００ｎｍの波長範囲において、前記ファイバが−１．６〜＋３．７ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の分散値を有することを特徴とするシングルモード光ファイバ。
（ａ）８．０μｍ≦ａ≦１６μｍ、０．１５≦ｒ１／ａ≦０．４、かつ、０．６５≦ｒ２／ａ≦０．８５、
（ｂ）前記ファイバコア、即ちｒ≦ｒ１において、Δ０≧Δ（ｒ）≧０（ただし、３．５×１０−３≦Δ０≦６．０×１０−３）、
（ｃ）第１内部ファイバクラッド層、即ち、ｒ１≦ｒ≦ｒ２において、０≧Δ（ｒ）≧Δ１（ただし、−２．０×１０−３≦Δ１≦０．６×１０−３）、
（ｄ）第２内部ファイバクラッド層、即ち、ｒ２＜ｒ≦ａにおいて、Δ２≧Δ（ｒ）≧０（ただし、１．０×１０−３≦Δ２≦２．０×１０−３）。
【請求項２】
前記半径ｒ１が２．５μｍ≦ｒ１≦５．５μｍであることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ。
【請求項３】
前記半径ｒ２が８μｍ≦ｒ２≦１２μｍであることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ。
【請求項４】
前記半径ａが９μｍ≦ａ≦１５μｍであることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ。
【請求項５】
前記Δ１が−１．２×１０−３≦Δ１≦−０．６×１０−３であることを特徴とする請求項１または４に記載の光ファイバ。
【請求項６】
前記ファイバコアの領域において、前記屈折率プロファイルが矩形、三角形、台形、または、放物線上の形状を有し、Δ（ｒ）が少なくとも前記ファイバの中央点の近傍（ｒ≒０）に対して、最大相対値Δ０を呈することを特徴とする請求項１、４、または、５に記載の光ファイバ。
【請求項７】
前記ファイバコアの領域において、前記屈折率プロファイルは矩形であり、その場合、
（ａ）３．７×１０−３≦Δ０≦４．６×１０−３、
（ｂ）−１．８×１０−３≦Δ１≦−１．４×１０−３、
（ｃ）１．６×１０−３≦Δ２≦１．９×１０−３、そして、
（ｄ）９．４μｍ≦ａ≦１１．４μｍ、
であることを特徴とする請求項１または５に記載の光ファイバ。
【請求項８】
前記ファイバコアの領域において、前記屈折率プロファイルは三角形であり、その場合、
（ａ）４．７×１０−３≦Δ０≦５．８×１０−３、
（ｂ）−１．０×１０−３≦Δ１≦−０．８×１０−３、
（ｃ）１．１×１０−３≦Δ２≦１．４×１０−３、そして、
（ｄ）１２．９μｍ≦ａ≦１４．９μｍ、
であることを特徴とする請求項１または５に記載の光ファイバ。
【請求項９】
前記ファイバコアの領域において、前記屈折率プロファイルは放物線プロファイルであり、その場合、
（ａ）３．９×１０−３≦Δ０≦４．８×１０−３、
（ｂ）−１．１×１０−３≦Δ１≦−０．９×１０−３、
（ｃ）１．３×１０−３≦Δ２≦１．７×１０−３、そして、
（ｄ）１２．０μｍ≦ａ≦１４．０μｍ、
であることを特徴とする請求項１または５に記載の光ファイバ。
【請求項１０】
前記第１内部ファイバクラッド層の前記相対屈折率Δ（ｒ）は一定であり、そして前記第２内部クラッド層の前記相対屈折率Δ（ｒ）は一定であることを特徴とする請求項１または５に記載の光ファイバ。
【請求項１１】
前記ファイバは、その大部分が、前記コアおよび前記クラッド層の屈折率を増加または減少させるためにゲルマニウムまたはフッ素によりドープされたシリカガラスよりなることを特徴とする請求項１または５に記載の光ファイバ。
【請求項１２】
Δ０≒４．１６×１０−３、Δ１≒−１．５９×１０−３、Δ２≒１．７５×１０−３、ａ≒１０．４μｍ、ｒ１／ａ≒０．３、そして、ｒ２／ａ≒０．８であることを特徴とする請求項７記載の光ファイバ。
【請求項１３】
Δ０≒５．３１×１０−３、Δ１≒−０．９×１０−３、Δ２≒１．２５×１０−３、ａ≒１３．９μｍ、ｒ１／ａ≒０．３、そして、ｒ２／ａ≒０．８であることを特徴とする請求項８に記載の光ファイバ。
【請求項１４】
Δ０≒４．３４×１０−３、Δ１≒−１．０３×１０−３、Δ２≒１．５×１０−３、ａ≒１３．０μｍ、ｒ１／ａ≒０．３、及びｒ２／ａ≒０．８であることを特徴とする請求項９に記載の光ファイバ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中央ファイバコアと、少なくとも２つの内部ファイバクラッド層と、外部ファイバクラッド層（３重クラッドファイバ）とを有し、ファイバの屈折率プロファイルｎ（ｒ）がファイバ径ｒの関数として一定ではない、光伝送経路における波長分割多重動作（ＷＤＭ）に対して低分散を有するシングルモード光ファイバに関する。
【０００２】
【従来の技術】
シングルモードファイバ上での更に一層大きなデータレートの伝送を可能にするために、波長分割多重法（ＷＤＭ）が益々重要性を増している。光伝送経路のＷＤＭ通信においては、Δλのスペクトルバンド幅を有する８０〜１００に上るチャネルが１本のファイバ上を伝送される。所定長の１本のファイバ上を伝送できるチャネル数は、使用される波長におけるファイバの減衰（損失）および分散により本質的に制限を受ける。また、伝送品質を確保するために必要なチャネル間隔は、ファイバが伝送のための十分に大きいスペクトル幅を有する必要があることを意味する。
【０００３】
電話通信会社の光ネットワークに敷設されたガラスファイバケーブルは、ファイバコアとファイバクラッドよりなるオールシリカ光ファイバを含む。オールシリカファイバの最小減衰は、第３光窓にあり、従って、約１５５０ｎｍのスペクトル領域にある。この波長領域においては、特定の経路（線路）区の後の伝送信号を再生成する光ネットワークで使用される、例えばエルビウムドープドファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）のような、高出力の光増幅器もまた利用できる。これらの理由から、現在使用されているＷＤＭシステムは第３光窓用と考えられる。
【０００４】
予め敷設されたガラスファイバの場合には、分散の問題が存在する。通常の標準ファイバの場合、ゼロか、あるいは、非常に微小な光信号の分散が生じるゼロ分散波長λ0は、λ0＝１３１０ｎｍである。これは、略λ0の波長で伝送される信号は、歪まないか、かすかに歪むのみであり、特に、パルス幅は維持されることを意味するが、この範囲での減衰は、第３光窓におけるよりも大きい。標準ファイバの場合の波長分散（chromatic dispersion）Ｄ（λ）は実質的に波長従属性であり、λ＝１５５０ｎｍに対しては、１６〜１７．５ｐｓ／（ｋｍ×ｎｍ）になる。約１５５０ｎｍの波長を有する光信号が伝送される場合、分散によりパルス幅が拡大される。この効果は、高伝送能力に対する障害となる。１６〜１７．５ｐｓ／（ｋｍ×ｎｍ）の波長分散は、超高ビットレートシステムにおいては、余りに大きすぎる。
【０００５】
しかしながら、配置された（敷設された）標準ファイバの第３光窓での使用を可能にするためには、相当の支出を伴う分散の補償を行うことが必要となる。この点、例えば、１５５０ｎｍにおいて極めて高い負の分散Ｄ＝−１００ｐｓ／（ｋｍ×ｎｍ）を示す、米国特許５，５６８，５８３のような分散補償ファイバが知られている。これらの分散特性は、ファイバコアの屈折率を上昇させ、シリカよりなる外部ファイバクラッドの屈折率に対して第１クラッド層の屈折率を減少させることにより達成される。実用に際しては、補償ファイバ上を伝播中に正の分散により分離した（引き離された）信号が、負の分散により再度圧縮される（再構築される）ように、分散補償ファイバは、標準ファイバに接合される。絶対値において高い値の分散が、補償ファイバ長を最小に保つためには必要である。
【０００６】
第３光窓用に、約１５５０ｎｍのゼロ分散波長を有する特殊な分散シフト（ＤＳ）ファイバを使用することもまた、知られている。この種のＤＳファイバは、例えば米国特許５，６７５，６８８により知られている。原理においては、分散補償ファイバと比較して、特定の屈折率プロファイルの使用を通してゼロ波長がシフトする。
【０００７】
しかし、これらＤＳファイバは、ＷＤＭ通信での使用に際して、決定的な問題を有している。事実、分散曲線Ｄ（λ）は、略λ0＝１５５０ｎｍにおいて波長軸に交差するが、標準的なファイバの分散曲線との比較では、より高い波長値Ｄにシフトしたに過ぎない。したがって、１５５０ｎｍ近傍において分散曲線は、急峻な上昇角度、即ち、約０．０９ｐｓ／ｋｍ×ｎｍ2程度の急峻な傾斜角度Ｓ（λ0）を有する。このことは、１３００ｎｍの標準的なファイバにも同様に共通に適用される。このことは、λ0と異なるλ値に対して、λ0との間隔（相違）に概ね線形に増加する相当に大きい分散値を見込まなければならないことを意味する。これは、もちろん、使用できるＷＤＭスペクトルを制限する深刻な問題であり、克服する必要がある。ＤＳファイバの第２の問題は、ファイバの実効表面積Ａeffが比較的小さいこと、即ち、（コア中の）モードフィールド径ＭＦＤ（Ｐｅｔｅｒｍａｎｎ  ＩＩ）およびＭＦＤeffが小さいことである。これらは、ファイバの非線型屈折率（カー定数）、従って、伝送品質を低下させる非線型効果（ブリユアンおよびラマン散乱）を上昇させる。
【０００８】
更に、第３光窓における分散の問題を克服するために、標準的なファイバの代替として光単一モードファイバが開発されている。関連するスペクトル領域において、単一モードファイバは、低損失（低減衰）とともに、低波長分散の特性を示す。ＡＴ＆Ｔネットワークシステムズの会社事業説明書「ＴｒｕｅＷａｖｅ（商標）シングルモードファイバ」から、モードフィールド径４．２μｍの場合、約１５４０〜１５６０ｎｍの波長に対して、０．８≦Ｄ≦４．６ｐｓ／ｋｍ×ｎｍの波長分散Ｄを示すファイバが知られている。質的には、屈折率プロファイルｎ（ｒ）は、広いプラットフォーム上に三角形が乗った三角コアであって、プラットフォームの高さが三角の高さの約１／１０となるプロファイルを示す。シリカガラスの値ｎ＝１．４５７３（外部クラッド領域）に対しては、ｎ＝１．４５７３をゼロ水準と見れば、正のｎ（ｒ）値のみが生じうる。例えば、フッ素の導入などによる屈折率レベルの低減は見送られることになる。
【０００９】
分散シフトファイバは、欧州特許出願公開第０  ８５１  ２４５号公報によっても知られている。約１５５０ｎｍの波長に対して、１．０〜４．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの分散値、０．１３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ未満の分散曲線勾配、少なくとも７０μｍ２の実行表面を示す。ファイバのコアは、更にそれぞれが異なる屈折率レベルを有する４つの層に分割される。ファイバコアに隣接するのは、外部ファイバクラッド層である。このように、これは、４重クラッドファイバである。平坦な分散曲線（０．０３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ）の少なくとも４つのレベルを有する他の４重クラッドファイバがＷＯ９７／３３１８８により知られている。所望の光学特性を達成するために、内部コアレベルは、外部クラッドレベルの基準屈折率と比較して、実質的に増大している必要がある。この意味で、４つの層を収容するためには、厳密な半径公差が観測される必要がある。わずか数ミクロンの範囲内でプロファイルが相当程度変化する場合に、恒常的に厳密な半径公差を有する屈折率プロファイルを形成することは困難である。製造には、プラズマＣＶＤプロセスが適合している。プラズマＣＶＤプロセスは、この種の精密な層構造の正確な堆積を可能にする。このプロセスは、多額の支出を必要とする。
【００１０】
第３光窓における使用できるスペクトルは、約１５１０〜１５７０ｎｍである、使用される光増幅器（ＥＤＦＡ）の動作スペクトル範囲により制限される。しかし、ガラスファイバは、一度敷設されると長期間利用可能でなければならないため、将来の技術開発を予測し、使用できるファイバの動作範囲を、例えば１４００〜１７００ｎｍなど、より高く設定することが必要である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、技術的に単純かつ低製造コストのファイバプロファイルを有し、好ましくは１４００〜１７００ｎｍの使用できる動作範囲と、正規に大きい実効表面またはモードフィールド径と、考慮されるスペクトル範囲において可能な限り平坦であり、約３．７〜５ｐｓ／ｋｍ×ｎｍの最大値を有するＤ（λ）値を呈する分散特性Ｄ（λ）とを備え、それぞれが異なる屈折率レベルを有する複数の層を具備する、超高ビットレート伝送システムで使用されるシングルモードＷＤＭファイバを利用可能にすることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、半径ｒ1を有する中央ファイバコアと、それぞれ外径ｒ2と外径ａを有し、ａ＞ｒ2である２つの内部ファイバクラッド層と、外部ファイバクラッド層とを備え、ファイバの屈折率プロファイルｎ（ｒ）はファイバ径ｒの関数として一定ではなく、外部ファイバクラッド層、即ちｒ＞ａの領域は、Δ（ｒ）＝１／２（ｎ（ｒ）2／ｎc2−１）であって、Δ（ｒ）≒０を保持し、ｎcが一定の基準屈折率である相対屈折率プロファイルΔ（ｒ）を有する、光伝送経路における波長分割多重動作（WDM）に対して低分散を有するシングルモード光ファイバにおいて、
ファイバの相対屈折率プロファイルΔ（ｒ）（ただし、Δ（ｒ）＝１／２（ｎ（ｒ）2／ｎc2−１））に加えて、半径ｒ1、ｒ2、ａに対して、次の条件が保持されることにより、１４００〜１７００ｎｍの波長範囲において、前記ファイバが−１．６〜＋３．７ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の分散値を有することを特徴とするシングルモード光ファイバにより達成される。
（ａ）８．０μｍ≦ａ≦１６μｍ、０．１５≦ｒ1／ａ≦０．４、かつ、０．６５≦ｒ2／ａ≦０．８５、
（ｂ）ファイバコア、即ちｒ≦ｒ1において、Δ0≧Δ（ｒ）≧０が保持される。ただし、３．５×１０-3≦Δ0≦６．０×１０-3、
（ｃ）第１内部ファイバクラッド層、即ち、ｒ1≦ｒ≦ｒ2において、０≧Δ（ｒ）≧Δ1が保持される。ただし、−２．０×１０-3≦Δ1≦０．６×１０-3、
（ｄ）第２内部ファイバクラッド層、即ち、ｒ2＜ｒ≦ａにおいて、Δ2≧Δ（ｒ）≧０が保持される。ただし、１．０×１０-3≦Δ2≦２．０×１０-3。
【００１３】
ここで生じる如く、屈折率差が小さい場合、Δ（ｒ）＝１／２（ｎ（ｒ）2／ｎc2−１））で定義される相対屈折率は、Δ（ｒ）≒（ｎ（ｒ）−ｎc）／ｎcであるから、近似的に、クラッド層の屈折率から見た屈折率の絶対変化ｎ（ｒ）−ｎcを示す。
【００１４】
第１内部クラッド層は、ファイバコアに直接接触しており、第２内部クラッド層に囲まれる。層の連続は、ｎcの基準屈折率を有する外部ファイバクラッド層で終了する。最も単純なケースでは、本発明に従うファイバは、３層クラッドファイバである。
【００１５】
ファイバコアは、αプロファイル（Δ（ｒ）＝Δ0（１−ｒα）、ただし、α＝１．．．６）、または、台形プロファイルを有し、または、定屈折率（矩形プロファイル）を有する。残りの層の屈折率は、一定であることが好ましい。この種の３層クラッドファイバは、通常の製造法も使用でき、簡単かつ低コストに製造することができる。
【００１６】
半径ｒ1は、好ましくは、２．５μｍと５．５μｍの間、特に好ましくは、３．５μｍ≦ｒ1≦４．５μｍである。半径ｒ2については、８μｍ〜１２μｍの間の値、好ましくは、９μｍ≦ｒ2≦１１μｍを選択すべきである。半径ａについては、好ましくは、９μｍ≦ａ≦１５μｍを保持する。
【００１７】
本発明の他の好ましい実施形態では、−１．２×１０-3≦Δ1≦−０．６×１０-3が保持される。
【００１９】
実施が特に容易な、即ち、ｒ＜ｒ1である、コアのプロファイル形状は、矩形プロファイルである。この条件では、ｒ＜ｒ1に対するコア屈折率の絶対値および相対値は、概ね一定であり、ｒ≒ｒ1の範囲で、第１内部クラッド層の値まで減少する。３つのクラッド層も同様に、上述の範囲で変動する一定の屈折率を有することが好ましい。
【００２０】
他の特に好ましい特定の実施形態において、矩形プロファイルのファイバコアを有するファイバに対して、次のパラメータが選択される。
（ａ）３．７×１０-3≦Δ0≦４．６×１０-3、好ましくは、Δ0≒４．１６×１０-3、
（ｂ）−１．８×１０-3≦Δ1≦−１．４×１０-3、好ましくは、Δ1≒−１．５９×１０-3、
（ｃ）１．６×１０-3≦Δ2≦１．９×１０-3、好ましくは、Δ2≒−１．７５×１０-3、
（ｄ）９．４μｍ≦ａ≦１１．４μｍ、好ましくは、ａ≒１０．４μｍ、０．１５≦ｒ1／ａ≦０．４、好ましくは、ｒ1／ａ≒０．３、０．６５≦ｒ2／ａ≦０．８５、好ましくは、ｒ2／ａ≒０．８。
【００２１】
コアプロファイルの他の好ましい形態は、Δ（ｒ）がファイバの中央部で最大の相対屈折率、従って、絶対屈折率Δ0をも呈し、ｒ≒ｒ1に至るまで第１内部クラッド層の値まで線形に減少する三角プロファイルである。これに隣接するのは、好ましくは、順に、それぞれΔ1、Δ2、Δ3＝０の一定の屈折率を有するクラッド層である。
【００２２】
他の特に好ましい特定の実施形態においては、コアが三角プロファイルであるファイバに対して次のパラメータが選定される。
（ａ）４．７×１０-3≦Δ0≦５．８×１０-3、好ましくは、Δ0≒５．３１×１０-3
（ｂ）−１．０×１０-3≦Δ1≦−０．８×１０-3、好ましくは、Δ1≒−０．９×１０-3、
（ｃ）１．１×１０-3≦Δ2≦１．４×１０-3、好ましくは、Δ2≒−１．２５×１０-3、
（ｄ）１２．９μｍ≦ａ≦１４．９μｍ、好ましくは、ａ≒１３．９μｍ、０．１５≦ｒ1／ａ≦０．４、好ましくは、ｒ1／ａ≒０．３、０．６５≦ｒ2／ａ≦０．８５、好ましくは、ｒ2／ａ≒０．８。
【００２３】
コアプロファイルの他の好ましい形態は、ファイバの中央部近傍（近辺）で相対屈折率、従って、絶対屈折率の最大値Δ0をも呈し、Δ（ｒ）がｒ≒ｒ1に至るまで、第１内部クラッド層の値まで概ね放物線的に減少する、相対屈折率または絶対屈折率値の放物線プロファイルである。これに隣接するのは、好ましくは、順に、Δ1、Δ2または０の定屈折率を有するクラッド層である。相互間での屈折率の遷移が連続的（段差がない）である場合には、機械的なテンションが殆ど発生しない。この理由により、放物線プロファイルのファイバは、ある条件で、矩形プロファイルよりも安定している。
【００２４】
他の特に好ましいある実施形態では、ファイバコアが放物線プロファイルを有するファイバに次のパラメータが適用される。
（ａ）３．９×１０-3≦Δ0≦４．８×１０-3、好ましくは、Δ0≒４．３４×１０-3
（ｂ）−１．１×１０-3≦Δ1≦−０．９×１０-3、好ましくは、Δ1≒−１．０３×１０-3、
（ｃ）１．３×１０-3≦Δ2≦１．７×１０-3、好ましくは、Δ2≒−１．５×１０-3、
（ｄ）１２．０μｍ≦ａ≦１４．０μｍ、好ましくは、ａ≒１３．０μｍ、０．１５≦ｒ1／ａ≦０．４、好ましくは、ｒ1／ａ≒０．３、０．６５≦ｒ2／ａ≦０．８５、好ましくは、ｒ2／ａ≒０．８。
【００２５】
プロファイルの仕様は、理論的な設定入力値として理解するべきである。実際には、一般に屈折率の急激な段差（鋭い不連続）を正確に実施することは不可能であり、むしろ、理論プロファイルの全ての角部は滑らかとなる。屈折率特性は、実際には、理論的には一定のｎ（ｒ）も波型の（うねった）特性を有するように、薄層の堆積により形成される。従って、上記の説明は、目標設計値に言及したものである。更に、例えば、ｒ＝０において、理論的には矩形のコアプロファイルもミドルディップと呼ばれる屈折率の傾斜、即ち、単に矩形で近似しうるに過ぎない屈折率特性を有する。しかし、ミドルディップは、改良された製造工程技術により回避することができる。
【００２６】
上述したプロファイルは、従来の改良型化学気相成長法（ＭＣＶＤ）を用いて形成することができる。
【００２７】
本発明に従うファイバは、１４００ｎｍ〜１７００ｎｍの波長に対して、波長分散Ｄが−１．６〜３．７ｐｓ／（ｎｍ  ｋｍ）の間の範囲、従って、標準的なオールシリカファイバよりも低い値にある。ファイバを慎重に製造すれば、単純な構造で比較的広いフィールド径によっても、０．５ｐｓ／ｋｍ1/2未満の小さい（低い）偏波モード分散値（ＰＭＤ）が確保される。
【００２８】
ファイバは、好ましくはその大部分が、コアおよびクラッド層中の屈折率を上昇させ、または、減少させるために、好ましくは、ゲルマニウムやフッ素などの適切な材料をドープしたシリカガラスにより形成される。屈折率差を達成するためのコアのドーピングは、通常の範囲内で行われるため、現在の標準値よりも高いＷＤＭファイバの減衰値を予測する必要はない。
【００２９】
更に、本発明におけるコア径、特に、ファイバの実効径Ｗeffは、標準的なファイバの対応する値と同程度である。これらの値が偏波モード分散および非線型効果の値を決定するため、非線型ケラー係数と同様、ＰＭＤも、標準ファイバの値と同程度である。
【００３０】
本発明に従うファイバが使用された場合、標準的な光ファイバに比較して、伝送特性および光伝送経路の伝送出力を高めることができる。更に、低分散の結果、より安定した信号形態が得られるため、それぞれが増幅ステーションである伝送器と受信機の間のガラスファイバ距離を延長することができ、これはコストの節減になる。パルス拡大の量が小さいことにより、超高ビットレート伝送システムの前提である、実質的により高いデータレートを伝送することが可能となる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
図１、３、５に、Δ（ｒ）＝１／２・（ｎ（ｒ）2／ｎc2−１）をファイバ径ｒの関数としてプロットした、３種類のファイバプロファイルΔ（ｒ）が描かれている。この方法で形成されたファイバは、次の分散値を有し、従って、第３光窓におけるＷＤＭ動作のための理想的で極めて広帯域のＷＤＭファイバである。１４５０≦λ≦１６５０ｎｍのスペクトル領域において、Ｄ（λ）≦３．３ｐｓ／ｋｍ×ｎｍ（プロファイル１、図１）、Ｄ（λ）≦２．８ｐｓ／ｋｍ×ｎｍ（プロファイル２、図３）、Ｄ（λ）≦３．１ｐｓ／ｋｍ×ｎｍ（プロファイル３、図５）。
【００３２】
比較的単純な構造（三角、放物線、矩形コア領域、もしくは、ステップ［ステップインデックスファイバは有るが、ここで意味しているのがそれかは、わからない。ドイツ語の原文には、単に「ステップ」と記載されている］）であるために、上述のプロファイルは、通常のＭＣＶＤ技術を用いて好便に製造することができる。慎重に製造を行えば、単純な構造と大きいモードフィールド径により、低いＰＭＤ値（＜０．５ｐｓ／ｋｍ1/2）が確保される。
【００３３】
図１は、本発明に従うファイバプロファイルの例を示している。相対水準は２Δ＝０、従って、ｎ＝ｎc（外部クラッド領域の屈折率）である。相対水準は、破線で示されている。プロファイル１は、次の特性値を有する矩形プロファイルコアを有する３重クラッドプロファイルである。
２Δ0＝８．３６×１０-3（ファイバコア）
２Δ1＝−３．１８×１０-3（第１内部クラッド層）
２Δ2＝３．５×１０-3（第２内部クラッド層）
２Δ3＝０（定義により、外部クラッド層）
半径、それぞれの半径比  ａ＝１０．４μｍ、ｒ1／ａ＝０．３、ｒ2／ａ＝０．８。
【００３４】
ファイバは、例えばｎc＝１．４５７３である例えばシリカガラスベース上に形成される。この場合、上述の相対屈折率Δiは、次の実屈折率に対応する。
ｎ0＝１．４６３４（ファイバコア）
ｎ1＝１．４５５０（第１内部クラッド層）
ｎ2＝１．４５９９（第２内部クラッド層）
ｎ3＝１．４５７３（外部クラッド層）
【００３５】
ベース材料としてのシリカガラスから出発して、屈折率は、ゲルマニウムやフッ素をドープすることにより変化させることができる。特にゲルマニウムの場合、これに要求される注入工程でのドーピング濃度は、この条件においては極めて低いため、例えば、分散補償ファイバの場合、観測される範囲でのファイバ減衰の顕著な増加は生じない。加えて、ファイバドーピングの場合、高いフッ素濃度で作業を行う場合に生じる困難を回避することができる。
【００３６】
臨界波長λcが計算され、λc＝１２１６ｎｍとなる。
【００３７】
図２ａは、波長分散Ｄ（λ）の特徴的なスペクトル曲線を示しており、図２ｂは、プロファイル１に対するスペクトルモードフィールド径曲線Ｗn（ＰｅｔｅｒｍａｎｎI）、Ｗf（ＰｅｔｅｒｍａｎｎII）、および、Ｗeffを示している。各値は、シミュレーション計算でのプロファイルデータから計算された。
【００３８】
１４００ｎｍ程度の波長において、分散Ｄ（λ）は、殆ど負の領域には入らない。１７００ｎｍ程度の波長に至った場合、最大で３．６ｐｓ／ｋｍ×ｎｍの値に至る。λ＝１５５０〜１６５０ｎｍの間で、分散値は正（異常）であり、２．８から３．４ｐｓ／ｋｍ×ｎｍに上昇し、この範囲で分散曲線の傾斜ΔＤ／Δλが小さくなる。
【００３９】
全スペクトル範囲においてモードフィールド径は、それぞれ３．５〜５μｍの間（Ｗf、および、Ｗeff）、および、４〜７μｍの間（Ｗn）であり、従って、Ｗeff≒４．５μｍである標準的なファイバの範囲内である。
【００４０】
図３は、本発明に従う、放物線プロファイルのファイバコアを有する、他の３重クラッドファイバのプロファイルを示している。このファイバの特徴的な値は、
２Δ0＝８．６８×１０-3（ファイバコアにおける最大屈折率。実際のプロファイル特性Δ（ｒ）は、この値においてｒ＝０のみであり、その後、減少する。）
２Δ1＝−２．０６×１０-3
２Δ2＝３．０×１０-3
半径（比）  ａ＝１３．０μｍ、ｒ1／ａ＝０．３、ｒ2／ａ＝０．８
である。これらのファイバの臨界波長は、λc＝１４８２ｎｍとなる。
【００４１】
図４ａは、波長分散Ｄ（λ）のスペクトル特性を示し、図４ｂは、スペクトルモードフィールド径Ｗf、Ｗn、Ｗeffを示している。１４５０〜１６５０ｎｍの間では、分散は正であり、３ｐｓ／ｋｍ×ｎｍ未満に留まる。
【００４２】
図５は、ファイバコアが三角プロファイルを有する本発明の他の３重クラッドファイバのプロファイルを示している。このファイバの特徴的なデータは、
２Δ0（最大）＝１０．６２×１０-3（ファイバコアにおける最大屈折率）
２Δ1＝−１．８１×１０-3
２Δ2＝２．５×１０-3
半径（比）  ａ＝１３．９μｍ、ｒ1／ａ＝０．３、ｒ2／ａ＝０．８
である。臨界波長は、λc＝１４８２ｎｍである。
【００４３】
図６は、波長分散および、スペクトルモードフィールド径曲線を示している。１４５０〜１６５０ｎｍの間では、順に、分散は正であり、傾斜角が小さければ３．１ｐｓ／ｋｍ×ｎｍ未満に留まる。
【００４４】
相対屈折率Δiおよび半径ａが±１％変動した、上記のプロファイルおよび上記のパラメータについて公差分析を行った。ｒi／ａについては、約±０．００５の絶対値変化を呈した。単一のパラメータの変動に対応して、臨界波長は、最大約１５ｎｍ変動し、最大の偏差は、コア径ａの変動に対して生じる。分散特性に関しては、パラメータの変動により、最大±２ｐｓ／ｋｍ×ｎｍとなり、同様に許容できる分散値である。フィールド径ＷeffおおよびＷfが実質的に安定しているのに対し、フィールド径Ｗnは、最大±０．５μｍ変動する。
【００４５】
従って、総合的に、パラメータ変動への反応性は、技術的に制御可能であると見積もることができる。本発明のファイバの場合、導波分散は分散の振る舞いを始めるため、１３００ｎｍでの標準ファイバの場合よりいくぶん大きいパラメータに対する反応性が見込まれる。しかし、この反応性は、分散補償ファイバに関する限り、普通に製造することができる分散補償ファイバよりも、極めて低い水準である。
【００４６】
産業上の利用性
本発明のファイバは、第３光窓での光データ伝送に、従って、新たに敷設される高ビットレート光通信ネットワークに好便に適合している。標準的なファイバと比較して大幅に低減された分散により、本発明のファイバは、波長分割多重動作に特に適合し、高い伝送品質を有する高伝送レートを達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】矩形コア構造を有する屈折率プロファイルΔ（ｒ）である。
【図２】図１のプロファイルに対する波長の関数としての分散およびフィールド径Ｗn、Ｗf、Ｗeffである。
【図３】放物線コア構造を有する屈折率プロファイルΔ（ｒ）である。
【図４】図３のプロファイルに対する波長の関数としての分散およびフィールド径Ｗn、Ｗf、Ｗeffである。
【図５】三角コア構造を有する屈折率プロファイルΔ（ｒ）である。
【図６】図５のプロファイルに対する波長の関数としての分散およびフィールド径Ｗn、Ｗf、Ｗeff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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