(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアとその外周上に設けられたクラッドとからなり、
該コアはクラッドの屈折率より大きい屈折率を有する中心コア部と、この中心コア部の外周に設けられクラッドの屈折率より小さい屈折率を有する中間コア部と、この中間コア部の外周に設けられクラッドの屈折率より大きい屈折率を有するリングコア部と、このリングコア部の外周に設けられクラッドの屈折率より小さい屈折率を有するディプレストコア部とを備え、
ディプレストコア部半径が１０μｍ〜１４μｍであり、中心コア部半径に対する中間コア部半径の比が２．５〜４．０、中間コア部半径に対するリングコア部半径の比が１．１〜１．４、リングコア部半径に対するディプレストコア部半径の比が１．４〜２．０であり、
クラッドに対する中心コア部の比屈折率差が＋１．６〜＋２．０％、クラッドに対する中間コア部の比屈折率差が−０．３０％〜−０．４０％、クラッドに対するリングコア部の比屈折率差が＋０．３０％〜＋０．７０％、クラッドに対するディプレストコア部の比屈折率差が−０．０６％〜−０．０２％であり、
１．５６μｍ〜１.６３μｍから選択された少なくとも１つ以上の波長において、実効コア断面積が１７μｍ2以上、曲げ損失が２０ｄＢ／ｍ以下、波長分散が−９０ps/nm/ｋｍ以下の範囲にあり、かつ使用する長さおよび使用する状態でカットオフ波長が１．５６μｍ以下であり、
クラッド外径が１２５μｍ±２μｍ以内、もしくは１２５μｍ以下であり、被覆外径が２５０±３０μｍ、もしくは２４５μｍ以下であり、
波長１．５５μｍで波長分散＋17ps/nm/km、波長１．５９μｍで波長分散＋19ps/nm/kmの分散特性を有するとともに波長１．３μｍ帯に零分散波長を有するシングルモード光ファイバの波長分散を１．５６μｍ〜１．６３μｍの波長範囲で、蓄積された分散値の５％以下に補償することができる長さで、このシングルモード光ファイバを補償したときの分散スロープの補償率が８０〜１２０％であることを特徴とする分散補償光ファイバ。
【請求項２】
コアとその外周上に設けられたクラッドとからなり、
該コアはクラッドの屈折率より大きい屈折率を有する中心コア部と、この中心コア部の外周に設けられクラッドの屈折率より小さい屈折率を有する中間コア部と、この中間コア部の外周に設けられクラッドの屈折率より大きい屈折率を有するリングコア部と、このリングコア部の外周に設けられクラッドの屈折率より小さい屈折率を有するディプレストコア部とを備え、
ディプレストコア部半径が１０μｍ〜１４μｍであり、中心コア部半径に対する中間コア部半径の比が３．０〜３．５、中間コア部半径に対するリングコア部半径の比が１．２〜１．４、リングコア部半径に対するディプレストコア部半径の比が１．５〜１．８であり、
クラッドに対する中心コア部の比屈折率差が＋１．７〜＋２．０％、クラッドに対する中間コア部の比屈折率差が−０．３５％〜−０．４０％、クラッドに対するリングコア部の比屈折率差が＋０．４％〜＋０．６％、クラッドに対するディプレストコア部の比屈折率差が−０．０４％〜−０．０１％であり、
１．５６μｍ〜１.６３μｍから選択された少なくとも１つ以上の波長において、実効コア断面積が１７μｍ2以上、曲げ損失が２０ｄＢ／ｍ以下、波長分散が−９０ ps/nm/ｋｍ以下の範囲にあり、かつ使用する長さおよび使用する状態でカットオフ波長が１．５６μｍ以下であり、
クラッド外径が１２５μｍ±２μｍ以内、もしくは１２５μｍ以下であり、被覆外径が２５０±３０μｍ、もしくは２４５μｍ以下であり、
波長１．５５μｍで波長分散＋17ps/nm/km、波長１．５９μｍで波長分散＋19ps/nm/kmの分散特性を有するとともに波長１．３μｍ帯に零分散波長を有するシングルモード光ファイバの波長分散を１．５６μｍ〜１．６３μｍの波長範囲で、蓄積された分散値の５％以下に補償することができる長さで、このシングルモード光ファイバを補償したときの分散スロープの補償率が８０〜１２０％であることを特徴とする分散補償光ファイバ。
【請求項３】
1.56μm〜1.63μmから選択された少なくとも一つ以上の波長において、実効コア断面積が19μm2以上、曲げ損失が10dB/m以下、波長分散が−100ps/nm/km以下の範囲にあり、かつ使用する長さ及び使用する状態でカットオフ波長が１．５６μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の分散補償光ファイバ。
【請求項４】
1.56μm〜1.63μmから選択された少なくとも一つ以上の波長において、伝送損失が0.40dB/km以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の分散補償光ファイバ。
【請求項５】
偏波分散が0.2ps/√km以下であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の分散補償光ファイバ。
【請求項６】
光ファイバ被覆樹脂の粘着性を表す表面タック性が10ｇ/mm以下であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の分散補償光ファイバ。
【請求項７】
光ファイバ被覆樹脂の粘着性を表す表面タック性が1ｇ/mm以下であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の分散補償光ファイバ。
【請求項８】
光ファイバの１層目、または２層目の被覆表面にシリコン樹脂成分を１〜５％含む紫外線硬化型樹脂を少なくとも３μm以上の厚みでコーティングして最外被覆層を形成し、光ファイバ樹脂の粘着性を表す表面タック性が1ｇ/mm以下となるようにしたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の分散補償光ファイバ。
【請求項９】
光ファイバのガラス外径が90〜125μmであり、紫外線硬化型樹脂による被覆後の外径が150〜250μmであることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の分散補償光ファイバ。
【請求項１０】
前記最外被覆層の形成が、光ファイバの線引き工程とは別工程によって行われたことを特徴とする請求項８から９のいずれかに記載の分散補償光ファイバ。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載の分散補償光ファイバが２０ｇから７０ｇの間の巻き張力で胴径150mm以下のリールに巻き込まれて形成されていることを特徴とする分散補償光ファイバモジュール。
【請求項１２】
請求項１から１０のいずれかに記載の分散補償光ファイバが３０ｇから５０ｇの間の巻き張力で胴径150mm以下のリールに巻き込まれて形成されていることを特徴とする分散補償光ファイバモジュール。
【請求項１３】
請求項１から１０のいずれかに記載の分散補償光ファイバが胴径150mm以下のリールに巻き込まれ、この分散補償光ファイバの両端が1.3μm帯零分散シングルモード光ファイバに接続されていることを特徴とする分散補償光ファイバモジュール。
【請求項１４】
請求項１から１０のいずれかに記載の分散補償光ファイバが胴径90mm以下のリールに巻き込まれ、この分散補償光ファイバの両端が1.3μm帯零分散シングルモード光ファイバに接続されていることを特徴とする分散補償光ファイバモジュール。
【請求項１５】
請求項１から１０のいずれかに記載の分散補償光ファイバが胴径150mm以下のリールに巻き込まれ、この分散補償光ファイバの両端が、該分散補償光ファイバのモードフィールド径との差が波長１．５６μｍ〜１．６３μｍ帯で２μm以下であって、融着接続時に加熱を行っても損失劣化を生じない中間ファイバに接続され、この中間光ファイバの両端が1.3μm帯零分散シングルモード光ファイバ、もしくは1.55μm帯ノン零分散シフト光ファイバに接続され、中間ファイバの両端の接続損失の合計が１dB以下となるようにしたことを特徴とする分散補償光ファイバモジュール。
【請求項１６】
請求項１から１０のいずれかに記載の分散補償光ファイバが胴径150mm以下のリールに巻き込まれ、この分散補償光ファイバの両端が、該分散補償光ファイバのモードフィールド径との差が波長１．５６μｍ〜１．６３μｍ帯で２μm以下であって、融着接続時に加熱を行っても損失劣化を生じない中間ファイバに接続され、この中間ファイバの両端が1.3μm帯零分散シングルモード光ファイバ、もしくは1.55μm帯ノン零分散シフト光ファイバに接続され、中間光ファイバの両端の接続損失の合計が０．５dB以下となるようにしたことを特徴とする分散補償光ファイバモジュール。
【請求項１７】
請求項１から１０のいずれかに記載の分散補償光ファイバを用いて、ファイバ長４０ｋｍ〜１００ｋｍの1.3μm帯零分散シングルモード光ファイバを波長1.56μm〜1.63μm帯で分散補償するために、外観寸法224mm×238mm×45mmのケースもしくはこのケースに対して±２０％以内の体積を有するケースに収納し、モジュールとしての損失を波長１．５６μｍ〜１．６３μｍ帯で10dB以下としたことを特徴とする請求項１１から１６のいずれかに記載の分散補償光ファイバモジュール。
【請求項１８】
波長１．５６μｍ〜１．６３μｍ帯における−10℃〜+75℃の温度範囲での損失の変動を0.5dB以下としたことを特徴とする請求項１１から１７のいずれかに記載の分散補償光ファイバモジュール。
【請求項１９】
波長1.56μmでの損失と波長1.63μmでの損失との関係が、波長1.63μmでの損失の方が小さくなっていることを特徴とする請求項１１から１８のいずれかに記載の分散補償光ファイバモジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、1.3μm帯に零分散波長を有する標準シングルモード光ファイバの波長分散と分散スロープを同時に補償する分散補償光ファイバと、この分散補償光ファイバを小型リールに巻き込んだ分散補償光ファイバモジュールに関し、特に小型のモジュールに用いても波長分散と分散スロープとを広い波長帯域に亘って十分に補償することができる分散補償光ファイバに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に光ファイバ伝送路の伝送距離を長くし、伝送速度を高速とし、波長多重数を増やす場合には、伝送損失、累積波長分散、偏波分散が問題となる。エルビウム添加光ファイバ増幅器が実用化されたことによって、波長1.53〜1.63μm帯では、長距離無再生中継など光増幅器を用いたシステムが既に商用化されている。また、通信容量の増大に伴い、波長多重（WDM：Wavelength  Division  Multiplexing）伝送の開発が急速に進められ、既にいくつかの伝送路は商用化されている。
伝送損失は光増幅器で補償することが可能であり、累積波長分散は、分散補償光ファイバ等を用いたモジュールによって補償することが可能である。また、最近の長距離システムでは、波長多重数が急激に伸びており、光ファイバを伝搬する光のパワーが急激に増加するため、伝送特性の劣化を招く非線形効果の抑制技術が必須である。
この非線形効果の大きさは、
ｎ2／Ａeff
で表される。ここで、ｎ2は光ファイバの非線形屈折率、Ａeffは光ファイバの実効断面積である。非線形効果を低減するためには、ｎ2を小さくするか、Ａeffを大きくする必要があるが、ｎ2は光ファイバを構成する材料に固有の値であるため、石英系の光ファイバでは大きく低減させることは困難である。そのため、現在の伝送用光ファイバ、及び分散補償光ファイバの開発においては、実効断面積Ａeffを大きくすることが必要である。
【０００３】
ところで、現在、波長1.3μｍ帯零分散シングルモード光ファイバ網は、世界中に広がっている。この光ファイバ網を用いて波長1.55μｍ帯の伝送を行うと、この波長1.55μｍ帯では、約＋17ps/nm/kmの波長分散が生じる。そのため、この光ファイバを用いて光信号を伝送すると、この波長分散の影響で伝送特性が大きく劣化する。さらに、Ｌ−バンド帯（波長１５６５ｎｍ〜１６２５ｎｍ）での伝送を行うと、約＋１９ps/nm/kmの波長分散が生じる。
そのため、この波長分散を補償するために分散補償光ファイバの開発が進められ、すでに商用化されている。この分散補償光ファイバは、１．５３〜１．６３μｍ帯で大きな負の分散を持っており、伝送用シングルモード光ファイバと適切な長さで接続することで、伝送用シングルモード光ファイバで生じた正の分散を相殺することができ、高速通信が可能となる。
【０００４】
さらに最近では、前述したように、通信容量の増大に伴って波長多重化が進められている。例えば、波長1.3μｍ帯伝送用光ファイバに負の大きな波長分散と正の分散スロープを有する分散補償光ファイバを用いて分散を補償する場合、複数の波長のうち、一つの波長については波長分散を補償することが可能であるが、その周辺の波長に対する分散補償効果は小さくなり、波長が離れるほど伝送特性は劣化する。
そのため、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、曲げ損失を低く維持しながら、負の分散スロープが得られるセグメント付きＷ型屈折率分布を有する分散スロープ補償型の分散補償光ファイバが開発されている。図１（ａ）、（ｂ）において、符号１は中心コア部、符号２は中間コア部、符号３はリングコア部、符号５クラッドである。
このようにして作製された分散スロープ補償型分散補償光ファイバは、この光ファイバ自体が伝送路用としてケーブル化されるか、もしくは既存の伝送路の受信側、又は送信側に小型のモジュールとして挿入され、波長分散、及び分散スロープを補償することになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の分散補償光ファイバは、C-バンド帯での補償を主眼に考えられていたが、既存の光ファイバ網を有効に使用するために、L-バンド帯の分散補償も重要となってきている。このL-バンド帯では、曲げ損失の影響を受けやすいために、小型化を進めるためには曲げ損失を十分に小さく抑える必要がある。
また、1.3μm帯零分散シングルモード光ファイバの波長分散は、1.55μm帯で約+17ps/nm/kmであるのに対して、L-バンド帯に属する波長1.59μm帯では、波長分散は約＋19ps/nm/kmであり、10％程度大きい。そのため、1.59μm帯では、同一ファイバ長の1.3μm帯零分散シングルモード光ファイバの累積波長分散を補償するために必要な分散補償量も10％程度大きくする必要がある。
このように、分散補償量を増大させる場合においても、モジュールの小型化は重要であり、必要となる分散補償量が大きくなってもモジュールのケースサイズは小型であることが好ましい。
【０００６】
しかし、従来においては、低曲げ損失、低非線形を維持しつつ、単位長さあたりの波長分散の絶対値が大きい分散補償光ファイバを実現することは困難であった。
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、Ｌ−バンド帯をも含む広い波長帯域において分散補償することのできる分散補償光ファイバであって、実効コア断面積が大きく、伝送損失が小さく、曲げによる損失増が小さく、波長分散の絶対値が大きく、分散スロープを十分に補償することができる分散補償光ファイバを提供し、この分散補償光ファイバを用いて小型化が可能な分散補償光ファイバモジュールを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、コアとその外周上に設けられたクラッドとからなり、該コアはクラッドの屈折率より大きい屈折率を有する中心コア部と、この中心コア部の外周に設けられクラッドの屈折率より小さい屈折率を有する中間コア部と、この中間コア部の外周に設けられクラッドの屈折率より大きい屈折率を有するリングコア部と、このリングコア部の外周に設けられクラッドの屈折率より小さい屈折率を有するディプレストコア部とを備え、ディプレストコア部半径が１０μｍ〜１４μｍであり、中心コア部半径に対する中間コア部半径の比が２．５〜４．０、中間コア部半径に対するリングコア部半径の比が１．１〜１．４、リングコア部半径に対するディプレストコア部半径の比が１．４〜２．０であり、クラッドに対する中心コア部の比屈折率差が＋１．６〜＋２．０％、クラッドに対する中間コア部の比屈折率差が−０．３０％〜−０．４０％、クラッドに対するリングコア部の比屈折率差が＋０．３０％〜＋０．７０％、クラッドに対するディプレストコア部の比屈折率差が−０．０６％〜−０．０２％であり、１．５６μｍ〜１.６３μｍから選択された少なくとも１つ以上の波長において、実効コア断面積が１７μｍ2以上、曲げ損失が２０ｄＢ／ｍ以下、波長分散が−９０ps/nm/ｋｍ以下の範囲にあり、かつ使用する長さおよび使用する状態でカットオフ波長が１．５６μｍ以下であり、クラッド外径が１２５μｍ±２μｍ以内、もしくは１２５μｍ以下であり、被覆外径が２５０±３０μｍ、もしくは２４５μｍ以下であり、波長１．５５μｍで波長分散＋17ps/nm/km、波長１．５９μｍで波長分散＋19ps/nm/kmの分散特性を有するとともに波長１．３μｍ帯に零分散波長を有するシングルモード光ファイバの波長分散を１．５６μｍ〜１．６３μｍの波長範囲で、蓄積された分散値の５％以下に補償することができる長さで、このシングルモード光ファイバを補償したときの分散スロープの補償率が８０〜１２０％であることを特徴とする分散補償光ファイバである。
これにより、非線形効果を低減し、曲げ損失が小さく、波長分散と分散スロープとを十分に補償することができる分散補償光ファイバを得ることができる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、コアとその外周上に設けられたクラッドとからなり、該コアはクラッドの屈折率より大きい屈折率を有する中心コア部と、この中心コア部の外周に設けられクラッドの屈折率より小さい屈折率を有する中間コア部と、この中間コア部の外周に設けられクラッドの屈折率より大きい屈折率を有するリングコア部と、このリングコア部の外周に設けられクラッドの屈折率より小さい屈折率を有するディプレストコア部とを備え、ディプレストコア部半径が１０μｍ〜１４μｍであり、中心コア部半径に対する中間コア部半径の比が３．０〜３．５、中間コア部半径に対するリングコア部半径の比が１．２〜１．４、リングコア部半径に対するディプレストコア部半径の比が１．５〜１．８であり、クラッドに対する中心コア部の比屈折率差が＋１．７〜＋２．０％、クラッドに対する中間コア部の比屈折率差が−０．３５％〜−０．４０％、クラッドに対するリングコア部の比屈折率差が＋０．４％〜＋０．６％、クラッドに対するディプレストコア部の比屈折率差が−０．０４％〜−０．０１％であり、１．５６μｍ〜１.６３μｍから選択された少なくとも１つ以上の波長において、実効コア断面積が１７μｍ2以上、曲げ損失が２０ｄＢ／ｍ以下、波長分散が−９０ps/nm/ｋｍ以下の範囲にあり、かつ使用する長さおよび使用する状態でカットオフ波長が１．５６μｍ以下であり、クラッド外径が１２５μｍ±２μｍ以内、もしくは１２５μｍ以下であり、被覆外径が２５０±３０μｍ、もしくは２４５μｍ以下であり、波長１．５５μｍで波長分散＋17ps/nm/km、波長１．５９μｍで波長分散＋19ps/nm/kmの分散特性を有するとともに波長１．３μｍ帯に零分散波長を有するシングルモード光ファイバの波長分散を１．５６μｍ〜１．６３μｍの波長範囲で、蓄積された分散値の５％以下に補償することができる長さで、このシングルモード光ファイバを補償したときの分散スロープの補償率が８０〜２０％であることを特徴とする分散補償光ファイバである。
これにより、非線形効果を低減し、曲げ損失が小さく、波長分散と分散スロープとを十分に補償することができる分散補償光ファイバを得ることができる。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の分散補償光ファイバにおいて、1.56μm〜1.63μmから選択された少なくとも一つ以上の波長において、実効コア断面積が19μm2以上、曲げ損失が10dB/m以下、波長分散が−100ps/nm/km以下の範囲にあり、かつ使用する長さ及び使用する状態でカットオフ波長が１．５６μｍ以下であることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の分散補償光ファイバにおいて、1.56μm〜1.63μmから選択された少なくとも一つ以上の波長において、伝送損失が0.40dB/km以下であることを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の分散補償光ファイバにおいて、偏波分散が0.2ps/√km以下であることを特徴とする。
【００１０】
請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれかに記載の分散補償光ファイバにおいて、光ファイバ樹脂の粘着性を表す表面タック性が10ｇ/mm以下であることを特徴とする。
請求項７記載の発明は、請求項１から５のいずれかに記載の分散補償光ファイバにおいて、光ファイバ樹脂の粘着性を表す表面タック性が1ｇ/mm以下であることを特徴とする。
請求項８記載の発明は、請求項１から５のいずれかに記載の分散補償光ファイバにおいて、光ファイバの１層目、または２層目の被覆表面にシリコン樹脂成分を１〜５％含む紫外線硬化型樹脂を少なくとも３μm以上の厚みでコーティングして最外被覆層を形成し、光ファイバ樹脂の粘着性を表す表面タック性が1ｇ/mm以下となるようにしたことを特徴とする。
これにより、安定した温度特性を有する分散補償光ファイバを実現することができる。
請求項９記載の発明は、請求項１から８のいずれかに記載の分散補償光ファイバにおいて、光ファイバのガラス外径が90〜125μmであり、紫外線硬化型樹脂による被覆後の外径が150〜250μmであることを特徴とする。
請求項１０記載の発明は、請求項８から９のいずれかに記載の分散補償光ファイバにおいて、前記最外被覆層の形成が、光ファイバの線引き工程とは別工程によって行われたことを特徴とする。
【００１１】
請求項１１記載の発明は、請求項１から１０のいずれかに記載の分散補償光ファイバが２０ｇから７０ｇの間の巻き張力で胴径150mm以下のリールに巻き込まれて形成されていることを特徴とする分散補償光ファイバモジュールである。
請求項１２記載の発明は、請求項１から１０のいずれかに記載の分散補償光ファイバが３０ｇから５０ｇの間の巻き張力で胴径150mm以下のリールに巻き込まれて形成されていることを特徴とする分散補償光ファイバモジュールである。
請求項１３記載の発明は、請求項１から１０のいずれかに記載の分散補償光ファイバが胴径150mm以下のリールに巻き込まれ、この分散補償光ファイバの両端が1.3μm帯零分散シングルモード光ファイバに接続されていることを特徴とする分散補償光ファイバモジュールである。
これにより、必要な分散補償量が大きなモジュールであっても、小型化が可能で、低損失で、安定した温度特性を有し、かつ分散スロープ補償特性が１００±２０％以内となる分散補償光ファイバモジュールを実現することができる。
【００１２】
請求項１４記載の発明は、請求項１から１０のいずれかに記載の分散補償光ファイバが胴径90mm以下のリールに巻き込まれ、この分散補償光ファイバの両端が1.3μm帯零分散シングルモード光ファイバに接続されていることを特徴とする分散補償光ファイバモジュールである。
請求項１５記載の発明は、請求項１から１０のいずれかに記載の分散補償光ファイバが胴径150mm以下のリールに巻き込まれ、この分散補償光ファイバの両端が、該分散補償光ファイバのモードフィールド径との差が波長１．５６μｍ〜１．６３μｍ帯で２μm以下であって、融着接続時に加熱を行っても損失劣化を生じない中間ファイバに接続され、この中間光ファイバの両端が1.3μm帯零分散シングルモード光ファイバ、もしくは1.55μm帯ノン零分散シフト光ファイバに接続され、中間ファイバの両端の接続損失の合計が１dB以下となるようにしたことを特徴とする分散補償光ファイバモジュールである。
請求項１６記載の発明は、請求項１から１０のいずれかに記載の分散補償光ファイバが胴径150mm以下のリールに巻き込まれ、この分散補償光ファイバの両端が、該分散補償光ファイバのモードフィールド径との差が波長１．５６μｍ〜１．６３μｍ帯で２μm以下であって、融着接続時に加熱を行っても損失劣化を生じない中間ファイバに接続され、この中間ファイバの両端が1.3μm帯零分散シングルモード光ファイバ、もしくは1.55μm帯ノン零分散シフト光ファイバに接続され、中間光ファイバの両端の接続損失の合計が０．５dB以下となるようにしたことを特徴とする分散補償光ファイバモジュールである。
【００１３】
請求項１７記載の発明は、請求項１から１０のいずれかに記載の分散補償光ファイバを用いて、ファイバ長４０ｋｍ〜１００ｋｍの1.3μm帯零分散シングルモード光ファイバを波長1.56μm〜1.63μm帯で分散補償するために、外観寸法224mm×238mm×45mmのケース、もしくはこのケースに対して±２０％以内の体積を有するケースに収納し、モジュールとしての損失を波長１．５６μｍ〜１．６３μｍ帯で10dB以下としたことを特徴とする請求項１１から１６のいずれかに記載の分散補償光ファイバモジュールである。
請求項１８記載の発明は、請求項１１から１７のいずれかに記載の分散補償光ファイバモジュールにおいて、波長１．５６μｍ〜１．６３μｍ帯における−10℃〜+75℃の温度範囲での損失の変動を0.5dB以下としたことを特徴とする。
請求項１９記載の発明は、請求項１１から１８のいずれかに記載の分散補償光ファイバモジュールにおいて、波長1.56μmでの損失と波長1.63μmでの損失との関係が、波長1.63μmでの損失の方が小さくなっていることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
図１（ｃ）に本発明の分散補償光ファイバの屈折率分布の一例を示す。
図１（ｃ）において、符号１は中心コア部、符号２は中心コア部１の外周上に設けられた中間コア部、符号３は中間コア部２の外周上に設けられたリングコア部、符号４はリングコア部３の外周上に設けられたディプレストコア部、符号５はディプレストコア部４の外周に設けられたクラッドである。
図１（ｃ）中、中心コア部１の半径をａ、中間コア部２の半径をｂ、リングコア部３の半径をｃ、ディプレストコア部４の半径をｄとし、クラッド５に対する中心コア部１の比屈折率差をΔ１、クラッド５に対する中間コア部２の比屈折率差をΔ２、クラッド５に対するリングコア部３の比屈折率差をΔ３、クラッド５に対するディプレストコア部４の比屈折率差をΔ４としている。
中心コア部１は、クラッド５の屈折率より大きい屈折率を有し、中間コア部２はクラッド５の屈折率より小さい屈折率を有し、リングコア部３はクラッド５の屈折率より大きい屈折率を有し、ディプレストコア部４はクラッド５の屈折率より小さい屈折率を有する。
【００１５】
本発明の分散補償光ファイバの第１の例は、ディプレストコア部４の半径ｄを１０μｍ〜１４μｍ、中心コア部半径に対する中間コア部半径の比ｂ／ａを２．５〜４．０、中間コア部半径に対するリングコア部半径の比ｃ／ｂを１．１〜１．４、リングコア部半径に対するディプレストコア部半径の比ｄ／ｃを１．４〜２．０とし、クラッド５に対する中心コア部１の比屈折率差Δ１を＋１．６〜＋２．０％、クラッド５に対する中間コア部２の比屈折率差Δ２を−０．３０％〜−０．４０％、クラッド５に対するリングコア部３の比屈折率差Δ３を＋０．３％〜＋０．７％、クラッド５に対するディプレストコア部４の比屈折率差Δ４を−０．０６％〜−０．０２％として形成されている。
【００１６】
この光ファイバは、クラッド５の外径を１２５μｍ±２μｍ以内、もしくは１２５μｍ以下とし、被覆外径を２５０±３０μｍ、もしくは２４５μｍ以下とすることが好ましい。
なお、これらの数値範囲を全て満足していても以下のような特性を備えた分散補償光ファイバを得ることができるとは限らない。すなわち、試行錯誤を行うことによってはじめて、以下のような特性が得られる適切な複数の構造パラメータの組合せを得ることができる。
従って、本発明の分散補償光ファイバは、屈折率プロファイルと構造パラメータの数値範囲のみでは特定することが困難であり、これらの構成に加えて以下のような特性値によって特定するものである。
その特性値とは、１．５６μｍ〜１.６３μｍから選択された少なくとも１つ以上の波長において、実効コア断面積が１７μｍ2以上、曲げ損失が２０ｄＢ／ｍ以下、波長分散が−９０ ps/nm/ｋｍ以下の範囲にあり、使用する長さおよび使用する状態でカットオフ波長を１．５６μｍ以下とする値である。また、１．３μｍ帯に零分散波長を有する標準シングルモード光ファイバの波長分散を１．５６μｍ〜１．６３μｍの波長範囲で、蓄積された分散値の５％以下に補償することができる長さで、このシングルモード光ファイバを補償したときの分散スロープの補償率を８０〜１２０％とすることができる。
【００１７】
次に、本発明の分散補償光ファイバの第２の例は、ディプレストコア部４の半径ｄを１０μｍ〜１４μｍ、中心コア部半径に対する中間コア部半径の比ｂ／ａを３．０〜３．５、中間コア部半径に対するリングコア部半径の比ｃ／ｂを１．２〜１．４、リングコア部半径に対するディプレストコア部半径の比ｄ／ｃを１．５〜１．８とし、クラッド５に対する中心コア部１の比屈折率差Δ１を＋１．７〜＋２．０％、クラッド５に対する中間コア部２の比屈折率差Δ２を−０．３５％〜−０．４０％、クラッド５に対するリングコア部３の比屈折率差Δ３を＋０．４％〜＋０．６％、クラッド５に対するディプレストコア部４の比屈折率差Δ４を−０．０４％〜−０．０１％として形成されている。
なお、これらの数値範囲を全て満足していても以下のような特性を備えた分散補償光ファイバを得ることができるとは限らない。すなわち、試行錯誤を行うことによってはじめて、以下のような特性が得られる適切な複数の構造パラメータの組合せを得ることができる。
従って、本発明の分散補償光ファイバは、屈折率プロファイルと構造パラメータの数値範囲のみでは特定することが困難であり、これらの構成に加えて以下のような特性値によって特定するものである。
【００１８】
その特性値とは、１．５６μｍ〜１.６３μｍから選択された少なくとも１つ以上の波長において、実効コア断面積が１９μｍ2以上、曲げ損失が１０ｄＢ／ｍ以下、波長分散が−１００ ps/nm/ｋｍ以下の範囲にあり、使用する長さおよび使用する状態でカットオフ波長を１．５６μｍ以下とすることができる値である。
上述した本発明の分散補償光ファイバの第１、第２の例によると、実効断面積が大きく低損失であることから、非線形効果を低減することができ、曲げ損失が小さく、Ｌ−バンド帯においても波長分散と分散スロープとを十分に補償することができ、ｋｍあたりの波長分散値の絶対値を大きくすることができるので、分散補償光ファイバモジュールを小型化することができる。
また、1.56μm〜1.63μmから選択された少なくとも一つ以上の波長において、伝送損失を0.40dB/km以下とすることができ、偏波分散を0.2ps/√km以下とすることができるため、低損失で、偏波分散の小さい分散補償光ファイバを得ることができる。なお、偏波分散とは、偏波モードによる分散のことをいい、主に、光ファイバの非円に誘起される複屈折によって生じるものである。
【００１９】
以上の分散補償光ファイバは、分散補償光ファイバモジュールとしてリールに巻き込んで使用するためには、光ファイバ用樹脂表面の粘着性を表す表面タック性が10ｇ/mm以下であることが好ましく、１ｇ/mm以下であることがより好ましい。
表面の粘着性を10ｇ/mm以下にする線引き条件は、紫外線硬化型樹脂の硬化時の雰囲気酸素濃度を２％以下、好ましくは０％以下にすることにより達成できる。また、表面の粘着性を１ｇ/mm以下にする線引き条件は、紫外線硬化型樹脂全体に対してシリコン成分を１〜５％含む紫外線硬化型着色剤を３μｍ以上の厚さで塗付し、硬化時の雰囲気酸素濃度を２％以下、好ましくは０％以下にすることにより達成できる。
このように、表面タック性を小さくすることにより、小型コイルに長尺の光ファイバを巻き込む際に、光ファイバ同士が接着することによる温度特性の劣化を防止することができる。
この粘着性（表面タック性）は、光ファイバ同士の接合の度合いとして定義されるものであり、例えばその測定方法は、特開平１０−６２３０１号公報において開示されているように、送出ロール上に互いに重なり合った状態で多数回巻回された光ファイバ心線を一定張力で巻取り、この巻取り時の光ファイバ心線にかかる張力変化から測定するものである。
【００２０】
このように、表面タック性が１ｇ/mm以下となるようにするためには、図２に示すように、光ファイバ１１の外周に設けられた紫外線硬化型樹脂層のうち、１層目の被覆樹脂１２、または２層目の被覆樹脂１３表面に、シリコン樹脂成分を１〜５％含む紫外線硬化型樹脂を少なくとも３μm以上の厚みでコーティングして最外被覆層１４を設けることによって可能である。なお、このようなコーティングはこれに限定されるものではなく、被覆の粘着性を低下させることができるものであれば、他の手段によってもよい。
この際、光ファイバのガラス外径を90〜125μmとすることが好ましく、紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂等からなる着色剤被覆後の外径が150〜250μmであることが好ましい。
この光ファイバの最外被覆層の形成工程は、光ファイバの線引き工程とは別工程で行われることが好ましい。
この例の分散補償光ファイバによると、表面タック性を10ｇ/mm以下とし、好ましくは１ｇ/mm以下とすることにより、巻き込んで使用した場合にも、安定した温度特性を有する分散補償光ファイバを実現することができる。
【００２１】
次に、本発明の分散補償光ファイバを用いた分散補償光ファイバモジュールについて説明する。
この分散補償光ファイバモジュールは、通常、分散補償光ファイバをリールに巻き込んで形成されているが、分散補償光ファイバモジュールの小型化を実現するために、胴径１５０mm以下のリール、より好ましくは胴径９０ｍｍ以下のリールに分散補償光ファイバを２０ｇから７０ｇの間の巻き張力で巻き込んで形成することが好ましく、３０ｇから５０ｇの間の巻き張力で巻き込んで形成することがより好ましい。
この巻き込まれた分散補償光ファイバの両端に１．３μｍ帯零分散シングルモード光ファイバが接続されて分散補償を行う。このようにして作製された分散補償光ファイバモジュールは、光源と伝送用シングルモード光ファイバとの間に介設したり、伝送用シングルモード光ファイバの出射端側に設けたりして用いられる。
【００２２】
また、この巻き込まれた分散補償光ファイバの両端に、分散補償光ファイバのモードフィールド径との差が１．５６μｍ〜１．６３μｍの使用波長帯で２μm以下であって、融着接続時に加熱を行っても損失劣化を生じない中間ファイバを接続し、この中間ファイバの両端に1.3μm帯零分散シングルモード光ファイバ、もしくは1.55μm帯ノン零分散シフト光ファイバを接続して分散補償を行う。
この際、中間ファイバの両端の接続損失の合計が１dB以下となるようにして、1.3μm帯零分散シングルモード光ファイバ、もしくは1.55μm帯ノン零分散シフト光ファイバを接続することが好ましく、中間ファイバの両端の接続損失の合計が０．５dB以下となるようにして、1.3μm帯零分散シングルモード光ファイバ、もしくは1.55μm帯ノン零分散シフト光ファイバを接続することがより好ましい。
ここで用いられる中間ファイバとは、光ファイバを接続する際に生じる接続損失を低減するために、接続される光ファイバのモードフィールド径に合わせて用いるものであり、フィールドパターンが分散補償光ファイバに近く、低加熱接続で分散補償光ファイバと低損失で接続することが可能であり、高加熱接続しても曲げ損失が劣化しない光ファイバである。
【００２３】
この分散補償光ファイバモジュールは、ファイバ長４０ｋｍ〜１００ｋｍの1.3μm帯零分散シングルモード光ファイバを波長1.56μm〜1.63μm帯で分散補償するために、ケース外観寸法224mm×238mm×45mmのケースに収納しても、モジュール損失を波長１．５６μｍ〜１．６３μｍにおいて１０dB以下とすることができる。また、−10℃〜+75℃の温度範囲での損失の変動を0.5dB以下とすることができる。この損失の波長依存性については、波長1.56μmでの損失と波長1.63μmでの損失との関係が、波長1.63μmでの損失の方が小さくなっていることが好ましい。
なお、分散補償光ファイバモジュールを収納するケース外観の寸法を224mm×238mm×45mmとしているが、この寸法のみに限定されるものではなく、各寸法に対して±２０％程度の誤差は許容することができる。
この例の分散補償光ファイバモジュールによると、胴径１５０mm以下のリール、より好ましくは胴径９０ｍｍ以下のリールに、上述した分散補償光ファイバを、２０ｇから７０ｇの間の巻き張力、より好ましくは３０ｇから５０ｇの間の巻き張力で巻き込んで分散補償光ファイバモジュールを形成しているため、小型化が可能で、かつＬ−バンド帯においても波長分散と分散スロープを十分に補償することが可能な分散補償光ファイバモジュールを実現することができる。
また、分散補償光ファイバの両端に中間ファイバを接続して、低損失な接続を行うことにより、低損失な分散補償光ファイバモジュールを実現することができる。
また、リールに分散補償光ファイバを巻き込む際に分散補償光ファイバ同士が接着して温度特性が劣化することを防止することができるため、広い温度範囲で損失変動が小さい分散補償光ファイバモジュールを提供することができる。
【００２４】
以下、具体例を示す。
（実施例）
VAD法、MCVD法、PCVD法等の公知の方法により、図１（ｃ）に示す屈折率プロファイルを有するセグメント付き分散補償光ファイバを3種類作製した。このときの△１、△２、△３、△４、b/a，c/b，d/cは、表1の値となるように製造した。
【００２５】
【表１】
0003803297.tif 000002
【００２６】
表１には、この分散補償光ファイバの光学特性を併せて示している。
また、これらの分散補償光ファイバの伝送損失の波長依存性を図３に示す。図３のＬ−バンド帯における損失は0.29〜0.32dB/kmであり、低損失な分散補償光ファイバであることがわかる。また、この光ファイバのAeffは19μm2以上と大きく、単位長さあたりの波長分散の絶対値も大きいので、100kmという長距離の1.3μm帯零分散シングルモード光ファイバを分散補償する分散補償光ファイバを小型モジュールとして収納することが可能である。
これらの分散補償光ファイバを用いて、1.3μm帯分散シングルモード光ファイバ100kmを1.56μm〜1.63μm帯で補償するための分散補償光ファイバモジュールを作製した。この分散補償光ファイバモジュールは、ケース外観寸法が224mm×238mm×45mmのケースに収納して形成した。この分散補償光ファイバモジュールの光学特性を表２に示す。
【００２７】
【表２】
0003803297.tif 000003
【００２８】
表２において、モジュールＡは分散補償光ファイバＡをモジュール化した分散補償光ファイバモジュールを示し、モジュールＢは分散補償光ファイバＢをモジュール化した分散補償光ファイバモジュールを示し、モジュールＣは分散補償光ファイバＣをモジュール化した分散補償光ファイバモジュールを示す。
いずれの分散補償光ファイバモジュールについても、分散スロープ補償率は８０％〜１２０％の範囲内となっている。
また、例として、この分散補償光ファイバモジュールＢの温度変動に対する損失変動を図４に示す。図４からわかるように、−２０℃の低温領域において、損失増加量が０．３ｄB程度であり、良好な温度特性が得られている。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、ディプレストコア部半径が１０μｍ〜１４μｍであり、中心コア部半径に対する中間コア部半径の比が２．５〜４．０、中間コア部半径に対するリングコア部半径の比が１．１〜１．４、リングコア部半径に対するディプレストコア部半径の比が１．４〜２．０であり、クラッドに対する中心コア部の比屈折率差が＋１．６〜＋２．０％、クラッドに対する中間コア部の比屈折率差が−０．３０％〜−０．４０％、クラッドに対するリングコア部の比屈折率差が＋０．３０％〜＋０．７０％、クラッドに対するディプレストコア部の比屈折率差が−０．０６％〜−０．０２％であり、クラッド外径が１２５μｍ±２μｍ以内、もしくは１２５μｍ以下であり、被覆外径が２５０±３０μｍ、もしくは２４５μｍ以下となる範囲から適切な複数の構造パラメータの組合せを選択して分散補償光ファイバを形成することにより、１．５６μｍ〜１.６３μｍから選択された少なくとも１つ以上の波長において、実効コア断面積が１７μｍ2以上、曲げ損失が２０ｄＢ／ｍ以下、波長分散が−９０ps/nm/ｋｍ以下の範囲にあり、かつ使用する長さおよび使用する状態でカットオフ波長が１．５６μｍ以下であり、波長１．５５μｍで波長分散＋17ps/nm/km、波長１．５９μｍで波長分散＋19ps/nm/kmの分散特性を有するとともに波長１．３μｍ帯に零分散波長を有する標準シングルモード光ファイバの波長分散を１．５６μｍ〜１．６３μｍの波長範囲で、蓄積された分散値の５％以下に補償することができる長さで、このシングルモード光ファイバを補償したときの分散スロープの補償率が８０〜１２０％であることを特徴とする分散補償光ファイバを実現することができる。これにより、非線形効果を低減し、曲げ損失が小さく、波長分散と分散スロープとを十分に補償することができる分散補償光ファイバを得ることができる。
【００３０】
以上の効果は、ディプレストコア部半径が１０μｍ〜１４μｍであり、中心コア部半径に対する中間コア部半径の比が３．０〜３．５、中間コア部半径に対するリングコア部半径の比が１．２〜１．４、リングコア部半径に対するディプレストコア部半径の比が１．５〜１．８であり、クラッドに対する中心コア部の比屈折率差が＋１．７〜＋２．０％、クラッドに対する中間コア部の比屈折率差が−０．３５％〜−０．４０％、クラッドに対するリングコア部の比屈折率差が＋０．４％〜＋０．６％、クラッドに対するディプレストコア部の比屈折率差が−０．０４％〜−０．０１％となる範囲から適切な複数の構造パラメータの組合せを選択して分散補償光ファイバを製造することによっても得ることができる。
【００３１】
また、1.56μm〜1.63μmから選択された少なくとも一つ以上の波長において、伝送損失を0.40dB/km以下とすることができるため、低損失な分散補償光ファイバを実現することができる。
また、偏波分散を0.2ps/√km以下とすることができるため、偏波モードによる分散を低減することができる。
また、１層目の被覆樹脂、または２層目の被覆樹脂表面にシリコン樹脂成分を１〜５％含む紫外線硬化型樹脂を少なくとも３μm以上の厚みでコーティングして最外被覆層を設けることにより、表面タック性を１ｇ/mm以下となるようにすることができるため、巻き込んで使用した場合にも、安定した温度特性を有する分散補償光ファイバを実現することができる。
【００３２】
また、本発明の分散補償光ファイバモジュールによると、胴径１５０mm以下のリール、より好ましくは胴径９０ｍｍ以下のリールに、本発明の分散補償光ファイバを、２０ｇから７０ｇの間の巻き張力、より好ましくは３０ｇから５０ｇの間の巻き張力で巻き込んで分散補償光ファイバモジュールを形成しているため、小型化が可能で、かつＬ−バンド帯においても波長分散と分散スロープを十分に補償することが可能な分散補償光ファイバモジュールを実現することができる。また、分散補償光ファイバの両端に中間ファイバを接続して、低損失な接続を行うことにより、低損失な分散補償光ファイバモジュールを実現することができる。
また、リールに分散補償光ファイバを巻き込む際に分散補償光ファイバ同士が接着して温度特性が劣化することを防止することができるため、広い温度範囲で損失変動が小さい分散補償光ファイバモジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）、（ｂ）は、分散補償光ファイバの屈折率分布の一例を示す図であり、（ｃ）は、本発明の分散補償光ファイバの屈折率分布の一例を示す図である。
【図２】本発明の分散補償光ファイバの被覆構造の一例を示す図である。
【図３】本発明の分散補償光ファイバの損失波長特性を示す図である。
【図４】本発明の分散補償光ファイバモジュールの温度に対する損失変動を示す図である。
【符号の説明】
１…中心コア部、２…中間コア部、３…リングコア部、４…ディプレストコア部、５…クラッド、１１…光ファイバ、１２…１層目の被覆樹脂、１３…２層目の被覆樹脂、１４…最外層の被覆樹脂。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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