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公開番号2025103145
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-09
出願番号2023220294
出願日2023-12-27
発明の名称シングルモード光ファイバ
出願人信越化学工業株式会社
代理人個人
主分類G02B 6/036 20060101AFI20250702BHJP(光学)
要約【課題】コア領域および内側クラッド領域の屈折率分布形状を調整によって、低曲げ損失かつ低伝送損失で、零分散スロープ、波長分散値を低減した光ファイバの提供
【解決手段】コア、第1、第2クラッドからなるシングルモード光ファイバであり、中心部屈折率をn₀、n₀×0.45となる位置をr_コア、r_コア×2.2となる位置をr₂、そこでの屈折率をn₂、第1クラッド屈折率最小値をn₃、n₃となる位置をr₃、第1クラッドと第2クラッドの境界位置をr₄、第2クラッド平均屈折率をn₄とし、コア屈折率n₀と第2クラッド屈折率n₄から算出される比屈折率差Δn₀は0.3～0.5%、第1クラッド屈折率n₂と第2クラッド屈折率n₄とから算出される比屈折率差Δn₂は、-0.12～-0.05%で、n₃とn₄とから算出されるΔn₃は、-0.20～-0.12%であり、第1クラッド比屈折率差が、r_コアからr₃にかけなだらかに低下する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
コア層と、該コア層の外周に隣接した第１クラッド層と、該第１クラッド層の外周に隣接した第２クラッド層からなるシングルモード光ファイバであって、前記コア中心部の屈折率をｎ
０
、該屈折率ｎ
０
に対しｎ
０
×０．４５となる屈折率の半径位置をｒ
コア
とし、前記第１クラッド層でｒ
コア
×２．２となる半径位置をｒ
２
、該ｒ
２
における屈折率をｎ
２
、前記第１クラッド層の屈折率の最小値をｎ
３
、該ｎ
３
となる半径位置をｒ
３
、前記第１クラッド層と第２クラッド層の境界半径位置をｒ
４
、前記第２クラッド層の平均屈折率をｎ
４
としたとき、前記コア層の屈折率ｎ
０
と前記第２クラッド層の屈折率ｎ
４
とから算出される前記コア層の比屈折率差Δｎ
０
は０．３％以上、０．５％以下で、前記第１クラッド層の屈折率ｎ
２
と前記第２クラッド層の屈折率ｎ
４
とから算出される比屈折率差Δｎ
２
は、－０．１２％以上、－０．０５％以下で、前記第１クラッド層中の屈折率ｎ
３
と前記第２クラッド層の屈折率ｎ
４
とから算出される比屈折率差Δｎ
３
は、－０．２０％以上、－０．１２％以下であり、前記第１クラッド層の非屈折率差が、半径位置ｒ
コア
からｒ
３
にかけて連続的になだらかに低下していることを特徴とするシングルモード光ファイバ。
続きを表示（約 760 文字）【請求項２】
前記コア層で、ｒ
コア
×０．８となる半径位置をｒ
１
としたとき、前記コア層の中心からの距離ｒ（μｍ）に対する比屈折率差Δ（ｒ）（％）の微分値ｄΔ（ｒ）／ｄｒについて、半径位置ｒが０～ｒ
１
の範囲で、ｄΔ（ｒ）／ｄｒ≧－０．０８％／μｍを満たす請求項１に記載のシングルモード光ファイバ。
【請求項３】
前記ｒ
コア
が３～６μｍであり、前記ｒ
４
が１４～２０μｍである請求項１または２に記載のシングルモード光ファイバ。
【請求項４】
曲げ半径１０ｍｍで曲げたときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失が、０．１０ｄＢ／ターン以下である請求項１または２に記載のシングルモード光ファイバ。
【請求項５】
波長１３１０ｎｍのモードフィールド径が、８．２～９．４μｍである請求項１または２に記載のシングルモード光ファイバ。
【請求項６】
零分散波長が１３００～１３２４ｎｍの範囲にあり、零分散波長での分散スロープが０．０９１ｐｓ／ｎｍ
２
／ｋｍ以下であり、波長１５５０ｎｍにおける波長分散値が１７．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である請求項１または２に記載のシングルモード光ファイバ。
【請求項７】
２２ｍのファイバ長で測定したカットオフ波長が、１２６０ｎｍ以下である請求項１または２に記載のシングルモード光ファイバ。
【請求項８】
前記コア層および前記第１クラッド層には、ゲルマニウムとフッ素および塩素が添加され、前記第２クラッド層には、塩素が添加されてなる請求項１または２に記載のシングルモード光ファイバ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、低曲げ損失かつ低伝送損失な特性を備え、零分散スロープおよび波長分散値を低減したシングルモード光ファイバに関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来のシングルモード光ファイバは、信号光が光ファイバのコア部を伝搬し、光ファイバが多少曲がった状態でも信号を伝送することが可能であるという特徴がある。一般にシングルモード光ファイバでは、その曲げ半径が小さくなるにつれ、伝搬しきれずにコアから漏洩する光の割合が指数関数的に増大し、伝送損失増となって現れる。これが曲げ損失である。近年、光ファイバは、曲率半径１５ｍｍ以下～１０ｍｍ程度の曲げた状態で用いられる可能性がある一方で、より低損失な光ファイバが求められている。光ファイバの低曲げ損失に関する規格としては、ＩＴＵ－ＴＧ．６５７で定義される規格が知られている。例えば、Ｇ．６５７．Ａ２規格では、半径１０ｍｍで曲げた場合の波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失が０．１０ｄＢ／ターン以下であることが規定されている。
【０００３】
曲げ損失を低減するには、コアの屈折率を高めて、コアへの光の閉じ込めを行うことが有効である。これは、モードフィールド直径（ＭＦＤ）を小さくすることによって改善される。このため、ＭＦＤが約８．２～８．８μｍの光ファイバが用いられることが多い。
また、コア層の外周のクラッド層に、フッ素等のダウンドーパントを添加し、屈折率を低くしたトレンチ型の屈折率分布を採用することによっても、コアへの光の閉じ込めを行うことができ、曲げ損失を低減することができる。
【０００４】
特許文献１～３では、トレンチ層の幅や深さ、外径、コア部の非屈折率差やコア径など屈折率分布の各構造パラメータを適切に制御することで、低曲げ損失ファイバを達成している。トレンチ層の形成には、コアおよび内側クラッド層を形成した後、フッ素ドープガラス管を被せて製造する手法が一般的であるが、母材の製造工程が増えて複雑になる。さらに、トレンチ層の界面付近ではOH基などの不純物が混入しやすく、加えて、界面で急激な屈折率変化に伴う組成差（界面の揺らぎ）もあるため、伝送損失上昇の原因となりうる。
【０００５】
トレンチ層を深くするには、フッ素添加量を増やす必要がある。一方で、フッ素添加量を増やすと、零分散波長は下がり、零分散スロープおよび波長分散値が低下してしまう。低曲げ損失かつ低伝送損失な特性を備え、各種光学特性が所望の範囲に収まるためには、コア領域および内側クラッド領域の屈折率分布形状を適切に制御することが重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特許第４８３３０７１号
特開２０１２－２１２１１５号公報
特開２０１３－２３５２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、従来の複雑なトレンチ層の形成によることなく、コア領域および内側クラッド領域の屈折率分布形状を調整することによって、低曲げ損失かつ低伝送損失な特性を備えたシングルモード光ファイバを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のシングルモード光ファイバは、前記課題を解決してなり、コア層と、該コア層の外周に隣接した第１クラッド層と、該第１クラッド層の外周に隣接した第２クラッド層からなるシングルモード光ファイバであって、前記コア中心部の屈折率をｎ
０
、該屈折率ｎ
０
に対しｎ
０
×０．４５となる屈折率の半径位置をｒ
コア
とし、前記第１クラッド層でｒ
コア
×２．２となる半径位置をｒ
２
、該ｒ
２
における屈折率をｎ
２
、前記第１クラッド層の屈折率の最小値をｎ
３
、該ｎ
３
となる半径位置をｒ
３
、前記第１クラッド層と第２クラッド層の境界半径位置をｒ
４
、前記第２クラッド層の平均屈折率をｎ
４
としたとき、前記コア層の屈折率ｎ
０
と前記第２クラッド層の屈折率ｎ
４
とから算出される前記コア層の比屈折率差Δｎ
０
は０．３％以上、０．５％以下で、前記第１クラッド層の屈折率ｎ
２
と前記第２クラッド層の屈折率ｎ
４
とから算出される比屈折率差Δｎ
２
は、－０．１２％以上、－０．０５％以下で、前記第１クラッド層中の屈折率ｎ
３
と前記第２クラッド層の屈折率ｎ
４
とから算出される比屈折率差Δｎ
３
は、－０．２０％以上、－０．１２％以下であり、前記第１クラッド層の非屈折率差が、半径位置ｒ
コア
からｒ
３
にかけて連続的になだらかに低下していることを特徴としている。
【０００９】
前記コア層で、ｒ
コア
×０．８となる半径位置をｒ
１
としたとき、前記コア層の中心からの距離ｒ（μｍ）に対する比屈折率差Δ（ｒ）（％）の微分値ｄΔ（ｒ）／ｄｒについて、半径位置ｒが０～ｒ
１
の範囲で、ｄΔ（ｒ）／ｄｒ≧－０．０８％／μｍを満たすのが望ましい。
また、前記ｒ
コア
が３～６μｍであり、前記ｒ
４
が１４～２０μｍであることが望ましい。
【００１０】
本発明のシングルモード光ファイバは、曲げ半径１０ｍｍで曲げたときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失は、０．１０ｄＢ／ターン以下とされる。
（【００１１】以降は省略されています）

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