專利名稱：：光纖以及光信號處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及非線性性優(yōu)良的光纖和使用該光纖的光信號處理裝置。
背景技術(shù)：
：近年來，日益要求光信號傳送中的高速化、高容量化和長距離傳送，為此，需要用于實現(xiàn)光信號的處理速度的高速化和長距離傳送的信號處理技術(shù)。作為光信號處理技術(shù)之一，可例舉將光信號變換為電信號，對變換的電信號進行信號處理并再一次還原為光信號的方法。但是，在該方法中，伴隨特意將光信號變換為電信號，而且還將其還原為光信號的處理，所以不適合高速信號處理。與此對應(yīng)，存在將光信號原樣處理的全光信號處理技術(shù)。該處理技術(shù)不將光信號變換為電信號，而將光信號作為直接光信號進行處理，所以可以進行高速的光信號處理。另外，在全光信號處理技術(shù)中，有利用在傳送光信號的光纖內(nèi)產(chǎn)生的非線性光學(xué)現(xiàn)象的方法，或者利用由非線性高的物質(zhì)構(gòu)成的光導(dǎo)波^^徑中產(chǎn)生的非線性現(xiàn)象的方法等。在前者的利用了在光纖內(nèi)產(chǎn)生的非線性光學(xué)現(xiàn)象的全光信號處理技術(shù)，因為在可高速處理的同時，傳送損失也可以很小，所以近年來特別受到關(guān)注。作為在該光纖內(nèi)產(chǎn)生的非線性現(xiàn)象，可以舉出四光波混合、自身相位調(diào)制、相互相位調(diào)制、模糊(7"卩二卩T乂)散射等。在這些現(xiàn)象中，已經(jīng)被報告的有利用了四光波混合的波長變換、利用了自身相位調(diào)制的脈沖壓縮、波形整形等的光信號處理技術(shù)。四光波混合是在向光纖導(dǎo)入大于或等于兩個波長的光時，由于非線性現(xiàn)象，按照特定的規(guī)則產(chǎn)生新的波長的光的現(xiàn)象。前述的光信號處理技術(shù)，在波長變換中利用了產(chǎn)生該新的波長的光的現(xiàn)象。而且，利用了該四光波混合的波長變換，具有將多個信號波長匯總來進行波長變換的優(yōu)點。另外，通過利用自身相位調(diào)制和相互相位調(diào)制，對傳送中惡化的波形進行整形，可以長距離傳送的全光信號處理也成為可能?？墒牵瑸榱藨?yīng)用利用了在這樣的光纖內(nèi)稱為四光混合或者自身相位調(diào)制的非線性現(xiàn)象的稱為波長變換、波形整形的光信號處理技術(shù)，作為光纖，需要能夠產(chǎn)生大的非線性現(xiàn)象的光纖，即具有高非線性性的光纖。作為表示該光纖的非線性性的指標(biāo)有非線性常數(shù)。非線性常數(shù)由下述式(1)表示。非線性常數(shù)二n2/Aeff(1)而且，在式(l)中，ri2表示光纖的非線性折射率，Aeff表示光纖的有效截面積。由上述式(l)可知，為了使光纖的非線性常數(shù)變大，需要非線性折射率n2變大，或者使有效截面積Aeff變小。為了實現(xiàn)該目的，已知有在位于光纖的中心部的第一芯子(core)中摻雜例如大量的鍺，從而加大非線性折射率n2的方法，或者使第一芯子和包層的相對折射率差變大，從而減小Aeff的方法等。但是，如果加大第一芯子和包層的相對折射率差，則色散傾斜變大，截止波長向長波長側(cè)偏移。因此，已知通過在第一芯子的外周設(shè)置比包層的折射率低的第二芯子的所謂W型折射率分布，可以降低色散傾斜，使截止波長向短波長側(cè)偏移。作為實現(xiàn)了上述技術(shù)的光纖，例如有日本專利公開公報2002-207136號使第一芯子中摻雜的鍺的濃度變高，從而加大非線性折射率n2,并且使第一芯子和包層的相對折射率差變大，乂人而減小Aeff的情況下，也可以實現(xiàn)截止波長足夠^i的光纖。這里，為了將光纖的折射率分布設(shè)為W型折射率分布，作為使位于第一芯子的外周的第二芯子折射率降低的手段，例如有對第二芯子進行摻雜的方法。但是，為了獲得作為具有高非線性性的光纖的良好特性，需要使第二芯子的折射率向負側(cè)增大，為了實現(xiàn)該目的，需要在第二芯子中摻雜高濃度的氟。但是，在常壓環(huán)境下?lián)诫s氟時，在對于純二氧化硅的相對折射率差上，到-0.7%左右是折射率降低的界限，為了使第二芯子的折射率比該界限更小，需要例如在高壓環(huán)境下?lián)诫s氟的技術(shù)(這里，所謂純二氧化硅意思是沒有摻雜使折射率變化的摻雜物質(zhì)的純粹的二氧化硅玻璃)。但是，在高壓環(huán)境下?lián)诫s氟的技術(shù)需要非常高的技術(shù)，不僅制造設(shè)備復(fù)雜，而且還存在制造合格率惡化的問題。
發(fā)明內(nèi)容為了完成前述課題，本發(fā)明的一個實施方式的非線性色散偏移光纖包括位于中心部的第一芯子；被設(shè)置在該第一芯子外周，具有比第一芯子的折射率低的折射率的第二芯子；被設(shè)置在該第二芯子的外周，具有比第一芯子的折射率低，比第二芯子的折射率高的折射率的第三芯子；以及被設(shè)置在該第三芯子的外周，具有比第三芯子的折射率低，比第二芯子的折射率高的折射率的包層。并且,為了完成前述課題，本發(fā)明的另一個實施方式的非線性色散偏移光纖包括位于中心部的第一芯子；被設(shè)置在該第一芯子外周，具有比第一芯子的折射率低的折射率的第二芯子；以及被設(shè)置在該第二芯子的外周，具有比第一芯子的折射率低，比第二芯子的折射率高的折射率的包層，所述光纖在波長1550nm的色散的絕對值小于或等于20ps/nm/km，在波長1550nm的有效截面積小于或等于15pm2，并且在波長1550nm的非線性常數(shù)大于或等于25xl(T,W,最好是大于或等于40xlO"VW,并且在所述包層中摻雜鍺。利用附圖，根據(jù)以下發(fā)明的詳細的說明，可以明確以上所述的內(nèi)容、本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點。圖1A表示本發(fā)明的實施方式1的非線性色散偏移光纖的典型的折射率分布，圖1B是該光纖的橫截面圖。圖2是表示具有表1的結(jié)構(gòu)參數(shù)的光纖的第三芯子的相對折射率差A(yù)3和色散傾斜(slope)的關(guān)系的圖。圖3是表示具有表1的結(jié)構(gòu)參數(shù)的光纖的第三芯子的相對折射率差A(yù)3和有效截面積Aeff的關(guān)系的圖。圖4是表示具有表1的結(jié)構(gòu)參數(shù)的光纖的第三芯子的相對折射率差A(yù)3和截止波長的關(guān)系的圖。圖5是表示具有表2的結(jié)構(gòu)參數(shù)的光纖的第一芯子的相對折射率差A(yù)1和有效截面積Aeff的關(guān)系的圖。圖6是表示具有表3的結(jié)構(gòu)參數(shù)的光纖的第一芯子的外徑Dl和第二芯子的外徑D2的比Dl/D2和色散傾斜的關(guān)系的圖。圖7是表示具有表3的結(jié)構(gòu)參數(shù)的光纖的第一芯子的外徑Dl和第二芯子的外徑D2的比Dl/D2和截止波長的關(guān)系的圖。圖8是表示在規(guī)定的第一芯子的相對折射率差A(yù)1、規(guī)定的第二芯子的相對折射率差A(yù)2和規(guī)定的Dl/D2中，在使第三芯子的相對折射率差A(yù)3和D2/D3變化時的、-10至10ps/nm/km的色散的截止波長變?yōu)樾∮诨虻扔?500nm的范圍的圖。圖9是表示顯示具有圖4的結(jié)構(gòu)參數(shù)的光纖的第一芯子的折射率分布形狀的a和色散傾斜的關(guān)系的圖。圖10是表示顯示具有圖4的結(jié)構(gòu)參數(shù)的光纖的第一芯子的折射率分布形狀的a和有效截面積Aeff的關(guān)系的圖。圖11是表示使用了本發(fā)明的非線性色散偏移光纖的一例光波長變換器的圖。圖12是表示使用了本發(fā)明的非線性色散偏移光纖的一例脈沖壓縮器的圖。圖13A表示本發(fā)明的實施方式2的光纖的折射率分布，圖13B是該光纖的橫截面圖。圖14A表示實施方式2的另一個光纖的折射率分布，圖14B是該光纖的橫截面圖。圖15是表示具有表7的結(jié)構(gòu)的光纖的A1和Aeff的關(guān)系的國。圖16是表示具有表8的結(jié)構(gòu)的光纖的Dl/D2和色散傾斜的關(guān)系的圖。圖17是表示具有表8的結(jié)構(gòu)的光纖的Dl/D2和Aeff的關(guān)系的圖。圖18是表示具有表9的結(jié)構(gòu)的光纖的a和色散傾斜的關(guān)系的圖。圖19是表示具有表9的結(jié)構(gòu)的光纖的a和Aeff的關(guān)系的圖。具體實施方式實施方式1圖1A和圖1B表示本發(fā)明的實施方式1的非線性色散偏移型的光纖的一例。圖1A表示該光纖的折射率分布，圖1B表示其橫截面的一部分。而且，省略包層4的外側(cè)的線。如圖1A和圖1B所示，實施方式1的光纖具有位于中心部，折射率分布形狀為a次方分布的第一芯子；被設(shè)置在該第一芯子外周，具有比第一芯子的折射率低的折射率的第二芯子；被設(shè)置在該第二芯子的外周，具有比第一芯子的折射率低，比第二芯子的折射率高的折射率的第三芯子；以及被設(shè)置在該第三芯子的外周，具有比第三芯子的折射率低，比第二芯子的折射率高的折射率的包層。而且，Dl表示位于中央部的第一芯子的外徑，D2表示被設(shè)置于第一芯子的外周的第二芯子的外徑，D3表示被設(shè)置于第二芯子的外周的第三芯子的外徑。這里，第一芯子1的外徑D1為在第一芯子1中連接與包層4相等的折射率的位置的線的長度。并且，第二芯子2的外徑D2為在第二芯子2和第三芯子3的邊界區(qū)域內(nèi)，連接為相對折射率差A(yù)2的1/2的折射率差的位置的線的長度，第三芯子3的外徑D3為在第三芯子3和包層4的邊界區(qū)域內(nèi)，連接為相對折射率差A(yù)3的1/10的折射率差的位置的線的長度。而且，第一芯子的外徑Dl為2至5(im。而且，第三芯子的折射率分布形狀可以是階梯型或a次方分布，第三芯子的外周進一步具有第四芯子、第五芯子等也可以。這里A1表示第一芯子相對于包層的相對折射率差，A2表示第2芯子相對于包層的相對折射率差，A3表示第三芯子相對于包層的相對折射率差，Al至A3具有以下式(2)至式(4)的關(guān)系。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>而且，在將離中心距離r((KKD1/2)的第一芯子的折射率設(shè)為n2(r)時，用式(5)定義表示第一芯子的折射率分布形狀的oc。n2(r)=ncl2{1-2.Aln.(2r/Dl)"(5)在式(2)至式(5)中，Hd表示第一芯子的最大折射率，nc2表示第二芯子的最小折射率，ne3表示第三芯子的最大折射率。而且，在式(5)中的A1是不用百分比表示A1的值，具有A1^{(ncl-nc)/ncl}的關(guān)系。一般來說，在由位于中央部的第一芯子和在第一芯子的外周設(shè)置的第二芯子、以及在第二芯子的外周設(shè)置的包層構(gòu)成的光纖中，如果使第二芯子相對于包層的相對折射率差A(yù)2(參照式(3))向負側(cè)增大，則可以在波長1550nm使色散的絕對值變小，同時也可以使色散傾斜變小。但是，為了進一步降低色散傾斜，需要被設(shè)置在第二芯子的外周、具有比包層更高的折射率的第三芯子。以下說明通過具有第三芯子，可以使色散傾斜降低的情況。在具有圖1A所示的折射率分布的光纖內(nèi)，使A3變化，通過模擬求出色散傾斜、有效截面積Aeff和截止波長的變化。而且，在表l中表示在模擬中使用的光纖的A3之外的結(jié)構(gòu)參數(shù)。表1在模擬中使用的光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)(1)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>圖2表示在波長1550nm、具有表1的結(jié)構(gòu)參數(shù)的光纖的相對折射率差A(yù)3和色散傾斜的關(guān)系。如圖2所示，如果相對折射率差A(yù)3變大，則色散傾斜降低。但是，如果相對折射率差A(yù)3變大，則如圖3所示，有效截面積Aeff變大，得到的非線性變得比較小。而且，如圖4所示，截止波長向長波長側(cè)偏移。因此，需要調(diào)整相對折射率差A(yù)3和第三芯子的芯子直徑，使得Aeff不變得過大，并且截止波長不超過1500nm。以下說明具體的調(diào)整。有效截面積Aeff如上所述，根據(jù)式(l)可以理解，為了增大光纖的非線性常數(shù)，需要增大非線性折射率112,或者減小有效截面積Aeff。但是，因為n2是由材料決定的值，所以不容易增大。因此，盡量減小光纖的有效截面積Aeff的值比較現(xiàn)實。因此，在實施方式1中，將光纖的有效截面積Aeff設(shè)為小于或等于15|am2，最好設(shè)為小于或等于12|iim2。由此，可以得到波長1550nm的非線性常數(shù)大于或等于25xlO,W,進而具有大于或等于40xlO,W的更大的非線性常數(shù)的光纖。相對折射率差A(yù)l和A2為了減小Aeff，增大相對折射率差M最有效。因此，為了導(dǎo)出適當(dāng)?shù)南鄬φ凵渎什預(yù)1，進行了模擬。表2表示在模擬中使用的光纖的除了Al以外的結(jié)構(gòu)參數(shù)。A2、A3等與前述相同，按照上述式(2)至(5)計算。而且，例2-2和例2-3沒有第三芯子。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>圖5表示具有表2的結(jié)構(gòu)參數(shù)的光纖的相對折射率差A(yù)l和有效截面積Aeff的關(guān)系。如圖5所示，如果增大相對折射率差A(yù)l，則有效截面積Aeff變小。而且，如果比較除了有無第三芯子外具有相同結(jié)構(gòu)參數(shù)的例2-1和例2-2,則通過設(shè)置具有比包層高的折射率的第三芯子，可知Aeff擴大了一些。另外，相對折射率差A(yù)l未達到1.5%，Aeff變大，非線性性變得比較小。因此，在具有第三芯子的光纖中，為了滿足Aeff小于或等于15|11112的條件，相對折射率差A(yù)l至少需要大于或等于1.5%。另一方面，如果相對折射率差A(yù)l增大，則截止波長向長波長側(cè)偏移。因此，如果相對折射率差A(yù)1超過5.0。/。，則對光纖用于單一模式動作的截止波長的關(guān)注變大，生產(chǎn)性變差。而且，從制造角度來說，制造相對折射率差△1超過5.0%的芯子非常困難。而且，如果相對折射率差A(yù)1超過5.0。/。，則1550nm的色散傾斜的值變大，在進行光信號處理時，對于波長1550nm附近的不同波長，色散的變動變大。因此，相對折射率差A(yù)l最好是1.5%至5.0%。而且，如果相對折射率差A(yù)2向負側(cè)增大，則可以使在1550nm的色散的絕對值減小，同時還可以使色散傾斜減小，而且截止波長向短波長側(cè)偏移。如上所述，如果將相對折射率差A(yù)l設(shè)為1.5%至5.0%，則在相對折射率差△2小于或等于-0.1%時，可以使色散傾斜的絕對值為小于或等于0.(Bps/nm"km，在相對折射率差A(yù)2小于或等于-0.7%時，可以使色散傾斜的絕對值為小于或等于0.01ps/nm2/km。而且，截止波長也可以設(shè)為小于或等于1500nm。另一方面，為了將相對折射率差A(yù)2為小于或等于-1.4%,例如需要摻雜大量的氟，制造變得困難。因此，相對折射率差A(yù)2為-1.4%至-0.1%較好，為-1.4%至-0.7%更好。另一方面，在相對折射率差M大于或等于2.4%，相對折射率差A(yù)2為-1.4%至-0.7%時，如圖5的例2-1和例2-2所示，可以^^有效截面積Aeff為小于或等于lliam2,可以得到大于或等于40xlO"Vw的非線性常數(shù)ri2/Aeff值。而且，通過設(shè)置具有比包層高的折射率的第三芯子，Aeff雖然擴大了一些，但即使這樣，Aeff仍然小于或等于12itmA這時，可以得到大于或等于35xlO,W的非線性常數(shù)n2/Aeff值。而且，在相對折射率差A(yù)l小于或等于4.0%,相對折射率差A(yù)2為-1.4%至-0.7%時，可以得到足夠高的非線性和低的色散傾斜，從而可以實現(xiàn)截止波長小于或等于1500nm的光纖。而且，通過設(shè)置第三芯子，折射率分布的自由度變寬，所以可以提高合格率，得到高的生產(chǎn)性和穩(wěn)定性。因此，最好將相對折射率差A(yù)l設(shè)為2.4%至4.0%，將相對折射率差A(yù)2i殳為-1.4。/。至-0.70/()。色散和色散傾斜本發(fā)明的非線性色散偏移光纖是可以在包含1550nm的寬幅波長區(qū)域中使用的非線性色散偏移光纖，在使用波長中的色散的絕對值必須小。因此，實施方式1的非線性色散偏移光纖在波長1550nm的色散的絕對值希望小于或等于10ps/nm/km,最好希望小于或等于5ps/nm/km。而且，需要在使用波長之間的色散的差小。因此，實施方式l的非線性色散偏移光纖在波長1550nm的色散傾斜的絕對值小于或等于0.03ps/nm2/km,最好小于或等于0.01ps/nm2/km。由此，在寬幅的使用波長區(qū)域中，使用波長間的色散的差小，可以用一根光纖進行各種波長的光信號處理，可以在寬幅的波長區(qū)域中實現(xiàn)利用了非線性光學(xué)現(xiàn)象的良好光信號處理。實施方式1的非線性色散偏移光纖，在lkm至數(shù)km的長尺寸中使用時，也保證在光纖的全長中色散的差小。其結(jié)果，在利用了光的非線性現(xiàn)象的波長變換器和脈沖壓縮器等光信號處理裝置中使用時非常有效。因此，實施方式1的非線性色散偏移光纖在波長1510nm至1590nrn的任意一個波長中的光纖縱向的色散的最大值和最小值的差(變動幅度)小于或等于lps/nm/km,最好小于或等于0.2ps/nm/km。這樣，由于色散的變動幅度小，所以在利用了光的非線性現(xiàn)象的波長變換器或者脈沖壓縮器等的光信號處理裝置中使用時非常有效。而且，前述的色散的變動幅度指在實際使用長度的光纖全長上，利用色散分布測量器測量的色散的變動幅度。光纖的色散的分布測試可以通過例如利用由MoUenauer研究的方法的色散分布測量器來測量。實際上為了抑制光纖縱向的色散的變動，在光纖基材的階段要求芯子和包層的厚度一樣。具體來說，例如在通過OVD(OutsideVaporDeposition)法或者VAD(VaporAxialDeposition)法合成套件(suit)階段，需要進行管理，以便堆積的原料變得均勻，在將該光纖的基材拉伸為希望的外徑時，要求外徑變動的差小于或等于0.2%的高精度拉伸。而且，在從光纖基材進行光纖拉絲時，也需要管理，以便該光纖的外徑變動小于或等于0.2%，基本為固定的直徑。截止波長在單一模式光纖中，截止波長Xc需要比使用波長小。因此，希望截止波長人c小于或等于1500nm，最好小于或等于1460nm。通過使截止波長Xc小于或等于1500nm,可以對大于或等于1500nm的寬幅波長區(qū)域使用，而且，通過使截止波長Xc小于或等于1460nm，可以對包含S頻帶(1460nm至1530nm),C頻帶(1530nm至1565nm),L頻帶(1565畫至1625腿)的寬波長區(qū)域使用。這里，所謂截止波長人c是指在ITU-T(國際電氣通信聯(lián)合)G.650中定義的光纖截止波長Xc。另外，對于在本說明書中沒有特別定義的用語，按照ITU-TG650中的定義和測量方法。第一芯子的外徑和第二芯子的外徑的比Dl/D2通過調(diào)整第一芯子的外徑D1和第二芯子的外徑D2的比D1/D2，可以得到有效截面積Aeff小，截止波長Xc也低，并且色散傾斜值也小的光纖。利用模擬例來說明調(diào)整Dl/D2產(chǎn)生的色散傾斜的值的變化。表3表示在模擬中使用的光纖的除了Dl/D2之外的結(jié)構(gòu)參數(shù)。Al、A2等和前述相同，按照上述式(2)至(5)計算。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>圖6表示具有表3的結(jié)構(gòu)參數(shù)的光纖的Dl/D2和1550nm的色散為Ops/nm/km時的色散傾斜的值的關(guān)系，圖7表示具有表3的結(jié)構(gòu)參數(shù)的光纖的Dl/D2與在波長1550腿的色散為Ops/nm/km時的截止波長的關(guān)系。如圖6所示，如果D1/D2接近0或者1，則可知色散傾斜變大。因此，為了減小色散傾斜，需要將Dl/D2設(shè)定在0和1之間的0.5附近。而且，如圖7所示，如果Dl/D2比0.3小，則截止波長急劇向長波長側(cè)偏移，超過1500nm。另一方面，如果D1/D2比0.8大，則雖然緩慢但截止波長超過1500nm。因此，合適的Dl/D2為大于或等于0.3并且小于或等于0.8。而且，通過將D1/D2的范圍設(shè)為大于或等于0.4并且小于或等于0.7,可以將色散傾斜的絕對值設(shè)為小于或等于0.01ps/nm2/km。因此，最好將Dl/D2的范圍設(shè)為大于或等于0.4并且小于或等于0.7。相對折射率差A(yù)3和第三芯子的芯子外徑D3為了使截止波長不超過1500nm,需要調(diào)整相對折射率差A(yù)3和第三芯子的芯子外徑D3。因此，上述求出的相對折射率差厶1在1.5%至5.0%的范圍、相對折射率差A(yù)2在-1.4%至-0.1%的范圍，以及第一芯子的外徑Dl和第二芯子的外徑D2的比Dl/D2在大于或等于0.3并且小于或等于0.8的范圍內(nèi)使這些結(jié)構(gòu)參數(shù)變化。在這樣的條件下，使相對折射率差A(yù)3變化從而通過模擬求出-10至10ps/nm/km的色散的截止波長變?yōu)樾∮诨虻扔?500nm的D2/D3的范圍。圖8表示該模擬結(jié)果。圖8是相對折射率差A(yù)3為0.1%至1.0%時，減小D2/D3(即擴大第三芯子的芯子寬度)，繪出-10至10ps/nm/km的色散的截止波長超過1500nm時的D2/D3的圖。因此，對于各相對折射率差A(yù)3，在D2/D3比圖8繪出的線大(第三芯子的芯子寬度窄)的范圍內(nèi)，保證小于或等于1500nm的截止波長。按照圖8，D2/D3的范圍如式(6)所示D2/D3〉A(chǔ)3+0.25(0.1%SA3幼.2%)D2/D3〉(l/2).A3+0.35(0.2%SA3幼.6%)(6)D2/D3〉(l/4).A3+0.5(0.6%《A3化0%)第一芯子的折射率分布形狀第一芯子的折射率分布形狀為a次方分布。通過增大a可以減小色散傾斜，而且也可以減小Aeff。這里，用模擬的例子說明a大這種情況處于優(yōu)先位置的情況。表4表示用于說明a大這種情況處于優(yōu)先位置的、在模擬中使用的光纖的a以外的結(jié)構(gòu)參數(shù)。Al、A2等和前述一樣，按照上述式(2)至(5)計算。表4在模擬中使用的光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)(4)<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>圖9表示具有表4的結(jié)構(gòu)參^t的光纖的第一芯子的a和色散傾斜的關(guān)系，圖10表示具有表4的結(jié)構(gòu)參數(shù)的光纖的a和Aeff的關(guān)系。如圖9所示，如果使a的值增大，則可以降低色散傾斜。特別是在將a從2增大到3時，在光纖C中大致可以減小0.0095ps/nm2/km，在光纖D中大致可以減小0.012psZnmVkm。這樣，增大a對降低色散傾斜非常有效。而且，如圖10所示，通過增大a的值，可以減小Aeff。特別是在將a從2增大到3時，在光纖C和光纖D中大致可以減小10%的Aeff。為了增大第一芯子的a,在通過VAD法或者MCVD(ModifiedChemicalVapourDeposition)法制造芯子基材時，首先制造其折射率分布形狀的oc次方分布大的芯子基材。或者可以通過HF等的刻蝕或機械外削來對通過這些方法制造的芯子基材的表面進行外削。在通過這些方法增大a時，從制造的角度看，使a成為大于或等于3也比較容易。而且，如圖9所示，通過使a的值進一步增大，成為大于或等于6也可以進一步減小色散傾斜。而且，如果如圖10所示增大a，則可以減小Aeff。如圖9所示，在a為大于或等于6的區(qū)域內(nèi)，雖然繼續(xù)色散傾斜的減小傾向，但是如圖10所示，Aeff的減少基本成為飽和的狀態(tài)。因此，最好使a至少大于或等于6。實施方式1的非線性色散偏移光纖的實施例表5表示實施方式1的實施例1至實施例8以及比較例1和2的各光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)的值和通過模擬得到的特性值。在表5中，MFD的意思是;f莫區(qū)域(modefield)直徑。而且，在本模擬中，設(shè)包層的折射率與純二氧化硅基本相同。在所有實施例1至實施例8中，在波長1550nm的色散的絕對值小于或等于10ps/nm/km，色散傾斜的絕對值小于或等于0.03ps/nm2/km。而且，為了容易比較，設(shè)實施例1至8和比較例1和2在波長1550nm的色散的值基本相同。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>如果比較實施例1和實施例2,可知實施例1的第一芯子的折射率分布形狀為oc次方分布，a為3。另一方面，在實施例2中a變?yōu)?。如果比較各自得到的光纖的特性值，則實施例2與實施例l相比，顯示在波長1550nm下的色散傾斜小，有效截面積Aeff也小的值。對于實施例5和實施例6的關(guān)系，也說明同樣的結(jié)果。從這個觀點可得出與a大于或等于3相比，最好a大于或等于6的啟示。實施例1的光纖的相對折射率差A(yù)3為0.3%,在實施例3中，相對折射率差A(yù)3為0.5%。如果比較各自得到的光纖的特性值，則實施例3與實施例1相比，顯示在波長1550nm下的色散傾斜的絕對值小，但有效截面積Aeff大的值。雖然實施例6和實施例7的關(guān)系也一樣，但是因為Dl/D2大(即第一芯子和第三芯子的距離近)，所以可知與實施例1和3的關(guān)系相比，對第三芯子的相對折射率差A(yù)3的大小的變化，特性更壽文感。而且，實施例1的光纖，第一芯子1的外徑Dl和第二芯子2的外徑D2的比Dl/D2為0.375,在實施例5中Dl/D2變?yōu)?.5。如果比較兩光纖中得到的特性值，則雖然實施例5比實施例1的有效截面積Aeff大，截止波長Xc處于長波長側(cè)，但是在波長1550nm下的色散傾斜的絕對值顯示非常小的值。即，從色散傾斜的觀點可以得出與Dl/D2大于或等于0.3并且小于或等于0.8相比，Dl/D2大于或等于0.4并且小于或等于0.7更好的啟示。而且，比較例1是不具有實施例1中的第三芯子部的結(jié)構(gòu)，比較例2是不具有實施例5中的第三芯子部的結(jié)構(gòu)。如果比較在兩個光纖中得到的特性值，則實施例1與比較例1相比，顯示有效截面積Aeff大，在波長1550nm下的色散傾斜的絕對值小的值。而且，實施例5與比較例2相比，也顯示有效截面積Aeff大，在波長1550nm下的色散傾斜的絕對值小的值。即，從在色散傾斜降低的觀點看，如實施方式1那樣具有第三芯子比較有效。而且，通過具有第三芯子，折射率分布的自由度變大，所以有合格率提高，得到高生產(chǎn)性和穩(wěn)定性的優(yōu)點。而且，表6顯示對實施方式1的實施例9至實施例18的第一芯子的相對折射率差A(yù)l、第二芯子的相對折射率差A(yù)2取各種結(jié)構(gòu)參數(shù)時的光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)值及其特性值。這里，實施例9至實施例16所示的特性值是通過模擬得到的結(jié)果，實施例17和實施例18是實際制造光纖，進行評價而得到的特性值。實際制造的光纖的特性值獲得與模擬基本相同的結(jié)果。所有實施例9至18在波長1550nm的色散的絕對值小于或等于10ps/nm/km,色散傾斜的絕對值小于或等于0.03ps/nm2/km。而且，截止波長入c小于或等于1500nm，有效截面積Aeff小于或等于15pm2。表6<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>而且，測試了實施例17和實施例18所示的光纖的縱向的色散變動。其結(jié)果，在實施例17中，長度1km的光纖的縱向的色散的最大值和最小值的差在波長1552nm為0.8ps/nm/km。而且，在實施例18所示的光纖中，長度lkm的光纖的縱向的色散的最大值和最小值的差在波長1554nm為0.2ps/nm/km。本發(fā)明的非線性色散偏移光纖在長度400m~lkm左右使用是最普通的情況，任意光纖在使用長度的縱向的色散的最大值和最小值的差都在允許的范圍內(nèi)。通過將實施方式1的非線性色散偏移光纖用于光信號處理裝置，可以在寬波長范圍內(nèi)進行性能穩(wěn)定的光信號處理。圖11表示作為利用了實施方式1的光纖的光信號處理裝置的一例，將光信號的波長匯總變換為其它波長的光波長變換器。圖11的光波長變換器包括使偏振波一致的偏振波控制器13;鉺摻雜光纖放大器(EDFA)14;將來自光源的激發(fā)光(波長)和信號光12結(jié)合的耦合器15;以及偏振鏡16。以下簡單說明圖11的光波長變換器。事前對實施方式1的光纖17的色散為零的波長進行檢查，從光源11生成該色散為零的波長附近的激發(fā)光(波長)，并使其與信號光12(波長)耦合以后，導(dǎo)入實施方式1的光纖17中。這時，該光纖17內(nèi)產(chǎn)生被稱為四光波混合的大的非線性現(xiàn)象，信號光12被變換為下述式(7)中的波長X。由此，匯總進行光波長變換。X=(Xp-入s)+入p(7)圖12表示利用了實施方式1的光纖的脈沖壓縮器的一例。圖12的脈沖壓縮器包括波長分別不同的光源21和22，偏振波控制器23、耦合器24、偏振鏡25、EDFA26、一般的單一模式光纖28、實施方式1的光纖27。在圖13的脈沖壓縮器中，將實施方式1的光纖27和一般的單一模式光纖28每隔規(guī)定長度交互連接。而且，在圖11和圖12中，雖然作為利用了實施方式1的光纖的光信號處理裝置，僅表示了光波長變換器和脈沖壓縮器，但是不用說，除此之外還可以在例如波形整形器等中應(yīng)用實施方式1的光纖。實施方式2利用圖13~圖19對本發(fā)明的實施方式2的光纖及利用了該光纖的光波長變換器和脈沖壓縮器的實施例進行詳細說明。圖13A和圖13B表示實施方式2的光纖的一例。圖13A表示該光纖的折射率分布，圖13B表示其橫截面的一部分。而且，包層54外側(cè)的線被省略。如圖13A和圖13B所示，該光纖包括位于中心部，具有下述式(8)表示的oc次方的折射率分布的第一芯子51;被設(shè)置在前述第一芯子51的外側(cè)，具有比前述第一芯子51低的折射率的第二芯子52;被設(shè)置在前述第二芯子52的外側(cè)，具有比前述第二芯子52高的折射率的包層54,具有所謂W型的折射率分布。而且，包層54的折射率比用圖中的虛線表示的純二氧化硅的折射率高。這里，用以下的式(8)定義表示第一芯子的折射率分布的形狀的oun2(r)=ncl2{1_2.(A1/100)(2r/Dl)"(8)但是，0<r<Dl/2這里，r表示從光纖的中心開始的半徑方向的位置，n(r)表示位置r的折射率。而且，n^為第一芯子51的最大折射率，Dl是第一芯子51的直徑。而且，用下述式(9)~(11)表示第一芯子51相對于前述包層54的相對折射率差A(yù)1、第2芯子52相對于包層54的相對折射率差A(yù)2、包層相對于前述純二氧化硅的相對折射率差A(yù)C。△1={(ncl-nc)/ncl}掘(9)△2={(nc2-nc)/nc2}.100(10)△C={(nc-ns)/nc}.100(11)這里，在前述各式中，n^是第一芯子51的最大折射率，ne2是第二芯子52的最小折射率，ne是包層54的折射率，ns是純二氧化硅的折射率。而且，在實施方式2中，前述第一芯子51的直徑Dl是在第一芯子51中，成為與包層54相等的折射率的位置上的直徑，第二芯子52的直徑D2是在第二芯子52和包層54的邊界區(qū)域內(nèi)，成為A2的1/2的折射率的位置上的直徑。另夕卜，圖14A和圖14B表示實施方式2的光纖的另一例。與圖13A和圖13B—樣，圖14A表示該光纖的折射率分布，圖14B表示其橫截面的一部分。而且，包層54外側(cè)的線被省略。如圖14A所示，該光纖包括位于中心部，具有前述式(8)表示的a次方的折射率分布的第一芯子51;被設(shè)置在前述第一芯子51的外側(cè)，具有比前述第一芯子51低的折射率的第二芯子52;纟皮設(shè)置在前述第二芯子52的外側(cè)，具有比前述第一芯子51低并且比前述第二芯子52高的折射率的第三芯子53;凈皮設(shè)置在前述第三芯子53的外側(cè)，具有比前述第三芯子53低并且比前述第二芯子52高的折射率的包層54,具有所謂W型的折射率分布。而且，前述包層54的折射率比用圖中的虛線表示的純二氧化硅的折射率高。而且，用下述式(12)表示第三芯子53相對于前述包層54的相對折射率差A(yù)3，并且，表示第一芯子的折射率分布的形狀的a，第一芯子51相對于前述包層54的相對折射率差A(yù)1、第2芯子52相對于包層54的相對折射率差A(yù)2、包層相對于前述純二氧化硅的相對折射率差A(yù)C與前述式(9)~(11)相同。A3={(nc3-nc)/nc3}.100(12)這里，在前述各式中，nc3是第三芯子53的最大折射率。而且，在本實施方式2中，第三芯子53的直徑D3為在第三芯子53和包層54的邊界區(qū)域內(nèi)，成為A3的1/10的折射率的位置上的直徑。第一芯子51的直徑D1、第二芯子52的直徑D2與前述的定義相同。實施方式2的光纖通過使用向包層摻雜鍺的技術(shù)，可以使包層相對于第二芯子的相對折射率差容易向負側(cè)增大，可以容易地提供同時具有高非線性性和低色散的光纖。向包層摻雜鍺可以在光纖用配套基材制造工序，例如OVD(outsidevapourdeposition)工序等中進行，通過調(diào)整其摻雜量，可以調(diào)整包層相對于純二氧化硅的折射率差A(yù)C。例如，在向第二芯子摻雜氟，使得第二芯子相對于純二氧化硅的相對折射率差為-0.7%，向包層摻雜鍺，使得包層相對于純二氧化硅的相對折射率差A(yù)C為0.5%日于，如果設(shè)純二氧化硅的折射率為S,則包層的折射率為1.005.S，第二芯子的折射率為0.993.S。這里，如果將包層的折射率設(shè)為Se，則包層和第二芯子的折射率差^2為厶2=(0.993'S-Sc)/Sc.100=-1.194%。這樣，通過使用向包層摻雜鍺的技術(shù)，可以容易地增大第二芯子相對于包層的折射率差。以下，對作為本發(fā)明的光纖的良好的特性和用于得到該特性的折射率分布的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行詳細地說明。有效截面積Aeff如前所述，為了增大光纖的非線性常數(shù)，減小Aeff很有效。在實施方式2中，使波長1550nm的Aeff小于或等于15pm2，最好小于或等于12|im2。通過這樣減小Aeff，可以得到具有在波長1550nm下大于或等于25xl(T1G/W，最好大于或等于40xlO"G/W的大的非線性常數(shù)的光纖。相對折射率差A(yù)l和A2為了減小Aeff,增大相對折射率差A(yù)l最有效。因此，為了導(dǎo)出合適的相對折射率差A(yù)1，進行了模擬。表6表示在模擬中使用的光纖的除了Al之外的結(jié)構(gòu)參數(shù)?！?a等的定義與前述相同，按照上述式(8)~(12)計算。而且，例1-1是圖14A所示的W線段型折射率分布，例1-2和例1-3是圖13A所示的W型折射率分布。表7<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>在圖15中，表示具有表7的結(jié)構(gòu)參數(shù)的光纖的相對折射率差A(yù)l和Aeff的關(guān)系的例子。如圖15所示，如果相對折射率差A(yù)l變大，則Aeff變小。為了滿足Aeff小于或等于15|111112的條件，如圖15所示，相對折射率差A(yù)1需要大于或等于1.0%。而且，如果相對折射率差A(yù)l增大，則截止波長向長波長側(cè)偏移，如果Al超過5.0。/。，則難以成為單一模式光纖。而且，如果A1超過5.0。/。，則波長1550nm的色散傾斜變大，在進行光信號處理時，波長間的色散值的差變大。而且，制造相對折射率差A(yù)l超過5.0%的芯子，從制造角度看也非常困難。因此，最好相對折射率差A(yù)l大于或等于1.0%并且小于或等于5.0%。而且，如果使相對折射率差A(yù)2向負側(cè)增大,則1550nm的色散的絕對值可以減小，同時色散傾斜的絕對值也可以減小，而且，可以使截止波長向短波長側(cè)偏移。如上所述，在使相對折射率差△大于或等于1.0%并且小于或等于5.0%的情況下，如果使相對折射率差A(yù)2小于或等于-0.2%,則可以使色散傾斜的絕對值小于或等于0.03ps/nm2/km，同時截止波長也可以小于或等于1500nm。另一方面，如果使相對折射率差A(yù)2小于或等于-2.4%,則需要向第二芯子摻雜大量的氟，或者向包層摻雜大量的鍺，制造變得非常困難。因此，最好^f吏相對折射率差A(yù)2大于或等于-2.4%并且小于或等于-0.2%。另一方面，在相對折射率差A(yù)l大于或等于2.0%,相對折射率差A(yù)2大于或等于-2.0%并且小于或等于-0.6%的情況下，如圖15所示，可以使Aeff小于或等于12pm2，使非線性常數(shù)大于或等于40xlO,W。而且，通過設(shè)置具有比包層高的折射率的第三芯子，雖然Aeff變大一些，但是如圖15的例1-1所示，即使這樣Aeff也小于或等于12pn2。這時，可以得到大于或等于35xlO-,W的非線性常數(shù)n2/Aeff值。而且，在相對折射率差A(yù)l大于或等于2.0%并且小于或等于4.0%,相對折射率差A(yù)2大于或等于-2.0%并且小于或等于-0.6%的情況下，可以使色散傾斜的絕對值小于或等于0.01ps/nm2/km，可以得到足夠高的非線性和絕對值小的色散傾斜，進而可以實現(xiàn)截止波長小于或等于1500nrn的光纖。因此，最好^^相對折射率差A(yù)l大于或等于2.4%并且小于或等于4.0%,相對折射率差A(yù)2大于或等于-2.0%并且小于或等于-0.6%。色散和色散傾斜實施方式2的光纖是可以應(yīng)用在包含1550nm的寬幅波長區(qū)域內(nèi)的光纖，使用波長的色散的絕對值必須小。因此，本發(fā)明的光纖希望在波長1550nrn的色散值的絕對值小于或等于10ps/nm/km,進而希望小于或等于5ps/nm/km。而且，實施方式2的光纖需要使用波長的波長間的色散的差小。因此，本發(fā)明的光纖在1550nm的色散傾斜的絕對值小于或等于0.03ps/nm2/km,最好小于或等于0.01ps/nm2/km。由此，可以提供在波長1550nm附近的寬幅使用波長區(qū)域中，波長間的色散的差小，并且色散的絕對值小的光纖。如果使用實施方式2的光纖，則可以在寬幅波長區(qū)域中，實現(xiàn)利用了非線性現(xiàn)象的良好的光信號處理。實施方式2的光纖，在lkm數(shù)km的長度下使用時，也可以在光纖的全長內(nèi)保證色散之差小。實施方式2的光纖在波長1510nm~1590nm的任意波長的光纖的縱向色散的變動幅度小于或等于lps/nm/km,最好小于或等于0.2ps/nm/km。這樣，因為縱向的色散的最大值和最小值的差小，可以構(gòu)成利用了高質(zhì)量的非線性現(xiàn)象的波長變換器和脈沖壓縮器等光信號處理裝置。而且，前述的色散的變動幅度指在構(gòu)成光信號處理裝置的一根光纖的全長中，由色散分布測量器測量的色散值的變動幅度(色散的最大值和最小值的差)。光纖的色散分布的測量例如可以通過利用由Mollenauer研究的方法的色散分布測試器來進行測量。實際上為了抑制光纖縱向的色散的變動，在光纖基材的階段要求芯子和包層的厚度一樣。具體來說，例如在通過OVD法或者VAD法合成光纖基材的階段需要對合成中的堆積條件進行管理，以便芯子和包層的厚度均勻，在將該光纖的基材拉伸為希望的外徑時，要求進行外徑變動相對于平均外徑在±0.2%以內(nèi)的高精度拉伸。而且，在從光纖基材將光纖拉絲時，也需要管理，以便該光纖的外徑基本固定(例如，外徑變動在平均光纖外徑的±0.2%以內(nèi))。截止波長在單一模式光纖中，截止波長人c需要比使用波長小。因此，希望截止波長Xc小于或等于1500nm,最好小于或等于1200nm。通過使截止波長Xc小于或等于1500nm,可以在大于或等于1500nm的寬幅波長區(qū)域中保證單一模式工作。而且，通過^f吏截止波長Xc小于或等于1200nm，可以在大于或等于1200nm的波長區(qū)域中保證單一才莫式工作，可以在還包含了1.3pm的寬幅波長區(qū)域內(nèi)使用。第一芯子的外徑和第二芯子的外徑的比Dl/D2和包層的相對折射率差A(yù)C通過調(diào)整第一芯子的外徑Dl和第二芯子的外徑的比D1/D2,可以得到有效截面積Aeff小，截止波長Xc也小，并且色散傾斜的絕對值也小的光纖。這里，利用模擬例來說明調(diào)整第一芯子的外徑Dl和第二芯子的外徑的比Dl/D2產(chǎn)生的色散傾斜的值的變化。表8表示在模擬中使用的光纖的除了Dl/D2之外的結(jié)構(gòu)參數(shù)。折射率分布全部設(shè)為圖14A所示的W型折射率分布。如表8所示，使用同一芯棒(rod),通過使AC變化而使特性變化。A、a等和前述相同，按照上述式(8)至(12)計算。表8<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>圖16表示具有表8的結(jié)構(gòu)參數(shù)的光纖的Dl/D2和在1550nrn的色散為0ps/nm/km時的色散傾斜的值的關(guān)系。如圖16所示，光纖例2-l、例2-2、例2-3相同，可知隨著D1/D2的比接近O.l或者接近1，色散傾斜向正方向變大。因此，為了減小色散傾斜，需要將Dl/D2設(shè)定在0.5附近。而且，可知越使AC增大，越可以降低色散傾斜。特別是在D1/D2小于或等于0.8時可以大幅度降低色散傾斜，例如在Dl/D2的比為0.8時，與例2-1比較，在例2-2中色散傾斜可以降低0.007ps/nm2/km，與例2-1比較，在例2-3中可以降低0.014ps/nm2/km。與此相對，在D1/D2的比為0.9時，與例2-1比較，在例2-2中色散傾斜只能降低0.003ps/nm2/km,與例2-1比較，在例2-3中只能降低0.005ps/纖2/km。而且，如果關(guān)注圖16的例2-2,則通過向包層摻雜鍺，使得AC-0.4。/0,將D1/D2的范圍設(shè)定在大于或等于0.4并且小于或等于0.7，可以使色散傾斜的絕對值小于或等于0.015ps/nm2/km。因此，第一芯子的外徑和第二芯子的外徑的比Dl/D2最好大于或等于0.01并且小于或等于0.8，更好是大于或等于0.4并且小于或等于0.7。而且，圖17表示具有表8的結(jié)構(gòu)參數(shù)的光纖的D1/D2和在波長1550nm的色散為Ops/nm/km時的與Aeff的關(guān)系。如圖17所示，如果Dl/D2的比接近0.1，則Aeff縮小。而且，Dl/D2的比越接近l,Aeff越急劇擴大，A2越向負側(cè)增大，其擴大越顯著。因此，Dl/D2大于或等于0.1并且小于或等于0.8較好，更好是大于或等于0.4并且小于或等于0.7。相對折射率差A(yù)3和第三芯子的芯子外徑D3通過取圖14A所示的W線段型折射率分布，可以進一步降低色散傾斜。這時，前述第二芯子的外徑D2和前述第三芯子的外徑D3的比D2/D3最好大于或等于0.35并且小于或等于0.99。而且，為了增大第三芯子相對于純二氧化硅的相對折射率差A(yù)3,雖然需要向第三芯子摻雜大量的鍺，但是為了穩(wěn)定地摻雜鍺，需要高技術(shù)，所以如果考慮制造性，希望A3大于或等于0.1%并且小于或等于0.9%。第一芯子的折射率分布形狀第一芯子的折射率分布形狀為oc次方分布，通過增大a可以減小色散傾斜，而且也可以減小Aeff。因此，第一芯子的折射率分布形狀為a次方分布，a大于或等于3，最好希望oc大于或等于6。這里，a按照前述式(8)計算。這里，用實施方式2的光纖制造的模擬的例子說明a大這種情況處于優(yōu)先位置的情況。圖18表示具有表9中顯示的制造參數(shù)的光纖的a和色散傾斜的關(guān)系，圖19表示a和Aeff的關(guān)系。在表9中，A3是第三芯子相對于包層的最大相對折射率差，AC是包層相對于純二氧化硅的相對折射率差。表9<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>如圖18所示，如果使a的值增大，則可以降低色散傾斜。特別是在將a從2增大到3時，在例3-1中大致可以減小0.0092ps/nm2/km,在例3-2中大致可以減小0.008ps/nm2/km。這樣，增大a對降低色散傾斜非常有效。而且，如圖19所示，通過增大a的值，可以減小Aeff。特別是通過將ot從2增大到3,在例3-1和例3-2兩者中大致可以減小5%的Aeff。為了增大第一芯子的a,在通過VAD法或者MCVD法制造芯子基材時，首先制造a大的芯子基材，或者可以通過HF等的刻蝕或機械外削來對以這些方法制造的芯子基材的表面進行外削，僅使用芯子中心的a大的部分。在使用上述方法時，從制造的角度看，使a成為大于或等于3也比較容易。在表10中表示比較例1和在實施方式2中的實施例1~實施例10所示的各光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)和通過模擬得到的特性值。而且，各特性值是將波長1550nm的色散設(shè)為0ps/nm/km時的值，MFD的意思是才莫區(qū)直徑。而且，折射率分布設(shè)為圖14A所示的W型折射率分布。實施例1~實施例IO是利用同一芯子，使向包層的鍺摻雜量變化，使包層和純二氧化硅的相對折射率差A(yù)C的大小變化的例子，比較例1是使包層和純二氧化硅的相對折射率差A(yù)C為0,及將包層設(shè)為純二氧化硅的例子。表10<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>實施例1~實施例IO的光纖的任意一個的色散傾斜的絕對值都小于或等于0.03ps/nm2/km，截止波長人c小于或等于1500nm,Aeff小于或等于12pm2。而且，如圖IO所示，隨著包層相對于純二氧化硅的相對折射率差A(yù)C增大，色散傾斜的絕對值單調(diào)降低至小于或等于0.01ps/nm2/km，截止波長也單調(diào)地向短波長側(cè)偏移。而且，Aeff也稍稍變小。因此，關(guān)于實施例1~實施例10的折射率分布，為了得到在非線性性方面優(yōu)良的光纖，增大包層對于純二氧化硅的相對折射率差A(yù)C非常有效。但是，因為難以均勻地摻雜大量的鍺，所以AC最好大于或等于1.0%并且小于或等于1.0%。而且，第一芯子的外徑D1為25pm時可以得到良好的特性。表11表示實施方式2的實施例11-實施例15和比較例2，表12表示實施方式2的實施例16~實施例19和比較例3的各光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)及其特性值。與表10—樣，實施例11~15、實施例16~19的每一個都使用同一芯子，僅使包層相對于純二氧化硅的相對折射率差A(yù)C變化的例子。比較例2、比較例3是使包層相對于純二氧化硅的相對折射率差A(yù)C為0,及將包層設(shè)為純二氧化硅的例子。而且，為了容易比較，將波長1550nm的色散設(shè)為Ops/nm/km。而且，折射率分布設(shè)為圖14A所示的W型折射率分布。表11<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>實施例11~實施例15、實施例16~實施例19中的任意一個的色散傾斜的絕對值都小于或等于0.03ps/nm2/km,截止波長Xc小于或等于1500nm，Aeff小于或等于12pm2。而且，如表ll、表12所示，隨著包層相對于純二氧化硅的相對折射率差A(yù)C增大，色散傾斜一次單調(diào)地降低，色散傾斜的絕對值變?yōu)樾∮诨虻扔?.01ps/nm2/km。但是，如實施例14、實施例15、實施例19所示那樣，如果使AC過大，則色散傾斜變得向負側(cè)增大，色散傾斜的絕對值再次變得大于或等于0.01ps/nm2/km。而且，隨著AC增大，截止波長單調(diào)地向短波長側(cè)偏移，Aeff變大。因此，對于實施例11~實施例15、實施例16~實施例19的光纖，在AC小于或等于0.06%的范圍內(nèi)，使包層相對于純二氧化硅的相對折射率差A(yù)C增大，對于色散傾斜的降低和使截止波長向短波長側(cè)偏移非常有效。表13表示本發(fā)明的實施例20~實施例22和比較例4、表14表示本發(fā)明的實施例23~實施例24和比較例5的各光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)及其特性值。與表10相同，實施例20~實施例22、實施例23~實施例24是每一個使用相同的芯子，僅使包層相對于純二氧化硅的相對折射率差A(yù)C變化的例子。比較例4、5是使包層相對于純二氧化硅的相對折射率差A(yù)C為零，即將包層設(shè)為純二氧化硅的例子。而且，為了容易比較，設(shè)波長1550nm的色散為0ps/nm/km。而且，折射率分布為圖15A所示的W線段型折射率分布。表13<table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>表14<table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>這里由于增大AC而產(chǎn)生的色散傾斜、截止波長人c、Aeff的變動和具有表ll、表12所示的W型折射率分布的情況相同，Ac為小于或等于0.6。/。的范圍，對色散傾斜的降低和使截止波長向短波長側(cè)偏移有效果。這里，如表13、表14所示，設(shè)置了第三芯子的情況下，雖然截止波長容易向長波長方向偏移，但通過向包層摻雜鍺，使包層相對于純二氧化硅的相對折射率差A(yù)C增大，可以使截止波長向短波長側(cè)偏移。這樣，即使在截止波長容易向長波長側(cè)偏移的折射率分布中，通過利用向包層摻雜鍺的技術(shù)，可以使截止波長向短波長側(cè)偏移，非常有效。利用前述的模擬的結(jié)果，實際進行了光纖的制造。表15和表16表示結(jié)果。而且，在表15中表示實施方式2的實施例25和比較例6、表16中表示實施例26和比較例7的各光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)及其特性值。這些比較例和實施例是每一個都使用相同的芯子，僅使對包層摻雜鍺的量變化，使包層相對于純二氧化硅的相對折射率差A(yù)C變化的例子。而且，實施例25、實施例26摻雜了鍺，使得相對折射率差A(yù)C為0.6%。這里，比較例6和實施例25、比較例7和實施例26為了容易比較，使色散基本相同地進行制造。表15<table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>表16<table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>實施例25和實施例26的每一個都滿足在波長1550nm的色散的絕對值小于或等于20ps/nm/km，在波長1550nm的有效截面積Aeff小于或等于15(im2，波長1550nm的非線性常數(shù)大于或等于25xl0"Vw，得到與通過模擬得到的結(jié)果基本相同的特性。這里，如果對比較例6和實施例25進行比較，則實施例25的色散傾斜減小了0.009ps/nm2/km，截止波長也向短波長側(cè)偏移了不到200nm左右。而且，因為Dl/D2=0.25，第二芯子區(qū)域?qū)挘詫嵤├?5的Aeff也比比較；例6稍'J、一點，結(jié)果，實施例25的非線性常數(shù)ii2/Aeff較大。即使對比較例6和實施例26進行比較，也可以發(fā)現(xiàn)相同的傾向，可以認(rèn)為增大包層相對于純二氧化硅的相對折射率差A(yù)C非常有效。通過將實施方式2的非線性色散偏移光纖用于光信號處理裝置，可以在寬波長范圍內(nèi)實現(xiàn)性能穩(wěn)定的光信號處理。例如，可以將實施方式2的光纖^吏用在圖11所示的光波長變換器和圖12所示的脈沖壓縮器中。此外，還可以在例如波形整形器等中應(yīng)用實施方式2的光纖。本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員可以容易地導(dǎo)出進一步的效果和實施例。本發(fā)明的實施方式不限于以上說明的特定的實施方式。因此，在不超出權(quán)利要求及其等同物的發(fā)明概念的范圍內(nèi)，可以進行各種變更。權(quán)利要求1、一種光纖，包括位于中心部的第一芯子；被設(shè)置在該第一芯子外周，具有比所述第一芯子的折射率低的折射率的第二芯子；以及被設(shè)置在該第二芯子的外周，具有比所述第一芯子的折射率低，比第二芯子的折射率高的折射率的包層，所述光纖在波長1550nm的色散的絕對值小于或等于20ps/nm/km，在波長1550nm的有效截面積Aeff小于或等于15μm2，并且在波長1550nm的非線性常數(shù)n2/Aeff大于或等于25×10-10/W，在所述包層中摻雜鍺。2、如權(quán)利要求l所述的光纖，所述光纖在波長1550nrn的有效截面積Aeff小于或等于12(im2，并且在波長1550nm的非線性常數(shù)大于或等于35xl(T,W。3、如權(quán)利要求l所述的光纖，其中所述包層相對于純二氧化硅的相對折射率差為0.1%~1.0%。4、如權(quán)利要求l所述的光纖，其中所述第一芯子相對于所述包層的相對折射率差A(yù)1為1.0%-5.0%,所述第二芯子相對于所述包層的相對折射率差A(yù)2為-2.4%~-0.2%。5、如權(quán)利要求l所述的光纖，其中所述第一芯子相對于所述包層的相對折射率差M為2.0%~4.0%，所述第二芯子相對于所述包層的相對折射率差A(yù)2為-2.0%~-0.6%。6、如權(quán)利要求l所述的光纖，所述光纖在波長1550nm的色散的絕對值小于或等于10ps/nm/km。7、如權(quán)利要求l所述的光纖，所述光纖在波長1550nm的色散的絕對值小于或等于5ps/nm/km。8、如權(quán)利要求l所述的光纖，其中所述光纖在波長1550nm的色散傾斜的絕對值小于或等于0.03ps/nm2/km。9、如權(quán)利要求l所述的光纖，其中所述光纖在波長1550nm的色散傾斜的絕對值小于或等于0.01ps/薩2/km。10、如權(quán)利要求l所述的光纖，其中在光纖的長度為400米~1千米的情況下，在波長1510nm至1590nm的任意波長中，光纖縱向的色散的最大值和最小值的差小于或等于lps/nm/km。11、如權(quán)利要求l所述的光纖，其中在光纖的長度為400米~1千米的情況下，在波長1510nm至1590nm的任意波長中，光纖縱向的色散的最大值和最小值的差小于或等于0.2ps/nm/km。12、如權(quán)利要求l所述的光纖，其中截止波長Xc小于或等于1500nm。13、如權(quán)利要求l所述的光纖，其中截止波長人c小于或等于1200nm。14、如權(quán)利要求l所述的光纖，其中所述第一芯子的外徑Dl和所述第二芯子的外徑D2的比Dl/D2大于或等于O.l并且小于或等于0.8。15、如權(quán)利要求l所述的光纖，其中所述第一芯子的外徑Dl和所述第二芯子的外徑D2的比Dl/D2大于或等于0.4并且小于或等于0.7。16、如權(quán)利要求l所述的光纖，其中包括第三芯子，該第三芯子處于所述第二芯子的外周，具有比所述第一芯子的折射率低，并且比所述包層部的折射率高的折射率。17、如權(quán)利要求16所述的光纖，其中所述第三芯子相對于所述包層的相對折射率差A(yù)3為0.1%~0.9%。18、如權(quán)利要求16所述的光纖，其中所述第二芯子的外徑D2和所述第三芯子的外徑D3的比D2/D3大于或等于0.35并且小于或等于0.99。19、如權(quán)利要求l所述的光纖，其中所述第一芯子的折射率分布形狀是ot次方分布，所述a大于或等于3.0。20、如權(quán)利要求19所述的光纖，其中所述第一芯子的折射率分布形狀是a次方分布，所述a大于或等于6.0。21、一種光信號處理裝置，該裝置使用的光纖包括位于中心部的第一芯子；被設(shè)置在該第一芯子外周，具有比所述第一芯子的折射率低的折射率的第二芯子；以及被設(shè)置在該第二芯子的外周，具有比所述第一芯子的折射率低，并且比所述第二芯子的折射率高的折射率的包層，所述光纖在波長1550nm的色散的絕對值小于或等于10ps/nm/km,在波長1550nm的有效截面積小于或等于15|im2,并且在波長1550nm的非線性常數(shù)大于或等于25xlO,W,在所述包層中摻雜鍺。22、如權(quán)利要求21所述的光信號處理裝置，所述光信號處理裝置是光波長變換器。-23、如權(quán)利要求21所述的光信號處理裝置，所述光信號處理裝置是脈沖壓縮器。全文摘要本發(fā)明提供一種光纖，包括位于中心部的第一芯子；被設(shè)置在該第一芯子外周，具有比所述第一芯子的折射率低的折射率的第二芯子；以及被設(shè)置在該第二芯子的外周，具有比所述第一芯子的折射率低，比第二芯子的折射率高的折射率的包層，所述光纖在波長1550nm的色散的絕對值小于或等于20ps/nm/km，在波長1550nm的有效截面積Aeff小于或等于15μm²，并且在波長1550nm的非線性常數(shù)n₂/Aeff大于或等于25×10^-10/W，在所述包層中摻雜鍺。文檔編號G02B6/02GK101187716SQ20071016687公開日2008年5月28日申請日期2005年1月25日優(yōu)先權(quán)日2004年1月26日發(fā)明者宮部亮,廣石治郎申請人:古河電氣工業(yè)株式會社