專利名稱：色散平坦光纖的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在采用光纖網(wǎng)的通信系統(tǒng)中適用的色散平坦光纖。
以光纖網(wǎng)構成的通信系統(tǒng)可進行長距離大容量通信，并且可謀求時分復用傳輸及波分復用孤子傳輸(比如可參考N.Edagawa等，“Long Distance Soliton WDM transmission using a dispersion-flattened fiber”，OFC’97，PD19)。另外，這種通信系統(tǒng)的構成包括發(fā)送和接收信號光的高性能收發(fā)器，對光信號進行光放大的光放大器以及傳輸信號光的光纖。由于其中為獲得高S/N比所必需的光放大器的可進行光放大的波段范圍為1530nm～1560nm，所以可以利用的信號光的波長實際上局限于30nm的波段范圍之內(nèi)。
在采用光放大器的光通信系統(tǒng)中，由于光纖中的信號光強度增強會在該光纖中出現(xiàn)四波混頻、自相位調制等非線性光學現(xiàn)象。關于其中的四波混頻，如假設信號光的波長色散的絕對值大約為1ps/nm/km～5ps/nm/km，就可以抑制其發(fā)生。另一方面，自相位調制和波長色散(以下單稱之為色散)之間的相互作用在單一波長信號光的孤子傳輸?shù)膱龊喜淮嬖谑裁磫栴}，而在傳輸波長復用的多個信號光時存在如下的問題。即由于零色散波長位移至波長1550nm附近的色散位移光纖通常具有大約0.07ps/nm2/km的波長色散斜率(以下單稱為色散斜率)，使所傳輸?shù)母餍盘柟獾牟ㄩL引起的色散值不同。因此，與自相位調制的平衡被破壞而引起信號光脈沖的破壞。所以，在這種場合色散斜率極小的色散平坦光纖是必要的。
另外，如假設光纖的非線性折射率為N2，有效截面面積為Aeff，信號光的功率為P，光纖的有效有效長度為Leff，則光纖的非線性光學現(xiàn)象的發(fā)生量由下式給出N2·P·Leff/Aeff…(1)為了不增加非線性光學現(xiàn)象的發(fā)生量加大信號光的功率而得到高S/N比，必須加大有效截面面積Aeff。另外，在單一波長時分復用傳輸?shù)膱龊?，為抑制非線性光學現(xiàn)象的發(fā)生，不僅要加大有效截面面積Aeff，還必須使色散的絕對值≤1ps/nm/km～5ps/nm/km，并且使色散斜率極小。并且為了抑制在光纖成纜之際的損失的增加，要求減小彎曲損耗，為此必須將截止波長設定為合適的數(shù)值。
另外，上述的非線性折射率N2的定義如下。即強光下的媒質的折射率N隨光功率而改變。所以，對此折射率N的最低次的效應由以下的(2)式表示N＝N0+N2·E2…(2)其中N0線偏振折射率N23次非線偏振非線性折射率E 光電場振幅。
在強光下，媒質的折射率N由通常的值N0和與光電場振幅E的2次方成比例的增加量之和給出。特別是，第二項的比例常數(shù)N2(單位m2/V2)稱為非線性折射率。
另外，上述有效截面面積Aeff，如日本專利特開平8-248251號公報中所公開的，由下式給出Aeff=2π(∫0∞E2rdr)2/(∫0∞E4rdr)---(3)]]>其中E為傳輸光伴隨的電場、r為從纖芯算起的徑向距離。
另外，色散斜率定義為表示規(guī)定的波段范圍的色散特性的曲線的傾斜度。
本發(fā)明的發(fā)明人，經(jīng)過對現(xiàn)有的色散平坦光纖研究的結果，發(fā)現(xiàn)以下的問題。即由于現(xiàn)有的色散平坦光纖的色散斜率小，有效截面面積只有大約30μm2～40μm2，所以纖芯區(qū)內(nèi)的光功率的密度高，極容易發(fā)生4波混頻等非線性光學現(xiàn)象。因此，現(xiàn)有的色散平坦光纖不適合采用光放大器的波分復用光學通信系統(tǒng)。
例如，在M.Ohashi等，“Dispersion-modified Single-Mode Fiberby VAD Method with Low Dispersion in the 1.5μm WavelengthRegion”，ECOC’88，pp.445-448中記載的色散平坦光纖，在具有由中心纖芯(第一纖芯)、包圍該中心纖芯的第二纖芯、包圍該第二纖芯的第三纖芯構成的纖芯區(qū)及包圍該區(qū)的包層的同時，具有通過在中心纖芯(第一纖芯)中添加Ge元素使該中心纖芯對包層的折射率差高達0.87％，通過在第二纖芯中添加F元素使該第二纖芯對包層的折射率差低達-0.41％，以及通過在第三纖芯中添加Ge元素使該第三纖芯對包層的折射率差高達0.23％的3包層型的折射率分布。
另外，雖然這種現(xiàn)有的色散平坦光纖為可得到波長1550nm時色散斜率為0.023ps/nm2/km的光纖，其有效截面面積Aeff大約只有37μm2。
另外，在Y.Kubo，等，“Dispersion Flattened Single-Mode Fiberfor 10，000km Transmission System”，ECOC’90，pp.505-508中記述的色散平坦光纖，在具有由中心纖芯、包圍該中心纖芯的第二纖芯構成的纖芯區(qū)及包圍該區(qū)的包層的同時，具有通過在該中心纖芯中添加Ge元素使該中心纖芯對包層的折射率差高達0.9％，通過在第二纖芯中添加F元素使該第二纖芯對包層的折射率差低達-0.4％的W型的折射率分布。
另外，雖然這種現(xiàn)有的色散平坦光纖也為可得到波長1550nm時色散斜率為0.023ps/nm2/km的光纖，其有效截面面積Aeff≤30μm2。
另一方面，通常的色散平坦光纖其有效截面面積Aeff大約為50μm2，是比較大的，但因為其色散斜率大約為0.07ps/nm2/km，色散的影響大，仍然不適于長距離光傳輸(比如，可參考Y.Terasawa等，“Design Optimazation of Dispersion Shifted Fiber with EnlargedMode Field Diameter for WDM Transmission”，IOOC’95，F(xiàn)A2-2)。
所以，現(xiàn)有的光纖無論是哪一種都不適合利用光放大器的時分復用傳輸及波長復用孤子傳輸。
本發(fā)明旨在解決上述課題，其目的為提供一種具有適用于包含光放大器的時分復用傳輸及波長復用孤子傳輸結構的色散平坦光纖。
為達到上述目的，與本發(fā)明有關的色散平坦光纖具有作為1.55μm波段(1500nm～1600nm)的中心波長1550nm的各特性為色散的絕對值≤5ps/nm/km，有效截面面積≥50μm2，色散斜率≤0.02ps/nm2/km，而截止波長在2m時≥1.0μm。
這種色散平坦光纖，因為其波長1500nm的色散絕對值為5ps/nm/km，，并且色散斜率≤0.02ps/nm2/km，所以各信號光之間的色散值差異很小。另外，因為有效截面面積≥50μm2，所以可以將在各該色散平坦光纖中傳輸?shù)男盘柟夤β拭芏纫种茷榈兔芏?。由此可以有效地抑制非線性光學現(xiàn)象的發(fā)生而以高S/N比進行傳輸。此外，這種色散平坦光纖具有優(yōu)良的彎曲特性。
另外，為了有效地抑制非線性光學現(xiàn)象的發(fā)生，有效截面面積需要為如上所述的≥50μm2，如≥70μm2就更好，但有效截面面積的增加會招致彎曲損耗的增加。招致彎曲損耗所增加對各該色散平坦光纖的成纜不利。另一方面，非線性光學現(xiàn)象的抑制可通過有意識地在各該色散平坦光纖中產(chǎn)生色散而實現(xiàn)。
因此，與本發(fā)明有關的色散平坦光纖，作為上述有效截面面積和色散斜率之間的最好的關系，可通過設定該有效截面面積為≥45μm2，色散斜率為0.03ps/nm2/km以下而得到實現(xiàn)。
具有上述諸特性的色散平坦光纖可通過由具有規(guī)定折射率的第一纖芯和設置于該第一纖芯的外周并具有高于該第一纖芯的折射率的第二纖芯構成上述纖芯區(qū)的方式來實現(xiàn)(環(huán)形纖芯結構)。另外，上述纖芯區(qū)也可由具有規(guī)定折射率的第一纖芯，設置于該第一纖芯的外周并具有低于該第一纖芯的折射率的第二纖芯和設置于該第二纖芯的外周并具有高于該第二纖芯的折射率的第三纖芯構成(3層纖芯結構)。上述包層區(qū)也可具有凹陷型包層結構，該凹陷型包層具有設置于上述纖芯區(qū)的外周的第一包層(內(nèi)側包層)和設置于該第一包層的外周并具有比該第一包層更高的折射率的第二包層(外側包層)。各該色散平坦光纖也可由上述的環(huán)形纖芯結構和3層纖芯結構的任何一種與這種凹陷型包層結構組合而實現(xiàn)。
此外，具備上述環(huán)形纖芯結構及分層結構并具有上述諸特性的色散平坦光纖，考慮到實際上適合用作傳輸通路的場合，最好是還具有≤0.15ps/km1/2的偏振波色散。另外，如考慮到成纜，各該色散平坦光纖在以直徑32mm彎曲時其傳輸損失最好是≤0.5dB/圈。特別是，在具有上述的3層纖芯結構的場合，長度2m的截止波長最好是≥1.4μm。
另外，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在上述的3層纖芯結構的色散平坦光纖中，為了在降低色散斜率的同時，延長截止波長而降低彎曲損耗，上述第三纖芯貢獻很大。即如果在具有3層結構的色散平坦光纖中設第二纖芯的外徑為b，第三纖芯的外徑為c，第三纖芯相對包層區(qū)的參照區(qū)的折射率差為Δn3時，最好能滿足以下的關系Δn3≥0.25％0.40≤b/c≤0.75換言之，第三纖芯的分布容積，在設從纖芯區(qū)中心在徑向上的距離為r，在距該中心距離為r的部位對包層區(qū)的參照區(qū)的折射率差為Δn(r)時，最好是能滿足下面的條件∫Δnb/2c/2(r)rdr≥7.0(%·μm2)]]>另外，包層區(qū)也可為上述的凹陷型包層，在這種場合，用來定義各玻璃區(qū)的折射率差的參照區(qū)為第二包層。
在利用3層纖芯結構和凹陷型包層結構的組合所構成的色散平坦光纖中，設第一纖芯的外徑為a，第二纖芯的外徑為b，第三纖芯的外徑為c，第一纖芯相對第二包層的折射率差為Δn1，第一包層相對第二包層的折射率差為Δn4時，最好能滿足以下的關系0.40≤Δn1≤0.90％Δn4≤-0.02％
0.20≤a/c≤0.3520μm≤c≤30μm此外，如考慮制造偏差，與本發(fā)明有關的色散平坦光纖必須設計成為可以容許有關的制造偏差。具體說來，制造出的各批之間的纖芯區(qū)的外徑會產(chǎn)生大約±2％的偏差(外徑控制只能達到±2％左右)。所以，與本發(fā)明有關的色散平坦光纖必須盡可能地抑制引起纖芯區(qū)的外徑變化的特性變化，特別是色散斜率的變化。
根據(jù)本發(fā)明發(fā)明人的實驗，此色散斜率值隨外徑的增加而減小，并且有隨外徑的進一步增加而增加的傾向(在纖芯區(qū)的外徑等于規(guī)定值時色散斜率取極小值)。因此，與本發(fā)明有關的色散平坦光纖，為了抑制由制造偏差引起的特性變化，將各該纖芯區(qū)的外徑設定在以各該色散平坦光纖的色散斜率取極小值的纖芯區(qū)的外徑為中心的值的±2％范圍內(nèi)。具體說來，在纖芯區(qū)外徑的變化范圍相對設計值為±2％的場合，色散斜率的變化量要抑制在0.003ps/nm2/km以下。


圖1A示出與本發(fā)明有關的環(huán)形纖芯結構的色散平坦光纖的截面結構，圖1B為沿圖1A中的L1線的折射率分布圖。
圖2為示出與具有如圖1B所示的折射率分布的實施例1(環(huán)形纖芯結構)有關的色散平坦光纖的色散特性的曲線圖。
圖3為與本發(fā)明的實施例2(環(huán)形纖芯結構+凹陷型包層結構)有關的色散平坦光纖的折射率分布圖。
圖4為示出具有如圖3所示的折射率分布的實施例2的色散平坦光纖的色散特性的曲線圖。
圖5A示出與本發(fā)明有關的3層纖芯結構的色散平坦光纖的截面結構，圖5B為沿圖5A中的L2線的折射率的分布圖。
圖6為與具有如圖5B所示的折射率分布的實施例3(3層纖芯結構+凹陷型包層結構)有關的色散平坦光纖的色散特性的曲線圖。
圖7為與本發(fā)明的實施例4(3層纖芯結構)有關的色散平坦光纖的折射率分布圖。
圖8為具有如圖7所示的折射率分布的實施例4的色散平坦光纖的色散特性的曲線圖。
圖9為與實施例1～4有關的色散平坦光纖各特性的匯總表。
圖10為制備具有如圖5B的折射率分布的試樣1～5并對這些試樣1～5的第二纖芯的外徑對第三纖芯的外徑之比(b2/c2)以及第三纖芯相對第二包層(外側包層)的折射率差(Δn3)的測定結果的匯總表。
圖11A及圖11B為具有如圖5B所示的折射率分布的試樣1～5的色散斜率(ps/nm2/km)隨纖芯區(qū)的外徑(第三纖芯的外徑c2)的變化曲線圖。
圖12A及圖12B為具有如圖5B所示的折射率分布的試樣1～5的截止波長(μm)隨纖芯區(qū)的外徑(第三纖芯的外徑c2)的變化曲線圖。
圖13A～圖13C為圖5B的折射率分布的變形例(折射率分布)。
圖14為具有如圖13A～圖13C所示的折射率分布的各試樣6～8的各特性測定結果的匯總表。
圖15A～圖15D為制備具有如圖13B所示的折射率分布的試樣7并對該試樣7的諸特性隨纖芯區(qū)的外徑(第三纖芯的外徑c2)變化的曲線圖，圖15A示出纖芯區(qū)的外徑(μm)和有效截面面積(μm2)的關系，圖15B示出纖芯區(qū)的外徑(μm)和以直徑20mm彎曲時的彎曲損耗(dB/m)的關系，圖15C示出纖芯區(qū)的外徑(μm)和色散斜率(ps/nm2/km)的關系，而圖15D示出纖芯區(qū)的外徑(μm)和色散(ps/nm/km)的關系。
圖16A及圖16B為試樣8的諸特性隨纖芯區(qū)的外徑變化的關系的曲線圖，圖16A示出纖芯區(qū)的外徑和色散(ps/nm/km)及色散斜率(ps/nm2/km)的關系，圖16B示出纖芯區(qū)的外徑的變化率(％)和色散斜率的變化量(ps/nm2/km)的關系。
圖17A為彎曲直徑(mm)和彎曲損耗(dB/m)的關系圖，圖17B為光纖長度(km)和截止波長(μm)的關系圖。
圖18A示出試樣1～5的第三纖芯的分布容積(％·μm2)和色散斜率(ps/nm2/km)的關系，圖18B示出的是試樣1～5的第三纖芯的分布容積(％·μm2)和截止波長(μm)的關系。
下面利用圖1A、圖1B、圖2～圖4、圖5A、圖5B、圖6～圖10、圖11A～13C、圖14、圖15A～圖18B對有關本發(fā)明的色散平坦光纖的實施例進行說明。另外，在圖面中同一部分采用同一標號，重復說明從略。
與本發(fā)明有關的色散平坦光纖適用于長距離海底電纜等，為用于傳輸1.55μm波段的1個或2個以上的信號光(其中心波長在1500nm～1600nm范圍內(nèi)的1個或2個以上的信號光)的石英系單模光纖。另外，各色散平坦光纖具有沿規(guī)定軸延伸的纖芯區(qū)和在該纖芯區(qū)外周設置的包層區(qū)，并且為降低傳輸信號光之間的色散偏差，在設計上使得在1.55μm波段上的色散斜率減小。
具體說來，與本發(fā)明有關的色散平坦光纖波長1550μm時的諸特性，最好是色散絕對值≤5ps/nm/km；有效截面面積Aeff≥45μm2，最好≥50μm2，≥70μm2則更好；色散斜率≤0.03ps/nm2/km，最好≤0.02ps/nm2/km；在2m時截止波長≥1.0μm。
此外，與本發(fā)明有關的色散平坦光纖波長1550μm時的諸特性，最好具有≤0.15ps/km1/2的偏振波色散，另外以直徑32mm彎曲時其傳輸損失最好是≤0.5dB/圈。另外，上述傳輸損失是將作為被測對象的光纖在直徑32mm的模芯上卷繞多次而測得的傳輸損失換算成為1圈所得的數(shù)值，以下稱其為彎曲損耗。
作為實現(xiàn)上述諸特性的結構，沿規(guī)定軸延伸的纖芯區(qū)既可以是由具有規(guī)定折射率的第一纖芯和設置于該第一纖芯的外周并具有高于該第一纖芯的折射率的第二纖芯構成，也可以是由具有規(guī)定折射率的第一纖芯，設置于該第一纖芯的外周并具有低于該第一纖芯的折射率的第二纖芯和設置于該第二纖芯的外周并具有高于該第二纖芯的折射率的第3纖芯構成的3層纖芯結構。另外，在3層纖芯結構的場合，長度2m的截止波長必須是≥1.4μm。另外，設置于上述纖芯區(qū)外周的包層區(qū)也可具有凹陷型包層結構，該凹陷型包層具有設置于上述纖芯區(qū)的外周的第一包層(內(nèi)側包層)和設置于該第一包層的外周并具有比該第一包層更高的折射率的第二包層(外側包層)。
特別是，在上述的3層纖芯結構的色散平坦光纖中，在具有3層結構的色散平坦光纖中設第二纖芯的外徑為b，第三纖芯的外徑為c，第三纖芯相對包層區(qū)的參照區(qū)(在凹陷型包層結構的場合為第二包層)的折射率差為Δn3時，最好能滿足以下的關系Δn3≥0.25％0.40≤b/c≤0.75于是，第三纖芯的分布容積，在假設從纖芯區(qū)中心在徑向上的距離為r，在距該中心距離為r的部位對包層區(qū)的參照區(qū)的折射率差為Δn(r)時，最好是能夠滿足下面的條件∫Δnb/2c/2(r)rdr≥7.0(%·μm2)]]>此外，在利用3層纖芯結構和凹陷型包層結構的組合所構成的色散平坦光纖中，設第一纖芯的外徑為a，第二纖芯的外徑為b，第三纖芯的外徑為c，第一纖芯相對第二包層的折射率差為Δn1，第一包層相對第二包層的折射率差為Δn4時，最好能滿足以下的關系0.40≤Δn1≤0.90％Δn4≤-0.02％0.20≤a/c≤0.3520μm≤c≤30μm另外，各區(qū)相對包層區(qū)的參照區(qū)的折射率差由下面的(4)式給出
(nT-nR)/nR其中nT為對象玻璃區(qū)的折射率，nR為參照包層區(qū)(另外，在包層區(qū)為凹陷型包層結構的場合為第二包層)的折射率。另外，在本說明書中，各玻璃區(qū)的折射率差以百分率表示，(4)式中的各參數(shù)的順序不動。所以，以負值表示的折射率差意味著比參照區(qū)低的折射率。
另外，纖芯區(qū)的外徑最好是設定為以各色散平坦光纖的色散斜率取極小值的纖芯區(qū)的外徑為中心的±2％范圍內(nèi)。具體說來，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，為了容許有關的制造偏差，在纖芯區(qū)外徑的變化范圍為±2％的場合，色散斜率的變化量要設計為在0.003ps/nm2/km以下。
下面，順序說明與本發(fā)明有關的色散平坦光纖的各實施例。與下面說明的實施例1及實施例2有關的色散平坦光纖分別具有環(huán)形纖芯結構的纖芯區(qū)和凹陷型包層結構的包層區(qū)。而與實施例3有關的色散平坦光纖具有3層纖芯結構的纖芯區(qū)和凹陷型包層結構的包層區(qū)。此外，與實施例4有關的色散平坦光纖具有3層纖芯結構的纖芯區(qū)和單層包層區(qū)。實施例1首先，圖1A為示出與實施例1有關的色散平坦光纖的截面結構的示圖，圖1B為示出沿圖1A中的L1線的折射率分布圖。另外，線L1為與該色散平坦光纖100的中心軸的點O1的交叉線。與實施例1有關的色散平坦光纖100具有環(huán)形纖芯結構的纖芯區(qū)200和凹陷型包層結構的包層區(qū)300。上述纖芯區(qū)200包括折射率為n1、外徑為a1的第一纖芯201和設置于該第一纖芯201的外周并且折射率為n2(＞n1)、外徑為b1的第二纖芯202。另外，上述包層區(qū)300包括設置于第二纖芯202的外周并且折射率為n3(＝n1)、外徑為c1的第一包層301和設置于該第一包層301的外周并且具有折射率為n4(＞n3)的第二包層302。
其中，圖1B的折射率分布150示出沿圖1A中的L1線的各區(qū)域的折射率分布圖，區(qū)域151相當于第一纖芯201的線L1上的各部位，區(qū)域152相當于第二纖芯202的線L1上的各部位，區(qū)域153相當于第一包層301的線L1上的各部位，區(qū)域154相當于第二包層302的線L1上的各部位。
在此實施例1中，第一纖芯201相對第二包層302(包層區(qū)域300的參照區(qū))的折射率差Δn1以及第一包層301相對第二包層302的折射率差Δn3都為-0.6％，第二纖芯相對第二包層302的折射率差Δn2為0.7％。另外，第一纖芯201的外徑a1為3.04μm，第二纖芯202的外徑b1為7.26μm，第一包層301的外徑c1為13.2μm，該色散平坦光纖100的外徑(第二包層302的外徑)為125μm。另外，各區(qū)域的折射率差由以下各式給出Δn1＝(n1-n4)/n4Δn2＝(n2-n4)/n4Δn3＝(n3-n4)/n4發(fā)明人對如上結構的實施例1的色散平坦光纖100的波長為1550nm時的諸特性進行了測定。其結果波長為1550nm時的色散值為0.17ps/nm/km(＜|5|ps/nm/km)，波長為1550nm時的有效截面面積Aeff為58μm2(＞45μm2)，截止波長在2m時為1.153μm(＞1.0μm)。另外，色散斜率在波長1530nm時為0.018ps/nm2/km，在波長1550nm時為0.007ps/nm2/km(＜0.03ps/nm2/km)，在波長1560nm時為0.000ps/nm2/km。此外，在波長1550nm時偏振波色散值為0.11ps/km1/2(＜0.15ps/km1/2)。另外，圖2為示出與具有此實施例1有關的色散平坦光纖100的色散特性的曲線圖。實施例2圖3為與本發(fā)明的實施例2有關的色散平坦光纖的折射率分布圖。另外，此實施例2的色散平坦光纖的截面結構與圖1A所示的結構相同。所以，折射率分布160相當于沿圖1A中的L1線的各區(qū)域的折射率分布，并且，區(qū)域161相當于第一纖芯201的線L1上的各部位，區(qū)域162相當于第二纖芯202的線L1上的各部位，區(qū)域163相當于第一包層301的線L1上的各部位，區(qū)域164相當于第二包層302的線L1上的各部位。
在此實施例2中，與區(qū)域161相當?shù)牡谝焕w芯(折射率n1)的外徑a1為3.75μm，與區(qū)域162相當?shù)牡诙w芯(折射率n2＞n1)的外徑b1為8.25μm，與區(qū)域163相當?shù)牡谝话鼘?折射率n3＝n1)的外徑c1為15.0μm，與區(qū)域164相當?shù)牡诙鼘?折射率n4＞n3)的外徑為125μm。另外，第一纖芯相對第二包層的折射率差Δn1(＝(n1-n4)/n4)及第一包層相對第二包層的折射率差Δn3(＝(n3-n4)/n4)都為-0.60％，第二纖芯相對第二包層的折射率差Δn2(＝(n2-n4)/n4)為6.3％。
發(fā)明人對如上結構的實施例2的色散平坦光纖100的波長為1550nm時的諸特性進行了測定。其結果波長為1550nm時的色散值為0.12ps/nm/km(＜|5|ps/nm/km)，波長為1550nm時的有效截面面積Aeff為72μm2(＞45μm2)，截止波長在2m時為1.187μm(＞1.0μm)。另外，色散斜率在波長1530nm時為0.096ps/nm2/km，在波長1550nm時為-0.0120ps/nm2/km(＜0.003ps/nm2/km)，在波長1560nm時為-0.0265ps/nm2/km。此外，在波長1550nm時偏振波色散值為0.10ps/km1/2(＜0.15ps/km1/2)。另外，圖4為示出與具有此實施例2有關的色散平坦光纖的色散特性的曲線圖。實施例3圖5A為示出實施例3的色散平坦光纖的截面結構的示圖，圖5B為沿圖5A中的L2線示出的折射率的分布圖。另外，線L2為與該色散平坦光纖500的中心軸的點O2的交叉線。與實施例3有關的色散平坦光纖500具有3層纖芯結構的纖芯區(qū)600和凹陷型包層結構的包層區(qū)700。上述纖芯區(qū)600包括折射率為n1外徑為a2的第一纖芯601、設置于該第一纖芯601的外周并且折射率為n2(＜n1)外徑為b2的第二纖芯602、和設置于該第二纖芯602的外周并且折射率為n3(＞n2)外徑為c2的第三纖芯603。另外，上述包層區(qū)700包括設置于第三纖芯603的外周并且折射率為n4(＜n3)外徑為d的第一包層701、設置于該第一包層701的外周上并且折射率為n5(＞n4)的第二包層702。
其中，圖5B的折射率分布510示出沿圖5A中的L2線的各區(qū)域的折射率分布圖，區(qū)域511相當于第一纖芯601的線L2上的各部位，區(qū)域512相當于第二纖芯602的線L2上的各部位，區(qū)域513相當于第三纖芯603的線L2上的各部位，區(qū)域514相當于第一包層701的線L2上的各部位，區(qū)域515相當于第二包層702的線L2上的各部位。
在此實施例3中，第一纖芯601相對第二包層702(包層區(qū)域700的參照區(qū))的折射率差Δn1為0.58％，第二纖芯602相對第二包層702的折射率差Δn2為-0.10％，第三纖芯603相對第二包層702的折射率差Δn3為0.40％，第一包層701相對第二包層702的折射率差Δn4為-0.27％。另外，第一纖芯601的外徑a2為5.8μm，第二纖芯602的外徑b2為16.2μm，第三纖芯603的外徑c2為23.2μm，第一包層701的外徑d為6.4μm，該色散平坦光纖500的外徑(第二包層702的外徑)為125μm。另外，各區(qū)域的折射率差由以下各式給出Δn1＝(n1-n5)/n5Δn2＝(n2-n5)/n5Δn3＝(n3-n5)/n5Δn4＝(n4-n5)/n5發(fā)明人對如上結構的實施例3的色散平坦光纖500的波長為1550nm時的諸特性進行了測定。其結果波長為1550nm時的色散值為-2.2ps/nm/km(＜|5|ps/nm/km)，波長為1550nm時的有效截面面積Aeff為50μm2(＞45μm2)，截止波長在2m時為1.920μm(＞1.0μm)。另外，色散斜率在波長1530nm時為0.0129ps/nm2/km，在波長1550nm時為0.0172ps/nm2/km(＜0.03ps/nm2/km)，在波長1560nm時為0.0198ps/nm2/km。此外，在波長1550nm時偏振波色散值為0.06ps/km1/2(＜0.15ps/km1/2)。另外，圖6為與實施例3有關的色散平坦光纖100的色散特性的曲線圖。實施例4圖7為示出實施例4的色散平坦光纖的折射率分布圖。另外，實施例4的色散平坦光纖具有與圖5A的纖芯區(qū)600同樣的3層纖芯結構的纖芯區(qū)和包層區(qū)，其折射率分布170稱為三包層型折射率分布。
折射率分布170基本上與沿圖5A中的線L2的各區(qū)域的折射率相當，并且，區(qū)域172相當于第一纖芯601的線L2上的各部位，區(qū)域172相當于第二纖芯602的線L2上的各部位，區(qū)域173相當于第三纖芯603的線L2上的各部位，區(qū)域174相當于第二包層702的線L2上的各部位。但是，在實施例4中不存在與圖5A中的第一包層相當?shù)膮^(qū)域。
在實施例4中，與區(qū)域171相當?shù)牡谝焕w芯(折射率n1)的外徑a2為7.3μm，與區(qū)域172相當?shù)牡诙w芯(折射率n2＜n1)的外徑b2為15.0μm，與區(qū)域173相當?shù)牡谌w芯(折射率n3＞n2)的外徑c2為22.0μm，與區(qū)域174相當?shù)陌鼘?折射率n4＜n3)的為125.0μm。另外，第一纖芯相對包層的折射率差Δn1(＝(n1-n4)/n4)為0.58％，第二纖芯相對包層的折射率差Δn2(＝(n2-n4)/n4)為-0.18％，第三纖芯相對包層的折射率差Δn3(＝(n3-n4)/n4)為0.27％。
發(fā)明人對如上結構的實施例4的色散平坦光纖的波長為1550nm時的諸特性進行了測定。其結果波長為1550nm時的色散值為-0.37ps/nm/km(＜|5|ps/nm/km)，波長為1550nm時的有效截面面積Aeff為52.8μm2(＞45μm2)，截止波長在2m時為1.713μm(＞1.0μm)。另外，色散斜率在波長1530nm時為0.0005ps/nm2/km，在波長1550nm時為0.0005ps/nm2/km(＜0.003ps/nm2/km)，在波長1560nm時為0.0010ps/nm2/km。以直徑20mm彎曲時的傳輸損失(彎曲損耗)為3.2dB/m。此外，在波長1550nm時偏振波色散值為0.08ps/km1/2(＜0.15ps/km1/2)。另外，圖8為示出與具有此實施例4有關的色散平坦光纖的色散特性的曲線圖。
圖9為與上面說明的實施例1～4有關的色散平坦光纖各自的波長為1550nm時的諸特性的匯總表。各實施例中的色散平坦光纖的任何一個都是色散絕對值≤5ps/nm/km，有效截面面積Aeff≥45μm2，色散斜率≤0.03ps/nm2/km，在2m時截止波長≥1.0μm，偏振波色散值≤0.15ps/km1/2。
任何的色散平坦光纖，色散斜率極小，色散特性就平坦，另外，因為有效截面面積Aeff≥45μm2，所以可以將色散平坦光纖中的信號光的功率密度抑制為很低，可以有效地抑制非線性光學現(xiàn)象的發(fā)生，同時可以以高S/N比進行傳輸。此外，因為長度2m的截止波長≥1.0μm，所以這些色散平坦光纖具有優(yōu)良的彎曲特性(彎曲損耗小)。所以，這些色散平坦光纖適合利用光放大器的時分復用傳輸及波長復用孤子傳輸。特別是，實施例2的色散平坦光纖(圖3)，因為有效截面面積Aeff≥70μm2，可以將色散平坦光纖中的信號光的功率密度抑制為很低(抑制非線性光學現(xiàn)象的發(fā)生)。實施例3的色散平坦光纖(圖5A及圖5B)的長度2m的截止波長≥信號光波長。但是，如下所述，考慮到實際信號光的傳輸距離為數(shù)百km～數(shù)千km，因為高次模衰減，所以不會有任何問題。
另外，本發(fā)明并不限定于上述實施例，還可以有種種變形。比如，實施例1～4中所示的折射率分布為示例，為實現(xiàn)本發(fā)明的色散平坦光纖的折射率分布也可以具有其他種種形態(tài)。
作為具有圖5B所示的折射率分布的色散平坦光纖的應用例，發(fā)明人制備了如圖10所示的改變第三纖芯分布容積的試樣1～5，并對這些試樣1～5研究了纖芯區(qū)的外徑(第三纖芯的外徑)c2和色散斜率(ps/nm2/km)之間的關系，以及第三纖芯的外徑c2和長度2m時的截止波長(μm)的關系。具體說來，制備的試樣1～5中，第二纖芯的外徑對第三纖芯的外徑的比(b2/c2)和第三纖芯對第二包層的折射率差Δn3是變化的。另一方面，在制備的試樣1～5中，其他的參數(shù)是相同的，第一纖芯的外徑對第三纖芯外徑的比(a2/c2)為0.25，第一包層的外徑對第三纖芯外徑的比(d/c2)為2.0，第一纖芯對第二包層折射率差Δn2及第一包層對第二包層的折射率差Δn4都為-0.05％。
圖11A及圖11B為試樣1～5的色散斜率(ps/nm2/km)隨纖芯區(qū)外徑(第三纖芯的外徑c2)的變化曲線圖，圖12A及圖12B為試樣1～5的截止波長(μm)隨纖芯區(qū)外徑(第三纖芯的外徑c2)的變化曲線圖。另外，在這些圖11A～圖12B中，S1、S2、S3、S4和S5分別是試樣1、試樣2、試樣3、試樣4和試樣5的曲線。
從這些曲線可知，第三纖芯相對第二包層的折射率差Δn3過低或第二纖芯相對第三纖芯的外徑的比過大時，不能使色散斜率低于0.03ps/nm2/km。另外，長度2m時的截止波長縮短時，彎曲損耗增加。所以，為了減小色散斜率，加長長度2m的截止波長而改善彎曲損耗，必須在將第三纖芯的折射率差設定為大值的同時，加厚第三纖芯的幅寬。順便指出，在具備上述3層纖芯結構的纖芯區(qū)(具有第三纖芯)的實施例3及實施例4的色散平坦光纖中，由下面式(5)給出的第三纖芯的分布容積分別為13.8％·μm2和8.7％·μm2(參見圖9)。∫Δnb/2c/2(r)rdr---(5)]]>其次，作為實施例3(圖5A及圖5B)的色散平坦光纖的應用例，發(fā)明人制備了具有如圖13A～13C所示的折射率分布的試樣6～9，并對這些試樣6～9測定了在波長為1550nm時的諸特性。另外，制備的試樣6～9的結構與圖5A所示的截面結構相同，具有由第一纖芯、第二纖芯及第三纖芯構成的纖芯區(qū)和由第一包層及第二包層構成的包層區(qū)。
試樣6具有如13A所示的折射率分布520，該折射率分布520與沿圖5A中的線L2的各區(qū)域的折射率相當。另外，在此折射率分布520中，區(qū)域521相當于第一纖芯601的線L2上的各部位，區(qū)域522相當于第二纖芯602的線L2上的各部位，區(qū)域523相當于第三纖芯603的線L2上的各部位，區(qū)域524相當于第一包層701的線L2上的各部位，區(qū)域525相當于第二包層702的線L2上的各部位。
在試樣6中，與區(qū)域521相當?shù)牡谝焕w芯(折射率n1)的外徑a2為5.7μm，與區(qū)域522相當?shù)牡诙w芯(折射率n2＜n1)的外徑b2為14.75μm，與區(qū)域523相當?shù)牡谌w芯(折射率n3＞n2)的外徑c2為22.6μm，與區(qū)域524相當?shù)牡谝话鼘?折射率n4＝n2)的外徑d為45.2μm，與區(qū)域525相當?shù)牡诙鼘?折射率n5＞n4)的外徑為125μm。另外，第一纖芯相對第二包層的折射率差Δn1(＝(n1-n5)/n5)為0.60％，第二纖芯相對第二包層的折射率差Δn2(＝(n2-n5)/n5)為-0.05％，第三纖芯相對第二包層的折射率差Δn3(＝(n3-n5)/n5)為0.30％。并且，第一纖芯的外徑對第三纖芯外徑的比(a2/c2)為0.25，第二纖芯的外徑對第三纖芯外徑的比(b2/c2)為0.65。
其次，試樣7具有如13B所示的折射率分布530，該折射率分布530與沿圖5A中的線L2的各區(qū)域的折射率相當。另外，在此折射率分布530中，區(qū)域531相當于第一纖芯601的線L2上的各部位，區(qū)域532相當于第二纖芯602的線L2上的各部位，區(qū)域533相當于第三纖芯603的線L2上的各部位，區(qū)域534相當于第一包層701的線L2上的各部位，區(qū)域535相當于第二包層702的線L2上的各部位。另外，制備的試樣7的區(qū)域533的折射率分布(與第三纖芯區(qū)的徑向方向的折射率分布相當)的形狀與圖5B所示的折射率分布510的區(qū)域513的形狀有別。
在試樣7中，與區(qū)域531相當?shù)牡谝焕w芯(折射率n1)的外徑a2為5.6μm，與區(qū)域532相當?shù)牡诙w芯(折射率n2＜n1)的外徑b2為12.6μm，與區(qū)域533相當?shù)牡谌w芯(折射率n3＞n2)的外徑c2為24.6μm，與區(qū)域534相當?shù)牡谝话鼘?折射率n4＝n2)的外徑d為48.4μm，與區(qū)域535相當?shù)牡诙鼘?折射率n5＞n4)的外徑為125μm。另外，第一纖芯相對第二包層的折射率差Δn1(＝(n1-n5)/n5)為0.60％，第二纖芯相對第二包層的折射率差Δn2(＝(n2-n5)/n5)及第一包層相對第二包層的折射率差Δn4(＝(n4-n5)/n5)都為-0.05％，第三纖芯相對第二包層的折射率差Δn3(＝(n3-n5)/n5)為0.41％。并且，第一纖芯的外徑對第三纖芯外徑的比(a2/c2)為0.23，第二纖芯的外徑對第三纖芯外徑的比(b2/c2)為0.52。
試樣8具有如13C所示的折射率分布540，該折射率分布540與沿圖5A中的線L2的各區(qū)域的折射率相當。另外，在此折射率分布540中，區(qū)域541相當于第一纖芯601的線L2上的各部位，區(qū)域542相當于第二纖芯602的線L2上的各部位，區(qū)域543相當于第三纖芯603的線L2上的各部位，區(qū)域544相當于第一包層701的線L2上的各部位，區(qū)域545相當于第二包層702的線L2上的各部位。另外，制備的試樣8的區(qū)域541的折射率分布(與第一纖芯區(qū)的徑向方向的折射率分布相當)的形狀與圖5B所示的折射率分布510的區(qū)域511的形狀有別。
在試樣8中，與區(qū)域541相當?shù)牡谝焕w芯(折射率n1)的外徑a2為8.6μm，與區(qū)域542相當?shù)牡诙w芯(折射率n2＜n1)的外徑b2為17.6μm，與區(qū)域543相當?shù)牡谌w芯(折射率n3＞n2)的外徑c2為25.2μm，與區(qū)域544相當?shù)牡谝话鼘?折射率n4＝n2)的外徑d為50.4μm，與區(qū)域545相當?shù)牡诙鼘?折射率n5＞n4)的外徑為125μm。另外，第一纖芯相對第二包層的折射率差Δn1(＝(n1-n5)/n5)為0.85％，第二纖芯相對第二包層的折射率差Δn2(＝(n2-n5)/n5)及第一包層相對第二包層的折射率差Δn4(＝(n4-n5)/n5)都為-0.05％，第三纖芯相對第二包層的折射率差Δn3(＝(n3-n5)/n5)為0.29％。并且，第一纖芯的外徑對第三纖芯外徑的比(a2/c2)為0.34，第二纖芯的外徑對第三纖芯外徑的比(b2/c2)為0.74。
另一方面，試樣9具有與上述試樣6類似的折射率分布(參見圖13A)。所以，在試樣9中，與區(qū)域521相當?shù)牡谝焕w芯(折射率n1)的外徑a2為6.6μm，與區(qū)域522相當?shù)牡诙w芯(折射率n2＜n1)的外徑b2為18.9μm，與區(qū)域523相當?shù)牡谌w芯(折射率n3＞n2)的外徑c2為25.5μm，與區(qū)域524相當?shù)牡谝话鼘?折射率n4＝n2)的外徑d為41.0μm，與區(qū)域525相當?shù)牡诙鼘?折射率n5＞n4)的外徑為125μm。另外，第一纖芯相對第二包層的折射率差Δn1(＝(n1-n5)/n5)為0.50％，第二纖芯相對第二包層的折射率差Δn2(＝(n2-n5)/n5)及第一包層相對第二包層的折射率差Δn4(＝(n4-n5)/n5)都為-0.15％，第三纖芯相對第二包層的折射率差Δn3(＝(n3-n5)/n5)為0.43％。并且，第一纖芯的外徑對第三纖芯外徑的比(a2/c2)為0.26，第二纖芯的外徑對第三纖芯外徑的比(b2/c2)為0.74。借助如上的結構，可在具有正的色散值的同時得到具有極小的色散斜率的色散平坦光纖。
按上述方式設計的石英6～9的波長1550nm的諸特性示于圖14中。另外，式(5)給出的第三分布容積考慮到上述試樣3～9的各值最好是≥7.0％·μm2。
此外，發(fā)明人對具有如圖13B所示的折射率分布的色散平坦光纖(試樣7)就第三纖芯外徑c2(纖芯區(qū)外徑)和上述諸特性的關系對所制備的多個試樣進行了測定。另外，在所制備的試樣中，第一纖芯相對第二包層的折射率差Δn1(＝(n1-n5)/n5)為0.61％，第二纖芯相對第二包層的折射率差Δn2(＝(n2-n5)/n5)及第一包層相對第二包層的折射率差Δn4(＝(n4-n5)/n5)都為-0.05％，第三纖芯相對第二包層的折射率差Δn3(＝(n3-n5)/n5)為0.35％。并且，另外，第二包層為純石英。并且，第一纖芯的外徑對第三纖芯外徑的比(a2/c2)為0.23，第二纖芯的外徑對第三纖芯外徑的比(b2/c2)為0.52，第一包層的外徑對第三纖芯的外徑的比(d/c2)為1.8。
圖15A～圖15D為示出制備的試樣的結果的曲線圖，圖15A示出的是第三纖芯的外徑c2(μm)和有效截面面積(μm2)的關系，圖15B示出的是第三纖芯的外徑c2(μm)和以直徑20mm彎曲時的彎曲損耗(dB/m)的關系，圖15C示出的是第三纖芯的外徑c2(μm)和色散斜率(ps/nm2/km)的關系，而圖15D示出的是第三纖芯的外徑c2(μm)和色散(ps/nm/km)的關系。另外，在各曲線中，曲線L3、L4、L5、L6分別為計算所得的理論曲線，繪出的點表示測定值。
從這些曲線可知，所得到的色散平坦光纖具有在波長為1550nm時的色散值為-4～+4ps/nm/km(＜|5|ps/nm/km)，色散斜率為0.026～0.028ps/nm2/km，有效截面面積Aeff為47～52μm2(＞45μm2)。
特別是，在圖15C中應該注意之點是在圖中A所示的區(qū)域中第三纖芯的外徑即使變化色散斜率的變化也很小。一般講，在制造光纖的場合，所制造的各批之間纖芯區(qū)的外徑會產(chǎn)生±2％的偏差(外徑控制只能達到±2％左右)。所以，如果可以在抑制色散斜率的偏差的范圍內(nèi)控制纖芯區(qū)的外徑，就必定可以避免引起制造偏差的各制造產(chǎn)品(色散平坦光纖)的特性偏差的發(fā)生。
圖16A及圖16B為示出試樣8的諸特性隨纖芯區(qū)的外徑變化的關系的曲線圖，圖16A示出的是第三纖芯區(qū)的外徑c2和色散(ps/nm/km)及色散斜率(ps/nm2/km)的關系，圖16B示出的是纖芯區(qū)的外徑的變化率(％)和色散斜率的變化量(ps/nm2/km)的關系。另外，在圖16A中，D表示試樣8的色散，DS表示試樣8的色散斜率。
從圖16A可知，隨著傳輸信號光的區(qū)域(主要是纖芯區(qū))的直徑的加大，色散值變大，色散斜率在第三纖芯的外徑c2為某一值時為極小值。特別是，在此極小值的附近色散斜率的變化很小。具體說來，從圖16B所示的曲線可知，如適當設定纖芯區(qū)的外徑的數(shù)值來設計色散平坦光纖，則相對于可能的外徑控制±2％的纖芯區(qū)的外徑變化率可能將色散斜率的變化量控制在0.003ps/nm2/km以下。
圖17A為示出在將第三纖芯的外徑固定于22.4μm時彎曲直徑(mm)和彎曲損耗(dB/m)的測定值曲線圖，圖中的L7表示由計算得出的理論值。從此曲線可知，32mm的彎曲直徑的彎曲損耗為0.04dB/m(＝0.004dB/圈)的良好值。
另一方面，圖17B為將第三纖芯的外徑固定于22.4μm時截止波長(μm)與光纖長度(km)的關系的測定值曲線圖，圖中的L8表示由計算得出的理論值。并且，線L8的傾斜度為-252nm/十進位。從此曲線可知，即使長度2m的截止波長為2.080μm，由于有大約200m的長度就可以保證單模的運作，所以即使是在長度為2m的截止波長比信號光的波長為長的場合，在實用上也沒有問題(通常，海底電纜等是由大約5km的多個光纖融合而構成光傳送通路。
此外，圖18A示出的是上述試樣1～5的第三纖芯的分布容積(％·μm2)和色散斜率(ps/nm2/km)的關系的示圖，圖18B示出的是該試樣1～5的第三纖芯的分布容積(％·μm2)和截止波長(μm)的關系的示圖。如上所述，具有3層纖芯結構的纖芯區(qū)的色散平坦光纖(具備第三纖芯的實施例3及實施例4)必須是長度2m的截止波長為1.4μm以下。另外，色散斜率最好是≤0.03ps/nm2/km。所以，為了滿足這些限制，從圖18A及圖18B可知第三纖芯的分布容積(參見式(5))必須是≥7.0％·μm2。另外，在圖18A及圖18B中，S1～S5分別表示上述試樣1～5的色散斜率及截止波長相對分布容積的關系。
生產(chǎn)上的可能應用如以上所詳細說明的，此發(fā)明的色散平坦光纖在波長為1550nm時的色散絕對值≤5ps/nm/km，并且色散斜率≤0.03ps/nm2/km，所以可以在使用波段的全部將各信號光之間的色散值的差異抑制稱為很小。另外，有效截面面積Aeff最好≥45μm2，通過實現(xiàn)這些有效截面面積和色散斜率之間的適合的關系，可以將在各該色散平坦光纖中傳輸?shù)男盘柟夤β拭芏纫种瞥蔀榈兔芏龋纱丝梢杂行У匾种品蔷€性光學現(xiàn)象的發(fā)生而以高S/N比進行傳輸。此外，因為截止波長在2m時≥1.0μm，這種色散平坦光纖具有優(yōu)良的彎曲特性。所以，這種色散平坦光纖適用于包含光放大器的時分復用傳輸及波長復用孤子傳輸。
此外，在有效截面面積Aeff≥70μm2的場合，可以將在各該色散平坦光纖中傳輸?shù)男盘柟夤β拭芏纫种瞥蔀槊芏雀?，由此可以更有效地抑制非線性光學現(xiàn)象的發(fā)生，這種色散平坦光纖更適用于包含光放大器的時分復用傳輸及波長復用孤子傳輸。
權利要求
1.一種色散平坦光纖，包括沿規(guī)定軸延伸的纖芯區(qū)和在該纖芯區(qū)的外周設置的包層區(qū)，并且波長為1550nm時的諸特性為色散的絕對值≤5ps/nm/km，有效截面面積≥45μm2，色散斜率≤0.03ps/nm2/km，截止波長在2m時≥1.0μm。
2.如權利要求1的色散平坦光纖，其特征在于所述有效截面面積≥50μm2，并且所述色散斜率≤0.02ps/nm2/km。
3.如權利要求1的色散平坦光纖，其特征在于所述纖芯區(qū)包括具有規(guī)定折射率的第一纖芯，和設置于該第一纖芯的外周、折射率高于該第一纖芯的第二纖芯。
4.如權利要求1的色散平坦光纖，其特征在于所述纖芯區(qū)包括具有規(guī)定折射率的第一纖芯，設置于該第一纖芯的外周且折射率低于該第一纖芯的第二纖芯，和設置于該第二纖芯的外周且折射率高于該第二纖芯的第三纖芯。
5.如權利要求1～4中任何一項的色散平坦光纖，其特征在于作為所述波長為1550nm時的諸特性，還具有≤0.15ps/km1/2的偏振波色散。
6.如權利要求1～4中任何一項的色散平坦光纖，其特征在于在以直徑32mm彎曲時其傳輸損失≤0.5dB/圈，長度2m的所述截止波長≥1.4μm。
7.如權利要求4的色散平坦光纖，其特征在于若設所述第二纖芯的外徑為b，所述第三纖芯的外徑為c，該第三纖芯相對所述包層區(qū)的參照區(qū)的折射率差為Δn3，則能滿足以下的關系Δn3≥0.25％0.40≤b/c≤0.75
8.如權利要求7的色散平坦光纖，其特征在于，若設從所述纖芯區(qū)中心在徑向上的距離為r，在距該中心距離為r的部位對所述包層區(qū)的參照區(qū)的折射率差為Δn(r)，則滿足下面的關系∫Δnb/2c/2(r)rdr≥7.0(%·μm2)]]>
9.如權利要求7的色散平坦光纖，其特征在于所述包層區(qū)包括設置于所述第三纖芯的外周且折射率比該第三纖芯為低的第一包層，及相當于所述參照區(qū)的、設置在該第一包層的外周且折射率比該第一包層為高的第二包層。若設所述第一纖芯的外徑為a，所述第二纖芯的外徑為b，所述第三纖芯的外徑為c，所述第一纖芯相對所述第二包層的折射率差為Δn1，所述第一包層相對所述第二包層的折射率差為Δn4，則滿足以下的關系0.40≤Δn1≤0.90％Δn4≤-0.02％0.20≤a/c≤0.3520μm≤c≤30μm
10.如權利要求1的色散平坦光纖，其特征在于所述纖芯區(qū)的外徑設定在所述色散斜率取極小值時的值為中心的±2％范圍內(nèi)。
11.如權利要求1的色散平坦光纖，其特征在于對應于所述纖芯區(qū)外徑的變化范圍為±2％，所述色散斜率的變化量在0.003ps/nm2/km以下。
12.一種色散平坦光纖，包括沿規(guī)定軸延伸的纖芯區(qū)和在該纖芯區(qū)的外周設置的包層區(qū)，并且作為在波長為1550nm時的諸特性，具有≥45μm2的有效截面面積和≤0.03ps/nm2/km的色散斜率，所述纖芯區(qū)包括具有規(guī)定的折射率且相對于所述包層區(qū)參照區(qū)的折射率差≤0.6％的第一纖芯，設置于該第一纖芯的外周且折射率比該第一纖芯為低的第二纖芯以及設置于該第二纖芯的外周且折射率比該第二纖芯為高的第三纖芯。
13.如權利要求12的色散平坦光纖，其特征在于所述有效截面面積≥50μm2且所述色散斜率≤0.02ps/nm2/km時，作為在波長為1550nm時的諸特性，其色散絕對值≤5ps/nm/km。
14.如權利要求12的色散平坦光纖，其特征在于作為在波長為1550nm時的諸特性，具有≤0.15ps/km1/2的偏振波色散。
15.如權利要求12的色散平坦光纖，其特征在于以直徑32mm彎曲時其傳輸損失≤0.5dB/圈。
16.如權利要求12的色散平坦光纖，其特征在于若設所述第二纖芯的外徑為b，所述第三纖芯的外徑為c，該第三纖芯相對所述包層區(qū)的參照區(qū)的折射率差為Δn3，則能滿足以下關系Δn3≥0.25％0.40≤b/c≤0.75
17.如權利要求16的色散平坦光纖，其特征在于若設從所述纖芯區(qū)中心在徑向上的距離為r，在距該中心距離為r的部位對所述包層區(qū)的參照區(qū)的折射率差為Δn(r)，則能滿足下面的關系∫Δnb/2c/2(r)rdr≥7.0(%·μm2)]]>
18.如權利要求12的色散平坦光纖，其特征在于所述纖芯區(qū)包括設置于所述第三纖芯的外周且折射率比該第三纖芯為低的第一包層，以及與所述參照區(qū)相當?shù)?、設置于該第一包層的外周且折射率比該第一包層為高的第二包層，若設所述第一纖芯的外徑為a，所述第二纖芯的外徑為b，所述第三纖芯的外徑為c，所述第一纖芯相對第二包層的折射率差為Δn1，所述第一包層相對第二包層的折射率差為Δn4，則能滿足以下的關系Δn4≤-0.02％0.20≤a/c≤0.3520μm≤c≤30μm
19.如權利要求12的色散平坦光纖，其特征在于所述纖芯區(qū)的外徑設定在以所述色散斜率取極小值時的值為中心的±2％范圍內(nèi)。
20.如權利要求12的色散平坦光纖，其特征在于對應于所述纖芯區(qū)外徑的變化范圍為±2％，所述色散斜率的變化量在0.003ps/nm2/km以下。
全文摘要
本發(fā)明的目的為提供一種具有適于應用于包含光放大器的時分復用弧子傳輸并能夠有效地抑制非線性光學現(xiàn)象的發(fā)生的結構的色散平坦光纖。本發(fā)明的色散平坦光纖的在波長為1550nm時的諸特性為色散的絕對值≤5ps/nm/km,有效截面面積≥45μm
文檔編號G02B6/036GK1246181SQ98802210
公開日2000年3月1日 申請日期1998年7月29日 優(yōu)先權日1997年12月5日
發(fā)明者加藤考利, 畑山均, 笹岡英資, 西村正幸 申請人:住友電氣工業(yè)株式會社