特許 6218744 低曲げ損失光ファイバ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6218744

(24)【登録日】2017年10月6日

(45)【発行日】2017年10月25日

(54)【発明の名称】低曲げ損失光ファイバ

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/036 20060101AFI20171016BHJP

【ＦＩ】

   G02B6/036

【請求項の数】10

【全頁数】32

(21)【出願番号】特願2014-544860(P2014-544860)

(86)(22)【出願日】2012年11月29日

(65)【公表番号】特表2015-503122(P2015-503122A)

(43)【公表日】2015年1月29日

(86)【国際出願番号】US2012066949

(87)【国際公開番号】WO2013082217

(87)【国際公開日】20130606

【審査請求日】2015年11月25日

(31)【優先権主張番号】61/564,902

(32)【優先日】2011年11月30日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】397068274

【氏名又は名称】コーニング インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100073184

【弁理士】

【氏名又は名称】柳田 征史

(74)【代理人】

【識別番号】100090468

【弁理士】

【氏名又は名称】佐久間 剛

(72)【発明者】

【氏名】バーキー，ジョージ エドワード

(72)【発明者】

【氏名】ブックバインダー，ダナ クレイグ

(72)【発明者】

【氏名】ダウズ，スティーヴン ブルース

(72)【発明者】

【氏名】リー，ミン−ジュン

(72)【発明者】

【氏名】タンドン，プシュカー

(72)【発明者】

【氏名】ワン，ジー

【審査官】 佐藤 宙子

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／００５８７８０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−０５８６６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０８８８１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ６／０２−６／０３６，５０１

Ｇ０２Ｂ ６／１０

Ｇ０２Ｂ ６／４４−６／４４，３４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シングルモード光ファイバにおいて、
外径ｒ₁および相対屈折率Δ₁を有する中央コア領域；および
クラッド領域であって、
（ｉ）前記中央コア領域と直接隣接し、６マイクロメートル超の外径ｒ₂および相対屈折率Δ₂を有し、０．３≦ｒ₁／ｒ₂≦０．８５である第１の内側クラッド領域と、
（ｉｉ）前記第１の内側クラッド領域と直接隣接し、９マイクロメートル超の外径ｒ₃および最小相対屈折率Δ₃を有する第２の内側クラッド領域であって、半径の増加と共に負の方向に増加する相対屈折率差分を有する少なくとも１つの領域であるトレンチを持つ第２の内側クラッド領域と、
（ｉｉｉ）前記内側クラッド領域を取り囲み、相対屈折率Δ₄を有する外側クラッド領域とを含むクラッド領域；
を備え、
Δ₁＞Δ₂＞Δ₃、Δ₃＜Δ₄であり、且つ、０．２５≦|Δ₄−Δ₃|≦０．７であり、
前記第２の内側クラッド領域のトレンチは、パラメータβが、１．５≧β≧０．５であり、ここで、

【数1】

式中、

【数2】

は、前記第２の内側クラッド領域における平均屈折率勾配であり、
前記第２の内側クラッド領域の絶対値Ｖ₃が３５％Δμｍ²≦Ｖ₃≦１０５％Δμｍ²であり、
前記第２の内側クラッド領域が有するトレンチのアルファパラメータα_tが５０≧α_tである、
光ファイバ。

【請求項2】

Δ₃とΔ₂の間の絶対差が０．０３より大きく、
前記ファイバが、１２６０ｎｍ以下の２２ｍケーブルカットオフを示し、１３００ｎｍ≦λ₀≦１３２４ｎｍであるゼロ分散波長λ₀を有することを特徴とする、請求項１記載の光ファイバ。

【請求項3】

（ｉ）ｒ₃から少なくとも３０マイクロメートルの半径まで延在する長さについて、Δ₄＞Δ₂、および／または
（ｉｉ） ０．３３≦ｒ₁／ｒ₂、
である、請求項１または２記載の光ファイバ。

【請求項4】

前記第１の内側クラッド領域がフッ素とゲルマニアを実質的に含まない、請求項１から３いずれか１項記載の光ファイバ。

【請求項5】

前記第２の内側クラッド領域の外径と３０μｍの半径方向距離との間で計算された、前記外側クラッド領域のプロファイル体積Ｖ₄が、

【数3】

と等しく、｜Δ₄｜が少なくとも５％Δμｍ²である、請求項１から４いずれか１項記載の光ファイバ。

【請求項6】

２０ｍｍの半径のマンドレルに巻き付けられたときに、０．７５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の曲げ損失を示し、６．６と７．５の間のＭＡＣ数を示す、請求項１記載の光ファイバ。

【請求項7】

１５ｍｍの半径のマンドレルに巻き付けられたときに、１ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の曲げ損失を示す、請求項１または６記載の光ファイバ。

【請求項8】

１．５≧β≧０．２５である、請求項１から７いずれか１項記載の光ファイバ。

【請求項9】

１．１≧β≧０．５である、請求項１から７いずれか１項記載の光ファイバ。

【請求項10】

５≧α_t≧０．５である、請求項１から９いずれか１項記載の光ファイバ。

【発明の詳細な説明】

【関連出願の説明】

【0001】

本出願は、その内容が依拠され、ここに全て引用される、２０１１年１１月３０日に出願された米国仮特許出願第６１／５６４９０２号の優先権の恩恵を主張するものである。

【技術分野】

【0002】

本発明は、曲げ損失の低い光ファイバに関する。

【背景技術】

【0003】

低曲げ損失の光ファイバ、特に、いわゆる「アクセス」および敷地にファイバを引き込んだ（ＦＴＴｘ）光ネットワークに利用される光ファイバが必要とされている。光ファイバは、光ファイバを通じて伝送される光信号に曲げ損失を誘発する様式で、そのようなネットワークに配設され得る。いくつかのファイバ用途では、ファイバに曲げ損失を誘発する、きつい曲げ半径、または光ファイバの圧縮などの物理的要求が課されることがある。これらの要求が課される要件の例としては、集成光引込みケーブルにおける光ファイバの配設、工場装着端末システム(Factory Installed Termination Systems)（ＦＩＴＳ）およびスラック・ループ(slack loop)に関する配線ケーブル、給電線および配線ケーブルを接続するキャビネット内に位置する小さな曲げ半径のマルチポート、および配線ケーブルと引込みケーブルとの間のネットワーク・アクセス・ポイント内のジャンパ線が挙げられる。いくつかのシングルモード光ファイバの設計において、大きい曲げと小さい曲げの両方で同時に低曲げ損失を達成することは難しい。

【0004】

例えば、クラッドに低屈折率のトレンチを有するシングルモード光ファイバが、低曲げ損失性能を有するファイバを製造するために使用されている。これらのファイバは、トレンチの深さがトレンチの幅に亘り比較的一定であるトレンチを有する。これらの設計において、小さい直径（約１０ｍｍのマンドレル直径）でのファイバの性能は優れている（＜０．２５ｄＢ／ｔｕｒｎ）のに対し、大きい直径（約３０ｍｍのマンドレル直径）での性能は、大きい曲げ直径に最適化された他の曲げ最適化ファイバほど良好ではない。小さい曲げ半径と大きい曲げ半径の両方での曲げ性能を改善するために、多数のトレンチを含むファイバ設計が提案されてきた。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、そのような手法では、加工中に余計な工程が生じ、ファイバの製造がよりコストのかかるものとなってしまう。

【課題を解決するための手段】

【0006】

いくつかの実施の形態によれば、シングルモードファイバは、
外径ｒ₁および相対屈折率差分Δ_1maxを有する中央コア領域；および
クラッド領域であって、（ｉ）６マイクロメートル超の外径ｒ₂および相対屈折率差分Δ₂を有し、０．３≦ｒ₁／ｒ₂≦０．８５である第１の内側クラッド領域と、（ｉｉ）９マイクロメートル超の外径ｒ₃および最小相対屈折率差分Δ_3minを有する第２の内側クラッド領域であって、半径の増加と共に負の方向に増加する相対屈折率差分を有する少なくとも１つの領域を持つ第２の内側クラッド領域と、（ｉｉｉ）内側クラッド領域を取り囲み、相対屈折率差分Δ₄を有する外側クラッド領域とを含み、Δ_1max＞Δ₂＞Δ_3min、Δ_3min＜Δ₄であるクラッド領域；
を備えている。

【0007】

いくつかの実施の形態によれば、外径ｒ₁および最大相対屈折率差分Δ_1maxを有する中央コア領域；およびクラッドであって、８マイクロメートル超の外径ｒ₂および相対屈折率差分Δ₂を有する第１の内側クラッド領域と、相対屈折率差分Δ₃および最小相対屈折率差分Δ_3minを有する第２の内側クラッド領域であって、Δ₂とΔ_3minとの間の差が０．１５％より大きくなるように、Δ₁＞Δ₂＞Δ_3minである第２の内側クラッド領域と、２つの内側クラッド領域を取り囲む外側クラッド領域とを含むクラッドを備えている光ファイバがここに開示されている。ここに開示されたファイバの実施の形態は、１２６０ｎｍ以下の２２ｍケーブルカットオフ、８．２マイクロメートルと９．６マイクロメートルとの間の１３１０ｎｍでのモードフィールド直径（ＭＦＤ）、および１３００ｎｍと１３２４ｎｍとの間のゼロ分散波長を示すことが好ましい。少なくともいくつかのファイバの実施の形態において、ｒ₁／ｒ₂は、０．２５以上、より好ましくは０．３より大きい。｜Δ₄−Δ₂｜≧０．０１であることが好ましい。

【0008】

いくつかの他の実施の形態によれば、シングルモード光ファイバは、
外径ｒ₁、Δ_1maxのピーク（最大）相対屈折率差分を有するゲルマニアドープト中央コア領域であって、１と１００との間の屈折率アルファプロファイルα_コア（例えば、１．８≦α_コア≦１００；１．８≦α_コア≦２．２；２≦α_コア≦１００；５≦α_コア≦１００；２≦α_コア≦２０、または５≦α_コア≦２０）を有する中央コア領域；および
クラッド領域であって、（ｉ）６マイクロメートル超の外径ｒ₂および相対屈折率差分Δ₂を有し、０．３≦ｒ₁／ｒ₂≦０．８５である第１の内側クラッド領域と、（ｉｉ）９マイクロメートル超の外径ｒ₃および最小相対屈折率差分Δ_3minを有する第２の内側クラッド領域であって、半径の増加と共に負の方向に増加する相対屈折率差分を有する少なくとも１つの領域を持つ第２の内側クラッド領域と、（ｉｉｉ）内側クラッド領域を取り囲み、相対屈折率差分Δ₄を有する外側クラッド領域とを含み、Δ₁＞Δ₂＞Δ₃、Δ₃＜Δ₄であるクラッド領域；
を備えている。

【0009】

外径ｒ₁および最大相対屈折率差分Δ_1maxを有する中央コア領域；およびクラッド領域であって、８マイクロメートル超の外径ｒ₂および相対屈折率差分Δ₂を有する第１の内側クラッド領域と、第１の内側クラッド領域を取り囲み、最小相対屈折率差分Δ_3minを有する第２の内側クラッド領域であって、Δ_1max＞Δ₂＞Δ_3minかつΔ₂−Δ_3minが０．１５以上である第２の内側クラッド領域とを含むクラッド領域を備えている光ファイバの実施の形態がここに開示されている。ここに開示されたファイバは、１２６０ｎｍ以下の２２ｍケーブルカットオフ、８．２マイクロメートルと９．６マイクロメートルとの間の１３１０ｎｍでのモードフィールド直径（ＭＦＤ）、および１３００ｎｍと１３２４ｎｍとの間のゼロ分散波長を示すことが好ましい。これらのファイバのいくつかの実施の形態において、ｒ₁／ｒ₂は、０．２５以上、より好ましくは０．３より大きい。｜Δ₄−Δ₂｜≧０．０１であることが好ましい。

【0010】

出願人等は、ファイバに、一定ではない相対屈折率差分を有するトレンチを持たせることは、小さい（＜１０ｍｍ）直径および大きい（＞２０ｍｍ）直径の両方で良好なマクロベンド性能を達成するのに役立つことを発見した。以下のシングルモードファイバの実施の形態は、その少なくとも１つの領域において半径の増加と共に減少する、一定ではない相対屈折率差分を有するオフセットトレンチを有し、それによって、マクロベンド損失が低くなり、ＩＴＵ−Ｇ．６５２基準に準拠したオプティカル（光学性能パラメータ）がもたらされる。少なくともいくつかの実施の形態において、第２の内側クラッド領域の屈折率は、半径が増加するにつれて、減少する。

【0011】

少なくともいくつかの実施の形態において、トレンチの形状は、パラメータ

【0012】

【数1】

【0013】

により定義され、式中、

【0014】

【数2】

【0015】

は、Ｒ₂とＲ₃との間の異なる半径位置で屈折率勾配を平均化することによって決定される第２の内側クラッド領域における平均屈折率勾配である。いくつかの実施の形態において、パラメータβは、０．２５より大きく、より好ましくは０．５より大きく、さらにより好ましくは０．７５より大きい。β＜１．５が好ましい。三角形のトレンチを有するファイバの実施の形態について、パラメータβの値は１である。

【0016】

少なくともいくつかの実施の形態において、トレンチのアルファパラメータα_tは５０以下である。いくつかの実施の形態について、０．５≦α_t≦５。

【0017】

モート体積比Ｖ_3a3ratioは、以下のように定義される：

【0018】

【数3】

【0019】

ここでの光ファイバは、０．３≦Ｖ_3a3ratio≦０．８のモート体積比を有することが好ましい。

【0020】

ここで、その実施例が添付図面に図解されている、現在好ましい実施の形態を詳しく参照する。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1A】ここに開示された光ファイバの実施の形態に対応する相対屈折率プロファイルを示す図

【図1B】ここに開示された光ファイバの実施の形態に対応する相対屈折率プロファイルを示す図

【図1C】ここに開示された光ファイバの実施の形態に対応する相対屈折率プロファイルを示す図

【図1D】ここに開示された光ファイバの実施の形態に対応する相対屈折率プロファイルを示す図

【図1E】ここに開示された光ファイバの実施の形態に対応する相対屈折率プロファイルを示す図

【図1F】ここに開示された光ファイバの実施の形態に対応する相対屈折率プロファイルを示す図

【図1G】ここに開示された光ファイバの実施の形態に対応する相対屈折率プロファイルを示す図

【図2】ここに開示された光ファイバの３つの実施の形態と比較のファイバに対応する相対屈折率プロファイルを示す図

【図3】図２に示された相対屈折率プロファイルに対応する光ファイバの曲げ直径の関数としての曲げ損失を示すグラフ

【図4】ここに開示された光ファイバの３つの実施の形態と別の比較のファイバに対応する相対屈折率プロファイルを示す図

【図5】図４に示された相対屈折率プロファイルに対応する光ファイバの曲げ直径の関数としての曲げ損失を示すグラフ

【図6】モデル化されたファイバの実施の形態の相対屈折率プロファイルを示す図

【発明を実施するための形態】

【0022】

追加の特徴および利点は、以下の詳細な説明に述べられており、その説明から当業者に明白となるか、または特許請求の範囲および添付図面と共に以下の説明に記載されたように実施することによって、認識されるであろう。

【0023】

「屈折率プロファイル」は、屈折率または相対屈折率と光ファイバの半径との間の関係である。相対屈折率プロファイルの各セグメントの半径は、略記ｒ₁、ｒ₂、ｒ₃、ｒ₄などによって与えられ、小文字と大文字は、ここでは交換可能に使用される（例えば、ｒ₁はＲ₁と同等である）。

【0024】

「相対屈折率パーセント」は、Δ％＝１００×（ｎ_i²−ｎ_c²）／２ｎ_i²と定義され、ここに用いたように、ｎ_cは、外側クラッド領域の平均屈折率であり、別記しない限り、純粋なシリカの屈折率である。ここに用いたように、相対屈折率はΔにより表され、その値は、別記しない限り、「％」の単位で与えられる。用語：相対屈折率差分、差分、Δ、Δ％、％Δ、差分％、％差分およびパーセント差分は、ここにおいては交換可能に使用してよい。ある領域の屈折率が外側クラッドの平均屈折率より小さい場合、その相対屈折率パーセントは、負であり、低下領域または低下屈折率を有すると称される。ある領域の屈折率が外側クラッドの平均屈折率より大きい場合、その屈折率パーセントは正である。「アップドーパント」は、ここでは、純粋な未ドープのＳｉＯ₂に対して屈折率を上昇させる傾向にあるドーパントと考えられる。「ダウンドーパント」は、ここでは、純粋な未ドープのＳｉＯ₂に対して屈折率を低下させる傾向にあるドーパントと考えられる。アップドーパントの例としては、ＧｅＯ₂（ゲルマニア）、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｐ₂Ｏ₅、ＴｉＯ₂、Ｃｌ、Ｂｒが挙げられる。ダウンドーパントの例としては、フッ素およびホウ素が挙げられる。当業者にとって、ここに開示された相対屈折率プロファイルは、屈折率プロファイル全体が、純粋なシリカの屈折率に対して線形に上または下にシフトされ、結果として得られた光ファイバに類似の光学的性質をもたらすように変えられることが明白であろう。

【0025】

光ファイバの、特に断りのない限り、ここで「分散」と称される「色分散」は、材料分散、導波路分散、および多モード分散の合計である。シングルモード光ファイバの場合、多モード分散はゼロである。ゼロ分散波長は、分散がゼロの値を有する波長である。分散勾配は、波長に対する分散の変化率である。

【0026】

「有効面積」は：

【0027】

【数4】

【0028】

と定義され、式中、積分範囲は０から∞であり、ｆは、光ファイバ中を伝搬する光に関連する電場の横成分である。ここに用いたように、「有効面積」または「Ａ_eff」は、特に断りのない限り、１５５０ｎｍの波長での光学有効面積を称する。

【0029】

「α−プロファイル」という用語は、「％」の単位のΔ（ｒ）で表された領域（例えば、コア領域）の相対屈折率プロファイルを称し、式中、ｒは半径である。コアのα−プロファイル（ここでは、コアアルファ、またはアルファ_コアにより定義される）は、以下の式にしたがい：

【0030】

【数5】

【0031】

式中、ｒ₀は、Δ（ｒ）が最大である地点であり、半径ｒは、中心線から半径方向外側に動き、ｒ₁は、Δ（ｒ）％が最初に０．０３％の値に到達する半径位置であり、ｒは、ｒ_i≦ｒ≦ｒ_fの範囲にあり、Δは先のように定義され、ｒ_iは、α−プロファイルの最初の地点であり、ｒ_fは、α−プロファイルの最後の地点であり、αは、実数である指数である。

【0032】

モードフィールド直径（ＭＦＤ）は、ピーターマンＩＩ法（Peterman II method）を用いて測定され、ここで、２ｗ＝ＭＦＤ、およびｗ²＝（２∫ｆ²ｒｄｒ／∫［ｄｆ／ｄｒ］²ｒｄｒ）、積分範囲は０から∞である。

【0033】

光ファイバの曲げ抵抗は、例えば、所定の直径のマンドレルの周りにファイバを配設するかまたは巻き付け、例えば、６ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍまたは類似の直径のマンドレルの周りに１回転巻き付け（例えば、「１×１０ｍｍ直径のマクロベンド損失」または「１×３０ｍｍ直径のマクロベンド損失」）、巻き付け当たりの減衰の増加を測定することによって、所定の試験条件下で誘起された減衰により計ることができる。

【0034】

曲げ試験の１つのタイプは、横荷重マイクロベンド試験である。このいわゆる「横荷重」試験（ＬＬＷＭ）において、所定の長さの光ファイバが２枚の平らな板の間に配置される。一方の板に＃７０ワイヤメッシュが取り付けられている。公知の長さの光ファイバが板の間に挟まれ、３０ニュートンの力で板が互いに加圧されている間に基準減衰が測定される。次いで、７０ニュートンの力が板に印加され、ｄＢ／ｍで表された減衰の増加が測定される。この減衰の増加は、特定の波長（典型的に、１２００〜１７００ｎｍの範囲内、例えば、１３１０ｎｍまたは１５５０ｎｍまたは１６２５ｎｍ）でのｄＢ／ｍで表された光ファイバの横荷重減衰である。

【0035】

曲げ試験の別のタイプは、ワイヤメッシュ被覆ドラムマイクロベンド試験（(wire mesh covered drum microbend test)ＷＭＣＤ）である。この試験において、直径４００ｍｍのアルミニウムドラムにワイヤメッシュが巻き付けられる。このメッシュは、引き伸ばされずにきつく巻かれ、孔、窪み、または損傷を有さないべきである。ワイヤメッシュの材料仕様：ＭｃＭａｓｔｅｒ−Ｃａｒｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｃｏｍｐａｎｙ（オハイオ州、クリーブランド所在）、部品番号８５３８５Ｔ１０６、耐腐食性３０４ステンレス鋼金網、インチ（約２．５４ｃｍ）当たりのメッシュ：１６５×１６５、ワイヤの直径：０．００１９インチ（約０．４７５ｍｍ）、開口幅：０．０４１インチ（約１．０２５ｍｍ）、開放面積（％）：４４％。所定の長さ（７５０メートル）の光ファイバを、８０（±１）グラムの張力を印加しながら、０．０５０センチメートルの巻き取りピッチでワイヤメッシュドラム上に１ｍ／ｓで巻き付ける。所定の長さのファイバの端部は、張力を維持するためにテープで貼り付けられ、ファイバの重なりはない。光ファイバの減衰は、特定の波長（典型的に、１２００〜１７００ｎｍの範囲内、例えば、１３１０ｎｍまたは１５５０ｎｍまたは１６２５ｎｍ）で測定され、基準減衰は、滑らかなドラム上に巻き付けられた光ファイバについて測定される。減衰の増加は、特定の波長（典型的に、１２００〜１７００ｎｍの範囲内、例えば、１３１０ｎｍまたは１５５０ｎｍまたは１６２５ｎｍ）でｄＢ／ｋｍで表された光ファイバのワイヤメッシュ被覆ドラム減衰である。

【0036】

「ピンアレイ」曲げ試験は、光ファイバの曲げに対する相対抵抗を比較するために使用される。この試験を行うために、曲げ損失が実質的に誘発していない光ファイバについて、曲げ損失が測定される。次いで、光ファイバをピンアレイの周りに編み込み、減衰を再び測定する。曲げにより誘発された損失は、２つの測定された減衰の間の差である。ピンアレイは、一列に配置された１０本一組の円柱ピンであり、平らな表面上に固定された垂直位置に保持される。ピンの間隔は中心間で５ｍｍである。ピンの直径は０．６７ｍｍである。試験中、光ファイバをピンの表面の一部に従わせるために、十分な張力が印加される。減衰の増加は、特定の波長（典型的に、１２００〜１７００ｎｍの範囲内、例えば、１３１０ｎｍまたは１５５０ｎｍまたは１６２５ｎｍ）での光ファイバのｄＢで表されたピンアレイ減衰である。

【0037】

理論的ファイバカットオフ波長、または「理論的ファイバカットオフ」、または「理論的カットオフ」は、所定のモードについて、導光がそれより長いとそのモードで伝搬できなくなる波長である。その数学的定義が、Single Mode Fiber Optics, Jeunhomme, pp. 39-44, Marcel Dekker, New York, 1990に見つかり、そこでは、理論的ファイバカットオフは、モード伝搬定数が外側クラッドにおける平面波伝搬定数と等しくなる波長と記載されている。この理論的波長は、直径の変動がない、無限に長い完全に真っ直ぐなファイバに適している。

【0038】

ファイバのカットオフは、「２ｍファイバカットオフ」または「測定カットオフ」としても知られている、「ファイバカットオフ波長」を得るために、標準２ｍファイバカットオフ試験、ＦＯＴＰ−８０（ＥＩＡ−ＴＩＡ−４５５−８０）によって測定される。このＦＯＴＰ−８０標準試験は、制御された曲げ量を使用してより高次モードを除去するか、またはマルチモードファイバのスペクトル応答に対してそのファイバのスペクトル応答を標準化させるために行われる。

【0039】

ケーブル化された場合のカットオフ波長、またはここに用いた「ケーブル化カットオフ」により、ＥＩＡ−ＴＩＡ光ファイバ基準、すなわち、米国電子工業会−米国電気通信工業会の光ファイバ基準の一部であるＥＩＡ−４４５光ファイバ試験手法に記載された２２ｍケーブル化カットオフを意味する。

【0040】

ここに特に断りのない限り、光学的性質（分散、分散勾配など）はＬＰ０１モードについて報告されている。

【0041】

出願人等は、シングルモードファイバのプロファイルに深さが一定ではないオフセットトレンチを配置することにより、小さい（≦５ｍｍ）曲げ半径と大きい（≧１０ｍｍ）曲げ半径の両方で曲げ性能を同時に改善できることを発見した。以下のファイバの実施の形態により、小さい曲げ直径と大きい曲げ直径で低い曲げ性能がもたらされ、Ｇ．６５２基準準拠の他のオプティカル（１３１０ｎｍでの８．２および９．６マイクロメートルの間のＭＦＤ、１３００ｎｍおよび１３２４ｎｍの間のゼロ分散波長、１２６０ｍｍ以下のケーブルカットオフ波長）を有する。ここに開示された光ファイバは、５２μｍ²と７２μｍ²の間の、１３１０ｎｍでの有効面積を示すことができる。ここに開示された光ファイバは、７５μｍ²と９０μｍ²の間の、１５５０ｎｍでの有効面積を示すことができる。

【0042】

光ファイバ１０のＭＦＤ（１３１０ｎｍの波長での）が８．２μｍと９．６μｍの間であることが好ましい。例えば、８．２マイクロメートル≦ＭＦＤ≦９．６マイクロメートル、または８．５μｍ≦ＭＦＤ≦９．４マイクロメートル（例えば、８．６、８．８、９、９．２、９．４、９．６マイクロメートル、またはそれらの間）。

【0043】

例示のファイバ１０のいくつかの相対屈折率プロファイルが、図１Ａ〜１Ｇに示されている。図１Ａ〜１Ｇの光ファイバ１０は、最大相対屈折率差分パーセントΔ_1maxを有する中央ガラスコア領域１（またはコア）を含む。このコアは、ステップ型プロファイルまたはグレーデッド・インデックス・プロファイル（ここでは、屈折率分布型プロファイルとも称される）を有してもよい。第１の内側クラッド領域２は中央コア領域１を取り囲み、この第１の内側クラッド領域２は相対屈折率差分パーセントΔ₂を有する。第２の内側クラッド領域３（ここではトレンチとも称される）は第１の内側クラッド領域２を取り囲み、この第２の内側クラッド領域３は最小相対屈折率差分パーセントΔ_3minを有する。この第２の内側クラッド領域３は一定のΔ₃（ｒ）を有さない。Δ₃（ｒ）は、半径の増加と共に減少することが好ましく、三角形の断面を有してよい。それゆえ、いくつかの実施の形態において、この領域の最小相対屈折率Δ₃はｒ＝ｒ₃で生じる（すなわち、Δ₃（ｒ＝ｒ₃）＝Δ_3min）。外側クラッド領域４は、第２の内側クラッド領域３を取り囲み、相対屈折率差分パーセントΔ₄を有する。図１Ａ〜１Ｇに示されるように、第２の内側クラッド領域３はコア領域１からずれており、よって、第１の内側クラッド領域２は中央ガラスコア領域１と第２の内側クラッド領域３との間に挟まれている。外側クラッド領域４は、第２の内側クラッド領域３（トレンチ）を取り囲み、Δ₄を有する。図１Ａは、三角形のトレンチプロファイルを有するファイバ１０の実施の形態の相対屈折率プロファイルΔ₃（ｒ）を示している。この図は、第２の内側クラッド領域３の相対屈折率が、半径の増加と共に単調減少し、Δ₃（ｒ₂）＞Δ₃（ｒ₃）であることを示している。図１Ａの実施の形態において、Δ₂＝Δ₄である。しかしながら、Δ₂は、Δ₄と同じである必要はない（例えば、Δ₂は、Δ₄より大きくても小さくてもよい）。Δ₄≧Δ₂であることが好ましい。例えば、図１Ｄは、三角形のトレンチプロファイルを有し、かつ図１Ａのプロファイルに似ている、ファイバ１０の実施の形態の相対屈折率プロファイルを示しているが、図１Ｄにおいて、Δ₄＞Δ₂である。いくつかの実施の形態において、Δ₄−Δ₂は０．０１％と０．１％の間であり、他の実施の形態において、０．０２％と０．０５％の間である。図１Ｂは、台形のトレンチプロファイルを有するファイバ１０の実施の形態の相対屈折率プロファイルを示している。この実施の形態において、第２の内側クラッド領域３の屈折率も、半径の増加と共に減少し、Δ₃（ｒ₂）＞Δ₃（ｒ₃）である。図１Ｂの実施の形態において、Δ₂＝Δ₄であるが、いくつかの実施の形態において、Δ₂およびΔ₄は異なる値を有する（例えば、Δ₂＞Δ₄、またはΔ₂＜Δ₄）。図１Ｃは、ファイバ１０の別の実施の形態の相対屈折率プロファイルを示している。この実施の形態において、第２の内側クラッド領域３の屈折率は、値ｒ＝ｒ_3aに到達するまで、半径の増加と共に単調減少し、次いで、半径ｒ_3aとｒ₃の間で一定である。この実施の形態において、Δ₃（ｒ₂）＞Δ₃（ｒ₃）である。図１Ｃの実施の形態において、Δ₂＝Δ₄であるが、いくつかの実施の形態において、Δ₂およびΔ₄は異なる値を有する（例えば、Δ₂＞Δ₄、またはΔ₂＜Δ₄）。いくつかの実施の形態において、０．０５％≧｜Δ₂−Δ₄｜≧０．０１％である。図１Ｅは、三角形のトレンチプロファイルを有し、かつ図１Ａのプロファイルに似た、ファイバ１０の別の実施の形態の相対屈折率プロファイルを示しているが、図１Ｅにおいて、中央コア領域は、最大屈折率差分パーセントΔ_1maxおよび屈折率アルファプロファイルα_コアを有している。光ファイバ１０は、アルファ値が１≦α_コア≦１００に及ぶコアを有してもよい。いくつかの好ましい実施の形態において、５≦α_コア≦１００、他の好ましい実施の形態において、２≦α_コア≦２０、または５≦α_コア≦２０である。

【0044】

少なくともいくつかの実施の形態において、α_τ≦５０であり、式中、α_τはトレンチアルファプロファイルである。いくつかの実施の形態について、０．５≦α_τ≦５である。図１Ｆは、図１Ａのプロファイルに似たトレンチプロファイルを有するファイバ１０の実施の形態の相対屈折率プロファイルを示しているが、図１Ｆにおいて、第２の内側クラッド領域３の相対屈折率プロファイルは、凸状の形状を有する。図１Ｇは、トレンチプロファイルを有し、図１Ａのプロファイルに似た、ファイバ１０の実施の形態の相対屈折率プロファイルを示しているが、図１Ｇにおいて、第２の内側クラッド領域３の相対屈折率プロファイルは、凹状の形状を有する。

【0045】

例示の実施の形態において、Δ_1max＞Δ₂＞Δ_3minおよびΔ_3min＜Δ₄である。好ましくは、Δ₂−Δ_3min≧０．１％、より好ましくはΔ₂−Δ_3min≧０．１５％、さらにより好ましくはΔ₂−Δ_3min≧０．２％である。図１Ａから１Ｇに示された実施の形態において、領域１，２，３は、互いに直接隣接している。しかしながら、このことは必要なく、代わりに、追加の随意的なコア領域またはクラッド領域を用いてもよい。例えば（図示せず）、別の領域（２Ａ）をコアと領域３の間に配置してもよい。随意的な内側クラッド領域２Ａは、コア領域１に直接隣接し、それを取り囲み、環状領域２のものより高いか低い相対屈折率差分パーセントΔ_2A（すなわち、Δ_2A＜Δ₂、またはΔ_2A＞Δ₂）を有してもよい。

【0046】

第２の内側クラッド領域３（トレンチ）の屈折率（およびそれゆえ相対屈折率差分）は、半径の増加と共に減少することが好ましい。第２の内側クラッド領域３の形状は、パラメータ：

【0047】

【数6】

【0048】

により定義され、式中、

【0049】

【数7】

【0050】

は、ｒ₂とｒ₃の間の異なる半径位置で屈折率勾配を平均することによって決定される第２の内側クラッド領域における平均屈折率勾配である。三角形のトレンチについて、パラメータβの値は１である。矩形のトレンチについて、パラメータβの値は０である。光ファイバ１０の他の実施の形態において、パラメータβは、０．２５より大きく、より好ましくは０．５より大きく、さらにより好ましくは０．７５より大きい。βが１．５未満であることが好ましく、１．１未満がより好ましい。

【0051】

第２の内側クラッド領域３におけるトレンチ形状を定義するのに使用できる別のパラメータはパラメータα_tであり、これは、ｒが半径であり、「％」の単位でΔ（ｒ）により表される、第２の内側クラッド領域３における相対屈折率プロファイルを称し、式：

【0052】

【数8】

【0053】

にしたがい、式中、α_tはトレンチアルファパラメータである。矩形のトレンチについて、パラメータα_tの値は１００より大きいのに対し、三角形のトレンチについて、パラメータα_tの値は１である。α_t≦５０であることが好ましい。光ファイバ１０のいくつかの実施の形態において、パラメータα_tは、０．５≦α_t≦５であり、いくつかの実施の形態において、０．５≦α_t≦３であり、いくつかの実施の形態において、０．７５≦α_t≦２である。

【0054】

ここに開示された例示の実施の形態によれば、光ファイバは、０．３≦Ｖ_3a3ratio≦０．８のモート体積比を有することが好ましく、Ｖ_3a3rqtioは、

【0055】

【数9】

【0056】

である。

【0057】

中央コア領域１は外径ｒ₁を有し、ｒ₁は、中心線から半径方向外側に移動する半径ｒが、Δ（ｒ）％が最初に０．０３％に到達する値に相当する地点である。コア領域１（ここではコアとも称される）は、約０．３から０．５、より好ましくは約０．３１から０．４８、例えば、約０．３１から０．４５の最大相対屈折率差分パーセントΔ_1maxを有することが好ましい。いくつかの実施の形態において、Δ_1maxは０．３１と０．４３の間である。いくつかの実施の形態において、Δ_1maxは０．４２未満である。コアの半径ｒ₁は、好ましくは３と１０マイクロメートルの間、より好ましくは約３．５と８．０マイクロメートルの間、例えば、３．５≦ｒ₁≦７．０マイクロメートル、または３．５≦ｒ₁≦５．０マイクロメートルである。中央コア領域１は、単一セグメントのステップ型プロファイルを有してもよい。いくつかの実施の形態において、中央コア領域１は、アルファ（α_コア）値が０．５より大きく１０未満である、いくつかの実施の形態において、７．５未満、５未満、また３未満である（例えば、１．８５、１．９５、１．９８、２、２．０５、２．１、またはそれらの間などの１．８と２．２の間）、アルファプロファイルを示す。しかしながら、他の実施の形態において、中央コア領域１は、約２と約１００の間、または１０と４０の間（１５、２０、３０、またはそれらの間などの）、ある場合には、５≦アルファ_コア≦２０であるα_コアを有してもよい。

【0058】

いくつかの好ましい実施の形態において、中央コア領域１は、５≦アルファ_コア≦２０を示し、０．３０から０．４８の相対屈折率差分パーセントΔ₁（例えば、０．３２≦Δ₁≦０．４）を有する。いくつかの好ましい実施の形態において、中央コア領域１は、５≦アルファ_コア≦２０のアルファを示し、０．３から０．４８の相対屈折率差分パーセントΔ_1max（例えば、０．３２≦Δ₁≦０．４）、および約３．５から７マイクロメートルのコア半径を有する。いくつかの好ましい実施の形態において、中央コア領域１は、０．５より大きく１０未満の、いくつかの実施の形態において、７．５未満の、５未満、または３未満のアルファを示し、０．３から０．４８の相対屈折率差分パーセントΔ_1max（例えば、０．３２≦Δ₁≦０．４）、および約３．５から７マイクロメートルのコア半径を有する。

【0059】

図１に示された実施の形態において、内側クラッド領域２は、中央コア領域１を取り囲み、内径ｒ₁と外径ｒ₂を有し、ｒ₁は先に定義されており、ｒ₂は、相対屈折率が０．０３（Δ_3min）に等しい、ｒ₁から半径方向外側に離れて移動する最初の半径位置として定義される。ある場合には、領域２における屈折率は実質的に平らであり、他の場合には、屈折率分布型プロファイルがあり得、いくつかの実施の形態において、領域２では、半径が増加するにつれて、屈折率が減少する。さらに他の場合において、小さいプロファイルの設計またはプロセスの変化の結果として変動があり得る（例えば、図６参照）。いくつかの実施の形態において、第１の内側クラッド領域２は０．０２質量％未満のフッ素を含有する。いくつかの実施の形態において、内側クラッド領域２は、フッ素もゲルマニアも実質的にドープされていない、すなわち、その領域がフッ素とゲルマニアを実質的に含まないように、シリカからなる。いくつかの他の実施の形態において、領域２には、０．２質量％未満のフッ素がドープされている。内側クラッド領域２は、好ましくは約１から１３マイクロメートル、より好ましくは２から１０マイクロメートル、さらにより好ましくは約２から７マイクロメートルの幅を示す。６マイクロメートル≦ｒ₂≦１５マイクロメートルが好ましく、６．５≦ｒ₂≦１２マイクロメートルがより好ましい。内側クラッド領域２の半径ｒ₂に対するコア半径ｒ₁の比は、好ましくは少なくとも０．３かつ１未満、より好ましくは０．３より大きく、例えば、約０．３３と０．８５の間、または０．３３と０．７の間、または０．４から０．６である。

【0060】

内側クラッド領域２は、

【0061】

【数10】

【0062】

を使用して計算される屈折率差分パーセントΔ₂を含む。いくつかの実施の形態において、第１の内側クラッド領域２は、フッ素もゲルマニアも実質的にドープされていない、すなわち、その領域がフッ素とゲルマニアを実質的に含まないように、シリカからなる。内側クラッド領域３は、領域２のものより低い最小相対屈折率差分を提供するようにダウンドーパント、例えば、フッ素を含むことが好ましい。図１Ａ〜１Ｇに示された実施の形態において、第２の内側クラッド領域３（トレンチとも称される）は、第１の内側クラッド領域２を取り囲み、内径ｒ₂および外径ｒ₃を有し、ｒ₂は先に定義されており、ｒ₃は、相対屈折率プロファイル曲線が、半径ｒ₂から半径方向外側に移動する最初の半径位置でゼロ差分線（Δ₄）と再び交差する場所として定義される。ある場合には、領域３における相対屈折率は屈折率分布型プロファイルであって差し支えなく、ある場合には（好ましくは）、領域３における相対屈折率は、その領域の内側部分でより浅い凹部を、その領域の外側部分でより深い凹部を有する。その上、小さいプロファイル設計またはプロセスの変化の結果として、変動があり得る。いくつかの実施の形態において、第２の内側クラッド領域３はフッ素および／またはホウ素を含む。いくつかの実施の形態において、屈折率が減少した環状部分は、非周期的に配置されたか、または周期的に配置されたか、またはその両方で配置された、空隙を含む。「非周期的に配置された」または「非周期的分布」という用語は、光ファイバの断面（縦軸に対して垂直な断面など）をとったときに、非周期的に配置された空隙は、ファイバの一部分に亘り無作為にすなわち非周期的に分布していることを意味する。ファイバの長手方向に沿って異なる地点で取られた類似の断面が、異なる断面孔パターンを表すであろう、すなわち、様々な断面が異なる孔パターンを有し、ここで、空隙の分布および空隙のサイズは一致しない。すなわち、空隙は非周期的である、すなわち、それらは、ファイバ構造内に周期的に配置されていない。これらの空隙は、光ファイバの長手方向（すなわち、縦軸に対して平行）に沿って伸長されている（引き伸ばされている）が、伝送ファイバの典型的な長さについて、全ファイバの全長に亘り延在していない。空隙は、アルゴン、窒素、クリプトン、ＣＯ₂、ＳＯ₂、または酸素などの１種類以上のガスを含有しても差し支えなく、または空隙は、実質的にガスを含まない真空であって差し支えない；任意のガスの存在または不在にかかわらず、環状部分３の相対屈折率は、空隙の存在により低下される。理論により拘束することを意図するものではないが、空隙は、ファイバの長手方向に沿って、数メートル未満しか、多くの場合、１メートル未満しか延在しないと考えられる。ここに開示された光ファイバは、固結されたガラスブランク内に相当な量のガスが捕捉されるようにするのに効果的なプリフォーム固結条件を使用し、それによって、固結されたガラス光ファイバプリフォームに空隙を形成する方法によって、製造することができる。これらの空隙を除去するための工程をとらずに、結果として得られたプリフォームを使用して、その中に空隙を有する光ファイバを形成する。ここに用いたように、孔の直径は、光ファイバを、ファイバの縦軸を横断する垂直断面で見たときに、孔を画成するシリカ内面に端点が配置された最長の線セグメントである。内側クラッド領域３は、相対屈折率差分パーセントΔ₃（ｒ）、および最小相対屈折率差分Δ_3minを有する。第２の内側クラッド領域における最小屈折率Δ_3minは、好ましくは−０．１％より小さい（すなわち、Δ₄−Δ₃≧０．１％）、いくつかの実施の形態において−０．２５％より小さい、いくつかの他の実施の形態において−０．３５％より小さい。

【0063】

第２の内側クラッド領域３（トレンチ）の体積Ｖ₃は、式２に示されたように定義され、パーセント差分平方マイクロメートル（％Δμｍ²）の単位で与えられている：

【0064】

【数11】

【0065】

図１Ａ〜１Ｄの実施の形態において、内側クラッド領域３の絶対体積Ｖ₃は、１０Δ％μｍ²≦Ｖ₃≦１０５Δ％μｍ²、いくつかの実施の形態において、２０Δ％μｍ²≦Ｖ₃≦９５Δ％μｍ²である。内側クラッド領域３は、好ましくは約５≦（ｒ₃−ｒ₂）≦２０マイクロメートル、いくつかの実施の形態において、約５≦（ｒ₃−ｒ₂）≦１５マイクロメートルの幅Ｗ₃、（すなわち、ｒ₃−ｒ₂）を示す。図１Ａ〜１Ｄのいくつかの実施の形態において、内側クラッド領域３の絶対体積Ｖ₃は、３５Δ％μｍ²≦Ｖ₃≦１０５Δ％μｍ²、例えば、５０Δ％μｍ²≦Ｖ₃≦９５Δ％μｍ²（例えば、７０Δμｍ²超、いくつかの実施の形態において、８５Δμｍ²超）である。この内側クラッド領域３は、好ましくは約５から２０マイクロメートル、より好ましくは５から１５マイクロメートルの幅Ｗを示す。内側クラッド領域２の半径ｒ₂に対する半径ｒ₃の比は、好ましくは１．３より大きい、より好ましくは１．５と４の間である。

【0066】

外側クラッド領域４は、屈折率が減少した環状部分３を取り囲み、内側クラッド領域３の屈折率Δ_3minより高い相対屈折率差分パーセントΔ₄を有する。いくつかの実施の形態において、外側クラッド領域４は、第１の内側クラッド領域２のものより大きい相対屈折率を有し、それによって、例えば、外側クラッド領域４の相対屈折率を増加させるのに十分な量のドーパント（ゲルマニアまたは塩素などの）を添加することによって、第１の内側クラッド領域２に対して「アップドープされた(updoped)」外側クラッド領域４である領域を形成する。しかしながら、屈折率増加ドーパントを領域４に含ませなければならないという意味で、領域４がアップドープされていることは重大な意味を持つことではないことに留意されたい。実際に、外側クラッド領域４における同じ種類の上昇した屈折率効果は、外側クラッド領域４に対して第１の内側クラッド領域２をダウンドープすることによって行ってもよい。外側クラッド領域４は、第１の内側クラッド領域２よりも高い相対屈折率を有し、第１の内側クラッド領域２における相対屈折率に対して、０．０１％より大きい、いくつかの実施の形態において、０．０２％または０．０３％より大きい相対屈折率差分パーセントΔ₄を有してもよい。外側クラッド領域４の屈折率の高い部分（第１の内側クラッド領域２と比べて）が、好ましくは、光ファイバを伝送されるであろう光パワーが、伝送される光パワーの９０％以上である地点まで、より好ましくは、光ファイバを伝送されるであろう光パワーが、伝送される光パワーの９５％以上である地点まで、最も好ましくは、光ファイバを伝送されるであろう光パワーが、伝送される光パワーの９８％以上である地点まで、少なくとも延在する。多くの実施の形態において、このことは、「アップドープされた」第３の環状領域を約３０マイクロメートルの半径方向地点まで少なくとも延在させることによって、達成される。その結果、第３の環状領域４の体積Ｖ₄は、半径ｒ₃とｒ₃₀（３０マイクロメートルの半径）の間で計算されるとここに定義され、

【0067】

【数12】

【0068】

と定義される。

【0069】

第１の内側クラッド領域２の体積と比べた外側クラッド領域４（３０マイクロメートルの内側）の体積Ｖ₄は、好ましくは５Δ％μｍ²超、より好ましくは７Δ％μｍ²超であり、１０Δ％μｍ²超であってよい。外側クラッド領域（３０マイクロメートルの内側）のこの体積Ｖ₄は、いくつかの実施の形態において、５０Δ％μｍ²未満である。

【0070】

いくつかの実施の形態において、外側クラッド領域４の相対屈折率Δ₄は、第１の内側クラッド領域２の相対屈折率Δ₂より、０．０１％大きい、より好ましくは０．０２％超大きい。いくつかの実施の形態において、外側クラッド領域４は塩素（Ｃｌ）を含む。いくつかの実施の形態において、外側クラッド領域はゲルマニア（ＧｅＯ₂）を含む。

【0071】

コア領域１は、全てに亘り正の相対屈折率を有することが好ましい。コア１は、ｒ＝０とｒ＝３μｍとの間で生じる最大相対屈折率Δ_1maxを有する。Δ_1maxは、好ましくは０．３０％と０．４８％の間、さらにより好ましくは０．３％と０．４５％の間である。

【0072】

第１の内側クラッド領域２は実質的に一定の相対屈折率プロファイルを有することが好ましい、すなわち、この中間領域内の任意の２つの半径での相対屈折率間の差が０．０２％未満、いくつかの好ましい実施の形態において、０．０１％未満である。それゆえ、第１の内側クラッド領域２の相対屈折率プロファイルは実質的に平らな形状を有することが好ましい。いくつかの実施の形態において、外側クラッド領域４は、純粋なシリカに対してアップドープされており、いくつかの実施の形態において、第１の内側クラッド領域２は純粋なシリカに対してダウンドープされている。

【0073】

コア領域１は、ステップ型屈折率コアであってよく、アルファ（α）型を有してよい。好ましい実施の形態において、ｒ₁は８．０マイクロメートル未満、より好ましくは３．５マイクロメートルと７．０マイクロメートルの間である。ファイバは、８．２と９．６マイクロメートルの間の１３１０ｎｍでのモードフィールド直径、１３００ｎｍと１３２４ｎｍの間のゼロ分散波長、１２６０ｎｍ以下のケーブルカットオフおよび１０ｍｍの半径のマンドレル上に巻き付けたときの、２ｄＢ／ｔｕｒｎ未満、好ましくは１ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の曲げ損失を示すことができる。

【0074】

ここに開示されたファイバは、従来の製造技法を使用し、例えば、ここに引用する米国特許第７５６５８２０号明細書に開示されたような、公知のファイバ線引き方法および装置を使用して製造された光ファイバプリフォームから線引きしてもよい。

【実施例】

【0075】

様々な例示の実施の形態は、以下の実施例によってさらに明確になるであろう。特許請求の範囲の精神または範囲から逸脱せずに、様々な改変および変更が行えることが当業者には明白であろう。

【0076】

ファイバの実施例１〜６
下記の表１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂ、３〜５は、モデル化された説明の実施例１〜６と８〜２７、製造されたファイバの実施例７、および２つの比較例のファイバの特徴を列挙している。詳しくは、表１Ａおよび１Ｂの各実施例について、中央コア領域１の相対屈折率差分Δ₁、アルファ、および外径ｒ₁、第１の内側クラッド領域２の相対屈折率差分Δ₂および外径ｒ₂、第２の内側クラッド領域３の相対屈折率差分Δ₃および体積Ｖ₃、外側クラッド領域４の相対屈折率差分Δ₄および、外側クラッド領域３の内径ｒ₃と３０マイクロメートルの半径方向距離との間で計算された体積Ｖ₄、およびモート体積比が下記に述べられている。

【0077】

【表1A】

【0078】

【表1B】

【0079】

また、ｎｍで表された理論カットオフ波長、１３１０ｎｍでの色分散と分散勾配、１５５０ｎｍでの色分散と分散勾配、１３１０ｎｍと１５５０ｎｍでのモードフィールド直径、１５５０ｎｍでの有効面積Ａ_eff、１５５０ｎｍでの横荷重ワイヤメッシュマイクロベンド、１５５０ｎｍでのピンアレイマクロベンド、ゼロ分散波長、２２ｍケーブルカットオフ、１５５０ｎｍでのｄＢ／ｔｕｒｎで表された１×１０および１×３０ｍｍの直径の誘起曲げ損失、およびカッパ値（分散勾配で割った分散Ｄ）を含むモデル化データも示されている。

【0080】

より詳しくは、表１Ａ、１Ｂ、２Ａおよび２Ｂの例示のファイバの実施の形態は、２と２０の間のコアアルファ値、約４と約５．５マイクロメートルの間のコア半径、および０．３％＜Δ_1max＜０．４％を有する。これらのファイバの実施の形態のほとんどは、１０ｍｍの直径のマンドレルに巻き付けたときに０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の曲げ損失、および３０ｍｍの直径のマンドレルに巻き付けたときに０．０１ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の曲げ損失を有する。

【0081】

【表2A】

【0082】

【表2B】

【0083】

【表3-1】

【0084】

【表3-2】

【0085】

【表4-1】

【0086】

【表4-2】

【0087】

【表5-1】

【0088】

【表5-2】

【0089】

【表6-1】

【0090】

【表6-2】

【0091】

また、ｎｍで表された理論カットオフ（ＬＰ１１）波長、１３１０ｎｍでの色分散と分散勾配、１５５０ｎｍでの色分散と分散勾配、１３１０ｎｍと１５５０ｎｍでのモードフィールド直径、１５５０ｎｍでの有効面積Ａ_eff、１５５０ｎｍでの横荷重ワイヤメッシュマイクロベンド、１５５０ｎｍでのピンアレイマクロベンド、ゼロ分散波長、２２ｍケーブルカットオフ、および１５５０ｎｍでのｄＢ／ｔｕｒｎで表された１×１０、１×２０および１×３０ｍｍの直径の誘起曲げ損失を含むモデル化データも示されている（表４、５および６）。図４、５および６の光ファイバの実施の形態（ファイバ実施例８〜２７）は、５と１５の間のコアアルファ値、約４と約５マイクロメートルの間のコア半径、および０．３％＜Δ_1max＜０．４％を有する。これらのファイバの実施の形態のほとんどは、１０ｍｍの直径のマンドレルに巻き付けたときに２ｄＢ／ｔｕｒｎ未満（１５５０ｎｍで）の曲げ損失、２０ｍｍの直径のマンドレルに巻き付けたときに０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満（１５５０ｎｍで）の曲げ損失、および３０ｍｍの直径のマンドレルに巻き付けたときに０．０１ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の曲げ損失を有する。表４、５および６に対応する光ファイバの実施の形態は、１３１０ｎｍで約８．５マイクロメートルと約９．１マイクロメートルの間、および１３１０ｎｍで約９．６マイクロメートルと約１０．３マイクロメートルの間のモードフィールド直径（ＭＦＤ）；１１９０ｎｍと１２５０ｎｍの間のケーブルカットオフ、および７．１と７．６の間のＭＡＣＣａｂ値（ＭＡＣＣａｂ＝１３１０ｎｍでのマイクロメートルで表されたＭＦＤ／マイクロメートルで表されたケーブルカットオフ）を有する。

【0092】

表１Ａの比較例のファイバ（矩形のトレンチ）および例示のファイバの実施の形態（例示のファイバの実施例１、２および３）の相対屈折率プロファイルが図２に示されている。より詳しくは、図２は、例示のファイバの実施例１および２はステップ状コアプロファイル（α＝２０）を有すること、および例示のファイバの実施例３が放物型プロファイル（α＝２）を有することを示している。例示のファイバの実施例１〜３は、トレンチの内側部分に浅い凹部を、トレンチの外側部分に深い凹部を有するトレンチを有する（すなわち、相対屈折率差分は、トレンチの外側部分またはそれに近いほうが負の方向に大きい）。例示の実施例１は、比較例のファイバ１の外側のトレンチ半径と同じ半径ｒ₃およびより小さいトレンチ体積Ｖ₃を有する。ファイバの実施例２は、ファイバの実施例２の半径より大きい半径ｒ₃を有するが、トレンチは、比較例のファイバの体積より大きい体積Ｖ₃を有する。例示の実施例３は、例示の実施例２のものと同じトレンチ体積を有する。

【0093】

図３は、表１Ａのファイバの実施例１、２および３（すなわち、例示の実施例１〜３）および比較例１のファイバに関する曲げ直径の関数としての曲げ損失を示している。図３は、正方形のトレンチプロファイルおよび三角形のトレンチプロファイルを有するファイバは、１０ｍｍ曲げ直径（５ｍｍ曲げ半径）で同様の曲げ損失を有するが、非矩形または三角形のトレンチ設計を有するファイバは、３０ｍｍ曲げ直径（１５ｍｍ曲げ半径）で同様またはより良好な曲げ損失性能を有することを示している。

【0094】

表１Ｂの別の比較例のファイバ２（矩形のトレンチ）および３つのファイバの実施の形態（ファイバの実施例４、５および６）の相対屈折率プロファイルが、図４に示されている。図４のファイバは、ドープされていない外側クラッド領域４を有する。より詳しくは、図４は、ファイバの実施例４および５がステップ型コアプロファイル（α＝２０）を有し、ファイバの実施例６が放物線プロファイル（α＝２）を有することを示している。ファイバの実施例４〜６は、トレンチの内側部分に浅い凹部を、トレンチの外側部分に深い凹部を有する三角形トレンチを有している。ファイバの実施例４は、比較例のファイバの外側トレンチ半径よりも大きい半径ｒ₃を有している。ファイバの実施例５は、ファイバの実施例４の半径よりも大きい半径ｒ₃を有している。ファイバの実施例６は、ファイバの実施例５とは異なるトレンチ形状を有しているが、そのトレンチの体積は実施例５と６は同程度である。トレンチ領域３の形状および外側クラッド領域のアップドープ状態（第１の内側クラッド領域２に対して）は、より大きいトレンチ体積Ｖ₃（約１０５％μｍ²）を有すると同時に１２６０ｎｍ未満のケーブルカットオフを有するのに役立つ。

【0095】

図５は、表１Ｂのファイバの実施例４、５および６と、第２の比較例のファイバに関する曲げ直径の関数としての曲げ損失を示している。出願人等は、正方形のモートおよび三角形のモートを有するファイバが、１０ｍｍの曲げ直径（５ｍｍの曲げ半径）で同様の曲げ損失を有するが、三角形のトレンチのファイバ設計が、３０ｍｍの曲げ直径（１５ｍｍの曲げ半径）でずっと良好な曲げ損失性能を有することを発見した。トレンチ体積が増加した場合、ファイバの性能がさらに改善する。

【0096】

別のモデル化ファイバおよびこのプロファイルに対応する製造ファイバに関する相対屈折率プロファイルが図６に示されている。製造されたファイバの実施例７の測定された光学的性質が表３に示されており、Ｇ．６５７およびＧ．６５２の各仕様に適合する良好な曲げ性能および他の特性を示している。

【0097】

例示の光ファイバの実施の形態１０は、２０ｍｍの直径のマンドレルに巻き付けられたときに０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の、ある場合には、０．２５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の、１５５０ｎｍでの曲げ損失を示すことが好ましい。これらのファイバは、１０ｍｍの直径のマンドレルに巻き付けられたときに２ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の、より好ましくは１ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の、より好ましくは０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の、いくつかのファイバにおいて最も好ましくは０．２ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の、１５５０ｎｍでの曲げ損失を示す。これらのファイバは、３０ｍｍの直径のマンドレルに巻き付けられたときに０．０１ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の、いくつかのファイバでは、０．００３ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の、１５５０ｎｍでの曲げ損失を示す。これらの実施例のいくつかでは、外側クラッド領域に、２０００質量ｐｐｍ超の、いくつかの場合には、３０００質量ｐｐｍ超、またはさらには４０００質量ｐｐｍ超の量の塩素を使用している。いくつかの実施の形態において、外側クラッド領域は、２０００質量ｐｐｍ超かつ１２０００質量ｐｐｍ未満の量の塩素を含む。

【0098】

いくつかの例示の光ファイバの実施の形態１０は、１５ｍｍの直径のマンドレルに巻き付けられたときに０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の、ある場合には、０．２５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の、１５５０ｎｍでの曲げ損失を示す。これらのファイバの少なくともいくつかは、１０ｍｍの直径のマンドレルに巻き付けられたときに１ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の、より好ましくは０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の、いくつかのファイバにおいては、最も好ましくは０．２ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の、１５５０ｎｍでの曲げ損失を示す。これらのファイバは、１５ｍｍの直径のマンドレルに巻き付けられたときに０．２５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の、いくつかのファイバにおいては、より好ましくは０．１５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の、１５５０ｎｍでの曲げ損失を示す。これらのファイバは、２０ｍｍの直径のマンドレルに巻き付けられたときに０．１ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の、いくつかのファイバにおいては、より好ましくは、０．０３ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の、１５５０ｎｍでの曲げ損失を示す。

【0099】

１５５０ｎｍでの減衰（スペクトル）は、好ましくは０．２１ｄＢ／ｋｍ未満、より好ましくは０．２０ｄＢ／ｋｍ未満、さらにより好ましくは０．１９７ｄＢ／ｋｍ未満である。いくつかの好ましい実施の形態において、１５５０ｎｍでの減衰（スペクトル）は、０．１９１ｄＢ／ｋｍ以下、さらより好ましくは０．１８９ｄＢ／ｋｍ以下、さらにより好ましくは０．１８２ｄＢ／ｋｍ以下である。

【0100】

それゆえ、ここに記載された光ファイバ１０の実施の形態は、極めて優れた曲げ性能を提供し、その上、約１２６０ｎｍより長い波長でのシングルモード作動に適したカットオフ波長を提供する。

【0101】

いくつかの実施の形態において、コアは、１つ以上の光ファイバ製造技法の結果として生じるであろういわゆる中心線低下部(centerline dip)を有する相対屈折率プロファイルを含んでもよい。しかしながら、ここに開示された相対屈折率プロファイルのいずれにおいても、中心線低下部は随意的である。

【0102】

ここに開示された光ファイバは、コアと、そのコアを取り囲み直接隣接したクラッド層（もしくはクラッドまたは最も外側の環状クラッド領域）を備えている。コアが、ゲルマニウムがドープされたシリカ、すなわち、ゲルマニアドープトシリカからなることが好ましい。単独でまたは組合せで、ゲルマニウム以外のドーパントを、ここに開示された光ファイバのコア内に、特に、中心線にまたはその近くに用いて、所望の屈折率および密度を得てもよい。好ましい実施の形態において、ここに開示された光ファイバのコアは、負ではない相対屈折率プロファイル、より好ましくは正の相対屈折率プロファイルを有し、そのコアは、クラッド層により取り囲まれ、直接隣接している。

【0103】

ここに開示された光ファイバがシリカ系のコアとクラッドを有することが好ましい。好ましい実施の形態において、そのクラッドは、ｒ₄の２倍である、約１２５マイクロメートルの外径を有する。

【0104】

ここに開示されたファイバは、特にＯＶＤ法で製造された場合、低いＰＭＤ値を示す。その光ファイバを回転させて、ここに開示されたファイバのＰＭＤ値を低下させてもよい。

【0105】

先の説明は、単なる例示であり、特許請求の範囲により定義されたファイバの性質と特徴を理解するための概要を提供することが意図されているのが理解されよう。添付図面は、好ましい実施の形態のさらなる理解を提供するために含まれ、本明細書に包含され、その一部を構成する。図面は、その説明と共に、原理と作動を説明する働きをする様々な特徴と実施の形態を図示している。付随の特許請求の範囲の精神または範囲から逸脱せずに、ここに記載された好ましい実施の形態に対して様々な改変が行えることが当業者に明白になるであろう。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図1E】

【図1F】

【図1G】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】