特許 7060532 光ファイバおよび光ファイバの製造方法

(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】

(24)【登録日】2022-04-18

(45)【発行日】2022-04-26

(54)【発明の名称】光ファイバおよび光ファイバの製造方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/036 20060101AFI20220419BHJP

   G02B 6/02 20060101ALI20220419BHJP

   C03B 37/075 20060101ALI20220419BHJP

【ＦＩ】

G02B6/036

G02B6/02 356A

C03B37/075 A

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2019032023

(22)【出願日】2019-02-25

(65)【公開番号】P2020134884

(43)【公開日】2020-08-31

【審査請求日】2020-06-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】武笠 和則

【審査官】山本 元彦

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１０－５０３０１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００４／０９２７９４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／１７２７１４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－０１０４１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２０３５５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１０／０９３１８７（ＷＯ，Ａ２）

【文献】中国特許出願公開第１０４３１６９９４（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ６／０２－６／０３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ゲルマニウム（Ｇｅ）を含む石英系ガラスからなる中心コア部と、
石英系ガラスからなり、前記中心コア部の外周に形成された中間層と、
石英系ガラスからなり、前記中間層の外周に形成されたトレンチ層と、
石英系ガラスからなり、前記トレンチ層の外周に形成されたクラッド部と、
を備え、前記クラッド部に対する、前記中心コア部の比屈折率差をΔ１、前記中間層の比屈折率差をΔ２、前記トレンチ層の比屈折率差をΔ３とすると、Δ１＞Δ２＞Δ３かつ０＞Δ３が成り立ち、Δ１が０．３５％以上０．３７％以下であり、｜Δ３｜が０．１％以上０．２５％以下であり、Δ１×｜Δ３｜が０．０８％^２以下であり、Δ２が－０．０４％以上０．０４％以下であり、前記中心コア部のコア径を２ａ、前記トレンチ層の内径を２ｂ、外径を２ｃとしたときに、ｂ／ａが１．８以上３．６以下であり、ｃ／ａが４．０以上５．０以下であり、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が８．８μｍ以上であり、波長１５５０ｎｍにおける伝送損失が０．１９５ｄＢ／ｋｍ以下である
ことを特徴とする光ファイバ。

【請求項2】

（ｃ－ｂ）が５．８１μｍ以上８．２μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ。

【請求項3】

｜Δ３｜が０．１％以上０．２０％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバ。

【請求項4】

ｂ／ａが２．２以上３．４以下であり、ｃ／ａが４．０以上５．０以下であることを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載の光ファイバ。

【請求項5】

ｂ／ａが２．６以上３．４以下であり、ｃ／ａが４．０以上５．０以下であることを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載の光ファイバ。

【請求項6】

波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が８．６μｍ以上９．１１μｍ以下であり、ＩＴＵ－Ｔ Ｇ．６５２規格を満たす標準シングルモード光ファイバとの融着接続の接続損失が０．１ｄＢ以下であることを特徴とする請求項１～５のいずれか一つに記載の光ファイバ。

【請求項7】

実効カットオフ波長が１２６０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１～６のいずれか一つに記載の光ファイバ。

【請求項8】

前記中心コア部のコア径は、実効カットオフ波長が１１５０ｎｍ以上１２６０ｎｍ以下になるように設定されていることを特徴とする請求項１～７のいずれか一つに記載の光ファイバ。

【請求項9】

波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が９．５μｍ以下であることを特徴とする請求項１～７のいずれか一つに記載の光ファイバ。

【請求項10】

直径２０ｍｍで曲げた場合の波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失が１．５９ｄＢ／ｍ以下であることを特徴とする請求項１～９のいずれか一つに記載の光ファイバ。

【請求項11】

零分散波長が１３００ｎｍ以上１３２４ｎｍ以下あり、前記零分散波長での分散スロープが０．０９２ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１～１０のいずれか一つに記載の光ファイバ。

【請求項12】

請求項１～１１のいずれか一つに記載の光ファイバの製造方法であって、
光ファイバ母材を製造する工程と、
前記光ファイバ母材を加熱溶融して線引きして前記光ファイバを製造する工程と、
を含み、前記光ファイバ母材を製造する工程において、気相軸付法を用いて、少なくとも前記中心コア部、前記中間層、前記トレンチ層、および前記クラッド部の一部となる部分を形成することを特徴とする光ファイバの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光ファイバおよび光ファイバの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、たとえばＩＴＵ－Ｔ（国際電気通信連合）Ｇ．６５７．Ａ２などで定義される、低曲げ損失特性を有するシングルモード光ファイバを実現するために、トレンチ構造を備える３層構造の光ファイバが開示されている（特許文献１～６）。３層構造の光ファイバは、たとえば、中心コア部と、中心コア部の外周に形成された中間層と、中間層の外周に形成されたトレンチ層と、トレンチ層の外周に形成されたクラッド部と、を備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第４８３３０７１号公報

【文献】特開２００８－１３９８８７号公報

【文献】特開２０１０－１８１６４１号公報

【文献】特開２０１２－２１２１１５号公報

【文献】特開２０１３－２４２５４５号公報

【文献】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】

【0004】

３層構造の光ファイバの光学特性は、中心コア部の比屈折率差Δ１、中間層の比屈折率差Δ２、トレンチ層の比屈折率差Δ３、中心コア部のコア径２ａ、トレンチ層の内径（すなわち中間層の外径）２ｂ、外径２ｃなどの構造パラメータの設定によって設計される。なお、通常、Δ３は負値であり、Δ２はΔ１よりも小さい値である。特許文献１～６においても、これらの構造パラメータの値について様々な組み合わせが開示されている。

【0005】

しかしながら、開示されている光ファイバにおいても、製造性の観点から改善の余地がある。たとえば、Δ１が高い設計であると、製造の際に屈折率を高めるドーパントの使用量が多くなる。同様に、Δ３の絶対値が高い設計や、中間層の幅（外径と内径との差）が高い設計であると、製造の際に屈折率を低めるドーパントの使用量が多くなる。一方、特にΔ１については、低すぎる設計であると、ドーパントの使用量の緻密な制御が必要となり、また外乱の影響を受けやすくなるので、製造誤差が大きくなるおそれがある。

【0006】

また、光ファイバについては、伝送損失（損失係数）が低いことが常に望まれている。

【0007】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、低曲げ損失特性かつ低伝送損失特性を有し、さらに製造性が高い光ファイバおよび光ファイバの製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る光ファイバは、ゲルマニウム（Ｇｅ）を含む石英系ガラスからなる中心コア部と、石英系ガラスからなり、前記中心コア部の外周に形成された中間層と、石英系ガラスからなり、前記中間層の外周に形成されたトレンチ層と、石英系ガラスからなり、前記トレンチ層の外周に形成されたクラッド部と、を備え、前記クラッド部に対する、前記中心コア部の比屈折率差をΔ１、前記中間層の比屈折率差をΔ２、前記トレンチ層の比屈折率差をΔ３とすると、Δ１＞Δ２＞Δ３かつ０＞Δ３が成り立ち、Δ１が０．３４％以上０．３７％以下であり、｜Δ３｜が０．１％以上０．２５％以下であり、Δ１×｜Δ３｜が０．０８％^２以下であり、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が８．８μｍ以上であり、波長１５５０ｎｍにおける伝送損失が０．１９５ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする。

【0009】

本発明の一態様に係る光ファイバは、｜Δ３｜が０．１％以上０．２０％以下であることを特徴とする。

【0010】

本発明の一態様に係る光ファイバは、Δ２が－０．０４％以上０．０４％以下であり、前記中心コア部のコア径を２ａ、前記トレンチ層の内径を２ｂ、外径を２ｃとしたときに、ｂ／ａが１．８以上３．６以下であり、ｃ／ａが３．２以上５．２以下であることを特徴とする。

【0011】

本発明の一態様に係る光ファイバは、実効カットオフ波長が１２６０ｎｍ以下であることを特徴とする。

【0012】

本発明の一態様に係る光ファイバは、前記中心コア部のコア径は、実効カットオフ波長が１１５０ｎｍ以上１２６０ｎｍ以下になるように設定されていることを特徴とする。

【0013】

本発明の一態様に係る光ファイバは、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が９．５μｍ以下であることを特徴とする。

【0014】

本発明の一態様に係る光ファイバは、直径２０ｍｍで曲げた場合の波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失が１．５９ｄＢ／ｍ以下であることを特徴とする。

【0015】

本発明の一態様に係る光ファイバは、零分散波長が１３００ｎｍ以上１３２４ｎｍ以下あり、前記零分散波長での分散スロープが０．０９２ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍ以下であることを特徴とする。

【0016】

本発明の一態様に係る光ファイバの製造方法は、前記光ファイバの製造方法であって、光ファイバ母材を製造する工程と、前記光ファイバ母材を加熱溶融して線引きして前記光ファイバを製造する工程と、を含み、前記光ファイバ母材を製造する工程において、気相軸付法を用いて、少なくとも前記中心コア部、前記中間層、前記トレンチ層、および前記クラッド部の一部となる部分を形成することを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれは、低曲げ損失特性かつ低伝送損失特性を有し、さらに製造性が高い光ファイバを実現できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、実施形態１に係る光ファイバの模式的な断面図である。

【図2】図２は、図１に示す光ファイバの屈折率プロファイルを示す図である。

【図3】図３は、Δ１とＭＦＤとの関係を示す図である。

【図4】図４は、｜Δ３｜とＭＦＤとの関係を示す図である。

【図5】図５は、Δ３とＭＦＤとの関係を示す図である。

【図6】図６は、ｂ／ａまたはｃ／ａとＭＦＤとの関係を示す図である。

【図7】図７は、Δ１と伝送損失との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下に、図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。また、各図面において、同一または対応する構成要素には適宜同一の符号を付し、適宜説明を省略している。また、本明細書においては、カットオフ（Ｃｕｔｏｆｆ）波長とは、実効カットオフ波長であり、ＩＴＵ－Ｔ（国際電気通信連合）Ｇ．６５０．１で定義するケーブルカットオフ波長を意味する。また、その他、本明細書で特に定義しない用語についてはＧ．６５０．１およびＧ．６５０．２における定義、測定方法に従うものとする。

【0020】

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る光ファイバの模式的な断面図である。光ファイバ１０は、石英系ガラスからなり、中心コア部１１と、中心コア部１１の外周に形成された中間層１２と、中間層１２の外周に形成されたトレンチ層１３と、トレンチ層１３の外周に形成されたクラッド部１４と、を備える。

【0021】

図２は、光ファイバ１０の屈折率プロファイルを示す図である。プロファイルＰ１１は中心コア部１１の屈折率プロファイルであり、いわゆるステップインデックス型を有する。プロファイルＰ１２は中間層１２の屈折率プロファイルである。プロファイルＰ１３はトレンチ層１３の屈折率プロファイルである。プロファイルＰ１４はクラッド部１４の屈折率プロファイルである。

【0022】

光ファイバ１０の構造パラメータについて説明する。まず、中心コア部１１のコア径は２ａである。また、中間層１２の外径すなわちトレンチ層１３の内径は２ｂであり、トレンチ層１３の外径は２ｃである。したがって、トレンチ層１３の幅（トレンチ幅）は（ｃ－ｂ）である。また、クラッド部１４の屈折率に対する中心コア部１１の最大屈折率の比屈折率差はΔ１である。クラッド部１４の屈折率に対する中間層１２の屈折率の比屈折率差はΔ２である。クラッド部１４の屈折率に対するトレンチ層１３の屈折率の比屈折率差はΔ３である。Δ１、Δ２、Δ３については、Δ１＞Δ２＞Δ３かつ０＞Δ３が成り立つ。すなわち、Δ３は負値であり、これによりトレンチ層１３は光ファイバ１０の低曲げ損失特性を向上させる。

【0023】

光ファイバ１０の構成材料について説明する。中心コア部１１は、屈折率を高める屈折率調整用のドーパントであるゲルマニウム（Ｇｅ）を含む石英ガラスからなる。トレンチ層１３は、たとえば、フッ素（Ｆ）などの屈折率を低めるドーパントが添加された石英ガラスからなる。クラッド部１４は、たとえば、ＧｅやＦなどの屈折率調整用のドーパントを含まない純石英ガラスからなる。中間層１２は、純石英ガラスからなってもよいし、屈折率調整用のドーパントがある程度添加されていてもよい。ただし、構成材料やドーパントは、上述したΔ１、Δ２、Δ３に関する不等式が成立すれば、特に限定はされない。

【0024】

この光ファイバ１０では、Δ１、Δ２、Δ３、ＧｅによってΔ１が０．３４％以上０．３７％以下となっており、Δ３の絶対値である｜Δ３｜が０．１％以上０．２５％以下であり、Δ１×｜Δ３｜が０．０８％^２以下である。このように、Δ１が０．３４％以上０．３７％以下であることによって、製造の際に屈折率を高めるドーパントであるＧｅの使用量を抑制でき、かつドーパントの使用量の制御が容易であり、外乱に対しても比較的強くなるので製造誤差を抑制できる。さらには、Ｇｅの使用量を抑制できることで、後に詳述するように、中心コア部１１における光損失が低減され、波長１５５０ｎｍにおける伝送損失を０．１９５ｄＢ／ｋｍ以下とできる。また、｜Δ３｜が０．２５％以下であることによって、屈折率を低めるドーパントの使用量を抑制できる。｜Δ３｜が、０．１０％以上であることによって、屈折率を低めるドーパントの使用量の制御が容易であり、製造誤差を抑制できる。その結果、光ファイバ１０は一層製造性が高いものとなる。さらには、Δ１×｜Δ３｜が０．０８％^２以下であることによって、ドーパントの使用量の抑制の効果と制御の容易性の効果と製造誤差の抑制の効果とを効果的に高めることができるので、光ファイバ１０は製造性が高いものとなる。さらには、光ファイバ１０の波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径（ＭＦＤ）を８．８μｍ以上と大きい値にでき、様々な使用用途に対応するものとできる。

【0025】

｜Δ３｜については、０．２５％未満、さらには０．２０％以下であれば、ドーパントの使用量を一層抑制できる。なお、｜Δ３｜が０．１０％以上の場合、Δ１×｜Δ３｜は０．０３４％^２以上である。したがって、Δ１×｜Δ３｜は０．０３４％^２以上であることがより好ましい。

【0026】

後に詳述するが、その他の構造パラメータに関して、好ましい範囲を例示すると、Δ２は、たとえば－０．０４％以上０．０４％以下である。ｂ／ａは、たとえば１．８以上３．６以下である。ｃ／ａは、たとえば３．２以上５．２以下である。

【0027】

これらの構造パラメータの値を適宜組み合わせることによって、後に詳述するように、光ファイバ１０の実効カットオフ波長を１２６０ｎｍ以下とできる。光ファイバ１０の波長１３１０ｎｍにおけるＭＦＤを９．５μｍ以下とできる。また、光ファイバ１０を直径２０ｍｍで曲げた場合の波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失（以下、直径２０ｍｍで曲げた場合の波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失を、単にマクロベンド損失と記載する場合がある）を１．５９ｄＢ／ｍ以下とできる。さらには、光ファイバ１０の零分散波長を１３００ｎｍ以上１３２４ｎｍ以下、かつ零分散波長での分散スロープを０．０９２ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍ以下とできる。その結果、光ファイバ１０を、たとえばＩＴＵ－Ｔ Ｇ．６５２に規定される規格（以下、Ｇ．６５２規格と記載する場合がある）を満たすものとできる。さらに、ＭＦＤを９．２μｍ以下とすれば、光ファイバ１０を、Ｇ．６５７Ａ規格、特にＧ．６５７Ａ２規格を満たすものとできる。なお、マクロベンド損失の１．５９ｄＢ／ｍという値は、Ｇ．６５７Ａ２規格における０．１ｄＢ／ｔｕｒｎの値を、単位を変換して表したものである。また、構造パラメータの値を適宜組み合わせて、実効カットオフ波長が１５３０ｎｍ以下になるようにし、Ｇ．６５４規格を満たすものにしてもよい。

【0028】

以下、シミュレーション計算結果を用いて具体的に説明する。図３は、シミュレーション計算に基づく、Δ１と波長１３１０ｎｍにおけるＭＦＤとの関係を示す図である。なお、データ点は、構造パラメータであるΔ１、Δ２、Δ３、２ａ、２ｂ、２ｃを、Ｇ．６５７Ａ規格を満たすように様々に設定して計算した結果を示す。図３に示すように、Δ１とＭＦＤとの間には高い相関があり、８．８μｍ以上のＭＦＤを得るには、Δ１が０．３４％以上０．３７％以下であることが必要である。なお、上述したように、このような比較的低いΔ１とすれば、伝送損失の低減の上でも好ましい。

【0029】

図４は、｜Δ３｜とＭＦＤとの関係を示す図である。なお、データ点は、Δ１を０．３７％に固定して、｜Δ３｜、Δ２、２ａ、２ｂ、２ｃを、Ｇ．６５７Ａ規格を満たすように様々に設定して計算した結果を示す。図４に示すように、｜Δ３｜は０．２５％以下が好ましく、０．２０％以下がより好ましいことが確認された。

【0030】

図５は、｜Δ２｜とＭＦＤとの関係を示す図である。なお、データ点は、｜Δ３｜を０．２％に固定して、Δ２、Δ１、２ａ、２ｂ、２ｃを、Ｇ．６５７Ａ規格を満たすように様々に設定して計算した結果を示す。図５に示すように、Δ２は－０．０２％以上０．０４％以下が好ましいことが確認された。なお、図５では｜Δ３｜を０．２％に固定しているが、本発明者が、Δ１、Δ２、Δ３、２ａ、２ｂ、２ｃを適宜組み合わせて計算を行ったところ、Ｇ．６５７Ａ規格を満たしながら８．８μｍ以上のＭＦＤを得るには、Δ２が－０．０４％以上０．０４％以下であることが好ましいことを確認した。

【0031】

以上のような計算結果の検討に基づいて、光ファイバ１０の構造パラメータの最適化を行ったところ、Δ１が０．３４％以上０．３７％以下であり、Δ２が－０．０４％以上０．０４％以下であり、｜Δ３｜が０．２５％以下（さらには０．２０％以下０．１％以上)であり、Δ１×｜Δ３｜が０．０８％^２以下の場合に、波長１３１０ｎｍにおけるＭＦＤが８．８μｍ以上であり、マクロベンド損失、零分散波長、分散スロープ、カットオフ波長についても良好な特性（たとえば、Ｇ．６５７Ａ２規格を満たす特性）が得られることが確認された。

【0032】

図６は、ｂ／ａまたはｃ／ａとＭＦＤとの関係を示す図である。図６は、Δ１が０．３４％以上０．３７％以下、Δ２が－０．０４％以上０．０４％以下、｜Δ３｜が０．２５％以下，Δ１×｜Δ３｜が０．０８％^２以下であり、かつマクロベンド損失、零分散波長、分散スロープ、カットオフ波長が、Ｇ．６５７Ａ２規格を満たす場合を示している。四角のデータ点はｂ／ａについてのデータ点であり、右上から左下に延びる斜線で示す領域が、ＭＦＤが８．８μｍ以上を満たすデータ点の存在領域である。また、菱形のデータ点はｃ／ａについてのデータ点であり、左上から右下に延びる斜線で示す領域が、ＭＦＤが８．８μｍ以上を満たすデータ点の存在領域である。

【0033】

図６に示すように、ＭＦＤが８．８μｍ以上を満たすには、ｂ／ａが１．８以上３．６以下であり、ｃ／ａが３．２以上５．２以下であることが好ましいことが確認された。

【0034】

なお、ｂ／ａが１．８以上３．６以下、ｃ／ａが３．２以上５．２以下という範囲は、好ましい一例あって、本発明がこれに限定されるものではない。たとえば、図５から解るように、ｂ／ａおよびｃ／ａとＭＦＤとは高い相関性が見られない。しがたって、上記範囲以外のｂ／ａ、ｃ／ａとして、Δ１が０．３４％以上０．３７％以下であり、｜Δ３｜が０．１％以上０．２５％以下であり、Δ１×｜Δ３｜が０．０８％^２以下であり、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が８．８μｍ以上であり、波長１５５０ｎｍにおける伝送損失が０．１９５ｄＢ／ｋｍ以下であるという特性を実現してもよい。ただし、ｂ／ａが１．８以上３．６以下、ｃ／ａが３．２以上５．２以下という範囲は、製造上実施が容易な値であるので、製造性を考慮しても好ましい値である。

【0035】

なお、本発明者の検討によれば、中心コア部１１のコア径である２ａについては、実効カットオフ波長が１２６０ｎｍ以下になる範囲でなるべく大きくにすることが、ＭＦＤの拡大やマクロベンド損失低の減の側面から望ましいことが確認された。たとえば、実効カットオフ波長が１１５０ｎｍ以上１２６０ｎｍ以下になるような２ａの値を選択することが望ましい。このような２ａの範囲を用いることによって、Ｇ．６５７Ａ２規格を満たすような特性、あるいはそれに近い良好な特性を、大きなＭＦＤ(波長１３１０ｎｍにて８．８μｍ以上)と両立して実現できることが確認された。

【0036】

なお、本実施形態に係る光ファイバ１０は、光ファイバ母材を製造する工程と、光ファイバ母材を加熱溶融して線引きして光ファイバを製造する工程とを含む公知の製造方法にて製造できる。

【0037】

このとき、光ファイバ母材は、光ファイバ１０の中心コア部１１、中間層１２、トレンチ層１３、およびクラッド部１４となる部分を含むものである。光ファイバ母材は、気相軸付（ＶＡＤ）法、内付気相堆積（ＭＣＶＤ）法、プラズマ気相堆積（ＰＣＶＤ）法、ゾルゲル法などを用いて製造できる。たとえば、ＶＡＤ法を用いて、光ファイバ１０の中心コア部１１、中間層１２、トレンチ層１３、およびクラッド部１４の一部となる部分を形成し、これにクラッド部１４の残りの部分となるガラス層をたとえば外側気相堆積（ＯＶＤ）法を用いて形成することで、光ファイバ母材を製造できる。

【0038】

また、この光ファイバから線引して光ファイバを製造する際には、公知の方法によってＵＶ硬化樹脂からなる被覆層を形成する。このような被覆層は２層構造であるものが好ましい。また、クラッド部１４の外径（クラッド径）はたとえば１２５μｍであり、被覆層の外径（被覆径）は２５０μｍであるが、特に限定されない。たとえば、伝送損失、マイクロベンド損失、ハンドリング性、機械強度等の特性が問題なければこれよりも細いものや太いものとしても問題ない。また、被覆層も２層構造には限定されない。たとえば、公知のように、高密度な光ファイバケーブルを実現する為に，被覆径を２００μｍよりも細くしてもよいし、クラッド径を１２５μｍよりも細くしてもよい。

【0039】

本発明者は、本発明の実施形態に係る光ファイバの伝送損失について調べるために、ＶＡＤ法を用いて光ファイバ母材を製造し、さらにこの光ファイバ母材を線引きし、ＵＶ硬化樹脂からなる２層構造の被覆層を有し、クラッド径が１２５μｍ、被覆径が２５０μｍのファイバを試作した。試作した光ファイバは、Δ１が０．３４％以上０．３７％以下、Δ２が－０．０４％以上０．０４％以下、｜Δ３｜が０．２５％以下，Δ１×｜Δ３｜が０．０８％^２以下、ｂ／ａが１．８以上３．６以下、ｃ／ａが３．２以上５．２以下、かつ波長１３１０ｎｍにおけるＭＦＤが８．８μｍとなる様々な構造パラメータを設定し、かつΔ１だけを０．３３％から０．４４％の範囲の様々な値に設定しものである。そして、これらの光ファイバの波長１５５０ｎｍにおける伝送損失を確認した。

【0040】

図７は、Δ１と伝送損失との関係を示す図である。図５に示すように、他の構造パラメータの影響によるばらつきはあるものの、Δ１は波長１５５０ｎｍにおける伝送損失との間には高い相関がある。たとえば、Δ１を０．４２％と高くすると、伝送損失も増大した。この理由は、Δ１を高くするためにドーパントとしてＧｅの添加量を多くしたので、レイリー散乱損失や構造不整損失が増大したためと考えられる。逆に、Δ１を小さくすると、レイリー散乱損失は下げられても、屈折率プロファイルの設計によってはマイクロベンド損失が大きくなり、たとえばボビンに巻き付けただけで伝送損失が増大してしまうという問題が起こる。また、Δ１をたとえば０．３３％と低くすると、伝送損失のばらつきが大きくなった。この理由は、Δ１が低いと、光ファイバの特性の変化が、屈折率プロファイルの形状の変化に対して、より敏感になるためと考えられる。この場合、製造誤差などによる屈折率プロファイルのばらつきによって光ファイバの特性もばらつきやすいので、製造性の低下の可能性がある。

【0041】

これに対して、本発明の実施形態に係る光ファイバ１０は、ＧｅによってΔ１が０．３４％以上０．３７％以下となっているので、波長１３１０ｎｍでのＭＦＤを８．８μｍと大きくできるとともに、０．１９５ｄＢ／ｋｍ以下の低伝送損失が安定して得られるという利点がある。

【0042】

つづいて、構造パラメータを変化させたときの光ファイバ１０の光学特性の変化の具体例について、シミュレーション計算結果を用いて説明する。まず、表１に示すＮｏ．１～Ｎｏ．９までの構造パラメータの組み合わせについて、その光学特性の変化を計算した。Ｎｏ．１からＮｏ．９では、Δ１は０．３４％～０．３７％で変化させている。Δ２は０％～０．０４％で変化させている。｜Δ３｜は０．１２％～０．２０％、Δ１×｜Δ３｜は０．０４４４％^２～０．０７４０％^２で変化させている。ｂ／ａは２．２～３．４で変化させている。ｃ／ａは４．０～５．０で変化させている。２ａは７．９μｍ～８．５μｍで変化させている。

【0043】

【表1】

【0044】

つづいて、表１の構造パラメータの組み合わせについて光学特性を計算した。さらに、各組み合わせを設計値として、ＶＡＤ法を用いて光ファイバ母材を製造し、光ファイバ母材を線引きし、ＵＶ硬化樹脂からなる２層構造の被覆層を有し、クラッド径が１２５μｍ、被覆径が２５０μｍのファイバを試作した。

【0045】

表２は、Ｎｏ．１～Ｎｏ．９についてシミュレーション計算した結果（Simulation）としての光学特性のうち、零分散波長、分散スロープ、ＭＦＤ、Ｃｕｔｏｆｆ波長、マクロベンド損失の値を示す。また、表２では、試作したＮｏ．１～Ｎｏ．９の光ファイバについて、上記光学特性に加え、伝送損失も示している。なお、表２では、規格として、Ｇ．６５７Ａ２規格の規格値も合わせて示してある。表２から解るように、Ｎｏ．１～Ｎｏ．９のいずれも、シミュレーション計算結果がＧ．６５７Ａ２規格を満たすことが確認された。さらに、ＭＦＤについては８．８μｍ以上、伝送損失については０．１９５ｄＢ／ｋｍ以下であることが確認された。また、零分散波長、分散スロープ、ＭＦＤ、Ｃｕｔｏｆｆ波長、マクロベンド損失については、シミュレーション計算による光学特性と、試作した光ファイバの光学特性とが殆ど一致していることも確認した。

【表2】

【0046】

さらに、試作した光ファイバはＭＦＤが８．８μｍ以上であるため、光ファイバ中の非線形光学効果の発生を抑制でき、かつ接続性もよい。試作した光ファイバと、Ｇ．６５２規格を満たす標準シングルモード光ファイバとを融着接続する実験を行ったところ、いずれの試作した光ファイバについても、問題なく０．１ｄＢ以下の接続損失が安定して得られた。

【0047】

なお、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

【符号の説明】

【0048】

１０ 光ファイバ
１１ 中心コア部
１２ 中間層
１３ トレンチ層
１４ クラッド部
Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４ プロファイル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】