特許 7135207 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】

(24)【登録日】2022-09-02

(45)【発行日】2022-09-12

(54)【発明の名称】光ファイバ

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/44 20060101AFI20220905BHJP

【ＦＩ】

G02B6/44 331

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2021513355

(86)(22)【出願日】2020-11-06

(86)【国際出願番号】 JP2020041537

(87)【国際公開番号】W WO2021090912

(87)【国際公開日】2021-05-14

【審査請求日】2021-04-14

(31)【優先権主張番号】P 2019203555

(32)【優先日】2019-11-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000005186

【氏名又は名称】株式会社フジクラ

(74)【代理人】

【識別番号】100143764

【弁理士】

【氏名又は名称】森村 靖男

(72)【発明者】

【氏名】丸山 遼

【審査官】野口 晃一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－１２７６０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２１／０３９９１４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－０６２４８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５２２４２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５３３０７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００５／０１０５８９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１４６９６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５２６６０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０３３１８４８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０１９－５１１７５１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ６／０２－６／１０

６／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コア及び前記コアを囲うクラッドを含むガラス部、前記クラッドを覆うプライマリ被覆層、及び前記プライマリ被覆層を覆うセカンダリ被覆層を含む光ファイバであって、
前記プライマリ被覆層のスプリング係数をκs（ＭＰａ）、前記ガラス部の曲げ剛性をＨ_f（ＭＰａ・μｍ⁴）、前記セカンダリ被覆層の耐変形性をＤ_０（ＭＰａ）、前記セカンダリ被覆層の曲げ剛性をＨ_０（ＭＰａ・μｍ⁴）、前記ガラス部のヤング率をＥ_g（ＧＰａ）、前記プライマリ被覆層のヤング率をＥ_p（ＭＰａ）、前記セカンダリ被覆層のヤング率をＥ_s（ＭＰａ）、前記ガラス部の外径をｄ_f（μｍ）、前記プライマリ被覆層の外周面の半径をＲ_p（μｍ）、前記セカンダリ被覆層の外周面の半径をＲ_s（μｍ）、前記プライマリ被覆層の厚さをｔ_p（μｍ）、及び前記セカンダリ被覆層の厚さをｔ_s（μｍ）とする場合に、

で表される前記光ファイバのジオメトリマイクロベンドロス特性Ｆ_{μBL_G}（ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・１０^－２７）と、
前記光ファイバを伝搬する波長１３１０ｎｍの光のモードフィールド径を２ｗ（μｍ）、前記光ファイバのケーブルカットオフ波長をλ_cc（μｍ）、及び半径１０ｍｍで曲げたときの前記光ファイバの波長１６２５ｎｍの光のマクロベンドロスをα_BL（ｄＢ／turn）とする場合に、

で表される前記光ファイバの光学マイクロベンドロス特性Ｆ_{μBL_O}（ｄＢ／turn）と、を用いて、

で表されるマイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}（［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）の値が２．６（［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）以下であり、
半径１０ｍｍで曲げたときの波長１６２５ｎｍの光のマクロベンドロスが０．１ｄＢ／ｔｕｒｎ以下である
ことを特徴とする光ファイバ。

【請求項2】

コア及び前記コアを囲うクラッドを含むガラス部、前記クラッドを覆うプライマリ被覆層、及び前記プライマリ被覆層を覆うセカンダリ被覆層を含む光ファイバであって、
前記プライマリ被覆層のスプリング係数をκs（ＭＰａ）、前記ガラス部の曲げ剛性をＨ_f（ＭＰａ・μｍ⁴）、前記セカンダリ被覆層の耐変形性をＤ_０（ＭＰａ）、前記セカンダリ被覆層の曲げ剛性をＨ_０（ＭＰａ・μｍ⁴）、前記ガラス部のヤング率をＥ_g（ＧＰａ）、前記プライマリ被覆層のヤング率をＥ_p（ＭＰａ）、前記セカンダリ被覆層のヤング率をＥ_s（ＭＰａ）、前記ガラス部の外径をｄ_f（μｍ）、前記プライマリ被覆層の外周面の半径をＲ_p（μｍ）、前記セカンダリ被覆層の外周面の半径をＲ_s（μｍ）、前記プライマリ被覆層の厚さをｔ_p（μｍ）、及び前記セカンダリ被覆層の厚さをｔ_s（μｍ）とする場合に、

で表される前記光ファイバのジオメトリマイクロベンドロス特性Ｆ_{μBL_G}（ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・１０^－２７）と、
前記光ファイバを伝搬する波長１３１０ｎｍの光のモードフィールド径を２ｗ（μｍ）、前記光ファイバのケーブルカットオフ波長をλ_cc（μｍ）、及び半径１０ｍｍで曲げたときの前記光ファイバの波長１６２５ｎｍの光のマクロベンドロスをα_BL（ｄＢ／turn）とする場合に、

で表される前記光ファイバの光学マイクロベンドロス特性Ｆ_{μBL_O}（ｄＢ／turn）と、を用いて、

で表されるマイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}（［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）の値が２．６（［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）以下であり、
前記ガラス部の外径が６５μｍ以上１００μｍ以下である
ことを特徴とする光ファイバ。

【請求項3】

コア及び前記コアを囲うクラッドを含むガラス部、前記クラッドを覆うプライマリ被覆層、及び前記プライマリ被覆層を覆うセカンダリ被覆層を含む光ファイバであって、
前記プライマリ被覆層のスプリング係数をκs（ＭＰａ）、前記ガラス部の曲げ剛性をＨ_f（ＭＰａ・μｍ⁴）、前記セカンダリ被覆層の耐変形性をＤ_０（ＭＰａ）、前記セカンダリ被覆層の曲げ剛性をＨ_０（ＭＰａ・μｍ⁴）、前記ガラス部のヤング率をＥ_g（ＧＰａ）、前記プライマリ被覆層のヤング率をＥ_p（ＭＰａ）、前記セカンダリ被覆層のヤング率をＥ_s（ＭＰａ）、前記ガラス部の外径をｄ_f（μｍ）、前記プライマリ被覆層の外周面の半径をＲ_p（μｍ）、前記セカンダリ被覆層の外周面の半径をＲ_s（μｍ）、前記プライマリ被覆層の厚さをｔ_p（μｍ）、及び前記セカンダリ被覆層の厚さをｔ_s（μｍ）とする場合に、

で表される前記光ファイバのジオメトリマイクロベンドロス特性Ｆ_{μBL_G}（ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・１０^－２７）と、
前記光ファイバを伝搬する波長１３１０ｎｍの光のモードフィールド径を２ｗ（μｍ）、前記光ファイバのケーブルカットオフ波長をλ_cc（μｍ）、及び半径１０ｍｍで曲げたときの前記光ファイバの波長１６２５ｎｍの光のマクロベンドロスをα_BL（ｄＢ／turn）とする場合に、

で表される前記光ファイバの光学マイクロベンドロス特性Ｆ_{μBL_O}（ｄＢ／turn）と、を用いて、

で表されるマイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}（［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）の値が２．６（［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）以下であり、
波長１５５０ｎｍの光のＬＰ０１モードとＬＰ１１モードとの伝搬定数差が１１６２３ｒａｄ／ｍ以上１５７０２ｒａｄ／ｍ以下ある
ことを特徴とする光ファイバ。

【請求項4】

波長１５５０ｎｍの光のＬＰ０１モードとＬＰ１１モードとの伝搬定数差が１１６２３ｒａｄ／ｍ以上１５７０２ｒａｄ／ｍ以下ある
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5】

前記ガラス部の外径が６５μｍ以上１００μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１または３に記載の光ファイバ。

【請求項6】

半径１０ｍｍで曲げたときの波長１６２５ｎｍの光のマクロベンドロスが１．５ｄＢ／ｔｕｒｎ以下である
ことを特徴とする請求項２または３に記載の光ファイバ。

【請求項7】

半径１０ｍｍで曲げたときの波長１６２５ｎｍの光のマクロベンドロスが０．１ｄＢ／ｔｕｒｎ以下である
ことを特徴とする請求項２または３に記載の光ファイバ。

【請求項8】

前記マイクロベンドロス特性因子の値が１．３（［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）以下である
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の光ファイバ。

【請求項9】

前記プライマリ被覆層の厚さと前記セカンダリ被覆層の厚さとを和した被覆厚さが４２．０μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の光ファイバ。

【請求項10】

前記プライマリ被覆層のヤング率が０．１５ＭＰａ以上０．６０ＭＰａ以下である
ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の光ファイバ。

【請求項11】

前記セカンダリ被覆層のヤング率が８００ＭＰａ以上１４００ＭＰａ以下である
ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の光ファイバ。

【請求項12】

ＭＡＣ値（ａ.ｕ.）が５．８７以上７．１４以下である
ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の光ファイバ。

【請求項13】

波長１３１０ｎｍの光のモードフィールド径が７．６μｍ以上８．６６μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の光ファイバ。

【請求項14】

前記プライマリ被覆層の厚みは１０μｍ以上１７．５μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の光ファイバ。

【請求項15】

前記セカンダリ被覆層の厚みは１２．５μｍ以上２５．５μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の光ファイバ。

【請求項16】

波長１３１０ｎｍの光のモードフィールド径が７．６μｍ以上８．７μｍ以下であり、ケーブルカットオフ波長が１２６０ｎｍ以下であり、零分散波長が１３００ｎｍ以上１３２４ｎｍ以下であり、零分散スロープが０．０７３ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ以上０．０９２ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ以下である
ことを特徴とする請求項１から１５のいずれかに記載の光ファイバ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光ファイバに関し、具体的には、光ファイバケーブルに使用し得る光ファイバに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、Fiber To The Home（FTTH）サービスの成熟やモバイル端末の普及、クラウドサービスの利用拡大、映像トラフィックの増大等の理由により、光ファイバケーブル等によって構築される通信インフラのトラフィックが増大している。そのため、通信インフラを従来に比べて経済的かつ効率的に構築することが求められている。このような背景の下、光ファイバケーブルに実装される光ファイバの実装心数や実装密度を増加させる要請がある。

【0003】

光ファイバの実装心数や実装密度を増加させる手段として、光ファイバを細径化することが考えられる。しかし、この場合、光ファイバが側圧の影響を受け易くなり、光ファイバの軸が微小に曲がることによって生じる光損失であるマイクロベンドロスが大きくなり得る。下記特許文献１には、光ファイバの被覆の弾性係数及びガラス転移点を調整することによって光ファイバの被覆厚さを薄くし、これによって、光ファイバを細径化した場合でもマイクロベンドロスを抑制し得ることが記載されている。

【0004】

【文献】特表２０１２－５０８３９５号公報

【発明の概要】

【0005】

しかし、上記マイクロベンドロスは、光ファイバの被覆厚さ、コア及びクラッドを形成するガラスの外径、上記ガラスのヤング率、被覆のヤング率など、光ファイバのジオメトリに関するパラメータと、光ファイバを伝搬する光のモードフィールド径、カットオフ波長、マクロベンドロスなど、光ファイバの光学特性に関するパラメータと、によって影響を受ける傾向がある。上記特許文献１では、マイクロベンドロスを抑制する点に関して、上記パラメータとして被覆厚さが考慮されているが、被覆厚さ以外のパラメータが考慮されていない。したがって、マイクロベンドロスに影響を及ぼす種々のパラメータが考慮された、マイクロベンドロスを抑制し得る光ファイバが求められている。

【0006】

そこで、本発明は、マイクロベンドロスを抑制し得る光ファイバを提供することを目的とする。

【0007】

上記目的の達成のため、本発明は、コア及び前記コアを囲うクラッドを含むガラス部、前記クラッドを覆うプライマリ被覆層、及び前記プライマリ被覆層を覆うセカンダリ被覆層を含む光ファイバであって、前記プライマリ被覆層のスプリング係数をκs（ＭＰａ）、前記ガラス部の曲げ剛性をＨ_f（ＭＰａ・μｍ⁴）、前記セカンダリ被覆層の耐変形性をＤ_０（ＭＰａ）、前記セカンダリ被覆層の曲げ剛性をＨ_０（ＭＰａ・μｍ⁴）、前記ガラス部のヤング率をＥ_g（ＧＰａ）、前記プライマリ被覆層のヤング率をＥ_p（ＭＰａ）、前記セカンダリ被覆層のヤング率をＥ_s（ＭＰａ）、前記ガラス部の外径をｄ_f（μｍ）、前記プライマリ被覆層の外周面の半径をＲ_p（μｍ）、前記セカンダリ被覆層の外周面の半径をＲ_s（μｍ）、前記プライマリ被覆層の厚さをｔ_p（μｍ）、及び前記セカンダリ被覆層の厚さをｔ_s（μｍ）とする場合に、

で表される前記光ファイバのジオメトリマイクロベンドロス特性Ｆ_{μBL_G}（ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・１０^－２７）と、前記光ファイバを伝搬する波長１３１０ｎｍの光のモードフィールド径を２ｗ（μｍ）、前記光ファイバのカットオフ波長をλ_cc（μｍ）、及び半径１０ｍｍで曲げたときの前記光ファイバの波長１６２５ｎｍの光のマクロベンドロスをα_BL（ｄＢ／turn）とする場合に、

で表される前記光ファイバの光学マイクロベンドロス特性Ｆ_{μBL_O}（ｄＢ／turn）と、
を用いて、

で表されるマイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}（［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）の値が２．６以下であることを特徴とするものである。

【0008】

光ファイバのマイクロベンドロスは、非特許文献１（J. Baldauf, et al., “Relationship of Mechanical Characteristics of Dual Coated Single Mode Optical Fibers and Microbending Loss,”IEICE Trans. Commun., vol. E76-B, No. 4, 1993.）及び非特許文献２（C. Unger, et al., “Characterization of the bending sensitivity of fibers by the MAC-value,”Optics Communications vol. 107, no. 5-6, pp.361-364, 1994.）に記載されているように、光ファイバのジオメトリ及び光学特性の両方の影響を受ける傾向がある。

【0009】

ここで、光ファイバのジオメトリとは、光ファイバの構造に関するパラメータであり、本発明では、光ファイバにおけるプライマリ被覆層のスプリング係数κs、ガラス部の曲げ剛性Ｈ_f、セカンダリ被覆層の耐変形性Ｄ_０、セカンダリ被覆層の曲げ剛性Ｈ_０、ガラス部のヤング率Ｅ_g、プライマリ被覆層のヤング率Ｅ_p、セカンダリ被覆層のヤング率Ｅ_s、ガラス部の外径ｄ_f（ガラス部の直径）、プライマリ被覆層の半径Ｒ_p、セカンダリ被覆層の半径Ｒ_s、プライマリ被覆層の厚さｔ_p、及びセカンダリ被覆層の厚さｔ_sをいう。

【0010】

また、光ファイバの光学特性とは、光ファイバを伝搬する光の特性に関するパラメータであり、本発明では、光ファイバを伝搬する光のモードフィールド径２ｗ、及び光ファイバのカットオフ波長λ_cc、光ファイバのマクロベンドロス（曲げ損失）α_BLをいう。

【0011】

このような光ファイバのマイクロベンドロスは、粗面化されたボビンの胴部分に光ファイバを所定の張力で１層巻きにした状態で測定される伝送損失と、当該光ファイバをボビンから繰り出して張力をほとんどかけない状態で測定される伝送損失との差であるサンドペーパー張力巻きロス増の値で表される場合がある。このようなサンドペーパー張力巻きロス増の値が小さい程、光ファイバのマイクロベンドロスが小さい。

【0012】

ところで、通信インフラを構成する光ファイバケーブルとして、テープ心線を保持する保持体に形成された複数のスロットのそれぞれに複数のテープ心線を収容して構成されるいわゆるテープスロット型ケーブル（RSCC: Ribbon Slotted Core Cable）、及び、上記保持体を用いずにケーブル内部にテープ心線を密集配置して構成される細径高密度ケーブル（UHDC: Ultra-High Density Cable）が知られている。このうち、テープスロット型ケーブルは、上記のように、複数のテープ心線がスロット内に収容される構造であるため、テープ心線を構成する光ファイバに側圧がかかり、マイクロベンドロスが生じ得る。したがって、テープスロット型ケーブルでは、このようなマイクロベンドロスを考慮して、サンドペーパー張力巻きロス増の値が０．６ｄＢ／ｋｍ以下に抑えられた光ファイバを用いることが好ましい。

【0013】

本発明者は、光ファイバケーブルに用いられる光ファイバに関して、サンドペーパー張力巻きロス増と上記種々のパラメータとの関係を鋭意研究した。その結果、上記式で表されるマイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}の値が、サンドペーパー張力巻きロス増の値と高い相関関係にあることを見出した。つまり、本発明者は、マイクロベンドロス特性因子の値がサンドペーパー張力巻きロス増の値と概ね傾きが正の比例関係にあることを見出した。

【0014】

また、本発明者は、さらに研究を進めたところ、上記マイクロベンドロス特性因子の値が２．６（［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）であるときにサンドペーパー張力巻きロス増の値が０．６ｄＢ／ｋｍよりもやや小さい値になることを見出した。上記のように、マイクロベンドロス特性因子の値とサンドペーパー張力巻きロス増の値とは概ね傾きが正の比例関係にある。したがって、光ファイバのマイクロベンドロス特性因子の値を２．６（［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）以下にすることによって、テープスロット型ケーブルに適用できる程度にマイクロベンドロスを抑制することができる。

【0015】

このように、本発明の光ファイバによればマイクロベンドロスを抑制し得る。

【0016】

また、前記マイクロベンドロス特性因子の値が１．３（［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）以下であることがより好ましい。

【0017】

通信インフラを構成する光ファイバケーブルのうち、細径高密度ケーブルでは、上記のようにテープ心線が密集配置される。このため、テープスロット型ケーブルと同様にテープ心線を構成する光ファイバが側圧を受け、マイクロベンドロスが生じ得る。また、細径高密度ケーブルは、上記のようにスロットレスであり、すべてのテープ心線がケーブル内部に密集配置されるため、テープ心線が複数の溝に分かれて配置されるテープスロット型ケーブルに比べて、光ファイバに大きな側圧がかかる傾向がある。そのため、細径高密度ケーブルでは、テープスロット型ケーブルに用いられる光ファイバよりもマイクロベンドロスの小さい光ファイバを使用することが推奨される。このような点から、細径高密度ケーブルでは、サンドペーパー張力巻きロス増の値が０．３４ｄＢ／ｋｍ以下に抑えられた光ファイバを用いることが好ましい。

【0018】

本発明者は、このようなサンドペーパー張力巻きロス増の値（０．３４ｄＢ／ｋｍ）に概ね対応するマイクロベンドロス特性因子の値は１．３（［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）であることを見出した。したがって、光ファイバのマイクロベンドロス特性因子の値を１．３（［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）以下にすることによって、細径高密度ケーブルにも適用できる程度にマイクロベンドロスを抑制し得る。

【0019】

また、上記のような光ファイバにおいて、前記プライマリ被覆層の厚さと前記セカンダリ被覆層の厚さとを和した被覆厚さが４２．０μｍ以下であることが好ましい。

【0020】

上記被覆厚さが大きいほど光ファイバの外径が大きくなる傾向があり、当該被覆厚さが小さいほど光ファイバの外径が小さくなる傾向がある。通信インフラを構成する光ファイバケーブルに用いられる光ファイバは、一般的に、概ね６０μｍ程度の被覆厚さを有する。したがって、被覆厚さを４２．０μｍ以下とすれば、通信インフラを構成する一般的な光ファイバに比べて細径化された光ファイバを実現し得る。ところで、マイクロベンドロス特性因子の値は、上記のように、種々のパラメータによって定まり、当該パラメータには、プライマリ被覆層の厚さとセカンダリ被覆層の厚さとが含まれる。このため、本発明によれば、プライマリ被覆層の厚さやセカンダリ被覆層の厚さを薄くしても、他のパラメータを調整することによって、マイクロベンドロス特性因子の値を２．６（［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）以下にすることができ、また、１．３（［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）以下にすることもできる。したがって、本発明の光ファイバにおいて被覆厚さを４２．０μｍ以下としても、テープスロット型ケーブルや細径高密度ケーブルに使用できる程度にマイクロベンドロスを抑制し得る。

【0021】

また、前記被覆厚さが３８．０μｍ以下であることがより好ましい。

【0022】

また、前記被覆厚さが３６．５μｍ以下であることがさらに好ましい。

【0023】

また、前記被覆厚さが３４．５μｍ以下であることがさらに好ましい。

【0024】

また、前記被覆厚さが３４．０μｍ以下であることがさらに好ましい。

【0025】

このように被覆厚さを小さくしていくことで、マイクロベンドロスがテープスロット型ケーブルや細径高密度ケーブルに使用できる程度に抑制され、かつ、より細径化された光ファイバを実現し得る。

【0026】

また、被覆厚さが４２．０μｍ以下である場合において、前記ガラス部の外径が６５μｍ以上１００μｍ以下であってもよい。

【0027】

上記ガラス部の外径が大きいほど光ファイバの外径が大きくなる傾向があり、当該ガラス部の外径が小さいほど光ファイバの外径が小さくなる傾向がある。通信インフラを構成する光ファイバケーブルに用いられる光ファイバは、一般的に、ガラス部の外径が概ね１２５μｍ程度になるように形成される。したがって、被覆厚さを４２．０μｍ以下にするとともにガラス部の外径を１００μｍ以下とすれば、通信インフラを構成する一般的な光ファイバに比べてより細径化された光ファイバを実現し得る。ところで、マイクロベンドロス特性因子の値は、上記のように、種々のパラメータによって定まり、当該パラメータには、被覆厚さ及びガラス部の外径が含まれる。このため、本発明によれば、被覆厚さを薄くするとともにガラス部の外径を小さくしても、他のパラメータを調整することによって、マイクロベンドロス特性因子の値を２．６（［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）以下にすることができ、また、１．３（［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）以下にすることもできる。したがって、本発明の光ファイバにおいて被覆厚さを４２．０μｍ以下とするとともにガラス部の外径を１００μｍ以下としても、テープスロット型ケーブルや細径高密度ケーブルに使用できる程度にマイクロベンドロスを抑制し得る。

【0028】

なお、脆性を有するガラス部の外径が６５μｍ程度の細さであれば、脆性のガラスが細くなった分、光ファイバの機械的な曲げ耐性が高くなり得る。

【0029】

また、前記ガラス部の外径が９０μｍ以下であることがより好ましい。

【0030】

また、前記ガラス部の外径が８０μｍ以下であることがより好ましい。

【0031】

また、前記ガラス部の外径が７５μｍ以下であることがより好ましい。

【0032】

また、前記ガラス部の外径が７０μｍ以下であることがより好ましい。

【0033】

このようにガラス部の外径を小さくしていくことで、マイクロベンドロスがテープスロット型ケーブルや細径高密度ケーブルに使用できる程度に抑制され、かつ、さらに細径化された光ファイバを実現し得る。

【0034】

また、上記被覆厚さが４２．０μｍ以下である場合、波長１３１０ｎｍの光のモードフィールド径が７．６μｍ以上８．７μｍ以下であり、ケーブルカットオフ波長が１２６０ｎｍ以下であり、零分散波長が１３００ｎｍ以上１３２４ｎｍ以下であり、零分散スロープが０．０７３ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ ^２ 以上０．０９２ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ ^２ 以下であってもよい。

【0035】

この場合、半径１０ｍｍで曲げたときの波長１６２５ｎｍの光のマクロベンドロスが１．５ｄＢ／ｔｕｒｎ以下であってもよい。

【0036】

あるいは、半径１０ｍｍで曲げたときの波長１６２５ｎｍの光のマクロベンドロスが０．２ｄＢ／ｔｕｒｎ以下であってもよい。

【0037】

あるいは、半径１０ｍｍで曲げたときの波長１６２５ｎｍの光のマクロベンドロスが０．１ｄＢ／ｔｕｒｎ以下であってもよい。

【0038】

以上のように、本発明によれば、マイクロベンドロスを抑制し得る光ファイバが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0039】

【図1】本発明の第１実施形態に係る光ファイバケーブルの長手方向に垂直な断面の構造を概略的に示す図である。

【図2】図１に示される光ファイバケーブルに含まれる光ファイバテープ心線の一例を概略的に示す斜視図である。

【図3】図２に示される光ファイバテープ心線に含まれる光ファイバの長手方向に垂直な断面の構造を概略的に示す図である。

【図4】本発明の第２実施形態に係る光ファイバケーブルの長手方向に垂直な断面の構造を示す図である。

【図5】図３に示される光ファイバにおけるマイクロベンドロス特性因子の値とサンドペーパー張力巻きロス増との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0040】

以下、本発明に係る光ファイバを実施するための形態が添付図面とともに例示される。以下に例示する実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、以下の実施形態から変更、改良することができる。また、本明細書では、理解を容易にするために、各部材の寸法が誇張して示されている場合がある。

【0041】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る光ファイバケーブル１の長手方向に垂直な断面の構造を概略的に示す図である。図１に示すように、光ファイバケーブル１は、いわゆるテープスロット型ケーブル（RSCC: Ribbon Slotted Core Cable）である。この光ファイバケーブル１は、シース３と、複数のテープ心線４と、保持体５と、抗張力体６と、を主な構成として備える。

【0042】

シース３は、管状の部材であり、例えばポリエチレンなどの熱可塑性樹脂から形成されてもよい。このシース３の内部空間には、上記保持体５が収容される。このように、シース３は、保持体５を内部に収容して保持体５を保護する。

【0043】

保持体５は、複数のテープ心線４を保持する部材である。保持体５には、複数のスロット５Ｓが形成されており、これらスロット５Ｓのそれぞれに複数のテープ心線４が収容される。なお、このスロット５Ｓに収容されるテープ心線４の数を増やすことで、光ファイバケーブル１に含まれる光ファイバの心数を増やすことができる。

【0044】

本実施形態において、抗張力体６は、図１の断面視において保持体５の概ね中心に埋設されている。このような抗張力体６によって、テープ心線４の長手方向に張力が作用した際にテープ心線４が必要以上に伸びることが抑制され得る。

【0045】

図２は、テープ心線４の一例を概略的に示す斜視図である。図２に示すように、本実施形態のテープ心線４は、いわゆる間欠接着型のテープ心線である。このテープ心線４は、複数の光ファイバ１０が長手方向に垂直な方向に沿って並べられ、並べられた光ファイバ１０同士が接着された構成を有する。テープ心線４は、接着部４Ａと、単心部４Ｂとを含んでいる。接着部４Ａは、隣り合う光ファイバ１０同士が接着される部位であり、長手方向に沿って一定のピッチで間欠的に設けられている。単心部４Ｂは、接着部４Ａの間に位置する部位であり、光ファイバ１０同士が接着されていない部位である。このような構成により、テープ心線４は容易に変形することができ、例えば捩じったり、あるいは概ね円筒状に束ねたりすることができる。図１では、各テープ心線４が束ねられた状態が概略的に示されている。

【0046】

なお、図２では、テープ心線４が４本の光ファイバ１０から構成される例が示されているが、これは例示的なものである。すなわち、テープ心線４を構成する光ファイバ１０の数は特に限定されず、４本より少なくてもよいし、４本より多くてもよい。例えば、テープ心線４は、１２心の光ファイバ１０から構成されてもよい。また、テープ心線４は間欠接着型に限定されるものではない。

【0047】

図３は、テープ心線４を構成する光ファイバ１０の長手方向に垂直な断面の構造を示す図である。本実施形態の光ファイバ１０はシングルモード光ファイバである。図３に示すように、光ファイバ１０は、コア１１と、コア１１を隙間なく囲むクラッド１２と、クラッド１２を被覆するプライマリ被覆層１４と、プライマリ被覆層１４を被覆するセカンダリ被覆層１５と、を主な構成として備える。光ファイバ１０において、クラッド１２はコア１１よりも低い屈折率を有する。

【0048】

コア１１は、ドーパントが添加されていない純粋石英から形成されてもよく、あるいは、屈折率を上昇させるゲルマニウム（Ｇｅ）等がドーパントとして添加された石英から形成されてもよい。

【0049】

クラッド１２は、上述のように、コア１１よりも低い屈折率を有する。クラッド１２は、例えば、コア１１が純粋石英から形成される場合には、屈折率を低下させるフッ素（Ｆ）やホウ素（Ｂ）等がドーパントとして添加された石英から形成されてもよく、コア１１が屈折率を上昇させるゲルマニウム（Ｇｅ）等がドーパントとして添加された石英から形成される場合には、ドーパントが添加されていない純粋石英から形成されてもよい。また、クラッド１２には、塩素（Ｃｌ２）が添加された石英から形成されていてもよい。また、クラッド１２は、単一層であってもよく、異なる屈折率を有する複数の層からなってもよく、空孔アシスト型であってもよい。

【0050】

このように、コア１１及びクラッド１２は、いずれも石英（ガラス）から形成される。したがって、コア１１及びクラッド１２を総称してガラス部１３と言う。すなわち、ガラス部１３はコア１１及びクラッド１２を含んでおり、このガラス部１３がプライマリ被覆層１４によって覆われている。なお、ガラス部１３は、光ファイバ裸線部と呼ばれることがある。このようなガラス部１３の外径（直径）ｄ_fは、一般的には概ね１２５μｍである。しかし、本実施形態では、ガラス部１３の外径ｄ_fをこれよりも小さな外径にすることができる。例えば、６５μｍ以上１００μｍ以下にすることができ、６５μｍ以上９０μｍ以下にすることができ、６５μｍ以上８０μｍ以下にすることができ、６５μｍ以上７５μｍ以下にすることができ、あるいは、６５μｍ以上７０μｍ以下にすることができる。このようにガラス部１３の外径ｄ_fを小さくできる理由については後に説明する。

【0051】

なお、脆性を有するガラス部の外径ｄ_fが６５μｍ程度の細さであれば、脆性のガラスが細くなった分、光ファイバの機械的な曲げ耐性が高くなり得る。

【0052】

プライマリ被覆層１４は、例えば紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂から形成され、ガラス部１３の外側に厚さｔ_p（μｍ）で形成される。本実施形態では、プライマリ被覆層１４のヤング率Ｅ_gは、セカンダリ被覆層１５のヤング率Ｅ_sに比べて低い。このようにガラス部に直接接するプライマリ被覆層１４が低ヤング率とされることで、プライマリ被覆層１４が緩衝材として作用し、ガラス部１３に作用する外力が低減され得る。なお、プライマリ被覆層１４の外周面の半径をＲ_p（μｍ）とすると、プライマリ被覆層１４の外径は２Ｒ_pで表され、また、ガラス部の半径（ｄ_f×１／２）をＲ_g（μｍ）とすると、プライマリ被覆層１４の上記厚さｔ_pは以下の式で表される。
ｔ_p＝Ｒ_p－Ｒ_g

【0053】

本実施形態において、セカンダリ被覆層１５は、光ファイバ１０の最外層をなす層であり、例えば、プライマリ被覆層１４を形成する樹脂とは異なる種類の紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂から形成され、プライマリ被覆層１４の外側に厚さｔ_s（μｍ）で形成される。例えば、セカンダリ被覆層１５は、プライマリ被覆層１４が紫外線硬化樹脂から形成される場合は、プライマリ被覆層１４を形成する紫外線硬化樹脂とは異なる紫外線硬化樹脂で形成されてもよく、プライマリ被覆層１４が熱硬化樹脂から形成される場合は、プライマリ被覆層１４とは異なる熱硬化樹脂から形成されてもよい。本実施形態では、セカンダリ被覆層１５のヤング率Ｅ_sは、プライマリ被覆層１４のヤング率Ｅ_gよりも高い。このように、光ファイバ１０の最外層をなすセカンダリ被覆層１５が高ヤング率とされることで、ガラス部１３が外力から適切に保護され得る。なお、セカンダリ被覆層１５の外周面の半径をＲ_sとすると、セカンダリ被覆層１５の外径、すなわち、光ファイバ１０の外径は２Ｒ_sで表され、また、セカンダリ被覆層１５の上記厚さｔ_sは、以下の式で表される。
ｔ_s＝Ｒ_s－Ｒ_p

【0054】

ところで、光ファイバケーブルに使用される光ファイバの外径は一般的に概ね２４０μｍ程度から２５０μｍ程度である。したがって、セカンダリ被覆層１５の外径は概ね２４０μｍであってもよい。しかし、本実施形態では、セカンダリ被覆層１５の外径を２４０μｍよりも小さくすることができる。例えば、１９０μｍ程度にすることができ、１５０μｍ程度～１６０μｍ程度にすることができ、あるいは、１２５μｍ程度にすることができる。このようにセカンダリ被覆層１５の外径、すなわち、光ファイバ１０の外径を小さくできる理由については後に説明する。

【0055】

また、プライマリ被覆層１４の厚さｔ_pとセカンダリ被覆層１５の厚さｔ_sとの和を被覆厚さｔとすると、光ファイバケーブルに使用される光ファイバの被覆厚さは一般的に６０μｍ程度である。したがって、光ファイバ１０の被覆厚さｔは６０μｍ程度であってもよい。しかし、本実施形態では、光ファイバ１０の被覆厚さｔを６０μｍよりも小さくすることができる。例えば、４２．５μｍ以下にすることができ、３８．０μｍ以下にすることができ、３６．５μｍ以下にすることができ、３４．５μｍ以下にすることができ、あるいは、３４．０μｍ以下にすることができる。このように光ファイバ１０の被覆厚さを小さくできる理由については後に説明する。

【0056】

上述のように、本実施形態の光ファイバケーブル１は、このような光ファイバ１０を複数含むテープ心線４が保持体５のスロット５Ｓ内に密に収容される。その結果、光ファイバケーブル１には多くの心数の光ファイバが収容され得る。例えば、光ファイバケーブル１には、１０００心以上の光ファイバが収容される。また、上述のように、本実施形態の光ファイバ１０では、ガラス部１３が一般的な光ファイバのガラス部よりも小さな外径に形成され得るとともに、被覆厚さが一般的な光ファイバの被覆厚さよりも小さく形成され得る。このため、光ファイバ１０の外径を一般的な光ファイバの外径よりも小さくし得、光ファイバ１０が細径化され得る。このように光ファイバ１０を細径化することによって、テープ心線４の寸法を一般的なテープ心線の寸法よりも小さくし得る。したがって、このように寸法が小さなテープ心線４をスロット５Ｓに収容することで、光ファイバケーブル１に収容される光ファイバの心数をより増やし得る。あるいは、このように寸法が小さなテープ心線４をスロット５Ｓに収容することで、光ファイバケーブル１の寸法を小さくし得る。

【0057】

一方、スロット内におけるテープ心線の収容密度が増加する程、光ファイバに作用する側圧が大きくなる傾向がある。このように光ファイバが側圧を受けることで、光ファイバの軸が微小に曲がり、マイクロベンドロスが生じ得る。また、光ファイバのガラス部の外径や光ファイバの被覆厚さを小さくすると、ガラス部が側圧を受け易くなり、やはりマイクロベンドロスが生じ得る。

【0058】

しかし、本実施形態の光ファイバ１０は、後述するマイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}の値が１．３（［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）以下になるように形成される。このため、ガラス部の外径や被覆厚さが小さくされて、スロット５Ｓ内に収容される光ファイバ１０の心数が増えた場合でも、マイクロベンドロスが抑制され得る。以下、この理由について詳細に説明する。

【0059】

光ファイバのマイクロベンドロスは、非特許文献１（J. Baldauf, et al., “Relationship of Mechanical Characteristics of Dual Coated Single Mode Optical Fibers and Microbending Loss,”IEICE Trans. Commun., vol. E76-B, No. 4, 1993.）及び非特許文献２（C. Unger, et al., “Characterization of the bending sensitivity of fibers by the MAC-value,”Optics Communications vol. 107, no. 5-6, pp.361-364, 1994.）に記載されているように、光ファイバのジオメトリ及び光学特性の両方の影響を受ける傾向がある。

【0060】

ここで、光ファイバのジオメトリとは、光ファイバの構造に関するパラメータであり、本実施形態では、光ファイバにおけるプライマリ被覆層のスプリング係数κs、ガラス部の曲げ剛性Ｈ_f、セカンダリ被覆層の耐変形性Ｄ_０、セカンダリ被覆層の曲げ剛性Ｈ_０、ガラス部のヤング率Ｅ_g、プライマリ被覆層のヤング率Ｅ_p、セカンダリ被覆層のヤング率Ｅ_s、ガラス部の外径ｄ_f（ガラス部の直径）、プライマリ被覆層の半径Ｒ_p、セカンダリ被覆層の半径Ｒ_s、プライマリ被覆層の厚さｔ_p、及びセカンダリ被覆層の厚さｔ_sをいう。

【0061】

また、光ファイバの光学特性とは、光ファイバを伝搬する光の特性に関するパラメータであり、本実施形態では、光ファイバを伝搬する光のモードフィールド径２ｗ、及び光ファイバのカットオフ波長λ_cc、光ファイバのマクロベンドロス（曲げ損失）α_BLをいう。

【0062】

このような光ファイバのマイクロベンドロスは、粗面化されたボビンの胴部分に光ファイバを所定の張力で１層巻きにした状態で測定される伝送損失と、当該光ファイバをボビンから繰り出して張力をほとんどかけない状態で測定される伝送損失との差であるサンドペーパー張力巻きロス増の値で表される場合がある。このようなサンドペーパー張力巻きロス増の値が小さい程、光ファイバのマイクロベンドロスが小さい。

【0063】

ところで、本実施形態の光ファイバケーブル１のようなテープスロット型ケーブル（RSCC）は、上記のようにマイクロベンドロスが生じ得る。したがって、テープスロット型ケーブルは、このようなマイクロベンドロスを考慮して、サンドペーパー張力巻きロス増の値を０．６ｄＢ／ｋｍ以下とする要求特性がある。

【0064】

本発明者は、光ファイバケーブルに用いられる光ファイバに関して、サンドペーパー張力巻きロス増と上記種々のパラメータとの関係を鋭意研究した。その結果、ジオメトリに関するパラメータであるプライマリ被覆層のスプリング係数κs、ガラス部の曲げ剛性Ｈ_f、セカンダリ被覆層の耐変形性Ｄ_０、セカンダリ被覆層の曲げ剛性Ｈ_０、ガラス部のヤング率Ｅ_g、プライマリ被覆層のヤング率Ｅ_p、セカンダリ被覆層のヤング率Ｅ_s、ガラス部の外径ｄ_f、プライマリ被覆層の外周面の半径Ｒ_p、セカンダリ被覆層の外周面の半径Ｒ_s、プライマリ被覆層の厚さｔ_p、及びセカンダリ被覆層の厚さｔ_sに関する下記式（１）

によって定まるジオメトリマイクロベンドロス特性Ｆ_{μBL_G}と、
光学特性に関するパラメータであるモードフィールド径２ｗ、光ファイバのカットオフ波長λ_cc、及びマクロベンドロスα_BLに関する下記式（２）

によって定まる光学マイクロベンドロス特性Ｆ_{μBL_O}と、を用いて、下記式（３）

で表されるマイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}の値が、サンドペーパー張力巻きロス増の値と高い相関関係にあることを見出した。つまり、本発明者は、マイクロベンドロス特性因子の値がサンドペーパー張力巻きロス増の値と概ね傾きが正の比例関係にあることを見出した。

【0065】

なお、非特許文献３（K. Kobayashi, et al., “Study of Microbending loss in thin coated fibers and fiber ribbons,” IWCS, pp.386 – 392, 1993.）によれば、上記式（１）における定数μの典型値は「３」である。したがって、上記式（１）は、下記式（４）となる。

【0066】

また、本発明者は、さらに研究を進めたところ、上記マイクロベンドロス特性因子の値が２．６（［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）であるときにサンドペーパー張力巻きロス増の値が０．６ｄＢ／ｋｍよりもやや小さい値になることを見出した。上記のように、マイクロベンドロス特性因子の値とサンドペーパー張力巻きロス増の値とは概ね傾きが正の比例関係にある。したがって、光ファイバのマイクロベンドロス特性因子の値を２．６（［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）以下にすることによって、テープスロット型ケーブルの要求特性を満たす程度にマイクロベンドロスを抑制し得る。

【0067】

上述のように、本実施形態の光ファイバ１０は、マイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}の値が２．６（［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）以下になるように形成される。このため、本実施形態の光ファイバ１０では、テープスロット型ケーブルの要求特性を満たす程度にマイクロベンドロスが抑制され得る。したがって、光ファイバ１０を使用する光ファイバケーブル１は良好な光学特性を示し得る。

【0068】

また、上述のように、本実施形態の光ファイバ１０では、ガラス部１３の外径ｄ_fを１２５μｍよりも小さくしたり、被覆厚さｔを６０μｍよりも小さくしたりした場合でも、ガラス部の外径ｄ_fや被覆厚さｔ以外のパラメータが調整されてマイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}の値が２．６（［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）以下とされるため、テープスロット型ケーブルの要求特性を満たす程度にマイクロベンドロスが抑制され得る。ここで、図３に示すように、光ファイバ１０の外径２Ｒ_sは、ガラス部の外径ｄ_fと、被覆厚さｔとを用いて、
２Ｒ_s＝ｄ_f＋２ｔ
で表される。このため、上記のように、被覆厚さｔを小さくし、また、ガラス部の外径ｄ_fを小さくすることによって、光ファイバの細径化を実現し得る。したがって、このように細径化され、かつ、マイクロベンドロスが抑制された光ファイバ１０を用いることで、心数の増加や小寸法化を実現した光学特性の優れたテープスロット型ケーブルを構成し得る。

【0069】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について図４を参照して説明する。図４は、本実施形態の光ファイバケーブル２の長手方向に垂直な断面の構造を概略的に示す図である。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。

【0070】

図４に示すように、本実施形態の光ファイバケーブル２は、第１実施形態と概ね同様の構成を有するテープ心線４が内部に収容される点において、第１実施形態の光ファイバケーブル１と同様の構成を有する。しかし、以下の点において、光ファイバケーブル２は光ファイバケーブル１と主に異なっている。

【0071】

光ファイバケーブル１は上記のようにテープスロット型ケーブル（RSCC）である。一方、図４に示すように、本実施形態の光ファイバケーブル２は、保持体５を有していない。すなわち、光ファイバケーブル２は、テープ心線が保持体のスロットに収容されずに、シース内に直接収容されるいわゆる細径高密度ケーブル（UHDC: Ultra-High Density Cable）である。つまり、光ファイバケーブル２のシース３の内側には収容空間３Ｓが形成されており、当該収容空間３Ｓに複数のテープ心線４が配置される。なお、光ファイバケーブル２のシース３には、光ファイバケーブル２の中心を挟んで互いに対向する位置に抗張力体６が埋設されてもよい。

【0072】

また、上記のように本実施形態のテープ心線４は第１実施形態のテープ心線４と概ね同様の構成を有する。しかし、本実施形態のテープ心線４に含まれる光ファイバ１０のマイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}の値は、後述する理由により、１．３（［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）以下とされる。

【0073】

光ファイバケーブル２のような細径高密度ケーブルは、上記のように保持体５を有しておらず、スロットレスであるため、シース３の収容空間３Ｓにテープ心線４を密集配置することができる。そのため、光ファイバケーブル１のようなテープスロット型ケーブルに比べて、多くのテープ心線を収容し得る。

【0074】

一方、細径高密度ケーブルでは、上記のように多くのテープ心線が１か所に密集配置されるため、テープスロット型ケーブルに比べて、光ファイバに大きな側圧がかかる傾向にある。そのため、細径高密度ケーブルでは、テープスロット型ケーブルに用いられる光ファイバよりもマイクロベンドロスの小さい光ファイバを使用することが推奨される。このような点から、細径高密度ケーブルは、上記サンドペーパー張力巻きロス増の値を０．３４ｄＢ／ｋｍ以下とする要求特性がある。

【0075】

本発明者は、このようなサンドペーパー張力巻きロス増の値（０．３４ｄＢ／ｋｍ）に対応するマイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}の値を上記式（２）～（４）に基づいて算出した結果、当該値が１．３（［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）であることを見出した。すなわち、マイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}の値を１．３（［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）以下にすることで、細径高密度ケーブルの要求特性を満たす程度にマイクロベンドロスを抑制し得ることを見出した。

【0076】

本実施形態の光ファイバ１０は、上記のように、マイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}の値が１．３（［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）以下になるように上記種々のパラメータが調整されて構成される。このため、細径高密度ケーブルの要求特性を満たす程度にマイクロベンドロスが抑制され得る。したがって、光ファイバ１０を使用する光ファイバケーブル２は良好な光学特性を示し得る。

【0077】

また、上述のように、本実施形態の光ファイバ１０では、ガラス部１３の外径ｄ_fを１２５μｍよりも小さくしたり、被覆厚さｔを５７．５μｍよりも小さくしたりして光ファイバ１０を細径化した場合でも、細径高密度ケーブルの要求特性を満たす程度にマイクロベンドロスが抑制され得る。したがって、このように細径化された光ファイバ１０を用いることで、心数の増加や小寸法化を実現した光学特性の優れた細径高密度ケーブルを構成し得る。

【0078】

次に、ガラス部１３の外径ｄ_fを小さくできる理由、光ファイバ１０の被覆厚さを小さくできる理由、及び光ファイバ１０の外径を小さくできる理由等について説明する。

【0079】

本発明者は、マイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}の値とサンドペーパー張力巻きロス増α_μBLの値との関係を検証するために以下の実施例１～４８を行った。なお、本発明に係る実施する態様は当該実施例１～４８に限定されるものではない。

【0080】

（実施例１～２２）
本発明者は、上記種々のパラメータが変更された光ファイバのサンプル１～２２を準備し、各サンプル１～２２について、サンドペーパー張力巻きロス増の値を測定するとともに、上記式（２）～（４）に基づいてマイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}の値を計算した。サンプル１の光ファイバが実施例１の光ファイバであり、サンプル２の光ファイバが実施例２の光ファイバである。このように、光ファイバのサンプル番号は実施例の番号に対応している。なお、サンプル８の光ファイバは、通信インフラを構成する光ファイバケーブルに一般的に使用される光ファイバであり、１２５μｍのガラス部の外径と、５７．５μｍの被覆厚さとを有する。このサンプル８のような光ファイバを「一般的な光ファイバ」ということがある。

【0081】

サンドペーパー張力巻きロス増の試験は以下のようにして行われた。すなわち、まず、胴径３８０ｍｍのボビンの胴部分に、サンドペーパー（平均粒径５０μｍのＳｉＣ（例えば型番＃３６０））を巻き付け、その周囲に１００ｇｆで光ファイバ素線を１層巻きした状態とし、波長１５５０ｎｍの光を伝搬させる。この際の伝送損失を測定する。その後、この光ファイバ素線をボビンから繰り出し、張力をほとんどかけない状態で波長１５５０ｎｍの光を伝搬させ、伝送損失を測定する。そして、これらの伝送損失の差を求め、この差の値をサンドペーパー張力巻きロス増α_μBLとした。

【0082】

下記表１～５に、サンプル１～２２のそれぞれにおけるパラメータの諸元、サンプル１～２２のそれぞれにおけるマイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}の値、及びサンプル１～２２のそれぞれにおけるサンドペーパー張力巻きロス増α_μBLの値を示す。

【0083】

なお、下記表１～５、及び後述する下記表７～１０において、モードフィールド径（ＭＦＤ）、カットオフ波長、及びマクロベンドロス等は以下の通りである。モードフィールド径は、波長１３１０ｎｍの光を光ファイバに伝搬させたときのＬＰ０１モードの光のモードフィールド径である。

【0084】

なお、上記モードフィールド径は、ＩＴＵ－Ｔ勧告Ｇ．６５０．１において、Petermann IIの定義式（下記式（５））で表される。ここで、Ｅ（ｒ）は、光ファイバの中心軸からの距離がｒとなる点における電界強度を表す。

【0085】

また、上記カットオフ波長は、高次モードが十分に減衰する最小の波長を示す。この高次モードは、例えば、ＬＰ１１モードを指す。具体的には、高次モードの損失が１９．３ｄＢになる最小波長である。カットオフ波長には、ファイバカットオフ波長とケーブルカットオフ波長とがあり、例えばＩＴＵ－Ｔ勧告Ｇ．６５０に記載の測定法により、測定することができる。表１～５に記載されたカットオフ波長はケーブルカットオフ波長である。また、ＭＡＣ値は、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径２ｗとケーブルカットオフ波長λ_ccとの比であり、２ｗ／λ_ccとして定義される。また、表１～５に記載されたマクロベンドロスは、光ファイバを半径１０ｍｍで曲げた際に波長１６２５ｎｍの光がこの曲がった部分を伝搬することによって生じる光の曲げ損失である。マクロベンドロスの単位における「／turn」は、「光ファイバの１曲がり当たり」を意味する。また、伝搬定数差は、波長１５５０ｎｍの光の導波モードにおける伝搬定数と、波長１５５０の光の放射モードにおける伝搬定数との差であり、この実験では、波長１５５０ｎｍの光のＬＰ０１モードにおける伝搬定数とＬＰ１１モードにおける伝搬定数との差である。伝搬定数は、試作した光ファイバの屈折率分布に基づいて、非特許文献４（K. Saitoh and M. Koshiba, “Full-Vectorial Imaginary-Distance Beam Propagation Method Based on a Finite Element Scheme: Application to Photonic Crystal Fibers,” IEEE J. Quant. Elect. vol. 38, pp. 927-933, 2002.）に記載される２次元有限要素法を用いて計算した。ゼロ分散波長とは、波長分散の値がゼロになる波長のことを指す。ここで、波長分散は、材料分散と導波路分散の合計である。また、ゼロ分散スロープとは、ゼロ分散波長における波長に対する波長分散の変化率のことを指す。

【0086】

【0087】

【0088】

【0089】

【0090】

【0091】

本発明者は、マイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}の値を横軸（Ｘ軸）、サンドペーパー張力巻きロス増α_μBLの値を縦軸（Ｙ軸）とする座標系に対して、サンプル１～２２のそれぞれのマイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}の値及びサンドペーパー張力巻きロス増α_μBLの値をプロットした。その結果、図５に示すような散布図が得られた。この散布図から、最小２乗法を用いて関数を求めたところ、下記式（６）で表される正の傾きを有する１次関数が得られた。また、図５のデータの相関係数は８９％以上を得た。

すなわち、マイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}の値とサンドペーパー張力巻きロス増α_μBLの値とは高い相関関係を有し、具体的には、マイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}の値がサンドペーパー張力巻きロス増α_μBLの値と概ね正の傾きを有する比例関係にあることが分かった。

【0092】

ところで、上述のように、テープスロット型ケーブル（RSCC）は、サンドぺーパ張力巻きロス増α_μBLの値を０．６０（ｄｍ／ｋｍ）以下とする要求特性がある。また、細径高密度ケーブル（UHDC）は、サンドぺーパ張力巻きロス増α_μBLの値が０．３４（ｄｍ／ｋｍ）以下とする要求特性がある。そこで、下記表６に各実施例１～２２におけるマイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}の値、サンドペーパー張力巻きロス増α_μBLの値、テープスロット型ケーブル（RSCC）の要求特性に対する合否、及び細径高密度ケーブル（UHDC）の要求特性に対する合否を示す。なお、表６において、Ｙは要求特性を満たしていることを意味し、Ｎは要求特性を満たしていないことを意味する。

【0093】

【0094】

表６より、マイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}の値が２．６（［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）以下であれば、サンドぺーパ張力巻きロス増α_μBLの値が概ね０．６０以下となり、マイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}の値が２．６（［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）よりも大きくなると、サンドぺーパ張力巻きロス増α_μBLの値が０．６０を超える傾向があることが分かった。つまり、マイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}の値が２．６ （［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）以下になるように上記表１～５に記載されたパラメータの値を調整することで、テープスロット型ケーブルの要求特性を満たし得ることが分かった。

【0095】

また、マイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}の値が１．３（［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）以下であれば、サンドぺーパ張力巻きロス増α_μBLの値が概ね０．３４以下となり、マイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}の値が１．３（［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）よりも大きくなると、サンドぺーパ張力巻きロス増α_μBLの値が０．３４を超える傾向があることが分かった。つまり、マイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}の値が１．３（［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）以下になるように上記表１～５に記載されたパラメータの値を調整することで、テープスロット型ケーブルの要求特性に加えて、細径高密度ケーブルの要求特性を満たし得ることが分かった。

【0096】

具体的には、サンプル１～２２のうちテープスロット型ケーブルの要求特性を満たすサンプルは、サンプル１、５、及び６を除くサンプルであった。また、テープスロット型ケーブルの要求特性に加えて細径高密度ケーブルの要求特性を満たすサンプルは、実施例１、２、５、６、１３、及び１８を除くサンプルであった。

【0097】

また、サンプル１～２２における少なくともテープスロット型ケーブルの要求特性を満たすサンプルのうち、サンプル４、７、及び８を除くサンプルは、一般的な光ファイバのガラス部の外径（１２５μｍ）よりも小さな８０μｍ又は９０μｍのガラス部の外径を有することが分かった。具体的には、サンプル２、３、９～１４、及び１８～２２が８０μｍのガラス部の外径を有し、サンプル１５～１７が９０μｍのガラス部の外径を有することが分かった。つまり、サンプル２、３、及び９～２２のようにパラメータを調整することによって、少なくともテープスロット型ケーブルの要求特性を満たし、かつ、一般的な光ファイバよりも小さなガラス部の外径を有する光ファイバを形成し得ることが分かった。

【0098】

また、サンプル１～２２における少なくともテープスロット型ケーブルの要求特性を満たすサンプルは、サンプル８を除いて、一般的な光ファイバの被覆厚さ（概ね５７．５μｍ）よりも小さな被覆厚さを有することが分かった。具体的には、サンプル３、９、及び１２は４２．０μｍの被覆厚さを有し、サンプル１０、１１、１３、１４、１８、及び２０～２２は３６．５μｍの被覆厚さを有し、サンプル２は３６．０μｍの被覆厚さを有し、サンプル１５～１７は３４．５μｍの被覆厚さを有し、サンプル４及び７は３４．０μｍの被覆厚さを有することが分かった。つまり、サンプル２～４、７、及び９～２２のようにパラメータを調整することによって、少なくともテープスロット型ケーブルの要求特性を満たし、かつ、一般的な光ファイバよりも小さな被覆厚さを有する光ファイバを形成し得ることが分かった。

【0099】

このように、サンプル１～２２のうち、サンプル１、５、６、及び８を除くサンプルは、少なくともテープスロット型ケーブルの要求特性を満たし、かつ、一般的な光ファイバよりも小さなガラス部の外径及び被覆厚さを有していることが分かった。ガラス部の外径及び被覆厚さの両方を一般的な光ファイバのガラス部の外径及び被覆厚さよりも小さく形成することで、光ファイバの細径化を効果的に実現し得る。

【0100】

また、サンプル１～２２の光ファイバは、７．６μｍ以上のＭＦＤを有する。ＭＦＤが小さすぎると、汎用光ファイバと接続したときのＭＦＤのミスマッチが生じ得る。しかし、光ファイバのＭＦＤが７．６μｍ以上あれば、汎用光ファイバと接続したときのＭＦＤのミスマッチが小さくなり得る。このため、接続損失の発生を効果的に抑制することができる。

【0101】

さらに、サンプル５～８の光ファイバは，国際規格であるITU-.G.657.A1を満足する。すなわち、波長１３１０ｎｍのＭＦＤが８．２μｍ以上９．６μｍ以下であり、ケーブルカットオフ波長が１２６０ｎｍ以下であり、零分散波長が１３００～１３２４ｎｍであり、零分散スロープが０．０７３ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ ^２ 以上０．０９２ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ ^２ 以下であり、半径１０ｍｍで曲げたときの波長１６２５ｎｍにおけるマクロベンドロスが１．５ｄＢ／ｔｕｒｎ以下である。また、サンプル１～４の光ファイバは、ITU-T.G.657.A2を満足する。すなわち、波長１３１０ｎｍのＭＦＤが８．２μｍ以上９．６μｍ以下であり、ケーブルカットオフ波長が１２６０ｎｍ以下であり、零分散波長が１３００ｎｍ以上１３２４ｎｍ以下であり、零分散スロープが０．０７３ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ ^２ 以上０．０９２ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ ^２ 以下であり、半径１０ｍｍで曲げたときの波長１６２５ｎｍにおけるマクロベンドロスが０．２ｄＢ／ｔｕｒｎ以下である。また、サンプル１３～１５の光ファイバは、ITU-T.G.657.B3を満足する。すなわち、波長１３１０ｎｍのＭＦＤが８．２μｍ以上９．６μｍ以下であり、ケーブルカットオフ波長が１２６０ｎｍ以下であり、零分散波長が１３００ｎｍ以上１３２４ｎｍ以下であり、零分散スロープが０．０７３ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ ^２ 以上０．０９２ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ ^２ 以下であり、半径１０ｍｍで曲げたときの波長１６２５ｎｍにおけるマクロベンドロスが０．１ｄＢ／ｔｕｒｎ以下である。

【0102】

（実施例２３～２８）
また、本発明者は、サンプル１６，１７，１９と同一の光学特性、具体的には、これらのサンプルと同一のＭＦＤ、ケーブルカットオフ波長、ＭＡＣ値，マクロベンドロス（曲げ損失）、伝搬定数差、零分散波長、および零分散スロープを有し、サンプル１９と同一のプライマリ被覆層の厚さおよびセカンダリ被覆層の厚さを有し、ガラス部の外径が６５μｍの光ファイバを想定して、以下の表７に示すように調整した光ファイバのサンプル２３～２８のマイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}の値を求めた。

【0103】

【0104】

表７に示すように、サンプル２３～２８は、いずれも６５μｍのガラス部の外径と、４２μｍの被覆厚さとを有する。また、サンプル２３～２８のマイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}の値はいずれも２．６（［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）以下であり、サンプル２３～２８はテープスロット型ケーブルの要求特性を満たすことが分かった。また、サンプル２３～２８のマイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}の値はいずれも１．３（［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）以下であり、サンプル２３～２８はテープスロット型ケーブルの要求特性に加えて、細径高密度ケーブルの要求特性を満たすことが分かった。

【0105】

（実施例２９～３６）
また、本発明者は、サンプル１５，１６，１７，１９と同一の光学特性、具体的には、これらのサンプルと同一のＭＦＤ、ケーブルカットオフ波長、ＭＡＣ値、マクロベンドロス、伝搬定数差、零分散波長、および零分散スロープを有し、実施例１９と同一のプライマリ被覆層の厚さおよびセカンダリ被覆層の厚さを有し、ガラス部の外径が７０μｍの光ファイバを想定して、以下の表８，９に示すように調整した光ファイバのサンプル２９～３６のマイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}の値を求めた。

【0106】

【0107】

【0108】

表８，９に示すように、サンプル２９～３６は、いずれも７０μｍのガラス部の外径と、４２μｍの被覆厚さとを有する。また、サンプル２９～３６のマイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}の値はいずれも２．６（［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）以下であり、サンプル２９～３６はテープスロット型ケーブルの要求特性を満たすことが分かった。また、サンプル２９～３６のマイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}の値はいずれも１．３（［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）以下であり、サンプル２９～３６はテープスロット型ケーブルの要求特性に加えて、細径高密度ケーブルの要求特性を満たすことが分かった。

【0109】

（実施例３７～４２）
また、本発明者は、サンプル１５,１７,１９と同一の光学特性、具体的には、これらのサンプルと同一のＭＦＤ、ケーブルカットオフ波長、ＭＡＣ値、マクロベンドロス、伝搬定数差、零分散波長、および零分散スロープを有し、実施例１９と同一のプライマリ被覆層の厚さおよびセカンダリ被覆層の厚さを有し、ガラス部の外径が７５μｍの光ファイバを想定して、以下の表１０に示すように調整した光ファイバのサンプル３７～４２のマイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}の値を求めた。

【0110】

【0111】

表１０に示すように、サンプル３７～４２は、いずれも７５μｍのガラス部の外径と、４２μｍの被覆厚さとを有する。また、サンプル３７～４２のマイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}の値はいずれも２．６（［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）以下であり、サンプル３７～４２はテープスロット型ケーブルの要求特性を満たすことが分かった。また、サンプル３７～４２のマイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}の値はいずれも１．３（［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）以下であり、サンプル３７～４２はテープスロット型ケーブルの要求特性に加えて、細径高密度ケーブルの要求特性を満たすことが分かった。

【0112】

（実施例４３～４８）
また、本発明者は、サンプル１５，１７，１９と同一の光学特性、具体的には、これらのサンプルと同一のＭＦＤ、ケーブルカットオフ波長、ＭＡＣ値、マクロベンドロス、伝搬定数差、零分散波長、および零分散スロープを有し、１２５μｍのセカンダリ被覆層の外径を有し、ガラス部の外径が８０μｍの光ファイバを想定して以下の表１１に示すように調整した光ファイバのサンプル４３～４８のマイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}の値を求めた。

【0113】

【0114】

表１１に示すように、サンプル４３～４８は、いずれも８０μｍのガラス部の外径と、１２５μｍのセカンダリ被覆層の外径と、２２．５μｍの被覆層の厚さとを有する。また、サンプル４３、４４、４７、４８のマイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}の値はいずれも１．３（［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）以下であり、サンプル４３、４４、４７、４８はテープスロット型ケーブルの要求特性に加えて、細径高密度ケーブルの要求特性を満たすことが分かった。なお、サンプル４５、４６は、サンプル４３、４４、４７、４８と同様に、８０μｍのガラス部の外径と、１２５μｍのセカンダリ被覆層の外径と、２２．５μｍの被覆層の厚さとを有するが、マイクロベンドロス特性因子Ｆ_{μBL_GO}の値が２．６ （［ＧＰａ^－１・μｍ^{－１０．５}・ｄＢ／turn］・１０^－２７）を超えており、テープスロット型ケーブルの要求特性も細径高密度ケーブルの要求特性も満たさなかった。

【0115】

以上、本発明について、上記実施形態を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0116】

例えば、上記第１及び第２実施形態では、セカンダリ被覆層が光ファイバの最外層である例を説明した。しかし、セカンダリ被覆層のさらに外周に第３被覆層として着色層を設けた場合においても、着色層のヤング率がセカンダリ被覆層のヤング率と著しく異なることが無い限り、セカンダリ被覆層と着色層とを含めて第２被覆層、すなわち、セカンダリ被覆層とみなして、本発明に適用することが可能である。

【0117】

本発明によれば、マイクロベンドロスを抑制し得る光ファイバが提供され、例えば通信インフラなどの分野において利用可能である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】