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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-05-09
(54)【発明の名称】マイクロベンドが改善された直径の減少した光ファイバ
(51)【国際特許分類】
G02B 6/02 20060101AFI20230427BHJP
G02B 6/036 20060101ALI20230427BHJP
【ＦＩ】
G02B6/02 461
G02B6/02 376A
G02B6/036
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022556070
(86)(22)【出願日】2021-03-01
(85)【翻訳文提出日】2022-11-10
(86)【国際出願番号】 US2021020209
(87)【国際公開番号】W WO2021188288
(87)【国際公開日】2021-09-23
(31)【優先権主張番号】62/991,278
(32)【優先日】2020-03-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】2025271
(32)【優先日】2020-04-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】NL
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【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】100175042
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 秀明
(72)【発明者】
【氏名】ベネット，ケヴィン ウォレス
(72)【発明者】
【氏名】ミシュラ，スニグダラジ クマール
(72)【発明者】
【氏名】タンドン，プシュカル
(72)【発明者】
【氏名】ザハリャン，アラミス ロバート
【テーマコード（参考）】
2H250
【Ｆターム（参考）】
2H250AB10
2H250AB15
2H250AB18
2H250AC62
2H250AC64
2H250AC66
2H250AC67
2H250AC68
2H250AC70
2H250AC93
2H250AC94
2H250AC95
2H250AC96
2H250AC98
2H250AD19
2H250AD32
2H250AD34
2H250AD44
2H250AE26
2H250AE39
2H250AE47
2H250AE63
2H250AE64
2H250AH22
2H250BA32
2H250BB07
2H250BC02
2H250BC03
2H250BD11
2H250BD12
2H250BD17
2H250BD18
(57)【要約】
アルカリ金属がドープされたシリカガラスから作られた第１のコア（９０）、その第１のコアを取り囲む第１の内側クラッド、およびその第１の内側クラッドを取り囲み、約３０％Δ・μｍ２以上の体積を有する第１のトレンチ領域を含む第１の外側クラッドを備えた多芯光ファイバ（８０）が提供される。この多芯光ファイバ（８０）は、アルカリ金属がドープされたシリカガラスから作られた第２のコア（９０）、その第２のコアを取り囲む第２の内側クラッド、およびその第２の内側クラッドを取り囲み、約３０％Δ・μｍ２以上の体積を有する第２のトレンチ領域を含む第２の外側クラッドも備える。それに加え、共通クラッド（９８）が第１のコアと第２のコアを取り囲み、この第１のコアと第２のコアの各々は、約１００μｍ２以下の１５５０ｎｍでの有効面積を有する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
多芯光ファイバにおいて、アルカリ金属がドープされたシリカガラスから作られた第１のコア、
前記第１のコアを取り囲む第１の内側クラッド、
前記第１の内側クラッドを取り囲み、約３０％Δ・マイクロメートル２以上の体積を有する第１のトレンチ領域を含む第１の外側クラッド、
アルカリ金属がドープされたシリカガラスから作られた第２のコア、
前記第２のコアを取り囲む第２の内側クラッド、
前記第２の内側クラッドを取り囲み、約３０％Δ・マイクロメートル２以上の体積を有する第２のトレンチ領域を含む第２の外側クラッド、および
前記第１のコアと前記第２のコアを取り囲む共通クラッド、
を備え、
前記第１のコアと前記第２のコアの各々は、約１００マイクロメートル２以下の１５５０ｎｍでの有効面積を有する、多芯光ファイバ。
【請求項2】
前記第１のコアの中心線と前記第２のコアの中心線との間の距離が、約２０マイクロメートルから約４５マイクロメートルの範囲にある、請求項１記載の多芯光ファイバ。
【請求項3】
前記第１のコアと前記第２のコアとの間のクロストークが、ファイバ長１００ｋｍ当たり約－３０ｄＢ未満である、請求項１または２記載の多芯光ファイバ。
【請求項4】
前記第１のコアおよび前記第２のコアの半径の各々が、約２．５マイクロメートルから約９マイクロメートルの範囲にある、請求項１から３いずれか１項記載の多芯光ファイバ。
【請求項5】
前記第１のコアおよび前記第２のコアの各々の１５５０ｎｍでの減衰が、約０．１７０ｄＢ／ｋｍ以下である、請求項１から４いずれか１項記載の多芯光ファイバ。
【請求項6】
前記第１のコアおよび前記第２のコアの各々が、約１０ｐｐｍから約５００ｐｐｍの範囲のピークアルカリ金属濃度を有する、請求項１から５いずれか１項記載の多芯光ファイバ。
【請求項7】
前記第１のコアおよび前記第２のコアの前記アルカリ金属が、ナトリウム、カリウム、およびルビジウムの内の少なくとも１つである、請求項１から６いずれか１項記載の多芯光ファイバ。
【請求項8】
前記第１のコアおよび前記第２のコアの各々が、約０．４質量％から約２．２質量％の範囲の塩素濃度を有する、請求項１から７いずれか１項記載の多芯光ファイバ。
【発明の詳細な説明】
【優先権】
【0001】
本出願は、その内容が依拠され、ここに全て引用される、２０２０年３月１８日に出願された米国仮特許出願第６２／９９１２７８号からの優先権を主張する、２０２０年４月３日に出願された蘭国特許出願第２０２５２７１号に優先権の恩恵を主張するものである。
【技術分野】
【0002】
本開示は、光ファイバに関する。より詳しくは、本開示は、海底環境のために作られた光ファイバケーブルに関する。最も詳しくは、本開示は、マイクロベンド感度を著しく増加させずに、減少した直径を有する光ファイバに関する。
【背景技術】
【0003】
海底ケーブルは、陸海空を横断して電気通信信号を伝送するために設計されたものである。過去数年間、海底ケーブルを渡る電気通信信号が劇的に増加しており、現在、大陸間通信信号の９０％超が海底ケーブルを介して伝送されている。そのため、大陸間のインターネットトラフィックの増加に伴い、そのような海底ケーブルの伝送容量に対する需要も高まっている。
【0004】
海底ケーブルの伝送容量を増やすための従来の手法には、伝送チャネル数を増やすための波長分割多重化や、チャネル当たりのデータ伝送速度を上げるための高度な変調フォーマットがある。
【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、チャネルの数やチャネルデータ伝送速度がほぼ実用限界にあるため、これら手法は実用的ではなくなっている。海底ケーブルの伝送容量を増やす可能性のある別の手法に、ケーブル全体の直径を大きくすることにより、ケーブル内のファイバの数を増やすことがある。しかしながら、ケーブルの敷設を容易にするために、海底ケーブルの直径が制限されているので、この手法も実用的ではない。海底ケーブルの直径を大きくすると、質量が増加し、海底光ケーブルを敷設する船舶の収納容量に限りがあるために、ケーブルの管理が一層難しくなる。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示は、海底ケーブルのファイバ総数を増加させるための減少した直径を有し、それゆえ、海底ケーブルの直径を、容易に敷設できる許容サイズに維持できる光ファイバを提供する。具体的には、ここに開示される光ファイバは、長距離伝送に必要なマイクロベンド特性を依然として維持しながら、減少したガラス直径および／または減少した被覆厚を有する。より具体的には、ここに開示される光ファイバは、コンパクトな形態で、低い減衰、低いマイクロベンド感度、および高い穿刺抵抗を提供する。減少したガラス直径および／または減少した被覆厚は、標準的な海底ケーブル設計内のファイバ密度を増加させるために使用されることがある。ここに開示されるような、そのような直径の減少した光ファイバのマイクロベンド特性は、光信号の漏れを抑制するために、ファイバの被覆特性を、屈折率プロファイルの屈折率の減少したクラッド層の寸法で共最適化することによって達成される。二次被覆の高い弾性率により、断面積がより小さいにもかかわらず、ファイバの穿刺抵抗および取扱性が改善される。
【0007】
本記載は、塩素および／またはアルカリ金属がドープされたシリカガラスから作られたコア領域を有する光ファイバに及ぶ。この光ファイバは、コア領域を取り囲むクラッド領域をさらに備え、このクラッド領域は、コア領域に直接隣接する内側クラッド、この内側クラッドを取り囲む外側クラッド、および半径方向に内側クラッドと外側クラッドとの間に配置されたトレンチ領域を含み、このトレンチ領域は、約３０％Δ・マイクロメートル２以上の体積を有する。それに加え、この光ファイバは、約１００マイクロメートル２以下の１５５０ｎｍでの有効面積を有する。
【0008】
本記載は、塩素および／またはアルカリ金属がドープされたシリカガラスから作られたコア領域、およびそのコア領域を取り囲むクラッド領域を有する光ファイバに及ぶ。このクラッド領域は、コア領域に直接隣接する内側クラッド、この内側クラッドを取り囲む外側クラッド、および半径方向に内側クラッドと外側クラッドとの間に配置されたトレンチ領域を含み、このトレンチ領域は、約３０％Δ・マイクロメートル２以上の体積を有する。この光ファイバは、クラッド領域を取り囲む一次被覆およびその一次被覆を取り囲む二次被覆をさらに備える。この一次被覆は、約０．５ＭＰａ以下のその場弾性率を有し、二次被覆は、約１５００ＭＰａ以上のその場弾性率を有する。二次被覆の直径は、約２１０マイクロメートル以下である。
【0009】
本記載はさらに、塩素および／またはアルカリ金属がドープされたシリカガラスから作られた第１のコア、その第１のコアを取り囲む第１の内側クラッド、およびその第１の内側クラッドを取り囲み、約３０％Δ・マイクロメートル２以上の体積を有する第１のトレンチ領域を含む第１の外側クラッドを有する多芯光ファイバに及ぶ。それに加え、この多芯光ファイバは、塩素および／またはアルカリ金属がドープされたシリカガラスから作られた第２のコア、この第２のコアを取り囲む第２の内側クラッド、およびその第２の内側クラッドを取り囲み、約３０％Δ・マイクロメートル２以上の体積を有する第２のトレンチ領域を含む第２の外側クラッドを有する。共通クラッドが、第１のコアと第２のコアを取り囲む。さらに、第１のコアと第２のコアの各々は、約１００マイクロメートル２以下の１５５０ｎｍでの有効面積を有する。
【0010】
追加の特徴および利点が、以下の詳細な説明に述べられており、一部には、その説明から当業者に容易に明白となるか、または記載された説明およびその特許請求の範囲、並びに添付図面に記載されたように実施の形態を実施することによって、認識されるであろう。
【0011】
先の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方とも、例示に過ぎず、請求項の性質および特徴を理解するための概要または骨子を提供する意図があることを理解すべきである。
【0012】
添付図面は、さらなる理解を与えるために含まれ、本明細書に包含され、その一部を構成する。図面は、本開示の選択された態様を示しており、説明と共に、本開示により包含される方法、生成物、および組成物の原理および作動を説明する働きをする。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本開示の実施の形態による被覆光ファイバの概略図
【図2】本開示の実施の形態による光ファイバリボンの概略図
【図3】本開示の実施の形態による光ファイバケーブルの概略図
【図4】本開示の実施の形態による光ファイバの断面の概略図
【図5】本開示の実施の形態による光ファイバの相対屈折率プロファイル
【図6A】本開示の実施の形態による光ファイバの相対屈折率プロファイル
【図6B】本開示の実施の形態による光ファイバの相対屈折率プロファイル
【図6C】本開示の実施の形態による光ファイバの相対屈折率プロファイル
【図6D】本開示の実施の形態による光ファイバの相対屈折率プロファイル
【図6E】本開示の実施の形態による光ファイバの相対屈折率プロファイル
【図7】２つの光ファイバに関する放射損失対クラッド半径のプロット
【図8A】本開示の実施の形態による多芯光ファイバの概略図
【図8B】本開示の実施の形態による多芯光ファイバの概略図
【図8C】本開示の実施の形態による多芯光ファイバの概略図
【図9】本開示の実施の形態による多芯光ファイバの概略図
【図10】３つの多芯光ファイバのクロストーク対コア間隔のプロット
【図11】本開示の実施の形態による多芯光ファイバのコアの相対屈折率プロファイル
【発明を実施するための形態】
【0014】
本開示は、実現可能な教示として提供され、以下の説明、図面、実施例、および特許請求の範囲を参照することによってより容易に理解され得るものである。この目的のために、関連する技術分野の当業者は、有益な結果を得ながら、ここに記載された実施の形態の様々な態様に多くの変更を加えることができることを認識し、理解するであろう。また、本実施の形態の所望の利点のいくつかは、特徴の一部を選択することによって、他の特徴を利用せずに得られることも明らかであろう。したがって、当業者であれば、多くの改変および適応が可能であり、特定の状況において望ましくさえあり得、本開示の一部であることを認識するであろう。したがって、本開示は、特に指定しない限り、開示された特定の組成物、物品、装置、および方法に限定されないことが理解されよう。また、ここに使用される専門用語は、特定の態様を説明する目的のためだけであり、限定する意図はないことを理解されたい。
【0015】
本明細書およびそれに続く特許請求の範囲において、以下の意味を持つように定義された多数の用語が言及されている。
【0016】
「光ファイバ」とは、被覆に取り囲まれたガラス部分を有する導波路のことである。このガラス部分は、コアおよびクラッドを備え、ここでは、「ガラスファイバ」と称される。
【0017】
「径方向位置」、「半径」、または径方向座標「ｒ」は、ファイバの中心線（ｒ＝０）に対する径方向位置を意味する。
【0018】
「屈折率」は、特に明記のない限り、１５５０ｎｍの波長における屈折率を称する。
【0019】
「屈折率プロファイル」は、屈折率または相対屈折率と半径との間の関係である。隣接するコア領域および／またはクラッド領域間にステップ境界を有するものとしてここに描かれた相対屈折率プロファイルについては、加工条件の通常の変動により、隣接する領域の界面で鋭いステップ境界が得られないことがある。屈折率プロファイルの境界は、屈折率のステップ変化としてここに表現されることがあるが、実際の境界は、丸みを帯びるか、または完全なステップ関数特性から他の様式で逸脱することがあると理解されよう。相対屈折率の値は、コア領域および／またはクラッド領域のいずれかにおける径方向位置によって変化することがあることがさらに理解されよう。相対屈折率がファイバの特定の領域（例えば、コア領域および／またはクラッド領域のいずれか）内の径方向位置によって変化する場合、その実際の関数依存性または近似関数依存性、または領域内の特定の位置におけるその値、または領域全体に適用できる平均値で表現される。特に指定しない限り、領域（例えば、コア領域および／またはクラッド領域のいずれか）の相対屈折率が、単一値として、または領域全体に適用されるパラメータ（例えば、ΔまたはΔ％）として表される場合、その領域内の相対屈折率は、一定、またはほぼ一定であり、単一値に対応する、もしくは単一値またはパラメータは、その領域内の径方向位置による非一定の相対屈折率依存性の平均値を示すと理解される。例えば、「ｉ」がガラスファイバの領域である場合、パラメータΔｉは、特に断らない限り、下記の式（１）で定義されるような領域内の相対屈折率の平均値を称する。設計によるものであれ、通常の製造上のばらつきの結果であれ、相対屈折率の径方向位置への依存性は、傾斜、曲線、またはその他の非一定であることがある。
【0020】
ここに使用されるような「相対屈折率」は、式（１）において：
【0021】
【数1】
【0022】
のように定義され、式中、ｎｉは、特に指定しない限り、ガラスファイバの径方向位置ｒｉにおける屈折率であり、ｎｒｅｆは、特に指定しない限り、純粋なシリカガラスの屈折率である。したがって、ここに使用されるように、相対屈折率パーセントは、１５５０ｎｍの波長で１．４４４の値を有する、純粋なシリカガラスに対して相対的なものである。ここに使用されるように、相対屈折率は、Δ（または「デルタ」）またはΔ％（または「デルタ％」）で表され、その値は、特に指定しない限り、「％」の単位で与えられる。また、相対屈折率は、Δ（ｒ）またはΔ（ｒ）％と表されることもある。
【0023】
ファイバのある領域の平均相対屈折率（Δ平均）は、式（２）：
【0024】
【数2】
【0025】
により求められ、式中、ｒ内側は、その領域の内側半径であり、ｒ外側は、その領域の外側半径であり、Δ（ｒ）は、その領域の相対屈折率である。
【0026】
光ファイバプロファイルの屈折率は、ＩＦＡ－１００ Ｆｉｂｅｒ Ｉｎｄｅｘ Ｐｒｏｆｉｌｅｒ（米国、マサチューセッツ州、シャロン所在のＩｎｔｅｒｆｉｂｅｒ Ａｎａｌｙｓｉｓ ＬＬＣ）や、Ｓ１４ Ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ Ｉｎｄｅｘ Ｐｒｏｆｉｌｅｒ（米国、オレゴン州、ビーバートン所在のＰｈｏｔｏｎ Ｋｉｎｅｔｉｃｓ，Ｉｎｃ．）などの市販の装置を使用して測定することができる。これらの装置は、測定基準屈折率に対する屈折率を測定する、ｎ（ｒ）－ｎｍｅａｓ、ここで、測定基準屈折率ｎｍｅａｓは、典型的に、油または純粋なシリカガラスと一致する較正屈折率である。測定波長は、６３２．５ｎｍ、６５４ｎｍ、６７７．２ｎｍ、６５４ｎｍ、７０２．３ｎｍ、７２９．６ｎｍ、７５９．２ｎｍ、７９１．３ｎｍ、８２６．３ｎｍ、８６４．１ｎｍ、９０５．２ｎｍ、９４９．６ｎｍ、９９７．７ｎｍ、１０５０ｎｍ、またはそれらの間のどの波長であってもよい。次に、絶対屈折率ｎ（ｒ）を使用して、式（１）により定義されたような相対屈折率を計算する。
【0027】
「α－プロファイル」または「アルファプロファイル」という用語は、式（３）：
【0028】
【数3】
【0029】
に定義される関数形式を有する相対屈折率プロファイルΔ（ｒ）を称し、式中、ｒ０は、Δ（ｒ）が最大である径方向位置であり、Δ（ｒ０）＞０、ｒｚ＞ｒ０は、Δ（ｒ）が最小値まで減少する径方向位置であり、ｒは、ｒｉ≦ｒ≦ｒｆの範囲にあり、ここで、ｒｉは、α－プロファイルの初期径方向位置であり、ｒｆは、α－プロファイルの最終径方向位置であり、αは実数である。α－プロファイルのΔ（ｒ０）は、ここではΔｍａｘ、またはファイバの特定の領域ｉが言及されている場合には、Δｉｍａｘと称されることがある。ファイバのコア領域の相対屈折率プロファイルが、ｒ０が中心線で生じ（ｒ＝０）、ｒｚがコア領域の外側半径ｒ１に対応し、Δ１（ｒ１）＝０であるα－プロファイルにより記載されている場合、式（３）は式（４）に単純化される：
【0030】
【数4】
【0031】
コア領域が、式（４）により表される屈折率を有する場合、外側半径ｒ１は、以下の手順によって、測定された相対屈折率プロファイルから決定できる。最大相対屈折率Δ１ｍａｘ、α、および外側半径ｒ１ｅｓｔの推定値は、測定された相対屈折率プロファイルを調べることによって得られ、ｒ＝ｒ－ｒ１ｅｓｔとｒ＝ｒ１ｅｓｔとの間に試験関数Δｔｒｉａｌを作るために使用される。本開示の実施の形態による、α－プロファイルにより表されるコアを有する代表的なガラスファイバの相対屈折率プロファイルが、図５および６に示されている。
【0032】
「トレンチ体積」は：
【0033】
【数5】
【0034】
として定義され、式中、ｒトレンチ、内側は、屈折率プロファイルのトレンチ領域の内側半径であり、ｒトレンチ、外側は、屈折率プロファイルのトレンチ領域の外側半径であり、Δトレンチ（ｒ）は、屈折率プロファイルのトレンチ領域の相対屈折率であり、ｒは、ファイバ内の径方向位置である。トレンチ体積は、絶対値で表され、正の値を有し、％Δマイクロメートル２、％Δ－マイクロメートル２、％Δ－μｍ２または％Δμｍ２の単位で表され、それにより、これらの単位は、ここでは交換可能に使用することができる。トレンチ領域は、ここでは、屈折率の減少したクラッド領域とも称され、トレンチ体積は、Ｖ３とも称される。
【0035】
光ファイバの「モードフィールド径」または「ＭＦＤ」は：
【0036】
【数6】
【0037】
として式（６）に定義され、式中、ｆ（ｒ）は、導波光信号の電場分布の横成分であり、ｒはファイバ内の径方向位置である。「モードフィールド径」または「ＭＦＤ」は、光信号の波長に依存し、ここでは、１３１０ｎｍ、１５５０ｎｍ、および１６２５ｎｍの波長について報告される。ここで、モードフィールド径を称するときに、その波長の特異的な適用が行われる。特に明記のない限り、モードフィールド径は、特定波長でのＬＰ０１モードを称する。
【0038】
光ファイバの「有効面積」は：
【0039】
【数7】
【0040】
として式（７）に定義され、式中、ｆ（ｒ）は、導波光信号の電場の横成分であり、ｒはファイバ内の径方向位置である。「有効面積」または「Ａｅｆｆ」は、光信号の波長に依存し、ここでは、１５５０ｎｍの波長を称すると理解される。
【0041】
ここに用いられているような、「減衰」という用語は、信号が光ファイバに沿って伝搬するときの光出力の損失である。減衰は、ＩＥＣ－６０７９３－１－４０規格、「Attenuation measurement methods」に規定されたように測定した。
【0042】
ここで「曲げ損失」と表される、光ファイバの曲げ抵抗は、ＩＥＣ－６０７９３－１－４０規格、「Measurement methods and test procedures - Macrobending loss」に規定されるような規定の試験条件下での誘導減衰によって測定することができる。例えば、試験条件は、例えば、１５ｍｍ、２０ｍｍ、または３０ｍｍのマンドレルもしくは類似の直径のマンドレル（例えば、「１×１５ｍｍ直径曲げ損失」または「１×２０ｍｍ直径曲げ損失」または「１×３０ｍｍ直径曲げ損失」）のいずれかの周りに一巻き巻き付けることにより、規定の直径のマンドレルの周りにファイバを一巻き以上敷設し、または巻き付け、一巻き当たりの減衰の増加を測定する各工程を伴い得る。
【0043】
ここに用いられているような、「ケーブルカットオフ波長」または「ケーブルカットオフ」は、ＩＥＣ ６０７９３－１－４４規格、「Measurement methods and test procedures - Cut-off wavelength」に規定されるような２２ｍのケーブルカットオフ試験を称する。
【0044】
ここに開示された光ファイバは、コア領域、そのコア領域を取り囲むクラッド領域、およびそのクラッド領域を取り囲む被覆を備える。コア領域とクラッド領域はガラスである。クラッド領域は、複数の領域を含む。この複数のクラッド領域は、同心領域であることが好ましい。クラッド領域は、内側クラッド領域、屈折率の減少したクラッド領域、および外側クラッド領域を含む。内側クラッド領域は、コア領域を取り囲み、それに直接隣接している。屈折率の減少したクラッド領域は、この屈折率の減少したクラッド領域が半径方向に内側クラッド領域と外側クラッド領域との間に配置されるように、内側クラッド領域を取り囲み、それに直接隣接している。外側クラッド領域は、屈折率の減少したクラッド領域を取り囲み、それに直接隣接している。屈折率の減少したクラッド領域は、内側クラッド領域と外側クラッド領域よりも低い相対屈折率を有する。屈折率の減少したクラッド領域は、ここでは、トレンチまたはトレンチ領域と称されることもある。内側クラッド領域の相対屈折率は、外側クラッド領域の相対屈折率よりも小さくても、等しくても、または大きくてもよい。屈折率の減少したクラッド領域は、曲げ損失およびマイクロベンド感度の減少に寄与することがある。コア領域、内側クラッド領域、屈折率の減少したクラッド領域、および外側クラッド領域は、それぞれ、コア、クラッド、内側クラッド、屈折率の減少したクラッド、および外側クラッドとも称される。
【0045】
ここに用いられるときはいつでも、径方向位置ｒ１および相対屈折率Δ１またはΔ１（ｒ）はコア領域を称し、径方向位置ｒ２および相対屈折率Δ２またはΔ２（ｒ）は内側クラッド領域を称し、径方向位置ｒ３および相対屈折率Δ３またはΔ３（ｒ）は屈折率の減少したクラッド領域を称し、径方向位置ｒ４および相対屈折率Δ４またはΔ４（ｒ）は外側クラッド領域を称し、径方向位置ｒ５は一次被覆を称し、径方向位置ｒ６は二次被覆を称し、径方向位置ｒ７は随意的な三次被覆を称する。
【0046】
相対屈折率Δ１（ｒ）は、最大値Δ１ｍａｘおよび最小値Δ１ｍｉｎを有する。相対屈折率Δ２（ｒ）は、最大値Δ２ｍａｘおよび最小値Δ２ｍｉｎを有する。相対屈折率Δ３（ｒ）は、最大値Δ３ｍａｘおよび最小値Δ３ｍｉｎを有する。相対屈折率Δ４（ｒ）は、最大値Δ４ｍａｘおよび最小値Δ４ｍｉｎを有する。相対屈折率が、ある領域に亘り一定またはほぼ一定である実施の形態において、相対屈折率の最大値と最小値は、等しいかまたはほぼ等しい。特に明記のない限り、ある領域の相対屈折率に単一値が報告されている場合、その単一値は、その領域の平均値に相当する。
【0047】
中央コア領域は、形状が実質的に円柱状であること、および周囲の内側クラッド領域、屈折率の減少したクラッド領域、外側クラッド領域、一次被覆、および二次被覆は、形状が実質的に環状であることが理解されよう。環状領域は、内側半径と外側半径で特徴付けることができる。径方向位置ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４、ｒ５、ｒ６およびｒ７は、ここでは、それぞれ、コア、内側クラッド、屈折率の減少したクラッド、外側クラッド、一次被覆、二次被覆、および三次被覆の最も外側の半径を称する。半径ｒ６は、また、三次被覆を持たない実施の形態において、光ファイバの外側半径に相当する。三次被覆が存在する場合、半径ｒ７が光ファイバの外側半径に相当する。
【0048】
２つの領域が互いに直接隣接している場合、その２つの領域の内側の領域の外側半径は、その２つの領域の外側の領域の内側半径と一致する。光ファイバは、例えば、外側クラッド領域により取り囲まれ、それに直接隣接する屈折率の減少したクラッド領域を備える。半径ｒ３は、屈折率の減少したクラッド領域の外側半径および外側クラッド領域の内側半径に相当する。相対屈折率プロファイルは、内側クラッド領域を取り囲み、それに直接隣接している屈折率の減少したクラッド領域も含む。径方向位置ｒ２は、内側クラッド領域の外側半径および屈折率の減少したクラッド領域の内側半径に相当する。同様に、径方向位置ｒ１は、コア領域の外側半径および内側クラッド領域の内側半径に相当する。
【0049】
径方向位置ｒ２と径方向位置ｒ１との間の差は、ここでは、内側クラッド領域の厚さと称される。径方向位置ｒ３と径方向位置ｒ２との間の差は、ここでは、屈折率の減少したクラッド領域の厚さと称される。径方向位置ｒ４と径方向位置ｒ３との間の差は、ここでは、外側クラッド領域の厚さと称される。径方向位置ｒ５と径方向位置ｒ４との間の差は、ここでは、一次被覆の厚さと称される。径方向位置ｒ６と径方向位置ｒ５との間の差は、ここでは、二次被覆の厚さと称される。
【0050】
下記にさらに記載されるように、コア領域、内側クラッド領域、屈折率の減少したクラッド領域、および外側クラッド領域の相対屈折率は異なることがある。これらの領域の各々は、ドープされたまたは未ドープのシリカガラスから形成されることがある。未ドープのシリカガラスに対する屈折率は、当業者に公知の技術を使用して、目標の屈折率または屈折率プロファイルを与えるように設計されたレベルで、アップドーパントまたはダウンドーパントを含ませることによって変えられる。アップドーパントは、未ドープのガラス組成物に対してガラスの屈折率を上昇させるドーパントである。ダウンドーパントは、未ドープのガラス組成物に対してガラスの屈折率を低下させるドーパントである。１つの実施の形態において、未ドープのガラスは、シリカガラスである。未ドープのガラスがシリカガラスである場合、アップドーパントとしては、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｇｅ、Ａｌ、Ｐ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、およびＴａが挙げられ、ダウンドーパントとしては、ＦおよびＢが挙げられる。屈折率が一定の領域は、ドープを行わないことにより、またはその領域の厚さに亘り均一濃度でドープを行うことにより形成することができる。屈折率が変動する領域は、領域の厚さに亘りドーパントの不均一な空間分布により、および／または異なる領域に異なるドーパントを含ませることにより、形成される。ダウンドープは、シリカガラス中に空隙を含ませることによって、行うこともできる。空隙は、空気または他の気体（例えば、Ｎ２、Ａｒ、ＳＯ２、ＣＯ２、Ｋｒ、Ｏ２）が充填された局所領域および／またはガラスファイバの全長よりも短い長さに亘り延在する真空空間に相当する。空隙は、ガラスファイバの長さに沿って無作為にすなわち非周期的に分布することが好ましい。
【0051】
ヤング率、伸長％、および引裂強度の値は、ここに記載される手順による測定条件下で決定された値を称する。
【0052】
ここで、本記載の説明に役立つ実施の形態を詳しく参照する。
【0053】
１つの実施の形態は、光ファイバに関する。この光ファイバは、被覆に取り囲まれたガラスファイバを備える。光ファイバの一例が、図１に概略断面図に示されている。光ファイバ１０は、一次被覆１６および二次被覆１８により取り囲まれたガラスファイバ１１を備える。いくつかの実施の形態において、二次被覆１８は顔料を含むことがある。ガラスファイバ１１、一次被覆１６、および二次被覆１８のさらなる説明が、下記に与えられている。それに加え、１つ以上の三次インク層が二次被覆１８を取り囲むことがある。
【0054】
図２は、複数の光ファイバ２０およびその複数の光ファイバを被包するマトリクス３２を備えることがある、光ファイバリボン３０を示す。光ファイバ２０の各々は、先に記載されたような、コア領域、クラッド領域、一次被覆、および二次被覆を備える。光ファイバ２０は、上述したような三次被覆も備えることがある。
【0055】
図２に示されるように、光ファイバ２０は、実質的に平面で並列な関係で互いに対して並べられている。光ファイバリボン３０中の光ファイバは、光ファイバリボンを製造する従来の方法によって、いくつかの公知の形態のいずれか（例えば、エッジ結合リボン、薄型被包リボン、厚型被包リボン、または多層リボン）でリボンマトリクス３２により被包されている。図２の実施の形態における光ファイバリボン３０は、十二（１２）本の光ファイバ２０を収容している。しかしながら、特定の使途のための光ファイバリボン３０を形成するために、いくつの光ファイバ２０（例えば、２以上）が用いられてもよいと考えられる。リボンマトリクス３２は、二次被覆の引張特性と同様の引張特性を有し、二次被覆を調製するために使用されたのと同じ、類似の、または異なる組成物から形成しても差し支えない。
【0056】
図３は、ジャケット４２で取り囲まれた複数の光ファイバ２０を備える光ファイバケーブル４０を示す。いくつかの実施の形態において、光ファイバケーブル４０は海底ケーブルである。光ファイバ２０は、ジャケット４２の内面４４で囲まれた導管中に緻密にまたは緩く充填されることがある。ジャケット４２内に配置されるファイバの数は、光ファイバケーブル４０の「ファイバ総数」と称される。下記にさらに述べられるように、本開示の光ファイバは、減少した直径を有し、それゆえ、数の多い「ファイバ総数」を提供する。
【0057】
ジャケット４２は、押出高分子材料から形成されており、高分子または他の材料の複数の同心層を含むことがある。光ファイバケーブル４０は、ジャケット４２内に埋め込まれた、または内面４４により画成された導管内に配置された、１つ以上の強化部材（図示せず）を含むことがある。強化部材は、ジャケット４２よりも剛性であるファイバまたはロッドを含む。強化部材は、金属、網状スチール、ガラス強化プラスチック、ガラス繊維、または他の適切な材料から作られることがある。光ファイバケーブル４０は、例えば、装甲層、防湿層、リップコードなどの、ジャケット４２で取り囲まれた他の層を含むことがある。さらに、光ファイバケーブル４０は、よられた緩い管コアまたは他の光ファイバケーブル構造を有してもよい。
【0058】
ガラスファイバ
図１に示されるように、ガラスファイバ１１は、当該技術分野に公知であるように、コア領域１２およびクラッド領域１４を備える。コア領域１２は、クラッド領域１４より高い屈折率を有し、ガラスファイバ１１は導波路として機能する。多くの用途において、コア領域１２とクラッド領域１４は、識別できるコア・クラッド境界を有する。あるいは、コア領域１２とクラッド領域１４は、明確な境界がないことがあり得る。
図１に示されるように、ガラスファイバ１１は、当該技術分野に公知であるように、コア領域１２およびクラッド領域１４を備える。コア領域１２は、クラッド領域１４より高い屈折率を有し、ガラスファイバ１１は導波路として機能する。多くの用途において、コア領域１２とクラッド領域１４は、識別できるコア・クラッド境界を有する。あるいは、コア領域１２とクラッド領域１４は、明確な境界がないことがあり得る。
【0059】
いくつかの実施の形態において、コア領域１２は、ガラスファイバの中心からの距離により変動する屈折率を有する。例えば、コア領域１２は、２以上かつ１００以下、または例えば、２と１０の間、２と６の間、２と４の間、４と２０の間、６と２０の間、８と２０の間、１０と２０の間、または１０と４０の間のα値を有するα－プロファイル（先の式（３）で定義されたような）を持つ相対屈折率プロファイルを有することがある。
【0060】
例示の光ファイバの概略断面図が、図４に示されている。先に述べたように、図４の光ファイバは、海底ケーブルに使用されることがある。図４において、光ファイバ４６は、コア領域４８、クラッド領域５０、一次被覆５６、および二次被覆５８を備える。クラッド領域５０は、内側クラッド領域５１、屈折率の減少したクラッド領域５３、および外側クラッド領域５５を含む。三次層（例えば、インク層）が、必要に応じて、二次被覆を取り囲むか、またはそれに直接隣接する。
【0061】
先に述べたように、光ファイバ４６は、減少したガラス直径および／または減少した被覆直径を有することがある。そのような減少した直径は、例えば、標準的な海底ケーブル設計に使用される場合、光ファイバ４６のファイバ密度（例えば、「ファイバ総数」）を増加させることができる。光ファイバ４６のより小さい直径のプロファイルで、適切な減衰およびマイクロベンド特徴を提供するために、ファイバの性質は、さらに下記に述べられるように、具体的に調整される。
【0062】
本開示の実施の形態によるガラスファイバの代表的な相対屈折率プロファイルが、図５に示されている。図５の光ファイバ６０のプロファイルは、外側半径ｒ１および最大相対屈折率Δ１ｍａｘを持つ相対屈折率Δ１を有するコア領域（１）、径方向位置ｒ１から径方向位置ｒ２まで延在し、相対屈折率Δ２を有する内側クラッド領域（２）、径方向位置ｒ２から径方向位置ｒ３まで延在し、相対屈折率Δ３を有する屈折率の減少したクラッド領域（３）、および径方向位置ｒ３から径方向位置ｒ４まで延在し、相対屈折率Δ４を有する外側クラッド領域（４）を示す。図５のプロファイルにおいて、屈折率の減少したクラッド領域（３）は、ここではトレンチと称されることがあり、内側クラッド領域（２）および外側クラッド領域（４）の相対屈折率よりも小さい一定または平均相対屈折率Δ３を有する。コア領域（１）は、プロファイルにおいて最高の平均および最大相対屈折率を有する。コア領域（１）は、中心線に、またはその近くにより低い屈折率領域（当該技術分野において「中心線窪み(centerline dip)」として知られている）（図示せず）を含むことがある。コア領域（１）は、中心線に、またはその近くにより高い屈折率領域（「中心線スパイク(centerline spike)」と称される）（図示せず）を含むことがある。
【0063】
図５の相対屈折率プロファイルにおいて、ガラスファイバのコア領域（１）は、２以上かつ２０以下のα値を持つα－プロファイルを有する。α－プロファイルの径方向位置ｒ０（Δ１ｍａｘに対応する）は、ファイバの中心線（ｒ＝０）に対応し、α－プロファイルの径方向位置ｒｚは、コア半径ｒ１に対応する。中心線窪みを有する実施の形態において、径方向位置ｒ０は、ファイバの中心線からわずかにずれている。いくつかの実施の形態において、相対屈折率Δ１は、中心線から離れる径方向に連続的に減少する。他の実施の形態において、相対屈折率Δ１は、中心線とｒ１との間のいくつかの径方向位置に亘り変動し、また、中心線とｒ１との間の他の径方向位置に亘り一定値またはほぼ一定値を含む。
【0064】
図５において、内側クラッド領域（２）から屈折率の減少したクラッド領域（３）への移行領域６１および屈折率の減少したクラッド領域（３）から外側クラッド領域（４）への移行領域６２は、ステップ型変化として示されている。ステップ型変化は理想化されたものであること、および移行領域６１および／または移行領域６２は、図５に示されるように、実際には、厳密に垂直ではないことがあることを理解すべきである。そうではなく、移行領域６１および／または移行領域６２は、勾配または曲率を有することがある。移行領域６１および／または移行領域６２が非垂直である場合、屈折率の減少したクラッド領域（３）の内側半径ｒ２と外側半径ｒ３は、それぞれ、移行領域６１と６２の中間点に相当する。これらの中間点は、屈折率の減少したクラッド領域（３）の深さ６３の半分に相当する。
【0065】
図５に示された相対屈折率プロファイルにおける相対屈折率Δ１、Δ２、Δ３、およびΔ４の相対的順序は、条件Δ１ｍａｘ＞Δ４＞Δ３およびΔ１ｍａｘ＞Δ２＞Δ３を満たす。Δ２およびΔ４の値は、等しくても、またはいずれが他方より大きくてもよいが、Δ２およびΔ４の両方とも、Δ１ｍａｘとΔ３の間である。
【0066】
相対屈折率Δ１、Δ２、Δ３、およびΔ４は、コア領域、内側クラッド領域、屈折率の減少したクラッド領域、および外側クラッド領域に使用される材料に基づく。相対屈折率Δ１、Δ２、Δ３、およびΔ４に関するこれらの材料の説明が、下記に与えられている。
【0067】
コア領域
コア領域はシリカガラスから作られている。コア領域のシリカガラスは、未ドープのシリカガラス、アップドープされたシリカガラス、および／またはダウンドープされたシリカガラスであることがある。アップドープされたシリカガラスに、アルカリ金属酸化物（例えば、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ、またはＲｂ２Ｏ）および／またはハロゲンがドープされたシリカガラスがある。ダウンドープされたシリカガラスに、フッ素がドープされたシリカガラスがある。いくつかの実施の形態において、コア領域のシリカガラスは、Ｇｅを含まないおよび／またはＣｌを含まない、すなわち、コア領域は、ゲルマニウムおよび／または塩素がほとんどないシリカガラスから作られる。
コア領域はシリカガラスから作られている。コア領域のシリカガラスは、未ドープのシリカガラス、アップドープされたシリカガラス、および／またはダウンドープされたシリカガラスであることがある。アップドープされたシリカガラスに、アルカリ金属酸化物（例えば、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ、またはＲｂ２Ｏ）および／またはハロゲンがドープされたシリカガラスがある。ダウンドープされたシリカガラスに、フッ素がドープされたシリカガラスがある。いくつかの実施の形態において、コア領域のシリカガラスは、Ｇｅを含まないおよび／またはＣｌを含まない、すなわち、コア領域は、ゲルマニウムおよび／または塩素がほとんどないシリカガラスから作られる。
【0068】
コア領域は、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、セシウム（Ｃｓ）および／またはフランシウム（Ｆｒ）など、少なくとも１種類のアルカリ金属がドープされたシリカガラスから作られることがある。いくつかの実施の形態において、このシリカガラスは、ナトリウム、カリウム、およびルビジウムの組合せがドープされている。このシリカガラスは、約１０ｐｐｍから約５００ｐｐｍの範囲、または約２０ｐｐｍから約４５０ｐｐｍの範囲、または約５０ｐｐｍから約３００ｐｐｍの範囲、または約１０ｐｐｍから約２００ｐｐｍの範囲、または約１０ｐｐｍから約１５０ｐｐｍの範囲のピークアルカリ濃度を有することがある。開示された範囲内でのアルカリ金属のドープにより、レイリー散乱が低下し、それによって、光ファイバの減衰がより低くなる。
【0069】
いくつかの実施の形態において、コア領域は、アルカリ金属がドープされ、ダウンドーパントとしてのフッ素がドープされたシリカガラスから作られる。図５および６は、ダウンドープされたシリカガラスの例示の実施の形態を示す。ガラスファイバ中のフッ素の濃度は、約０．１質量％から約２．５質量％の範囲、または約０．２５質量％から約２．２５質量％の範囲、または約０．３質量％から約２．０質量％の範囲にある。
【0070】
さらに他の実施の形態において、コア領域は、塩素などのハロゲンがドープされたシリカガラスから作られる。図６Ｂ～６Ｄは、塩素がドープされたシリカガラスの例示の実施の形態を示している。ガラスファイバ中の塩素の濃度は、約０．４質量％から約２．２質量％、または約０．６質量％から約２．０質量％、または約１．０質量％から約１．９質量％の範囲、または１．６質量％、または約１．８質量％である。
【0071】
コア領域の半径ｒ１は、約３．０マイクロメートルから約６．０マイクロメートルの範囲、または約３．５マイクロメートルから約５．５マイクロメートルの範囲内、または約４．０マイクロメートルから約５．０マイクロメートルの範囲、または約４．２マイクロメートルから約４．７マイクロメートルの範囲にある。いくつかの実施の形態において、コア領域は、少なくとも１．０マイクロメートル、または少なくとも２．０マイクロメートル、または少なくとも３．０マイクロメートル、または少なくとも４．０マイクロメートル、または１．０マイクロメートルから４．０マイクロメートルの範囲、または２．０マイクロメートルから３．０マイクロメートルの範囲の径方向の幅を有する一定またはほぼ一定の相対屈折率を有する部分を含む。いくつかの実施の形態において、一定またはほぼ一定の相対屈折率を有するコア領域の部分は、Δ１ｍｉｎの相対屈折率を有する。
【0072】
コア領域の相対屈折率Δ１またはΔ１ｍａｘは、約－０．１５％から約０．３０％の範囲、または約－０．１０％から約０．２０％の範囲、または約－０．０５％から約０．１５％の範囲、または約０％から約０．１０％の範囲にある。コア領域の最小相対屈折率Δ１ｍｉｎは、約－０．２０％から約－０．５０％の範囲、または約－０．３０％から約－０．４０％の範囲、または約－０．３２％から約－０．３７％の範囲にある。Δ１ｍａｘとΔ１ｍｉｎの差は、０．０５％超、または０．１０％超、または０．１５％超、または０．２０％超、または０．０５％から０．４０％の範囲、または０．１０％から０．３５％の範囲にある。
【0073】
内側クラッド領域
内側クラッド領域は、フッ素がドープされたダウンドープされたシリカガラスおよび／または空隙を有するシリカガラスからなる。内側クラッド領域中のダウンドーパントの平均濃度は、コア領域中のダウンドーパントの平均濃度より大きい。いくつかの実施の形態において、内側クラッド領域中のフッ素の濃度は、約０．５０質量％から約２．００質量％の範囲、または約０．６０質量％から約１．００質量％の範囲、または約０．７０質量％から約０．８０質量％の範囲にある。
内側クラッド領域は、フッ素がドープされたダウンドープされたシリカガラスおよび／または空隙を有するシリカガラスからなる。内側クラッド領域中のダウンドーパントの平均濃度は、コア領域中のダウンドーパントの平均濃度より大きい。いくつかの実施の形態において、内側クラッド領域中のフッ素の濃度は、約０．５０質量％から約２．００質量％の範囲、または約０．６０質量％から約１．００質量％の範囲、または約０．７０質量％から約０．８０質量％の範囲にある。
【0074】
内側クラッド領域の相対屈折率Δ２またはΔ２ｍａｘは、約－０．２０％から約－０．５０％の範囲、または約－０．２５％から約－０．４５％の範囲、または約－０．３０％から約－０．４０％の範囲、または約－０．３３％から約－０．３７％の範囲にある。相対屈折率Δ２が一定またはほぼ一定であることが好ましい。Δ１ｍａｘ－Δ２の差（またはΔ１ｍａｘ－Δ２ｍａｘの差）は、約０．２５％超、または約０．３０％超、または約０．３５％超、または約０．２５％から約０．４５％の範囲、または約０．３０％から約０．４０％の範囲にある。
【0075】
内側クラッド領域の半径ｒ２は、約７．０マイクロメートルから約１５．０マイクロメートルの範囲、または約７．５マイクロメートルから約１３．０マイクロメートルの範囲、または約８．０マイクロメートルから約１２．０マイクロメートルの範囲、または約８．５マイクロメートルから約１１．５マイクロメートルの範囲、または約９．０マイクロメートルから約１１．０マイクロメートルの範囲、または約９．５マイクロメートルから約１０．５マイクロメートルの範囲にある。内側クラッド領域の厚さｒ２－ｒ１は、約３．０マイクロメートルから約１０．０マイクロメートルの範囲、または約４．０マイクロメートルから約９．０マイクロメートルの範囲、または約４．５マイクロメートルから約７．０マイクロメートルの範囲にある。
【0076】
屈折率の減少したクラッド領域
屈折率の減少したクラッド領域は、ダウンドープされたシリカガラスから作られる。先に述べたように、好ましいダウンドーパントはフッ素である。屈折率の減少したクラッド領域中のフッ素の濃度は、約０．３０質量％から約２．５０質量％の範囲、または約０．６０質量％から約２．２５質量％の範囲、または約０．９０質量％から約２．００質量％の範囲にある。
屈折率の減少したクラッド領域は、ダウンドープされたシリカガラスから作られる。先に述べたように、好ましいダウンドーパントはフッ素である。屈折率の減少したクラッド領域中のフッ素の濃度は、約０．３０質量％から約２．５０質量％の範囲、または約０．６０質量％から約２．２５質量％の範囲、または約０．９０質量％から約２．００質量％の範囲にある。
【0077】
相対屈折率Δ３またはΔ３ｍｉｎは、約－０．３０％から約－０．８０％の範囲、または約－０．４０％から約－０．７０％の範囲、または約－０．５０％から約－０．６５％の範囲にある。相対屈折率Δ３が一定またはほぼ一定であることが好ましい。Δ１ｍａｘ－Δ３の差（またはΔ１ｍａｘ－Δ３ｍｉｎの差、またはΔ１－Δ３の差、またはΔ１－Δ３ｍｉｎの差）は、約０．５０％超、または約０．５５％超、または約０．６％超、または約０．５０％から約０．８０％の範囲、または約０．５５％から約０．７５％の範囲にある。Δ２－Δ３の差（またはΔ２－Δ３ｍｉｎの差、またはΔ２ｍａｘ－Δ３の差、またはΔ２ｍａｘ－Δ３ｍｉｎの差）は、約０．１０％超、または約０．２０％超、または約０．３０％超、または約０．１０％から約０．６０％の範囲、または約０．２０％から約０．６０％の範囲にある。
【0078】
屈折率の減少したクラッド領域の内側半径は、ｒ２であり、先に規定した値を有する。屈折率の減少したクラッド領域の外側半径ｒ３は、約１０．０マイクロメートルから約２０．０マイクロメートルの範囲、または約１２．０マイクロメートルから約１９．５マイクロメートルの範囲、または約１３．０マイクロメートルから約１９．０マイクロメートルの範囲、または約１３．５マイクロメートルから約１８．５マイクロメートルの範囲、または約１４．０マイクロメートルから約１８．０マイクロメートルの範囲、または約１４．５マイクロメートルから約１７．５マイクロメートルの範囲にある。屈折率の減少したクラッド領域の厚さｒ３－ｒ２は、０．５マイクロメートルから１２．０マイクロメートルの範囲、または約１．０マイクロメートルから約１０．０マイクロメートルの範囲、または約１．５マイクロメートルから約９．０マイクロメートルの範囲、または約２．０マイクロメートルから約８．０マイクロメートルの範囲にある。
【0079】
屈折率の減少したクラッド領域は、約３０％Δ・マイクロメートル２以上、または約５０％Δ・マイクロメートル２以上、または約７０％Δ・マイクロメートル２以下、または約３０％Δ・マイクロメートル２以上かつ約７０％Δ・マイクロメートル２以下、または約５０％Δ・マイクロメートル２以上かつ約７０％Δ・マイクロメートル２以下のトレンチ体積を有するオフセットトレンチ設計であることがある。開示された範囲より小さいトレンチ体積では、曲げ性能が低下し、開示された範囲より大きいトレンチ体積では、単一モードファイバとしてもはや機能しない。
【0080】
ここに開示されたオフセットトレンチ設計は、コア領域に隣接する従来のトレンチ設計を上回る利点を提供する。より詳しくは、ここに開示されたオフセットトレンチ設計は、基本モードの制限を減少させ、目標の光ファイバのモードフィールド径およびケーブルカットオフ特徴のために、大きい曲げ直径（例えば、曲げ直径＞２５ｍｍ）で改善された曲げ損失を与える。さらに、ここに開示されたトレンチ設計は、屈折率の減少したトレンチ領域を有し、これにより、光ファイバを通って伝搬する基本ＬＰ０１モードの強度プロファイルが都合よく限定され、それにより、光ファイバのモードフィールド径が減少する。
【0081】
外側クラッド領域
外側クラッド領域は、フッ素がドープされたダウンドープされたシリカガラスおよび／または空隙を有するシリカガラスからなる。外側クラッド領域中のダウンドーパントの平均濃度は、コア領域中のダウンドーパントの平均濃度より大きい。いくつかの実施の形態において、外側クラッド領域中のフッ素の濃度は、約０．５０質量％から約２．００質量％の範囲、または約０．６０質量％から約１．００質量％の範囲、または約０．７０質量％から約０．８０質量％の範囲にある。
外側クラッド領域は、フッ素がドープされたダウンドープされたシリカガラスおよび／または空隙を有するシリカガラスからなる。外側クラッド領域中のダウンドーパントの平均濃度は、コア領域中のダウンドーパントの平均濃度より大きい。いくつかの実施の形態において、外側クラッド領域中のフッ素の濃度は、約０．５０質量％から約２．００質量％の範囲、または約０．６０質量％から約１．００質量％の範囲、または約０．７０質量％から約０．８０質量％の範囲にある。
【0082】
外側クラッド領域の相対屈折率Δ４またはΔ４ｍａｘは、約－０．２０％から約－０．５０％の範囲、または約－０．２５％から約－０．４５％の範囲、または約－０．３０％から約－０．４０％の範囲、または約－０．３３％から約－０．３７％の範囲にある。相対屈折率Δ４が、一定またはほぼ一定であることが好ましい。図５に示されるように、相対屈折率Δ４は、相対屈折率Δ２と等しいことがある。
【0083】
外側クラッド領域の内側半径は、ｒ３であり、先に規定された値を有する。外側半径ｒ４は、ケーブル内のファイバの総数を多くするために、ガラスファイバの直径を最小にするように小さいことが好ましい。外側クラッド領域の外側半径ｒ４は、６５マイクロメートル以下、または６２．５マイクロメートル以下、または６０．０マイクロメートル以下、または５７．５マイクロメートル以下、または５５．０マイクロメートル以下、または５２．５マイクロメートル以下、または５０．０マイクロメートル以下、または３７．５マイクロメートルから６２．５マイクロメートルの範囲、または４０．０マイクロメートルから６０．０マイクロメートルの範囲、または４２．５マイクロメートルから５７．５マイクロメートルの範囲、または４５．０マイクロメートルから５５．０マイクロメートルの範囲の範囲にある。このように、例えば、クラッド領域の直径（すなわち、外側半径ｒ４の２倍）は、約１３０マイクロメートル以下、または約１２５マイクロメートル以下、または約１２０マイクロメートル以下、または約１１５マイクロメートル以下、または約１１０マイクロメートル以下、または１０５マイクロメートル以下、または約１００マイクロメートル以下、または約９０マイクロメートル以下、または約８０マイクロメートル以下、または約７５マイクロメートル以下である。外側クラッド領域の厚さｒ４－ｒ３は、１０．０マイクロメートルから５０．０マイクロメートルの範囲、または１５．０マイクロメートルから４５．０マイクロメートルの範囲、または２０．０マイクロメートルから４０．０マイクロメートルの範囲、または２５．０マイクロメートルから３５．０マイクロメートルの範囲にある。
【0084】
光ファイバの特徴
本開示の実施の形態による光ファイバは、約１５３０ｎｍ未満のケーブルカットオフと共に、１３１０ｎｍで約９マイクロメートルから約９．５マイクロメートルの範囲および１５５０ｎｍで約１０マイクロメートルから約１０．５マイクロメートルの範囲のモードフィールド径を有することがある。いくつかの実施の形態において、ケーブルカットオフは、約１５００ｎｍ未満、または約１４５０ｎｍ未満、または約１４００ｎｍ未満、または約１３００ｎｍ未満、または約１２６０ｎｍ未満である。
本開示の実施の形態による光ファイバは、約１５３０ｎｍ未満のケーブルカットオフと共に、１３１０ｎｍで約９マイクロメートルから約９．５マイクロメートルの範囲および１５５０ｎｍで約１０マイクロメートルから約１０．５マイクロメートルの範囲のモードフィールド径を有することがある。いくつかの実施の形態において、ケーブルカットオフは、約１５００ｎｍ未満、または約１４５０ｎｍ未満、または約１４００ｎｍ未満、または約１３００ｎｍ未満、または約１２６０ｎｍ未満である。
【0085】
それに加え、本開示の実施の形態による光ファイバは、約１００マイクロメートル２以下、約９０マイクロメートル２以下、約８０マイクロメートル２以下、約７０マイクロメートル２以下、約７０マイクロメートル２から約９０マイクロメートル２の範囲、または約７５マイクロメートル２から約８５マイクロメートル２の範囲、または約８０マイクロメートル２の、１５５０ｎｍでの有効面積を有することがある。
【0086】
ここに開示された光ファイバの減衰は、１５５０ｎｍの波長で、０．１７５ｄＢ／ｋｍ以下、または０．１７０ｄＢ／ｋｍ以下、または０．１６５ｄＢ／ｋｍ以下、または０．１６０ｄＢ／ｋｍ以下、または０．１５５ｄＢ／ｋｍ以下、または０．１５０ｄＢ／ｋｍ以下である。
【0087】
図５に示されるように、光ファイバ６０は、アルカリがドープされたコア、約－０．３％から約－０．４２％のコア領域（１）の相対屈折率Δ１、および約４マイクロメートルと約６．５マイクロメートルの間のコア半径（ｒ１）を有する光ファイバの例示の実施の形態を提供する。それに加え、光ファイバ６０の内側クラッド領域の厚さは、約２マイクロメートルと約１２マイクロメートルの間である。光ファイバ６０は、５４．５％Δ・マイクロメートル２のトレンチ体積を有するオフセットトレンチ設計を有する。光ファイバ６０のクラッドはフッ素がドープされており、屈折率の減少したクラッド領域は約１７．５マイクロメートルの半径（ｒ３）を有する。光ファイバ６０の光学的性質が、下記の表１に示されている。
【0088】
【表1】
【0089】
図６Ａは、アルカリがドープされたコアおよび約５０％Δ・マイクロメートル２超のトレンチ体積を有し、クラッドにフッ素がドープされており、屈折率の減少したクラッド領域が約１７．５マイクロメートルの半径（ｒ３）を有する、光ファイバ６４、６５の第２と第３の例示の実施の形態を示す。下記の表２に示されるように、光ファイバ６４は、１３１０ｎｍで９．０７マイクロメートルのモードフィールド径をもたらし、光ファイバ６５は、１３１０ｎｍで９．３９マイクロメートルのモードフィールド径をもたらす。光ファイバ６４および６５の光学的性質が、下記の表２に示されている。
【0090】
【表2】
【0091】
図６Ｂは、約１．８質量％の塩素濃度を有する、塩素がドープされたコアを持つ光ファイバ６６の第４の例示の実施の形態を示す。光ファイバ６６は、内側クラッド、屈折率の減少したクラッド領域、およびフッ素がドープされたシリカの外側クラッドも含む。内側クラッドは０．７３質量％のフッ素濃度を有し、屈折率の減少したクラッド領域は１．５質量％のフッ素濃度を有し、外側クラッドは０．７３質量％のフッ素濃度を有する。さらに、光ファイバ６６は、１２５マイクロメートルのガラスの外径、１６７マイクロメートルの一次被覆の外径、および２００マイクロメートルの二次被覆の外径を有する。光ファイバ６６の光学的性質が、下記の表３に示されている。
【0092】
【表3】
【0093】
図６Ｃは、約１．８質量％の塩素濃度を有する、塩素がドープされたコアを持つ光ファイバ６７の第５の例示の実施の形態を示す。光ファイバ６７は、内側クラッド、屈折率の減少したクラッド領域、およびフッ素がドープされたシリカの外側クラッドも含む。内側クラッドは０．７３質量％のフッ素濃度を有し、屈折率の減少したクラッド領域は１．５質量％のフッ素濃度を有し、外側クラッドは０．７３質量％のフッ素濃度を有する。さらに、光ファイバ６７は、１２５マイクロメートルのガラスの外径、１６７マイクロメートルの一次被覆の外径、および２００マイクロメートルの二次被覆の外径を有する。光ファイバ６７は、線引き過程中に、ファイバが高温炉内で徐冷されるような条件下で線引きされた。より詳しくは、線引き過程中に、光ファイバ６７は、０．３秒の期間に亘り９００度で作動する炉内で徐冷された。光ファイバ６７の光学的性質が、下記の表４に示されている。
【0094】
【表4】
【0095】
図６Ｄは、約１．８質量％の塩素濃度を有する、塩素がドープされたコアを持つ光ファイバ６８の第６の例示の実施の形態を示す。光ファイバ６８は、内側クラッド、屈折率の減少したクラッド領域、およびフッ素がドープされたシリカの外側クラッドも含む。内側クラッドは０．７３質量％のフッ素濃度を有し、屈折率の減少したクラッド領域は１．５質量％のフッ素濃度を有し、外側クラッドは０．７３質量％のフッ素濃度を有する。さらに、光ファイバ６８は、１００マイクロメートルのガラスの外径、１２５マイクロメートルの一次被覆の外径、および１６０マイクロメートルの二次被覆の外径を有する。光ファイバ６８の光学的性質が、下記の表５に示されている。
【0096】
【表5】
【0097】
図６Ｅは、約１．８質量％の塩素濃度を有する、塩素がドープされたコアを持つ光ファイバ６９の第７の例示の実施の形態を示す。光ファイバ６９は、内側クラッド、屈折率の減少したクラッド領域、およびフッ素がドープされたシリカの外側クラッドも含む。内側クラッドは０．７３質量％のフッ素濃度を有し、屈折率の減少したクラッド領域は１．４質量％のフッ素濃度を有し、外側クラッドは０．７３質量％のフッ素濃度を有する。さらに、光ファイバ６９は、１００マイクロメートルのガラスの外径、１３１マイクロメートルの一次被覆の外径、および１７２マイクロメートルの二次被覆の外径を有する。光ファイバ６９の光学的性質が、下記の表６に示されている。
【0098】
【表6】
【0099】
光ファイバ６０および６４～６９のオフセットトレンチ設計が、ここに開示されたより小さい直径のファイバに改善されたマイクロベンド感度を与える。より詳しくは、ここに開示されたオフセットトレンチ設計は、ケーブルカットオフおよびモードフィールド径を犠牲にせずに、最適化されたマイクロベンドを与える。
【0100】
一次被覆と二次被覆
光ファイバを通る光の透過率は、ガラスファイバに施される被覆の性質に大きく依存する。先に述べたように（図４を参照して）、その被覆は、典型的に、一次被覆５６および二次被覆５８を含み、ここで、二次被覆は一次被覆を取り囲み、一次被覆はガラスファイバ（クラッド領域により取り囲まれた中央コア領域を含む）に接触する。随意的な三次層（例えば、インク層）が、二次被覆を取り囲み、直接接触している。
光ファイバを通る光の透過率は、ガラスファイバに施される被覆の性質に大きく依存する。先に述べたように（図４を参照して）、その被覆は、典型的に、一次被覆５６および二次被覆５８を含み、ここで、二次被覆は一次被覆を取り囲み、一次被覆はガラスファイバ（クラッド領域により取り囲まれた中央コア領域を含む）に接触する。随意的な三次層（例えば、インク層）が、二次被覆を取り囲み、直接接触している。
【0101】
二次被覆５８は、一次被覆５６よりも硬い材料（より高いヤング率）であることがあり、光ファイバの加工、取扱い、および敷設中に生じる摩耗または外力により生じる損傷からガラスファイバを保護するように設計される。一次被覆５６は、二次被覆５８より柔らかい材料（より低いヤング率）であることがあり、二次被覆の外面に印加される力から生じる応力を緩衝するまたは消散させるように設計される。一次被覆内の応力の消散は、応力を減衰させ、ガラスファイバに到達する応力を最小にする。一次被覆は、ケーブル内に敷設されるときに光ファイバが遭遇するマイクロベンドのために生じる応力を消散させる上で特に重要である。ガラスファイバに伝達されるマイクロベンド応力は、ガラスファイバの屈折率プロファイルに局所摂動を作り出すので、マイクロベンド応力を最小にする必要がある。局所的な屈折率摂動は、ガラスファイバを通じて伝送される光の強度損失をもたらす。応力を消散させることによって、一次被覆はマイクロベンドにより生じる強度損失を最小にする。
【0102】
被覆の例－調製および測定技術
ここに開示されるように、一次被覆と二次被覆の性質を、下記に記載された測定技術を使用して決定した。
ここに開示されるように、一次被覆と二次被覆の性質を、下記に記載された測定技術を使用して決定した。
【0103】
引張特性。硬化性二次被覆組成物を硬化させ、ヤング率、破断点引張強度、降伏強度、および破断点伸びの測定のための硬化ロッド試料の形態で構成した。この硬化ロッドは、硬化性二次被覆組成物を内径約０．０２５インチ（約６．３５ｍｍ）のテフロン（登録商標）管中に射出することによって、調製した。このロッド試料は、約２．４Ｊ／ｃｍ２の線量（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＬｉｇｈｔからのＬｉｇｈｔ ＢｕｇモデルＩＬ３９０によって、２２５～４２４ｎｍの波長範囲に亘り測定した）でＦｕｓｉｏｎ Ｄ電球を使用して硬化させた。硬化後、「テフロン」管を剥ぎ取って、二次被覆組成物の硬化ロッド試料を提供した。硬化ロッドは、試験前に、２３℃および５０％の相対湿度で１８～２４時間に亘り状態調節させた。ヤング率、破断点引張強度、降伏強度、および破断点伸びは、５１ｍｍのゲージ長、２５０ｍｍ／分の試験速度で、欠陥のないロッド試料について、Ｓｉｎｔｅｃｈ ＭＴＳ Ｔｅｎｓｉｌｅ Ｔｅｓｔｅｒを使用して測定した。引張特性は、ＡＳＴＭ基準Ｄ８８２－９７にしたがって測定した。特性は、少なくとも５つの試料の平均として決定し、欠陥がある試料は平均から排除した。
【0104】
その場ガラス転移温度。被覆ファイバから得たファイバから外された管試料に、一次被覆と二次被覆のその場Ｔｇ測定を行った。被覆ファイバは、１２５マイクロメートルの直径を有するガラスファイバ、そのガラスファイバを取り囲み、直接接触している厚さ３２．５マイクロメートルの一次被覆、および一次被覆を取り囲み、直接接触している厚さ２６．０マイクロメートルの二次被覆を備えていた。ガラスファイバと一次被覆は、測定した全ての試料について同じであった。一次被覆は、下記に記載された基準の一次被覆組成物から形成した。比較の二次被覆および本開示による二次被覆を有する試料を測定した。
【0105】
以下の手順を使用して、ファイバから外された管試料を得た：被覆ファイバの端部から約１インチ（約２．５４ｃｍ）のところを、０．００５５インチ（約０．１４ｍｍ）のＭｉｌｌｅｒストリッパで締め付けた。ファイバのこの１インチ領域を液体窒素流に入れ、３秒間に亘り液体窒素中に保持した。次に、被覆ファイバを液体窒素流から取り出し、迅速に剥ぎ取って、被覆を除去した。ファイバの剥ぎ取られた端部を、残留被覆について検査した。ガラスファイバ上に残留被覆が残っている場合、その試料を廃棄し、新たな試料を調製した。剥ぎ取り過程の結果、清浄なガラスファイバ、および無傷の一次被覆と二次被覆を含む剥ぎ取られた被覆の中空管が得られた。この中空管は、「外された管試料」と称される。剥ぎ取られていないファイバの端面から、ガラスおよび一次被覆と二次被覆の直径を測定した。
【0106】
９から１０ｍｍの試料ゲージ長で、Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ ＤＭＴＡ ＩＶ試験装置を使用して、外された管試料のその場Ｔｇ測定を行った。この外された管試料の幅、厚さ、および長さを試験装置の運転プログラムに入力した。外された管試料を取り付け、次いで、約－８５℃に冷却した。一旦安定したら、以下のパラメータを使用して、昇温を行った：
周波数：１Ｈｚ
歪み：０．３％
加熱速度：２℃／分
最終温度：１５０℃
初期静的力＝２０．０ｇ
１０．０％だけ静的力＞動的力。
周波数：１Ｈｚ
歪み：０．３％
加熱速度：２℃／分
最終温度：１５０℃
初期静的力＝２０．０ｇ
１０．０％だけ静的力＞動的力。
【0107】
コーティングのその場Ｔｇは、温度の関数としてのｔａｎ δのプロットにおけるｔａｎ δの最大値と定義され、ここで、ｔａｎ δは：
ｔａｎ δ＝Ｅ”／Ｅ’
と定義され、Ｅ”は、変形のサイクル中の熱としてのエネルギーの損失に比例する、損失弾性率であり、Ｅ’は、変形のサイクル中に貯蔵されるエネルギーに比例する、貯蔵弾性率である。
ｔａｎ δ＝Ｅ”／Ｅ’
と定義され、Ｅ”は、変形のサイクル中の熱としてのエネルギーの損失に比例する、損失弾性率であり、Ｅ’は、変形のサイクル中に貯蔵されるエネルギーに比例する、貯蔵弾性率である。
【0108】
外された管試料は、一次被覆と二次被覆に関するｔａｎ δプロットにおいて別個の最大値を示した。より低い温度（約－５０℃）での最大値は、一次被覆のその場Ｔｇに相当し、より高い温度（５０℃超）での最大値は、二次被覆のその場Ｔｇに相当した。
【0109】
一次被覆のその場弾性率。以下の手順を使用して、その場弾性率を測定した。ファイバの６インチ（約１５ｃｍ）の試料を得て、そのファイバの中心から１インチ（約２．５ｃｍ）の部分を、窓状に剥ぎ取り、イソプロピルアルコールで拭いた。この窓状に剥ぎ取られたファイバを、ファイバを取り付けるために使用される１０ｍｍ×５ｍｍの長方形のアルミニウムタブを備えた試料ホルダ／アライメントステージに搭載した。２つのタブを水平に向け、短い方の５ｍｍの辺が互いに向かい合い、５ｍｍの間隙だけ隔てられるように位置付けた。窓状に剥ぎ取られたファイバを、タブを横切り、タブを隔てる間隙に亘り、試料ホルダ上に水平に置いた。ファイバの窓状に剥ぎ取られた領域の一方の側の被覆端部を、一方のタブの上に位置付け、タブの間の５ｍｍの間隙中の中間まで延在させた。この１インチ（約２．５ｃｍ）の窓状に剥ぎ取られた領域は、間隙の残り半分に亘り、反対のタブを横切って延在した。アライメント後、試料を取り外し、５ｍｍの間隙に最も近い各タブの半分に接着剤の小さな点を施した。次に、ファイバを元の位置に戻し、接着剤がファイバに丁度触れるまで、アライメントステージを上昇させた。次に、タブの間の５ｍｍの間隙の大半がファイバの窓状に剥ぎ取られた領域に占められるまで、被覆端部を、接着剤を通じて、間隙から引き離した。反対のタブ上に残っている窓状に剥ぎ取られた領域の部分は、接着剤と接触していた。被覆端部のまさに先端は、タブを越えて、タブの間の間隙中に延在したままであった。被覆端部のこの部分は、接着剤に埋め込まれず、その場弾性率測定の対象物であった。接着剤を、この配置にあるファイバ試料と共に乾燥させて、ファイバをタブに取り付けた。乾燥後、タブの各々に固定されたファイバの長さを５ｍｍに切り取った。接着剤中に埋め込まれた被覆長さ、埋め込まれていない被覆長さ（タブの間の間隙中に延在する部分）、および一次被覆の直径を測定した。
【0110】
その場弾性率の測定は、室温（２１℃）で４５分間の時間に亘り９×１０－６１／ｓの一定歪みで、Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ ＤＭＴＡ ＩＶ動的機械試験装置で行った。ゲージ長は１５ｍｍであった。力と長さの変化を記録し、一次被覆のその場弾性率を計算するために使用した。このタブに取り付けられたファイバ試料は、クランプとファイバの接触がなく、試料がクランプに直接固定されることを確実にするために、試験装置の１５ｍｍの締め付け長さと干渉するであろうどのようなエポキシもタブから除去することによって、調製した。機器の力をゼロ設定した。次に、ファイバの被覆されていない端部が取り付けられたタブを試験装置の下側クランプ（測定プローブ）に搭載し、ファイバの被覆端部が取り付けられたタブを試験装置の上側（固定）クランプに搭載した。次に、試験を行い、分析が一旦完了したら、試料を取り外した。
【0111】
二次被覆のその場弾性率。二次被覆について、そのファイバ試料から調製されたファイバの管を外した試料を使用して、その場弾性率を測定した。ファイバ試料の端部から約１インチ（約２．５４ｃｍ）のところを、０．００５５インチ（約０．１４ｍｍ）のＭｉｌｌｅｒストリッパで締め付けた。ファイバ試料の１インチ領域を液体窒素流に入れ、３秒間に亘り保持した。次に、ファイバ試料を取り出し、迅速に剥ぎ取った。ファイバ試料の剥ぎ取られた端部を検査した。ファイバ試料のガラス部分上に被覆が残っている場合、その外された管試料は欠陥があると考え、新たな外された管試料を調製した。適切な外された管試料は、ガラスからきれいに剥ぎ取られ、一次被覆と二次被覆を有する中空管からなるものである。剥ぎ取られていないファイバの端面から、ガラスおよび一次被覆と二次被覆の直径を測定した。
【0112】
二次被覆のその場弾性率を得るために、１１ｍｍの試料ゲージ長で、Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ ＤＭＴＡ ＩＶ装置を使用して、ファイバの外された管試料のその場弾性率の測定を行った。幅、厚さ、および長さを決定し、装置のオペレーティング・ソフトウェアに入力として提供した。試料を取り付け、以下のパラメータを使用して、周囲温度（２１℃）で時間スイーププログラムを使用して測定した：
周波数：１Ｒａｄ／秒
歪み：０．３％
合計時間：１２０秒
測定時間：１秒
初期静的力＝１５．０ｇ
１０．０％だけ静的力＞動的力
一旦完了したら、最後の５つのＥ’（貯蔵弾性率）データ点の平均値を求めた。合計で１５のデータ点のために、各試料を３回（各測定で新たな試料）測定した。３回の測定の平均値を報告した。
周波数：１Ｒａｄ／秒
歪み：０．３％
合計時間：１２０秒
測定時間：１秒
初期静的力＝１５．０ｇ
１０．０％だけ静的力＞動的力
一旦完了したら、最後の５つのＥ’（貯蔵弾性率）データ点の平均値を求めた。合計で１５のデータ点のために、各試料を３回（各測定で新たな試料）測定した。３回の測定の平均値を報告した。
【0113】
二次被覆の穿刺抵抗。ガラスファイバ、一次被覆、および二次被覆を備えた試料に、穿刺抵抗測定を行った。ガラスファイバの直径は、１２５マイクロメートルであった。一次被覆を、下記の表７に列挙された基準一次被覆組成物から形成した。様々な二次被覆を有する試料を、下記に記載されたように調製した。一次被覆および二次被覆の厚さを、下記に記載されたように二次被覆の断面積を変えるために調節した。全ての試料について、一次被覆の厚さに対する二次被覆の厚さの比を約０．８に維持した。
【0114】
穿刺抵抗は、the Proceedings of the 52nd International Wire & Cable Symposiumにおいて発行されたG. Scott GlaesemannおよびDonald A. Clarkによる「Quantifying the Puncture Resistance of Optical Fiber Coatings」と題する論文（２３７～２４５頁（２００３年））に記載された技術を使用して測定した。その方法の纏めが、ここに与えられている。この方法は圧痕法である。４センチメートルの長さの光ファイバを３ｍｍ厚のガラススライド上に置いた。この光ファイバの一端を、管理された方式で光ファイバの回転を可能にする装置に取り付けた。この光ファイバを１００倍の倍率で伝送について調査し、二次被覆の厚さがガラススライドに平行な方向においてガラスファイバの両側で等しくなるまで回転させた。この位置において、二次被覆の厚さは、ガラススライドに平行な方向においてガラスファイバの両側で等しかった。ガラススライドに垂直な方向であって、ガラスファイバの上または下の二次被覆の厚さは、ガラススライドに平行な方向における二次被覆の厚さと異なった。ガラススライドに垂直な方向における厚さの一方は、ガラススライドに平行な方向における厚さより大きく、ガラススライドに垂直な方向における厚さの他方は、ガラススライドに平行な方向における厚さより小さい。光ファイバのこの位置は、光ファイバの両端をガラススライドにテープで貼ることによって、固定した。この位置は、圧痕試験に使用した光ファイバの位置である。
【0115】
押し込みは、万能試験機（Ｉｎｓｔｒｏｎモデル５５００Ｒまたは同等物）を使用して行った。この試験機のクロスヘッドの真下に倒立顕微鏡を置いた。顕微鏡の対物レンズを、試験機内に取り付けた７５°のダイヤモンド製楔圧子のすぐ真下に位置付けた。ファイバをテープで留めたガラススライドを、顕微鏡試料台上に置き、圧子の楔の幅がファイバの方向に直角になるように、圧子のすぐ真下に位置付けた。光ファイバを適所に置いて、ダイヤモンド製楔を、二次被覆の表面と接触するまで降下させた。次に、ダイヤモンド製楔を、０．１ｍｍ／分の速度で二次被覆中に押し込み、二次被覆上の荷重を測定した。穿孔が生じるまで、ダイヤモンド製楔を二次被覆中により深く押し込むときの二次被覆上の荷重を増加させた。その穿孔時に、荷重の急峻な低下が観察された。穿刺が観察された押し込み荷重を記録した。その荷重は、グラム重（ｇ）でここに報告されており、ここでは、「穿刺荷重」と称される。１０個の測定点を得るために、同じ向きの光ファイバについて、実験を繰り返した。これらの測定点を平均して、その向きの穿刺荷重を決定した。光ファイバの向きを１８０°だけ回転させることによって、第２群の１０の測定地点を決定した。
【0116】
マイクロベンド損失。規格ＩＥＣ ６０７９３－１－４７に規定されたマンドレル巻き付け試験を使用して、マイクロベンド損失を決定した。マンドレル巻き付け試験において、規定の直径を有する円柱形マンドレルの周りにファイバを１回以上巻き付け、曲げによる規定波長での減衰の増加を決定する。マンドレル巻き付け試験における減衰は、ｄＢ／巻き(turn)の単位で表され、ここで、一巻きはマンドレルの周りのファイバの一回りを称する。１５ｍｍおよび３０ｍｍの直径を有するマンドレルを使用するマンドレル巻き付け試験により、下記に記載された選択された例について、８５０ｎｍおよび１６２５ｎｍの波長でのマイクロベンド損失を決定した。
【0117】
一次被覆と二次被覆の例示の実施の形態
ここに開示された直径がより小さいファイバの十分な堅牢性およびマイクロベンド特徴を提供するために、一次被覆５６および二次被覆５８の特定の性質を調整することができる。例えば、一次被覆５６は、低いヤング率および／または低いその場弾性率を有することがある。一次被覆のヤング率は、約０．７ＭＰａ以下、または約０．６ＭＰａ以下、または約０．５ＭＰａ以下、または約０．４ＭＰａ以下、または約０．１ＭＰａから約０．７ＭＰａの範囲、または約０．３ＭＰａから約０．６ＭＰａの範囲にある。一次被覆のその場弾性率は、約０．５０ＭＰａ以下、または約０．３０ＭＰａ以下、または約０．２５ＭＰａ以下、または約０．２０ＭＰａ以下、または約０．１５ＭＰａ以下、または約０．１０ＭＰａ以下、または約０．０５ＭＰａから約０．２５ＭＰａの範囲、または約０．１０ＭＰａから約０．２０ＭＰａの範囲にある。
ここに開示された直径がより小さいファイバの十分な堅牢性およびマイクロベンド特徴を提供するために、一次被覆５６および二次被覆５８の特定の性質を調整することができる。例えば、一次被覆５６は、低いヤング率および／または低いその場弾性率を有することがある。一次被覆のヤング率は、約０．７ＭＰａ以下、または約０．６ＭＰａ以下、または約０．５ＭＰａ以下、または約０．４ＭＰａ以下、または約０．１ＭＰａから約０．７ＭＰａの範囲、または約０．３ＭＰａから約０．６ＭＰａの範囲にある。一次被覆のその場弾性率は、約０．５０ＭＰａ以下、または約０．３０ＭＰａ以下、または約０．２５ＭＰａ以下、または約０．２０ＭＰａ以下、または約０．１５ＭＰａ以下、または約０．１０ＭＰａ以下、または約０．０５ＭＰａから約０．２５ＭＰａの範囲、または約０．１０ＭＰａから約０．２０ＭＰａの範囲にある。
【0118】
一次被覆５６が、コア領域４８から離れた誤った光信号を取り去れるように、ガラスファイバのクラッド領域５０より高い屈折率を有することが好ましい。一次被覆５６は、熱劣化および加水分解劣化中にガラスファイバへの適切な付着を維持するが、それでも、スプライシング目的のために、ガラスファイバから剥ぎ取れるべきである。
【0119】
光ファイバの直径をより小さくするために、二次被覆５８は、従来のケーブルと比べて厚さがより小さいことがある。しかしながら、二次被覆５８は、それでも、光ファイバに必要とされる所要の堅牢性および穿刺抵抗を維持しなければならない。二次被覆の厚さが減少するにつれて、その保護機能は低下する。穿刺抵抗は、二次被覆の保護機能の尺度である。穿刺抵抗がより高い二次被覆は、破損せずにより大きい衝撃に耐え、ガラスファイバによりよい保護を与える。
【0120】
所要の堅牢性および穿刺抵抗を提供するために、二次被覆５８は、約１５００ＭＰａ超、または約１６００ＭＰａ超、または約１８００ＭＰａ超、または約２２００ＭＰａ超、または約２５００ＭＰａ超、または約２６００ＭＰａ超、または約２７００ＭＰａ超、または約１６００ＭＰａから約３０００ＭＰａの範囲、または約１８００ＭＰａから約２８００ＭＰａの範囲、または約２０００ＭＰａから約２８００ＭＰａの範囲、または約２４００ＭＰａから約２８００ＭＰａの範囲のその場弾性率を有することがある。
【0121】
一次被覆と二次被覆は、典型的に、ガラスファイバに粘性液体として硬化性被覆組成物を施し、硬化させることによって、形成される。光ファイバは、二次被覆を取り囲む三次被覆も備えることがある。三次被覆は、識別目的のために光ファイバに印をつけるために、顔料、インク、または他の着色剤を含むことがあり、典型的に、二次被覆のヤング率と類似のヤング率を有する。
【0122】
二次被覆５８は、三官能性単量体からなることがある。二次被覆５８のガラス転移温度（Ｔｇ）は、約５０℃超、または約６０℃超、または約７０℃超、または約８０℃超、または約９０℃超、または約１００℃超であることがある。
【0123】
光ファイバ４６が、約５ｇ以上、または約１０ｇ以上、または約１５ｇ以上、または約２０ｇ以上、または約２５ｇ以上、または約３０ｇ以上、または約３５ｇ以上、または約４０ｇ以上、または約４５ｇ以上、または約５０ｇ以上、または約５５ｇ以上、または約６０ｇ以上の穿刺抵抗を有するように、適切な一次被覆５６および／または二次被覆５８が使用されることがある。
【0124】
直径の減少した例示の実施の形態
先に述べたように、ここに開示された実施の形態の光ファイバは、直径の減少した、ガラスの直径および／または被覆の直径を有することがある。いくつかの実施の形態において、クラッド領域５０は、約１２５マイクロメートル以下の外径を有することがあり、二次被覆５８は、約２１０マイクロメートル以下の外径を有することがある。クラッド領域５０は、約１１０マイクロメートル以下、または約１００マイクロメートル以下、または約９０マイクロメートル以下、または約８０マイクロメートル以下の外径を有することがある。さらに、二次被覆５８は、約２１０マイクロメートル以下、または約２００マイクロメートル以下、または約１８０マイクロメートル以下、または約１７０マイクロメートル以下、または約１６０マイクロメートル以下の外径を有することがある。クラッド領域５０の外径は光ファイバ４６のガラスの直径であり、二次被覆５８の外径は、光ファイバ４６全体の外径であることがある（外側の三次インク層が施されていない場合）ことに留意されたい。
先に述べたように、ここに開示された実施の形態の光ファイバは、直径の減少した、ガラスの直径および／または被覆の直径を有することがある。いくつかの実施の形態において、クラッド領域５０は、約１２５マイクロメートル以下の外径を有することがあり、二次被覆５８は、約２１０マイクロメートル以下の外径を有することがある。クラッド領域５０は、約１１０マイクロメートル以下、または約１００マイクロメートル以下、または約９０マイクロメートル以下、または約８０マイクロメートル以下の外径を有することがある。さらに、二次被覆５８は、約２１０マイクロメートル以下、または約２００マイクロメートル以下、または約１８０マイクロメートル以下、または約１７０マイクロメートル以下、または約１６０マイクロメートル以下の外径を有することがある。クラッド領域５０の外径は光ファイバ４６のガラスの直径であり、二次被覆５８の外径は、光ファイバ４６全体の外径であることがある（外側の三次インク層が施されていない場合）ことに留意されたい。
【0125】
いくつかの例において、クラッド領域５０は約１２５マイクロメートルの外径を有し、二次被覆５８は約２００マイクロメートル以下の外径を有する、またはクラッド領域５０は約１２５マイクロメートルの外径を有し、二次被覆５８は約１８０マイクロメートル以下の外径を有する、またはクラッド領域５０は約１２５マイクロメートルの外径を有し、二次被覆５８は約１７０マイクロメートル以下の外径を有する、またはクラッド領域５０は約１２５マイクロメートルの外径を有し、二次被覆５８は約１５５マイクロメートルと約１７５マイクロメートルの間の外径を有する、またはクラッド領域５０は約１２５マイクロメートルの外径を有し、二次被覆５８は約１６０マイクロメートルと約１７０マイクロメートルの間の外径を有する。さらに他の例示の実施の形態において、クラッド領域５０は約１１０マイクロメートル以下の外径を有し、二次被覆５８は約２００マイクロメートル以下の外径を有する、またはクラッド領域５０は約９０マイクロメートル以下の外径を有し、二次被覆５８は約１８０マイクロメートル以下の外径を有する、またはクラッド領域５０は約９０マイクロメートルの外径を有し、二次被覆５８は約１５５マイクロメートルと約１７５マイクロメートルの間の外径を有する、またはクラッド領域５０は約９０マイクロメートルの外径を有し、二次被覆５８は約１６０マイクロメートルと約１７０マイクロメートルの間の外径を有する。
【0126】
先に述べたように、本開示の直径の減少した光ファイバプロファイル設計は、例えば、海底ケーブル中のより多いファイバ総数など、特定の利点を提供する。しかしながら、光ファイバのクラッドの直径が減少すると、クラッドの低下したプロファイルのために、クラッドを通じていくらか光が漏れることがある。それゆえ、本開示のオフセットトレンチ設計は、直径の減少したクラッドを通る光の漏れにより生じる「トンネリング(tunneling)」または「放射」損失を都合よく減少させるために、約３０％Δ・マイクロメートル２以上のトレンチ体積を有する。
【0127】
図７は、１３１０ｎｍで９．２マイクロメートルのモードフィールド径および１４３０ｎｍのケーブルカットオフを有する２つの光ファイバに関する、クラッドの直径の関数としての放射損失を示す。本開示の実施の形態による例示の光ファイバ７２は、約５８％Δ・マイクロメートル２のトレンチ体積を有し、一方で、比較の光ファイバ７４は、たった約８％Δ・マイクロメートル２のトレンチ体積を有する。図７に示されるように、例示の光ファイバ７２は、同じクラッドの直径範囲に亘り、比較の光ファイバ７４と比べて、より低い放射損失を有する。ここに開示されたより大きいトレンチ体積は、減少した放射損失を都合よく提供し、それゆえ、より効率的な光ファイバを与える。それに加え、約３０％Δ・マイクロメートル２以上のトレンチ体積を有するオフセットトレンチ設計は、クラッドの直径の減少した光ファイバにおけるマイクロベンド損失を減少させるのにも役立つ。典型的に、クラッドの直径の減少した光ファイバは、増加したマイクロベンド感度を示す。しかし、ここに開示されたように、約３０％Δ・マイクロメートル２以上のトレンチ体積を有するオフセットトレンチ設計は、光ファイバに減少したマイクロベンド損失を与える。
【0128】
一次被覆と二次被覆は、従来の光ファイバの被覆形態と比べて減少した直径も有することがある。一次被覆の半径ｒ５は、約８５．０マイクロメートル以下、または約８０．０マイクロメートル以下、または約７５．０マイクロメートル以下、または約７０．０マイクロメートル以下である。光ファイバの直径の減少を促進するために、一次被覆の厚さｒ５－ｒ４を最小にすることが好ましい。一次被覆の厚さｒ５－ｒ４は、約２５．０マイクロメートル以下、または約２０．０マイクロメートル以下、または約１５．０マイクロメートル以下、または約１０．０マイクロメートル以下、または約５．０マイクロメートルから２５．０マイクロメートルの範囲、または約８．０マイクロメートルから２０．０マイクロメートルの範囲、または約１０．０マイクロメートルから１７．０マイクロメートルの範囲である。
【0129】
二次被覆の半径ｒ６は、約９５．０マイクロメートル以下、または約９０．０マイクロメートル以下、または約８５．０マイクロメートル以下、または約８０．０マイクロメートル以下である。二次被覆の厚さｒ６－ｒ５を最小にすることも好ましい。二次被覆の厚さｒ６－ｒ５は、約２５．０マイクロメートル以下、または約２０．０マイクロメートル以下、または約１５．０マイクロメートル以下、または約１０．０マイクロメートル以下、または約５．０マイクロメートルから２５．０マイクロメートルの範囲、または約８．０マイクロメートルから２０．０マイクロメートルの範囲、または約１０．０マイクロメートルから１８．０マイクロメートルの範囲、または約１２．０マイクロメートルから１６．０マイクロメートルの範囲である。
【0130】
一次被覆の厚さに対する二次被覆の厚さの比は、約０．５０から約１．４０、または約０．６０から約１．３、または約０．６５から約１．２、または約０．７０から約１．１０、または約０．７５から約１．００、または約０．８０であることがある。
【0131】
それゆえ、本開示の実施の形態による光ファイバは、従来の光ファイバと比べて、減少した被覆の直径、または減少したガラスの直径、または減少した被覆の直径とガラスの直径の両方を有する。これは、例えば、海底ケーブル内の「ファイバ総数」を増加させるのに役立つ。
【0132】
下記の表７は、５つの二次被覆試料に関する平均被覆厚を示す。例１および２は、例３、４および５と比べて、８．０マイクロメートルから２０．０マイクロメートルの範囲の平均二次被覆厚により、この範囲より小さい平均厚さよりも高い引張強度を生じたことを示す。例１および２が示す、より高い引張強度により、海底ケーブルに使用されるものなどの光ファイバにより薄い二次被覆を使用することができる。
【0133】
【表7】
【0134】
例示の一次被覆と二次被覆
例示の一次被覆と二次被覆を、被覆の強度および穿刺抵抗の測定と共に、下記に述べる。
例示の一次被覆と二次被覆を、被覆の強度および穿刺抵抗の測定と共に、下記に述べる。
【0135】
一次被覆－組成物。一次被覆組成物は、下記の表８に与えられた配合を含み、市販の一次被覆組成物の典型である。
【0136】
【表8】
【0137】
ここで、オリゴマー材料を、モル比ｎ：ｍ：ｐ＝３．５：３．０：２．０を使用して、Ｈ１２ＭＤＩ、ＨＥＡ、およびＰＰＧ４０００からここに記載したように調製し、ＳＲ５０４は、エトキシル化（４）ノニルフェノールアクリレート（Ｓａｒｔｏｍｅｒから入手できる）であり、ＮＶＣは、Ｎ－ビニルカプロラクタム（Ａｌｄｒｉｃｈから入手できる）であり、ＴＰＯ（光開始剤）は、（２，４，６－トリメチルベンゾイル）－ジフェニルホスフィンオキシド（ＢＡＳＦから入手できる）であり、Ｉｒｇａｎｏｘ １０３５（酸化防止剤）は、ベンゼンプロパン酸、３，５－ビス（１，１－ジメチルエチル）－４－ヒドロキシチオジ－２，１－エタンジイルエステル（ＢＡＳＦから入手できる）であり、３－アクリルオキシプロピルトリメトキシシランは、接着促進剤（Ｇｅｌｅｓｔから入手できる）であり、ペンタエリトリトールテトラキス（３－メルカプトプロピオネート）（テトラチオールとしても知られている、Ａｌｄｒｉｃｈから入手できる）は、連鎖移動剤である。「ｐｐｈ」という濃度単位は、全ての単量体、オリゴマー、および光開始剤を含む基礎組成に対する量を称する。例えば、Ｉｒｇａｎｏｘ １０３５についての１．０ｐｐｈの濃度は、オリゴマー材料、ＳＲ５０４、ＮＶＣ、およびＴＰＯの合計１００ｇ当たりの１ｇのＩｒｇａｎｏｘ １０３５に相当する。
【0138】
５００ｍＬのフラスコ内において、室温で、Ｈ１２ＭＤＩ（４，４’－メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート））、ジラウリン酸ジブチルスズ、および２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－メチルフェノールを混合することによって、オリゴマーを調製した。この５００ｍＬのフラスコは、温度計、ＣａＣｌ２乾燥管、およびスターラーを備えていた。フラスコの内容物を連続的に撹拌しながら、添加漏斗を使用して、３０～４０分の期間に亘り、ＰＰＧ４０００を加えた。ＰＰＧ４０００を加えるときに、反応混合物の内部温度をモニタし、過剰な加熱（反応の発熱性により生じる）を防ぐために、ＰＰＧ４０００の導入を制御した。ＰＰＧ４０００を加えた後、反応混合物を約１時間から１時間半に亘り約７０℃から７５℃で、油浴内で加熱した。様々な間隔で、反応混合物の試料を、赤外分光法（ＦＴＩＲ）による分析のために回収して、未反応のイソシアネート基の濃度を決定することによって、反応の進行をモニタした。未反応のイソシアネート基の濃度は、２２６５ｃｍ－１近くの特徴的なイソシアネート伸縮モードの強度に基づいて評価した。フラスコを油浴から取り出し、その内容物を６５℃より低く冷ませた。補足的にＨＥＡを添加して、イソシアネート基の完全なクエンチを確実にした。補足的なＨＥＡは、添加漏斗を使用して、２～５分に亘り滴下した。補足的なＨＥＡを添加した後、フラスコを油浴に戻し、その内容物を約１時間から１時間半に亘り約７０℃から７５℃に再び加熱した。反応混合物にＦＴＩＲ分析を行って、イソシアネート基の存在を評価し、どのような未反応のイソシアネート基も完全に反応させるために、十分な補足的なＨＥＡが添加されるまで、この過程を繰り返した。ＦＴＩＲ測定において、感知できるイソシアネート伸縮強度が検出されなくなったときに、反応は完了したと考えた。
【0139】
二次被覆－組成物。４つの硬化性二次被覆組成物（Ａ、ＳＢ、ＳＣ、およびＳＤ）が、表９に列挙されている。
【0140】
【表9】
【0141】
ＰＥ２１０は、ビスフェノール－Ａエポキシジアクリレート（韓国、Ｍｉｗｏｎ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌから入手できる）であり、Ｍ２４０は、エトキシル化（４）ビスフェノール－Ａジアクリレート（韓国、Ｍｉｗｏｎ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌから入手できる）であり、Ｍ２３００は、エトキシル化（３０）ビスフェノール－Ａジアクリレート（韓国、Ｍｉｗｏｎ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌから入手できる）であり、Ｍ３１３０は、エトキシル化（３）トリメチロールプロパントリアクリレート（韓国、Ｍｉｗｏｎ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌから入手できる）であり、ＴＰＯ（光開始剤）は、（２，４，６－トリメチルベンゾイル）ジフェニルホスフィンオキシド（ＢＡＳＦから入手できる）であり、Ｉｒｇａｃｕｒｅ １８４（光開始剤）は、１－ヒドロキシシクロヘキシル－フェニルケトン（ＢＡＳＦから入手できる）であり、Ｉｒｇａｎｏｘ １０３５（酸化防止剤）は、ベンゼンプロパン酸、３，５－ビス（１，１－ジメチルエチル）－４－ヒドロキシチオジ－２，１－エタンジイルエステル（ＢＡＳＦから入手できる）である。ＤＣ１９０（スリップ剤）は、シリコーン－エチレンオキシド／プロピレンオキシド共重合体（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌから入手できる）である。「ｐｐｈ」という濃度単位は、全ての単量体および光開始剤を含む基礎組成に対する量を称する。例えば、二次被覆組成物Ａについて、ＤＣ－１９０に関する１．０ｐｐｈの濃度は、ＰＥ２１０、Ｍ２４０、Ｍ２３００、ＴＰＯ、およびＩｒｇａｃｕｒｅ １８４の合計１００ｇ当たりの１ｇのＤＣ－１９０に相当する。
【0142】
二次被覆－引張強度。二次被覆組成物Ａ、ＳＢ、ＳＣ、およびＳＤから製造された二次被覆のヤング率、降伏点引張強度、降伏強度、および降伏点伸びを、先に記載された技術を使用して測定した。その結果が、表１０に纏められている。
【0143】
【表10】
【0144】
これらの結果は、組成物ＳＢ、ＳＣ、およびＳＤから調製された二次被覆が、比較の組成物Ａから調製された二次被覆よりも、高いヤング率および高い降伏強度を示したことを示す。それに加え、組成物ＳＢ、ＳＣ、およびＳＤから調製された二次被覆が、組成物Ａから調製された二次被覆よりも、高い破壊靱性を示した。組成物ＳＢ、ＳＣ、およびＳＤが示したより高い値により、性能を犠牲にせずに、光ファイバ上により薄い二次被覆を使用することができる。先に述べたように、二次被覆をより薄くすると、光ファイバの全体の直径が減少し、所定の断面積のケーブル（海底ケーブルなど）におけるファイバの総数がより多くなる。
【0145】
例示の光ファイバの実施の形態
ここに開示された実験例および原理は、光ファイバの被覆特性を調整することによって、直径の減少した光ファイバにおいて、十分なマイクロベンド特性および穿刺抵抗特性を達成できることを示す。より詳しくは、二次被覆の弾性率がより高いと、直径の減少した光ファイバプロファイルにとって十分な穿刺抵抗が与えられる。一次被覆に対する二次被覆の上述した厚さ比により、穿刺抵抗を犠牲にせずに、直径の減少した光ファイバが与えられる。さらに、ここに開示された実験例および原理は、アルカリがドープされたコアを提供することによって、直径の減少した光ファイバにおいて、十分な減衰を達成できることを示す。
ここに開示された実験例および原理は、光ファイバの被覆特性を調整することによって、直径の減少した光ファイバにおいて、十分なマイクロベンド特性および穿刺抵抗特性を達成できることを示す。より詳しくは、二次被覆の弾性率がより高いと、直径の減少した光ファイバプロファイルにとって十分な穿刺抵抗が与えられる。一次被覆に対する二次被覆の上述した厚さ比により、穿刺抵抗を犠牲にせずに、直径の減少した光ファイバが与えられる。さらに、ここに開示された実験例および原理は、アルカリがドープされたコアを提供することによって、直径の減少した光ファイバにおいて、十分な減衰を達成できることを示す。
【0146】
ガラスファイバへの半径方向力の伝達に対する一次被覆と二次被覆の厚さと弾性率の影響を調べるために、一連のモデル化例を検討した。モデルにおいて、半径方向外部荷重Ｐを光ファイバの二次被覆の表面に印加し、ガラスファイバの表面に結果として生じた荷重を計算した。７３．１ＧＰａのヤング率（シリカガラスと一致する）および１２５μｍの直径を有するガラスファイバをモデル化した。一次被覆と二次被覆のポアソン比νｐおよびνｓは、それぞれ、０．４８および０．３３で固定した。比較試料Ｃ１および本開示による６つの試料Ｍ１～Ｍ６を検討した。比較試料は、当該技術分野で公知の光ファイバと一致する厚さおよび弾性率を有する一次被覆と二次被覆を備えた。試料Ｍ１～Ｍ６は、本開示の実施の形態による、一次被覆および／または二次被覆の厚さが減少した例である。一次被覆と二次被覆の構成を記載するパラメータが、表１１に纏められている。
【0147】
【表11】
【0148】
下記の表１２には、二次被覆の表面に印加された荷重Ｐの関数としてのガラスファイバの外面での荷重Ｐ１が纏められている。比Ｐ１／Ｐは、ここでは、荷重伝達パラメータと称され、一次被覆と二次被覆を通じてガラスファイバの表面に伝達される外部荷重Ｐの割合に相当する。荷重Ｐは半径方向荷重であり、荷重伝達パラメータＰ１／Ｐは、式（９）～（１１）に基づくモデルから計算した：
【0149】
【数8】
【0150】
式中、
【0151】
【数9】
【0152】
および
【0153】
【数10】
【0154】
式（９）～（１１）において、νｐおよびνｓは、一次被覆と二次被覆のポアソン比であり、ｒ４はガラスファイバの外側半径であり、ｒ５は一次被覆の外側半径であり、ｒ６は二次被覆の外側半径であり、Ｅｐは一次被覆のその場弾性率であり、Ｅｓは二次被覆のヤング率である。表１１におけるスケーリング済み荷重伝達パラメータＰ１／Ｐ（スケーリング済み）は、比較試料Ｃ１に対する各試料の比Ｐ１／Ｐに相当する。
【0155】
【表12】
【0156】
モデル化例は、より小さい被覆厚にもかかわらず、ここに記載されたような一次被覆と二次被覆を有する光ファイバは、従来の厚さを持つ従来の一次被覆と二次被覆を有する比較用光ファイバに対して、ガラスファイバが経験する力の減少を示すことを示す。ここに記載された光ファイバの全体サイズを結果として減少させると、外力により生じるガラスファイバへの損傷のリスクを増加させずに、所定のサイズのケーブル中のファイバ総数を増加させる（または所定のファイバ総数に関するケーブルの直径を小さくする）ことができる。
【0157】
二次被覆のスケーリング済み荷重伝達パラメータＰ１／Ｐ（スケーリング済み）は、約０．９９未満、または約０．９７未満、または約０．９５未満である。二次被覆の荷重伝達パラメータＰ１／Ｐは、約０．００５未満、または約０．００４５未満、または約０．００４４５未満、または約０．００４４４未満、または約０．００４３未満、または約０．００４２未満、または約０．００４１未満、または約０．００５から約０．００４１の範囲、または約０．００４５から約０．００４２の範囲、または約０．００４４５から約０．００４２０の範囲、または約０．００４４０から約０．００４２００の範囲にある。
【0158】
下記の表１３には、本開示の実施の形態による追加のモデル化例が与えられている。試料Ｍ７～Ｍ１８は、厚さの減少した一次被覆と二次被覆を有する例である。一次被覆と二次被覆の構成を記載するパラメータは、表１２に纏められている。
【0159】
【表13】
【0160】
ファイバ線引き過程
ここに開示された光ファイバは、連続光ファイバ製造過程から形成することができ、その最中に、ガラスファイバは、加熱されたプリフォームから線引きされ、目標直径のサイズにされる。ガラスファイバは、次に、冷却され、ガラスファイバに液体の一次被覆組成物を施す被覆システムに向けられる。液体の一次被覆組成物がガラスファイバに施された後に、２つのプロセス選択肢がある。第１のプロセス選択肢（ウェット・オン・ドライプロセス）では、液体の一次被覆組成物を硬化させて、固化した一次被覆を形成し、この硬化した一次被覆に液体の二次被覆組成物を施し、この液体の二次被覆組成物を硬化させて、固化した二次被覆を形成する。第２のプロセス選択肢（ウェット・オン・ウェットプロセス）では、液体の二次被覆組成物を液体の一次被覆組成物に施し、両方の液体被覆組成物を同時に硬化させて、固化した一次被覆と二次被覆を提供する。ファイバが被覆システムから出た後、ファイバを収集し、室温で貯蔵する。ファイバの収集は、典型的に、スプールにファイバを巻き付け、そのスプールを貯蔵することを必然的に伴う。
ここに開示された光ファイバは、連続光ファイバ製造過程から形成することができ、その最中に、ガラスファイバは、加熱されたプリフォームから線引きされ、目標直径のサイズにされる。ガラスファイバは、次に、冷却され、ガラスファイバに液体の一次被覆組成物を施す被覆システムに向けられる。液体の一次被覆組成物がガラスファイバに施された後に、２つのプロセス選択肢がある。第１のプロセス選択肢（ウェット・オン・ドライプロセス）では、液体の一次被覆組成物を硬化させて、固化した一次被覆を形成し、この硬化した一次被覆に液体の二次被覆組成物を施し、この液体の二次被覆組成物を硬化させて、固化した二次被覆を形成する。第２のプロセス選択肢（ウェット・オン・ウェットプロセス）では、液体の二次被覆組成物を液体の一次被覆組成物に施し、両方の液体被覆組成物を同時に硬化させて、固化した一次被覆と二次被覆を提供する。ファイバが被覆システムから出た後、ファイバを収集し、室温で貯蔵する。ファイバの収集は、典型的に、スプールにファイバを巻き付け、そのスプールを貯蔵することを必然的に伴う。
【0161】
いつくかの過程において、被覆システムは、二次被覆に三次被覆組成物を施し、この三次被覆組成物を硬化させて、固化した三次被覆を形成する。典型的に、三次被覆は、識別目的のためにファイバに印をつけるのに使用されインク層であり、顔料を含み、その他の点では二次被覆と似ている組成を有する。三次被覆は、二次被覆に施され、硬化される。二次被覆は、典型的に、三次被覆の施用時に硬化されている。一次、二次、および三次被覆組成物は、一般的な連続製造過程で施し、硬化させることができる。あるいは、一次および二次被覆組成物を、一般的な連続製造過程で施し、硬化させ、被覆ファイバを収集し、三次被覆組成物を別のオフライン過程で施し、硬化させて、三次被覆を形成する。
【0162】
多芯光ファイバ
ここに開示された光ファイバは、多芯光ファイバ設計に使用することができる。本開示の光ファイバによって、ファイバ間の小さいクロストーク、角にあるファイバからエッジへの低いトンネリング損失、および良好な曲げ性能を維持しつつ、より小さい輪郭のケーブルにおいて最大数のコアを有する、そのような多芯光ファイバ設計を達成することができる。例えば、多芯光ファイバは、各々が、先に述べたような、ハロゲンおよび／またはアルカリ金属がドープされたコアおよびオフセットトレンチ設計を有する、ここに開示された小さい輪郭のファイバを備えることがある。それゆえ、上述したものと同じモードフィールド径、有効面積、および減衰を提供するために、多芯光ファイバに、上述した単芯光ファイバを使用することができる。
ここに開示された光ファイバは、多芯光ファイバ設計に使用することができる。本開示の光ファイバによって、ファイバ間の小さいクロストーク、角にあるファイバからエッジへの低いトンネリング損失、および良好な曲げ性能を維持しつつ、より小さい輪郭のケーブルにおいて最大数のコアを有する、そのような多芯光ファイバ設計を達成することができる。例えば、多芯光ファイバは、各々が、先に述べたような、ハロゲンおよび／またはアルカリ金属がドープされたコアおよびオフセットトレンチ設計を有する、ここに開示された小さい輪郭のファイバを備えることがある。それゆえ、上述したものと同じモードフィールド径、有効面積、および減衰を提供するために、多芯光ファイバに、上述した単芯光ファイバを使用することができる。
【0163】
図８Ａは、円形輪郭を有する例示の多芯光ファイバ８０の断面図を示す。図８Ａに示されるように、多芯光ファイバ８０は、中心ファイバ軸８５（多芯光ファイバ８０の中心線）、複数のコア９０、および共通クラッド９８を形成するクラッドマトリクス９４を備える。コア９０は、クラッドマトリクス９４内に配置されており、各コア９０が、概して、中心ファイバ軸８５に平行に多芯光ファイバ８０の長手方向に延在するコアファイバＣＦ１、ＣＦ２を形成する。
【0164】
各コア９０は、それぞれ、中心軸または中心線ＣＬ１およびＣＬ２、並びに外側半径ｒ１およびｒ２を有する。外側半径ｒ１、ｒ２は、図５を参照して先に述べたように、半径ｒ１と似ていることに留意されたい。図８Ａに示されるように、多芯光ファイバ８０内の中心線ＣＬ１およびＣＬ２の各々の位置は、デカルト座標を使用して定義することができ、中心ファイバ軸８５が、動径座標Ｒで定義される座標系と一致するｘ－ｙ座標系の原点（０，０）を規定する。中心線ＣＬ１の位置は、（ｘ１，ｙ１）と定義することができ、中心線ＣＬ２の位置は、（ｘ２，ｙ２）と定義することができる。次に、中心線ＣＬ１およびＣＬ２の間の距離ＤＣ１－Ｃ２は、√［（ｘ２－ｘ１）２＋（ｙ２－ｙ１）２］と定義できる。このように、中心線ＣＬｉを有する所定のコア９０および中心線ＣＬｊを有する隣接するコア９０について、距離ＤＣｉ－Ｃｉは、下記にさらに述べられるように、√［（ｘｊ－ｘｉ）２＋（ｙｊ－ｙｉ）２］と定義される。
【0165】
コア９０は、コア領域４８（単芯光ファイバを参照して先に述べられたような）と似ており、それと同じ材料から作られ、同じ性質を有することがあり、クラッドマトリクス９４は、クラッド領域５０（これも、単芯光ファイバを参照して先に述べられたような）と似ており、それと同じ材料から作られ、同じ性質を有することがある。それゆえ、多芯光ファイバ８０の各コア９０は、上述したように、オフセットトレンチ設計を有するクラッド領域により取り囲まれることがある。本開示の実施の形態によれば、多芯光ファイバは、第１のコア、その第１のコアを取り囲む第１の内側クラッド、第２のコア、その第２のコアを取り囲む第２の内側クラッド、および第１のコアと第２のコアを取り囲む共通クラッドを備える。それに加え、一次被覆、二次被覆、および必要に応じて、三次被覆が、これも上述したように、クラッドマトリクス９４上に配置されることがある。
【0166】
図８Ａは２つのコア９０しか示していないが、多芯光ファイバ８０は、これも下記に述べるように、３以上のコアを備えることがある。さらに、多芯光ファイバ８０は、円形断面輪郭（図８Ａに示されるような）または長方形リボン断面輪郭を有することがある。図８Ｂは、多芯光ファイバ８０の追加の例示の実施の形態を示す。
【0167】
多芯光ファイバ８０は、当該技術分野に公知のいずれの形態で、いくつのコア９０を備えてもよい。例えば、コア９０の総数は、２から２０、２から１８、２から１６、２から１２、２から１０、２から８、２から６、２から４、２から３、４から２０、４から１８、４から１６、４から１２、４から１０、４から８、４から６、６から２０、６から１８、６から１６、６から１２、６から１０、６から８、８から２０、８から１８、８から１６、８から１２、８から１０、１０から２０、１０から１８、１０から１６、１０から１２、１２から２０、１２から１８、または１２から１６であることがある。例えば、コア９０の総数は、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、またはこれらの値のいずれかの間のコアの任意の総数であり得る。コア９０の総数は、偶数であっても、奇数であっても差し支えなく、クラッドマトリクス９４内にどのパターンで配列されても差し支えない。そのパターンの非限定例としては、正方形パターン、長方形パターン、円形パターン、および六方格子パターンが挙げられる。例えば、図９は、正方形パターンで配列された４つのコアを含む多芯光ファイバを示す。
【0168】
図８Ｃに示されるように、多芯光ファイバ８０の複数のコア９０の１つ以上は、内側クラッド９５および外側クラッド９７に取り囲まれ、よって、外側クラッド９７は、内側クラッド９５と共通クラッド９８との間に内側クラッド９５を取り囲んでいる。各内側クラッド９５は、外側半径ｒＩＣ１およびコア９０の外側半径ｒ１に相当する内側半径を有する。内側クラッド９５は、コア９０の外側半径ｒ１および内側クラッド９５の外側半径ｒＩＣ１により規定される幅δｒＩＣ１を有する。コア９０は、２＊ｒ１に相当する直径ｄを有することができ、内側クラッド９５は、２＊ｒＩＣ１に相当する直径ｄＩＣ１を有することができる。各外側クラッド９７は、外側半径ｒＯＣ１および内側クラッド９５の外側半径ｒＩＣ１に相当する内側半径を有する。外側クラッド９７は、内側クラッド９５の外側半径ｒＩＣ１および外側クラッド９７の外側半径ｒＯＣ１により規定される幅δｒＯＣ１を有する。図５を参照して先に述べたように、内側クラッド９５の外側半径ｒＩＣ１は半径ｒ２に似ていること、および外側クラッド９７の外側半径ｒＯＣ１は、半径ｒ３に似ていることに留意されたい。共通クラッド９８は、図８Ａに示されるように、外側半径ＲＯＣを有する。
【0169】
内側クラッド９５は、内側クラッド領域５１（単芯光ファイバを参照して先に述べたられたような）と似ており、それと同じ材料から作られ、同じ性質を有することがあり、外側クラッド９７は、屈折率の減少したクラッド領域５３（単芯光ファイバを参照して先に述べられたような）と似ており、それと同じ材料から作られ、同じ性質を有することがあり、共通クラッド９８は、外側クラッド領域５５（単芯光ファイバを参照して先に述べられたような）と似ており、それと同じ材料から作られ、同じ性質を有することがある。それゆえ、例えば、外側クラッド９７は、屈折率の減少したクラッド領域５３と類似の、トレンチ領域を形成することがある。
【0170】
図８Ａ～８Ｃを参照すると、コア９０の各々は、約４マイクロメートルから約２０マイクロメートル、または約５マイクロメートルから約１８マイクロメートル、または約６マイクロメートルから約１６マイクロメートル、または約７マイクロメートルから約１４マイクロメートル、または約８マイクロメートルから約１２マイクロメートル、または約９マイクロメートルから約１２マイクロメートルの範囲の直径「ｄ」（ｒ１×２またはｒ２×２）を有する。各コア９０の直径ｄは、多芯光ファイバ８０中の１つ以上の他のコア９０と同じであっても、異なってもよい。各コア９０間の間隔Ｄは、各コア９０間で一定であることがあり、約２０マイクロメートル以上、または約２５マイクロメートル以上、または約３０マイクロメートル以上、または約３５マイクロメートル以上であることがある。それに加え、またはそれに代えて、間隔Ｄは、約５０マイクロメートル以下、または約４５マイクロメートル以下、または約４０マイクロメートル以下、または約３５マイクロメートル以下であることがある。いくつかの実施の形態において、間隔Ｄは、約２０マイクロメートルから約４０マイクロメートル、または約２５マイクロメートルから約３５マイクロメートルの範囲、または約３５マイクロメートルである。さらに他の実施の形態において、２つ以上のコア９０間の間隔は、２つ以上の他のコア９０間の間隔と異なることがある。コア９０間の間隔は、下記にさらに述べるように、コア間のクロストークを減少させるのに十分であるべきである。
【0171】
多芯光ファイバ８０は、リボン形態にある場合、図８Ｂに示されるように、断面幅Ｗおよび厚さＴＨを有する。コア９０は、厚さＴＨに沿った１つ以上の行および幅Ｗに沿った１つ以上の列で配列することができる。幅Ｗは、約０．５ｍｍから約３ｍｍ、または約１ｍｍから約２．５ｍｍ、または約１ｍｍから約２ｍｍであることがある。厚さは、約０．１から約０．５ｍｍ、または約０．２から０．４ｍｍであることがある。１つの実施の形態において、多芯光ファイバ８０は、長方形のリボン断面輪郭を有し、８つのコアを含み、約２ｍｍの幅Ｗおよび約０．３ｍｍの厚さＴＨを有する。
【0172】
円形断面設計において、クラッドマトリクス９４の幅Ｗは、共通クラッド９８の直径（ＲＯＣ×２）であり、約２００マイクロメートル以下、または約１５０マイクロメートル以下、または約１２５マイクロメートル以下、または約８０マイクロメートル以下、または約８０マイクロメートルから約１２５マイクロメートル、または約１２０マイクロメートルから約１３０マイクロメートルの範囲、または約１２５マイクロメートルであることがある。さらに他の実施の形態において、共通クラッド９８の直径は、約１４０マイクロメートル以上、または約１５０マイクロメートル以上、または約１６０マイクロメートル以上、または約１７０マイクロメートル以上、または約１８０マイクロメートル以上、または約１９０マイクロメートル以上であることがある。それに加え、またはそれに代えて、共通クラッド９８の直径は、約２００マイクロメートル以下、または約１９０マイクロメートル以下、または約１８０マイクロメートル以下、または約１７０マイクロメートル以下、または約１６０マイクロメートル以下、または約１５０マイクロメートル以下、または約１４０マイクロメートル以下であることがある。ある例では、共通クラッド９８の直径は、約１２０マイクロメートルから約１４０マイクロメートルの範囲にある。
【0173】
図９は、正方形デザインで配列された４つのコア９０を有する例示の多芯光ファイバ１００を示す。図９に示されるように、第１のコアの中心線（ＣＬ１）と隣接するコアの中心線（ＣＬ２）との間の距離Ｄ１は、先に述べたように、デカルト座標系を使用して測定して、約５０マイクロメートル未満である。例えば、隣接するコア間の距離Ｄ１は、約２０マイクロメートル超、約２５マイクロメートル超、約２８マイクロメートル超、約３０マイクロメートル超、約３５マイクロメートル超、または約４０マイクロメートル超であり得る。それに加え、またはそれに代えて、距離Ｄ１は、約４５マイクロメートル未満、約４０マイクロメートル未満、または約３５マイクロメートル未満であり得る。例えば、距離Ｄ１は、約２０マイクロメートルから約５０マイクロメートル、約２０マイクロメートルから約４５マイクロメートル、約２０マイクロメートルから約３０マイクロメートル、約２８マイクロメートルから約５０マイクロメートル、約２８マイクロメートルから約４０マイクロメートル、約２８マイクロメートルから約３０マイクロメートル、約３０マイクロメートルから約５０マイクロメートル、約３０マイクロメートルから約４０マイクロメートル、または約４０マイクロメートルから約４５マイクロメートルであり得る。隣接するコア９０間の距離Ｄ１は、コアの各々について、同じであっても、異なっても差し支えない。
【0174】
例えば、４×４の正方形パターンにおいて、最大距離だけ隔てられた２つのコア間の距離Ｄ２は、約２０マイクロメートル以上、約２５マイクロメートル以上、約３０マイクロメートル以上、約３５マイクロメートル以上、または約４０マイクロメートル以上であり得る。それに加え、またはそれに代えて、距離Ｄ２は、約５０マイクロメートル以下、約４５マイクロメートル以下、約４０マイクロメートル以下、約３５マイクロメートル以下、または約３０マイクロメートル以下であり得る。
【0175】
また図９に示されるように、コア９０の中心線と共通クラッド９８の外側半径との間の距離Ｄ３は、約４０マイクロメートル以下、約３５マイクロメートル以下、約３０マイクロメートル以下、約２５マイクロメートル以下、または約２０マイクロメートル以下であり得る。それに加え、またはそれに代えて、距離Ｄ３は、約２５マイクロメートル以上、約３０マイクロメートル以上、約３５マイクロメートル以上、または約４０マイクロメートル以上であり得る。いくつかの例では、距離Ｄ３は、約２５マイクロメートルから約４０マイクロメートル、または約３０マイクロメートルから約３５マイクロメートルの範囲にある。Ｄ３が、各コア９０について、同じであっても、異なってもよいことも考えられる。
【0176】
コア９０の外側半径と共通クラッド９８の外側半径との間の距離Ｄ４は、約２５マイクロメートル以下、約２０マイクロメートル以下、約１８マイクロメートル以下、約１６マイクロメートル以下、約１４マイクロメートル以下、約１３マイクロメートル以下、約１２マイクロメートル以下、約１０マイクロメートル以下、約８マイクロメートル以下、または約６マイクロメートル以下であり得る。それに加え、またはそれに代えて、距離Ｄ４は、約８マイクロメートル以上、約１０マイクロメートル以上、約１３マイクロメートル以上、約１６マイクロメートル以上、または約１８マイクロメートル以上であり得る。いくつかの例では、距離Ｄ４は、約１０マイクロメートルから約２０μｍ、または約１２マイクロメートルから約１６マイクロメートルの範囲にある。距離Ｄ４が、各コア９０について、同じであっても、異なってもよいことも考えられる。
【0177】
さらに、図９に示されるような、距離Ｄ５は、各コア９０の半径（例えば、ｒ１、ｒ２）であり得る。距離Ｄ５は、約２マイクロメートルから約３０マイクロメートル、または約２．５マイクロメートルから約２２．５マイクロメートル、または約５マイクロメートルから約２０マイクロメートル、または約７マイクロメートルから約１４マイクロメートル、または約８マイクロメートルから約１２マイクロメートル、または約９マイクロメートルから約１１マイクロメートルの範囲にあることがある。例えば、Ｄ５は、約９マイクロメートル、約１０マイクロメートル、約１０．５マイクロメートル、約１１マイクロメートル、約１１．５マイクロメートル、約１２マイクロメートル、約１２．５マイクロメートル、約１３マイクロメートル、約１４マイクロメートル、約１５マイクロメートル、約１５．５マイクロメートル、約１６マイクロメートル、約１６．５マイクロメートル、約１７マイクロメートル、約１７．５マイクロメートル、または約１８マイクロメートルであることがある。距離Ｄ５が、各コア９０について、同じであっても、異なってもよいことも考えられる。
【0178】
１つの実施の形態において、例示の多芯光ファイバ１００は、ファイバの幅Ｗが約１２５マイクロメートルであり、距離Ｄ１が約４５マイクロメートルであり、距離Ｄ２が約６３．６マイクロメートルであり、距離Ｄ３が約３０．７マイクロメートルであり、距離Ｄ４が約１３マイクロメートルであり、距離Ｄ５が約１７．６マイクロメートルであるように、４×４の正方形デザインで４つのコア領域を含む。
【0179】
先に述べたように、コア９０は、良好なシステム性能を確実にするために、減少したクロストークを有する。クロストークは、コア間の距離およびファイバの長さに依存する。コア間の平均クロストークは、式（１２）
Ｘ＝２ｋ２ＬＬｃ （１２）
から計算することができ、式中、ｋは結合係数であり、Ｌはファイバの長さであり、Ｌｃは、ファイバの均一性と敷設条件に依存する相関長である。
Ｘ＝２ｋ２ＬＬｃ （１２）
から計算することができ、式中、ｋは結合係数であり、Ｌはファイバの長さであり、Ｌｃは、ファイバの均一性と敷設条件に依存する相関長である。
【0180】
いくつかの実施の形態において、隣接するコア９０間の平均クロストークは、１５５０ｎｍで作動する多芯光ファイバの１００ｋｍの長さについて測定して、－２０ｄＢ以下、または－３０ｄＢ以下、または－３５ｄＢ以下、または－４０ｄＢ以下、または－４５ｄＢ以下、または－５０ｄＢ以下、または－５５ｄＢ以下、または－６０ｄＢ以下である。
【0181】
図１０は、１００ｋｍのファイバ長に沿った多芯光ファイバ設計における隣接するコア９０間のクロストークと間隔のプロットを示す。線２００は、ステップ型プロファイルおよび８０マイクロメートル２の有効面積を有する多芯光ファイバ設計を表し、線２１０は、オフセットトレンチ設計（ここに開示されたような）および８０マイクロメートル２の有効面積を有する多芯光ファイバ設計を表し、線２２０は、オフセットトレンチ設計（ここに開示されたような）および１００マイクロメートル２の有効面積を有する多芯光ファイバ設計を表す。図１０に示されるように、線２２０は、コア間の間隔が増加するにつれて、線２００よりも低いクロストークを有する。さらに、線２１０は、コア間の間隔が増加するにつれて、線２２０よりも低いクロストークを有する。このように、図１０は、各々が８０マイクロメートル２の有効面積を有するコアおよびオフセットトレンチ設計を有する多芯設計により、１００マイクロメートル２の有効面積を有するコア、またはステップ型プロファイルを有するファイバよりも、低いクロストークを都合よく提供することを示す。
【0182】
ここに開示された多芯光ファイバ設計において、コア９０は、これも上述したように、０．１８ｄＢ／ｋｍ以下、または０．１７５ｄＢ／ｋｍ以下、または０．１７０ｄＢ／ｋｍ以下、または０．１６５ｄＢ／ｋｍ以下、または０．１６０ｄＢ／ｋｍ以下、または０．１５５ｄＢ／ｋｍ以下、または０．１５０ｄＢ／ｋｍ以下の、１５５０ｎｍでの減衰を有することがある。各コア９０は、同じまたは異なる減衰を有することがある。
【0183】
ここに開示された多芯光ファイバのコア９０は、約１５００ｎｍ未満、約１４００ｎｍ未満、約１３００ｎｍ未満、約１２６０ｎｍ未満、または約１２００ｎｍ未満の理論カットオフ波長を有することがある。例えば、その理論カットオフ波長は、約１３００ｎｍから約１５００ｎｍ、または約１３００ｎｍから約１４００ｎｍであり得る。例えば、その理論カットオフ波長は、約１３００ｎｍ、約１３１０ｎｍ、約１３２０ｎｍ、約１３２９ｎｍ、約１３３０ｎｍ、約１３４０ｎｍ、約１３５０ｎｍ、約１３６０ｎｍ、約１３７０ｎｍ、約１３８０ｎｍ、約１４００ｎｍ、約１５００ｎｍ、またはこれらの値の間の任意の理論カットオフ波長であり得る。各コア９０は、同じまたは異なる理論カットオフ波長を有することがある。
【0184】
１つの態様によれば、コア９０のケーブルカットオフ波長は、約１５００ｎｍ未満、約１４００ｎｍ未満、約１３００ｎｍ未満、約１２６０ｎｍ未満、または約１２００ｎｍ未満である。例えば、そのケーブルカットオフ波長は、約１２００ｎｍから約１５００ｎｍ、約１２００ｎｍから約１４００ｎｍ、約１２００ｎｍから約１３００ｎｍ、約１３００ｎｍから約１５００ｎｍ、約１３００ｎｍから約１４００ｎｍ、または約１４００ｎｍから約１５００ｎｍであり得る。例えば、ケーブルカットオフ波長は、約１２００ｎｍ、約１２０９ｎｍ、約１２１０ｎｍ、約１２２０ｎｍ、約１２３０ｎｍ、約１２４０ｎｍ、約１２５０ｎｍ、約１２６０ｎｍ、約１３００ｎｍ、約１３１０ｎｍ、約１３５０ｎｍ、約１４００ｎｍ、約１４１０ｎｍ、約１４２０ｎｍ、約１４３０ｎｍ、約１４４０ｎｍ、約１４５０ｎｍ、約１４６０ｎｍ、約１５００ｎｍ、またはこれらの値の間の任意のケーブルカットオフ波長であり得る。各コア９０は、同じまたは異なるケーブルカットオフ波長を有することがある。
【0185】
１つの態様によれば、コア９０は、約１２８０ｎｍから約１３４０ｎｍのゼロ分散波長を有し得る。例えば、そのゼロ分散波長は、約１２９０ｎｍから約１３３０ｎｍ、約１２９５ｎｍから約１３２５ｎｍ、約１３００ｎｍから約１３２０ｎｍ、または約１３０５ｎｍから約１３１５ｎｍであり得る。例えば、ゼロ分散波長は、約１２８０ｎｍ、約１２８５ｎｍ、約１２８９ｎｍ、約１２９０ｎｍ、約１３００ｎｍ、約１３０１ｎｍ、約１３０５ｎｍ、約１３０６ｎｍ、約１３１０ｎｍ、約１３１５ｎｍ、または約１３２０ｎｍ、もしくはこれらの値の間の任意のゼロ分散波長であり得る。各コア９０は、同じまたは異なるゼロ分散波長を有することがある。
【0186】
本開示の態様によれば、コア９０は、約３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ未満の１３１０ｎｍでの絶対値を有する分散および０．１ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ未満の１３１０ｎｍでの分散勾配を有し得る。各コア９０は、１３１０ｎｍで、同じまたは異なる分散および分散勾配を有することがある。例えば、１３１０ｎｍでの分散の絶対値は、約０．３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍから約３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、約０．３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍから約２．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、約０．３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍから約２．２５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、約０．３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍから約２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、約０．３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍから約１．７５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、約０．３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍから約１．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、または約０．３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍから約１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり得る。例えば、１３１０ｎｍでの分散の絶対値は、約０．３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、約０．３５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、約０．４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、約０．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、約０．７５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、約１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、約１．２５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、約１．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、約１．７５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、約２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、約２．２５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、約２．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、約２．７５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、約３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、またはこれらの値の間の任意の値であり得る。一例において、１３１０ｎｍでの分散勾配は、約０．０７５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍから約０．１ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、約０．０８ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍから約０．１ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、約０．０８５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍから約０．１ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、約０．０９ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍから約０．１ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、約０．０７５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍから約０．０９ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、約０．０８ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍから約０．０９ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、または約０．０８５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍから約０．０９ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍであり得る。例えば、１３１０ｎｍでの分散勾配は、約０．０７５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、約０．０８ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、約０．０８５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、約０．０８６ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、約０．０８７ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、約０．０８８ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、約０．０８９ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、約０．０９ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、約０．０１ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、またはこれらの値の間の任意の値であり得る。
【0187】
本開示の態様によれば、コア９０は、２２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ未満の１５５０ｎｍでの分散および０．１ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ未満の１５５０ｎｍでの分散勾配を有し得る。各コア９０は、１５５０ｎｍで、同じまたは異なる分散および分散勾配を有することがある。例えば、１５５０ｎｍでの分散は、約１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍから約２２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、約１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍから約２２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、約１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍから約２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、約１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍから約１５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、約１５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍから約２２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、または約１５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍから約２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり得る。例えば、１５５０ｎｍでの分散は、約１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、約１５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、約１６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、約１７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、約１７．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、約１８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、約１９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、約１９．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、約１９．６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、約２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、約２０．１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、約２２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、またはこれらの値の間の任意の値であり得る。一例において、１５５０ｎｍでの分散勾配は、約０．０４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍから約０．１ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、約０．０５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍから約０．１ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、約０．０５５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍから約０．１ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、約０．０６ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍから約０．１ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、約０．０８ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍから約０．１ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、約０．０４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍから約０．０８ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、約０．０５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍから約０．０８ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、約０．０５５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍから約０．０８ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、約０．０６ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍから約０．０８ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、約０．０４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍから約０．０６ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、約０．０５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍから約０．０６ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、または約０．０５５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍから約０．０６ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍであり得る。例えば、１５５０ｎｍでの分散勾配は、約０．０４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、約０．０５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、約０．０５５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、約０．０５７ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、約０．０５８ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、約０．０５９ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、約０．０６ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、約０．０６１ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、約０．０７ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、約０．０８ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、またはこれらの値の間の任意の値であり得る。
【0188】
１つの態様によれば、１０ｍｍの直径を有するマンドレルを使用するマンドレル巻き付け試験によって決定される、１５５０ｎｍでの、ここに開示された多芯光ファイバ中の各コア９０の曲げ損失は、約３ｄＢ／巻き未満、約２．５ｄＢ／巻き未満、約２ｄＢ／巻き未満、約１．５ｄＢ／巻き未満、または約１ｄＢ／巻き未満であることがある。例えば、その曲げ損失は、１０ｍｍの直径を有するマンドレルを使用して、約０．５ｄＢ／巻きから約３ｄＢ／巻き、約０．５ｄＢ／巻きから約２．５ｄＢ／巻き、約０．５ｄＢ／巻きから約２ｄＢ／巻き、約０．５ｄＢ／巻きから約１．５ｄＢ／巻き、約０．５ｄＢ／巻きから約１ｄＢ／巻き、約１ｄＢ／巻きから約３ｄＢ／巻き、約１ｄＢ／巻きから約２．５ｄＢ／巻き、約１ｄＢ／巻きから約２ｄＢ／巻き、約１ｄＢ／巻きから約１．５ｄＢ／巻き、約１．５ｄＢ／巻きから約３ｄＢ／巻き、約１．５ｄＢ／巻きから約２．５ｄＢ／巻き、約１．５ｄＢ／巻きから約２ｄＢ／巻き、約２ｄＢ／巻きから約３ｄＢ／巻き、または約２ｄＢ／巻きから約２．５ｄＢ／巻きであり得る。例えば、その曲げ損失は、１０ｍｍの直径を有するマンドレルを使用して、約０．５ｄＢ／巻き、約０．７５ｄＢ／巻き、約０．９ｄＢ／巻き、約１ｄＢ／巻き、約１．５ｄＢ／巻き、約２ｄＢ／巻き、約２．５ｄＢ／巻き、約３ｄＢ／巻き、またはこれらの値の間の任意の値であり得る。
【0189】
１つの態様によれば、１５ｍｍの直径を有するマンドレルを使用するマンドレル巻き付け試験によって決定される、１５５０ｎｍでの、ここに開示された多芯光ファイバ中の各コア９０の曲げ損失は、約１ｄＢ／巻き未満、約０．７５ｄＢ／巻き未満、約０．５ｄＢ／巻き未満、または約０．３ｄＢ／巻き未満であることがある。例えば、その曲げ損失は、１５ｍｍの直径を有するマンドレルを使用して、約０．１ｄＢ／巻きから約１ｄＢ／巻き、約０．１ｄＢ／巻きから約０．７５ｄＢ／巻き、約０．１ｄＢ／巻きから約０．５ｄＢ／巻き、約０．２ｄＢ／巻きから約１ｄＢ／巻き、約０．２ｄＢ／巻きから約０．７５ｄＢ／巻き、約０．２ｄＢ／巻きから約０．５ｄＢ／巻き、約０．３ｄＢ／巻きから約１ｄＢ／巻き、約０．３ｄＢ／巻きから約０．７５ｄＢ／巻き、または約０．３ｄＢ／巻きから約０．５ｄＢ／巻きであり得る。例えば、その曲げ損失は、１５ｍｍの直径を有するマンドレルを使用して、約０．２ｄＢ／巻き、約０．２３ｄＢ／巻き、約０．２５ｄＢ／巻き、約０．３ｄＢ／巻き、約０．５ｄＢ／巻き、約０．６ｄＢ／巻き、約０．７５ｄＢ／巻き、約１ｄＢ／巻き、またはこれらの値の間の任意の値であり得る。
【0190】
１つの態様によれば、２０ｍｍの直径を有するマンドレルを使用するマンドレル巻き付け試験によって決定される、１５５０ｎｍでの、ここに開示された多芯光ファイバ中の各コア９０の曲げ損失は、約３ｄＢ／巻き未満、約２ｄＢ／巻き未満、約１ｄＢ／巻き未満、約０．５ｄＢ／巻き未満、約０．３ｄＢ／巻き未満、または約０．２ｄＢ／巻き未満であることがある。例えば、その曲げ損失は、２０ｍｍの直径を有するマンドレルを使用して、約０．１ｄＢ／巻きから約３ｄＢ／巻き、約０．１ｄＢ／巻きから約２．５ｄＢ／巻き、約０．１ｄＢ／巻きから約２ｄＢ／巻き、約０．２ｄＢ／巻きから約３ｄＢ／巻き、約０．２ｄＢ／巻きから約２．５ｄＢ／巻き、約０．２ｄＢ／巻きから約２ｄＢ／巻き、約０．３ｄＢ／巻きから約３ｄＢ／巻き、約０．３ｄＢ／巻きから約２．５ｄＢ／巻き、または約０．３ｄＢ／巻きから約２ｄＢ／巻き、約０．１ｄＢ／巻きから約１ｄＢ／巻き、約０．１ｄＢ／巻きから約０．７５ｄＢ／巻き、約０．１ｄＢ／巻きから約０．５ｄＢ／巻き、約０．５ｄＢ／巻きから約３ｄＢ／巻き、約０．５ｄＢ／巻きから約２．５ｄＢ／巻き、約０．５ｄＢ／巻きから約２ｄＢ／巻き、約１ｄＢ／巻きから約３ｄＢ／巻き、約１ｄＢ／巻きから約２．５ｄＢ／巻き、または約１ｄＢ／巻きから約２ｄＢ／巻きであり得る。例えば、その曲げ損失は、２０ｍｍの直径を有するマンドレルを使用して、約０．２ｄＢ／巻き、約０．２３ｄＢ／巻き、約０．２５ｄＢ／巻き、約０．３ｄＢ／巻き、約０．５ｄＢ／巻き、約０．６ｄＢ／巻き、約０．７５ｄＢ／巻き、約０．８ｄＢ／巻き、約０．９ｄＢ／巻き、約１ｄＢ／巻き、約２ｄＢ／巻き、約２．１ｄＢ／巻き、約２．５ｄＢ／巻き、約３ｄＢ／巻き、またはこれらの値の間の任意の値であり得る。
【0191】
１つの態様によれば、３０ｍｍの直径を有するマンドレルを使用するマンドレル巻き付け試験によって決定される、１５５０ｎｍでの、ここに開示された多芯光ファイバ中の各コア９０の曲げ損失は、約１ｄＢ／巻き未満、約０．５ｄＢ／巻き未満、約０．２５ｄＢ／巻き未満、約０．１ｄＢ／巻き未満、約０．０５ｄＢ／巻き未満、約０．０１ｄＢ／巻き未満、または約０．００５ｄＢ／巻き未満であることがある。例えば、その曲げ損失は、３０ｍｍの直径を有するマンドレルを使用して、約０．０１ｄＢ／巻きから約１ｄＢ／巻き、約０．０１ｄＢ／巻きから約０．５ｄＢ／巻き、約０．０１ｄＢ／巻きから約０．２５ｄＢ／巻き、約０．０１ｄＢ／巻きから約０．２ｄＢ／巻き、約０．０１ｄＢ／巻きから約０．１ｄＢ／巻き、約０．０１ｄＢ／巻きから約０．００５ｄＢ／巻き、約０．０５ｄＢ／巻きから約１ｄＢ／巻き、約０．０５ｄＢ／巻きから約０．５ｄＢ／巻き、約０．０５ｄＢ／巻きから約０．２５ｄＢ／巻き、または約０．０５ｄＢ／巻きから約０．２ｄＢ／巻き、約０．２ｄＢ／巻きから約１ｄＢ／巻き、約０．２ｄＢ／巻きから約０．５ｄＢ／巻き、または約０．５ｄＢ／巻きから約１ｄＢ／巻きであり得る。例えば、その曲げ損失は、３０ｍｍの直径を有するマンドレルを使用して、約０．００５ｄＢ／巻き、約０．０１ｄＢ／巻き、約０．０５ｄＢ／巻き、約０．０６ｄＢ／巻き、約０．０７ｄＢ／巻き、約０．０８ｄＢ／巻き、約０．０９ｄＢ／巻き、約０．１ｄＢ／巻き、約０．１２ｄＢ／巻き、約０．１３ｄＢ／巻き、約０．１５ｄＢ／巻き、約０．２ｄＢ／巻き、約０．２３ｄＢ／巻き、約０．２４ｄＢ／巻き、約０．２４ｄＢ／巻き、約０．２５ｄＢ／巻き、約０．３ｄＢ／巻き、約０．３１ｄＢ／巻き、約０．４ｄＢ／巻き、約０．５ｄＢ／巻き、約０．５１ｄＢ／巻き、約１ｄＢ／巻き、またはこれらの値の間の任意の値であり得る。
【0192】
本開示の実施の形態による多芯光ファイバは、単芯光ファイバに関して上述したものと同じ性質を有することがある。例えば、多芯光ファイバのガラスコアは、先に開示されたのと同じトレンチ体積、モードフィールド径、有効面積、および減衰を有することがある。したがって、本開示の多芯光ファイバを構成する光ファイバは、減少した輪郭を有し、それでも、長距離伝送に必要な十分なマイクロベンドおよび堅牢性を維持することがある。
【0193】
下記の表１４には、本開示の実施の形態による多芯光ファイバ３１０～３４０の例が与えられている。各多芯光ファイバ３１０～３４０は、図９に示されたような、正方形デザインで配列された４つのコアから形成されている。ファイバ３１０～３４０の各々は、１２５マイクロメートルの外側ガラス直径および２４２マイクロメートルの被覆外径を有する。ファイバ３１０～３４０の各コアの半径（ｒ１）は約１７．５マイクロメートルであり、各コアには塩素がドープされている。さらに、各コアは、オフセットトレンチ設計およびトレンチの外側に配置された共通クラッド（ここに開示されたような）を有する。共通クラッドの屈折率は、－０．２４５％である。ファイバ３１０～３４０における第１のコアの中心線と第２のコアの中心線との間の距離Ｄ１は、４０マイクロメートルである。そして、ファイバ３１０～３４０におけるコアの中心線と共通クラッドの外側半径との間の距離Ｄ３は、３４．２マイクロメートルである。ファイバ３１０～３４０の光学的性質が、下記の表１４に示されており、各コアの相対屈折率プロファイルが、図１１に示されている。
【0194】
【表14-1】
【0195】
【表14-2】
【0196】
特に明記のない限り、ここに述べられたどの方法も、その工程が特定の順序で行われることを要求していると考えられることは、決して意図されていない。したがって、方法の請求項が、その工程がしたがうべき順序を実際に列挙していない場合、またはその工程が特定の順序に限定されることが、請求項または記載に他に具体的に述べられていない場合、どの特定の順序も暗示されることは決して意図されていない。
【0197】
本発明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を行えることが、当業者に明白であろう。本発明の精神および実態を含む開示された実施の形態の改変、組合せ、部分的組合せおよび変更が、当業者に想起されるであろうから、本発明は、付随の特許請求の範囲およびその等価物の範囲内に全てを含むと考えるべきである。
【0198】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【0199】
実施形態１
多芯光ファイバにおいて、
アルカリ金属がドープされたシリカガラスから作られた第１のコア、
前記第１のコアを取り囲む第１の内側クラッド、
前記第１の内側クラッドを取り囲み、約３０％Δ・マイクロメートル２以上の体積を有する第１のトレンチ領域を含む第１の外側クラッド、
アルカリ金属がドープされたシリカガラスから作られた第２のコア、
前記第２のコアを取り囲む第２の内側クラッド、
前記第２の内側クラッドを取り囲み、約３０％Δ・マイクロメートル２以上の体積を有する第２のトレンチ領域を含む第２の外側クラッド、および
前記第１のコアと前記第２のコアを取り囲む共通クラッド、
を備え、
前記第１のコアと前記第２のコアの各々は、約１００マイクロメートル２以下の１５５０ｎｍでの有効面積を有する、多芯光ファイバ。
多芯光ファイバにおいて、
アルカリ金属がドープされたシリカガラスから作られた第１のコア、
前記第１のコアを取り囲む第１の内側クラッド、
前記第１の内側クラッドを取り囲み、約３０％Δ・マイクロメートル２以上の体積を有する第１のトレンチ領域を含む第１の外側クラッド、
アルカリ金属がドープされたシリカガラスから作られた第２のコア、
前記第２のコアを取り囲む第２の内側クラッド、
前記第２の内側クラッドを取り囲み、約３０％Δ・マイクロメートル２以上の体積を有する第２のトレンチ領域を含む第２の外側クラッド、および
前記第１のコアと前記第２のコアを取り囲む共通クラッド、
を備え、
前記第１のコアと前記第２のコアの各々は、約１００マイクロメートル２以下の１５５０ｎｍでの有効面積を有する、多芯光ファイバ。
【0200】
実施形態２
各々が、アルカリ金属がドープされたシリカガラスから作られたｉ個の追加のコアであって、ｉは１から１８である追加のコア、
前記追加のコアを取り囲む内側クラッド、
各追加のコアを取り囲み、各々が、約３０％Δ・マイクロメートル２以上の体積を有するトレンチ領域を含む外側クラッド、および
各追加のコアを取り囲む共通クラッド、
をさらに備え、
各追加のコアの各々は、約１００マイクロメートル２以下の１５５０ｎｍでの有効面積を有する、実施形態１に記載の多芯光ファイバ。
各々が、アルカリ金属がドープされたシリカガラスから作られたｉ個の追加のコアであって、ｉは１から１８である追加のコア、
前記追加のコアを取り囲む内側クラッド、
各追加のコアを取り囲み、各々が、約３０％Δ・マイクロメートル２以上の体積を有するトレンチ領域を含む外側クラッド、および
各追加のコアを取り囲む共通クラッド、
をさらに備え、
各追加のコアの各々は、約１００マイクロメートル２以下の１５５０ｎｍでの有効面積を有する、実施形態１に記載の多芯光ファイバ。
【0201】
実施形態３
ｉが２である、実施形態２に記載の多芯光ファイバ。
ｉが２である、実施形態２に記載の多芯光ファイバ。
【0202】
実施形態４
前記多芯光ファイバが、約８０マイクロメートルから約１２５マイクロメートルの幅を有する円形断面形状を有する、実施形態１から３のいずれか１つに記載の多芯光ファイバ。
前記多芯光ファイバが、約８０マイクロメートルから約１２５マイクロメートルの幅を有する円形断面形状を有する、実施形態１から３のいずれか１つに記載の多芯光ファイバ。
【0203】
実施形態５
前記多芯光ファイバが、約０．５ｍｍから約３ｍｍの幅を有するリボン形断面形状を有する、実施形態１から３のいずれか１つに記載の多芯光ファイバ。
前記多芯光ファイバが、約０．５ｍｍから約３ｍｍの幅を有するリボン形断面形状を有する、実施形態１から３のいずれか１つに記載の多芯光ファイバ。
【0204】
実施形態６
前記第１のコアの中心線と前記第２のコアの中心線との間の距離が、約１０マイクロメートルから約５０マイクロメートルの範囲にある、実施形態１から５のいずれか１つに記載の多芯光ファイバ。
前記第１のコアの中心線と前記第２のコアの中心線との間の距離が、約１０マイクロメートルから約５０マイクロメートルの範囲にある、実施形態１から５のいずれか１つに記載の多芯光ファイバ。
【0205】
実施形態７
前記第１のコアの中心線と前記第２のコアの中心線との間の距離が、約２０マイクロメートルから約４５マイクロメートルの範囲にある、実施形態６に記載の多芯光ファイバ。
前記第１のコアの中心線と前記第２のコアの中心線との間の距離が、約２０マイクロメートルから約４５マイクロメートルの範囲にある、実施形態６に記載の多芯光ファイバ。
【0206】
実施形態８
前記第１のコアの中心線と前記第２のコアの中心線との間の距離が、約４５マイクロメートルである、実施形態７に記載の多芯光ファイバ。
前記第１のコアの中心線と前記第２のコアの中心線との間の距離が、約４５マイクロメートルである、実施形態７に記載の多芯光ファイバ。
【0207】
実施形態９
前記第１のコアと前記第２のコアとの間のクロストークが、ファイバ長１００ｋｍ当たり約－３０ｄＢ未満である、実施形態１から８のいずれか１つに記載の多芯光ファイバ。
前記第１のコアと前記第２のコアとの間のクロストークが、ファイバ長１００ｋｍ当たり約－３０ｄＢ未満である、実施形態１から８のいずれか１つに記載の多芯光ファイバ。
【0208】
実施形態１０
前記第１のコアと前記第２のコアとの間のクロストークが、ファイバ長１００ｋｍ当たり約－４０ｄＢ未満である、実施形態９に記載の多芯光ファイバ。
前記第１のコアと前記第２のコアとの間のクロストークが、ファイバ長１００ｋｍ当たり約－４０ｄＢ未満である、実施形態９に記載の多芯光ファイバ。
【0209】
実施形態１１
前記第１のコアと前記第２のコアとの間のクロストークが、ファイバ長１００ｋｍ当たり約－５０ｄＢ未満である、実施形態１０に記載の多芯光ファイバ。
前記第１のコアと前記第２のコアとの間のクロストークが、ファイバ長１００ｋｍ当たり約－５０ｄＢ未満である、実施形態１０に記載の多芯光ファイバ。
【0210】
実施形態１２
各コアの中心線と前記共通クラッドの外側半径との間の距離が、約２５マイクロメートルから約４０マイクロメートルの範囲にある、実施形態１から１１のいずれか１つに記載の多芯光ファイバ。
各コアの中心線と前記共通クラッドの外側半径との間の距離が、約２５マイクロメートルから約４０マイクロメートルの範囲にある、実施形態１から１１のいずれか１つに記載の多芯光ファイバ。
【0211】
実施形態１３
各コアの中心線と前記共通クラッドの外側半径との間の距離が、約３０マイクロメートルから約３５マイクロメートルの範囲にある、実施形態１２に記載の多芯光ファイバ。
各コアの中心線と前記共通クラッドの外側半径との間の距離が、約３０マイクロメートルから約３５マイクロメートルの範囲にある、実施形態１２に記載の多芯光ファイバ。
【0212】
実施形態１４
前記第１のコアおよび前記第２のコアの半径の各々が、約２．５マイクロメートルから約９マイクロメートルの範囲にある、実施形態１から１３のいずれか１つに記載の多芯光ファイバ。
前記第１のコアおよび前記第２のコアの半径の各々が、約２．５マイクロメートルから約９マイクロメートルの範囲にある、実施形態１から１３のいずれか１つに記載の多芯光ファイバ。
【0213】
実施形態１５
前記第１のコアおよび前記第２のコアの半径の各々が、約３．５マイクロメートルから約７マイクロメートルの範囲にある、実施形態１４に記載の多芯光ファイバ。
前記第１のコアおよび前記第２のコアの半径の各々が、約３．５マイクロメートルから約７マイクロメートルの範囲にある、実施形態１４に記載の多芯光ファイバ。
【0214】
実施形態１６
前記第１のコアおよび前記第２のコアの各々の１５５０ｎｍでの減衰が、約０．１７５ｄＢ／ｋｍ以下である、実施形態１から１５のいずれか１つに記載の多芯光ファイバ。
前記第１のコアおよび前記第２のコアの各々の１５５０ｎｍでの減衰が、約０．１７５ｄＢ／ｋｍ以下である、実施形態１から１５のいずれか１つに記載の多芯光ファイバ。
【0215】
実施形態１７
１５５０ｎｍでの前記減衰が、約０．１７０ｄＢ／ｋｍ以下である、実施形態１６に記載の多芯光ファイバ。
１５５０ｎｍでの前記減衰が、約０．１７０ｄＢ／ｋｍ以下である、実施形態１６に記載の多芯光ファイバ。
【0216】
実施形態１８
１５５０ｎｍでの前記減衰が、約０．１６０ｄＢ／ｋｍ以下である、実施形態１７に記載の多芯光ファイバ。
１５５０ｎｍでの前記減衰が、約０．１６０ｄＢ／ｋｍ以下である、実施形態１７に記載の多芯光ファイバ。
【0217】
実施形態１９
前記第１のコアおよび前記第２のコアの各々が、約１０ｐｐｍから約５００ｐｐｍの範囲のピークアルカリ金属濃度を有する、実施形態１から１８のいずれか１つに記載の多芯光ファイバ。
前記第１のコアおよび前記第２のコアの各々が、約１０ｐｐｍから約５００ｐｐｍの範囲のピークアルカリ金属濃度を有する、実施形態１から１８のいずれか１つに記載の多芯光ファイバ。
【0218】
実施形態２０
前記第１のコアおよび前記第２のコアの前記アルカリ金属が、ナトリウム、カリウム、およびルビジウムの内の少なくとも１つである、実施形態１から１９のいずれか１つに記載の多芯光ファイバ。
前記第１のコアおよび前記第２のコアの前記アルカリ金属が、ナトリウム、カリウム、およびルビジウムの内の少なくとも１つである、実施形態１から１９のいずれか１つに記載の多芯光ファイバ。
【0219】
実施形態２１
前記第１のコアおよび前記第２のコアの各々が、約０．４質量％から約２．２質量％の範囲の塩素濃度を有する、実施形態１から１８のいずれか１つに記載の多芯光ファイバ。
前記第１のコアおよび前記第２のコアの各々が、約０．４質量％から約２．２質量％の範囲の塩素濃度を有する、実施形態１から１８のいずれか１つに記載の多芯光ファイバ。
【0220】
実施形態２２
１５５０ｎｍでの前記有効面積が、約７０マイクロメートル２から約９０マイクロメートル２の範囲にある、実施形態１から２１のいずれか１つに記載の多芯光ファイバ。
１５５０ｎｍでの前記有効面積が、約７０マイクロメートル２から約９０マイクロメートル２の範囲にある、実施形態１から２１のいずれか１つに記載の多芯光ファイバ。
【0221】
実施形態２３
１５５０ｎｍでの前記有効面積が、約８０マイクロメートル２である、実施形態２２に記載の多芯光ファイバ。
１５５０ｎｍでの前記有効面積が、約８０マイクロメートル２である、実施形態２２に記載の多芯光ファイバ。
【0222】
実施形態２４
前記第１のトレンチ領域および前記第２のトレンチ領域の体積が約７０％Δ・マイクロメートル２以下である、実施形態１から２３のいずれか１つに記載の多芯光ファイバ。
前記第１のトレンチ領域および前記第２のトレンチ領域の体積が約７０％Δ・マイクロメートル２以下である、実施形態１から２３のいずれか１つに記載の多芯光ファイバ。
【0223】
実施形態２５
前記第１のコアおよび前記第２のコアの各々のモードフィールド径が、１３１０ｎｍで約９マイクロメートルから約９．５マイクロメートルの範囲にあり、１５５０ｎｍで約１０から約１０．５マイクロメートルの範囲にある、実施形態１から２４のいずれか１つに記載の多芯光ファイバ。
前記第１のコアおよび前記第２のコアの各々のモードフィールド径が、１３１０ｎｍで約９マイクロメートルから約９．５マイクロメートルの範囲にあり、１５５０ｎｍで約１０から約１０．５マイクロメートルの範囲にある、実施形態１から２４のいずれか１つに記載の多芯光ファイバ。
【符号の説明】
【0224】
１０、２０、４６ 光ファイバ
１１ ガラスファイバ
１２、４８ コア領域
１４、５０ クラッド領域
１６、５６ 一次被覆
１８、５８ 二次被覆
３０ 光ファイバリボン
３２ リボンマトリクス
４０ 光ファイバケーブル
４２ ジャケット
５１ 内側クラッド領域
５３ 屈折率の減少したクラッド領域
５５ 外側クラッド領域
８０、１００ 多芯光ファイバ
８５ 中心ファイバ軸
９０ 複数のコア
９４ クラッドマトリクス
９５ 内側クラッド
９７ 外側クラッド
９８ 共通クラッド
１１ ガラスファイバ
１２、４８ コア領域
１４、５０ クラッド領域
１６、５６ 一次被覆
１８、５８ 二次被覆
３０ 光ファイバリボン
３２ リボンマトリクス
４０ 光ファイバケーブル
４２ ジャケット
５１ 内側クラッド領域
５３ 屈折率の減少したクラッド領域
５５ 外側クラッド領域
８０、１００ 多芯光ファイバ
８５ 中心ファイバ軸
９０ 複数のコア
９４ クラッドマトリクス
９５ 内側クラッド
９７ 外側クラッド
９８ 共通クラッド
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図6E】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図9】
【図10】
【図11】
【国際調査報告】