切頂コアを有する光ファイバ
【課題】アルファ・プロファイル内側部分を有するコアと、このコアとクラッドの間の急な垂直のステップとを有し、肩部がない、本明細書において切頂コアと呼ばれる光ファイバ設計を提供すること。
【解決手段】本発明のさらなる態様は、切頂コアとクラッドの間に溝を含むことができる。この実施形態では、コアは、主な光導波構造として動作するだけでなく、溝構造の機能と本質的に同じ機能を行う。したがって、公式に溝であったものは、はるかに小さな負の値に、または正の値にすらなることができる。本発明の別の実施形態は、コアと垂直ステップの間に棚部または肩部が追加され、その後にクラッドが直接的に続く、切頂コアを有する光ファイバを含む。
【解決手段】本発明のさらなる態様は、切頂コアとクラッドの間に溝を含むことができる。この実施形態では、コアは、主な光導波構造として動作するだけでなく、溝構造の機能と本質的に同じ機能を行う。したがって、公式に溝であったものは、はるかに小さな負の値に、または正の値にすらなることができる。本発明の別の実施形態は、コアと垂直ステップの間に棚部または肩部が追加され、その後にクラッドが直接的に続く、切頂コアを有する光ファイバを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれている、２０１０年２月２２日に出願した仮特許出願第６１／３０６，６０７号の優先権を主張するものである。本出願はまた、その全体が参照により本明細書に組み込まれている、２００９年８月１７日に出願した特許出願第１２／５８３，２１２号に関連する。
【０００２】
本出願において説明され、特許請求の範囲に記載される本発明は、非常に優れた曲げ損失およびモード分散特性を求めて設計されたマルチモード光ファイバに関する。
【背景技術】
【０００３】
光ファイバが曲げられると光エネルギーを漏洩する傾向は、この技術の揺籃期から知られている。光はまっすぐな経路を進むが、低屈折率の材料によって取り囲まれた高屈折率材料の経路を提供することによって、湾曲した経路であっても、ある程度誘導され得ることはよく知られている。しかし、実際には、その原理には限界があり、光ファイバが、光導波路が光を含む能力を上回る湾曲を持つ曲げを有することが多い。
【０００４】
曲げられたときの伝送特性の制御は、ほとんどすべての実際の光ファイバ設計における問題である。初期の手法であり、かつ現在でも一般的な手法は、光ファイバにおける物理的な曲げを防ぐかまたはこれを最小限にすることである。これは、長期的には丈夫なケーブルを設計することによって、または短期的にはマイクロダクトに光ファイバを敷設することによって、大部分は達成されることができ、すべての場合において、光ファイバは各端部で終端させなければならない。したがって、最も好ましい状況下でさえ、ある一定の曲げが光ファイバの終端において発生することがある。
【０００５】
曲げ損失の制御はまた、光ファイバ自体の物理的設計によって対処することができる。したがって、リング特徴または溝特徴またはそれらの組み合わせが、曲げ損失を制御するために光ファイバの屈折率分布の外部で一般に見られる。たとえば、米国特許第４，６９１，９９０号および第４，８５２，９６８号、ならびに２００９年８月１７日に出願した米国特許出願第１２／５８３，２１２号を参照されたい。これらはすべて参照により本明細書に組み込まれる。
【０００６】
従来のグレーデッド・インデックス・マルチモード・ファイバでは、ファイバが曲げられたとき、高次モードは低次モードより大きな損失を被る。曲げを最適化した（ｂｅｎｄ−ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ）マルチモード・ファイバ設計（ＢＯＭＭＦ）では、溝は、高次モードの曲げ損失を最小限にするためにグレーデッド・インデックス・コアの外縁部にある。この技術分野でよく知られているように、溝とは、クラッド領域にあり、かつこの一部である屈折率（ｄｅｐｒｅｓｓｅｄ ｉｎｄｅｘ）の低下した環状領域である。
【０００７】
曲げ損失の制御を支援するために負の溝（ｎｅｇａｔｉｖｅ ｔｒｅｎｃｈ）が使用される典型的な光ファイバ設計では、負の溝は、肩部によってコアのアルファ・プロファイルの縁部から離隔される。典型的には、この肩部は石英（屈折率デルタはゼロ）である。肩部の幅は、ファイバ特性を変更するために他の設計パラメータと組み合わせて使用される設計変数である。これらの設計によって非常に優れた曲げ損失が実現されるが、依然として性能の改善が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願第１２／５８３，２１２号号明細書
【特許文献２】米国特許第４，６９１，９９０号明細書
【特許文献３】米国特許第４，８５２，９６８号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、有利には肩部または棚部の幅がゼロになることが可能で、プロファイルに追加の変更を加えることにより、溝の有無にかかわらず良好な曲げ損失性能を維持することができることを発見した。その発見から、屈折率分布の上方移動を伴う新しい広範な光ファイバ設計概念が生まれ、したがって溝を含むプロファイル全体が正となることができる。以前に溝特徴に割り当てられていた機能は、今や正の屈折率コアの一部として見なしてよい。この設計では、コアは、主な光導波構造として動作するだけでなく、溝構造の機能と本質的に同じ機能を行う。公式に溝であったものは、はるかに小さな負の値に、または正の値にすらなることができる。アルファ・プロファイル内側部分を有するコアと、このコアとクラッドの間の急な垂直のステップとを有し、肩部がない光ファイバのコアは、本明細書において切頂コア（ｔｒｕｎｃａｔｅｄ ｃｏｒｅ）と呼ばれる。本発明のさらなる態様は、切頂コアとクラッドの間に溝を含む。
【００１０】
本発明の別の実施形態は、コアと垂直ステップの間に棚部または肩部が追加され、その後にクラッドが直接的に続く、切頂コアを有する光ファイバを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】標準的なマルチモード光ファイバの屈折率分布を示すプロットである。
【図２】曲げ性能を支援するために溝を有するマルチモード光ファイバに類似したプロットである。
【図３】本発明による、曲げ性能を制御するために切頂コアを有する光ファイバの屈折率分布を示すプロットである。
【図４】本発明の一態様による切頂コアを定義することに関するパラメータを示す、切頂コアを有する屈折率分布の概略図である。
【図５】修正された切頂コアを有する光ファイバの屈折率分布を示すプロットである。
【図６】図３の光ファイバ設計のための、０〜２８ミクロンの半径位置からのＤＭＤトレースを示すプロットである。
【図７】棚部の追加によって修正された切頂コアを有する光ファイバの屈折率分布を示すプロットである。
【図８】３００ｍおよび５５０ｍの光リンク上で動作する切頂コア光ファイバのビット誤り率（ＢＥＲ）のウォータフォール曲線（ｗａｔｅｒｆａｌｌ ｃｕｒｖｅ）を示すプロットである。
【図９】本発明による切頂コアを有する光ファイバを使用する伝送リンクの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
曲げ損失は、シングル・モード光ファイバとマルチモード光ファイバの両方で生じる。マルチモード光ファイバは、典型的にはデータ・センタ、エンタープライズＬＡＮ、ＳＡＮにおいてなど、短距離通信において使用される。マルチモード・ファイバの利点は主に、このファイバを単純でコスト効率のよい供給源と結合することができることにある。従来、これらの供給源は主として、約８５０ｎｍまたは１３００ｎｍの波長を有するＬＥＤであった。ここ１０年において、垂直共振器を有する低コストの垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）レーザ・ダイオードが商業的に普及してきた。これらのレーザによって、レーザ・ダイオードと光ファイバの効果的な結合が可能になり、たとえば最高１０．３１２５Ｇｂｐｓの非常に高い変調速度も可能である。コンピューティング、データ・センタ、およびＳＡＮの各応用例における高性能のような４０／１００ ＧＢＥマルチモード・ファイバの応用例では、ＩＥＥＥ標準８０２．３ｂａ（商標）２０１０は、１０．３１２５Ｇｂｐｓの個別チャネル速度を有する並列ＶＣＳＥＬアレイ（４および１０のチャネル）の規格を提唱する。
【００１３】
曲げられた条件下での光ファイバの性能問題は一般に、曲げの場所において光ファイバから光が漏れることによる全般的な光パワー損失を伴うとされてきた。モード構造変化が曲げ損失に及ぼす影響は一般に見過ごされる。
【００１４】
シングル・モード光ファイバでは、あらゆる漏洩は光ファイバの基本モードの光にかかわるので、全般的なパワー損失は主な検討事項である。しかし、マルチモード光ファイバでは、有効屈折率差により、高次モードは低次モードより大きな損失を被る。また、マルチモード光ファイバにおける高次モードと低次モードの組み合わせによって光ファイバの帯域、したがって光ファイバの信号伝達能力が決定される。
【００１５】
高帯域では、マルチモード・ファイバにおける種々のモードの群速度はできる限り同等に近くあるべきである。群速度差は、コアを備える材料の屈折率のグレードを決めることによって制御することができ、これは、屈折率の関数形式（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｆｏｒｍ）をファイバ半径の関数として指定することを意味する。従来のマルチモード・ファイバでは、設計目標は、以下のように定義されるα形状を達成することである。
【数１】
式中、ｒはファイバの半径、Ｒ０はコアの半径、ｎｃｌａｄはクラッドの屈折率、ｎ１はコアの中心（ｒ＝０）における屈折率、αはべき指数分布パラメータである。これは、当業界で使用するように「理想的な」α形状（アルファ・コア）プロファイルであり、典型的には１．８〜２．２の値を有する。図１は、アルファ・コア１１を有するマルチモード光ファイバ（ＭＭＦ）の典型的な屈折率分布を示す。アルファ・コアは、Ｒ０に径方向外側に延びる。Ｒ０は、べき指数曲線がゼロのデルタ屈折率と交差する点である。
【００１６】
曲げ損失特性の改善は、屈折率分布に溝を追加することによって達成することができる。溝はダウン・ドープ領域、典型的にはフッ素ドープ領域であり、屈折率は純石英より低く、通常、負のデルタ屈折率と呼ばれる。図２は、コアの中心からの半径Ｒ１を有するアルファ・コア２１を有するＭＭＦの屈折率分布を示すが、曲げ損失を制御するために溝２２が追加される。溝とアルファ・コアの間にあるのは、コア中心から半径Ｒ２に延びる肩部２３である。
【００１７】
図２の設計では、従来のＭＭＦ（図１に示す）と比較すると、高次モードは溝による影響を受け、従来のＭＭＦの場合よりも大きな屈折率差を効果的に経験する。図２の設計における溝２２は必要ではなく、なくすことができることが発見された。これにより、本発明の特徴である切頂コア設計がもたらされる。図３は、コアの先端が切断され、その結果大きな垂直のステップ３１が得られる屈折率分布を示す。ステップ３１は、図２の設計における溝と同じ機能を果たす。すなわち、ステップ３１は、ファイバのコア導波部分とクラッドの間に大きな屈折率差を生じさせる。この設計の利点の中でも主なものは、製造の簡単さである。これは、あらゆる負の屈折率領域をなくすことによって得られる利点である。
【００１８】
切頂コアを定義するために使用されるパラメータが図４に示されている。Ｒ０は以前に定義した。Ｒ１は物理的なコア半径、すなわちコア屈折率がｎｓからクラッド領域の屈折率ｎｃｌａｄに低下する点である。屈折率デルタｎは、ｎｃｌａｄからの屈折率の逸脱である。屈折率ｎｓはステップが始まる屈折率であり、ｎｓ−ｎｃｌａｄは屈折率デルタに関するステップの高さを定義する。本発明の一態様は、おそらくドープされているかまたはドープされていない、石英で作製されるクラッドを含む。このような例では、屈折率ｎｃｌａｄは石英の屈折率とほぼ同じである。
【００１９】
溝の必要性に置き換わるために、垂直ステップの高さは、デルタｎ１の一部分に（ｎ１−ｎｃｌａｄ）を乗算したものと同じ大きさであるべきである。具体的には、ステップの高さｎｓ−ｎｃｌａｄは少なくとも０．２（ｎ１−ｎｃｌａｄ）、好ましくは少なくとも０．３５（ｎ１−ｎｃｌａｄ）であるべきである。たとえば、図３は、ステップの高さが０．４（ｎ１−ｎｃｌａｄ）であることを示す。
【００２０】
図３の例に対する適切な設計パラメータ、および比較のために図１および図２に示される例が表Ｉに示されている。
【表１】
図３の設計では、屈折率分布は一般に次式で表すことができる。
【数２】
この式において、ｎ１はｒ＝０のときの屈折率、ｎｃｌａｄはクラッドの屈折率、αはべき指数分布パラメータである。Ｒ０はｎ（Ｒ０）＝ｎｃｌａｄの場合の半径位置である。
【００２１】
上式中のＲ１は次式によって求めることができる。
Ｒ１＝Ｒ０＊［（ｎ１２−ｎｓ２）／（ｎ１２−ｎｃｌａｄ２）］１／α
式中、ｎｓはコアとクラッドの間のステップの最大屈折率である。
【００２２】
本発明の一実施形態は、０．００５〜０．０３に入るデルタｎ１を含む。本発明の一態様によれば、デルタｎ１の好ましい範囲は０．０１４〜０．０２である。
【００２３】
これらの設計では、Ｒ１の値が１０〜３４ミクロンの範囲にあることが好ましいが、必須ではない。
【００２４】
表ＩＩは、図１、図２、および図３に示される３つの設計の８５０ｎｍにおけるマクロ曲げ損失を示す。マルチモード光ファイバの曲げ損失は、それぞれ２．５Ｔまたは１０．５Ｔと表される２．５ターン（ｔｕｒｎ）または１０．５ターンを使用して、それぞれ１０Ｄ、１５Ｄ、および３０Ｄと表される１０ｍｍ、１５ｍｍ、または３０ｍｍのいずれかの直径のマンドレルの周囲に２メートルのファイバ試料を巻き付けることによって測定された。
【表２】
【００２５】
図３の設計の４３０メートルの試料は、ＨＲ−ＤＭＤベンチ上でテストされた。図６は、０〜２８ミクロン半径位置からのＤＭＤトレースを示す。表ＩＩＩは、マスク幅およびＯＭ３規格の標準を超す実効伝送帯域（Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ Ｍｏｄａｌ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ、ＥＭＢ）の値の一覧を示す。
【表３】
【００２６】
本発明の代替実施形態が図５に示される。アルファの屈折率分布部分が５５で示されている。大きなステップは、屈折率が正の部分５６ａと屈折率が負の部分５６ｂと含む。屈折率が負の部分５６ｂは、大きなステップ５６ａに対する強化を表し、場合によっては、設計の曲げ性能をさらに改善することがある。典型的な切頂コア設計では、（ＦＯＴＰ−１７６に基づいて）測定されたファイバコア径は、通常、（たとえば屈折近視野プロファイル（ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｎｅａｒ ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｆｉｌｅ）に基づく）物理的なコア径より３〜５μｍ大きい。第１のクラッド領域と、第１のクラッド領域の外側にあり、第１のクラッド領域より大きな屈折率を有する第２のクラッド領域の追加は、クラッド・モードを減少させ、測定されたコア径を制御するのに役立つ。したがって、図５に示すように、領域５６ｃはｎｃｌａｄ１の屈折率を有し、これはｎｃｌａｄ２の屈折率を有する領域５６ｄの屈折率より小さい。アルファ・コア・プロファイル設計の固有の制限は、コア−クラッド境界における屈折率の急激な変化およびコア縁部におけるクラッド・モードへの結合により、高次モードが適切に補償されないことである。したがって、高次モードのモード遅延は、低次モードおよび中次（ｍｅｄｉｕｍ ｏｒｄｅｒ）モードから逸脱する。ＯＭ３ファイバおよびＯＭ４ファイバなどの従来の理想的なアルファ・コアＭＭＦでは、高次モードのディファレンシャル・モード減衰が高く、それによりディファレンシャル・モード遅延、最終的には帯域への高次モードの影響が最小限になる（ＯＭ３およびＯＭ４は、国際電気標準会議（ＩＥＣ）および米国通信工業会（ＴＩＡ）において定義されたよく知られているＭＭＦのタイプである）。低曲げ損失を得るためのＭＭＦ設計では、溝または大きなステップを有する高次モード間の相互作用（すなわち、コア縁部における実質的にすべての大きな屈折率差）は、ファイバの曲げ性能を改善するだけでなく、高次モードの伝搬特性を大きく変化させる。したがって、曲げ不感性ＭＭＦにおける高次モードのディファレンシャル・モード遅延の制御が非常に重要になり、従来のＭＭＦよりも困難である。したがって、高速デジタル伝送で使用される曲げ不感性ＭＭＦ（ＢＩＭＭＦ）では、高次モードのモード遅延を等しくする方法が必要である。現在の最新技術では、光データ・システムの高速伝送は一般的に１０Ｇｂ／ｓ以上と考えられる。
【００２７】
本発明者らは、コア縁部における大きな屈折率の変化を有するＢＩＭＭＦの高次モードへの影響を軽減するために、２つの異なる手法が実施できることを発見した。第１の手法は、利用されるべきコア区域からステップを離して設置することを含む。高速デジタル伝送の応用例では、標準的なＴＩＡ／ＥＩＡ−４５５−２２０でＤＭＤ試験用の０〜２３ミクロンの範囲が指定されている。したがって、この手法では、Ｒ１におけるステップは、良好なＤＭＤの挙動を保証するには２３ミクロンより少なくとも４ミクロン大きいことが必要である。図３の例では、ステップ３１の半径位置は２８．６ミクロンであるように選択される。図６に示される設計のＤＭＤは、このステップは０〜２３ミクロンのＤＭＤ値にほとんど影響を及ぼさないことを示す。
【００２８】
第２の手法は、ステップの影響を補償するためにコア縁部とステップの間に適切な幅を有する棚部を追加することである。これは、図７に示されている。屈折率分布のアルファ部分は７１と表され、切頂コア縁部７３を形成するステップは、棚部７２を形成するためにコア中心から距離Ｒ３−Ｒ１だけ離される。距離Ｒ３−Ｒ１は好ましくは１〜４ミクロンの範囲にある。図示のように、図３に示される第１の手法では棚部を有さず、したがってＲ３−Ｒ１はゼロとなる。
【００２９】
上述の光ファイバ設計は、有利には、垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）を有するシステムで光源として使用される。ＶＣＳＥＬ源に結合された切頂コア光ファイバは、以下の例に示されるように非常に優れたシステム性能を示す。
【００３０】
図８は、３００ｍおよび５５０ｍの光リンク上に切頂コア（図３）を有する光ファイバのビット誤り率（ＢＥＲ）のウォータフォール曲線を示す。光ファイバは、０．１３６ｐｓ／ｍの０〜２３ｕｍＤＭＤマスク幅の値を有する。ビット・レートは１０．３１２５Ｇｂｐｓで、２３１−１の擬似ランダム・ビット・シーケンス（ＰＲＢＳ）（ＰＲＢＳ３１）で符合化される。ＶＣＳＥＬは、０．２４ｎｍの２乗平均平方根（ＲＭＳ）スペクトル幅および４．５ｕｍにおいて１４％、１９ｕｍにおいて９８％の包囲フラックス（ｅｎｃｉｒｃｌｅｄ ｆｌｕｘ）（ＥＦ）を有する。ＢＥＲウォータフォール曲線は、３つの異なる曲げ径１５ｍｍ、１０ｍｍ、および５ｍｍにおけるリンクの５．５ループの急な曲げの有無にかかわらず、３００ｍ長および５５０ｍ長の伝送の両方にわたってすばらしい性能を示す。
【００３１】
改善された曲げ損失に加えて、上述のように、光ファイバの伝送性能は典型的には、チャネル挿入損失（ＣＨＩＬ）および分散パワーペナルティ（ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｐｏｗｅｒ ｐｅｎａｌｔｙ、ＤＳＰ）も特徴とする。チャネル挿入損失は、曲げがリンク長に存在するときの減衰、コネクタ損失、および曲げ損失の和と定義される。長所のこれらの３つのパラメータが表ＩＶにまとめられている。前述のＶＣＳＥＬ源ならびに０．３８ｎｍのＲＭＳスペクトル幅および４．５ｕｍにおいて８．５％、１９ｕｍにおいて９５％のＥＦを有するＶＣＳＥＬに結合された（図３に示されるファイバのような）切頂コア光ファイバを備えるシステムのデータが掲載されている。
【表４】
【００３２】
図９は、本発明による設計を有する光ファイバ８３を使用する、レーザ送信機８１と光受信機８２の間の伝送リンクの概略図である。
【００３３】
詳細な説明を締めくくるにあたり、本発明の原理から実質的に逸脱することなく好ましい実施形態に多数の変形および変更を加えることができることが当業者には明らかであることに留意されたい。このようなすべての変形、変更、および等価物は、添付の特許請求の範囲において記載されているように、本発明の範囲に含まれるとして本明細書に含まれるものである。
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれている、２０１０年２月２２日に出願した仮特許出願第６１／３０６，６０７号の優先権を主張するものである。本出願はまた、その全体が参照により本明細書に組み込まれている、２００９年８月１７日に出願した特許出願第１２／５８３，２１２号に関連する。
【０００２】
本出願において説明され、特許請求の範囲に記載される本発明は、非常に優れた曲げ損失およびモード分散特性を求めて設計されたマルチモード光ファイバに関する。
【背景技術】
【０００３】
光ファイバが曲げられると光エネルギーを漏洩する傾向は、この技術の揺籃期から知られている。光はまっすぐな経路を進むが、低屈折率の材料によって取り囲まれた高屈折率材料の経路を提供することによって、湾曲した経路であっても、ある程度誘導され得ることはよく知られている。しかし、実際には、その原理には限界があり、光ファイバが、光導波路が光を含む能力を上回る湾曲を持つ曲げを有することが多い。
【０００４】
曲げられたときの伝送特性の制御は、ほとんどすべての実際の光ファイバ設計における問題である。初期の手法であり、かつ現在でも一般的な手法は、光ファイバにおける物理的な曲げを防ぐかまたはこれを最小限にすることである。これは、長期的には丈夫なケーブルを設計することによって、または短期的にはマイクロダクトに光ファイバを敷設することによって、大部分は達成されることができ、すべての場合において、光ファイバは各端部で終端させなければならない。したがって、最も好ましい状況下でさえ、ある一定の曲げが光ファイバの終端において発生することがある。
【０００５】
曲げ損失の制御はまた、光ファイバ自体の物理的設計によって対処することができる。したがって、リング特徴または溝特徴またはそれらの組み合わせが、曲げ損失を制御するために光ファイバの屈折率分布の外部で一般に見られる。たとえば、米国特許第４，６９１，９９０号および第４，８５２，９６８号、ならびに２００９年８月１７日に出願した米国特許出願第１２／５８３，２１２号を参照されたい。これらはすべて参照により本明細書に組み込まれる。
【０００６】
従来のグレーデッド・インデックス・マルチモード・ファイバでは、ファイバが曲げられたとき、高次モードは低次モードより大きな損失を被る。曲げを最適化した（ｂｅｎｄ−ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ）マルチモード・ファイバ設計（ＢＯＭＭＦ）では、溝は、高次モードの曲げ損失を最小限にするためにグレーデッド・インデックス・コアの外縁部にある。この技術分野でよく知られているように、溝とは、クラッド領域にあり、かつこの一部である屈折率（ｄｅｐｒｅｓｓｅｄ ｉｎｄｅｘ）の低下した環状領域である。
【０００７】
曲げ損失の制御を支援するために負の溝（ｎｅｇａｔｉｖｅ ｔｒｅｎｃｈ）が使用される典型的な光ファイバ設計では、負の溝は、肩部によってコアのアルファ・プロファイルの縁部から離隔される。典型的には、この肩部は石英（屈折率デルタはゼロ）である。肩部の幅は、ファイバ特性を変更するために他の設計パラメータと組み合わせて使用される設計変数である。これらの設計によって非常に優れた曲げ損失が実現されるが、依然として性能の改善が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願第１２／５８３，２１２号号明細書
【特許文献２】米国特許第４，６９１，９９０号明細書
【特許文献３】米国特許第４，８５２，９６８号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、有利には肩部または棚部の幅がゼロになることが可能で、プロファイルに追加の変更を加えることにより、溝の有無にかかわらず良好な曲げ損失性能を維持することができることを発見した。その発見から、屈折率分布の上方移動を伴う新しい広範な光ファイバ設計概念が生まれ、したがって溝を含むプロファイル全体が正となることができる。以前に溝特徴に割り当てられていた機能は、今や正の屈折率コアの一部として見なしてよい。この設計では、コアは、主な光導波構造として動作するだけでなく、溝構造の機能と本質的に同じ機能を行う。公式に溝であったものは、はるかに小さな負の値に、または正の値にすらなることができる。アルファ・プロファイル内側部分を有するコアと、このコアとクラッドの間の急な垂直のステップとを有し、肩部がない光ファイバのコアは、本明細書において切頂コア（ｔｒｕｎｃａｔｅｄ ｃｏｒｅ）と呼ばれる。本発明のさらなる態様は、切頂コアとクラッドの間に溝を含む。
【００１０】
本発明の別の実施形態は、コアと垂直ステップの間に棚部または肩部が追加され、その後にクラッドが直接的に続く、切頂コアを有する光ファイバを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】標準的なマルチモード光ファイバの屈折率分布を示すプロットである。
【図２】曲げ性能を支援するために溝を有するマルチモード光ファイバに類似したプロットである。
【図３】本発明による、曲げ性能を制御するために切頂コアを有する光ファイバの屈折率分布を示すプロットである。
【図４】本発明の一態様による切頂コアを定義することに関するパラメータを示す、切頂コアを有する屈折率分布の概略図である。
【図５】修正された切頂コアを有する光ファイバの屈折率分布を示すプロットである。
【図６】図３の光ファイバ設計のための、０〜２８ミクロンの半径位置からのＤＭＤトレースを示すプロットである。
【図７】棚部の追加によって修正された切頂コアを有する光ファイバの屈折率分布を示すプロットである。
【図８】３００ｍおよび５５０ｍの光リンク上で動作する切頂コア光ファイバのビット誤り率（ＢＥＲ）のウォータフォール曲線（ｗａｔｅｒｆａｌｌ ｃｕｒｖｅ）を示すプロットである。
【図９】本発明による切頂コアを有する光ファイバを使用する伝送リンクの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
曲げ損失は、シングル・モード光ファイバとマルチモード光ファイバの両方で生じる。マルチモード光ファイバは、典型的にはデータ・センタ、エンタープライズＬＡＮ、ＳＡＮにおいてなど、短距離通信において使用される。マルチモード・ファイバの利点は主に、このファイバを単純でコスト効率のよい供給源と結合することができることにある。従来、これらの供給源は主として、約８５０ｎｍまたは１３００ｎｍの波長を有するＬＥＤであった。ここ１０年において、垂直共振器を有する低コストの垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）レーザ・ダイオードが商業的に普及してきた。これらのレーザによって、レーザ・ダイオードと光ファイバの効果的な結合が可能になり、たとえば最高１０．３１２５Ｇｂｐｓの非常に高い変調速度も可能である。コンピューティング、データ・センタ、およびＳＡＮの各応用例における高性能のような４０／１００ ＧＢＥマルチモード・ファイバの応用例では、ＩＥＥＥ標準８０２．３ｂａ（商標）２０１０は、１０．３１２５Ｇｂｐｓの個別チャネル速度を有する並列ＶＣＳＥＬアレイ（４および１０のチャネル）の規格を提唱する。
【００１３】
曲げられた条件下での光ファイバの性能問題は一般に、曲げの場所において光ファイバから光が漏れることによる全般的な光パワー損失を伴うとされてきた。モード構造変化が曲げ損失に及ぼす影響は一般に見過ごされる。
【００１４】
シングル・モード光ファイバでは、あらゆる漏洩は光ファイバの基本モードの光にかかわるので、全般的なパワー損失は主な検討事項である。しかし、マルチモード光ファイバでは、有効屈折率差により、高次モードは低次モードより大きな損失を被る。また、マルチモード光ファイバにおける高次モードと低次モードの組み合わせによって光ファイバの帯域、したがって光ファイバの信号伝達能力が決定される。
【００１５】
高帯域では、マルチモード・ファイバにおける種々のモードの群速度はできる限り同等に近くあるべきである。群速度差は、コアを備える材料の屈折率のグレードを決めることによって制御することができ、これは、屈折率の関数形式（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｆｏｒｍ）をファイバ半径の関数として指定することを意味する。従来のマルチモード・ファイバでは、設計目標は、以下のように定義されるα形状を達成することである。
【数１】
式中、ｒはファイバの半径、Ｒ０はコアの半径、ｎｃｌａｄはクラッドの屈折率、ｎ１はコアの中心（ｒ＝０）における屈折率、αはべき指数分布パラメータである。これは、当業界で使用するように「理想的な」α形状（アルファ・コア）プロファイルであり、典型的には１．８〜２．２の値を有する。図１は、アルファ・コア１１を有するマルチモード光ファイバ（ＭＭＦ）の典型的な屈折率分布を示す。アルファ・コアは、Ｒ０に径方向外側に延びる。Ｒ０は、べき指数曲線がゼロのデルタ屈折率と交差する点である。
【００１６】
曲げ損失特性の改善は、屈折率分布に溝を追加することによって達成することができる。溝はダウン・ドープ領域、典型的にはフッ素ドープ領域であり、屈折率は純石英より低く、通常、負のデルタ屈折率と呼ばれる。図２は、コアの中心からの半径Ｒ１を有するアルファ・コア２１を有するＭＭＦの屈折率分布を示すが、曲げ損失を制御するために溝２２が追加される。溝とアルファ・コアの間にあるのは、コア中心から半径Ｒ２に延びる肩部２３である。
【００１７】
図２の設計では、従来のＭＭＦ（図１に示す）と比較すると、高次モードは溝による影響を受け、従来のＭＭＦの場合よりも大きな屈折率差を効果的に経験する。図２の設計における溝２２は必要ではなく、なくすことができることが発見された。これにより、本発明の特徴である切頂コア設計がもたらされる。図３は、コアの先端が切断され、その結果大きな垂直のステップ３１が得られる屈折率分布を示す。ステップ３１は、図２の設計における溝と同じ機能を果たす。すなわち、ステップ３１は、ファイバのコア導波部分とクラッドの間に大きな屈折率差を生じさせる。この設計の利点の中でも主なものは、製造の簡単さである。これは、あらゆる負の屈折率領域をなくすことによって得られる利点である。
【００１８】
切頂コアを定義するために使用されるパラメータが図４に示されている。Ｒ０は以前に定義した。Ｒ１は物理的なコア半径、すなわちコア屈折率がｎｓからクラッド領域の屈折率ｎｃｌａｄに低下する点である。屈折率デルタｎは、ｎｃｌａｄからの屈折率の逸脱である。屈折率ｎｓはステップが始まる屈折率であり、ｎｓ−ｎｃｌａｄは屈折率デルタに関するステップの高さを定義する。本発明の一態様は、おそらくドープされているかまたはドープされていない、石英で作製されるクラッドを含む。このような例では、屈折率ｎｃｌａｄは石英の屈折率とほぼ同じである。
【００１９】
溝の必要性に置き換わるために、垂直ステップの高さは、デルタｎ１の一部分に（ｎ１−ｎｃｌａｄ）を乗算したものと同じ大きさであるべきである。具体的には、ステップの高さｎｓ−ｎｃｌａｄは少なくとも０．２（ｎ１−ｎｃｌａｄ）、好ましくは少なくとも０．３５（ｎ１−ｎｃｌａｄ）であるべきである。たとえば、図３は、ステップの高さが０．４（ｎ１−ｎｃｌａｄ）であることを示す。
【００２０】
図３の例に対する適切な設計パラメータ、および比較のために図１および図２に示される例が表Ｉに示されている。
【表１】
図３の設計では、屈折率分布は一般に次式で表すことができる。
【数２】
この式において、ｎ１はｒ＝０のときの屈折率、ｎｃｌａｄはクラッドの屈折率、αはべき指数分布パラメータである。Ｒ０はｎ（Ｒ０）＝ｎｃｌａｄの場合の半径位置である。
【００２１】
上式中のＲ１は次式によって求めることができる。
Ｒ１＝Ｒ０＊［（ｎ１２−ｎｓ２）／（ｎ１２−ｎｃｌａｄ２）］１／α
式中、ｎｓはコアとクラッドの間のステップの最大屈折率である。
【００２２】
本発明の一実施形態は、０．００５〜０．０３に入るデルタｎ１を含む。本発明の一態様によれば、デルタｎ１の好ましい範囲は０．０１４〜０．０２である。
【００２３】
これらの設計では、Ｒ１の値が１０〜３４ミクロンの範囲にあることが好ましいが、必須ではない。
【００２４】
表ＩＩは、図１、図２、および図３に示される３つの設計の８５０ｎｍにおけるマクロ曲げ損失を示す。マルチモード光ファイバの曲げ損失は、それぞれ２．５Ｔまたは１０．５Ｔと表される２．５ターン（ｔｕｒｎ）または１０．５ターンを使用して、それぞれ１０Ｄ、１５Ｄ、および３０Ｄと表される１０ｍｍ、１５ｍｍ、または３０ｍｍのいずれかの直径のマンドレルの周囲に２メートルのファイバ試料を巻き付けることによって測定された。
【表２】
【００２５】
図３の設計の４３０メートルの試料は、ＨＲ−ＤＭＤベンチ上でテストされた。図６は、０〜２８ミクロン半径位置からのＤＭＤトレースを示す。表ＩＩＩは、マスク幅およびＯＭ３規格の標準を超す実効伝送帯域（Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ Ｍｏｄａｌ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ、ＥＭＢ）の値の一覧を示す。
【表３】
【００２６】
本発明の代替実施形態が図５に示される。アルファの屈折率分布部分が５５で示されている。大きなステップは、屈折率が正の部分５６ａと屈折率が負の部分５６ｂと含む。屈折率が負の部分５６ｂは、大きなステップ５６ａに対する強化を表し、場合によっては、設計の曲げ性能をさらに改善することがある。典型的な切頂コア設計では、（ＦＯＴＰ−１７６に基づいて）測定されたファイバコア径は、通常、（たとえば屈折近視野プロファイル（ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｎｅａｒ ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｆｉｌｅ）に基づく）物理的なコア径より３〜５μｍ大きい。第１のクラッド領域と、第１のクラッド領域の外側にあり、第１のクラッド領域より大きな屈折率を有する第２のクラッド領域の追加は、クラッド・モードを減少させ、測定されたコア径を制御するのに役立つ。したがって、図５に示すように、領域５６ｃはｎｃｌａｄ１の屈折率を有し、これはｎｃｌａｄ２の屈折率を有する領域５６ｄの屈折率より小さい。アルファ・コア・プロファイル設計の固有の制限は、コア−クラッド境界における屈折率の急激な変化およびコア縁部におけるクラッド・モードへの結合により、高次モードが適切に補償されないことである。したがって、高次モードのモード遅延は、低次モードおよび中次（ｍｅｄｉｕｍ ｏｒｄｅｒ）モードから逸脱する。ＯＭ３ファイバおよびＯＭ４ファイバなどの従来の理想的なアルファ・コアＭＭＦでは、高次モードのディファレンシャル・モード減衰が高く、それによりディファレンシャル・モード遅延、最終的には帯域への高次モードの影響が最小限になる（ＯＭ３およびＯＭ４は、国際電気標準会議（ＩＥＣ）および米国通信工業会（ＴＩＡ）において定義されたよく知られているＭＭＦのタイプである）。低曲げ損失を得るためのＭＭＦ設計では、溝または大きなステップを有する高次モード間の相互作用（すなわち、コア縁部における実質的にすべての大きな屈折率差）は、ファイバの曲げ性能を改善するだけでなく、高次モードの伝搬特性を大きく変化させる。したがって、曲げ不感性ＭＭＦにおける高次モードのディファレンシャル・モード遅延の制御が非常に重要になり、従来のＭＭＦよりも困難である。したがって、高速デジタル伝送で使用される曲げ不感性ＭＭＦ（ＢＩＭＭＦ）では、高次モードのモード遅延を等しくする方法が必要である。現在の最新技術では、光データ・システムの高速伝送は一般的に１０Ｇｂ／ｓ以上と考えられる。
【００２７】
本発明者らは、コア縁部における大きな屈折率の変化を有するＢＩＭＭＦの高次モードへの影響を軽減するために、２つの異なる手法が実施できることを発見した。第１の手法は、利用されるべきコア区域からステップを離して設置することを含む。高速デジタル伝送の応用例では、標準的なＴＩＡ／ＥＩＡ−４５５−２２０でＤＭＤ試験用の０〜２３ミクロンの範囲が指定されている。したがって、この手法では、Ｒ１におけるステップは、良好なＤＭＤの挙動を保証するには２３ミクロンより少なくとも４ミクロン大きいことが必要である。図３の例では、ステップ３１の半径位置は２８．６ミクロンであるように選択される。図６に示される設計のＤＭＤは、このステップは０〜２３ミクロンのＤＭＤ値にほとんど影響を及ぼさないことを示す。
【００２８】
第２の手法は、ステップの影響を補償するためにコア縁部とステップの間に適切な幅を有する棚部を追加することである。これは、図７に示されている。屈折率分布のアルファ部分は７１と表され、切頂コア縁部７３を形成するステップは、棚部７２を形成するためにコア中心から距離Ｒ３−Ｒ１だけ離される。距離Ｒ３−Ｒ１は好ましくは１〜４ミクロンの範囲にある。図示のように、図３に示される第１の手法では棚部を有さず、したがってＲ３−Ｒ１はゼロとなる。
【００２９】
上述の光ファイバ設計は、有利には、垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）を有するシステムで光源として使用される。ＶＣＳＥＬ源に結合された切頂コア光ファイバは、以下の例に示されるように非常に優れたシステム性能を示す。
【００３０】
図８は、３００ｍおよび５５０ｍの光リンク上に切頂コア（図３）を有する光ファイバのビット誤り率（ＢＥＲ）のウォータフォール曲線を示す。光ファイバは、０．１３６ｐｓ／ｍの０〜２３ｕｍＤＭＤマスク幅の値を有する。ビット・レートは１０．３１２５Ｇｂｐｓで、２３１−１の擬似ランダム・ビット・シーケンス（ＰＲＢＳ）（ＰＲＢＳ３１）で符合化される。ＶＣＳＥＬは、０．２４ｎｍの２乗平均平方根（ＲＭＳ）スペクトル幅および４．５ｕｍにおいて１４％、１９ｕｍにおいて９８％の包囲フラックス（ｅｎｃｉｒｃｌｅｄ ｆｌｕｘ）（ＥＦ）を有する。ＢＥＲウォータフォール曲線は、３つの異なる曲げ径１５ｍｍ、１０ｍｍ、および５ｍｍにおけるリンクの５．５ループの急な曲げの有無にかかわらず、３００ｍ長および５５０ｍ長の伝送の両方にわたってすばらしい性能を示す。
【００３１】
改善された曲げ損失に加えて、上述のように、光ファイバの伝送性能は典型的には、チャネル挿入損失（ＣＨＩＬ）および分散パワーペナルティ（ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｐｏｗｅｒ ｐｅｎａｌｔｙ、ＤＳＰ）も特徴とする。チャネル挿入損失は、曲げがリンク長に存在するときの減衰、コネクタ損失、および曲げ損失の和と定義される。長所のこれらの３つのパラメータが表ＩＶにまとめられている。前述のＶＣＳＥＬ源ならびに０．３８ｎｍのＲＭＳスペクトル幅および４．５ｕｍにおいて８．５％、１９ｕｍにおいて９５％のＥＦを有するＶＣＳＥＬに結合された（図３に示されるファイバのような）切頂コア光ファイバを備えるシステムのデータが掲載されている。
【表４】
【００３２】
図９は、本発明による設計を有する光ファイバ８３を使用する、レーザ送信機８１と光受信機８２の間の伝送リンクの概略図である。
【００３３】
詳細な説明を締めくくるにあたり、本発明の原理から実質的に逸脱することなく好ましい実施形態に多数の変形および変更を加えることができることが当業者には明らかであることに留意されたい。このようなすべての変形、変更、および等価物は、添付の特許請求の範囲において記載されているように、本発明の範囲に含まれるとして本明細書に含まれるものである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアと、
前記コアを取り囲みこれと接触する、屈折率ｎｃｌａｄを有するクラッドとを断面に備えるマルチモード光ファイバであって、
前記コアが、
前記断面の中心から半径Ｒ１まで延び、前記断面の中心における屈折率ｎ１とＲ１における屈折率ｎｓとを有する第１の部分であって、その屈折率分布がアルファ・コア・プロファイルを有する第１の部分と、
正の屈折率デルタｎｓを有し、前記断面の中心から半径Ｒ３に径方向外向きに延びる棚部領域と、
Ｒ３においてｎｓ−ｎｃｌａｄにほぼ等しい屈折率差を有するステップ領域とを備え、ｎｓ−ｎｃｌａｄが少なくとも０．２（ｎ１−ｎｃｌａｄ）である、光ファイバ。
【請求項２】
ｎｓ−ｎｃｌａｄが少なくとも０．３５（ｎ１−ｎｃｌａｄ）である、請求項１に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項３】
ｎ１−ｎｃｌａｄが０．０３未満である、請求項２に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項４】
ｎ１−ｎｃｌａｄが０．０１４〜０．０２の範囲にある、請求項２に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項５】
Ｒ１が１０〜３４ミクロンの範囲にある、請求項１に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項６】
（Ｒ３−Ｒ１）が１〜５ミクロンの範囲にある、請求項１に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項７】
（Ｒ３−Ｒ１）がゼロである、請求項１に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項８】
前記クラッドが、前記ステップ領域を取り囲みこれと接触する第１のクラッド部分と、前記第１のクラッド部分を取り囲みこれと接触する第２のクラッド部分とを備え、前記第１のクラッド部分が屈折率ｎｃｌａｄ１を有し、前記第２のクラッド部分が屈折率ｎｃｌａｄ２を有し、ｎｃｌａｄ１が負で、ｎｃｌａｄ２がｎｃｌａｄ１より大きい、請求項１に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項９】
前記クラッドが純石英であり、したがってｎｃｌａｄ−ｎｓｉｌｉｃａがほぼゼロである、請求項２に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項１０】
♪002♪コアおよび前記棚部が、高次モード群のモード遅延が中低次モード群のモード遅延と等しくなるように構成される、請求項１に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項１１】
前記コアの前記第１の部分が、
ｎ（ｒ）＝［ｎ１２−（ｎ１２−ｎｃｌａｄ２）（ｒ／Ｒ０）α］１／２
を有し、式中ｒは前記ファイバの半径、Ｒ０は前記コアの半径、ｎｃｌａｄは前記クラッドの屈折率、αおよびΔは自由パラメータ、αの値は１．８〜２．２の範囲にある、請求項１に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項１２】
８５０ｎｍにおいて測定された曲げ損失が、１５ｍｍの直径曲げにおける２．５ターンに対して０．２ｄＢ未満である、請求項１に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項１３】
垂直共振器型面発光レーザに結合された請求項１に記載の光ファイバを備える光ファイバ・サブシステム。
【請求項１４】
ａ）レーザ送信機と、
ｂ）光受信機と、
ｃ）前記送信機と前記受信機の間に結合された請求項１に記載のマルチモード光ファイバとを備える光システム。
【請求項１５】
コアと、
前記コアを取り囲みこれと接触する、屈折率ｎｃｌａｄを有するクラッドとを断面に備えるマルチモード光ファイバであって、
前記コアが、
前記断面の中心から半径Ｒ１まで延び、前記断面の中心における屈折率ｎ１とＲ１における屈折率ｎｓとを有する第１の部分であって、その屈折率分布がアルファ・コア・プロファイルを有する第１の部分と、
Ｒ１においてｎｓ−ｎｃｌａｄにほぼ等しい屈折率差を有するステップ領域とを備え、ｎｓ−ｎｃｌａｄが少なくとも０．２（ｎ１−ｎｃｌａｄ）である、光ファイバ。
【請求項１６】
ｎｓ−ｎｃｌａｄが少なくとも０．３５（ｎ１−ｎｃｌａｄ）である、請求項１５に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項１７】
ｎ１−ｎｃｌａｄが０．０３未満である、請求項１６に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項１８】
ｎ１−ｎｃｌａｄが０．０１４〜０．０２の範囲にある、請求項１６に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項１９】
Ｒ１が１４〜３８ミクロンの範囲にある、請求項１５に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項２０】
ａ）レーザ送信機と、
ｂ）光受信機と、
ｃ）前記送信機と前記受信機の間に結合された請求項１５に記載のマルチモード光ファイバとを備える光システム。
【請求項１】
コアと、
前記コアを取り囲みこれと接触する、屈折率ｎｃｌａｄを有するクラッドとを断面に備えるマルチモード光ファイバであって、
前記コアが、
前記断面の中心から半径Ｒ１まで延び、前記断面の中心における屈折率ｎ１とＲ１における屈折率ｎｓとを有する第１の部分であって、その屈折率分布がアルファ・コア・プロファイルを有する第１の部分と、
正の屈折率デルタｎｓを有し、前記断面の中心から半径Ｒ３に径方向外向きに延びる棚部領域と、
Ｒ３においてｎｓ−ｎｃｌａｄにほぼ等しい屈折率差を有するステップ領域とを備え、ｎｓ−ｎｃｌａｄが少なくとも０．２（ｎ１−ｎｃｌａｄ）である、光ファイバ。
【請求項２】
ｎｓ−ｎｃｌａｄが少なくとも０．３５（ｎ１−ｎｃｌａｄ）である、請求項１に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項３】
ｎ１−ｎｃｌａｄが０．０３未満である、請求項２に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項４】
ｎ１−ｎｃｌａｄが０．０１４〜０．０２の範囲にある、請求項２に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項５】
Ｒ１が１０〜３４ミクロンの範囲にある、請求項１に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項６】
（Ｒ３−Ｒ１）が１〜５ミクロンの範囲にある、請求項１に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項７】
（Ｒ３−Ｒ１）がゼロである、請求項１に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項８】
前記クラッドが、前記ステップ領域を取り囲みこれと接触する第１のクラッド部分と、前記第１のクラッド部分を取り囲みこれと接触する第２のクラッド部分とを備え、前記第１のクラッド部分が屈折率ｎｃｌａｄ１を有し、前記第２のクラッド部分が屈折率ｎｃｌａｄ２を有し、ｎｃｌａｄ１が負で、ｎｃｌａｄ２がｎｃｌａｄ１より大きい、請求項１に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項９】
前記クラッドが純石英であり、したがってｎｃｌａｄ−ｎｓｉｌｉｃａがほぼゼロである、請求項２に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項１０】
♪002♪コアおよび前記棚部が、高次モード群のモード遅延が中低次モード群のモード遅延と等しくなるように構成される、請求項１に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項１１】
前記コアの前記第１の部分が、
ｎ（ｒ）＝［ｎ１２−（ｎ１２−ｎｃｌａｄ２）（ｒ／Ｒ０）α］１／２
を有し、式中ｒは前記ファイバの半径、Ｒ０は前記コアの半径、ｎｃｌａｄは前記クラッドの屈折率、αおよびΔは自由パラメータ、αの値は１．８〜２．２の範囲にある、請求項１に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項１２】
８５０ｎｍにおいて測定された曲げ損失が、１５ｍｍの直径曲げにおける２．５ターンに対して０．２ｄＢ未満である、請求項１に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項１３】
垂直共振器型面発光レーザに結合された請求項１に記載の光ファイバを備える光ファイバ・サブシステム。
【請求項１４】
ａ）レーザ送信機と、
ｂ）光受信機と、
ｃ）前記送信機と前記受信機の間に結合された請求項１に記載のマルチモード光ファイバとを備える光システム。
【請求項１５】
コアと、
前記コアを取り囲みこれと接触する、屈折率ｎｃｌａｄを有するクラッドとを断面に備えるマルチモード光ファイバであって、
前記コアが、
前記断面の中心から半径Ｒ１まで延び、前記断面の中心における屈折率ｎ１とＲ１における屈折率ｎｓとを有する第１の部分であって、その屈折率分布がアルファ・コア・プロファイルを有する第１の部分と、
Ｒ１においてｎｓ−ｎｃｌａｄにほぼ等しい屈折率差を有するステップ領域とを備え、ｎｓ−ｎｃｌａｄが少なくとも０．２（ｎ１−ｎｃｌａｄ）である、光ファイバ。
【請求項１６】
ｎｓ−ｎｃｌａｄが少なくとも０．３５（ｎ１−ｎｃｌａｄ）である、請求項１５に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項１７】
ｎ１−ｎｃｌａｄが０．０３未満である、請求項１６に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項１８】
ｎ１−ｎｃｌａｄが０．０１４〜０．０２の範囲にある、請求項１６に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項１９】
Ｒ１が１４〜３８ミクロンの範囲にある、請求項１５に記載のマルチモード光ファイバ。
【請求項２０】
ａ）レーザ送信機と、
ｂ）光受信機と、
ｃ）前記送信機と前記受信機の間に結合された請求項１５に記載のマルチモード光ファイバとを備える光システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１７０３５７（Ｐ２０１１−１７０３５７Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１１−３５５５４（Ｐ２０１１−３５５５４）
【出願日】平成２３年２月２２日（２０１１．２．２２）
【出願人】（５０９０９４０３４）オーエフエス ファイテル，エルエルシー (44)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３５５５４（Ｐ２０１１−３５５５４）
【出願日】平成２３年２月２２日（２０１１．２．２２）
【出願人】（５０９０９４０３４）オーエフエス ファイテル，エルエルシー (44)
【Ｆターム（参考）】
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