誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ
【解決手段】本発明のＳＢＳ抑制光ファイバは、石英ガラスからなるコアにＧｅ、Ｐ、Ｆなどの添加剤を単独で、若しくは組み合わせて添加するとともにコアの屈折率分布を階段状にして、この階段状の屈折率分布の隣り合う階段における添加剤の濃度差を所定の濃度差以上にしたり、隣り合う階段における屈折率差を所定の屈折率差以上にすることによりＳＢＳ閾値パワーを上昇させるようにしている。
【効果】本発明のＳＢＳ抑制光ファイバの構成によれば、ＳＢＳ閾値パワーを上昇させることが可能なため、ＳＢＳを抑制することができるとともに零分散波長やモードフィールド径を通常のＳＭＦと同等のパラメータになるようにしたので、伝送路に適用しても接続損失の増大などの不都合が生じることがない。
【効果】本発明のＳＢＳ抑制光ファイバの構成によれば、ＳＢＳ閾値パワーを上昇させることが可能なため、ＳＢＳを抑制することができるとともに零分散波長やモードフィールド径を通常のＳＭＦと同等のパラメータになるようにしたので、伝送路に適用しても接続損失の増大などの不都合が生じることがない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ伝送路に高パワーを入力する必要のある、例えばＦＴＴＨ用光ＣＡＴＶシステム等に使用される光ファイバに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）システムの導入が要求されてきている。ＦＴＴＨシステムには光ＣＡＴＶシステムなどが用いられるが、この光ＣＡＴＶシステムではシングルモード光ファイバのコア中に高パワーの光信号を入力することが必要となる。これは、ＦＴＴＨシステムで使用される光ＣＡＴＶシステムが、まずノイズを低減するために、受光器での光入力パワーを例えば約−１０ｄＢｍの受光感度を有するようにできるだけ高くする必要があることや光信号をなるべく多く分配するために１６分岐や３２分岐というようなスプリッタが用いられるが、そのスプリッタの損失を補償するために、光送信器から出力される光信号パワーを例えば３２分岐のスプリッタでは１６．５〜１７ｄＢ程度に大きくしなければならない等の理由があるからである。
【０００３】
さらに、ユーザーまでの伝送路として使用される光ファイバの長さを短くするため、あるいはユーザーになるべく近いところで光分配をするために、光送信器からスプリッタまでの伝送路ファイバの長さを長くすることが望まれている。また、この伝送路ファイバの長さはＦＴＴＨシステムの設計では最長１０〜２０ｋｍと想定されているが、光ファイバが２０ｋｍ程度の長さで３２分岐のスプリッタにより分配するような光ＣＡＴＶシステムを考えた場合、光ファイバの伝送損失が波長１５５０ｎｍで０．２５ｄＢ／ｋｍ程度であるから、光送信器と受光器との間の伝送損失量は２２ｄＢとなる。即ち、光送信器での光出力は約１２ｄＢ必要となる。また、伝送路用ファイバの長さを２０ｋｍ以上としたり、光分配数を３２分岐以上に増やしたりすることがあれば、その光出力はより高くする必要が出てくる。
【０００４】
このように将来的には現在以上に光出力を大きくする必要性が出てくるものと予想されるが、光ファイバ中に高いパワーの光信号を入力すると誘導ブリユアン散乱（以下ＳＢＳ；Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）と呼ばれる現象が生じることが知られている。
【０００５】
ＳＢＳは、超音波によって光の振動数（周波数）がわずかにずれて散乱される現象であり、光のパワーが前方の出射方向に散乱するよりも後方に散乱する方が大きくなる。また、光ファイバのコア中の光パワーが大きくなるとブリユアン散乱の誘導放出が始まり、急激に後方散乱光パワーが増大してしまう。この結果、この後方散乱光が光送信器に悪影響を与え、光源のノイズが増大したり、前方へ伝搬している光信号パワーが飽和してしまい、光信号対ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が悪くなったりする。このように、ＳＢＳ現象が伝送路用ファイバに入射できる光パワーの上限を決定することになってしまう。
【０００６】
ところで、一般的には低損失な石英ガラス系光ファイバを得るために添加剤としてはＧｅ、Ｐ、Ｆ等が用いられる。このうちＧｅとＰは添加すると石英ガラスの屈折率よりも高い屈折率が得られるためにコアに添加されることが多い。また、Ｆは添加すると石英ガラスの屈折率よりも低い屈折率が得られるためにクラッドに添加されることが多い。しかし、Ｇｅ、Ｐ、Ｆを共添加することによってコア中にＦが添加されたり、クラッド中にＧｅやＦが添加される場合もある。
【０００７】
ここで、石英ガラス中の添加剤とＳＢＳの中心周波数シフト量には相関関係があることが知られている。まず、ＧｅＯ２濃度が１０ｗｔ％以下の比較的低い濃度のところではＧｅＯ２濃度とＳＢＳ中心周波数シフト量は線形に相関しており、ＧｅＯ２の重量％あたりのＳＢＳ中心周波数シフト量は８９ＭＨｚ／ｗｔ％（＝１５４ＭＨｚ／ｍｏｌ％）と報告されている（例えば、非特許文献１参照）。この時のＳＢＳの半値全幅（ＳＢＳスペクトルの強度のピーク値の２分の１のところのスペクトル幅）は３０ＭＨｚ〜１００ＭＨｚ程度である。
【０００８】
また、ＧｅＯ２濃度とＰ２Ｏ５濃度とＳＢＳ中心周波数シフト量との関係はそれぞれ１２５ＭＨｚ／ｍｏｌ％、１６２ＭＨｚ／ｍｏｌ％という報告もある（例えば、非特許文献１参照）。この時のＳＢＳの半値全幅は１５０ＭＨｚ〜２７０ＭＨｚであるとされている。以上のような報告ではコアにＧｅやＰが添加され、クラッドは純粋石英ガラスからなる光ファイバやコアが純粋石英ガラス、クラッドにＦが添加された光ファイバを用いている。
【０００９】
さらに、コアにＧｅとＦを共添加した光ファイバのＳＢＳ中心周波数シフト量を調べた報告もある。この報告によれば、Ｆの添加量が比屈折率差０．２％で約３５０ＭＨｚだけ周波数シフトしている。これはｍｏｌ％あたりの周波数シフト量に換算すると６００ＭＨｚ／ｍｏｌ％となる（例えば、非特許文献２参照）。
【００１０】
上記のような状況に対して、ＳＢＳを抑制した光ファイバあるいはＳＢＳの抑制方法がいくつか提案されている。まず、光ファイバのコア径やコアの屈折率、あるいはコアに残留する歪みを光ファイバの長手方向に変化させた光ファイバが提案されている（例えば、特許文献１参照）。コア径を変化させる方法としては光ファイバ母材の形成条件を適宜変化させたり、コアの屈折率を変化させる方法としてはガラスへの添加剤の種類や添加量を変化させるようにしている。またコア中の残留歪みを変化させる方法としては線引き張力を長手方向に変化させて残留歪みを光ファイバの長手方向に周期的に変化させたりしている。コア中の残留歪みが変化することによってＳＢＳの中心周波数が変化するのでＳＢＳのスペクトルが広がり誘導放出の閾値が上昇するためである。
【００１１】
また、コアとクラッド中の添加剤の濃度を光ファイバの長手方向で変化させる方法も提案されている。即ち、コアにはＧｅとＦを添加し、クラッドにはＦを添加した光ファイバにおいて、コア及びクラッドのＦの濃度を長手方向で変化させたものである（例えば、非特許文献３参照）。
【００１２】
さらに、光ファイバの長手方向にコア径を変化させてＳＢＳを抑制する方法も提案されている（例えば、特許文献１、非特許文献４参照）。非特許文献４ではコア径を変化させることによりブリユアン周波数をシフトさせ、ＳＢＳのスペクトル幅を広げて閾値を上げるようにしている。
【００１３】
その他、光ファイバのコアの径方向にＰまたはＦを添加したガラスを層状に交互に配置する方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。この方法では、コア内に不均一な熱膨張分布及び粘度分布を発生させることによってＳＢＳのスペクトル幅を広げてＳＢＳの閾値パワーを大きくしている。
【００１４】
【非特許文献１】R.W.Tkach et al.,Electron.Lett.,vol.22,No.19,p.1011,1986
【非特許文献２】N.Shibata et al.,Opt.Lett.,vol.12,No.4,p.269,1987
【非特許文献３】１９９４年電子情報通信学会秋季大会予稿集 Ｃ−１３７
【非特許文献４】１９９５年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会予稿集 Ｂ−６６１
【特許文献１】特開平４−３６７５３９号公報
【特許文献２】特表２００１−５１０９０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところで、上記のような従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
【００１６】
即ち、特許文献１や非特許文献４に開示されている光ファイバの長手方向にコア径を変化させる方法では、光ファイバの構造が長手方向で変化するのでＳＢＳの抑制には効果があってもその他のパラメータも変化するために、例えば通常の伝送用シングルモード光ファイバ（以下、ＳＭＦ）と接続する場合などに特性上好ましくないという問題がある。
【００１７】
また、特許文献１におけるコアの屈折率を変化させる方法では、添加剤の種類や添加量を光ファイバの長手方向で変化させるものであるが製造工程が煩雑になり安定して長尺の光ファイバを製造することが困難である。さらに、コアの残留歪みを光ファイバの長手方向で変化させる方法は、コアが純粋石英ガラス、クラッドが石英ガラスにＦを添加した光ファイバを用いているが、このような光ファイバではＦを添加したクラッドの粘度が純粋石英ガラスからなるコアの粘度に比べて低いために線引き張力の影響がコアに集中しやすいという利点を有している。しかし、広く商用で用いられている光ファイバはコアにＧｅが添加されているものであるため純粋石英ガラスに比べて線引き張力を調整することが困難である。従って、この方法は適用が限られてしまうという問題があった。
【００１８】
また、非特許文献３に開示されている方法では、コア及びクラッドに添加されるＦの濃度を変化させ、コアのＧｅの濃度は均一にして全体の屈折率分布は変化しないようにしているが、やはり製造工程が複雑になるので長手方向に安定した特性の光ファイバを得ることが困難で、大量生産には向いていないという問題があった。
【００１９】
さらに、特許文献２に開示されている方法では、コアの径方向において交互に異なったガラス組成の層を形成する必要があるので製造工程が煩雑でコストが高くなるという問題があった。
【００２０】
本発明は上記のような課題を解決したもので、ＳＢＳを抑制するとともに光ファイバの長手方向で安定した特性を有し、しかも通常の製造方法を用いることができるＳＢＳ抑制光ファイバを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は以上の点を解決するため次のような構成からなるものである。
【００２２】
即ち、本発明のＳＢＳ抑制光ファイバはまず第１の態様として、石英ガラスからなるコア及びその外周のコアよりも屈折率の低い石英ガラスからなるクラッドから構成された光ファイバであって、前記コアにはＧｅあるいはＰが単独で、若しくはＧｅとＰが同時に添加されているとともに前記コアが階段状の屈折率分布を有し、前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段におけるＧｅＯ２の濃度差あるいはＰ２Ｏ５の濃度差若しくはＧｅＯ２とＰ２Ｏ５の合計の濃度差が０．３ｍｏｌ％以上であることを特徴とする。
【００２３】
また、第２の態様として、前記第１の態様において、前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段におけるＧｅＯ２の濃度差あるいはＰ２Ｏ５の濃度差若しくはＧｅＯ２とＰ２Ｏ５の合計の濃度差が０．６ｍｏｌ％以上であることを特徴とする。
【００２４】
さらに、第３の態様として、前記第１または第２の態様において、前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差が３×１０−４以上であることを特徴とする。
【００２５】
また、第４の態様として、前記第３の態様において、前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差が８×１０−４以上であることを特徴とする。
【００２６】
さらに、第５の態様として、前記第１から第４までのいずれかの態様において、前記クラッドは純石英ガラスであることを特徴とする。
【００２７】
また、第６の態様として、前記第１から第４までのいずれかの態様において、前記クラッドは石英ガラスにＦが添加されていることを特徴とする。
【００２８】
さらに、第７の態様として、石英ガラスからなるコア及びその外周のコアよりも屈折率の低い石英ガラスからなるクラッドから構成された光ファイバであって、前記コア及びクラッドにはＦが添加されているとともに前記コアが階段状の屈折率分布を有し、前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段におけるＦの濃度差が０．０８ｍｏｌ％以上であることを特徴とする。
【００２９】
また、第８の態様として、前記第７の態様において、前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段におけるＦの濃度差が０．１６ｍｏｌ％以上であることを特徴とする。
【００３０】
さらに、第９の態様として、前記第７または第８の態様において、前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差が３×１０−４以上であることを特徴とする。
【００３１】
また、第１０の態様として、前記第９の態様において、前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差が８×１０−４以上であることを特徴とする。
【００３２】
さらに、第１１の態様として、石英ガラスからなるコア及びその外周のコアよりも屈折率の低い石英ガラスからなるクラッドから構成された光ファイバであって、前記コアにはＧｅあるいはＰが単独で、若しくはＧｅとＰが同時に添加され、かつさらにＦが添加されているとともに前記コアが階段状の屈折率分布を有し、前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差が３×１０−４以上であることを特徴とする。
【００３３】
また、第１２の態様として、前記第１１の態様において、前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差が８×１０−４以上であることを特徴とする。
【００３４】
さらに、第１３の態様として、前記第１１または第１２の態様において、前記クラッドは純石英ガラスであることを特徴とする。
【００３５】
また、第１４の態様として、前記第１１または第１２の態様において、前記クラッドは石英ガラスにＦが添加されていることを特徴とする。
【００３６】
さらに、第１５の態様として、石英ガラスからなるコア及びその外周のコアよりも屈折率の低い石英ガラスからなるクラッドから構成された光ファイバであって、前記コアは純石英ガラス及びＦが添加されている石英ガラスからなり、前記クラッドにＦが添加されているとともに前記コアが階段状の屈折率分布を有し、前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差が３×１０−４以上であることを特徴とする。
【００３７】
また、第１６の態様として、前記第１５の態様において、前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差が８×１０−４以上であることを特徴とする。
【００３８】
さらに、第１７の態様として、前記第１から第１６までのいずれかの態様において、前記コアの最大屈折率と前記クラッドの屈折率との差が０．００８以下であることを特徴とする。
【００３９】
また、第１８の態様として、前記第１から第１７までのいずれかの態様において、前記光ファイバの誘導ブリユアン散乱のスペクトル幅が２００ＭＨｚ以上であることを特徴とする。
【００４０】
さらに、第１９の態様として、前記第１８の態様において、前記光ファイバの誘導ブリユアン散乱のスペクトル幅が３００ＭＨｚ以上であることを特徴とする。
【００４１】
また、第２０の態様として、前記第１から第１９までのいずれかの態様において、前記光ファイバの零分散波長が１３００ｎｍ〜１３２４ｎｍの範囲にあることを特徴とする。
【００４２】
さらに、第２１の態様として、前記第１から第２０までのいずれかの態様において、前記光ファイバの１３１０ｎｍの波長におけるモードフィールド径が８．６〜９．５μｍの範囲にあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４３】
本発明のＳＢＳ抑制光ファイバによれば、コアやクラッドに添加するＧｅやＰあるいはＦ等の添加剤の添加量を調整するとともにコアの屈折率分布を階段状にしたのでＳＢＳのスペクトル幅を広げ、ＳＢＳを抑制できるとともに、長手方向において安定した特性を有し、製造も従来通りの方法で行うことができ、さらに通常のＳＭＦと安定して接続することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、本発明の実施の形態について具体例を用いて説明する。
【００４５】
まず、誘導放出の閾値を上昇させるためには、ＳＢＳのスペクトル幅を広くする必要がある。ＳＢＳの閾値は、光ファイバの損失、長さ、モードフィールド径等に依存する。一般的に閾値は簡易的に以下のように表すことができる。
【００４６】
Ｐｔｈ≒ｋ（Ａｅｆｆ／Ｌｅｆｆ）
ここで、Ｐｔｈ・・・・ＳＢＳ閾値
Ａｅｆｆ・・・有効断面積
Ｌｅｆｆ・・・相互作用距離
ｋ・・・・・・係数
また、Ａｅｆｆ及びＬｅｆｆは次のような式で表すことができる。
【００４７】
Ａｅｆｆ≒πＷ２
Ｌｅｆｆ＝｛１−ｅｘｐ（−αＬ）／α｝
ここで、Ｗ・・・モードフィールド径
Ｌ・・・光ファイバ長
α・・・損失係数
以上のように、ＡｅｆｆとＬｅｆｆは、モードフィールド径、光ファイバの損失と長さに関わるものである。従って、各光ファイバのＳＢＳの閾値を比較する場合には、係数ｋを比較すれば光ファイバのモードフィールド径、損失、長さ等によらずによいことがわかる。なお、通常のＳＭＦのｋ係数は７．６×１０１４ｍＷ／ｍ程度であるので、この値よりもｋ係数が大きければＳＢＳ閾値パワーが大きいことになる。
【００４８】
また、このｋ係数を大きくするためにはＳＢＳのスペクトル幅を広くすることが必要となる。具体的には、効果的にＳＢＳを抑制するためのＳＢＳのスペクトル幅が２００ＭＨｚ以上、好ましくは３００ＭＨｚ以上必要であることがわかった。通常のＳＭＦの場合にはＳＢＳのスペクトル幅は１３０〜１５０ＭＨｚであるが、ＳＢＳのスペクトル幅が２００ＭＨｚ未満では通常のＳＭＦのＳＢＳの抑制効果とあまり変わらず、ＳＢＳの抑制効果が十分とはいえないからである。なお、本発明におけるＳＢＳのスペクトル幅はＳＢＳスペクトルの強度のピーク値の１０分の１のところのスペクトル幅をいう。
【００４９】
従来の技術より、ＳＢＳ中心周波数シフト量はおおよそＧｅＯ２の場合１５０ＭＨｚ／ｍｏｌ％、Ｐ２Ｏ５の場合１６０ＭＨｚ／ｍｏｌ％、Ｆの場合６００ＭＨｚ／ｍｏｌ％であることが知られている。ＳＢＳスペクトル幅を広くするために本発明のように屈折率分布を階段状にした場合、各階段部分におけるＳＢＳ中心周波数のシフト量が他の階段部分におけるＳＢＳ中心周波数に重ならないようにする必要がある。
【００５０】
各階段部分におけるＳＢＳ中心周波数のシフト量が他の階段部分におけるＳＢＳ中心周波数に重ならないようにするためには、隣り合う階段におけるＧｅやＰ、あるいはＦの添加量を上記シフト量を踏まえて最適に調整するとよい。出願人らが検討した結果、添加剤がＧｅの場合やＰの場合には階段状の屈折率分布の隣り合う階段におけるＧｅＯ２の濃度差、あるいはＰ２Ｏ５の濃度差が０．３ｍｏｌ％以上、好ましくは０．６ｍｏｌ％以上あることがよいことがわかった。また、ＧｅとＰを共添加した場合にもＧｅＯ２とＰ２Ｏ５の合計の濃度差が０．３ｍｏｌ％以上、好ましくは０．６ｍｏｌ％以上あることがよいことがわかった。
【００５１】
ＧｅＯ２の濃度差やＰ２Ｏ５の濃度差、あるいはＧｅＯ２とＰ２Ｏ５の合計の濃度差を０．３ｍｏｌ％以上としたのは、０．３ｍｏｌ％未満では通常のＳＭＦと同程度のＳＢＳ抑制効果しかないためである。好ましくは０．６ｍｏｌ％以上としたのは、よりＳＢＳ抑制効果を奏することができるためである。またＧｅＯ２の濃度差やＰ２Ｏ５の濃度差、あるいはＧｅＯ２とＰ２Ｏ５の合計の濃度差の上限としてはこのＳＢＳ抑制光ファイバを通常のＳＭＦと接続しても接続損失が増大しないなど伝送特性に影響を与えない範囲になるように屈折率分布の設計において適宜定めればよい。
【００５２】
なお、上記実施の形態において、コアにＧｅやＰ、あるいはＧｅとＰを共添加して階段状の屈折率分布とした場合に、この階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差を３×１０−４以上、好ましくは８×１０−４以上としてもよい。このように添加剤の濃度ではなく、階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差で本発明を構成しても添加剤の濃度差で構成した場合と同等の効果が得られる。なお、階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差を３×１０−４以上としたのは、３×１０−４未満では通常のＳＭＦと同程度のＳＢＳ抑制効果しかないためである。好ましくは８×１０−４以上としたのは、よりＳＢＳ抑制効果を奏することができるためである。また隣り合う階段の屈折率差の上限としては、このＳＢＳ抑制光ファイバを通常のＳＭＦと接続しても接続損失が増大しないなど伝送特性に影響を与えない範囲になるように屈折率分布の設計において適宜定めればよい。
【００５３】
しかしながらコア径が小さくなるために屈折率を上昇あるいは下降させる添加剤のガラス合成中や紡糸による拡散等の影響により、その階段段数によって隣り合う階段の屈折率差の上限が制限される。例えば、階段数１段の場合は段数が少ないため隣り合う階段の屈折率差の上限はコアとクラッドの最大屈折率差程度まで可能であり自由度は大きい。一方、階段数２段以上となる場合は階段間の長さが短くなることから隣り合う階段の屈折率差の上限は０．００１５程度に屈折率分布を設計することが好ましい。また段数に関わらず階段の形状は、上記で述べた拡散等の影響により矩形になるわけではなく少し丸みの帯びたものとなることが多い。
【００５４】
ここで、上記実施の形態においてクラッドは純石英ガラスとしてもよく、純石英ガラスにＦを添加してもよい。即ち必要とする光ファイバの特性等から適宜選択すればよい。
【００５５】
また、本発明のＳＢＳ抑制光ファイバの他の実施の形態として、コア及びクラッドにＦが添加されているとともにコアが階段状の屈折率分布を有し、この階段状の屈折率分布の隣り合う階段におけるＦの濃度差が０．０８ｍｏｌ％以上、好ましくは０．１６ｍｏｌ％以上とした構成とすることもできる。
【００５６】
Ｆの濃度差を０．０８ｍｏｌ％以上としたのは、０．０８ｍｏｌ％未満では通常のＳＭＦと同程度のＳＢＳ抑制効果しかないためである。好ましくは０．１６ｍｏｌ％以上としたのは、よりＳＢＳ抑制効果を奏することができるためである。またＦの濃度差の上限としてはこのＳＢＳ抑制光ファイバを通常のＳＭＦと接続しても接続損失が増大しないなど伝送特性に影響を与えない範囲になるように屈折率分布の設計において適宜定めればよい。
【００５７】
なお、上記実施の形態において、コア及びクラッドにＦを添加して階段状の屈折率分布とした場合に、この階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差を３×１０−４以上、好ましくは８×１０−４以上としてもよい。このようにＧｅやＰの場合と同様に添加剤をＦとした場合でも添加剤の濃度ではなく、階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差で本発明を構成しても添加剤の濃度差で構成した場合と同等の効果が得られる。そして、やはり階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差を３×１０−４以上としたのは、３×１０−４未満では通常のＳＭＦと同程度のＳＢＳ抑制効果しかないためである。好ましくは８×１０−４以上としたのは、よりＳＢＳ抑制効果を奏することができるためである。また隣り合う階段の屈折率差の上限としてはこのＳＢＳ抑制光ファイバを通常のＳＭＦと接続しても接続損失が増大しないなど伝送特性に影響を与えない範囲になるように屈折率分布の設計において適宜定めればよい。
【００５８】
さらに他の実施の形態として、本発明のＳＢＳ抑制光ファイバはコアにＧｅとＦ、ＰとＦ、あるいはＧｅ、ＰとＦを共添加するとともにコアの屈折率分布を階段状にし、この階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差が３×１０−４以上、好ましくは８×１０−４以上となるように構成することもできる。やはり階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差を３×１０−４以上としたのは、３×１０−４未満では通常のＳＭＦと同程度のＳＢＳ抑制効果しかないためである。好ましくは８×１０−４以上としたのは、よりＳＢＳ抑制効果を奏することができるためである。また隣り合う階段の屈折率差の上限としては、このＳＢＳ抑制光ファイバを通常のＳＭＦと接続しても接続損失が増大しないなど伝送特性に影響を与えない範囲になるように屈折率分布の設計において適宜定めればよい。
【００５９】
そしてやはり、コア径が小さくなるために屈折率を上昇あるいは下降させる添加剤のガラス合成中や紡糸による拡散等の影響により、その階段段数によって隣り合う階段の屈折率差の上限が制限されるので、例えば、階段数１段の場合は段数が少ないため隣り合う階段の屈折率差の上限はコアとクラッドの最大屈折率差程度まで可能であり自由度は大きいが、階段数２段以上となる場合は階段間の長さが短くなることから隣り合う階段の屈折率差の上限は０．００１５程度になるように屈折率分布を設計することが好ましいことは前記と同様である。また段数に関わらず階段の形状は、上記で述べた拡散等の影響により矩形になるわけではなく少し丸みの帯びたものとなることが多いことも前記と同様である。なお、本実施の形態においてもクラッドは純石英ガラスとしてもよく、純石英ガラスにＦを添加してもよい。即ち必要とする光ファイバの特性等から適宜選択すればよい。
【００６０】
またさらに他の実施の形態として、本発明のＳＢＳ抑制光ファイバはコアを純石英ガラスとし、クラッドにＦを添加するとともにコアの純石英ガラスに部分的にＦを添加してコアが階段状の屈折率分布を有するようにし、この階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差が３×１０−４以上、好ましくは８×１０−４以上となるように構成することもできる。階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差を３×１０−４以上としたのは、やはり３×１０−４未満では通常のＳＭＦと同程度のＳＢＳ抑制効果しかないためである。好ましくは８×１０−４以上としたのは、よりＳＢＳ抑制効果を奏することができるためである。また隣り合う階段の屈折率差の上限としては、このＳＢＳ抑制光ファイバを通常のＳＭＦと接続しても接続損失が増大しないなど伝送特性に影響を与えない範囲になるように屈折率分布の設計において適宜定めればよい。
【００６１】
そしてやはり、コア径が小さくなるために屈折率を上昇あるいは下降させる添加物のガラス合成中や紡糸による拡散等の影響により、その階段段数によって隣り合う階段の屈折率差の上限が制限されるので、例えば、階段数１段の場合は段数が少ないため隣り合う階段の屈折率差の上限はコアとクラッドの最大屈折率差程度まで可能であり自由度は大きいが、階段数２段以上となる場合は階段間の長さが短くなることから隣り合う階段の屈折率差の上限は０．００１５程度になるように屈折率分布を設計することが好ましいことは前記と同様である。また段数に関わらず階段の形状は、上記で述べた拡散等の影響により矩形になるわけではなく少し丸みの帯びたものとなることが多いことも前記と同様である。
【００６２】
なお、前述してきた実施の形態において、本発明のＳＢＳ抑制光ファイバのコアの最大屈折率とクラッドの屈折率との差が０．００８以下であることが望ましい。また、本発明のＳＢＳ抑制光ファイバの零分散波長が１３００ｎｍ〜１３２４ｎｍの範囲にあることが望ましい。さらに、本発明のＳＢＳ抑制光ファイバの１３１０ｎｍの波長におけるモードフィールド径が８．６〜９．５μｍの範囲にあることが望ましい。
【００６３】
これは、本発明のＳＢＳ抑制光ファイバを通常のＳＭＦと接続した場合でも接続損失が発生せず、伝送特性において光ファイバの伝送路に悪影響を及ぼさないようにするためである。即ち、コアの屈折率分布を階段状にする構成は従来から分散シフトファイバ（ＤＳＦ；Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｓｉｆｔｅｄ Ｆｉｂｅｒ）で知られているが、このＤＳＦは零分散波長を１３００ｎｍ付近から１５５０ｎｍ付近にシフトさせたものであり、そのためにコアの最大屈折率とクラッドの屈折率差を０．０１以上としている。またこのような構成とした結果、ＤＳＦのモードフィールド径は１３１０ｎｍの波長で７〜８μｍと通常のＳＭＦに比べて小さくなっている。従って、ＤＳＦと通常のＳＭＦを接続した場合には、屈折率差やモードフィールド径の不整合から接続損失が増大し、伝送路全体に良い影響を与えないことになる。
【００６４】
本発明のＳＢＳ抑制光ファイバは従来から通常の伝送路に用いているＳＭＦと同等の零分散波長、即ち１３００ｎｍ付近の零分散波長を有し、コアの最大屈折率とクラッドの屈折率差も通常のＳＭＦと接続しても接続損失が発生しないような０．００８以下とし、しかも１３１０ｎｍの波長におけるモードフィールド径も通常のＳＭＦと同等の値にしたので伝送路に適用しても特性上の問題が生じることがないようにしたものである。
【００６５】
なお、本発明のＳＢＳ抑制光ファイバに従来公知の例えば長手方向にコア径を変動させたり、残留応力を変動させたりする技術を併用しても差し支えない。ＳＢＳを抑制するのに効果があるならば製造方法等において許容される限り特に限定されるものではない。
【実施例１】
【００６６】
図１（ａ）に示すように、石英ガラスからなるコアにＧｅを添加して、このコアの屈折率分布を１段の階段状としたＳＭＦを作製した。クラッドＣは純石英ガラスである。階段状の屈折率分布のうち、屈折率の高い部分をＮｈ、屈折率の低い部分をＮｌとすると、Ｎｈの部分のＧｅＯ２の濃度は５．２ｍｏｌ％、Ｎｌの部分のＧｅＯ２の濃度は３ｍｏｌ％である。即ち階段状の屈折率分布の隣り合う階段におけるＧｅＯ２の濃度差Δｃは２．２ｍｏｌ％となっている。なお、この時のコアの最大屈折率（Ｎｈの部分）とクラッドの屈折率の差Δｎ１は０．００７、コアのＮｌの部分の屈折率とクラッドの屈折率Δｎ２の差は０．００４であり、階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差Δｎ３は０．００３であった。また、屈折率の高いコアの部分（Ｎｈの部分）のコア径は３μｍ、屈折率の低いコアの部分（Ｎｌの部分）のコア径は８μｍである。
【００６７】
このような構成のＳＢＳ抑制光ファイバを２０ｋｍ準備し、図２に示すような測定系で１５５０ｎｍの波長における入射光パワーに対する反射光パワーを測定した。図２の測定系は、１５５０ｎｍの波長の分布帰還型レーザ（ＤＦＢ−ＬＤ）１からの光を光増幅器（ＥＤＦＡ；Ｅｒｂｉｕｍ Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）２により増幅して光カプラ３に導入する。この光は光カプラ３により一方は測定するＳＢＳ抑制光ファイバ４から伝送された光のパワーを測定する出射光パワーメーター５に分岐され、他方は入射光パワーをモニターするための入射光パワーメーター６に分岐される。そして、ＳＢＳ抑制光ファイバ４から反射してきた光を再び光カプラ３を通して反射光パワーメーター７により測定する。この反射光パワーメーター７により反射光を測定することによってＳＢＳがどの程度抑制さているかわかるようになっている。
【００６８】
図３は、本実施例１のＳＢＳ抑制光ファイバを図２の測定系により測定した結果を表したものである。横軸が入射光パワーを表し、縦軸が出射光パワー及び反射光パワーを表している。図３より、入射光パワーが１０ｄＢｍとなった時に反射光パワーが急激に大きくなっていることがわかる。この時のｋ係数は１．５×１０１５ｍＷ／ｍであった。この１０ｄＢｍの入射光パワーがＳＢＳが発生する閾値（Ｐｔｈ）となる。通常のＳＭＦではＳＢＳ閾値パワーは７ｄＢｍ程度であるため、本実施例１の光ファイバでは３ｄＢｍ程度の改善が見られ、高い入射光パワーに対してもＳＢＳ抑制効果が実現できた。また、通常のＳＭＦのｋ係数は７．６×１０１４ｍＷ／ｍであった。なお、本実施例１における光ファイバの１５５０ｎｍにおける伝送損失は０．２ｄＢ／ｋｍ、モードフィールド径は１０．５μｍであった。また、ＳＢＳのスペクトル幅は３３０ＭＨｚであった。このＳＢＳのスペクトル幅の測定はＢＯＴＤＲ（Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）を用いて行い、以下の各実施例の測定においても同様である。
【００６９】
なお、前述したように屈折率分布の形状は実際には添加剤の拡散等の影響により完全な矩形ではなく、図１（ｂ）に示すように角の部分が少し丸みを帯びた形状になることが多い。しかし、本実施例及び以下に説明する各実施例においては説明上屈折率分布を矩形の形状として表すこととする。
【実施例２】
【００７０】
図４に示すように、石英ガラスからなるコアにＧｅを添加して、このコアの屈折率分布を１段の階段状としたＳＭＦを作製した。クラッドＣは純石英ガラスである。階段状の屈折率分布のうち、屈折率の高い部分をＮｈ、屈折率の低い部分をＮｌとすると、Ｎｈの部分のＧｅＯ２の濃度は６ｍｏｌ％、Ｎｌの部分のＧｅＯ２の濃度は３ｍｏｌ％である。即ち階段状の屈折率分布の隣り合う階段におけるＧｅＯ２の濃度差Δｃは３ｍｏｌ％となっている。なお、この時のコアの最大屈折率（Ｎｈの部分）とクラッドの屈折率の差Δｎ１は０．００８、コアのＮｌの部分の屈折率とクラッドの屈折率の差Δｎ２は０．００４であり、階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差Δｎ３は０．００４であった。また、屈折率の高いコアの部分（Ｎｈの部分）のコア径は８μｍ、屈折率の低いコアの部分（Ｎｌの部分）のコア径は５μｍである。
【００７１】
このような構成のＳＢＳ抑制光ファイバを２０ｋｍ準備し、図２に示すような測定系で１５５０ｎｍの波長における入射光パワーに対する反射光パワーを測定した。この結果、本実施例２の光ファイバのＳＢＳ閾値パワーは９．５ｄＢｍであり、通常のＳＭＦの閾値パワーに比べて２．５ｄＢｍだけ閾値パワーが上昇しており、ＳＢＳを抑制することができた。この時のｋ係数は１．５×１０１５ｍＷ／ｍであった。また、１５５０ｎｍの波長における伝送損失は０．２ｄＢ／ｋｍ、モードフィールド径は１０μｍであった。なお、ＳＢＳのスペクトル幅は３００ＭＨｚであった。
【実施例３】
【００７２】
図５に示すように、石英ガラスからなるコアにＧｅを添加して、このコアの屈折率分布を２段の階段状としたＳＭＦを作製した。クラッドＣは純石英ガラスである。２段の階段状の屈折率分布のうち、屈折率の高い部分をＮｈ、屈折率の中間部分をＮｍ、屈折率の低い部分をＮｌとすると、Ｎｈの部分のＧｅＯ２の濃度は６ｍｏｌ％、Ｎｍの部分のＧｅＯ２の濃度は５．３ｍｏｌ％、Ｎｌの部分のＧｅＯ２の濃度は４ｍｏｌ％である。即ち階段状の屈折率分布の隣り合う階段におけるＧｅＯ２の濃度差はそれぞれＮｈの部分とＮｍの部分との差Δｃ１が０．７ｍｏｌ％、Ｎｍの部分とＮｌの部分の差Δｃ２が１．３ｍｏｌ％となっている。なお、この時のコアの最大屈折率（Ｎｈの部分）とクラッドの屈折率の差Δｎ１は０．００８、コアのＮｍの部分の屈折率とクラッドの屈折率の差Δｎ２は０．００７、コアのＮｌの部分の屈折率とクラッドの屈折率の差Δｎ３は０．００５５であり、階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差はそれぞれＮｈの部分とＮｍの部分の差Δｎ４が０．００１、Ｎｍの部分とＮｌの部分の差Δｎ５が０．００１５であった。また、屈折率の高いコアの部分（Ｎｈの部分）のコア径は８μｍ、屈折率の中間部のコアの部分（Ｎｍの部分）のコア径は５μｍ、屈折率の低いコアの部分（Ｎｌの部分）のコア径は３μｍである。
【００７３】
このような構成のＳＢＳ抑制光ファイバを２０ｋｍ準備し、図２に示すような測定系で１５５０ｎｍの波長における入射光パワーに対する反射光パワーを測定した。この結果、本実施例３の光ファイバのＳＢＳ閾値パワーは１０．５ｄＢｍであり、通常のＳＭＦの閾値パワーに比べて３．５ｄＢｍだけ閾値パワーが上昇しており、ＳＢＳを抑制することができた。この時のｋ係数は１．６×１０１５ｍＷ／ｍであった。また、１５５０ｎｍの波長における伝送損失は０．２３ｄＢ／ｋｍ、モードフィールド径は１０．４μｍであった。なお、ＳＢＳのスペクトル幅は３５０ＭＨｚであった。
【実施例４】
【００７４】
図６に示すように、石英ガラスからなるコアにＰを添加して、このコアの屈折率分布を１段の階段状としたＳＭＦを作製した。クラッドＣは純石英ガラスである。階段状の屈折率分布のうち、屈折率の高い部分をＮｈ、屈折率の低い部分をＮｌとすると、Ｎｈの部分のＰ２Ｏ５の濃度は６ｍｏｌ％、Ｎｌの部分のＰ２Ｏ５の濃度は４．５ｍｏｌ％である。即ち階段状の屈折率分布の隣り合う階段におけるＰ２Ｏ５の濃度差Δｃは１．５ｍｏｌ％となっている。なお、この時のコアの最大屈折率（Ｎｈの部分）とクラッドの屈折率の差Δｎ１は０．００８、コアのＮｌの部分の屈折率とクラッドの屈折率の差Δｎ２は０．００６であり、階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差Δｎ３は０．００２であった。また、屈折率の高いコアの部分（Ｎｈの部分）のコア径は４μｍ、屈折率の低いコアの部分（Ｎｌの部分）のコア径は８μｍである。
【００７５】
このような構成のＳＢＳ抑制光ファイバを２０ｋｍ準備し、図２に示すような測定系で１５５０ｎｍの波長における入射光パワーに対する反射光パワーを測定した。この結果、本実施例４の光ファイバのＳＢＳ閾値パワーは９ｄＢｍであり、通常のＳＭＦの閾値パワーに比べて２ｄＢｍだけ閾値パワーが上昇しており、ＳＢＳを抑制することができた。この時のｋ係数は１．４×１０１５ｍＷ／ｍであった。また、１５５０ｎｍの波長における伝送損失は０．３ｄＢ／ｋｍ、モードフィールド径は１０．５μｍであった。なお、ＳＢＳのスペクトル幅は２５０ＭＨｚであった。
【実施例５】
【００７６】
図７に示すように、純石英ガラスからなるコアの外周部にＦを添加して、このコアの屈折率分布を１段の階段状としたＳＭＦを作製した。クラッドＣの石英ガラスにもＦを添加した。階段状の屈折率分布のうち、屈折率の高い部分をＮｈ、屈折率の低い部分をＮｌとすると、Ｎｈの部分のＦの濃度は０ｍｏｌ％（純石英ガラス）、Ｎｌの部分のＦの濃度は０．３ｍｏｌ％である。また、クラッドのＦの濃度は１．６ｍｏｌ％である。従って、階段状のコアの屈折率分布の隣り合う階段におけるＦの濃度差Δｃは０．３ｍｏｌ％となっている。なお、この時のコアの最大屈折率（Ｎｈの部分）とクラッドの屈折率の差Δｎ１は０．００８、コアのＮｌの部分の屈折率とクラッドの屈折率の差Δｎ２は０．００６５であり、階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差Δｎ３は０．００１５であった。また、屈折率の高いコアの部分（Ｎｈの部分）のコア径は４μｍ、屈折率の低いコアの部分（Ｎｌの部分）のコア径は８μｍである。
【００７７】
このような構成のＳＢＳ抑制光ファイバを２０ｋｍ準備し、図２に示すような測定系で１５５０ｎｍの波長における入射光パワーに対する反射光パワーを測定した。この結果、本実施例５の光ファイバのＳＢＳ閾値パワーは１０．５ｄＢｍであり、通常のＳＭＦの閾値パワーに比べて３．５ｄＢｍだけ閾値パワーが上昇しており、ＳＢＳを抑制することができた。この時のｋ係数は１．５×１０１５ｍＷ／ｍであった。また、１５５０ｎｍの波長における伝送損失は０．２７ｄＢ／ｋｍ、モードフィールド径は１０．３μｍであった。なお、ＳＢＳのスペクトル幅は３４０ＭＨｚであった。
【実施例６】
【００７８】
図８に示すように、石英ガラスからなるコアにＧｅを添加して、このコアの屈折率分布を２段の階段状としたＳＭＦを作製した。クラッドＣは純石英ガラスである。２段の階段状の屈折率分布のうち、屈折率の高い部分をＮｈ、屈折率の中間部分をＮｍ、屈折率の低い部分をＮｌとすると、Ｎｈの部分のＧｅＯ２の濃度は５．７ｍｏｌ％、Ｎｍの部分のＧｅＯ２の濃度は５．３ｍｏｌ％、Ｎｌの部分のＧｅＯ２の濃度は４．５ｍｏｌ％である。即ち階段状の屈折率分布の隣り合う階段におけるＧｅＯ２の濃度差はそれぞれＮｈの部分とＮｌの部分との差Δｃ１が１．２ｍｏｌ％、Ｎｍの部分とＮｌの部分との差Δｃ２が０．８ｍｏｌ％となっている。なお、この時のコアの最大屈折率（Ｎｈの部分）とクラッドの屈折率の差Δｎ１は０．００７５、コアのＮｍの部分の屈折率とクラッドの屈折率の差Δｎ２は０．００７、コアのＮｌの部分の屈折率とクラッドの屈折率の差Δｎ３は０．００６であり、階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差はそれぞれＮｈの部分とＮｌの部分の差Δｎ４が０．００１５、Ｎｍの部分とＮｌの部分の差Δｎ５が０．００１であった。また、屈折率の高いコアの部分（Ｎｈの部分）のコア径は８μｍ、屈折率の中間部のコアの部分（Ｎｍの部分）のコア径は４μｍ、屈折率の低いコアの部分（Ｎｌの部分）のコア径は６μｍである。
【００７９】
このような構成のＳＢＳ抑制光ファイバを２０ｋｍ準備し、図２に示すような測定系で１５５０ｎｍの波長における入射光パワーに対する反射光パワーを測定した。この結果、本実施例６の光ファイバのＳＢＳ閾値パワーは１０．５ｄＢｍであり、通常のＳＭＦの閾値パワーに比べて３．５ｄＢｍだけ閾値パワーが上昇しており、ＳＢＳを抑制することができた。この時のｋ係数は１．８×１０１５ｍＷ／ｍであった。また、１５５０ｎｍの波長における伝送損失は０．１９ｄＢ／ｋｍ、モードフィールド径は１０．４μｍであった。なお、ＳＢＳのスペクトル幅は３５０ＭＨｚであった。
【実施例７】
【００８０】
図９に示すように、石英ガラスからなるコアにＧｅとＰをともに添加して、このコアの屈折率分布を２段の階段状としたＳＭＦを作製した。クラッドＣは純石英ガラスである。２段の階段状の屈折率分布のうち、屈折率の高い部分をＮｈ、屈折率の中間部分をＮｍ、屈折率の低い部分をＮｌとすると、Ｎｈの部分のＧｅＯ２の濃度は４ｍｏｌ％、Ｐ２Ｏ５の濃度は０．５ｍｏｌ％であり、Ｎｍの部分のＧｅＯ２の濃度は３ｍｏｌ％、Ｐ２Ｏ５の濃度は０．８ｍｏｌ％であり、またＮｌの部分のＧｅＯ２の濃度は２．８ｍｏｌ％、Ｐ２Ｏ５の濃度は０．６ｍｏｌ％である。即ち階段状の屈折率分布の隣り合う階段におけるＧｅＯ２とＰ２Ｏ５の合計の濃度差はそれぞれＮｈの部分とＮｌの部分との差Δｃ１が１．１ｍｏｌ％、Ｎｍの部分とＮｌの部分の差Δｃ２が０．４ｍｏｌ％となっている。なお、この時のコアの最大屈折率（Ｎｈの部分）とクラッドの屈折率の差Δｎ１は０．００６、コアのＮｍの部分の屈折率とクラッドの屈折率の差Δｎ２は０．００５、コアのＮｌの部分の屈折率とクラッドの屈折率の差Δｎ３は０．００４５であり、階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差はそれぞれＮｈの部分とＮｌの部分の差Δｎ４が０．００１５、Ｎｍの部分とＮｌの部分の差Δｎ５が０．０００５であった。また、屈折率の高いコアの部分（Ｎｈの部分）のコア径は８．５μｍ、屈折率の中間部のコアの部分（Ｎｍの部分）のコア径は４μｍ、屈折率の低いコアの部分（Ｎｌの部分）のコア径は６μｍである。
【００８１】
このような構成のＳＢＳ抑制光ファイバを２０ｋｍ準備し、図２に示すような測定系で１５５０ｎｍの波長における入射光パワーに対する反射光パワーを測定した。この結果、本実施例７の光ファイバのＳＢＳ閾値パワーは９．７ｄＢｍであり、通常のＳＭＦの閾値パワーに比べて２．７ｄＢｍだけ閾値パワーが上昇しており、ＳＢＳを抑制することができた。この時のｋ係数は１．３×１０１５ｍＷ／ｍであった。また、１５５０ｎｍの波長における伝送損失は０．２１ｄＢ／ｋｍ、モードフィールド径は１０．７μｍであった。なお、ＳＢＳのスペクトル幅は２３０ＭＨｚであった。
【実施例８】
【００８２】
図１０に示すように、石英ガラスからなるコアにＧｅとＰとＦをともに添加して、このコアの屈折率分布を１段の階段状としたＳＭＦを作製した。クラッドＣは純石英ガラスである。階段状の屈折率分布のうち、屈折率の高い部分をＮｈ、屈折率の低い部分をＮｌとすると、Ｎｈの部分のＧｅＯ２の濃度は４．５ｍｏｌ％、Ｐ２Ｏ５の濃度は１．５ｍｏｌ％、Ｆの濃度は０．２ｍｏｌ％であり、Ｎｌの部分のＧｅＯ２の濃度は４．５ｍｏｌ％、Ｐ２Ｏ５の濃度は０．８ｍｏｌ％、Ｆの濃度は０．４ｍｏｌ％である。即ち階段状の屈折率分布の隣り合う階段におけるＧｅＯ２とＰ２Ｏ５とＦの合計の濃度差Δｃは０．５ｍｏｌ％となっている。なお、この時のコアの最大屈折率（Ｎｈの部分）とクラッドの屈折率の差Δｎ１は０．００７、コアのＮｌの部分の屈折率とクラッドの屈折率の差Δｎ２は０．００４であり、階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差Δｎ３は０．００３であった。また、屈折率の高いコアの部分（Ｎｈの部分）のコア径は８μｍ、屈折率の低いコアの部分（Ｎｌの部分）のコア径は４μｍである。
【００８３】
このような構成のＳＢＳ抑制光ファイバを２０ｋｍ準備し、図２に示すような測定系で１５５０ｎｍの波長における入射光パワーに対する反射光パワーを測定した。この結果、本実施例８の光ファイバのＳＢＳ閾値パワーは１０ｄＢｍであり、通常のＳＭＦの閾値パワーに比べて３ｄＢｍだけ閾値パワーが上昇しており、ＳＢＳを抑制することができた。この時のｋ係数は１．４×１０１５ｍＷ／ｍであった。また、１５５０ｎｍの波長における伝送損失は０．２５ｄＢ／ｋｍ、モードフィールド径は１０．５μｍであった。なお、ＳＢＳのスペクトル幅は３００ＭＨｚであった。
【００８４】
ここで、上記各実施例のＳＢＳ抑制光ファイバにおいて、零分散波長はすべて１３００ｎｍ〜１３２４ｎｍの範囲にあった。また、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径はすべて８．６〜９．５μｍの間に入っていた。
【００８５】
本発明のＳＢＳ抑制光ファイバを作製するための母材を製造する方法としては通常用いられているＭＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、ＶＡＤ法、ＯＶＤ法など特に限定されるものではなく、目的に応じて最も適した方法を用いればよい。
【比較例】
【００８６】
比較のために図１１に示すように、石英ガラスからなるコアにＧｅを添加して、このコアの屈折率分布を階段状としたＳＭＦを作製した。クラッドＣは純石英ガラスである。階段状の屈折率分布のうち、屈折率の高い部分をＮｈ、屈折率の低い部分をＮｌとすると、Ｎｈの部分のＧｅＯ２の濃度は５．３ｍｏｌ％、Ｎｌの部分のＧｅＯ２の濃度は５．１ｍｏｌ％である。即ち階段状の屈折率分布の隣り合う階段におけるＧｅＯ２の濃度差Δｃは０．２ｍｏｌ％となっている。なお、この時のコアの最大屈折率（Ｎｈの部分）とクラッドの屈折率の差Δｎ１は０．００７、コアのＮｌの部分の屈折率とクラッドの屈折率の差Δｎ２は０．００６８であり、階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差Δｎ３は０．０００２であった。また、屈折率の高いコアの部分（Ｎｈの部分）のコア径は８μｍ、屈折率の低いコアの部分（Ｎｌの部分）のコア径は３μｍである。
【００８７】
このような構成のＳＢＳ抑制光ファイバを２０ｋｍ準備し、図２に示すような測定系で１５５０ｎｍの波長における入射光パワーに対する反射光パワーを測定した。この結果、本比較例の光ファイバは１５５０ｎｍの波長における伝送損失は０．２ｄＢ／ｋｍ、モードフィールド径は１０μｍであり、通常のＳＭＦと同等だったがＳＢＳ閾値パワーは７．５ｄＢｍであり、通常のＳＭＦの閾値パワーに比べて０．５ｄＢｍだけ閾値パワーが上昇してはいたが、ＳＢＳを十分に抑制することができなかった。この時のｋ係数は９．４×１０１４ｍＷ／ｍ、ＳＢＳのスペクトル幅は１８０ＭＨｚであった。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施例１の屈折率分布を説明する図である。
【図２】ＳＢＳ閾値パワーを測定するための測定系を説明する図である。
【図３】ＳＢＳ閾値パワーの測定結果を表す図である。
【図４】本発明の実施例２の屈折率分布を説明する図である。
【図５】本発明の実施例３の屈折率分布を説明する図である。
【図６】本発明の実施例４の屈折率分布を説明する図である。
【図７】本発明の実施例５の屈折率分布を説明する図である。
【図８】本発明の実施例６の屈折率分布を説明する図である。
【図９】本発明の実施例７の屈折率分布を説明する図である。
【図１０】本発明の実施例８の屈折率分布を説明する図である。
【図１１】本発明に対する比較例の屈折率分布を説明する図である。
【符号の説明】
【００８９】
１・・・分布帰還型レーザ
２・・・光増幅器
３・・・光カプラ
４・・・ＳＢＳ抑制光ファイバ
５・・・出射光パワーメーター
６・・・入射光パワーメーター
７・・・反射光パワーメーター
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ伝送路に高パワーを入力する必要のある、例えばＦＴＴＨ用光ＣＡＴＶシステム等に使用される光ファイバに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）システムの導入が要求されてきている。ＦＴＴＨシステムには光ＣＡＴＶシステムなどが用いられるが、この光ＣＡＴＶシステムではシングルモード光ファイバのコア中に高パワーの光信号を入力することが必要となる。これは、ＦＴＴＨシステムで使用される光ＣＡＴＶシステムが、まずノイズを低減するために、受光器での光入力パワーを例えば約−１０ｄＢｍの受光感度を有するようにできるだけ高くする必要があることや光信号をなるべく多く分配するために１６分岐や３２分岐というようなスプリッタが用いられるが、そのスプリッタの損失を補償するために、光送信器から出力される光信号パワーを例えば３２分岐のスプリッタでは１６．５〜１７ｄＢ程度に大きくしなければならない等の理由があるからである。
【０００３】
さらに、ユーザーまでの伝送路として使用される光ファイバの長さを短くするため、あるいはユーザーになるべく近いところで光分配をするために、光送信器からスプリッタまでの伝送路ファイバの長さを長くすることが望まれている。また、この伝送路ファイバの長さはＦＴＴＨシステムの設計では最長１０〜２０ｋｍと想定されているが、光ファイバが２０ｋｍ程度の長さで３２分岐のスプリッタにより分配するような光ＣＡＴＶシステムを考えた場合、光ファイバの伝送損失が波長１５５０ｎｍで０．２５ｄＢ／ｋｍ程度であるから、光送信器と受光器との間の伝送損失量は２２ｄＢとなる。即ち、光送信器での光出力は約１２ｄＢ必要となる。また、伝送路用ファイバの長さを２０ｋｍ以上としたり、光分配数を３２分岐以上に増やしたりすることがあれば、その光出力はより高くする必要が出てくる。
【０００４】
このように将来的には現在以上に光出力を大きくする必要性が出てくるものと予想されるが、光ファイバ中に高いパワーの光信号を入力すると誘導ブリユアン散乱（以下ＳＢＳ；Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）と呼ばれる現象が生じることが知られている。
【０００５】
ＳＢＳは、超音波によって光の振動数（周波数）がわずかにずれて散乱される現象であり、光のパワーが前方の出射方向に散乱するよりも後方に散乱する方が大きくなる。また、光ファイバのコア中の光パワーが大きくなるとブリユアン散乱の誘導放出が始まり、急激に後方散乱光パワーが増大してしまう。この結果、この後方散乱光が光送信器に悪影響を与え、光源のノイズが増大したり、前方へ伝搬している光信号パワーが飽和してしまい、光信号対ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が悪くなったりする。このように、ＳＢＳ現象が伝送路用ファイバに入射できる光パワーの上限を決定することになってしまう。
【０００６】
ところで、一般的には低損失な石英ガラス系光ファイバを得るために添加剤としてはＧｅ、Ｐ、Ｆ等が用いられる。このうちＧｅとＰは添加すると石英ガラスの屈折率よりも高い屈折率が得られるためにコアに添加されることが多い。また、Ｆは添加すると石英ガラスの屈折率よりも低い屈折率が得られるためにクラッドに添加されることが多い。しかし、Ｇｅ、Ｐ、Ｆを共添加することによってコア中にＦが添加されたり、クラッド中にＧｅやＦが添加される場合もある。
【０００７】
ここで、石英ガラス中の添加剤とＳＢＳの中心周波数シフト量には相関関係があることが知られている。まず、ＧｅＯ２濃度が１０ｗｔ％以下の比較的低い濃度のところではＧｅＯ２濃度とＳＢＳ中心周波数シフト量は線形に相関しており、ＧｅＯ２の重量％あたりのＳＢＳ中心周波数シフト量は８９ＭＨｚ／ｗｔ％（＝１５４ＭＨｚ／ｍｏｌ％）と報告されている（例えば、非特許文献１参照）。この時のＳＢＳの半値全幅（ＳＢＳスペクトルの強度のピーク値の２分の１のところのスペクトル幅）は３０ＭＨｚ〜１００ＭＨｚ程度である。
【０００８】
また、ＧｅＯ２濃度とＰ２Ｏ５濃度とＳＢＳ中心周波数シフト量との関係はそれぞれ１２５ＭＨｚ／ｍｏｌ％、１６２ＭＨｚ／ｍｏｌ％という報告もある（例えば、非特許文献１参照）。この時のＳＢＳの半値全幅は１５０ＭＨｚ〜２７０ＭＨｚであるとされている。以上のような報告ではコアにＧｅやＰが添加され、クラッドは純粋石英ガラスからなる光ファイバやコアが純粋石英ガラス、クラッドにＦが添加された光ファイバを用いている。
【０００９】
さらに、コアにＧｅとＦを共添加した光ファイバのＳＢＳ中心周波数シフト量を調べた報告もある。この報告によれば、Ｆの添加量が比屈折率差０．２％で約３５０ＭＨｚだけ周波数シフトしている。これはｍｏｌ％あたりの周波数シフト量に換算すると６００ＭＨｚ／ｍｏｌ％となる（例えば、非特許文献２参照）。
【００１０】
上記のような状況に対して、ＳＢＳを抑制した光ファイバあるいはＳＢＳの抑制方法がいくつか提案されている。まず、光ファイバのコア径やコアの屈折率、あるいはコアに残留する歪みを光ファイバの長手方向に変化させた光ファイバが提案されている（例えば、特許文献１参照）。コア径を変化させる方法としては光ファイバ母材の形成条件を適宜変化させたり、コアの屈折率を変化させる方法としてはガラスへの添加剤の種類や添加量を変化させるようにしている。またコア中の残留歪みを変化させる方法としては線引き張力を長手方向に変化させて残留歪みを光ファイバの長手方向に周期的に変化させたりしている。コア中の残留歪みが変化することによってＳＢＳの中心周波数が変化するのでＳＢＳのスペクトルが広がり誘導放出の閾値が上昇するためである。
【００１１】
また、コアとクラッド中の添加剤の濃度を光ファイバの長手方向で変化させる方法も提案されている。即ち、コアにはＧｅとＦを添加し、クラッドにはＦを添加した光ファイバにおいて、コア及びクラッドのＦの濃度を長手方向で変化させたものである（例えば、非特許文献３参照）。
【００１２】
さらに、光ファイバの長手方向にコア径を変化させてＳＢＳを抑制する方法も提案されている（例えば、特許文献１、非特許文献４参照）。非特許文献４ではコア径を変化させることによりブリユアン周波数をシフトさせ、ＳＢＳのスペクトル幅を広げて閾値を上げるようにしている。
【００１３】
その他、光ファイバのコアの径方向にＰまたはＦを添加したガラスを層状に交互に配置する方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。この方法では、コア内に不均一な熱膨張分布及び粘度分布を発生させることによってＳＢＳのスペクトル幅を広げてＳＢＳの閾値パワーを大きくしている。
【００１４】
【非特許文献１】R.W.Tkach et al.,Electron.Lett.,vol.22,No.19,p.1011,1986
【非特許文献２】N.Shibata et al.,Opt.Lett.,vol.12,No.4,p.269,1987
【非特許文献３】１９９４年電子情報通信学会秋季大会予稿集 Ｃ−１３７
【非特許文献４】１９９５年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会予稿集 Ｂ−６６１
【特許文献１】特開平４−３６７５３９号公報
【特許文献２】特表２００１−５１０９０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところで、上記のような従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
【００１６】
即ち、特許文献１や非特許文献４に開示されている光ファイバの長手方向にコア径を変化させる方法では、光ファイバの構造が長手方向で変化するのでＳＢＳの抑制には効果があってもその他のパラメータも変化するために、例えば通常の伝送用シングルモード光ファイバ（以下、ＳＭＦ）と接続する場合などに特性上好ましくないという問題がある。
【００１７】
また、特許文献１におけるコアの屈折率を変化させる方法では、添加剤の種類や添加量を光ファイバの長手方向で変化させるものであるが製造工程が煩雑になり安定して長尺の光ファイバを製造することが困難である。さらに、コアの残留歪みを光ファイバの長手方向で変化させる方法は、コアが純粋石英ガラス、クラッドが石英ガラスにＦを添加した光ファイバを用いているが、このような光ファイバではＦを添加したクラッドの粘度が純粋石英ガラスからなるコアの粘度に比べて低いために線引き張力の影響がコアに集中しやすいという利点を有している。しかし、広く商用で用いられている光ファイバはコアにＧｅが添加されているものであるため純粋石英ガラスに比べて線引き張力を調整することが困難である。従って、この方法は適用が限られてしまうという問題があった。
【００１８】
また、非特許文献３に開示されている方法では、コア及びクラッドに添加されるＦの濃度を変化させ、コアのＧｅの濃度は均一にして全体の屈折率分布は変化しないようにしているが、やはり製造工程が複雑になるので長手方向に安定した特性の光ファイバを得ることが困難で、大量生産には向いていないという問題があった。
【００１９】
さらに、特許文献２に開示されている方法では、コアの径方向において交互に異なったガラス組成の層を形成する必要があるので製造工程が煩雑でコストが高くなるという問題があった。
【００２０】
本発明は上記のような課題を解決したもので、ＳＢＳを抑制するとともに光ファイバの長手方向で安定した特性を有し、しかも通常の製造方法を用いることができるＳＢＳ抑制光ファイバを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は以上の点を解決するため次のような構成からなるものである。
【００２２】
即ち、本発明のＳＢＳ抑制光ファイバはまず第１の態様として、石英ガラスからなるコア及びその外周のコアよりも屈折率の低い石英ガラスからなるクラッドから構成された光ファイバであって、前記コアにはＧｅあるいはＰが単独で、若しくはＧｅとＰが同時に添加されているとともに前記コアが階段状の屈折率分布を有し、前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段におけるＧｅＯ２の濃度差あるいはＰ２Ｏ５の濃度差若しくはＧｅＯ２とＰ２Ｏ５の合計の濃度差が０．３ｍｏｌ％以上であることを特徴とする。
【００２３】
また、第２の態様として、前記第１の態様において、前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段におけるＧｅＯ２の濃度差あるいはＰ２Ｏ５の濃度差若しくはＧｅＯ２とＰ２Ｏ５の合計の濃度差が０．６ｍｏｌ％以上であることを特徴とする。
【００２４】
さらに、第３の態様として、前記第１または第２の態様において、前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差が３×１０−４以上であることを特徴とする。
【００２５】
また、第４の態様として、前記第３の態様において、前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差が８×１０−４以上であることを特徴とする。
【００２６】
さらに、第５の態様として、前記第１から第４までのいずれかの態様において、前記クラッドは純石英ガラスであることを特徴とする。
【００２７】
また、第６の態様として、前記第１から第４までのいずれかの態様において、前記クラッドは石英ガラスにＦが添加されていることを特徴とする。
【００２８】
さらに、第７の態様として、石英ガラスからなるコア及びその外周のコアよりも屈折率の低い石英ガラスからなるクラッドから構成された光ファイバであって、前記コア及びクラッドにはＦが添加されているとともに前記コアが階段状の屈折率分布を有し、前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段におけるＦの濃度差が０．０８ｍｏｌ％以上であることを特徴とする。
【００２９】
また、第８の態様として、前記第７の態様において、前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段におけるＦの濃度差が０．１６ｍｏｌ％以上であることを特徴とする。
【００３０】
さらに、第９の態様として、前記第７または第８の態様において、前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差が３×１０−４以上であることを特徴とする。
【００３１】
また、第１０の態様として、前記第９の態様において、前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差が８×１０−４以上であることを特徴とする。
【００３２】
さらに、第１１の態様として、石英ガラスからなるコア及びその外周のコアよりも屈折率の低い石英ガラスからなるクラッドから構成された光ファイバであって、前記コアにはＧｅあるいはＰが単独で、若しくはＧｅとＰが同時に添加され、かつさらにＦが添加されているとともに前記コアが階段状の屈折率分布を有し、前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差が３×１０−４以上であることを特徴とする。
【００３３】
また、第１２の態様として、前記第１１の態様において、前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差が８×１０−４以上であることを特徴とする。
【００３４】
さらに、第１３の態様として、前記第１１または第１２の態様において、前記クラッドは純石英ガラスであることを特徴とする。
【００３５】
また、第１４の態様として、前記第１１または第１２の態様において、前記クラッドは石英ガラスにＦが添加されていることを特徴とする。
【００３６】
さらに、第１５の態様として、石英ガラスからなるコア及びその外周のコアよりも屈折率の低い石英ガラスからなるクラッドから構成された光ファイバであって、前記コアは純石英ガラス及びＦが添加されている石英ガラスからなり、前記クラッドにＦが添加されているとともに前記コアが階段状の屈折率分布を有し、前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差が３×１０−４以上であることを特徴とする。
【００３７】
また、第１６の態様として、前記第１５の態様において、前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差が８×１０−４以上であることを特徴とする。
【００３８】
さらに、第１７の態様として、前記第１から第１６までのいずれかの態様において、前記コアの最大屈折率と前記クラッドの屈折率との差が０．００８以下であることを特徴とする。
【００３９】
また、第１８の態様として、前記第１から第１７までのいずれかの態様において、前記光ファイバの誘導ブリユアン散乱のスペクトル幅が２００ＭＨｚ以上であることを特徴とする。
【００４０】
さらに、第１９の態様として、前記第１８の態様において、前記光ファイバの誘導ブリユアン散乱のスペクトル幅が３００ＭＨｚ以上であることを特徴とする。
【００４１】
また、第２０の態様として、前記第１から第１９までのいずれかの態様において、前記光ファイバの零分散波長が１３００ｎｍ〜１３２４ｎｍの範囲にあることを特徴とする。
【００４２】
さらに、第２１の態様として、前記第１から第２０までのいずれかの態様において、前記光ファイバの１３１０ｎｍの波長におけるモードフィールド径が８．６〜９．５μｍの範囲にあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４３】
本発明のＳＢＳ抑制光ファイバによれば、コアやクラッドに添加するＧｅやＰあるいはＦ等の添加剤の添加量を調整するとともにコアの屈折率分布を階段状にしたのでＳＢＳのスペクトル幅を広げ、ＳＢＳを抑制できるとともに、長手方向において安定した特性を有し、製造も従来通りの方法で行うことができ、さらに通常のＳＭＦと安定して接続することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、本発明の実施の形態について具体例を用いて説明する。
【００４５】
まず、誘導放出の閾値を上昇させるためには、ＳＢＳのスペクトル幅を広くする必要がある。ＳＢＳの閾値は、光ファイバの損失、長さ、モードフィールド径等に依存する。一般的に閾値は簡易的に以下のように表すことができる。
【００４６】
Ｐｔｈ≒ｋ（Ａｅｆｆ／Ｌｅｆｆ）
ここで、Ｐｔｈ・・・・ＳＢＳ閾値
Ａｅｆｆ・・・有効断面積
Ｌｅｆｆ・・・相互作用距離
ｋ・・・・・・係数
また、Ａｅｆｆ及びＬｅｆｆは次のような式で表すことができる。
【００４７】
Ａｅｆｆ≒πＷ２
Ｌｅｆｆ＝｛１−ｅｘｐ（−αＬ）／α｝
ここで、Ｗ・・・モードフィールド径
Ｌ・・・光ファイバ長
α・・・損失係数
以上のように、ＡｅｆｆとＬｅｆｆは、モードフィールド径、光ファイバの損失と長さに関わるものである。従って、各光ファイバのＳＢＳの閾値を比較する場合には、係数ｋを比較すれば光ファイバのモードフィールド径、損失、長さ等によらずによいことがわかる。なお、通常のＳＭＦのｋ係数は７．６×１０１４ｍＷ／ｍ程度であるので、この値よりもｋ係数が大きければＳＢＳ閾値パワーが大きいことになる。
【００４８】
また、このｋ係数を大きくするためにはＳＢＳのスペクトル幅を広くすることが必要となる。具体的には、効果的にＳＢＳを抑制するためのＳＢＳのスペクトル幅が２００ＭＨｚ以上、好ましくは３００ＭＨｚ以上必要であることがわかった。通常のＳＭＦの場合にはＳＢＳのスペクトル幅は１３０〜１５０ＭＨｚであるが、ＳＢＳのスペクトル幅が２００ＭＨｚ未満では通常のＳＭＦのＳＢＳの抑制効果とあまり変わらず、ＳＢＳの抑制効果が十分とはいえないからである。なお、本発明におけるＳＢＳのスペクトル幅はＳＢＳスペクトルの強度のピーク値の１０分の１のところのスペクトル幅をいう。
【００４９】
従来の技術より、ＳＢＳ中心周波数シフト量はおおよそＧｅＯ２の場合１５０ＭＨｚ／ｍｏｌ％、Ｐ２Ｏ５の場合１６０ＭＨｚ／ｍｏｌ％、Ｆの場合６００ＭＨｚ／ｍｏｌ％であることが知られている。ＳＢＳスペクトル幅を広くするために本発明のように屈折率分布を階段状にした場合、各階段部分におけるＳＢＳ中心周波数のシフト量が他の階段部分におけるＳＢＳ中心周波数に重ならないようにする必要がある。
【００５０】
各階段部分におけるＳＢＳ中心周波数のシフト量が他の階段部分におけるＳＢＳ中心周波数に重ならないようにするためには、隣り合う階段におけるＧｅやＰ、あるいはＦの添加量を上記シフト量を踏まえて最適に調整するとよい。出願人らが検討した結果、添加剤がＧｅの場合やＰの場合には階段状の屈折率分布の隣り合う階段におけるＧｅＯ２の濃度差、あるいはＰ２Ｏ５の濃度差が０．３ｍｏｌ％以上、好ましくは０．６ｍｏｌ％以上あることがよいことがわかった。また、ＧｅとＰを共添加した場合にもＧｅＯ２とＰ２Ｏ５の合計の濃度差が０．３ｍｏｌ％以上、好ましくは０．６ｍｏｌ％以上あることがよいことがわかった。
【００５１】
ＧｅＯ２の濃度差やＰ２Ｏ５の濃度差、あるいはＧｅＯ２とＰ２Ｏ５の合計の濃度差を０．３ｍｏｌ％以上としたのは、０．３ｍｏｌ％未満では通常のＳＭＦと同程度のＳＢＳ抑制効果しかないためである。好ましくは０．６ｍｏｌ％以上としたのは、よりＳＢＳ抑制効果を奏することができるためである。またＧｅＯ２の濃度差やＰ２Ｏ５の濃度差、あるいはＧｅＯ２とＰ２Ｏ５の合計の濃度差の上限としてはこのＳＢＳ抑制光ファイバを通常のＳＭＦと接続しても接続損失が増大しないなど伝送特性に影響を与えない範囲になるように屈折率分布の設計において適宜定めればよい。
【００５２】
なお、上記実施の形態において、コアにＧｅやＰ、あるいはＧｅとＰを共添加して階段状の屈折率分布とした場合に、この階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差を３×１０−４以上、好ましくは８×１０−４以上としてもよい。このように添加剤の濃度ではなく、階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差で本発明を構成しても添加剤の濃度差で構成した場合と同等の効果が得られる。なお、階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差を３×１０−４以上としたのは、３×１０−４未満では通常のＳＭＦと同程度のＳＢＳ抑制効果しかないためである。好ましくは８×１０−４以上としたのは、よりＳＢＳ抑制効果を奏することができるためである。また隣り合う階段の屈折率差の上限としては、このＳＢＳ抑制光ファイバを通常のＳＭＦと接続しても接続損失が増大しないなど伝送特性に影響を与えない範囲になるように屈折率分布の設計において適宜定めればよい。
【００５３】
しかしながらコア径が小さくなるために屈折率を上昇あるいは下降させる添加剤のガラス合成中や紡糸による拡散等の影響により、その階段段数によって隣り合う階段の屈折率差の上限が制限される。例えば、階段数１段の場合は段数が少ないため隣り合う階段の屈折率差の上限はコアとクラッドの最大屈折率差程度まで可能であり自由度は大きい。一方、階段数２段以上となる場合は階段間の長さが短くなることから隣り合う階段の屈折率差の上限は０．００１５程度に屈折率分布を設計することが好ましい。また段数に関わらず階段の形状は、上記で述べた拡散等の影響により矩形になるわけではなく少し丸みの帯びたものとなることが多い。
【００５４】
ここで、上記実施の形態においてクラッドは純石英ガラスとしてもよく、純石英ガラスにＦを添加してもよい。即ち必要とする光ファイバの特性等から適宜選択すればよい。
【００５５】
また、本発明のＳＢＳ抑制光ファイバの他の実施の形態として、コア及びクラッドにＦが添加されているとともにコアが階段状の屈折率分布を有し、この階段状の屈折率分布の隣り合う階段におけるＦの濃度差が０．０８ｍｏｌ％以上、好ましくは０．１６ｍｏｌ％以上とした構成とすることもできる。
【００５６】
Ｆの濃度差を０．０８ｍｏｌ％以上としたのは、０．０８ｍｏｌ％未満では通常のＳＭＦと同程度のＳＢＳ抑制効果しかないためである。好ましくは０．１６ｍｏｌ％以上としたのは、よりＳＢＳ抑制効果を奏することができるためである。またＦの濃度差の上限としてはこのＳＢＳ抑制光ファイバを通常のＳＭＦと接続しても接続損失が増大しないなど伝送特性に影響を与えない範囲になるように屈折率分布の設計において適宜定めればよい。
【００５７】
なお、上記実施の形態において、コア及びクラッドにＦを添加して階段状の屈折率分布とした場合に、この階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差を３×１０−４以上、好ましくは８×１０−４以上としてもよい。このようにＧｅやＰの場合と同様に添加剤をＦとした場合でも添加剤の濃度ではなく、階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差で本発明を構成しても添加剤の濃度差で構成した場合と同等の効果が得られる。そして、やはり階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差を３×１０−４以上としたのは、３×１０−４未満では通常のＳＭＦと同程度のＳＢＳ抑制効果しかないためである。好ましくは８×１０−４以上としたのは、よりＳＢＳ抑制効果を奏することができるためである。また隣り合う階段の屈折率差の上限としてはこのＳＢＳ抑制光ファイバを通常のＳＭＦと接続しても接続損失が増大しないなど伝送特性に影響を与えない範囲になるように屈折率分布の設計において適宜定めればよい。
【００５８】
さらに他の実施の形態として、本発明のＳＢＳ抑制光ファイバはコアにＧｅとＦ、ＰとＦ、あるいはＧｅ、ＰとＦを共添加するとともにコアの屈折率分布を階段状にし、この階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差が３×１０−４以上、好ましくは８×１０−４以上となるように構成することもできる。やはり階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差を３×１０−４以上としたのは、３×１０−４未満では通常のＳＭＦと同程度のＳＢＳ抑制効果しかないためである。好ましくは８×１０−４以上としたのは、よりＳＢＳ抑制効果を奏することができるためである。また隣り合う階段の屈折率差の上限としては、このＳＢＳ抑制光ファイバを通常のＳＭＦと接続しても接続損失が増大しないなど伝送特性に影響を与えない範囲になるように屈折率分布の設計において適宜定めればよい。
【００５９】
そしてやはり、コア径が小さくなるために屈折率を上昇あるいは下降させる添加剤のガラス合成中や紡糸による拡散等の影響により、その階段段数によって隣り合う階段の屈折率差の上限が制限されるので、例えば、階段数１段の場合は段数が少ないため隣り合う階段の屈折率差の上限はコアとクラッドの最大屈折率差程度まで可能であり自由度は大きいが、階段数２段以上となる場合は階段間の長さが短くなることから隣り合う階段の屈折率差の上限は０．００１５程度になるように屈折率分布を設計することが好ましいことは前記と同様である。また段数に関わらず階段の形状は、上記で述べた拡散等の影響により矩形になるわけではなく少し丸みの帯びたものとなることが多いことも前記と同様である。なお、本実施の形態においてもクラッドは純石英ガラスとしてもよく、純石英ガラスにＦを添加してもよい。即ち必要とする光ファイバの特性等から適宜選択すればよい。
【００６０】
またさらに他の実施の形態として、本発明のＳＢＳ抑制光ファイバはコアを純石英ガラスとし、クラッドにＦを添加するとともにコアの純石英ガラスに部分的にＦを添加してコアが階段状の屈折率分布を有するようにし、この階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差が３×１０−４以上、好ましくは８×１０−４以上となるように構成することもできる。階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差を３×１０−４以上としたのは、やはり３×１０−４未満では通常のＳＭＦと同程度のＳＢＳ抑制効果しかないためである。好ましくは８×１０−４以上としたのは、よりＳＢＳ抑制効果を奏することができるためである。また隣り合う階段の屈折率差の上限としては、このＳＢＳ抑制光ファイバを通常のＳＭＦと接続しても接続損失が増大しないなど伝送特性に影響を与えない範囲になるように屈折率分布の設計において適宜定めればよい。
【００６１】
そしてやはり、コア径が小さくなるために屈折率を上昇あるいは下降させる添加物のガラス合成中や紡糸による拡散等の影響により、その階段段数によって隣り合う階段の屈折率差の上限が制限されるので、例えば、階段数１段の場合は段数が少ないため隣り合う階段の屈折率差の上限はコアとクラッドの最大屈折率差程度まで可能であり自由度は大きいが、階段数２段以上となる場合は階段間の長さが短くなることから隣り合う階段の屈折率差の上限は０．００１５程度になるように屈折率分布を設計することが好ましいことは前記と同様である。また段数に関わらず階段の形状は、上記で述べた拡散等の影響により矩形になるわけではなく少し丸みの帯びたものとなることが多いことも前記と同様である。
【００６２】
なお、前述してきた実施の形態において、本発明のＳＢＳ抑制光ファイバのコアの最大屈折率とクラッドの屈折率との差が０．００８以下であることが望ましい。また、本発明のＳＢＳ抑制光ファイバの零分散波長が１３００ｎｍ〜１３２４ｎｍの範囲にあることが望ましい。さらに、本発明のＳＢＳ抑制光ファイバの１３１０ｎｍの波長におけるモードフィールド径が８．６〜９．５μｍの範囲にあることが望ましい。
【００６３】
これは、本発明のＳＢＳ抑制光ファイバを通常のＳＭＦと接続した場合でも接続損失が発生せず、伝送特性において光ファイバの伝送路に悪影響を及ぼさないようにするためである。即ち、コアの屈折率分布を階段状にする構成は従来から分散シフトファイバ（ＤＳＦ；Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｓｉｆｔｅｄ Ｆｉｂｅｒ）で知られているが、このＤＳＦは零分散波長を１３００ｎｍ付近から１５５０ｎｍ付近にシフトさせたものであり、そのためにコアの最大屈折率とクラッドの屈折率差を０．０１以上としている。またこのような構成とした結果、ＤＳＦのモードフィールド径は１３１０ｎｍの波長で７〜８μｍと通常のＳＭＦに比べて小さくなっている。従って、ＤＳＦと通常のＳＭＦを接続した場合には、屈折率差やモードフィールド径の不整合から接続損失が増大し、伝送路全体に良い影響を与えないことになる。
【００６４】
本発明のＳＢＳ抑制光ファイバは従来から通常の伝送路に用いているＳＭＦと同等の零分散波長、即ち１３００ｎｍ付近の零分散波長を有し、コアの最大屈折率とクラッドの屈折率差も通常のＳＭＦと接続しても接続損失が発生しないような０．００８以下とし、しかも１３１０ｎｍの波長におけるモードフィールド径も通常のＳＭＦと同等の値にしたので伝送路に適用しても特性上の問題が生じることがないようにしたものである。
【００６５】
なお、本発明のＳＢＳ抑制光ファイバに従来公知の例えば長手方向にコア径を変動させたり、残留応力を変動させたりする技術を併用しても差し支えない。ＳＢＳを抑制するのに効果があるならば製造方法等において許容される限り特に限定されるものではない。
【実施例１】
【００６６】
図１（ａ）に示すように、石英ガラスからなるコアにＧｅを添加して、このコアの屈折率分布を１段の階段状としたＳＭＦを作製した。クラッドＣは純石英ガラスである。階段状の屈折率分布のうち、屈折率の高い部分をＮｈ、屈折率の低い部分をＮｌとすると、Ｎｈの部分のＧｅＯ２の濃度は５．２ｍｏｌ％、Ｎｌの部分のＧｅＯ２の濃度は３ｍｏｌ％である。即ち階段状の屈折率分布の隣り合う階段におけるＧｅＯ２の濃度差Δｃは２．２ｍｏｌ％となっている。なお、この時のコアの最大屈折率（Ｎｈの部分）とクラッドの屈折率の差Δｎ１は０．００７、コアのＮｌの部分の屈折率とクラッドの屈折率Δｎ２の差は０．００４であり、階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差Δｎ３は０．００３であった。また、屈折率の高いコアの部分（Ｎｈの部分）のコア径は３μｍ、屈折率の低いコアの部分（Ｎｌの部分）のコア径は８μｍである。
【００６７】
このような構成のＳＢＳ抑制光ファイバを２０ｋｍ準備し、図２に示すような測定系で１５５０ｎｍの波長における入射光パワーに対する反射光パワーを測定した。図２の測定系は、１５５０ｎｍの波長の分布帰還型レーザ（ＤＦＢ−ＬＤ）１からの光を光増幅器（ＥＤＦＡ；Ｅｒｂｉｕｍ Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）２により増幅して光カプラ３に導入する。この光は光カプラ３により一方は測定するＳＢＳ抑制光ファイバ４から伝送された光のパワーを測定する出射光パワーメーター５に分岐され、他方は入射光パワーをモニターするための入射光パワーメーター６に分岐される。そして、ＳＢＳ抑制光ファイバ４から反射してきた光を再び光カプラ３を通して反射光パワーメーター７により測定する。この反射光パワーメーター７により反射光を測定することによってＳＢＳがどの程度抑制さているかわかるようになっている。
【００６８】
図３は、本実施例１のＳＢＳ抑制光ファイバを図２の測定系により測定した結果を表したものである。横軸が入射光パワーを表し、縦軸が出射光パワー及び反射光パワーを表している。図３より、入射光パワーが１０ｄＢｍとなった時に反射光パワーが急激に大きくなっていることがわかる。この時のｋ係数は１．５×１０１５ｍＷ／ｍであった。この１０ｄＢｍの入射光パワーがＳＢＳが発生する閾値（Ｐｔｈ）となる。通常のＳＭＦではＳＢＳ閾値パワーは７ｄＢｍ程度であるため、本実施例１の光ファイバでは３ｄＢｍ程度の改善が見られ、高い入射光パワーに対してもＳＢＳ抑制効果が実現できた。また、通常のＳＭＦのｋ係数は７．６×１０１４ｍＷ／ｍであった。なお、本実施例１における光ファイバの１５５０ｎｍにおける伝送損失は０．２ｄＢ／ｋｍ、モードフィールド径は１０．５μｍであった。また、ＳＢＳのスペクトル幅は３３０ＭＨｚであった。このＳＢＳのスペクトル幅の測定はＢＯＴＤＲ（Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）を用いて行い、以下の各実施例の測定においても同様である。
【００６９】
なお、前述したように屈折率分布の形状は実際には添加剤の拡散等の影響により完全な矩形ではなく、図１（ｂ）に示すように角の部分が少し丸みを帯びた形状になることが多い。しかし、本実施例及び以下に説明する各実施例においては説明上屈折率分布を矩形の形状として表すこととする。
【実施例２】
【００７０】
図４に示すように、石英ガラスからなるコアにＧｅを添加して、このコアの屈折率分布を１段の階段状としたＳＭＦを作製した。クラッドＣは純石英ガラスである。階段状の屈折率分布のうち、屈折率の高い部分をＮｈ、屈折率の低い部分をＮｌとすると、Ｎｈの部分のＧｅＯ２の濃度は６ｍｏｌ％、Ｎｌの部分のＧｅＯ２の濃度は３ｍｏｌ％である。即ち階段状の屈折率分布の隣り合う階段におけるＧｅＯ２の濃度差Δｃは３ｍｏｌ％となっている。なお、この時のコアの最大屈折率（Ｎｈの部分）とクラッドの屈折率の差Δｎ１は０．００８、コアのＮｌの部分の屈折率とクラッドの屈折率の差Δｎ２は０．００４であり、階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差Δｎ３は０．００４であった。また、屈折率の高いコアの部分（Ｎｈの部分）のコア径は８μｍ、屈折率の低いコアの部分（Ｎｌの部分）のコア径は５μｍである。
【００７１】
このような構成のＳＢＳ抑制光ファイバを２０ｋｍ準備し、図２に示すような測定系で１５５０ｎｍの波長における入射光パワーに対する反射光パワーを測定した。この結果、本実施例２の光ファイバのＳＢＳ閾値パワーは９．５ｄＢｍであり、通常のＳＭＦの閾値パワーに比べて２．５ｄＢｍだけ閾値パワーが上昇しており、ＳＢＳを抑制することができた。この時のｋ係数は１．５×１０１５ｍＷ／ｍであった。また、１５５０ｎｍの波長における伝送損失は０．２ｄＢ／ｋｍ、モードフィールド径は１０μｍであった。なお、ＳＢＳのスペクトル幅は３００ＭＨｚであった。
【実施例３】
【００７２】
図５に示すように、石英ガラスからなるコアにＧｅを添加して、このコアの屈折率分布を２段の階段状としたＳＭＦを作製した。クラッドＣは純石英ガラスである。２段の階段状の屈折率分布のうち、屈折率の高い部分をＮｈ、屈折率の中間部分をＮｍ、屈折率の低い部分をＮｌとすると、Ｎｈの部分のＧｅＯ２の濃度は６ｍｏｌ％、Ｎｍの部分のＧｅＯ２の濃度は５．３ｍｏｌ％、Ｎｌの部分のＧｅＯ２の濃度は４ｍｏｌ％である。即ち階段状の屈折率分布の隣り合う階段におけるＧｅＯ２の濃度差はそれぞれＮｈの部分とＮｍの部分との差Δｃ１が０．７ｍｏｌ％、Ｎｍの部分とＮｌの部分の差Δｃ２が１．３ｍｏｌ％となっている。なお、この時のコアの最大屈折率（Ｎｈの部分）とクラッドの屈折率の差Δｎ１は０．００８、コアのＮｍの部分の屈折率とクラッドの屈折率の差Δｎ２は０．００７、コアのＮｌの部分の屈折率とクラッドの屈折率の差Δｎ３は０．００５５であり、階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差はそれぞれＮｈの部分とＮｍの部分の差Δｎ４が０．００１、Ｎｍの部分とＮｌの部分の差Δｎ５が０．００１５であった。また、屈折率の高いコアの部分（Ｎｈの部分）のコア径は８μｍ、屈折率の中間部のコアの部分（Ｎｍの部分）のコア径は５μｍ、屈折率の低いコアの部分（Ｎｌの部分）のコア径は３μｍである。
【００７３】
このような構成のＳＢＳ抑制光ファイバを２０ｋｍ準備し、図２に示すような測定系で１５５０ｎｍの波長における入射光パワーに対する反射光パワーを測定した。この結果、本実施例３の光ファイバのＳＢＳ閾値パワーは１０．５ｄＢｍであり、通常のＳＭＦの閾値パワーに比べて３．５ｄＢｍだけ閾値パワーが上昇しており、ＳＢＳを抑制することができた。この時のｋ係数は１．６×１０１５ｍＷ／ｍであった。また、１５５０ｎｍの波長における伝送損失は０．２３ｄＢ／ｋｍ、モードフィールド径は１０．４μｍであった。なお、ＳＢＳのスペクトル幅は３５０ＭＨｚであった。
【実施例４】
【００７４】
図６に示すように、石英ガラスからなるコアにＰを添加して、このコアの屈折率分布を１段の階段状としたＳＭＦを作製した。クラッドＣは純石英ガラスである。階段状の屈折率分布のうち、屈折率の高い部分をＮｈ、屈折率の低い部分をＮｌとすると、Ｎｈの部分のＰ２Ｏ５の濃度は６ｍｏｌ％、Ｎｌの部分のＰ２Ｏ５の濃度は４．５ｍｏｌ％である。即ち階段状の屈折率分布の隣り合う階段におけるＰ２Ｏ５の濃度差Δｃは１．５ｍｏｌ％となっている。なお、この時のコアの最大屈折率（Ｎｈの部分）とクラッドの屈折率の差Δｎ１は０．００８、コアのＮｌの部分の屈折率とクラッドの屈折率の差Δｎ２は０．００６であり、階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差Δｎ３は０．００２であった。また、屈折率の高いコアの部分（Ｎｈの部分）のコア径は４μｍ、屈折率の低いコアの部分（Ｎｌの部分）のコア径は８μｍである。
【００７５】
このような構成のＳＢＳ抑制光ファイバを２０ｋｍ準備し、図２に示すような測定系で１５５０ｎｍの波長における入射光パワーに対する反射光パワーを測定した。この結果、本実施例４の光ファイバのＳＢＳ閾値パワーは９ｄＢｍであり、通常のＳＭＦの閾値パワーに比べて２ｄＢｍだけ閾値パワーが上昇しており、ＳＢＳを抑制することができた。この時のｋ係数は１．４×１０１５ｍＷ／ｍであった。また、１５５０ｎｍの波長における伝送損失は０．３ｄＢ／ｋｍ、モードフィールド径は１０．５μｍであった。なお、ＳＢＳのスペクトル幅は２５０ＭＨｚであった。
【実施例５】
【００７６】
図７に示すように、純石英ガラスからなるコアの外周部にＦを添加して、このコアの屈折率分布を１段の階段状としたＳＭＦを作製した。クラッドＣの石英ガラスにもＦを添加した。階段状の屈折率分布のうち、屈折率の高い部分をＮｈ、屈折率の低い部分をＮｌとすると、Ｎｈの部分のＦの濃度は０ｍｏｌ％（純石英ガラス）、Ｎｌの部分のＦの濃度は０．３ｍｏｌ％である。また、クラッドのＦの濃度は１．６ｍｏｌ％である。従って、階段状のコアの屈折率分布の隣り合う階段におけるＦの濃度差Δｃは０．３ｍｏｌ％となっている。なお、この時のコアの最大屈折率（Ｎｈの部分）とクラッドの屈折率の差Δｎ１は０．００８、コアのＮｌの部分の屈折率とクラッドの屈折率の差Δｎ２は０．００６５であり、階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差Δｎ３は０．００１５であった。また、屈折率の高いコアの部分（Ｎｈの部分）のコア径は４μｍ、屈折率の低いコアの部分（Ｎｌの部分）のコア径は８μｍである。
【００７７】
このような構成のＳＢＳ抑制光ファイバを２０ｋｍ準備し、図２に示すような測定系で１５５０ｎｍの波長における入射光パワーに対する反射光パワーを測定した。この結果、本実施例５の光ファイバのＳＢＳ閾値パワーは１０．５ｄＢｍであり、通常のＳＭＦの閾値パワーに比べて３．５ｄＢｍだけ閾値パワーが上昇しており、ＳＢＳを抑制することができた。この時のｋ係数は１．５×１０１５ｍＷ／ｍであった。また、１５５０ｎｍの波長における伝送損失は０．２７ｄＢ／ｋｍ、モードフィールド径は１０．３μｍであった。なお、ＳＢＳのスペクトル幅は３４０ＭＨｚであった。
【実施例６】
【００７８】
図８に示すように、石英ガラスからなるコアにＧｅを添加して、このコアの屈折率分布を２段の階段状としたＳＭＦを作製した。クラッドＣは純石英ガラスである。２段の階段状の屈折率分布のうち、屈折率の高い部分をＮｈ、屈折率の中間部分をＮｍ、屈折率の低い部分をＮｌとすると、Ｎｈの部分のＧｅＯ２の濃度は５．７ｍｏｌ％、Ｎｍの部分のＧｅＯ２の濃度は５．３ｍｏｌ％、Ｎｌの部分のＧｅＯ２の濃度は４．５ｍｏｌ％である。即ち階段状の屈折率分布の隣り合う階段におけるＧｅＯ２の濃度差はそれぞれＮｈの部分とＮｌの部分との差Δｃ１が１．２ｍｏｌ％、Ｎｍの部分とＮｌの部分との差Δｃ２が０．８ｍｏｌ％となっている。なお、この時のコアの最大屈折率（Ｎｈの部分）とクラッドの屈折率の差Δｎ１は０．００７５、コアのＮｍの部分の屈折率とクラッドの屈折率の差Δｎ２は０．００７、コアのＮｌの部分の屈折率とクラッドの屈折率の差Δｎ３は０．００６であり、階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差はそれぞれＮｈの部分とＮｌの部分の差Δｎ４が０．００１５、Ｎｍの部分とＮｌの部分の差Δｎ５が０．００１であった。また、屈折率の高いコアの部分（Ｎｈの部分）のコア径は８μｍ、屈折率の中間部のコアの部分（Ｎｍの部分）のコア径は４μｍ、屈折率の低いコアの部分（Ｎｌの部分）のコア径は６μｍである。
【００７９】
このような構成のＳＢＳ抑制光ファイバを２０ｋｍ準備し、図２に示すような測定系で１５５０ｎｍの波長における入射光パワーに対する反射光パワーを測定した。この結果、本実施例６の光ファイバのＳＢＳ閾値パワーは１０．５ｄＢｍであり、通常のＳＭＦの閾値パワーに比べて３．５ｄＢｍだけ閾値パワーが上昇しており、ＳＢＳを抑制することができた。この時のｋ係数は１．８×１０１５ｍＷ／ｍであった。また、１５５０ｎｍの波長における伝送損失は０．１９ｄＢ／ｋｍ、モードフィールド径は１０．４μｍであった。なお、ＳＢＳのスペクトル幅は３５０ＭＨｚであった。
【実施例７】
【００８０】
図９に示すように、石英ガラスからなるコアにＧｅとＰをともに添加して、このコアの屈折率分布を２段の階段状としたＳＭＦを作製した。クラッドＣは純石英ガラスである。２段の階段状の屈折率分布のうち、屈折率の高い部分をＮｈ、屈折率の中間部分をＮｍ、屈折率の低い部分をＮｌとすると、Ｎｈの部分のＧｅＯ２の濃度は４ｍｏｌ％、Ｐ２Ｏ５の濃度は０．５ｍｏｌ％であり、Ｎｍの部分のＧｅＯ２の濃度は３ｍｏｌ％、Ｐ２Ｏ５の濃度は０．８ｍｏｌ％であり、またＮｌの部分のＧｅＯ２の濃度は２．８ｍｏｌ％、Ｐ２Ｏ５の濃度は０．６ｍｏｌ％である。即ち階段状の屈折率分布の隣り合う階段におけるＧｅＯ２とＰ２Ｏ５の合計の濃度差はそれぞれＮｈの部分とＮｌの部分との差Δｃ１が１．１ｍｏｌ％、Ｎｍの部分とＮｌの部分の差Δｃ２が０．４ｍｏｌ％となっている。なお、この時のコアの最大屈折率（Ｎｈの部分）とクラッドの屈折率の差Δｎ１は０．００６、コアのＮｍの部分の屈折率とクラッドの屈折率の差Δｎ２は０．００５、コアのＮｌの部分の屈折率とクラッドの屈折率の差Δｎ３は０．００４５であり、階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差はそれぞれＮｈの部分とＮｌの部分の差Δｎ４が０．００１５、Ｎｍの部分とＮｌの部分の差Δｎ５が０．０００５であった。また、屈折率の高いコアの部分（Ｎｈの部分）のコア径は８．５μｍ、屈折率の中間部のコアの部分（Ｎｍの部分）のコア径は４μｍ、屈折率の低いコアの部分（Ｎｌの部分）のコア径は６μｍである。
【００８１】
このような構成のＳＢＳ抑制光ファイバを２０ｋｍ準備し、図２に示すような測定系で１５５０ｎｍの波長における入射光パワーに対する反射光パワーを測定した。この結果、本実施例７の光ファイバのＳＢＳ閾値パワーは９．７ｄＢｍであり、通常のＳＭＦの閾値パワーに比べて２．７ｄＢｍだけ閾値パワーが上昇しており、ＳＢＳを抑制することができた。この時のｋ係数は１．３×１０１５ｍＷ／ｍであった。また、１５５０ｎｍの波長における伝送損失は０．２１ｄＢ／ｋｍ、モードフィールド径は１０．７μｍであった。なお、ＳＢＳのスペクトル幅は２３０ＭＨｚであった。
【実施例８】
【００８２】
図１０に示すように、石英ガラスからなるコアにＧｅとＰとＦをともに添加して、このコアの屈折率分布を１段の階段状としたＳＭＦを作製した。クラッドＣは純石英ガラスである。階段状の屈折率分布のうち、屈折率の高い部分をＮｈ、屈折率の低い部分をＮｌとすると、Ｎｈの部分のＧｅＯ２の濃度は４．５ｍｏｌ％、Ｐ２Ｏ５の濃度は１．５ｍｏｌ％、Ｆの濃度は０．２ｍｏｌ％であり、Ｎｌの部分のＧｅＯ２の濃度は４．５ｍｏｌ％、Ｐ２Ｏ５の濃度は０．８ｍｏｌ％、Ｆの濃度は０．４ｍｏｌ％である。即ち階段状の屈折率分布の隣り合う階段におけるＧｅＯ２とＰ２Ｏ５とＦの合計の濃度差Δｃは０．５ｍｏｌ％となっている。なお、この時のコアの最大屈折率（Ｎｈの部分）とクラッドの屈折率の差Δｎ１は０．００７、コアのＮｌの部分の屈折率とクラッドの屈折率の差Δｎ２は０．００４であり、階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差Δｎ３は０．００３であった。また、屈折率の高いコアの部分（Ｎｈの部分）のコア径は８μｍ、屈折率の低いコアの部分（Ｎｌの部分）のコア径は４μｍである。
【００８３】
このような構成のＳＢＳ抑制光ファイバを２０ｋｍ準備し、図２に示すような測定系で１５５０ｎｍの波長における入射光パワーに対する反射光パワーを測定した。この結果、本実施例８の光ファイバのＳＢＳ閾値パワーは１０ｄＢｍであり、通常のＳＭＦの閾値パワーに比べて３ｄＢｍだけ閾値パワーが上昇しており、ＳＢＳを抑制することができた。この時のｋ係数は１．４×１０１５ｍＷ／ｍであった。また、１５５０ｎｍの波長における伝送損失は０．２５ｄＢ／ｋｍ、モードフィールド径は１０．５μｍであった。なお、ＳＢＳのスペクトル幅は３００ＭＨｚであった。
【００８４】
ここで、上記各実施例のＳＢＳ抑制光ファイバにおいて、零分散波長はすべて１３００ｎｍ〜１３２４ｎｍの範囲にあった。また、波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径はすべて８．６〜９．５μｍの間に入っていた。
【００８５】
本発明のＳＢＳ抑制光ファイバを作製するための母材を製造する方法としては通常用いられているＭＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、ＶＡＤ法、ＯＶＤ法など特に限定されるものではなく、目的に応じて最も適した方法を用いればよい。
【比較例】
【００８６】
比較のために図１１に示すように、石英ガラスからなるコアにＧｅを添加して、このコアの屈折率分布を階段状としたＳＭＦを作製した。クラッドＣは純石英ガラスである。階段状の屈折率分布のうち、屈折率の高い部分をＮｈ、屈折率の低い部分をＮｌとすると、Ｎｈの部分のＧｅＯ２の濃度は５．３ｍｏｌ％、Ｎｌの部分のＧｅＯ２の濃度は５．１ｍｏｌ％である。即ち階段状の屈折率分布の隣り合う階段におけるＧｅＯ２の濃度差Δｃは０．２ｍｏｌ％となっている。なお、この時のコアの最大屈折率（Ｎｈの部分）とクラッドの屈折率の差Δｎ１は０．００７、コアのＮｌの部分の屈折率とクラッドの屈折率の差Δｎ２は０．００６８であり、階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差Δｎ３は０．０００２であった。また、屈折率の高いコアの部分（Ｎｈの部分）のコア径は８μｍ、屈折率の低いコアの部分（Ｎｌの部分）のコア径は３μｍである。
【００８７】
このような構成のＳＢＳ抑制光ファイバを２０ｋｍ準備し、図２に示すような測定系で１５５０ｎｍの波長における入射光パワーに対する反射光パワーを測定した。この結果、本比較例の光ファイバは１５５０ｎｍの波長における伝送損失は０．２ｄＢ／ｋｍ、モードフィールド径は１０μｍであり、通常のＳＭＦと同等だったがＳＢＳ閾値パワーは７．５ｄＢｍであり、通常のＳＭＦの閾値パワーに比べて０．５ｄＢｍだけ閾値パワーが上昇してはいたが、ＳＢＳを十分に抑制することができなかった。この時のｋ係数は９．４×１０１４ｍＷ／ｍ、ＳＢＳのスペクトル幅は１８０ＭＨｚであった。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施例１の屈折率分布を説明する図である。
【図２】ＳＢＳ閾値パワーを測定するための測定系を説明する図である。
【図３】ＳＢＳ閾値パワーの測定結果を表す図である。
【図４】本発明の実施例２の屈折率分布を説明する図である。
【図５】本発明の実施例３の屈折率分布を説明する図である。
【図６】本発明の実施例４の屈折率分布を説明する図である。
【図７】本発明の実施例５の屈折率分布を説明する図である。
【図８】本発明の実施例６の屈折率分布を説明する図である。
【図９】本発明の実施例７の屈折率分布を説明する図である。
【図１０】本発明の実施例８の屈折率分布を説明する図である。
【図１１】本発明に対する比較例の屈折率分布を説明する図である。
【符号の説明】
【００８９】
１・・・分布帰還型レーザ
２・・・光増幅器
３・・・光カプラ
４・・・ＳＢＳ抑制光ファイバ
５・・・出射光パワーメーター
６・・・入射光パワーメーター
７・・・反射光パワーメーター
【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英ガラスからなるコア及びその外周のコアよりも屈折率の低い石英ガラスからなるクラッドから構成された光ファイバであって、前記コアにはＧｅあるいはＰが単独で、若しくはＧｅとＰが同時に添加されているとともに前記コアが階段状の屈折率分布を有し、前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段におけるＧｅＯ２の濃度差あるいはＰ２Ｏ５の濃度差若しくはＧｅＯ２とＰ２Ｏ５の合計の濃度差が０．３ｍｏｌ％以上であることを特徴とする誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項２】
前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段におけるＧｅＯ２の濃度差あるいはＰ２Ｏ５の濃度差若しくはＧｅＯ２とＰ２Ｏ５の合計の濃度差が０．６ｍｏｌ％以上であることを特徴とする請求項１記載の誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項３】
前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差が３×１０−４以上であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項４】
前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差が８×１０−４以上であることを特徴とする請求項３記載の誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項５】
前記クラッドは純石英ガラスであることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載の誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項６】
前記クラッドは石英ガラスにＦが添加されていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載の誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項７】
石英ガラスからなるコア及びその外周のコアよりも屈折率の低い石英ガラスからなるクラッドから構成された光ファイバであって、前記コア及びクラッドにはＦが添加されているとともに前記コアが階段状の屈折率分布を有し、前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段におけるＦの濃度差が０．０８ｍｏｌ％以上であることを特徴とする誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項８】
前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段におけるＦの濃度差が０．１６ｍｏｌ％以上であることを特徴とする請求項７記載の誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項９】
前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差が３×１０−４以上であることを特徴とする請求項７または請求項８記載の誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項１０】
前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差が８×１０−４以上であることを特徴とする請求項９記載の誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項１１】
石英ガラスからなるコア及びその外周のコアよりも屈折率の低い石英ガラスからなるクラッドから構成された光ファイバであって、前記コアにはＧｅあるいはＰが単独で、若しくはＧｅとＰが同時に添加され、かつさらにＦが添加されているとともに前記コアが階段状の屈折率分布を有し、前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差が３×１０−４以上であることを特徴とする誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項１２】
前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差が８×１０−４以上であることを特徴とする請求項１１記載の誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項１３】
前記クラッドは純石英ガラスであることを特徴とする請求項１１または請求項１２記載の誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項１４】
前記クラッドは石英ガラスにＦが添加されていることを特徴とする請求項１１または請求項１２記載の誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項１５】
石英ガラスからなるコア及びその外周のコアよりも屈折率の低い石英ガラスからなるクラッドから構成された光ファイバであって、前記コアは純石英ガラス及びＦが添加されている石英ガラスからなり、前記クラッドにＦが添加されているとともに前記コアが階段状の屈折率分布を有し、前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差が３×１０−４以上であることを特徴とする誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項１６】
前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差が８×１０−４以上であることを特徴とする請求項１５記載の誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項１７】
前記コアの最大屈折率と前記クラッドの屈折率との差が０．００８以下であることを特徴とする請求項１から請求項１６までのいずれかの請求項に記載の誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項１８】
前記光ファイバの誘導ブリユアン散乱のスペクトル幅が２００ＭＨｚ以上であることを特徴とする請求項１から請求項１７までのいずれかの請求項に記載の誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項１９】
前記光ファイバの誘導ブリユアン散乱のスペクトル幅が３００ＭＨｚ以上であることを特徴とする請求項１８記載の誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項２０】
前記光ファイバの零分散波長が１３００ｎｍ〜１３２４ｎｍの範囲にあることを特徴とする請求項１から請求項１９までのいずれかの請求項に記載の誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項２１】
前記光ファイバの１３１０ｎｍの波長におけるモードフィールド径が８．６〜９．５μｍの範囲にあることを特徴とする請求項１から請求項２０までのいずれかの請求項に記載の誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項１】
石英ガラスからなるコア及びその外周のコアよりも屈折率の低い石英ガラスからなるクラッドから構成された光ファイバであって、前記コアにはＧｅあるいはＰが単独で、若しくはＧｅとＰが同時に添加されているとともに前記コアが階段状の屈折率分布を有し、前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段におけるＧｅＯ２の濃度差あるいはＰ２Ｏ５の濃度差若しくはＧｅＯ２とＰ２Ｏ５の合計の濃度差が０．３ｍｏｌ％以上であることを特徴とする誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項２】
前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段におけるＧｅＯ２の濃度差あるいはＰ２Ｏ５の濃度差若しくはＧｅＯ２とＰ２Ｏ５の合計の濃度差が０．６ｍｏｌ％以上であることを特徴とする請求項１記載の誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項３】
前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差が３×１０−４以上であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項４】
前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差が８×１０−４以上であることを特徴とする請求項３記載の誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項５】
前記クラッドは純石英ガラスであることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載の誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項６】
前記クラッドは石英ガラスにＦが添加されていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載の誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項７】
石英ガラスからなるコア及びその外周のコアよりも屈折率の低い石英ガラスからなるクラッドから構成された光ファイバであって、前記コア及びクラッドにはＦが添加されているとともに前記コアが階段状の屈折率分布を有し、前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段におけるＦの濃度差が０．０８ｍｏｌ％以上であることを特徴とする誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項８】
前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段におけるＦの濃度差が０．１６ｍｏｌ％以上であることを特徴とする請求項７記載の誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項９】
前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差が３×１０−４以上であることを特徴とする請求項７または請求項８記載の誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項１０】
前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差が８×１０−４以上であることを特徴とする請求項９記載の誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項１１】
石英ガラスからなるコア及びその外周のコアよりも屈折率の低い石英ガラスからなるクラッドから構成された光ファイバであって、前記コアにはＧｅあるいはＰが単独で、若しくはＧｅとＰが同時に添加され、かつさらにＦが添加されているとともに前記コアが階段状の屈折率分布を有し、前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差が３×１０−４以上であることを特徴とする誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項１２】
前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差が８×１０−４以上であることを特徴とする請求項１１記載の誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項１３】
前記クラッドは純石英ガラスであることを特徴とする請求項１１または請求項１２記載の誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項１４】
前記クラッドは石英ガラスにＦが添加されていることを特徴とする請求項１１または請求項１２記載の誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項１５】
石英ガラスからなるコア及びその外周のコアよりも屈折率の低い石英ガラスからなるクラッドから構成された光ファイバであって、前記コアは純石英ガラス及びＦが添加されている石英ガラスからなり、前記クラッドにＦが添加されているとともに前記コアが階段状の屈折率分布を有し、前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差が３×１０−４以上であることを特徴とする誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項１６】
前記階段状の屈折率分布の隣り合う階段における屈折率差が８×１０−４以上であることを特徴とする請求項１５記載の誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項１７】
前記コアの最大屈折率と前記クラッドの屈折率との差が０．００８以下であることを特徴とする請求項１から請求項１６までのいずれかの請求項に記載の誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項１８】
前記光ファイバの誘導ブリユアン散乱のスペクトル幅が２００ＭＨｚ以上であることを特徴とする請求項１から請求項１７までのいずれかの請求項に記載の誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項１９】
前記光ファイバの誘導ブリユアン散乱のスペクトル幅が３００ＭＨｚ以上であることを特徴とする請求項１８記載の誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項２０】
前記光ファイバの零分散波長が１３００ｎｍ〜１３２４ｎｍの範囲にあることを特徴とする請求項１から請求項１９までのいずれかの請求項に記載の誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【請求項２１】
前記光ファイバの１３１０ｎｍの波長におけるモードフィールド径が８．６〜９．５μｍの範囲にあることを特徴とする請求項１から請求項２０までのいずれかの請求項に記載の誘導ブリユアン散乱抑制光ファイバ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−２３２５９９（Ｐ２００６−２３２５９９Ａ）
【公開日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−４８４７２（Ｐ２００５−４８４７２）
【出願日】平成１７年２月２４日（２００５．２．２４）
【出願人】（３０６０１３１２０）昭和電線ケーブルシステム株式会社 (218)
【出願人】（０００００２０６０）信越化学工業株式会社 (3,361)
【上記１名の代理人】
【識別番号】１０００７７５８４
【弁理士】
【氏名又は名称】守谷 一雄
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月２４日（２００５．２．２４）
【出願人】（３０６０１３１２０）昭和電線ケーブルシステム株式会社 (218)
【出願人】（０００００２０６０）信越化学工業株式会社 (3,361)
【上記１名の代理人】
【識別番号】１０００７７５８４
【弁理士】
【氏名又は名称】守谷 一雄
【Ｆターム（参考）】
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