專利名稱：光纖及采用了光纖的光纖耦合器、摻鉺光纖放大器、光導波路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及構成光通信中所用光部件的光纖及采用了光纖的光纖耦合器、摻鉺光纖放大器及光導波路，尤其涉及在與模場直徑各異的光纖的熔接中，可以以低連接損失及足夠的連接強度來進行連接的光纖及采用了光纖的光纖耦合器、摻鉺光纖放大器及光導波路。
本說明書是基于在日本國的專利申請(特愿2002-199959號)，該日本申請的記載內容作為本說明書的部分內容被引用。
背景技術：
在模場直徑(以下簡稱「MFD」)大小各異的光纖之間進行熔接時，會產生連接損失。用于降低該連接損失的已知方法如下即，在熔接光纖時對光纖預熱，或者在熔接后實施追加放電等加熱處理，使光纖的纖芯中包含的摻雜劑在覆層中擴散，以擴大MFD較小的光纖的MFD，從而縮小光纖之間的MFD之差。
基于光纖纖芯中所含摻雜劑的擴散所引起的纖芯半徑變化由下式(1)來表示。
r2＝(r12+4Dt)1/2(1)在上述式(1)中，r1是摻雜劑擴散前的纖芯半徑，r2是摻雜劑擴散后的纖芯半徑。D是擴散系數，t是光纖的加熱時間。為了即使纖芯中包含的摻雜劑發(fā)生擴散，也能使光纖的標準頻率(∝纖芯半徑×Δ1/2)保持一定，MFD與上述式(1)的纖芯半徑r2成比例。這樣，通過使纖芯中包含的摻雜劑擴散，在纖芯半徑r2按上式(1)來擴大時，MFD也與其成比例來擴大。
在MFD大小各異的光纖之間的熔接中，為了在連接后實施追加放電等加熱處理以降低連接損失，需要若干條件。這些條件如下MFD針對加熱時間的擴大速度在所連接的各光纖中不同，即摻雜劑的擴散系數不同，而且在小MFD的光纖中，MFD針對加熱時間的擴大速度更大一些，即DLM＜DSM(DLM大MFD光纖的擴散系數，DSM小MFD光纖的擴散系數)。
如果滿足上述條件，由于由基于追加放電等的加熱，在使纖芯中包含的摻雜劑擴散時，小MFD光纖的MFD擴大速度大于大MFD光纖的MFD擴大速度，因而兩者的MFD之差將隨加熱時間而縮小，連接損失得到降低。
作為連接MFD大小各異的光纖的公知方法一例，有一種專利第2911932號公報中所展示的方法。根據該方法，由光通信用的光傳送路即1.3μm零分散單一模式光纖(以下簡稱「單一模式光纖」。)與開口數為0.24～0.15的光纖(以下簡稱「高開口數光纖」。)的熔接、以及通過熔接后的加熱處理，來降低連接損失。單一模式光纖的芯徑大約為8μm，MFD大約為10μm，纖芯與覆層的折射率差Δn大約為0.004。
另一方面，高開口數光纖的芯徑約為4μm，MFD約為4μm，芯徑及MFD小于單一模式光纖，纖芯與覆層的折射率差Δn為0.02～0.008，成為較大的值。此外高開口數光纖纖芯中包含的摻雜劑的濃度高于單一模式光纖纖芯中包含的摻雜劑的濃度。由于高開口數光纖纖芯中包含的摻雜劑濃度較高，因而纖芯的軟化溫度較低，所以規(guī)定溫度下?lián)诫s劑的擴散速度與單一模式光纖相比顯著增加。因此，高開口數光纖的擴散系數大于單一模式光纖的擴散系數。由于高開口數光纖的MFD小而擴散系數大，單一模式光纖的MFD大而擴散系數小，因而滿足降低上述的連接損失的條件。
在熔接MFD不同而擴散系數相同的光纖的場合下，難以由上述的連接方法來實現(xiàn)低連接損失。在這種場合下，有以下的已知方法即，在小MFD光纖的覆層中添加氟，以使光纖的纖芯中所含摻雜劑的擴散速度大于大MFD光纖的擴散速度，由此來降低連接損失。作為該方法一例，有一種對摻鉺光纖放大器中的摻鉺光纖與色散轉移光纖進行熔接的方法。
在該方法中，假設在比如信號波長1550nm下，摻鉺光纖的MFD為5μm，色散轉移光纖的MFD為8μm。在摻鉺光纖的覆層中，為使纖芯中所含摻雜劑在覆層中擴散時的擴散速度增加，而在覆層中添加氟。由摻鉺光纖與色散轉移光纖熔接后的加熱，纖芯中包含的摻雜劑在覆層中擴散，MFD得到擴大，但由于小MFD的摻鉺光纖中MFD的擴大速度大于色散轉移光纖中MFD的擴大速度，因而連接損失被降低到0.05dB以下。
作為這種MFD各異的光纖之間的熔接，也可以舉出摻鉺光纖放大器內熔接延伸型光纖耦合器與摻鉺光纖或單一模式光纖的連接等。
圖8是表示摻鉺光纖放大器的構成一例的模式圖。
該示例的摻鉺光纖放大器大體由摻鉺光纖1、激勵摻鉺光纖1的激勵用光源980nm半導體激光器2、用于使激勵光與信號光合波的光纖耦合器3、對它們進行連接的單一模式光纖4、980nm截止轉移光纖5來構成。
在該示例的摻鉺光纖放大器中，摻鉺光纖1及光纖耦合器3是由光纖構成的光部件。
摻鉺光纖1與光纖耦合器3，以及光纖耦合器3與單一模式光纖4被熔接。
在單一模式光纖3中，針對波長1550nm范圍的光的MFD大約為10μm。單一模式光纖3的實效阻斷波長為1300nm以下。
由于在摻鉺光纖1與光纖耦合器3中，需要以單一模式來對從980nm半導體激光器2輸出的光導波，因而實效阻斷波長必須小于980nm。
光纖耦合器3需要在波長980nm下進行單一模式動作，而且對波長1550nm的光也要進行低損失導波。然而由于光纖耦合器3的實效阻斷波長是遠遠小于1550nm的短波長，因而如果對波長1550nm范圍的光進行導波，便易于產生較大的曲折損失。因此，作為用于光纖耦合器3的光纖，有必要采用能增大纖芯與覆層的比折射率差，而且波長1550nm范圍的光的曲折損失較低的光纖。為了增大光纖的纖芯與覆層的比折射率差，同時使光纖耦合器3的實效阻斷波長小于980nm，有必要縮小形成光纖耦合器3的光纖的芯徑，MFD當然也要縮小。
另一方面，摻鉺光纖1中，添加了鉺的纖芯需要由從激勵光源980nm半導體激光器2輸出的激勵光來激勵。因此，為了提高激勵效率，摻鉺光纖1一般成為一種高開口數結構，因而MFD縮小。
不過，為能得到高性能的摻鉺光纖放大器，需要在摻鉺光纖與光纖耦合器的熔接以及光纖耦合器與單一模式光纖的熔接中，對它們進行低損失連接，而且使連接部分具有足夠的耐用強度。
針對波長1550nm的光的MFD大小，在單一模式光纖中約為10μm，在光纖耦合器中約為6.5μm，在摻鉺光纖中約為5.5μm。
光纖耦合器除了可以對單一模式光纖與摻鉺光纖的任意一方進行低損失連接之外，還需要具有足夠的耐用強度。以往，盡管光纖耦合器的MFD較小，但為了降低波長1550nm范圍的光的曲折損失，往往增大形成光纖耦合器的光纖芯與覆層的比折射率差，因而開口數也增大。因此在光纖耦合器與單一模式光纖的連接中，可降低連接損失。
這里，圖9是表示MFD針對光纖耦合器與單一模式光纖的加熱時間的變化的附圖。
從圖9可看出，當兩者的MFD一致時，便達到最低連接損失。然而根據上式(1)，盡管MFD的平方與加熱時間成比例關系，但由于擴散系數隨加熱溫度而變，因而MFD的平方不一定與加熱時間成比例。
就連接強度而言，專利第2911932號公報中展示的連接方法，不一定是一種可確保足夠強度的連接方法。如果采用專利第2911932號公報中展示的連接方法來進行光纖耦合器與單一模式光纖的熔接，則直至達到最低連接損失為止，大約需要30秒的加熱時間。如果采用普通的熔接方法，在同種光纖之間進行熔接的場合下，持續(xù)時間為2～3秒，便可進行低連接損失并具有足夠強度的熔接。光纖耦合器與單一模式光纖的熔接所需的時間約為30秒這一點與同種光纖之間的熔接所需的時間相比是一個相當長的時間，因而不一定達到與同種光纖之間的連接強度同樣的強度。
此外在摻鉺光纖與光纖耦合器連接的場合下，即使采用專利第2911932號公報中展示的連接方法等，也難以實現(xiàn)低損失，而且連接部分難以具有足夠的耐用強度。其原因在于，摻鉺光纖的MFD與光纖耦合器的MFD均為比較接近的值，因而摻鉺光纖與光纖耦合器的任意一方均具有高開口數。
由于摻鉺光纖與光纖耦合器均具有高開口數，因而纖芯中包含的摻雜劑的濃度便增高，擴散系數增大。因此在至摻鉺光纖與光纖耦合器的MFD達到一致從而實現(xiàn)最低損失為止，對連接部分加熱所需的時間非常短。
圖10是表示MFD針對光纖耦合器與摻鉺光纖的加熱時間的變化的附圖。
從圖10可看出，當熔接尚不完全時，摻鉺光纖與光纖耦合器的MFD便趨于一致，從而達到了最低損失，如果在這一時點停止熔接作業(yè)，便不能實現(xiàn)低連接損失而且具有足夠的耐用強度的連接。
此外，為提高摻鉺光纖的光放大特性，需要在纖芯中高濃度添加1種摻雜劑即鋁。高濃度添加鋁后，摻雜劑的擴散系數便增加。因此隨著摻鉺光纖的光放大特性的提高，越發(fā)難以實現(xiàn)摻鉺光纖與光纖耦合器的連接強度的提高。因此，為實現(xiàn)摻鉺光纖放大特性的提高以及摻鉺光纖與光纖耦合器的連接強度的提高，要求改良光纖耦合器。
在摻鉺光纖與光纖耦合器的連接中，為了實現(xiàn)低損失而且連接部分具有足夠的耐用強度的連接，可以增大形成光纖耦合器的光纖的擴散系數，并足夠地延長摻鉺光纖與光纖耦合器的MFD達到一致為止的加熱時間。作為增大形成光纖耦合器的光纖的擴散系數的手段，可將公知文獻(A.Wada，T.sakai，D.Tanaka，T.Nozawa and R.Yamauchi，OAA1991，F(xiàn)D3，1991.High-Efficiency Erbium-Doped Fiber Amplifier Using Mode FieldDiameter Adjusting Technique)中記載的在覆層內添加氟的方法用于形成光纖耦合器的光纖，但如果氟的添加量過少，則增大擴散系數的效果便不充分。
如果氟的添加量過多，纖芯與覆層的比折射率差便增大，其結果是傳送特性也變化。此外，如果只單純使形成光纖耦合器的光纖的擴散系數大于摻鉺光纖的擴散系數，即使改變加熱時間，也存在著光纖耦合器與摻鉺光纖的MFD不一致、不能進行低連接損失的連接的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明鑒于上述課題，其目的在于提供一種在與模場直徑相異的光纖的熔接中，可以以低連接損失及足夠的連接強度來連接的光纖及采用了光纖的光纖耦合器、摻鉺光纖放大器及光導波路。
為解決上述課題，本發(fā)明采用以下手段。
本發(fā)明是一種光纖，具有纖芯，其設置于中心，由至少包含鍺的石英系玻璃構成；在該纖芯的周圍設置成與該纖芯同心圓狀且擴散系數大的內側覆層；設置于該內側覆層周圍且擴散系數小的外側覆層，其特征在于上述纖芯中包含上述內側覆層的200％程度以上濃度的鍺。
本發(fā)明是一種光纖，其特征在于上述內側覆層由包含鍺、磷及氟的石英系玻璃構成，上述外側覆層由石英玻璃構成。
本發(fā)明是一種光纖，其特征在于上述內側覆層的直徑為10μm～40μm。
本發(fā)明是一種光纖，其特征在于上述內側覆層中包含的鍺的濃度為0.2～1.5質量％，磷的濃度為0.5～1.5質量％，氟的濃度為0.1～1.0質量％。
本發(fā)明是一種光纖，其特征在于上述光纖的外徑為70μm～90μm。
本發(fā)明是一種光纖，其特征在于在包覆上述纖芯的覆層內，具有對該纖芯對稱配置的2個應力附加部。
本發(fā)明是一種光纖耦合器，其特征在于是采用上述光纖來制造的。
本發(fā)明是一種摻鉺光纖放大器，其特征在于是采用上述光纖來制造的。
本發(fā)明是一種光導波路，其特征在于是將上述光纖用作抽頭來制造的。


圖1是表示摻鉺光纖放大器的部分模式圖。
圖2是表示光纖的折射率輪廓的附圖。
圖3是表示MFD針對摻鉺光纖與本發(fā)明的光纖或傳統(tǒng)的具有高開口數的光纖熔接時的加熱時間的變化狀態(tài)的附圖。
圖4是表示MFD針對光纖的加熱時間的變化狀態(tài)的附圖。
圖5是表示PANDA型偏振波保持光纖的斷面圖。
圖6是表示Tap耦合器的模式圖。
圖7是摻鉺光纖放大器外包裝的概略斷面圖。
圖8是表示摻鉺光纖放大器的構成一例的模式圖。
圖9是表示MFD針對光纖耦合器與單一模式光纖的加熱時間的變化的附圖。
圖10是表示MFD針對光纖耦合器與摻鉺光纖的加熱時間的變化的附圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的光纖是一種具有設置于中心，由至少包含鍺的石英系玻璃構成的纖芯；在纖芯的周圍設置成與纖芯同心圓狀且擴散系數大的內側覆層；設置于內側覆層周圍且擴散系數小的外側覆層的光纖，是纖芯中包含超過內側覆層200％程度的濃度的鍺的光纖。
通過使光纖成為如此構成，在光纖熔接后的連接部分的加熱中，可改變MFD針對加熱時間的變化狀態(tài)。具體地說，在本發(fā)明的光纖中，在加熱初期，MFD急劇增大，從加熱中期至結束階段，MFD的擴大程度漸漸趨緩。該現(xiàn)象的原因在于纖芯中添加的鍺在加熱開始后向覆層擴散，但由于加熱初期在擴散系數大的內側覆層中擴散，因而鍺的移動速度較快，所以MFD急劇增大。從加熱中期至結束階段，所擴散的鍺到達擴散系數小的外側覆層后，鍺在外側覆層內擴散的速度變慢，因而MFD的擴大速度得到抑制，擴大的程度逐漸趨緩。
當對本發(fā)明的光纖與摻鉺光纖進行熔接，并加熱這些連接部分后，在加熱初期，本發(fā)明光纖的MFD較大。然而從加熱中期至結束階段，本發(fā)明光纖的MFD的擴大程度逐漸趨緩，本發(fā)明光纖的MFD與摻鉺光纖的MFD不久便達到一致，兩者的連接部分中的連接損失降低。此外由于兩者的連接部分被充分加熱至降低連接損失為止，因而也具有足夠的強度。
此外在本發(fā)明的光纖與單一模式光纖的熔接中，由于在加熱初期，本發(fā)明光纖的MFD急劇擴大，因而可較快地使本發(fā)明光纖的MFD與單一模式光纖的MFD達到一致。因此可縮短為擴大本發(fā)明光纖的MFD而加熱所需的時間，所以可抑制基于長時間加熱的光纖強度劣化。因此可進行具有足夠的連接強度而且損失較低的熔接。
本發(fā)明的光纖中，最好內側覆層由包含鍺(Ge)、磷(P)及氟(F)的石英系玻璃構成，而外側覆層由石英(SiO2)構成。為合成外側覆層，有時也采用四氯化硅(SiCl4)作為引發(fā)原料，因而在外側覆層中作為雜質包含若干的氯，但不會發(fā)生特別的問題。這樣，纖芯中添加的鍺在內側覆層內擴散時的擴散速度便較快，而在外側覆層內擴散時的擴散速度則較慢。通過將內側覆層中所添加的元素設為鍺、磷及氟這3種，與只添加了氟的場合相比，可以得到更大的擴散速度。
對本發(fā)明的光纖，纖芯直徑最好為9μm以下。
對本發(fā)明的光纖，內側覆層的直徑最好為10μm～40μm，如為15μm～25μm則更好。
如果內側覆層的直徑小于10μm，則在加熱初期便會產生MFD擴大的抑制作用，在本發(fā)明的光纖與摻鉺光纖的熔接中，尚未得到足夠的連接強度便已達到了最低連接損失。而如果內側覆層的直徑超過40μm，則在本發(fā)明的光纖與單一模式光纖的熔接中，在發(fā)生基于本發(fā)明光纖加熱的MFD擴大的抑制作用之前，本發(fā)明光纖的MFD與單一模式光纖的MFD便達到了一致，尚未得到足夠的連接強度便已達到了最低連接損失。
本發(fā)明的光纖中，通過使內側覆層的直徑處于上述范圍內，可以與單一模式光纖或摻鉺光纖進行低損失而且具有足夠連接強度的連接。
光纖耦合器的制作方法為使2個光纖平行排列，對其一部進行加熱熔接，然后邊對所熔接的部分加熱邊延伸，但由加熱及延伸，2個光纖的纖芯中所包含的摻雜劑將在覆層內擴散，因而MFD便擴大。MFD因加熱及延伸而擴大的速度與光纖耦合器的耦合長(熔接延伸部分的長度)有關，MFD的擴大速度加快后，可使耦合長縮小到較短?？s短耦合長后，可減小光纖耦合器的體積。但如果MFD的擴大速度過快，則耦合部分終端(相當于光纖耦合器的分支的部分)的MFD便會擴大到不必要的程度，因而在形成光纖耦合器的光纖中，未耦合部分的MFD與耦合部分終端的MFD便會產生大的差異。
如果存在這種MFD相差較大的部分，則在對該部分進行光導波時便會產生損失，其結果是造成光纖耦合器的過剩損失。為得到過剩損失少的良好的小型光纖耦合器，有必要采用一種在加熱及延伸中加快MFD的擴大速度，而在加熱及延伸結束時，MFD不擴大到不必要的程度的光纖。
根據本發(fā)明的光纖，通過使內側覆層的直徑處于上述范圍內，可以得到過剩損失少的良好的小型光纖耦合器，因而可形成一種可與單一模式光纖及摻鉺光纖進行低損失而且具有足夠連接強度的連接的光纖耦合器。
本發(fā)明的光纖中，覆層中包含的鍺的濃度為3.0～21.0質量％，氟的濃度為0～1.0質量％。
最好，內側覆層中包含的鍺的濃度為0.2～1.5質量％，磷的濃度為0.5～1.5質量％，氟的濃度為0.1～1.0質量％，如果內側覆層中包含的鍺的濃度為0.8～1.2質量％，磷的濃度為0.8～1.2質量％，氟的濃度為0.3～0.7質量％則更好。
基于本發(fā)明光纖的加熱的MFD擴大的抑制作用還與內側覆層中摻雜劑的擴散速度有關，因而與內側覆層中所含摻雜劑的鍺、磷、氟的濃度有關。如果使內側覆層中所含摻雜劑的濃度處于上述范圍內，則本發(fā)明的光纖可與單一模式光纖及摻鉺光纖進行低損失而且具有足夠連接強度的連接。
如果內側覆層中所含摻雜劑的鍺、磷、氟的濃度小于上述范圍的下限值，則內側覆層中摻雜劑的擴散速度便不會過大，在本發(fā)明的光纖與摻鉺光纖的熔接中，尚未得到足夠的連接強度便已達到了最低連接損失。而如果內側覆層中所含摻雜劑的鍺、磷、氟的濃度超過上述范圍的上限值，則在本發(fā)明的光纖與單一模式光纖的熔接中，在發(fā)生基于本發(fā)明光纖加熱的MFD擴大的抑制作用之前，本發(fā)明光纖的MFD與單一模式光纖的MFD便達到了一致，尚未得到足夠的連接強度便已達到了最低連接損失。
本發(fā)明光纖的外徑最好為70μm～90μm，如為75μm～85μm則更好。
對摻鉺光纖放大器等光纖型光部件，要求縮小裝置的尺寸。為使光部件小型化，需要使光纖的外徑小于傳統(tǒng)的125μm，并減小光纖所容許的曲折半徑，以縮小光纖的收存尺寸。因此通過使光纖的外徑處于上述范圍內，不僅可得到曲折損失小的良好的小型光部件，而且還可形成一種可與單一模式光纖及摻鉺光纖進行低損失而且具有足夠連接強度的連接的光纖。
進一步說，如果采用本發(fā)明的外徑為70μm～90μm的光纖，則可使熔接延伸型光纖耦合器小型化。熔接延伸型光纖耦合器的小型化通過縮短耦合長(熔接延伸部的長度)來實現(xiàn)。與傳統(tǒng)的光纖外徑125μm相比，本發(fā)明光纖的外徑縮小至70μm～90μm，因而可使用于產生模式耦合的耦合長比傳統(tǒng)的光纖更短，因而可實現(xiàn)光纖耦合器的小型化。
此外本發(fā)明的光纖，最好是一種在包覆纖芯的覆層內，具有對該纖芯對稱配置的2個應力附加部的偏振波保持光纖。
為對應近年來通信需要量的增大，作為高密度波分復用傳送技術之一，開發(fā)出一種偏振波交錯復用傳送技術。在該偏振波交錯復用傳送技術中，一種可以邊保持偏振波面邊放大信號光的偏振波面保持型摻鉺光纖放大器是不可或缺的。因此構成該偏振波面保持型摻鉺光纖放大器的主要部件即摻鉺光纖及光纖耦合器等有必要是偏振波面保持型的。如果是光纖型光部件，通過采用在包覆纖芯的覆層內具有對該纖芯對稱配置的2個應力附加部的所謂PANDA型光纖及Bow-Tie型光纖這種偏振波保持光纖來制作光部件，便可以獲得偏振波面保持型光部件，這一點已為人們所知。在偏振波面保持型摻鉺光纖放大器中，在連接各部件時，同樣要求進行低損失而且具有足夠連接強度的連接。由以上可看出，本發(fā)明的光纖如果是偏振波保持光纖，便可作為構成偏振波面保持型摻鉺光纖放大器的光纖來使用。
本發(fā)明的光纖耦合器，是采用本發(fā)明的光纖來制造的熔接延伸型光纖耦合器。
由于本發(fā)明的光纖可與單一模式光纖或摻鉺光纖進行低損失而且具有足夠連接強度的連接，因而本發(fā)明的光纖耦合器也同樣成為一種可進行低損失而且具有足夠連接強度的連接的光纖耦合器。
本發(fā)明的摻鉺光纖放大器采用本發(fā)明的光纖來制造，大體由光纖型光部件及非光纖型光部件構成。
通常，構成摻鉺光纖放大器的光部件的MFD分別各異。因此有必要在摻鉺光纖放大器中，在MFD各異的部件之間進行低損失而且具有足夠連接強度的連接。在本發(fā)明的摻鉺光纖放大器中，將本發(fā)明的光纖插入到各部件之間的連接部，并使各部件連接，這樣，與在部件之間進行直接連接相比，可進一步實現(xiàn)低損失而且具有足夠連接強度的連接，其結果是可提高性能。
本發(fā)明的光導波路，是將本發(fā)明的光纖用作抽頭來制造的，是將MFD各異的至少2種以上的光纖或光部件連接而成的光纖型光部件。
通常，光導波路需要將來自用于光通信的單一模式光纖的波長1550nm光導入到光導波路。但是單一模式光纖與光導波路的MFD各異。因此如果采用將本發(fā)明的光纖用作抽頭來制造的光導波路，便可與該光導波路及單一模式光纖以足夠的連接強度來進行低損失連接。
以下，通過實施例對本發(fā)明作具體說明，但本發(fā)明不局限于以下實施例。
(實施例1)圖1是表示摻鉺光纖放大器的一部的模式圖。
該例的摻鉺光纖放大器大體由摻鉺光纖11；光纖14、14熔接延伸而成的光纖耦合器12；與形成光纖耦合器12的本發(fā)明光纖14連接的單一模式光纖13來構成。
如圖1所示，該例的摻鉺光纖放大器中，光纖耦合器12、摻鉺光纖11及單一模式光纖13由熔接部16來連接。光纖耦合器12的連接損失及連接強度，與形成它的光纖14、14的連接損失及連接強度相同。這里，作為形成光纖耦合器12的光纖14、14，準備了本發(fā)明光纖及傳統(tǒng)的具有高開口數的光纖，制作出2個本發(fā)明光纖所組成的光纖耦合器12及2個傳統(tǒng)的具有高開口數的光纖所組成的光纖耦合器12。
這里，圖2是表示光纖的折射率輪廓的附圖，(a)表示本發(fā)明光纖的折射率輪廓，(b)表示傳統(tǒng)的具有高開口數的光纖的折射率輪廓。
如圖2(a)所示，本發(fā)明的光纖是一種纖芯外周由折射率小于纖芯的覆層來包圍的光纖，覆層是一種組成各異的內側覆層與外側覆層的2層結構。
纖芯由添加有鍺(Ge)及氟(F)的石英系玻璃(SiO2/GeO2/F)來形成，摻雜劑的含有量設為鍺為12質量％，氟為0.2質量％。
內側覆層由添加有鍺、磷(P)及氟的石英系玻璃(SiO2/GeO2/P2O5/F)來形成，摻雜劑的含有量設為鍺大約為1質量％，磷大約為1質量％，氟大約為0.5質量％。
外側覆層由石英玻璃(SiO2)來形成。
內側覆層與外側覆層的比折射率差Δ幾乎不存在，內側覆層的直徑為20μm。
如圖2(b)所示，傳統(tǒng)的具有高開口數的光纖是一種纖芯外周側由折射率小于纖芯的覆層來包圍的光纖。
纖芯由添加有鍺及氟的石英系玻璃(SiO2/GeO2/F)來形成，摻雜劑的含有量設為鍺為12質量％，氟為0.2質量％。
覆層由純石英玻璃(SiO2)來形成。
表1表示構成圖1所示的摻鉺光纖放大器的各光纖的特性。
表1

本發(fā)明的光纖與傳統(tǒng)的具有高開口數的光纖均具有以下值纖芯與覆層的比折射率差Δ為1.0％，纖徑為3.5μm，開口數為0.21，實效阻斷波長為0.92μm，波長1550nm光的MFD為6.5μm。
在利用這2種光纖的任意一方來制作的光纖耦合器12中，分別熔接摻鉺光纖11及單一模式光纖13，并進行了熔接部16中連接損失及連接強度的測定。
以下對熔接部16中連接損失及連接強度的測定順序作以說明。
通過光纖斬劈等方法對所連接的各光纖端面進行處理，以形成平面狀，然后在普通的電弧放電型熔接裝置內放置光纖，在存在電弧的情況下使光纖之間熔接，為進行用于擴大MFD的加熱處理而持續(xù)維持電弧。加熱處理中的電弧電流選擇成光纖的溫度上升至1400～1600℃程度的玻璃軟化點為止。在熔接中及連接后的加熱處理中，測定熔接部16的傳播損失的變化，將傳播損失達到最低的時點作為熔接部16的最低連接損失。還測定了傳播損失針對電弧的維持時間的變化，并將至達到最低連接損失為止的電弧維持時間作為最低連接損失時間。接下來，各準備50根在最低連接損失時間內完成了光纖熔接的光纖，并對這些熔接部16進行了拉伸試驗。拉伸試驗方法是在公知的拉伸試驗機中固定所熔接的試樣，以在1分鐘內拉伸畸變量達到5％的拉伸速度來拉伸試樣，并記錄了斷裂時的張力。對所準備的50根光纖進行試驗，并計算出了累計斷裂率達到50％的斷裂張力。這里，所謂累計斷裂率，是在某個斷裂張力以下的斷裂率。在本實施例中，對由拉伸試驗所得到的50根光纖的斷裂張力數據，按威布爾解析方法來獲得累計斷裂率與斷裂張力的關系。表2表示其結果。
表2

根據表2的結果，在與單一模式光纖的連接中，本發(fā)明光纖的最低連接損失為0.1dB，傳統(tǒng)的具有高開口數的光纖的最低連接損失為0.2dB。至于最低連接損失時間，本發(fā)明的光纖為10秒，而傳統(tǒng)的具有高開口數的光纖則為30秒。這是因為本發(fā)明光纖的纖芯中包含的摻雜劑的擴散速度較快，還因為本發(fā)明光纖的MFD與單一模式光纖的MFD能較快地達到一致。
在拉伸試驗中，在熔接了本發(fā)明的光纖與單一模式光纖的場合下，累計斷裂率達到50％的斷裂張力為2.4GPa，在熔接了傳統(tǒng)的具有高開口數的光纖與單一模式光纖的場合下為2.0GPa，最低連接損失時間較長的具有高開口數的傳統(tǒng)光纖的強度較弱。如果與連接強度較強的單一模式光纖之間的連接部分的強度進行比較，單一模式光纖之間的連接部分的斷裂張力為2.5GPa，與本發(fā)明的光纖及單一模式光纖的連接強度幾乎相等。因此確認出在本發(fā)明的光纖與單一模式光纖的連接中，可以得到低損失及足夠的強度。
另一方面，在與摻鉺光纖的連接中，本發(fā)明的光纖的最低連接損失為0.1dB，傳統(tǒng)的具有高開口數的光纖的最低連接損失為0.2dB。
圖3是表示MFD針對摻鉺光纖與本發(fā)明光纖或傳統(tǒng)的具有高開口數的光纖熔接時的加熱時間的變化狀態(tài)的附圖。最低連接損失時間在本發(fā)明的光纖中為2秒，而在傳統(tǒng)的具有高開口數的光纖中則為1秒。由于摻鉺光纖的纖芯中包含的摻雜劑的擴散速度大大高于傳統(tǒng)的具有高開口數的光纖，因而在短時間內MFD便達到了一致。另一方面，由于本發(fā)明光纖加熱初期的纖芯中包含的摻雜劑的擴散速度高于傳統(tǒng)的具有高開口數的光纖的擴散速度，因而可以使與摻鉺光纖的MFD達到一致的時間長于傳統(tǒng)的具有高開口數的光纖，其結果是，可以將最低連接損失時間延至較長。
在拉伸試驗中，累計斷裂率達到50％的斷裂張力在熔接了本發(fā)明光纖與摻鉺光纖的場合下，為2.5GPa，具有與連接強度較強的單一模式光纖之間連接部分的強度2.5GPa同等的強度。而在熔接了傳統(tǒng)的具有高開口數的光纖與摻鉺光纖的場合下則為1.2GPa，強度很低。這是因為傳統(tǒng)的具有高開口數的光纖與摻鉺光纖的最低連接損失時間較短，因而不能得到足夠的連接強度。因此，對于傳統(tǒng)的具有高開口數的光纖與摻鉺光纖的連接而言，即使連接損失較低，連接強度也會降低，因而不耐用。而本發(fā)明的光纖則可以以低損失及足夠的連接強度來與摻鉺光纖連接。
(實施例2)對圖2(a)所示構造的光纖，準備了內側覆層直徑各異的3種光纖。將內側覆層直徑分別設為10μm，20μm，40μm。
如圖2(a)所示，本發(fā)明的光纖是一種纖芯外周由折射率小于纖芯的覆層來包圍的光纖，覆層是一種組成各異的內側覆層與外側覆層的2層結構。
纖芯由添加有鍺(Ge)及氟(F)的石英系玻璃(SiO2/GeO2/F)來形成，摻雜劑的含有量設為鍺為12質量％，氟為0.2質量％。
內側覆層由添加有鍺、磷(P)及氟的石英系玻璃(SiO2/GeO2/P2O5/F)來形成，摻雜劑的含有量設為鍺大約為1質量％，磷大約為1質量％，氟大約為0.5質量％。
外側覆層由石英玻璃(SiO2)來形成。
內側覆層與外側覆層的折射率差Δ幾乎不存在。
全部光纖的纖芯結構與實施例1的本發(fā)明光纖同樣。將纖芯的比折射率差Δ設為1.0％，將開口數設為0.21，將芯徑設為3.5μm，將MFD(@1550nm)設為6.5μm，將實效阻斷波長設為0.92μm。
與實施例1同樣，使內側覆層直徑各異的光纖分別與單一模式光纖或摻鉺光纖熔接，并進行了此時的連接損失及連接強度的測定。測定順序與實施例1相同。表3表示其結果。
表3

根據表3的結果，內側覆層的直徑設為20μm的光纖具有最佳的連接損失，但與內側覆層直徑10μm及40μm的差達到0.02dB程度。3種連接強度均良好。因此可確認出在內側覆層直徑為10μm～40μm的本發(fā)明光纖與單一模式光纖或摻鉺光纖的連接中可得到低損失及足夠的強度。
(比較例1)對實施例2構造的光纖，準備了只有內側覆層直徑與實施例2相異的2種光纖。將內側覆層直徑分別設為5μm和45μm。
與實施例1同樣，使內側覆層直徑各異的光纖分別與單一模式光纖或摻鉺光纖熔接，并進行了此時的連接損失及連接強度的測定。測定順序與實施例1相同。表4表示其結果。
表4

根據表4的結果，有的光纖的連接損失比實施例2更高，而連接強度低于2.0GPa。
由此可確認出，在內側覆層直徑超出10μm～40μm范圍的光纖與單一模式光纖或摻鉺光纖的連接中，與本發(fā)明光纖相比其連接特性變劣。
(實施例3)對圖2(a)構造的光纖，準備了內側覆層的摻雜劑含有量各異的3種光纖A、B、C。
光纖A的內側覆層由添加有鍺、磷(P)及氟的石英系玻璃(SiO2/GeO2/P2O5/F)來形成，摻雜劑的含有量設為鍺為0.2質量％，磷為0.5質量％，氟為0.1質量％。
光纖B的內側覆層由添加有鍺、磷(P)及氟的石英系玻璃(SiO2/GeO2/P2O5/F)來形成，摻雜劑的含有量設為鍺大約為1質量％，磷大約為1質量％，氟大約為0.5質量％。
光纖C的內側覆層由添加有鍺、磷(P)及氟的石英系玻璃(SiO2/GeO2/P2O5/F)來形成，摻雜劑的含有量設為鍺為1.5質量％，磷為1.5質量％，氟為1.0質量％。
除了內側覆層的摻雜劑濃度之外，均與實施例1相同。
即，纖芯由添加有鍺(Ge)及氟(F)的石英系玻璃(SiO2/GeO2/F)形成，摻雜劑的含有量設為鍺為12質量％，氟為0.2質量％。
外側覆層由石英玻璃(SiO2)來形成。
內側覆層與外側覆層的折射率差Δ幾乎不存在。
纖芯結構均與表1的本發(fā)明光纖同樣。將纖芯的比折射率差Δ設為1.0％，將開口數設為0.21，將芯徑設為3.5μm，將MFD(@1550nm)設為6.5μm，將實效阻斷波長設為0.92μm。將內側覆層的直徑設為20μm。
與實施例1同樣，使內側覆層摻雜劑含有量各異的光纖分別與單一模式光纖或摻鉺光纖熔接，并進行了此時的連接損失及連接強度的測定。測定順序與實施例1相同。表5表示其結果。
表5

根據表5的結果，光纖B表現(xiàn)出最佳的連接損失，但與光纖A或光纖C的差達到0.02dB程度。3種連接強度均良好。
如果在本發(fā)明的光纖中，將纖芯中包含的鍺的濃度設為3.0～21.0質量％，將氟的濃度設為0～1.0質量％，對于內側覆層中包含的摻雜劑濃度，將鍺的濃度設為0.2～1.5質量％，將磷的濃度設為0.5～1.5質量％，將氟的濃度設為0.1～1.0質量％，則可確認出，在與單一模式光纖或摻鉺光纖的連接中，可得到低損失及足夠的強度。
(比較例2)對實施例3構造的光纖，準備了只有內側覆層的摻雜劑含有量與實施例3相異的2種光纖D、E。
光纖D的內側覆層由添加有磷(P)及氟的石英系玻璃(SiO2/P2O5/F)來形成，摻雜劑的含有量設為磷為0.2質量％，氟為0.05質量％。
光纖E的內側覆層由添加有鍺、磷(P)及氟的石英系玻璃(SiO2/GeO2/P2O5/F)來形成，摻雜劑的含有量設為鍺大約為2.0質量％，磷大約為2.0質量％，氟大約為1.2質量％。
與實施例1同樣，使內側覆層摻雜劑含有量各異的光纖分別與單一模式光纖或摻鉺光纖熔接，并進行了此時的連接損失及連接強度的測定。測定順序與實施例1相同。表6表示其結果。
表6

根據表6的結果，有的光纖的連接損失高于實施例3，而連接強度低于2.0GPa。
此外如果在光纖中，對于纖芯的摻雜劑濃度，將鍺設為12質量％、將氟設為0.2質量％、而對于內側覆層的摻雜劑濃度，將鍺設為0.2～1.5質量％、將磷設為0.5～1.5質量％、將氟設為0.1～1.0質量％的范圍之外，則在與單一模式光纖或摻鉺光纖的連接中，可確認出與本發(fā)明的光纖相比其連接特性劣化。
圖4表示對上述光纖A～E，模場直徑(MFD)針對加熱時間的變化。
從圖4可看出，在本發(fā)明的光纖即光纖A、B及C與單一模式光纖或摻鉺光纖的熔接中，可得到低損失及足夠的強度。
(實施例4)對圖5所示構造的PANDA型偏振波保持光纖，準備了內側覆層直徑各異的3種PANDA型偏振波保持光纖。
該PANDA型偏振波保持光纖是由以下部分組成的光纖直徑為3.5μm的纖芯21；內側覆層22；直徑為125μm的外側覆層23；對纖芯21對稱配置的2個應力附加部24、24。
將內側覆層22的直徑分別設為10μm、20μm、40μm。
纖芯21由添加有鍺(Ge)及氟(F)的石英系玻璃(SiO2/GeO2/F)來形成，摻雜劑的含有量設為鍺為12質量％，氟為0.2質量％。
內側覆層22由添加有鍺、磷(P)及氟的石英系玻璃(SiO2/GeO2/P2O5/F)來形成，摻雜劑的含有量設為鍺大約為1質量％，磷大約為1質量％，氟大約為0.5質量％。
外側覆層23由石英玻璃(SiO2)形成。
2個應力附加部24、24由添加有硼的石英系玻璃(SiO2/B2O3)來形成。
內側覆層22與外側覆層23的折射率差Δ幾乎不存在。
將纖芯的比折射率差Δ設為1.0％，將MFD(@1550nm)設為6.5μm，將實效阻斷波長設為0.92μm。
與實施例1同樣，使內側覆層直徑各異的PANDA型偏振波保持光纖分別與單一模式光纖或摻鉺光纖熔接，并進行了此時的連接損失及連接強度的測定。測定順序與實施例1相同。表7表示其結果。
表7

根據表7的結果，內側覆層22的直徑設為20μm的光纖具有最佳的連接損失，但與內側覆層22的直徑為10μm及40μm的差達到0.02dB程度。3種連接強度均良好。因此可確認出在內側覆層22的直徑為10μm～40μm的PANDA型偏振波保持光纖與單一模式光纖或摻鉺光纖的連接中可得到低損失及足夠的強度。
(比較例3)對實施例4構造的光纖，準備了只有內側覆層直徑與實施例4相異的2種PANDA型偏振波保持光纖。將內側覆層直徑分別設為5μm和45μm。
與實施例1同樣，使內側覆層直徑各異的PANDA型偏振波保持光纖分別與單一模式光纖或摻鉺光纖熔接，并進行了此時的連接損失及連接強度的測定。測定順序與實施例1相同。表8表示其結果。
表8

根據表8的結果，有的光纖的連接損失比實施例4更高，而連接強度低于2.0GPa。
由此可確認出，在內側覆層的直徑超出10μm～40μm范圍的PANDA型偏振波保持光纖與單一模式光纖或摻鉺光纖的連接中，與本發(fā)明的PANDA型偏振波保持光纖相比，連接特性變劣。
(實施例5)對圖5所示結構的PANDA型偏振波保持光纖，準備了內側覆層的摻雜劑含有量各異的3種光纖F、G、H。
光纖F的內側覆層22由添加有鍺、磷(P)及氟的石英系玻璃(SiO2/GeO2/P2O5/F)來形成，摻雜劑的含有量設為鍺為0.2質量％，磷為0.5質量％，氟為0.1質量％。
光纖G的內側覆層22由添加有鍺、磷(P)及氟的石英系玻璃(SiO2/GeO2/P2O5/F)來形成，摻雜劑的含有量設為鍺約為1質量％，磷約為1質量％，氟約為0.5質量％。
光纖H的內側覆層22由添加有鍺、磷(P)及氟的石英系玻璃(SiO2/GeO2/P2O5/F)來形成，摻雜劑的含有量設為鍺為1.5質量％，磷為1.5質量％，氟為1.0質量％。
除了內側覆層22的摻雜劑濃度及具有應力附加部24、24這一點之外，均與實施例1相同。
即，纖芯由添加有鍺(Ge)及氟(F)的石英系玻璃(SiO2/GeO2/F)來形成，將摻雜劑的含有量設為鍺為12質量％，氟為0.2質量％。
外側覆層23由石英玻璃(SiO2)形成。
內側覆層22與外側覆層23的折射率差Δ幾乎不存在。
將纖芯21的比折射率差Δ設為1.0％，將MFD(@1550nm)設為6.5μm，將實效阻斷波長設為0.92μm。將內側覆層22的直徑設為20μm。
與實施例1同樣，使內側覆層摻雜劑含有量各異的PANDA型偏振波保持光纖分別與單一模式光纖或摻鉺光纖熔接，并進行了此時的連接損失及連接強度的測定。測定順序與實施例1相同。表9表示其結果。
表9

根據表9的結果，光纖G顯示出最好的連接損失，但與光纖F或光纖H的差達到0.02dB程度。3種連接強度均良好。
如果在本發(fā)明的PANDA型偏振波保持光纖中，將纖芯21中包含的鍺的濃度設為3.0～21.0質量％，將氟的濃度設為0～1.0質量％，對于內側覆層中包含的摻雜劑濃度，將鍺的濃度設為0.2～1.5質量％，將磷的濃度設為0.5～1.5質量％，將氟的濃度設為0.1～1.0質量％，則可確認出，在與單一模式光纖或摻鉺光纖的連接中，可得到低損失及足夠的強度。
(比較例4)
對實施例5構造的PANDA型偏振波保持光纖，準備了只有內側覆層22的摻雜劑含有量與實施例3相異的2種PANDA型偏振波保持光纖I、J。
光纖I的內側覆層22由添加有磷(P)及氟的石英系玻璃(SiO2/P2O5/F)來形成，摻雜劑的含有量設為磷為0.2質量％，氟為0.05質量％。
光纖J的內側覆層22由添加有鍺、磷(P)及氟的石英系玻璃(SiO2/GeO2/P2O5/F)來形成，摻雜劑的含有量設為鍺約為2.0質量％，磷約為2.0質量％，氟約為1.2質量％。
與實施例1同樣，使內側覆層22摻雜劑含有量各異的PANDA型偏振波保持光纖分別與單一模式光纖或摻鉺光纖熔接，并進行了此時的連接損失及連接強度的測定。測定順序與實施例1相同。表10表示其結果。
表10

根據表10的結果，有的對象的連接損失高于實施例5，而連接強度低于2.0GPa。
如果對PANDA型偏振波保持光纖中纖芯21的摻雜劑濃度，將鍺設為12質量％、將氟設為0.2質量％、對于內側覆層22的摻雜劑濃度，將鍺設為0.2～1.5質量％、將磷設為0.5～1.5質量％、將氟設為0.1～1.0質量％范圍之外，則可確認出，在與單一模式光纖或摻鉺光纖的連接中，與本發(fā)明的光纖相比連接特性變劣。
(實施例6)制作了圖6所示結構的光功率合分支耦合器。
該光功率合分支耦合器，是一種由Tap耦合器來取出線路監(jiān)視用的極少量光的光纖耦合器。該Tap耦合器按照取出信號光波長1550nm功率中的1％的形式來制成。
在該光功率合分支耦合器中，將波長1550nm的信號光入射到第1端口31，并使由光纖耦合器35分支了的光功率中的1％從第3端口33出射，使其余的光功率從第2端口32出射。
該Tap耦合器是采用本發(fā)明的光纖來制作的。該光纖的外徑為80μm，小于傳統(tǒng)光纖的外徑125μm。該光纖是一種由直徑約為7.2μm的纖芯、直徑為20μm的內側覆層、直徑為80μm的外側覆層組成的光纖。
纖芯由添加有鍺(Ge)及氟(F)的石英系玻璃(SiO2/GeO2/F)來形成，摻雜劑的含有量設為鍺為6.3質量％，氟為0.2質量％。
內側覆層由添加有鍺、磷(P)及氟的石英系玻璃(SiO2/GeO2/P2O5/F)來形成，摻雜劑的含有量設為鍺約為1質量％，磷約為1質量％，氟約為0.5質量％。
外側覆層由石英玻璃(SiO2)形成。
將纖芯的比折射率差Δ設為0.54％，將MFD(@1550nm)設為8.3μm，將實效阻斷波長設為1.34μm。
內側覆層與外側覆層具有幾乎相同的折射率。
準備了2條該光纖，平行排列并熔接延伸，制作出取出信號光波長1550nm光功率中的1％的Tap耦合器。
該Tap耦合器的耦合長為5mm。由于本發(fā)明的光纖中設有內側覆層，而且外徑為80μm，因而可縮短耦合長，其結果是可縮小Tap耦合器的尺寸。
(比較例5)制作了與實施例6同樣的Tap耦合器。
該Tap耦合器是采用傳統(tǒng)的光纖來制作的。該比較例中所用的光纖的外徑為125μm，是一種由直徑約為7.2μm的纖芯、直徑為125μm的覆層組成的光纖。
纖芯由添加有鍺(Ge)及氟(F)的石英系玻璃(SiO2/GeO2/F)來形成，摻雜劑的含有量設為鍺為6.3質量％，氟為0.2質量％。
覆層由純石英玻璃(SiO2)形成。
將纖芯的比折射率差Δ設為0.54％，將MFD(@1550nm)設為8.3μm，將實效阻斷波長設為1.34μm。
準備了2條該光纖，平行排列并熔接延伸，制作出取出信號光波長1550nm光功率中的1％的Tap耦合器。
該Tap耦合器的耦合長為14mm。與實施例6相比，可看出耦合長度較長，如要縮短Tap耦合器的尺寸，傳統(tǒng)的光纖是不合適的。
(實施例7)制作了圖7所示結構的摻鉺光纖放大器40。
該摻鉺光纖放大器40構成為波長合波耦合器(Wavelength DivisionMultiplexing Coupler以下簡稱「WDM耦合器」)41與其它部件42被收容到筐體43內。摻鉺光纖放大器40的尺寸設為縱向70mm×橫向90mm×寬度12mm。
作為其它部件42，采用了激勵用980nm激光二極管、光隔離器、Tap耦合器等。為能組裝多個部件，將WDM耦合器41的多余光纖部分沿著半徑10mm的圓柱部件44卷繞收存，由此來確保空間。
WDM耦合器41采用本發(fā)明的光纖來制作。該光纖45的外徑為80μm，小于傳統(tǒng)光纖的外徑125μm。光纖45是一種由直徑約為3.1μm的纖芯、直徑為20μm的內側覆層、直徑為80μm的外側覆層組成的光纖。
纖芯由添加有鍺(Ge)及氟(F)的石英系玻璃(SiO2/GeO2/F)來形成，摻雜劑的含有量設為鍺為14質量％，氟為0.2質量％。
內側覆層由添加有鍺、磷(P)及氟的石英系玻璃(SiO2/GeO2/P2O5/F)來形成，摻雜劑的含有量設為鍺約為1質量％，磷約為1質量％，氟約為0.5質量％。
外側覆層由石英玻璃(SiO2)形成。
將纖芯的比折射率差Δ設為1.25％，將MFD(@1550nm)設為6.0μm，將實效阻斷波長設為0.92μm。
內側覆層與外側覆層具有幾乎相同的折射率。
光纖45的曲折半徑10mm×5圈的曲折損失為對波長1.610μm是0.05dB，對短于波長1.610μm的波長則小于0.05dB，幾乎為0dB。
準備了2條光纖45，平行排列并熔接延伸，制作出對激勵光波長980nm與信號光波長1550nm進行合分波的WDM耦合器41。
由于如此制作出的WDM耦合器41中，光纖45的外徑為80μm，因而與用傳統(tǒng)的外徑為125μm的光纖制作出的WDM耦合器相比，基于曲折的畸變減小。因此采用了外徑為80μm的光纖45的本發(fā)明WDM耦合器的斷裂故障率降低。
有關光纖斷裂故障率的計算，在滿水等著“基于屏蔽試驗的光纖強度保證法”，電氣通信學會雜志83/7，Vol.J66-B，No.7，p829(1983)中有披露。對于光纖的斷裂故障率，一般有必要保證在20年內斷裂故障率為10-5(10萬比1的比例)，但在采用了外徑125μm的光纖的傳統(tǒng)WDM耦合器中，在曲折半徑為10mm的使用場合下，20年內的斷裂故障率會超過10-5，因而不耐用。而在本發(fā)明的WDM耦合器中，在曲折半徑為10mm的情況下使用了光纖的場合，可在20年內保證斷裂故障率為10-5，這一點從上述文獻可確認。
此外，采用了本發(fā)明光纖的WDM耦合器的耦合長為5.4mm，大大短于傳統(tǒng)的WDM耦合器。
與實施例6同樣，由于本發(fā)明的光纖中設有內側覆層，而且外徑為80μm，因而可縮短耦合長。對實施例7的WDM耦合器41，可使其耦合長縮至很短的5.4mm，可縮小WDM耦合器41整體的尺寸。
由于WDM耦合器用于摻鉺光纖放大器，因而對實施例的WDM耦合器41，當然也進行與MFD各異的光纖的連接。在該WDM耦合器41中，與實施例1同樣，采用將內側覆層的鍺設為大約1質量％，將磷設為大約1質量％，將氟設為大約0.5質量％的光纖，因而可進行具有與實施例1幾乎同樣的低損失及足夠強度的連接。
此外可確認出采用了設有內側覆層，而且外徑為80μm的本發(fā)明光纖的WDM耦合器比傳統(tǒng)的WDM耦合器更小，容許曲折半徑也小，并具有良好的連接特性。因此本發(fā)明的WDM耦合器可用于比以往更小的摻鉺光纖放大器。
此外本發(fā)明并非限定于上述實施例，可具有各種實施方式。
產業(yè)上的可利用性如上所述，由于本發(fā)明的光纖具有設置于中心，由至少包含鍺的石英系玻璃構成的纖芯；在纖芯的周圍設置成與該纖芯同心圓狀且擴散系數大的內側覆層；設置于內側覆層周圍且擴散系數小的外側覆層，而且纖芯中包含內側覆層的200％程度以上濃度的鍺，因而單一模式光纖或摻鉺光纖之類的MFD各異的光纖可以以低連接損失及足夠的連接強度來與任意的光纖連接。
權利要求
1.一種光纖，具有纖芯，其設置于中心，由至少包含鍺的石英系玻璃構成；在該纖芯的周圍設置成與該纖芯同心圓狀且擴散系數大的內側覆層；設置于該內側覆層周圍且擴散系數小的外側覆層，其特征在于上述纖芯中包含上述內側覆層的200％程度以上濃度的鍺。
2.權利要求1中記載的光纖，其特征在于上述內側覆層由包含鍺、磷及氟的石英系玻璃構成，上述外側覆層由石英玻璃構成。
3.權利要求2中記載的光纖，其特征在于上述內側覆層的直徑為10μm～40μm。
4.權利要求2或3中記載的光纖，其特征在于上述內側覆層中包含的鍺的濃度為0.2～1.5質量％，磷的濃度為0.5～1.5質量％，氟的濃度為0.1～1.0質量％。
5.權利要求1至4之一中記載的光纖，其特征在于上述光纖的外徑為70μm～90μm。
6.權利要求1至5之一中記載的光纖，其特征在于在包覆上述纖芯的覆層內，具有對該纖芯對稱配置的2個應力附加部。
7.一種光纖耦合器，其特征在于是采用權利要求1至6之一中記載的光纖來制造的。
8.一種摻鉺光纖放大器，其特征在于是采用權利要求1至6之一中記載的光纖來制造的。
9.一種光導波路，其特征在于是將權利要求1至6之一中記載的光纖用作抽頭來制造的。
全文摘要
一種光纖，具有設置于中心并由至少包含鍺的石英系玻璃來組成的纖芯；在纖芯的周圍設置成與纖芯同心圓狀而且擴散系數大的內側覆層；設置于內側覆層周圍而且擴散系數小的外側覆層，在該光纖中，在纖芯內包含內側覆層的200％以上濃度的鍺，這樣，對單一模式光纖或摻鉺光纖之類MFD各異的光纖，也可以以低連接損失及足夠的連接強度來連接。
文檔編號G02B6/024GK1666124SQ0381539
公開日2005年9月7日 申請日期2003年7月7日 優(yōu)先權日2002年7月9日
發(fā)明者池田正司, 中山真一, 姬野邦治, 大塚正明, 大橋正和, 田中大一郎 申請人:株式會社藤倉