專利名稱：光纖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可以抑制感應(yīng)布里淵散射的產(chǎn)生的光纖。

背景技術(shù)：
為了實現(xiàn)大容量的光通信，采用波分復(fù)用(WDM)方式或時分復(fù)用(TDM)方式等通信方式。在這樣的通信方式中，若作為傳送路徑的光纖中輸入的光強(qiáng)度增大，則在光纖中的非線性光學(xué)現(xiàn)象的產(chǎn)生變得顯著。作為非線性光學(xué)現(xiàn)象的一種的感應(yīng)布里淵散射(SBS)是輸入到光纖的光的一部分向后方散射，該被散射的光即布里淵散射光引起感應(yīng)散射的現(xiàn)象，其由于在光纖中傳播的光和聲波的相互作用而產(chǎn)生。若SBS產(chǎn)生，則會成為光纖中的光傳播的障礙。由于SBS在輸入的光的強(qiáng)度達(dá)到閾值(SBS閾值)以上的情況下產(chǎn)生，所以希望傳送路徑所使用的光纖是SBS閾值較高的光纖。另外，將布里淵散射光引起感應(yīng)散射時得到的增益稱為布里淵增益。
過去，作為提高SBS閾值的方法，提出了通過在光纖的縱向在纖芯徑向或纖芯中添加的摻雜劑的添加量變化，而使諸如波長分散或傳送損失這樣的光纖特性在縱向變化的方法(參照專利文獻(xiàn)1～3)。根據(jù)這些方法，由于光的頻譜上的相對于入射光的布里淵散射光的移位量(布里淵移位量)在光纖的縱向變化，所以SBS變得較難產(chǎn)生，SBS閾值變高。另一方面，公開了如下那樣的光纖即在光纖中作為摻雜劑含有鍺和氟，并按照在鍺的分布濃度最高的部位的外側(cè)存在氟濃度最高的部位的方式來添加各摻雜劑，使得在縱向不使特性發(fā)生變化的情況下提高SBS閾值(參照專利文獻(xiàn)4)。
專利文獻(xiàn)1專利第2584151號公報 專利文獻(xiàn)2專利第2753426號公報 專利文獻(xiàn)3專利第3580460號公報 專利文獻(xiàn)4專利公開2006—13314號公報 但是，專利文獻(xiàn)1～3所記載的在縱向使特性變化的光纖，即使能夠提高SBS閾值而抑制SBS的產(chǎn)生，也存在在光纖的縱向不具有穩(wěn)定的特性的問題。其結(jié)果，若在光纖中傳播光信號，在光信號通過特性局部地變化的部分時，有引起信號波形失真等光信號劣化的可能性。另一方面，專利文獻(xiàn)4所記載的光纖雖然在縱向特性不發(fā)生變化，但提高SBS閾值的效果不充分。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述問題而提出，目的在于提供一種光纖，其在光纖的縱向具有穩(wěn)定的特性，并且能夠有效地抑制SBS的產(chǎn)生。
為了解決上述問題，達(dá)成目的，本發(fā)明所涉及的光纖，是具有纖芯和形成于所述纖芯的外周的包層的石英系光纖，其中，所述纖芯，具有3層以上的層，所述3層以上的層包含添加了鍺和氟的至少一種元素的層；按照將布里淵增益光譜上的波峰分散成多個波峰的方式，設(shè)定所述各層中的鍺和氟的濃度。
另外，本發(fā)明所涉及的光纖，在上述的發(fā)明中，所述纖芯具有中心纖芯層、形成于所述中心纖芯層的外周的內(nèi)側(cè)纖芯層和形成于所述內(nèi)側(cè)纖芯層的外周的外側(cè)纖芯層，所述各纖芯層的總比折射率差為0.3～0.4％，若設(shè)所述中心纖芯層的由鍺而產(chǎn)生的比折射率差為Δ1—GeO2、由氟而產(chǎn)生的比折射率差為Δ1—F，設(shè)所述內(nèi)側(cè)纖芯層的由鍺而產(chǎn)生的比折射率差為Δ2—GeO2、由氟而產(chǎn)生的比折射率差為Δ2—F，設(shè)所述外側(cè)纖芯層的由鍺而產(chǎn)生的比折射率差為Δ3—GeO2、由氟而產(chǎn)生的比折射率差為Δ3—F，設(shè)所述外側(cè)纖芯層的纖芯直徑為2c，則Δ1—GeO2為0.45～1.1％，Δ1—F為—0.7～—0.1％，(Δ1—GeO2)—(Δ2—GeO2)比0大，(Δ1—F)—(Δ2—F)比0小，(Δ2—GeO2)—(Δ3—GeO2)比0.1大，(Δ2—F)—(Δ3—F)比—0.1小，2c為7.5～10.0μm。
另外，本發(fā)明所涉及的光纖，在上述發(fā)明中，若Δ1—GeO2為0.65～1.1％，Δ1—F為—0.7～—0.3％，Δ2—GeO2為0.5～0.7％，Δ2—F為—0.4～—0.1％，Δ3—GeO2為0.35～0.5％，Δ3—F為—0.15～0％，設(shè)所述中心纖芯層的纖芯直徑為2a，設(shè)所述內(nèi)側(cè)纖芯層的纖芯直徑為2b，則a/c為0.1～0.4，b/c為0.5～0.7。
根據(jù)本發(fā)明，由于纖芯具有添加了鍺和氟的3層以上的層，并按照將布里淵增益光譜上的波峰分散成多個波峰的方式設(shè)定各層的鍺和氟的濃度，因此通過調(diào)整在光纖中傳播的光和聲波的重疊，而將布里淵增益光譜上的波峰分散成多個波峰。其結(jié)果，可以起到如下效果即能夠?qū)崿F(xiàn)一種SBS閾值變高、并且即使在光纖的縱向不使特性變化也可以有效地抑制SBS的產(chǎn)生的光纖。



圖1是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的光纖的截面和折射率分布(profile)的圖。
圖2是表示對于纖芯層數(shù)為1～3的光纖，通過模擬仿真計算獲得的布里淵增益光譜的圖。
圖3是用于說明對本發(fā)明的實施例所涉及的光纖的纖芯的折射率分布進(jìn)行規(guī)定的設(shè)計參數(shù)的圖。
圖4是表示本發(fā)明的實施例所涉及的光纖的具體的折射率分布的設(shè)計參數(shù)的圖。
圖5是表示通過RNF法測定本發(fā)明的實施例1所涉及的光纖的折射率分布。
圖6是表示本發(fā)明的實施例1所涉及的光纖的諸特性的圖。
圖7是表示本發(fā)明的實施例1所涉及的光纖在強(qiáng)度從2.64dBm到14.67dBm變化并輸入波長1550nm的光的情況下的布里淵增益光譜。
圖8是表示圖7所示的布里淵增益光譜的峰值頻率和波譜寬度的圖。
圖9是對本發(fā)明的實施例1所涉及的光纖的SBS閾值Pth的求取方法進(jìn)行說明的圖。
圖10是表示計算例1～8的設(shè)計參數(shù)的組合的圖。
圖11是表示在計算例1～8中計算的各布里淵增益光譜的圖。
圖12是表示計算例9～14的設(shè)計參數(shù)的組合的圖。
圖13是表示在計算例9～14中計算的各布里淵增益光譜的圖。
圖14是表示計算例15～20的設(shè)計參數(shù)的組合的圖。
圖15是表示在計算例15～20中計算的各布里淵增益光譜的圖。
圖16是表示計算例21～27的設(shè)計參數(shù)的組合的圖。
圖17是表示在計算例21～27中計算的各布里淵增益光譜的圖。
圖18是表示計算例28～30的設(shè)計參數(shù)的組合的圖。
圖19是表示在計算例28～30中計算的各布里淵增益光譜的圖。
圖20是表示計算例31～36的設(shè)計參數(shù)的組合的圖。
圖21是表示在計算例31～36中計算的各布里淵增益光譜的圖。
圖中1—光纖，2—纖芯，21—中心纖芯層，22—內(nèi)側(cè)纖芯層，23—外側(cè)纖芯層，3—包層，4～6—折射率分布
具體實施例方式 下面，參照附圖對本發(fā)明所涉及的光纖的實施方式詳細(xì)進(jìn)行說明。另外本發(fā)明并不由該實施方式所限定。
(實施方式) 圖1是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的光纖的截面和折射率分布(profile)的圖。如圖1所示，本實施方式所涉及的光纖1是具有纖芯2和在纖芯2的外周形成的包層3的石英系單模光纖。
纖芯2，包括中心纖芯層21、內(nèi)側(cè)纖芯層22和外側(cè)纖芯層23，并具有包含添加了鍺(Ge)和氟(F)的至少一種元素后的層的3層同心圓狀的外周。另外，Ge作為GeO2而被添加。另外，包層3由不含有使折射率變化的添加物的純二氧化硅玻璃構(gòu)成。
另外，如Y.Koyamada，et al.，J.Lightwave Technol.，22，631(2004)所公開的那樣，添加鍺和氟的二氧化硅玻璃的鍺以及氟的添加濃度和折射率、以及相對于純二氧化硅玻璃的相對折射率差的關(guān)系在下面的式(1)～(4)表示。
n＝1.458(1+10×10-3WGeO2-3.3×10-3WF…(1) Δ＝(n—nSiO2/nSiO2＝1.458(1.0×10-3WGeO2-3.3×10-3WF)/nSiO2…(2) ΔGeO2＝1.458WGeO2×10-3/nSiO2…(3) ΔF(—3.3×1.458)WF×10-3/nSiO2…(4) 但是，在式(1)～(4)中，n為折射率，WGeO2為GeO2的添加濃度(重量％)，WF為氟的添加濃度(重量％)，Δ為比折射率差，nSiO2為純二氧化硅玻璃的折射率，ΔGeO2是因Ge而產(chǎn)生的比折射率差，ΔF是因F而產(chǎn)生的比折射率差。
在圖1中，折射率分布4表示因Ge而產(chǎn)生的各纖芯層的比折射率差。Ge雖然提高比折射率差，但由于各纖芯層的Ge濃度不同，所以比折射率差也會不同，因Ge而產(chǎn)生的比折射率差在中心纖芯層21為0.75％，在內(nèi)側(cè)纖芯層22為0.55％，在外側(cè)纖芯層23為0.35％。另外，折射率分布5表示因F而產(chǎn)生的各纖芯層的比折射率差。F雖然降低比折射率差，但由于各纖芯層的F濃度不同，所以比折射率差也不同，因F而產(chǎn)生的比折射率差在中心纖芯層21為—0.4％，在內(nèi)側(cè)纖芯層22為—0.2％，在外側(cè)纖芯層23為0％。另一方面，折射率分布6表示將分別因Ge和F而產(chǎn)生的折射率的分布相加后的總比折射率差。光纖1，以使中心纖芯層21、內(nèi)側(cè)纖芯層22和外側(cè)纖芯層23的比折射率差相互成為相等的濃度比，來添加鍺和氟。其結(jié)果，總比折射率差在中心纖芯層21、內(nèi)側(cè)纖芯層22和外側(cè)纖芯層23中均為0.35％而相同，即成為具有階躍指數(shù)型的折射率分布的光纖。另外，上述的比折射率差以包層3的折射率為基準(zhǔn)。
另外，中心纖芯層21、內(nèi)側(cè)纖芯層22和外側(cè)纖芯層23的總比折射率差并不一定需要相等，例如在光纖通信系統(tǒng)中，為了獲得與作為通常傳送路徑所使用的單模光纖(SMF)相同的特性，優(yōu)選所有的層中均為0.3～0.4％，并且纖芯直徑(外側(cè)纖芯層23的纖芯直徑)為7.5～10.0μm。另外，可以配合光纖的要求特性而設(shè)為任意的折射率分布。
另外，作為對光纖1的中心纖芯層21、內(nèi)側(cè)纖芯層22和外側(cè)纖芯層23的鍺濃度和氟濃度如上述那樣進(jìn)行設(shè)定的結(jié)果，布里淵增益光譜上的波峰分散成多個波峰。這是因為如下緣故即雖然聲波速度依存導(dǎo)波路徑的介質(zhì)而變化，但鍺和氟均有降低聲波速度的作用，因此可以在實現(xiàn)任意的折射率分布的同時控制聲波的區(qū)域分布。由于布里淵散射由光和聲波的相互作用而引起，所以通過調(diào)整光的區(qū)域分布和聲波的區(qū)域分布的重疊情況，能夠使布里淵散射的頻率變化，使布里淵增益光譜上的波峰分散成多個波峰，抑制SBS的產(chǎn)生。進(jìn)而，在本發(fā)明的構(gòu)造中，通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)整鍺和氟的濃度比，也可以使各波峰的強(qiáng)度大致固定，由此更有效地抑制SBS的產(chǎn)生。
圖2是表示對于纖芯層數(shù)為1～3的光纖，通過模擬仿真計算獲得的布里淵增益光譜的圖。另外，纖芯層數(shù)為3的光纖是如圖1所示的光纖。另外，纖芯層數(shù)為2的光纖是在圖1表示的光纖中，使內(nèi)側(cè)纖芯層22的折射率分布具有和外側(cè)纖芯層23相同的折射率分布的光纖。另外，纖芯層數(shù)為1的光纖，是在圖1所示的光纖中，使中心纖芯層21和內(nèi)側(cè)纖芯層22的折射率分布具有和外側(cè)纖芯層23的折射率分布相同的折射率分布的光纖。另外，在圖2中，橫軸是布里淵頻率。如圖2所示，隨著纖芯層數(shù)的增加，在光纖中傳播的光和聲波的重疊發(fā)生變化，布里淵增益光譜上的波峰分散為多個波峰。如本實施方式所涉及的光纖1那樣，在纖芯層數(shù)為3的情況下，通過光和聲波的重疊的調(diào)整，波峰分散成4個。其結(jié)果，由于比起纖芯層數(shù)為1～2的情況，布里淵增益光譜的波峰進(jìn)一步減小，所以SBS閾值提高，即使在光纖的縱向不使特性變化也能夠有效地抑制SBS的產(chǎn)生。
接著，對作為本發(fā)明的實施例而試制光纖進(jìn)行說明。圖3是用于說明對本發(fā)明的實施例所涉及的光纖的纖芯的折射率分布進(jìn)行規(guī)定的設(shè)計參數(shù)的圖。中心纖芯層21、內(nèi)側(cè)纖芯層22和外側(cè)纖芯層23的纖芯直徑分別為2a、2b、2c，因Ge而產(chǎn)生的由折射率分布4表示的中心纖芯層21、內(nèi)側(cè)纖芯層22和外側(cè)纖芯層23的比折射率差分別為Δ1—GeO2、Δ2—GeO2、Δ3—GeO2，因F而產(chǎn)生的由折射率分布5所表示的中心纖芯層21、內(nèi)側(cè)纖芯層22和外側(cè)纖芯層23的比折射率差分別為Δ1—F、Δ2—F、Δ3—F。另外，在中心纖芯層21和內(nèi)側(cè)纖芯層22的邊界區(qū)域，將中心纖芯層21的纖芯直徑2a定義為具有(Δ1—GeO2)—(Δ2—GeO2)的1/2的比折射率差的位置的直徑。同樣地，在內(nèi)側(cè)纖芯層22和外側(cè)纖芯層23的邊界區(qū)域，將內(nèi)側(cè)纖芯層22的纖芯直徑2b定義為具有(Δ2—GeO2)—(Δ3—GeO2)的1/2的比折射率差的位置的直徑。同樣地，在外側(cè)纖芯層23和包層3的邊界區(qū)域，將外側(cè)纖芯層23的纖芯直徑2c定義為具有Δ3—GeO2的1/2的比折射率差的位置的直徑。另外，圖4是表示本發(fā)明的實施例所涉及的光纖的具體的折射率分布的設(shè)計參數(shù)。另外，在實施例1、2的其中一種情況下，使中心纖芯層21、內(nèi)側(cè)纖芯層22和外側(cè)纖芯層23的比折射率差為相同的值，該值在實施例1為0.3％，在實施例2為0.32％。
圖5是表示通過RNF法(反射式近場法)測定本發(fā)明的實施例1所涉及的光纖的折射率分布的結(jié)果的圖。如圖5所示，纖芯的比折射率差約為0.3％，大致一樣，反映圖4表示的設(shè)計參數(shù)。
圖6是表示實施例1所涉及的光纖的諸特性的圖。另外，PMD表示偏振波模式分散，MFD表示模場直徑，Aeff表示有效纖芯截面積。另外，傳送損失、波長分散、波長分散斜度(slope)、PMD、MFD、Aeff和彎折損失為在波長1550nm下的值。這里，在光纖通信系統(tǒng)中，作為通常傳送路直徑所使用的單模光纖(SMF)的特性為在波長1550nm下的波長分散為16～20ps/nm/km，MFD為10.0～11.0μm，并且截止波長λc為1310nm以下，如圖6所示，實施例1所涉及的光纖在波長分散、MFD、截止波長中，具有和SMF相同的特性。另外，對于實施例2所涉及的光纖也具有大致和實施例1相同的特性。另外，如圖6所示，在實施例1所示的光纖中，如上述定義的外側(cè)纖芯層的纖芯直徑2c為9.4μm。與此相對，在將折射率分布的邊緣(skirt)部分的外側(cè)纖芯層的外徑定義為纖芯直徑的情況下，纖芯直徑為10.1μm。
另外，本說明書中的截止波長是指在ITU—T(國際電信同盟)G.650所定義的纖維截止波長λc和纜線截止波長λcc。在圖6中，所謂2m截止波長是指光纖截止波長λc，所謂22m截止波長是指纜線截止波長λcc。此外，對于本說明書未特別定義的用語，按照ITU—TG.650的定義和測定方法。
接著，圖7是表示本發(fā)明的實施例1所涉及的光纖在強(qiáng)度從2.64dBm變化到14.67dBm并輸入1550nm的光的情況下的布里淵增益光譜的圖，圖8是表示圖7所示的布里淵增益光譜的各波峰的峰值頻率和波譜寬度的圖。如圖7所示，在布里淵增益光譜上出現(xiàn)了4個波峰。各波峰隨著對輸入光的強(qiáng)度的增大而強(qiáng)度增大，但若使入射光強(qiáng)度為14.67dm，則強(qiáng)度最高的第1波峰的強(qiáng)度迅速增大，而產(chǎn)生SBS。另外，如圖8所示，附有記號“◎”的第1波峰的頻率為10.82GHz，波譜寬度為38.35MHz。另外，附有“○”符號的第2波峰的頻率為10.96GHz，波譜的寬度為37.44MHz。另外附有“△”符號的第3波峰頻率為10.22GHz，波譜寬度為37.10MHz。另外，沒有附加符號的第4波峰的頻率為10.54GHz。即，對于實施例1所涉及的光纖，通過按照實現(xiàn)上述的比折射率差的方式來設(shè)定各纖芯層的鍺和氟的濃度，而將布里淵增益光譜上的波峰分散成4個波峰。
接著，圖9是對求取本發(fā)明的實施例1所涉及的光纖的SBS閾值Pth的方法進(jìn)行說明的圖。在圖9中，表示了在光纖輸入的光的強(qiáng)度即輸入光強(qiáng)度、輸入的光中透過光纖的光的強(qiáng)度即透過光強(qiáng)度、以及向輸入側(cè)散射的布里淵散射光的強(qiáng)度的關(guān)系。在輸入光強(qiáng)度較小的區(qū)域，透過光和布里淵散射光的強(qiáng)度隨著入射光成比例增加，但是若入射光強(qiáng)度超過閾值Pth，則布里淵散射光的強(qiáng)度急劇增大，產(chǎn)生SBS。SBS閾值Pth，是不產(chǎn)生感應(yīng)散射且布里淵散射光的強(qiáng)度隨著入射光強(qiáng)度成比例增加的區(qū)域的擬合直線和產(chǎn)生感應(yīng)散射且布里淵散射光的強(qiáng)度急劇增大的區(qū)域的擬合直線的交點(diǎn)處的輸入光強(qiáng)度，在實施例1所涉及的光纖中，如圖9所示那樣是13.8dBm。
SBS閾值的值依存于光纖的支路長度(branch length)，該SBS閾值的值為光纖的支路長度為11.9km的情況下的值，若從該值求得光纖的支路長度為20km的情況下的SBS閾值的換算值，則為12.4dBm。另一方面，通常的SMF的SBS閾值在支路長度為20km的情況下為6.6dBm。即，實施例1所涉及的光纖在波長分散、MFD、截止波長方面，具有和SMF相同的光學(xué)特性，并以將布里淵增益光譜上的波峰分散成4個波峰的方式設(shè)定各纖芯層的鍺和氟元素的濃度，所以增益被分散到各波峰，成為SBS閾值比SMF高5.8dBm的光纖。另外，對于實施例2所涉及的光纖，表示大致相同的SBS閾值。
另外，如圖7所示，實施例1所涉及的光纖在布里淵增益光譜上出現(xiàn)4個波峰。這里，在輸入光強(qiáng)度比SBS閾值足夠小，不產(chǎn)生感應(yīng)散射的情況下，例如8.62dBm的情況下，4個波峰的最大值和最小值的差成為6dB以內(nèi)，可以確認(rèn)增益在各波峰中被平衡性良好地分散。
另外，上述的實施例所涉及的光纖通過將設(shè)計參數(shù)設(shè)為上述的值，在波長分散、MFD、截止波長方面，具有和SMF相同的光學(xué)特性。并不限于上述的實施例，通過從以下的范圍選擇各設(shè)計參數(shù)，通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)整并設(shè)定，可以實現(xiàn)具有和SMF相同的光學(xué)特性的光纖。例如，為了實現(xiàn)和SMF相同的光學(xué)特性，并有效地抑制SBS的產(chǎn)生，在比0大且比1小的a/c、比a/c大比1小的b/c中，優(yōu)選設(shè)Δ1—GeO2為0.45～1.1％，設(shè)Δ1—F為—0.7～—0.1％，設(shè)(Δ1—GeO2)—(Δ2—GeO2)比0大，設(shè)(Δ1—F)—(Δ2—F)比0小，設(shè)(Δ2—GeO2)—(Δ3—GeO2)比0.1大，設(shè)(Δ2—F)—(Δ3—F)比—0.1小，設(shè)2c為7.5～10.0μm。進(jìn)而，設(shè)Δ1—GeO2為0.65～1.1％，設(shè)Δ1—F為—0.7～—0.3％，設(shè)Δ2—GeO2為0.5～0.7％，設(shè)Δ2—F為—0.4～—0.1％，設(shè)Δ3—GeO2為0.35～0.5％，設(shè)Δ3—F為—0.15～—0％，設(shè)a/c為0.1～0.4，設(shè)b/c為0.5～0.7，則可以更加確定地抑制SBS的產(chǎn)生，因此更為優(yōu)選。另外，特別是通過設(shè)Δ3—GeO2為0.3～0.4％，Δ3—F為0％，可以更容易且以低成本來制造本發(fā)明的光纖。
下面，以仿真計算例為基礎(chǔ)具體地進(jìn)行說明。下面所示的計算例，是在使圖3所示的設(shè)計參數(shù)中的幾個值變化、使其他值固定的條件下，對以平衡性良好地將增益分散到各峰值的方式使設(shè)計參數(shù)最優(yōu)化的情況下的布里淵增益光譜的形狀進(jìn)行計算的例子。
圖10是表示計算例1～8的設(shè)計參數(shù)的組合的圖。在該計算例1～8值中，使Δ1—GeO2和Δ1—F變化，并將其他值作為固定的值來進(jìn)行計算。另外，在外側(cè)纖芯層中不添加氟，均設(shè)Δ3—F為0％。另外，圖11是表示在計算例1～8中計算的各布里淵增益光譜的圖。在圖11中，各圖表的橫軸表示頻率“GHz”，縱軸表示增益“dB”。
如圖10、11所示，如計算例4～8那樣，在(Δ1—GeO2)—(Δ2—GeO2)比0大、(Δ1—F)—(Δ2—F)比0小的情況下，布里淵增益光譜上的4個波峰的最大值和最小值的差成為6dB以內(nèi)，增益在各波峰平衡良好地分散。因此，與作為有效抑制SBS閾值、波峰為1個的現(xiàn)有的SMF相比，希望SBS閾值提高4dB以上。另外，如圖10所示，對于4個波峰的最大值和最小值的差成為6dB以內(nèi)，可以有效地抑制SBS的產(chǎn)生的計算例，在“判定”的項目中設(shè)為“○”。
另外，在圖10中，Δ1—GeO2、Δ1—F的絕對值越大，4個波峰的最大值和最小值的差就越小。但是，由于制造上的制約，將氟換算為Δ，添加到—0.7％以上較困難。另外，為了獲得和如前所述SMF相同的特性，在所有的層中優(yōu)選0.3～0.4％，所以優(yōu)選Δ1—GeO2在1.1％以下。
另外，圖12是表示計算例9～14的設(shè)計參數(shù)的組合的圖。在該計算例9～14中，使Δ2—GeO2和Δ2—F變化，其他值作為固定的值來進(jìn)行計算。另外，外側(cè)纖芯層中不添加氟，均設(shè)Δ3—F為0％。另外，圖13是表示在計算例9～14中計算的各布里淵增益光譜的圖。如圖12、13所示，如計算例11、12那樣，在Δ2—GeO2為0.55～0.65％，Δ2—F為—0.3～—0.2％的情況下“判定”為“○”。
另外，圖14是表示計算例15～20的設(shè)計參數(shù)的組合的圖。在該計算例15～20中，使a/c變化，并使其他值為固定的值而進(jìn)行計算。另外，外側(cè)纖芯層不添加氟，均設(shè)Δ3—F為0％。另外，圖15是表示在計算例15～20中計算的各布里淵增益光譜的圖。如圖14、15所示，如計算例16～19那樣，在a/c為0.1～0.4的情況下，“判定”成為“○”。
另外，圖16是表示計算例21～27的設(shè)計參數(shù)的組合的圖。在該計算例21～27中，使b/c變化，使其他值為固定的值而進(jìn)行計算。另外，外側(cè)纖芯層不添加氟，均設(shè)Δ3—F為0％。另外，圖17是表示在計算例21～27中計算的各布里淵增益光譜的圖。如圖16、17所示，如計算例23～25那樣，在b/c為0.5～0.7的情況下，“判定”成為“○”。
另外，圖18是表示計算例28～30的設(shè)計參數(shù)的組合的圖。在該計算例28～30中，使Δ1—GeO2、Δ1—F、a/c、Δ2—GeO2和Δ2—F變化，使其他值為固定的值，而進(jìn)行計算。另外，外側(cè)纖芯層不添加氟，均設(shè)Δ3—F為0％。另外，圖19是表示在計算例28～30中計算的各布里淵增益光譜的圖。如圖18、19所示，如計算例28～30那樣，在使Δ1—GeO2、Δ1—F、a/c、Δ2—GeO2和Δ2—F變化的情況下，“判定”也成為“○”。
另外，圖20是表示計算例31～36的設(shè)計參數(shù)的組合的圖。在該計算例31～36中，使Δ3—GeO2和Δ3—F變化，使其他值作為固定的值來進(jìn)行計算。另外，圖21是表示在計算例31～36中計算的各布里淵增益光譜的圖。如圖20、21所示，如計算例31～36那樣，在(Δ2—GeO2)—(Δ3—GeO2)比0.1大，(Δ2—F)—(Δ3—F)比—0.1小的情況下，“判定”為成為“○”。
以上的計算例1～36，是在使設(shè)計參數(shù)中的幾個值變化、使其他的值為固定的值的條件下進(jìn)行最優(yōu)化計算的例子。這里，為了進(jìn)一步使所有的參數(shù)在能夠?qū)崿F(xiàn)的范圍中變化而進(jìn)行最優(yōu)化計算，從而有效地抑制SBS的產(chǎn)生，優(yōu)選為，設(shè)Δ1—GeO2為0.45～1.1％，設(shè)Δ1—F為—0.7～—0.1％，使(Δ1—GeO2)—(Δ2—GeO2)比0大，使(Δ1—F)—(Δ2—F)比0小，使(Δ2—GeO2)—(Δ3—GeO2)比0.1大，使(Δ2—F)—(Δ3—F)比—0.1小，并設(shè)2c為7.5～10.0μm。進(jìn)而，還確認(rèn)到，更優(yōu)選為，設(shè)Δ1—GeO2為0.65～1.1％，設(shè)Δ1—F為—0.7～—0.3％，設(shè)Δ2—GeO2為0.5～0.7％，設(shè)Δ2—F為—0.4～—0.1％，設(shè)Δ3—GeO2為0.35～0.5％，設(shè)Δ3—F為—0.15～0％，設(shè)a/c為0.1～0.4，設(shè)b/c為0.5～0.7。
另外，通過在外側(cè)纖芯層不添加氟，設(shè)Δ3—GeO2為0.3～0.4％，設(shè)Δ3—F為0％，可以單純化光纖的構(gòu)成，變得能夠更容易且低成本地制造本發(fā)明的光纖。
另外，在上述實施方式中，纖芯的折射率分布為階躍指數(shù)型，但按照光纖的要求特性，也可以是漸變指數(shù)型、W型、Wseg型、凹波導(dǎo)型等的任意的折射率分布。進(jìn)而，雖然包層由純二氧化硅玻璃構(gòu)成，但也可以是添加氟等的玻璃。進(jìn)而，添加鍺和氟的至少一方的層也可以是4層以上。
產(chǎn)業(yè)上的利用的可行性 本發(fā)明所示的光纖可以在大容量光通信系統(tǒng)中，作為傳送路徑適宜地利用。
權(quán)利要求
1、一種光纖，是具有纖芯和形成于所述纖芯的外周的包層的石英系光纖，其特征在于，
所述纖芯，具有3層以上的層，所述3層以上的層包含添加了鍺和氟的至少一種元素的層；
按照將布里淵增益光譜上的波峰分散成多個波峰的方式，設(shè)定所述各層中的鍺和氟的濃度。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖，其特征在于，
所述纖芯具有中心纖芯層、形成于所述中心纖芯層的外周的內(nèi)側(cè)纖芯層和形成于所述內(nèi)側(cè)纖芯層的外周的外側(cè)纖芯層，所述各纖芯層的總比折射率差為0.3～0.4％，若設(shè)所述中心纖芯層的由鍺而產(chǎn)生的比折射率差為Δ1—GeO2、由氟而產(chǎn)生的比折射率差為Δ1—F，設(shè)所述內(nèi)側(cè)纖芯層的由鍺而產(chǎn)生的比折射率差為Δ2—GeO2、由氟而產(chǎn)生的比折射率差為Δ2—F，設(shè)所述外側(cè)纖芯層的由鍺而產(chǎn)生的比折射率差為Δ3—GeO2、由氟而產(chǎn)生的比折射率差為Δ3—F，設(shè)所述外側(cè)纖芯層的纖芯直徑為2c，則Δ1—GeO2為0.45～1.1％，Δ1—F為—0.7～—0.1％，(Δ1—GeO2)—(Δ2—GeO2)比0大，(Δ1—F)—(Δ2—F)比0小，(Δ2—GeO2)—(Δ3—GeO2)比0.1大，(Δ2—F)—(Δ3—F)比—0.1小，2c為7.5～10.0μm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖，其特征在于，
若Δ1—GeO2為0.65～1.1％，Δ1—F為—0.7～—0.3％，Δ2—GeO2為0.5～0.7％，Δ2—F為—0.4～—0.1％，Δ3—GeO2為0.35～0.5％，Δ3—F為—0.15～0％，設(shè)所述中心纖芯層的纖芯直徑為2a，設(shè)所述內(nèi)側(cè)纖芯層的纖芯直徑為2b，則a/c為0.1～0.4，b/c為0.5～0.7。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光纖，是具有纖芯和形成于所述纖芯的外周的包層的石英系光纖，所述纖芯，具有3層以上的層，所述3層以上的層包含添加了鍺和氟的至少一種元素的層，按照將布里淵增益光譜上的波峰分散成多個波峰的方式，設(shè)定所述各層中的鍺和氟的濃度。由此，在光纖的縱向具有穩(wěn)定的特性，并且能夠在SBS閾值較高的情況下有效地抑制SBS的產(chǎn)生。
文檔編號G02B6/02GK101389989SQ200780006689
公開日2009年3月18日 申請日期2007年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月30日
發(fā)明者小山田彌平, 今村勝德 申請人:古河電氣工業(yè)株式會社, 小山田彌平