JP2003270469A - Dispersion-correction fiber with high figure of merit - Google Patents

Dispersion-correction fiber with high figure of merit

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JP2003270469A
JP2003270469A JP2002062886A JP2002062886A JP2003270469A JP 2003270469 A JP2003270469 A JP 2003270469A JP 2002062886 A JP2002062886 A JP 2002062886A JP 2002062886 A JP2002062886 A JP 2002062886A JP 2003270469 A JP2003270469 A JP 2003270469A
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fiber
dispersion
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JP2002062886A
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Japanese (ja)
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Lars Gruner-Nielsen
グルナー−ニールセン ラーズ
Quang Nghi Trong Le
ングイ トロン リ クアン
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Furukawa Electric North America Inc
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  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dispersion-compensation optical fiber which supports only a basic mode of radiation of 1,550 nm. <P>SOLUTION: The DC fiber is made of quartz glass and has a refractive index profile including a core region 51 surrounded with a clad region 52 with a nominal refractive index n<SB>4</SB>. The core region includes a center core 511 having a nominal refractive index n<SB>1</SB>, a 'trench' 512 which has a nominal refractive index n<SB>2</SB>and surround the center core, and a 'ridge' 513 which has a nominal refractive index n<SB>3</SB>and surrounds the trench. Consequently, a ≥300 ps/(nm dB) figure of merit and a ≥0.01 nm<SP>-1</SP>relative dispersion gradient are provided when refractive index differences and radial sizes of the respective parts meet specified conditions, the center core having a 1.5±0.5 μm and satisfying 0.015<n<SB>1</SB>-n<SB>4</SB><0.035, the trench having a 3.5±1.0 μm width and satisfying -0.012<n<SB>2</SB>-n<SB>4</SB><-0.006, and the ridge having a 2.0±1.0 μm width and satisfying 0.002<n<SB>3</SB>-n<SB>4</SB><0.015. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、一般に光ファイバ
に対する改善、特に、分散−補正ファイバの設計に関す
る。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to improvements to optical fibers, and more particularly to dispersion-correction fiber design.

【0002】[0002]

【従来の技術】さまざまな機構が、光ファイバの帯域幅
を制限している。多モード光ファイバにおいては、たと
えば、ファイバの一端に入る光のパルスは、ファイバの
他端から現れるに際し、分散させられるモード分散(m
odal dispersion)が存在する。これ
は、多モードファイバが、光がファイバに沿って広がる
につれて、異なる数多くのモード(すなわち、光子が波
よりむしろ粒子と見なされる場合においてはパス)をサ
ポートするという理由からである。残念なことに、連続
的パルスの特定のモードはファイバの離れた端で同じ時
間に到着し、互いに干渉しあう。この種の符号間干渉を
避けるために、多モード系の光の個々のパルスは、より
低速で伝送される。
Various mechanisms limit the bandwidth of optical fibers. In a multimode optical fiber, for example, a pulse of light entering one end of the fiber is dispersed in mode dispersion (m) as it emerges from the other end of the fiber.
odal dispersion) exists. This is because multimode fibers support a large number of different modes (ie, paths in the case where photons are considered particles rather than waves) as light spreads along the fiber. Unfortunately, certain modes of the continuous pulse arrive at the remote ends of the fiber at the same time and interfere with each other. In order to avoid this kind of intersymbol interference, the individual pulses of multimode light are transmitted at lower speeds.

【0003】しかし、特定の波長の基本モードをサポー
トするように設計されているファイバによって、モード
分散は避けることができる。この種のファイバは、単一
ファイバと称され、多モードファイバより非常に高い帯
域幅を有する。しかしここにおいてさえ、単一モードフ
ァイバの一端に導入された光のパルスは、それがやがて
離れた端から出現するに際していくぶん分散する。単一
の波長光波へ情報を印加する(すなわち変調する)と、
ファイバに沿ってさまざまの速度で伝搬する波長のスペ
クトルを形成することになるからである。したがって、
変調された光波を含むさまざまは波長成分(色)は、異
なる時間にファイバの離れた端に到着し、結果として得
られる光のパルスはそのうちに「スミア」が発生する。
驚いたことではないが、これは色分散と称される。
However, modal dispersion can be avoided by fibers designed to support the fundamental mode of a particular wavelength. This type of fiber is called a single fiber and has a much higher bandwidth than a multimode fiber. But even here, the pulse of light introduced into one end of the single-mode fiber is somewhat dispersed as it emerges from the distant ends. Applying (ie, modulating) information to a single wavelength lightwave,
This is because it forms a spectrum of wavelengths that propagate at different velocities along the fiber. Therefore,
The various wavelength components (colors), including the modulated light waves, arrive at the distant ends of the fiber at different times, and the resulting pulse of light is "smeared" in time.
Not surprisingly, this is called chromatic dispersion.

【0004】あるクラスの光ファイバが開発され、分散
−補正(DC)ファイバとして知られており、これは、
送信ファイバの分散特性の逆の分散特性を有する。図9
を簡単に参照すると、曲線91は知られている1550
ナノメートル(nm)波長域の伝送ファイバの色分散を
表す。この波長では、曲線91は、そのファイバの各キ
ロメートル(km)が、光源スペクトル幅のナノメート
ルにつき、+17psec(pはピコであり、10
−12秒)の分散を加えることを示す。正の(+)極性
は、単に1550nmより長い波長が、短い波長よりゆ
っくり移動するということを示すだけである。実際的な
目的に関していえば、極性は意味をもたない。しかし、
DCファイバは、この分散を補償する目的で、同等であ
るが逆の量の分散を加えるために伝送ファイバに接続さ
れる。曲線92は、知られているDCファイバの色分散
を表す。1550nmにおいて、このDCファイバは、
−17ps/nm・kmの分散を与える。このようにす
れば、等しい長さの伝送ファイバおよびDCファイバが
接続される場合、1550nmでの全体的な分散は、ゼ
ロとなる。残念なことに、1550nmの上下の波長に
おいては、いまだに正味の量分散がある:したがって、
たとえば曲線93によって示されるようなDCファイバ
にとってより望ましい分散特性が必要とされ、それは、
伝送ファイバに関して対向する分散極性を有するだけで
なく、対向する分散勾配を有するものである。
A class of optical fibers has been developed and is known as dispersion-correction (DC) fiber, which is
It has a dispersion characteristic opposite to that of the transmission fiber. Figure 9
Referring briefly to, curve 91 is known as 1550
It represents the chromatic dispersion of a transmission fiber in the nanometer (nm) wavelength range. At this wavelength, curve 91 shows that each kilometer (km) of the fiber is +17 psec (p is pico, 10 for each nanometer of source spectral width).
-12 seconds) is added. The positive (+) polarity merely indicates that wavelengths longer than 1550 nm move slower than shorter wavelengths. For practical purposes, polarity has no meaning. But,
The DC fiber is spliced to the transmission fiber to add an equal but opposite amount of dispersion for the purpose of compensating for this dispersion. Curve 92 represents the chromatic dispersion of a known DC fiber. At 1550 nm, this DC fiber
It gives a dispersion of -17 ps / nm · km. In this way, the total dispersion at 1550 nm is zero when equal lengths of transmission fiber and DC fiber are connected. Unfortunately, at wavelengths above and below 1550 nm, there is still a net chromatic dispersion:
A more desirable dispersion characteristic is required for a DC fiber, such as that shown by curve 93, which is
Not only do they have opposite dispersion polarities with respect to the transmission fiber, but they also have opposite dispersion slopes.

【0005】確かに、40Gb/secおよびそれより
上の領域で動作する波長分割多重方式(WDM)システ
ムに対しては、分散勾配ならびに分散極性を補償するこ
とが必要とされる。この種の補償は、DCファイバの相
対分散勾配(RDS)が伝送ファイバのRDSに等しい
ときに達成される。RDSは、分散勾配を分散で除して
得られると定義される(すなわち(RDS=S/
D))。最近開発された低減勾配伝送ファイバは、米国
特許第5,878,182号に開示されており、0.0
45ps/(nm・km)の勾配、および+4.5の
ps/(nm・km)の分散を有し、その結果1550
nmで0.01のnm−1のRDSを有するものであ
る。この種のファイバは、TrueWave(R)RS
光ファイバとしてルーセントテクノロジー社から市販さ
れている。しかし、このファイバでさえ補償を必要とす
るが、市販のDCファイバで、0.0035nm−1
り大きいRDSを有すると認められるものはない。
Indeed, for wavelength division multiplexing (WDM) systems operating in the 40 Gb / sec and above, compensation of dispersion slope as well as dispersion polarity is required. This type of compensation is achieved when the relative dispersion slope (RDS) of the DC fiber is equal to the RDS of the transmission fiber. RDS is defined as the dispersion slope divided by the variance (ie (RDS = S /
D)). A recently developed reduced gradient transmission fiber is disclosed in US Pat. No. 5,878,182,
It has a slope of 45 ps / (nm 2 · km) and a variance of +4.5 ps / (nm · km), resulting in 1550
It has an RDS of 0.01 nm −1 in nm. This type of fiber is a TrueWave (R) RS
Commercially available as optical fiber from Lucent Technology. However, even with this fiber requiring compensation, no commercial DC fiber is recognized as having an RDS greater than 0.0035 nm −1 .

【0006】光伝送システムにおいて、図7に大まかに
示すように、分散補償は、伝送ファイバにある長さのD
Cファイバを接続することによって達成され、便宜上D
Cファイバはモジュール形態で格納される。分散−補償
モジュールの挿入損失はできる限り低くすることが重要
であり、それは以下の理由による:増幅器設計がより単
純になる;伝送システムがより低い信号対雑音比を有す
る;分散−補償モジュールに対する入力パワーが低くで
きるという理由で非線形効果を低減できる。分散−補償
モジュールの挿入損失は、2つの主な誘因においてより
発生し、それは(i)伝送ファイバおよびDCファイバ
間の接合での接続損失;(ii)DCファイバそのもの
による損失である。モジュールの挿入損失は、DCファ
イバの減衰に対する分散の等級の比として定義される、
高い良度指数を有するDCファイバを使用することによ
って低減できる。残念なことに、最高水準のDCファイ
バにおいても、良度指数は200ps/(nm・dB)
未満である。
In an optical transmission system, dispersion compensation, as roughly shown in FIG.
Achieved by connecting C fiber, D for convenience
C-fibers are stored in modular form. It is important to have the insertion loss of the dispersion-compensation module as low as possible, for the following reasons: the amplifier design is simpler; the transmission system has a lower signal to noise ratio; the input to the dispersion-compensation module. Non-linear effects can be reduced because the power can be reduced. The insertion loss of the dispersion-compensation module arises from two main contributors: (i) the splice loss at the junction between the transmission fiber and the DC fiber; (ii) the loss due to the DC fiber itself. Module insertion loss is defined as the ratio of the dispersion class to the DC fiber attenuation,
This can be reduced by using a DC fiber with a high figure of merit. Unfortunately, even with the highest level of DC fiber, the figure of merit is 200 ps / (nm ・ dB)
Is less than.

【0007】米国特許第5,361,319号(Ant
os)は、DCファイバおよびシステムを開示してお
り、そこにおいては、適切な間隔でモジュールを挿入し
て、分散が補償されている。各モジュールは適切な長さ
のDCファイバを含み、経路中の伝送ファイバの分散に
対してほぼ等しい等級の分散(ただし極性は逆の)を生
み出す。残念なことに、Antosによって開示されて
いるDCファイバは、比較的小さい負の色分散を有する
のみであり(絶対値<=100ps/nm・km。たと
えば、−65ps/nm・km)、そのため、長尺のD
Cファイバを使用する必要がある(たとえば、150k
mの伝送ファイバの分散を補償するのに39kmのDC
ファイバが必要とされる)。さらに、Antosの技術
は、明らかに分散補償の用途にだけ実用的であり、分散
勾配については、著者によっても、補償が「実際には容
易に達成されるというわけではなかった」と考察されて
いる。
US Pat. No. 5,361,319 (Ant
os) discloses a DC fiber and system in which modules are inserted at appropriate intervals to compensate for dispersion. Each module contains a DC fiber of suitable length to produce a dispersion of approximately equal magnitude (but opposite polarity) to the dispersion of the transmission fiber in the path. Unfortunately, the DC fiber disclosed by Antos only has a relatively small negative chromatic dispersion (absolute value <= 100 ps / nm.km, eg -65 ps / nm.km), so Long D
C fiber must be used (eg 150k
39 km DC to compensate for dispersion in m transmission fiber
Fiber is required). Moreover, Antos's technique is obviously only practical for dispersion compensation applications, and for dispersion slope, the authors also considered that compensation was "not really easy to achieve". There is.

【0008】米国特許第5,448,674号(Ven
gsarkar)においては、比較的高い分散(典型的
には、絶対値>150ps/nm・km)および負の分
散勾配を有するDCファイバが開示されており、その双
方はAntosの技術に対する本質的な改善を示す。こ
の種の結果を得るために、VengsarkarのDC
ファイバは、基本LPモード(LP01)に加えて、少
なくとも1オーダー高いモードをサポートする。欠点
は、モード変換器を加えることによって複雑になる点で
あり、それによって潜在的に損失が増加する。他の問題
点は、ファイバがマルチモードであるということであ
り、このことはモード間の干渉によるモードノイズがS
N比の等級を下げることを意味する。
US Pat. No. 5,448,674 (Ven
gskar) discloses a DC fiber with a relatively high dispersion (typically> 150 ps / nm · km absolute) and a negative dispersion slope, both of which are essential improvements over Antos technology. Indicates. To obtain this kind of result, DC of Vengsarkar
The fiber supports at least an order of magnitude higher mode in addition to the fundamental LP mode (LP 01 ). The disadvantage is the added complexity of adding a mode converter, which potentially increases losses. Another problem is that the fiber is multimode, which means that the modal noise due to intermode interference is S
This means lowering the N ratio grade.

【0009】したがって、必要とされるのは、高分散を
有するDCファイバ、負の分散勾配、および高い良度指
数である。単一モード光ファイバのこれらの複合する目
標を満たすことは、DCファイバ設計者の長く求め続け
ている目標である。
Therefore, what is needed is a DC fiber with high dispersion, a negative dispersion slope, and a high figure of merit. Meeting these compounding goals of single mode optical fibers is a long-sought goal of DC fiber designers.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】広い見地からみて、本
発明は、約1550nmの動作波長で光ファイバ通信シ
ステムの色分散を補償する単一モード光ファイバにおい
て実施される。この分散−補償(DC)光ファイバは、
石英ガラスで製造され、公称屈折率nを有するクラッ
ド領域によって囲まれた、コア領域を含む屈折率プロフ
ァイルを有する。コア領域は、公称屈折率nを有する
中心コア、公称屈折率nを有する中心コアを囲む「ト
レンチ」(trench)、公称屈折率nを有するト
レンチを囲む「稜」(ridge)を含んでいる。望ま
しいDCファイバが得られるある屈折率プロファイルの
範囲が明らかになった。この範囲は、簡便にするため、
屈折率差の形で表現すると以下のようになる。 0.015<n〜n<0.035; −0.012<n〜n<−0.006; 0.002<n〜n<0.015。
SUMMARY OF THE INVENTION In broad terms, the present invention is implemented in a single mode optical fiber that compensates for chromatic dispersion in an optical fiber communication system at an operating wavelength of about 1550 nm. This dispersion-compensating (DC) optical fiber
It has a refractive index profile including a core region, which is made of fused silica and is surrounded by a cladding region having a nominal refractive index n 4 . The core region includes a central core having a nominal index of refraction n 1 , a “trench” surrounding the central core having a nominal index of refraction n 2 , and a “ridge” surrounding a trench having a nominal index of refraction n 3. I'm out. A range of refractive index profiles has been identified that yields the desired DC fiber. This range is
When expressed in the form of refractive index difference, it is as follows. 0.015 <n 1 to n 4 <0.035; −0.012 <n 2 to n 4 <−0.006; 0.002 <n 3 to n 4 <0.015.

【0011】本発明の例示的な実施形態において、ある
幅を有する半径方向の寸法が非常に良好な結果、たとえ
ば、300ps/(nm・dB)より大きい良度指数、
および/または0.01nm−1より大きい相対分散勾
配を与えることが判明した: 中心コア:半径=1.5±0.5μm; トレンチ:幅=3.5±1.0μm; リッジ:幅=2.0の±1.0μm。
In an exemplary embodiment of the invention, a radial dimension having a width has very good results, eg a figure of merit greater than 300 ps / (nm · dB),
And / or was found to give a relative dispersion slope greater than 0.01 nm −1 : central core: radius = 1.5 ± 0.5 μm; trench: width = 3.5 ± 1.0 μm; ridge: width = 2 ± 1.0 μm of 0.0.

【0012】一実施形態においては、本発明のDCファ
イバは、光伝送システムの標準の単一モード伝送ファイ
バを補償するために用いる;、もう1つの実施形態にお
いては、本発明のDCファイバは、非零分散シフト伝送
ファイバを補償するために用いる。
In one embodiment, the DC fiber of the present invention is used to compensate for a standard single mode transmission fiber of an optical transmission system; in another embodiment, the DC fiber of the present invention is: Used to compensate non-zero dispersion shifted transmission fiber.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、リッジを含ま
ないW字形のプロファイル設計を有するDCファイバを
改善するものである。この中心コア、トレンチおよびリ
ッジの間には、望ましいDC品質において、プロファイ
ル設計の範囲以上の協力関係が存在するように見える。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is an improvement in a DC fiber having a ridge-free W-shaped profile design. It appears that there is a cooperation between this central core, trench and ridge in the desired DC quality, beyond the scope of profile design.

【0014】添付の図とともによって読み進むにつれ
て、本発明およびその動作モードは、続く詳細な説明か
らより明らかによく理解されるであろう。
The invention and its mode of operation will be more clearly understood from the following detailed description, as read through the accompanying drawings.

【0015】用語 次の定義は、当技術分野における一般的な用法と一致す
る: 色分散−−異なる波長の電磁波の群速度の値の差異−補
償されていない場合に、単一モードファイバのチャネル
情報量に対して主要な限界を構成する(線形にパワーに
依存している振幅を有する)一次効果(許されるビット
レートに関するもので、パルスを含む波長の速度が異な
ることによるパルス拡散によって、制限される)。 良度指数(FOM)−−特定の波長において、光ファイ
バの分散の数値をそのファイバの減衰によって除するこ
とによって得られる比。 非零分散シフトファイバ(Non−Zero Disp
ersion Shifted Fiber)(NZD
F)−−ファイバの中で、予測された動作波長
(λop)において、ある大きさ(一般的に、0.8p
s/nm・kmを超える)の分散の等級を有する光ファ
イバ。この種のファイバは、米国特許第5,878,1
82号において開示されており、特にWDMシステムに
おいて有利である。 屈折率プロファイル−−光ファイバのファイバの中心軸
から、異なる半径方向の距離で測定される屈折率の変
化。 相対分散勾配(Relative Dispersio
n Slope)(RDS)−−特定の波長でそのファ
イバの分散で光ファイバの分散勾配の数値を除すること
によって得られる比。 リッジ(Ridge)−−光ファイバにおいて隣接する
境界をなす領域に対して相対的に屈折率が増加する環状
領域。 トレンチ(Trench)−−光ファイバにおいて隣接
する境界をなす領域に対して相対的に屈折率が減少する
環状領域。 非シフトファイバ(USF)−−その色分散ヌルポイン
トλが、1310nmの公称波長値にあるファイバ
で、その1550nmでの分散が、+17ps/(nm
・km)であるもの。USFは、また、標準の単一モー
ドファイバと称する。 W字形プロファイル−−トレンチおよび外側クラッドに
よって囲まれる中心コアを備えている屈折率プロファイ
ル。トレンチの屈折率の等級は、中心コアかクラッドの
屈折率を下回る。
Terminology The following definitions are in line with common usage in the art: Chromatic dispersion-difference in the group velocity values of electromagnetic waves of different wavelengths-channel of a single mode fiber when uncompensated A first order effect (having an amplitude that is linearly power dependent) that constitutes a major limit to the amount of information (related to the allowed bit rate, limited by pulse spreading due to different speeds of the wavelength containing the pulse) Be done). Figure of Merit (FOM) -The ratio obtained by dividing the numerical value of the dispersion of an optical fiber by the attenuation of that fiber at a particular wavelength. Non-zero dispersion shifted fiber (Non-Zero Disp
ERSION SHIFTED FIBER) (NZD
F)-in the fiber, at a certain operating wavelength (λ op ), a certain magnitude (typically 0.8 p)
An optical fiber with a dispersion rating of s / nm · km). This type of fiber is described in US Pat. No. 5,878,1.
No. 82, which is particularly advantageous in WDM systems. Refractive Index Profile--The change in refractive index measured at different radial distances from the fiber's central axis. Relative Dispersion
n Slope) (RDS) -the ratio obtained by dividing the numerical value of the dispersion slope of an optical fiber by the dispersion of that fiber at a particular wavelength. Ridge--An annular region where the index of refraction increases relative to adjacent bounding regions in an optical fiber. Trench--An annular region where the index of refraction is reduced relative to adjacent bounding regions in an optical fiber. Unshifted Fiber (USF) --- A fiber whose chromatic dispersion null point λ 0 is at a nominal wavelength value of 1310 nm and whose dispersion at 1550 nm is +17 ps / (nm
・ Km). USF is also referred to as standard single mode fiber. W-shaped profile--Refractive index profile with a central core surrounded by a trench and an outer cladding. The index of refraction of the trench is below that of the central core or cladding.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】光ファイバの製造においては、ガ
ラスプリフォームロッドが、垂直に懸架されて、ある制
御されている速度で炉内を移動させる。プリフォームは
炉内で軟化し、グラスファイバは、延伸タワーの基礎に
位置するキャプスタンによって、自由にプリフォームロ
ッドの溶融した端から引き出される。(延伸された繊維
は、プリフォームロッドの何千分の一もの直径になる
が、それでも、同じ屈折率プロファイルを有する。)グ
ラスファイバの表面は、摩滅によって生じる損害の影響
を受けやすいため、延伸後で、しかし、いかなる他の表
面物体とも接触する前に、ファイバをコーティングする
ことが必要となる。コーティング材料を塗布することに
よってガラス製の表層に損害を与えてはならないため、
コーティング材料は流動状態で塗布する。一旦塗布され
たあとは、グラスファイバがキャプスタンに到着する前
に、コーティング材料は固化しなければならない。この
固化は、光硬化によって一般に短時間のうちに達成され
る。光硬化とは、液体コーティング材料が電磁放射に対
して暴露されることによって固体に変換されるプロセス
である。図1は、本発明ために、適切な構造を有する、
二重被覆の光ファイバ10を開示している。図示するよ
うに、コーティング材料の2つの層は、延伸されたグラ
スファイバ50に塗布されており、このグラスファイバ
は、クラッド領域52によって囲まれている光−伝送コ
ア領域51を備える。グラスファイバ50は、約125
マイクロメータの直径を有する。一次コーティング材料
と称される内側層11は、グラスファイバ50に塗布さ
れ、二次コーティング材料と称される外側層12が、一
次コーティング材料11に塗布される。二次コーティン
グ材料は、一般に比較的高いモジュラス(たとえば10
Pa)を有し、ハンドリングに耐える作用を有し、一
次コーティング材料は、比較的低いモジュラス(たとえ
ば10Pa)を有し、マイクロベント損失を低減する
クッションとなる。一次コーティングが硬化する前に、
二次材料が塗布されることができ、その場合には、双方
のコーティングは電磁スペクトルの紫外線領域の放射に
よって同時に硬化することになる。
In the manufacture of optical fibers, glass preform rods are suspended vertically and moved in a furnace at a controlled speed. The preform softens in the furnace and the glass fiber is freely drawn from the molten end of the preform rod by a capstan located at the base of the drawing tower. (The drawn fibers are thousands of diameters smaller than the preform rod, but still have the same index of refraction profile.) The surface of glass fibers is susceptible to damage caused by attrition, so It is necessary to coat the fiber later, but before contacting any other surface objects. Do not damage the glass surface by applying the coating material,
The coating material is applied in a fluid state. Once applied, the coating material must solidify before the glass fiber reaches the capstan. This solidification is generally achieved in a short time by photocuring. Photocuring is the process by which a liquid coating material is converted to a solid by exposure to electromagnetic radiation. FIG. 1 has a structure suitable for the present invention,
A double coated optical fiber 10 is disclosed. As shown, two layers of coating material have been applied to drawn glass fiber 50, which comprises a light-transmission core region 51 surrounded by a cladding region 52. The glass fiber 50 is about 125
It has a diameter of micrometer. An inner layer 11, called the primary coating material, is applied to the glass fiber 50, and an outer layer 12, called the secondary coating material, is applied to the primary coating material 11. Secondary coating materials generally have relatively high modulus (eg, 10
9 Pa), which has the effect of handling, and the primary coating material has a relatively low modulus (for example 10 6 Pa), which results in a cushion that reduces microvent losses. Before the primary coating cures
A secondary material can be applied, in which case both coatings will be cured simultaneously by radiation in the ultraviolet region of the electromagnetic spectrum.

【0017】図2は光ファイバの色分散を例示し、より
詳しくは、総合特性23が、材料および導波路分散コン
ポーネントの付加的な組合せによってどのように形成さ
れるかを示す。材料分散21は、本質的に光ファイバを
製作する際に使用する特定の材料(たとえば石英ガラ
ス)に関連する。他方、導波路分散22は光ファイバの
屈折率プロファイルによって制御され、たとえば、ファ
イバの中心軸からの異なる半径の距離で測定される石英
ガラスの屈折率の変動である材料分散と異なって、導波
路分散は、所望の総合特性23を得るために設計者が適
切に合わせることができる。材料分散とは異なり、導波
路分散は、所望の全体的特性23をつくり出すために設
計技師によってある程度まで整形することができる。残
念なことに、どのような特定の総合特性にも関連する
「副作用」があり、それは、換言すれば、導波路分散2
2を変更するということは、また、遮断波長、曲げ損
失、モードフィールド径、その他のような他の特性を変
化させてしまうということである。どのような所定の分
散特性を有する光ファイバをも設計することが可能とは
いえ、そのファイバがより実際的な考察に基づいて見た
場合、全く役立たないかもしれないということである。
たとえば、曲げ損失限界値は、1550nmでの曲げ損
失が、75ミリメートルの曲がり半径に対し、0.01
dB/kmを上回る点とされた。特定の屈折率プロファ
イルが一方で望ましい分散特性を提供するかもしれない
が、それはまた、過度の曲げ損失を生み出すかもしれ
ず、その場合には、それが容認できなくなる。
FIG. 2 illustrates the chromatic dispersion of an optical fiber and more particularly shows how the overall property 23 is formed by an additional combination of materials and waveguide dispersion components. The material dispersion 21 is essentially related to the particular material (eg, fused silica) used in making the optical fiber. On the other hand, the waveguide dispersion 22 is controlled by the refractive index profile of the optical fiber, and unlike the material dispersion, which is, for example, the variation of the refractive index of silica glass measured at different radius distances from the central axis of the fiber, The dispersion can be tailored appropriately by the designer to obtain the desired overall properties 23. Unlike the material dispersion, the waveguide dispersion can be shaped to some extent by the design engineer to produce the desired overall properties 23. Unfortunately, there are "side effects" associated with any particular overall property, which in other words is waveguide dispersion 2.
Changing 2 also changes other properties such as cutoff wavelength, bending loss, mode field diameter, and so on. While it is possible to design an optical fiber with any given dispersion characteristic, that fiber may not help at all when viewed on the basis of more practical considerations.
For example, the bending loss limit value is such that the bending loss at 1550 nm is 0.01 for a bending radius of 75 mm.
It was set as a point exceeding dB / km. Although a particular index profile may, on the one hand, provide the desired dispersion properties, it may also produce excessive bending loss, in which case it becomes unacceptable.

【0018】図3は、ITU Recommendat
ion G.652によってカバーされている分散−非
シフトファイバ(USF)の分散特性300を示す。U
SFは、最も広く使われているファイバタイプであっ
て、「標準」単一モードファイバと呼ばれることもあ
る。それは、1983年に商業化された。光ファイバを
製作する際に一般に使われるガラスの組成物は、ほぼ1
310nmにおける波長λ でゼロ分散を有する。しか
し、グラスファイバの理論上の最小の損失は、最も実際
的なファイバ増幅器が動作するほぼ1550nmにあ
る。(エルビウムでドーピングされたファイバは、Er
3+ドーパントイオンの遷移がある1530〜1565
nm領域の波長を有する光学信号を増幅するために用い
る。)1550nmの領域において動作することが好ま
しいために、また標準の単一モードファイバを有する多
数のシステムがすでに設置されているため、技術者は、
1550nmでの分散をキャンセルする目的で、分散−
補償(DC)ファイバがこの種のファイバと直列に接続
されるように設計した。実際的には、適切な長さDCフ
ァイバがスプールに巻かれて、DCモジュールを形成
し、次いで規則的な間隔で伝送ファイバに接続された。
これらの間隔の長さに従って、光増幅器をDCモジュー
ルに組み込むこともあれば、組み込まないこともある。
それでもやはり、DCファイバは、標準の単一モードフ
ァイバに限定して使われるだけでなくて、動作波長λ
opにおいて分散が存在するどのようなファイバとも共
に使用される。
FIG. 3 shows the ITU Commendat.
Ion G. Distributed covered by 652-non
1 shows a dispersion characteristic (300) of a shift fiber (USF). U
SF is the most widely used fiber type
Sometimes referred to as "standard" single-mode fiber.
It It was commercialized in 1983. Optical fiber
The glass composition that is commonly used in making is approximately 1
Wavelength λ at 310 nm oHas zero variance at. Only
And the theoretical minimum loss of fiberglass is the most
The typical fiber amplifier operates at about 1550 nm
It (Erbium-doped fiber is Er
3+1530 to 1565 with transition of dopant ion
Used to amplify optical signals with wavelengths in the nm range
It ) It is preferable to operate in the 1550 nm region
In addition to the standard single-mode fiber
Since a number of systems are already installed, technicians
For the purpose of canceling dispersion at 1550 nm, dispersion-
Compensating (DC) fiber connected in series with this type of fiber
Designed to be. In practice, it is a suitable length DC
The fiber is wound on a spool to form a DC module
And then connected to the transmission fiber at regular intervals.
Depending on the length of these intervals, the optical amplifier is
Or not.
Nevertheless, DC fiber is a standard single-mode fiber.
Not only used for fiber, but also operating wavelength λ
opWith any fiber where dispersion exists in
Used for.

【0019】図4は、DCファイバ本発明による全体的
な分散特性400である。特に、光伝送のCおよびLバ
ンド(1530〜1610nm)で得られる有意な量の
負の分散が特に望ましい。さらに、この波長域でのその
負の分散勾配は、多くの伝送ファイバの正の分散勾配を
補償するのによく適している(例として図3参照)。図
2と関連して議論したように、本発明のDCファイバを
含むファイバの全体的な分散特性は、材料分散および導
波路分散の組合せであり、導波路分散は屈折率プロファ
イルによって決定される。したがって、以下において、
本発明によるDCファイバを生産するために、石英ガラ
スの材料分散特性と組合せて屈折率プロファイルの議論
を行う。
FIG. 4 is a DC fiber overall dispersion characteristic 400 according to the present invention. In particular, the significant amount of negative dispersion obtained in the C and L bands of optical transmission (1530-1610 nm) is particularly desirable. Moreover, its negative dispersion slope in this wavelength range is well suited to compensate the positive dispersion slope of many transmission fibers (see FIG. 3 for an example). As discussed in connection with FIG. 2, the overall dispersion characteristic of the fiber, including the DC fiber of the present invention, is a combination of material dispersion and waveguide dispersion, where waveguide dispersion is determined by the refractive index profile. Therefore, in the following,
In order to produce the DC fiber according to the present invention, the refractive index profile is discussed in combination with the material dispersion properties of fused silica.

【0020】図5を参照する、ここでは、概略的に複数
の層511、512、513、521、522を示すコ
ーティングされていないグラスファイバ50の横断面を
表しており、各層は、ファイバの導波路分散特性を修正
するために、異なる屈折率を有している。図5が、半径
方向において急激なレベル変化の間で屈折率が完全に一
定のままであるということを示すが、これは製造できる
ファイバのケースではない。現実においては、図6は、
本発明によるDCファイバの実際の屈折率プロファイル
を示す。最初に、屈折率が中心コア511の幾何学的中
心(すなわち、ファイバ半径r=0の点において)で低
下する点に注意されたい。屈折率の下降501は、通常
使用する特定の製造工程に起因している光学収差であ
る。たとえば、図6に示される下降は修正化学気相反応
法(MCVD)プロセスに起因しており、それは実例と
して本発明のDCファイバを作るために用いたものであ
る。しかし、下降501は、それが比較的狭く、ファイ
バの光輸送特性を修正するために望ましい方向に修正す
ることができるので、結果として得られるDCファイバ
の伝送品質に悪影響を与えることはない。
Referring to FIG. 5, there is shown a cross-section of an uncoated glass fiber 50 schematically showing a plurality of layers 511, 512, 513, 521, 522, each layer being a conductor of the fiber. It has a different index of refraction to modify the waveguide dispersion properties. FIG. 5 shows that the refractive index remains perfectly constant during rapid level changes in the radial direction, but this is not the case for a fiber that can be manufactured. In reality, FIG.
3 shows an actual refractive index profile of a DC fiber according to the present invention. Note first that the index of refraction drops at the geometric center of the central core 511 (ie, at the fiber radius r = 0). The drop 501 in the refractive index is an optical aberration caused by a specific manufacturing process that is normally used. For example, the descent shown in FIG. 6 is due to a modified chemical vapor deposition (MCVD) process, which was illustratively used to make the DC fiber of the present invention. However, the descent 501 does not adversely affect the transmission quality of the resulting DC fiber because it is relatively narrow and can be modified in the desired direction to modify the optical transport properties of the fiber.

【0021】望ましいDCファイバ品質には、低損失、
負の分散勾配、負の分散が大きいこと、および良度指数
の等級が大きいことが含まれる。これらのファイバ品質
は、所定の波長で、適切な屈折率プロファイルを選択す
ることによって達成される。本発明においては、ファイ
バは石英ガラスから作り、公称屈折率nを有する外側
クラッド領域によって囲まれたコア領域を含む屈折率プ
ロファイルを有する。コア領域は、公称屈折率nを有
する中心コア511、公称屈折率nを有し中心コアを
囲む「トレンチ」512、および公称屈折率nを有し
トレンチを囲む「リッジ」513を備えている。公称屈
折率nの堆積したクラッド材料521を有する内側層
は、リッジ513を囲む。堆積したクラッドの内側層
は、外側クラッド522において、コア領域に移行して
その光−輸送特性に悪影響を及ぼす不純物から、コア領
域511〜513を守るのに有効である。例として、外
側クラッド522は、比較的純粋なコア領域の上へ周知
のロッドインチューブ技術を使用して被覆層として配置
される比較的純度の低いガラス管であってもよい。コア
領域511〜513の直径が15ミクロン未満であり、
外側クラッド層522の直径が約125ミクロンである
ため、図5の図面が実寸の比を表していないことに留意
されたい。
The desired DC fiber quality is low loss,
It includes a negative dispersion slope, a large negative dispersion, and a large figure of merit index. These fiber qualities are achieved by choosing the appropriate index profile at a given wavelength. In the present invention, the fiber is made of fused silica and has a refractive index profile that includes a core region surrounded by an outer cladding region having a nominal refractive index n 4 . The core region comprises a central core 511 having a nominal index of refraction n 1 , a “trench” 512 having a nominal index of refraction n 2 and surrounding the central core, and a “ridge” 513 having a nominal index of refraction n 3 and surrounding the trench. ing. An inner layer having a deposited cladding material 521 of nominal refractive index n 4 surrounds the ridge 513. The inner layer of the deposited cladding is effective in protecting the core regions 511-513 from impurities in the outer cladding 522 that migrate to the core region and adversely affect its light-transport properties. As an example, the outer cladding 522 may be a relatively less pure glass tube that is deposited as a coating layer over the relatively pure core region using the well known rod-in-tube technique. The core regions 511-513 have a diameter of less than 15 microns,
Note that the drawing of FIG. 5 does not represent the actual size ratio because the outer cladding layer 522 has a diameter of approximately 125 microns.

【0022】望ましい特性を有するDCファイバを与え
る3つの実施例プロファイルを下に示す。各々のプロフ
ァイルは、5層を含み、 1.通常は所望の屈折率を得るために、適切な量のGe
でドーピングされたSiOからなる高屈折率領域
である中心コア。 2.所望の屈折率を得るために、適切な量のGeO
よびFでドーピングされたSiOで構成されている低
屈折率領域であるコアを囲むトレンチ。 3.所望の屈折率を得るために、適切な量のGeO
よびFでドーピングされたSiOで構成されている高
屈折率領域であるトレンチを囲むリッジ。 4.リッジを囲んでいる堆積したクラッドの内側層。こ
れは、伝送品質に対する影響を有しないが、ファイバの
スプライス損失を低減する外側クラッドと同じ屈折率を
有する領域である。堆積したクラッドは、通常P
およびFのその適切な量でドーピングされたSiO
ら構成されている。 5.SiOで構成されている外側クラッド。
Shown below are three example profiles that provide DC fibers with desirable properties. Each profile contains 5 layers: Usually an appropriate amount of Ge is used to obtain the desired index of refraction.
A central core which is a high refractive index region made of SiO 2 doped with O 2 . 2. In order to obtain a desired refractive index, surrounding the appropriate amount of core is a low refractive index region which is composed in doped SiO 2 GeO 2 and F trench. 3. Desired in order to obtain the refractive index, the ridge surrounding the appropriate amount of GeO 2 and the trench is doped high refractive index region that consists of SiO 2 was in F. 4. Inner layer of the deposited cladding surrounding the ridge. This is a region that has no effect on transmission quality, but has the same index of refraction as the outer cladding, which reduces splice losses in the fiber. The deposited clad is usually P 2 0 5
And F of SiO 2 doped with its appropriate amount. 5. Outer cladding made of SiO 2 .

【表1】 [Table 1]

【表2】 [Table 2]

【表3】 高度に負の(Ultranegative)屈折率下降[Table 3] Highly negative (ultranegative) index drop

【0023】上記の実施例の全てにおいて、トレンチの
屈折率は、知られているDCファイバよりさらに負であ
る(すなわちΔ>0.5%)。この種のレベルは、コ
アのGeO含有量を減少させるかまたは除去して、D
Cファイバにおいてより大きい設計自由度が実現される
ために必要とされる。修正化学気相反応法(MCVD)
を本発明の例として使用する。また以前に、標準のMC
VD法で、フッ素−ドーピングより0.5%より大きい
Δ等級が低い堆積率で達成された。プリフォームは、
すす(soot)層が、SiCl、O、任意選択で
Heで、1700℃または1800℃において生成され
るツーステッププロセス(two−step proc
ess)を使用して生成され、次いで15から140m
m/mmのトーチ速度、2200℃または2350℃
で、SiF流中で焼結された。このプロセスに関する
詳細は、光ファイバ通信協議会(Optical Fi
ber Communications Confer
ence)のダイジェスト、A. E. Miller
等によるOFC 96、文書TuL1、pp. 56−
57の、「修正化学気相反応法のための高度に負のデル
タクラッド」(Ultranegative delt
a cladding for modified c
hemical vapor deposition)
において開示されている。高いS処理速度でプロ
セス条件を最適化することによって、0.71%の低い
Δが達成された。
[0023] In all of the above embodiments, the refractive index of the trench is more negative than the DC fiber known (i.e. Δ -> 0.5%). This type of level reduces or eliminates the GeO 2 content of the core,
Greater design flexibility is needed in C-fibers to be realized. Modified chemical vapor deposition (MCVD)
Is used as an example of the present invention. Also previously, the standard MC
With the VD method, a Δ - grade of greater than 0.5% was achieved at a lower deposition rate than fluorine-doping. The preform is
A two-step process in which a soot layer is produced with SiCl 4 , O 2 , optionally He at 1700 ° C. or 1800 ° C.
ess) and then 15 to 140 m
m / mm torch speed, 2200 ° C or 2350 ° C
, Sintered in a stream of SiF 4 . For more information on this process, see Fiber Optic Communications Council (Optical Fi).
ber Communications Conf
ence) digest, A. E. Miller
OFC 96, document TuL1, pp. 56-
57, "Highly Negative Delta Cladding for Modified Chemical Vapor Deposition," (Ultranegate delta clad).
a cladding for modified c
chemical vapor position)
Are disclosed in. By optimizing the process conditions at a high S i O 2 processing speed, low 0.71% delta - was achieved.

【0024】相対分散勾配(RDS) マルチチャネル高速WDMシステムに対しては、幅広い
波長範囲の分散補償が必要とされる。このことは、分散
極性に加えて、また分散勾配を補償することが必要であ
るということを意味する。分散および勾配を同時に補償
するための条件は、その分散−補償ファイバの相対分散
勾配(RDS)が、補償されたファイバのRDSに等し
いということである。RDSは、分散で除した分散勾配
として定義される。NZDFファイバは、低い分散を有
するため、非シフト単一モードファイバより高いRDS
を有する。上述した議論の中で述べられているように、
Lucent社のTrueWave RSファイバは、
0.045ps/(nm・km)の勾配および+4.
5ps/(nm・km)の分散を有し、1550nmに
おいて、0.01nm−1のRDSを実現しており、こ
れは市販のNZDF中で最も低いRDSである。
Relative Dispersion Slope (RDS) Wide wavelength range dispersion compensation is required for multi-channel high speed WDM systems. This means that in addition to dispersion polarity, it is also necessary to compensate for dispersion slope. The condition for compensating for dispersion and slope at the same time is that the relative dispersion slope (RDS) of the dispersion-compensating fiber is equal to the RDS of the compensated fiber. RDS is defined as the dispersion slope divided by the dispersion. NZDF fiber has lower dispersion and therefore higher RDS than unshifted single mode fiber.
Have. As stated in the discussion above,
Lucent's TrueWave RS fiber
Gradient of 0.045 ps / (nm 2 · km) and +4.
It has a dispersion of 5 ps / (nm · km) and achieves an RDS of 0.01 nm −1 at 1550 nm, which is the lowest RDS in the commercial NZDF.

【0025】以下の表では、上述する性能が実現されて
いる3例のファイバについて測定された伝送品質を要約
して述べている:
The following table summarizes the measured transmission qualities for three exemplary fibers in which the above performances have been achieved:

【表4】 [Table 4]

【0026】ファイバAは、最高のFOMを有するが、
RDSは低い。この種のファイバは、特にある長さの伝
送ファイバを補償するために必要とされるDCファイバ
の量を低減するのに役立つ。高いFOMを有するという
ことは、そのDCモジュールに関連した挿入損失が低い
ことを意味する。
Fiber A has the highest FOM, but
RDS is low. This type of fiber helps to reduce the amount of DC fiber needed to compensate for a particular length of transmission fiber. Having a high FOM means that the insertion loss associated with that DC module is low.

【0027】ファイバBは、優れた標準の単一モード伝
送ファイバのための勾配補償を与えるRDSを有する。
この種の伝送ファイバの勾配補償のためにこれまで実現
されたDCファイバと比較して、ファイバBは、60%
高いFOMを有する。
Fiber B has an RDS that provides slope compensation for a good standard single mode transmission fiber.
Compared to the DC fiber that has been realized so far for the slope compensation of this kind of transmission fiber, the fiber B has 60%
Has a high FOM.

【0028】ファイバCは、上述したLucent社の
TrueWave RS光ファイバに対して、94%の
勾配補償を与えるRDSを有し、これはよく普及してい
る非零分散ファイバ(NZDF)である。これまで実現
された1550nmでのNZDFの完全勾配補償のため
のDCファイバと比較して、ファイバCは曲げ損失性能
を向上させてあり、これはエルビウムでドーピングされ
たファイバ増幅器での使用に特に適切なDCファイバと
なる。ファイバCは、これまで実現されたファイバより
100%高いFOMを有する。
Fiber C has an RDS that provides 94% slope compensation over the Lucent TrueWave RS optical fiber described above, which is a popular non-zero dispersion fiber (NZDF). Compared to the DC fiber for the complete slope compensation of NZDF at 1550 nm achieved so far, Fiber C has improved bend loss performance, which is particularly suitable for use in erbium-doped fiber amplifiers. DC fiber. Fiber C has 100% higher FOM than previously realized fibers.

【0029】半径および屈折率を適切に選択することに
よって、DCファイバの色分散特性を、波長範囲の15
30〜1610nmにおいて、高等級の負の分散、負の
分散勾配、および高い良度指数が得られるように設計す
ることができる。これらの寸法および屈折率は、以下に
要約する。便宜のために、当業界の設計技術者の中で熟
知されているため、デルタ(Δ)値および正規化Δ値を
提示する:
By appropriately selecting the radius and the refractive index, the chromatic dispersion characteristics of the DC fiber can be adjusted to 15 wavelength range.
It can be designed to obtain high grade negative dispersion, negative dispersion slope, and high figure of merit at 30-1610 nm. These dimensions and refractive indices are summarized below. For convenience, the delta (Δ) and normalized Δ values are presented as they are familiar to those skilled in the art of designing:

【表5】 [Table 5]

【0030】光学プリフォームを作るための手順の詳細
な説明は、容易に得られる。プリフォームは、モノリシ
ックであってもよく複合であってもよい。コア領域(中
心コア、トレンチ、リッジ)を備えるコアロッドおよび
内側クラッド層は、好ましくは修正化学気相反応法(M
CVD)を、または、すす(soot)化学を使用する
プロセスのうちの1つによって−−たとえば、気相外付
け法(OutsideVapor Depositio
n)または気相軸付け法(Vapor Axial D
eposition)によって形成されることが好まし
い。外側クラッドは、好ましくはコアロッドの上へ被覆
されるドーピングされていないシリカ管を備える。プリ
フォームのMCVD製作および被覆手順は、公知技術で
あり、省略し、この明細書において繰り返さないことに
する。
A detailed description of the procedure for making an optical preform is readily available. The preform may be monolithic or composite. The core rod and inner cladding layer comprising the core region (central core, trench, ridge) are preferably modified chemical vapor deposition (M
CVD) or by one of the processes using soot chemistry--eg, vapor phase external deposition (Outside Vapor Deposition).
n) or vapor phase axial method (Vapor Axial D)
Preferably, it is formed by means of the E. position). The outer cladding preferably comprises an undoped silica tube coated onto the core rod. Preform MCVD fabrication and coating procedures are well known in the art and will be omitted and will not be repeated here.

【0031】図7には光学のファイバシステム700を
開示し、そこにはあるスパンの光伝送ファイバ730、
光送信器710および受信器720が含まれる。このス
パンは、第1の所定の長さLの伝送ファイバ730
を、第2の所定の長さLのDCファイバ10に接続す
ることによって構成されている。正の分散を有する伝送
ファイバ730に、送信器710は動作波長(λop
で光を発射する。しかし、距離Lを進行したあとに、
正の分散の量が蓄積されると、そこでλopで負の分散
を有する光ファイバのDCモジュール740が導入され
る。このモジュールは、通常は、Lより短い長さL
のDCファイバ10を備えている。ある長さのDCファ
イバを付加することによって、伝送ファイバ730によ
って導入される損失と共に、付加損失が導入され、それ
は、モジュール740と関連する受信器720または増
幅器(図示せず)によって処理する必要がある。この種
のシステムの必要性は、主に1310nmで現在動作し
ている既存の光ネットワークをアップグレードし、それ
らの能力を増加するために1550nmで動作させたい
という要求によって強く認められてきた。(1310n
mで通常動作する伝送ファイバは、1550nmでは+
17ps/nm・kmの分散を有し、したがって、補償
を達成するためには、1550nmでの等しくてしかも
逆方向の量の分散を導入する必要があることに留意され
たい。)第1の例示的な実施形態において、伝送ファイ
バ730は、図3に示す分散特性を有する100kmの
標準の単一モードファイバを含む。
FIG. 7 discloses an optical fiber system 700 in which a span of optical transmission fiber 730,
An optical transmitter 710 and a receiver 720 are included. This span is the first predetermined length L x of the transmission fiber 730.
Is connected to a DC fiber 10 having a second predetermined length L y . For the transmission fiber 730 having a positive dispersion, the transmitter 710 has an operating wavelength (λ op ).
Fires light. However, after traveling the distance L x ,
Once the amount of positive dispersion has accumulated, then a fiber optic DC module 740 having a negative dispersion at λ op is introduced. This module is typically of length L y shorter than L x.
The DC fiber 10 of FIG. By adding a length of DC fiber, additional loss is introduced, along with the loss introduced by the transmission fiber 730, which needs to be handled by the receiver 720 or amplifier (not shown) associated with the module 740. is there. The need for this type of system has been strongly acknowledged mainly by the desire to upgrade existing optical networks currently operating at 1310 nm and operate at 1550 nm to increase their capacity. (1310n
The transmission fiber that normally operates at m is +
Note that we have a dispersion of 17 ps / nm · km, so we need to introduce an equal and opposite amount of dispersion at 1550 nm in order to achieve compensation. ) In a first exemplary embodiment, the transmission fiber 730 comprises a 100 km standard single mode fiber having the dispersion characteristics shown in FIG.

【0032】この第1の実施形態においては、標準の単
一モードファイバが、伝送ファイバとして使われ、分散
補償は、約9kmのDCファイバ10を含んでいるDC
モジュール740を介して達成される。その典型的分散
特性を図4に示す。100kmの伝送ファイバ730で
の減衰は、約20デシベルであり、9kmのDCファイ
バ10での減衰と関係する接続損失を合計すると、7デ
シベル未満である。本発明の好適な実施例においては、
さらにDCモジュール740は、たとえば増幅手段とし
て、エルビウムでドーピングされたファイバ増幅器(E
DFA)、または、異なる波長で光エネルギーによって
DCファイバそのものを逆励起させる(reverse
pumping)作用をするための装置を含み、それ
によって、2000年8月9日出願、Lucent T
echnologies社に譲渡された米国特許出願第
09/634,966号(A.F.Judy6)の開示
する方法で、ラマン増幅を達成する。
In this first embodiment, a standard single mode fiber is used as the transmission fiber and the dispersion compensation is a DC containing 10 nm DC fiber 10.
This is accomplished via module 740. Its typical dispersion characteristics are shown in FIG. The attenuation at 100 km of transmission fiber 730 is about 20 decibels, and the total splice loss associated with the attenuation at 9 km of DC fiber 10 is less than 7 decibels. In a preferred embodiment of the invention,
Further, the DC module 740 may include, for example, an erbium-doped fiber amplifier (E
DFA) or reverse excitation of the DC fiber itself by light energy at different wavelengths (reverse)
apparatus for performing a pumping action, thereby filed Aug. 9, 2000, Lucent T
Raman amplification is achieved with the method disclosed in US patent application Ser. No. 09 / 634,966 (A.F. Judy 6) assigned to technologies.

【0033】第2の例示的な実施形態においては、伝送
ファイバ730は、公称長さ100kmの長さのルーセ
ントテクノロジー社TrueWave RSファイバを
含む。このファイバは、上述のように、1550nmで
+4.5ps/(nm・km)の公称分散、および+
0.045ps/(nm・km)の公称勾配を有す
る。上の実施例3に対応する長さのDCファイバ10
は、スプールに巻かれて、−452ps/nmの合計分
散を有するDCモジュール740を形成する。1550
nmでDCモジュールのRDSは、0.0095nm
−1であった。接続損失を低減するために、短い中間フ
ァイバ(図示せず)がDCファイバ10および伝送ファ
イバ730の間で挿入される。伝送ファイバおよびDC
ファイバ間の、損失減少接続技術は、出願番号____
_________(Riis 1−1−2)、出願番
号_____________(Edvold 1−1
−1−3)で開示されている。伝送ファイバ730の、
1550nmでの分散等級および勾配の実際の測定値
は、それぞれ+4.5ps/(nm・km)および0.
044ps/(nm・km)であり、0.0092n
−1のRDS値になる。伝送ファイバの実際の長さ
は、96kmであり、合計分散は、458ps/nmで
ある。この第2の例示の実施形態で測定された残留分散
を図8に示す。残留分散は、C−バンドで、±0.04
ps/(nm・km)の変化しか与えないことに留意さ
れたい。
In the second exemplary embodiment, the transmission fiber 730 comprises Lucent Technology's TrueWave RS fiber with a nominal length of 100 km. This fiber has a nominal dispersion of +4.5 ps / (nm · km) at 1550 nm, and +
It has a nominal slope of 0.045 ps / (nm 2 · km). DC fiber 10 of length corresponding to Example 3 above
Is wound on a spool to form a DC module 740 with a total dispersion of -452 ps / nm. 1550
RDS of DC module in nm is 0.0095 nm
It was -1 . A short intermediate fiber (not shown) is inserted between the DC fiber 10 and the transmission fiber 730 to reduce splice losses. Transmission fiber and DC
Loss reduction connection technology between fibers is described in application number _______
______________ (Riis 1-1-2), Application No. ________________
-1-3). Of the transmission fiber 730,
Actual measurements of dispersion grade and slope at 1550 nm are +4.5 ps / (nm · km) and 0.
044ps / (nm 2 · km) and 0.0092n
It becomes an RDS value of m −1 . The actual length of the transmission fiber is 96 km and the total dispersion is 458 ps / nm. The residual dispersion measured in this second exemplary embodiment is shown in FIG. The residual dispersion is ± 0.04 for the C-band.
Note that it only gives a change of ps / (nm · km).

【0034】本発明のさまざまな特定の実施形態が図と
共に記載されたが、変更形態は本発明の範囲内で可能で
ある。たとえば、本発明のDCファイバは、標準の単一
モードファイバ以外の伝送ファイバを補償するために使
用されることができると理解される。
While various particular embodiments of the present invention have been described in conjunction with the figures, modifications are possible within the scope of the invention. For example, it is understood that the DC fibers of the present invention can be used to compensate transmission fibers other than standard single mode fibers.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】2つの保護コーティング層を有する光ファイバ
の透視図である。
FIG. 1 is a perspective view of an optical fiber having two protective coating layers.

【図2】波長の関数として、光ファイバに特有の分散の
グラフであり、その材料分散および導波路分散成分を示
す。
FIG. 2 is a graph of the dispersion characteristic of an optical fiber as a function of wavelength, showing its material dispersion and waveguide dispersion components.

【図3】標準の(非シフト)単一モード光ファイバの分
散特性のグラフである。
FIG. 3 is a graph of dispersion characteristics of a standard (unshifted) single mode optical fiber.

【図4】DCファイバの本発明による代表的な分散特性
のグラフである。
FIG. 4 is a graph of an exemplary dispersion characteristic of a DC fiber according to the present invention.

【図5】さまざまの屈折率材料のいくつかの層を示すコ
ーティングされていない光ファイバの横断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of an uncoated optical fiber showing several layers of various index materials.

【図6】本発明によるDCファイバの屈折率プロファイ
ルを示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a refractive index profile of a DC fiber according to the present invention.

【図7】本発明によるある長さのDCファイバに接合さ
れている伝送ファイバを含む光伝送システムを開示す
る。
FIG. 7 discloses an optical transmission system including a transmission fiber spliced to a length of DC fiber according to the present invention.

【図8】NZDF伝送ファイバが本発明によるDCファ
イバによって補償されるときに、図7の本光伝送システ
ムにおいて測定された残留の分散を示すグラフである。
8 is a graph showing the residual dispersion measured in the present optical transmission system of FIG. 7 when the NZDF transmission fiber is compensated by the DC fiber according to the present invention.

【図9】波長の関数として知られている伝送ファイバお
よび2つの異なるDCファイバの色分散を示すグラフで
ある。
FIG. 9 is a graph showing the chromatic dispersion of a transmission fiber and two different DC fibers known as a function of wavelength.

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成14年9月10日(2002.9.1
0)
[Submission date] September 10, 2002 (2002.9.1)
0)

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Name of item to be amended] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【特許請求の範囲】[Claims]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クアン ングイ トロン リ デンマーク国 デーケー−2630 タストラ ップ,3テーヴィ,ターストラップガード スヴェイ 89 Fターム(参考) 2H050 AB04Y AB05X AB08Y AB10X AB10Y AB20X AB20Y AC09 AC15 AC28 AC73 AC76 AD00   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Kuang Nguyen Tronri             Denmark DK-2630 Tastra             Up, 3 Tevi, Tarstrap Guard             Svey 89 F-term (reference) 2H050 AB04Y AB05X AB08Y AB10X                       AB10Y AB20X AB20Y AC09                       AC15 AC28 AC73 AC76 AD00

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1550nmでの放射の基本モードだけ
をサポートするように設計されたある長さの分散−補償
(DC)光ファイバ[10]を備える物品であって、 DCファイバは石英ガラスから作られており、かつ公称
屈折率nを有するクラッド領域[52]によって囲ま
れたコア領域[51]を含む屈折率プロファイルを有
し、 コア領域は、 公称屈折率nを有する中心コア[511]と、 中心コアを囲み、公称屈折率nを有する「トレンチ」
[512]と、 トレンチを囲み、公称屈折率nを有する「リッジ」
[513]とを含み、 0.015<n−n<0.035、 −0.012<n−n<−0.006、および 0.002の<n−n<0.015 であることを特徴とする物品。
1. An article comprising a length of dispersion-compensating (DC) optical fiber [10] designed to support only the fundamental mode of radiation at 1550 nm, the DC fiber being made from fused silica. And has a refractive index profile that includes a core region [51] surrounded by a cladding region [52] having a nominal refractive index n 4 , the core region having a nominal refractive index n 1 [511] ], And a "trench" surrounding the central core and having a nominal index of refraction n 2.
[512] and a "ridge" surrounding the trench and having a nominal index of refraction n 3.
[513] and 0.015 <n 1 −n 4 <0.035, −0.012 <n 2 −n 4 <−0.006, and 0.002 <n 3 −n 4 <0. An article characterized by being 0.15.
【請求項2】 請求項1に記載した物品であって、コア
領域[51]が以下の寸法、すなわち 中心コア半径=1.5±0.5μm トレンチ幅=3.5±1.0μm、および リッジ幅=2.0±1.0μm を備えることを特徴とする物品。
2. Article according to claim 1, wherein the core region [51] has the following dimensions: central core radius = 1.5 ± 0.5 μm trench width = 3.5 ± 1.0 μm, and An article having a ridge width = 2.0 ± 1.0 μm.
【請求項3】 請求項2に記載した物品であって、 さらにリッジ[513]と外側クラッド[522]の間
に配置された堆積したクラッド材料[521]の環状リ
ングを含み、 前記堆積したクラッドが、少なくとも1.0ミクロンの
幅、および実質的にn に等しい屈折率を有することを
特徴とする物品。
3. The article according to claim 2, wherein: Furthermore, between the ridge [513] and the outer cladding [522]
An annular ring of deposited cladding material [521] located at
Including The deposited cladding is at least 1.0 micron
Width, and substantially n FourTo have a refractive index equal to
Characterized articles.
【請求項4】 請求項1に記載した物品であって、 屈折率プロファイルが、1550nmでの分散に対する
分散勾配の比が、0.01nm−1にほぼ等しい相対分
散勾配(RDS)を形成するように選択されることを特
徴とする物品。
4. The article of claim 1, wherein the refractive index profile forms a relative dispersion slope (RDS) such that the ratio of dispersion slope to dispersion at 1550 nm is approximately equal to 0.01 nm −1. An article characterized by being selected for.
【請求項5】 請求項1に記載した物品であって、 DCファイバ[10]は、挿入損失と、負の勾配および
1550nmで−100のps/(nm・km)より負
である全体的な分散とを有する分散特性[400]を与
える屈折率プロファイルとを有し、 1550nmでの挿入損失に対する分散の比が、絶対等
級が、300ps/(nm・dB)を上回る良度指数
(FOM)をなすことを特徴とする物品。
5. The article according to claim 1, wherein the DC fiber [10] has an insertion loss and a negative slope and an overall negative of more than −100 ps / (nm · km) at 1550 nm. And a refractive index profile that gives a dispersion characteristic [400] having a dispersion and a ratio of the dispersion to the insertion loss at 1550 nm has a figure of merit (FOM) of which absolute magnitude exceeds 300 ps / (nm. Articles characterized by eggplant.
【請求項6】 請求項1に記載した物品であって、 DCファイバ[10]が、挿入損失と、負の勾配および
1550nmで−200のps/(nm・km)より負
である全体的な分散を有する分散特性を与える屈折率プ
ロファイルとを有し、 1550nmでの挿入損失に対する分散の比が、絶対等
級が、200ps/(nm・dB)を上回る良度指数
(FOM)をなすことを特徴とする物品。
6. Article according to claim 1, wherein the DC fiber [10] is negative than insertion loss and negative slope and ps / (nm · km) of −200 at 1550 nm. A refractive index profile giving dispersion characteristics having dispersion, wherein the ratio of dispersion to insertion loss at 1550 nm has a figure of merit (FOM) of which absolute magnitude exceeds 200 ps / (nm · dB). Articles to be.
【請求項7】 請求項1に記載した物品であって、 DCファイバ[10]が、挿入損失と、負の勾配および
1550nmで−120のps/(nm・km)より負
である全体的な分散を有する分散特性[400]を与え
る屈折率プロファイルを有し、 1550nmでの挿入損失に対する分散の比が、絶対等
級が、240ps/(nm・dB)を上回る良度指数
(FOM)をなすことを特徴とする物品。
7. Article according to claim 1, wherein the DC fiber [10] is negative than insertion loss and negative slope and ps / (nm · km) of −120 at 1550 nm. Have a refractive index profile that gives a dispersion characteristic [400] with dispersion, and the ratio of dispersion to insertion loss at 1550 nm has a figure of merit (FOM) with an absolute magnitude of greater than 240 ps / (nm · dB). An article characterized by.
【請求項8】 請求項1に記載した物品であって、中心
コア[511]が、公称屈折率nを達成するために、
GeOの適切な量でドーピングされたSiOを含
み、中心コアを囲むトレンチ[512]が、公称屈折率
n2を達成するために、GeOおよびFの適切な量で
ドーピングされたSiOを含み、トレンチを囲むリッ
ジ[513]が、公称屈折率nを達成するために、G
eOおよびFの適切な量でドーピングされたSiO
を含むことを特徴とする物品。
8. The article according to claim 1, wherein the central core [511] achieves a nominal refractive index n 1 .
A trench [512] containing SiO 2 doped with an appropriate amount of GeO 2 and surrounding the central core is doped SiO 2 with an appropriate amount of GeO 2 and F to achieve a nominal index of refraction n 2 . A ridge [513] that includes and surrounds the trench is G to achieve a nominal index of refraction n 3.
SiO 2 doped with appropriate amounts of eO 2 and F
An article comprising:
【請求項9】 請求項8に記載した物品であって、 クラッド領域[52]が、石英ガラスの内側層および外
側層[521、522]を含み、 内側層[521]は、リッジ[513]に隣接してお
り、PおよびFでドーピングされたSiOを含
むことを特徴とする物品。
9. The article according to claim 8, wherein the cladding region [52] comprises inner and outer layers of silica glass [521,522], the inner layer [521] being a ridge [513]. An article adjacent to and comprising SiO 2 doped with P 2 O 5 and F.
【請求項10】 請求項1に記載した物品であって、 ある長さのDCファイバ[10]が、モジュール[74
0]内に格納され、1530〜1610nmの範囲内の
波長λopで動作する光伝送システム[700]内に配
置され、 伝送システムは、送信器[710]、受信器[72
0]、λopで正の分散および正の分散勾配を有するあ
る長さの単一モード伝送ファイバ[730])を含み、 前記伝送ファイバと前記DCファイバが、送信器と受信
器の間に直列に接続されていることを特徴とする物品。
10. The article of claim 1, wherein the length of DC fiber [10] is a module [74].
0] and is located in an optical transmission system [700] operating at a wavelength λ op in the range 1530 to 1610 nm, the transmission system comprising a transmitter [710], a receiver [72].
0], a length of single mode transmission fiber [730]) having a positive dispersion and a positive dispersion slope at λ op , the transmission fiber and the DC fiber being in series between a transmitter and a receiver. An article characterized by being connected to.
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