光纤及其制造方法

摘要

光纤具备芯体和包围芯体的外周的包层，具有用Δ(r)表示相对于距芯体的中心的距离r的相对折射率差的折射率分布，下述的公式所表示的A的值在0.3％·μm以下，(其中，r的单位是μm，相对折射率差Δ(r)的单位是％，Δref(r)＝－0.064r+0.494，MFD1.31是波长1.31μm时的模场直径。)。

权利要求

1.一种光纤，其中，

具备芯体和包围所述芯体的外周的包层，

所述包层具有与所述芯体的外周侧邻接的内包层部和形成在所述内包层部的外周侧的外包层部，具有用Δ(r)表示相对于距所述芯体的中心的距离r的相对折射率差的折射率分布，用[式1]表示的A的值在0.3％·μm以下，其中，r的单位是μm，相对折射率差Δ(r)的单位是％，Δref(r)＝－0.064r+0.494，MFD1.31是波长1.31μm时的模场直径，将所述内包层部的最小折射率设为Δ2min，并将所述外包层部的折射率设为Δ3，则下述式成立，

0.01％＜|Δ2min－Δ3|＜0.03％所述芯体的外周半径r1与所述内包层部的外周半径r2之比r1/r2在下述式所示的范围内，

0.2≤r1/r2≤0.5。

2.根据权利要求1所述的光纤，其中，

波长1.31μm时的模场直径MFD1.31在8.93μm以上9.4μm以下。

3.根据权利要求1或2所述的光纤，其中，芯体整体中的最大相对折射率差Δmax与距芯体的中心的距离r在1μm以下的范围内的最大相对折射率差Δc相等。

4.根据权利要求1或2所述的光纤，其中，芯体整体中的最大相对折射率差Δmax比0.39％大。

5.根据权利要求1或2所述的光纤，其中，芯体整体中的最大相对折射率差Δmax比0.50％小。

6.根据权利要求1或2所述的光纤，其中，光缆截止波长λcc在1260nm以下。

7.根据权利要求1或2所述的光纤，其中，光缆截止波长λcc在1170nm以上。

8.根据权利要求1或2所述的光纤，其中，用波长1.31μm时的模场直径MFD1.31与光缆截止波长λcc之比即MFD1.31/λcc表示的MAC值在7.38以上7.7以下。

9.一种光纤的制造方法，是具有用Δ(r)表示相对于距芯体的中心的距离r的相对折射率差的折射率分布的、权利要求1～8中任意一项所述的光纤的制造方法，其中，具有计算用[式2]表示的A的值的工序、和确认所述A的值在0.3％·μm以下的工序，其中，r的单位是μm，相对折射率差Δ(r)的单位是％，Δref(r)＝－0.064r+0.494，MFD1.31是波长1.31μm时的模场直径。

说明书

光纤及其制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及具有低弯曲损耗的光纤及其制造方法。

[0002] 本申请基于在2014年9月26日申请的日本专利申请2014－195937号以及日本专利申请2014－195938号以及在2014年12月10日申请的2014－249846号来主张优先权，并在此引用其内容。

背景技术

[0003] 具有低弯曲损耗的光纤(低弯曲损耗光纤)特别是为了向办公室、家庭等导入光纤的FTTH(Fiber To The Home：光纤入户)而被需要。例如在大厦、住宅内布线光纤时，存在产生小弯曲的可能性。另外，布线后剩余的长度的部分(余长部)缠绕成规定半径以上来进行收纳，但通过将余长部弯曲成较小，能够缩减收纳空间。因此，即使产生小弯曲而损耗也不增加的、所谓的降低了弯曲损耗(宏弯损耗)的光纤变得重要。在住宅内布线用的光纤中，与连结基站和用户住宅的光纤的连接损耗较小，所以也要求低成本。连结基站与用户住宅的光纤的距离较长，所以使用通用的单模(SM)光纤。

[0004] 作为依照作为标准单模光纤(S－SMF)的标准的ITU－T Recommendation G.652并与标准单模光纤相比弯曲损耗降低了的光纤的标准，有ITU－T Recommendation G.657。

[0005] 到目前为止，为了得到低弯曲损耗光纤，例如，提出了减小模场直径(MFD)(例如参照专利文献1、2以及非专利文献1)、在芯体的周围设置沟道(低折射率部)(例如参照专利文献3～5)以及使芯体的折射率分布为α乘方分布(渐变折射率型)(例如参照专利文献4、6)等。

[0006] 专利文献1：日本专利第4268115号公报

[0007] 专利文献2：国际公开第2006/016572号公报

[0008] 专利文献3：日本特开2013－88818号公报

[0009] 专利文献4：美国专利第8428411号说明书

[0010] 专利文献5：日本特开昭63－43107号公报

[0011] 专利文献6：美国专利第8588569号说明书

[0012] 非专利文献1：K.Okamoto and T.Okoshi“, Computer-aided synthesis of the optimum refractive index profile for a multimode fiber,”IEEE Trans.Microwave Theory Tech.,vol.MTT-25,pp.213-221,1976

[0013] 如专利文献1的图2所示，若减小MFD，则与通用SM光纤的连接损耗增加。因此，优选与通用SM光纤同等的MFD(波长1.31μm时为9.2μm左右)。

[0014] 在芯体的周围设置了沟道的情况下，能够不减小MFD来实现低弯曲损耗。但是，在通过外部方法(OVD法)、低折射率玻璃(例如石英管)的夹套等来制作沟道的情况下，光纤的制造工序增加。虽然也能够利用内部方法(CVD法)一并制作从芯体部到沟道部，但能够供制作的母材尺寸较小，能够从一个母材通过纺织而制造的光纤较短。

[0015] 作为结果，无论哪一个方法，制造成本都增大。

[0016] 根据以上的考察，期望低弯曲损耗光纤在维持与通用光纤同等的MFD的状态下，具有由芯体以及包层构成的单峰型的折射率分布。到目前为止，已知通过使芯体的折射率分布为α乘方分布，来降低弯曲损耗。因此，期望具有与α乘方分布相比弯曲损耗较小的芯体折射率分布的光纤。另外，在芯体的周围设置了沟道的情况下，也期望具有与α乘方分布相比弯曲损耗较小的芯体折射率分布的光纤。

发明内容

[0017] 本发明是鉴于上述情况而完成的，提供具有与α乘方分布相比弯曲损耗较小的芯体折射率分布的光纤及其制造方法。

[0018] 本发明的第一方式的光纤具备芯体和包围芯体的外周的包层，具有用Δ(r)表示相对于距芯体的中心的距离r的相对折射率差的折射率分布，

[0019] 用[式1]

[0020]

[0021] 表示的A的值在0.3％·μm以下，(其中，r的单位是μm，相对折射率差Δ(r)的单位是％，Δref(r)＝－0.064r+0.494，MFD1.31是波长1.31μm时的模场直径。)。

[0022] 本发明的第二方式优选在上述第一方式的光纤中，波长1.31μm时的模场直径MFD1.31在8.93μm以上9.4μm以下。

[0023] 本发明的第三方式优选在上述第一或第二方式的光纤中，芯体整体中的最大相对折射率差Δmax与距芯体的中心的距离r在1μm以下的范围内的最大相对折射率差Δc相等。

[0024] 本发明的第四方式优选在上述第一～第三方式中的任意一个方式的光纤中，芯体整体中的最大相对折射率差Δmax比0.39％大。

[0025] 本发明的第五方式优选在上述第一～第四方式中的任意一个方式的光纤中，芯体整体中的最大相对折射率差Δmax比0.50％小。

[0026] 本发明的第六方式优选在上述第一～第五方式中的任意一个方式的光纤中，光缆截止波长λcc在1260nm以下。

[0027] 本发明的第七方式优选在上述第一～第六方式中的任意一个方式的光纤中，光缆截止波长λcc在1170nm以上。

[0028] 本发明的第八方式优选在上述第一～第七方式中的任意一个方式的光纤中，用波长1.31μm时的模场直径MFD1.31与光缆截止波长λcc之比即MFD1.31/λcc表示的MAC值在7.38以上7.7以下。

[0029] 本发明的第九方式是上述第一～第八方式中的任意一个方式的光纤的制造方法，具有用Δ(r)表示相对于距芯体的中心的距离r的相对折射率差的折射率分布，具有计算用[式2]

[0030]

[0031] 表示的上述A的值的工序、和确认上述A的值在0.3％·μm以下的工序，(其中，r的单位是μm，相对折射率差Δ(r)的单位是％，Δref(r)＝－0.064r+0.494，MFD1.31是波长1.31μm时的模场直径。)。

[0032] 根据上述本发明的方式，能够得到越接近芯体的中心部而相对折射率差越高且容易将光封闭在芯体的中心的光纤，能够降低在光纤产生弯曲时的损耗。

附图说明

[0033] 图1是示意性地表示本发明的第一实施方式所涉及的光纤的剖视图。

[0034] 图2是表示第一实施方式的实施例中的A的值与弯曲损耗之间的关系的曲线图。

[0035] 图3是表示例1的光纤的折射率分布的曲线图。

[0036] 图4是表示例2的光纤的折射率分布的曲线图。

[0037] 图5是表示例3的光纤的折射率分布的曲线图。

[0038] 图6是表示例4的光纤的折射率分布的曲线图。

[0039] 图7是表示例5的光纤的折射率分布的曲线图。

[0040] 图8是表示例6的光纤的折射率分布的曲线图。

[0041] 图9是表示例7的光纤的折射率分布的曲线图。

[0042] 图10是表示例8的光纤的折射率分布的曲线图。

[0043] 图11是表示例9的光纤的折射率分布的曲线图。

[0044] 图12是示意性地表示本发明的第一实施方式所涉及的光纤的折射率分布的图。

[0045] 图13A是示意性地表示模拟所使用的折射率分布的图。

[0046] 图13B是示意性地表示模拟所使用的折射率分布的图。

[0047] 图13C是示意性地表示模拟所使用的折射率分布的图。

[0048] 图14A是表示弯曲损耗的计算结果的图。

[0049] 图14B是表示弯曲损耗的计算结果的图。

[0050] 图14C是表示弯曲损耗的计算结果的图。

[0051] 图15是表示基准折射率分布中的标准化后的电场强度分布的图。

[0052] 图16是示意性地表示第二实施方式所涉及的光纤的剖视图。

[0053] 图17是示意性地表示上图所示的光纤的折射率分布的图。

[0054] 图18是示意性地表示第三实施方式所涉及的光纤的剖视图。

[0055] 图19是示意性地表示上图所示的光纤的折射率分布的图。

[0056] 图20是示意性地表示第四实施方式所涉及的光纤的剖视图。

[0057] 图21是示意性地表示上图所示的光纤的折射率分布的图。

[0058] 图22是示意性地表示其它实施方式所涉及的光纤的折射率分布的图。

具体实施方式

[0059] (第一实施方式)

[0060] 以下，对本发明的优选的第一实施方式进行说明。

[0061] 如图1所示，本实施方式的光纤5具有被设置在光纤5的中心部的芯体1和包围芯体1的外周的包层4。包层4一般来说相对于芯体1为同心状，但包层4与芯体1也能够在允许范围内偏心。

[0062] 芯体的折射率分布作为相对于距芯体的中心的距离r的相对折射率差Δ的函数，用Δ(r)表示。距离r非负(r≥0)。芯体的相对折射率差Δ是指以包层的折射率为基准的相对折射率差。在包层中，相对折射率差为0。在本实施方式中，作为为了得到低弯曲损耗光纤的条件，确定由以下的公式(A的定义式)定义的A的值的范围。后述定义式的导出。

[0063] [式3]

[0064]

[0065] 其中，r的单位是μm，相对折射率差Δ(r)的单位是％。Δref(r)＝－0.064r+0.494。MFD1.31是波长1.31μm时的模场直径。

[0066] 在SM光纤中，MFD虽然并不必须与芯体径(直径)相等，但一般来说与芯体径同等程度。这样一来，0.5MFD1.31几乎与芯体半径相等，所以r≤0.44MFD1.31的区域表示芯体的大部分(除了周边部之外。)。r≤0.22MFD1.31的区域表示芯体的中心部。

[0067] 上述A的定义式包含0≤r≤0.22MFD1.31的区间上的定积分(第一定积分)和0.22MFD1.31≤r≤0.44MFD1.31的区间上的定积分(第二定积分)。第一定积分和第二定积分的积分区间的宽度(0.22MFD1.31)相等，被积分函数(Δ(r)－Δref(r))也相同，但符号相反，对A的贡献不同。其结果是，越接近芯体的中心部相对折射率差越高的折射率分布有A的值变小的趋势。

[0068] 因此，优选A的值在0.3％·μm以下。由此，能够得到容易将光封闭在芯体的中心的光纤，能够降低在光纤产生了弯曲时的损耗。更优选A的值在0.2％·μm以下，进一步优选在0.1％·μm以下。

[0069] 上述A的定义式中的Δref(r)表示在上述A的定义式中参照的折射率分布(参照折射率分布)。在本实施方式中，Δref(r)由r的一次式表示。具体而言，如上述那样，Δref(r)＝－0.064r+0.494。在芯体的折射率分布与参照折射率分布Δref(r)相同地用Δ(r)＝－0.064r+0.494表示的情况下，上述A的定义式中的被积分函数(Δ(r)－Δref(r))恒等为0，所以A的值也为0。A的值例如也可以在0％·μm以上、－0.01％·μm以上、－0.02％·μm以上、－0.03％·μm以上、－0.05％·μm以上、－0.1％·μm以上、－0.2％·μm以上、－
0.3％·μm以上等。

[0070] 本实施方式的光纤的制造方法具有使用上述A的定义式计算A的值的工序、和确认A的值在规定的范围内(例如0.3％·μm以下)的工序。该A的计算工序以及确认工序能够相对于在光纤的制造时进行的一系列的工序、例如设计光纤的折射率分布的工序、制造具有上述折射率分布的光纤母材的工序以及从上述光纤母材纺织光纤的工序等，不管前后而在任意的阶段进行。

[0071] 本实施方式的光纤能够通过在利用轴向方法(VAD法)、外部方法(OVD法)、内部方法(CVD法)等公知的母材制作方法制作光纤母材之后从光纤母材纺织光纤来制造。作为光纤母材的制作方法的一个例子，能够列举利用OVD法或者CVD法制作至少构成芯体的玻璃，并进一步通过二氧化硅(SiO2)玻璃的堆积、石英管的夹套等制作剩余的玻璃部分。更具体而言，能够列举利用VAD法制作芯体的全部或者芯体的全部和包层的一部分，并利用OVD法制造包层的剩余部分的方法。利用OVD法或者CVD法制作的部分可以仅是构成芯体的玻璃(一部分或者全部)，也可以除此之外还包含构成包层的玻璃的一部分。光纤的尺寸并不特别限定，但例如作为包层径能够列举125μm、80μm等。也可以在纺织后的光纤，在包层的外周层叠一层或者两层以上的树脂等覆盖层。

[0072] 为了抑制与多用为连结基站与用户住宅的光纤的通用SM光纤的连接损耗，优选具有与通用SM光纤同等程度的MFD。例如，作为波长1.31μm时的模场直径MFD1.31，优选为9.2μm左右。具体而言，优选MFD1.31为9.2μm±0.2μm或者在8.93μm以上9.4μm以下。

[0073] 优选芯体的折射率分布是在芯体直径的范围内仅具有一个峰值的单峰型。这里，单峰型是指芯体的相对折射率差为最大值的点在芯体直径的范围内仅为一点。芯体直径的范围以芯体中心为0，不仅包含半径上的坐标值为正的一侧，也包含半径上的坐标值为负的一侧。若芯体的折射率分布为同心状，则在芯体中心相对折射率差为最大值。因此，优选芯体整体中的最大相对折射率差Δmax与距芯体的中心的距离r在1μm以下的范围内的最大相对折射率差Δc相等。

[0074] 在光纤中为了将光封闭在芯体，与包层相比芯体的折射率较高即可，但若相对折射率差过小，则光的封闭变弱。因此，优选芯体整体中的最大相对折射率差Δmax比0.39％大。相反，若相对折射率差过大，则掺杂剂的需要量增加，从而成本增加。因此，优选芯体整体中的最大相对折射率差Δmax比0.50％小。

[0075] 在光纤不容易受到弯曲损耗的影响的情况下，光纤进行单模传播的波长范围的下限值亦即截止波长较短，单模传播的波长范围扩大。因此，优选光纤的光缆截止波长λcc(即22m的截止波长λc22m)在1260nm以下。λcc在1170nm以上即可。并且，更优选用波长1.31μm时的模场直径MFD1.31与光缆截止波长λcc之比(MFD1.31/λcc)表示的MAC值在7.38以上7.7以下。

[0076] 以上，基于优选的实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种改变。

[0077] 石英系光纤的制造所使用的掺杂剂能够列举锗(Ge)、磷(P)、氟(F)、硼(B)、铝(Al)等。也可以使用两种以上的掺杂剂。作为芯体以及包层的组成的一个例子，能够列举芯体材料为Ge添加二氧化硅，包层材料为纯二氧化硅。

[0078] 以上，对本发明的第一实施方式进行了说明，但这些是本发明的例示，在不脱离本发明的范围内能够进行追加、省略、置换以及其它的变更。

[0079] 实施例

[0080] 以下，基于实施例对本发明进行具体说明。

[0081] (定义式的导出)

[0082] 首先，为了确认芯体形状及弯曲损耗的关系，利用芯体形状不同、但光缆截止波长λcc、波长1.31μm的MFD恒定的折射率分布实施了模拟。以芯体径r1、芯体中心部的相对折射率差Δc、半径r1上的相对折射率差Δ(r1)为变量来调整特性(图12)。

[0083] 使用的折射率分布如图13A～图13C所示。图13A～图13C各自的(λcc[μm]/MFD[μm])依次为(1.20/9.00)、(1.23/9.15)、(1.26/9.3)。此外，为了使色散值依照ITU－T G.652.D标准，通过使包层部具有若干的低折射率部(降低部)来根据折射率分布进行调整。

[0084] 这些折射率分布中的弯曲损耗的计算结果如图14A～图14C所示。根据这些结果可知芯体中心部的相对折射率差越大(或者芯体形状的斜率Δ(r1)/Δc越小)，弯曲损耗越小。

[0085] 然而，在实际的分布图中产生偏差，难以使用芯体中心部的相对折射率差、斜率来表示。因此，发现了根据在模拟中与弯曲损耗最小的折射率分布(基准折射率分布)的偏差，来表现与弯曲损耗的关系。基准折射率分布为rl＝5.45μm、Δc＝0.494％、Δ(rl)＝0.145％、(Δ(r)＝0.064r+0.494(r≤5.45))，使用该基准折射率分布如下述那样表示偏差。

[0086] [式4]

[0087]

[0088] (其中，r的单位是μm，相对折射率差Δ(r)的单位是％，Δref(r)＝－0.064r+0.494，MFD1.31是波长1.31μm时的模场直径。)

[0089] 图15示出基准折射率分布中的标准化后的电场强度分布。标准化后的电场强度为0.5的半径大致在0.44×MFD＝β的位置，该情况下是4μm。考虑芯体中心的光的封闭对弯曲损耗造成影响，以与该β相比靠内侧的形状表现偏差。另外，在该范围内，也对内周部(0＜r＜α＝β/12)·外侧(α＝β/12＜r＜β)进行加权。

[0090] (光纤的制作)

[0091] 制作具有芯体部以及设置在其周围的包层部的光纤。光纤通过对光纤母材进行拉丝(纺织)来制造。光纤母材通过在以VAD法或者CVD法制作由芯体的全部和包层的一部分构成的芯体部件之后，以OVD法在芯体部件的周围形成剩余的包层部的方法来制造。在例1～8中利用VAD法制作芯体母材，在例9中利用CVD法制作芯体母材。

[0092] 以相对于半径[μm]的相对折射率差Δ表示得到的光纤的折射率分布。例1～9的光纤的折射率分布的形状分别如图3～11所示。这些曲线图中，将芯体中心设为0[μm]，半径[μm]能够取正负任意的值。A的定义式中的距芯体的中心的距离r[μm]是半径[μm]的绝对值，取0或者正的值。

[0093] 表1示出例1～9的光纤的各参数。

[0094] [表1]

[0095]

[0096] Δmax是芯体整体中的最大的相对折射率差[％]。Δc是距芯体的中心的距离r在1μm以下的范围内(换句话说，－1μm≤半径≤1μm)的最大的相对折射率差[％]。r1是芯体的半径[μm]。距芯体的中心的距离r比芯体半径r1大的区域是包层，包层中的相对折射率差为0。Δmin是芯体整体中的最小的相对折射率差[％]。

[0097] λcc是光缆截止波长[μm]。MFD1.31是波长1.31μm时的模场直径[μm]。MAC表示用MFD1.31/λcc表示的比的值。弯曲损耗是弯曲半径15mm、波长1.55μm时的弯曲损耗[dB/10turn(匝)]。

[0098] 例1～9的光纤具有依照ITU－T G.652.D标准的特性。在该标准中，规定为：MFD1.31为8.6～9.5μm、包层径为125.0±1μm、芯体偏心量在0.6μm以下、包层非圆率在1.0％以下、光缆截止波长在1260nm以下、宏弯损耗(波长1625nm、半径30mm、100匝)在0.1dB以下、零色散波长λ0在1300nm以上1324nm以下、零色散斜率系数S0在0.092ps/nm2×km以下。

[0099] 根据上述A的定义式，计算A[％·μm]的值。例1～9中的A的值与弯曲损耗(波长1.55μm、半径15mm、10匝)之间的关系如图1的曲线图所示。发现了随着A的值变小，弯曲损耗为较小的值的趋势。在表1中，符合A≤0.3％·μm的是例1～6以及例9。

[0100] 图1的虚线表示对α乘方折射率分布(α＝3)的光纤求出的弯曲损耗的值。在α乘方折射率分布(α＝3)的光纤中，弯曲损耗为0.034dB/10turn，模场直径MFD1.31为9.2μm，光缆截止波长λcc为1.20μm。根据这些结果，可知通过使A的值在0.3％·μm以下，能够得到与α乘方折射率分布(α＝3)的光纤相比低弯曲损耗的光纤。

[0101] (第二实施方式)

[0102] 在上述实施方式中，对光纤5具有芯体1和包层4的方式进行了说明，但包层4也可以具有以下的构成。

[0103] 图16表示本发明的第二实施方式所涉及的光纤10的概略结构。

[0104] 光纤10具有配置在中心部的芯体1和在芯体1的外周侧与芯体1同心状地设置的包层4。

[0105] 包层4至少具有与芯体1的外周侧邻接的内包层部2和形成在内包层部2的外周侧的外包层部3。

[0106] 图17示意性地示出光纤10的折射率分布。

[0107] 将芯体1的折射率设为Δ1，最大折射率设为Δ1max。

[0108] 将内包层部2的折射率设为Δ2，最小折射率设为Δ2min。

[0109] 将外包层部3的折射率设为Δ3。

[0110] 芯体1的最大折射率Δ1max是在从芯体1的中心到外周的径向范围内最大的芯体1的折射率。在图17所示的折射率分布中，芯体1的折射率Δ1不管径向位置如何而恒定，所以折射率Δ1在整个范围与最大折射率Δ1max相等。

[0111] 内包层部2的最小折射率Δ2min是在从内包层部2的内周到外周的径向范围内最小的内包层部2的折射率。在图17所示的折射率分布中，内包层部2的折射率Δ2不管径向位置如何而恒定，所以折射率Δ2在整个范围与最小折射率Δ2min相等。

[0112] 在光纤10中，以下的式(11)成立。

[0113] Δ1max＞Δ2min，并且Δ1max＞Δ3…(11)

[0114] 如式(11)所示，芯体1的最大折射率Δ1max被设定为比内包层部2的最小折射率Δ2min以及外包层部3的折射率Δ3大。

[0115] 另外，在光纤10中，内包层部2的最小折射率Δ2min被设定为比外包层部3的折射率Δ3小。

[0116] 在光纤10中，以下的式(12)也成立。

[0117] 0.01％＜|Δ2min－Δ3|＜0.03％…(12)

[0118] 式(12)表示内包层部2的最小折射率Δ2min与外包层部3的折射率Δ3之差的绝对值超过0.01％，并且小于0.03％。

[0119] 若Δ2min与Δ3之差的绝对值过小，则有不能够充分地降低弯曲损耗的担心。另一方面，若Δ2min与Δ3之差的绝对值过大，则模场直径较小，有与其它的光纤(例如通常的单模光纤(S－SMF))连接时的连接损耗较大的担心。

[0120] 在光纤10中，通过使Δ2min与Δ3之差的绝对值为超过0.01％的范围，能够降低弯曲损耗。另外，通过使Δ2min与Δ3之差的绝对值小于0.03％，能够使模场直径(MFD)合理化，将与其它的光纤连接时的连接损耗抑制得较低。

[0121] 在第一实施方式的光纤10中，关于Δ1max、Δ2min以及Δ3的大小关系，以下的式(11A)成立。

[0122] Δ1max＞Δ3＞Δ2min…(11A)

[0123] 如式(11A)所示，芯体1的最大折射率Δ1max被设定为比外包层部3的折射率Δ3大。

[0124] 外包层部3的折射率Δ3被设定为比内包层部2的最小折射率Δ2min大。

[0125] 由于Δ3比Δ2min大，所以上述的式(12)能够如以下那样记载。

[0126] 0.01％＜(Δ3－Δ2min)＜0.03％…(12A)

[0127] 式(12A)表示外包层部3的折射率Δ3与内包层部2的最小折射率Δ2min之差超过0.01％，并且小于0.03％。

[0128] 分别将芯体1、内包层部2以及外包层部3的外周半径设为r1、r2、r3。

[0129] 芯体1、内包层部2以及外包层部3的外周半径r1～r3之间有以下的式(13)所示的关系。

[0130] r1＜r2＜r3…(13)

[0131] 芯体1的外周半径r1与内包层部2的外周半径r2之比r1/r2在以下的式(14)所示的范围内。

[0132] 0.2≤r1/r2≤0.5…(14)

[0133] 若r1/r2过小，则模场直径较小，有与其它的光纤(例如S－SMF)连接时的连接损耗较大的担心。另一方面，若r1/r2过大，则有弯曲损耗增大的担心。

[0134] 在光纤10中，通过使r1/r2在0.2以上，能够使模场直径合理化，将与其它的光纤连接时的连接损耗抑制得较低。通过使r1/r2在0.5以下，能够降低弯曲损耗。

[0135] 光纤10的光缆截止波长λcc在1260nm以下。即，以下的式(15)成立。

[0136] λcc≤1260nm…(15)

[0137] 由此，能够满足ITU－T Recommendation G.652的规定。

[0138] 截止波长λcc例如能够通过ITU－T Recommendation G.650所记载的测定法进行测定。

[0139] 光纤10通过上述的折射率以及外周半径的调整，设定为波长1310nm时的模场直径(MFD)在8.6μm以上且在9.5μm以下。即，以下的式(16)成立。

[0140] 8.6μm≤MFD≤9.5μm…(16)

[0141] 通过使模场直径在该范围内，能够将与其它的光纤(例如S－SMF)连接时的连接损耗抑制得较低。

[0142] 光纤10通过使模场直径在该范围内，从而满足ITU－T G.652的规定。

[0143] 优选光纤10在缠绕于直径15mm的圆筒形的心棒十圈时的波长1550nm时的损耗增加在0.25dB以下。

[0144] 另外，优选在缠绕于直径15mm的圆筒形的心棒十圈时的波长1625nm时的损耗增加在1.0dB以下。

[0145] 芯体1例如能够由通过添加锗(Ge)等掺杂剂而提高了折射率的二氧化硅玻璃构成。

[0146] 内包层部2例如能够由通过添加氟(F)等掺杂剂而降低了折射率的二氧化硅玻璃构成。内包层部2例如也可以由通过添加氯(Cl)等掺杂剂而提高了折射率的二氧化硅玻璃构成。

[0147] 外包层部3例如能够由纯二氧化硅玻璃构成。外包层部3也可以通过添加掺杂剂(例如Ge、F等)来调整折射率。

[0148] 构成光纤10的各层能够通过MCVD法、PCVD法、VAD法、OVD法等公知的方法或者这些方法的组合来形成。

[0149] 例如，在采用MCVD法的情况下，能够如以下那样制作光纤母材。

[0150] 在构成外包层部3的二氧化硅玻璃管(例如由纯二氧化硅玻璃构成的玻璃管)的内侧，例如使用包含氟(F)等掺杂剂的原材料，形成构成内包层部2的玻璃沉积层。内包层部2的折射率能够通过掺杂剂的添加量来进行调整。

[0151] 接下来，在上述玻璃沉积层的内侧，例如使用包含锗(Ge)等掺杂剂的原材料，形成构成芯体1的玻璃沉积层。此外，芯体1也能够使用另外制作的芯棒来形成。

[0152] 形成了玻璃沉积层的二氧化硅玻璃管经由透明化、实心化等工序而成为光纤母材。通过对该光纤母材进行拉丝，得到图16所示的光纤10。

[0153] CVD法在能够通过掺杂剂的添加来精度良好地调整折射率分布这一点上优选。

[0154] 光纤10的制造也能够应用VAD法、OVD法。VAD法、OVD法有生产性较高这样的优点。

[0155] 在光纤10中，通过使内包层部2与外包层部3的折射率之差在上述范围内(参照式(12))，并且使芯体1与内包层部2的外周半径之比在上述范围内(参照式(14))，能够将与其它的光纤连接时的连接损耗抑制得较低，并且降低弯曲损耗。

[0156] 接近芯体的部分的包层的折射率给予光纤的光学特性较大的影响是众所周知的，但本发明者通过详细的研究的结果，发现了能够不减小模场直径而降低弯曲损耗的折射率分布。

[0157] 光纤10通过采用该折射率分布，能够兼得与其它的光纤连接时的连接损耗的抑制和弯曲损耗的降低。

[0158] 光纤10的内包层部2与外包层部3的折射率之差较小，所以能够不较大地变更以往的制造方法(例如通常的S－SMF的制造方法)来进行利用，能够容易并且精度良好地调整内包层部2以及外包层部3的折射率。

[0159] 另外，由于内包层部2与外包层部3的折射率之差较小，所以基于制造方法的制约较少。例如，不仅能够采用适于折射率分布的调整的CVD法，也能够采用VAD法、OVD法。

[0160] 因此，光纤10的制造容易，能够将制造成本抑制得较低。

[0161] 光纤10的内包层部2与外包层部3的折射率之差较小，所以能够削减用于形成内包层部2的氟(F)、氯(Cl)等掺杂剂的添加量。

[0162] 氟(F)等掺杂所使用的原料气体(例如SiF4)高价，所以通过掺杂剂添加量的削减，能够抑制原料成本，将制造成本抑制得较低。

[0163] 如图17所示，对于光纤10而言，内包层部2的最小折射率Δ2min比外包层部3的折射率Δ3小，所以向芯体1的光的封闭良好，能够降低弯曲损耗。

[0164] (第三实施方式)

[0165] 在本发明的实施方式中，光纤也可以还具有以下的构成。

[0166] 图18示出本发明的第二实施方式所涉及的光纤20的概略结构。

[0167] 光纤20具有配置在中心部的芯体1和在芯体1的外周侧与芯体1同心状地设置的包层14。

[0168] 包层14至少具有与芯体1的外周侧邻接的内包层部12和形成在内包层部12的外周侧的外包层部13。

[0169] 图19示意性地示出光纤20的折射率分布。

[0170] 将芯体1的折射率设为Δ1，最大折射率设为Δ1max。将内包层部12的折射率设为Δ2，最小折射率设为Δ2min。将外包层部13的折射率设为Δ3。

[0171] 在光纤20中，与第一实施方式的光纤10相同，以下的式(17)成立。

[0172] Δ1max＞Δ2min，并且Δ1max＞Δ3…(17)

[0173] 在光纤20中，内包层部12的最小折射率Δ2min比外包层部13的折射率Δ3大这一点与第一实施方式的光纤10不同。

[0174] 在光纤20中，与第一实施方式的光纤10相同，以下的式(18)成立。

[0175] 0.01％＜|Δ2min－Δ3|＜0.03％…(18)

[0176] 通过使Δ2min与Δ3之差的绝对值在上述范围内，能够使模场直径(MFD)合理化，将与其它的光纤连接时的连接损耗抑制得较低，并且降低弯曲损耗。

[0177] 在芯体1、内包层部12以及外包层部13的外周半径r1～r3之间，与第一实施方式的光纤10相同，存在以下的式(19)、(20)所示的关系。

[0178] r1＜r2＜r3…(19)

[0179] 0.2≤r1/r2≤0.5…(20)

[0180] 通过使r1/r2在0.2以上，能够使模场直径合理化，将与其它的光纤连接时的连接损耗抑制得较低，并且降低弯曲损耗。

[0181] 光纤20与第一实施方式的光纤10相同，光缆截止波长λcc在1260nm以下。

[0182] 另外，波长1310nm时的模场直径(MFD)在8.6μm以上，并且在9.5μm以下。

[0183] 优选光纤20在缠绕于直径15mm的圆筒形的心棒十圈时的波长1550nm时的损耗增加在0.25dB以下。另外，优选在缠绕于直径15mm的圆筒形的心棒十圈时的波长1625nm时的损耗增加在1.0dB以下。

[0184] 芯体1例如能够由通过添加锗(Ge)等掺杂剂而提高了折射率的二氧化硅玻璃构成。

[0185] 内包层部12例如能够由纯二氧化硅玻璃构成。内包层部12例如也可以通过添加氯(Cl)等掺杂剂来调整折射率。

[0186] 外包层部13例如能够由纯二氧化硅玻璃构成。外包层部3也可以例如由通过添加氟(F)等掺杂剂而降低了折射率的二氧化硅玻璃构成。

[0187] 光纤20与第一实施方式的光纤10相同，能够通过MCVD法、PCVD法、VAD法、OVD法等制造。

[0188] 例如，在采用MCVD法的情况下，能够如以下那样制作光纤母材。

[0189] 在构成外包层部13的二氧化硅玻璃管(例如包含氟(F)等掺杂剂的二氧化硅玻璃管)的内侧，使用纯二氧化硅玻璃等原材料，形成构成内包层部12的玻璃沉积层。

[0190] 接下来，在玻璃沉积层的内侧，例如使用包含锗(Ge)等掺杂剂的原材料，形成构成芯体1的玻璃沉积层。此外，芯体1也能够使用另外制作的芯棒来形成。

[0191] 形成了玻璃沉积层的二氧化硅玻璃管经由透明化、实心化等工序而成为光纤母材。通过对该光纤母材进行拉丝，得到图18所示的光纤20。

[0192] 在光纤20中，通过使内包层部12与外包层部13的折射率之差在上述范围内，并且使芯体1与内包层部12的外周半径之比在上述范围内，能够将与其它的光纤连接时的连接损耗抑制得较低，并且能够降低弯曲损耗。

[0193] 对于光纤20而言，能够不较大地变更以往的制造方法来进行利用，所以制造较容易，能够将制造成本抑制得较低。

[0194] 以上，对本发明的优选的实施方式进行了说明，但这些是本发明的例示，在不脱离本发明的范围内能够进行追加、省略、置换以及其它的变更。

[0195] 例如，在图17、图19所示的光纤10、20中，包层4、14由两个包层部(内包层部以及外包层部)构成，但包层也可以具有内包层部以及外包层部以外的层。

[0196] (第四实施方式)

[0197] 在本发明的实施方式中，光纤也可以还具有以下的构成。

[0198] 图20示出本发明的第四实施方式所涉及的光纤30的概略结构。

[0199] 光纤30具有配置在中心部的芯体21和在芯体21的外周侧与芯体21同心状地设置的包层25。

[0200] 包层25至少具有与芯体21的外周侧邻接的内包层部22、与内包层部22的外周侧邻接地形成的沟道部23以及形成在沟道部23的外周侧的外包层部24。

[0201] 图21示意性地示出光纤30的折射率分布。

[0202] 将芯体21的折射率设为Δ1，最大折射率设为Δ1max。

[0203] 将内包层部22的折射率设为Δ2，最小折射率设为Δ2min。

[0204] 将沟道部23的折射率设为Δ3，最小折射率设为Δ3min。

[0205] 将外包层部24的折射率设为Δ4。

[0206] 芯体21的最大折射率Δ1max是在从芯体21的中心到外周的径向范围内最大的芯体21的折射率。在图21所示的折射率分布中，芯体21的折射率Δ1不管径向位置如何而恒定，所以折射率Δ1在整个范围内与最大折射率Δ1max相等。

[0207] 内包层部22的最小折射率Δ2min是在从内包层部22的内周到外周的径向范围内最小的内包层部22的折射率。在图21所示的折射率分布中，内包层部22的折射率Δ2不管径向位置如何而恒定，所以折射率Δ2在整个范围内与最小折射率Δ2min相等。

[0208] 沟道部23的最小折射率Δ3min是在从沟道部23的内周到外周的径向范围内最小的沟道部23的折射率。在图21所示的折射率分布中，沟道部23的折射率Δ3不管径向位置如何而恒定，所以折射率Δ3在整个范围内与最小折射率Δ3min相等。

[0209] 在光纤30中，以下的式(21)成立。

[0210] Δ1max＞Δ2＞Δ3min…(21)

[0211] 如式(21)所示，芯体21的最大折射率Δ1max被设定为比内包层部22的折射率Δ2大。

[0212] 内包层部22的折射率Δ2被设定为比沟道部23的Δ3min大。

[0213] 在光纤30中，以下的式(22)也成立。

[0214] Δ1max＞Δ4＞Δ3min…(22)

[0215] 如式(22)所示，芯体21的最大折射率Δ1max被设定为比外包层部24的折射率Δ4大。

[0216] 外包层部24的折射率Δ4被设定为比沟道部23的Δ3min大。

[0217] 在光纤30中，以下的式(23)也成立。

[0218] 0.01％＜(Δ4－Δ3min)＜0.03％…(23)

[0219] 式(23)表示外包层部24的折射率Δ4与沟道部23的最小折射率Δ3min之差超过0.01％，并且小于0.03％。

[0220] 若Δ4与Δ3min之差过小，则有不能够充分地降低弯曲损耗的担心。另一方面，若Δ4与Δ3min之差过大，则有模场直径较小，与其它的光纤(例如通常的单模光纤(S－SMF))连接时的连接损耗较大的担心。

[0221] 在光纤30中，通过使Δ4与Δ3min之差在超过0.01％的范围内，能够降低弯曲损耗。另外，通过使Δ4与Δ3min之差小于0.03％，能够使模场直径(MFD)合理化，将与其它的光纤连接时的连接损耗抑制得较低。

[0222] 分别将芯体21、内包层部22、沟道部23以及外包层部24的外周半径设为r1、r2、r3、r4。

[0223] 在芯体21、内包层部22、沟道部23以及外包层部24的外周半径r1～r4之间存在以下的式(24)所示的关系。

[0224] r1≤r2＜r3＜r4…(24)

[0225] 内包层部22的外周半径r2与芯体21的外周半径r1之比r2/r1在以下的式(25)所示的范围内。

[0226] 1≤r2/r1≤5…(25)

[0227] 若r2/r1过小，则有弯曲损耗增大的担心。另一方面，若r2/r1过大，则有模场直径较小，与其它的光纤(例如S－SMF)连接时的连接损耗较大的担心。

[0228] 在光纤30中，通过使r2/r1在1以上，能够降低弯曲损耗。通过使r2/r1在5以下，能够使模场直径合理化，将与其它的光纤连接时的连接损耗抑制得较低。

[0229] 沟道部23的外周半径r3与内包层部22的外周半径r2之比r3/r2在以下的式(26)所示的范围内。

[0230] 1＜r3/r2≤2…(26)

[0231] 若r3/r2过小，则有弯曲损耗增大的担心。另一方面，若r3/r2过大，则有模场直径较小，与其它的光纤(例如S－SMF)连接时的连接损耗较大的担心。

[0232] 在光纤30中，通过使r3/r2比1大，能够降低弯曲损耗。通过使r3/r2在2以下，能够使模场直径合理化，将与其它的光纤连接时的连接损耗抑制得较低。

[0233] 光纤30的光缆截止波长λcc在1260nm以下。

[0234] 即，以下的式(27)成立。

[0235] λcc≤1260nm…(27)

[0236] 由此，能够满足ITU－T Recommendation G.652的规定。

[0237] 光缆截止波长λcc例如能够通过ITU－T Recommendation G.650所记载的测定法来进行测定。

[0238] 光纤30通过上述的折射率以及外周半径的调整，设定为波长1310nm时的模场直径(MFD)在8.6μm以上，并且在9.5μm以下。即，以下的式(28)成立。

[0239] 8.6μm≤MFD≤9.5μm…(28)

[0240] 通过使模场直径在该范围内，能够将与其它的光纤(例如S－SMF)连接时的连接损耗抑制得较低。

[0241] 光纤30通过使模场直径在该范围内，来满足ITU－T G.652的规定。

[0242] 优选光纤30在缠绕于直径15mm的圆筒形的心棒十圈时的波长1550nm时的损耗增加在0.25dB以下。

[0243] 另外，优选在缠绕于直径15mm的圆筒形的心棒十圈时的波长1625nm时的损耗增加在1.0dB以下。

[0244] 芯体21例如能够由通过添加锗(Ge)等掺杂剂而提高了折射率的二氧化硅玻璃构成。

[0245] 内包层部22以及沟道部23例如能够由通过添加氟(F)等掺杂剂而降低了折射率的二氧化硅玻璃构成。

[0246] 外包层部24例如能够由纯二氧化硅玻璃构成。外包层部24也可以通过添加掺杂剂(例如Ge、F等)来调整折射率。

[0247] 构成光纤30的各层能够通过MCVD法、PCVD法、VAD法、OVD法等公知的方法或者这些方法的组合来形成。

[0248] 例如，在采用MCVD法的情况下，能够如以下那样制作光纤母材。

[0249] 在构成外包层部24的二氧化硅玻璃管(例如由纯二氧化硅玻璃构成的玻璃管)的内侧，例如使用包含氟(F)等掺杂剂的原材料，形成构成沟道部23的玻璃沉积层。

[0250] 在上述玻璃沉积层的内侧，例如使用包含氟(F)等掺杂剂的原材料，形成构成内包层部22的玻璃沉积层。

[0251] 沟道部23以及内包层部22的折射率能够通过掺杂剂的添加量来进行调整。

[0252] 接下来，在玻璃沉积层的内侧，例如使用包含锗(Ge)等掺杂剂的原材料，形成构成芯体21的玻璃沉积层。此外，芯体21也能够使用另外制作的芯棒来形成。

[0253] 形成了玻璃沉积层的二氧化硅玻璃管经由透明化、实心化等工序而成为光纤母材。通过对该光纤母材进行拉丝，得到图20所示的光纤30。

[0254] CVD法在能够通过掺杂剂的添加来精度良好地调整折射率分布这一点上优选。

[0255] 光纤30的制造也能够应用VAD法、OVD法。VAD法、OVD法有生产性较高这样的优点。

[0256] 在光纤30中，通过使沟道部23与外包层部24的折射率之差在上述范围内(参照式(23))，并且使芯体21、内包层部22以及沟道部23的外周半径之比在上述范围内(参照式(25)～(27))，能够将与其它的光纤连接时的连接损耗抑制得较低，并且降低弯曲损耗。

[0257] 接近芯体的部分的包层的折射率给予光纤的光学特性较大的影响是众所周知的，但本发明者通过详细的研究的结果，发现了能够不减小模场直径而降低弯曲损耗的折射率分布。

[0258] 光纤30在通过采用该折射率分布而兼得与其它的光纤连接时的连接损耗的抑制和弯曲损耗的降低这一点上有技术意义。

[0259] 光纤30的沟道部23与外包层部24的折射率之差较小，所以能够不较大地变更以往的制造方法(例如通常的S－SMF的制造方法)来进行利用，能够容易并且精度良好地调整沟道部23以及外包层部24的折射率。

[0260] 另外，由于沟道部23与外包层部24的折射率之差较小，所以基于制造方法的制约较少。例如，不仅能够采用适于折射率分布的调整的CVD法，也能够采用VAD法、OVD法。

[0261] 因此，光纤30的制造容易，能够将制造成本抑制得较低。

[0262] 对于光纤30而言，由于沟道部23与外包层部24的折射率之差较小，所以能够削减用于形成沟道部23的氟(F)等掺杂剂的添加量。

[0263] 氟(F)等掺杂所使用的原料气体(例如SiF4)高价，所以通过掺杂剂添加量的削减，能够抑制原料成本，并将制造成本抑制得较低。

[0264] 如上述那样，在芯体21、内包层部22、沟道部23以及外包层部24的外周半径r1～r4之间，有式(24)所示的关系。

[0265] r1≤r2＜r3＜r4…(24)

[0266] 在图20以及图21所示的光纤30中，r1、r2以及r3是相互不同的值，但本发明包含r1＝r2且r2≠r3的情况。

[0267] 图22是本发明的其它实施方式的光纤的折射率分布图，示出r1＝r2且r2≠r3的情况。

[0268] 在该光纤中，r1与r2相等，所以包层25仅由沟道部23和形成在沟道部23的外周侧的外包层部24构成。

[0269] 以上，对本发明的优选的实施方式进行了说明，但这些实施方式是本发明的例示，在不脱离本发明的范围内能够进行追加、省略、置换以及其它的变更。

[0270] 例如，在图20所示的光纤30中，包层25由三个层(内包层部、沟道部以及外包层部)构成，但包层也可以具有这些层以外的层。

[0271] 附图标记说明：1、5、21…芯体，2、12、22…内包层部，3、13、24…外包层部，4、14…包层，23…沟道部，10、20、30…光纤，Δ…相对折射率差。