光纖及其製造方法與流程

2023-05-23 07:50:16

本發明涉及具有低彎曲損耗的光纖及其製造方法。

本申請基於在2014年9月26日申請的日本專利申請2014－195937號以及日本專利申請2014－195938號以及在2014年12月10日申請的2014－249846號來主張優先權，並在此引用其內容。

背景技術：

具有低彎曲損耗的光纖(低彎曲損耗光纖)特別是為了向辦公室、家庭等導入光纖的FTTH(Fiber To The Home：光纖入戶)而被需要。例如在大廈、住宅內布線光纖時，存在產生小彎曲的可能性。另外，布線後剩餘的長度的部分(餘長部)纏繞成規定半徑以上來進行收納，但通過將餘長部彎曲成較小，能夠縮減收納空間。因此，即使產生小彎曲而損耗也不增加的、所謂的降低了彎曲損耗(宏彎損耗)的光纖變得重要。在住宅內布線用的光纖中，與連結基站和用戶住宅的光纖的連接損耗較小，所以也要求低成本。連結基站與用戶住宅的光纖的距離較長，所以使用通用的單模(SM)光纖。

作為依照作為標準單模光纖(S－SMF)的標準的ITU－T Recommendation G.652並與標準單模光纖相比彎曲損耗降低了的光纖的標準，有ITU－T Recommendation G.657。

到目前為止，為了得到低彎曲損耗光纖，例如，提出了減小模場直徑(MFD)(例如參照專利文獻1、2以及非專利文獻1)、在芯體的周圍設置溝道(低折射率部)(例如參照專利文獻3～5)以及使芯體的折射率分布為α乘方分布(漸變折射率型)(例如參照專利文獻4、6)等。

專利文獻1：日本專利第4268115號公報

專利文獻2：國際公開第2006/016572號公報

專利文獻3：日本特開2013－88818號公報

專利文獻4：美國專利第8428411號說明書

專利文獻5：日本特開昭63－43107號公報

專利文獻6：美國專利第8588569號說明書

非專利文獻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

如專利文獻1的圖2所示，若減小MFD，則與通用SM光纖的連接損耗增加。因此，優選與通用SM光纖同等的MFD(波長1.31μm時為9.2μm左右)。

在芯體的周圍設置了溝道的情況下，能夠不減小MFD來實現低彎曲損耗。但是，在通過外部方法(OVD法)、低折射率玻璃(例如石英管)的夾套等來製作溝道的情況下，光纖的製造工序增加。雖然也能夠利用內部方法(CVD法)一併製作從芯體部到溝道部，但能夠供製作的母材尺寸較小，能夠從一個母材通過紡織而製造的光纖較短。

作為結果，無論哪一個方法，製造成本都增大。

根據以上的考察，期望低彎曲損耗光纖在維持與通用光纖同等的MFD的狀態下，具有由芯體以及包層構成的單峰型的折射率分布。到目前為止，已知通過使芯體的折射率分布為α乘方分布，來降低彎曲損耗。因此，期望具有與α乘方分布相比彎曲損耗較小的芯體折射率分布的光纖。另外，在芯體的周圍設置了溝道的情況下，也期望具有與α乘方分布相比彎曲損耗較小的芯體折射率分布的光纖。

技術實現要素：

本發明是鑑於上述情況而完成的，提供具有與α乘方分布相比彎曲損耗較小的芯體折射率分布的光纖及其製造方法。

本發明的第一方式的光纖具備芯體和包圍芯體的外周的包層，具有用Δ(r)表示相對於距芯體的中心的距離r的相對摺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的單位是μm，相對摺射率差Δ(r)的單位是％，Δref(r)＝－0.064r+0.494，MFD1.31是波長1.31μm時的模場直徑。)。

本發明的第二方式優選在上述第一方式的光纖中，波長1.31μm時的模場直徑MFD1.31在8.93μm以上9.4μm以下。

本發明的第三方式優選在上述第一或第二方式的光纖中，芯體整體中的最大相對摺射率差Δmax與距芯體的中心的距離r在1μm以下的範圍內的最大相對摺射率差Δc相等。

本發明的第四方式優選在上述第一～第三方式中的任意一個方式的光纖中，芯體整體中的最大相對摺射率差Δmax比0.39％大。

本發明的第五方式優選在上述第一～第四方式中的任意一個方式的光纖中，芯體整體中的最大相對摺射率差Δmax比0.50％小。

本發明的第六方式優選在上述第一～第五方式中的任意一個方式的光纖中，光纜截止波長λcc在1260nm以下。

本發明的第七方式優選在上述第一～第六方式中的任意一個方式的光纖中，光纜截止波長λcc在1170nm以上。

本發明的第八方式優選在上述第一～第七方式中的任意一個方式的光纖中，用波長1.31μm時的模場直徑MFD1.31與光纜截止波長λcc之比即MFD1.31/λcc表示的MAC值在7.38以上7.7以下。

本發明的第九方式是上述第一～第八方式中的任意一個方式的光纖的製造方法，具有用Δ(r)表示相對於距芯體的中心的距離r的相對摺射率差的折射率分布，具有計算用[式2]

表示的上述A的值的工序、和確認上述A的值在0.3％·μm以下的工序，(其中，r的單位是μm，相對摺射率差Δ(r)的單位是％，Δref(r)＝－0.064r+0.494，MFD1.31是波長1.31μm時的模場直徑。)。

根據上述本發明的方式，能夠得到越接近芯體的中心部而相對摺射率差越高且容易將光封閉在芯體的中心的光纖，能夠降低在光纖產生彎曲時的損耗。

附圖說明

圖1是示意性地表示本發明的第一實施方式所涉及的光纖的剖視圖。

圖2是表示第一實施方式的實施例中的A的值與彎曲損耗之間的關係的曲線圖。

圖3是表示例1的光纖的折射率分布的曲線圖。

圖4是表示例2的光纖的折射率分布的曲線圖。

圖5是表示例3的光纖的折射率分布的曲線圖。

圖6是表示例4的光纖的折射率分布的曲線圖。

圖7是表示例5的光纖的折射率分布的曲線圖。

圖8是表示例6的光纖的折射率分布的曲線圖。

圖9是表示例7的光纖的折射率分布的曲線圖。

圖10是表示例8的光纖的折射率分布的曲線圖。

圖11是表示例9的光纖的折射率分布的曲線圖。

圖12是示意性地表示本發明的第一實施方式所涉及的光纖的折射率分布的圖。

圖13A是示意性地表示模擬所使用的折射率分布的圖。

圖13B是示意性地表示模擬所使用的折射率分布的圖。

圖13C是示意性地表示模擬所使用的折射率分布的圖。

圖14A是表示彎曲損耗的計算結果的圖。

圖14B是表示彎曲損耗的計算結果的圖。

圖14C是表示彎曲損耗的計算結果的圖。

圖15是表示基準折射率分布中的標準化後的電場強度分布的圖。

圖16是示意性地表示第二實施方式所涉及的光纖的剖視圖。

圖17是示意性地表示上圖所示的光纖的折射率分布的圖。

圖18是示意性地表示第三實施方式所涉及的光纖的剖視圖。

圖19是示意性地表示上圖所示的光纖的折射率分布的圖。

圖20是示意性地表示第四實施方式所涉及的光纖的剖視圖。

圖21是示意性地表示上圖所示的光纖的折射率分布的圖。

圖22是示意性地表示其它實施方式所涉及的光纖的折射率分布的圖。

具體實施方式

(第一實施方式)

以下，對本發明的優選的第一實施方式進行說明。

如圖1所示，本實施方式的光纖5具有被設置在光纖5的中心部的芯體1和包圍芯體1的外周的包層4。包層4一般來說相對於芯體1為同心狀，但包層4與芯體1也能夠在允許範圍內偏心。

芯體的折射率分布作為相對於距芯體的中心的距離r的相對摺射率差Δ的函數，用Δ(r)表示。距離r非負(r≥0)。芯體的相對摺射率差Δ是指以包層的折射率為基準的相對摺射率差。在包層中，相對摺射率差為0。在本實施方式中，作為為了得到低彎曲損耗光纖的條件，確定由以下的公式(A的定義式)定義的A的值的範圍。後述定義式的導出。

[式3]

其中，r的單位是μm，相對摺射率差Δ(r)的單位是％。Δref(r)＝－0.064r+0.494。MFD1.31是波長1.31μm時的模場直徑。

在SM光纖中，MFD雖然並不必須與芯體徑(直徑)相等，但一般來說與芯體徑同等程度。這樣一來，0.5MFD1.31幾乎與芯體半徑相等，所以r≤0.44MFD1.31的區域表示芯體的大部分(除了周邊部之外。)。r≤0.22MFD1.31的區域表示芯體的中心部。

上述A的定義式包含0≤r≤0.22MFD1.31的區間上的定積分(第一定積分)和0.22MFD1.31≤r≤0.44MFD1.31的區間上的定積分(第二定積分)。第一定積分和第二定積分的積分區間的寬度(0.22MFD1.31)相等，被積分函數(Δ(r)－Δref(r))也相同，但符號相反，對A的貢獻不同。其結果是，越接近芯體的中心部相對摺射率差越高的折射率分布有A的值變小的趨勢。

因此，優選A的值在0.3％·μm以下。由此，能夠得到容易將光封閉在芯體的中心的光纖，能夠降低在光纖產生了彎曲時的損耗。更優選A的值在0.2％·μm以下，進一步優選在0.1％·μm以下。

上述A的定義式中的Δref(r)表示在上述A的定義式中參照的折射率分布(參照折射率分布)。在本實施方式中，Δref(r)由r的一次式表示。具體而言，如上述那樣，Δref(r)＝－0.064r+0.494。在芯體的折射率分布與參照折射率分布Δref(r)相同地用Δ(r)＝－0.064r+0.494表示的情況下，上述A的定義式中的被積分函數(Δ(r)－Δref(r))恆等為0，所以A的值也為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。

本實施方式的光纖的製造方法具有使用上述A的定義式計算A的值的工序、和確認A的值在規定的範圍內(例如0.3％·μm以下)的工序。該A的計算工序以及確認工序能夠相對於在光纖的製造時進行的一系列的工序、例如設計光纖的折射率分布的工序、製造具有上述折射率分布的光纖母材的工序以及從上述光纖母材紡織光纖的工序等，不管前後而在任意的階段進行。

本實施方式的光纖能夠通過在利用軸向方法(VAD法)、外部方法(OVD法)、內部方法(CVD法)等公知的母材製作方法製作光纖母材之後從光纖母材紡織光纖來製造。作為光纖母材的製作方法的一個例子，能夠列舉利用OVD法或者CVD法製作至少構成芯體的玻璃，並進一步通過二氧化矽(SiO2)玻璃的堆積、石英管的夾套等製作剩餘的玻璃部分。更具體而言，能夠列舉利用VAD法製作芯體的全部或者芯體的全部和包層的一部分，並利用OVD法製造包層的剩餘部分的方法。利用OVD法或者CVD法製作的部分可以僅是構成芯體的玻璃(一部分或者全部)，也可以除此之外還包含構成包層的玻璃的一部分。光纖的尺寸並不特別限定，但例如作為包層徑能夠列舉125μm、80μm等。也可以在紡織後的光纖，在包層的外周層疊一層或者兩層以上的樹脂等覆蓋層。

為了抑制與多用為連結基站與用戶住宅的光纖的通用SM光纖的連接損耗，優選具有與通用SM光纖同等程度的MFD。例如，作為波長1.31μm時的模場直徑MFD1.31，優選為9.2μm左右。具體而言，優選MFD1.31為9.2μm±0.2μm或者在8.93μm以上9.4μm以下。

優選芯體的折射率分布是在芯體直徑的範圍內僅具有一個峰值的單峰型。這裡，單峰型是指芯體的相對摺射率差為最大值的點在芯體直徑的範圍內僅為一點。芯體直徑的範圍以芯體中心為0，不僅包含半徑上的坐標值為正的一側，也包含半徑上的坐標值為負的一側。若芯體的折射率分布為同心狀，則在芯體中心相對摺射率差為最大值。因此，優選芯體整體中的最大相對摺射率差Δmax與距芯體的中心的距離r在1μm以下的範圍內的最大相對摺射率差Δc相等。

在光纖中為了將光封閉在芯體，與包層相比芯體的折射率較高即可，但若相對摺射率差過小，則光的封閉變弱。因此，優選芯體整體中的最大相對摺射率差Δmax比0.39％大。相反，若相對摺射率差過大，則摻雜劑的需要量增加，從而成本增加。因此，優選芯體整體中的最大相對摺射率差Δmax比0.50％小。

在光纖不容易受到彎曲損耗的影響的情況下，光纖進行單模傳播的波長範圍的下限值亦即截止波長較短，單模傳播的波長範圍擴大。因此，優選光纖的光纜截止波長λcc(即22m的截止波長λc22m)在1260nm以下。λcc在1170nm以上即可。並且，更優選用波長1.31μm時的模場直徑MFD1.31與光纜截止波長λcc之比(MFD1.31/λcc)表示的MAC值在7.38以上7.7以下。

以上，基於優選的實施方式對本發明進行了說明，但本發明並不限定於上述的實施方式，在不脫離本發明的主旨的範圍內能夠進行各種改變。

石英系光纖的製造所使用的摻雜劑能夠列舉鍺(Ge)、磷(P)、氟(F)、硼(B)、鋁(Al)等。也可以使用兩種以上的摻雜劑。作為芯體以及包層的組成的一個例子，能夠列舉芯體材料為Ge添加二氧化矽，包層材料為純二氧化矽。

以上，對本發明的第一實施方式進行了說明，但這些是本發明的例示，在不脫離本發明的範圍內能夠進行追加、省略、置換以及其它的變更。

實施例

以下，基於實施例對本發明進行具體說明。

(定義式的導出)

首先，為了確認芯體形狀及彎曲損耗的關係，利用芯體形狀不同、但光纜截止波長λcc、波長1.31μm的MFD恆定的折射率分布實施了模擬。以芯體徑r1、芯體中心部的相對摺射率差Δc、半徑r1上的相對摺射率差Δ(r1)為變量來調整特性(圖12)。

使用的折射率分布如圖13A～圖13C所示。圖13A～圖13C各自的(λcc[μm]/MFD[μm])依次為(1.20/9.00)、(1.23/9.15)、(1.26/9.3)。此外，為了使色散值依照ITU－T G.652.D標準，通過使包層部具有若干的低折射率部(降低部)來根據折射率分布進行調整。

這些折射率分布中的彎曲損耗的計算結果如圖14A～圖14C所示。根據這些結果可知芯體中心部的相對摺射率差越大(或者芯體形狀的斜率Δ(r1)/Δc越小)，彎曲損耗越小。

然而，在實際的分布圖中產生偏差，難以使用芯體中心部的相對摺射率差、斜率來表示。因此，發現了根據在模擬中與彎曲損耗最小的折射率分布(基準折射率分布)的偏差，來表現與彎曲損耗的關係。基準折射率分布為rl＝5.45μm、Δc＝0.494％、Δ(rl)＝0.145％、(Δ(r)＝0.064r+0.494(r≤5.45))，使用該基準折射率分布如下述那樣表示偏差。

[式4]

(其中，r的單位是μm，相對摺射率差Δ(r)的單位是％，Δref(r)＝－0.064r+0.494，MFD1.31是波長1.31μm時的模場直徑。)

圖15示出基準折射率分布中的標準化後的電場強度分布。標準化後的電場強度為0.5的半徑大致在0.44×MFD＝β的位置，該情況下是4μm。考慮芯體中心的光的封閉對彎曲損耗造成影響，以與該β相比靠內側的形狀表現偏差。另外，在該範圍內，也對內周部(0＜r＜α＝β/12)·外側(α＝β/12＜r＜β)進行加權。

(光纖的製作)

製作具有芯體部以及設置在其周圍的包層部的光纖。光纖通過對光纖母材進行拉絲(紡織)來製造。光纖母材通過在以VAD法或者CVD法製作由芯體的全部和包層的一部分構成的芯體部件之後，以OVD法在芯體部件的周圍形成剩餘的包層部的方法來製造。在例1～8中利用VAD法製作芯體母材，在例9中利用CVD法製作芯體母材。

以相對於半徑[μm]的相對摺射率差Δ表示得到的光纖的折射率分布。例1～9的光纖的折射率分布的形狀分別如圖3～11所示。這些曲線圖中，將芯體中心設為0[μm]，半徑[μm]能夠取正負任意的值。A的定義式中的距芯體的中心的距離r[μm]是半徑[μm]的絕對值，取0或者正的值。

表1示出例1～9的光纖的各參數。

[表1]

Δmax是芯體整體中的最大的相對摺射率差[％]。Δc是距芯體的中心的距離r在1μm以下的範圍內(換句話說，－1μm≤半徑≤1μm)的最大的相對摺射率差[％]。r1是芯體的半徑[μm]。距芯體的中心的距離r比芯體半徑r1大的區域是包層，包層中的相對摺射率差為0。Δmin是芯體整體中的最小的相對摺射率差[％]。

λcc是光纜截止波長[μm]。MFD1.31是波長1.31μm時的模場直徑[μm]。MAC表示用MFD1.31/λcc表示的比的值。彎曲損耗是彎曲半徑15mm、波長1.55μm時的彎曲損耗[dB/10turn(匝)]。

例1～9的光纖具有依照ITU－T G.652.D標準的特性。在該標準中，規定為：MFD1.31為8.6～9.5μm、包層徑為125.0±1μm、芯體偏心量在0.6μm以下、包層非圓率在1.0％以下、光纜截止波長在1260nm以下、宏彎損耗(波長1625nm、半徑30mm、100匝)在0.1dB以下、零色散波長λ0在1300nm以上1324nm以下、零色散斜率係數S0在0.092ps/nm2×km以下。

根據上述A的定義式，計算A[％·μm]的值。例1～9中的A的值與彎曲損耗(波長1.55μm、半徑15mm、10匝)之間的關係如圖1的曲線圖所示。發現了隨著A的值變小，彎曲損耗為較小的值的趨勢。在表1中，符合A≤0.3％·μm的是例1～6以及例9。

圖1的虛線表示對α乘方折射率分布(α＝3)的光纖求出的彎曲損耗的值。在α乘方折射率分布(α＝3)的光纖中，彎曲損耗為0.034dB/10turn，模場直徑MFD1.31為9.2μm，光纜截止波長λcc為1.20μm。根據這些結果，可知通過使A的值在0.3％·μm以下，能夠得到與α乘方折射率分布(α＝3)的光纖相比低彎曲損耗的光纖。

(第二實施方式)

在上述實施方式中，對光纖5具有芯體1和包層4的方式進行了說明，但包層4也可以具有以下的構成。

圖16表示本發明的第二實施方式所涉及的光纖10的概略結構。

光纖10具有配置在中心部的芯體1和在芯體1的外周側與芯體1同心狀地設置的包層4。

包層4至少具有與芯體1的外周側鄰接的內包層部2和形成在內包層部2的外周側的外包層部3。

圖17示意性地示出光纖10的折射率分布。

將芯體1的折射率設為Δ1，最大折射率設為Δ1max。

將內包層部2的折射率設為Δ2，最小折射率設為Δ2min。

將外包層部3的折射率設為Δ3。

芯體1的最大折射率Δ1max是在從芯體1的中心到外周的徑向範圍內最大的芯體1的折射率。在圖17所示的折射率分布中，芯體1的折射率Δ1不管徑向位置如何而恆定，所以折射率Δ1在整個範圍與最大折射率Δ1max相等。

內包層部2的最小折射率Δ2min是在從內包層部2的內周到外周的徑向範圍內最小的內包層部2的折射率。在圖17所示的折射率分布中，內包層部2的折射率Δ2不管徑向位置如何而恆定，所以折射率Δ2在整個範圍與最小折射率Δ2min相等。

在光纖10中，以下的式(11)成立。

Δ1max＞Δ2min，並且Δ1max＞Δ3…(11)

如式(11)所示，芯體1的最大折射率Δ1max被設定為比內包層部2的最小折射率Δ2min以及外包層部3的折射率Δ3大。

另外，在光纖10中，內包層部2的最小折射率Δ2min被設定為比外包層部3的折射率Δ3小。

在光纖10中，以下的式(12)也成立。

0.01％＜|Δ2min－Δ3|＜0.03％…(12)

式(12)表示內包層部2的最小折射率Δ2min與外包層部3的折射率Δ3之差的絕對值超過0.01％，並且小於0.03％。

若Δ2min與Δ3之差的絕對值過小，則有不能夠充分地降低彎曲損耗的擔心。另一方面，若Δ2min與Δ3之差的絕對值過大，則模場直徑較小，有與其它的光纖(例如通常的單模光纖(S－SMF))連接時的連接損耗較大的擔心。

在光纖10中，通過使Δ2min與Δ3之差的絕對值為超過0.01％的範圍，能夠降低彎曲損耗。另外，通過使Δ2min與Δ3之差的絕對值小於0.03％，能夠使模場直徑(MFD)合理化，將與其它的光纖連接時的連接損耗抑制得較低。

在第一實施方式的光纖10中，關於Δ1max、Δ2min以及Δ3的大小關係，以下的式(11A)成立。

Δ1max＞Δ3＞Δ2min…(11A)

如式(11A)所示，芯體1的最大折射率Δ1max被設定為比外包層部3的折射率Δ3大。

外包層部3的折射率Δ3被設定為比內包層部2的最小折射率Δ2min大。

由於Δ3比Δ2min大，所以上述的式(12)能夠如以下那樣記載。

0.01％＜(Δ3－Δ2min)＜0.03％…(12A)

式(12A)表示外包層部3的折射率Δ3與內包層部2的最小折射率Δ2min之差超過0.01％，並且小於0.03％。

分別將芯體1、內包層部2以及外包層部3的外周半徑設為r1、r2、r3。

芯體1、內包層部2以及外包層部3的外周半徑r1～r3之間有以下的式(13)所示的關係。

r1＜r2＜r3…(13)

芯體1的外周半徑r1與內包層部2的外周半徑r2之比r1/r2在以下的式(14)所示的範圍內。

0.2≤r1/r2≤0.5…(14)

若r1/r2過小，則模場直徑較小，有與其它的光纖(例如S－SMF)連接時的連接損耗較大的擔心。另一方面，若r1/r2過大，則有彎曲損耗增大的擔心。

在光纖10中，通過使r1/r2在0.2以上，能夠使模場直徑合理化，將與其它的光纖連接時的連接損耗抑制得較低。通過使r1/r2在0.5以下，能夠降低彎曲損耗。

光纖10的光纜截止波長λcc在1260nm以下。即，以下的式(15)成立。

λcc≤1260nm…(15)

由此，能夠滿足ITU－T Recommendation G.652的規定。

截止波長λcc例如能夠通過ITU－T Recommendation G.650所記載的測定法進行測定。

光纖10通過上述的折射率以及外周半徑的調整，設定為波長1310nm時的模場直徑(MFD)在8.6μm以上且在9.5μm以下。即，以下的式(16)成立。

8.6μm≤MFD≤9.5μm…(16)

通過使模場直徑在該範圍內，能夠將與其它的光纖(例如S－SMF)連接時的連接損耗抑制得較低。

光纖10通過使模場直徑在該範圍內，從而滿足ITU－T G.652的規定。

優選光纖10在纏繞於直徑15mm的圓筒形的心棒十圈時的波長1550nm時的損耗增加在0.25dB以下。

另外，優選在纏繞於直徑15mm的圓筒形的心棒十圈時的波長1625nm時的損耗增加在1.0dB以下。

芯體1例如能夠由通過添加鍺(Ge)等摻雜劑而提高了折射率的二氧化矽玻璃構成。

內包層部2例如能夠由通過添加氟(F)等摻雜劑而降低了折射率的二氧化矽玻璃構成。內包層部2例如也可以由通過添加氯(Cl)等摻雜劑而提高了折射率的二氧化矽玻璃構成。

外包層部3例如能夠由純二氧化矽玻璃構成。外包層部3也可以通過添加摻雜劑(例如Ge、F等)來調整折射率。

構成光纖10的各層能夠通過MCVD法、PCVD法、VAD法、OVD法等公知的方法或者這些方法的組合來形成。

例如，在採用MCVD法的情況下，能夠如以下那樣製作光纖母材。

在構成外包層部3的二氧化矽玻璃管(例如由純二氧化矽玻璃構成的玻璃管)的內側，例如使用包含氟(F)等摻雜劑的原材料，形成構成內包層部2的玻璃沉積層。內包層部2的折射率能夠通過摻雜劑的添加量來進行調整。

接下來，在上述玻璃沉積層的內側，例如使用包含鍺(Ge)等摻雜劑的原材料，形成構成芯體1的玻璃沉積層。此外，芯體1也能夠使用另外製作的芯棒來形成。

形成了玻璃沉積層的二氧化矽玻璃管經由透明化、實心化等工序而成為光纖母材。通過對該光纖母材進行拉絲，得到圖16所示的光纖10。

CVD法在能夠通過摻雜劑的添加來精度良好地調整折射率分布這一點上優選。

光纖10的製造也能夠應用VAD法、OVD法。VAD法、OVD法有生產性較高這樣的優點。

在光纖10中，通過使內包層部2與外包層部3的折射率之差在上述範圍內(參照式(12))，並且使芯體1與內包層部2的外周半徑之比在上述範圍內(參照式(14))，能夠將與其它的光纖連接時的連接損耗抑制得較低，並且降低彎曲損耗。

接近芯體的部分的包層的折射率給予光纖的光學特性較大的影響是眾所周知的，但本發明者通過詳細的研究的結果，發現了能夠不減小模場直徑而降低彎曲損耗的折射率分布。

光纖10通過採用該折射率分布，能夠兼得與其它的光纖連接時的連接損耗的抑制和彎曲損耗的降低。

光纖10的內包層部2與外包層部3的折射率之差較小，所以能夠不較大地變更以往的製造方法(例如通常的S－SMF的製造方法)來進行利用，能夠容易並且精度良好地調整內包層部2以及外包層部3的折射率。

另外，由於內包層部2與外包層部3的折射率之差較小，所以基於製造方法的制約較少。例如，不僅能夠採用適於折射率分布的調整的CVD法，也能夠採用VAD法、OVD法。

因此，光纖10的製造容易，能夠將製造成本抑制得較低。

光纖10的內包層部2與外包層部3的折射率之差較小，所以能夠削減用於形成內包層部2的氟(F)、氯(Cl)等摻雜劑的添加量。

氟(F)等摻雜所使用的原料氣體(例如SiF4)高價，所以通過摻雜劑添加量的削減，能夠抑制原料成本，將製造成本抑制得較低。

如圖17所示，對於光纖10而言，內包層部2的最小折射率Δ2min比外包層部3的折射率Δ3小，所以向芯體1的光的封閉良好，能夠降低彎曲損耗。

(第三實施方式)

在本發明的實施方式中，光纖也可以還具有以下的構成。

圖18示出本發明的第二實施方式所涉及的光纖20的概略結構。

光纖20具有配置在中心部的芯體1和在芯體1的外周側與芯體1同心狀地設置的包層14。

包層14至少具有與芯體1的外周側鄰接的內包層部12和形成在內包層部12的外周側的外包層部13。

圖19示意性地示出光纖20的折射率分布。

將芯體1的折射率設為Δ1，最大折射率設為Δ1max。將內包層部12的折射率設為Δ2，最小折射率設為Δ2min。將外包層部13的折射率設為Δ3。

在光纖20中，與第一實施方式的光纖10相同，以下的式(17)成立。

Δ1max＞Δ2min，並且Δ1max＞Δ3…(17)

在光纖20中，內包層部12的最小折射率Δ2min比外包層部13的折射率Δ3大這一點與第一實施方式的光纖10不同。

在光纖20中，與第一實施方式的光纖10相同，以下的式(18)成立。

0.01％＜|Δ2min－Δ3|＜0.03％…(18)

通過使Δ2min與Δ3之差的絕對值在上述範圍內，能夠使模場直徑(MFD)合理化，將與其它的光纖連接時的連接損耗抑制得較低，並且降低彎曲損耗。

在芯體1、內包層部12以及外包層部13的外周半徑r1～r3之間，與第一實施方式的光纖10相同，存在以下的式(19)、(20)所示的關係。

r1＜r2＜r3…(19)

0.2≤r1/r2≤0.5…(20)

通過使r1/r2在0.2以上，能夠使模場直徑合理化，將與其它的光纖連接時的連接損耗抑制得較低，並且降低彎曲損耗。

光纖20與第一實施方式的光纖10相同，光纜截止波長λcc在1260nm以下。

另外，波長1310nm時的模場直徑(MFD)在8.6μm以上，並且在9.5μm以下。

優選光纖20在纏繞於直徑15mm的圓筒形的心棒十圈時的波長1550nm時的損耗增加在0.25dB以下。另外，優選在纏繞於直徑15mm的圓筒形的心棒十圈時的波長1625nm時的損耗增加在1.0dB以下。

芯體1例如能夠由通過添加鍺(Ge)等摻雜劑而提高了折射率的二氧化矽玻璃構成。

內包層部12例如能夠由純二氧化矽玻璃構成。內包層部12例如也可以通過添加氯(Cl)等摻雜劑來調整折射率。

外包層部13例如能夠由純二氧化矽玻璃構成。外包層部3也可以例如由通過添加氟(F)等摻雜劑而降低了折射率的二氧化矽玻璃構成。

光纖20與第一實施方式的光纖10相同，能夠通過MCVD法、PCVD法、VAD法、OVD法等製造。

例如，在採用MCVD法的情況下，能夠如以下那樣製作光纖母材。

在構成外包層部13的二氧化矽玻璃管(例如包含氟(F)等摻雜劑的二氧化矽玻璃管)的內側，使用純二氧化矽玻璃等原材料，形成構成內包層部12的玻璃沉積層。

接下來，在玻璃沉積層的內側，例如使用包含鍺(Ge)等摻雜劑的原材料，形成構成芯體1的玻璃沉積層。此外，芯體1也能夠使用另外製作的芯棒來形成。

形成了玻璃沉積層的二氧化矽玻璃管經由透明化、實心化等工序而成為光纖母材。通過對該光纖母材進行拉絲，得到圖18所示的光纖20。

在光纖20中，通過使內包層部12與外包層部13的折射率之差在上述範圍內，並且使芯體1與內包層部12的外周半徑之比在上述範圍內，能夠將與其它的光纖連接時的連接損耗抑制得較低，並且能夠降低彎曲損耗。

對於光纖20而言，能夠不較大地變更以往的製造方法來進行利用，所以製造較容易，能夠將製造成本抑制得較低。

以上，對本發明的優選的實施方式進行了說明，但這些是本發明的例示，在不脫離本發明的範圍內能夠進行追加、省略、置換以及其它的變更。

例如，在圖17、圖19所示的光纖10、20中，包層4、14由兩個包層部(內包層部以及外包層部)構成，但包層也可以具有內包層部以及外包層部以外的層。

(第四實施方式)

在本發明的實施方式中，光纖也可以還具有以下的構成。

圖20示出本發明的第四實施方式所涉及的光纖30的概略結構。

光纖30具有配置在中心部的芯體21和在芯體21的外周側與芯體21同心狀地設置的包層25。

包層25至少具有與芯體21的外周側鄰接的內包層部22、與內包層部22的外周側鄰接地形成的溝道部23以及形成在溝道部23的外周側的外包層部24。

圖21示意性地示出光纖30的折射率分布。

將芯體21的折射率設為Δ1，最大折射率設為Δ1max。

將內包層部22的折射率設為Δ2，最小折射率設為Δ2min。

將溝道部23的折射率設為Δ3，最小折射率設為Δ3min。

將外包層部24的折射率設為Δ4。

芯體21的最大折射率Δ1max是在從芯體21的中心到外周的徑向範圍內最大的芯體21的折射率。在圖21所示的折射率分布中，芯體21的折射率Δ1不管徑向位置如何而恆定，所以折射率Δ1在整個範圍內與最大折射率Δ1max相等。

內包層部22的最小折射率Δ2min是在從內包層部22的內周到外周的徑向範圍內最小的內包層部22的折射率。在圖21所示的折射率分布中，內包層部22的折射率Δ2不管徑向位置如何而恆定，所以折射率Δ2在整個範圍內與最小折射率Δ2min相等。

溝道部23的最小折射率Δ3min是在從溝道部23的內周到外周的徑向範圍內最小的溝道部23的折射率。在圖21所示的折射率分布中，溝道部23的折射率Δ3不管徑向位置如何而恆定，所以折射率Δ3在整個範圍內與最小折射率Δ3min相等。

在光纖30中，以下的式(21)成立。

Δ1max＞Δ2＞Δ3min…(21)

如式(21)所示，芯體21的最大折射率Δ1max被設定為比內包層部22的折射率Δ2大。

內包層部22的折射率Δ2被設定為比溝道部23的Δ3min大。

在光纖30中，以下的式(22)也成立。

Δ1max＞Δ4＞Δ3min…(22)

如式(22)所示，芯體21的最大折射率Δ1max被設定為比外包層部24的折射率Δ4大。

外包層部24的折射率Δ4被設定為比溝道部23的Δ3min大。

在光纖30中，以下的式(23)也成立。

0.01％＜(Δ4－Δ3min)＜0.03％…(23)

式(23)表示外包層部24的折射率Δ4與溝道部23的最小折射率Δ3min之差超過0.01％，並且小於0.03％。

若Δ4與Δ3min之差過小，則有不能夠充分地降低彎曲損耗的擔心。另一方面，若Δ4與Δ3min之差過大，則有模場直徑較小，與其它的光纖(例如通常的單模光纖(S－SMF))連接時的連接損耗較大的擔心。

在光纖30中，通過使Δ4與Δ3min之差在超過0.01％的範圍內，能夠降低彎曲損耗。另外，通過使Δ4與Δ3min之差小於0.03％，能夠使模場直徑(MFD)合理化，將與其它的光纖連接時的連接損耗抑制得較低。

分別將芯體21、內包層部22、溝道部23以及外包層部24的外周半徑設為r1、r2、r3、r4。

在芯體21、內包層部22、溝道部23以及外包層部24的外周半徑r1～r4之間存在以下的式(24)所示的關係。

r1≤r2＜r3＜r4…(24)

內包層部22的外周半徑r2與芯體21的外周半徑r1之比r2/r1在以下的式(25)所示的範圍內。

1≤r2/r1≤5…(25)

若r2/r1過小，則有彎曲損耗增大的擔心。另一方面，若r2/r1過大，則有模場直徑較小，與其它的光纖(例如S－SMF)連接時的連接損耗較大的擔心。

在光纖30中，通過使r2/r1在1以上，能夠降低彎曲損耗。通過使r2/r1在5以下，能夠使模場直徑合理化，將與其它的光纖連接時的連接損耗抑制得較低。

溝道部23的外周半徑r3與內包層部22的外周半徑r2之比r3/r2在以下的式(26)所示的範圍內。

1＜r3/r2≤2…(26)

若r3/r2過小，則有彎曲損耗增大的擔心。另一方面，若r3/r2過大，則有模場直徑較小，與其它的光纖(例如S－SMF)連接時的連接損耗較大的擔心。

在光纖30中，通過使r3/r2比1大，能夠降低彎曲損耗。通過使r3/r2在2以下，能夠使模場直徑合理化，將與其它的光纖連接時的連接損耗抑制得較低。

光纖30的光纜截止波長λcc在1260nm以下。

即，以下的式(27)成立。

λcc≤1260nm…(27)

由此，能夠滿足ITU－T Recommendation G.652的規定。

光纜截止波長λcc例如能夠通過ITU－T Recommendation G.650所記載的測定法來進行測定。

光纖30通過上述的折射率以及外周半徑的調整，設定為波長1310nm時的模場直徑(MFD)在8.6μm以上，並且在9.5μm以下。即，以下的式(28)成立。

8.6μm≤MFD≤9.5μm…(28)

通過使模場直徑在該範圍內，能夠將與其它的光纖(例如S－SMF)連接時的連接損耗抑制得較低。

光纖30通過使模場直徑在該範圍內，來滿足ITU－T G.652的規定。

優選光纖30在纏繞於直徑15mm的圓筒形的心棒十圈時的波長1550nm時的損耗增加在0.25dB以下。

另外，優選在纏繞於直徑15mm的圓筒形的心棒十圈時的波長1625nm時的損耗增加在1.0dB以下。

芯體21例如能夠由通過添加鍺(Ge)等摻雜劑而提高了折射率的二氧化矽玻璃構成。

內包層部22以及溝道部23例如能夠由通過添加氟(F)等摻雜劑而降低了折射率的二氧化矽玻璃構成。

外包層部24例如能夠由純二氧化矽玻璃構成。外包層部24也可以通過添加摻雜劑(例如Ge、F等)來調整折射率。

構成光纖30的各層能夠通過MCVD法、PCVD法、VAD法、OVD法等公知的方法或者這些方法的組合來形成。

例如，在採用MCVD法的情況下，能夠如以下那樣製作光纖母材。

在構成外包層部24的二氧化矽玻璃管(例如由純二氧化矽玻璃構成的玻璃管)的內側，例如使用包含氟(F)等摻雜劑的原材料，形成構成溝道部23的玻璃沉積層。

在上述玻璃沉積層的內側，例如使用包含氟(F)等摻雜劑的原材料，形成構成內包層部22的玻璃沉積層。

溝道部23以及內包層部22的折射率能夠通過摻雜劑的添加量來進行調整。

接下來，在玻璃沉積層的內側，例如使用包含鍺(Ge)等摻雜劑的原材料，形成構成芯體21的玻璃沉積層。此外，芯體21也能夠使用另外製作的芯棒來形成。

形成了玻璃沉積層的二氧化矽玻璃管經由透明化、實心化等工序而成為光纖母材。通過對該光纖母材進行拉絲，得到圖20所示的光纖30。

CVD法在能夠通過摻雜劑的添加來精度良好地調整折射率分布這一點上優選。

光纖30的製造也能夠應用VAD法、OVD法。VAD法、OVD法有生產性較高這樣的優點。

在光纖30中，通過使溝道部23與外包層部24的折射率之差在上述範圍內(參照式(23))，並且使芯體21、內包層部22以及溝道部23的外周半徑之比在上述範圍內(參照式(25)～(27))，能夠將與其它的光纖連接時的連接損耗抑制得較低，並且降低彎曲損耗。

接近芯體的部分的包層的折射率給予光纖的光學特性較大的影響是眾所周知的，但本發明者通過詳細的研究的結果，發現了能夠不減小模場直徑而降低彎曲損耗的折射率分布。

光纖30在通過採用該折射率分布而兼得與其它的光纖連接時的連接損耗的抑制和彎曲損耗的降低這一點上有技術意義。

光纖30的溝道部23與外包層部24的折射率之差較小，所以能夠不較大地變更以往的製造方法(例如通常的S－SMF的製造方法)來進行利用，能夠容易並且精度良好地調整溝道部23以及外包層部24的折射率。

另外，由於溝道部23與外包層部24的折射率之差較小，所以基於製造方法的制約較少。例如，不僅能夠採用適於折射率分布的調整的CVD法，也能夠採用VAD法、OVD法。

因此，光纖30的製造容易，能夠將製造成本抑制得較低。

對於光纖30而言，由於溝道部23與外包層部24的折射率之差較小，所以能夠削減用於形成溝道部23的氟(F)等摻雜劑的添加量。

氟(F)等摻雜所使用的原料氣體(例如SiF4)高價，所以通過摻雜劑添加量的削減，能夠抑制原料成本，並將製造成本抑制得較低。

如上述那樣，在芯體21、內包層部22、溝道部23以及外包層部24的外周半徑r1～r4之間，有式(24)所示的關係。

r1≤r2＜r3＜r4…(24)

在圖20以及圖21所示的光纖30中，r1、r2以及r3是相互不同的值，但本發明包含r1＝r2且r2≠r3的情況。

圖22是本發明的其它實施方式的光纖的折射率分布圖，示出r1＝r2且r2≠r3的情況。

在該光纖中，r1與r2相等，所以包層25僅由溝道部23和形成在溝道部23的外周側的外包層部24構成。

以上，對本發明的優選的實施方式進行了說明，但這些實施方式是本發明的例示，在不脫離本發明的範圍內能夠進行追加、省略、置換以及其它的變更。

例如，在圖20所示的光纖30中，包層25由三個層(內包層部、溝道部以及外包層部)構成，但包層也可以具有這些層以外的層。

附圖標記說明：1、5、21…芯體，2、12、22…內包層部，3、13、24…外包層部，4、14…包層，23…溝道部，10、20、30…光纖，Δ…相對摺射率差。