導波路分散がコアの半径やコアとクラッドの屈折率差∆などのパラメータに依存する性質を利用して、ゼロ分散波長λDや分散スロープ(分散の傾き)を制御することができる。図1は、このように分散特性を変化させたファイバーの分散特性を示している。図中には分散シフトファイバー(DSF)、ノンゼロ分散シフトファイバー(NZ-DSF)、分散フラットファイバー(DFF)の分散特性を示す。いずれもシングルモードファイバーである。

図1:分散シフトファイバー(DSF)、ノンゼロ分散シフトファイバー(NZ-DSF)、分散フラットファイバー(DFF)の全分散特性

(1)分散シフトファイバー

ゼロ分散波長λDを光ファイバー損失が最小になる1.55μm付近(光通信の波長帯)に移した光ファイバーをファイバーを分散シフトファイバー(Dispersion Shifted Fiber:DSF)[1]、[2]と呼ぶ。分散シフトシングルモードファイバーは長距離伝送に適している[3]。

(2)ノンゼロ分散シフトファイバー

ノンゼロ分散シフトファイバー(Nonzero Dispersion-Shifted Fiber:NZ-DSF)は、ゼロ分散波長を1550nm帯(使用波長帯)から少しずらすことにより、1550nm帯(使用波長帯)で四光波混合、自己位相変調相互位相変調などの非線形光学現象を抑制した光ファイバーである。よって、NZ-DSFはエルビウム添加光ファイバー増幅器(EDFA)を使用した波長分割多重(Wavelength Division Multiplexing:WDM)に有効であり、超高速の長距離伝送に適している[3]。また、波長分散による信号波形の劣化抑制のため、波長分散値は通常のファイバーよりも小さな値に設定されている。

(3)分散フラットファイバー

分散フラットファイバー(Dispersion Flatted Fiber:DFF)は1.4μm及び1.6μm付近でゼロ分散となるファイバーである。分散フラットファイバーでは、屈折率分布を複雑な形状にすることで導波路分散を大きく制御している。分散絶対値の小さな分散フラットファイバーは超短パルス光の伝送に適しており、C-band帯域を含む広い波長範囲において波長可変性を実現できる。また、高非線形型の分散フラットファイバーを用いることで超広帯域スペクトルを持つスーパーコンティニューム(Supercontinuum)光を生成することができる。

(4)逆分散ファイバー

逆分散ファイバー(Reverse Dispersion Fiber:DSF)は波長分散と分散スロープの絶対値はSMFとほぼ同じであるが、符号が逆のファイバーである。よって、同じ長さのRDFとSMFを組み合わせることにより、伝送路全体で波長分散と分散スロープが同時に補償され、広い波長帯域でゼロ分散が実現できる(局所的な波長分散はゼロではない)。このように、光ファイバーにおいて、光の伝搬方向に波長分散が正の区間と負の区間が存在し、局所的な波長分散は非ゼロとしながらも伝送路全体での累積波長分散を低減したファイバーを分散マネージメントファイバー(Dispersion Maganement Fiber:DMF)と呼ぶ。DMFは商品化されており、RDFはSMFに比べて非線形性が大きいため、DMFにおいて伝送路の出力側に配置される。

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