專利名稱：一種色散補(bǔ)償光纖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域是用于波分復(fù)用傳輸網(wǎng)的光纖。
技術(shù)背景這種網(wǎng)絡(luò)上的信息比特率增加會(huì)在日益變寬的頻帶上施加色散補(bǔ) 償和色散斜率補(bǔ)償。S頻帶對應(yīng)于約1460nm到1530nm的頻帶。C頻帶 對應(yīng)于約1530nm到1565nm的頻帶。L頻帶對應(yīng)于約1565nm到1625nm 的頻帶。U頻帶對應(yīng)于約1625nm到1675nm的頻帶。最廣泛4吏用的頻 帶是C頻帶。除C頻帶外，逐漸趨向于希望使用C頻帶、S頻帶、L頻 帶甚至L頻帶。在現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)知道將稱為非零色散位移光纖(NZ-DSF)的用 于減小非線性交叉效應(yīng)的色散位移光纖與色散補(bǔ)償光纖(DCF )相結(jié)合， 并制造在較寬的頻帶上具有零色散的傳輸線。例如，如專利申請WO 01/01179所述，第一種現(xiàn)有才支術(shù)解決方案采 用具有較低色散斜率的色散補(bǔ)償光纖，然而，所涉及光纖的色散與色散 斜率的比值太低，并且不能有效地補(bǔ)償具有較低色散斜率的NZ-DSF傳 輸線光纖。在OECC/IOOC，01會(huì)議上提出的第二種現(xiàn)有技術(shù)解決方案里，在題 為"具有較高負(fù)色散的色散扁平光纖"(Dispersion flattened fiber with high negative dispersion)的論文中，數(shù)字仿真描述了 一種色散補(bǔ)償光纖，其 色散與色散斜率的比值非常高，然而，在同一會(huì)議上口頭說明的那些仿真并沒有證實(shí)上述內(nèi)容，相反，卻產(chǎn)生了包括4|_im級(jí)模場直徑的通常值。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提出一種色散補(bǔ)償光纖，其具有足夠高的色散與色散斜率的 比值，并且有利地具有較低的色散斜率，能夠補(bǔ)償具有較低色散斜率的 NZ-DSF傳輸光纖線。根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光纖還具有相對較高的模 場直徑，因此可以在例如超過40Gbit/s的非常高的比特率下用于光傳輸 線內(nèi)。利用根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光纖獲得的折衷方案，能夠在可以包 含S、 C、 L和U頻帶的非常寬的頻譜范圍內(nèi)進(jìn)行有效的補(bǔ)償。根據(jù)本發(fā)明，對于波分復(fù)用傳輸網(wǎng)，提供一種用于在包含至少C頻 帶的多個(gè)頻帶上補(bǔ)償色散的光纖，從中心到外圍，該光纖依次包括具有 變化的折射率剖面的纖芯和具有恒定折射率的包層；從中心到外圍，該 具有變化的折射率剖面的纖芯依次包括其最大折射率比所述包層折射 率高的中心層(slice )、其最小折射率比所述包層折射率低的凹陷層以 及其最大折射率比所述包層折射率高并比所述中心層的最大折射率低 的環(huán)形層，確定每層的半徑和折射率， 一方面使得在1550nm的波長處， 所述色散補(bǔ)償光纖首先具有小于-8ps/nm.km的色散，其次具有其絕對值 大于750nm的色散與色散斜率的比值，還具有大于5fim的模場直徑，另 一方面使得在1625nm的波長處，對于10mm的半徑，所述色散補(bǔ)償光纖 具有低于400dB/m的彎曲損耗。優(yōu)選地確定每層的半徑和折射率，使得在1550nm的波長處，所述 色散補(bǔ)償光纖具有其絕對值大于1500nm的色散與色散斜率的比值。根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光纖在S、 C、 L和U頻帶上優(yōu)選地補(bǔ)償傳 輸線光纖的色散。優(yōu)選地確定每層的半徑和折射率，使得在1550nm的波長處，所述 色散補(bǔ)償光纖具有其絕對值小于0.02ps/nm2'km的色散斜率。優(yōu)選地確定根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光纖的每層的半徑和折射率，使 得在1550nm的波長處，所述色散補(bǔ)償光纖具有大于20^in^的有效面積。將根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光纖與光纖傳輸系統(tǒng)內(nèi)的傳輸線光纖相 結(jié)合。在一種實(shí)施方式中，光纖傳輸系統(tǒng)包括傳輸線光纖和結(jié)合在所述傳輸線內(nèi)的根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光纖的組合。在另 一種實(shí)施方式中，光纖傳輸系統(tǒng)包括傳輸線光纖和容納于一個(gè)模塊內(nèi)的根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光纖的組合。在本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施方式中，根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光纖具有 分為三層的第一類變化的纖芯折射率剖面。從中心到外圍，該第一類變 化的纖芯折射率剖面依次包括其最大折射率比包層折射率高的中心層、 其最小折射率比包層折射率低的凹陷層以及其最大折射率比包層折射 率高并比所述中心層的最大折射率低的環(huán)形層。中心層優(yōu)選地是梯形或矩形的，但也可以是例如三角形或a形的。其他層優(yōu)選地是矩形的，但 也可以是例如三角形、梯形或ot形的。下面，給出特別是第二類纖芯折射率剖面的折射率和半徑的多個(gè)優(yōu) 選范圍或關(guān)系，其將改善根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光纖能盡可能有效地補(bǔ) 償傳輸線光纖的色散的頻譜范圍和根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光纖的其他 特性。在第一組色散補(bǔ)償光纖中，確定每層的半徑和折射率，使得在 1550nm的波長處，色散補(bǔ)償光纖具有從-40ps/nm'km到-8ps/nm'km的色 散。在該第一組而不是下述第二組中，特別有利的是，根據(jù)本發(fā)明的色 散補(bǔ)償光纖具有較低的色散斜率。凹陷層的最小折射率與包層的折射率之差(An2)優(yōu)選地為-3xl(T3 至0,并且凹陷層的外部半徑(r2)優(yōu)選地為5.8pm至8.5jum。環(huán)形層的最大折射率與包層的折射率之差(An3)優(yōu)選地為lxl(T3 至6xl(T3,并且環(huán)形層的外部半徑(r3)優(yōu)選地為7.2jLim至9.7jum。半徑與相對于包層的折射率差的乘積在零半徑與其折射率高于包層折射率的中心層部分的半徑(r！)之間的積分的兩倍的值= 2. f 廣A)優(yōu)選地為39x l(T3至65x 10-3|iim2。半徑與相對于包層的折射率差的乘積在其折射率高于包層折射率的中心層部分的半徑(r!)與其折射率低于包層折射率的凹陷層部分的 半徑(r2)之間的積分的兩倍的值(52=2.『A"(O.rcfr)優(yōu)選地為-150xl(r3至-ioxio-3(W。半徑與相對于包層的折射率差的乘積在其折射率低于包層折射率的凹陷層部分的半徑(r2)與其折射率高于包層折射率的環(huán)形層部分的 半徑(r3)之間的積分的兩倍的值(s,2.f3A"(。.r刊優(yōu)選地為30xl0's至140xl0-3jum2。半徑的平方與相對于包層的折射率差的乘積在零半徑與其折射率 高于包層折射率的中心層部分的半徑(n)之間的積分的三倍的值 (&,3.f'A^0.,.刊優(yōu)選地為59xl0-3)iim3至123xl0 m3。如果中心層呈矩形，則所述中心層的最大折射率與所述包層折射率之差(An!)優(yōu)選地為14xl(^至20xl(T3,并且其折射率高于包層折射率的所述中心層部分的半徑(n)優(yōu)選地為1.4idm至1.9^im。如果所述中心層呈梯形，則所述中心層的最大折射率與所述包層折 射率之差(△ )優(yōu)選地為14xl(^至20xl(T3，其折射率高于包層折射率 的所述中心層部分的半徑(r。優(yōu)選地為1.4ium至1.9pm，并且具有所 述中心層的最大折射率的所述中心層部分的半徑(rla)優(yōu)選地為1.3pm 至1.9拜。在第二組色散補(bǔ)償光纖中，確定每層的半徑和折射率，使得在 1550nm的波長處，色散補(bǔ)償光纖具有小于-40ps/nm'km的色散。凹陷層的最小折射率與包層的折射率之差(An2)優(yōu)選地為-5xl(T3 至0，并且凹陷層的外部半徑(r2)優(yōu)選地為3.7pm至6.7|iim。環(huán)形層的最大折射率與包層的折射率之差(Aii3)優(yōu)選地為lxl(T3 至8xl(T3,并且環(huán)形層的外部半徑(r3)優(yōu)選地為6.1pm至8.4pm。半徑與相對于包層的折射率差的乘積在零半徑與其折射率高于包層折射率的中心層部分的半徑(ri )之間的積分的兩倍的值 =2.f A"W.r.A)優(yōu)選地為32xl0-3至52xlO-3|Lim2。 半徑與相對于包層的折射率差的乘積在其折射率高于包層折射率 的中心層部分的半徑(rj與其折射率低于包層折射率的凹陷層部分的半徑(r2)之間的積分的兩倍的值^2=2.]^^01.刊優(yōu)選地為-70><10-3 至畫4xl0-3 |iim2。半徑與相對于包層的折射率差的乘積在其折射率低于包層折射率的凹陷層部分的半徑(r2)與其折射率高于包層折射率的環(huán)形層部分的 半徑(r3)之間的積分的兩倍的值(5^2.fA"W.r.刮優(yōu)選地為7xl0—s至150xl0 m2。半徑的平方與相對于包層的折射率差的乘積在零半徑與其折射率 高于包層折射率的中心層部分的半徑(rj之間的積分的三倍的值 (S =3. '^)優(yōu)選地為40xlO—Vm3至80xlO—Vm3。如果所述中心層呈矩形，則所述中心層的最大折射率與所述包層折 射率之差(Ani)優(yōu)選地為17xl(^至25xl(T3，并且其折射率高于包層折 射率的所述中心層部分的半徑(rj優(yōu)選地為1.2ium至1.7|im。如果所述中心層呈梯形，則所述中心層的最大折射率與所述包層折 射率之差(A )優(yōu)選地為17xl0d至25xl(r3，其折射率高于包層折射率 的所述中心層部分的半徑(ri)優(yōu)選地為1.2pm至1.7pm，并且具有所 述中心層的最大折射率的所述中心層部分的半徑(rla)優(yōu)選地為l.l|am 至1.7拜。對于對應(yīng)于第一實(shí)施方式的所有色散補(bǔ)償光纖，確定每層的半徑和 折射率，使得色散補(bǔ)償光纖具有大于1600nm的理論截止波長。在本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施方式中，根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光纖具有 分為四層的第二類變化的纖芯折射率剖面。從中心到外圍，該第二類變 化的纖芯折射率剖面依次包括其最大折射率比包層折射率高的中心層、 其最小折射率比包層折射率低的第一凹陷層、其最大折射率比包層折射 率高并比中心層的最大折射率低的環(huán)形層以及其最小折射率比包層折 射率低的第二凹陷層。中心層優(yōu)選地是矩形的，但也可以是三角形、梯 形或a形的。其他層優(yōu)選地是矩形的，但也可以是例如三角形、梯形或a 形的。在本發(fā)明的第三種優(yōu)選實(shí)施方式中，根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光纖具有第三類變化的纖芯折射率剖面，其從中心到外圍依次包括其最大折射 率比包層折射率高的中心層、其最小折射率比包層折射率低的凹陷層、 其最大折射率比包層折射率高并比中心層的最大折射率低的第 一 環(huán)形 層以及其最大折射率比包層折射率高并比第 一環(huán)形層的折射率高的第 二環(huán)形層。中心層優(yōu)選地是矩形的，但也可以是三角形、梯形或Ot形的。 其他層優(yōu)選地是矩形的，但也可以是例如三角形、梯形或OC形的。在本發(fā)明的第四種優(yōu)選實(shí)施方式中，根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光纖具 有第四類變化的纖芯折射率剖面，其從中心到外圍依次包括其最大折射 率比包層折射率高的中心層、其最小折射率比包層折射率低的第 一 凹陷 層、其最小折射率比包層折射率低并比第一凹陷層的折射率高的第二凹 陷層以及其最大折射率比包層折射率高并比中心層的最大折射率低的 環(huán)形層。中心層優(yōu)選地是矩形的，但也可以是三角形、梯形或OC形的。其他層優(yōu)選地是矩形的，但也可以是例如三角形、梯形或a形的。對于根據(jù)第二、第三和第四實(shí)施方式的所有色散補(bǔ)償光纖，確定每層的半徑和折射率，使得所述色散補(bǔ)償光纖具有大于1550nm的理論截 止波長。


根據(jù)以下借助于實(shí)施例的說明和附圖，可以更好地理解本發(fā)明，并 且本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯，其中圖1概略地示出根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光纖的具有三層的第一類剖 面的一個(gè)實(shí)施例；圖2是一個(gè)表格，其包含根據(jù)本發(fā)明的第一類色散補(bǔ)償光纖的圖1 的實(shí)施例的剖面的十個(gè)實(shí)施例的半徑和折射率的差值；圖3是一個(gè)表格，其包含圖2中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光 纖的剖面的某些特性；圖4是一個(gè)表格，其包含圖2中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光 纖的剖面的其他特性；圖5是一個(gè)表格，其包含圖2中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光 纖的剖面的另外的特性；圖6是一個(gè)表格，其包含圖2中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光纖的剖面的又一些特性；圖7概略地示出根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光纖的具有三層的第一類剖 面的另一個(gè)實(shí)施例；圖8是一個(gè)表格，其包含根據(jù)本發(fā)明的第一類色散補(bǔ)償光纖的圖7 的實(shí)施例的剖面的十個(gè)實(shí)施例的半徑和折射率的差值；圖9是一個(gè)表格，其包含圖8中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光 纖的剖面的某些特性；圖IO是一個(gè)表格，其包含圖8中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光 纖的剖面的其他特性；圖11是一個(gè)表格，其包含圖8中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光 纖的剖面的另外的特性；圖12是一個(gè)表格，其包含圖8中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償 光纖的剖面的又一些特性；圖13概略地示出根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光纖的具有四層的第二、 第三和第四類剖面；圖14是一個(gè)表格，其包含根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光纖的第二、第三 和第四類剖面的十個(gè)實(shí)施例的半徑和折射率的差值；圖15是一個(gè)表格，其包含圖14中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償 光纖的剖面的某些特性；圖16是一個(gè)表格，其包含圖14中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償 光纖的剖面的其他特性；圖17是一個(gè)表格，其包含圖14中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償 光纖的剖面的另外的特性；圖18是一個(gè)表格，其包含圖14中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償 光纖的剖面的又一些特性；對于剖面實(shí)施例8a、 8b和2c,圖19示出S、 C、 L和U頻帶內(nèi)的 色散變化。
具體實(shí)施方式
圖1概略地示出根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光纖的具有三層的第一類剖 面的一個(gè)實(shí)施例。第一層稱作中心層，具有相對于包層的恒定折射率的最大折射率差A(yù)m和外部半徑iv該最大折射率差A(yù)n!為正。該折射率優(yōu) 選地為恒定的，并且是零半徑與半徑n之間的最大值。第二層稱作凹陷 層，具有相對于包層的恒定折射率的最大折射率差A(yù)ri2和外部半徑r2。該 最大折射率差A(yù)ri2為負(fù)。該折射率在半徑"與半徑r2之間優(yōu)選地為恒定 的。第三層稱作環(huán)形層，具有相對于包層的恒定折射率的最大折射率差 An3和外部半徑r3。該最大折射率差A(yù)ri3為正。該折射率在半徑&與半徑 r3之間優(yōu)選地為恒定的。半徑r3之外是具有恒定折射率的包層。圖2是一個(gè)表格，其包含根據(jù)本發(fā)明的第一類色散補(bǔ)償光纖的上述 實(shí)施例的剖面的十個(gè)實(shí)施例的半徑和折射率的差值。左列列出從la至 10a的實(shí)施例。接下來的三列表示纖芯的變化的折射率剖面的以jam為單 位的半徑。最后三列給出1000倍的折射率差(無單位)。圖3是一個(gè)表格，其包含圖2中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光 纖的剖面的某些特性。左列列出從la至10a的實(shí)施例。對于所考慮的每 一個(gè)實(shí)施例，其他列表示對應(yīng)于所涉及的實(shí)施例的光纖的特性。下一列 表示1550nm波長處的用ps/nm2表示的色散斜率C，。再下一列表示 1550nm波長處的用nm表示的色散C與色散斜率C，的比值。再下一列 表示1550nm波長處的用nm表示的模場直徑2WQ2。最后一列表示用nm 表示的理論的截止波長人她。圖4是一個(gè)表格，其包含圖2中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光 纖的剖面的其他特性。左列列出上面已經(jīng)說明的實(shí)施例。對于所考慮的 每一個(gè)實(shí)施例，其他列表示對應(yīng)于所涉及的實(shí)施例的光纖的特性。接下 來的四列表示在各個(gè)波長1460nm、 1550nm、 1625nm和1675nm處的用|um2表示的有效面積Seff。圖5是一個(gè)表格，其包含圖2中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光 纖的剖面的另外的特性。左列列出前面已經(jīng)說明的實(shí)施例。對于所考慮 的每一個(gè)實(shí)施例，其他列表示對應(yīng)于所涉及的實(shí)施例的光纖的特性。接 下來的四列表示在各個(gè)波長1460nm、 1550nm、 1625nm和1675nm處的 用ps/nm'km表示的色散C。圖6是一個(gè)表格，其包含圖2中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光 纖的剖面的又一些特性。左列列出前面已經(jīng)說明的實(shí)施例。對于所考慮 的每一個(gè)實(shí)施例，其他列表示對應(yīng)于所涉及的實(shí)施例的光纖的特性。接下來的三列表示在各個(gè)波長1550nm、 1625nm和1675nm處，半徑10mm 的用dB/m表示的最大彎曲損耗閾值。例如，在實(shí)施例la中，所述彎曲 損^^小于3dB/km。接下來的三列表示在各個(gè)波長1550nm、 1625nm和 1675nm處，半徑30mm的用dB/m表示的最大彎曲損耗閾值。圖7概略地示出根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光纖的具有三層的第一類剖 面的另一個(gè)實(shí)施例。第一層稱作中心層，具有相對于包層的恒定折射率 的最大折射率差A(yù)rM和外部半徑n。該最大折射率差A(yù)n!為正。該折射率 優(yōu)選地為恒定的，并且是零半徑與半徑巧之間的最大值。對于半徑值巧， 該折射率變得等于包層的折射率，并且對于值r化，該折射率達(dá)到第二層 的折射率。第二層稱作凹陷層，具有相對于包層的恒定折射率的最大折 射率差A(yù)n2和外部半徑r2。該最大折射率差A(yù)ii2為負(fù)。該折射率在半徑rlb 與半徑I"2之間優(yōu)選地為恒定的。第三層稱作環(huán)形層，具有相對于包層的 恒定折射率的最大折射率差A(yù)ri3和外部半徑r3。該最大折射率差A(yù)n3為正。 該折射率在半徑&與半徑r3之間優(yōu)選地為恒定的。半徑i"3之外是具有恒 定折射率的包層。圖8是一個(gè)表格，其包含根據(jù)本發(fā)明的第一類色散補(bǔ)償光纖的上述 實(shí)施例的剖面的十個(gè)實(shí)施例的半徑和折射率的差值。左列列出從lb至 1 Ob的實(shí)施例。接下來的五列表示纖芯的變化的折射率剖面的用]Lim表示 的半徑。最后三列給出IOOO倍的折射率差(無單位)。圖9是一個(gè)表格，其包含圖8中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光 纖的剖面的某些特。其說明類似于圖3。圖IO是一個(gè)表格，其包含圖8中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光 纖的剖面的其他特性。其說明類似于圖4。圖11是一個(gè)表格，其包含圖8中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光 纖的剖面的另外的特性。其說明類似于圖5。圖12是一個(gè)表格，其包含圖8中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光 纖的剖面的又一些特性。其"i兌明類似于圖6。圖13概略地示出根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光纖的具有四層的第二、第 三和第四類剖面。第一層稱作中心層，具有相對于包層的恒定折射率的 最大折射率差A(yù)iM和外部半徑iv該最大折射率差A(yù)m為正。該折射率在 零半徑與半徑^之間優(yōu)選地為恒定的。第二層稱作凹陷層，具有相對于包層的恒定折射率的最大折射率差A(yù)n2和外部半徑r2。該最大折射率差 An2為負(fù)。該折射率在半徑r!與半徑I"2之間優(yōu)選地為恒定的。對于第二 和第三類剖面，第三層稱作環(huán)形層，具有相對于包層的恒定折射率的最 大折射率差A(yù)n3和外部半徑r3。該最大折射率差A(yù)n3為正。該折射率在半 徑&與半徑r3之間優(yōu)選地為恒定的。對于第四類剖面，第三層稱作凹陷 層，具有相對于包層的恒定折射率最的大折射率差A(yù)n3和外部半徑r3。該 最大折射率差A(yù)ti3為負(fù)。該折射率在半徑r2與半徑r3之間優(yōu)選地為恒定 的。對于第二類剖面，第四層稱作凹陷層，具有相對于包層的折射率的 最大折射率差A(yù)n4和外部半徑r4。該最大折射率差A(yù)ri4為負(fù)。該折射率在 半徑I"3與半徑r4之間優(yōu)選地為恒定的。半徑I"4之外是具有恒定折射率的 包層。對于第三和第四類剖面，第四層稱作環(huán)形層，具有相對于包層的 恒定折射率的最大折射率差A(yù)n4和外部半徑r4。該最大折射率差A(yù)n4為正。 該折射率在半徑r3與半徑r4之間優(yōu)選地為恒定的。半徑f4之外是具有恒 定折射率的包層。圖14是一個(gè)表格，其包含根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光纖的第二、第三 和第四類剖面的十個(gè)實(shí)施例的半徑和折射率的差值。左列列出從lc至的半徑^最后四列給出iooo倍的折射率差(無單位 。 '圖15是一個(gè)表格，其包含圖14中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償 光纖的剖面的某些特性。其說明類似于圖3。圖16是一個(gè)表格，其包含圖14中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償 光纖的剖面的其他特性。其說明類似于圖4。圖17是一個(gè)表格，其包含圖14中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償 光纖的剖面的另外的特性。其說明類似于圖5。圖18是一個(gè)表格，其包含圖14中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償 光纖的剖面的又一些特性。其說明類似于圖6。對于剖面實(shí)施例8a、 8b和2c，圖19分別通過曲線A、 A，和A"示出 S、 C、 L和U頻帶內(nèi)的色散變化，其中將用ps/nm.km表示的色散C畫 在縱軸上，并將用nm表示的波長X畫在橫軸上。在根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光纖的第 一附加優(yōu)選實(shí)施方式中，確定每 層的半徑和折射率，使得在1550nm的波長處，該色散補(bǔ)償光纖還具有從-200ps/nm'km到-40ps/nm.km的色散，以及從17><10-3到25乂10-3的中 心層最大折射率與包層折射率之差A(yù)n"中心層最大折射率與包層折射率 之間的差值的適當(dāng)范圍能夠產(chǎn)生一種光纖，其不僅具有與最大折射率與 包層折射率之間的差值約為30xl(T3的光纖相比改善的衰減和/或改善 的彎曲損耗，而且更具有與最大折射率與包層折射率之間的差值約為 12><10—3或更小的光纖相比更小的色散。在根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光纖的第二附加優(yōu)選實(shí)施方式中，確定每 層的半徑和折射率，使得在1550nm的波長處，該色散補(bǔ)償光纖還具有 小于-40ps/nm.km的色散，從17xl(^到25xl(T3的中心層最大折射率與 包層折射率之差A(yù)np以及半徑與相對于包層的折射率差的乘積在其折射 率高于包層折射率的中心層部分的半徑(rj與其折射率低于包層折射率的凹陷層部分的半徑(r2)之間的積分的兩倍的值A(chǔ)-2.fAw(r).r.A)，其從-70xlO-s到-4xl(T^m2。中心層最大折射率與包層折射率差之間的差 的適當(dāng)值范圍能夠產(chǎn)生一種光纖，其不僅具有與最大折射率與包層折射 率之間的差值約為30xl(T3的光纖相比改善的衰減和/或改善的彎曲損 耗，而且更具有與最大折射率與包層折射率之間的差值約為12xl0-s或 更小的光纖相比更小的色散。本發(fā)明的第 一和第二附加優(yōu)選實(shí)施方式涉及預(yù)定用于模塊中的光纖。在根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光纖的第三附加優(yōu)選實(shí)施方式中，確定每 層的半徑和折射率，使得在1550nm的波長處，該色散補(bǔ)償光纖還具有 從-40ps/nm.km到-15ps/nnrkm的色散以及負(fù)的色散斜率。與其色散具有 較小絕對值的色散補(bǔ)償光纖相比，具有適當(dāng)色散絕對值的色散補(bǔ)償光纖 是有利的，這是因?yàn)榇藭r(shí)只需要較短的長度來補(bǔ)償給定的傳輸線光纖。 色散補(bǔ)償光纖具有通常高于傳輸線光纖衰減的衰減，使傳輸線包含盡可 能少的色散補(bǔ)償光纖并包含盡可能多的傳輸線光纖是有利的。與色散斜 率為正的色散補(bǔ)償光纖相比，色散斜率為負(fù)的色散補(bǔ)償光纖是有利的， 這是因?yàn)榇藭r(shí)可以比較容易地補(bǔ)償大多數(shù)傳輸線光纖的正的色散斜率。才艮據(jù)本發(fā)明的第三附加優(yōu)選實(shí)施方式的一種優(yōu)選選擇，在根據(jù)本發(fā) 明的色散補(bǔ)償光纖中，確定每層的半徑和折射率，使得在1550nm的波 長處，該色散補(bǔ)償光纖還具有從14xl0-s到20><10-3的中心層最大折射率 與包層折射率之差A(yù)n。中心層最大折射率與包層折射率差之間的差值的適當(dāng)范圍能夠產(chǎn)生一種光纖，其不僅具有與最大折射率與包層折射率之間的差值約為30xl(T3的光纖相比改善的衰減和/或改善的彎曲損耗， 而且更具有與最大折射率與包層折射率之間的差值約為12xl(T3或更小 的光纖相比更小的色散。本發(fā)明的第三附加優(yōu)選實(shí)施方式涉及用作傳輸線光纖的光纖。
權(quán)利要求
1.一種用于在包含至少C頻帶的多個(gè)頻帶上補(bǔ)償色散的光纖，其用于波分復(fù)用傳輸網(wǎng)，從中心到外圍，所述光纖依次包括具有變化的折射率剖面的纖芯和具有恒定折射率的包層；從中心到外圍，所述纖芯的變化的折射率剖面依次包括其最大折射率比所述包層折射率高的中心層；其最小折射率比所述包層折射率低的凹陷層；以及其最大折射率比所述包層折射率高并比所述中心層的最大折射率低的環(huán)形層；確定每層的半徑和折射率，一方面使得在1550nm的波長處，所述色散補(bǔ)償光纖首先具有小于-40ps/nm·km的色散，其次具有其絕對值大于750nm的色散與色散斜率的比值，還具有大于5μm的模場直徑，另一方面使得在1625nm的波長處，對于10mm的半徑，所述色散補(bǔ)償光纖具有低于400dB/m的彎曲損耗，其中所述凹陷層的最小折射率與所述包層折射率之間的差(Δn2)為-5.5×10-3至0，并且所述凹陷層的外部半徑(r2)為3.7μm至6.7μm；所述環(huán)形層的最大折射率與所述包層折射率之間的差(Δn3)為1×10-3至8×10-3，并且所述環(huán)形層的外部半徑(r3)為6.1μm至8.4μm；所述中心層的最大折射率與所述包層折射率之差(Δn1)為17×10-3至25×10-3，并且其折射率高于包層折射率的所述中心層部分的半徑(r1)為1.2μm至1.7μm。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的色散補(bǔ)償光纖，其特征在于確定每層的半徑 和折射率，使得在1550nm的波長處，所述色散補(bǔ)償光纖具有其絕對值 大于1500nm的色散與色散斜率的比值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的色散補(bǔ)償光纖，其特征在于在S、 C、 L和U 頻帶上，所述色散補(bǔ)償光纖補(bǔ)償傳輸線光纖的色散。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的色散補(bǔ)償光纖，其特征在于半徑與相對于包 層的折射率差的乘積在零半徑與其折射率高于包層折射率的中心層部分的半徑(r!)之間的積分的兩倍的值(s,2.fA"(。.r刊為32xl0-s至 52xlO-3)Lim2。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的色散補(bǔ)償光纖，其特征在于半徑與相對于包層的折射率差的乘積在其折射率高于包層折射率的中心層部分的半徑 (ri)與其折射率低于包層折射率的凹陷層部分的半徑(r2)之間的積分 的兩倍的值(S2 = 2. f2r.刊為-70 x 1 (J-3至-4 x 10-3 pm2 。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的色散補(bǔ)償光纖，其特征在于半徑與相對于包(r2)與其折射率高于包層折射率的環(huán)形層部分的半徑(r3)之間的積分 的兩倍的值C2.fA"(0.r刊為7xl(T3至150xl(rVm2。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1的色散補(bǔ)償光纖，其特征在于半徑的平方與相對于包層的折射率差的乘積在零半徑與其折射率高于包層折射率的中 心層部分的半徑(rj之間的積分的三倍的值(&, =3.fAn(O .A)為40xl(r3jam3至80xl(T3|im3。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1的色散補(bǔ)償光纖，其特征在于所述中心層呈矩形。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1的色散補(bǔ)償光纖，其特征在于所述中心層呈梯形。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的色散補(bǔ)償光纖，其特征在于所述中心層的最 大折射率與所述包層折射率之差(Ani)為17xlO^至25xl(T3,其折射率高于包層折射率的所述中心層部分的半徑(n)為1.2pm至1.7pm，并 且具有所述中心層的最大折射率的所述中心層部分的半徑(rla)為 l.ll拜至1.70,。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1的色散補(bǔ)償光纖，其特征在于確定每層的半徑 和折射率，使得所述色散補(bǔ)償光纖具有大于1600nm的理論截止波長。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1的色散補(bǔ)償光纖，其特征在于從中心到外圍， 所述纖芯的變化的折射率剖面依次包括其最大折射率比所述包層折射率高的中心層； 其最小折射率比所述包層折射率低的凹陷層；其最大折射率比所述包層折射率高并比所述中心層的最大折射率 低的第一環(huán)形層；以及其最大折射率比所述包層折射率高并比所述第一環(huán)形層的折射率 高的第二環(huán)形層。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1的色散補(bǔ)償光纖，其特征在于從中心到外圍， 所述纖芯的變化的折射率剖面依次包括其最大折射率比所述包層折射率高的中心層； 其最小折射率比所述包層折射率低的第一凹陷層； 其最小折射率比所述包層折射率低并比所述第一凹陷層的折射率 高的第二凹陷層；以及其最大折射率比所述包層折射率高并比所述中心層的最大折射率 低的環(huán)形層。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1的色散補(bǔ)償光纖，其特征在于從中心到外圍， 所述纖芯的變化的折射率剖面依次包括其最大折射率比所述包層折射率高的中心層； 其最小折射率比所述包層折射率低的第一凹陷層； 其最大折射率比所述包層折射率高并比所述中心層的最大折射率 低的環(huán)形層；以及其最小折射率比所述包層折射率低的第二凹陷層。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12、 13或14的色散補(bǔ)償光纖，其特征在于確定 每層的半徑和折射率，使得所述色散補(bǔ)償光纖具有大于1550nm的理論 截止波長。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1的色散補(bǔ)償光纖，其特征在于確定每層的半徑 和折射率，使得在1550nm的波長處，所述色散補(bǔ)償光纖具有其絕對值 小于0.02ps/nm2'km的色散斜率。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1的色散補(bǔ)償光纖，其特征在于確定每層的半徑 和折射率，使得在1550nm的波長處，所述色散補(bǔ)償光纖具有大于20|am2 的有效面積。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1的色散補(bǔ)償光纖，其特征在于確定每層的半徑和折射率，使得在1550nm的波長處，所述色散補(bǔ)償光纖具有 -200ps/nm'km至-40ps/nm.km的色散，以及17xl0-3至25><10-3的所述中 心層最大折射率與所述包層折射率之差。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1的色散補(bǔ)償光纖，其特征在于確定每層的半徑 和折射率，使得在1550nm的波長處，所述色散補(bǔ)償光纖具有小于 -40ps/nm'km的色散，從17xl(^至25xl(T3的所述中心層最大折射率與 所述包層折射率之差(An!),以及半徑與相對于包層的折射率差的乘積 在其折射率高于包層折射率的中心層部分的半徑(rj與其折射率低于 包層折射率的凹陷層部分的半徑(r2)之間的積分的兩倍的值= 2. f2 A"w r A),其從-70x 1 (J—3到-4x 10 m2。
20. —種光纖傳輸系統(tǒng)，包括傳輸線光纖和根據(jù)權(quán)利要求1的色散 補(bǔ)償光纖的組合，所述色散補(bǔ)償光纖結(jié)合在所述傳輸線內(nèi)。
21. —種光纖傳輸系統(tǒng)，包括傳輸線光纖和根據(jù)權(quán)利要求1的色散 補(bǔ)償光纖的組合，所述色散補(bǔ)償光纖容納在一個(gè)模塊內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多頻帶色散補(bǔ)償光纖，從中心到外圍，該色散補(bǔ)償光纖依次包括其最大折射率比包層折射率高的中心層，其最小折射率比包層折射率低的凹陷層，其最大折射率比包層折射率高并比中心層的最大折射率低的環(huán)形層，以及一個(gè)包層，其具有恒定的折射率，并且一方面，在1550nm的波長處，首先具有小于-8ps/nm·km的色散，其次具有其絕對值大于750nm的色散與色散斜率的比值，還具有大于5μm的模場直徑，另一方面，在1625nm的波長處，對于10mm的半徑，具有低于400dB/m的彎曲損耗。
文檔編號(hào)G02B6/02GK101251618SQ200810086770
公開日2008年8月27日 申請日期2003年10月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月7日
發(fā)明者盧多維克·弗勒里, 帕斯卡萊·努希, 弗洛朗·博蒙, 皮埃爾·西拉爾德, 路易·阿內(nèi)·德蒙莫里永, 馬克西姆·戈?duì)柪?申請人:德雷卡通信技術(shù)公司