專利名稱：一種改進(jìn)的具有大模場(chǎng)分布的非零色散位移單模光纖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種為大容量、高速率、長(zhǎng)距離傳輸系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的非零色散位移 單模光纖。該光纖具有改進(jìn)的低非線性效應(yīng)特性，即大的模場(chǎng)分布(有效面積)， 優(yōu)化色度色散和較低的色散斜率，同時(shí)具有偏振模色散低、低損耗和優(yōu)異的抗彎 曲性能，與光纖熔接時(shí)具有低熔接損耗等優(yōu)點(diǎn)，適用于大容量、高速率、長(zhǎng)距離 的密集波分復(fù)用DWDM系統(tǒng)傳輸，大的有效面積有利于減少非線性效應(yīng)，低的色 散斜率有利于對(duì)色散進(jìn)行全面的管理，滿足C+L與S+C+L波段的長(zhǎng)距離的傳輸。
背景技術(shù)：
隨著光纖通信技術(shù)的發(fā)展，特別是光纖放大器和波分復(fù)用技術(shù)的成熟應(yīng)用， 制約光纖通信的己經(jīng)不再是光纖的損耗，全球信息化的迅猛發(fā)展需要大容量、 高速率光纖通信系統(tǒng)，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上考慮，光纖通信技術(shù)發(fā)展主要有2個(gè)方 向， 一為提高波分復(fù)用單信道的傳輸速率，二為增加波分復(fù)用的信道數(shù)量和增 加工作波段，因此大容量、高速率、長(zhǎng)距離傳輸系統(tǒng)對(duì)光纖的特性和發(fā)展提出 新的需求，目前對(duì)于波分復(fù)用技術(shù)而言，制約光纖傳輸容量和距離的主要因素 為非線性效應(yīng)、色散和光信噪比(光信噪比的英文簡(jiǎn)稱為OSNR)。
在DWDM系統(tǒng)中，隨著容量的增加，波長(zhǎng)間隔隨之不斷減少，各波長(zhǎng)之間的 光非線性效應(yīng)(包括四波混頻、自相位調(diào)制、交叉相位調(diào)制等)限制了光傳輸 的容量與距離。系統(tǒng)要求的光信噪比隨著單信道的速率提高而成正比增加，因 此要求更高的信號(hào)光功率，這使得光纖非線性效應(yīng)更趨嚴(yán)重。而由于波分復(fù)用 信道波段的擴(kuò)展，色散斜率造成長(zhǎng)、短波長(zhǎng)邊緣信道的色散積累不平衡，如果 這種色散積累不平衡得不到很好的補(bǔ)償，會(huì)顯著縮短系統(tǒng)的再生中繼距離，這 使得色散管理更加復(fù)雜，增加了系統(tǒng)色散補(bǔ)償成本。如對(duì)于40Gbit/s系統(tǒng)，每 個(gè)信道的帶寬達(dá)到80GHz近0. 8nm，色散斜率對(duì)每個(gè)信道內(nèi)各頻率分量的影響變 得顯著，要求接近100%的色散斜率補(bǔ)償效率，這就要求光纖的相對(duì)色散斜率(光纖的相對(duì)色散斜率英文簡(jiǎn)稱RDS)盡量小，其最有效的方法是降低色散斜率并適 當(dāng)增大色度色散。解決這些問(wèn)題的有效途徑就是不斷創(chuàng)新光纖技術(shù)，開(kāi)發(fā)具有 低非線性效應(yīng)和色散優(yōu)化的新光纖。
為了抑制DWDM系統(tǒng)中非線性的影響，在傳輸波段需要適當(dāng)?shù)纳⒅挡⒔档?光功率密度，人們?cè)谏⑽灰乒饫w的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了非零色散位移光纖以及大有效 面積非零色散位移光纖。目前己經(jīng)公布了一系列的這類光纖的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)專利
(申請(qǐng))方案。適用于C+L波段的光纖，如98121639. 0號(hào)中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)(公 開(kāi)號(hào)為CN1220402A)公布的一種大有效面積非零色散位移光纖和制造方法，其典 型色散斜率為0. 09ps/ (nm2 kra),有效面積在80咖2以上，1550nm損耗典型值 為0. 205dB/km;如專利號(hào)為03125210. 9、授權(quán)公告號(hào)為CN1219227C的中國(guó)發(fā)明 專利公開(kāi)的一種正非零色散位移光纖，設(shè)計(jì)8個(gè)纖芯分層，1550nm色散斜率減小 到0. 085ps/ (nm2 km)，有效面積調(diào)整為70咖2以上；如00806764. 3號(hào)中國(guó)發(fā)明 專利申請(qǐng)(公開(kāi)號(hào)為CN1348548A)公布的中心凹陷纖芯結(jié)構(gòu)的光纖，光纖有效面 積約70咖2，色散斜率為0. 09-0. 08ps/ (咖2 km);等等。US2002/0154876A1號(hào) 美國(guó)專利申請(qǐng)公布的一種拋物線分布纖芯結(jié)構(gòu)光纖，有效面積大于90um2，但是 1550nm的色散過(guò)大，為14-20 ps/ (nra km);美國(guó)US6459839B1號(hào)專利公布的 具有梯形和纖芯凹陷的大有效面積光纖，有效面積達(dá)100 un^以上，色散斜率為 0.08;美國(guó)US6396987B1號(hào)專利公布的一種光纖，光纖芯層折射率采用梯形和中 心下陷階躍型的分布，其色散斜率小于0.07ps/ (nm、kra)，但有效面積達(dá)只到 60um2;中國(guó)00802639. 4號(hào)專利申請(qǐng)(公開(kāi)號(hào)為CN1337010A)公布的一種階躍型 折射率分布光纖，色散斜率約0. 09ps/ (nm2*kra)， 1550nm的色散在7—15 ps/
(醒，km)，有效面積達(dá)到60-150咖2;中國(guó)03119080. 4號(hào)專利申請(qǐng)(公開(kāi)號(hào)為 CN1450369A)公布的中芯下陷環(huán)形纖芯結(jié)構(gòu)的光纖，光纖有效面積大于95咖2， 色散斜率小于0. 065ps/ (咖2 km);均可用于S+C+L波段，但是光纖的熔接附加 損耗高。
雖然現(xiàn)在G. . 655光纖種類眾多，但是大多數(shù)的大有效面積G. . 655光纖中， 色散斜率還是偏大，或者結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，不利于系統(tǒng)色散管理和光纖生產(chǎn)工藝 控制。在以前的工藝操作中，用于長(zhǎng)距離傳輸系統(tǒng)的大有效面積光纖的色散斜率大，因此導(dǎo)致DWDM系統(tǒng)性能劣化，中繼距離受限。對(duì)于寬工作波長(zhǎng)的傳輸系
統(tǒng)，色散斜率偏大的直接危害就是造成長(zhǎng)、短波長(zhǎng)邊帶波長(zhǎng)的色散差異大，傳 輸波長(zhǎng)范圍越寬，這種色散差異越大，色散補(bǔ)償難度和成本越大，尤其對(duì)于
40Gbit/s這樣要求精確色散管理的高速系統(tǒng)，其影響就成為很大的問(wèn)題，在實(shí) 際應(yīng)用中需要更復(fù)雜的色散管理，增加了系統(tǒng)成本，不符合網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的利益 選擇。因此，為了充分利用光纖的帶寬資源、增大通信容量，這些應(yīng)用要求在 保持大有效面積特性的同時(shí)，優(yōu)化色度色散、降低色散斜率、改善工作波段色 散的平坦性。
理想的光纖的色散應(yīng)當(dāng)在整個(gè)工作波段具有一個(gè)恒值，但是折射率隨著波 長(zhǎng)變化而變化，色散對(duì)波長(zhǎng)具有依賴性。在光纖波導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，有效面積和 色散斜率相互制約，在光纖設(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)各種特性平衡給予考慮。
在實(shí)際長(zhǎng)距離光纖傳輸系統(tǒng)中，通常需要將不同光纖連接形成通信鏈路， 非零色散位移光纖比標(biāo)準(zhǔn)單模光纖折射率分布更復(fù)雜，將非零色散位移光纖與 其它不同類型的光纖熔接在一起時(shí)，因?yàn)楸舜说哪ｉL(zhǎng)直徑和光纖幾何參數(shù)等不 匹配，往往導(dǎo)致反射增大，附加損耗增加，鏈路越長(zhǎng)接點(diǎn)越多，累積的效應(yīng)越 大，嚴(yán)重的可能造成不可接受的誤碼率。因此在光纖制造中熔接特性是不容忽 視的問(wèn)題，需要采取措施降低光纖的熔接損耗，限制熔接損耗對(duì)傳輸系統(tǒng)的有 害作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有低非線性色效應(yīng)特性，即大有效面積，優(yōu)化 的色散和較低的色散斜率，從而能有效解決影響高速通信的非線性問(wèn)題和偏振 模色散問(wèn)題，減少系統(tǒng)的色散管理成本，并且具有低的熔接損耗的改進(jìn)的具有 大模場(chǎng)分布的非零色散位移單模光纖，以適用于大容量、高速率、長(zhǎng)距離傳輸
系統(tǒng)。為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種改進(jìn)的具有大模場(chǎng)分布的非零色散位移單模光纖，其包括光纖芯層和 包圍在光纖芯層上的包層，其特征在于所述光纖芯層包括具有不同折射率的內(nèi) 芯層和包圍所述內(nèi)芯層的外芯層，所述外芯層的折射率為漸變分布，包層包括 具有不同折射率的自內(nèi)向外的內(nèi)包層、環(huán)芯包層和外包層，外包層為純二氧化
6硅玻璃層，所述光纖芯層的折射率分布為nl 〉 n2 〉 nc，所述包層折射率分 布為n4 〉 n3> nc或n4 > nc > n3，其中nl為內(nèi)芯層的折射率，n2為外 芯層的最大折射率，n3為內(nèi)包層的折射率，n4為環(huán)芯包層的折射率，nc為外包 層的折射率，外芯層的折射率由n2漸變至n3。
作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步完善和補(bǔ)充，本發(fā)明還包括以下附加技術(shù)特 征，以便在實(shí)施上述技術(shù)方案時(shí)將這些附加的技術(shù)特征單獨(dú)地或者任意結(jié)合起 來(lái)應(yīng)用到上述技術(shù)方案中
所述的內(nèi)芯層、外芯層、內(nèi)包層、環(huán)芯包層的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)參數(shù)為
0. 53%《A nl《0. 65%，3. 0um《R1《4. Oum，
0. 15%《A n2《0. 40%，6. 4um《R2《8. 4um，
-0. 1%《An3《0. 03%， 11. 6um《R3《14. 6咖，
0. 15%《An4《0. 25%， 17. 6咖《R4《19. 8um，
其中Anl、 An2、 An3、 An4分別為內(nèi)芯層、外芯層、內(nèi)包層、環(huán)芯包層 以nc作為參考折射率的相對(duì)折射率差，Rl、 R2、 R3、 R4分別為內(nèi)芯層、外芯層、 內(nèi)包層、環(huán)芯包層的直徑。外包層為純的二氧化硅玻璃層，其折射率為純二氧 化硅玻璃的折射率nc，其相對(duì)折射率差A(yù)nc=0。從Rl到R2，外芯層的折射率 由An2漸變至An3。
所述的外芯層折射率漸變分布滿足公式
n(r)=nc*[l-2A (r/r2)a]1/2 ，其中rl《r《r2， r為外芯層的半徑變量， rl為內(nèi)芯層的半徑，r2為外芯層的半徑，a為漸變規(guī)律系數(shù)。
在所述的外芯層、內(nèi)包層、環(huán)芯包層中分別摻入鍺、氟、磷三種元素的至 少一種。用以調(diào)節(jié)光纖制件的折射率分布，且使粘度和應(yīng)力匹配，減少光纖中 殘余應(yīng)力，平衡應(yīng)力分布，穩(wěn)定光纖偏振模色散性能。
通過(guò)對(duì)光纖折射率分布的精確調(diào)整，尤其外芯層的折射率的漸變系數(shù)a ，可 以得到需要的模場(chǎng)分布(有效面積)與色散特性，即色散值、色散斜率，并具有 較低的偏振模色散、損耗、優(yōu)異的彎曲性能和熔接性能，因此本發(fā)明的光纖特別 的具有如下特征
1550nm色散斜率《0. 073 ps/ (nm2 km);零色散波長(zhǎng)《1500nm; 有效面積為70 75um2;
1530nm 1565nm范圍內(nèi)的色散為2. 5 6. 5 ps/ (nm km);
1565nm 1625nm范圍內(nèi)的色散為6 12 ps/ (nm km);
1550的損耗《0. 22dB/km，在1530nm 1565nm波段的損耗《0. 22dB/km。
按照光纖彎曲性能測(cè)量方法，在4)60咖芯軸繞100圈的測(cè)試中，彎曲引起 的附加損耗在1550麵和1625nm處均小于0. 05dB，在4> 32mm芯軸繞1圈的測(cè)試 中，彎曲引起的附加損耗在1550應(yīng)和1625nm處均小于0. 5dB。光纖的偏振模色 散值《0.06ps/V^"。
本發(fā)明的光纖芯層可采用但不限于MCVD、 PCVD或OVD等工藝制作而成，以 實(shí)現(xiàn)規(guī)定的光纖波導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
本發(fā)明的有益效果是
1、 同以往的非零色散位移單模波導(dǎo)結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，不 但可以容易獲得，并且波導(dǎo)結(jié)構(gòu)在規(guī)定的數(shù)值區(qū)間內(nèi)具有相應(yīng)的色散特性，結(jié) 合MCVD、 PCVD、 OVD等工藝對(duì)折射率分布的精確控制能力，容易進(jìn)行生產(chǎn)和質(zhì) 量控制，可高效率地得到所設(shè)計(jì)的光纖性能。
2、 本發(fā)明的光纖具有大模場(chǎng)分布，而且色散斜率較低，光纖的特性足以滿 足抑制非線性效應(yīng)的要求，降低系統(tǒng)色散管理的成本，適用于C+L波段或S+C+L 波段的DWDM傳輸需要。
3、 本發(fā)明在波導(dǎo)設(shè)計(jì)的同時(shí)，兼顧光纖材料的組成設(shè)計(jì)，對(duì)粘度和應(yīng)力進(jìn) 行優(yōu)化匹配，改善應(yīng)力分布，對(duì)光纖的PMD性能進(jìn)行改善。在本發(fā)明中通過(guò)對(duì) 預(yù)制棒包層摻雜成分的適當(dāng)選取，達(dá)到優(yōu)化內(nèi)部應(yīng)力分布，使光纖PMD性能穩(wěn) 定。
4、 本發(fā)明的光纖與其它非零色散位移光纖NZ-DSF熔接具有低的熔接損耗， 熔接性能極好。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例1中相對(duì)折射率A對(duì)直徑的分布曲線示意圖。 圖2是本發(fā)明實(shí)施例2中相對(duì)折射率A對(duì)直徑的分布曲線示意圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例3中相對(duì)折射率A對(duì)直徑的分布曲線示意圖。 圖4是本發(fā)明實(shí)施例的光纖與現(xiàn)有同類光纖商品的色散曲線示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明改進(jìn)的具有大模場(chǎng)分布的非零色散位移單模光纖，包括光纖芯層和 包圍在光纖芯層上的包層，光纖芯層包括具有不同折射率的內(nèi)芯層和包圍內(nèi)芯 層的外芯層，所述外芯層的折射率為漸變分布，包層包括具有不同折射率的自 內(nèi)向外的內(nèi)包層、環(huán)芯包層和外包層，外包層為純二氧化硅玻璃層。以下通過(guò) 幾個(gè)具體實(shí)施例對(duì)其作詳細(xì)說(shuō)明。 實(shí)施例l:
如圖l所示是本發(fā)明的一種光纖波導(dǎo)折射率分布曲線，下述為一組相對(duì)折射 率差分布參數(shù)
內(nèi)芯層Corel的參數(shù)為Anl約為O. 60%， Rl約為3. 6um， 外芯層Core2的參數(shù)為An2約為0. 25%， R2約為7. 6咖， 內(nèi)包層Cladl的參數(shù)為An3約為0. 02%, R3約為12. 8um， 環(huán)芯包層Clad2的參數(shù)為An4約為0. 21%， R4約為17. 2咖， 外包層(即最外層)Clad3的參數(shù)為Anc約為0.00%， R5為125um， 外包層Clad3為純二氧化硅玻璃層，其折射率為nc ( A nc=0)， 外芯層Core2折射率漸變分布滿足公式n (r) =nc*[l-2 A (r/r2)° ]1/2 ，其 中rl《r《r2， r為外芯層的半徑變量，rl為內(nèi)芯層的半徑，r2為外芯層的半 徑，漸變規(guī)律系數(shù)a取l;外芯層Core2的折射率從Rl到R2由An2漸變到An3。 所得光纖的特性如下 1550nm有效面積74um2， 零色散波長(zhǎng)1487nm， 在1550nm色散4. 45 ps/ (nm km)， 在1550nm色散斜率0.0714 ps/ (ran2 km), 在1530nm色散3. 03 ps/ (nm km)， 在1625nm色散9.866 ps/ (nm km)， 光纜截止波長(zhǎng)1330nm，在1550損耗0. 20dB/km，
宏彎4)60mm繞100圈，在1550nm和1625nra的附加損耗的最大值0. 04dB。 宏彎(J)32mm繞1圈，在1550nm和1625nm的附加損耗的最大值0. 05dB。 該實(shí)施例所述光纖特性在1550nm的色散斜率小于0. 073 ps/ (nm2 km)，有 效面積為74咖2，而衰減和彎曲性能優(yōu)異，不同批次光纖自身的熔接損耗小于 0.03dB，與其它NZ-DSF光纖的熔接損耗小于0.06dB。光纖特性能適用于C+L波 段的DWDM系統(tǒng)傳輸需要。
實(shí)施例2:
按照?qǐng)D2所示的光纖波導(dǎo)折射率分布曲線，下述為一組相對(duì)折射率差分布參
數(shù)
內(nèi)芯層Corel的參數(shù)為Anl約為0. 58%， Rl約為3. 8um， 外芯層Core2的參數(shù)為An2約為0. 24%， R2約為7. 8um， 內(nèi)包層Cladl的參數(shù)為An3約為-0. 05%， R3約為13. Oum， 環(huán)芯包層Clad2的參數(shù)為An4約為0. 23%， R4約為18. 2um， 外包層Clad3的參數(shù)為Anc約為0. 00%， R5約為125um， 外包層Clad3為純二氧化硅玻璃層，其折射率為nc，
外芯層Core2折射率漸變分布滿足公式n (r) =1^*[卜2 A (r/r2) a ]1/2 ，其 中rl《r《r2， r為外芯層的半徑變量，rl為內(nèi)芯層的半徑，r2為外芯層的半 徑，漸變規(guī)律系數(shù)a取l;外芯層Core2的折射率從Rl到R2由An2漸變到An3。
所得光纖的特性如下
1550nm有效面積72um2，
零色散波長(zhǎng)1470nm，
在1550nm色散5.29 ps/ (nm km)，
在1550nm色散斜率:0. 068 ps/ (nm2 km)，
在1530nm色散3.94 ps/ (nm km)，
在1565nm色散6.29 ps/ (nm km)，
在1625nm色散10.48 ps/ (nm km)，
光纜截止波長(zhǎng)1330rnn，在1550損耗0. 20dB/km，
宏彎小60mm繞100圈，在1550nm和1625 的附加損耗的最大值0. 035dB。 宏彎d)32mm繞1圈，在1550rnn和1625nm的附加損耗的最大值0. 045dB。 該實(shí)施例所述光纖特性在1550nm的色散斜率小于0. 07 ps/ (nm2 km)，有效
面積72咖2,而衰減和彎曲性能優(yōu)異，不同批次光纖自身的熔接損耗小于0.03dB，
與其它NZ-DSF光纖的熔接損耗小于0. 06dB。光纖特性能適用于C+L波段的DWDM
系統(tǒng)傳輸需要。
實(shí)施例3:
按照?qǐng)D3所示的光纖波導(dǎo)折射率分布曲線，下述為一組相對(duì)折射率差分布參
數(shù)
內(nèi)芯層Corel的參數(shù)為Anl約為0. 56%, Rl約為4. Oum， 外芯層Core2的參數(shù)為△ n2約為0. 22%， R2約為8. Oum， 內(nèi)包層Cladl的參數(shù)為An3約為-0. 07%， R3約為13. 6um， 第一環(huán)芯包層Clad2的參數(shù)為An4約為0.22。/。， R4約為19. 2um， 第二環(huán)芯包層Clad3的參數(shù)為'.An5約為0. -08%， R5約為20. 8um, 最外層即外包層Clad4的參數(shù)為△ nc約為0. 00%， R6為125um， 包層分層Clad4為純二氧化硅玻璃層，其折射率為nc ( A nc=0)， 所述的外芯層折射率漸變分布滿足公式n(r)=nc*[l-2A (r/r2)Q]1/2 ，其 中rl《r《r2， r為外芯層的半徑變量，rl為內(nèi)芯層的半徑，r2為外芯層的半 徑，漸變規(guī)律系數(shù)a取l;外芯層Core2的折射率從Rl到R2由An2漸變到An3。 所得光纖的特性如下 1550nm有效面積73咖2， 零色散波長(zhǎng)1450nm， 在1550nm色散6.6 ps/ (nm km)， 在1550nm色散斜率:0. 068 ps/ (咖2 km)， 在1530nm色散5.3 ps/ (nm km)， 在1625nm色散11. 5 ps/ (nm km)， 光纜截止波長(zhǎng)1320rai，
11在1550損耗:0. 20dB/km，
宏彎4)60mm繞100圈，在1550nm和1625nm的附加損耗的最大值0. 04dB。 宏彎4>32mm繞1圈，在1550nm和1625nm的附加損耗的最大值0. 045dB。 該實(shí)施例3所述光纖特性在1550nm的色散斜率小于0. 07 ps/ (nm2 km)，有 效面積73um2，而衰減和彎曲性能優(yōu)異，不同批次光纖自身的熔接損耗小于 0. 03dB，與其它NZ-DSF光纖的熔接損耗小于0. 06dB。光纖特性能適用于S+C+L 波段的DWDM系統(tǒng)傳輸需要。 本發(fā)明中一些術(shù)語(yǔ)的定義 折射率差A(yù)由以下方程式定義
相對(duì)折射率差A(yù)ni%=[(ni2—nc2)/2ni2] (1)
其中ni為第i層的光纖折射率，nc為外包層純二氧化硅玻璃部分的折射率，
在本申請(qǐng)中它作為參考折射率。
折射率分布的定義是指在光纖的選定部分上折射率ni或Ani與其相對(duì)光纖
中心位置ri(半徑)的關(guān)系。
折射率漸變分布，滿足公式n(r)=nc*[l-2A (r/a)a]1/2 ， 0《r《a
其中r為半徑變量；a為漸變規(guī)律系數(shù)，它決定變化曲線的形狀，可以 取值(0， cxO; a為一個(gè)常量，在設(shè)計(jì)各種折射率時(shí)可以確定為不同的常數(shù)。
總色散定義為光纖材料色散和波導(dǎo)色散的代數(shù)和，在光纖通信技術(shù)領(lǐng)域，光 纖的色散就是指總色散，其單位為ps/ (mn，km)。
色散斜率表示色散對(duì)波長(zhǎng)的相關(guān)性，由于折射率隨著波長(zhǎng)變化而發(fā)生變化， 光纖色散數(shù)值也隨著波長(zhǎng)變化而變化，色散斜率表示這種變化性，它是以波長(zhǎng)為 橫座標(biāo)，色散值為縱座標(biāo)所描繪曲線的斜率，其單位為ps/ (nm、km)。 Ds = dD/d入
在波分復(fù)用系統(tǒng)中，如果傳輸鏈路的色散斜率大，則各波長(zhǎng)之間的色散值的 差值變大，將降低系統(tǒng)的傳輸特性或增加色散補(bǔ)償?shù)某杀尽?有效面積Aeff = 2 it ( / EVdr) 2/( J E4rdr) (2) 式中積分限為0到。，E為與傳播有關(guān)的電場(chǎng)。 DWDM是密集波分復(fù)用系統(tǒng)的縮寫。PMD是光纖偏振模色散的縮寫。
光纖的抗彎曲性能是指在規(guī)定測(cè)試條件下的附加損耗。測(cè)試過(guò)程是，在正常 條件下測(cè)試光纖的損耗，再按照標(biāo)準(zhǔn)要求將光纖繞在芯軸上，測(cè)量損耗值，兩種 測(cè)量的差值即為彎曲導(dǎo)致的附加彎曲損耗。其規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件包括在直徑 75隱的芯軸上繞100圈和在32mm的芯軸上繞1圈等。通常，彎曲導(dǎo)致的最大許 可損耗以1310nm和1550nm的附件彎曲損耗為準(zhǔn)，單位為dB。本申請(qǐng)中采用芯軸 60ram和32mm各繞100圈和1圈的條件測(cè)量1550nm和1625nm波長(zhǎng)的附加損耗， 且取最大值作為測(cè)量結(jié)果。
熔接損耗是用OTDR在1550nm處雙向測(cè)量取平均值。
權(quán)利要求
1、一種改進(jìn)的具有大模場(chǎng)分布的非零色散位移單模光纖，其包括光纖芯層和包圍在光纖芯層上的包層，其特征在于所述光纖芯層包括具有不同折射率的內(nèi)芯層和包圍所述內(nèi)芯層的外芯層，所述外芯層的折射率為漸變分布，包層包括具有不同折射率的自內(nèi)向外的內(nèi)包層、環(huán)芯包層和外包層，外包層為純二氧化硅玻璃層，所述光纖芯層的折射率分布為n1>n2>nc，所述包層折射率分布為n4>n3>nc或n4>nc>n3，其中n1為內(nèi)芯層的折射率，n2為外芯層的最大折射率，n3為內(nèi)包層的折射率，n4為環(huán)芯包層的折射率，nc為外包層的折射率。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進(jìn)的具有大模場(chǎng)分布的非零色散位移單模 光纖，其特征是所述的內(nèi)芯層、外芯層、內(nèi)包層、環(huán)芯包層的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)參數(shù)為0. 53%《An1《0. 65%，3. 0咖《R1《4. 0腦， 0. 15%《A n2《0. 40%，6. 4um《R2《8. 4um， -0. 1%《An3《0. 03%， 11KR3《14. 6um， 0. 15%《An4《0. 25%， 17. 6ura《R4《1. 8um，其中Anl、 An2、 An3、 An4分別為內(nèi)芯層、外芯層、內(nèi)包層、環(huán)芯包層 以nc作為參考折射率的相對(duì)折射率差，Rl、 R2、 R3、 R4分別為內(nèi)芯層、外芯層、 內(nèi)包層、環(huán)芯包層的直徑，從R1到R2，外芯層的折射率由An2漸變至An3。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進(jìn)的具有大模場(chǎng)分布的非零色散位移單模 光纖，其特征是所述的外芯層折射率漸變分布滿足公式n(r)=nc*[l-2A (r/r2)a]1/2 ，其中rl《r《r2， r為外芯層的半徑變量， rl為內(nèi)芯層的半徑，r2為外芯層的半徑，a為漸變規(guī)律系數(shù)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進(jìn)的具有大模場(chǎng)分布的非零色散位移單模 光纖，其特征是在所述的內(nèi)包層、環(huán)芯包層中分別摻入鍺、氟、磷三種元素的 至少一種。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進(jìn)的具有大模場(chǎng)分布的非零色散位移單模光纖，其特征是-1550nm色散斜率《0. 073 ps/ (咖2 km);零色散波長(zhǎng)《1500nm;有效面積為70 75um2;1530nm 1565nm范圍內(nèi)的色散為2. 5 6. 5 ps/ (nra km);1565nm 1625咖范圍內(nèi)的色散為6 12 ps/ (薩 km);1550的損耗《0, 22dB/kra，在1530nm 1565nm波段的損耗《0. 22dB/km。
全文摘要
本發(fā)明是一種改進(jìn)的具有大模場(chǎng)分布的非零色散位移單模光纖，其包括光纖芯層和包圍在光纖芯層上的包層，光纖芯層包括具有不同折射率的內(nèi)芯層和包圍內(nèi)芯層的外芯層，外芯層的折射率為漸變分布，包層包括具有不同折射率的自內(nèi)向外的內(nèi)包層、環(huán)芯包層和外包層，外包層為純二氧化硅玻璃層，光纖芯層的折射率分布為n1＞n2＞nc，包層折射率分布為n4＞n3＞nc或n4＞nc＞n3。其具有低非線性色效應(yīng)特性，即大有效面積，優(yōu)化的色散和較低的色散斜率，能有效解決影響高速通信的非線性問(wèn)題和偏振模色散問(wèn)題，減少系統(tǒng)的色散管理成本，具有低的熔接損耗，以適用于大容量、高速率、長(zhǎng)距離傳輸系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G02B6/036GK101446663SQ20081016201
公開(kāi)日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2008年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月13日
發(fā)明者盧衛(wèi)民, 吳海港, 吳金東, 張立永 申請(qǐng)人:富通集團(tuán)有限公司