多芯光纖的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種包括多個(gè)芯部的多芯光纖，在各芯部中，在1550nm的波長(zhǎng)下的有效面積、在1550nm的波長(zhǎng)下的傳輸損耗、在1550nm的波長(zhǎng)下的色散、光纜截止波長(zhǎng)、以及在1625nm的波長(zhǎng)和30mm的彎曲半徑下的彎曲損耗均設(shè)置為在1550nm的波長(zhǎng)下的不同芯部之間的最大傳輸損耗差被抑制為不大于0.02dB/km的狀態(tài)下增大各芯部中的傳輸容量。
【專利說明】多芯光纖

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種多芯光纖。

【背景技術(shù)】
[0002] 期望一種在共用包層中具有沿著光纖軸線（中心軸線）延伸的多個(gè)芯部的多芯光 纖作為能夠傳輸大量信息的光傳輸線路。對(duì)于這種多芯光纖而言，為了傳輸更大量的信息 的目的，已經(jīng)進(jìn)行了各種研究（例如，參見非專利文獻(xiàn)1至7)。
[0003] 為了提高多芯光纖（MCF)的傳輸容量，需要增加形成多芯光纖的芯部的數(shù)量或需 要提高形成多芯光纖的各個(gè)單獨(dú)芯部的傳輸容量。作為后者的方法，非專利文獻(xiàn)2至5中 公開了對(duì)增大多芯光纖的有效面積（A eff)的研究。非專利文獻(xiàn)1公開了減少傳輸損耗和串 擾的MCF，而非專利文獻(xiàn)6公開了減少芯部之間的串?dāng)_的MCF。還有必要對(duì)傳播通過芯部之 后的信號(hào)光的光學(xué)信噪比（0SNR)的改善進(jìn)行研究，以提高內(nèi)置到MCF中的各個(gè)單獨(dú)芯部的 傳輸容量。非專利文獻(xiàn)7描述了對(duì)單芯光纖中的0SNR的改善的研究。
[0004] 引用列表
[0005] 非專利文獻(xiàn)
[0006] 非專利文獻(xiàn) 1 :J. Lightwave Technol.，Vol. 30, No. 4, ρρ· 583-589, Feb. 2012。
[0007] 非專利文獻(xiàn) 2 :EC0C2011, p. Mo. 1. LeCervin. 1。
[0008] 非專利文獻(xiàn) 3 :0pt. Express, Vol. 19, No. 26, pp. B543-B550, Nov. 2011。
[0009] 非專利文獻(xiàn) 4 :0pt. Lett. , Vol. 36, No. 23, pp. 4626-4628, Dec. 2011。
[0010] 非專利文獻(xiàn) 5 :0FC2012, p. 0M2D. 5。
[0011] 非專利文獻(xiàn) 6 :0pt. Express, Vol. 20. No. 9, pp. 10100-10105, Apr. 2012。
[0012] 非專利文獻(xiàn) 7 :OFC2〇ll，paper 0WA6。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 技術(shù)問題
[0014] 本發(fā)明的發(fā)明人對(duì)常規(guī)多芯光纖進(jìn)行了研究并且發(fā)現(xiàn)了下述問題。即，以前對(duì)多 芯光纖的各芯部中的傳輸容量的研究并未考慮串?dāng)_作為噪聲的影響，并且與常規(guī)單芯光纖 中的一個(gè)芯部的傳輸容量相比，多芯光纖的各芯部中的傳輸容量并不足夠大。
[0015] 鑒于上述情況而完成了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的在于提供一種包括均具有傳輸 容量得到增大的多個(gè)芯部的多芯光纖。
[0016] 問題的解決方案
[0017] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的多芯光纖是包括多個(gè)芯部的多芯光 纖。具體而言，作為實(shí)施例的第一方面，各芯部均具有在1550nm的波長(zhǎng)下不小于120 μ m2 的有效芯部橫截面面積（在下文中，將其稱為有效面積）、在1550nm的波長(zhǎng)下不超過 0· 195dB/km的傳輸損耗、在1550nm的波長(zhǎng)下不小于約17ps/(nm · km)的色散、不超過 1530nm的光纜截止波長(zhǎng)、以及在1625nm的波長(zhǎng)和30mm的彎曲半徑下不超過0. 5dB的每100 圈彎曲損耗。此外，多個(gè)芯部中的不同芯部之間在1550nm的波長(zhǎng)下的傳輸損耗之差為至多 0. 02dB/km 或更小。
[0018] 根據(jù)第一方面的多芯光纖被獲得作為如下的多芯光纖：各芯部中確保具有足夠大 的傳輸容量、大的有效面積、減少的傳輸損耗、大的色散、以及各芯部之間的小的特性離差。
[0019] 作為適用于第一方面的第二方面，優(yōu)選的構(gòu)造如下：多芯光纖的光纖長(zhǎng)度不小于 100km并且各芯部中的芯部到芯部的串?dāng)_不超過-20dB。該構(gòu)造提供了串?dāng)_得到進(jìn)一步降 低的多芯光纖。
[0020] 作為適用于第一方面和第二方面中的至少任一方面的第三方面，在1550nm的波 長(zhǎng)下，作為在80km的傳播之后從多個(gè)芯部中的其它芯部到某一芯部的串?dāng)_的統(tǒng)計(jì)平均值 之和的最大值可以不超過-32. 9dB。
[0021] 作為根據(jù)實(shí)施例的多芯光纖的第四方面，具有來自其它芯部（來自根據(jù)第四方面 的多芯光纖的多個(gè)芯部中的其它芯部）的最大串?dāng)_的第一芯部的功率耦合系數(shù)之和n K[/ km]、第一芯部的色散D[ps/(nm · km)]、第一芯部的有效面積Aeff[ym2]、以及第一芯部的傳 輸損耗a dB[dB/km]優(yōu)選地滿足在1550nm的波長(zhǎng)下的以下表達(dá)式⑴的關(guān)系。
[0022]

【權(quán)利要求】
1. 一種多芯光纖，其包括多個(gè)芯部，所述多芯光纖滿足第一條件至第三條件中的至少 一個(gè)條件，其中， 第一條件，當(dāng)?shù)谝恍静勘硎揪哂衼碜云渌静康淖畲蟠當(dāng)_的芯部、D[ps/(nm · km)]表 示所述第一芯部的色散、Aeff[ym2]表示所述第一芯部的有效面積、aJdB/km]表示所述第 一芯部的傳輸損耗、n wc；[/km]表不從所述其它芯部到所述第一芯部的功率稱合系數(shù)之和、 μ x^[dB] [dB]表示在80km的傳播之后從所述其它芯部到所述第一芯部的串?dāng)_的統(tǒng)計(jì)平均值 之和時(shí)，在1550nm的波長(zhǎng)下所述第一條件由滿足下面的表達(dá)式（1)和（2)的關(guān)系中的至少 任一者來限定，
第二條件，其由以下方面限定： 所述多個(gè)芯部中的每一個(gè)芯部中的基模， 所述芯部具有在1550nm的波長(zhǎng)下不小于120 μ m2的有效面積、在1550nm的波長(zhǎng)下不 超過0. 195dB/km的傳輸損耗、在1550nm的波長(zhǎng)下不小于約17ps/ (nm ·1?ηι)的色散、以及在 1625nm的波長(zhǎng)和30mm的彎曲半徑下不超過0. 5dB的每100圈彎曲損耗； 所述多個(gè)芯部中的不同芯部之間在1550nm的波長(zhǎng)下的所述基模的傳輸損耗之差， 所述傳輸損耗之差為至多〇. 〇2dB/km或更??；以及 在80km的傳播之后從所述多個(gè)芯部中的其它芯部到某一芯部的串?dāng)_的統(tǒng)計(jì)平均值之 和， 在1550nm的波長(zhǎng)下所述統(tǒng)計(jì)平均值之和為不超過-32. 9dB， 并且 第三條件，其由以下方面限定： 所述多個(gè)芯部中的每一個(gè)芯部中的基模， 所述芯部具有在1550nm的波長(zhǎng)下不小于80 μ m2的有效面積、在1550nm的波長(zhǎng)下不超 過0. 195dB/km的傳輸損耗、在1550nm的波長(zhǎng)下不小于約17ps/(nm · km)的色散、以及在 1625nm的波長(zhǎng)和30mm的彎曲半徑下不超過0. 5dB的每100圈彎曲損耗； 所述多個(gè)芯部中的不同芯部之間在1550nm的波長(zhǎng)下的所述基模的傳輸損耗之差， 所述傳輸損耗之差為至多〇. 〇2dB/km或更小；以及 在80km的傳播之后從所述多個(gè)芯部中的其它芯部到所述某一芯部的串?dāng)_的統(tǒng)計(jì)平均 值之和， 所述某一芯部表示具有來自其它芯部的最大串?dāng)_的芯部，在1550nm的波長(zhǎng)下所述統(tǒng) 計(jì)平均值之和為不小于-53. 4dB且不超過-33. 9dB。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多芯光纖，其中，當(dāng)κ表示所述多個(gè)芯部中的不同芯部之間 的模式耦合系數(shù)、Λ表示芯部節(jié)距、以及β表示各芯部的傳播常數(shù)時(shí)，Λ th定義為滿足下 面的表達(dá)式（3)的Λ :
所述多個(gè)芯部包括具有滿足以下任一者的結(jié)構(gòu)的芯部：在1550nm的波長(zhǎng)下所述Λth不 超過44. 4 μ m，在1565nm的波長(zhǎng)下所述Λ th不超過44. 9 μ m，以及在1625nm的波長(zhǎng)下所述 Λ th不超過46. 7 μ m,并且 所述多個(gè)芯部中的不同芯部之間的最短Λ不小于所述Ath。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多芯光纖，其中，包括所述多個(gè)芯部中的至少任一個(gè)芯部的 芯部鄰域具有由以下各部分組成的溝槽型結(jié)構(gòu)： 包層，其圍繞所述芯部的外周面并且具有比所述芯部的折射率低的折射率； 溝槽層，其設(shè)置在所述芯部與所述包層之間并且具有比所述包層的折射率低的折射 率；以及 內(nèi)包層，其設(shè)置在所述溝槽層與所述芯部之間并且具有比所述溝槽層的折射率高且比 所述芯部的折射率低的折射率。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多芯光纖，所述多芯光纖具有不超過1530nm的光纜截止波 長(zhǎng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的多芯光纖，所述多芯光纖具有不小于1460nm的所述光纜截止 波長(zhǎng)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多芯光纖，所述多芯光纖具有不小于1360nm且不超過 1460nm的所述光纜截止波長(zhǎng)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多芯光纖，其中，包括所述多個(gè)芯部中的至少任一個(gè)芯部的 芯部鄰域由以下各部分組成： 包層，其圍繞所述芯部的外周面并且具有比所述芯部的折射率低的折射率； 溝槽層，其設(shè)置在所述芯部與所述包層之間并且具有比所述包層的折射率低的折射 率；以及 內(nèi)包層，其設(shè)置在所述溝槽層與所述芯部之間并且具有比所述溝槽層的折射率高且比 所述芯部的折射率低的折射率，并且 當(dāng)Ra表示所述芯部的外徑與所述內(nèi)包層的外徑的比率、△ 1表示所述芯部相對(duì)于某一 折射率的相對(duì)折射率差、△ 3表示所述溝槽層相對(duì)于所述某一折射率的相對(duì)折射率差、以及 Δ 4表示所述包層相對(duì)于所述某一折射率的相對(duì)折射率差時(shí)，所述Ra、所述Λ 1、所述Λ 3和 所述△ 4滿足： 第一關(guān)系，Ra不小于約0. 5， Λ 3- Λ 4不超過約-0· 53 %，以及 Δ1-Δ4不超過約0. 28% ;或者 第二關(guān)系，Ra不小于約0. 6， Λ 3- Λ 4不超過約-0· 51 %，以及 Λ 1-Λ 4不超過約0. 30%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多芯光纖，其中，包括所述多個(gè)芯部中的至少任一個(gè)芯部的 芯部鄰域由以下各部分組成： 包層，其圍繞所述芯部的外周面并且具有比所述芯部的折射率低的折射率； 溝槽層，其設(shè)置在所述芯部與所述包層之間并且具有比所述包層的折射率低的折射 率；以及 內(nèi)包層，其設(shè)置在所述溝槽層與所述芯部之間并且具有比所述溝槽層的折射率高且比 所述芯部的折射率低的折射率，并且 當(dāng)2a表示所述芯部的外徑、Ra表示所述芯部的外徑2a與所述內(nèi)包層的外徑的比率、 Rb表示所述內(nèi)包層的外徑與所述溝槽層的外徑的比率、△ 1表示所述芯部相對(duì)于某一折射 率的相對(duì)折射率差、Λ 2表示所述內(nèi)包層相對(duì)于所述某一折射率的相對(duì)折射率差、Λ 3表示 所述溝槽層相對(duì)于所述某一折射率的相對(duì)折射率差、以及△4表示所述包層相對(duì)于所述某 一折射率的相對(duì)折射率差時(shí)，所述2a、所述Ra、所述Rb、所述Λ 1、所述Λ 2、所述Λ 3和所述 Λ4滿足以下關(guān)系： 12. 1 彡 2a(μ m)彡 13. 3 ; 0. 496 彡 Ra 彡 0. 739 ; 0. 713 彡 Rb ; 0. 21 ^ Δ 1(% ) ^ 0. 28 ； -0. 07 ^ Δ2(% ) ^ 0. 04 ； -1. 62 ^ Δ3(% )； -0· 02 彡 Λ4(% )彡 0· 05。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的多芯光纖，其中，所述多個(gè)芯部之間的芯部節(jié)距不小于 43. 3 μ m〇
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多芯光纖，其中，包括所述多個(gè)芯部中的至少任一個(gè)芯部的 芯部鄰域由以下各部分組成： 包層，其圍繞所述芯部的外周面并且具有比所述芯部的折射率低的折射率； 溝槽層，其設(shè)置在所述芯部與所述包層之間并且具有比所述包層的折射率低的折射 率；以及 內(nèi)包層，其設(shè)置在所述溝槽層與所述芯部之間并且具有比所述溝槽層的折射率高且比 所述芯部的折射率低的折射率，并且 當(dāng)2a表示所述芯部的外徑、Ra表示所述芯部的外徑2a與所述內(nèi)包層的外徑的比率、 Rb表示所述內(nèi)包層的外徑與所述溝槽層的外徑的比率、△ 1表示所述芯部相對(duì)于某一折射 率的相對(duì)折射率差、Λ 2表示所述內(nèi)包層相對(duì)于所述某一折射率的相對(duì)折射率差、Λ 3表示 所述溝槽層相對(duì)于所述某一折射率的相對(duì)折射率差、以及△4表示所述包層相對(duì)于所述某 一折射率的相對(duì)折射率差時(shí)，所述2a、所述Ra、所述Rb、所述Λ 1、所述Λ 2、所述Λ 3和所述 Λ4滿足以下關(guān)系： 11. 7 ^ 2a(ym) ^ 12. 4 ； 0. 596 彡 Ra 彡 0. 699 ; 0. 618 彡 Rb 彡 0. 787 ; 0. 18 ^ Δ 1(% ) ^ 0. 22 ； -0. 05 ^ Δ 2(% ) ^ 0. 02 ； -0. 59 ^ Δ3(% ) ^ -0. 25 ； -0· 01 彡 Λ4(% )彡 0· 04。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的多芯光纖，其中，所述多個(gè)芯部之間的芯部節(jié)距不小于 34. 9 μ m〇
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多芯光纖，其中，包括所述多個(gè)芯部中的至少任一個(gè)芯部的 芯部鄰域由以下各部分組成： 包層，其圍繞所述芯部的外周面并且具有比所述芯部的折射率低的折射率； 溝槽層，其設(shè)置在所述芯部與所述包層之間并且具有比所述包層的折射率低的折射 率；以及 內(nèi)包層，其設(shè)置在所述溝槽層與所述芯部之間并且具有比所述溝槽層的折射率高且比 所述芯部的折射率低的折射率，并且 當(dāng)2a表示所述芯部的外徑、Ra表示所述芯部的外徑2a與所述內(nèi)包層的外徑的比率、 Rb表示所述內(nèi)包層的外徑與所述溝槽層的外徑的比率、△ 1表示所述芯部相對(duì)于某一折射 率的相對(duì)折射率差、Λ 2表示所述內(nèi)包層相對(duì)于所述某一折射率的相對(duì)折射率差、Λ 3表示 所述溝槽層相對(duì)于所述某一折射率的相對(duì)折射率差、以及△4表示所述包層相對(duì)于所述某 一折射率的相對(duì)折射率差時(shí)，所述2a、所述Ra、所述Rb、所述Λ 1、所述Λ 2、所述Λ 3和所述 Λ4滿足以下關(guān)系： 11. 7 ^ 2a(ym) ^ 13. 2 ； 0· 537 彡 Ra 彡 0· 704 ; 0. 623 彡 Rb 彡 0. 792 ; 0. 20 ^ Δ 1(% ) ^ 0. 26 ； -0. 06 ^ Δ2(% ) ^ 0. 10 -0. 83 ^ Δ3(% ) ^ -0. 32 ； -0· 03 彡 Λ4(% )彡 0· 02。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的多芯光纖，其中，所述多個(gè)芯部之間的芯部節(jié)距不小于 38. 7 μ m〇
【文檔編號(hào)】G02B6/036GK104145197SQ201380011465
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2013年2月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月29日
【發(fā)明者】林哲也 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社