单模色散补偿的光纤制造技术

单模色散和色散斜率补偿光纤（１０）包括中央纤芯区段（１２），凹下沟区段（１４），环形圆环区段（１６），和包层（１８）。要选择光纤各区段具有的相对折射率，以提供在约１５３０ｎｍ到约１６２０ｎｍ波长范围内的负色散，在约１５３０ｎｍ到约１６２０ｎｍ波长范围内的负色散斜率，在波长约１５５０ｎｍ时、被定义为色散对色散斜率值之比的Ｋ值在４０到约６０的范围内，以及光纤截止波长小于约１６５０ｎｍ，更佳的是小于１５５０ｎｍ。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及色散补偿光纤(DC)，更具体地说，涉及单模DC光纤，它特别适于在具有K(kappa)值小于100的传输光纤中用于为色散作补偿。
技术介绍
要以较低的成本满足正在进行的对更宽带宽的趋势，长途通讯系统的设计人员正在转向高信道计数的稠密波分复用的体系结构，较长作用范围系统和较高比特传输速率。在当系统的设计人员期望在整个信道计划准确补偿色散这种能力时，这演变使有色的补偿控制对系统的性能来说是严峻的。更准确地说，对较高比特传输速率的已增加的需要已经导致对能控制色散效应的光传输系统的大量需要。一份对普通的光传输系统的分析报告指出了当这种系统能在10Gbit/sec时容许1,000ps/nm剩余色散时，这些系统在较高的40Gbit/sec传输速率时仅允许约62ps/nm的剩余色散。所以，对如此高的比特传输速率准确地控制色散是重要的。这控制在传输速率提高时，日益变得重要起来。另外，准确控制色散的需要，特别当传输速率达到40Gbit/sec时，意味着也必须对传输光纤的色散斜率作补偿。已经提出各种解决方案来获得对补偿非零色散偏移光纤(NZDSF)所需低的色散和色散斜率值，包括光子晶体光纤，较高阶的模式色散补偿光纤，色散补偿光栅和双光纤色散补偿技术。这些解决方案中的每种方案都具与其有联系的缺点。光子晶体光纤被设计成具有大的负色散和负的色散斜率，它们接近于用来补偿NZDSF所需的色散和色散斜率。不过，光子晶体光纤具有包括约10μm2的比较小的作用区在内的诸缺点，它导致无法接受的高的接头损耗，因此需要采用一种渡越即分路光纤的专用设计来降低接头损耗。另外，由于正是光子晶体光纤的那个质性，即在光纤纤芯中玻璃/空气的交界面处，这与之有关的衰减，在感兴趣的传输观察孔中是无法接受的。而且，对光子晶体光纤进行大规模生产是特别困难的，所以是昂贵的。较高阶模式(HOM)色散补偿依靠较高阶模式传播的HOM光纤的色散性质。已经证明象LP02和LP11那样较高阶模式具有比基本模式有较大负的色散和色散斜率。一般，HOM色散补偿依靠被传输的基本模式通过模式变换器到较高阶模式之一的变换。接着，这较高阶模式在维持该模式的HOM光纤中传播。经过一有限距离后，该较高阶模式通过第二模式变换装置被变回到基本模式。伴随着HOM色散补偿解决方案的问题包括效率低的变换器和生产允许较高阶模式传输但阻挡耦合到基本模式的HOM光纤的困难。色散补偿光栅被用于通过线性调频脉冲光栅来获得差动群合延迟(differeutial qroup delay)。已经显示出采用色散补偿光栅的技术仅能用于狭带，因为这些技术在所需光栅长度变大时，一般都具有色散和色散斜率脉动的缺点。在用于NZDSF的双光纤色散补偿光纤的解决方案中，色散和斜率补偿部分地被断开联系，且在各光纤中分别于以处理。通常，双光纤色散补偿技术包括采用后面是一色散斜率补偿光纤的色散补偿光纤。这种解决方案需使用一种补偿比较小的色散斜率的色散斜率补偿光纤。此外，这种解决方案要受到额外的接头损耗，因此是一种比较复杂的解决方案。光纤的广泛仿形已导致在色散斜率，有效面积和弯曲灵敏度之间有非常确实的相互关系。随着在一给定的光纤中增加由波长色散引起的作用，在某些场合下，有可能减小斜率甚至产生负的斜率。不过，当有效面积减小时，光纤的弯曲灵敏度提高了，这光纤的有效面积可再增加，但是，通常是以弯曲灵敏度进一步降低为代价的。减小色散斜率，或使色散斜率变负，导致在靠近基模的截止频率处工作，它反过来又使得光纤更弯曲灵敏，并在波长大于1560nm时导致较大的信号损失。由于这些关系的结果，要制造能有效地补偿色散和色散斜率这两者的有生命力的DC光纤是极度困难的。而且，当K(色散/色散斜率)是低的时候，要在宽的波长带上合适地补偿色散是困难的。至此，有可能减少或消除色散的，最有生命力的宽带工业用技术是DC光纤组件。当稠密波分复用配置增加到16、32、40和更多信道时，就期待着宽带DC产品。而且，当对较高比特-速率信息传输，即大于40Gbit/sec，特长作用范围系统，即系统在长度上长于100Km，和光网络的兴趣增加时，即使在NZDSF上携带数据的网络上，也不可避免地使用DC光纤。这样一种NZDST是LEAF光纤，它由Corning Incorporated of Coruing，New York制造并可从那里买到。LEAF光纤是正的NZDSF，由于它特有的低色散和超过常规信号模式光纤的经济好处，它已是许多新的系统选择的光纤。早期型式的DC光纤与NZDSF的组合有效地仅在一个波长上以出现在离开那一个波长方向的工作波长带内有效地剩余系统色散来补偿色散。不过，较高的比特速率，较长的作用范围和较宽的带宽需要更准确地补偿色散斜率。因此，DC光纤要具有这样理想的色散特性，使得它的色散和色散斜率与需要补偿的传输光纤的色散和色色散斜率相匹配。所以，就需要开发另外的pC光纤，特别是具有对NZDSF的色散和色散斜率以及在1550nm周围的宽波长带上其它正色散光纤补偿的能力。附图简述图1是本专利技术实施的新型光波导的横截面示意图；图2是本专利技术色散补偿光纤的波导折射率分布图；图3是色散补偿光纤第一实施例的波导折射率分布图；图4是色散补偿光纤第二实施例的波导折射率分布图；图5是色散补偿光纤第三实施例的波导折射率分布图；图6是色散补偿光纤第四实施例的波导折射率分布图；图7是对LEAFTM光纤，色散补偿光纤和其组合的总色散的波长与色散的关系曲线图；以及图8是使用本专利技术光波导光纤的光纤光通讯系统的示意图。
技术实现思路
本专利技术能满足对NZDSF的色散和色散斜率作补偿的DC光纤的需要。在本文揭示的DC光纤能实现对NZDSF的色散和色散斜率准确的并基本上全部补偿，其中这样一种DC光纤在1550nm处显示负的总色散和负的色散斜率这两者。本专利技术一实施例是一种色散和色散斜率补偿光纤，它包括具有相对折射率的中央纤芯区段；具有相对折射率小于该中央纤芯区段的相对折射率、在这中央纤芯区段周围的凹下沟区段；具有相对折射率小于该中央纤芯区段的相对折射率而又大于该凹下沟区段的相对折射率、在这凹下沟区段周围的环形圆环区段；以及具有相对折射率小于该环形圆环区段的相对折射率而又大于该凹下沟区段的相对折射率、在这凹下沟区段周围的包层。要选择这几个区段的相对折射率能提供在波长约为1530nm到约为1620nm范围内的负色散；在波长约为1530nm到约为1620nm范围内负色散斜率；在波长约为1550nm时的K值从约40到约60的范围内；以及光纤的截止波长小于约1650nm。本专利技术另一实施例涉及一种色散和色散、斜率补偿光纤，它包括具有相对折射率的中央区段；具有相对折射小于该中央区段的相对折射率的环绕在中央区段周围的第一圆环形区段；具有相对折射率小于该中央区段的相对折射率而又大于第一圆环形区段的相对折射率、环绕在第一圆环形区段周围的第二圆环形区段；和具有相对折射率小于第二圆环形区段的相对折射率而又大于第一圆环形区段的相对折射率、环绕在第二圆形环周围的包层。要选择这几个相对折射率能提供在波长从约1530nm到约1620nm范围内的负色散；在波长从约1530nm到约1620nm范围内的负色散斜率；在波长约为1550本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种色散和色散斜率补偿光纤，其特征在于，包括：中央纤芯区段，具有相对折射率；凹下沟区段，在该中央纤芯区段的周围，且具有小于该中央纤芯区段相对折射率的相对折射率；环形圆环区段，在凹下沟区段的周围，且具有小于该中央纤芯区 段的相对折射率而又大于凹下沟区段的相对折射率的相对折射率；以及包层，在环形圆环区段的周围，且具有小于环形圆环区段的相对折射率而又大于凹下沟区段的相对折射率的相对折射率；而选择其中的诸折射率以提供：在从约１５３０ｎｍ到 约１６２０ｎｍ的波长范围内的负色散；在从约１５３０ｎｍ到约１６２０ｎｍ的波长范围内的负色散斜率；在波长约为１５５０ｎｍ时的Ｋ值在约４０到６０的范围内；以及小于约１６５０ｎｍ的光纤截止波长。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JE卡普伦，JPJ德杉德罗，MJ李，DA诺兰，V斯里坎特，KL豪斯，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]