多芯光纤制造技术

本发明专利技术涉及一种包括多个芯部的多芯光纤，在各芯部中，在1550nm的波长下的有效面积、在1550nm的波长下的传输损耗、在1550nm的波长下的色散、光缆截止波长、以及在1625nm的波长和30mm的弯曲半径下的弯曲损耗均设置为在1550nm的波长下的不同芯部之间的最大传输损耗差被抑制为不大于0.02dB/km的状态下增大各芯部中的传输容量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种多芯光纤。
技术介绍
期望一种在共用包层中具有沿着光纤轴线(中心轴线)延伸的多个芯部的多芯光纤作为能够传输大量信息的光传输线路。对于这种多芯光纤而言，为了传输更大量的信息的目的，已经进行了各种研究(例如，参见非专利文献1至7)。为了提高多芯光纤(MCF)的传输容量，需要增加形成多芯光纤的芯部的数量或需要提高形成多芯光纤的各个单独芯部的传输容量。作为后者的方法，非专利文献2至5中公开了对增大多芯光纤的有效面积(Aeff)的研究。非专利文献1公开了减少传输损耗和串扰的MCF，而非专利文献6公开了减少芯部之间的串扰的MCF。还有必要对传播通过芯部之后的信号光的光学信噪比(OSNR)的改善进行研究，以提高内置到MCF中的各个单独芯部的传输容量。非专利文献7描述了对单芯光纤中的OSNR的改善的研究。引用列表非专利文献非专利文献1：J.Lightwave Technol.,Vol.30,No.4,pp.583-589,Feb.2012。非专利文献2：ECOC2011,p.Mo.1.LeCervin.1。非专利文献3：Opt.Express,Vol.19,No.26,pp.B543-B550,Nov.2011。非专利文献4：Opt.Lett.,Vol.36,No.23,pp.4626-4628,Dec.2011。非专利文献5：OFC2012,p.OM2D.5。<br>非专利文献6：Opt.Express,Vol.20.No.9,pp.10100-10105,Apr.2012。非专利文献7：OFC2011,paper OWA6。
技术实现思路
技术问题本专利技术的专利技术人对常规多芯光纤进行了研究并且发现了下述问题。即，以前对多芯光纤的各芯部中的传输容量的研究并未考虑串扰作为噪声的影响，并且与常规单芯光纤中的一个芯部的传输容量相比，多芯光纤的各芯部中的传输容量并不足够大。鉴于上述情况而完成了本专利技术，并且本专利技术的目的在于提供一种包括均具有传输容量得到增大的多个芯部的多芯光纤。问题的解决方案为了实现上述目的，根据本专利技术的实施例的多芯光纤是包括多个芯部的多芯光纤。具体而言，作为实施例的第一方面，各芯部均具有在1550nm的波长下不小于120μm2的有效芯部横截面面积(在下文中，将其称为有效面积)、在1550nm的波长下不超过0.195dB/km的传输损耗、在1550nm的波长下不小于约17ps/(nm·km)的色散、不超过1530nm的光缆截止波长、以及在1625nm的波长和30mm的弯曲半径下不超过0.5dB的每100圈弯曲损耗。此外，多个芯部中的不同芯部之间在1550nm的波长下的传输损耗之差为至多0.02dB/km或更小。根据第一方面的多芯光纤被获得作为如下的多芯光纤：各芯部中确保具有足够大的传输容量、大的有效面积、减少的传输损耗、大的色散、以及各芯部之间的小的特性离差。作为适用于第一方面的第二方面，优选的构造如下：多芯光纤的光纤长度不小于100km并且各芯部中的芯部到芯部的串扰不超过-20dB。该构造提供了串扰得到进一步降低的多芯光纤。作为适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的波长下，作为在80km的传播之后从多个芯部中的其它芯部到某一芯部的串扰的统计平均值之和的最大值可以不超过-32.9dB。作为根据实施例的多芯光纤的第四方面，具有来自其它芯部(来自根据第四方面的多芯光纤的多个芯部中的其它芯部)的最大串扰的第一芯部的功率耦合系数之和ηWC[/km]、第一芯部的色散D[ps/(nm·km)]、第一芯部的有效面积Aeff[μm2]、以及第一芯部的传输损耗αdB[dB/km]优选地满足在1550nm的波长下的以下表达式(1)的关系。ηWC≤1.57×10-5[0.71-1.39(1010αdB-1)(|D|Aeff2αdB1010αdB)13]---(1)]]>作为根据第五方面的多芯光纤(包括多个芯部)，在80km的光纤长度的情况下，具有来自其它芯部(来自多个芯部中的其它芯部)的最大串扰的第一芯部的统计平均值之和μX,WC[dB][dB]、第一芯部的色散D[ps/(nm·km)]、第一芯部的有效面积Aeff[μm2]、以及第一芯部的传输损耗αdB[dB/km]优选地满足在1550nm的波长下的以下表达式(2)的关系。-49.3≤103log10[|D|Aeff2αdB108αdB(108αdB-1)3]+μX,WC[dB]≤-31.8---(2)]]>作为根据第六方面的多芯光纤(包括多个芯部)，各芯部优选地具有在1550nm的波长下不小于80μm2的有效面积、在1550nm的波长下不超过0.195dB/km的传输损耗、在1550nm的波长下不小于约17ps/(nm·km)的色散、不超过1530nm的光缆截止波长、以及在1625nm的波长和30mm的弯曲半径下不超过0.5dB的每100圈弯曲损耗。此外，在本第六方面中，以下构造是优选的：在1550nm的波长下，作为在80km的传播之后从多个芯部中的其它芯部到某一芯部的串扰的统计平均值之和的最大值可以取从-53.4dB到-33.9dB的值，并且不同芯部之间在1550nm的波长下的传输损耗之差为至多0.02dB/km或更小。根据第六方面的多芯光纤被获得作为如下的多芯光纤：各芯部中确保具有足够大的传输容量、大的有效面积、减少的传输损耗、大的色散、以及各芯部之间的小的特性离差。作为适用于第一方面至第六方面中的至少任一方面的第七方面，优选的构造如下：当κ表示多个芯部中的不同芯部之间的模式耦合系数、Λ表示芯部节距、以及β表示各芯部的传播常数时，Λth定义为满足下面的表达式(3)的Λ：κ2Λ=β1210-6---(3);]]>根据第七方面的多芯光纤中的多个芯部包括具有满足以下条件中的任一条件的结构的芯部：在1550nm的波长下Λth不超过44.4μm，在1565nm的波长下Λth不超过44.9μm，以及在1625nm的波长下Λth不超过46.7μm；并且多个芯部中的不同芯部之间的最短Λ不小于Λth。根据第七方面的多芯光纤在各芯部中具有足够大的传输容量，与常规阶跃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多芯光纤，其包括多个芯部，所述多芯光纤满足第一条件至第三条件中的至少一个条件，其中，第一条件，当第一芯部表示具有来自其它芯部的最大串扰的芯部、D[ps/(nm·km)]表示所述第一芯部的色散、Aeff[μm2]表示所述第一芯部的有效面积、αdB[dB/km]表示所述第一芯部的传输损耗、ηWC[/km]表示从所述其它芯部到所述第一芯部的功率耦合系数之和、μX,WC[dB][dB]表示在80km的传播之后从所述其它芯部到所述第一芯部的串扰的统计平均值之和时，在1550nm的波长下所述第一条件由满足下面的表达式(1)和(2)的关系中的至少任一者来限定，ηWC≤1.57×10-5[0.71-1.39(1010αdB-1)(|D|Aeff2αdB1010αdB)13]---(1)]]>-49.3≤103log10[|D|Aeff2αdB108αdB(108αdB-1)3]+μX,WC[dB]≤-31.8---(2),]]>第二条件，其由以下方面限定：所述多个芯部中的每一个芯部中的基模，所述芯部具有在1550nm的波长下不小于120μm2的有效面积、在1550nm的波长下不超过0.195dB/km的传输损耗、在1550nm的波长下不小于约17ps/(nm·km)的色散、以及在1625nm的波长和30mm的弯曲半径下不超过0.5dB的每100圈弯曲损耗；所述多个芯部中的不同芯部之间在1550nm的波长下的所述基模的传输损耗之差，所述传输损耗之差为至多0.02dB/km或更小；以及在80km的传播之后从所述多个芯部中的其它芯部到某一芯部的串扰的统计平均值之和，在1550nm的波长下所述统计平均值之和为不超过‑32.9dB，并且第三条件，其由以下方面限定：所述多个芯部中的每一个芯部中的基模，所述芯部具有在1550nm的波长下不小于80μm2的有效面积、在1550nm的波长下不超过0.195dB/km的传输损耗、在1550nm的波长下不小于约17ps/(nm·km)的色散、以及在1625nm的波长和30mm的弯曲半径下不超过0.5dB的每100圈弯曲损耗；所述多个芯部中的不同芯部之间在1550nm的波长下的所述基模的传输损耗之差，所述传输损耗之差为至多0.02dB/km或更小；以及在80km的传播之后从所述多个芯部中的其它芯部到所述某一芯部的串扰的统计平均值之和，所述某一芯部表示具有来自其它芯部的最大串扰的芯部，在1550nm的波长下所述统计平均值之和为不小于‑53.4dB且不超过‑33.9dB。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.02.29 JP 2012-044633;2012.07.10 JP 2012-154941.一种多芯光纤，其包括多个芯部，所述多芯光纤满足第一条
件至第三条件中的至少一个条件，其中，
第一条件，当第一芯部表示具有来自其它芯部的最大串扰的芯
部、D[ps/(nm·km)]表示所述第一芯部的色散、Aeff[μm2]表示所述第
一芯部的有效面积、αdB[dB/km]表示所述第一芯部的传输损耗、ηWC[/km]表示从所述其它芯部到所述第一芯部的功率耦合系数之和、
μX,WC[dB][dB]表示在80km的传播之后从所述其它芯部到所述第一
芯部的串扰的统计平均值之和时，在1550nm的波长下所述第一条件
由满足下面的表达式(1)和(2)的关系中的至少任一者来限定，
ηWC≤1.57×10-5[0.71-1.39(1010αdB-1)(|D|Aeff2αdB1010αdB)13]---(1)]]>-49.3≤103log10[|D|Aeff2αdB108αdB(108αdB-1)3]+μX,WC[dB]≤-31.8---(2),]]>第二条件，其由以下方面限定：
所述多个芯部中的每一个芯部中的基模，
所述芯部具有在1550nm的波长下不小于120μm2的有效面
积、在1550nm的波长下不超过0.195dB/km的传输损耗、在
1550nm的波长下不小于约17ps/(nm·km)的色散、以及在
1625nm的波长和30mm的弯曲半径下不超过0.5dB的每100
圈弯曲损耗；
所述多个芯部中的不同芯部之间在1550nm的波长下的所述基
模的传输损耗之差，
所述传输损耗之差为至多0.02dB/km或更小；以及
在80km的传播之后从所述多个芯部中的其它芯部到某一芯部
的串扰的统计平均值之和，
在1550nm的波长下所述统计平均值之和为不超过-32.9dB，
并且
第三条件，其由以下方面限定：
所述多个芯部中的每一个芯部中的基模，
所述芯部具有在1550nm的波长下不小于80μm2的有效面积、
在1550nm的波长下不超过0.195dB/km的传输损耗、在
1550nm的波长下不小于约17ps/(nm·km)的色散、以及在
1625nm的波长和30mm的弯曲半径下不超过0.5dB的每100
圈弯曲损耗；
所述多个芯部中的不同芯部之间在1550nm的波长下的所述基
模的传输损耗之差，
所述传输损耗之差为至多0.02dB/km或更小；以及
在80km的传播之后从所述多个芯部中的其它芯部到所述某一
芯部的串扰的统计平均值之和，
所述某一芯部表示具有来自其它芯部的最大串扰的芯部，在
1550nm的波长下所述统计平均值之和为不小于-53.4dB且不
超过-33.9dB。
2.根据权利要求1所述的多芯光纤，其中，当κ表示所述多个
芯部中的不同芯部之间的模式耦合系数、Λ表示芯部节距、以及β
表示各芯部的传播常数时，Λth定义为满足下面的表达式(3)的Λ：
κ2Λ=β1210-6---(3),]]>所述多个芯部包括具有满足以下任一者的结构的芯部：在
1550nm的波长下所述Λth不超过44.4μm，在1565nm的波长下所述
Λth不超过44.9μm，以及在1625nm的波长下所述Λth不超过46.7μm，
并且
所述多个芯部中的不同芯部之间的最短Λ不小于所述Λth。
3.根据权利要求1所述的多芯光纤，其中，包括所述多个芯部

\t中的至少任一个芯部的芯部邻域具有由以下各部分组成的沟槽型结
构：
包层，其围绕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；
沟槽层，其设置在所述芯部与所述包层之间并且具有比所述包
层的折射率低的折射率；以及
内包层，其设置在所述沟槽层与所述芯部之间并且具有比所述
沟槽层的折射率高且比所述芯部的折射率低的折射率。
4.根据权利要求1所述的多芯光纤，所述多芯光纤具有不超过
1530nm的光缆截止波长。
5.根据权利要求4所述的多芯光纤，所述多芯光纤具有不小于
1460nm的所述光缆截止波长。
6.根据权利要求1所述的多芯光纤，所述多芯光纤具有不小于
1360nm且不超过1460nm的所述光缆截止波长。
7.根据权利要求1所述的多芯光纤，其中，包括所述多个芯部
中的至少任一个芯部的芯部邻域由以下各部分组成：
包层，其围绕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；
沟槽层，其设置在所述芯部与所述包层之间并且具有比所述包
层的折射率低的折射率；以及
内包层，其设置在所述沟槽层与所述芯部之间并且具有比所...

【专利技术属性】
技术研发人员：林哲也，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP