具有大有效面积的传输光纤制造技术

技术编号:2663470 阅读:218 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种传输光纤,该传输光纤包括:具有半径(r↓[1])大于或等于5.5μm并且折射率差(Δn↓[1])小于或等于5.0×10↑[-3]的中央纤芯;具有半径(r↓[2])和折射率差(Δn↓[2])的中间包层,中间包层的宽度(r↓[2]-r↓[1])大于5μm;以及具有半径(r↓[3])和小于或等于-3.5×10↑[-3]的折射率差(Δn↓[3])的凹陷型包层,凹陷型包层的宽度(r↓[3]-r↓[2])小于5μm。该光纤具有大于120μm↑[2]的有效面积以及不超过1600nm的截止波长,并且与SSMF相比,光纤的其他光学参数,特别是在损耗和色散方面没有任何恶化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光纤传输领域,并且更特别地涉及具有增大的有效面积 而没有增加弯曲损耗和微弯损耗的线路光纤。
技术介绍
对于光纤,折射率剖面分布(profile) —般用描绘出折射率与光纤 半径的关系函数的图形来表示。通常,在横坐标上示出到光纤中央的距 离r,并且在纵坐标示出在半径r处的折射率与光纤的外光学包层的折 射率之间的差值。外光学包层具有恒定的折射率并且通常由纯二氧化硅 (silica)构成。然而,外光学包层还可包含一种或多种掺杂物。对于分 别具有阶跃、梯形或三角形的图形,折射率剖面分布被称为"阶跃"、"梯 形,,或"三角形,,剖面分布。通常,这些曲线是光纤的理论剖面分布或 设定剖面分布的例子,光纤的制造应力可能导致微有不同的剖面分布。通常,光纤包括具有传输并可能放大光信号的功能的中央光学纤 芯,以及具有将光信号限制在中央纤芯内的功能的光学外包层。出于这 种目的,中央纤芯的折射率ne和光学外包层的折射率ng满足n^ng。众 所周知,光信号在单模光纤中的传播分解成在中央纤芯中传导的基模和 在中央纤芯_包层组件中在一定距离上传导的次模,次模也称为包层 模。通常,阶跃折射率光纤(也称为单模光纤或SMF)用作用于带有光 纤的传输系统的线路光纤。这些光纤展现出满足具体的电信标准的色散 和色散斜率,以及符合规范的有效面积值和截止波长。典型地,对于陆 地传输系统,使用标准单模光纤(SSMF),其具有正色散(D)和正色 散斜率(P)、大约80|^1112的有效面积(Seff)以及大约0.19dB/km的衰减(Att)(在波长1550nm处测得的)。典型地,带中继器的海底传输系 统使用混合传输线,混合传输线包括具有正色散、大有效面积(大约 100-110pm2)和低衰减(0.17画0.19dB/km;在波长1550nm处测得的) 的光纤以及具有负色散的光纤。无中继器的海底传输系统通常使用以下 这种传输线,该传输线包括具有正色散和80yn^到110ym2之间的有 效面积的光纤的组合。如已经公知的那样,传输光纤的有效面积的增加导致光纤中非线性 效应的降低。具有增大的有效面积的传输光纤允许进行更远距离的传输 以及/或者传输系统的功能波段(functional band)的增加。为了增加传 输光纤的有效面积,提出了与SSMF光纤相比具有增大了且平坦化了的 中央纤芯的光纤剖面分布。然而,光纤的中央纤芯形状的这种改变导致 弯曲和微弯损耗的增加并且导致光纤的有效截止波长的增大。根据国际 电子工程师协会的小组委员会86A在标准IEC 60793-1-44下的限定,有 效截止波长通常被测量为这样的波长,该波长的光信号在光纤中传播两 米之后是单模的。文献US-A-6,658,190描述了具有大于110Mn^的增大的有效面积的 传输光纤。这种光纤具有非常宽的中央纤芯(11.5-23.0 jam)(其是SSMF 的中央纤芯的1.5到2倍)以及具有恒定或者稍微凹陷的包层的配置。 为了补偿由有效面积的增加所导致的弯曲损耗的增加,该文献提出增加 光纤的直径(见US-A-6,658,190中的图29)。然而,光纤直径的这种增问题。该文献还指出截止i长随所考虑的光纤的长度而降低(见US-A-6,658,190中的图5),并且特别指出在传输lkm之后这种光纤达 到单模光纤的性质。然而,对截止波长的这种测量没有遵照前面所提及的规范测量。Masao Tsukitani 等人所发表的 "Ultra Low Nonlinearity Pure-Silica-Core Fiber with an Effective Area of 211 ju m2and Transmission Loss of 0.159 dB/km (具有211 jj m2的有效面积和0.159dB/km的传输衰 减的极低非线性的纯二氧化硅纤芯光纤)"(M3.3.2, ECOC2002, 2002年9月9日)描述了带有以下这种折射率剖面分布配置的光纤,该折射 率剖面分布配置在靠近中央纤芯处具有宽的且稍微凹陷的包层。这种光 纤具有211nr^的有效面积和低衰减,但是为了限制弯曲损耗,光纤的 直径增加到170 iam (作为对比,SSMF是125 pm),其导致极高的制 造成本以及与其它光纤的不兼容性问题。在Kazumasa Ohsono等人所发表的 "The Study of Ultra Large Effective Area Fiber & Mating Dispersion Slope Compensating Fiber for Dispersion Flattened Hybrid Optical Fiber DWDM Link" (IWCS 2002, 2002年11月18日,第483页-第487页)和Kazuhiko Aikawa等人所发 表的 "Single-Mode Optical Fiber with Effective Core Area larger than 160|mi2,, ( ECOC 1999, 1999年9月26日,第1 - 302页)中提出用于 增大有效面积的光纤配置。此外,文献US-A-6,665,482提出用于获得大于90nn^的有效面积 的台阶(pedestl)光纤折射率剖面分布,但是所提供的例子中的有效面 积值仍小于110 jum2。文献US-A-5,781,684描述了用于色散位移光纤的 具有大有效面积的同轴光纤,也称为非零色散位移光纤(NZDSF)。这 种光纤具有过高的不能在C+波段(1530nm- 1570nm)保持单模的截 止波长,以及过小的模场直径(在1550nm处小于11 jam)。文献US-A-2005/0244120描述了 一种具有大有效面积(〉75 ja m2) 和低衰减(在1550nm处小于0.20dB/km)的光纤。在该文献中所描述 的光纤具有带有中央纤芯、中间包层和凹陷型包层的折射率剖面分布。 然而,凹陷型包层没有被充分填埋(-0.1%)或者太宽(7到7.4 mm) 从而不能获得本专利技术所想要的光学性质,特别是大有效面积和低有效截 止波长的组合。另外,文献US-A-6,483,975描述了一种具有大有效面积(>100.0 |a m2)和正色散(〉20ps/ (nm . km))的光纤。在该文献中描述了几种光 纤折射率剖面分布,并且特别是具有中央纤芯、中间包层和凹陷型包层 的剖面分布(见US-A-6,483,975中的图5a和5b)。然而,凹陷型包层 太宽(宽度1>1"2为15-19 |am)并且太靠近中央纤芯(中间包层的宽度r2-n为2-4pm)从而不能获得本专利技术想要的光学性质。文献US-A-4,852,968描述了 一种具有带有凹陷型包层的折射率剖 面分布的光纤。该文献旨在通过提供凹陷型包层来改善光纤的某些光学 参数,并且特别是色散、限制(confinement)和弯曲损耗参数。该文献 没有提到对有效截止波长或有效面积的影响。仅提到9.38nm的模场直 径,其将导致有效面积小于80nm2。文献EP-A-1 477 831描述了一种具有大有效面积(>80|um2)和不 超过1310本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传输光纤,从中央到外围包括:    -中央纤芯,其具有等于或大于5.5μm的半径(r↓[1])以及与外光学包层的折射率差(Δn↓[1])等于或小于5.0×10↑[-3];    -中间包层,其具有半径(r↓[2])以及与外光学包层的折射率差(Δn↓[2]),所述中间包层的宽度(r↓[2]-r↓[1])大于5μm;    -凹陷型包层,其具有半径(r↓[3])以及与外光学包层的折射率差(Δn↓[3])等于或小于-3.5×10↑[-3],所述凹陷型包层的宽度(r↓[3]-r↓[2])小于5μm;    所述光纤在1550nm处具有等于或大于120μm↑[2]的有效面积,以及小于1600nm的有效截止波长(λ↓[Ceff])。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:P西亚尔D莫兰LA德蒙莫里永M比戈阿斯特吕克S里夏尔
申请(专利权)人:德雷卡通信技术公司
类型:发明
国别省市:NL[荷兰]

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