一种即使在实际的折射率（ＲＩ）分布具有多种特征的情况下仍然具有所需截止波长、模场直径（ＭＦＤ）和零色散系数（ＺＤＷ）的波导参数的光纤的制造方法。该方法包括根据芯棒的预定纤芯直径、芯棒的纤芯的折射率（ＲＩ）分布以及芯棒的包层的折射率（ＲＩ）分布在芯棒上进行外包层／包层外罩来获得在预定界限内的波导参数。
【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，特别涉及一种即使在其实际的折射率分布具有多样结构的情况下仍具有所需光波导参数，比如截止波长、模场直径(MFD)、零色散波长(ZDW)的光纤。
技术介绍
基于光纤的光波通信系统在声音和数据传输中起着重要的作用，应用于通信系统的光纤既可以是单模光纤也可以是多模光纤。光纤具有一个纤芯，基本上所有的信号都被限制在此纤芯内，在纤芯的外面包围着一层包层。纤芯和包层的折射率分布，以及光纤的纤芯直径决定了光纤的类型。 光纤由光纤预制件拉制而成，该光纤预制件可以由除了现有方法的化学汽相沉积法(CVD)中的不同方法制成。 光纤预型件包括了一个中心芯棒预制件(此后称为芯棒)和一个外部的包层。该芯棒本身由纤芯和光纤包层的一部分组成。制造光纤预制件使用的不同方法在美国学术出版社(Academic Press)1985年出版的的《光纤通信(Optical Fiber Communications)》中由厉鼎毅(Tingye Li)进行了描述。 所述外包层/包层外罩可通过任何公知的方式提供给芯棒，比如炭黑沉积法中的OVD法，玻璃灰沉积到芯棒101上以形成一个多孔体(此后称为主体)，其中，该沉积过程可通过如附图1中所示的将芯棒在火炉上穿过的动作来实现，该沉积过程持续到主体所需的尺寸达到了所需纤芯直径的时候为止，然后该沉积的多孔主体被移动到一个烧结炉，在该烧结炉里，沉积的多孔主体在大约1500摄氏度的氯气和氦气中被烘干和处理以形成一个实体的玻璃光纤预制件。 由于光纤是由光纤预制件拉制而成，在拉制光纤预制件步骤之前的性能选择可以有助于得到具有所需特性的光纤。本专利技术即是提供这种仅仅通过考虑所选择的光纤预制件的性能即可决定所需的光纤波导性能的方法。 已经发现，光纤的波导参数，比如截止波长、模场直径(MFD)和色散在光纤的信号传输中起着重要的作用，也因此需要达到一个所需的范围。 光纤的截止波长需要在大约1160nm至大约1300nm的范围之内。 光纤的模场直径(MFD)需要在大约8.9至大约9.5μm的范围之内。 光纤的色散波长，尤其是零色散波长(ZDW)，需要在大约1305至大约1325nm的范围之内。 可见，上述三种波导参数的所需范围是非常窄的，因此，在制造光纤的过程中，即在制造可拉制成具有所需性能的光纤的光纤预制件的过程中，获得这些参数的方法应当是非常精确的并且有能力将所需参数控制在所需界限内。本专利技术的目的也在于提供一种制造该光纤预制件，并能从该光纤预制件拉制成光纤的方法，且该光纤的波导参数，比如截止波长、模场直径(MFD)和零色散波长(ZDW)在上述所需范围的界限之内，即，光纤的截止波长在约1160nm至约1300nm的范围内，光纤的模场直径(MFD)在约8.9至约9.5μm的范围内，且光纤的零色散波长(ZDW)在约1305至约1325nm的范围之内。 截止波长是指在该波长上一个单模光纤仅能支持和传播一种模式的光，单模光纤在一特定波长上可能具有比截止波长的波长低的两个或多个模式的光。 截止波长如下所表达 λc＝πdn1/Vc×(2Δ)^0.5公式(1)公式(2) 其中 λc是光纤的截止波长； Δ是纤芯和包层的的折射率与预制件纤芯折射率(RI)之间的折射率(RI)误差比率； n1是预制件纤芯的折射率； n2是预制件包层的折射率； Vc是归一化频率，对于单模光纤来说通常小于2.405； d是光纤纤芯的直径。 模场直径(MFD)描述了光纤可传输光部分的尺寸，对于单模光纤，这个区域包括了纤芯，同时也包括了在其周围的包层的一小部分。 色散是由于信号不同组成部分的传输时间的不同而导致的光信号的时间失真，典型的表现在脉冲展宽。特别是，在单模光纤里，在接近于1310nm周围的波长的色散会是零色散的，该波长也被称为零色散波长(ZDW)。 所需截止波长的选择有助于了解在何种波长上一个单模光纤将支持和传输仅仅一个模式的光。 所需模场直径(MFD)的选择有助于描述光纤可传输光部分的尺寸。 所需零色散波长(ZDW)的选择有助于评估由于在信号不同组成部分的传输时间不同而导致的光信号的时间失真，特别是脉冲展宽。 上述三种波导参数，即截止波长，MFD和ZDW，已经被发现是纤芯直径、纤芯和包层的折射率(RI)分布的函数，也就是是说它依赖于光纤直径和光纤的纤芯和包层的折射率(RI)分布。光纤的纤芯和包层的折射率(RI)分布与拉制成光纤的光纤预制件(包括芯棒)的纤芯和包层的折射率(RI)分布是相似的。因此，如果光纤的纤芯直径，以及纤芯和芯棒包层的折射率(RI)分布已经由此确定并选择了，那么就可以获得一个具有在预定范围内的波导参数的光纤。 同样也已意外地发现，i)纤芯和芯棒的折射率分布，ii)芯棒包层的折射率分布，iii)光纤的纤芯直径的确定和选择不仅仅需要将光纤的所需波导参数控制在预定范围内，同时还需要将光纤的其它特征限制在预定范围内。 另外发现，这些波导参数的一个或两个的考虑可能不会获得具有在所需范围内的这些以及其它特性的光纤，这种选择只有在其目的是拥有一个具有在预定界限内的经选择的波导参数的情况下才是合意的。 因此，如果一种制造光纤的方法可以考虑到三种波导参数，即截止波长，MFD和ZDW，那么这种方法是适当的。如果它还可以通过考虑至少i)芯棒的纤芯的折射率分布ii)芯棒的包层的折射率分布而使这些参数达到期望的范围内，那么它是更合适。 本专利技术的目的还在于提供一种通过考虑三种波导参数，即截止波长、MFD和ZDW，试图提供一种具有上述评估值范围内的三种波导参数的光纤的方法，同时也会考虑至少i)芯棒的纤芯的折射率分布ii)芯棒的包层的折射率分布。经过本专利技术的下述描述可见，第三个特征iii)光纤的所需纤芯直径可以通过使用上面的公式2由i)芯棒的纤芯折射率分布和ii)芯棒的包层的折射率分布来确定。 美国专利号为US5028246指出截止波长可以通过外包层的厚度来控制。根据这种方法，芯棒需要额外的包层，以达到最后拉制成光纤的所需截止波长性能的所需厚度，这种方法只是告诉了截止波长的控制，且是假定其它的波导参数和光纤性能是自动地在期望的范围之内。然而，如前所述，已经发现仅仅一个波导参数的选择可能不会获得其所有的波导参数和其它光纤性能在预定范围内的光纤。从而，这种方法的主要缺点在于它并没有告诉我们怎样去控制其它的波导参数，比如MFD和ZDW。例如，该专利的方法并没有考虑到纤芯和包层的折射率(RI)的分布，而这两个参数明显会控制光纤的波导参数。 日本专利号为JP2001-021735公开了一种仅仅基于两个参数，即截止波长和模场直径来选择单模光纤的基础材料的方法，这种方法的主要缺点在于它并没有考虑到第三个重要的参数，即零色散波长(ZDW)，这种方法认为，如果截止波长和MFD在预定范围的界限内，所有其它的波导参数和光纤性能够自动地在预定的范围内。然而，如前所述，不考虑ZDW参数可能得不到所有的参数均在所需范围内的光纤。 上述日本专利方法同样还推测，如果试图考虑三个或更多的参数，要研究所有的参数并获得一个使所有的波导参数和光纤性能均在预定范围内的光纤是相当复杂的。正相反，在本专利技术中，可以很意外地发现，考虑并选择所有的三本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种即使实际的折射率（ＲＩ）分布具有多种多样的情况下仍具有所需的截止波长、模场直径（ＭＦＤ）和零色散波长（ＺＤＷ）波导参数的光纤的制造方法，其特征在于，在芯棒上覆盖外包层是基于： ｉ）芯棒的预定纤芯直径； ｉｉ）芯棒的纤芯的折射率（ＲＩ）分布； ｉｉｉ）芯棒的包层的折射率（ＲＩ）分布； 以使所述波导参数在预定界限内。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：马纳斯兰詹萨胡，
申请(专利权)人：斯德莱特光学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：IN[印度]
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