单模光纤制造技术

技术编号:2667319 阅读:134 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种传输光纤,包括:中央纤芯;第一中间包层,具有与外包层之间的折射率差异Dn↓[2];第一凹陷包层,具有高于或者等于-5×10↑[-3]的与外包层之间的折射率差异Dn↓[3];第二中间包层,具有与外包层之间的折射率差异Dn↓[4];以及第二凹陷包层,具有与外包层之间的折射率差异Dn↓[5]。该光纤在1625nm的波长处对于15mm的弯曲半径而言呈现低于或者等于0.1dB/10匝的弯曲损耗,而对于7.5mm的弯曲半径而言呈现低于或者等于0.5dB/匝的弯曲损耗。该光纤呈现减少的弯曲和微弯曲损耗,同时具有标准阶梯折射率传输光纤(ssmf)的光学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通过光纤传输的领域,并且更具体地涉及一种具有减少的弯曲和微弯曲损耗的线光纤。
技术介绍
就光纤而言,折射率分布一般被描述为将折射率与光纤半径相关联的函数的曲线外观。常规而言,在横坐标上代表到光纤中央的距离r,而在纵坐标上代表折射率与光纤包层的折射率之间的差异。就分别地具有阶梯、梯形或者三角形形状的曲线而言,折射率分布由此被称为“阶梯”、“梯形”或者“三角形”。这些曲线一般代表光纤的理论分布或者设定分布;制造光纤的约束可能造成基本上不同的分布。光纤常规地包括光纤纤芯和外光学包层,该光纤纤芯具有传输并且可能放大光学信号的功能,而该外光学包层具有将光学信号约束于纤芯中的功能。出于这一目的,纤芯的折射率nc和外光学包层的折射率ng满足nc>ng。众所周知,光学信号在单模光纤中的传播被分成纤芯中的基本引导模式和纤芯包层组件中在某一距离上引导的辅助模式(称为包层模式)。常规而言,又称为单模光纤(SMF)的阶梯折射率光纤对利用光纤的传输系统而言被用作线路光纤。这些光纤表现出满足具体电信标准的色散和色散斜率。就对于来自不同制造商的光学系统之间兼容性的要求而言,缩写词为ITU的国际电信联盟定义了具有称为ITU-T G.652的规范的标准,用于标准传输的光纤应当遵守该规范,这些光纤称为SSMF标准单模光纤。这一规范G.652推荐如下就传输光纤而言,在1310nm的波长处,模场直径(MFD)的值的范围是;线缆截止波长的最大值是1260nm;记为λ0的零色散波长的范围是;色散斜率的最大值是0.092ps/nm2-km。线缆截止波长常规地被测量为如下波长,在该波长处光学信号在通过二十二米光纤传播之后不再是单模,这比如由国际电工技术委员会的附属委员会86A在IEC60793-1-44标准中的定义。另外就给定光纤而言,定义了所谓的MAC值,该值被定义为光纤在1550nm处的模场直径与有效截止波长λCeff之比。有效截止波长常规地被测量为如下波长,在该波长处光学信号在通过两米光纤传播之后不再是单模,这正如由国际电工委员会的附属委员会86A在IEC 60793-1-44标准中的定义。MAC是用于鉴别光纤性能的参数,特别是用于发现模场直径、有效截止波长与弯曲损耗之间折衷的参数。图1图示了源于申请人的实验结果,并且图示了相对于在1550nm的波长处的MAC值,阶梯折射率SSMF中就15mm的弯曲半径而言在1625nm的波长处的弯曲损耗。可见MAC值影响光纤的弯曲损耗,并且可以通过减少MAC来减少这些弯曲损耗。现在,通过减少模场直径和/或通过增加有效截止波长来减少MAC可能造成偏离于G.652标准,并且使得光纤无法与某些传输系统商业性地相兼容。事实上,为了遵循线缆截止频率λCC的最大值1260nm,有效截止波长λCeff的值无法增加到超出限制值。另外,严格地强制用于给定波长的模场直径值以便最小化光纤之间的耦合损耗。用于限制弯曲损耗的MAC指标的减小因此应当与对有效截止波长λCeff的值的限制相结合以便限制较高阶的模式在光纤中的传播,同时保留充分的模场直径用以提供耦合而不会产生过多的光纤损耗。特别地,既与G.652标准相兼容并且减少弯曲损耗是针对应用如下光纤的真实保证,这些光纤将被用于到达个人的光纤系统,即所谓的光纤到户(FTTH)或者到达路边或者到达大楼的光纤系统,即所谓的光纤到路边(FTTC)。事实上,通过光纤的传输系统包括在未来应急情况下在其中提供光纤余长的存放箱;这些光纤余长缠绕于箱中。由于想要针对FTTH或者FTTC应用而试图使这些箱小型化,所以在这一背景下的单模光纤将以越来越小的直径进行缠绕(以便达到如15mm那样小的弯曲半径)。另外,在FTTH或者FTTC应用范围内,光纤面临比在较长距离的应用中受到更苛刻的安装约束的风险,即存在与安装的低成本和与环境有关的偶然弯曲。对于存在等于7.5mm或者甚至5mm的偶然弯曲半径必须有所防备。为了满足与存放箱和与安装约束有关的约束,用于FTTH或者FTTC应用的单模光纤具有有限的弯曲损耗因此是绝对有必要的。然而理解到弯曲损耗的这一减少不应在有损于信号单模特征损耗的情况下来实现,这会强烈地恶化信号,或者不应在有损于引入显著结光学损耗的情况下来实现。US 4,852,968涉及一种具有折射率分布的单模光纤,该光纤包括纤芯区域、第一包层区域沟槽区域和第二包层区域以及可选第二沟槽区域。此文献涉及优化色散特征。为了获得满足减少弯曲损耗这一要求的光纤,在现有技术中已经提出三种解决方案。在现有技术中发现的第一解决方案包括产生具有减少的模场直径的常规阶梯折射率光纤。通过模场直径的减少从而减少MAC来确实地减少弯曲损耗,并且在保持少于1260nm的线缆截止波长情况下保留单模特征。然而,这样的光纤具有显著的耦合损耗而不适应于如上所述的FTTH应用。I.Sakabe等人在IWCS Proceeding 2004年第53期第112-118页中发表的文献“Enhanced Bending Loss Insensitive Fiber and NewCables for CWDM Access Networks”建议减少光纤的模场直径以便减少弯曲损耗。然而模场直径的这一减少造成偏离于G.562标准。T.Yokokawa等人在IWCS Proceeding 2004年第53期第150-155页中发表的文献“Ultra-low Loss and Bend insensitive Pure-silica-coreFiber Complying with G.652 C/D and its Applications to a Loose TubeCable”提出一种具有减少的传输损耗和弯曲损耗但又具有处于G.652标准以外的减少的模场直径的纯硅纤芯光纤(PSCF)。在现有技术中发现的第二解决方案包括产生具有凹陷段的阶梯折射率光纤,即该光纤具有中央纤芯、中间包层和凹陷包层。利用这样的结构,有可能针对典型为10mm的小弯曲半径以恒定的MAC来实际地减少弯曲损耗。S.Matsuo等人在Journal of Lightwave Technology 2005年第23卷第11期第3494-3499页中发表的文献“Low-bending-loss andlow-splice-loss single-mode fibers employing a trench index profile”和K.Himeno等人在Journal of Lightwave Technology 2005年第23卷第11期第3494-3499页中发表的文献“Low-bending-loss single modefibers for fiber-to-the home”中提出这种具有凹陷段的光纤结构以便减少弯曲损耗。现在,申请人所进行的分析已经表明如果利用具有凹陷段的光纤分布可以实质性地改进弯曲损耗,则这样的分布也由于主要在中间包层和凹陷段中传播的阻性泄漏模式的出现而造成有效截止波长的增加。这一观测于是要求选择在1550nm处具有少于7.9的MAC的光纤以便补偿有效截止波长远大于预期的这一事实,同时确保就半径为15mm的绕组而言在1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传输光纤,包括:    -中央纤芯,具有与外光学包层之间的折射率差异Dn↓[1];    -第一中间包层,具有与所述外光学包层之间的折射率差异Dn↓[2];    -第一凹陷包层,具有与所述外光学包层之间的低于或者等于-5×10↑[-3]的折射率差异Dn↓[3];    -第二中间包层,具有与所述外光学包层之间的折射率差异Dn↓[4];    -第二凹陷包层,具有与所述外光学包层之间的折射率差异Dn↓[5],所述折射率差异Dn↓[5]在绝对值上低于所述第一凹陷包层与所述外光学包层之间的所述折射率差异Dn↓[3];    -所述光纤在1625nm的波长处对于15mm的弯曲半径而言具有低于或者等于0.1dB/10匝的弯曲损耗,而对于7.5mm的弯曲半径而言具有低于或者等于0.5dB/匝的弯曲损耗。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员:LA德蒙里永D莫兰P马蒂日塞F戈奥伊热尔E珀蒂弗雷尔Y吕米纳奥FJ阿什唐M比戈阿斯特吕克P西亚尔P努希
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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