负色散光纤和包含所述光纤的光学传输线路制造技术

本发明专利技术涉及一种以较短的长度补偿信号波段中正色散光纤的色散的负色散光纤，和包含所述负色散光纤的光学传输线路。所述负色散光纤在１５５０纳米的波长下具有下述特性：不大于－１５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ的色散Ｄ；满足其与色散Ｄ的比值（Ｓ／Ｄ）不小于２．０×１０＃＋［－３］／ｎｍ又不大于４．７×１０＃＋［－３］／ｎｍ的条件的色散梯度；和不小于１２μｍ＃＋［２］但是小于２５ｍｕ＃＋［２］的有效面积。为了满足这些性质，按照从中心向外围陈述的顺序，所述负色散光纤具有最大折射率为ｎ＃－［１］的芯线区，折射率ｎ＃－［２］（＜ｎ＃－［１］）的第一包层区，折射率ｎ＃－［３］（＞ｎ＃－［２］）的第二包层区和折射率ｎ＃－［４］（＜ｎ＃－［３］）的第三包层区。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及补偿正色散光纤的色散的负色散光纤，所述正色散光纤在信号波段中具有正色散现象，本专利技术还涉及包含所述负色散光纤的光学传输线路。
技术介绍
光学传输系统通过由光纤构成的光学传输线路传送多个信道的信号，以便能够实现远距离和大容量通信。通常应用于光学传输线路的基于二氧化硅的光纤在1.55微米的波长附近表现出最小的传输损耗。另一方面，能够放大波长1.55微米附近的信号的掺铒光纤放大器(EDFA掺铒光纤放大器)可用作光学放大装置。为此，C波段(1530纳米-1560纳米)被主要用作信号波段。由于最近还开发了能够放大波长1.58微米附近的信号的EDFA，现在L波段(1570纳米-1610纳米)也被用作信号波段。为了实现更大容量的传输，使用S波段(1450纳米-1530纳米)作为信号波段也在研究之中。另外，波分多路复用(WDM)光学传输系统是传送包含在前述S波段、C波段或L波段中的多个信道的多路复用信号，并且能够实现大容量信息传输的系统。就这样的WDM光学传输系统来说，需要进一步增大信息容量，这要求在整个光学传输线路内，在更宽的波段上保持较小的色散绝对值。但是，通常应用于光学传输线路的光纤具有正色散，并且在S波段、C波段和L波段的任一波段中的色散梯度为正号。例如，在1.3微米波长附近具有零色散波长的标准单模光纤在1.55微米的波长处具有约+16ps/nm/km～+21ps/nm/km的色散。在1.55微米波长附近具有零色散波长的非零色散移频光纤(NZ-DSF)在1.55微米波长处具有约+2ps/nm/km～+12ps/nm/km的色散。这些单模光纤和非零色散移频光纤在S波段、C波段和L波段中都具有正色散梯度。当只应用如上所述的具有正色散的光纤(下面称为正色散光纤)构成光学传输线路时，光学传输线路具有较大的累积色散。这会导致信号波形的退化，从而难以实现远距离和大容量光学传输。于是，正在研究具有负色散的光纤(下面称为负色散光纤)的应用，以便补偿正色散光纤的色散(例如日本专利申请公开，No.H6-11620，H8-136758，H8-313750等等)。
技术实现思路
专利技术人研究了上述现有技术，发现存在下述问题。即，通常知道负色散光纤的传输损耗大于正色散光纤。于是，在使用长的负色散光纤的情况下，存在传输损耗变大的问题。根据专利技术人的认识，由正色散和负色散光纤组成的光学传输有下面的倾向在零色散波长附近，整个光学传输线路上的平均色散为0，但是随着远离零色散波长，色散的绝对值增大。由于常规的传输线路在如上所述的信号波段中存在较大的色散偏差(deviation)，因此在远距离和大容量WDM光学传输的实现方面存在局限性。为了解决上述问题而提出了本专利技术，本专利技术的目的是提供一种可用较短的长度补偿信号波段中正色散光纤的色散的负色散光纤，和包含所述负色散光纤并且能够实现远距离和大容量WDM光学传输的光学传输线路。为了实现上述目的，根据本专利技术的负色散光纤在1550纳米波长处具有下述特性不大于-150ps/nm/km，最好不大于-180ps/nm/km的色散D；满足其与色散D的比值(S/D)不小于2.0×10-3/nm又不大于4.7×10-3/nm的条件的色散梯度S；不小于12μm2但是小于25μm2，最好小于20μm2的有效面积。根据本专利技术的另一负色散光纤在1550纳米波长处具有下述特性不大于-200ps/nm/km的色散D；满足其与色散D的比值(S/D)不小于2.0×10-3/nm又不大于4.7×10-3/nm的条件的色散梯度S。由于如上所述，负色散光纤具有较小的色散D(其符号为负，绝对值较大)，因此可在负色散光纤的长度的比率较小的条件下，构成由正色散光纤和负色散光纤构成的光学传输线路。这抑制了由于在光学传输线路中插入负色散光纤而引起的传输损耗的增大，并且能够以低成本制造光学传输线路。由于前述比值(S/D)不小于2.0×10-3/nm不大于4.7×10-3/nm，因此色散梯度补偿率约为60％-140％，从而可使整个光学传输线路上的平均色散和平均色散梯度的相应绝对值都较小，并使得在信号波段中，在整个光学传输线路上，平均色散在波长之间的偏差(最大值-最小值)较小。不小于12μm2的有效面积等于或大小常规负色散光纤的有效面积，可有效抑制非线性光学现象。即使在呈一束光纤形式的光缆或者以线圈形状缠绕的模块中，小于25m2，最好小于20μm2的有效面积也可抑制负色散光纤中损耗的增大。如日本专利申请公开No.H8-248251(EP 0 724171A2)中所述，有效面积Aeff由下述等式给出。Aeff=2π(∫0∞E2rdr)2/(∫0∞E4rdr)]]>在该等式中，E代表传播光线引起的电场，r代表距离芯线中心的径向距离。在根据本专利技术的负色散光纤中，色散梯度S与色散D的比值(S/D)不小于2.7×10-3/nm又不大于4.0×10-3/nm。这种情况下，色散梯度补偿率约为80％-120％，这使包含负色散光纤的整个光学传输线路上平均色散和平均色散梯度的相应绝对值都较小，并使得在信号波段中，在整个光学传输线路上，平均色散在波长之间的偏差更小。在根据本专利技术的负色散光纤中，2米长度(CCITT标准)下的截止波长最好不小于1.0微米又不大于2.0微米。这种情况下，可把负色散光纤的弯曲损耗控制在较小的水平。在根据本专利技术的负色散光纤中，1550纳米波长下的传输损耗优选不大于1.0dB/km，最好不大于0.7dB/km。原因在于可更有效地抑制整个光学传输线路上传输损耗的增加。为了实现如上所述的各种性质，根据本专利技术的负色散光纤包括沿预定轴线延伸，并且具有预定最大折射率的芯线区；围绕芯线区，并且折射率低于芯线区的最大折射率的第一包层区；围绕第一包层区，并且折射率高于第一包层区的折射率的第二包层区；和围绕第二包层区，并且折射率低于第二包层区的折射率的第三包层区。以这种折射率分布，实现了具有上述各种性质的负色散光纤，并且这种负色散光纤是较好的，因为可有效降低弯曲损耗，同时延长截止波长。在该负色散光纤中，芯线区与第三包层区的最大相对折射率差值不小于1.8％又不大于3.0％。这种情况下，通过延长截止波长，可容易地降低弯曲损耗。根据本专利技术的光学传输线路包括具有上述结构的负色散光纤和在1550纳米波长下具有下述性质的正色散光纤不小于+15又不大于+21ps/nm/km的色散；不小于+0.05ps/nm2/km又不大于+0.07ps/nm2/km的色散梯度。该光学传输线路的构造用来利用在信号波段中具有较小的色散和色散梯度(符号为负，并且绝对值较大)的负色散光纤补偿正色散光纤的色散。这种结构可降低整个传输线路中负色散光纤的长度的比率，并且最终能够有效抑制整个传输线路中传输损耗的增大。由于通过应用具有如上所述各种性质的负色散光纤，在光学传输线路中补偿了色散和色散梯度，因此可在整个信号波段内，使色散的绝对值保持较小，从而使实现远距离和大容量WDM光学传输变得可行。根据本专利技术的光学传输线路包括负色散光纤(根据本专利技术的负色散光纤)和如上所述的正色散光纤，并且至少位于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在１５５０纳米的波长下具有下述特性的负色散光纤： 不大于－１５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ的色散Ｄ； 满足其与色散Ｄ的比值（Ｓ／Ｄ）不小于２．０×１０↑［－３］／ｎｍ又不大于４．７×１０↑［－３］／ｎｍ的条件的色散梯度Ｓ；和 不小于１２μｍ↑［２］但是小于２５μｍ↑［２］的有效面积。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：加藤考利，平野正晃，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]