光纤的制造方法技术

本发明专利技术揭示一种光纤，在沿其长度有不同直径的各区间交替，其中，该光纤折射率和直径形成波长大于１４８０ｎｍ处正和负色散交变的区域，还最好具有低的纯色散和色散斜率。一种较佳分布包含包层区围绕的芯区，该芯区包含对包层区上渗杂的中央芯区，该中央芯区由对包层区下渗杂的壕区围绕，该壕区由相对于包层区上渗杂的环区围绕。该族分布与交变正和负色散区连同使用时，产生低色散斜率光纤。该族分布在常规ＷＤＭ应用中是有用的。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光特性沿长度规则变化的。该方法对制造色散受控(DM)单模光波导光纤特别有用。至今的许多方法相对复杂，从而因其复杂性而可能比更标准的方法成本高。希望发展另一种较简便的光纤制造方法，该光纤的色散特性沿其纵向，尤其1550nm工作窗中，在正和负间变化。现代反馈控制环可用于控制下馈率和拉丝率以控制光纤直径。通过改变牵引机(光纤拉制)速率，从而改变拉丝速率可最快获得光纤外径变化。结果，随着牵引机速率变化，光纤纤芯直径改变，从而使不同直径之间的过渡区域保持相对短。在较佳实施例中，光纤拉制成使不同直径光纤段在光纤直径外侧测得的外侧光纤直径幅度差异大于3微米，较好大于5微米，最好大于10微米。另外，光纤较好在长度为100m和3Km的区段间交替，最好交替段至少长度为250m且小于2Km。不是任何折射率分布均可用于产生具有这种色散特性沿其长度方向在正和负间变化的光纤。例如，标准单模光纤色散随直径变化很小，尤其在1550nm。一族较佳折射率分布使光纤拉制成沿长度方向直径不同时，具有期望的交替色散特性，该光纤包含包层区域围绕的纤芯区，其中纤芯区包含相对于所述包层区上掺杂(updoped)的中央纤芯区，该中央纤芯区由相对于所述包层区下掺杂(down doped)的壕区围绕，而该壕区由相对于所述包层区上掺杂的环区围绕。该分布包括中央上掺杂段折射率增量百分比在约+0.5至1.5间，围绕中央纤芯区的压低的壕纤芯区增量百分比在约-0.1至-0.7范围中，上掺杂环区增量百分比在0.1至1.0间。这3段的半径(从光纤中心线测至该段折射率分布与X轴的外延交点，X轴等于包层折射率)选择为，若第1中心线上掺杂段半径为a、壕部半径为b，则b/a在约1.5至3.0间较好；若任选环的外侧半径为c，则c/a在约2.5至3.7间。对这种分布更好的半径和增量百分比值下文进一步讨论。结果得到一种光纤，其色散沿长度方向在负和正色散区之间变化，且其纯色散(net despersion)和色散斜率均相对较低。根据本专利技术制作的光纤设计成在局部正负色散间交替，在1550nm处其幅值在1.5和20ps/nm-km之间，而且在1550nm处纯色散小于1.0ps/nm-km较好，小于0.5ps/nm-km更好，最好小于0.1ps/nm-km。根据本专利技术制造的光纤在1480nm至1625nm波段其色散斜率小于0.3ps/nm2-km较好，小于0.01ps/nm2-km更好，最好小于0.005ps/nm2-km。本专利技术另一方面涉及一种由一族折射率分布形成的光纤，在1550nm工作窗口呈现很低的色散，也许更重要的是，呈现很低的色散斜率。该较佳族折射率分布可获得很多种色散幅度，同时，可获得极低的色散斜率。从而，根据本专利技术的上述讨论，即通过在其长度方向改变直径，该折射率分布可制作很有用的色散受控光纤产品，结果是光纤色散斜率仍保持在很低等级。光纤预制件的折射率分布选择成，当光纤预制件拉制成这种沿长度方向有不同直径的光纤时，所得到的光纤，沿其纵向(即对应于不同直径区)，在1550nm工作窗口，最好在约1480nm和1625nm间的工作窗口，其色散在负色散区和正色散区间变化。该族分布可获得很多种色散幅度，同时呈现较低色散斜率，因而该族分布尤其适用于制作沿长度方向直径变交，从而色散特性交变的光纤。根据本专利技术制作的这种光纤，在1550nm工作窗口有很多种正、负色散值，且沿光纤整个长度纯色散仍保持相对较低。同样，色散斜率可保持在低的值，即在1480nm至1625nm波长范围，小于0.03ps/nm2-km，更好的是小于0.01ps/nm2-km，最好小于0.005ps/nm2-km。用该较佳分布族获得最佳低斜率特性，除上面讨论的折射率对半径关系外，上掺杂环段与中心线上掺杂段折射率增量百分比之比在约0.6至0.9间较好。此外，该独特的较佳族折射率分布，对用于制造沿其长度具有单一直径、色散和色散斜率特性的较传统的光纤，也是有价值的。例如，已制得光纤，沿光纤轴长方向有均匀折射率分布(及均匀纤芯和包层直径)，且在1480nm至1625nm波长范围，局部色散大于1.0ps/nm2-km，色散斜率小于0.03ps/nm2-km，更好的是小于0.01ps/nm2-km，最好小于0.005ps/nm2-km。这种特性特别适用于波分复用应用。另外，为了以该族折射率获得最佳低斜率特性，除上面讨论的折射率对半径关系外，上掺杂环段对中心线上掺杂段的折射率增量百分比之比位于约0.4至1.1间，位于约0.6至0.9间更好。本专利技术的其它特点和优点将在下文详细叙述，从下文(包括说明书、 书和附图)叙述中，或通过实施本专利技术，这些特点和优点对本领域技术人员将是显而易见的。根据本专利技术的另一方面，提供的含折射率分布的光纤包括上掺杂中心线区、围绕所述中心线区的下掺杂壕区、和围绕所述壕区的上掺杂环区，选择折射率分布和上述区域的半径，提供一种光纤，其有效面积大于约35μm2，在1480nm至1625nm波长范围色散斜率小于0.03ps/nm2-km。应理解，上述一般说明和下述详细说明均仅是本专利技术的示范，只是试图提供理解要求保护的本专利技术本质和特征的概述或框架。附图提供对本专利技术的进一步理解，因而编入这些附图并构成本说明书的一部分。附图说明本专利技术的各种实施例，并与说明书一起，用于说明本专利技术的原理和工作。图2是根据本专利技术、可用于制作沿其长度方向色散特性变化的光纤的第2折射率分布的说明图。图3是根据本专利技术、可用于制作沿其长度方向色散特性变化的光纤的第3折射率分布的说明图，该折射率分布用于沿长度有单一直径和色散特性的光纤时也很有用。较佳实施例的详细说明在本专利技术的较佳实施例中，制作玻璃光纤预制件，其具有的折射率分布足以使得，当它拉制成在长度方向有不同直径的光纤时，所得光纤沿其纵长(即对应于不同直径区)，在1550nm工作窗口，最好是1480nm与1625nm间的工作窗口，色散在负色散区和正色散区间变化，色散斜率也在负色散斜率区的正色散斜率区间变化。这种纤芯折射率分布示于图1和图2。在两图中，包层折射率相应于Y轴0。示于图1和图2的分布呈现上掺杂中心线区，该区由壕区和下掺杂环区围绕。中心线区和环区间的壕区最好对于包层下掺杂。示于图1和图2的分布包含相对于包层的增量百分比(增量＝(n12-n22)/2n12)在约+4至1.1间的中央纤芯区和围绕该中央纤芯区的压低的壕芯区。后者最好相对于包层在-0.15增量百分比或更低(但最好不低于-0.6增量百分比)范围，其中增量＝(n12-n22)/2n12。可应用任选的上掺杂环。在某些使用上掺杂环的较佳实施例中，环呈现的增量百分比在+0.10至0.8间。在图1所示实施例中，中央纤芯增量百分比为约+0.85，压低的壕区为0.4增量百分比，用绕压低壕区的环区增量百分比约0.4。从光纤中心线至折射率分布与X轴外延交点测量这三段半径，X轴等于包层折射率。在图1～图3所示实施例中，包层是二氧化硅，在图1～图3中，从中心线至中央段折射率分布与X轴交点测量中央段外半径，从中央线至壕段折射率分布与X轴交点测量壕段半径，从中央线至环区折射率分布相对平直部分外侧(最靠近包层的环最外区域的尾区不认为是环区的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤，其特征在于包含一折射率分布，该分布包括上掺杂中心线区、围绕所述中心线区的下渗杂壕区、围绕所述壕区的上渗杂环区；选择折射率分布和所述区的半径以提供一种光纤，其在１４８０ｎｍ至１６２５ｎｍ波长范围的有效面积大于约３５μｍ↑［２］，色散斜率小于０．０３ｐｓ／ｎｍ↑［２］－ｋｍ。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：GE伯基，V斯里肯特，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]