低色散斜率大有效面积的非零色散位移光纤制造技术

本发明专利技术公开了低色散斜率大有效面积的非零色散位移光纤，包括中心纤芯区域，它从中心线径向向外并具有最大的折射率百分比Δ1，max的正相对折射率百分比Δ1％(r)；第一环形区域，它围绕中心纤芯区域并具有相对折射率百分比Δ2％(r)，其最小折射率百分比为Δ2，min；第二环形区域，它围绕第一环形区域并具有正相对折射率百分比Δ3％(r)，其最大相对折射率百分比Δ3max；以及外环形包层区域，它围绕第二环形区域并具有相对折射率百分比Δc％(r)；其中Δ1，max>Δ3max>Δ2，min≥0。本发明专利技术提及的这种光纤即能够在1460

【技术实现步骤摘要】
低色散斜率大有效面积的非零色散位移光纤


[0001]本专利技术涉及非零色散位移光纤，具体为SCL三波段的大有效面积的非零色散位移光纤。

技术介绍

[0002]光纤的结构传统分为芯部，其主要用于传输光信号；和光纤包层，将光信号限制在纤芯中。相应的芯的折射率n1大于光学包层的折射率n2(n1>n2).
[0003]对于光纤而言，折射率分布通常根据光纤的折射率和半径的函数曲线进行归类；一般分为“阶跃型”分布、“梯型”分布、“α型”分布或“三角型”分布，其曲线图相应地分别具有阶跃型、梯型、或者三角型等。
[0004]光纤根据其模式传输可分为：单模光纤和多模光纤。在多模光纤中，对于给定的波长，集中光频振动模式(optical mode)同时沿着光纤传播，信号以在纤芯中被引导的基本LP01模式传输，而更高阶模式(例如，LP11模式) 则强烈衰减。单模光纤通常是用于陆地传输的系统。国际电信联盟ITU定义的标准中，满足波分复用系统(WDM)使用要求，往往采用ITU
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T G.655光纤，可以在C波段1530
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1565nm和L波段1565
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1625nm波长范围内使用。根据色散斜率和使用波长，又分为G.655.C、G.655.D和G.655.E类光纤。
[0005]在海底和陆地上采用的通信系统需要能够尽量减少信号发生延迟而影响传输距离。随着技术的进步，诸如波分复用(WDM)和较高信道速度，对网络带宽的要求不断提高。波分复用系统(WDM)系统在本文中定义为包括S 波段1460
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1530nm、C波段1530
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1565nm、L波段1565nm
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1625nm的波长范围。
[0006]现有的大有效面积非零色散位移光纤一般是指模场直径在8.1至10.1μm 范围内，使用波段在C波段1530
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1565nm、L波段1565nm
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1625nm的波长范围，零色散波长介于1460
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1530nm之间的一种非零色散位移光纤，由于光纤设计中将有效面积的增大，无可避免的将色散向长波长范围移动，使用波段只能在1530
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1625nm范围，例如美国康宁的大有效面积LEAF光纤，美国OFS 公司的TrueWave LA光纤，在1550nm处的模场直径为9.6μm，C波段 1530
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1565nm的色散在2
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6ps/(nm
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km)，L波段的色散在4.5
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11.2ps/(nm
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km)。另外一种非零色散位移光纤，比如ITU
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T G.656光纤，尽管可以在1460
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1625nm 范围使用，但模场直径必须减少到8.1至9.1μm的范围，以便于使零色散波长向短波长范围移动，例如OFS公司的低色散斜率TrueWave RS光纤，在1550nm 处的模场直径为8.4μm，S
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L波段的色散在
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1至8.9ps/(nm
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km)范围内。
[0007]总之在色散位移和模场直径之间无法找到合适的光纤产品，既能有较大的1550nm模场直径，又能实现SCL三波段上的正色散，已实现更宽波段上的密集波分复用(DWDM)。

技术实现思路

[0008]本专利技术揭示了低色散斜率大有效面积的非零色散位移光纤，包括中心纤芯区域，它从中心线径向向外并具有最大的折射率百分比Δ1，max的正相对折射率百分比Δ1％
(r)；第一环形区域，它围绕中心纤芯区域并具有相对折射率百分比Δ2％(r)，其最小折射率百分比为Δ2，min；第二环形区域，它围绕第一环形区域并具有正相对折射率百分比Δ3％(r)，其最大相对折射率百分比Δ3，max；以及外环形包层区域，它围绕第二环形区域并具有相对折射率百分比Δc％(r)；总分布体积小于约6％
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μm2；且Δ1，max>Δ3，max>Δ2， min≥0；光纤在1550nm波长处具有大约是70μm2的有效面积，在约1550nm 波长处色散斜率小于0.07ps/(nm2·
km)，零色散波长约1450nm。
[0009]在一方面，中心纤芯区域呈折射率阿尔法分布形状；另外一方面，至少一部分的中心纤芯区域，具有阶跃型折射率分布形状。
[0010]如上所述的低色散斜率大有效面积的非零色散位移光纤，所述光纤在 1550nm波长处具有大于70μm2的有效面积。
[0011]如上所述的低色散斜率大有效面积的非零色散位移光纤，所述光纤在 1625nm波长处具有在10至14ps/(nm
·
km)的色散。
[0012]如上所述的低色散斜率大有效面积的非零色散位移光纤，所述光纤在1550nm波长处具有在5至8ps/(nm
·
km)之间的色散。
[0013]如上所述的低色散斜率大有效面积的非零色散位移光纤，所述光纤在 1460nm波长处具有大于1ps/(nm
·
km)的色散。
[0014]如上所述的低色散斜率大有效面积的非零色散位移光纤，所述光纤在 1400nm波长处具有大于
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4ps/(nm
·
km)的色散。
[0015]如上所述的低色散斜率大有效面积的非零色散位移光纤，所述光纤的制作过程如下：采用OVD工艺制作芯棒松散体，经过脱水和烧结工艺，得到透明芯棒；延伸工序：将芯棒延伸为外径在30
‑
40mm的小棒。再经过OVD工序，在外表面沉积包层，并经过脱水和烧结，得到适合尺寸的成品棒；经过拉丝、筛选和检测过程，得到合格的光纤。
[0016]本专利技术涉及的芯部的折射率分布能降低非线性效应，尤其用于无信号衰变的长距离传输高功率信号；高功率和长距离的定义在电信系统中明确比特率、误码率、波分复用等要求下能传输的功率和距离；在高功率传输中，存在诸如自相位调制、交叉相位调制、四波混频等的克尔效应，需要用大有效面积设计进而克服；众所周知，石英光纤的折射率是根据光电场强度而发生非线性变化的。该折射率可以被定义为
[0017]n＝n0+n2P/A
eff
[0018]n0是光纤的线性折射率指数，n2是非线性折射率系数，p是光功率，A
eff
是有效面积；由于n2是材料常数，提高A
eff
是降低折射率指数中非线性系数的唯一办法，从而降低克尔型非线性效应；因此有必要设计一种具有大有效面积的光波导结构的光纤；该光纤的传输窗口是1530
‑
1625nm。这里定义有效面积为
[0019]A
eff
＝2π(∫E2rdr)2/(∫E4rdr)
[0020]这里积分上下限是0到∞，E是电场强度；有效直径本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.低色散斜率大有效面积的非零色散位移光纤，包括中心纤芯区域，它从中心线径向向外并具有最大的折射率百分比Δ1，max的正相对折射率百分比Δ1％(r)；第一环形区域，它围绕中心纤芯区域并具有相对折射率百分比Δ2％(r)，其最小折射率百分比为Δ2，min；第二环形区域，它围绕第一环形区域并具有正相对折射率百分比Δ3％(r)，其最大相对折射率百分比Δ3，max；以及外环形包层区域，它围绕第二环形区域并具有相对折射率百分比Δc％(r)；其中Δ1，max>Δ3max>Δ2，min≥0；其中总分布体积小于约6％
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μm2；且其中光纤在1550nm波长处色散斜率小于0.07ps/(nm2·
km)，零色散波长小于1450nm，衰减小于0.190dB/km。2.如权利要求1所述的低色散斜率大有效面积的非零色散位移光纤，其特征在于，最大的折射率Δ1，max值在0.8
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1.0％之间，在光纤的位置大约是1
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2μm，中间Δ1的凹陷在0
‑
0.4％，凹陷的形状是一种反向凹陷形状，且具有一定的固定宽度，在光纤中的位置大约是0
‑
2μm；第一环形包层Δ2，min具有略微高于0的折射率差，半径大约是4
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5μm和大约2
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3μm的宽度；第二环形的最大高度Δ3，max大约是0.4
‑
0.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：查健江，陈强，李应，陈剑，
申请(专利权)人：山东富通光导科技有限公司，
类型：发明
国别省市：