專(zhuān)利名稱：光纖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適合于傳輸波長(zhǎng)相互不同的多條信道的多路化信號(hào)的波分多路復(fù)用(WDMWavelength Division Multiplexing)傳輸系統(tǒng)的傳輸路徑的光纖。
背景技術(shù)：
波分多路復(fù)用(WDMWavelength Division Multiplexing)傳輸系統(tǒng)是傳輸包含所定的信號(hào)波段的多條信道的多路化信號(hào)(WDM信號(hào))的系統(tǒng)，可以進(jìn)行大容量信息的發(fā)射和接收。以前，進(jìn)行WDM傳輸?shù)穆窂降男盘?hào)波段為1530nm～1565nm的波長(zhǎng)范圍，將適用于傳輸路徑的光纖設(shè)計(jì)得在該波長(zhǎng)范圍有最佳特性(例如，美國(guó)專(zhuān)利第5,327,516號(hào))。又最近，人們正在討論也將在比上述波長(zhǎng)范圍長(zhǎng)的長(zhǎng)波側(cè)的1565nm～1625nm的波長(zhǎng)范圍和在比上述波長(zhǎng)范圍短的短波側(cè)的1440nm～1530nm的波長(zhǎng)范圍作為進(jìn)行WDM傳輸?shù)男盘?hào)波段，并提出了在這些波長(zhǎng)范圍具有良好特性的光纖。
本發(fā)明的總結(jié)本發(fā)明者們通過(guò)對(duì)上述的已有技術(shù)進(jìn)行討論，結(jié)果發(fā)現(xiàn)下列那樣的課題。即，至今開(kāi)發(fā)的或提出的已有光纖的波長(zhǎng)色散具有在波長(zhǎng)1440nm以下的波長(zhǎng)范圍適合于WDM傳輸?shù)闹?。因?yàn)橐延泄饫w在1450nm以上有零色散波長(zhǎng)，并且在1300nm～1625nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)波長(zhǎng)色散的符號(hào)不是恒定的，所以不能實(shí)現(xiàn)將這個(gè)波長(zhǎng)范圍全體作為信號(hào)波段的WDM傳輸。又，已有光纖即便在某個(gè)波長(zhǎng)具有可以進(jìn)行WDM傳輸?shù)臄?shù)ps/nm/km程度的波長(zhǎng)色散，但是在其它波長(zhǎng)具有不適合于WDM傳輸?shù)臄?shù)十ps/nm/km程度的波長(zhǎng)色散，因此，也難以實(shí)現(xiàn)將1300nm～1625nm的波長(zhǎng)范圍全體作為信號(hào)波段的WDM傳輸。進(jìn)一步，已有光纖由于存在于使用環(huán)境中的氫和從光纖的構(gòu)成材料產(chǎn)生的氫與玻璃缺陷結(jié)合，增加了在波長(zhǎng)1383nm的傳輸損失，所以也難以實(shí)現(xiàn)將波長(zhǎng)1440nm以下的波長(zhǎng)范圍作為信號(hào)波段的WDM傳輸。
本發(fā)明就是為了解決上述的課題，目的是提供適合于將1300nm～1625nm的波長(zhǎng)范圍全體作為信號(hào)光波段的WDM傳輸?shù)膫鬏斅窂降墓饫w。
與本發(fā)明有關(guān)的光纖具有，在22m長(zhǎng)時(shí)1300nm以下的截止波長(zhǎng)，在波長(zhǎng)1383nm時(shí)0.4dB/km以下的傳輸損失，在波長(zhǎng)1383nm時(shí)0.1ps/nm/km以上和5.5ps/nm/km以下的波長(zhǎng)色散，在1300nm～1625nm的波長(zhǎng)范圍絕對(duì)值為0.1ps/nm2/km以下的色散斜率。
在這樣的光纖中，在波長(zhǎng)1383nm的傳輸損失很小對(duì)WDM傳輸沒(méi)有障礙，截止波長(zhǎng)，波長(zhǎng)色散和色散斜率適合于實(shí)現(xiàn)在波長(zhǎng)1440nm以下的波長(zhǎng)范圍的WDM傳輸。所以，該光纖適合于實(shí)現(xiàn)將1300nm～1625nm的波長(zhǎng)范圍全體作為信號(hào)波段的WDM傳輸?shù)膫鬏斅窂健?br> 又，在與本發(fā)明有關(guān)的光纖中，在波長(zhǎng)1550nm的傳輸損失在0.3dB/km以下，在波長(zhǎng)1530nm～1565nm的波長(zhǎng)范圍的波長(zhǎng)色散在0.1ps/nm/km以上和16.5ps/nm/km以下，這是很好的。這時(shí)，該光纖在以WDM傳輸為主的波段1530nm～1565nm內(nèi)，被補(bǔ)償?shù)脚c用于已有WDM的光纖同等以上的傳輸品質(zhì)。
進(jìn)一步，在與本發(fā)明有關(guān)的光纖中，在室溫(25℃)，氫氣壓力1atm的氣氛中經(jīng)過(guò)4天老煉后再經(jīng)過(guò)14天以上的除去氫氣的氫氣老煉處理后，在波長(zhǎng)1383nm的傳輸損失在0.4dB/km以下，或者不超過(guò)氫氣老煉處理前在波長(zhǎng)1310nm的傳輸損失，這是很好的。又，在與本發(fā)明有關(guān)的光纖中，在室溫(25℃)，氫氣壓力0.01atm的氣氛中經(jīng)過(guò)10天老煉后再經(jīng)過(guò)14天以上的除去氫氣的氫氣老煉處理后，在波長(zhǎng)1383nm的傳輸損失在0.4dB/km以下，或者不超過(guò)氫氣老煉處理前在波長(zhǎng)1310nm的傳輸損失，這是很好的。在這些情形中，因?yàn)樵摴饫w受到存在于使用環(huán)境中的氫和從光線的構(gòu)成材料產(chǎn)生的氫的影響，只稍微增加了在波長(zhǎng)1383nm的傳輸損失(在0.4dB/km以下)，所以也適合于將波長(zhǎng)1440nm以下的波長(zhǎng)范圍作為信號(hào)波段的WDM傳輸。
與本發(fā)明有關(guān)的光纖具備有沿所定軸伸展的第1折射率的第1纖芯，設(shè)置在該第1纖芯外周的有比第1折射率小的第2折射率的第2纖芯，和設(shè)置在該第2纖芯外周的有比第2折射率小的第3折射率的包層區(qū)域。
上述的包層區(qū)域包含光學(xué)包層和物理包層。而且，光學(xué)包層的外徑2c與第1纖芯的外徑2a之比(c/a)在4.8以上。這時(shí)，通過(guò)使與成為外套層的物理包層比較OH基含量很少的光學(xué)包層的厚度增大，能使該光纖的在波長(zhǎng)1383nm的傳輸損失明顯地減小。此外，在本說(shuō)明書(shū)中，所謂光纖就是作為傳輸光的波導(dǎo)路徑發(fā)揮功能的包層區(qū)域的內(nèi)側(cè)區(qū)域，所謂的物理包層，也可以稱為外套層，是位于該光學(xué)包層外側(cè)，給予該光纖物理強(qiáng)度的包層區(qū)域外側(cè)的區(qū)域。又，光學(xué)包層外徑計(jì)算方法已公布在美國(guó)專(zhuān)利第5,740,297號(hào)中。
此外，在用于得到與本發(fā)明有關(guān)的光纖的光纖母材的制造階段中，最好使該光纖母材中包含應(yīng)該成為上述第1纖芯，第2纖芯和光學(xué)包層的區(qū)域的芯桿經(jīng)過(guò)在1250℃以上的高溫脫水處理。因?yàn)橥ㄟ^(guò)高溫脫水處理從芯桿除去了OH基，所以能夠減小該光纖的在波長(zhǎng)1383nm的傳輸損失。又，最好對(duì)該芯桿的外周部分進(jìn)行研削，只去掉其外徑的5％以上的厚度部分。這樣，由于研削去掉了OH基殘留量比較多的芯桿的外周部分，所以能夠減小該光纖的在波長(zhǎng)1383nm的傳輸損失。


圖1是表示與本發(fā)明有關(guān)的光纖中傳輸損失與波長(zhǎng)的關(guān)系的圖。
圖2是表示與本發(fā)明有關(guān)的光纖中波長(zhǎng)色散與波長(zhǎng)的關(guān)系的圖。
圖3A是表示與本發(fā)明有關(guān)的光纖的截面構(gòu)造的圖，圖3B是表示圖3A所示的光纖的傳折射率截面圖。
圖4是總結(jié)作為與本發(fā)明有關(guān)的光纖的實(shí)施例制造的光纖A～光纖H的諸特性的表。
諸實(shí)施例的描述下面，我們用圖1～2，3A，3B和4說(shuō)明與本發(fā)明有關(guān)的光纖的實(shí)施例。此外，在圖面說(shuō)明中，在相同的要素上附加相同的符號(hào)，并省略對(duì)它們的重復(fù)說(shuō)明。
與本發(fā)明有關(guān)的光纖，通過(guò)分別將截止波長(zhǎng)，傳輸損失，波長(zhǎng)色散和色散斜率設(shè)置在最佳的數(shù)值范圍內(nèi)，具有適合于將1300nm～1625nm的波長(zhǎng)范圍全體作為信號(hào)波段的WDM傳輸?shù)膫鬏斅窂降臉?gòu)造。
圖1是表示與本發(fā)明有關(guān)的光纖中傳輸損失與波長(zhǎng)的關(guān)系的圖。從圖1的曲線可見(jiàn)，與本發(fā)明有關(guān)的光纖的傳輸損失，當(dāng)波長(zhǎng)為1383nm時(shí)在0.4dB/km以下。最好的是該光纖的傳輸損失當(dāng)波長(zhǎng)為1550nm時(shí)在0.3dB/km以下，當(dāng)波長(zhǎng)為1310nm時(shí)在0.4dB/km以下。
圖2是表示與本發(fā)明有關(guān)的光纖中波長(zhǎng)色散與波長(zhǎng)的關(guān)系的圖。從圖2的曲線可見(jiàn)，與本發(fā)明有關(guān)的光纖的波長(zhǎng)色散，當(dāng)波長(zhǎng)為1383nm時(shí)在0.1ps/nm/km以上和5.5ps/nm/km以下。最好的是該光纖的波長(zhǎng)色散，當(dāng)波長(zhǎng)在1530nm～1565nm的波長(zhǎng)范圍時(shí)在0.1ps/nm/km以上和16.5ps/nm/km以下。
進(jìn)一步，與本發(fā)明有關(guān)的光纖具有在22m長(zhǎng)時(shí)1300nm以下的截止波長(zhǎng)和在1300nm～1625nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)絕對(duì)值為0.1ps/nm2/km以下的色散斜率。又，該光纖的波長(zhǎng)為1550nm時(shí)的彎曲損失，當(dāng)在直徑75mm的卷筒上繞100圈時(shí)，最好在0.05dB以下，當(dāng)在直徑30mm的卷筒上繞1圈時(shí)，最好在0.5dB以下。
圖3A是表示與本發(fā)明有關(guān)的光纖的截面構(gòu)造的圖。與本發(fā)明有關(guān)的光纖1備有纖芯區(qū)域100和包圍該纖芯區(qū)域100的包層區(qū)域200。纖芯區(qū)域100具備有沿所定軸伸展的第1折射率n1和外徑2a的第1纖芯101，包圍該第1纖芯101，有比第1折射率n1低的第2折射率n2和外徑2b的第2纖芯102。另一方面，包層區(qū)域200具有包圍第2纖芯102的光學(xué)包層201，和包圍光學(xué)包層的物理包層202。這里除了光學(xué)包層201和物理包層202的折射率外還有比第2折射率n2低的第3折射率n3，該光學(xué)包層201有外徑2c。此外，光學(xué)包層201的折射率和物理包層202的折射率不一定需要一致。
在本說(shuō)明書(shū)中，所謂光纖就是作為傳輸光的波導(dǎo)路徑發(fā)揮功能的包層區(qū)域的內(nèi)側(cè)區(qū)域，所謂的物理包層，也可以稱為外套層，是位于該光學(xué)包層外側(cè)，給予該光纖物理強(qiáng)度的包層區(qū)域的外側(cè)區(qū)域。又，光學(xué)包層外徑計(jì)算方法已公布在美國(guó)專(zhuān)利第5,740,297號(hào)中。
圖3B表示在圖3A中的線L上的各部位的折射率的折射率截面150。分別地，在這個(gè)折射率截面150中的區(qū)域151表示在第1纖芯101的線L上的各部位的折射率，區(qū)域152表示在第2纖芯102的線L上的各部位的折射率，區(qū)域153表示在光學(xué)包層201的線L上的各部位的折射率，區(qū)域154表示在物理包層202的線L上的各部位的折射率。
又，有這樣的折射率截面150的光纖1是通過(guò)將石英玻璃作為基材，例如，通過(guò)在第1纖芯101和第2纖芯102中分別添加適量的GeO2，或者在第1纖芯101中添加GeO2而在包層區(qū)域200中添加F元素得到的。另一方面，在用于得到該光纖1的光纖母材的制造階段中，該光纖母材中包含應(yīng)該成為上述第1纖芯，第2纖芯和光學(xué)包層的區(qū)域的芯桿是用包含這些區(qū)域的多孔玻璃桿制成的，通過(guò)燒結(jié)使其透明化得到的。而且，通過(guò)在作為應(yīng)該成為物理包層的區(qū)域(光纖母材的一部分)的石英玻璃的管中插入芯桿的狀態(tài)中，使這些玻璃管和芯桿收縮，得到光纖母材。
此外，在圖3B中，Δn1是以包層區(qū)域200的折射率n3為基準(zhǔn)的第1纖芯101的比折射率差，由下面的公式(1)給出。
Δn1＝(n1-n3)/n1(1)又，Δn2是以包層區(qū)域200的折射率n3為基準(zhǔn)的第2纖芯102的比折射率差，由下面的公式(2)給出。
Δn2＝(n2-n3)/n2(2)上述Δn1和Δn2的無(wú)論哪一個(gè)都是以包層區(qū)域200的折射率為基準(zhǔn)給出的，但是光學(xué)包層201的折射率和物理包層202的折射率不一致時(shí)，以物理包層202的折射率為基準(zhǔn)給出的。又，在本說(shuō)明書(shū)中，簡(jiǎn)單地稱為“包層區(qū)域”時(shí)意味著包含光學(xué)包層201和物理包層202兩者的整個(gè)區(qū)域。
在有這樣的折射率截面150的該光纖1中，最好使光學(xué)包層201的外徑2c與第1纖芯101的外徑2a之比(c/a)在4.8以上。這時(shí)，與設(shè)置在作為外套層的該光纖1的最外層上的物理包層202比較，因?yàn)槟軌蚴筄H基含量很少的光學(xué)包層201的厚度增大，所以能減小該光纖的在波長(zhǎng)1383nm的傳輸損失。又，在用于得到該光纖1的光纖母材的制造階段中，最好使包含應(yīng)該成為第1纖芯101，第2纖芯102和光學(xué)包層201的區(qū)域的芯桿經(jīng)過(guò)在1250℃以上的高溫脫水處理。這時(shí)，因?yàn)橥ㄟ^(guò)高溫脫水處理除去了OH基，所以能夠減小該光纖1的在波長(zhǎng)1383nm的傳輸損失。又，在光纖母材的制造階段中，最好對(duì)包含應(yīng)該成為第1纖芯101，第2纖芯102和光學(xué)包層201的區(qū)域的芯桿的外周部分進(jìn)行研削，只去掉該芯桿外徑的5％以上的厚度部分。這樣，由于研削去掉了OH基殘留量比較多的芯桿的外周部分，所以能夠使該光纖1的在波長(zhǎng)1383nm的傳輸損失明顯地減小。
此外，為了減小該光纖1的在波長(zhǎng)1383nm的傳輸損失，將光學(xué)包層201的外徑2c與第1纖芯101的外徑2a之比(c/a)設(shè)定在4.8以上，在光纖母材的制造階段中，對(duì)芯桿進(jìn)行在1250℃以上的高溫脫水處理，并且在光纖母材的制造階段中，對(duì)芯桿的外周部分進(jìn)行研削，只去掉該芯桿外徑的5％以上的厚度部分，最好進(jìn)行上述的任何2個(gè)以上的處理。
在備有以上那樣構(gòu)造的與本發(fā)明有關(guān)的光纖1中，在波長(zhǎng)1550nm的模場(chǎng)直徑在8.7μm以上，第1纖芯101或第2纖芯102相對(duì)于包層區(qū)域200的偏心量無(wú)論哪一個(gè)都在0.5μm以下，包層區(qū)域200的外徑，即光纖外徑為124.0μm～126.0μm，包層區(qū)域200的外徑，即光纖外徑的非圓率在1％以下，覆蓋該光纖1的樹(shù)脂層的外徑，即被覆直徑為235μm～265μm，而且試驗(yàn)等級(jí)為0.86GPa(1.2％)。此外，在本說(shuō)明書(shū)中，上述偏心量和非圓率是根據(jù)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JIS)C6822規(guī)定的計(jì)算方法得到的數(shù)據(jù)。
下面，我們說(shuō)明作為與本發(fā)明有關(guān)的光纖的實(shí)施例而準(zhǔn)備的樣品。此外，下面說(shuō)明的第1樣品和第2樣品的光纖都有圖3A和3B所示的截面構(gòu)造和折射率截面。
在第1樣品的光纖中，第1纖芯的外徑2a為6.3μm，第2纖芯的外徑2b為37.7μm，光學(xué)包層的外徑2c為42.0μm(c/a6.7)，包層區(qū)域全體的外徑(與物理包層的外徑和光纖外徑相當(dāng))為125.2μm，樹(shù)脂被覆層的外徑為254μm。又，以包層區(qū)域?yàn)榛鶞?zhǔn)的第1纖芯和第2纖芯的比折射率差Δn1和Δn2分別為0.49％和0.079％。
在備有這種構(gòu)造的第1樣品的光纖中，傳輸損失，在波長(zhǎng)1310nm時(shí)為0.32dB/km，在波長(zhǎng)1383nm時(shí)為0.27dB/km，在波長(zhǎng)1550nm時(shí)為0.20dB/km。波長(zhǎng)色散在波長(zhǎng)1383nm時(shí)為1.3ps/nm/km，在波長(zhǎng)1550nm時(shí)為11.9ps/nm/km。在22m長(zhǎng)時(shí)的截止波長(zhǎng)在1227nm以下。在波長(zhǎng)1550nm時(shí)的色散斜率的絕對(duì)值在0.063ps/nm2/km以下。在波長(zhǎng)1550nm時(shí)的彎曲損失，當(dāng)在直徑75mm的卷筒上繞100圈時(shí)在0.05dB以下，當(dāng)在直徑30mm的卷筒上繞1圈時(shí)在0.5dB以下。在波長(zhǎng)1550nm時(shí)的模場(chǎng)直徑為9.3μm，第1纖芯或第2纖芯相對(duì)于包層區(qū)域的偏心量都在0.1μm以下，包層區(qū)域外徑的非圓率在0.2％以下。又，試驗(yàn)等級(jí)為0.86GPa(1.2％)。
另一方面，在第2樣品的光纖中，第1纖芯的外徑2a為7.4μm，第2纖芯的外徑2b為48.1μm，光學(xué)包層的外徑2c為49.6μm(c/a6.7)，包層區(qū)域全體的外徑(與物理包層的外徑和光纖外徑相當(dāng))為125.1μm，樹(shù)脂被覆層的外徑為252μm。又，以包層區(qū)域?yàn)榛鶞?zhǔn)的第1纖芯和第2纖芯的比折射率差Δn1和Δn2分別為0.47％和0.058％。
在備有這種構(gòu)造的第2樣品的光纖中，傳輸損失，在波長(zhǎng)1310nm時(shí)為0.33dB/km，在波長(zhǎng)1383nm時(shí)為0.28dB/km，在波長(zhǎng)1550nm時(shí)為0.19dB/km。波長(zhǎng)色散，在波長(zhǎng)1383nm時(shí)為5.0ps/nm/km，在波長(zhǎng)1550nm時(shí)為15.8ps/nm/km。在22m長(zhǎng)時(shí)的截止波長(zhǎng)在1267nm以下。在波長(zhǎng)1550nm時(shí)的色散斜率的絕對(duì)值在0.064ps/nm2/km以下。在波長(zhǎng)1550nm時(shí)的彎曲損失，當(dāng)在直徑75mm的卷筒上繞100圈時(shí)在0.05dB以下，當(dāng)在直徑30mm的卷筒上繞1圈時(shí)在0.5dB以下。在波長(zhǎng)1550nm時(shí)的模場(chǎng)直徑為9.4μm，第1纖芯或第2纖芯相對(duì)于包層區(qū)域的偏心量都在0.1μm以下，包層區(qū)域外徑的非圓率在0.2％以下。又，試驗(yàn)等級(jí)為0.86GPa(1.2％)。
進(jìn)一步，我們說(shuō)明作為與本發(fā)明有關(guān)的光纖的實(shí)施例而制造的多個(gè)樣品(光纖A～光纖H)。此外，光纖A～光纖H都有圖3A和3B所示的截面構(gòu)造和折射率截面。又，圖4是分別總結(jié)這些光纖A～光纖H的諸特性的表。對(duì)光纖A～光纖D，在室溫(25℃)，氫氣壓力1atm的氣氛中經(jīng)過(guò)4天老煉后再經(jīng)過(guò)14天以上的除去氫氣的氫氣老煉處理。另一方面，對(duì)光纖E～光纖H，在室溫(25℃)，氫氣壓力0.01atm的氣氛中經(jīng)過(guò)10天老煉后再經(jīng)過(guò)14天以上的除去氫氣的氫氣老煉處理。
首先，在光纖A中，第1纖芯的外徑2a為6.3μm，第2纖芯的外徑2b為37.7μm，光學(xué)包層的外徑2c為42.0μm(c/a＝6.7)。以包層區(qū)域?yàn)榛鶞?zhǔn)的第1纖芯和第2纖芯的比折射率差Δn1和Δn2分別為0.49％和0.079％。在備有這種構(gòu)造的光纖A中，氫氣老煉處理前的傳輸損失，在波長(zhǎng)1310nm時(shí)為0.32dB/km，在波長(zhǎng)1383nm時(shí)為0.27dB/km，在波長(zhǎng)1550nm時(shí)為0.20dB/km。波長(zhǎng)色散，在波長(zhǎng)1383nm時(shí)為1.3ps/nm/km，在波長(zhǎng)1550nm時(shí)為11.9ps/nm/km。在22m長(zhǎng)時(shí)的截止波長(zhǎng)為1227nm。在波長(zhǎng)1550nm時(shí)的色散斜率的絕對(duì)值為0.063ps/nm2/km。
在光纖B中，第1纖芯的外徑2a為7.4μm，第2纖芯的外徑2b為48.1μm，光學(xué)包層的外徑2c為49.6μm(c/a6.7)。以包層區(qū)域?yàn)榛鶞?zhǔn)的第1纖芯和第2纖芯的比折射率差Δn1和Δn2分別為0.47％和0.058％。在備有這種構(gòu)造的光纖B中，氫氣老煉處理前的傳輸損失，在波長(zhǎng)1310nm時(shí)為0.33dB/km，在波長(zhǎng)1383nm時(shí)為0.28dB/km，在波長(zhǎng)1550nm時(shí)為0.19dB/km。波長(zhǎng)色散，在波長(zhǎng)1383nm時(shí)為5.0ps/nm/km，在波長(zhǎng)1550nm時(shí)為15.8ps/nm/km。在22m長(zhǎng)時(shí)的截止波長(zhǎng)為1267nm。在波長(zhǎng)1550nm時(shí)的色散斜率的絕對(duì)值為0.064ps/nm2/km。
在光纖C中，第1纖芯的外徑2a為7.2μm，第2纖芯的外徑2b為39.6μm，光學(xué)包層的外徑2c為43.7μm(c/a6.1)。以包層區(qū)域?yàn)榛鶞?zhǔn)的第1纖芯和第2纖芯的比折射率差Δn1和Δn2分別為0.51％和0.078％。在備有這種構(gòu)造的光纖C中，氫氣老煉處理前的傳輸損失，在波長(zhǎng)1310nm時(shí)為0.33dB/km，在波長(zhǎng)1383nm時(shí)為0.31dB/km，在波長(zhǎng)1550nm時(shí)為0.19dB/km。波長(zhǎng)色散，在波長(zhǎng)1383nm時(shí)為2.3ps/nm/km，在波長(zhǎng)1550nm時(shí)為12.1ps/nm/km。在22m長(zhǎng)時(shí)的截止波長(zhǎng)為1291nm。在波長(zhǎng)1550nm時(shí)的色散斜率的絕對(duì)值為0.058ps/nm2/km。
在光纖D中，第1纖芯的外徑2a為8.2μm，第2纖芯的外徑2b為45.1μm，光學(xué)包層的外徑2c為49.3μm(c/a6.0)。以包層區(qū)域?yàn)榛鶞?zhǔn)的第1纖芯和第2纖芯的比折射率差Δn1和Δn2分別為0.46％和0.059％。在備有這種構(gòu)造的光纖D中，氫氣老煉處理前的傳輸損失，在波長(zhǎng)1310nm時(shí)為0.33dB/km，在波長(zhǎng)1383nm時(shí)為0.28dB/km，在波長(zhǎng)1550nm時(shí)為0.19dB/km。波長(zhǎng)色散，在波長(zhǎng)1383nm時(shí)為4.3ps/nm/km，在波長(zhǎng)1550nm時(shí)為14.4ps/nm/km。在22m長(zhǎng)時(shí)的截止波長(zhǎng)為1179nm。在波長(zhǎng)1550nm時(shí)的色散斜率的絕對(duì)值為0.060ps/nm2/km。
在光纖E中，第1纖芯的外徑2a為7.4μm，第2纖芯的外徑2b為40.7μm，光學(xué)包層的外徑2c為42.0μm(c/a5.7)。以包層區(qū)域?yàn)榛鶞?zhǔn)的第1纖芯和第2纖芯的比折射率差Δn1和Δn2分別為0.49％和0.079％。在備有這種構(gòu)造的光纖E中，氫氣老煉處理前的傳輸損失，在波長(zhǎng)1310nm時(shí)為0.33dB/km，在波長(zhǎng)1383nm時(shí)為0.26dB/km，在波長(zhǎng)1550nm時(shí)為0.20dB/km。波長(zhǎng)色散，在波長(zhǎng)1383nm時(shí)為1.3ps/nm/km，在波長(zhǎng)1550nm時(shí)為11.9ps/nm/km。在22m長(zhǎng)時(shí)的截止波長(zhǎng)為1227nm。在波長(zhǎng)1550nm時(shí)的色散斜率的絕對(duì)值為0.063ps/nm2/km。
在光纖F中，第1纖芯的外徑2a為8.7μm，第2纖芯的外徑2b為47.9μm，光學(xué)包層的外徑2c為49.6μm(c/a4.8)。以包層區(qū)域?yàn)榛鶞?zhǔn)的第1纖芯和第2纖芯的比折射率差Δn1和Δn2分別為0.47％和0.058％。在備有這種構(gòu)造的光纖F中，氫氣老煉處理前的傳輸損失，在波長(zhǎng)1310nm時(shí)為0.33dB/km，在波長(zhǎng)1383nm時(shí)為0.27dB/km，在波長(zhǎng)1550nm時(shí)為0.19dB/km。波長(zhǎng)色散，在波長(zhǎng)1383nm時(shí)為5.0ps/nm/km，在波長(zhǎng)1550nm時(shí)為15.8ps/nm/km。在22m長(zhǎng)時(shí)的截止波長(zhǎng)為1190nm。在波長(zhǎng)1550nm時(shí)的色散斜率的絕對(duì)值為0.064ps/nm2/km。
光纖G是第2纖芯的外徑2b和光學(xué)包層的外徑2c一致的光纖，在這個(gè)光纖G中，第1纖芯的外徑2a為6.4μm，第2纖芯的外徑2b為42.8μm，光學(xué)包層的外徑2c為42.8μm(c/a6.7)。以包層區(qū)域?yàn)榛鶞?zhǔn)的第1纖芯和第2纖芯的比折射率差Δn1和Δn2分別為0.49％和0.078％。在備有這種構(gòu)造的光纖G中，氫氣老煉處理前的傳輸損失，在波長(zhǎng)1310nm時(shí)為0.33dB/km，在波長(zhǎng)1383nm時(shí)為0.31dB/km，在波長(zhǎng)1550nm時(shí)為0.19dB/km。波長(zhǎng)色散，在波長(zhǎng)1383nm時(shí)為3.9ps/nm/km，在波長(zhǎng)1550nm時(shí)為13.8ps/nm/km。在22m長(zhǎng)時(shí)的截止波長(zhǎng)為1232nm。在波長(zhǎng)1550nm時(shí)的色散斜率的絕對(duì)值為0.059ps/nm2/km。
光纖H也是第2纖芯的外徑2b和光學(xué)包層的外徑2c一致的光纖，在這個(gè)光纖H中，第1纖芯的外徑2a為7.4μm，第2纖芯的外徑2b為49.8μm，光學(xué)包層的外徑2c為49.8μm(c/a6.7)。以包層區(qū)域?yàn)榛鶞?zhǔn)的第1纖芯和第2纖芯的比折射率差Δn1和Δn2分別為0.46％和0.054％。在備有這種構(gòu)造的光纖H中，氫氣老煉處理前的傳輸損失，在波長(zhǎng)1310nm時(shí)為0.33dB/km，在波長(zhǎng)1383nm時(shí)為0.28dB/km，在波長(zhǎng)1550nm時(shí)為0.20dB/km。波長(zhǎng)色散，在波長(zhǎng)1383nm時(shí)為5.4ps/nm/km，在波長(zhǎng)1550nm時(shí)為16.2ps/nm/km。在22m長(zhǎng)時(shí)的截止波長(zhǎng)為1218nm。在波長(zhǎng)1550nm時(shí)的色散斜率的絕對(duì)值為0.064ps/nm2/km。
分別對(duì)光纖A～D進(jìn)行氫氣老煉處理(在室溫，氫氣壓力1atm，老煉時(shí)間4天，除去氫氣時(shí)間14天以上)的結(jié)果如下所示。即，在光纖A中，在波長(zhǎng)1383nm的傳輸損失，氫氣老煉處理前為0.27dB/km，與此相對(duì)，氫氣老煉處理后成為0.31dB/km，由于該氫氣老煉處理，傳輸損失只增加0.04dB/km。在光纖B中，在波長(zhǎng)1383nm的傳輸損失，氫氣老煉處理前為0.28dB/km，與此相對(duì)，氫氣老煉處理后成為0.34dB/km，由于該氫氣老煉處理，傳輸損失只增加0.06dB/km。在光纖C中，在波長(zhǎng)1383nm的傳輸損失，氫氣老煉處理前為0.31dB/km，與此相對(duì)，氫氣老煉處理后成為0.32dB/km，由于該氫氣老煉處理，傳輸損失只增加0.01dB/km。又，在光纖D中，在波長(zhǎng)1383nm的傳輸損失，氫氣老煉處理前為0.28dB/km，與此相對(duì)，氫氣老煉處理后成為0.37dB/km，由于該氫氣老煉處理，傳輸損失只增加0.09dB/km。
另一方面，分別對(duì)光纖E～H進(jìn)行氫氣老煉處理(在室溫，氫氣壓力0.01atm，老煉時(shí)間10天，除去氫氣時(shí)間14天以上)的結(jié)果如下所示。即，在光纖E中，在波長(zhǎng)1383nm的傳輸損失，氫氣老煉處理前為0.26dB/km，與此相對(duì)，氫氣老煉處理后成為0.31dB/km，由于該氫氣老煉處理，傳輸損失只增加0.05dB/km。在光纖F中，在波長(zhǎng)1383nm的傳輸損失，氫氣老煉處理前為0.27dB/km，與此相對(duì)，氫氣老煉處理后成為0.33dB/km，由于該氫氣老煉處理，傳輸損失只增加0.06dB/km。在光纖G中，在波長(zhǎng)1383nm的傳輸損失，氫氣老煉處理前為0.31dB/km，與此相對(duì)，氫氣老煉處理后也成為0.31dB/km，由于該氫氣老煉處理，傳輸損失不變。又，在光纖H中，在波長(zhǎng)1383nm的傳輸損失，氫氣老煉處理前為0.28dB/km，與此相對(duì)，氫氣老煉處理后成為0.35dB/km，由于該氫氣老煉處理，傳輸損失只增加0.07dB/km。
如上所述即便在光纖A～H中的無(wú)論哪種光纖中，實(shí)施氫氣老煉處理后在波長(zhǎng)1383nm的傳輸損失也都在0.4dB/km以下。又，關(guān)于A，C，E和G各條光纖，實(shí)施氫氣老煉處理后在波長(zhǎng)1383nm的傳輸損失超過(guò)氫氣老煉處理前在波長(zhǎng)1310nm的傳輸損失。所以，這些光纖A～H中無(wú)論哪一個(gè)，即便受到無(wú)論是存在于使用環(huán)境中的氫和從光纖構(gòu)成材料產(chǎn)生的氫的影響，也都只稍微增加了在波長(zhǎng)1383nm的傳輸損失(在0.4dB/km以下)，所以也都適合于將波長(zhǎng)1440nm以下的波長(zhǎng)范圍作為信號(hào)波段的WDM傳輸。
如上所述如果根據(jù)本發(fā)明，在22m長(zhǎng)時(shí)的截止波長(zhǎng)，在波長(zhǎng)1353nm的傳輸損失，在波長(zhǎng)1383nm時(shí)的波長(zhǎng)色散，以及在波長(zhǎng)范圍1300nm～1625nm的色散斜率分別都已被適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。于是，因?yàn)樵诓ㄩL(zhǎng)1383nm的傳輸損失很小對(duì)WDM傳輸沒(méi)有障礙，可以在波長(zhǎng)1440nm以下的波長(zhǎng)范圍實(shí)現(xiàn)WDM傳輸。所以該光纖可以適用合于將1300nm～1625nm的波長(zhǎng)范圍全體作為信號(hào)波段的WDM傳輸?shù)膫鬏斅窂健?br> 又，當(dāng)在波長(zhǎng)1550nm的傳輸損失在0.3dB/km以下，在1530nm～1565nm的波長(zhǎng)范圍的波長(zhǎng)色散在0.1ps/nm/km以上和16.5ps/nm/km以下時(shí)，該光纖在以WDM傳輸為主的波段1530nm～1565nm內(nèi)，能夠以與用于已有的WDM的光纖同等以上的傳輸品質(zhì)進(jìn)行WDM傳輸。
進(jìn)一步，當(dāng)氫氣老煉處理后在波長(zhǎng)1383nm的傳輸損失在0.4dB/km以下，或者超過(guò)氫氣老煉處理前在波長(zhǎng)1310nm的傳輸損失時(shí)，該光纖，因?yàn)榧幢闶艿酱嬖谟谑褂铆h(huán)境中的氫和從光纖構(gòu)成材料產(chǎn)生的氫的影響，也只稍微增加了在波長(zhǎng)1383nm的傳輸損失，所以也適合于將波長(zhǎng)1440nm以下的波長(zhǎng)范圍作為信號(hào)波段的WDM傳輸?shù)膫鬏斅窂健?br> 又，與本發(fā)明有關(guān)的光纖，具備有沿所定軸伸展的第1折射率的第1纖芯，包圍第1纖芯的有比第1折射率小的第2折射率的第2纖芯，和包圍第2纖芯的有比第2折射率小的第3折射率的包層區(qū)域。又，這個(gè)包層區(qū)域包含光學(xué)包層和物理包層。而且，由于該光纖至少滿足光學(xué)包層的外徑2c與第1纖芯的外徑2a之比(c/a)在4.8以上，在光纖母材的制造階段中，芯桿經(jīng)過(guò)在1250℃以上的高溫脫水處理，以及在光纖母材的制造階段中，對(duì)該芯桿的外周部分進(jìn)行研削，只去掉其外徑的5％以上的厚度部分中的至少任何一個(gè)，所以能夠明顯地減小該光纖在波長(zhǎng)1383nm的傳輸損失。
權(quán)利要求
1.一種光纖，它具備下列諸特性在22m長(zhǎng)時(shí)的截止波長(zhǎng)在1300nm以下；在波長(zhǎng)1383nm的傳輸損失在0.4dB/km以下；波長(zhǎng)色散當(dāng)波長(zhǎng)在1383nm時(shí)在0.1ps/nm/km以上和5.5ps/nm/km以下；而且色散斜率的絕對(duì)值在1300nm～1625nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)在0.1ps/nm2/km以下。
2.權(quán)利要求1的光纖，它進(jìn)一步具備下列諸特性在波長(zhǎng)1550nm的傳輸損失在0.3dB/km以下；而且波長(zhǎng)色散在1530nm～1565nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)在0.1ps/nm/km以上和16.5ps/nm/km以下。
3.權(quán)利要求1的光纖，其中在室溫，氫氣壓力1atm的氣氛中老煉4天后再經(jīng)過(guò)14天以上的除去氫氣的氫氣老煉處理后，在波長(zhǎng)1383nm的傳輸損失在0.4dB/km以下。
4.權(quán)利要求1的光纖，其中在室溫，氫氣壓力1atm的氣氛中老煉4天后再經(jīng)過(guò)14天以上的除去氫氣的氫氣老煉處理后，在波長(zhǎng)1383nm的傳輸損失不超過(guò)進(jìn)行該氫氣老煉處理前在波長(zhǎng)1310nm的傳輸損失。
5.權(quán)利要求1的光纖，其中在室溫，氫氣壓力0.01atm的氣氛中老煉10天后再經(jīng)過(guò)14天以上的除去氫氣的氫氣老煉處理后，在波長(zhǎng)1383nm的傳輸損失在0.4dB/km以下。
6.權(quán)利要求1的光纖，其中在室溫，氫氣壓力0.01atm的氣氛中老煉10天后再經(jīng)過(guò)14天以上的除去氫氣的氫氣老煉處理后，在波長(zhǎng)1383nm的傳輸損失不超過(guò)進(jìn)行該氫氣老煉處理前在波長(zhǎng)1310nm的傳輸損失。
7.權(quán)利要求1的光纖，該光纖具備下列構(gòu)成有沿所定軸伸展的第1折射率的第1纖芯；設(shè)置在上述第1纖芯外周的有比上述第1折射率小的第2折射率的第2纖芯；而且設(shè)置在上述第2纖芯外周的有比上述第2折射率小的第3折射率的包層區(qū)域，其中上述的包層區(qū)域包含光學(xué)包層和物理包層，而且上述光學(xué)包層的外徑2c與上述第1纖芯的外徑2a之比(c/a)在4.8以上。
8.權(quán)利要求1的光纖，該光纖具備下列構(gòu)成有沿所定軸伸展的第1折射率的第1纖芯；設(shè)置在上述第1纖芯外周的有比上述第1折射率小的第2折射率的第2纖芯；而且設(shè)置在上述第2纖芯外周的有比上述第2折射率小的第3折射率的包層區(qū)域，其中上述的包層區(qū)域包含光學(xué)包層和物理包層，而且在用于得到該光纖的光纖母材的制造階段中，使該光纖母材中包含應(yīng)該成為上述第1纖芯，第2纖芯和光學(xué)包層的區(qū)域的芯桿在1250℃以上的氣氛中經(jīng)過(guò)脫水處理。
9.權(quán)利要求1的光纖，該光纖具備下列構(gòu)成有沿所定軸伸展的第1折射率的第1纖芯；設(shè)置在上述第1纖芯外周的有比上述第1折射率小的第2折射率的第2纖芯；而且設(shè)置在上述第2纖芯外周的有比上述第2折射率小的第3折射率的包層區(qū)域，其中上述的包層區(qū)域只包含光學(xué)包層和物理包層，在用于得到該光纖的光纖母材的制造階段中，對(duì)該光纖母材中包含應(yīng)該成為上述第1纖芯，第2纖芯和光學(xué)包層的區(qū)域的芯桿的外周部分進(jìn)行研削，只去掉其外徑的5％以上的厚度部分。
10.一種光纖，該光纖具備下列構(gòu)成有沿所定軸伸展的第1折射率的第1纖芯；設(shè)置在上述第1纖芯外周的有比上述第1折射率小的第2折射率的第2纖芯；而且設(shè)置在上述第2纖芯外周的有比上述第2折射率小的第3折射率的包層區(qū)域，其中該光纖具備下列諸特性在22m長(zhǎng)時(shí)的截止波長(zhǎng)在1300nm以下；在波長(zhǎng)1383nm的傳輸損失在0.4dB/km以下；波長(zhǎng)色散當(dāng)波長(zhǎng)在1383nm時(shí)在0.1ps/nm/km以上和5.5ps/nm/km以下；而且色散斜率的絕對(duì)值在1300nm～1625nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)在0.1ps/nm2/km以下。
11.權(quán)利要求10的光纖，它進(jìn)一步具備下列諸特性在波長(zhǎng)1550nm的傳輸損失在0.3dB/km以下；而且波長(zhǎng)色散在1530nm～1565nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)在0.1ps/nm/km以上和16.5ps/nm/km以下。
12.權(quán)利要求10的光纖，它進(jìn)一步具備下列諸特性在波長(zhǎng)1550nm的傳輸損失在0.3dB/km以下；而且波長(zhǎng)色散在1530nm～1565nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)在0.1ps/nm/km以上和16.5ps/nm/km以下。
13.權(quán)利要求10的光纖，其中在室溫，氫氣壓力1atm的氣氛中老煉4天后再經(jīng)過(guò)14天以上的除去氫氣的氫氣老煉處理后，在波長(zhǎng)1383nm的傳輸損失在0.4dB/km以下。
14.權(quán)利要求10的光纖，其中在室溫，氫氣壓力1atm的氣氛中老煉4天后再經(jīng)過(guò)14天以上的除去氫氣的氫氣老煉處理后，在波長(zhǎng)1383nm的傳輸損失不超過(guò)進(jìn)行該氫氣老煉處理前在波長(zhǎng)1310nm的傳輸損失。
15.權(quán)利要求10的光纖，其中在室溫，氫氣壓力0.01atm的氣氛中老煉10天后再經(jīng)過(guò)14天以上的除去氫氣的氫氣老煉處理后，在波長(zhǎng)1383nm的傳輸損失在0.4dB/km以下。
16.權(quán)利要求10的光纖，其中在室溫，氫氣壓力0.01atm的氣氛中老煉10天后再經(jīng)過(guò)14天以上的除去氫氣的氫氣老煉處理后，在波長(zhǎng)1383nm的傳輸損失不超過(guò)進(jìn)行該氫氣老煉處理前在波長(zhǎng)1310nm的傳輸損失。
17.權(quán)利要求10的光纖，其中上述的包層區(qū)域只包含光學(xué)包層和物理包層，而且上述光學(xué)包層的外徑2c與上述第1纖芯的外徑2a之比(c/a)在4.8以上。
18.權(quán)利要求10的光纖，該光纖具備下列構(gòu)成有沿所定軸伸展的第1折射率的第1纖芯；設(shè)置在上述第1纖芯外周的有比上述第1折射率小的第2折射率的第2纖芯；而且設(shè)置在上述第2纖芯外周的有比上述第2折射率小的第3折射率的包層區(qū)域，其中上述的包層區(qū)域包含光學(xué)包層和物理包層，而且在用于得到該光纖的光纖母材的制造階段中，使該光纖母材中包含應(yīng)該成為上述第1纖芯，第2纖芯和光學(xué)包層的區(qū)域的芯桿在1250℃以上的氣氛中經(jīng)過(guò)脫水處理。
19.權(quán)利要求10的光纖，該光纖具備下列構(gòu)成有沿所定軸伸展的第1折射率的第1纖芯；設(shè)置在上述第1纖芯外周的有比上述第1折射率小的第2折射率的第2纖芯；而且設(shè)置在上述第2纖芯外周的有比上述第2折射率小的第3折射率的包層區(qū)域，其中上述的包層區(qū)域只包含光學(xué)包層和物理包層，在用于得到該光纖的光纖母材的制造階段中，對(duì)該光纖母材中包含應(yīng)該成為上述第1纖芯，第2纖芯和光學(xué)包層的區(qū)域的芯桿的外周部分進(jìn)行研削，只去掉其外徑的5％以上的厚度部分。
全文摘要
本發(fā)明涉及具備可以進(jìn)行將1300nm～1625nm的波長(zhǎng)范圍全體用作信號(hào)波段的WDM傳輸?shù)臉?gòu)造的光纖。在與本發(fā)明有關(guān)的光纖中,在波長(zhǎng)1310nm的傳輸損失在0.4dB/km以下,在波長(zhǎng)1383nm的傳輸損失在0.4dB/km以下,而且在波長(zhǎng)1550nm的傳輸損失在0.3dB/km以下。在波長(zhǎng)1383nm時(shí)的波長(zhǎng)色散在0.1ps/nm/km以上和5.5ps/nm/km以下,而且在1530nm～1565nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)波長(zhǎng)色散在0.1ps/nm/km以上和16.5ps/nm/km以下。在22m長(zhǎng)時(shí)的截止波長(zhǎng)在1300nm以下。而且在1300nm～1625nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)色散斜率的絕對(duì)值在0.1ps/nm
文檔編號(hào)C03C25/00GK1351268SQ01137780
公開(kāi)日2002年5月29日 申請(qǐng)日期2001年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月31日
發(fā)明者清水誠(chéng), 久保祐二, 桑原一也 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社