專利名稱：有效面積大的波導(dǎo)光纖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有分段內(nèi)芯設(shè)計(jì)的光學(xué)波導(dǎo)光纖。特別是將內(nèi)芯設(shè)計(jì)為提供的光纖在保持標(biāo)準(zhǔn)的耐彎曲的同時(shí)減少非線性效應(yīng)。
背景技術(shù)：
有效面積大的波導(dǎo)抑制了包括自相位調(diào)制、四波混頻、交叉相位調(diào)制和非線性散射過程在內(nèi)的非線性光學(xué)效應(yīng)，所有這些效應(yīng)可以引起大功率系統(tǒng)中信號(hào)的變差。通常，這些非線性效應(yīng)的數(shù)學(xué)表述包括比值P/Aeff，這里P為光學(xué)功率。例如非線性光學(xué)效應(yīng)可以用包含exp[PxLeff/Aeff]項(xiàng)的方程表征，這里L(fēng)eff為有效長度。因此Aeff的增大減少了非線性對(duì)光學(xué)信號(hào)變差的貢獻(xiàn)。借助包含非線性折射率的折射率方程也可以闡述大Aeff帶來的好處。已知硅基光學(xué)波導(dǎo)光纖的折射率相對(duì)光電場(chǎng)是非線性的。折射率可以表示為n＝n0+n2P/Aeff，這里n0為非線性折射率，n2為非線性折射率系數(shù)，P為沿波導(dǎo)透過的光功率而Aeff為波導(dǎo)光纖的有效面積。由于n2幾乎是材料的常數(shù)，所以增加Aeff是抑制非線性對(duì)折射率貢獻(xiàn)從而減少Kerr型非線性影響的有效手段。
電信業(yè)對(duì)長距離上無電子再生方式下更大信息容量的需求一直在激勵(lì)人們研究非線性效應(yīng)下工作性質(zhì)提高的波導(dǎo)光纖折射率特征曲線以及波分多路復(fù)用。在利用波分多路復(fù)用的系統(tǒng)中，優(yōu)先考慮低色散斜率的光纖。與此同時(shí)，諸如衰減、抗彎曲性和光纖強(qiáng)度之類的性質(zhì)預(yù)期與現(xiàn)有波導(dǎo)光纖相當(dāng)。
研究的一個(gè)重點(diǎn)是尋求復(fù)雜性較小的折射率特征曲線設(shè)計(jì)，它提供了所需的性能參數(shù)，但是合理地兼容光纖制造環(huán)境，因此可以控制成本。
本發(fā)明針對(duì)分段內(nèi)芯類內(nèi)芯折射率特征曲線，它減少了非線性效應(yīng)并且特別適合于長距離上無再生地傳輸大功率多路復(fù)用信號(hào)。在規(guī)定了比特率、比特誤碼率、多路復(fù)用方案和可能還有光學(xué)放大器的特定電信系統(tǒng)條件下，大功率和長距離是最在意義的。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員來說，還存在其他影響大功率和長距離意義的因素。但是對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用，大功率是大于10mW的光學(xué)功率。長距離例如是電子再生器超過100km的距離。
一直需要一種設(shè)計(jì)為性質(zhì)與標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)階折射率光纖或標(biāo)準(zhǔn)色散偏移光纖相似的光學(xué)波導(dǎo)光纖，但是有效面積較大并且色散斜率較小。此時(shí)興趣最大的工作窗口是1550納米左右。本發(fā)明的光纖可以設(shè)計(jì)為在該窗口內(nèi)工作，可以例如從1400納米延伸至1700納米。
定義以下的定義根據(jù)本領(lǐng)域內(nèi)的通常習(xí)慣。
—內(nèi)芯段半徑借助分段材料的折射率定義。特定的段包含第一和最后折射率點(diǎn)。由于段的第一點(diǎn)位于中線上，所以中心段具有零內(nèi)徑。中心段外徑為從波導(dǎo)中線至中心段折射率最后一點(diǎn)的半徑。對(duì)于具有離開中線的第一點(diǎn)的段，從波導(dǎo)中線至第一折射率點(diǎn)位置的半徑是該段的內(nèi)徑。同樣，從波導(dǎo)中線至段最后折射率點(diǎn)位置的半徑是該段的外徑。
段的半徑通?？梢远喾N方式定義。在本應(yīng)用中，如下所述，根據(jù)
圖1定義半徑。
段的半徑和用來描述折射率特征曲線的折射率的定義對(duì)本發(fā)明沒有限制。由于在模型計(jì)算時(shí)必須使用一致的定義，所以這里給出定義。下表的模型計(jì)算利用圖1所示的幾何定義進(jìn)行。
—有效面積通常定義為，Aeff＝2π(∫E2rdr)2(∫E4rdr)，這里積分限從0至∞，E為與傳播的光線有關(guān)的電場(chǎng)。有效直徑Deff可以定義為，Aeff＝π(Deff/2)2。
—這里所用的段的相對(duì)指數(shù)Δ％由方程定義為，Δ％＝100×(ni-nc)/nc，這里ni為i表示的折射率特征曲線段的最大折射率，而參考折射率nc取自夾層的最小折射率。段內(nèi)每點(diǎn)具有相關(guān)的折射率。最大折射率通常用來表征通用形狀已知的段。
—術(shù)語折射率特征曲線或者簡稱指數(shù)特征曲線是Δ％或相對(duì)指數(shù)與選定內(nèi)芯段上半徑之間的關(guān)系。術(shù)語α指的是可以用下述方程表示的折射率特征曲線。
n(r)＝n0(1-Δ[r/a]α)，這里r為內(nèi)芯半徑，Δ定義如上，a為特征曲線段的最后一點(diǎn)，α特征曲線上第一點(diǎn)的數(shù)值r根據(jù)特征段第一點(diǎn)位置選定，并且α為定義特征曲線形狀的指數(shù)。其他指數(shù)特征曲線包括臺(tái)階指數(shù)、梯形指數(shù)和圓角臺(tái)階指數(shù)，其中圓角通常由快速折射率變化區(qū)域的摻雜擴(kuò)散引起。
—總色散定義為波導(dǎo)擴(kuò)散與材料擴(kuò)散的代數(shù)和。在本領(lǐng)域內(nèi)總色散有時(shí)候稱為彩色色散?？偵⒌膯挝粸閜s/nm-km。
—波導(dǎo)光纖的抗彎曲性表示為規(guī)定測(cè)試條件下的誘發(fā)衰減。這里所稱彎曲測(cè)試為插腳陣列彎曲測(cè)試，用來比較波導(dǎo)光纖的相對(duì)抗彎曲性。為了進(jìn)行這種測(cè)試，對(duì)基本上沒有誘發(fā)彎曲損失的波導(dǎo)光纖測(cè)量衰減損失。波導(dǎo)光纖隨后沿彎曲的路徑通過插腳陣列進(jìn)行編織并且再次測(cè)量衰減。彎曲誘發(fā)的損失在兩個(gè)測(cè)量的衰減值之間是不同的。插腳陣列是一組排列成一行并且固定在平整表面的固定垂直位置上的10根圓柱體插腳。插腳中心至中心的間距為5mm。插腳直徑為0.67mm。在測(cè)試期間，施加足夠的張力以彎曲編織與插腳表面凸起一致的波導(dǎo)光纖，光纖與插腳之間在凸起處接觸。
另一這里所稱的彎曲測(cè)試為橫向負(fù)載測(cè)試。在該測(cè)試中，在兩個(gè)平整平板之間放置規(guī)定長度的波導(dǎo)光纖。#70線網(wǎng)格附屬在其中一個(gè)平板上。已知長度的波導(dǎo)光纖夾在平板之間并且在以30牛頓力壓迫平板時(shí)測(cè)量基準(zhǔn)衰減。隨后在平板上施加70牛頓的力并且測(cè)量以db/m為單位的增大的衰減。這種衰減的增大是波導(dǎo)橫向負(fù)載衰減。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一方面是包含分段內(nèi)芯區(qū)域的單模光學(xué)波導(dǎo)光纖。內(nèi)芯具有中心段和至少一個(gè)包圍中心段環(huán)形段。每個(gè)段以其半徑和Δ％定義。中心段是空的，因此折射率在半徑上大約為1。由于折射率已經(jīng)選擇為硅的，因此空洞的折射率是負(fù)的。本發(fā)明的特征是中心段具有較大的負(fù)相對(duì)折射率，沒有通常下?lián)诫s玻璃引起的復(fù)雜工藝。
選擇段的半徑和折射率以提供大于約70μm2的有效面積和小于約0.08ps/nm-km的色散斜率。此外，定義如上的橫向負(fù)載下的誘發(fā)衰減小于約0.8dB/m。
波導(dǎo)光纖的實(shí)施例用大約1450納米-1650納米范圍內(nèi)的零色散薄層表征。
另一實(shí)施例由范圍為0-3微米的中心空洞半徑表征。
進(jìn)一步的實(shí)施例除了中心空洞以外，包括包圍中心空洞的環(huán)形段。環(huán)形段逐層層疊。中心段和三個(gè)環(huán)形段具有各自的相對(duì)指數(shù)為Δ1％＞Δ3％＞Δ2％＞Δ0％，這里段從中心段的零開始連續(xù)編號(hào)。
進(jìn)一步的實(shí)施例包括相對(duì)指數(shù)Δ2％為負(fù)的第二環(huán)形段。
每個(gè)相關(guān)環(huán)形段的指數(shù)特征曲線的形狀可以是臺(tái)階、α曲線特征、圓角臺(tái)階或梯形的任意排列或組合。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)在下面的詳細(xì)描述中論及，對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員來說根據(jù)描述、權(quán)利要求和附圖是很容易理解本發(fā)明的。
上述描述和下面的詳細(xì)描述僅僅是示意性質(zhì)的，用來提供對(duì)本發(fā)明性質(zhì)和特征的整體或總體理解。附圖提供了對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且作為說明書的一部分。附圖示出了本發(fā)明各種實(shí)施例，連通描述用來解釋本發(fā)明的原理和操作。
附圖簡述圖1為表示說明書中所用半徑定義的普通分段內(nèi)芯折射率特征曲線。
圖2為本發(fā)明光纖實(shí)施例的剖面表示。
圖3示出了本發(fā)明折射率實(shí)施例的相對(duì)折射率Δ的定義。
圖4-8為本發(fā)明示意性實(shí)施例的相對(duì)折射率對(duì)光纖半徑的圖表。
實(shí)施發(fā)明的較佳方式以下借助附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的較佳實(shí)施例。只要可能，附圖中相同的部分用相同的標(biāo)號(hào)表示。圖1示出了按照本發(fā)明的折射率特征曲線的示意性實(shí)施例。
在圖1的示意性折射率特征曲線中，內(nèi)芯段用16(空洞)、2、6和8表示。段2、6和8的形狀取決于Δ％相對(duì)半徑位置。
如上述段的定義所示，中心空洞16的半徑用長度4表示，即從中心線至折射率為零的第一點(diǎn)的距離。第一點(diǎn)也理解為第一環(huán)形段與水平軸的交點(diǎn)。中心空洞的半徑也是第一環(huán)形段的內(nèi)徑。
第一環(huán)形段2由半徑4和半徑14分隔。半徑14從光纖中心線延伸至與直線水平軸的交點(diǎn)，該直線通過外推第一段折射率的下降部分形成。第二環(huán)形段具有半徑7給定的外徑，即從光纖中心線至相對(duì)折射率是第三段最大Δ％一半的徑向點(diǎn)的距離。(回憶以下段的Δ％被定義為利用段的峰值折射率計(jì)算的Δ％。)由于第三環(huán)形段8在所示內(nèi)指數(shù)特征曲線中是最后的環(huán)形段，所以段8的特征半徑為半徑12，其從光纖中心線延伸至用點(diǎn)3表示的段8的基部中點(diǎn)。最后環(huán)形半徑的這種慣例被用于這里所述的所有折射率特征曲線。特征曲線段的通常測(cè)量是示于垂直線5之間的寬度10。線5取決于段的最大Δ指數(shù)點(diǎn)的一半。這種環(huán)形寬度慣例用于這里揭示和描述的所有最后的特征曲線段。
在圖2的示意性光纖的剖面圖中，空洞18，即折射率特征曲線的主要特征延伸波導(dǎo)光纖的整個(gè)長度?？斩从森h(huán)形內(nèi)芯段22包圍，而它由夾層20包圍。內(nèi)芯區(qū)域可以包括其他的環(huán)形段，但是未畫出。
圖3示出了對(duì)應(yīng)圖2剖面圖的折射率特征曲線實(shí)施例。中心空洞18的折射率為n0。臺(tái)階狀環(huán)形段22的折射率為n1而夾層的折射率為nc。根據(jù)上述定義，環(huán)形段22的折射率百分比為Δ1％＝(n1-nc)/nc×100。
圖4示出了折射率特征曲線的不同實(shí)施例。在該實(shí)施例中，臺(tái)階狀22具有可能由于摻雜材料在制造波導(dǎo)光纖期間擴(kuò)散引起的圓角邊緣。徑向軸的分等表明孔道的半徑為1微米而環(huán)形段22的外徑為4.5微米左右。在圖4的實(shí)施例中，中心段半徑r0在0.05-3微米的范圍內(nèi)。中心段由靠近中心段的環(huán)形段包圍并接觸。這種環(huán)形段中心半徑r1(從中心線至環(huán)形段的幾何中心測(cè)量)在2-5微米范圍內(nèi)的圓角臺(tái)階特征曲線。在環(huán)形段的最大折射率一半點(diǎn)上測(cè)量環(huán)形內(nèi)芯段的寬度w1，并且范圍在大約0.5-5.0微米范圍內(nèi)。其相對(duì)指數(shù)Δ％在大約0.4％-1.1％范圍內(nèi)。圖4的另一實(shí)施例具有與上述相同的空洞和α特征曲線的環(huán)形段形狀，α約為1。半徑r1在大約4-8微米范圍內(nèi)并且相對(duì)指數(shù)Δ1％在0.7％-1.1％范圍內(nèi)。
在另一實(shí)施例中，中心段在0.05-3微米范圍內(nèi)并且第一環(huán)形段如上所述緊接其上。該內(nèi)芯實(shí)施例包括具有臺(tái)階指數(shù)特征曲線并且相對(duì)指數(shù)Δ2％小于0.2％而外徑r2在7-9微米范圍內(nèi)的第二環(huán)形段。
在另一實(shí)施例中，內(nèi)芯區(qū)域被分段并且具有中心段和第一環(huán)形段以及如上所述的Δ。該內(nèi)芯區(qū)域?qū)嵤├ò鼑⑶遗c第二環(huán)形段接觸的第三環(huán)形段(例如參見圖5-8)。第三段的中心半徑在大約7.5-10.5微米的范圍內(nèi)。其寬度在1.0-2.5微米分范圍內(nèi)，并且相對(duì)折射率Δ3％在0.2％-0.4％范圍內(nèi)。
本發(fā)明另一實(shí)施例中心段的外徑在0.05-3.0微米范圍內(nèi)。第一環(huán)形段形狀為α特征曲線的環(huán)形段形狀，α約為1。第一環(huán)形區(qū)域的半徑r1在大約4-8微米范圍內(nèi)并且相對(duì)指數(shù)Δ1％在0.7％-1.1％范圍內(nèi)。內(nèi)芯進(jìn)一步包含第三段，其半徑r2在大約8-10微米范圍內(nèi)并且如圖6的段24所示，相對(duì)指數(shù)Δ2％是負(fù)數(shù)。Δ2％的較佳范圍是0％至-0.3％范圍內(nèi)。該實(shí)施例可以包括具有圓角臺(tái)階指數(shù)特征曲線的第三環(huán)形段，中心半徑r3在9-11微米范圍內(nèi)，寬度在1.5-3微米的范圍內(nèi)，并且Δ3％在0.2％-0.4％的范圍內(nèi)。
在提供所需性質(zhì)的另一實(shí)施例中，內(nèi)芯區(qū)域具有半徑r0在0.05-3微米的中心段和具有α特征曲線的相鄰環(huán)形段形狀，其中α約為1。外徑r1在大約4-6微米范圍內(nèi)并且相對(duì)指數(shù)Δ1％在0.9％-1.1％范圍內(nèi)。第二環(huán)形段的外徑r2在大約8-10微米范圍內(nèi)并且相對(duì)指數(shù)Δ2％在0％至-0.3％范圍內(nèi)。第三環(huán)形段具有圓角臺(tái)階指數(shù)特征曲線并且中心r3在大約9-11微米范圍內(nèi)，寬度在1.5-3微米范圍內(nèi)并且相對(duì)指數(shù)Δ3％在0.2％至0.4％范圍內(nèi)。
另一實(shí)施例的內(nèi)芯區(qū)域具有半徑r0在大約0.05-3微米的中心段和具有α特征曲線的相鄰環(huán)形段形狀，其中α約為1。該環(huán)形段的外徑r1在大約4-6微米范圍內(nèi)并且相對(duì)指數(shù)Δ1％在0.9％-1.1％范圍內(nèi)。第二環(huán)形段可以加入該實(shí)施例，第二環(huán)形段具有臺(tái)階指數(shù)特征曲線并且相對(duì)指數(shù)Δ2％在0％至0.2％范圍內(nèi)而外徑r2在大約7-9微米范圍內(nèi)。而且第三環(huán)形段可以增加圓角臺(tái)階特征曲線并且中心半徑r3在大約7.5-9微米范圍內(nèi)，寬度在1.0-2.5微米范圍內(nèi)并且相對(duì)指數(shù)Δ3％在0.2％至0.4％范圍內(nèi)。
由于基準(zhǔn)折射率屬于夾層的那種，所以空洞的相對(duì)指數(shù)為負(fù)。空洞的存在提供內(nèi)芯中心段具有負(fù)折射率但是沒有利用玻璃作為指數(shù)隨摻雜劑(例如氟)增加的中心段時(shí)遇到的處理困難。圖4的指數(shù)特征曲線經(jīng)過計(jì)算并且連通圖5-8的指數(shù)特征曲線的計(jì)算性質(zhì)列在表1中。
圖5所示指數(shù)特征曲線的實(shí)施例具有包含三個(gè)環(huán)形段22、24和26的內(nèi)芯區(qū)域。第一環(huán)形段22的形狀基本上為三角形，它具有基本垂直的第一邊和α＝1的α特征曲線。段的相對(duì)指數(shù)和半徑可以從指數(shù)特征圖的軸上讀取。第二環(huán)形內(nèi)芯段24基本上是平坦的并且環(huán)形內(nèi)芯段26具有圓角三角形。除了中心空洞18以外的內(nèi)芯段包含正相對(duì)指數(shù)。
圖6所示的折射率特征曲線的實(shí)施例具有負(fù)相對(duì)指數(shù)的第二環(huán)形內(nèi)芯段24。第三環(huán)形內(nèi)芯段的特征形狀是圓角臺(tái)階。參見下表1，這種結(jié)構(gòu)提供了所需的小色散斜率、大有效面積和抗彎曲性。
圖7所示折射率特征曲線的實(shí)施例與圖5的相似，除了第一環(huán)形內(nèi)芯段22的相對(duì)指數(shù)比圖7的小以外。這兩種內(nèi)芯設(shè)計(jì)光學(xué)性能的比較澄清了第一環(huán)形段(最里面)的指數(shù)峰值的作用。由于第一環(huán)形段峰值相對(duì)指數(shù)的較小引起的性能下降似乎是誘發(fā)的彎曲損失。但是摻雜劑數(shù)量的減小通常提供較低的Rayleigh散射，即較低的衰減系數(shù)，在一些電信系統(tǒng)中它比抗彎曲性更為重要。
圖8所示的實(shí)施例與圖5和7的相似除了第一環(huán)形內(nèi)芯段22的峰值相對(duì)指數(shù)較大以外。表1示出了圖8實(shí)施例較好的抗彎曲性能。
表1
零色散薄層為λ0；色散斜率為S；模場(chǎng)直徑為MFD；光纜截止波長為λcc；有效面積為Aeff；長腳陣列彎曲損失為PA；以及橫向負(fù)載彎曲損失為LL。電信應(yīng)用的較佳波長范圍為大約1500nm-1600nm。色散斜率S可以在整個(gè)波長范圍內(nèi)是常數(shù)。
表1中所有實(shí)施例的光學(xué)性能是令人滿意的。表用來指示特征曲線修改改進(jìn)了特定的參數(shù)以及修改對(duì)其他參數(shù)的影響。波導(dǎo)光纖的服務(wù)環(huán)境有助于確定特征曲線選擇的需要。
本發(fā)明包括具有三段以上環(huán)形段的實(shí)施例。由于隨著內(nèi)芯段數(shù)增加將增加制造困難，所以較好的是選擇具有所需光學(xué)性質(zhì)和最少段數(shù)的波導(dǎo)光學(xué)內(nèi)芯。
對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員來說，可以在不偏離本發(fā)明范圍和精神的前提下對(duì)本發(fā)明作各種修改和變化。因此進(jìn)發(fā)包括所附權(quán)利要求限定的一切修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種單模光學(xué)波導(dǎo)光纖，其特征在于包括具有中心線并且包含沿中心線放置的中心段的內(nèi)芯區(qū)域以及至少一個(gè)包圍中心段的環(huán)形段，中心段和至少一個(gè)環(huán)形段每個(gè)都具有折射率特征曲線、半徑和相對(duì)指數(shù)Δ％；夾層玻璃層，它包圍并與內(nèi)芯區(qū)域接觸，具有折射率特征曲線和為零的最小相對(duì)指數(shù)Δ％；其中內(nèi)芯區(qū)域的中心段是空的。
2.如權(quán)利要求1所述的單模光學(xué)波導(dǎo)光纖，其特征在于選擇段的半徑、折射率特征曲線和相對(duì)指數(shù)以提供波長1550納米左右時(shí)約大于70μm2的有效面積。
3.如權(quán)利要求2所述的單模光學(xué)波導(dǎo)光纖，其特征在于選擇段的半徑、折射率特征曲線和相對(duì)指數(shù)以提供在波長1550納米-1600納米范圍內(nèi)小于大約0.08ps/nm2-km的總色散斜率。
4.如權(quán)利要求3所述的單模光學(xué)波導(dǎo)光纖，其特征在于選擇段的半徑、折射率特征曲線和相對(duì)指數(shù)以提供在波長1550納米左右時(shí)小于大約測(cè)得的0.8dB/m的橫向負(fù)載誘發(fā)衰減。
5.如權(quán)利要求4所述的單模光學(xué)波導(dǎo)光纖，其特征在于選擇段的半徑、折射率特征曲線和相對(duì)指數(shù)以提供波長大約在1450納米-1650納米范圍內(nèi)的零色散波長。
6.如權(quán)利要求4所述的單模光學(xué)波導(dǎo)光纖，其特征在于中心段的半徑r0大約在0.05-3微米范圍，并且至少一個(gè)靠近中心段的環(huán)形段包含圓角臺(tái)階特征曲線，具有從中心線至環(huán)形段幾何中心測(cè)得的2-5微米范圍內(nèi)的中心半徑r1、在至少一個(gè)環(huán)形段的最大相對(duì)指數(shù)一半處測(cè)得的約0.5-5.0微米范圍的寬度W1以及大約在0.4％-1.1％范圍內(nèi)的相對(duì)指數(shù)Δ1％。
7.如權(quán)利要求4所述的單模光學(xué)波導(dǎo)光纖，其特征在于中心段的半徑r0在大約0.05-3微米范圍，并且至少一個(gè)靠近中心段的環(huán)形段包含α為1左右的α特征曲線，并且外徑r1在4-8微米的范圍內(nèi)而相對(duì)指數(shù)Δ1％大約在0.7％-1.1％范圍內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1所述的單模光學(xué)波導(dǎo)光纖，其特征在于中心段的半徑r0在0-大約3微米范圍內(nèi)。
9.如權(quán)利要求1所述的單模光學(xué)波導(dǎo)光纖，其特征在于內(nèi)芯區(qū)域包含中心段和三個(gè)環(huán)形段，并且從中心段向外以0開始計(jì)數(shù)，中心段和三個(gè)環(huán)形段的相對(duì)折射率Δ1的關(guān)系為Δ1＞Δ3＞Δ2＞Δ0，i為0、1、2、3。
10.如權(quán)利要求9所述的單模光學(xué)波導(dǎo)光纖，其特征在于相對(duì)折射率Δ2為負(fù)。
11.如權(quán)利要求1所述的單模光學(xué)波導(dǎo)光纖，其特征在于內(nèi)芯區(qū)域的每個(gè)段包含的指數(shù)特征曲線選自由臺(tái)階、α曲線、圓角臺(tái)階和梯形組成的組。
12.如權(quán)利要求1所述的單模光學(xué)波導(dǎo)光纖，其特征在于中心段的半徑約r0在0.05-3微米范圍，并且至少一個(gè)靠近中心段的環(huán)形段包含圓角臺(tái)階特征曲線，具有從中心線至環(huán)形段幾何中心測(cè)得的約2-5微米范圍內(nèi)的中心半徑r1、在至少一個(gè)環(huán)形段的最大相對(duì)指數(shù)一半處測(cè)得的約0.5-5.0微米范圍的寬度W1以及大約在0.4％-1.1％范圍內(nèi)的相對(duì)指數(shù)Δ1％。
13.如權(quán)利要求1所述的單模光學(xué)波導(dǎo)光纖，其特征在于中心段的半徑r0約在0.05-3微米范圍，并且至少一個(gè)靠近中心段的環(huán)形段包含α為1左右的α特征曲線，并且外徑r1約在4-8微米的范圍內(nèi)而相對(duì)指數(shù)Δ1％約在0.7％-1.1％范圍內(nèi)。
14.如權(quán)利要求13所述的單模光學(xué)波導(dǎo)光纖，其特征在于進(jìn)一步包含具有臺(tái)階指數(shù)特征曲線并且相對(duì)指數(shù)Δ2％約在0-0.2％范圍而外徑r2約在7-9微米的范圍內(nèi)的第二環(huán)形段。
15.如權(quán)利要求14所述的單模光學(xué)波導(dǎo)光纖，其特征在于進(jìn)一步包含包圍第二環(huán)形段的第三環(huán)形段，第三環(huán)形段具有圓角臺(tái)階指數(shù)特征曲線，其中心半徑r3約在7.5-10.5微米范圍內(nèi)，寬度約在1.0-2.5微米范圍內(nèi)，而相對(duì)指數(shù)Δ3％約在0.2％-0.4％范圍內(nèi)。
16.如權(quán)利要求13所述的單模光學(xué)波導(dǎo)光纖，其特征在于進(jìn)一步包含具有臺(tái)階指數(shù)特征曲線的第二環(huán)形段，半徑r2約在8-10微米的范圍內(nèi)并且相對(duì)指數(shù)Δ2％為負(fù)。
17.如權(quán)利要求16所述的單模光學(xué)波導(dǎo)光纖，其特征在于相對(duì)指數(shù)Δ2％約在0-0.3％范圍內(nèi)。
18.如權(quán)利要求17所述的單模光學(xué)波導(dǎo)光纖，其特征在于進(jìn)一步包含具有圓角臺(tái)階指數(shù)特征曲線的第三環(huán)形段，其中心半徑r3約在9-11微米范圍內(nèi)，寬度約在1.5-3微米范圍內(nèi)，而相對(duì)指數(shù)Δ3％約在0.2％-0.4％范圍內(nèi)。
19.如權(quán)利要求1所述的單模光學(xué)波導(dǎo)光纖，其特征在于內(nèi)芯區(qū)域包含半徑r0約在0.05-3微米范圍的中心段，并且環(huán)形段具有α為1左右的α特征曲線，并且外徑r1約在4-6.5微米的范圍內(nèi)而相對(duì)指數(shù)Δ1％約在0.9％-1.1％范圍內(nèi)。
20.如權(quán)利要求19所述的單模光學(xué)波導(dǎo)光纖，其特征在于進(jìn)一步包含具有臺(tái)階指數(shù)特征曲線并且相對(duì)指數(shù)Δ2％約在0-0.2％范圍而外徑r2約在7-9微米的范圍內(nèi)的第二環(huán)形段。
21.如權(quán)利要求20所述的單模光學(xué)波導(dǎo)光纖，其特征在于進(jìn)一步包含第三環(huán)形段，其具有圓角臺(tái)階指數(shù)特征曲線并且中心半徑r3約在7.5-9微米范圍內(nèi)，寬度約在1.0-2.5微米范圍內(nèi)，而相對(duì)指數(shù)Δ3％約在0.2％-0.4％范圍內(nèi)。
22.一種單模光學(xué)波導(dǎo)光纖，其特征在于包括具有中心線的內(nèi)芯玻璃區(qū)域以及至少一個(gè)沿中心線形成空洞邊界的第一環(huán)形段，環(huán)形層具有一折射率特征曲線；以及夾層玻璃層，它包圍并與內(nèi)芯區(qū)域接觸，具有一折射率特征曲線；其中單模波導(dǎo)具有大約小于0.08ps/nm2-km的總色散斜率、小于大約0.8dB/m的橫向負(fù)載誘發(fā)衰減以及約不小于70μm2的有效面積。
全文摘要
揭示了一種單模光學(xué)波導(dǎo)光纖,具有中心段為空洞(16)的分段內(nèi)芯。選擇內(nèi)芯段的形狀和徑向程度以提供大有效面積下的低色散斜率和良好的抗彎曲性。根據(jù)本發(fā)明的折射率曲線的實(shí)施例具有兩個(gè)或三個(gè)環(huán)形段(2,6,8),它們包圍中心孔道?？椎烙欣趦?nèi)芯區(qū)域中心的負(fù)折射率而沒有利用摻雜劑降低波導(dǎo)光纖的折射率引起的工藝?yán)щy。
文檔編號(hào)G02B6/032GK1344376SQ00804861
公開日2002年4月10日 申請(qǐng)日期2000年3月7日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月12日
發(fā)明者李明軍 申請(qǐng)人:康寧股份有限公司