專利名稱：具有三重包層的色散位移光纖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種色散位移光纖，更具體地，涉及一種適用于波分復(fù)用系統(tǒng)的具有三重包層的色散位移光纖。另外，本發(fā)明涉及一種色散位移光纖，它在1550nm波長(zhǎng)具有低色散，而且有效面積為60平方微米或者以上，且于彎曲性能沒(méi)有衰減。
光通信系統(tǒng)領(lǐng)域中采用光放大器使波分復(fù)用方法成為可能。波分復(fù)用方法起到了提高傳輸容量的作用，但是引起了不利的非線性效應(yīng)，對(duì)光纖的傳輸特性有嚴(yán)重的影響。此非線性效應(yīng)是高功率密度引起的，就是說(shuō)由單位面積上的高功率引起的。因此，有可能通過(guò)增加光纖的有效面積來(lái)降低所述非線性效應(yīng)。但是，增加光纖的有效面積造成不利的彎曲損耗增加。因此，要求有適當(dāng)?shù)乜刂苾蓚€(gè)光學(xué)特性，即有效面積和彎曲損耗的新設(shè)計(jì)，在非線性效應(yīng)中，四波混合由不同波長(zhǎng)的光之間的干涉作用產(chǎn)生具有新波長(zhǎng)的光，從而引起光信號(hào)失真。四波混合發(fā)生在色散為零的波長(zhǎng)，也就是在光同相位時(shí)。因此如果光纖在摻鉺光纖放大器(EDFA)增益帶內(nèi)有低的色散，四波混合就不會(huì)發(fā)生。
常規(guī)的光纖設(shè)計(jì)是，折射率較低的包層包圍折射率較高的纖芯。由于其上經(jīng)摻鍺處理，每個(gè)部分的折射率都高于純石英包層的折射率。這樣設(shè)計(jì)的光纖公開(kāi)于美國(guó)專利5，559，921和5，327，516。
通過(guò)調(diào)節(jié)半徑和纖芯的折射率上述設(shè)計(jì)的光纖可以在1550毫微米的波長(zhǎng)得到較低的色散。由于這樣的色散，而使得到的光纖可以抑制四波混合。但是，具有這種設(shè)計(jì)的光纖有由纖芯與包層之間的折射率差別大造成的問(wèn)題由于折射率差別大使光集中在纖芯上，因此盡管該光纖可以減少?gòu)澢鷵p耗，卻也降低了有效面積。
另外，還有一種常規(guī)的光纖設(shè)計(jì)，它包括各個(gè)有互不相同半徑和折射率的部分。例如，如果光纖的設(shè)計(jì)包括三個(gè)部分，三個(gè)部分至少有一個(gè)的折射率小于或者等于純石英包層的折射率，而其它的二個(gè)部分的折射率等于或者大于純石英包層的折射率。折射率大的部分中摻入鍺，而折射率小的部分中摻入氟。這樣設(shè)計(jì)的光纖見(jiàn)于美國(guó)專利5，748，824和4，852，968。
通過(guò)調(diào)節(jié)光纖各個(gè)部分的折射率和半徑，上述設(shè)計(jì)的光纖可以在1550毫微米的波長(zhǎng)得到低色散。結(jié)果，得到的光纖可以避免四波混合。上述光纖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得各個(gè)部分的折射率相對(duì)于石英包層的折射率反復(fù)地增加或者減少。這樣的折射率分布增加了有效面積，同時(shí)由于光經(jīng)不同的部分傳播而增加了彎曲損耗。因此上述的光纖可以提供大的有效面積，但是還是有增加彎曲損耗的問(wèn)題。
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種具有三重包層的光纖，它適用于摻鉺光纖放大器伺服的波分復(fù)用系統(tǒng)中。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用以抑制四波混合的、在1550毫微米波長(zhǎng)有較低色散的光纖。
另外，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種有效面積等于或者大于60平方微米同時(shí)又減少?gòu)澢鷵p耗的光纖。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種三重包層的色散位移光纖，它具有一個(gè)有預(yù)定的折射率(ncore)的多邊形纖芯；一個(gè)包圍此纖芯的折射率(nclad)低于纖芯折射率(ncorc)的內(nèi)包層；和，一個(gè)包圍所述內(nèi)包層的有折射率(nsilica)的石英包層；其中，纖芯包含一個(gè)折射率n1在其半徑a1上均勻的第一纖芯；和一個(gè)包圍所述第一纖芯的折射率n2在其半徑a2上逐漸降低的第二纖芯；而且，內(nèi)包層包含一個(gè)包圍第二纖芯、折射率n3、在其半徑a3上均勻的第一內(nèi)包層和一個(gè)包圍所述第一內(nèi)包層、折射率n4、在其半徑a4上均勻的第二內(nèi)包層；并且其特征在于第一和第二纖芯、第一和第二包層及石英包層的折射率滿足關(guān)系式n1＞n2＞n3＞n4＞nsilica。
根據(jù)另外的方面，本發(fā)明提供一種三重包層的色散位移光纖，它具有一個(gè)有預(yù)定的折射率(ncore)的多邊形纖芯；一個(gè)包圍此纖芯的折射率(nclad)低于纖芯折射率(ncore)的內(nèi)包層；和，一個(gè)包圍所述內(nèi)包層的、有折射率(nsilica)的石英包層；其中，纖芯包含一個(gè)折射率n1在其半徑(a1)上由初始折射率(n0)逐漸增大的第一纖芯；和一個(gè)包圍所述第一纖芯的折射率(n2)在其半徑(a2)上逐漸降低的第二纖芯；而且，內(nèi)包層包含一個(gè)包圍第二纖芯、折射率(n3)在其半徑(a3)上均勻的第一內(nèi)包層和一個(gè)包圍所述第一內(nèi)包層、折射率(n4)在其半徑(a4)上均勻的第二內(nèi)包層；而且，第二纖芯的最高折射率大于第一纖芯的最小折射率；第二纖芯、第一和第二內(nèi)包層及石英包層的折射率滿足關(guān)系式n2＞n3＞n4＞nsilica。
根據(jù)另外一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種通過(guò)調(diào)節(jié)半徑和兩個(gè)內(nèi)包層的折射率，既實(shí)現(xiàn)大的有效面積又降低彎曲損耗的光纖。
基于以上的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明提出一種三重包層的光纖，它適用于波分復(fù)用通信系統(tǒng)中。根據(jù)本發(fā)明的光纖由于在1550毫微米的波長(zhǎng)有較低色散，并且有60平方微米或者以上的有效面積，可以抑制四波混合。另外，根據(jù)本發(fā)明的光纖可以在有大的有效面積的同時(shí)又減少?gòu)澢鷵p耗。
此外，本發(fā)明提出一種可以因?yàn)橛泻?jiǎn)單的折射率分布而簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，從而可以容易地生產(chǎn)的光纖。
圖1為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光纖的截面圖。
圖2所示為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光纖的設(shè)計(jì)，其第一纖芯在其半徑上折射率均勻。
圖3所示為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光纖的設(shè)計(jì)，其第一纖芯在其半徑上折射率增加。
圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的彎曲損耗與a3／a4和del2(％)-del3(％)關(guān)系的曲線圖。
圖5為表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的1550毫微米波長(zhǎng)處的色散與a3／a4和del2(％)-del3(％)之間的依賴關(guān)系的曲線圖。
圖6為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的MAC值與a3／a4和del2(％)-del3(％)之間的依賴關(guān)系的曲線圖。
圖7為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的截止波長(zhǎng)與a3／a4和del2(％)-del3(％)之間的依賴關(guān)系的曲線圖。
圖8為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的1550毫微米波長(zhǎng)處模場(chǎng)半徑與a3／a4和del2(％)-del3(％)之間的依賴關(guān)系的曲線圖。
圖9為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的1550毫微米波長(zhǎng)處的有效面積與a3／a4和del2(％)-del3(％)之間的依賴關(guān)系的曲線圖。
下面參照


本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖1為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光纖的截面2所示為本發(fā)明的光纖的結(jié)構(gòu)，其第一纖芯在其半徑上折射率均勻。圖3所示為本發(fā)明的光纖的結(jié)構(gòu)，其第一纖芯在其半徑上折射率逐漸增加。
首先，如圖1和2所示，根據(jù)本發(fā)明的光纖包括一個(gè)折射率為(ncore)的纖芯(20)和一個(gè)包圍此纖芯(20)的、折射率(nclad)低于纖芯(20)的折射率(ncore)的內(nèi)包層(30)。
纖芯(20)分開(kāi)成為一個(gè)放置在光纖的最內(nèi)部的第一纖芯(22)和一個(gè)包圍所述第一纖芯(22)的第二纖芯(24)。第一纖芯(22)折射率n1在其半徑a1上要么是均勻的，要么在其半徑(a1)從光纖的中心線到第一纖芯(22)與第二纖芯(24)相鄰接并包圍之的第一邊界(60)逐漸地增加。如果第一纖芯(22)的折射率(n1)在其半徑上增大，它具有初始折射率n0，并且從初始折射率(n0)開(kāi)始在其半徑上逐漸增大。
另一方面，第二纖芯(24)的折射率(n2)從第一邊界(60)到第二纖芯(24)與內(nèi)包層(30)相鄰接并包圍之的第二邊界(61)逐漸地降低。從而，纖芯(20)具有多邊形折射率分布。
包圍纖芯(20)的內(nèi)包層(30)由第一內(nèi)包層(32)和第二內(nèi)包層(34)組成。第一內(nèi)包層(32)的折射率(n3)從第二外邊界面(61)到第一內(nèi)包層(32)與第二內(nèi)包層(34)相鄰接并包圍之的第三邊界面(62)是均勻的。包圍所述第一內(nèi)包層(32)的第二內(nèi)包層(34)的折射率(n4)是均勻的并且小于第一內(nèi)包層(32)的折射率。從而內(nèi)包層(30)有陡的折射率分布。
一個(gè)石英包層(40)包圍著具有第一內(nèi)包層(32)和第二內(nèi)包層(34)的內(nèi)包層(30)。石英包層(40)的折射率(nsilica)小于第二內(nèi)包層(34)的折射率(n4)。
上述的第一纖芯、第二纖芯、第一內(nèi)包層和第二內(nèi)包層的折射率(n1、n2，n3和n4)分別是它們的半徑(a1、a2、a3和a4)的函數(shù)。而且，折射率(n1、n2，n3和n4)基本上滿足關(guān)系式n1＞n2＞n3＞n4。然而第一纖芯(22)的折射率(n1)在其半徑(a1)上逐漸增大時(shí)，第二纖芯的最大折射率可以大于第一纖芯的最小折射率。
在圖1中，標(biāo)號(hào)(50)表示一個(gè)用于保護(hù)光纖內(nèi)部、補(bǔ)充強(qiáng)度、便利操作等的涂層。
綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的光纖包括一個(gè)纖芯(20)和一個(gè)包圍此纖芯(20)的內(nèi)包層(30)。纖芯(20)和內(nèi)包層(30)各自具有半徑及折射率互不相同的兩個(gè)部分。換言之，纖芯(20)分開(kāi)成為一個(gè)半徑為a1折射率為n1的第一纖芯(22)和一個(gè)半徑為(a2)折射率為(n2)的第二纖芯(24)。內(nèi)包層(30)分開(kāi)成為一個(gè)半徑為(a3)折射率為(n3)的第一內(nèi)包層(32)和一個(gè)半徑為(a4)折射率為(n4)的第二內(nèi)包層(34)?？偠灾?，光纖(10)分成對(duì)光纖的傳輸特性有顯著影響、并且半徑有a1＜a2＜a3＜a4的關(guān)系的四個(gè)部分。
在上述四個(gè)部分中，光纖的第一和第二纖芯(22、24)涉及控制光纖的色散特性，而光纖的第一和第二包層(32、34)涉及控制光纖的有效面積和彎曲損耗。因此有可能通過(guò)調(diào)節(jié)第一和第二纖芯(22、24)的折射率和半徑控制光纖的色散特性。也有可能通過(guò)調(diào)節(jié)第一和第二包層(32、34)的設(shè)計(jì)特征(即折射率和半徑)控制光纖的光學(xué)特性，如有效面積和彎曲損耗。
在下文所述的例1和例2的基礎(chǔ)上，詳細(xì)說(shuō)明對(duì)第一和第二纖芯(22、24)和第一和第二包層(32、34)的設(shè)計(jì)特征的控制，以及從這種控制改變有效面積和彎曲損壞。
例1例1相應(yīng)于圖2所示的光纖設(shè)計(jì)。在本例中，如圖2所示，第一纖芯(22)的折射率是(n1)，并且折射率在其半徑(a1)上是是均勻。
在本例中本發(fā)明的發(fā)明人欲實(shí)施的光纖是，由圖2所示的光纖設(shè)計(jì)達(dá)到在1550毫微米波長(zhǎng)有1．5-3．5ps／nm-km的色散，有效面積是60至70平方微米，并且32mmφ的彎曲損耗是0．02分貝或者以下。本發(fā)明人用光纖設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)公知的數(shù)字方法進(jìn)行了多次模擬。
在模擬中，本發(fā)明的發(fā)明人把第一和第二纖芯(22、24)的半徑(a1和a2)的范圍分別設(shè)定在1．0±0．15微米和2．3±0．15微米。還有本發(fā)明人把第一纖芯(22)的折射率范圍del1(％)設(shè)定為0．73±0．03％。此處，del1(％)由公式del1(％)=[(n1-nsilica)／nsilica]×100計(jì)算確定。
同時(shí)，本發(fā)明的發(fā)明人把和第一和第二包層(32、34)的半徑(a3、a4)的范圍分別設(shè)定在6．5±0．15微米和9．0±1．0微米，而且把折射率差del2(％)和del3(％)分別設(shè)定為0．11±0．03和0．07±0．03％。此處，折射率差del2(％)和del3(％)由公式del2(％)=[(n2-nsilica)／nsilica]×100和del3(％)=[(n3-nsilica)／nsilica]×100計(jì)算確定。由模擬的結(jié)果本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，把第一和第二纖芯(22、24)和第一和第二包層(32、34)設(shè)計(jì)得具有上述范圍的值時(shí)，所得的光纖具有本發(fā)明人欲達(dá)到的光學(xué)特性。
更優(yōu)選地，本發(fā)明的發(fā)明人把第一和第二纖芯(22、24)以及第一和第二內(nèi)包層(32、34)的半徑(a1、a2、a3、a4)設(shè)定為固定的值，即分別設(shè)定在1．0微米、2．3微米、6．5微米和9．0微米，而且發(fā)明的發(fā)明人把折射率差del1(％)、del2(％)、del3(％)設(shè)定為固定的值0．73％、0．11％和0．07％。這些固定的值與上述的范圍的中心值相對(duì)應(yīng)。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)具有上述固定值的光纖設(shè)計(jì)有可能實(shí)施具有最符合要求的光學(xué)特性的光纖。就是說(shuō)，如果光纖以上述固定值設(shè)計(jì)制造，得到的光纖有3．3ps／nm-km的色散，有效面積是69平方微米，并且32mmφ的彎曲損耗是0．01分貝或者以下。
根據(jù)本例的光纖用于波分復(fù)用光通信系統(tǒng)時(shí)可以充分地抑制包括四波混合在內(nèi)的非線性效應(yīng)。
例2例2相應(yīng)于圖3所示結(jié)構(gòu)的光纖。在本例中，如圖3所示，第一纖芯(22)的折射率(n1)在其半徑(a1)上從初始值(n0)開(kāi)始逐漸地增加。與例1不同，本例設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行在MCVD(修正的化學(xué)蒸發(fā)沉積)期間發(fā)生的中心浸漬。
在本例中本發(fā)明的發(fā)明人欲實(shí)施的光纖是，在1550毫微米波長(zhǎng)有2．5-3．5ps／nm-km的色散，有效面積是60至65平方微米，并且32mmφ的彎曲損耗是0．02分貝或者以下。本發(fā)明人用光纖設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)公知的數(shù)字方法進(jìn)行多次模擬。
在模擬中，本發(fā)明的發(fā)明人把第一和第二纖芯(22、24)的半徑(a1和a2)的范圍分別設(shè)定在0．85±0．15微米和2．7±0．15微米。還有本發(fā)明人把第一纖芯(22)的折射率范圍del0(％)和del1(％)設(shè)定為0．70±0．03％和0．75±0．03％。
同時(shí)，本發(fā)明的發(fā)明人把和第一和第二包層(32、34)的半徑(a3、a4)的范圍分別設(shè)定在7．0±0．15微米和9．0±1．0微米，而且把折射率差范圍del2(％)和del3(％)分別設(shè)定為0．75±0．03％和0．10±0．02％。此處，del0(％)由公式del0(％)=[(n0-nsilica)／nsilica]×100計(jì)算確定。另外的折射率差del1(％)、del2(％)和del3(％)由例1所述相同的公式計(jì)算和確定。模擬的結(jié)果表明，把第一和第二纖芯(22、24)和第一和第二包層(32、34)設(shè)計(jì)得具有上述范圍的值時(shí)，所得的光纖具有本發(fā)明人欲達(dá)到的光學(xué)特性。
更優(yōu)選地，本發(fā)明的發(fā)明人把第一和第二纖芯(22、24)以及第一和第二包層(32、34)的半徑(a1、a2、a3、a4)設(shè)定為固定的值，即分別設(shè)定在0．85微米、2．7微米、7．0微米和9．0微米，而且發(fā)明的發(fā)明人把折射率差del0(％)、del1(％)、(del2(％)、del3(％)、設(shè)定為固定的值0．70％、0．75％、0．10％和0．06％。這些固定的值與上述的范圍的中心值相對(duì)應(yīng)。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)具有上述固定值的光纖設(shè)計(jì)有可能實(shí)施具有最符合要求的光學(xué)特性的光纖。就是說(shuō)，如果光纖以上述固定值設(shè)計(jì)制造，得到的光纖有下述的光學(xué)特征3．0ps／nm-km的色散，有效面積是60平方微米，截止波長(zhǎng)1430毫微米，并且32mmφ的彎曲損耗是0．01分貝或者以下。
與例1相同，根據(jù)本例的光纖用于波分復(fù)用光通信系統(tǒng)時(shí)可以充分地抑制包括四波混合在內(nèi)的非線性效應(yīng)。而且，根據(jù)本例的光纖可以防止得到的光纖由于在MCVD過(guò)程中出現(xiàn)的中心浸漬而發(fā)生特性變化。
下面解釋在光纖根據(jù)上述的例1設(shè)計(jì)時(shí)，第一和第二包層(32、34)的半徑(a3、a4)和折射率差del2(％)、del3(％)對(duì)整個(gè)光纖的光導(dǎo)特性的影響。第一和第二纖芯(22、24)的半徑和折射率差設(shè)定為如例1所述的值的范圍中心，以清楚地發(fā)現(xiàn)第一和第二內(nèi)包層(32、34)對(duì)光纖的光學(xué)特性的影響。光纖中的第一和第二纖芯(22、24)的設(shè)計(jì)特征導(dǎo)致在1550毫微米波長(zhǎng)有1．5-3．5ps／nm-km的色散的光纖。接著在例1中所述的范圍內(nèi)改變第一和第二包層(32、34)的設(shè)計(jì)特征。
具體地，圖4至9表明在第一和第二纖芯(22、24)的半徑(a1和a2)的范圍分別設(shè)定在1．0微米和2．3微米，并且折射率差del1(％)是0．73％時(shí)，彎曲損耗、色散、MAC值、截止波長(zhǎng)、模埸直徑、和有效面積的各自變化。圖4和5是曲線圖，表示根據(jù)例1設(shè)計(jì)的光纖在1550毫微米波長(zhǎng)的色散取決于a3／a4和del2(％)-del3(％)的變化。圖6和7是曲線圖，表示根據(jù)例1設(shè)計(jì)的光纖在1550毫微米波長(zhǎng)的MAC值和截止波長(zhǎng)取決于a3／a4和del2(％)-del3(％)的變化。圖8是曲線圖，表示根據(jù)例1設(shè)計(jì)的光纖在1550毫微米波長(zhǎng)的模場(chǎng)直徑取決于a3／a4和del2(％)-del3(％)的變化。圖9是曲線圖，表示根據(jù)例1設(shè)計(jì)的光纖在1550毫微米波長(zhǎng)的有效面積取決于a3／a4和del2(％)-del3(％)的變化。
在圖4和5中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)a3／a4大于或者等于0．5時(shí)，彎曲損耗和色散變化顯著地小。還有，如圖7和9中所示，當(dāng)a3／a4大于或者等于0．5時(shí)，截止波長(zhǎng)和有效面積的變化相當(dāng)增大了?？傊?，圖4至圖9表明，在a3／a4增加時(shí)，有效面積增加了，但是彎曲損耗并沒(méi)有隨之增加。這與效面積增加時(shí)彎曲損耗也隨著增加的一般原則相反。這個(gè)結(jié)果按圖6到圖8解釋。
圖6表示用截止波長(zhǎng)除模埸直徑得到的MAC值的變化。MAC值是用于間接地表示彎曲損耗的指標(biāo)，而且典型地，MAC值降低時(shí)彎曲損耗減小，因此，可以用MAC值代表彎曲損耗的程度。圖6表明，隨著a3／a4增加MAC值下降，這與圖4所示的隨著a3／a4增加彎曲損耗減少是一致的。這樣當(dāng)a3／a4大時(shí)，有效面積也大，而彎曲損耗卻小。隨著a3／a4增加MAC值下降的原因是模埸直徑變化比截止波長(zhǎng)變化大得多。這個(gè)效應(yīng)示于圖7和8。
這樣，當(dāng)a3／a4在0．5到0．8而del2(％)-del3(％)在范圍0．04-0．06％內(nèi)時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的的光纖可以有60至70平方微米的較大的有效面積，彎曲損耗是0．015分貝或者以下，在1550毫微米波長(zhǎng)有2-4ps／nm-km的色散，使之有可能抑制非線性效應(yīng)。
如以上所述，根據(jù)本發(fā)明的光纖由兩個(gè)纖芯和包層組成，但是本發(fā)明并不限于這種說(shuō)明?？紤]到光纖的制造和光學(xué)特性的控制，本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員容易理解，根據(jù)本發(fā)明的光纖可以包括一個(gè)纖芯，也可以包括三個(gè)或者多個(gè)纖芯。
從以上說(shuō)明可以理解，本發(fā)明涉及一種適用于長(zhǎng)途的寬帶信號(hào)傳輸系統(tǒng)的光纖。根據(jù)本發(fā)明的光纖包括一個(gè)對(duì)應(yīng)于光纖中心部分的纖芯；一個(gè)包圍此纖芯的內(nèi)包層；和一個(gè)包圍此內(nèi)包層的石英包層；纖芯由具有預(yù)定的折射率的第一纖芯和折射率小于第一纖芯的第二纖芯構(gòu)成。內(nèi)包層由具有折射率小于第二纖芯的折射率的第一內(nèi)包層和折射率小于第一內(nèi)包層的折射率的第二包層構(gòu)成。石英包層的折射率小于第二內(nèi)包層的折射率，并且包圍第二內(nèi)包層。
基于上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明還涉及可以提供有效面積大而彎曲損耗小的優(yōu)良的光纖。還有，由于根據(jù)本發(fā)明的光纖有簡(jiǎn)單的折射率分布，從而還容易地生產(chǎn)。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以做出種種其它的修改。因此我們不打算把所附權(quán)利要求的范圍限于本說(shuō)明書，而是廣泛地加以覆蓋。
權(quán)利要求
1．一種三重包層的色散位移光纖，它包含一個(gè)有預(yù)定的折射率(ncore)的多邊形纖芯；一個(gè)包圍此纖芯的、折射率(nclad)低于纖芯折射率(ncore)的內(nèi)包層；和一個(gè)包圍所述內(nèi)包層的、折射率為(nsilica)的石英包層；其中，纖芯包含一個(gè)折射率(n1)在其半徑(a1)上均勻的第一纖芯；和一個(gè)包圍所述第一纖芯的、折射率(n2)在其半徑(a2)上逐漸降低的第二纖芯；而且內(nèi)包層包含一個(gè)包圍第二纖芯、折射率(n3)在其半徑(a3)上均勻的第一內(nèi)包層；和一個(gè)包圍所述第一內(nèi)包層、折射率(n4)在其半徑(a4)上均勻的第二內(nèi)包層；其中，第一和第二纖芯、第一和第二包層及石英包層的折射率滿足關(guān)系式n1＞n2＞n3＞n4＞nsilica。
2．一種三重包層的色散位移光纖，它具有一個(gè)有預(yù)定的折射率(ncore)的多邊形纖芯；一個(gè)包圍此纖芯的、折射率(nclad)低于纖芯折射率(ncore)的內(nèi)包層；和一個(gè)包圍所述內(nèi)包層的、有折射率(nsilica)的石英包層；其中，纖芯包含一個(gè)預(yù)定的折射率(n1)在其半徑(a1)上由初始折射率(n0)逐漸增大的第一纖芯；和一個(gè)包圍所述第一纖芯的、折射率(n2)在其半徑(a2)上逐漸降低的第二纖芯；而且內(nèi)包層包含一個(gè)包圍第二纖芯、折射率(n3)在其半徑(a3)上均勻的第一內(nèi)包層；和一個(gè)包圍所述第一內(nèi)包層、折射率(n4)在其半徑(a4)上均勻的第二內(nèi)包層；其中，第二纖芯的最高折射率高于第一纖芯的最低折射率；并且第一和第二內(nèi)包層及石英包層的折射率滿足關(guān)系式n2＞n3＞n4＞nsilica。
3．權(quán)利要求1或2所述的光纖，其特征在于，第二纖芯的折射率(n2)在其半徑(a2)上線性地降低。
4．權(quán)利要求1所述的光纖，其特征在于，在1550毫微米波長(zhǎng)有1．5-3．5ps／nm-km的色散，有效面積是60至70平方微米，并且32mmφ的彎曲損耗是0．02分貝或者以下。
5．權(quán)利要求4所述的光纖，其特征在于，第一纖芯的半徑(a1)、第二纖芯的半徑(a2)、第一內(nèi)包層半徑(a3)、和第二內(nèi)包層半徑(a4)分別設(shè)定在1．0±0．15微米、2．3±0．15微米、6．5±1．5微米和9．0±1．0微米；而且，折射率差del1(％)、del2(％)和del3(％)分別設(shè)定為0．73±0．03％、0．11±0．03和0．73％±0．03％，此處，del1(％)由以下公式(1)計(jì)算確定，del2(％)由以下公式(2)計(jì)算確定，del3(％)由以下公式(3)計(jì)算確定，del1(％)=[(n1-nsilica)／nsilica]×100；----(1)del2(％)=[(n2-nsilica)／nsilica]×100；----(2)del3(％)=[(n3-nsilica)／nsilica]×100；----(3)
6．權(quán)利要求5所述的光纖，其特征在于，第一內(nèi)包層的半徑(a3)與第二內(nèi)包層的半徑(a4)的比的范圍是0．5至0．8。
7．權(quán)利要求5所述的光纖，其特征在于，折射率差del2(％)減折射率差del3(％)的范圍是0．04％至0．06％。
8．權(quán)利要求2所述的光纖，其特征在于，在1550毫微米波長(zhǎng)有1．5-3．5ps／nm-km的色散，有效面積是60至70平方微米，并且32mmφ的彎曲損耗是0．02分貝或者以下。
9．權(quán)利要求8所述的光纖，其特征在于，第一纖芯的半徑(a1)、第二纖芯的半徑(a2)、第一內(nèi)包層半徑(a3)、和第二內(nèi)包層半徑(a4)分別設(shè)定在0．85±0．15微米、2．7±0．15微米、7．0±1．5微米和9．0±1．0微米；而且，折射率差del0(％)、del1(％)、del2(％)和del3(％)分別設(shè)定為0．70±0．03％、0．75±0．03％、0．10±0．02％和0．06±0．03％，此處，del0(％)由以下公式(1)計(jì)算確定，del1(％)由以下公式(2)計(jì)算確定，del2(％)由以下公式(3)計(jì)算確定，del3(％)由以下公式(4)計(jì)算確定，del0(％)=[(n1-nsiliea)／nsilica]×100；----(1)del1(％)=[(n2-nsilica)／nsilica]×100；----(2)del2(％)=[(n3-nsilica)／nsilica]×100；----(3)del3(％)=[(n3-nsilica)／nsilica]×100；----(4)
10．權(quán)利要求1所述的光纖，其特征在于，光纖在1550毫微米波長(zhǎng)有1．0-6．0ps／nm-km的色散，色散斜率為0．06ps／nm2-km，有效面積是50平方微米或者以上，并且在1550毫微米波長(zhǎng)和1620毫微米波長(zhǎng)32mmφ的彎曲損耗是0．01分貝或者以下。
11．權(quán)利要求10所述的光纖，其特征在于，第一纖芯的半徑(a1)、第二纖芯的半徑(a2)、第一內(nèi)包層半徑(a3)、和第二內(nèi)包層半徑(a4)分別設(shè)定在1．0±0．15微米、2．5±0．15微米、3．5±1．5微米和6．0±1．0微米；而且，折射率差del1(％)、del2(％)和del3(％)分別設(shè)定為0．75±0．03％、0．15±0．02％和0．10±0．03％，此處，del1(％)由以下公式(1)計(jì)算確定，del2(％)由以下公式(2)計(jì)算確定，del3(％)由以下公式(3)計(jì)算確定，del1(％)=[(n1-nsilica)／nsiliea]×100；----(1)del2(％)=[(n2-nsilica)／nsilica]×100；----(2)del3(％)=[(n3-nsilica)／nsilica]×100；----(3)
全文摘要
本發(fā)明涉及一種適用于波分復(fù)用系統(tǒng)的三重包層的色散位移光纖,其特征在于光纖在1550毫微米的波長(zhǎng)有較低色散,有60平方微米的有效面積,同時(shí)有小的彎曲損耗。根據(jù)本發(fā)明的光纖有一個(gè)纖芯、一個(gè)包圍此纖芯的內(nèi)包層和一個(gè)包圍所述內(nèi)包層的的石英包層。纖芯包含:一個(gè)折射率為(n1)的第一纖芯和折射率(n2)小于第一纖芯的折射率(n1)的第二纖芯。內(nèi)包層包含:一個(gè)折射率n3小于第二纖芯的折射率(n2)的第一內(nèi)包層和折射率(n4)小于第一內(nèi)包層的折射率(n3)的第二內(nèi)包層。石英包層包圍內(nèi)包層并且其折射率(n
文檔編號(hào)G02B6/02GK1291293SQ99802996
公開(kāi)日2001年4月11日 申請(qǐng)日期1999年12月14日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月17日
發(fā)明者樸惠英, 李權(quán)茂, 趙準(zhǔn)衡 申請(qǐng)人:Lg電線株式會(huì)社