CN106338793B - 一种少模光纤 - Google Patents

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    • G02B6/03622—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 2 layers only

Abstract

本发明涉及一种少模光纤，包括有芯层和包层，其特征在于所述的芯层包括内芯层和外芯层，所述的内芯层相对折射率差Δ1为‑0.1％～0.2％，半径R1为2μm～5μm，所述的外芯层紧密围绕内芯层，外芯层相对折射率差Δ2为0.5％～1.5％，半径R2为6μm～12μm，所述包层紧密围绕外芯层，为纯石英玻璃层，半径R3为50～70μm。本发明结构简单，易于制作；采用特定的的内凹环状芯层设计，能有效的提高模式之间的有效折射率差，降低模式耦合，从而更好的解决模式之间的耦合问题，通过抑制某些容易耦合的高阶模式，使得系统所需要的传输模式之间的耦合降低，达到同时传输多个低串扰的高阶模式。

Description

一种少模光纤
技术领域
本发明涉及一种用于光通信技术领域的少模光纤。
背景技术
单模光纤由于其传输速率快，携带信息容量大，传输距离远等优点，被广泛地应用于光纤通信网络之中。而近年来，随着通信及大数据业务对容量的需求与日俱增，网络带宽快速扩张，光传输网络的容量正逐步接近单根光纤的香农极限：100Tb/s。空分复用和模分复用技术可以打破传统的香农极限，实现更高带宽的传输，是解决传输容量问题的最好方法。支持此复用技术的光纤即多芯光纤和少模光纤。
对于少模光纤来说，目前研究和商用化的少模光纤产品主要是两模、四模、六模等，其光纤结构，特别是芯层结构与普通单模、多模光纤类似，这种结构的优势是与传统的光纤兼容性好，但这种模式所形成的光传输模式中，很容易形成模式之间的串扰。实验表明，使用少模光纤结合MIMO技术能够很好的解决少模光纤的串扰问题，然而随着光纤中模式的增加，在传统光纤中，MIMO的过程将迅速的变得复杂，这将导致对于高阶模式的复用的成本和难度大大增加。
事实上，当模式之间的耦合降低到一定程度的时候，可以避免使用MIMO，从而简化系统，增加传输的可靠性和可扩展性。采用提高模式有效折射率差能够有效的降低耦合，然而随着模式的增加，这种办法能够达到的效果仍然有限，尤其是几个容易耦合的模式之间，如LP21和LP02之间的耦合。
中国专利CN103698843A提出了一种低简并度的少模光纤设计，该设计通过采用类保偏光纤的设计，有效的解决了LP线偏模式中简并模式之间的耦合问题。但该光纤的结构和制作相对复杂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种少模光纤，它不仅结构简单，便于制作，而且能有效的提高模式之间的有效折射率差，降低模式之间的耦合。
为方便介绍发明内容，定义如下术语：
预制棒：是由芯层和包层组成的径向折射率分布符合光纤设计要求可直接拉制成所设计光纤的玻璃棒或组合体；
芯棒：含有芯层和部分包层的实心玻璃预制件；
半径：该层外边界与中心点之间的距离；
折射率剖面：光纤或光纤预制棒(包括芯棒)玻璃折射率与其半径之间的关系；
相对折射率差：
Figure BDA0001135189410000021
ni和n0分别为各对应光纤各部分的折射率和纯二氧化硅玻璃的折射率；
氟(F)的贡献量：掺氟(F)石英玻璃相对于纯石英玻璃的相对折射率差值(ΔF)，以此来表示掺氟(F)量；
锗(Ge)的贡献量：掺锗(Ge)石英玻璃相对于纯石英玻璃的相对折射率差值(ΔGe)，以此来表示掺锗(Ge)量；
PCVD工艺：用等离子体化学气相沉积工艺制备所需厚度的石英玻璃；
OVD工艺：用外部气相沉积和烧结工艺制备所需厚度的石英玻璃；
VAD工艺：用轴向气相沉积和烧结工艺制备所需厚度的石英玻璃；
APVD外包工艺：用高频等离子体焰将天然或合成石英粉熔制于芯棒表面制备所需厚度的SiO2玻璃；
裸光纤：指光纤中不含涂覆层的玻璃丝。
本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：包括有芯层和包层，其特征在于所述的芯层包括内芯层和外芯层，所述的内芯层相对折射率差Δ1为-0.1％～0.2％，半径R1为2μm～5μm，所述的外芯层紧密围绕内芯层，外芯层相对折射率差Δ2为0.5％～1.5％，半径R2为6μm～12μm，所述包层紧密围绕外芯层，为纯石英玻璃层，半径R3为50～70μm。
按上述方案，所述的外芯层相对折射率差从该芯层中心向内外两侧递减，递减呈阶跃型或渐变型。
按上述方案，所述的内芯层由掺锗(Ge)和氟(F)的石英玻璃组成，内芯层锗(Ge)的贡献量ΔGe为0％～0.3％，氟(F)的贡献量ΔF为-0.2～0％。
按上述方案，所述的外芯层由掺锗(Ge)和氟(F)的石英玻璃组成，外芯层锗(Ge)的贡献量ΔGe为0.5％～1.7％，氟(F)的贡献量ΔF为-0.2～0％。
按上述方案，所述的内芯层和/或外芯层掺有氯(Cl)。
按上述方案，所述的内芯层和/或外芯层掺有碱金属。
按上述方案，所述光纤在1550nm波长处支持2个或2个以上稳定的传输模式。
按上述方案，所述光纤的LP01模式在弯曲半径为5mm时能够保持稳定的工作。
本发明的有益效果在于：1、采用特定的的内凹环状芯层设计，能够抑制普通少模光纤中传播的部分高阶模式，而这一部分被抑制的高阶模式与光纤中存在的传播模式具有相近的有效折射率，非常容易与传输模式之间形成串扰，影响信号的正常传输，通过抑制这部分高阶模式后，光纤中剩余的传播模式的有效折射率之间具有较大的差值，他们之间的串扰很低，从而有效的降低了模式之间的耦合，达到同时传输多个低串扰的高阶模式的目的。2、通过特定的掺杂设计，芯层中同时掺杂氟和锗，使得芯层材料的粘度得到降低，可以匹配芯层与包层的粘度，从而在拉丝后光纤内部的残余应力进一步减小，有利于改善光纤的衰减性能，在达到低串扰效果的同时，保证了光纤的低损耗，同时通过芯层及包层的结构设计，实现了光纤在弯曲条件下，较低的附加损耗，该设计保证了光纤在实际应用环境下良好的传输性能；3、本发明结构简单，易于制作，其制备工艺和阶跃型少模光纤基本一致，易于通过掺杂和层数的控制来实现凹陷内芯层、外芯层及下陷包层的制备，不会增加工艺难度或成本。
附图说明
图1为本发明一个实施例的光纤径向截面结构示意图。
图2为本发明一个实施例的光纤折射率剖面示意图。
图3为本发明另一个实施例的光纤折射率剖面图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明的一个实施例如图1、2所示，包括有内、外两个芯层和一层包层。内芯层1由掺锗和氟及其他掺杂剂(氯、碱金属)的石英玻璃组成，相对折射率差为Δ1。外芯层2紧密围绕芯层，由掺锗和氟及其他掺杂剂(氯、碱金属)的石英玻璃组成。包层3紧密围绕外芯层，由纯石英玻璃组成。本实施例光纤的涂覆层采用双层涂覆工艺，拉丝速度为800-2000m/min，光纤包层的直径为125±2μm。
按照上述少模光纤的技术方案，在其所规定的范围内对光纤的参数进行设计，并通过已知的PCVD工艺等芯棒制造工艺根据光纤的设计要求制造芯棒，通过套管工艺、OVD工艺等外包工艺来完成整个预制棒的制造。
所拉制光纤的折射率剖面使用NR-9200设备(EXFO)进行测试，光纤的折射率剖面的主要参数如表1所示。
按照本发明的技术方案所制造的光纤，其在1550nm波长处支持三至六个稳定的传输模式，分别是LP01，LP11，LP21和LP31，LP41和LP51。如表2所示。
本发明另一个实施例的光纤折射率剖面图如图3所示，其主要特点在于所述的外芯层相对折射率差从该芯层中心向内外两侧递减，递减呈渐变型，外芯层最内侧相对折射率差等于或大于内芯层相对折射率差，外芯层最外侧相对折射率差等于或大于包层的相对折射率差。
表1：实施例少模光纤的结构
Figure BDA0001135189410000041
表2：实施例少模光纤的主要性能参数
Figure BDA0001135189410000042

Claims (6)

1.一种少模光纤，包括有芯层和包层，其特征在于所述的芯层包括内芯层和外芯层，所述的内芯层相对折射率差Δ1为-0.1％～0.2％，半径R1为2μm～5μm，所述的外芯层紧密围绕内芯层，外芯层相对折射率差Δ2为0.5％～1.5％，半径R2为6μm～12μm，所述包层紧密围绕外芯层，为纯石英玻璃层，半径R3为50～70μm；所述光纤在1550nm波长处支持2个以上稳定的传输模式；所述的内芯层由掺锗和氟的石英玻璃组成，内芯层锗的贡献量ΔGe为0％～0.3％，氟的贡献量ΔF为-0.2～0％；所述的外芯层由掺锗和氟的石英玻璃组成，外芯层锗的贡献量ΔGe为0.5％～1.7％，氟的贡献量ΔF为-0.2～0％。
2.按权利要求1所述的少模光纤，其特征在于所述的外芯层相对折射率差从该芯层中心向内外两侧递减，递减呈阶跃型或渐变型。
3.按权利要求1或2所述的少模光纤，其特征在于所述的内芯层和/或外芯层掺有氯。
4.按权利要求1或2所述的少模光纤，其特征在于所述的内芯层和/或外芯层掺有碱金属。
5.按权利要求4所述的少模光纤，其特征在于所述光纤在1550nm波长处支持6个稳定的传输模式，分别是LP01，LP11，LP21和LP31，LP41和LP51。
6.按权利要求5所述的少模光纤，其特征在于所述光纤的LP01模式在弯曲半径为5mm时能够保持稳定的工作。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106908894B (zh) * 2017-03-23 2020-01-07 燕山大学 一种色散平坦全固微结构光纤
CN107193082A (zh) * 2017-05-04 2017-09-22 长飞光纤光缆股份有限公司 一种超低衰减单模光纤
CN110333572B (zh) * 2019-04-15 2020-11-24 长飞光纤光缆股份有限公司 一种低衰减渐变型轨道角动量光纤
CN112882151B (zh) * 2021-01-25 2022-04-05 长飞光纤光缆股份有限公司 一种无源保偏光纤及其应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6275638B1 (en) * 1997-08-28 2001-08-14 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Dispersion-shifted fiber
CN104698534A (zh) * 2015-03-31 2015-06-10 长飞光纤光缆股份有限公司 一种低衰减少模光纤

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103941334A (zh) * 2014-04-21 2014-07-23 长飞光纤光缆股份有限公司 一种低衰耗单模光纤
CN104459876B (zh) * 2014-12-12 2017-04-12 长飞光纤光缆股份有限公司 超低衰减大有效面积的单模光纤
CN104714273B (zh) * 2015-03-31 2019-04-16 长飞光纤光缆股份有限公司 低衰减少模光纤

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6275638B1 (en) * 1997-08-28 2001-08-14 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Dispersion-shifted fiber
CN104698534A (zh) * 2015-03-31 2015-06-10 长飞光纤光缆股份有限公司 一种低衰减少模光纤

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