CN1093267C - 一种用于波分复用通信的光纤 - Google Patents

一种用于波分复用通信的光纤 Download PDF

Info

Publication number
CN1093267C
CN1093267C CN98119310A CN98119310A CN1093267C CN 1093267 C CN1093267 C CN 1093267C CN 98119310 A CN98119310 A CN 98119310A CN 98119310 A CN98119310 A CN 98119310A CN 1093267 C CN1093267 C CN 1093267C
Authority
CN
China
Prior art keywords
refractive index
optical fiber
core
outside
outer core
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
CN98119310A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1211739A (zh
Inventor
白云出
吴庆焕
宋桂林
李骁军
南宫基云
吴承薰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of CN1211739A publication Critical patent/CN1211739A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1093267C publication Critical patent/CN1093267C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/036—Optical fibres with cladding with or without a coating core or cladding comprising multiple layers
    • G02B6/03616—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
    • 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
    • G02B6/03633—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 arranged - -
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02214—Optical fibres with cladding with or without a coating tailored to obtain the desired dispersion, e.g. dispersion shifted, dispersion flattened
    • G02B6/02219—Characterised by the wavelength dispersion properties in the silica low loss window around 1550 nm, i.e. S, C, L and U bands from 1460-1675 nm
    • G02B6/02266—Positive dispersion fibres at 1550 nm
    • G02B6/02271—Non-zero dispersion shifted fibres, i.e. having a small positive dispersion at 1550 nm, e.g. ITU-T G.655 dispersion between 1.0 to 10 ps/nm.km for avoiding nonlinear effects
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/028—Optical fibres with cladding with or without a coating with core or cladding having graded refractive index
    • G02B6/0281—Graded index region forming part of the central core segment, e.g. alpha profile, triangular, trapezoidal core
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/028—Optical fibres with cladding with or without a coating with core or cladding having graded refractive index
    • G02B6/0286—Combination of graded index in the central core segment and a graded index layer external to the central core segment

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Abstract

一种用于波分复用(WDM)通信的光纤，其中包括：一个位于光纤中轴上，具有特定半径和折射率的内芯；一个形成于内芯外侧上，具有特定半径的外芯，其折射率从其内侧到外侧线性减小；一个形成于外芯外侧上，具有特定半径的包层。在具有所需色散的波段上，可以通过控制光波导的折射率，对光波导进行优化。

Description

一种用于波分复用通信的光纤
技术领域
本发明涉及一种用于波分复用(WDM)通信的光纤，特别是涉及一种具有通过调整光波导的折射率在特定波段内优化色散的截面的光纤。
背景技术
一般来说，波分复用通信是指在一条光纤中传输波长不同的多个光信号的通信方式，它可以在较宽的波段上充分利用光纤的低损耗特性。因此，目前在通信技术中波分复用的应用越来越广泛。
现在已知在上述的波分复用通信中最常用的光纤必须具有较宽的通信区来传输1550nm波段的信号。根据二氧化硅光纤的性能，由于1550nm波段的光信号在光纤芯中传输衰减最小，则具有1550nm波段的通信区的光纤的优点是衰减小。这样，当用具有能传输1550nm波段光信号的传输区的光纤进行通信时，可以延长中继器之间的间距，从而可以极大地减少对于长距离传输的维修成本。
另一个优点是，可以用光纤本身来放大1550nm波段上的光通信信号。这种光放大不但减小了外部放大器的尺寸，而且不需要外部发电机，从而可以极大地减小传输系统的尺寸。
例如，以前通常用色散位移光纤(DSF)作为具有1550nm波段的通信的光纤。在1550nm波长处色散为“0”的色散位移光纤对于传输1550nm波长的信号十分有效。一个色散位移光纤典型例子是在美国专利US-4,715,697中由Venkata.A.Bhagavatula公开的名为“低色散低衰减单模光波导”的专利。
光放大器为通过把稀土材料掺杂到光纤芯中形成的稀土离子掺杂光纤。该稀土材料通常为铒或镨。其中最常用的是把铒掺杂到光纤芯中的铒掺杂光纤(EDFA)，并可实现光通信网络。
铒掺杂光纤的特性是在1530nm波段处的增益最大，现在已知通常可用于放大的波段约为1530nm至1565nm之间。对于当前的光纤和使用该光纤的光通讯技术来说，要努力拓宽能充分利用铒掺杂光纤的放大性能，并减小不同波段上增益的差别。
目前，所生产的用于波分复用通信的单模光纤都要求使其色散倾向和零色散波长适用于1550nm的波长。但是，在这种情况下，由于非线性效应，如四波混合，使得这种波分复用通信的单模光纤限于多信道传输，因为光纤的波段与铒掺杂光纤的增益波长区段不等，又使得多信道传输更加困难。另外，由于把光纤的零色散波长设为1550nm；则色散倾向与铒掺杂光纤的增益波长不一致。如上文所述，这种具有零色散波长的光纤的局限性在于，即使色散倾向有一点改变都会引起传输质量显著变差。
为了减小上述非线性效应的增大，通过控制光纤的色散，使光纤的零色散波长不在铒掺杂光纤的增益波段内。也就是说，使光纤的零色散波长不在1350nm至1560nm的波段内，以减小或消除在当前的铒掺杂光纤的增益波段内的非线性效应如四波混合现象。
发明内容
为了解决上述问题，本发明目的之一在于，提供一种具有通过使光纤芯处的折射率一致并减小光纤芯的直径使得光纤受到外界张力的影响较小的截面的光纤。
本发明的目的之二在于提供一种具有相对较宽的非零色散波段的光纤以使在铒掺杂光纤的增益波段中的非线性效应最小化。
相应地，为了实现第一个目的，在此提供一种用于波分复用(WDM)通信的光纤，其中包括：以光纤中心线为轴心，具有预定半径及折射率的内芯；形成于内芯外表面上具有预定半径的折射率比内芯小的外芯，该外芯的折射率由内侧到外侧线性变小；形成于外芯外表面上具有预定半径的包层。
相应地，为了实现第二个目的，在此提供一种用于波分复用(WDM)通信的光纤，其中包括：以光纤中心线为轴心，具有预定半径及折射率的内芯；形成于内芯外表面上具有预定半径的折射率比内芯小的外芯，该外芯的折射率由内侧到外侧线性变小；形成于外芯外表面上具有预定半径的内包层；形成于内包层外表面上具有预定半径，且折射率比内包层低的外包层，其折射率从它的内侧到外侧线性变小。
在下文结合附图的实施例详述中，本发明的上述目的及优点将变得更加清楚。
附图说明
图1表示根据本发明的波分复用通信光纤的截面；
图2为根据本发明的波分复用通信光纤的数据指标分布图；
图3为表示根据本发明的波分复用通信光纤的折射率分布的特性曲线；
图4为表示根据本发明的波分复用通信光纤的色散和增益与波长之间关系的特性曲线；
图5为表示根据本发明波分复用通信光纤折射率的另一种分布的特性曲线。
具体实施方式
为了更加突出本发明的要点，在此只说明对于理解本发明所必要的部分，其他部分在此省略。
图1表示根据本发明的波分复用通信光纤的截面。如图1所示，该波分复用光纤的内芯12位于光纤中央半径为a0。外芯14淀积于内芯12的外表面上，其半径为b0(b0＞a0)。内包层16和外包层形成于外芯14的外表面上。图1所示的波分复用光纤结构是用淀积石英管通过改进的化学气相淀积(MCVD)依次淀积内芯12至外包层18形成的。
图1所示的内芯12的折射率为常数n1，外芯14的n2的折射率从外芯14的内侧到其外侧线性减小，在图2中明确表示出该折射率分布情况。
图2为根据本发明的波分复用通信光纤的折射率分布图。如图2所示，内芯12的折射率为常数，其直径为a0。形成于内芯外表面上的外芯折射率从其内侧到外侧线性减小，其直径为b0。形成于外芯14外侧上的内包层16的折射率等于外芯14的最小折射率，其直径为c0。形成于内包层16外侧上的外包层18的折射率明显比内包层16的折射率小。
图3为说明根据本发明的波分复用通信光纤的内芯12、外芯14、内包层16和外包层18的折射率分布的特性曲线。在此，水平轴表示光纤的半径(μm)，垂直轴表示折射率。在本发明中内芯12的折射率的分布曲线为水平线，外芯14的折射率从内到外线性减小。
现在具体说明根据本发明最佳实施例的波分复用光纤的截面结构。
具有如图1和图2截面结构的波分复用光纤通过减小由内芯12和外芯14组成的光纤的直径并增加其折射率可以使该光纤在一个宽波段(如在1530nm-1570nm波段)上色散非零。而且，由于该波分复用光纤芯的折射率一致且光纤芯的直径减小，从而它受外界张力成压力的影响较小。
图4为说明根据本发明的波分复用通信光纤的色散和增益与波长之间关系的特性曲线。根据本发明的非零色散区(NZD)对应于1530nm-1570nm波段，而在1550nm波段处的色散值为大于或等于2.0PSnm-1 km-1。
该波分复用通信光纤与通常的单模光纤相比，其折射率较高，而光纤芯的直径较小，而光纤的光学特性主要取决于其光纤芯的直径和折射率。相应地，该光纤芯的直径和折射率必须保持一致以获得稳定的光学特性。把具有本发明所述的折射率分布的光纤与具有三角形折射率分布的光纤(其中心的折射率最大)相比较，前者的光学特性随着光芯直径和折射率的变化而改变的程度比后者小。也就是说，根据本发明，由于光纤芯的折射率随着该光纤芯直径变化而改变的程度非常小，则对整个光纤的特性影响很小。
同时，为了使光纤的光学特性不受光纤弯曲的影响，光纤的截止波长必须比较大。为了增大光纤的截止波长，必须改变光纤芯的直径，或者光纤芯的结构必须为阶跃型。在本发明中，光纤外芯的折射率逐渐减小，这样由于具有三角形折射率分布的结构，从而可以改进其衰减性能。由于外芯直径的大大降低，可获得相对较大的截止波长。
图5为说明根据本发明的波分复用通信光纤的另一种折射率分布的曲线图。在此，水平轴表示光纤的半径(μm)，竖直轴表示折射率，在图5中，从光纤的轴心开始向外依次绘出内芯12、外芯14、内包层16和外包层18的折射率。在图5所示的光纤中，与图3所示的光纤相比，外包层18的折射率以预定的斜率减小。
由光纤芯与光纤包层的构成成分不同，其粘滞度也不同，使得残余应力增加，从而增加了传输损耗。但是，在本发明中，光纤的外包层和外芯的折射率向外逐渐减小，因而减小了光纤芯与包层之间粘滞度的突变。相应地减小了由于粘滞度不同而产生的残余应力，从而可以获得低损耗的光纤。
在本发明的实施例中，外芯14与外包层18的折射率下降斜率最好相同。特别地，当该斜率为0.003-0.005之间时，可以获得最佳的光学特性，比如，有较宽的非零色散区或较大的截止波长。在此，折射率的斜率可以用如下公式1表达：
Figure C9811931000071
如上文所述，本发明的光纤芯为多芯型结构，其中光纤芯由内芯和外芯组成，因内芯的折射率为常量，外芯的折射率从内向外线性减小。这样，在铒掺杂光纤的增益波长区内的色散较小，从而加大了可进行波分复用传输的波段宽度。这样，在多路复用时可加宽信道空间，可用多个波段传输，从而增加通信容量。而且，本发明的光纤具有较大的截止波长，从而减小外部张力与压力的影响。通过减小由于内包层和光纤芯之间粘滞度不平衡而产生的残余应力，可以减小光信号传输损耗。

Claims (4)

1、一种用于波分复用(WDM)通信的光纤，其特征在于，其中包括：
位于光纤中轴上具有特定半径和折射率的内芯；
形成于内芯的外表面上，具有特定的半径且折射率比内芯低的外芯，其折射率从其内侧到外侧线性减小；
内包层形成在外芯的外侧，内包层的折射率等于外芯的最小折射率；
外包层形成在内包层的外侧，外包层的折射率从其内侧到外侧线性减小；
该光纤在1550纳米波段上的色散值在2.0-4.0PSnm-1 km-1之间。
2、一种用于波分复用通信的光纤，其特征在于，其中包括：
位于光纤中轴上具有特定半径和折射率的内芯；
形成于内芯的外表面上，具有特定的半径且折射率比内芯低的外芯，其折射率从其内侧到外侧线性减小；
形成于所述外芯的外侧上，具有特定半径的内包层；
形成于内包层的外侧上，具有特定半径且折射率比内芯低的外包层，其折射率比所述内包层的折射率低，并从其内侧到外侧线性减少；
该光纤在1550纳米波段上的色散值在2.0-4.0PSnm-1 km-1之间。
3、权利要求2所述的光纤，其特征在于，所述外芯的折射率下降斜率与外包层的折射率下降斜率相同。
4、权利要求2所述的光纤，其特征在于，所述外芯或外包层的折射率下降斜率为0.003-0.005之间。
CN98119310A 1997-09-13 1998-09-11 一种用于波分复用通信的光纤 Expired - Lifetime CN1093267C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR47450/97 1997-09-13
KR1019970047450A KR19990025725A (ko) 1997-09-13 1997-09-13 파장 분할 다중 통신용 광섬유 및 그 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1211739A CN1211739A (zh) 1999-03-24
CN1093267C true CN1093267C (zh) 2002-10-23

Family

ID=19521340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN98119310A Expired - Lifetime CN1093267C (zh) 1997-09-13 1998-09-11 一种用于波分复用通信的光纤

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6307993B1 (zh)
KR (2) KR19990025725A (zh)
CN (1) CN1093267C (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100395571C (zh) * 2003-07-23 2008-06-18 Ls电线有限公司 适用于高速度大规模的wdm系统的光纤及利用该光纤的光传输线和光传输系统

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100342711B1 (ko) * 1998-12-17 2002-10-25 엘지전선 주식회사 삼중클래드의분산이동광섬유
JP4237357B2 (ja) * 1999-10-08 2009-03-11 信越化学工業株式会社 変形第１クラッドを有する光ファイバ母材の製造方法及び光ファイバ母材並びに光ファイバ
NL1018338C2 (nl) * 2001-06-20 2002-12-30 Draka Fibre Technology Bv Optische vezel.
KR100602755B1 (ko) * 2004-07-08 2006-07-20 엘에스전선 주식회사 영분산 파장이 단파장대로 이동된 광섬유, 이를 이용한광전송선 및 광통신 시스템
KR100858672B1 (ko) * 2006-11-22 2008-09-16 주식회사 이오테크닉스 광섬유 유닛

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4070091A (en) * 1976-04-16 1978-01-24 Northern Telecom Limited Optical fibre with enhanced security
US4560247A (en) * 1983-07-01 1985-12-24 Quartz Et Silice Large bandwidth optical fibers
CN1138702A (zh) * 1994-10-17 1996-12-25 康宁股份有限公司 性能提高的光波导
EP0755924A1 (en) * 1995-07-25 1997-01-29 Stichting voor de Technische Wetenschappen Transportvehicles for macromolecules

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4715679A (en) 1981-12-07 1987-12-29 Corning Glass Works Low dispersion, low-loss single-mode optical waveguide
JPS6252508A (ja) * 1985-09-02 1987-03-07 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光フアイバ
US4852968A (en) * 1986-08-08 1989-08-01 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Optical fiber comprising a refractive index trench
FR2724234B1 (fr) * 1994-09-05 1997-01-03 Alcatel Fibres Optiques Fibre optique monomode a dispersion decalee
FR2728692B1 (fr) * 1994-12-23 1997-01-31 Alcatel Fibres Optiques Fibre optique monomode
US5835655A (en) * 1995-01-26 1998-11-10 Corning Incorporated Large effective area waveguide fiber
BR9500990A (pt) * 1995-03-28 1995-08-01 Abc Algar Guia de onda ótico
JPH10186156A (ja) * 1996-12-26 1998-07-14 Furukawa Electric Co Ltd:The 階段型分散シフト光ファイバ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4070091A (en) * 1976-04-16 1978-01-24 Northern Telecom Limited Optical fibre with enhanced security
US4560247A (en) * 1983-07-01 1985-12-24 Quartz Et Silice Large bandwidth optical fibers
CN1138702A (zh) * 1994-10-17 1996-12-25 康宁股份有限公司 性能提高的光波导
EP0755924A1 (en) * 1995-07-25 1997-01-29 Stichting voor de Technische Wetenschappen Transportvehicles for macromolecules

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100395571C (zh) * 2003-07-23 2008-06-18 Ls电线有限公司 适用于高速度大规模的wdm系统的光纤及利用该光纤的光传输线和光传输系统

Also Published As

Publication number Publication date
KR100433297B1 (ko) 2005-08-05
US6307993B1 (en) 2001-10-23
KR19990029630A (ko) 1999-04-26
KR19990025725A (ko) 1999-04-06
CN1211739A (zh) 1999-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6169837B1 (en) Dispersion-flattened optical fiber
US6263138B1 (en) Optical fiber for compensating chromatic dispersion of a positive chromatic dispersion optical fiber
AU671729B2 (en) Optical fiber for wavelength division multiplexing
JP3715104B2 (ja) 光ファイバ
US5838867A (en) Dispersion compensating fiber and optical transmission system including the same
US5361319A (en) Dispersion compensating devices and systems
KR100401032B1 (ko) 에르븀 증폭기 영역내에서 음성 분산 및 낮은 경사를 갖는광섬유
EP1149479B1 (en) Optical system and method having low loss and non-linear effects
JP3760557B2 (ja) 分散補償ファイバ及びそれを含む光伝送システム
US6654531B2 (en) Dispersion-compensating module
EP1076946A1 (en) Dispersion managed optical waveguide and system with distributed amplification
CA2340675C (en) Low dispersion singlemode optical fiber with non-constant index profile
JP5112582B2 (ja) 正の波長分散を備えるｎｚ−ｄｓｆファイバの波長分散補償のためのファイバ
JP2002526806A (ja) 大きな有効面積を備えるシングルモード分散シフト光ファイバー
EP1314268B1 (en) Optical transmission link with low slope, raman amplified fiber
CN1093267C (zh) 一种用于波分复用通信的光纤
US20030142939A1 (en) Unit for compensating the chromatic dispersion in a reconfigurable manner
US6643438B1 (en) Optical fiber with compensation of chromatic dispersion
US6898361B2 (en) Dispersion-compensating optical fiber and optical transmission line
JP2002182056A (ja) 分散補償光ファイバ、並びに、それを含む光伝送路及び分散補償モジュール
KR100488625B1 (ko) 파장분할다중화시스템에사용하기적합한광파이버로구성된제품

Legal Events

Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CX01 Expiry of patent term
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20021023