CN1100273C - 色散补偿单模波导及其制造方法 - Google Patents

色散补偿单模波导及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1100273C
CN1100273C CN97190992A CN97190992A CN1100273C CN 1100273 C CN1100273 C CN 1100273C CN 97190992 A CN97190992 A CN 97190992A CN 97190992 A CN97190992 A CN 97190992A CN 1100273 C CN1100273 C CN 1100273C
Authority
CN
China
Prior art keywords
layering
fiber
microns
optical fiber
glass
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 - Fee Related
Application number
CN97190992A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1198219A (zh
Inventor
A·约瑟夫·安托斯
乔治·E·伯基
丹尼尔·W·豪特夫
G·托马斯·霍姆斯
刘彦明
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.)
Corning Inc
Original Assignee
Corning Inc
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 Corning Inc filed Critical Corning Inc
Publication of CN1198219A publication Critical patent/CN1198219A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1100273C publication Critical patent/CN1100273C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • 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
    • G02B6/03661—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 4 layers only
    • G02B6/03666—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 4 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
    • G02B6/02004—Optical fibres with cladding with or without a coating characterised by the core effective area or mode field radius
    • 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
    • G02B6/02252—Negative dispersion fibres at 1550 nm
    • G02B6/02261—Dispersion compensating fibres, i.e. for compensating positive dispersion of other fibres
    • 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
    • G02B6/03661—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 4 layers only
    • 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
    • G02B6/0228—Characterised by the wavelength dispersion slope properties around 1550 nm
    • 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)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

设计一种色散补偿单模光纤，以将链路的波长工作窗从1310纳米改变至1550纳米。该色散补偿光纤的特征是纤芯玻璃区的折射率至少由三个分层组成(2，4，6，8)。波导中心上的分层(2)具有正的相对折射率。至少有一个远离波导中心线的分层具有负的相对折射率。

Description

色散补偿单模波导及其制造方法
发明背景
本发明涉及一种具有受控负总色散和相当大有效面积的单模光纤。特别是，该单模波导的总色散小于-100皮秒/纳米-千米。
有几种因素综合起来使1500纳米至1600纳米的波长范围成为包含光纤的电信系统的最佳范围。这些因素是：
可以在1550纳米附近的波长窗中获得可靠的激光器；
在1530纳米至1570纳米的波长范围内提供了最佳增益曲线的光纤放大器的发明；
可以获得能在该波长范围内对信号进行波分复用的系统；以及
可以获得这样的光纤，它们具有较低的色散，以便在该波长范围上补充非常低的衰减。
技术上的这些进步使信息率很高的多信道电信系统成为可能，这些系统在用电子方式再生信号的台之间具有很大的间距。
但是，许多电信系统设备是在使1550纳米成为最佳工作窗的技术进步之前生产的。这些早期的系统主要设计用于中心在1310纳米附近的波长范围。设计包括工作波长在1310纳米附近的激光器以及零色散波长在1310附近的光纤。这些系统中的光纤在1310纳米附近具有局部衰减最小值，但1550纳米处的最小理论值约为1310纳米处的一半。
已找到一种对策使这些较老的系统与新型激光器、放大器和多路复用技术兼容。如Antos等人在美国专利第5,361,319号中所揭示的以及其中引用的参考文献进一步讨论的，该对策的本质特点是通过向每条光纤链路插入一段可在1550纳米处对链路的总色散进行补偿的光纤，以克服相当大的总色散。这里使用的术语“链路”被定义为跨越信号源(即，发射机或电子信号再生器)与接收机或另一电子信号再生器之间距离的光纤长度。
Antos的＇319号专利叙述了一种色散补偿光纤，该光纤的纤芯折射率分布在1550纳米处提供大约-20皮秒/纳米-千米的色散。本领域约定的色散符号规则是，如果波长较短的光在波导中具有较快的速度，那么称波导色散为正。由于在1310纳米附近具有零色散波长的光纤在大约1550纳米处的色散约为15皮秒/纳米-千米，所以在1550纳米处完全补偿总色散所需的色散补偿光纤长度为原链路长度的0.75。因此，例如链路长度为50千米的光纤在1550纳米处的总色散为15皮秒/纳米-千米×50千米＝750皮秒/纳米。为了有效地消除该色散，需要长度为750皮秒/纳米÷20皮秒/纳米-千米＝32.5千米的色散补偿光纤。
由色散补偿波导引入链路的附加衰减必须用一光放大器进行弥补。在链路中引进另外的电子再生器并不廉价。另外，色散补偿光纤的成本是光纤总成本的重要部分。必须将所需的较长色散补偿波导制成对环境稳定的占据相当空间的组件(package)。
由于补偿光纤的设计通常在纤芯区具有较多的改变折射率的掺杂剂，所以一般来说其衰减大于链路中标准光纤的衰减。
改进后激光器以及光放大器使信号的功率电平较高，这连同波分复用技术增加了由非线性光学效应限制链路长度或数据传输率的可能性。增加光纤的有效面积(Aeff)可以限制这些非线性效应的影响。有效面积Aeff＝2π(∫E2rdr)2/(∫E4rdr)，其中积分限为0至∞，而E是与被传播光相关的电场。因非线性效应引起的畸变依赖于P×n2/Aeff形式的项，其中P是信号功率，而n2是非线性的折射率常数。因此，在设计色散补偿光纤时，必须注意确保补偿光纤的Aeff足够大，以便补偿光纤不会在链路中引起明显的非线性效应。如果补偿光纤的Aeff小于链路中原有光纤的Aeff，那么可以将补偿光纤放在信号功率较低的链路位置处，从而使非线性效应最小。另外，在许多链路中，Aeff较小的补偿光纤是链路总长度的一小部分，所以对信号的非线性畸变没有明显的贡献。
因此，需要一种色散补偿光纤：
其长度是链路长度的一小部分，例如小于15％；
其衰减足够小，不需要单独用来弥补补偿光纤衰减的附加的信号放大器；并且
其有效面积足够大，可以防止补偿光纤中的非线性色散效应成为一限制因素。定义
-有效面积为Aeff＝2π(∫E2rdr)2/(∫E4rdr)，其中积分限为0至∞，而E是与被传播光相关的电场。
-非线性鉴别因子(discriminator factor)由下式确定：Gn1＝n2/Aeff(exp[D1×L1/Dd/α]-1)/α，其中n2是非线性折射系数，D1是最适于在1310纳米附近工作的波导部分的色散，L1是与D1对应的长度，Dd是补偿光纤的色散，而α是色散补偿光纤的衰减。根据基本定义，Gn1的这一表示式导出了Gn1～n2/Aeff(有效长度×输出功率)的关系。根据光纤长度和衰减α表示有效长度和输出功率。通过要求D1×L1＝Dd×Ld，将补偿光纤引入等式。由于Gn1是诸如系统结构、放大器间距、Dd/α和n2/Aeff等系统因素的组合，所以它是评价链路效率时的一个有用的量。
                           发明内容
这里揭示的本发明满足了对改进的色散补偿光纤的需要。Bhagavatula的美国专利第4,715,679号和Liu的美国专利申请第08/378,780号介绍了一种分层心折射率分布，已发现只有它适于色散补偿光纤。
本发明的第一方面是一种单模光纤，它具有中心纤芯玻璃区和包层玻璃的周围层。纤芯玻璃区至少有三个分层，每个分层用折射率分布、半径r和Δ％来表征。％折射率Δ定义为％Δ＝[(n1 2-nc 2)/2n1 2]×100，其中n1是纤芯折射率，而nc是包层折射率。除非另作说明，n1是用％Δ表征的纤芯区中的最大折射率。每个分层的半径是从光纤的中心线量至该分层离中心线最远的点。一分层的折射率分布给出了该分层在各径向点处的折射率值。在本发明的该第一方面中，第一分层的Δ百分数Δ1％为正，并且至少有另一分层的Δ％为负。选择各分层的半径和Δ％，以便在1550纳米处提供不大于-150皮秒/纳米-千米的负的总色散。
在该第一方面的一个实施例中，纤芯玻璃区具有三分层，并且第二分层具有负的Δ％。在一较佳实施例中，各分层的半径范围从第一分层开始向外分别为大约1.05至1.5微米、5.8至8微米以及8.8至11微米，而各分层的Δ％范围从第一分层开始向外分别为大约1.45至2％、-0.3至-0.5％以及0.35至0.6％，从而在1550纳米处提供不小于大约30微米2的有效面积。可以获得大于60微米2的有效面积。
在该第一方面的另一实施例中，纤芯玻璃区有四分层，并且第二和第四分层具有负的Δ％。在一较佳实施例中，各分层的半径范围从波导中心开始向外分别为大约1.45至1.5微米、5.8至8微米、9至11微米以及13至17微米。各分层对应的Δ％范围分别为大约1.45至1.5％、-0.5％、0.5至0.6％以及-0.5％。这些较佳的纤芯分布在1550纳米处提供了不小于30微米2的Aeff。由这些纤芯分布提供的色散斜率2.4至13.6皮秒/纳米-千米是相当小的。
在本发明该方面的另一实施例中，纤芯玻璃区有四分层，从光纤中心开始，用1至4编号。各分层对应的相对折射率百分数的顺序为Δ1％＞Δ3％＞Δ4％＞Δ2％，其中Δ2％为负。各Δ％分别为：Δ1％为2.0％，Δ2％为-0.3％，Δ3％为0.35，而Δ4％为0至0.1％，并且与这些Δ％相关的半径范围分别为：r1大约为1.1微米，r2大约为5.6至6微米，r3大约为8至8.8微米，而r4大约为10微米。在该实施例中，总色散斜率为负，用它来抵销在1310纳米窗口工作的原有链路光纤的正斜率。一般，总色散的负斜率在大约-0.1至-2.4皮秒/纳米2-千米的范围内。
本发明的第二方面是一种单模光纤链路，该链路由设计在1310纳米窗口工作的第一分层单模光纤和一分层色散补偿单模光纤组成。选择色散补偿光纤在1550纳米处的长度与总色散的乘积，将其与第一分层光纤之长度与色散的乘积代数相加，以产生该链路总色散的预选值。最好在1550纳米处选择预选值为0，以便在该窗口提供最低的总色散。如果对1550纳米窗工作来说，四波混合或自相位调制是一个已被预料到的问题，那么可以把1550纳米处的总色散选择为较小的正数。
将色散补偿光纤的衰减保持一较小值，从而使衰减不会变成链路数据率的限制因素。另外，Aeff应该足够大，至少为30微米2，从而色散补偿光纤不会引起明显的非线性色散效应。把补偿光纤总色散与衰减之比以及Aeff结合在一个函数中，该函数描述了一个鉴别因子，在本领域中它由上面定义的Gn1表示，是补偿光纤关于非线性色散效应性能的量度。
本发明该方面的一个实施例包括一种色散补偿光纤，其总色散Dd不大于-150皮秒/纳米-千米，Aeff≥30微米2，并且Dd/α的数值≥250皮秒/纳米-分贝。
由于补偿光纤的总色散是一个较大的负数，所以达到链路总色散预选值所需的补偿光纤的长度一般小于链路长度的15％，并且可以小于链路长度的5％。
本发明的第三方面是一种制造单模光纤的方法，其中所述单模光纤在1550纳米处对原先为在1310纳米窗口工作而设计的链路中的色散进行补偿。用本领域中几种技术中的任何一种都可以制造这样的拉丝预制棒，该预制棒包括中心纤芯玻璃区和包裹在周围的包层玻璃层，其中纤芯玻璃区具有本发明第一方面所述的性质。所述技术包括内部和外部化学汽相沉积法、轴向化学汽相沉积法，以及本领域中对这些技术的任何变化。在石英玻璃基体中使用诸如氧化锗等掺杂剂可以形成具有正的相对折射率的纤芯区。使用诸如氟等掺杂剂可以形成具有负的相对折射率的纤芯区。
已经发现用大于约100克的拉丝张力可得出比在较小张力下拉丝的相似光纤更好的总色散对衰减的比值。为了限制因弯曲而产生的损耗，外直径最好大于约125微米。由诸如成本和所需光缆大小等实际限制决定了外直径的上限。实际上限约为170微米。
为了限制因剩余的被覆层应力产生的衰减，可以将经被覆的光纤松弛地绕在线轴上，并进行热处理。为了获得最有效的应力消除，线轴的大小应大于约45厘米。将光纤绕到线轴上所用的卷绕张力小于大约20克。较佳的缠绕方法是在将光纤绕到线轴上之前使光纤呈悬链结构。
已经发现至少在比聚合物的璃态转变温度大30℃的温度Tg下对聚合物被覆层进行热处理并持续1至10小时可以就测试中所用的被覆层类型和厚度有效地消除剩余的被覆层应力。对于在制造本文描述的光纤进所用的厚度约60微米的受紫外线固化的丙烯酸树脂被覆层，发现约5小时的保持时间是有效的。
应该理解，这里叙述的热处理方法包括温度和时间的限制，这些限制适用于光纤制造的若干种聚合物被覆层类型和厚度中的任何一种。
                        附图概述
图1是对新颖纤芯区折射率分布曲线的一般表示。
图2是新颖纤芯区折射率分布曲线的特殊实施例。
图3是对体现一新颖纤芯分布实施例的拉丝预制棒所作的测量。
图4a示出了一族关于鉴别因子对总色散与衰减之比的曲线。
图4b示出了因补偿光纤引起的系统损耗对总色散与衰减之比的依赖关系。
                       本发明的详细描述
分层心光纤设计对于特殊电信系统要求的广泛适用性是由分层心概念提供的适应性带来的。纤芯分层的数仅受纤芯直径以及会影响光在波导中传播的最窄纤芯分层的限制。另外众所周知，宽度、布置、折射率分布以及纤芯分层的相对位置(例如相对于波导长轴的中心线)都会影响分层心光纤的性能。大量的分层的排列和组合说明了分层心设计的适应性。
此处揭示并描述的本发明解决的问题是，使设计在1310纳米窗中工作的电信系统升级，以便在1550纳米波长窗中工作，无需对系统进行大检修。对该问题的解决办法是使用色散补偿光纤，这种光纤容易插入通信链路，并且其总色散特性、衰减以及Aeff允许在1550纳米附近的工作窗中进行高数据率传输。特别是，补偿光纤必须具有能基本上消除链路1310纳米部分的1550纳米窗色散的色散特性。补偿光纤应该具有足够低的衰减，以便补偿光纤插入链路不会要求对信号再生。在某些情况下，可能需要光放大。补偿光纤的Aeff应该足够大，以便补偿光纤不会就非线性效应变成限制数据率的因素。
图1示出了满足这些要求的一般的纤芯区折射率的分布。图中示出了四个分层2、4、6、和8。在本发明的一个实施例中，分层8的折射率等于包层10的折射率，这样纤芯玻璃区具有三个分层。本发明不限于三个分层或四个分层的纤芯折射率分布。但是，就制造成本而言，满足系统需要的最简单分布是较好的。
虚线7表示可以对分层折射率分布所作的变化，该变化基本上不改变光纤的性能。可以使分布曲线的角圆滑。例如，分布曲线中心的形状可以为三角形或抛物线形。只有一层需要有负的Δ％。对分布曲线微小变化或扰动之作用的另一种表述是，各分层的Δ％、底部宽度以及外半径是确定光纤特性的更为重要的因素。
表1示出了用来评估光纤性能对纤芯分层布置和Δ％的灵敏性所进行的计算机模型研究。折射率分布1至5按照图1所示的四层纤芯区的折射率分布。折射率分布6是三分层分布，它具有除了图1中最后一个分层8之外的所有特征。
表1
折射率1 折射率2 折射率3 折射率4 折射率5 折射率6
色散皮秒/纳米-千米 -430 -549 -475 -220 -310 -327
色散斜率皮秒/纳米2-千米 6.3 9.8 10.6 2.4 13.6 4.2
Aeff微米2 78 104 132 58 208 72
截止  微米 2.2 2.3 1.9 2.0 1.9 1.9
Δ1％ 1.5 1.5 1.45 1.5 1.5 2.0
r1微米 1.5 1.5 1.5 1.5 1.45 1.05
Δ2％ -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.3
r2微米 6.5 7 8 5.8 8 6
Δ3％ 0.5 0.5 0.5 0.6 0.6 0.35
r3微米 10.5 11 11 9 11 8.8
Δ4％ -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 0
r4微米 13 13 17 13 17 -
表1示出了设计的若干优点。它们是：
-对于所有被研究的折射率分布，都可以获得非常大的负色散以及较大的Aeff；
-截止波长对分层参数的变化很不敏感；
-减小分层2的半径可以有效地减小总色散斜率；以及
-三分层纤芯可以满足许多系统结构的需要。
还应注意，如果系统需要更小的负总色散，则可以获得更小的总色散斜率。
表2
折射率21 折射率22 折射率23
色散皮秒/纳米-千米 -310 -280 -273
色散斜率皮秒/纳米2-千米 -0.1 -2.4 -1.2
Aeff微米2 25 19 22
截止微米 2.0 1.9 1.9
Δ1％ 2.0 2.0 2.0
r1微米 1.1 1.1 1.1
Δ2％ -0.3 -0.3 -0.3
r2微米 5.5 6 5.5
Δ3％ 0.35 0.35 0.35
r3微米 8 8.8 8.3
Δ4％ 0.1 0 0
r4微米 10 - -
图2中所示的折射率分布新颖曲线实施例再次示出了四个分层：12、14、16和18纤芯玻璃区。将包层玻璃层表示成结构20。该设计的主要特点是：与图1设计相比，中心分层的相对折射率较高；只有一个分层相对折射率部分为负的14；以及相对于图1所示的设计，减小了分层14、16和18的半径。将分层位置移近波导中心线的一个作用是减小Aeff。
按照图2所示设计纤芯玻璃区的折射率分布21。折射率分布22和23类似于图2所示的折射率分布，但在这两种情形中，分层18的Δ％为零。表2示出了计算机模型研究，以对可以在色散补偿光纤中产生负总色散斜率的纤芯区折射率分布曲线的性能作出评价的结果。补偿光纤中负总色散斜率的作用是至少抵消一部分链路剩余部分的正斜率，从而降低在1550纳米工作窗波长上的链路色散斜率。表2中的数据表示当获得负色散斜率时，Aeff较低。因此这种补偿波导设计将被用在只需要一小分层补偿光纤的情况或者非线性色散效应不重要的情况(诸如信号功率密度较低的链路部分)下。举例-具有较大Dd/α的三分层分布
制备一根光纤预制棒，它具有如图3所示的三分层纤芯玻璃区折射率分布。中心分层22的Δ％为1.83。分层24具有负的Δ％，为-0.32％。分层26的相对折射率为0.32％。分层的半径以毫米为单位，从水平轴读出，并用最后的光纤外直径155微米将它们转换成光纤相当量。拉丝张力平均约200克。将所得的光纤松弛地绕在直径为46毫米的线轴上，并在50℃温度下对其处理10小时。
总色散为-214皮秒/纳米-千米，并且衰减为0.6分贝/千米，从而得到Dd/α为356皮秒/纳米-分贝。有效面积为50微米2。具有该纤芯结构的波导的色散斜率最好在-2至+2皮秒/纳米2-千米范围内。
图4a示出了以上定义的非线性鉴别因子Gn1对Dd/α的曲线图。所得的曲线族32允许预测Dd/α比值所给出的系统性能。参照上述关于Gn1的等式，显然可见当Dd/α变大时，Gn1变小。因此，从系统的观点来看，可以由Dd/α比值估计光纤性能。另外，从图4a曲线图中，可以直接读出色散补偿光纤中色散对衰减的交换关系。例如，如果某一特定系统只有在Gn1小于约30时才能工作，那么当衰减在0.29分贝/千米和3.2分贝/千米之间变化时，补偿光纤的色散可以在-150和-400皮秒/纳米-千米之间变化。
图4b中所示的曲线图也可用来评价色散补偿光纤的性能。y轴是因色散补偿光纤引入链路的总损耗。x轴是Dd/α比值。所画的曲线34假设为1310纳米工作窗设计的原有系统具有100千米长度，并且在1550纳米处的色散为17皮秒/纳米-千米。当Dd/α增大时产生的损耗得到奇迹般的改善，这说明该比值对估计色散补偿光纤性能的价值。
尽管以上揭示并描述了本发明的特殊实施例，但本发明的范围仅受以下权利要求书的限制。

Claims (14)

1.一种单模光纤，包括：
纤芯玻璃区，它位于光纤的长轴中心线的周围，至少包括三个分层，每个分层都有一个折射率分布，第一分层的位置包括波导中心线，半径r1从中心线延伸至所述第一分层离中心线最远的点，并且相对折射率百分数为Δ1％，而其它彼此相邻的分层从所述第一分层沿径向向外延伸，其各自的半径ri从中心线延伸至所述第i分层离中心线最远的点，并且相对折射率百分数为Δi％，i＝2至n，其中n是所述分层的数目，
所述第一分层的位置关于光纤长轴对称，其中Δ1％为正，并且
至少有一个分层的Δi％为负；和
包层玻璃层，它围绕在所述纤芯玻璃区周围，其折射率nc至少小于一部分所述纤芯玻璃区的折射率；其特征在于，
选择各个半径r1和ri以及相对折射率百分数Δ1％和Δi％，以便在1550纳米处提供-150～-540皮秒/纳米-千米范围内的预选负总色散。
2.如权利要求1所述的单模光纤，其特征在于，所述纤芯玻璃区包括三个分层，并且第二分层具有负的Δ％。
3.如权利要求2所述的单模光纤，其特征在于，各个分层的半径范围从第一分层开始向外分别为大约1.05至1.5微米、5.8至8微米以及8.8至11微米，而各个分层的Δ％范围从第一分层开始向外分别为大约1.45至2％、-0.3至-0.5％以及0.35至0.6％，从而在1550纳米处提供不小于大约30微米2的有效面积Aeff。
4.如权利要求1所述的单模光纤，其特征在于，所述纤芯玻璃区包括四个分层，并且所述纤芯玻璃区的第二分层和第四分层都具有负的Δ％。
5.如权利要求4所述的单模光纤，其特征在于，各分层的半径范围从第一分层开始向外分别为大约1.45至1.5微米、5.8至8微米、9至11微米以及13至17微米，而各分层的Δ％范围从第一分层开始向外分别为大约1.45至1.5％、-0.5％、0.5至0.6％以及-0.5％，从而在1550纳米处提供不小于大约30微米2的有效面积Aeff。
6.如权利要求5所述的单模光纤，其特征在于，总色散斜率在大约-2.4至13.6皮秒/纳米2-千米的范围内。
7.如权利要求1所述的单模光纤，其特征在于，所述纤芯玻璃区具有四个分层，从所述第一分层开始用1至4对分层编号，并且Δ1％＞Δ3％＞Δ4％＞Δ2％，其中Δ2％为负。
8.如权利要求7所述的单模光纤，其特征在于，各分层的半径范围从第一分层开始分别为大约1.1微米、5.5至6微米、8至8.8微米和10微米，而各分层的Δ％范围从第一分层开始分别为大约2.0％、-0.3％、0.35％和0至0.1％，从而提供了负的总色散斜率。
9.如权利要求8所述的单模光纤，其特征在于，负的总色散斜率在大约-0.1至-2.4皮秒/纳米2-千米的范围内。
10.如权利要求1所述的单模光纤，其特征在于，所述包层玻璃层具有一外直径，此外直径在大约125至170微米的范围内。
11.一种用于制造色散补偿单模光纤的方法，包括以下步骤：
形成一拉丝预制棒，它具有纤芯玻璃区和在其周围的包层玻璃层，其中所述纤芯玻璃区位于光纤的长轴中心线的周围，至少包括三个分层，每个分层都有一个折射率分布，第一分层的位置包含波导中心线，半径r1从中心线延伸至所述第一分层离所述中心线最远的点，并且折射率百分数为Δ1％，而其它彼此相邻的分层从所述第一分层沿径向向外延伸，其各自半径ri从所述中心线延伸至所述第i分层离中心线最远的点，并且相对折射率百分数为Δi％，i＝2至n，其中n是所述分层的数目，所述第一分层的位置关于光纤长轴对称，其中Δ1％为正，并且至少有一个分层的Δi％为负；而所述包层玻璃层在所述纤芯玻璃区周围，其折射率nc至少小于一部分所述纤芯玻璃区的折射率；
将所述预制棒拉丝成具有预选外直径的光纤；
对所述光纤至少被覆一层聚合物材料，并且
对所述被覆光纤热处理，以基本上消除残留在被覆层中的应力，其特征在于，
在形成拉丝预制棒的步骤中，选择各半径r1和ri以及相对折射率百分数Δ1％和Δi％，以便在1550纳米处提供-150～-540皮秒/纳米-千米范围内的预选负总色散；以及
在拉丝步骤中，拉丝张力大于约100克。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述预选的光纤外直径在大约125微米至170微米的范围内。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述热处理步骤包括以下步骤：
将所述光纤绕在一个线轴上，所述线轴的直径大于约45厘米，其中盘绕张力小于约20克；
将所述光纤加热至一预选温度；并且
将所述光纤在所述预选温度下保持一分层时间，该时间范围在1至10小时内。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述预选温度至少比聚合物被覆层的璃态转变温度Tg高30℃。
CN97190992A 1996-07-31 1997-07-14 色散补偿单模波导及其制造方法 Expired - Fee Related CN1100273C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US2329796P 1996-07-31 1996-07-31
US60/023,297 1996-07-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1198219A CN1198219A (zh) 1998-11-04
CN1100273C true CN1100273C (zh) 2003-01-29

Family

ID=21814263

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN97190992A Expired - Fee Related CN1100273C (zh) 1996-07-31 1997-07-14 色散补偿单模波导及其制造方法

Country Status (10)

Country Link
EP (1) EP0857313A4 (zh)
JP (2) JP3267302B2 (zh)
KR (1) KR100443213B1 (zh)
CN (1) CN1100273C (zh)
AU (1) AU714957B2 (zh)
BR (1) BR9706588A (zh)
CA (1) CA2221737A1 (zh)
RU (1) RU2171484C2 (zh)
TW (1) TW445384B (zh)
WO (1) WO1998004941A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6925239B2 (en) 2003-10-28 2005-08-02 Yangtze Optical Fibre And Cable Co., Ltd. High performance dispersion compensating optical fibers and manufacturing method for the same
CN101718888B (zh) * 2009-11-06 2012-08-15 长飞光纤光缆有限公司 一种色散补偿光纤及其模块

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR9907943A (pt) * 1998-02-23 2000-10-24 Corning Inc Guia de onda verificada por baixa dispersão de inclinação
US6711331B2 (en) 1998-07-07 2004-03-23 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical fiber
CA2336941A1 (en) * 1998-07-07 2000-01-13 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical fiber
US6233387B1 (en) 1998-11-30 2001-05-15 Corning Incorporated Broadband pulse-reshaping optical fiber
EP1054275B1 (en) * 1998-12-03 2008-05-07 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Dispersion equalization optical fiber and optical transmission line including the same
FR2790108B1 (fr) * 1999-02-18 2001-05-04 Cit Alcatel Fibre optique a grande surface effective et a forte dispersion chromatique
JP4080164B2 (ja) * 1999-04-13 2008-04-23 住友電気工業株式会社 光ファイバ及びそれを含む光通信システム
EP1107028A4 (en) 1999-05-17 2007-08-22 Furukawa Electric Co Ltd OPTICAL FIBER AND OPTICAL TRANSMISSION LINE INCLUDING OPTICAL FIBER
WO2001001178A1 (fr) * 1999-06-25 2001-01-04 The Furukawa Electric Co., Ltd. Fibre optique a compensation de dispersion et ligne de transmission optique renfermant cette fibre
FR2795828B1 (fr) * 1999-06-29 2001-10-05 Cit Alcatel Fibre optique pour la compensation de la dispersion chromatique d'une fibre optique a dispersion chromatique positive
US6430347B1 (en) 1999-09-30 2002-08-06 Corning Incorporated Dispersion and dispersion slope compensated fiber link
CN1178080C (zh) 2000-02-25 2004-12-01 古河电气工业株式会社 低色散光纤和采用这种低色散光纤的光传输系统
US6813430B2 (en) 2000-02-29 2004-11-02 Fujikura, Ltd. Dispersion-compensating optical fiber and hybrid transmission line
DE10010783A1 (de) * 2000-03-04 2001-09-06 Deutsche Telekom Ag Breitbandige WDM-Faser mit flachem Dispersionsverlauf im zweiten optischen Fenster
US6445864B2 (en) * 2000-03-24 2002-09-03 Corning Incorporated Dispersion compensating optical fiber
DE60137119D1 (de) 2000-03-30 2009-02-05 Corning Inc Dispersionsneigungkompensierender lichtwellenleiter
CN100399076C (zh) * 2000-05-31 2008-07-02 康宁股份有限公司 色散斜率补偿光纤
JP4024461B2 (ja) 2000-07-14 2007-12-19 富士通株式会社 分散補償光ファイバ
JP2004519701A (ja) 2000-08-16 2004-07-02 コーニング・インコーポレーテッド 大なる実効面積、低分散且つ低分散傾斜を有する光ファイバ
KR100384900B1 (ko) * 2001-04-06 2003-05-23 엘지전선 주식회사 분산 기울기 보상용 광섬유
JP4413456B2 (ja) * 2001-08-27 2010-02-10 古河電気工業株式会社 負分散光ファイバおよび該負分散光ファイバを用いた光伝送路
US6937805B2 (en) 2001-10-26 2005-08-30 Fujikura, Ltd. Dispersion compensating fiber and dispersion compensating fiber module
JP2003270469A (ja) * 2002-03-08 2003-09-25 Fitel Usa Corp 高い良度指数を有する分散−補正ファイバ
US6975801B2 (en) 2002-07-15 2005-12-13 Corning Incorporated Dispersion compensating fiber for low slope transmission fiber and optical transmission line utilizing same
FR2845486B1 (fr) * 2002-10-07 2005-01-28 Cit Alcatel Fibre optique a compensation de dispersion chromatique
FR2871899B1 (fr) 2004-06-22 2006-09-15 Alcatel Sa Fibre optique a compensation de dispersion chromatique
WO2009070232A1 (en) * 2007-11-29 2009-06-04 Corning Incorporated Fiber cure with extended irradiators and non linear path
CN101201431B (zh) * 2007-12-20 2010-06-02 烽火通信科技股份有限公司 宽带色散补偿光纤、其制造方法及宽带色散补偿模块
CN101498811B (zh) * 2008-12-30 2010-04-14 长飞光纤光缆有限公司 一种高色散系数的色散补偿光纤
US8218928B2 (en) * 2009-04-23 2012-07-10 Ofs Fitel, Llc Spatial filtering of higher order modes in multimode fibers
CN102243336B (zh) 2011-07-25 2013-06-05 长飞光纤光缆有限公司 一种色散补偿光纤
CN110045456B (zh) * 2019-03-01 2020-10-27 江苏永鼎股份有限公司 一种超低损耗大有效面积的单模光纤及其制备方法

Family Cites Families (16)

* 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
GB2138429B (en) * 1983-03-15 1987-07-15 Standard Telephones Cables Ltd Plastics coated glass optical fibres
EP0129372A3 (en) * 1983-06-20 1987-04-15 Imperial Chemical Industries Plc Improved optical fibre cable
JPH0766097B2 (ja) * 1987-01-23 1995-07-19 日本電信電話株式会社 光フアイバ心線の曲がりぐせ修正方法およびそのスリ−ブ
JPS63225562A (ja) * 1987-03-16 1988-09-20 Furukawa Electric Co Ltd:The 光フアイバコイルの製造方法
US5261016A (en) * 1991-09-26 1993-11-09 At&T Bell Laboratories Chromatic dispersion compensated optical fiber communication system
JP3098828B2 (ja) * 1991-12-09 2000-10-16 住友電気工業株式会社 分散シフトファイバ及びその製造方法
US5361319A (en) * 1992-02-04 1994-11-01 Corning Incorporated Dispersion compensating devices and systems
EP0598554B1 (en) * 1992-11-18 1999-05-12 AT&T Corp. Negative dispersion optical fiber
US5448674A (en) * 1992-11-18 1995-09-05 At&T Corp. Article comprising a dispersion-compensating optical waveguide
JP2985627B2 (ja) * 1993-12-28 1999-12-06 住友電気工業株式会社 分散補償ファイバ及びその製造方法
JPH07230015A (ja) * 1994-02-17 1995-08-29 Furukawa Electric Co Ltd:The 分散シフト型シングルモード光ファイバと分散シフト型シングルモード光ファイバ用母材と分散シフト型シングルモード光ファイバ用母材の製造方法
JPH07261048A (ja) * 1994-03-23 1995-10-13 Sumitomo Electric Ind Ltd 分散補償ファイバ
JPH08136758A (ja) * 1994-09-13 1996-05-31 Furukawa Electric Co Ltd:The 波長多重伝送用分散補償光ファイバ
US5553185A (en) * 1994-12-27 1996-09-03 Corning Incorporated Controlled dispersion optical waveguide
JP3068013B2 (ja) * 1995-08-31 2000-07-24 住友電気工業株式会社 分散補償ファイバ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6925239B2 (en) 2003-10-28 2005-08-02 Yangtze Optical Fibre And Cable Co., Ltd. High performance dispersion compensating optical fibers and manufacturing method for the same
CN101718888B (zh) * 2009-11-06 2012-08-15 长飞光纤光缆有限公司 一种色散补偿光纤及其模块

Also Published As

Publication number Publication date
EP0857313A1 (en) 1998-08-12
BR9706588A (pt) 1999-07-20
EP0857313A4 (en) 2000-04-12
CN1198219A (zh) 1998-11-04
KR100443213B1 (ko) 2004-11-03
JP2002090568A (ja) 2002-03-27
CA2221737A1 (en) 1998-01-31
AU3798397A (en) 1998-02-20
WO1998004941A1 (en) 1998-02-05
JP3267302B2 (ja) 2002-03-18
AU714957B2 (en) 2000-01-13
TW445384B (en) 2001-07-11
KR19990063889A (ko) 1999-07-26
JPH11507445A (ja) 1999-06-29
RU2171484C2 (ru) 2001-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1100273C (zh) 色散补偿单模波导及其制造方法
CN1113256C (zh) 单模光纤
US5999679A (en) Dispersion compensating single mode waveguide
JP3720063B2 (ja) 波長分割多重のための光ファイバ
CN1143148C (zh) 在铒放大器区域中具有负色散及低斜率的光纤
CN101196593B (zh) 光纤
US8428411B2 (en) Single-mode optical fiber
US6396987B1 (en) Line fiber for WDM optical fiber transmission systems
US20020159731A1 (en) Dispersion-compensating fiber having a high figure of merit
US6654531B2 (en) Dispersion-compensating module
US7062136B2 (en) Optical fiber and optical transmission path
CN1536380A (zh) 正色散低色散斜率的纤维
US20130287353A1 (en) Hybrid Single-Mode and Multimode Optical Fiber
US6498887B1 (en) Dispersion-compensating fiber having a high relative dispersion slope
KR100703246B1 (ko) 낮은 슬로프 분산을 갖는 도파관
CN1371003A (zh) 光纤与光传输线
CN111897045B (zh) 一种抗弯曲多芯光纤
CN1376273A (zh) 用于海底应用的大有效面积低色散斜率光纤
CN1735821A (zh) 用于smf(单模光纤)的色散补偿光纤与包括该光纤的传输链路
CN1134680C (zh) 长距离的单模波导
CN1303194A (zh) 波分复用光纤传送系统的色散位移光纤
CN1093267C (zh) 一种用于波分复用通信的光纤
JP4331337B2 (ja) 長距離通信用シングルモード導波路
CN1309780A (zh) 单模光波导
CN1277678A (zh) 一种有一个中央波谷的色散位移单模光纤

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee