CN111443419A - 一种大模场抗弯多芯少模光纤 - Google Patents

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CN111443419A CN202010247474.1A CN202010247474A CN111443419A CN 111443419 A CN111443419 A CN 111443419A CN 202010247474 A CN202010247474 A CN 202010247474A CN 111443419 A CN111443419 A CN 111443419A
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Abstract

本申请涉及一种大模场抗弯多芯少模光纤，包括多个少模单元、多个空气孔以及多芯光纤包层；少模单元包括少模纤芯以及包围少模纤芯的下陷包层，多芯光纤包层包围各个少模单元以及各个空气孔，多芯光纤包层的相对折射率高于下陷包层且低于少模纤芯；少模单元按正三角形点阵排列，形成
Figure DDA0002434330780000011
形的少模单元点阵区；空气孔与相邻的少模单元或空气孔按正三角形点阵排列，形成两个关于光纤中心对称的空气孔点阵区，空气孔点阵区与少模单元点阵区组成以光纤中心为中心的正六边形点阵区。本申请向正六边形光纤阵列中引入空气孔，破坏了高阶模式的导模条件，消除了不期望的高阶模数量，通过增加纤芯数量，大幅提高了空间集成维数密度，增加了光纤的传输容量。

Description

一种大模场抗弯多芯少模光纤
技术领域
本申请涉及光通信领域，特别涉及一种大模场抗弯多芯少模光纤。
背景技术
随着网络和宽带业务的快速发展，互联网流量从2000年以来以每10年约100倍的速度增长。通过扩展传输窗口的光学带宽和增强频谱效率等先进技术，常规单模单芯光纤的传输容量在过去几十年也在呈指数增长。然而，由于放大器带宽、非线性噪声和光纤熔断现象的限制，现有的单模单芯光纤的容量已不再满足不断增长的容量需求，并且正接近其100Tb/s的香农传输极限。为了突破单模单芯光纤传输容量的极限，在光纤通信系统中必须采用新的复用维度来实现信道容量的有效增长。基于空分复用技术的光纤可以在相同的管道空间内成倍地提高单根光纤中的信息容量，被认为是解决传统单模光纤通信容量危机的可行方案。目前实现空分复用的光纤有：多芯光纤、少模光纤和多芯少模光纤。
在空分复用的传输系统中，不同的信号能通过多空间路径同时传输。从空分复用光纤的角度来看，有两种方法可以将多空间路径引入光纤。第一种方法是将多个独立的纤芯合并到一根光纤中，一个包层中含有多根纤芯，光纤的传输容量随着纤芯数量的增长而成倍增加，这种光纤被称为多芯光纤。第二种方法是利用光纤中的多种不同模式，光纤的传输容量随着模式数量的增长而成倍增加，这种光纤被称为少模光纤。从总空间信道数的角度来看，多芯少模光纤可以将纤芯多重性和模式多重性相结合，具有更高的空间信道数及传输容量，是未来光纤行业发展的主要方向。
多芯光纤按照耦合模式的不同可以分为弱耦合和强耦合多芯光纤。弱耦合光纤的芯间距离较大，各芯相对独立串扰低。然而增大芯间距离意味着牺牲纤芯密度，同时包层直径也要相应的增加，成本提高，弯曲性能也容易恶化。此外，每个纤芯的模场面积相对较小，易引起非线性效应。强耦合多芯光纤的芯间距离足够近，各芯模场叠加起来形成少量超模，从而使得光纤的模场面积大幅提高，显著降低光纤的非线性效应。但是，由于光纤中模场有效面积的提升与弯曲损耗的降低一直存在相互制约的问题，因此，需要保证光纤具有大模场面积的同时具有优异的抗弯性能。对于少模光纤而言，增加空间模式数量并不难。但是随着模式数量的增加，高阶模的高损耗以及不同高阶模之间的模式稱合，成为了少模光纤应用中相当不利的因素。
综上所述，如何控制多芯少模光纤中不需要的高阶模数量，降低模式耦合和传输损耗，同时增大模场面积来减少非线性效应并提升传输容量是目前亟需解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种大模场抗弯多芯少模光纤，以解决相关技术中多芯少模光纤非线性效应大以及模式数量增多时模式耦合和传输损耗大问题。
第一方面，提供了一种大模场抗弯多芯少模光纤，包括多个少模单元、多个空气孔以及多芯光纤包层；其中：
少模单元包括少模纤芯以及包围少模纤芯的下陷包层，少模纤芯的相对折射率高于下陷包层；
多芯光纤包层包围各个少模单元以及各个空气孔，多芯光纤包层的相对折射率高于下陷包层且低于少模纤芯；
少模单元按正三角形点阵排列，形成
Figure BDA0002434330760000031
形的少模单元点阵区；空气孔与相邻的少模单元或空气孔按正三角形点阵排列，形成两个关于光纤中心对称的空气孔点阵区，空气孔点阵区与少模单元点阵区组成以光纤中心为中心的正六边形点阵区。
Figure BDA0002434330760000032
形的少模单元点阵区的交叉点与光纤中心重合，光纤中心设置少模单元。
优选地，少模单元的数量为5、11或19；
当少模单元的数量为5时，空气孔的数量为2；
当少模单元的数量为11时，空气孔的数量为8；
当少模单元的数量为19时，空气孔的数量为18。
优选地，光在少模纤芯、下陷包层以及多芯光纤包层中传输时均为圆形光波导。
优选地，少模纤芯由掺锗石英玻璃形成，下陷包层由掺氟石英玻璃形成，多芯光纤包层由掺氟石英玻璃或纯石英玻璃形成，空气孔由纯石英玻璃毛细管形成。
优选地，纯石英玻璃毛细管的内径及外径与下陷包层保持一致。
优选地，少模纤芯的半径为2.5～6.5μm，下陷包层的外径半径为4～11.0μm，空气孔的外径半径为4～11.0μm，多芯光纤包层的半径为62.5～200μm。
优选地，各点阵点的间距为5～30μm。
优选地，少模纤芯折射率分布为阶跃式分布，少模纤芯与纯石英玻璃的相对折射率差为0.20％～1.0％，下陷包层与纯石英玻璃的相对折射率差为-0.40％～-0.75％，多芯光纤包层与纯石英玻璃的相对折射率差为-0.20％～0％。
优选地，在1550nm工作波段，所述少模纤芯支持2个线偏振模式，包含基模在内的各个模式的有效面积不低于500μm2。
优选地，少模纤芯内所有模式的光信号在1550nm窗口的传输损耗均不大于0.25dB/km。
本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
1、本申请将多芯光纤左右两侧的少模单元替换为纯石英玻璃毛细管，从而在光纤中引入了关于光纤中心对称的空气孔，光纤结构中左右两侧缺失纤芯的空气孔截断了光纤基模模场的泄漏通道，一定程度上将模场限制在少模单元点阵区，保证光纤大模场面积的同时使多芯少模光纤兼具优异的抗弯特性。
2、本申请制备的大模场抗弯多芯少模光纤由于引入了对称的空气孔，相当于在中心区域打开了对称的泄漏通道，破坏了原有结构中所支持的模式的圆对称性，使TE模和TM模的圆对称模式通过泄露通道损耗掉，同时破坏了高阶模式的导模条件，从而达到消除不期望的高阶模数量的目的。
3、本申请采用正六边形排布的方式构建多芯少模光纤，正六边形排布层数可以为1层、2层和3层。根据排布层数的增加，纤芯数量可以为7芯、19芯以及37芯，通过增加纤芯数量，大幅提高了空间集成维数密度，增加了光纤的传输容量。
4、本申请制备的多芯少模光纤芯区结构设计灵活，制作方法简便，光纤的模场形状规则，便于对准和熔接，同时不需要特殊材料涂覆，可满足今后高速大容量光纤传输系统及制作相应高功率器件的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的大模场抗弯多芯少模光纤折射率剖面示意图；
图2为本申请实施例提供的大模场抗弯多芯少模光纤纵截面示意图；其中，1-少模纤芯，2-下陷包层，3-多芯光纤包层，4-空气孔；
图3为本申请实施例提供的大模场抗弯多芯少模光纤的多种排布方式。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种大模场抗弯多芯少模光纤，其能解决多芯少模光纤非线性效应大以及模式数量增多时模式耦合和传输损耗大问题。
图2是本申请实施例提供的大模场抗弯多芯少模光纤纵截面示意图，本申请提供的一种大模场抗弯多芯少模光纤，包括多个少模单元、多个空气孔以及多芯光纤包层；其中：
少模单元包括少模纤芯以及包围少模纤芯的下陷包层，少模纤芯的相对折射率高于下陷包层；
多芯光纤包层包围各个少模单元以及各个空气孔，多芯光纤包层的相对折射率高于下陷包层且低于少模纤芯；
少模单元按正三角形点阵排列，形成
Figure BDA0002434330760000061
形的少模单元点阵区；空气孔与相邻的少模单元或空气孔按正三角形点阵排列，形成两个关于光纤中心对称的空气孔点阵区，空气孔点阵区与少模单元点阵区组成以光纤中心为中心的正六边形点阵区。
Figure BDA0002434330760000062
形的少模单元点阵区的交叉点与光纤中心重合，光纤中心设置少模单元。
优选地，少模单元的数量为5、11或19；
当少模单元的数量为5时，空气孔的数量为2；
当少模单元的数量为11时，空气孔的数量为8；
当少模单元的数量为19时，空气孔的数量为18。
为了方便理解本申请的技术方案，首先将本申请涉及的专业术语定义如下：
光纤中心：即光纤的中轴线，设有少模单元。
少模纤芯：位于少模单元的中心位置，是光信号传输的主要区域。
下陷包层：围绕少模纤芯、且位于多芯光纤包层内的环形区域，其外围连接多芯光纤包层；用于提高少模单元的抗弯性能。
少模单元：由少模纤芯和围绕少模纤芯的下陷包层组成，少模单元按正三角形点阵排列，形成
Figure BDA0002434330760000071
形的少模单元点阵区，
Figure BDA0002434330760000072
形的交叉点位于光纤中心，光信号在少模单元中传导，并支持若干线偏振模式。
空气孔：由石英玻璃毛细管内腔形成，空气孔与相邻的少模单元或空气孔按正三角形点阵排列，形成两个关于光纤中心对称的空气孔点阵区，空气孔点阵区与少模单元点阵区组成以光纤中心为中心的正六边形点阵区。
多芯光纤包层：光纤除去少模单元和石英玻璃毛细管的部分，其外部包围的是光纤聚合物涂层。
相对折射率差：
ni为相应区域相比于最外侧石英包层n0在1550nm波长下的折射率。
n1和Δ1分别代表少模纤芯的折射率及其与纯石英玻璃的相对折射率差，n2和Δ2分别代表下陷包层的折射率及其与纯石英玻璃的相对折射率差，n3和Δ3分别代表多芯光纤包层的折射率及其与纯石英玻璃的相对折射率差。
需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本申请制备大模场抗弯多芯少模光纤的方法如下：
1.制备多芯光纤套管
先通过气相轴向沉积法制备纯二氧化硅套管；然后将整根纯二氧化硅套管在900℃以上的温度下退火10-24小时，以释放纯二氧化硅套管中的应力，并确保完全退火；纯二氧化硅套管制备完成后，通过数控机床按照预先设计的孔洞的尺寸和位置进行精确钻孔。多芯光纤套管提供了大部分的多芯光纤包层。更重要的是，多芯光纤套管通过孔洞布置决定了芯区的位置。制备过程中，退火温度增减的速率相对缓慢，以避免形成新的应力区域。
2.制备纤芯预制棒
纤芯预制棒从内到外依次为少模纤芯、下陷包层和多芯光纤包层，其中：少模纤芯与纯石英玻璃的相对折射率差为0.20％～1.0％；下陷包层与纯石英玻璃的相对折射率差为-0.40％～-0.75％；多芯光纤包层与纯石英玻璃的相对折射率差为-0.20％～0％。具体方法为：将掺氟石英衬管(反应管)在等离子化学气相沉积(PCVD)床上进行沉积，在反应气体SiCl4和O2中依次通入C2F6和GeCl4，实现下陷包层中氟元素以及少模纤芯中锗元素的掺杂；掺杂过程中，通过微波使管内的反应气体离子化变成等离子体，并最终以玻璃的形式沉积在衬管内壁；沉积完成、经成棒后，采用氢氧火焰或感应炉将纤芯预制棒拉长至预期直径，以适合多芯光纤套管的孔洞尺寸。
3.多芯少模光纤预制棒的组装
将纤芯预制棒和纯石英玻璃毛细管用氢氟酸-硝酸混合液清洗2-3小时后，经完全干燥后，垂直固定于多芯光纤套管，并将纤芯预制棒和纯石英毛细管按设计的位置放置在多芯光纤套管的孔洞中，得到多芯少模光纤预制棒。
4.多芯少模光纤拉丝
通过在线拉丝技术，直接将制备好的多芯少模光纤预制棒进行拉制。与普通光纤相似，应用于多芯少模光纤的一次和二次涂层均是商用丙烯酸酯涂层材料，拉丝速度为200-600m/min，拉丝张力控制在100-300克。选择合适的拉丝产生得到所需要的多芯少模光纤。
实施例1
本实施例少模纤芯采用阶跃折射率分布设计，如图3所示，5个少模纤芯和2个空气孔按照六方排布构成七芯光纤，其中，5个少模纤芯按正三角形点阵排列，形成
Figure BDA0002434330760000091
形的少模单元点阵区，
Figure BDA0002434330760000092
形的少模单元点阵区的交叉点与光纤中心重合；2个空气孔与相邻的少模单元按正三角形点阵排列，形成两个关于光纤中心对称的空气孔点阵区，空气孔点阵区与少模单元点阵区组成以光纤中心为中心的正六边形点阵区。
本实施例少模纤芯由掺锗石英玻璃形成，与纯石英玻璃的相对折射率差Δ1为0.30％；下陷包层由掺氟石英玻璃形成，与纯石英玻璃的相对折射率差Δ2为-0.49％；多芯光纤包层由纯石英玻璃形成。空气孔由外径为6.1μm、内径为4.2μm的纯石英玻璃毛细管形成。少模纤芯的半径R1为4.2μm，下陷包层的外径半径R2为6.1μm。正六边形点阵区内各点阵点的中心间距为16.5μm，多芯光纤包层的半径R3为62.5μm。
本实施例制备的空分复用少模纤芯内支持LP01、LP11两个模式，光纤支持的LP01和LP11两个模式在1550nm波段的衰减分别为0.201dB/km和0.207dB/km，基模的有效面积在1550nm波段为524.3μm2。当弯曲半径R＝10mm、弯曲圈数为1圈时，光纤的任意一个芯区在1550波段的附加弯曲损耗不超过0.07dB，优于G.657.A2标准的0.10dB。
实施例2
本实施例少模纤芯采用阶跃折射率分布设计，如图3所示，5个少模纤芯和2个空气孔按照六方排布构成七芯光纤，其中，5个少模纤芯形成
Figure BDA0002434330760000101
形的少模单元点阵区，
Figure BDA0002434330760000102
形的少模单元点阵区的交叉点与光纤中心重合；2个空气孔与相邻的少模单元按正三角形点阵排列，形成两个关于光纤中心对称的空气孔点阵区，空气孔点阵区与少模单元点阵区组成以光纤中心为中心的正六边形点阵区。
本实施例少模纤芯由掺锗石英玻璃形成，与纯石英玻璃的相对折射率差Δ1为0.43％；下陷包层由掺氟石英玻璃形成，与纯石英玻璃的相对折射率差Δ2为-0.55％；多芯光纤包层由纯石英玻璃形成。空气孔由外径为7.0μm、内径为4.4μm的纯石英玻璃毛细管形成。少模纤芯的半径R1为4.4μm，下陷包层的外径半径R2为7.0μm。正六边形点阵区内各点阵点的中心间距为17.5μm，多芯光纤包层的半径R3为62.5μm。
本实施例制备的空分复用少模纤芯内支持LP01、LP11两个模式，光纤支持的LP01和LP11两个模式在1550nm波段的衰减分别为0.210dB/km和0.215dB/km，基模的有效面积在1550nm波段为571.6μm2。当弯曲半径R＝10mm、弯曲圈数为1圈时，光纤的任意一个芯区在1550波段的附加弯曲损耗不超过0.07dB，优于G.657.A2标准的0.10dB。
实施例3
本实施例少模纤芯采用阶跃折射率分布设计，如图3所示，11个少模纤芯和8个空气孔按照六方排布构成十九芯光纤，其中，11个少模纤芯形成
Figure BDA0002434330760000111
形的少模单元点阵区，
Figure BDA0002434330760000112
形的少模单元点阵区的交叉点与光纤中心重合；8个空气孔与相邻的少模单元或空气孔按正三角形点阵排列，形成两个关于光纤中心对称的空气孔点阵区，空气孔点阵区与少模单元点阵区组成以光纤中心为中心的正六边形点阵区。
本实施例少模纤芯由掺锗石英玻璃形成，与纯石英玻璃的相对折射率差Δ1为0.40％。下陷包层由掺氟石英玻璃形成，与纯石英玻璃的相对折射率差Δ2为-0.61％。多芯光纤包层由掺氟石英玻璃形成，与纯石英玻璃的相对折射率差Δ3＝Δ1-0.11％。空气孔由外径为5.8μm、内径为3.9μm的纯石英玻璃毛细管形成。少模纤芯的半径R1为3.9μm，下陷包层的外径半径R2为5.8μm。正六边形点阵区内各点阵点的中心间距为15.0μm，多芯光纤包层的半径R3为62.5μm。
本实施例制备的空分复用少模纤芯内支持LP01、LP11两个模式，光纤支持的LP01和LP11两个模式在1550nm波段的衰减分别为0.228dB/km和0.234dB/km，基模的有效面积在1550nm波段为903.6μm2。当弯曲半径R＝10mm、弯曲圈数为1圈时，光纤的任意一个芯区在1550波段的附加弯曲损耗不超过0.08dB，优于G.657.A2标准的0.10dB。
实施例4
本实施例少模纤芯采用阶跃折射率分布设计，并按照六方排布构成十九芯光纤。如图3所示，11个少模纤芯和8个空气孔按照六方排布构成十九芯光纤，其中，11个少模纤芯形成
Figure BDA0002434330760000121
形的少模单元点阵区，
Figure BDA0002434330760000122
形的少模单元点阵区的交叉点与光纤中心重合；8个空气孔与相邻的少模单元或空气孔按正三角形点阵排列，形成两个关于光纤中心对称的空气孔点阵区，空气孔点阵区与少模单元点阵区组成以光纤中心为中心的正六边形点阵区。
本实施例少模纤芯由掺锗石英玻璃形成，与纯石英玻璃的相对折射率差Δ1为0.42％。下陷包层由掺氟石英玻璃形成，与纯石英玻璃的相对折射率差Δ2为-0.58％。多芯光纤包层由掺氟石英玻璃形成，与纯石英玻璃的相对折射率差Δ3＝Δ1-0.09％。空气孔由外径为5.8μm、内径为3.6μm的纯石英玻璃毛细管形成。少模纤芯的半径R1为3.6μm，下陷包层的外径半径R2为5.8μm。正六边形点阵区内各点阵点的中心间距为15.0μm，多芯光纤包层的半径R3为62.5μm。
本实施例制备的空分复用少模纤芯内支持LP01、LP11两个模式，光纤支持的LP01和LP11两个模式在1550nm波段的衰减分别为0.231dB/km和0.238dB/km，基模的有效面积在1550nm波段为857.4μm2。当弯曲半径R＝10mm、弯曲圈数为1圈时，光纤的任意一个芯区在1550波段的附加弯曲损耗不超过0.09dB，优于G.657.A2标准的0.10dB。
实施例5
本实施例少模纤芯采用阶跃折射率分布设计，并按照六方排布构成十九芯光纤。如图3所示，11个少模纤芯和8个空气孔按照六方排布构成十九芯光纤，其中，11个少模纤芯形成
Figure BDA0002434330760000131
形的少模单元点阵区，
Figure BDA0002434330760000132
形的少模单元点阵区的交叉点与光纤中心重合；8个空气孔与相邻的少模单元或空气孔按正三角形点阵排列，形成两个关于光纤中心对称的空气孔点阵区，空气孔点阵区与少模单元点阵区组成以光纤中心为中心的正六边形点阵区。
本实施例少模纤芯由掺锗石英玻璃形成，与纯石英玻璃的相对折射率差Δ1为0.37％。下陷包层由掺氟石英玻璃形成，与纯石英玻璃的相对折射率差Δ2为-0.66％。多芯光纤包层由掺氟石英玻璃形成，与纯石英玻璃的相对折射率差Δ3为Δ1-0.15％。空气孔由外径为6.0μm、内径为3.9μm的纯石英玻璃毛细管形成。少模纤芯的半径R1为3.9μm，下陷包层的外径半径R2为6.0μm。正六边形点阵区内各点阵点的中心间距为15.5μm，多芯光纤包层的半径R3为62.5μm。
本实施例制备的空分复用少模纤芯内支持LP01、LP11两个模式，光纤支持的LP01和LP11两个模式在1550nm波段的衰减分别为0.226dB/km和0.235dB/km，基模的有效面积在1550nm波段为918.3μm2。当弯曲半径R＝10mm、弯曲圈数为1圈时，光纤的任意一个芯区在1550波段的附加弯曲损耗不超过0.08dB，优于G.657.A2标准的0.10dB。
实施例6
本实施例少模纤芯采用阶跃折射率分布设计，并按照六方排布构成三十七芯光纤。如图3所示，19个少模纤芯和18个空气孔按照六方排布构成三十七芯光纤，其中，19个少模纤芯形成
Figure BDA0002434330760000141
形的少模单元点阵区，
Figure BDA0002434330760000142
形的少模单元点阵区的交叉点与光纤中心重合；18个空气孔与相邻的少模单元或空气孔按正三角形点阵排列，形成两个关于光纤中心对称的空气孔点阵区，空气孔点阵区与少模单元点阵区组成以光纤中心为中心的正六边形点阵区。
本实施例少模纤芯由掺锗石英玻璃形成，与纯石英玻璃的相对折射率差Δ1为0.35％。下陷包层由掺氟石英玻璃形成，与纯石英玻璃的相对折射率差Δ2为-0.53％。多芯光纤包层由纯石英玻璃形成。空气孔由外径为5.1μm、内径为3.6μm的纯石英玻璃毛细管形成。少模纤芯的半径R1为3.6μm，下陷包层的外径半径R2为5.1μm。正六边形点阵区内各点阵点的中心间距为13.5μm，多芯光纤包层的半径R3为100μm。
本实施例制备的空分复用少模纤芯内支持LP01、LP11两个模式，光纤支持的LP01和LP11两个模式在1550nm波段的衰减分别为0.239dB/km和0.242dB/km。基模的有效面积在1550nm波段为974.3μm2。当弯曲半径R＝10mm、弯曲圈数为1圈时，光纤的任意一个芯区在1550波段的附加弯曲损耗不超过0.08dB，优于G.657.A2标准的0.10dB。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种大模场抗弯多芯少模光纤，其特征在于，包括：
多个少模单元，所述少模单元包括少模纤芯(1)以及包围所述少模纤芯(1)的下陷包层(2)，所述少模纤芯(1)的相对折射率高于下陷包层(2)；
多个空气孔(4)；以及
多芯光纤包层(3)，所述多芯光纤包层(3)包围各个少模单元以及各个空气孔(4)，多芯光纤包层(3)的相对折射率高于下陷包层(2)且低于少模纤芯(1)；
其中，所述少模单元按正三角形点阵排列，形成
Figure FDA0002434330750000011
形的少模单元点阵区；所述空气孔(4)与相邻的少模单元或空气孔(4)按正三角形点阵排列，形成两个关于光纤中心对称的空气孔(4)点阵区，所述空气孔(4)点阵区与少模单元点阵区组成以光纤中心为中心的正六边形点阵区。
2.根据权利要求1所述的大模场抗弯多芯少模光纤，其特征在于：所述少模单元的数量为5、11或19；
当少模单元的数量为5时，空气孔(4)的数量为2；
当少模单元的数量为11时，空气孔(4)的数量为8；
当少模单元的数量为19时，空气孔(4)的数量为18。
3.根据权利要求1所述的大模场抗弯多芯少模光纤，其特征在于：光在少模纤芯(1)、下陷包层(2)以及多芯光纤包层(3)中传输时均为圆形光波导。
4.根据权利要求1所述的大模场抗弯多芯少模光纤，其特征在于：所述少模纤芯(1)由掺锗石英玻璃形成，所述下陷包层(2)由掺氟石英玻璃形成，所述多芯光纤包层(3)由掺氟石英玻璃或纯石英玻璃形成，所述空气孔(4)由纯石英玻璃毛细管形成。
5.根据权利要求4所述的大模场抗弯多芯少模光纤，其特征在于：所述纯石英玻璃毛细管的内径及外径与下陷包层(2)保持一致。
6.根据权利要求1所述的大模场抗弯多芯少模光纤，其特征在于：所述少模纤芯(1)的半径为2.5～6.5μm，所述下陷包层(2)的外径半径为4～11.0μm，所述空气孔(4)的外径半径为4～11.0μm，所述多芯光纤包层(3)的半径为62.5～200μm。
7.根据权利要求1所述的大模场抗弯多芯少模光纤，其特征在于：各点阵点的间距为5～30μm。
8.根据权利要求1所述的大模场抗弯多芯少模光纤，其特征在于：所述少模纤芯(1)折射率分布为阶跃式分布，所述少模纤芯(1)与纯石英玻璃的相对折射率差为0.20％～1.0％，所述下陷包层(2)与纯石英玻璃的相对折射率差为-0.40％～-0.75％，所述多芯光纤包层(3)与纯石英玻璃的相对折射率差为-0.20％～0％。
9.根据权利要求1所述的大模场抗弯多芯少模光纤，其特征在于：在1550nm工作波段，所述少模纤芯(1)支持2个线偏振模式，包含基模在内的各个模式的有效面积不低于500μm2。
10.根据权利要求1所述的大模场抗弯多芯少模光纤，其特征在于：少模纤芯(1)内所有模式的光信号在1550nm窗口的传输损耗均不大于0.25dB/km。
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