CN115003636A - 制造多模光纤的方法 - Google Patents

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Abstract

多模光纤的制造方法包括为多模光纤指定峰值波长λP。峰值波长λP对应于多模光纤具有最大带宽的波长。多模光纤包括纤芯和围绕纤芯且与其直接相邻的包层。纤芯具有半径r1以及最大相对折射率Δ1,最大值>0。包层包括凹陷折射率区域，其具有最小相对折射率Δ3,最小值<0和体积v。基于使得峰值波长λP与拉制张力T相关联的相关性来为多模光纤选择拉制张力T，所述相关性包括相关性常数。相关性常数K是Δ1,最大值、r1、v、Δ3,最小值和λP中的至少一个的函数。以拉制张力T从预制件拉制得到多模光纤。

Description

制造多模光纤的方法
本申请根据35U.S.C.§119(e)，要求2020年1月3日提交的美国临时专利申请序列号62/956,910的优先权，并且其全文通过引用结合入本文。
技术领域
本公开内容大体上涉及光纤。更具体来说，本公开内容涉及具有峰值波长调谐范围的多模光纤的制造方法。
背景技术
光纤被用于各种通讯应用。生产光纤的制造工艺通常包括在拉制炉中由加热的玻璃预制件拉制光纤，冷却拉制得到的光纤，以及对光纤进行涂覆。多模光纤的带宽通常受到模间色散的限制。可以在各种波长对光纤进行优化。对较长的波长进行了优化的光纤可以具有较低的色散，并且因而可以实现更长的传输距离。
发明内容
根据本公开内容的一个方面，多模光纤的制造方法包括为多模光纤指定峰值波长λP。峰值波长λP对应于多模光纤具有最大带宽的波长。多模光纤包括纤芯和围绕纤芯且与其直接相邻的包层。纤芯具有半径r1以及最大相对折射率Δ1,最大值>0。包层包括凹陷折射率区域，其具有最小相对折射率Δ3,最小值<0和体积v。基于使得峰值波长λP与拉制张力T相关联的相关性来为多模光纤选择拉制张力T，所述相关性包括相关性常数。相关性常数K是Δ1,最大值、r1、v、Δ3,最小值和λP中的至少一个的函数。以拉制张力T从预制件拉制得到多模光纤。
根据本公开内容的另一个方面，多模光纤的制造方法包括以拉制张力T从预制件拉制多模光纤。多模光纤包括纤芯和围绕纤芯且与其直接相邻的包层。纤芯具有半径r1以及最大相对折射率Δ1,最大值>0。包层包括凹陷折射率区域，其具有最大相对折射率Δ3,最小值<0和体积v。多模光纤具有峰值波长λP，在该处多模光纤具有最大带宽。将峰值波长λP与选定的目标峰值波长λP,目标进行对比。峰值波长λP与选定的目标峰值波长λP,目标相差的差值大小ΔλP由ΔλP＝|λP-λP,目标所给出。拉制张力T的变化为调整张力ΔT。对调整张力ΔT进行选择来改变峰值波长λP从而减小差值大小ΔλP。基于使得调整张力ΔT与差值大小ΔλP相关联的相关性来选择调整张力ΔT。相关性包括相关性常数K。相关性常数K是Δ1,最大值、r1、v、Δ3,最小值和λP,目标中的至少一个的函数。
根据本公开内容的另一个方面，多模光纤包括纤芯半径r1的范围是约25μm至约27μm的纤芯。纤芯经过掺杂以限定峰值相对折射率Δ1,最大值>0。包层围绕纤芯且与其直接相邻，包层包括凹陷折射率区域，其具有最小相对折射率Δ3,最小值<0和宽度w1。宽度w1的范围是约4μm至约5μm。多模光纤具有峰值波长λP，在该处多模光纤具有最大带宽。峰值波长λP是峰值相对折射率Δ1,最大值、纤芯半径r1、凹陷折射率区域的宽度w1和最小相对折射率Δ3,最小值中的至少一个的函数。
附图说明
以下是结合附图进行的附图说明。为了清楚和简明起见，附图不一定按比例绘制，附图的某些特征和某些视图可以按比例放大显示或示意性显示。
在附图中：
图1是根据一个例子的光纤的生产系统的示意图；
图2是根据一个例子的光纤的生产系统的示意图；
图3根据一个例子，显示了随着光纤拉制张力变化的折射率α-分布的变化图；
图4是根据一个例子的光纤的横截面图；
图5是根据一个例子的光纤的制造方法的流程图；
图6示意性显示根据一个例子限定了拉制张力T与峰值波长λP之间的关系的函数；
图7示意性显示根据一个例子限定了拉制张力T与峰值波长λP之间的关系的函数；
图8示意性显示根据一个例子限定了拉制张力T与峰值波长λP之间的关系的函数；
图9的表格根据一个例子对比了光纤的比较例分布和实施例分布；
图10是权利要求6的比较例光纤的折射率分布；
图11是具有图9的实施例分布1的光纤的折射率分布；
图12是具有图9的实施例分布2的光纤的折射率分布；
图13是具有图9的实施例分布3的光纤的折射率分布；
图14是具有图9的实施例分布4的光纤的折射率分布；以及
图15是具有图9的实施例分布5的光纤的折射率分布。
具体实施方式
在以下的详细描述中提出了附加特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言由所述内容就容易理解，或按下面的描述和权利要求书以及附图所述实施实施方式而被认识。
如本文所用，术语“和/或”当用于列举两个或更多个项目时，表示所列项目中的任意一个可以单独采用，或者可以采用所列项目中的两个或更多个的任意组合。例如，如果描述组合物含有组分A、B和/或C，则组合物可只含有A；只含有B；只含有C；含有A和B的组合；含有A和C的组合；含有B和C的组合；或含有A、B和C的组合。
在本文件中，关系术语，例如第一和第二、顶部和底部等，仅仅用于将一个实体或行为与另一个实体或行为区分开来，没有必然要求或暗示此类实体或行为之间的任何实际的此类关系或顺序。
本领域技术人员以及利用和使用本公开内容的人会进行本公开内容的改进。因此，要理解的是，附图所示和上文所述的实施方式仅仅是示意性目的而不是旨在限制本公开内容的范围，本公开内容的范围由所附权利要求书所限定，根据专利法的原理解读为包括等同原则。
出于本公开内容的目的，术语“相连”(其所有形式：连接、相连接、连接的等)通常表示两个组件相互直接或间接接合到一起。此类接合自然可以是静态或者自然可以是可移动的。可以通过这两个组件以及任何额外的中间元件实现此类接合，所述任何额外的中间元件相互整体形成单个单体件或者与所述两个组件整体形成单个单体件。除非另有说明，否则此类接合自然可以是永久的，或者自然可以是可去除或者可脱离的。
如本文所用，术语“约”表示量、尺寸、制剂、参数和其他变量和特性不是也不需要是确切的，而是可以按照需要是近似的和/或更大或更小的，反映了容差、转换因子、舍入和测量误差等，以及本领域技术人员已知的其他因素。当使用术语“约”来描述范围的值或端点时，应理解本公开内容包括所参考的具体值或者端点。无论本说明书的数值或者范围的端点有没有陈述“约”，该数值或者范围的端点旨在包括两种实施方式：一种用“约”修饰，一种没有用“约”修饰。还会理解的是，每个范围的端点值在与另一个端点值有关和与另一个端点值无关时，都是有意义的。
本文所用术语“基本”、“基本上”及其变化形式旨在表示所描述的特征与数值或描述相等同或近似相同。例如，“基本平面”表面旨在表示平面或近似平面的表面。此外，“基本上”旨在表示两个值是相等或者近似相等的。在一些实施方式中，“基本上”可以表示数值相互相差在约为10％之内，例如相互相差在约为5％之内，或者相互相差在约为2％之内。
本文所用的方向术语，例如上、下、左、右、前、后、顶、底，仅仅是参照绘制的附图而言，并不用来表示绝对的取向。
如本文所用，术语“该”、“一个”或“一种”表示“至少一个(一种)”，并且不应限制为“仅一个”，除非另有明确相反说明。因此，例如，提到的“一种组件”包括具有两种或更多种这类组件的实施方式，除非文本中有另外的明确表示。
本文公开的多模光纤(也被称作光纤)被认为是光在纤芯中以多射线(也被称作多模)传输的光纤。通常来说，多模光纤相对于光通常以单一射线传输的单模光纤具有更大的纤芯。多模光纤可以包括步阶状折射率和渐变折射率多模光纤这两者。此外，例如，多模光纤的纤芯可以具有约50μm至约65μm的直径范围。“径向位置”、“径向距离”或者径向坐标“r”指的是相对于光纤中的纤芯的中心线(r＝0)的径向位置。长度尺度“微米”在本文中可以被称作微米或μm。
“折射率分布”是折射率或相对折射率与距离纤芯的中心线的径向位置r之间的关系。对于本文所示的在相邻包层区域之间具有步阶状边界的相对折射率分布，处理条件的正常变化可排除在相邻区域的界面处获得锋利步阶状边界。要理解的是，虽然本文可能将折射率分布的边界显示为折射率的步阶状变化，但是实践中，边界可能是圆化的或者任意其他方式偏离完美步阶状函数特性。还要理解的是，在纤芯区域和/或任意包层区域内，相对折射率值可能随着径向位置发生变化。当在光纤的特定区域(纤芯和/或任意包层区域)内，相对折射率随着径向位置发生变化时，它可以用其实际或近似的函数依赖性表示，或者以适用于该区域的平均值进行表示。除非另有说明，否则如果区域(纤芯区域和/或任意包层区域)的相对折射率表述为单值，则要理解的是，区域内的相对折射率是恒定或者近似恒定的，并且对应该单值，或者该单值表示依赖于区域内的径向位置的非恒定的相对折射率的平均值。无论是通过设计还是正常制造变化的结果，相对折射率对于径向位置的依赖性可能是倾斜的、弯曲的、或者任意其他方式非恒定的。
如本文所用，相对于多模光纤以及多模光纤的光纤纤芯的“相对折射率”或者“相对折射率百分比”定义如下：
Figure BDA0003728628110000051
除非另有说明，否则式中，n(r)是距离纤芯的中心线为径向距离r处的折射率，并且nc是1.444，这是未掺杂的二氧化硅玻璃在1550nm波长处的折射率。除非另有说明，否则，如本文所用的相对折射率用Δ(或“Δ”)或者Δ％(或“Δ％”)表示，并且其数值的单位是“％”。相对折射率也可以表示为Δ(r)或Δ(r)％。当区域的折射率小于折射率nc时，则该相对折射率是负的，并且可以被称作凹陷折射率区域、沟槽或凹槽。当区域的折射率大于参比折射率nc时，该相对折射率是正的，并且该区域可以被称为是提升的或者具有正折射率。
此外，术语“α-分布”(也称作“α分布”)指的是具有如下函数形式的相对折射率分布Δ(r)：
Figure BDA0003728628110000052
式中，ro是Δ(r)为最大值的点，r1是Δ(r)为零的点，并且r的范围是ri≤r≤rf，其中，ri是α-分布的起点，rf是α-分布的点，并且α是实数。在一些实施方式中，本文所示的例子可以具有如下纤芯α：1≤α≤100。在实践中，即使当目标分布是α分布时，仍然可能会出现与理想配置存在一定的偏差水平。因此，可以通过测量的折射率分布的最佳拟合来获得光纤的α参数，这是本领域已知的。
参见图1-15，附图标记10通常指的是多模光纤，其包括纤芯半径r1的范围是约25μm至约27μm的纤芯14。纤芯14经过掺杂以限定峰值相对折射率Δ1,最大值>0。包层22围绕纤芯14且与其直接相邻，包层22包括凹陷折射率区域18，其具有最小相对折射率Δ3,最小值<0和宽度w1。宽度w1的范围是约4μm至约5μm。多模光纤10具有峰值波长λP，在该处多模光纤10具有最大带宽。峰值波长λP是峰值相对折射率Δ1,最大值、纤芯半径r1、凹陷折射率区域18的宽度w1和最小相对折射率Δ3,最小值中的至少一个的函数。
参见图1，生产系统26可以包括拉制炉30，其包括加热元件34和被加热到约1700℃至约2100℃温度范围的马弗炉38。预制件42可以基本垂直地布置在拉制炉30的马弗炉38中。在各种例子中，预制件42可以包括玻璃材料和/或基于二氧化硅的玻璃材料。作为补充或替代，预制件42可以掺杂或者任意其他方式加工用于制造光纤10。
根据各种方面，预制件42可以包括经掺杂的纤芯14和包层22(图4)。包层22可以包含氟。可以使用掺杂剂来增加或减小纤芯14相对于纯二氧化硅玻璃的相对折射率Δ％。在各种例子中，纤芯14可以包括经掺杂的二氧化硅。如本文所用，正掺杂剂用于指代这样的掺杂剂，其增加了相对于纯的未经掺杂的二氧化硅玻璃的相对折射率Δ％。正掺杂剂的非限制性例子包括：氯(“Cl”)、溴(“Br”)、二氧化锗(“GeO2”)、三氧化二铝(“Al2O3”)、五氧化二磷(“P2O5”)和二氧化钛(“TiO2”)。如本文所用，负掺杂剂用于指代这样的掺杂剂，其降低了相对于纯的未经掺杂的二氧化硅玻璃的折射率。负掺杂剂的非限制性例子包括氟(“F”)和溴(“B”)。或者，纤芯14可以未经掺杂。包层22可以包括经掺杂的二氧化硅(包括例如氟掺杂的二氧化硅的)圆形环。
在各种例子中，预制件42可以是用于拉制多模光纤10的单个预制件42的形式，或者可以包括由相同的纤芯预制件42形成的多个预制件42。作为补充或替代，预制件42可以是具有纤芯14和包层22的完整的纤芯预制件42，或者可以是由原始纤芯预制件42(通常被称作具有包层22的纤芯14)生产得到的任何光纤预制件42。通常来说，从单个纤芯预制件42可以形成不止一个预制件42。考虑每个预制件42可以具有不同的折射率测量。
仍然参见图1，可以从经加热的预制件42拉制得到裸光纤10的形式的光纤10，其不具有保护涂层(例如，在涂覆了基于聚合物的材料之前)。加热元件34向至少一部分的预制件42供热。在各种例子中，可以通过牵引器54从预制件42的根部部分50牵拉得到光纤10。在离开马弗炉38之后，光纤10会遭遇直径监测装置58，所述直径监测装置58可提供用于反馈控制回路的信号，以调节牵引器54的速度来维持光纤10的基本恒定直径。然后，光纤10可以穿过光纤张力测量装置62，所述光纤张力测量装置62测量了光纤10的拉制张力T并提供反馈控制回路以调节光纤10的拉制张力T从而维持选定的拉制张力T。如本文所用，提供的拉制张力T的单位是克(g)。然而，要理解的是，以克提供的拉制张力T测量可以转换为以牛顿或达因为单位的张力测量。
生产系统26可以包括冷却系统66。一旦从预制件42拉制得到光纤10，可以在冷却管70或者其他装置中对光纤10进行冷却。冷却系统66可以连接到炉30的出口，或者可以间隔开。后续可以通过涂覆系统74对光纤10进行涂覆，其可以向光纤10的外表面施涂基于聚合物的涂覆材料。还考虑在涂覆系统74之后，经过涂覆的光纤10可以通过涂料固化设备。经涂覆的光纤10可以卷绕到卷轴或线轴78上。
显示生产系统26具有控制器82，其可以具有微处理器或处理器86以及存储器90。存储器90可以储存能够被处理器86执行的指令92。考虑可以采用任何数字和/或逻辑处理电路和存储器储存介质。控制器82可以接收来自直径监测装置58的输出和光纤张力测量装置62的张力输出94A，并且可以通过一种或多种程序对张力输出94A进行处理。控制器82还可以向显示器或者其他人机交互界面(HMI)提供张力输出94A，使得用户观察对应于卷绕到每个卷轴78上的每根光纤10的拉制张力T的张力值(例如，T1、T2、T3等)。
可以向控制器82提供作为输入96的选定的拉制张力T，从而允许用户对拉制张力T进行选择。控制器82可以响应用户选择的拉制张力T产生温度控制输出94B，这可以被用于控制炉30中的加热元件34的温度。温度控制输出94B可以调节炉30的温度以实现选定的拉制张力T。此外，用户可以基于张力输出94A和/或光纤10的其他方面将拉制张力T调节至调整张力ΔT。通常来说，炉30的温度增加会导致拉制的光纤10的拉制张力T的减小。炉30的温度减小会导致拉制的光纤10的拉制张力T的增加。可以用反馈回路来调节炉30的温度，直至拉制张力T对应用户选择的拉制张力设定T。在各种例子中，可以通过调节牵引器54所拉制的光纤10的速度来调整拉制的光纤10的拉制张力T，所述牵引器54可以通过响应用户选择的拉制张力T和/或调整张力ΔT来用控制器82进行控制。
根据各种方面，拉制张力T可能诱发光纤10中的机械应力，这会改变折射率分布。折射率分布的变化可以相当于折射率分布的α值的有效变化。可以采用折射近场(RNF)或者马赫-策德尔(Mach-Zehnder)干涉测量技术来测量给定光纤10的α-分布。例如，折射率测量技术可以包括由光子动力仪器公司(Photon Kinetics Instruments)制造的预制件分析仪(Preform Analyzer)折射率测量系统。还可以采用化学组成和玻璃转化半径分布、光纤外直径、拉制张力T和/或应力光学系数的输入参数来对给定光纤10的折射率分布进行建模。
如图1和2所示，生产系统26可以生产光纤10或者多根光纤10，具有纤芯14，具有凹陷折射率区域18，以及包层22。包层22可以具有内包层98和外包层102，它们可以被凹陷折射率区域18分隔开(图4)。凹陷折射率区域18可以是围绕纤芯14的二氧化硅的低折射率层。作为补充或替代，凹陷折射率区域18可以将来自纤芯14的光损失引导和/或反射回到纤芯14中，这可以降低光纤10的弯曲损耗。包层22可以包括相对于纤芯14而言较低折射率的材料。包层22(包括内外包层98、102)可以导致光通过纤芯14与包层22之间的边界处的内反射被限制在纤芯14。
可以对二氧化硅玻璃中的掺杂剂量进行选择从而为包层22提供一种或多种选定特性，其非限制例子包括相对折射率和粘度。根据本公开内容的一个方面，内包层和/或外包层98、102包括掺杂了氯的二氧化硅玻璃。在一个例子中，二氧化硅玻璃中的氯掺杂剂的量是：约0重量％至约2重量％，约0.01重量％至约2重量％，约0.1重量％至约2重量％，约0.5重量％至约2重量％，约1重量％至约2重量％，约1.5重量％至约2重量％，0重量％至约1.5重量％，约0.01重量％至约1.5重量％，约0.1重量％至约1.5重量％，约0.5重量％至约1.5重量％，约1重量％至约1.5重量％，0重量％至约1重量％，约0.01重量％至约1重量％，约0.1重量％至约1重量％，约0.5重量％至约1重量％，0重量％至约0.5重量％，约0.01重量％至约0.5重量％，或者约0.1重量％至约0.5重量％。根据本公开内容的一个方面，内包层和/或外包层98、102包括掺杂了氟的二氧化硅玻璃。在一个例子中，二氧化硅玻璃中的氟掺杂剂的量是：约0重量％至约2重量％，约0.01重量％至约2重量％，约0.1重量％至约2重量％，约0.5重量％至约2重量％，约1重量％至约2重量％，约1.5重量％至约2重量％，0重量％至约1.5重量％，约0.01重量％至约1.5重量％，约0.1重量％至约1.5重量％，约0.5重量％至约1.5重量％，约1重量％至约1.5重量％，0重量％至约1重量％，约0.01重量％至约1重量％，约0.1重量％至约1重量％，约0.5重量％至约1重量％，0重量％至约0.5重量％，约0.01重量％至约0.5重量％，或者约0.1重量％至约0.5重量％。
内包层和/或外包层98、102可以具有约-0.25％至约0.1％的相对折射率ΔC。例如，内包层和/或外包层98、102可以具有如下相对折射率ΔC：约-0.25％至约0.1％，约-0.2％至约0.1％，约-0.15％至约0.1％，约-0.1％至约0.1％，约-0.05％至约0.1％，约-0.025％至约0.1％，约0％至约0.1％，约0.025％至约0.1％，约0.05％至约0.1％，约-0.25％至约0.05％，约-0.2％至约0.05％，约-0.15％至约0.05％，约-0.1％至约0.05％，约-0.05％至约0.05％，约-0.025％至约0.05％，约0％至约0.05％，约0.025％至约0.05％，约-0.25％至约0.025％，约-0.2％至约0.025％，约-0.15％至约0.025％，约-0.1％至约0.025％，约-0.05％至约0.025％，约-0.025％至约0.025％，约0％至约0.025％，约-0.25％至约0％，约-0.2％至约0％，约-0.15％至约0％，约-0.1％至约0％，约-0.05％至约0％，或者约-0.025％至约0％。
参见图2，显示生产系统26的额外和/或替代例子。生产系统26可以包括光纤拉制系统106。光纤拉制系统106可以修改光纤10的制造工艺。控制器82可以以可操作的方式连接到炉30和/或光纤拉制系统106。控制器82可以通过例如调节光纤拉制系统106的拉制速度、修改炉30的温度和/或修改施加到光纤10的拉制张力T来修改制造工艺。当多模光纤10拉制通过生产系统26时，光纤拉制系统106可以采用各种拉制机制110和/或滑轮114来向多模光纤10提供选定的拉制张力T。
生产系统26可以包括波长确定系统118，其可以确定光纤10的测试部分122的峰值波长λP。在各种方面中，峰值波长λP可以是预测的峰值波长、测得的峰值波长，或其组合。峰值波长λP对应于多模光纤10具有最大带宽的波长。波长确定系统118可以包括通讯连接到存储器90的处理器86。存储器90可以包括计算机可读取和可执行的程序或者指令92(图1)，通过处理器86执行其来确定测试部分122的峰值波长λP。可以通过从拉制得到的多模光纤10分离出多模光纤10测试区段来提供用于波长确定系统118的测试部分122。然后，可以将分离开的多模光纤10测试区段连接到波长确定系统118(例如，通过机械拼接或者熔合拼接)，从而可以确定测试部分122的峰值波长λP。
在将测试部分122连接到波长确定系统118之前，可以将测试部分122转移到卷轴78。可以在拉制工艺起点处获得测试部分122。在各种例子中，可以分离开测试部分122并连接到波长确定系统118。例如，可以在单次工艺运行期间拉制测试部分122并卷绕到多个卷轴(例如，采用分度卷绕器)，并且可以在线轴更换过程中分离得到测试部分122。作为补充或替代，可以在预定间隔分离开测试部分122并连接到波长确定系统118，例如，每20km一次，每30km一次，每50km一次，或者任何其他间隔。在各种例子中，随着光纤10的拉制，波长确定系统118可以基本上实时地确定拉制光纤10的峰值波长λP。
参考图3，显示了根据一个例子，由于拉制张力T的变化导致的对于α值的影响。在这个例子中，光纤10具有渐变折射率GeO2掺杂的二氧化硅纤芯14，具有：相对于二氧化硅外包层102的1％的相对折射率，约2.1的α，以及约25μm的纤芯半径。此外，在这个例子中，光纤10的整体直径约为125μm。如图3所示，测得的有效α值作为拉制张力T的变化的函数而变化。在这个例子中，拉制张力T每变化100克，有效α值变化约0.043，如所示图中的线130上的点126所示。通过改变拉制张力T，可以改变α分布值来实现光纤10的最大带宽。具有不同径向化学组成的光纤10随着拉制张力T的变化可以具有不同的α变化的斜率。例如，光纤10可以具有渐变折射率的GeO2掺杂的二氧化硅芯14以及含有氟掺杂的低折射率环的纯二氧化硅的包层22。在这个例子中，相对于α约为2.1的二氧化硅包层22，纤芯14的相对折射率Δ％可以约为0.94％。环可以与纤芯14偏移约1微米，折射率变化约为-0.45％，半径约为5微米，以及二氧化硅外包层102。在这个例子中，拉制张力T每变化100克，有效α值变化约0.026。通过这种方式，可以实现选定的α分布提供给调节的预制件42和/或光纤10。
参见图4以及8-10，通过生产系统26制造的光纤10在通过生产系统26加工之后可以具有基本圆形和/或椭圆形横截面形状。当光纤10具有圆形横截面形状时，纤芯14的纤芯半径r1可以是：约20μm至约35μm，约25μm至约30μm，约25μm至约27μm，或者其间的任意值。包层22围绕纤芯14且与其直接相邻。由此，内包层98可以布置成与纤芯14相邻。在各种例子中，内包层98可以具有宽度，所述宽度与纤芯半径r1相结合以形成内包层半径r2。内包层半径r2可以是：约25μm至约35μm，约25μm至约30μm，约27μm至约30μm，或者其间的任意值。
凹陷折射率区域18可以布置成与内包层98相邻。凹陷折射率区域18具有体积v，其包括宽度w1以及凹陷折射率区域18的深度d。凹陷折射率区域18可以具有凹陷折射率区域宽度w1和/或深度d，为如下范围：约3μm至约6μm，约4μm至约6μm，约4μm至约5μm，或者其间的任意值。因此，纤芯14、内包层98和凹陷折射率区域18可以产生凹陷折射率区域半径r3。凹陷折射率区域半径r3可以是：约25μm至约50μm，约30μm至约45μm，约35μm至约40μm，或者其间的任意值。外包层102可以布置成与凹陷折射率区域18相邻。外包层102可以具有宽度w2，其范围可以是约25μm至约50μm，其可以至少部分限定了外包层半径r4。外包层半径r4可以是：约45μm至约125μm，约50μm至约100μm，约75μm至约100μm，或者其间的任意值。本文所提供的范围可以基于选定的光纤10的性质来进行调整，并且可以应该被视为是非限制性例子。
如图1和2所示的生产系统26可以用于如图5所示以及进一步参照图4和6-10的光纤10的制造方法150。方法150可以包括步骤154：对多模光纤10的峰值波长λP进行指定和选择。峰值波长λP是光纤10具有最大带宽的波长。可以生产光纤10从而使得具有在峰值波长λP处具有超过带宽阈值的带宽。在各种例子中，峰值波长λP可以是如下范围：约780nm至1650nm，约980nm至约1060nm，约1260nm至约1360nm，约1300nm至1320nm，或者其间的任意波长值。但是，要理解的是，可以生产光纤10从而使得具有任何峰值波长λP。
在步骤158中，基于使得峰值波长λP与拉制张力T关联起来的相关性为光纤10选择拉制张力T。相关性包括相关性常数K，其可以是最大折射率Δ1,最大值、纤芯半径r1、凹陷折射率区域18的体积v、最小折射率值Δ3,最小值和峰值波长λP中的至少一个的函数。拉制张力T的范围可以是约45g至约220g。以这种方式，拉制张力T可以横跨大约175g的范围。
在步骤162中，可以在炉30中加热预制件42。预制件42包括纤芯和包层。凹陷折射率区域可以围绕纤芯并且可以运行成使得光反射回到纤芯中。凹陷折射率区域可以构造为围绕纤芯的较低折射率玻璃的圆形环。凹陷折射率区域所选择的几何形貌可以使得反射回到纤芯中的光最大化。
在步骤166中，以拉制张力T从预制件42拉制得到光纤10。光纤10包括纤芯14以及围绕纤芯14且与其直接相邻的包层22。纤芯14具有半径r1以及大于0％的最大折射率值Δ1,最大值。包层22包括凹陷折射率区域18，其具有小于0％的最小折射率值Δ3,最小值。此外，凹陷折射率区域18具有体积v，包括宽度w1和深度d。
在非限制性例子中，纤芯半径r1的范围可以是约24μm至约27μm。凹槽宽度w1的范围可以是约4μm至约9μm。作为补充或替代，可以通过对纤芯14进行正掺杂或者负掺杂来调节相对折射率Δ％从而产生相对于未掺杂的二氧化硅玻璃的相对折射率(例如，Δ约为0％)的不同的峰值Δ(Δ1,最大值)和最小Δ(Δ3,最小值)。峰值Δ(Δ1,最大值)可以是相对于未掺杂的二氧化硅玻璃而言最高的相对折射率。可以通过对纤芯14进行正掺杂来形成峰值Δ(Δ1,最大值)。纤芯14的α分布可以是在折射率分布中表现为峰值Δ(Δ1,最大值)与0％的Δ之间的抛物线曲线的相对折射率Δ％。在各种例子中，峰值Δ(Δ1,最大值)的范围可以是约0.93％至约1.02％。此外，最小Δ(Δ最小值)可以限定在凹陷折射率区域18中。最小Δ(Δ最小值)的范围可以是约-0.2％至约-0.3％。
在步骤170中，可以将光纤10的峰值波长λP与选定的目标峰值波长λP,目标进行比较。选定的目标峰值波长λP,目标可以是如下范围：约780nm至1650nm，约980nm至约1060nm，约1260nm至约1360nm，约1300nm至1320nm，或者其间的任意波长值。步骤170可以包括将峰值波长λP与目标峰值波长λP,目标进行比较。由此，在拉制过程期间，光纤10的峰值波长λP可能不同于选定的目标峰值波长λP,目标。峰值波长λP与选定的目标峰值波长λP,目标相差的差值大小ΔλP由ΔλP＝|λP-λP,目标|所给出。
在步骤174中，可以将拉制张力T变化为调整张力(adjustment tension)ΔT。可以对调整张力ΔT进行选择以改变和/或调整峰值波长λP。作为补充或替代，可以对调整张力ΔT进行选择以减小差值大小ΔλP。调整张力ΔT的范围可以是约45g至约220g。由此，调整张力ΔT可以横跨约175g的范围。可以基于使得调整张力ΔT与差值大小ΔλP相关联的相关性来对调整张力ΔT进行选择。相关性可以包括相关性常数K，其可以是最大折射率Δ1,最大值、纤芯半径r1、凹陷折射率区域18的体积v、最小折射率值Δ3,最小值、峰值波长λP和目标峰值波长λP,目标中的至少一个的函数。
方法150可以产生峰值波长λP落在调谐范围内的光纤10。运行范围可以考虑分开的预制件42中的差异以及为光纤10提供落入调谐范围内的不同峰值波长λP的可调谐性。根据各种方面，光纤10的参数可以进行调节以改变峰值波长λP和调谐范围。通过这种方式，可以基于光纤10的各种参数、拉制张力T以及调整张力ΔT将峰值波长λP调节至目标峰值波长λP,目标。参数至少包括：纤芯半径r1、凹陷折射率区域18的体积v、相对折射率Δ％、峰值波长λP以及目标峰值波长λP,目标。
根据各种方面，可以调节峰值波长λP以及光纤10的调谐范围。可以基于选定的拉制张力T和调整张力ΔT与光纤10的各种参数的关系来调节峰值波长λP。换言之，峰值波长λP的变化可能与拉制张力ΔT具有相关性，得出ΔLP＝K*ΔT，式中，K是相关性常数，其是光纤10的各种参数中的至少一个的函数。相关性常数K可以定义为如下范围：约-0.5nm/g至约-3.5nm/g，约-1.5nm/g至约-3.5nm/g，约-1.9nm/g至约-3.3nm/g，和/或其间的组合。可以通过方法150将峰值波长λP调整至任何选定的目标峰值波长λP,目标，其可以是在调谐范围内。调谐范围可以限定为在λ1与λ2之间。在各种例子中，λ1可以是约675nm以及λ2可以是约1025nm。
本文公开的方法150可以提供用于具有各种参数的光纤10。此外，方法150可以生产具有不同峰值波长λP以及不同调谐范围的光纤10。这种方法150对于使用相同或者基本相同的生产系统26用于制造具有不同峰值波长λP和不同调谐范围的光纤10可能是具有优势的。这对于降低制造和生产成本以及最大化生产系统26的利用率可能是有利的。因此，方法150可以采用能够经受住变化成为具有不同选定光纤参数的光纤10的预制件42。
实施例
以下实施例说明了本公开内容所提供的各种特征和优点，它们不以任何方式构成对本公开内容或所附权利要求书的限制。
参见图6，可以通过对于每个光纤10拟合峰值波长λP和张力T数据，来建立起选定的拉制张力T与峰值波长λP之间的关系。例如，图6所示的示例性拟合线可以通过方程式λP＝d+K*ΔT进行描述，式中，λP是峰值波长λP，d约为33.69，K约为-1.45nm/g，以及ΔT是拉制张力T。换言之，峰值波长λP与拉制张力T之间的关系可以描述为如下示例性方程式：λP＝-1.45*ΔT。通过这种方式，可以采用线性函数方程式来描述选定的拉制张力T与峰值波长λP之间关系。虽然如图6所示的峰值波长λP与拉制张力T的关系是拟合线，但是要理解的是，在其他实施方式中，峰值波长λP与拉制张力T之间关系可以不是线性函数，例如峰值波长λP与拉制张力T通过非线性函数或者查找表关联起来的实例。
参见图7，显示了选定的拉制张力T与峰值波长λP之间补充和/或替代性关系。如上文所解释的那样，系数K受到光纤10的参数的影响。拉制张力T与峰值波长λP之间的关系可以显示为线性函数(例如，y＝mx+b)。在如图7所示的非限制性关系中，拉制张力T与峰值波长λP之间关系可以描述为λP＝992+(-1.473)*ΔT，式中，992是当拉制张力T为0g(例如，y截距)以及斜率为-1.473(例如，K)时的峰值波长λP。由此，K是峰值波长λP与选定的拉制张力T之间的关系所限定的斜率。采用纤芯Δ为1.2％，纤芯半径r1为15.5μm，以及凹陷折射率区域宽度w1为3.7μm的光纤10来确定如图7所示的示例性关系。
参见图8，对于正掺杂的光纤10，显示了选定的拉制张力T与峰值波长λP之间补充和/或替代性关系。如上文所解释的那样，拉制张力T与峰值波长λP之间的关系可以显示为线性函数(例如，y＝mx+b)。在如图8所示的非限制性关系中，拉制张力T与峰值波长λP之间关系可以描述为λP＝977.64+(-2.2714)*ΔT，式中，977.64是当拉制张力T为0g(例如，y截距)以及斜率为-2.2714(例如，K)时的峰值波长λP。由此，K是峰值波长λP与选定的拉制张力T之间的关系所限定的斜率。采用具有0.11％的Δ的正掺杂包层22，纤芯Δ为0.98％，纤芯半径r1为24.1μm，以及凹陷折射率区域宽度w1为6.1μm的光纤10来确定如图8所示的示例性关系。
除此之外，要理解的是，可以定义函数或关系式以使得峰值波长λP与拉制炉30(图1)的温度或者任何其他直接或间接影响拉制张力T的工艺参数关联起来。由此，要理解的是，拉制张力T与峰值波长λP之间具体关系可能基于预制件42的特性、生产系统26的组件、环境条件以及拉制工艺参数等发生变化，但是对于任何条件组，可以以本文所述的方式确定拉制张力T与峰值波长λP之间的具体关系。
参见图9，显示通过方法150生产得到的光纤10的不同性质和/或参数(显示在光纤10的实施例分布中)，与比较例示例性分布进行对比。如图9的图表所示，比较例示例性分布显示为不是通过本文公开的方法150生产的一个例子。在各种例子中，比较例示例性分布可能是50μm的弯曲不敏感的光纤10。
参见图9和10，比较例示例性分布包括约25μm的纤芯半径r1以及约5.75μm的凹陷折射率区域宽度w1。凹陷折射率区域宽度w1可以是约5.75μm至约5.85μm。比较例示例性分布的相对折射率Δ％可以约为0.98％。此外，相关性常数K的值(例如，受到光纤10的参数影响的系数)可以约为-1.43nm/g。如图9所包含的图表所示的那样，比较例分布的调谐范围在λ1与λ2之间延伸，其中，λ1与λ2之差约为250nm。在各种例子中，对于约850nm的目标峰值波长λP,目标，λ1可以约为725nm以及λ2可以约为975nm。此外，用于生产比较例示例性分布光纤的拉制张力范围ΔT可以在T1与T2之间延伸。T1与T2之差可以约为175g。例如，T1可以约为45g，以及T2可以约为220g。
参见图9和11，显示了实施例分布1的折射率分布曲线。在各种例子中，纤芯14可以具有约25μm的纤芯半径r1，以及凹陷折射率区域宽度w1约为5μm的凹陷折射率区域18。峰值Δ(Δ1,最大值)可以约为1％。用于生产实施例分布1光纤10的拉制张力范围ΔT可以从T1延伸到T2。T1与T2之差可以约为175g。例如，T1可以约为45g，以及T2可以约为220g。
考虑不同的拉制张力T可以用于产生光纤10的不同的峰值波长λP。可以基于峰值波长λP与拉制张力T之间的相关性来选择拉制张力T，其中，相关性包括相关性常数K。根据各种方面，具有实施例分布1的光纤10的相关性常数K的值可以约为-1.93nm/g。如上文所解释的那样，相关性常数K是光纤10的参数的函数，包括以下至少一种：纤芯半径r1、凹陷折射率区域的体积v，折射率值Δ％，峰值波长λP，以及目标峰值波长λP,目标。影响相关性常数K的每个参数结合拉制张力的变化ΔT(例如，调整张力ΔT)可以限定峰值波长λP和调谐范围。调谐范围可以在λ1与λ2之间延伸。在各种例子中，λ1与λ2之差可以约为340nm。作为补充或替代，对于约850nm的目标峰值波长λP,目标，λ1可以约为680nm以及λ2可以约为1020nm。因此，具有实施例分布1的光纤10的不同参数可以提供相对于比较例示例性分布而言增加的调谐范围ΔLP。
参见图9和12，显示了具有实施例分布2的光纤10的折射率分布曲线。根据各种方面，光纤10可以具有约25.5μm的纤芯半径r1以及凹陷折射率区域宽度w1约为4.5μm的凹陷折射率区域18。峰值Δ(Δ1,最大值)可以约为1％。用于生产具有实施例分布2的光纤10的拉制张力范围ΔT可以在T1至T2之间延伸。T1与T2之差可以约为175g。例如，T1可以约为45g，以及T2可以约为220g。实施例分布2的相关性常数K值可以约为-2.48nm/g。类似于实施例分布1，实施例分布2的相关性常数K值可以取决于纤芯半径r1、凹陷折射率区域体积v、折射率值Δ％、峰值波长λP以及目标峰值波长λP,目标。相关性常数K可以乘以拉制张力T从而限定实施例分布2的峰值波长λP和调谐范围。调谐范围可以在λ1与λ2之间延伸。在各种例子中，λ1与λ2之差可以约为430nm。在各种例子中，对于约850nm的目标峰值波长λP,目标，λ1可以约为635nm以及λ2可以约为1065nm。因此，具有实施例分布2的光纤10的不同参数可以提供相对于比较例示例性分布和实施例分布1而言增加的调谐范围。
参见图9和13，显示了具有实施例分布3的光纤10的折射率分布曲线。在各种例子中，具有实施例分布3的光纤10可以具有约26.25μm的纤芯半径r1，以及凹陷折射率区域宽度w1约为4μm的凹陷折射率区域18。峰值Δ(Δ1,最大值)可以约为1.02％。用于生产具有实施例分布3的光纤10的拉制张力范围ΔT可以从T1延伸到T2。T1与T2之差可以约为175g。例如，T1可以约为45g，以及T2可以约为220g。实施例分布3的相关性常数K值可以约为-2.48nm/g。类似于实施例分布1和2，实施例分布3的相关性常数K值可以取决于纤芯半径r1、凹陷折射率区域体积v、折射率值Δ％、峰值波长λP以及目标峰值波长λP,目标。除此之外，实施例分布3的光纤10的峰值波长λP和调谐范围可以通过相关性常数K值与拉制张力T之间的关系所限定。调谐范围可以在λ1与λ2之间延伸。在各种例子中，λ1与λ2之差可以约为560nm。在各种例子中，对于约850nm的目标峰值波长λP,目标，λ1可以约为570nm以及λ2可以约为1130nm。
因此，具有实施例分布3的光纤10的不同参数可以提供相对于比较例示例性分布以及实施例分布1和2而言增加的调谐范围ΔLP。
参见图9和14，显示了具有实施例分布4的光纤10的折射率分布曲线。在各种例子中，具有实施例分布4的光纤10可以具有约23.75μm的纤芯半径r1，以及凹陷折射率区域宽度w1约为9μm的凹陷折射率区域18。峰值Δ(Δ1,最大值)可以约为0.93％。用于生产具有实施例分布4的光纤10的拉制张力范围ΔT可以从T1延伸到T2。T1与T2之差可以约为175g。例如，T1可以约为45g，以及T2可以约为220g。实施例分布4的相关性常数K值可以约为-0.5nm/g。类似于实施例分布1-3，实施例分布4的相关性常数K值可以取决于纤芯半径r1、凹陷折射率区域体积v、折射率值Δ％以及峰值波长λP、目标峰值波长λP,目标。除此之外，实施例分布4的光纤10的峰值波长λP和调谐范围可以通过相关性常数K值与拉制张力T之间的关系所限定。调谐范围可以在λ1与λ2之间延伸。在各种例子中，λ1与λ2之差可以约为90nm。因此，具有实施例分布4的光纤10的不同参数可以提供相对于比较例示例性分布以及实施例分布1-3而言减小的峰值波长调谐范围ΔLP。
参见图9和15，显示了具有实施例分布5的光纤10的折射率分布曲线。在各种例子中，具有实施例分布5的光纤10可以具有约24.1μm的纤芯半径r1，以及凹陷折射率区域宽度w1约为6.1μm的凹陷折射率区域18。峰值Δ(Δ1,最大值)可以约为0.98％。此外，外包层102可以正掺杂至约0.11％的Δ。用于生产具有实施例分布5的光纤10的拉制张力范围ΔT可以从T1延伸到T2。T1与T2之差可以约为175g。例如，T1可以约为45g，以及T2可以约为220g。实施例分布5的相关性常数K值可以约为-2.27nm/g。类似于实施例分布1-4，实施例分布5的相关性常数K值可以取决于纤芯半径r1、凹陷折射率区域体积v、折射率值Δ％、峰值波长λP以及目标峰值波长λP,目标。除此之外，实施例分布5的光纤10的峰值波长λP和调谐范围可以通过相关性常数K值与拉制张力T之间的关系所限定。调谐范围可以在λ1与λ2之间延伸。在各种例子中，λ1与λ2之差可以约为400nm。因此，具有实施例分布5的光纤10的不同参数可以提供相对于比较例示例性分布以及实施例分布1和4而言增加的调谐范围和相对于实施例分布2和3而言减小的调谐范围。
参见图9-15，纤芯半径r1、凹陷折射率区域体积v(例如，宽度w1和深度d)和相对折射率Δ％的修改以及目标峰值波长λP,目标的选择可以调节光纤10的相关性常数K。对于相关性常数K的调节可以对应于峰值波长λP和/或调谐范围的调节。除此之外，如本文所示的每个实施例分布1-5以及比较例示例性分布可以包含相同或者基本相同的折射率分布的α值，这可以对应于相同的峰值波长λP(例如，约850nm)。在相同或者基本相似的α分布的情况下，光纤10的峰值波长λP和调谐范围ΔLP可以采用本文公开的方法150相对于不是根据本文方法150制造的比较例示例性分布进行调节。对于选定的拉制张力T，这种方法150对于产生光纤10的折射率分布提供对于调谐范围的最大化调节可能是有利的。由此，采用范围约为45g至220g的拉制张力T以及光纤10的不同参数，可以调节峰值波长λP和调谐范围，如图9-15所示。除此之外，如图10所示，调谐范围的调整可以是比较例示例性分布的峰值调谐范围的两倍。由此，可以采用本文公开的方法150和/或单个生产系统26来制造具有不同峰值波长λP、调谐范围和参数的光纤10。
参见图9以及11-15，分别显示了(分别根据本文公开方法150制造的)实施例分布1-5的实施例折射率分布。对于具有实施例分布1-5的每个光纤10，纤芯14可以是产生α分布的抛物线掺杂纤芯14。如所示，α分布可以约为2.125。光纤10的包层22可以包括内包层98和外包层102，它们可以通过凹陷折射率区域18彼此分隔开。纤芯14可以经正掺杂至峰值Δ(Δ1,最大值)，然后可以负掺杂至Δ约为0％。在具有内包层98的实施例中，内包层98可以分别具有约0％的Δ。作为补充或替代，光纤10可以经过负掺杂从而产生具有负Δ的凹陷折射率区域18。通过这种方式，凹陷折射率区域18可以限定光纤10的最小Δ(Δ3,最小值)。在各种例子中，光纤10的外包层102可以经过正掺杂以使得Δ回到约0％至约0.15％内的数值。
使用本文公开的装置可以提供各种优点。例如，可以采用本文公开的方法150制造落入增加的调谐范围内的具有不同峰值波长λP的光纤10。此外，相对于不是通过本文方法150制造的比较例示例性分布而言，光纤10可以具有增加的调谐范围。此外，调谐范围ΔLP可以为不是根据本文方法150制造的比较例示例性分布的峰值波长调谐ΔLP的两倍。此外，方法150可以采用单个生产系统26，利用峰值波长λP与拉制张力T之间的相关性，来生产具有落入调谐范围内的不同峰值波长λP的光纤10。相关性常数K是以下至少一个的函数：纤芯半径r1、凹陷折射率区域体积v、相对折射率Δ％、峰值Δ(Δ1,最大值)、峰值波长λP以及目标峰值波长λP,目标。此外，在光纤10的制造中，可以对峰值波长λP进行调节从而对光纤10在不同波长处(其可以是约850nm至约1060nm范围)进行优化。通过对光纤10参数(例如，以产生相关性常数K值)以及拉制张力T进行选择，光纤10可以具有相比于比较例示例性分布而言更大或更小的调谐范围。以这种方式，单个生产系统26可以管理多种光纤工艺以产生多种不同的光纤10。此外，单种预制件42可以生产在不同波长处进行了优化的光纤10。通过这种方式，光纤10可以在约850nm、约880nm、约980nm和/或约1060nm进行了优化。
本文公开的装置在以下段落中进行了进一步总结并且通过本文所述的任意和全部的各种方面进行了表征。本公开内容包含以下非限制性方面：
根据至少一个例子，多模光纤的制造方法包括为多模光纤指定峰值波长λP。峰值波长λP对应于多模光纤具有最大带宽的波长。多模光纤包括纤芯和围绕纤芯且与其直接相邻的包层。纤芯具有半径r1以及最大相对折射率Δ1,最大值>0。包层包括凹陷折射率区域，其具有最小相对折射率Δ3,最小值<0和体积v。基于使得峰值波长λP与拉制张力T相关联的相关性来为多模光纤选择拉制张力T，所述相关性包括相关性常数。相关性常数K是Δ1,最大值、r1、v、Δ3,最小值和λP中的至少一个的函数。以拉制张力T从预制件拉制得到多模光纤。
根据另一个方面，拉制张力T的范围是约45g至约220g。
根据另一个方面，相关性常数K的范围是约-0.45nm/g至约-3.25nm/g。
根据另一个方面，纤芯半径r1约为25μm。凹陷折射率区域的宽度w1约为4.5μm。
根据另一个方面，峰值波长λP的范围是约680nm至约1020nm。
根据另一个方面，纤芯半径r1约为25.5μm。凹陷折射率区域的宽度w1约为4.5μm。
根据另一个方面，峰值波长λP的范围是约635nm至约1065nm。
根据本公开内容的另一个方面，多模光纤的制造方法包括以拉制张力T从预制件拉制多模光纤。多模光纤包括纤芯和围绕纤芯且与其直接相邻的包层。纤芯具有半径r1以及最大相对折射率Δ1,最大值>0。包层包括凹陷折射率区域，其具有最大相对折射率Δ3,最小值<0和体积v。多模光纤具有峰值波长λP，在该处多模光纤具有最大带宽。将峰值波长λP与选定的目标峰值波长λP,目标进行对比。峰值波长λP与选定的目标峰值波长λP,目标相差的差值大小ΔλP由ΔλP＝|λP-λP,目标所给出。拉制张力T的变化为调整张力ΔT。对调整张力ΔT进行选择来改变峰值波长λP从而减小差值大小ΔλP。基于使得调整张力ΔT与差值大小ΔλP相关联的相关性来选择调整张力ΔT。相关性包括相关性常数K。相关性常数K是Δ1,最大值、r1、v、Δ3,最小值和λP,目标中的至少一个的函数。
根据另一个方面，使得调整张力ΔT与差值大小ΔλP相关联的相关性定义为ΔλP＝K*ΔT。
根据另一个方面，选定的目标峰值波长λP,目标是在限定在λ1与λ2之间的调谐范围内。λ1与λ2之差约为340nm。
根据另一个方面，选定的目标峰值波长λP,目标限定在λ1与λ2之间。λ1与λ2之差约为430nm。
根据另一个方面，选定的目标峰值波长λP,目标是在限定在λ1与λ2之间的调谐范围内。λ1与λ2之差约为560nm。
根据另一个方面，λ1约为570nm以及λ2约为1130nm。
根据另一个方面，调整张力ΔT定义在T1与T2之间。T1与T2之差约为175g。
根据另一个方面，T1约为45g以及T2约为220g。
根据本公开内容的另一个方面，多模光纤包括纤芯半径r1的范围是约25μm至约27μm的纤芯。纤芯经过掺杂以限定峰值相对折射率Δ1,最大值>0。包层围绕纤芯且与其直接相邻，包层包括凹陷折射率区域，其具有最小相对折射率Δ3,最小值<0和宽度w1。宽度w1的范围是约4μm至约5μm。多模光纤具有峰值波长λP，在该处多模光纤具有最大带宽。峰值波长λP是峰值相对折射率Δ1,最大值、纤芯半径r1、凹陷折射率区域的宽度w1和最小相对折射率Δ3,最小值中的至少一个的函数。
根据另一个方面，纤芯半径r1约为25μm以及凹槽宽度w1约为5μm，并且调谐范围限定在λ1与λ2之间。λ1与λ2之差约为340nm。
根据另一个方面，纤芯半径r1约为24.1μm以及凹槽宽度w1约为9.1μm，并且调谐范围限定在λ1与λ2之间。λ1与λ2之差约为400nm。
根据另一个方面，纤芯半径r1约为25.5μm以及凹槽宽度w1约为4.5μm，并且调谐范围限定在λ1与λ2之间。λ1与λ2之差约为430nm。
根据另一个方面，峰值波长λP是在约570nm至约1130nm的调谐范围内。调谐范围是基于拉制张力T与以下至少一个：Δ1,最大值、r1、w1、Δ3,最小值和λP，之间的相关性。
本说明书的方面1是：
一种制造多模光纤的方法，其包括：
为多模光纤指定峰值波长λP，所述峰值波长λP对应于多模光纤具有最大带宽的波长，所述多模光纤包括纤芯和围绕纤芯且与其直接相邻的包层，所述纤芯具有半径r1以及最大相对折射率Δ1,最大值>0，所述包层包括凹陷折射率区域，其具有最小相对折射率Δ3,最大值<0和体积v；
基于使得峰值波长λP与拉制张力T相关联的相关性来为多模光纤选择拉制张力T，所述相关性包括相关性常数，相关性常数K是Δ1,最大值、r1、v、Δ3,最小值和λP中的至少一个的函数；以及
以拉制张力T从预制件拉制多模光纤。
本说明书的方面2是：
方面1的方法，其中，拉制张力T的范围是约45g至约220g。
本说明书的方面3是：
方面1或2的方面，相关性常数K的范围是约-0.45nm/g至约-3.25nm/g。
本说明书的方面4是：
方面1-3中任一项的方法，其中，纤芯半径r1约为25μm，以及其中，凹陷折射率区域的宽度w1约为5μm。
本说明书的方面5是：
方面1-3中任一项的方法，其中，纤芯半径r1约为25.5μm，以及其中，凹陷折射率区域的宽度w1约为4.5μm。
本说明书的方面6是：
方面1-5中任一项的方法，其中，峰值波长λP的范围是约635nm至约1065nm。
本说明书的方面7是：
方面1-5中任一项的方法，其中，峰值波长λP的范围是约680nm至约1020nm。
本说明书的方面8是：
一种制造多模光纤的方法，其包括：
以拉制张力T从预制件拉制多模光纤，所述多模光纤包括纤芯和围绕纤芯且与其直接相邻的包层，所述纤芯具有半径r1以及最大相对折射率Δ1,最大值>0，所述包层包括凹陷折射率区域，其具有最小相对折射率Δ3,最小值<0和体积v，所述多模光纤具有峰值波长λP，在该处多模光纤具有最大带宽；
将峰值波长λP与选定的目标峰值波长λP,目标进行对比，所述峰值波长λP与选定的目标峰值波长λP,目标相差的差值大小ΔλP由ΔλP＝|λP-λP,t目标|所给出；以及
拉制张力T的变化为调整张力ΔT，对所述调整张力ΔT进行选择来改变峰值波长λP从而减小差值大小ΔλP，
其中，基于使得调整张力ΔT与差值大小ΔλP相关联的相关性来选择调整张力ΔT，所述相关性包括相关性常数K，所述相关性常数K是Δ1,最大值、r1、v、Δ3,最小值和λP,目标中的至少一个的函数。
本说明书的方面9是：
方面8的方法，其中，使得调整张力ΔT与差值大小ΔλP相关联的相关性定义为ΔλP＝K*ΔT。
本说明书的方面10是：
方面8或9的方法，其中，选定的目标峰值波长λP,目标是定义在λ1与λ2之间的调谐范围内，以及其中，λ1与λ2之差约为340nm。
本说明书的方面11是：
方面8或9的方法，其中，选定的目标峰值波长λP,目标定义在λ1与λ2之间，以及其中，λ1与λ2之差约为430nm。
本说明书的方面12是：
方面8或9的方法，其中，选定的目标峰值波长λP,目标是定义在λ1与λ2之间的调谐范围内，以及其中，λ1与λ2之差约为560nm。
本说明书的方面13是：
方面12的方法，其中，λ1约为570nm以及λ2约为1130nm。
本说明书的方面14是：
方面8-13中任一项的方法，其中，调整张力ΔT定义在T1与T2之间，其中，T1与T2之差约为175g。
本说明书的方面15是：
方面14的方法，其中，T1约为45g以及T2约为220g。
本说明书的方面16是：
一种多模光纤，其包含：
纤芯半径r1的范围约为25μm至约27μm的纤芯，其中，纤芯经过掺杂以限定了峰值相对折射率Δ1,最大值>0；以及
围绕纤芯且与其直接相邻的包层，所述包层包括凹陷折射率区域，其具有最小相对折射率Δ3,最小值<0和宽度w，所述宽度w1的范围约4μm至约5μm，
其中，多模光纤具有峰值波长λP，在该处多模光纤具有最大带宽，所述峰值波长λP是峰值相对折射率Δ1,最大值、纤芯半径r1、凹陷折射率区域的宽度w1和最小相对折射率Δ3,最小值中的至少一个的函数。
本说明书的方面17是：
方面16的多模光纤，其中，纤芯半径r1约为25μm以及凹槽宽度w1约为5μm，以及调谐范围限定在λ1与λ2之间，以及其中，λ1与λ2之差约为340nm。
本说明书的方面18是：
方面16的多模光纤，其中，纤芯半径r1约为24.1μm以及凹槽宽度w1约为9.1μm，以及调谐范围限定在λ1与λ2之间，以及其中，λ1与λ2之差约为400nm。
本说明书的方面19是：
方面16的多模光纤，其中，纤芯半径r1约为25.5μm以及凹槽宽度w1约为4.5μm，以及调谐范围限定在λ1与λ2之间，以及其中，λ1与λ2之差约为430nm。
本说明书的方面20是：
方面16-19中任一项的多模光纤，其中，峰值波长λP在约570nm至约1130nm的调谐范围内，以及其中，调谐范围是基于拉制张力与以下至少一种：Δ1,最大值、r1、w1、Δ3,最小值和λP，之间的相关性。
虽然为了说明给出了示例性实施方式和例子，但是上文的描述并不旨在以任何方式限制本公开内容和所附权利要求书的范围。因此，可以对上文所述的实施方式和例子进行改变和改进，而不明显背离本公开内容的精神和各个原理。所有这些变化和修改旨在包括在该说明书和所附权利要求保护的范围内。

Claims (20)

1.一种制造多模光纤的方法，其包括：
为多模光纤指定峰值波长λP，所述峰值波长λP对应于多模光纤具有最大带宽的波长，所述多模光纤包括纤芯和围绕纤芯且与其直接相邻的包层，所述纤芯具有半径r1以及最大相对折射率Δ1,最大值>0，所述包层包括凹陷折射率区域，其具有最小相对折射率Δ3,最大值<0和体积v；
基于使得峰值波长λP与拉制张力T相关联的相关性来为多模光纤选择拉制张力T，所述相关性包括相关性常数，相关性常数K是Δ1,最大值、r1、v、Δ3,最小值和λP中的至少一个的函数；以及
以拉制张力T从预制件拉制多模光纤。
2.如权利要求1所述的方法，其中，拉制张力T的范围是约45g至约220g。
3.如权利要求1或2所述的方法，相关性常数K的范围是约-0.45nm/g至约-3.25nm/g。
4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，纤芯半径r1约为25μm，以及其中，凹陷折射率区域的宽度w1约为5μm。
5.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，纤芯半径r1约为25.5μm，以及其中，凹陷折射率区域的宽度w1约为4.5μm。
6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，峰值波长λP的范围是约680nm至约1020nm。
7.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，峰值波长λP的范围是约635nm至约1065nm。
8.一种制造多模光纤的方法，其包括：
以拉制张力T从预制件拉制多模光纤，所述多模光纤包括纤芯和围绕纤芯且与其直接相邻的包层，所述纤芯具有半径r1以及最大相对折射率Δ1,最大值>0，所述包层包括凹陷折射率区域，其具有最小相对折射率Δ3,最小值<0和体积v，所述多模光纤具有峰值波长λP，在该处多模光纤具有最大带宽；
将峰值波长λP与选定的目标峰值波长λP,目标进行对比，所述峰值波长λP与选定的目标峰值波长λP,目标相差的差值大小ΔλP由ΔλP＝|λP-λP,t目标|所给出；以及
拉制张力T的变化为调整张力ΔT，对所述调整张力ΔT进行选择来改变峰值波长λP从而减小差值大小ΔλP，
其中，基于使得调整张力ΔT与差值大小ΔλP相关联的相关性来选择调整张力ΔT，所述相关性包括相关性常数K，所述相关性常数K是Δ1,最大值、r1、v、Δ3,最小值和λP,目标中的至少一个的函数。
9.如权利要求8所述的方法，其中，使得调整张力ΔT与差值大小ΔλP相关联的相关性定义为ΔλP＝K*ΔT。
10.如权利要求8或9所述的方法，其中，选定的目标峰值波长λP,目标是定义在λ1与λ2之间的调谐范围内，以及其中，λ1与λ2之差约为340nm。
11.如权利要求8或9所述的方法，其中，选定的目标峰值波长λP,目标定义在λ1与λ2之间，以及其中，λ1与λ2之差约为430nm。
12.如权利要求8或9所述的方法，其中，选定的目标峰值波长λP,目标是定义在λ1与λ2之间的调谐范围内，以及其中，λ1与λ2之差约为560nm。
13.如权利要求12所述的方法，其中，λ1约为570nm以及λ2约为1130nm。
14.如权利要求8-13中任一项所述的方法，其中，调整张力ΔT定义在T1与T2之间，其中，T1与T2之差约为175g。
15.如权利要求14所述的方法，其中，T1约为45g以及T2约为220g。
16.一种多模光纤，其包含：
纤芯半径r1的范围约为25μm至约27μm的纤芯，其中，纤芯经过掺杂以限定了峰值相对折射率Δ1,最大值>0；以及
围绕纤芯且与其直接相邻的包层，所述包层包括凹陷折射率区域，其具有最小相对折射率Δ3,最小值<0和宽度w，所述宽度w1的范围约4μm至约5μm，
其中，多模光纤具有峰值波长λP，在该处多模光纤具有最大带宽，所述峰值波长λP是峰值相对折射率Δ1,最大值、纤芯半径r1、凹陷折射率区域的宽度w1和最小相对折射率Δ3,最小值中的至少一个的函数。
17.如权利要求16所述的多模光纤，其中，纤芯半径r1约为25μm以及凹槽宽度w1约为5μm，以及调谐范围限定在λ1与λ2之间，以及其中，λ1与λ2之差约为340nm。
18.如权利要求16所述的多模光纤，其中，纤芯半径r1约为24.1μm以及凹槽宽度w1约为6.1μm，以及调谐范围限定在λ1与λ2之间，以及其中，λ1与λ2之差约为400nm。
19.如权利要求16所述的多模光纤，其中，纤芯半径r1约为25.5μm以及凹槽宽度w1约为4.5μm，以及调谐范围限定在λ1与λ2之间，以及其中，λ1与λ2之差约为430nm。
20.如权利要求16-19中任一项所述的多模光纤，其中，峰值波长λP在约570nm至约1130nm的调谐范围内，以及其中，调谐范围是基于拉制张力与以下至少一种：Δ1,最大值、r1、w1、Δ3,最小值和λP，之间的相关性。
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