CN116529645A - 具有低色散斜率的单模光纤 - Google Patents
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Abstract
光纤包括：中心芯区域，该中心芯区域具有3μm至7μm的外半径r1和0.25％至0.5％的最大折射率Δ1，以及1至20的alpha(α)分布；包层区域，该包层区域包括：(i)第一内包层区域，该第一内包层区域围绕芯，具有‑0.25％至0.05％的折射率Δ2和6μm至15μm的半径r2，(ii)第二内包层区域，该第二内包层区域围绕第一内包层区域，具有‑0.1％至0.2％的折射率Δ3和7μm至15μm的半径r3，以及(iii)外包层区域，该外包层区域围绕第二内包层区域，具有‑0.05％至0.1％之间的折射率Δ4；其中光纤表现出小于1260nm的线缆截止、1310nm下大于8.2微米的模场直径。
Description
相关申请的交叉引用
本申请根据35 U.S.C.§119要求于2020年10月30日提交的美国临时申请序列第63/107,909号的优先权，本申请基于该临时申请的内容并且该临时申请的内容通过引用以其整体并入本文。
技术领域
本公开涉及光纤。更具体地，本公开涉及具有低色散斜率的光纤。
背景技术
符合G.652标准的标准单模光纤广泛用于不同的传输系统中。例如，对于数据中心互连，期望具有大于10km的传输距离。另一应用是光纤在融合接入网络中的使用以及用于5G网络中的前端。这些网络使用O波段中的多信道传输。这些应用中的可及范围受到信道中较高波长(诸如1260和1380nm之间)下的光纤色散的限制。具有低色散斜率的单模光纤可以实现更远的传输距离。
因此，发明人开发了具有低色散斜率的经改进的单模光纤。
发明内容
本公开的第一实施例包括一种光纤，该光纤包括：中心芯区域，该中心芯区域具有3μm至7μm的外半径r1和0.25％至0.5％的最大折射率Δ1，以及1至20的alpha(α)分布；包层区域，该包层区域包括：(i)第一内包层区域，该第一内包层区域围绕中心芯，具有-0.25％至0.05％的折射率Δ2和6μm至15μm的半径r2，(ii)第二内包层区域，该第二内包层区域围绕第一内包层区域，具有-0.1％至0.2％的折射率Δ3和7μm至15μm的半径r3，以及(iii)外包层区域，该外包层区域围绕第二内包层区域，具有-0.05％至0.1％的折射率Δ4；其中光纤表现出小于1260nm的线缆截止、1310nm下大于8.2微米的模场直径，以及1310nm下小于或等于0.083ps/nm2/km的色度色散斜率。
本公开的第二实施例可包括第一实施例，其中，中心芯的外半径r1为3.5μm至5.5μm。
本公开的第三实施例可包括第一和第二实施例，其中，中心芯的最大折射率Δ1为0.3％至0.45％。
本公开的第四实施例可包括第一至第三实施例，其中，第一内包层区域的折射率Δ2为0至-0.2％。
本公开的第五实施例可包括第一至第四实施例，其中，第一内包层区域的外半径r2为6.5μm至10μm。
本公开的第六实施例可包括第一至第五实施例，其中，第二内包层区域的折射率Δ3为0.05％至0.15％。
本公开的第七实施例可包括第一至第六实施例，其中，光纤表现出小于1400nm的零色散波长λ0。
本公开的第八实施例可包括第一至第六实施例，其中，光纤表现出小于1390nm的零色散波长λ0。
本公开的第九实施例可包括第一至第六实施例，其中，光纤表现出小于1380nm的零色散波长λ0。
本公开的第十实施例可包括第一至第六实施例，其中，光纤表现出1300nm至1324nm的零色散波长λ0。
本公开的第十一实施例可包括第一至第十实施例，其中，光纤在1310nm和1383nm下表现出小于0.33dB/km的衰减。
本公开的第十二实施例可包括第一至第十实施例，其中，光纤在1310nm和1383nm下表现出小于0.32dB/km的衰减。
本公开的第十三实施例可包括第一至第十二实施例，其中，光纤在1310nm下表现出大于8.5微米的模场直径。
本公开的第十四实施例可包括第一至第十二实施例，其中，光纤在1310nm下表现出大于9微米的模场直径。
本公开的第十五实施例可包括第一至第十四实施例，其中，光纤在1310nm下表现出小于或等于0.07ps/nm2/km的色度色散斜率。
本公开的第十六实施例可包括第一至第十四实施例，其中，光纤在1310nm下表现出小于或等于0.0675ps/nm2/km的色度色散斜率。
本公开的第十七实施例可包括第一至第十四实施例，其中，光纤在1310nm下表现出大于-7ps/nm/km的色度色散。
本公开的第十八实施例可包括第一至第十四实施例，其中，光纤在1310nm下表现出大于-6ps/nm/km的色度色散。
本公开的第十九实施例可包括第一至第十四实施例，其中，光纤在1380nm下表现出小于5ps/nm/km的色度色散。
本公开的第二十实施例可包括第一至第十四实施例，其中，光纤在1260nm下表现出大于-10ps/nm/km的色度色散。
本公开的第二十一实施例可包括第一至第二十实施例，其中，光纤当在60mm半径的芯轴上时表现出小于0.00001dB/圈的弯曲损耗。
本公开的第二十一实施例包括一种光纤，该光纤包括：中心芯区域，该中心芯区域具有3μm至5.5μm的外半径r1和0.25％至0.5％的最大折射率Δ1，以及1至20的alpha(α)分布；以及包层区域，该包层区域包括：(i)第一内包层区域，该第一内包层区域围绕中心芯，具有-0.25％至0.05％的折射率Δ2和6μm至12μm的半径r2，(ii)第二内包层区域，该第二内包层区域围绕第一内包层区域，具有0.02％至0.2％的折射率Δ3和7μm至15μm的半径r3，以及(iii)外包层区域，该外包层区域围绕第二内包层区域，具有-0.05％至0.1％的折射率Δ4；其中光纤表现出小于1260nm的线缆截止、1310nm下大于8.2微米的模场直径、1300nm与1324nm之间的零色散波长以及1310nm下小于或等于0.083ps/nm2/km的色度色散斜率。
本公开的第二十三实施例可包括第二十二实施例，其中，光纤在1310nm下表现出大于8.6微米的模场直径。
本公开的第二十四实施例可包括第二十二实施例，其中，光纤在1310nm下表现出大于9微米的模场直径。
本公开的第二十五实施例包括一种光纤，该光纤包括：中心芯区域，该中心芯区域具有3μm至5.5μm的外半径r1和0.25％至0.5％的最大折射率Δ1，以及1至20的alpha(α)分布；以及包层区域，该包层区域包括：(i)第一内包层区域，该第一内包层区域围绕中心芯，具有-0.25％至0.05％的折射率Δ2和6μm至12μm的半径r2，(ii)第二内包层区域，该第二内包层区域围绕第一内包层区域，具有0.02％至0.2％的折射率Δ3和7μm至15μm的半径r3，以及(iii)外包层区域，该外包层区域围绕第二内包层区域，具有-0.05％至0.1％的折射率Δ4；其中光纤表现出小于1260nm的线缆截止、1310nm下大于8.2微米的模场直径、小于1400nm的零色散波长以及1310nm下小于或等于0.075ps/nm2/km的色度色散斜率。
本公开的第二十六实施例可包括第二十五实施例，其中，光纤表现出小于1390nm的零色散波长。
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本公开的第三十实施例可包括第二十五实施例，其中，光纤在1310nm下表现出大于8.6微米的模场直径。
本公开的第三十一实施例可包括第二十五实施例，其中，光纤在1310nm下表现出大于9微米的模场直径。
本公开的第三十二实施例可包括第二十五实施例，其中，光纤当在60mm半径的芯轴上时表现出小于0.00001dB/圈的弯曲损耗。
附图说明
附图被包括以提供进一步理解，并且被收入并构成本说明书的一部分。附图图示一个或多个实施例，并与具体实施方式一起用来解释各实施例的原理和操作。由此，结合附图，将从以下具体实施方式中更充分地理解本公开，其中：
图1是根据本公开的一个实施例的光纤的侧透视图；
图2示意性地描绘了根据本文所描述的一个或多个实施例的图1中所描绘的多芯光纤的横截面；
图3以图形方式描绘了根据本文所描述的一个或多个实施例的示例性光纤的相对折射率分布；
图4A-图4C以图形方式描绘了根据本文所描述的一个或多个实施例的示例性光纤的相对折射率分布。
图5以图形方式描绘了根据本文所描述的一个或多个实施例的示例性光纤的相对折射率分布。
具体实施方式
现在将详细参考本公开的各个实施例，在附图中示出实施例的示例。只要有可能，在所有附图中使用相同或相似的附图标记和符号来指代相同或相似的部件。附图不一定按比例，并且本领域技术人员将认识到附图在哪里被简化以示出本公开的关键方面。下文所述的权利要求并入本具体实施方式，并构成本具体实施方式的部分。
在该文档中，诸如第一和第二、顶部和底部等的关系术语仅仅用来将一个实体或动作与另一个实体或动作区别开，而不一定要求或暗示这些实体或动作之间具有任何实际的这种关系或顺序。
本领域普通技术人员将理解，所描述的公开和其他部件的构造不限于任何特定材料。除非本文另有描述，否则本文公开的本公开的其他示例性实施例可以由各种材料形成。
在实施例中，本文所公开的光纤包括中心芯区域。芯区域可以包括中心轴并且从中心轴延伸至半径r1。芯区域包括相对于纯二氧化硅的相对折射率Δ1。包层区域可以包围并直接接触芯区域。包层区域包括第一内包层区域、第二内包层区域和外包层区域。第一内包层区域(也称为沟槽区域或凹陷折射率包层区域)可以包围并直接接触中心芯。第一内包层区域包括相对于纯二氧化硅的折射率Δ2，并从半径r1延伸至半径r2。第二内包层区域(也称为环区域)可以包围并直接接触第一内包层区域。第二内包层区域包括折射率Δ3，并从半径r2延伸至半径r3。外包层区域可以包围并直接接触第二内包层区域。外包层区域包括折射率Δ4，并从半径r2延伸至半径r4。本文将具体参考附图进一步详细描述光纤的各种实施例。
在本说明书和随后的权利要求中，将参考许多术语，这些术语应被定义为具有以下含义：
如本文中所使用，术语“约”是指量、尺寸、配方、参数、和其他数量和特性不是也不需要是精确的，但可以根据需要是近似的和/或更大或更小，从而反映出公差、转换因子、舍入、测量误差等和本领域技术人员已知的其他因素。当在描述值或范围的端点中使用术语“约”时，本公开应被理解为包括所指的特定值或端点。无论说明书中的数值或范围的端点是否记载了“约”，该数值或范围的端点旨在包括两个实施例：一个由“约”修饰，并且一个不由“约”修饰。还将理解的是，每一个范围的端点相对于另一个端点都是重要的，并且独立于另一个端点。
当在参考径向坐标中使用时，“径向位置”和/或“径向距离”，“r”是指相对于光纤中的中心芯部分的中心线(r＝0)的径向位置。
长度尺寸“微米(micrometer)”在本文中可称为微米(micron)(或微米(microns))或μm。
“折射率分布”是折射率或相对折射率与距芯部分的中心线的径向距离r之间的关系。对于本文中描绘为不同区域之间相对尖锐边界的相对折射率分布，处理条件的正常变化可导致相邻区域的界面处的不尖锐的阶跃边界。应理解，尽管折射率分布的边界在本文中可以被描绘为折射率的阶跃变化，但是在实践中边界可以是圆形的或者以其他方式偏离完美的阶跃函数特性。进一步理解，相对折射率的值可以随着芯区域和/或包层区域中的任何包层区域内的径向位置而变化。当相对折射率在光纤的特定区域(芯区域和/或包层区域中的任何包层区域)中随径向位置而变化时，可以用其实际或近似的函数相关性或可应用于该区域的平均值来表示。除非另有规定，否则如果区域(芯区域和/或内和/或共用包层区域中的任何一者)的相对折射率被表示为单个值，则应理解该区域中的相对折射率是恒定的或近似恒定的，并且对应于该单个值，或者该单个值表示取决于该区域中的径向位置的非恒定相对折射率的平均值。无论是通过设计还是由于正常制造可变性，相对折射率对径向位置的相关性都可以是倾斜的、弯曲的或以其他方式不恒定的。
除非另有说明，否则“相对折射率百分比”被定义为Δ％＝100×(ni 2-nc 2)/2ni 2，并且如本文所使用的，nc是未掺杂的二氧化硅玻璃的平均折射率。如本文所使用的，除非另有规定，否则相对折射率用Δ表示，并且其值以“％”为单位。术语：相对折射率百分比、相对折射率、折射率增量、折射率、相对折射率增量、增量、Δ、Δ％、％Δ、增量％、％增量和百分比增量可以在本文中可互换地使用。在区域的折射率小于未掺杂的二氧化硅的平均折射率的情况下，相对折射率百分比为负，并且被称为具有凹陷区域或凹陷折射率。在区域的折射率大于包层区域的平均折射率的情况下，相对折射率百分比为正。“上掺杂剂”在本文中被认为是相对于纯未掺杂的SiO2具有提高折射率的倾向的掺杂剂。“下掺杂剂”在本文中被认为是相对于纯未掺杂的SiO2具有降低折射率的倾向的掺杂剂。上掺杂剂的示例包括GeO2(锗)、Al2O3、P2O5、TiO2、Cl和/或Br。下掺杂剂的示例包括氟和B2O3。如本文所述，在nc的折射率是未掺杂的二氧化硅的情况下计算光学分布的相对折射率时，光纤的整个折射率分布可以线性地向上(或向下)偏移，从而获得等效的光纤特性。
术语“α-分布”(也称为“alpha分布”)是指具有以下函数形式的相对折射率分布Δ(r)：
其中ro是Δ(r)最大的点，r1是Δ(r)为零的点，r在ri≤r≤rf的范围内，其中ri是α-分布的起始点，rf是α-分布的终点，并且α是实数。在实施例中，本文所示的示例可以具有1≤α≤100的芯α。在实践中，即使当目标分布是α分布时，实际光纤也可能发生与理想配置的偏离程度。因此，如本领域已知的，光纤的α参数可以从测量的折射率分布的最佳拟合来获得。
术语“渐变折射率分布”是指其中α<10的α-分布。术语“阶跃折射率分布”是指其中α≥10的α-分布。
“有效面积”可以被定义为：
其中f(r)是被引导的光学信号的电场的横向分量，并且r是光纤中的径向位置。“有效面积”或“Aeff”取决于光学信号的波长。当提及本文中的“有效面积”或“Aeff”时，将对波长进行具体指示。有效面积在本文中以“μm2”、“平方微米(square micrometer)”、“平方微米(square micron)”等单位表示。
除非本文另有说明，否则针对LP01模式报告光学属性(诸如色散、色散斜率等)。
除非另有说明，否则光纤的“色度色散”(本文中称为“色散”)是材料色散、波导色散和模间色散的总和。“材料色散”是指用于光学芯的材料的折射率影响不同光学波长在芯内传播的速度的方式。“波导色散”是指由光纤的芯和包层的不同折射率引起的色散。在单模波导光纤的情况下，模间色散为零。双模模式下的色散值假定模间色散为零。零色散波长(λ0)是色散具有零值的波长。色散斜率是色散相对于波长的变化率。如前所述，本文报告了1310nm或1550nm波长下的色散和色散斜率，并且分别以ps/nm/km和ps/nm2/km为单位表示。色度色散按照IEC 60793-1-42:2013标准“Optical fibres-Part 1-42:Measurementmethods and test procedures-Chromatic dispersion(光纤——第1-42部分：测量方法和试验过程——色度色散)”的规定进行测量。
光纤的截止波长是光纤仅支持一种传播模式的最小波长。对于低于截止波长的波长，可能会发生多模传输，并且可出现额外的色散源，以限制光纤的信息承载能力。截止波长在本文中将作为线缆截止波长被报告。线缆截止波长基于如电信行业协会(TIA)的TIA-455-80:FOTP-80IEC-60793-1-44Optical Fibres–Part 1-44:Measurement Methods andTest Procedures–Cut-off Wavelength(光纤——第1-44部分：测量方法和测试过程——截止波长)(2003年5月21日)中所规定的22米线缆光纤长度。
光纤的抗弯曲性(在本文中表示为“弯曲损耗”)可以通过如IEC-60793-1-47:2017标准“Optical fibres-Part 1-47:Measurement methods and test procedures-Macrobending loss(光纤——第1-47部分：测量方法和测试过程——宏弯曲损耗)”所规定的规定的测试条件下的诱发衰减来测量。例如，测试条件可能需要将纤维围绕规定直径的芯轴展开或缠绕一圈或多圈，例如，通过围绕15mm、20mm或30mm或类似直径的芯轴缠绕1圈(例如“1×15mm直径弯曲损耗”或“1×20mm直径弯曲损耗”或“1×30mm直径弯曲损耗”)，并测量每圈衰减的增加。
本文中使用的术语“衰减”是信号沿光纤行进时的光学功率损失。衰减如题为“Optical fibers-Part 1-40:Attenuation measurement methods(光纤——第1-40部分：衰减测量方法)”的IEC 60793-1-40:2019标准所规定地进行测量。
本文中使用的术语“沟槽”是指具有可变折射率的包层区域，其最小折射率低于与其接触的相邻包层区域的最小折射率。沟槽区域下掺杂有合适的掺杂剂，诸如氟。
本文中使用的术语“环”是指具有可变折射率的包层区域，其最大折射率高于与其接触的相邻包层区域的最大折射率。环区域具有可变折射率，其最大折射率大于相邻沟槽区域的可变折射率。环区域上掺杂有合适的掺杂剂，诸如锗。
模场直径(MFD)使用Petermann II方法进行测量，并通过以下确定：
MFD＝2w
其中f(r)是被引导的光的电场分布的横向分量，并且r是光纤中的径向位置。除非另有规定，否则“模场直径”或“MFD”是指1310nm下的模场直径。
如本文中所使用的方向性术语(例如，上、下、右、左、前、后、顶部、底部)仅参考如所绘制的附图作出，而不旨在隐含绝对取向。
除非另外明确地指出，此处所阐述的任何方法决不会被解释为要求其步骤以特定的顺序执行，也不要求任何装置特定定向。因此，在方法权利要求实际上未叙述要遵循其步骤的顺序、或者任何装置权利要求实际上未叙述各个部件的顺序或定向、或者在权利要求或描述中没有以其他方式特别说明这些步骤将被限制于特定顺序、或者没有记载对装置的组件的特定顺序或定向/取向的情况下，在任何方面，决不旨在推断顺序或定向/取向。这适用用于解译的任何可能的非明确的基础，包括：相对于步骤排列、操作流程、部件的顺序或部件的定向的逻辑事项；从语法组织或标点推出的普通含义；以及说明书中所描述的实施例的数量或类型。
如本文所使用，术语“基本上不含有”当用于描述光纤的特定部分中特定上掺杂剂或下掺杂剂的浓度和/或不存在时，意味着组成成分不是有意地添加到光纤中的。然而，光纤可包含组成成分的作为污染物的痕量，或者量小于0.15wt.％的痕量。
如本文中所使用的，单数形式“一/一个(a/an)”和“该(the)”包括复数指代物，除非上下文明确地另作规定。因此，例如，对“一部件”的引用包括具有两个或多个这样的部件的方面，除非上下文明确地另作指示。
现在参考图1，提供了单模光纤10的侧视图。光纤10具有中心线AC和径向坐标r。在实施例中，光纤10具有被具有最大半径rmax的包层18围绕的半径为r1的掺杂有锗的二氧化硅中心芯14。光纤10可以具有针对包层18的rmax＝62.5微米的外半径。
芯14具有芯α分布(芯α)和最大相对折射率Δ1，其中1≤芯α≤100，其中在实施例中Δ1为0.25％至0.50％，或优选地0.3％至0.45％。在实施例中，芯14具有半径r1，其中在实施例中r1为3μm至5.5μm或优选地3.5μm至5μm。
在实施例中，芯14可由掺杂有锗(Ge)的二氧化硅制成，其中锗浓度≥4.5wt％、≥5.0wt％、≥5.5wt％、≥6.0wt％、≥6.5wt％或≥7.0wt％。在实施例中，芯14可以由掺杂有锗(Ge)的二氧化硅制成，其中锗浓度为4.5wt％至7.0wt％、或5.0wt％至7.0wt％、或5.5wt％至7.0wt％、或6.0wt％至7.0wt％、或6.5wt％至7.0wt％。在实施例中，芯14可以由掺杂有氯(Cl)的二氧化硅制成，其中氯(Cl)具有上述Ge浓度。单模光纤10可包括掺杂有锗的二氧化硅中心芯14区域，其中芯α分布(芯α)为1≤芯α≤100。在实施例中，芯α分布(芯α)为1≤芯α≤20。在实施例中，芯α分布(芯α)为1≤芯α≤4。
图2描绘了根据本公开的实施例的光纤10的示意性截面图。在图3中，示出了图2中所表示的光纤的相对折射率分布(“折射率分布”)Δ与半径r的关系图。光纤10的包层18包括三个区域，这三个区域按以下顺序从芯14向外前进：沟槽区域26，具有半径r2和折射率Δ2；环区域30，围绕第一包层26延伸至径向距离r3并且具有折射率Δ3；以及外包层区域34，具有半径rmax并且具有折射率Δ4。在实施例中，相邻的包层区域彼此耦合，同时内包层区域26与芯14接触并耦合。在实施例中，内包层区域26可以通过夹在芯区域14与内包层区域26之间的包层区域(未示出)而从芯区域14偏移。
在实施例中，Δ1的范围为0.25％至0.50％，或优选地0.3％至0.45％。在实施例中，r1为3μm至5.5μm或优选地3.5μm至5μm。
在实施例中，沟槽区域的Δ2的范围为-0.25％至0.05％，或优选地0％至-0.2％。在实施例中，第一内包层区域的r2为6μm至12μm、或优选地6.5μm至10μm。
环区域的Δ3大于沟槽区域的Δ2。在实施例中，环区域的Δ3的范围为0.02至0.2％，或优选地0.05％至0.15％。在实施例中，第二内包层区域的r3为7μm至15μm。
外包层区域的Δ4大于沟槽区域的Δ2，并且小于环区域的Δ3。在实施例中，外包层区域的Δ4为0.05至0.1％。在实施例中，外包层区域的r4(本文中也称为rmax)为62.5μm。
在实施例中，光纤10在1310nm下可以表现出小于或等于0.083ps/nm2/km、或者在实施例中小于或等于0.075ps/nm2/km、或者在实施例中小于或等于0.070ps/nm2/km、或者在实施例中小于或等于0.068ps/nm2/km，或者在实施例中小于或等于0.0675ps/nm2/km的色度色散斜率。在实施例中，光纤10可以表现出小于1400nm、优选地小于1390nm、更优选地小于1380nm的零色散波长λ0。在实施例中，光纤10可以表现出1300nm至1324nm的零色散波长λ0。在实施例中，光纤10可以在1310nm和1383nm下表现出小于0.33dB/km或优选地小于0.32dB/km的衰减。在实施例中，光纤10在1310nm下可以表现出大于8.2微米的模场直径(MFD)，或者在实施例中大于8.5微米、或者在实施例中大于8.6微米、或者在实施例中大于9微米的模场直径。在实施例中，光纤10可以表现出小于或等于1260nm的22mm线缆截止。在实施例中，光纤10可以在1310nm下表现出大于-7ps/nm/km，优选地大于-6ps/nm/km的色度色散。在实施例中，光纤10在1380nm下表现出小于5ps/nm/km的色度色散。在实施例中，光纤10在1260nm下表现出大于-10ps/nm/km的色度色散。
下面的表1、表2和表3阐述了光纤10中使用的实施例的示例。图4A描绘了表3的示例19中所表示的光纤的相对折射率分布(“折射率分布”)Δ与半径r的关系图。图4B描绘了表3的示例21中所表示的光纤的相对折射率分布(“折射率分布”)Δ与半径r的关系图。图4C描绘了表3的示例23中所表示的光纤的相对折射率分布(“折射率分布”)Δ与半径r的关系图。表1中所示的发明性示例具有1310nm下大于8.2微米的模场直径、小于1260nm的线缆截止、在1300nm和1324nm之间的零色散波长和在1310nm下小于0.083ps/nm2/km的色散斜率。1310nm下的色散大于-7ps/nm/km。在实施例中，1310nm下的模场直径大于8.6微米。在其他实施例中，1310nm下的模场直径大于8.6微米。表2和表3中所示的发明性示例具有1310nm下大于8.2微米的模场直径、小于1260nm的线缆截止、小于1400nm的零色散波长和在1310nm下小于0.083ps/nm2/km的色散斜率。在实施例中，斜率小于0.07ps/nm2/km。在其他实施例中，斜率小于0.07ps/nm2/km。在实施例中，1310nm下的MFD大于8.6微米。在其他实施例中，1310nm下的MFD大于9微米。在实施例中，零色散波长小于1390nm。在其他实施例中，零色散波长小于1380nm。
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下面的表4阐述了根据当前描述的光纤的进一步实施例的示例。图5以图形方式描绘了根据本文所描述的一个或多个实施例的示例性光纤的示例性相对折射率分布。图5示出了具有多达四个分段的光纤分布设计的示意图。具有如图5中所描绘的分布设计的示例性光纤包括相对折射率为Δ1和半径为R1的芯部分，以及包层部分。在实施例中，包层部分包括：内包层区域，其具有基本上为零(即二氧化硅玻璃)的相对折射率Δ2和半径R2；下掺杂的沟槽区域，其具有相对折射率Δ3和半径R3，下掺杂的沟槽区域可以延伸到包层部分的边缘；以及外包层区域(如果下掺杂沟槽区域不延伸到包层部分的边缘)。外包层区域具有相对折射率Δ4。在实施例中，包层部分包括：上掺杂的内包层区域，其具有相对折射率Δ2和半径R2；二氧化硅包层区域，其具有基本上为零的相对折射率Δ3和半径R3，其可以延伸到包层部分的边缘；以及外包层区域(如果二氧化硅包层区域不延伸到包层部分的边缘)。外包层区域具有相对折射率Δ4。
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下面的表5A-表5D阐述了根据当前描述的光纤的进一步实施例的示例。表5A-表5D中阐述的光纤的实施例包括：(i)具有1至4的α、0.35％至0.55％的最大相对折射率和3.5与5.0微米之间的半径的渐变折射率芯，(ii)围绕芯的凹陷折射率环，其在实施例中偏离芯，并且具有-0.2％至-0.05％的相对折射率以及1.5微米至3.5微米的宽度，以及(iii)提高的折射率环，其围绕凹陷折射率环、具有0.05％至0.15％的增量、5.5微米至7.0微米的半径和1.0微米至3.0微米的宽度。在实施例中，芯是掺杂有Ge的芯。在实施例中，沟槽掺杂有氟。在实施例中，光纤在1360nm下表现出小于3ps/nm/km、或小于2ps/nm/km、或小于1ps/nm/km、或小于0ps/nm/km的色散。在实施例中，光纤在1260nm下表现出大于-10ps/nm/km、或大于-9ps/nm/km、或大于-8ps/nm/km、或大于-7ps/nm/km的色散。在实施例中，光纤在1310nm下表现出小于4dB、或小于3dB、或小于2dB、或小于1dB的销阵列弯曲损耗。在实施例中，光纤在1360nm下表现出小于10dB、或小于8dB、或小于6dB、或小于4dB的销阵列弯曲损耗。在实施例中，光纤表现出小于1260nm、或小于1200nm、或小于1100nm、或小于1060nm的线缆截止波长。在实施例中，光纤在1310nm下表现出7.2与8.6微米之间的标称MFD。表5A-表5D中阐述的光纤实施例的MFD可以通过拼接或在连接化(connectorization)之前扩展到8.6微米或更大的值。在实施例中，1310nm下的MFD可以扩展到8.6微米至9.6微米的值。
表5A
表5B
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表5C
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表5D
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对本领域的技术人员显而易见的是，可在不背离要求保护的主题的精神和范围的情况下对本文描述的实施例作出各种修改和变化。因此，旨在使说明书覆盖本文描述的各实施例的多种修改和变化，只要这些修改和变化落在所附权利要求书及其等效方案的范围内。
Claims (20)
1.一种光纤，所述光纤包括：
中心芯区域，所述中心芯区域具有3μm至7μm的外半径r1和0.25％至0.5％的最大折射率Δ1，以及1至20的alpha(α)分布；以及
包层区域，所述包层区域包括：(i)第一内包层区域，所述第一内包层区域围绕所述中心芯，具有-0.25％至0.05％的折射率Δ2和6μm至15μm的半径r2，(ii)第二内包层区域，所述第二内包层区域围绕所述第一内包层区域，具有-0.1％至0.2％的折射率Δ3和7μm至15μm的半径r3，以及(iii)外包层区域，所述外包层区域围绕所述第二内包层区域，具有-0.05％至0.1％之间的折射率Δ4；
其中所述光纤表现出小于1260nm的线缆截止、1310nm下大于8.2微米的模场直径，以及1310nm下小于或等于0.083ps/nm2/km的色度色散斜率。
2.如权利要求1所述的光纤，其特征在于，所述中心芯的所述外半径r1为3.5μm至5.5μm。
3.如权利要求1所述的光纤，其特征在于，所述中心芯的所述最大折射率Δ1为0.3％至0.45％。
4.如权利要求1所述的光纤，其特征在于，所述第一内包层区域的所述折射率Δ2为0至-0.2％。
5.如权利要求1所述的光纤，其特征在于，所述第一内包层区域的所述外半径r2为6μm至12μm。
6.如权利要求1所述的光纤，其特征在于，所述第二内包层区域的所述折射率Δ3为0.05％至0.15％。
7.如权利要求1所述的光纤，其特征在于，所述光纤表现出小于1400nm的零色散波长λ0。
8.如权利要求1所述的光纤，其特征在于，所述光纤表现出1300nm至1324nm的零色散波长λ0。
9.如权利要求1所述的光纤，其特征在于，所述光纤在1310nm和1383nm下表现出小于0.33dB/km的衰减。
10.如权利要求1所述的光纤，其特征在于，所述光纤在1310nm下表现出大于8.5微米的模场直径。
11.如权利要求1所述的光纤，其特征在于，所述光纤在1310nm下表现出小于或等于0.07ps/nm2/km的色度色散斜率。
12.如权利要求1所述的光纤，其特征在于，所述光纤在1310nm下表现出大于-7ps/nm/km的色度色散。
13.如权利要求1所述的光纤，其特征在于，所述光纤在1380nm下表现出小于5ps/nm/km的色度色散。
14.如权利要求1所述的光纤，其特征在于，所述光纤在1260nm下表现出大于-10ps/nm/km的色度色散。
15.如权利要求1所述的光纤，其特征在于，所述光纤当在60mm半径的芯轴上时表现出小于0.00001dB/圈的弯曲损耗。
16.一种光纤，所述光纤包括：
中心芯区域，所述中心芯区域具有3μm至5.5μm的外半径r1和0.25％至0.5％的最大折射率Δ1，以及1至20的alpha(α)分布；以及
包层区域，所述包层区域包括：(i)第一内包层区域，所述第一内包层区域围绕所述中心芯，具有-0.25％至0.05％的折射率Δ2和6μm至12μm的半径r2，(ii)第二内包层区域，所述第二内包层区域围绕所述第一内包层区域，具有0.02％至0.2％的折射率Δ3和7μm至15μm的半径r3，以及(iii)外包层区域，所述外包层区域围绕所述第二内包层区域，具有-0.05％至0.1％之间的折射率Δ4；
其中所述光纤表现出小于1260nm的线缆截止、1310nm下大于8.2微米的模场直径、1300nm与1324nm之间的零色散波长以及1310nm下小于或等于0.083ps/nm2/km的色度色散斜率。
17.如权利要求16所述的光纤，其特征在于，所述光纤在1310nm下表现出大于8.6微米的模场直径。
18.一种光纤，所述光纤包括：
中心芯区域，所述中心芯区域具有3μm至5.5μm的外半径r1和0.25％至0.5％的最大折射率Δ1，以及1至20的alpha(α)分布；以及
包层区域，所述包层区域包括：(i)第一内包层区域，所述第一内包层区域围绕所述中心芯，具有-0.25％至0.05％的折射率Δ2和6μm至12μm的半径r2，(ii)第二内包层区域，所述第二内包层区域围绕所述第一内包层区域，具有0.02％至0.2％的折射率Δ3和7μm至15μm的半径r3，以及(iii)外包层区域，所述外包层区域围绕所述第二内包层区域，具有-0.05％至0.1％之间的折射率Δ4；
其中所述光纤表现出小于1260nm的线缆截止、1310nm下大于8.2微米的模场直径、小于1400nm的零色散波长以及1310nm下小于或等于0.075ps/nm2/km的色度色散斜率。
19.如权利要求18所述的光纤，其特征在于，所述光纤表现出小于1390nm的零色散波长。
20.如权利要求18所述的光纤，其特征在于，所述光纤在1310nm下表现出小于0.07ps/nm2/km的色散斜率。
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