CN1942793A - 具有改进的弯曲性能的光纤 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有改进的弯曲性能的光纤。该光纤是具有纤芯和包层的单模光纤，并且满足α分布，在该α分布中，纤芯中的折射率随着靠近其中心而增大，并在纤芯的中心区处具有比折射率差Δ₁并且在纤芯的半径r_core处具有Δ₂。该光纤还满足8.6到9.5μm的在1,310nm波长下的模场直径、1,300到1,324nm的零色散波长、18ps/nm－km或更小的在1,550nm下的色散、1260nm或更小的缆线截止波长、以及当按25mm的弯曲半径将该光纤绕100次时0.1dB或更小的在1,625nm下的弯曲损耗。由此，该光纤满足由通用和普通单模光纤提供的诸如零色散波长和在1500nm下的色散的每个光学性质，而且减小了弯曲损耗。

Description

具有改进的弯曲性能的光纤

技术领域

本发明涉及光纤，更具体地，涉及单模光纤，该单模光纤的零色散波长、模场直径以及截止波长满足通用单模光纤标准和在普通单模光纤中表现出的光学特性，同时该单模光纤具有低弯曲损耗。

背景技术

与铜线和聚合物光纤的传输损耗和带宽相比，光纤具有卓越的传输损耗和带宽性质，但是在容置、安装等时难以对它们进行处理。特别地，弯曲损耗带来了问题。在使光纤弯曲的情况下，基模的场偏离纤芯的中心区，并且行进到纤芯的一些光功率不会通过光纤，而是损耗掉了，这被称为弯曲损耗。当按恒定弯曲半径将光纤绕起来时，光功率持续偏离绕区。此外，在基模在通过了弯曲的光纤之后进而通过直光纤前进的情况下，由于在这些光纤之间的交界处的场图案的不匹配而损耗掉了一些光功率。

同时，当对光纤进行容置或安装以提供FTTH(光纤到家)服务时，会出现大量的小弯曲，需要在拐角处进行附着安装(adherent installation)，或者应当使用连接部件(如具有小弯曲半径的光纤接线盒(即，组线器或盘))。然而，使用常规光纤是不实用的，因为它的弯曲损耗很大。

通常认为在具有小模场直径和高截止波长的光纤中弯曲损耗小。然而在光纤作为单模式操作所要求的范围内确定截止波长，并按一定标准来预先确定截止波长和模场直径。例如，在标准国际电信联盟-电信标准部(ITU-T)G.652中，将缆线截止波长设定为1,260nm或更短，并将在1,310nm波长下的模场直径设定为8.6到9.5μm。而且，在该协议中，将在1,550nm下的色散设定为18.0ps/nm-km或更小，并将零色散波长设定为1,300到1,324nm。除缆线截止波长以外，普通单模光纤还满足1,330nm或更短的2m(两米)光纤截止波长。而且，在普通单模光纤中，将在按25mm的弯曲半径将光纤绕100次时的弯曲损耗限定为0.1dB或更低，由此，如下所述，当所使用的波长的范围增大到1,600nm波长带时可以应用该标准。

此外，弯曲损耗还受折射率分布的影响。图1是示出常规单模光纤的折射率分布的曲线图，该图示出了在纤芯区中具有恒定折射率的台阶折射率分布。可以由纤芯半径r_core和比折射率差(specific refractive index)Δ_core来表示该台阶折射率分布，并且在该台阶折射率分布中场接近于高斯型。这里，由以下公式给出比折射率差Δ_core(其为纤芯区10的折射率与包层20的折射率(即，硅石管30的折射率)之差)：公式1

${\mathrm{\Δ}}_{\mathrm{core}}(\%)=\frac{n_{\mathrm{core}}^2-n_{\mathrm{silica}}^2}{{2n}_{\mathrm{core}}^2}\×100$

其中n_core表示纤芯的折射率，n_silica表示硅石管的折射率。

在具有该台阶折射率分布的单模光纤中，通过纤芯半径r_core和比折射率差Δ_core来调节光学特性，其中，图2a和2b分别示出了当改变纤芯半径和比折射率差以减小在1,625nm下的弯曲损耗时在1,550nm下的色散和零色散波长的变化。图2a和2b所示的弯曲损耗是当按25mm的弯曲半径将单模光纤绕100次时出现的损耗。

如在图2a中所见，当在1,625nm下的弯曲损耗降低到0.1dB以下时，在1,550nm下的色散变成18ps/nm-km或更大，并且如在图2b中所看到的，零色散波长变成1,300nm或更小。因此，当针对常规单模光纤减小在1,625nm下的弯曲损耗时，光纤超过了所述标准和上述光学特性的限制，而且当考虑制造容限时批量生产将变得困难。

同时，在折射率随着靠近纤芯的中心区而增大的折射率分布的情况下，场图案发生了变化，功率限制于纤芯的中心区，而不是高斯模型。因此，尽管光纤是弯曲的，但是在如上所述的在随着靠近纤芯的中心区而折射率增大的分布中，只有相对低的功率会从光纤泄漏掉，这降低了其弯曲损耗。日本专利公报特开平1-169410号、特开平11-64665号以及特开2002-318315号公开了使用这种折射率分布的光纤。但是在这些特开公报中提出的光纤在弯曲损耗特性方面并不令人满意，而且还不满足光传输的其他性质，如零色散波长、截止波长、色散以及模场直径，当进行光传输时应当考虑这些性质。

同时，用于增大传输容量的波分复用(WDM)传输系统(例如密集波分复用(DWDM)系统和稀疏波分复用(CWDM)系统)使用1,600nm波长带和1,550nm波长带的波长。但是，如果还在1,600nm波长带下使用针对1,550nm波长带而优化的常规光纤，则弯曲损耗会尤其地由于增大的模场直径而增大。因此，为了防止由于增大的弯曲损耗而导致的系统传输性质的劣化，需要开发这样一种光纤，其可以将在1,600nm波长带下的弯曲损耗抑制到等于或低于在1,550nm波长带下的弯曲损耗的程度，同时满足在普通光纤中提供的所有光学特性。

发明内容

为了解决现有技术的问题而设计了本发明，因此本发明的目的是提供一种在1,600nm波长带下具有比常规光纤的弯曲损耗低的弯曲损耗并且还满足所有光学特性的光纤。

在下面的详细说明中将阐述本发明的这些和其他目的和优点，其根据本发明的优选实施例可变得明确。本发明的这些目的和优点也可以参照在所附权利要求中要求的装置和组合来实现。

为了实现以上目的，本发明提供了配备有纤芯和包层的单模光纤，其满足以下条件。也就是说，在该光纤的纤芯内沿径向方向的任意特定位置x处的折射率n(x)满足以下公式，并在该纤芯的中心区处具有比折射率差Δ₁并且在纤芯半径r_core处具有比折射率差Δ₂，并且还满足在1,310nm下的8.6到9.5μm的模场直径、1,300到1,324nm的零色散波长、在1,550nm下的18ps/nm-km或更小的色散、以及当按25mm的弯曲半径将所述光纤绕100次时在1,625nm下的0.1dB或更小的弯曲损耗。

公式2

$n\left(x\right)n_{\max }\sqrt{1-2\mathrm{\Δ}{\left(\frac{x}{r_{\mathrm{core}}}\right)}^{\mathrm{\α}}},$ $\mathrm{\Δ}=\frac{n_{\max }^2-n_{\min }^2}{{2n}_{\max }^2}$

其中α是正整数，n_max表示在该纤芯的中心区处的折射率，n_min表示在纤芯半径r_core处的折射率。

此外，在本发明的另一方面中，可以将该光纤的纤芯分成具有不同折射率的两个区。也就是说，本发明的光纤是配备有纤芯和包层的单模光纤，并且所述纤芯包括沿所述纤芯的径向从它的中心延伸到任意特定位置w₁的第一区，和从所述位置w₁延伸到纤芯半径r_core的第二区，其中，所述第一区在所述纤芯的中心区处具有最大折射率n₁和比折射率差Δ₁，并在所述第一区与所述第二区的交界处具有比所述最大折射率n₁小的折射率n₁₂，而所述第二区在所述纤芯半径r_core处具有比折射率差Δ₂，并且在所述纤芯内沿径向的任意特定位置x处的折射率n(x)满足以下公式。此外，所述光纤还具有在1,310nm下的8.6到9.5μm的模场直径、1,300到1,324nm的零色散波长、在1,550nm下的18ps/nm-km或更小的色散、以及当按25mm的弯曲半径将所述光纤绕100次时在1,625nm下的0.1dB或更小的弯曲损耗。

公式3

$\mathrm{\Δ}=\frac{n_1^2-n_{12}^2}{{2n}_{12}^2}$

$\mathrm{\Δ}=\frac{n_{12}^2-n_2^2}{{2n}_{12}^2}$

其中α₁和α₂分别是正整数，并且w₂＝r_core-w₁。

附图说明

结合附图，将在以下详细说明中对本发明优选实施例的这些和其他特征、方面和优点进行更充分的描述。在附图中：

图1是示出常规单模光纤的台阶折射率分布的曲线图；

图2a和2b是示出具有图1所示的折射率分布的光纤的在1,625nm下的弯曲损耗与在1,550nm下的色散之间的关系和该弯曲损耗与零色散波长之间的关系的曲线图；

图3是示出根据本发明实施例的光纤的折射率分布的示例的曲线图；

图4a到4d是示出具有图3所示的折射率分布的光纤的在1,625nm下的弯曲损耗与零色散波长之间的关系和该弯曲损耗与在1,550nm下的色散之间的关系的曲线图；

图5是示出根据本发明实施例的光纤的折射率分布的另一示例的曲线图；

图6a和6b是示出具有图5所示的折射率分布的光纤的在1,625nm下的弯曲损耗与零色散波长之间的关系和该弯曲损耗与在1,550nm下的色散之间的关系的曲线图；

图7是示出根据本发明实施例的光纤的折射率分布的另一示例的曲线图；

图8a和8b是示出在具有图7所示的折射率分布的光纤的在1,625nm下的弯曲损耗、零色散波长以及在1,550nm下的色散之间的相互关系的图；

图9是示出根据本发明实施例的光纤的折射率分布的另一示例的曲线图；

图10a和10b是示出在具有图9所示的折射率分布的光纤的在1,625nm下的弯曲损耗、零色散波长以及在1,550nm下的色散之间的相互关系的图；

图11a到11f是示出在根据本发明实施例的光纤的结构参数、在1,550nm下的色散以及在1,310nm下的模场直径之间的相互关系的图；

图12是示出根据本发明另一实施例的光纤的折射率分布的曲线图；

图13a到13d是示出具有图12所示的折射率分布的光纤的在1,625nm下的弯曲损耗、零色散波长以及在1,550nm下的色散之间的相互关系的图；以及

图14a到14d是示出在根据本发明其他实施例的光纤的结构参数、在1,550nm下的色散以及在1,310nm下的模场直径之间的相互关系的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的优选实施例进行详细描述。在进行描述之前，应当明白，不应当将在本说明书和所附权利要求中使用的术语阐释成局限于一般的和字典的含意，而应在允许本发明人对术语进行恰当的定义以最好地进行说明的原则的基础上基于与本发明的多个技术方面相对应的含意和概念来对在本说明书和所附权利要求中使用的术语进行解释。因此，这里给出的说明仅仅是仅出于进行例示的目的的优选示例，而不是要限制本发明的范围，因此应当明白，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以对本发明提出其他等同物和修改。

图3、5、7以及9是示出根据本发明的一个实施例的单模光纤的折射率分布的曲线图，其中α分别是1.0、2.0、4.0以及0.7。

参照图3、5、7以及9，根据本发明的光纤具有在纤芯区100、110、120或130中折射率沿径向变化的分布。具体来说，该分布以折射率随着靠近纤芯的中心而增大的方式在纤芯的中心区处具有最大折射率n_max并且在纤芯半径r_core处具有最小折射率n_min。此外，在纤芯区100中，在沿径向的任意位置处的折射率n(x)具有满足以上公式2的α分布。

类似于通用单模光纤，包层200通常具有与用作预制棒(preform)的硅石管300相同的恒定折射率。假设包层的折射率(＝硅石管的折射率)为n_silica，由以下公式得到在纤芯的中心区的折射率与包层的折射率之间的比折射率差Δ₁和在纤芯半径r_core处的折射率与包层的折射率之间的比折射率差Δ₂：

公式4

${\mathrm{\Δ}}_1(\%)=\frac{n_{\max }^2-n_{\mathrm{silica}}^2}{{2n}_{\max }^2}\×100,$ ${\mathrm{\Δ}}_2(\%)=\frac{n_{\min }^2-n_{\mathrm{silica}}^2}{{2n}_{\min }^2}\×100$

同时，根据本实施例的光纤的光学特性随着公式2和4的参数(例如α、Δ₁、Δ₂以及r_core)的变化而变化。图4a到4d、图6a和6b、图8a和8b以及图10a和10b分别是示出在改变α和Δ₂/Δ₁的值的情况下具有图3、5、7以及9所示的折射率分布的光纤的在当按25mm的弯曲半径将光纤绕100次时在1,625nm下的弯曲损耗与零色散波长之间的关系和该弯曲损耗与在1,550nm下的色散之间的关系的曲线图。

参照图4a到4d，假设α＝1.0并且Δ₂/Δ₁＝0.86，如果在1,625nm下的弯曲损耗是0.1dB或更小，则零色散波长在1,300到1,310nm的范围内并且在1,550nm下的色散在16.5到17.5ps/nm-km的范围内。此外，假设α＝1.0并且Δ₂/Δ₁＝0.70，如果在1,625nm下的弯曲损耗是0.1dB或更小，则零色散波长在1,300到1,315nm的范围内并且在1,550nm下的色散在17.0ps/nm-km或更大的范围内。

参照图6a和6b，在α＝2.0并且Δ₂/Δ₁＝0.60的情况下，则当在1,625nm下的弯曲损耗具有0.1dB或更小的值时，零色散在1,310到1,315nm的范围内并且在1,550nm下的色散在16.0到17.0ps/nm-km的范围内。

参照图8a和8b，如果α＝4.0并且Δ₂/Δ₁＝0.60，则当在1,625nm下的弯曲损耗具有0.1dB或更小的值时，零色散是1,320nm或更短并且在1,550nm下的色散是15.5ps/nm-km或更大。

参照图10a和10b，如果α＝0.7并且Δ₂/Δ₁＝0.60，则当在1,625nm下的弯曲损耗具有0.1dB或更小的值时，零色散是1,319nm或更短并且在1,550nm下的色散是16.6ps/nm-km或更大。

因此，可以从以上描述中看到，本实施例的光纤可以具有比通用单模光纤的弯曲损耗更低程度的弯曲损耗，并且还充分地满足了在标准和普通单模光纤中提供的诸如零色散波长和在1,550nm下的色散的光学特性。

此外，图11a到11f是示出在按25mm的弯曲半径将光纤绕100次时，在1,625nm下的弯曲损耗具有0.1dB的相当低的值或更低值的情况下，在1,550nm下的色散和在1,310nm下的模场直径依赖于α和Δ₂/Δ₁的变化的曲线图。

参照图11a到11f，如果α＞1.0并且Δ₂/Δ₁＞0.5，则在1,550nm下的色散在16.8到17.4ps/nm-km的范围内，并且在1,310nm下的模场直径还满足8.8到9.2μm的范围。此时，纤芯半径r_core对应于在4.6到5.1μm的范围内的值。此外，如果α的范围是从1.0到2.0并且Δ₂/Δ₁＞0.5，则在1,550nm下的色散在17.2到17.8ps/nm-km的范围内，并且在1,310nm下的模场直径还满足8.8到9.2μm的范围。此时，纤芯半径r_core对应于在4.4到5.0μm的范围内的值。并且如果α的范围是从2.0到5.0并且Δ₂/Δ₁＞0.5，则在1,550nm下的色散在16.4到17.2ps/nm-km的范围内，并且在1,310nm下的模场直径还满足8.6到8.8μm的范围。此时，纤芯半径r_core对应于4.4到4.8μm的范围。

因此，如果α具有5.0或更小的值并且Δ₂/Δ₁具有0.5或更大的值，则本实施例的光纤可以具有非常低程度的弯曲损耗，并且还充分地满足了在标准和普通单模光纤中提供的诸如在1,550nm下的色散和在1,310nm下的模场直径的光学特性。

同时，图12是示出根据本发明另一实施例的光纤的折射率分布的曲线图。

参照图12，本实施例的光纤包括被分成2个纤芯区(第一区141和第二区142)的纤芯。第一区141的折射率分布是这样的α分布：该分布在纤芯的中心区处具有最大折射率n₁并在该纤芯内的任何特定位置w₁处具有最小折射率n₁₂，其中α是α₁。并且第二区142的折射率分布是这样的α分布：该分布在纤芯内的任何特定位置w₁处具有最大折射率n₁₂并在纤芯半径r_core中具有最小折射率n₂，其中α是α₂。简言之，在纤芯区中沿径向的任何特定位置x处的折射率n(x)满足以上公式3。如在前一实施例中描述的，类似于通用单模光纤，包层200通常具有与用作预制棒的硅石管300相同的恒定折射率。如果由n_silica来表示包层的折射率(或者硅石管的折射率)，则由以下公式来计算纤芯的中心区的折射率与包层的折射率之间的比折射率差Δ₁和纤芯半径r_core处的折射率与包层的折射率之间的比折射率差Δ₂：

公式5

${\mathrm{\Δ}}_1(\%)=\frac{n_1^2-n_{\mathrm{silica}}^2}{{2n}_1^2}\×100,$ ${\mathrm{\Δ}}_2(\%)=\frac{n_2^2-n_{\mathrm{silica}}^2}{{2n}_2^2}\×100$

与前一实施例的光纤相似，本实施例的光纤的光学特性随着公式3和5中的参数(例如α₁、α₂、Δ₁、Δ₂以及r_core)的变化而变化。图13a到13d是示出在改变α和Δ₂/Δ₁的值的情况下当按25mm的弯曲半径将具有图12所示的折射率分布的光纤绕100次时该光纤的在1,625nm下的弯曲损耗、零色散波长以及在1,550nm下的色散之间的相互关系的曲线图。

参照图13a到13d，如果α＝1.0并且Δ₂/Δ₁＝0.57，在1,625nm下的弯曲损耗具有0.05dB或更小的值，则零色散波长在1,310到1,312nm的范围内，并且在1,550nm下的色散在17.1到17.3ps/nm-km的范围内。并且，如果α＝1.5并且Δ₂/Δ₁＝0.57，在1,625nm下的弯曲损耗具有0.05dB或更小的值，则零色散波长在1,311到1,312nm的范围内，并且在1,550nm下的色散在17.1到17.2ps/nm-km的范围内。

因此，可以从以上描述中看到，本实施例的光纤可以具有比通用单模光纤的弯曲损耗更低程度的弯曲损耗，并且还充分地满足了在标准和普通单模光纤中提供的诸如零色散波长和在1,550nm下的色散的光学特性。

此外，图14a到14d是示出在按25mm的弯曲半径将光纤绕100次时在1,625nm下的弯曲损耗具有0.1dB的相当低的值或更低值的情况下、在1,550nm下的色散和在1,310nm下的模场直径依赖于α₁、α₂、Δ₁以及r_core的变化的曲线图。

参照图14a到14d，如果α₁与α₂具有相同的值并且在从1.0到2.0的范围内并且Δ₁在0.37％到0.43％的范围内，则在1,550nm下的色散在16.4到17.2ps/nm-km的范围内，并且在1,310nm下的模场直径还满足8.7到9.1μm的范围。并且，如果α₁与α₂具有不同的值并且α₁是1或1.5、α₂是2、2.5或3并且Δ₁＝0.41％，则在1,550nm下的色散在16.4到17.2ps/nm-km的范围内，并且在1,310nm下的模场直径还满足9.0到9.3μm的范围。此外，如果α₁与α₂具有不同的值并且α₁是1或1.5、α₂是2、2.5或3并且Δ₁＝0.43％，则在1,550nm下的色散在16.6到17.3ps/nm-km的范围内，并且在1,310nm下的模场直径还满足8.9到9.1μm的范围。因此，本实施例的光纤可以具有足够低程度的弯曲损耗，并且还充分地满足了在标准和普通单模光纤中提供的诸如在1,550nm下的色散和在1,310nm下的模场直径的光学特性。

同时，本发明提出了这样一些实施例：纤芯区的折射率分布满足α分布，并且使光纤的结构参数α(或α₁、α₂)、Δ₁、Δ₂以及r_core最优化以给出良好的弯曲损耗性质。而且，出于比较的目的，作为比较示例一起示出了满足如图1所示的台阶折射率分布的常规单模光纤的光学性质和弯曲损耗。特别地，比较示例1示出了满足台阶折射率分布的通用单模光纤，而比较示例2示出了被设计成满足台阶折射率分布并且也具有与本发明的实施例相同程度的在1,625nm下的弯曲损耗的通用单模光纤。

下表1示出了与一些实施例相对应的光纤的结构参数和光学特性，而下表2示出了与其他实施例相对应的光纤的结构参数和光学特性。而且，在图1和2中，确定在按25mm的弯曲半径将光纤绕100次时的弯曲损耗。并将截止波长表示成理论值，但是实际制造出的光纤的2m截止波长通常要短70到80nm的量级，并且当将光纤制造成缆线时，缆线截止波长比2m光纤截止波长短几十纳米的量级。因此，可以理解，实际制造出的光纤的2m截止波长将满足1,330nm或更小的值，并且缆线截止波长将具有1,260nm或更小的值。

表1

		实施例
							1	2	3	4	5
		光纤的结构参数	α	1.0	1.0	2.0						4.0	0.37
rcore(μm)	4.40						4.53	4.90	4.50	4.90
			Δ1(％)	0.390	0.425	0.420					0.400	0.540
Δ2(％)	0.335						0.298	0.252	0.240	0.324
			Δ2/Δ1	0.86	0.70	0.60					0.60	0.60
光学特性	在1,310nm下的模场直径(μm)						8.97	8.92	8.90	8.65			8.86
		零色散波长(nm)	1,304	1,306	1,312	1,314					1,317
	在1,550nm下的色散(ps/nm-km)						17.3	17.2	17.0	16.4		16.9
		截止波长(nm)	1,393	1,398	1,391	1,346					1,402
	在1,550nm下的弯曲损耗(dB)						0.001	0.0005	0.0006	0.001		0.0004
		在1,625nm下的弯曲损耗(dB)	0.009	0.006	0.008	0.011					0.006

表2

		实施例				比较示例
								6	7	8	9	1	2
		光纤的结构参数	α1	3.0	2.0	1.5	1.0							-	-
α2	3.0							2.0	3.0	2.0	-	-
			rcore(μm)	4.71	4.71	4.71	4.71						4.40	4.52
Δ1(％)	0.41							0.41	0.41	0.43	Δcore＝0.33％	Δcore＝0.36％
			Δ2(％)	0.24	0.24	0.24	0.24
光学性质	在1,310nm下的模场直径(μm)							8.85	8.89	8.97	8.99	9.30			9.16
		零色散波长(nm)	1,314	1,315	1,313	1,312	1,305						1,297
	在1,550nm下的色散(ps/nm-km)							16.9	16.8	17.0	17.1	17.3		18.1
		截止波长(nm)	1,353	1,339	1,344	1,364	1,352						1,450
	在1,550nm下的弯曲损耗(dB)							0.002	0.005	0.006	0.001	0.052		0.0005
		在1,625nm下的弯曲损耗(dB)	0.004	0.010	0.012	0.003	0.041						0.006

如表1和2所示，根据本发明的实施例1到9的光纤在特定范围的α和Δ₂/Δ₁下具有最够低的弯曲损耗，并保持低于18ps/nm-km的在1,550nm下的色散和在1,302到1,322nm的范围内的零色散波长。与之对照的是，在比较示例的情况下，可以显示出在标准限以外的其他光学特性；例如，如比较示例1所示，通用单模光纤具有在1,625nm下的更高弯曲损耗，并且在1,550nm波长下的色散超过18ps/nm-km，并且如比较示例2所示，当将光纤设计成具有台阶折射率分布并且还具有与本发明的实施例在1,625nm下的弯曲损耗相似程度的弯曲损耗时，零色散波长低于1,300nm。因此，当将光纤制造成具有低弯曲损耗时，满足如本发明中的α分布(而不是在纤芯中具有台阶折射率分布)是更有用的。另一方面，还可能的是，光纤被不合理地设计成具有台阶折射率分布并满足与本发明的这些实施例的所有光学性质类似的光学特性。但是这在制造容限方面是不实际的，因为这种光纤设计允许窄设计裕度，因而得到显著降低的成品率。

此外，通过使用普通结构设计程序进行的仿真而获得了以上表所示的结果，但是它的理论值可以与实际制造出的光纤的光学特性的值不同。而且，在与绝对值进行的比较时可能会存在一些误差，根据本发明的实施例的光纤的折射率分布在本质上与如图1所示的常规光纤的折射率分布不同。然而，这些结果的确表明本发明给出了有意义的效果，即根据本发明的实施例1到9的光纤至少显示出与根据比较示例的光纤的弯曲损耗更低的弯曲损耗，并且不必牺牲其他光学特性以减小弯曲损耗。

此外，已例示并描述了这样的情况，即，在图3、5、7、9以及12所示的折射率分布的情况下包层具有与硅石管相同的折射率，但是根据在制造实际光纤时的拉丝状况，包层和硅石管的折射率可能会变化。然而所述多个光学性质不受影响，这是因为在包层和硅石管中这种折射率差并不非常显著。此外，在制造光纤时，观察到了中心下降(其中，在纤芯的中心区附近折射率分布急剧变小)现象或尾部(其中，在纤芯与包层之间的交界处折射率缓慢地变化)，这不会影响弯曲损耗。因此，通过使用当前的技术对中心下降和尾部进行控制，可以有益地大量生产根据本发明的光纤。

已对本发明进行了详细描述。然而，应当明白，仅以例示的方式给出了示出本发明优选实施例的详细描述和具体示例，因为对于本领域的技术人员，根据该详细描述，在本发明的精神和范围内的各种变化和修改将变得显见。

工业应用性

根据本发明的光纤可以满足在标准和通用单模光纤中提供的所有光学特性(如零色散波长和在1,550nm下的色散)，而且该光纤展现出一定程度上减小的弯曲损耗，这是因为纤芯区的折射率分布满足α分布并且在纤芯的中心区处具有比折射率差Δ₁并且在纤芯半径r_core处具有比折射率差Δ₂。因此，在相当不平坦的安装环境下可以在不使传输性质劣化的情况下安装根据本发明的光纤，尽管将所使用的波长从1,550nm增大到1,625nm。

Claims (16)

1、一种配备有纤芯和包层的单模光纤，该单模光纤的特征在于，在所述光纤的所述纤芯内的沿径向方向的任意特定位置(x)处的折射率(n(x))满足以下公式，并在所述纤芯的中心区处具有比折射率差(Δ₁)并且在纤芯半径(r_core)处具有比折射率差(Δ₂)，并且还满足8.6到9.5μm的在1,310nm下的模场直径、1,300到1,324nm的零色散波长、18ps/nm-km或更小的在1,550nm下的色散、以及当按25mm的弯曲半径将所述光纤绕100次时0.1dB或更小的在1,625nm下的弯曲损耗，

$n\left(x\right)=n_{\max }\sqrt{1-2\mathrm{\Δ}{\left(\frac{x}{r_{\mathrm{core}}}\right)}^{\mathrm{\α}}},\mathrm{\Δ}=\frac{n_{\max }^2-n_{\min }^2}{2n_{\max }^2}$

其中α是正整数，n_max表示在所述纤芯的所述中心区处的折射率，n_min表示在所述纤芯半径(r_core)处的折射率。

2、根据权利要求1所述的单模光纤，其特征在于：所述零色散波长在1,302到1,322nm的范围内，并且所述在1,310nm下的模场直径在8.8到9.4μm的范围内。

3、根据权利要求1所述的单模光纤，其特征在于：缆线截止波长具有1,260nm或更小的值。

4、根据权利要求1所述的单模光纤，其特征在于：所述α是5.0或更小，并且Δ₂/Δ₁具有0.5到1的值。

5、根据权利要求4所述的单模光纤，其特征在于：所述α是1.0或更小，并且所述纤芯半径(r_core)具有3.8到5.5μm的值。

6、根据权利要求4所述的单模光纤，其特征在于：所述α在1.0到2.0的范围内，并且所述纤芯半径(r_core)在4.3到5.5μm的范围内。

7、根据权利要求4所述的单模光纤，其特征在于：所述α在2.0到5.0的范围内，并且所述纤芯半径(r_core)在3.9到5.1μm的范围内。

8、一种配备有纤芯和包层的单模光纤，其特征在于：所述纤芯包括沿所述纤芯的径向、从它的中心延伸到任意特定位置(w₁)的第一区，和从所述特定位置(w₁)延伸到纤芯半径(r_core)的第二区，

其中，所述第一区在所述纤芯的中心区处具有最大折射率(n₁)和比折射率差(Δ₁)，并在所述第一区与所述第二区的交界处具有比所述最大折射率(n₁)小的折射率(n₁₂)，并且所述第二区在所述纤芯半径(r_core)处具有比折射率差(Δ₂)，并且在所述纤芯内沿径向的任意特定位置(x)处的折射率(n(x))满足以下公式，其中，所述光纤还具有8.6到9.5μm的在1,310nm下的模场直径、1,300到1,324nm的零色散波长、18ps/nm-km或更小的在1,550nm下的色散、以及当按25mm的弯曲半径将所述光纤绕100次时0.1dB或更小的在1,625nm下的弯曲损耗：

其中α₁和α₂分别是正整数，并且w₂＝r_core-w₁。

9、根据权利要求8所述的单模光纤，其特征在于：所述零色散波长在1,302到1,322nm的范围内，并且所述在1,310nm下的模场直径在8.8到9.4μm的范围内。

10、根据权利要求8所述的单模光纤，其特征在于：缆线截止波长具有1,260nm或更小的值。

11、根据权利要求8所述的单模光纤，其特征在于：所述α₁与所述α₂相等并具有1到5的值，并且Δ₂/Δ₁具有0到1的值。

12、根据权利要求11所述的单模光纤，其特征在于：所述Δ₁在0.37到0.43的范围内，并且所述Δ₂/Δ₁在0.5到1的范围内。

13、根据权利要求8所述的单模光纤，其特征在于：所述α₁与α₂具有在0.5与5之间的范围内的不同的值，并且Δ₂/Δ₁具有0到1的值。

14、根据权利要求13所述的单模光纤，其特征在于：α₁＜α₂。

15、根据权利要求13所述的单模光纤，其特征在于：所述α₁具有1到1.5的值，并且所述α₂具有2到3的值。

16、根据权利要求15所述的单模光纤，其特征在于：所述Δ₁具有0.41到0.43的值，并且所述Δ₂/Δ₁具有0.5到1的值。

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