CN218332040U - 一种弱耦合四芯光纤 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于光纤通信技术领域，公开了一种弱耦合四芯光纤，包括共同外包层和四个同质纤芯，四个同质纤芯的中心连线呈正四边形，且与共同外包层的中心之间的距离相同；相邻的两个同质纤芯的间距为35‑50μm；每个同质纤芯从内向外依次为芯层、内包层和下陷包层；芯层的半径为3.9‑4.5μm，相对共同外包层的相对折射率差为0.1％～0.3％；内包层的半径为6.5～8.5μm，相对共同外包层的相对折射率差为‑0.03％～‑0.05％；下陷包层的半径为10～14μm，相对共同外包层的相对折射率差为‑0.6％～‑0.8％；共同外包层相对纯二氧化硅的折射率差为‑0.2％～0％。本实用新型能够降低光纤的芯间串扰。
Description
技术领域
本实用新型属于光纤通信技术领域，更具体地，涉及一种弱耦合四芯光纤。
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级增长，传输系统已经实现了高达100Tb/s的传输容量。然而，由于放大器带宽、非线性噪声和光纤熔断现象的限制，现有的常规单模单芯光纤的容量已不再满足不断增长的容量需求，且正接近其100Tb/s的香农传输极限。按照目前的流量增长趋势，预计在不久的将来会出现容量紧缩问题。
增加并充分利用空间维度是进一步提高光纤通信容量的最佳手段，同时也为网络交换提供了一个新的自由度。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，有两种方法可以将多空间路径引入光纤。第一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。理论上少模光纤的空间信道数在包层直径为125μm时可扩展到30多个，然而，光纤的结构参数会随着模式数量的增加产生显著波动，使得控制每个通道的群速度差异成为一个难以解决的问题。第二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。多芯光纤中每个芯都是独立的光波导，理论上这些多芯光纤中的N个芯相应地可以将系统总容量扩大N倍。然而，相比于传统单芯光纤，多芯光纤独有的芯间串扰会严重影响光信号传输系统的质量、降低通信容量。如何在有限的包层空间内容纳尽可能多的纤芯并同时保证较低的芯间串扰是设计多芯光纤的难点。
实用新型内容
本实用新型通过提供一种弱耦合四芯光纤，解决现有技术中多芯光纤的芯间串扰较严重的问题。
本实用新型提供一种弱耦合四芯光纤，包括：共同外包层和四个同质纤芯，四个所述同质纤芯的中心连线呈正四边形，四个所述同质纤芯的中心与所述共同外包层的中心之间的距离相同；相邻的两个所述同质纤芯的间距为35-50μm；每个所述同质纤芯从内向外依次为芯层、内包层和下陷包层；所述芯层的半径R1为3.9-4.5μm，所述芯层相对所述共同外包层的相对折射率差Δ1为0.1％～0.3％；所述内包层的半径R2为6.5～8.5μm，所述内包层相对所述共同外包层的相对折射率差Δ2为-0.03％～-0.05％；所述下陷包层的半径R3为10～14μm，所述下陷包层相对所述共同外包层的相对折射率差Δ3为-0.6％～-0.8％；所述共同外包层相对纯二氧化硅的折射率差Δ4为-0.2％～0％。
优选的，所述共同外包层的直径2R4为125±1μm。
优选的，所述芯层、所述内包层均为锗氟共掺的二氧化硅玻璃层，所述下陷包层为氟掺杂的二氧化硅玻璃层，氟的相对折射率贡献量为-0.2％～-0.8％，所述芯层的锗氟贡献量之比ΔF/ΔGe＜0.5，所述内包层的锗氟贡献量之比ΔF/ΔGe＜1.8。
优选的，在波长1550nm处，任意相邻的两个所述同质纤芯之间的芯间串扰＜-45dB/25km；在波长1625nm处，任意相邻的两个所述同质纤芯之间的芯间串扰＜-40dB/25km。
优选的，所述弱耦合四芯光纤在波长1550nm处各信道的衰耗≤0.23dB/km；所述弱耦合四芯光纤在波长1625nm处各信道的衰耗≤0.25dB/km。
优选的，所述弱耦合四芯光纤在波长1550nm处各信道的模场直径为9.1～10.1μm；所述弱耦合四芯光纤在波长1625nm处各信道的模场直径为10.2～11.1μm。
优选的，所述弱耦合四芯光纤在波长1550nm处以30mm半径绕100圈各信道的弯曲损耗≤0.05dB；所述弱耦合四芯光纤在波长1625nm处以30mm半径绕100圈各信道的弯曲损耗＜0.1dB。
优选的，所述弱耦合四芯光纤各信道的截止波长＜1520nm。
优选的，所述弱耦合四芯光纤在1550nm处各信道的色度色散＜22ps/nm·km；所述弱耦合四芯光纤在1625nm处各信道的色度色散＜25ps/nm·km。
优选的，所述弱耦合四芯光纤的筛选张力≥100kpsi。
本实用新型中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本实用新型在有限的包层空间内容纳四个同质纤芯，相邻的两个同质纤芯的间距为35-50μm，通过合理的设计芯间距，能够减少芯与芯之间的耦合，降低光纤的芯间串扰。本实用新型通过对芯层、内包层、下陷包层的半径以及相对共同外包层的相对折射率差进行合理设计，得到深掺杂的下陷结构，能够降低光纤的芯间串扰和宏弯损耗，并极大降低纤芯距包层边缘较近所产生的附加损耗。此外，本实用新型采用125μm的光纤直径，与普通单芯光纤所占体积相同，并满足C+L波段的多芯并行传输，在保持极高的空分复用维度密度的同时，可与现有器件兼容。本实用新型合理的设计了光纤内部的粘度匹配，能够减少光纤制备过程中的缺陷，降低光纤的衰减系数。本实用新型提供的弱耦合四芯光纤各信道的弯曲损耗等综合性能参数在应用波段良好。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种弱耦合四芯光纤的径向结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的一种弱耦合四芯光纤的折射率剖面示意图。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
本实施例提供了一种弱耦合四芯光纤，参见图1、图2，包括：共同外包层和四个同质纤芯，四个所述同质纤芯的中心连线呈正四边形，四个所述同质纤芯的中心与所述共同外包层的中心之间的距离相同，即四个所述同质纤芯等距均布在一个圆周上。
其中，相邻的两个所述同质纤芯的间距为35-50μm。
每个所述同质纤芯从内向外依次为芯层、内包层和下陷包层；所述芯层的半径R1为3.9-4.5μm，所述芯层相对所述共同外包层的相对折射率差Δ1为0.1％～0.3％；所述内包层的半径R2为6.5～8.5μm，所述内包层相对所述共同外包层的相对折射率差Δ2为-0.03％～-0.05％；所述下陷包层的半径R3为10～14μm，所述下陷包层相对所述共同外包层的相对折射率差Δ3为-0.6％～-0.8％；所述共同外包层相对纯二氧化硅的折射率差Δ4为-0.2％～0％。
所述共同外包层的直径2R4为125±1μm。
所述芯层、所述内包层均为锗氟共掺的二氧化硅玻璃层，所述下陷包层为氟掺杂的二氧化硅玻璃层，氟的相对折射率贡献量为-0.2％～-0.8％，所述芯层的锗氟贡献量之比ΔF/ΔGe＜0.5，所述内包层的锗氟贡献量之比ΔF/ΔGe＜1.8。
在波长1550nm处，任意相邻的两个所述同质纤芯之间的芯间串扰＜-45dB/25km；在波长1625nm处，任意相邻的两个所述同质纤芯之间的芯间串扰＜-40dB/25km。
所述弱耦合四芯光纤在波长1550nm处各信道的衰耗≤0.23dB/km；所述弱耦合四芯光纤在波长1625nm处各信道的衰耗≤0.25dB/km。优选的方案中，所述弱耦合四芯光纤在波长1550nm处各信道的衰耗≤0.2dB/km；所述弱耦合四芯光纤在波长1625nm处各信道的衰耗≤0.22dB/km。
所述弱耦合四芯光纤在波长1550nm处各信道的模场直径为9.1～10.1μm；所述弱耦合四芯光纤在波长1625nm处各信道的模场直径为10.2～11.1μm。
所述弱耦合四芯光纤在波长1550nm处以30mm半径绕100圈各信道的弯曲损耗≤0.05dB；所述弱耦合四芯光纤在波长1625nm处以30mm半径绕100圈各信道的弯曲损耗＜0.1dB。
所述弱耦合四芯光纤各信道的截止波长＜1520nm。
所述弱耦合四芯光纤在1550nm处各信道的色度色散＜22ps/nm·km；所述弱耦合四芯光纤在1625nm处各信道的色度色散＜25ps/nm·km。
所述弱耦合四芯光纤的筛选张力≥100kpsi。
参见表1和表2，下面给出多个具体实施例对应的结构参数和主要性能参数。
表1不同实施例中弱耦合四芯光纤的结构和材料组成
表2不同实施例中弱耦合四芯光纤的主要性能参数
综上，本实用新型提供的弱耦合四芯光纤能够在C+L波段传输，该光纤在保持空分复用维数密度的同时能够与现有器件兼容，芯间串扰和弯曲损耗得到明显改善，光纤各信道的色散和弯曲损耗等综合性能好。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种弱耦合四芯光纤，其特征在于，包括：共同外包层和四个同质纤芯，四个所述同质纤芯的中心连线呈正四边形，四个所述同质纤芯的中心与所述共同外包层的中心之间的距离相同；相邻的两个所述同质纤芯的间距为35-50μm；每个所述同质纤芯从内向外依次为芯层、内包层和下陷包层；所述芯层的半径R1为3.9-4.5μm，所述芯层相对所述共同外包层的相对折射率差Δ1为0.1％～0.3％；所述内包层的半径R2为6.5～8.5μm，所述内包层相对所述共同外包层的相对折射率差Δ2为-0.03％～-0.05％；所述下陷包层的半径R3为10～14μm，所述下陷包层相对所述共同外包层的相对折射率差Δ3为-0.6％～-0.8％；所述共同外包层相对纯二氧化硅的折射率差Δ4为-0.2％～0％。
2.根据权利要求1所述的弱耦合四芯光纤，其特征在于，所述共同外包层的直径2R4为125±1μm。
3.根据权利要求1所述的弱耦合四芯光纤，其特征在于，在波长1550nm处，任意相邻的两个所述同质纤芯之间的芯间串扰＜-45dB/25km；在波长1625nm处，任意相邻的两个所述同质纤芯之间的芯间串扰＜-40dB/25km。
4.根据权利要求1所述的弱耦合四芯光纤，其特征在于，所述弱耦合四芯光纤在波长1550nm处各信道的衰耗≤0.23dB/km；所述弱耦合四芯光纤在波长1625nm处各信道的衰耗≤0.25dB/km。
5.根据权利要求1所述的弱耦合四芯光纤，其特征在于，所述弱耦合四芯光纤在波长1550nm处各信道的模场直径为9.1～10.1μm；所述弱耦合四芯光纤在波长1625nm处各信道的模场直径为10.2～11.1μm。
6.根据权利要求1所述的弱耦合四芯光纤，其特征在于，所述弱耦合四芯光纤在波长1550nm处以30mm半径绕100圈各信道的弯曲损耗≤0.05dB；所述弱耦合四芯光纤在波长1625nm处以30mm半径绕100圈各信道的弯曲损耗＜0.1dB。
7.根据权利要求1所述的弱耦合四芯光纤，其特征在于，所述弱耦合四芯光纤各信道的截止波长＜1520nm。
8.根据权利要求1所述的弱耦合四芯光纤，其特征在于，所述弱耦合四芯光纤在1550nm处各信道的色度色散＜22ps/nm·km；所述弱耦合四芯光纤在1625nm处各信道的色度色散＜25ps/nm·km。
9.根据权利要求1所述的弱耦合四芯光纤，其特征在于，所述弱耦合四芯光纤的筛选张力≥100kpsi。
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| CN202222170884.8U CN218332040U (zh) | 2022-08-16 | 2022-08-16 | 一种弱耦合四芯光纤 |
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