DE60126434T2

DE60126434T2 - Glasfaser mit grosser effektiver Fläche

Info

Publication number: DE60126434T2
Application number: DE60126434T
Authority: DE
Inventors: George E. Pine City BERKEY; Daiping Wilmington MA; Snigdaraj K. Wilmington MISHRA
Original assignee: Corning Inc
Current assignee: Corning Inc
Priority date: 2000-12-12
Filing date: 2001-11-29
Publication date: 2007-11-15
Anticipated expiration: 2021-11-30
Also published as: ATE353142T1; AU2002239419A1; CN1500219A; US20030086667A1; EP1384100B1; CA2431551A1; EP1384100A2; WO2002048767A9; KR20030060989A; JP2004515819A; DE60126434D1; CA2431551C; KR100876241B1; WO2002048767A2; US20030210877A1; US6611647B2; US6760527B2; WO2002048767A8; BR0116102A; JP4173992B2

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Eine Einmodenwellenleiterfaser zur Verwendung in Telekommunikationssystemen und insbesondere eine Wellenleiterfaser, die nicht-lineare Dispersionseffekte reduziert, und die Merkmale einer Biegebeständigkeit, einer niedrigen Polarisationsmodendispersion (Polarization Mode Dispersion = PMD), einer geringen Dämpfung und großen Wirkfläche kombiniert, die beispielsweise in Untergrund- und Unterseeanwendungen erwünscht sind, sind hierin offenbart.
2. Technischer Hintergrund
Eine optische Verstärkertechnologie und Wellenlängenmultiplex-Techniken sind typischerweise in Telekommunikationssystemen erforderlich, die Hochleistungsübertragungen für lange Distanzen erfordern. Unerwünschte nicht-lineare Effekte werden für größere Stärken und/oder längere Distanzen angekündigt. Die Definition von Hochleistung und langen Distanzen ist im Kontext eines speziellen Telekommunikationssystems von größter Bedeutung, bei dem eine Bitrate, eine Bitfehlerrate, ein Multiplex-Schema und vielleicht optische Verstärker spezifiziert sind. Zusätzliche Aktoren, die dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt sind, haben Auswirkungen auf die Definition von Hochleistung und langer Distanz gehabt. Jedoch konnte für die meisten Zwecke Hochleistung als eine optische Leistung von mehr als ungefähr 10 mW angesehen werden. In einigen Anwendungen sind einzelne Leistungsniveaus von 1 mW oder weniger nach wie vor gegenüber nicht-linearen Effekten empfindlich, so dass die Wirkfläche nach wie vor eine bedeutende Erwägung in derartigen Niederleistungssystemen ist. Eine lange Distanz könnte als eine Anwendung angesehen werden, bei der die Distanz zwischen optischen Regeneratoren oder Repeatern oder Verstärkern mehr als 50 km oder mehr beträgt. Regeneratoren müssen von Repeatern unterschieden werden, die von optischen Verstärkern Verwendung machen. Ein Repeater-Abstand bzw. die Verstärkerfeldlänge, insbe sondere in Systemen mit hoher Datendichte, kann weniger als die Hälfte des Regeneratorabstands betragen. Um eine geeignete Wellenlänge für eine Multiplex-Transmission bereitzustellen, sollte die Gesamtdispersion niedrig, jedoch nicht Null sein, und sollte ein niedriges Dispersionsgefälle über das Fenster der Betriebswellenlänge hinweg aufweisen.
Im Allgemeinen reduziert eine optische Wellenleiterfaser mit einer großen Wirkfläche (A_eff) nicht-lineare optische Effekte, einschließlich einer Selbst-Phasenmodulation, Vier-Wellen-Mischen, Kreuz-Phasenmodulation und nicht-lineare Streuungsprozesse, von denen alle eine Signaldegradation in Hochleistungssystemen verursachen können. Im Allgemeinen kann eine Wellenleiterfaser mit einem segmentierten Kern eine große Wirkfläche bereitstellen, während nicht-lineare optische Wirkungen begrenzt werden.
Die mathematische Beschreibung dieser nicht-linearen Effekte schließt das Verhältnis P/A_eff ein, wobei P die optische Leistung ist. Beispielsweise kann ein nicht-linearer optischer Effekt bzw. Wirkung durch eine Gleichung beschrieben werden, die dem Begriff bzw. Term exp [P × L_eff/A_eff] enthält, wobei L_eff die Wirklänge ist. Somit erzeugt eine Zunahme von A_eff eine Abnahme des nicht-linearen Beitrags zur Verschlechterung eines Lichtsignals. Andererseits hat eine Zunahme der Wirkfläche einer optischen Wellenleiterfaser typischerweise eine Zunahme der Mikrobiegungs-induzierten Verluste zur Folge, die die Signaltransmission durch eine Faser abschwächen. Die Mikrobiegungsverluste nehmen über lange Distanzen oder über einen langen Abstand zwischen den Regeneratoren, Verstärkern, Transmittern und/oder Receivern signifikant zu.
Die optische Verstärkertechnologie und/oder Wellenlängenmultiplex-Techniken werden üblicherweise in Kommunikationssystemen verwendet, die einen Gigabyte pro Sekunde und höhere Transmissionsraten erfordern. Somit haben Hersteller von Wellenleiterfasern Wellenleiter entwickelt, die gegenüber nicht-linearen Effekten, die durch Hochleistungssignale oder durch Vier-Wellen-Mischen in Multiplexsystemen weniger empfindlich sind. Bevorzugte Wellenleiterfasern weisen eine niedrige lineare Dispersion und niedrige Dämpfung auf. Weiterhin kann die Faserpolarisationsmodendispersion (PMD) einen Hauptbeitrag zur Gesamtsystem-PMD leisten. Deswegen sollte eine geeignete Wellenleiterfaser ebenfalls eine niedrige PMD aufweisen. Eine niedrigere Faser-PMD kann ebenfalls Steigerungswege für die Hochbit-Ratentransmission (beispielsweise 40 Gbs und mehr) in existierenden oder ausgebauten Systemen bereitstellen. Zusätzlich zeigt die Wellenleiterfaser vorzugsweise diese Eigen schaften über einen speziell ausgedehnten Wellenlängenbereich, um sich einem Wellenlängenmultiplexing anzupassen, das für eine Vielkanaltransmission verwendet wird.
EPA 779524 beschreibt eine optische Faser mit großer Wirkfläche, die einen GeO₂-dotierten Kern mit einem Stufenindexprofil aufweist, wobei der relative Brechungsindex des Kernes im Bereich von ungefähr 0,27% bis ungefähr 0,31% liegt und der Radius des Kernes im Bereich von 5,0 μm bis 5,88 μm liegt.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung betrifft in einem Aspekt eine optische Wellenleiterfaser, die Folgendes umfasst:
Einen Kern (12) mit einem Brechungsindexprofil, das durch einen Radius und einen relativen Brechungsindexprozentanteil definiert ist, wobei der Kern Germaniumoxid enthält; und
eine Mantelschicht (14), die den Kern (12) umgibt und diesen berührt und ein Brechungsindexprofil aufweist, das durch einen Radius und einen relativen Brechungsindexanteil definiert ist;
wobei der Kern und die Mantelschicht eine Wirkfläche von mehr als 90 μm² aufweisen; wobei der maximale relative Brechungsindex des Kerns im Bereich von 0,24 bis 0,33 liegt;
wobei der Radius des Kernes im Bereich von 5,0 μm bis 6,2 μm liegt;
dadurch gekennzeichnet, dass die Faser im Wesentlichen kein Fluor enthält und wobei der Kern ein Alpha (α) zwischen 7 und 14 aufweist.
Ein Aspekt der optischen Wellenleiterfaser, die hierin offenbart ist, betrifft eine Einmodenfaser mit relativ großer Wirkfläche, die eine niedrig Mikrobiegungsempfindlichkeit bietet. Die hierin offenbarten Fasern schließen vorzugsweise einen einzelnen Segmentkern ein. Soweit nichts anderes angegeben ist, entspricht die Wirkfläche, die hierin beschrieben ist, einer Wellenlänge von 1550 nm.
Die Wirkfläche der hierin offenbarten Fasern ist größer als oder gleich 90 μm². In ein oder mehreren bevorzugten Ausführungsformen ist die Wirkfläche zwischen 90 μm² und 115 μm², besonders bevorzugt zwischen 95 μm² und 110 μm². Vorzugsweise zeigt die Faser eine Mikrokrümmung bzw. Mikrobiegung von weniger als oder gleich 3,0 dB/m, besonders bevorzugt weniger als oder gleich 2,0 dB/m, noch mehr bevorzugt weniger als oder gleich 1,5 dB/m, noch mehr bevorzugt weniger als oder gleich 1,0 dB/m, noch mehr bevorzugt weniger als oder gleich 0,8 dB/m und noch mehr bevorzugt weniger als oder gleich 0,5 dB/m.
Die Kernregion und die Mantelschicht definieren vorzugsweise ein Stufenindexbrechungsindexprofil. Die hierin offenbarte Faser weist einen maximalen relativen Index Δ₁% von zwischen 0,24% und 0,33% auf, vorzugsweise zwischen 0,26% und 0,32% und besonders bevorzugt zwischen 0,27% und 0,31%. Der Kernradius der hier offenbarten Fasern, gemessen beim halbmaximalen oder relativen Peak-Index, liegt zwischen 5,0 μm und 6,2 μm.
Die hierin offenbarten Fasern umfassen vorzugsweise weiterhin eine primäre Umhüllung bzw. Beschichtung, die den Mantel umgibt, und eine sekundäre Beschichtung, die ebenfalls als äußere Primärbeschichtung bekannt ist, die die primäre Beschichtung umgibt. Die primäre Beschichtung ist vorzugsweise so ausgewählt, dass sie ein Elastizitätsmodul von weniger als 5 MPa, besonders bevorzugt weniger als 3 MPa und noch mehr bevorzugt weniger als 1,5 MPa aufweist. Vorzugsweise ist das Elastizitätsmodul der sekundären Beschichtung größer als 700 MPa, vorzugsweise größer als 800 MPa und noch mehr bevorzugt über 900 MPa.
Vorzugsweise umfassen die hierin offenbarten Fasern eine Kernregion von Siliciumdioxid, das mit Germaniumdioxid aufdotiert ist, und einen Mantel aus Siliciumdioxid. Vorzugsweise enthält die Ummantelung kein Down-Dotierungsmittel. Noch mehr bevorzugt enthält der Mantel kein Fluor. Am meisten bevorzugt umfasst der Mantel reines oder im Wesentlichen reines Siliciumdioxid.
Die hierin offenbarten Fasern zeigen vorzugsweise eine Dämpfung bzw. Abschwächung bei einer Wellenlänge von 1550 nm von weniger als oder gleich 0,25 dB/km, besonders bevorzugt weniger als oder gleich 0,22 dB/km, noch mehr bevorzugt weniger als oder gleich 0,2 dB/km, noch mehr bevorzugt weniger als oder gleich 0,19 dB/km und am meisten bevorzugt weniger als 0,185 dB/km.
In bevorzugten Ausführungsformen zeigen die hierin offenbarten Fasern eine Gesamtdispersion bei einer Wellenlänge von 1560 nm von vorzugsweise im Bereich von 16 ps/nm-km bis 22 ps/nm-km, besonders bevorzugt innerhalb des Bereichs von 17 ps/nm-km bis 21 ps/nm-km, und noch mehr bevorzugt im Bereich von 18 ps/nm-km bis 20 ps/nm-km.
Die Gesamtdispersionssteigung bei einer Wellenlänge von 1550 nm der Fasern, die hierin offenbart sind, beträgt vorzugsweise weniger als oder gleich 0,09 ps/nm²-km. In ein oder mehreren bevorzugten Ausführungsformen ist die Gesamtdispersionssteigung bei einer Wellenlänge von 1550 nm der hierin offenbarten Fasern vorzugsweise zwischen 0,045 ps/nm²-km und 0,075 ps/nm²-km, noch mehr bevorzugt zwischen 0,05 ps/nm²-km und 0,05 ps/nm²-km, noch mehr bevorzugt zwischen 0,055 ps/nm²-km und 0,065 ps/nm²-km.
Vorzugsweise beträgt die von den hierin offenbarten Fasern gezeigte PMD weniger als 0,1 ps/km^1/2 (ungedreht), noch mehr bevorzugt weniger als 0,03 ps/km^1/2 (ungedreht), noch mehr bevorzugt weniger als 0,02 ps/km^1/2 (ungedreht). In einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die hierin offenbarte optische Wellenleiterfaser eine optische Einmoden-Wellenleiterfaser mit einer Wirkfläche von mehr als oder gleich 90 μm², bei der die PMD weniger als 0,05 ps/km^1/2 (ungedreht) beträgt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsförm betrifft die hierin offenbarte optische Lichtwellenleiterfaser eine optische Einmoden-Lichtwellenleiterfaser, die eine Wirkfläche von mehr als oder gleich 90 μm² aufweist und die eine PMD von weniger als 0,02 ps/km^1/2 aufweist (ungedreht).
Vorzugsweise weist die Faser eine kabelgebundene Grenzwellenlänge von weniger als oder gleich 1500 nm, besonders bevorzugt von zwischen 1200 nm und 1500 nm auf. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Faser eine kabelgebundene Grenzwellenlänge von zwischen 1250 nm und 1400 nm auf. In einer weiteren Ausführungsform weist die Faser eine kabelgebundene Grenzwellenlänge von zwischen 1300 nm und 1375 nm auf. Vorzugsweise zeigt die Faser einen Mikrobiegungsverlust von weniger als 15 dB/m in einem 20 mm, fünf Drehungs-Versuch, besonders bevorzugt weniger als 10 dB/m in einem 20 mm, fünf Drehungs-Versuch, und noch mehr bevorzugt weniger als 5 dB/m in einem 20 mm, fünf Drehungs-Versuch. Vorzugsweise zeigt die Fasern einen Mikrobiegungsverlust von weniger als 3,0 dB/m, besonders bevorzugt weniger als 2,0 dB/m, noch mehr bevorzugt weniger als 1,5 dB/m, noch mehr bevorzugt weniger als 1,0 dB/m, noch mehr bevorzugt weniger als 0,8 dB/m, und noch mehr bevorzugt weniger als 0,5 dB/m. Vorzugsweise beträgt die Dämpfung der optischen Faser bei 1383 nm nicht mehr als 0,1 dB/km, mehr als eine Dämpfung bei 1310 nm. Besonders bevorzugt beträgt die Dämpfung der optischen Faser bei 1383 nm nicht mehr als 0,05 dB/km mehr als eine Dämpfung bei 1310 nm. Noch mehr bevorzugt beträgt die Dämpfung der optischen Faser bei 1383 nm nicht mehr als 0,01 dB/km mehr als eine Dämpfung bei 1310 nm. Noch mehr bevorzugt beträgt die Dämpfung der optischen Faser bei 1383 nm weniger als oder ungefähr gleich viel wie ihre Dämpfung bei 1310 nm. Vorzugsweise zeigt die Faser eine PMD von weniger als 0,1 ps/km^1/2, besonders bevorzugt weniger als 0,05 ps/km^1/2, noch mehr bevorzugt weniger als 0,01 ps/km^1/2, und noch mehr bevorzugt weniger als oder gleich 0,006 ps/km^1/2.
Gemäß eines weiteren Aspektes umfasst ein optisches Signaltransmissionssystem, das hierin offenbart ist, einen Transmitter, einen Receiver und eine optische Transmissionsleitung, die optisch mit dem Transmitter und dem Receiver verbunden ist, wobei die optische Transmissionsleitung zumindest einen optischen Faserabschnitt umfasst, der aus der oben beschriebenen optischen Faser besteht, wobei die Faser eine Dämpfung bei 1383 nm aufweist, die nicht mehr als 0,1 dB/km mehr als ihre Dämpfung bei 1310 nm beträgt. Vorzugsweise zeigt der Faserabschnitt eine Gesamtdispersion innerhalb der Bereichs von 16 ps/nm-km bis 22 ps/nm-km bei einer Wellenlänge von 1560 nm. Vorzugsweise zeigt der Faserabschnitt eine PMD von weniger als 0,1 ps/km^1/2. In einer bevorzugten Ausführungsform ist zumindest ein Raman-Verstärker optisch an den optischen Faserabschnitt angeschlossen. Vorzugsweise umfasst das System weiterhin einen Multiplexer zum Verbinden einer Vielzahl von Kanälen, die zur Weiterleitung optischer Signale an die optische Transmissionsleitung in der Lage sind, wobei zumindest eines der optischen Signale bei einer Wellenlänge zwischen ungefähr 1300 nm und 1625 nm weiterleitet. In einer bevorzugten Ausführungsform leitet zumindest eines der optischen Signale bei einer Wellenlänge zwischen ungefähr 1330 nm und 1480 nm. Vorzugsweise ist das System dazu in der Lage, in einem gewöhnlichen Wellenlängenmultiplexmodus zu arbeiten.
Es wird nunmehr ausführlich auf die vorliegenden bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung eingegangen werden, von denen Beispiele in den begleitenden Zeichnungen dargestellt sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer optischen Wellenleiterfaser gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Diagramm eines Wellenleiterfaserbrechungsindexprofils eines Einsegmentkern-optischen Wellenleiters gemäß der vorliegen Erfindung;
3 ist eine schematische Ansicht eines Faseroptikkommunikationssystems, das eine optische Faser der vorliegenden Erfindung verwendet;
4 ist eine schematische Darstellung einer Ablagerung einer Soot- bzw. Ruß-Vorform;
5 ist eine schematische Darstellung einer Vorform, bei der beide Enden ihrer Zentrallinien-Öffnung verschlossen sind;
6 ist eine Nahaufnahme der verstopften Vorform aus 7, die den oberen Stopfen zeigt;
7 ist eine schematische Darstellung einer Vorform einer optischen Faser mit einer verschlossenen Zentrallinienregion;
8 zeigt eine Brechungsindexprofilmessung, die einer bevorzugten Ausführungsform einer optischen Wellenleiterfaser gemäß der vorliegenden Erfindung entspricht;
9 ist eine graphische Darstellung des gemessenen Verlustes oder der Dämpfung für die bevorzugte Ausführungsform der optischen Faser, die ein Brechungsindexprofil entsprechend 8 aufweist; und
10 ist ein Brechungsindexprofil, das einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einer optischen Wellenleiterfaser gemäß der vorliegenden Erfindung entspricht.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Zusätzliche Vorteile und Merkmale der Erfindung werden in der ausführlichen Beschreibung die folgt dargelegt werden und werden sich für den Fachmann auf dem Gebiet aus der Beschreibung ergeben oder durch Ausübung der Erfindung, wie sie in der nachfolgenden Beschreibung beschrieben ist, zusammen mit den Ansprüchen und angefügten Zeichnungen erkannt werden.
Definitionen
Die nachfolgende Terminologie und Definitionen werden in der Technik üblicherweise verwendet.
Die Radii der Segmente des Kerns werden bezüglich des Brechungsindex des Materials definiert, aus dem die Segmente hergestellt sind. Ein spezielles Segment weist einen ersten und einen letzten Brechungsindexpunkt auf. Ein Zentralsegment weist einen inneren Radius von Null auf, weil der erste Punkt des Segmentes auf der Zentrallinie liegt. Im Falle eines Stufenindex, dem einzelnen Segmentindex von Brechungsprofilen, die hierin bevorzugt sind, erreicht der Brechungsindex typischerweise einen Peak-Wert und fällt dann, wenn der Radius zunimmt. Der Außenradius eines derartigen Zentralsegmentes ist der Radius, der von der Wellenleiterzentrallinie bis zu einer Hälfte des Peak-Punktes des Brechungsindex des Zentralsegmentes gezogen wird. Für ein Segment, das einen ersten Punkt aufweist, der von der Zentrallinie abweicht, ist der Radius von der Wellenleiterzentrallinie zum Ort seines ersten Brechungsindexpunktes der Innenradius des Segmentes. Desgleichen ist der Radius von der Wellenleiterzentrallinie zum Ort der Hälfte des Peak-Brechungsindexpunktes des Segmentes der Außenradius dieses Segmentes. Die Segmentradii können in herkömmlicher Weise auf mehreren Wegen definiert werden. In dieser Anmeldung werden die Radii gemäß der ausführlich unten beschriebenen Figuren definiert.
Die Wirkfläche ist im allgemeinen als Aeff = 2π(∫E2rdr)2/(∫E4rdr)definiert, wobei die Integrationsgrenzen von 0 bis ∞ sind und E das elektrische Feld ist, das mit dem weitergeleiteten Licht assoziiert wird.
Der Modenfelddurchmesser, D_mf, wird unter Verwendung des Peterman-II-Verfahrens gemessen, bei dem 2w = D_mf und w² = (2∫E²rdr/∫[dE/dr]²rdr) wobei die Integralgrenzen von Null bis ∞ sind.
Der relative Index oder relative Brechungsindex eines Segments Δ%, wie hierin verwendet, wird durch die folgende Gleichung definiert ∆% = 100 × (ni 2 – nc 2)/2nc 2 wobei n_i der maximale Brechungsindex des Indexprofilsegmentes ist, das als i bezeichnet wird, und n_c, der Referenzbrechungsindex, als Minimalindex der Mantelschicht hergenommen wird. Jeder Punkt im Segment weist einen assoziierten relativen Index auf.
Das relative Brechungsindexprofil oder das Indexprofil ist das Verhältnis zwischen Δ% oder Brechungsindex und dem Radius über ein ausgewähltes Segment des Kerns.
Die Gesamtdispersion, die üblicherweise als Dispersion bezeichnet wird, ist als algebraische Summe einer Wellenleiterdispersion und einer Materialdispersion definiert. Die Gesamtdispersion von Einmodenfasern wird in der Technik ebenfalls als chromatische Dispersion bezeichnet. Die Einheiten der Gesamtdispersion sind ps/nm-km.
Die Biegungsbeständigkeit einer Wellenleiterfaser wird als induzierte Dämpfung unter vorgeschriebenen Testbedingungen ausgedrückt. Ein Biegungstest, auf den hier Bezug genommen wird, ist der Makrobiegungstest. Standard-Makrobiegungstestbedingungen schließen 100 Drehungen einer Wellenleiterfaser um einen Drehstift mit 75 mm Durchmesser und eine Drehung der Wellenleiterfaser um einen Drehstift mit einem Durchmesser von 32 mm ein. In jedem Testzustand wird die biegungsinduzierte Dämpfung in Einheiten von dB/(Einheitslänge) gemessen. In der vorliegenden Erfindung ist der verwendete Makrobiegungstest fünf Drehungen der Wellenleiterfaser um einen Drehstift mit einem Durchmesser von 20 mm, ein anspruchsvollerer Test, der für ernsthaftere Betriebsbedingungen der vorliegenden Wellenleiterfaser erforderlich ist.
Ein weiterer Biegungstest, auf den hierin Bezug genommen wird, ist der laterale Belastungsmikrobiegungstest. Bei diesem Test wird ein vorgeschriebener Abschnitt der Wellenleiterfaser zwischen zwei flachen Platten angeordnet. Ein # 70 Drahtnetz wird an einer der Platten befestigt. Ein bekannter Abschnitt der Wellenleiterfaser wird zwischen die Platten eingeklemmt, und eine Referenzdämpfung wird gemessen, während die Platten mit einer Kraft von 30 Newton zusammengepresst werden. Eine 70-Newton-Kraft wird dann auf die Platten ausgeübt und die Zunahme der Dämpfung in dB/m wird gemessen. Diese Dämpfungszunahme ist die laterale Belastungsdämpfung des Wellenleiters.
Wellenleiterdesigns, die ebenfalls relativ einfach herzustellen sind und die eine Steuerung der Dispersion erlauben, sind wegen ihrer niedrigen Kosten und der zusätzlichen Flexibilität bevorzugt. Die Herstellungskosten sind ein signifikanter Faktor bei der Bestimmung, welche Faserprofildesigns praktisch in großem Maßstab herzustellen sind. Faserprofildesigns, die multiple Kerne und Mantelsegmente einschließen, ebenso wie ihre Faserprofildesigns, die eine signifikante Aufdotierung und/oder Nach-unten-Dotierung dieser Segmente einschließen, sind typischerweise schwieriger und teurer herzustellen. Kerne, die aus GeO₂-SiO₂ hergestellt sind, sind weniger schwierig und weniger teuer herzustellen als andere Kerntypen, insbesondere solche, die im Kern Fluor oder in der Zentralregion des Kerns reines Siliciumdioxid enthalten.
Vorzugsweise sind die hierin offenbarten Fasern durch ein Dampfabscheidungsverfahren hergestellt. Besonders bevorzugt werden die hierin offenbarten Fasern durch ein Außenseitendampfabscheidungs-(OVD)-Verfahren hergestellt. Somit können beispielsweise bekannte OVD-Ablagerungs- und Ziehtechniken in vorteilhafter Weise zur Herstellung der hierin offenbarten optischen Lichtwellenleiterfaser verwendet werden. Weitere Verfahren, wie beispielsweise modifizierte chemische Dampfabscheidung (MCVD) können verwendet werden. Somit können die Brechungsindizes und die Querschnittsprofile der optischen Wellenleiterfasern, die hierin offenbart sind, unter Verwendung von Herstellungstechniken erreicht werden, die dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt sind, einschließlich, jedoch keineswegs beschränkend, OVD- und MCVD-Prozesse.
Die hierin offenbarten Fasern stellen relativ preisgünstige Fasern mit großer Wirkfläche bereit, die niedrige PMD, verbesserte Biegungsbeständigkeit und/oder niedrige Dämpfung zeigen und die effektiv nicht-lineare Dispersionseffekte reduzieren können. Die hierin beschriebenen und offenbarten optischen Wellenleiter sind vom Stufen-Indextyp, oder mit anderen Worten, weist die erfindungsgemäße optische Wellenleiterfaser vorzugsweise nur einen einzelnen Segmentkern auf, der durch eine Mantelschicht umgeben ist, die vorzugsweise einen Brechungsindex aufweist, der geringer als derjenige des Kerns ist.
1 ist eine schematische Darstellung (nicht maßstabsgemäß) einer bevorzugten Ausführungsform einer optischen Wellenleiterfaser, die hierin offenbart wurde, und die ein einzelnes Kernsegment 12 und einen Mantel oder eine Hüllschicht 14 aufweist. Vorzugsweise ist der Mantel 14 reines oder im Wesentliches reines Siliciumdioxid. Der Mantel 14 ist durch eine Primärbeschichtung P und durch eine sekundäre Beschichtung S umgeben.
2 zeigt den relativen Brechungsindexprozentanteil (Δ%), aufgetragen gegen den Wellenleiterradius einer bevorzugten Ausführungsform der optischen Wellenleiterfaser, die hierin offenbart wurde. Der Kern 12, wie er hierin bezeichnet wird, kann somit durch ein Brechungsindexprofil, durch einen relativen Brechungsindexprozentanteil Δ₁% und einen Außenradius r₁ beschrieben werden. Wie in 2 ersichtlich ist, weist die Mantelschicht, die den Kern umgibt, einen Brechungsindex von n_c auf, wobei der Außenradius r₁ des Kernes am halbmaximalen Punkt gemessen werden kann. Das heißt, der Außenradius 18, r₁, des Kerns 12 wie dargestellt, ist ungefähr 5,15 μm wie von der Faserzentrallinie bis zur Vertikallinie gemessen, abhängig vom halbmaximalen relativen Indexpunkt des absteigenden Anteils des Kerns 12. Der halbmaximale Punkt wird unter Verwendung einer Mantelschicht bestimmt, d. h. Δ% = 0, wie bezeichnet, dargestellt als die gestrichelte Linie 17. Beispielsweise weist in 2 der Kern 12 einen Peak-Brechungsindex oder maximalen relativen Index Δ₁% von ungefähr 0,295% auf, somit bezüglich Δ% = 0 der Mantelschicht ist die Magnitude ungefähr 0,295%. Die gestrichelte vertikale Linie 20 hängt vom 0,1475-%-Punkt ab, der die Hälfte der maximalen Magnitude von Δ₁% ist.
2 veranschaulicht eine allgemeine Darstellung des Kernbrechungsindexprofils 10, das den relativen Brechungsindexprozentanteil (Δ%) aufgetragen gegen den Wellenleiter-Radius darstellt. Obwohl 2 lediglich einen Einsegmentkern darstellt, sollte klar sein, dass die funktionellen Erfordernisse durch Ausbilden eines Kernes mit mehr als einem einzigen Segment erfüllt werden können. Jedoch sind Ausführungsformen mit wenigeren Segmenten üblicherweise leichter herzustellen und sind deswegen bevorzugt.
Die Indexprofilstruktur, die für die neue Wellenleiterfaser charakteristisch ist, ist durch das Kernsegment 12 mit einem positiven Δ% dargestellt. Das Zentralsegment 12 des dargestellten Wellenleiterfaserkerns weist ein stufenförmiges oder ein Stufenindexprofil auf. Das Brechungsindexprofil kann eingestellt werden, um ein Kerndesign zu erreichen, das die erforderlichen Wellenleiterfasereigenschaften bereitstellt. Vorzugsweise ist die optische Wellenleiterfaser, die hierin offenbart ist, nicht dispersionsverschoben.
Es sollte erwähnt werden, dass Linie 14 aus 2 den Brechungsindex des Mantels repräsentiert, der dazu verwendet wird, den Brechungsindexprozentanteil der Segmente zu berechnen. Die Diffusion des Sortierungsmittels während der Herstellung der Wellenleiterfaser kann ein Abrunden der Ecken der Profile verursachen, wie es in 2 dargestellt ist, und kann eine Brechungsindexdepression der Zentrallinie verursachen, wie sie durch die gestrichelte Linie 16 dargestellt ist. Es ist möglich, jedoch oftmals nicht notwendig, bezüglich einer solchen Diffusion ein wenig zu kompensieren, beispielsweise im Dotierungsschritt.
Die Kernregion und die Mantelschicht definieren vorzugsweise ein Schrittindex-Brechungsindexprofil. Die hierin offenbarten Fasern weisen einen maximalen relativen Index Δ₁% von zwischen 0,24% und 0,33%, vorzugsweise zwischen 0,26% und 0,32% und besonders bevorzugt zwischen 0,27% und 0,31% auf. Der Kernradius der hierin offenbarten Fasern, gemessen bei dem halbmaximalen oder Peak-relativen Index, liegt zwischen 5,0 μm und 6,2 μm.
Die Wirkfläche der hierin offenbarten Fasern ist größer als oder gleich 90 μm². In einer oder mehreren bevorzugten Ausführungsformen ist die Wirkfläche zwischen 90 μm² und 115 μm², besonders bevorzugt zwischen 95 μm² und 110 μm². Eine oder mehrere bevorzugte Ausführungsformen der hierin offenbarten optischen Lichtwellenleiterfaser kann eine Wirkfläche von zwischen 96 μm² und 105 μm² und besonders bevorzugt zwischen 99 μm² und 102 μm² aufweisen.
Der Modenfelddurchmesser (MFD) der hierin offenbarten Faser ist vorzugsweise größer als 10 μm. In bevorzugten Ausführungsformen kann die optische Wellenleiterfaser, die hierin offenbart ist, eine MFD von zwischen 10,0 μm und 13,0 μm aufweisen, und besonders bevorzugt zwischen 10,0 μm und 13,0 μm.
Vorzugsweise zeigen die hierin offenbarten Fasern eine Mikrobiegung von weniger als oder gleich 3,0 dB/m, bevorzugter weniger als oder gleich 2,0 dB/m, noch mehr bevorzugt weniger als oder gleich 1,5 dB/m, noch mehr bevorzugt weniger als oder gleich 1,0 dB/m, noch mehr bevorzugt weniger als oder gleich 0,8 dB/m, und noch mehr bevorzugt weniger als oder gleich 0,5 dB/m. Noch mehr bevorzugt werden diese Werte der Mikrobiegung mit einer Wirkfläche von mehr als 90 μm² erreicht.
Die hierin offenbarten Fasern zeigen vorzugsweise eine Dämpfung bei einer Wellenlänge von 1550 nm oder weniger als oder gleich 0,25 dB/km, mehr bevorzugt weniger als oder gleich 0,22 dB/km, noch mehr bevorzugt weniger als oder gleich 0,2 dB/km, noch mehr bevorzugt weniger als oder gleich 0,19 dB/km, und am meisten bevorzugt weniger als 0,185 dB/km.
In bevorzugten Ausführungsformen zeigen die hierin offenbarten Fasern eine Gesamtdispersion bei einer Wellenlänge von 1560 nm von vorzugsweise innerhalb des Bereichs von 16 ps/nm-km bis 22 ps/nm-km, besonders bevorzugt innerhalb des Bereichs von 17 ps/nm-km bis 21 ps/nm-km, und noch mehr bevorzugt innerhalb des Bereichs von 18 ps/nm-km bis 20 ps/nm-km.
Die Gesamtdispersionssteigung bei einer Wellenlänge von 1550 der Fasern, die hierin offenbart sind, ist vorzugsweise weniger als oder gleich 0,09 ps/nm²-km. In einer oder mehreren bevorzugten Ausführungsformen ist die Gesamtdispersionssteigung bei einer Wellenlänge von 1550 nm der hierin offenbarten Fasern vorzugsweise zwischen 0,045 ps/nm²-km und 0,075 ps/nm²-km, noch mehr bevorzugt zwischen 0,05 ps/nm²-km und 0,07 ps/nm²-km, noch mehr bevorzugt zwischen 0,055 ps/nm²-km und 0,065 ps/nm²-km.
Vorzugsweise ist die von den hierin offenbarten Fasern gezeigte PMD weniger als 0,1 ps/km^1/2 (ungedreht), bevorzugter weniger als ungefähr 0,08 ps/km^1/2 (ungedreht), noch mehr bevorzugt weniger als 0,05 ps/km^1/2 (ungedreht), noch mehr bevorzugt weniger als 0,03 ps/km^1/2 (ungedreht), noch mehr bevorzugt weniger als 0,02 ps/km^1/2 (ungedreht). In bevorzugten Ausführungsformen werden diese Werte von PMD mit einer Wirkfläche von mehr als 90 μm² erreicht.
In einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die optische Wellenleiterfaser, die hierin offenbart ist, eine optische Einmoden-Wellenleiterfaser mit einer Wirkfläche von mehr als oder gleich 90 μm² und einer PMD von weniger als 0,05 ps/km^1/2 (ungedreht).
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die optische Wellenleiterfaser, die hierin offenbart ist, eine optische Einmoden-Wellenleiterfaser mit einer Wirkfläche von mehr als oder gleich 90 μm², die eine PMD von weniger als 0,02 ps/km^1/2 (ungedreht) aufweist.
In bevorzugten Ausführungsformen weisen die hierin offenbarten Fasern eine kabelgebundene Grenzwellenlänge von weniger als oder gleich 1500 nm auf, besonders bevorzugt zwischen 1200 nm und 1500 nm, noch mehr bevorzugt zwischen 1250 nm und 1400 nm, und noch mehr bevorzugt zwischen 1300 nm und 1375 nm auf. Die Nulldispersionswellenlänge der hierin offenbarten Fasern liegt vorzugsweise zwischen 1200 und 1350 nm. Die Nulldispersionswellenlänge einer bevorzugten Ausführungsform der optischen Wellenleiterfaser, die hierin offenbart ist, ist 1290 bis 1300 nm.
Vorzugsweise ist der Mikrobiegungsverlust der optischen Wellenleiterfaser, die hierin offenbart ist, weniger als 30 dB/m, bevorzugter weniger als 20 dB/m, noch mehr bevorzugt weniger als 15 dB/m, noch mehr bevorzugt weniger als 10 dB/m, noch mehr bevorzugt weniger als 8 dB/m, noch mehr bevorzugt weniger als 5 dB/m und am bevorzugtesten weniger als 3 dB/m.
In bevorzugten Ausführungsformen können die Radii, die relativen Brechungsindizes und die Brechungsprofile eingestellt werden, um die nachfolgenden bevorzugten Ergebnisse zu erzielen: einen maximalen relativen Index Δ₁% von ungefähr 0,28; einen Kernradius von ungefähr 5,5 μm; eine Gesamtdispersion bei 1560 nm von ungefähr 19,3 ps/nm-km; eine Steigung bei 1550 nm von ungefähr 0,060 ps/nm²-km; eine Wirkfläche von ungefähr 101 μm²; eine Dämpfung von weniger als oder gleich ungefähr 0,188 dB/km; eine Polarisationsmodendispersion von weniger als ungefähr 0,025 ps/km^1/2; eine kabelgebundene Grenzwellenlänge von ungefähr 1366 nm; und einen Modenfelddurchmesser von ungefähr 11,4 μm. Die Wellenlänge bei Nulldispersion, λ₀, einer repräsentativen optischen Wellenleiterfaser, die hierin offenbart ist, wurde durch eine 2-Meter-Test als ungefähr 1296 nm gemessen. Eine primäre Beschichtung mit einem Young'schen Modul von ungefähr 1,2 MPa und eine Sekundärbeschichtung mit einem Young'schen Modul von ungefähr 950 MPa erwiesen sich in ein oder mehreren bevorzugten Ausführungsformen als vorteilhaft. Mikrobiegungswerte von weniger als 7,75 dB/m unter Verwendung eines 20-mm-Drehstiftes, wurden im 5-Drehungstest erreicht. Die Mikrobiegungswerte von weniger als 3,0 dB/m unter Verwendung des lateralen Belastungstestes wurden erreicht.
Die optische Wellenleiterfaser, die hierin offenbart ist, weist Designparameter auf, die ein ungefähr 25% größeres Modenfeld über typische bekannte Fasern hinweg ermöglichen, ins besondere solche, die Germaniumoxid-dotierte Profile aufweisen, wobei sie signifikante Vorteile im Erbium-Verstärker-Fenster bereitstellen.
Die optische Wellenleiterfaser mit einem wie oben beschrieben optischen Profil wird ebenfalls mit einer relativ weichen Primärbeschichtung beschichtet und mit einer relativ harten Sekundärbeschichtung, die die Primärbeschichtung umgibt. Die in üblicher Weise übertragenen US-Patentanmeldungen Nr. 60/173,673, 60/173,828 und 60/174,008 beschreiben geeignete Primärbeschichtungen im Detail. Vorzugsweise ist das Elastizitätsmodul der sekundären Beschichtung der optischen Wellenleiterfaser, die hierin offenbart ist, größer als 700 MPa, besonders bevorzugt größer als 800 MPa und am meisten bevorzugt oberhalb 900 MPa. Die US-Patentanmeldung Nr. 60/173,874 beschreibt ausführlich geeignete Sekundärbeschichtungen, die hohe Elastizitätsmodule aufweisen.
Die Primärbeschichtung, die manchmal als die innere Primärbeschichtung bezeichnet ist, ist. eine Weichkissenschicht, die vorzugsweise ein Young'sches Modul von weniger als 5 MPa, besonders bevorzugt weniger als 3 MPa und noch mehr bevorzugt weniger als 1,5 MPa aufweist.
Eine Primärbeschichtung bzw. Beschichtungszusammensetzung für die optische Wellenleiterfaser, die hierin offenbart ist, umfasst vorzugsweise ein Oligomer und zumindest ein Monomer. Die Zusammensetzung kann ebenfalls einen Polymerisationsstarter enthalten, der geeignet ist, um eine Polymerisation (d. h. Härtung) der Zusammensetzung nach ihrer Aufbringung auf eine Glasfaser zu verursachen. Polymerisationsstarter, die zur Verwendung in den primären Beschichtungszusammensetzungen der optischen Wellenleiterfaser geeignet sind, die hierin offenbart ist, schließen thermische Starter, chemische Starter, Elektronenstrahlstarter und Photostarter ein. Besonders bevorzugt sind die Photostarter, insbesondere solche, die durch UV-Strahlung aktiviert werden. Die Beschichtungszusammensetzung kann ebenfalls einen Adhäsionspromotor einschließen.
Die primäre Beschichtungszusammensetzung kann erwünschterweise zumindest ein ethylenisch ungesättigtes Oligomer und zumindest ein ethylenisch ungesättigtes Monomer enthalten, obwohl mehr als ein Oligomerbestandteil und/oder mehr als ein Monomer in die Zusammensetzung eingebracht werden können.
Somit werden beispielsweise ein Oligomer, Monomer und Photostarter zur Bildung einer Bulk-Zusammensetzung kombiniert. Dieser Bulk-Zusammensetzung wird eine Menge an Adhäsionsförderer bzw. Promotor, beispielsweise ein Teil pro 100, in die Bulk-Zusammensetzung zugesetzt.
Zusätzlich zu den oben beschriebenen Bestandteilen kann die primäre Beschichtungszusammensetzung der optischen Wellenleiterfaser, die hierin offenbart ist, wahlweise mehrere Additive einschließen, wie beispielsweise reaktive Verdünnungsmittel, Antioxidantien, Katalysatoren, Gleitmittel, Co-Monomere, nicht-vernetzende Harze mit niedrigem Molekulargewicht und Stabilisatoren. Einige Additive (beispielsweise Kettentransfermittel) können dazu dienen, den Polymerisationsprozess zu kontrollieren, wodurch die physikalischen Eigenschaften beeinflusst werden (beispielsweise Modul, Glasübergangstemperatur) des Polymerisationsprodukts, das aus der primären Beschichtungszusammensetzung gebildet wird. Weitere können die Integrität des Polymerisationsproduktes der primären Beschichtungszusammensetzung beeinflussen (beispielsweise Schutz gegen die Polymerisation oder oxidativen Abbau). Weitere Additive können klebrig machende Mittel, reaktive oder nicht-reaktive Oberflächenträger einschließen.
Die Sekundärbeschichtung wird manchmal als die äußere Primärbeschichtung bezeichnet. Das sekundäre Beschichtungsmaterial ist typischerweise das Polymerisations-(d. h. gehärtete)-Produkt einer Beschichtungszusammensetzung, die Urethanacrylat-Flüssigkeiten enthält, deren Moleküle vernetzt werden, wenn sie polymerisiert werden.
Typische Sekundärbeschichtungen schließen zumindest ein UV-härtbares Monomer und zumindest einen Photostarter ein. Die Sekundärbeschichtung kann ebenfalls ungefähr 0 bis 90 Gew.-% zumindest eines UV-härtbaren Oligomers einschließen. Es wird bevorzugt, dass die Sekundärbeschichtung kein thermoplastisches Harz ist. Vorzugsweise sind sowohl das Monomer als auch das Oligomer Verbindungen, die dazu in der Lage sind, an einer Additionspolymerisation teilzunehmen. Das Monomer oder das Oligomer können der Hauptbestandteil der sekundären Beschichtung sein. Ein Beispiel für ein geeignetes Monomer ist ein ethylenisch ungesättigtes Monomer. Ethylenisch ungesättigte Monomere können verschiedene funktionelle Gruppen enthalten, die ihre Vernetzung ermöglichen. Die ethylenisch ungesättigten Monomere sind vorzugsweise polyfunktional (d. h. enthalten jeweils zwei oder mehrere funktionelle Gruppen), obwohl monofunktionelle Monomere ebenfalls in die Zusammenset zung mit eingebaut werden können. Deswegen kann das ethylenisch ungesättigte Monomer ein polyfunktionelles Monomer, ein monofunktionelles Monomer und Gemische hiervon sein. Geeignete funktionelle Gruppen für ethylenisch ungesättigte Monomere, die gemäß der optischen Wellenleiterfaser verwendet werden, die hierin offenbart ist, schließen ohne Einschränkung Acrylate, Methacrylate, Acrylamide, N-Vinylamide, Styrole, Vinylether, Vinylester, saure Ester und Kombinationen hiervon (d. h. für polyfunktionelle Monomere) ein.
Im Allgemeinen sind individuelle Monomere, die dazu in der Lage sind, 80% oder mehr Konversion durchzumachen (d. h. wenn sie gehärtet sind) mehr erwünscht als solche, die niedrigere Konversionsraten aufweisen. Der Grad, in dem Monomere mit niedrigeren Konversionsraten in die Zusammensetzung eingebracht werden können, hängt von den speziellen Erfordernissen (d. h. Festigkeit) des sich ergebenden gehärteten Produktes ab. Typischerweise haben höhere Konversionsraten stärker gehärtete Produkte zur Folge.
Es kann ebenfalls erwünscht sein, bestimmte Mengen an monofunktionell ethylenisch ungesättigten Monomeren zu verwenden, die eingebaut werden können, um den Grad zu beeinflussen, in dem das gehärtete Produkt Wasser adsorbiert, an anderen Beschichtungsmaterialien anhaftet oder sich unter Stress verhält.
Die am meisten geeigneten Monomere sind entweder im Handel erhältlich oder können einfach unter Verwendung von Reaktionsschemata synthetisiert werden, die in der Technik bekannt sind.
Sekundärbeschichtungs-Zusammensetzungen für eine optische Faser können ebenfalls einen Polymerisationsstarter enthalten, der geeignet ist, um eine Polymerisation (d. h. Härtung) der Zusammensetzung nach ihrer Aufbringung auf eine Glasfaser oder vorher beschichtete Glasfaser zu verursachen. Polymerisationsstarter, die zur Verwendung in den Zusammensetzungen der optischen Wellenleiterfaser, die hierin offenbart ist, geeignet sind, schließen thermische Initiatoren, chemische Initiatoren, Elektronenstrahlinitiatoren, Mikrowelleninitiatoren, aktinische Strahlungsinitiatoren und Photoinitiatoren ein. Besonders bevorzugt sind die Photoinitiatoren. Irgendwelche geeigneten Photoinitiatoren können in Zusammensetzungen der hierin offenbarten optischen Wellenleiterfaser eingeschlossen werden.
Zusätzlich zu den oben beschriebenen Bestandteilen kann die sekundäre Beschichtungszusammensetzung der optischen Wellenleiterfaser, die hierin offenbart ist, wahlweise ein Additiv oder eine Kombination von Additiven einschließen. Geeignete Additive schließen ohne Einschränkung Antioxidantien, Katalysatoren, Gleitmittel, nicht-vernetzende Harze mit niedrigem Molekulargewicht, Adhäsionspromotoren und Stabilisatoren ein. Einige Additive können dazu dienen, den Polymerisationsprozess zu kontrollieren, wodurch die physikalischen Eigenschaften (beispielsweise Modul, Glasübergangstemperatur) des Polymerisationsproduktes, das aus der Zusammensetzung gebildet wurde, beeinträchtigt werden können. Andere können die Integrität des Polymerisationsproduktes der Zusammensetzung beeinflussen (beispielsweise ein Schutz gegen eine Depolymerisation oder einen oxidativen Abbau).
Die sekundäre Beschichtung kann eine dichte Pufferbeschichtung sein oder alternativ eine lockere Röhrenbeschichtung. Es wird jedoch bevorzugt, dass die äußere Oberfläche einer sekundären Beschichtung nicht klebrig ist, so dass benachbarte Windungen der optischen Faser (d. h. auf einer Prozessspule) abgewickelt werden können.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst die Primärbeschichtung 10 bis 90 Gew.-% UV-härtbares Acrylatoligomer, 10 bis 90 Gew.-% UV-härtbares Acrylatmonomer, 1 bis 10 Gew.-% Photostarter und 0 bis 10 pph Adhäsionspromotor. Die primäre Beschichtung weist vorzugsweise ein Young'sches Modul von weniger als ungefähr 5 MPa, besonders bevorzugt weniger als 3 MPa, und noch mehr bevorzugt weniger als 1,5 MPa auf.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst die sekundäre Beschichtung 0 bis 90 Gew.-% eines UV-härtbaren Acrylatoligomers, 10 bis 90 Gew.-% UV-härtbares Acrylatmonomer, und 1 bis 10 Gew.-% Photostarter. Vorzugsweise weist die sekundäre Beschichtung ein Young'sches Modul von zumindest 700 MPa, besonders bevorzugt zumindest 900 MPa, und am meisten bevorzugt zumindest 1100 MPa auf.
Verschiedene Additive, die eine oder mehrere Eigenschaften der primären oder sekundären Beschichtungen verbessern, können ebenfalls vorliegen.
In bevorzugten Ausführungsformen ist der Außendurchmesser des Übermantels vorzugsweise ungefähr 125 μm, der Außendurchmesser der primären Beschichtung ungefähr 190 μm, und der Außendurchmesser der sekundären Beschichtung vorzugsweise ungefähr 250 μm.
Somit weist die primäre Beschichtung vorzugsweise eine Dicke von ungefähr 32,5 μm und die sekundäre Beschichtung vorzugsweise eine Dicke von 30 μm auf.
Der Außendurchmesser der primären Beschichtung kann vorzugsweise im Bereich von ungefähr 180 μm bis ungefähr 200 μm liegen, und der Außendurchmesser der sekundären Beschichtung kann vorzugsweise im Bereich von ungefähr 245 μm bis ungefähr 255 μm liegen.
Die folgenden Beispiele werden bereitgestellt, um Ausführungsformen der Beschichtungen der vorliegenden Erfindung bereitzustellen, sie sind jedoch keinesfalls vorgesehen, um ihren Umfang zu beschränken. Sowohl in den Beispielen für eine primäre Beschichtung als auch den Beispielen für eine sekundäre Beschichtung sind Oligomere, Monomere und Photostarter in Gew.-% ausgedrückt, die sich insgesamt auf 100% aufsummieren. Andere Additive sind in Gewichtsteilen pro 100 zusätzlich zu 100% ausgedrückt, die bereits aufsummiert sind.
Beispiele einer primären Beschichtung Tabelle 4. Formulierungszusammensetzungen für die primären Beschichtungen A–D
In Tabelle 4 ist BR3731 ein aliphatisches Urethanacrylatoligomer, erhältlich von Bomar Specialty Co. (Winsted, CT); Purelast 566A ist ein aliphatisches Urethanmonoacrylatoligomer, erhältlich von; SR504 ist ein ethoxyliertes Nonylphenolacrylatmonomer, erhältlich von; Photomer 4003 ist ein ethoxyliertes Nonylphenolacrylatmonomer, erhältlich von Cognis Corporation (Ambler, PA); SR339 ist ein Phenoxyethylacrylatacrylatmonomer, erhältlich von Sartomer Company, Inc.; CN130 ist ein Aliphaticoxyglycidylacrylatmonomer; SR495 ist ein Caprolactonacrylatmonomer, erhältlich von Sartomer Company, Inc.; Irgacure 1850 ist ein BAPO-Photostartergemisch, das Bis(2,6-Dimethoxybenzoyl)-2,4,4-trimethylpentylphosphinoxid und 1-Hydroxycyclohexylphenylketon enthält, erhältlich von Ciba Specialty Chemicals (Tarrytown, NY); Irgacure 819 ist ein Bis(2,4,6-Trimethylbenzoyl)-phenylphosphinoxid-Photostarter, erhältlich von Ciba Specialty Chemicals (Tarrytown, NY); Irgacure 184 ist ein 1-Hydroxycyclohexylphenylketon-Photostarter, erhältlich von Ciba Specialty Chemicals (Tarrytown, NY), „a" ist ein 3-Mercaptopropyltrimethoxysilan-Adhäsionspromotor, erhältlich von United Chemical Technologies (Bristol, PA); „b" ist ein Bis(trimethoxysilylethyl)benzol-Adhäsionspromotor, erhältlich von Gelest, Inc. (Tullytown, PA); und Irganox 1035 ist ein Antioxidans, das Thiodiethylen-bis(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy)hydrocinnamat enthält, erhältlich von Ciba Specialty Chemicals. Tabelle 5. Gehärtete Filmeigenschaften der primären Beschichtungen A–D

^a T_g's (Glasübergangstemperaturen) wurden durch dynamische mechanische Analyse bei 1 Hz gemessen.

Beispiele für eine sekundäre Beschichtung Tabelle 6: Sekundäre Beschichtungszusammensetzungs-Zubereitungen
Von den in Tabelle 6 aufgelisteten Oligomeren ist BR301 ein aromatisches Urethanacrylatoligomer, erhältlich von Bomar Specialty Co., ist Photomer 610 ein aliphatisches Urethanacrylatoligomer, erhältlich von Cognis Corporation und ist KWS 4131 ein aliphatisches Urethanacrylatoligomer, erhältlich von Bomar Specialty Co.
Von den in Tabelle 6 aufgelisteten Monomeren ist SR601 ein ethoxyliertes (4)Bisphenol-A-diacrylatmonomer, erhältlich von Sartomer Company, Inc., ist SR602 ein ethoxyliertes (10)Bisphenol-A-diacrylatmonomer, erhältlich von Sartomer Company, Inc., ist SR399 ein ethoxyliertes (2)Bisphenol-A-diacrylatmonomer, erhältlich von Sartomer Company, Inc., ist SR399 ein Dipentaerythritolpentaacrylat, erhältlich von Sartomer Company, Inc., ist Photomer 4025 ein ethoxyliertes (8)Bisphenol-A-diacrylatmonomer, erhältlich von Cognis Corporation, ist Photomer 4028 ein ethoxyliertes (4)Bisphenol-A-diacrylatmonomer, erhältlich von Cognis Corporation, ist RCC12-984 ein ethoxyliertes (3)Bisphenol-A-diacrylatmonomer, erhältlich von Cognis Corporation und ist Photomer 3016 ein Epoxyacrylat, erhältlich von Cognis Corporation.
Von den in Tabelle 6 aufgelisteten Photostartern ist Irgacure 1850 ein Gemisch aus 1-Hydroxycyclohexylphenylketon und Bis(2,6-Dimethoxybenzoyl)-2,4,4-trimethylpentylphosphinoxid, erhältlich von Ciba Specialty Chemical, Irgacure 819 ist ein Bis(2,4,6-Trimethylbenzoyl)-phenylphosphinoxid-Photostarter, erhältlich von Ciba Specialty Chemicals, und Irgacure 184 ist ein 1-Hydroxycyclohexalphenylketon-Photostarter, erhältlich von Ciba Specialty Chemicals.
Von den in Tabelle 6 aufgelisteten Additiven ist Irganox 1035 ein Antioxidans, das Thiodiethylen-bis(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy)hydrocinnamat, erhältlich von Ciba Specialty Chemical, enthält.
Die getesteten Eigenschaften der sekundären Beschichtungszusammensetzungsformulierungen sind in Tabelle 7 aufgelistet
Tabelle 7: Eigenschaften der sekundären Beschichtungszusammensetzung
Ein bevorzugtes Beispiel der vorliegenden Erfindung umfasst einen GeO₂-dotierten Kern und eine Mantelschicht, die diesen umgibt und mit dem Kern in Berührung steht, eine primäre Beschichtung mit einem Young'schen Modul von ungefähr 1,2 MPa, das die Mantelschicht umgibt, und eine sekundäre Beschichtung, die ein Young'sches Modul von ungefähr 950 MPa aufweist und die primäre Beschichtung umgibt, wobei der Kern und der Mantel ein Stufenindexprofil mit einem maximalen Brechungsindex von ungefähr 0,28% und einen Kernradius von ungefähr 5,5 μm aufweisen.
Wir haben herausgefunden, dass durch Kombinieren eines Stufenindex, eines GeO₂-dotierten Profils mit sekundären Beschichtungen mit einem Young'schen Modul von zumindest 700 MPa wir eine erhöhte Wirkfläche (A_eff), einen gesenkten Biegeverlust und eine Dämpfung von weniger als 0,185 dB/km erzielen können. Insbesondere wurden Mikrobiegungslateralbelastungsverluste von weniger als ungefähr 0,37 dB/m erreicht. Folglich ist das Young'sche Modul der sekundären Beschichtung vorzugsweise zumindest 700 MPa, besonders bevorzugt zumindest 900 MPa, und am meisten bevorzugt zumindest 1100 MPa.
Wie in 3 dargestellt, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine optische Faser 32 gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt und in optischen Faserkommunikationssystemen 30 verwendet. Das System 30 schließt einen Transmitter 34 und einen Receiver 36 ein, wobei die optische Faser 32 die Übertragung eines optischen Signals zwischen dem Transmitter 34 und dem Receiver 36 ermöglicht. In den meisten Systemen ist jedes Ende der Faser 32 zu einer Zweiwegekommunikation in der Lage, und der Transmitter 34 und der Receiver 36 sind nur zu Veranschaulichungszwecken dargestellt. In zumindest einer Ausführungsform umfasst ein optisches Faserkommunikationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung einen Transmitter und einen Receiver, die durch eine optische Faser verbunden sind, ohne Vorhandensein eines dazwischenliegenden Regenerators. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst ein optisches Faserkommunikationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung einen Transmitter und einen Receiver, die durch eine optische Faser verbunden sind, ohne Vorhandensein eines dazwischenliegenden Verstärkers. In einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst ein optisches Faserkommunikationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung einen Transmitter und einen Receiver, der durch eine optische Faser verbunden ist, die weder einen Verstärker, noch einen Regenerator, noch einen Repeater dazwischenliegend aufweist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist im Wesentlichen kein Fluor von der Zentrallinie der hierin offenbarten Fasern bis zum Außenradius des Mantels vorhanden. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist im Wesentlichen kein Fluor von der Zentrallinie der Faser bis zum Radius von ungefähr 125 μm vorhanden. In einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform ist kein Fluor von der Zentrallinie der hierin offenbarten Faser bis zum Außenradius des Mantels vorhanden. In einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform ist kein Fluor von der Zentrallinie der Faser bis zum Radius von ungefähr 125 μm vorhanden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist im Wesentlichen kein Fluor von der Zentrallinie der hierin offenbarten Faser bis zum Radius von ungefähr 50 μm vorhanden. In einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform ist kein Fluor von der Zentrallinie der Faser bis zum Radius von ungefähr 50 μm vorhanden.
In einer noch weiteren Ausführungsform ist im Wesentlichen kein Fluor von der Zentrallinie der hierin offenbarten Faser bis zum Radius von ungefähr 25 μm vorhanden. In einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform, die hierin offenbart ist, ist kein Fluor von der Zentrallinie der Faser bis zu einem Radius von ungefähr 25 μm vorhanden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist im Wesentlichen kein Fluor von der Zentrallinie der hierin offenbarten Faser bis zu einem Radius von ungefähr 10 μm vorhanden. In noch einer weiteren Ausführungsform ist kein Fluor von der Zentrallinie der Faser bis zu einem Radius von ungefähr 10 μm vorhanden.
Vorzugsweise ist die hierin offenbarte optische Wellenleiterfaser eine nicht-Dispersionsverschobene Faser.
Vorzugsweise weisen die hierin offenbarten Fasern einen niedrigen Wassergehalt auf und sind vorzugsweise optische Fasern mit einem niedrigen Wasserpeak, d. h. weisen eine Dämpfungskurve auf, die einen relativ geringen oder keinen Wasserpeak in speziellen Wellenlängeregionen aufweist. Somit sind die hierin offenbarten Fasern vorzugsweise Fasern mit niedrigem Wasserpeak.
Verfahren zur Herstellung von optischen Fasern mit niedrigem Wasserpeak sind in US-Patentanmeldung Nr. 09/722,804, eingereicht am 27. November 2001, US-Patentanmeldung Nr. 09/547,598, eingereicht am 11. April 2000, U.S. Provisional Application Nr. 60/258,179, eingereicht am 22. Dezember 2000 und U.S. Provisional Application Nr. 60/275,015, eingereicht am 28. Februar 2001, zu finden.
Wie in 4 beispielhaft dargestellt ist, ist eine Soot-Vorform oder ein Soot-Körper 21 vorzugsweise durch chemisches Umsetzen von zumindest einigen der Bestandteilen eines sich bewegenden Fluidgemisches, das zumindest eine Glas bildende Vorläuferverbindung in einem oxidierenden Medium einschließt, zur Bildung eines Siliciumdioxid-basierten Reakti onsproduktes, gebildet. Zumindest ein Teil dieses Reaktionsproduktes ist auf ein Substrat gerichtet, zur Bildung eines porösen Siliciumdioxid-Körpers, von dem zumindest ein Anteil typischerweise an Sauerstoff Wasserstoff-verbrückt ist. Der Soot- bzw. Ruß-Körper kann beispielsweise durch Ablagern von Schichten von Ruß auf einer Köderstange über ein OVD-Verfahren gebildet werden. Ein derartiger OVD-Prozess ist in 4 dargestellt.
Wie in 4 dargestellt ist, wird ein Substrat oder ein Fangstück-Stab oder eine Spindel bzw. Dorn 31 durch einen Glaskörper, wie beispielsweise einen hohlen oder rohrförmigen Griff 33 eingefüllt und auf einer Drehbank (nicht dargestellt) befestigt. Die Drehbank ist so vorgesehen, dass sie sich dreht und den Dorn 31 in nächste Nähe mit einem Ruß-erzeugenden Brenner 35 bringt. Wenn der Dorn 31 gedreht und übertragen wird, wird das Siliciumdioxid-basierte Reaktionsprodukt 37, das im Allgemeinen als Soot oder Ruß bekannt ist, auf den Dorn 31 gerichtet. Zumindest ein Anteil des Siliciumdioxid-basierten Reaktionsproduktes 37 wird auf dem Dorn 31 abgelagert und auf einem Anteil des Griffes 33 zur Bildung eines Körpers 21 darauf. Andere Verfahren zum chemischen Umsetzen zumindest einiger der Bestandteile eines sich bewegenden Fluidgemisches wie beispielsweise, jedoch nicht beschränkt auf, Flüssigkeitsabgabe zumindest einer Glas bildenden Vorläuferverbindung in einem oxidierenden Medium können verwendet werden, um das Siliciumdioxid-basierte Reaktionsprodukt der vorliegenden Erfindung zu bilden, wie beispielsweise in der U.S. Provisional Application Nr. 60/095,736 offenbart, eingereicht am 7. August 1997, und in der PCT-Anmeldung Nr. PCT/US98/25608, eingereicht am 3. Dezember 1998.
Wenn einmal die erwünschte Quantität des Soots auf dem Dorn 21 abgelagert wurde, wird die Soot-Ablagerung beendet und der Dorn 31 wird aus dem Soot-Körper 21 entfernt.
Wie in 5 und 6 dargestellt ist, definiert nach Entfernung des Dorns 31 der Soot-Körper 21 ein Zentrallinienloch 40, das sich axial dadurch hindurch erstreckt. Vorzugsweise ist der Soot-Körper 21 an einem Griff 33 an einem Downfeed-Griff 42 aufgehängt und innerhalb eines Verfestigungsofens 44 angeordnet. Das Ende des Zentrallinienlochs 40, entfernt vom Griff 33, wird vorzugsweise vor der Positionierung des Soot-Körpers 21 im Verfestigungsofen 44 mit einem Bodenverschluss 46 ausgestattet. Vorzugsweise ist der Bodenverschluss 46 bezüglich des Soot-Körpers 21 durch Friktionseinpassung am Ort gehalten. Der Verschluss 46 ist vorzugsweise kegelförmig, um das Einbringen zu erleichtern und zumindest zeitweise die Befestigung zu ermöglichen, zumindest locker innerhalb des Soot-Körpers 21.
Der Soot-Körper 21 wird vorzugsweise chemisch getrocknet, beispielsweise durch Exponieren des Soot-Körpers 21 gegenüber einer chlorhaltigen Atmosphäre bei einer erhöhten Temperatur innerhalb des Verfestigungs- bzw. Schmelzofens 44. Die chlorhaltige Atmosphäre 48 entfernt effektiv Wasser und andere Verureinigungen aus dem Soot-Körper 21, die ansonsten unerwünschte Wirkungen auf die Eigenschaften der optischen Wellenleiterfaser aufweisen würden, die aus dem Soot-Körper 21 hergestellt werden. In einem OVD-geformten Soot-Körper 21 fließt Chlor ausreichend durch den Soot, um den gesamten Rohling wirksam zu trocknen, einschließlich der Zentrallinienregion, die das Zentrallinienloch 40 umgibt.
Im Anschluss an den chemischen Trocknungsschritt wird die Temperatur des Ofens auf eine Temperatur erhöht, die ausreichend ist, den Soot-Rohling zu einer gesinterten Glasvorform zu schmelzen, vorzugsweise ungefähr 1500°C. Das Zentrallinienloch 40 ist während des Schmelzschrittes verschlossen. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Zentrallinienregion einen gewichteten mittleren OH-Gehalt von weniger als ungefähr 1 ppb auf.
Vorzugsweise ist es nicht möglich, dass das Zentrallinienloch durch eine Wasserstoff-Verbindung vor Verschluss des Zentrallinienloch erneut befeuchtet wird.
Vorzugsweise wird die Exposition des Zentrallinienlochs gegenüber einer Atmosphäre, die eine Wasserstoffverbindung enthält, signifikant reduziert oder verhindert, indem das Zentrallinienloch während des Schmelzens verschlossen wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Glaskörper, wie beispielsweise der Bodenverschluss 26 im Zentrallinienloch 40 am Ende des Soot-Körpers 21 entfernt vom Griff 33 angeordnet, und ein Glaskörper, wie beispielsweise ein hohler rohrförmiger Glasverschluss oder ein oberer Verschluss 60 mit einem offenen Ende 64 ist im Zentralloch 40 im Soot-Körper 21 gegenüber dem Verschluss 46 angeordnet, wie es in 5 dargestellt ist. Der obere Verschluss 60 ist innerhalb der Cavität des rohrförmigen Griffes 33 angeordnet dargestellt. Im Anschluss an die Chlor-Trocknung wird der Soot-Körper 21 in die heiße Zone des Schmelzofens 44 herabgezogen, um das Zentrallinienloch 40 zu versiegeln und den Soot-Körper 21 zu einer gesinterten Glasvorform zu konsolidieren bzw. zu verschmelzen. Das Trocknen und das Verschmelzen kann wahlweise gleichzeitig eintreten. Während der Konsolidierung kontrahiert der Soot-Körper 21 ein wenig und rastet den Bodenverschluss 46 und das obere Ende des oberen Verschlusses 60 ein, wodurch die sich ergebende gesinterte Glasvorform an den Stopfen 46 bzw. Verschluss 46 und Verschluss 60 verschmolzen wird und das Zentrallinienloch 40 wird verschlossen. Das Verschließen sowohl der Ober- als auch der Unterseite des Zentrallinienlochs 40 kann mit einem Durchgang des Soot-Körpers 21 durch die heiße Zone erreicht werden. Vorzugsweise wird die gesinterte Glasvorform bei einer erhöhten Temperatur gehalten, vorzugsweise in einem Halteofen, um Inertgas aus dem Zentralloch 40 zur Bildung eines passiven Vakuums innerhalb des versiegelten Zentrallinienlochs 40 diffundieren zu lassen. Vorzugsweise weist der obere Verschluss 60 eine relativ dünne Wand auf, durch die eine Diffusion des Inertgases praktischer stattfinden kann. Wie in 6 dargestellt, weist der obere Verschluss 60 vorzugsweise einen vergrößerten Anteil 62 zum Lagern des Verschlusses 60 innerhalb des Griffs 33 auf und einen engen Anteil 64, der sich in das Zentrallinienloch 40 des Soot-Körpers 21 hinein erstreckt. Der Verschluss 60 schließt ebenfalls vorzugsweise einen länglichen hohlen Anteil 66 ein, der vorzugsweise einen beträchtlichen Anteil des Griffs 33 einnehmen kann. Der hohle Anteil 66 stellt ein zusätzliches Volumen für das Zentrallinienloch 40 bereit, wodurch ein besseres Vakuum innerhalb des Zentrallinienlochs 40 im Anschluss an die Diffusion des Inertgases bereitgestellt wird.
Das durch den länglichen Anteil 66 von Verschluss 60 bereitgestellte Volumen stellt ein zusätzliches Volumen für das verschlossene Zentrallinienloch 40 bereit, dessen Vorteile nachher ausführlicher dargestellt werden.
Wie oben und an anderer Stelle hierin beschrieben, sind der Bodenverschluss 46 und der obere Verschluss 60 vorzugsweise Glaskörper, die einen Wassergehalt von weniger als ungefähr 31 ppm pro Gewicht aufweisen, wie beispielsweise Quarzglasstopfen bzw. -verschlüsse und vorzugsweise weniger als 5 ppb pro Gewicht enthalten, wie beispielsweise chemisch getrocknete Siliciumdioxid-Verschlüsse. Typischerweise werden die Verschlüsse in einer chlorhaltigen Atmosphäre getrocknet, jedoch ist eine Atmosphäre, die andere chemische Trocknungsmittel enthält, gleichermaßen anwendbar. Idealerweise werden die Glasstopfen einen Wassergehalt von weniger als 1 ppb pro Gewicht aufweisen. Zusätzlich sind die Glasstopfen dünnwandige Stopfen, die eine Dicke von ungefähr 200 μm bis ungefähr 2 mm aufweisen. Noch mehr bevorzugt weist zumindest ein Anteil des Stopfens 60 eine Wanddicke von ungefähr 0,2 bis ungefähr 0,5 mm auf. Noch mehr bevorzugt weist ein länglicher Anteil 66 eine Wanddicke von ungefähr 0,3 mm bis ungefähr 0,4 mm auf. Dünnere Wände fördern die Diffusion, machen sie jedoch gegenüber einem Bruch während der Handhabung empfindlicher.
Somit wird ein Inertgas vorzugsweise aus dem Zentrallinienloch diffundiert, nachdem das Zentrallinienloch versiegelt wurde, um ein passives Vakuum innerhalb des Zentrallinienloches zu erzeugen, und dünnwandige Glasstopfen können die rasche Diffusion des Inertgases aus dem Zentralloch erleichtern. Je dünner der Stopfen, desto größer die Diffusionsgeschwindigkeit.
Nachdem das Zentrallinienloch an beiden Enden versiegelt wurde, kann der Zentrallinienlochbereich der gesinterten Glasvorform bzw. -rohlings durch Hydroxylionen, die aus der Glasware herauswandern oder entströmen, die mit dem Zentrallinienloch in Berührung steht, wieder befeuchtet werden, wobei die Glasware ein anderes als das Siliciumdioxid-Material ist, das weiterhin zu einer optischen Wellenleiterfaser ausgebildet wird. Somit können beispielsweise Hydroxylionen im Glaskörper wie beispielsweise dem oberen Stopfen 60 zu dem Zentrallinienlochbereich des gesinterten Glasrohlings 21 migrieren oder diesen kontaminieren oder erneut befeuchten. Durch im Wesentlichen Ersetzen der OH-Ionen in den Glaskörpern wie beispielsweise Stopfen 60 vor dessen Einfügung auf oder nahe dem Soot-Körper 21 kann das erneute Befeuchten der Zentrallinienlochregion weiter vermieden werden.
Somit zeigt eine optische Wellenleiterfaser, die anschließend aus einer Vorform gezogen wurde, die in der oben erwähnten Weise ausgebildet wurde, eine niedrigere optische Dämpfung im Vergleich zu einer Faser, die aus Rohlingen gezogen wurde, die keine deuterierten Glaskörper in Berührung mit und/oder unter Abschluss des Zentrallinienlochs aufweist. Insbesondere kann eine ultraniedrige optische Dämpfung bei oder ungefähr 1383 nm erreicht werden, indem vorzugsweise zumindest ein deuterierter Glaskörper in der oben beschriebenen Art und Weise verwendet wird. Folglich kann eine insgesamt niedrigere O-H-Oberton-optische Dämpfung erreicht werden. Beispielsweise kann der Wasserpeak bei 1383 nm ebenso wie bei anderen OH-induzierten Wasserpeaks, wie beispielsweise bei 950 nm oder 1240 nm, gemäß der vorliegenden Erfindung gesenkt und sogar tatsächlich eliminiert werden.
Noch mehr bevorzugt müssen alle Glaskörper, die in Berührung mit dem Zentrallinienloch vor dessen Anordnung in, an oder nahe einem Soot-Körper oder einem Siliciumdioxid-basierten Reaktionsprodukt oder einem gesinterten Glasrohling angeordnet werden, vordeuterisiert werden.
Es sollte erwähnt werden, dass die Bereitstellung einer oder mehrerer deuterierter Körper zur Anordnung in oder an oder nahe einem Soot-Körper oder einem gesinterten Glasrohling oder Reaktionsprodukt(en) zur Gewinnung vorteilhafter Ergebnisse, die oben diskutiert sind, nicht auf ein OVD-Verfahren beschränkt sind und weiterhin nicht auf spezielle Mittel zum Versiegeln des Zentrallinienloches, passiv oder aktiv induzieren eines Vakuums im Zentrallinienloch oder in anderer Weise Verschließen des Zentrallinienlochs beschränkt sind. Beispielsweise sind zusätzliche Verfahren zum Schließen des Zentrallinienlochs in der U.S. Provisional Application Nr. 60/131,012, eingereicht am 26. April 1999, mit dem Titel „Optical Fiber Having Substantially Circular Core Symmetry and Method of Manufacturing Same", und in der US-Patentanmeldung Nr. 547598, eingereicht am 11. April 2000, mit dem Titel „Low Water Peak Optical Waveguide and Method of Making Same", und in der U.S. Provisional Patent Application Nr. 60/131,033, eingereicht am 26. April 1999, offenbart.
In einer bevorzugten Ausführungsform wurde der Stopfen 60 gegenüber 5% Deuterium in einer Helium-Atmosphäre bei 1 Atm bei ungefähr 1000°C für ungefähr 24 Stunden gegenüber ausgesetzt. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform wurde der Stopfen 60 gegenüber 3% Deuterium in einer Stickstoff-Atmosphäre bei 1 Atm bei ungefähr 1000°C für ungefähr 24 gegenüber ausgesetzt.
Beim erneuten Ziehen werden die gesinterten Glasrohlinge, die wie oben beschrieben geformt wurden, innerhalb eines Ofens 68 durch Downfeed-Griffe 42 aufgehängt. Die Temperatur innerhalb des Ofens 68 wird auf eine Temperatur erhöht, die ausreichend ist, um die Glasrohlinge zu strecken, vorzugsweise ungefähr 1950°C bis ungefähr 2100°C, und um dadurch die Durchmesser der Vorformen zu reduzieren, um einen zylindrischen Glaskörper, wie beispielsweise ein Kernrohr, zu formen. Ein gesinterter oder verfestigter Glasrohling, entsprechend dem Soot-Körper 21, wird erhitzt und gestreckt, um ein reduziertes Kernrohr mit einer Zentrallinienregion zu bilden. Das Zentrallinienloch 40 wird verschlossen, so dass sich während des erneuten Zieh-Prozesses die Zentrallinienregion bildet. Der innerhalb des verschlossenen Zentrallinienlochs 40 aufrechterhaltene reduzierte Druck, der passiv während der Konsolidierung erzeugt wurde, ist im Allgemeinen ausreichend, um einen vollständigen Verschluss des Zentrallinienlochs 40 während des erneuten Ziehens zu erleichtern.
Das Kernrohr mit reduziertem Durchmesser, von dem ein Teil vorzugsweise den Mantel darstellt, erzeugt durch irgendeine der oben beschriebenen Ausführungsformen, kann beispiels weise durch weitere Soot-Ablagerung, beispielsweise durch einen OVD-Prozess oder mit einer Stab-in-Rohr-Anordnung übermantelt und anschließend zu einer optischen Wellenleiterfaser gezogen werden, die einen zentralen Kernanteil aufweist, der von einem Mantelglas umgeben ist.
Wie in 7 gezeigt, schließt der zylindrische optische Faserkörper 80 eine Siliciumdioxid-enthaltende Glasregion 82 ein, von der zumindest ein Anteil Wasserstoff, gebunden an Sauerstoff einschließt. Die Siliciumdioxid-enthaltende Glasregion 82 schließt eine Zentrallinienregion 84 mit einem Gewichtsmittel-OH-Gehalt von weniger als ungefähr 2 ppb und vorzugsweise weniger als ungefähr 1 ppb ein. Der Zentrallinienbereich 84 umgrenzt eine Dotierungsmittel-(vorzugsweise Germaniumdioxid)-enthaltende Region 86 mit kleinerem Durchmesser (dargestellt durch die radiale Distanz R_j) und sowohl der Zentrallinienbereich 84 als auch die Dotierungsmittel-enthaltende Region 86 erstreckt sich in Längsrichtung entlang der Zentralachse 28 des zylindrischen optischen Faserkörpers 80.
Die Zentrallinienregion 84, dargestellt durch die radiale Distanz R2, wie in 4 dargestellt, ist als derjenige Anteil des optischen Faserkörpers 80 definiert, in dem sich ungefähr 99 des fortgeleiteten Lichtes bewegt.
Der optische Faserkörper 80 repräsentiert entweder einen Glasrohling, der als Vorläufer einer optischen Wellenleiterfaser dient, oder die Faser selbst, weil die relativen Dimensionen der Bereiche an einem gegebenen Querschnitt zumindest im Allgemeinen nach dem Ziehen der optischen Faser-Vorform bzw. Rohlings zu einer Faser erhalten werden.
In zumindest einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Zentrallinienregion 84 kein Fluor-Dotierungsmittel. In eine weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das Dotierungsmittel, das die Region 86 enthält, kein Fluor-Dotierungsmittel. In einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die Region, die den Zentrallinienbereich 84 enthält, kein Fluor-Dotierungsmittel. In einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält der zylindrische Glaskörper 21 kein Fluor-Dotierungsmittel.
In zumindest einer bevorzugten Ausführungsform enthält der zylindrische Glaskörper 21 keinen Phosphor.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen der Kern und der Mantel jeweils einen Brechungsindex auf, der ein Stufen-Indexprofil bildet.
Die gezogene optische Wellenleiterfaser wird dann vorzugsweise deuterisiert. Die Deuterisierung kann durch mehrere verschiedene Prozesse durchgeführt werden und kann durch Aufrechterhalten eines Siliciumdioxid-Körpers oder eines Teils hiervon bei einer erhöhten Temperatur in einer Atmosphäre, die Deuterium umfasst, erreicht werden. Geeignete Wärmebehandlungszeiten und Temperaturen können aus den Daten bestimmt werden, die in der Literatur verfügbar sind. DO/OH-Austausch in Siliciumdioxid kann bei Temperaturen von nur 150°C eintreten, obwohl die Behandlung bevorzugter bei höheren Temperaturen durchgeführt wird, typischerweise oberhalb ungefähr 500°C. Die Atmosphäre kann entweder im Wesentlichen D2 sein oder kann inerte Verdünnungsmittel umfassen, beispielsweise N₂ oder Ar. Die Zeit, die dazu erforderlich ist, im Wesentlichen einen vollständigen Deuterium/Wasserstoff-(D/H)-Austausch im gesamten Volumen des Siliciumdioxids durchzuführen, hängt im Wesentlichen exponentiell von der Temperatur ab, zumindest ungefähr vom Quadrat der Diffusionsdistanz und ungefähr proportional zur OH-Konzentration, die ursprünglich im Siliciumdioxid-Körper vorhanden war. Der Fachmann auf dem Gebiet kann die erforderlichen Wärmebehandlungszeiten aus Daten schätzen, die in der Literatur verfügbar sind. Die erforderliche Zeit hängt ebenfalls zu einem gewissen Grad von der Konzentration von Deuterium in Kontakt mit dem Siliciumdioxid-Körper ab. Typischerweise kann ein Deuterium Partialdruck von zumindest ungefähr 10 Torr eine effektive Infusion von Deuterium bei geeigneten Temperaturen erzeugen.
Somit kann für eine gegebene D2-Konzentration die Behandlungszeit und die Temperaturen ebenfalls mit äquivalent effektiven Ergebnissen variiert werden, abhängig vom Trägergastyp. Die D2-Konzentration könnte ebenfalls mit entsprechend variierter Zeit und Temperatur variiert werden und ebenfalls effektive Ergebnisse zur Folge haben.
In bevorzugten Ausführungsformen zeigt die sich ergebende Faser eine optische Dämpfung bei einer Wellenlänge von 1383 nm, die geringer ist oder gleich ist einer optischen Dämpfung, die bei einer Wellenlänge von 1310 nm gezeigt wird.
Vorzugsweise zeigt die optische Wellenleiterfaser eine maximale Wasserstoff-induzierte Dämpfungsveränderung von weniger als 0,03 dB/km bei einer Wellenlänge von 1383 nm, nachdem sie einem 0,01 atm Wasserstoff-Partialdruck für zumindest 144 Stunden unterworfen wird. Noch mehr bevorzugt zeigt die sich ergebende Phase eine optische Dämpfung bei einer Wellenlänge von 1383 nm, die zumindest 0,04 dB/km weniger als die optische Dämpfung ist, die bei einer Wellenlänge von 1310 nm gezeigt wird. Noch mehr bevorzugt ist die optische Dämpfung, die bei einer Wellenlänge von 1383 nm gezeigt wird, geringer als oder gleich 0,35 dB/km. Noch mehr bevorzugt ist die optische Dämpfung, die bei einer Wellenlänge von 1383 nm gezeigt wird, weniger als oder gleich 0,31 dB/km.
8 ist ein Brechungsindexprofil, das einer bevorzugten Ausführungsform der hierin offenbarten Faser entspricht, die aus Messungen einer verarbeiteten optischen Faser-Vorform oder -rohr abgeleitet wurde, wobei das Brechungsindexprofil auf dem Faser-Raum kartiert wurde. Der Außenradius 18, r₁, des Kerns 12 beträgt ungefähr 5,1 μm, wie von der Faserzentrallinie bis zur vertikalen Linie gemessen, abhängig von dem halbmaximalen relativen Indexpunkt des absteigenden Anteils des Kerns 12. Der halbmaximale Punkt wird unter Verwendung der Mantelschicht bestimmt, d. h. Δ% = 0, wie durch die gestrichelte Linie 17 gezeigt. Der Kern 12 weist im Allgemeinen einen Brechungsindex von ungefähr 0,30% und einen Peak-Brechungsindex oder einen maximalen relativen Index Δ₁% von ungefähr 0,33% auf und somit bezüglich der Δ% = 0 der Mantelschicht ist die Magnitude ungefähr 0,33%. Die gestrichelte Vertikallinie 20 hängt vom 0,165 Prozentpunkt ab, der die Hälfte der maximalen Magnitude von Δ₁% bei einem Radius von ungefähr 5,08 μm ist.
Das Zentralsegment 12 des in 8 dargestellten Wellenleiterfaserkerns weist ein stufenförmiges oder Stufenindexprofil mit einem Alpha von ungefähr 9 auf. Vorzugsweise weist das Zentralsegment des Kerns ein Alpha von mehr als 5 auf, besonders bevorzugt von mehr als ungefähr 6. In bevorzugten Ausführungsformen ist das Alpha zwischen 7 und ungefähr 14. Eine Zentrallinien-Brechungsindexdepression 16 mit einem Radius von ungefähr 0,37 μm erscheint bei oder nahe der Zentrallinie der Faser. Der Brechungsindex in der Zentralliniendepression ist im Allgemeinen um 0,2%.
9 zeigt den gemessenen Verlust oder die Dämpfung für eine bevorzugte Ausführungsform der optischen Faser mit einem Brechungsindexprofil, das 8 entspricht. Die Dämpfung in dB/km wird gegen die Wellenlänge in nm aufgetragen. Die gemessene und theoretisch berechnete Faserdämpfung erscheint unten in Tabelle 8.
Tabelle 8
Wie es aus Tabelle 8 ersichtlich ist, zeigt die optische Faser bei ungefähr 1383 nm einen relativ niedrigen Wasserpeak.
Vorzugsweise ist die Dämpfung der optischen Faser bei 1383 nm nicht mehr als 0,1 dB/km höher als ihre Dämpfung bei 1310 nm, besonders bevorzugt ist die Dämpfung der optischen Faser bei 1383 nm nicht mehr als 0,05 dB/km höher als ihre Dämpfung bei 1310 nm, und noch mehr bevorzugt ist die Abdämpfung der optischen Faser bei 1383 nm nicht mehr als 0,01 dB/km mehr als ihre Dämpfung bei 1310 nm. Noch mehr bevorzugt ist die Dämpfung der optischen Faser bei 1383 nm weniger als oder gleich ihrer Dämpfung bei 1310 nm.
Vorzugsweise ist die Dämpfung der optischen Faser bei 1380 nm weniger als oder gleich ungefähr 0,40 dB/km, besonders bevorzugt weniger als oder gleich ungefähr 0,36 dB/km, und noch mehr bevorzugt weniger als oder gleich ungefähr 0,34 dB/km.
Ein niedriger Wasserpeak ermöglicht einen effizienteren Betrieb im Wellenlängenbereich von ungefähr 1290 nm bis um 1650 nm mit geringeren Dämpfungsverlusten, insbesondere für Transmissionssignale zwischen ungefähr 1340 nm und ungefähr 1470 nm. Weiterhin gewährt ein niedriger Wasserpeak ebenfalls eine verbesserte Pumpeneffizienz einer Lichtemittierenden Pumpenvorrichtung, die optisch an die optische Faser gekoppelt ist, wie beispielsweise eine Raman-Pumpe oder ein Raman-Verstärker, der bei einer oder mehreren Pumpenwellenlängen arbeitet. Vorzugsweise pumpt ein Raman-Verstärker bei ein oder mehreren Wellenlängen, die ungefähr 100 nm niedriger als eine erwünschte Betriebswellenlänge oder Wellenlängenbereich ist. Beispielsweise kann eine optische Faser, die ein Betriebssignal bei einer Wellenlänge von ungefähr 1550 nm trägt, mit einem Raman-Verstärker bei einer Pumpenwellenlänge von ungefähr 1450 nm gepumpt werden. Somit würde die niedrigere Faserdämpfung im Wellenlängenbereich von ungefähr 1400 nm bis ungefähr 1500 nm dazu neigen, die Pumpendämpfung zu senken und die Pumpenleistungsfähigkeit zu erhöhen, bei spielsweise ein Zuwachs pro mW Pumpenleistung, insbesondere für Pumpenwellenlängen um 1400 nm herum. Im allgemeinen wächst für größere OH-Verunreinigungen in einer Faser der Wasserpeak in der Breite ebenso wie in der Höhe. Deswegen wird eine breitere Auswahl eines effizienteren Betriebs, gleichgültig ob für Betriebssignalwellenlängen oder eine Verstärkung mit Pumpenwellenlängen durch den kleineren Wasserpeak geleistet.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die hierin offenbarte optische Wellenleiterfaser einen Kern mit einem Brechungsindexprofil, definiert durch einen Radius, und einen relative Brechungsindexprozentanteil, wobei der Kern Germaniumoxid -bzw. dioxid enthält; und eine Mantelschicht, die den Kern umgibt und der mit diesem in Berührung steht und mit einem Brechungsindexprofil, das durch einen Radius und einen relativen Brechungsindexprozentanteil definiert ist; wobei der Kern und die Mantelschicht eine effektive Fläche bzw. Wirkfläche von mehr als 90 μm² bereitstellen; wobei der maximale relative Brechungsindex des Kerns im Bereich von 0,24% bis 0,33% liegt; wobei der Radius des Kerns im Bereich von 5,0 μm bis 6,2 μm liegt; dadurch gekennzeichnet, dass die Faser im Wesentlichen kein Fluor enthält, und wobei der Kern ein Alpha (α) zwischen 7 und 14 aufweist und wobei die Dämpfung der optischen Faser bei 1383 nm nicht mehr als 0,1 dB/km mehr als ihre Dämpfung bei 1310 nm beträgt.
Die Pumpenwellenlänge für einen Raman-Verstärker hängt vorzugsweise von der Wellenlänge des Betriebssignals oder des Transmissionssignals, das verstärkt werden soll, ab. In bevorzugten Ausführungsformen bewegen sich Transmissionssignale im Wellenlängenbereich zwischen ungefähr 1530 nm bis ungefähr 1560 nm, die als die C-Bande bezeichnet werden, ist die Raman-Pumpenwellenlänge vorzugsweise im Bereich von 1420 nm bis ungefähr 1450 nm; bewegen sich Transmissionssignale im Wellenlängenbereich zwischen ungefähr 1560 nm bis ungefähr 1620 nm, die als die L-Bande bezeichnet werden, ist die Raman-Pumpenwellenlänge im Bereich von ungefähr 1450 nm bis ungefähr 1510 nm; und Transmissionssignale im Wellenlängenbereich von ungefähr 1460 nm bis ungefähr 1530 nm, die als die S-Bande bezeichnet werden, ist die Raman-Pumpenwellenlänge vorzugsweise im Bereich von 1380 nm bis 1400 nm.
Die hierin offenbarten Fasern zeigen niedrige PMD-Werte, wenn sie mit OVD-Prozessen hergestellt werden. Verfahren und Vorrichtungen, um in einer optischen Faser oder in einem Faserabschnitt eine niedrige Polarisationsmodendispersion (PMD) zu erreichen, sind in der U.S. Provisional Application Nr. 60/309,160, eingereicht am 31. Juli 2001, und in PCT/US00/10303, eingereicht am 17. April 2000 zu finden, und zusätzliche Verfahren und Vorrichtungen, die die Zentrallinienaperturregion eines Rohlings betreffen, sind in der US-Anmeldung Nr. 09/558,770, eingereicht am 26. April 2000, mit dem Titel „An Optical Fiber and a Method for Fabricating a Low Polarization-Mode Dispersion an Low Attenuation Optical Fiber", und in der U.S. Provisional Application 60/131,033, eingereicht am 26. April 1999, zu finden, mit dem Titel „Low Water Peak Optical Waveguide and Method of Manufacturing Same". Das Spinnen der Fasern kann ebenfalls die PMD-Werte für die hierin offenbarte Faser senken. In bevorzugten Ausführungsformen zeigen die hierin offenbarten Fasern, die gesponnen wurden, eine PMD von weniger als oder gleich 0,006 ps/km^1/2. In einer bevorzugten Ausführungsform zeigte die Faser eine PMD von 0,005 ps/km^1/2.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die hierin offenbarte optische Wellenleiterfaser einen Kern mit einem Brechungsindexprofil, der durch einen Radius und einen relativen Brechungsindex-Prozentanteil definiert ist, wobei der Kern Germaniumoxid enthält; und eine Mantelschicht, die den Kern umgibt und mit diesem in Berührung ist und ein Brechungsindexprofil aufweist, das durch einen Radius und einen relativen Brechungsindex-Prozentanteil definiert ist; wobei der Kern und die Mantelschicht eine Wirkfläche von mehr als 90 μm² bereitstellen; wobei der maximale relative Brechungsindex des Kerns im Bereich von 0,24% bis 0,33% liegt; wobei der Radius des Kerns im Bereich von 5,0 μm bis 6,2 μm liegt; dadurch gekennzeichnet, dass die Faser im Wesentlichen kein Fluor enthält, und, wobei der Kern ein Alpha zwischen 7 und 14 aufweist und wobei die Faser eine PMD von weniger als 0,1 ps/km^1/2 zeigt.
10 zeigt das Brechungsindexprofil einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einer optischen Wellenleiterfaser, wie hierin offenbart. Der Kern 116 weist einen maximalen relativen Index Δ₁% von ungefähr 0,27% auf, somit ist die Magnitude bezüglich des Δ% = 0 der Mantelschicht 114 ungefähr 0,27%. Die gestrichelte vertikale Linie 120 hängt von der Halb-Peakhöhe 117 ab, d. h. dem 0,135 Prozentpunkt, der die Hälfte der maximalen Magnitude von Δ₁% bei einem Radius 18 von ungefähr 5,57 μm ist.
Gemäß eines Aspektes betrifft die vorliegende Erfindung ein optisches Signaltransmissionssystem. Das optische Signaltransmissionssystem umfasst einen Transmitter, einen Receiver und eine optische Transmissionsleitung. Die optische Transmissionsleitung ist optisch an den Transmitter und den Receiver gekoppelt. Die optische Transmissionsleitung umfasst zumindest einen optischen Faserabschnitt, der aus der oben beschriebenen optischen Faser besteht, wobei die Faser eine Dämpfung bei 1383 nm umfasst, die nicht mehr als 0,1 dB/km höher als ihre Abdämpfung bei 1310 nm ist. In einer bevorzugten Ausführungsform weist der optische Faserabschnitt ein Brechungsindexprofil auf, wie es in 1 dargestellt ist. Der Faserabschnitt zeigt vorzugsweise eine Gesamtdispersion innerhalb des Bereichs von 16 ps/nm-km bis 22 ps/nm-km bei einer Wellenlänge von ungefähr 1560 nm. Der Faserabschnitt zeigt vorzugsweise eine PMD von weniger als 0,1 ps/km^½.
Das System umfasst weiterhin zumindest einen Verstärker wie beispielsweise einen Raman-Verstärker, der optisch an den optischen Faserabschnitt gekoppelt ist.
Das System kann weiterhin vorzugsweise einen Multiplexer zum Verbinden einer Vielzahl von Kanälen umfassen, die dazu in der Lage sind, optische Signale auf der optischen Transmissionsleitung mit sich zu tragen, wobei zumindest eines der optischen Signale bei einer Wellenlänge zwischen ungefähr 1300 nm und 1625 nm weitergeleitet wird. In einer bevorzugten Ausführungsform breitet sich zumindest eines der optischen Signale bei einer Wellenlänge zwischen ungefähr 1330 nm und 1480 nm aus.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das System dazu in der Lage, in einem groben Wellenlängenmultiplexmodus zu arbeiten.
Es sollte klar sein, dass die vorhergehende Beschreibung lediglich beispielhaft für die Erfindung ist und einen Überblick über das Verständnis der Art und des Charakters der Erfindung bereitstellen soll, wie sie durch die Ansprüche definiert ist. Die begleitenden Zeichnungen sind dazu eingeschlossen, um ein weiteres Verständnis der Erfindung bereitzustellen, und werden miteingeschlossen und stellen einen Teil dieser Beschreibung dar. Die Zeichnungen stellen verschiedene Merkmale und Ausführungsformen der Erfindung dar, die zusammen mit der Beschreibung zur Erklärung der Prinzipien und der Betriebsweise der Erfindung dienen. Es wird für den Fachmann auf dem Gebiet klar sein, dass verschiedene Modifikationen der bevorzugten Ausführungsform der hierin beschriebenen Erfindung durchgeführt werden können, ohne von der Erfindung wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, abzuweichen.

Claims

Optische Wellenleiterfaser, umfassend: einen Kern (12) mit einem Brechungsindexprofil, das durch einen Radius und einen relativen Brechungsindexprozentanteil definiert ist, wobei der Kern Germaniumoxid enthält; und eine Mantelschicht (14), die den Kern (12) umgibt und in Kontakt mit diesem ist, und die ein Brechungsindexprofil besitzt, das durch einen Radius und einen relativen Brechungsindexprozentanteil definiert ist; wobei der Kern und die Mantelschicht eine Wirkfläche von größer als 90 μm² bereitstellen; wobei der maximale relative Brechungsindex des Kerns innerhalb eines Bereichs von 0,24% bis 0,33% liegt; wobei der Radius des Kerns innerhalb des Bereichs von 5,0 μm bis 6,2 μm liegt; und wobei die Faser im Wesentlichen kein Fluor enthält und wobei der Kern ein Alpha (α) zwischen 7 und 14 besitzt.
Optische Wellenleiterfaser gemäß Anspruch 1, wobei die Faser des Weiteren eine primäre Beschichtung umfasst, die die Mantelschicht umgibt, und eine zweite Beschichtung, die die erste Beschichtung umgibt.
Optische Wellenleiterfaser gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die primäre Beschichtung einen Elastizitätsmodul von weniger als 5 MPa besitzt.
Optische Wellenleiterfaser gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei die zweite Beschichtung einen Elastizitätsmodul von mehr als 700 MPa besitzt.
Optische Wellenleiterfaser gemäß einem der vorangegangen Ansprüche, wobei die Faser einen Mikrobiegungsverlust von weniger als 3,0 dB/m besitzt.
Optische Wellenleiterfaser gemäß einem der vorangegangen Ansprüche, wobei der Kern und die Mantelschicht eine Wirkfläche von zwischen 90 μm² und 115 μm² besitzen.
Optische Wellenleiterfaser gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Faser eine kabelgebundene Grenzwellenlänge von weniger als oder gleich 1500 nm besitzt.
Optische Wellenleiterfaser gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Faser einen Makrobiegungsverlust von weniger als 15 dB/m in einem 20 mm, 5-maligen Versuch zeigt.
Optische Wellenleiterfaser gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Dämpfung der optischen Faser bei 1383 nm um nicht mehr als 0,1 dB/km höher als die Dämpfung bei 1310 nm liegt.
Optische Wellenleiterfaser gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Dämpfung der optischen Faser bei 1383 nm weniger als die oder gleich der Dämpfung bei 1310 nm ist.
Optische Wellenleiterfaser gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Faser ein PMD von weniger als 0,1 ps/km^1/2 zeigt.
Optische Wellenleiterfaser gemäß einem der vorangegangen Ansprüche, wobei die Faser ein PMD von weniger als 0,01 ps/km^1/2 zeigt.
Optische Wellenleiterfaser gemäß einem der vorangegangen Ansprüche, wobei die Faser eine Dämpfung bei einer Wellenlänge von 1550 nm von weniger als oder gleich 0,25 dB/km zeigt.
Optische Wellenleiterfaser gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Faser eine Gesamtstreuung innerhalb des Bereichs von 16 ps/nm-km bis 22 ps/nm-km bei einer Wellenlänge von 1560 nm zeigt.
Optisches Signalübertragungssystem (30), umfassend: eine Sendeeinrichtung (34); eine Empfangseinrichtung (36); eine optische Übertragungsleitung, die optisch an die Sendeeinrichtung und die Empfangseinrichtung gekoppelt ist, wobei die optische Übertragungsleitung umfasst: mindestens einen optischen Faserabschnitt (32) bestehend aus der optischen Faser gemäß Anspruch 1, wobei die Faser eine Dämpfung bei 1383 nm zeigt, die nicht mehr als 0,1 dB/km höher als seine Dämpfung bei 1310 nm ist.
System gemäß Anspruch 15, das des Weiteren mindestens einen Ramanverstärker umfasst, der optisch an den optischen Faserabschnitt gekoppelt ist.
System gemäß Anspruch 15 oder 16, das des Weiteren einen Multiplexer zum Verbinden einer Vielzahl von Kanälen umfasst, die in der Lage sind, optische Signale auf die optische Übertragungsleitung zu übertragen, wobei mindestens eines der optischen Signale sich bei einer Wellenlänge zwischen 1300 nm und 1625 nm ausbreitet.
System gemäß Anspruch 15, 16 oder 17, wobei das System derart angeordnet ist, dass sich das optische Signal bei einer Wellenlänge zwischen 1330 nm und 1480 nm ausbreiten kann.