DE602004002237T2

DE602004002237T2 - Kompensations-Glasfaser mit inverser Dispersion und hoher effektiver Fläche

Info

Publication number: DE602004002237T2
Application number: DE602004002237T
Authority: DE
Inventors: David Roswell Kalish; David W. Lawrenceville Peckham; Robert Jr. Norcross Lingle; Yi Duluth Sun
Original assignee: Fitel USA Corp
Current assignee: Furukawa Electric North America Inc
Priority date: 2003-06-11
Filing date: 2004-02-19
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2024-02-20
Also published as: JP2005004216A; US6959137B2; DE602004002237D1; EP1486805B1; CN1573380A; US20040252956A1; CN1306297C; EP1486805A1

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Inversdispersionskompensations-Optikfaser. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Inversdispersionskompensations-Optikfaser mit großer Wirkfläche, die einen relativ geringen optischen Verlust relativ zu einer herkömmlichen Inversdispersionsfaser aufweist, und die geeignet zum Kompensieren einer Dispersion in einer Positivdispersionsfaser mit großer Wirkfläche ist.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Optische Fasern sind dünne Stränge aus Glas oder einem Kunststoff, die in der Lage sind, optische Signale, die relativ große Informationsmengen beinhalten, über lange Strecken und mit relativ wenig Dämpfung zu übertragen. Typischerweise werden optische Fasern durch Erwärmen und Ziehen eines Abschnitts einer optischen Vorform, die eine Brechungskernregion aufweist, die durch eine Schutzumhüllungsregion umgeben ist, die aus Glas oder einem anderen geeigneten Material hergestellt ist, erzeugt. Optische Fasern, die aus der Vorform gezogen sind, sind typischerweise ferner durch eine oder mehrere Beschichtungen geschützt, die auf die Umhüllungsregion aufgebracht sind.
Fortschritte bei einer Übertragung über optische Fasern haben es ermöglicht, dass optische Fasern enorme Bandbreitenfähigkeiten aufweisen. Eine derartige Bandbreite erlaubt es, dass Tausende von Telefongesprächen und Hunderte von Fernsehkanälen gleichzeitig über eine Faser mit Haaresdünne übertragen werden. Die Übertragungsfähigkeit über eine optische Faser wird in Wellenlängenmultiplex-(WDM-) Systemen erhöht, in denen mehrere Kanäle auf eine einzelne Faser gemultiplext sind, wobei jeder Kanal mit einer unterschiedlichen Wellenlänge arbeitet. In WDM-Systemen jedoch treten nicht-lineare Wechselwirkungen zwischen Kanälen auf, wie z. B. ein Vier-Photon-Mischen, was die Systemkapazität schwerwiegend reduziert. Dieses Problem wurde größtenteils durch das U.S.-Patent Nr. 5,327,516 (das '516-Patent) gelöst, dessen Eigentümer die Anmelderin der vorliegenden Anmeldung ist. Das '516-Patent offenbart eine optische Faser, die diese nicht-linearen Wechselwirkungen reduziert, indem eine kleine Menge an chromatischer Dispersion bei den Betriebswellenlängen eingeführt wird. Mit ansteigender Anzahl von WDM-Kanälen, die über eine einzelne Faser übertragen werden sollen, steigt auch die optische Leistung, die durch die optische Faser getragen wird. Mit steigender optischer Leistung steigen auch die nicht-linearen Effekte, die durch eine Wechselwirkung zwischen den Kanälen bewirkt werden, an. Deshalb ist es wünschenswert, wenn eine optische Faser eine kleine Menge an chromatischer Dispersion für jeden der WDM-Kanäle bereitstellt, um die nicht-linearen Wechselwirkungen zwischen den Kanälen zu reduzieren, insbesondere angesichts eines weiteren Ansteigens von Bandbreitenanforderungen. Um jedoch in der Lage zu sein, das Signal nach der Übertragungsverbindung wiederherzustellen, ist es wichtig, dass die eingeführte Dispersion unter den unterschiedlichen WDM-Kanälen so wenig wie möglich variiert.
Wichtige Fortschritte wurden bei der Qualität des Materials, das bei der Herstellung optischer Fasern verwendet wird, erzielt. 1970 war ein akzeptabler Verlust für eine Glasfaser in dem Bereich von 20 dB/km, während heute Verluste allgemein weniger als etwa 0,25 dB/km betragen. Der theoretische minimale Verlust für eine Faser auf Silikabasis beträgt etwa 0,15 dB/km und er tritt bei einer Wellenlänge von etwa 1.550 Nanometern (nm) auf. Die Dispersion einer Glasfaser bewirkt aufgrund der Tatsache, dass die Geschwindigkeit von Licht in einer Glasfaser eine Funktion der Übertragungswellenlänge des Lichts ist, eine Pulsverteilung für Pulse, die einen Bereich von Wellenlängen umfassen. Eine Pulsverbreiterung ist eine Funktion der Faserdispersion, der Faserlänge und der Spektralbreite der Lichtquelle. Eine Dispersion für einzelne Fasern wird allgemein unter Verwendung eines Graphen (nicht gezeigt) dargestellt, der eine Dispersion auf der vertikalen Achse (in Einheiten von Picosekunden (ps) pro Nanometer (nm) oder ps/nm) oder ps/nm-km (Kilometer) und eine Wellenlänge auf der horizontalen Achse aufweist. Es kann sowohl eine positive als auch eine negative Dispersion geben, so dass die vertikale Achse von z. B. –250 bis +25 ps/nm km reichen könnte. Die Wellenlänge auf der horizontalen Achse, bei der die Dispersion gleich Null ist, entspricht der höchsten Bandbreite für die Faser. Diese Wellenlänge jedoch fällt typischerweise nicht mit der Wellenlänge zusammen, bei der die Faser Licht mit minimaler Dämpfung überträgt.
Typische Einmodenfasern z. B. übertragen allgemein am besten (d. h. mit minimaler Dämpfung) bei etwa 1.550 nm, während eine Dispersion für die gleiche Faser bei 1.310 nm etwa Null wäre. Außerdem tritt der zuvor genannte theoretische minimale Verlust für eine Glasfaser bei der Übertragungswellenlänge von etwa 1.550 nm auf. Da einer minimalen Dämpfung gegenüber einer Null-Dispersion Priorität gegeben wird, beträgt die normalerweise zur Übertragung über derartige Fasern verwendete Wellenlänge typischerweise 1.550 nm. Außerdem arbeiten mit Erbium dotierte Verstärker, die gegenwärtig die am häufigsten verwendeten optischen Verstärker für ein Verstärken optischer Signale sind, die auf einer Faser getragen werden, in einem Bereich von 1.530 bis 1.565 nm. Da eine Dispersion für eine derartige Faser normalerweise bei einer Wellenlänge von 1.310 nm am nächsten bei Null ist, und nicht bei der optimalen Übertragungswellenlänge von 1.550 nm, werden ständig Versuche unternommen, eine Dispersionskompensation über den Übertragungsweg zu verbessern, um eine beste Gesamtsystemleistung bereitzu stellen (d. h. geringer optischer Verlust und geringe Dispersion).
Um eine Dispersionskompensation bei der Übertragungswellenlänge von 1.550 nm zu verbessern, ist es bekannt, die Übertragungsfaser, die normalerweise eine Positivdispersionsfaser (PDF) ist, mit einer Inversdispersionsfaser (IDF) zu koppeln. Die Positivdispersionsübertragungsfaser weist typischerweise eine Einmodenfaser auf, die entworfen ist, um eine Dispersion einzuführen, um die nicht-linearen Wechselwirkungen zwischen Wellenlängenkanälen zu reduzieren. Die Inversdispersionsfaser weist eine negative Dispersion und eine negative Dispersionssteigung auf, die eine Dispersions- und eine Dispersionssteigungskompensation bereitstellen, die es ermöglichen, dass die Dispersions- und die Dispersionssteigungskompensation der Übertragungsfaser gehandhabt werden können. Die Übertragungs-PDF ist mit einem Abschnitt einer IDF durch Spleißen gekoppelt. Die Kombination der PDF und der IDF weist sowohl einen intrinsischen Faserverlust als auch einen Spleißungsverlust auf. Natürlich sollte der optische Gesamtverlust für eine Übertragungsverbindung auf einem Minimum gehalten werden. Der Bedarf einer Minimierung des optischen Verlusts ist aufgrund der Tatsache, dass normalerweise mehr Verstärker entlang der Verbindung erforderlich sind, um eine Übertragungsqualitätsverschlechterung zu verhindern, noch wichtiger, wenn lange Übertragungsverbindungen beteiligt sind.
Siehe z. B. EP 1 107 028 A1 , die eine optische Faser offenbart, die eine positive Dispersion einer optischen Einmodenfaser kompensieren kann. Siehe auch EP 1 239 312 A1 , die eine optische Dispersionshandhabungsfaser offenbart, die Abschnitte mit positiver chromatischer Dispersion und Abschnitte mit negativer chromatischer Dispersion aufweist. Siehe außerdem U.S.-Patentanmeldung Nr. 2002/0191927 A1 und U.S.-Patent Nr. 6,421,490, die beide optische Einmoden-Wellenleiter offenbaren, die abwechselnde Segmente einer positiven und negativen Dispersion und Dispersionssteigung aufweisen.
In Transozean-Kommunikationssystemen z. B. ist es von Vorteil, eine Kombination einer PDF mit supergroßer Wirkfläche (SLA-PDF; SLA = super-large-effective-area) und einer IDF zu verwenden, die bei einer bestimmten Wellenlänge zusammenpassende relative Dispersionssteigungen (RDS) aufweist, üblicherweise in der Mitte des Übertragungsbands. Die RDS einer Faser ist das Verhältnis der Dispersionssteigung S der Faser zu der Dispersion D der Faser. Die RDS der IDF muss für ein ordnungsgemäßes Handhaben mit der RDS der PDF von Dispersion und Dispersionssteigung zusammenpassen. Ein bloßes Zusammenpassen der RDS der Übertragungs-PDF und der Kompensations-IDF jedoch löst nicht alle Probleme. Weitere Themen, wie z. B. Handhabung der zuvor genannten nicht-linearen Effekte, Biegeverlust und optische Dämpfung, sollten ebenso berücksichtigt werden. Eine herkömmliche IDF, die zum Kompensieren einer Dispersion in einer SLA-Übertragungsfaser verwendet wird, weist einen mittleren Verlust von z. B. etwa 0,246 dB/km bei 1.550 nm auf. Ein Weg, um den Gesamtverlust der Übertragungsverbindung zu senken, wäre der, eine IDF bereitzustellen, die einen niedrigeren Faserverlust als eine herkömmliche IDF aufweist, die gegenwärtig in Kombination mit SLA-Übertragungsfasern verwendet wird. Herkömmliche IDFs jedoch, die gegenwärtig mit diesen SLA-PDFs verwendet werden, weisen relativ kleine Wirkflächen auf, was Probleme darstellt. Die kleine Wirkfläche der IDF z. B. schränkt die Menge ein, um die die nicht-linearen Gesamteffekte zwischen Kanälen. und ein Dämpfungsverlust reduziert werden können, was den Grad einschränkt, um den Verschlechterungen bei einer Systemübertragungsleistung verhindert werden können. Natürlich wird, wenn sich die Systemübertragungsleistung verschlechtert, die Anzahl von WDM-Kanälen, die diese Systeme unterstützen können, eingeschränkt.
Das U.S.-Patent Nr. 6,301,419 B1 von Tsukitani u. a. offenbart eine dispersions-abgleichende Faser, die entworfen ist, um einen reduzierten Biegeverlust zu besitzen, so dass sie geeignet zur Verwendung in einem Dispersionskompensationsmodul ist, in dem sie um eine Spule gewickelt ist und mit einer Übertragungsfaser gespleißt ist, um eine Dispersion und die Dispersionssteigung der Übertragungsleitung als Ganzes zu reduzieren. Tsukitani offenbart, dass die dispersions-abgleichende Faser eine Wirkfläche mit einem bestimmten Wert zwischen 15 und 19 Mikrometern im Quadrat (µm²) aufweist, und offenbart, dass die dispersions-abgleichende Faser mit diesen Wirkflächen die zuvor genannten nicht-linearen Effekte einschränkt. Als eine Folge weist die dispersions-abgleichende Faser einen Biegeverlust von 10 bis 50 dB/m in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von 1.550 nm auf, wenn diese mit einem Durchmesser von 20 mm gewickelt ist.
Tsukitani offenbart, dass es wünschenswert ist, das Verhältnis der Länge der dispersions-abgleichenden Faser zu der Länge der Gesamtübertragungsleitung (d. h. Länge der dispersions-abgleichenden Faser + Länge der Übertragungsfaser), das von Tsukitani als das DEF-Verhältnis bezeichnet wird, zwischen 25 % und 40 % beizubehalten, um nicht-lineare Effekte zu unterdrücken. Wie bei Tsukitani in 2B gezeigt ist, variiert, wenn das DEF-Verhältnis zwischen 25 % und 40 % liegt, die Wirkfläche A_eff der dispersions-abgleichenden Faser zwischen etwa 15 und etwa 19 µm². Tsukitani offenbart, dass der Nicht-Linearitätsindex innerhalb akzeptabler Bereiche gehalten werden kann, die einen geringen Biegeverlust bereitstellen, wenn die Wirkfläche der dispersions-abgleichenden Faser bei einem bestimmten Wert zwischen etwa 15 µm² und etwa 19 µm² ist, und wenn das Verhältnis R_a zwischen dem Durchmesser der Kernregion und dem Durchmesser der Grabenregion größer als etwa 0,6 ist. So ist das DEF-Verhältnis nicht nur ein Faktor, der beim Entwerfen einer dispersions-abgleichenden Faser mit niedrigem Biegeverlust berücksichtigt wird, das Verhältnis R_a wird ebenso berücksichtigt. Der Durchmesser der Kernregion verändert sich allgemein verglichen mit der Menge, um die der Durchmesser der Grabenregion variieren könnte, nicht sehr. Es ist aus den 3–9 bei Tsukitani zu sehen, dass, wenn die Wirkfläche A_eff bei einem bestimmten Wert zwischen etwa 15 µm² und etwa 19 µm² ist und R_a größer als 0,6 ist, die Dispersionsabgleichsfaser einen relativ geringen 20-mm-Biegeverlust aufweist und einen guten nicht-linearen Index besitzt.
Einer der Nachteile der bei Tsukitani offenbarten Dispersionsabgleichsfaser besteht darin, dass, wie aus den Figuren bei Tsukitani zu sehen ist, Erhöhungen an der Wirkfläche A_eff und/oder R_n die Fähigkeit der Faser reduzieren, nicht-lineare Effekte zu unterdrücken und/oder einen Biegeverlust erhöhen. Es wäre wünschenswert, eine Inversdispersionsfaser (IDF) bereitzustellen, die eine große Wirkfläche A_eff aufweist, und die in der Lage ist, die zuvor genannten wünschenswerten Übertragungscharakteristika beizubehalten, wie z. B. einen niedrigen Dämpfungsverlust, reduzierte nicht-lineare Wechselwirkungen zwischen Kanälen, usw., selbst bei einem R_a von kleiner oder gleich z. B. 0,45. Es wäre ebenso wünschenswert, eine IDF mit großer Wirkfläche bereitzustellen, die eine geringe Kabelgrenzwellenlänge (z. B. unter 1.500 nm) und Biegeverlustempfindlichkeiten aufweist, die zu einer Reduzierung eines optischen Verkabelungsverlusts führen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt eine Inversdispersions-Optikfaser (IDF) mit großer Wirkfläche, die eine negative Dispersion und eine negative Dispersionssteigung aufweist, gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2 bereit. Der Ausdruck „Inversdispersionsfaser", wie dieser Ausdruck hierin verwendet wird, soll eine Dispersionskompensationsfaser bezeichnen, die eine negative Dispersion und eine negative Dispersionssteigung aufweist. Die Wirkfläche A_eff der IDF ist folgendermaßen definiert:
wobei E(r) die elektrische Feldverteilung ist. Die Wirkfläche A_eff der IDF mit großer Wirkfläche der vorliegenden Erfindung ist bei einer Übertragungswellenlänge von etwa 1.550 nm größer als etwa 31 Mikrometer zum Quadrat (µm²). Die IDF mit großer Wirkfläche ist geeignet zur Verwendung mit einer Übertragungsfaser mit super-großer Wirkfläche (SLA) zum Kompensieren einer Dispersion in der SLA-Übertragungsfaser, während nicht-lineare Effekte zwischen Wellenlängenkanälen und ein Verkabelungsverlust reduziert werden, was besonders in Transozean- und terrestrischen Langstreckensystemen von Vorteil ist. Diese nicht-linearen Effekte hängt invers mit der Wirkfläche der Faser zusammen (d. h. Nicht-Linearitäten ~ 1/A_eff). So überträgt sich eine Zunahme der Wirkfläche der Faser in einen Rückgang nicht-linearer Wechselwirkungen, was Bandbreitenfähigkeiten erhöht und eine Signalverschlechterung einschränkt. Ferner weist die IDF mit großer Wirkfläche der vorliegenden Erfindung sehr wünschenswerte Übertragungseigenschaften auf. Zusätzlich ist das Verhältnis des Kernregiondurchmessers der IDF zu einem ersten Grabenregiondurchmesser der IDF kleiner oder gleich 0,45. Die vorliegende Erfindung stellt außerdem ein Übertragungssystem bereit, das zumindest eine der optischen IDF-Fasern mit großer Wirkfläche der vorliegenden Erfindung aufweist.
Die IDF mit großer Wirkfläche der vorliegenden Erfindung kann eine Vielzahl von Profilen aufweisen. Gemäß einem ersten exemplarischen Ausführungsbeispiel z. B. ist das Profil der Kernregion der Faser allgemein durch einen Alpha-Parameter bei einer Form definiert:
wobei n₁ die relative Brechungsindexdifferenz für einen Kern ist, r die Radialposition ist, a der Kernradius ist, α der Formparameter ist, d die Mitteneinbruchbreite ist, γ der Einbruchformparameter ist und n₀ und n_γ Parameter sind, um die relative Brechungsindexdifferenz für den Kern bzw. den Mitteneinbruch zu definieren. Die Kernregion weist einen positiven Brechungsindex auf und ist durch eine erste ringförmige Region (d. h. eine erste Grabenregion) umgeben, die einen negativen relativen Brechungsindex aufweist. Die erste ringförmige Region ist durch eine zweite ringförmige Region (d. h. eine erste Barriereregion) umgeben, die einen positiven relativen Brechungsindex aufweist. Die zweite ringförmige Region ist durch eine dritte ringförmige Region (d. h. eine zweite Grabenregion) umgeben, die einen negativen relativen Brechungsindex aufweist. Die dritte ringförmige Region ist durch eine vierte ringförmige Region (d. h. eine Umhüllung) umgeben, die einen relativen Brechungsindex von 0 aufweist.
Der Ausdruck „relativer Brechungsindex", wie dieser Ausdruck hierin verwendete wird, bedeutet, dass die Werte der Brechungsindizes der anderen Regionen der Faser als der Umhüllungsregion als Werte gegeben sind, die relativ zu dem Brechungsindex der Umhüllungsregion sind. Man nimmt an, dass die Umhüllungsregion einen relativen Brechungsindex von 0,0 % aufweist. Die vierte ringförmige Region ist durch eine fünfte ringförmige Region (d. h. eine dritte Grabenregion) umgeben, die einen negativen Brechungsindex aufweist. Die fünfte ringförmige Region ist durch die Umhüllungsregion umgeben, die, wie oben angemerkt wurde, einen Brechungsindex von 0 aufweist, da die Brechungsindexwerte der anderen Regionen in Bezug auf den Brechungsindex der Umhüllungsregion genormt sind.
Gemäß einem zweiten exemplarischen Ausführungsbeispiel weist das Profil der Kernregion der Faser eine Nicht-Parabel-(d. h. nicht-gekrümmte) Form auf. Die Kernregion weist einen positiven Brechungsindex auf und ist durch eine erste ringförmige Region (d. h. eine erste Grabenregion) umgeben, die einen negativen relativen Brechungsindex aufweist. Die erste ringförmige Region ist durch eine zweite ringförmige Region (d. h. eine erste Barriereregion) umgeben, die einen positiven relativen Brechungsindex aufweist. Die zweite ringförmige Region ist durch eine dritte ringförmige Region (d. h. eine zweite Grabenregion) umgeben, die einen negativen relativen Brechungsindex aufweist. Die dritte ringförmige Region ist durch eine vierte ringförmige Region umgeben, die einen relativen Brechungsindex von 0 aufweist. Die vierte ringförmige Region ist durch eine fünfte ringförmige Region (d. h. eine dritte Grabenregion) umgeben, die einen negativen Brechungsindex aufweist. Die fünfte ringförmige Region ist durch die Umhüllungsregion umgeben, die, wie oben angemerkt wurde, einen Brechungsindex von 0 aufweist, da die Brechungsindexwerte der anderen Regionen in Bezug auf den Brechungsindex der Umhüllungsregion genormt sind.
Gemäß einem exemplarischen Vergleichsausführungsbeispiel, das nicht in dem Bereich der Ansprüche liegt, weist das Profil der Kernregion der Faser an der Spitze des Profils eine etwas gekrümmte Form auf, fällt dann jedoch allgemein linear auf jeder Seite der Spitze ab. Die Kernregion weist einen positiven Brechungsindex auf und ist durch eine erste ringförmige Region (d. h. eine erste Grabenregion) umgeben, die einen negativen relativen Brechungsindex aufweist. Die erste ringförmige Region ist durch eine zweite ringförmige Region (d. h. eine erste Barriereregion) umgeben, die einen positiven relativen Brechungsindex aufweist. Die zweite ringförmige Region ist durch eine dritte ringförmige Region umgeben, die einen relativen Brechungsindex aufweist, der gleich demjenigen der Umhüllungsregion ist (d. h. 0 %). Die dritte ringförmige Region ist durch eine vierte ringförmige Region (d. h. eine zweite Grabenregion) umgeben, die einen negativen relativen Brechungsindex aufweist. Die vierte ringförmige Region ist durch die Umhüllungsregion umgeben, die, wie oben angemerkt wurde, einen Brechungsindex von 0 aufweist.
Der Brechungsindexwert für eine bestimmte Region ist durch folgende Gleichung gegeben: (n_Region – n_Umhüllung)/n_Umhüllung), wobei n_Regi _on dem Brechungsindex der bestimmten Region entspricht und n_Umhüllung dem Brechungsindex der Umhüllung entspricht. Deshalb sollte, wenn die Brechungsindizes der verschiedenen Regionen der Faser hierin erläutert werden, verständlich sein, dass dieselben tatsächlich in Bezug auf relative Brechungsindizes erläutert werden (d. h. relativ zu dem Brechungsindex der Umhüllungsregion, der 0 ist).
Die Umhüllungsregion weist einen Radius, der von der Mitte des Kerns nach außen gemessen wird, von etwa 62,5 µm auf, obwohl er auf keine bestimmten Abmessungen eingeschränkt ist. Wie aus den oben gegebenen Beispielen zu sehen ist, weist jedes der Profile zumindest eine ringförmige Region auf, die negative relative Brechungsindizes aufweist. Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde bestimmt, dass die ersten beiden exemplarischen Profile und andere ähnliche Profile zu einer IDF führen, die eine große Wirkfläche aufweist und die zusätzlich wünschenswerte Übertragungseigenschaften aufweist.
Diese und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung, den Zeichnungen und Ansprüchen ersichtlich werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm eines Übertragungssystems, bei dem die Inversdispersions-Optikfaser mit gro ßer Wirkfläche der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
2 ist eine graphische Darstellung eines Brechungsindexprofils der Inversdispersions-Optikfaser mit großer Wirkfläche der vorliegenden Erfindung, die in 5 gezeigt ist.
3 ist eine graphische Darstellung eines Brechungsindexprofils der Inversdispersions-Optikfaser mit großer Wirkfläche der vorliegenden Erfindung, die in 6 gezeigt ist.
4 ist eine graphische Darstellung eines Brechungsindexprofils der Inversdispersions-Optikfaser mit großer Wirkfläche eines Vergleichsbeispiels, die in 7 gezeigt ist.
5 ist eine Querschnittsendansicht einer Inversdispersions-Optikfaser mit dem Brechungsindexprofil, das in 2 gezeigt ist.
6 ist eine Querschnittsendansicht einer Inversdispersions-Optikfaser mit dem Brechungsindexprofil, das in 3 gezeigt ist.
7 ist eine Querschnittsendansicht einer Inversdispersions-Optikfaser mit dem Brechungsindexprofil, das in 4 gezeigt ist.
Detaillierte Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine IDF mit einer großen Wirkfläche bereitgestellt. Ferner weist die IDF mit der großen Wirkfläche wünschenswerte Übertragungscharakteristika auf. Insbesondere weist die IDF mit großer Wirkflä che vorzugsweise eine Kabelgrenzwellenlänge unter 1.500 mm und Biegeverlustempfindlichkeiten auf, die es erlauben, dass ein geringer Verkabelungsverlust erzielt werden kann. Zusätzlich kompensiert zur Bereitstellung dieser wünschenswerten Merkmale die IDF gleichzeitig eine Dispersion zu einem ausreichend präzisen Grad, um es zu ermöglichen, dass erwünschte ((Entfernung) × (Bitrate)) – Übertragungsfähigkeiten erzielt werden können.
Die IDF mit großer Wirkfläche der vorliegenden Erfindung ist geeignet zum Kompensieren einer Dispersion in vielen Typen optischer Fasern, wie z. B. einer Positivdispersions-Faser mit reinem Silikakern von Sumitomo Electric Industries, Ltd., wie in „Ultra Low Nonlinearity Low Loss Pure Silica Core Fiber", Electronics Letters Online No. 19991094, 3. August 1999, beschrieben ist; einer Vascade 100-Faser von Corning; einer Faser mit großer Wirkfläche von Fujitsu; und einer UltraWave^TM-SLA-Faser von der OFS Fitel Corporation. Die IDF mit großer Wirkfläche der vorliegenden Erfindung ist gut geeignet zur Verwendung in Transozean- und terrestrischen Ultra-Langstrecken-Übertragungssystemen, obwohl sie nicht auf eine Verwendung in einem bestimmten Übertragungssystem eingeschränkt ist. Wie oben angemerkt wurde, schränken in derartigen Systemen die kleinen Wirkflächen einer IDF, die gegenwärtig verwendet wird, den Grad ein, um dem nicht-lineare Wechselwirkungen zwischen Wellenlängenkanälen reduziert werden können, und den Grad, um den ein Dämpfungsverlust reduziert werden kann. Diese Einschränkungen übertragen sich in Verschlechterungen bei einer Übertragungssystemleistung und einen Rückgang der Anzahl von Wellenlängenmultiplex-(WDM-) Kanälen, die unterstützt werden können. Die IDF mit großer Wirkfläche der vorliegenden Erfindung beseitigt all diese Probleme und behält wünschenswerte Übertragungseigenschaften bei.
1 ist ein Blockdiagramm des Übertragungssystems 1 der vorliegenden Erfindung, das eine optische Übertragungsquel le 2, zumindest eine Übertragungsfaser 3, die IDF 10 mit großer Wirkfläche der vorliegenden Erfindung und einen optischen Empfänger aufweist. Die Übertragungsfaser 3 ist an einem Ort 5 an die Faser 10 mit großer Wirkfläche gespleißt. Die Art und Weise, in der die Dispersionskompensationsfaser mit einer anderen Faser gespleißt werden könnte, ist in der Technik gut bekannt. Deshalb ist hierin keine Erläuterung der Art und Weise, in der diese Aufgabe durchgeführt wird, vorgesehen. Die Übertragungsfaser könnte eine SLA-Faser sein, wie z. B. eine SLA-UltraWave^TM-Faser, hergestellt durch die OFS Fitel Corporation. Es wird jedoch angemerkt, dass die vorliegende Erfindung auf keinen bestimmten Typ von Faser zur Verwendung als Übertragungsfaser 3 eingeschränkt ist.
Wie oben angemerkt wurde, sollte, um eine Dispersion ordnungsgemäß zu kompensieren, die dispersions- und dispersionssteigungskompensierende Faser eine relative Dispersionssteigung (RDS) aufweisen, die mit der RDS der Übertragungsfaser 3 zusammenpasst. Die SLR-UltraWave^TM-Faser z. B. weist eine RDS von 0,0030 bei 1.550 nm auf. Deshalb wird die SLA-UltraWave^TM-Faser als die Übertragungsfaser 3 verwendet, die IDF 10 mit großer Wirkfläche der vorliegenden Erfindung sollte eine RDS aufweisen, die nahe bei 0,0030 ist. Es wird angemerkt, dass, da die Krümmung in der Dispersionskurve der IDF und der PDF nicht identisch ist, es manchmal wünschenswert ist, die RDS der beiden Fasern in der Mitte des Bands leicht fehlanzupassen, um die verwendbare Bandbreite zu erhöhen. Die Übertragungsfaser 3 weist eine positive Dispersion und eine positive Dispersionssteigung auf, während die IDF 10 mit großer Wirkfläche eine negative Dispersion und eine negative Dispersionssteigung aufweist. So sind beide RDS-Werte positiv, da, wie oben angemerkt wurde, die RDS einer Faser das Verhältnis der Dispersionssteigung S der Faser zu der Dispersion D der Faser ist. Die Wirkfläche A_eff der IDF ist vorzugsweise größer als etwa 31 Mikrometer zum Quadrat (µm²), was für eine IDF sehr groß ist, wie für Fachleute auf dem Gebiet zu erkennen ist. Die unten Bezug nehmend auf die 2, 3 und 4 beschriebenen beispielhaften Profile weisen Wirkflächen, die größer als etwa 31 µm² sind, und sehr wünschenswerte Übertragungseigenschaften auf. Diese Beispiele von Brechungsindexprofilen der IDFs der vorliegenden Erfindung werden nun gemeinsam mit ihren zugeordneten Übertragungseigenschaften beschrieben.
Das in dem exemplarischen Ausführungsbeispiel aus 2 gezeigte Profil 20 entspricht der in 5 gezeigten Faser 50. Die Faser 50 und ihr zugeordnetes Profil 20 werden gemeinsam erläutert. Die Faser 50 weist eine Kernregion 51 (5) auf, die einen Profilabschnitt 21 (2) aufweist, der derselben zugeordnet ist, der allgemein parabolisch (d. h. gekrümmt) geformt ist. Das Kernregionprofil 21 weist einen maximalen positiven relativen Brechungsindex n₁ von etwa 0,85 % bis etwa 0,9 % mit einem bevorzugten Wert von etwa 0,87 % auf. Die Kernregion weist eine Profilform auf, die durch einen Formparameter definiert ist, der als Alpha (α) bekannt ist, der vorzugsweise etwa 1,6 beträgt. Die Kernregion ist durch eine erste ringförmige Region (d. h. eine erste Grabenregion) 52 (5) umgeben, die einen negativen relativen Brechungsindex n₂ aufweist, der zwischen etwa –0,20 % und –0,40 % liegt und vorzugsweise etwa –0,29 % beträgt.
Der Abschnitt des Profils, der der ersten Grabenregion 52 entspricht, ist durch das Bezugszeichen 22 dargestellt. Der Radius der Kernregion 51 ist mit „A" bezeichnet und der Durchmesser der Kernregion ist mit 2A bezeichnet. Der Radius der Grabenregion 52 ist mit B bezeichnet und der Durchmesser der Grabenregion 52 ist mit 2B bezeichnet. Das Verhältnis R_a des Durchmessers der Kernregion 51 zu dem Durchmesser der Grabenregion 52 ist kleiner oder gleich etwa 0,45. So ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die Wirkfläche der IDF zu erhöhen, ohne ein großes Verhältnis R_a zu haben.
Die Grabenregion 52 ist durch eine zweite ringförmige Region 53 (d. h. eine erste Barriereregion) (5) umgeben, die einen positiven relativen Brechungsindex n₃ aufweist, der zwischen etwa 0,20 % und etwa 0,40 % liegt und vorzugsweise etwa 0,24 % beträgt. Der Abschnitt des Profils, der der zweiten ringförmigen Region entspricht, ist durch ein Bezugszeichen 23 dargestellt. Die zweite ringförmige Region 53 ist durch eine dritte ringförmige Region 54 (d. h. eine zweite Grabenregion) (5) umgeben, die einen negativen relativen Brechungsindex n₄ aufweist, der zwischen etwa –0,20 % und –0,40 % liegt und vorzugsweise etwa –0,33 % beträgt. Der Abschnitt des Profils, der der dritten ringförmigen Region 54 entspricht, ist durch ein Bezugszeichen 24 dargestellt.
Die dritte ringförmige Region 54 ist durch eine vierte ringförmige Region 55 (5) umgeben, die durch den Abschnitt des Profils dargestellt ist, der durch ein Bezugszeichen 25 bezeichnet ist. Diese Region 55 weist einen relativen Brechungsindex n₅ von 0,0 % auf, der der gleiche wie derjenige der Umhüllungsregion 57 (5) ist. Die vierte ringförmige Region 55 ist durch eine fünfte ringförmige Region 56 (d. h. eine dritte Grabenregion) (5) umgeben, die durch den Abschnitt des Profils dargestellt ist, der durch ein Bezugszeichen 26 bezeichnet ist. Diese Region weist einen relativen Brechungsindex n₆ von etwa –0,20 % auf. Die fünfte ringförmige Region ist durch eine sechste ringförmige Region umgeben, die der Umhüllungsregion entspricht. Ein Profilabschnitt 27 entspricht der Umhüllungsregion, die einen relativen Brechungsindex n₀ von 0,0 % aufweist.
Die Zahlen auf der horizontalen Achse entsprechen der Entfernung von der Mitte der Kernregion in Mikrometern. Die beispielhaften Bereiche der ungefähren radialen Orte und Breiten jeder der Regionen können ohne weiteres aus der in 2 gezeigten graphischen Profildarstellung ermittelt werden. Die Zahlen auf der vertikalen Achse entsprechen relativen Brechungsindexwerten. Es sollte angemerkt werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese bestimmten radialen Orte und/oder Annäherungen eingeschränkt ist. Unten befinden sich die Übertragungseigenschaften für die exemplarische IDF 50, die durch das in 2 gezeigte Profil 20 dargestellt ist. Obwohl dies in 2 nicht gezeigt ist, könnte sich der Radius zu der äußeren Kante der Umhüllung 57 auf z. B. 62,5 µm erstrecken.
Es ist unten zu sehen, dass die Übertragungseigenschaften, die unten für das in 2 gezeigte Beispiel dargelegt sind, sehr gut sind. Die IDF 50 weist eine sehr große Wirkfläche auf, die bei diesem Beispiel 38,38 µm² beträgt. Es ist außerdem zu sehen, dass die RDS der IDF 50 mit derjenigen einer SLA-Faser, wie z. B. der zuvor genannten SLA-UltraWave^TM-Faser, zusammenpasst. Zusätzlich weist die IDF 50 einen relativ niedrigen Biegeverlust und eine relativ geringe Kabelgrenzwellenlänge auf. Übertragungseigenschaften für die IDF 50

Aeff: 38,38 µm²

Dispersion: –34,66 ps/nm-km

Steigung: –0,103 ps/nm²/km

RDS: 0,003 nm^–1

32-Millimeter-(mm-) Biegeverlust: < 0,5 dB/Schleife

Kabelgrenzwellenlänge: < 1.530 nm
Natürlich können, da diese Übertragungseigenschaften dazu neigen, miteinander zusammenzuhängen, mit der Form des Brechungsindexprofils zusammenzuhängen und mit den Orten der verschiedenen Regionen zusammenzuhängen, eine oder mehrere dieser Übertragungseigenschaften durch ein Verändern des Brechungsindexprofils, wie unten in Tabelle 1 angezeigt ist, verändert werden.
TABELLE 1
Die bevorzugten Profilparameter für das Beispiel 1 sind:
Die IDF mit großer Wirkfläche der vorliegenden Erfindung ist nicht darauf eingeschränkt, diese bestimmten Übertragungseigenschaften zu besitzen, wie aus der Erläuterung der 3 ersichtlich wird, die ein Brechungsindexprofil für Inversdispersionsfasern mit großer Wirkfläche darstellt, die Übertragungseigenschaften aufweisen, die sich von denjenigen, die in Tabelle 1 gezeigt sind, unterscheiden, die jedoch auch sehr wünschenswert sind.
Das in 3 gezeigte Profil 30 weist einen Kernregionprofilabschnitt 31 auf, der eine nicht-parabolische Form aufweist (d. h. α = 2,9). Das in 3 gezeigte Profil 30 und die IDF 60 mit großer Wirkfläche (6), der dasselbe zugeordnet ist, werden gemeinsam beschrieben. Die Kernregion 61 weist einen Profilabschnitt 31 auf, der derselben zugeordnet ist, der einen maximalen positiven relativen Brechungsindex n₁ aufweist, der 0,85 % ≤ n₁ ≤ 1,055 % beträgt, wobei ein bevorzugter Wert 0,91 % ist. Die Kernregion 61 weist eine Profilform auf, die durch den Formparameter α definiert ist, der vorzugsweise etwa 2,9 beträgt. Die Kernregion 61 ist durch eine erste ringförmige Region (d. h. eine erste Grabenregion) 62 umgeben, die einen negativen relativen Brechungsindex n₂ aufweist, der von –0,15 % ≤ n₂ ≤ –0,35 % variiert und vorzugsweise etwa –0,28 % beträgt. Der Abschnitt des Profils, der der ersten Grabenregion 62 entspricht, ist durch ein Bezugszeichen 32 dargestellt. Der Radius der Kernregion 61 ist mit „A" bezeichnet und der Durchmesser der Kernregion ist mit 2A bezeichnet. Der Radius der Grabenregion 62 ist mit B bezeichnet und der Durchmesser der Grabenregion 62 ist mit 2B bezeichnet. Das Verhältnis R_a des Durchmessers der Kernregion 61 zu dem Durchmesser der Grabenregion 62 beträgt kleiner oder gleich 0,45.
Die Grabenregion 62 ist durch eine zweite ringförmige Region (d. h. die erste Barriereregion) 63 umgeben, die einen positiven relativen Brechungsindex n₃ aufweist, der von 0,05 % ≤ n₃ ≤ 0,25 % variiert und vorzugsweise etwa 0,12 % beträgt. Der Abschnitt des Profils, der der zweiten ringförmigen Region 63 entspricht, ist durch ein Bezugszeichen 33 dargestellt. Die zweite ringförmige Region 63 ist durch eine dritte ringförmige Region (d. h. eine zweite Grabenregion) 64 umgeben, die einen negativen relativen Brechungsindex n₄ aufweist, der von –0,15 % ≤ n₄ ≤ –0,35 % variiert und vorzugsweise etwa –0,30 % beträgt. Der Abschnitt des Profils, der der dritten ringförmigen Region 64 entspricht, ist durch ein Bezugszeichen 34 dargestellt.
Die dritte ringförmige Region 64 ist durch eine vierte ringförmige Region 65 umgeben, die durch den Abschnitt des Profils dargestellt ist, der durch ein Bezugszeichen 35 bezeichnet ist. Diese Region 65 weist einen relativen Brechungsindex n₅ von 0,0 % auf, was der gleiche wie derjenige der Umhüllungsregion ist. Die vierte ringförmige Region 65 ist durch eine fünfte ringförmige Region (d. h. eine dritte Grabenregion) 66 umgeben, die durch den Abschnitt des Profils dargestellt ist, der durch ein Bezugszeichen 36 bezeichnet ist. Diese Region 66 weist einen negativen relativen Brechungsindex n₆ von kleiner oder gleich –0,20 % auf. Die fünfte ringförmige Region 66 ist durch eine sechste ringförmige Region 67 umgeben, die der Umhüllungsregion entspricht. Ein Profilabschnitt 37 entspricht der Umhüllungsregion 67, die einen relativen Brechungsindex n₀ von 0,0 % aufweist.
Wie dies bei 2 der Fall ist, entsprechen die Zahlen auf der horizontalen Achse in 3 der Entfernung von der Mitte der Kernregion nach außen in Mikrometern. Die Zahlen auf der vertikalen Achse entsprechen Werten eines relativen Brechungsindex. Die Bereiche der ungefähren radialen Orte und Breiten jeder der Regionen bei diesem Beispiel können ohne weiteres aus der in 3 gezeigten graphischen Darstellung ermittelt werden. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese bestimmten radialen Orte und/oder Annäherungen eingeschränkt. Unten befinden sich die Übertragungsparameter für die IDF 60, die durch das in 3 gezeigte Profil 30 dargestellt ist, für eine Übertragungswellenlänge von etwa 1.550 nm. Obwohl dies in 3 nicht gezeigt ist, könnte sich der Radius zu der äußeren Kante der Umhüllung auf z. B. 62,5 µm erstrecken (d. h. einen Durchmesser von etwa 125 µm).
Es ist zu erkennen, dass die Übertragungseigenschaften, die der IDF 60 entsprechen, sehr gut sind, und dass die IDF 60 eine sehr große Wirkfläche aufweist, die bei diesem Beispiel 40,6 µm² beträgt. Die RDS passt außerdem mit derjenigen von SLA-Fasern zusammen, die als Übertragungsfasern verwendet werden. Zusätzlich weist die IDF 50 einen relativ geringen Biegeverlust und eine relativ niedrige Kabelgrenzwellenlänge auf. Übertragungseigenschaften für die IDF 60

Aeff: 40,6 µm²

Dispersion: –39,34 ps/nm-km

Steigung: –0,109 ps/nm²/km

RDS: 0,0028 nm^–1

32-Millimeter-(mm-) Biegeverlust: < 0,5 dB/Schleife

Kabelgrenzwellenlänge: < 1.530 nm
Da diese Übertragungseigenschaften dazu neigen, miteinander zusammenzuhängen, mit der Form des Brechungsindexprofils zusammenzuhängen und mit den Orten der verschiedenen Regionen zusammenzuhängen, können eine oder mehrere dieser Übertragungseigenschaften durch ein Verändern des Brechungsindexprofils, wie unten in Tabelle 2 angezeigt ist, verändert werden.
TABELLE 2
Die bevorzugten Profilwerte für dieses Beispiel sind
4 ist eine graphische Darstellung eines Brechungsindexprofils eines Vergleichsbeispiels eines Ausführungsbeispiels der IDF mit großer Wirkfläche, die nicht gemäß der vorliegenden Erfindung ist. Das in 4 gezeigte Profil 40 wird unter Bezugnahme auf die zugeordnete IDF 70 mit großer Wirkfläche, die in 7 gezeigt ist, beschrieben. Das bei dem exemplarischen Ausführungsbeispiel aus 4 gezeigte Profil 40 weist eine Kernregion 71 auf, die einen zugeordneten Profilabschnitt 41 aufweist, der eine fast dreieckige Form aufweist, jedoch bei dem maximalen relativen Brechungsindex der Kernregion 71, n₁, der bei diesem Beispiel etwa 1,17 % beträgt, leicht gekrümmt. Die Form der Kernregion 71 ist durch einen Formparameter α definiert, der vorzugsweise etwa 1,0 beträgt. Die Kernregion 71 ist durch eine erste ringförmige Region (d. h. eine erste Grabenregion) 72 umgeben, die einen negativen relativen Brechungsindex n₂ aufweist, der vorzugsweise von etwa 0,0 % ≤ n₂ ≤ –0,20 % variiert und vorzugsweise etwa –0,133 % beträgt. Der Abschnitt des Profils, der der ersten Grabenregion 72 entspricht, ist durch ein Bezugszeichen 42 dargestellt. Der Radius der Kernregion 71 ist mit „A" bezeichnet und der Durchmesser der Kernregion ist mit 2A bezeichnet. Der Radius der Grabenregion 72 ist mit B bezeichnet und der Durchmesser der Grabenregion 72 ist mit 2B bezeichnet. Das Verhältnis R_a des Durchmessers der Kernregion 71 zu dem Durchmesser der Grabenregion 72 ist kleiner oder gleich etwa 0,36.
Die Grabenregion 72 ist durch eine zweite ringförmige Region (d. h. eine erste Barriereregion) 73 umgeben, die einen positiven relativen Brechungsindex n₃ aufweist, der vorzugsweise von etwa 0,0 % ≤ n₃ ≤ 0,20 % variiert und vorzugsweise bei diesem Beispiel etwa 0,107 % beträgt. Der Abschnitt des Profils, der der zweiten ringförmigen Region 73 entspricht, ist durch ein Bezugszeichen 43 dargestellt. Die zweite ringförmige Region 73 ist durch eine dritte ringförmige Region 74 umgeben, die einen relativen Brechungsindex n₄ aufweist, der vorzugsweise gleich demjenigen der Umhüllungsregion 76 ist (d. h. 0,0 %). Der Abschnitt des Profils, der der dritten ringförmigen Region 74 entspricht, ist durch ein Bezugszeichen 44 dargestellt.
Die dritte ringförmige Region 74 ist durch eine vierte ringförmige Region (d. h. eine zweite Grabenregion) 75 umgeben, die durch den Abschnitt des Profils dargestellt ist, der durch ein Bezugszeichen 45 bezeichnet ist. Diese Region 75 weist einen negativen relativen Brechungsindex n₅ auf, der vorzugsweise von etwa 0,0 % ≤ n₅ ≤ –0,20 % variiert und bei diesem Beispiel vorzugsweise etwa –0,08 % beträgt. Die vierte ringförmige Region 75 ist durch die Umhüllungsregion 76 umgeben, die durch den Abschnitt des Profils dargestellt ist, der durch ein Bezugszeichen 46 bezeichnet ist. Der Abschnitt des Profils, der der Umhüllungsregion 76 entspricht, weist einen relativen Brechungsindex n₀ von 0,0 % auf.
Wie bei den in den 2 und 3 gezeigten graphischen Darstellungen entsprechen die Zahlen auf der horizontalen Achse der Entfernung von der Mitte der Kernregion in Mikrometern. Die exemplarischen Bereiche der ungefähren radialen Orte und Breiten jeder der Regionen können ohne weiteres aus der in 4 gezeigten graphischen Profildarstellung ermittelt werden. Die Zahlen auf der vertikalen Achse entsprechen Werten eines relativen Brechungsindex. Tabelle 3 unten stellt die Übertragungseigenschaften der IDF, die durch das in 4 gezeigte Profil 40 dargestellt ist, für eine Übertragungswellenlänge von 1.550 nm dar. Obwohl dies in 2 nicht gezeigt ist, könnte sich der Radius zu der äußeren Kante der Umhüllung auf z. B. 62,5 µm erstrecken.
Unten befinden sich die Übertragungseigenschaften für die IDF 70. Die Übertragungseigenschaften für die IDF 70 sind sehr gut und die IDF weist eine sehr große Wirkfläche auf, die bei diesem Beispiel 39,50 µm² beträgt. Wie bei den anderen exemplarischen Ausführungsbeispielen passt die RDS mit derjenigen der SLA-Faser, die häufig als Übertragungsfaser verwendet wird, zusammen. Zusätzlich weist die IDF 70 einen relativ niedrigen Biegeverlust und eine relativ niedrige Kabelgrenzwellenlänge auf. Die Dämpfung bei 1.550 nm ist bei diesem Beispiel kleiner als 0,25 dB/km. TABELLE 3

Aeff: 39,50 µm²

Dispersion: –40,06 ps/nm-km

Steigung: –0,131 ps/nm²/km

RDS: 0,003 nm^–1

32-Millimeter-(mm-) Biegeverlust: 0,5 dB/Schleife

Kabelgrenzwellenlänge: 1.450 nm
Wie oben angemerkt wurde, können, da diese Übertragungseigenschaften dazu neigen, miteinander zusammenzuhängen, mit der Form des Brechungsindexprofils zusammenzuhängen und mit den Orten der verschiedenen Regionen zusammenzuhängen, eine oder mehrere dieser Übertragungseigenschaften durch ein Verändern des Brechungsindexprofils, wie unten in Tabelle 3 angezeigt ist, verändert werden. Natürlich ist die IDF mit großer Wirkfläche nicht darauf eingeschränkt, diese bestimmten Übertragungseigenschaften zu besitzen.
TABELLE 3
Die bevorzugten Profilwerte für das Vergleichsbeispiel 3 sind:
Jede der Fasern, die durch die in den 2, 3 und 4 gezeigten Profile dargestellt ist, weist vorzugsweise einen mit Germanium dotierten Silika-(SiO₂-) Kern (z. B. SiO₂ dotiert mit einer geeigneten Menge an GeO₂), eine mit Fluor (F) und/oder Germanium (Ge) dotierte Grabenregion, die die Kernregion umgibt (z. B. SiO₂ dotiert mit einer geeigneten Menge an GeO₂ und F) und eine äußere Umhüllung aus reinem Silika, die die Grabenregion umgibt, auf. Die ringförmigen Regionen in der Faser, die positive relative Brechungsindizes aufweisen, weisen vorzugsweise SiO₂, das mit einer geeigneten Menge an GeO₂ dotiert ist, auf.
Es ist für Fachleute auf dem Gebiet zu erkennen, dass viele Veränderungen und Substitutionen an den hierin beschriebenen Ausführungsbeispielen der optischen Fasern durchgeführt werden können, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, abzuweichen. Derartige Veränderungen und Substitutionen umfassen die Verwendung unterschiedlicher Dotierungsmaterialien, um verschiedene Profilformen zu erzielen, und die Verwendung von Kunststoffmaterialien (anstelle von Glas) bei der Herstellung der optischen Faser, sind jedoch nicht darauf beschränkt.

Claims

Eine Inversdispersions-Optikfaser (10), die eine große Wirkfläche aufweist, wobei die Faser (10) folgende Merkmale aufweist: eine Kernregion (51) mit einem relativen Brechungsindex n_i, der von 0,85 % bis 0,90 % variiert, wobei die Kernregion einen Radius A und einen Durchmesser 2 × A aufweist, wobei A eine positive Zahl ist; eine Umhüllungsregion (57) mit einem relativen Brechungsindex n₀ = 0; eine erste Grabenregion (52) zwischen der Kernregion (51) und der Umhüllungsregion (57) und benachbart zu der Kernregion (51), wobei die erste Grabenregion (52) einen negativen relativen Brechungsindex n₂ aufweist, der von –0,20 % bis –0,40 % variiert, wobei die erste Grabenregion (52) einen Radius B und einen Durchmesser 2 × B aufweist, wobei B eine positive Zahl ist, und wobei ein Verhältnis (2 × A)/(2 × B) kleiner oder gleich 0,45 ist; eine erste Barriereregion (53) zwischen der Kernregion (51) und der Umhüllungsregion (57) und benachbart zu der ersten Grabenregion (52), wobei die erste Barriereregion (53) einen positiven relativen Brechungsindex n₃ aufweist, der von 0,20 % bis 0,40 % variiert; eine zweite Grabenregion (54) zwischen der Kernregion (51) und der Umhüllungsregion (57) und benachbart zu der ersten Barriereregion (53), wobei die zweite Grabenregion (54) einen negativen relativen Brechungsin dex n₄ aufweist, der von –0,20 % bis –0,40 % variiert; und eine dritte Grabenregion (56) in der Umhüllungsregion (57), wobei die dritte Grabenregion einen negativen relativen Index von –0,20 % aufweist, wobei die Inversdispersions-Optikfaser (10) eine Wirkfläche Aeff aufweist, die bei einer Übertragungswellenlänge von 1.550 nm größer ist als 31 µm², wobei die Inversdisperions-Optikfaser (10) eine relative Dispersionsneigung RDS aufweist, die bei einer Übertragungswellenlänge von 1.550 nm von 0,0022 nm^–1 ≤ RDS ≤ 0,0067 nm^–1 variiert, und wobei die Inversdispersionsfaser (10) eine Dispersion aufweist, die bei einer Übertragungswellenlänge von 1.550 nm von –20 bis –50 ps/nm-km variiert.
Eine Inversdispersions-Optikfaser (10), die eine große Wirkfläche aufweist, wobei die Faser (10) folgende Merkmale aufweist: eine Kernregion (61) mit einem relativen Brechungsindex n_i, der von 0,85 % bis 1,055 % variiert, wobei die Kernregion einen Radius A und einen Durchmesser 2 × A aufweist, wobei A eine positive Zahl ist; eine Umhüllungsregion (67) mit einem relativen Brechungsindex n₀ = 0; eine erste Grabenregion (62) zwischen der Kernregion (61) und der Umhüllungsregion (67) und benachbart zu der Kernregion (61), wobei die erste Grabenregion (62) einen negativen relativen Brechungsindex n₂ aufweist, der von –0,15 % bis –0,35 % variiert, wobei die erste Grabenregion (62) einen Radius B und einen Durchmesser 2 × B aufweist, wobei B eine positive Zahl ist, und wobei ein Verhältnis (2 × A)/(2 × B) kleiner oder gleich 0,45 ist; eine erste Barriereregion (63) zwischen der Kernregion (61) und der Umhüllungsregion (67) und benachbart zu der ersten Grabenregion (62), wobei die erste Barriereregion (63) einen positiven relativen Brechungsindex n₃ aufweist, der von 0,05 % bis 0,25 % variiert; eine zweite Grabenregion (64) zwischen der Kernregion (61) und der Umhüllungsregion (67) und benachbart zu der ersten Barriereregion (63), wobei die zweite Grabenregion (64) einen negativen relativen Brechungsindex n₄ aufweist, der von –0,15 % bis –0,35 % variiert; und eine dritte Grabenregion (66) in der Umhüllungsregion (67), wobei die dritte Grabenregion einen negativen relativen Index von kleiner oder gleich –0,20 % aufweist, wobei die Inversdispersions-Optikfaser (10) eine Wirkfläche Aeff aufweist, die bei einer Übertragungswellenlänge von 1.550 nm größer ist als 31 µm², wobei die Inversdisperions-Optikfaser (10) eine relative Dispersionsneigung RDS aufweist, die bei einer Übertragungswellenlänge von 1.550 nm von 0,0022 nm^–1 ≤ RDS ≤ 0,0067 nm^–1 variiert, und wobei die Inversdispersionsfaser (10) eine Dispersion aufweist, die bei einer Übertragungswellenlänge von 1.550 nm von –20 bis –50 ps/nm-km variiert.
Das System (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die Inversdispersions-Optikfaser (10) eine relative Dis persionsneigung RDS aufweist, die bei einer Übertragungswellenlänge von 1.550 nm 0,003 nm^–1 beträgt.
Das System (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die Wirkfläche Aeff der Inversdispersionsfaser (10) bei einer Übertragungswellenlänge von 1.550 nm größer oder gleich 31,53 µm² beträgt.
Die Faser (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Faser (10) eine Dispersionsneigung aufweist, die bei einer Übertragungswellenlänge von 1.550 nm von –0,08 bis –0,2 ps/nm²/km variiert.