ES2883713T3 - Fibra óptica monomodo con un surco deprimido. - Google Patents
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Abstract
Una fibra óptica que comprende un núcleo óptico rodeado por un revestimiento óptico exterior, comprendiendo dicho núcleo óptico desde el centro a la periferia un núcleo central y un revestimiento interior deprimido, - teniendo dicho núcleo central un radio r1, y una diferencia de índice de refracción Δn1 con respecto al revestimiento óptico exterior, en la que el radio r1 del núcleo central está comprendido entre 3,8 y 7 μm, - comprendiendo dicho revestimiento interior deprimido al menos una primera y una segunda porción, - dicha primera porción es adyacente al núcleo central y tiene un radio r2, y una diferencia de índice de refracción Δn2 con respecto al revestimiento óptico exterior que es negativa, en la que la relación r2/r1 está comprendida reenvterest1im,5ieynto3,i5n,telariodr idfeerpernimciaidodeesítnádcicoemdperenredfirdaacceinótnreΔ3n,91-xΔ1n02-3eyn6tr,e2xe1l0n-3ú, cylelao central y diferencia la de primera porción del índice de refracción Δn2 está comprendida entre -7×10-3 y -2×10-3, - dicha segunda porción es adyacente a la primera porción y tiene un radio r3, siendo r3 no mayor que 19,94 μm y una diferencia de índice de refracción Δn3 con respecto al revestimiento óptico exterior que es negativa, en la que la diferencia de índice de refracción Δn3 es más negativa que la diferencia de índice de refracción Δn2 y está comprendida entre -16×10-3 y -7×10-3, en la que el revestimiento interior deprimido comprende una tercera porción ubicada entre la segunda porción y el revestimiento óptico exterior, teniendo dicha tercera porción un radio r4 y una diferencia de índice de refracción Δn4 con respecto Δl revestimiento óptico exterior en la que la diferencia de índice de refracción Δn4 es menos negativa que la diferencia de índice de refracción Δn3 de la segunda porción, en la que el radio exterior del revestimiento interior deprimido, que corresponde al radio r4 de la tercera porción, está entre 28 y 40 μm, en la que las pérdidas por fugas de modo LP01 a una longitud de onda de 1550 nm son menores que 0,01 dB/km, y en la que la longitud de onda de corte del cable es menor que 1530 nm.
Description
DESCRIPCIÓN
Fibra óptica monomodo con un surco deprimido
La presente invención se refiere al campo de la transmisión mediante fibra óptica y más específicamente a una fibra de línea para aplicaciones de larga distancia.
Una fibra óptica convencionalmente que consiste en un núcleo central que tiene la función de transmitir y posiblemente amplificar una señal óptica, y un revestimiento óptico exterior, que tiene el fin de confinar la señal óptica dentro del núcleo central. Para este fin, los índices de refracción del núcleo central nc y del revestimiento óptico exterior ng son de tal forma que nc>ng.
Para fibras ópticas, el perfil de índice se califica generalmente como una función de la forma de un gráfico que muestra la relación entre el radio de la fibra y el índice de refracción. Convencionalmente, el eje x proporciona la distancia r desde el centro de la fibra mientras el eje y muestra la diferencia entre el índice de refracción y el índice de refracción del revestimiento de la fibra. Por lo tanto, hablando de un perfil de índice en "escalón", "trapecio" o "triángulo" para gráficos que muestran una respectiva forma de escalón, trapecio o triángulo. Tales curvas generalmente son representativas del perfil teórico o establecido para la fibra, mientras que las restricciones de producción de fibra pueden conducir a un perfil ligeramente diferente.
Existen dos tipos principales de fibras ópticas: fibras ópticas multimodo y monomodo. En una fibra multimodo, para una longitud de onda dada, varios modos ópticos se propagan simultáneamente a lo largo de la fibra. En una fibra óptica monomodo, la señal se propaga en un modo fundamental LP01 guiado dentro del núcleo de fibra mientras que modos de orden superior tales como el modo LP11 se atenúan mucho. Como fibras de línea para sistemas de transmisión de fibra óptica, se emplean convencionalmente fibras monomodo (SMF) de índice en escalón.
La fibra se produce habitualmente de sílice, o bien natural o bien sintética. Para obtener la diferencia de índice relativa entre el núcleo y el revestimiento, el índice de núcleo puede elevarse dopándolo con una sustancia adecuada, tal como germanio, permaneciendo el revestimiento en sílice. Una alternativa consiste en preservar un núcleo en sílice y disminuir el índice de revestimiento dopándolo con una sustancia adecuada tal como por ejemplo flúor. El resultado es una así denominada Fibra de Núcleo de Sílice Pura (PSCF) - es decir, una fibra que tiene un núcleo que es de sílice sin dopar.
Cuál de los dos procedimientos se elige puede depender del uso previsto de la fibra. Por ejemplo, en un entorno radioactivo, el germanio se combinará con hidrógeno presente en la atmósfera y conducirán a defectos de fibra significativos aumentando de este modo las pérdidas de transmisión. En consecuencia se prefiere una fibra de núcleo de sílice pura un revestimiento dopado para su uso en un entorno radioactivo. Qué procedimiento se elige para obtener un perfil de índice de refracción también depende del rendimiento requerido de la fibra. En el caso particular de aplicaciones de transmisión a larga distancia que necesitan niveles muy bajos de atenuación, se prefieren las fibras ópticas de núcleo de sílice pura que tienen una atenuación menor que 0,180 dB/km a 1550 nm. En efecto, el dopante presente en el núcleo dopado de una fibra contribuye a la difracción de Rayleigh (-0,02 dB/km a 1550 nm).
Sin embargo, es difícil obtener fibras que tengan un revestimiento dopado. El coste de producir una fibra con un revestimiento dopado es mayor que el de una fibra que tiene un revestimiento en sílice pura. En consecuencia, se han hecho esfuerzos para minimizar el radio del revestimiento dopado en una fibra de núcleo de sílice pura. Una solución consiste en depositar un revestimiento dopado, denominado el revestimiento interior, alrededor de un núcleo de sílice pura, y usar sílice estándar para una parte del revestimiento denominado el revestimiento óptico exterior. Sin embargo, este procedimiento está limitado ya que el revestimiento óptico exterior, que tiene un índice de refracción cercano al del núcleo, necesita estar situado lo suficientemente lejos de este último. En efecto, la proximidad del revestimiento de sílice provoca un aumento en las pérdidas por fugas de modo de propagación fundamental LP01.
Se conoce mejorar los parámetros ópticos de una fibra usando un surco deprimido incluido en el revestimiento interior entre el núcleo central y el revestimiento óptico exterior. Sin embargo, el hecho de añadir un surco deprimido introduce la propagación de modos adicionales, principalmente LP11, que conduce a un aumento en la longitud de onda de corte del cable de la fibra. Una longitud de onda de corte del cable alta (por encima de 1550 nm) limita el carácter monomodo de la fibra con respecto a longitudes de onda de la señal óptica.
El documento EP 1255138 se refiere a una fibra óptica, que comprende: una región de núcleo dopado que tiene un índice de refracción n1; una región de revestimiento que tiene un índice de refracción n2; una primera región entre la región de núcleo dopado y la región de revestimiento y adyacente a la región de núcleo dopado, teniendo la primera región un índice de refracción n3; y una segunda región entre la región de núcleo dopado y la región de revestimiento y adyacente a la primera región, teniendo la segunda región un índice de refracción n4, en la que 0,14 < (n1-n2)/n2 < 0,31, -0,19 < (n3-n2)/n2 < -0,02, y -0,20 < (n4-n2)/n2 < -0,08. Una fibra óptica ilustrativa tiene un área de núcleo efectiva (Aefe) > 100 micrómetros2, una dispersión a 1550 nm 20 /- 0,2 ps/(nm-km), una pendiente de dispersión < 0,062 ps/(nm2-km), una atenuación a 1550 nm < 0,192 dB/km, un Diámetro de Campo de Modo (MFD) > 11,9 /- 0,7 micrómetros (1550 nm) y una longitud de onda de corte < 1530 nm (longitud de referencia de 2
m).
La patente de Estados Unidos 4.852.968 desvela en la Figura 4 una fibra que tiene un núcleo, un primer revestimiento interior, un surco deprimido, un segundo revestimiento interior y un revestimiento exterior. El presente documento propone mejorar ciertos parámetros ópticos de la fibra a través de la presencia de un surco deprimido y, en particular, parámetros para pérdidas de dispersión, confinamiento y flexión del modo fundamental. Sin embargo, el presente documento no proporciona detalles de las características del revestimiento interior deprimido y del surco deprimido, haciendo posible obtener pérdidas por fugas bajas para el modo fundamental y una longitud de onda de corte baja. Adicionalmente, los radios de núcleo relativos con referencia a la Figura 4 son relativamente pequeños (entre 2,5 pm y 3,5 pm). Las características de la fibra no permiten, en consecuencia, que proporcione un radio de revestimiento dopado minimizado mientras preserva pérdidas por fugas de modo fundamental bajas y una longitud de onda de corte del cable baja (menor que 1550 nm).
La patente de Estados Unidos 5.044.724 desvela en la Figura 4 la posibilidad de emplear los perfiles analizados en el anterior documento (US 4.852.968) para obtener estructuras que están incluso más deprimidas con núcleos que tienen índices cercanos al de la sílice. El presente documento no proporciona detalles de las características del revestimiento interior deprimido y del surco deprimido, haciendo posible obtener un radio de revestimiento dopado mínimo mientras que preserva pérdidas por fugas de modo fundamental bajas y longitudes de onda de corte bajas. El documento US-A-2005/0089289 desvela, en las Figuras 6 y 8, una fibra de núcleo de sílice que tiene un revestimiento interior, un surco deprimido que constituye la periferia del revestimiento deprimido interior y un revestimiento exterior. Si se especifica que la longitud de onda de corte del cable está por debajo 1330 nm, el presente documento no proporciona detalles de las características del revestimiento interior deprimido y del surco deprimido haciendo posible obtener pérdidas por fugas de modo fundamental bajas. Adicionalmente, la relación entre los radios del núcleo y del revestimiento interior deprimido es muy pequeña (entre 1,25 y 3,34) para estas configuraciones en las que el surco está en la periferia del revestimiento interior. De manera similar, la diferencia de índice del surco en comparación con la del revestimiento exterior es bastante grande (mayor que -7,310-3). Las características de esta fibra no permiten, en consecuencia, que proporcione un radio de revestimiento dopado minimizado mientras preserva pérdidas por fugas de modo fundamental bajas.
El documento US-A-2008/0279517 desvela una fibra que tiene un núcleo, un revestimiento interior, un surco deprimido que constituye la periferia del revestimiento interior deprimido y un revestimiento exterior. Si la longitud de onda de corte del cable es menor que 1530 nm, no se menciona ninguna estructura deprimida de tipo de núcleo de sílice y tampoco, como consecuencia, lo es el impacto de un revestimiento interior deprimido y un surco deprimido en pérdidas por fugas de modo fundamental. Además, el radio del surco ubicado en la periferia del revestimiento interior es bastante pequeño (<28 pm), que no hace posible obtener pérdidas por fugas de modo fundamental bajas. Ninguno de los documentos de la técnica anterior identificados parece desvelar un perfil de índice de refracción para una fibra óptica que tiene un radio de revestimiento dopado reducido, que muestra pérdidas por fugas de modo fundamental bajas y una longitud de onda de corte baja, haciendo posible mantener el carácter monomodo alrededor de 1550 nm.
Existe, en consecuencia, una necesidad para una fibra óptica que tiene un revestimiento dopado, cuyo radio se minimiza sin aumentar al mismo tiempo las pérdidas por fugas de modo fundamental LP01, y mientras preserva una longitud de onda de corte baja.
Para este fin, se propone reducir el radio de revestimiento dopado añadiendo un surco deprimido en el revestimiento interior. El surco deprimido tiene características que hacen posible limitar las pérdidas por fugas en modo de propagación LP01 que se aumentan drásticamente cuando un revestimiento óptico exterior que tiene un índice de refracción cercano al de sílice se acerca al núcleo central. La estructura y posición del surco se eligen para obtener el mejor compromiso.
La invención proporciona una fibra óptica de acuerdo con la reivindicación 1. En esencia el objetivo de la presente invención es añadir un surco deprimido, teniendo sus perfiles de índice de refracción un índice de refracción del núcleo central bajo - y teniendo, en consecuencia, pérdidas por fugas) para poder mover el revestimiento óptico exterior más cerca del núcleo central - para reducir costes de fabricación y por razones de compatibilidad con grandes volúmenes de fabricación - pero mientras se mantiene una longitud de onda de corte del cable baja.
En una realización, el radio exterior del revestimiento interior deprimido es menor que 36 pm.
En otra realización, la atenuación total a una longitud de onda de 1550 nm es menor que 0,19 dB/km, preferentemente menor que 0,18 dB/km.
En otra realización más, el área de la segunda porción definida por (An2-An3)*(r32-r22), está comprendida entre 0,8 y 3,6 pm2.
De acuerdo con la invención, el revestimiento interior deprimido comprende una tercera porción ubicada entre la segunda porción y el revestimiento óptico exterior, teniendo dicha tercera porción un radio r4 y una diferencia de
índice de refracción An4 con el revestimiento óptico exterior, en el que la diferencia de índice de refracción An4 es mayor que, o dicho de otra manera, menos negativa que, la diferencia de índice de refracción An3 de la segunda porción con respecto al revestimiento óptico exterior.
De acuerdo con la invención, la relación r2/ri está comprendida entre 1,5 y 3,5.
De acuerdo con la invención, el radio r1 del núcleo central está comprendido entre 3,8 y 7 pm.
De acuerdo con la invención, la diferencia de índice de refracción Ani-An2 entre el núcleo central y la primera porción del revestimiento interior deprimido está comprendida entre 3,9*10"3 y 6,2*10"3
De acuerdo con la invención, la diferencia de índice de refracción An3 entre la segunda porción y el revestimiento óptico exterior está comprendida entre -16*10"3 y -7*10"3
De acuerdo con la invención, la diferencia de índice de refracción An2 entre la primera porción del revestimiento interior deprimido y el revestimiento óptico exterior está comprendida entre -7x10-3 y -2x10"3
En otra realización más, el revestimiento interior deprimido comprende al menos una porción adicional ubicada entre el núcleo central y la primera porción del revestimiento interior deprimido, teniendo dicha al menos una porción adicional una diferencia de índice de refracción con el revestimiento óptico exterior que se encuentra entre Ani y An3.
En otra realización más, la primera porción del revestimiento interior deprimido está adyacente al núcleo central, es decir, el núcleo central está rodeado directamente por la primera porción del revestimiento interior deprimido.
En otra realización más, el diámetro de campo de modo (MFD) a una longitud de onda de 1550 nm está comprendido entre 9,5 pm y 14 pm.
En otra realización más, la dispersión cromática a una longitud de onda de 1550 nm está comprendida entre 14 y 24 ps/nm.km.
En otra realización más, la dispersión cromática a una longitud de onda de 1550 nm es menor que 22 ps/nm.km. En otra realización más, la dispersión cromática a una longitud de onda de 1550 nm es menor que 20 ps/nm.km. En otra realización más, la pendiente de la dispersión cromática a una longitud de onda de 1550 nm está comprendida entre 0 ps/nm2.km y 0,070 ps/nm2.km.
En otra realización más, el núcleo central se fabrica de sílice pura.
En otra realización más, el núcleo central se fabrica de sílice dopada con germanio con una concentración de germanio menor que el 3 % en peso.
La presente invención también proporciona un sistema de transmisión óptica que comprende al menos una porción de fibra óptica como se describe anteriormente.
Características y ventajas adicionales de la invención serán más claras a partir de la lectura de la siguiente descripción de algunas realizaciones de la invención proporcionadas a modo de ejemplo y con referencia a los dibujos adjuntos, que muestran:
La Figura 1 un perfil de índice de refracción de una fibra óptica no de acuerdo con la presente invención.
La Figura 2 un perfil de índice de refracción de una fibra óptica de acuerdo con una realización de la presente invención.
La fibra óptica de acuerdo con la presente invención tiene un revestimiento óptico exterior que rodea un núcleo óptico. El núcleo óptico comprende, desde el centro a la periferia, es decir, de dentro a fuera, i) un núcleo central que tiene un radio y una diferencia de índice de refracción con respecto al revestimiento óptico exterior, y ii) un revestimiento interior deprimido. El revestimiento interior deprimido incluye al menos a) una primera porción que tiene un radio y una diferencia de índice de refracción con respecto al revestimiento óptico exterior, estando esta primera porción preferentemente adyacente al núcleo central; y b) una segunda porción adyacente a la primera porción; constituyendo dicha segunda porción un surco deprimido, teniendo dicha segunda porción un radio y una diferencia de índice de refracción con respecto al revestimiento óptico exterior. La primera porción del revestimiento interior deprimido tiene un índice de refracción que es menor que el índice de refracción del revestimiento óptico exterior (es decir, que es negativo con respecto al revestimiento óptico exterior), y la segunda porción del revestimiento interior deprimido tiene un índice de refracción que es menor (es decir, más negativo) que el índice de refracción de la primera porción del revestimiento interior deprimido. La fibra de la presente invención tiene un radio exterior del revestimiento interior deprimido que está entre 28 pm y 40 pm. La fibra tiene adicionalmente pérdidas por fugas de modo LP01 a una longitud de onda de 1550 nm de menor que 0,01 dB/km, y una longitud de onda de corte del cable es menor que 1530 nm. Por lo tanto, la fibra de la invención tiene un radio de revestimiento interior
deprimido que se minimiza, mientras aún preserva pérdidas por fugas bajas en modo fundamental LP01, y una longitud de onda de corte del cable baja. Esta combinación de características se obtiene por la estructura específica del revestimiento interior deprimido como se especifica en la reivindicación 1.
En las Figuras 1 y 2 se muestran dos ejemplos de perfiles de índice de refracción para fibras ópticas.
En estas figuras, el núcleo central tiene un radio r-i, y una diferencia de índice de refracción Ani con el revestimiento óptico exterior. El radio ri del núcleo central puede estar comprendido entre 3,8 pm y 7 pm. El núcleo central de la fibra de acuerdo con la presente invención puede fabricarse de sílice, o bien natural o bien sintética. En particular, el núcleo central de la fibra de acuerdo con la presente invención puede fabricarse de sílice pura, en otras palabras sin la presencia de dopantes. Sin embargo, el núcleo central de la fibra óptica de acuerdo con la presente invención puede doparse ligeramente con germanio en una concentración en peso menor que el 3 % en peso, preferentemente comprendida entre el 1 y 3 % en peso para aumentar el índice de refracción del núcleo central, permaneciendo las características de la fibra sustancialmente sin cambios. El núcleo central dopado con germanio puede codoparse con flúor en una concentración en peso menor que el 1 % en peso. Se emplea el flúor para disminuir el índice de refracción del núcleo central y ajustar el mismo a un valor deseado, correspondiendo un descenso en el índice de refracción de 1*10-3 a una concentración por peso en flúor de aproximadamente el 0,3 % en peso.
El revestimiento interior deprimido se deprime, en otras palabras tiene un índice de refracción que es menor que el de, es decir, negativo con respecto a, el revestimiento óptico exterior. La disminución en el índice de refracción del revestimiento interior deprimido por debajo del índice de refracción del revestimiento óptico exterior puede obtenerse dopando el revestimiento interior deprimido con flúor o cualquier otro compuesto químico adecuado.
Este revestimiento interior deprimido comprende una primera porción que tiene un radio r2 y una diferencia de índice de refracción An2 con respecto al revestimiento óptico exterior. Esta primera porción del revestimiento interior deprimido está adyacente a - es decir directamente rodeada por - la segunda porción del revestimiento interior deprimido, o el surco, como se ha analizado anteriormente. Preferentemente, la diferencia de índice de refracción An2 de la primera porción del revestimiento interior deprimido es de tal forma que An1-An2 está comprendida entre 3,9*10-3 y 6,2><10-3. Los valores para la diferencia de índice de refracción An1-An2 y radio n del núcleo central garantizan preferentemente que el diámetro de campo de modo (o MFD) 2 W02 de la fibra a una longitud de onda de 1550 nm está comprendido entre 9,5 pm y 14 pm, la dispersión cromática está comprendida entre 14 ps/nm.km y 24 ps/nm.km a una longitud de onda de 1550 nm, y la pendiente de dispersión cromática está comprendida entre 0 ps/nm2.km y 0,070 ps/nm2.km a una longitud de onda de 1550 nm, siendo la dispersión cromática a una longitud de onda de 1550 nm capaz de ser menor que 22 ps/nm.km, incluso menor que 20 ps/nm.km. Preferentemente, la diferencia de índice de refracción An2 entre la primera porción del revestimiento interior deprimido y el revestimiento óptico exterior puede estar comprendida entre -7x10-3 y -2x10-3.
El revestimiento interior deprimido también comprende una segunda porción (también denominada el surco deprimido) que tiene un radio r3 , y una diferencia de índice de refracción An3 con el revestimiento óptico exterior. El surco deprimido es una segunda porción del revestimiento interior deprimido, y está adyacente a la primera porción. La segunda porción del revestimiento interior deprimido tiene un índice de refracción que es menor que el índice de refracción de la primera porción de radio r2. En otras palabras, la segunda porción tiene un índice de refracción que es más negativo que el índice de refracción de la primera porción del revestimiento interior deprimido. La diferencia de índice de refracción An3 de la segunda porción del revestimiento interior deprimido está preferentemente comprendida entre -16x10-3 y -7x10-3, y el área de la segunda porción del revestimiento interior deprimido, definida por (An2-Ana)x(r32-r22), está preferentemente comprendida entre 0,80 pm2 y 3,6 pm2. Estos valores hacen posible acercar el revestimiento óptico exterior al núcleo central, en otras palabras disminuir el radio del revestimiento interior deprimido, sin deteriorar sustancialmente los parámetros de fibra, tales como las pérdidas por fugas de modo fundamental LP01 y la longitud de onda de corte del cable. El área de la segunda porción del revestimiento interior deprimido debería ser lo suficientemente grande para limitar pérdidas por fugas de modo LP01, pero no debería ser demasiado grande para conservar la fuga de modo LP11, garantizando de este modo una longitud de onda de corte del cable menor que 1530 nm.
Debería observarse que la primera porción del revestimiento interior deprimido también puede incluir al menos una -es decir, de una a varias - porción complementaria o adicional que tiene una diferencia de índice de refracción que está comprendido entre An1 y An3 , tal como por ejemplo, en las Figuras 1 y 2, las porciones de índice Ana y Anb y de radio ra y rb. Esta porción adicional se ubica entre el núcleo central y la primera porción del revestimiento interior deprimido. En otra realización, la primera porción del revestimiento interior deprimido rodea directamente, es decir, está adyacente a, el núcleo central.
Por lo tanto, en la fibra, el radio exterior del revestimiento interior deprimido es menor que 40 pm. El radio del revestimiento interior deprimido puede ser menor que 38 pm, y puede incluso ser menor que 36 pm. Este radio corresponde al radio exterior del revestimiento interior deprimido, en otras palabras, que incluye al menos la primera porción y la segunda porción. El revestimiento interior deprimido tiene un radio minimizado, mientras aún mantiene las pérdidas por fugas de modo LP01 por debajo del valor de 0,01 dB/km. Las pérdidas por fugas de modo LP11, sin embargo, permanecen suficientemente altas para obtener una longitud de onda de corte del cable Acc menor que
1530 nm. El radio exterior del revestimiento interior deprimido es al menos 28 |jm, para preservar los valores para pérdidas por fugas en el modo LP01.
La fibra de acuerdo con la presente invención tiene valores para pérdidas por fugas en el modo LP01 que hacen posible conseguir una atenuación total a una longitud de onda de 1550 nm que es menor que 0,19 dB/km, preferentemente menor que 0,18 dB/km.
De acuerdo con un ejemplo no de acuerdo con la presente invención ilustrado en la Figura 1, la segunda porción del revestimiento interior deprimido constituye la periferia exterior del revestimiento interior deprimido. En otras palabras, la segunda porción está rodeada directamente por el revestimiento óptico exterior. En la Figura 1, el radio exterior del revestimiento interior deprimido está comprendido entre 28 y 40 jm, o incluso entre 28 y 38 jm, o aun incluso entre 28 y 36 jm, en consecuencia corresponde al radio r3 de la segunda porción del revestimiento interior deprimido. En este ejemplo, el radio r2 de la primera porción del revestimiento interior deprimido es de tal forma que la relación r2/r1 es mayor que 6. Este valor asegura que la longitud de onda de corte del cable Acc es menor que 1530 nm sin que esto provoque un aumento en pérdidas por fugas de modo fundamental.
En la realización de la presente invención ilustrada en la Figura 2, la segunda porción del revestimiento interior deprimido no constituye la periferia exterior del revestimiento interior deprimido. Este revestimiento interior deprimido comprende además una tercera porción que es complementaria o adicional y que se ubica entre la segunda porción del revestimiento interior deprimido y el revestimiento óptico exterior. En esta realización, esta tercera porción constituye la periferia exterior del revestimiento interior deprimido. Esta tercera porción del revestimiento interior deprimido tiene un radio r4 y una diferencia de índice de refracción An4 con el revestimiento óptico exterior que es mayor que la diferencia de índice de refracción An3 de la segunda porción del revestimiento interior deprimido. El índice de refracción de la tercera porción es mayor (es decir, menos negativo) que el de la segunda porción del revestimiento interior deprimido. En la Figura 2, el radio exterior del revestimiento interior deprimido está comprendido entre 28 y 40 jm, o aún incluso entre 28 y 38 jm o incluso entre 28 y 36 jm, en consecuencia corresponde al radio r4 de esta tercera porción. En esta realización, la primera porción del revestimiento interior deprimido tiene un radio r2 con lo que la relación r2/n está comprendida entre 1,5 y 3,5. Este intervalo de valores asegura que la longitud de onda de corte del cable Acc es menor que 1530 nm sin que esto provoque un aumento en pérdidas por fugas de modo fundamental. La presencia de una tercera porción de revestimiento interior deprimido permite una mayor flexibilidad en el diseño de fibra, y hace posible acercar la segunda porción del revestimiento interior deprimido al núcleo central.
En un ejemplo de una fibra no de acuerdo con la presente invención, la fibra se constituye por el núcleo central y el revestimiento interior deprimido directamente en contacto con el núcleo central, estando el revestimiento interior deprimido constituido por la primera porción adyacente al núcleo central y por la segunda porción adyacente a la primera porción.
En otro ejemplo de una fibra de acuerdo con la invención, la fibra se constituye por el núcleo central, y por el revestimiento interior deprimido directamente en contacto con el núcleo central, estando el revestimiento interior deprimido constituido por la primera porción adyacente al núcleo central, por la segunda porción adyacente a la primera porción y por la tercera porción adyacente a la segunda porción.
Las ventajas de la invención y la significancia de los intervalos de valores proporcionados anteriormente se entenderán mejor con la ayuda de los ejemplos de fibra descritos en las Tablas I y II.
La Tabla I muestra valores para radios y diferencias de índice de refracción con respecto al revestimiento óptico exterior para los perfiles de índices de refracción para varios ejemplos de fibras ópticas. Los ejemplos PSCF1, PSCF2 y PSCF3 son fibras con un núcleo central de sílice pura de acuerdo con la técnica anterior de la que el revestimiento interior deprimido no incluye un surco deprimido. Los ejemplos DT5, DT6 y DT7 son fibras con un núcleo central de sílice, comprendiendo el revestimiento interior deprimido un surco deprimido (DT) que no cumple con las características de la invención. Los ejemplos DT3-4, DT10, DT12-DT15 son fibras de acuerdo con la invención.
La Tabla II a continuación proporciona las características ópticas para fibras que corresponden a los perfiles de índices de refracción de la Tabla I. En la Tabla II, la primera columna corresponde a las referencias de la Tabla I. Las columnas siguientes proporcionan, para cada perfil de fibra, los valores de longitud de onda de corte del cable Acc, pérdidas por fugas a una longitud de onda de 1550 nm, dispersión cromática D a la longitud de onda de 1550 nm, pendiente P para dispersión cromática a la longitud de onda de 1550 nm, y diámetro de campo de modo 2W02 a la longitud de onda de 1550 nm. La última columna proporciona el valor para el área del correspondiente surco deprimido (segunda porción del revestimiento interior deprimido para fibras de acuerdo con la presente invención).
TABLA II
Las dos fibras no de acuerdo con la invención DT1 y DT2 con un núcleo central de sílice tienen un radio exterior de revestimiento interior deprimido que es menor por al menos 6,7 pm cuando se compara con el de una fibra PSCF1 que tiene el mismo perfil, pero sin el surco deprimido.
Cuando se comparan las fibras no de acuerdo con la invención DT1 y DT2, se observa que aumentando el área del surco (segunda porción del revestimiento interior deprimido) de 2,9 pm2 a 3,3 pm2 hace posible reducir las pérdidas por fugas en 0,001 dB/km mientras conserva una longitud de onda de corte del cable Acc de menos que 1530 nm. Las fibras DT5, DT6 y DT7 muestran que aumentar el área del surco a 3,6 pm2 y más hace posible reducir adicionalmente las pérdidas por fugas y el radio del revestimiento interior deprimido. Sin embargo, la longitud de onda de corte del cable Acc se vuelve mayor que 1530 nm.
Las fibras DT8 y DT9 con un núcleo central de sílice son dos ejemplos adicionales de fibras no de acuerdo con la invención. Cuando se compara con una fibra PSCF2 que tiene el mismo perfil, pero sin un surco deprimido, la fibra DT8 tiene un radio exterior de revestimiento interior deprimido que es menor por al menos 5,9 pm, y la fibra DT9 tiene un radio exterior de revestimiento interior deprimido menor por al menos 7,9 pm.
La fibra DT11 con un núcleo central de sílice es otro ejemplo de una fibra no de acuerdo con la invención. En comparación con una fibra PSCF3 que tiene el mismo perfil, pero sin surco deprimido, la fibra DT11 tiene un radio del revestimiento interior deprimido menor por al menos 8,5 pm.
Los ejemplos de fibra con un núcleo central de sílice DT3, DT4 y DT10 ilustran realizaciones de acuerdo con la invención en la que se añade una tercera porción de revestimiento interior deprimido complementaria entre la segunda porción, es decir, el surco deprimido, y el revestimiento óptico exterior en sílice. Las fibras DT3, DT4 y DT10 tienen un radio de revestimiento interior deprimido menor que 34 pm, una pérdida por fugas menor que 0,005 dB/km y una longitud de onda de corte del cable menor que 1530 nm.
Los ejemplos DT12 y DT13 ilustran una realización adicional de acuerdo con la invención en la que el núcleo central se dopa ligeramente con germanio. Habitualmente, el dopaje con germanio es del 1 al 3 % en peso. Las fibras DT12 y DT13 tienen un radio de revestimiento interior deprimido menor que 33 pm, pérdidas por fugas menores que 0,005 dB/km a 1550 nm, y longitudes de onda de corte del cable menores que 1530 nm. Las fibras que tienen perfiles que son respectivamente idénticos a los de las fibras DT12 y DT13, pero sin un surco deprimido (no proporcionadas en las tablas) tienen pérdidas por fugas mayores que 0,1 dB/km a 1550 nm, que se vuelve prohibitivo en términos de atenuación total para una fibra óptica.
La DT14 de ejemplo también ilustra la realización de la Figura 2, comprendiendo en otras palabras una tercera porción de revestimiento interior deprimido complementaria añadida entre la segunda porción, es decir, el surco deprimido, y el revestimiento óptico exterior de sílice. La fibra tiene un núcleo central con un diámetro de 6,01 |jm, conduciendo a un diámetro de modo de 12,2 jm, más que 1 jm mayor que los ejemplos anteriores de la misma realización.
La DT15 de ejemplo ilustra la misma realización que la de la DT14 de ejemplo, pero con un surco más cercano al núcleo central, conduciendo a una longitud de onda de corte del cable de 1260 nm, aproximadamente 200 nm menor que la de los ejemplos anteriores de esta realización.
La DT16 de ejemplo ilustra una realización de acuerdo con la invención, en la que la primera porción de revestimiento interior deprimido comprende porciones complementarias con diferentes índices de refracción.
En los ejemplos de fibra de la invención proporcionados anteriormente, el radio del revestimiento interior deprimido es menor que el radio del revestimiento interior deprimido de una fibra de la técnica anterior. En efecto, fibras de la técnica anterior tienen un radio de revestimiento interior deprimido que es habitualmente mayor que 40 jm, mientras que en el caso de las fibras de acuerdo con la invención, el revestimiento interior deprimido tiene un radio de menor que 40 jm, o aun incluso menor que 38 jm, e incluso menor que 36 jm. En consecuencia, los costes de fabricación de una fibra de acuerdo con la invención se reducen en comparación con los de una fibra de la técnica anterior. La reducción en el radio de revestimiento interior deprimido se obtiene gracias a las características del surco deprimido analizado anteriormente, mientras se mantienen las pérdidas por fugas por debajo de 0,01 dB/km y la longitud de onda de corte del cable menor que 1530 nm.
Las características de la fibra pueden hacer posible también obtener una reducción en el radio de revestimiento interior deprimido sin modificación de la dispersión cromática, la pendiente de dispersión y el diámetro de modo. La invención también proporciona un sistema óptico que incluye al menos una porción de fibra de acuerdo con la invención.
Claims (10)
1. Una fibra óptica que comprende un núcleo óptico rodeado por un revestimiento óptico exterior, comprendiendo dicho núcleo óptico desde el centro a la periferia un núcleo central y un revestimiento interior deprimido,
- teniendo dicho núcleo central un radio r-i, y una diferencia de índice de refracción Ani con respecto al revestimiento óptico exterior, en la que el radio ri del núcleo central está comprendido entre 3,8 y 7 |jm, - comprendiendo dicho revestimiento interior deprimido al menos una primera y una segunda porción,
- dicha primera porción es adyacente al núcleo central y tiene un radio r2 , y una diferencia de índice de refracción An2 con respecto al revestimiento óptico exterior que es negativa, en la que la relación r2/ri está comprendida entre 1,5 y 3,5, la diferencia de índice de refracción Ani-An2 entre el núcleo central y la primera porción del revestimiento interior deprimido está comprendida entre 3,9x10-3 y 6,2x10'3, y la diferencia de índice de refracción An2 está comprendida entre -7*10'3 y -2*10'3,
- dicha segunda porción es adyacente a la primera porción y tiene un radio r3, siendo r3 no mayor que 19,94 jm y una diferencia de índice de refracción An3 con respecto al revestimiento óptico exterior que es negativa, en la que la diferencia de índice de refracción An3 es más negativa que la diferencia de índice de refracción An2 y está comprendida entre -16*10'3 y -7*10'3,
en la que el revestimiento interior deprimido comprende una tercera porción ubicada entre la segunda porción y el revestimiento óptico exterior, teniendo dicha tercera porción un radio r4 y una diferencia de índice de refracción An4 con respecto al revestimiento óptico exterior
en la que la diferencia de índice de refracción An4 es menos negativa que la diferencia de índice de refracción An3 de la segunda porción,
en la que el radio exterior del revestimiento interior deprimido, que corresponde al radio r4 de la tercera porción, está entre 28 y 40 jm,
en la que las pérdidas por fugas de modo LP01 a una longitud de onda de 1550 nm son menores que 0,01 dB/km, y en la que la longitud de onda de corte del cable es menor que 1530 nm.
2. La fibra de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el radio exterior del revestimiento interior deprimido es menor que 36 jm.
3. La fibra de acuerdo con una cualquiera de la reivindicación 1 o 2, en la que la atenuación total a una longitud de onda de 1550 nm es menor que 0,19 dB/km, preferentemente menor que 0,18 dB/km.
4. La fibra de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en la que el área de la segunda porción del revestimiento interior deprimido se define por (An2-An3)*(r32-r22), y está comprendida entre 0,8 y 3,6 jm 2
5. La fibra de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en la que el revestimiento interior deprimido comprende al menos una porción adicional ubicada entre el núcleo central y la primera porción del revestimiento interior deprimido, teniendo dicha al menos una porción adicional una diferencia de índice de refracción con respecto al revestimiento óptico exterior que se encuentra entre An1 y An3.
6. La fibra de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en la que el diámetro de campo de modo, MFD, a una longitud de onda de 1550 nm está comprendido entre 9,5 jm y 14 jm.
7. La fibra de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en la que la dispersión cromática a una longitud de onda de 1550 nm está comprendida entre 14 y 24 ps/nm.km, preferentemente menor que 22 ps/nm.km, más preferentemente menor que 20 ps/nm.km.
8. La fibra de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en la que la pendiente de la dispersión cromática a una longitud de onda de 1550 nm está comprendida entre 0 ps/nm2.km y 0,070 ps/nm2.km.
9. La fibra de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-8, en la que el núcleo central está fabricado de sílice pura o sílice dopada con germanio con una concentración de germanio menor que el 3 % en peso.
10. Un sistema de transmisión óptica que comprende al menos una porción de fibra óptica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-9.
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