FR2951282A1 - Fibre optique monomode a tranchee enterree - Google Patents

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Abstract

L'invention se rapporte à une fibre optique comprenant une gaine optique extérieure, et un coeur optique. Le coeur optique comprend de l'intérieur vers la périphérie un coeur central ayant un rayon et une différence d'indice par rapport à la gaine optique extérieure ; une gaine intérieure enterrée. La gaine intérieure enterrée comporte au moins une première zone ayant un rayon et une différence d'indice par rapport à la gaine optique extérieure, la première zone étant adjacente au coeur ; une deuxième zone adjacente à la première zone constituant une tranchée enterrée ayant un rayon, et une différence d'indice par rapport à la gaine optique extérieure. La première zone de la gaine intérieure présente un indice inférieur à l'indice de la gaine extérieure, et la tranchée enterrée présente un indice inférieur à l'indice de la première zone de la gaine intérieure. Le rayon de la gaine intérieure enterrée de la fibre optique est inférieur à 40 µm, les pertes de fuite du mode LP01 à la longueur d'onde 1550 nm sont inférieures à 0,01 dB/km, et la longueur d'onde de coupure en câble est inférieure à 1530 nm.

Description

FIBRE OPTIQUE MONOMODE A TRANCHÉE ENTERRÉE
La présente invention concerne le domaine des transmissions par fibre 5 optique, et plus spécifiquement, une fibre de ligne pour des applications longue distance. Une fibre optique est classiquement composée d'un coeur central, ayant pour fonction de transmettre et éventuellement d'amplifier un signal optique, et d'une gaine, ayant pour fonction de confiner le signal optique dans le coeur. A cet effet, les 10 indices de réfraction du coeur ne et de la gaine ng sont tels que nc>ng. Pour des fibres optiques, on qualifie généralement le profil d'indice en fonction de l'allure du graphe de la fonction qui associe au rayon de la fibre l'indice de réfraction. On représente de façon classique sur les abscisses la distance r au centre de la fibre, et sur les ordonnées la différence entre l'indice de réfraction et 15 l'indice de réfraction de la gaine de la fibre. On parle ainsi de profil d'indice en "échelon", en "trapèze" ou en "triangle" pour des graphes qui présentent des formes respectives d'échelon, de trapèze ou de triangle. Ces courbes sont généralement représentatives du profil théorique ou de consigne de la fibre, les contraintes de fabrication de la fibre pouvant conduire à un profil légèrement différent. 20 II existe deux types principaux de fibres optiques, les fibres multimodes et les fibres monomodes. Dans une fibre multimode, pour une longueur d'onde donnée, plusieurs modes optiques se propagent simultanément le long de la fibre. Dans une fibre optique monomode, le signal se propage suivant un mode fondamental LPOI guidé dans le coeur de la fibre, les modes d'ordre supérieur, tel le mode LPI 1, étant 25 fortement atténués. On utilise classiquement comme fibre de ligne pour les systèmes de transmission à fibres optiques, des fibres monomodes à saut d'indice, appelées aussi fibres SMF (acronyme de l'anglais "Single Mode Fiber"). Typiquement, la fibre est fabriquée à partir de silice. Pour obtenir la différence relative d'indice entre le coeur et la gaine, il est possible d'élever l'indice 30 du coeur en le dopant avec un composé adéquat, le germanium par exemple, la gaine restant en silice. Une alternative est de conserver un coeur en silice et de diminuer
R:\30200\30233--090819-texte dépôt. doc - 13/10/2009 - 6:25 - 1/18 l'indice de la gaine en le dopant avec un composé adéquat, tel que le fluor par exemple. On obtient alors une fibre dite à coeur de silice pur ou PSCF (pour "Pure Silica Core Fibre" en anglais). Le choix entre les deux procédés peut dépendre de l'utilisation envisagée pour la fibre. Par exemple dans un environnement radioactif, le germanium se combine avec l'hydrogène présent dans l'atmosphère et entraine des défauts importants dans la fibre, ce qui augmente les pertes en transmission. Une fibre à coeur de silice et à gaine dopée est donc préférée pour une utilisation en environnement radioactif. Le choix d'un procédé de réalisation du profil d'indice dépend également des performances requises pour la fibre. Dans le cas particulier des applications de transmission longue distance nécessitant de très faibles niveaux d'atténuation, on préfère utiliser des fibres optiques à coeur de silice pur qui présentent une atténuation inférieure à 0,180 dB/km@ 1550nm. En effet, le dopant présent dans le coeur dopé d'une fibre contribue à la diffraction Rayleigh (-0,02 dB/km@1550 nm). Cependant les fibres présentant une gaine dopée sont difficiles à obtenir. Le coût de fabrication d'une fibre possédant une gaine dopée est plus élevé que celui d'une fibre possédant une gaine en silice pur. Par conséquent il est recherché de minimiser le rayon de la gaine dopée dans une fibre à coeur de silice pur. Une solution consiste à déposer une gaine dopée autour du coeur en silice pur, appelée gaine intérieure, et à utiliser de la silice standard pour une partie de la gaine appelée gaine extérieure. Cependant cette méthode est limitée, car la gaine extérieure ayant un indice de réfraction proche de celui du coeur doit être placée suffisamment loin de ce dernier. En effet la proximité de la gaine de silice entraîne une augmentation des pertes de fuite du mode de propagation fondamental LPOI. II est connu d'améliorer des paramètres optiques d'une fibre avec une tranchée enterrée comprise dans la gaine intérieure entre le coeur et la gaine extérieure. Cependant l'addition d'une tranchée enterrée entraîne la propagation de modes supplémentaires, LP 11 principalement, ce qui provoque une augmentation de la longueur d'onde de coupure en câble de la fibre. Une longueur d'onde de coupure en câble élevée (au-delà de 1550 nm) limite le caractère monomode de la fibre par rapport aux longueurs d'onde du signal optique. R:\30200\30233--090819-texte dépôt.doc - 13/10/2009 - 6.25 - 2/18 Le document US 4 852 968 décrit dans la figure 4 une fibre présentant un coeur, une première gaine intérieure, une tranchée enterrée, une seconde gaine intérieure et une gaine extérieure. Ce document cherche à améliorer certains paramètres optiques de la fibre par la présence d'une tranchée enterrée et notamment les paramètres de dispersion, de confinement et de pertes par courbures du mode fondamental. Ce document ne précise pas les caractéristiques de la gaine intérieure enterrée et de la tranchée enterrée permettant d'obtenir de faibles pertes de fuite du mode fondamental et une faible longueur d'onde de coupure. En outre les rayons du coeur relatifs à la figure 4 sont relativement faibles (entre 2,5 in-ri et 3,5 µm). Les caractéristiques de la fibre ne lui permettent donc pas d'obtenir un rayon de la gaine dopée minimisé tout en conservant de faibles pertes de fuite du mode fondamental et une faible longueur d'onde de coupure en câble (inférieure à 1550 nm). Le document US 5 044 724 décrit dans la figure 4 la possibilité d'utiliser les profils décrits dans le document cité ci-dessus (US 4 852 968) pour réaliser des structures encore plus enterrées avec des coeurs ayant des indices proches de celui de la silice. Ce document ne précise pas les caractéristiques de la gaine intérieure enterrée et de la tranchée enterrée permettant d'obtenir un rayon de la gaine dopée minimisé tout en conservant de faibles pertes de fuite du mode fondamental et de faibles longueurs d'onde de coupure.
Le document US-A-2005/0089289 décrit dans les figures 6 et 8 une fibre à coeur de silice possédant une gaine intérieure, une tranchée enterrée constituant la périphérie de la gaine intérieure enterrée, et une gaine extérieure. Si la longueur d'onde de coupure en câble est spécifiée inférieure à 1530 nm, le document ne précise pas les caractéristiques de la gaine intérieure enterrée et de la tranchée enterrée permettant d'obtenir de faibles pertes de fuite du mode fondamental. En outre, le rapport des rayons du coeur et de la gaine intérieure enterrée est très faible (entre 1.25 et 3.34) pour cette configuration où la tranchée est en périphérie de la gaine intérieure. De même, la différence d'indice de la tranchée par rapport à la gaine extérieure est assez élevée (supérieure à -7.3x 10"3). Les caractéristiques de la fibre ne lui permettent donc pas d'obtenir un rayon de la gaine dopée minimisé tout en conservant de faibles pertes de fuite du mode fondamental. R:\30200\30233--090819-texte dépôtdoc - 13/10/2009 - 625 - 3118 Le document US-A-2008/0279517 décrit une fibre possédant un coeur, une gaine intérieure, une tranchée enterrée constituant la périphérie de la gaine intérieure enterrée, et une gaine extérieure. Si la longueur d'onde de coupure en câble est inférieure à 1530 nm, aucune structure enterrée de type coeur de silice n'est mentionnée ni, par conséquent, l'impact d'une gaine intérieure enterrée et d'une tranchée enterrée sur les pertes de fuite du mode fondamental. En outre, le rayon de la tranchée située en périphérie de la gaine intérieure est assez faible (<281.tm), ce qui ne permet pas d'obtenir de faibles pertes de fuite du mode fondamental. Aucun des documents de l'art antérieur identifié ne divulgue un profil d'indice d'une fibre ayant un rayon de la gaine dopée diminué, et qui présente de faibles pertes de fuite pour le mode fondamental et une faible longueur d'onde de coupure permettant de maintenir le caractère monomode autour de 1550 nm. Il existe donc un besoin pour une fibre optique présentant une gaine dopée dont le rayon est minimisé sans pour autant augmenter les pertes de fuite du mode fondamental LPOI, et en conservant une faible longueur d'onde de coupure. A cet effet, il est proposé de réduire le rayon de la gaine dopée en ajoutant une tranchée enterrée dans la gaine intérieure. La tranchée enterrée a des caractéristiques permettant de limiter les pertes de fuite du mode de propagation LPOI qui sont drastiquement augmentés lorsqu'une gaine extérieure présentant un indice de réfraction proche de celui de la silice est rapproché du coeur. La structure et la position de la tranchée sont choisies de façon à obtenir le meilleur compromis. L'invention propose plus particulièrement une fibre optique comprenant: -une gaine optique extérieure, -et un coeur optique comprenant de l'intérieur vers la périphérie : -un coeur central ayant un rayon ri, et une différence d'indice Ani par rapport à la gaine optique extérieure ; -une gaine intérieure enterrée comportant au moins : -une première zone ayant un rayon r2 et une différence d'indice An2 par rapport à la gaine optique extérieure, la première zone étant 30 adjacente au coeur ; -une deuxième zone adjacente à la première zone constituant une tranchée enterrée ayant un rayon r3, et une différence d'indice Ana par rapport R\30200\30233--090819-texte dé9ôtdoc - 13/10/2009 - 625 - 4/18 à la gàine optique extérieure; la première zone de la gaine intérieure présentant un indice inférieur à l'indice de la gaine extérieure, et la tranchée enterrée présentant un indice inférieur à l'indice de la première zone de la gaine intérieure, dans laquelle le rayon de la gaine intérieure enterrée est inférieur à 40µm, les pertes de fuite du mode LPOI à la longueur d'onde 1550 nm sont inférieures à 0,01 dB/krn, et la longueur d'onde de coupure en câble est inférieure à 1530 nm. Selon un mode de réalisation, le rayon de la gaine intérieure enterrée est 10 inférieur à 36 µm. Selon un mode de réalisation, l'atténuation globale à la longueur d'onde 1550 nm est inférieure à 0,19 dB/km, de préférence inférieure à 0,18 dB/km. Selon un mode de réalisation, le rayon de la gaine intérieure enterrée est d'au moins 28 µm. 15 Selon un mode de réalisation, l'aire de la tranchée enterrée, définie par (An2-An3)x(r32-r22), est comprise entre 0,8 et 3,6 µm2. Selon un mode de réalisation, le rapport r2/rt est supérieur à 6. Selon un mode de réalisation, la gaine intérieure enterrée présente en outre une zone supplémentaire située entre la tranchée enterrée et la gaine optique 20 extérieure, ayant un rayon r4 et une différence d'indice An4 supérieure à la différence d'indice de la tranchée An3. Selon un mode de réalisation, le rapport r2/ri est compris entre 1,5 et 3,5. Selon un mode de réalisation, le rayon ri du coeur central est compris entre 3,8 pm et 7 pm. 25 Selon un mode de réalisation, la différence d'indice Ont-An2 entre le coeur central et la première zone de la gaine intérieure enterrée est comprise entre 3,9x 10"3 et 6,2x 10-3. Selon un mode de réalisation, la différence d'indice An3 entre la tranchée enterrée et la gaine extérieure est comprise entre -16x10-3 et -7x10"3. 30 Selon un mode de réalisation, la différence d'indice One entre la première zone de la gaine intérieure et la gaine extérieure est comprise entre -7x 10-3 et -2x 10- 3 R\30200130233--090819-texte dépôt doc - 13/10/2009 - 6.25 - 5/18 -6
Selon un mode de réalisation, la première zone de la gaine intérieure enterrée comprend des zones supplémentaires présentant des différences d'indice comprises entre Ani et Ana. Selon un mode de réalisation, le diamètre de mode à la longueur d'onde 5 1550 nm est compris entre 9,5 µm et 14 µm. Selon un mode de réalisation, la dispersion chromatique à la longueur d'onde 1550 nm est comprise entre 14 et 24 ps/nm.km. Selon un mode de réalisation, la dispersion chromatique à la longueur d'onde 1550 nm est inférieure à 22 ps/nm.km. 10 Selon un mode de réalisation, la dispersion chromatique à la longueur d'onde 1550 nm est inférieure à 20 ps/nm.km. Selon un mode de réalisation, la pente de dispersion chromatique à la longueur d'onde 1550 nm est comprise entre 0 et 0,070 ps/nm2.km. Selon un mode de réalisation, le coeur central est en silice pure. 15 Selon un mode de réalisation, le coeur central est en silice dopée au germanium avec une concentration de Ge inférieure à 3wt%. L'invention concerne également un système de transmission optique comprenant au moins une portion de fibre optique telle que décrite précédemment. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture 20 de la description qui suit de modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple, et en référence aux figures annexées, qui montrent : figure 1, un profil d'indice de la fibre selon un premier mode de réalisation de l'invention ; figure 2, un profil d'indice de la fibre selon un second mode de 25 réalisation de l'invention. La fibre selon l'invention possède une gaine optique extérieure, et un coeur optique. Le coeur optique comprend de l'intérieur vers l'extérieur un coeur central ayant un rayon, et une différence d'indice par rapport à la gaine optique extérieure, et une gaine intérieure enterrée. La gaine intérieure enterrée comporte au moins une 30 première zone ayant un rayon et une différence d'indice par rapport à la gaine optique extérieure, la première zone étant adjacente au coeur central ; et une deuxième zone adjacente à la première zone constituant une tranchée enterrée ayant R:\30200\30233--090819-texte dépôt. doc - 13/10/2009 - 6:25 - 6/18 -7-
un rayon, et une différence d'indice par rapport à la gaine optique extérieure. La première zone de la gaine intérieure présente un indice inférieur à l'indice de la gaine extérieure, et la tranchée enterrée présente un indice inférieur à l'indice de la première zone de la gaine intérieure. La fibre selon l'invention présente un rayon de la gaine intérieure enterrée inférieur à 40 µm, des pertes de fuite du mode LPOI à la longueur d'onde 1550 nm inférieures à 0,01 dB/km, et une longueur d'onde de coupure en câble inférieure à 1530 nm. Ainsi la fibre de l'invention présente un rayon de la gaine intérieure enterrée minimisé tout en maintenant de faibles pertes de fuite du mode fondamental LPOI, et une faible longueur d'onde de coupure en câble.
Des profils d'indice de fibres selon l'invention sont donnés en figures 1 et 2. Selon les figures, le coeur central a un rayon ri, et une différence d'indice Ani avec la gaine extérieure. Le rayon ri du coeur central peut-être compris entre 3,8 pm et 7 µm. Le coeur central de la fibre selon l'invention peut être en silice. En particulier le coeur central de la fibre peut-être en silice pure, c'est-à-dire sans dopants. Cependant le coeur central peut-être faiblement dopé en germanium avec une concentration en poids inférieure à 3 wt% de préférence comprise entre 1 et 3 wt% afin d'augmenter l'indice du coeur central, les caractéristiques de la fibre restant inchangées. Le dopage en germanium du coeur central peut être complété par un dopage en fluor avec une concentration en poids inférieure à 1 wt%. Le fluor est utilisé pour diminuer l'indice de réfraction du coeur central et l'ajuster à une valeur souhaitée, une diminution de l'indice de réfraction de 1 x 10-3 correspondant à une concentration en poids de fluor de 0,3wt%. La gaine intérieure est enterrée, c'est-à-dire qu'elle présente un indice inférieur à l'indice de la gaine extérieure. La diminution de l'indice de la gaine intérieure sous l'indice de la gaine extérieure peut-être obtenue par un dopage au fluor ou tout autre composé chimique adéquat. Cette gaine intérieure enterrée comprend une première zone ayant un rayon r2, et une différence d'indice An2 avec la gaine extérieure. Cette zone de la gaine intérieure enterrée est adjacente à la tranchée décrite ci-après. De préférence la différence d'indice An2 est telle que Ani-An2 est compris entre 3,9x10-3 et 6,2x103. Les valeurs de la différence d'indice Ani-An2 et du rayon ri du coeur central assurent préférentiellement que le diamètre de mode 2W02 de la fibre à la longueur d'onde R'.\30200\30233--090819-texte dépôt.doc - 13/10/2009 - 6.25 - 7/18 50 nm est compris entre 9,5 µm et 14 µm, la dispersion chromatique est comprise entre 14 ps/nm.km et 24 ps/nm.km @ 1550 nm, et la pente de dispersion chromatique est comprise entre O ps/nm2.km @ 1550 nm et 0,070 ps/nm2.km @ 1550 nm, la dispersion chromatique pouvant être inférieure à 22 ps/nm.km @ 1550 nm, voire à 20 ps/nm.km @ 1550 nm. De préférence la différence d'indice An2 entre la première zone de la gaine intérieure et la gaine extérieure peut être comprise entre - 7x 10"3 et -2x 1 0-3 La gaine intérieure enterrée comprend également une tranchée enterrée ayant un rayon r3, et une différence d'indice An3 avec la gaine extérieure. La tranchée enterrée est une deuxième zone de la gaine intérieure enterrée, et est adjacente à la première zone. Ainsi, la première zone de la gaine intérieure est entre le coeur central et la tranchée enterrée constituant la deuxième zone de la gaine intérieure. La tranchée enterrée a un indice inférieur à l'indice de la première zone de rayon r2. La différence d'indice An3 de la tranchée enterrée est comprise entre -16x 10,3 et -7x 10-3, et l'aire de la tranchée, définie par l'expression (An2-An3)x(r32-r22), est comprise entre 0,80 µm2 et 3,6 µm2. Ces valeurs permettent de rapprocher la gaine extérieure du coeur central, c'est-à-dire de diminuer le rayon de la gaine intérieure enterrée, sans dégrader les paramètres de la fibre, tels que les pertes de fuite du mode fondamental LPOI et la longueur d'onde de coupure en câble. L'aire de la tranchée doit être suffisamment élevée pour limiter les pertes de fuite du mode LPO1, et doit également être suffisamment réduite pour conserver le mode LP11 en régime de fuite et ainsi assurer une longueur d'onde de coupure en câble inférieure à 1530 nm. Il faut noter que la première zone de la gaine intérieure enterrée peut également comprendre une à plusieurs zones supplémentaires présentant des différences d'indice comprises entre Ani et An3, comme par exemple, dans les figures 1 et 2, les zones d'indice Ana et Anb, et de rayons ra et rb. Ainsi dans la fibre, le rayon de la gaine intérieure enterrée est inférieur à 40µm. Le rayon de la gaine intérieure enterrée peut être inférieur à 38µm, et peut même être inférieur à 36µm. Ce rayon correspond au rayon extérieur de la gaine intérieure, à savoir, incluant au moins la première zone et la tranchée enterrée. La gaine intérieure enterrée présente un rayon minimisé, tout en maintenant les pertes de fuite du mode LPOI sous la valeur de 0,01 dB/km. Cependant les pertes de fuite du R-.\30200\30233--090819-texte dépôt doc - 13,10/2009 - 6.25 - 8/18 mode LP11 restent suffisamment élevées pour obtenir une longueur d'onde de coupure en câble % co inférieure à 1530 nm. Le rayon de la gaine intérieure enterrée est d'au moins 281.tm, afin de conserver les valeurs de pertes de fuite sur le mode LPOI.
La fibre présente des valeurs de pertes de fuite sur le mode LPOI qui permettent d'atteindre une atténuation globale à la Iongueur d'onde 1550nm inférieure à 0,19dB/Km, de préférence inférieure à 0,18dB/Km. Selon le premier mode de réalisation présenté en figure 1, la tranchée enterrée constitue la périphérie de la gaine intérieure. Selon la figure 1, le rayon de la gaine intérieure compris entre 28 et 401.tm, voir entre 28 et 38µm, et même entre 28 et 36 µm, correspond donc au rayon r3 de la tranchée enterrée. Dans ce mode de réalisation le rayon r2 de la première zone de la gaine intérieure enterrée est tel que le rapport r2/r1 est supérieur à 6. Cette valeur assure que la longueur d'onde de coupure en câble Xcc est inférieure à 1530 nm sans pour autant entraîner une augmentation des pertes de fuite sur le mode fondamental. Dans le second mode de réalisation présenté en figure 2, la tranchée enterrée ne constitue pas la périphérie de la gaine intérieure enterrée. Cette gaine intérieure enterrée comprend en outre une troisième zone supplémentaire située entre la tranchée enterrée et la gaine optique extérieure. Dans ce mode de réalisation, cette zone supplémentaire constitue la périphérie de la gaine intérieure. Cette zone de la gaine intérieure enterrée présente un rayon r4, et une différence d'indice Am avec la gaine extérieure supérieure à la différence d'indice Ana de la tranchée enterrée. L'indice de la troisième zone est supérieur à l'indice de la tranchée enterrée. Selon la figure 2, le rayon de la gaine intérieure compris entre 28 et 40 µm, voir entre 28 et 38 µm, et même entre 28 et 36 µm, correspond donc au rayon r4 de cette zone supplémentaire. Dans ce mode de réalisation la première zone de la gaine intérieure enterrée présente un rayon r2 tel que le rapport r2/rl est compris entre 1,5 et 3,5. Cette gamme de valeurs assure que la longueur d'onde de coupure en câble X est inférieure à 1530 nm sans pour autant entraîner une augmentation des pertes de fuite sur le mode fondamental. La présence d'une troisième zone de gaine enterrée permet plus de flexibilité dans la conception de la fibre, et permet de rapprocher la tranchée enterrée du coeur central. R: \30200\30233ù090819-texte dépôt. doc - 13/10/2009 - 6:25 - 9/18 -10
Dans un exemple de fibre selon l'invention, la fibre est constituée du coeur central, et de la gaine intérieure enterrée directement en contact avec le coeur central, la gaine intérieure enterrée étant constituée de la première zone adjacente au coeur central, et de la tranchée enterrée adjacente à la première zone.
Dans un autre exemple de fibre selon l'invention, la fibre est constituée du coeur central, et de la gaine intérieure enterrée directement en contact avec le coeur central, la gaine intérieure enterrée étant constituée de la première zone adjacente au coeur central, de la tranchée enterrée adjacente à la première zone, et de la troisième zone adjacente à la tranchée enterrée.
Les avantages de l'invention et l'importance des gammes de valeurs présentées ci-dessus seront mieux compris à l'aide des exemples de fibre décrits dans les tableaux I et II. Le tableau I présente les profils d'indice des exemples de fibre. Les exemples PSCF1, PSCF2 et PSCF3 sont des fibres à coeur central de silice pur selon l'art antérieur dont la gaine intérieure enterrée ne comprend pas de tranchée enterrée. Les exemples TES, TE6 et TE7 sont des fibres à coeur central de silice, dont la gaine intérieure enterrée comprend une tranchée enterrée (TE) qui ne respecte pas les caractéristiques de l'invention. Les exemples TE1-4, TE8-16 sont des fibres selon l'invention. R:\30200\30233--090819-texte dépôt.doc - 13/10/2009 - 6:25 - 10/18 -11-TABLEAU I Ani Lena Ani, M2 profils r1 ra re r2 r; r4 r2/rl (.10) 3 3 3 (.10")0) fin; (. 10 Arlq (. 10 (µm) (µm) (µm) (µm) (µm) (µm) @633 (.10") @633 3 3) @633 3) @633 nm @633 nm @633 nm nm nm nm P9CFI 4,53 40,72 9,0 0,0 -5,0 TE 1 4,53 28,06 33,94 6,2 0,0 -5,0 -13,0 T E 2 4,53 28,06 33,94 6,2 0,0 -5,0 -14,0 T E 3 4,53 14,06 19,94 33,94 3,1 0,0 -5,0 -13,0 -5,0 T E 4 4,53 9,53 17,67 31,68 2,1 0,0 -5,0 -13,0 -5,0 TE5 4,53 28,06 33,94 6,2 0,0 -5,0 -15,0 T E 6 4,53 25,00 33,94 5,5 0,0 -5,0 -13,0 TE7 4,53 23,53 31,68 5,2 0,0 -5,0 -13,0 FSCF2 3,98 39,80 10,0 0,0 -5,8 T E 8 3,98 27,33 33,83 6,9 0,0 -5,8 -12,0 T E 9 3,98 25,34 31,84 6,4 0,0 -5,8 -14,0 TEIO 3,98 9,23 18,00 29,85 2,3 0,0 -5,8 -14,0 -5,8 PK:F3 4,89 44,50 9,1 0,0 -4,3 TE11 4,89 30,34 35,94 6,2 0,0 -4,3 -13,0 TE12 4,53 14,06 19,94 32,94 3,1 2,5 -2,5 -10,5 -2,5 TE13 3,98 9,23 18,00 28,80 ' 2,3 2,9 -2,9 -11,1 -2,9 TE14 6,01 11,2 14,4 36 1,9 0 -4,0 -16,0 -4,0 TE15 3,85 10,6 16,4 34,0 2,75 0 -5,8 -11,8 -5 ,8 TE 16 4,73 7,9 9,79 30,4 36 6,4 0 -5,4 -2,7 -5,4 -7,7 Le tableau II qui suit présente des caractéristiques optiques pour les fibres correspondant aux profils d'indice du tableau I. Dans le tableau II, la première colonne reprend les références du tableau I. Les colonnes suivantes fournissent, pour chaque profil de fibre, les valeurs de longueur d'onde de coupure en câble kce, de pertes de fuite à la longueur d'onde de 1550 nm, de dispersion chromatique D à la longueur d'onde de 1550 nm, de pente P de la dispersion chromatique à la longueur d'onde de 1550 nm, et de diamètre de mode 2W02 à la longueur d'onde de 1550 nm.
La dernière colonne présente la valeur de l'aire de la tranchée enterrée correspondante. R130200\30233--090819-texte dépôt. doc - 13/10/2009 - 6- .25 - 1 1 / 18 -12-TABLEAU II profils Pertes de fuite D P 2W02 (An2-An3) @1550 nm @1550 nm @1550 nm @1550 nm x(r32-r22) (nm) (dB/km) (ps/nm.km) (ps/nm2.km) (pm) PSCF 1 1205 0,004 17,8 0,055 10,6 TE l 1493 0,004 17,8 0,055 10,6 2,9 TE2 1522 0,003 17,8 0,055 10,6 3,3 TE3 1489 0,004 18,2 0,058 10,5 1,6 TE4 1491 0,004 20,3 0,062 10,2 1,8 TE5 >1550 0,002 17,8 0,055 10,6 3,6 TE6 >1550 <0,001 17,8 0,055 10,6 4,2 TE7 >1550 0,003 17,8 0,055 10,6 3,6 PSCF2 1155 0,003 16,0 0,053 9,7 TE8 1407 0,003 16,0 0,053 9,7 2,5 TE9 1511 0,004 16,0 0,053 9,7 3,0 TE10 1508 0,004 18,7 0,061 9,5 2,0 PSCF3 1198 0,003 18,3 0,056 11,4 TE11 1502 0,004 18,3 0,056 11,4 3,2 TE 12 1492 0,004 18,2 0,059 10,5 1,6 TE13 1527 0,005 18,7 0,062 9,5 2,0 TE14 1500 0,007 21,4 0,064 12,2 1,0 TE15 1260 0,007 16,7 0,058 9,6 0,9 TE 16 1490 0,01 17,1 0,055 10,9 1,0 Les deux fibres selon l'invention TEl et TE2 à coeur central de silice ont un rayon de la gaine intérieure enterrée plus petit d'au moins 6,7 lm par rapport à celui d'une fibre PSCFI possédant le même profil mais sans tranchée enterrée. En comparant les fibres selon l'invention TEl et TE2, on observe qu'augmenter l'aire de la tranchée de 2,9 µm2 à 3,3 pm2 permet de réduire les pertes de fuite de 0,001dB/km tout en conservant une longueur d'onde de coupure en câble X inférieure à 1530 nm. R.\30200\30233--090819-texte dépôt.doc - 13/10/2009 - 625 - 12/18 -13-
Les fibres TES, TE6, et '1'E7 indiquent qu'augmenter l'aire de la tranchée à 3,6 µm2, et au-delà, permet de réduire davantage les pertes de fuite et le rayon de la gaine intérieure enterrée. Cependant la longueur d'onde de coupure en câble 4c devient supérieure à 1530 nm.
Les fibres TE8 et TE9 à coeur central de silice sont deux autres exemples de fibre selon l'invention. Par rapport à une fibre PSCF2 possédant le même profil mais sans tranchée enterrée, la fibre TE8 présente un rayon de la gaine intérieure enterré plus petit d'au moins 5,9 µm, et la fibre TE9 présente un rayon de la gaine intérieure enterrée plus petit d'au moins 7,9 µm.
La fibre TE1I à coeur central de silice est un autre exemple de fibre selon l'invention. Par rapport à une fibre PSCF3 possédant le même profil mais sans tranchée enterrée, la fibre TE 11 présente un rayon de la gaine intérieure enterrée plus petit d'au moins 8,5 µm. Les exemples de fibre à coeur central en silice TE3, TE4 et TE 10 illustrent un mode de réalisation dans lequel une zone supplémentaire de gaine intérieure enterrée est ajoutée entre la tranchée enterrée et la gaine extérieure en silice. Les fibres TE3, TE4 et TE10 présentent un rayon de gaine intérieure enterrée inférieur à 34 µm, une perte de fuite inférieure à 0,005 dB/km et des longueurs d'onde de coupure en câble inférieures à 1530 nm.
Les exemples TE 12 et TE 13 illustrent un autre mode de réalisation dans lequel le coeur central est faiblement dopé en Germanium. Typiquement le dopage en germanium est de 1 à 3 wt%. Les fibres TE 12 et TE 13 présentent un rayon de gaine intérieure enterrée inférieure à 33 p:m, des pertes de fuite inférieures à 0,005 dB/km @1550 nm, et des longueurs d'onde de coupure en câble inférieures à 1530 nm. Des fibres présentant des profils respectivement identiques à ceux des fibres TE12 et TE13 mais sans tranchée enterrée (non représentées dans les tableaux) ont des pertes de fuite supérieures à 0,1 dB/km @1550 nm, ce qui devient prohibitif en terme d'atténuation globale pour une fibre optique. L'exemple TE 14 illustre également le mode de réalisation présenté en figure 2, c'est-à-dire comprenant une zone supplémentaire de gaine intérieure enterrée ajoutée entre la tranchée enterrée et la gaine extérieure en silice. La fibre a un coeur R:\30200\30233--090819-texte dépôt. doc - 13/10/2009 - 6:25 - 13/18 -14-
central de 6,01µm de diamètre, conduisant à un diamètre de mode de 12,4m, supérieur de plus de 11.tm aux exemples précédent du même mode de réalisation. L'exemple TEI5 illustre le même mode de réalisation que l'exemple TEI4, mais avec une tranchée plus près du coeur central, conduisant à une longueur d'onde de coupure en câble de 1260nm, inférieure d'environ 200nm aux exemples précédents de ce mode de réalisation. L'exemple TE16 illustre le premier mode de réalisation, dans lequel la première zone de gaine enterrée comprend des zones supplémentaires d'indices différents.
Dans les exemples de fibre de l'invention présentés ci-dessus, le rayon de la gaine intérieure enterrée est inférieur au rayon de la gaine intérieure enterrée d'une fibre de l'art antérieur. En effet les fibres de l'art antérieur ont un rayon de la gaine intérieure enterrée qui est typiquement supérieur à 40 µm, alors que dans les fibres selon l'invention la gaine intérieure enterrée a un rayon inférieur à 40 µm, voir inférieur à 38 µm, et même inférieur à 36 µm. Ainsi les coûts de fabrication d'une fibre selon l'invention sont réduits par rapport à ceux d'une fibre selon l'art antérieur. La diminution du rayon de la gaine intérieure enterrée est obtenue grâce aux caractéristiques de la tranchée enterrée décrites précédemment, en conservant des pertes de fuite inférieures à 0,01 dB/km et la longueur d'onde de coupure en câble inférieure à 1530 nm. Les caractéristiques de la fibre peuvent permettre également d'obtenir une diminution du rayon de la gaine intérieure enterrée sans modification de la dispersion chromatique, de la pente de dispersion et du diamètre de mode. L'invention concerne également un système optique comprenant au moins 25 une portion de fibre selon l'invention. R.\30200\30233--090819-texte dépôt.doc -.13/10/2009 - 6:25 - 14/18

Claims (21)

  1. REVENDICATIONS1. Fibre optique comprenant: -une gaine optique extérieure, -et un coeur optique comprenant de l'intérieur vers la périphérie : -un coeur central ayant un rayon ri, et une différence d'indice Ani par rapport à la gaine optique extérieure ; -une gaine intérieure enterrée comportant au moins -une première zone ayant un rayon r2 et une différence d'indice An2 par rapport à la gaine optique extérieure, la première zone étant adjacente au coeur ; - une deuxième zone adjacente à la première zone constituant une tranchée enterrée ayant un rayon r3, et une différence d'indice Ana par rapport à la gaine optique extérieure; la première zone de la gaine intérieure présentant un indice inférieur à l'indice de la gaine extérieure, et la tranchée enterrée présentant un indice inférieur à l'indice de la première zone de la gaine intérieure, dans laquelle le rayon de la gaine intérieure enterrée est inférieur à 40 µm, les pertes de fuite du mode LPOI à la longueur d'onde 1550 nm sont inférieures à 0,01 dB/km, et la longueur d'onde de coupure en câble est inférieure à 1530 nm.
  2. 2. La fibre de la revendication I dans laquelle le rayon de la gaine intérieure enterrée est inférieur à 36 µm.
  3. 3. La fibre de la revendication 1 ou 2 dans laquelle l'atténuation globale à la longueur d'onde 1550 nm est inférieure à 0,19 dB/km, de préférence inférieure à 0,18 dB/km.
  4. 4. La fibre de l'une des revendications 1 à 3 dans laquelle le rayon de la gaine intérieure enterrée est d'au moins 28 µm. R.\30200\30233--090819-texte dépôt doc - 13/10/2009 - 625 - 15/18-16-
  5. 5. La fibre de l'une des revendications 1 à 4 dans laquelle l'aire de la tranchée enterrée, définie par (An2-An3)x(r32-r22), est comprise entre 0,8 et 3,6 1.tm2.
  6. 6. La fibre de l'une des revendications 1 à 5 dans laquelle le rapport r2/ri est supérieur à 6.
  7. 7. La fibre de l'une des revendications 1 à 5 dans laquelle la gaine intérieure enterrée présente en outre une zone supplémentaire située entre la tranchée enterrée et la gaine optique extérieure, ayant un rayon r4 et une différence d'indice An4 supérieure à la différence d'indice de la tranchée An3.
  8. 8. La fibre de la revendication 7 dans laquelle le rapport r2/ri est compris entre 1,5 et 3,5.
  9. 9. La fibre de l'une des revendications 1 à 8 dans laquelle le rayon ri du coeur central est compris entre 3,8 et 7 µm.
  10. 10. La fibre de l'une des revendications I à 9 dans laquelle la différence d'indice Ani-An2 entre le coeur central et la première zone de la gaine 15 intérieure enterrée est comprise entre 3,9x 10-3 et 6,2x 10"3.
  11. 11. La fibre de l'une des revendications 1 à 10 dans laquelle la différence d'indice An3 entre la tranchée enterrée et la gaine extérieure est comprise entre -16x 10"3 et -7x 10"3.
  12. 12. La fibre de l'une des revendications 1 à 11 dans laquelle la différence 20 d'indice An2 entre la première zone de la gaine intérieure et la gaine extérieure est comprise entre -7x 10"3 et -2x 10-3.
  13. 13. La fibre de l'une des revendications 1 à 12 dans laquelle la première zone de la gaine intérieure enterrée comprend des zones supplémentaires présentant des différences d'indice comprises entre Ani et An3. R:\30200\30233--090819-texte dépôt.doc - 13/10/2009- 625 - 16/18-17-
  14. 14. La fibre de l'une des revendications 1 à 13 dans laquelle le diamètre de mode à la longueur d'onde 1550 nm est compris entre 9,5 µm et 14 µm.
  15. 15. La fibre de l'une des revendications 1 à 14 dans laquelle la dispersion chromatique à la longueur d'onde 1550 nrn est comprise entre 14 et 24 ps/nm.km.
  16. 16. La fibre de l'une des revendications 1 à 15 dans laquelle la dispersion chromatique à la longueur d'onde 1550 nm est inférieure à 22 ps/nm.km.
  17. 17. La fibre de l'une des revendications 1 à 16 dans laquelle la dispersion chromatique à la longueur d'onde 1550 nm est inférieure à 20 ps/nm.km. 10
  18. 18. La fibre de l'une des revendications I à 17 dans laquelle la pente de dispersion chromatique à la longueur d'onde 1550 nm est comprise entre 0 et 0,070 ps/nm2.km.
  19. 19. La fibre de l'une des revendications 1 à 18 dans laquelle le coeur central est en silice pure. 15
  20. 20. La fibre de l'une des revendications 1 à 19 dans laquelle le coeur central est en silice dopée au germanium avec une concentration de Ge inférieure à 3wt%.
  21. 21. Système de transmission optique comprenant au moins une portion de fibre optique selon l'une des revendications 1 à 20. R:130200\30233--0908194ex1e dépôt.doc - 13/10/2009 - 6:25 - 17/18
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