KR100622615B1 - Optical fiber having low non-linearity for wdm transmission - Google Patents
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Abstract
광 전송 섬유는 상기 광 전송 섬유의 내부 코어에서 증가된 굴절률 면적을 갖는 굴절률 분포, 상기 내부 코어의 굴절률을 초과하는 굴절률로 상기 내부 코어로부터 반경방향의 외부로 위치한 환형 영역 및 상기 내부 코어와 환형 범위 사이의 단면 영역에서 적어도 낮은 도판트 성분 영역을 갖는다. 낮은 손실 클래드 층은 상기 코어 영역을 둘러싼다. 분할된 코어 분포를 갖는 광 전송 섬유는 높은 실효 단면적, 낮은 비-선형 계수, 비제로 분산 및 비교적 평탄한 평면 분산 기울기를 제공한다.The optical transmission fiber has a refractive index distribution having an increased refractive index area in the inner core of the optical transmission fiber, an annular region located radially outward from the inner core with an index of refraction exceeding the index of refraction of the inner core, and an annular range with the inner core. It has at least a low dopant component region in the cross-sectional area in between. A low loss clad layer surrounds the core region. Light transmission fibers with divided core distributions provide high effective cross-sectional areas, low non-linear coefficients, nonzero dispersion, and relatively flat planar dispersion slopes.
Description
도 1은 본 발명에 따른 전송 섬유의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a transmission fiber according to the present invention.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 도 1 섬유의 단면도의 굴절률 분포 그래프이다.2 is a graph of refractive index distribution of a cross-sectional view of the fiber of FIG. 1 according to a first embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 대한 분산 대 내부 코어 반경의 컴퓨터 시뮬레이션 그래프이다.3 is a computer simulation graph of variance versus inner core radius for a first embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 대한 내부 코어의 굴절률 분포 면적 대 실효 단면적의 컴퓨터 시뮬레이션 그래프다.4 is a computer simulation graph of the refractive index distribution area versus the effective cross-sectional area of the inner core for the first embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예의 내부 피크 면적 대 비-선형 계수의 컴퓨터 시뮬레이션 그래프다.Figure 5 shows the internal peak area vs. non-linear coefficient of the first embodiment of the present invention. A computer simulation graph of.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 있어서 제 2 유리층에 대한 굴절률 분포 대 실효 단면적의 컴퓨터 시뮬레이션 그래프다.6 is a computer simulation graph of refractive index distribution versus effective cross-sectional area for a second glass layer in a first embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 있어서, 광섬유 반경 대 전기장의 컴퓨터 시뮬레이션 그래프다.7 is a computer simulated graph of optical fiber radius versus electric field in a first embodiment of the present invention.
도 8a는 본 발명의 제 1 실시예에 있어서, 실효 단면적 대 비-선형 계수의 컴퓨터 시뮬레이션 그래프다.8A is a computer simulation graph of effective cross-sectional area versus non-linear coefficients in a first embodiment of the present invention.
도 8b는 종래의 이중 형상의 분산 시프트형 광섬유에 대한 비-선형 계수 대 실효단면적의 컴퓨터 시뮬레이션이다.8B is a computer simulation of non-linear coefficients versus effective cross-sectional area for a conventional dual shaped distributed shift optical fiber.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예와 동일한 도 1에 도시된 섬유의 단면도의 굴절률 분포 그래프다.9 is a graph of refractive index distribution of a cross-sectional view of the fiber shown in FIG. 1 which is the same as the second embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 제 3 실시예와 동일한 도 1에 도시된 섬유의 단면도의 굴절률 분포 그래프다.10 is a graph of refractive index distribution of a cross-sectional view of the fiber shown in FIG. 1 which is the same as the third embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명의 제 4 실시예와 동일한 도 1내의 섬유의 굴절률 분포도다.11 is a refractive index distribution diagram of the fibers in FIG. 1 which are the same as in the fourth embodiment of the present invention.
도 12는 본 발명의 제 4 실시예에 따르는 섬유에 대한 파장 대 전 분산 그래프다.12 is a graph of wavelength versus total dispersion for a fiber according to a fourth embodiment of the present invention.
도 13은 본 발명의 제 5실시예와 동일한 도 1내의 섬유의 굴절률 분포도다.FIG. 13 is a refractive index distribution diagram of the fiber in FIG. 1 which is the same as the fifth embodiment of the present invention. FIG.
본 발명은 일반적으로 비-선형 효과(non-linear effect)를 감소시키는 향상된 특징을 갖는 광 전송 섬유에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 최대 굴절률차가 외부 코어 영역에 위치한 두 개의 굴절률 피크(peak)로 된 파장-분할-다중방식(이하 WDM으로 칭함, wavelength-division-multiplexing)에 사용되는 광섬유에 관한것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention generally relates to light transmission fibers having improved characteristics that reduce non-linear effects, and more particularly, where the maximum refractive index difference consists of two refractive index peaks located in the outer core region. The present invention relates to optical fibers used in wavelength-division-multiplexing (hereinafter referred to as WDM).
광통신 시스템에 있어서, 비-선형 광 효과는 특정 상황에서 표준 전송 광섬유를 따르는 전송의 품질을 저하시키는 것으로 알려져 있다. 4개의 파형 혼합(four-wave mixing; FWM), 자기-위상 변조(self-phase modulation; SPM), 교차-위상 변조(cross-phase modulation; XOM), 변조의 불안정성(modulation instability; MI), 유도 브릴로인 산란(stimulated brillouin scattering; SBS) 그리고 유도 라만 산란(stimulated Raman scattering; SRS)을 포함하는 상기 비-선형 효과는 고출력시스템에서 왜곡을 발생한다.In optical communication systems, non-linear light effects are known to degrade the quality of transmission along standard transmission optical fibers in certain situations. Four-wave mixing (FWM), self-phase modulation (SPM), cross-phase modulation (XOM), modulation instability (MI), induction The non-linear effects, including stimulated brillouin scattering (SBS) and stimulated Raman scattering (SRS), produce distortion in high power systems.
광섬유내의 펄스 전파를 따라 행하는 비-선형 효과의 강도는 비-선형 계수및 파워 P의 곱과 관련이 있다. 아이이이이 저널 오브 퀀텀 일렉트로닉스 QE-23, NO. 5,1987에 기재된 와이 코다마 등에 의한 논문 "단일모드 유전체 가이드에서의 비-선형 펄스 전파"("Nonlinear pulse propagation in a monomode dielectric guide" Y. Kodama et al., IEEE Journal of Quantum Electronics, vol. QE-23, No. 5, 1987)내에서 주어진 것처럼 비-선형 계수의 정의는 다음과 같다.The intensity of the non-linear effect along the pulse propagation in the optical fiber is a non-linear coefficient And power P. IEI Journal of Quantum Electronics QE-23, NO. "Nonlinear pulse propagation in a monomode dielectric guide" by Y. Kodama et al., Y. Kodama et al., IEEE Journal of Quantum Electronics, vol. QE. -23, No. 5, 1987) as a non-linear coefficient The definition of is as follows.
상기 r은 섬유의 방사상 좌표이고, neff 는 실효 모드 굴절률이며, λ는 신호 파장이고, n(r)은 굴절률 방사상 분포이고, n2(r)는 비-선형 지수 방사상 분포이고, F(r)는 기본 모드 방사상 분포다. Where r is the radial coordinate of the fiber, n eff is the effective mode refractive index, λ is the signal wavelength, n (r) is the refractive index radial distribution, n 2 (r) is the non-linear exponential radial distribution, and F (r ) Is the basic mode radial distribution.
출원인은 상기 수식(1)이 순수 실리카(pure silica)에 대한 굴절률을 올리는데(또는 내리는데) 사용되는 섬유 도판트(dopant)의 다양한 농도에 의한 비-선형 지수 계수 n2의 방사상 의존도를 고려에 넣은 것이라는 것을 확인했다. Applicants have taken into account the radial dependence of the non-linear index coefficient n 2 by various concentrations of the fiber dopant used by Equation (1) to raise (or lower) the refractive index for pure silica. Confirmed.
만일 비-선형 지수 계수 n2의 방사상 의존도를 무시하면, 계수에 대한 일반적으로 사용되는 수식을 얻을 수 있다.If you ignore the radial dependence of the non-linear exponent coefficient n 2 , the coefficient You can get commonly used formulas for.
여기서, 하기와 같은 소위 실효 코어 면적 즉, 요약하면 실효 단면적을 도입했다.Here, the following so-called effective core areas, i.e., the effective cross-sectional area, were introduced.
상기 정의식(1)과 대조적으로, 상반되는 근사식(2)은 동일한 실효 코어 영역 Aeff값을 갖지만 다른 값을 갖는 굴절률 방사상 특성간을 식별하지 못했다. 1/Aeff가 종종 전송 섬유내의 비-선형 효과의 강도의 측정치로서 사용되는 반면에, 상기 수식(1)으로 정의되는 바와 같이 는 상기 효과의 강도의 보다 정확한 측정치를 제공한다.In contrast to the definition (1) above, the opposite approximation (2) has the same effective core area A eff but different It was not possible to distinguish between refractive index radial properties with values. While 1 / A eff is often used as a measure of the strength of the non-linear effect in the transmission fiber, as defined by Equation (1) above Provides a more accurate measure of the strength of the effect.
또한 그룹(group) 속도 분산은 장거리에 걸쳐서 광 신호의 전송 품질을 제한한다. 그룹 속도 분산은 장거리에 걸쳐서 전송동안의 광 펄스를 넓히고 확장된 광 펄스는 상기 펄스에 할당된 시간 슬롯 외부의 광 에너지의 분산을 끌어낼 수 있다. 광 펄스의 분산은 전송 시스템내의 재생기 사이의 간격을 줄임으로써 약간은 피할 수 있으나 상기 시도는 비용이 많이 들어 중계기가 없는(repeaterless) 광 증폭의 장점을 살리는 것이 어렵다.Group velocity dispersion also limits the transmission quality of optical signals over long distances. Group velocity dispersion widens the optical pulse during transmission over long distances, and the extended optical pulse can derive the dispersion of optical energy outside the time slot assigned to the pulse. Dispersion of light pulses can be slightly avoided by reducing the spacing between regenerators in the transmission system, but this approach is expensive and difficult to take advantage of repeaterless optical amplification.
상호작용하는 분산의 한가지 방법은 격자(grating) 또는 분산 보상 섬유 같은 적당한 분산 보상 시스템을 통신 시스템에 부가하는 것이다.One method of interactive dispersion is to add a suitable dispersion compensation system, such as a grating or dispersion compensation fiber, to the communication system.
또한, 분산을 보상하기 위한 광 통신내의 한가지 경향은 자기-위상 변조의 비-선형 현상으로 그룹 속도 분산의 효과를 균형시킴으로써 장거리에 걸쳐 펄스 폭을 유지시키는 특정 형태 RZ(제로복귀, return to zero) 변조 신호인 솔리톤 펄스를 사용하는 것에 있다. 단일 모드 광섬유내의 솔리톤 전파를 지배하는 기본 수식은 다음과 같다.In addition, one trend in optical communications to compensate for dispersion is a non-linear phenomenon of self-phase modulation with a specific form of return to zero (RZ) that maintains pulse width over long distances by balancing the effects of group velocity dispersion. It is to use the soliton pulse which is a modulation signal. The basic equation governing soliton propagation in single mode fiber is as follows.
P0은 솔리톤 펄스의 피크 파워이고, T0은 펄스의 지속기간이며, D는 전체 분산, λ은 솔리톤 신호의 중심 파장 그리고 은 이전에 언급한 광섬유 비-선형 계수이다. 상기 수식(4)의 만족은 펄스가 전파하는 동안 솔리톤 상태에 유지되기 위해 필요하다.P 0 is the peak power of the soliton pulse, T 0 is the duration of the pulse, D is the total variance, λ is the center wavelength of the soliton signal, Is the previously mentioned optical fiber non-linear coefficient. Satisfaction of Equation (4) is necessary to remain in the soliton state during pulse propagation.
상기 수식(4)과 동일한 솔리톤의 전송에 발생 가능한 문제점은 종래의 광 전송 섬유가 손실이 많고 이것이 솔리톤 펄스의 피크 파워 P0를 광 증폭기간의 광섬유의 전장에 따라서 지수적으로 감소시키는 것이다. 이와 같은 감소를 보상하기 위해서는, 솔리톤 펄스의 피크 파워 P0를, 그의 발사점에서 전송선에 따른 파워의 실질적인 감소를 보상하는데 충분한 값으로 설정할 수 있다. 에프. 엠 낙스 등의 논문 WeC 3.2, 3쪽, 101-104, ECOC 1996 오슬로(노르웨이)(F.M. Knox et al., paper WeC. 3.2, page 3. 101-104, ECOC'96, Oslo(Norway))에 개시된 것과 같은 또 다른 시도는 광섬유 브레그 격자도 또한 사용될 수 있지만, 분산 보상 섬유를 사용하여 펄스의 피크 파워가 솔리톤 전파 조건하에 있는 전송선의 전장에 걸쳐서 펄스에 의해 누적된 분산을 보상하는 것이다.The problem that can occur in the transmission of the same soliton as in Equation (4) is that the conventional optical transmission fiber is lossy and this exponentially reduces the peak power P 0 of the soliton pulse according to the total length of the optical fiber between the optical amplifiers. To compensate for this reduction, the peak power P 0 of the soliton pulse can be set to a value sufficient to compensate for the substantial reduction in power along the transmission line at its firing point. F. M. Nax et al., WeC 3.2, p. 3, 101-104, ECOC 1996 Oslo (Norway) (FM Knox et al., Paper WeC. 3.2,
비-제로복귀(non-return-to-zero NRZ)의 광 증폭 WDM 시스템과, 비 증폭 시스템과 같은 전송 시스템 내에서 사용하기 위해서는 이미 설명한 바와 같이 비-선형 효과를 피하거나 제한하기 위해 낮은 비-선형 계수를 가진 광섬유가 선호된다. 게다가, 낮은 비-선형 계수를 가진 광섬유는 동일한 레벨(level)에서 비-선형 효과를 유지하면서 발사 파워의 증가를 가능하게 한다. 증가한 발사 파워는, 또한 증폭기 간격을 증가시킴으로써, 수신기에 있어서의 더 나은 S/N 비율(보다 낮은 BER), 그래서 (또는) 보다 긴 전송 거리에 도달할 수 있는 가능성을 의미한다. 따라서, 출원인은 낮은 비-선형 계수의 값을 갖는 광섬유의 필요를 제안하였다.Non-return-to-zero NRZ optically amplified WDM systems, and low non-linear effects to avoid or limit non-linear effects as previously described for use in transmission systems such as non-amplified systems. Optical fibers with linear modulus are preferred. In addition, optical fibers with low non-linear coefficients enable an increase in firing power while maintaining a non-linear effect at the same level. Increased firing power also means the possibility of reaching a better S / N ratio (lower BER), and / or longer transmission distance in the receiver by increasing the amplifier spacing. Therefore, Applicant has a low non-linear coefficient A need for an optical fiber having a value of is proposed.
또한, 솔리톤 시스템경우에는, 증폭기의 간격을 증가시키기 위해, 더욱 강력한 증폭기를 사용한 펄스에 대한 발사 파워를 증가시킬 수 있다. 그러나 이러한 경우에, 상기 수식(4)은 만일 반사 파워가 증가되고, 솔리톤 펄스 간격이 일정하게 유지되면, 비 Dλ2/도 이에 따라 증가해야한다는 것을 의미한다. 그러므로, 비-선형 계수의 보다 낮은 값은 솔리톤 전송 시스템에서 라인 증폭기 사이의 증가한 거리를 제공하기 위해 요구된다.In addition, in the soliton system, the firing power for pulses using more powerful amplifiers can be increased to increase the spacing of the amplifiers. However, in this case, the equation (4) shows that if the reflected power is increased and the soliton pulse interval is kept constant, the ratio Dλ 2 / It also means that it should increase accordingly. Therefore, non-linear coefficients Lower values of are required to provide increased distance between line amplifiers in soliton transmission systems.
다음과 같은 특허와 공보는 분할 코어 또는 이중-클래드(double-cladding) 굴절률 특성과 큰 실효 단면적을 가지는 광섬유를 사용하는 광 전송 섬유의 설계에 대하여 기재하고 있다. 예를 들면, 미국 특허(5,579,428)는 광 집중형 또는 광분포형 증폭기를 사용한 WDM 솔리톤 원격 통신시스템에 사용하기 위해 고안된 단일-모드 광섬유를 개시하고 있다. 기 선택된 파장 범위에 걸쳐서, 개시된 광섬유에 대한 전 분산은 WDM 솔리톤 전파를 위한 자기-위상 변조를 균형시키는데 충분히 높은 양성 값의 기선택된 범위내에 있게 된다. 또한, 분산 기울기는 WDM 솔리톤사이의 충돌을 막으며 시간 시프트와 스펙트럼 시프트를 줄일 수 있는 충분히 낮은 값으로 기설정된 범위에 있게 된다. 상기 특허(5,579,428)에 제안된 광섬유는 광섬유의 코어내에 최대 굴절률 영역을 가진 분할 코어이다.The following patents and publications describe the design of optical transmission fibers using optical fibers having split core or double-cladding refractive index characteristics and large effective cross-sectional areas. For example, U.S. Patent (5,579,428) discloses single-mode fiber designed for use in WDM soliton telecommunication systems using optically focused or optically distributed amplifiers. Over the preselected wavelength range, the full dispersion for the disclosed optical fiber is within a preselected range of positive values high enough to balance the self-phase modulation for WDM soliton propagation. In addition, the dispersion slope is in a predetermined range at a sufficiently low value to prevent collisions between WDM solitons and to reduce time shifts and spectral shifts. The optical fiber proposed in the patent (5,579,428) is a split core having a maximum refractive index area in the core of the optical fiber.
미국 특허(4,715,679)는 낮은 분산과 낮은 손실 도파관을 만들기 위한 저하된 굴절률의 분할 코어를 갖는 광섬유가 개시되어 있다. 상기 특허(4,715,679)는 외부 코어 환형 영역 내부지만 광섬유의 내부 코어의 외부인 환형 영역에서 최대 굴절률 범위를 갖는 이상적인 분포를 포함한 복수의 굴절률 분포를 개시하고 있다. U. S. Patent 4,715, 679 discloses an optical fiber having a split core of degraded refractive index for making low dispersion and low loss waveguides. The patent 4,715, 679 discloses a plurality of refractive index distributions including an ideal distribution having a maximum refractive index range in an annular region that is inside the outer core annular region but outside of the inner core of the optical fiber.
미국 특허(4,877,304)는 클래드의 굴절률보다 더 큰 최대 굴절률을 가진 코어의 특성을 가진 광섬유를 개시하고 있다. 미국 특허(4,889,404)는 광섬유를 포함한 비대칭의 양방향 광 통신시스템을 개시하고 있다. 또한, 상기 특허(4,877,304)와 상기 특허(4,889,404)는 아마 증가된 굴절률의 외부 환형 영역을 가진 이상적인 굴절률 분포를 설명하고 있지만 상기 분포에 상응하는 실예와 상기 분포를 갖는 광섬유의 비-선형 특징에 대하여서는 아무런 언급이 없다.U. S. Patent 4,877, 304 discloses an optical fiber having the properties of a core having a maximum refractive index greater than the refractive index of the clad. U.S. Patent 4,889,404 discloses an asymmetric bidirectional optical communication system including optical fibers. Further, although the patents 4,877,304 and 4,889,404 describe an ideal refractive index distribution with perhaps an outer annular region of increased refractive index, an example corresponding to the distribution and the non-linear characteristics of the optical fiber having the distribution are given. There is no mention.
미국 특허(5,684,909), 유럽 특허(789,255) 그리고 유럽 특허(724,171)는 분할된 굴절률 코어 특성으로 만들어진 넓은 실효 단면적을 가진 단일 모드 광섬유를 개시하고 있다. 상기 특허와 출원서는 장거리에서 높은 비트 레이트(bit rate)의 광 시스템에 사용되는 넓은 실효 단면적을 가진 광섬유를 얻기 위한 컴퓨터 시뮬레이션을 개시하고 있다. 상기 특허(5,684,909)는 양의 굴절률을 가진 2개의 인접하지 않은 세그먼트와 음의 굴절률을 가진 2개의 인접하지 않는 세그먼트을 가진 광섬유에 대하여 설명하고 있으며, 분할 코어 특성으로부터 분산 기울기가 실제로 0인 광섬유를 얻기 위함이다. 상기 유럽 특허(789,255)에 개시된 광섬유는 분할된 코어를 가진 굴절률에 의해 얻어지는 극히 큰 실효 단면적을 가지지만 음의 굴절률차를 가진 적어도 두 개의 인접하지 않는 세그먼트를 가진다. 상기 유럽 특허(724,171)는 광섬유의 중심에 존재하는 최대 굴절률을 가진 광섬유를 개시하고 있다.U.S. Patents 5,684,909, European Patents 789,255, and European Patents 724,171 disclose single mode optical fibers having a large effective cross-sectional area made of divided refractive index core properties. The patent and application disclose computer simulations for obtaining optical fibers with large effective cross-sectional areas for use in high bit rate optical systems over long distances. The patent (5,684,909) describes an optical fiber having two nonadjacent segments with positive refractive indices and two nonadjacent segments with negative refractive indices. For sake. The optical fiber disclosed in the European patents 789, 255 has at least two non-adjacent segments with an extremely large effective cross sectional area obtained by the refractive index with divided cores but with a negative refractive index difference. The European patents 724,171 disclose an optical fiber having a maximum refractive index present at the center of the optical fiber.
미국 특허(5,555,340)는 분산 보상을 얻기 위한 분할 코어를 가지는 광섬유를 보상하는 분산을 개시하고 있다. 상기 특허(5,555,340)는 광섬유의 내부 코어보다 높은 굴절률을 가진 클레딩을 둘러싼 수지 층의 굴절률 분포를 개시하고 있다. 그러나, 상기 수지는 광섬유 구조에서 낮은-손실 광 전도 층과 같은 작용을 하지 않는다.U. S. Patent 5,555, 340 discloses dispersion to compensate for an optical fiber having split cores to obtain dispersion compensation. The patent 5,555,340 discloses a refractive index distribution of a resin layer surrounding a cladding having a higher refractive index than the inner core of an optical fiber. However, the resin does not act as a low-loss light conducting layer in the optical fiber structure.
출원인은 광섬유 단면에 있어서의 굴절률 수정 도판트의 분포가 광섬유의 비-선형 특징에 대하여 큰 영향을 가지고 있다라는 것을 주목했다. 출원인은 비-선형 지수 n2가 순수 실리카로 인해 상수항을 가지며 또 굴절률 수성 도판트의 농도에 비례하는 반경 방향 변동항을 가진 비-선형 계수 에 기여하는 것을 확인하였다. 굴절률을 증가하거나(예, GeO2) 감소하기(예, 불소)위해 순수 실리카 유리에 첨가되는 도판트는 모두 순수 실리카의 비-선형 값 이상으로 유리의 비-선형을 증가시키는 경향이 있다. 출원인은 공지의 큰 실효 단면적의 광섬유가 실효 단면적의 전체적인 증가를 달성할 수 있지만, 광의 필드가 상대적으로 높은 강도를 가지는 광섬유 단면적 내의 도판트의 영향으로 의 최적 감소하는데는 실패한다는 것을 발견했다.Applicants noted that the distribution of refractive index modifying dopants in the optical fiber cross section has a large influence on the non-linear characteristics of the optical fiber. Applicants note that the non-linear coefficient n 2 has a constant term due to pure silica and a non-linear coefficient with a radial variation term proportional to the concentration of the refractive index aqueous dopant. It was confirmed to contribute to. Dopants added to pure silica glass to increase (eg GeO 2 ) or decrease (eg fluorine) refractive index all tend to increase the non-linearity of the glass above the non-linear value of the pure silica. Applicants note that although known optical fibers of large effective cross-sectional area can achieve an overall increase in the effective cross-sectional area, due to the influence of dopants in the optical fiber cross-sectional area where the field of light has a relatively high intensity Found that it failed to optimally decrease.
게다가, 출원인은 굴절률-수정-도판트는 특히 증가되는 산란 손실 때문에 광섬유 손실을 증가시키는 경향을 가지는 것에 주목했다. 전술에 따라, 출원인은 낮은 비-선형 계수 과 제한된 손실(limited loss)을 가지는 광섬유을 개발하는 작업을 제안하였다.In addition, Applicants noted that refractive index-modified-dopants have a tendency to increase fiber loss, especially because of increased scattering losses. In accordance with the above, Applicants have a low non-linear coefficient We have proposed the work of developing optical fiber with limited loss.
출원인은 광 필드 강도가 보다 높은 비교적 낮은 도판트 농도와 광 필드 강도가 보다 낮은 비교적 높은 도판트 농도를 가지는 광섬유를 개발했다.Applicants have developed an optical fiber having a relatively low dopant concentration of higher light field intensity and a relatively high dopant concentration of lower light field intensity.
출원인은 광섬유의 중심 단면적 영역에서 제 1 피크를 가지며, 제 1 피크보다 높은 제 2 피크를 가진 외부 링과, 그리고 두 피크사이의 단면적 영역내의 낮은-도판트-성분 영역과를 가진 굴절률 분포를 선택함으로써 광섬유에 있어서의 낮은 비-선형 계수 를 달성할 수 있음을 발견했다. 상기 광섬유에서 내부 코어 영역 외부의 광 필드 강도가 증가된다. 비교적 높은 광 필드 강도와 조합된 낮은-도판트 성분 영역의 존재는 광섬유 손실에 대한 제한된 영향과 함께 비-선형 계수의 실질적인 감소를 달성할 수 있다.Applicant selects a refractive index distribution having a first peak in the central cross-sectional area of the optical fiber, an outer ring having a second peak higher than the first peak, and a low-dopant-component region within the cross-sectional area between the two peaks. Low non-linear coefficients in optical fibers Found that it can achieve. In the optical fiber the light field intensity outside the inner core region is increased. The presence of low-dopant component regions in combination with relatively high light field intensities can achieve a substantial reduction in non-linear coefficients with a limited effect on fiber loss.
한가지 견지에서, 본 발명에 따른 낮은 비-선형 계수 와 높은 실효 단면적 영역을 가진 광 전송 섬유는 코어 영역과 코어 영역을 둘러싼 낮은 손실 클레딩을 구비한다. 코어 영역은 제 1 최대 굴절률차 Δn1, 분포α, 반경 r1을 가진 유리 내부 코어와; Δn1보다 작은 실질적으로 일정한 굴절률차 Δn2를 가진 내부 코어를 반경방향으로 둘러싸고 외부 반경이 r2인 제 1 유리층과; 제 1 층을 반경방향으로 둘러싸고 Δn1보다 큰 제 2 최대 굴절률차 Δn3을 가진 밑면의 폭이 W인 제 2 유리층을 구비한다. 여기서 은 미리 선정된 동작 파장 범위에 걸쳐서 약 W-1km-1보다 작다. 제 1 유리층의 굴절률차 Δn2는 상기 최대 굴절률차 Δn3 보다 절대치에 있어서 10% 작다. 더욱 바람직하게는 Δn2는 Δn3보다 절대치에 있어서, 5% 작다. 바람직하게 Δn2는 제 1 유리층 전체에 있어서 실질적으로 일정하다. In one aspect, the low non-linear coefficient according to the present invention The optical transmission fiber having a high effective cross-sectional area has a core region and a low loss cladding surrounding the core region. The core region includes a glass inner core having a first maximum refractive
바람직하게 제 2 유리층의 피크는 굴절률 Δn3은 내부 코어에 대한 피크 굴절률 Δn1을 5%이상으로 넘는다.Preferably, the peak of the second glass layer has a refractive index Δn3 of more than 5% of the peak refractive index Δn1 for the inner core.
제 2 견지에서, 본 발명에 따른 광 전송 시스템에서의 사용을 위한 높은 실효 면적과 약 2W-1km-1보다 작은 비-선형 계수를 가진 광 전송 섬유는, 코어 영역과 코어 영역을 둘러싼 낮은 손실 클레딩을 가진다. 코어 영역은 최대 굴절률 차가 Δn1과, 분포율 α, 그리고 반경 r1을 가지는 유리 내부 코어와 내부 코어를 반경방향으로 둘러싸고 Δn1보다 작은 굴절률차 Δn2를 가지고 외부 반경이 r2인 제 1 유리층; 그리고 Δn1보다 큰 제 2 최대 굴절률차Δn3과 폭이 w인 제 1 층을 둘러싼 제 2 유리층을 구비한다. 상기 제 1 유리층은 낮은-도판트-성분 영역을 구비한다. In a second aspect, the high effective area for use in the optical transmission system according to the invention and the non-linear coefficient less than about 2 W −1 km −1 The optical transmission fiber having a has a low loss cladding surrounding the core region and the core region. The core region includes: a first glass layer having a maximum refractive
또 다른 견지에서, 본 발명에 따른 동일한 광 전송 시스템은 광 신호를 출력하는 광 트랜스미터와 상기 신호를 전송하기 위한 광 전송 라인을 구비한다. 광 전송 라인은 광섬유의 중심 단면 지역내의 제 1 굴절률 피크와 제 1 피크보다 높은 제 2 굴절률 피크값을 가지는 외부 링과 두 피크사이에 낮은-도판트 성분 영역을 가지는 광 전송 섬유를 구비한다. In another aspect, the same light transmission system according to the invention comprises an optical transmitter for outputting an optical signal and an optical transmission line for transmitting the signal. The light transmission line includes an outer ring having a first index of refraction and a second index of refraction higher than the first peak in the central cross-sectional area of the optical fiber and a light transmission fiber having a low-dopant component region between the two peaks.
바람직하게, 상기 낮은-도판트-성분 영역은, 광섬유의 피크 굴절률 차, 즉 외부 링의 굴절률차의 약 15% 이거나 이하를 가진다.Preferably, the low-dopant-component region has about 15% or less of the peak refractive index difference of the optical fiber, that is, the refractive index difference of the outer ring.
바람직한 실시예에서, 광 전송 시스템은 각각 특정 파장을 가지는 복수의 광 신호를 출력하기 위한 복수의 광 트랜스미터와, 파장 분할 다중화된 광통신 신호를 형성하기 위해 광 신호를 결합하고 상기 광 전송 라인에 결합된 신호를 출력하는 광 결합기를 구비한다. In a preferred embodiment, an optical transmission system comprises a plurality of optical transmitters for outputting a plurality of optical signals each having a specific wavelength, the optical signals being combined and coupled to the optical transmission lines to form a wavelength division multiplexed optical communication signal. And an optical coupler for outputting a signal.
바람직하게, 상기 광 전송 섬유는 50km보다 더 긴 길이를 가진다.Preferably, the light transmitting fiber has a length longer than 50 km.
바람직하게, 상기 광 전송 라인은 적어도 하나의 증폭기를 구비한다.Advantageously, said optical transmission line comprises at least one amplifier.
또다른 견지에서, 광섬유 전송에서 비-선형 효과를 조절하기 위한 본 발명에 따른 동일한 방법은 광 신호를 발생하는 단계; 비-선형 계수를 가진 실리카 광섬유에 광 신호를 커플링 하는 단계; 광섬유의 중심 단면지역에서 제 1 굴절률 피크값을 제공하기 위한 도핑단계; 제 1 피크값보다 높은 제 2 굴절률 피크값을 제공하도록 상기 광섬유의 환형 유리 링을 도핑함으로써 상기 중심 단면 영역의 외부인 광섬유 단면영역에서 광 신호와 결합되는 필드 강도를 강화하는 단계를 구비한다. 상기 방법은 광섬유 비-선형 계수를 줄이도록 기설정된 값 이하로 두 피크사이의 광섬유 단면 영역의 도판트 농도를 선택하는 단계를 위해 구비한다.In another aspect, the same method according to the invention for adjusting the non-linear effect in optical fiber transmission comprises the steps of: generating an optical signal; Coupling an optical signal to a silica optical fiber having a non-linear coefficient; A doping step for providing a first refractive index peak value in the central cross-sectional area of the optical fiber; Strengthening the field strength coupled with the optical signal in the optical fiber cross-sectional area outside of the central cross-sectional area by doping the annular glass ring of the optical fiber to provide a second refractive index peak value higher than the first peak value. The method comprises the step of selecting the dopant concentration of the fiber cross-sectional area between two peaks below a predetermined value to reduce the fiber non-linear coefficient.
상술한 일반적인 기술과 후술되는 상세한 설명은 본 발명을 설명하는 실예일 뿐이며 청구된 본 발명을 제한하기 위함이 아니라는 것을 이해해야한다. 본 발명의 실시와 같이 후술되는 기술과 본 발명의 또 다른 장점과 목적을 설명하고 나타내기 위한 것이다.It is to be understood that the foregoing general description and the following detailed description are exemplary of the invention only and are not intended to limit the invention as claimed. It is for explaining and showing the technique described below and the other advantages and objects of the present invention as practice of the present invention.
본 발명에 따라 여러가지 실시예가 인용되고, 본 발명의 실시예는 첨부도면에 도시되고, 본 발명의 설명으로부터 명백하게 될 것이다. 도면에서, 가능한 동일인용번호는 다른 도면에서 동일 또는 유사 구성요소를 나타낸다.Various embodiments are cited according to the invention, embodiments of the invention are shown in the accompanying drawings and will become apparent from the description of the invention. In the drawings, the same reference numerals represent the same or similar components in different drawings.
본 발명에 따른 광섬유는 이 광섬유의 반경 치수에서 피크 굴절률 차의 2개 영역을 포함하는 굴절률 분포를 갖고, 상기 분포에서 두 개의 피크 중 더 큰 피크는 제 1피크로부터 반경방향의 밖에 위치된다. 출원인들은 상술한 성질의 굴절률을 갖는 광섬유가 비교적 낮은 비-선형 계수 와 비교적 높은 실효 면적을 포함하는 1520㎚에서 1620㎚의 파장 작동 범위에서 광 특징을 형성할 수 있다는 사실을 발견하였다. 이러한 특성에 따라 본 발명의 광섬유는, 특히 장거리(예를 들면, 50㎞ 이상)를 갖는 광 전송 라인 및 고 전력 신호(예를 들면, 광 증폭기를 갖는 광 송수신 라인)에서 효과적으로 사용될 수 있다.The optical fiber according to the invention has a refractive index distribution comprising two regions of peak refractive index difference in the radial dimension of the optical fiber, wherein the larger of the two peaks is located radially outward from the first peak. Applicants have found that optical fibers with refractive indices of the properties described above have relatively low non-linear coefficients. It has been found that optical features can be formed in a wavelength operating range of 1520 nm to 1620 nm, which includes and relatively high effective area. According to these characteristics, the optical fiber of the present invention can be effectively used especially in optical transmission lines having a long distance (for example, 50 km or more) and high power signals (for example, optical transmission / reception lines with an optical amplifier).
또한, 출원인은 상기 굴절률 분포를 포함하는 광섬유가 비제로(nonzero) 양 분산 및 비제로 음 분산 모두를 위한, WDM 시스템에서 4개의 파형 혼합의 비-선형 효과를 최소화하기 위하여 비제로 분산 광섬유(Nonzero dispersion fiber)로써 효과적으로 작동할 수 있음을 발견하였다. 또한, 출원자는 상기 굴절률을 포함하는 광섬유가 광 전송 시스템에서 비-선형 효과를 최소화하기 위하여 분산 이동된 광섬유(Dispersion Shifted Fiber)로써 효과적으로 작동할 수 있다고 결정하였다. Applicants also note that the optical fiber comprising the refractive index distribution is designed to minimize non-linear effects of four waveform mixing in a WDM system for both nonzero positive dispersion and nonzero negative dispersion. It was found that it can work effectively as dispersion fiber. In addition, the Applicant has determined that an optical fiber comprising the refractive index can effectively operate as a Dispersion Shifted Fiber to minimize non-linear effects in a light transmission system.
도 1을 참조하면, 낮은 비-선형 계수 을 갖는 광 전송 섬유는 다른 굴절률을 가진 유리의 복수 광 전도층을 구비한다. 도 1의 광 전송 섬유(10)의 단면도에서 도시된 것처럼, 상기 광 전송 섬유의 축방향 중심은 가장 큰 굴절률차인 Δn1과 반경 r1을 갖는 내부 코어(12)이다. 당업자에게 쉽게 알려진 것처럼, 굴절률차는 유리의 주어진 층과 클래드 유리간의 굴절률차를 지칭한다. 즉, n1의 굴절률을 갖는 내부 코어(12)의 상기 굴절률차 Δn1은 n1-n클래드과 동일하다. 유리 코어(12)는 바람직하게, GeO2와 같은 순수한 SiO2의 굴절률을 증가시키는 물질로 도핑된 SiO2로 구성된다. 굴절률을 증가시키는 다른 도판트는 예를 들면, Al2O3, P2O5, TiO2, ZrO2 및 Nb2O3 등이 있다. Referring to Figure 1, a low non-linear coefficient The light transmitting fiber having the structure includes a plurality of light conducting layers of glass having different refractive indices. As shown in the cross-sectional view of the
제1유리층(14)은 내부 코어(12)를 둘러싸고, 내부 코어(12)의 반경 r1을 따른 굴절률보다 작은 상기 층의 폭 방향 굴절률로 특징 지워진다. 바람직하게, 하기에서 보다 자세히 설명될 것처럼, 제 1유리층(14)은 실제적으로 0과 동일한 굴절률차 Δn2를 갖는 순수한 SiO2로 제조된다. The
제 2유리층(16)은 광 전송 섬유(10)의 길이에 따라 제 1유리층(14)을 둘러싸고 있다. 이때, 제 2유리층(16)은 그의 폭내에 있어서 내부 코어(12)내 유리의 최대 굴절률 Δn1을 초과하는 최대 굴절률 Δn3을 갖는다. 마지막으로 저 손실 클래드층(18)은 광 전송 섬유(10)의 축에 따라 광 전파 안내를 돕는 종래 방법으로 두 번째 유리층(16)을 둘러싼다.The
클래드(18)은 실제로 0인 굴절률차를 갖는 순수 SiO2 유리를 구비할 수 있다. 만약, 클래드(18)이 굴절률-수정-도판트를 포함하면 클래드(18)는 내부 코어(12)와 제 2유리층(16)내의 최대 굴절률보다 작은 상기 클래드의 폭 방향 굴절률을 가져야 한다. Clad 18 may comprise pure SiO 2 glass with a refractive index difference that is substantially zero. If the
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 대한 광 전송 섬유(10)의 반경 방향 굴절률 분포를 나타낸다. 전체적으로 도시된 것처럼, 광 전송 섬유는 내부 코어(12)와 제 2 유리층(16)내에 각각 위치하는 두 개의 굴절률 피크(20)(22)를 갖는다. 내부 코어(12)와 제 2유리층(16) 사이에 반경방향으로 배치된 제 1유리층(14)은 상기 2개의 인접한 층(12 및 16)에 대하여 굴절률의 움푹팬 곳(dip)이 생긴다.2 shows the radial refractive index distribution of the
결과적으로, 내부 코어(12), 제 1유리층(14) 및 제 2유리층(16)의 결합은 일반적으로 코어의 단면에 있어서 최대 굴절률을 가지는 외부 층을 포함은 분할된 코어를 가지는 광섬유의 굴절률 분포를 제공한다. As a result, the combination of the
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 내부 코어(12)는 약 3.6 ㎛ 내지 4.2 ㎛ 바람직하게는, 3.9 ㎛인 반경 r1을 갖는다. 광섬유의 중심과 반경위치 3.9 ㎛ 사이에서 내부 코어(12)는 GeO2 또는, 광 전송 섬유(10)의 축 중심에서 또는 그 부근에서 피크 굴절률과 광섬유의 외부 반경에서 내부 코어에 대한 최소 굴절률을 생성하는 것과 같은 굴절률를 증가시키는 도판트를 포함한다.As shown in FIG. 2, according to the first embodiment of the invention, the
피크값에서 내부 코어(12)의 굴절률차는 약 0.0082 내지 0.0095이며, 바람직하게는 약 0.0085를 갖는다. 굴절률을 증가시키는 도판트 농도는 실제적으로 포물선 모양을 닮은 구부러진 기울기를 갖는 분포를 생성하는 방식으로 내부 코어(12)의 중심에서 3.9 ㎛의 외경까지 줄어든다. 상기 실제적으로 바람직한 포물선 모양은 1.7내지 2.0 사이, 바람직하게는 1.9의 분포율 α에 상응한다. 일반적으로 내부 코어(12)의 분포율은 α로서 다음 수학식으로 표현될 수 있다.The refractive index difference of the
당업자에게 쉽게 알려진 것처럼, 상기 분포율 α는 코어의 원형 또는 곡률을 가리키고 여기에서 α = 1은 유리 코어에 대한 삼각형 모양을 나타내고, α = 2는 포물선을 나타낸다. α값이 2 보다 크거나 또는 6에 근접함에 따라, 상기 굴절률 분포는 계단상의 굴절률 분포에 거의 가까워진다. 또한, 정확한 계단상 분포는 무한한 α로써 설명되지만, 약 4 내지 6의 α는 실제적인 목적을 위한 계단상 분포이다. 상기 분포율 α는 만약 상기 섬유가 OVD 또는 MCVD 방법에 의해 생성된다면 뒤집힌 원뿔 모양과 같이 굴절률 저하를 생기게 한다. As is readily known to those skilled in the art, the distribution rate α indicates the roundness or curvature of the core, where α = 1 represents a triangular shape for the glass core and α = 2 represents a parabola. As the value of α is larger than 2 or close to 6, the refractive index distribution becomes almost close to the stepped refractive index distribution. In addition, while the correct stepped distribution is described as infinite α, α of about 4 to 6 is a stepped distribution for practical purposes. The distribution rate α causes a decrease in refractive index, such as an inverted cone shape, if the fiber is produced by OVD or MCVD methods.
제 1유리층(14)은 Δn1보다 작은 24로 표시되는 굴절률차 Δn2를 가진다. 도 2에서 도시된 것처럼, 이러한 제 1유리층(14)의 바람직한 굴절률차 Δn2는 약 0의 상수 값을 가지며, 이 값은 순수한 SiO2 유리층에 상응하는 값이다. 그러나, 제1유리층(14)의 도판트 성분이 낮다면, 제 1유리층(14)의 굴절률차 Δn2가 굴절률을 변화시키는 도판트들의 존재로 인해, 0과는 다르다. 굴절률차가 제 1유리층(14)을 가로질러 변화한다고 생각된다. 어떤 경우에도, 내부 코어(12)로부터 또는 제2유리층(16)으로부터 굴절률을 변화시키는 도판트들이 광섬유 제조동안 제1유리층(14)으로 확산할 수 있다. The
출원인은 제 1 유리층(14)내의 비교적 높은 필드와 조합된 상술된 장점(예, 섬유의 낮은 손실과 낮은 비-선형)을 얻기위하여는, 제 1 유리층(14)에 저-도판트 성분이 절대값으로 광섬유 피크 굴절률차, 예를 들면 제 2 유리층(16)의 굴절률차의 약 15% 또는 바람직하게는 15%이하에 상응하는 제 1 유리층(14)에 굴절률차 Δn2를 초래하는 도판트 성분이라고 단정했다. 당업자라면 결과의 광섬유가 비-선형 및 또는 손실 특징이 당업자가 만들고자하는 예를 들면, 광 전송 라인의 길이, 증폭기의 수 그리고 간격 및/또는 전송 신호의 전력, 갯수 그리고 파장 간격와 같은 광 시스템의 특징과 정합하도록 상기 값을 적용시킬 수 있다.Applicants have a low-dopant component in the
바람직한 실시예에 의하면, 향상된 광섬유 특성은 절대값이 제 2 유리층(16)의 굴절률차 Δn3의 10%보다 작은 굴절률차 Δn2를 야기하도록 제 1 유리층(14)내의 도판트 농도로써 달성될 수 있다. 상기 제 1 섬유 층에서의 낮은 도판트 성분은 상기 광섬유층의 비교적 높은 필드와의 조합으로 비-선형 계수와 손실에 대해 매우 제한된 영향을 준다.According to a preferred embodiment, the improved optical fiber properties can be achieved with the dopant concentration in the
또한 더욱 바람직한 광섬유 특성은 절대값이 제 2 유리층(16)의 굴절률차 Δn3의 5%보다 낮은 굴절률차 Δn2로 달성될 수 있다.Further preferred optical fiber characteristics can be achieved with a refractive
제 1 유리층(14)은 도 2에 도시된 것처럼, 약 9.0㎛과 12.0㎛사이 또는 바람직하게는 9.2㎛인 외부 반경 r2를 갖는다. 그 결과, 본 발명의 제 1 실시예에 대하여 제 1 유리층(14)은 약 4.8㎛에서 약 8.4㎛의 폭을 갖는다.The
내부 코어(12)와 같이, 제 2 유리층(16)은, 유리층의 폭을 Ge02 및/또는 다른 알려진 도판트로 도핑 함으로써 증감되는 그의 굴절률차를 갖는다. 제 2 유리층(16)은 도 2내의 22와 같이 도시된 것처럼, 유리 코어(12)의 최대 굴절률차 Δn1과 제 1 유리층(14)의 굴절률차 Δn2를 초과하는 최대 굴절률차 Δn3에서 최고점에 달하는 그의 외부 반경의 실질적인 포물선 분포를 갖는다. 또는 포물선과 다른, 예를 들면, 둥근형이거나 계단형과 같은 굴절률 분포는 제 2 유리 층(16)으로 고려된다.Like the
바람직하게 제2 유리층 (16)의 굴절률 Δn3은 굴절률 피크에서 내부 코어(12)에 대한 굴절 피크율 Δn1을 5% 이상 초과한다. 제2 유리층(16)의 굴절률Δn3은 굴절률 피크에서 약 0.009 내지 0.012 이고, 바람직하게는 약 0.0115이다. 제 2유리층(16)은 약 0.6μm 내지 1.0μm, 바람직하게는 약 0.9μm인 폭 w를 갖는다.Preferably, the
광 전송 섬유(10)의 클래드(18)은 실제적으로 0과 동일한 굴절률차를 갖는 굴절률 분포(26)를 가진다. 언급된 것처럼, 바람직하게 클래드(26)은 순수 SiO2 유리이지만, 내부 코어(12)와 제2유리층(16)의 최대 굴절률(20 및 22) 이상으로 굴절률을 상승시키지 않는 도판트를 포함할 수 있다. The
출원인은 도 2의 굴절률 분포를 갖는 광 전송 섬유(10)가 WDM 전송에서 사용하기 위한 여러 가지 바람직한 광 특징을 갖는다는 것을 알아내었다. 바람직하게, 광 전송 섬유(10)는 1530nm 내지 1565nm의 파장 범위 상에서 작동하는 전송 시스템에서 사용되고 상기 전송 시스템에서 광섬유는 상기 작동 파장 범위에 걸쳐서 5내지 10ps/nm/km의 전체 분산을 제공한다. 보다 구체적으로, 광 전송 섬유(10)는 상기 파장 범위에서 다음과 같은 광 특징을 나타내고, 괄호 안에는 가장 바람직한 실시예의 특징을 나타낸다.Applicants have found that the
분산= 5-10 ps/nm/km(5.65 ps/nm/km@1550nm)
분산 기울기(dispersion slope)@1550nm≤0.06ps/nm2/km(0.056ps/nm2/km)
마크로벤딩 감쇄 계수(macrobending attenuation coefficient)@1550nm<1dB/km
실효 단면적(effective area)>45㎛2
<2W-1km-1(1.4W-1km-1@1550nm)
λcutoff<1480nm(ITU.T G.650에 따른 광섬유 차단 파장(fiber cutoff wavelength))Dispersion = 5-10 ps / nm / km (5.65 ps / nm / km @ 1550nm)
Dispersion slope (dispersion slope) @ 1550nm≤0.06ps /
Macro Bending Attenuation Coefficient @ 1550nm <1dB / km
Effective area> 45 μm 2
<2W -1 km -1 (1.4W -1 km -1 @ 1550nm)
λ cutoff <1480 nm (fiber cutoff wavelength according to ITU.T G.650)
이득 광 특징은 솔리톤 및 비-솔리톤 유형 양쪽 모두의 WDM 시스템용 광 전송 섬유에 대한 바람직한 품질을 만족시킨다.The gain light feature satisfies the desired quality for optical transmission fibers for WDM systems of both soliton and non-soliton types.
언급한 것처럼, 상기 비-선형 계수 는 비-선형 효과에 광 전송 섬유의 자화율(susceptibility)의 표시를 제공한다. 2 W-1km-1 보다 작은 을 가진 광 전송 섬유(10)는 그렇지 않으면 자기-위상 변조, 교차-위상 변조 및 그와 유사한 것으로부터 심각한 문제점을 일으킬 수 있는 고 전력 광 송수신 시스템에 있어서 호의적인 응답을 나타낸다. 마찬가지로, 광 전송 섬유(10)는 작동 범위 1530nm 내지 1565nm에 걸쳐서 횡단하는 비제로 분산 값을 포함하고, 상기 분산 값은 바람직하지 않은 4개의 파형 혼합을 막는 것을 돕는다. 또한, 작동 파장 범위에 걸쳐서 전체 분산의 비교적 작은 기울기는 광 전송 섬유(10)가 WDM 시스템에서의 반송 파장들 사이에 비교적 작은 차의 분산을 제공할 수 있도록 한다.As mentioned, the non-linear coefficient Provides an indication of the susceptibility of the light transmission fiber to the non-linear effect. Less than 2 W -1 km -1 The
도 3 내지 도 6은 광 전송 섬유(10)의 물리적 및 광학적 특징들 사이의 관계를 자세하게 도시한다. 상기 도면들은 6개의 파라미터 즉, 내부 코어(12)의 반경 r1, 내부 코어(12)의 최대 굴절률 Δn1, 내부 코어(12)의 분포 모양 α, 제1유리층(14)의 외부 반경 r2, 제2유리층(16)의 폭 w 및 제 2 유리층(16)의 최대 굴절률 Δn3을 고려할 때 다양한 물리적 및 광학적 관계에 대한 광 전송 섬유(10)에 대해서 컴퓨터 시뮬레이션 한 결과를 나타낸다. 도 3 내지 도 6의 각 그래프로 나타내지는 시뮬레이션에서, 상기 6개의 파라미터들은 이들 6개의 파라미터가 실질적으로 먼저 설명한 6개의 파라미터의 범위 즉, 3.6 내지 4.2μm의 r1, 0.0082 내지 0.0095μm의 Δn1, 1.7 내지 2.0의 α, 9.0 내지 12.0μm의 r2, 0.6 내지 1.0μm의 w 및 0.009 내지 0.012의 Δn3을 대략 랜덤하게 변화되었다. 각 점은 다른 세트의 6개의 파라미터를 나타낸다. 상기 시뮬레이션은 단지 Δn1<Δn3 을 가지는 파라미터조를 고려했다. 따라서, 모든 점들은 내부 피크보다 높은 외부 굴절률 피크를 갖는 섬유와 상응한다. 3 to 6 show in detail the relationship between the physical and optical characteristics of the
도3 내지 도 6의 시뮬레이션 결과에서 보여지는 것처럼, 낮은 비-선형인자를 갖는 광섬유를 얻기 위해서, 내부 코어(12)에 대한 굴절률 분포의 영역은 낮추어져야한다. 증가된 굴절률을 갖는 외부 링, 특히, 제2 유리층(16)은 광 전송 섬유(10)에 대한 높은 실효 단면적과 낮은 비-선형 계수를 얻는 것을 돕기 위해 부설된다. 특히, 출원인은 증가된 굴절률을 갖는 제 2유리층의 부설은 낮은 도판트 성분을 갖는 영역에 있어서 광섬유의 단면에서의 전계 분포를 높여 광섬유의 중심에서 도판트 성분을 낮추기 때문에, 상기 비-선형 계수 는 낮아지게 됨을 발견하였다. As shown in the simulation results of FIGS. 3 to 6, in order to obtain an optical fiber having a low non-linear factor, the region of the refractive index distribution for the
또한, 출원인은 증가된 굴절률을 갖는 제 2유리층의 부설은 전 광섬유 분산에 낮게 영향을 끼친다는 것과 상기 광섬유 분산은 내부 코어(12) 굴절률 분포의 반경 치수(radial dimension) r1에 의하여 실질적으로 결정된다는 것을 발견하였다. Applicants also note that the laying of the second glass layer with increased refractive index has a low effect on the total optical fiber dispersion and that the optical fiber dispersion is substantially determined by the radial dimension r1 of the refractive index distribution of the
도3은 광 전송 섬유(10)의 반경 r1과 분산 사이의 관계를 도시한다. r1의 값은 주어진 파장 λ에서 단일모드거동(monomodal behavior)을 얻기 위해 3λ보다 더 작은 것이 바람직하다. 주어진 분산 범위에 대하여, 굴절률 분포에 대한 반경 칫수 r1의 적당한 범위가 정해질 수 있다. 3 shows the relationship between the radius r1 and the dispersion of the
비-선형 효과를 막고, 보다 큰 전력을 가능하기 위하려는 광 전송 섬유(10)의 실효 단면적은 비교적 높게, 바람직하게, 45μm2를 초과해서 유지되어야한다. 비-선형 계수는 다음과 같은 두 가지 방법 즉, 상기 내부 코어에 대한 굴절률 분포의 면적(즉, 도2의 피크(20)와 좌표축 사이의 영역 면적)(도4 내지 도 5 참조)을 감소시키거나 제 2외부 피크(도 6)의 굴절률을 증가시키는 방법으로 낮추어질 수 있다. The effective cross-sectional area of the
명료하기 위하여, 상기 시뮬레이션에서 반경 치수 r1은 일정하게 유지되었고, 그래서 상기 도에서 분산이 실질적으로 결정된다. 내부 코어에 대한 상기 굴절률 분포의 면적을 감소시키기 위하여, 주어진 반경 치수 r1에 대한 굴절률차 Δn1을 감소시키는 것이 유효하다. 상기 굴절률 Δn1이 낮추어짐에 따라 실효 단면적이 증가함은 도4에서 보여지는 것처럼, 내부 코어(12)에서 전기장의 가둠이 보다 약해지기 때문에 일어난다. For the sake of clarity, the radial dimension r1 has remained constant in the simulation, so in this figure the variance is substantially determined. In order to reduce the area of the refractive index distribution for the inner core, it is effective to reduce the refractive index difference Δn1 for a given radial dimension r1. As the refractive index Δn1 is lowered, the effective cross sectional area increases because the confinement of the electric field in the
내부 코어에 대한 굴절률 분포 영역의 감소는 상기 광섬유에 대한 증가된 실효 단면적을 이끌어 내기 때문에, 영역의 감소도 또한 도 5에서 도시된 것처럼, 보다 작은 비-선형 계수 를 생기게 한다. 그러므로, 보다 작은 비-선형 계수 를 갖는 상기 광 전송 섬유(10)는 증가된 전력을 취급할 수 있고 및/또는 비-선형 효과를 감소시킬 수 있다. Since the reduction of the refractive index distribution area for the inner core leads to an increased effective cross sectional area for the optical fiber, the reduction of the area is also smaller non-linear coefficient, as shown in FIG. To produce. Therefore, smaller non-linear coefficients The
또한, 출원인은 상기 내부 코어로부터 반경방향의 외부방향에 위치한 보다 높은 굴절률을 갖는 측면 영역(lateral area)의 부가는 비교적 큰 실효 단면적과 그러므로 낮은 비-선형 계수 를 얻는 것을 도울 것이라는 것을 인식했다.Applicants further note that the addition of a lateral area with a higher refractive index located radially outward from the inner core results in a relatively large effective cross-sectional area and therefore a low non-linear coefficient. Recognized it would help to get it.
상기 측면 피크 굴절률 구역(lateral peak refractive index zone)의 부가는 전기장 분포를 보다 크게 하는 것을 돕지만, 실제적으로 분산에는 영향을 미치지는 않는다. 제 2 유리층(16)의 반경 방향 위치, 그것의 폭 및 그것의 피크 굴절률 모두는 광섬유의 전체 실효 단면적에 영향을 미친다. 예를 들면, 도 6은 실효 단면적과 제 2 유리층(16)에 대한 피크 굴절률차를 비교한 컴퓨터 시뮬레이션의 결과를 나타내고, 여기에서 다른 광섬유 파라미터들은 명확하게 하기 위하여 일정하게 유지된다. 도 6에서 증명되는 것처럼, 외부 링(16)에 대한 증가하는 굴절률차는 광 전송 섬유(10)에 대한 증가하는 실효 단면적을 생성한다. The addition of the lateral peak refractive index zone helps to make the electric field distribution larger, but does not actually affect the dispersion. The radial position of the
도 7은 외부 링(16)의 부가로 인한 광 전송 섬유(10)의 단면부내에서 전기장의 확대를 도시한다. 도 7에서, 참조부호(20 및 22)는 각각 내부 코어 및 외부 링을 나타나는 반면에, 참조부호(23)는 상기 광섬유 반경에 걸쳐서 전기장 분포를 나타낸다. 상기 외부 피크의 존재는 상기 광섬유에서 전기장 분포를 확장한다. 7 shows the enlargement of the electric field in the cross-section of the
또한, 출원인은 도 2의 분포처럼, 상기 코어의 외부 링에서 최대 굴절률 영역을 갖는 광섬유는 낮은 Aeff 의 적, 즉, 동일한 실효 단면적을 갖는 다른 광섬유와 비교하여 보다 작은 를 나타내는 것을 확인했다. 예를 들면, 도 8a는 제1 실시예에 따른 광 전송 섬유(10)에 대한 실효 단면적과 사이의 시뮬레이트된 관계를 도시한다. 대조적으로, 도 8b는 종래 이중-형태의 분산-시프트형 광섬유에 대한 과 실효 단면적 사이의 시뮬레이트된 관계를 도시하고, 상기 광섬유는 보다 덜 바람직한(즉, 보다 높은) Aeff·적을 나타낸다. Applicants also note that, as shown in the distribution of FIG. 2, an optical fiber having a maximum refractive index region in the outer ring of the core has a low A eff. Is less than that of other optical fibers with the same effective cross-sectional area It confirmed that it represents. For example, FIG. 8A shows an effective cross-sectional area for the
요약해서, 광 전송 섬유(10)는 비제로 분산 및 비교적 낮은 비-선형 계수를 갖는 광 WDM 신호를 전송하기 위한 일의적인 굴절률 분포를 가진 광 도파관을 제공한다. 이러한 특징은 광 전송 섬유(10)가 4개의 파형 혼합으로 인한 신호 기능저하를 최소화하는 것 및(또는) 보다 높은 전력의 사용을 가능하게 한다.In summary, the
도 9는 도 1의 광 전송 섬유(10)에 대한 본 발명의 제 2실시예를 도시한다. 상기 제 2실시예에서, 내부 코어(12)는 약 2.3μm 내지 3.6μm이며, 바람직하게는, 약 2.77μm인 반경 r1을 갖는다. 섬유의 중심과 2.77μm 방경 위치 사이에서 내부 코어(12)는 광 전송 섬유(10)의 축 중심에서 또는 그 부근에서 피크 굴절률을 생기게 하고 또 그 외부 반경에 있어서 내부 코어에 대하여 최소치를 생기게 하는 GeO2 등과 같은 하나 이상의 굴절률 증가 도판트를 포함한다. 상기 피크값에서 제2 실시예에서의 내부 코어(12)에 대한 굴절률 Δn1은 약 0.010 내지 약 0.012이고 바람직하게는 약 0.0113이다. 제 1실시예에서처럼, 상기 코어(12)에서 굴절률-수정 도판트의 농도는 약 1.4 내지 약 3.0 바람직하게는 약 2.42의 분포율 α를 갖는 분포를 생성하도록 중심에서 외부 반경 약 2.77μm까지 감소한다. 제 2실시예에서, 제 1유리층(14)은 (24)로 도핑 되지 않은 실리카 유리로 인해 약 0인 실질적으로 일정한 굴절률차 Δn2를 갖는다. 상기 굴절률차는 . 그러나, 도 2의 제 1실시예를 참조하여 전에 설명된 것처럼, 낮은 도판트 농도는 제 1유리층(14)에서 존재할 수 있다. 상기 제 1유리층(14)은 약 4.4μm와 6.1μm 사이 또는 보다 바람직하게는 5.26μm과 같은 외부 반경 r2로 확장한다. 그 결과, 제 1유리층(14)은 본 발명의 제 2실시예에 대하여 약 0.8μm에서 약 3.8μm으로 또는 바람직하게는, 약 2.49μm의 확장 폭을 갖는다. FIG. 9 shows a second embodiment of the present invention for the
제 1실시예처럼, 상기 제 2실시예는 내부 코어(12)와 같이, CEO2 또는 다른 공지의 굴절률 증가 도판트로 유리층의 폭을 도핑함으로써 증가된 굴절률차를 갖는, 제 2유리층(16) 및/또는 다른 잘 알려진 굴절률 증가 도판트를 포함한다. 제 2유리층(16)은 그것의 반경에 걸쳐서 도 9의 (22)로써 표시된 최대 굴절률차 Δn3에서 최고점에 이르는 실질적으로 포물선 분포를 갖는다. 또한, 포물선이외의 예를 들면, 둥근 형이거나 계단형과 같은 굴절률 분포가 제 2유리층(16)에 대해서도 고려된다. Like the first embodiment, the second embodiment has a
바람직하게, 제 2유리층(16)의 굴절률 Δn3은 이 굴절률의 피크에서 내부 코어(12)에 대한 피크 굴절률 Δn1을 5% 이상 초과한다. 제 2유리층(16)의 굴절률 Δn3은 이 굴절률의 피크에서 약 0.012 내지 0.014 또는 바람직하게는 약 0.0122이다. Preferably, the refractive index Δn3 of the
제 2유리층(16)은 약 1.00μm내지 약 1.26μm, 바람직하게는 약 1.24μm과 동일한 폭 w를 갖는다. The
바람직하게, 광 전송 섬유(10)는 상기 섬유가 비제로 양의 분산 특성을 제공하는 파장 범위 1530nm 내지 1565nm에 걸쳐서 작동하는 전송 시스템에서 사용된다. 비제로 분산 섬유는 ITU-T 추천사항(Recommendation) G.655에 설명된다.Preferably, the
도9의 제 2실시예에 따라 구성된 광 전송 섬유(10)는 다음과 같은 바람직한 광특성을 나타낸다(다른 표시가 없으면, 수치들은 1550nm의 값에 대해 나타난다):The
@ 1530nm에서의 색 분산 ≥ 0.5ps/nm/kmColor dispersion at 1530 nm ≥ 0.5 ps / nm / km
0.07 ps/nm2/km ≤ 분산 기울기≤ 0.11ps/nm2/km 0.07 ps / nm 2 / km ≤ dispersion slope≤ 0.11ps / nm 2 / km
45μm2≤Aeff≤100μm2 45μm 2 ≤A eff ≤100μm 2
1W-1km-1≤≤2W-1km-1 1W -1 km -1 ≤ ≤2W -1 km -1
마이크로벤딩 감쇄 계수≤0.01 dB/kmMicrobending Attenuation Coefficient≤0.01 dB / km
(30mm의 굽은 반경으로 100번 회전하여 느슨하게 감겨진 섬유)(A loosely wound fiber with 100 turns at a bent radius of 30 mm)
마크로벤딩 감도≤10(dB/km)/(g/mm)Macro Bending Sensitivity≤10 (dB / km) / (g / mm)
λcutoff≤1600nm(ITU.T G.650에 따른 섬유 차단 파장)λ cutoff ≤ 1600 nm (fiber cut wavelength according to ITU.T G.650)
상기 광 특성을 갖는 광 전송 섬유(10)의 제 2실시예는 솔리톤과 비-솔리톤 WDM 시스템 모두의 전송을 위해 수용 가능한 조건을 제공한다. The second embodiment of the
도 10은 광 전송 섬유(10)에 대한 본 발명의 제3 실시예의 굴절률 분포를 도시하고, 상기 광 전송 섬유의 단면부는 도 1에서 도시된다. 제 1 및 제 2실시예와 같이 제 3실시예는 광 전송 섬유의 단면부에서 보다 작은 굴절률차 Δn2를 갖는 유리의 제1층 및 최대 굴절률차 Δn3을 갖는 유리의 제2층과 함께 높은 굴절률차 Δn1 및 분포 형태 α를 갖는 내부 코어를 포함한다.FIG. 10 shows the refractive index distribution of the third embodiment of the present invention for the
다음은 도 10에서 도시된 것처럼 본 발명의 제 3실시예에 따른 광 전송 섬유(10)에 대한 바람직한 물리적 파라미터를 나타낸다.The following shows the preferred physical parameters for the
내부 코어 반경 r1 = 2.387μmInner core radius r1 = 2.387μm
내부 코어 굴절률차 Δn1 = 0.0120Inner core refractive index difference Δn1 = 0.0120
제 1층 반경 r2 = 5.355μm1st layer radius r2 = 5.355μm
제 1층 굴절률차 Δn2 = 0.0First layer refractive index difference Δn2 = 0.0
제 2층 폭 w = 1.129μm2nd layer width w = 1.129μm
제 2층 굴절률차 Δn3 = 0.0129.Second layer refractive index difference Δn3 = 0.0129.
물론, 상기 최적 구조의 값으로부터의 편차는 상기 값들의 일반적인 발명 특징에 영향을 미치지 않는다. 본 발명의 제 3실시예에 따른 광 전송 섬유(10)는 유익하게 다음과 같은 최적의 광 특성을 얻는다(파장 1550nm에서).Of course, the deviation from the value of the optimal structure does not affect the general inventive feature of these values. The
분산 = 3.4ps/nm/kmDispersion = 3.4ps / nm / km
분산 기울기 = 0.11ps/nm2/kmDispersion slope = 0.11 ps / nm 2 / km
모드 필드 직경 = 9.95μmMode Field Diameter = 9.95 μm
실효 단면적 = 90μm2 Effective cross section = 90 μm 2
= 1.00W-1km-1 = 1.00 W -1 km -1
상기 기입된 광 특성을 갖는 광 전송 섬유(10)에 대한 제 3실시예는 솔리톤 및 1l-솔리톤 WDM 시스템 모두에서 전송을 위해 수용 가능한 조건을 제공한다.The third embodiment of the
도 11은 비제로 양 분산의 광 특성을 발생하는 광 전송 섬유(10)에 대한 제 4 의 굴절률 분포를 도시한다. 도 11의 본 발명 광 전송 섬유의 물리적 특징은 약 3.2μm의 내부 코어(12)의 반경 r1, 약 2.9의 내부 코어(12)의 굴절률 분포 α, 참조부호(20)에서의 약 0.0088의 내부 코어(12) 최대 굴절률차 Δn1, 참조부호(24)에서의 약 0의 굴절률차 Δn2를 갖는 약 7.2μm의 제 1유리층(14)의 외부 반경, 약 0.8μm의 제 2유리층(16)의 폭 및 참조부호(22)에서의 약 0.0119의 제 2유리층 (16)의 최대 굴절률 Δn3을 포함한다. 도2의 굴절률 분포에서처럼, 비제로 양의 분산 섬유에 대한 도 11의 분포는 외부 피크가 제 2 유리층(16)에 존재하는 특징적인 다중 피크 고 굴절률을 갖고, 실질적으로 포물선형태를 갖고, 피크 최대(22)에서 내부 코어(12)내의 최대 굴절률(20)을 초과한다. 도 11의 굴절률 분포를 갖는 광 전송 섬유(10)는 1530nm내지 1565nm의 작동하는 파장대역에 걸쳐서 양의 전 광섬유 분산(positive total fiber dispersion)을 제공한다. 그러한 성능은 비교적 높은 광 전력을 갖고 그렇지 않으면 유익하지 않은 4개의 파형 혼합 결과를 일으키는 광시스템에서 바람직한 적용을 가진다. FIG. 11 shows a fourth index of refraction distribution for
도 12는 도 11의 굴절률 분포를 갖는 광 전송 섬유(10)에 대한 시뮬레이팅된 전 분산대 파장의 관계를 나타낸 것이다. 상기 도에서 보여지는 것처럼, 도 11의 굴절률 분포는 약 0.76ps/km/nm 및 3.28 ps/km/nm 사이에서 연장되는 약 1530nm 내지 약 1565nm의 파장대역에 걸쳐서 분산을 만들어낸다. 특히, 도 11에서 도시된 굴절률 분포를 갖는 섬유는 1550nm에서의 다음과 같은 광학적 특성을 제공한다.:FIG. 12 illustrates the relationship of simulated total dispersion band wavelengths for the
분산 = 2.18ps/nm/kmDispersion = 2.18ps / nm / km
분산 기울기 = 0.072ps/nm2/kmDispersion slope = 0.072ps / nm 2 / km
마크로벤딩 감쇄 계수 = 0.01dB/kmMacro bending attenuation factor = 0.01 dB / km
모드 필드 직경 = 9.0μmMode Field Diameter = 9.0μm
실효 단면적 = 62μm2 Effective cross section = 62 μm 2
= 1.8W-1km-1 = 1.8 W -1 km -1
상기 모든 특성들은 비제로 분산 섬유에 대한 ITU-T G.655 추천사항에 의하여 기재된 범위내에 해당한다.All of these properties fall within the range described by the ITU-T G.655 recommendation for non-zero dispersed fibers.
도 13은 비교적 낮은 비-선형 계수를 갖는 비제로 음의 분산의 광특성을 발생하는 광 전송 섬유(10)에 대한 제 5의 굴절률 분포를 도시한다. 도 13의 본 발명 광섬유의 물리적인 특성은 약 2.4μm 내지 3.2 μm 바람직하게, 약 2.6μm의 내부 코어(12) 반경 r1, 약 1.8 내지 3.0 바람직하게는, 약 2.48의 내부 코어(12) 굴절률 분포 α, 참조부호(20)에서의 약 0.0106 내지 0.0120 바람직하게는 약 0.0116의 내부 코어(12)에 대한 최대 굴절률차 Δn1, 참조부호(24)에서의 바람직하게 약 0의 굴절률 Δn2를 갖는 약 5.3μm 내지 6.3μm 바람직하게는 약 5.9μm의 제 1유리층(14)의 외부 반경, 약 1.00μm 내지 1.08μm 바람직하게는 약 1.08μm의 제 2유리층 (16)의 폭 및 참조부호(22)에서의 약 0.0120 내지 0.0132 바람직하게는 약 0.0129의 제 2유리층(16)의 최대 굴절률 Δn3을 포함한다. 예전에 설명된 것처럼, 낮은 도판트 농도는 제 1유리층(14)에서 존재할 수 있다. 도 2,9,10 및 11의 굴절률 분포처럼, 비제로 음의 분산 광섬유에 대한 도 13의 굴절률 분포는 높은 굴절률의 특징적인 다수 피크들을 가지며, 외부 피크가 제 2유리층(16)에 존재하는 경우에 실제적으로 포물선 모양의 기울기를 가지고, 그의 최대치(22)에 있어서 내부 코어(12)내의 최대 굴절률(20)을 초과한다. 또한, 포물선이외의 굴절률 분포 예를 들면, 둥근형이거나 계단형과 같은 굴절률 분포가 제 2유리층(16)에 대하여 고려된다. 바람직하게, 제 2유리층(16)의 굴절률 Δn3은 굴절률 피크에서 내부 코어(12)에 대한 피크 굴절률 Δn1을 5% 이상 초과한다. FIG. 13 shows a fifth index of refraction distribution for
도 13의 굴절률을 갖는 도 10은 1530nm내지 1565nm의 작동 파장 대역에 걸쳐서 음의 전 섬유 분산을 생기게 한다. 그러한 성능은 비교적 높은 광 전력을 갖는, 만약 갖지 않는다면 유익하지 못한 4개의 파형 혼합 결과를 발생하는 수중 전송 시스템에 사용되는 광시스템에서 바람직한 적용을 가진다. 특히, 도 13에서 도시된 굴절률 분포를 갖는 섬유는 가장 바람직한 실시형태 특성을 괄호내에 표시하며, 1550nm에서 다음과 같은 광 특성을 제공한다.FIG. 10 with the refractive index of FIG. 13 results in negative full fiber dispersion over the operating wavelength band of 1530 nm to 1565 nm. Such performance has a desirable application in optical systems used in underwater transmission systems with relatively high optical power, which would result in four waveform mixing results which would otherwise be of no benefit. In particular, the fibers having a refractive index distribution shown in FIG. 13 represent the most preferred embodiment properties in parentheses and provide the following optical properties at 1550 nm.
분산≤ -0.5ps/nm/km(-2.46ps/nm/km)Dispersion ≤ -0.5ps / nm / km (-2.46ps / nm / km)
0.07 ps/nm2/km ≤ 분산 기울기≤ 0.12ps/nm2/km (0.11ps/nm2/km)0.07 ps / nm 2 / km ≤ dispersion slope≤ 0.12ps / nm 2 / km (0.11ps / nm 2 / km)
마이크로벤딩 감쇄 계수≤0.01 dB/km(0.0004dBm)Microbending Attenuation Coefficient≤0.01 dB / km (0.0004 dBm)
모드 필드 직경=9.1μmMode field diameter = 9.1μm
45μm2≤실효 단면적≤75μm2(68μm2)45 μm 2 ≤ effective cross section ≤ 75 μm 2 (68 μm 2 )
1.2W-1km-1≤≤2W-1km-1(1.3W-1km-1)1.2W -1 km -1 ≤ ≤2W -1 km -1 (1.3W -1 km -1 )
λcutoff≤1600nm(ITU.T G.650에 따른 섬유 차단 파장)λ cutoff ≤ 1600 nm (fiber cut wavelength according to ITU.T G.650)
비교적 낮은 비-선형 계수를 가진 분산 시프트형의 광 특징을 발생하는 광 전송 섬유(10)에 대한 제 6 굴절률 분포에 대해 설명한다. 분산 시프트형 광섬유는 ITU-T 추천사항 G.653에서 설명된다. 제 6실시예에 따른 상기 광섬유의 물리적 특징은 약 3.2μm의 내부 코어(12) 반경 r1, 약 2.8의 내부 코어(12)에 대한 굴절률 분포 α, 참조부호(20)에서의 약 0.0092의 내부 코어(12)에 대한 최대 굴절률차 Δn1, 약 0의 굴절률 Δn2를 갖는 약 7.8μm의 제 1유리층(14)의 외부 반경 약 0.8μm의 제 2유리층의 폭, 및 약 0.0118의 제 2유리층 (16)의 최대 굴절률 Δn3을 포함한다. 도 2, 9, 10, 11 및 도 13의 굴절률 분포에서처럼, 제 6실시예에 따른 분산 시프트형 광섬유에 대한 분포는 고 굴절률의 특징적인 다중 피크를 가지고, 상기 피크에서 외부 피크는 제 2유리층(16)에 존재하며, 실제적으로 포물선 형태를 가지고, 최대 피크 (22)에서, 내부 코어(12)내에 최대 굴절률(20)을 초과한다. 또는 포물선과 다른, 예를 들면, 둥근형이거나 또는 계단형과 같은 굴절률 분포도 제 2유리층(16)에 대하여서도 고려된다. 바람직하게 제 2 유리층(16)의 굴절률 Δn3은 굴절률 피크에서 내부 코어(12)에 대하여 피크 굴절률 Δn1을 5% 이상 초과한다.A sixth refractive index distribution for the
도 13의 굴절률 분포를 갖는 광 전송 섬유(10)는 1530nm 내지 1565nm의 작동 파장 대역에 걸쳐서 낮은 절대값의 전 광섬유 분산(low absolute value total fiber dispersion)을 제공한다. The
특히, 상기 섬유는 다른 표시가 없다면 1550nm로 표시되는 다음과 같은 광 특성을 생기게 한다.In particular, the fibers give rise to the following optical properties, indicated at 1550 nm unless otherwise indicated.
분산 = 0.42 ps/nm/km Dispersion = 0.42 ps / nm / km
분산 기울기(dispersion slope) = 0.066 ps/nm2/km Dispersion slope = 0.066 ps / nm 2 / km
분산 @ 1525nm = -1.07 ps/nm/kmDispersion @ 1525nm = -1.07 ps / nm / km
분산 @ 1575nm = +2.22 ps/nm/kmDispersion @ 1575nm = +2.22 ps / nm / km
마크로 벤딩 감쇄 계수= 0.6dB/kmMacro bending attenuation factor = 0.6 dB / km
모드 필드 직경 = 8.8μmMode Field Diameter = 8.8 μm
실효 단면적 = 58μm2 Effective cross section = 58 μm 2
= 1.56 W-1km-1 = 1.56 W -1 km -1
λcutoff= 1359 nm (ITU. T G.650에 따른 섬유 차단 파장)λ cutoff = 1359 nm (fiber cut wavelength according to ITU.T G.650)
본 발명의 범위와 기술사상을 벗어남 없이 당업자라면 본 발명의 시스템 및 방법에 다양한 수정과 변화를 이룰 수 있을 것이다. 예를 들면, 도면에 도시된 굴절률 분포는 바람직한 실시예의 예시가 되도록 의도되어 있다. 정확한 형상, 반경 거리 및 굴절률차는 본 발명의 범위 또는 기술사상을 벗어남 없이 본 명세서에서 개시된 것과 동일한 광섬유를 얻기 위해 당업자에 의하여 쉽게 변경될 수 있다. 1530nm와 1565nm 사이의 파장 범위에서 광섬유 작동은 소정의 실시예에 대하여 개시되었지만, 다른 파장 범위의 신호가, 특정한 파장 요구조건이 현재 또는 미래 광통신 시스템에서 발생한다면, 본 발명에 따른 광섬유에서 송수신될 수 있다. 특히, 당업자는 실리카는 낮은 감쇄 성질을 유지하는 약 1520nm 내지 약 1620nm 사이의 확장된 파장 범위에서 작동하도록 설명된 광섬유, 또는 그것의 간단한 변형의 사용에 대하여 고려될 수 있다Various modifications and changes may be made to the systems and methods of the present invention by those skilled in the art without departing from the scope and spirit of the invention. For example, the refractive index distribution shown in the figures is intended to be an illustration of the preferred embodiment. The exact shape, radial distance and refractive index differences can be easily changed by those skilled in the art to obtain the same optical fiber as disclosed herein without departing from the scope or spirit of the invention. Although optical fiber operation in the wavelength range between 1530 nm and 1565 nm has been disclosed for certain embodiments, signals of other wavelength ranges may be transmitted and received in the optical fiber according to the present invention if specific wavelength requirements arise in current or future optical communication systems. have. In particular, those skilled in the art can contemplate the use of optical fibers, or simple modifications thereof, described to operate in an extended wavelength range between about 1520 nm and about 1620 nm, while maintaining low attenuation properties.
본 발명은 첨부된 청구항 및 그것들의 동등한 범위내에서 제공된 본 발명의 변경과 수정을 포함한다. It is intended that the present invention cover the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents.
상기 내용에 포함되어 있음Included in the above
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