KR102070534B1 - 고 대역폭 반곡 방지 멀티모드 광섬유 - Google Patents

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Abstract

고 대역폭 반곡 방지 멀티모드 광섬유는, 코어층 및 랩핑층을 포함한다. 코어층 굴절률 단면은 포물선 모양을 띠며, 분포 인덱스가 α이다. 코어층 반경(R1)은 23 내지 27μm이고, 코어층 중심 위치 최대 상대 굴절률 차이(Δ1max)는 0.9％ 내지 1.2％이다. 코어층은 플루오르화 게르마늄이 코도핑된 이산화 규소 유리층이고, 코어층 중심 위치는 최소 플루오린 도핑량을 구비하며, 그 플루오린 함량 질량 백분율은 CF,min이다. 코어층의 플루오린 함량 질량 백분율은 반경에 따라 변화되며, 함수에 따라 분포된다. 랩핑층은 내부에서 외부로 순차적으로 내부 랩핑층, 함몰 랩핑층 및 외부 랩핑층이다. 상기 광섬유는 대역폭 성능을 향상하는 동시에, 대역폭-파장 민감도를 감소한다. 이는 기존의 OM3/OM4 멀티모드 광섬유와 호환될 뿐만 아니라, 850nm 내지 950nm 파장 범위 내의 파장 분할 다중 기술을 지원하여, 광섬유 전송 용량이 효과적으로 향상된다. 상기 광섬유는 우월한 반곡 방지 성능을 구비하여, 접속망 및 소형 광 소자에 적용될 수 있다.

Description

고 대역폭 반곡 방지 멀티모드 광섬유
본 발명은 고 대역폭 성능을 구비하는 반곡 방지 멀티모드 광섬유에 관한 것으로서, 광 통신 기술분야에 관한 것이다.
국제 전기 기준 회의(IEC)의 광섬유 기준 제품 IEC60793-2에서 멀티모드 광섬유에 대한 서술에 따르면, A1류 광섬유는 멀티모드 광섬유이고, 또한 기하 구조의 상이함에 따라, A1류 광섬유는 또 A1a, A1b 및 A1d류로 분류된다. A1a류 광섬유는 즉 50/125μm의 그래디드 인덱스 광섬유이고, A1b류 광섬유는 즉 62.5/125μm의 그래디드 인덱스 광섬유이며, A1d류 광섬유는 즉 100/140μm의 그래디드 인덱스 광섬유이다. 여기서 A1a류 광섬유는 현재 가장 광범하게 상용되고 있는 멀티모드 광섬유 유형으로서, 대역폭 성능이 작은 것으로부터 큰것으로 순차적으로 A1a.1, A1a.2 및 A1a.3류 광섬유로 나뉘는데, 각각 ISO/IEC 기준 중의 케이블 광섬유 유형 OM2, OM3 및 OM4에 대응된다.
멀티모드 광섬유는 저렴한 시스템 원가를 우세로 하고, 근거리 고속 전송 네트워크의 양질의 해결 방안으로 되었으며, 데이터 센터, 근무 중심, 고성능 컴퓨팅 시스템 및 저장 기억영역 네트워크 등 분야에서 광범하게 응용된다. 멀티모드 광섬유의 응용 장소는 흔히 협소한 캐비닛, 배선 등 집성 시스템이고, 광섬유는 매우 작은 벤딩 반경을 거칠 수 있다. 통상의 멀티모드 광섬유가 작은 각도의 벤딩을 진행할 경우, 섬유 코어 가장자리에 근접하여 전송되는 고차 모드는 매우 용이하게 누출되어 나갈 수 있으며, 이로써 신호 손실을 초래하게 된다. 반곡 방지 멀티모드 광섬유 굴절률 단면을 설계할 경우, 광섬유 랩핑층에 낮은 굴절률 영역을 증가하는 방법으로 고차 모드의 누출을 한정하여, 신호 손실을 최소화할 수 있다. 반곡 방지 멀티모드 광섬유의 우월한 반곡 방지 성능은 이가 효과적으로 데이터 센터 구내 정보 통신망에서 응용될 수 있도록 한다.
멀티모드 광섬유에 존재하는 다 모드 분산은 이가 지원할 수 있는 전송 거리가 매우 한정되도록 하며, 광섬유 다 모드 분산을 감소하기 위해, 멀티모드 광섬유의 코어층 굴절률 단면은 중심으로부터 가장자리까지 연속적으로 점차 감소되는 굴절률 분포로 설계할 수 있는데, 통상적으로 우리는 이를 “α단면”이라고 한다. 즉 하기의 멱 인덱스 함수의 굴절률 분포를 만족하는 바;
Figure 112018055877184-pct00001
여기서, n1은 광섬유 축심의 굴절률이고; r은 광섬유 축심으로부터 떨어진 거리이며; a는 광섬유 코어 반경이며; α는 분포 인덱스이고; Δ0은 섬유 코어 중심 상대 랩핑층의 굴절률이다.
상대 굴절률은 즉 Δi이고;
Figure 112018055877184-pct00002
,
여기서, ni는 섬유 코어 중심 i과 떨어진 위치의 굴절률이고; n0은 광섬유 코어층의 최소 굴절률이며, 통상적으로 광섬유 랩핑층의 굴절률이다.
SiO2에 일정한 농도의 굴절률 조절 기능을 갖는 도펀트(예를 들면 GeO2, F, B2O3, P2O5, TiO2, Al2O3, ZrO2, SnO2 등)를 도핑하는 것을 통해 멀티모드 광섬유의 코어층 굴절률 분포를 실현한다. 이렇게 설계된 멀티모드 광섬유는 수백미터의 고속 전송을 지원할 수 있다. 예를 들면, 850nm 레이저 광원으로, 단선 OM4 멀티모드 광섬유는 10Gb/s의 이더넷 데이터 전송 550m 이상을 지원할 수 있다, 40Gb/s의 속도 전송 150m 이상을 지원할 수 있다. 그러나, 네트워크 전송 속도의 비약적인 발전에 따라, 사용자가 대역폭에 대한 수요는 부단히 상승하고, 멀티모드 광섬유의 용량 수요도 지속적으로 상승한다. 현재 단선 OM4 멀티모드 광섬유의 대역폭은 이미 멀티모드 광섬유 상한에 접근하였다. 100Gb/s, 400Gb/s 심지어 더욱 속도가 빠른 단일 광원 전송 시스템에서, OM4 멀티모드 광섬유에 지원되는 전송 거리는 대폭 단축된다. 파장 분할 다중(WDM) 기술은 멀티모드 광섬유 용량을 더욱 향상하여 더욱 빠른 속도의 전송 시스템에 적용하는 효과적인 수단이다. WDM을 사용하면, 단선 광섬유는 다수의 데이터 채널을 수용하는데, 하나의 파장을 증가하면, 광섬유의 전송 능력도 증가될 수 있다. 예를 들면, 4개의 25Gb/s의 파장이 함께 병합되어 하나의 멀티모드 광섬유를 거쳐 전송되면, 단선 멀티모드 광섬유가 100Gb/s의 속도로 150m 이상 전송되는 성능을 실현할 수 있는 바, 즉 단선 멀티모드 광섬유 용량은 원래의 4배로 증가된다. 멀티모드 광섬유는 WDM 기술을 응용하고, 상기 광섬유가 다수의 파장 윈도우의 고성능 전송을 지원할 수 있도록 요구한다.
멀티모드 광섬유는 코어층 굴절률 분포를 정확하게 제어하여 고 대역폭 성능을 획득할 수 있다. 여기서의 대역폭 성능은 광섬유의 OFL 대역폭(OFL Bandwidth)을 가리키고, TIA에서 규정된 FOTP-204 기준 테스트 방법을 사용하여 획득된다. 연구에 의하면, 멀티모드 광섬유 굴절률 단면은 일정 시간에, 흔히 특정된 파장 윈도우에 대해 비교적 높은 대역폭 성능을 표현할 수 있는데, 광섬유 응용 윈도우가 크게 이동하거나 또는 파장이 비교적 작을 경우, 대역폭 성능은 뚜렷하게 감소될 수 있다. 통상적으로 OM3/OM4 멀티모드 광섬유의 대역폭과 파장 윈도우의 관계는 도 1에 도시된 바와 같고, 이는 850nm윈도우 이외의 대역폭 성능이 급격히 악화된다. 물론, 이러한 멀티모드 광섬유는 WDM 기술의 응용 요구를 만족하기 어렵다.
특허 US7336877는 코어층에 계단형 굴절률이 분포되는 광섬유를 제공하였는 바, 775nm 내지 1100nm 주파수대 중의 하나 또는 다수의 파장 윈도우의 2GHz-km 데이터 전송을 지원할 수 있다. 그러나 상기 광섬유는 OM4 광섬유 기준에 부합되지 않기에, 통상적인 멀티모드 광섬유와 호환될 수 없고, 반곡 방지 성능을 갖고 있지 않는다. 특허 US2010254653은 α단면를 구비하는 멀티모드 광섬유를 제출하는 바, Ge/F 코도핑 방식을 통해 광섬유가 850nm 및 1300nm윈도우에서의 대역폭 성능을 최적화한다. 그러나 상기 멀티모드 광섬유는 WDM 기술의 응용 요구를 만족할 수 없고, 반곡 방지 성능을 갖고 있지 않다.
따라서, 기존의 OM3/OM4 멀티모드 광섬유와 호환되고, 비교적 낮은 대역폭-파장 민감도를 구비하여, 일정한 주파수대 범위 내의 WDM 기술의 응용 요구를 만족할 수 있으며, 또한 반곡 방지 성능을 구비하여, 멀티모드 광섬유 용량이 날로 증가하는 시장 수요에 적응되는 멀티모드 광섬유를 설계할 필요가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상기 종래기술에 존재하는 부족점에 한해, 구조 설계가 합리하고, 비교적 낮은 대역폭-파장 민감도를 갖는 고 대역폭 반곡 방지 멀티모드 광섬유를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 제기된 문제를 해결하기 위해 사용하는 기술적 해결수단은 하기와 같은 바; 코어층 및 랩핑층을 포함하고, 코어층 굴절률 단면은 포물선 모양을 띠며, 분포 인덱스가 α인 고(高) 대역폭 반곡 방지 멀티모드 광섬유에 있어서, 상기 코어층 반경(R1)은 23 내지 27μm이고, 코어층 중심 위치 최대 상대 굴절률 차이(Δ1max)는 0.9％ 내지 1.2％이며, 상기 코어층은 플루오르화 게르마늄이 코도핑된 이산화 규소 유리층이고, 코어층 중심 위치는 최소 플루오린 도핑량을 구비하며, 그 플루오린 함량 질량 백분율은 CF,min이고, 코어층의 플루오린 함량 질량 백분율은 반경에 따라 변화되며, 하기의 함수와 같이 분포되는 바;
Figure 112018055877184-pct00003
여기서, k는 상수이고, 그 값의 범위는 1 내지 2.5이고; CF’의 값의 범위는 3×10-3 내지 12×10-3이며; 상기 랩핑층은 내부에서 외부로 순차적으로 내부 랩핑층, 함몰 랩핑층 및 외부 랩핑층이다.
상기 방안에 따라, 상기 코어층 중심 위치 플루오린 함량 질량 백분율 CF,min은 1×10-3보다 작거나 같다.
상기 방안에 따라, 상기 코어층 굴절률 단면의 분포 인덱스(α)는 1.9 내지 2.2이다.
상기 방안에 따라, 상기 내부 랩핑층 단측 파대 폭(R2-R1)은 3.0 내지 6.0μm이고, 상대 굴절률 차이(Δ2)는 -0.05％ 내지 0.05％이며, 상기 함몰 랩핑층 단측 파대 폭(R3-R2)은 5.0 내지 8.0μm이고, 상대 굴절률 차이(Δ3)은 -1.0％ 내지 -0.4％이며, 상기 외부 랩핑층은 순수 이산화 규소 유리층이다.
상기 방안에 따라, 상기 광섬유는 850nm파장에서 차등 지연 시간(DMD)은 하기의 기준을 만족하는 바; DMD Inner Mask(5-18μm) 및 DMD Outer Mask(0-23μm)는 모두 0.14ps/m보다 작거나 같고; DMD Interval Mask는 0.11ps/m보다 작거나 같다.
상기 방안에 따라, 상기 광섬유의 개구수는 0.185 내지 0.215이다.
상기 방안에 따라, 상기 광섬유는 850nm파장에서 3500MHz-km 또는 3500MHz-km 이상의 대역폭을 구비하고, 950nm파장에서 2300MHz-km 또는 2300MHz-km 이상의 대역폭을 구비하며, 1300nm파장에서 500MHz-km 또는 500MHz-km 이상의 대역폭을 구비한다.
또한, 광섬유는 850nm파장에서 5000MHz-km 또는 5000MHz-km이상의 대역폭을 구비하고, 950nm파장에서 3300MHz-km 또는 3300MHz-km이상의 대역폭을 구비하며, 1300nm파장에서 600MHz-km 또는 600MHz-km이상의 대역폭을 구비한다.
상기 방안에 따라, 상기 광섬유는 850nm파장에서 4700MHz-km 또는 4700MHz-km 이상의 유효 모드 대역폭(EMB)을 구비한다.
상기 방안에 따라, 상기 광섬유는 875nm파장에서 3400MHz-km 또는 3400MHz-km 이상의 유효 모드 대역폭(EMB)을 구비한다.
상기 방안에 따라, 상기 광섬유는 900nm파장에서 2900MHz-km 또는 2900MHz-km 이상의 유효 모드 대역폭(EMB)을 구비한다.
상기 방안에 따라, 상기 광섬유는 925nm파장에서 2800MHz-km 또는 2800MHz-km 이상의 유효 모드 대역폭(EMB)을 구비한다.
상기 방안에 따라, 상기 광섬유는 950nm파장에서 2500MHz-km 또는 2500MHz-km 이상의 유효 모드 대역폭(EMB)을 구비한다.
상기 방안에 따라, 상기 광섬유는 850nm파장에서, 7.5밀리미터 벤딩 반경으로 2바퀴 권취하여 초래된 벤딩 부가 손실은 0.2dB보다 작고, 심지어는 0.02dB에 도달하며; 1300nm파장에서, 7.5밀리미터 벤딩 반경으로 2바퀴 권취하여 초래된 벤딩 부가 손실은 0.5dB보다 작고, 심지어는 0.1dB에 도달한다.
본 발명의 유익한 효과는 하기와 같다.
1. 본 발명의 광섬유는 코어층 플루오린 도핑량에 대한 최적화를 통해, 광 전송 대역폭 성능에 대한 최적화를 실현하고, 대역폭 성능을 향상하는 동시에, 대역폭-파장 민감도를 감소하며; 2. 본 발명의 광섬유는 기존의 OM3/OM4 멀티모드 광섬유와 호환될 뿐만 아니라, 850nm 내지 950nm 파장 범위 내의 파장 분할 다중 기술을 지원하고; 3. 본 발명의 광섬유는 우월한 반곡 방지 성능을 구비하여, 접속망 및 소형 광 소자에 적용될 수 있다. 본 발명 멀티모드 광섬유 전송 용량이 더욱 향상되도록 하고, 데이터 흐름양의 고속 증가의 네트워크 요구에 적합하며, 광 통신 기술의 응용에 대해 중요한 의미가 있다.
도 1은 통상적인 OM3/OM4 멀티모드 광섬유의 대역폭과 파장의 관계이다.
도 2는 본 발명의 광섬유 굴절률 단면도이다.
도 3은 실시예1의 광섬유의 코어층 굴절률 단면 및 F도핑량으로서, 본 발명의 비교예이다.
도 4는 실시예1의 광섬유의 대역폭과 파장 사이의 관계이다.
도 5는 본 발명의 실시예2의 광섬유의 코어층 굴절률 단면 및 F도핑량이다.
도 6은 본 발명의 실시예2의 광섬유의 대역폭과 파장 사이의 관계이다.
도 7은 본 발명의 실시예3의 광섬유의 코어층 굴절률 단면 및 F도핑량이다.
도 8은 본 발명의 실시예3의 광섬유의 대역폭과 파장 사이의 관계이다.
이하 몇개의 상세한 실시예를 제시하여, 본 발명을 더 설명하도록 한다.
실시예 1: 광섬유는 코어층 및 랩핑층을 포함하고, 코어층 굴절률 단면은 포물선 모양을 띠며, 분포 인덱스(α)는 2.01이고, 코어층의 반경(R1)은 25.3μm이며, 코어층 중심 위치 최대 상대 굴절률 차이(Δ1max)는 0.98％이고, 코어층은 플루오르화 게르마늄이 코-도핑된 것이며, 코어층의 플루오린 함량 질량 백분율이 반경을 따라 분포된 일정 값(CF)은 3×10-3이고, 랩핑층은 내부에서 외부로 순차적으로 내부 랩핑층, 함몰 랩핑층 및 외부 랩핑층이다. 상기 내부 랩핑층(R2) 반경은 29.7μm이고, 상대 굴절률 차이(Δ2)는 -0.02％이다. 상기 함몰 랩핑층 반경(R3)은 35.9μm이고, 상대 굴절률 차이(Δ3)는 -0.55％이다. 획득한 광섬유의 구조와 성능 테스트 결과는 표 1을 참조한다. 도 3은 상기 광섬유 코어층 굴절률 단면 및 F도핑량이다. 광섬유는 코어층 중심으로부터 가장자리까지, F도핑량은 변화가 없다. 도 4는 상기 광섬유 대역폭과 파장의 관계이다. 상기 광섬유는 통상적인 850nm윈도우의 고(高) 대역폭 성능 전송을 만족할 수 있지만, 그 대역폭은 파장 변화에 따른 민감도가 비교적 높기에, 950nm윈도우 대역폭에서 급격히 감소하여, 850nm 내지 950nm 파장 범위 내에서의 파장 분할 다중 기술 응용 요구에 만족될 수 없다.
실시예 2: 본 발명의 기술적 해결수단에 따라 제조된 멀티모드 광섬유이다. 광섬유는 코어층 및 랩핑층을 포함하고, 코어층 굴절률 단면은 포물선 모양을 띠며, 분포 인덱스(α)는 2.06이며, 코어층의 반경(R1)은 24.8μm이고, 코어층 중심 위치 최대 상대 굴절률 차이(Δ1max)는 1.12％이며, 상기 코어층은 플루오르화 게르마늄이 코도핑된 이산화 규소 유리층이고, 코어층의 플루오린 함량 질량 백분율이 반경을 따라 분포되는 것은 하기의 공식에 부합되는 바;
Figure 112018055877184-pct00004
여기서, CF,min은 0이고, CF’는 5×10-3이며, k는 2.3이다. 랩핑층은 내부에서 외부로 순차적으로 내부 랩핑층, 함몰 랩핑층 및 외부 랩핑층이다. 상기 내부 랩핑층(R2)반경은 28.8μm이고, 상대 굴절률 차이(Δ2)는 0.01％이다. 상기 함몰 랩핑층 반경(R3)은 34.6μm이고, 상대 굴절률 차이(Δ3)는 -0.42％이다. 상기 외부 랩핑층은 순수 이산화 규소 유리층이고, 외부 랩핑층 반경은 125μm이다. 획득한 광섬유의 구조와 성능 테스트 결과는 표 1을 참조한다. 도 5는 상기 광섬유 굴절률 단면 및 코어층 F도핑량이다. 광섬유는 코어층 중심으로부터 가장자리까지, F도핑량은 상승 분포하고, 코어층 중심에서 최소 도핑량을 구비하며, 코어층 가장자리에서 최대 도핑량을 구비한다. 도 6은 상기 광섬유 대역폭과 파장의 관계이다.
실시예 3: 본 발명의 기술적 해결수단에 따라 제조된 멀티모드 광섬유이다. 광섬유는 코어층 및 랩핑층을 포함하고, 코어층 굴절률 단면은 포물선 모양을 띠며, 분포 인덱스(α)는 2.09이고, 코어층의 반경(R1)은 25.5μm이며, 코어층 중심 위치 최대 상대 굴절률 차이(Δ1max)는 1.09％이고, 상기 코어층은 플루오르화 게르마늄이 코도핑된 이산화 규소 유리층이고, 코어층의 플루오린 함량 질량 백분율이 반경을 따라 분포되는 것은 하기의 공식에 부합되는 바;
Figure 112018055877184-pct00005
여기서, CF,min은 0.4×10-3이고, CF’는 8×10-3이며, k는 1.8이다. 랩핑층은 내부에서 외부로 순차적으로 내부 랩핑층, 함몰 랩핑층 및 외부 랩핑층이다. 상기 내부 랩핑층(R2)반경은 30.1μm이고, 상대 굴절률 차이(Δ2)는 -0.03％이다. 상기 함몰 랩핑층 반경(R3)은 36.2μm이고, 상대 굴절률 차이(Δ3)는 -0.6％이다. 상기 외부 랩핑층은 순수 이산화 규소 유리층이고, 외부 랩핑층 반경은 125μm이다. 획득한 광섬유의 구조와 성능 테스트 결과는 표 1을 참조한다. 도 7은 상기 광섬유 굴절률 단면 및 코어층 F도핑량이다. 광섬유는 코어층 중심으로부터 가장자리까지, F도핑량은 상승된 후 하강하는 것으로 분포되고, 코어층 중심에서 최소 도핑량을 구비하며, 코어층 내부의 어느 한 영역에서 최대 도핑량에 도달하여, 그 다음 코어층 가장자리에서 다소 하강한다. 도 8은 상기 광섬유 대역폭과 파장의 관계이다.
광섬유의 구조 및 주요 성능 파라미터
실시예
1 2 3
광섬유

구조

파라미터		 코어층α 2.01 2.06 2.09
CF,min - 0 0.4×10-3
CF’ - 5×10-3 8×10-3
k - 2.3 1.8
Δ1max (%) 0.98 1.12 1.09
Δ2 (%) -0.02 0.01 -0.03
Δ3 (%) -0.55 -0.42 -0.6
R1 (μm) 25.3 24.8 25.5
R2 (μm) 29.7 28.8 30.1
R3 (μm) 35.9 34.6 36.2
광섬유

성능

파라미터		 개구수 0.196 0.208 0.203
DMD Inner Mask @850nm (ps/m) 0.11 0.05 0.09
DMD Outer Mask @850nm (ps/m) 0.12 0.07 0.1
DMD Interval Mask @850nm (ps/m) 0.09 0.04 0.07
OFL 대역폭 @850nm (MHz-km) 4240 9863 6253
OFL 대역폭 @950nm (MHz-km) 1837 2750 3426
OFL 대역폭 @1300nm
(MHz-km)		 546 588 619
유효 모드 대역폭 @850nm (MHz-km) 4534 11642 7015
유효 모드 대역폭 @875nm (MHz-km) 3490 6741 5029
유효 모드 대역폭 @900nm (MHz-km) 2913 4322 5477
유효 모드 대역폭 @925nm (MHz-km) 2307 3697 6108
유효 모드 대역폭 @950nm (MHz-km) 1959 2975 3960
2바퀴 7.5mm 벤딩 반경 매크로 벤딩 부가 손실 @850nm (dB) 0.08 0.15 0.02
2바퀴 7.5mm 벤딩 반경 매크로 벤딩 부가 손실 @1300nm (dB) 0.23 0.36 0.11
실험이 증명하는 바, α 단면을 구비하는 멀티모드 광섬유에 대해, α값을 개변시키면 대역폭-파장 관계 곡선의 최고점을 개변시킬 수 있지만, 최대점 모양이 크게 변화되지 않으며, 즉 광섬유 α값을 조절해도 광섬유 대역폭-파장 민감도의 뚜렷한 변화를 일으킬 수 없다.
광섬유 코어층 도펀트 시스템 중의 F도핑을 조절하면 광섬유 대역폭-파장 곡선의 형태를 개변시킬 수 있는 바, 예를 들어 코어층 F도핑량의 크기를 개변하거나, 또는 코어층 F도핑량이 코어에 따른 분포를 개변하여도, 모두 광섬유 대역폭-파장 민감도를 조절하는 효과를 일으킬 수 있다. 광섬유의 대역폭-파장 관계 곡선의 피크 폭을 증가시키며, 즉 광섬유의 고 대역폭 성능을 더욱 넓은 파장 범위로 확장하여, WDM 기술의 응용 요구에 적응할 수 있다.
고 대역폭 성능을 구비하는 멀티모드 광섬유를 제조하려면, 그 코어층 그레이디드형 굴절률 분포를 제어해야 한다. 본 발명의 광섬유는 코어층의 F도핑량에 대해 특수한 요구를 갖는데, PCVD 및 MCVD제조 공정과 같은 튜브 증착법으로 코어층 굴절률 분포와 F도핑량의 정밀한 제어를 더욱 훌륭하게 실현할 수 있다. 튜브 증착법은 튜브 내벽에 화학 기상 증착 반응이 발생하여, 반응 기체가 튜브의 일단으로 진입하여, 열원은 튜브의 기체 진입단으로부터 타단까지 이동할 경우, 한 층의 얇은 유리층이 튜브 내벽에 형성되는 것이다. 열원은 튜브의 축방향을 따라 왕복 운동하여, 얇은 유리층의 층별 증착을 실현하며, 매 층의 반응의 기체 진입량을 제어하여 굴절률 단면과 도핑량의 정밀한 제어를 실현하여, 최종적으로 광섬유 프리폼을 형성한다. 다시 프리폼을 광섬유 인출 타워에 인출하여 광섬유를 제조한다.
본 발명의 실시예의 광섬유 파라미터
순번 모드 필트 직경
@1550nm		 유효 면적
@1550nm		 케이블 차단 파장 감쇠 계수@1550nm 마이크로 벤딩@1700nm R15mm-10turn
매크로 벤딩
@1550nm		 R10mm-1turn
매크로 벤딩
@1550nm
1 11.6 105.9 1377 0.178 2.4 0.19 0.47
2 11.5 104.0 1375 0.173 3.1 0.21 0.61
3 11.5 103.4 1396 0.171 3.5 0.21 0.65
4 11.8 109.4 1374 0.173 4 0.19 0.58
5 11.9 111.2 1371 0.186 4.1 0.21 0.51
6 13.2 136.2 1349 0.178 4.3 0.22 0.61
7 11.3 100.0 1439 0.183 2.4 0.08 0.26
8 12.5 123.1 1412 0.173 3.5 0.18 0.47
9 14.0 148.0 1525 0.171 33.6 0.05 0.18
10 12.9 130.1 1350 0.177 4.3 0.24 0.7

Claims (9)

  1. 코어층 및 랩핑층을 포함하고, 코어층 굴절률 단면은 포물선 모양을 띠며, 분포 인덱스가 α인 고(高) 대역폭 반곡 방지 멀티모드 광섬유에 있어서,
    상기 코어층 반경(R1)은 23 내지 27μm이고, 코어층 중심 위치 최대 상대 굴절률 차이(Δ1max)는 0.9％ 내지 1.2％이며, 상기 코어층은 플루오르화 게르마늄이 코도핑된 이산화 규소 유리층이고, 코어층 중심 위치는 최소 플루오린 도핑량을 구비하며, 그 플루오린 함량 질량 백분율은 CF,min이고, 코어층의 플루오린 함량 질량 백분율은 반경에 따라 변화되며, 하기의 함수와 같이 분포되는 바;
    Figure 112019092123102-pct00006

    k는 상수이고, 그 값의 범위는 1 내지 2.5이고; CF’의 값의 범위는 3×10-3 내지 12×10-3이며; 상기 랩핑층은 내부에서 외부로 순차적으로 내부 랩핑층, 함몰 랩핑층 및 외부 랩핑층이고,
    상기 코어층 중심 위치 플루오린 함량 질량 백분율 CF,min은 1×10-3보다 작거나 같고; 상기 코어층 굴절률 단면의 분포 인덱스(α)는 1.9 내지 2.2인 것을 특징으로 하는 고 대역폭 반곡 방지 멀티모드 광섬유.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 내부 랩핑층 단측 파대 폭(single side band)(R2-R1)은 3.0 내지 6.0μm이고, 상대 굴절률 차이(Δ2)는 -0.05％ 내지 0.05％이며, 상기 함몰 랩핑층 단측 파대 폭(R3-R2)은 5.0 내지 8.0μm이고, 상대 굴절률 차이(Δ3)은 -1.0％ 내지 -0.4％이며, 상기 외부 랩핑층은 순수 이산화 규소 유리층인 것을 특징으로 하는 고 대역폭 반곡 방지 멀티모드 광섬유.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 광섬유는 850nm파장의 차등 지연 시간4에서 하기의 기준을 만족하는 바; DMD Inner Mask(5-18μm) 및 DMD Outer Mask(0-23μm)는 모두 0.14ps/m보다 작거나 같고; DMD Interval Mask는 0.11ps/m보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 고 대역폭 반곡 방지 멀티모드 광섬유.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 광섬유의 개구수(numerical aperture)는 0.185 내지 0.215인 것을 특징으로 하는 고 대역폭 반곡 방지 멀티모드 광섬유.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 광섬유는 850nm파장에서 3500MHz-km 또는 3500MHz-km 이상의 대역폭을 구비하고, 950nm파장에서 2300MHz-km 또는 2300MHz-km 이상의 대역폭을 구비하며, 1300nm파장에서 500MHz-km 또는 500MHz-km 이상의 대역폭을 구비하는 것을 특징으로 하는 고 대역폭 반곡 방지 멀티모드 광섬유.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 광섬유는 850nm파장에서 4700MHz-km 또는 4700MHz-km 이상의 유효 모드 대역폭을 구비하고; 상기 광섬유는 875nm파장에서 3400MHz-km 또는 3400MHz-km 이상의 유효 모드 대역폭을 구비하는 것을 특징으로 하는 고 대역폭 반곡 방지 멀티모드 광섬유.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 광섬유는 900nm파장에서 2900MHz-km 또는 2900MHz-km 이상의 유효 모드 대역폭을 구비하고; 상기 광섬유는 925nm파장에서 2800MHz-km 또는 2800MHz-km 이상의 유효 모드 대역폭을 구비하며; 상기 광섬유는 950nm파장에서 2500MHz-km 또는 2500MHz-km 이상의 유효 모드 대역폭을 구비하는 것을 특징으로 하는 고 대역폭 반곡 방지 멀티모드 광섬유.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 광섬유는 850nm파장에서, 7.5밀리미터 벤딩 반경으로 2바퀴 권취하여 초래된 벤딩 부가 손실은 0.2dB보다 작고; 1300nm파장에서, 7.5밀리미터 벤딩 반경으로 2바퀴 권취하여 초래된 벤딩 부가 손실은 0.5dB보다 작은 것을 특징으로 하는 고 대역폭 반곡 방지 멀티모드 광섬유.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016161048A (ja) * 2015-03-02 2016-09-05 Ｋｙｂ株式会社 緩衝器
CN105334569B (zh) 2015-12-17 2018-03-16 长飞光纤光缆股份有限公司 一种高带宽抗弯多模光纤
CN106324752B (zh) 2016-11-08 2019-01-22 长飞光纤光缆股份有限公司 一种高带宽抗辐射多模光纤
CN106383379A (zh) * 2016-11-26 2017-02-08 长飞光纤光缆股份有限公司 高带宽弯曲不敏感多模光纤
CN106371167A (zh) * 2016-11-26 2017-02-01 长飞光纤光缆股份有限公司 一种高带宽多模光纤
CN107390316A (zh) * 2017-08-11 2017-11-24 长飞光纤光缆股份有限公司 具有高带宽性能的多模光纤
CN108594361B (zh) * 2018-04-17 2020-10-16 长飞光纤光缆股份有限公司 一种高带宽多模光纤
CN111257994A (zh) * 2018-11-30 2020-06-09 中天科技精密材料有限公司 宽带抗弯多模光纤
CN110780379B (zh) * 2019-10-29 2021-08-10 长飞光纤光缆股份有限公司 低色散单模光纤

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005521093A (ja) 2002-03-20 2005-07-14 コーニング・インコーポレーテッド 低曲げ損失の光ファイバ及びこれにより製作される構成要素
JP2012159836A (ja) * 2011-01-31 2012-08-23 Draka Comteq Bv 曲げ損失が小さく帯域幅が広い光ファイバ
CN104391351A (zh) * 2014-11-25 2015-03-04 长飞光纤光缆股份有限公司 一种抗弯曲多模光纤
CN104698535A (zh) 2015-03-31 2015-06-10 长飞光纤光缆股份有限公司 一种弯曲不敏感多模光纤

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7336877B2 (en) 2004-08-31 2008-02-26 Corning Incorporated Broadband optical fiber
FR2922657B1 (fr) 2007-10-23 2010-02-12 Draka Comteq France Fibre multimode.
US9804324B2 (en) * 2015-01-30 2017-10-31 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Multimode optical fiber
CN105334569B (zh) * 2015-12-17 2018-03-16 长飞光纤光缆股份有限公司 一种高带宽抗弯多模光纤

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005521093A (ja) 2002-03-20 2005-07-14 コーニング・インコーポレーテッド 低曲げ損失の光ファイバ及びこれにより製作される構成要素
JP2012159836A (ja) * 2011-01-31 2012-08-23 Draka Comteq Bv 曲げ損失が小さく帯域幅が広い光ファイバ
CN104391351A (zh) * 2014-11-25 2015-03-04 长飞光纤光缆股份有限公司 一种抗弯曲多模光纤
CN104698535A (zh) 2015-03-31 2015-06-10 长飞光纤光缆股份有限公司 一种弯曲不敏感多模光纤

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