KR19990057673A

KR19990057673A - 단일 모드 광섬유

Info

Publication number: KR19990057673A
Application number: KR1019970077739A
Authority: KR
Inventors: 도문현; 미로치니첸코 세르게이
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1997-12-30
Filing date: 1997-12-30
Publication date: 1999-07-15

Abstract

본 발명은 단일모드 광섬유에 관한 것으로, 소정의 굴절률을 갖는 1차 코아; 1차 코아를 감싸고 상기 1차 코아의 굴절률보다 작은 굴절률을 갖는 2차 코아; 2차 코아를 감싸고 2차 코아의 굴절률보다 작은 굴절률을 갖는 1차 클래드; 및 1차 클래드를 감싸고 2차 코아의 굴절률보다 작고 1차 클래드의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖는 2차 클래드를 포함하고, 소정의 파장영역에서 색분산이 -70 ps/nm/km 이하이고, 손실은 0.7 dB/km 이하이며, 총 분산 기울기는 -0.15 ps/nm²이하인 값을 갖는다.

본 발명에 의하면, 1550nm 파장에서 음의 분산값을 갖게 되므로, 종래의 양의 분산값을 갖는 단일모드 광섬유와 연결하여 사용하면 종래의 단일모드 광섬유의 분산값을 보상할 수 있으므로 10Gbps 이상의 고속으로 장거리 전송이 가능하다.

Description

단일모드 광섬유

본 발명은 단일모드 광섬유에 관한 것으로, 특히 음(negative)의 분산을 갖는 분산 보상하는 광섬유에 관한 것이다.

일반적으로 광을 10 Gbps 이상의 고속으로 장거리 전송을 실현하는데 있어서, 광섬유의 주요 제한요소는 손실과 색분산(Chromatic Dispersion)이다. 그러나, 최근 실리카 성분의 유리 광섬유 코아에 희토류 금속이 도핑된 어븀 첨가 광섬유(Erbium Doped Fiber)를 이용한 광 증폭기가 상용화되어 1550nm 파장영역에서 광신호를 증폭할 수 있게되므로써 고속의 광전송에서 광섬유 손실은 더 이상 제한요인이 아니다. 반면, 파장에 따라 전반속도가 달라져서 전반경로의 길이에 차가 생겨서 일어나는 색분산은, 예를 들어 1300nm 파장대의 단일모드 광섬유의 색분산은 0이 되도록 설계되었더라도 1550nm대에서의 색분산은 17~20ps/km/nm라는 큰 값을 갖게 된다. 가장 널리 사용되고 있는 단일모드 광섬유의 색분산이 1550nm 파장에서 17~20ps/nm/km 정도로 크기때문에 종래의 단일모드 광섬유를 이용하여 10Gbps 이상의 속도로 장거리 전송이 어렵다. 도 1은 종래의 단일모드 광섬유에 대한 파장별 색분산 특성을 도시한 것이다. 따라서, 10Gbps 이상의 고속, 장거리 전송을 위해서는 분산 보상이 필요하다.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 음의 분산을 갖는 단일모드 광섬유를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 단일모드 광섬유에 대한 파장에 따른 색분산 특성을 도시한 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 단일모드 광섬유에 대한 단면도이다.

도 3은 도 2에 도시된 단일모드 광섬유의 굴절률 분포를 도시한 것이다.

도 4는 도 2의 단일모드 광섬유의 파장별 분산특성을 도시한 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 단일모드 광섬유는 소정의 굴절률을 갖는 1차 코아; 상기 1차 코아를 감싸고 상기 1차 코아의 굴절률보다 작은 굴절률을 갖는 2차 코아; 상기 2차 코아를 감싸고 상기 2차 코아의 굴절률보다 작은 굴절률을 갖는 1차 클래드; 및 상기 1차 클래드를 감싸고 상기 2차 코아의 굴절률보다 작고 상기 1차 클래드의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖는 2차 클래드를 포함하고, 소정의 파장영역에서 색분산이 -70 ps/nm/km 이하이고, 손실은 0.7 dB/km 이하이며, 총 분산 기울기는 -0.15 ps/nm²이하인 값을 갖는다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명에 따른 단일모드 광섬유에 대한 단면도로서, 도 2에 따른 단일모드 광섬유는 1차 코아(200), 2차코아(202), 1차 클래드(204) 및 2차 클래드(206)를 포함한다. 도 3은 도 2에 도시된 단일모드 광섬유의 굴절률 분포를 도시한 것이다. 1차 코아(200)는 n₁의 굴절률을 갖고 a₁의 반경을 갖는다. 이 때 1차 코아의 굴절률은 중심의 n₁으로부터 반경이 증가함에 따라 서서히 감소하는 값을 가질 수 있다. 2차 코아(202)는 n₁보다 작은 n₂의 굴절율을 갖고 a₁보다 큰 반경 a₂를 갖는다. 1차 클래드는(204) n₂보다 작은 n₃의 굴절율을 갖고 a₂보다 큰 반경 a₃을 갖는다. 2차 클래드(206)는 n₂보다 작고 n₃보다 큰 n₀의 굴절율을 갖고 a₃보다 큰 반경 a₄를 갖는다. 1차 코아(200)는 실리카(SiO₂) 및 산화 게르마늄(GeO₂) 성분을 포함하며, 순수 실리카 성분의 2차 클래드(206)의 굴절률 n₀와의 비굴절률차 Δ₁은 +2.0%이다. 여기서 비굴절률차(Relative Refractive Index Difference) Δ_i는

(n_i ²-n₀ ²)/2n_i ²

이다. 1차 코아(200)를 둘러싸고 있는 2차 코아(202)는 SiO₂및 GeO₂성분을 포함하며, 2차 클래드(206)의 굴절률과의 비굴절률차 Δ₂는 +0.14%이다. 1차 클래드(204)는 SiO₂, GeO₂및 불소(F) 성분을 포함하며 2차 클래드(206)의 굴절률과의 비굴절률차 Δ₃는 -0.48%이다. 또한, 2차 코아(202)의 굴절률과 1차 클래드(204)의 굴절률의 비굴절률차는 -0.4% 내지 -0.6% 사이의 값을 갖는다.

도 4는 도 2의 단일모드 광섬유의 파장별 분산특성을 도시한 것이다. 1550nm 파장대에서 광섬유는 색분산이 -70 ps/nm/km 이하이고, 손실은 0.7 dB/km 이하이며, 총 분산 기울기는 -0.15 ps/nm²/km 이하 값을 가지는 것이 바람직하다. 본 발명에 의한 단일모드 광섬유는 1550nm 파장에서 색분산이 -120 ps/nm/km이며, 손실은 0.5 dB/km이다. 또한 성능지수 (Figure Of Merit)는 240ps/nm·dB이며, 총 분산 기울기는 -0.3 ps/nm²/km의 값을 갖는다.

본 발명에 의하면, 1550nm 파장에서 음의 분산값을 갖게 되므로, 종래의 양(positive)의 분산값을 갖는 단일모드 광섬유와 연결하여 사용하면 종래의 단일모드 광섬유의 분산값을 보상할 수 있으므로 10Gbps 이상의 고속으로 장거리 전송이 가능하다. 또한, 1550nm 파장에서의 분산 기울기가 음을 값을 갖게 되므로, 종래의 양의 분산 기울기를 갖는 단일모드 광섬유의 넓은 파장영역(1530nm~1565nm)을 모두 보상하게되어 파장분할다중화(Wavelength Division Multiplexing) 전송기술에 적용가능하다.

Claims

소정의 굴절률을 갖는 1차 코아;

상기 1차 코아를 감싸고 상기 1차 코아의 굴절률보다 작은 굴절률을 갖는 2차 코아;

상기 2차 코아를 감싸고 상기 2차 코아의 굴절률보다 작은 굴절률을 갖는 1차 클래드; 및

상기 1차 클래드를 감싸고 상기 2차 코아의 굴절률보다 작고 상기 1차 클래드의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖는 2차 클래드를 포함함을 특징으로하고,

소정의 파장영역에서 색분산이 -70 ps/nm/km 이하이고, 손실은 0.7 dB/km 이하이며, 총 분산 기울기는 -0.15 ps/nm²/km 이하인 값을 갖는, 단일모드 광섬유.
제1항에 있어서, 상기 파장영역은

1550nm파장영역임을 특징으로하는 단일모드 광섬유.
제1항에 있어서, 상기 1차 코아의 굴절률은

상기 1차 코아 중심에서의 최대값으로부터 반경의 증가에 따라 상기 2차 코아의 굴절률까지 감소함을 특징으로하는 단일모드 광섬유.
제1항에 있어서, 상기 2차 코아의 굴절률과 상기 1차 클래드의 굴절률의 비굴절률차는

-0.4% 내지 -0.6% 사이의 값임을 특징으로하는 단일모드 광섬유.
제1항에 있어서, 상기 1차 클래드는

굴절률이 디스프레스(depress)되도록 불소성분을 포함함을 특징으로하는 단일모드 광섬유.