KR20010041230A - 낮은 슬로프 분산을 갖는 도파관 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 양 및 음의 분산 및 분산 슬로프의 교차 부분을 가지는 단일 모드 광도파관 섬유에 관한 것이다. 상대적인 인덱스, 굴절율 프로파일, 및 세그먼트의 반경은 낮은 총분산 및 분산 슬로프를 제공하기 위하여 선택된다. 본 발명의 일 실시예는 외부 반경 r1의 제 1 중앙 주요 인덱스 프로파일(10), 그 위를 둘러싼 외부 반경 r2의제 1 환상 세그먼트(12), 및 그 위에 둘러싸인 외부 반경 r3의 제 2 환상 세그먼트(14)로 구성된다. 바람직한 본 발명의 도파관은 1520 내지 1625 nm의 범위에서 항상 2 ps/nm2-km 미만, 보다 바람직하게는 1 ps/nm2-km 미만의 진폭을 갖는 분산을 나타낸다. 상기 도파관 섬유의 총분산은 1550 nm에서 약 -2.0 내지 +2.0 ps/nm-km 범위이다. 또한, 상기 도파관은 낮은 극성화 모드 분산으로 특성화된다.

Description

낮은 슬로프 분산을 갖는 도파관{Low slope dispersion managed waveguide}
전기 신호 재생(regeneration) 없이 장거리에 대한 큰 정보 용량에 대해 통신 산업에 요구되는 조건은 단일 모드 섬유 인덱스 프로파일 디자인의 재평가를 유발하였다.
최근 에르비움으로 도프된 섬유 증폭기(EDFAs) 및 파장 분할 다중화 장치(wavelength division multiplexing)의 발전은 고용량의 광파(lightwave) 시스템을 가능하게 하였다. 고용량을 얻기 위하여, 채널 비트율 및 신호 파장 범위가 증가될 수 있다. 비트율이 2.5 Gb/s 이상으로 증가되었을 때, 섬유 분산은 장거리에 대해 주로 붕괴(degradation)되었다. 다시 말해 분산이 너무 낮으면, 다중채널 상호작용이 4개-웨이브 혼합 및 붕괴 시스템의 작동을 유발할 수 있다. 상기 분산 및 FWM 붕괴를 모두 감소시키기 위해서, 분산 관리의 필요성이 제안되고 알려져왔다. 상기 분산 관리는 +D 및 -D 섬유가 교차하여 꼬아져있는 케이블을 관리하고 +D 및 -D 특성을 가지고 제조된 코어 캔이 하나의 섬유 안에 내재되어 결합된 섬유의 관리를 통해 이루어질 수 있다.
따라서, 양의 분산 슬로프를 가진 +D 및 -D 섬유를 사용한 섬유의 분산 관리가 제안되어 왔는데, 상기 최종 섬유 분산은 분산-이동 섬유와 유사한, 즉 네트 제로 분산이 1550 nm 파장대(window) 이하에서 총분산 슬로프가 양의 분산 및 슬로프를 가진다. 그러나, 분산 관리 도파관의 대안적 디자인에 대한 필요성은 여전히 요구되고 있는 실정이다.
정의(definitions)
하기의 정의는 해당분야에서 일반적으로 사용되는 것이다.
굴절(refraction) 프로파일의 인덱스는 유사한 굴절율의 세그먼트(segment) 반경에 의해 결정된다. 특정 세그먼트는 제 1 및 마지막 굴절율 포인트(point)를 가진다. 도파관 중앙선으로부터 상기 제 1 굴절율 포인트의 위치까지의 반경은 중심 부분 또는 세그먼트의 내부 반경이다. 이와 유사하게, 도파관 중앙선으로부터 상기 마지막 굴절율 포인트의 위치까지의 반경은 중심 부분의 외부 반경이다.
상기 세그먼트 반경은 하기 도 1에 기술된 내용과 같이 다양한 방법으로 편리하게 정의될 수 있다. 표 1 및 2에서 유래된 도 1 내지 3에서 인덱스 프로파일 세그먼트의 반경은 하기와 같이 정의될 수 있으며, 여기서 기준치(reference)는 도파관 반경에 대한 Δ%의 차트이다:
★중심 주요 인덱스 프로파일의 외부 반경 r1은 도파관의 축 중앙선으로 부터 예를 들어, Δ%가 0인 x축과 추정된 중앙 인덱스 프로파일의 교차점까지 측정된다;
★제 1 환상 세그먼트의 외부 반경 r2은 도파관의 축 중심선으로부터 Δ%가 0인 x축과 추정되거나 또는 실제의 중앙 인덱스 프로파일의 교차점까지 측정된다;
★제 2 환상 세그먼트의 외부 반경 r3는 도파관의 축 중심선으로부터 Δ%가 0인 x축과 추정된 중앙 인덱스 프로파일의 교차점까지 측정된다;
★부가적인 환상 세그먼트의 외부 반경은 제 1 및 제 2 환상 세그먼트의 외부 반경에 연속하여 측정된다;
★마지막 환상 세그먼트의 반경은 도파관 중앙선으로부터 상기 세그먼트의 중심점까지 측정된다.
세그먼트의 폭, W은 상기 세그먼트의 내부 및 외부 반경 사이의 거리로 측정된다. 세그먼트의 외부 반경은 다음 세그먼트의 내부 반경에 상응한다.
-상기 상대적인 인덱스 Δ는 하기의 수학식 1로 정의된다.
상기 n1은 인덱스 프로파일 세그먼트 1의 최대 굴절율이고, 상기 n2는 측정될 기준 굴절율이며, 이 경우에 있어서는 피복층의 굴절율이다.
-용어 굴절율 프로파일 또는 단순한 인덱스 프로파일은 Δ% 또는 굴절율 및 코어의 선택된 부위에 대한 반경사이의 관계를 나타낸다.
-용어 α-프로파일은 Δ(b)%로 표시되는 굴절율 프로파일을 나타내며, 상기 b는 반경이며 관련식은 하기 수학식 2와 같다.
상기 bo는 인덱스가 최대일 때의 반경 포인트이고, 상기 b1은 Δ(b)%가 0일 때의 포인트이고, 상기 b는 bi≤b ≤bf의 범위 내에 있으며, 델타는 상기의 정의와 동일하며, bi는 α-프로파일의 초기 포인트이고, bf는 α-프로파일의 최종 포인트이고, α는 실수인 지수이다.
다른 인덱스 프로파일은 층계형(step index), 삼각형, 사다리꼴, 및 환형단계 인덱스를 포함하며, 상기 환형단계는 급격한 굴절율 변화를 갖는 영역에서의 도판트(dopant) 분산이 일반적인 원인이다.
-총분산은 도파관 분산 및 물질 분산의 대수 합으로 정의된다. 총분산은 때로 당업 분야에서는 색(chromatic)분산으로 불리운다. 상기 총분산의 단위는 ps/nm-km이다.
-도파관 섬유의 밴드 저항은 전술된 시험 조건 하에서 증가된 감쇄로 표현된다. 표준적인 시험 조건은 75 mm 반경의 맨드릴 주위에 도파관 섬유를 100회 감은 경우 및, 32 mm 반경 맨드릴 주위에 도파관 섬유를 1회 감은 경우를 포함한다. 각 테스트 조건에 있어서, 밴드는 감쇄(일반적으로 dB/(길이 단위)의 단위를 사용함)를 증폭시키는 것이 관찰되었다. 본 발명에서 수행한 상기 밴드 테스트는 20 mm 반경의 맨드릴 주위에 도파관 섬유 5회를 감은 것을 사용하였고, 본 발명 도파관 섬유의 보다 정확한 작동 조건에 필요한 더 상세한 실험이 요구된다.
본 발명은 긴 리피이터 간격(repeater spacing), 높은 데이타율의 통신 시스템을 위해 디자인된 단일 모드 광도파관 섬유에 관한 것이다. 특히, 상기 단일 모드 도파관은 장거리 송신시 바람직한 특징인 우수한 밴드 저항성, 낮은 감쇄(attenuation), 낮은 분산 및 낮은 분산 슬로프를 갖는다.
도 1은 본 발명의 음의 분산 섬유 세그먼트 프로파일을 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따라 선택적인 음의 분산 섬유 세그먼트 인덱스 프로파일을 나타낸 개략도이다.
도 3은 선택적이고 바람직한 음의 분산 섬유 세그먼트 프로파일을 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따라 변경하는 +D 및 -D 세그먼트 섬유의 분산 특성을 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명에 따라 분산이 평탄화되고 조정된 섬유의 거리에 대한 분산을 나타낸 개략도이다.
도 6은 본 발명에 따라 분산이 평탄화되고 조정된 섬유에 대한 파장 곡선에 대한 분산을 나타낸 개략도이다.
본 발명의 바람직한 실시예를 하기에 상세하게 기술하였고, 하기 실시예들은 상응하는 도면에 의해 보충 설명되었다. 하기의 참고 번호들은 도면에 사용된 것과 동일하거나 유사한 것을 사용하였다.
본 발명에 있어서, 낮은 슬로프 및 분산 조정 섬유 광도파관은 양의 분산 및 양의 분산 슬로프를 가지는 제 1 섬유 부품 및 음의 분산 및 음의 분산 슬로프를 가지는 제 2 섬유 부품의 교차 부분을 삽입함으로써 수행되고, 상기 제 1 섬유 부품의 길이는 제 2 섬유 부품 길이의 적어도 2배, 보다 바람직하게는 적어도 3배, 가장 바람직하게는 적어도 5배이다.
본 발명의 도파관은 양 및 음의 분산의 교차 부분 및 분산 슬로프를 가지는 단일 섬유의 형태이다. 상기 섬유는 튜브 또는 다른 지지 기기 내에 원하는 인덱스 프로파일을 가진 코어 타블렛을 교차하여 결합함으로써 제조될 수 있다. 상기 교차 코어 타블렛은 원하는 양 및 음의 분산의 교차 특성으로 제조할 수 있다. 상기 교차 부품 타블렛을 포함하는 튜브는 실리카 피복층으로 피복될 수 있고, 결과물을 굳힌 다음, 전 길이에 걸쳐 양 및 음의 분산의 교차 부분 및 분산 슬로프를 나타내는 지속적인 섬유로 유입된다. 상기 제조 기술은 1997년 4월 23일에 출원된 미국 출원 제 08/844,997호에 보다 상세히 개시되어 있으며, 상기 미국 출원의 명세서 및 도면은 본 발명의 참고 문헌으로 인용되었다.
또 다른 실시예에서, 상기 도파관은 케이블 모양의 도파관으로 구성된다. 예를 들어, 상기 도파관은 적어도 50 Km, 보다 바람직하게는 75 Km의 길이를 가지며, 양의 분산 및 양의 분산 슬로프를 갖는 제 1 섬유 부품, 및 적어도 20 km 미만, 보다 바람직하게는 15 km 미만의 길이를 가지며, 음의 분산 및 음의 분산 슬로프를 갖는 제 2 섬유 부품으로 구성될 수 있다. 상기 케이블 도파관은 광섬유 통신 시스템내 증폭기 사이에 배치된다. 상기 제 2 섬유 부품은 증폭기 또는 증폭기 모듈 그 자체 내부의 증폭기 부분에 대신하여 위치될 수 있다.
양의 분산 및 양의 분산 슬로프를 가지는 상기 제 1 섬유 부품은 코닝사 (Corning Incorporated)에서 구입이 가능한 SMF 28 등의 전통적인 단일 모드 섬유를 사용하여 제공될 수 있다. SMF-28은 1550 nm에서 17 ps/nm.km의 총분산 및 0.06 ps/nm2.km의 분산 슬로프를 가진다.
음의 분산 및 음의 분산 슬로프를 갖는 제 2 섬유 부품의 제조를 위해 다양한 섬유 프로파일이 사용될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 상기 음의 부품 섬유 세그먼트는 프로파일의 제 3 또는 제 4 세그먼트에 위치한다.
도 1은 음의 분산의 바람직한 제 3 세그먼트 프로파일, 음의 분산 슬로프 섬유 세그먼트 부품의 일 실시예를 나타낸다. 상기 프로파일은 외부 반경 r1의 제 1 중앙 주인덱스 프로파일 10, 그 위를 둘러싼 외부 반경 r2를 갖는 제 1 환형 세그먼트 12, 그 위를 둘러싼 외부 반경 r3를 갖는 제 2 환형 세그먼트 14로 구성된 도 1이다. 기술된 바에 따라, 다양한 프로파일의 모양, 예를 들면 도 1의 제 1 중앙 주요 인덱스 프로파일 10의 가능한 프로파일 모양과 관련된 점선 등을 사용할 수 있다.
상기 신규한 단일 모드 광도파관은 일반적이지 않은 특성들의 결합에 의해 제공되는 세그먼트 코어 디자인에 의해 특징화된다. 상기 특징은 각 세그먼트의 적절한 굴절율 프로파일 모양을 선택하고, 각 부분의 상대 굴절율 델타, Δi% 및 세그먼트 반경길이 ri를 적절하게 선택함으로써 얻어진다. 상기 프로파일 파라미터는 상호작용을 한다고 알려져 있는데, 예를 들면, 약 1의 α를 갖는 중심부 α-프로파일은 반드시 동일한 특성을 갖는 섬유를 제공하기 위하여 사다리꼴 인덱스를 갖는 중심부와 다른 반경을 갖는다.
각 세그먼트의 상기 인덱스 프로파일은 가시적으로 α-프로파일, 단계 인덱스 프로파일, 또는 사다리꼴 프로파일을 포함하는 특별한 모양일 수 있다. 상기 공정에 특별한 단계가 존재하지 않는다면, 상기 굴절율 프로파일은 굴절율이 날카롭게 변해야 하는 포인트에서 환형으로 될 것이다. 상기 환형화는 기본 유리 굴절율을 바꾸기 위해 사용된 도판트 물질의 확산 때문이다. 따라서, 상기 인덱스 프로파일중 특정 포인트에서 환형화될 수 있다. 예를 들면, 양의 Δ%를 가지는 층계형 프로파일은 상부 또는 하부의 코너를 환형화시킨다.
하기의 표 1은 바람직한 반경 파라미터에 대한 음의 분산, 본 발명에서 사용된 음의 분산 슬로프 섬유 세그먼트의 형성을 위해 사용되었을 제 3 세그먼트 프로파일의 델타값이다. 하기 표 1에 나타난 대로 상기 섬유는 일반적으로 게르마니아(germania) 도판트의 이동에 의해 유발된 중앙 오목(recessed) 인덱스 지역을 포함하거나 또는 포함하지 않을 수 있다.
반경(micron) 델타값(%)
r1 1.25-5 0.5-2
r2 1.25-10 -0.5- -0.1
r3 2.5-15 0.1-1.0
도 1에 도시된 음의 분산 섬유의 중심 부분 타블렛은 양의 분산 및 양의 분산 슬로프를 갖는 전통적인 단일 모드 섬유(SMF28)와 결합되었고, 섬유내로 유입되었다. 도 1의 실선으로 표시된 상기 섬유는 1550 nm에서 약 -35 ps/nm.km의 음의 분산 및 약 0.15 ps/nm2.km의 분산 슬로프를 나타낸다. 따라서, 상기의 경우 (DSMF/SSMF)=17/0.06=280 이며, (Dn/Sn)=-35/0.15=-233이다. 결과적으로, (Dp/Sp)/(Dn/Sn)=0.83으로, 의도한 대로 1에 가까운 수치이다.
도 2는 본 발명에서 음의 분산 슬로프 분산 섬유 세그먼트로 유용한 4 세그먼트 섬유 중심 프로파일을 나타낸다. 도 2에서 도시된 프로파일은 두개의 인덱스 내림 부분 12 및 16을 포함한다.
하기의 표 2는 바람직한 반경의 파라미터에 대한 음의 분산, 본 발명에서 사용된 음의 분산 슬로프 섬유 세그먼트의 형성을 위해 사용되었을 다양한 제 4 세그먼트 프로파일의 델타값이다.
반경(micron) 델타값(%)
r1 1.25-5 0.5-2
r2 1.25-10 -0.5- -0.1
r3 2.5-15 0.1-1.0
r4 5-25 -0.5-0
또한, 본 발명에 개시된 프로파일은 중심선의 깊은 절단을 포함하며, 상기 절단 부위는 제 1 주요 중심 부분의 제일 높은 델타값 미만인 내림 상대 굴절율의 부분이다. 상기 깊은 중심선은 일반적으로 단선(burn-out), 또는 도판트 이온의 이동에 의해 유발되며, 때때로 광섬유 도파관의 제조시 발생된다.
본 발명의 도파관은 1520 내지 1625 nm 범위에서 항상 2 ps/nm2.km 미만, 보다 바람직하게는 1 ps/nm2.km 미만의 진폭을 갖는 분산을 나타내는 것이 바람직하다. 상기 도파관 섬유의 총분산은 1550 nm에서 약 -2.0 내지 +2.0 ps/nm.km, 보다 바람직하게는 약 -1.0 내지 +1.0 ps/nm.km, 및 가장 바람직하게는 약 -0.5 내지 +0.5 ps/nm.km의 범위이다. 상기 다양한 양 및 음의 분산 세그먼트의 ri, Δi%, 및 굴절율 프로파일은 또한, 1550 nm에서 0.25 dB/km 이하의 총 감쇄율을 나타내도록 선택된다.
상기의 모든 특성은 높은 강도, 높은 약화 저항성, 및 높은 밴드 저항성, 예를 들어 약 32 mm 맨드릴 1회 회전당 약 0.5 dB 이하의 밴드 손상 정도 및 약 75 mm 맨드릴의 100회 회전 동안 0.05 dB 이하의 밴드 손상 정도가 유지되면서 동시에 유지되어야 한다. 본 발명의 도파관은 또한, 광학 증폭기와 상응한다. 또한, 케이블 형태 섬유의 단절 파장은 1520 nm 미만이다. 상기 부가적인 장점은 약 0.5 ps/(km)1/2미만, 보다 바람직하게는 0.3 ps/(km)1/2미만의 극성화 모드 분산이다.
특히, 본 발명의 바람직한 분산 조정 도파관은 낮은 분산 슬로프 뿐 아니라, 음의 총분산으로 섬유의 색분산을 조정한다. 잠재적인 솔리톤(soliton) 형성의 억제가 중요한 시스템에서, 직선의 분산은 높은 전력 신호를 보내는 비-선형 자가 위상 조정에 반작용할 수 없기 때문에 상기 도파관 섬유의 총분산이 음인 것이 바람직하다.
섬유의 색분산을 고르게하기 위해 하기의 관련내용이 충족되는 것이 바람직하다.
DPLP+ DnLn= 0,
상기 D 및 L은 각각 분산 및 섬유의 길이를 뜻하고, 상기 아래 첨자 "p" 및 "n"은 섬유 부품의 양 및 음의 분산을 의미한다. 또한, 상기 분산 슬로프를 균등화하기 위해서는 하기의 내용이 충족되는 것이 바람직하다.
(DP/SP)(Dn/Sn) = 1, 상기 S는 분산 슬로프이다.
상기 도파관은 솔리톤 송신의 경우 뿐 아니라, 전통적인 RZ(Return to zero) 또는 NRZ(non-return to zero)을 포함하는 높은 전력 및 장거리 송신의 경우에 적합하다. 높은 전력 및 장거리의 정의는 비트율, 비트에러율, 다중화 체계(multiplexing scheme), 및 광학 증폭기가 정의된 특정 통신 시스템의 문맥 상에서 만이 의미를 갖는다. 높은 전력 및 장거리의 의미에 영향을 미치는 공지에 알려진, 부가적인 요소가 존재하나, 대부분의 경우, 높은 전력은 채널당 약 10 mW 이상의 광학 전력을 갖는 경우를 지칭하며, 1 mW 또는 그 이하의 신호 전력 수준이 비-선형 효과에 지속적으로 민감한 몇몇 경우에서 Aeff는 상기 낮은 전력 시스템에서 중요한 고려사항이다.
장거리는 전기 재생기(regenerator)의 거리가 100 내지 120 km를 초과하는 경우를 지칭한다. 상기 재생기는 광학 증폭기를 사용한 리피이터의 경우와는 구별되는데, 특히, 높은 데이타 밀도를 가진 시스템에서의 중계기 간격은 재생기 간격의 절반 미만일 수 있다.
본 발명을 예시하기 위해 하기의 실시예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명할 것이다.
본 발명은 양의 분산 및 양의 분산 슬로프를 가지는 제 1 섬유 부품 세그먼트 및 음의 분산 및 음의 분산 슬로프를 가지는 제 2 섬유 부품으로 이루어진 단일 모드 광도파관에 관한 것으로, 상기 도파관은 제 1 섬유 부품 세그먼트 및 제 2 섬유 부품 세그먼트 사이에서 그것의 전길이에 걸쳐, 상기 제 1 섬유 부품 세그먼트는 제 2 섬유 부품 세그먼트 길이의 적어도 2배 이상의 길이를 갖는다. 상기 도파관은 감쇄를 낮추기 위하여 약 1520 내지 1625 nm사이의 파장대, 가령 약 1550 nm 정도의 파장대에서 작동되도록 최적화되었다.
본 발명의 도파관은 다양한 제 1 및 제 2 세그먼트, 예를들어 양 및 음의 분산의 변경 부분 및 분산 슬로프를 갖는 단일 섬유로 구성된다. 부가적으로 상기 도파관은 다양한 섬유 부품 부분이 케이블의 전 길이에 걸쳐 연결되어 있는 케이블로 구성된다.
또한, 본 발명은 작은 총분산 및 낮은 분산 슬로프에 의해 섬유의 색분산을 조절하는 단일 모드 광도파관에 관한 것이다. 바람직하게 본 발명의 도파관은 1520 내지 1625 nm의 범위에서 항상 2 ps/nm2-km 미만, 보다 바람직하게는 1 ps/nm2-km 미만의 진폭(magnitude)을 갖는 분산을 나타내고, 상기 도파관 섬유의 총분산은 1550 nm에서 약 -2.0 내지 +2.0, 보다 바람직하게는 약 -1.0 내지 +1.0, 가장 바람직하게는 약 -0.5 내지 +0.5 ps/nm-km의 범위를 갖는다. 다양한 양 및 음의 분산 세그먼트의 상기 ri, Δi%, 및 굴절율 프로파일은 1550 nm에서 0.25 dB/km 이하의 총 감쇄량을 나타내도록 선택되었다.
상기의 모든 특성은 높은 강도, 높은 약화 저항성, 및 높은 밴드 저항성, 예를 들어 약 32 mm 맨드릴 1회 회전당 약 0.5 dB 이하의 밴드 손상 정도 및 약 75 mm 맨드릴의 100회 회전 동안 0.05 dB 이하의 밴드 손상 정도가 유지되면서 동시에 유지되어야 한다. 본 발명의 도파관은 또한, 광학 증폭기와 상응한다. 또한, 케이블 형태 섬유의 단절 파장은 1520 nm 미만이다. 부가적인 장점은 약 0.5 ps/(km)1/2미만, 보다 바람직하게는 약 0.3 ps/(km)1/2미만, 전형적으로는 약 0.1 ps/(km)1/2미만의 극성화 모드 분산이다.
본 발명의 부가적인 모습 및 장점은 하기 상세한 설명에 의하여 기술될 것이며, 하기의 상세한 설명, 청구항 및 도면에 기술된 대로 본 발명의 내용을 수행하는 사람 및 당업자에게는 부분적으로는 분명할 것이다.
전술된 일반적 기술 및 그 다음의 상세한 설명은 본 발명을 예시하고 있으며, 본 발명의 본질 및 특성 또는 개략적인 사실을 청구항의 내용대로 제공하기 위한 것이다. 수반되는 도면은 본 발명에 대해 보다 자세한 이해를 돕기 위하여 제공되었으며, 본 명세서의 일부분에 포함된다. 상기 도면은 설명 부분과 함께 본 발명의 설명되기 어려운 부분의 이해를 돕기 위하여 본 발명의 다양한 실시예를 설명하고 있다.
음의 분산, 음의 슬로프 섬유 세그먼트로 사용되는 바람직한 세개의 세그먼트 굴절율 프로파일이 도 3에 도시되어 있다. 상기 특정 프로파일은 1550 nm에서 -35.47 ps/nm.km의 분산 및 0.1018 ps/nm2.km의 슬로프를 나타낸다. 상기 차단 파장은 1550 nm에서 1.18 미크론(micron), 1.3 dB의 핀-어레이 밴드 감소, 4.8 미크론의 MFD 및 4.68 미크론의 Deff를 나타낸다.
도 4는 양의 분산 섬유 부품, 이 경우에는 SMF-28이 하기의 파라미터를 가진 도 3에 도시된 여러 음의 분산 섬유 부품과 결합되었을 때 얻어진 분산의 특성을 도시하고 있다.
델타(%) 반경 (㎛)
코어 2 2.2 (r1)
제 1 모트(moat) -0.4 5.76 (r2)
링 0.6 6.72 (r3)
하기 표 3은 변경되는 섬유 세그먼트의 결합에 의한 분산 대 분산 슬로프의 비 뿐 아니라, 결과적인 분산 및 분산 슬로프를 나타내고 있다.
+D 섬유 -D 섬유
D (ps/nm.km) 17 -35
S (ps/nm2.km) 0.058 -0.1018
D/S (nm) 293 350
도 5는 결과적으로 분산이 평편해지고 조정된 섬유의 도파관 길이(nm.km)에따른 결과적인 도파관 섬유의 축 디자인을 도시한다.
도 6은 분산이 평편해지고 조정된 섬유의 결과적인 총분산 특징을 도시한 것이다. 상기 예의 경우 Lp /Ln은 약 2:1이다. Ln+Lp기간은 약 3 km이다. 도 6에 나타난 바와 같이, 상기 디자인 예의 경우 총분산은 1520 내지 1620 nm에서 1 ps/nm.km 미만이며, 사실상 약 0.5 ps/nm.km 미만이다. 상기 내용은 단일 모드 섬유의 낮은 파장대 손상율과 부합된다. 전통적인 단일 모드 섬유의 손실 스펙트럼에 따르면, 감쇄는 1520 내지 1620 nm에서 0.22 dB/km 미만이다.
본 발명의 요지 및 견지를 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 변형 및 변동이 가능함은 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명이 첨부된 청구항 및 그의 등가물 내에서 본 발명의 변형 및 변동을 포함하는 것은 의도된 것이다.

Claims (19)

  1. 양의 분산 및 양의 분산 슬로프를 가지는 제 1 섬유 부품, 및 음의 분산 및 음의 분산 슬로프를 가지는 제 2 섬유 부품을 포함하는 단일 모드 광도파관.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제 1 섬유 부품은 상기 제 2 섬유 부품 길이의 적어도 2배 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광도파관.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제 1 섬유 부품은 상기 제 2 섬유 부품 길이의 적어도 5배 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광도파관.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제 1 섬유 부품 및 제 2 섬유 부품은 상기 도파관이 1520 내지 1625 nm의 범위 내에서 항상 2 ps/nm2-km 미만의 진폭을 가지는 분산을 나타내도록 선택되는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광도파관.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제 1 섬유 부품 및 제 2 섬유 부품은 상기 도파관이 1520 내지 1625 nm의 범위 내에서 항상 1 ps/nm2-km 미만의 진폭을 가지는 분산을 나타내도록 선택되는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광도파관.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제 1 섬유 부품 및 제 2 섬유 부품은 상기 도파관이 1550 nm에서 약 -2.0 내지 +2.0 ps/nm-km 범위의 총분산을 나타내도록 선택되는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광도파관.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제 1 섬유 부품 및 제 2 섬유 부품은 상기 도파관이 1550 nm에서 약 -2.0 내지 0.0 ps/nm-km 범위의 총분산을 나타내도록 선택되는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광도파관.
  8. 제7항에 있어서, 상기 도파관은 약 32 mm 맨드릴 1회전당 약 0.5 dB 이하의 증폭 밴드 손실을 나타내며, 케이블 형태 섬유의 저해 파장이 1520 nm 미만이며, 극성화 모드 분산이 약 0.5 ps/(km)1/2미만인 것을 특징으로 하는 단일 모드 광도파관.
  9. 제1항에 있어서, 상기 도파관은 케이블 도파관을 포함하며, 상기 도파관은 증폭기 사이에 위치하고, 상기 제 1 부품은 적어도 50 km의 길이를 가지며, 상기 제 2 섬유 부품은 20km 미만의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광도파관.
  10. 제1항에 있어서, 상기 도파관은 케이블 도파관을 포함하며, 상기 도파관은 증폭기 사이에 위치하고, 상기 제 1 부품은 적어도 75 km의 길이를 가지며, 상기 제 2 섬유 부품은 15 km 미만의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광도파관.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제 1 섬유 부품은 층계형 프로파일을 갖는 단일 모드 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광도파관.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제 2 섬유 부품은 적어도 세개의 세그먼트를 갖는 코어를 포함하며, 상기 제 1 세그먼트는 약 1.25 내지 5.0 ㎛ 범위에서 외부 반경 r1및 약 0.5 내지 2.0%의 범위에서 Δ1%을 가지고, 제 2 세그먼트는 약 1.25 내지 10.0 ㎛ 범위에서 외부 반경 r2및 -0.5 내지 -0.1%의 범위에서 Δ2% 를 가지며, 제 3 세그먼트는 약 2.5 내지 15.0 ㎛ 범위에서 외부 반경 r3및 약 0.1 내지 1.0%의 범위에서 Δ3% 를 갖는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광도파관.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제 2 섬유 부품은 약 5.0 내지 25.0 ㎛ 범위에서 외부 반경 r2및약 -0.5 내지 -0.05%의 범위에서 Δ2%를 가지는 제 4 세그먼트를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광도파관.
  14. 양의 분산 및 양의 분산 슬로프를 가지는 제 1 섬유 부품, 및 음의 분산 및 음의 분산 슬로프를 가지는 제 2 섬유 부품을 포함하며, 여기서 상기 제 1 섬유 부품은 상기 제 2 섬유 부품의 적어도 두배가 되는 길이를 가지며, 제 1 및 제 2 섬유 부품의 프로파일은 상기 도파관이 1520 내지 1625 nm의 범위 내에서 항상 2 ps/nm2-km 미만의 진폭을 가지는 분산을 나타내도록 선택되는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광도파관.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제 1 섬유 부품은 적어도 상기 제 2 섬유 부품 길이의 적어도 5배 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광도파관.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제 1 섬유 부품 및 제 2 섬유 부품은 상기 도파관이 1520 내지 1625 nm의 범위 내에서 항상 1 ps/nm2-km 미만의 진폭을 가지는 분산을 나타내도록 선택되는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광도파관.
  17. 제14항에 있어서, 상기 제 1 섬유 부품 및 제 2 섬유 부품은 상기 도파관이 1550 nm에서 약 -2.0 내지 +2.0 ps/nm-km 범위의 총분산을 나타내도록 선택되는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광도파관.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제 1 섬유 부품은 층계형 프로파일을 갖는 단일 모드 섬유를 포함하고, 상기 제 2 섬유 부품은 적어도 세개의 세그먼트를 갖는 코어를 포함하며, 상기 제 1 세그먼트는 약 1.25 내지 5.0 ㎛ 범위에서 외부 반경 r1및 약 0.5 내지 2.0%의 범위에서 Δ1%을 가지고, 제 2 세그먼트는 약 1.25 내지 10.0 ㎛ 범위에서 외부 반경 r2및 -0.5 내지 -0.1%의 범위에서 Δ2% 를 가지며, 제 3 세그먼트는 약 2.5 내지 15.0 ㎛ 범위에서 외부 반경 r3및 약 0.1 내지 1.0%의 범위에서 Δ3% 를 갖는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광도파관.
  19. 제1항에 있어서, 상기 제 2 섬유 부품은 광학 증폭기내에 위치되는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광도파관.
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