KR20010113819A - 광섬유 제조방법 - Google Patents

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KR20010113819A
KR20010113819A KR1020017013355A KR20017013355A KR20010113819A KR 20010113819 A KR20010113819 A KR 20010113819A KR 1020017013355 A KR1020017013355 A KR 1020017013355A KR 20017013355 A KR20017013355 A KR 20017013355A KR 20010113819 A KR20010113819 A KR 20010113819A
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죠지 이. 버키
브이. 스리칸트
Original Assignee
알프레드 엘. 미첼슨
코닝 인코포레이티드
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Abstract

본 발명에 따른 광섬유는 그 길이를 따라 직경이 변하며, 상기 섬유의 굴절률과 직경은 1480nm 이상의 파장에서 양과 음으로 분산이 교호된 영역을 만들고, 바람직하게 낮은 순분산 및 분산 기울기를 갖는다. 바람직한 프로파일은 클래딩 영역으로 둘러싸인 코어 영역으로 구성되며, 상기 코어 영역은 클래딩 영역에 대해 업도프된 중심 코어 영역을 포함하고, 상기 중심 코어 영역은 상기 클래딩 영역에 대해 다운도프된 외호영역에 의해 둘러싸이며, 상기 외호영역은 클래딩 영역에 대해 업도프된 환상영역에 의해 둘러싸인다. 본 발명의 프로피일군이 양과 음으로 교호되는 분산영역과 함께 사용되면 분산 기울기가 낮은 섬유를 제조하게 된다. 상기 프로파일군은 통상의 WDM 응용에 유용하다.

Description

광섬유 제조방법{METHOD OF MAKING OPTICAL FIBERS}
최근 파장분할 멀티플렉싱과 증폭기의 출현은 광섬유의 분산과 분산 기울기를 낮추려는 시스템 요구사항을 증대시켰다. 이러한 특성에 매우 적합한 수개의 독특한 분산관리 섬유 제조방법이 이미 개시되어 있다. 예를 들면, 1997년 4월 23일자로 출원된 버키 등의 미국특허출원 제08/844,997호와 1996년 1월 11일자로 출원된 미국특허출원 제08/584,868호를 참조하라.
지금까지의 많은 방법들은 비교적 복잡하였으며, 그러한 복잡성으로 인하여 표준적인 제조방법보다 더 많은 비용이 소요될 수 있다. 특히, 1550㎚의 작동 윈도우에서 광섬유의 길이방향을 따라 분산특성이 양과 음으로 변하는 광섬유를 제조하기 위한 대안적인 용이한 방법의 개발이 요구되었다.
본 발명은 그 길이를 따라 체계적으로 변하는 광특성을 가진 광섬유 제조방법에 관한 것이다. 특히, 이 방법은 분산관리(DM) 단일모드 광도파관 섬유의 제조에 특히 유용하다.
도 1은 본 발명에 따른 분산 특성이 길이를 따라 양과 음으로 변하는 광섬유 제조에 사용되는 제 1 프로파일을 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명에 따라 분산 특성이 길이를 따라 변하는 섬유의 제조에 사용될 수 있는 제 2 굴절률 프로파일을 도시한 도면이며,
도 3은 본 발명에 따라 분산 특성이 길이를 따라 변하는 섬유의 제조에 사용될 수 있는 제 3 굴절률 프로파일을 도시한 도면으로서, 길이를 따라 분산 특성과 직경이 일정한 광섬유에 채용될 때 매우 유용한 특성을 나타내는 프로파일이다.
본 발명의 하나의 특징은 그 길이를 따라 직경이 변하는 광섬유 및 그 광섬유 제조방법에 관한 것이다. 상기 광섬유 모재의 굴절률 프로파일은, 광섬유 모재가 그 길이를 따라 직경이 변하는 광섬유로 인발될 때, 상기 광섬유가 1550㎚의 작동 윈도우에서 양과 음의 분산영역 사이의 그 종방향 길이(즉, 직경이 다른 영역에 해당함)를 따라 변하도록 선택되며, 상기 윈도우는 적어도 약 1480㎚ 및 약 1625㎚ 사이의 윈도우로 이루어짐이 바람직하다. 다른 실시예에서, 상기 섬유는 1550㎚ 작동파장에서 섬유의 길이를 따라 양과 음의 분산 기울기 영역 사이에서 변하거나, 상기 섬유의 길이를 따라 매우 낮은 분산 기울기를 추가적으로 또는 선택적으로 유지한다. 본 방법에 따라 제조된 섬유는 분산관리 섬유 응용물에 매우 적합하다.
현재의 피드백 제어루프는 섬유 직경을 제어하기 위한 인발속도 및 하방급송률의 제어에 사용될 수 있다. 섬유의 외경 변화는 트랙터(섬유 권취)속도를 변화시켜 인발속도를 변화시킴으로써 가장 신속하게 구현될 수 있다. 따라서, 섬유 코어의 직경은 트랙터 속도가 변함으로써 변화되고, 따라서, 직경이 다른 영역 사이의 천이영역은 비교적 짧아질 수 있다. 바람직한 실시예에서, 상기 섬유는 섬유외경을 측정하였을 때 직경이 다른 세그먼트가 3미크론 이상, 더 바람직하게는 5미크론 이상, 가장 바람직하게는 10미크론 이상 차이나도록 인발된다. 또한, 바람직하게, 상기 섬유는 길이가 100m 내지 3㎞인 부분에서 교호하고, 더 바람직하게는 상기 교호부는 길이가 적어도 250m이고 2㎞ 이하이다.
그 길이를 따라 분산특성이 양과 음으로 변하는 섬유를 제조하는데 굴절률 프로파일만이 채용될 수 있는 것은 아니다. 예를 들어, 표준 단일모드 섬유는 특히 1550㎚에서 직경은 거의 변화하지 않고 분산을 변화시킨다. 섬유가 원하는 교호분산특성을 가질 수 있도록 하는 하나의 바람직한 굴절률 프로파일군은, 길이를 따라직경이 다르게 인발될 때, 클래딩 영역으로 둘러싸인 코어 영역으로 구성되며, 상기 코어 영역은 클래딩 영역에 대해 업도프된 중심 코어영역을 포함하고, 상기 중심 코어 영역은 클래딩 영역에 대해 다운도프된 외호영역으로 둘러싸이며, 상기 외호영역은 클래딩 영역에 대해 업도프된 환상링 영역으로 둘러싸인다. 이러한 프로파일은 업도프된 중심 세그먼트가 약 +0.5 내지 1.5의 굴절률 델타 퍼센트를 가진 프로파일을 포함하며, 상기 중심 코어 영역을 둘러싸고 있는 압축된 외호 코어 영역은 약 -0.1 내지 -0.7의 델타 퍼센트를 갖고, 상기 업도프된 환상링은 약 0.1 내지 1.0의 델타 퍼센트를 갖는다. (섬유의 중심선으로부터 클래딩 층의 굴절률과 동일한 x축과 세그먼트 굴절률 프로파일의 외삽교점까지 측정한)상기 3가지 세그먼트의 반경은, 제 1 중심선 업도프된 세그먼트의 반경을 a, 상기 외호부의 반경을 b라 하면, b/a가 바람직하게 약 1.5 내지 3.0이고, 상기 선택적인 환상링의 외측 반경을 c라 하면, c/a가 약 2.5 내지 3.7이 되도록 선택된다. 이러한 프로파일에 대해 더욱 바람직한 반경과 델타 퍼센트값이 하기되어 있다.
그 결과는 길이를 따라 양과 음의 분산 영역으로 변하도록 제조될 수 있는 섬유이지만, 순분산과 분산 기울기가 상대적으로 모두 낮다. 본 발명에 따라 제조된 바람직한 섬유는 1550에서 1.5 내지 20ps/nm-km의 크기를 가진 양과 음의 국소분산으로 변하고, 1500nm에서 1.0ps/nm-km 이하의 순분산, 더욱 바람직하게는 0.5ps/nm-km이하, 가장 바람직하게는 0.1ps/nm-km 이하의 순분산을 발생시키도록 설계될 수 있다. 본 발명에 따라 제조된 바람직한 섬유는 1480 내지 1625nm 파장범위에서 0.03ps/nm2-km 이하, 더욱 바람직하게는 0.01ps/nm2-km 이하, 가장 바람직하게는 0.005ps/nm2-km 이하의 분산 기울기를 발생시킨다.
본 발명의 다른 특징은 1550nm 작동 윈도우에서 매우 낮은 분산 및 더 중요하게는 매우 낮은 분산 기울기를 나타내도록 제조될 수 있는 굴절률 프로파일군으로 제조된 광섬유에 관한 것이다. 이와 같이 바람직한 굴절률 프로파일군은 다양한 크기의 분산을 구현할 수 있음과 아울러, 매우 낮은 분산 기울기를 얻을 수 있다.
따라서, 이와 같이 특수한 프로파일은 전술한 본 발명에 따라 제조된,즉 길이를 따라 직경을 변화시킴으로써, 매우 유용한 분산관리 섬유제품을 제조할 수 있으며, 그 결과, 섬유의 분산 기울기는 매우 낮게 유지될 수 있다. 상기 광섬유 모재의 굴절률 프로파일은, 광섬유 모재가 그 길이를 따라 직경이 변하는 광섬유로 인발될 때, 상기 광섬유가 1550㎚의 작동 윈도우에서 양과 음의 분산영역 사이의 그 종방향 길이(즉, 직경이 다른 영역에 해당함)를 따라 변하도록 선택되며, 상기 윈도우는 적어도 약 1480㎚ 및 약 1625㎚ 사이의 윈도우로 이루어짐이 바람직하다. 상기 프로파일군이 다양한 크기의 분산을 구현할 수 있음과 아울러, 매우 낮은 분산 기울기를 얻을 수 있기 때문에, 이 프로파일군은 길이를 따라 직경이 변하고 그에 따라 분산특성이 변하는 섬유의 제조에 특히 바람직하다. 본 발명에 따라 제조된 이러한 섬유는 1550nm 작동 윈도우에서 다양하게 변하는 양과 음의 분산값을 갖고, 섬유의 전체 길이를 따라 순분산이 비교적 낮게 유지되도록 제조될 수 있다. 또한, 상기 분산 기울기는 1480 내지 1625nm 파장범위에서 매우 낮은 값, 즉0.03ps/nm2-km 이하, 더욱 바람직하게는 0.01ps/nm2-km 이하, 가장 바람직하게는 0.005ps/nm2-km 이하로 유지될 수 있다. 이와 같이 바람직한 프로파일군으로 가장 바람직한 낮은 기울기를 얻기 위하여, 전술한 반경대 굴절률의 관계에 부가하여, 업도프된 중심선 세그먼트의 굴절률 델타 퍼센트에 대한 업도프된 환상링 세그먼트의 굴절률 델타 퍼센트의 비는 약 0.4 내지 1.1이고, 더욱 바람직하게는 약 0.6 내지 0.9이다.
선택적으로, 이와 같이 독특한 바람지간 굴절률 프로파일군은 그 길이를 따라 직경, 분산 및 분산 기울기 특성이 일정한 통상의 광섬유의 제조에 유용하다. 예를 들어, 1480 내지 1625nm의 파장 범위에서 0.03ps/nm2-km 이하, 더욱 바람직하게는 0.01ps/nm2-km 이하, 가장 바람직하게는 0.005ps/nm2-km 이하의 분산 기울기 뿐만 아니라, 섬유의 축길이를 따라 일정한 굴절률 프로파일(및 균일한 코어 및 클래드 직경)을 갖고, 1.0ps/nm-km 이상의 국소 분산을 발생시키는 광섬유가 제조되었다. 이러한 프로파일은 파장분할 멀티플렉싱에 특히 유용하다. 또한, 이러한 굴절률 프로파일군에서 가장 바람직한 낮은 기울기 특성을 얻기 위하여, 전술한 반경대 굴절률의 관계에 부가하여, 업도프된 중심선 세그먼트의 굴절률 델타 퍼센트에 대한 업도프된 환상링 세그먼트의 굴절률 델타 퍼센트의 비는 약 0.4 내지 1.1이고, 더욱 바람직하게는 약 0.6 내지 0.9이다.
본 발명의 추가적인 특장점이 상세하게 하기되어 있으며, 당업자는 첨부도면과 아울러, 상세한 설명 및 청구범위를 포함하는 본 명세서에 기술된 본 발명을 실시함으로써 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 또 다른 특징에 따라, 업도프된 중심선 영역, 상기 중심선 영역 주변의 다운도프된 외호영역 및 상기 외호영역 주변의 업도프된 환상링 영역을 ㅍ포함하는 굴절률 프로파일을 포함하는 광섬유가 제조되며, 상기 영역의 반경과 굴절률 프로파일은 1480 내지 1625nm의 파장 범위에서 0.03ps/nm2-km 이하의 분산 기울기 및 약 35㎛2이상의 유효면적을 가진 섬유를 제공하도록 선택된다.
전술한 일반적인 설명과 하기된 상세한 설명은 본 발명을 설명하기 위한 것이며, 청구된 본 발명의 특성과 특징을 이해하기 위한 개관을 제공하기 위한 것임을 이해할 수 있을 것이다. 첨부도면은 본 발명을 더 이해할 수 있도록 하기 위한 것이며, 본 명세서의 일부를 구성한다. 상기 도면은 본 발명의 다양한 실시예를 도시한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리 및 작용을 설명하는 역할을 한다.
본 발명의 바람직한 실시에에서, 유리 광섬유 모재는, 섬유가 그 길이를 따라 직경이 변하는 광섬유로 인발될 때, 상기 광섬유가 1550㎚의 작동 윈도우에서 분산기울기와 함께 분산 영역이 양과 음으로 그 종방향 길이(즉, 직경이 다른 영역에 해당함)를 따라 변하도록 하는 굴절률 프로파일을 갖도록 제조되며, 상기 윈도우는 1480㎚ 내지 1625㎚의 윈도우로 이루어짐이 바람직하다.
이러한 코어 굴절률 프로파일이 도 1 및 도 2에 도시되어 있다. 도 1 및 도 2에서, 클래딩의 굴절률은 Y축의 제로에 해당한다. 도 1 및 도 2에 도시된 프로파일은 외호 및 업도프된 환상링에 의해 둘러싸인 업도프된 중심선 코어 영역을 나타낸다. 상기 중심선 영역과 환상링 사이의 외호는 바람직하게 클래딩에 대해 다운도프된다.
도 1 및 도 2에 도시된 형태의 프로파일은 클래딩(델타=(n1 2-n2 2)/2n1 2)에 대해 약 +0.4 내지 1.1인 델타 퍼센트를 가진 중심 코어 영역과, 이 중심 코어 영역을 둘러싸고 있는 낮아진 외호 코어 영역을 포함한다. 바람직하게, 상기 낮아진 외호는 클래딩에 대해 -0.15 델타 퍼센트 또는 그 이하(바람직하게, -0.6 델타 퍼센트보다 낮지 않음)이며, 델타=(n1 2-n2 2)/2n1 2이다. 선택적인 업도프된 환상링도 사용될 수 있으며, 상기 환상링은 +0.10 내지 +0.8인 델타 퍼센트를 나타낸다. 도 1에 도시된 실시예에서, 중심 코어는 약 +0.85의 델타 퍼센트, 낮아진 외호는 약 -0.4 델타 퍼센트, 상기 낮아진 외호를 감싸고 있는 환상링은 약 0.4 델타 퍼센트를 갖는다.
이들 3가지 세그먼트의 반경이 섬유의 중심선으로부터 클래딩 층의 굴절률과 동일한 x축과 세그먼트 굴절률 프로파일의 외삽교점까지 측정된다. 도 1 내지 도 3에 도시된 실시예에서, 클래딩 층은 실리카이다. 따라서, 도 1 내지 도 3에서, 중심 세그먼트의 외측반경이 중심선으로부터 x축과 중심 세그먼트 굴절률 프로파일의 교점까지 측정되며, 외호 세그먼트의 반경이 중심선으로부터 x축과 굴절률 프로파일의 외호 세그먼트의 교점까지 측정되며, 환상링 영역의 반경이 중심선으로부터 x축과 환상링 굴절률 프로파일의 비교적 직선형인 외측 부분의 외삽교점까지 측정된다(상기 클래딩 층에 최근접된 환상링의 최외곽 영역의 테일오프 영역은 환상링으로 간주되지 않는다). 바람직하게, 상기 굴절률 프로파일은, 제 1 중심선 업도프된 세그먼트의 반경을 a, 상기 외호부의 반경을 b라 하면, b/a가 바람직하게 약 1.5 내지 3.0이고, 더욱 바람직하게는 약 2 내지 2.5이 되도록 선택된다. 상기 선택적인 환상링의 외측 반경을 c라 하면, c/a가 약 2.5 내지 3.2인 것이 바람직하다.
도 1 및 도 2에 도시된 프로파일은 이러한 반경한계를 만족시키며, 또한 약 +0.7 내지 1.0 델타 퍼센트의 중심 코어 영역, -0.25 내지 -0.5 델타 퍼센트의 낮아진 외호 코어 영역 및 약 +0.2 내지 +0.8 델타 퍼센트로 상기 낮아진 외호를 둘러싸는 환상링을 포함한다.
이러한 굴절률 프로파일은 당업계에 공지된 임의의 기술로써 제조될 수 있으며, 바람직하게는 외부 증착법(OVD), 축 증착법(VAD) 또는 내부 증착법(MCVD)과 같은 화학 증착법을 이용하여 제조될 수 있다. 바람직한 제조방법은 OVD이다. 통상의 도판트 물질이 실리카의 도핑에 사용될 수 있으며, 예를 들어, 게르마니아가 업도핑에 사용될 수 있으고, 플루오린이 다운도핑에 사용될 수 있다.
모재가 원하는 코어 굴절률 프로파일을 갖도록 한 후, 상기 모재로부터 길이를 따라 직경이 변하는 섬유가 인발된다. 이는 교호부간의 직경 차이가 섬유 길이를 따라 현격하게 특성을 다르게 만들 수 있음을 의미한다. 예를 들어, 직경 차이는 3미크론 이상, 더욱 바람직하게는 5미크론 이상 분리될 수 있다.
도 1에 도시된 코어 프로파일은 코어 직경에 매우 민감한 분산 특성을 갖는다. 통상적으로, 섬유 제조자는 제조공정을 용이하게 제어하여 고수율을 얻기 위해 넓은 코어 직경공차를 더 선호하기 때문에 이는 나쁜 특성이다. 그러나, 우리는 본 발명의 방법을 채용하여 상기 모재를 외경이 다른 섬유로 단순하게 인발함으로써, 도 1에 도시된 프로파일의 민감성이 분산관리에 유리하게 사용될 수 있음을 발견하였다.
하기된 표 1은 도 1에 도시된 굴절률을 가진 광섬유 모재로부터 본 발명에 따라 인발된 섬유에 대한 1550nm에서의 분산특성을 나타낸 것이다. 상기 도 1의 프로파일은 코어가 직경이 다르게 인발될 때 분산과 분산 기울기를 대체로 일치시키는 대칭성면에서 중요하다. 표 1은 115, 125 및 135미크론의 직경으로 도 1에 도시된 굴절률 프로파일을 가진 섬유를 인발할 때 얻은 분산특성을 나타낸다.
섬유 외경 1550에서의 직경 기울기 제로분산파장
115 -7.08 -0.3 1315
125 +1.87 +0.001
135 +9.3 +0.025 1179
도 1에 도시된 굴절률을 가진 광섬유 모재를 115 내지 약 133.5미크론 범위로 변하는 외경을 가진 섬유로 인발함으로써, 섬유 길이에서 매우 낮은 기울기와 함께 거의 제로인 순분산을 얻을 수 있다. 표 2는 전술한 바와 같이, 즉 500m마다 115 내지 133.5미크론 범위(즉, 10 미크론 이상인 이웃한 부분간의 직경차)로 외경이 변하는 섬유로 인발된 14km의 섬유부분에 대한 분산특성을 나타낸 것이다. 물론, 다양한 프로파일의 분산을 보상하기 위해 세그먼트의 길이가 동일할 필요는 없는 대신, 이 길이들은 섬유의 원하는 분산특성에 따라 변화될 수 있다. 상기 섬유는 변하는 외경을 갖도록 인발되기 때문에, 섬유의 물리적 코어도 이와 유사하게 변하는 직경을 가질 것이다. 최종적인 섬유의 순총분산은 1480 내지 1625nm 파장범위에서 약 -0.00158ps/nm2-km의 기울기로 1550에서 -0.17ps/nm-km이다. 또한, 중요한 사실은 제로분산파장이 모든 경우에서 1500 내지 1700nm 범위 밖에 있다는 점이다. 또한, 표 2를 인용하여 설명한 섬유는 약 25.5미크론의 모드 필드직경과, 약 1440.68의 제로분산파장을 나타낸다.
파장(nm) 총분산-14km
1500 -0.09362
1505 -0.10151
1510 -0.10941
1515 -0.11730
1520 -0.12519
1525 -0.13308
1530 -0.14097
1535 -0.14886
1540 -0.15675
1545 -0.16465
1550 -0.17254
1555 -0.18043
1560 -0.18832
1565 -0.19621
1570 -0.20410
1575 -0.21199
1580 -0.21988
1585 -0.22778
1590 -0.23567
1595 -0.24356
1600 -0.25145
이 방식으로 제조된 섬유의 단점은 상기 섬유가 균일한 125미크론의 외경을 갖지 않는다는 것이지만, 제조에 채용된 제조기술의 단순함 때문에 다른 단위형 분산관리 섬유보다 비용이 매우 적게 소용된다는 것은 장점이다.
도 3은 1550nm에서 섬유의 종방향 길이를 따라 분산이 양과 음으로 변하는 섬유를 제조하기 위해 본 발명에 따라 사용될 수 있는 바람직한 굴절률 프로파일을 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 실시예로 나타낸 굴절률 프로파일군은 1550nm 작동 윈도우 또는 1550nm에서 크기가 다양하게 변하는 저분산 기울기 광섬유 제품을 제조하는데 특히 유용하다. 예를 들어, 반경대 굴절률의 관계는, 섬유가 그 길이를 따라 직경이 다르게 인발되는 전술한 방법을 사용함으로써, 다양한 크기로 변하는 양과 음 분산이 구현되고, 저분산 및 분산 기울기가 유지되도록 선택된다. 이는1.5 내지 20ps/nm-km의 크기를 가진 비교적 일치된 양과 음의 분산값으로 변하는 섬유의 제조를 가능하게 하며, 섬유 길이에서 매우 낮은 순분산을 유지하게 된다. 예를 들어, 굴절률 프로파일은 섬유가 약 +5.0 내지 -5.0ps/nm-km의 세그먼트로 그 길이를 따라 변하도록 선택될 수 있으며, 순총분산은 1550nm에서 1.0ps/nm-km 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.5ps/nm-km 이하이며, 가장 바람직하게는 0.1ps/nm-km 이하이고, 섬유의 분산 기울기는 1480 내지 1625nm 파장범위에서 항상 0.03ps/nm2-km 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.01ps/nm2-km이고, 가장 바람직하게는 0.005ps/nm2-km 이하이다. 이러한 분산 기울기는 양과 음의 분산 기울기 영역에서 변하도록 만들어질 수 있으며, 선택적으로 섬유의 전체 길이를 따라 전체적으로 양 또는 음이되도록 만들어질 수 있다.
여기에 기술된 굴절률 프로파일은 상대적으로 단일화된 분산 및 분산 기울기 특성, 특히 도 3과 관련하여 설명한 프로파일군을 가진 광섬유를 제조하는데도 유용하다. 이러한 굴절률 프로파일군은 세부적인 분산값에 따라 양 또는 음의 값의 넓은 범위의 분산크기를 제공하며, 1550 작동 윈도우에서 비교적 낮은 분산 기울기를 유지하는데 이용될 수 있다.
상기 프로파일은 클래딩의 굴절률에 대해 바람직하게는 약 0.4 내지 1.0 최대 델타 퍼센트, 더욱 바람직하게는 (바람직한 실시예에서는 도프되지 않은 실리카인 클래딩의 굴절률에 대해)약 0.6 내지 0.95 델타 퍼센트를 가진 업도프된 중심선 세그먼트를 갖는다. 상기 업도프된 중심선 세그먼트는 다운도프된 링 세그먼트에의해 둘러싸이며, 이는 다시 업도프된 환상링 세그먼트에 의해 둘러싸인다. 상기 다운도프된 외호부는 중심선 업도프된 세그먼트와 업도프된 환상링 세그먼트 사이에서 바람직하게 약 -0.1 내지 -0.4 델타 퍼센트, 더욱 바람직하게는 약 -0.15 내지 -0.3 델타 퍼센트를 갖는다. 상기 외호영역의 외측에 위치된 환상링 영역은 바람직하게는 약 0.2 내지 1.0 델타 퍼센트, 더욱 바람직하게는 약 0.4 내지 0.8 델타 퍼센트를 갖는다.
바람직하게, 상기 업도프된 환상링은 가장 바람직한 분산 기울기 특성을 얻기 위하여 코어의 중심 세그먼트의 높이와 비슷하여야 한다. 따라서, 가장 바람직한 낮은 기울기 특성을 얻기 위하여, 중심선 업도프된 세그먼트의 델타 퍼센트에 대한 업도프된 환상링 세그먼트의 델타 굴절률 퍼센트의 비는 약 0.6 내지 1.1, 더욱 바람직하게는 약 0.7 내지 1.0 이다.
(클래딩 층의 굴절률과 동일한 x축과의 외삽교점까지 측정한)상기 3가지 세그먼트의 외측 반경은, 제 1 중심선 업도프된 세그먼트의 외측 반경을 a, 상기 외호부의 외측 반경을 b, 상기 환상링의 외측 반경을 c라 하면, b/a가 약 1.8 내지 2.7이고, 더욱 바람직하게 약 2 내지 2.5이며, c/a가 약 2.8 내지 3.7이고, 더욱 바람직하게 약 3 내지 3.5가 되도록 선택된다. 예를 들어, 도 3에 도시된 실시예에서, b/a는 약 2.36이고, c/a는 약 3.43이다.
도 3에 도시된 굴절률 프로파일을 갖도록 섬유 모재를 제조하고, 변하는 인발속도로 인발하여 최종 광섬유 외경이 약 118 내지 132미크로으로 변화되도록 하였다. 상기 최종 광섬유 세그먼트는 1550nm에서 표 3과 같은 분산특성을 나타내었다.
1550 분산 분산 기울기 유효면적
-7.1801 -0.0011 48.5717
-1.5082 -0.0019 45.9591
3.4363 0.0061 44.8433
7.4290 0.0164 44.6727
1550nm에서의 분산은 (즉, 섬유의 직경을 변화시킴으로써)약 -7 내지 +7ps/nm-km로 변하도록 선택될 수 있지만, 분산기울기는 항상 0.02ps/nm2-km 이하임을 주지하라. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같은 굴절률 프로파일의 사용은 1550nm 파장범위, 즉 약 1480 내지 1625nm에서 매우 낮은 분산 기울기를 가진 광섬유의 형성을 가능하게 한다.
또한, 최종 섬유의 유효면적은 항상 44 이상임을 주지하라. 도 3에 도시된 바와 같은 굴절률 프로파일을 이용하여, 30 이상, 더욱 바람직하게는 35 이상, 가장 바람직하게는 40μm2이상의 유효면적을 용이하게 얻을 수 있다.
이러한 굴절률 프로파일군은 1550nm 또는 1550nm 작동 윈도우에서 다양한 양 및 음의 분산 크기를 가진 섬유를 제조할 수 있고, 또한 1550 작동 윈도우에서 유효면적은 크고(예를 들어, 40μm2이상) 분산 기울기는 낮게 유지할 수 있으며, 상기 굴절률 프로파일은 (직경이 변하도록 인발된 것보다)길이를 따라 단일화된 분산 및 분산 기울기 특성을 가진 광섬유로서 매우 유용하다. 이러한 프로파일은 솔리톤, NRZ 및 RZ응용을 포함하는 모든 DWM 전송 응용품용 광섬유로서 적용성을 갖는다.
본 발명의 사상과 범주를 벗어나지 않는 다양한 변경과 변형이 이루어질 수있음을 당업자는 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위의 범주에 속하는 변경, 변형 및 등가물을 모두 포함한다.

Claims (7)

  1. 업도프된 중심선 영역, 상기 중심선 영역을 둘러싼 다운도프된 외호영역 및 상기 외호영역 주변의 업도프된 환상링 영역을 포함하는 굴절률 프로파일을 갖는 광섬유로서, 상기 굴절률 프로파일과 상기 영역들의 반경은 상기 섬유가 1480 내지 1625nm 파장 범위에서 약 35μm2이상의 유효면적과 0.03ps/nm2-km 이하의 분산 기울기를 갖도록 선택되는 것을 특징으로 하는 광섬유.
  2. 제 1 항에 있어서, 1550nm에서 1.0ps/nm-km 이하의 분산을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 굴절률 프로파일과 반경은, 섬유가 1480 내지 1625nm 파장범위에서 0.01ps/nm2-km 이하의 분산 기울기, 1550에서 0.5ps/nm-km 이하인 섬유 길이에서의 순분산 및 약 40μm2이상의 유효면적을 갖도록 선택된 것을 특징으로 하는 광섬유.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 모재의 굴절률은 중심 코어 영역이 클래딩 층에 대해 약 0.6 내지 0.95 델타 퍼센트인 굴절률을 포함하도록 선택되며,
    상기 낮아진 외호 코어 영역은 클래딩에 대해 약 -0.1 내지 -0.4 델타 퍼센트인 굴절률을 포함하고,
    상기 환상링은 클래딩에 대해 약 0.2 내지 0.8 델타 퍼센트인 굴절률을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 모재는 코어의 b/a비가 약 1.8 내지 2.7이 되도록 선택되며, 여기서 b는 외호영역의 외측 반경이고, a는 중심 업도프된 영역의 외측 반경인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 중심선 업도프된 세그먼트의 델타 퍼센트에 대한 상기 업도프된 환상링 세그먼트의 굴절률 델타 퍼센트의 비는 약 0.6 내지 1.1인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 중심선 업도프된 세그먼트의 델타 퍼센트에 대한 상기 업도프된 환상링 세그먼트의 굴절률 델타 퍼센트의 비는 약 0.7 내지 1.1인 것을 특징으로 하는 방법.
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