KR20080005419A - 알카리 및 불소가 도핑된 광섬유 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 불소 및 알카리 금속 산화물 도펀트로 도핑된 SiO2의 코어를 갖는 광섬유에 관한 것이다. 상기 알카리 금속 산화물은 K, Na, Li, Cs 및 Rb로 이루어진 군으로부터 선택되며, 적어도 20ppm중량%의 함량으로 제공된다. 상기 섬유는 상기 코어를 감싸는 내부 클래딩을 가지며, 또한 불소를 포함한다. 순수 실리카에 대해 상대적으로 측정된 내부 클래딩의 상대 굴절률(Δ2%)은 바람직하게는 -0.39% 내지 -0.7% 사이이다. 상기 섬유는 바람직하게는 1550nm에서 0.178dB/km 이하의 감쇠를 나타낸다.
알카리, 불소, 도핑, 광섬유, 금속 산화물

Description

알카리 및 불소가 도핑된 광섬유 {Alkali and fluorine doped optical fiber}
본 발명은 광섬유에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로는, 본 발명은 알카리 금속 산화물이 도핑된, 저 손실, 실리카 함유 광섬유에 관한 것이다.
감쇠는 광섬유의 주요 제약 원인이다. 예를 들어, 광섬유 손실은 광섬유 증폭기들 사이의 거리를 제한하는데 주요한 역할을 한다. 이는 예를 들어, 이러한 증폭기들이 주요한 시스템 비용에 기여하고 시스템의 신뢰성에 주요 인자로 작용하는 수중 적용과 같은 장거리 및 원거리 네트워크에 특히 중요하다. 따라서 감쇠를 가능한 가장 낮은 수준으로 감소시키는데 있어서 상업적으로 상당한 관심이 집중되고 있다.
발명의 요약
포괄적인 일 측면에 따르면, 본 발명은 SiO2, 불소, 및 K, Na, Li, Cs 및 Rb로 이루어진 군으로부터 선택된 알카리 금속 산화물을 포함하는 코어를 포함하는 광섬유에 관한 것이다. 상기 알카리 금속 산화물은 바람직하게는 적어도 20ppm중량%의 함량으로 코어 내에 제공되며, 상기 코어는 섬유 중심선으로부터 2마이크론 의 오프셋에서 측정된 상대 굴절률(Δ1%)을 포함한다. K2O가 가장 바람직한 알카리 금속 산화물이다. 내부 클래딩을 포함하는 클래딩이 상기 코어를 감싸며, 또한 바람직하게는 불소를 포함한다. 바람직하게는, 상기 내부 클래딩은 -0.39% 내지 -0.7% 사이의, 순수 실리카에 대해 상대적으로 측정된, 내부 클래딩 상대 굴절률(Δ2%)을 갖는다. 상기 섬유 조성물 및 구조는 바람직하게는 매우 낮은 감쇠를 달성할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 코어 상대 굴절률(Δ1%)은 바람직하게는 제로 또는 그 미만이고; 좀 더 바람직하게는 0.0% 내지 -0.12% 사이이다. 일부 실시형태에서, 상기 코어 상대 굴절률(Δ1%)은 제로 또는 그 미만이며; 좀 더 바람직하게는 0.0 내지 -0.15% 사이이다. 다른 실시형태에서, 상기 코어 상대 굴절률(Δ1%)은 음의 값을 가지며; 좀 더 바람직하게는 -0.02% 내지 -0.12% 사이이다. 바람직하게는, 상기 광섬유는 1550nm에서 단일 모드화된다. 또 다른 바람직한 측면에서, Δ2%-Δ1%는 -0.7% 내지 -0.38% 사이이며; 좀 더 바람직하게는 -0.42% 내지 -0.38% 사이이다. 상기 코어는 바람직하게는 12 내지 20 사이, 좀 더 바람직하게는 14 내지 16 사이의 α값을 갖는 외부 에지 상에서 알파 프로파일을 포함한다.
일부 실시형태에서, 상기 섬유는 (Δ1%)보다 큰(상대 최대 순수 실리카보다 큰); 좀 더 바람직하게는 -0.15% 내지 0.20% 사이의 중심 상대 굴절률(Δ0%)을 갖는 상승된 중심부를 포함한다. 상기 중심부의 외부 반경(R0)은 바람직하게는 상기 섬유의 중심선, CL로부터 0.2㎛ 내지 1.5㎛ 사이에 위치된다. 상기 코어의 외부 반경(R1)은 바람직하게는 상기 중심선으로부터 3.9 내지 6.0㎛ 사이; 좀 더 바람직하게는 3.9 내지 5.0㎛ 사이이다.
바람직하게는, 상기 코어는 1000ppm중량%(0.1중량%)를 초과하는, 좀 더 바람직하게는 2000ppm중량%(0.2중량%)를 초과하는, 가장 바람직하게는 0.1 내지 0.4중량% 사이의 최대 함량으로 불소 도핑을 포함한다. 염소는 500ppm중량% 미만, 좀 더 바람직하게는 200ppm중량% 미만의 함량으로 존재할 수 있다. 상기 알카리 금속 산화물 도핑은 바람직하게는 20 내지 1000ppm중량%; 좀 더 바람직하게는 50-500ppm중량%; 가장 바람직하게는 50-300ppm중량%; 일부 실시형태에서는 50-200ppm중량%의 최대 함량으로 존재한다. 가장 바람직하게는, 상기 코어는 GeO2를 실질적으로 포함하지 않는다.
본 발명에 따른 광섬유는 매우 낮은 감쇠를 나타낼 수 있다. 1550nm에서의 섬유 감쇠는 바람직하게는 0.178dB/km 미만, 또는 0.175dB/km 미만, 일부 실시형태에서는 0.173dB/km 이하이다. 상기 섬유는 바람직하게는 또한 1550nm에서 15 내지 25ps/nm/km 사이의 총분산을 나타내며, 또한 바람직하게는 1550nm에서 0.07ps/nm/km2 미만의 분산 기울기를 나타낸다. 람다 제로는 바람직하게는 1275 내지 1325nm 사이에 위치된다. 섬유의 유효 면적은 바람직하게는 1550nm에서 60㎛2을 초과하며, 좀 더 바람직하게는 60-100㎛2 사이이다. 상기 섬유는 또한 바람직하게는 20mm 직경의 맨드릴 상에서 20회전 동안 25dB/m 미만; 좀 더 바람직하게는 20mm 직경의 맨드릴 상에서 20회전 동안 1dB/m 미만의 매크로-벤드 손실을 갖는 우수한 벤드 성질을 나타낸다.
본 발명의 부가적인 특징 및 이점은 후술되는 상세한 설명에서 설명될 것이며, 부분적으로는 상세한 설명 및 이어지는 청구범위, 및 첨부된 도면을 포함하여 본원에 기술된 바에 따라 본 발명을 실시함으로써 인식되거나 또는 상기 기술로부터 당업자에게 분명해질 것이다. 전술한 일반적인 설명 및 후술되는 본 발명의 실시형태를 나타내는 상세한 설명은 모두 청구된 바에 따른 본 발명의 성질 및 특성을 이해하기 위한 개관 또는 틀을 제공하기 위함이라는 것이 이해되어야 한다. 적합한 곳에서, 동일한 부재에 대해서 동일한 부호가 사용되었다.
도 1은 본 발명에 따른 광섬유의 일 실시형태의 상대 굴절률을 도시한 그래프이다.
도 2-20은 본 발명에 따른 광섬유의 또 다른 실시형태의 상대 굴절률을 도시한 그래프이다.
도 21-22는 본 발명에 따른 광섬유의 제조 실시예의 실시형태의 상대 굴절률을 도시한 그래프이다.
도 23은 본 발명에 따른 광섬유의 대표 실시형태에서 도펀트 농도를 반경의 함수로서 도시한 그래프이다.
본 발명은 저 감쇠 광섬유에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로는, 본 발명은 중심 코어 및 상기 코어를 감싸는 클래딩을 갖는 광섬유에 관한 것으로서, 상기 코어는 알카리 금속 산화물과 불소로 도핑된다. 상기 클래딩은 또한 바람직하게는 불소로 도핑되며, 알카리 금속 산화물을 또한 포함한다. 상기 클래딩은 내부 클래딩을 포함하나, 또한 외부 클래딩을 포함할 수 있으며, 이들 모두는 바람직하게는 불소로 도핑된다. 상기 코어에 인접하여 감싸는 내부 클래딩의 도핑은 바람직하게는 실리카의 상대 굴절률보다 낮은 내부 클래딩 상대 굴절률을 제공하기에 충분한 함량, 좀 더 바람직하게는 순수 실리카의 기준 굴절률에 대해 측정된 바에 따라, -0.39% 내지 -0.7% 사이의 내부 클래딩 상대 굴절률을 제공하기에 충분한 함량으로 존재한다.
본원에서 사용되는 용어는 다음과 같이 정의된다:
MFD - 모드 장 직경은 단일 모드 광섬유의 말단 면을 가로지르는 광파워의 측정으로서, 다음 수학식 1과 같이 나타낸다:
2ω0=(λ/π)[2∫I(Φ)sinΦcosΦdΦ/∫I(Φ)sin3ΦcosΦdΦ]1/2
여기서 2ω0는 모드 장 직경(따라서 ω0는 모드 장 반경임)이며, λ는 광의 평균 파장이며, Φ는 방사 패턴의 중심에 대한 각이며, 적분은 바람직하게는 0°에 서 90°까지 수행된다. 모드 장 직경은 예를 들어, 테스트 과정 ANSI/TIA/EIA-455-191-A-2001에 따라 측정될 수 있다.
Aeff - 유효 면적은:
Aeff=2π(∫E2 r dr)2/(∫E4 r dr)
여기서 적분한계는 0에서 ∞까지이며, E는 1550nm에서의 전파 광과 관련된 전기장이다.
델타 또는 Δ - 상대 굴절률, Δ는 수학식 Δi=(ni 2-nc 2)/2ni 2에 의해 정의되며, 여기서 ni는 인덱스 프로파일 세그먼트 i의 최대 굴절률이며, nc는 통상 상기 클래딩 층의 최소 인덱스로 취해지는 기준 영역에서의 굴절률이다. 상기 상대 굴절률은 일반적으로 %로 표시되며, 용어 Δ%로 나타낸다. 다르게 제시되지 않는 한, Δ%는 실리카의 인덱스에 대해서 언급되는 세그먼트의 최대(피크) 상대 굴절률을 나타낸다.
굴절률 프로파일 - 용어 굴절률 프로파일 또는 단순히 인덱스 프로파일은 Δ%와 광섬유에 대한 반경 사이의 관계이다.
알파 프로파일 - 용어 알파 프로파일은 다음의 수학식 3으로 나타내는 코어 굴절률 프로파일을 말한다.
n(r)=n0(1-[r/a]α)
여기서 r은 코어 반경이고, a는 프로파일에서 최종 지점이며, r은 상기 프로파일의 최초 지점에서 제로가 되도록 선택되며, n0는 관심 코어 영역의 최대 굴절률이며, α는 코어 프로파일의 형상을 정의하는 지수이다.
코어 - 코어는 상기 클래딩에 대해 일반적으로 나타나는 굴절률을 가지며 따라서 상기 코어를 통해서 전송된 광파워가 주로 전파하도록 하는 광섬유 부위를 말한다. 상기 코어는 하나 또는 그 이상의 세그먼트를 포함할 수 있다. 개별적인 코어 세그먼트는 순수 실리카보다 크거나, 같거나 또는 순수 실리카 미만의 굴절률을 가질 수 있다.
클래딩 - 클래딩 또는 클래딩 세그먼트는 상기 코어 영역을 감싸는 광섬유 부위를 말하며, 상기 상대 굴절률의 절대 크기가 가장 낮고 상기 광섬유의 실리카계 부분의 최외각 반경까지, 즉 상기 클래딩의 최외각 반경까지 낮게(±0.05%) 남아있는 곳으로 나타나도록 정의된다. 반경 R1에서 상기 코어가 끝나고, 상기 클래딩이 시작되며, 상기 클래딩은 R3에서 끝나며, R3≫R1이다.
ppm - 특별히 다르게 언급되지 않는 한, 중량에 대한 백만분의 부(part), 또는 "ppm중량", 또는 "ppm중량%"로 기술되며, 중량%(wt%)로의 측정이 인수 10,000을 곱함으로써 ppm으로 전환될 수 있다.
핀 어레이 테스트 - 본 테스트는 매크로 벤딩에 대해 광섬유의 비교 상대 저 항을 측정하기 위하여 사용된다. 본 테스트를 수행하기 위하여, 감쇠 손실이 상기 광섬유가 어떠한 유도 벤딩 손실도 일어나지 않도록 배치될 때 1550nm에서 측정된다. 다음, 상기 광섬유는 핀 어레이 주위에서 짜여지고 동일 파장에서 감쇠가 다시 측정된다. 벤딩에 의해 유도되는 손실은 상기 2가지의 감쇠 측정(dB) 사이의 차이이다. 상기 핀 어레이는 단일 줄로 배열되고 평평한 표면 상에서 고정된 수직 위치에 걸린 한 세트의 10개 원통모양의 핀이다. 상기 핀은 중심에서 중심까지 5mm 간격으로 이격된다. 상기 핀의 직경은 0.67mm이다. 상기 광섬유는 인접한 핀의 반대면 상에서 통과하도록 야기된다. 테스트 동안 상기 광섬유는 상기 광섬유가 상기 핀의 주변 부위에 맞게 되기에 충분한 응력(tension) 하에 위치된다.
가로 하중 테스트 - 가로 하중 테스트는 상기 광섬유의 매크로-벤딩 저항의 측정을 제공한다. 본 테스트에서, 광섬유의 전술한 길이는 2개의 평평한 플레이트 사이에 위치된다. 70번 와이어 메시가 상기 플레이트 중 하나에 부착된다. 공지된 길이의 광섬유가 상기 플레이트 사이에 샌드위치되고 상기 플레이트들이 30뉴턴의 힘으로 함께 프레스되는 동안 기준 감쇠가 측정된다. 다음 상기 플레이트들에 70뉴턴의 힘이 적용되고 감쇠(dB/m)에서의 증가가 측정된다. 감쇠에서의 본 증가는 광섬유의 가로 하중 감쇠(dB/m)이다.
본 발명에 따르면, 가장 바람직하게는, 본 발명의 광섬유(10)의 코어만이 알카리 금속 산화물 도펀트와 불소를 함유한다. 본원에서 기술된 바와 같이, 상기 알카리 금속 산화물은 바람직하게는 K, Na, Li, Cs 또는 Rb 또는 이들의 혼합물의 산화물이다. 가장 바람직하게는, 상기 코어는 K2O 또는 Rb2O와 같은 알카리 금속 산화물을 포함한다. 바람직한 섬유 제조방법에 따르면, 바람직한 단일 모드 광섬유 내의 최대 알카리 금속 산화물 농도는 광섬유의 중심, CL과 실질적으로 일치되도록 갖는 것이 바람직하다. 따라서, 바람직하게는, 상기 알카리 금속 산화물은 상기 금속 섬유의 코어 내에 최대 농도 레지던트(resident)를 갖는다. 인식되는 바와 같이, 상기 알카리 금속 산화물 농도는 바람직하게는 도 23에 나타낸 바와 같이 광섬유의 반경을 가로질러 방사상으로 변화한다.
일반적으로, 도 23에 가장 잘 도시된 바와 같이, 상기 알카리 금속 산화물의 최대 농도는 섬유의 중심선, CL에 존재하며, 상기 알카리 금속 산화물의 농도는 광섬유 반경의 적어도 일부를 따라 광섬유의 중심선으로부터 반경 증가의 함수로 감소한다(K2O의 중량%를 섬유 반경의 함수로서 나타낸 23번으로 표시된 그래프 참조). 통상적으로, 알카리 금속 산화물(K2O와 같은)의 최대 함량의 50% 미만이 상기 섬유의 중심선, CL로부터 10㎛의 반경을 초과하여 존재할 것이다.
바람직하게는, 상기 광섬유의 코어 내의 알카리 금속 산화물의 최대 농도(22)는 20-1000ppm중량% 사이; 좀 더 바람직하게는 50-500ppm중량% 사이; 가장 바람직하게는 50-300ppm중량% 사이; 일부 실시형태에서 50-200ppm중량% 사이의 함량으로 존재한다. K2O의 중량%는 도 23의 가장 오른쪽 세로축 상에 도시된다. 상기 광섬유의 클래딩 내의 알카리 금속 산화물의 최대 함량은 바람직하게는 상기 코어 내의 알카리 금속 산화물의 최대 함량 미만이다. 바람직하게는, 상기 클래딩 내의 알카리 금속 산화물의 최대 함량은 약 100ppm중량% 미만; 좀 더 바람직하게는 약 60ppm중량% 미만이다.
도 1 및 도 23에서, 코어(12)는 또한 바람직하게는 불소 도핑을 포함한다. 불소 도핑은 도 23에서 23으로 도시되며 가장 왼쪽 세로축 상의 중량% 값에 대응한다. 가장 바람직하게는, 상기 코어(12)는 제1레벨(24)에서 불소 도핑을 포함하며, 상기 클래딩(16)은 상기 제1레벨과 다른, 바람직하게는 좀 더 높은 적어도 하나의 제2레벨(26)에서 불소 도핑을 포함한다. 바람직하게는, 상기 제1레벨(24)은 1000ppm중량%(0.1중량% F)를 초과; 좀 더 바람직하게는 2000ppm중량%(0.2중량% F)를 초과; 좀 더 바람직하게는 3000ppm중량%(0.3중량% F)를 초과하는 함량으로 불소 도핑을 포함한다. 가장 바람직하게는, 상기 제1레벨(24)은 약 1000ppm중량%(0.1중량% F) 및 5000(0.5중량% F) 사이이다. 유사하게, 상기 클래딩(16)은 또한 바람직하게는 불소 도핑을 포함한다. 상기 클래딩(16) 내의 불소의 최대 함량(26)은 상기 코어 내의 함량보다 크고; 바람직하게는 약 10,000ppm중량%(1.0중량%) 및 30,000ppm중량%(3.0중량%) 사이; 좀 더 바람직하게는 약 10,000ppm중량%(1.0중량%) 및 20,000ppm중량%(2.0중량%) 사이; 좀 더 바람직하게는 약 12,500ppm중량%(1.25중량%) 및 17,500ppm중량%(1.75중량%) 사이의 양(26)이다. 특히, 상기 클래딩(16) 내의 불소 도핑의 함량(26)은 인발 섬유 내에서 후술되는 바에 따른 상대 굴절률을 제공하기에 충분하다.
알카리 산화물 및 불소 도핑에 덧붙여, 상기 섬유(10)는 바람직하게는 또한 여러가지 부위에서 염소 도핑을 포함한다. 특히, 염소는 바람직하게는 코어(12) 내에 존재하며 또한 클래딩(16) 내에, 바람직하게는 예를 들어 도 23에 도시된 바와 같이 클래딩 내에 가장 적은 최대 함량으로 존재할 수 있다. 상기 코어(12)는 바람직하게는 500ppm중량%(0.05중량%) 미만; 좀 더 바람직하게는 200ppm중량%(0.02중량%) 미만의 최대 함량(28)으로 염소 도핑을 포함한다. 특히, 상기 코어(12) 내의 염소 도핑의 최대 함량의 위치는 바람직하게는 상기 섬유의 중심선, CL로부터 오프셋되며, 바람직하게는 0.5㎛ 이상으로, 가장 바람직하게는 1.0㎛ 이상으로 오프셋된다. 단지 소량(예를 들어, 500ppm 미만의 Cl)의 염소만이 고 함량의 알카리 금속 산화물이 존재하는 일부 위치에 존재한다는 점이 인식되어야 한다. 상기 클래딩(16) 내의 염소의 최대 함량(30)은 바람직하게는 200ppm중량% 이하; 좀 더 바람직하게는 100ppm중량% 미만이다.
도 1 및 4는 본 발명에 따른 알카리 금속 산화물 및 불소 도핑을 포함하는 광섬유(10)의 실시형태의 예시적인 굴절률 프로파일을 나타낸다. 이러한 그래프들은 섬유의 구조를 정의하기 위하여 명세서에 걸쳐 사용되는 컨벤션(conventions)을 도시한 것이므로, 도 2-3 및 5-22에 도시된 실시형태에 대해서는 반복되지 않을 것이다. 그러나, 이러한 컨벤션은 명확성을 위하여 표시되지 않은, 이러한 프로파일들에 동일하게 적용된다는 점이 주지되어야 한다.
상기 섬유(10)는 바람직하게는 1550nm에서 단일 모드화되며 알카리 금속 산화물 및 불소 도핑, 또한 바람직하게는 염소 도핑 및 본원에 나타낸 바와 같은 프로파일을 포함하는 코어 세그먼트(12)를 포함한다. 상기 코어 세그먼트(12)는 바람직하게는 상기 섬유(10)의 대략 중심에 놓여 중심선, CL에 접하여 둘러싼다. 상 기 광섬유(10)는 상기 코어 세그먼트(12)와 접하여 감싸는 클래딩 세그먼트(16)를 더욱 포함한다. 바람직하게는, 상기 코어 세그먼트(12)와 클래딩 세그먼트(16) 모두는 적어도 클래딩에서, 바람직하게는 본원에서 기술되는 바에 따라 상기 코어 및 클래딩에서 음(negative)인 상대 굴절률(순수 실리카와 비교하여)을 제공하도록 불소를 포함한다. 상기 클래딩(16)은 내부 클래딩(18)을 갖는 적어도 단일-레벨의 클래딩 구조를 포함하나, 선택적으로 본원에서 기술되는 바와 같이(2중-레벨의 클래딩 구조를 도시한 도 5, 12-14 참조) 내부(18) 및 외부(20) 클래딩을 모두 같은 2중-레벨 클래딩 구조를 포함할 수 있다. 상기 클래딩(16)은 상기 코어(12)의 최외부로부터 약 62.5마이크론의 외부 반경에서 상기 섬유(10)의 유리부의 최외각 주위까지 방사상으로 둘러싸며 확장된다. 본원의 단일 클래딩 구조에서 상기 클래딩은 내부 클래딩(18)만을 포함하며, 상기 내부 클래딩은 상기 섬유(10)의 코어(12)로부터 최외각 유리부까지 확장된다. 본원에 도시된 바와 같이, 명확성을 위하여, 클래딩(16)의 일부만이 도시된다. 모든 형상들(figures)에서, 상기 형상들의 가장 오른쪽 부위 상에 도시된 바와 같은 동일한 수준의 상대 굴절률에서 도시되지 않은 부분이 약 62.5마이크론에서 유리 섬유의 외부로 연속적으로 확장된다는 점이 주지되어야 한다.
또 다른 바람직한 형상에 따르면, 본 발명의 광섬유(10)의 코어 세그먼트(12)의 최외각 에지가 바람직하게는 도 1-22에 도시된 바와 같이, 코어 굴절률, Δ1%을 갖는 둥근 계단형상, 및 둥근 코어 형상을 정의하는 미리결정된 코어 알파를 갖는 바람직한 알파 프로파일을 갖는다. 상기 광섬유(10)의 코어 세그먼트(12)는 바람직하게는 12 내지 20 사이; 좀 더 바람직하게는 14 내지 16 사이의 α값을 갖는 외부 에지(15) 상에서 알파 프로파일을 포함한다.
섬유의 중심선, CL로부터 2㎛에서 정의되고 측정된 바에 따른, 상기 코어의 상대 굴절률, Δ1%는 바람직하게는 제로 또는 그 미만이며, 가장 바람직하게는 0.0% 내지 -0.15% 사이의 코어 상대 굴절률, Δ1%를 갖는다. 일부 실시형태에서, 상기 코어 상대 굴절률, Δ1%는 순수 실리카(11)의 수준에 대해 상대적으로 측정된 바에 따라 음이며; 바람직하게는 -0.02% 내지 -0.15% 사이이다. 상기 코어 내에서 이러한 다운-도핑 수준은 섬유가 인발되는 광섬유 프리폼을 형성할 때 상기 코어 세그먼트(12)에 충분한 양의 불소를 첨가함으로써 달성된다. 순수 실리카(11) 수준에 대해 측정된 바에 따라, 음, 가장 바람직하게는 -0.39% 내지 -0.70% 사이, 좀 더 바람직하게는 -0.40 내지 -0.70% 사이; 좀 더 바람직하게는 -0.40 내지 -0.60% 사이의 클래딩 상대 굴절률, Δ2%를 제공하기 위하여 불소가 또한 상기 클래딩(16)에 첨가된다. 상기 코어는 바람직하게는 실질적으로 어떠한 GeO2도 포함하지 않는다는 점이 주지되어야 한다.
본 발명에 따른 광섬유 군에서, Δ2% 및 Δ1%는 Δ2%-Δ1%가 -0.7 내지 -0.38% 사이의 범위; 좀 더 바람직하게는 -0.42 내지 -0.38% 사이이도록 선택된다.
섬유들 중 일부(예를 들어, 1-16, 20-22)는 상승된 중심부(17), 바람직하게 는 섬유의 중심, CL에 위치된 중심부를 포함한다. 상기 중심부(17)는 최대 상대 굴절률, Δ0%를 가지며, 여기서 Δ0%는 순수 실리카(11)의 수준에 대해 상대적으로 측정된 바에 따라, 양, 제로 또는 Δ1%보다 적은 음의 값이다. 모든 경우에서, Δ0%는 Δ1%보다 바람직하게는 더욱 큰 수준(Δ1%의 인덱스 수준보다 큰)의 인덱스를 갖는다. 가장 바람직하게는, 중심부(17)는 순수 실리카 수준(11)에 대해 상대적으로 측정된 바에 따라, -0.15% 내지 0.20% 사이의 범위에서 델타(Δ0%)를 갖는다.
좀 더 구체적으로는, 본 발명에 따른 광섬유(10) 군은 바람직하게는 다음과 같은 상대 굴절률 프로파일 구조를 갖는다. 바람직하게는, 상기 코어(12)는 상기 섬유 중심선, CL로부터 3.9 내지 6.0㎛ 사이; 좀 더 바람직하게는 3.9 내지 5.0㎛ 사이의 외부 반경, R1을 갖는다. 상기 반경, R1은 (Δ2%-Δ1%)의 절반으로 정의되어 측정된다. 즉, R1은 상기 코어(12)의 높이의 절반에서 측정된다(상승된 부위(17)을 제외함). 상승된 중심부(17)를 포함하는 것으로 기술된 섬유(10)의 실시형태에서, 중심선, CL에 위치되어 감싸는 것이 바람직하다. 상기 중심부(17)는 0.2㎛ 내지 1.5㎛ 사이의 외부 반경, R0를 포함하며, 코어 내의 알카리 도펀트의 존재에 의해 야기되는 약간의 인덱스 상승에 기인하여 상기 코어 바디를 크게 초과하여 상승된다.
일부 실시형태(예를 들어, 도 5, 12-14에 도시된)에서 상기 클래딩(16)은 내부 클래딩(18)을 감싸는 외부 클래딩(20)을 포함한다. 바람직하게는, 상기 내부 클래딩(18)은 순수 실리카(11) 수준에 대해 상대적으로 측정된 바에 따라, Δ2%±0.05%와 동일한 상대 굴절률 Δ3%(도 5)을 갖는다. 2중 클래딩 구조를 갖는 본 발명에 따른 섬유들(10)에서, 외부 클래딩(20)과 내부 클래딩(18) 사이의 계면은 중심선으로부터 13 내지 29㎛ 사이; 좀 더 바람직하게는 15 내지 20㎛ 사이의 계면 반경(R2)에 위치된다. 상기 R2/R1 비율은 바람직하게는 2.5 내지 6.0 사이이다.
하기 표 1 및 2는 본 발명에 따른 섬유의 몇 가지 모델링된 실시예의 실시형태를 나타낸다. 특히, 하기 표 1은 Δ0%, Δ1%, Δ2%, Δ3%, R0, R1, R2, 및 α...에 대한 값을 포함하는, 굴절률 구조를 나타낸다.
Figure 112007081350154-PCT00001
Figure 112007081350154-PCT00002
표 2는 본 발명에 따른 여러가지 모델링된 섬유 실시예에 대한 광학 성질을 나타낸 것이다. 본 발명에 따른 광섬유(10)는 바람직하게는 광송신 시스템에서 광전파 미디어로서 유용한 바람직한 성질을 나타낸다. 특히, 이러한 섬유들(10)은 바람직하게는 약 1270 내지 1325nm 사이의 제로 분산 파장, λ0를 갖는다. 상기 광섬유(10)의 굴절률은 가장 바람직하게는 1550nm에서 약 16 내지 25ps/nm/km 사이; 좀 더 바람직하게는 1550nm에서 약 17 내지 19ps/nm/km 사이의 총 분산을 나타낸다.
나아가, 상기 광섬유는 또한 1550nm에서 0.07ps/nm2/km 미만; 좀 더 바람직하게는 0.06ps/nm2/km 미만의 분산 기울기를 나타낸다. 1550nm에서 분산 기울기에 의해 분할된 1550nm에서의 총 분산으로 정의된, 캐퍼는 바람직하게는 275 내지 375nm 사이; 좀 더 바람직하게는 300nm 초과, 가장 바람직하게는 300 내지 375nm 사이이다. 케이블 컷오프 파장은 바람직하게는 약 1530nm 미만; 좀 더 바람직하게는 약 1500nm 미만이다. 섬유의 추정(estimated) 컷오프는 바람직하게는 1880nm 미만; 좀 더 바람직하게는 1850nm 미만이다. 본 발명의 광섬유(10)는 바람직하게는 또한 1550nm에서 약 8㎛을 초과, 좀 더 바람직하게는 9.0㎛을 초과, 가장 바람직하게는 9㎛ 내지 12㎛ 사이의 모드 장 직경을 나타낸다. 바람직하게는 또한, 상기 광섬유(10)는 1550nm에서 60㎛2을 초과, 좀 더 바람직하게는 65㎛2을 초과; 가장 바람직하게는 1550nm에서 60㎛2 내지 100㎛2 사이 범위의 유효 면적을 나타낸다. 본 발명에 따른 이러한 섬유들(10)은 바람직하게는 1550nm에서 0.178dB 미만; 좀 더 바람직하게는 0.175dB 미만; 일부 실시형태에서는 0.173dB 이하의 감쇠를 나타낸다.
상기 섬유(10)는 또한 10dB/m 미만; 좀 더 바람직하게는 5dB/m 미만의 바람직한 핀 어레이 벤드 손실 값을 갖는, 우수한 벤드 손실 성질을 나타낸다. 1550nm에서 매크로-벤드 손실 값은 바람직하게는 20mm 직경 맨드릴 상에서 20회전 동안 25dB/m 미만; 좀 더 바람직하게는 10dB/m 미만; 일부 실시형태에서는 1dB/m 미만이다. 가로 하중 손실은 바람직하게는 1550nm에서 5dB/m 미만; 좀 더 바람직하게는 1550nm에서 2dB/m 미만이다.
제조방법
상기 알카리 도핑된 광섬유는 바람직하게는 알카리 금속 산화물을 광섬유에 대한 전구체인 적합한 실리카 유리 제품에 확산시켜 제조된다. 예를 들어, WO 2005/021455호에 알카리 도핑된 프리폼 및 섬유를 제조하기 위한 여러가지 방법들이 개시되어 있다. 바람직한 방법에 따르면, 제1단계에서, 광섬유 제작에 적합한 실리카 유리 튜브가 선반(유리-작업 선반 또는 통상의 개질 화학 기상 증착 유리-형성 선반과 같은) 내의 척(chucks) 사이에 놓는다. 바람직한 알카리 금속 소스 화합물용 고리형상 용기가 튜브의 일 단부 부근에 형성된다. 튜브는 순수 실리카이거나 또는 예를 들어 소량의 불소와 같은 도펀트를 포함할 수 있다. 그러나, 알카리 금속의 결정화를 방지하기 위하여, 튜브가 염소를 필수적으로 함유하지 않는 것이 바람직하다. 필수적으로 염소를 함유하지 않는다는 것은 알카리 염소 결정화에 기인한 광학 손실이 방지되도록 염소 함량이 충분히 낮다는 것을 의미한다. 또한, 실리카 튜브는 필수적으로 "수분"을 함유하지 않아야 한다. "수분"은 하이드록시기 OH를 의미한다. 수분은 1383nm 또는 그 부근에서의 흡수 피크로 나타나며, 흡수 피크는 광섬유의 작업 파장 영역으로 확장될 수 있다. 바람직하게는, 유리 튜브는 약 500ppb중량 미만의 OH; 좀 더 바람직하게는 100ppb중량 미만의 OH; 좀 더 바람직하게는 약 20ppb중량 미만의 OH를 함유한다. 출발 유리 제품이 알카리 금속 산화물 도펀트를 확산시키기 전에 수분을 필수적으로 함유하지 않는다는 것을 확신하기 위하여, 상기 실리카 유리 튜브의 제조동안 통상의 염소 건조 기술이 이용될 수 있다. 그러나, 상기 염소의 사용은 유리 내의 염소 농도를 감소시키도록 최소화되어야 한다. 다공성 수트 유리 제품의 경우, 건조는 바람직하게는 상기 제품을 염소 건조 후 또는 그 자리에 예를 들어, CF4 또는 SiF4 또는 이들의 혼합물과 같은 불소-함유 분위기(불소 스위핑)에 노출시킴으로써 달성된다. 상기 불소-함유 분위기(불소 스위핑)에의 노출은 상기 유리를 높은 수준의 불소로 도핑하는 것을 방지하기 위하여 바람직하게는 약 1100℃ 미만의 온도에서 수행된다. 낮은 수준의 불소 도핑, 즉 예를 들어 0.1 내지 0.4중량%의 불소이다.
상기 실리카 유리 튜브가 제조되면, 상기 알카리 소스 화합물이 용기로부터 튜브 내로 도입된다. 상기 용기 내의 알카리 소스 화합물은 가열 소스에 의해 가열되어 튜브가 동시에 회전되고 또한 가열됨에 따라 증기를 형성한다. 산소 또는 캐리어 가스는 상기 알카리 소스 화합물 위로 흘러 튜브 내로 흐른다. 상기 튜브를 가열하는 것과 결합된, 상기 튜브 내로의 알카리 함유 가스의 흐름은 상기 알카리 금속 산화물의 튜브 내부 표면으로의 확산을 촉진한다. 바람직하게는, 상기 튜브는 1500℃를 초과하며; 좀 더 바람직하게는 약 1500℃ 내지 2000℃ 사이로 가열 소스에 의해 가열된다. 바람직하게는, 가열 소스는 상기 튜브의 길이를 따라 가로지른다. 알카리 금속 산화물 소스 화합물은 바람직하게는 K, Na, Li, Cs 및 Rb로 이루어진 군으로부터 선택된 원소를 포함한다. 바람직하게는, 알카리 금속 산화물 소스 화합물은 브롬, 요오드 또는 불소이다. 가장 바람직하게는, 상기 알카리 금속 산화물 소스 화합물은 KBr, KI 또는 KNO3이다. 상기 알카리 금속 산화물(예를 들어, K2O, Na2O, LiO2, Rb2O, Cs2O 및 이들의 혼합물)은 바람직하게는 튜브의 붕괴 전에 튜브의 내부 확산 표면으로부터 약 100마이크론 내지 500마이크론 사이의 깊이를 통해서 확산되어 알카리 산화물이 도핑된 유리 튜브를 형성한다.
상기 확산 공정에 이어서 통상적인 방법에 따라 튜브의 부분적인 붕괴를 촉진하기 위하여 상기 튜브를 더욱 가열하는 단계를 수행할 수 있다. 확산 도핑 단계, 및 튜브의 모든 부분적인 붕괴가 끝나면, 상기 튜브의 확산 표면이 선택적으로 실리카 유리 제거에 적합한 에칭제로 상기 튜브의 확산 표면을 통해서 확산될 수 있는 원치 않는 불순물을 제거하기에 충분한 깊이까지 에칭될 수 있다. 예를 들어, 수용성 HF 용액이 에칭제로서 사용될 수 있다. 좀 더 바람직하게는, 예를 들어, CF4, SF6, NF3, C2F6 또는 이들의 혼합물과 같은 불소 가스가 이용된다. 내부 표면으로부터 제거되는 물질의 양은 확산 및 모든 부분 튜브 붕괴 동안의 공정 조건에 좌우되나, 에칭 조건은 바람직하게는 상기 알카리 금속 산화물의 전체 확산 깊이의 적어도 약 5%의 깊이까지 표면으로부터 유리의 제거로 귀결되기에 충분하다. 상기 선택적인 에칭이 끝나면 실리카 유리 튜브가 가열 소스로 더욱 가열되어 튜브를 붕괴시키고 알카리 금속 산화물이 도핑된 고체 유리 로드를 형성한다. 이 후, 바람직하게는, 상기 고체 알카리 금속 산화물-도핑 유리 로드는 적합한 에칭제로 에칭되어 튜브의 붕괴시 토치에 의해 형성될 수 있는 일부 또는 모든 수화된 유리를 제거할 수 있다.
선택적으로, 상기 알카리 도핑된 유리 로드는 재인발 로 내에서 가열되어 상기 알카리 도핑된 유리 로드의 원래 직경보다 작은 직경 디멘전을 갖는 작은 유리 로드로 인발될 수 있다. 상기 재인발 공정으로부터 귀결된 작은 직경의 유리 로드의 외부 직경 디멘전은 바람직하게는 3mm 내지 10mm 범위; 좀 더 바람직하게는 6mm 미만의 직경 디멘전이다. 상기 방법에 따르면, 작은 직경의 유리 로드가 바람직하게는 약 2중량% 내지 4중량% 사이의 최대 알카리 금속 산화물(예를 들어, K2O)을 갖도록 달성될 수 있다. 특히, 상기 알카리 도핑된 로드가 매우 작은 직경을 갖는 것은 부정적 영향이 최소화되는 섬유 중심선 바로 부근의 로드 내에 존재하는 전이 금속 불순물을 집중시키기(concentrate) 때문에 이점을 갖는다.
상기 작은 직경의 알카리-도핑된 유리 로드는, 형성되면, OVD 방법을 이용하는 오버클래드와 같이 부가적인 다공성 유리 수트가 증착될 때 출발 로드로서 사용될 수 있다. 특히, 유리 핸들은 전술한 바에 따라 제조된 작은 직경의 알카리-도핑 유리 로드에 부착되어 이로부터 형성되는 프리폼의 완전체부(integral part)가 된다. 핸들은 이후의 공정 단계 동안 증착으로부터 귀결된 실리카 유리 프리폼을 지지하는 방법을 제공한다. 부착된 핸들을 갖는 유리 로드는 선반에 놓이고 회전되고 예를 들어 미국특허 제4,165,223호에 개시된 타입의 버너에 대해 병진된다. 연료 가스 및 산소 또는 공기는 소스로부터 버너로 공급된다. 상기 혼합물은 버너로부터 방출되는 불꽃을 생성하기 위해 태워진다. 실리카 전구체 가스-증기 혼합물은 불꽃 내에서 산화되어 유리 로드로 향하는 실리카 함유 수트 스트림을 형성한다. 상기 가스-증기 혼합물을 버너로 운반하기 위한 적합한 수단이 당해 분야에 공지되어 있다; 이러한 수단에 대한 참고가 미국특허 제3,826,560호, 제4,148,621호 및 제4,173,305호에 기술되어 있다. 버너는 일반적으로 그 면(face) 상에 수트의 형성을 최소화하는 반면 수용가능한 높은 레이다운 속도 및 효율을 제공할 수 있는 조건 하에서 작동된다. 이러한 조건 하에서, 버너 오리피스로부터의 가스 및 반응물의 흐름 속도 및 이러한 오리피스의 크기 및 위치뿐 아니라 축 배향에 의해 수트의 양호하게 집중된(focused) 스트림이 버너로부터 유리 로드 방향으로 흐르도록 된다. 복합 수트 프리폼은 수트 코팅을 형성하는 실리카 수트 함유 다층의 형성을 야기시키기 위하여 버너에 대해서 여러번 유리 로드를 횡단시킴으로써 형성된다. 상기 병진 운동은 또한 버너를 회전 유리 로드를 따라 앞뒤로 움직이거나 또는 버너와 유리 로드 모두의 결합된 병진 운동에 의해서 달성될 수 있다. 수트 코팅은 바람직하게는 실질적으로 순수한 실리카를 포함하는 복합 프리폼의 코어 유리의 적어도 일부를 형성한다. 바람직하게는, 상기 수트 코팅은 0.35g/cc보다 큰, 좀 더 바람직하게는 약 0.35g/cc 및 0.5g/cc 사이의 밀도를 갖는다.
다음, 상기 복합 프리폼은 염소-함유 가스에 노출시켜 건조되고 로 내에서 상기 복합 프리폼을 고형화시키도록 가열되어 방법의 단계에서 나타낸 투명한(clear) 고체 유리 고형화 광섬유 코어 프리폼을 형성한다. 상기 고형화 단계 동안 상기 복합 프리폼은 바람직하게는 불소 스위핑되어 초기 건조 공정에서 함유된 바람직하지 않은 염소를 제거한다. 이러한 스위핑은 불소 함유 가스를 예를 들어, 소량의 불소(0.1 내지 0.4중량%)를 첨가한 양으로 불소 함유 가스에 노출시키는 것을 포함한다. 다음, 상기 투명한 유리 코어 프리폼은 전술한 바와 유사한 공정으로 재인발되어 제2코어 로드를 형성할 수 있다. 상기 제2코어 로드는 화학 기상 증착에 의한 유리 수트 증착을 통해서와 같은, 부가 유리를 첨가함으로써 더욱 공정화되어 또 다른 광섬유 프리폼을 형성할 수 있다. 상기 유리 수트는 건조되고 불소 도핑되어 본원에서 기술한 바와 같은, 고형화되고 작은 직경의 로드로 재인발된 바람직한 수준의 불소 도핑을 달성한다. 상기 실리카는 플러드 도핑(US 4,629,485호 참조)에 의해 불소로 충분하게 다운 도핑된다. 상기 도핑은 바람직하게는 순수 실리카에 대해 바람직하게는 -0.39% 내지 -0.70% 사이의 상대 굴절률 Δ2%를 달성하기에 충분하다. 상기 클래딩 수트는 약 60분 동안 약 1125-1150℃의 온도에서 로 내의 염소 함유 가스에 이송되어 제1건조된다. 다음, 상기 수트 프리폼은 약 90-105분 동안 1150-1225℃에서 불소-함유 가스에 노출된 후 바람직하게는 불소-함유 가스의 존재하에서 약 6-10mm/분으로 핫 존(1390-1460℃)을 통해서 다운드리빙되어 고형화된다. 상기 프리폼은 재인발되어 제3로드를 형성하며, 적합한 직경의 최종 프리폼이 달성될 때까지 상기 단계들, 즉, 증착, 건조, 불소 도핑, 및 고형화가 다시 반복된다. 완성된 광섬유 프리폼이 제조된 후, 완성된 광섬유 인발 프리폼이 알카리 금속 산화물 도핑 광섬유로 인발된다.
제조 실시예
다음의 본 발명의 섬유에 대한 실제 실시예들은 상술한 바에 따라 제조되었 다. 실시예 A 및 B에 대해서 얻어지는 광섬유 굴절률 프로파일을 도 20 및 21에 각각 나타내었다. 광섬유의 마이크로프로브 분석을 실시하였고, 광섬유의 도펀트 농도를 반경의 함수로서 도 23에 나타내었다. 여기서 곡선(21)은 K2O의 농도(중량%)를 나타내고, 곡선(23)은 F의 농도(중량%)를 나타내며 곡선(25)는 Cl의 농도(중량%)를 나타낸다. 제조된 광섬유 실시예는 다음의 광학 성질을 나타낸다.
Figure 112007081350154-PCT00003
발명의 보호범위를 벗어나지 않고 당업자에 의해 본 발명에 대한 여러가지 변형 및 변화가 이루어질 수 있음은 명확할 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위와 그 동등범위 내에 포함되어 제공되는 본 발명의 변형 및 변화를 포함하고자 한다.

Claims (20)

  1. SiO2, 불소 및 K, Na, Li, Cs 및 Rb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 알카리 금속 산화물을 포함하는 코어, 상기 알카리 금속 산화물은 적어도 20ppm중량%의 함량으로 제공되며, 상기 코어는 섬유 중심선으로부터 2마이크론 오프셋에서 측정된 코어 상대 굴절률(Δ1%)을 가짐, 및
    불소를 포함하는 상기 코어를 감싸는 내부 클래딩을 포함하는 클래딩, 상기 내부 클래딩은 -0.39% 내지 -0.7% 사이의 순수 실리카에 대해 상대적으로 측정된 내부 클래딩 상대 굴절률(Δ2%)을 가짐,
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유.
  2. 제1항에 있어서, 상기 코어 상대 굴절률(Δ1%)은 0.0% 내지 -0.15% 사이인 것을 특징으로 하는 광섬유.
  3. 제1항에 있어서, 상기 코어 상대 굴절률(Δ1%)은 -0.02% 내지 -0.12% 사이인 것을 특징으로 하는 광섬유.
  4. 제1항에 있어서, 상기 코어는 1000ppm중량%를 초과하는 불소 및 20 내지 1000ppm중량% 사이의 알카리 금속 산화물을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유.
  5. 제1항에 있어서, 상기 Δ2%-Δ1%는 -0.42% 내지 -0.38% 사이인 것을 특징으로 하는 광섬유.
  6. 제1항에 있어서, 상기 코어는 12 내지 20 사이의 α값을 갖는 알파 프로파일을 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유.
  7. 제1항에 있어서, 상기 코어는 상기 코어 상대 굴절률(Δ1%)보다 양의 값을 갖거나 또는 보다 적은 음의 값을 갖는 것 중 어느 하나인 중심 상대 굴절률(Δ0%)을 갖는 중심부를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유.
  8. 제7항에 있어서, 상기 중심 상대 굴절률(Δ0%)은 -0.15% 내지 0.20% 사이인 것을 특징으로 하는 광섬유.
  9. 제7항에 있어서, 상기 중심부는 0.2㎛ 내지 1.5㎛ 사이의 외부 반경(R0)을 갖는 것을 특징으로 하는 광섬유.
  10. 제1항에 있어서, 상기 코어는 3.9 내지 6.0㎛ 사이의 외부 반경(R1)을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유.
  11. 제1항에 있어서, 상기 클래딩은 상기 내부 클래딩을 감싸는 외부 클래딩을 더욱 포함하며, 상기 외부 클래딩은 (Δ2%)±0.05%와 동일한 상대 굴절률(Δ3%)을 갖는 것을 특징으로 하는 광섬유.
  12. 제1항에 있어서, 상기 굴절률 프로파일은 1550nm에서 16 내지 25ps/nm/km 사이의 분산을 제공하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 광섬유.
  13. 제1항에 있어서, 상기 굴절률 프로파일은 1550nm에서 0.07ps/nm2/km 미만의 분산 기울기를 제공하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 광섬유.
  14. 제1항에 있어서, 상기 굴절률 프로파일은 1550nm에서 60㎛2를 초과하는 유효 면적을 제공하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 광섬유.
  15. 제1항에 있어서, 상기 굴절률 프로파일은 1550nm에서 0.178dB/km 미만의 감 쇠를 제공하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 광섬유.
  16. 제15항에 있어서, 상기 1550nm에서의 감쇠는 0.175dB 미만인 것을 특징으로 하는 광섬유.
  17. 제1항에 있어서, 상기 굴절률 프로파일은 1550nm에서 20mm 직경 맨드릴 상에서 20회전(turn) 동안 1dB/m 미만의 매크로-벤드 손실을 제공하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 광섬유.
  18. 제1항에 있어서, 상기 굴절률 프로파일은 1275nm 내지 1325nm 사이의 제로 분산 파장을 제공하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 광섬유.
  19. 다음을 함유하는 코어:
    SiO2,
    K, Na, Li, Cs 및 Rb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 알카리 금속 산화물,
    0.1 내지 0.4중량% 사이 함량의 불소, 및
    500ppm중량% 미만 함량의 염소,
    상기 코어는 -0.39% 내지 -0.7% 사이의, 섬유 중심선으로부터 2.0마이크론 오프셋에서 측정된, 코어 상대 굴절률(Δ1%)를 가짐; 및
    다음을 포함하는 클래딩을 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유:
    불소를 포함하며 상기 코어를 감싸는 내부 클래딩을 포함하는 클래딩, 상기 내부 클래딩은 -0.39% 내지 -0.7% 사이의 순수 실리카에 대해 상대적으로 측정된 클래딩 상대 굴절률(Δ2%)을 가짐.
  20. SiO2, 불소, 염소 및 K, Na, Li, Cs 및 Rb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 알카리 금속 산화물을 포함하는 코어, 상기 코어는 섬유 중심선으로부터 2.0마이크론 오프셋에서 측정된, 0.0% 내지 -0.15% 사이의 코어 상대 굴절률(Δ1%), 3.9 내지 6.0㎛ 사이의 외부 반경(R1), 및 12 내지 20 사이의 α값을 갖는 알파 프로파일을 가짐, 및
    상기 코어를 감싸는 내부 클래딩을 포함하는 클래딩, 상기 내부 클래딩은 불소를 포함하며 -0.39% 내지 -0.7% 사이의 순수 실리카에 대해 상대적으로 측정된 클래딩 상대 굴절률(Δ2%)을 가짐,
    을 포함하며, 여기서 상기 광섬유의 굴절률 프로파일은 다음을 제공하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 광섬유:
    1550nm에서 15 내지 25ps/nm/km 사이의 분산,
    1550nm에서 0.07ps/nm2/km 미만의 분산 기울기,
    1550nm에서 60㎛2를 초과하는 유효 면적, 및
    1550nm에서 0.178dB 미만의 감쇠.
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