KR20160125974A - 확장된 파장 범위에 걸쳐 높은 대역폭을 갖는 멀티모드 광섬유, 및 대응하는 멀티모드 광학 시스템 - Google Patents

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KR20160125974A
KR20160125974A KR1020167023399A KR20167023399A KR20160125974A KR 20160125974 A KR20160125974 A KR 20160125974A KR 1020167023399 A KR1020167023399 A KR 1020167023399A KR 20167023399 A KR20167023399 A KR 20167023399A KR 20160125974 A KR20160125974 A KR 20160125974A
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Abstract

본 발명은, 적어도 불소 F 및 게르마늄 GeO2로 공동-도핑되는 등급화된 굴절률 코어 및 적어도 2개의 α 값들을 갖는 굴절률 프로파일을 갖는 멀티모드 광섬유에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 코어 중심에서 불소 F의 농도(
Figure pct00075
)는 0 내지 3wt%이고, 코어 외측 반경에서 불소 F의 농도(
Figure pct00076
)는 0.5wt% 내지 5.5wt%이고,
Figure pct00077
이다. 850nm 내지 1100nm에 포함되는 파장들의 경우, 상기 멀티모드 광섬유는, 150nm보다 큰 연속적인 동작 파장 범위에 걸쳐, 3500MHz.km보다 큰 오버필드 론치 대역폭(OFL-BW) 및 4700MHz.km보다 큰 계산된 유효 모드 대역폭(EMBc)을 갖는다.

Description

확장된 파장 범위에 걸쳐 높은 대역폭을 갖는 멀티모드 광섬유, 및 대응하는 멀티모드 광학 시스템{MULTIMODE OPTICAL FIBER WITH HIGH BANDWIDTH OVER AN EXTENDED WAVELENGTH RANGE, AND CORRESPONDING MULTIMODE OPTICAL SYSTEM}
본 발명은, 광섬유 송신들의 분야에 관한 것이고, 더 구체적으로는 비교적 긴 도달거리 및 높은 비트레이트 시스템들에서 이용되는 멀티모드 섬유들에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은, 차세대 400GbE 시스템들의 높은 비트 레이트 요건들을 충족시키도록 설계되는 멀티모드 광섬유들에 관한 것이다.
멀티모드 섬유들은, 통상적으로 횡파적(transversally) 멀티모드 수직 공동 표면 방출 레이저들(더 단순하게는 VCSEL들로 지칭됨)을 이용하는 고속 소스들과 함께 고속 데이터 네트워크들에서 성공적으로 이용된다. 850nm 및 1300nm에서 동작하는 멀티모드 섬유들이 널리 공지되어 있다.
멀티모드 섬유들은, 멀티모드 섬유에서, 특정 파장의 경우, 몇몇 광학 모드들은 섬유를 따라 동시에 전파하여 동일한 정보를 반송하지만 상이한 전파 속도들로 이동한다는 사실로부터 기인하는 모드간 분산(intermodal dispersion)에 의해 영향받는다. 모드 분산은, 섬유를 이동하는 최고 및 최저 모드들 사이의 펄스 지연(ps/m)의 차이의 측정치인 차동 모드 지연(DMD)의 관점에서 표현된다.
모드 분산을 최소화하기 위해, 데이터 통신들에서 이용되는 멀티모드 광섬유들은 일반적으로, 코어를 포함하며, 코어는 일반적으로 게르마늄으로 도핑되고, 섬유의 중심으로부터 클래딩과의 접합부로 이동함에 따라 점진적으로 감소되는 굴절률을 나타낸다. 일반적으로, 굴절률 프로파일은, 다음과 같이,
Figure pct00001
에 대해
Figure pct00002
이고,
"α 프로파일"로 공지된 관계에 의해 주어지고,
여기서:
n0은, 섬유의 광학 축 상의 굴절률이고;
r은 상기 광학 축으로부터의 거리이고;
a는 상기 섬유의 코어의 반경이고,
Δ는, 섬유의 코어와 클래딩 사이의 굴절률 차이를 표현하는, 무차원 파라미터(non-dimensional parameter)이고;
α는, 굴절률 프로파일의 형상을 표시하는 무차원 파라미터이다.
광 신호가 등급화된 굴절률을 갖는 이러한 코어에서 전파되는 경우, 상이한 모드들은 상이한 전파 매질을 경험하고, 이는, 이들의 전파 속력에 상이하게 영향을 미친다. 따라서, 파라미터 α의 값을 조절함으로써, 이론적으로는 그룹 속도를 획득하는 것이 가능하고, 그룹 속도는 사실상 모든 모드들에 대해 동일하고, 따라서, 특정 파장에 대해 감소된 모드간 분산이다. 그러나, 파라미터 α의 최적의 값은 오직 특정 파장에 대해서만 유효하다.
등급화된 굴절률 알파-형상 프로파일 및 멀티모드 섬유들의 코어-클래딩 계면은, 850nm에서 10Gbps 및 25Gbps 시스템들을 지원하도록 직접 전류-변조될 수 있는 GaAs VCSEL들로 동작하도록 최적화된다. 현재 이용되는 50㎛ 및 62.5㎛ 멀티모드 섬유들 대부분에 대해, LED 소스들에 의한 1300nm에서의 이용을 위한 하위 호환성이 또한 보장된다. 이러한 레이저-최적화된 고 대역폭 50㎛ 멀티모드 섬유들(또한 OM4 섬유들로 지칭됨)의 성능들은, 국제 표준화 기구에 의해 문헌 ISO/IEC 11801에서 뿐만 아니라 TIA/EIA 492AAAD 표준에서 표준화되었다.
그러나, 기업 네트워크들에서의 대역폭에 대한 폭발적 수요는 더 높은 이더넷 네트워크 속력들에 대한 긴급한 요구를 초래하고 있다. 차세대 400GbE 시스템들에 대한 데이터 비트 레이트를 추가로 증가시키기 위해, 파장 분할 멀티플렉싱과 결합된 약 850nm 내지 1200nm의 40-56Gb/s에서 동작하는 InGaAs VCSEL들의 이용이 유력한 솔루션으로 등장하는데, 이는, 이것이 더 높은 속력 및 더 높은 신뢰도 둘 모두를 달성하는 것을 허용할 것이기 때문이다. 따라서, 이러한 구성에서, 850nm에서 최적화되는 규격화된 OM4 MMF들에 비해, 확장된 송신 대역폭에 걸쳐 OM4 성능들이 요구된다.
알파의 최적 값은 파장 의존적이기 때문에, 송신 대역폭은 일반적으로, 최적 파장이 아닌 파장들에서는 상당히 작아진다. 본 기술분야의 통상의 기술자는, 실리카 SiO2의 굴절률을 변형하기 위해 인(P) 또는 불소(F)와 같은 도펀트들을 이용하고, 따라서 최적의 알파의 파장 의존성을 감소시키는 것을 허용하는 것이 가능함을 잘 알고 있다.
Draka Comteq B.V.의 특허 문헌 US 7,421,172호는, 멀티모드 광섬유들을 개시하고, 여기서 등급화된 굴절률 코어들은 GeO2 및 F를 SiO2의 도펀트들로서 이용함으로써 구축된다. 코어 반경에 걸쳐 도펀트들의 농도를 변경함으로써, 멀티모드 광섬유들의 모드간 분산 특성들은, 대역폭이 덜 파장-의존적이게 하는 방식으로 적응될 수 있다.
등급화된 굴절률 멀티모드 섬유들의 이러한 공동-도핑은, 이전에 공지된 멀티모드 섬유들에 대해서보다 더 넓은 파장 범위에 걸쳐 더 높은 대역폭을 달성하도록 허용하지만, 이러한 대역폭은, 차세대 시스템들에 대한 높은 비트 레이트 요구를 충족할만큼 충분히 높지는 않다.
Draka Comteq B.V.의 문헌 UE 8,391,661호는, 종래 기술의 멀티모드 섬유들보다 더 높은 모드 대역폭 및 더 큰 개구수(numerical aperture)를 갖는 멀티모드 섬유를 개시한다. 이를 위해, 이러한 멀티모드 광섬유는, 광섬유 내의 방사상 위치에 의존하는 지수적 알파(예를 들어, 알파 파라미터)를 갖는 변형된 멱승법 수학식(power-law equation)을 따르는 중심 코어를 포함한다. 알파 파라미터는 중심 코어의 반경을 따라 적어도 2개의 상이한 값들을 갖는다. 제1 알파 파라미터 값 α1은 중심 코어의 내측 구역에서 등급화된 굴절률 코어의 형상을 제어하고, 제2 알파 파라미터 값 α2는 중심 코어의 외측 구역에서 등급화된 굴절률 코어의 형상을 제어한다. 제2 알파 파라미터 값은 통상적으로 제1 알파 파라미터 값보다 작다. 등급화된 굴절률 코어 프로파일 및 이의 제1 도함수는 통상적으로, 등급화된 굴절률 코어의 폭에 걸쳐 실질적으로 연속이다. 중심 코어의 등급화된 굴절률 프로파일은 1.9 퍼센트 이상의 델타 Δ 값을 갖는다.
이러한 US 8,391,661호 문헌에서, 2개 이상의 알파 값들을 갖는 등급화된 굴절률 프로파일의 이용은, 큰 개구수 NA를 갖는 멀티모드 광섬유들을 설계하는 것을 목적으로 한다. 그러나, 이러한 큰 NA 멀티모드 광섬유들은, 단일 파장(통상적으로 850nm)에 대해 최적화되는 대역폭들을 갖는다. 이들은, 확장된 송신 대역폭에 걸친 OM4 성능들에 도달하는 것을 허용하지 않는다.
문헌 US 7,315,677호는, 섬유의 코어에 공동-도핑된 게르마늄(GeO2) 및 불소를 포함하는 멀티모드 광섬유들을 개시한다. 도펀트 농도 프로파일들은 한 쌍의 알파 파라미터들 α1 및 α2에 의해 정의된다. 동작 윈도우 또는 대역폭 윈도우는 확대되고, 감소 또는 손실은 낮다. 일부 실시예들에서, 2개의 동작 윈도우들이 송신에 이용가능하다.
문헌 US 7,315,677호는, 이에 따라, 공동-도핑에 기초하여 "더블 알파 프로파일들"을 교시하고, 여기서, 각각의 도펀트 프로파일은 두 화합물들에 대해 이용되는 동일한 α1 및 α2를 갖는 2개의 알파 프로파일들의 합이다. 알파 정의는, 통상적으로 이용되는 알파 프로파일의 정의와는 상이하다. 이러한 프로파일들은, 프로세스 관점에서 생성하기 곤란하다. 실제로, Ge 및 F의 농도 형상은 제어하기 곤란하다.
더 일반적으로, 풀(full)-불소 또는 낮은 Ge 도핑된 개념을 이용하는 일부 솔루션들이 문헌 및 특허들에서 제안되었다. 이러한 솔루션들 중 일부는 또한 2배 알파 프로파일들을 교시하고, 여기서, 각각의 도펀트 프로파일은 자기 자신의 알파를 이용한다. 그러나, 이러한 솔루션들은, SiO2의 굴절률보다 훨씬 낮은 굴절률을 갖는 외측 클래딩을 갖도록 요구한다. 따라서, 기판 튜브 내에 상이한 도핑된 층들을 퇴적시키는 것을 요구하는 ("변형된 화학 기상 퇴적"에 대한) MCVD 및 ("플라즈마 화학 기상 퇴적"에 대한) PCVD와 같은 퇴적 프로세스들의 경우, 이러한 솔루션들은 매우 복잡하다. 누설 손실들을 관리하고 그리고/또는 외측의 함몰-클래딩을 추가하는 것이 필요하다. 게다가, 불소-도핑된 외측 클래딩에 있어서, 글래딩을 추가로 F-도핑하도록 요구하는 "트렌치-보조" 개념들을 고려하는 것이 곤란해 진다. 이것은, 기존의 퇴적 프로세스들에 의해 도달될 수 없는 F 농도 레벨들을 요구할 것이다.
따라서, 광대역 애플리케이션들에 적응되고 종래 기술에 비해 개선을 나타내는 멀티모드 광섬유를 설계하는 것이 바람직할 것이다.
더 정확하게는, 다수의 파장들에 대해 또는 150nm보다 큰 파장 동작 윈도우에 대해 증가된 OM4 성능을 나타내는 멀티모드 광섬유를 설계하는 것이 바람직할 것이다.
또한, 특히 MCVD 또는 PCVD와 같은 퇴적 프로세스의 이용을 통해 제조하기에 용이한 이러한 멀티모드 광섬유를 설계하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 멀티모드 광섬유가 제안되며, 이 멀티모드 광섬유는,
외측 광학 클래딩에 의해 둘러싸인 중심 코어를 포함하고, 상기 중심 코어는 (i) 외측 반경 a, (ii) 외측 반경 a보다 작은 전이 반경 rt, (iii) 최대 굴절률 n0, (iv) 최소 굴절률 nCl, 및 (v) 상기 중심 코어의 중심으로부터 방사상 거리 r의 함수인 등급화된 굴절률 프로파일 n(r)을 갖고,
상기 중심 코어는, 적어도 불소 F 및 게르마늄 GeO2로 공동-도핑되고,
상기 중심 코어의 등급화된 굴절률 프로파일 n(r)은 하기 수학식
Figure pct00003
에 의해 정의되고, 여기서,
Figure pct00004
이고,
알파 파라미터 α(r)은, 상기 중심 코어의 중심으로부터 방사상 거리 r의 함수이고, 상기 알파 파라미터 α(r)은 상기 중심 코어의 중심으로부터 상기 중심 코어의 외측 반경 a까지의 방사상 위치들을 따라 2개 이상의 상이한 값들을 갖고;
코어 중심에서 불소 F의 가중치 비(
Figure pct00005
)는 0 내지 3wt%이고, 코어 외측 반경에서 불소 F의 가중치 비(
Figure pct00006
)는 0.5wt% 내지 5.5wt%이고,
Figure pct00007
이다.
따라서, 본 발명은, 멀티모드 광섬유들의 신규하고 진보적인 접근법에 의존한다. 실제로, 본 발명은, 불소 및 게르마늄 둘 모두의 높은 공동-도핑 레벨을 이용하여 광대역 애플리케이션들에 적응되고, 따라서, 순수한 실리카 SiO2의 굴절률에 근접한, 등급화된 굴절률 코어의 외측 부분의 굴절률을 갖는 굴절률 프로파일들을 설계하는 것을 허용하는 멀티모드 광섬유를 제안한다. 반경에 따른 조성의 큰 변화들은, 코어 반경에 따라 변하는 알파 파라미터를 이용하는 것을 수반한다.
따라서, 이러한 발명은, 최적의 동작 파장에 중심을 둔 150nm보다 큰 동작 윈도우에 걸쳐 OM4 성능들을 갖는 멀티모드 섬유들을 설계하는 것을 가능하게 한다.
실제로, 본 발명의 양태에 따르면, 850nm 내지 1100nm에 포함되는 파장들의 경우, 상기 멀티모드 광섬유는, 150nm보다 큰 연속적인 동작 파장 범위에 걸쳐 3500MHz.km보다 큰 오버필드 론치 대역폭(overfilled launch bandwidth, OFL-BW)을 갖는다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 850nm 내지 1100nm에 포함되는 파장들의 경우, 상기 멀티모드 광섬유는, 150nm보다 큰 연속적인 동작 파장 범위에 걸쳐 4700MHz.km보다 큰 계산된 유효 모드 대역폭(effective modal bandwidth, EMBc)을 갖는다.
본 발명의 양태에 따르면, Δ는 0.7% 내지 1.5%이다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 코어 외측 반경에서 GeO2의 몰분율(
Figure pct00008
)은 1.5mol% 내지 17.5mol%이다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 코어 중심에서 GeO2의 몰분율(
Figure pct00009
)은 9.5mol% 내지 30mol%이다.
또 다른 양태에 따르면, 상기 중심 코어의 전이 반경 rt보다 작은 방사상 위치의 경우, 알파-파라미터 α(r)는 제1 값 α1을 갖고, 상기 중심 코어의 전이 반경 rt보다 큰 방사상 위치의 경우, 알파-파라미터 α(r)는 제2의 별개의 값 α2를 갖는다.
다른 양태에 따르면, 상기 중심 코어의 등급화된 굴절률 프로파일은 하기 멱함수 수학식:
Figure pct00010
에 의해 정의되고, 여기서
Figure pct00011
Figure pct00012
Figure pct00013
및
Figure pct00014
이다.
다른 양태에 따르면, 제1 알파-값 α1은 약 1.945 내지 2.07이다.
또 다른 양태에 따르면, 제2 알파-값 α2는 약 1.945 내지 2.07이고,
Figure pct00015
이다.
또 다른 양태에 따르면, 상기 전이 반경의 파라미터 rt는 약 0.2 내지 0.9이다.
또 다른 양태에 따르면, 상기 중심 코어의 외측 반경 a는 약 20㎛ 내지 40㎛이다.
또 다른 양태에 따르면, 불소 F의 가중치 비
Figure pct00016
은,
Figure pct00017
로서 표현되는 상기 중심 코어의 중심으로부터 방사상 거리 r의 함수이고, 여기서 p는 2와 실질적으로 동일한 상수이다.
또 다른 양태에 따르면, 이러한 멀티모드 섬유는 하기 법칙:
Figure pct00018
을 따르고, 여기서
Figure pct00019
이다.
또 다른 양태에 따르면, 이러한 멀티모드 섬유는 또한 하기 법칙:
Figure pct00020
을 따르고, 여기서
Figure pct00021
는 wt/mol로 표현된다.
다른 실시예에 따르면, 코어 외측 반경에서 불소 F의 가중치 비(
Figure pct00022
)는 0.85wt% 내지 5.5wt%이고, 여기서
Figure pct00023
이다.
아울러, 800nm 내지 1200nm에 포함되는 파장들의 경우, 상기 멀티모드 광섬유는, 175nm보다 큰 연속적인 동작 파장 범위에 걸쳐 3500MHz.km보다 큰 오버필드 론치 대역폭(OFL-BW)을 갖는다.
게다가, 800nm 내지 1200nm에 포함되는 파장들의 경우, 상기 멀티모드 광섬유는 175nm보다 큰 연속적인 동작 파장 범위에 걸쳐 4700MHz.km보다 큰 계산된 유효 모드 대역폭(EMBc)을 갖는다.
또 다른 실시예에 따르면, 코어 외측 반경에서 불소 F의 가중치 비(
Figure pct00024
)는 2.0wt% 내지 5.5wt%이고, 여기서
Figure pct00025
이다.
아울러, 750nm 내지 1300nm에 포함되는 파장들의 경우, 상기 멀티모드 광섬유는, 200nm보다 큰 연속적인 동작 파장 범위에 걸쳐 3500MHz.km보다 큰 오버필드 론치 대역폭(OFL-BW)을 갖는다.
게다가, 750nm 내지 1300nm에 포함되는 파장들의 경우, 상기 멀티모드 광섬유는 200nm보다 큰 연속적인 동작 파장 범위에 걸쳐 4700MHz.km보다 큰 계산된 유효 모드 대역폭(EMBc)을 갖는다.
본 발명에 따른 멀티모드 광섬유의 특수한 실시예에서, 상기 광학 클래딩은, 광학 코어를 둘러싸며 트렌치로 지칭되는 함몰된 굴절률 ntrench의 영역을 포함하고, 상기 트렌치는 폭 w2를 갖는다. 바람직하게는, 상기 트렌치 폭 w2는 약 0.4㎛ 내지 2.5㎛이고, 트렌치-클래딩 굴절률 차이
Figure pct00026
는 약 -2.0x10-3 내지 0이다.
본 발명에 따른 멀티모드 광섬유의 다른 특수한 실시예에서, 상기 광학 클래딩은, 상기 코어를 직접 둘러싸는 내측 클래딩 층 ―상기 내측 클래딩 층은 폭 w2 및 굴절률 차이 Δn2를 가짐―, 및 상기 내측 클래딩 층을 둘러싸며 트렌치로 지칭되는 함몰된 굴절률 ntrench의 영역을 포함하고, 상기 트렌치는 폭 w3 및 굴절률 차이
Figure pct00027
를 갖는다. 바람직하게는, 상기 내측 클래딩 층의 폭 w2는 약 0.4㎛ 내지 2.5㎛이고, 상기 굴절률 차이 Δn2는 약 -1.5x10-3 내지 1.5x10-3이고, 상기 트렌치의 폭 w3은 약 1.5㎛ 내지 5.0㎛이고, 상기 굴절률 차이 Δn3은 약 -7.5x10-3 내지 -1.5x10-3이다.
본 발명은 또한, 앞서 설명된 바와 같은 멀티모드 광섬유의 적어도 일부를 포함하는 멀티모드 광학 시스템과 관련된다.
본 발명은, 보호 범위를 제한하는 것이 아니라 예시의 방식으로 주어지는 하기 설명 및 도면들을 참조하여 더 양호하게 이해될 수 있다.
도 1은 불소 도핑된 실리카의 633nm에서의 굴절률 차이를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 광섬유의 예에 대한 굴절률 프로파일을 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 광섬유의 예(예 1)에 대한 굴절률 프로파일 및 불소 농도 프로파일을 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 대응하거나 대응하지 않는 몇몇 멀티모드 섬유들에 대한 계산된 유효 모드 대역폭(EMBc)을 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 광섬유의 다른 예에 대한 굴절률 프로파일을 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 광섬유의 몇몇 예들(예 7, 8 및 9)에 대한 굴절률 프로파일 및 불소 농도 프로파일들을 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 광섬유의 예(예 13) 및 본 발명의 범주가 아닌 비교예의 광섬유에 대한 굴절률 프로파일 및 불소 농도 프로파일을 도시한다.
도 8은 본 발명에 따른 광섬유의 예(예 13) 및 본 발명의 범주가 아닌 비교예의 광섬유에 대한 오버필드 론치 대역폭(OFL-BW)을 도시한다.
도 9는 본 발명에 따른 예시적인 파장 분할 멀티플렉싱 시스템의 개략도이다.
도면들의 컴포넌트들은 반드시 축척에 맞는 것은 아니며, 그 대신, 본 발명의 원리들을 예시할 때 강조된다.
본 문헌 전반에 걸쳐, 용어, 게르마늄, Ge 및 GeO2는 도펀트 GeO2를 지칭하기 위해 동등하게 이용된다.
본 문헌 전반에 걸쳐, 용어 동작 윈도우는, 멀티모드 광섬유가 OM4 규격에서 정의된 값보다 큰 대역폭을 나타내는 파장들의 범위를 지정한다. 이용되는 소스에 따라, 하기 예들은, 계산된 유효 모드 대역폭 EMBc>4700MHz.km 또는 오버필드 론치 대역폭 OFL-BW>3500MHz.km를 고려한다. FOTP-220 표준 및 IEC 60793-1-49 표준에서 정의되는 방법은, 어떤 파장이 이용되든지 간에(동일한 가중치 함수들), ("차동 모드 지연"에 대한) DMD 측정들로부터 계산된 유효 모드 대역폭 EMBc를 컴퓨팅하기 위해 이용된다.
본 발명의 실시예에 따른 멀티모드 섬유는 외측 광학 클래딩에 의해 둘러싸인 중심 코어를 포함한다. 중심 코어는 (i) 외측 반경 a, (ii) 외측 반경 a보다 작은 전이 반경 rt, (iii) 최대 굴절률 n0, (iv) 최소 굴절률 nCl, 및 (v) 상기 중심 코어의 중심으로부터 방사상 거리 r의 함수인 등급화된 굴절률 프로파일 n(r)을 갖는다.
코어 및 클래딩은 광섬유의 유리 부분을 형성한다. 일부 실시예들에서, 클래딩은 하나 이상의 코딩들로, 예를 들어, 아크릴레이트 폴리머로 코팅된다.
순수한 실리카의 굴절률과 실질적으로 동일한 굴절률을 유지하면서 150nm보다 크게 동작 윈도우를 확장시키기 위해, 등급화된 굴절률 중심 코어에서 불소 및 게르마늄 둘 모두의 높은 농도가 요구된다. 불소와 중심 코어의 도핑된 매트릭스의 모든 성분들 사이의 가중치 비 [F](r)은, 다음,
Figure pct00028
과 같이 섬유의 중심으로부터 방사상 거리 r의 함수로서 표현될 수 있고, 여기서 [F](0)은 코어의 중심에서 불소의 가중치 비이고, [F](a)는 반경 a의 알파 프로파일의 끝에서 불소의 가중치 비이고, p는 2와 실질적으로 동일한 상수이다.
도 1은, wt%로 표현되는 (도 1에서 CF로 표기되는) 가중치 비 [F]와 SiO2에 의한 굴절률 차이에의 기여 사이의 관계를 예시한다. 예를 들어, 1wt%의 유리 매트릭스에서 불소 농도는 -3.5x10-3의 순수 실리카 SiO2의 굴절률을 감소시키도록 허용한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 코어 중심에서 불소의 농도 [F](0)(또한,
Figure pct00029
으로 표기됨)은 0wt% 내지 3wt%이고, 코어 외측 반경에서 불소의 농도 [F](a)(또한,
Figure pct00030
로 표기됨)는 0.5wt% 내지 5.5wt%이고, 여기서
Figure pct00031
이다. 코어 외측 반경에서 게르마늄의 농도 [Ge](a)(또한,
Figure pct00032
로 표기됨)는 1.5mol% 내지 17.5mol%이다.
반경에 따른 이러한 높은 변화들에 있어서, 모드 분산은 통상적으로, 알파 값을 조정함으로써 완벽하게 보상될 수는 없다. 실제로, 어떠한 알파 값에 대해서도, 지연은 코어 반경 전반에 걸쳐 일정하지 않고, 시간 지연들은, 반경에 따른 크로매틱 분산의 변경으로 인해 파장에 따라 균일하게 변하지 않는다. 이것은, 대역폭을 추가적으로 개선하기 위해 코어 반경을 변경하는 알파 파라미터를 이용하는 것을 수반한다. 중심 코어의 등급화된 굴절률 프로파일 n(r)은, 하기 멱함수 수학식,
Figure pct00033
에 의해 정의되고, 여기서
Figure pct00034
Figure pct00035
Figure pct00036
, 및
Figure pct00037
이다.
도 2는, 반경의 함수로서 굴절률 차이 Δn으로 표현되는, 본 발명의 실시예에 따른 멀티모드 섬유의 굴절률 프로파일 형상을 도시한다. 관측될 수 있는 바와 같이, 외측 반경의 중심 코어는 제1 α1 값을 갖는 등급화된 굴절률 프로파일을 나타내는 제1 내측 코어를 포함한다. 이러한 내측 코어는, 코어의 중심으로부터 전이 반경
Figure pct00038
까지 확장된다. 중심 코어는 또한, 제2 α2 값을 갖는 등급화된 굴절률 프로파일을 나타내는 외측 코어를 포함한다. 이러한 외측 코어는 전이 반경
Figure pct00039
로부터 외측 코어 반경 a까지 확장된다.
코어는, 광학 클래딩에 의해 둘러싸이고, 광학 클래딩은, 폭 w2를 갖고 굴절률 차이 Δn2를 나타내는, 코어를 직접 둘러싸는 함몰된 굴절률의 내측 층을 포함한다.
아래의 표 1은, 도 2에 따른 프로파일 형상을 나타내고 25㎛의 코어 반경을 갖는, 본 발명의 실시예들에 따른 멀티모드 광섬유들의 일부 예들을 개시한다.
Figure pct00040
표 1에 개시된 모든 예들은, 최적의 파장 상에 중심을 둔 150nm보다 큰 동작 파장 범위에 걸쳐, 계산된 유효 모드 대역폭 EMBc>4700MHz.km 및 오버필드 론치 대역폭 OFL-BW>3500MHz.km를 갖는다. 이러한 광대역 효과는, 최적의 파장에서 EMBc 값을 최대화하기 위해 선택된 파라미터들 α1, α2 및 rt를 갖고 "더블-알파" 형상으로 결합된 멀티모드 섬유의 코어에서 높은 레벨의 불소 농도를 추가함으로써 달성된다.
도 3은, 상기 표 1에 언급된 Ex.1로 지칭되는, 본 발명의 제1 예시적 실시예의 굴절률 프로파일(RI 프로파일로 표기됨) 및 불소 농도 프로파일(CF로 표기됨)을 도시한다.
아래의 표 2는, 상기 표 1의 예들에 반대되는 일부 비교예들을 제시하며, 이들 모두는 본 발명의 범주가 아니다.
Figure pct00041
표 2의 비교예 Ex.1c는 표 1의 예 Ex.2와 동일한 굴절률을 갖지만, 예 Ex.1c의 멀티모드 섬유의 코어는 게르마늄으로만 도핑된다. 등급화된 굴절률 코어에 어떠한 불소도 없다. 게다가, 950nm에서 계산된 유효 모드 대역폭 EMBc를 최대화하기 위해 단일 알파(즉, α1 = α2)가 선택되었다. 이러한 최적 값은 예 Ex.2의 EMBc의 최적 값과 매우 근접하다. 그러나, 섬유가 950nm와는 다른 파장에서 이용되는 경우, 최적 값은 극단적으로 감소된다. 따라서, 예 Ex.1c의 멀티모드 섬유가 4700MHz.km보다 큰 EMBc를 갖는 동작 윈도우의 폭은 오직 125nm인 한편, 코어 중심에서는 1.37wt% 및 코어의 외측 반경에서는 4.29wt%의 불소 농도를 갖는 예 Ex.2의 경우, 폭은 240nm에 걸쳐 확장된다.
표 2의 비교예 Ex.3c의 멀티모드 광섬유는 또한 코어에서 오직 게르마늄으로만 도핑되고, 표 1의 예 Ex.2 및 표 2의 Ex.1c와 동일한 굴절률을 갖지만, 더블-알파 형상을 갖는다. 그러나, 표 2에 제시된 대역폭 결과들로부터 관측될 수 있는 바와 같이, 어떠한 불소 도핑도 없으면, 코어가 오직 게르마늄으로만 도핑된 경우 더블-알파 프로파일을 이용하는 것은 어떠한 이득도 없다. 최적의 계산된 유효 모드 대역폭 EMBc는 예들 Ex.2 및 Ex.1c에서와 같이 약 950nm이지만, 예들 Ex.2 및 Ex.1c에 의해 획득된 것보다 작은 최대값을 갖는다. 따라서, 또한, EMBc>4700MHz.km에 대한 동작 윈도우의 폭은 예 Ex.2에 대한 것보다 훨씬 협소하다.
도 4는, 표 1에 제시된 바와 같은 본 발명의 실시예에 대응하는 예 Ex.2, 및 표 2에 제시된 바와 같은 본 발명의 범주가 아닌 비교예들 Ex.1c 및 Ex.3c에 대한 파장(nm로 표현됨)을 갖는 계산된 유효 모드 대역폭 EMBc(MHz.km로 표현됨)의 변화를 표현한다. 4700MHz.km의 EMBc 제한이 또한 비교를 위해 추가된다. 도 4로부터 관측될 수 있는 바와 같이, 예 Ex.2의 멀티모드 섬유는, 계산된 유효 모드 대역폭(EMBc)이 4700MHz.km보다 큰 경우 훨씬 더 넓은 연속적인 동작 파장 범위를 달성한다.
표 2의 비교예 Ex.4c의 멀티모드 광섬유는, Ge 및 F로 높은 농도로 공동-도핑된 코어를 갖고, 파라미터들 α1, α2 및 rt는, 950nm에서 계산된 유효 모드 대역폭 EMBc를 최대화하도록 조정되었다. 그러나, 예 Ex.4c의 멀티모드 섬유는 표 1의 예 Ex.5와 동일한 굴절률 프로파일 및 코어의 중심에서 동일 레벨의 공동-도핑을 나타내지만, 불소의 농도는 등급화된 굴절률 코어 내에서 반경을 따라 일정하다. 그 결과, EMBc>4700MHz.km를 갖는 Ex.4c의 동작 윈도우의 폭은 (표 1의 예 Ex.5에 대해 200nm인 것 대신) 오직 130nm이다.
표 2의 비교예 Ex.2c의 멀티모드 광섬유는, 등급화된 굴절률 코어가 오직 불소로 도핑된 멀티모드 광섬유이다. 등급화된 굴절률 코어에 어떠한 게르마늄도 존재하지 않는다. 게다가, 단일 알파(α1 = α2) 및 코어-클래딩 계면에서 함몰-클래딩 층의 파라미터들 w2 및 Δn2는, 950nm의 계산된 유효 모드 대역폭 EMBc를 최대화하도록 선택되었다. 이러한 실시예는, 오버필드 론치 대역폭 OFL-BW가 3500MHz.km보다 큰 경우 200nm 폭을 갖는 파장 동작 윈도우에 도달하지만, 이러한 풀-불소 멀티모드 광섬유는 6950MHz.km보다 큰 계산된 유효 모드 대역폭 EMBc에 도달하도록 허용되지는 않는다. 4700MHz.km보다 큰 계산된 유효 모드 대역폭 EMBc에 대한 파장 동작 윈도우는 155nm보다 크지 않다. 이러한 파장 동작 범위는, 반경에 따라 변하는 굴절률의 알파-형상을 갖는 등급화된 굴절률 코어에서 고레벨의 게르마늄 및 불소 둘 모두의 결합된 이용으로 인한 본 발명의 실시예들에서 달성될 수 있는 범위보다 훨씬 협소하다.
게다가, 오직 불소로 도핑된 등급화된 굴절률 코어를 갖는 멀티모드 광섬유인 예 Ex.2c에서, 코어의 외측 부분은,
Figure pct00042
과 같이 실리카의 굴절률
Figure pct00043
보다 훨씬 작은 굴절률
Figure pct00044
을 갖는다.
그 결과, 코어의 외측 부분의 레벨에서 클래딩 굴절률을 유지하기 위해, 외측 클래딩을 불소로 높은 농도로 도핑하는 것이 요구된다. 이러한 굴절률 프로파일은, 특히 MCVD 및 PCVD와 같이 기판 튜브 내에 상이한 도핑된 층들을 퇴적시키는 것을 요구하는 퇴적 프로세스들의 경우, 달성하기에 매우 복잡하다. 따라서, 누설 손실들을 관리하고 그리고/또는 외측 함몰-클래딩을 추가하는 것이 필수적이다.
게다가, 불소-도핑된 외측 클래딩에 있어서, 클래딩을 추가로 F-도핑하도록 요구하는 "트렌치-보조"를 고려하는 것은 곤란해진다. 이것은, 기존의 퇴적 프로세스들에 의해 도달하기 곤란할 수 있는 불소 농도 레벨들을 요구할 것이다. 단지 예시로서, 예 Ex.2c의 멀티모드 광섬유는, -1x10-3보다 작은 굴절률 차이 Δn3을 나타내는 트렌치를 추가하기 위해 약 5wt%보다 큰 불소 가중치 비를 요구할 것이다.
도 5는, 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티모드 광섬유의 굴절률 프로파일을 예시한다.
이러한 제2 실시예에서, 멀티모드 광섬유의 휨 손실 성능들을 개선하기 위해, 굴절률 차이 Δn3 및 폭 w3의 트렌치가, 광학 코어를 직접 둘러싸는 굴절률 차이 Δn2 및 폭 w2의 내측 클래딩 층 이후 추가될 수 있다.
아래의 표 3은, 본 발명의 실시예들에 따른 4개의 멀티모드 광섬유들(예들 Ex.7 내지 Ex.10)을 개시하고, 이들 모두는, 도 5에 따른 트렌치-보조 굴절률 프로파일을 나타낸다. 표 3은 또한, 본 발명의 범주가 아니지만 또한 도 5에 따른 굴절률 프로파일을 나타내는 비교예 Ex.5c를 개시한다. 표 3에 나열된 멀티모드 광섬유들은 25㎛의 코어 반경을 갖는다.
Figure pct00045
표 3으로부터 관측될 수 있는 바와 같이, 예들 Ex.7, Ex.8 및 Ex.9는, 도 6에 도시된 3개의 상이한 불소 농도 프로파일들을 갖고, 도 6은, 마이크론으로 표현되는 반경의 함수로서 wt%로 표현되는 불소의 가중치 비 CF를 예시한다. 더 정확하게는, 예들 Ex.7, Ex.8 및 Ex.9의 멀티모드 광섬유들은, (도 6에 도시된) 동일한 굴절률 프로파일을 갖지만, 상이한 α1, α2 및 rt 값들을 나타내고, 이들은, 이들의 불소 농도에 따라, 최적의 파장에서 계산된 유효 모드 대역폭 EMBc를 최대화하도록 선택된다.
표 3에 나열된 본 발명의 실시예들에 따른 멀티모드 섬유들의 예들 모두는 200nm보다 큰 연속적인 동작 파장 범위를 갖고, 이러한 범위에 걸쳐, 계산된 유효 모드 대역폭 EMBc는 4700MHz.km보다 크다.
표 1 및 표 3의 예시적인 실시예들의 성능들을 비교함으로써, 불소 및 Ge 농도 레벨들이 충분히 높은 경우, 트렌치 치수에 따라 조정된 폭 w2 및 높이 Δn2를 갖는 외측 클래딩의 트렌치의 추가는 동작 윈도우의 폭을 제한하지 않음을 관측할 수 있다.
표 3의 예 Ex.10의 멀티모드 광섬유는, 예들 Ex.7, Ex.8 및 Ex.9와는 상이한 굴절률 프로파일을 갖는다. 그러나, 예 Ex.10은, 예 Ex.9와 유사하지만 다른 불소 농도 프로파일을 갖는 대역폭 성능들을 나타낸다. 예 Ex.10의 멀티모드 광섬유는 또한 본 발명의 예시적인 실시예에 대응한다.
반대로, 비교예 Ex.5c는 본 발명의 범주가 아니다. 이러한 멀티모드 광섬유는 단일-알파 등급화된 굴절률 코어(α1 = α2)를 갖고, 코어의 외측에서 0.85wt%의 불소를 포함하고, 코어를 직접 둘러싸는 내측 클래딩 층은, 950nm에서 계산된 유효 모드 대역폭 EMBc를 최대화하도록 조정된 파라미터들 Δn2 및 w2를 갖는다. 그러나, 표 3의 결과들로부터 관측될 수 있는 바와 같이, 이러한 특징들은, EMBc가 4700MHz.km보다 큰 경우 110nm보다 큰 동작 윈도우에 도달하도록 허용하지 않고; 이와 관련하여, 오버필드 론치 대역폭이 3.5GHz.km보다 큰 동작 파장 범위는 75nm보다 크지 않다.
아래의 표 4는, 코어 반경 a=40㎛를 갖는 멀티모드 광섬유들에 대응하는 본 발명의 실시예들에 따른 다른 예들(Ex.11, Ex.12 및 Ex.13) 및 비교예 Ex.6c를 개시한다.
Figure pct00046
표 4에서 관측될 수 있는 바와 같이, 예 Ex.11은, 925nm의 파장에서 오버필드 론치 대역폭 OFL-BW를 최대화하도록 선택된 파라미터들 α1, α2, rt, Δn2 및 w2을 갖는 등급화된 굴절률 멀티모드 광섬유이다. 코어의 중심에서
Figure pct00047
및 외측 코어 반경에서
Figure pct00048
에 의한 불소의 가중치 비의 정확한 조정은, 3500MHz.km보다 큰 오버필드 론치 대역폭 OFL-BW가 855nm부터 1020nm까지 확장되는 연속적인 파장 범위에 걸쳐 유지되도록 허용한다.
예 Ex.12는, 예 Ex.11과 동일한 굴절률 프로파일 및 코어의 중심에서 동일한 불소 농도를 나타낸다. 파라미터들 α1, α2, 및 rt는 또한 925nm의 파장에서 오버필드 론치 대역폭 OFL-BW를 최대화하도록 선택된다. 그러나, 예 Ex.12의 멀티모드 섬유는, 코어의 외측에서 더 높은 불소 농도
Figure pct00049
를 갖는다. 그 결과, 동작 윈도우의 폭은 780nm부터 1080nm까지, 300nm에 걸쳐 확장되었다.
도 7은, 표 4에 나열된 예 Ex.13 및 비교예 Ex.6c의 멀티모드 광섬유들에 대한 굴절률 프로파일(RI 프로파일) 및 불소 농도(CF)를 반경의 함수로서 도시한다. 따라서, 예들 Ex.13 및 Ex.6c의 멀티모드 광섬유들은, 도 7 및 표 4 둘 모두로부터 도출될 수 있는 바와 같이 동일한 굴절률 프로파일을 나타내지만, 이들은, 반경을 따라 상이한 불소 농도 프로파일들을 나타낸다.
또한 관측할 수 있는 바와 같이, (예 Ex.13에 대응하는) 등급화된 굴절률 멀티모드 섬유의 휨 성능들을 개선하기 위해 외측 클래딩에 트렌치의 추가는, 게르마늄 및 불소 농도들이 충분히 높은 경우, 동작 윈도우를 약 300nm까지 확장시키는 것을 방지하지 않는다.
도 8은, MHz.km로 표현되는 예들 Ex.13 및 Ex.6c의 멀티모드 섬유들의 오버필드 론치 대역폭을 파장(nm로 표현됨)의 함수로서 예시한다. 3500MHz.km의 OFL-BW 제한이 또한 비교를 위해 추가된다.
비교예 Ex.6c의 등급화된 굴절률 멀티모드 섬유는, 예 Ex.13의 섬유와 동일한 굴절률을 갖지만, 낮은 불소 농도 및 단일-알파(α1 = α2) 등급화된 굴절률 코어를 갖고, 여기서 알파 파라미터는 약 900nm에서 대역폭 피크를 최적화하도록 조정된다. 도 8에서 볼 수 있는 바와 같이, 이러한 특징들은, 오버필드 론치 대역폭 OFL-BW가 3500MHz.km보다 큰, 150nm의 연속적인 동작 파장 범위를 초과하도록 허용하지 않는다.
도 9는, 본 발명의 실시예에 따른 파장 분할 멀티플렉싱 시스템을 예시하는 개략도이다. 파장 분할 멀티플렉싱 시스템(1)은, 본 발명의 앞서 설명된 실시예들 중 하나에 따른 멀티모드 광섬유(2)를 통해 커플링되는 멀티플렉서(MUX)(3) 및 디멀티플렉서(DEMUX)(4)를 포함한다. 파장 분할 멀티플렉싱 시스템(1)에서, 다양한 파장들 λ1, λ2, ..., λn을 갖는 광학 신호들이 멀티플렉서(3)에 의해 멀티플렉싱된 후, 멀티플렉싱된 신호는 멀티모드 광섬유(2)를 통해 송신되고 디멀티플렉서(4)에 의해 디멀티플렉싱된다.

Claims (30)

  1. 멀티모드 광섬유(multimode optical fiber)로서,
    외측 광학 클래딩(outer optical cladding)에 의해 둘러싸인 중심 코어를 포함하고, 상기 중심 코어는, (i) 외측 반경 a, (ii) 상기 외측 반경 a보다 작은 전이 반경(transition radius) Rt =a.rt, (iii) 최대 굴절률 n0, (iv) 최소 굴절률 nCl, 및 (v) 상기 중심 코어의 중심으로부터 방사상 거리 r의 함수인 등급화된 굴절률 프로파일(graded-index profile) n(r)을 갖고,
    상기 중심 코어는, 적어도 불소 F 및 게르마늄 GeO2로 공동-도핑되고(co-doped),
    상기 중심 코어의 등급화된 굴절률 프로파일 n(r)은 하기 수학식
    Figure pct00050

    에 의해 정의되고,
    Figure pct00051

    이고,
    상기 알파 파라미터 α(r)은, 상기 중심 코어의 중심으로부터 방사상 거리 r의 함수이고, 상기 알파 파라미터 α(r)은 상기 중심 코어의 중심으로부터 상기 중심 코어의 외측 반경 a까지의 방사상 위치들을 따라 2개 이상의 상이한 값들을 갖고;
    상기 코어 중심에서 불소 F의 가중치 비(weight ratio)(
    Figure pct00052
    )는 0 내지 3wt%이고, 상기 코어 외측 반경에서 불소 F의 가중치 비(
    Figure pct00053
    )는 0.5wt% 내지 5.5wt%이고,
    Figure pct00054
    인, 멀티모드 광섬유.
  2. 제1항에 있어서, 850nm 내지 1100nm에 포함되는 파장들의 경우, 상기 멀티모드 광섬유는, 150nm보다 큰 연속적인 동작 파장 범위에 걸쳐 3500MHz.km보다 큰 오버필드 론치 대역폭(overfilled launch bandwidth, OFL-BW)을 갖는, 멀티모드 광섬유.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 850nm 내지 1100nm에 포함되는 파장들의 경우, 상기 멀티모드 광섬유는, 150nm보다 큰 연속적인 동작 파장 범위에 걸쳐 4700MHz.km보다 큰 계산된 유효 모드 대역폭(effective modal bandwidth, EMBc)을 갖는, 멀티모드 광섬유.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, Δ는 0.7% 내지 1.5%인, 멀티모드 광섬유.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코어 외측 반경에서 GeO2의 몰분율(mole fraction)(
    Figure pct00055
    )은 1.5mol% 내지 17.5mol%인, 멀티모드 광섬유.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코어 중심에서 GeO2의 몰분율(
    Figure pct00056
    )은 9.5mol% 내지 30mol%인, 멀티모드 광섬유.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중심 코어의 전이 반경 Rt보다 작은 방사상 위치의 경우, 상기 알파-파라미터 α(r)는 제1 값 α1을 갖고, 상기 중심 코어의 전이 반경 Rt보다 큰 방사상 위치의 경우, 상기 알파-파라미터 α(r)는 제2 값 α2를 갖는, 멀티모드 광섬유.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중심 코어의 등급화된 굴절률 프로파일은 하기 멱함수 수학식(power equation):
    Figure pct00057

    에 의해 정의되고,
    Figure pct00058

    Figure pct00059

    Figure pct00060
    및
    Figure pct00061

    인, 멀티모드 광섬유.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 제1 알파-값 α1은 약 1.945 내지 2.07인, 멀티모드 광섬유.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제2 알파-값 α2는 약 1.945 내지 2.07이고,
    Figure pct00062
    인, 멀티모드 광섬유.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전이 반경의 파라미터 rt는 약 0.2 내지 0.9인, 멀티모드 광섬유.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중심 코어의 외측 반경 a는 약 20㎛ 내지 40㎛인, 멀티모드 광섬유.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 불소 F의 가중치 비
    Figure pct00063
    은,
    Figure pct00064

    로서 표현되는 상기 중심 코어의 중심으로부터 방사상 거리 r의 함수이고, p는 2와 실질적으로 동일한 상수인, 멀티모드 광섬유.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    Figure pct00065
    이고,
    Figure pct00066
    인, 멀티모드 광섬유.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    Figure pct00067
    이고,
    Figure pct00068
    는 wt/mol로 표현되는, 멀티모드 광섬유.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코어 외측 반경에서 불소 F의 가중치 비(
    Figure pct00069
    )는 0.85wt% 내지 5.5wt%이고,
    Figure pct00070
    인, 멀티모드 광섬유.
  17. 제16항에 있어서, 800nm 내지 1200nm에 포함되는 파장들의 경우, 상기 멀티모드 광섬유는, 175nm보다 큰 연속적인 동작 파장 범위에 걸쳐 3500MHz.km보다 큰 오버필드 론치 대역폭(OFL-BW)을 갖는, 멀티모드 광섬유.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 800nm 내지 1200nm에 포함되는 파장들의 경우, 상기 멀티모드 광섬유는 175nm보다 큰 연속적인 동작 파장 범위에 걸쳐 4700MHz.km보다 큰 계산된 유효 모드 대역폭(EMBc)을 갖는, 멀티모드 광섬유.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코어 외측 반경에서 불소 F의 가중치 비(
    Figure pct00071
    )는 2.0wt% 내지 5.5wt%이고,
    Figure pct00072
    인, 멀티모드 광섬유.
  20. 제19항에 있어서, 750nm 내지 1300nm에 포함되는 파장들의 경우, 상기 멀티모드 광섬유는, 200nm보다 큰 연속적인 동작 파장 범위에 걸쳐 3500MHz.km보다 큰 오버필드 론치 대역폭(OFL-BW)을 갖는, 멀티모드 광섬유.
  21. 제19항 또는 제20항에 있어서, 750nm 내지 1300nm에 포함되는 파장들의 경우, 상기 멀티모드 광섬유는 200nm보다 큰 연속적인 동작 파장 범위에 걸쳐 4700MHz.km보다 큰 계산된 유효 모드 대역폭(EMBc)을 갖는, 멀티모드 광섬유.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 클래딩은, 광학 코어를 둘러싸며 트렌치(trench)로 지칭되는 함몰된 굴절률(depressed refractive index) ntrench의 영역을 포함하고, 상기 트렌치는 폭 w2를 갖는, 멀티모드 광섬유.
  23. 제22항에 있어서, 상기 트렌치의 폭 w2는 약 0.4㎛ 내지 2.5㎛인, 멀티모드 광섬유.
  24. 제22항 또는 제23항에 있어서, 트렌치-클래딩 굴절률 차이(trench-cladding index difference)
    Figure pct00073
    는 약 -2.0x10-3 내지 0인, 멀티모드 광섬유.
  25. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 클래딩은, 상기 코어를 직접 둘러싸는 내측 클래딩 층 ― 상기 내측 클래딩 층은 폭 w2 및 굴절률 차이 Δn2를 가짐―, 및 상기 내측 클래딩 층을 둘러싸며 트렌치로 지칭되는 함몰된 굴절률 ntrench의 영역을 포함하고, 상기 트렌치는 폭 w3 및 굴절률 차이
    Figure pct00074
    를 갖는, 멀티모드 광섬유.
  26. 제25항에 있어서, 상기 내측 클래딩 층의 폭 w2는 약 0.4㎛ 내지 2.5㎛인, 멀티모드 광섬유.
  27. 제25항 또는 제26항에 있어서, 상기 굴절률 차이 Δn2는 약 -1.5x10-3 내지 1.5x10-3인, 멀티모드 광섬유.
  28. 제25항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 트렌치의 폭 w3은 약 1.5㎛ 내지 5.0㎛인, 멀티모드 광섬유.
  29. 제25항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 굴절률 차이 Δn3은 약 -7.5x10-3 내지 -1.5x10-3인, 멀티모드 광섬유.
  30. 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 따른 멀티모드 광섬유의 적어도 일부를 포함하는, 멀티모드 광학 시스템.
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