KR20180008668A - 초저 감쇠 굴곡 무감각 단일 모드 광섬유 - Google Patents

초저 감쇠 굴곡 무감각 단일 모드 광섬유 Download PDF

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레이 장
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Abstract

광 통신 전송 시스템을 위한 초저 감쇠 굴곡 무감각 단일 모드 광섬유는, 코어층 및 클래드층이 포함되어 있고, 코어층 반경(ｒ1)은 3.0∼3.９μｍ이며, 코어층 상대 굴절률 차이Δｎ1는 -0.04％∼0.12％이다. 코어층의 외측은 안에서 바깥으로 순차적으로 내부 클래드층, 함몰 내부 클래드층, 보조 외부 클래드층과 외부 클래드층이 피복된다. 내부 클래드층 반경(r2)은 8∼14μｍ이고, 상대 굴절률차 Δｎ2는 -0.35％∼-0.10％이며; 함몰 내부 클래드층 반경(r3)은 14∼20μｍ이고, 상대 굴절률차 Δｎ3은 -0.6％∼-0.2％이며; 보조 외부 클래드층 반경(r4)는 35∼50μｍ이고, 상대 굴절률 Δｎ4범위는 -0.4％∼-0.15％이며; 외부 클래드층은 순수 이산화규소 유리층이다. 본 발명은 코어층에 알칼리 금속을 넣어 도핑하여 코어층 점도를 최적화시키고, 비교적 낮은 감쇠 파라미터와 우월한 굴곡 성능을 구비할 뿐만 아니라, G657.Ａ2 표준과 호환할 수 있고, 광섬유 제조 원가가 낮다.

Description

초저 감쇠 굴곡 무감각 단일 모드 광섬유
본 발명은 광 통신 전송 시스템을 위한 초저 감쇠 굴곡 무감각 단일 모드 광섬유에 관한 것으로서, 상기 광섬유는 초저 감쇠, 우월한 굴곡 무감각 특징을 구비하며, 모드 필드 직경은 G.657.A2 표준과 호환되고, 광 통신 기술분야에 속한다.
광섬유 통신은 용량이 크고 전송 거리가 멀며 전송 속도가 빠르고 경제적인 등 특징을 구비하여 장거리 통신망으로부터 도시 지역 통신망 및 접속망에 이미 광범위하게 응용되고 있다. 광섬유 통신 기술의 발전은 줄곧 더욱 빠른 전송 속도, 더욱 큰 용량 및 더욱 먼 전송 거리를 목표로 하였고, 이로써 광섬유의 성능 지표 및 광섬유의 통신 기술을 부단히 향상시키고 개선하였다. 특히는 근년래, IP 업무량의 폭발적인 향상과 더불어 통신 네트워크는 차세대 지속 가능한 발전 방향으로 도약하고 있으며, 거대한 전송 용량을 구축하는 광섬유 기초 시설은 차세대 네트워크의 물리적인 기초이다. 광섬유 통신 시스템의 발전 수요를 만족하기 위해, 광섬유 통신 네트워크 전송 매질의 광섬유의 관련 성능 지표도 진일보 개선할 필요가 있다.
광섬유의 감쇠 파라미터는 광섬유의 가장 중요한 성능 지표 중의 하나로서, 매우 큰 정도상에서 광섬유 통신의 중계 거리를 결정하였다. 광섬유의 감쇠 파라미터가 작을수록, 휴대하는 광신호의 전송 가능 거리는 멀어지고, 동일한 전송 거리하에서, 이가 휴대하는 광신호의 감쇠 폭도는 작아진다. 감쇠 파라미터를 감소하는 것은 광섬유 통신 중의 광신호대 잡음비(OSNR)를 효과적으로 향상시킬 수 있고, 시스템의 전송 품질과 전송 거리를 진일보 향상시킨다. 장거리의 광섬유 통신에 있어서, 광신호는 중계역을 통해 전송을 완성하고, 광섬유의 감쇠 파라미터가 작을수록, 광신호의 무중계 전송 거리는 멀어지며, 이러면 중계역 사이의 거리를 증가시켜 중계역의 설치를 대폭 감소시킬 수 있어, 운영 원가를 감소한다. 따라서, 광섬유의 감쇠 파라미터를 감소하는 것은 최적화 시스템 구조 또는 운영 원가의 감소 방면으로 볼 때, 모두 매우 중요한 의미를 갖는다. 그러나 다른 한편으로, 근래 FTTX의 지속적인 발전과 더불어, 기존의 G.652 광섬유의 성능은 이미 사용자 수요를 만족시키기 어렵고, 실제 응용 환경에서 광섬유는 일정한 항굴곡 성능을 구비해야 하며, G.652 광섬유의 기초상에서, 차세대 굴곡 무감각 단일 모드 광섬유―G.657 광섬유를 개발하였고, 이는 G.652 표준과 호환 가능한 G.657.A류 광섬유와 G.652 표준과 호환 불가한 G.657.B류 광섬유를 포함한다. G.657.A류 광섬유와 G.652.D광섬유는 매우 훌륭한 호환성을 갖고 있고, 보통의 G.652.D광섬유와 비교하면 더욱 강한 항굴곡 성능을 구비하기에, 기존의 G.652 광섬유를 대체할 수 있는 가장 가능성 있는 제품 중의 하나로 인정된다. 그러므로 G.652 표준과 호환되고 또한 더욱 낮은 감쇠, 상대적으로 비교적 큰 모드 필드 직경을 갖는 동시에 굴곡 무감각 특징을 구비하는 차세대 단일 모드 광섬유를 발명하는 것은 통신 광섬유 분야내에서의 하나의 연구 열점으로 자리 잡았다.
광섬유 예비 성형체의 제조 과정에서 일반적으로 하기의 몇가지 방법을 사용하여 광섬유 감쇠를 감소한다. 예를 들어, 고순도의 원자재를 사용하여, 생산 환경과 기기 밀봉성을 향상하여 외계 불순물의 인입의 확률을 감소하며, 중국 특허 CN201110178833.3은 광섬유 예비 성형체의 침적 과정 중의 기밀성을 향상하는 방법을 사용하여, 외계 불순물의 인입을 감소한다. 또는 더욱 큰 외경의 예비 성형체 제조 공정을 사용하여, 큰 크기의 예비 성형체의 희석 효과를 통해 광섬유의 전체적인 감쇠를 감소한다. 이 밖에, 광섬유 제조 과정에서, 나 광섬유(bare fiber) 표면에 코팅하는 코팅 공정도 광섬유 감쇠 성능에 영향을 미치는 중요한 요소이다. 그러나, 이론상에서나 또는 실제 광섬유 제조 중의 원가 및 공정의 제어에서 볼 때, 광섬유의 도핑과 광섬유 단면의 최적화는 비교적 간단하고 효과적으로 광섬유의 감쇠를 감소하는 방법이다. 일반적으로, 도핑 재료의 농도가 낮을수록, 레일리 산란이 일으키는 소모는 작다. 기존의 단일 모드 광섬유에서, 광섬유 중의 전반사를 보장하기 위해, 코어층과 내부 클래드층 사이에 반드시 충분한 굴절률 차이값을 보장해야 하는데, 코어층의 상대 굴절률은 광섬유의 내부 클래드층보다 훨씬 크다. 이러한 설계를 보장하기 위해, 반드시 코어층에 대량의 Ge 또는 Ge/F 코도핑 형식의 도핑을 진행하는데, 기존의 광섬유 단면 설계에서, 레이저 에너지는 광섬유 단면에 가우스분포 형식으로 분포되고, 광섬유 레이저 에너지는 70% 정도로 상대적으로 비교적 많은 코어층과 도핑되어 부분 전파되는 바, 즉 높은 에너지 밀도의 레이저 전송은 레일리 계수가 비교적 높은 농도의 도핑 코어층에서 집중되어 전파된다. 만약 합리한 광학 단면 설계를 거친다면, 에너지가 비 가우스분포인 단면을 설계하면, 고농도 도핑 코어층에서 에너지의 손실을 감소할 수 있고, 광섬유의 감쇠 성능을 현저하게 낮출 수 있다.
그러나 이러한 기존의 G.657광섬유의 단면 설계 및 제조 방법에서, 코어층은 비교적 많은 량의 Ge/F 코도핑을 사용하고, 가장 훌륭한 매크로밴딩 성능을 획득하기 위해, 코어층의 상대 굴절률은 일반적으로 모두 0.35％보다 크고, 즉 코어층은 Ge 도핑이 비교적 많으며, 따라서 비교적 큰 레일리 산란을 일으켜 광섬유의 감쇠를 증가시킨다.
문헌 CN201310394404에서는 초저 감쇠 광섬유의 설계를 제출하였고, 이는 순수 이산화규소의 외부 클래드층 설계를 사용하였지만, 이가 사용한 것이 전형적인 계단형 단면 구조이므로, 함몰 내부 클래드층을 사용하여 최적화 광섬유의 굴곡을 설계하지 않았고, 그 코어층은 Ge로 도핑하지 않았기에, 예비 성형체 제조 시 점도의 미스 매치가 나타날 수 있고, 그 감쇠와 굴곡 수평이 상대적으로 비교적 떨어지는 것을 발견할 수 있다.
석영 광섬유가 600nm-1600nm에서의 감쇠는 주요하게 레일리 산란에서 비롯된 것으로서, 레일리 산란으로 인한 감쇠(αR)는 하기의 식으로 산출할 수 있다.
Figure pct00001
식에서, λ는 파장(μm)이고, R은 레일리 산란 계수(dB/km/μm4)이며; P는 빛의 세기이다. 레일리 산란 계수가 확인될 경우, B는 상응한 상수이다. 따라서 단지 레일리 산란 계수R만 확인하면 레일리 산란으로 인한 감쇠 αR(dB/km)를 얻을 수 있다. 레일리 산란은 한편으로 밀도 파동에 의해 일어난 것이고, 다른 한편으로는 농도 파동에 의해 일어난 것이다. 따라서 레일리 산란 계수(R)는 하기와 같이 표시할 수 있다.
R＝Rd+Rc
상기 식에서, Rd와 Rc는 각각 밀도 파동과 농도 파동에 의해 일어난 레일리 산란 계수의 변화이다. 여기서, Rc는 농도 파동 인자이고, 이는 주요하게 광섬유 유리 부분 도핑 농도의 영향을 받고, 이론상에서 적은 Ge와 F 또는 기타 도핑을 사용하면, Rc는 작고, 이 역시 현재 해외 일부 기업에서 순수 실리카 코어를 사용하여 설계한 것이며, 초저 감쇠 성능을 실현하는 원인이다.
그러나 우리는 발견할 수 있는 바, 레일리 산란 계수에는 다른 하나의 계수 Rd를 포함할 수 있다. Rd는 유리의 가상 온도TF와 관련되고, 유리의 구조 변화와 온도 변화에 따라 변화된다. 유리의 가상 온도TF는 유리 구조의 하나의 물리적 계수를 표시하는 바, 어느 한 온도 T’로부터 유리가 신속하게 실온 유리의 구조로 냉각되어 더이상 조절하지 않고 어떠한 평형 상태에 대응되는 온도에 도달하는 것으로 정의된다. T’>TF(유리의 연화 온도)이면, 유리의 점도가 비교적 작기에, 유리 구조는 용이하게 조절할 수 있고, 따라서 매순간 유리는 모두 평형 상태이므로, TF＝T’이다. T’<Tg(유리의 전변 온도)이면, 유리의 점도가 비교적 크기에, 유리 구조는 조절하기 어렵고, 유리의 구조의 조절은 온도 변화보다 늦기에, TF>T’이다. Tg<T’<TF(유리의 연화 온도)이면, 유리가 평형에 근접하는 필요 시간은 비교적 짧아지고, 구체적으로 유리의 성분과 냉각 속도와 관계되기에, TF>T’ 또는 TF<T’이다.
순수 실리카 코어를 사용하여 설계할 경우, 광섬유의 전반사를 보장하기 위해, 반드시 귤절률이 상대적으로 낮은 F를 사용하여 내부 클래드층에 도핑하여 매칭함으로써, 코어층과 내부 클래드층 사이에 충분한 굴절률 차이를 보장해야 한다. 이렇게 되면 순수 실리카 코어와 코어층 부분 점도는 상대적으로 비교적 높고, 동시에 대량의 F가 도핑된 내부 클래드층 부분 점도는 비교적 낮기에, 광섬유 구조 점도 매칭 불균형을 초래하게 되고, 순수 실리카 코어 구조의 광섬유 가상 온도가 신속하게 증가되어, 광섬유의 Rd의 증가를 초래한다. 이렇게 되면 Rc 감소로 인한 장점을 상쇄하게 되고, 더욱이는 광섬유 감쇠 역방향 이상을 초래하게 된다.
문헌 US6917740에서는 점도 변화를 이용하여 성능 개선을 획득하는 순수 실리카 코어 광섬유를 제출하였다. 이는 코어층에 대량의 F와 Cl을 도핑되었고, F와 Cl 도핑을 이용하여 코어층 점도에 기여하였으며, 광섬유 레일리 계수를 감소하였고, 문헌에서 상기 광섬유는 단면 설계에 관한 것이 아니고, 코어층에 Ge 도핑이 없다.
문헌 US2010022533에서는 광섬유의 설계를 제출하였고, 보다 낮은 레일리 계수를 획득하기 위하여, 순수 실리카 코어 설계를 이용하여, 코어층에 게르마늄과 불소 코도핑을 실시하지 않고, 또한 그 설계는 불소 도핑된 이산화규소를 외부 클래딩층으로 사용한다. 이러한 순수 실리카 코어 설계의 경우, 광섬유 내부에 반드시 복잡한 점도 매칭의 실시가 요구되고, 또한 고속 와이어 드로잉이 광섬유 내부에 결함을 초래하여 야기되는 감쇠의 증가를 피하기 위하여, 와이어 드로잉 과정에서 저속이 요구되고, 제조 공정이 매우 복잡하다.
흔히 볼 수 있는 초저 감쇠 단일 모드 광섬유 설계에 대해, 이가 사용하는 전체 F 도핑한 외부 클래드층 설계를 사용한다. 광섬유 광학의 각도로부터 말하자면, 이러한 설계는 상대적으로 간단한 바, 단지 외부 클래드층과 코어층의 굴절률 차이값만 보장하면 광섬유 전반사의 요구를 만족할 수 있다. 그러나 현재 초저 감쇠 광섬유 제조 원가를 제한하는 주요한 요소는 두가지가 있는데, 하나는, 순수 도핑 F로 설계된 예비 성형체 크기가 비교적 작고, 와이어 드로잉 공정이 복잡하다. 다른 하나는, 순수 도핑 F로 설계된 광섬유는 F 도핑 공정을 사용하였기에, 제조 원가가 매우 높다. 현재 시장 가격에 따른 초보적인 견적은 F 도핑 튜브의 가격은 순수 이산화규소 튜브 가격의 5-8배이다. F 도핑 재료가 순수 이산화규소 재료 원가의 6배인 초보적인 관계 산출에 의해, 합리한 공정의 설계를 거쳐 F 도핑층의 두께를 적당하게 감소한다면, 광섬유 제조 원가가 현저하게 낮아진다. 만약 광섬유 직경이 30 미크론에서 80 미크론의 위치에서 F 도핑 재료를 사용하고, 80-125미크론에서 보통 순수 이산화규소를 사용한다면, 이러한 설계는 기존의 전체 F 도핑 재료를 사용한 초저 감쇠 광섬유 설계보다 재료 원가가 40% 정도 감소된다. 만약 30 미크론- 60 미크론에서 F 도핑 재료를 사용하고, 60-125 미크론에서 보통의 순수 이산화규소를 사용한다면, 재료 원가는 65% 정도 감소된다.
상기의 분석으로부터 우리는 발견할 수 있는 바, 비순수 실리카 코어와 부분 불소 도핑 클래드층을 사용하여 초저 감쇠 광섬유 공정 설계의 가능성이 존재한다는 것이다. 그러나 이전의 두개 제한 요소의 영향을 받아, 이러한 설계에서 어떻게 광섬유의 광학 계수를 제어할 것인가 하는 것은 우리가 대면한 하나의 도전이다.
불소 도핑을 거치지 않은 순수 이산화규소를 외부 클래드층 재료로 사용하면, 하기의 3가지 문제에 직면하게 된다.
첫째, 기본 모드 차단을 억제한다. 외부 클래드층 재료와 코어층 재료의 굴절률 차이값이 지나치게 작으므로 광섬유 기본 모드 누출을 초래함으로써, 광섬유의 감쇠에 영향을 일으킨다. 그러므로 F를 도핑하지 않은 외부 클래드층 재료로 설계된 초저 감쇠 광섬유는 반드시 외부 클래드층과 코어층 중간 위치에서 합리한 광섬유 단면 설계를 통해 기본 모드 누출을 억제해야 한다.
둘째, 점도 매칭을 고려해야 한다. 만약 외부 클래드층 재료에 그 어떤 점도 최적화 설계를 거치지 않았다면, 그 점도는 내부 클래드층과 코어층 점도와 경사도가 매칭되지 않는다.
셋째, 광학 단면 매칭을 고려해야 한다. 만약 순수 이산화규소 유리를 외부 클래드층 재료로 사용하면, 점도 매칭 설계를 고려할 시, 각 부분의 도핑 농도를 한정하는데, 광섬유의 광학 계수가 G652 또는 G654 광섬유의 계수 요구를 만족하기 위해, 즉 광섬유의 MFD, 색 분산과 굴곡 성능이 요구에 부합되도록 보장해야 하고, 또한 우리는 반드시 광학 단면 설계를 고려해야 한다. 이는 점도 설계할 시, 광섬유의 광학 설계를 종합적으로 고려할 것을 요구하여, 공정 실현의 난이도를 증가시켰다.
이하는 본 발명과 관련된 약간의 용어에 대한 정의와 설명이다.
ppm: 백만분의 1의 중량비
광섬유 코어축으로부터 계산하기 시작하며, 굴절률의 변화에 따라, 축선에 가장 가까운 층을 섬유 코어층으로 정의하고, 광섬유의 최외층인 순수 이산화규소층은 광섬유 외부 클래딩층으로 정의한다.
광섬유의 각층의 상대굴절률 Δni는 이하 방정식으로 정의하며,
Figure pct00002
그 중 ni는 섬유 코어의 굴절률이고, nc는 외부 클래드층 굴절률, 즉 순수 이산화규소의 굴절률이다.
광섬유 코어층 Ge도핑한 상대 굴절률차 기여량 ΔGe는 이하 방정식으로 정의하며,
Figure pct00003
그 중 nGe는 가상 섬유 코어의 Ge 도핑물이고, 기타 도핑물이 없는 순수 이산화규소에 도핑하여, 이산화규소 유리 굴절률의 상승을 일으켜 얻은 절대 굴절률이며, nc는 가장 외부 클래드층 굴절률, 즉 Ge 또는 F 도핑을 거치지 않은 순수 이산화규소의 절대 굴절률이다.
광케이블 차단 파장 λcc:
IEC(국제 전기기술 위원회) 표준 60793-1-44 중, 광케이블 차단파장 λcc은 광케이블 중 광신호가 22m만큼 전송된 후 더 이상 단일모드 신호로써 전파되지 않는 파장이라고 정의하였다. 테스트 시 광섬유에 대해 반경이 14cm인 원을 한 바퀴 감고, 반경이 4cm인 원을 두 바퀴 감아 데이터를 획득한다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술 문제는 광섬유 제조비용이 비교적 저렴하고, 비교적 낮은 감쇠 파라미터와 우월한 굴곡 성능을 갖는 초저 감쇠 굴곡 무감각 단일 모드 광섬유를 설계하고자 하는데 있다.
본 발명이 상기 문제를 해결하기 위해 채택한 기술방안은 다음과 같다. 코어층 및 클래드층이 포함되어 있고, 상기 코어층 반경(r1)은 3.0∼3.9μm이고, 코어층 상대 굴절률차 Δn1은 -0.04％∼0.12％이며, 코어층의 외측은 안에서 바깥으로 순차적으로 내부 클래드층, 함몰 내부 클래드층, 보조 외부 클래드층과 외부 클래드층이 피복되고, 상기 내부 클래드층 반경(r2)은 8∼14μm이며, 상대 굴절률차 Δn2는 -0.35％∼-0.10％이고, 상기 함몰 내부 클래드층 반경(r3)은 14∼20μm이며, 상대 굴절률차 Δn3은 -0.6％∼-0.2％이고, 상기 보조 외부 클래드층 반경(r4)은 35∼50μm이며, 상대 굴절률 Δn4범위는 -0.4％∼-0.15％이고; 상기 외부 클래드층은 순수 이산화규소 유리층인 것을 특징으로 한다.
상기 방안에 따르면, 상기 코어층은 게르마늄 불소 및 알칼리 금속이 코도핑된 이산화규소 유리층이거나, 또는 게르마늄과 알칼리 금속이 코도핑된 이산화규소 유리층이며, 코어층 중 게르마늄의 상대 굴절률 기여량은 0.02％∼0.10％이고, 바람직한 범위는 0.04％∼0.08％이며, 알칼리 금속의 도핑량은 5∼3000ppm이다.
상기 방안에 따르면, 상기 코어층 중의 알칼리 금속은 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘, 프랑슘 알칼리 금속 이온 중의 한가지 또는 여러가지이다.
상기 방안에 따르면, 상기 광섬유가 1310nm 파장에서의 모드 필드 직경은 8.4∼9.1μm이고, 바람직한 조건하에서는 8.5∼8.8μm이다.
상기 방안에 따르면, 상기 광섬유의 케이블화 차단 파장은 1260nm보다 작거나 같다.
상기 방안에 따르면, 상기 광섬유의 영분산 포인트는 1300∼1324nm이다.
상기 방안에 따르면, 상기 광섬유의 영분산 기울기는 0.092보다 작거나 같다.
상기 방안에 따르면, 상기 광섬유는 파장 1310nm 부위에서 색 분산은 18ps/nm*km보다 작거나 같다.
상기 방안에 따르면, 상기 광섬유는 파장 1310nm 부위에서 감쇠는 0.314dB/km보다 작거나 같다; 바람직한 조건하에서는 0.300dB/km보다 작거나 같다.
상기 방안에 따르면, 상기 광섬유는 파장 1550nm 부위에서 감쇠는 0.174dB/km보다 작거나 같다; 바람직한 조건하에서는 0.164dB/km보다 작거나 같다.
상기 방안에 따르면, 상기 광섬유는 파장 1550nm 부위에서, R15mm 굴곡 반경으로 10바퀴 구부리는 매크로벤딩 손실은 0.03dB보다 작거나 같고, R10mm 굴곡 반경으로 1바퀴 구부리는 매크로벤딩 손실은 0.1dB보다 작거나 같다.
상기 방안에 따르면, 상기 광섬유 도포한 후의 직경은 250미크론 또는 200미크론이다.
본 발명의 유익한 효과는 다음과 같다.
1. 광섬유 코어 클래드층 단면 구조와 광섬유 내부의 점도 매칭을 합리적으로 설계하여, 광섬유 제조 과정에서의 결함을 감소시키고, 광섬유의 감쇠 파라미터를 저하시켰다. 2. 코어층에 알칼리 금속을 넣어 도핑하여 코어층 점도를 최적화시키고, 코어층 중 알칼리 금속 이온 도핑을 통해 코어층 점도를 제어하고; 내부 클래드층과 함몰 내부 클래드층의 상이한 불소 도핑 농도가 코어층 외부의 유리 점도에 대해 최적화하여, 계면 위치의 흠결을 감소하고 가상 온도를 감소함으로서, 광섬유 감쇠를 감소시킨다. 3. 합리적인 광섬유 불소 도핑 함몰 구조를 설계함과 아울러, 광섬유의 각 섬유 코어층 단면의 합리적인 설계를 통하여, 광섬유가 8.4보다 작거나 큰 MFD를 구비하도록 한다. 4. 본 발명은 응용 대역에서 차단 파장, 벤딩 손실, 색 분산 등 종합 성능 파라미터가 양호하고, 충분히 작은 케이블화 차단 파장은 C 대역 전송 응용 중 이러한 광섬유의 광신호의 단일모드 상태를 보장하며, 광섬유 단면은 계단형 함몰 클래딩층 구조를 채택하여, 기본 모드 누설을 제한하기 위한 비교적 넓은 함몰 클래딩층 구조를 구비하며, 광섬유의 벤딩손실에 대해 비교적 양호한 개선 작용을 갖고, G657.A2표준과 호환할 수 있다. 5. 최외층의 외부 클래딩층 구조는 순수 이산화규소의 설계를 채택하여, 광섬유 중 불소 도핑 유리의 비중을 낮춤으로써 광섬유 제조 생산비용이 절감되었다.
도 1은 본 발명의 일 실시예의 굴절률 단면 구조 분포도이다.
이하 실시예를 결합하여 상세히 설명한다.
코어층 및 클래드층이 포함되어 있고, 상기 코어층은 게르마늄 불소 및 알칼리 금속(리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘, 프랑슘 알칼리 금속 이온 중의 한가지 또는 여러가지) 코도핑된 이산화규소 유리층이거나, 또는 게르마늄과 알칼리 금속 코도핑된 이산화규소 유리층이며, 코어층의 외측은 안에서 바깥으로 순차적으로 내부 클래드층, 함몰 내부 클래드층, 보조 외부 클래드층과 외부 클래드층이 피복된다. 상기 외부 클래드층은 순수 이산화규소 유리층이고, 외부 클래드층의 직경은 125μm이다.
표 1은 본 발명의 바람직한 실시예의 굴절률 단면 파라미터로서, 그 중 ΔGe는 코어층 중 Ge의 도핑 굴절률 기여량이고, K는 코어층 중 칼륨 원소의 함량이다. 표 2는 표 1의 상기 광섬유에 대응되는 광학 파라미터 특성이다.
Figure pct00004
Figure pct00005

Claims (10)

  1. 코어층 및 클래드층이 포함되어 있는 초저 감쇠 굴곡 무감각 단일 모드 광섬유에 있어서,
    상기 코어층 반경(r1)은 3.0∼3.9μm이고, 코어층 상대 굴절률차 Δn1은 -0.04％∼0.12％이며, 코어층의 외측은 안에서 바깥으로 순차적으로 내부 클래드층, 함몰 내부 클래드층, 보조 외부 클래드층과 외부 클래드층이 피복되고, 상기 내부 클래드층 반경(r2)은 8∼14μm이며, 상대 굴절률차 Δn2는 -0.35％∼-0.10％이고, 상기 함몰 내부 클래드층 반경(r3)은 14∼20μm이며, 상대 굴절률차 Δn3은 -0.6％∼-0.2％이고, 상기 보조 외부 클래드층 반경(r4)은 35∼50μm이며, 상대 굴절률 Δn4범위는 -0.4％∼-0.15％이고; 상기 외부 클래드층은 순수 이산화규소 유리층인 것을 특징으로 하는 초저 감쇠 굴곡 무감각 단일 모드 광섬유.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 코어층은 게르마늄 불소 및 알칼리 금속이 코도핑된 이산화규소 유리층이거나, 또는 게르마늄과 알칼리 금속이 코도핑된 이산화규소 유리층이며, 코어층 중 게르마늄의 상대 굴절률 기여량은 0.02％∼0.10％이고, 알칼리 금속의 도핑량은 5∼3000ppm인 것을 특징으로 하는 초저 감쇠 굴곡 무감각 단일 모드 광섬유.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 코어층 중의 알칼리 금속은 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘, 프랑슘 알칼리 금속 이온 중의 한가지 또는 여러가지인 것을 특징으로 하는 초저 감쇠 굴곡 무감각 단일 모드 광섬유.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 광섬유가 1310nm 파장에서의 모드 필드 직경은 8.4 내지 9.1μm인 것을 특징으로 하는 초저 감쇠 굴곡 무감각 단일 모드 광섬유.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 광섬유의 케이블화 차단 파장은 1260nm보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 초저 감쇠 굴곡 무감각 단일 모드 광섬유.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 광섬유의 영분산 포인트는 1300 내지 1324nm이고; 상기 광섬유의 영분산 기울기는 0.092보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 초저 감쇠 굴곡 무감각 단일 모드 광섬유.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 광섬유는 파장 1310nm 부위에서 색 분산은 18ps/nm*km보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 초저 감쇠 굴곡 무감각 단일 모드 광섬유.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 광섬유는 파장 1310nm 부위에서 감쇠는 0.314dB/km보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 초저 감쇠 굴곡 무감각 단일 모드 광섬유.
  9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 광섬유는 파장 1550nm 부위에서 감쇠는 0.174dB/km보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 초저 감쇠 굴곡 무감각 단일 모드 광섬유.
  10. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 광섬유는 파장 1550nm 부위에서, R15mm 굴곡 반경으로 10바퀴 구부리는 매크로벤딩 손실은 0.03dB보다 작거나 같고, R10mm 굴곡 반경으로 1바퀴 구부리는 매크로벤딩 손실은 0.1dB보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 초저 감쇠 굴곡 무감각 단일 모드 광섬유.
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