RU2001132328A - Волокно с компенсацией дисперсии - Google Patents

Claims (33)

1. Оптическое волокно с компенсацией дисперсии, содержащее

сердцевину из прозрачного материала, окруженную слоем оболочки из прозрачного материала с показателем преломления n_CL, причем сердцевина содержит три примыкающих друг к другу области, перечисленных в порядке возрастания радиуса, a) центральную область сердцевины с максимальным показателем преломления n_С, при котором Δ_С превышает +1,2%, b) область впадины с минимальным показателем преломления n_м, при котором Δ_м≤-0,4%, и c) область кольца, содержащую участок, на котором, с увеличением радиуса, показатель преломления растет, по меньшей мере, до значения n_R, при котором Δ_R≥+0,15%, причем радиус этого участка, по меньшей мере, на 0,3 мкм превышает наружный радиус области впадины, и волокно имеет профиль показателя преломления, при котором наклон дисперсионной кривой волокна на длине волны около 1550 нм превышает по абсолютной величине -0,15 пс/(нм^2·км), где Δ_С равен (n_С ²-n_CL ²)/2n_C ², Δ_M равен (n_М ²-n_CL ²)/2n_М ² и Δ_R равен (n_R ²-n_CL ²)/2n_R ².

2. Оптическое волокно по п.1, отличающееся тем, что область кольца содержит внутренний и внешний участки, максимальные показатели преломления которых, соответственно, n_R1 и n_R2, превышают n_CL причем Δ_R1<Δ_R2, и Δ_R1 равен (n_R1 ²-n_Cl ²)/2n_R1 ² и Δ_R2 равен (n_R2 ²-n_CL ²)/2n_R2 ², Δ_C равен (n_С ²-n_CL ²)/2n_C ².

3. Оптическое волокно по п.2, отличающееся тем, что внутренний и внешний участки области кольца отделены друг от друга межкольцевой областью, показатель преломления ns которой меньше, чем n_R1 и n_R2.

4. Оптическое волокно по п.2, отличающееся тем, что внутренний участок области кольца непосредственно примыкает ко внешнему участку области кольца.

5. Оптическое волокно по п.2, отличающееся тем, что Δ_R1≥0.

6. Оптическое волокно по п.2, отличающееся тем, что Δ_R1<0.

7. Оптическое волокно по п.2, отличающееся тем, что внешний участок области кольца содержит пик с максимальным показателем преломления n_R2, при котором Δ_R2≥-0,15%, и показатель преломления пика достигает максимального значения на расстоянии от 0,3 до 3 мкм от внешней границы области впадины.

8. Оптическое волокно по п.1, отличающееся тем, что показатель преломления пика достигает максимального значения на расстоянии от 1 до 2,5 мкм от внешней границы области впадины.

9. Оптическое волокно по п.1, отличающееся тем, что показатель преломления области кольца достигает максимального значения на радиусе, отличном от радиуса середины области кольца.

10. Оптическое волокно по п.1, отличающееся тем, что показатель преломления области кольца достигает максимального значения на радиусе середины области кольца.

11. Оптическое волокно по п.1, отличающееся тем, что характерной особенностью графика зависимости показателя преломления волокна от радиуса является то, что площадь под графиком на наружной половине области кольца, превышает площадь под графиком на внутренней половине области кольца.

12. Оптическое волокно по п.1, отличающееся тем, что слой оболочки волокна состоит из кварца, и область впадины состоит из кварца, легированного примесью, снижающей показатель преломления.

13. Оптическое волокно по п.12, отличающееся тем, что примесь, снижающая показатель преломления, представляет собой фтор.

14. Оптическое волокно по п.1, отличающееся тем, что слой оболочки состоит из кварца, легированного примесью, повышающей показатель преломления, и область впадины состоит из кварца, легированного примесью, снижающей показатель преломления.

15. Оптическое волокно по п.14, отличающееся тем, что примесь, снижающая показатель преломления, представляет собой фтор.

16. Оптическое волокно по п.1, отличающееся тем, что Δ_М≥-0,7%.

17. Оптическое волокно по п.1, отличающееся тем, что Δ_С≤2%.

18. Оптическое волокно по п.1, отличающееся тем, что Δ_С≤1,8%.

19. Оптическое волокно по п.1, отличающееся тем, что Δ_С≤1,5%.

20. Оптическое волокно по п.1, отличающееся тем, что профиль показателя преломления волокна обеспечивает на длине волны около 1550 нм значение наклона дисперсионной кривой, превосходящее по абсолютной величине -0,2 пс/(нм^2·км).

21. Оптическое волокно по п.20, отличающееся тем, что профиль показателя преломления волокна обеспечивает на длине волны около 1550 нм значение дисперсии, превышающее по абсолютной величине-80 пс/(нм^2·км).

22. Оптическое волокно по п.1, отличающееся тем, что участок отстоит от центра волокна не менее, чем на 40,75 мкм.

23. Оптическое волокно с компенсацией дисперсии, содержащее сердцевину из прозрачного материала, окруженную слоем оболочки из прозрачного материала с показателем преломления n_CL, причем сердцевина содержит три примыкающих друг к другу области, перечисленных в порядке возрастания радиуса, a) центральную область сердцевины с максимальным показателем преломления n_C, b) область впадины с минимальным показателем преломления n_М и c) область кольца, содержащую различимые внутренний и наружный участки, максимальные показатели преломления которых, соответственно, n_R1 и n_R2, подчиняются соотношениям n_С>n_R1>n_CL>n_М и n_С>n_R2>n_CL>n_М, и характерной особенностью графика зависимости показателя преломления волокна от радиуса является то, что площадь под графиком на наружной половине области кольца превышает площадь под графиком на внутренней половине области кольца.

24. Оптическое волокно по п.23, отличающееся тем, что центральная область сердцевины волокна имеет максимальный показатель преломления n_С, при котором Δ_С превышает +1,2%, и область впадины имеет минимальный показатель преломления n_М, при котором Δ_М≤-0,4%, где Δ_С равен (n_С ²-n_CL ²)/2n_C ² и Δ_М равен (n_М ²-n_CL ²)/2n_М ².

25. Оптическое волокно с компенсацией дисперсии, содержащее сердцевину из прозрачного материала, окруженную слоем оболочки из прозрачного материала с показателем преломления n_CL, причем сердцевина содержит три примыкающих друг к другу области, перечисленных в порядке возрастания радиуса, a) центральную область сердцевины с максимальным показателем преломления n_С, при котором Δ_С превышает +1,2%,

b) область впадины с минимальным показателем преломления n_М, при котором Δ_М≤-0,4%, и c) область кольца, содержащую различимые внутренний и наружный участки, максимальные показатели преломления которых, соответственно, n_R1 и n_R2, больше n_CL, в результате чего Δ_R1 и Δ_R2 принимают положительные значения, где Δ_С равен (n_C ²-n_CL ²)/2n_C ², Δ_М равен (n_M ²-n_CL ²)/2n_М ², Δ_R1 равен (n_R1 ²-n_CL ²)/2n_R1 ² и Δ_R2 равен (n_R2 ²-n_CL ²)/2n_R2 ², при этом профиль показателя преломления волокна обеспечивает длину волны отсечки свыше 1000 нм и значение наклона дисперсионной кривой, превосходящее по абсолютной величине -0,2 пс/(нм^2·км) на длине волны около 1550 нм.

26. Оптическая линия связи с компенсацией дисперсии содержит последовательно соединенную комбинацию, по меньшей мере, 40 км стандартного волокна для одномодовой передачи, обладающего низкой дисперсией на длине волны в диапазоне между 1290 и 1330 нм, и оптического волокна с компенсацией дисперсии, которое содержит сердцевину из прозрачного материала, окруженную слоем оболочки из прозрачного материала с показателем преломления n_CL, причем сердцевина содержит три примыкающих друг к другу области, перечисленных в порядке возрастания радиуса, a) центральную область сердцевины с максимальным показателем преломления n_C, при котором Δ_C превышает +1,2%, b) область впадины с минимальным показателем преломления n_М, при котором Δ_M≤-0,4%, и c) область кольца, содержащую участок, на котором, с увеличением радиуса, показатель преломления растет, по меньшей мере, до значения n_R, при котором Δ_R≥+0,15%, причем радиус этого участка, по меньшей мере, на 0,3 мкм превышает наружный радиус области впадины, и профиль показателя преломления волокна обеспечивает значение наклона дисперсионной кривой, превосходящее по абсолютной величине -0,15 пс/(нм^2·км) на длине волны около 1550 нм, что позволяет системе работать на битовых скоростях, по меньшей мере, 10 Гбит/с на длинах волны свыше 1520 нм, где Δ_С равен (n_С ²-n_CL ²)/2n_C ², Δ_М равен (n_M ²-n_CL ²)/2n_М ² и Δ_R равен (n_R ²-n_CL ²)/2n_R ².

27. Способ изготовления оптического устройства, содержащий следующие этапы, на которых осаждают на болванку пористую заготовку из частиц стекла, содержащую первое покрытие из частиц основного стекла, примыкающее к болванке, осаждают второе покрытие из частиц стекла на наружную поверхность первого покрытия, причем второе покрытие формируют из основного стекла, легированного, по меньшей мере, одной примесью, удаляют болванку из полученной заготовки из пористого стекла для формирования в заготовке продольного канала, высушивают заготовку, спекают заготовку для формирования сплошной стеклянной трубки, внутренняя область которой практически не содержит, по меньшей мере, одну легирующую примесь, отличающийся тем, что на этапе осаждения первого покрытия осаждают на болванку первый слой частиц основного стекла, обладающий первой плотностью, осаждают поверх первого слоя переходный слой из частиц основного стекла, плотность которого изменяется от первой плотности на границе с первым слоем ко второй плотности на наружной поверхности переходного слоя, причем вторая плотность, по меньшей мере, на 30% ниже первой плотности, и осаждают поверх переходного слоя третий слой из частиц основного стекла, имеющий вторую плотность.

28. Способ по п.27, отличающийся тем, что на этапе осаждения первого покрытия подают в горелку первый реагент с первым расходом, чтобы создавать в пламени горелки пар частиц основного стекла, и направляют пар на болванку для осаждения первого слоя на болванку, постепенно увеличивают от первого расхода до второго расхода для формирования переходного слоя и подают в горелку первый реагент со вторым расходом для формировании третьего слоя.

29. Способ по п.28, отличающийся тем, что первый расход составляет менее 70% от второго расхода.

30. Способ по п.29, отличающийся тем, что при осаждении первого слоя температура пламени выше, чем при осаждении второго слоя.

31. Способ по п.30, отличающейся тем, что основное стекло представляет собой SiO₂, легирующая примесь представляет собой GeO₂, первый реагент представляет собой SiCl₄, расход SiCl₄ при формировании первого слоя, предпочтительно, составляет 70% от расхода SiCl₄ при формировании третьего слоя.

32. Способ по п.27, отличающийся тем, что на этапе спекания дополнительно прокачивают через продольный канал хлор с расходом не менее 75 sccm.

33. Способ формирования изделия из фторсодержащего стекла, содержащий этапы, на которых формируют заготовку из пористого фторсодержащего стекла, нагревают сформированную заготовку до первой температуры для спекания заготовки и повторно нагревают спеченную заготовку до температуры, по меньшей мере, 1000°С, и которая ниже первой температуры.