TW443050B - Dispersion managed optical waveguide and system with distributed amplification - Google Patents

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Venkata Adiseshaia Bhagavatula
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443050 A 7 ---—---------- _B7 五、發明説明（丨） ' 經濟部中央標準局員工消費合诈社印^ 本發明在1998年5月1日提出為美國.第60/083, 980號 專利預先申請案。 發明領域： 本發明係關於使用光學波導以傳送資訊。特別地，本 發明屬於設計具有分散放大之色散管理光學波導纖維以及 採用波導纖銀之系統。 發明背景： 長距離無再發器以及高平均功率之數十億位元光波通 訊系統已促使探討光纖設計以使訊號惡化減為最低。在該 系統中光纖通常之損耗在0.22至0.30db/kni範圍内。為了 提高頻寬，光纖再設計以減小非線性以及偏極效應，其在高 傳輸位元速率以及高功率系統中之重要性顯著地提高。 波長區分多工性在光學波導纖維上藉由單一光纖上多 工數個頻道提高數據傳輸速率，其每一頻道在不同波長下 操作。四波相混為波長區分多工(WDM)系統頻道間之非線 性交互作用，以及四波相混對光纖之系統設計以及操作特 性產生嚴重地衝擊。波導設計重點在於完全地消除四波 相混。為了完全地消除四波相混，波導纖維不應該操作於 接近於總色散接近零之情況下，因為當總色散絕對值相當 低時例如小於0. 5ps/nm-km時將發生顯著的四波相混。另 外一方面，波長遠離波導總色散為零之訊號由於非零總色 散而惡化。所謂總色散係指材料色散與波導色散之和。 一項提&克服該問題之方法在於將現存單模光纖系統 加入適當地位置之色散補償波導纖維長度，其在操作波長
(請先閱禎背面之注意寧項再填寫本IJ 裝 1 I I 11 1m - νί ^^^1 s =:--- . -—4 · 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210 X 297公釐〉 443 Ο 5 Ο 五、發明説明（ζ*) A7 B7 範圍内一些為正值總色散以及一些為負值總色散。假如所 有線罈平岣色散與長度乘積接近零，再發器間距以及系統 長度可為相當長。不過，訊號避免通過色散接近零之波導 區段，使得四波相混實質地減小。 使用離散各別長度之色散補償光纖方法產生之問題在 於在再發器簡每一連結必需特別設計以產生色散平均值與 長度乘積為所需要值。由線纜工廠至按裝地點保持線纜色 散一致性為並不想要的工作.以及為錯誤之來源。除此，不 但需要提供適當的色散，同時需要具有適當長度該色散值 之線纜，其增加製造之困難度以及導致系統價格提高。另 外一項問題在於當人們考慮不規則之長度及色散，其為替 代線織所需要的。除此，穩定地提高頻寬之需求將最終地 導致色散補償標準光纖系統之容量負荷過重。
Fangmann等人之美國第5611016號專利揭示出色散平 衡線鐵，其具有一條或多條光纖，在傳送波長情況下線纜包 含具有正值色散之第一光纖與具有負值色散之第二光纖。 然而該方法具有一些先前所提及將色散補償光纖加入於標 準單模系統中之問題。除此，在美國第5611016號專利之方 法需要將分離正值色散光纖與負值色散光纖拼接，因而產 生拼接損耗。 1996年1月11曰申請之美國第08/584868號專利申請案 建議藉由製造每一各別光纖包含一半色散之管理系統而解 決這些問題。在每一波導纖維中設計成總色散平均值與長 度之乘積即總.色散積為特定的，例如為預先選擇數值。因 本纸疚尺度適用中國國家標苹（〇^)八4規格（210\297公釐） Γ (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)
A7 B7 ―,443 Ο 5 Ο 五、發明説明（3 ) 財波導纖維具有_的色散積之特性以及並 不4對乐紅歡部份指定特定—組線鐵。 些色’散官理_能触用於多波長麵系統，以及高 位兀傳輸多波長孤立子系統之並不歸零(祖)系統中。色 散平坦光纖中孤立子傳送已說明於Evans等人之美國第557 942晴專利申，其在此加入作為參考之用。該孤立子系統 對光纖以及纽增加其他之規格。例如具有雜，集總放 大器之高位元傳輸率孤立子系統，放大器空隙變為太小而 難以實施。 已在標準單模光纖系統中考慮分散光纖放大器作為解 決先前所提及集總放大器間距之問題，同時亦改善光波傳 送系統中訊噪比。分散光纖放大能夠藉由激勵Ranian散射 或使用例如為Er3+光纖摻雜劑而產生增益》美國第505897 4號專利揭示出分散放大之設計，在其中較稀濃度稀土族摻 雜劑能夠包含於長距離光纖之心蕊區域中以及相對之泵運 訊號產生器位於摻雜光纖之一端或兩端，其具有適當波長 以及功率以促使Raman效應以及稀土族摻雜劑受激放射對 光學訊號放大。一項美國第5058974號專利揭示出光纖之 缺點為光纖心蕊中所加入之摻雜劑需要低濃度之摻雜劑， 其難以控制之。摻雜餌之分散放大器以及製造該放大器之 方法揭示於 B. James A ins lie之"A Review of the Fabrication and Properties of Erbium-Doped Fibers for Optical ,Amplifiers" Journal of Lightwave Technology，y〇l. 9，No. 2，February 1991。 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS)A4说格（210x297公沒：〉 1 b A7 B7 f 44305〇 五、發明説明（$ ) 不過標準單模光纖中分散放大之一項缺點在於在丨5 3 〇 -1550·下需要對零色散或接近零色散作最佳化之單一折 射率分佈需。由於該設計較小模場直徑以及有效面積，接 近光纖中央之摻雜劑優先地為非常低之濃度，通常為數個 ΡΡΠ。該低摻雜濃度難以控制◊除此，該設計將鋁加入至中 央部份作為墙益平坦化將導致過高之損耗。 單一波導纖維以及系統設計成為本身含有色散管理系 統存在明顯的需求，其包含分散放大。色散管理光纖為使 用稀土族摻雜劑極良好的宿主光纖以作為分散放大，因為 包含具有數個環狀心蕊區域之區段心蕊設計之光纖通常在 不同經向位置具有摻雜劑。該光纖及系統不但對例如為四 波相混之非線性效應以及色散作補償，同時藉由内在放大 亦對損耗作補償以及改善傳送。該光纖及系統將符合新穎 的光纖較大資訊運載容量之規格。 發明大要： 本發明藉由提供單一色散管理系統光學波導纖維，優 先地為單模光纖以解決先前所說明問題並設計產生分散放 大器。波等纖維包含具有折射率分佈之心蕊玻璃區域，由 低於心蕊玻璃區域一部份折射率分佈之折射率為化包層玻 璃圍繞著《本發明單模波導纖維總色散在傳送波長範圍内 沿著波導長度由正值至負值以及由負值至正值變化。操作 波長範圍優先地大於4nm，更優先地大於lOnm，最優先地大 於20nm。在一項實施例中，在正值色散次區段以及負值色 散次區段之平均絕對值大於〇. 5pS/nm-k]n。人們了解本發 本紙疚尺度適用中囡国家標準（CNS ) A4規格（2】OX：297公釐） 7 44 3 0 5 〇 A7 B7 經濟部中央標卒局"只V.1消f合作社印製 五、發明説明（f) . . - _ 明波導纖維為包含正值色散區段以及負值色散區段之單一 光纖而在正值與負值區段間没有連接或接頭/特定操作波 長包含由1530ηηι至1620nm之铒放大頻窗。延伸操作波長範 園包含1285nm至1620nra，其能夠使用其他方式放大例如 Raman放大達成。 在一項#定實施例中，波導纖維由次長度1及1以及 可選擇性地加上匕構成，所有次長度1及1以及所有次長 度it之總和尊於波導纖維長度。次長度li由區段dli所構. 成，每一dl，色散為Dh其在預先選擇符號值範圍内，以及 次長度1色散積以和表示。次長度丨】由區段以彳所 構成，每一 dlj縳色散為0〗，其在與D;相反符號值範圍内，以 及次長度L色散積以和表示。因此假如次長度卜色 散積為正值，則次長度1;色散積將為負值。 次長度lt為過渡次長度，在該次長度内總色散由第一 色散值範圍内之一個值改變為第二色散值範圍内之一個 值，例如由正值變為負值或負值變為正值。人們了解過渡 次長皮lt可小於0_ 1公里，以及可單純地包含界於次長度h 與次長度lj之間，在該次長度内總色散由正值變為負值。 可加以變化，過渡次長度lt能約為一段放置於U及間之 光纖以提供較長區域，在該區域内總色散由正值變為負值 。依據本發明，在預先決定波長範圍R内所有以及 dl产Dj積之和.絕對值大於預先選擇之數值。至少一個次長 度li，以及lt包含較稀濃度之稀土族摻雜離子足以產生 分散放大，其藉由受激發射或至少一個次長度為最佳地以 心紙故尺没通用中國国家標準（CNS ) Λ4規格（2丨0X297公沒 (請先M讀背面之注意事項再填转本頁) •#筇 .^ϋ - OJm —-i-i -- - -1 ί- I— - - -—^m «mfl tn- Blt^i 7 7 __;__B7 五、發明説明（6). 經濟部中央摞準局另工消费合作社印其 A7 有效產生分散Ra/nan放大達成。可加以變化，一段光纖包含 .一些次長度，其包含較稀濃度稀土族摻雜劑以及以及一些 次長度為最佳化以產生分散放大。在實施例中放大 由稀土族摻雜劑產生，稀土族摻雜劑至少需要5〇ppm濃度以 產生放大作用。 在此使角作為分散放大系統光纖係指設計光纖藉由 Raman效應或稀土族摻雜劑受激發射使傳送訊號產生放大 。依據本發明，在單一光纖設計作為分散放大系統，在光纖 中所有次長度並不需要設計作為放大。然而，正值色散次 長度，負值色散次長度，過渡次長度，或這些次長度組合能 夠加以設計使傳送訊號放大。 依據本發明實施例，稀土族摻雜劑離子包含铒Q在另 外一個實施例中該摻雜劑離子濃度在波導纖維長度内為均 勻的。在本發明另外一項中，只有一段次長度L ^或^包 含该稀土族摻雜劑離子。次長度1〗之折射率分佈與次長度 lj折射率分佈並不相同，以及在次長度U中摻雜劑離子徑 向位置與次長度1中摻雜劑離子徑向位置並不相同。 在本發明另外一項實施例中本發明色散管理光纖能夠 叹计使用於採用孤立子訊號脈沖之通訊系統中。在光纖設 計作為孤立子脈沖傳送之實施例中，摻雜劑離子受激將促 使訊號脈沖放大使得訊號脈沖尖峰強度能夠加以控制以緩 和或提高脈沖寬度之振盪。 本發明亦包含一個光學傳送系統作為傳送第一波長之 第—光波訊號ν系統包含本發明色散管理光纖以及第二波 本纸張尺度適用中国國家標準（CNS ) M規格（210Χ297公沒） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
Μ濟部中央標準局男工;;'if合作社印51 五.、·發明说明（7 ) . ' · 長之第一泵運光源使摻雜劑離子在第一波長下產生受激發 .射。在該實施例中，第一泵運光源光學地耦合至光學波導 光纖。在另外一個實施例中，系統包含波長為第三波長之 第二栗運光纖以激勵Raman散射，第二泵速光源光學地輜合 至波導纖維。籍由合併稀土族離子放大以及Raman放大，系 統產生擴展放大之波長範圍。在另外一個實施例中，色散 '管理光纖並不包含較稀濃度稀土族離子以及Raman效應單 獨地產生分散放大。 數項重要的優點能夠由先前發明大要了解。本發明一 項優點在於具有分散放大之色散管理光纖，在相同光纖長 度内能夠使用具有不同折射率分佈之不同波導設計以在最 佳放大中產生額外之彈性。例如，摻雜稀土族離子能夠置 於光纖内一個或兩個區段中以及不同徑向位置處。一些光 纖設計同樣地包含具有較大有效面積之折射率分佈，優先 地大於50平方微米。放大最佳化參數例如為增益平坦較為 容易達成具有較大有效面積之設計，因為鋁能夠位於遠離 光纖之中心線，以有效地減小知耗。除此，由於稀土族元素 摻雜劑能夠置於遠離光纖之中心線，能夠使用較容易控制 之較高摻雜劑濃度。在此所謂”有效面積”由下列公式決定: 皂„=2兀（$ E2rdr)2/n E4rdr),其中積分上下限為〇至 為傳送光纖區域半徑，E為傳播光線之相對電場。較大 有效面積光纖設計以及形成方法已揭示於美國第56849〇9 以及5715346號專利。通常該光纖包含由多個區段所構成 之玻璃心蕊，每一區段主要特點為折射率分佈，外徑以及 本紙ifc尺度適用中國國家標a ( c: ) ( 210X297^^)' ~~ /t? (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) V —tn ........... - 經濟部中央摞选局貞工消費合作杜印- 443〇5〇 五、發明説明（y ). -,
I △%，其中△%為百分比變化，’其中等於[«—nc2)/2ni2]x 100,其中為心蕊折射率以及心為包層折射率。 本發明其他特性以及優點將在下列說明揭示出。人們 先前一般說明以及下列詳細說明為範例性及說明性以及作 .為下列申請專利範圍之更進一步說明。 所包含附圖將更進一步了解本發明，以及下列說明提 供之特定範例性實施例。所有附圖中相同參考數字表示相 同的元件。 附圖簡單說明： 圖丨為函數關係圖，其顯示出沿著色散管理光纖長度之 交替性正值及負值色散。 圖2為本發明波導纖維一個週期簡化之示意圖。 圖2a及2b顯示出圖2所顯示光纖次長度之% △與半徑關 係曲線圖。 圖3a及3b分別地顯示出色散與光纖長度以及色散斜率 與光纖長度之關係曲線圖。 圖4a及4b為使用本發明波導纖維範例性系統之示意圖。 圖5a及5b分別為色散管理波導纖維中孤立子傳送訊號 尖峰功率與長度以及脈沖寬度與長度之關係曲線圖。 詳細說明： 現在對本發明優先實施例詳細說明，其一個範例顯示 於附圖。本發明將合併色散管理光纖以及單一光纖分散放 大之優點。該光纖之優點包含減小由於在訊號波長下高色 散產生之四波相混以及使用正值以及負值色散區段作色散 本纸乐尺度適用中國國家#準（CNS )八4规格（2丨0·〆297公沒·）
U (請先閲讀背面之注意寧項再填寫本頁) 裝. 丁 -a :r 443 05ο A7 ________________B7 _ 五、發明説明（) -， 補ik»以及附加性地交替色散斜率而不會.產生過度損耗或 '偏極模色散。色散管理光纖區段優先地包含内在大的有效 面積以更進一步減小四波相混以及其他非線性效應。分散 放大加入至本發明色散管理光纖中將產生内在放大之附加 特性。 本發明备關於波導纖維在訊號傳送系統中設計作為分 散放大，其藉由使用較稀濃度之稀土族元素摻雜劑或將區 段隶佳化以有效達成分散之Raman放大，在—段波導纖維長 度内管制總色散控制，其以pS/km表示。較稀濃度能夠低至 5 Oppm至1 〇 〇ppra，然而適當濃度能夠藉由系統模擬決定出。 本發明包含一種系統，該系統包含藉由摻雜劑受激發射， Raman效應或兩者合併產生分散放大之波導纖維。掺雜稀 土族元素掺雜劑例如為餌之.色散管理光纖提供彈性放置不 同濃度摻雜劑於交替性區段之色散管理光纖中。使用色散 管理光纖作為放大摻雜劑宿主對標準單模光纖提供額外之 ..彈性而使得放大為最佳化。 在每一各別光纖内控制色散將去除需要選擇一組多條 波導，當埤用分離區段色散偏移光纖時，其在連接在一起以 在系統中形成連結時將產生零色散。由於在各別波導纖維 中控制總色散積，按裝形成一個系統之線麗在性能上實質 上為相同的，以及因而為可交換性的。除此，放大能夠藉由 、在每一波導纖維次長度.中獨立地設定摻雜劑反轉等級，摻 雜濃度以及增益而使放大為最佳化。 本發明波.導纖維範例性實施例以表示色散與 12 11443OS0 Α7 Β7 五、發明説明（Π)) 經濟部中央標举為身工消疗合竹'杜印:11 波導長度之關係曲線圖顯示於圖1中。所顯示之總色散在 正值2與負值4間交替著。雖然圖1顯示出一組多個具有負 值色散之次長度以及一组多個具有正值色散次長度，其只 需要一個負值色散次長度以及一個正值色散次長度。以直 線6標示總色散值寬度表示總色散隨著傳播光線波長變化 。人們了解忐於本發明光纖操作波長可在1285nm與1620nm 間變化，色散變化決定於傳送光線之特定波長。水平線寬 度6表示特定光線波長之總色散。通常，由特定總色散表示 出特性之波導長度為大於0.1公里。長度8並無上限，除了 由下列所說明系統考慮因素所推論出，以及長度與相對總 色散積之和等於預先決定之數值。 依據本發明一項，波導纖維色散能夠沿著波導長度在 操作波長範圍内在正值範圍與負值範圍間變化。特定長度 以ps/nm表示之色散積為以ps/nm-km表示色散(D)與以km表 示長度（1)之乘積。正值之ps/kni能夠抵銷負值之ps/km。 通常長度li相關之色散能夠沿著卜隨著不同點而變化。即 色散Di在預先決定色散範圍内，但是能夠沿著1隨著不同 點而變化。為了表示h對以ps/nm表示色散積之影響，1丨由 區段所構成，在該區段範圍内相對應總色散1實質上為 固定的。因而每一dli與相對應0〖之乘積和表示宏1;之色 散積影響特性。
Di與巧絕對值保持高於〇. 5ps/mn-km以防止四波相混 。保持為已知總色散之長度優先地大於〇. 1公里a 參考圖2,每一色散管理波導纖維包含一個週期10。在 本紙乐尺度適用中國囤家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） β (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
12443050 A7 B7 五、發明説明（ίί 經濟部中央棕"局Λ工消费合作社印- 此所使用週期定義為總色散在第一範園内之第—長度12， 加上總色散在第二範園内之第二長度14,其中第一及第二 範圍之符號為知反的，加上附加性長度13,在該長度内色散 為第一與第二範圍間之過渡值。當然人們了解該附加性過 渡長度13可為位於第一長度12與第二長度14間之分離區段 。可加以變化，過渡區段13可包含較短區域,在該區域内色 散符號在長度12與14間由正值變為負值，及包含第一長度 12之終端部份以及第二區段14之啟始部份。該三個長度優 先地相鄰在一起°不過，為了使處理過程容易控制，優先地 二段長度通常排列為第一長度12,相鄰過渡長度13,接著第 二長度相鄰著過渡長度。為了防止四波相混以及在過渡長 度13内任何相關能量損失，有益地保持部份過渡長度13之 總色散小於0. 5ps/rM-km為儘可能短，優先地每一過渡長度 小於500公尺以及優先地小於1〇%之週期。 人們了解週期長度由數項因素決定例如為傳送位元速 率，再發器距離以及按裝線纜長度，以及光纖是否使用作為 孤立子傳送或作為NRZ系統。在任何情況下，週期長度能夠 籍由模擬赛計算決定出。例如10G位元/秒系統中，週期長 度可高達iOO公里。在100G位元/秒孤立子系統中，週期長 度優先地小於10公里，例如為〇, 5至2公里。 本公司Berkey等人之美國第08/584868號專利申請案 以及同時申請發明.名稱為1ethod of Making 〇pticai、 Fibers”專利申請案揭示出以及說明色散管理波導纖維以 及製造波導纖維之方法。這些方法能夠使用製造出本發明
(請先閲讀背面之注意事項再填湾本頁) - —^1! _^n^i 111 ml n^i 訂-- :喔. 經濟部中央標準局員工消资合作社卬艾 4 4 3 0 5 0 A7 B7
五、發明説明（I 之波導纖維。熟知此技術者了解數種其他方法，其能夠使 .用作為製造該新穎的色散補償波導。這些非限制性方法包 含外側汽相沉積法，改良化學汽相沉積法，軸向汽相沉積法 ，以及膠凝處理法。 波導色散能夠藉由數種方法改變，其包含改變波導幾 何形狀，波導折射率，波導折射率分佈，或波導組成份。例 如，為業界熟知此技術者所熟知之任何一種方法製造出之 心蕊預製件能夠加以處理以形成減小直徑之斷面^減小直 徑之斷面能夠藉由多種方法達成例如籍由加熱及拉伸一個 或多個預製件區段或藉由機械方式例如研磨及拋光去除預 製件環狀區域，例如酸触刻以及撤光之化學方法，或例如雷 射照射之能量衝擊方法達成。所形成之心蕊預製件再藉由 一種方法例如為粉塵沉積或使用外包覆管件加以外包覆尽 形成均勻圓柱形外側表面之毛胚或預製件，其能夠抽拉為 波導纖維。 在一項實施例中，由依據一項上述方法形成毛胚或預 製件抽拉出之波導纖維具有減小半徑之心蕊，其所在區段 相應於心蕊預製件減小半徑之區段。心蕊直徑減小掷至25 %足以形成所需要正值至負值之色散變化。2狨之減小只在 總色散絕對值約為2〇ps/nm-km情況下為需要的。5%至 範園之丰徑變化通常足以作為大部份之應用。 心蕊直徑變化能夠藉由減小具有均勻直徑心蕊部份之 抽拉預製件或毛胚之區段直徑達成，以及再抽拉預製件為 具有均勻外徑.之波導纖維。波導心蕊具有減小直徑之區段
13(請先閱讀背面之注意事項再填苑本頁)
14443〇5〇 A7 B7 五、發明説明（13 ) 鲤濟部'央.標準局貞Η消費合作" ，其相當於直徑並未減小之抽拉預製件區段。 改變波導色散之另外一種方法包含沿著波導長度改變 光纖心蟲折射率分佈，其籍由以紫外線照射光纖，或以次原 子顆粒衝擊波導達成。折射率差值優先地大於1χί0_3。 折射率變化導致總色散變化，其將與匕他 乘積和受到控制。〇1為第一次長度光纖中相當於第一折射 率範圍之總色散，以及匕為_二次長度光纖中相當於第二 折射率範圍之總色散。匕及1);符號為相反的。 本發明製造色散管理波導纖維之其他優先方法揭示於 ' Berkey等人1997年4月23曰申請之美國第08/844997號專利 中，具發明名稱為!|阪]1〇(^ of Making Optical Fibers”。 Berkey專利申請案揭示出包層玻璃顆粒塗覆於玻璃管件外 側表面上以及放置一组多個平板至包層玻璃管件内，其中 玻璃管件中至少一個平板之至少一項光學特性與相鄰平板 並不相同。包含平板之管件加熱至溫度低於管件上顆粒之 燒結溫度，氯氣流過管件以及管件加熱以燒結顆粒以及產 生徑向朝内方向之力量，該力量將促使管件熱塌以及溶融 至平板上.。管件亦縱向地收縮以及促使相鄰平板朝向彼此 以及融合在一起。由該方法製造出單模色散管理光纖之衰 減值通常小於〇· 35db/km，優先地為〇. 21dB/km或更小。該 方法為優先的，因為平板能夠各別地摻雜而能.夠選擇放大 …摻雜劑，沿著羌纖長度之摻雜劑濃度以及摻雜劑徑向位置 具有彈性/該方法亦為優先地，其中光纖之正值色散次長 度與負值色散次長度具有不同的折射率分佈以及不同的有 ^恭 I i (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) ----訂------齡.卜- 尺度適用中國國家標隼（CNS ) Λ4規格（210X297公楚〉 15443 05 0 Α7 Β7 五、發明説明（{山) 經滴部中央標準局負工消f合诈•-.印策 效面積□例如，一個正值色散次長度具有心蕊區段數目與 負值色散次長度數目並不相同。平板方法提供一種非常具 有彈性之方法以改變次長度心蕊之特性β 廣泛種類折射率分佈之任何一種分稀能夠提供所需要 之彈性以調整波導色散以及因而沿著光纖長度改變總色散 。該分佈揭示於美國第4715679, 5483612, 5613027, 568490 9以及5715346號專利中，這些專利内容在此加入作為參考 之用。 產生本發明波導所需要特性之一組範例性折射率分佈 為心,游區域包含具有折射率分佈之中央部份以及至少一個 環狀部伤圍繞著中央部份，該環狀部份具有不同的折射率 分佈。環狀部份純層m繞著。具有制彡式之光纖稱為區 段化心蕊光纖。中央部份具有α分佈，其能夠以下列公式 描述：（ri(〇=n0[l-△(r/ay ]，其中η為折射率，％為最大 折射率，r為徑向變數，3為光纖心蕊半徑，△為折射率以及 j大於零之數目。△定義為(ni2v)/v，其中〜為 心凝'區域之最大折射率以及七為包層玻璃層之折射率。 數種能夠採用之分佈顯示於美國第5623027號專利之 圖l’2a-2e以及3中。該分佈特徵通常為具有中央心蕊區域 ’其由—個或多個環狀區域圍繞著，每一區域具有固定折射-率或變化性折料分佈。由解求料特定—組之色散及 其=光學特性決定，外難狀區域油_側心蕊區域相 比較’其具有較低或較高之折射率。人們了解本發明並不 受限於該特定折射率分佈或—組分佈。 本卿度適斤 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
443 〇5 Ο . A? ——，. B 7 五、發明説明（<). 人們了解其他折射率分佈亦在本發明範圍内。例如， 為了容易製造，本發明色散管理光纖具有—種折射率分佈， 其包含折射率等於包層玻璃折射率之固定值中央部份，以 及相鄰環狀部份為圓形化階.躍折射率。其他分佈包含心蕊 部份之折射率小於包層折射率。 在一項實施例中，預先決定之系統操作範圍為^肋删 至1620nm以產生Raman放大以及餌放大。Rgjnan放大波長當 然決定於泵運雷射之波長以及光纖製造材料之Rainan偏移 。其他優先操作波長範圍為1525mn至1620nm。在波導纖維 次長度中色散絕對值優先地大於〇. 5pS/i〇n-nin。在該系統 _，通訊訊號永遠地運行於在傳送波長範圍内為正值或負 值之非零色散波導纖維中，因而防止四波相混。不過，整個 乐統之總色散可保持為接近零，使得由於總色散產生之訊 號惡化為非常小或沒有。在一項實施例中，傳送波長範圍 優先地大於4mn，以及在另外一項實施例中傳送波長優先地 大於10nm，最優先地為大於2〇nm。 現在參考圖3a及3b，在另外一個範例性實施例中，在操 作波長範圍内波導纖維之交替性次長度間之色散在正值及 負值間交替地變化，同時在交替性區段間色散斜率之符號 亦變化。在圖3a中，y軸相當於色散，以及X軸相當於光纖長 度。在圖3b中，y轴相當於色散斜率，以及X轴相當於光纖長 度。優先地如.圖3b所示封於波長區分多工系統中最佳特 性，斜率符號應該相對應於色散符號，其將產生波長操作波 長為較寬*之系統。色散斜率為色散與波長關係曲線之斜 本紙伕尺度適用中囡國家標芈（CNS ) Λ4規格（210X297公漦） I纪 -443050 Λ7 ___：____·Β7 五、發明説明（A) _ ~~ 率，其以ps/nm-kin2表示。在另外一個實施例中，在正值色 散區段中色散與.色散斜率之比值大約等於在負值色散區段 中色散與色散斜率之比值以在寬廣波長範圍内使色散平衡 。該特性對孤立子傳送所使用之光纖特別有益。 在本發明一項實施例中，在色散管理光纖中產生分散 放大係藉由包含較稀濃度之稀土族元素摻雜劑例如為Er3+ ，以及由摻雜劑之受激發射達成。分散放大可藉由受激也财打 散射達成，在其中並不需要摻雜劑而產生放大作用，但是光 纖設計成有效地產生分散放大。可加以變化，Ran)an 放大以及稀土族摻雜劑之受激發射之合併情況能夠產生分 散放大。 稀土族摻雜劑之較稀濃度能夠位於波導纖維一個或兩 個交替區段中，或在光纖内交替性次長度之不同徑向位置 處。除此，具有數個環狀部份之心蕊而具有較大有效面積 之色散管理光纖中，放大參數例如使用氧化鋁共摻雜劑使 增益平坦最佳化為較容易達成。該光纖較大有效面積設計 提供氧化鋁位於遠離光纖中心線之彈性，因而減小損耗。 除此，由於稀土族摻雜劑能夠位於遠離光纖之中心線，能夠 使用較高濃度摻雜劑，其將易於控制。摻雜劑適當濃度以 及徑向位置能夠藉由實驗或模擬決定出。 圖2a及2b顯示出彈性之範例性實施例，其中稀土族摻 雜劑位於本發明波導纖維不同的徑向位置處。圖2a&2b顯 示出波導半徑與％△之關係曲線圖，其中％△表示折射率相 對量測，莫由公升％〜(\2-\2)/2〜2界定出，其中nr為第 本紙张尺度適用中国國家榇準（CNS ) Μ規格（210X 297公釐） 7 1 (請先間讀背面之注意事項再填ϊξ本頁) -----------訂 續f -m {4 - --- -- - i mu r 443〇a0 Α7 _______Β7Ρ、發明説明（Κ). —區域之最大折射率以及nc|圍繞著第一區域之環狀區域 折射率。如圖2a所示，其相當於圖2中次長度12,稀土族摻 雜劑位於位置16處，為波導纖維次長度之徑向中心線處。 在圖2)3中，其相當於圖2中區段14,波導纖維具有不同折射 率分佈，其中央心蕊區域15由環狀區域17圍繞著，環狀區域 17由環狀區域19圍繞著。稀土族摻雜劑位於位置is處，其 遠離波導纖維次長度之徑向中心線。 在另外·一個實施例中，只在過渡區段中使用分散放大 器以達成最大脈沖能量提昇因素對孤立子傳送所使用之波 導為有益的，其將減小脈沖之時間起伏。在此所使用能量 提高因素係指在色散管理光纖中穩定傳送與傳送通過固定 色散光纖之孤立子相比較所需要之提高脈沖能量。 本發明更進一步包含光纖系統，其使用本發明色散管 理光纖一個範例性系統顯示於圖4中。只有兩個具有分 散放大之色散管理光纖之連結顯示於圖4中，人們了解可為 較大之連結數目。同樣地，傳送器2〇光學地耦合至波導介 質21，以及接收器42光學地耦合至各別波導介質。波導介 質21可為光纖，空氣間隙，或其他適當波導裝置以傳送光波 訊號。圖4所顯示之每一連結包含泵運雷射，其經由耦合元 件光學地耦合至每一條具有分散放大之色散管理光纖以泵 運整個長度光纖以至少補償光纖中最小固有損耗。 第一連結包含一段具有分散放大之單一色散管理光纖 26,泵運雷射24經由耦合器22光學地耦合至該光纖以同方 向泵運傳送訊號，以及泵運雷射32經由耦合器28光學地耦 …、没適用中國國家標準（ClNS ) A4現格（2彳〇χ 29?八楚） (锖先閱讀背面之注意事項再填窝本頁)
19443〇5 0 Α7 Β7 五、發明説明（咏） 經濟部中央標毕局”只工消費合作社印製 合至該光纖以相反方向泵運傳送訊號。第二連結包含一段 具有分散放大器色散管理光纖34,泵運雷射32經由耦合器 30光學地耦合至該光纖以同方向泵運傳送訊號，以及泵運 雷射36經由耦合器38光學地耦合至該光纖以相反方向泵運 傳送訊號。雖然單一泵運雷射32顯示為對一個連結提供同 方向之泵運以及對另外一個連結作為相反方向之泵運，人 們了解分離果運雷射能狗達成該兩種功能。 在一項實施例中，每一泵運雷射提供泵運由稀土族摻 雜劑產生受激發射，泵運雷射能夠提供泵運以產生Raman放 大。能夠使用額外泵運雷射以使斜受激發射產生之放大或 Raman放大。人們了解本發明並不受限於該特定之泵運排 列。 選擇泵運雷射以提供泵運波長在傳送光波訊號波長下 在串連多段放大色散管理光纖中達成放大。摻雜較稀濃度 铒之色散管理光纖需要980nm至1480rm波長範圍内之泵運 訊號以放大1530nm至1620胍範_内之光波訊號。i48〇nm之 泵運訊號優先地將光纖被動性損耗減為最低，其低於98〇nm 栗運訊號之情況。人們了解當泵運訊號與傳送光波訊號間 之波長分隔能夠適當地加以選擇時放大作用亦能夠藉由 Raman效應達成。所達成Raman增益程度直接地與供應至光 纖之泵運功率大小成正比。本發明包含一種系統，其中分 散放大能夠單獨地籍由Raman放大達成。 對於Raman放大產生之放大作用實施例，優先地波導纖 維具有較小有效面積小於光纖使用铒分散放大之情況。在 K·法尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X：297公货） " (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) T _ -3° IV. 443〇5〇 A7 ____ B7 '*' -- —|- I | - , , " 五、發明説明). . 擦雜鎮作分散放大之色散管理光纖中，光纖有效面積大於 50平方微半。在使用反驰如放大實施例中>優先地色散管理 光纖之有效面積小於50平方微米，更優先地小於加平方微 米。孤立子傳送優先地使用較小有效面積，因為Raman放大 兵強度相關，以及較大有效面積波導纖維具有較小系運功 率強度。在揉用有效面積小於5〇平方微米波導纖維系統中 優先使用孤立子傳送，因為較小有效面積具有較高訊號強 度，其將導致更多例如為四波相混非線性之問題。孤立子 較不易受到非線性影響而小於NRZ之情況。 本發明與先前波導纖維設計比較將產生分散放大以及 減小®波相混功率損耗之優點。同時，能夠保持高性能波 導所需要之特性，例如低衰減，大有效面積，以及對大彎曲 以及微小彎曲抵抗性得到改善。正值及負值色散交替區段 之較大有效面積在作放大最佳化時產生額外之彈性。例如 在每一交替區段中，每一正值及負值色散區段之增益，濃度 .，以及摻雜劑反轉階能夠獨立地設定。 為了 了解這些特性之優點，人們需要了解摻雜铒放大 產生之增益，其由Golden公式決定ώ :
GdB=L[(g*+ a )<n2>-a 3 其中GdB為以dB表示之放大器增益，L為光纖長度，g*為完全 反轉增益係數，α為由於摻雜劑離子所導致之較小訊號損 •耗係數以及<η2>平均反轉參數。g*以及α光纖本質性可量 到特性，其決定於訊號波長以及由摻雜程度決定。平均反 轉數藉由訊號及泵運功率以及其波長決定出。 太纸乐尺度逍用t國囡家標準（CNS ) .Μ规格（2丨〇>； 297公釐） 7.-L· 214 4305 0 a? ____一 B7 五、發明説明（切） 經濟部中夬-準局男二消戈合--一印-
Goiden公式能夠過度地限制傳播通過分散放大器。例 如’分散摻雜鉢光纖放大器之長度L通常為預先決定出，特 別是對於現存網路之昇級。· 除此，假如需要波長區分多工傳送，對於增益平坦性存 在最佳設計反轉值<n2>。由於所有系統為光學透明的，GdB =0。由Golden公式，摻雜餌濃度以及^參數變為固定的 ° 一項潛在之缺點為一旦摻雜劑量決定時，對訊號功率驟 增之影響為固定的。人們無法獨立地設計最佳之功率驟增 以穩定傳送。換言之，訊號傳送最佳化之參數範圍將受到 限制。 不過色散管理連結中存在較大之彈性。每一交替光纖 區段長度以及摻雜铒濃度能夠單獨地設定同時在整個具有 分散放大之色散管理連結中保持累加增益為零。在一項範 例中，在較大有效面積之區段中較大之增益將光學非線性 之累加性效應減為最低。 第二範例能夠包含交替性之較短區段將放大達到最佳 化以及較長區段將減小訊號失真達到最佳化。在一項實施 例中，較短區段設計為具有較高之損耗，特別是當區段同時 摻雜礬土以及具有較小有效面積以較佳泵運光線/铒重疊 。在該實施例中，較長區段設計為具有較小損耗以及較大 有效面積。較短以及較長區段之所有連結設計具有零總色 散但疋具有較低累積性損耗以及较高有效面積大於具有分 散放大器之標準系統。因而，交替光纖區段具有兩個新穎 的參數作為使放大作用以及傳播為最佳化。 本紙iic尺度適用中囡围家標準（CNS ) A4規格（210X 297公瘦）'Θ (请先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 --訂 115
2 2 五.、發明説明（w ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 在色散管理光纖連結中產生分散放大亦使傳送系統中 孤立子傳播為最佳化。經由色散管理光纖之孤立子傳送已 發現將降低Goldon-Haus時間起伏以及提高訊噪比。亦有 可能在155 Οηπι下使用色散補償光纖沿著標準單模光纖傳送 孤立子。在該方法使放大器間距為較大而在孤立子開始不 穩定前，加入分散放大將更進一步改善該結果。如先前所 說明，一項m立傳送系統範例為只在波導纖維過渡區段中 包含分散放大。 在固定色散光纖中藉由局部平衡自相調變以及光纖色 散形成孤立子。當脈沖沿著光纖傳播，色散產生光學相位 變化越過脈沖而使頻率節距改變。在不規則色散光纖中使 頻率節距改變，即D(ps/nra-km)>0與光纖非線性例如為自相 調變產生之符號相反。在正常色散光纖中頻率節距改變之 付號，即D(ps/nm-km) < 〇,與光纖非線性例如為自相調變 產生符號相同。該兩種效應平衡以及使頻率節距改變抵銷 只發生於不規則色散之情況。在單一頻道功率值情況下發 生完全抵銷以及產生暫時性頻譜相同。 加以比較，傳送通過色散管理光纖之脈沖並非暫時性 或非頻譜性不變化。如圖5a及5b所示脈沖作用於較大之局 部色散。其經歷脈沖寬度以及頻寬之週期振盪。暫時性寬 度在母一正值及負值色散區段_點減為最低以及在區段間 過渡區域處為最大《除了脈沖對，較大之局部色散變化作用 ，自相調變以整個距離尺度作用以保持脈沖演變之完整週 期。脈沖頻寬不對稱特性係指在正值色散區段令自相調變 本纸迕尺度適用中国國家標準（CNS)八4规格（21〇χ 297公釐） 443 Ο 5 〇 A7 B7 23 五、發明説明（VL·) 0 :¾ 較為強，在其中頻寬大於負值色散區段之情況。藉由只選 .擇性地放大正值色散區段，產生較大之自相調變，在負值色 散區段中產生較大之負值色散補償。該色散/自相調變平 衡使得傳播不但通過整個正值色散區段同時負值平均色散 低於-0. 05ps/nra-km將擴展波長範圍，在該波長範圍内孤立 子能夠傳送以及提供更多WDM頻道。 在較為寬廣正值及負值色散值範圍内脈沖傳送將有益 於擴展波長區分多工RZ應用之操作頻窗。本發明—項實施 例優先地對光纖正值色散區段摻雜。在這些區段中優先= 放大將提高自相調變效應以更進一步在較大負值色散情況 下穩定地傳送訊號。此將在提高操作波長頻寬内得到^多 波長頻道。 圖5a及5b顯示出色散管理光纖中脈沖之特性。圖5&為 脈沖寬度與光纖長度之函數關係，其兩者單位均作標準化. 圖5b繪製出相對應脈沖尖峰強度與光纖長度之函數"關係曲 .線圓，其兩者單位均作標準化。所謂區段"與D區段,， 係指該區段光纖局部色散之符號。高於在每一曲線 ”舰段"以及儒段”之《線表示正值以及負 纖間之界面或過渡區域(在該情況下為分離的）。注意脈沖 寬度以及強度為長度之週期性函數，與光纖色散圖具有相 同週期。其搞合在-起以及具有不對稱之關係。在每—色 散區段中點以及界面處，這些參數達到極值，其中在中虚 Μ沖寬度為最小以及在界面處為最大；尖峰功率在中點處 為最大以及在界面處為最小。雜週舰斷振盈是由於 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 訂 i • f - - - - 1 ...... ...... » 1--1 本纸伖尺度適用〒囡囚家嫖準（CNS ) Λ4规格（2!〇χ297公沒：} 443 0 5 0 Α7 Β7 24 經濟部中夬# m.局一Λ二消费合作·:1一印'" 五、發明説明（θ) . -. 較高局部色散之擾動效應所致。自相調變之非線性需要在 較長長度内保持脈沖穩定。較高局部色散以及所產生之特 性將對第一及多個波長產生有益的脈沖傳送。 適當設計之光纖將控制脈沖寬度振盪，在光纖中在每 一色散管理光纖區段内正確地選擇放大作用。由於振盪是 由於脈沖自相調變與光纖色散間不相匹配所致，其能夠藉 由分散放大控制脈沖之尖峰強度而產生較佳平衡。脈沖寬 度以及強度較小之波動對放大器間距變化影響將轉變為使 誤差提高。 如先前所說明，依據本發明之放大作用能夠藉由Raman 放大達成。一項Raman放大之優點在於並不存在波導纖維 中摻雜劑所導致之過度吸附，以及損耗。依據本發明，能夠 使用經由加入稀土族摻雜劑例如為铒之放大或Raaian放大 或兩者合併情況以使用作為分散放大。 特別有益之操作波長為1285nm至1620ηπι，該範圍包含 大約1550ηπι之低衰減操作頻窗。不過熟知此技術者了解本 發明並不會受限於該特定之波長範圍。 熟知itb技術者能夠由本發明作出各種變化及改變但是 並不會脫離本發明之精神及範圍。因而，下列之申請專利 範圍將含蓋本發明之各種變化及改變。 々、成成尺/义適用中國國家標導（CNS ) A4規格（2] 〇 X 297公楚） (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 .屬 广 〇5〇 五、發明説明（κρ) A7 B7 附圖簡單說明： … 圖14函數關係圖，其顯示出、、儿 交替性正值及賊紐。齡理纖長度之 圓2為本發明波導纖維—個週«化之示„。 ^級麵4圖_妹先_次紐之%△與半徑關 係商線圖。 圖3a及3b.分別地顯示出色散與光纖長度以及色散斜率 與光纖長度之關係曲線圖。 圖4a及4b為使用本發明波導纖維範例性系統之示意圖 圖5a及5b分別為色散管理波導纖維中孤立子傳送訊號 尖峰功率與長度以及脈沖寬度與長度之關係曲線圖。 附圖數字符號說明：_ 水平線寬度6;長度8;週期10;第一長度12;過渡長 度13;第二長度14;中央心蕊區域15;位置16;環狀匳威 1U9;傳送器20;波導介質21;耦合器22;雷射24;光殲 26;耦合器28;耦合器30;雷射32;光纖34;雷射36;耦 合器38;接收器42。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) M i 訂 I 麻. 麵 痤齊郎-5-¾¾^¾^X消党合itlr.--i.,;:vii -ί^— · 11·二· n 本紙张尺度適用十囡國標準（cns ) A4規格（210X 297公釐）

Claims (1)

  1. 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 h種色散官理光.學波導纖雉，其在傳送波長範圍内傳送 光學訊號，該波導纖維包含： 具有折射率分佈之心蕊玻璃區域，其由折射率為仏包層 玻璃層圍繞著，nc低於至少一部份心蕊破璃區域之折射率 分佈，魏導纖祕有齡散，沿紐導長麵色散符號由 正值改變為負值以及負值改變為正值， 波導纖維包含在傳碰長涵w有正值總色散之次長 度h以及在傳送波長範圍内具有負值總色散之次長度k 其中至少一個次長度丨1或^包含較稀濃度稀土族摻雜劑 離子而足以藉由受激發射使傳送波長產生放大作用。 2·依據申請專利範圍第丨項之色散管理光學波導纖維，其中 光纖更進一步包含過渡長度h，在該過渡長度内總色散由正 值改變為負值或由負值改變為正值。 3.依據申請專利範圍第1項之色散管理光學波導纖維，其中 在傳送波長範圍内正值色散次長度之色散絕對值之平均值 大於〇 5ps/nm-km以及負值色散次長度之色散絕對值之平 均值大於0, 5ps/nm-km。 4·依據申請專利範圍第1項之色散管理光學波導纖維，其中 傳送波長範圍大於4nm。 5. 依據申請專利範圍第丨項之色散管理光學波導纖維，其中 傳送波長範圍大於2〇ηιη。 6. 依據申請專利範圍第丨項之色散管理光學波導纖維，其中 稀土族摻雜劑包含铒。 7 ·依據申請專利範圍第3項之色散管理光學波導纖維，其中
    443050 申請專利範園 A8 E8 C8 D8 經濟部中央捃率局員工消費合作社印裂 稀土族摻雜劑包含铒。 據申請專利範圍第3項之色散管理光學波導纖維，其中 值色政次長度丨i中稀土族摻雜劑離子之徑向位置與在 負值色散次長度1j中稀土族掺雜劑離子之徑向位置不相同。 9_依據申請專利範圍第2項之色散管理光學波導纖維，其中 摻雜劑濃度在轉齡長度内為均勻的。 1◦•依據申請專利範圍第丨項之色散管理光學波導纖維，其 中只有正值色散次長度b含有稀土族離子摻雜劑。 11. 依據申請專利範圍第i 0項之色散管理光學波導纖維，其 中s傳送波長之色散小於一波導纖維中孤 立子傳送得到改善。 12. 依據申請專利範圍第丨項之色散管理光學波導纖維，其 中只有負值色散次長度h含有稀土族離子掺雜劑。 13. 依據申請專利範圍第2項之色散管理光學波導纖維，其 中只有次長度It含有稀土族離子掺雜劑。 14_依據申請專利範圍第13項之色散管理光學波導纖維，其 中波導纖維設計使用於採用孤立子訊號脈沖通訊系統中。 15 ·依據申請專利範圍第14項之色散管理光學波導纖維，其 中摻雜劑離子受激將促使訊號脈沖放大使得訊號脈沖之尖 峰強度受到控制以控制脈沖寬度之振盪。 16. 依據申請專利範圍第14項之色散管理光學波導纖維，其 中過渡次長度11中放大設計為減小孤立子傳送系統中之脈 沖時間起伏。 17. 依據申請專利範圍第1項之色散管理光學波導纖維，其 衣紙張尺度通用中國國家標準（CNS ) Μ说格< 2tOX297公绦〉 I ----—裝-- ί請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ί:漏 U -訂*--- 線 443〇5〇 申請專利範圍 A8 B8 CS D8 經濟部申央樣华局員工消費合作社印製 ^長，折射率分佈與次長度1麟.率分佈不同，以及次 =1中換雜劑雜子徑向位置與次長度h中摻雜劑離子徑 向位置不同。 ^‘依據申請專利範_項之色散管理光學波導纖維，其 I正值色散次長度11中色散斜料正值以及貞值色散次長 度L中色散斜率為負值。 说-種傳送第一光波訊號之光學系統，其在第一傳送波長 範圍内傳送，該光學系統包含： ，-色散管理光學波導纖維，其包含具有折射率分佈之 心蕊玻璃區域，其由折射率為〜包層玻璃層圍繞著，祕於 至少一部份心蕊玻璃區域之折射率分佈，該波導纖維具有 總色散，沿著波導長度該總色散符號由正值改變為負值以 及負值改變為正值，波導纖維包含在傳送波長範圍内具有 正值總色散之次長度以及在傳送波長範圍内具有負值總 色散之次長度丨j，其、中至少一個次長度L或li包含較稀濃 度稀土族摻雜劑離子足以藉由受激發射使傳送波長產生放 大作用；以及 第二波長之第一泵運光源作為在第一波長下由摻雜劑離 子產生受激發射，該第一泵運光源光學地耦合至光學波導 纖維。 2 0.依據申請專利範圍第19項之光學系統，其中光纖更進一 步包含過渡次長度lt，在該過渡次長度内總色散由第一色 散範圍内一個數值改變為第二色散範圍内一個數值。 21.依據申請專利範圍第丨9頊之光學系統，其中正值色散次 本紙張尺皮適用中國國家梂準i CNS ) A4说格（210X297^*7 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝------訂------—線^------ 443〇5〇 A8 B8 C8
    &、申請專利範圍 經濟部中央#率局買工消费合作社印製 長度之色散絕對值之平均值大於〇· 5pS/nffl_kni以及負值色 政-人長度之色散絕對值之平均值大於〇. 5pS/nm —β 22. 依據申請專利範圍第19項之光學系統，其中傳送波長範 圍大於4nm。 23. 依據申請專利範圍第19項之光學系統，其中傳送波長範 圍大於20nm。 24. 依據申請專利範圍第19項之光學系統，其中稀土族摻雜 劑離子包含銷·。 25. 依據申請專利範圍第22項之光學系統，其中稀土族摻雜 劑離子包含餌。 26. 依據申請專利範圍第19項之光學系統，其中在正值色散 次長度l·中稀土族摻雜劑離子之徑向位置與在負值色散次 長度h中稀土族摻雜劑離子之徑向位置不相同。 27. 依據申請專利範圍第19項之光學系統，其中只有正值色 散次長度li包含稀土族摻雜劑離子。 28. 依據申請專利範圍第27項之光學系統，其中在正值色散 次長度l·中稀土族摻雜劑離子之受激發射將使色散範圍小 於-0_05ps/nm-km訊號傳送得到改善。 29. 依據申請專利範圍第19項之光學系統，其中只有負值色 散次長度含有稀土族離子摻雜劑。 30. 依據申請專利範圍第19項之光學系統，其中次長度η折 射率分佈與次長度丨;折射率分佈不同，以及次長度h中摻 雜劑離子徑向位置與次長度1〗中摻雜劑離子徑向位置不同。 31 ‘依據申請專利範圍第2〇項之光學系統，其中只有次長度 ------I------ I裝------訂------—線 Γ. (請先閲绩背面之注項再填寫本頁) » — 木紙張 -- ο 5ο 3 4 4 ABCD 經濟部中央標準局員工消費合作社肀製 六、申請專利範圍 h含有稀土族摻雜劑離子。 依據申請專利範圍第31項之光學系統，其中波導纖維設 4使用於採用孤立子訊號脈沖通訊系統中以及由稀土族摻 雜劑離子之受激發射將在過渡次長度lt中產生放大作用。 33·依擄:申請專利範圍第犯項之光學系統，其中摻雜劑離子 X激將促使瓣I沖放域得訊親沖之尖峰強度受到控 制以防止脈沖寬度之振盪。 34· 據申請專利範圍第i 9項之光學系統，其中在正值色散 區段h中色散斜率為正值以及在負值色散區段丨〗中色散斜 率為負值。 35. 依據申請專利範圍第丨9項之光學系統，其中更進一步包 含第二波長之第二泵運光源以激勵Raman散射，該第二泵運 光源光學地耦合至波導纖維。 36. -種傳送第-光波訊號之光學系統，其在第一波長範圍 内傳送，該光學系統包含： 單一色散管理波導纖維，其包含具有折射率分佈之心蕊 玻璃區域，其由折射率為仏包層玻璃層圍繞著，〜低於至少 一部份心蕊玻璃區域之折射率分佈，該波導纖維具有總色 散，沿著波導長度該總色散符號由正值改變為負值以及負 值改變為正值，波導纖維包含在傳送波長範圍内具有正值 總色政之·人長度li以及在傳送波長範圍内具有負值總色散 之次長度h;以及 、" 第二波長之第一泵運光源作為促使在第—波長下藉由光 波訊號之Raman散射效應產生放大，該第一泵運光源^學地 矣紙張尺度適财_家_ (CNS) ----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ----^--.--—裝 I --1Γ------0 r--------
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