TW455712B - Scattering compensation fiber - Google Patents

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TW455712B
TW455712B TW088115734A TW88115734A TW455712B TW 455712 B TW455712 B TW 455712B TW 088115734 A TW088115734 A TW 088115734A TW 88115734 A TW88115734 A TW 88115734A TW 455712 B TW455712 B TW 455712B
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Toshiaki Okuno
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Sumitomo Electric Industries
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Description

A7 B7 45 57 彳 2 五、發明説明（〖） 「技術領域] 本發明有闞於分散補償光纖，適於使用在包含有1.3 iz m零分散單模態光嫌之光傳送路徑，對於波長1.55w m 帶之光，可以用來改善該光傳送路徑全體之傳送特性。 F背景技術] 在長距離之高速，大容量通信所使用之光纖傳送路網 中，適於作為傳送媒體之單橫態光纖中之以材料分散（ 由於光孅材料之固有之折射率之波長相關性所產生之分 敗）和構造分敗（傳輸模態之群速度之波長相闞性所產生 之分散）之和所表示之分散（波長分敢）成為限制傳送容 最之原因。亦即，從光源輸出之光之波長為單一時，嚴 格的講亦會具有一定之頻譜幅度。此種光脈波當在具有 指定之波畏分散特性之單模態光纖中傳輸時，在有限之 頻譜成分間由於傳輪速度之不同會使脈波之形狀崩潰。 該分散K每單位頻譜幅度（η®)和單位光嫌長度（km)之傳 輪延遲時間差來表示，其單位為ps/tcm/nm。另外，在單 横態光孅中，該等材料分敗和構造分散互相抵消在1.31 u at附近使分散成為零。 用以補償單横態光激之分敢用之裝置一般是使用分散 補償光纖。特别是光纖之傳送損失在1.55« m波長帶成 為最小，所Μ最好利用1.55wra波長帶之光進行光通信 。另外一方面.在1.3juin附近具有零分散波長之單模態 光纖目前敷設有很多.因此有需要Μ琨存之單模態光纖 傳送網路進行1.55wni波長帶之光通信。其中在1.55Wm -3- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X烈7公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
IT 埭！ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 5 5 7 1 2 A7 __B7 五、發明説明（&gt; ) 之波長帶中具有正分散之簞椹態光嫌中，藉由連接1.55 unt之波長帶中具有負分散之分散補償光繼，則可用來 補償光傳送路徑全體之波長分散。例如，在日本國專利 案特開平8-136758號和特開平8-313750號中記載有此棰 具備2重包蓋構造之分散補償光纖。另外，在日本國専 利案特開平6-U620號記載有具備3重包蓋構造之分散 補償光纖。 [發明之揭示] 發明人檢討上逑習知技術之结果發現以下之問題。亦 SP.在由單模態光缠和補償該單模態光纖之波長分散用 之分敢補償光纖所構成之光傳送路徑中，不能抑制涵蘯 使用波長頻帶全體之波長分敗之發生，至少在偏離零分 敗波長周邊之波長帶會發生波長分敗。因此，習知之分 散補償光孅之各種特性若不能充分的和適當的補償此種 在1.3w si附近具有零分敗波長之單模態光潘（M下稱為 1.3SMF)之波長分敗.則須使波長不同之信號光進行多 工化，藉以使傳送容量可Μ更大之波長分割多工（WDM: Wavelength Division Mu丨tip丨exing)方式之光通信等 之中，對於各種傳送特性，在每一棰波長會產生分散變 化。 另外，分散斜率是指表示波長分敗之圖形中之圖形傾 斜，Mps/nm^/kra之單位表示。 本發明用來解決上述之問題，其目的是提供分散補償 光纖，用來補倌1.3SMF之波長分散，和經由使用在包含 —4 — 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 455712 B7_ 五、發明說明（々） 該1.3SHF之光傳送条統，可以在更寬廣之波長頻帶改善 該光傳送条統之全體之分散率，和具備可以進行有效之 分散補償和小型化之構造。 本發明之分散補償光纖用來補償1.3SHF之波長分散， 具備有沿箸指定之基準軸延伸之心子區域和被設在該心 子區域之外周之包蓋區域。上述之心子區域由外徑2a之 心子構成。另外，該包蓋區域之構成包含有設在該心子 之外周之外徑2b之第1包蓋，設在該第1包蓋之外周之 外徑2c之第2包蓋，和設在該第2包蓋之外周之第3包 蓋。 S外，在該分散補償光纖中，該心子之折射率4，第 1包蓋之折射率n2,第2包蓋之折射率n3，和第3包蓋之 折射率〇4成為滿足條件〇1&gt;113&gt;114&gt;112。另外，在該分散 補償光纖中，心子對該第3包蓋之相對折射率差，和 第1包蓋對第3包蓋之相對折射率差A2至少谋足條件13； S 3!UUA2S -0.3U另外在該分散補傖光纖中，心 子之外徑2a和第2包蓋之外徑2c滿足條件2a/2cS ϋ·3。 本發明之分散補償先纖當與1.3SMF構成光傳送条統時 ，對於使用波長頻帶内之信號波長中之最小波長As和最 大波長λ L之各光，具有充分之長度用來使該光傳送糸统 之全分散斜率成為- Q.〇24ps/nnf /kB以上和G.24ps/nnf / km以下β 實質上，該分散補償光纖之長度對於使用波長 頻率内之信號波長中之波長；I a之光，可以谋足下列之條 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS&gt;A4規格（210 X 297公釐） ------------ ^--------訂---------線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 5 5 7 t 2 A7 ^ B7 五、發明説明（4 ) 件 I Dsmf (人m). Lsmf+Ddcf (人m) ' Lidcf 丨 S2〇〇ps/nm 其中 DSMF (Am):波長λ m之單1.3SHF之分散 Lsmf :1.3SMF之長度
Ddcf Um):波長λ*之該分散補償光纖之分散 LDCf :該分散補償光纖之長度。 另外，最好是使該分散補償光纖之長度L DFe,對於使 用波長頻铕內之全部之信號波長中之波長λ all之光，可 Μ滿足下列之條件
I D SMF (入 a I 1) · L SMF + D dcF (人 all) LDCF I S2 OOps/nm 其中 I) SMF( λ all丨：全部之使用波長λ all之1 . 3SFM之分散 L SMF :1.3SMF 之長度 I) λ ail ):全部使用之波長人all之該分敗補償光纖 之分敗
Ldo? 0 依照這種方式，該分散補償光纖具備有：心子區域， 具有簞一之心子；和包蓋區域（3重包蓋構造），具有被設 在該心子區域之外周之3層包蓋，依照此種分散補償光 缴時，經由將其各部份之折射率和外徑設定成能夠滿足 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2Ι〇Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線！ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4557)2 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明 ( k ) 1 1 上 述 之 條 件 r 可 Η 改 善 使 用 有 該 分 散 補 償 光 繼 之 光 傳送 1 1 I 系 統 之 全 分 散 斜 率 〇 另 外 ， 例 如 當 將 該 分 散 補 償 光 纗捲 1 I 镜 成 線 圈 狀 用 以 構 成 横 組 時 ♦ 可 Μ 實 琨 有 效 之 分 敗 補償 請 1 1 和 裝 置 之 小 型 化 可 Μ 選 擇 絕 對 值 很 大 之 分 敗 值 0 閎 讀 1 背 1 特 別 是 使 用 具 有 2 重 包 Μ 構 造 用 改 善 全 分 敗 斜 率之 ft 之 i 分 敢 補 倌 光 嫌 模 組 之 小 型 化 時 » 不 能 兼 顧 縮 短 該 光載 意 秦 1 f 和 減 小 由 於 捲 繞 成 線 圈 狀 而 產 生 之 彎 曲 損 失 之 要 求。 再 1 I 對 於 此 種 問 題 S 使 用 具 有 上 述 之 3 重 包 蓋 構 造 之 光 缵可 填 寫 本 1 1 Μ 使 各 種 特 性 最 佳 化 〇 1 1 1 例 如 * 在 3 重 包 蓋 構 造 之 分 散 補 償 光 缠 中 具 有 負值 1 I 之 分 散 之 絕 對 值 變 大 時 1 分 散 補 償 所 需 要 之 分 敗 補 償光 1 讖 之 長 度 可 Μ 縮 短 9 可 K 進 行 有 效 之 分 散 補 償 〇 特 別是 1 訂 心 子 對 第 3 包 蓋 之 折 射 率 差 △ ^^經由將其設定在U Μ上和 [ I 3ΧΜ 下 之 範 圍 ， 可 Μ Μ 高 效 率 進 行 分 散 補 償 0 J 1 使 Δ 之值變大可K用來增大分散之絕對值， 要使該Δ 1 1 1 之 值 增 大 時 f 例 如 需 要 使 添 加 到 心 子 之 Ge °2 之 添 加 量增 1 線 加 〇 另 外 __. 方 面 ♦ G e °2 之 添 加 量 之 増 加 會 造 成 傳 送 損失 1 之 增 加 〇 因 此 ， 在 △ i之條件範圍内， 在要求低傳送損 1 | 失 之 情 況 時 就 使 Δ 值變小（ 例 如 1% Δ 1 S 2¾)，在要 1 求 高 分 散 補 償 效 率 之 情 況 時 就 使 Δ i之值變大（ 例 如 2¾ έ 1 1 Δ 1^3¾) ，依照用途， 設備等之各種條件用來適當的選 t I 擇 Δ i之範圍f 1 另 外 * 在 本 發 明 之 分 敢 補 償 光 纖 中 ， 第 2 包 蓋 對 第3 1 1 包 蓋 之 相 對 折 射 率 差 Δ 3最好能滿足條件 -7- 0 . 1駕 1 I 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 455712 A7 B7 五、發明說明（b ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
能Ϊ彎及 成當送 目來之有 之1B樣} Ϊ 好 之以 狀，傳 用内具 下 第 Η 型造 最散Ι, 圈小之 長’帮光，5 ，。傳 率構性造 比 6散 線滅成 纖頻種下k 造樣 Μ 射蓋關構 d 徑分 成失造 光長各Mtrf/構型 έ 折包相蓋 2a直態 撓損而 償波之kmn 面率㈠ 之重之包 徑 之模 捲曲化 補用u/ks/剖射U 造包徑重 外 下波 是彎型 等散使I22P之折I7t構(3外{2 之以極 用使小 α分於Hnmol纖之Η 0 0^0 子外/Ise使由該,?之對“s/o 包光子光 心dB之 之經於MF明統U4P和 償光Μ 重It心償 bso.l下 纖，由3S發条OS02上 補償Μ 2補和補 2b50so2iu光況制1.本送sio.以 散補 U 之散率散 徑 3 具1/2。償情抑 用之傳又和kn分散,1 B例分償分 外 νιι Γ 失補種以 利散光長上2/之分 W 較之補之 之2a之 k 損散這可 ，分該波以I2明之&amp;*比明散例 蓋b/Bs.送分在， 式之 *小ktn/nU 發示 為發分較 包£25&gt;U5P傳種。時 方MF^s[Tf/psP 本所- 作本之tb 1550 之此組化 。之 3 条之 Π1 。_示圓^。示示例為 第21.和下，模型加逑1.送中S/.0率Ϊ3ΙΙ表11W 例表表施作 ，件於，以上之小增上該傳長4P-0斜 圖第 U 實圖圖實示 外條對失kn用型之之照儅光波02為散SS1A示2H一 34A1表 1J/F 9 足纖損dB實小置失依補成號0.好分 第表第之第第第圖 。谋光曲Id為裝損 以構信一最全[«圖 統 之4B 11II--I— Ί 11 l· — * 11--J11 訂----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 4557 彳 2 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（7 ) 分散補償率和心子之外徑之相關性。 第5圖表示本發明之分散補償光纖之心子外徑之容許 範圍。 第6圖表示本發明之分散補償光纖（3重包蓋構造）和 比較例（2重包蓋構造）之有效剖面積和之两係。 第7圖表示本發明之分散補值光繼（3重包蓋構造）和 比較例（2重包蓋構造）之直徑40b Β之彎曲損失和之鼸 % , [用以實施本發明之最佳形態1 下面將使用第1A圖，第1B_，第2-3匾，第4A圍，第4B圖， 及第5-7圖用來説明本發明之分散補償光纖之各個實施 例。另外，在靨面中之相同元件附加相同之符號而其重 複之説明則加以省略。另外，圖面之尺寸比率與所説明 者不一定一致。 第i A圖表示本發明之分散補償光纖之剖面構造，該分 散補償光*100具備有：心子B域，具有外徑2a之心子1; 外徑2b之第1包蓋2,設在該心子1之外周；外徑2c之第2 包蓋3,設在該第1包蓋2之外周；和第3包蓋4,設在該 第2包蓋3之外周；構成3重包蓋構造之包蓋匾域5。第 1B圔表示第1A圖所示之分散補償光纖100之徑方向（圖中 之線L所示之方向）之折射率型樣550。另外，第1B圖所 示之折射率型漾55卩之横軸相當於沿著第1A圖中之線之L 之心子1之中心軸之垂直剖面上之各個部位。因此，在 此第1 B圖中之折射率型樣5 5 0 ,匾域1 0表示心子1之線L上 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 'J, — Iff-------- &gt;衣-------訂----I----線 I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 455712 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明 ( ) 1 1 之 各 個 部 位 之 折射 率 • 區 域 20表 示第 1 包 蓋 2 之 線 L 上 1 1 I 之 各 個 部 位 之 折射 率 * 區 域 30表 示第 2 包 蓋 區 域 3 之 娛 1 1 L 上 之 各 個 部 位之 折 射 率 * 區域 40表 示 第 3 包 蓋 4 之 線 請 先 1 L 上 之 各 涸 部 位之 折 射 〇 閲 讀 1 背 1 該 分 敗 補 償 光纖 100是 K S i 石英 玻 璃 )作為主要成 之 1 分 之 光 導 波 路 徑， 其 特 性 之 控制 依照 構 成 該 分 散 補 償 光 意 事 1 1 廉 100之各個區域之外徑和折射率等 ，另夕卜， 第1 B圖所 再 I 示 之 析 射 率 型 樣5 50中之Α表示Μ第3 包蓋4 之折射率 寫 本 J 人 作 為 基 準 之 各 個區 域 之 相 對 析射 率差 被 定 義 成 為 如 下 頁 、_-· 1 1 所 示 〇 [ I -η 4) η 4 1 1 △2 (η2- -η 4) / η4 1 訂 △3 (η L 3 ' -η 4 ) / Π 4 ί I 在 上 式 中 &gt; η 1為 心 子 1 之 折射 率， n2 為 第 1 包 蓋 2 之 1 1 折 射 率 1 n3 為 第2 包 蓋 3 之 折射 率， n4 為 第 3 包 蓋 4 之 1 | 折 射 率 0 另 外 ,在 本 說 明 書 中， 相對 折 射 率 差 △ Μ 百 分 1 率 順 序 不 同 線 率 表 示 » 各 俚 定義 式 中 之 各 _區 域之 折 射 之 〇 因 此 在 Δ 為負 值 之 情 況 時， 表示 對 應 區 域 之 折 射 率 i I 低 於 第 3 包 蓋 4之 折 射 率 〇 1 1 ί 本 發 明 之 分 敗補 償 光 m 被 構建 成使 該 各 個 區 域 1 ^ -4之 1 1 各 涸 折 射 率 可 Κ滿 足 Μ 下 之 條件 ⑴： I η! &gt; η 3 &gt;] η4 &gt; η2 f 1 ) J 〇 依 照 這 種 方 式， 對 於 第 3 包蓋 4,各 個 區 域 之 相 對 折 射 1 j 率 差 可 Μ 滿 足 下列 之 條 件 (1 a )； Ί I -10- 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 455712五、發明説明（9 A7 B7 Δ !&gt;Δ3&gt; 〇 %&gt;Δ2 ….（la) (條件（1)和（la)相當）。亦即，構建成為△；!_和具有 正之值，A 2具有負之值，另外，之值為最大。 具有此種折射率型樣之3重包蓋構造之光繼，K下述 方式構成。利用Si 02形成位於最外惻之第3包蓋4。與 其相對的，在KSi〇2作為主要材料之心子1和第2包蓋 3,分別添加指定量之Ge〇2，控制成使其折射率高於Si〇2 。另外一方面，在MS丨0 2作為主要材料之第1包蓋2,添 加指定量之F(氟），控制成使其折射率低於Si〇2。另外， 對於利用此種不純物之添加控制折射率之具體之方法和 構造，上述之構造只為其一實例，但是並不只限於這種 方式。例如，第3包蓋4亦可Μ不是純粹之Si 〇2,而是添 加有指定量之F等之折射率調節劑。 各届相對折射率差更要滿足下列之條件（2)和（3): Δ2^-0. 3% (2) (3) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 。另外，各涸之外徑要滿足下列之條件（4 ): 2a/2c^ 0,3 ..,(4) 。依照上逑之方式設定各個區域之祈射率和外徑，所獲 得之分散補倌光纖可以充分的改菩分敗斜率。另外，經 由更滿足下列之條件（5 )和（6 }: 0%&lt;Δ3^ 0.U ...(5) 2.5^ 2b/2a S 3 , 5 ...(6) ，可Μ獲得更佳之分散補償光纖。 -11- 嗛！ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210 X 297公釐） 4 5 5 7 12 a? B7 五、發明説明（、。） 另外，對於心子1對第3包蓋4之相對折射率差 之枏瞄條件（2)之範圍經由使之值變大 ，可Μ用來使具有負值之分敗之絕對值變大，藉以提高 分散補償之效率。另外一方面，要使之值變大時，例 如需要增加添加在心子1之Ge〇2之虽，用來使其折射率 q變大，但是在瑄種情況，由於添加之Ge〇2所引起之瑞 利（Rayleigh)敢亂之增大等，會造成傳送損失之變大。 it 在本發明之分散補償光纖中，經由將A i之上限值設定 為3%，可&gt;X補償單横態光纖之波長分散，和可以將其傳 送損失抑制在1 d B / k in Μ下。 另外，偏極波模態分敗（PMD)随著非圓度（用以表示心 子1之形狀之偏離正圓之程度）之增大而變大，在這種 情況，當心子1之折射率變大時，亦即當△ 1之值變大 時，由於偏離正圓所引起之偏掻波模態分敗亦增大。在 本發明之分散補償光缠中，經由將Al之上限抑制成為3 黑以下，例如在非圓度為0.5XM下之情況時，可Μ將偏 極波模態分散抑制成為0 . 5 ρ s，k πΓ1/2以下。 第2圖表示使用本發明之分散補償光纖所構成之光傳 送条統之一構造例。在該光傳送糸統中d.3SMF200之一 端（射入端）經由單模態光绻等之光纖傳送路徑300,光學 式的連接到發信器400,和其另外一端（射出端）光學式 的連接到本發明之分散補償光嫌100之一端（射入端）。 另外一方面，分散補償光纖1〇〇之另外一端（射出端）經 由單模態光纖等之光潘傳送路徑300,形成與收信器500 —1 2 一 本紙張尺度適用中國囤家標準（CNS ) Λ4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 峻！ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 4557 12 五、發明説明（&quot;） 光學式的«接。 另外，在使用有該分敗補償光钃1〇〇之光傳送系统中， 全分敗和全分敗斜率Μ下述方式定義。亦即，如第2圖 所示，在具有分散Dsmf (波長1.55ju m時為17ps/nm/k»0, 分散斜率 SSMF(〇.〇6ps/nnf /km)之長度 L smf之 1，3 S M F 2 0 0 ，和具有分敗Ομρ，分散斜率SDCF之長度之分散補 償光纖100所構成之光傳送糸統中，其全分敗為 D SMF * L SM f + Ddcf· Ldcf 。另外，該光傳送系統中之全分散斜率為 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
CS
SMF
L SMF+ S
DCF
SMF 。另外，該分散補償光编100之長度因為比傳送路徑部 份（由該分敗補儅光缠100和1.3SMP200所構成）短很多， 所Μ對於光傳送系統中之全分敗和全分散斜率成為可以 忽視。 在同時使用有本發明之分敗補償光纖和1.3SMP之光傳 送系統中，在對波長1.55um之光能夠充分補償其分散 之條件下，亦即在全分散成為零之條件下，所具有之特 性是其全分散斜率之值為- 〇.〇24ps/n# / kmM上和0.024 ps/nitf/kniM 下。 該全分散斜率之數值範圍之標準如下所述。亦即，在 信號頻帶之頻帶幅度為3 0 n a，信號距離為3 0 0 k m之W D Μ傳 送之情況，當全分敗斜率為〇.〇24]^/〇1112/11〇1時，在信號 頻帶之兩端（信號頻帶中之最小波長和最大波長）就產生 216PS/nffl之差。此種光傳送之傳送界限之容許分散幅度 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2;0X297公釐） 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4557 12 A7 ___B7_ 五、發明説明（V ) 被記載在「 Optical Fiber Communication(0FC'96) Technical Digest Postdeadline paper PD19(1996)j ，依照該記載時，在單横態光纖150km之光傳送中，當頻 铕幅度為32.4nm時，具有200ps/nm之容許分散幅度之界 限。根據這種方式在至少150kraK上之光纖傳送路徑中. 要進行寬頻帶和高速之WDH傳送時，該光傳送路徑之全 分敗斜率需要為-0.024^/0012 /kmM 上和 O.OZAps/nm2 / k b Μ 下。 另外，經由使用具有全分敗斜率之值為- 〇.〇12ps/ntf /knW·上和0.012ps/n#/kmM下之分敗補償光纖，可Μ 官現能夠Κ更高速進行光傳送之光傳送系統。亦即，在 20Gbit/sec或30Gbit/sec之高速之光傅送中，需要使全 分敗斜率之值成為更小。依照「Optica IPiberCoBBU-nication (0FC'96) Technical digest Postdeadline paper· PD19(1996)」之記載時，經由使全分散斜率成為 -O.OlZps/nni / kmM 上和 O.OlZps/nm2 /kmM 下，可 Μ 進行 5 00〜6 00 kis之光傳送。 另外，為著構成上述方式之光傳送系統，該分散補償 光纖之長度Ldgf,對於使用波長頻帶内之信號波長中之 波長Am之光，被設定成可K滿足以下之條件： i D SMF (Am) L* SMF + Ddcf (Am) · Ldcf [ ^.2 OOps/nm 在上式中 D SMF (λ m):波長λ B之USHF之分敗 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閡讀背面之注意事項再填寫本頁)
'IT -線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 455712 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 __B7 _五、發明説明） L SMP :1.3SMF之長度 D 〇cF( λΗΐ):波畏λκι之該分散補償光谶之分散 L DCF :分散補償光纖之長度。 另外，最好將該分散補償光潘之長度L με•設定成對於 使用波長頻帶内之全部之信號波長λ all之光，可Μ滿 足Μ下之條件： | Dsmf (A&gt;aii). Lsmf+DDcf (人 all)· Ld〇fI^200ps/nm 在卜.式中 D SMp ( λ all ):全部之使用波長之八a 1 1之1 3 S M F之分散 L SMF :1.3SMF 之長度 D λ ali ):全部之使用波長λ 之該分散補償光 纖之分散 L DCF :分散補償光嫌之長度。 下面將說明下述之全分散斜率之值，和採用作為評估 該分散補償光纖之指標之分敗補償率。在本說明書中， 分散補償率被定義成為波長1.55w m時之分散補償光纖 之分散斜率對單模態光織之分敗斜率之比率，除Μ波長 1.55w it時之分散補償光纖之分散對單模態光纖之分散 之比率，用來表示利用單横態光灌和分散補償光孅構成 光傳送系統時之該光傳送糸統之全分敗和全分敗斜率之 相關性。亦即，當W D SMF表示單模態光纖之分敗，以 sSMF表示其分散斜率，表示分散補償光纖之分散 ,M S DCF表示其分散斜率時，分散補償率D eCR成為 -1 5 - (請先鬩讀背面之注意事項再填寫本頁) XJ- Ί -線-. 本紙張尺度適用中國囤家標率（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 4557 12 __B7_ 五、發明説明（Μ ) DSCR= (Sdcf/D D C F ) / ( S SM p /Dsmf) 例如，在分敗補償率為100¾之光傳送糸統中，以全分 散為零之方式設定單横態光纖和分散補償光嫌之長度之 比，同時使全分敢斜率之值成為0ps/n#/km,全分散和 全分散斜率同時而且完全被補償。另外，在分散補償率 為100：KM下（例如5030之光傅送系統中，Μ全分散為零 之方式設定單模態光缠和分散補償光纖之畏度比時，則 全分散斜率只補償50¾。在瑄種情況，假如單模態光嫌 之分敗斜率為0 . 0 6 / n nf k ®時，則補償後之全分散斜率 成為0.0393/711^/1?111。相反的，在分敗補償率為1〇〇!(；从 上（例如150¾)之光傳送系統中，Μ全分散為零之方式設 定單模態光孅和分敗補償光纖之長度比時，全分散斜率 變成為有50¾之超過補償。在這棰情況，單模態光潘之 分散斜率假如為O.Oeps/nnf/km時，則補償後之全分散 斜率成為-0.03ps/nnf/iim。 在使用有本發明之分散補償光纖之光傳送系統中，成 為-O.OZdps/nm15 / kmW 上和 O.OZAps/nm2 / kmM 下之全分 敢斜率之條件，例如在分散斜率為0 . 0 6 p s / n nf / k B之單 揆態光纖連接有該分散補償光讖之情況，相當於分散補 償率為大約60¾ Μ上，140X以下。同樣的，對於全分散斜 率為- 0.0〗2ps/nnf /kmM 上和 〇·〇12ρ3/ηιπ* / kisM 下之條件 ，光傳送条統中之分散補償率相當於大約上，120¾ 以下。 另外，此種光傳送糸統之構造並不只限於上述之構造 _ 1 6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 峡！ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4557 1 2 A7 _B7五、發明說明（β ) 第 在 如20 例纖 。光 中 圖 側 游 下 之 繼 光 償 補 散 分 態 模 單 2 在纖 置光 配態 被模 是單 IOOS L置 配 以 可 亦 是 但 之 徑路 路送 送傳 傳纖 光光 之於 統對 糸 〇 送路 傳網 光送 之傳 示光 所之 画信 2 通 第向 ，雙 外可 另為 。成 側 以 游可 上亦 其中 用置 使設 要上 需徑 照路 依送 以傳 可光 亦在 ， 以 纗可 光亦 態要 模需 單有 於如 限 0 只纖 不光 並之 。 C3 態等 3瑕器 徑他繼 及斜 例散 施分 實和 之散 體分 具之 之例 鑛施 光實 僂掴 補各 散之 分示 之所 明下 發以 本 ， 明外 說另 将 Ο 面性 下特 其 結 算 計 之 法 件 元 限 有 用 使 照 依 是 都 性 待 個 各 之 等 率 第 例 施 實 型射子 率折心 射之 ， 折示中 其所缕 及圖光 造1B償 清第補 面和散 剖造分 之構之 潘面例 光剖施 償之實 補示 1 散所第 分圖該 之1A在 例第 ， 施與同 實別相 1 分樣 第，型 樣率 對 相 之 4 4 4 蓋蓋蓋 包包包 3 3 3 第第第 差 率 Η 6¾ 率率 射射 折折 對對 +T t 之之 1.為為 為 1 Δ Δ △差差 1 第子 第¾.心 I ^ M包5: 包ΐ 2 1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -------- 訂·--------1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Σ b ί / fc ( 2a之κ t c 1 Η 2 yiv 之徑件 2 外條 徑之個 外 3 各 之蓋之 3 包述 蓋 Ϊ 上 包第足 2 對滿 第 2 以 對徑可 2a外值 徑之數 外 2 等 為 為 葚該 包 。 和 較 tb 行 進 m 光 償 補 散 分 之 例 施 實 1X fcB 該 與 箸 為 外 0 計補於 之散當 鼸分相 有之繼 纖造光 光構僂 償蓋補 補包散 散重分 分 2 之 之之例 造例較 構較比 蓋比0, 包該 IO 重為樣 2 作型 有示率 具表射 與圖折 行 3 之 進第纖 亦。先 , 算償 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 455712 _B7_ 五、發明說明（* ) 在第1A圖之3重包括構造中除去第2包蓋3(相當於區域 30)所形成之構造（亦即，2d = 2b)e因此，在第3圖之祈 射率型樣560中，區域561表示與第1A圃中所示之心子1 之線L上之各僱部份相當之心子部之折射率，區域562表 示與第1 A圖所示之第1包蓋2之線L上之各镅部位相當之 第1包蓋部之折射率，區域561表示與第1A圈所示之第3 包蓋4之線L上之各値部位相當之第2包蓋部之折射率。 因此，該比較例之分散補償光纖具備有：心子部，具有 折射率ηα，外徑2a;第1包蓋部，設在該心子部之外周， 具有折射率η2 (&lt;ηι ),和外徑2d;和第2包蓋部，設在該 第1包蓋部之外周，具有折射率n3 (&gt;n2，〈^ );其中 心子部對第2包蓋部之相對折射率差△ 1為1.803：)；,心子 部對第2包蓋部之相對折射率差△ 2為- 0.334X,和心子 部之外徑2a對第1包蓋部之外徑2d之比2a/2d為0.35。 第4A圖表示3重包蓋構造之分散補僂光纖之分散補償 率和心子外徑之相闢性，第4B圖表示2重包蓋構造之分散 補償光纖之分散補償率和心子外徑之相關性。在該等圖 形中，點線PO〜P4表示在波長1.55/ίΒ之情況，連接到具 有O.Q6ps/nnf/fcni之分散斜率之單模態光纖時之各値分散 補償率。亦即，點線PO表示在分散補償率為1002之情況 ，分散被完金補償之狀態，對應到全分散斜率為Ops/nnf /km之狀態，另外，點線Pi和卩2分别表示分散補黹率為大 約60¾和140X之倩況，對到全分散斜率為G.024和- 0.024 Ps/nnf/kB之狀態。點線P3和卩4分別表示分散補償率為大 —1 8 _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） — — — — — ——------ 1------訂—-------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 455712 A7 B7____ 五、發明說明（β) 約80¾和120¾之情況，對應到全分散斜率為〇·012和―0，012 ps/nnf / kB之狀態。 在第4Β圖所示之2重包蓊構造之分散補償光繼（比較例） 中，分散補償率80J：〜120Χ時之心子外徑2a之容許範圍幅 度為大約分散補償率60S：〜140SJ時之心子外徑2a 之容許範菌幅度為大約0*22#®。另外一方面，在第4A圔 所示之本發明之3簠包蓋構造之分戢補償光鑛中，分散 補償率8DJJ〜1203：畤之心子外徑2a之容許範圍幅度為大約 0.24#·,分散補償率15QS!時之心子外徑2a之容許範 固幅度為大約〇_〇4&gt;«β，當與2重包蓋構造之分散補償光 _比較時，分散補愤率之容許範圔，亦卽可以作為全分 散斜率之容許範圍之心子外徑2a之範圍幅度，變成非常 寬廣β S外，第5圖表示在波長1·55#β之分散&lt;-80ps/ni«/k» ，直徑60idb之彎曲損失&lt;l(T3dB/B之條件下，變化與折射 率和外徑有鼷之參數之計算例之表》在詼第5匾之表中 ，特別表示分散補償率805；〜12U時之心子外徑之容許範 圍及其幅度。 在此種分鮫補償光纗中，除了分散補賡率和全分散斜 率外，將該分散補償光讖捲繞成線圈狀*為著使所構成 之模組小型化，所以（a)使具有負值之分散之絶對值變大 ，和（b)使彎曲損失變小，此2點變為重要。第4A和4 B園 中之黑點D i和D 2分別表示分散為-8〇Ps/ni/kii和-lOOps/ nm/ka之點，從該點到左個1(心子外徑變小之倒）之範園 -19- 本紙張尺度適用中固國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------------ί 訂------！_ 線· (請先閱讀背面之沒意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 ^ 4557 1 2 五、發明說明（d ) 表示分散在其以下絶對值變大之範圍。S外一方面，第 4 A和4 B圖中之白點B 1和B2分別表示直徑60ni8之彎曲損失為 10~3 dB/n和l(Te dB/m之點，從該點到右側（心子外徑變 大之倒）之範圍成為彎曲損失在其以下之範圍。另外，該 等分散和彎曲損失均是對波長1.55# la之光之值。 對於該等條件，在第4 A圖所示之3重包蓋構造之分散 補償光纗中，在D1和B1被限制之情況，心子外徑2a之容 許範靨幅度大約為0.26# a,在更暇格條件之D 2和82被限 制之情況，容許範圍幅度大約為〇.〇6#β。與此相對的， 在第4B圖所示之2重包蓋構造之分散補僂光纖中，即使 在較鬆條件之Dj^DB2被限制之情況，亦未存在有可容許 之心子外徑之範圍β 由上所逑可以明白以能夠滿足上述之折射率和外徑之 各條件所設計之3重包蓋播造之分散補償光纖之優越性 。持別是對於與分散和分散斜率之補償有關之分散補償 率和全分散斜率之條件，以及與小型模組化有鬭之分散 和彎曲損失有關之條件，在本發明之分散補償光纖中可 以使該心子外徑之容許範圍幅度變成非常寬度。亦即表 示光纖製造時之心子外徑之可容許誤差之範圍可以變大， 因此，光繼之製造工程變為容易，而且可以提高其産量。 (第2實施例） 本第2實施例與第1實施例同樣的具有第1 Α圖和第1Β圖 所示之構造和折射率型樣。另外，在本第2實施例之分 散補償光_中設定成心子1對第3包蓋4之相對折射率 -2 0- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------— ^--------訂---------1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 455712 A7 B7 五、發明説明（） 差△!_為1.8¾，第1包蓋2對第3包蓋4之相對折射率差 △ 2為-0.35¾，第2包蓋3對第3包蓋4之相對折射率差么3 為0.08SK。另外，設定成心子1之外徑2a為2.96ym,第1 包蓋2之外徑2b為7.4w m,第2包蓋3之外徑2c為29.6«遺 。這時，心子1之外徑2a對第2包蓋3之外徑2c之比2a/ 2c為0.1,第1包蓋2之外徑2b對第2包蓋3之外徑2c之 比2b/2c為0.25。該等之值可以滿足上述之（1),(2),(3) ,(4 ) , ( 5 )和（6 )之條件。 依照該等條件所求得之對波長1.55ϋ m之分散補償光 纖之各種特性是 分敗：-121ps/nm/km 分散斜率：-0 . 425 ps/n /ka 椹態場直徑（MFD):4.98uia 有效剖面積Ueff):19.7w # 直徑40ιββι之彆曲損失：2.4X 10~3dB/ffl 直徑60mm之彎曲損失：5.9X 10_6dB/a 。另外，有效截止波長為1.45ϋΠι。在上述之各種特性 中，分散之絕對值很大，對於分散和分敗斜率之值，例 如對於分敢為17ps/nm/ki!,分散斜率為0. Oeps/nm2 /ka之 單椹態光織，分敗補償率變成大致為100¾。另外，彎曲 損失之值亦可Μ抑制成為很小。 另外，分散補償光纖因為在心子添加多量之Ge,有效 剖面積變小，所Μ非線性變高，對傳送特性會有不良之 影響。因此，為著抑制非線性最好使有效剖面積變大。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） I------^--------^--1Τ------^ , (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 455712五、發明説明（％ ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 效所之(3時關 之散時IBS大習件，ff件 用 有1)示蓋況之。造分況51||40。1八增在條白|€“條 使 的 所包情ff卜構之情}徑s)h使會，佳明21積等 Μ 大ils)層之Ae性蓋造之蓋直 Μ 要 Μ 此最Μ與面該 可 顧00外造積闞包構造包^(，所因之可當剖顧 ， 兼C2t#_la 相重蓋構2 ㈣外，。失_),效兼 時 時於00對蓋剖之2 包蓋第 ，1 —另量加損 7 造有時 織 1X 之 ΗΠΓΓ· 同對 C1包效Δ1之重包為Aftf，加缯曲第構使同 光 要示和子重有 示 3重時員差 小添之彎和蓋以以 償 需表纖分,2和 所之(3況ftf率 U 變之失和圖包可可 補 -圖光-蓋hes)示蓋情—射U之02損積6重，， 歌 申6償激包差率霣所包之之折菱ffGe送面第(3時小 分 纖第補光3M㈡(11)層造L對HAeiJD傳剖由鎇較變 之 光。散償第00外構0ΒΙ相 Μ 積增成效，光fch失 明 償失分補為ΐα02ί最蓋?4之 1面要造有的償行損M發 補損之敗時 f 於 ο 對包1^1 △剖需是顧對補進曲 Μ 本 散曲造分況ef對C11 重 Β 子，效為果兼相敗孅彎71照 分彎構之情*A示和子 21ί心失有因結時此分光使 Η 依 棰的蓋造之} 表灌心 ，Δ和損成，其同與之償 MJffl, tt 小包構造蓋ί_ 光，蓋差失曲造時，要。明補可 Μ 述 在和重蓋構包 U7 償濰包率損爾會大亂中難發敗和 2 所 -®2aM2m補光3射曲於時變¾術困本分，tih it面之重包第 ί ，散僧第折彎對這值利技有照之大SI如 因剖示 3賴為係外分補為對之 是之瑞知會依蓋變[* I------^----,-----— -ST'------^1(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） V 45 57 1 2 A7 B7 五、發明說明（μ ) 對1.3SMF之分散進行補償之3重包蓋構造，因為可以使 各部份之折射率和外徑之有關參數成為最佳化，所以在 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 傳 需，以現 光 罾所小用實 償 U 償很狀的 補 U補為圈效 的 Μ散成線有 分 豸分失成以 充¾行損繞可 以 △進曲捲和 可 差短彎纖 ， , 率縮以光化 時 射可可償型 同折以和補小 繼徑 之對所，散組 光路 償。相，度分模 C Μ 償 送 補率之值長該該償 j 補MF傳器器 散斜子^之»#使補 u hu“ii3siiis信 包 C 包B. 分散心絶繼當以之 子122131分1光發收 之分將之光，可率 心第b.第第 ：：：：： Μ 之為散償式 ，斜 . . ， . C3 ο ο ο ο 3S體因分補方時散明l.2.2a3.4.ln20304050 1.全，於散種組分説 該统外大分這模和之 行集另遠之用成散號 進送 為要利構分符 -------- ------i I 訂--------I I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

  1. 88 8 8 ABCD 455712 六、申請專利範圍 1. 一種分散補償光纖，用來補償一種具有附近之 零分散波長之指定長度之軍模態光纖之分散，其特徴 是： 具備有： 心子區域，沿著指定之基準軸延伸，具有外徑2a之 心子；和 包蓋區域，設在該心子區域之外周，具有被設於該 心子之外周之此種外徑2b之第1包蓋，被設於該第1 包蓋之外周之此種外徑2c之第2包蓋，和被設於該第 2包蓋之外周之此種第3包蓋； 該心子之折射率ηι,第1包蓋之折射率n2，第2包蓋 之折射率n3，和第3包蓋之折射率n4成為 n!&gt;n3&gt;n4&gt;n2 該心子和該第1包蓋對該第3包蓋之各個相對折射 率差Ai和成為 US A r S 3¾ Δ -0.3* 該心子之外徑對該第2包蓋之外徑之比需滿足Μ下 之條件 2a/2cS 0.3 當利用該指定長度之單模態光纖和具有足夠之長度 用K補償該單模態光激之分散用之該分散補償光纖， 使其光學式連接用以構成光傳送系統時，該分散補償 光纖對於使用波長頻帶内之信號波長中之最小波長之 -2 4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -L 裝-----矿------ I--線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 455712 I D8六、申請專利範圍 之光和最大波長之光，使該光傳送系統中之全分散斜 率之絕對值成為0.024ps/nnf /knK下。 2. 如申請專利範圍第1項之分散補償光灌，其中對於使 用波畏頻帶内之信號波長中之最小波長之光和最大波 長之光，使該光傳送.系統中之全分散斜率之絕緣值成 為 O.OlZps/nii/limM 下。 3. —種分散補償光纖，用來補償一種具有1.3wb附近之 零分敗波長之栴定長度之單镆態光級之分散.其特徵 是： 其備有： 心子區域，沿著指定之基準軸延伸，具有外徑2a之 心子；和 包蓋區域，具有被設於該心子之外周之此種外徑2b 之第1包蓋，被設於該第1包蓋之外周之此種外徑2c 之第2包蓋，和被設於該第2包蓋之外周之此種第3 包蓋； 該心子之折射率，第1包蓋之折射率η2，第2包蓋 之折射率η3，和第3包蓋之折射率η4成為 η ( &gt; η3 &gt; η4&gt; π2 該心子和該第1包蓋對該第3包蓋之各涸相對折射 率差成為 U 忘 Δ i g 3% Δ 2 g -0.3¾ 該心子之外徑對該第2包蓋之外徑之比滿足Μ下之 -2 5 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) , «裝 - - ----- 訂 ----I--線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 455712 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 條件 2a/2cg 0.3 具有足夠之長度用Μ補償該指定長度之單橫態光纖 之分散。 如申請專利範圍第1〜3項中任一項之分散補償光纗，其 中該分散補償光纖之長度Lw，對於使用彼長頻帶内之 信號波長中之波長λΐί之光而言，可以滿足下列之條件 | Dsmf (λιη) · Lsmf + Ddcf (Am) · Ldcf I ^ 2 0 0 p s/nm 其中 D gMf· (λ B):波長λ B之單模態光織之分散 L SMF :單横態光嫌之長度 Dix：F(A ®):波長λ m之該分散補償光纖之分散 L DCF :該分散補償光纖之長度。 如申請專利範圍第4項之分散補償光纖，其中該分敗 補償光鏘之長度Lap，對於使用波長頻帶内之全部信 號波長λ aU之光而言，可Μ滿足下列之條件：I DSMF (人a【i)‘ Lsmf+Ddcf (人&amp;11)· LDC.Fj 5 2 0 0 p s Xn m 其中 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 DSMF ( λ all):全部之使用波長λ all之單模態光潘之 分散 L SMF :單模態光纖之長度 D DGP( λ »11):全部使用之波長之該分散補償 光钃之分散 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 455712 g D8 六、申請專利範圍 L ^ :該分散補償光潘之長度。 6. 如申請專利範園第1項之分散補償光纖，其中該第2 包蓋對該第3包蓋之相對折射率差△ 3滿足以下之條 件 0%&lt;A 3客 0 . 1 % 〇 7. 如申請專利範靨第1項之分散補償光織，其中該心子 之外徑23和該第1包蓋之外徑2b滿足以下之條件 2.5^ 2b/2a^ 3.5 D 8. 如申請專利範園第1項之分散補償光孅，其中對於波 長1.55u π之光而言，具有O.ldB/mM下之直徑60hb之 轡曲損失，0 . 5 p s · k ιΓΐ/2 K下之偏極波模態分散，和 ldB/kmM下之傳送損失。 9. 一棰光傳送系統，具備有： 指定長度之軍模態光纖，其具有1.3wm附近之零分 敗波長；和 如申謫專利範園第〗項之分散補償光纖； 其特徴是：對於使用波長頻帶內之信號波長中之最 小波長之光和最大波長之光而言，具有其絕對值為 0.024ps/nnf /km以下之全分敗斜率° 10.如申請專利範圍第9項之光傳送系統，其中對於使用 波長頻率帶内之信號波長中之最小波長之光和最大波 長之先而言，該光傳送系統中之全分敗斜率之絕對值 為 0.〇12Ps/nraa,kniM 下。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） J 裝-------—11*---------線 (請先閱讀背面之泣意事項再填寫本頁)
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