專利名稱：色散補(bǔ)償光纖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適用于波分復(fù)用(WDM)系統(tǒng)的色散補(bǔ)償光纖，更具體地涉及特別適于C波段(中心波段)和L波段(長波長波段)工作窗口的色散補(bǔ)償光纖。
背景技術(shù)：
為了在較低花費(fèi)下迎合正在發(fā)展的對(duì)更多帶寬的需求，長途通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者們正轉(zhuǎn)向高通道量密度波分復(fù)用(DWDM)結(jié)構(gòu)，較長的連接系統(tǒng)和較高的傳輸比特率。當(dāng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)者們現(xiàn)在在整個(gè)信道方案的能力時(shí)，這個(gè)發(fā)展使有色的色散控制對(duì)系統(tǒng)性能變得重要。類型地，唯一可行的對(duì)抗色散的寬帶商用技術(shù)是色散補(bǔ)償光纖(DCF)組件。當(dāng)DWDM配置增加到16，32，40和更多通道時(shí)，就需要寬帶色散補(bǔ)償產(chǎn)品。目前適當(dāng)?shù)拈L途通信系統(tǒng)包括設(shè)計(jì)成使得能在波長1550nm附近傳輸信號(hào)的單模光纖，以利用有效和可靠的鉺光纖放大器。
由康寧股份有限公司制造的諸如LEAF光纖這樣的一種光纖是非零正色散位移光纖(+NZDSF)，并且由于它固有的低色散和經(jīng)濟(jì)優(yōu)點(diǎn)超過常規(guī)單模光纖因此成為用于許多新系統(tǒng)發(fā)展的可選光纖。
隨著人們的興趣轉(zhuǎn)向更高比特率(＞40Gbs)，超長連接系統(tǒng)(＞1000km)和光網(wǎng)絡(luò)，切迫切需要在用非零色散位移光纖(NZ-DSF)運(yùn)載數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)中使用DCFs。早期為單模光纖發(fā)展的DCF’s類型，當(dāng)結(jié)合NZ-DSF光纖使用時(shí)，只是有效補(bǔ)償一個(gè)波長的色散。但是，高比特率，較長連接和較寬帶寬需要更精確地補(bǔ)償色散斜率。因此，DCF需要有色散特性，使得它的色散和色散斜率與需要被補(bǔ)償?shù)膫鬏敼饫w的色散匹配。在給定波長的色散對(duì)的色散斜率的比稱作“卡帕(κ)”?？ㄅ粮淖兞藢?duì)一給定傳輸光纖作為波長的函數(shù)。因此，當(dāng)我們轉(zhuǎn)移到超寬帶網(wǎng)絡(luò)時(shí)，DCF的卡帕值與在多于一個(gè)波長傳輸光纖的卡帕值相匹配是同樣重要的。
人們需要發(fā)展另外的色散補(bǔ)償光纖，特別是一種在1550nm附近的寬波長帶中有補(bǔ)償非零色散位移光纖和其它正色散光纖能力的色散補(bǔ)償光纖。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面涉及色散斜率補(bǔ)償光纖，該光纖具有的纖芯折射率分布被選擇為導(dǎo)致光纖在1550nm展示負(fù)色散和色散斜率，且卡帕值大于35。DC光纖的卡帕值(κ)在本文中定義為κ＝(DDC)/(DSlopeDC)其中DDC和DslopeDC分別是DC光纖的有色色散和色散斜率，色散值是在1550nm測(cè)量的，而色散斜率是在1530到1560nm的波長范圍中測(cè)量的。
本發(fā)明在1530到1560nm的波長范圍中，光纖的負(fù)色散斜率小于-1.0ps/nm2/km。在一個(gè)較佳的實(shí)施例中，色散斜率在大約-1.5和-3.0ps/nm2/km間，在另一個(gè)較佳實(shí)施例中，在1530到1560nm的波長范圍內(nèi)色散斜率在-1.8和-2.5ps/nm2/km之間。
在1550nm，本發(fā)明的光纖也展示了很負(fù)的色散，也就是，小于-30ps/nm/km。在1550nm，本發(fā)明的較佳光纖展示的色散小于-50ps/nm/km，更佳的是小于-70ps/nm/km，最佳為小于-100ps/nm/km。
依照本發(fā)明的較佳光纖在1550nm能夠展示的卡帕值在40和100之間或更多。這樣想要達(dá)到的卡帕值可以根據(jù)將被補(bǔ)償?shù)拈L距離光纖來選擇。例如，一個(gè)關(guān)于根據(jù)本發(fā)明制造的光纖較佳的實(shí)施例在1550nm展示的卡帕值在大約40和60之間。這個(gè)較佳的實(shí)施例對(duì)補(bǔ)償由使用LEAF光纖的光通信系統(tǒng)在C波段(例如，在1530-1565)產(chǎn)生的色散特別有用。
在這里揭示的光纖也可以用于L波段(1565-1625nm)。特別是，我們發(fā)現(xiàn)可以得到適于制造在L波段適用的本發(fā)明光纖的插入損耗，也就是，小于每公里1dB。兼容L波段的光纖在1590nm展示的k值也大于50，更佳為大于70。在一個(gè)較佳的實(shí)施例中，這些光纖在1590nm展示的k值在大約80和100之間。這較佳的實(shí)施例對(duì)補(bǔ)償由使用LEAF光纖的光通信系統(tǒng)的在L波段產(chǎn)生的色散特別有用。這樣，對(duì)C和L波段補(bǔ)償?shù)恼麄€(gè)較佳范圍是在-40和-150之間，更佳是在-40和-90之間。
采用具有如下折射率分布的光纖可得到所有上述特性，該分布包括具有相對(duì)折射Δ1的中心部段，圍繞中心纖芯部段有相對(duì)折射率Δ2的第二環(huán)形部段圍繞所述第二部段有相對(duì)折射率Δ3的第三環(huán)形部分，以及有相對(duì)折射率的包層Δc，其中Δ1＞Δ3＞Δ2，并且Δ=(n12-n22)2n12×100]]>較佳地，選擇折射率分布使得第二纖芯部段的折射率Δ對(duì)第一纖芯部段的折射率之比(Δ2/Δ1)大于-4。更佳的是，第二部段Δ對(duì)第一部段Δ的比率Δ2/Δ1大于-37。還有，較佳的是，Δ1＞Δ3＞Δc＞Δ2。
如果光纖的負(fù)色散斜率可以做到小于-0.08ps/nm2/km，光纖將在補(bǔ)償非零色散位移光纖的大有效區(qū)域(大于50，較佳是大于60，最佳是大于65)有特殊的應(yīng)用。這樣一種康寧LEAF光纖，是一種在1530-1565范圍外有零色散波長的光纖，并且其有效區(qū)域大于70平方微米。LEAF光纖的較大有效區(qū)域提供了較高的功率控制能力，較高的光信號(hào)信噪比，較長的放大器間距，和最大的密集波分復(fù)用(DWDM)通道計(jì)劃靈活性。使用較大的有效區(qū)域也提供了均勻減小非線性效應(yīng)的能力。非線性效應(yīng)可能是在現(xiàn)在的多通道DWDM系統(tǒng)中最大的性能制約。在這里揭示的色散補(bǔ)償光纖補(bǔ)償NZDSF光纖的能力特別出眾，尤其是康寧的LEAF光纖。LEAF光纖在1530-1565范圍中展示了標(biāo)稱為72平方微米的有效區(qū)域和2-6ps/nm/km的總色散。
本發(fā)明另外的特性和優(yōu)點(diǎn)將在下面的詳細(xì)描述中闡述，那些普通技術(shù)人員從那個(gè)描述中可以部分地清楚這個(gè)發(fā)明或通過實(shí)施這里所描述的發(fā)明，包括下面的詳細(xì)描述，權(quán)利要求，和附圖來達(dá)到認(rèn)可。
可以理解前面的一般描述和下面的詳細(xì)描述都只是本發(fā)明的示例，目的是提供了解對(duì)其提出權(quán)利要求的本發(fā)明的性質(zhì)和特點(diǎn)用的概要或框架。所包括的附圖提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，在這里將其引入并構(gòu)成這個(gè)說明書的一部分。附圖示出了本發(fā)明的各種實(shí)施例，并且和描述一起起到解釋本發(fā)明的原理和操作的作用。


圖1-4示出根據(jù)本發(fā)明制造的光纖折射率分布。
圖5示出根據(jù)本發(fā)明制造的光纖對(duì)C和L波段作為波長函數(shù)的插入損耗。
圖6示出當(dāng)根據(jù)本發(fā)明制造的C和L波段的色散補(bǔ)償光纖與康寧的LEAF光纖結(jié)合時(shí)的作為波長函數(shù)的每單位長度的殘余色散。
圖7示出根據(jù)本發(fā)明制造的光纖折射率分布。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參考本發(fā)明的現(xiàn)有較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，其例子在附圖中示出。在所有附圖中盡可能使用相同參考數(shù)字來指相同或相似的部分。在圖1中示出了根據(jù)本發(fā)明的光纖折射率分布的示范實(shí)施例。
折射率分布10包括有峰值Δ1的中心提高摻雜(up-doped)區(qū)域12，它被有負(fù)峰值Δ2的第一降低摻雜(down-doped)溝槽區(qū)域14包圍，第一溝槽區(qū)域也被環(huán)形圓環(huán)所包圍，而第二提高上摻雜區(qū)域16具有峰值Δ3，它們都由包層區(qū)域18包圍。較佳的是，使用摻鍺SiO2形成區(qū)域12和16，雖然也可以用提高雜質(zhì)折射率的其它形式來得到這里所揭示的光纖，只要得到相同的通用折射率分布。同樣，盡管使用氟摻雜的SiO2較佳地形成區(qū)域14，但除了氟以外可以使用其它降低雜質(zhì)的折射率。包層區(qū)域18最好用硅形成。但是，只要保持示出的Δ對(duì)半徑關(guān)系，包層區(qū)域13也可以包括提高或降低雜質(zhì)的折射率。
在圖1中示出了色散斜率補(bǔ)償光纖的一個(gè)實(shí)施例，Δ1的范圍在1.0和2.5百分比之間并且包括在大約1到3微米之間的外半徑r1(在圖1中，r1畫到分布曲線與x軸相交的點(diǎn))，Δ2小于大約-0.3百分比，更適宜的是小于-0.4百分比，還有一個(gè)范圍在大約3.5到8微米之間的外半徑r2，而Δ3在大約.2到1.2百分比之間并且包括在大約5到12微米外半徑之間的中心半徑r3(畫到該部段的中心)，在本文所用的意思是指從光纖中心線到該部段外部區(qū)域測(cè)量的距離，也就是，折射率部段外部區(qū)域與x軸相交的地方(它也等于包層材料18的折射率)。在另一方面，中心半徑測(cè)量到纖芯部段的中心。
更佳的是，部段12的Δ1在1.2和2.2百分比之間并包括在大約1到2微米之間的外部半徑r1，而部段14的Δ2在大約-0.5和-1.0百分比之間，且在大約4和7微米之間有外部半徑r2。
第三環(huán)形部段16比部段12和14的Δ對(duì)半徑尺寸值可以有更大的變化。例如通過減短和加寬環(huán)形部段16可以取代較高和較窄的環(huán)形部段16來取得展示根據(jù)本發(fā)明所需特性的光纖。例如，在一個(gè)更佳的實(shí)施例中，第三環(huán)形部段16的選擇范圍是，a)Δ3在大約0.5到1.0百分比之間并且中心半徑在5到12微米之間，并且半高寬度在大約0.5到2.5微米之間，和b)Δ3在大約0.1到0.5百分比之間，中心半徑在6到12微米之間，而半高寬度在大約1.5到3微米之間。
適宜的部段12的Δ1在1.0和2.5百分比之間并且包括在大約1到3微米之間的外部半徑，部段14的Δ2小于大約-0.5百分比，并且在大約3.5和8微米之間的有外部半徑r2，以及部段16的Δ3在大約0.2到1.0百分比之間而包括的中心半徑r3在大約5到12微米之間。
根據(jù)本發(fā)明制造的光纖也展示了高于C或L波段的光纖截止波長(也就是高于1650nm)。結(jié)果是，當(dāng)用二氧化硅作包層時(shí)，這里揭示的光纖在1550nm是不多的幾個(gè)模式，但不是單模。相反地，現(xiàn)有工藝的色散補(bǔ)償光纖被設(shè)計(jì)成只保持感興趣的傳輸窗口中的一個(gè)模式。長程光纖被設(shè)計(jì)成具有高光纖截止波長的不多的幾個(gè)模式，常常在光纜中只持一個(gè)模式，因?yàn)樵阡佋O(shè)光纜的過程中要降低截止波長。為什么這些光纖只保持光纜中一個(gè)模式的主要原因是因?yàn)檫@樣的事實(shí)，即在鋪設(shè)光纜的過程中誘導(dǎo)了在光纖中的隨機(jī)應(yīng)力點(diǎn)，這也幫助耗散了來自高階模式的能量。但是，在色散補(bǔ)償光纖組件的情況下，沒有鋪設(shè)光纜的過程，因而一般來說，在制造光纖以后在截止波長上人們不必期望有任何降低。因此，如果光纖在1550nm工作波長的光纖形式中光纖保持的兩個(gè)模式(或甚至可以是三個(gè)模式)，我們可以期望相同的光纖在組件形式中也將保持相同的模式數(shù)目。但是，需要注意在這里所揭示的光纖不必只用于色散補(bǔ)償組件，而代之以該光纖可以用于色散補(bǔ)償光纖光纜(不是通常用在箱盒中的包封組件)。
但是，我們發(fā)現(xiàn)如果DC光纖保持多于一個(gè)模式，在水平光纖的一個(gè)長度中(例如，大于100米，更佳的是大于500米)的高階模式傳輸中產(chǎn)生的串話是30dB或更小。結(jié)果是，保持多于一個(gè)模式的色散補(bǔ)償光纖而對(duì)系統(tǒng)性能的影響最小是可能的。而且，放置這樣的色散補(bǔ)償光纖于盤繞直徑為大約3到5英寸的轂盤上的組件中，這將導(dǎo)致附加應(yīng)力，而高階模式的彎曲還將減小樣品的噪聲。結(jié)果是，在較佳的實(shí)施例中，在這里揭示的色散補(bǔ)償光纖方式布置在這樣的一種色散補(bǔ)償組件中，其中光纖被繞轂在盤上。較佳的轂盤是圓柱形的，直徑小于大約12英寸，較佳是小于10英寸，而最佳則是小于6英寸，并且在那里放置的光纖長度大于100米，更適宜是大于500米。
這樣，通過設(shè)計(jì)有高光纖截止波長的光纖可以減小色散補(bǔ)償光纖的彎曲靈敏性。另外，可以修改光纖設(shè)計(jì)來增加光纖截止波長而不會(huì)有害地影響任何其它的光纖特性。
示例本發(fā)明將通過下面的例子進(jìn)一步地說明，這些例子是說明性的，并且本發(fā)明的示范例子。
在例1中，制作有在圖1中示出的折射率分布的光纖，其中心纖芯區(qū)域12的峰值Δ＝1.85百分比，并且外部半徑r1是1.6微米，在區(qū)域14的中的溝槽Δ大約-0.65，而外部半徑r2是5.4微米(平均溝槽Δ大約等于-0.55)并且在大約7.8微米的環(huán)中心半徑的環(huán)的峰值Δ等于大約0.56(測(cè)量到纖芯部段的中心)以及半高寬度約為1微米。采用鍺摻雜形成上升的折射率區(qū)域12和16，而采用氟摻雜形成較低的折射率區(qū)域14。外部包層區(qū)域18是純二氧化硅，最后得到的光纖的外部直徑是125微米。最后得到的光纖在1550展示的色散約為-107ps/nm/km，色散斜率約為-1.18并且k值約為90。這個(gè)光纖的有效區(qū)域約為16平方微米，并且光纖的截止波長大于1650，是裝置的探測(cè)極限。事實(shí)上，對(duì)這里揭示的所有光纖，光纖截止波長太高以至于不能用現(xiàn)有的設(shè)備測(cè)量。
根據(jù)本發(fā)明的另外實(shí)施例的例子列在表1，2和3中。在表1中描述了這些例子的各個(gè)相應(yīng)的Δ對(duì)半徑的關(guān)系，其中Δ1和Δ2部段的半徑是外部半徑，而Δ3的半徑是中心半徑。Δ3也公布了半高寬度。所有的半徑和半高寬度用微米描述。也公布了相應(yīng)的色散特性，包括了在1550nm測(cè)量的色散，在1530-1560波長范圍的色散斜率，如上所定義的k，和光纖截止波長。例2與例3與圖1看起來非常相似，因?yàn)?，在這兩個(gè)例子中，環(huán)形部段16都是三角環(huán)形。在另一方面，例子4，6和7類似于在圖2中示出的實(shí)施例，因?yàn)槭褂玫沫h(huán)形部段16是圓形或高斯形的。在圖3中示出了例5的實(shí)施例。
在表1和2中描述的光纖處于與本發(fā)明一致的特定的折射率分布的較佳范圍的產(chǎn)率。以纖維的電子顯微照片為基礎(chǔ)，測(cè)量碳纖維的平均尺寸。
試驗(yàn)條件和結(jié)果示于表1中。
表1

(觀察到纖維尺寸的變化極小)實(shí)施例5利用圖2中所述的裝置來生產(chǎn)碳纖維。在圖2中，參考數(shù)字1表示載氣加熱爐，2表示有機(jī)化合物加熱爐，4表示反應(yīng)爐(反應(yīng)管)，32表示其直徑向著反應(yīng)管方向逐漸增大的漏斗形管，和33表示具有多個(gè)孔的分配器。提供分配器33和漏斗形管32以便均勻地將氣體加入該反應(yīng)管中。參考數(shù)字5表示收集裝置，6表示霧化裝置，和7表示貯存過渡金屬化合物的溶液的浴。參考數(shù)字11、21和41表示用于將相應(yīng)爐加熱到預(yù)定溫度的加熱器。作為碳纖維原料的苯經(jīng)由進(jìn)口22供應(yīng)。用作載氣的氫氣經(jīng)由氫氣進(jìn)口12供應(yīng)。硫在1550，例7的光纖展示的κ值大約為92，色散是84ps/nm/km，而色散斜率是-.9ps/nm2/km。
表2

結(jié)果，在一個(gè)已被優(yōu)化到對(duì)LFAT的寬帶色散補(bǔ)償都能遍及C波段和L波段的實(shí)施例中，可以使用第一光纖(例如，示例5)來對(duì)C波段的色散進(jìn)行補(bǔ)償，而可以使用第二光纖(例如，示例7)來對(duì)L波段的色散進(jìn)行補(bǔ)償。因此，這兩個(gè)光纖可以一起在單一的色散補(bǔ)償組件中用來補(bǔ)償C波段(例如1530-1565nm)和L波段(例如1565-1625nm)這兩個(gè)波段的傳輸窗口。這兩個(gè)結(jié)合的光纖能夠極好地補(bǔ)償使用LEAF光纖的光纖通信系統(tǒng)的色散。這樣的光纖通信系統(tǒng)通常包括，例如，至少一個(gè)信號(hào)發(fā)送器和信號(hào)接收器，和在通信路徑上來補(bǔ)償在傳輸信號(hào)中建立起來的色散的一個(gè)或更多的色散補(bǔ)償組件。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明制造的這兩個(gè)光纖的絕對(duì)插入損耗，第一光纖30(示例5)在1550的k值為48，而第二光纖32(示例7)在1590nm的k值為92。從圖5中可見，示例5光纖的較低k值非常適于在C波段的康寧LEAF光纖的色散和色散斜率補(bǔ)償，并且在C波段的插入損耗相對(duì)平坦。類似地，示例7光纖的較高κ值較適于在L波段的LEAF的色散和色散斜率的補(bǔ)償。光纖的彎曲邊緣直到1615nm才開始。
根據(jù)在表1和2中示例5和7示出的每單位長度光纖損耗和在圖8中示出組件的插入損耗數(shù)值，我們可以看見組件相當(dāng)大的損耗來自接頭處。
當(dāng)在C波段中使用C波段光纖30(k＝49)和在L波段中L波段光纖32(κ＝92)時(shí)，我們?cè)趫D6中示出了作為波長函數(shù)的殘余色散。正如所看到的，在C和L波段的組合波段中的殘余色散小于+/-0.25ps/nm-km。
只有在邊緣通道被色散限制的系統(tǒng)中才能實(shí)現(xiàn)色散斜率補(bǔ)償?shù)恼鎸?shí)影響。通常在超寬帶寬(＞40nm帶寬)和長距離系統(tǒng)(直至600km)或超長距離(＞1000km)和寬帶(32nm)系統(tǒng)中才能期望能邊緣通道是色散限制的不過，無論在哪一種情況下，因?yàn)橄到y(tǒng)復(fù)雜性和需要使系統(tǒng)有效工作的大量元件，即使邊緣通道真在色散限制的要知道這點(diǎn)是極為困難的。因此，就難以評(píng)價(jià)這些非常高負(fù)斜率色散補(bǔ)償光纖的真實(shí)影響。不過，在C波段中用32個(gè)通道實(shí)施的再循環(huán)環(huán)的(125km環(huán))測(cè)試中發(fā)現(xiàn)從那6個(gè)環(huán)繞來回以后，所有的通道有大于8.5dB的Q值。
圖4示出了本發(fā)明的另一實(shí)施例，它有相對(duì)其它實(shí)施例的比較寬的環(huán)形部段16。示例8，9和10有類似于圖4的分布，而其參數(shù)在表3中公布。在表3中描述的光纖屬于根據(jù)本發(fā)明的折射率分布的特別較佳范圍，其中Δ1的范圍在1.0和2.0百分比之間并包括在1到3微米之間的外部半徑r1(畫到分布與x軸的交點(diǎn))，Δ2小于大約-0.3百分比，還有一個(gè)范圍在4.0和7.0微米之間的外部半徑r2，而Δ3在大約.2到.8百分比之間并包括在大約7到12微米之間的中心半徑r3(畫到部段的中心)，且Δ3的峰值半高寬度大約5到10微米。該分布對(duì)得到在1550nm的低卡帕值特別令人滿意，例如在大約45和65之間。
表3

表4

圖7示出根據(jù)本發(fā)明的斜率補(bǔ)償光纖的另一個(gè)實(shí)施例。這個(gè)實(shí)施例最佳地示出了提高摻雜環(huán)形區(qū)域116離開要低摻雜溝槽區(qū)域114的外部直徑r2的間距。在這個(gè)光纖的實(shí)施例中，如上面表4中指出的例子11，在圖7中示出的光纖分布110提供了在1550nm的大約-30和-200ps/nm/km之間的色散，色散斜率小于-1.1ps/nm2/km；并且卡帕值在40和95之間。通過展示了比較大的負(fù)斜率和比較大的負(fù)色散，斜率和色散用這樣提供的光纖可以補(bǔ)償。較佳的是，根據(jù)本發(fā)明的色散斜率補(bǔ)償光纖包括的在1550nm的色散在-90和-150ps/nm/km之間；色散斜率小于-1.5ps/nm2/km；并且卡帕值在40和95之間。上述色散斜率補(bǔ)償光纖較佳的是包括如圖7所示的折射率分布110，其中心部段112有Δ1和外部半徑r1，并且其第二環(huán)形溝槽部段114有Δ2和外部半徑r2，較佳的是，r1小于2.0微米和r2在4.0和7.0微米之間，其中由r1除以r2表示的纖芯溝槽比率小于0.38，更佳的是小于0.34。
分布110的較佳實(shí)施例的Δ1在大約1.6百分比到2.0百分比之間。中心纖芯區(qū)域112的外部半徑r1位于大約1.5到2.0微米之間。包圍并且接觸中心區(qū)域112的環(huán)形溝槽區(qū)域114的Δ2較佳的是小于大約-0.6百分比，并有在大約4.5和6微米之間的外部半徑r2。間距環(huán)形區(qū)域116包括Δ3在大約0.4到0.8百分比之間，并且包括在大約6到10微米之間的中心半徑r3。較佳的是這樣來固定區(qū)域116的峰值，使得r3到r2的間距大于1.0微米，更適宜的是大于2微米。
根據(jù)本發(fā)明的色散補(bǔ)償光纖在補(bǔ)償有如圖7所示的折射率分布的C和L波段的色散和色散斜率時(shí)特別有效，這是選擇色散補(bǔ)償光纖來產(chǎn)生在所述光纖中的在1525到1565nm波長范圍內(nèi)的小于-1.5ps/nm2/km的色散斜率；在1550nm的色散小于-75ps/nm/km；并且由色散除以色散斜率所得到的卡帕值在40和90之間。所述光纖的折射率分布包括有Δ1的中心部段，有Δ2包圍所述中心部段的第二環(huán)形部段，有Δ3的包圍所述第二部段的第三環(huán)形部段并且包括Δc的包層，其中Δ1＞Δ3＞Δc＞Δ2。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，色散補(bǔ)償光纖包括所選折射率分布在所述光纖中產(chǎn)生色散斜率，這個(gè)斜率在1525到1565nm波長范圍內(nèi)的小于-0.8ps/nm2/km；在1550nm的色散小于-100ps/nm/km；并且由色散除以色散斜率所得到的卡帕值在40和90之間。這個(gè)實(shí)施例中光纖的折射率分布包括有Δ1的中心部分和外部半徑r1，包圍所述中心部分段有Δ2的第二環(huán)形部段和外部半徑r2，包圍所述第二部段有Δ3的第三環(huán)形部段，并且包括Δc的包層，其中Δ1＞Δ3＞Δc＞Δ2，并且其中纖芯溝槽比率r1/r2小于0.4。
那些普通技術(shù)人員將清楚在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種的修改和變化。這樣，意味著本發(fā)明覆蓋了這個(gè)發(fā)明的修改和變化，只要它們包含在附加的權(quán)利要求和它們的等價(jià)技術(shù)方案的范圍中。
權(quán)利要求
1.一種色散斜率補(bǔ)償光纖，其特征在于，包括一種纖芯折射率分布，選擇為使所述光纖的色散斜率在1525到1565nm的波長范圍中小于-1.0ps/nm2/km；在1550nm波長處的色散小于-30ps/nm/km；由色散斜率除以色散得到的卡帕值＞35；以及所述光纖的折射率分布包括有Δ1的中心部段，有Δ2的包圍所述中心部段第二環(huán)形部分，有Δ3包圍所述第二部段的第三環(huán)形部分和包括Δc的包層，其中Δ1＞Δ3＞Δc＞Δ2。
2.如權(quán)利要求1所述的色散斜率補(bǔ)償光纖，其特征在于，其中所述色散斜率小于-1.5ps/nm2/km。
3.如權(quán)利要求1所述的色散斜率補(bǔ)償光纖，其特征在于，其中所述色散斜率小于-1.5ps/nm2/km而在1550nm的色散小于-70ps/nm/km。
4.如權(quán)利要求3所述的色散斜率補(bǔ)償光纖，其特征在于，其中所述卡帕值在40和100之間。
5.如權(quán)利要求1所述的色散斜率補(bǔ)償光纖，其特征在于，其中所述卡帕值大于約50。
6.如權(quán)利要求1所述的色散斜率補(bǔ)償光纖，其特征在于，其中所述卡帕值在40和60之間。
7.如權(quán)利要求1所述的色散斜率補(bǔ)償光纖，其特征在于，其中所述色散斜率小于-2.0ps/nm2/km。
8.如權(quán)利要求4所述的色散斜率補(bǔ)償光纖，其特征在于，其中所述光纖的折射率分布包括有Δ1的中心部段，有Δ2包圍中心部段的第二環(huán)形部段，包圍所述第二部段有Δ3的第三環(huán)形部分包括Δc的包層，其中Δ1＞Δ3＞Δc＞Δ2。
9.如權(quán)利要求8所述的色散斜率補(bǔ)償光纖，其特征在于，其中Δ2/Δ1大于-0.4。
10.如權(quán)利要求8所述的色散斜率補(bǔ)償光纖，其特征在于，其中Δ2/Δ1大于-0.37。
11.如權(quán)利要求9所述的色散斜率補(bǔ)償光纖，其特征在于，其中Δ1在1.0和2.5百分比之間并且包括在大約1到3微米之間的外部半徑r1，Δ2小于大約-0.4百分比，和包括在大約3.5和8微米之間的外部半徑r2，并且Δ3在大約0.2到1.0百分比之間和包括在大約5到1 2微米之間的中心半徑r3。
12.如權(quán)利要求9所述的色散斜率補(bǔ)償光纖，其特征在于，其中Δ1在1.2和2.2百分比之間和包括在大約1到2微米之間的外部半徑r1，Δ2在大約-0.5和-1.0百分比之間，并且有在4和7微米之間的外部半徑r2。
13.如權(quán)利要求11所述的色散斜率補(bǔ)償光纖，其特征在于，其中第三環(huán)形部段從下面條件中選出，即a)Δ3在大約0.5到1.0之間，中心半徑為5到12微米，和半高寬度在大約0.5到2.5微米之間，以及b)Δ3在大約0.1到0.5之間，中心半徑為6到12微米，和半高寬度在大約1.5到3微米之間。
14.如權(quán)利要求12所述的色散斜率補(bǔ)償光纖，其特征在于，其中第三環(huán)形部段從下面條件中選出，即a)Δ3在大約0.5到1.0之間，中心半徑為5到12微米，和半高寬度在大約0.5到2.5微米之間，以及b)Δ3在大約0.1到0.5之間，中心半徑為6到12微米，和半高寬度在大約1.5到3微米之間。
15.如權(quán)利要求1所述的色散斜率補(bǔ)償光纖，其特征在于，其中所述光纖展示的光纖截止波長大于約1600nm。
16.如權(quán)利要求15所述的色散斜率補(bǔ)償光纖，其特征在于，其中所述光纖展示的光纖截止波長大于約1650nm。
17.一種色散補(bǔ)償組件，其特征在于，包括根據(jù)權(quán)利要求1制造的至少一根光纖。
18.一種色散補(bǔ)償組件，其特征在于，包括根據(jù)權(quán)利要求1制造的至少兩根光纖，第一根這樣的光纖在1590nm波長處的卡帕值在大約40和60之間，以及第二根這樣的光纖在1590nm波長處的卡帕值在大約80和100之間。
19.如權(quán)利要求18所述的色散補(bǔ)償組件，其特征在于，其中所述第一光纖包括的在1550nm色散小于-75，和所述第二光纖包括在1590nm色散小于-75。
20.如權(quán)利要求19所述的色散補(bǔ)償組件，其特征在于，其中所述兩根光纖的每一根包括有Δ1的折射率分布的中心部，有Δ2的包圍所述中心部段的第二環(huán)形部段，有Δ3的包圍所述第二部分的第三環(huán)形部分和包含Δc的包層，其中Δ1＞Δ3＞Δc＞Δ2。
21.如權(quán)利要求1所述的色散斜率補(bǔ)償光纖，其特征在于，另外包括(a)在1550nm的色散大于-200；(b)卡帕值在40和100之間；以及(c)中心部段有外部半徑r1和第二環(huán)形部段有外部半徑r2并且由r1除以r2得到的纖芯溝槽比率小于0.4。
22.如權(quán)利要求1所述的色散斜率補(bǔ)償光纖，其特征在于，另外包括(a)在1550nm色散在-90和-150之間；(b)色散斜率小于-1.5ps/nm2/km；和(c)卡帕值在40和100之間。
23.如權(quán)利要求1所述的色散斜率補(bǔ)償光纖，其特征在于，其中中心部段有外部半徑r1，和第二環(huán)形部分有外部半徑r2，其中r1小于2.0而r2在4.0和7.0微米之間，以及由r1除以r2得到的纖芯溝槽比率小于0.4。
24.如權(quán)利要求23所述的色散斜率補(bǔ)償光纖，其特征在于，其中纖芯包溝槽比率小于0.36。
25.如權(quán)利要求23所述的色散斜率補(bǔ)償光纖，其特征在于，其中纖芯包溝槽比率小于0.34。
26.如權(quán)利要求1所述的色散斜率補(bǔ)償光纖，其特征在于，其中中心部段有外部半徑r1，第二環(huán)形部段有外部半徑r2，并且由r1除以r2得到的纖芯溝槽比率小于0.36。
27.如權(quán)利要求1所述的色散斜率補(bǔ)償光纖，其特征在于，另外包括的Δ1在大約1.6百分比到2.0百分比之間，而Δ2小于-0.6。
28.如權(quán)利要求1所述的色散斜率補(bǔ)償光纖，其特征在于，其中Δ1在1.6和2.0百分比之間并且包括在1.5到2.0微米之間的外部半徑r1，Δ2小于大約-0.6百分比，并且包括在大約4.5和6微米之間的外部半徑r2，和Δ3在大約0.4到0.8百分比之間并且包括在大約6到10微米之間的中心半徑r3。
29.如權(quán)利要求28所述的色散斜率補(bǔ)償光纖，其特征在于，其中r3與r2的間距大于1.0微米。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種色散補(bǔ)償光纖，包括了由折射率為Δc的包層包圍的纖芯。纖芯包括了至少三個(gè)徑向鄰近區(qū)域，有Δ1的中心纖芯區(qū)域，有折射率Δ2的溝槽區(qū)域和有折射率Δ3的環(huán)形區(qū)域，使得Δ1＞Δ3＞Δc＞Δ2。在1525到1565的波長范圍內(nèi)光纖展示的色散斜率小于－1.0ps/nm
文檔編號(hào)G02B6/036GK1520527SQ01810141
公開日2004年8月11日 申請(qǐng)日期2001年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月24日
發(fā)明者雷江, 齊剛, V·欺里坎特, J·S·斯通, S·Y·坦恩, 坦恩, 斯通, 錕蔡, 江 雷 申請(qǐng)人:康寧股份有限公司