[發(fā)明專利]寬帶非零色散單模光纖

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910194894.1
• 申請日: 2009-09-01
• 公開（公告）號: CN102004279A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 汪業(yè)衡
• 申請（專利權(quán)）人: 汪業(yè)衡
• 主分類號: G02B6/036
• 分類號: G02B6/036;G02B6/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及單模光纖，尤其涉及，寬帶非零色散單模光纖。

背景技術(shù)

下面先對本發(fā)明涉及到的術(shù)語給出定義，其中普通術(shù)語符合本領(lǐng)域慣例；本說明書的專用術(shù)語通過慣用術(shù)語說明。

光纖各分層的半徑以單位μm計，按折射率定義，每一特定分層具有第一折射率點和最后折射率點。從光纖軸線到第一折射率點所在位置的半徑是該分層的內(nèi)半徑；從光纖軸線到最后折射率點所在位置的半徑是該分層的外半徑。參見折射率剖面圖，纖芯中央圓形分層的半徑從光纖軸線量到該分層的外半徑；第一環(huán)形分層的寬度從第一環(huán)形分層的內(nèi)半徑量到第一環(huán)形分層的外半徑；第二環(huán)形分層的寬度從第二環(huán)形分層的內(nèi)半徑量到第二環(huán)形分層的外半徑。

纖芯中央圓形分層、第一環(huán)形分層和第二環(huán)形分層的相對折射率差Δ₀、Δ₁和Δ₂以單位％計，分別定義為

Δ₀＝(n₀²-n_c1²)/2n₀²，

Δ₁＝(n₁²-n_c1²)/2n₀²，

Δ₂＝(n₂²-n_c1²)/2n₀²，

其中，n₀和n₂分別表示纖芯中央圓形分層和第二環(huán)形分層的最大折射率；n₁表示第一環(huán)形分層的最小折射率；n_c1表示外包層的均勻折射率。

相對凹陷深度定義為Δ₁和Δ₀之比。

折射率剖面定義為相對折射率差或折射率與半徑之間的關(guān)系。

纖芯中央圓形分層α折射率剖面定義為

Δ_co(r)＝Δ₀[1-(r/a)^α]，0≤r≤a，

其中，r是所處位置半徑；a是所述纖芯中央圓形分層的半徑；α取任意值，α大于10可以看作階躍型折射率剖面。α折射率剖面包括與其光傳輸性能相似的其他折射率剖面。

色度色散系數(shù)以單位ps/(nm·km)計，本說明書簡稱為色散。

色度色散斜率系數(shù)以單位ps/(nm²·km)計，本說明書簡稱為色散斜率。

有效面積以單位μm²計，定義為

A_eff＝2π(∫E²(r)r?dr)²/(∫E⁴(r)r?dr)，

其中，積分限為0至∞；E(r)是光傳播所伴隨的電場，r是所處位置半徑。

迄今為止因為僅僅局限于孤立地研究單個的光纖，單模通信光纖仍然沒有充分挖掘?qū)拵Ч鈱W(xué)傳輸?shù)臐摿Γ荷⑵教构饫w研究了三十多年，一直沒有實用。四波混頻發(fā)現(xiàn)了十多年，國際標(biāo)準(zhǔn)推薦的寬帶非零色散光纖其實還是非零色散位移光纖。光子晶體光纖研究了大約十年，因結(jié)構(gòu)復(fù)雜很難在通信干線上實用。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明人通過系統(tǒng)研究凹陷三包層光纖，發(fā)現(xiàn)以下規(guī)律：

●存在關(guān)于單模特性的臨界色散斜率，使得在給定寬帶內(nèi)所計算的高次模截止波長是最大值。

●存在關(guān)于色散特性的臨界色散斜率，使得在給定寬帶內(nèi)色散斜率最小值接近于為零，色散最大值接近于最小，即色散特性接近理想。

●寬帶非零色散單模光纖的色散最大值隨著相對凹陷深度的增加而減小直到飽和。

基于這些發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明選擇適當(dāng)?shù)纳⑿甭剩箚文９饫w色散特性接近理想；選擇適當(dāng)?shù)南鄬Π枷萆疃龋箚文９饫w兼有適當(dāng)?shù)纳⒆畲笾怠⒂行娣e和性價比。據(jù)此，所發(fā)明的寬帶非零色散光纖能夠充分挖掘衰減、色散和線性傳輸潛力，結(jié)構(gòu)簡單，很寬的波長范圍兼顧材料未來的發(fā)展，色散特性接近理論極限，有效面積大，可以克服上述色散平坦光纖、非零色散位移光纖和光子晶體光纖的弊端，為互聯(lián)網(wǎng)提供靈活的通信路徑，使信息高速公路設(shè)計簡化，成本降低。

附圖說明

參照以下附圖，熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員，從本發(fā)明的詳細(xì)描述中，將顯而易見本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點。