[發明專利]一種色散補償光纖

有效

• 申請號: 201110208342.9
• 申請日: 2011-07-25
• 公開（公告）號: CN102243336A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發明（設計）人: 張樹強;范明峰;汪松;徐進;羅杰;曹蓓蓓
• 申請（專利權）人: 長飛光纖光纜有限公司
• 主分類號: G02B6/036
• 分類號: G02B6/036;G02B6/255;H04B10/18
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平

技術領域

本發明涉及一種工作在C波段(1530nm～1565nm波段)光通信窗口的色散補償光纖(DCF)，該光纖可用于標準單模光纖(G.652，ITU-T標準)的色散和色散斜率補償。

背景技術

隨著標準單模光纖的DWDM系統的普遍采用并且向著高速率、長距離、無中繼和密集通道的方向發展，波分復用傳輸技術得到快速發展，擴展工作波長帶和增加波長多樣性將快速地發展。

基于G.652光纖構筑的長途光纜在1310nm波長有最小的色散，但衰減較大，而它在1550nm波段有最低的衰減(約0.20dB/km)。所以人們迫切希望利用1550nm這一波長窗口。工作在1550nm波段的摻鉺光纖放大器(EDFA)的成功開發和實用化，進一步消除了衰減對通信系統的限制，這使得1550nm波段成了大容量、長距離光波系統的優選窗口。在1550nm波段，目前商用單模光纖及其DCF具有如下色散特性：非色散位移單模光纖(G.652C/D，ITU-T標準)的色散系數大約是17ps/nm-km，色散斜率大約為0.058ps/nm²-km，所以其要求的DCF的RDS大約為0.0036nm^-1。

為了解決1310nm零色散標準單模光纖通信網絡在1550nm波段的升級及擴容問題，國際上廣泛采用色散補償技術來改善鏈路色散。目前大量商用化的是運用色散補償光纖(DCF)技術對通信鏈路光纖進行的色散和色散斜率同時進行補償，這種技術比其他色散補償技術如光纖光柵色散補償技術和電子色散補償技術更為可靠，而且技術更成熟。

DCF通過調整光纖的波導結構來改變光信號在光纖中的傳輸參數，并且使光纖的纖芯具有較大的折射率，來實現較大的負色散值和色散斜率。

在實際應用中，DCF被制成色散補償模塊接入通信鏈路中，這時DCF與標準通信光纖的熔接損耗成為插入損耗的重要影響因數。因此DCF的熔接性能是一個關鍵參數，具有實用性的DCF不但要求具備適宜的光學性能和傳輸性能，還要求具備優良的熔接性能，即熔接損耗低且熔接工藝高效而穩定。熔接性能成為影響DCF成本和性能的主要因素。熔接損耗越低，模塊的性能就優良；熔接程序越快捷，效率越高，熔接成本越低。

在已公開的專利文獻中，已存在一些有關改進DCF熔接性能的產品和方法示例。對1550nm的光源，DCF的模場直徑大約為5μm，而標準通信光纖的模場約為10.5μm，這種模場的差別(模場失配)導致光功率從大模場導入小模場時容易產生泄漏。現有技術涉及采用復雜的熔接工藝使得熔接光纖端點界面附近的DCF纖芯產生擴散，并使附近的DCF的模場分布成為圓錐形的過渡區域，該區域的“煙囪效應”有利于減少模場失配導致的光功率損失從而降低了熔接損耗。

現有技術也涉及使用“橋纖”作為橋梁來連接DCF和標準單模光纖的方法。橋纖是一類結構類似于DCF而各分層摻雜濃度低于DCF的特種光纖。橋纖的兩端分別與DCF和標準單模光纖相熔接，且兩端采用不同的熔接工藝。橋纖與DCF連接的一端熔接功率低且熔接時間短以減少芯區元素擴散和模場失配；而橋纖與單模光纖連接的另一端熔接功率高且熔接時間長，使得橋纖的纖芯發生擴散以實現模場的匹配。

美國專利6603914介紹了一種DCF的組成結構及制造方法，但未涉及熔接方法及DCF的光學傳輸性能。美國專利6543942描述了一種采用橋纖連接DCF與標準單模光纖的方法，該方法降低了熔接損耗，但是未公開相應的DCF的光學傳輸性能，且該方法工藝復雜，耗費時間長，熔接效率低，不宜實用。中國專利未涉及DCF的熔接方法。

上述文獻已經涉及各種改進DCF與標準單模光纖熔接性能的方法及相應的DCF產品，但是未見報導既能改進熔接性能又具有優良光學傳輸性能的DCF產品及其熔接方法。

本發明一些術語的定義

重量百分比：元素在光纖分層中某一足夠小的區域內的重量百分比，用wt％表示。