[發明專利]一種彎曲不敏感光纖

有效

• 申請號: 201310692614.6
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN103645539A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 陳明陽;龔天翼;張永康;陸駒
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G02B6/036
• 分類號: G02B6/036
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及光纖通信領域，尤其涉及具有低彎曲損耗特性的光纖。

背景技術

在光纖到戶等短距離光通信系統中，要求光纖能夠在小彎曲半徑下仍能夠正常使用，這種光纖稱為彎曲不敏感光纖。彎曲不敏感光纖可以通過減小標準單模光纖的纖芯尺寸、引入帶凹槽的包層結構、以及采用孔助結構光纖等來實現[?K.?Himeno,?S.?Matsuo,?N.?Guan,?and?A.?Wada,?Low-Bending-Loss?Single-Mode?Fibers?for?Fiber-to-the-Home,?Journal?of?Lightwave?Technology,2005,?23(11):?3494-3499.]。例如，采用帶凹槽的包層結構，可以使彎曲半徑為10?mm時的彎曲損耗小于0.01?dB/匝，且與普通光纖的連接損耗小于0.16?dB。

彎曲不敏感光纖實現的困難在于，光纖必須同時滿足單模傳輸（即光纖一般為單模光纖）、具有低彎曲損耗和與普通單模光纖具有低連接損耗的要求。如果允許光纖為非單模光纖，同時通過一定的方法去除其中的高階模，則光纖仍可實現單模傳輸，由于彎曲不敏感光纖的纖芯與包層可以具有更高的折射率差，因此，其彎曲損耗可以更低。為了實現低彎曲損耗的光傳輸，同時保證光纖具有與普通單模光纖匹配的模場面積，可以采用雙模光纖[?M.-Y.?Chen,?Y.-R.?Li,?Y.?Zhang,?Y.-F.?Zhu,?Y.-K.?Zhang,?and?J.?Zhou,?Design?of?dual-mode?optical?fibres?for?the?FTTH?applications,?Journal?of?Optics,2011,?13(1):?015402.陳明陽，佟艷群，張銀,李裕蓉,孫兵，付曉霞，張永康，一種雙模光纖及其通信系統，中國專利，201010589018.1，?2010.12]，允許光纖傳輸高階模，從而增大纖芯與包層折射率差，實現低彎曲損耗和與單模光纖低損耗連接的目的。由這種光纖組成的通信系統，在雙模光纖兩側均連接單模光纖，利用模式間的正交性，抑制雙模光纖中的高階模的產生和對傳輸信號的影響，實現等效的單模傳輸。但采用階躍結構的雙模光纖由于光纖纖芯與包層的折射率差較大，其模場分布與單模光纖匹配性差，這樣光纖與普通單模光纖連接時，其基模連接損耗無法降低。事實上，即使兩種光纖的模場直徑相等，如果兩種光纖中的模式的模場分布不同，也會導致連接損耗。因此，要降低連接損耗，還需要考慮模式的模場分布。

發明內容

針對以上不足，本發明的目的是提出一種新型彎曲不敏感光纖，其模場面積與模場分布均與標準單模光纖相似，從而可以有效地降低其與標準單模光纖之間的連接損耗，同時，還可以實現超低彎曲損耗的光傳輸。

本發明的技術方案是：一種彎曲不敏感光纖，由內纖芯、外纖芯和包層共三部分組成，且其折射率之間滿足：n_core1>?n_core2>n_clad，其中，n_core1，n_core2，n_clad分別表示內纖芯、外纖芯和包層的折射率;所述內纖芯半徑a?滿足：3μm≤a≤6.5?μm，內纖芯與外纖芯折射率差滿足：0.003≤n_?core1-n_core2≤0.0065；外纖芯寬度h滿足：1μm≤h≤10?μm，外纖芯與包層折射率差滿足：0.002≤n_core2-n_clad≤0.015。波長為1.31?μm時，光纖基模的模場直徑為8.6~9.5?μm；其中，外纖芯寬度指環形的外纖芯的環寬，即外纖芯的外半徑與內纖芯的半徑之差。

?????作為一種優化方案，要求彎曲不敏感光纖的外纖芯寬度h滿足3μm≤h≤6.5?μm，外纖芯與包層折射率差滿足0.003≤n_core2-n_clad≤0.006。在1.55?μm波長處，所述光纖的彎曲半徑為5?mm時的彎曲損耗小于0.1?dB/m。