[發(fā)明專利]具有高帶寬的多模光纖及相應的多模光學系統

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480081898.8
• 申請日: 2014-09-12
• 公開（公告）號: CN106716197B
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發(fā)明（設計）人: M·比戈;D·莫林;P·斯拉德
• 申請（專利權）人: 德拉克通信科技公司
• 主分類號: G02B6/028
• 分類號: G02B6/028
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

本發(fā)明涉及一種多模光纖，其具有α值在1.96和2.05之間并且定義為N＝(R₁/λ)²(n₁²?n₀²)的N值在7和52之間的α分布漸變折射率纖芯，其中R₁是多模纖芯半徑，n₁是多模纖芯的最大折射率，n₀是漸變折射率纖芯的外邊緣處的最小折射率。根據本發(fā)明，凹形區(qū)域直接包圍漸變折射率纖芯并滿足標準：?2.20<Dn₂<0，以及220Ln(N)?1100<V₂<220Ln(N)?865，其中Dn₂是凹形區(qū)域與外包層的折射率差，并且V₂是凹形區(qū)域的體積。這種多模光纖在950nm和1310nm之間的工作波長處顯示出增加到超過10000MHz.km的OFL帶寬。

技術領域

本發(fā)明涉及光纖傳輸領域，并且更具體地，涉及相對較長距離和高比特率的系統中所使用的多模光纖。更具體地，本發(fā)明涉及被設計為滿足下一代400GbE系統的高比特率要求的多模光纖。

背景技術

多模光纖連同通常使用橫向多模的垂直腔面發(fā)射激光器(更簡稱為VCSEL)的高速源一起成功地用在高速數據網絡中。以850nm和1300nm工作的多模光纖是眾所周知的。

由于以下事實，多模光纖受模間色散影響：在多模光纖中，對于特定波長，多個光模式在承載相同信息的情況下沿著光纖同時傳播，但以不同的傳播速度行進。模式色散是以差分模式延遲(Differential Mode Delay，DMD)的形式表示的，其中該差分模式延遲(DMD)是穿過光纖的最快模式和最慢模式之間的脈沖延遲差(ps/m)的度量。

通常，光纖應當具有最寬的帶寬，以用于高帶寬應用。對于給定波長，帶寬可以以多種不同的方式表征。通常，所謂的過滿注入條件(overfilled launch，OFL)帶寬和所謂的有效模式帶寬條件(EMB)之間有所區(qū)分。OFL帶寬的獲取對針對光纖的整個徑向表面呈現均勻激發(fā)的光源的使用(激光二極管或發(fā)光二極管(LED)的使用)進行調節(jié)。已經開發(fā)了根據DMD測量得出的計算有效模式帶寬(EMBc)，以估計50μm芯徑的光纖如在使用以850nm工作的垂直腔表面發(fā)射激光器(VCSEL)源的情況下那樣在非均勻激發(fā)下針對該光纖的徑向表面的最小有效模式帶寬。

測量DMD和計算有效模式帶寬的方法的實施例可以在FOTP 220標準中找到，而在IEC 66793-1-41(TIA-FOTP-204)中描述了針對過滿注入條件而測量的帶寬。

為了使模式色散最小化，數據通信中所使用的多模光纖通常包括呈現如下的折射率的通常摻雜了鍺的纖芯，其中該折射率從光纖中心向光纖中心與包層的接合部逐漸減小。通常，如下所述，通過已知為“α分布”的關系來給出折射率分布：

其中r≤a

其中：

n₁是光纖的光軸上的折射率；

r是相對于所述光軸的距離；

a是所述光纖的纖芯的半徑；

Δ是表示光纖的纖芯和包層之間的折射率差的無量綱參數；以及

α是表示折射率分布的形狀的無量綱參數。

在光信號在具有漸變折射率的這種纖芯中傳播的情況下，不同的模式經歷不同的傳播介質，從而對這些模式的傳播速度產生不同的影響。通過調整參數α的值，由此可以從理論上獲得對于所有模式而言實際上均相等的組速度，并且由此可以從理論上獲得針對特定波長的有所減小的模間色散。