[發明專利]一種具有較低差分模群時延的少模光纖

有效

• 申請號: 201510731033.8
• 申請日: 2015-10-31
• 公開（公告）號: CN105204110B
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 張睿;張磊;周紅燕;龍勝亞;張立巖;李婧;王瑞春
• 申請（專利權）人: 長飛光纖光纜股份有限公司
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02;G02B6/036
• 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

本發明涉及一種具有較低差分模群時延的少模光纖，包括有芯層和包層，其特征在于所述芯層的相對折射率差Δ1為0.24％～0.36％，R1為9～12μm，包覆在芯層外的包層由內至外依次包括內包層、下陷包層和外包層，所述的內包層相對折射率差Δ2為?0.02～0.02％，R2為13.6～18μm；所述的下陷包層分為兩層，第一下陷包層R3為16～30μm，R3?R2≥2μm，其相對折射率差以α型折射率分布從R2處的Δ2逐漸變小至R3處的Δ3，Δ3為?0.8～?0.4％，第二下陷包層相對折射率差為Δ3，半徑R4為18.6～30μm，且R4≥R3，0.5≤(R3?R2)/(R4?R2)≤1，所述的外包層為純石英玻璃層。本發明具有更小的DGD和較大的MFD，同時還保留了較好的抗彎曲性能。

技術領域

本發明涉及一種用于光纖通信系統的少模光纖，該光纖在1550nm通訊波段支持的四個模式，具有較低的差分模群時延(DGD)和較大的模場直徑(MFD)，屬于光纖通信技術領域。

背景技術

單模光纖由于其傳輸速率快，攜帶信息容量大，傳輸距離遠等優點，被廣泛地應用于光纖通信網絡之中。而近年來，隨著通信及大數據業務對容量的需求與日俱增，網絡帶寬快速擴張，光傳輸網絡的容量正逐步接近單根光纖的香農極限：100Tb/s。空分復用和模分復用技術可以打破傳統的香農極限，實現更高帶寬的傳輸，是解決傳輸容量問題的最好方法。支持此復用技術的光纖即多芯光纖和少模光纖。實驗表明，使用少模光纖結合MIMO技術能夠在一個以上的空間傳播模式下傳輸信號。并且MIMO技術能夠補償模式間的相互耦合，在接收端將各個空間模式分離開來。美國專利US8948559、US8837892以及中國專利CN104067152等提出了帶下陷層(trench)結構的階躍型剖面少模光纖，該下陷層為規則的長方形或方形。具有階躍型剖面的少模光纖制造工藝簡單，可以沿用現有的普通單模光纖制備技術，因而易于實現大批量生產；下陷層的存在使得光纖有較好的彎曲不敏感性能，保證光纖的衰減在實際應用壞境中的彎曲狀態下不會有較大的變化，下陷層也能夠更好地束縛高階模，使其具有較好的衰減系數。因此，帶下陷層(trench)的階躍型剖面是目前普遍采用的剖面結構。但其通常具有較大的DGD，甚至高達幾千ps/km【S.Matsuo,Y.Sasaki,I.Ishida,K.Takenaga,et al.,“Recent Progress on Multi-Core Fiber and Few-ModeFiber”OFC 2013,OM3I.3(2013)】。

另一方面，隨著光放大技術的進一步發展，光纖通信系統正向著更高傳輸功率和更長傳輸距離的方向發展，而高傳輸功率會增加傳輸系統中的非線性效應，影響系統傳輸質量。因此，光纖的相關性能也必須有進一步的提升，以滿足光纖通信系統實際發展的需要。光纖的模場直徑越大，有效面積就越大，則其非線性效應就越弱。大有效面積可以有效地抑制自相位調制、四波混頻、交叉相位調制等非線性效應，保證高功率光信號的傳輸質量。

在光纖剖面設計的過程中一般可以采用以下幾種方法來增加有效面積或模場直徑，比如增大纖芯直徑或降低芯層折射率差。但是這兩種方法在增加有效面積的同時，也會對光纖的其它光學性能參數產生較大的影響，比如增大纖芯會使色散變大，且有可能產生了其它高階模式，使其不滿足使用要求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服上述現有技術存在的不足，提供一種具有較低的差分模群時延的少模光纖，其具有更小的DGD(差分模群時延)和較大的MFD(模場直徑)，同時還保留了較好的抗彎曲性能。

為方便介紹發明內容，定義如下術語：

預制棒：是由芯層和包層組成的徑向折射率分布符合光纖設計要求可直接拉制成所設計光纖的玻璃棒或組合體；

芯棒：含有芯層和部分包層的實心玻璃預制件；

半徑：該層外邊界與中心點之間的距離；

折射率剖面：光纖或光纖預制棒(包括芯棒)玻璃折射率與其半徑之間的關系；