[發明專利]一種寬帶折射率漸變的多模光纖

在審

• 申請號: 201611265215.1
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106772784A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 蔣新力;范艷層;李文濤;沈一春
• 申請（專利權）人: 中天科技精密材料有限公司;江蘇中天科技股份有限公司
• 主分類號: G02B6/028
• 分類號: G02B6/028
• 代理公司: 深圳市賽恩倍吉知識產權代理有限公司44334
• 代理人: 謝志為

技術領域

本發明涉及一種光通信技術領域，特別涉及一種寬帶折射率漸變的多模光纖。

背景技術

在光纖通信系統中，光纖作為光波的傳輸介質，其特性對光信號的傳輸有非常重要的影響。多模光纖芯徑粗，數值孔徑大，不僅能夠從光源耦合更多的光功率，而且與其配套的元件較便宜，操作簡單方便。目前，多模光纖以其低廉的系統成本優勢，已在中短距離光纖網絡系統中得到廣泛應用。

高帶寬多模光纖(如OM3、OM4)，在850nm多模激光光源作用下，單根OM3多模光纖能夠支持10Gb/s的速率傳輸距離長達300米，單根OM4多模光纖能夠支持10Gb/s的速率傳輸距離長達550米。根據IEEE802.3ba標準，基于原有已成熟的多模光纖10Gb/s的數據傳輸流技術，使用8芯多模光纖進行傳輸40Gb/s速率的信號，使用20芯多模光纖進行傳輸100Gb/s速率的信號。然而，隨著200Gb/s、400Gb/s以及更高速率需要的提出，傳統的多模光纖在芯數上成為阻礙未來發展的瓶頸。寬帶(寬波長范圍)多模光纖(WBMMF)技術借鑒了單模光纖的波分復用(WDM)技術，擴展了網絡傳輸時的可用波長范圍，能夠在一芯多模光纖上支持多個波長，把需要的光纖芯數大大降低。為多模光纖傳輸容量的提升確定了新方向。

TIA-492AAAE標準規定的寬帶多模光纖(OM5)設計旨在支持850nm～950nm范圍內的至少四個低成本波長，從而能夠優化支持新興的短波分復用(SDWM)應用，將平行光纖數量減少至少四倍。然而，多模光纖的最佳剖面折射率分布參數α_opt與波長和材料組分有關，其中α_opt隨傳輸波長變化非常明顯。對于傳統多模光纖，α_opt對波長變化的敏感性非常高，當α_opt一定時，其帶寬性能通常在特定的工作波長下達到最優，當工作波長變大或變小，其帶寬性能都會明顯下降。因此，目前該傳統多模光纖難以滿足OM5技術的應用要求。

為了解決市場對光纖帶寬容量不斷提升的需求，非常有必要在高帶寬且滿足多模光纖標準的前提下降低最優α_opt與波長之間的敏感性，優化帶寬的多波長特性，設計出能夠滿足多波長范圍的寬帶多模光纖。

發明內容

有鑒于此，有必要提供一種避免上述問題的寬帶(寬波長范圍)折射率漸變的多模光纖。

一種多模光纖，包括芯層和包覆于所述芯層上的包層，所述芯層的折射率剖面呈拋物線，所述多模光纖的徑向折射率n(r)可表示為：

其中Δ為相對折射率差，

r為所述多模光纖中某個點距離芯層中心軸的徑向距離，R₀為芯層半徑，R₁為包層半徑，n₀和n_b分別為芯層中心和芯層邊界的折射率，n_c為包層折射率，α為剖面折射率分布參數。芯層中心與包層之間的折射率差為Δn₀，芯層邊界與所述包層之間的折射率差為Δn_b。所述芯層為GeO₂以及其它摻雜物質共摻的一種玻璃層，所述摻雜物的摩爾濃度隨半徑變化，并按如下函數分布:

所述M(r)為所述摻雜物在距離所述芯層中心軸的徑向距離r處的摩爾濃度，M₀為摻雜物在芯層中心的摩爾濃度，M_b為所述摻雜物在芯層邊界的摩爾濃度，β為所述摻雜物的濃度分布參數。

進一步地，所述摻雜物為F，所述F在所述芯層邊界的摩爾濃度范圍為1～6％，在所述芯層中心的摩爾濃度范圍為0～0.5％；所述多模光纖在850nm～950nm波長的最佳剖面折射率分布參數差值Δα_opt范圍為0.020～0.026，在850nm～1300nm波長的最佳剖面折射率分布參數差值Δα_opt范圍為0.067～0.098。

進一步地，所述摻雜物為F，所述F的濃度分布參數β_F取值范圍為1.5～7。

進一步地，所述摻雜物為F，所述F的濃度分布參數β_F取值范圍為3～5。