[發明專利]一種截止波長位移單模光纖

有效

• 申請號: 201710100067.6
• 申請日: 2017-02-23
• 公開（公告）號: CN106772788B
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發明（設計）人: 蔣新力;范艷層;湯明明;周慧;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: G02B6/036
• 分類號: G02B6/036
• 代理公司: 44334 深圳市賽恩倍吉知識產權代理有限公司
• 代理人: 薛曉偉

本發明提供一種截止波長位移單模光纖，包括芯層、依次包覆的內包層、凹陷包層、中包層和外包層。所述芯層的半徑R₁的范圍為5.5～8.5μm，所述芯層相對所述外包層的折射率差△n₁的范圍為0.1％～0.3％；所述內包層的厚度R₂?R₁的范圍為5～25μm，所述內包層相對所述外包層的折射率差△n₂的范圍為?0.2％～0％；所述凹陷包層的厚度R₃?R₂的范圍為4.5～12μm，所述凹陷包層相對所述外包層的折射率差△n₃的范圍為?0.45％～?0.25％；所述中包層的厚度R₄?R₃的范圍大于10μm，所述中包層相對所述外包層的折射率差△n₄的范圍為△n₂～0％；所述外包層的半徑R₅的范圍為60～65μm。本發明提供的光纖不僅具有低衰減、大有效面積及低彎曲損耗等優異性能，且可實現光纖截止波長的可控性。

技術領域

本發明涉及光通信領域，尤其涉及一種截止波長位移單模光纖。

背景技術

光纖作為光通信網絡的基礎傳輸物理媒介，對其傳輸系統性能的改善可以直接體現在對光信噪比(OSNR)的改善上。光纖的損耗和非線性效應是限制高速大容量光纖通信系統OSNR的關鍵因素。通過相關研究證明，增大光纖的有效面積(A_eff)，不僅可以增加入纖光功率，還可以有效降低非線性效應。所以增加光纖有效面積，降低光纖損耗是克服光纖損耗和非線性效應這兩個制約因素的主要途徑。

目前光通信中最常用的單模光纖G.652在1550nm波長的衰減典型值是0.19dB/km，截止波長的上限是1260nm。受到截止波長的限制，其效面積典型值是83μm²。而截止波長位移單模光纖(G.654)的截止波長上限是1530nm，其有效面積通常大于100μm²。

對于光纖的有效面積A_eff，其與模場直徑MFD之間的關系如式(1)所示，

式中，k為修正系數。

由式(1)可知，光纖的有效面積A_eff與MFD的平方成正比，因此大有效面積意味著大的模場直徑。通常可通過增大光纖的芯層外徑或減小芯層與光纖內包層間的折射率差以增大模場直徑。

通信光纖的主要成分是二氧化硅。在光纖預制棒制造過程中，一般通過摻入二氧化鍺來提高芯層的折射率，而摻入氟元素來降低包層折射率，其中，光纖具有漸變型折射率時，其折射率變化可以用折射率沿半徑的分布函數n(ρ)來表示，

式中：n₁為芯層11軸心的折射率，n₂為芯層11外內包層13的折射率，α為折射率系數，R1為芯層11的半徑。經過40年的努力，預制棒和光纖的制造工藝已經達到了極致。除了二氧化硅的本征吸收外，摻雜二氧化鍺的吸收和散射是通信光纖衰減的最主要來源，故減小芯層二氧化鍺的含量是降低光纖衰減的主要方向。現有典型G.654單模光纖設計中，雖然其芯層的折射率和二氧化鍺的含量顯著低于典型G.652光纖，但是其模場直徑、截止波長λ_cc和彎曲損耗限制了芯層二氧化鍺摻雜量的進一步下降。

發明內容

有鑒于此，有必要提供一種光纖，其通過合理的光纖結構設計，使光纖的損耗進一步降低，且同時滿足G.654對模場直徑、截止波長和彎曲損耗等參數的要求。

本發明提供一種截止波長位移單模光纖，包括漸變型折射率的芯層、依次包覆的階躍折射率的內包層、凹陷包層、中包層和外包層，其中：