[發明專利]一種用于模分復用系統的超低衰減少模光纖

有效

• 申請號: 201710599716.1
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN107247304B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 周紅燕;張磊;李鵬;朱繼紅;吳俊;汪洪海;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

本發明涉及用于模分復用系統的超低衰減少模光纖，包括芯層和包層，其特征在于所述芯層的相對折射率差Δ1為0.02％～0.04％，R1為8.2～10μm；所述的包層由內向外依次包括第一內包層、下陷內包層、第二內包層和外包層，第一內包層相對折射率差Δ2為?0.36％～?0.33％，R2為11μm～15μm，下陷內包層緊密相對折射率差Δ3為?0.85％～?0.6％，R3為16.5μm～22μm，第二內包層緊密包繞下陷包層，其相對折射率差Δ4為?0.37％～?0.34％，R4為19μm～35μm，外包層緊密圍繞第二內包層，為純二氧化硅玻璃層。本發明的光纖在1550nm支持四個穩定的線偏振光傳輸模式，且每個模式均具有超低衰減，又具有較小的差分模群時延，本發明工藝簡單，便于制作。

技術領域

本發明涉及一種適用于模分復用光纖通信系統的超低衰減少模光纖，屬于光纖通信技術領域。

背景技術

近年來大數據、固定互聯網、移動互聯網、“互聯網+”等帶來了數據IP流量和帶寬的指數級增長，網絡帶寬快速擴張。據CiscoVNI預測，到2020年全球IP流量將會達到194EB/月。截止到2016年年底，光纖寬帶接入占比已達76.6％。作為光通信重要載體的光纖如何滿足大容量傳輸的需求？基于波分復用系統和EDFA放大技術，傳統單模光纖的傳輸容量正逐步接近單根單模光纖100Tb/s的香農極限。從物理角度來講，光信號可以進行五個方面的維度的復用，分別是時間、偏振、頻率、正交及空間。目前光通信技術中，高速信號正在采用多種復用技術，如時分復用、波分復用、偏振復用、正交振幅復用技術，近年來，基于空間維度上的復用技術，如空分復用和模分復用技術成為了光通信領域擴展傳輸容量的研究熱點，而支持此項復用技術的就是多芯光纖、少模光纖、多芯少模光纖。

空分復用和模分復用技術可以打破傳統的香農極限，是下一代支持實現更高帶寬的傳輸和解決傳輸容量問題的最好方法，被視為繼波分復用WDM技術后第二次技術革命。實驗表明，使用少模光纖結合多輸入輸出(MIMO)技術能夠在兩個和/或兩個以上的空間傳播模式下同時傳輸信號。并且MIMO技術能夠補償模式間的相互耦合，經過復用和解復用后，在接收端將各個空間模式分離開來。

在波動光學中，根據階躍型光纖的模式理論，芯層和包層的半徑尺寸以及折射率分布大小直接影響光纖中的線偏振模傳輸模式數目，此特性可以用歸一化頻率V來量化：其中a₁是芯層半徑，n₁是芯層折射率，n₂是包層折射率。當光纖波導設計滿足歸一化頻率V＜2.405的條件時，僅支持線偏振模LP01(也即HE11模)，就是我們經常提到的常規單模光纖；一旦V＞2.405光纖中傳輸模式會出現不止一個的高階傳輸模HOM。因為我們通過適當控制歸一化頻率的值在一定范圍，可以設計出支持指定數目個模式傳輸的少模光纖。如，當2.405＜V＜3.8，支持2個LP模式(LP01，LP11)；3.8＜V＜5.1，則支持4個LP模式(LP01，LP11,LP21，LP02)。

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。作為光纖通信系統中的重要傳輸媒質，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。光纖的衰減越小，光信號在這種媒質中的傳輸距離越長，光通信系統的無中繼距離也越長，從而能顯著減少中繼站數量，在提高通信系統可靠性的同時使得建設和維護成本大幅降低；對單模光纖而言，光纖的衰減系數可以用公式(1)表示：

α＝R/λ⁴+α_IR+α_IM+α_OH+α_UV+B (1)