[發(fā)明專利]一種高帶寬多模光纖

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710683698.5
• 申請日: 2017-08-11
• 公開（公告）號: CN107479129A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃榮;王潤涵;肖武豐;王海鷹
• 申請（專利權(quán)）人: 長飛光纖光纜股份有限公司
• 主分類號: G02B6/028
• 分類號: G02B6/028;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

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種在較寬波長范圍都具有高帶寬性能的多模光纖，屬于光通信技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

多模光纖以其較低廉的系統(tǒng)成本優(yōu)勢，和易于接續(xù)的特點，在短距離傳輸網(wǎng)絡(luò)中廣泛使用，如LAN局域網(wǎng)中。隨著用戶對網(wǎng)絡(luò)容量需求的不斷增長，高性能傳輸網(wǎng)絡(luò)對多模光纖的帶寬提出更高的要求。

隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，人們已經(jīng)進入了光纖寬帶和多業(yè)務融合的信息高速發(fā)展時代。融合后的電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)都可以承載多種信息化業(yè)務，都可以為用戶提供電話通信、上網(wǎng)和看電視等多種服務。尤其是近年來云計算和物聯(lián)網(wǎng)等概念的提出，都給現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)帶來了海嘯般的數(shù)據(jù)沖擊。這必將加快如數(shù)據(jù)中心、企業(yè)機房、存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)、網(wǎng)絡(luò)附加存儲(NAS)和高性能計算中心等應用的建設(shè)和普及，并對其中的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的高帶寬和靈活性提出更高的要求，以便能夠支持更高性能的連接。彎曲不敏感多模光纖是廣泛應用于數(shù)據(jù)中心和企業(yè)機房中的網(wǎng)絡(luò)傳輸媒介，高性能傳輸網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)對彎曲不敏感多模光纖提出了更多苛刻的要求，其中以光纖的帶寬性能和抗彎曲特性為最重要的兩項參數(shù)。

多模光纖在數(shù)據(jù)中心、企業(yè)機房、SAN、NAS等應用場景中往往是鋪設(shè)在狹窄的機柜、配線箱等集成系統(tǒng)中，光纖會經(jīng)受很小的彎曲半徑。常規(guī)多模光纖進行小角度彎曲時，靠近纖芯邊緣傳輸?shù)母唠A模很容易泄漏出去，從而造成信號損失。降低光纖彎曲附加損耗的一個有效方法是在光纖包層增加低折射率區(qū)域來限制高階模的泄漏，使信號損失最小化。如專利US8428410B2，在多模光纖折射率剖面的芯層外部引入單邊3～5μm寬度的下陷包層結(jié)構(gòu)，從而獲得了顯著降低的宏彎損耗。

為了獲得具有良好穩(wěn)定性的高帶寬多模光纖，光纖芯層必須具有精細的alpha型拋物線折射率剖面。同時，光纖芯層摻雜元素的種類和含量會影響光纖的材料色散，從而影響光纖帶寬對波長的敏感性。通常，多模光纖芯層通過摻雜一定量的鍺元素來實現(xiàn)alpha型拋物線折射率剖面。摻雜有鍺元素的SiO2具有較高的材料色散，因此現(xiàn)有摻鍺量較高的多模光纖具備高帶寬性能所對應的波長范圍都很窄，光源波長的小幅改變會帶來帶寬性能的急劇下降。然而，在波分復用系統(tǒng)中應用的多模光纖需要在較寬的波長范圍內(nèi)維持高帶寬性能，常規(guī)摻鍺量較高的多模光纖在波分復用系統(tǒng)中的傳輸距離往往受限。此外，降低摻鍺量也有利于光纖衰減的降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化，帶寬-波長敏感性較小的高帶寬多模光纖。

為方便介紹本發(fā)明內(nèi)容，定義部分術(shù)語：

漸變型多模光纖的芯層折射率剖面滿足如下冪指數(shù)函數(shù)分布：

其中，n₁為光纖軸心的折射率；r為離開光纖軸心的距離；a為光纖芯半徑；α為分布指數(shù)；Δ₀為纖芯中心相對純二氧化硅玻璃的相對折射率差。

相對折射率差即Δ_i：

其中，n_i為距離纖芯中心i位置的折射率；n₀為純二氧化硅玻璃的折射率。

上摻雜劑：指相對于純二氧化硅，能夠提高玻璃折射率的摻雜物質(zhì)，如鍺、氯、磷、鋁、鈦等。

下?lián)诫s劑：指相對于純二氧化硅，能夠降低玻璃折射率的摻雜物質(zhì)，如氟、硼等。

本發(fā)明為解決上述提出的問題所采用的技術(shù)方案為：包括芯層和圍繞芯層的包層，其特征在于所述的芯層折射率剖面呈拋物線形，分布指數(shù)α為1.9～2.2，芯層的半徑R1為23～27μm，芯層中心位最大相對折射率差Δ1為0.5～1.0％，所述的包層由內(nèi)到外依次為內(nèi)包層、下陷包層和外包層，所述的內(nèi)包層的半徑為R2，單邊徑向?qū)挾?R2-R1)為1～3μm，相對折射率差Δ2為-0.5～-0.1％；所述的下陷包層的半徑為R3，單邊徑向?qū)挾?R3-R2)為4～8μm，相對折射率差Δ3為-1.0～-0.45％；所述的外包層相對折射率差Δ4為-0.5～-0.1％。

按上述方案，所述的外包層相對折射率差與內(nèi)包層相對折射率差的差值Δ4-Δ2為-0.05～0.05％。

按上述方案，所述的芯層為摻有上摻雜劑的二氧化硅玻璃層，所述的包層為摻有下?lián)诫s劑的二氧化硅玻璃層。

按上述方案，所述的芯層為鍺氟共摻的二氧化硅玻璃層，所述的包層為摻氟的二氧化硅玻璃層，且芯層相對折射率差Δ1≤0.8％，內(nèi)包層相對折射率差Δ2≤-0.2％。