[發(fā)明專利]一種低衰減環(huán)形纖芯光纖

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910527466.X
• 申請日: 2019-06-18
• 公開（公告）號: CN110244404B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅文勇;杜城;何茂友;柯一禮;伍淑堅;李偉;余志強;朱僑;曾凡球
• 申請（專利權(quán)）人: 烽火通信科技股份有限公司;銳光信通科技有限公司;新疆烽火光通信有限公司
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02;G02B6/036
• 代理公司: 武漢智權(quán)專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 董婕

本發(fā)明公開了一種低衰減環(huán)形纖芯光纖，涉及低衰減光纖領(lǐng)域。該光纖由內(nèi)至外依次包括內(nèi)石英包層、環(huán)形纖芯和外石英包層，其中，內(nèi)石英包層和外石英包層均由摻鉀、鋰或硼的二氧化硅組成，環(huán)形纖芯由僅摻鍺或者鍺鉀、鍺鋰共摻的二氧化硅組成；內(nèi)石英包層的折射率與外石英包層的折射率相等，且環(huán)形纖芯的折射率大于內(nèi)石英包層的折射率。該光纖還包括位于內(nèi)石英包層與環(huán)形纖芯之間的內(nèi)下凹石英包層以及位于環(huán)形纖芯與外石英包層之間的外下凹石英包層；內(nèi)下凹石英包層和外下凹石英包層均由僅摻氟或者氟鉀、氟鋰共摻的二氧化硅組成，內(nèi)下凹石英包層的折射率與外下凹石英包層的折射率相等。本發(fā)明提供的光纖具有低衰減和高階OAM模式傳輸?shù)膬?yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于低衰減光纖領(lǐng)域，具體涉及一種低衰減環(huán)形纖芯光纖。

背景技術(shù)

社會的信息化帶來了海量的數(shù)據(jù)傳輸需求，特別是物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，帶來了海量的數(shù)據(jù)連接需求，預(yù)計在未來十年內(nèi)，中國市場上的連接數(shù)將突破100億。大數(shù)據(jù)的增長將每年翻一倍，到2030年，大數(shù)據(jù)將達到今天的1000倍。現(xiàn)有的光纖通信技術(shù)下通信容量增長已難以滿足這一數(shù)據(jù)增長需求，急需要開發(fā)新的通信傳輸技術(shù)。

近年來的研究表明，光束具有兩種角動量，一種是由于光束的偏振特性產(chǎn)生的角動量，另一種是由于光束具有螺旋相位結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的軌道角動量。當(dāng)光束含有角相關(guān)的相位分布(扭轉(zhuǎn)相位或螺旋相位)時，此類光束具有與角向相位相關(guān)的角動量，被稱為軌道角動量(Orbital Angular Momentum,OAM)。這種光子OAM具有矢量特性，其不同階數(shù)l正交，取值在理論上可以是任意整數(shù)值，這為基于光子OAM的復(fù)用技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。在現(xiàn)有的光通信鏈路基礎(chǔ)上，在現(xiàn)有光通信系統(tǒng)傳輸之余，通過復(fù)用攜帶不同信息的多個光子OAM模式實現(xiàn)共軸傳輸，為通信系統(tǒng)的可持續(xù)性擴容提供新途徑。

因此，基于OAM模式的復(fù)用技術(shù)因其開發(fā)了新的應(yīng)用維度，有潛力使光通信系統(tǒng)的傳輸容量呈幾何級數(shù)增長。OAM信號的光強分布符合高斯-拉蓋爾光束特性。采用環(huán)形纖芯波導(dǎo)結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)多個模式的傳輸。但是，環(huán)形纖芯結(jié)構(gòu)受限于衰減大的問題，難以低損耗傳輸長距離的OAM信號。為適應(yīng)超大容量光纖通信傳輸技術(shù)要求，急需研制低損耗(即，低衰減)的OAM光纖，以滿足長距離大容量OAM傳輸?shù)囊蟆?/p>

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種低衰減環(huán)形纖芯光纖。該光纖具備10km級OAM信號傳輸能力，能夠?qū)崿F(xiàn)l＝0、±1、±2階乃至±3階以上更高階的OAM信號高保真?zhèn)鬏敚黄?550nm波長處衰減值小于0.25dB/km，從而可更好滿足超大容量光纖通信傳輸?shù)陌l(fā)展需求。

為達到以上目的，本發(fā)明第一方面提供了一種低衰減環(huán)形纖芯光纖，其由內(nèi)至外依次包括：內(nèi)石英包層、環(huán)形纖芯和外石英包層；

其中，所述內(nèi)石英包層由摻鉀、鋰或硼的二氧化硅組成，所述環(huán)形纖芯由僅摻鍺或者鍺鉀、鍺鋰共摻的二氧化硅組成，所述外石英包層由摻鉀、鋰或硼的二氧化硅組成；

所述內(nèi)石英包層的折射率n₁₁與所述外石英包層的折射率n₁₅相等，且所述環(huán)形纖芯的折射率n₁₃大于所述內(nèi)石英包層的折射率n₁₁。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述環(huán)形纖芯相對于所述內(nèi)石英包層的相對折射率差△₁₃為1.5％～2.0％。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述內(nèi)石英包層和所述外石英包層中所摻雜的元素的種類及所摻雜的元素的濃度相同。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述內(nèi)石英包層的直徑d₁₁為11.0-15.0μm；所述環(huán)形纖芯的厚度L₁₃為3.0-6.0μm；所述外石英包層的直徑d₁₅為80-125μm。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述光纖在1550nm波長處衰減值小于0.25dB/km。