[發明專利]利用化學汽相沉積制造光纖預成型的方法

無效

• 申請號: 97180516.4
• 申請日: 1997-12-08
• 公開（公告）號: CN1239934A
• 公開（公告）日: 1999-12-29
• 發明（設計）人: A·F·伊文斯;D·A·諾蘭
• 申請（專利權）人: 康寧股份有限公司
• 主分類號: C03B37/014
• 分類號: C03B37/014;C03B37/018;G02B6/16
• 代理公司: 上海專利商標事務所
• 代理人: 李湘

相關申請的交叉參照

本申請是1995年6月7日提交的美國專利申請No.08/477,679的延續部分，上述美國專利申請是1993年12月27日提交的美國專利申請08/172,937的分案。

發明領域

本發明涉及拉制光纖用預成型的制造方法；這些方法特別適于制造電信系統用的高速數據光纖。

背景技術

已知當傳輸功率處于非線性區域時光纖內將產生孤立子。由于非線性折射率下的色散平衡，光孤立子在沿光纖傳播時保持較窄的瞬間脈沖不變。在數學上這種現象適于用眾所周知的非線性薛定諤方程描述。例如參見C.Sien的“Concatenated?Soliton?Fibre?Link”(Electronics?Letters，volume?12，pages?237-238(1991))一文。在非線性薛定諤方程中有三個重要項。這些項涉及衰減、群速度色散和非線性折射率效應。群速度色散項與非線性折射率項的平衡至今仍然吸引著眾多的注意力并且已經有相當的了解。但是實際光纖中脈沖的傳播要發生衰減；這可能使孤立子脈沖形成線性調頻脈沖并隨后展寬，從而成為線性的。

這里所用的術語“色散”指的是群速度色散，它是材料色散與折射率分布色散之和。

有人提出，如果群速度色散隨距離近似于指數下降，則有損耗的光纖中可以有孤立子存在(K.Tajima，“Compensation?of?Soliton?Broadening?in?NonlinearOptical?Fibers?with?Loss”，Optical?Letters，volume?12(1)，pp.54-56，1987)。這樣，群速度色散連續變化從而與變化著的功率水平匹配。該篇文獻提出通過使光纖逐漸變細的方式改變內芯直徑可以做到這一點并且可以通過控制光纖拉制速度制造出這種光纖。圖1示出了這種光纖，其中光纖5的直徑從輸入端部6呈指數形式減小至輸出端部7。光纖5的內芯直徑正比于光纖外徑。在Tajima提出的理論實驗中，這種光纖的有效內芯直徑在100公里的距離上從10微米左右呈指數形式減小至5微米左右。

色散減小光纖實際上是通過改變光纖拉制速度制造出來的，光纖的外徑從175微米減小至115微米，從而使得測得的色散在1公里長度內從10ps/nm-km減小至1ps/nm-km(V.A.Bogatyrev等人，“A?single-mode?fiber?with?chromaticdispersion?varing?alongthe?length”，Journal?of?Lightwave?Technology，volume?9(5)，pages?561-566，1991)。隨后光纖被用來產生70?GB/s下的一連續孤立子脈沖序列(S.V.Chernikov，“70?Gbit/s?Fibre?based?source?of?fundamental?solitons?at?1550?nm”，Electronics?Letters，volume?28(13)，pages?1210-1211，1992)。這種光纖潛在的應用是圖2孤立子通信系統中所示的典型超高比特率電信系統。脈沖序列被輸入放大器11并耦合至色散減小光纖DDF-15，輸入端a的色散大于輸出端b的色散。在傳播一定的距離(該距離受最大色散范圍所限)之后，光信號在放大器12處再次放大并耦合至色散減小光纖DDF-16，它包括高色散端a相鄰放大器12和低色散端b相鄰放大器13。

也有人提出在孤立子通信線路中采用色散減小光纖可以延伸例如放大器11與12之間的距離。雖然色散減小光纖可以有許多應用，但是對于外徑和內芯直徑如Tajima和Bogatyrev文章中所述那樣變化的錐形光纖來說，將會在例如光纖拼接和敷設方面存在問題。

發明內容

因此本發明的目標是提供一種直徑恒定光纖的制造方法，該光纖的色散沿長度方向變化。本發明的另一個目標是提供一種色散減小光纖的制造方法，該光纖的色散沿軸向的變化并不完全依從于光纖外徑的變化。本發明的另一個目標是提供一種光纖制造方法，該光纖的折射率分布沿長度方向變化。