[发明专利]单模光纤

说明书

技术领域

本发明涉及光纤传输领域，更确切地，涉及一种具有扩大的有效面积的线性光纤。

背景技术

对于光纤，折射率分布通常根据联系折射率与光纤半径的函数的图形外观分类。在标准方式下，在x轴上显示到光纤中心的距离r。在y轴上，显示折射率(在半径r处)和光纤包层的折射率之间的差。因此，术语“阶跃形(step)”、

“梯形(trapezium)”、“阿尔法(alpha)”或“三角形(triangle)”折射率分布被用于描述具有阶跃形、梯形、阿尔法或者三角形形状曲线的图形。这些曲线是光纤的理论的或者预设的分布的一般代表，同时，光纤的制造约束条件可能导致些微的差异。

在标准方式下，光纤由光学纤芯和光学包层组成，光学纤芯的功能为传输并选择性地放大一光信号，光学包层的功能为将所述光信号限制在纤芯内。为此目的，纤芯的折射指数n_c和包层的折射指数n_g为n_c＞n_g.。众所周知，在单模光纤内光信号的传播可被分解为在纤芯内导向的基模(fundamental mode)，以及在纤芯-包层组件中的一定距离内导向的第二模(secondary modes)，称为包层模(cladding modes)。

在标准方式下，阶跃折射率光纤(step-index fibres)，也称为SMF(“单模光纤(Single Mode Fibres)”)，在光纤传输系统中作为做线性光纤使用。所述光纤具有符合特定电信标准的色散(chromatic dispersion)和色散斜率，以及标准化的截止波长(cut-off wavelength)和有效面积数值。

为了满足来自不同制造商的光学系统之间兼容的需要，国际电信联盟(theInternational Telecommunication Union，ITU)制定了一项标准，ITU-T G.652标准，称为SSMF(Standard Single Mode Fibre标准单模光纤)的标准光学传输纤维必需符合所述标准。

在其它方面中，G.652标准针对传输光纤建议：在1310nm波长处的模场直径(Mode Field Diameter，MFD)范围为8.6-9.5μm[8.6；9.5μm]；光缆截止波长的数值最大为1260nm；零色散波长(表示为λ₀)的数值的范围为1300-1324nm[1300；1324nm]；色散斜率的数值最大为0.092ps/nm²-km。在标准方式下，如同国际电工委员会(International Electrotechnical Commission)的分组委员会86A在IEC 60793-1-44标准中规定的，光缆截止波长测定为，在22米的光纤中传播之后，光信号已不再是单一模式的那个波长。

以本质上已知的方式，传输光纤的有效面积的增加引起光纤中非线性效应的减少。具有扩大的有效面积的传输光纤允许较长距离上的传输，和/或传输系统操作裕量的增加。典型地，SSMF具有80μm²量级的有效面积A_eff。

为了增加传输光纤的有效面积，建议制造具有与SSMF相比扩大的和平坦的纤芯的光纤分布。然而，光纤纤芯形状的如此改变导致光纤中微弯损耗的增长，有效的和光缆截止波长的增长。在标准方式下，有效截止波长测定为，按照IEC的分组委员会86A在IEC 60793-1-44标准中规定的，在2米的光纤中传播之后，光信号已不再是单一模式的那个波长。

US-A-6 658 190描述了具有大于110μm²的扩大的有效面积的传输光纤。所述的光纤具有非常粗的纤芯(是SSMF的1.5至2倍)，和具有不变的的或者浅凹陷包层(shallowly depressed cladding)的构造。为了补偿由有效面积的增加引起的微弯损耗的增加，所述文献建议增大光纤的直径(图29)。然而，所述的光纤直径的增加包括成本的增加，并导致由于与其他光纤不相容引起的成缆问题。另外，所述文献指出，截止波长随着所考虑的光纤的长度而减小(图5)，并且，特别地，所述光纤实现了传输1公里后的单模特性。然而，所述截止波长的测量并不符合上文引用的标准化的测量。所述文献中描述的光纤具有大于1260nm的光缆截止波长和小于1300nm的零色散波长λ₀。因此，所述文献中的光纤并不符合G.652标准中的建议。