[发明专利]具有低弯曲损耗的宽带宽光纤

说明书

技术领域

本发明涉及光纤领域，并且更加具体地，涉及一种光纤，所述光纤具有减低的弯曲损耗和用于宽带应用的宽带宽。

背景技术

光纤(即通常由一个或多个涂覆层包围的玻璃纤维)常规地包括传输和/或放大光信号的光纤纤芯(即中央纤芯)和将所述光信号限制在所述光纤纤芯内的光包层(或外光包层)。相应地，所述光纤纤芯的折射率n_c一般大于所述外光包层的折射率n_g(即n_c＞n_g)。所述中央纤芯和所述光包层之间的折射率差一般通过将掺杂剂注入所述中央纤芯和/或所述光包层内来获得。

通常，光纤的所述中央纤芯和所述光包层是通过气相沉积(例如，内部化学气相沉积(CVD)、外部气相沉积(OVD)、气相轴向沉积(VAD)等)获得的。借助内部CVD类型的方法，所述外光包层是通过沉积管以及可能还通过外包层(overcladding)或通过套管来构成的。所述中央纤芯由基质构成，所述基质可选地包括掺杂元素。所述中央纤芯的基质通常由二氧化硅制成。

术语“折射率分布”(″index profile″或“refractive index profile”)表示了绘出折射率作为光纤半径变化的函数的函数图。常规地，沿横轴绘出距光纤中央的距离r，沿纵轴绘出距所述光纤中央给定距离处的折射率与所述光纤的外光包层处的折射率之间的差值。

通常将折射率分布描述成其外观的函数。因此，用术语“阶跃(step)”、“梯形”、“三角形”或“抛物线形”(还称为渐变分布(graded profile)或“阿尔法(alpha)”分布)，来描述分别呈阶跃、梯形、三角形或抛物线形的图。这些曲线代表光纤的理想分布或设计分布，并且光纤制造限制可能导致稍稍不同的分布。

有两种主要的光纤类型，即多模光纤(或多模纤维)和单模光纤(或者SMF的单模(monomode或single mode)纤维)。在多模光纤中，对于给定的波长，多个光模式同时沿光纤传播。在单模光纤中，基模是主要的，高阶模强烈衰减。

单模光纤或多模光纤的通常直径是125微米(μm)。多模光纤的中央纤芯直径通常是50μm或62.5μm，而单模光纤的中央纤芯直径一般大约在6μm到9μm的范围内。

因为对于多模光系统而言，源、连接器和维护费较便宜，所以多模光系统比单模光系统便宜。

多模光纤通常用于短距离应用(即本地网络)且要求宽带宽。多模光纤是光纤间兼容性要求国际标准化的主题。所述国际标准是ITU-T标准G.651.1，该标准具体定义与带宽、数值孔径和纤芯直径有关的指标。

为将光纤用于宽带应用，需要尽可能宽的带宽。对于给定的波长，带宽可以用各种方式表征。因此，对于所谓的过满注入(OFL)带宽和有效模式带宽(EMB)，作出了区分。

获得所述OFL带宽，需要使用在遍及纤维的整个径向表面上呈现均匀激发的光源，例如激光二极管或发光二极管(LED)。

然而，近来开发出的用于宽带应用的光源，所谓的垂直腔表面发射激光器(VCSEL)在遍及光纤的径向表面上提供非均匀激发。对于这类光源而言，所述OFL带宽不太合适，而使用所述EMB是优选的。

所计算的有效模式带宽(EMBc)，无论所使用的VCSEL二极管怎样，估算多模光纤的最小EMB。所述EMBc，以广为人知的方式，从色散模式延迟(DMD)的测量被获得。

图1示出了DMD测量的原理，所述DMD测量，使用FOTP-220标准执行，按照在2002年11月22日的其TIA SCFO-6.6版本中公布的指标。DMD图是通过下面步骤获得的：将给定的波长λ₀的相同光脉冲21连续地射入多模光纤20内，在相对于光纤纤芯中央24不同的径向偏移22处；并且测量在给定的纤维长度L之后的每个光脉冲的延迟。为了表征具有50μm直径的光纤，所述FOTP-220标准需要进行26次单独的测量，每次测量在不同的径向偏移处。根据这些测量，可能推导出DMD的图23：该DMD图给出了脉冲延迟(在图1的示例中用纳秒(ns)单位表示)作为所述的射入的径向偏移的函数(在图1的示例中用μm单位表示)，还可能以广为人知的方式推导出所述EMBc。