[发明专利]具有低弯曲损耗的大有效面积光纤

说明书

光纤，其具有1550nm处至少130μm²的大有效面积，以及1550nm波长处小于0.4dB/km的丝网鼓微弯曲损耗。光纤可包括纤芯(14，16)、包层(18，20)和涂层(22，24)。纤芯可包括中心纤芯区域(14)和环绕第一纤芯区域(16)。包层可包括凹陷折射率内包层区域(18)和外包层区域(20)。涂层包括环绕了包层并与之直接相邻的直径小于190微米得到第一涂层(22)和环绕了第一涂层的原位模量大于1.5GPa的第二涂层(24)。第一涂层可以由第一组合物形成，其可包含丙烯酸酯单体或N‑乙烯基酰胺单体以及丙烯酸酯低聚物，其中，所述丙烯酸酯低聚物为35‑55重量％。第二涂层可由第二组合物形成，其包含一种或多种丙烯酸酯或二丙烯酸酯单体以及丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯低聚物，其中，低聚物小于或等于3重量％。

本申请根据35U.S.C.§119，要求2013年3月28日提交的美国临时申请系列第61/806,005号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。

技术领域

本发明一般地涉及光纤，具体地，涉及具有大有效面积和低微弯曲损耗的光纤。

背景技术

在用于进行远距离高功率传输的远距离通讯系统中，通常需要光学放大器技术和波分复用技术。只有在比特率、误码率、多路复用方案和(有可能)光学放大器具体指定的特定的远距离通讯系统中，高功率和长距离的定义才有意义。本领域技术人员已知，其它的因素也会影响高功率和长距离的定义。但是，对于大多数的目的，高功率表示光学功率约大于10mW。高功率系统经常遭受非线性光学效应的影响，所述非线性光学效应包括自相位调制、四波混频、交叉相位调制和非线性散射过程，所有这些非线性光学效应都会造成高功率系统的信号下降。在一些应用中，等于或小于1mW的光学功率等级对非线性效应是敏感的，因此在较低功率系统中，非线性效应仍然是一个很重要的考量因素。此外，其他光纤属性，例如衰减，也对信号下降产生影响。

通常，具有大有效面积(A_eff)的光波导光纤降低信号下降非线性光学效应，包括自相位调制、四波混频、交叉相位调制和非线性散射过程。但是，增加光波导光纤的有效面积通常导致宏弯曲诱发的损耗和微弯曲诱发的损耗增加，这使得通过光纤传输的信号衰减。对于长传输距离(例如大于或等于100km)和再生器、放大器、发射器和/或接收器之间具有大间隔的系统，对于低的微弯曲损耗的需求变得越来越重要。希望开发一种具有低弯曲损耗的大有效面积(A_eff)光纤。

发明内容

本发明提供具有大有效面积(A_eff)和低弯曲损耗的光纤。光纤可包括纤芯区域、包层区域和涂层。纤芯区域可包括中心纤芯区域和环绕纤芯区域。包层区域可包括具有第一折射率的内包层区域和具有第二折射率分布的外包层区域。涂层可包括环绕了包层的第一涂层和环绕了第一涂层的第二涂层。第一涂层的原位模量可低于第二涂层的原位模量。

中心纤芯区域的半径r₀可小于或等于2μm。环绕纤芯区域的外半径r₁可以是4-10μm。内包层区域的外半径r₂可以是16-30μm。

用于纤芯区域和包层区域的材料包括：石英、碱金属或碱土金属改性的石英、和/或掺杂的石英。纤芯区域可包含不含Ge的石英。中心纤芯区域可包含不含Ge的石英，环绕纤芯可包含掺杂的石英。环绕纤芯区域可包括第一区域和第二区域，所述第一区域包含具有第一掺杂剂的石英，所述第二区域包含具有第二掺杂剂的石英。环绕纤芯区域可包括第一区域和第二区域，所述第一区域包含具有第一浓度的第一掺杂剂的石英，所述第二区域包含具有第二浓度的第一掺杂剂的石英。掺杂剂可包括作用是增加或降低纤芯区域相对于纯石英的折射率的元素。代表性的掺杂剂包括卤化物(例如，Cl、Br、F)、金属(例如，Al、Ti、过渡金属)、Ge和P。这些掺杂剂或者其他掺杂剂(例如碱金属，如K、Na)可用于改性纤芯区域相对于纯石英的粘度。