專利名稱：光纖與光傳輸線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適合用于波分多路復(fù)用光通信中的光纖與光傳輸線。
在此指出，能用于WDM光傳輸?shù)墓饫w的眾所周知的實(shí)例是在1.3μm具有零色散的單模光線(SMF)，和在使用的波段中不具有零色散的色散位移型光纖(NZDSF)；然而這些類型的光纖具有非線性的問(wèn)題。在此情況下，需要開發(fā)一種新型的光纖。
具體說(shuō)，為了解決非線性問(wèn)題，已經(jīng)開發(fā)出一種光線，其色散值被設(shè)置為完全遠(yuǎn)離零，有效芯區(qū)域Aeff被放大。該光纖的實(shí)例在Collection ofLecture Notes C-3-76和C-3-77 for the electronics Society Convention1999 held by the Institute of Electronics，Information andCommunication Engneers中有討論。
然而在Lecture Notes C-3-76和C-3-77中被討論的這些光纖，每一種都顯示出大于20ps/nm/km的色散值，因此當(dāng)光傳輸線由這些光纖形成時(shí)，光纖色散的累積量增大。由于色散量的增大，使傳輸線不能合適地用于長(zhǎng)距離WDM光傳輸。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種光纖，其具有的色散值維持在常規(guī)SMF的相同水平，而比常規(guī)SFM更適合用作WDM光傳輸。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種光傳輸線，包含適合用作WDM光傳輸?shù)纳鲜龉饫w。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種光纖，從內(nèi)側(cè)順序地包括，中央纖芯部分，側(cè)纖芯部分，和包層部分，其在1550波長(zhǎng)上具有14ps/nm/km或更高且20ps/nm/km或更小的色散值，在1550波長(zhǎng)上具有在0.05ps/nm2/km或更高且0.08ps/nm2/km或更小的色散斜率，以及在1550波長(zhǎng)上具有0.2dB/km或更小的傳輸衰減，其中，中央纖芯部分和包層部分之間的相對(duì)折射率差Δ1為0.25％或更高且0.50％或更小，側(cè)纖芯部分和包層部分之間的相對(duì)折射率差Δ2為0.05％或更大且0.30％或更小，滿足不等式Δ2＜Δ1，中央纖芯部分的外直徑a與側(cè)纖芯部分的外直徑b之間的比率a/b為0.3或更大且0.7或更小，以及在波長(zhǎng)1550nm的有效纖芯面積Aeff為90μm2或更大。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供一種光傳輸線，包括配置為傳輸一種光信號(hào)的多根光纖，其中，所述多根光纖中的至少一根是上述的光纖。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中提出，并且部分地明確，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解。本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)下面具體指出的手段和組合實(shí)現(xiàn)和獲得。


圖1是示意性顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光纖的折射率分布圖；圖2是示意性顯示包含根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光纖的光傳輸系統(tǒng)。
現(xiàn)在將參照附圖描述本發(fā)明的具體實(shí)施例。
圖1是示意性顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光纖的折射率分布圖；圖1示出了具有外直徑a的中央纖芯部分的折射率分布1，具有外部直徑b的側(cè)纖芯部分的折射率分布2，和包層部分的折射率分布3。
由圖1可以看出，在中央纖芯部分1與包層部分3之間有一個(gè)最大相對(duì)折射率差Δ1，在側(cè)纖芯部分2與包層部分3之間有一個(gè)最大相對(duì)折射率差Δ2。
在此應(yīng)當(dāng)注意，相對(duì)于根據(jù)本實(shí)施例的光纖，側(cè)纖芯部分2與包層部分3之間的相對(duì)折射率差Δ2由下述確定即(1)在側(cè)纖芯部分2中沒(méi)有折射率的局部最大點(diǎn)的情況下，相對(duì)折射率差Δ2取折射率分布曲線的斜率位于最小值處的值。
(2)在側(cè)纖芯部分2中有折射率的局部最大點(diǎn)的情況下，相對(duì)折射率差Δ2取側(cè)纖芯部分折射率的局部最大點(diǎn)與包層部分3之間的相對(duì)折射率差的值?；蛘撸趥?cè)纖芯部分2中有多個(gè)折射率的局部最大點(diǎn)的情況下，取側(cè)纖芯部分2的折射率的局部最大點(diǎn)的最大值與包層部分3之間的相對(duì)折射率差的值。在此應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)在側(cè)纖芯部分2中的折射率有一個(gè)局部最大點(diǎn)的時(shí)候，也有一個(gè)局部最小點(diǎn)。在此，當(dāng)側(cè)纖芯部分2與包層部分3之間的相對(duì)折射率差的局部最小值(即折射率的局部最小值)是Δ2的0.5倍或更大時(shí)，側(cè)纖芯部分2形成為一個(gè)區(qū)域。
此外，中央纖芯部分1和側(cè)纖芯部分2之間的界限確定在當(dāng)中央纖芯部分1的折射率分布曲線被α曲線近似時(shí)，α曲線交叉于相對(duì)折射率差為零的線的點(diǎn)上。注意到α曲線可由下列公式表達(dá)Δn(r)＝Δn(0)·{1-(2r/a)α}其中Δn(r)表示距中心距離“r”處的相對(duì)折射率差，Δn(0)表示最大相對(duì)折射率差，″a″表示中央纖芯部分的外直徑，″r″表示距中心的距離。
此外，側(cè)纖芯部分和包層部分之間的界限定義在相對(duì)折射率差變成側(cè)纖芯部分和包層部分之間的相對(duì)折射率差Δ2的1/10，和在相對(duì)折射率差變化方向上延伸的線交叉于相對(duì)折射率差為零的線的點(diǎn)上。
根據(jù)如圖1所示的本實(shí)施例的光纖的折射率分布，中央纖芯部分和包層部分之間的相對(duì)折射率差Δ1為0.25％到0.50％，更優(yōu)選地，在0.33％到0.40％范圍。如果相對(duì)折射率差Δ1小于0.25％，則色散值上升到20ps/nm/km或更大，如果超過(guò)0.50％，Aeff降至90μm2或更小，是不適宜的。
側(cè)纖芯部分和包層部分之間的相對(duì)折射率差Δ2為0.05％到0.30％，更優(yōu)選地，在0.15％到0.20％范圍。如果相對(duì)折射率差Δ2小于0.05％，則彎曲衰減變大，如果超過(guò)0.30％，截止波長(zhǎng)將超過(guò)1550nm，是不適宜的。
Δ1與Δ2之間關(guān)系應(yīng)當(dāng)為Δ2＜Δ1，如果Δ2≥Δ1，不能獲得所需的特性，是不適宜的。
在具有如上所述的折射率分布的光纖中，中央纖芯部分的外直徑a與側(cè)纖芯部分的外直徑b之間的比率a/b應(yīng)當(dāng)在0.3至0.7范圍，更優(yōu)選地，在0.4到0.6范圍。如果比率a/b小于0.3，截止波長(zhǎng)變大，如果超過(guò)0.7，彎曲衰減變大，是不適宜的。
在波長(zhǎng)1550nm的有效纖芯面積Aeff應(yīng)當(dāng)為90μm2或更大，更優(yōu)選地應(yīng)當(dāng)為100μm2或更大。如果在波長(zhǎng)1550nm的有效纖芯面積Aeff小于90μm2，非線性效應(yīng)變得顯著。
根據(jù)上述實(shí)施例的光纖中，在波長(zhǎng)1550nm處的色散值應(yīng)當(dāng)在14ps/nm/km至20ps/nm/km范圍中，更優(yōu)選地應(yīng)當(dāng)在14ps/nm/km至16ps/nm/km范圍中。如果在波長(zhǎng)1550nm處試圖獲得色散值小于14ps/nm/km，折射率分布變得復(fù)雜，結(jié)果變得更壞，如果超過(guò)20ps/nm/km，波形被扭曲，是不適宜的。
在波長(zhǎng)1550nm的色散斜率應(yīng)當(dāng)在0.05ps/nm2/km到0.08ps/nm2/km范圍中，更優(yōu)選地應(yīng)當(dāng)在0.05ps/nm2/km到0.07ps/nm22/km范圍中。如果在波長(zhǎng)1550nm處試圖獲得色散斜率小于0.05ps/nm2/km，則折射率分布變得復(fù)雜，結(jié)果變得更壞，如果超過(guò)0.08ps/nm2/km，傳輸波長(zhǎng)間隔必然變寬，是不適宜的。
在波長(zhǎng)1550nm的傳輸衰減應(yīng)當(dāng)在0.2dB/km或更小，更優(yōu)選地應(yīng)當(dāng)在0.19dB/km或更小。如果在波長(zhǎng)1550nm的傳輸衰減超過(guò)0.2dB/km，則放大器之間的距離變短，是不適宜的。
為了得到適用于WDM光傳輸?shù)墓饫w，需要抑制由于四波混合造成的波形失真，抑制由于自相位調(diào)制/交叉相位調(diào)制造成的波形失真，抑制由于色散造成的波形失真。
滿足上述條件的根據(jù)本實(shí)施例的光纖，符合上述要求，并且非常適合于用作WDM光傳輸。通過(guò)使用這種光纖，得到適合于WDM光傳輸?shù)墓鈧鬏斁€成為可能。
圖2是示意性顯示包含根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光纖的光傳輸系統(tǒng)。圖2示出了光發(fā)射機(jī)11，光放大器12a，12b，…，正色散光纖13a，13b，…，負(fù)色散光纖14a，14b，…，諸如DCF，和光接收機(jī)15。
圖2示出的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本身類似于常規(guī)的系統(tǒng)；然而，系統(tǒng)的一部分，特別是，光纖13a，13b，…，是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光纖。以這種結(jié)構(gòu)，顯著提高傳輸特性成為可能。由此，獲得適用于WDM光傳輸?shù)墓鈧鬏斁€成為可能。
現(xiàn)在舉出本發(fā)明的實(shí)例，本發(fā)明將更詳細(xì)地解釋。實(shí)例具有如圖1所示的折射率分布的光纖，當(dāng)參數(shù)(Δ1，Δ2，a/b)變化時(shí)在波長(zhǎng)1550nm上檢查其特性的變化。應(yīng)當(dāng)注意中央纖芯部分1的折射率設(shè)置為可以用α＝2的曲線近似，并且側(cè)纖芯部分沒(méi)有折射率的最大點(diǎn)。
側(cè)纖芯部分2的外直徑“b”可設(shè)置在10到40μm范圍，優(yōu)選地在18到30μm范圍。在此實(shí)施例中，側(cè)纖芯部分2的外直徑“b”設(shè)置在18到30μm范圍內(nèi)的最佳值。應(yīng)當(dāng)注意中央纖芯部分外直徑“a”應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地在8到12μm范圍。
檢查的結(jié)果示于下列表1中。在表1中，Δ1和Δ2的值的單位為％，色散值的單位為ps/nm/km，色散斜率的單位為ps/nm2/km，傳輸衰件的單位為dB/km，Aeff的單位為μm2。作為參照，截止波長(zhǎng)λc(單位nm)也列于表中。表1

由表1中可以看出，實(shí)例1到3的光纖的每一種具有在本發(fā)明規(guī)定范圍內(nèi)的折射率分布，因此它們具有適合于WDM光傳輸?shù)教匦?色散值為20ps/nm/km或更小)。作為對(duì)比，比較例的光纖具有的折射率分布不在本發(fā)明規(guī)定的范圍內(nèi)，因此其色散值超過(guò)20ps/nm/km。此外它的截止波長(zhǎng)移向長(zhǎng)波側(cè)。因此在1550nm附近波長(zhǎng)不適用于WDM光傳輸。
同時(shí)，一根光傳輸線由根據(jù)實(shí)例1的光纖和具有色散能夠基本上被完全補(bǔ)償?shù)木€型色散補(bǔ)償光纖制成。對(duì)于根據(jù)實(shí)例2和3的光纖以及根據(jù)比較例的光纖，也建成類似的光傳輸線。然后，在具有每波10Gbps的光信號(hào)用作WDM光信號(hào)，且16個(gè)波被以相同間隔布置在1530nm至1560nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的條件下，對(duì)這些傳輸線進(jìn)行傳輸測(cè)試。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，根據(jù)實(shí)例1～3的光纖制成的傳輸線顯示諸如10-9或更小的誤碼率的特性，適合于WDM光傳輸；而根據(jù)比較例的光纖制成的光傳輸線展現(xiàn)超過(guò)10-9的誤碼率，不能顯示出適合于WDM光傳輸?shù)奶匦浴?br> 應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明的光傳輸線不限于上述討論的傳輸線，而可以改型成多種形式。例如，光傳輸線可以由色散補(bǔ)償型光纖模塊構(gòu)成，代替線型色散補(bǔ)償光纖。
對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員可以看出其他的優(yōu)點(diǎn)和修改。因此本發(fā)明就其更廣泛的方面來(lái)說(shuō)不限于上述的細(xì)節(jié)和代表性實(shí)施例。因此，可以進(jìn)行各種修改而不偏離如附加的權(quán)利要求書和等價(jià)物所限定的總體發(fā)明概念的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種光纖，包括從內(nèi)側(cè)順序地，中央纖芯部分(1)，側(cè)纖芯部分(2)，和包層部分(3)，其在1550波長(zhǎng)上具有14ps/nm/km或更高且20ps/nm/km或更小的色散值，在1550波長(zhǎng)上具有0.05ps/nm2/km或更高且0.08ps/nm2/km或更小的色散斜率，以及在1550波長(zhǎng)上具有0.2dB/km或更小的傳輸衰減，其特征在于，中央纖芯部分(1)和包層部分(3)之間的相對(duì)折射率差Δ1為0.25％或更高且0.50％或更小，側(cè)纖芯部分(2)和包層部分(3)之間的相對(duì)折射率差Δ2為0.05％或更大且0.30％或更小，滿足不等式Δ2＜Δ1，中央纖芯部分(1)的外直徑a與側(cè)纖芯部分(2)的外直徑b之間的比率a/b為0.3或更大且0.7或更小，以及在波長(zhǎng)1550nm的有效纖芯面積Aeff為90μm2或更大。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的光纖，其特征在于，相對(duì)折射率差Δ1在0.33％到0.4％的范圍，Δ2在0.15％到0.2％的范圍，中央纖芯部分(1)的外直徑a與側(cè)纖芯部分(2)的外直徑b之間的比率a/b在0.4到0.6的范圍，以及在波長(zhǎng)1550nm的有效纖芯面積Aeff為100μm2或更大。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的光纖，其特征在于，側(cè)纖芯部分(2)的外直徑b在10到40μm的范圍。
4.一種光傳輸線，包括配置為傳輸一種光信號(hào)的多根光纖，其特征在于，所述多根光纖中的至少一根是根據(jù)權(quán)利要求1的光纖。
全文摘要
一種光纖,包括:從內(nèi)側(cè)順序地,中央纖芯部分(1),側(cè)纖芯部分(2),和包層部分(3),其在1550波長(zhǎng)上具有14ps/nm/km或更高且20ps/nm/km或更小的色散值,在1550波長(zhǎng)上具有在0.05ps/nm
文檔編號(hào)G02B1/00GK1371003SQ02105040
公開日2002年9月25日 申請(qǐng)日期2002年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月16日
發(fā)明者川崎光広, 內(nèi)田陽(yáng)平, 大沼広明 申請(qǐng)人:古河電氣工業(yè)株式會(huì)社