專利名稱：經(jīng)色散補償?shù)墓饫w的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種經(jīng)色散補償?shù)墓饫w，其補償在1.3μm帶寬具有零色散波長的1.3μm帶寬的零色散單模光纖(標準單模光纖，此后被簡稱為“S-SMF”)的或非零色散移位光纖(非零色散移位光纖，此后被簡稱為“NZ-DSF”)的波長色散。尤其地，本發(fā)明涉及一種經(jīng)色散補償?shù)墓饫w，其中即使它通過在小卷軸上進行纏繞而被形成為模塊，但是幾乎不存在特征上的惡化。
本申請基于在日本提交的專利申請?zhí)?003-057013和號2002-069077，其內容在此被引入作為參考。
背景技術：
總體上，如果光纖傳輸路徑的傳輸距離被形成得長，使傳輸速度變高，并且波長倍增的數(shù)量增加，則存在如傳輸損耗、累積的波長色散、及極化模色散(極化模色散，此后被簡稱為“PMD”)的問題。有可能通過實現(xiàn)摻雜鉺的光纖放大器來補償傳輸損耗。下一個問題是累積的波長色散。傳輸速度和允許的波長色散之間的關系被示于圖3。有可能通過其中使用經(jīng)色散補償?shù)墓饫w的模塊來補償這個累積的波長色散。
順便提及，S-SMF目前在全世界被普遍使用。如果通過使用這個光纖網(wǎng)絡來執(zhí)行1.55μm帶寬的傳輸，則在這個1.55μm的帶寬中產(chǎn)生約+17ps/nm/km的波長色散。因此，如果信號通過使用這個光纖而被傳輸，則傳輸特征極大地受到長距離傳輸中經(jīng)累積的波長色差影響而惡化。同樣，雖然主要為了長距離傳輸路徑而安裝了較S-SMF在1.55μm帶寬具有較小波長色差的NZ-DSF，但是有必要補償在傳輸路徑上得到累積的波長色散。
此外，目前隨著傳輸容量的增加，波長復用傳輸(波分復用，此后被簡稱為“WDM”)已經(jīng)得到發(fā)展；因此，實際上WDM傳輸已經(jīng)在大量傳輸路徑中被實現(xiàn)。有必要降低在WDM傳輸中所使用的整個波長帶寬上可允許的波長色散。因此，有必要不僅補償波長色散而且補償色散斜率。傳輸光纖、經(jīng)色散補償?shù)墓饫w、以及補償色散后殘余的色散特征被示于圖4。經(jīng)色散補償?shù)墓饫w的色散斜率碼與傳輸光纖的色散斜率的碼相反，存在其中在寬的帶寬范圍中殘余色散可能小的情況。RDS被命名為用于指示用來補償這個色散斜率的性能的指數(shù)。RDS(RDS；相對色散斜率)是色散斜率相對于波長色散的比值。RDS可以在D指示波長色散且S指示色散斜率的條件下被示于下述公式(1)。
RDS＝S/D(1)為了降低在寬的帶寬范圍中的殘余色散，有必要適配具有與傳輸光纖的波長色散相反碼的色散的值，以便于RDS盡可能地接近。
對于這樣的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w，例如，日本未經(jīng)審查的專利申請，第一公開號Hei 6-11620公開了經(jīng)色散補償光纖的技術，所述光纖具有-20ps/nm/km或更低的波長色散用于補償在標準的單模光纖中在1.55μm帶寬中的波長色散，所述標準單模光纖在波長1.3μm帶寬中具有零色散波長。同樣，日本未經(jīng)審查的專利申請，第一申請?zhí)?1-95056公開了經(jīng)色散補償?shù)墓饫w的技術，其中色散斜率得到降低，同時降低了連接損耗以便于每單位長度的波長色散的絕對值得到增加。
同樣，日本未經(jīng)審查的專利申請，第一公開號Hei 8-136758公開了經(jīng)色散補償?shù)墓饫w的技術，其中色散斜率為負以便于波長色散是-100ps/nm/km或更低。
另一方面，日本未經(jīng)審查的專利申請，第一公開號Hei 8-54546公開了小直徑的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w，在具有如圖2所示涂層結構的光纖中其具有在外徑小于125μm的光纖裸露線(包層)的外部外圍上楊氏模數(shù)為0.1kgf/mm2的第一涂層，以及在所述第一涂層的外部外圍上楊氏模數(shù)為150kgf/mm2或更大的第二涂層。在這個日本未經(jīng)審查的專利申請，第一公開號Hei 8-54546的第六實施例中，小直徑的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w得到公開，所述光纖具有60μm的包層、160μm的涂層及-80.0ps/nm/km。
同樣，日本未經(jīng)審查的專利申請，第一公開號Hei 10-115725公開了經(jīng)色散補償?shù)墓饫w的技術，所述光纖被連接到在傳輸波長具有波長色散的光纖且補償上述所解釋的波長色散，以便于基本上使在傳輸波長上在整個傳輸系統(tǒng)中的波長色散為零。同樣，日本未經(jīng)審查的專利申請，第一公開號Hei 10-115725公開了一種用于經(jīng)色散補償?shù)墓饫w的技術，用于將在傳輸波長上整個傳輸系統(tǒng)中的波長色散減少到盡可能接近于零，所述光纖具有如至少兩層或更多層的多層結構，其包括由石英玻璃所形成的芯、由芯外部外圍上的石英玻璃所形成的包層、以及由包層外部外圍上的塑料樹脂元件所形成的涂層，以便于外徑小于250μm，涂層具有20μm或更大的厚度，以及外層具有高于內層楊氏模數(shù)的楊氏模數(shù)。小直徑的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w被公開于這個日本未經(jīng)審查的專利申請，第一公開號Hei 10-115725以及美國專利號5,887,104的技術說明中的實施例中，以便于外部包層的直徑為60μm至125μm，涂層的外徑為110μm至250μm，以及波長色散為大約-105ps/nm/km。
同樣，據(jù)由Naoto Ogawa等人所著題為“Small DispersionCompensated Optical Fiber For Compensating Dispersion”，1999General Conference，The Institute of Electronics，Information AndCommunication Engineers的B-13-4，p-585論文中報導，如果其中波長色散為-102ps/nm/km至-110ps/nm/km，包層的外徑為90μm至125μm，以及涂層的外徑為150μm至185μm的試制型小直徑經(jīng)色散補償?shù)墓饫w被制造，則有關由側壓及剛性觀點所導致的損耗的增加不成問題。
通過將其放置在殼內用于纏繞是光纖傳輸長度1/5至1/7的線圈，則這樣的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w被形成為模塊。雖然當在長度大約為120km的傳輸光纖中的累積色散被經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊加以補償，但是經(jīng)色散補償?shù)墓饫w的必要長度大約為20km；因此，有必要纏繞非常長的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w。
然而，不管用于補償色散的必要的量如何，優(yōu)選地是模塊的大小應該是恒定的。即使被加以補償?shù)纳⒌慕^對量大，也有必要將經(jīng)色散補償?shù)墓饫w盡可能長地纏繞在小的殼內。此外，優(yōu)選地是這個經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊應該盡可能地小以便于形成小的傳輸設備。
模塊的體積取決于用于纏繞經(jīng)色散補償?shù)墓饫w的體積。這樣的纏繞體積由包括涂層的橫斷面面積與經(jīng)色散補償光纖的螺旋長度的乘積所表示。
因此，如果經(jīng)色散補償?shù)墓饫w被如此形成，以便于其直徑應該盡可能地小用于形成如在日本未經(jīng)審查的專利申請，第一公開號Hei 8-54546、日本未經(jīng)審查的專利申請，第一公開號Hei 10-115725、或美國專利號5,887,104中所公開的小模塊，則是有效的。
經(jīng)色散補償?shù)墓饫w的發(fā)展已經(jīng)如此這般，使得每單位長度的波長色散絕對值(除非傳輸損耗被惡化)，以及光學特征和可靠性并沒有得到惡化；因此，在允許的范圍內光纖的直徑應該盡可能地小。然而，在上述所提到的出版物和機構的報導中被公開的技術對于實現(xiàn)小模塊而同時限制由整個使用波長范圍中的彎曲損耗所導致的損耗的增加是并不足夠的。

發(fā)明內容
本發(fā)明用于解決上述提到的問題。本發(fā)明被如此發(fā)明以便于在經(jīng)色散補償?shù)墓饫w中實現(xiàn)具有低損耗和低PMD的穩(wěn)定溫度特征，這樣相對于傳統(tǒng)的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊體積比應該小于一半。本發(fā)明的目的是提供一種經(jīng)色散補償?shù)墓饫w，以便于模塊損耗的波動在常規(guī)所使用的溫度范圍(-5℃至70℃)內應該在±0.5dB內，即使經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊被加以制作。
為了解決上面的問題，本發(fā)明的第一方面是經(jīng)色散補償?shù)墓饫w，其中在被選擇為從1.53μm至1.63μm的至少一波長中，當它以20mm的彎曲直徑而纏繞時的彎曲損耗為5dB/m或更低，波長色散為-120ps/nm/km或更低，每單位損耗的波長色散絕對值為200ps/nm/dB或更高，用于所使用長度和所使用條件的截止波長為1.53μm或更低，包層的外徑為80μm至100μm，涂層的外徑為160μm至200μm，以及涂層樹脂的表面粘度為10gf/mm或更低。
通過如此做，有可能實現(xiàn)這樣的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w，其中即使它被纏繞在小的卷軸中，但是模塊損耗低，不存在由彎曲損耗所導致的損耗的增加，不存在長波長下由彎曲損耗所導致的損耗的顯著增加。因此，有可能將經(jīng)色散補償?shù)墓饫w容納在相對于傳統(tǒng)的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊較小的模塊內。即使是通過將其纏繞在小線圈中的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊，也有可能實現(xiàn)這樣的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊，其具有穩(wěn)定的溫度特征如在常規(guī)使用溫度范圍(-5℃至+70℃)模塊損耗的波動是±0.5dB或更低。
在此，粘度被定義為用于附著光纖的剛性指數(shù)。例如，它被加以測量以便于在重疊條件下多次被纏繞在發(fā)送輥上的光纖裸露線靠恒定的張力被纏繞并且當它被纏繞時被施加到光纖裸露線上的張力得到測量。
本發(fā)明的第二方面是經(jīng)色散補償?shù)墓饫w，其中所述經(jīng)色散補償?shù)墓饫w的涂層樹脂表面的粘度是1gf/mm或更低。
通過如此做，有可能實現(xiàn)在溫度波動附近具有進一步穩(wěn)定損耗特征的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w。
本發(fā)明的第三方面是這樣的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w，其中被放置在包層外部外圍上的第一涂層的楊氏模數(shù)是0.15kgf/mm2，第一涂層的厚度為20μm至30μm，被放置在第一涂層外部外圍上的第二涂層的楊氏模數(shù)是50kgf/mm2，以及第二涂層的厚度為15μm至30μm。
通過如此做，有可能實現(xiàn)經(jīng)色散補償?shù)墓饫w，而同時維持高的可靠性，其中即使它被纏繞在小的卷軸上，但是因纏繞操作而導致的模塊損耗低，尤其是，并不存在長波長中由微彎曲特征所導致的損耗的顯著增加。因此，有可能將經(jīng)色散補償?shù)墓饫w容納在相對于傳統(tǒng)的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊較小的模塊內。
本發(fā)明的第四方面是如此的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w，其包括至少一個芯以及被放置在芯的外部外圍的包層。在本發(fā)明的這個方面中，中心芯段相對于包層的折射率差是+1.6％至+2.6％，中間芯段相對于包層的折射率差是-0.30％至-1.4％；環(huán)芯段相對于包層的折射率差是+0.30％至+1.0％；中間芯段的半徑相對于中心芯段的半徑的比率是1.5至3.5；中間芯段的半徑相對于環(huán)芯段的半徑的比率是1.2至2.0，以及芯的半徑是4μm至8μm。
通過如此做，有可能實現(xiàn)這樣的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w，其中即使它被纏繞在小的卷軸中，但是模塊損耗低，也不存在長波長下由彎曲損耗所導致的損耗的顯著增加。因此，有可能將經(jīng)色散補償?shù)墓饫w容納在相對于傳統(tǒng)的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊較小的模塊內。
在此，即使在這些層的每層中的折射率有差異，中間芯段半徑相對于中心芯段半徑的比率，以及環(huán)芯段半徑相對于中間芯段半徑的比率處于這些范圍內，也并不肯定是否有可能獲得本發(fā)明的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w。從這個觀點看，在本發(fā)明中旨在規(guī)定經(jīng)色散補償光纖的結構參數(shù)和特征值。
本發(fā)明的第五方面是這樣的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w，其包括由中心芯段和中間芯段而形成的至少一個芯，以及包層，以便于中心芯段相對于包層的折射率差是+1.6％至+2.6％；中間芯段相對于包層的折射率差是-0.30％至-1.4％；中間芯段半徑相對于中心芯段半徑的比率是1.5至3.5；中間芯段半徑相對于環(huán)芯段半徑的比率是1.2至2.0，以及芯的半徑是4μm至8μm。
通過如此做，有可能實現(xiàn)這樣的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w，其中即使它被纏繞在小的卷軸中，但是模塊損耗低，也不存在長波長下由彎曲損耗所導致的損耗的顯著增加。因此，有可能將經(jīng)色散補償?shù)墓饫w容納在相對于傳統(tǒng)的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊較小的模塊內。
在此，即使在這些層的每層中的折射率有差異，以及中間芯段半徑相對于中心芯段半徑的比率處于這些范圍內，但是也并不肯定是否有可能獲得本發(fā)明的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w。從這個觀點看，在本發(fā)明中旨在規(guī)定經(jīng)色散補償光纖的結構參數(shù)和特征值。
在本發(fā)明的第六方面，在從1.53μm至1.57μm所選擇的至少一波長中，通過將色散斜率除以波長色散而得的商是0.0026nm-1至0.010nm-1。
通過如此做，有可能實現(xiàn)這樣的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w，其中即使它被纏繞在小的卷軸中，但是模塊損耗低，也不存在長波長下由彎曲損耗所導致的損耗的顯著增加。因此，有可能將經(jīng)色散補償?shù)墓饫w容納在相對于傳統(tǒng)的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊較小的模塊內。相適合地，在1.53μm至1.57μm的RDS是0.0026nm-1至0.010nm-1，有可能實現(xiàn)如此的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w，其適合于在1.53μm具有典型的如0.0026nm-1的RDS的S-SMF以及具有典型的如0.007nm-1至0.010nm-1的RDS的NZ-DSF。
在本發(fā)明的第七方面，在從1.53μm至1.57μm所選擇的至少一波長中，通過將色散斜率除以波長色散而得的商是0.0026nm-1至0.041nm-1。
通過如此做，有可能實現(xiàn)這樣的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w，其中即使它被纏繞在小的卷軸中，但是模塊損耗低，也不存在長波長下由彎曲損耗所導致的損耗的顯著增加。因此，有可能將經(jīng)色散補償?shù)墓饫w容納在相對于傳統(tǒng)的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊較小的模塊內。相適合地，RDS是0.0026nm-1至0.041nm-1；因此，有可能實現(xiàn)如此的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w，其適合于具有典型的如0.0034nm-1的RDS的S-SMF。
在本發(fā)明的第八方面，在從1.57μm至1.63μm所選擇的至少一波長中，通過將色散斜率除以波長色散而得的商是0.0022nm-1至0.010nm-1。
通過如此做，有可能實現(xiàn)這樣的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w，其中即使它被纏繞在小的卷軸中，但是模塊損耗低，也不存在長波長下由彎曲損耗所導致的損耗的顯著增加。因此，有可能將經(jīng)色散補償?shù)墓饫w容納在相對于傳統(tǒng)的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊較小的模塊內。相適合地，在1.57μm至1.63μm的RDS是0.0022nm-1至0.010nm-1，有可能實現(xiàn)如此的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w，其適合于在1.59μm具有典型的如0.0029nm-1的RDS的S-SMF以及具有典型的如0.005nm-1至0.010nm-1的RDS的NZ-DSF。
在本發(fā)明的第九方面，在從1.57μm至1.63μm所選擇的至少一波長中，通過將色散斜率除以波長色散而得的商是0.0022nm-1至0.035nm-1。
通過如此做，有可能實現(xiàn)這樣的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w，其中即使它被纏繞在小的卷軸中，但是模塊損耗低，不存在長波長下由彎曲損耗所導致的損耗的顯著增加。因此，有可能將經(jīng)色散補償?shù)墓饫w容納在相對于傳統(tǒng)的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊較小的模塊內。相適合地，在1.57μm至1.63μm的RDS是0.0026nm-1；因此，有可能實現(xiàn)如此的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w，其適合于在1.59μm具有典型的如0.0029nm-1的RDS的S-SMF。


圖1A至C是用于示出根據(jù)本發(fā)明的經(jīng)色散補償光纖的折射率分布實例的視圖。
圖2是用于示出本發(fā)明的經(jīng)色散補償光纖的涂層結構的橫斷面。
圖3是用于示出傳輸速度與允許的波長色散的關系的圖形。
圖4是示出傳輸光纖、經(jīng)色散補償?shù)墓饫w、以及補償色散之后的殘余色散特征的圖形。
圖5是用于示出經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊的損耗波長特征的圖形，其中所述光纖模塊使用其中彎曲損耗加以變化的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w。
圖6是用于示出經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊的溫度特征的圖形，其中所述光纖模塊使用其中彎曲損耗加以變化的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w。
圖7是用于示出經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊的損耗波長特征的圖形，其中所述光纖模塊使用其中包層的外徑加以變化的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w。
圖8是用于示出經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊的損耗波長特征的圖形，其中所述光纖模塊使用其中表面粘度加以變化的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w。
圖9是用于示出經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊的損耗波長特征的圖形，其中所述光纖模塊使用其中涂層的楊氏模數(shù)及涂層的厚度加以變化的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w。
圖10是示出如此情況下的殘余色散特征的圖形，其中累積的波長色散在S-SMF100km由具有不同RDS的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊加以補償。
圖11是示出如此情況下的殘余色散特征的圖形，其中累積的波長色散在S-SMF100km由具有不同RDS的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊加以補償。
具體實施例方式
本發(fā)明被詳細解釋如下。
根據(jù)本發(fā)明的經(jīng)色散補償光纖的折射率分布實例被示于圖1(a)、(b)、(c)。
在圖1(a)、(b)中，參考數(shù)字1a指示中心芯段。參考數(shù)字1b指示被放置在中心芯段1a的外部外圍上的中間芯段。參考數(shù)字2指示被放置在中間芯段1b的外部外圍上的包層。同樣，在圖1(c)中，參考數(shù)字1a指示中心芯段。參考數(shù)字1b指示被放置在中心芯段1a的外部外圍上的中間芯段。參考數(shù)字1c指示被放置在中間芯段1b的外部外圍上的包層。參考數(shù)字2指示被放置在中間芯段1b的外部外圍上的包層。
在圖1(a)、(b)、(c)中，字母a指示中心芯段1a的半徑。字母b指示中心芯段1b的半徑。字母c指示環(huán)芯段1c的半徑。中心芯段1a相對于包層2的折射率差由Δ1來指示。中間芯段1b相對于包層2的折射率差由Δ2來指示。環(huán)芯段1c相對于包層2的折射率差由Δ3來指示。
中心芯段1a具有大于包層2折射率的折射率。中間芯段1b具有小于包層2折射率的折射率。環(huán)芯段1c具有大于包層2折射率的折射率。
在根據(jù)本發(fā)明的經(jīng)色散補償光纖的第一實例中，中心芯段相對于中心芯段的半徑的比率b/a是1.5至3.5，環(huán)芯段相對于中間芯段的半徑的比率c/b是1.2至2.0，芯的半徑是4μm至8μm，中心芯段1a相對于包層2的折射率差Δ1是+1.6％至+2.6％，中間芯段1b相對于包層2的折射率差Δ2是-0.30％至-1.4％，環(huán)芯段1c相對于包層2的折射率差Δ3是-0.30％至+1.0％。
同樣，在這個實例中的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w由除了這些結構以外的下面具體值來加以規(guī)定。這樣的具體值是如此這般，以便于在從1.53μm至1.63μm所選擇的至少一波長中，當它以20mm的彎曲直徑被纏繞時彎曲損耗為5dB/m或更低，波長色散為-120ps/nm/km或更低，每單位損耗的波長色散絕對值是200ps/nm/dB或更高，用于所使用長度和所使用條件的截止波長為1.53μm或更低，包層的外徑為80μm至100μm，涂層的外徑為160μm至200μm，以及涂層樹脂的表面粘度為10gf/mm或更低，更優(yōu)選地為1gf/mm或更低。在此，從用于控制折射率差和彎曲損耗的觀點看，波長色散處在其中有可能實現(xiàn)大約-300ps/nm/km或更大的范圍內。從傳輸損耗值的觀點看，每單位損耗的波長色散絕對值處在其中有可能實現(xiàn)大約500ps/nm/dB的范圍內。
這個經(jīng)色散補償?shù)墓饫w的涂層結構被示于圖2。
在圖2中，參考數(shù)字1指示芯。參考數(shù)字2指示圍繞芯1而形成的包層。第一涂層3被形成在包層2的外部外圍上。第二涂層4被形成在第一涂層3的外部外圍上。優(yōu)選地，第一涂層的楊氏模數(shù)應該為0.15kgf/mm2或更低。同樣，優(yōu)選地，第二涂層的楊氏模數(shù)應該為50kgf/mm2或更高。
每個涂層的主要作用是如此這般，以便于第一涂層起到振動吸收構件的作用以與玻璃構件的表面相接觸，以及第二涂層起到維持光纖剛性的作用。因此，如果第一涂層和第二涂層兩者都厚則是所優(yōu)選的。然而，如果兩者均厚的話，則不可能通過形成小直徑的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w來實現(xiàn)提供小的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊這一目的。同樣，如果第一涂層的楊氏模數(shù)超出0.15kgf/mm2，則外部影響直接干擾光纖。因而，產(chǎn)生微彎曲損耗等；因此，傳輸損耗被惡化。此外，如果第二涂層的楊氏模數(shù)小于50kgf/mm2，并不可能維持光纖的剛性。這些值涉及到每個層的厚度。優(yōu)選地，第一涂層的厚度是20μm至30μm，并且第二涂層的厚度是15μm至30μm。因此，這些之間的關系被示于公式(2)、(3)中。從光纖剛性的觀點看，優(yōu)選地使用其楊氏模數(shù)滿足這些公式中條件的樹脂。
0.06×10-3≤S1×E1≤1.3×10-3(2)0.03≤S2×E2≤3.0(3)在此，S1指示第一涂層的橫斷面面積[mm2]。E1指示第一涂層中的楊氏模數(shù)[kgf/mm2]。S2指示第二涂層的橫斷面面積[mm2]。E2指示第二涂層中的楊氏模數(shù)[kgf/mm2]。
在這個經(jīng)色散補償?shù)墓饫w中，優(yōu)選地包層2的外徑是80μm至100μm，并且由第一涂層3和第二涂層4所形成的涂層的外徑是160μm至200μm。
如果包層2的外徑超出100μm以便于保障必要的涂層厚度，則涂層的外徑不可避免地較大；因此，這樣的條件與提供小模塊的目的不可能一致。另一方面，如果包層2的外徑小于80μm，則包層的厚度太??；因此，它對微彎曲等的影響很脆弱；因此，損耗特征得到惡化。雖然有可能通過增加涂層厚度來降低這樣的影響，但是只要它小于80μm就有必要降低如彎曲損耗等特征。因此，優(yōu)選地包層2的外徑應該是80μm或更大。
同樣，有可能通過增加色散的絕對值來形成短的光纖；因此，有可能實現(xiàn)較小的模塊。如果由第一涂層3和第二涂層4所形成的涂層的外徑超過200μm，則這樣的效果并不大。另一方面，如果涂層的外徑小于160μm，則第一涂層的厚度和第二涂層的厚度太??；因此，可能更可行地是它將被微彎曲等所干擾，或可發(fā)生光纖本身的剛性惡化。
同樣，如果通過纏繞其直徑被形成得小的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w而制成經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊，則由于表面粘度而導致模塊損耗的溫度特征被惡化。有可能實現(xiàn)經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊，通過形成為10gf/mm或更小，更優(yōu)選地為1gf/mm或更小的表面粘度，其在常規(guī)溫度范圍(-5℃至+70℃)具有穩(wěn)定的溫度特征如±0.5dB或更小的模塊損耗波動，即使經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊通過將其纏繞在小線圈上而制成。
對于用于降低這種粘度的方法，如通過使用含有1至5重量％硅組分的紫外線固化的樹脂，或通過形成紫外線固化的樹脂以便于具有2％或更低且更優(yōu)選地為0％的大氣氧密度，方法可以被命名。
通過如此做，有可能實現(xiàn)可以被容納在小模塊中的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w，與傳統(tǒng)的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊相比，在所述模塊中模塊損耗低且在長波長中不存在由彎曲損耗和微彎曲特征所導致的損耗的顯著增加，即使它被纏繞在小的卷軸上。有可能實現(xiàn)經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊，其在常規(guī)溫度范圍(-5℃至+70℃)具有穩(wěn)定的溫度特征，如±0.5dB或更小的模塊損耗波動。
根據(jù)本發(fā)明的經(jīng)色散補償光纖的第二實例被如此形成，在如圖1(a)、(b)中所示的W型折射率輪廓中，中間芯段的半徑相對于中心芯段的半徑的比率b/a是1.5至3.5，芯的半徑是4μm至8μm，中心芯段1a相對于包層2的相對折射率差Δ1是+1.6％至+2.6％，中間芯段1b相對于包層2的相對折射率差Δ2是-0.30％至-1.4％。
同樣，在這個實例中的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w由除了這些結構以外的下面具體值來加以規(guī)定。這樣的具體值是如此這般，以便于在從1.53μm至1.63μm所選擇的至少一波長中，當它以20mm的彎曲直徑被纏繞時彎曲損耗為5dB/m或更低，波長色散為-120ps/nm/km或更低，每單位損耗的波長色散絕對值是200ps/nm/dB或更高，用于所使用長度和所使用條件的截止波長為1.53μm或更低，包層的外徑為80μm至100μm，涂層的外徑為160μm至200μm，以及涂層樹脂的表面粘度為10gf/mm或更低，更優(yōu)選地為1gf/mm或更低。
通過如此做，有可能實現(xiàn)可以被容納在小模塊中的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w，與傳統(tǒng)的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊相比，在所述模塊中模塊損耗低且在長波長中不存在由彎曲損耗和微彎曲特征所導致的損耗的顯著增加，即使它被纏繞在小的卷軸上。
關于PMD，在上面所解釋的第一和第二實例的任何一個中，其優(yōu)選地為0.3ps/√km。更優(yōu)選地它為0.2ps/√km。
PMD是因為通過形成橢圓形狀的單模光纖芯而釋放的退化所導致的色散；因此，在兩個正交的極化模之間產(chǎn)生群延遲差(Group delaydifference)。因此，PMD一直不是大問題，因為在傳統(tǒng)的通信速度下已經(jīng)可能忽略PMD。然而，PMD是在大容量光學通信系統(tǒng)中傳輸特征惡化原因的因素。針對PMD對傳輸距離的限制可以由下面的公式(4)來加以表示。
B·PMD·√L＜100(4)在此，B指示傳輸速度[Gb/s]。PMD指示極化模色散[ps/√km]。L指示纖長度[km]。如果傳輸系統(tǒng)考慮未來的升級操作(例如，傳輸速度的增強)，雖然根據(jù)傳輸速度和傳輸距離所要求的PMD值是不同的，但是有必要將PMD盡可能地維持低。
根據(jù)本發(fā)明的經(jīng)色散補償光纖的第三實例被如此形成，以便于在如圖1(a)、(b)中所示的W型折射率輪廓中，中間芯段的半徑相對于中心芯段的半徑的比率b/a是1.5至3.5，芯的半徑是4μm至8μm，中心芯段1a相對于包層2的相對折射率差Δ1是+1.6％至+2.6％，中間芯段1b相對于包層2的相對折射率差Δ2是-0.30％至-1.4％。根據(jù)本發(fā)明的經(jīng)色散補償光纖的第三實例被如此形成，以便于在如圖1(c)中所示的具有環(huán)的W型折射率輪廓中，中心芯段相對于中心芯段的半徑的比率b/a是1.5至3.5，環(huán)芯段相對于中間芯段的半徑的比率c/b是1.2至2.0，芯的半徑是4μm至8μm，中心芯段1a相對于包層2的折射率差Δ1是+1.6％至+2.6％，中間芯段1b相對于包層2的折射率差Δ2是-0.30％至-1.4％，環(huán)芯段1c相對于包層2的折射率差Δ3是+0.30％至+1.0％。同樣，在這個實例中的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w由除了這些結構以外的下面的具體值來加以規(guī)定。這樣的具體值是如此這般，以便于在從1.53μm至1.57μm所選擇的至少一波長中，當它以20mm的彎曲直徑被纏繞時彎曲損耗為5dB/m或更低，波長色散為-120ps/nm/km或更低，每單位損耗的波長色散絕對值是200ps/nm/dB或更高，用于所使用長度和所使用條件的截止波長為1.53μm或更低，通過將色散斜率除以波長色散而得的商是0.0026nm-1至0.010nm-1，包層的外徑為80μm至100μm，涂層的外徑為160μm至200μm。
通過如此做，有可能將它容納在與傳統(tǒng)的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊相比較小的模塊中，在所述模塊中模塊損耗低且在長波長中不存在由彎曲損耗和微彎曲所導致的損耗的顯著增加，即使它被纏繞在小的卷軸上。典型地，有可能實現(xiàn)如此的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w，其適合于在1.55μm具有典型的如0.0034nm-1的RDS的S-SMF以及在1.55μm帶寬具有典型的如0.007nm-1至0.010nm-1的RDS的NZ-DSF。
根據(jù)本發(fā)明的經(jīng)色散補償光纖的第四實例被如此形成，以便于在如圖1(a)、(b)中所示的W型折射率輪廓中，中間芯段的半徑相對于中心芯段的半徑的比率b/a是1.5至3.5，芯的半徑是4μm至8μm，中心芯段1a相對于包層2的相對折射率差Δ1是+1.6％至+2.6％，中間芯段1b相對于包層2的相對折射率差Δ2是-0.30％至-1.4％。同樣，根據(jù)本發(fā)明的經(jīng)色散補償光纖的第四實例被如此形成，以便于在如圖1(c)中所示的具有環(huán)的W型輪廓中，中心芯段相對于中心芯段的半徑的比率b/a是1.5至3.5，環(huán)芯段相對于中間芯段的半徑的比率c/b是1.2至2.0，芯的半徑是4μm至8μm，中心芯段1a相對于包層2的折射率差Δ1是+1.6％至+2.6％，中間芯段1b相對于包層2的折射率差Δ2是-0.30％至-1.4％，環(huán)芯段1c相對于包層2的折射率差Δ3是+0.30％至+1.0％。同樣，在這個實例中的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w由除了這些結構以外的下面具體值來加以規(guī)定。這樣的具體值是如此這般，以便于在從1.57μm至1.63μm所選擇的至少一波長中，當它以20mm的彎曲直徑被纏繞時彎曲損耗為5dB/m或更低，波長色散為-120ps/nm/km或更低，每單位損耗的波長色散絕對值是200ps/nm/dB或更高，用于所使用長度和所使用條件的截止波長為1.57μm或更低，通過將色散斜率除以波長色散而得的商是0.0022nm-1至0.010nm-1，包層的外徑為80μm至100μm，涂層的外徑為160μm至200μm。
通過使用這樣的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w，有可能將它容納在與傳統(tǒng)的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊相比較小的模塊中，在所述模塊中模塊損耗低且在長波長中不存在由彎曲損耗所導致的損耗的顯著增加，即使它被纏繞在小的卷軸上。相適合地，在1.57μm至1.63μm的RDS是0.0022nm-1至0.010nm-1。因此，典型地，有可能實現(xiàn)適合于在1.59μm具有典型的如0.0029nm-1的RDS的S-SMF以及具有典型的如0.005nm-1至0.010nm-1的RDS的NZ-DSF，以及在1.59μm帶寬波長色散近似于幾個ps/nm/km。
同樣，通過借助在具有90mm最小圓柱體直徑的卷軸上以30g至50g之間的纏繞張力纏繞上述所解釋的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w而形成經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊，有可能防止因變形的纏繞操作而導致的模塊損耗惡化以及PMD的惡化。同樣，有可能降低因微彎曲而導致的模塊損耗的惡化；因此，有可能實現(xiàn)具有抗振動碰撞及溫度波動的穩(wěn)定特征的小的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊。
此后，示出具體的實例。
(實例1)根據(jù)通常已知的方法，如VAD方法、MCVD方法或PCVD方法，制作出具有如圖1(b)中所示的W型輪廓及如圖1(c)中所示具有環(huán)的W型輪廓的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w。在被拉拔的同時當紫外線可固化樹脂被硬化時大氣氧密度應該為0.1％或更低(當它被顯示時為0.0％)的條件下，使得如Δ1、Δ2、Δ3、b/a、c/b、芯半徑、包層的直徑、第一涂層的外徑、以及第二涂層的外徑等值成為表1中所示的值。
在此，出于比較的目的，在No.1中的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w被制成具有傳統(tǒng)包層和涂層結構的外徑。在No.2和No.6中所示的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w是根據(jù)本發(fā)明的光纖實例。
表1

這些經(jīng)色散補償?shù)墓饫w的光學特征被示于表2。
在這些經(jīng)色散補償?shù)墓饫w中，如Δ1、Δ2、Δ3、b/a、c/b及芯半徑的值被設定為表1中所示的值。通過如此做，有可能增加光纖每單位長度的波長色散絕對值并且減少彎曲損耗。同時，楊氏模數(shù)為0.15kgf/mm2或更低的第一涂層以及楊氏模數(shù)為50kgf/mm2或更高的第二涂層被形成在外徑為80μm至100μm的包層的外部外圍上。
這個經(jīng)色散補償光纖的涂層的外徑窄到160μm至200μm；因此，由此有可能形成小的模塊。同時，在通過借助于40g的纏繞張力而將這些經(jīng)色散補償?shù)墓饫w纏繞在其圓柱體直徑為80mm的小卷軸上以及將1.3μm帶寬零色散單模光纖與其兩端的連接器相連的條件下，經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊的光學特征以及模塊大小被示于表3。這些經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊起到S-SMF 100km補償?shù)淖饔谩?br> 表2

表3

*相對于其中使用傳統(tǒng)經(jīng)色散補償光纖的模塊1的體積比根據(jù)表3，要理解為有可能實現(xiàn)這樣的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w，其中即使它被纏繞在小的卷軸中，但是模塊損耗低，也不存在由彎曲損耗所導致的損耗的增加，并且有可能將其容納在與傳統(tǒng)的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊相比體積比率為50％或更低的小模塊內。
(實例2)根據(jù)通常已知的方法如VAD方法、MCVD方法或PCVD方法，制作出具有如圖1(c)中所示的W型輪廓的四個經(jīng)色散補償光纖的變型。在被拉拔的同時當紫外線可固化樹脂被硬化時大氣氧密度應該為0.1％或更低(當它被顯示時為0.0％)的條件下，使得如1、2、3、b/a、c/b以及芯半徑等值成為表4中所示的值。
在此，出于比較的目的，在No.7至No.9中的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w被制成具有傳統(tǒng)的色散特征。在No.2中所示的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w是根據(jù)本發(fā)明的光纖實例。
表4

這些經(jīng)色散補償?shù)墓饫w的光學特征被示于表5。
在這些經(jīng)色散補償?shù)墓饫w中，如Δ1、Δ2、Δ3、b/a、c/b及芯半徑等值被設定為表4中所示的值。通過如此做，波長色散的值得以變化而不改變彎曲損耗。包層的外徑、第一涂層的楊氏模數(shù)和厚度以及第二涂層的楊氏模數(shù)和厚度是相同的。
通過借助于40g的纏繞張力而將這些經(jīng)色散補償?shù)墓饫w纏繞在其圓柱體直徑為80mm的小卷軸上以及將1.3μm帶寬零色散單模光纖與其兩端的連接器相連，形成了模塊。模塊色散為-1700ps/nm，其相當于S-SMF100km補償。當經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊被制成時，其光學特征和模塊大小被示在表6中。
表5

表6

*相對于其中使用傳統(tǒng)經(jīng)色散補償?shù)墓饫w的模塊1的體積比根據(jù)表6，要理解到使用波長色散為-90ps/nm/km的No.7經(jīng)色散補償光纖的經(jīng)色散補償光纖模塊具有相對于傳統(tǒng)模塊47％的體積比。具有-83ps/nm/km的No.8經(jīng)色散補償光纖和使用具有-77ps/nm/km的No.9經(jīng)色散補償光纖的No.8和No.9經(jīng)色散補償光纖具有相對于傳統(tǒng)模塊50％或更高的體積比；因此，要理解為較小的模塊沒有被充分地實現(xiàn)。根據(jù)這些結果，要理解到波長色散的絕對值至少應該為120ps/nm或更高(-120ps/nm/km或更低)是必要的。
(實例3)根據(jù)通常已知的方法，如VAD方法、MCVD方法或PCVD方法，制作出具有圖1(b)中所示的W型輪廓及圖1(c)中所示帶有環(huán)的W型輪廓的經(jīng)色散補償光纖的五個變型。在被拉拔的同時當紫外線可固化樹脂被硬化時大氣氧密度應該為0.1％或更低(當它被顯示時為0.0％)的條件下，使得如1、2、3、b/a、c/b、、芯半徑、包層的直徑、第一涂層的外徑以及第二涂層的外徑等值成為表1中所示的值。
在此，出于比較的目的，在No.12至No.13中的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w被制成具有傳統(tǒng)的色散特征。在No.2、No.10和No.11中所示的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w是根據(jù)本發(fā)明的光纖實例。
表7

這些經(jīng)色散補償?shù)墓饫w的光學特征被示于表8。
在這些經(jīng)色散補償?shù)墓饫w中，通過改變彎曲損耗，如Δ1、Δ2、Δ3、b/a、c/b及芯半徑的值被設置成表8中所示的值。包層的外徑、第一涂層的楊氏模數(shù)和厚度以及第二涂層的楊氏模數(shù)和厚度是相同的。
在通過借助于40g的纏繞張力而將這些經(jīng)色散補償?shù)墓饫w纏繞在其圓柱體直徑為80mm的小卷軸上以及將1.3μm帶寬零色散單模光纖與其兩端的連接器相連而形成模塊的條件下，經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊的光學特征被示于表9。
同樣，這些模塊的損耗波長特征被示于表5。溫度特征被示于表6。
表8

表9

*相對于其中使用傳統(tǒng)經(jīng)色散補償光纖的模塊1的體積比在表9中，雖然要理解到模塊損耗是相當?shù)?，但是如果彎曲損耗比圖5中的彎曲損耗大則在長波長中存在快速的損耗增加，如果彎曲損耗超出5dB/m則在使用波長范圍中存在大的損耗。即使存在這樣的損耗惡化，通過限制使用波長范圍雖然有可能使用模塊，但是不可能使用它，因為如果它超出5dB/m則損耗惡化大。
此外，根據(jù)圖6，要理解為在具有大彎曲損耗的經(jīng)色散補償光纖模塊中的模塊損耗的溫度特征隨著彎曲損耗的增加而被惡化。根據(jù)這些因素，根據(jù)本發(fā)明經(jīng)色散補償?shù)墓饫w的彎曲損耗應該為5dB/m或更低是有必要的。
實例4根據(jù)通常已知的方法，如VAD方法、MCVD方法或PCVD方法，制作出具有如圖1(c)中所示的W型輪廓的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w的六種變型。在這樣的條件下，它們被制作出使得如Δ1、Δ2、Δ3、b/a、c/b及芯半徑等值成為表10中所示的值。在這樣的條件下，包層的外徑在60μm至110μm的范圍上變化。在第一涂層和第二涂層中，使厚度分別恒定如22.5μm和20μm。它與折射率分布參數(shù)一起被示于表10。
在此，出于比較的目的，在No.14、No.15和No.19中的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w被制成。在No.2、No.16至No.18中所示的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w是根據(jù)本發(fā)明的光纖實例。
表10

這些經(jīng)色散補償?shù)墓饫w的光學特征被示于表11。它示出相同的光學特征。
在通過借助于40g的纏繞張力而將這些經(jīng)色散補償?shù)墓饫w纏繞在其圓柱體直徑為80mm的小卷軸上以及將1.3μm帶寬零色散單模光纖與其兩端的連接器相連而形成模塊的條件下，經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊的光學特征被示于表12。同樣，這些模塊的損耗波長特征被示于表7。
表11

表12

*相對于其中使用傳統(tǒng)經(jīng)色散補償光纖的模塊1的體積比根據(jù)表12，要理解為如果No.14和No.15的經(jīng)色散補償光纖被纏繞在圓柱體直徑為80mm的小卷軸上，雖然使用No.14和No.15的經(jīng)色散補償光纖的模塊與傳統(tǒng)模塊相比較小，但是模塊損耗被惡化。同樣，根據(jù)表7，尤其地，要理解為在長波長中損耗惡化是顯著的。要理解為雖然模塊損耗在其中包層外徑為100μm或更大的經(jīng)色散補償光纖No.18的經(jīng)色散補償光纖模塊中沒有得到惡化，但是模塊并不充分地小。
根據(jù)這些因素，要理解為包層的外徑應該優(yōu)選地為80μm或100μm。
(實例5)根據(jù)通常已知的方法，如VAD方法、MCVD方法或PCVD方法，制作出具有如圖1(c)中所示的W型輪廓的經(jīng)色散補償光纖的五種變型。在這樣的條件下，制作使得如Δ1、Δ2、Δ3、b/a、c/b、芯半徑、包層的直徑、第一涂層的楊氏模數(shù)和厚度以及第二涂層的楊氏模數(shù)和厚度如表13中所示是恒定的。當紫外線可固化樹脂被硬化時，在拉拔操作期間通過在0.1％至幾個百分點范圍內改變大氣氧密度，表面粘度在0.1至12gf/mm范圍內變化。
在此，No.2、No.20至No.22中的經(jīng)色散補償光纖是根據(jù)本發(fā)明的光纖實施例。經(jīng)色散補償?shù)墓饫wNo.23出于比較的目的被制作。
表13

這些經(jīng)色散補償?shù)墓饫w的光學特征被示于表14。
在這些經(jīng)色散補償?shù)墓饫w中，僅表面粘度不同；因此，其它光學特征是相同的。
在通過借助于40g的纏繞張力而將這些經(jīng)色散補償?shù)墓饫w纏繞在其圓柱體直徑為80mm的小卷軸上以及將1.3μm帶寬零色散單模光纖與其兩端的連接器相連而形成模塊的條件下，經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊的光學特征被示于表15。同樣，這些模塊的模塊損耗的溫度特征被示于表8。
表14

表15

*相對于其中使用傳統(tǒng)經(jīng)色散補償?shù)墓饫w的模塊1的體積比根據(jù)表15，要理解為光學特征和模塊大小是相同的。然而，根據(jù)圖8，要理解為在低溫條件下根據(jù)表面粘度值的增加模塊損耗的惡化大。經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊應該具有相對于各種環(huán)境溫度的穩(wěn)定光學特征是必要的?？傮w上，在使用溫度范圍為-5℃至+75℃的條件下，要求模塊損耗的波動應該在±0.5dB或更低之內變化。根據(jù)這些因素，要理解為表面粘度應該是10gf/mm或更低。更優(yōu)選地，它應該為1gf/mm或更低。
(實例6)根據(jù)通常已知的方法，如VAD方法、MCVD方法或PCVD方法，制作出具有如圖1(c)中所示的W型輪廓的經(jīng)色散補償光纖。在這樣的條件下，它們被制作使得如Δ1、Δ2、Δ3、b/a、c/b和芯半徑等值成為表16中所示。在這樣的條件下，雖然包層的外徑是恒定的，但是在每個層中的涂層厚度和楊氏模數(shù)是變化的。
在此，No.2、No.24和No.28中的經(jīng)色散補償光纖是根據(jù)本發(fā)明的光纖實施例。經(jīng)色散補償?shù)墓饫wNo.25至No.27以及No.29至No.32出于比較的目的被制作。
表16

這些經(jīng)色散補償?shù)墓饫w的光學特征被示于表17。
在這些經(jīng)色散補償?shù)墓饫w中，Δ1、Δ2、Δ3、b/a、c/b和芯半徑是恒定的；因此，光學特征是相同的。
在形成這些經(jīng)色散補償光纖的模塊之前執(zhí)行篩分測試(screeningtest)。在篩分測試中，恒定的膨脹變形沿著光纖的縱向方向被施加到光纖上，以便于去除低剛性部分。為了確保經(jīng)色散補償光纖模塊的可靠性測試，對于所使用的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w要求大于某一水平的剛性。在為了施加1秒鐘的1％膨脹變形而執(zhí)行測試的條件下，No.26、27、31和32被斷開連接幾百米；因此，不可能獲得用于制作模塊的足夠長度(例如，大約10km或更多)。這是因為在No.26、No.27中第二涂層的楊氏模數(shù)低，并且缺少用于在其第二涂層薄的No.31和32中持續(xù)膨脹變形的剛性。
在通過借助于40g的纏繞張力將具有必要光纖長度的這些經(jīng)色散補償光纖通過篩分測試而纏繞在其圓柱體直徑為80mm的小卷軸上以及將1.3μm帶寬零色散單模光纖與其兩端的連接器相連而形成模塊的條件下，經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊的光學特征和模塊大小被示于表18。同樣，這些模塊的損耗波長特征被示于圖9。
表17

表18

*相對于其中使用傳統(tǒng)經(jīng)色散補償光纖的模塊1的體積比根據(jù)表18，雖然要理解為在1.55μm并不存在大的損耗惡化，但是根據(jù)圖9，要理解為在其中使用經(jīng)色散補償?shù)墓饫wNo.25、29和30的模塊中模塊損耗在長波長中被惡化。這是因為在充當吸收層的第一涂層中的楊氏模數(shù)在No.25中是高的。同樣，這是因為損耗得到惡化，因為側壓的影響經(jīng)由包層到達芯段，因為在No.29、30中第一涂層薄。
根據(jù)這些因素，要理解為有必要地是在第一涂層中楊氏模數(shù)應該是0.15kgf/mm2或更低，在第二涂層中的楊氏模數(shù)應該為50kgf/mm2或更高，以及第二涂層的厚度應該為15μm至30μm。
(實例7)根據(jù)通常已知的方法如VAD方法、MCVD方法或PCVD方法，制作出具有如圖1(c)中所示帶有環(huán)的W型輪廓的七個經(jīng)色散補償光纖的變型。在這樣的條件下，使得如1、2、3、b/a、c/b以及芯半徑等值成為表19中所示的值。
在此，No.2、No.33至No.37中的經(jīng)色散補償光纖是根據(jù)本發(fā)明的光纖實施例。經(jīng)色散補償?shù)墓饫wNo.38和No.39是出于比較的目的被制作。
表19

這些經(jīng)色散補償?shù)墓饫w的光學特征被示于表20。
作為用于指示色散斜率補償性能的指數(shù)的RDS值是0.0017nm-1至0.0107nm-1。經(jīng)色散補償?shù)墓饫wNo.33是經(jīng)色散補償?shù)墓饫w，其用于補償NZ-DSF的波長色散得到補償?shù)墓饫w。在通過借助于40g的纏繞張力而將這些經(jīng)色散補償?shù)墓饫w纏繞在其圓柱體直徑為80mm的小卷軸上以及將1.3μm帶寬零色散單模光纖與其兩端的連接器相連而形成模塊的條件下，經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊的特征被示于表21。在通過使用由使用經(jīng)色散補償光纖No.2、34、35、38和39所制成的經(jīng)色散補償光纖模塊而執(zhí)行色散補償?shù)臈l件下，色散曲線被示于圖10。
表20

表21

*相對于其中使用傳統(tǒng)經(jīng)色散補償光纖的模塊1的體積比根據(jù)圖10，要理解為在其中RDS小的No.38中和其中RDS大的No.39中，在使用波長帶寬的兩端上殘余色散大；因此，如果S-SMF的傳輸距離長，則殘余色散是用于執(zhí)行高速傳輸?shù)母蓴_。
(實例8)根據(jù)通常已知的方法，如VAD方法、MCVD方法或PCVD方法，制作出具有如圖1(b)中所示的W型輪廓及如圖1(c)中所示具有環(huán)的W型輪廓的經(jīng)色散補償光纖的七個變型。在這樣的條件下，它們被制作使得如1、2、3、b/a、c/b和芯半徑等值成為表22中所示的值。
在此，No.40至No.45中的經(jīng)色散補償光纖是根據(jù)本發(fā)明的光纖實施例。經(jīng)色散補償?shù)墓饫wNo.46和No.47是出于比較的目的被制作。
然而，應該注意到，灰度級NG2、NG3和NG4的附加發(fā)光時間小于12微秒(當前DLP技術中，微鏡的最小切換時間)。因此，不能夠根據(jù)遞增編碼對這些灰度級(在表2和3中以粗體示出)進行編碼，因此，在時間分段期間不能夠獲得小于12微秒的發(fā)光時間。
結果，根據(jù)傳統(tǒng)編碼對灰度級NG2、NG3和NG4進行編碼。因此，對于灰度級NG1，在單個分段上執(zhí)行其發(fā)光時間(大于12微秒)。因此，在下表4中以粗體字符表示的級NG1、NG2、NG3和NG4的發(fā)光時間是相對于灰度級NGO而定義的附加發(fā)光時間。

表4因此，根據(jù)本發(fā)明，如表5所示對灰度級進行編碼。表5給出了發(fā)光時間和其在針對前15個灰度級和后2個灰度級的6個時間分段上的分布。
這些經(jīng)色散補償?shù)墓饫w的光學特征被示于表23。
這些經(jīng)色散補償?shù)墓饫w是用于補償在傳輸光纖的L帶(波長1.565μm至1.625μm)中的殘余色散的光纖；因此，測量波長被設定在1.59μm。作為用于指示色散斜率補償性能的指數(shù)的RDS值是0.0010nm-1至0.0133nm-1。經(jīng)色散補償?shù)墓饫wNo.41是用于補償NZ-DSF的波長色散得到補償?shù)墓饫w的經(jīng)色散補償光纖。
在通過借助于40g的纏繞張力而將這些經(jīng)色散補償?shù)墓饫w纏繞在其圓柱體直徑為80mm的小卷軸上以及將1.3μm帶寬零色散單模光纖與其兩端的連接器相連而形成模塊的條件下，經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊的特征被示于表24。在通過使用由使用經(jīng)色散補償光纖No.42、44、45、46和47所制成的經(jīng)色散補償光纖模塊來執(zhí)行色散補償?shù)臈l件下，色散曲線被示于圖11。
表23

表24

*相對于其中使用傳統(tǒng)經(jīng)色散補償光纖的模塊1的體積比根據(jù)圖11，要理解為在其中RDS小的No.46中和其中RDS大的No.47中在使用波長帶寬的兩端上殘余色散大；因此，如果S-SMF的傳輸距離長，則殘余色散是用于執(zhí)行高速傳輸?shù)母蓴_。
工業(yè)實用性如前面所解釋，根據(jù)本發(fā)明，有可能將它容納在相對于傳統(tǒng)的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊較小的模塊內，其中模塊損耗低、PMD低，且不存在由于彎曲損耗而導致的損耗增加，即使它被纏繞在小卷軸上。相適應地，有可能實現(xiàn)適合于S-SMF和NZ-DSF的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w。尤其地，有可能實現(xiàn)這樣的模塊，其中并不存在在長波長中由于微彎曲特征而導致的顯著損耗增加，有可能容納在相對于傳統(tǒng)的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w模塊較小的模塊內，并且存在穩(wěn)定的溫度特征，如在常用溫度范圍(-5℃至+70℃)下±0.5dB或更低的模塊損耗。
權利要求
1.一種經(jīng)色散補償?shù)墓饫w，其中在從1.53μm至1.63μm所選擇的至少一波長中，當它以20mm彎曲直徑而纏繞時的彎曲損耗為5dB/m或更低，波長色散為-120ps/nm/km或更低，每單位損耗的波長色散絕對值為200ps/nm/dB或更高，針對所使用長度和所使用條件的截止波長為1.53μm或更低，包層的外徑為80μm至100μm，涂層的外徑為160μm至200μm，涂層樹脂表面的粘度為10gf/mm或更低。
2.根據(jù)權利要求1的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w，其中所述經(jīng)色散補償光纖的涂層樹脂的表面粘度為1gf/mm或更低。
3.根據(jù)權利要求1或2的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w，其中被放置在包層外部外圍上的第一涂層的楊氏模數(shù)為0.15kgf/mm2，所述第一涂層的厚度為20μm至30μm，被放置在所述第一涂層外部外圍上的第二涂層的楊氏模數(shù)為50kgf/mm2，以及所述第二涂層的厚度為15μm至30μm。
4.根據(jù)權利要求1至3的任何一項的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w，其包括至少一個中心芯段、由中間芯段和環(huán)芯段所形成的芯以及被放置在它的外部外圍上的包層，其中中心芯段相對于包層的折射率差是+1.6％至+2.6％，中間芯段相對于包層的折射率差是-0.30％至-1.4％；環(huán)芯段相對于包層的折射率差是+0.30％至+1.0％；中間芯段的半徑相對于中心芯段的半徑的比率是1.5至3.5；中間芯段的半徑相對于環(huán)芯段的半徑的比率是1.2至2.0，以及芯的半徑是4μm至8μm。
5.根據(jù)權利要求1至3的任何一項的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w，其包括由中心芯段和中間芯段所形成的至少一個芯以及包層，其中中心芯段相對于包層的折射率差是+1.6％至+2.6％；中間芯段相對于包層的折射率差是-0.30％至-1.4％；中間芯段的半徑相對于中心芯段的半徑的比率是1.5至3.5；中間芯段的半徑相對于環(huán)芯段的半徑的比率是1.2至2.0，以及芯的半徑是4μm至8μm。
6.根據(jù)權利要求1至5的任何一項的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w，其中在從1.53μm至1.57μm所選擇的至少一波長中，通過將色散斜率除以波長色散而得的商是0.0026nm-1至0.010nm-1。
7.根據(jù)權利要求1至5的任何一項的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w，其中在從1.53μm至1.57μm所選擇的至少一波長中，通過將色散斜率除以波長色散而得的商是0.0026nm-1至0.041nm-1。
8.根據(jù)權利要求1至5的任何一項的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w，其中在從1.57μm至1.63μm所選擇的至少一波長中，通過將色散斜率除以波長色散而得的商是0.0022nm-1至0.010nm-1。
9.根據(jù)權利要求1至5的任何一項的經(jīng)色散補償?shù)墓饫w，其中在從1.57μm至1.63μm所選擇的至少一波長中，通過將色散斜率除以波長色散而得的商是0.0022nm-1至0.0035nm-1。
全文摘要
提供一種經(jīng)色散補償?shù)墓饫w，如果它被纏繞在小卷軸上且具有穩(wěn)定的溫度特征，則其并不引起損耗的增加。經(jīng)色散補償?shù)墓饫w被如此形成，以便于在從1.53至1.63μm之間所選擇的至少一波長中，20mm彎曲直徑的彎曲損耗為5dB/m或更低，波長色散為－120ps/nm/km或更低，在使用條件下的截止波長為1.53μm或更低，包層的外徑為80至100μm，涂層的外徑為160至200μm，涂層樹脂表面的粘度為10gf/mm或更低。它被如此設置以便于b/a為1.5至3.5，c/b為1.2至2.0，芯的半徑為4至8μm，Δ1為+1.6％至+2.6％,Δ2為－0.30％至－1.4％，以及Δ3為－0.30％至+1.0％。第一涂層的楊氏模數(shù)為0.15kgf/mm
文檔編號G02B6/02GK1639601SQ0380560
公開日2005年7月13日 申請日期2003年3月13日 優(yōu)先權日2002年3月13日
發(fā)明者愛川和彥, 清水正砂, 鈴木龍次, 中山真一, 姬野邦治 申請人:株式會社藤倉