專利名稱：一種色散補償光纖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域是用于波分復(fù)用傳輸網(wǎng)的光纖。
背景技術(shù)：
這種網(wǎng)絡(luò)上的信息比特率增加會在日益變寬的頻帶上施加色散補償和色散斜率補償。S頻帶對應(yīng)于約1460nm到1530nm的頻帶。C頻帶對應(yīng)于約1530nm到1565nm的頻帶。L頻帶對應(yīng)于約1565nm到1625nm的頻帶。U頻帶對應(yīng)于約1625nm到1675nm的頻帶。最廣泛使用的頻帶是C頻帶。除C頻帶外，逐漸趨向于希望使用C頻帶、S頻帶、L頻帶甚至L頻帶。
在現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)知道將稱為非零色散位移光纖(NZ-DSF)的用于減小非線性交叉效應(yīng)的色散位移光纖與色散補償光纖(DCF)相結(jié)合，并制造在較寬的頻帶上具有零色散的傳輸線。
例如，如專利中請WO 01/01179所述，第一種現(xiàn)有技術(shù)解決方案采用具有較低色散斜率的色散補償光纖，然而，所涉及光纖的色散與色散斜率的比值太低，并且不能有效地補償具有較低色散斜率的NZ-DSF傳輸線光纖。
在OECC/IOOC’01會議上提出的第二種現(xiàn)有技術(shù)解決方案里，在題為“具有較高負色散的色散扁平光纖”(Dispersion flattened fiber with highnegative dispersion)的論文中，數(shù)字仿真描述了一種色散補償光纖，其色散與色散斜率的比值非常高，然而，在同一會議上口頭說明的那些仿真并沒有證實上述內(nèi)容，相反，卻產(chǎn)生了包括4μm級模場直徑的通常值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種色散補償光纖，其具有足夠高的色散與色散斜率的比值，并且有利地具有較低的色散斜率，能夠補償具有較低色散斜率的NZ-DSF傳輸光纖線。根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖還具有相對較高的模場直徑，因此可以在例如超過40Gbit/s的非常高的比特率下用于光傳輸線內(nèi)。利用根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖獲得的折衷方案，能夠在可以包含S、C、L和U頻帶的非常寬的頻譜范圍內(nèi)進行有效的補償。
根據(jù)本發(fā)明，對于波分復(fù)用傳輸網(wǎng)，提供一種用于在包含至少C頻帶的多個頻帶上補償色散的光纖，從中心到外圍，該光纖依次包括具有變化的折射率剖面的纖芯和具有恒定折射率的包層；從中心到外圍，該具有變化的折射率剖面的纖芯依次包括其最大折射率比所述包層折射率高的中心層(slice)、其最小折射率比所述包層折射率低的凹陷層以及其最大折射率比所述包層折射率高并比所述中心層的最大折射率低的環(huán)形層，確定每層的半徑和折射率，一方面使得在1550nm的波長處，所述色散補償光纖首先具有小于-8ps/nm.km的色散，其次具有其絕對值大于750nm的色散與色散斜率的比值，還具有大于5μm的模場直徑，另一方面使得在1625nm的波長處，對于10mm的半徑，所述色散補償光纖具有低于400dB/m的彎曲損耗。
優(yōu)選地確定每層的半徑和折射率，使得在1550nm的波長處，所述色散補償光纖具有其絕對值大于1500nm的色散與色散斜率的比值。
根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖在S、C、L和U頻帶上優(yōu)選地補償傳輸線光纖的色散。
優(yōu)選地確定每層的半徑和折射率，使得在1550nm的波長處，所述色散補償光纖具有其絕對值小于0.02ps/nm2.km的色散斜率。
優(yōu)選地確定根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的每層的半徑和折射率，使得在1550nm的波長處，所述色散補償光纖具有大于20μm2的有效面積。
將根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖與光纖傳輸系統(tǒng)內(nèi)的傳輸線光纖相結(jié)合。在一種實施方式中，光纖傳輸系統(tǒng)包括傳輸線光纖和結(jié)合在所述傳輸線內(nèi)的根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的組合。在另一種實施方式中，光纖傳輸系統(tǒng)包括傳輸線光纖和容納于一個模塊內(nèi)的根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的組合。
在本發(fā)明的第一優(yōu)選實施方式中，根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖具有分為三層的第一類變化的纖芯折射率剖面。從中心到外圍，該第一類變化的纖芯折射率剖面依次包括其最大折射率比包層折射率高的中心層、其最小折射率比包層折射率低的凹陷層以及其最大折射率比包層折射率高并比所述中心層的最大折射率低的環(huán)形層。中心層優(yōu)選地是梯形或矩形的，但也可以是例如三角形或α形的。其他層優(yōu)選地是矩形的，但也可以是例如三角形、梯形或α形的。
下面，給出特別是第二類纖芯折射率剖面的折射率和半徑的多個優(yōu)選范圍或關(guān)系，其將改善根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖能盡可能有效地補償傳輸線光纖的色散的頻譜范圍和根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的其他特性。
在第一組色散補償光纖中，確定每層的半徑和折射率，使得在1550nm的波長處，色散補償光纖具有從-40ps/nm.km到-8ps/nm.km的色散。在該第一組而不是下述第二組中，特別有利的是，根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖具有較低的色散斜率。
凹陷層的最小折射率與包層的折射率之差(Δn2)優(yōu)選地為-3.10-3至0，并且凹陷層的外部半徑(r2)優(yōu)選地為5.8μm至8.5μm。
環(huán)形層的最大折射率與包層的折射率之差(Δn3)優(yōu)選地為1.10-3至6.10-3，并且環(huán)形層的外部半徑(r3)優(yōu)選地為7.2μm至9.7μm。
半徑與相對于包層的折射率差的乘積在零半徑與其折射率高于包層折射率的中心層部分的半徑(r1)之間的積分的兩倍的值(S1=2·∫0r1Δn(r)·r·dr)]]>優(yōu)選地為39.10-3至65.10-3μm2。
半徑與相對于包層的折射率差的乘積在其折射率高于包層折射率的中心層部分的半徑(r1)與其折射率低于包層折射率的凹陷層部分的半徑(r2)之間的積分的兩倍的值(S2=2·∫r1r2Δn(r)·r·dr)]]>優(yōu)選地為-150.10-3至-10.10-3μm2。
半徑與相對于包層的折射率差的乘積在其折射率低于包層折射率的凹陷層部分的半徑(r2)與其折射率高于包層折射率的環(huán)形層部分的半徑(r3)之間的積分的兩倍的值(S3=2·∫r2r3Δn(r)·r·dr)]]>優(yōu)選地為30.10-3至140.10-3μm2。
半徑的平方與相對于包層的折射率差的乘積在零半徑與其折射率高于包層折射率的中心層部分的半徑(r1)之間的積分的三倍的值(S11=3·∫0r1Δn(r)·r2·dr)]]>優(yōu)選地為59.10-3μm3至123.10-3μm3。
如果中心層呈矩形，則所述中心層的最大折射率與所述包層折射率之差(Δn1)優(yōu)選地為14.10-3至20.10-3，并且其折射率高于包層折射率的所述中心層部分的半徑(r1)優(yōu)選地為1.4μm至1.9μm。
如果所述中心層呈梯形，則所述中心層的最大折射率與所述包層折射率之差(Δn1)優(yōu)選地為14.10-3至20.10-3，其折射率高于包層折射率的所述中心層部分的半徑(r1)優(yōu)選地為1.4μm至1.9μm，并且具有所述中心層的最大折射率的所述中心層部分的半徑(r1a)優(yōu)選地為1.3μm至1.9μm。
在第二組色散補償光纖中，確定每層的半徑和折射率，使得在1550nm的波長處，色散補償光纖具有小于-40ps/nm.km的色散。
凹陷層的最小折射率與包層的折射率之差(Δn2)優(yōu)選地為-5.10-3至0，并且凹陷層的外部半徑(r2)優(yōu)選地為3.7μm至6.7μm。
環(huán)形層的最大折射率與包層的折射率之差(Δn3)優(yōu)選地為1.10-3至8.10-3，并且環(huán)形層的外部半徑(r3)優(yōu)選地為6.1μm至8.4μm。
半徑與相對于包層的折射率差的乘積在零半徑與其折射率高于包層折射率的中心層部分的半徑(r1)之間的積分的兩倍的值(S1=2·∫0r1Δn(r)·r·dr)]]>優(yōu)選地為32.10-3至52.10-3μm2。
半徑與相對于包層的折射率差的乘積在其折射率高于包層折射率的中心層部分的半徑(r1)與其折射率低于包層折射率的凹陷層部分的半徑(r2)之間的積分的兩倍的值(S2=2·∫r1r2Δn(r)·r·dr)]]>優(yōu)選地為-70.10-3至-4.10-3μm2。
半徑與相對于包層的折射率差的乘積在其折射率低于包層折射率的凹陷層部分的半徑(r2)與其折射率高于包層折射率的環(huán)形層部分的半徑(r3)之間的積分的兩倍的值(S3=2·∫r2r3Δn(r)·r·dr)]]>優(yōu)選地為7.10-3至150.10-3μm2。
半徑的平方與相對于包層的折射率差的乘積在零半徑與其折射率高于包層折射率的中心層部分的半徑(r1)之間的積分的三倍的值(S11=3·∫0r1Δn(r)·r2·dr)]]>優(yōu)選地為40.10-3μm3至80.10-3μm3。
如果所述中心層呈矩形，則所述中心層的最大折射率與所述包層折射率之差(Δn1)優(yōu)選地為17.10-3至25.10-3，并且其折射率高于包層折射率的所述中心層部分的半徑(r1)優(yōu)選地為1.2μm至1.7μm。
如果所述中心層呈梯形，則所述中心層的最大折射率與所述包層折射率之差(Δn1)優(yōu)選地為17.10-3至25.10-3，其折射率高于包層折射率的所述中心層部分的半徑(r1)優(yōu)選地為1.2μm至1.7μm，并且具有所述中心層的最大折射率的所述中心層部分的半徑(r1a)優(yōu)選地為1.1μm至1.7μm。
對于對應(yīng)于第一實施方式的所有色散補償光纖，確定每層的半徑和折射率，使得色散補償光纖具有大于1600nm的理論截止波長。
在本發(fā)明的第二優(yōu)選實施方式中，根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖具有分為四層的第二類變化的纖芯折射率剖面。從中心到外圍，該第二類變化的纖芯折射率剖面依次包括其最大折射率比包層折射率高的中心層、其最小折射率比包層折射率低的第一凹陷層、其最大折射率比包層折射率高并比中心層的最大折射率低的環(huán)形層以及其最小折射率比包層折射率低的第二凹陷層。中心層優(yōu)選地是矩形的，但也可以是三角形、梯形或α形的。其他層優(yōu)選地是矩形的，但也可以是例如三角形、梯形或α形的。
在本發(fā)明的第三種優(yōu)選實施方式中，根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖具有第三類變化的纖芯折射率剖面，其從中心到外圍依次包括其最大折射率比包層折射率高的中心層、其最小折射率比包層折射率低的凹陷層、其最大折射率比包層折射率高并比中心層的最大折射率低的第一環(huán)形層以及其最大折射率比包層折射率高并比第一環(huán)形層的折射率高的第二環(huán)形層。中心層優(yōu)選地是矩形的，但也可以是三角形、梯形或α形的。其他層優(yōu)選地是矩形的，但也可以是例如三角形、梯形或α形的。
在本發(fā)明的第四種優(yōu)選實施方式中，根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖具有第四類變化的纖芯折射率剖面，其從中心到外圍依次包括其最大折射率比包層折射率高的中心層、其最小折射率比包層折射率低的第一凹陷層、其最小折射率比包層折射率低并比第一凹陷層的折射率高的第二凹陷層以及其最大折射率比包層折射率高并比中心層的最大折射率低的環(huán)形層。中心層優(yōu)選地是矩形的，但也可以是三角形、梯形或α形的。其他層優(yōu)選地是矩形的，但也可以是例如三角形、梯形或α形的。
對于根據(jù)第二、第三和第四實施方式的所有色散補償光纖，確定每層的半徑和折射率，使得所述色散補償光纖具有大于1550nm的理論截止波長。


根據(jù)以下借助于實施例的說明和附圖，可以更好地理解本發(fā)明，并且本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將變得明顯，其中圖1概略地示出根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的具有三層的第一類剖面的一個實施例；圖2是一個表格，其包含根據(jù)本發(fā)明的第一類色散補償光纖的圖1的實施例的剖面的十個實施例的半徑和折射率的差值；圖3是一個表格，其包含圖2中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的剖面的某些特性；圖4是一個表格，其包含圖2中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的剖面的其他特性；圖5是一個表格，其包含圖2中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的剖面的另外的特性；圖6是一個表格，其包含圖2中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的剖面的又一些特性；圖7概略地示出根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的具有三層的第一類剖面的另一個實施例；圖8是一個表格，其包含根據(jù)本發(fā)明的第一類色散補償光纖的圖7的實施例的剖面的十個實施例的半徑和折射率的差值；圖9是一個表格，其包含圖8中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的剖面的某些特性；圖10是一個表格，其包含圖8中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的剖面的其他特性；圖11是一個表格，其包含圖8中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的剖面的另外的特性；圖12是一個表格，其包含圖8中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的剖面的又一些特性；圖13概略地示出根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的具有四層的第二、第三和第四類剖面；圖14是一個表格，其包含根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的第二、第三和第四類剖面的十個實施例的半徑和折射率的差值；圖15是一個表格，其包含圖14中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的剖面的某些特性；圖16是一個表格，其包含圖14中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的剖面的其他特性；圖17是一個表格，其包含圖14中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的剖面的另外的特性；圖18是一個表格，其包含圖14中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的剖面的又一些特性；對于剖面實施例8a、8b和2c，圖19示出S、C、L和U頻帶內(nèi)的色散變化。
具體實施例方式
圖1概略地示出根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的具有三層的第一類剖面的一個實施例。第一層稱作中心層，具有相對于包層的恒定折射率的最大折射率差Δn1和外部半徑r1。該最大折射率差Δn1為正。該折射率優(yōu)選地為恒定的，并且是零半徑與半徑r1之間的最大值。第二層稱作凹陷層，具有相對于包層的恒定折射率的最大折射率差Δn2和外部半徑r2。該最大折射率差Δn2為負。該折射率在半徑r1與半徑r2之間優(yōu)選地為恒定的。第三層稱作環(huán)形層，具有相對于包層的恒定折射率的最大折射率差Δn3和外部半徑r3。該最大折射率差Δn3為正。該折射率在半徑r2與半徑r3之間優(yōu)選地為恒定的。半徑r3之外是具有恒定折射率的包層。
圖2是一個表格，其包含根據(jù)本發(fā)明的第一類色散補償光纖的上述實施例的剖面的十個實施例的半徑和折射率的差值。左列列出從1a至10a的實施例。接下來的三列表示纖芯的變化的折射率剖面的以μm為單位的半徑。最后三列給出1000倍的折射率差(無單位)。
圖3是一個表格，其包含圖2中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的剖面的某些特性。左列列出從1a至10a的實施例。對于所考慮的每一個實施例，其他列表示對應(yīng)于所涉及的實施例的光纖的特性。下一列表示1550nm波長處的用ps/nm2表示的色散斜率C’。再下一列表示1550nm波長處的用nm表示的色散C與色散斜率C’的比值。再下一列表示1550nm波長處的用nm表示的模場直徑2W02。最后一列表示用nm表示的理論的截止波長λcth。
圖4是一個表格，其包含圖2中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的剖面的其他特性。左列列出上面已經(jīng)說明的實施例。對于所考慮的每一個實施例，其他列表示對應(yīng)于所涉及的實施例的光纖的特性。接下來的四列表示在各個波長1460nm、1550nm、1625nm和1675nm處的用μm2表示的有效面積Seff。
圖5是一個表格，其包含圖2中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的剖面的另外的特性。左列列出前面已經(jīng)說明的實施例。對于所考慮的每一個實施例，其他列表示對應(yīng)于所涉及的實施例的光纖的特性。接下來的四列表示在各個波長1460nm、1550nm、1625nm和1675nm處的用ps/nm.km表示的色散C。
圖6是一個表格，其包含圖2中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的剖面的又一些特性。左列列出前面已經(jīng)說明的實施例。對于所考慮的每一個實施例，其他列表示對應(yīng)于所涉及的實施例的光纖的特性。接下來的三列表示在各個波長1550nm、1625nm和1675nm處，半徑10mm的用dB/m表示的最大彎曲損耗閾值。例如，在實施例1a中，所述彎曲損耗小于3dB/km。接下來的三列表示在各個波長1550nm、1625nm和1675nm處，半徑30mm的用dB/m表示的最大彎曲損耗閾值。
圖7概略地示出根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的具有三層的第一類剖面的另一個實施例。第一層稱作中心層，具有相對于包層的恒定折射率的最大折射率差Δn1和外部半徑r1。該最大折射率差Δn1為正。該折射率優(yōu)選地為恒定的，并且是零半徑與半徑r1之間的最大值。對于半徑值r1，該折射率變得等于包層的折射率，并且對于值r1b，該折射率達到第二層的折射率。第二層稱作凹陷層，具有相對于包層的恒定折射率的最大折射率差Δn2和外部半徑r2。該最大折射率差Δn2為負。該折射率在半徑r1b與半徑r2之間優(yōu)選地為恒定的。第三層稱作環(huán)形層，具有相對于包層的恒定折射率的最大折射率差Δn3和外部半徑r3。該最大折射率差Δn3為正。該折射率在半徑r2與半徑r3之間優(yōu)選地為恒定的。半徑r3之外是具有恒定折射率的包層。
圖8是一個表格，其包含根據(jù)本發(fā)明的第一類色散補償光纖的上述實施例的剖面的十個實施例的半徑和折射率的差值。左列列出從1b至10b的實施例。接下來的五列表示纖芯的變化的折射率剖面的用μm表示的半徑。最后三列給出1000倍的折射率差(無單位)。
圖9是一個表格，其包含圖8中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的剖面的某些特。其說明類似于圖3。
圖10是一個表格，其包含圖8中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的剖面的其他特性。其說明類似于圖4。
圖11是一個表格，其包含圖8中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的剖面的另外的特性。其說明類似于圖5。
圖12是一個表格，其包含圖8中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的剖面的又一些特性。其說明類似于圖6。
圖13概略地示出根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的具有四層的第二、第三和第四類剖面。第一層稱作中心層，具有相對于包層的恒定折射率的最大折射率差Δn1和外部半徑r1。該最大折射率差Δn1為正。該折射率在零半徑與半徑r1之間優(yōu)選地為恒定的。第二層稱作凹陷層，具有相對于包層的恒定折射率的最大折射率差Δn2和外部半徑r2。該最大折射率差Δn2為負。該折射率在半徑r1與半徑r2之間優(yōu)選地為恒定的。對于第二和第三類剖面，第三層稱作環(huán)形層，具有相對于包層的恒定折射率的最大折射率差Δn3和外部半徑r3。該最大折射率差Δn3為正。該折射率在半徑r2與半徑r3之間優(yōu)選地為恒定的。對于第四類剖面，第三層稱作凹陷層，具有相對于包層的恒定折射率最的大折射率差Δn3和外部半徑r3。該最大折射率差Δn3為負。該折射率在半徑r2與半徑r3之間優(yōu)選地為恒定的。對于第二類剖面，第四層稱作凹陷層，具有相對于包層的折射率的最大折射率差Δn4和外部半徑r4。該最大折射率差Δn4為負。該折射率在半徑r3與半徑r4之間優(yōu)選地為恒定的。半徑r4之外是具有恒定折射率的包層。對于第三和第四類剖面，第四層稱作環(huán)形層，具有相對于包層的恒定折射率的最大折射率差Δn4和外部半徑r4。該最大折射率差Δn4為正。該折射率在半徑r3與半徑r4之間優(yōu)選地為恒定的。半徑r4之外是具有恒定折射率的包層。
圖14是一個表格，其包含根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的第二、第三和第四類剖面的十個實施例的半徑和折射率的差值。左列列出從1c至10c的實施例。接下來的四列表示纖芯的變化的折射率剖面的用μm表示的半徑。最后四列給出1000倍的折射率差(無單位)。
圖15是一個表格，其包含圖14中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的剖面的某些特性。其說明類似于圖3。
圖16是一個表格，其包含圖14中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的剖面的其他特性。其說明類似于圖4。
圖17是一個表格，其包含圖14中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的剖面的另外的特性。其說明類似于圖5。
圖18是一個表格，其包含圖14中所確定的根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的剖面的又一些特性。其說明類似于圖6。
對于剖面實施例8a、8b和2c，圖19分別通過曲線A、A’和A”示出S、C、L和U頻帶內(nèi)的色散變化，其中將用ps/nm.km表示的色散C畫在縱軸上，并將用nm表示的波長λ畫在橫軸上。
在根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的第一附加優(yōu)選實施方式中，確定每層的半徑和折射率，使得在1550nm的波長處，該色散補償光纖還具有從-200ps/nm.km到-40ps/nm.km的色散，以及從17.10-3到25.10-3的中心層最大折射率與包層折射率之差Δn1。中心層最大折射率與包層折射率之間的差值的適當范圍能夠產(chǎn)生一種光纖，其不僅具有與最大折射率與包層折射率之間的差值約為30.10-3的光纖相比改善的衰減和/或改善的彎曲損耗，而且更具有與最大折射率與包層折射率之間的差值約為12.10-3或更小的光纖相比更小的色散。
在根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的第二附加優(yōu)選實施方式中，確定每層的半徑和折射率，使得在1550nm的波長處，該色散補償光纖還具有小于-40ps/nm.km的色散，從17.10-3到25.10-3的中心層最大折射率與包層折射率之差Δn1，以及半徑與相對于包層的折射率差的乘積在其折射率高于包層折射率的中心層部分的半徑(r1)與其折射率低于包層折射率的凹陷層部分的半徑(r2)之間的積分的兩倍的值(S2=2·∫r1r2Δn(r)·r·dr),]]>其從-70.10-3到-4.10-3μm2。中心層最大折射率與包層折射率差之間的差的適當值范圍能夠產(chǎn)生一種光纖，其不僅具有與最大折射率與包層折射率之間的差值約為30.10-3的光纖相比改善的衰減和/或改善的彎曲損耗，而且更具有與最大折射率與包層折射率之間的差值約為12.10-3或更小的光纖相比更小的色散。
本發(fā)明的第一和第二附加優(yōu)選實施方式涉及預(yù)定用于模塊中的光纖。
在根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖的第三附加優(yōu)選實施方式中，確定每層的半徑和折射率，使得在1550nm的波長處，該色散補償光纖還具有從-40ps/nm.km到-15ps/nm.km的色散以及負的色散斜率。與其色散具有較小絕對值的色散補償光纖相比，具有適當色散絕對值的色散補償光纖是有利的，這是因為此時只需要較短的長度來補償給定的傳輸線光纖。色散補償光纖具有通常高于傳輸線光纖衰減的衰減，使傳輸線包含盡可能少的色散補償光纖并包含盡可能多的傳輸線光纖是有利的。與色散斜率為正的色散補償光纖相比，色散斜率為負的色散補償光纖是有利的，這是因為此時可以比較容易地補償大多數(shù)傳輸線光纖的正的色散斜率。
根據(jù)本發(fā)明的第三附加優(yōu)選實施方式的一種優(yōu)選選擇，在根據(jù)本發(fā)明的色散補償光纖中，確定每層的半徑和折射率，使得在1550nm的波長處，該色散補償光纖還具有從14.10-3到20.10-3的中心層最大折射率與包層折射率之差Δn。中心層最大折射率與包層折射率差之間的差值的適當范圍能夠產(chǎn)生一種光纖，其不僅具有與最大折射率與包層折射率之間的差值約為30.10-3的光纖相比改善的衰減和/或改善的彎曲損耗，而且更具有與最大折射率與包層折射率之間的差值約為12.10-3或更小的光纖相比更小的色散。
本發(fā)明的第三附加優(yōu)選實施方式涉及用作傳輸線光纖的光纖。
權(quán)利要求
1.一種用于在包含至少C頻帶的多個頻帶上補償色散的光纖，其用于波分復(fù)用傳輸網(wǎng)，從中心到外圍，所述光纖依次包括具有變化的折射率剖面的纖芯和具有恒定折射率的包層；從中心到外圍，所述纖芯的變化的折射率剖面依次包括其最大折射率比所述包層折射率高的中心層；其最小折射率比所述包層折射率低的凹陷層；以及其最大折射率比所述包層折射率高并比所述中心層的最大折射率低的環(huán)形層；確定每層的半徑和折射率，一方面使得在1550nm的波長處，所述色散補償光纖首先具有小于-8ps/nm.km的色散，其次具有其絕對值大于750nm的色散與色散斜率的比值，還具有大于5μm的模場直徑，另一方面使得在1625nm的波長處，對于10mm的半徑，所述色散補償光纖具有低于400dB/m的彎曲損耗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的色散補償光纖，其特征在于確定每層的半徑和折射率，使得在1550nm的波長處，所述色散補償光纖具有其絕對值大于1500nm的色散與色散斜率的比值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的色散補償光纖，其特征在于在S、C、L和U頻帶上，所述色散補償光纖補償傳輸線光纖的色散。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的色散補償光纖，其特征在于從中心到外圍，所述纖芯的變化的折射率剖面依次包括其最大折射率比所述包層折射率高的中心層；其最小折射率比所述包層折射率低的凹陷層；以及其最大折射率比所述包層折射率高并比所述中心層的最大折射率低的環(huán)形層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4的色散補償光纖，其特征在于確定每層的半徑和折射率，使得在1550nm的波長處，所述色散補償光纖具有從-40ps/nm.km到-8ps/nm.km的色散。
6.根據(jù)從屬于權(quán)利要求4的權(quán)利要求5的色散補償光纖，其特征在于所述凹陷層的最小折射率與所述包層折射率之差(Δn2)為-3.10-3至0，并且所述凹陷層的外部半徑(r2)為5.8μm至8.5μm。
7.根據(jù)從屬于權(quán)利要求4的權(quán)利要求6的色散補償光纖，其特征在于所述環(huán)形層的最大折射率與所述包層折射率之差(Δn3)為1.10-3至6.10-3，并且所述環(huán)形層的外部半徑(r3)為7.2μm至9.7μm。
8.根據(jù)從屬于權(quán)利要求4的權(quán)利要求5的色散補償光纖，其特征在于半徑與相對于包層的折射率差的乘積在零半徑與其折射率高于包層折射率的中心層部分的半徑(r1)之間的積分的兩倍的值(S1=2·∫0r1Δn(r)·r·dr)]]>為39.10-3至65.10-3μm2。
9.根據(jù)從屬于權(quán)利要求4的權(quán)利要求5的色散補償光纖，其特征在于半徑與相對于包層的折射率差的乘積在其折射率高于包層折射率的中心層部分的半徑(r1)與其折射率低于包層折射率的凹陷層部分的半徑(r2)之間的積分的兩倍的值(S2=2·∫r1r2Δn(r)·r·dr)]]>為-150.10-3至-10.10-3μm2。
10.根據(jù)從屬于權(quán)利要求4的權(quán)利要求7的色散補償光纖，其特征在于半徑與相對于包層的折射率差的乘積在其折射率低于包層折射率的凹陷層部分的半徑(r2)與其折射率高于包層折射率的環(huán)形層部分的半徑(r3)之間的積分的兩倍的值(S3=2·∫r2r3Δn(r)·r·dr)]]>為30.10-3至140.10-3μm2。
11.根據(jù)從屬于權(quán)利要求4的權(quán)利要求8的色散補償光纖，其特征在于半徑的平方與相對于包層的折射率差的乘積在零半徑與其折射率高于包層折射率的中心層部分的半徑(r1)之間的積分的三倍的值(S11=3·∫0r1Δn(r)·r2·dr)]]>為59.10-3μm3至123.10-3μm3。
12.根據(jù)從屬于權(quán)利要求1的權(quán)利要求5的色散補償光纖，其特征在于所述中心層呈矩形。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的色散補償光纖，其特征在于所述中心層的最大折射率與所述包層折射率之差(Δn1)為14.10-3至20.10-3，并且其折射率高于包層折射率的所述中心層部分的半徑(r1)為1.4μm至1.9μm。
14.根據(jù)從屬于權(quán)利要求1的權(quán)利要求5的色散補償光纖，其特征在于所述中心層呈梯形。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的色散補償光纖，其特征在于所述中心層的最大折射率與所述包層折射率之差(Δn1)為14.10-3至20.10-3，其折射率高于包層折射率的所述中心層部分的半徑(r1)為1.4μm至1.9μm，并且具有所述中心層的最大折射率的所述中心層部分的半徑(r1a)為1.31μm至1.88μm。
16.根據(jù)權(quán)利要求1或4的色散補償光纖，其特征在于確定每層的半徑和折射率，使得在1550nm的波長處，所述色散補償光纖具有小于-40ps/nm.km的色散。
17.根據(jù)從屬于權(quán)利要求4的權(quán)利要求16的色散補償光纖，其特征在于所述凹陷層的最小折射率與所述包層折射率之間的差(Δn2)為-5.5×10-3至0，并且所述凹陷層的外部半徑(r2)為3.7μm至6.7μm。
18.根據(jù)從屬于權(quán)利要求4的權(quán)利要求17的色散補償光纖，其特征在于所述環(huán)形層的最大折射率與所述包層折射率之間的差(Δn3)為1.10-3至8.10-3，并且所述環(huán)形層的外部半徑(r3)為6.1μm至8.4μm。
19.根據(jù)從屬于權(quán)利要求4的權(quán)利要求16的色散補償光纖，其特征在于半徑與相對于包層的折射率差的乘積在零半徑與其折射率高于包層折射率的中心層部分的半徑(r1)之間的積分的兩倍的值(S1=2·∫0r1Δn(r)·r·dr)]]>為32.10-3至52.10-3μm2。
20.根據(jù)從屬于權(quán)利要求4的權(quán)利要求17的色散補償光纖，其特征在于半徑與相對于包層的折射率差的乘積在其折射率高于包層折射率的中心層部分的半徑(r1)與其折射率低于包層折射率的凹陷層部分的半徑(r2)之間的積分的兩倍的值(S2=2·∫r1r2Δn(r)·r·dr)]]>為-70.10-3至-4.10-3μm2。
21.根據(jù)從屬于權(quán)利要求4的權(quán)利要求18的色散補償光纖，其特征在于半徑與相對于包層的折射率差的乘積在其折射率低于包層折射率的凹陷層部分的半徑(r2)與其折射率高于包層折射率的環(huán)形層部分的半徑(r3)之間的積分的兩倍的值(S3=2·∫r2r3Δn(r)·r·dr)]]>為7.10-3至150.10-3μm2。
22.根據(jù)從屬于權(quán)利要求4的權(quán)利要求19的色散補償光纖，其特征在于半徑的平方與相對于包層的折射率差的乘積在零半徑與其折射率高于包層折射率的中心層部分的半徑(r1)之間的積分的三倍的值(S11=3·∫0r1Δn(r)·r2·dr)]]>為40.10-3μm3至80.10-3μm3。
23.根據(jù)從屬于權(quán)利要求1的權(quán)利要求16的色散補償光纖，其特征在于所述中心層呈矩形。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的色散補償光纖，其特征在于所述中心層的最大折射率與所述包層折射率之差(Δn1)為17.10-3至25.10-3，并且其折射率高于包層折射率的所述中心層部分的半徑(r1)為1.2μm至1.7μm。
25.根據(jù)從屬于權(quán)利要求1的權(quán)利要求16的色散補償光纖，其特征在于所述中心層呈梯形。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的色散補償光纖，其特征在于所述中心層的最大折射率與所述包層折射率之差(Δn1)為17.10-3至25.10-3，其折射率高于包層折射率的所述中心層部分的半徑(r1)為1.2μm至1.7μm，并且具有所述中心層的最大折射率的所述中心層部分的半徑(r1a)為1.11μm至1.70μm。
27.根據(jù)權(quán)利要求4或16的色散補償光纖，其特征在于確定每層的半徑和折射率，使得所述色散補償光纖具有大于1600nm的理論截止波長。
28.根據(jù)權(quán)利要求1的色散補償光纖，其特征在于從中心到外圍，所述纖芯的變化的折射率剖面依次包括其最大折射率比所述包層折射率高的中心層；其最小折射率比所述包層折射率低的凹陷層；其最大折射率比所述包層折射率高并比所述中心層的最大折射率低的第一環(huán)形層；以及其最大折射率比所述包層折射率高并比所述第一環(huán)形層的折射率高的第二環(huán)形層。
29.根據(jù)權(quán)利要求1的色散補償光纖，其特征在于從中心到外圍，所述纖芯的變化的折射率剖面依次包括其最大折射率比所述包層折射率高的中心層；其最小折射率比所述包層折射率低的第一凹陷層；其最小折射率比所述包層折射率低并比所述第一凹陷層的折射率高的第二凹陷層；以及其最大折射率比所述包層折射率高并比所述中心層的最大折射率低的環(huán)形層。
30.根據(jù)權(quán)利要求1的色散補償光纖，其特征在于從中心到外圍，所述纖芯的變化的折射率剖面依次包括其最大折射率比所述包層折射率高的中心層；其最小折射率比所述包層折射率低的第一凹陷層；其最大折射率比所述包層折射率高并比所述中心層的最大折射率低的環(huán)形層；以及其最小折射率比所述包層折射率低的第二凹陷層。
31.根據(jù)權(quán)利要求28、29或30的色散補償光纖，其特征在于確定每層的半徑和折射率，使得所述色散補償光纖具有大于1550nm的理論截止波長。
32.根據(jù)權(quán)利要求1的色散補償光纖，其特征在于確定每層的半徑和折射率，使得在1550nm的波長處，所述色散補償光纖具有其絕對值小于0.02ps/nm2.km的色散斜率。
33.根據(jù)權(quán)利要求1的色散補償光纖，其特征在于確定每層的半徑和折射率，使得在1550nm的波長處，所述色散補償光纖具有大于20μm2的有效面積。
34.根據(jù)權(quán)利要求1的色散補償光纖，其特征在于確定每層的半徑和折射率，使得在1550nm的波長處，所述色散補償光纖具有-200ps/nm.km至-40ps/nm.km的色散，以及17.10-3至25.10-3的所述中心層最大折射率與所述包層折射率之差。
35.根據(jù)權(quán)利要求1的色散補償光纖，其特征在于確定每層的半徑和折射率，使得在1550nm的波長處，所述色散補償光纖具有小于-40ps/nm.km的色散，從17.10-3至25.10-3的所述中心層最大折射率與所述包層折射率之差(Δn1)，以及半徑與相對于包層的折射率差的乘積在其折射率高于包層折射率的中心層部分的半徑(r1)與其折射率低于包層折射率的凹陷層部分的半徑(r2)之間的積分的兩倍的值(S2=2·∫r1r2Δn(r)·r·dr),]]>其從-70.10-3到-4.10-3μm2。
36.根據(jù)權(quán)利要求1或32的色散補償光纖，其特征在于確定每層的半徑和折射率，使得在1550nm的波長處，所述色散補償光纖具有-40ps/nm.km至-15ps/nm.km的色散以及負的色散斜率。
37.根據(jù)權(quán)利要求36的色散補償光纖，其特征在于所述中心層的最大折射率與所述包層折射率之差(Δn1)為14.10-3至20.10-3。
38.一種光纖傳輸系統(tǒng)，包括傳輸線光纖和根據(jù)權(quán)利要求1的色散補償光纖的組合，所述色散補償光纖結(jié)合在所述傳輸線內(nèi)。
39.一種光纖傳輸系統(tǒng)，包括傳輸線光纖和根據(jù)權(quán)利要求1的色散補償光纖的組合，所述色散補償光纖容納在一個模塊內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多頻帶色散補償光纖，從中心到外圍，該色散補償光纖依次包括其最大折射率比包層折射率高的中心層，其最小折射率比包層折射率低的凹陷層，其最大折射率比包層折射率高并比中心層的最大折射率低的環(huán)形層，以及一個包層，其具有恒定的折射率，并且一方面，在1550nm的波長處，首先具有小于－8ps/nm.km的色散，其次具有其絕對值大于750nm的色散與色散斜率的比值，還具有大于5μm的模場直徑，另一方面，在1625nm的波長處，對于10mm的半徑，具有低于400dB/m的彎曲損耗。
文檔編號G02B6/02GK1720470SQ200380105247
公開日2006年1月11日 申請日期2003年10月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月7日
發(fā)明者弗洛朗·博蒙, 皮埃爾·西拉爾德, 盧多維克·弗勒里, 馬克西姆·戈爾利耶, 路易·阿內(nèi)·德蒙莫里永, 帕斯卡萊·努希 申請人:德雷卡通信技術(shù)公司