一種低衰減少模光纖的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于光纖通信系統(tǒng)的低衰減少模光纖，該光纖的纖芯具有階梯型 剖面結構，其在1550nm通訊波段支持的四個模式有較低的差分模群時延（DGD)、較低的衰 減和較好的抗彎曲性能，屬于光纖通信技術領域。
【背景技術】
[0002] 單模光纖由于其傳輸速率快，攜帶信息容量大，傳輸距離遠等優(yōu)點，被廣泛地應用 于光纖通信網(wǎng)絡之中。而近年來，隨著通信及大數(shù)據(jù)業(yè)務對容量的需求與日俱增，網(wǎng)絡帶 寬快速擴張，光傳輸網(wǎng)絡的容量正逐步接近單根光纖的香農(nóng)極限：100Tb/ s?？辗謴陀煤湍?分復用技術可以打破傳統(tǒng)的香農(nóng)極限，實現(xiàn)更高帶寬的傳輸，是解決傳輸容量問題的最好 方法。支持此復用技術的光纖即多芯光纖和少模光纖。實驗表明，使用少模光纖結合MMO 技術能夠在一個以上的空間傳播模式下傳輸信號。并且MMO技術能夠補償模式間的相互 耦合，在接收端將各個空間模式分離開來。美國專利US8948559、US8848285、US8837892、 US8705922以及中國專利CN104067152、CN103946729等提出了拋物線型或階躍型剖面的少 模光纖，但它們各自存在優(yōu)缺點。具有階躍型剖面的少模光纖制造工藝簡單，易于實現(xiàn)大批 量生產(chǎn)，但其通常具有較大的D⑶，甚至高達幾千ps/km【S. Matsuo, Y. Sasaki, I. Ishida, K. Takenaga, et al. , "Recent Progress on Multi-Core Fiber and Few-Mode Fiber" OFC 2013, 0M3I. 3(2013)】。拋物線型剖面的少模光纖有更多的可調(diào)節(jié)參數(shù)從而使得模間串擾和 DGD均達到很低的水平，但其制備工藝復雜，alpha參數(shù)難以精確均勻地控制，可重復性不 高。且折射率剖面沿預制棒軸向上的微小波動就能造成光纖不同段長處DGD的明顯變化。 為了克服上述問題，需要發(fā)明一種少模光纖，其具有較小的DGD而且能夠通過簡單的工藝 進行重復性制備。
[0003] 另一方面，隨著光放大技術的進一步發(fā)展，光纖通信系統(tǒng)正向著更高傳輸功率和 更長傳輸距離的方向發(fā)展。作為光纖通信系統(tǒng)中的重要傳輸媒質，光纖的相關性能也必須 有進一步的提升，以滿足光纖通信系統(tǒng)實際發(fā)展的需要。衰減和模場直徑是單模光纖的兩 個重要的性能指標。光纖的衰減越小，光信號在這種媒質中的傳輸距離越長，光通信系統(tǒng)的 無中繼距離也越長，從而能顯著減少中繼站數(shù)量，在提高通信系統(tǒng)可靠性的同時使得建設 和維護成本大幅降低；光纖的模場直徑越大，有效面積就越大，則其非線性效應就越弱。大 有效面積可以有效地抑制自相位調(diào)制、四波混頻、交叉相位調(diào)制等非線性效應，保證高功率 光信號的傳輸質量。降低衰減和增大有效面積可以有效地提高光纖通信系統(tǒng)中的光信噪 比，進一步提高系統(tǒng)的傳輸距離和傳輸質量。對單模光纖而言，光纖的衰減系數(shù)可以用公式 (1)表示：
【主權項】
1. 一種低衰減少模光纖，包括有芯層和包層，其特征在于所述芯層為兩層，芯層外由內(nèi) 向外有三層包層；所述的芯層剖面結構中，第一芯層的相對折射率差A1為0. 30°/『0. 42%， 半徑Rl為5. 4ym~8ym，第二芯層的相對折射率差A2為0. 20%~0. 25%，半徑R2為 10ym~13ym，所述的包層剖面結構中，第一包層為緊密圍繞芯層的內(nèi)包層，其相對折射率 差A4為-0. 02%~0. 02%，半徑R4為13. 6ym~17ym，第二包層為下陷包層，緊密圍繞內(nèi)包 層，其相對折射率差A5為-0. 8%~-0. 4%，半徑R5為17. 5ym~30ym，第三包層為緊密圍繞 下陷包層的外包層，為純石英玻璃層。
2. 按權利要求1所述的低衰減少模光纖，其特征在于所述的芯層呈階梯型，且相對折 射率差由內(nèi)向外遞減。
3. 按權利要求1或2所述的低衰減少模光纖，其特征在于所述的每個芯層均由 摻氟和鍺的石英玻璃，或摻有氟及其他摻雜劑的石英玻璃組成，芯層氟的貢獻量AF 為-0? 06%±0. 02%。
4. 按權利要求3所述的低衰減少模光纖，其特征在于所述的內(nèi)包層由摻氟和鍺的石英 玻璃，或純石英玻璃組成；所述的下陷包層由摻氟的石英玻璃組成。
5. 按權利要求1或2所述的低衰減少模光纖，其特征在于所述光纖在1550nm波長處支 持四個穩(wěn)定的傳輸模式，分別是LPOI、LP11、LP21和LP02。
6. 按權利要求5所述的低衰減少模光纖，其特征在于所述的LPOl模式在1550nm波長 處光纖的有效面積大于或等于140ym2;在1550nm波長處的色散值小于或等于22ps/km/ nm〇
7. 按權利要求5所述的低衰減少模光纖，其特征在于所述光纖在1550nm波長處的DGD 的絕對值的最大值小于或等于4ps/m。
8. 按權利要求5所述的低衰減少模光纖，其特征在于所述光纖的四個模式在1550nm波 長處的衰減系數(shù)均小于或等于0. 21dB/km。
9. 按權利要求5所述的低衰減少模光纖，其特征在于所述光纖中LP02和LP21模式的 截止波長大于1600nm，LP12模式的截止波長小于1500nm。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低衰減少模光纖，芯層為兩層，芯層外由內(nèi)向外有三層包層；第一芯層的相對折射率差Δ1為0.30%~0.42%，半徑R1為5.4μm~8μm，第二芯層的相對折射率差Δ2為0.20%~0.25%，半徑R2為10μm~13μm，第一包層為緊密圍繞芯層的內(nèi)包層，其相對折射率差Δ4為-0.02%~0.02%，半徑R4為13.6μm~17μm，第二包層為下陷包層，緊密圍繞內(nèi)包層，其相對折射率差Δ5為-0.8%~-0.4%，半徑R5為17.5μm~30μm，第三包層為緊密圍繞下陷包層的外包層，為純石英玻璃層。本發(fā)明在1550nm支持四個穩(wěn)定的傳輸模式，既具有較小的DGD又工藝簡單便于制作，同時，還具有較低的衰減和較好的抗彎曲性能。
【IPC分類】G02B6-036
【公開號】CN104698534
【申請?zhí)枴緾N201510144615
【發(fā)明人】張睿, 周紅燕, 張磊, 龍勝亞, 張立巖, 李婧, 王瑞春
【申請人】長飛光纖光纜股份有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年3月31日