一種少模光纖的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型所提供了一種少模光纖，該少模光纖包括：纖芯以及包圍所述纖芯的包層；所述包層包括：包圍所述纖芯的下凹包層；包圍所述下凹包層的第一上凸包層；包圍所述第一上凸包層的第二上凸包層；包圍所述第二上凸包層的外包層。其中，所述光纖在直波導(dǎo)狀態(tài)下為非單模光纖，本申請(qǐng)中只需將所述光纖以特定的彎曲半徑進(jìn)行彎曲，可以使所述纖芯高階模與所述包層缺陷層的模式發(fā)生強(qiáng)耦合，可以實(shí)現(xiàn)濾除高階模，從而實(shí)現(xiàn)等效的單模傳輸?shù)哪康?。所述包層缺陷層在直波?dǎo)狀態(tài)下的有效折射率較低，因而對(duì)光纖基模的影響較小，保證了光纖基模的低彎曲損耗傳輸。所述光纖既具有低彎曲損耗和低連接損耗的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)光纖連接沒有特殊的要求，且能夠?qū)崿F(xiàn)單模傳輸。
【專利說明】
一種少模光纖
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及光纖通信領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種光纖基模具有低彎曲損耗 且能夠?qū)崿F(xiàn)等效的單模傳輸?shù)纳倌９饫w。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科學(xué)技術(shù)的光纖通信技術(shù)被廣泛的應(yīng)用到人們的日常生活以及工作中，為人 們的日常生活以及工作帶來了巨大的便利，成為人們?nèi)粘Ｉ钆c工作中不可或缺的技術(shù)。
[0003] 常規(guī)的單模光纖具有一定的抗彎曲能力，但是在目前生活中，城域網(wǎng)、局域網(wǎng)以及 光纖到戶、短距離通信等技術(shù)已經(jīng)普遍的運(yùn)用到人們的日常生活以及工作中，為了方便鋪 設(shè)或者為了減少光纖所占的空間，光纖就需要在小彎曲半徑下工作。然而常規(guī)的G.652光 纖，可以在最小彎曲半徑30mm下工作，但是在城域網(wǎng)、局域網(wǎng)以及光纖到戶、短距離通信中 需要更小的彎曲半徑，G. 652光纖已經(jīng)不能滿足要求。在國際上提出的G.657光纖解決了 G. 652光纖所存在的問題，可以在7.5mm甚至5mm的彎曲半徑下工作，但是G. 657光纖在小彎 曲半徑下工作的情況下彎曲損耗較大，難以實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定的在小彎曲半徑下工作。
[0004] 由光纖理論，對(duì)于階躍光纖，在工作波長處，當(dāng)歸一化頻率小于2.405時(shí)，光纖為單 模光纖，當(dāng)歸一化頻率大于2.405時(shí)，光纖即可傳輸高階模，從而為非單模光纖。非單模光纖 由于高階模的存在，會(huì)導(dǎo)致信號(hào)光在光纖中傳輸時(shí)具有嚴(yán)重的模間色散問題，從而限制了 光纖的通信速率和容量，為此，目前單模光纖為光纖通信系統(tǒng)的主流媒介。常規(guī)的G.652、 G.657光纖其截止波長均不大于1260nm，即截止波長小于其通信波長，從而保證其單模傳 輸。
[0005] 通過允許光纖為非單模光纖，從而有效增大光纖纖芯與包層的折射率差，可以獲 得低彎曲損耗傳輸，再通過與單模光纖的匹配連接，可實(shí)現(xiàn)單模傳輸[一種光纖通信系統(tǒng)， 中國專利，201010589018.1，一種基于少模光纖的通信系統(tǒng)，ZL201210393511.5]。這種技術(shù) 通過放寬對(duì)光纖中模式數(shù)量的限制，并通過與單模光纖的連接，抑制高階模的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)了 低彎曲損耗、單模傳輸和低連接損耗傳輸?shù)囊?。然而，這種方法要求少模光纖兩端連接單 模光纖且連接精度要高，這就使得其實(shí)際使用受到了一定的限制。
[0006] 因此，如何提供一種可以實(shí)現(xiàn)單模傳輸且在小彎曲半徑下保持低損耗傳輸?shù)墓饫w 是現(xiàn)階段亟待解決的問題。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種少模光纖，該光纖可以實(shí)現(xiàn)單模傳輸 且在小彎曲半徑下保持低損耗傳輸。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：
[0009] -種少模光纖，該光纖包括：
[0010] 纖芯以及包圍所述纖芯的包層;所述纖芯的折射率為m;
[0011] 所述包層包括:包圍所述纖芯的下凹包層，折射率為n2;包圍所述下凹包層的第一 上凸包層，折射率為m;包圍所述第一上凸包層的第二上凸包層，折射率為m;包圍所述第二 上凸包層的外包層，折射率為n5;
[0012]其中，所述纖芯、所述下凹包層、所述第一上凸包層、所述第二上凸包層以及所述 外包層的折射率大小滿足:m>n3>n4>n5>n2。所述纖芯與所述下凹包層之間滿足:F = 8.0 _~10 ? 0_，其中，F(xiàn) = 2(0 ? 65+1 ? 62V-3/2+2 ? 88V-6)ai:
，V表示歸一化頻 率，&=131〇11111，2.9〈￥〈5;其中，31表示所述纖芯的半徑。
[0013]優(yōu)選的，在上述光纖中，所述光纖的截止波長大于1.625M1。
[0014]優(yōu)選的，在上述光纖中，所述第一上凸包層的折射率滿足:n3<nQ1/(l+0.78d c/Rb)， 其中，n(n = n2(l+(l ? MSS-O.ggeO/vFCm-r^/m))，并且歸一化頻率
定義dc為所述第一上凸包層的中心位置與所述纖芯中心之間的距離，且(1。= &1+&2+如/2;辦 =7.5mm;其中，a2，a3分別表示所述下凹包層和所述第一上凸包層的徑向?qū)挾取?br>[0015]優(yōu)選的，在上述光纖中，所述下凹包層與所述纖芯的折射率差值滿足…"^^瓜-n2 2 0.0051;所述下凹包層與所述第一上凸包層的折射率差值滿足：0.006 2 n3-n2 2 0.0015;所述第一上凸包層與所述第二上凸包層的折射率差值滿足:0.002 2 n3-n4>0;所述 下凹包層與所述外包層的折射率差值滿足:0.004 2 n5-n2 2 0.001。
[0016]優(yōu)選的，在上述光纖中，所述纖芯的半徑滿足：7.5譲2&12 4圓;所述下凹包層的 徑向?qū)挾葷M足:8 ? 5mi 2 a2 2 3 ? 6mi;所述第一上凸包層的徑向?qū)挾葷M足：15mi 2 a3 2 5 ? 5mi。 [0017]優(yōu)選的，在上述光纖中，所述第一上凸包層與所述第二上凸包層的徑向?qū)挾戎g 滿足:4 2a3/a4 2 2;其中，a4表示所述第二上凸包層的徑向?qū)挾取?br>[0018]優(yōu)選的，在上述光纖中，所述第二上凸包層采用拋物線結(jié)構(gòu)，所述第二上凸包層的折 射率分布沿所述光纖徑向4勺折射率分布滿足： ^ , ai+a2+a3+a4 > r > ai+a2+a3 〇
[0019] 優(yōu)選的，在上述光纖中，其特征在于，所述光纖在1550nm波長時(shí)，所述光纖的彎曲 損耗滿足：彎曲半徑Rb 2 7 ? 5mm時(shí)，LPtn模彎曲損耗小于0 ? 0ldB/匝；彎曲半徑Rb < 10mm時(shí)， LP11模的彎曲損耗大于ldB/匝。
[0020] 優(yōu)選的，在上述光纖中，所述光纖在1310nm波長時(shí)，所述光纖的模場直徑F的取值 范圍在8.6ym~9.5ym之間。
[0021]從上述技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型所提供了一種少模光纖，該光纖包括:纖芯 以及包圍所述纖芯的包層;所述包層包括:包圍所述纖芯的下凹包層;包圍所述下凹包層的 第一上凸包層;包圍所述第一上凸包層的第二上凸包層;包圍所述第二上凸包層的外包層。 其中，第一上凸包層和第二上凸包層組成缺陷層，可以傳輸缺陷模。其中，所述光纖在直波 導(dǎo)狀態(tài)下為非單模光纖，本申請(qǐng)中只需將所述光纖以特定的彎曲半徑進(jìn)行彎曲，可以使所 述纖芯高階模與所述缺陷層的模式發(fā)生強(qiáng)耦合，可以實(shí)現(xiàn)濾除高階模，從而實(shí)現(xiàn)等效的單 模傳輸?shù)哪康?。所述缺陷層在直波?dǎo)狀態(tài)下的有效折射率較低，因而對(duì)光纖基模的影響較 小，保證了光纖基模的低彎曲損耗傳輸。本申請(qǐng)所述光纖既利用了少模光纖具有低彎曲損 耗和低連接損耗的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)光纖連接沒有特殊的要求，且能夠?qū)崿F(xiàn)單模傳輸，可工作在小彎 曲半徑下的低彎曲損耗。
【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。
[0023]圖1(a)為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種光纖的徑向折射率分布圖；
[0024] 圖1(b)為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種光纖的橫截面分布不意圖；
[0025] 圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種光纖在光波長為1.55M1時(shí)，其光纖LPtn模的彎曲損 耗隨彎曲半徑的變化關(guān)系曲線圖；
[0026] 圖3為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種光纖在光波長為1.31M1時(shí)，其光纖LPn模的彎曲損 耗隨彎曲半徑的變化關(guān)系曲線圖；
[0027] 圖4為一種光纖在光波長為1.55ym時(shí)，其光纖結(jié)構(gòu)不存在缺陷層時(shí)，其光纖LPoi模 的彎曲損耗曲線圖；
[0028] 圖5為一種光纖在光波長為1.31ym時(shí)，其光纖結(jié)構(gòu)不存在缺陷層時(shí)，其光纖LPn模 的彎曲損耗曲線圖；
[0029]圖6為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種光纖在彎曲半徑為7.5mm時(shí)，其光纖LPtn模的彎曲 損耗隨下凹包層與外包層的折射率之差n5-n2的變化曲線圖；
[0030] 圖7為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種光纖在彎曲半徑為7.5mm時(shí)，其光纖LPn模的彎曲 損耗隨下凹包層與外包層的折射率之差n 5-n2的變化曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的 實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下 所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0032]根據(jù)光纖的彎曲理論可知，當(dāng)光纖彎曲時(shí)，其結(jié)構(gòu)可等效為一直波導(dǎo)，所述一直波 導(dǎo)的折射率是在原光纖折射率分布的基礎(chǔ)上產(chǎn)生一個(gè)擾動(dòng)。即等效的直波導(dǎo)的折射率分布 可表不為：
，這里n〇(x，y)是未彎曲時(shí)光纖的橫截面折射率分布， n(x，y)等效的直波導(dǎo)額折射率分布，x為材料的彈光系數(shù)，R為光纖的彎曲半徑。由公式可 知，所述光纖彎曲后，其朝外的一側(cè)的纖芯和包層折射率都將升高，且彎曲半徑越小，折射 率升高越多；而越遠(yuǎn)離纖芯中心，其折射率升高越多。在彎曲半徑較大時(shí)，折射率大于纖芯 的包層部分距離纖芯很遠(yuǎn)，因此，這種彎曲對(duì)纖芯中傳輸?shù)哪Ｊ接绊戄^小。而當(dāng)彎曲半徑小 到一定程度時(shí)，包層中折射率較高的部分將距離纖芯越來越近，最終使得原來在纖芯中的 傳輸?shù)哪Ｊ较虬鼘愚D(zhuǎn)移，從而導(dǎo)致光的泄漏。
[0033]顯然，增大纖芯與包層折射率的差值，即可以實(shí)現(xiàn)減小光纖基模彎曲損耗的目的。 然而，對(duì)于階躍光纖而言，增大纖芯與包層折射率的差值，將導(dǎo)致其歸一化頻率的增大。由 歸一化頻率公另
，當(dāng)V>2.405時(shí)，光纖中將出現(xiàn)高階模。為了保證光纖單 模輸出，從而實(shí)現(xiàn)高速、大容量的光通信，需要采取措施去除光纖中的高階模。
[0034] 理論上，通過在包層設(shè)置缺陷層，由此產(chǎn)生缺陷模，若缺陷模的有效折射率與纖芯 區(qū)某個(gè)模式的有效折射率相近或相等，則兩個(gè)模式即可能發(fā)生耦合。采用這種方法，可以實(shí) 現(xiàn)對(duì)光纖基模的選擇性濾模，從而實(shí)現(xiàn)單偏振的光傳輸【Optics Letters ,2008,33(21): 2542-2544】。顯然，此方案也可應(yīng)用濾除少模光纖中的高階模。然而，這種方法有一定的缺 點(diǎn)，即在直波導(dǎo)時(shí)，若缺陷模可以與纖芯區(qū)高階模發(fā)生強(qiáng)耦合，則在彎曲狀態(tài)下，遠(yuǎn)離纖芯 中心的缺陷層折射率增大，缺陷模將容易與光纖基模發(fā)生強(qiáng)耦合，從而使光纖的基模彎曲 損耗增大，即抗彎曲能力下降。
[0035] 為了避免去除高階模的同時(shí)導(dǎo)致光纖基模的彎曲損耗增大。本申請(qǐng)實(shí)施例提供一 種光纖的設(shè)計(jì)方法，可以解決該問題。
[0036] 本實(shí)用新型通過對(duì)光纖結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)濾除光纖高階模的目的。其方法是首先 設(shè)計(jì)基模具有低彎曲損耗的光纖結(jié)構(gòu)，并在光纖包層引入缺陷層，使缺陷層能夠支持一定 的模式，并具有具大的彎曲損耗。在合適的彎曲半徑下，光纖纖芯區(qū)的高階模與包層缺陷層 中的模式發(fā)生耦合，使高階模被耦合至缺陷層，并最終泄露到外包層中，實(shí)現(xiàn)濾除這些模式 的目的。
[0037] 所述光纖設(shè)置合適的包層缺陷層，使其缺陷模在直波導(dǎo)狀態(tài)下的有效折射率較 低，其有效折射率遠(yuǎn)小于纖芯基模的有效折射率，且缺陷區(qū)與纖芯區(qū)保持足夠的距離，即在 直波導(dǎo)狀態(tài)下，缺陷模并不會(huì)與纖芯的高階模發(fā)生強(qiáng)的耦合。
[0038] 而光纖彎曲到一定程度后，缺陷區(qū)一部分區(qū)域的折射率增大，從而導(dǎo)致缺陷模的 有效折射率增大。而由于纖芯處于光纖中心區(qū)域，光纖彎曲導(dǎo)致的纖芯折射率的變化遠(yuǎn)小 于包層，纖芯高階模的有效折射率增大較慢。這樣，就使得在彎曲狀態(tài)下，缺陷模的有效折 射率與高階模接近或相等。從而使高階模將與缺陷模發(fā)生強(qiáng)耦合。此時(shí)若缺陷模的泄漏損 耗較大，則可以將高階模泄漏出去，從而實(shí)現(xiàn)單模傳輸?shù)哪康?。缺陷區(qū)兩側(cè)具有內(nèi)低外高的 特點(diǎn)，因而彎曲引起的損耗大，且缺陷區(qū)具有較大的面積，從而使其模式數(shù)量足夠多，形成 具有較寬范圍的有效折射率分布區(qū)域，因而，纖芯高階模將容易與缺陷模發(fā)送強(qiáng)的耦合。 [0039]參考圖1(a)以及圖1(b)，圖1(a)為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種光纖的徑向折射率分 布圖；圖1(b)為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種光纖的橫截面分布示意圖。設(shè)計(jì)如下結(jié)構(gòu)的光纖， 使所述光纖基模模場分布滿足G. 652光纖標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)，所述纖芯11與其相鄰的下凹包層 12的折射率差足夠大，從而保證其具有低的彎曲損耗。再設(shè)計(jì)缺陷層，所述缺陷層由所述第 一上凸包層13和所述第二上凸包層14組成，且所述第一上凸包層13與所述下凹包層12相 鄰，所述第一上凸包層13折射率高于所述第二上凸包層14。之后設(shè)置所述外包層15。
[0040]所述外包層15的折射率高于所述下凹包層12。即所述缺陷層與所述外包層15的折 射率差值較小，而與所述下凹包層12的折射率差值較大。從而使在直波導(dǎo)狀態(tài)下，所述缺陷 層對(duì)所述纖芯11中模式的影響較小。在彎曲狀態(tài)下，缺陷層中的模式將向所述外包層15靠 近，由于與所述外包層15相鄰的第二上凸包層14的折射率較低，所述第二上凸包層14與所 述外包層15的折射率差值較小，因而更容易形成大的泄漏損耗。同時(shí)，由于內(nèi)高外低的缺陷 層折射率分布方式使得缺陷模隨彎曲半徑的變化影響較小，保證了所述缺陷層中的缺陷模 與所述纖芯11高階模能夠在較寬的彎曲半徑范圍內(nèi)均能夠發(fā)生強(qiáng)的耦合。
[0041 ] 定義:111，112，113，114，115分別表示所述纖芯11、所述下凹包層12、所述第一上凸包層 13、所述第二上凸包層14以及所述外包層15的折射率。
[0042] 本實(shí)用新型光纖基模的模場分布主要由所述纖芯11以及所述下凹包層12的參數(shù) 決定，因此，必須設(shè)置所述纖芯11所述下凹包層12合適參數(shù)以保證其具有足夠低的彎曲損 耗和模場直徑，由此得到對(duì)所述纖芯11與所述下凹包層12的參數(shù)要求:F = 8.0~10.Own，其 中F = 2(0.65+1.62V-3/2+2.88V-6)ai:
，乂表示歸一化頻率，人。=1310nm。 歸一化頻率滿足:2.9〈V〈5，截止波長Ac> 1625nm，其中，ai表示所述纖芯11的半徑。即對(duì)于由 此參數(shù)組成的階躍光纖，在常規(guī)的通信波段（1260nm~1625nm)均可以支持高階模的傳輸， 為非單模光纖。若不作任何處理，則所述階躍光纖將同時(shí)支持基模和高階模的傳輸，即其在 直波導(dǎo)狀態(tài)下，在1.55iim波長等常規(guī)通信窗口均為非單模傳輸，是一種少模階躍光纖，從而 使得所述光纖存在模間色散，影響所述光纖中的信息傳輸速率。為此，本實(shí)用新型進(jìn)一步提 出在包層引入缺陷層，形成缺陷模，從而使光纖高階模與缺陷模發(fā)生耦合，形成強(qiáng)的模式泄 漏，實(shí)現(xiàn)等效的單模傳輸。為了減小缺陷模對(duì)所述纖芯11基模，即LP Q1模的彎曲損耗的影響， 要求所述第一上凸包層13的折射率低于所述纖芯11且在所述光纖彎曲后仍然低于所述纖 芯11的折射率。由彎曲直波導(dǎo)的直波導(dǎo)等效公式可知，若光纖沿+X軸方向彎曲，則位于X軸 上的所述第一上凸包層13的中間位置的折射率變化量為:0.78n 3dc/Rb。即所述第一上凸包 層 13 的折射率滿足:n3<nQ1/(l+0.78dc/Rb)，其中，n Q1 = n2(l + (1.1428-0.9960/V)2(m-n2)/ m))為LPQ1模的有效折射率，其中，歸一化頻率
。定義d。為所述第一上凸 包層13的中心位置與所述纖芯11中心之間的距離，且dc = ai+a2+a3/2; Rb = 7 ? 5mm;其中，a2， a3分別表示所述下凹包層12和所述第一上凸包層13的徑向?qū)挾取?br>[0043] 即所述纖芯11與所述下凹包層12之間形成較大的折射率差，以使LPQ1模形成低的 彎曲損耗，而所述外包層15的折射率高于所述下凹包層12,以使所述缺陷模更容易形成大 的彎曲損耗。既有:m>n3>n4>n5>n2。
[0044] 所述第二上凸包層14主要起減小所述缺陷層與所述外包層15的折射率差，從而增 大彎曲損耗的作用，而所述缺陷模在直波導(dǎo)狀態(tài)下主要存在于所述第一上凸包層13,即要 求所述第二上凸包層14比例較小，一般要求所述第一上凸包層13與所述第二上凸包層14的 徑向?qū)挾戎g滿足:4 2 a3/a4 2 2。其中，a4表示所述第二上凸包層的徑向?qū)挾取?br>[0045] 為增強(qiáng)所述缺陷模的彎曲損耗，所述光纖的所述第二上凸包層14可以采用拋物線型結(jié) 構(gòu)，其折射率分布沿所述光纖徑向r的折射率分布滿足： ^ , ai+a2+a3+a4 > r > ai+a2+a3 〇
[0046] 所述光纖的模場直徑M的取值范圍在8.6wii~9.5wii之間，以與普通單模光纖模場 分布相同，形成低損耗連接。
[0047] 其中，所述下凹包層12與所述纖芯11的折射率差值滿足:0.015 2 m-n2 2 0.0051; 所述下凹包層12與所述第一上凸包層13的折射率差值滿足:0.006 2 n3-n2 2 0.0015;所述第 一上凸包層13與所述第二上凸包層14的折射率差值滿足:0.002 2 n3-n4>0;所述下凹包層 12與所述外包層15的折射率差值滿足:0.004 2 n5-n2 2 0.001。
[0048]所述纖芯11的徑向?qū)挾葷M足:7.5mi 2 ai 2 4_;所述下凹包層12的徑向?qū)挾葷M足： 8.5iim2 a2 2 3.6ym;所述第一上凸包層13的徑向?qū)挾葷M足：15ym2 a3 2 5.5ym。
[0049] 本實(shí)用新型通過在所述光纖彎曲狀態(tài)下，所述缺陷模與所述纖芯11高階模耦合的 方法，實(shí)現(xiàn)單模輸出的目的。即在一定的彎曲半徑范圍內(nèi)，其LP Q1模的彎曲損耗足夠低，而 LPn模的彎曲損耗足夠高。本實(shí)用新型所述光纖允許在低至7.5mm的彎曲半徑下工作，并可 在7.5mm~10mm彎曲半徑范圍內(nèi)，通過彎曲去除所述光纖中的高階模。由于LPii模為最低階 高階模，將其濾除，即可保證其它高階模也能濾除。在1550nm波長時(shí)，其彎曲損耗滿足:彎曲 半徑Rb 2 7 ? 5mm時(shí)，LPtn模彎曲損耗小于0 ? 0ldB/匝，彎曲半徑Rb < 10mm時(shí)，LPn模的彎曲損耗 大于ldB/BL
[0050] 參考圖2,圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種光纖在光波長為1.55WI1時(shí)，其光纖LPtn模 的彎曲損耗隨彎曲半徑的變化關(guān)系曲線圖。由圖2可知，LP Q1模的彎曲損耗隨著彎曲半徑的 減小而增大，但仍然可以達(dá)到極低的水平。
[0051] 參考圖3,圖3為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種光纖在光波長為1.31M1時(shí)，其光纖LPn模 的彎曲損耗隨彎曲半徑的變化關(guān)系曲線圖。由圖3可知，LPn模的彎曲損耗有諧振峰，對(duì)應(yīng)的 是LPn模與所述缺陷模發(fā)生耦合的情況，LPn模在彎曲半徑小于11mm以后，均具有l(wèi)dB/匝以 上的彎曲損耗。
[0052] 參考圖4和圖5,圖4為一種光纖在光波長為1.55WH、其光纖結(jié)構(gòu)不存在缺陷層時(shí)， 其光纖LPQ1模的彎曲損耗曲線圖；圖5為一種光纖在光波長為1.31WI1時(shí)，其光纖結(jié)構(gòu)不存在 缺陷層時(shí)，其光纖LPn模的彎曲損耗曲線圖。由此可見，當(dāng)不存在所述缺陷層時(shí)，LPn模與 LP〇1模的彎曲損耗均隨著彎曲半徑的減小而增大，且LPn模的彎曲損耗均較低，難以通過較 短的光纖長度將LPn模濾除。對(duì)比圖3可見，所述缺陷層對(duì)增大LPn模損耗起關(guān)鍵的作用。 [0053]參考圖6和圖7,圖6為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種光纖在彎曲半徑為7.5mm時(shí)，其光 纖LP<n模的彎曲損耗隨下凹包層與外包層的折射率之差n 5-n2的變化曲線圖；圖7為本申請(qǐng) 實(shí)施例提供的一種光纖在彎曲半徑為7.5_時(shí)，其光纖LPn模的彎曲損耗隨下凹包層與外包 層的折射率之差加-仍的變化曲線圖。由此可知，當(dāng) n5-n2 = 〇時(shí)，LPtn模和LPn模的彎曲損耗均 較小，無法實(shí)現(xiàn)濾除LPn模的目的。選擇合適的n5-n2值可以有效增大LPn模的彎曲損耗且保 證LP Q1模的損耗仍然足夠小。
[0054] 實(shí)施例：
[0055] 光纖的纖芯11半徑&1 = 4.4_，纖芯11與下凹包層12折射率差m-n2 = 0.01，下凹包 層13與第一上凸包層14折射率差n3-n2 = 0.004,第一上凸包層14與第二上凸包層15折射率 差n3-n4 = 0.0005,第二上凸包層15與外包層16折射率差ru-n5 = 0.0015,下凹包層13徑向?qū)?度已2 = 5_，第一上凸包層14徑向?qū)挾萢3 = 10lim，第二上凸包層15徑向?qū)挾萢4 = 4iim。在1.31ii m波長時(shí)，其模場直徑為8.8mi。光纖的彎曲半徑為7.5mm時(shí)，其LPtn模彎曲損耗小于1 X 1(T 4dB/匝，光纖的彎曲半徑為10mm時(shí)，LPn模彎曲損耗大于1.7dB/匝。其零色散波長、為 1266nm，色散斜率為0.102ps/(nm 2 ? km)。與普通單模光纖連接損耗小于0.1dB〇
[0056] 并且以上所述光纖均可采用普通單模光纖相同的制作工藝實(shí)現(xiàn)。
[0057] 對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新 型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定 義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因 此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理 和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種少模光纖，其特征在于，包括： 纖芯以及包圍所述纖芯的包層;所述纖芯的折射率為m; 所述包層包括:包圍所述纖芯的下凹包層，折射率為n2;包圍所述下凹包層的第一上凸 包層，折射率為n3;包圍所述第一上凸包層的第二上凸包層，折射率為n4;包圍所述第二上凸 包層的外包層，折射率為n 5; 其中，所述纖芯、所述下凹包層、所述第一上凸包層、所述第二上凸包層以及所述外包 層的折射率大小滿足:111>113>114>115>112;所述纖芯與所述下凹包層之間滿足:？ = 8.(^1]1~ ΙΟ.ΟμL?，其中，F(xiàn) = 2(0.65+l. 62V-3/2+2 · 88 V-6) ai，f V 表示歸一化頻率，λ〇 二^⑴歷^""^丨其中^丨表示所述纖芯的半徑。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的少模光纖，其特征在于，所述光纖的截止波長大于1.625μπι。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的少模光纖，其特征在于，所述第一上凸包層的折射率滿足:η3< η01/( 1+0.78dc/Rb)，其中，1^ = 112(1 + (1.1428-0.9960/^)2(11^2)/110,并且歸一化頻率;定義dc為所述第一上凸包層的中心位置與所述纖芯中心之間的距離， 且(1。= 31+32+33/2;辦=7.5111111;其中，32,33分別表示所述下凹包層和所述第一上凸包層的徑 向?qū)挾取?. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的少模光纖，其特征在于，所述下凹包層與所述纖芯的折射率差 值滿足：0.015 2 m-n2 2 0.0051;所述下凹包層與所述第一上凸包層的折射率差值滿足： 0.006 2 n3-n2 2 0.0015;所述第一上凸包層與所述第二上凸包層的折射率差值滿足:0.002 2 n3-n4>0;所述下凹包層與所述外包層的折射率差值滿足:0.004 2 n5-n2 2 0.001。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的少模光纖，其特征在于，所述纖芯的半徑滿足:7.5μπι 2 ai 2 4μ m;所述下凹包層的徑向?qū)挾葷M足:8.5μπι2 a2 2 3.6μηι;所述第一上凸包層的徑向?qū)挾葷M足： 15μπι > a3 > 5.5um〇6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的少模光纖，其特征在于，所述第一上凸包層與所述第二上凸包 層的徑向?qū)挾戎g滿足:4 2a3/a42 2;其中，a4表示所述第二上凸包層的徑向?qū)挾取?. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的少模光纖，其特征在于，所述第二上凸包層采用拋物線結(jié)構(gòu)， 所述第二上凸包層的折射率分布沿所述光纖徑向r的折射率分布滿足：I其中，ai+a2+a3+a4 > r > ai+a2+a3〇8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的少模光纖，其特征在于，所述光纖在1550nm波長時(shí)，所述光纖 的彎曲損耗滿足：彎曲半徑Rb 2 7.5mm時(shí)，LPo1模彎曲損耗小于0.0IdB/匝；彎曲半徑Rb < IOmm時(shí)，LPll模的彎曲損耗大于ldB/IM。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的少模光纖，其特征在于，所述光纖在1310nm波長時(shí)，所述光纖 的模場直徑F的取值范圍在8.6μπι~9.5μπι之間。
【文檔編號(hào)】G02B6/036GK205507132SQ201620088724
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年1月28日
【發(fā)明人】王 華, 陳明陽, 殷平, 李路明, 韋錦, 楊濟(jì)海, 蔡志民, 祝遠(yuǎn)鋒, 田暉
【申請(qǐng)人】國網(wǎng)江西省電力公司信息通信分公司, 國家電網(wǎng)公司, 江蘇大學(xué)