有折射率分布的多模光纤、应用的光通信系统、制造方法技术方案

本发明专利技术涉及一种具有折射率分布的多模光纤，包括由一层或多层包层环绕的光导纤芯。本发明专利技术还涉及一种包括发射机、接收机和多模光纤的光通信系统。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及一种具有折射率分布的多模光纤，其包括环绕有一层或多层包层的光导纤芯。本专利技术还涉及一种光通信系统，其包括发射机、接收机和多模光纤。另外，本申请还涉及制造具有折射率分布多模光纤的方法，其利用活性混合气体通过化学汽相沉积技术，使掺杂或非掺杂玻璃层沉积于基管内部，以获得精确地限定了折射率分布的预成型件，通过加热预成型件的一端从而预成形多模光纤，还涉及一种具有折射率分布的多模光纤，其具有由多种掺杂物构建的光波导梯度折射率纤芯。
技术介绍
美国专利No.4,339,174本身披露了一种多模光纤，其使用至少为700MHz的带宽。该公开的光纤中包括三个分离的区域，即，外包层、设置在外包层内壁表面的阻挡层，以及设置在阻挡层内带有折射率分布的极纯玻璃纤芯，该纤芯包括掺有足量的第一氧化物的SiO2，该第一氧化物用于使纤芯折射率增加至高于包层折射率的值，第一氧化物的浓度根据具体的折射率分布变化。对于纤芯直径为64.0μm、数值孔径为0.207的多模光纤，在900nm和1300nm波长处测得的带宽(MHz)分别为1024和1082。该专利没有提供关于传输容量的进一步的详细信息。美国专利No.3,989,350披露了一种多模光纤，其以加宽光通信系统的可用带宽为目的，具有减少模间色散的折射率分布。披露的多模光纤包括具有从光纤轴线至纤芯圆周区域折射率径向减小的纤芯，纤芯基本上由SiO2和至少一种折射率改变物质组成，尤其是浓度径向增加的氧化硼，其中在纤芯圆周处的最终组分包括含有10mol％B2O3至20mol％B2O3的硅酸硼。其没有提供关于带宽或传输容量的进一步描述。美国专利No.4,222,631披露了一种多模光纤，其包括至少三种成玻组分，并具有包层和径向梯度折射率分布的纤芯，其中折射率分布根据作为半径函数的一个具体公式变化。其没有提供关于带宽或传输容量的具体细节。因为数据通信和远距离通信的持续增长，需要具有高传输容量的通信系统和玻璃纤维。增加玻璃纤维(系统)传输容量的一种途径是使用所谓的波分复用(WDM)，其中，以不同的波长同时在玻璃纤维中传输几个信号。因为需要昂贵的外围设备，这种技术主要应用在使用单模光纤的远程网络中。然而，在局域网(LAN)、存储网络(SAN)和连接网络中，多模光纤频繁地用于相对短距离和大量连接中，对WDM技术实现高传输容量的需求在增长。另外，在上述短距离网络中使用非温度稳定性激光器成为趋势，它与使用温度稳定性激光器相比明显便宜。使用非温度稳定性激光器，在温度改变时会在激光波长中发生位移。WDM技术和非温度稳定性激光器的使用都需要多模光纤的带宽充分高于将要使用的传输速率的相对大的波长范围。可通过将已十分准确定义的折射率分布引入光纤中来制造适合高传输速率的高带宽多模玻璃光纤。例如，在先公开的国际申请PCT/NL02/00604，指出该光纤的折射率分布必须与公式(1)的等式完全一致n(r)=n11-2Δ(ra)a----(1)]]>其中n1＝光纤纤芯的折射率值r＝在光纤纤芯中的径向位置(μm)Δ＝光纤的折射率差α＝分布形状参数a＝纤芯半径(μm)所述的国际申请还指出光纤纤芯内部的适当控制很重要。激光器通常用在希望的高传输速率，其中激光器由于光斑大小，只“曝光”部分光纤纤芯，因此更迫切需要关于适当分布的控制。根据PCT/NL02/00604披露的方法，可制造出对于设计光纤的一特定波长具有高带宽的多模光纤。这种光纤在该特定波长适于高传输速率。当该光纤用在与设计波长不同的波长(较高和较低)时，由于带宽明显较低，在不同于设计波长的波长处最大传输速率较低。
技术实现思路
本专利技术的第一方面是获得一种多模光纤，其可在一特定传输速率上用在相对大波长范围中。根据本专利技术的另一方面，优选多模光纤具有特定的纤芯直径和数值孔径以及根据FOTP-204，TIA/EIA-455-204测定的特定的最小过满发射(over filled launch)(OFL)带宽。另一方面涉及对含有多模光纤的光通信系统的需求，该系统在特定传输速率具有相对大的波长范围。本专利技术的另一方面涉及对含有多模光纤的光通信系统的需求，该系统可使用非温度稳定性激光器。本专利技术的另一方面是提供一种在特定波长范围内具有足够高带宽的光纤，例如，800nm周围，用于实现特定的传输容量。本专利技术的另一方面包括提供一种可与已安装的多模光纤相兼容的多模光纤。根据本专利技术，所介绍的多模光纤其特征在于，在含有1300nm的波长范围内，具有至少为100nm带宽的波带中，以及光纤长度至少为1000m，其传输容量至少为1Gbit/秒。根据本专利技术的另一实施例，在含有850nm的波长范围内，具有波带宽度至少为50nm，尤其是宽度至少为100nm，以及光纤长度至少为150m，其传输容量至少为10Gbit/秒。根据本专利技术的多模光纤的一具体实施例，其特征在于，包括1400nm的波长范围和光纤长度至少为850m时，宽度至少为250nm的波长带宽范围内，传输容量至少为1Gbit/秒。因为希望的是该多模光纤与已安装的多模光纤兼容，所以优选该光纤纤芯直径为62.5μm、数值孔径从0.25至0.30以及最小OFL带宽在850nm处至少为160MHz.km，尤其是最小OFL带宽在1300nm处至少为300MHz.km。本专利技术还涉及具有折射率分布的多模光纤，其包括环绕有一层或多层包层的光导纤芯，其特征在于，在含有1300nm的波长范围内，波带宽度至少为100nm，以及光纤长度至少为2000m时，传输容量至少为1Gbit/秒。根据本专利技术多模光纤的一具体实施例，在含有850nm的波长范围内，波带宽度至少为50nm，尤其是宽度至少为100nm，以及光纤长度至少为300m，其传输容量至少为10Gbit/秒。按照本专利技术多模光纤的另一实施例，在含有1400nm的波长范围内，波带宽度至少为250nm，以及光纤长度至少为1300m，其传输容量至少为1Gbit/秒。因为希望的是该多模光纤与已安装的多模光纤兼容，所以优选该光纤纤芯直径为50μm、数值孔径从0.18至0.22以及最小OFL带宽在850nm处至少为400MHz.km，尤其是在1300nm处至少为400MHz.km。为了能保证在不同系统中梯度折射率光纤的传输容量，可使用具有不同特性的激光器，一些可用的型号限定了将被使用的光纤的最小OFL带宽。本领域的技术人员知道，该OFL带宽为前述传输容量/产品/波长范围组合的最低限度要求。另外，本专利技术的光纤在将被使用的波长范围内，其中中心部分的DMD(模时延差)特性不出现任何扰动。这种扰动包括双脉冲、脉冲加宽、超前脉冲或滞后脉冲。在DMD测量中，测量多模光纤纤芯不同半径位置处的光脉冲传输的脉冲响应。当以前述较高的传输速率使用多模光纤时，其纤芯直径为18μm，纤芯中心部分的光脉冲的脉冲响应不出现任何扰动是非常重要的。本专利技术还涉及包括发射机、接收机和多模光纤的光学传输系统，其特征在于，上述多模光纤用作n×至少1Gbit/秒的传输的多模光纤，光纤发射机和接收机之间的距离至少为1km，其中n＞＝2。在前述光学通信系统的具体实施例中，优选特征在于，上述多模光纤用作n×至少10Gbit/秒的传输的多模光纤，光纤发射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有折射率分布的多模光纤，包括由一层或多层包层环绕的光导纤芯，其特征在于，在包括１３００ｎｍ的波长范围内，至少１００ｎｍ的波长带宽上，以及至少１０００ｍ的光纤长度，传输容量至少为１Ｇｂｉｔ／秒。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：P马西塞，MJN斯特拉伦，MPM杰坦，GJ克拉舒伊斯，
申请(专利权)人：德拉卡纤维技术有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]