一种渐变折射率多模光纤及其检定方法和制作方法技术

一种检定渐变折射率多模光纤的方法，所述方法包括步骤：ａ）将预定波长的光脉冲经由待检定的光纤的“入射”端面而投射入所述光纤的纤芯，其中将所述光脉冲以距离所述入射端面的中心预定义的径向偏移进行投射；ｂ）在所述光纤的“出射”端面检测所述光脉冲，所述脉冲的时间特性通过沿着所述光纤传播而改变；以及ｃ）以所述预定义的径向偏移的多个值重复步骤ａ）和步骤ｂ）；所述方法的特征在于进一步包括：ｄ）确定光纤的传输函数，并将确定成为所述传输函数的特征并作为所述径向偏移的函数的带宽。所述方法可以用于在生产光纤之后对光纤进行选择。本发明专利技术还提供一种可以通过这种方法制作的光纤，以及制作所述光纤的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种检定(characterizing)渐变折射率多模光纤的方法。本专利技术还 涉及一种制作这种光纤的方法，包括实施该制造方法的适当的生产步骤以及选择步骤，本 专利技术还应用于可以通过这种方法制作的类型的多模光纤。 多模光纤被用于短至中长度的连接，例如用于连接本地网。其主要的优点在于其 使得使用相对便宜的连接器及光源(垂直空腔表面发射激光器(VCSELs)或甚至是发光二 极管(LEDs))成为可能，而这些并不适用于单模光纤。与此对比，这种光纤呈现的模间色散 (intermode dispersion)在大于几千米或甚至是几百米的长度大大地降低了其比特率，因 此妨碍这种光纤应用于过长的距离。 为了使模间色散最小化，用于远程通信的多模光纤通常包括的纤芯的折射率从光 纤中心至光纤与包层接合处逐渐降低。通常，折射率分布图通过以下被称为"a分布"的关 其中 n。为光纤的光轴的折射率； r为距所述光轴的距离； a为所述光纤的纤芯的半径； A为无量纲参数，表示光纤的纤芯与包层之间的折射率的差；以及 a为无量纲参数，表示折射率分布图的形态。 参数A被称成为折射率对比度；并且由于A << 1，n"a) = n。 .(l-A/l-2A)"-n。 所谓"a分布"光纤及其制作方法在文件US 3989350 (美国专利第3， 989， 350B1号)中已经公开。 如今，多模光纤的性能已经发展至能够用于跨越几百米距离的非常高比特率的连 接的范围。例如，"10吉比特(Gb)以太网标准"(lOGbE)制订了将"a分布"光纤用于小于 或等于300米(m)的距离的规定。 有必要考虑实际制作的光纤的参数a的值呈现分散的事实，因此实际制作的光 纤的折射率分布不是必然精确地遵从标称(nominal)关系。不幸的是，传输特性对折射率 分布的变动非常敏感。因此，制作渐变折射率多模光纤包括两个阶段 适当地生产光纤；及 为了放弃那些不符合规格的光纤，对这样生产的光纤进行检定。 特别地，很少直接测量多模光纤的实际折射率分布。通常，能够在预定义的波长
技术介绍
5入。处测量模间色散。因此，在850纳米(nm)波长处上述10GbE标准需要大于或等于2000 兆赫-千米(MHz. km)的有效模带宽(EMB，effectivemodal bandwidth)。据观察，EMB不是 严格意义上的带宽，而是通过传播距离使带宽增加的产物。 在F0TP-220标准(包括其信息附录B和D)中对EMB进行了精确的限定。EMB参 数通过执行多个单独的测量来确定，而未对用作标准的参考的技术细节进行探究。每个单 独测量由以下步骤组成将空间定位的光脉冲投射入待检定的光纤的入射端面，其中投射 是在距光纤的轴预定义的径向偏移处(因此偏离端面的中心)进行的；以及确定脉冲的传 播延迟。按照不同的径向偏移值重复进行多次单独测量。组合多次单独测量的结果以确定 光纤的有效模式传输函数，并据此确定EMB。 为了检定具有50微米(iim)直径的光纤，F0TP-220标准需要执行24次单独测量。 在本申请中的此处和下文中，更特别地参考了由电信工业协会(TIA)于2003年 1月1日出版并被确定为信息文档TIA-455-220-A的文档"F0TP-220 differential mode delay measurement of multimode fiber in the timedomain (FOTP-220时域中对多模光 纤的差模延迟测量)"，该文档可以在网页http:〃standardsdocuments. tiaonl ine. org/ tia_455_220_a_fotp_220. htm的TIA互联网址(http:〃www. tiaonline. org/index. cfm) 上购得。 这种现有技术已知的方法只能用于确定光纤在单波长的带宽(lOGbE标准为 850nm士10nm)方面的性能。 如果需要揭示光纤处于多波长或甚至跨越波长的延展范围的性能，有必要执行多 次独立EMB测量，即几十甚至几百次单独测量。 如上所述，为了放弃由于在其实际折射率分布中不可避免的波动而无法表现所需 要的特性的光纤，在制作时需要采取这样的测量。对每根光纤进行大量单独测量的需求可 能对其成本产生重大的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够使渐变折射率多模光纤的传输特征在波长的范 围内以更简单且更快速的方式进行检定的方法——因而相对于现有技术的方法更经济。该 方法适于在制作该类型光纤的过程中应用。 专利技术人注意到在单一波长处采取一次测量(或者更精确的一系列单独测量)可以用于检定多模光纤的实际折射率分布对相应的标称折射率分布的偏离。该测量，与模间色散或EMB测量相结合，使得预测光纤在测量波长以外的波长处的传输特性成为可能。这确保折射率分布的色散不会过大，然而这可以由现代光纤生产方法容易地保证。 在一个方案中，该方法提供一种检定渐变折射率多模光纤的方法，所述方法包括步骤 a)将预定义波长的光脉冲经由待检定的光纤的"入射"端面而投射入所述光纤的 纤芯，其中将所述光脉冲以距离所述入射端面的中心预定义的径向偏移进行投射； b)在所述光纤的"出射"端面检测所述光脉冲，所述脉冲的时间特性通过沿着所述 光纤传播而改变；以及 c)以所述预定义的径向偏移的多个值重复步骤a)和步骤b);及 d)确定光纤的传输函数，并确定成为所述传输函数的特征并作为所述径向偏移的 函数的径向偏移带宽(ROB)。 测量步骤a)至c)与以现有技术中已知的方式确定光纤的EMB所需求的步骤相 同。可以用同样的测量确定ROB和EMB 二者，以更完全地执行光纤的检定。 在本专利技术的特定实施方式中 每个光脉冲都可以以传播方向投射入光纤，该传播方向大体上平行于光纤的轴且 垂直于所述入射端面。 每个光脉冲可以空间地定位在光纤的所述入射端面上。特别地，每个光脉冲的空间范围可以大体上等于具有所述预定义波长的单模光纤的单个空间模的范围。 所述径向偏移值可以在至少0至a的范围内变化，其中a为所述光纤的纤芯的半径。 步骤a)至b)可以按照2003年1月1日的电信工业协会FOTP-220标准执行。 所述预定义波长可以为850nm±10nm。 所述光纤可以呈现由关系式 给出的折射率分布，其中 n。为光纤的光轴的折射率； r为距所述光轴的距离； a为所述光纤的纤芯的半径； A为无量纲参数，表示光纤的纤芯与包层之间的折射率差；及 a为无量纲参数，表示折射率分布图的形态。 特别地，参数a的值处于2. 0至2. 1的范围内，优选地在2. 04至2. 06的范围内。 本专利技术的方法还可以包括以下附加步骤 e)根据在所述步骤a) 、b)和c)中执行的测量的结果确定在所述预定义波长处的 有效带宽。 本专利技术的方法还可以包括以下附加步骤 fl)检验在所述步骤e)中确定的有效带宽是否处于预定的值的范围中；以及 f2)检验在步骤d)中确定的作为径向偏移的函数的带宽是否大于对于在0至&范围内的所有径向偏移的值的预定阈值，其中&小于或者等于所述光纤的纤芯的半径。 步骤fl)包括检验步骤e)中所确定的有效带宽是否在3000MHz. km至6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检定渐变折射率多模光纤的方法，所述方法包括以下步骤：ａ）将预定义波长的光脉冲（Ｓｅ）经由待检定的光纤的“入射”端面（Ｆ↓［ｅ］）而投射入所述光纤的纤芯（Ｃ），其中将所述光脉冲以距离所述入射端面的中心（Ｐ↓［ｃ］）预定义的径向偏移（ｒ）进行投射；ｂ）在所述光纤的“出射”端面（Ｆ↓［ｓ］）检测所述光脉冲（Ｓ↓［ｓ］），所述脉冲的时间特性通过沿着所述光纤传播而改变；以及ｃ）以所述预定义的径向偏移的多个值重复步骤ａ）和步骤ｂ）；所述方法的特征在于进一步包括：ｄ）确定光纤的传输函数，并将确定成为所述传输函数的特征并作为所述径向偏移的函数的径向偏移带宽（ＲＯＢ）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：阿斯加尔吴拉米，德尼莫林，皮埃尔西亚尔，伊夫卢米内奥，
申请(专利权)人：德雷卡通信技术公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]