一种单模光纤，从中央到周边包括，中央纤芯、中间包层、凹陷槽和外部光包层。中央纤芯具有半径ｒ↓［１］和与光包层之间的正折射率差Δｎ↓［１］；中间包层具有半径ｒ↓［２］和与光包层之间的正折射率差Δｎ↓［２］，其中Δｎ↓［２］小于纤芯的折射率差Δｎ↓［１］。凹陷槽具有半径ｒ↓［３］和与光包层之间的负折射率差Δｎ↓［３］。该光纤在１３１０纳米波长处具有在８．６μｍ到９．５μｍ之间的模场直径（ＭＦＤ），以及对于１５５０纳米波长，对于１５毫米的曲率半径，该光纤的弯曲损耗小于０．２５×１０↑［－３］ｄＢ／圈。在１２６０纳米波长，该光纤的ＬＰ１１模衰减达到１９．３ｄＢ所需要的光纤长度小于９０米。这样的光纤可以用于诸如微型化光盒的不同环境中。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光纤传输领域，而且更具体地，涉及弯曲损耗显著降低的光纤。
技术介绍
对于光纤，通常根据关联光纤半径和折射率的函数图上的两点之间的差值来表达折射率分布。传统地，沿着该分布的x轴示出到光纤中央的距离r。沿着y轴示出距离r处的折射率和外部光纤包层的折射率之差(图2，标号21-24)。外部包层作为光包层而且具有基本上恒定的折射率；该光包层通常包括纯二氧化硅(silica)，但是还可以包含一种或多种掺杂物。光纤折射率分布涉及“阶跃”分布、“梯形”分布或“三角形”分布，其图形分别具有阶跃、梯形或三角形的形状。这些曲线通常表示光纤的理论或参照折射率分布(也就是，设置分布)。光纤制造约束条件可能导致在实际光纤中的分布略有不同。 传统地，光纤包括(i)光纤芯，具有传输和可选地放大光信号的功能，以及(ii)光包层，具有将光信号限制在光纤芯中的功能。为此目的，纤芯的折射率(nc)和包层的折射率(ng)满足nc＞ng。正如本领域所公知，光信号在单模光纤中的传播被划分为在纤芯内引导的基模(公知为LP01)，以及在纤芯-包层组件内的某半径内引导的二次模。 传统地，阶跃折射率光纤，也称为SMF光纤(“单模光纤”)用作光纤传输系统的线路光纤。这些光纤呈现出对应于特定电信标准的色散和色散斜率。 为了满足来自不同制造商的光学系统的兼容性需求，国际电信联盟(ITU)定义了具有标准单模光纤(SSMF)必须满足的称为ITU-TG.652规范的标准。 除其他之外，传输光纤的这个G.652标准推荐模场直径(MFD)在1310纳米波长处在8.6微米到9.5微米的范围；缆线截止波长最大值为1260纳米；色散消除波长(用λ0表示)在1300纳米到1324纳米的范围；以及最大色散斜率为0.092ps/(nm2.km)(也就是，ps/nm2/km)。 传统上，将以下波长作为缆线截止波长进行测量，在该波长处，光信号通过光纤传播22米后不再是单模的，比如国际电工委员会的86A子委员会在IEC 60793-1-44标准中定义的那样。在大部分情形中，对弯曲损耗最具抵抗力的二次模是LP11模。因此，缆线截止波长是这样的波长，超出该波长，则LP11模在通过光纤传播22米后都被充分减弱。该标准提出的方法包括，当LP11模的衰减大于或等于19.3dB时，认为光信号是单模的。 而且，对于给定的光纤，所谓的MAC值被定义为1550纳米处光纤的模场直径与有效截止波长λceff的比值。正如国际电工委员会的86A子委员会在IEC 60793-1-44中定义的那样，在传统上将以下波长作为截止波长进行测量，在该波长处，光信号通过光纤传播超过2米后不再是单模的。MAC构建了用于评估光纤性能的参数，特别用于在模场直径、有效截止波长和弯曲损耗之间找到折衷的参数。 欧洲专利申请No.1,845,399和欧洲专利申请No.1,785,754阐述了申请人的实验结果。这些在前申请建立了在标准阶跃折射率光纤SSMF中曲率半径为15毫米时的1550纳米波长处的MAC值与1625纳米波长处的弯曲损耗之间的关系。在此通过参考而将每个欧洲专利申请整体引入于此。而且，每个申请都指出MAC值影响光纤的弯曲损耗，以及降低MAC会降低这些弯曲损耗。降低模场直径和/或增加有效截止波长降低MAC值，但是可能导致不符合G.652标准，使得光纤与一些传输系统在商业上不兼容。 降低弯曲损耗同时保持某些光传输参数，对于针对光纤系统到用户的光纤应用(称为FTTH，光纤到户)构成了挑战。 国际电信联盟(ITU)还定义了称为ITU-T G.657A和ITU-TG.657B的标准，针对FTTH应用的光纤必须满足该标准，特别是在对弯曲损耗的抵抗力方面。G.657A标准对弯曲损耗值设定了限制，但是首先寻求与G.652标准保持兼容，特别是在模场直径MFD和色散放面。另一方面，G.657B标准设定严格的弯曲损耗限制，特别对于(i)对于15毫米的曲率半径，在1550纳米的波长处小于0.003dB/圈的弯曲损耗，以及(ii)对于15毫米的曲率半径，在1625纳米的波长处小于0.01dB/圈的弯曲损耗。 欧洲专利申请No.1,845,399和欧洲专利申请No.1,785,754提出具有有限弯曲损耗的光纤分布，特别对应于G.657A和G.657B标准中的规范。然而，这些欧洲专利申请中描述的分布，仅可能满足由G.657B标准设定的弯曲损耗限制。 美国专利No.7,164,835和美国专利申请公开号No.2007/0147756中的每个都通过参考而整体引入于此，它们也描述了呈现出有限弯曲损耗的光纤分布。然而，这些美国专利的光纤仅仅对应于G.657A和G.657B标准的规范，特别是在模场直径MFD和色散方面。 在目前，对于某些应用，降低弯曲损耗是必须的，特别是当旨在将光纤布设(staple)或绕在微型化的光盒中时。 孔助光纤技术使得实现关于弯曲损耗的优良性能成为可能，但是这个技术复杂而且实施昂贵并且不能用于旨在低成本系统的FTTH系统中使用的光纤。 因此，存在对于明显比G.657B标准设定的限制更优(例如，10倍级地优于)的抗弯曲损耗的光纤的需求。满足这个规范的光纤还应该在传输分布方面，特别是在模场直径方面，保持与G.652标准的兼容。倘若(i)直接的高次LP11模被充分衰减，以及(ii)LP11模在1260纳米波长处的衰减达到19.3dB所需要的光纤长度小于90米，那么弯曲损耗的这种可观改进可以实现对更高截止波长的损害。
技术实现思路
为了上述目的，本专利技术包括光纤，具有中央纤芯，中间包层和凹陷槽(depressed trench)。折射率分布被优化，以相比G.657标准所设定的限制，十倍级地改善弯曲损耗，同时保持模场直径与G.652标准兼容，并且确保LP11模的充分衰减。 特别地，纤芯的表面以及凹陷槽的表面和体积被优化，以显著改善弯曲损耗。在本专利技术的上下文中，纤芯的表面或凹陷槽的表面不能几何学地延伸，但应该对应于考虑了二维的值-半径与折射率差的积。类似地，凹陷槽的体积对应于考虑了三维的值-半径的平方与折射率差的积。 更具体地，本专利技术提出一种单模光纤，从中央到周边，包括中央纤芯、中间包层、凹陷槽以及外部光包层。中央纤芯具有半径r1并且与外部光包层之间具有正折射率差Δn1。中间包层具有半径r2并且与外部光包层之间具有正折射率差Δn2。差Δn 2小于纤芯的折射率差Δn1。凹陷槽具有半径r3并且与外部光包层之间具有负折射率差Δn3。本专利技术的光纤进一步特征在于，它具有(i)1310纳米波长处在8.6μm到9.5μm之间的模场直径(MFD)，以及(ii)对于15毫米曲率半径和1550纳米波长，弯曲损耗小于0.25×10-3dB/圈。对于1260纳米波长，LP11模衰减到19.3dB所需要的光纤长度少于90米。 根据这个专利技术的光纤的一个实施方式，该中央纤芯的面积分(V01)被定义为 其在20.0×10-3μm和23.0×10-3μm之间。 该凹陷槽的面积分(V03)，定义为 其在-55.0×10-3μm和-30.0×10-3μm之间。 该凹陷槽的体积分(V13)，定义为 其在-1200×10-3μm2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有降低的弯曲损耗的单模光纤，具有从该光纤的中央到外部光包层延伸的半径处测量的折射率分布，该光纤包括： 中央纤芯，具有半径ｒ↓［１］和与光包层之间的正折射率差Δｎ↓［１］； 中间包层，具有半径ｒ↓［２］和与该光包层之间的正折 射率差Δｎ↓［２］，其小于该纤芯的折射率差Δｎ↓［１］； 凹陷槽，具有半径ｒ↓［３］和与该光包层之间的负折射率差Δｎ↓［３］； 其中该光纤在１３１０纳米波长具有在８．６μｍ到９．５μｍ之间的模场直径（ＭＦＤ），而且，对于１５５０ 纳米波长，１５毫米的曲率半径的弯曲损耗小于０．２５×１０↑［－３］ｄＢ／圈；以及 其中，对于１２６０ｎｍ的波长，该光纤的ＬＰ１１模在小于９０米长度处衰减到１９．３ｄＢ。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：LA德蒙莫里永，S里夏尔，D莫兰，M比戈阿斯特吕克，P西亚尔，D布瓦万，
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]
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