专利名称：具有w形折射率分布的色散补偿光纤的制作方法
技术领域：
本发明涉及补偿色散位移光纤的色散及色散斜率的一种色散补偿光纤，包含该色散位移光纤及色散补偿光纤的一种光传输线，以及通过象线圈一样缠绕该色散位移光纤构成的一个色散补偿模块。
背景技术：
为了在实现波分复用(WDM)光传输的光传输系统中获得进一步更高的速度及更大的容量，重要的是一个宽信号波段中的累积色散的绝对值应尽可能小。通常，由于这在仅使用一种光纤的一个光传输线中难以实现，因此多种光纤连接以构造一个光传输线，由此减小该光传输线在一个宽波段中的累积色散的绝对值。
例如，日本专利申请公开号HEI 6-11620公开了一种技术，其中具有在波长1.3μm附近的零色散波长的一个标准单模光纤(SMF)与补偿该标准单模光纤在波长1550nm处的色散的一个色散补偿光纤(DCF)互相连接，以减小通过这样连接的光纤构造的该光纤传输线在1.55-μm波段中的累积色散的绝对值。
此外，美国专利号5,838,867公开了一种技术，其中在波长1550nm处具有小的正色散的一个非零色散位移光纤(NZDSF)与补偿该色散位移光纤的色散及色散斜率的一个色散补偿光纤互相连接，以减小通过这样连接的光纤构造的该光纤传输线在1.55-μm波段中的累积色散的绝对值。
这里，一个标准单模光纤(SMF)在波长1550nm处的色散称为DSMF，并且其色散斜率称为SSMF。一个非零色散位移光纤(NZDSF)在波长1550nm处的色散称为DDSF，并且其色散斜率称为SDSF。一个色散补偿光纤(DCF)在波长1550nm处的色散称为DDCF，并且其色散斜率称为SDCF。因此，为了减小一个光传输线在包括波长1550nm的一个宽波段中的累积色散的绝对值，在用于补偿该单模光纤的色散及色散斜率的一个色散补偿光纤(以下称为“用于SMF的色散补偿光纤”)中，要求其色散斜率SDCF与色散DDCF的比值(SDCF/DDCF)与该单模光纤的色散斜率SSMF与色散DSMF的比值(SSMF/DSMF)基本相等。此外，在用于补偿该色散位移光纤的色散及色散斜率的一个色散补偿光纤(以下称为“用于DSF的色散补偿光纤”)中，要求其色散斜率SDCF与色散DDCF的比值(SDCF/DDCF)与该色散位移光纤的色散斜率SDSF与色散DDSF的比值(SDSF/DDSF)基本相等。
发明内容
发明者详细研究了常规的光传输线，并且结果发现了如下问题。与标准单模光纤比较，色散位移光纤在波长1550nm处具有较大的比值(SDSF/DDSF)。因此，要求用于DSF的色散补偿光纤比用于SMF的色散补偿光纤在波长1550nm处具有较大的比值(SDSF/DDSF)。
日本专利申请公开号HEI 6-11620中公开的用于SMF的色散补偿光纤补偿一个标准单模光纤的色散，该标准单模光纤具有在波长1.3μm附近的零色散波长，以及在波长1550nm处的大色散，并且具有大绝对值的负色散。因此，该用于SMF的色散补偿光纤适用于补偿标准单模光纤的色散。但是，该用于SMF的色散补偿光纤不足以补偿色散斜率。
另一方面，美国专利号5,838,867中公开的用于DSF的色散补偿光纤能够补偿在波长1550nm处具有小的正色散的一个非零色散位移光纤的色散及色散斜率。由于该用于DSF的色散补偿光纤具有小绝对值的色散，因此需要一个长的用于DSF的色散补偿光纤，用于补偿该非零色散光纤的色散及色散斜率。
例如，S.Bigo等人的文献1，“在4×100km的TeraLightTM光纤上150信道以10Gbit/s的1.5Terabit/s的WDM传输”，ECOC′99，PD(1999)中公开的非零色散位移光纤，在波长1550nm处具有+0.8ps/nm/km的色散以及+0.06ps/nm2/km的色散斜率。另一方面，D.W.Peckham等人的文献2，“减小的色散斜率，非零色散光纤”，ECOC′98，139-140页(1998)中公开的非零色散位移光纤，在波长1550nm处具有+4ps/nm/km的色散以及+0.046ps/nm2/km的色散斜率。为了补偿这些文献中公开的长度80km的任何非零色散位移光纤的色散及色散斜率，要求一个用于DSF的色散补偿光纤长度为8km至16km。
同时，即使稍微弯曲，通常基模光也可能从用于DSF的色散补偿光纤中漏出，使得基模光中弯曲损耗较大。因此，当一个用于DSF的色散补偿光纤组成光缆一样放置或者构成象线圈一样缠绕的色散补偿模块时，传输损耗变得更大。因此，在通过一个光传输线上的信号传播实现光学通信的一个光传输系统中，该光传输线由互相连接的一个色散位移光纤以及一个用于DSF的色散补偿光纤构成，光传输线中的传输损耗如此大，以致无法延长其中继部分，由此在光学通信中无法进一步获得更高的速度及更大的容量。
为了克服上述问题，本发明的一个目的是提供能够以短长度补偿一个非零色散位移光纤的色散及色散斜率的一个色散补偿光纤，包括该色散位移光纤和色散补偿光纤的具有低传输损耗的一个光传输线，以及具有低传输损耗的一个色散补偿模块，其中该色散补偿光纤象线圈一样被缠绕。
根据本发明的该色散补偿光纤在波长1550nm处具有-40ps/nm/km或以下的色散DDCF，以及0.005/nm或以上的色散斜率SDCF与色散DDCF的比值(SDCF/DDCF)。通过该结构，可以有效阻止非线性现象的发生，因为可以容易地扩大有效面积。较好地，在根据本发明的色散补偿光纤中，色散DDCF为-100ps/nm/km或以上但是-40ps/nm/km或以下，并且色散斜率SDCF与色散DDCF的比值(SDCF/DDCF)为0.005/nm或以上但是0.015/nm或以下。由于色散DDCF为大绝对值的负值，并且色散斜率SDCF与色散DDCF的比值(SDCF/DDCF)位于上述数字范围内，因此该色散补偿光纤能够在包括波长1550nm的一个宽波段中以短长度补偿一个色散位移光纤的色散及色散斜率。
根据本发明的色散补偿光纤较好地在波长1550nm处具有16μm2，更好地20μm2或以上的有效面积。这种情况下，它可以抑制四波混合的发生以及抑制通过其传播的光信号的波形的退化。
根据本发明的色散补偿光纤较好地具有1.2μm或以上但是1.8μm或以下，更好地1.4μm或以上但是1.8μm或以下的截止波长。此外，根据本发明的色散补偿光纤较好地在波长1550nm处具有0.5dB/km或以下的传输损耗。这种情况下，由于截止波长比常规获得的长，因此可以抑制弯曲损耗的增大，并且由于传输损耗也位于上述数字范围内，因此即使当该光纤构成一个光缆或模块时也能获得较低的损耗。
根据本发明的色散位移光纤较好地具有一个纤芯区域，沿预定轴延伸且具有第一折射率，以及围绕该纤芯区域外边缘的一个包层区域。该包层区域包括一个第一包层，围绕该纤芯区域外边缘且具有小于第一折射率的第二折射率，一个第二包层，围绕该第一包层的外边缘且具有大于第二折射率的第三折射率，以及一个第三包层，围绕该第二包层的外边缘且具有小于第三折射率的第四折射率。关于第三包层的第四折射率，纤芯区域较好地具有0.8％或以上但是2.0％或以下，更好地0.8％或以上但是1.5％或以下的相对折射率差。关于第三包层的第四折射率，第一包层较好地具有-0.4％或以下的相对折射率差。这些情况适用于实现具有上述特性的色散补偿光纤。
在根据本发明的色散补偿光纤中，当第二包层的外径变化2％时，比值(SDCF/DDCF)较好地变化10％或以下。这种情况下，可以容易地制造具有所需色散特性的色散补偿光纤。
另一方面，为了通过缩短光纤长度减小传输损耗，根据本发明的色散补偿光纤较好地具有-250ps/nm/km或以上但是-120ps/nm/km或以下的色散DDCF，0.005/nm或以上的色散斜率SDCF与色散DDCF的比值(SDCF/DDCF)，以及10μm2或以上但是20μm2或以下，更好地(20-|DDCF|/25)或以上但是(23-|DDCF/25)或以下的有效面积。因为在色散绝对值变大的弯曲脆弱部分需要减小有效面积的尺寸。此外，色散补偿光纤较好地具有1.0dB/km或以下的传输损耗。如上所述，色散补偿光纤具有纤芯区域，以及包括第一至第三包层的包层区域。而且，较好地，纤芯区域关于第三包层的相对折射率差为0.2％或以上但是3.0％或以下，以及第一包层关于第三包层的相对折射率差为-0.4％或以下。
根据本发明的光传输线具有与上述色散补偿光纤一起放置的一个中继部分；以及熔融接合到该色散补偿光纤的一个色散位移光纤。该色散位移光纤在波长1550nm处具有+2ps/nm/km或以上但是+10ps/nm/km或以下的色散，以及+0.04ps/nm2/km或以上但是+0.12ps/nm2/km或以下的色散斜率。当色散位移光纤与色散补偿光纤以适当的长度比互相连接时，如此构成的光传输线在波长1550nm处产生，总的来说，具有小绝对值的平均色散以及具有小绝对值的平均色散斜率。因此，该光传输线在包括波长1550nm的一个宽波段中具有，总的来说，具有小绝对值的平均色散以及小的平均传输损耗。
根据本发明的光传输线在1535nm或以上但是1560nm或以下的一个波段(C波段)中较好地具有，总的来说，0.2ps/nm/km或以下的偏差(＝最大值-最小值)的平均色散。更好地，在1535nm或以上但是1600nm或以下的一个波段(C和L波段)中该平均色散总的来说具有0.2ps/nm/km或以下的偏差。在通过使信号通过这种情况下的这样一个光传输线传播从而实现光学通信的一个光传输系统中，该光传输线产生低的传输损耗，平均色散具有小绝对值，并且在包括波长1550nm的一个宽波段(至少包括C波段并且进一步包括L波段)中具有高比特率的光传输是可能的。因此，该光传输系统能够延长中继部分并且在光学通信中获得进一步更高的速度及更大的容量。
根据本发明的色散补偿模块其特征在于上述色散补偿光纤象线圈一样被缠绕以构成一个模块。色散补偿光纤在其中构成一个模块的色散补偿模块补偿一个中继部分中放置的一个色散位移光纤的色散及色散斜率，并且当色散位移光纤与色散补偿光纤之间具有适当的长度比时，在波长1550nm处产生，总的来说，具有小绝对值的平均色散以及具有小绝对值的平均色散斜率。因此，整个色散位移光纤与色散补偿模块在包括波长1550nm的一个宽波段中具有较小绝对值的平均色散以及小的平均传输损耗。
根据本发明的色散补偿模块当在波长1550nm处产生-640ps/nm的色散补偿量时，较好地在1535nm或以上但是1565nm或以下的一个波段中具有7dB或以下的总损耗，更好地在1535nm或以上但是1610nm或以下的一个波段中具有7dB或以下的总损耗。在根据本发明的色散补偿模块中，当波长1550nm处的色散补偿量为-320ps/nm时，总损耗较好地在1535nm或以上但是1565nm或以下的波段中为3dB或以下，更好地在1535nm或以上但是1610nm或以下的波段中为3dB或以下。在具有该色散补偿模块的一个光传输系统中，其平均传输损耗小，其平均色散具有小绝对值，并且在包括波长1550nm的一个宽波段(至少包括C波段并且进一步包括L波段的波段)中具有高比特率的光传输是可能的。因此，该光传输系统能够延长中继部分并且在光学通信中获得进一步更高的速度及更大的容量。
此外，根据本发明的色散补偿光纤在波长1550nm处较好地具有-40ps/nm/km或以下的色散DDCF，0.005/nm或以上的色散斜率SDCF与色散DDCF的比值(SDCF/DDCF)，以及16μm2或以上，更好地20μm2或以上的有效面积。在包括波长1550nm的一个宽波段中，该色散补偿光纤不仅能够以短长度补偿一个色散位移光纤的色散及色散斜率，而且能够抑制四波混合的发生以及抑制通过其传播的光信号的波形的退化。
更此外，根据本发明的色散补偿光纤在波长1550nm处较好地具有-40ps/nm/km或以下的色散DDCF，0.005/nm或以上的色散斜率SDCF与色散DDCF的比值(SDCF/DDCF)，以及0.5dB/km或以下的传输损耗。该色散补偿光纤不仅能够以短长度补偿一个色散位移光纤的色散及色散斜率，而且即使当构成一个光缆或模块时也产生低损耗。
图1是一个视图，显示包括根据本发明的光传输线的一个光传输系统的示意结构；图2是一个视图，显示一个光传输系统的示意结构，该光传输系统中一个色散位移光纤被放置作为光传输线，一个色散补偿光纤被放置在一个站内作为色散补偿模块；图3A和3B是视图，分别显示根据本发明的色散补偿光纤的剖面结构及其折射率分布；图4是一个曲线图，显示根据第一至第三实施例的色散补偿光纤在波长1550nm处的色散与色散斜率之间的关系；图5是一个曲线图，显示根据第一至第三实施例的色散补偿光纤在140mm的弯曲直径处的弯曲损耗与波长的关系；图6是一个曲线图，显示根据第一至第三实施例的色散补偿光纤的色散与波长的关系；图7是一个曲线图，显示每个组件总的来说的平均色散与波长的关系，在每个组件中根据第一至第三每个实施例的色散补偿光纤与一个色散位移光纤互相熔融接合；图8是一个视图，显示根据本发明的色散补偿模块的示意结构；图9是一个曲线图，显示根据第四实施例的色散补偿光纤在波长1550nm处的色散与色散斜率之间的关系；图10是一个曲线图，显示根据第四实施例的色散补偿光纤在140mm的弯曲直径处的弯曲损耗与波长的关系；图11是一个曲线图，显示根据第四实施例的色散补偿光纤的色散与波长的关系；图12是一个曲线图，显示每个组件总的来说的平均色散与波长的关系，在每个组件中根据第四实施例的色散补偿光纤与一个色散位移光纤互相熔融接合；图13是一个曲线图，显示根据第五至第七实施例的色散补偿光纤在波长1550nm处的色散与色散斜率之间的关系；图14是一个曲线图，显示根据第五至第七实施例的色散补偿光纤在140mm的弯曲直径处的弯曲损耗与波长的关系；图15是一个曲线图，显示根据第五至第七实施例的色散补偿光纤的色散与波长的关系；
图16是一个曲线图，显示每个组件总的来说的平均色散与波长的关系，在每个组件中根据第五至第七每个实施例的色散补偿光纤与一个色散位移光纤互相熔融接合；图17A和17B是视图，分别显示根据比较例子的色散补偿光纤的剖面结构及其折射率分布；以及图18是一个曲线图，显示根据比较例子的色散补偿光纤在波长1550nm处的色散与色散斜率之间的关系。
具体实施例方式
以下，将参考附图详细说明用于实现本发明的方式。在附图的说明中，彼此相同的成分将用彼此相同的数字表示，不重复其重叠的描述。
图1是一个视图，显示包括根据本发明的光传输线30的一个光传输系统的示意结构。在该光传输系统1中，光传输线30被放置在站(发送站或中继站)10与站(接收站或中继站)20之间的一个中继部分中。光传输线30由互相熔融接合的一个色散位移光纤31与一个色散补偿光纤32构成。在该光传输系统1中，从站10发送的在一个1.55-μm波段中具有多个波长的信号接连通过色散位移光纤31和色散补偿光纤32到达站20，并且被站20接收或者被站20光学放大以被进一步发送到其下游。
色散位移光纤31是一个硅基光纤，在波长1550nm处具有小的正色散。在色散位移光纤31中，在波长1550nm处，色散DDSF为+2ps/nm/km至+10ps/nm/km，色散斜率SDSF为+0.04ps/nm2/km至+0.12ps/nm2/km，并且传输损耗为大约0.2dB/km。
根据本发明的色散补偿光纤32是一个硅基光纤，补偿色散位移光纤31在波长1550nm处的色散及色散斜率。在色散补偿光纤32中，在波长1550nm处，其色散DDCF为-40ps/nm/km或以下，并且色散斜率SDCF与色散DDCF的比值(SDCF/DDCF)为0.005/nm或以上。较好地，在色散补偿光纤32中，在波长1550nm处，色散DDCF为-100ps/nm/km至-40ps/nm/km，并且色散斜率SDCF与色散DDCF的比值(SDCF/DDCF)为0.005/nm至0.015/nm。此外，色散补偿光纤32具有在波长1550nm处的16μm2或以上，较好地20μm2或以上的有效面积，1.2μm至1.8μm，较好地1.4μm至1.8μm的截止波长，以及在波长1550nm处的0.5dB/km或以下的传输损耗。
此外，色散补偿光纤32在波长1550nm处可以具有-250ps/nm/km至-120ps/nm/km的色散DDCF，0.005/nm或以上的色散斜率SDCF与色散DDCF的比值(SDCF/DDCF)，以及在波长1550nm处的10μm2至20μm2的有效面积。此外，色散补偿光纤具有1.2μm至1.8μm，较好地1.4μm至1.8μm的截止波长，以及在波长1550nm处的1.0dB/km或以下的传输损耗。
由于色散DDCF及色散斜率SDCF位于上述其数字范围内，因此具有这些特性的色散补偿光纤32能够在包括波长1550nm的一个宽波段中以短长度补偿色散位移光纤31的色散及色散斜率。此外，由于色散补偿光纤32具有上述其数字范围内的色散以及足够的有效面积，因此它能够抑制四波混合的发生以及抑制通过其传播的信号的波形的退化。此外，在色散补偿光纤32中，由于截止波长位于上述其数字范围内，因此能够抑制弯曲损耗的增大，并且由于传输损耗也位于上述其数字范围内，因此即使当光传输线30构成一个光缆时也获得较低的损耗。
色散位移光纤31与色散补偿光纤32在其中以适当的长度比互相熔接的光传输线30在波长1550nm处，总的来说具有小绝对值的平均色散以及小绝对值的平均色散斜率。因此，光传输线30在包括波长1550nm的一个宽波段中具有，总的来说，较小绝对值的平均色散。此外，光传输线30具有总的来说小的平均传输损耗。整个光传输线30的平均色散的偏差在1535nm至1560nm的一个波段(C波段)中较好地为0.2ps/nm/km或以下，在1535nm至1600nm的一个波段(C和L波段)中更好地为0.2ps/nm/km或以下。在光传输系统1中，产生通过光传输线30传播的信号实现光学通信，光传输线30的平均传输损耗小，平均色散的绝对值小，并且在包括波长1550nm的一个宽波段(至少包括C波段并且进一步包括L波段)中具有高比特率的光传输是可能的。因此，光传输系统1能够延长中继部分并且在光学通信中获得进一步更高的速度及更大的容量。
图2是一个视图，显示一个光传输系统2的示意结构，该光传输系统2中一个色散位移光纤31被放置作为一个光传输线，并且一个色散补偿光纤32被放置在站20内作为一个色散补偿模块。在该光传输系统2中，色散位移光纤31被放置在站(发送站或中继站)10与站(接收站或中继站)20之间的一个中继部分中。在该光传输系统2中，从站10发送的在一个1.55-μm波段中具有多个波长的信号通过作为光传输线的色散位移光纤31到达站20。在站20中，信号被光学放大器21光学放大，其色散通过色散补偿光纤32被补偿，并且信号通过光学放大器22被光学放大并且然后被接收或者被进一步发送到其下游。
在图2的光传输系统2中用作光传输线的色散位移光纤31与在图1的光传输系统1中用作光传输线的一部分的色散位移光纤31具有类似的特性。此外，在图2的光传输系统2中用作色散补偿模块的色散补偿光纤32与在图1的光传输系统1中用作光传输线的一部分的色散补偿模块32具有类似的特性。但是，在图2所示的光传输系统2中，色散补偿光纤32位于站20内，象围绕线轴的线圈一样被缠绕以构成一个模块。
由于色散DDCF及色散斜率SDCF位于上述其数字范围内，因此具有上述特性的色散补偿光纤32能够在包括波长1550nm的一个宽波段中以短长度补偿色散位移光纤31的色散及色散斜率。此外，由于色散补偿光纤32具有上述其数字范围内的色散以及足够的有效面积，因此它能够抑制四波混合的发生以及抑制通过其传播的信号的波形的退化。此外，由于截止波长位于上述其数字范围内，因此色散补偿光纤32能够抑制弯曲损耗的增大，并且由于传输损耗也位于上述其数字范围内，因此即使当构成一个模块时也获得较低的损耗。
作为一个光传输线的色散位移光纤31与作为一个色散补偿模块的色散补偿光纤32的整体当它们具有其各自适当的长度时，在波长1550nm处具有，总的来说，小绝对值的平均色散以及小绝对值的平均色散斜率。因此，色散位移光纤31与色散补偿光纤32的整体在包括波长1550nm的一个宽波段中具有较小绝对值的平均色散，以及小的平均传输损耗。其总平均色散的偏差在1535nm至1560nm的波段(C波段)中较好地为0.2ps/nm/km或以下，在1535nm至1600nm的波段(C和L波段)中更好地为0.2ps/nm/km或以下。
另一方面，作为一个色散补偿模块的色散补偿光纤32当在波长1550nm处产生-640ps/nm的色散补偿量时，较好地在1535nm至1565nm的波段(C波段)中具有7dB或以下的总损耗，更好地在1535nm至1610nm的波段(C和L波段)中具有7dB或以下的总损耗。此外，作为一个色散补偿模块的色散补偿光纤32当在波长1550nm处产生-320ps/nm的色散补偿量时，较好地在1535nm至1565nm的波段(C波段)中具有3dB或以下的总损耗，更好地在1535nm至1610nm的波段(C和L波段)中具有3dB或以下的总损耗。
在光传输系统2中，平均传输损耗小，平均色散的绝对值小，并且在包括波长1550nm的一个宽波段(至少包括C波段并且进一步包括L波段)中具有高比特率的光传输是可能的。因此，光传输系统2能够延长中继部分并且在光学通信中获得进一步更高的速度及更大的容量。
图3A和3B是视图，分别显示根据本发明的色散补偿光纤的剖面结构及其折射率分布。
图3A所示的光纤100对应色散补偿光纤32，并且包括沿预定轴延伸的一个纤芯区域110，以及用于围绕纤芯区域110外边缘的一个包层区域120。纤芯区域110具有折射率n1以及外径2a。此外，包层区域120包括第一包层121，具有第二折射率n2(＜n1)以及外径2b，第二包层122，用于围绕第一包层121的外边缘，具有第三折射率n3(＞n2，＜n1)以及外径2c，以及第三包层123，用于围绕第二包层122的外边缘，具有第四折射率n4(＜n3，＞n2)。
图3B所示的折射率分布150表示图3A中线L1上各个部分处的各个折射率，使得折射率分布150中的区域151、152、153和154分别表示纤芯区域110、第一包层121、第二包层122和第三包层123中线L1上的各个部分的折射率。
在图3A和3B的色散补偿光纤100中，关于用作一个参考区域的第三包层123，纤芯区域110的相对折射率差Δn1、第一包层121的相对折射率差Δn2、以及第二包层122的相对折射率差Δn3由以下各个表达式给出Δn1＝(n1-n4)/n4Δn2＝(n2-n4)/n4Δn3＝(n3-n4)/n4其中n1为纤芯区域110的折射率，n2为第一包层121的折射率，n3为第二包层122的折射率，以及n4为用作参考区域的第三包层123的折射率。在本说明书中，每个部分的相对折射率差用百分比表示，并且上述表达式中的各个参数可以按固定顺序放置。因此，折射率小于第三包层123(参考区域)的一个玻璃区域的相对折射率差用负值表示。
这里，在色散补偿光纤100中，关于第三包层123的折射率n4，纤芯区域110具有0.8％至2.0％，更好地0.8％至1.5％的相对折射率差Δn1，第一包层121具有-0.4％或以下的相对折射率差Δn2。
由于色散补偿光纤100具有这样的折射率分布，因此其色散DDCF、比值(SDCF/DDCF)、有效面积、截止波长以及传输损耗位于上述各个数字范围内。对于具有这样的折射率分布的色散补偿光纤100，较好地使用硅玻璃作基，其纤芯区域110掺杂GeO2，其第一包层121掺杂F元素，以及其第二包层122掺杂GeO2。因此，可以实现图3B所示的折射率分布，并且可以减小色散补偿光纤100在波长1550nm处的传输损耗。
接着，现在将说明根据本发明的色散补偿光纤32的实施例。将在以下说明的分别根据第一至第七实施例的每个色散补偿光纤DCF1-DCF7，具有图3A的剖面结构及图3B的折射率分布150。
第一实施例在根据第一实施例的色散补偿光纤DCF1中，关于第三包层123，纤芯区域110的相对折射率差Δn1为1.2％，第一包层121的相对折射率差Δn2为-0.50％，第二包层122的相对折射率差Δn3为0.20％，纤芯区域110与第二包层122的各个外径的比值(2a/2c)为0.30，以及第一包层121与第二包层122的各个外径的比值(2b/2c)为0.60。当第二包层122的外径2c为17.7μm时，在波长1550nm处，第一实施例的色散补偿光纤DCF1显示-62.4ps/nm/km的色散DDCF，-0.44ps/nm2/km的色散斜率SDCF，24.4μm2的有效面积，弯曲直径20mm处10dB/m的弯曲损耗，以及0.30dB/km的传输损耗。此外，其截止波长为1224nm，并且波长1550nm处的比值(SDCF/DDCF)为0.0071/nm。
第二实施例在根据第二实施例的色散补偿光纤DCF2中，关于第三包层123，纤芯区域110的相对折射率差Δn1为1.3％，第一包层121的相对折射率差Δn2为-0.50％，第二包层122的相对折射率差Δn3为0.23％，纤芯区域110与第二包层122的各个外径的比值(2a/2c)为0.27，以及第一包层121与第二包层122的各个外径的比值(2b/2c)为0.55。当第二包层122的外径2c为19.0μm时，在波长1550nm处，第二实施例的色散补偿光纤DCF2显示-80.4ps/nm/km的色散DDCF，-0.59ps/nm2/km的色散斜率SDCF，23.9μm2的有效面积，弯曲直径20mm处4dB/m的弯曲损耗，0.33dB/km的传输损耗。此外，其截止波长为1576nm，并且波长1550nm处的比值(SDCF/DDCF)为0.0073/nm。
第三实施例在根据第三实施例的色散补偿光纤DCF3中，关于第三包层123，纤芯区域110的相对折射率差Δn1为1.7％，第一包层121的相对折射率差Δn2为-0.50％，第二包层122的相对折射率差Δn3为0.25％，纤芯区域110与第二包层122的各个外径的比值(2a/2c)为0.23，以及第一包层121与第二包层122的各个外径的比值(2b/2c)为0.53。当第二包层122的外径2c为18.7μm时，在波长1550nm处，第三实施例的色散补偿光纤DCF3显示-83.7ps/nm/km的色散DDCF，-0.66ps/nm2/km的色散斜率SDCF，17.2μm2的有效面积，弯曲直径20mm处0.2dB/m的弯曲损耗，0.39dB/km的传输损耗。此外，其截止波长为1696nm，并且波长1550nm处的比值(SDCF/DDCF)为0.0079/nm。
图4是一个曲线图，显示第一至第三实施例的每个色散补偿光纤中在波长1550nm处色散与色散斜率之间的关系。在图4中，G110表示第一实施例的曲线，G210表示第二实施例的曲线，以及G310表示第三实施例的曲线。这里显示的是当第二包层122的外径2c变化时，这些实施例的每个色散补偿光纤中色散DDCF与色散斜率SDCF之间的关系。从图4的曲线图可见，如果色散DDCF近似在-60ps/nm/km至-10ps/nm/km的范围内，即使当第二包层122的外径2c变化时，每个色散补偿光纤DCF1至DCF3中的色散斜率SDCF与色散DDCF的比值(SDCF/DDCF)的变化也较小。在第一实施例的色散补偿光纤DCF1中，当第二包层122的外径2c变化2％时，比值(SDCF/DDCF)变化2.5％或以下，并且此外比值(SDCF/DDCF)被保持在10％或以下处的色散DDCF的范围为-68ps/nm/km至-17ps/nm/km。在第二实施例的色散补偿光纤DCF2中，当第二包层122的外径2c变化2％时，比值(SDCF/DDCF)变化9.0％或以下，并且此外比值(SDCF/DDCF)被保持在10％或以下处的色散DDCF的范围为-81ps/nm/km至-30ps/nm/km。在第三实施例的色散补偿光纤DCF3中，当第二包层122的外径2c变化2％时，比值(SDCF/DDCF)变化4.0％或以下，并且此外比值(SDCF/DDCF)被保持在10％或以下处的色散DDCF的范围为-115ps/nm/km至-62ps/nm/km。如果当第二包层122的外径2c同样地变化2％时，比值(SDCF/DDCF)的变化为10％或以下，则可以容易地制造具有所需色散特性的色散补偿光纤。
图5是一个曲线图，显示第一至第三实施例的每个色散补偿光纤中在140mm的弯曲直径处的弯曲损耗与波长的关系。在图5中，G120表示第一实施例的曲线，G220表示第二实施例的曲线，以及G320表示第三实施例的曲线。第一实施例的色散补偿光纤DCF1中第二包层122的外径2c为17.7μm，第二实施例的色散补偿光纤DCF2中第二包层122的外径2c为19.0μm，以及第三实施例的色散补偿光纤DCF3中第二包层122的外径2c为18.7μm。从图5的曲线图可见，每个色散补偿光纤DCF1至DCF3在波长为1610nm或更短的范围内具有低的弯曲损耗。
因此，每个色散补偿光纤DCF1至DCF3不仅适合用作构成图1所示的光传输系统1中光传输线30的一部分的色散补偿光纤32，而且适合用作构成图2所示的光传输系统2中色散补偿模块的色散补偿光纤32，由此不仅在C波段中而且在L波段中能够以低损耗补偿色散。
图6是一个曲线图，显示第一至第三实施例的每个色散补偿光纤中的色散与波长的关系。在图6中，G130表示第一实施例的曲线，G230表示第二实施例的曲线，G330表示第三实施例的曲线，以及G1000表示上述文献1中公开的一个非零色散位移光纤NZDSF的曲线。这里，同样，第一实施例的色散补偿光纤DCF1中第二包层122的外径2c为17.7μm，第二实施例的色散补偿光纤DCF2中第二包层122的外径2c为19.0μm，以及第三实施例的色散补偿光纤DCF3中第二包层122的外径2c为18.7μm。
图7是一个曲线图，显示通过第一至第三实施例的每个色散补偿光纤与色散位移光纤互相连接而成的每个组件中总的来说平均色散与波长的关系。在图7中，G140表示其中第一实施例的色散补偿光纤DCF1与图6的色散位移光纤NZDSF互相连接的组件的曲线，G240表示其中第二实施例的色散补偿光纤DCF2与图6的色散位移光纤NZDSF互相连接的组件的曲线，以及G340表示第三实施例的色散补偿光纤DCF3与图6的色散位移光纤NZDSF互相连接的组件的曲线。为了补偿具有图6所示色散特性以及80km长度的色散位移光纤NZDSF在波长1550nm处的色散，第一实施例的色散补偿光纤DCF1需要长度10.3km，第二实施例的色散补偿光纤DCF2需要长度8.0km，以及第三实施例的色散补偿光纤DCF3需要长度7.5km。
在其中第一实施例的色散补偿光纤DCF1与色散位移光纤NZDSF互相连接的组件中，在1535nm至1600nm的一个波段(C和L波段)中总平均色散具有0.2ps/nm/km或以下的偏差。在其中第二实施例的色散补偿光纤DCF2与色散位移光纤NZDSF互相连接的组件中，在1535nm至1560nm的一个波段(C波段)中平均色散总的来说具有0.2ps/nm/km或以下的偏差。此外，在其中第三实施例的色散补偿光纤DCF3与色散位移光纤NZDSF互相连接的组件中，在1535nm至1560nm的一个波段(C波段)中平均色散总的来说具有0.2ps/nm/km或以下的偏差。因此，它们能够以40Gb/s的比特率在400km的距离上光传输。
图8是一个视图，显示包括根据本发明的色散补偿光纤的一个色散补偿模块的示意结构。色散补偿光纤100(对应色散补偿光纤32)被容纳在具有输出及输出连接器310的箱300中。光纤100的两端分别熔接到尾光纤320，以减小连接损耗。当长度10.3km的第一实施例的色散补偿光纤DCF1以140mm的弯曲直径缠绕以构成一个色散补偿模块时，波长1550nm处的色散补偿量为-640ps/nm，以及总损耗为4.1dB(波长1550nm处)。当长度8.0km的第二实施例的色散补偿光纤DCF2以140mm的弯曲直径缠绕以构成一个色散补偿模块时，波长1550nm处的色散补偿量为-640ps/nm，以及总损耗为4.4dB(波长1550nm处)。此外，当长度7.5km的第三实施例的色散补偿光纤DCF3以140mm的弯曲直径缠绕以构成一个色散补偿模块时，波长1550nm处的色散补偿量为-640ps/nm，以及总损耗为4.1dB(波长1550nm处)。
此外，当第一实施例的色散补偿光纤DCF1以140mm的弯曲直径缠绕以构成一个色散补偿模块时，而波长1550nm处的色散补偿量为-320ps/nm，总损耗为2.3dB(波长1550nm处)。当第二实施例的色散补偿光纤DCF2以140mm的弯曲直径缠绕以构成一个色散补偿模块时，而波长1550nm处的色散补偿量为-320ps/nm，总损耗为2.5dB(波长1550nm处)。此外，当第三实施例的色散补偿光纤DCF3以140mm的弯曲直径缠绕以构成一个色散补偿模块时，而波长1550nm处的色散补偿量为-320ps/nm，总损耗为2.7dB(波长1550nm处)。
因此，每个色散补偿光纤DCF1至DCF3可以在包括波长1550nm的一个宽波段中以短长度以低损耗补偿色散位移光纤的色散及色散斜率。
第四实施例在根据第四实施例的色散补偿光纤DCF4中，关于第三包层123，纤芯区域110的相对折射率差Δn1为1.6％，第一包层121的相对折射率差Δn2为-0.50％，第二包层122的相对折射率差Δn3为0.24％，纤芯区域110与第二包层122的各个外径的比值(2a/2c)为0.23，以及第一包层121与第二包层122的各个外径的比值(2b/2c)为0.55。当第二包层122的外径2c为19.2μm时，在波长1550nm处，第四实施例的色散补偿光纤DCF4显示-85.1ps/nm/km的色散DDCF，-0.83ps/nm2/km的色散斜率SDCF，18.1μm2的有效面积，弯曲直径20mm处0.9dB/m的弯曲损耗，0.38dB/km的传输损耗。此外，其截止波长为1638nm，并且波长1550nm处的比值(SDCF/DDCF)为0.0098/nm。
图9是一个曲线图，显示第四实施例的色散补偿光纤中在波长1550nm处的色散与色散斜率之间的关系。在图9中，G410表示第四实施例的曲线。这里显示的是当第二包层122的外径2c变化时，该实施例的色散补偿光纤中色散DDCF与色散斜率SDCF之间的关系。从图9的曲线图可见，如果色散DDCF近似在-102ps/nm/km至-71ps/nm/km的范围内，即使当第二包层122的外径2c变化时，色散补偿光纤DCF4中的色散斜率SDCF与色散DDCF的比值(SDCF/DDCF)的变化也保持为10％或以下。在第四实施例的色散补偿光纤DCF4中，当第二包层122的外径2c变化2％时，比值(SDCF/DDCF)变化5.8％或以下。如果当第二包层122的外径2c同样地变化2％时，比值(SDCF/DDCF)的变化为10％或以下，则可以容易地制造具有所需色散特性的色散补偿光纤。
图10是一个曲线图，显示第四实施例的色散补偿光纤中在140mm的弯曲直径处的弯曲损耗与波长的关系。在图10中，G420表示第四实施例的曲线。第四实施例的色散补偿光纤DCF4中第二包层122的外径2c为17.2μm。从图10的曲线图可见，色散补偿光纤DCF4在波长为1610nm或更短的范围中具有低的弯曲损耗。
因此，色散补偿光纤DCF4不仅适合用作构成图1所示的光传输系统1中光传输线30的一部分的色散补偿光纤32，而且适合用作构成图2所示的光传输系统2中色散补偿模块的色散补偿光纤32，由此不仅C波段中而且L波段中能够以低损耗补偿色散。
图11是一个曲线图，显示第四实施例的色散补偿光纤中的色散与波长的关系。在图11中，G430表示第四实施例的曲线，以及G1000表示上述文献1中公开的一个非零色散位移光纤NZDSF的曲线，具有4ps/nm/km或以下的色散以及0.046ps/nm2/km或以下的色散斜率。这里，同样，第四实施例的色散补偿光纤DCF4中的第二包层122的外径2c为19.2μm。
图12是一个曲线图，显示通过第四实施例的色散补偿光纤与色散位移光纤互相连接而成的组件中总的来说平均色散与波长的关系。在图12中，G440表示其中第四实施例的色散补偿光纤DCF4与图11的色散位移光纤NZDSF互相连接的组件的曲线。为了补偿具有图11所示色散特性以及80km长度的色散位移光纤NZDSF在波长1550nm处的色散，第一实施例的色散补偿光纤DCF1需要长度10.3km，第四实施例的色散补偿光纤DCF4需要长度4.4km。
在其中第四实施例的色散补偿光纤DCF4与色散位移光纤NZDSF互相连接的组件中，在1535nm至1600nm的一个波段(C和L波段)中总平均色散具有0.2ps/nm/km或以下的偏差。因此，它们能够以40Gb/s的比特率在400km的中继器距离上光传输。
当长度4.4km的第四实施例的色散补偿光纤DCF4以140mm的弯曲直径被缠绕以构成一个色散补偿模块时，波长1550nm处的色散补偿量为-640ps/nm，以及总损耗为3.9dB(波长1550nm处)。此外，当第四实施例的色散补偿光纤DCF4以140mm的弯曲直径被缠绕以构成一个色散补偿模块时，而波长1550nm处的色散补偿量为-320ps/nm，总损耗为2.5dB(波长1550nm处)。
因此，色散补偿光纤DCF4可以在包括波长1550nm的一个宽波段中以短长度以低损耗补偿色散位移光纤NZDSF的色散及色散斜率。
第五实施例在根据第五实施例的色散补偿光纤DCF5中，关于第三包层123，纤芯区域110的相对折射率差Δn1为2.1％，第一包层121的相对折射率差Δn2为-0.50％，第二包层122的相对折射率差Δn3为0.20％，纤芯区域110与第二包层122的各个外径的比值(2a/2c)为0.18，以及第一包层121与第二包层122的各个外径的比值(2b/2c)为0.49。当第二包层122的外径2c为19.4μm时，在波长1550nm处，第五实施例的色散补偿光纤DCF5显示-160.7ps/nm/km的色散DDCF，-1.63ps/nm2/km的色散斜率SDCF，15.7μm2的有效面积，弯曲直径20mm处1.8dB/m的弯曲损耗，0.49dB/km的传输损耗。此外，其截止波长为1566nm，并且波长1550nm处的比值(SDCF/DDCF)为0.0101/nm。
第六实施例在根据第六实施例的色散补偿光纤DCF6中，关于第三包层123，纤芯区域110的相对折射率差Δn1为2.4％，第一包层121的相对折射率差Δn2为-0.50％，第二包层122的相对折射率差Δn3为0.40％，纤芯区域110与第二包层122的各个外径的比值(2a/2c)为0.20，以及第一包层121与第二包层122的各个外径的比值(2b/2c)为0.65。当第二包层122的外径2c为16.0μm时，在波长1550nm处，第六实施例的色散补偿光纤DCF6显示-181.6ps/nm/km的色散DDCF，-1.87ps/nm2/km的色散斜率SDCF，13.8μm2的有效面积，弯曲直径20mm处0.5dB/m的弯曲损耗，0.61dB/km的传输损耗。此外，其截止波长为1660nm，并且波长1550nm处的比值(SDCF/DDCF)为0.0103/nm。
第七实施例在根据第七实施例的色散补偿光纤DCF7中，关于第三包层123，纤芯区域110的相对折射率差Δn1为2.7％，第一包层121的相对折射率差Δn2为-0.50％，第二包层122的相对折射率差Δn3为0.40％，纤芯区域110与第二包层122的各个外径的比值(2a/2c)为0.19，以及第一包层121与第二包层122的各个外径的比值(2b/2c)为0.67。当第二包层122的外径2c为15.2μm时，在波长1550nm处，第七实施例的色散补偿光纤DCF7显示-215.8ps/nm/km的色散DDCF，-2.12ps/nm2/km的色散斜率SDCF，13.1μm2的有效面积，弯曲直径20mm处1.3dB/m的弯曲损耗，0.75dB/km的传输损耗。此外，其截止波长为1514nm，并且波长1550nm处的比值(SDCF/DDCF)为0.0097/nm。
图13是一个曲线图，显示第五至第七实施例的每个色散补偿光纤在波长1550nm处的色散与色散斜率之间的关系。在图13中，G510表示第五实施例的曲线，G610表示第六实施例的曲线，以及G710表示第七实施例的曲线。这里显示的是当第二包层122的外径2c变化时，这些实施例的每个色散补偿光纤中色散DDCF与色散斜率SDCF之间的关系。从图13的曲线图可见，如果色散DDCF近似在-200ps/nm/km至-120ps/nm/km的范围内，即使当第二包层122的外径2c变化时，每个色散补偿光纤DCF5至DCF7中色散斜率SDCF与色散DDCF的比值(SDCF/DDCF)的变化也小。在第五实施例的色散补偿光纤DCF5中，当第二包层122的外径2c变化2％时，比值(SDCF/DDCF)变化7.7％或以下，并且此外比值(SDCF/DDCF)被保持在10％或以下处的色散DDCF的范围为-192ps/nm/km至-135ps/nm/km。在第六实施例的色散补偿光纤DCF6中，当第二包层122的外径2c变化2％时，比值(SDCF/DDCF)变化4.6％或以下，并且此外比值(SDCF/DDCF)被保持在10％或以下处的色散DDCF的范围为-226ps/nm/km至-146ps/nm/km。在第七实施例的色散补偿光纤DCF7中，当第二包层122的外径2c变化2％时，比值(SDCF/DDCF)变化4.9％或以下，并且此外比值(SDCF/DDCF)被保持在10％或以下处的色散DDCF的范围为-173ps/nm/km至-269ps/nm/km。如果当第二包层122的外径2c同样地变化2％时，比值(SDCF/DDCF)的变化为10％或以下，则可以容易地制造具有所需色散特性的色散补偿光纤。
图14是一个曲线图，显示第五至第七实施例的每个色散补偿光纤中在140mm的弯曲直径处的弯曲损耗与波长的关系。在图14中，G520表示第五实施例的曲线，G620表示第六实施例的曲线，以及G720表示第七实施例的曲线。第五实施例的色散补偿光纤DCF5中第二包层122的外径2c为19.4μm，第六实施例的色散补偿光纤DCF6中第二包层122的外径2c为16.0μm，以及第七实施例的色散补偿光纤DCF7中第二包层122的外径2c为15.2μm。从图14的曲线图可见，每个色散补偿光纤DCF5至DCF7在波长为1610nm或更短的范围内具有低的弯曲损耗。
因此，每个色散补偿光纤DCF5至DCF7不仅适合用作构成图1所示的光传输系统1中光传输线30的一部分的色散补偿光纤32，而且适合用作构成图2所示的光传输系统2中色散补偿模块的色散补偿光纤32，由此不仅C波段中而且L波段中能够以低损耗补偿色散。
图15是一个曲线图，显示第五至第七实施例的每个色散补偿光纤中的色散与波长的关系。在图15中，G530表示第五实施例的曲线，G630表示第六实施例的曲线，以及G730表示第七实施例的曲线。这里，同样，第五实施例的色散补偿光纤DCF5中第二包层122的外径2c为19.4μm，第六实施例的色散补偿光纤DCF6中第二包层122的外径2c为16.0μm，以及第七实施例的色散补偿光纤DCF7中第二包层122的外径2c为15.2μm。
图16是一个曲线图，显示通过第五至第七实施例的每个色散补偿光纤与上述文献2中公开的并且具有4ps/nm/km或以下的色散以及0.046ps/nm2/km或以下的色散斜率的一个非零色散位移光纤互相连接而成的每个组件中总的来说平均色散与波长的关系。在图16中，G540表示其中第五实施例的色散补偿光纤DCF5与文献2的色散位移光纤NZDSF互相连接而成的组件的曲线，G640表示其中第六实施例的色散补偿光纤DCF6与文献2的色散位移光纤NZDSF互相连接而成的组件的曲线，以及G740表示其中第七实施例的色散补偿光纤DCF7与文献2的色散位移光纤NZDSF互相连接而成的组件的曲线。为了补偿长度80km的色散位移光纤NZDSF在波长1550nm处的色散，第五实施例的色散补偿光纤DCF5需要长度2.2km，第六实施例的色散补偿光纤DCF6需要长度1.9km，以及第七实施例的色散补偿光纤DCF7需要长度1.7km。
在其中第五实施例的色散补偿光纤DCF5与色散位移光纤NZDSF互相连接的组件中，在1535nm至1560nm的一个波段(C波段)中总平均色散具有0.2ps/nm/km或以下的偏差。在其中第六实施例的色散补偿光纤DCF6与色散位移光纤NZDSF互相连接的组件中，在1535nm至1600nm的一个波段(C和L波段)中平均色散总的来说具有0.2ps/nm/km或以下的偏差。此外，在其中第七实施例的色散补偿光纤DCF7与色散位移光纤NZDSF互相连接的组件中，在1535nm至1600nm的一个波段(C和L波段)中平均色散总的来说具有0.2ps/nm/km或以下的偏差。因此，它们能够以40Gb/s的比特率在400km的中继器距离上光传输。
如图8所示，当长度2.2km的第五实施例的色散补偿光纤DCF5以140mm的弯曲直径被缠绕以构成一个色散补偿模块时，波长1550nm处的色散补偿量为-640ps/nm，以及总损耗为3.0dB(波长1550nm处)。当长度1.9km的第六实施例的色散补偿光纤DCF6以140mm的弯曲直径被缠绕以构成一个色散补偿模块时，波长1550nm处的色散补偿量为-640ps/nm，以及总损耗为2.7dB(波长1550nm处)。此外，当长度1.7km的第七实施例的色散补偿光纤DCF7以140mm的弯曲直径被缠绕以构成一个色散补偿模块时，波长1550nm处的色散补偿量为-640ps/nm，以及总损耗为2.5dB(波长1550nm处)。
此外，当第五实施例的色散补偿光纤DCF5以140mm的弯曲直径被缠绕以构成一个色散补偿模块时，而波长1550nm处的色散补偿量为-320ps/nm，总损耗为2.0dB(波长1550nm处)。当第六实施例的色散补偿光纤DCF6以140mm的弯曲直径被缠绕以构成一个色散补偿模块时，而波长1550nm处的色散补偿量为-320ps/nm，总损耗为1.9dB(波长1550nm处)。此外，当第七实施例的色散补偿光纤DCF7以140mm的弯曲直径被缠绕以构成一个色散补偿模块时，而波长1550nm处的色散补偿量为-320ps/nm，总损耗为1.7dB(波长1550nm处)。
因此，每个色散补偿光纤DCF5至DCF7可以在包括波长1550nm的一个宽波段中以短长度以低损耗补偿色散位移光纤NZDSF的色散及色散斜率。
比较例为了比较每个上述第一至第七实施例的色散补偿光纤，现在将说明一个比较例子的色散补偿光纤。图17A和17B是视图，分别显示根据比较例子的色散补偿光纤的剖面结构及其折射率分布。该比较例子200包括沿预定轴延伸的一个纤芯区域210，以及用于围绕纤芯区域210外边缘的一个包层区域220。纤芯区域210具有折射率n1以及外径2a。此外，包层区域220包括一个第一包层221，具有第二折射率n2(＜n1)以及外径2b。以及第二包层222，用于围绕第一包层221的外边缘，具有第三折射率n3(＞n2，＜n1)。
图17B所示的折射率分布250表示图17A中线L2上各个部分处的各个折射率，使得折射率分布250中的区域251、252和253分别表示纤芯区域210、第一包层221和第二包层222中线L2上的各个部分的折射率。
在图17A和17B的比较例子200中，关于用作一个参考区域的第二包层222，纤芯区域210的相对折射率差Δn1以及第一包层221的相对折射率差Δn2由以下各个表达式给出Δn1＝(n1-n3)/n3Δn2＝(n2-n3)/n3其中n1为纤芯区域210的折射率，n2为第一包层221的折射率，以及n3为用作参考区域的第二包层222的折射率。在本说明书中，每个部分的相对折射率差用百分比表示，并且上述表达式中的各个参数可以按固定顺序放置。因此，折射率小于第二包层222(参考区域)的一个玻璃区域的相对折射率差用负值表示。
这里，在比较例子200中，关于第二包层222的折射率n3，纤芯区域210具有1.2％的相对折射率差Δn1，第一包层221具有-0.36％的相对折射率差Δn2。此外，纤芯区域210的外径2a与第一包层221的外径2b的比值Ra(＝2a/2b)为0.50。
图18是一个曲线图，显示比较例子的色散补偿光纤在波长1550nm处的色散与色散斜率之间的关系。这里显示的是当第一包层221的外径2b变化时，比较例子中色散DDCF与色散斜率SDCF之间的关系。在色散为-40ps/nm/km或以下的范围中，该比较例子具有不利的弯曲特性以致无法使用。如果第二包层222的外径2c变化很大，则色散斜率SDCF与色散DDCF的比值(SDCF/DDCF)将变化很大。例如，当第一包层221的外径2b为10.0μm时，则色散DDCF为-28ps/nm/km(对应图18中点A的条件)，由此色散斜率SDCF为-0.081ps/nm2/km。此外，当第一包层221的外径2b为9.8μm时，则色散DDCF为-22ps/nm/km(对应图18中点B的条件)，由此色散斜率SDCF为-0.056ps/nm2/km。如果外径2b从该值变化2％，则比值(SDCF/DDCF)将变化达到17％。因此，难以制造具有所需色散特性的色散补偿光纤。
与比较例子的色散补偿光纤比较，根据实施例的色散补偿光纤(包括第一至第七实施例的色散补偿光纤)具有极好的弯曲特性并且可以用于上述色散为-40ps/nm/km或以下的范围内。此外，如果色散DDCF在一个预定范围内，即使当第二包层的外径2c变化时，根据本发明的色散补偿光纤中色散斜率SDCF与色散DDCF的比值(SDCF/DDCF)的变化也小。因此，容易制造具有所需色散特性的根据本发明的色散补偿光纤。
工业应用性如前所详细说明，根据本发明的色散补偿光纤在波长1550nm处具有显示-40ps/nm/km或以下(较好地-100ps/nm/km至-40ps/nm/km或-250ps/nm/km至-120ps/nm/km)的色散DDCF，0.005/nm或以上(较好地0.005/nm至0.015/nm)的色散斜率SDCF与色散DDCF的比值(SDCF/DDCF)。由于根据本发明的色散补偿光纤具有这样的特性，因此它可以在包括波长1550nm的一个宽波段中以短长度补偿色散位移光纤的色散及色散斜率。
权利要求
1.一种色散补偿光纤，具有沿一个预定轴延伸的一个纤芯区域，以及围绕所述纤芯区域外边缘的一个包层区域，所述色散补偿光纤在波长1550nm处具有特征-40ps/nm/km或以下的色散DDCF；以及0.005/nm或以上的色散斜率SDCF与色散DDCF的比值(SDCF/DDCF)。
2.根据权利要求1的色散补偿光纤，其中所述色散补偿光纤在波长1550nm处具有特征-100ps/nm/km或以上但是-40ps/nm/km或以下的色散DDCF；以及0.005/nm或以上但是0.015/nm或以下的色散斜率SDCF与色散DDCF的比值(SDCF/DDCF)。
3.根据权利要求1的色散补偿光纤，其中所述色散补偿光纤在波长1550nm处具有16μm2或以上的有效面积。
4.根据权利要求3的色散补偿光纤，其中所述色散补偿光纤在波长1550nm处具有20μm2或以上的有效面积。
5.根据权利要求1的色散补偿光纤，其中所述色散补偿光纤具有1.2μm或以上但是1.8μm或以下的截止波长。
6.根据权利要求5的色散补偿光纤，其中所述色散补偿光纤具有1.4μm或以上但是1.8μm或以下的截止波长。
7.根据权利要求1的色散补偿光纤，其中所述色散补偿光纤在波长1550nm处具有0.5dB/km或以下的传输损耗。
8.根据权利要求1的色散补偿光纤，其中所述纤芯区域具有第一折射率；以及其中所述包层区域具有一个第一包层，围绕所述纤芯区域外边缘且具有小于第一折射率的第二折射率，一个第二包层，围绕所述第一包层的外边缘且具有大于第二折射率的第三折射率，以及一个第三包层，围绕所述第二包层的外边缘且具有小于第三折射率的第四折射率。
9.根据权利要求8的色散补偿光纤，其中所述纤芯区域关于所述第三包层具有0.8％或以上但是2.0％或以下的相对折射率差。
10.根据权利要求9的色散补偿光纤，其中所述纤芯区域关于所述第三包层具有0.8％或以上但是1.5％或以下的相对折射率差。
11.根据权利要求8的色散补偿光纤，其中所述第一包层关于所述第三包层具有-0.4％或以下的相对折射率差。
12.根据权利要求8的色散补偿光纤，其中当所述第二包层的外径变化2％时，比值(SDCF/DDCF)变化10％或以下。
13.根据权利要求1的色散补偿光纤，其中所述色散补偿光纤在波长1550nm处具有特征-250ps/nm/km或以上但是-120ps/nm/km或以下的色散DDCF；0.005/nm或以上的色散斜率SDCF与色散DDCF的比值(SDCF/DDCF)；以及10μm2或以上但是20μm2或以下的有效面积。
14.根据权利要求13的色散补偿光纤，其中色散斜率SDCF与色散DDCF的比值(SDCF/DDCF)为0.015/nm或以下。
15.根据权利要求13的色散补偿光纤，有效面积位于(20-|DDCF|/25)或以上但是(23-|DDCF|/25)或以下的范围内。
16.根据权利要求13的色散补偿光纤，其中所述色散补偿光纤在波长1550nm处具有1.0dB/km或以下的传输损耗。
17.根据权利要求13的色散补偿光纤，其中所述纤芯区域具有第一折射率；以及其中所述包层区域具有一个第一包层，围绕所述纤芯区域外边缘且具有小于第一折射率的第二折射率，一个第二包层，围绕所述第一包层的外边缘且具有大于第二折射率的第三折射率，以及一个第三包层，围绕所述第二包层的外边缘且具有小于第三折射率的第四折射率。
18.根据权利要求17的色散补偿光纤，其中所述纤芯区域关于所述第三包层具有2.0％或以上但是3.0％或以下的相对折射率差。
19.根据权利要求17的色散补偿光纤，其中所述第一包层关于所述第三包层具有-0.4％或以下的相对折射率差。
20.根据权利要求17的色散补偿光纤，其中当所述第二包层的外径变化2％时，比值(SDCF/DDCF)变化10％或以下。
21.一种光传输线，包括根据权利要求1的色散补偿光纤；以及连接到根据权利要求1的所述色散补偿光纤的一个色散位移光纤，所述色散位移光纤在波长1550nm处具有特征+2ps/nm/km或以上但是+10ps/nm/km或以下的色散；以及+0.04ps/nm2/km或以上但是+0.12ps/nm2/km或以下的色散斜率。
22.根据权利要求21的光传输线，其中所述整个光传输线在1535nm或以上但是1560nm或以下的一个波段中的平均色散的偏差为0.2ps/nm/km或以下。
23.根据权利要求22的光传输线，其中所述整个光传输线在1535nm或以上但是1600nm或以下的一个波段中的平均色散的偏差为0.2ps/nm/km或以下。
24.一种色散补偿模块，包括根据权利要求1的色散补偿光纤，其状态是所述色散补偿光纤象线圈一样被缠绕以构成一个模块。
25.根据权利要求24的色散补偿模块，其中当波长1550nm处的色散补偿量为-640ps/nm时，所述色散补偿模块在1535nm或以上但是1565nm或以下的一个波段中具有7dB或以下的总损耗。
26.根据权利要求25的色散补偿模块，其中在1535nm或以上但是1610nm或以下的一个波段中总损耗为7dB或以下。
27.根据权利要求24的色散补偿模块，其中当波长1550nm处的色散补偿量为-320ps/nm时，所述色散补偿模块在1535nm或以上但是1565nm或以下的一个波段中具有3dB或以下的总损耗。
28.根据权利要求27的色散补偿模块，其中在1535nm或以上但是1610nm或以下的一个波段中总损耗为3dB或以下。
29.一种色散补偿光纤，具有沿一个预定轴延伸的一个纤芯区域，以及围绕所述纤芯区域外边缘的一个包层区域，所述色散补偿光纤在波长1550nm处具有特征-40ps/nm/km或以下的色散DDCF；0.005/nm或以上的色散斜率SDCF与色散DDCF的比值(SDCF/DDCF)；以及16μm2或以上的有效面积。
30.根据权利要求29的色散补偿光纤，其中在波长1550nm处有效面积为20μm2或以上。
31.一种色散补偿光纤，具有沿一个预定轴延伸的一个纤芯区域，以及围绕所述纤芯区域外边缘的一个包层区域，所述色散补偿光纤在波长1550nm处具有特征-40ps/nm/km或以下的色散DDCF；0.005/nm或以上的色散斜率SDCF与色散DDCF的比值(SDCF/DDCF)；以及0.5dB/km或以下的传输损耗。
全文摘要
本发明针对一种色散补偿光纤，该光纤能够以短长度补偿一个非零色散位移光纤的色散及色散斜率。该色散位移光纤与熔融接合到其上的一个色散补偿光纤一起组成一个光传输线。该色散补偿光纤在波长1550nm处具有－40ps/nm/km或以下的色散D
文档编号G02B6/02GK1452723SQ00819527
公开日2003年10月29日 申请日期2000年12月1日 优先权日2000年4月11日
发明者加藤考利, 平野正晃 申请人:住友电气工业株式会社