专利名称：光纤与光传输线的制作方法
技术领域：
本发明涉及适合用于波分多路复用光通信中的光纤与光传输线。
在此指出，能用于WDM光传输的光纤的众所周知的实例是在1.3μm具有零色散的单模光线(SMF)，和在使用的波段中不具有零色散的色散位移型光纤(NZDSF)；然而这些类型的光纤具有非线性的问题。在此情况下，需要开发一种新型的光纤。
具体说，为了解决非线性问题，已经开发出一种光线，其色散值被设置为完全远离零，有效芯区域Aeff被放大。该光纤的实例在Collection ofLecture Notes C-3-76和C-3-77 for the electronics Society Convention1999 held by the Institute of Electronics，Information andCommunication Engneers中有讨论。
然而在Lecture Notes C-3-76和C-3-77中被讨论的这些光纤，每一种都显示出大于20ps/nm/km的色散值，因此当光传输线由这些光纤形成时，光纤色散的累积量增大。由于色散量的增大，使传输线不能合适地用于长距离WDM光传输。
本发明的一个目的是提供一种光纤，其具有的色散值维持在常规SMF的相同水平，而比常规SFM更适合用作WDM光传输。
本发明的另一个目的是提供一种光传输线，包含适合用作WDM光传输的上述光纤。
根据本发明的一个实施例，提供一种光纤，从内侧顺序地包括，中央纤芯部分，侧纤芯部分，和包层部分，其在1550波长上具有14ps/nm/km或更高且20ps/nm/km或更小的色散值，在1550波长上具有在0.05ps/nm2/km或更高且0.08ps/nm2/km或更小的色散斜率，以及在1550波长上具有0.2dB/km或更小的传输衰减，其中，中央纤芯部分和包层部分之间的相对折射率差Δ1为0.25％或更高且0.50％或更小，侧纤芯部分和包层部分之间的相对折射率差Δ2为0.05％或更大且0.30％或更小，满足不等式Δ2＜Δ1，中央纤芯部分的外直径a与侧纤芯部分的外直径b之间的比率a/b为0.3或更大且0.7或更小，以及在波长1550nm的有效纤芯面积Aeff为90μm2或更大。
根据本发明的另一实施例，提供一种光传输线，包括配置为传输一种光信号的多根光纤，其中，所述多根光纤中的至少一根是上述的光纤。
本发明的其它目的和优点将在下面的描述中提出，并且部分地明确，或通过本发明的实践了解。本发明的目的和优点可以通过下面具体指出的手段和组合实现和获得。
图1是示意性显示根据本发明的一个实施例的光纤的折射率分布图；图2是示意性显示包含根据本发明的实施例的光纤的光传输系统。
现在将参照附图描述本发明的具体实施例。
图1是示意性显示根据本发明的一个实施例的光纤的折射率分布图；图1示出了具有外直径a的中央纤芯部分的折射率分布1，具有外部直径b的侧纤芯部分的折射率分布2，和包层部分的折射率分布3。
由图1可以看出，在中央纤芯部分1与包层部分3之间有一个最大相对折射率差Δ1，在侧纤芯部分2与包层部分3之间有一个最大相对折射率差Δ2。
在此应当注意，相对于根据本实施例的光纤，侧纤芯部分2与包层部分3之间的相对折射率差Δ2由下述确定即(1)在侧纤芯部分2中没有折射率的局部最大点的情况下，相对折射率差Δ2取折射率分布曲线的斜率位于最小值处的值。
(2)在侧纤芯部分2中有折射率的局部最大点的情况下，相对折射率差Δ2取侧纤芯部分折射率的局部最大点与包层部分3之间的相对折射率差的值。或者，在侧纤芯部分2中有多个折射率的局部最大点的情况下，取侧纤芯部分2的折射率的局部最大点的最大值与包层部分3之间的相对折射率差的值。在此应当注意，当在侧纤芯部分2中的折射率有一个局部最大点的时候，也有一个局部最小点。在此，当侧纤芯部分2与包层部分3之间的相对折射率差的局部最小值(即折射率的局部最小值)是Δ2的0.5倍或更大时，侧纤芯部分2形成为一个区域。
此外，中央纤芯部分1和侧纤芯部分2之间的界限确定在当中央纤芯部分1的折射率分布曲线被α曲线近似时，α曲线交叉于相对折射率差为零的线的点上。注意到α曲线可由下列公式表达Δn(r)＝Δn(0)·{1-(2r/a)α}其中Δn(r)表示距中心距离“r”处的相对折射率差，Δn(0)表示最大相对折射率差，″a″表示中央纤芯部分的外直径，″r″表示距中心的距离。
此外，侧纤芯部分和包层部分之间的界限定义在相对折射率差变成侧纤芯部分和包层部分之间的相对折射率差Δ2的1/10，和在相对折射率差变化方向上延伸的线交叉于相对折射率差为零的线的点上。
根据如图1所示的本实施例的光纤的折射率分布，中央纤芯部分和包层部分之间的相对折射率差Δ1为0.25％到0.50％，更优选地，在0.33％到0.40％范围。如果相对折射率差Δ1小于0.25％，则色散值上升到20ps/nm/km或更大，如果超过0.50％，Aeff降至90μm2或更小，是不适宜的。
侧纤芯部分和包层部分之间的相对折射率差Δ2为0.05％到0.30％，更优选地，在0.15％到0.20％范围。如果相对折射率差Δ2小于0.05％，则弯曲衰减变大，如果超过0.30％，截止波长将超过1550nm，是不适宜的。
Δ1与Δ2之间关系应当为Δ2＜Δ1，如果Δ2≥Δ1，不能获得所需的特性，是不适宜的。
在具有如上所述的折射率分布的光纤中，中央纤芯部分的外直径a与侧纤芯部分的外直径b之间的比率a/b应当在0.3至0.7范围，更优选地，在0.4到0.6范围。如果比率a/b小于0.3，截止波长变大，如果超过0.7，弯曲衰减变大，是不适宜的。
在波长1550nm的有效纤芯面积Aeff应当为90μm2或更大，更优选地应当为100μm2或更大。如果在波长1550nm的有效纤芯面积Aeff小于90μm2，非线性效应变得显著。
根据上述实施例的光纤中，在波长1550nm处的色散值应当在14ps/nm/km至20ps/nm/km范围中，更优选地应当在14ps/nm/km至16ps/nm/km范围中。如果在波长1550nm处试图获得色散值小于14ps/nm/km，折射率分布变得复杂，结果变得更坏，如果超过20ps/nm/km，波形被扭曲，是不适宜的。
在波长1550nm的色散斜率应当在0.05ps/nm2/km到0.08ps/nm2/km范围中，更优选地应当在0.05ps/nm2/km到0.07ps/nm22/km范围中。如果在波长1550nm处试图获得色散斜率小于0.05ps/nm2/km，则折射率分布变得复杂，结果变得更坏，如果超过0.08ps/nm2/km，传输波长间隔必然变宽，是不适宜的。
在波长1550nm的传输衰减应当在0.2dB/km或更小，更优选地应当在0.19dB/km或更小。如果在波长1550nm的传输衰减超过0.2dB/km，则放大器之间的距离变短，是不适宜的。
为了得到适用于WDM光传输的光纤，需要抑制由于四波混合造成的波形失真，抑制由于自相位调制/交叉相位调制造成的波形失真，抑制由于色散造成的波形失真。
满足上述条件的根据本实施例的光纤，符合上述要求，并且非常适合于用作WDM光传输。通过使用这种光纤，得到适合于WDM光传输的光传输线成为可能。
图2是示意性显示包含根据本发明的实施例的光纤的光传输系统。图2示出了光发射机11，光放大器12a，12b，…，正色散光纤13a，13b，…，负色散光纤14a，14b，…，诸如DCF，和光接收机15。
图2示出的系统结构本身类似于常规的系统；然而，系统的一部分，特别是，光纤13a，13b，…，是根据本发明的实施例的光纤。以这种结构，显著提高传输特性成为可能。由此，获得适用于WDM光传输的光传输线成为可能。
现在举出本发明的实例，本发明将更详细地解释。实例具有如图1所示的折射率分布的光纤，当参数(Δ1，Δ2，a/b)变化时在波长1550nm上检查其特性的变化。应当注意中央纤芯部分1的折射率设置为可以用α＝2的曲线近似，并且侧纤芯部分没有折射率的最大点。
侧纤芯部分2的外直径“b”可设置在10到40μm范围，优选地在18到30μm范围。在此实施例中，侧纤芯部分2的外直径“b”设置在18到30μm范围内的最佳值。应当注意中央纤芯部分外直径“a”应当优选地在8到12μm范围。
检查的结果示于下列表1中。在表1中，Δ1和Δ2的值的单位为％，色散值的单位为ps/nm/km，色散斜率的单位为ps/nm2/km，传输衰件的单位为dB/km，Aeff的单位为μm2。作为参照，截止波长λc(单位nm)也列于表中。表1
由表1中可以看出，实例1到3的光纤的每一种具有在本发明规定范围内的折射率分布，因此它们具有适合于WDM光传输到特性(色散值为20ps/nm/km或更小)。作为对比，比较例的光纤具有的折射率分布不在本发明规定的范围内，因此其色散值超过20ps/nm/km。此外它的截止波长移向长波侧。因此在1550nm附近波长不适用于WDM光传输。
同时，一根光传输线由根据实例1的光纤和具有色散能够基本上被完全补偿的线型色散补偿光纤制成。对于根据实例2和3的光纤以及根据比较例的光纤，也建成类似的光传输线。然后，在具有每波10Gbps的光信号用作WDM光信号，且16个波被以相同间隔布置在1530nm至1560nm波长范围内的条件下，对这些传输线进行传输测试。
结果发现，根据实例1～3的光纤制成的传输线显示诸如10-9或更小的误码率的特性，适合于WDM光传输；而根据比较例的光纤制成的光传输线展现超过10-9的误码率，不能显示出适合于WDM光传输的特性。
应当注意，本发明的光传输线不限于上述讨论的传输线，而可以改型成多种形式。例如，光传输线可以由色散补偿型光纤模块构成，代替线型色散补偿光纤。
对本领域技术人员可以看出其他的优点和修改。因此本发明就其更广泛的方面来说不限于上述的细节和代表性实施例。因此，可以进行各种修改而不偏离如附加的权利要求书和等价物所限定的总体发明概念的精神和范围。
权利要求
1.一种光纤，包括从内侧顺序地，中央纤芯部分(1)，侧纤芯部分(2)，和包层部分(3)，其在1550波长上具有14ps/nm/km或更高且20ps/nm/km或更小的色散值，在1550波长上具有0.05ps/nm2/km或更高且0.08ps/nm2/km或更小的色散斜率，以及在1550波长上具有0.2dB/km或更小的传输衰减，其特征在于，中央纤芯部分(1)和包层部分(3)之间的相对折射率差Δ1为0.25％或更高且0.50％或更小，侧纤芯部分(2)和包层部分(3)之间的相对折射率差Δ2为0.05％或更大且0.30％或更小，满足不等式Δ2＜Δ1，中央纤芯部分(1)的外直径a与侧纤芯部分(2)的外直径b之间的比率a/b为0.3或更大且0.7或更小，以及在波长1550nm的有效纤芯面积Aeff为90μm2或更大。
2.根据权利要求1的光纤，其特征在于，相对折射率差Δ1在0.33％到0.4％的范围，Δ2在0.15％到0.2％的范围，中央纤芯部分(1)的外直径a与侧纤芯部分(2)的外直径b之间的比率a/b在0.4到0.6的范围，以及在波长1550nm的有效纤芯面积Aeff为100μm2或更大。
3.根据权利要求1的光纤，其特征在于，侧纤芯部分(2)的外直径b在10到40μm的范围。
4.一种光传输线，包括配置为传输一种光信号的多根光纤，其特征在于，所述多根光纤中的至少一根是根据权利要求1的光纤。
全文摘要
一种光纤,包括:从内侧顺序地,中央纤芯部分(1),侧纤芯部分(2),和包层部分(3),其在1550波长上具有14ps/nm/km或更高且20ps/nm/km或更小的色散值,在1550波长上具有在0.05ps/nm
文档编号G02B1/00GK1371003SQ02105040
公开日2002年9月25日 申请日期2002年2月11日 优先权日2001年2月16日
发明者川崎光広, 内田阳平, 大沼広明 申请人:古河电气工业株式会社