专利名称：一种色散补偿光纤的制作方法
技术领域：
本发明的领域是用于波分复用传输网的光纤。
背景技术：
这种网络上的信息比特率增加会在日益变宽的频带上施加色散补偿和色散斜率补偿。S频带对应于约1460nm到1530nm的频带。C频带对应于约1530nm到1565nm的频带。L频带对应于约1565nm到1625nm的频带。U频带对应于约1625nm到1675nm的频带。最广泛使用的频带是C频带。除C频带外，逐渐趋向于希望使用C频带、S频带、L频带甚至L频带。
在现有技术中，已经知道将称为非零色散位移光纤(NZ-DSF)的用于减小非线性交叉效应的色散位移光纤与色散补偿光纤(DCF)相结合，并制造在较宽的频带上具有零色散的传输线。
例如，如专利中请WO 01/01179所述，第一种现有技术解决方案采用具有较低色散斜率的色散补偿光纤，然而，所涉及光纤的色散与色散斜率的比值太低，并且不能有效地补偿具有较低色散斜率的NZ-DSF传输线光纤。
在OECC/IOOC’01会议上提出的第二种现有技术解决方案里，在题为“具有较高负色散的色散扁平光纤”(Dispersion flattened fiber with highnegative dispersion)的论文中，数字仿真描述了一种色散补偿光纤，其色散与色散斜率的比值非常高，然而，在同一会议上口头说明的那些仿真并没有证实上述内容，相反，却产生了包括4μm级模场直径的通常值。
发明内容
本发明提出一种色散补偿光纤，其具有足够高的色散与色散斜率的比值，并且有利地具有较低的色散斜率，能够补偿具有较低色散斜率的NZ-DSF传输光纤线。根据本发明的色散补偿光纤还具有相对较高的模场直径，因此可以在例如超过40Gbit/s的非常高的比特率下用于光传输线内。利用根据本发明的色散补偿光纤获得的折衷方案，能够在可以包含S、C、L和U频带的非常宽的频谱范围内进行有效的补偿。
根据本发明，对于波分复用传输网，提供一种用于在包含至少C频带的多个频带上补偿色散的光纤，从中心到外围，该光纤依次包括具有变化的折射率剖面的纤芯和具有恒定折射率的包层；从中心到外围，该具有变化的折射率剖面的纤芯依次包括其最大折射率比所述包层折射率高的中心层(slice)、其最小折射率比所述包层折射率低的凹陷层以及其最大折射率比所述包层折射率高并比所述中心层的最大折射率低的环形层，确定每层的半径和折射率，一方面使得在1550nm的波长处，所述色散补偿光纤首先具有小于-8ps/nm.km的色散，其次具有其绝对值大于750nm的色散与色散斜率的比值，还具有大于5μm的模场直径，另一方面使得在1625nm的波长处，对于10mm的半径，所述色散补偿光纤具有低于400dB/m的弯曲损耗。
优选地确定每层的半径和折射率，使得在1550nm的波长处，所述色散补偿光纤具有其绝对值大于1500nm的色散与色散斜率的比值。
根据本发明的色散补偿光纤在S、C、L和U频带上优选地补偿传输线光纤的色散。
优选地确定每层的半径和折射率，使得在1550nm的波长处，所述色散补偿光纤具有其绝对值小于0.02ps/nm2.km的色散斜率。
优选地确定根据本发明的色散补偿光纤的每层的半径和折射率，使得在1550nm的波长处，所述色散补偿光纤具有大于20μm2的有效面积。
将根据本发明的色散补偿光纤与光纤传输系统内的传输线光纤相结合。在一种实施方式中，光纤传输系统包括传输线光纤和结合在所述传输线内的根据本发明的色散补偿光纤的组合。在另一种实施方式中，光纤传输系统包括传输线光纤和容纳于一个模块内的根据本发明的色散补偿光纤的组合。
在本发明的第一优选实施方式中，根据本发明的色散补偿光纤具有分为三层的第一类变化的纤芯折射率剖面。从中心到外围，该第一类变化的纤芯折射率剖面依次包括其最大折射率比包层折射率高的中心层、其最小折射率比包层折射率低的凹陷层以及其最大折射率比包层折射率高并比所述中心层的最大折射率低的环形层。中心层优选地是梯形或矩形的，但也可以是例如三角形或α形的。其他层优选地是矩形的，但也可以是例如三角形、梯形或α形的。
下面，给出特别是第二类纤芯折射率剖面的折射率和半径的多个优选范围或关系，其将改善根据本发明的色散补偿光纤能尽可能有效地补偿传输线光纤的色散的频谱范围和根据本发明的色散补偿光纤的其他特性。
在第一组色散补偿光纤中，确定每层的半径和折射率，使得在1550nm的波长处，色散补偿光纤具有从-40ps/nm.km到-8ps/nm.km的色散。在该第一组而不是下述第二组中，特别有利的是，根据本发明的色散补偿光纤具有较低的色散斜率。
凹陷层的最小折射率与包层的折射率之差(Δn2)优选地为-3.10-3至0，并且凹陷层的外部半径(r2)优选地为5.8μm至8.5μm。
环形层的最大折射率与包层的折射率之差(Δn3)优选地为1.10-3至6.10-3，并且环形层的外部半径(r3)优选地为7.2μm至9.7μm。
半径与相对于包层的折射率差的乘积在零半径与其折射率高于包层折射率的中心层部分的半径(r1)之间的积分的两倍的值(S1=2·∫0r1Δn(r)·r·dr)]]>优选地为39.10-3至65.10-3μm2。
半径与相对于包层的折射率差的乘积在其折射率高于包层折射率的中心层部分的半径(r1)与其折射率低于包层折射率的凹陷层部分的半径(r2)之间的积分的两倍的值(S2=2·∫r1r2Δn(r)·r·dr)]]>优选地为-150.10-3至-10.10-3μm2。
半径与相对于包层的折射率差的乘积在其折射率低于包层折射率的凹陷层部分的半径(r2)与其折射率高于包层折射率的环形层部分的半径(r3)之间的积分的两倍的值(S3=2·∫r2r3Δn(r)·r·dr)]]>优选地为30.10-3至140.10-3μm2。
半径的平方与相对于包层的折射率差的乘积在零半径与其折射率高于包层折射率的中心层部分的半径(r1)之间的积分的三倍的值(S11=3·∫0r1Δn(r)·r2·dr)]]>优选地为59.10-3μm3至123.10-3μm3。
如果中心层呈矩形，则所述中心层的最大折射率与所述包层折射率之差(Δn1)优选地为14.10-3至20.10-3，并且其折射率高于包层折射率的所述中心层部分的半径(r1)优选地为1.4μm至1.9μm。
如果所述中心层呈梯形，则所述中心层的最大折射率与所述包层折射率之差(Δn1)优选地为14.10-3至20.10-3，其折射率高于包层折射率的所述中心层部分的半径(r1)优选地为1.4μm至1.9μm，并且具有所述中心层的最大折射率的所述中心层部分的半径(r1a)优选地为1.3μm至1.9μm。
在第二组色散补偿光纤中，确定每层的半径和折射率，使得在1550nm的波长处，色散补偿光纤具有小于-40ps/nm.km的色散。
凹陷层的最小折射率与包层的折射率之差(Δn2)优选地为-5.10-3至0，并且凹陷层的外部半径(r2)优选地为3.7μm至6.7μm。
环形层的最大折射率与包层的折射率之差(Δn3)优选地为1.10-3至8.10-3，并且环形层的外部半径(r3)优选地为6.1μm至8.4μm。
半径与相对于包层的折射率差的乘积在零半径与其折射率高于包层折射率的中心层部分的半径(r1)之间的积分的两倍的值(S1=2·∫0r1Δn(r)·r·dr)]]>优选地为32.10-3至52.10-3μm2。
半径与相对于包层的折射率差的乘积在其折射率高于包层折射率的中心层部分的半径(r1)与其折射率低于包层折射率的凹陷层部分的半径(r2)之间的积分的两倍的值(S2=2·∫r1r2Δn(r)·r·dr)]]>优选地为-70.10-3至-4.10-3μm2。
半径与相对于包层的折射率差的乘积在其折射率低于包层折射率的凹陷层部分的半径(r2)与其折射率高于包层折射率的环形层部分的半径(r3)之间的积分的两倍的值(S3=2·∫r2r3Δn(r)·r·dr)]]>优选地为7.10-3至150.10-3μm2。
半径的平方与相对于包层的折射率差的乘积在零半径与其折射率高于包层折射率的中心层部分的半径(r1)之间的积分的三倍的值(S11=3·∫0r1Δn(r)·r2·dr)]]>优选地为40.10-3μm3至80.10-3μm3。
如果所述中心层呈矩形，则所述中心层的最大折射率与所述包层折射率之差(Δn1)优选地为17.10-3至25.10-3，并且其折射率高于包层折射率的所述中心层部分的半径(r1)优选地为1.2μm至1.7μm。
如果所述中心层呈梯形，则所述中心层的最大折射率与所述包层折射率之差(Δn1)优选地为17.10-3至25.10-3，其折射率高于包层折射率的所述中心层部分的半径(r1)优选地为1.2μm至1.7μm，并且具有所述中心层的最大折射率的所述中心层部分的半径(r1a)优选地为1.1μm至1.7μm。
对于对应于第一实施方式的所有色散补偿光纤，确定每层的半径和折射率，使得色散补偿光纤具有大于1600nm的理论截止波长。
在本发明的第二优选实施方式中，根据本发明的色散补偿光纤具有分为四层的第二类变化的纤芯折射率剖面。从中心到外围，该第二类变化的纤芯折射率剖面依次包括其最大折射率比包层折射率高的中心层、其最小折射率比包层折射率低的第一凹陷层、其最大折射率比包层折射率高并比中心层的最大折射率低的环形层以及其最小折射率比包层折射率低的第二凹陷层。中心层优选地是矩形的，但也可以是三角形、梯形或α形的。其他层优选地是矩形的，但也可以是例如三角形、梯形或α形的。
在本发明的第三种优选实施方式中，根据本发明的色散补偿光纤具有第三类变化的纤芯折射率剖面，其从中心到外围依次包括其最大折射率比包层折射率高的中心层、其最小折射率比包层折射率低的凹陷层、其最大折射率比包层折射率高并比中心层的最大折射率低的第一环形层以及其最大折射率比包层折射率高并比第一环形层的折射率高的第二环形层。中心层优选地是矩形的，但也可以是三角形、梯形或α形的。其他层优选地是矩形的，但也可以是例如三角形、梯形或α形的。
在本发明的第四种优选实施方式中，根据本发明的色散补偿光纤具有第四类变化的纤芯折射率剖面，其从中心到外围依次包括其最大折射率比包层折射率高的中心层、其最小折射率比包层折射率低的第一凹陷层、其最小折射率比包层折射率低并比第一凹陷层的折射率高的第二凹陷层以及其最大折射率比包层折射率高并比中心层的最大折射率低的环形层。中心层优选地是矩形的，但也可以是三角形、梯形或α形的。其他层优选地是矩形的，但也可以是例如三角形、梯形或α形的。
对于根据第二、第三和第四实施方式的所有色散补偿光纤，确定每层的半径和折射率，使得所述色散补偿光纤具有大于1550nm的理论截止波长。
根据以下借助于实施例的说明和附图，可以更好地理解本发明，并且本发明的其他特征和优点将变得明显，其中图1概略地示出根据本发明的色散补偿光纤的具有三层的第一类剖面的一个实施例；图2是一个表格，其包含根据本发明的第一类色散补偿光纤的图1的实施例的剖面的十个实施例的半径和折射率的差值；图3是一个表格，其包含图2中所确定的根据本发明的色散补偿光纤的剖面的某些特性；图4是一个表格，其包含图2中所确定的根据本发明的色散补偿光纤的剖面的其他特性；图5是一个表格，其包含图2中所确定的根据本发明的色散补偿光纤的剖面的另外的特性；图6是一个表格，其包含图2中所确定的根据本发明的色散补偿光纤的剖面的又一些特性；图7概略地示出根据本发明的色散补偿光纤的具有三层的第一类剖面的另一个实施例；图8是一个表格，其包含根据本发明的第一类色散补偿光纤的图7的实施例的剖面的十个实施例的半径和折射率的差值；图9是一个表格，其包含图8中所确定的根据本发明的色散补偿光纤的剖面的某些特性；图10是一个表格，其包含图8中所确定的根据本发明的色散补偿光纤的剖面的其他特性；图11是一个表格，其包含图8中所确定的根据本发明的色散补偿光纤的剖面的另外的特性；图12是一个表格，其包含图8中所确定的根据本发明的色散补偿光纤的剖面的又一些特性；图13概略地示出根据本发明的色散补偿光纤的具有四层的第二、第三和第四类剖面；图14是一个表格，其包含根据本发明的色散补偿光纤的第二、第三和第四类剖面的十个实施例的半径和折射率的差值；图15是一个表格，其包含图14中所确定的根据本发明的色散补偿光纤的剖面的某些特性；图16是一个表格，其包含图14中所确定的根据本发明的色散补偿光纤的剖面的其他特性；图17是一个表格，其包含图14中所确定的根据本发明的色散补偿光纤的剖面的另外的特性；图18是一个表格，其包含图14中所确定的根据本发明的色散补偿光纤的剖面的又一些特性；对于剖面实施例8a、8b和2c，图19示出S、C、L和U频带内的色散变化。
具体实施例方式
图1概略地示出根据本发明的色散补偿光纤的具有三层的第一类剖面的一个实施例。第一层称作中心层，具有相对于包层的恒定折射率的最大折射率差Δn1和外部半径r1。该最大折射率差Δn1为正。该折射率优选地为恒定的，并且是零半径与半径r1之间的最大值。第二层称作凹陷层，具有相对于包层的恒定折射率的最大折射率差Δn2和外部半径r2。该最大折射率差Δn2为负。该折射率在半径r1与半径r2之间优选地为恒定的。第三层称作环形层，具有相对于包层的恒定折射率的最大折射率差Δn3和外部半径r3。该最大折射率差Δn3为正。该折射率在半径r2与半径r3之间优选地为恒定的。半径r3之外是具有恒定折射率的包层。
图2是一个表格，其包含根据本发明的第一类色散补偿光纤的上述实施例的剖面的十个实施例的半径和折射率的差值。左列列出从1a至10a的实施例。接下来的三列表示纤芯的变化的折射率剖面的以μm为单位的半径。最后三列给出1000倍的折射率差(无单位)。
图3是一个表格，其包含图2中所确定的根据本发明的色散补偿光纤的剖面的某些特性。左列列出从1a至10a的实施例。对于所考虑的每一个实施例，其他列表示对应于所涉及的实施例的光纤的特性。下一列表示1550nm波长处的用ps/nm2表示的色散斜率C’。再下一列表示1550nm波长处的用nm表示的色散C与色散斜率C’的比值。再下一列表示1550nm波长处的用nm表示的模场直径2W02。最后一列表示用nm表示的理论的截止波长λcth。
图4是一个表格，其包含图2中所确定的根据本发明的色散补偿光纤的剖面的其他特性。左列列出上面已经说明的实施例。对于所考虑的每一个实施例，其他列表示对应于所涉及的实施例的光纤的特性。接下来的四列表示在各个波长1460nm、1550nm、1625nm和1675nm处的用μm2表示的有效面积Seff。
图5是一个表格，其包含图2中所确定的根据本发明的色散补偿光纤的剖面的另外的特性。左列列出前面已经说明的实施例。对于所考虑的每一个实施例，其他列表示对应于所涉及的实施例的光纤的特性。接下来的四列表示在各个波长1460nm、1550nm、1625nm和1675nm处的用ps/nm.km表示的色散C。
图6是一个表格，其包含图2中所确定的根据本发明的色散补偿光纤的剖面的又一些特性。左列列出前面已经说明的实施例。对于所考虑的每一个实施例，其他列表示对应于所涉及的实施例的光纤的特性。接下来的三列表示在各个波长1550nm、1625nm和1675nm处，半径10mm的用dB/m表示的最大弯曲损耗阈值。例如，在实施例1a中，所述弯曲损耗小于3dB/km。接下来的三列表示在各个波长1550nm、1625nm和1675nm处，半径30mm的用dB/m表示的最大弯曲损耗阈值。
图7概略地示出根据本发明的色散补偿光纤的具有三层的第一类剖面的另一个实施例。第一层称作中心层，具有相对于包层的恒定折射率的最大折射率差Δn1和外部半径r1。该最大折射率差Δn1为正。该折射率优选地为恒定的，并且是零半径与半径r1之间的最大值。对于半径值r1，该折射率变得等于包层的折射率，并且对于值r1b，该折射率达到第二层的折射率。第二层称作凹陷层，具有相对于包层的恒定折射率的最大折射率差Δn2和外部半径r2。该最大折射率差Δn2为负。该折射率在半径r1b与半径r2之间优选地为恒定的。第三层称作环形层，具有相对于包层的恒定折射率的最大折射率差Δn3和外部半径r3。该最大折射率差Δn3为正。该折射率在半径r2与半径r3之间优选地为恒定的。半径r3之外是具有恒定折射率的包层。
图8是一个表格，其包含根据本发明的第一类色散补偿光纤的上述实施例的剖面的十个实施例的半径和折射率的差值。左列列出从1b至10b的实施例。接下来的五列表示纤芯的变化的折射率剖面的用μm表示的半径。最后三列给出1000倍的折射率差(无单位)。
图9是一个表格，其包含图8中所确定的根据本发明的色散补偿光纤的剖面的某些特。其说明类似于图3。
图10是一个表格，其包含图8中所确定的根据本发明的色散补偿光纤的剖面的其他特性。其说明类似于图4。
图11是一个表格，其包含图8中所确定的根据本发明的色散补偿光纤的剖面的另外的特性。其说明类似于图5。
图12是一个表格，其包含图8中所确定的根据本发明的色散补偿光纤的剖面的又一些特性。其说明类似于图6。
图13概略地示出根据本发明的色散补偿光纤的具有四层的第二、第三和第四类剖面。第一层称作中心层，具有相对于包层的恒定折射率的最大折射率差Δn1和外部半径r1。该最大折射率差Δn1为正。该折射率在零半径与半径r1之间优选地为恒定的。第二层称作凹陷层，具有相对于包层的恒定折射率的最大折射率差Δn2和外部半径r2。该最大折射率差Δn2为负。该折射率在半径r1与半径r2之间优选地为恒定的。对于第二和第三类剖面，第三层称作环形层，具有相对于包层的恒定折射率的最大折射率差Δn3和外部半径r3。该最大折射率差Δn3为正。该折射率在半径r2与半径r3之间优选地为恒定的。对于第四类剖面，第三层称作凹陷层，具有相对于包层的恒定折射率最的大折射率差Δn3和外部半径r3。该最大折射率差Δn3为负。该折射率在半径r2与半径r3之间优选地为恒定的。对于第二类剖面，第四层称作凹陷层，具有相对于包层的折射率的最大折射率差Δn4和外部半径r4。该最大折射率差Δn4为负。该折射率在半径r3与半径r4之间优选地为恒定的。半径r4之外是具有恒定折射率的包层。对于第三和第四类剖面，第四层称作环形层，具有相对于包层的恒定折射率的最大折射率差Δn4和外部半径r4。该最大折射率差Δn4为正。该折射率在半径r3与半径r4之间优选地为恒定的。半径r4之外是具有恒定折射率的包层。
图14是一个表格，其包含根据本发明的色散补偿光纤的第二、第三和第四类剖面的十个实施例的半径和折射率的差值。左列列出从1c至10c的实施例。接下来的四列表示纤芯的变化的折射率剖面的用μm表示的半径。最后四列给出1000倍的折射率差(无单位)。
图15是一个表格，其包含图14中所确定的根据本发明的色散补偿光纤的剖面的某些特性。其说明类似于图3。
图16是一个表格，其包含图14中所确定的根据本发明的色散补偿光纤的剖面的其他特性。其说明类似于图4。
图17是一个表格，其包含图14中所确定的根据本发明的色散补偿光纤的剖面的另外的特性。其说明类似于图5。
图18是一个表格，其包含图14中所确定的根据本发明的色散补偿光纤的剖面的又一些特性。其说明类似于图6。
对于剖面实施例8a、8b和2c，图19分别通过曲线A、A’和A”示出S、C、L和U频带内的色散变化，其中将用ps/nm.km表示的色散C画在纵轴上，并将用nm表示的波长λ画在横轴上。
在根据本发明的色散补偿光纤的第一附加优选实施方式中，确定每层的半径和折射率，使得在1550nm的波长处，该色散补偿光纤还具有从-200ps/nm.km到-40ps/nm.km的色散，以及从17.10-3到25.10-3的中心层最大折射率与包层折射率之差Δn1。中心层最大折射率与包层折射率之间的差值的适当范围能够产生一种光纤，其不仅具有与最大折射率与包层折射率之间的差值约为30.10-3的光纤相比改善的衰减和/或改善的弯曲损耗，而且更具有与最大折射率与包层折射率之间的差值约为12.10-3或更小的光纤相比更小的色散。
在根据本发明的色散补偿光纤的第二附加优选实施方式中，确定每层的半径和折射率，使得在1550nm的波长处，该色散补偿光纤还具有小于-40ps/nm.km的色散，从17.10-3到25.10-3的中心层最大折射率与包层折射率之差Δn1，以及半径与相对于包层的折射率差的乘积在其折射率高于包层折射率的中心层部分的半径(r1)与其折射率低于包层折射率的凹陷层部分的半径(r2)之间的积分的两倍的值(S2=2·∫r1r2Δn(r)·r·dr),]]>其从-70.10-3到-4.10-3μm2。中心层最大折射率与包层折射率差之间的差的适当值范围能够产生一种光纤，其不仅具有与最大折射率与包层折射率之间的差值约为30.10-3的光纤相比改善的衰减和/或改善的弯曲损耗，而且更具有与最大折射率与包层折射率之间的差值约为12.10-3或更小的光纤相比更小的色散。
本发明的第一和第二附加优选实施方式涉及预定用于模块中的光纤。
在根据本发明的色散补偿光纤的第三附加优选实施方式中，确定每层的半径和折射率，使得在1550nm的波长处，该色散补偿光纤还具有从-40ps/nm.km到-15ps/nm.km的色散以及负的色散斜率。与其色散具有较小绝对值的色散补偿光纤相比，具有适当色散绝对值的色散补偿光纤是有利的，这是因为此时只需要较短的长度来补偿给定的传输线光纤。色散补偿光纤具有通常高于传输线光纤衰减的衰减，使传输线包含尽可能少的色散补偿光纤并包含尽可能多的传输线光纤是有利的。与色散斜率为正的色散补偿光纤相比，色散斜率为负的色散补偿光纤是有利的，这是因为此时可以比较容易地补偿大多数传输线光纤的正的色散斜率。
根据本发明的第三附加优选实施方式的一种优选选择，在根据本发明的色散补偿光纤中，确定每层的半径和折射率，使得在1550nm的波长处，该色散补偿光纤还具有从14.10-3到20.10-3的中心层最大折射率与包层折射率之差Δn。中心层最大折射率与包层折射率差之间的差值的适当范围能够产生一种光纤，其不仅具有与最大折射率与包层折射率之间的差值约为30.10-3的光纤相比改善的衰减和/或改善的弯曲损耗，而且更具有与最大折射率与包层折射率之间的差值约为12.10-3或更小的光纤相比更小的色散。
本发明的第三附加优选实施方式涉及用作传输线光纤的光纤。
权利要求
1.一种用于在包含至少C频带的多个频带上补偿色散的光纤，其用于波分复用传输网，从中心到外围，所述光纤依次包括具有变化的折射率剖面的纤芯和具有恒定折射率的包层；从中心到外围，所述纤芯的变化的折射率剖面依次包括其最大折射率比所述包层折射率高的中心层；其最小折射率比所述包层折射率低的凹陷层；以及其最大折射率比所述包层折射率高并比所述中心层的最大折射率低的环形层；确定每层的半径和折射率，一方面使得在1550nm的波长处，所述色散补偿光纤首先具有小于-8ps/nm.km的色散，其次具有其绝对值大于750nm的色散与色散斜率的比值，还具有大于5μm的模场直径，另一方面使得在1625nm的波长处，对于10mm的半径，所述色散补偿光纤具有低于400dB/m的弯曲损耗。
2.根据权利要求1的色散补偿光纤，其特征在于确定每层的半径和折射率，使得在1550nm的波长处，所述色散补偿光纤具有其绝对值大于1500nm的色散与色散斜率的比值。
3.根据权利要求1的色散补偿光纤，其特征在于在S、C、L和U频带上，所述色散补偿光纤补偿传输线光纤的色散。
4.根据权利要求1的色散补偿光纤，其特征在于从中心到外围，所述纤芯的变化的折射率剖面依次包括其最大折射率比所述包层折射率高的中心层；其最小折射率比所述包层折射率低的凹陷层；以及其最大折射率比所述包层折射率高并比所述中心层的最大折射率低的环形层。
5.根据权利要求1或4的色散补偿光纤，其特征在于确定每层的半径和折射率，使得在1550nm的波长处，所述色散补偿光纤具有从-40ps/nm.km到-8ps/nm.km的色散。
6.根据从属于权利要求4的权利要求5的色散补偿光纤，其特征在于所述凹陷层的最小折射率与所述包层折射率之差(Δn2)为-3.10-3至0，并且所述凹陷层的外部半径(r2)为5.8μm至8.5μm。
7.根据从属于权利要求4的权利要求6的色散补偿光纤，其特征在于所述环形层的最大折射率与所述包层折射率之差(Δn3)为1.10-3至6.10-3，并且所述环形层的外部半径(r3)为7.2μm至9.7μm。
8.根据从属于权利要求4的权利要求5的色散补偿光纤，其特征在于半径与相对于包层的折射率差的乘积在零半径与其折射率高于包层折射率的中心层部分的半径(r1)之间的积分的两倍的值(S1=2·∫0r1Δn(r)·r·dr)]]>为39.10-3至65.10-3μm2。
9.根据从属于权利要求4的权利要求5的色散补偿光纤，其特征在于半径与相对于包层的折射率差的乘积在其折射率高于包层折射率的中心层部分的半径(r1)与其折射率低于包层折射率的凹陷层部分的半径(r2)之间的积分的两倍的值(S2=2·∫r1r2Δn(r)·r·dr)]]>为-150.10-3至-10.10-3μm2。
10.根据从属于权利要求4的权利要求7的色散补偿光纤，其特征在于半径与相对于包层的折射率差的乘积在其折射率低于包层折射率的凹陷层部分的半径(r2)与其折射率高于包层折射率的环形层部分的半径(r3)之间的积分的两倍的值(S3=2·∫r2r3Δn(r)·r·dr)]]>为30.10-3至140.10-3μm2。
11.根据从属于权利要求4的权利要求8的色散补偿光纤，其特征在于半径的平方与相对于包层的折射率差的乘积在零半径与其折射率高于包层折射率的中心层部分的半径(r1)之间的积分的三倍的值(S11=3·∫0r1Δn(r)·r2·dr)]]>为59.10-3μm3至123.10-3μm3。
12.根据从属于权利要求1的权利要求5的色散补偿光纤，其特征在于所述中心层呈矩形。
13.根据权利要求12的色散补偿光纤，其特征在于所述中心层的最大折射率与所述包层折射率之差(Δn1)为14.10-3至20.10-3，并且其折射率高于包层折射率的所述中心层部分的半径(r1)为1.4μm至1.9μm。
14.根据从属于权利要求1的权利要求5的色散补偿光纤，其特征在于所述中心层呈梯形。
15.根据权利要求14的色散补偿光纤，其特征在于所述中心层的最大折射率与所述包层折射率之差(Δn1)为14.10-3至20.10-3，其折射率高于包层折射率的所述中心层部分的半径(r1)为1.4μm至1.9μm，并且具有所述中心层的最大折射率的所述中心层部分的半径(r1a)为1.31μm至1.88μm。
16.根据权利要求1或4的色散补偿光纤，其特征在于确定每层的半径和折射率，使得在1550nm的波长处，所述色散补偿光纤具有小于-40ps/nm.km的色散。
17.根据从属于权利要求4的权利要求16的色散补偿光纤，其特征在于所述凹陷层的最小折射率与所述包层折射率之间的差(Δn2)为-5.5×10-3至0，并且所述凹陷层的外部半径(r2)为3.7μm至6.7μm。
18.根据从属于权利要求4的权利要求17的色散补偿光纤，其特征在于所述环形层的最大折射率与所述包层折射率之间的差(Δn3)为1.10-3至8.10-3，并且所述环形层的外部半径(r3)为6.1μm至8.4μm。
19.根据从属于权利要求4的权利要求16的色散补偿光纤，其特征在于半径与相对于包层的折射率差的乘积在零半径与其折射率高于包层折射率的中心层部分的半径(r1)之间的积分的两倍的值(S1=2·∫0r1Δn(r)·r·dr)]]>为32.10-3至52.10-3μm2。
20.根据从属于权利要求4的权利要求17的色散补偿光纤，其特征在于半径与相对于包层的折射率差的乘积在其折射率高于包层折射率的中心层部分的半径(r1)与其折射率低于包层折射率的凹陷层部分的半径(r2)之间的积分的两倍的值(S2=2·∫r1r2Δn(r)·r·dr)]]>为-70.10-3至-4.10-3μm2。
21.根据从属于权利要求4的权利要求18的色散补偿光纤，其特征在于半径与相对于包层的折射率差的乘积在其折射率低于包层折射率的凹陷层部分的半径(r2)与其折射率高于包层折射率的环形层部分的半径(r3)之间的积分的两倍的值(S3=2·∫r2r3Δn(r)·r·dr)]]>为7.10-3至150.10-3μm2。
22.根据从属于权利要求4的权利要求19的色散补偿光纤，其特征在于半径的平方与相对于包层的折射率差的乘积在零半径与其折射率高于包层折射率的中心层部分的半径(r1)之间的积分的三倍的值(S11=3·∫0r1Δn(r)·r2·dr)]]>为40.10-3μm3至80.10-3μm3。
23.根据从属于权利要求1的权利要求16的色散补偿光纤，其特征在于所述中心层呈矩形。
24.根据权利要求23的色散补偿光纤，其特征在于所述中心层的最大折射率与所述包层折射率之差(Δn1)为17.10-3至25.10-3，并且其折射率高于包层折射率的所述中心层部分的半径(r1)为1.2μm至1.7μm。
25.根据从属于权利要求1的权利要求16的色散补偿光纤，其特征在于所述中心层呈梯形。
26.根据权利要求25的色散补偿光纤，其特征在于所述中心层的最大折射率与所述包层折射率之差(Δn1)为17.10-3至25.10-3，其折射率高于包层折射率的所述中心层部分的半径(r1)为1.2μm至1.7μm，并且具有所述中心层的最大折射率的所述中心层部分的半径(r1a)为1.11μm至1.70μm。
27.根据权利要求4或16的色散补偿光纤，其特征在于确定每层的半径和折射率，使得所述色散补偿光纤具有大于1600nm的理论截止波长。
28.根据权利要求1的色散补偿光纤，其特征在于从中心到外围，所述纤芯的变化的折射率剖面依次包括其最大折射率比所述包层折射率高的中心层；其最小折射率比所述包层折射率低的凹陷层；其最大折射率比所述包层折射率高并比所述中心层的最大折射率低的第一环形层；以及其最大折射率比所述包层折射率高并比所述第一环形层的折射率高的第二环形层。
29.根据权利要求1的色散补偿光纤，其特征在于从中心到外围，所述纤芯的变化的折射率剖面依次包括其最大折射率比所述包层折射率高的中心层；其最小折射率比所述包层折射率低的第一凹陷层；其最小折射率比所述包层折射率低并比所述第一凹陷层的折射率高的第二凹陷层；以及其最大折射率比所述包层折射率高并比所述中心层的最大折射率低的环形层。
30.根据权利要求1的色散补偿光纤，其特征在于从中心到外围，所述纤芯的变化的折射率剖面依次包括其最大折射率比所述包层折射率高的中心层；其最小折射率比所述包层折射率低的第一凹陷层；其最大折射率比所述包层折射率高并比所述中心层的最大折射率低的环形层；以及其最小折射率比所述包层折射率低的第二凹陷层。
31.根据权利要求28、29或30的色散补偿光纤，其特征在于确定每层的半径和折射率，使得所述色散补偿光纤具有大于1550nm的理论截止波长。
32.根据权利要求1的色散补偿光纤，其特征在于确定每层的半径和折射率，使得在1550nm的波长处，所述色散补偿光纤具有其绝对值小于0.02ps/nm2.km的色散斜率。
33.根据权利要求1的色散补偿光纤，其特征在于确定每层的半径和折射率，使得在1550nm的波长处，所述色散补偿光纤具有大于20μm2的有效面积。
34.根据权利要求1的色散补偿光纤，其特征在于确定每层的半径和折射率，使得在1550nm的波长处，所述色散补偿光纤具有-200ps/nm.km至-40ps/nm.km的色散，以及17.10-3至25.10-3的所述中心层最大折射率与所述包层折射率之差。
35.根据权利要求1的色散补偿光纤，其特征在于确定每层的半径和折射率，使得在1550nm的波长处，所述色散补偿光纤具有小于-40ps/nm.km的色散，从17.10-3至25.10-3的所述中心层最大折射率与所述包层折射率之差(Δn1)，以及半径与相对于包层的折射率差的乘积在其折射率高于包层折射率的中心层部分的半径(r1)与其折射率低于包层折射率的凹陷层部分的半径(r2)之间的积分的两倍的值(S2=2·∫r1r2Δn(r)·r·dr),]]>其从-70.10-3到-4.10-3μm2。
36.根据权利要求1或32的色散补偿光纤，其特征在于确定每层的半径和折射率，使得在1550nm的波长处，所述色散补偿光纤具有-40ps/nm.km至-15ps/nm.km的色散以及负的色散斜率。
37.根据权利要求36的色散补偿光纤，其特征在于所述中心层的最大折射率与所述包层折射率之差(Δn1)为14.10-3至20.10-3。
38.一种光纤传输系统，包括传输线光纤和根据权利要求1的色散补偿光纤的组合，所述色散补偿光纤结合在所述传输线内。
39.一种光纤传输系统，包括传输线光纤和根据权利要求1的色散补偿光纤的组合，所述色散补偿光纤容纳在一个模块内。
全文摘要
本发明涉及一种多频带色散补偿光纤，从中心到外围，该色散补偿光纤依次包括其最大折射率比包层折射率高的中心层，其最小折射率比包层折射率低的凹陷层，其最大折射率比包层折射率高并比中心层的最大折射率低的环形层，以及一个包层，其具有恒定的折射率，并且一方面，在1550nm的波长处，首先具有小于－8ps/nm.km的色散，其次具有其绝对值大于750nm的色散与色散斜率的比值，还具有大于5μm的模场直径，另一方面，在1625nm的波长处，对于10mm的半径，具有低于400dB/m的弯曲损耗。
文档编号G02B6/02GK1720470SQ200380105247
公开日2006年1月11日 申请日期2003年10月3日 优先权日2002年10月7日
发明者弗洛朗·博蒙, 皮埃尔·西拉尔德, 卢多维克·弗勒里, 马克西姆·戈尔利耶, 路易·阿内·德蒙莫里永, 帕斯卡莱·努希 申请人:德雷卡通信技术公司