具有无Ge纤芯的大有效面积光纤的制作方法

专利名称：具有无Ge纤芯的大有效面积光纤的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及光纤，更具体来说，本发明涉及具有纯二氧化硅纤芯并且具有低衰减的大有效面积光纤。
背景技术：
在用于进行远距离高功率传输的远距离通讯系统中，通常需要光学放大器技术和波分复用技术。只有在比特率、误码率、多路复用方案和(有可能)光学放大器具体指定的特定的远距离通讯系统中，高功率和长距离的定义才有意义。本领域技术人员已知，其它的因素也会影响高功率和长距离的定义。但是，对于大多数的目的，高功率表示光学功率约大于10mW。高功率系统经常遭受非线性光学效应的影响，所述非线性光学效应包括自相位调制，四波混频，交叉相位调制和非线性散射过程，所有这些非线性光学效应都会造成高功率系统的信号下降。在一些应用中，等于或小于ImW的单功率级仍然对非线性效应很敏感，因此在这些较低功率的系统中，非线性效应仍然是一个很重要的考量因素。另外，诸如衰减之类的其它的光纤性能也是造成信号下降的主要贡献因素。一般来说，具有大的有效面积(Arff)的光波导纤维能够减少非线性光学效应，所述非线性光学效应包括自相位调制，四波混频，交叉相位调制和非线性散射过程，所有这些非线性光学效应都会造成高功率系统的信号下降。 另一方面，光波导纤维的有效面积的增大通常会导致宏弯曲引发的损耗的增大，所述宏弯曲引发的损耗会导致传输通过光纤的信号衰减。在再生器、放大器、发射器和/或接收器之间的长(例如等于或大于100千米)距离(或间距)上，所述宏弯曲损耗会变得越来越显著。不幸的是，常规光纤的有效面积越大，则宏弯曲引发的损耗越大。另外，衰减可能是大有效面积光纤中信号下降的主要贡献因素。

发明内容
本发明的一个实施方式涉及一种光波导纤维，其包括以下⑴和(ii):(i)无Ge纤芯，该无Ge纤芯在1550纳米波长下的有效面积约为90-160 μ m2,并且其α值满足12 < α < 200,所述纤芯包括以下(a)-(c):(a)中心纤芯区域，该中心纤芯区域从中线沿径向向外延伸至半径4，具有相对于纯二氧化硅测得的相对折射率百分数曲线Λ Jr)，单位为“％”，所述中心纤芯区域具有最大相对折射率百分数，Acimax;(b)第一环形纤芯区域，该区域围绕所述中心纤芯区域并且与该中心纤芯区域直接相邻，所述第一环形纤芯区域延伸至外部半径r”其中4. 8 μ m彡!T1彡10 μ m,并且具有相对于纯二氧化硅测得的相对折射率百分数曲线，A1OO,单位为“％”，还具有最小相对折射率Λ2ΜΙΝ，在半径Γ=2.5μπι处测得的相对折射率满足以下关系式-O. 15 < Δ i (r=2. 5 μ m) ^ O,并且 Δ 0MAX 彡 Δ I (r=2. 5 μ m);(c)氟掺杂的第二环形区域，该第二环形区域围绕所述第一环形纤芯区域并与所述第一环形纤芯区域直 接相邻，所述第二环形区域延伸至半径13 μ m < r2 < 30 μ m，具有相对于纯二氧化硅测得的负的相对折射率百分数曲线Λ 2 (r)，单位为“％”，最小相对折射率百分数Λ 2ΜΙΝ为Δ 2ΜΙΝ〈 Δ (r=2. 5 μ m)，且 _0· 7% ( Δ 2ΜΙΝ ( -O. 28%;(ii)包层，所述包层围绕所述纤芯，并且具有相对于纯二氧化硅测得的相对折射率百分数八300，单位为“％”，对所述光纤的相对折射率曲线进行选择，使得在1550纳米波长下的衰减小于O.175dB/km。较佳的是，根据本发明所述的实施方式，Λ3(γ)彡Λ2ΜΙΝ。在一些实施方式中，Δ3(γ) = Δ2ΜΙΝ±0. 3%ο另外,根据至少一些实施方式,0 μ m彡r。彡2 μ m。根据一些示例性的实施方式，中心纤芯区域的至少一部分由纯二氧化硅制造。在以下的详细描述中给出了本发明的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的本发明而被认识。应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都提出了本发明的实施方式，用来提供理解要求保护的本发明的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对本发明的进一步的理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附示说明了本发明的各种实施方式，并与描述一起用来说明本发明的原理和操作。


图I是本发明的一个实施方式的截面图；图IB是图IA的光纤的示例性折射率曲线的示意图；图2-19显示本发明光纤的示例性实施方式的折射率曲线；图20显示一个示例性光纤实施方式的测得的折射率曲线；图21显示两个另外的示例性光纤实施方式的折射率曲线；图22显示表4所示实施例范围内的光纤的模型化(modeled)LLWM-宏弯曲FOM图；发明详述定义在本文中，“折射率曲线”表示折射率或相对折射率与波导光纤半径之间的关系。〃相对折射率百分数〃定义为Λ%=100Χ (n(r)2-ns2)/2n(r)2,除非有不同的说明，式中n(r)表示与光纤中线径向距离为r处的折射率，ns是波长1550纳米处的二氧化硅折射率。除非另有说明，否则，本文所用的相对折射率用△表示，其数值以“％”为单位。在一个区域的折射率小于二氧化硅折射率的情况下，相对折射率百分数是负值，称作具有低陷折射率(depressed-index)，并且除非另有说明，否则，在相对折射率为最大负值时计算得至IJ。当某一区域的折射率大于二氧化硅的折射率的时候，则相对折射率百分数为正值，该区域可称作突起的，或者具有正的折射率，除非另外说明，否则，在相对折射率为最大正值处计算。在本文中，“正掺杂剂”(updopant)视为相对于未掺杂的纯SiO2倾向于提高折射率的掺杂剂。在本文中，“负掺杂剂”(downdopant)视为相对于未掺杂的纯SiO2倾向于降低折射率的掺杂剂。正掺杂剂可存在于光纤中具有负的相对折射率的区域，同时伴有一种或多种不是正掺杂剂的其他掺杂剂。类似地，一种或多种不是正掺杂剂的其他掺杂剂可存在于光纤中具有正的相对折射率的区域。负掺杂剂可存在于光纤中具有正的相对折射率的区域，同时伴有一种或多种不是负掺杂剂的其他掺杂剂。类似地，一种或多种不是负掺杂剂的其他掺杂剂可存在于光纤中具有负的相对折射率的区域。 除非另外说明，否则在本文中，将〃色散〃称作〃分散"，波导光纤的色散是材料色散、波导色散和模间色散之和。对于单模波导光纤，模间色散等于零。双模体质假设模间色散值等于零。零色散波长(Xtl)表示色散值等于零的波长。色散斜率表示色散相对于波长的变化率。
〃有效面积〃定义如下:Aeff=2 π ( f f2rdr)2/( f f4rdr),其中积分限是0至'f是与在波导内传输的光相关的电场的横向分量。在本文中，"有效面积"记作"Arff"，除非另外说明，否则，表示波长1550纳米处的光学有效面积。术语〃 α-曲线〃表示相对折射率曲线，记作Λ(Γ)，其单位为〃 %〃，其中r是半径，用式△ (γ) = Δ (r0) (1-[|Γ-Γ0|/(Γι-Γ0)]α)表示，式中r。是Δ (r)为最大值的点，^是Δ (r)%等于零的点，r满足η 3 r 3 rf, Δ如上文所定义，A是α -曲线的初始点，rf是α -曲线的最终点，α为指数，该指数为实数。模场直径(MFD)用Petermann II 法测定，其中 2w=MFD, w2= (2 f f2rdr/ f [df/dr]2r dr),积分限是0至可以用在上述测试条件下引发的衰减来衡量波导光纤的耐弯曲性。一种弯曲测试是横向负荷微弯曲测试。在此所谓的“横向负荷”测试中，将指定长度的波导光纤放置在两块平板之间。将70号金属丝网连接到其中一块板上。将已知长度的波导光纤夹在所述板之间，用30牛的力将所述板压在一起的同时，测量参比衰减。然后对板施加70牛的力，测量衰减的增大，单位为dB/m。所述衰减的增大是波导的横向负荷金属丝网(LLWM)衰减。通过“销杆阵列”(pin array)弯曲测试比较了波导光纤对弯曲的相对耐受性。为了进行该测试，测量了基本没有引发的弯曲损耗的波导光纤的衰减损失。然后将所述波导光纤绕销杆阵列编织，再次测量衰减。弯曲引发的损耗是两种测得的衰减之差。所述销杆阵列是一组十个圆柱形的销杆，它们排成一排，在平坦的表面上保持固定的垂直位置。所述销杆间距(中心与中心之间的距离)为5毫米。所述销杆的直径为O. 67毫米。在测试过程中，施加足够的张力，使得波导光纤顺应销杆表面的一部分。对于给定的模式，理论光纤截止波长(理论光纤截止或理论截止)表示特定的波长，高于该波长的时候，传导的光就无法以该模式传输。数学定义可以参见《单模光纤光学(Single Mode Fiber Optics))), Jeunhomme,第 39-44 页，Marcel Dekker, New York, 1990，其中理论光纤截止记作使得模传输常数等于外包层的平面波传输常数时的波长。由于弯曲和/或机械压力引发的损失，使得有效光纤截止低于理论截止。在本文中，截止表示高于LPll和LP02模式。LPll和LP02在测量上并没有显著区别，但是在光谱测量中(当使用多模参比技术时)都是很明显的台阶，也即是说，当波长超过测得的截止波长时，该模式中观察不到功率。实际的光纤截止可以采用标准2米光纤截止测试F0TP-80(EIA-TIA-455-80))测定，得到“光纤截止波长”，也被称作“2米光纤截止”或者“测量截止”。通过进行F0TP-80标准测试从而使用受控量的弯曲提取出较高级的模式，或者将光纤的光谱响应标准化至多模光纤的光谱响应。由于光缆环境中较高水平的弯曲和机械压力，光缆截止波长，或“光缆截止”通常低于测得的光纤截止。实际的光缆条件可以用EIA-445光纤光学测试程序所述的光缆截止测试近似实现，所述测试程序是EIA-TIA光纤光学标准的一部份，S卩，电子工业联盟-电信工业联盟光纤光学标准(Electronics Industry Alliance-Telecommunications IndustryAssociation Fiber Optics Standards)，通常称为 FOTP。光缆截止测量参见EIA-455-170,通过透射功率测量单模光纤的光缆截止波长(Cable Cutoff Wavelength of Single-modeFiber by Transmitted Power),或者"F0TP-170"。在本文中，除非另外说明，否则,光学性质(例如色散，色散斜率等)是针对LPOl模式报道的。波导光纤的远程通讯连接件，简称连接件，是由以下部件组成的光信号发射器，光信号接收器，以及一段长度的一根或多根光纤，所述光纤相应的端部与发射器和接收器光学连接，用来在其间传输光信号。所述一定长度的波导光纤可以由多段较短的长度组成，所述多段较短的长度以头对头的串联设置方式叠接或连接在一起。连接件可以包括其它的光学部件，例如光学放大器，光学衰减器，光学隔离器，光学开关，滤光器，或者复用装置或解复用装置。可以将一组互连的连接件称作远程通讯系统。本文使用的一定跨距的光纤包括一段长度的光纤，或者以串联方式结合在一起的多条光纤，所述光纤在光学装置之间延伸，例如在两个光学放大器之间延伸，或者在复用装置和光学放大器之间延伸。一段跨距可以包括本文所述光纤的一个或多个部分，还可以包括其它的光纤的一个或多个部分，例如根据选择获得所需的系统性能或者参数，例如跨距端部的残留色散。本发明的实施方式下面详细参考本发明的各种实施方式，这些实施方式的例子在附图中示·出。只要有可能，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或类似的部件。图IA中显示了本发明的光纤的一种实施方式，本文中一般用附图标记10指代本发明的光纤。波导光纤10包括纤芯12和围绕所述纤芯的包层20，所述纤芯12在1550纳米波长处的有效面积约等于或大于 90 μ m2 (例如在 1550 纳米波长处为 90-160 μ m2,或者 100-160 μ m2,或者 120-140 μ m2)，并且α值满足12 < α < 200(例如12 < α < 100,或者12 < α < 25)。在本文所述的示例性光纤中，α值通常的范围是14至20，例如15 < α <17。但是，通过等离子体化学气相沉积(PCVD)可以获得更大的α值(例如>25)。表IB示出了该光纤的示例性折射率曲线示意图(相对折射率△-半径曲线)。纤芯12是无Ge的，包括中心纤芯区域14，第一环形纤芯区域16和第二环形区域18，所述第一环形纤芯区域16围绕所述中心纤芯区域14并与所述中心纤芯区域14直接相邻，所述第二环形区域18围绕第一环形纤芯区域16并与第一环形纤芯区域16直接相邻。所述中心纤芯区域14从中线沿径向向外延伸至半径OymSrtl <2μπι，所述中心纤芯区域14具有相对于纯二氧化硅的相对折射率百分数曲线Λ^r),单位为“％”，其中-0. 1%^ Δ0(γ) ^ 0. 15。在一些实施方式中，-0. 1%^ Δ0(γ) ^ 0. 1%。在一些实施方式中，-O. 1% ≤ Δ0(γ) ≤ 0%。例如，在一些实施方式中，-O. 075% ≤ Δ0(γ)≤ 0%。所述中心纤芯区域14还具有最大相对折射率百分数，Acimax。在本文所述的示例性实施方式中，Acimax在光纤的中线处(r=0)出现。所述第一环形纤芯区域16延伸至外部半径!T1,其中4. 8 μ m ≤r1 ≤ 10 μ m,并且所述第一环形纤芯区域16具有相对于纯二氧化硅测得的相对折射率百分数曲线，Λ ^r)，单位为“％”，还具有最小相对折射率Λ1ΜΙΝ、最大相对折射率Λ1ΜΑΧ，(满足Δ·≥Δ1ΜΑΧ)，在半径r=2. 5 μ m处测得的相对折射率Δ j满足以下关系式(a)-O. 15 ≤Δ j (r=2. 5 μ m)≤0，并且(b) Acimax ≥ Δ j (r=2. 5 μ m) ο 在一些实施方式中,Δ 1ΜΑΧ= Δ 丨(r=2. 5 μ m)。所述第二环形纤芯区域18是氟掺杂的，围绕所述第一环形纤芯区域16并与所述第一环形纤芯区域16直接相邻。通常来说，根据本文所述的实施方式，第二环形纤芯区域18包含O. 1-2重量％的氟，例如O. 1-1. 6重量％，或者O. 4-2重量％的氟。所述第二环形纤芯区域18延伸至半径r2，满足13 μ m≤r2≤30 μ m，并且所述第二环形纤芯区域18具有相对于纯二氧化硅测得的负的相对折射率百分数曲线Λ 2 (r)，单位为“％”，最小相对折射率百分数Λ 2ΜΙΝ满足以下条件(a) Λ 2ΜΙΝ〈 Δ i (r=2. 5 μ m)并且/或者Δ 2ΜΙΝ〈 Δ 1ΜΑΧ,而且(b) -O. 7% ≤ Δ 2ΜΙΝ ≤ -O. 27%。Δ 2 (r)还具有最大折射率百分数Δ 2ΜΑΧ,满足Λ 靈〈Λ 々=2. 5 μ m)且 Λ2ΜΑΧ ≥ Λ2ΜΙΝ。在一些实施方式中，-O. 5%<Δ2ΜΙΝ<-0. 27%。例如，Δ2ΜΙΝ可以是-O. 29%, -O. 3%, -O. 35%, -O. 38%。例如，A2min 可以是-O. 29%, -O. 3%, -O. 35%, -O. 38%,-O. 4%, -O. 47%, -O. 5%,或者其间的任意数值。在其它的实施方式中，-O. 4%< Δ 2ΜΙΝ<-0. 27%。需要注意，当第二环形纤芯区域18具有较平的折射率曲线的时候，Δ 2ΜΧ- Δ 2ΜΙΝ>〈O. 03%,半径A定义为等于A1 (r=2. 5 μ m)和第二环形纤芯区域第一次达到A2min的值之间的中点。也即是说，A等于满足以下关系式的半径Δ (r) = [ Δ j (r=2. 5 μ m) + Δ 2MIN]/2 类似的，所述环形纤芯区域18的外半径r2定义为等于A2min和第一次达到A3=A3max的值之间的中点值。也即是说，r2等于满足以下关系式的半径Λ (γ) = [Λ2ΜΙΝ +Λ3ΜΑΧ]/2。当第二环形纤芯区域18不具有较平的折射率曲线的时候，即Λ2ΜΧ-Λ2ΜΙΝ，≥ O. 03%, A2在更靠近包层之处达到Λ2ΜΙΝ，半径Γι定义为等于A1^Sum)和第二环形纤芯区域第一次达到A2max的值之间的中点值。也即是说，!^等于满足以下关系式的半径Λ (Γ) = [Δι(Γ=2.5μπι) + Δ2ΜΑΧ]/20半径1*2仍然定义为等于A2min和第二环形纤芯区域第一次达到A3max的值之间的中点值，即r2等于满足下式的半径Δ (r) - [ Δ 2ΜΙΝ+ Δ 3 Αχ] /2。在一些实施方式中，比值巧/^为2至6。较佳的是，比值满足2.1≤r2/r1k 5. 75，例如2. 15 ≤Γ2/Γι ≤ 5. 7。较佳的是，r2≤ 30 μ m,例如14 μ m≤r2≤29 μ m。对于特定的Λ 2和Λ 3，如果比值r2/ri很小(例如因为Γι很大)，则MFD变大，λ 0变小，1550纳米处的色散D变大。如果比值巧/^过大，则MFD可能会变得过小，λ ^向着较高的波长移动，1550纳米处的色散D会变小。包层20围绕纤芯12，包层具有相对于纯二氧化硅测得的相对折射率百分数Δ3(γ)，单位为“％”，并且满足Δ3(γ)≥A2mino在一些示例性的实施方式中，纤芯12和包层20包含F作为负掺杂剂。在这些实施方式中，所述第一环形纤芯区域16和第二环形纤芯区域18内的F的量大于中心纤芯区域14内的氟的含量。在一些不例性的实施方式中，纤芯12还可以包含至少一种碱金属氧化物掺杂剂，例如碱金属是K，Na, Li, Cs和Rb。在一些示例性实施方式中，纤芯12包含K2O,其中K的含量为20-1000重量ppm。光纤10还可以包含氯。优选纤芯12中氯的含量大于500重量ppm,包层20中氯的含量大于10000重量ppm。需要注意，除非另外具体说明，否贝U，术语“PPm”表示以重量计的百万分之分数，或者重量ppm，可以将用重量％衡量的百分数乘以10，000而转化为ppm。对光纤10的相对折射率曲线进行选择，从而在1550纳米波长λ下提供不大于O. 175dB/km的衰减，例如在1550纳米波长λ下O. 145-0. 175dB/km的衰减。在波长入=1550nm 条件下的衰减值可以为 O. 145-0. 17dB/km 或者 O. 15-0. 165dB/km,例如 O. 15dB/km, O. 155dB/km, O. 16dB/km, 0. 165dB/km, 0. 165dB/km,或 0. 17dB/km。实施例1-15下面通过以下实施例进一步阐述本发明。
表1-2列出一组不例性光纤实施方式的实施例1-15的表征。图2-16分别显不对应于实施例1-15的折射率曲线。在实施例1-15的这些光纤实施方式中，-O. 5%彡Δ0=^0%且 Δ Omax= ( 0%; -O. 065% ( Δ (r=2. 5 μ m) ^ 0%, -O. 065% ( Δ lmax ( O. 0%, -O. 5% 彡 Λ 2翻彡—O. 27%, -O. 4%彡Δ 3 ^ -O. 2%,并且r2/ri满足2· 17彡IyV1彡5· 7，并且r2〈30。但是，注意到在其它的实施方式中，根据中心纤芯区域14包含正掺杂剂或负掺杂剂，△ ο可以略大于0%或者小于0% (相对于二氧化硅)。虽然光纤10的一些实施方式的α值为12至25，但是实施例1-9的光纤实施方式的α值为13-15。实施例10_15的光纤实施方式的α值约为20。这些示例性光纤的模型化曲线参数汇总列于表1Α。r3的值等于包层的外直径，在这些实施例中，1"3为62. 5μπι。在一些示例性的光纤中，Λ2(%) = Λ3(%)。因此，因为在这些实施方式中，环形纤芯区域16和18之间没有明显的折射率变化，r2值在规定的范围之内。表-I
实施倒r0(um) ΔιΜΑΧ( r((ym) A2Max(% r2(um) As(%) r2/ij
__%)__ )___}____
J__0__00.000 5.25 -0.30() 15-26 -0.300 2.86 - 4.95
2O — O ' 0.000 ~6.20 -0.290~ 25 ~ -0.260 ~4.03—
.....3................. .....0............................................—... O...................................0.000.................. TIi~~~~.....-0..4 2.....................16.............................-0:2.13..............2:1.7...........................................................'
4— 0 ~ 0 ~5Γ000 7.38~ -0.412 ' 28 -0.213 3.80
50 — 0 1).000 Th)~ -0.382 18 "-0.225 T54
6— 0 ~ 0 Tooo 7.10— -0.382 16-26 -0.382 2.25 - 3.66
7000.000 1.00 -0.292 16-26 " -0,292 3.20 - 5.20 ~~
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140 ~ 1.40 ~0.063 ~OQ~ -0.3X0 19.6 "-0.340 TTft
1501.00 -0.061 5.00 -0.401 20 -OJgQ 4.00.在这15个示例性实施方式中，纤芯12是基于二氧化硅(SiO2)的，并且用氟掺杂。下表提供了纤芯区域16、18和包层20中的氟(F)的重量百分数(重量％)。
表权利要求
1.一种光波导纤维，其包含⑴和(ii): (i)无Ge纤芯，该无Ge纤芯在1550纳米波长下的有效面积为100-160u m2,并且该无Ge纤芯的a值满足12 ≤ a ≤ 200,所述纤芯包括以下(a)-(c): (a)中心纤芯区域，该中心纤芯区域从中线沿径向向外延伸至半径具有相对于纯二氧化硅测得的相对折射率百分数曲线AtlOO,单位为“％”，并且满足-0. 1%≤ A0(r) ≤ 0. 1%，所述中心纤芯区域具有最大相对折射率百分数，Acimax; (b)第一环形纤芯区域，该区域围绕所述中心纤芯区域并且与该中心纤芯区域直接相邻，所述第一环形纤芯区域延伸至外部半径r”其中4.8iim≤ri≤lOiim，并且具有相对于纯二氧化硅测得的相对折射率百分数曲线，A1OO,单位为“％”，还具有最小相对折射率A rlMIN,在半径r=2. 5 u m处测得的相对折射率满足以下关系式-0. 15≤ A j (r=2. 5 u m) ≤ 0,并且 A 0MAX ≥A1 (r=2. 5 u m); (c)氟掺杂的第二环形区域，该第二环形区域围绕所述第一环形纤芯区域并与所述第一环形纤芯区域直接相邻，所述第二环形区域延伸至半径13 y m ≤r2 ≤ 30 y m，具有相对于纯二氧化硅测得的负的相对折射率百分数曲线A2(r)，单位为“％”， 最小相对折射率百分数A2min为 A 2MIN〈 A I (r=2. 5 ii m),且-0. 5% < A 2MIN < -0. 27%; (ii)包层，所述包层围绕所述纤芯，并且具有相对于纯二氧化硅测得的相对折射率百分数A c (r),单位为“％”，并且满足A c (r) = A 2MIN±0. 3% ； 对所述光纤的相对折射率曲线进行选择，使得在1550纳米波长下的衰减不大于0.175dB/km。
2.如权利要求I所述的光波导纤维，其特征在于，所述中心纤芯区域的至少一部分由纯二氧化硅制造。
3.如权利要求I所述的光波导纤维，其特征在于，-0.5%<A2MIN<-0. 25%。
4.如权利要求I所述的光波导纤维，其特征在于，-0.1%≤ A : (r = 2. 5) ≤ 0%。
5.如权利要求I所述的光波导纤维，其特征在于，A0=0;-0.07%≤A : (r=2. 5 u m)≤0%，-0. 5% ≤ A 2MIN≤ -0. 27%, r2/ri 满足 2. 17 ≤ r2/ri ≤ 5. 7，并且 r2 ≤ 30。
6.如权利要求I所述的光波导纤维，其特征在于，所述光波导纤维用1550纳米波长下的色散D表征,并且18 ≤ D ≤ 25ps/nm/km。
7.如权利要求I所述的光波导纤维，其特征在于，所述光波导纤维用1550纳米波长下的色散D表征,并且19 ≤ D ≤ 23ps/nm/km。
8.如权利要求I所述的光波导纤维，其特征在于，所述光波导纤维用零色散波长Xtl表征，并且 1245nm ≤ A0≤ 1290nm。
9.如权利要求I所述的光波导纤维，其特征在于，所述光波导纤维在在直径20毫米的心轴绕20圈的情况下,在1550纳米的宏弯曲损耗小于10dB/m。
10.如权利要求I所述的光波导纤维，其特征在于，所述氟掺杂的第二环形区域包含0.01-1. 6重量％的氟。
11.如权利要求I所述的光波导纤维，其特征在于，(i)所述无Ge纤芯的有效面积为100-160 um2; (ii)氟掺杂的第二环形区域包含0.07-1. 6重量％的氟。
12.如权利要求I所述的光波导纤维，其特征在于，所述纤维的纤芯内包含大于500ppm的氯，在包层中包含大于IOOOOppm的氯。
13.如权利要求I所述的光波导纤维，其特征在于，所述纤芯包括 中心纤芯区域，所述中心纤芯区域从中线沿径向向外延伸至半径0 ii m≤&≤2 ii m; 对所述光波导纤维的相对折射率曲线进行选择，从而在1550纳米提供0. 15dB/km至0.175dB/km 的衰减，其中 A0=O; -0. 07% ≤A : (r=2. 5 微米) ≤0%, r2/ri 满足 2. 17 ≤ r2/r: ≤ 5. 7,并且r2≤30,所述光波导纤维在1550纳米波长的色散D满足18ps/nm/km≤D≤25ps/nm/km, 1245nm ≤A0≤1290nm,并且在直径20毫米的心轴上绕20圈的情况下，在1550纳米的宏弯曲损耗小于10dB/m。
14.如权利要求I所述的光波导纤维，其特征在于，(i)所述氟掺杂的第二环形区域包含0. 01-1. 6重量％的氟，(iii)所述光波导纤维的纤芯中包含大于500ppm的氯，(iii)包层中包含大于IOOOOppm的氯。
15.一种光波导纤维，其中，纤芯的a值满足12〈a〈25;所述光波导纤维的有效面积Aeff > 100 微米 2。
16.如权利要求15所述的光波导纤维，其特征在于，所述纤维的有效面积AefT> 110微米2。
17.如权利要求15所述的光波导纤维，其特征在于，所述纤维的有效面积AefT> 100微米2，所述纤维的相对折射率曲线进行结构化设计，从而在1550纳米波长提供不大于0.16dB/km 的衰减。
18.如权利要求17所述的光波导纤维，其特征在于，所述光波导纤维的相对折射率曲线进行结构化设计，从而在1550纳米波长提供不大于0. 155dB/km的衰减。
19.如权利要求15所述的光波导纤维，其特征在于，所述纤维的有效面积AefT> 100微米2，所述纤维的相对折射率曲线进行结构化设计，从而提供以下性质(i)在1550纳米波长提供不大于0. 16dB/km的衰减，(ii)光缆截止波长小于1520纳米。
20.如权利要求19所述的光波导纤维，其特征在于，所述光缆截止波长不大于1450纳米。
21.如权利要求15所述的光波导纤维，其特征在于，所述纤维的有效面积AefT> 120微米2，所述光波导纤维的相对折射率曲线进行结构化设计，从而使得色散不大于21ps/nm/km o
22.如权利要求I所述的光波导纤维，其特征在于，所述纤芯的至少一部分包含碱金属。
23.如权利要求22所述的光波导纤维，其特征在于，所述碱金属包括Na，K或Rb。
24.如权利要求22所述的光波导纤维,其特征在于,所述碱金属包括20-1000重量ppm的K。
25.如权利要求13所述的光波导纤维，其特征在于，所述纤芯的至少一部分包含碱金属。
26.如权利要求25所述的光波导纤维，其特征在于，所述碱金属包括Na，K或Rb。
27.如权利要求25所述的光波导纤维,其特征在于,所述碱金属包括20-1000重量ppm的K。
28.如权利要求15所述的光波导纤维，其特征在于，所述纤芯的至少一部分包含碱金属。
29.如权利要求28所述的光波导纤维，其特征在于，所述碱金属包括Na，K或Rb。
30.如权利要求28所述的光波导纤维,其特征在于,所述碱金属包括20-1000重量ppm的K。
31.如权利要求I所述的光波导纤维，其特征在于，所述纤维还包括 (i)初级涂层，所述初级涂层的杨氏模量小于I.OMpa; (ii)次级涂层，所述次级涂层的杨氏模量大于1200Mpa; 所述纤维的有效面积大于115微米2。
32.如权利要求I所述的光波导纤维，其特征在于，所述纤维在1550纳米波长的色散D不大于 21ps/nm/km。
33.如权利要求20所述的光波导纤维，其特征在于，所述纤维在1550纳米波长的色散D 不大于 20ps/nm/km。
全文摘要
一种光波导纤维，其包括:(i)无Ge纤芯(12)，该无Ge纤芯在1550纳米波长下的有效面积为100-160μm2,并且该无Ge纤芯的α值满足12≤α≤200,所述纤芯包括以下(a)-(c):(a)中心纤芯区域(14)，该中心纤芯区域从中线沿径向向外延伸至半径r0，具有相对于纯二氧化硅测得的相对折射率百分数曲线Δ0(r)，单位为%,并且满足-0.1%<Δ0(r)≤0.1%，所述中心纤芯区域具有最大相对折射率百分数,Δ0MAX;(b)第一环形纤芯区域(16)，该区域围绕所述中心纤芯区域并且与该中心纤芯区域直接相邻，所述第一环形纤芯区域延伸至外部半径r1,其中4.8μm≤r1≤10μm,并且具有相对于纯二氧化硅测得的相对折射率百分数曲线,Δ1(r)，单位为%,还具有最小相对折射率,在半径r=2.5μm处测得的相对折射率满足以下关系式:-0.15＜Δ，(r=2.5μm)＜0，并且Δ0MAX＞Δ，(r=2.5μm);(c)氟掺杂的第二环形区域(18)，该第二环形区域围绕所述第一环形纤芯区域并与所述第一环形纤芯区域直接相邻，所述第二环形区域延伸至半径13μm＜r2＜30μm，具有相对于纯二氧化硅测得的负的相对折射率百分数曲线Δ2(r)，单位为%,最小相对折射率百分数Δ2MIN为:Δ2MIN<Δ1(r=2.5μm)，且-0.5%＜Δ2MIN＜-0.27%;(ii)包层(20)，所述包层围绕所述纤芯，并且具有相对于纯二氧化硅测得的相对折射率百分数Δc(r)，单位为%,并且满足Δc(r)=Δ2MIN±0.3%；对所述光纤的相对折射率曲线进行选择，使得在1550纳米波长下的衰减不大于0.175dB/km。
文档编号G02B6/028GK102859405SQ201180007436
公开日2013年1月2日 申请日期2011年1月26日 优先权日2010年1月29日
发明者S·R·比克汉姆, D·C·布克宾德, M-J·李, S·K·米什拉, D·A·诺兰, P·坦登 申请人:康宁股份有限公司