专利名称：多模光纤的制作方法
技术领域：
本发明涉及光纤传输领域，更具体地，涉及槽辅助的凹式渐变折射率多模光纤。
背景技术：
传统上，光纤(即，通常由一个或多个包覆层包住的玻璃纤维)包括传输和/或放大光信号的光纤芯以及将光信号限制在纤芯内的光包层。因此，纤芯的折射率η。通常大于光包层的折射率\(8卩，ne>ng)。对于光纤，通常根据将折射率和光纤半径相关联的函数的图形外观来分类折射率分布。传统上，在X轴上示出相对于光纤中心的距离r，并且在y轴上示出(半径r处的)折射率和光纤的外包层(例如，外光包层)的折射率之间的差。对于具有阶梯、梯形、抛物线或三角形的各种形状的图形，折射率分布被称为“阶梯”分布、“梯形”分布、“抛物线”分 布或“三角形”分布。这些曲线通常代表光纤的理论分布或设定分布。然而，制造光纤时的限制可能导致略微不同的实际分布。—般而言，主要存在多模光纤和单模光纤这两类光纤。在多模光纤中，对于给定波长，几种光模式沿着光纤同时传播。在单模光纤中，信号以在光纤纤芯中所引导的基本模式LPOl传播，而高阶模式(例如，LPll模式)被大幅衰减。单模玻璃纤维或多模玻璃纤维的直径通常为125微米。多模光纤的纤芯的直径通常约为50微米 62. 5微米，而单模光纤的纤芯的直径通常约为6微米 9微米。由于可以以较低的成本获得多模光源、连接器和维护，因此与单模系统相比，多模系统通常不太昂贵。对于同一传播介质(即，在阶梯折射率多模光纤中)，不同模式的组延迟时间不同。组延迟时间不同导致在沿着光纤的不同径向偏移传播的脉冲之间产生时滞(即，延迟)。该延迟导致由此产生的光脉冲变宽。光脉冲变宽使该脉冲叠加在尾随脉冲上的风险增大，这导致光纤所支持的带宽(即，数据速率)减小。因此，带宽与在光纤的多模纤芯中传播的光模式的组延迟时间相关联。因而，为了确保宽带宽，期望所有模式的组延迟时间均相同。换句话说，对于给定波长，模间色散(intermodal dispersion)应当为O,或者至少应当使模间色散最小。为了减少模间色散，远程通信用多模光纤的纤芯的折射率通常从光纤中心向着纤芯与包层的界面逐渐减小(即，纤芯“a (alpha)”分布)。这种光纤已经使用了很多年，并且在 D. Gloge 等人发表的 “Multimode Theory of Graded-Core Fibers”，Bell systemTechnical Journal 1973, pp. 1563-1578中描述了这种光纤的特性，并且在G. Yabre发表的“Comprehensive Theory of Dispersion in Graded-Index Optical Fibers，，, Journal ofLightwave Technology, February2000, Vol. 18, No. 2, pp. 166-177 中概括了这种光纤的特性。上述所引用的各文章均通过引用而被全部包含于此。可以根据以下等式，通过折射率值η和相对于光纤中心的距离r之间的关系来说明渐变折射率分布(即，Ct折射率分布)
权利要求
1.一种多模光纤,包括 由外包层包住的中央纤芯，其中， (i)所述中央纤芯的外半径为R1， ( )所述中央纤芯具有α折射率分布，以及 (iii)所述中央纤芯相对于所述外包层的最大折射率差为Anl ； 位于所述中央纤芯和所述外包层之间的凹陷内包层，其中， (i)所述凹陷内包层的外半径为R2， ( )所述凹陷内包层的宽度wl约为O. 6微米 3. 5微米，以及 (iii)所述凹陷内包层相对于所述外包层的负的折射率差为Animw; 位于所述凹陷内包层和所述外包层之间的凹槽，其中， (i)所述凹槽的外半径为R3， ( )所述凹槽的宽度为w2， (iii)所述凹槽相对于凹陷外包层的负的折射率差为Antandi,以及 (iv)所述凹槽的体积分Vtteneh约为1650X1(Γ3μ m2 4500X 1(Γ3μ m2,其中所述体积分Vtrench 的定义为如下
2.根据权利要求I所述的多模光纤，其特征在于，所述中央纤芯相对于所述外包层的最大折射率差Δη 约为-I. OX ΙΟ—3 O. 8X 1(Γ3。
3.根据权利要求I所述的多模光纤，其特征在于，所述凹陷外包层相对于所述外包层的折射率差Δη2约为-18 X ΙΟ。 -12 X 10'
4.根据权利要求I所述的多模光纤，其特征在于，所述凹槽的宽度《2约为2.4微米 10微米。
5.根据权利要求I所述的多模光纤，其特征在于，所述凹槽相对于所述凹陷外包层的折射率差 Δ ntrench 约为-6 X 10_3 -2 X 10_3。
6.根据权利要求I所述的多模光纤，其特征在于，在波长850纳米处，在500米内测量得到的所述多模光纤的过满注入带宽至少是在8000米内测量得到的所述多模光纤的过满注入带宽的约90%。
7.根据权利要求I所述的多模光纤，其特征在于，在波长1300纳米处，在500米内测量得到的所述多模光纤的过满注入带宽至少是在8000米内测量得到的所述多模光纤的过满注入带宽的约70%。
8.根据权利要求I所述的多模光纤，其特征在于，针对2米的所述多模光纤测量得到的光纤芯大小相对于所述中央纤芯的外半径Rl的公差为±2微米。
9.根据权利要求I所述的多模光纤，其特征在于，所述中央纤芯的外半径Rl约为23微米 27微米。
10.根据权利要求I所述的多模光纤，其特征在于，所述凹槽相对于所述外包层的折射率差约为-24X 1(Γ3 -14Χ 1(Γ3。
11.根据权利要求I所述的多模光纤，其特征在于，所述凹陷内包层相对于所述凹陷外包层的折射率差约为-2Χ 10_3 2Χ 10_3。
12.根据权利要求I所述的多模光纤,其特征在于,所述中央纤芯的α折射率分布的α参数约为I. 9 2. I。
13.根据权利要求I所述的多模光纤，其特征在于，在波长850纳米处,所述多模光纤的过满注入带宽约为500MHz · km或更大。
14.根据权利要求I所述的多模光纤，其特征在于，在波长850纳米处,所述多模光纤的过满注入带宽约为1000MHz · km或更大。
15.根据权利要求I所述的多模光纤，其特征在于，在波长1300纳米处,所述多模光纤的过满注入带宽约为500MHz · km或更大。
16.根据权利要求I所述的多模光纤，其特征在于，在波长1300纳米处,所述多模光纤的过满注入带宽约为1000MHz · km或更大。
17.—种多模光纤,包括 由外包层包住的中央纤芯，其中， (i)所述中央纤芯的外半径Rl约为23微米 27微米， ( )所述中央纤芯具有α折射率分布，且所述α折射率分布的α参数约为I. 9 .2. 1，以及 (iii)所述中央纤芯相对于所述外包层的最大折射率差Anl约为-1.0Χ10_3 .O.8Χ1(Γ3 ； 直接包住所述中央纤芯的凹陷内包层，其中， (i)所述凹陷内包层的外半径为R2， ( )所述凹陷内包层的宽度wl约为O. 6微米 3. 5微米，以及 (iii)所述凹陷内包层相对于所述外包层的负的折射率差为Animw; 直接包住所述凹陷内包层的凹槽，其中， (i)所述凹槽的外半径为R3， ( )所述凹槽的宽度w2约为2. 4微米 10微米， (iii)所述凹槽相对于凹陷外包层的负的折射率差Antaend^^S-6X10_3 -2X10_3，以及(iv)所述凹槽的体积分Vtteneh约为1650X1(Γ3μ m2 4500X 1(Γ3μ m2,其中所述体积分Vtrench 的定义为如下
18.根据权利要求17所述的多模光纤，其特征在于，在波长850纳米处，在500米内测量得到的所述多模光纤的过满注入带宽至少是在8000米内测量得到的所述多模光纤的过满注入带宽的约90%。
19.根据权利要求17所述的多模光纤，其特征在于，在波长1300纳米处，在500米内测量得到的所述多模光纤的过满注入带宽至少是在8000米内测量得到的所述多模光纤的过满注入带宽的约70%。
20.根据权利要求17所述的多模光纤，其特征在于，针对2米的所述多模光纤测量得到的光纤芯大小相对于所述中央纤芯的外半径Rl的公差为±2微米。
21.根据权利要求17所述的多模光纤,其特征在于,在波长850纳米处,所述多模光纤 的过满注入带宽约为1000MHz · km或更大。
22.根据权利要求17所述的多模光纤，其特征在于，在波长1300纳米处，所述多模光纤的过满注入带宽约为1000MHz · km或更大。
全文摘要
本发明涉及多模光纤，公开了一种凹式渐变折射率多模光纤。该凹式渐变折射率多模光纤包括中央纤芯、凹陷内包层、凹槽、凹陷外包层和外包层。该中央纤芯具有α折射率分布。这些凹陷包层限制了泄漏模式对光纤的性能特性(例如，带宽、纤芯大小和/或数值孔径)所产生的影响。
文档编号G02B6/028GK102854563SQ201210228079
公开日2013年1月2日 申请日期2012年7月2日 优先权日2011年7月1日
发明者M·比戈-阿斯楚克, D·莫林, P·斯拉德 申请人:德拉克通信科技公司