一种低衰减少模光纤的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于光纤通信系统的低衰减少模光纤，该光纤的纤芯具有阶梯型 剖面结构，其在1550nm通讯波段支持的四个模式有较低的差分模群时延（DGD)、较低的衰 减和较好的抗弯曲性能，属于光纤通信技术领域。
【背景技术】
[0002] 单模光纤由于其传输速率快，携带信息容量大，传输距离远等优点，被广泛地应用 于光纤通信网络之中。而近年来，随着通信及大数据业务对容量的需求与日俱增，网络带 宽快速扩张，光传输网络的容量正逐步接近单根光纤的香农极限：100Tb/ s。空分复用和模 分复用技术可以打破传统的香农极限，实现更高带宽的传输，是解决传输容量问题的最好 方法。支持此复用技术的光纤即多芯光纤和少模光纤。实验表明，使用少模光纤结合MMO 技术能够在一个以上的空间传播模式下传输信号。并且MMO技术能够补偿模式间的相互 耦合，在接收端将各个空间模式分离开来。美国专利US8948559、US8848285、US8837892、 US8705922以及中国专利CN104067152、CN103946729等提出了抛物线型或阶跃型剖面的少 模光纤，但它们各自存在优缺点。具有阶跃型剖面的少模光纤制造工艺简单，易于实现大批 量生产，但其通常具有较大的D⑶，甚至高达几千ps/km【S. Matsuo, Y. Sasaki, I. Ishida, K. Takenaga, et al. , "Recent Progress on Multi-Core Fiber and Few-Mode Fiber" OFC 2013, 0M3I. 3(2013)】。抛物线型剖面的少模光纤有更多的可调节参数从而使得模间串扰和 DGD均达到很低的水平，但其制备工艺复杂，alpha参数难以精确均匀地控制，可重复性不 高。且折射率剖面沿预制棒轴向上的微小波动就能造成光纤不同段长处DGD的明显变化。 为了克服上述问题，需要发明一种少模光纤，其具有较小的DGD而且能够通过简单的工艺 进行重复性制备。
[0003] 另一方面，随着光放大技术的进一步发展，光纤通信系统正向着更高传输功率和 更长传输距离的方向发展。作为光纤通信系统中的重要传输媒质，光纤的相关性能也必须 有进一步的提升，以满足光纤通信系统实际发展的需要。衰减和模场直径是单模光纤的两 个重要的性能指标。光纤的衰减越小，光信号在这种媒质中的传输距离越长，光通信系统的 无中继距离也越长，从而能显著减少中继站数量，在提高通信系统可靠性的同时使得建设 和维护成本大幅降低；光纤的模场直径越大，有效面积就越大，则其非线性效应就越弱。大 有效面积可以有效地抑制自相位调制、四波混频、交叉相位调制等非线性效应，保证高功率 光信号的传输质量。降低衰减和增大有效面积可以有效地提高光纤通信系统中的光信噪 比，进一步提高系统的传输距离和传输质量。对单模光纤而言，光纤的衰减系数可以用公式 (1)表示：
【主权项】
1. 一种低衰减少模光纤，包括有芯层和包层，其特征在于所述芯层为两层，芯层外由内 向外有三层包层；所述的芯层剖面结构中，第一芯层的相对折射率差A1为0. 30°/『0. 42%， 半径Rl为5. 4ym~8ym，第二芯层的相对折射率差A2为0. 20%~0. 25%，半径R2为 10ym~13ym，所述的包层剖面结构中，第一包层为紧密围绕芯层的内包层，其相对折射率 差A4为-0. 02%~0. 02%，半径R4为13. 6ym~17ym，第二包层为下陷包层，紧密围绕内包 层，其相对折射率差A5为-0. 8%~-0. 4%，半径R5为17. 5ym~30ym，第三包层为紧密围绕 下陷包层的外包层，为纯石英玻璃层。
2. 按权利要求1所述的低衰减少模光纤，其特征在于所述的芯层呈阶梯型，且相对折 射率差由内向外递减。
3. 按权利要求1或2所述的低衰减少模光纤，其特征在于所述的每个芯层均由 掺氟和锗的石英玻璃，或掺有氟及其他掺杂剂的石英玻璃组成，芯层氟的贡献量AF 为-0? 06%±0. 02%。
4. 按权利要求3所述的低衰减少模光纤，其特征在于所述的内包层由掺氟和锗的石英 玻璃，或纯石英玻璃组成；所述的下陷包层由掺氟的石英玻璃组成。
5. 按权利要求1或2所述的低衰减少模光纤，其特征在于所述光纤在1550nm波长处支 持四个稳定的传输模式，分别是LPOI、LP11、LP21和LP02。
6. 按权利要求5所述的低衰减少模光纤，其特征在于所述的LPOl模式在1550nm波长 处光纤的有效面积大于或等于140ym2;在1550nm波长处的色散值小于或等于22ps/km/ nm〇
7. 按权利要求5所述的低衰减少模光纤，其特征在于所述光纤在1550nm波长处的DGD 的绝对值的最大值小于或等于4ps/m。
8. 按权利要求5所述的低衰减少模光纤，其特征在于所述光纤的四个模式在1550nm波 长处的衰减系数均小于或等于0. 21dB/km。
9. 按权利要求5所述的低衰减少模光纤，其特征在于所述光纤中LP02和LP21模式的 截止波长大于1600nm，LP12模式的截止波长小于1500nm。
【专利摘要】本发明涉及一种低衰减少模光纤，芯层为两层，芯层外由内向外有三层包层；第一芯层的相对折射率差Δ1为0.30%~0.42%，半径R1为5.4μm~8μm，第二芯层的相对折射率差Δ2为0.20%~0.25%，半径R2为10μm~13μm，第一包层为紧密围绕芯层的内包层，其相对折射率差Δ4为-0.02%~0.02%，半径R4为13.6μm~17μm，第二包层为下陷包层，紧密围绕内包层，其相对折射率差Δ5为-0.8%~-0.4%，半径R5为17.5μm~30μm，第三包层为紧密围绕下陷包层的外包层，为纯石英玻璃层。本发明在1550nm支持四个稳定的传输模式，既具有较小的DGD又工艺简单便于制作，同时，还具有较低的衰减和较好的抗弯曲性能。
【IPC分类】G02B6-036
【公开号】CN104698534
【申请号】CN201510144615
【发明人】张睿, 周红燕, 张磊, 龙胜亚, 张立岩, 李婧, 王瑞春
【申请人】长飞光纤光缆股份有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年3月31日