上的有效 模式带宽（EMB)。
[0034] 本发明的有益效果在于：1、本发明光纤芯层的折射率剖面在原有标准a幂指数 折射率的基础上进行了改进，通过适当降低纤芯边缘折射率，有效提高了高阶模传播的速 度，以达模间色散的减少，使所得光纤在850nm波长以上的光源下具有更小的模间色散；2、 本发明光纤不仅能支持单一 850nm光源的高性能数据传输，还能支持850nm~950nm波长 范围内的波分复用技术；3、本发明光纤具有优异的抗弯曲性能，可适用于接入网和小型化 光器件中；4、本发明使多模光纤传输容量得到进一步提升，适应了数据流量高速增长的网 络需求，对光通信技术的应用具有重要意义。
【附图说明】
[0035] 图1是模拟在850nm窗口具有标准a幂指数折射率分布的50/125ym多模光纤 在理想条件下的DMD图。
[0036] 图2是模拟同一光纤在不同波长窗口下的DMD图。
[0037] 图3是本发明的光纤折射率剖面示意图，虚线部分为标准a幂指数折射率。
[0038] 图4是本发明光纤的实施例3在850nm窗口的DMD图。
[0039] 图5是本发明光纤的实施例3在900nm窗口的DMD图。
【具体实施方式】
[0040] 下面给出几个详细的实施例，对本发明作进一步的说明。
[0041] 按前述结构制备了一组多模光纤预制棒并拉丝，所得光纤的结构和主要性能参数 见表1。
[0042] 光纤包括有芯层和包层，所述的芯层分为中心区域和外围区域，所述的芯层半径 为&，所述的中心区域为〇至^半径区域，所述的外围区域为^至心半径区域，其中中心 区域的折射率按标准a幂指数函数分布，分布指数a为1.9~2. 2,所述的外围区域的折 射率分布曲线值除两个端头外全部小于标准a幂指数函数分布值，如图3所示。所述的芯 层半径&为23~27ym，芯层最大相对折射率差A〇. 9~1. 2%，所述中心区域的最大 半径1\为5. 0~17. 5ym。
[0043] 所述的芯层折射率分布呈两段连续渐变的幂指数，其分布曲线即折射率n(r)与 半径r的函数关系如下：
[0044]
[0045] 叫为所述光纤芯层的最大折射率，c、k和m是该方程的系数。
[0046] 所述的系数c、k和m满足以下条件：
[0047]
[0048] 且系数c、k和m的取值范围为：m为1. 8~2. 2,c为1. 5~15,k为3~30。
[0049] 所述的包层由内至外依次为内包层、下陷包层和外包层，即在芯层外围依次包覆 内包层、下陷包层和外包层，所述的内包层半径为R2，相对折射率A2为-〇. 03%~0. 03%， 所述的下陷包层半径为R3,相对折射率43为-1%~-〇. 3%，所述的外包层为纯二氧化硅 玻璃层，外包层直径为125ym。
[0050] 差分模时延（DMD)根据IEC60793-1-49方法测得，被测光纤长度均为 1000m± 20%，在被测光纤与光源之间连接一根探针单模光纤，以限制入射被测光纤的光模 式为单模，入射光脉宽小于等于l〇〇ps，光源垂直入射被测光纤端面，沿该端面径向扫描，测 量到达被测光纤输出端最快光脉冲与最慢光脉冲之间的时间差，即为差分模时延。同时，利 用这些DMD数据进行模拟一系列规定输入模式的计算，可得出有效模式带宽（EMB)。
[0051] 宏弯附加损耗根据IEC60793-1-47方法测得，被测光纤按一定直径（如：15mm、 30mm等）绕两圈，然后将圆圈放开，测试打圈前后的光功率变化，以此作为光纤的宏弯附加 损耗。测试时，采用环形通量（EncircledFlux)光注入条件。EncircledFlux光注入条 件可通过以下方法获得：在被测光纤前端熔接一段2m长的普通50ym芯径多模光纤，并在 该光纤中间绕一个25_直径的圈，当满注入光注入该光纤时，被测光纤即为环形通量光注 入。
[0052] 满注入带宽根据IEC60793-1-41方法测得，测试采用满注入条件。
[0053] 图4、图5分别为本发明光纤的实施例3在850nm、900nm窗口的DMD图（对应图3 所示的光纤折射率剖面）。该实施例光纤的芯层外围区域的折射率较中心 区域（0 <r<rx)的a幂指数折射率低，使得图4中光纤芯层边缘的脉冲向左偏移。即在 850nm光源下，边缘减小的折射率分布使得被激发的高阶模比基模更快到达光纤末端。但当 光源变为900nm波长时，图5显示DMD图形几乎竖直排列，即900nm光源在该光纤芯层激发 出的模式几乎同时到达光纤末端。这种适当降低纤芯边缘折射率的改进，能有效调节光纤 芯层受激模式的传播速度，尤其是在较长波长（大于850nm波长）光源的激发下，图2中出 现的纤芯边缘脉冲向右偏移的现象得到改善，有效减小较长波长下的多模光纤模间色散。
[0054] 表1 :光纤的结构及主要性能参数
[0055]
[0056]
【主权项】
1. 一种具有较小模间色散的多模光纤，包括有忍层和包层，其特征在于所述的忍层分 为中屯、区域和外围区域，所述的忍层半径为Ri,所述的中屯、区域为O至r、半径区域，所述的 外围区域为r、至Ri半径区域，其中中屯、区域的折射率按标准a幕指数函数分布，分布指数 a为1.9~2.2,所述的外围区域的折射率分布曲线值部分或全部小于标准a幕指数函数 分布值。2. 按权利要求1所述的具有较小模间色散的多模光纤，其特征在于所述的忍层半径R1 为23~27ym，忍层最大相对折射率差A1为0. 9~1. 2%，所述中屯、区域的最大半径r,为 5. 0 ~17. 5Jim。3. 按权利要求1或2所述的具有较小模间色散的多模光纤，其特征在于所述的忍层折 射率分布为两段连续渐变的折射率分布曲线，其分布曲线即折射率n(r)与半径r的函数关 系如下：ni为所述光纤忍层的最大折射率，n。为纯二氧化娃折射率；C、k和m是该方程的系数。4. 按权利要求3所述的具有较小模间色散的多模光纤，其特征在于所述的系数c、k和 m满足W下条件：且系数C、k和m的取值范围为：m为1. 8~2. 2,C为1. 5~15,k为3~30。5. 按权利要求1或2所述的具有较小模间色散的多模光纤，其特征在于所述的包层由 内至外依次包括内包层、下陷包层和外包层，所述的内包层的半径为Rz,单边径向厚度Rz-Ri 为2. 0~6. 0ym，相对折射率为A2为-0. 03~0. 03% ;所述的下陷包层的半径为R3,单边 径向厚度R3-R2为2. 5~6.0ym，相对折射率为A3为-1.0~-0. 3% ;所述的外包层为纯 二氧化娃玻璃层。6. 按权利要求1或2所述的具有较小模间色散的多模光纤，其特征在于所述光纤 在850nm波长的差分模时延DMD满足W下标准：DMDInnerMask(5-18ym)和DMDOuter Mask(〇-23]im)均小于等于 0.14ps/m;DMDIntervalMask小于等于O.llps/m。7. 按权利要求I或2所述的具有较小模间色散的多模光纤，其特征在于所述光纤的数 值孔径为0. 185~0.215。8. 按权利要求5所述的具有较小模间色散的多模光纤，其特征在于所述光纤在850nm 波长处，W7. 5毫米弯曲半径绕2圈导致的弯曲附加损耗小于0. 2地，甚至达到0. 02地； 在1300nm波长处，W7. 5毫米弯曲半径绕2圈导致的弯曲附加损耗小于0. 5地，甚至达到 0.1地。9. 按权利要求3所述的具有较小模间色散的多模光纤，其特征在于所述光纤在850nm 波长具有 3500MHz-km或 3500MHz-kmW上带宽，在 1300nm波长具有 500MHz-km或 500MHz-kmW上带宽。10.按权利要求3所述的具有较小模间色散的多模光纤，其特征在于所述光纤在850nm波长具有4700MHz-km或4700MHz-kmW上的有效模式带宽；在875nm波长具有3800MHz-km 或3800MHz-kmW上的有效模式带宽；在900nm波长具有3200MHz-km或3200MHz-kmW上 的有效模式带宽；在925皿波长具有3000MHz-km或3000MHz-kmW上的有效模式带宽；在 950nm波长具有2700MHz-km或2700MHz-kmW上的有效模式带宽。
【专利摘要】本发明涉及一种具有较小模间色散的多模光纤，包括有芯层和包层，其特征在于所述的芯层分为中心区域和外围区域，所述的芯层半径为R1，所述的中心区域为0至rx半径区域，所述的外围区域为rx至R1半径区域，其中中心区域的折射率按标准α幂指数函数分布，分布指数α为1.9～2.2，所述的外围区域的折射率分布曲线值部分或全部小于标准α幂指数函数分布值。本发明使所得光纤在850nm波长以上的光源下具有更小的模间色散；不仅能支持单一850nm光源的高性能数据传输，还能支持850nm～950nm波长范围内的波分复用技术，使多模光纤传输容量得到进一步提升，适应了数据流量高速增长的网络需求，对光通信技术的应用具有重要意义。
【IPC分类】G02B6/036
【公开号】CN105204111
【申请号】CN201510713159
【发明人】黄荣, 王润涵, 胡肖, 李鹏, 龙胜亚, 王瑞春, 曹蓓蓓
【申请人】长飞光纤光缆股份有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年10月28日