专利名称：具有改善的弯曲损耗的多模光纤的制作方法
技术领域：
本发明涉及光纤传输领域，并且更具体地说，涉及一种具有降低的弯曲损耗而 数值孔径没有任何显著增加的多模光纤。
背景技术：
在标准构造中，光纤包括光纤芯，其功能是传输并且选择性地放大光信号； 以及光学外包层，其功能是将所述光信号限制在纤芯内。为此，纤芯的折射率η。和包层 的折射率％为使得ne>ng。
折射率分布表示使折射率与光纤的半径相关联的函数的曲线图。在标准构造 中，到光纤中心的距离在χ轴上被示出，径向位置处的折射率和光学外包层的折射率之 间的差在y轴上被示出。通常，折射率分布根据其外形来限定。因此，折射率分布用 “阶跃”、“梯形”、“三角形”或者“阿尔法”的曲线图来描述，这些曲线图分别具有阶梯形、梯形、三角形或者渐变形的形状。这些曲线表示光纤的理论分布或者设定分 布，而光纤制造的约束条件可能导致略微不同的分布。
多模光纤和单模光纤是两种主要的光纤类型。在多模光纤中，对于给定的波 长，多个光学模式沿光纤同时传播，而在单模光纤中更高阶的模式被大大地减弱。
具有“阿尔法”分布的中心纤芯的渐变折射率多模光纤已经被应用多年。它们 的特征已经被详细地描述在 “Multimode theory of graded-core fibres”，D.Gloge et al.， Bell system Technical Journal 1973, pp I563-I578 ( “渐变纤芯光纤的多模理论”，D.Gloge 等，贝尔系统技术杂志，1973，1563-1578页)中，并且被概述在“Comprehensivetheory of dispersion in graded-index optical fibers"， G.Yabre， Journal of LightwaveTechnology， February 2000, Vol.18, No.2, pp 166-177 (渐变折射率光纤中的综合色散理论”，光波 技术杂志，2000年2月，18卷，第2期，166-177页)中。
渐变折射率分布或者阿尔法折射率分布(α)这两个术语是等同的，可以通过某 一点处的折射率值η作为从该点到光纤中心的距离r的函数的关系式来定义
其中，Iltl是多模中心纤芯的最小折射率，通常对应于光学外包层(通常由石英制 成)的折射率。
然而，每个模式都按照可以与有效折射率IW相关联的其本身的传播常数进行传η ~ ην
2ΔC \ r
其中；Ii1是多模纤芯的最大折射率 Γι是多模纤芯的半径；并且In2x3播，有效折射率Iidr是光纤的折射率分布和波长的函数。
图1所示为根据现有技术的α分布光纤的折射率分布。下面的χ轴表示光纤的 半径，左边的y轴表示光纤的α分布的折射率。因此，α分布多模光纤具有旋转对称的 中心纤芯分布，从而在任一径向上折射率的值从光纤的中心向其外周连续地减小。该曲 线图还显示了在光纤中传播的模式。右边的y轴表示传播模式的相对有效折射率，艮口， 模式的有效折射率与光学外包层的折射率之间的差。在上面的X轴上表示的被称为方位 角指数(azimuthaHndex)的基准点对应于各个模式。通常，各个模式在曲线图的横向上 以可见模式群集合在一起。例如，所示的光纤包括18个模式群。
光纤的数值孔径(NA)由下列表达式来定义
权利要求
1.一种多模光纤，从中心到外周包括中心纤芯、内包层、凹陷槽和光学外包层，其中-所述中心纤芯的半径为^，并且相对于所述光学外包层具有阿尔法折射率分布； -所述内包层的半径为r2，并且与所述光学外包层的折射率差为Δη2; _所述凹陷槽的宽度为Wt，并且相对于所述光学外包层的折射率差为Atv其特征在于所述阿尔法折射率分布的中心纤芯的端部与所述光学外包层之间的折射率差为零， 并且其中，所述凹陷槽的体积V在_40μιη和-30μιη之间，所述体积由表达式V = 1OOOXWtX Ant 来定义。
2.根据权利要求1所述的光纤，其中，相对于具有相同折射率分布而不具有凹陷槽的 光纤，所述光纤的数值孔径的增加小于0.010。
3.根据前述权利要求中任一项所述的光纤，其中，所述凹陷槽相对于所述光学外包 层的折射率差Ant在-6Χ 10_3和-15Χ 10_3之间。
4.根据前述权利要求中任一项所述的光纤，其中，所述凹陷槽相对于所述光学外包 层的折射率差Ant在-7Χ 10_3和-IOX 10_3之间。
5.根据前述权利要求中任一项所述的光纤，其中，所述凹陷槽的宽度Wt小于 4.5 μ m，优选地大于1.5 μ m以至大于2 μ m。
6.根据前述权利要求中任一项所述的光纤，其中，所述内包层的半径r2与所述中心 纤芯的半径A之间的差在0 μ m禾Π 5 μ m之间。
7.根据权利要求6所述的光纤，其中，所述内包层的半径r2与所述中心纤芯的半径^ 之间的差是0 μ m,并且其中所述凹陷槽与所述中心纤芯直接接触。
8.根据前述权利要求中任一项所述的光纤，其中，所述中心纤芯的直径为 62.5 μ m士 3 μ m，并且数值孔径为 0.275 士0.015。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的光纤，其中，所述中心纤芯的直径为 50 μ m士 3 μ m，并且数值孔径为0.2 士0.015。
10.根据前述权利要求中任一项所述的光纤，相对于具有相同折射率分布而不具有凹 陷槽的光纤，在波长850nm时绕15mm的曲率半径两圈的弯曲损耗至少降低40%。
11.根据前述权利要求中任一项所述的光纤，相对于具有相同折射率分布而不具有凹 陷槽的光纤，在波长850nm时绕IOmm的曲率半径两圈的弯曲损耗至少降低30%。
12.根据前述权利要求中任一项所述的光纤，相对于具有相同折射率分布而不具有凹 陷槽的光纤，在波长850nm时绕7.5mm的曲率半径两圈的弯曲损耗至少降低20%。
13.根据前述权利要求中任一项所述的光纤，相对于具有相同折射率分布而不具有凹 陷槽的光纤，在波长850nm时绕5mm的曲率半径两圈的弯曲损耗至少降低20%。
全文摘要
本发明涉及一种具有改善的弯曲损耗的多模光纤，包括中心纤芯，其半径为r1并且相对于光学外包层具有阿尔法折射率分布；内包层，其半径为r2并且相对于光学外包层的折射率差为Δn2；以及凹陷槽，其宽度为Wt并且相对于光学外包层的折射率差为Δnt。所述光纤的特征在于，阿尔法折射率分布的中心纤芯的端部与光学外包层之间的折射率差为零，并且凹陷槽的体积V在-40μm和-30μm之间，所述体积由表达式V＝1000×Wt×Δnt来定义。
文档编号G02B6/036GK102023333SQ201010520130
公开日2011年4月20日 申请日期2010年9月9日 优先权日2009年9月9日
发明者丹尼斯·莫林, 皮埃尔·西亚尔 申请人:德雷卡通信技术公司