專利名稱：色散斜率補償光纖的制作方法
本申請要求申請于2000年5月31日的美國臨時專利申請60/208,342和2000年7月13日的美國臨時專利申請60/217,967的優(yōu)先權(quán)利益。
另一種色散補償方法包括在鏈路光纜中使用正和負(fù)色散光纖。各個光纜能夠都包含正和負(fù)總色散波導(dǎo)光纖，或采用只有正色散的光纜與只有負(fù)色散的光纜一起組成鏈路。這個補償方法避免了補償組件的缺點但是必然使系統(tǒng)的安裝和保養(yǎng)復(fù)雜化。那就是，特定光纜或光纜中光纖的色散符號在安裝中必需是相同的。而且，替換光纜的總量將會超過標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)所需的總量，這是因為在保養(yǎng)有效總量時色散符號是一個必須考慮的附加變量。
最近，人們發(fā)展了另一種色散補償技術(shù)，它與具有總色散和總色散斜率的特殊光波導(dǎo)光纖結(jié)合在一起。也就是，總色散對總色散斜率的比率，κ，對傳輸光纖對補償光纖有相同的值。在美國臨時申請S.N.60/217,967中討論了這類光纖，通過引用作為一個基本合并于此。
對于采用鏡象光纖的遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)是補償被認(rèn)為是良好的，因為在端部對端部的包括一根傳輸光纖和一根補償光纖全長的積累色散在工作的波長范圍中為零。這樣的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了能夠使光纖中的信號通過總色散為零或接近零的一段非常長的距離。
但是，在某些應(yīng)用中需要使用1∶1的傳輸光纖對色散補償光波導(dǎo)光纖的長度比率，就如某些鏡象光纖的情況，但還是保持了非零局部色散來避免由于四波混頻和交叉相位調(diào)制導(dǎo)致的色散惡化。在這個情況下，就需要鏡象總色散斜率但不鏡象傳輸光纖總色散的補償波導(dǎo)光纖。
另外，可能因為要考慮補償光纖的有效面積或衰減，希望使用不等于1∶1的長度比率，例如1.5∶1或2∶1的長度比率，其中較長的長度一般是指傳輸光纖的長度。
因此，需要有設(shè)計得滿足由各種系統(tǒng)的性能需求而產(chǎn)生的各種補償形式的色散補償光波導(dǎo)光纖與所需傳輸一起來補償光纖長度比率。定義下面的定義符合在本技術(shù)領(lǐng)域中的通用用法。
-折射率分布是折射率或相對折射率與波導(dǎo)光纖半徑間的關(guān)系。
-分段纖芯是指分成至少第一和第二波導(dǎo)光纖纖芯部分或分段的纖芯。各部分或分段沿著特定的徑向分布，并且基本上關(guān)于波導(dǎo)光纖中心線對稱，而且有相應(yīng)的折射率分布。
-纖芯的分段半徑是根據(jù)在分段的相關(guān)起始點和終止點的相關(guān)折射率來定義的。
用于本文的半徑定義是在其附圖和討論中陳述。
-波導(dǎo)光纖的總色散，有時稱作色散，是材料色散，波導(dǎo)色散，和內(nèi)部模式色散的總和。在單模光纖情況下，內(nèi)部模式色散為零。
-總色散通常使用的符號約定如下所述。如果在波導(dǎo)中較短的波長信號比較長的波長信號傳輸?shù)每欤瑒t總色散稱作為正。相反地，在負(fù)總色散波導(dǎo)中，長波長的信號傳輸較快。
-有效面積是Aeff＝2π(∫E2rdr)2/(∫E4rdr)，其中積分區(qū)間從0到∞，并且E是在波導(dǎo)中有關(guān)傳輸光的電場。
-相對折射率百分比Δ%=100×(ni2-nc2)/2ni2,]]>其中ni是在區(qū)域i中最大的折射率，除非另有說明，nc是包層區(qū)域的平均折射率。在那些例子中分段折射率小于包層區(qū)域的平均折射率，折射率百分比是負(fù)的并且在一個其折射率為最負(fù)的點進行計算除非另有說明。
-術(shù)語α-分布稱作折射率分布，用Δ(b)％表示，其中b是半徑，符合下面方程，Δ(b)％＝Δ(b0)(1-[|b-b0|/(b1-b0)]α)，其中b0是Δ(b)％為最大的點，b1是Δ(b)％為0的點，并且b在b1≤b≤bf的范圍中，其中Δ是在上面定義的，bi是α分布的開始點，bf是α分布的終結(jié)點，并且α是實數(shù)指數(shù)。
-波導(dǎo)光纖遠(yuǎn)程通信鏈路，簡稱為鏈路，由光信號發(fā)送機，光信號接收機和有光學(xué)耦合到發(fā)送機和接收機各自端部以傳輸其中信號光的一段波導(dǎo)光纖組成。這段波導(dǎo)光纖能夠由多段在端面和端面間熔接連接在一起的較短光纖串接組成。鏈路能夠包括附加的光學(xué)元件，諸如光放大器，光衰減器，光開關(guān)，光學(xué)濾光器或復(fù)用或解復(fù)用裝置?？梢园岩唤M內(nèi)部互連的鏈路表示成遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)。
-針陣列彎曲測試，用于比較波導(dǎo)光纖在彎曲時的相對阻力。為了進行這個測試，對一基本上沒有誘導(dǎo)彎曲損耗的波導(dǎo)光纖作作了衰減測量。然后繞針陣列擺動波導(dǎo)光纖，并再一次測量衰減。由彎曲誘導(dǎo)的損耗一般用dB為單位來表示，是兩次衰減測量間的差。針陣列是一組布置在單一行中并且在平表面上固定約束在垂直位置中的十個圓柱形針。針中心到中心間的間距是5mm。針直徑是0.67mm。使波導(dǎo)光纖沿著相鄰針的相反側(cè)通過。在測試中，將波導(dǎo)光纖放置在一個正好足以使波導(dǎo)適應(yīng)針外圍部分的張力下。該測試適合波導(dǎo)光纖的常量彎曲阻力。
-在這里引用的另一個彎曲測試是橫向負(fù)載測試。在這個測試中，在兩個平板間放置指定長度的波導(dǎo)光纖。在其中一個平面上連接#70的金屬絲篩網(wǎng)絲。在平板間夾入已知長度的波導(dǎo)光纖并且當(dāng)平板由30牛頓的壓力同時施壓時測量參考衰減。接著施加70牛頓的力到平板上從而測量到在衰減上的增加一般用dB/m為單位表示。衰減的增加是該波導(dǎo)的橫向負(fù)載衰減。
-在這里引用的另一個彎曲測試是芯軸纏繞測試。測量通過繞芯軸纏繞光波導(dǎo)光纖產(chǎn)生的衰減。標(biāo)準(zhǔn)的測試條件包括繞著75mm直徑芯軸纏繞100圈波導(dǎo)光纖和圍繞32mm直徑芯軸纏繞一圈波導(dǎo)光纖。能夠使用諸如50mm直徑或20mm直徑的其它芯軸尺寸。繞芯軸纏繞誘導(dǎo)的衰減一般用dB表示。
在本發(fā)明這第一個方面的實施例中，總色散對總色散斜率的比率κ的范圍從225到375。
本發(fā)明的第二個方面是一種色散補償光波導(dǎo)光纖，它的纖芯區(qū)域包括有外部半徑r0的中心分段和圍繞中心分段的有外部半徑r1的環(huán)形分段。色散補償光纖的總色散范圍從-12ps/nm-km到-35ps/nm-km，總色散斜率的范圍從-0.04ps/nm2-km到-0.11ps/nm2-km。中心分段的外部半徑r0與第一環(huán)形分段的外部半徑r1的比率由表達式0.4＜r0/r1≤0.6所限定。
在根據(jù)表發(fā)明這方面的波導(dǎo)光纖實施例中，衰減和偏振模式色散與上面本發(fā)明第一方面中闡述的一樣。
在本發(fā)明第二方面的另一個實施例中，較適宜的半徑比率由表達式0.4＜r0/r1≤0.55所限定。
本發(fā)明的第三方面是一種色散補償光波導(dǎo)光纖，它有由包層包圍的纖芯區(qū)域，纖芯區(qū)域包括中心分段和連續(xù)地圍繞中心分段的三個環(huán)形分段。術(shù)語圍繞是指纖芯區(qū)域的連續(xù)分段與他們的最近鄰接觸。例如，第一環(huán)形分段在它的內(nèi)部表面與與中心分段相鄰接并且在它的外部表面與第二環(huán)形分段相鄰接。各個分段的特征在于如附圖和詳細(xì)描述所限定的內(nèi)部和外部半徑，折射率分布和折射率百分比。如定義部分所述，除非另有說明，相對折射率百分比代表了特定分段相對折射率的最大量值。該分段的結(jié)構(gòu)在1550nm波長提供了總色散范圍從-12ps/nm-km到-35ps/nm-km，總色散斜率的范圍從-0.04ps/nm2-km到-0.11ps/nm2-km。第三環(huán)形分段的特征還在于寬度w3和中心半徑rc。參數(shù)w3，rc和第一環(huán)形分段r1的外部半徑間的關(guān)系是rc-w3/2＞r1+0.5μm。在較適宜的實施例中，三個參數(shù)間的關(guān)系是rc-w3/2＞r1+1.0μm。第三環(huán)形分段最大折射率的安排和范圍是提供根據(jù)本發(fā)明光波導(dǎo)光纖的所需特性的關(guān)鍵參數(shù)。
本發(fā)明的第四方面是一種色散補償光波導(dǎo)光纖，它有已選擇好的纖芯區(qū)域分布和包層分布，以在波長為1550nm處提供其總色散范圍從-12ps/nm-km到-35ps/nm-km，總色散斜率的范圍從-0.04ps/nm2-km到-0.11ps/nm2-km，并且對彎曲損耗的阻力表征為當(dāng)光纖在50mm直徑芯軸上纏繞100圈時，在1310nm的誘導(dǎo)衰減小于0.05dB并且在1550nm小于0.10dB；當(dāng)光纖在32mm直徑芯軸上纏繞1圈時，在1550nm的誘導(dǎo)衰減小于0.50dB；當(dāng)光纖在75mm直徑芯軸上纏繞100圈時，在1625nm的誘導(dǎo)衰減小于0.50dB；在橫向負(fù)載測試中的誘導(dǎo)衰減小于1.0dB/m；當(dāng)光纖配置在針陣列彎曲測試中時，誘導(dǎo)衰減小于8dB。
根據(jù)本發(fā)明這個方面的光波導(dǎo)光纖實施例中，在針陣列彎曲測試中的誘導(dǎo)衰減小于7dB并且較適宜的是小于4dB。在橫向負(fù)載彎曲中的誘導(dǎo)衰減較適宜的是小于0.75dB/m。
本發(fā)明的第五個方面是一種色散補償光波導(dǎo)光纖，它在1550nm波長有總色散的范圍從-12ps/nm-km到-35ps/nm-km，總色散斜率的范圍從-0.04ps/nm2-km到-0.11ps/nm2-km，并且在1550nm波長的有效面積不小于23μm2。在本發(fā)明這個方面的較佳實施例中，有效面積不小于25μm2。有效面積更適宜的是不小于從28μm2到30μm2范圍中的值。
根據(jù)本發(fā)明五個方面中的任意一個方面的實施例，纖芯區(qū)域包括的中心分段，它有相對折射率百分比Δ0％的范圍從0.8％到1.7％，內(nèi)部半徑為零和外部半徑r0的范圍從2.4μm到3.2μm，圍繞中心分段的第一環(huán)形分段的相對折射率百分比Δ1％的范圍從-0.28％到-0.45％，內(nèi)部半徑r0和外部半徑r1的范圍從5.0μm到6.7μm，并且圍繞第一環(huán)形分段的第二環(huán)形分段的相對折射率百分比Δ3％的范圍從0.235％到0.55％，外部半徑r3的范圍從7.5μm到11.0μm，中心半徑rc的范圍從7.0μm到9.6μm，并且寬度w3的范圍從0.8μm到3.0μm。另外，這個實施例能夠進一步包括圍繞第一環(huán)形分段的第三環(huán)形分段，其相對折射率百分比Δ2％的范圍從零到0.15％，內(nèi)部半徑r1和外部半徑r2的范圍從5.9μm到8.0μm。這個實施例的較佳結(jié)構(gòu)為中心分段是α分布并且α的范圍從0.8到3.5。
可以理解在上述發(fā)明內(nèi)容中的本發(fā)明的各個五個方面中闡述的有效面積大于23μm2，較適宜的是大于25μm2，并且更適宜的是大于范圍從28μm2到30μm2的值。還有如本發(fā)明第四個方面所述的在彎曲下誘導(dǎo)的衰減。在1550nm波長的衰減小于0.25dB/km并且較適宜的是小于0.22dB/km而且偏振模式色散小于1.0ps/km1/2，較適宜的是小于0.05ps/km1/2，并且更適宜的是小于0.01ps/km1/2。比率κ的范圍從225nm到375nm。
在下面的詳細(xì)描述中將闡述本發(fā)明另外的附圖和優(yōu)點，通過那個描述，那些普通技術(shù)人員將對本發(fā)明有所了解，或通過實施這里描述的本發(fā)明認(rèn)識下面的詳細(xì)描述，權(quán)利要求，和附圖。
要知道上面的一般描述和下面的詳細(xì)描述只是本發(fā)明的示范性的內(nèi)容，其目的是為理解本發(fā)明所提出權(quán)利要求的特征和特性而提供概貌或框架。所包含的附圖提供了對本發(fā)明的進一步理解，結(jié)合在內(nèi)并構(gòu)成本發(fā)明說明書的一部分。附圖示出了本發(fā)明的各種實施例，并且和描述一起用于解釋本發(fā)明的原理和操作。
圖8是對在圖5-7中體現(xiàn)的相對折射率分布的積累色散對波長的曲線圖。


圖10是在圖9中體現(xiàn)的將傳輸光纖與補償光纖比較的總色散對波長的曲線圖。
圖15是對于由圖14示出的本發(fā)明實施例的總色散斜率對總色散的圖表。
在圖2中示出的分段纖芯折射率的分布有類似于圖1所示分布的中心分段12，第一環(huán)形分段14，和第二環(huán)形分段18。在分段12和14接合點并在分段14最小點處的彎成圓形是明顯的，這是由于發(fā)生在相對折射率比較突然地改變處的雜質(zhì)擴散，也就是，在雜質(zhì)濃度的較為突然地改變處。第三環(huán)形分段16與如圖1所示的分段纖芯實施例的第三環(huán)形分段16作比較，在相對折射率百分比上是較低的并變寬了。在下面例1中可見到在分段中這些改變的影響。
在圖3中示出的補償波導(dǎo)光纖實施例，除了第一環(huán)形分段14的底部是平坦的外也類似于圖1。這個變化的影響也在下面的例1中闡述。
在圖4中示出的補償波導(dǎo)光纖的實施例，除了相對圖3中的第三環(huán)形分段外，第三環(huán)形分段16的底部是平坦的類似于圖3所示的。
這樣，圖1-4的折射率分布的比較檢驗用于示出第三環(huán)形分段16的變寬和變平坦，以及在圖1和2中第一環(huán)形分段14的底部13的平坦化的效果。
在圖1-4中示出的各個分布的結(jié)構(gòu)參數(shù)在下面范圍中選取-中心分段12的相對折射率百分比Δ0％的范圍從1.0％到1.2％，并且半徑2，r0的范圍從2.6μm到3.0μm；-第一環(huán)形分段14相對折射率百分比Δ1％的范圍從-0.35％到-0.42％，并且半徑4，r1的范圍從5.2μm到5.8μm；-第二環(huán)形分段18相對折射率百分比Δ2％的范圍從0到0.08％，并且內(nèi)部半徑等于r1，外部半徑6，r2的范圍從5.9μm到6.7μm；以及-第三環(huán)形分段16相對折射率百分比Δ3％的范圍從0.25％到0.55％，內(nèi)部半徑r2，中心半徑8，rc的范圍從7.0μm到7.9μm，寬度w3的范圍從1.0μm到2.0μm，并且外部半徑10，r3的范圍從7.5μm到7.6μm。
例1根據(jù)如圖1-4所示的相對折射率百分比對半徑的曲線對分布作模擬。在表1中闡述了四個分布的結(jié)構(gòu)參數(shù)。參考圖1和圖2，與相對折射率百分比的標(biāo)準(zhǔn)定義一致，相對折射率百分比Δ％作為具有斜升到分段14的點13處，如上所定義的，相對折射率值的最大數(shù)值來表述?？梢岳斫猓谒械睦又?，計算機模型需要考慮分段的形狀。在表1中示出的斜線值只是為了比較的目的。
表1
在表2中闡述了使用表1參數(shù)模擬的光波導(dǎo)光纖的特性。
表2
對第三環(huán)形分段16的擴寬和平坦化的主要效果是減小κ，增加總色散斜率，并且增加光纖截止波長。“光纖截止”波長通常是高于所測量的或以光纜形式模似的光纖截止波長200nm到400nm。在表2中闡述的各個截止波長因而滿足將要在使用系統(tǒng)的操作條件。這四個實施例在與其它補償光纖設(shè)計比較起來，各自的衰減非常低并且有效面積比較高。針陣列彎曲損耗與一般規(guī)定小于8.0dB/m的標(biāo)準(zhǔn)的階躍折射率光波導(dǎo)光纖相比較起來是有利。橫向負(fù)載彎曲誘導(dǎo)損耗也很低?？偵偵⑿甭实谋嚷师手?，與有典型值在270nm到320nm范圍內(nèi)的高性能傳輸光纖的κ值符合得很好。
根據(jù)本發(fā)明的另一個補償光波導(dǎo)光纖的實施例有分段纖芯結(jié)構(gòu)范圍如下-中心分段12相對折射率百分比Δ0％的范圍從0.8％到1.05％，并且半徑2，r0的范圍從2.5μm到3.2μm；-第一環(huán)形分段14相對折射率百分比Δ1％的范圍從-0.34％到-0.42％，并且半徑4，r1的范圍從5.4μm到6.0μm；-第二環(huán)形分段18相對折射率百分比Δ2％的范圍從0到0.05％，并且內(nèi)部半徑等于r1外部半徑6，r2的范圍從6.6μm到7.5μm；-第三環(huán)形分段16相對折射率百分比Δ3％的范圍從0.38％到0.5％，并且內(nèi)部半徑r2，中心半徑8，rc的范圍從7.6μm到8.2μm，寬度20，w3的范圍從0.93μm到1.70μm，并且外部半徑10，r3的范圍從8.3μm到9.0μm。例2在圖5-7中示出就在上述范圍中結(jié)構(gòu)參數(shù)的分段光波導(dǎo)光纖的特定實施例。在表3中闡述了這些有關(guān)分布的參數(shù)值。
表3
在表4中闡述了使用表3參數(shù)模擬的光波導(dǎo)光纖的特性。
表4
在這個例子中的各個折射率分布設(shè)計展示了在保持了極佳的衰減值和合適的截止波長時的所需總色散和總色散斜率。有效面積與其它補償光波導(dǎo)光纖設(shè)計的有效面積，相比較起來是相對高的，它在1550nm一般有大約25μm2的有效面積。在圖6中第三環(huán)形分段16的變窄和向內(nèi)位移產(chǎn)生了較高的針陣列彎曲誘導(dǎo)損耗。但是，模擬損耗仍小于在標(biāo)準(zhǔn)階躍折射率光纖中所規(guī)定的損耗。
符合在表3中闡述參數(shù)制作的光波導(dǎo)光纖顯著特點是，除如表4示出的操作參數(shù)外，光纖提供了對延伸波長范圍的補償。在圖8中示出了這個延伸的波長范圍性能，并且在下面的例子中描述。例3采用50km傳輸光波導(dǎo)光纖形成了光波導(dǎo)光纖全長(span)，(在1550nm的總色散為18.7ps/nm-km，在1550nm的有效面積范圍為80到110μm2，并且在1550nm的總色散斜率為0.06ps/nm2-km，)被光耦合到根據(jù)在圖5-7中示出的一個實施例和由例2描述來制作的50km補償光纖上。
參考圖8，曲線30是對其中補償光纖是根據(jù)在圖5給出的折射率分布制作的全長的累積總色散對波長的曲線圖。累積色散定義為對全長中各個光纖的總色散乘以長度的總和。對于采用圖5中補償光纖的全長，在1550nm的累積總色散是(50km×18.7ps/nm-km)+(50km×〔-16ps/nm-km〕)＝135ps/nm。圖8中，波長范圍從大約1525nm到1575nm中的曲線30示出的累積色散范圍大約130ps/nm+/-5ps/nm。從大約1580nm到1625nm的較高波長窗口中的全長特性超出了這個范圍，但還是能為某些通信系統(tǒng)所接受。概括在圖5中的光纖對具有遍布在至少1525nm到1575nm范圍的位置波分復(fù)用系統(tǒng)提供補償，在一些例子中，對使用波長高達1625nm的系統(tǒng)作適當(dāng)?shù)难a償。
使用圖6的補償光波導(dǎo)光纖實施例制作的相同的長全再一次提供了如曲線40所示的從1525nm到1625nm的波長范圍中的補償。這個全長提供了在1525nm到1575nm波長范圍內(nèi)的127ps/nm+/-3ps/nm的累積色散，在1525nm到1600nm波長范圍內(nèi)的125ps/nm+/-5ps/nm的累積色散，在1625nm波長的累積色散只有降到115ps/nm。因此，根據(jù)圖6的實施例制作的光纖與圖5中實施例相比較提供了改進的補償。
采用根據(jù)圖7制作的補償光纖實施例的相同的全長對如在圖8中曲線50中所示的從1525nm到1625nm的整個波段提供基本上相等的補償。在這個全長的實施例中，對具有波長覆蓋1525nm到1625nm整個波段的信道，其累積色散為135ps/nm+/-5ps/nm。
全長的三個實施例對在延伸波長范圍中操作的信道提供基本相等的補償。在廣闊波長范圍中的這類補償用于使實現(xiàn)高數(shù)據(jù)率，長通信距離，波分復(fù)用遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)。
在這里描述的任意光纖能夠用在光纖鏈路中同樣本身也可以用于遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)中，諸如，多信道WDM系統(tǒng)。在這里揭示的光纖較佳地用于光纜鏈路，也就是說它們不可以用于色散補償組件。
在較佳的實施例中，在這里的光纖與階躍折射率單模光纖一起使用于光纖鏈路中，它展示了在1550nm波長的正色散和大于70平方微米的有效面積，更適宜的是大于80平方微米，最適宜的是大于90平方微米，這即在美國臨時申請60/254,909和60/276,350中所揭示的，兩者都作為一個整體引用合并于此。在一個特別的較佳實施例中，光纖鏈路位于一對一端有大的有效面積的摻鉺光纖放大器之間，正色散光纖位于放大器輸出端而其余的則光學(xué)耦合到本發(fā)明的色散補償光纖上。在最高光功率處放置有效面積大的光纖，使諸如鏈路中的交叉相位調(diào)制和四波混頻的非線性效應(yīng)減到最小。在另一個較佳的實施例中，光纖鏈路位于一對能夠在正向進行摻鉺光纖放大和在反向進行拉曼放大的混合放大器之間。位于兩個放大器之間的鏈路包括位于兩段大有效面積，正色散光纖之間的一段本發(fā)明的色散補償光纖。將有效面積大的光纖放置到光纖鏈路的兩端使由摻鉺光纖放大器放大的信號便于傳輸并且便于由拉曼抽運放大器對信號進行拉曼抽運。在鏈路中使用的兩段正色散光纖較佳的有比較相等的長度。
本發(fā)明實施例包含的色散補償光波導(dǎo)光纖的總色散特性為，總色散范圍從-12ps/nm-km到-22ps/nm2-km，總色散斜率的范圍從-0.04ps/nm2-km到-0.08ps/nm2-km，并且有效面積大于25μm2，相應(yīng)的分布結(jié)構(gòu)是分段纖芯，它有中心分段，其相對折射率百分比Δ0％的范圍從0.80％到1.20％，內(nèi)部半徑為零并且外部半徑r0的范圍從2.5μm到3.2μm；圍繞著中心分段的第一環(huán)形分段，其相對折射率百分比Δ1％的范圍從-0.30％到-0.44％，內(nèi)部半徑r0和外部半徑r1的范圍從5.25μm到6.4μm；以及圍繞著第一環(huán)形分段的第二環(huán)形分段，其其相對折射率百分比Δ3％的范圍從0.27％到0.5％，外部半徑r3的范圍從7.7μm到11.0μm，中心半徑rc的范圍從7.0μm到9.6μm，和寬度w3的范圍從0.9μm到3.0μm。通常，分布結(jié)構(gòu)還包括圍繞著第一環(huán)形分段的第三環(huán)形分段，其相對折射率百分比Δ2％的范圍從0到0.1％，內(nèi)部半徑r1和外部半徑r2的范圍從6.0μm到7.85μm。
這個結(jié)構(gòu)的一個實施例的中心分段為α分布并且α的范圍從1.0到2.2，和Δ0％的范圍從1.0％到1.2％。
在這個結(jié)構(gòu)的另一個實施例中，中心分段是α分布并且α的范圍從2.2到3.5，Δ0％的范圍從0.8％到1.0％，有效面積大于30μm2。
對于剛才所述的本發(fā)明實施例，κ值的范圍從250nm到350nm。
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的光波導(dǎo)光纖的又一實施例。在這個實施例中，結(jié)構(gòu)參數(shù)的范圍是-中心分段12的相對折射率百分比Δ0％的范圍從1.4％到1.6％，并且半徑2r0的范圍從2.6μm到3.0μm；-第一環(huán)形分段14相對折射率百分比Δ1％的范圍從-0.28％到-0.36％，并且半徑4，r1的范圍從5.1μm到6.0μm；-第二環(huán)形分段18的相對折射率百分比Δ2％的范圍從0到0.05％，內(nèi)部半徑等于r1，并且外部半徑6，r2的范圍從6.3μm到7.7μm；以及-第三環(huán)形分段16的相對折射率百分比Δ3％的范圍從0.235％到0.4％，內(nèi)部半徑r2，中心半徑8，rc的范圍從7.5μm到8.5μm，寬度20的，W3范圍從1.8μm到2.4μm，并且外部半徑10，r3的范圍從8.5μm到9.5μm。例4在圖9中示出并且在表5中闡述了有上述范圍中結(jié)構(gòu)參數(shù)的分段纖芯光波導(dǎo)光纖的特定實施例。
表5
在表6中闡述了使用表5參數(shù)模擬的光波導(dǎo)光纖的特性。
表6
在這個實施例中，在針陣列彎曲損耗中的衰減也是極好的。相對在前面描述和揭示的實施例有效面積的減小能夠減小其影響，因為這個補償光纖能夠使用的長度比率是1.5∶1。傳輸光纖的有效面積越高，在整個范圍長度上制造的分段部分越大。與采用傳輸光纖長度與補償光纖長度的1∶1比率范圍的比較，例4中的補償光纖中傳輸?shù)男盘栐谶M入到補償光纖后，將在功率上降低，從而減小了相對較低有效面積的影響。
符合例4的總色散對補償光纖波長的曲線圖以曲線60在圖10中示出。曲線70是對有很大有效面積的傳輸光纖作出曲線的總色散對波長的曲線圖，通常大于100μm2。這個傳輸光纖也展示了所需的低衰減并且有正的總色散和總色散斜率。在美國臨時申請S.N.60/254,909和美國臨時申請60/276,350中揭示和描述了這樣的傳輸光纖，作為一個整體，在這里引用合并地此。
為了將傳輸光纖曲線70與補償光纖曲線60相比較，對補償光纖的總色散絕對值作圖。曲線60被移到符合補償光纖為之設(shè)計的1.5∶1的長度比率的較低總色散值。在1530nm到1620nm的波長范圍，曲線60和70基本上符合，在波長范圍的較高端產(chǎn)生了小于0.2ps/nm-km的最大偏移。
對于符合例4的由60千米傳輸光纖和40千米補償光纖組成的100千米光波導(dǎo)光纖，在1530nm到1620nm范圍各個波長的補償?shù)扔?ps/nm之內(nèi)。因為曲線60和70交錯，對整個波長范圍的補償平均差別小于8ps/nm。
可以理解在這里揭示和描述的范圍可以用于相互光連接來形成遠(yuǎn)程通信鏈路，它包括了發(fā)送器和接收器并且通常能夠包括各種其它的元件，諸如光放大器，耦合器，抽運激光器，波分復(fù)用裝置，和電光再生器。
本發(fā)明實施例包含的色散補償光波導(dǎo)光纖的總色散范圍從-24ps/nm-km到-35ps/nm-km，總色散斜率的范圍從-0.08ps/nm2-km到-0.11ps/nm2-km，有效面積大于25μm2，并且針陣列彎曲損耗小于7dB，分布結(jié)構(gòu)包括的分段纖芯區(qū)域為中心分段的相對折射率百分比范圍從1.4％到1.7％，內(nèi)部半徑為零，外部半徑r0的范圍從2.6μm到3.0μm；圍繞著中心分段的第一環(huán)形分段，其相對折射率百分比的范圍從-0.28％到-0.36％，內(nèi)部半徑r0和外部半徑r1的范圍從5.1μm到6.0μm；以及圍繞著第一環(huán)形分段的第二環(huán)形分段，其相對折射率百分比的范圍從0.235％到0.4％，中心半徑的范圍從7.5μm到8.5μm，外部半徑的范圍從8.5μm到9.5μm，和寬度w3的范圍從1.5μm到2.5μm。
色散補償光波導(dǎo)光纖的這個實施例通常在能夠包括第三環(huán)形分段，它包圍第一環(huán)形分段，其相對折射率百分比的范圍從0到0.05％，內(nèi)部半徑r1和外部半徑r2的范圍從6.3μm到7.7μm。
這個實施例的中心分段為α分布并且α的范圍從0.8到1.2。
對于剛才所述的本發(fā)明實施例，典型的κ值范圍從275nm到375nm。例5圖11示出了本發(fā)明的另一的實施例。在這個實施例中，在1550nm波長的模擬波導(dǎo)光纖特性為總色散為-18.7ps/nm-km，總色散斜率為-0.059ps/nm2-km，衰減為0.217dB/km，有效面積31.6μm2，截止波長1777nm，針陣列彎曲誘導(dǎo)衰減為3.8dB，橫向負(fù)載彎曲誘導(dǎo)衰減為0.59dB/m，并且κ值為317。
折射率分布的特征為Δ0％為0.86％，r0為2.73μm，Δ1％為-0.36％，r1為5.9μm，Δ2％為0，r2為6.65μm，Δ3％為0.3％，rc為7.94μm，w3為1.91μm，并且r3為8.89。例6圖12示出本發(fā)明的另一實施例。在這個實施例中，在1550nm的模擬波導(dǎo)光纖特性為總色散為-16.3ps/nm-km，總色散斜率為-0.058ps/nm2-km，衰減為0.213dB/km，有效面積29.9μm2，截止波長1702nm，針陣列彎曲誘導(dǎo)衰減為1.15dB，橫向負(fù)載彎曲誘導(dǎo)衰減為0.26dB/m，并且κ值為280。
折射率分布的特征為Δ0％為1.08％，r0為3.03μm，Δ1％為-0.32％，r1為5.3μm，Δ2％為0，r2為7.8μm，Δ3％為0.27％，rc為9.45μm，w3為2.72μm，并且r3為10.8。例7圖13示出本發(fā)明的另一實施例。在這個實施例中，在1550nm的模擬波導(dǎo)光纖特性為總色散為-16.3ps/nm-km，總色散斜率為-0.059ps/nm2-km，衰減為0.214dB/km，有效面積27.1μm2，截止波長1891nm，針陣列彎曲誘導(dǎo)衰減為0.87dB，橫向負(fù)載彎曲誘導(dǎo)衰減為0.27dB/m，并且κ值為275。
折射率分布的特征為Δ0％為1.2％，r0為2.94μm，Δ1％為-0.32％，r1為5.9μm，Δ2％為0，r2為7.3μm，Δ3％為0.29％，rc為8.7μm，w3為2.33μm，并且r3為9.86μm。
在圖14中示出的本發(fā)明實施例的特征是，中心分段的相對折射率百分比范圍從0.6％到1.2％，較佳為0.8％到1.2％，第一環(huán)形分段的相對折射率百分比范圍為-0.32％到-0.50％，較佳為-0.4％到-0.45％，并且第二環(huán)形分段的相對折射率百分比范圍從0.28％到0.35％。這個實施例的各個半徑為，對于中心分段，內(nèi)部半徑為0并且外部半徑r0的范圍從2.20μm到2.70μm，對于第一環(huán)形分段，內(nèi)部半徑r0和外部半徑r1的范圍從5.4μm到6.2μm，對于第二環(huán)形分段，內(nèi)部半徑r1和外部半徑r2的范圍從7.1μm到7.9μm，對于第三環(huán)形分段，內(nèi)部半徑r2和中心半徑的范圍從7.6μm到8.4μm，寬度w3的范圍從0.8μm到1.2μm，并且外部半徑r3的范圍從8.2μm到8.8μm。
在上面描述的符合圖14的實施例中，第二環(huán)形分段包括的向上的中凹曲線，從r1開始并且平滑地連接到在r2的第三環(huán)形分段。能夠選擇第三環(huán)形分段為α分布并且α值的范圍從0.8到2.1。例8圖16示出本發(fā)明的另一實施例。在這個實施例中，在1550nm的模擬波導(dǎo)光纖特性為總色散為-29.55ps/nm-km，總色散斜率為-0.086 ps/nm2-km，衰減為0.219dB/km，有效面積27.96μm2，截止波長1520nm，針陣列彎曲誘導(dǎo)衰減為4.73dB，橫向負(fù)載彎曲誘導(dǎo)衰減為0.57dB/m，并且κ值為343。
折射率分布的特征為Δ0％為1.24％，r0為2.65μm，Δ1％為-0.345％，r1為5.14μm，Δ2％為0，r2為6.45μm，Δ3％為0.243％，rc為7.98μm，w3為2.09μm，并且r3為9.81μm。例9采用下列目標(biāo)參數(shù)值制造有符合圖14的有關(guān)折射率分布的光波導(dǎo)光纖中心分段Δ0％為1.18％，并且外部半徑r0為2.53μm；第一環(huán)形分段Δ1％為-0.45％，并且外部半徑r1為5.8μm；第二環(huán)形分段Δ2％為0.15％，并且外部半徑為7.52μm；以及第三環(huán)形分段中心半徑rc為8.0μm，寬度w3為1.0μm，并且外部半徑為8.53μm。
從相同的預(yù)制棒中拉制四根光纖。這些光纖的測量總色散和色散斜率示出為限定圖15中直線36的點24，26，28，和30?？偵⒑蜕⑿甭实闹低ㄟ^改變拉制步驟中光波導(dǎo)光纖的外部直徑來變化。
總色散對色散斜率的線性相關(guān)預(yù)見了點38在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的外部額直徑為125μm時的總色散為-17ps/nm-km并且總色散斜率為0.06ps/nm2-km。并不預(yù)期衰減線性依賴于波導(dǎo)光纖外部直徑。但是，這個制造實例表明了采用符合本發(fā)明的折射率分布的低衰減是可能的。在四個光纖中，只有最小直徑的符合衰減點40光纖的衰減大于0.26dB/km。對于較大外側(cè)直徑的衰減點32，34，和42分別為0.23dB/km，0.26dB/km和0.23dB/km。這些數(shù)據(jù)顯示了處于總色散和總色散斜率目標(biāo)值的衰減小于或等于0.25dB/km的高輸出光波導(dǎo)光纖是可以實現(xiàn)的。
那些普通技術(shù)人員可以預(yù)期在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對本發(fā)明進行不同的修改和變換。這樣，意味著本發(fā)明覆蓋了這個發(fā)明的修改和變化，只要它們包含在附加的權(quán)利要求和它們等價技術(shù)方案的范圍中。
權(quán)利要求
1.一種色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，包括纖芯區(qū)域，由包層圍繞并且與之接觸，纖芯區(qū)域和包層有各自的折射率分布；其中，選擇各個折射率分布來提供這樣的光波導(dǎo)光纖，在1550nm波長的總色散范圍從-12ps/nm-km到-35ps/nm-km，總色散斜率的范圍從-0.04ps/nm2-km到-0.11ps/nm2-km，并且偏振模式色散小于0.10ps/km1/2。
2.如權(quán)利要求1所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中選擇各自的相對折射率分布產(chǎn)生的偏振模式色散小于0.05ps/km1/2。
3.如權(quán)利要求1所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中選擇各自的相對折射率分布產(chǎn)生的偏振模式色散小于0.01ps/km1/2。
4.如權(quán)利要求1所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，選擇各自的相對折射率分布產(chǎn)生的總色散對總色散斜率的比率范圍從225nm到375nm。
5.如權(quán)利要求1所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中在1550nm波長的衰減小于或等于0.25dB/km。
6.如權(quán)利要求1所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中在1550nm波長的衰減小于或等于0.22dB/km。
7.如權(quán)利要求1所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中所述纖芯區(qū)域包括中心分段的相對折射率百分比Δ0％在從0.8％到1.7％的范圍中，內(nèi)部半徑為零和外部半徑r0的范圍從2.2μm到3.2μm；圍繞中心分段的第一環(huán)形分段的相對折射率百分比Δ1％的范圍從-0.28％到-0.45％，內(nèi)部半徑r0和外部半徑r1的范圍從5.0μm到6.7μm；以及圍繞第一環(huán)形分段的第二環(huán)形分段的相對折射率百分比Δ3％的范圍從0.235％到0.55％，外部半徑r3的范圍從7.5μm到11.0μm，中心半徑rc的范圍從7.0μm到9.6μm，并且寬度w3的范圍從0.8μm到3.0μm。
8.如權(quán)利要求7所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，還包括圍繞第一環(huán)形分段的第三環(huán)形分段，其相對折射率百分比Δ2％的范圍從0到0.15％，內(nèi)部半徑r1和外部半徑，r2的范圍從5.9μm到8.0μm。
9.如權(quán)利要求7所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中所述中心分段是α分布并且α的范圍從0.8到3.5。
10.如權(quán)利要求1所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中總色散范圍從-12ps/nm-km到-22ps/nm-km，總色散斜率的范圍從-0.04ps/nm2-km到-0.08ps/nm2-km，有效面積大于25μm2，并且針陣列彎曲損耗小于7dB。
11.如權(quán)利要求9所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中總色散對總色散斜率比率的范圍從250nm到350nm。
12.如權(quán)利要求9所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中所述纖芯區(qū)域包括中心分段的相對折射率百分比Δ0％在從0.80％到1.20％的范圍中，內(nèi)部半徑為零和外部半徑r0的范圍從2.2μm到3.2μm；圍繞著中心分段的第一環(huán)形分段，它其相對折射率百分比Δ1％的范圍從-0.30％到-0.44％，內(nèi)部半徑r0和外部半徑r1的范圍從5.25μm到6.4μm；以及圍繞第一環(huán)形分段的第二環(huán)形分段的相對折射率百分比Δ3％的范圍從0.27％到0.5％，外部半徑r3的范圍從7.7μm到11.0μm，中心半徑rc的范圍從7.0μm到9.6μm，并且寬度w3的范圍從0.9μm到3.0μm。
13.如權(quán)利要求12所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，還包括圍繞第一環(huán)形分段的第三環(huán)形分段，其相對折射率百分比Δ2％的范圍從0到0.15％，內(nèi)部半徑r1和外部半徑，r2的范圍從6.0μm到7.9μm。
14.如權(quán)利要求12所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中所述中心分段是α分布并且α的范圍從1.0到2.2，并且Δ0％的范圍從1.0％到1.2％。
15.如權(quán)利要求12所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中所述中心分布是α分布并且α的范圍從2.2到3.5，并且Δ0％的范圍從0.8％到1.0％，并且有效面積大于30μm2。
16.如權(quán)利要求1所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中總色散范圍從-24ps/nm-km到-35ps/nm-km，總色散斜率的范圍從-0.08ps/nm2-km到-0.11ps/nm2-km，有效面積大于25μm2，并且針陣列彎曲損耗小于7dB。
17.如權(quán)利要求16所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，總色散對總色散斜率比率的范圍從275nm到375nm。
18.如權(quán)利要求16所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中所述纖芯區(qū)域包括中心分段，其相對折射率百分比在從1.4％到1.7％的范圍中，內(nèi)部半徑為零和外部半徑r0的范圍從2.6μm到3.0μm；圍繞著中心分段的第一環(huán)形分段，其相對折射率百分比的范圍從-0.28％到-0.36％，內(nèi)部半徑r0和外部半徑r1的范圍從5.1μm到6.0μm；以及圍繞第一環(huán)形分段的第二環(huán)形分段的相對折射率百分比的范圍從0.235％到0.4％，中心半徑的范圍從7.5μm到8.5μm，外部半徑的范圍從8.5μm到9.5μm，并且寬度w3的范圍從1.5μm到2.5μm。
19.如權(quán)利要求18所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，還包括圍繞第一環(huán)形分段的第三環(huán)形分段，其相對折射率百分比的范圍從0到0.05％，內(nèi)部半徑r1和外部半徑r2的范圍從6.3μm到7.7μm。
20.如權(quán)利要求18所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中所述中心分段為α分布并且α的范圍從0.8到1.2。
21.一種色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，包括纖芯區(qū)域，由包層圍繞并且與之接觸，其中纖芯區(qū)域和包層有各自的折射率分布；其中，所述纖芯區(qū)域包括有相對折射率百分比Δ1％的中心分段和圍繞中心分段的有相對折射率百分比Δ1％的第一環(huán)形分段，各個所述分段有內(nèi)部和外部半徑，和折射率分布，選擇各自的半徑，折射率分布，和折射率百分比來提供這樣的光波導(dǎo)光纖，在550nm波長其總色散范圍從-12ps/nm-km到-35ps/nm-km，總色散斜率的范圍從-0.04ps/nm2-km到-0.11ps/nm2-km；并且，其中Δ1％＞Δ2％，Δ2％＜Δc％，此外Δc％是包層的相對折射率百分比，并且中心分段的外部半徑r0對第一環(huán)形分段的外部半徑r1的比率被限定為0.4＜r0/r1≤0.6。
22.如權(quán)利要求21所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中總色散對總色散斜率的比率的范圍從225nm到375nm。
23.如權(quán)利要求21所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，所述中心分段包括，相對折射率百分比Δ0％的范圍從0.8％到1.7％，外部半徑r0的范圍從2.2μm到3.2μm；以及所述圍繞中心分段的第一環(huán)形分段，包括的相對折射率百分比，Δ1％的范圍從-0.28％到-0.45％，內(nèi)部半徑r0和外部半徑r1的范圍從5.0μm到6.7μm。
24.如權(quán)利要求23所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，還包括圍繞第一環(huán)形分段的第二環(huán)形分段，其相對折射率百分比Δ2％的范圍從0到0.15％，內(nèi)部半徑r1，外部半徑r2的范圍從5.9μm到8.0μm。
25.如權(quán)利要求24所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，還包括圍繞第二環(huán)形分段的第三環(huán)形分段，其相對折射率百分比Δ3％的范圍從0.235％到0.55％，內(nèi)部半徑r2，外部半徑r3的范圍從7.5μm到11.0μm，中心半徑rc的范圍從7.0μm到9.6μm，并且寬度w3的范圍從0.8μm到3.0μm。
26.如權(quán)利要求23所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中所述中心分段是α分布并且α的范圍從0.8到3.5。
27.如權(quán)利要求21所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中總色散范圍從-12ps/nm-km到-22ps/nm-km，總色散斜率的范圍從-0.04ps/nm2-km到-0.08ps/nm2-km，有效面積大于25μm2，在1550nm波長的衰減小于0.25dB/km，偏振模式色散小于0.10ps/km1/2，并且針陣列彎曲損耗小于7dB。
28.如權(quán)利要求27所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中總色散對總色散斜率的比率在從250nm到350nm的范圍中。
29.如權(quán)利要求27所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，所述纖芯區(qū)域包括中心分段的相對折射率百分比Δ0％在從0.80％到1.20％的范圍中，內(nèi)部半徑為零和外部半徑r0的范圍從2.2μm到3.2μm；圍繞著中心分段的第一環(huán)形分段，其相對折射率百分比Δ1％的范圍從-0.30％到-0.44％，內(nèi)部半徑r0和外部半徑r1的范圍從5.25μm到6.4μm；圍繞第一環(huán)形分段的第二環(huán)形分段的相對折射率百分比Δ3％的范圍從0.27％到0.5％，外部半徑r3的范圍從7.7μm到11.0μm，中心半徑rc的范圍從7.0μm到9.6μm，并且寬度w3的范圍從0.9μm到3.0μm。
30.如權(quán)利要求29所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中所述纖芯區(qū)域還包括圍繞第一環(huán)形分段的第三環(huán)形分段，其相對折射率百分比Δ2％的范圍從0到0.15％，內(nèi)部半徑r1和外部半徑，r2的范圍從6.0μm到7.9μm；以及
31.如權(quán)利要求29所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中所述中心分段是α分布并且α的范圍從1.0到2.2，并且Δ0％的范圍從1.0％到1.2％。
32.如權(quán)利要求29所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中所述中心分布是α分布并且α的范圍從2.2到3.5，并且Δ0％的范圍從0.8％到1.0％，并且有效面積大于30μm2。
33.如權(quán)利要求21所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中總色散范圍從-24ps/nm-km到-35ps/nm-km，總色散斜率的范圍從-0.08ps/nm2-km到-0.11ps/nm2-km，有效面積大于25μm2，在1550nm波長的衰減小于0.25dB/km，并且針陣列彎曲損耗小于7dB。
34.如權(quán)利要求33所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中總色散對總色散斜率比率的范圍從275nm到375nm。
35.如權(quán)利要求33所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中所述纖芯區(qū)域包括中心分段，其相對折射率百分比在從1.4％到1.7％的范圍中，內(nèi)部半徑為零和外部半徑r0的范圍從2.6μm到3.0μm；圍繞著中心分段的第一環(huán)形分段，其相對折射率百分比的范圍從-0.28％到-0.36％，內(nèi)部半徑r0和外部半徑r1的范圍從5.1μm到6.0μm；圍繞第一環(huán)形分段的第二環(huán)形分段的相對折射率百分比的范圍從零到0.05％，內(nèi)部半徑r1和外部半徑r2的范圍從6.3μm到7.7μm；和圍繞第二環(huán)形分段的第三環(huán)形分段，其相對折射率百分比的范圍從0.235％到0.4％，內(nèi)部半徑r2，中心半徑的范圍從7.5μm到8.5μm，外部半徑的范圍從8.5μm到9.5μm，并且寬度w3的范圍從1.5μm到2.5μm。
36.如權(quán)利要求35所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中所述中心分段是為α分布并且α的范圍從0.8到1.2。
37.一種色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，包括纖芯區(qū)域，由包層圍繞并且與之接觸，其中纖芯區(qū)域和包層有各自的折射率分布；其中，所述纖芯區(qū)域包括中心分段和圍繞中心分段的三個環(huán)形分段，第一或最內(nèi)部的環(huán)形分段包圍了所述中心分段，第二環(huán)形分段包圍了第一環(huán)形分段，并且第三環(huán)形分段包圍了第二環(huán)形分段，并且各個所述分段有內(nèi)部和外部半徑，折射率分布和折射率百分比，選擇各自的半徑，折射率分布，和折射率百分比來提供這樣的光波導(dǎo)光纖使在1550nm波長，其總色散范圍從-12ps/nm-km到-35ps/nm-km，總色散斜率的范圍從-0.04ps/nm2-km到-0.11ps/nm2-km；并且，其中，第一環(huán)形分段的外部半徑r1，第三環(huán)形分段的中心半徑rc，和第三環(huán)形分段的寬度w3，是按第三環(huán)形分段相對折射率百分比最大值一半的兩個折射率分布點之間的距離來測量的，其關(guān)系為rc-w3/2＞r1+0.5μm。
38.如權(quán)利要求37所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中總色散對總色散斜率的比率的范圍從225nm到375nm。
39.如權(quán)利要求37所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中所述中心分段的相對折射率百分比Δ0％在從0.8％到1.7％的范圍中，內(nèi)部半徑為零和外部半徑r0的范圍從2.2μm到3.2μm；所述第一環(huán)形分段，其相對折射率百分比Δ1％的范圍從-0.28％到-0.45％，內(nèi)部半徑r0和外部半徑r1的范圍從5.0μm到6.7μm；所述第二環(huán)形分段的相對折射率百分比Δ2％的范圍從0到0.15％，內(nèi)部半徑r1和外部半徑r2的范圍從5.9μm到8.0μm；以及所述第三環(huán)形分段的相對折射率百分比Δ3％的范圍從0.235％到0.55％，內(nèi)部半徑r2，外部半徑r3的范圍從7.5μm到11.0μm，中心半徑rc的范圍從7.0μm到9.6μm，并且寬度w3的范圍從0.8μm到3.0μm。
40.如權(quán)利要求39所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中所述中心分段是α分布并且α的范圍從0.8到3.5。
41.如權(quán)利要求37所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中總色散范圍從-12ps/nm-km到-22ps/nm-km，總色散斜率的范圍從-0.04ps/nm2-km到-0.08ps/nm2-km，有效面積大于25μm2，在1550nm波長的衰減小于0.25dB/km，并且針陣列彎曲損耗小于7dB。
42.如權(quán)利要求41所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中總色散對總色散斜率的比率在從250nm到350nm的范圍中。
43.如權(quán)利要求37所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中總色散范圍從-24ps/nm-km到-35ps/nm-km，總色散斜率的范圍從-0.08ps/nm2-km到-0.11ps/nm2-km，并且有效面積大于25μm2，在1550nm波長的衰減小于0.25dB/km，并且針陣列彎曲損耗小于7dB。
44.如權(quán)利要求43所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中總色散對總色散斜率的比率在從275nm到375nm的范圍中。
45.一種色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，包括纖芯區(qū)域，由包層圍繞并且與之接觸，其中纖芯區(qū)域和包層有各自的折射率分布；其中，選擇各自的折射率分布來提供這樣的光波導(dǎo)光纖，在1550nm波長其總色散范圍從-12ps/nm-km到-35ps/nm-km，總色散斜率的范圍從-0.04ps/nm2-km到-0.11ps/nm2-km；并且，對彎曲損耗阻力的特征為當(dāng)光纖在50mm直徑芯軸上纏繞100圈時，在1310nm的誘導(dǎo)衰減小于0.05dB并且在1550nm小于0.10dB；當(dāng)光纖在32mm直徑芯軸上纏繞1圈時，在1550nm的誘導(dǎo)衰減小于0.50dB；當(dāng)光纖在75mm直徑芯軸上纏繞100圈時，在1625nm的誘導(dǎo)衰減小于0.50dB；在橫向負(fù)載測試中的誘導(dǎo)衰減小于1.0dB/m；當(dāng)光纖配置在針陣列彎曲測試中時，誘導(dǎo)衰減小于8dB。
46.如權(quán)利要求44所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中總色散對總色散斜率的比率的范圍從225nm到375nm。
47.如權(quán)利要求45所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中總色散范圍從-12ps/nm-km到-22ps/nm-km，總色散斜率的范圍從-0.04ps/nm2-km到-0.08ps/nm2-km，有效面積大于25μm2，并且針陣列彎曲損耗小于7dB。
48.如權(quán)利要求47所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中總色散對總色散斜率的比率處于從250nm到350nm的范圍中。
49.如權(quán)利要求45所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中總色散范圍從-24ps/nm-km到-35ps/nm-km，總色散斜率的范圍從-0.08ps/nm2-km到-0.11ps/nm2-km，有效面積大于25μm2，并且針陣列彎曲損耗小于7dB。
50.如權(quán)利要求49所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中總色散對總色散斜率的比率在從275nm到375nm的范圍中。
51.一種色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，包括纖芯區(qū)域，由包層圍繞并且與之接觸，其中纖芯區(qū)域和包層有各自的折射率分布；其中，選擇各自的折射率分布來提供這樣的光波導(dǎo)光纖，在1550nm波長其總色散范圍從-12ps/nm-km到-35ps/nm-km，總色散斜率的范圍從-0.04ps/nm2-km到-0.11ps/nm2-km，在1550nm波長的有效面積不小于23μm2。
52.如權(quán)利要求57所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中總色散對總色散斜率的比率的范圍從225nm到375nm。
53.如權(quán)利要求51所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中總色散范圍從-12ps/nm-km到-22ps/nm-km，總色散斜率的范圍從-0.04ps/nm2-km到-0.08ps/nm2-km，有效面積大于25μm2，并且針陣列彎曲損耗小于7dB。
54.如權(quán)利要求53所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中總色散對總色散斜率的比率處于從250nm到350nm的范圍中。
55.如權(quán)利要求51所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中總色散范圍從-24ps/nm-km到-35ps/nm-km，總色散斜率的范圍從-0.08ps/nm2-km到-0.11ps/nm2-km，并且有效面積大于25μm2，并且針陣列彎曲損耗小于7dB。
56.如權(quán)利要求55所述的色散補償光波導(dǎo)光纖，其特征在于，其中總色散對總色散斜率的比率在從275nm到375nm的范圍中。
57.一種光波導(dǎo)光纖傳輸鏈路，其特征在于，包括符合權(quán)利要求1，21，37，45或51中任一條制作的光波導(dǎo)光纖。
58.一種遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)，其特征在于，包括由至少兩段在1550nm波長展示正色散的光纖組成的光纖鏈路，和位于所述至少兩段正色散光纖之間的根據(jù)權(quán)利要求1的一段光纖。
全文摘要
揭示了用于高數(shù)據(jù)比率，長距離遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)中的總色散補償光波導(dǎo)光纖的折射率分布。符合本發(fā)明的光波導(dǎo)光纖在一波長范圍顯著地對總色散提供相等補償，這樣促進了波分復(fù)用系統(tǒng)。也揭示了包括一段傳輸光纖和一段在一起的補償光纖的光波導(dǎo)光纖全長。這些全長為端部對端串聯(lián)連接起來形成遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)的光波導(dǎo)光纖部分。
文檔編號G02B6/02GK1439107SQ01810515
公開日2003年8月27日 申請日期2001年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月31日
發(fā)明者S·R·比克哈姆, M·B·凱恩, S·庫瑪, S·K·米希拉, V·斯里坎特, J·S·斯通 申請人:康寧股份有限公司