專利名稱：負(fù)色散光纖和包含所述光纖的光學(xué)傳輸線路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及補(bǔ)償正色散光纖的色散的負(fù)色散光纖，所述正色散光纖在信號(hào)波段中具有正色散現(xiàn)象，本發(fā)明還涉及包含所述負(fù)色散光纖的光學(xué)傳輸線路。
背景技術(shù)：
光學(xué)傳輸系統(tǒng)通過(guò)由光纖構(gòu)成的光學(xué)傳輸線路傳送多個(gè)信道的信號(hào)，以便能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離和大容量通信。通常應(yīng)用于光學(xué)傳輸線路的基于二氧化硅的光纖在1.55微米的波長(zhǎng)附近表現(xiàn)出最小的傳輸損耗。另一方面，能夠放大波長(zhǎng)1.55微米附近的信號(hào)的摻鉺光纖放大器(EDFA摻鉺光纖放大器)可用作光學(xué)放大裝置。為此，C波段(1530納米-1560納米)被主要用作信號(hào)波段。
由于最近還開(kāi)發(fā)了能夠放大波長(zhǎng)1.58微米附近的信號(hào)的EDFA，現(xiàn)在L波段(1570納米-1610納米)也被用作信號(hào)波段。為了實(shí)現(xiàn)更大容量的傳輸，使用S波段(1450納米-1530納米)作為信號(hào)波段也在研究之中。
另外，波分多路復(fù)用(WDM)光學(xué)傳輸系統(tǒng)是傳送包含在前述S波段、C波段或L波段中的多個(gè)信道的多路復(fù)用信號(hào)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)大容量信息傳輸?shù)南到y(tǒng)。就這樣的WDM光學(xué)傳輸系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，需要進(jìn)一步增大信息容量，這要求在整個(gè)光學(xué)傳輸線路內(nèi)，在更寬的波段上保持較小的色散絕對(duì)值。
但是，通常應(yīng)用于光學(xué)傳輸線路的光纖具有正色散，并且在S波段、C波段和L波段的任一波段中的色散梯度為正號(hào)。例如，在1.3微米波長(zhǎng)附近具有零色散波長(zhǎng)的標(biāo)準(zhǔn)單模光纖在1.55微米的波長(zhǎng)處具有約+16ps/nm/km～+21ps/nm/km的色散。在1.55微米波長(zhǎng)附近具有零色散波長(zhǎng)的非零色散移頻光纖(NZ-DSF)在1.55微米波長(zhǎng)處具有約+2ps/nm/km～+12ps/nm/km的色散。這些單模光纖和非零色散移頻光纖在S波段、C波段和L波段中都具有正色散梯度。
當(dāng)只應(yīng)用如上所述的具有正色散的光纖(下面稱為正色散光纖)構(gòu)成光學(xué)傳輸線路時(shí)，光學(xué)傳輸線路具有較大的累積色散。這會(huì)導(dǎo)致信號(hào)波形的退化，從而難以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離和大容量光學(xué)傳輸。于是，正在研究具有負(fù)色散的光纖(下面稱為負(fù)色散光纖)的應(yīng)用，以便補(bǔ)償正色散光纖的色散(例如日本專利申請(qǐng)公開(kāi)，No.H6-11620，H8-136758，H8-313750等等)。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明人研究了上述現(xiàn)有技術(shù)，發(fā)現(xiàn)存在下述問(wèn)題。即，通常知道負(fù)色散光纖的傳輸損耗大于正色散光纖。于是，在使用長(zhǎng)的負(fù)色散光纖的情況下，存在傳輸損耗變大的問(wèn)題。根據(jù)發(fā)明人的認(rèn)識(shí)，由正色散和負(fù)色散光纖組成的光學(xué)傳輸有下面的傾向在零色散波長(zhǎng)附近，整個(gè)光學(xué)傳輸線路上的平均色散為0，但是隨著遠(yuǎn)離零色散波長(zhǎng)，色散的絕對(duì)值增大。由于常規(guī)的傳輸線路在如上所述的信號(hào)波段中存在較大的色散偏差(deviation)，因此在遠(yuǎn)距離和大容量WDM光學(xué)傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)方面存在局限性。
為了解決上述問(wèn)題而提出了本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供一種可用較短的長(zhǎng)度補(bǔ)償信號(hào)波段中正色散光纖的色散的負(fù)色散光纖，和包含所述負(fù)色散光纖并且能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離和大容量WDM光學(xué)傳輸?shù)墓鈱W(xué)傳輸線路。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的負(fù)色散光纖在1550納米波長(zhǎng)處具有下述特性不大于-150ps/nm/km，最好不大于-180ps/nm/km的色散D；滿足其與色散D的比值(S/D)不小于2.0×10-3/nm又不大于4.7×10-3/nm的條件的色散梯度S；不小于12μm2但是小于25μm2，最好小于20μm2的有效面積。根據(jù)本發(fā)明的另一負(fù)色散光纖在1550納米波長(zhǎng)處具有下述特性不大于-200ps/nm/km的色散D；滿足其與色散D的比值(S/D)不小于2.0×10-3/nm又不大于4.7×10-3/nm的條件的色散梯度S。
由于如上所述，負(fù)色散光纖具有較小的色散D(其符號(hào)為負(fù)，絕對(duì)值較大)，因此可在負(fù)色散光纖的長(zhǎng)度的比率較小的條件下，構(gòu)成由正色散光纖和負(fù)色散光纖構(gòu)成的光學(xué)傳輸線路。這抑制了由于在光學(xué)傳輸線路中插入負(fù)色散光纖而引起的傳輸損耗的增大，并且能夠以低成本制造光學(xué)傳輸線路。由于前述比值(S/D)不小于2.0×10-3/nm不大于4.7×10-3/nm，因此色散梯度補(bǔ)償率約為60％-140％，從而可使整個(gè)光學(xué)傳輸線路上的平均色散和平均色散梯度的相應(yīng)絕對(duì)值都較小，并使得在信號(hào)波段中，在整個(gè)光學(xué)傳輸線路上，平均色散在波長(zhǎng)之間的偏差(最大值-最小值)較小。不小于12μm2的有效面積等于或大小常規(guī)負(fù)色散光纖的有效面積，可有效抑制非線性光學(xué)現(xiàn)象。即使在呈一束光纖形式的光纜或者以線圈形狀纏繞的模塊中，小于25m2，最好小于20μm2的有效面積也可抑制負(fù)色散光纖中損耗的增大。
如日本專利申請(qǐng)公開(kāi)No.H8-248251(EP 0 724171A2)中所述，有效面積Aeff由下述等式給出。Aeff=2π(∫0∞E2rdr)2/(∫0∞E4rdr)]]>在該等式中，E代表傳播光線引起的電場(chǎng)，r代表距離芯線中心的徑向距離。
在根據(jù)本發(fā)明的負(fù)色散光纖中，色散梯度S與色散D的比值(S/D)不小于2.7×10-3/nm又不大于4.0×10-3/nm。這種情況下，色散梯度補(bǔ)償率約為80％-120％，這使包含負(fù)色散光纖的整個(gè)光學(xué)傳輸線路上平均色散和平均色散梯度的相應(yīng)絕對(duì)值都較小，并使得在信號(hào)波段中，在整個(gè)光學(xué)傳輸線路上，平均色散在波長(zhǎng)之間的偏差更小。
在根據(jù)本發(fā)明的負(fù)色散光纖中，2米長(zhǎng)度(CCITT標(biāo)準(zhǔn))下的截止波長(zhǎng)最好不小于1.0微米又不大于2.0微米。這種情況下，可把負(fù)色散光纖的彎曲損耗控制在較小的水平。
在根據(jù)本發(fā)明的負(fù)色散光纖中，1550納米波長(zhǎng)下的傳輸損耗優(yōu)選不大于1.0dB/km，最好不大于0.7dB/km。原因在于可更有效地抑制整個(gè)光學(xué)傳輸線路上傳輸損耗的增加。
為了實(shí)現(xiàn)如上所述的各種性質(zhì)，根據(jù)本發(fā)明的負(fù)色散光纖包括沿預(yù)定軸線延伸，并且具有預(yù)定最大折射率的芯線區(qū)；圍繞芯線區(qū)，并且折射率低于芯線區(qū)的最大折射率的第一包層區(qū)；圍繞第一包層區(qū)，并且折射率高于第一包層區(qū)的折射率的第二包層區(qū)；和圍繞第二包層區(qū)，并且折射率低于第二包層區(qū)的折射率的第三包層區(qū)。
以這種折射率分布，實(shí)現(xiàn)了具有上述各種性質(zhì)的負(fù)色散光纖，并且這種負(fù)色散光纖是較好的，因?yàn)榭捎行Ы档蛷澢鷵p耗，同時(shí)延長(zhǎng)截止波長(zhǎng)。在該負(fù)色散光纖中，芯線區(qū)與第三包層區(qū)的最大相對(duì)折射率差值不小于1.8％又不大于3.0％。這種情況下，通過(guò)延長(zhǎng)截止波長(zhǎng)，可容易地降低彎曲損耗。
根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)傳輸線路包括具有上述結(jié)構(gòu)的負(fù)色散光纖和在1550納米波長(zhǎng)下具有下述性質(zhì)的正色散光纖不小于+15又不大于+21ps/nm/km的色散；不小于+0.05ps/nm2/km又不大于+0.07ps/nm2/km的色散梯度。該光學(xué)傳輸線路的構(gòu)造用來(lái)利用在信號(hào)波段中具有較小的色散和色散梯度(符號(hào)為負(fù)，并且絕對(duì)值較大)的負(fù)色散光纖補(bǔ)償正色散光纖的色散。這種結(jié)構(gòu)可降低整個(gè)傳輸線路中負(fù)色散光纖的長(zhǎng)度的比率，并且最終能夠有效抑制整個(gè)傳輸線路中傳輸損耗的增大。由于通過(guò)應(yīng)用具有如上所述各種性質(zhì)的負(fù)色散光纖，在光學(xué)傳輸線路中補(bǔ)償了色散和色散梯度，因此可在整個(gè)信號(hào)波段內(nèi)，使色散的絕對(duì)值保持較小，從而使實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離和大容量WDM光學(xué)傳輸變得可行。
根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)傳輸線路包括負(fù)色散光纖(根據(jù)本發(fā)明的負(fù)色散光纖)和如上所述的正色散光纖，并且至少位于發(fā)射站和接收站之間，發(fā)射站和包括光學(xué)放大器等的中繼站之間，中繼站之間，或者中繼站和接收站之間。包含在光學(xué)傳輸線路中的負(fù)色散光纖可位于中繼站中。構(gòu)成光學(xué)傳輸線路的負(fù)色散光纖和正色散光纖都可由彼此熔融接合(fusion-spliced)的若干光纖構(gòu)成。
此外，在根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)傳輸線路中，在1530納米-1560納米的波段中，在整個(gè)光學(xué)傳輸線路上，平均色散在波長(zhǎng)之間的偏差不大于0.5ps/nm/km，在1450納米-1560納米的波段中，在整個(gè)光學(xué)傳輸線路上，平均色散在波長(zhǎng)之間的偏差不大于2.0ps/nm/km，在1450納米-1610納米的波段中，在整個(gè)光學(xué)傳輸線路上，平均色散在波長(zhǎng)之間的偏差不大于4.0ps/nm/km，最好不大于2.0ps/nm/km。
根據(jù)下面給出的詳細(xì)說(shuō)明和附圖，將更充分地理解本發(fā)明，所述詳細(xì)說(shuō)明和附圖只是用于舉例說(shuō)明，而不是對(duì)本發(fā)明的限制。
根據(jù)下面給出的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的其它應(yīng)用范圍將是顯而易見(jiàn)的。但是，應(yīng)明白在表示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的同時(shí)，詳細(xì)說(shuō)明和具體例子只是用于舉例說(shuō)明，因?yàn)楦鶕?jù)該詳細(xì)說(shuō)明，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種變化和修改將是顯而易見(jiàn)的。


圖1A-1D說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)傳輸線路的具體結(jié)構(gòu)；圖2A和2B表示了根據(jù)本發(fā)明的負(fù)色散光纖的橫截面結(jié)構(gòu)及其折射率分布；圖3-5的曲線圖表示了根據(jù)本發(fā)明的負(fù)色散光纖的各個(gè)實(shí)施例的色散和色散梯度之間的關(guān)系；圖6是表示和本發(fā)明的負(fù)色散光纖的各實(shí)施例對(duì)應(yīng)的樣本(光纖A-G)的規(guī)格的表格；圖7的曲線圖表示了圖6的表格中所示的光纖A-G中的光纖A和B的色散特性；圖8的曲線圖表示了圖6的表格中所示的光纖A-G中的光纖C-F的色散特性；圖9的曲線圖表示了圖6的表格中所示的光纖A-G中的光纖G的色散特性；圖10的曲線圖表示了分別應(yīng)用圖6中所示的光纖A-G中的光纖A和B的相應(yīng)光學(xué)傳輸線路的色散特性；圖11的曲線圖表示了分別應(yīng)用圖6中所示的光纖A-G中的光纖C-F的相應(yīng)光學(xué)傳輸線路的色散特性；圖12的曲線圖表示了應(yīng)用圖6中所示的光纖A-G中的光纖G的光學(xué)傳輸線路的色散特性；圖13是表示應(yīng)用圖6的表格中所示的光纖A-G的相應(yīng)傳輸線路的各種特性的表格；圖14是作為比較例制備的負(fù)色散光纖的折射率分布圖；圖15的曲線圖表示了由圖14中所示的負(fù)色散光纖和正色散光纖構(gòu)成的整個(gè)傳輸線路的色散特性。
具體實(shí)施例方式
下面參考圖1A-2B和3-15，說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的負(fù)色散光纖的各個(gè)實(shí)施例和包含這些負(fù)色散光纖的光學(xué)傳輸線路。在附圖的說(shuō)明中，相同的部件由相同的附圖標(biāo)記表示，并且省略重復(fù)的說(shuō)明。
圖1A表示了根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)傳輸線路的結(jié)構(gòu)。該光學(xué)傳輸線路1配有在1550納米波長(zhǎng)下具有正色散的正色散光纖20，和在1550納米波長(zhǎng)下具有負(fù)色散的負(fù)色散光纖10(根據(jù)本發(fā)明的負(fù)色散光纖)。一般來(lái)說(shuō)，負(fù)色散光纖10的有效面積小于正色散光纖20。因此，為了抑制非線性光學(xué)現(xiàn)象的出現(xiàn)，在信號(hào)傳播通過(guò)正色散光纖20之后，最好使信號(hào)傳播通過(guò)負(fù)色散光纖10。
構(gòu)成光學(xué)傳輸線路1的負(fù)色散光纖10可由彼此熔融接合的若干光纖10a-10e(彼此具有基本相同的相應(yīng)光學(xué)特性)構(gòu)成，如圖1B中所示。正色散光纖20也可由彼此熔融接合的若干光纖20a-20e(彼此具有基本相同的相應(yīng)光學(xué)特性)構(gòu)成，如圖1C中所示。此外，光學(xué)傳輸線路1是至少位于發(fā)送多個(gè)信道的信號(hào)的發(fā)射站和接收站之間，位于發(fā)射站和中繼站之間，位于中繼站之間，或者位于中繼站和接收站之間的光學(xué)傳輸線路。包含在光學(xué)傳輸線路1中的負(fù)色散光纖10可放置在中繼站2中，如圖1D中所示。這種情況下，負(fù)色散光纖10可位于多級(jí)放大器3a、3b之間。
正色散光纖20通常是位于中繼站之間，并且具有位于1.3微米波長(zhǎng)附近的零色散波長(zhǎng)的單模光纖。即，該正色散光纖20具有在1.55微米波長(zhǎng)處不小于+15ps/nm/km又不大于+21ps/nm/km的色散D1，和不小于+0.05ps/nm2/km又不大于+0.07ps/nm2/km的色散梯度。
負(fù)色散光纖10可位于中繼站中，同時(shí)與正色散光纖20熔融接合，或者可按線圈形狀纏繞而被模塊化，并且放置在中繼站或者放置在接收站中(參見(jiàn)圖1D)。當(dāng)負(fù)色散光纖10和正色散光纖20一起被放置在中繼站之間時(shí)，累積傳輸損耗變小，這是可取的。最好通過(guò)熔融接合，使正色散光纖20和負(fù)色散光纖10彼此接合。這種情況下，由于熔融接合加工中的熱量的緣故，這些光纖的模場(chǎng)(mode field)直徑增大，從而使接合損耗保持較小。
負(fù)色散光纖10在1550納米波長(zhǎng)下具有下述性質(zhì)不大于-150ps/nm/km，最好不大于-180ps/nm/km的色散D2；滿足與色散D2的比值(S2/D2)不小于2.0×10-3/nm又不大于4.7×10-3/nm的條件的色散梯度S2；有效面積不小于12μm2，但是小于25μm2。作為另一個(gè)例子，負(fù)色散光纖10在1550納米波長(zhǎng)下具有下述性質(zhì)不大于-200ps/nm/km的色散D2；滿足與色散D2的比值(S2/D2)不小于2.0×10-3/nm又不大于4.7×10-3/nm條件的色散梯度S2。
色散D2越小(其負(fù)值的絕對(duì)值越大)，則光學(xué)傳輸線路1中負(fù)色散光纖10的長(zhǎng)度的比率越小。于是，較小的色散更為可取，因?yàn)榭梢詫?shí)現(xiàn)光學(xué)傳輸線路1的單位制造成本的降低，并減少整個(gè)光學(xué)傳輸線路1上的傳輸損耗。當(dāng)比值(S2/D2)不小于2.0×10-3/nm又不大于4.7×10-3/nm時(shí)，色散梯度補(bǔ)償率η約為60％-140％。更可取的是，當(dāng)比值(S2/D2)不小于2.7×10-3/nm又不大于4.0×10-3/nm時(shí)，色散梯度補(bǔ)償率η約為80％-120％。色散梯度補(bǔ)償率η(％)由下述等式(1)確定。
η＝100×(S2/D2)/(S1/D1)(1)即，當(dāng)色散梯度補(bǔ)償率η接近100％時(shí)，整個(gè)光學(xué)傳輸線路1上的平均色散和平均色散梯度的相應(yīng)絕對(duì)值都變小，并且在信號(hào)波段中，在整個(gè)光學(xué)傳輸線路1上，平均色散在波長(zhǎng)之間的偏差(最大值-最小值)也變小。
隨著有效面積的降低，負(fù)色散光纖10變得更耐彎曲。當(dāng)有效面積小于25μm2時(shí)，即使在特性和負(fù)色散光纖10相同的一束若干光纖形成的光纜中，或者在繞成線圈形狀的模塊中，傳輸損耗也較小。當(dāng)有效面積不小于12μm2時(shí)，它等同于或者大于常規(guī)光纖的有效面積，并且足以有效抑制負(fù)色散光纖10中非線性光學(xué)現(xiàn)象的出現(xiàn)。
在負(fù)色散光纖10中，在2米的長(zhǎng)度下，截止波長(zhǎng)最好不小于1.0μm又不大于2.0μm。當(dāng)截止波長(zhǎng)被設(shè)定在該范圍內(nèi)時(shí)，彎曲損耗變小。即使截止波長(zhǎng)大于信號(hào)光線波長(zhǎng)，但是不大于2.0μm時(shí)，由于截止波長(zhǎng)的距離相關(guān)性的緣故，或者由于在按線圈形狀纏繞的模塊中較高模式的損失的緣故，有效截止波長(zhǎng)變得更短，從而在負(fù)色散光纖10中，在信號(hào)波長(zhǎng)下確保了單模。此外，在負(fù)色散光纖10中，1550納米波長(zhǎng)下的傳輸損耗不大于1.0dB/km，最好不大于0.7dB/km，從而整個(gè)光學(xué)傳輸線路1上的傳輸損耗變小。
該光學(xué)傳輸線路1利用在信號(hào)波段中具有較小的色散和色散梯度(符號(hào)為負(fù)，并且絕對(duì)值較大)的負(fù)色散光纖10，從而補(bǔ)償正色散光纖20的色散。在整個(gè)傳輸線路1中，負(fù)色散光纖10的長(zhǎng)度的比例被降低，從而使整個(gè)光學(xué)傳輸線路1上的傳輸損耗保持較小。由于在光學(xué)傳輸線路1中，色散和色散梯度都被補(bǔ)償，因此可在整個(gè)信號(hào)波段內(nèi)，使色散的絕對(duì)值保持較低，在遠(yuǎn)距離和大容量WDM光學(xué)傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)方面，這是可取的。
特別地，由于在S波段(1450納米-1530納米)，在C波段(1530納米-1560納米)或者在L波段(1570納米-1610納米)中，色散的偏差較小，因此光學(xué)傳輸線路1產(chǎn)生良好的傳輸特性。具體地說(shuō)，在1530納米-1560納米的波段中，在整個(gè)光學(xué)傳輸線路1上，平均色散在波長(zhǎng)之間的偏差最好不大于0.5ps/nm/km。在1450納米-1560納米的波段中，在整個(gè)光學(xué)傳輸線路1上，平均色散在波長(zhǎng)之間的平均色散的偏差最好不大于2.0ps/nm/km。在1450納米-1610納米的波段中，在整個(gè)光學(xué)傳輸線路1上，平均色散波長(zhǎng)之間的偏差優(yōu)選不大于4.0ps/nm/km，最好不大于2.0ps/nm/km。
圖2A表示了根據(jù)本發(fā)明的負(fù)色散光纖10的一個(gè)實(shí)施例的橫截面結(jié)構(gòu)。該負(fù)色散光纖200具有沿預(yù)定軸線延伸的芯線區(qū)210和在芯線區(qū)的外圍形成的包層區(qū)220。包層區(qū)220由在芯線區(qū)210的外圍形成的第一包層區(qū)221，在第一包層區(qū)221的外圍形成的第二包層區(qū)222，和在第二包層區(qū)222的外圍形成的第三包層區(qū)223。芯線區(qū)210的最大折射率為n1，外徑為2a。第一包層區(qū)221具有折射率n2(＜n1)和外徑2b。第二包層區(qū)222具有折射率n3(＞n2)和外徑2c。第三包層區(qū)223具有折射率n4(＜n3＝和125微米的外徑。
用基于二氧化硅的玻璃為主材料，并用適量的GeO2分別摻雜芯線區(qū)210和第二包層區(qū)222，用適量的元素F摻雜第一包層區(qū)221，從而制成這種負(fù)色散光纖200。相對(duì)于作為基準(zhǔn)的第三包層區(qū)223的折射率n4，芯線區(qū)210的相對(duì)折射率差值由Δ1(＝(n1-n4)/n4)給出，第一包層區(qū)221的相對(duì)折射率差值由Δ2(＝(n2-n4)/n4)給出，第二包層區(qū)222的相對(duì)折射率差值由Δ3(＝(n3-n4)/n4)給出(本說(shuō)明書(shū)中的相對(duì)折射率差值用百分?jǐn)?shù)表示)。
圖2B描述了具有上述結(jié)構(gòu)的負(fù)色散光纖200的折射率分布剖面250。折射率分布剖面250表示了負(fù)色散光纖200中各個(gè)部分的沿著經(jīng)過(guò)光軸的線條L(參見(jiàn)圖2A)的折射率。因此，在折射率分布剖面250中，區(qū)域251表示芯線區(qū)210中線條L上各個(gè)部分的折射率，區(qū)域252表示第一包層區(qū)221中線條L上各個(gè)部分的折射率，區(qū)域253表示第二包層區(qū)222中線條L上各個(gè)部分的折射率，區(qū)域254表示第一包層區(qū)223中線條L上各個(gè)部分的折射率。
根據(jù)本發(fā)明的負(fù)色散光纖10具有和圖2A中所示的負(fù)色散光纖200類似的結(jié)構(gòu)，并且具有和圖2B中所示的折射率分布剖面250相似的折射率分布剖面，從而實(shí)現(xiàn)上述特性。特別地，和具有后面描述的比較例的折射率分布剖面(參見(jiàn)圖14)的負(fù)色散光纖相比，具有如圖2B中所示的折射率分布剖面的負(fù)色散光纖10可延長(zhǎng)截止波長(zhǎng)，從而降低彎曲損耗。就延長(zhǎng)截止波長(zhǎng)從而降低彎曲損耗而論，芯線區(qū)210相對(duì)于第三包層區(qū)223的相對(duì)折射率差值Δ1最好不小于1.8％又不大于3.0％。
下面將說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的負(fù)色散光纖10的具體實(shí)施例。下面說(shuō)明的每個(gè)實(shí)施例具有圖2A中所示的橫截面結(jié)構(gòu)和圖2B中所示的折射率分布剖面。在下面的說(shuō)明中，Ra代表芯線區(qū)210和第二包層區(qū)222的外徑的比值，Rb代表第一包層區(qū)221和第二包層區(qū)222的外徑的比值。即，外徑比值Ra、Rb分別由下述等式(2A)、(2B)表示。
Ra＝a/c (2A)Rb＝b/c (2B)圖3的曲線圖表示了根據(jù)本發(fā)明的負(fù)色散光纖的各個(gè)實(shí)施例的色散和色散梯度之間的關(guān)系。在該圖中所示的每個(gè)實(shí)施例中，相對(duì)于第三包層區(qū)223，芯線區(qū)210的相對(duì)折射率差值Δ1被設(shè)置為2.4％，第一包層區(qū)的相對(duì)折射率差值Δ2被設(shè)置為-0.5％，第二包層區(qū)的相對(duì)折射率差值Δ3被設(shè)置成0.2％。
對(duì)于Ra＝0.20和Rb＝0.48的實(shí)施例，Ra＝0.20和Rb＝0.50的實(shí)施例，Ra＝0.20和Rb＝0.52的實(shí)施例，Ra＝0.20和Rb＝0.55的實(shí)施例，和Ra＝0.20和Rb＝0.60的實(shí)施例，在第二包層區(qū)的外徑2c變化的情況下，發(fā)明人獲得了1550納米波長(zhǎng)下，每個(gè)實(shí)施例的色散D2和色散梯度S2的相應(yīng)數(shù)值。在圖3中，曲線C510表示Ra＝0.20和Rb＝0.48的實(shí)施例的色散和色散梯度之間的關(guān)系，曲線C520表示Ra＝0.20和Rb＝0.50的實(shí)施例的色散和色散梯度之間的關(guān)系，曲線C530表示Ra＝0.20和Rb＝0.52的實(shí)施例的色散和色散梯度之間的關(guān)系，曲線C540表示Ra＝0.20和Rb＝0.55的實(shí)施例的色散和色散梯度之間的關(guān)系，曲線C550表示Ra＝0.20和Rb＝0.60的實(shí)施例的色散和色散梯度之間的關(guān)系。圖3中，直線R1表示比值(S/D)＝2.0×10-3，直線R2表示比值(S/D)＝2.7×10-3，直線R3表示比值(S/D)＝4.0×10-3，直線R4表示比值(S/D)＝4.7×10-3。
圖4也是曲線圖，表示了根據(jù)本發(fā)明的負(fù)色散光纖的各個(gè)實(shí)施例的色散和色散梯度之間的關(guān)系。在該圖中所示的每個(gè)實(shí)施例中，芯線區(qū)210、第一包層區(qū)和第二包層區(qū)相對(duì)于第三包層區(qū)223的相對(duì)折射率差值Δ1、Δ2和Δ3分別被設(shè)置2.7％、-0.5％和0.3％。
對(duì)于Ra＝0.20和Rb＝0.46的實(shí)施例，Ra＝0.20和Rb＝0.50的實(shí)施例，Ra＝0.20和Rb＝0.54的實(shí)施例，和Ra＝0.20和Rb＝0.60的實(shí)施例，在第二包層區(qū)的外徑2c變化的情況下，發(fā)明人獲得1550納米波長(zhǎng)下，每個(gè)實(shí)施例的色散D2和色散梯度S2的相應(yīng)數(shù)值。在圖4中，曲線C610表示Ra＝0.20和Rb＝0.46的實(shí)施例的色散和色散梯度之間的關(guān)系，曲線C620表示Ra＝0.20和Rb＝0.50的實(shí)施例的色散和色散梯度之間的關(guān)系，曲線C630表示Ra＝0.20和Rb＝0.54的實(shí)施例的色散和色散梯度之間的關(guān)系，曲線C640表示Ra＝0.20和Rb＝0.60的實(shí)施例的色散和色散梯度之間的關(guān)系。圖4中，直線R1表示比值(S/D)＝2.0×10-3，直線R2表示比值(S/D)＝2.7×10-3，直線R3表示比值(S/D)＝4.0×10-3，直線R4表示比值(S/D)＝4.7×10-3。
圖5表示了根據(jù)本發(fā)明的負(fù)色散光纖的各個(gè)實(shí)施例的色散和色散梯度之間的關(guān)系。在該圖中所示的每個(gè)實(shí)施例中，芯線區(qū)210、第一包層區(qū)和第二包層區(qū)相對(duì)于第三包層區(qū)223的相對(duì)折射率差值Δ1、Δ2和Δ3分別被設(shè)置2.1％、-0.5％和0.2％。
對(duì)于Ra＝0.20和Rb＝0.46的實(shí)施例，Ra＝0.20和Rb＝0.50的實(shí)施例，Ra＝0.20和Rb＝0.54的實(shí)施例，在第二包層區(qū)的外徑2c變化的情況下，發(fā)明人獲得1550納米波長(zhǎng)下，每個(gè)實(shí)施例的色散D2和色散梯度S2的相應(yīng)數(shù)值。在圖5中，曲線C710表示Ra＝0.20和Rb＝0.46的實(shí)施例的色散和色散梯度之間的關(guān)系，曲線C720表示Ra＝0.20和Rb＝0.50的實(shí)施例的色散和色散梯度之間的關(guān)系，曲線C730表示Ra＝0.20和Rb＝0.54的實(shí)施例的色散和色散梯度之間的關(guān)系。圖5中，直線R1表示比值(S/D)＝2.0×10-3，直線R2表示比值(S/D)＝2.7×10-3，直線R3表示比值(S/D)＝4.0×10-3，直線R4表示比值(S/D)＝4.7×10-3。
在圖3-圖5的每個(gè)圖中，陰影區(qū)表示這樣的區(qū)域其中，波長(zhǎng)1550納米下的色散D2不大于-150ps/nm/km，并且波長(zhǎng)1550納米下，色散梯度S2和色散D2的比值(S2/D2)不小于2.0×10-3/nm又不大于4.7×10-3/nm。從這些圖中可看出，通過(guò)恰當(dāng)?shù)卦O(shè)置圖2B中所示的折射率分布剖面250中的相應(yīng)參數(shù)(Δ1、Δ2、Δ3、Ra、Rb、2c)的數(shù)值，波長(zhǎng)1550納米下的色散D2不大于-150ps/nm/km，不大于-180ps/nm/km，甚至不大于-200ps/nm/km。波長(zhǎng)1550納米下，色散梯度S2和色散D2的比值(S2/D2)不小于2.0×10-3/nm又不大于4.7×10-3/nm，甚至不小于2.7×10-3/nm又不大于4.0×10-3/nm。
圖6的表格示出了和本發(fā)明的負(fù)色散光纖的實(shí)施例對(duì)應(yīng)的樣本(光纖A-G)的規(guī)格。光纖A、B對(duì)應(yīng)于圖3中所示的相應(yīng)實(shí)施例。光纖C-F對(duì)應(yīng)于圖4中所示的相應(yīng)實(shí)施例。光纖G對(duì)應(yīng)于圖5中所示的實(shí)施例。
在光纖A中，芯線區(qū)210、第一包層區(qū)221和第二包層區(qū)222相對(duì)于第三包層區(qū)223的相對(duì)折射率差值Δ1、Δ2和Δ3分別被設(shè)置2.4％、-0.5％和0.2％。Ra為0.20，Rb為0.52，第二包層區(qū)222的外徑2c為15.4微米。在1550納米的波長(zhǎng)下，這種結(jié)構(gòu)的光纖A具有下述特性色散D2為-200ps/nm/km；色散梯度S2為-0.69ps/nm2/km；比值(S2/D2)為3.5×10-3/nm；有效面積17.5μm2；在20毫米的彎曲直徑下，彎曲損耗為4dB/m；傳輸損耗為0.52dB/km。在2米長(zhǎng)的光纖A的條件下，截止波長(zhǎng)為1.22微米。
在光纖B中，芯線區(qū)210、第一包層區(qū)221和第二包層區(qū)222相對(duì)于第三包層區(qū)223的相對(duì)折射率差值Δ1、Δ2和Δ3分別被設(shè)置2.4％、-0.5％和0.2％。Ra為0.20，Rb為0.48，第二包層區(qū)222的外徑2c為15.6微米。在1550納米的波長(zhǎng)下，這種結(jié)構(gòu)的光纖B具有下述特性色散D2為-185ps/nm/km；色散梯度S2為-0.43ps/nm2/km；比值(S2/D2)為2.3×10-3/nm；有效面積17.7μm2；在20毫米的彎曲直徑下，彎曲損耗為1dB/m；傳輸損耗為0.51dB/km。在2米長(zhǎng)的光纖B的條件下，截止波長(zhǎng)為1.30微米。
在光纖C中，芯線區(qū)210、第一包層區(qū)221和第二包層區(qū)222相對(duì)于第三包層區(qū)223的相對(duì)折射率差值Δ1、Δ2和Δ3分別被設(shè)置2.7％、-0.5％和0.3％。Ra為0.20，Rb為0.46，第二包層區(qū)222的外徑2c為15.2微米。在1550納米的波長(zhǎng)下，這種結(jié)構(gòu)的光纖C具有下述特性色散D2為-182ps/nm/km；色散梯度S2為-0.39ps/nm2/km；比值(S2/D2)為2.1×10-3/nm；有效面積14.8μm2；在20毫米的彎曲直徑下，彎曲損耗為0.001dB/m；傳輸損耗為0.65dB/km。在2米長(zhǎng)的光纖C的條件下，截止波長(zhǎng)為1.70微米。
在光纖D中，芯線區(qū)210、第一包層區(qū)221和第二包層區(qū)222相對(duì)于第三包層區(qū)223的相對(duì)折射率差值Δ1、Δ2和Δ3分別被設(shè)置2.7％、-0.5％和0.3％。Ra為0.20，Rb為0.50，第二包層區(qū)222的外徑2c為15.0微米。在1550納米的波長(zhǎng)下，這種結(jié)構(gòu)的光纖D具有下述特性色散D2為-189ps/nm/km；色散梯度S2為-0.58ps/nm2/km；比值(S2/D2)為3.1×10-3/nm；有效面積14.4μm2；在20毫米的彎曲直徑下，彎曲損耗為0.01dB/m；傳輸損耗為0.66dB/km。在2米長(zhǎng)的光纖D的條件下，截止波長(zhǎng)為1.61微米。
在光纖E中，芯線區(qū)210、第一包層區(qū)221和第二包層區(qū)222相對(duì)于第三包層區(qū)223的相對(duì)折射率差值Δ1、Δ2和Δ3分別被設(shè)置2.7％、-0.5％和0.3％。Ra為0.20，Rb為0.54，第二包層區(qū)222的外徑2c為14.8微米。在1550納米的波長(zhǎng)下，這種結(jié)構(gòu)的光纖E具有下述特性色散D2為-194ps/nm/km；色散梯度S2為-0.78ps/nm2/km；比值(S2/D2)為4.0×10-3/nm；有效面積14.1μm2；在20毫米的彎曲直徑下，彎曲損耗為0.06dB/m；傳輸損耗為0.67dB/km。在2米長(zhǎng)的光纖E的條件下，截止波長(zhǎng)為1.51微米。
在光纖F中，芯線區(qū)210、第一包層區(qū)221和第二包層區(qū)222相對(duì)于第三包層區(qū)223的相對(duì)折射率差值Δ1、Δ2和Δ3分別被設(shè)置2.7％、-0.5％和0.3％。Ra為0.20，Rb為0.54，第二包層區(qū)222的外徑2c為14.6微米。在1550納米的波長(zhǎng)下，這種結(jié)構(gòu)的光纖F具有下述特性色散D2為-216ps/nm/km；色散梯度S2為-0.65ps/nm2/km；比值(S2/D2)為3.0×10-3/nm；有效面積15.5μm2；在20毫米的彎曲直徑下，彎曲損耗為0.2dB/m；傳輸損耗為0.67dB/km。在2米長(zhǎng)的光纖F的條件下，截止波長(zhǎng)為1.49微米。
在光纖G中，芯線區(qū)210、第一包層區(qū)221和第二包層區(qū)222相對(duì)于第三包層區(qū)223的相對(duì)折射率差值Δ1、Δ2和Δ3分別被設(shè)置2.1％、-0.5％和0.2％。Ra為0.20，Rb為0.50，第二包層區(qū)222的外徑2c為17.0微米。在1550納米的波長(zhǎng)下，這種結(jié)構(gòu)的光纖G具有下述特性色散D2為-206ps/nm/km；色散梯度S2為-0.68ps/nm2/km；比值(S2/D2)為3.3×10-3/nm；有效面積21.3μm2；在20毫米的彎曲直徑下，彎曲損耗為9.7dB/m；傳輸損耗為0.49dB/km。在2米長(zhǎng)的光纖G的條件下，截止波長(zhǎng)為1.37微米。
具有上述規(guī)格的所有光纖A-G在1550納米的波長(zhǎng)下都具有下述特性不大于-180ps/nm/km的色散D2；不小于2.0×10-3/nm又不大于4.7×10-3/nm的色散梯度S2與色散D2的比值(S2/D2)；不小于12μm2但是小于25μm2的有效面積；不大于0.7dB/km的傳輸損耗；并且在2米的長(zhǎng)度下，具有不小于1.0微米又不大于2.0微米的截止波長(zhǎng)。特別地，光纖A和F均具有不大于-200ps/nm/km的色散D2。光纖A、D、E和F均具有不小于2.7×10-3/nm又不大于4.0×10-3/nm的比值(S2/D2)。和相對(duì)折射率差值Δ3為0.2％的光纖A和B相比，第二包層區(qū)222相對(duì)于第三包層區(qū)223的相對(duì)折射率差值Δ3為0.3％的光纖D-F均具有更小的有效面積，在20毫米的彎曲直徑下更小的彎曲損耗，以及2米的長(zhǎng)度下更長(zhǎng)的截止波長(zhǎng)。
圖7的曲線圖示出了圖6的表中所示的光纖A-G中的光纖A和B各自的色散特性。圖8的曲線圖示出了圖6的表中所示的光纖A-G中的光纖C-F各自的色散特性。圖9的曲線圖示出了圖6的表中所示的光纖A-G中的光纖G的色散特性。圖7中，曲線C910表示光纖B的色散特性，曲線C920表示光纖A的色散特性。圖8中，曲線1010表示光纖C的色散特性，曲線1020表示光纖D的色散特性，曲線1030表示光纖E的色散特性，曲線1040表示光纖F的色散特性。
此外，圖10的曲線圖示出了分別應(yīng)用圖6的表中所示的光纖A-G中的光纖A和B的相應(yīng)光學(xué)傳輸線路的波長(zhǎng)色散特性。圖11的曲線圖示出了分別應(yīng)用圖6的表中所示的光纖A-G中的光纖C-F的相應(yīng)光學(xué)傳輸線路的色散特性。圖12的曲線圖示出了應(yīng)用圖6的表中所示的光纖A-G中的光纖G的光學(xué)傳輸線路的色散特性。圖13的表格給出了應(yīng)用圖6的表中所示的光纖A-G的相應(yīng)光學(xué)傳輸線路的各種特性。圖10中，曲線1210表示包含光纖A的光學(xué)傳輸線路的色散特性，曲線1220表示包含光纖B的光學(xué)傳輸線路的色散特性。圖11中，曲線1310表示包含光纖C的光學(xué)傳輸線路的色散特性，曲線1320表示包含光纖E的光學(xué)傳輸線路的色散特性，曲線1330表示包含光纖D的光學(xué)傳輸線路的色散特性，曲線1340表示包含光纖F的光學(xué)傳輸線路的色散特性。
在圖10-圖13中，作為構(gòu)成光學(xué)傳輸線路的另一光纖的正色散光纖是在1550納米的波長(zhǎng)下具有下述性質(zhì)的正色散光纖+17ps/nm/km的色散；+0.057ps/nm2/km的色散梯度，并且長(zhǎng)度為80km。圖13中的插入損耗還包括把常規(guī)的短的正色散光纖接合到分別由前述光纖A-G制成的模塊的兩端而引起的接合損耗。
在包含光纖A的光學(xué)傳輸線路中，光纖A的長(zhǎng)度為7.4km，1550納米的波長(zhǎng)下插入損耗為4.8dB，在1530納米-1560納米的波段(C波段)中，色散的偏差為0.35ps/nm/km，在1450納米-1560納米的波段(S波段)中，色散的偏差為0.94ps/nm/km，在1450納米-1610納米的波段(S+C+L波段)中，色散的偏差為1.62ps/nm/km。
在包含光纖B的光學(xué)傳輸線路中，光纖B的長(zhǎng)度為7.6km，1550納米的波長(zhǎng)下，插入損耗為4.9dB，在1530納米-1560納米的波段(C波段)中，色散的偏差為0.32ps/nm/km，在1450納米-1560納米的波段(S波段)中，色散的偏差為0.80ps/nm/km，在1450納米-1610納米的波段(S+C+L波段)中，色散的偏差為3.18ps/nm/km。
在包含光纖C的光學(xué)傳輸線路中，光纖C的長(zhǎng)度為7.6km，1550納米的波長(zhǎng)下，插入損耗為5.9dB，在1530納米-1560納米的波段(C波段)中，色散的偏差為0.49ps/nm/km，在1450納米-1560納米的波段(S波段)中，色散的偏差為1.51ps/nm/km，在1450納米-1610納米的波段(S+C+L波段)中，色散的偏差為3.64ps/nm/km。
在包含光纖D的光學(xué)傳輸線路中，光纖D的長(zhǎng)度為7.5km，1550納米的波長(zhǎng)下，插入損耗為6.0dB，在1530納米-1560納米的波段(C波段)中，色散的偏差為0.04ps/nm/km，在1450納米-1560納米的波段(S波段)中，色散的偏差為0.44ps/nm/km，在1450納米-1610納米的波段(S+C+L波段)中，色散的偏差為1.72ps/nm/km。
在包含光纖E的光學(xué)傳輸線路中，光纖E的長(zhǎng)度為7.4km，1550納米的波長(zhǎng)下，插入損耗為6.0dB，在1530納米-1560納米的波段(C波段)中，色散的偏差為0.48ps/nm/km，在1450納米-1560納米的波段(S波段)中，色散的偏差為0.88ps/nm/km，在1450納米-1610納米的波段(S+C+L波段)中，色散的偏差為1.02ps/nm/km。
在包含光纖F的光學(xué)傳輸線路中，光纖F的長(zhǎng)度為6.6km，1550納米的波長(zhǎng)下，插入損耗為5.4dB，在1530納米-1560納米的波段(C波段)中，色散的偏差為0.10ps/nm/km，在1450納米-1560納米的波段(S波段)中，色散的偏差為0.41ps/nm/km，在1450納米-1610納米的波段(S+C+L波段)中，色散的偏差為2.10ps/nm/km。
在包含光纖G的光學(xué)傳輸線路中，光纖G的長(zhǎng)度為7.0km，1550納米的波長(zhǎng)下，插入損耗為4.4dB，在1530納米-1560納米的波段(C波段)中，色散的偏差為0.43ps/nm/km，在1450納米-1560納米的波段(S波段)中，色散的偏差為1.88ps/nm/km，在1450納米-1610納米的波段(S+C+L波段)中，色散的偏差為3.13ps/nm/km。
具有如上所述各種特性的光學(xué)傳輸線路(分別包含光線A-G之一)表現(xiàn)出下述偏差在1530納米-1560納米的波段中總體的平均色散(在波長(zhǎng)之間變化)的偏差不大于0.5ps/nm/km；在1450納米-1560納米的波段中總體的平均色散(在波長(zhǎng)之間變化)的偏差不大于2.0ps/nm/km；在1450納米-1610納米的波段中總體的平均色散(在波長(zhǎng)之間變化)的偏差不大于4.0ps/nm/km。就分別包含光纖A、D和E的光學(xué)傳輸線路來(lái)說(shuō)，在1450納米-1610納米的波段中總體的平均色散(在波長(zhǎng)之間變化)的偏差不大于2.0ps/nm/km。
作為比較例，圖14表示了一種普通的負(fù)色散光纖的折射率分布剖面。從該折射率分布剖面也可看出，作為比較例制備的負(fù)色散光纖具有芯線區(qū)(對(duì)應(yīng)于折射率分布剖面100中的區(qū)域101的部分)，第一包層區(qū)(對(duì)應(yīng)于折射率分布剖面100中的區(qū)域102的部分)，和第二包層區(qū)(對(duì)應(yīng)于折射率分布剖面100中的區(qū)域103的部分)。芯線區(qū)的最大折射率為n1、外徑為2a。第一包層區(qū)具有折射率n2(＜n1)和外徑2b。第二包層區(qū)具有折射率n3(＞n2并且＜n1＝。
更具體地說(shuō)，例如，該比較例的負(fù)色散光纖具有3.2微米的芯線區(qū)外徑2a，8.1微米的第一包層區(qū)外徑2b。芯線區(qū)和第一包層區(qū)相對(duì)于第二包層區(qū)折射率n3的相對(duì)折射率差值Δ1和Δ2分別為2.1％和-0.35％。在1550納米的波長(zhǎng)下，該負(fù)色散光纖具有下述特性色散為-88ps/nm/km；色散梯度為-0.19ps/nm2/km；有效面積為16.2μm2；在20毫米的彎曲直徑下，彎曲損耗為6dB/m；傳輸損耗為0.39dB/km。在2米的長(zhǎng)度條件下，截止波長(zhǎng)(2米長(zhǎng)光纖以2140mm的半徑松散彎曲的狀態(tài)下，LP11模式的截止波長(zhǎng))為0.74微米。
另一方面，在1550納米的波長(zhǎng)下，所述正色散光纖例如具有下述特性+17ps/nm/km的色散；+0.057ps/nm2/km的色散梯度。當(dāng)這種正色散光纖的長(zhǎng)度為80km時(shí)，假設(shè)正色散光纖的色散由比較例的負(fù)色散光纖所補(bǔ)償，則負(fù)色散光纖需要具有15.9km的長(zhǎng)度。
圖15的曲線圖示出了在由正色散光纖和如上所述的負(fù)色散光纖(比較例)構(gòu)成的整個(gè)光學(xué)傳輸線路的平均色散。如圖15中所示，雖然在1540納米的波長(zhǎng)下平均色散為0，但是隨著偏離該波長(zhǎng)，平均色散的絕對(duì)值增大。因此，1530納米-1560納米波段中平均色散在波長(zhǎng)之間的偏差(最大值-最小值)為0.68ps/nm/km，1450納米-1560納米波段中平均色散在波長(zhǎng)之間的偏差為3.70ps/nm/km，1450納米-1610納米波段中平均色散在波長(zhǎng)之間的偏差為4.18ps/nm/km。由于如上所述，信號(hào)波段中波長(zhǎng)之間的偏差較大，包含象比較例這樣的負(fù)色散光纖的光學(xué)傳輸線路在實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離和大容量WDM光學(xué)傳輸方面存在局限性。
工業(yè)適用性如上所述，本發(fā)明可降低光學(xué)傳輸線路中負(fù)色散光纖長(zhǎng)度的比例，所述光學(xué)傳輸線路包含正色散光纖和具有較小色散D(即色散符號(hào)為負(fù)，并且絕對(duì)值較大)的負(fù)色散光纖。這可降低光學(xué)傳輸線路的平均傳輸損耗，并且能夠使制造成本較低。由于負(fù)色散光纖的色散梯度S與色散D的比值(S/D)不小于2.0×10-3/nm又不大于4.7×10-3/nm，色散梯度補(bǔ)償率約為60％-140％，這既可降低整個(gè)光學(xué)傳輸線路上平均色散和平均色散梯度各自的絕對(duì)值，又可降低信號(hào)波段中整個(gè)光學(xué)傳輸線路上平均色散在波長(zhǎng)之間的偏差(最大值-最小值)。不小于12μm2的有效面積等于或大于普通負(fù)色散光纖的有效面積，能夠有效抑制負(fù)色散光纖中非線性光學(xué)現(xiàn)象的出現(xiàn)。此外，當(dāng)有效面積小于25μm2并且最好小于20μm2時(shí)，即使在結(jié)構(gòu)和所述負(fù)色散光纖相似的一束光纖形式的光纜或者在以線圈形狀纏繞的模塊中，負(fù)色散光纖中的損耗也較小。
另外，由于根據(jù)本發(fā)明在光學(xué)傳輸線路中既補(bǔ)償了色散又補(bǔ)償了色散梯度，因此在整個(gè)信號(hào)波段中可使色散的絕對(duì)值保持較低，并且使實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離和大容量WDM光學(xué)傳輸變得可行。
權(quán)利要求
1.一種在1550納米的波長(zhǎng)下具有下述特性的負(fù)色散光纖不大于-150ps/nm/km的色散D；滿足其與色散D的比值(S/D)不小于2.0×10-3/nm又不大于4.7×10-3/nm的條件的色散梯度S；和不小于12μm2但是小于25μm2的有效面積。
2.按照權(quán)利要求1所述的負(fù)色散光纖，其中所述色散D不大于-180ps/nm/km。
3.按照權(quán)利要求1所述的負(fù)色散光纖，其中所述有效面積小于20μm2。
4.按照權(quán)利要求1所述的負(fù)色散光纖，其中所述比值(S/D)不小于2.7×10-3/nm又不大于4.0×10-3/nm。
5.按照權(quán)利要求1所述的負(fù)色散光纖，還具有在2米的長(zhǎng)度條件下，不小于1.0微米又不大于2.0微米的截止波長(zhǎng)。
6.按照權(quán)利要求1所述的負(fù)色散光纖，對(duì)于波長(zhǎng)1550納米的光線，還具有不大于1.0dB/km的傳輸損耗。
7.按照權(quán)利要求6所述的負(fù)色散光纖，其中所述傳輸損耗不大于0.7dB/km。
8.按照權(quán)利要求1所述的負(fù)色散光纖，包括沿預(yù)定軸線延伸，并且具有預(yù)定最大折射率的芯線區(qū)；在所述芯線區(qū)的外圍形成的，并且折射率低于芯線區(qū)的最大折射率的第一包層區(qū)；在所述第一包層區(qū)的外圍形成的，并且折射率高于第一包層區(qū)的折射率的第二包層區(qū)；和在所述第二包層區(qū)的外圍形成的，并且折射率低于第二包層區(qū)的折射率的第三包層區(qū)。
9.按照權(quán)利要求8所述的負(fù)色散光纖，其中所述芯線區(qū)與所述第三包層區(qū)的最大相對(duì)折射率差值不小于1.8％又不大于3.0％。
10.一種光學(xué)傳輸線路，包括在1550納米波長(zhǎng)下具有下述性質(zhì)的正色散光纖不小于+15又不大于+21ps/nm/km的色散；不小于+0.05ps/nm2/km又不大于+0.07ps/nm2/km的色散梯度；和按照權(quán)利要求1所述的負(fù)色散光纖。
11.按照權(quán)利要求10所述的光學(xué)傳輸線路，其中在1530納米-1560納米的波段中，在整個(gè)光學(xué)傳輸線路上，平均色散在波長(zhǎng)之間的偏差不大于0.5ps/nm/km。
12.按照權(quán)利要求10所述的光學(xué)傳輸線路，其中在1450納米-1560納米的波段中，在整個(gè)光學(xué)傳輸線路上，平均色散在波長(zhǎng)之間的偏差不大于2.0ps/nm/km。
13.按照權(quán)利要求10所述的光學(xué)傳輸線路，其中在1450納米-1610納米的波段中，在整個(gè)光學(xué)傳輸線路上，平均色散在波長(zhǎng)之間的偏差不大于4.0ps/nm/km。
14.按照權(quán)利要求13所述的光學(xué)傳輸線路，其中在1450納米-1610納米的波段中，在整個(gè)光學(xué)傳輸線路上，平均色散在波長(zhǎng)之間的偏差不大于2.0ps/nm/km。
15.一種在1550納米的波長(zhǎng)下具有下述性質(zhì)的負(fù)色散光纖不大于-200ps/nm/km的色散D；和滿足其與所述色散D的比值(S/D)不小于2.0×10-3/nm又不大于4.7×10-3/nm的條件的色散梯度S。
16.按照權(quán)利要求15所述的負(fù)色散光纖，其中所述比值(S/D)不小于2.7×10-3/nm又不大于4.0×10-3/nm。
17.按照權(quán)利要求15所述的負(fù)色散光纖，還具有在2米的長(zhǎng)度條件下，不小于1.0微米又不大于2.0微米的截止波長(zhǎng)。
18.按照權(quán)利要求15所述的負(fù)色散光纖，對(duì)于波長(zhǎng)1550納米的光線，還具有不大于1.0dB/km的傳輸損耗。
19.按照權(quán)利要求18所述的負(fù)色散光纖，其中所述傳輸損耗不大于0.7dB/km。
20.按照權(quán)利要求15所述的負(fù)色散光纖，包括沿預(yù)定軸線延伸，并且具有預(yù)定最大折射率的芯線區(qū)；在所述芯線區(qū)的外圍形成的，并且折射率低于芯線區(qū)的最大折射率的第一包層區(qū)；在所述第一包層區(qū)的外圍形成的，并且折射率高于第一包層區(qū)的折射率的第二包層區(qū)；和在所述第二包層區(qū)的外圍形成的，并且折射率低于第二包層區(qū)的折射率的第三包層區(qū)。
21.按照權(quán)利要求20所述的負(fù)色散光纖，其中所述芯線區(qū)與所述第三包層區(qū)的最大相對(duì)折射率差值不小于1.8％又不大于3.0％。
22.一種光學(xué)傳輸線路，包括在1550納米波長(zhǎng)下具有下述性質(zhì)的正色散光纖不小于+15又不大于+21ps/nm/km的色散；不小于+0.05ps/nm2/km又不大于+0.07ps/nm2/km的色散梯度；和按照權(quán)利要求15所述的負(fù)色散光纖。
23.按照權(quán)利要求22所述的光學(xué)傳輸線路，其中在1530納米-1560納米的波段中，在整個(gè)光學(xué)傳輸線路上，平均色散在波長(zhǎng)之間的偏差不大于0.5ps/nm/km。
24.按照權(quán)利要求22所述的光學(xué)傳輸線路，其中在1450納米-1560納米的波段中，在整個(gè)光學(xué)傳輸線路上，平均色散在波長(zhǎng)之間的偏差不大于2.0ps/nm/km。
25.按照權(quán)利要求22所述的光學(xué)傳輸線路，其中在1450納米-1610納米的波段中，在整個(gè)光學(xué)傳輸線路上，平均色散在波長(zhǎng)之間的偏差不大于4.0ps/nm/km。
26.按照權(quán)利要求13所述的光學(xué)傳輸線路，其中在1450納米-1610納米的波段中，在整個(gè)光學(xué)傳輸線路上，平均色散在波長(zhǎng)之間的偏差不大于2.0ps/nm/km。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以較短的長(zhǎng)度補(bǔ)償信號(hào)波段中正色散光纖的色散的負(fù)色散光纖，和包含所述負(fù)色散光纖的光學(xué)傳輸線路。所述負(fù)色散光纖在1550納米的波長(zhǎng)下具有下述特性不大于－150ps/nm/km的色散D；滿足其與色散D的比值(S/D)不小于2.0×10
文檔編號(hào)G02B6/34GK1460194SQ01814941
公開(kāi)日2003年12月3日 申請(qǐng)日期2001年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月1日
發(fā)明者加藤考利, 平野正晃 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社