專利名稱：多模光纖鏈路色散補償器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種色散補償?shù)亩嗄２▽ф溌?，它包括一條與鏈路光學耦合以便在一個或多個預選波長處增加帶寬的補償多模光纖。
多模光纖長期被認為宜于在諸如局域網(wǎng)等長度較短的鏈路系統(tǒng)中使用。在這類系統(tǒng)中，鏈路長度一般小于5公里，并且數(shù)據(jù)傳輸率為數(shù)百兆比特/秒。多模波導的纖芯直徑較大，一般為50微米、62.5微米、100微米或更大。這樣的直徑可使接頭和連接損耗較低。另外，多模波導提供兩個波長工作窗，其中心分別在850納米和1300納米附近，并且多模波導在兩個波長處都具有足夠的帶寬，可以滿足局域網(wǎng)數(shù)據(jù)率的要求。
由于1300納米工作窗處的波導衰減較少，所以可以調整多模波導制作工藝，以在較高的波長窗提供較大的帶寬。與低波長窗相比，這種調節(jié)提供的較高波長窗能夠在較長的距離上實現(xiàn)較高的數(shù)據(jù)率。用這種方式，可以充分利用1300納米處衰減較低的特性。由此，例如對于許多局域網(wǎng)或其它長度較短的應用，已經(jīng)指定使用在850納米處具有160MHz-km帶寬而在1300納米處具有500MHz-km帶寬的多模光纖(即，160/500光纖)。
在某些系統(tǒng)中，需要對較低的工作窗優(yōu)化帶寬。在這類情況下，可以將帶寬的峰值波長移到諸如780納米或850納米等較低的波長。
但是，由于在低工作窗處激光源的功率較大、線寬較窄并且相對而言無線性調頻，所以需要在以850納米為中心的波長區(qū)中提供較大的帶寬。另外，對于某些局域網(wǎng)應用，繼續(xù)要求增加比特率。因此，實際需要在850納米工作窗中提供較大的帶寬，并且在1300納米工作窗中保持足夠的帶寬。
因為已經(jīng)在850納米和1300納米窗處分別用160MHz-km和500MHz-km的窗帶寬值安裝了許多網(wǎng)絡，所以要尋求一種經(jīng)濟可行的辦法，對已經(jīng)安裝的多模波導光纖鏈路調節(jié)或補償兩個窗帶寬。
定義一折射率分布曲線描述了一種材料沿一直線的折射率值，所述直線具有第一點和最后一點。對于光纖，折射率分布曲線的值是對波導半徑上的每一點定義的。
—折射率分布曲線的一般表述為n2(r)＝n12[1-2Δf(r/a)]，其中n(r)是波導半徑上點r處的折射率；n1是波導中心線上的折射率；Δ＝(n12-n22)/2n12，n2是參考折射率，通常取作包層折射率的最小值；而f(r/a)是r除以纖芯半徑a的函數(shù)。
—α分布曲線是f(r/a)＝(r/a)α時的折射率分布曲線。
—帶寬是在頻率范圍內(nèi)對波導色散特性的標準測量。具體地說，波導帶寬是一頻率范圍，在該范圍內(nèi)，由色散引起的功率損失小于3dB，其中發(fā)射功率用作比較基礎。帶寬可以用歸一化的頻率單位MHz-km表示，它是1公里長波導的帶寬。當帶寬單位簡單地表示為MHz時，帶寬值代表被測量波導的總長度。例如，波導長度為2公里，歸一化帶寬為500MHz-km，那么該波導的端對端帶寬為(500MHz-km)/2km＝250MHz。

發(fā)明內(nèi)容
需要提供一種技術上可靠、成本較低的方法，用以對兩個工作波長窗中的一個進行帶寬補償。另外，在某些應用中需要補償一個波長窗，但又不過度犧牲另一波長窗的帶寬。預期能夠找到一條折射率分布曲線n(r)，它在要補償?shù)乃x波長窗附近具有局部最大值，而在另一所選的工作波長窗具有局部最大值。本發(fā)明滿足對這類多模鏈路帶寬補償器的要求。
本發(fā)明的第一方面是一種色散補償?shù)亩嗄ｆ溌?，它包括第一段多模光纖，該段多模光纖的折射率分布曲線在第一和第二波長窗提供各自預選的帶寬。多模波導具有纖芯區(qū)和周圍的包層。纖芯區(qū)具有半徑為a的圓形截面，其中半徑是從波導中心線開始測量的。利用速記符號，稱多模波導在波長λ1處具有帶寬BW1，在波長λ2處具有帶寬BW2。盡管分布曲線n1(r)可以取許多形式，但一般分布曲線產(chǎn)生一帶寬-波長曲線，它在波長λp1處具有局部最大值。通過組合λp1相對λ1和λ2的位置以及在波長λp1處的最大帶寬，來實現(xiàn)兩個工作窗中每個窗各自的目標帶寬。為了在每個窗達到各自的目標帶寬，如此設計分布曲線，使得在位于兩個工作窗之中心波長λ1和λ2之間的波長λp1處出現(xiàn)最大或峰值帶寬。由波導的幾何形狀和折射率分布曲線可以計算出波導帶寬對波長的響應。即使不考慮模式耦合和模式混合，數(shù)學關系也是非常復雜的。即使使用數(shù)值方法和計算機，通常也必須作一些簡化的假設。因此，本申請中使用術語“可用數(shù)學方法導出的”是指可以用一組特定的波導纖維特性完成以下工作。具體地說，用折射率分布曲線以及纖芯和包層的幾何形狀完成以下工作—估計相對模式延遲，—預測λp，或者—估計λp處的帶寬。
下面給出的計算所得的補償波導參數(shù)與實驗補償波導參數(shù)之間的一致性，證明了本申請中所用假設的有效性。
通過將第二多模波導光纖與第一光纖光學連接，可以完成補償后的鏈路。第二多模波導的折射率分布曲線為n2(r)，它可以補償?shù)谝徊▽е挟a(chǎn)生的相對模式延遲。一種補償方法是使用在波長λp2處具有最大帶寬的補償波導。一例這樣的分布曲線是α分布曲線。通過將λp2置于λ1和λ2所定義的波長間隔之外，可以用第二光纖對較高波長窗或較低波長窗的帶寬進行補償。當?shù)谝徊▽е械姆植颊`差為α誤差時，補償波導一般不能校正λ1和λ2處模式的群延遲，致使在損失一個帶寬的同時增強另一個帶寬。這是因為α的變化會使λp變化，并由此將帶寬對波長的曲線移向更高或更低的波長。
當減小帶寬的分布誤差更隨機或不具備α特性時，可以用單個補償波導補償高波長窗帶寬和低波長窗帶寬兩者。因此，一般可以保證至少可以補償一個帶寬。另一種說法是，補償波導可以在不止一個波長處對模式群延遲進行均衡。
注意，補償后帶寬BWcomp1和BWcomp2用MHz來表示。用這種方法，對補償前后的波導纖維的端對端帶寬進行比較。即使補償波導使鏈路變長，補償也必須足以改善以MHz為單位的端對端帶寬。
在經(jīng)補償?shù)亩嗄ｆ溌返囊粋€較佳實施例中，第一或第二多模波導具有上述α分布曲線，其中α在大約0至8的范圍內(nèi)。如此選擇折射率分布曲線可以在一選定的波長處均衡模式群延遲，并且能夠足夠靈活地提供可接受的帶寬，以便在1300納米和850納米窗中工作。通過選擇α分布曲線還可使補償波導參數(shù)計算更為方便。
在一最佳實施例中，構成鏈路的第一和第二多模波長都包括各自的α分布曲線。對于這樣的折射率分布曲線的選擇，補償后鏈路、第一波導和第二波導的參數(shù)之間的工作關系取特別簡單的形式。
用α＝α2，α1≤α2≤8的第二波導纖維可以補償α＝α1，0.8≤α1＜2.1的第一波導纖維。該選擇可以增大諸如850納米等較低波長工作點處的帶寬。第一光纖使用相同的α1，那么用α2滿足0.8≤α2≤α1的第二(即，補償)波導可以增大在諸如1300納米等較高波長工作點處的帶寬。
將α1定義為第一波導的特性，將α2定義為第二波導即補償波導的特性，而將αcomp定義為補償后鏈路的特性。于是，為了增大較低波長的帶寬，α1comp＝(α1+cα2)/(1+c)，其中c＝L2/L1，L1是第一波導的長度，L2是第二波導的長度，而c是0到1范圍的數(shù)字。同樣，如果對較高波長的帶寬進行補償，那么αhcomp＝(α1+cα2)/(1+c)。
在本發(fā)明的第二方面，第一長度為L1的折射率分布曲線取下述形式n12(r)＝nc112[1-2Δ1f1(r/a1)]，其中nc11為中心線上的折射率，而a1是纖芯半徑。相對折射率Δ1參考包層折射率nc1的最小值。第二多模長度具有相同形式的折射率分布曲線n22(r)＝nc122[1-2Δ2f(r/a2)]。可以選擇第一和第二光纖的組合，以便在較高或較低工作波長處對帶寬進行補償。
在一較佳實施例中，f1(r/a1)或f2(r/a2)具有(r/a)α，即α分布曲線的形式。
在一最佳實施例中，第一和第二波導都具有各自的α分布曲線。對各個α(即，第一光纖的α1、第二光纖的α2，以及兩個光纖組合的αcomp)的限制和關系如上所述。
對于多模波導纖維，最有利的工作窗的中心在850納納米和1300納米處。在這些波長處，以及在這些波長的+/-30納米間隔內(nèi)，衰減對波長的特性曲線示出了局部最小值。
在本發(fā)明的一個特定實施例中，通過光學連接λp2在大約450納米至650納米范圍內(nèi)的補償波導，可以在850納米工作點處，對λp1在大約1150納米至1250納米范圍內(nèi)的鏈路進行補償。在下面的一個例子中，給出了該實施例的其它特性。
為了與補償后鏈路的目的保持一致，即為了增加數(shù)據(jù)率，本發(fā)明的較佳實施例使補償波導即第二波導的長度最小。因此，本發(fā)明的一個較佳實施例使補償光纖的α大于第一光纖的α。與α較小的補償波導相比，較大的α可以用較短的補償長度提供相等的補償。用分數(shù)表示的長度c在0至1的范圍內(nèi)，c＝L2/L1，其較佳范圍為0.01至0.50。當α處于大約2.5至3的范圍內(nèi)時，c的較佳范圍縮小到大約0.01至0.25。
附圖概述

圖1是對于可選擇的α分布曲線，相對折射率Δ對半徑的曲線圖。
圖2是在850納米處，補償后帶寬對補償波導之分數(shù)長度的曲線圖。圖中示出了四種補償波導。
圖3是針對一例多模波導光纖，α對λp的曲線圖。
圖4示出了850納米處的帶寬對加入鏈路的補償光纖的分數(shù)量的曲線圖。
本發(fā)明的詳細描述通過對石英基玻璃添加折射率變化的玻璃成形金屬氧化物，可以制造帶寬較大的多模波導纖維。當玻璃稱為石英基時，SiO2的重量百分比一般不小于70％。當一種模式在波導中的傳播時間盡可能接近于其它模式在波導中的傳播時間時，可以使帶寬最大。在理想情況下，折射率分布曲線的形狀可以為所有模式提供相等的光程。相對理想分布形狀的偏離，即分布誤差，將導致模式間的相對延遲。這些相對延遲會使由許多模式組成的光信號擴展或發(fā)生色散。
本發(fā)明旨在提供一種多模光纖鏈路，在該多模光纖鏈路中，制造缺陷或在鏈路第一部分的不正確波長處進行優(yōu)化會造成分布誤差，而由該分布誤差引起的信號色散可以用鏈路的剩余部分來補償。
本發(fā)明的主要特征是找到了這樣的補償分布曲線，它們可以對分布誤差進行合適的校正，并使補償波導的長度盡可能短。增加鏈路長度會增加衰減，并且由于任何波導都不可能是完美的，所以增加的長度還會因其自身的分布誤差引起一些模式群延遲差。有利的是，可以在目前波導制造工藝中進行這樣的分布曲線控制，致使由補償光纖提供的帶寬增益可以改善總的鏈路性能，無論補償波導中存在怎樣的衰減和分布誤差。
圖1例示的折射率分布曲線是相對折射率Δ對波導半徑的曲線。分布曲線2是階躍折射率，它可以用α非常大的α分布曲線來近似。對于大多數(shù)制造出來的階躍折射率分布曲線，α約大于8可以精確描述折射率隨半徑的變化。圖1的分布曲線4是用α＝2的α分布曲線描述的拋物線。分布曲線6是α＝1的三角形，而分布曲線8是一例α＜1的分布曲線。圖1示出了α分布曲線的適應性。如果將纖芯區(qū)分成多個徑向分段，并且給每一段分配一個特定的α，那么就可以用α分布曲線來描述更復雜的分布曲線。
由于玻璃的折射率隨波長變化，所以多模波導的折射率可以在窄的波長帶上對模式延遲進行均衡。帶寬在該窄帶內(nèi)的一波長處達到最大值。在最大帶寬波長上下的波長處，帶寬減小。圖4示出了帶寬對波長的兩條曲線。帶寬曲線10比帶寬曲線12陡峭，因為提供帶寬曲線10的折射率具有較少的、會導致不平衡模式延遲的誤差。注意，盡管如所證實的，最大帶寬減小使得帶寬曲線12包含更多的分布誤差，但曲線10和12在工作窗850納米和1300納米處的帶寬接近相等。當為兩個工作窗設計分布曲線時，峰值陡峭的帶寬對波長的曲線不可能與在擴展波長范圍內(nèi)更平坦、幾乎更接近常數(shù)的情況同樣有效。
圖4還示出了如何相對于850納米處的帶寬來改變1300納米的帶寬。與850納米處的信號模式群相比，1300納米處的信號模式群具有不同的光程范圍。通過沿波導半徑改變波導中的摻雜物調節(jié)折射率量，可以為較大波長處的模式或較小波長處的模式提供更好的模式延遲補償。實際上，可以將帶寬對波長曲線的最大帶寬移至較大或較小波長值。例如，可以使最大帶寬的波長λp與1300納米或850納米一致，并由此將最大帶寬移到這些工作波長中的一個或另一個。選擇位于1300納米和850納米之間的λp值，減小一個波長處帶寬，而增加另一窗的帶寬。
用光學方法連接具有相間λp值的多模波導纖維，在不同波導中產(chǎn)生不同的信號模式群延遲，致使在對這樣一組連接波導測量帶寬對波長曲線時，會產(chǎn)生位于這些相間λp之間的λp。
本發(fā)明能夠在一給定的多模波導中將λp置于預選的波長處，調節(jié)已安裝鏈路的λp，并由此改變鏈路在特定工作波長處的帶寬。用光學方式，將一段多模光纖(即，補償光纖，其λp與安裝鏈路的λp分開)與鏈路連接，以提供λp變化了的經(jīng)補償?shù)逆溌?，并提供變化后帶寬對波長的特性。由于對現(xiàn)有鏈路增加了補償波導纖維長度，所以使補償波導盡可能短是很重要的。本發(fā)明通過使補償器的λp非常大(即，大于1300納米)，或者非常小(即，小于850納米)，來滿足該要求。如此選擇λp可以在高的或低的波長工作點提供補償，同時使補償光纖的長度小于或等于原始鏈路長度。由下例可見，使補償光纖長度在原始鏈路長度的1％-50％范圍內(nèi)，可以實現(xiàn)有效補償。正是這一特征使得補償器光纖成為調節(jié)鏈路帶寬的實用工具。
可以通過調節(jié)α分布曲線補償器的α來調節(jié)補償器波導的λp。圖3中曲線14示出了α對λp的曲線。注意，α約為2.25可提供λp約為500納米，而α約為1.97可提供λp約1200納米。
例1-α為2.21的補償波導將四種多模波導光纖輪流與α為2.21的補償器波導纖維光學連接。表1示出了用過滿發(fā)射條件(源的數(shù)值孔徑(NA)和光點直徑(spot size)大于光纖的NA和光點直徑)對補償長度為第一長度2％、10％、27％和50％的情況測量帶寬，單位為MHz。
表1α＝2.21BW BW BW BW BW850/1300850/1300 850/1300 850/1300 850/1300MHz MHzMHzMHzMHzc＝0c＝2％ c＝10％c＝27％c＝50％光纖#1 92/328 106/333111/435121/459134/291光纖#2 95/525 113/742119/755126/552139/305光纖#3 106/841 127/920133/943152/451177/247光纖#4 99/579 110/478116/782125/447143/277測試中四種光纖的長度大約都為1.73公里。在四種測試鏈路中使用同一根補償光纖。給出了補償波導纖維對850納米和1300納米處帶寬的影響。當補償光纖的分數(shù)長度c從2％增加到50％時，850納米處的帶寬增加，其中c定義為補償器長度對原始光纖長度的比。在每一種情況下，以MHz為單位測量的帶寬都是端對端帶寬，因此它包含了因增加補償波導而造成的鏈路長度的增加。在補償器分數(shù)長度增加到大約27％時，1300納米處的帶寬也因添加補償器而增大。這種增大很可能是因補償器的模式消除或模式混合而產(chǎn)生的，其中所述補償器的模式消除或模式混合使λp移到較短的波長。
對于在1300納米具有較小帶寬的光纖#1、在1300納米處具有較大帶寬的光纖#3以及在1300納米處具有中等帶寬的光纖#2和光纖#4的波導，可以獲得由補償器波導帶來的好處。
圖2示出了表1中850納米的數(shù)據(jù)曲線，該曲線被歸一化為1公里長度。標記表示實際的數(shù)據(jù)點，并且用線性模擬法擬合直線，其中系統(tǒng)的α特性(即αcomp)用原始鏈路的α(即，α1)和補償器波導的α(即，α2)來表示。也就是說，αcomp＝(α1+cα2)/(1+c)該等式可用來計算分數(shù)長度c，即c＝(α1-αcomp)/(αcomp-α2)。對于大約0.5至6范圍內(nèi)的α值，該等式可以為c提供良好的近似。在下面引用的M.Eve著作中可以找到更精確的關系，該關系包括模間相關系數(shù)。
數(shù)據(jù)還顯示出與M.Eve在Opt.Quant Electr.10，41-51，1978，“光學網(wǎng)絡的多路徑時間色散理論”中所述的多路徑時間色散模型非常一致。在該模型中，以GHz為單位的補償后帶寬可以用以GHz為單位的原始帶寬、原始鏈路中的均方根脈沖寬度σ1、原始鏈路加補償器的均方根脈沖寬度σ2來表示。
BWcomp＝BW1(1/{1-(mσ2/σ1)})模型擬合了足夠靠近的數(shù)據(jù)點，致使模型可用來預測補償器波導的特性，以及補償系統(tǒng)的性能。
注意，對BWcomp的表述表示選擇m時，對mσ2/σ1項接近于1的情況，補償后的帶寬非常大。這樣就存在對任何給定的多模鏈路的m的最佳選擇。
比較例一

的補償器波導用具有較大α的不同光纖對本例中的四種多模波導纖維進行補償，具體地說，α在2.5至3.0的范圍內(nèi)。表2示出了對于4種補償器長度，帶寬的測量結果。
表2

BW BW BW BW BW850/1300850/1300 850/1300 850/1300 850/1300MHz MHz MHz MHz MHzc＝0c＝0.65％c＝9.4％ c＝27％ c＝50％光纖#l 92/328 104/319 127/354 147/117 76/46光纖#2 95/525 110/527 129/347 139/12 75/45光纖#3 106/841 125/820 153/314 132/98 61/42光纖#4 99/579 111/538 131/303 137/101 67/43在補償器光纖的α較大的情況下，對于非常短的補償器長度，可以產(chǎn)生補償優(yōu)勢。

的補償器在大約12％至25％的長度百分比處開始支配鏈路性能，這對補償器光纖長度設定了實用上限。由表3可見，在9.4％和27％之間的點上測量了鏈路的帶寬性能。
表3

BW BW BW BW BW BW850/1300 850/1300 850/1300 850/1300850/1300 850/1300MHz MHz MHz MHz MHz MHzc＝12c＝14％ c＝16％ c＝19％ c＝21％ c＝24％光纖#1 134/342 145/315 145/235 15l/195 15l/173 150/148光纖#2 145/418 152/297 153/225 164/191 162/164 166/14l光纖#3 179/300 193/254 196/196 207/170 209/146 206/125光纖#4 148/312 159/288 166/211 164/176 169/153 171/137可以看出，在850納米工作窗處的補償對于在第一光纖16％和25％之間的補償光纖長度，經(jīng)歷了最大值。
表4示出了不同補償器波導對λp的相對影響。在表4中，給出了具有特定α的補償器波導的長度，它足以將鏈路的λp從大約1200納米移至1150納米。
表4補償器的長度百分比補償器的α0.53 3.02.02.253.62.136.02.07由α較大的補償器帶來的好處是明顯的。
盡管揭示和描述了本發(fā)明的特定實施例，但本發(fā)明僅由以下權利要求書來限定。
權利要求
1.一種色散補償?shù)亩嗄２▽Юw維鏈路，其特征在于，包括第一段多模波導，其長度為L1，中心線沿長度方向，折射率分布曲線n1(r)在圓形截面的中央纖芯區(qū)延伸，并且半徑為a1，圓形區(qū)的中心位于中心線上；包層，其最小厚度為t1，包裹在纖芯區(qū)的周圍并與其接觸，纖芯區(qū)的最小折射率為nc1，并且分布曲線n1(r)中至少有一部分大于nc1；分布曲線n1(r)在波長λ1處提供第一帶寬BW1，在波長λp1處提供最大帶寬BWp1，并在波長λ2處提供第二帶寬BW2，BW1、BW2和BWp1可以用數(shù)學方法由n1(r)、nc1、a1和t1導出，其中λ1≤λp1≤λ2；第二段多模波導，它與第一段的多模波導光學連接，其長度為L2，中心線沿長度方向，折射率分布曲線n2(r)在圓形截面的中央纖芯區(qū)延伸，并且半徑為a2，圓形區(qū)的中心位于中心線上；包層，其最小厚度為t2，包裹在纖芯區(qū)的周圍并與其接觸，纖芯區(qū)的最小折射率為nc2，并且分布曲線n2(r)中至少有一部分大于nc2；分布曲線n2(r)在波長λ1處提供第三帶寬BW3，在波長λp2處提供最大帶寬BWp2，并在波長λ2處提供第四帶寬BW4，BW3、BW4和BWp2可以用數(shù)學方法由n2(r)、nc2、a2和t2導出，其中λp2≤λ1，或者λp2≥λ2；組合第一和第二多模波導，形成長度為L1+L2的經(jīng)補償?shù)亩嗄２▽ф溌?，在波長λ1處具有帶寬BWcomp1，單位為MHz，在波長λ2處具有帶寬BWcomp2，單位為MHz，其中，BWcomp1或BWcomp2中的至少一個分別大于BW1或BW2，單位為MHz。
2.如權利要求1所述的色散補償?shù)亩嗄ｆ溌?，其特征在于，n1(r)是α分布曲線，其中α＝α1，并且0＜α1≤8。
3.如權利要求1所述的色散補償?shù)亩嗄ｆ溌?，其特征在于，n2(r)是α分布曲線，其中α＝α2，并且0＜α2≤8。
4.如權利要求1所述的色散補償?shù)亩嗄ｆ溌罚涮卣髟谟?，n1(r)和n2(r)是α分布曲線，其中α分別為α＝α1，0.8≤α1≤2.1，以及α＝α2，0≤α2≤8，補償后的鏈路可以用α＝αcomp，0.8＜αcomp＜α2，以及L2＝cL1來表征，其中0＜c＜1，并且c＝(α1-αcomp)/(αcomp-α2)。
5.如權利要求1所述的色散補償?shù)亩嗄ｆ溌?，其特征在于，n1(r)和n2(r)是α分布曲線，其中α分別為α＝α1，0.8＜α1≤2.1，以及α＝α2，0.8≤α2＜α1，補償后的鏈路可以用α＝αcomp，0.8＜αcomp＜2，以及L2＝cL1來表征，其中0＜c＜1，并且c＝(α1-αcomp)/(αcomp-α2)。
6.如權利要求4或5所述的色散補償?shù)亩嗄ｆ溌?，其特征在于?.01≤c≤0.50。
7.一種色散補償?shù)亩嗄２▽Юw維鏈路，其特征在于，包括第一段多模波導，其長度為L1，中心線沿長度方向，中心線折射率為nc11相對折射率為Δ1，折射率分布曲線n12(r)＝nc112[1-2Δ1f1(r/a1)]在圓形截面的中央纖芯區(qū)延伸，并且半徑為a1，圓形區(qū)的中心位于中心線上；包層，其最小厚度為t1，包裹在纖芯區(qū)的周圍并與其接觸，纖芯區(qū)的最小折射率為nc1，并且分布曲線n1(r)中至少有一部分大于nc1，而nc1是相對折射率Δ1的參考折射率；分布曲線n1(r)在波長λ1處提供第一帶寬BW1，在波長λp1處提供最大帶寬BWp1，并在波長λ2處提供第二帶寬BW2，BW1、BW2和BWp1可以用數(shù)學方法由n1(r)、nc1、a1和t1導出，其中λ1≤λp1≤λ2；第二段多模波導，它與第一段的多模波導光學連接，其長度為L2，中心線沿長度方向，中心線上的折射率為nc12，相對折射率為Δ2，折射率分布曲線n22(r)＝n22[1-2Δ2f(r/a2)]在圓形截面的中央纖芯區(qū)延伸，并且半徑為a2，圓形區(qū)的中心位于中心線上；包層，其最小厚度為t2，包裹在纖芯區(qū)的周圍并與其接觸，纖芯區(qū)的最小折射率為nc2，并且分布曲線n2(r)中至少有一部分大于nc2；分布曲線n2(r)在波長λ1處提供第三帶寬BW3，在波長λp2處提供最大帶寬BWp2，并在波長λ2處提供第四帶寬BW4，BW3、BW4和BWp2可以用數(shù)學方法由n2(r)、nc2、a2和t2導出，其中λp2≤λ1，或者λ2≥λp2；組合第一和第二多模波導，形成長度為L1+L2的經(jīng)補償?shù)亩嗄２▽ф溌罚诓ㄩLλ1處具有帶寬BWcomp1，單位為MHz，在波長λ2處具有帶寬BWcomp2，單位為MHz，其中，BWcomp1或BWcomp2中的至少一個分別大于BW1或BW2。
8.如權利要求7所述的色散補償?shù)亩嗄ｆ溌罚涮卣髟谟?，f1(r/a1)＝(r/a1)α1，并且0＜α1≤8。
9.如權利要求7所述的色散補償?shù)亩嗄ｆ溌?，其特征在于，f2(r/a2)＝(r/a2)α2，并且0＜α2≤8。
10.如權利要求7所述的色散補償?shù)亩嗄ｆ溌?，其特征在于，f1(r/a1)＝(r/a2)α1并且f2(r/a2)＝(r/a2)α2，它們分別具有1.8≤α1≤2.1和α1≤α2≤8，補償后的鏈路用α＝αcomp，1.8＜αcomp＜α2，以及L2＝cL1來表征，其中0＜c＜1，并且c＝(α1-αcomp)/(αcomp-α2)。
11.如權利要求7所述的色散補償?shù)亩嗄ｆ溌?，其特征在于，f1(r/a1)＝(r/a2)α1并且f2(r/a2)＝(r/a2)α2，它們分別具有0.8≤α1≤2.1和α1≤α2＜8，補償后的鏈路用α＝αcomp，0.8＜αcomp＜α2，以及L2＝cL1來表征，其中0＜c＜1，并且c＝(α1-αcomp)/(αcomp-α2)。
12.如權利要求10或11所述的色散補償?shù)亩嗄ｆ溌?，其特征在于?.01≤c≤0.50。
13.如權利要求7所述的色散補償?shù)亩嗄ｆ溌?，其特征在于，?在大約850+/-30納米的范圍內(nèi)，而λ2在大約1300+/-30納米的范圍內(nèi)。
14.如權利要求11所述的色散補償?shù)亩嗄ｆ溌罚涮卣髟谟?，λp1在大約1150納米至1250納米的范圍內(nèi)，而λp2在大約450納米至650納米的范圍內(nèi)。
全文摘要
揭示了一種色散補償?shù)亩嗄２▽Ч饫w鏈路?；旧先魏尾ㄩL上的色散都可以通過對鏈路添加補償波導光纖來補償,補償波導具有一分布曲線形狀以及波長λ
文檔編號G02B6/14GK1277763SQ98810495
公開日2000年12月20日 申請日期1998年10月6日 優(yōu)先權日1997年10月27日
發(fā)明者J·S·阿博特三世, G·E·史密斯, C·M·特魯斯德爾 申請人:康寧股份有限公司