專利名稱：設(shè)計(jì)并選擇與發(fā)射器光學(xué)子組件一起使用的光纖的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新的差分模式延遲(DMD)規(guī)范，提供該規(guī)范以用于制造和使用經(jīng)激光優(yōu)化的多模光纖光纜(MMF)，該光纜利用光纖耦合式波長分布的徑向依賴性來補(bǔ)償模式色散與波長色散以便改善信道性能。本發(fā)明也涉及一種多模光纖光學(xué)子組件，它具有指定的光纖耦合式空間光譜分布。這種多模光纖光學(xué)子組件包括多模光纖發(fā)射器光學(xué)子組件(TOSA)，用于與特別設(shè)計(jì)的MMF 一起使用。對光纖耦合式空間光譜分布的了解允許通過特別設(shè)計(jì)的MMF來補(bǔ)償多模光纖光通信系統(tǒng)中固有的色散現(xiàn)象，由此有利于改善系統(tǒng)性能。
背景技術(shù)：
在短距離數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)中的大多數(shù)高速光學(xué)信道鏈路都使用MMF。對于lGb/s和更高的數(shù)據(jù)速率，支持這些信道鏈路的收發(fā)器都使用垂直腔面發(fā)射激光(VCSEL)源。為了實(shí)現(xiàn)超過200米的鏈路距離，已經(jīng)針對其中心波長為850nm的VSCEL發(fā)射對MMF的設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化。針對VCSEL發(fā)射而優(yōu)化的MMF被稱為經(jīng)激光優(yōu)化的MMF，并且在TIA-492AAAC和TIA-492AAAD中被分別規(guī)定為0M3 (光纖類型Ala.2)和0M4 (光纖類型Ala.3)光纖類型。由于光的波性和光纖的波導(dǎo)性質(zhì)，光信號沿著被稱為模式的分立的光路而穿越該光纖。脈沖的光功率是由分立的模式的總和所攜帶的。光纖中最快的和最慢的模式之間的傳播延遲的差異決定了模式間的色散或簡稱為模式色散。理想情況下，MMF應(yīng)該被優(yōu)化，使得所有的模式同時(shí)到達(dá)光纖的輸出處以使模式色散達(dá)到最小。這已經(jīng)按常規(guī)根據(jù)下式所定義的拋物線分布對光纖纖芯的折射率分布進(jìn)行定形或“分級”而實(shí)現(xiàn)了:
權(quán)利要求
1.一種用于補(bǔ)償在多模光纖傳輸系統(tǒng)中的材料色散或波長色散以及模式色散效應(yīng)的方法，所述方法包括: 測量與參考多模光纖光纜相連接的多模光纖激光發(fā)射器的光纖耦合式空間光譜分布； 確定存在于所述參考多模光纖光纜中的波長色散和模式色散的量；以及設(shè)計(jì)改進(jìn)的多模光纖光纜，所述改進(jìn)的多模光纖光纜補(bǔ)償因發(fā)射器的光纖耦合式空間光譜分布所導(dǎo)致的存在于所述參考多模光纖光纜中的波長色散和模式色散的至少一部分。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 多模光纖光學(xué)發(fā)射器包括用于將激光輸出發(fā)射圖案耦合到多模光纖中的光學(xué)子組件。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 所述光纖耦合式空間光譜分布的測量包括: 用與多模光纖發(fā)射器的輸入相連接的電源產(chǎn)生光信號； 使多模光纖激光發(fā)射器的輸出與參考多模光纖光纜的輸入相耦合； 通過使用微型定位臺，使參考多模光纖光纜的輸出與單模光纖光纜的輸入相耦合； 使單模光纖光纜的輸出與光譜分析儀的輸入相耦合； 針對至少第一和第二光纖纖芯半徑來確定光譜分布；以及 計(jì)算在第一和第二光纖纖芯半徑之間的光譜分布的變化。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 對具有多模光纖發(fā)射器的改進(jìn)的多模光纖光纜進(jìn)行封裝。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 每一個徑向偏移光譜的分立波長及其相對振幅被用于計(jì)算DMD補(bǔ)償，以用波長色散來平衡模式色散的至少一部分。
6.一種用于補(bǔ)償在多模光纖發(fā)射器光學(xué)子組件中的波長色散以及模式色散效應(yīng)的方法，所述方法包括: 測量與參考多模光纖光纜相連接的多模光纖發(fā)射器光學(xué)子組件的光纖耦合式空間光譜分布；以及 確定存在于所述參考多模光纖光纜中的波長色散和模式色散的量。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于， 多模光纖光學(xué)子組件的輸出被用于選擇改進(jìn)的多模光纖光纜，所述改進(jìn)的多模光纖光纜補(bǔ)償因多模光纖發(fā)射器光學(xué)子組件所導(dǎo)致的存在于所述參考多模光纖光纜中的波長色散和模式色散的至少一部分。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于， 所述光纖耦合式空間光譜分布的測量包括: 用與多模光纖發(fā)射器光學(xué)子組件的輸入相連接的電源產(chǎn)生光信號； 使多模光纖發(fā)射器光學(xué)子組件的輸出與參考多模光纖光纜的輸入相耦合； 通過使用微型定位臺，使參考多模光纖光纜的輸出與單模光纖光纜的輸入相耦合； 使單模光纖光纜的輸出與光譜分析儀的輸入相耦合； 針對至少第一和第二光纖纖芯半徑來確定光譜；以及 計(jì)算在第一和第二光纖纖芯半徑之間的光譜分布的變化。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 對具有多模光纖發(fā)射器光學(xué)子組件的改進(jìn)的多模光纖光纜進(jìn)行封裝。
10.一種用于補(bǔ)償在參考多模光纖發(fā)射器光學(xué)子組件中的波長色散以及模式色散效應(yīng)的方法，所述方法包括: 測量與參考多模光纖光纜相連接的參考多模光纖發(fā)射器光學(xué)子組件的光纖耦合式空間光譜分布； 確定存在于所述參考多模光纖光纜中的波長色散和模式色散的量；以及設(shè)計(jì)改進(jìn)的多模光纖發(fā)射器光學(xué)子組件，所述改進(jìn)的多模光纖發(fā)射器光學(xué)子組件補(bǔ)償存在于所述參考多模光纖光纜中的波長色散和模式色散的至少一部分。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 對具有改進(jìn)的多模光纖發(fā)射器光學(xué)子組件的參考多模光纖光纜進(jìn)行封裝。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于， 光纖耦合式信號空間光譜分布的測量包括: 用與參考多模光纖發(fā)射器光學(xué)子組件的輸入相連接的電源產(chǎn)生光信號； 使參考多模光纖發(fā)射器光學(xué)子組件的輸出與參考多模光纖光纜的輸入相耦合； 通過使用微型定位臺，使參考多模光纖光纜的輸出與單模光纖光纜的輸入相耦合； 使單模光纖光纜的輸出與光譜分析儀的輸入相耦合； 針對至少第一和第二光纖纖芯半徑來確定光譜分布；以及 計(jì)算在第一和第二光纖纖芯半徑之間的光譜分布的變化。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于， 使用成像系統(tǒng)來確定發(fā)射器光學(xué)子組件的輸出空間光譜分布，以補(bǔ)償在MMF傳輸系統(tǒng)中的波長色散和模式色散的效應(yīng)。
14.一種用于補(bǔ)償在多模光纖光纜中的波長色散以及模式色散效應(yīng)的方法，所述方法包括: 產(chǎn)生光信號并使其進(jìn)入?yún)⒖级嗄９饫w光纜中； 針對在參考多模光纖光纜中的光信號的多個被引導(dǎo)的模式，測量與波長有關(guān)的飛行時(shí)間； 確定存在于所述參考多模光纖光纜中的波長色散和模式色散的量；以及設(shè)計(jì)改進(jìn)的多模光纖光纜，所述改進(jìn)的多模光纖光纜補(bǔ)償存在于所述參考多模光纖光纜中的波長色散和模式色散的至少一部分。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于， 所述改進(jìn)的多模光纖光 纜的差分模式延遲(DMD)具有被設(shè)計(jì)成補(bǔ)償在光纖傳輸系統(tǒng)中的波長色散和模式色散的DMD。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于， 測得的DMD波形輪廓中的移動具有介于下列兩者之間的值:針對0M4類型多模光纖光纜的-0.14ps/m< (19 μ m處的延遲_5 μ m處的延遲)〈0.0ps/m ；以及針對0M3類型多模光纖光纜的-0.33ps/m< (19 μ m處的延遲_5 μ m處的延遲)〈0.0ps/m。
全文摘要
提供了一種用于補(bǔ)償多模光纖傳輸系統(tǒng)中的材料色散或波長色散以及模式色散效應(yīng)的方法。該方法包括但不限于測量與參考多模光纖光纜相連接的多模光纖激光發(fā)射器的光纖耦合式空間光譜分布；以及確定在該參考多模光纖光纜中存在的波長色散和模式色散的量。該方法還包括但不限于設(shè)計(jì)改進(jìn)的多模光纖光纜，該光纜補(bǔ)償因發(fā)射器的光纖耦合式空間光譜分布所導(dǎo)致的存在于參考多模光纖光纜中的波長色散和模式色散的至少一部分。
文檔編號G01M11/00GK103154691SQ201180050352
公開日2013年6月12日 申請日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月21日
發(fā)明者G·E·圖杜瑞, R·J·皮姆皮娜拉, B·萊恩 申請人:泛達(dá)公司