[发明专利]含碱金属氧化物的光纤

说明书

相关申请的交叉参考

本申请根据35 U.S.C.§119(e)要求对2006年8月24日提交的美国临 时申请序列号第60/839,743和2006年10月5日提交的美国临时申请序列 号第60/849,732享有权益和优先权，这些临时申请的的内容是本申请的依 托并且全文通过参考结合于本文中。

技术领域

本发明一般性涉及掺杂有碱金属氧化物的光纤以及制造该光纤的方法 和设备。

背景技术

衰减是光纤的主要极限属性。例如，光纤损耗在设定光纤放大器之间 的极限距离时起到重要的作用。这一点在此类放大器占系统的显著成本并 且是影响系统可靠性的主要因素的远距离和超远距离的网络，例如海底应 用中特别重要。因此，商业上对将衰减尽可能降至最低水平极有兴趣。

发明内容

本发明的一个宽泛的方面涉及一种包括二氧化硅基芯体和二氧化硅基 覆层的光纤，所述芯体包含选自K₂O，Na₂O，LiO₂，Rb₂O，Cs₂O及其混合物的 碱金属氧化物，这些碱金属氧化物在所述芯体中的平均浓度约为50-1000 重量ppm，所述二氧化硅基覆层包围着所述芯体，与所述芯体直接相邻。所 述光纤的光缆截止波长小于1400纳米，更优选小于1300纳米，最优选小于 1260纳米。所述光纤在1550纳米处的色散约为13-19ps/nm/km，更优选为 14-18ps/nm/km。所述光纤的零色散波长约小于1420纳米，优选约小于1324 纳米，优选其在1310纳米处的色散斜率约小于.092ps/nm/km，更优选在 1310纳米处的色散斜率约小于或等于.090ps/nm/km。所述光纤在1550纳米 处的模场直径优选约大于9.5微米，等效面积约大于70微米²，更优选在 1550纳米处的模场直径约大于10.0微米，等效面积约大于75微米²。

芯体中存在的碱金属氧化物在所述芯体中的平均浓度优选为约50-500 重量ppm，更优选为约100-300重量ppm。所述光纤的芯体优选基本不含 氧化锗(germania)，优选不含氧化锗掺杂剂。所述芯体可以包含氟，在一些 实施方式中，所述芯体中氟的平均浓度优选大于所述芯体中碱金属氧化物 的平均浓度。所述光纤的芯体以及光纤的覆层还可以包含氯，在一些优选 的实施方式中，所述芯体中氯的平均浓度优选大于所述芯体中碱金属氧化 物的平均浓度。本文中所用的平均浓度表示在整个芯体上的平均浓度。因 此，例如，如果芯体的内50％具有300重量ppm的K₂O，并且芯体的外50 ％具有400重量ppm的K₂O，则芯体中K₂O的平均浓度为350ppm。K₂O 是根据本发明最优选的用于掺杂的碱金属氧化物。

所述光纤的芯体包含的氯在所述芯体中的平均浓度优选大于约750重 量ppm。覆层是基于二氧化硅的覆层，该覆层包围所述芯体，并优选与所 述芯体直接相邻。覆层优选含有大于10000ppm的氟。较好地，所述芯体 基本不含锗，更优选所述芯体不含锗。

在一个优选的实施方式中，所述光纤的芯体包含沿芯体的中心线设置 的第一区域，该区域中的氯含量小于100ppm；以及包围所述第一区域的第 二芯体区域，该区域中的氯含量大于100ppm。还优选第一区域的最大氟含 量大于所述第二区域中的最小氟含量。

所述芯体中的平均氯浓度优选大于500ppm，更优选大于750ppm，甚 至更优选大于1000ppm，最优选大于约1500ppm。所述芯体中的平均氟浓 度优选大于500ppm，更优选大于750ppm，甚至更优选大于1000ppm，最 优选大于约1500ppm。

采用本文公开的碱金属氧化物掺杂技术制造的光纤呈现，在1310纳米 处的衰减小于约0.30dB/km，在1550纳米处的衰减小于约0.175dB/km； 优选在1550纳米处的衰减小于约0.170dB/km，更优选在1550纳米处的衰 减小于约0.16dB/km。

较好地，光纤的芯体和覆层都含有碱金属氧化物掺杂剂。所述光纤包 含至少一个芯体段；但是这并不重要，所述光纤还可以包含多个芯体段。

所述光纤的芯体优选包含小于20ppb的OH。