[发明专利]单模光纤中的弯曲不灵敏性

说明书

技术领域

本发明涉及单模光纤，更具体地涉及减少这种光纤中的弯曲灵敏度。本发明还涉及不仅相对弯曲不灵敏而且能与标准单模光纤有效地模匹配和/或有效地截止高阶横模的光纤设计。

背景技术

和用于例如陆上线路、海底和地铁系统中的标准单模光纤形成对比，通常更靠近用户设置的接入光纤包括光纤到户(FTTH)、跨接线缆、以及FTTx光纤(例如，光纤到路边、室内布线)。接入光纤不仅仅必须以低损耗、可靠的方式与将光信号传送至被接入的位置(例如，住宅、交易设施或其它设备)的标准单模光纤(SMF)对接，还必须对弯曲的影响相对不灵敏，弯曲在很多接入光纤应用中是固有的。

更具体地说，标准阶跃折射率SMF通常具有约8-11μm的芯直径。这种类型的SMF示例性地遵守国际电信联盟-电信部建议(International Telecommunications  Union-TelecommunicationsSector Recommendation)G.652。这种类型的典型的光纤，被称为SMF 28，可以从美国纽约州Corning市的Corning公司购得。具有在这个范围内的直径和约0.005-0.007的芯-包层折射率差(core-cladding index contrast)的这种SMF通常在约1300nm的波长处具有约60-70μm²的有效基横模场面积(A_eff)，在约1550nm的波长处具有约80-90μm²的有效基横模场面积(A_eff)。实际上，为了将这种SMF与接入光纤有效耦合(接合)，该接入光纤的A_eff应当与SMF的A_eff尽量接近。

然而，此外，某一接入光纤可能必须被弯曲，例如，绕着墙角以及在布线管道或布线导管内被弯曲。在一些应用中，接入光纤的所需的弯曲半径可能是5-15mm。然而，当光纤被这么剧烈地弯曲的时候，光损耗可能会增加至无法接受的程度。特别地，当光纤是直的(或仅仅轻微弯曲)时，标准SMF的基横模所受到的光损耗可能在系统规格内，当同一光纤被过分弯曲时，该光损耗通常远高于且超出规格。此外，如果光信号包含任何更高阶的横模(HOM)，则这种HOM所受到的弯曲损耗将比基横模所受到的弯曲损耗更高。

然而，由于具有这样的性质，具有与标准SMF的A_eff匹配的A_eff和/或其HOM有效地截止的接入光纤的设计通常与在典型的接入环境内获得低弯曲损耗的设计相冲突。

因此，本领域仍然存在对这样一种接入光纤设计的需要，该接入光纤在被弯曲至约5-15mm的半径时具有较低的弯曲损耗，同时具有与标准SMF的A_eff匹配的A_eff并且/或者其HOM有效地截止。

在下文中，术语“模”(一种或多种)应当指的是“横模”，术语“指数”(一种或多种)应当指的是“折射率”。

发明内容

根据本发明的一个实施例，对弯曲损耗相对不灵敏的光纤包括芯区和包层区，其中，芯区和包层区被构造用来支持和引导基横模的光的传播，所述包层区包括：(i)外包层区，该外包层区的折射率小于芯区的折射率；(ii)环形包层基座区(annular cladding pedestalregion)，该环形包层基座区的折射率高于外包层区的折射率且与芯区的折射率相当；(iii)环形包层内沟槽区，被置于芯区和基座区之间，该内沟槽区的折射率小于外包层区的折射率；和(iv)环形包层外沟槽区，被置于基座区和外包层区之间，该外沟槽区的折射率小于外包层区的折射率。此外，为了抑制HOM，该基座区被构造为使芯区的至少一个其它横模与基座区的至少一个非基横模共振耦合。

根据本发明设计的光纤具有相对较低的弯曲灵敏度，且有利于被用作接入光纤，但是它可以具有其它的应用，例如用于传感器或交通工具中的光纤。

附图说明

通过下面结合附图进行的更详细的描述，可以容易地理解本发明及其各种特征和优点，在附图中：

图1A是根据本发明的一个实施例的光纤的示意性的横截面图；

图1B是图1A的光纤的折射率分布的示意曲线图；

图2是阶跃折射率光纤(SIF)的折射率分布的示意曲线图，该曲线图用于说明A_eff如何随着芯区的折射率差(Δn)变化；