[发明专利]抗弯曲多模光纤

说明书

发明背景

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年1月8日提交的美国临时专利申请No.60/879,164 的优先权，且基于其内容，该申请的全部内容通过引用结合于此。

发明领域

本发明一般涉及光纤，更具体地涉及多模光纤。

技术背景

康宁股份有限公司制造和销售InfiniCor62.5μm光纤，该光纤为多模 光纤，其纤芯具有2％的最大相对折射率和62.5μm芯直径；以及InfiniCor50μm光纤，该光纤为多模光纤，其纤芯具有1％的最大相对折射率和50μm 芯直径。

发明概述

本文中公开了抗弯曲多模光纤。本文中公开的多模光纤包括折射率渐 变的芯区和包围且直接毗邻该芯区的包层区，该包层区包括折射率下陷的 环形部分，或“下陷包层环”或“环”，其包括相对于包层的另一部分下陷的相 对折射率。优选该芯的折射率分布具有抛物线形状。下陷折射率环形部分 包括含有多个孔的玻璃、或掺氟玻璃、或含有多个孔的掺氟玻璃。

在包括有孔的包层的某些实施例中，孔可非周期性地设置在折射率下 陷的环形部分中。对于“非周期性设置”或“非周期性分布”，我们的意思是当 对该光纤取截面(诸如垂直于纵轴的截面)时，非周期性设置的孔在光纤 的一部分上随机或非周期性地分布。沿该光纤的长度的不同点处所取的类 似的截面将揭示不同的截面孔图案，即多个截面将具有不同的孔图案，其 中孔的分布和孔的大小不匹配。即，孔隙或孔是非周期性的，即它们在光 纤结构内非周期性地设置。这些孔沿光纤的长度(即平行于纵轴)伸展(延 长)，但不会延伸典型长度的传输光纤的整个长度。

在某些实施例中，该包层包括周期性设置的孔。本文中公开的多模光 纤呈现出非常低的弯曲引入的衰减，特别是非常低的宏弯曲。在某些实施 例中，通过芯中的低最大相对折射率提供了高带宽，而且还提供了低弯曲 损耗。

例如，利用本文中公开的设计，能制造出在850nm波长下提供大于 750MHz-km带宽、优选大于1.0GHz-km带宽、甚至更优选大于2.0GHz-km 带宽、以及最优选大于3.0GHz-km带宽的光纤。在1550nm波长下可实现 这些高带宽，同时仍保持绕10mm直径芯棒缠绕1匝的衰减增加小于0.5 dB、更优选小于0.3dB、以及最优选小于0.2dB。同样，在1550nm波长下 呈现这样令人印象深刻的弯曲性能的这些高带宽也能保持在850nm波长下 绕10mm直径芯棒缠绕1匝的衰减增加小于1.5dB、更优选小于1.0dB、 以及最优选小于0.62dB。这样的光纤还能在1550nm波长下呈现以dB表 示的绕10mm直径芯棒缠绕1匝的衰减增加小于或等于两倍(1/Δ1MAX)²的乘积。

在某些实施例中，芯半径大(例如大于20μm)，芯折射率低(例如 小于1.0％)，而且弯曲损耗低。优选本文中公开的多模光纤在850nm下 呈现小于3dB/km的光谱衰减。我们还发现旋转该多模光纤能进一步提高 具有有孔的包层的光纤的带宽。对于旋转，我们表示对光纤施加或给予旋 转，其中在光纤从光纤预成型件中被拉出时，即当光纤的至少某种程度仍 被加热且能够承受非弹性转动位移、而且能够在光纤完全冷却后基本保持 转动位移时给予旋转。

光纤的数值孔径(NA)优选大于将信号导入光纤的光源的NA；例如， 光纤的NA优选大于VCSEL源的NA。该多模光纤的带宽随Δ1_MAX的平方 逆向地变化。例如，Δ1_MAX为0.5％的多模光纤能产生的带宽是除芯Δ1_MAX为2.0％外其它方面相同的多模光纤能产生的带宽的16倍。

在某些实施例中，芯从中心线径向地向外延伸至半径R1，其中12.5≤ R1≤40微米。在某些实施例中，25≤R1≤32.5微米，而且在这些实施例中 的某些中，R1大于或等于约25微米且小于或等于约31.25微米。

在某些实施例中，芯具有小于或等于1.0％的最大相对折射率。在其它 实施例中，芯具有小于或等于0.5％的最大相对折射率。