[发明专利]单模光纤

说明书

技术领域

本发明涉及光纤传输领域，而且更具体地，涉及弯曲损耗显著 降低的光纤。

背景技术

对于光纤，通常根据关联光纤半径和折射率的函数图上的两点 之间的差值来表达折射率分布。传统地，沿着该分布的x轴示出到 光纤中央的距离r。沿着y轴示出距离r处的折射率和外部光纤包层 的折射率差(图2，标号21-24)。外部包层作为光包层而且具有基 本上恒定的折射率；该光包层通常包括纯二氧化硅(silica)，但是 还可以包含一种或多种掺杂物。光纤折射率分布涉及“阶跃”分布、 “梯形”分布或“三角形”分布，其图形分别具有阶跃、梯形或三 角形的形状。这些曲线通常表示光纤的理论或参照折射率分布(也 就是，设置分布)。光纤制造约束条件可能导致在实际光纤中的分 布略有不同。

传统地，光纤包括(i)光纤芯，具有传输和可选地放大光信号 的功能，以及(ii)光包层，具有将光信号限制在光纤芯中的功能。 为此目的，纤芯的折射率(n_c)和包层的折射率(n_g)满足n_c＞n_g。 正如本领域所公知，光信号在单模光纤中的传播被划分为在纤芯内 引导的基模(公知为LP01)，以及在纤芯-包层组件内的某半径内引 导的二次模。

传统地，阶跃折射率光纤，也称为SMF光纤(“单模光纤”) 用作光纤传输系统的线路光纤。这些光纤呈现出对应于特定电信建 议的色散和色散斜率。

为了满足来自不同制造商的光学系统的兼容性需求，国际电信 联盟(ITU)定义了具有标准单模光纤(SSMF)必须满足的称为ITU-T G.652规范的建议。

除其他之外，用于传输光纤的G.652建议推荐：在1310纳米波 长处，模场直径(MFD)在8.6微米到9.5微米的标称范围，由于制 造容限其可以变化±0.4μm；缆线截止波长最大值为1260纳米；色 散消除波长(用λ₀表示)在1300纳米到1324纳米的范围；以及最 大色散斜率为0.092ps/(nm².km)(也就是，ps/nm²/km)。

传统上，将以下波长作为缆线截止波长进行测量，在该波长处， 光信号通过光纤传播22米后不再是单模的，比如国际电工委员会的 86A子委员会在IEC 60793-1-44标准中定义的那样。

在大部分情形中，对弯曲损耗最具抵抗力的二次模是LP11模。 因此，缆线截止波长是这样的波长，超出该波长，则LP11模在通过 光纤传播22米后都被充分减弱。该标准提出的方法包括，当LP11 模的衰减大于或等于19.3dB时，认为光信号是单模的。

而且，对于给定的光纤，所谓的MAC值被定义为1550纳米处 光纤的模场直径与有效截止波长λ_ceff的比值。正如国际电工委员会 的86A子委员会在IEC 60793-1-44中定义的那样，在传统上将以下 波长作为截止波长进行测量，在该波长处，光信号通过光纤传播超 过2米后不再是单模的。MAC构建了用于评估光纤性能的参数，特 别用于在模场直径、有效截止波长和弯曲损耗之间找到折衷的参数。

欧洲专利申请No.1,845,399和欧洲专利申请No.1,785,754阐述 了申请人的实验结果。这些在前申请建立了在标准阶跃折射率光纤 SSMF中曲率半径为15毫米时的1550纳米波长处的MAC值与1625 纳米波长处的弯曲损耗之间的关系。在此通过参考而将每个欧洲专 利申请整体引入于此。而且，每个申请都指出MAC值影响光纤的弯 曲损耗，以及降低MAC会降低这些弯曲损耗。降低模场直径和/或 增加有效截止波长降低MAC值，但是可能导致不符合G.652建议， 使得光纤与一些传输系统在商业上不兼容。

降低弯曲损耗同时保持某些光传输参数，对于针对光纤系统到 用户的光纤应用(称为FTTH，光纤到户)构成了挑战。