[发明专利]多模光纤

说明书

技术领域

本发明涉及光纤传输领域，并且更具体地涉及用于需要大带宽的短 距离光传输系统的多模光纤。

背景技术

当前，多模光纤被用于短距离应用和本地网络。相比单模光纤纤芯 具有8至9μm的直径和0.12的数值孔径，多模光纤的纤芯通常具有大 约50μm的直径和大于0.2的数值孔径。因此，对于特定波长，承载着 相同信息的若干光模式同时沿着光纤传播。带宽直接与光纤的多模纤芯 中传播的光模式的群速度相关联。为了保证高带宽，所有模式的群速度 必须相同；换言之，对于特定波长，模间色散也即在最慢模式与最快模 式之间的群速度差异必须为零或者至少最小。多模光纤已成为标准 ITU-T G.651下的国际标准的主题，其特别限定了针对与光纤间的兼容 性需求相关的带宽、数值孔径、纤芯直径的标准。

为了减少多模光纤中的模间色散，自1970年以来已经提出制造具 有抛物线状的纤芯分布的渐变折射率的光纤。这种光纤已经使用了许多 年并且其特性已经在D.Gloge等人发表的“Multimode theory of graded-core fibres”(Bell System Technical Journal，1973年，第1563 页至1578页)以及由Olshansky等人发表的“Pulse broadening in graded-index optical fibers”(Applied Optics，第15卷，No.2，1976年2 月)中进行了具体描述。

渐变折射率分布可以由在某点处的折射率值n与该点到光纤中心的 距离r的函数关系来限定。

n=n11-2Δ(ra)α]]>

其中α≥1；

n₁，光纤的多模纤芯的最大折射率；

a，光纤的多模纤芯的半径；以及

Δ=(n12-n02)2n12]]>

其中，n₀是多模纤芯的最小折射率，通常对应于包层(最常见的是 由二氧化硅制成)的折射率。

由此，具有渐变折射率的多模光纤具有旋转对称的纤芯折射率分 布，从而沿着任何半径方向，从光纤中心到它的外围，折射率的值连续 地递减。这种折射率曲线通常代表光纤的理论或目标分布，光纤的制造 约束可能导致稍微不同的分布。

当光信号在这种具有渐变折射率的纤芯中传播时，不同模式经历不 同的传播介质，其不同地影响它们的传播速度。因此，通过调节参数α 的值，理论上可针对特定波长获得对于所有模式实际上相等的群速度并 且因而获得减少的模间色散。参数α的值介于1.8与2.2之间能够很好 地限制模式色散。