[发明专利]宽带多模光纤及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及多模光纤，具体涉及宽带多模光纤及其制造方法。

背景技术

10Gbit/s以太网(10GbE)标准IEEE802.3ae以激光优化50μm多模光纤作为10G光网络的首选传输介质，同时，850nm波长的新型廉价激光器VCSEL(垂直腔面发射激光器)、以及光收发模块的开发和应用，也非常大的降低了网络的运行成本。宽带多模光纤为未来支持长达300米乃至550米传输32G到100G以及更高速率的传输应用提供了一种节约成本的途径。

多模光纤是一种在通信系统中较早使用的数据通信光纤，由于其具有较大的芯径和数值孔径，有多个稳定的传导模式、大的光传输能量和较为宽松的技术要求，在光通信领域中一直被使用。对于一般的梯度折射率多模光纤，其折射率分布参数α约为2，即类二次抛物线结构，理论分析表明，对于具有上述类抛物线折射率结构的多模光纤，在理想情况下，不同模式的光通过不同的传输路径可以同时到达，可以消除模间色散的影响，使得多模光纤的带宽增加。但在实际的光纤制造过程中，由于各种因素的存在，多模光纤的纤芯折射率分布难以达到上述要求。

其主要原因在于：一方面，由于受到温度及压力等因素的影响，芯棒沉积的实际材料结构往往与设计的波导结构存在一定偏差，导致折射率剖面偏离理想剖面；另一方面，管内法制造芯棒还要经历熔缩工艺过程，即：将沉积完的空心石英玻璃管在高温下熔缩成实心的石英玻璃棒，在高温熔缩过程中材料的扩散与GeO₂的挥发，导致芯棒的中心折射率出现凹陷或者冒尖，导致芯棒的折射率剖面偏离理想剖面。因此，不同模式的光在光纤中通过不同的传输路径后不能够同时到达，其模间色散将导致光脉冲展宽，使得光纤的色散加大，极大地限制带宽特性，影响了多模光纤在高速网络中的应用。

利用标量波动方程的WKB方法，经过数学运算，可求得一个归一化的差分模(群)时延T(DMD，Differential Mode Delay，接收端收到的第一个和最后一个脉冲之间的时间差)与光纤径向坐标(r/α)之间的函数关系：

T=N1·(α-αoptα+2)·Δ·(ra)2+N1·(3α+2-2αopt2(α+2)·Δ2·(ra)4+0·Δ3]]>