[发明专利]具有无Ge纤芯的大有效面积光纤

说明书

相关申请交叉参考

本申请要求2010年1月29日提交的美国专利申请第12/696,189号的优先权。

技术领域

本发明一般涉及光纤，更具体来说，本发明涉及具有纯二氧化硅纤芯并且具有低衰减的大有效面积光纤。

背景技术

在用于进行远距离高功率传输的远距离通讯系统中，通常需要光学放大器技术和波分复用技术。只有在比特率、误码率、多路复用方案和(有可能)光学放大器具体指定的特定的远距离通讯系统中，高功率和长距离的定义才有意义。本领域技术人员已知，其它的因素也会影响高功率和长距离的定义。但是，对于大多数的目的，高功率表示光学功率约大于10mW。高功率系统经常遭受非线性光学效应的影响，所述非线性光学效应包括自相位调制,四波混频,交叉相位调制和非线性散射过程,所有这些非线性光学效应都会造成高功率系统的信号下降。在一些应用中,等于或小于1mW的单功率级仍然对非线性效应很敏感,因此在这些较低功率的系统中，非线性效应仍然是一个很重要的考量因素。另外，诸如衰减之类的其它的光纤性能也是造成信号下降的主要贡献因素。

一般来说，具有大的有效面积(A_eff)的光波导纤维能够减少非线性光学效应，所述非线性光学效应包括自相位调制,四波混频,交叉相位调制和非线性散射过程,所有这些非线性光学效应都会造成高功率系统的信号下降。

另一方面，光波导纤维的有效面积的增大通常会导致宏弯曲引发的损耗的增大，所述宏弯曲引发的损耗会导致传输通过光纤的信号衰减。在再生器、放大器、发射器和/或接收器之间的长(例如等于或大于100千米)距离(或间距)上，所述宏弯曲损耗会变得越来越显著。不幸的是，常规光纤的有效面积越大，则宏弯曲引发的损耗越大。另外，衰减可能是大有效面积光纤中信号下降的主要贡献因素。

发明内容

本发明的一个实施方式涉及一种光波导纤维，其包括以下(i)和(ii):

(i)无Ge纤芯，该无Ge纤芯在1550纳米波长下的有效面积约为90-160μm²,并且其α值满足12≤α≤200,所述纤芯包括以下(a)-(c):

(a)中心纤芯区域，该中心纤芯区域从中线沿径向向外延伸至半径r₀,具有相对于纯二氧化硅测得的相对折射率百分数曲线Δ₀(r)，单位为“%”,所述中心纤芯区域具有最大相对折射率百分数,Δ_0MAX;

(b)第一环形纤芯区域，该区域围绕所述中心纤芯区域并且与该中心纤芯区域直接相邻，所述第一环形纤芯区域延伸至外部半径r₁,其中4.8μm≤r₁≤10μm,并且具有相对于纯二氧化硅测得的相对折射率百分数曲线,Δ₁(r)，单位为“%”,还具有最小相对折射率Δ_2MIN,在半径r=2.5μm处测得的相对折射率满足以下关系式:

-0.15≤Δ₁(r=2.5μm)≤0，并且Δ_0MAX≥Δ1(r=2.5μm);

(c)氟掺杂的第二环形区域，该第二环形区域围绕所述第一环形纤芯区域并与所述第一环形纤芯区域直接相邻，所述第二环形区域延伸至半径13μm≤r₂≤30μm，具有相对于纯二氧化硅测得的负的相对折射率百分数曲线Δ₂(r)，单位为“%”,

最小相对折射率百分数Δ_2MIN为:

Δ_2MIN<Δ₁(r=2.5μm)，且-0.7%≤Δ_2MIN≤-0.28%;

(ii)包层，所述包层围绕所述纤芯，并且具有相对于纯二氧化硅测得的相对折射率百分数Δ₃(r)，单位为“%”,

对所述光纤的相对折射率曲线进行选择，使得在1550纳米波长下的衰减小于0.175dB/km。

较佳的是，根据本发明所述的实施方式,Δ₃(r)≥Δ_2MIN。在一些实施方式中,Δ₃(r)=Δ_2MIN±0.3%。另外，根据至少一些实施方式，0μm≤r₀≤2μm。

根据一些示例性的实施方式，中心纤芯区域的至少一部分由纯二氧化硅制造。