[发明专利]渐变折射率抗弯曲多模光纤

说明书

技术领域

本发明涉及一种在10GBASE-SR和100GBASE-SR10传输系统应用的渐变折射率多模光纤，该光纤不但有着良好的抗弯曲性能，而且具有高带宽以及优异的差分模式时延性能，属于光通信技术领域。

背景技术

光纤通信始于多模光纤的发明和应用。近十多年来，尽管单模光纤成为光纤市场中需求的最主要品种，但多模光纤始终没有被取代而是一直保持着稳定增长的市场需求，其原因就在于多模光纤的许多特性正好可以满足光信号、能量传输、局域网数据传输和光器件的使用,而且多模光纤通信系统的造价远低于单模光纤通信系统，这也是多模光纤长盛不衰的原因之一。

在50μm多模光纤中，依据TIA/EIA-492AAA标准,分为OM1、OM2、OM3、OM4四种类型。高带宽多模光纤（如OM3/OM4）因系统成本相对较低，在中短距离光纤网络系统中得到了广泛应用。但在室内及狭窄的环境下布线，光纤经受较高的弯曲应力，这将导致较高的弯曲损耗。因此需要设计开发具有抗弯曲性能的多模光纤，以满足室内光纤网络铺设和器件小型化的要求。

在已知的相关研究以及专利中，只给出了多模光纤弯曲性能优化的解决方案，如专利文献ZL201010029031.1，专利 ZL201110029993.1，但没有解决高带宽多模光纤（如OM3/OM4）的DMD（差分模式时延）性能优化。在10G或100G的传输系统中，DMD是决定信号传输的最关键参数，根据目前发展10G或100G传输系统的技术要求，优异的DMD性能越来越重要，它决定了信号传输能力的稳定性，直接表征了多模光纤的品级。

据标准TIA/EIA-492AAA规定，在10G网络中：OM3光纤传输距离不低于300m，OM4光纤传输距离不低于550m；而在100G网络中，OM3光纤传输距离不低于100m，OM4光纤传输距离不低于150m。 同样在标准TIA/EIA-492AAA中：针对半径为25μm的多模光纤，在850nm波段处，从纤芯开始，5至18μm距离段测得的DMD数值定义为INNER MASK；0至25μm距离段测得的DMD数值定义为OUTER MASK；而在0-25μm距离段又细分为7-13μm，9-15μm，11-17μm，13-19μm，在此4个距离段上测得的DMD数值均定义为INTERVAL MASK。 标准TIA/EIA-492AAAC与TIA/EIA-492AAAD分别对OM3光纤与OM4光纤的DMD性能指标给出了规定：

表1：850nm波段OM3光纤 INNER MASK与OUTER MASK

表2：850nm波段OM3光纤 INTERVAL MASK

即OM3光纤的INNER MASK与OUTER MASK的DMD数值必须满足表1的六组中的任一组，同时根据表2，7-13, 9-15, 11-17,13-19μm的INTERVAL MASK均需小于等于0.25ps/m。

 

表3：850nm波段OM4光纤 INNER MASK与OUTER MASK

表4：850nm波段OM4光纤 INTERVAL MASK

即OM4光纤的INNER MASK与OUTER MASK的DMD数值必须满足表3的三组中的任一组，同时根据表4，7-13, 9-15, 11-17,13-19μm的INTERVAL MASK均需小于等于0.11ps/m。

 

为方便介绍本发明内容，定义部分术语：

石英衬管：管状的基底管，其内壁承载PCVD化学反应的玻璃态氧化沉积物；

套管：符合一定几何指标和掺杂要求的石英玻璃管；

芯层：居于光纤横截面的中心部分，是光纤的主要导光的区域；

内包层：光纤横截面中紧邻芯层的环形区域；

中间包层：光纤横截面中紧邻内包层的环形区域；

外包层：光纤横截面中紧邻中间包层的环形区域；

相对折射率差:  

     

数值孔径： 

    NA＝n₀×（2△）^1/2

       n_i和n₀分别为各对应部分和纯二氧化硅玻璃在850nm波长的折射率；