[发明专利]用于模分多路复用的少模光纤

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年8月15日提交的美国临时申请61/523552的优先权益，本申请依赖该美国临时申请的内容并且其内容通过引用而整体结合于此。

领域

本说明书总地涉及光纤，更具体地涉及用于模分多路复用(MDM)的少模光纤。

背景技术

多媒体电信应用的量和多样性的爆炸性增长不断促动互联网话务的速度需求并引发主干光纤光通信链路的研究。基于相干通信和电子数字信号处理(DSP)的接收机由于其灵活性、可伸缩性和补偿各种传输损伤(包括光纤非线性)的能力近些年来已被接受作为长程系统的下一代标准。随着光纤非线性对可取得的光谱效率具有限制，因此大有效面积(A_eff)单模光纤(SMF)已被设计成减少非线性惩罚。

然而，光纤的光谱效率随着增加的有效面积缓慢增加，因此需要另一解决方案来增加系统容量。最近的试验已表明能使用多输入多输出(MIMO)技术以少模光纤(FMF)一种以上的空间传播模来发送信号。少模光纤对于这种应用尤为吸引人，因为计算复杂性直接与随模数成比例，并且利用仅少模降低了可能导致来自多径干扰(MPI)的误码率惩罚的模混叠的风险。

之前提出的光纤通信系统的少模光纤或者具有阶跃折射率或者具有抛物线型纤芯，在抛物线型纤芯中纤芯直径相对于单模光纤增加以除了基LP01模外支持至少LP11模。对于这两种纤芯设计，基LP01模和LP11模之间在1550nm窗内在一个或多个波长下存在大的延迟差。这些大的延迟差使得使用MIMO在时域下多路分解光信号变得困难。

因此，需要具有低损耗和小的差分群延迟(DGD)的少模光纤的替代设计。

发明内容

本公开的一个方面是包括玻璃纤芯和直接围绕纤芯的玻璃包层的少模光纤。玻璃纤芯具有范围从大约8μm至大约14μm的半径R₁、在1550nm的波长处α值大于或等于约2.3且小于约2.7的渐变折射率分布、相对于玻璃包层在大约0.3%至大约0.6%的范围内的最大相对折射率Δ_1MAX以及在1550nm处大于约90μm²并小于约160μm²的有效面积。玻璃包层包括最大相对折射率Δ_4MAX以使Δ_1MAX>Δ_4MAX；该光纤在大于1500nm的波长处仅支持LP01和LP11的传播和传输，其中两个模之间的群延迟在1550nm的波长处小于约0.5ns/km。

本公开的另一方面是包括玻璃纤芯和围绕玻璃纤芯的玻璃包层的少模光纤。该玻璃纤芯具有从大约8μm至大约14μm的半径R₁、在1550nm的波长处α值大于或等于约1.9和小于约2.7的渐变折射率分布、相对于玻璃包层在大约0.3%至大约0.6%的最大相对折射率Δ_1MAX以及在1550nm处大于约90μm²并小于约160μm²的有效面积。玻璃包层具有围住纤芯的低折射率环。低折射率环具有最小相对折射率Δ_2MIN<0。玻璃包层也具有外包层，该外包层围住低折射率环并具有最大相对折射率Δ_4MAX，以使Δ_1MAX>Δ_4MAX>Δ_2MIN。玻璃纤芯和玻璃包层在大于1500nm的波长处仅支持LP01和LP11的传播和传输。