[发明专利]多模光纤

说明书

本发明提供一种多模光纤，该多模光纤设置有这样的区域：在该区域，纤芯的外周区域中的折射率相对于α次方折射率分布的理想形状具有偏差并且偏差量的绝对值不小于0.005％，以便生成辐射模，并且包层的折射率高于偏差区域的折射率。

技术领域

本发明涉及一种多模光纤。

背景技术

众所周知，与用于长距离光传输的单模光纤相比，多模光纤因其结构而具有更大的传输损耗。另一方面，由于多模光纤允许在光纤之间进行比较容易的熔接以及在设备之间进行比较容易的连接，因此多模光纤常用在LAN(局域网)等近距离信息传输的应用中。为了改善近距离信息传输，人们也对用于降低多模光纤的前述传输损耗的技术和通信频带的扩展(实现更宽的带宽)进行了研究。

发明内容

本申请的发明人对常规多模光纤进行了详细研究，并且发现了以下问题。应注意到，在本说明书中，没有任何特指的简单表述“光纤”指的是“多模光纤”。

多模光纤是已知的其中传播着多个模(模式)的光传输介质。然而，特别是当这些模中的辐射模(具有较大的群时延差(差分群时延)的高次模)沿多模光纤的纵向传播时，传播模之间的群时延差将会增大；因此在实现多模光纤的更宽带宽方面存在限制。

具体而言，当纤芯具有α次方折射率分布时，在纤芯的外周区域中，折射率沿径向的变化率变大，因此实际制造的光纤的纤芯的折射率往往会偏离设计值。如果实际的折射率分布偏离其理想形状，则模间色散会增大；因此，光纤的制造误差也是阻碍实现多模光纤中的更宽带宽的因素。

为了解决上述问题而完成了本发明，并且本发明的目的在于提供一种多模光纤，其具有用于减少传播模之间的群时延差的结构，从而能够实现更宽的带宽。

本发明涉及一种具有GI(渐变折射率)型折射率分布的GI型多模光纤，该多模光纤包括折射率从中心轴线沿径向连续下降的区域(其为具有α次方折射率分布的区域)，并且这种多模光纤就结构而言明显与用于长距离传输的单模光纤不同。GI型多模光纤还包括具有设置在纤芯区域的外周面上且具有低折射率的沟槽部的GI型多模光纤(在下文中也称为BI(弯曲不敏感)型多模光纤)、以及具有由高折射率的纤芯区域和低折射率的包层区域构成的一般结构的多模光纤。

根据本发明的实施例的多模光纤至少包括：纤芯，其沿着多模光纤的中心轴线延伸并且具有α次方折射率分布；以及包层，其设置在纤芯外侧。可以通过采用纤芯的外周面与包层直接接触的接触式结构来构造多模光纤。还可以通过采用除了纤芯和包层之外还具有设置在纤芯与包层之间的中间层的多层结构来构造多模光纤。

根据本实施例的多模光纤通过将相对于基模具有较大群时延差的高次模主动地耦合到包层模(或通过将高次模主动地泄漏到包层侧)而能够实现更宽的带宽。具体而言，本实施例的第一方面包括用于将在远离纤芯的中心区域的外周区域中生成的具有较大群时延差的模(高次模)泄漏到位于纤芯外侧的包层中的结构。这能够将纤芯中的传播模之间的群时延差保持为较小，以便实现多模光纤中的更宽带宽。在本说明书中，纤芯的中心区域限定为光密度基本上不足以显著影响传播模之间的群时延差的区域，并且限定为沿径向与中心轴线相距的距离不超过纤芯半径的20％的区域。纤芯的外周区域限定为围绕该中心区域的区域，并且限定为以下区域：在该区域中，折射率沿径向的变化率较大，在光纤的制造过程中实际折射率分布往往会偏离设计值，并且如果实际发生了偏离则容易因折射率的偏差而生成辐射模。

在本实施例的第一方面中，纤芯包括：折射率分布遵循α次方折射率分布的区域；以及折射率相对于α次方折射率分布的理想形状具有偏差并且就相对折射率差而言偏差量的绝对值不小于0.005％的区域(其被称为分布偏差部)；偏差量的绝对值最大的点位于纤芯的外周区域(处于纤芯内部并且与中心相距的距离超过纤芯半径的20％的部分)中，并且位于具有比包层的折射率低的折射率的低折射率区域中。该低折射率区域可以是比纤芯的外周区域宽的区域。