[发明专利]宽带半阶跃型多模光纤

说明书

本发明提供一种宽带半阶跃型多模光纤，其包括纤芯层和包层。所述纤芯层中掺杂有GeO₂和/或P₂O₅和/或F，所述纤芯层包括同心设置的渐变区以及平台区，所述渐变区由所述纤芯层的中心向外延伸距离R1形成，所述平台区从距离所述纤芯层的中心R1处向外延伸距离R2‑R1至所述纤芯层的边界形成，所述宽带半阶跃型多模光纤的折射率的分布满足以下公式：其中，r为距离所述纤芯层的纤芯轴的径向距离，R2为所述纤芯层的半径，Rmax为所述包层的半径，n₀为所述纤芯层中心的折射率，n_R1为所述渐变区的边界的折射率，n_c为所述包层的折射率，Δ0为纤芯层中心和渐变区的边界相对折射率差：

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种宽带(宽波长范围)半阶跃型多模光纤。

背景技术

在光纤通信系统中，光纤作为光波的传输介质，其特性对光信号的传输有非常重要的影响。多模光纤芯径粗，数值孔径大，不仅能够从光源耦合更多的光功率，而且与其配套的器件价格便宜，操作简单方便。目前，多模光纤以其低廉的系统成本优势，已在中短距离光纤网络系统中得到广泛应用。

高带宽多模光纤(如OM3、OM4)，在850nm多模激光光源作用下，单根OM3多模光纤能够支持10Gbps的速率传输距离长达300米，单根OM4多模光纤能够支持10Gbps的速率传输距离长达550米。根据IEEE 802.3ba标准，基于原有已成熟的多模光纤10Gbs的数据传输流技术，使用8芯多模光纤进行传输40Gbps速率的信号，使用20芯多模光纤进行传输100Gbps速率的信号。然而，随着200Gbps/400Gbps以及更高速率需要的提出，传统的多模光纤在芯数成为阻碍未来发展的瓶颈。宽带(宽波长范围)多模光纤(WBMMF)技术借鉴了单模光纤的波分复用(WDM)技术，扩展了网络传输时的可用波长范围，能够在一芯多模光纤上支持多个波长，把需要的光纤芯数大大降低，为多模光纤的传输容量的提升确定了新方向。

TIA-492AAAE标准规定的宽带多模光纤(OM5)设计旨在支持850-950nm范围内的至少四个低成本波长，从而能够优化支持新兴的短波分复用(SDWM)应用，将并行光纤数量减少至少四倍。然而，多模光纤的最佳剖面折射率分布参数α_opt与波长和材料组分有关，其中α_opt随传输波长变化非常明显。对于传统多模光纤，α_opt对波长变化的敏感性非常高，当α_opt一定时，其带宽性能通常在特定的工作波长下达到最优，当工作波长变大或变小，其带宽性能都会明显下降。因此，目前该传统多模光纤难以满足OM5技术的应用要求。

多模光纤以其低廉的系统成本优势，已在中短距离光纤网络系统中得到广泛应用。但是传统多模光纤的损耗随着弯曲半径的减小迅速增大，造成了在不同应用环境下网络带宽和极限传输距离很大的不确定性。近年来随着数据中心建设的大规模开展和网络带宽大幅度提高，多模光纤在数据中心中的应用迅速增长。在数据中心，光纤会经常被用于空间狭窄的桥架和机柜中，需要经受很小的弯曲半径。而弯曲不敏感多模光纤在不同的弯曲半径条件下弯曲损耗基本没有变化，以其优异的弯曲性能被广泛应用于数据中心、办公中心和存储区域网等领域。目前典型弯曲不敏感多模光纤采用在芯层外加凹陷结构的设计，由于凹陷层非常靠近芯层，在芯棒制造过程中必须和芯层在同一工艺连续完成，凹陷的加入严重影响了芯棒制作设备的产能，造成芯棒的制造成本的大幅度提高。

为了满足市场对光纤带宽容量和抗弯曲性能的不断提升的需求，同时有效控制光纤的制作成本，非常有必要在高带宽且满足多模光纤标准的前提下降低最优α_opt与波长之间的敏感性，优化带宽的多波长特性，设计出能够满足多波长范围的低制作成本的弯曲不敏感多模光纤。

发明内容

鉴于上述状况，有必要提供一种解决上述问题的宽带半阶跃型宽带半阶跃型多模光纤。