[发明专利]纤芯共掺杂了两种或更多种卤素的低损耗光纤

说明书

提供了共掺杂的光纤，其在1550nm波长具有小于约0.17dB/km的衰减。光纤包括在光纤中纤芯，其具有α大于5的分级折射率分布。光纤还包括在光纤中围绕纤芯的包层，所述纤芯包括用两种或更多种卤素(例如，氯和氟)共掺杂的二氧化硅，纤芯内所述两种卤素的浓度是非均匀的。还提供了一种制造纤芯坯棒的方法，包括用氯和/或溴掺杂烟炱体，然后用氟掺杂经掺杂的烟炱体。

相关申请的交叉参考

本申请根据35U.S.C.§119，要求2017年11月20日提交的美国临时申请第62/588,594号的优先权，其全文通过引用结合入本文。

背景技术

本公开内容一般地涉及用于数据传输的低成本低衰减光纤，更具体地，涉及具有共掺杂纤芯的光纤设计。

低衰减(例如，衰减值≤0.17dB/km的光纤)是配置成高效传输数据的光纤的重要特性。

光纤的非线性特性也是限制了用于高速、远距离传输应用的光纤性能的因素。通常来说，可以通过增加光纤的有效面积来降低光纤的非线性特性。这是因为功率密度与有效面积成反比。虽然构造成用于单模运行的一些光纤设计聚焦于增加有效面积，但是通过这些设计所实现的有效面积受到微弯曲损耗和宏弯曲损耗的限制。随着近来数字信号加工(DSP)的进步，传输系统的线性损伤(例如，色散和偏振模色散(PMD))不再是重要的问题。

多种机制造会导致光纤中的衰减和损耗特性。这些机制会包括瑞利散射、小角散射、金属和杂质相关的吸收效应，以及其他UV和IR相关的效应。

发明内容

根据一个实施方式，单模光纤包括：

纤芯，其具有α小于5的分级折射率分布；和

围绕纤芯的包层，

包层包括凹陷包层区域和外包层区域，所述外包层区域接触和围绕了所述凹陷包层区域；

其中，相比于外包层区域，纤芯的相对折射率大于+0.25％，其中，纤芯区域包括共掺杂了第一卤素和第二卤素的二氧化硅，其中，纤芯内的所述第一和所述第二卤素的浓度是不均匀的，使得：

(a)纤芯内的第一卤素的最大浓度与最小浓度之比是至少3，

(b)纤芯内的第二卤素的最大浓度与最小浓度之比是至少3，

(c)随着相对于纤芯的中心的距离增加，一种卤素在纤芯内的浓度增加；以及

(d)随着相对于中心的距离增加，另一种卤素在纤芯内的浓度减小；其中

(e)光纤具有1550nm波长处小于约0.17dB/km的衰减。

根据一些实施方式，纤芯内的第一卤素的最大浓度与最小浓度之比是至少10。根据一些实施方式，纤芯内的第二卤素的最大浓度与最小浓度之比是至少10。

根据一些实施方式，纤芯内的第二卤素的最大浓度与最小浓度之比是至少10。

根据一些实施方式，第一卤素是氯(Cl)或溴(Br)，而第二卤素是氟(F)。

根据一些实施方式，纤芯内的氯(或溴)的最大浓度与最小浓度之比是至少3，例如至少10。根据一些实施方式，纤芯内的氯(或溴)的最大浓度与最小浓度之比小于1000。

根据一些实施方式，纤芯内的氟的最大浓度与最小浓度之比是至少5，例如至少10。根据一些实施方式，纤芯内的氯的最大浓度与最小浓度之比小于1000。根据一些实施方式，在纤芯的中心处，氯(或溴)与氟的浓度比是3至1000。