[发明专利]单模光纤

说明书

本申请要求2008年7月23日提交的题为“Single Mode Optical Fiber”的美国临时申请61/135,698的权益。

本发明针对为中继器间隔很长且数据速率很高的远程通信系统而设计的单模光纤。特别是，这种单模光纤综合了卓越的耐弯曲性、热老化、低衰减和大有效面积A_eff等海底应用所期望的特征。

背景技术

具有大有效面积的光纤使非线性光学效应减少了，在高功率系统中非线性光学效应可能引起信号的恶化。通常，这些非线性效应的数学描述包括比值P/A_eff，其中P是光功率。由此，增大A_eff，就可以减少引起光信号恶化的非线性。

远程通信行业需要在长距离无电子信号再生的情况下有更大的信息容量，这已导致要对单模光纤折射率分布设计进行重新评估。

高功率和长距离的定义仅仅是在结合特定的远程通信系统时才有意义，其中比特率、误码率、多路复用方案以及光放大器均被指定。还有本领域技术人员已知的其它因素对高功率和长距离的意义有影响。然而，对于大多数目的而言，高功率就是大于约10mW的光功率。在一些应用中，即使是1mW或更小的信号功率电平都对非线性效应很敏感，使得在这种较低功率系统中A_eff仍然是重要的考虑因素。

因此，期望开发出可选的单模光纤能适于海底应用。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种单模光纤包括：(i)分段的纤芯，所述分段的纤芯具有至少三段，其中，第一段具有在约0.75到1.1范围中的Δ_max％以及大于等于0.6Δ_max％的Δ₀％，并且第一段具有在约1.5到3.0μm范围中的外半径r₁；第二段具有在0.00到0.15％范围中的Δ₂％；以及第三段具有在小于0.35％的范围中的Δ₃％、在约7μm到11μm范围中的外半径r₃、在约1.5到3μm范围中的宽度w₃以及体积V₃＜7％μm²；以及(ii)硅石基包层，用于围绕着纤芯并与之接触，所述包层具有折射率n_c；其中，纤芯的多个段的折射率分布被选定，以提供下列：在约1565nm到1600nm范围中的零色散波长；1550nm处的总色散在约-6到-0.5ps/nm-km范围中；以及1550nm处的色散斜率大于0.1。

根据本发明的一个实施方式，一种单模光纤包括：(i)分段的纤芯，所述分段的纤芯具有至少三段，其中，第一段具有在约0.75到1.1范围中的Δ_max％以及在约1.5到3.0μm范围中的外半径r₁；第二段具有在约0.00到0.15％范围中的Δ₂％；以及第三段具有在小于0.35％的范围中的Δ₃％、在约7μm到11μm范围中的外半径r₃、在约1.5到3μm范围中的宽度w₃以及体积V₃＜7％μm²；以及(ii)硅石基包层，用于围绕着纤芯并与之接触，所述包层具有折射率n_c；其中，纤芯的多个段的折射率分布被选定，以提供下列：不大于0.25dB/km的1550nm处的衰减；在约1565nm到1600nm范围中的零色散波长；1550nm处的总色散在约-6到-0.5ps/nm-km范围中；1550nm处的色散斜率大于0.1；在1550nm处有效面积＞65μm²；以及缆线形式的光纤的截止波长在约1200nm到1500nm范围中。

各段的折射率分布可以是上述定义的那些中的任一种，包括α-分布、阶跃式折射率分布或梯形分布。除非在处理过程中插入了特殊的阶跃，否则在折射率突然变化的各个点处这些折射率分布都将是圆化的。这种圆化是用来改变基底玻璃折射率的掺杂剂材料的扩散所导致的。由此，可以使这些折射率分布中任一种在特定的点处圆化。例如，具有正的Δ％的阶跃式折射率分布通常将具有圆化的上角和下角。

在本发明的一个实施方式中，纤芯的各段全都具有正的Δ％。在另一个实施方式中，纤芯包括三段，第一段是α-分布，第二段是阶跃式分布，第三段是圆化的阶跃式分布。下面的表格1阐明了本实施方式的示例。