[发明专利]有折射率分布的多模光纤、应用的光通信系统、制造方法

说明书

本申请为2004年7月28日提交的题为“有折射率分布的多模光纤、应用的光通信系统、制造方法”的中国专利申请200410068412.5的分案申请。 

技术领域

本申请涉及一种具有折射率分布的多模光纤，其包括环绕有一层或多层包层的光导纤芯。本发明还涉及一种光通信系统，其包括发射机、接收机和多模光纤。另外，本申请还涉及制造具有折射率分布多模光纤的方法，其利用活性混合气体通过化学汽相沉积技术，使掺杂或非掺杂玻璃层沉积于基管内部，以获得精确地限定了折射率分布的预成型件，通过加热预成型件的一端从而预成形多模光纤，还涉及一种具有折射率分布的多模光纤，其具有由多种掺杂物构建的光波导梯度折射率纤芯。

背景技术

美国专利No.4,339,174本身披露了一种多模光纤，其使用至少为700MHz的带宽。该公开的光纤中包括三个分离的区域，即，外包层、设置在外包层内壁表面的阻挡层，以及设置在阻挡层内带有折射率分布的极纯玻璃纤芯，该纤芯包括掺有足量的第一氧化物的SiO₂，该第一氧化物用于使纤芯折射率增加至高于包层折射率的值，第一氧化物的浓度根据具体的折射率分布变化。对于纤芯直径为64.0μm、数值孔径为0.207的多模光纤，在900nm和1300nm波长处测得的带宽(MHz)分别为1024和1082。该专利没有提供关于传输容量的进一步的详细信息

美国专利No.3,989,350披露了一种多模光纤，其以加宽光通信系统的可用带宽为目的，具有减少模间色散的折射率分布。披露的多模光纤包括具有从光纤轴线至纤芯圆周区域折射率径向减小的纤芯，纤芯基本上由SiO₂和至少一种折射率改变物质组成，尤其是浓度径向增加的氧化硼，其中在纤芯圆周处的最终组分包括含有10mol％B₂O₃至20mol％B₂O₃的硅酸硼。其没有提供关于带宽 或传输容量的进一步描述。

美国专利No.4,222,631披露了一种多模光纤，其包括至少三种成玻组分，并具有包层和径向梯度折射率分布的纤芯，其中折射率分布根据作为半径函数的一个具体公式变化。其没有提供关于带宽或传输容量的具体细节。

因为数据通信和远距离通信的持续增长，需要具有高传输容量的通信系统和玻璃纤维。增加玻璃纤维(系统)传输容量的一种途径是使用所谓的波分复用(WDM)，其中，以不同的波长同时在玻璃纤维中传输几个信号。因为需要昂贵的外围设备，这种技术主要应用在使用单模光纤的远程网络中。

然而，在局域网(LAN)、存储网络(SAN)和连接网络中，多模光纤频繁地用于相对短距离和大量连接中，对WDM技术实现高传输容量的需求在增长。另外，在上述短距离网络中使用非温度稳定性激光器成为趋势，它与使用温度稳定性激光器相比明显便宜。使用非温度稳定性激光器，在温度改变时会在激光波长中发生位移。WDM技术和非温度稳定性激光器的使用都需要多模光纤的带宽充分高于将要使用的传输速率的相对大的波长范围。

可通过将已十分准确定义的折射率分布引入光纤中来制造适合高传输速率的高带宽多模玻璃光纤。例如，在先公开的国际申请PCT/NL02/00604，指出该光纤的折射率分布必须与公式(1)的等式完全一致：

n(r)=n11-2Δ(ra)α---(1)]]>

其中：

n₁＝光纤纤芯的折射率值

r＝在光纤纤芯中的径向位置(μm)

Δ＝光纤的折射率差

α＝分布形状参数

a＝纤芯半径(μm)