[发明专利]单模光纤

说明书

技术领域

本发明涉及光纤传输领域，更具体地，涉及具有降低的弯曲损耗的光纤。

背景技术

通常将光纤的折射率分布描述为折射率和光纤的半径之间的关系。传统上，沿着横轴(即，x轴)标绘相对于光纤中心的距离r，并且沿着纵轴(即，y轴)标绘距离r处的折射率和光纤的外包层的折射率之间的差。用作光包层的外包层通常具有大致恒定的折射率。这种外包层通常由纯二氧化硅制成，但也可以包含一种或多种掺杂质。

折射率分布可具有能够分别图示为阶梯形状、梯形形状、抛物线形状或三角形形状的“阶梯”分布、“梯形”分布、“抛物线”分布(例如，“阿尔法(alpha)”分布)或“三角形”分布。这些曲线通常代表光纤的理论分布或设计分布。实际上，与光纤制造相关联的约束可能导致显而易见不同的分布。

传统上，光纤包括具有传输并可选地放大光信号的功能的光纤芯。传统的光纤通常还包括将光信号限制在纤芯内的光包层。为此，纤芯的折射率n_c通常大于包层的折射率n_g(即，n_c＞n_g)。如本领域普通技术人员能理解的，单模光纤中光信号的传播包括在纤芯中引导的、通常表示为LP01的基本模式以及在特定距离内在纤芯和光包层中引导的次级模式。

在光纤传输系统内经常使用具有阶梯折射率分布的单模光纤(SMF)。这种光纤通常具有符合特定远程通信标准的色散(chromatic dispersion)和色散斜率。

传统上，所谓的“标准”单模光纤(SSMF)用于以地面为基础的传输系统。为了促进来自不同制造商的光系统相互兼容，国际电信联盟(ITU，International Telecommunication Union)已经定义了标准光传输光纤(即，标准单模光纤或SSMF)应当符合的标准参考ITU-T G.652。ITU-T G.652的建议(11/2009)具有几种属性(即，A、B、C和D)。

在针对传输光纤的其它建议中，ITU-T G.652标准推荐：(i)在波长1310纳米(nm)处，模场直径(MFD)的标称值(例如，标称模场直径)为8.6微米(μm)～9.5微米且公差为±0.6微米；(ii)最大光缆截止波长为1260纳米(nm)；(iii)零色散波长(ZDW)为1300纳米～1324纳米；以及(iv)最大零色散斜率(ZDS)为0.092皮秒每平方纳米千米(ps/(nm²·km))(即，在零色散波长处的色散斜率为0.092ps/(nm²·km)以下)。

如国际电工委员会(IEC，International Electrotechnical Commission)的附属委员会86A在标准IEC 60793-1-44中所定义的，传统上测量光信号在光纤中传播了22米之后不再为单模的波长作为光缆截止波长。

在大多数情况下，最能承受弯曲损耗的次级模式是LP 11模式。由此光缆截止波长是在光纤中传播了22米之后LP 11模式充分衰减了的波长。标准ITU-T G.652提议的方法认为，只要LP 11模式的衰减大于或等于19.3分贝(dB)，光信号就为单模。根据IEC附属委员会86A在标准IEC 60793-1-44中的推荐，通过如下措施来确定光缆截止波长：在光纤中加入半径为40毫米(mm)的两个环，并将光纤的剩余部分(即，光纤的21.5米)配置在半径为140毫米的芯轴上。

对于给定光纤，将MAC值定义为光纤在有效截止波长λ_Ceff上的1550纳米处的模场直径的半径。如IEC附属委员会86A在标准IEC 60793-1-44中所定义的，传统上测量光信号在光纤中传播了两米之后不再为单模的波长作为截止波长。MAC值构成用于评价光纤的性能的参数，特别是构成用于寻找模场直径、有效截止波长和弯曲损耗之间的折衷的参数。