[发明专利]用于光纤连接器的梯度折射率多模光纤

说明书

相关申请案 

本申请根据专利法请求2012年3月13日申请的美国临时申请案第61/610,123号的优先权权益，本申请案依赖于所述案的内容，且所述案的内容以引用的方式全文并入本文中。 

技术领域

本发明涉及光纤和光纤连接器，并且本发明尤其涉及用于光纤连接器的梯度折射率多模光纤。 

背景技术

光纤连接器在各种电信应用中用于将一个光纤连接到另一光纤或将光纤连接到电信装置。某些光纤连接器包括称作短光纤的一短截单模光纤（SMF），所述单模光纤与连接器内的场光纤接口连接。当连接器可操作地连接（配合）到另一连接器时，短光纤驻留在场光纤连接器的场光纤与配合连接器的短光纤之间。 

当对齐所有光纤并且所有光纤在大小和配置上以其他方式匹配时，光在最低模式或基本模式（即LP₀₁模式）下在场光纤和短光纤中行进。然而，即使光纤为SMF，光纤的未对齐、模场直径（MFD）的未匹配或所述未对齐、模场直径（MFD）的未匹配和其他因素的组合可能导致光在高阶模式（例如LP11模式）下短距离行进。因此，尽管光纤可设计成SMF，但存在光纤作为多模光纤短距离（<5cm）工作的情况。 

在不同导引模式下行进的相干光采用不同光路并且可能导致多径干扰 （MPI）。MPI可使光传输穿过连接器以具有显著时变起伏，所述时变起伏由于使用设计用于长途电信应用的现成的SMF而加剧。MPI和伴随的功率起伏为不合意的，并且MPI和伴随的功率起伏降低了其中使用光纤连接器的电信系统的性能。 

发明内容

本文中公开适合于在光纤连接器中用作短光纤的梯度折射率（也叫渐变折射率）多模光纤。梯度折射率多模光纤具有实质上匹配SMF的模场直径的基本模式（LP₀₁），以降低或最小化连接器损失。另外，最小化不同导引模式间的群折射率差（即，群延迟）以降低MPI。 

本公开案的一方面是一种用于具有工作波长λ的光纤连接器的梯度折射率多模光纤。光纤包括具有半径r₀的芯与直接包围芯的包层。芯和包层支持基本模式和至少一个高阶模式，芯和包层定义模场直径MFD_MM和相对折射率分布Δ，其中Δ通过以下关系定义： 

Δ=Δ0[1-(rr0)α],]]>

其中r为径向坐标，Δ₀为r=0时的最大相对折射率，且α为分布参数。此外，芯半径r₀在从6μm到20μm的范围之内，Δ₀在从0.4%到2.5%的范围之内，α在从1.9与4.1的范围之内，并且模场直径MFD_MM在工作波长为λ=1310nm时介于8.2μm与9.7μm之间且在工作波长为λ=1550nm时介于9.2μm与10.9μm之间。 

本公开案的另一方面是一种用于光纤连接器的梯度折射率多模光纤，所述光纤连接器具有工作波长λ和单模光纤（SMF），所述单模光纤具有模场直径MFD_SM和第一群折射率差Δn_gSM。梯度折射率多模光纤包括梯度折射率芯和直接包围芯的包层，所述梯度折射率芯具有半径r₀和相对折射率分布Δ，所述相对折射率分布Δ具有最大相对折射率Δ₀。包层具有恒定相对折射率分布，且 芯和包层支持多个导引模式。光纤还具有模场直径MFD_MM和多模群折射率差Δn_g，以使得Δn_gSM/Δn_g比值满足2≤Δn_gSM/Δn_g≤300，所述模场直径MFD_MM实质上与SMF模场直径MFD_SM相同。