[发明专利]具有减少的泄漏模影响的抗弯多模光纤

说明书

本发明涉及一种包括光芯体及环绕所述光芯体的光包层的多模光纤，所述光芯体具有渐变折射率分布，所述光包层包括：环绕所述光芯体的内层，环绕所述内层被称作“低折射率管槽”的中间层，环绕所述低折射率管槽且具有恒定折射率的外层，所述低折射率管槽具有宽度W及相对于所述外层的负折射率差值Δn_t，且经设计以便符合以下不等式：|0.585677‑114.681×S+13.7287×S²+18.7343×S×W‑4.61112×S×Δn_t.10³‑0.913789×W×Δn_t.10³|+2×W×Δn_t.10³＜‑30其中：S为内包层的宽度，其包括于0.6μm与1.6μm之间；Δn_t包括于‑11.10^‑3与‑4.10^‑3之间；W×Δn_t.10³小于‑25μm。

技术领域

本发明涉及光纤传输，并且，更确切地说，涉及一种具有减少的泄漏模数目的抗弯多模光纤。

背景技术

光纤常规地由传输光学信号的光芯体及将光学信号限制在光芯体内的光包层构成。为此，芯体的折射率n_c大于包层的折射率n_g。光纤大体上的特征在于将光纤的折射率n与光纤的半径r相关联的折射率分布：相对于光纤中心的距离r展示在x轴上且半径r处的折射率与光包层的折射率之间的差值Δn展示在y轴上。

现如今，存在两种主要类别的光纤：多模光纤及单模光纤。在多模光纤中，对于给定波长，若干光学模式沿着光纤同时传播，而在单模光纤中，高阶模式被切断或大幅衰减。

多模光纤通常用于需要高带宽的短距离应用(诸如局域网(LAN)及多住户单元(MDU))，更一般来说称为室内网络。多模光纤的芯体通常具有50μm或62.5μm的直径及α渐变折射率分布。在此类应用中，常规的光纤可能经受非故意的弯曲，所述非故意的弯曲可引起固有损耗且因此改动模式功率分布及其带宽。

确保多千兆位以太网通信中的多模光纤的良好性能的重要参数为弯曲损耗抗性及带宽。

已知的提高多模光纤的弯曲损耗抗性的解决方案在于在渐变折射率芯体与包层之间添加低折射率部分(depressed-index portion)。通常被称作低折射率管槽的此低折射率部分具有相对于光纤包层的负折射率差值，且其位置及尺寸经设计以便避免带宽的退化。

然而，虽然低折射率管槽的存在提高了导光模式的弯曲损耗抗性，但其也会产生被称作“泄漏模”的额外的寄生模式从而与导光模式共同传播。光射线正在低折射率管槽介面处部分地反射时，与来自折射率分布自身的导光模式相比，泄漏模展现额外的损耗(通常被称作“泄漏损耗”)。

常规的多模光纤内(也就是，不具有弯曲损耗抗性装置的多模光纤)也有泄漏模，但泄漏模实际上几乎不存在，这是因为其泄漏损耗的程度极其高。另一方面，在已知的光纤的管槽辅助设计的情况下，泄漏模的泄漏损耗如此地被减少，以致于泄漏模传播若干米甚至更远，此对于与常规的多模光纤的兼容性至关重要。在满溢启动(OFL,Over FilledLaunch)条件下，确实发现泄漏模的出现会妨碍特征测量、芯体尺寸(a)及数值孔径(NA)测量使其被特别高估。这是有问题的，因为光纤之间的互连需要紧密的公差。

因此，高效的做法是提供一种多模光纤，所述多模光纤具有泄漏模对光学特征(比如芯体尺寸及数值孔径)的有限影响，且仍然提供弯曲损耗抗性，同时允许宽的模态带宽。

举例来说，US 2009/0154888、US 2008/0166094、JP 2006/47719、US 2011/0123161、US 2010/0067858的专利文件涉及在包层内具有用于减少弯曲损耗的低折射率管槽的渐变折射率光纤。然而，这些文件中无一揭示解决泄漏模对光学特征产生影响的问题的解决方案。