[发明专利]低损耗少模光纤

说明书

技术领域

本发明涉及光通信及相关传感器件技术领域，具体来讲是一种低损耗少模光纤。

背景技术

光纤网络之上的数据通信继续按指数速率增长。为了满足这一需要，多路复用技术已经被发展为允许多个分散数据流共用相同的光纤，从而显著地增加每个光纤的通信量。

在光纤行业中当前的研究和发展主要集中在DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing，密集波分复用)上，这是一种多路复用技术，其中多个数据通道被分配给某一运转带宽内的相应的波长。数据通道在单模光纤的基本模式(LP01)之上被结合用于传输，并且当它们到达各自目的地时被分别返回进入分离通道之内。

在基于DWDM的传输系统内，给定放大器带宽内的总容量被光谱效率所限制，光谱效率用于描述在给定数据速率下，当光纤受到非线性效应所带来的极端限制时，用于通信目的单个波长可以被间隔的紧密程度。利用日益复杂的算法可以增加光谱效率，但是带来带宽收益递减并且适度的改进不能满足指数增长的带宽需要，单模光纤中的DWDM的光谱效率将会接近它的理论极限。一种用于增加每个光纤容量的有前景的方法是模分复用，其中通过光纤引导的相应的多个光信号模提供。基于该技术具有能够显著地增加每个光纤传输容量的潜能，突破基于DWDM系统的非线性的限制。

目前，世界上的少模光纤技术主要针对光纤的群时延进行优化，如专利中国发明专利CN201280019895.2公开了用于空间多路复用的渐变折射率少模光纤设计，然而，上述技术方案都是基于锗掺杂芯区来调整光纤芯区折射率分布，由于锗掺杂石英散射系数较高，因此容易造成光纤损耗较高，而对于超长距离大容量光纤通信的应用场景中，通常锗掺杂渐变折射率少模光纤1550nm衰减系数都在0.19dB以上，并且其衰减系数还随环境温度条件变化而变化，过高的损耗导致通信系统中误码的增加以及中继成本的增大；另一方面，光纤中不需要传输的线偏振模式在短距离传输中(如光纤跳线的应用中)需要线偏振模式快速损耗掉，否则会带来信号分辨的难点，如何兼顾长距离传输的低损耗以及短距离传输中不需要的线偏振模式的有效衰减成为了难点。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种低损耗少模光纤，本发明有效降低了少模光纤所支持线偏振模式光信号的传输损耗，减少了通信系统中的误码并降低了中继成本；有效增加了少模光纤不支持线偏振模式光信号的损耗，能够快速的过滤掉不需要的偏振模式光信号，有利于光纤模式传输的稳定性；能够调整少模光纤中的差分群时延。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种低损耗少模光纤，所述少模光纤自内而外依次包括芯层、掺氟石英内包层、掺氟石英第二芯层、掺氟石英下陷包层以及掺氟石英外包层；所述芯层中未掺杂锗元素，该芯层的折射率呈渐变分布，且分布为幂指数分布；芯层与掺氟石英内包层的相对折射率差最大值为0.3％～0.9％；掺氟石英内包层相对合成石英的相对折射率差为-0.3％～-0.5％；掺氟石英第二芯层与掺氟石英内包层相对折射率差为0.05％～0.2％；掺氟石英下陷包层与掺氟石英内包层的相对折射率差为-0.1％～-0.5％；掺氟石英外包层相对合成石英的相对折射率差为-0.3％～-0.5％。

在上述技术方案的基础上，所述芯层的半径为10μm～17.4μm，掺氟石英内包层的半径为10.5μm～21.4μm，掺氟石英第二芯层的半径为11μm～22.4μm，掺氟石英下陷包层的半径为20.5μm～40.0μm，掺氟石英外包层的半径为40.0μm～100.0μm。

在上述技术方案的基础上，所述芯层的半径为15.2μm，且分布幂指数为1.98；芯层与掺氟石英内包层的相对折射率差最大值为0.40％；掺氟石英内包层的半径为19.2μm，且掺氟石英内包层相对合成石英的折射率差为-0.30％；掺氟石英第二芯层与掺氟石英内包层相对折射率差为0.05％。

在上述技术方案的基础上，所述芯层的分布幂指数为1.9～2.05。

在上述技术方案的基础上，所述芯层的分布幂指数为1.92～1.94。

在上述技术方案的基础上，所述少模光纤支持LP01、LP02、LP11、LP21四种线偏振模式的光信号，光纤的工作波长范围为1550nm±25nm。

在上述技术方案的基础上，所述少模光纤所支持线偏振模式的光信号的传输损耗在1550nm波长处小于0.180dB/km。