[发明专利]色散位移光纤

说明书

本发明涉及一种色散位移光纤，其零色散波长被设定1.4μm至1.7μm的范围内。

传统上，供助一种方法制造出了具有预定外径的光纤，在该方法中光纤预制棒在其端部受到加热和软化的同时得到拉制。但在如此获得的光纤中，芯部及其周围的包覆部分的横截面变为略微椭圆或变形的圆形，从而使得难于获得完善的同心圆形。因此，如此获得的光纤的沿着其直径方向的折射率分布是不完全同心的，从而增大了偏振模式色散(PMD)。在此，“偏振模式色散”指的是由于在光纤的横截面中彼此正交的两种偏振的群速度的不同而产生的色散。

在用于水下缆线或干路缆线的光纤的情况(其中需要大容量长距离的传输)下，上述偏振模式色散的影响是很强的。

图1显示了典型的传统色散位移光纤的结构及其折射率分布。如图1所示，传统的色散位移光纤50-它是主要由硅玻璃构成的单模(SM)光纤-包括：一个掺杂有锗(Ge)的内芯910，而内芯910与纯硅玻璃的相对折射率差为1％且其外径a为2.6μm；在内芯910的外周边上设置的一个掺杂有锗的外芯920，其与纯硅玻璃的相对折射率差为0.08％且其外径b为8.7μm；以及，一个设置在外芯920的外周边上的包层，它基本上由纯硅玻璃制成且其外径为125μm。这里，内芯910的外径a与外芯920的外径b的比值R(＝a/b)为0.3。

图1中显示的折射率分布10的横坐标轴对应于在色散位移光纤50的横截面(与通过其传播的信号光的行进方向相垂直的平面)中的线L1上的各个位置。另外，在折射率分布10中，区911、921和931分别对应于在内芯910、外芯920和包层930中的线L1的部分上的相对折射率差。本发明人已经证实，当制造多个如图1所示的色散位移光纤50时，它们的平均偏振模式色散变成大约1.20ps/(km)^1/2。为了减小这种偏振模式色散的影响，已经提出了一种光纤制造方法，包括以下步骤：拉制一个光纤预制棒、将预定的涂覆材料加到所产生的光纤上、并借助其转动轴周期性地摇摆的一个引导辊来引导光纤，从而给光纤加上预定的张力(见日本专利申请公开第6-171970号)。

另外，还已经提出了一种光纤制造方法，其中借助转动来拉制光纤预制棒，从而将预定的扭力加到所产生的光纤上，同时将预定的涂覆材料加到该光纤上(见PCT/GB82/00200)。

本发明人已经研究了用于减小偏振模式色散的上述的传统光纤制造方法，并已经发现了以下需要克服的问题。

即，在用传统方法制成的光纤中，在其涂覆部分中残余有扭应力。相应地，如此获得的光纤，在其中张力沿着光的进行方向(光纤的纵向方向)被加到其上的状态下，保持着其线状形式。在其中被加到其上的上述张力被除去的情况下，光纤自身由于残余在涂覆部分中的扭力而发生变形。

因此，在光纤的浓缩处理(Concentrating Processing)等等中，为了防止光纤由于浓缩小方块(dice)等等而断裂，始终需要把一定的张力沿着光纤的纵向方向加到其上。这在光纤的制造步骤中成为一个非常严重的缺点。

本发明的一个目的，是提供一种色散位移光纤，它具有这样的结构，即使得偏振模式色散减小而不将扭应力加到所产生的光纤上。

根据本发明的色散位移光纤是一种单模光纤，它主要由硅玻璃构成并具有在至少1.4μm但不超过1.7μm的范围中的零色散波长。这种色散位移光纤包括：一个内芯，它至少掺杂有氟(F)并具有第一折射率和第一个径a；一个外芯，它被设置在内芯的外周边上并至少掺杂有氟，并具有一个低于第一折射率的第二折射率和一个第二外径b；设置在外芯的外周边上的一个内包层，它具有低于第二折射率的第一个第三折射率；以及，设置在内包层的外周边上的一个外包层，它具有高于第三折射率的第四折射率。

即，在根据本发明的色散位移光纤中，氟至少被加到其芯区(包括内和外芯；见图11)中。另外，在色散位移光纤的折射率分布中，在与位于芯区之外的玻璃区相对应的部分中形成有一个下降部分，例如如图3所示。在该色散位移光纤中，氟最好也被加到内包层中。