專利名稱：色散補(bǔ)償光纖和利用這種光纖的光傳輸線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種色散補(bǔ)償光纖，這種色散補(bǔ)償光纖跟例如一根單模光纖連接，這種單模光纖在1.3微米附近具有零色散(以后簡(jiǎn)單地稱之為單模光纖)，用于利用1.5微米波長(zhǎng)頻帶或者其它預(yù)定波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的光，進(jìn)行波分復(fù)用光傳輸；本發(fā)明還涉及利用這種色散補(bǔ)償光纖的一種光傳輸線。
在全世界范圍內(nèi)，已經(jīng)將單模光纖用作光通信的傳輸網(wǎng)絡(luò)。目前，隨著信息社會(huì)的發(fā)展，通信的信息量正呈現(xiàn)出迅速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。隨著信息量的增長(zhǎng)，在電信領(lǐng)域里，人們已經(jīng)廣泛接受了波分復(fù)用傳輸(WDM傳輸)，使人們進(jìn)入了WDM傳輸時(shí)代。這種WDM傳輸是這樣一種光傳輸方法，它適合于大容量高速通信，因?yàn)檫@種WDM傳輸能夠利用一根光纖傳輸具有多個(gè)波長(zhǎng)的光。
然而，利用現(xiàn)有單模光纖以及1.3微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的單個(gè)光束進(jìn)行WDM傳輸?shù)臅r(shí)候，它并不是落在1.55微米波長(zhǎng)頻帶這樣一個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)，這個(gè)波長(zhǎng)頻帶是利用鉺涂料光纖的通用光放大器的增益頻帶。(注意，1.55微米波長(zhǎng)頻帶基本上是中心波長(zhǎng)為1550納米的波長(zhǎng)頻帶，包括例如，1530納米到1570納米；以后用“1.55微米波長(zhǎng)頻帶”這個(gè)說(shuō)法來(lái)表示這一意思。)這樣就存在一個(gè)問(wèn)題，那就是無(wú)法使用光放大器，并給遠(yuǎn)距離光通信(遠(yuǎn)距離光傳輸)帶來(lái)了障礙。因此，最近的WDM傳輸都是在1.55微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)利用現(xiàn)有的單模光纖進(jìn)行的。
利用現(xiàn)有的單模光纖在1.55微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)進(jìn)行光通信的時(shí)候，這種單模光纖在1.55微米波長(zhǎng)上通常都有大約17ps/nm/km的正色散，這個(gè)1.55微米波長(zhǎng)基本上是1.55微米波長(zhǎng)頻帶的中心波長(zhǎng)，而且，在這一1.55微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)具有正的色散斜率。正因?yàn)檫@一原因，出現(xiàn)了這樣一種不利情況，當(dāng)光信號(hào)通過(guò)這一單模光纖傳播的時(shí)候，光信號(hào)的波形失真非常嚴(yán)重，特別是采用WDM光傳輸方式時(shí)，在信號(hào)接收端很難分離/區(qū)分信號(hào)，這樣就降低了光通信的質(zhì)量，破壞了光通信的可靠性。
于是，為了解決這一難題，最近，人們已經(jīng)將1.55微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)具有很大負(fù)色散的一種色散補(bǔ)償光纖實(shí)現(xiàn)了模塊化，將它跟單模光纖傳輸線連接，以便用一段很短的色散補(bǔ)償光纖補(bǔ)償1.55微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的色散和色散斜率。這樣做的目的是通過(guò)補(bǔ)償單模光纖在1.55微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)具有的正色散和正色散斜率，減小波長(zhǎng)色散引起傳輸信號(hào)變化，從而進(jìn)行1.55微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的WDM傳輸。
然而，如上所述，傳統(tǒng)的色散補(bǔ)償光纖被設(shè)計(jì)成用長(zhǎng)度很短的色散補(bǔ)償光纖來(lái)補(bǔ)償單模光纖的色散和色散斜率，于是，一般情況下，1.55微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)設(shè)計(jì)的模場(chǎng)直徑變得非常小，以至于很容易引起非線性現(xiàn)象。另外，還存在一個(gè)問(wèn)題，那就是在1.55微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)，傳輸損耗增大到了0.4分貝每千米或者更大，而且在1.55微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的偏振模色散值(PMD值)也達(dá)到了相對(duì)較大的值0.2ps/km1/2，甚至更大。這種單模光纖具有很低的非線性，性能相對(duì)較好。
今天，需要進(jìn)一步地增加通信信息量。但是，如果這一WDM傳輸只利用這一1.55微米波長(zhǎng)頻帶，能夠傳輸?shù)牟ㄩL(zhǎng)數(shù)有一個(gè)極限，最終會(huì)達(dá)到飽和狀態(tài)。因此，需要一種新的光傳輸線，在這種新的光傳輸線里，通過(guò)將用于波分復(fù)用傳輸?shù)目捎貌ㄩL(zhǎng)頻帶擴(kuò)展到傳統(tǒng)1.5微米波長(zhǎng)頻帶(例如，1530到1570納米)的兩側(cè)，將1.5微米波長(zhǎng)頻帶(也就是例如1520到1620納米的波長(zhǎng)頻帶，包括傳統(tǒng)的1.55微米波長(zhǎng)頻帶；以后用“1.5微米波長(zhǎng)頻帶”這一術(shù)語(yǔ)來(lái)表示這一意思)利用起來(lái)，或者將1.5微米波長(zhǎng)頻帶以外的波長(zhǎng)頻帶(波長(zhǎng)范圍)也利用起來(lái)。
但是，如果這一傳統(tǒng)的色散補(bǔ)償光纖跟單模光纖連接起來(lái)，1.55微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)(例如，1530到1570納米的波長(zhǎng))的色散就被補(bǔ)償?shù)綆缀鯙榱?，但是，相反，在跟傳統(tǒng)色散補(bǔ)償光纖連接之前幾乎呈現(xiàn)出零色散的其它波長(zhǎng)范圍以內(nèi)的色散，包括1.3微米波長(zhǎng)頻帶的色散，卻偏離了零色散附近。用這種方式將傳統(tǒng)色散補(bǔ)償光纖跟單模光纖相連形成的光傳輸線，無(wú)法成為能夠利用包括例如1.3微米波長(zhǎng)頻帶的其它波長(zhǎng)范圍進(jìn)行WDM傳輸?shù)墓鈧鬏斁€。
于是，本發(fā)明的發(fā)明人改變了只是用很短的色散補(bǔ)償光纖來(lái)完成單模光纖色散補(bǔ)償這種傳統(tǒng)思想，研究了實(shí)現(xiàn)這樣一種光纖的方法，這種光纖適合用于色散補(bǔ)償光纖的遠(yuǎn)距離光傳輸，從而改善模場(chǎng)直徑的特性，降低彎曲損耗，減少色散補(bǔ)償光纖自己在1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的偏振模色散。
如果做出了這種光纖，由非線性導(dǎo)致的難題就能得到控制，在光傳輸線內(nèi)能夠在1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)進(jìn)行良好的信號(hào)傳輸，在這種光傳輸線內(nèi)，單模光纖和色散補(bǔ)償光纖互相連接在一起。
另外，本發(fā)明的發(fā)明人認(rèn)為，如果要跟單模光纖連接的色散補(bǔ)償光纖的色散特性適當(dāng)，就能形成在例如單模光纖的零色散波長(zhǎng)1.3微米附近的波長(zhǎng)頻帶內(nèi)具有小色散的光傳輸線。
本發(fā)明考慮了前面的問(wèn)題。本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種色散補(bǔ)償光纖，這種色散補(bǔ)償光纖在1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的一些特性，包括模場(chǎng)直徑、彎曲損耗以及偏振模色散等等，非常優(yōu)良，并且，通過(guò)連接單模光纖，或者連接在1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)跟單模光纖一樣具有幾乎相同色散特性的光纖，光信號(hào)就能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，對(duì)光纖內(nèi)傳播的1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的色散進(jìn)行補(bǔ)償，而且1.5微米波長(zhǎng)頻帶以外的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的色散也能得到減小。本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種光傳輸線，通過(guò)利用前面介紹的色散補(bǔ)償光纖，這種光傳輸線能夠進(jìn)行高質(zhì)量的WDM傳輸，使其中的波形失真得到控制。
為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供具有以下結(jié)構(gòu)的色散補(bǔ)償光纖。也就是說(shuō)，提供一種色散補(bǔ)償光纖，用于跟單模光纖連接，這種單模光纖在1.3微米的波長(zhǎng)附近具有零色散，或者用于跟補(bǔ)償過(guò)的光纖連接，這種補(bǔ)償過(guò)的光纖在1.5微米波長(zhǎng)頻帶的色散特性基本上跟單模光纖一樣；這種色散補(bǔ)償光纖的特征在于，在1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的一個(gè)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶里，跟它連接的光纖的色散值被設(shè)置成-1ps/nm/km到1ps/nm/km，在跟1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的預(yù)定波長(zhǎng)頻帶不同的一個(gè)或者多個(gè)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶內(nèi)，色散值被設(shè)置成-5ps/nm/km到5ps/nm/km。
作為本發(fā)明的一個(gè)特征，不同于1.5微米波長(zhǎng)頻帶的預(yù)定波長(zhǎng)頻帶是1.3微米波長(zhǎng)頻帶，在這個(gè)1.5微米波長(zhǎng)頻帶波長(zhǎng)頻帶里，跟它連接的光纖的色散值被設(shè)置成-5ps/nm/km到5ps/nm/km。
另一方面，本發(fā)明提供一種色散補(bǔ)償光纖，這種色散補(bǔ)償光纖的特征在于1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶里的模場(chǎng)直徑，或者預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近波長(zhǎng)上的模場(chǎng)直徑，是6.3微米或者更大，并且，通過(guò)跟一根單模光纖連接，這根單模光纖在1.3微米波長(zhǎng)附近具有零色散，或者通過(guò)跟一根補(bǔ)償過(guò)的光纖連接，這根補(bǔ)償過(guò)的光纖在1.5微米波長(zhǎng)頻帶的色散特性基本上跟單模光纖的色散特性一樣，在1.5微米波長(zhǎng)頻帶里預(yù)定波長(zhǎng)頻帶內(nèi)跟它連接的光纖的色散值被設(shè)置成-1ps/nm/km到1ps/nm/km。
再一方面，本發(fā)明提供一種色散補(bǔ)償光纖，其特征在于1.5微米波長(zhǎng)頻帶里預(yù)定波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的模場(chǎng)直徑，或者預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近波長(zhǎng)的模場(chǎng)直徑是5.5微米或者更大，在預(yù)定波長(zhǎng)頻帶或者在預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近的波長(zhǎng)上，20毫米彎曲直徑的彎曲損耗是3.0分貝每米或者更小，而且，通過(guò)跟一根單模光纖連接，這根單模光纖在1.3微米波長(zhǎng)附近具有零色散，或者通過(guò)跟一根補(bǔ)償過(guò)的光纖連接，這根補(bǔ)償過(guò)的光纖在1.5微米波長(zhǎng)頻帶的色散特性基本上跟單模光纖的色散特性一樣，在1.5微米波長(zhǎng)頻帶的預(yù)定波長(zhǎng)頻帶里或者預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近，跟它連接的光纖的色散值被設(shè)置成-1ps/nm/km到1ps/nm/km。
在前面提到的色散補(bǔ)償光纖里，1.5微米波長(zhǎng)頻帶里預(yù)定波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的色散值，或者預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近波長(zhǎng)上的色散值是-20ps/nm/km到10ps/nm/km，在預(yù)定波長(zhǎng)頻帶或者預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近波長(zhǎng)的傳輸損耗是0.25分貝每米或者更小，通過(guò)跟單模光纖連接，這根單模光纖在1.3微米波長(zhǎng)附近具有零色散，或者通過(guò)跟補(bǔ)償過(guò)的光纖連接，這根補(bǔ)償過(guò)的光纖在1.5微米波長(zhǎng)的色散特性基本上跟單模光纖的色散特性相同，在1.5微米波長(zhǎng)頻帶里預(yù)定波長(zhǎng)頻帶內(nèi)，或者跟它連接的光纖的預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近，其色散值被設(shè)置成-1ps/nm/km到1ps/nm/km。
最好是這樣，在1.5微米波長(zhǎng)頻帶的預(yù)定波長(zhǎng)的斜率或者在1.3微米波長(zhǎng)頻帶的預(yù)定斜率，或者在1.5微米波長(zhǎng)頻帶的預(yù)定波長(zhǎng)的色散斜率和1.3微米波長(zhǎng)頻帶的斜率都是負(fù)的。
本發(fā)明的一個(gè)方面，在1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶里的傳輸損耗，或者在預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近波長(zhǎng)的傳輸損耗，被設(shè)置成0.30分貝每千米或者更小，在預(yù)定波長(zhǎng)頻帶里或者在預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近波長(zhǎng)的偏振模色散值被設(shè)置成0.15ps/km1/2或者更小，在預(yù)定波長(zhǎng)頻帶或者預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近的波長(zhǎng)，20毫米彎曲直徑的彎曲損耗被設(shè)置成20分貝每米或者更小。
更進(jìn)一步，本發(fā)明中的色散補(bǔ)償光纖的特征在于，1.5微米波長(zhǎng)頻帶里預(yù)定波長(zhǎng)頻帶或者預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近波長(zhǎng)的傳輸損耗被設(shè)置成0.30分貝每千米或者更小，在預(yù)定波長(zhǎng)頻帶或者在預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近波長(zhǎng)的偏振模色散值被設(shè)置成0.15ps/km1/2或者更小，在預(yù)定波長(zhǎng)頻帶內(nèi)或者在預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近的波長(zhǎng)，20毫米彎曲直徑的彎曲損耗被設(shè)置成20分貝每米或者更小。
本發(fā)明的另一方面，色散補(bǔ)償光纖的特征在于，其中的色散補(bǔ)償光纖是按照以下方式形成的，用第一個(gè)側(cè)芯覆蓋中心纖芯的外側(cè)，用第二個(gè)側(cè)芯覆蓋第一個(gè)側(cè)芯的外側(cè)，用一個(gè)包層覆蓋第二個(gè)側(cè)芯的外側(cè)，并且Δ1＞Δ3＞Δ2,0.8％≤Δ1≤1.3％,-0.4％≤Δ2≤-0.2％(或者-0.5≤Δ2/Δ1≤-0.35)，以及0.2％≤Δ3≤0.3％這些關(guān)系得以維持，其中Δ1是中心纖芯跟包層之間的相對(duì)折射率差，Δ2是第一個(gè)側(cè)芯跟包層的相對(duì)折射率差，Δ3是第二個(gè)側(cè)芯跟包層之間的相對(duì)折射率差，第一個(gè)側(cè)芯的外徑是中心纖芯外徑的2到2.5倍，第二個(gè)側(cè)芯的外徑是中心纖芯外徑的2.5到3.5倍。
更進(jìn)一步，通過(guò)前面提到的任何一種色散補(bǔ)償光纖跟單模光纖連接，這根單模光纖在1.3微米波長(zhǎng)附近具有零色散，或者跟補(bǔ)償過(guò)的光纖連接，這根補(bǔ)償過(guò)的光纖在1.5微米波長(zhǎng)頻帶的色散特性基本上跟那根單模光纖的色散特性一樣，本發(fā)明提供一種光傳輸線，它在1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶里的色散值是-1ps/nm/km到1ps/nm/km。
在本發(fā)明一個(gè)方面的光傳輸線里，在不同于1.5微米波長(zhǎng)頻帶的一個(gè)或者多個(gè)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶里的色散值是-5ps/nm/km到5ps/nm/km，在1.3微米波長(zhǎng)頻帶里的色散值是-5ps/nm/km到5ps/nm/km。
這一光傳輸線最好通過(guò)一個(gè)熔接接頭跟單模光纖連接，這根單模光纖在1.3微米波長(zhǎng)附近具有零色散，或者跟補(bǔ)償過(guò)的光纖連接，它在1.5微米波長(zhǎng)頻帶的色散特性基本上跟單模光纖的色散特性相同，熔接接頭的損耗為0.4分貝或者更小。
在本發(fā)明的另一種最佳光傳輸線里，色散補(bǔ)償光纖跟單模光纖連接，這根單模光纖在1.3微米波長(zhǎng)附近具有零色散，或者跟補(bǔ)償過(guò)的光纖連接，這根補(bǔ)償過(guò)的光纖在1.5微米波長(zhǎng)頻帶的色散特性基本上跟單模光纖的色散特性相同，在色散補(bǔ)償光纖跟單模光纖或者補(bǔ)償過(guò)的光纖之間插入了1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)具有零色散的一段色散位移光纖，這段色散位移光纖的長(zhǎng)度是跟這根色散補(bǔ)償光纖連接的單模光纖或者補(bǔ)償過(guò)的光纖的1/1000倍或者更短，這段色散位移光纖在1.5微米波長(zhǎng)頻帶的模場(chǎng)直徑大于色散補(bǔ)償光纖的模場(chǎng)直徑，小于單模光纖的模場(chǎng)直徑或者補(bǔ)償過(guò)的光纖的直徑。
通過(guò)將前面描述的本發(fā)明的色散補(bǔ)償光纖跟單模光纖連接，或者跟補(bǔ)償過(guò)的光纖連接，這根補(bǔ)償過(guò)的光纖在1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的色散特性基本上跟單模光纖的色散特性相同，1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶的色散值被設(shè)置成-1ps/nm/km到1ps/nm/km。因此，這一波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的色散幾乎被補(bǔ)償?shù)搅?，在不同?.5微米波長(zhǎng)頻帶的一個(gè)或者多個(gè)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶(例如1.3微米波長(zhǎng)頻帶)的色散值變成-5ps/nm/km到5ps/nm/km，這樣，預(yù)定波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的色散值小到這樣一個(gè)程度，以至于不會(huì)對(duì)波分復(fù)用傳輸造成不利影響。
于是，通過(guò)將本發(fā)明的色散補(bǔ)償光纖跟1.3微米波長(zhǎng)附近具有零色散的單模光纖連接，或者跟1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的色散特性跟單模光纖的色散特性基本一樣的補(bǔ)償過(guò)的光纖連接，就能夠不但在1.5微米波長(zhǎng)頻帶的預(yù)定頻帶內(nèi)，而且在不同于1.5微米波長(zhǎng)頻帶的其它預(yù)定波長(zhǎng)頻帶(例如1.3微米波長(zhǎng)頻帶)內(nèi)，進(jìn)行WDM傳輸，其中色散引起的信號(hào)光束失真很小，傳輸質(zhì)量很高。這使得擴(kuò)展WDM傳輸?shù)牟ㄩL(zhǎng)范圍成為可能。
另外，在1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的預(yù)定頻帶里，或者在1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近的波長(zhǎng)，本發(fā)明的色散補(bǔ)償光纖的WDM傳輸性能優(yōu)良，而且，通過(guò)將色散補(bǔ)償光纖跟1.3微米波長(zhǎng)附近具有零色散的單模光纖相連，或者跟1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)色散特性跟單模光纖的色散特性基本相同的補(bǔ)償過(guò)的光纖相連，跟它連接的光纖的1.5微米波長(zhǎng)頻帶里預(yù)定波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的色散值可以被設(shè)置成-1ps/nm/km到1ps/nm/km。因此，有可能對(duì)1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶里的單模光纖的色散進(jìn)行補(bǔ)償，而且其中補(bǔ)償過(guò)的光纖的色散幾乎是零。
于是，通過(guò)將這一色散補(bǔ)償光纖跟單模光纖或者跟補(bǔ)償過(guò)的光纖連接，就能夠在1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的預(yù)定波長(zhǎng)頻帶里進(jìn)行高質(zhì)量的遠(yuǎn)距離傳輸，同時(shí)對(duì)單模光纖或者補(bǔ)償過(guò)的光纖在這一波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的色散進(jìn)行補(bǔ)償。
此外，通過(guò)將本發(fā)明的這一色散補(bǔ)償光纖跟單模光纖或者補(bǔ)償過(guò)的光纖連接，就能夠在1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶里進(jìn)行高質(zhì)量的遠(yuǎn)距離傳輸，同時(shí)對(duì)單模光纖或者補(bǔ)償過(guò)的光纖的這一波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的色散進(jìn)行補(bǔ)償；在1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶里，或者1.5微米波長(zhǎng)頻帶里預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近波長(zhǎng)，這根色散補(bǔ)償光纖的傳輸損耗是一個(gè)很小的值0.25分貝每千米，或者更小。
此外，根據(jù)本發(fā)明中在1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)色散斜率為負(fù)的色散補(bǔ)償光纖，通過(guò)將這一色散補(bǔ)償光纖跟單模光纖或者跟1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)色散特性基本上跟單模光纖的色散特性相同的補(bǔ)償過(guò)的光纖相連，有可能使連接的光纖在1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶里的色散變平坦，同時(shí)對(duì)單模光纖或者補(bǔ)償過(guò)的光纖在1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶里的正色散斜率進(jìn)行補(bǔ)償。
此外，根據(jù)本發(fā)明中在1.3微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)色散斜率為負(fù)的色散補(bǔ)償光纖，通過(guò)將這一色散補(bǔ)償光纖跟單模光纖相連，或者跟1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)色散特性基本上跟單模光纖的色散特性相同的補(bǔ)償過(guò)的光纖相連，有可能讓連接的光纖在1.3微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的色散變平坦，同時(shí)對(duì)單模光纖或者補(bǔ)償過(guò)的光纖的1.3微米波長(zhǎng)頻帶里的正色散斜率進(jìn)行補(bǔ)償。
更進(jìn)一步，根據(jù)本發(fā)明在1.5微米波長(zhǎng)頻帶里預(yù)定波長(zhǎng)頻帶內(nèi)或者在預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近的波長(zhǎng)傳輸損耗為0.3分貝每千米或者更小的色散補(bǔ)償光纖，在預(yù)定波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的偏振模色散值，或者在預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近波長(zhǎng)上的偏振模色散值是0.15ps/km1/2或者更小，預(yù)定波長(zhǎng)頻帶內(nèi)或者預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近波長(zhǎng)的20毫米彎曲直徑的彎曲損耗是20分貝每米或者更小，由于1.5微米波長(zhǎng)頻帶的預(yù)定波長(zhǎng)頻帶(例如1.55微米波長(zhǎng)頻帶)，或者在預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近的波長(zhǎng)WDM傳輸?shù)膬?yōu)良性能，1.5微米波長(zhǎng)頻帶里預(yù)定波長(zhǎng)頻帶的WDM傳輸質(zhì)量能夠得到提高，除了前面介紹過(guò)的第一到第十個(gè)發(fā)明的所有有利之處以外。
此外，根據(jù)建立了關(guān)系Δ1＞Δ3＞Δ2,0.8％≤Δ1≤1.3％,-0.4％≤Δ2≤-0.2％(或者-0.5≤Δ2/Δ1≤-0.35)，以及0.2％≤Δ3≤0.3％的本發(fā)明的色散補(bǔ)償光纖，具有優(yōu)良特性的色散補(bǔ)償光纖的折射率分布能夠得到優(yōu)化。
此外，由于本發(fā)明的光傳輸線是通過(guò)將這一色散補(bǔ)償光纖跟單模光纖連接、或者跟1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)色散特性基本上跟單模光纖的色散特性相同的補(bǔ)償過(guò)的光纖相連來(lái)形成的，光傳輸線能夠減少1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶里色散導(dǎo)致的波形失真，同時(shí)使這一波長(zhǎng)頻帶里的色散值保持在-1ps/nm/km到1ps/nm/km，并且能夠進(jìn)行高質(zhì)量的WDM傳輸。
特別是，按照本發(fā)明中在不同于1.5微米波長(zhǎng)頻帶的一個(gè)或者多個(gè)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶內(nèi)色散值為-5ps/nm/km到5ps/nm/km的光傳輸線，在這一預(yù)定波長(zhǎng)頻帶內(nèi)由于色散引起的波形失真得到了限制，因而能夠進(jìn)行WDM傳輸，通信波長(zhǎng)范圍能夠得到擴(kuò)展。
類似地，按照本發(fā)明的在1.3微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)色散值是-5ps/nm/km到5ps/nm/km的光傳輸線，在1.3微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)由色散引起的波形失真能夠得到限制，從而能夠進(jìn)行WDM傳輸，通信波長(zhǎng)范圍能夠得到擴(kuò)展。
此外，按照本發(fā)明的在單模光纖或者補(bǔ)償過(guò)的光纖跟色散補(bǔ)償光纖之間的熔接接頭損耗是0.4分貝或者更少的光傳輸線，光傳輸?shù)馁|(zhì)量不會(huì)因?yàn)槿劢咏宇^損耗而變壞，從而能夠以甚至更高的質(zhì)量進(jìn)行WDM傳輸。
此外，按照本發(fā)明的通過(guò)1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)具有零色散的色散位移光纖的媒質(zhì)相連的光傳輸線，為了將單模光纖或者補(bǔ)償過(guò)的光纖跟色散補(bǔ)償光纖連接，在它們中間插入色散位移光纖，這段色散位移光纖的長(zhǎng)度短，模場(chǎng)直徑介于前面介紹的光纖的模場(chǎng)直徑之間，這樣就能夠降低光纖的連接損耗，進(jìn)行高質(zhì)量的WDM傳輸，即使色散補(bǔ)償光纖的模場(chǎng)直徑很小亦是如此。
圖1是本發(fā)明的主要部分的一個(gè)示意原理圖，它說(shuō)明本發(fā)明中色散補(bǔ)償光纖一個(gè)實(shí)施方案實(shí)例的折射率分布。
圖2是一個(gè)曲線圖，給出了當(dāng)改變圖1所示折射率分布內(nèi)的Δ1時(shí)色散補(bǔ)償光纖在1.55微米波長(zhǎng)內(nèi)色散的變化實(shí)例，同時(shí)說(shuō)明其模場(chǎng)直徑的一個(gè)變化實(shí)例。
圖3是一個(gè)曲線圖，說(shuō)明本發(fā)明中光傳輸線的色散特性，以及連接在一起的色散補(bǔ)償光纖和單模光纖的色散特性。
下面將詳細(xì)地介紹本發(fā)明的詳細(xì)實(shí)施方案，同時(shí)參考附圖。
圖1說(shuō)明本發(fā)明中色散補(bǔ)償光纖第一個(gè)和第二個(gè)實(shí)施方案的折射率分布。第一個(gè)和第二個(gè)實(shí)施方案中的色散補(bǔ)償光纖每一個(gè)都具有這個(gè)圖所給出的折射率分布。這兩個(gè)實(shí)施方案都是這樣一根色散補(bǔ)償光纖，其中心纖芯1的外側(cè)覆蓋了第一個(gè)側(cè)芯2，第一個(gè)側(cè)芯2的外側(cè)覆蓋了第二個(gè)側(cè)芯3，第二個(gè)側(cè)芯3的外側(cè)覆蓋了一個(gè)包層5。
首先介紹第一個(gè)實(shí)施方案。第一個(gè)實(shí)施方案的一個(gè)特征是Δ1、Δ2和Δ3之間的關(guān)系被表示為Δ1＞Δ3＞Δ2，其中Δ1是中心纖芯1跟包層5之間的相對(duì)折射率差，Δ2是第一個(gè)側(cè)芯2跟包層5之間的相對(duì)折射率差，Δ3是第二個(gè)側(cè)芯3跟包層5之間的相對(duì)折射率差；Δ1、Δ2和Δ3分別表示為0.8％≤Δ1≤1.3％、-0.4％≤Δ2≤-0.2％以及0.2％≤Δ3≤0.3％；第一個(gè)側(cè)芯2的外半徑2b是中心纖芯1外半徑2a的2到2.5倍，第二個(gè)側(cè)芯3的外半徑2c是中心纖芯1外半徑2a的2.5至3.5倍。
相對(duì)折射率差Δ1、Δ2和Δ3分別由以下公式(1)、(2)和(3)定義Δ1=[{(n1)2-(nc)2}/2(n1)2]×100 (1)Δ2=[{(n2)2-(nc)2}/2(n2)2]×100(2)Δ3=[{(n3)2-(nc)2}/2(n3)2]×100(3)其中，假設(shè)真空的折射率是1,n1就是中心纖芯1的相對(duì)折射率，n2就是第一個(gè)側(cè)芯2的相對(duì)折射率，nc就是外包層的相對(duì)折射率，如上所述，它們的單位是％。
在這一實(shí)施方案中，第一個(gè)側(cè)芯1被表示成一個(gè)α階冪函數(shù)分布(也就是折射率分布的形狀呈現(xiàn)出以中心纖芯1的中心為中心的y=-xα曲線的形狀)，常數(shù)α的值為1.5到3。
這一實(shí)施方案具有與眾不同的折射率分布，因此，它的特征在于，通過(guò)跟一段單模光纖連接，跟單模光纖連接的光纖在1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)一預(yù)定波長(zhǎng)頻帶里的色散值是-1ps/nm/km到1ps/nm/km。另外，這一實(shí)施方案的特征在于1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶里的色散斜率是負(fù)的，而且，通過(guò)跟這一單模光纖連接，1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶里的色散斜率得到了補(bǔ)償。
此外，在這個(gè)實(shí)施方案中，1.5微米波長(zhǎng)頻帶里預(yù)定波長(zhǎng)頻帶內(nèi)波長(zhǎng)上的每一個(gè)特性，或者1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近波長(zhǎng)的每一個(gè)特性，具有以下特性(1)~(4)中的至少一個(gè)(1)模場(chǎng)直徑是6.3微米或者更大；(2)模場(chǎng)直徑是5.5微米甚至更大，而且當(dāng)彎曲直徑是20毫米時(shí)，彎曲損耗是3.0分貝每米或者更??；(3)色散值是-20ps/nm/km到10ps/nm/km，傳輸損耗是0.25分貝每千米或者更?。灰约?4)傳輸損耗是0.30分貝每千米或者更小，偏振模色散值是0.15ps/km1/2或者更小，而且當(dāng)彎曲直徑是20毫米時(shí)，彎曲損耗是20分貝每米或者更小。
為了確定本發(fā)明中這個(gè)實(shí)施方案里的折射率分布，本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行了以下檢驗(yàn)。詳細(xì)地說(shuō)，檢驗(yàn)了1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)具有負(fù)色散和負(fù)色散斜率的光纖的折射率分布，以便能夠同時(shí)補(bǔ)償單模光纖在1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的色散和色散斜率，因?yàn)樵?.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)，這一單模光纖具有很大的色散，與此同時(shí)，這一單模光纖在這一波長(zhǎng)頻帶內(nèi)具有正的色散斜率。結(jié)果是色散補(bǔ)償光纖的折射率分布在圖1所示的狀態(tài)里非常有效。
于是決定這一實(shí)施方案中折射率分布應(yīng)當(dāng)為三層纖芯類型，如圖1所示，相對(duì)折射率Δ1、Δ2和Δ3以及每一個(gè)側(cè)芯直徑2a、2b和2c的具體值按照以下方式來(lái)確定。
也就是說(shuō)，對(duì)色散補(bǔ)償光纖的一個(gè)重要要求(即所要求的色散補(bǔ)償性能)是，跟單模光纖連接的時(shí)候，在1.5微米波長(zhǎng)頻帶的寬范圍內(nèi)具有很小的色散，而且，通過(guò)讓下面的公式(4)給出的色散補(bǔ)償百分比非常接近100％，就能獲得均勻的色散，從而獲得優(yōu)良的色散補(bǔ)償性能。換句話說(shuō)，當(dāng)色散補(bǔ)償百分比達(dá)到100％的時(shí)候，有可能形成寬范圍內(nèi)具有零色散的光傳輸線。
補(bǔ)償百分比={S(DCF)/S(SMF)}/{D(DCF)/D(SMF)}×100(4)其中S(DCF)是色散補(bǔ)償光纖使用的波長(zhǎng)頻帶(例如在1.5微米波長(zhǎng)頻帶具有預(yù)定范圍的一個(gè)波長(zhǎng)頻帶)的色散斜率的平均值，S(SMF)是單模光纖使用的波長(zhǎng)頻帶的色散斜率的平均值，D(DCF)是色散補(bǔ)償光纖使用的波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)(例如1.55微米波長(zhǎng)頻帶這種情形里的1.55微米波長(zhǎng))的色散值，D(SMF)是單模光纖預(yù)定波長(zhǎng)的色散值。
在具有圖1所示折射率分布的色散光纖里，已經(jīng)用傳統(tǒng)方式證明了，如果相對(duì)折射率差Δ2跟相對(duì)折射率差Δ1的比(Δ2/Δ1)被設(shè)置成大約-0.3，就能獲得接近100％的色散補(bǔ)償百分比。因此，本發(fā)明的發(fā)明人假設(shè)前面提到的Δ2/Δ1等于-0.3％，從而使補(bǔ)償百分比接近100％。
另外，由于非線性折射率n2有一種增大的趨勢(shì)，而與此同時(shí)，當(dāng)Δ1增大時(shí)，為了使模場(chǎng)直徑變小，假設(shè)Δ1等于1％，而且1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶里的模場(chǎng)直徑被設(shè)置成要增大。此外，中心纖芯1的半徑、第一個(gè)側(cè)芯2的半徑和第二個(gè)側(cè)芯3的半徑之間的比值被假設(shè)為a∶b∶c=1∶2∶3，通過(guò)模擬獲得了當(dāng)Δ3改變的時(shí)候光纖的特性。結(jié)果在表1里給出。
表1
在表1里，“λc”是截止波長(zhǎng)，“色散”是在1.55微米波長(zhǎng)的波長(zhǎng)色散，“色散斜率”是1.55微米波長(zhǎng)的色散斜率，“MFD”是1.55微米波長(zhǎng)的模場(chǎng)直徑，“Aeff”是1.55微米波長(zhǎng)的有效中心纖芯截面積(可用纖芯截面積)，“β/k”是1.55微米波長(zhǎng)的傳播折射率(表示傳播條件好壞程度的標(biāo)志)。“補(bǔ)償百分比”是從公式(4)獲得的值。
由表1可見(jiàn)，不管Δ3是0.15％,0.20％,0.25％，還是0.30％，補(bǔ)償百分比的值都接近100％，當(dāng)Δ3等于0.25％時(shí)，1.55微米波長(zhǎng)的模場(chǎng)直徑達(dá)到最大。這樣，有效中心纖芯截面積也達(dá)到最大，而且也實(shí)現(xiàn)了很小的非線性。與此同時(shí)，1.55微米波長(zhǎng)的傳播折射率(β/k)也達(dá)到了1.4456或者更大的最大值，在傳播特性里它也是最好的。
大家知道，相對(duì)折射率差的大小Δ2會(huì)影響光纖的色散特性，當(dāng)Δ2的絕對(duì)值增大時(shí)，公式(4)給出的補(bǔ)償百分比達(dá)到一個(gè)大值。另一方面，還知道當(dāng)相對(duì)折射率差Δ2的絕對(duì)值太大時(shí)，光纖的彎曲特性在某些點(diǎn)會(huì)迅速變壞。于是，考慮到以上因素，本發(fā)明假設(shè)比值Δ2/Δ1是一個(gè)常數(shù)。
以后，假設(shè)Δ2/Δ1等于-0.3，并假設(shè)Δ3等于0.25％，它是從表1獲得的最佳值，檢驗(yàn)當(dāng)改變差Δ1時(shí)，1.55微米波長(zhǎng)的模場(chǎng)直徑和色散值是如何變化的。此時(shí)，通過(guò)調(diào)整比值a∶b∶c，將補(bǔ)償百分比設(shè)置成接近100％。這一檢驗(yàn)結(jié)果在圖2里給出，其中，色散值用特征線a表示，模場(chǎng)直徑用特征線b表示。
從這個(gè)圖可以看出，當(dāng)相對(duì)折射率差Δ1在約1％的范圍內(nèi)改變時(shí)，當(dāng)差Δ1變小時(shí)，1.55微米波長(zhǎng)的模場(chǎng)直徑增大，從而使色散變得非常小。另外，當(dāng)差Δ1變小時(shí)，截止波長(zhǎng)也變短了。
于是，檢驗(yàn)了在截止波長(zhǎng)滿足單模式要求、且1.5微米波長(zhǎng)頻帶的預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中20毫米的彎曲直徑的彎曲損耗成為3.0分貝每米或者更小的條件下，1.5微米波長(zhǎng)頻帶的預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中的模場(chǎng)直徑達(dá)到5.5微米或者更大時(shí)的Δ1的范圍。結(jié)果，證明了當(dāng)Δ1介于0.8％到1.3％(特別是1.0％到1.3％)之間時(shí)，1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶的模場(chǎng)直徑很可能達(dá)到5.5微米或者更大。另外，還證明了當(dāng)Δ1在0.8％到1.3％(特別是0.8％到1.1％)之間變化時(shí)，如果在截止波長(zhǎng)滿足單模式要求時(shí)允許彎曲損耗為大約10分貝每米，1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶的模場(chǎng)直徑能夠調(diào)整到6.3微米或者更大。
甚至在這一檢驗(yàn)中，還調(diào)整了a∶b∶c的值，以便通過(guò)接近100％的補(bǔ)償百分比補(bǔ)償單模光纖的1.5微米波長(zhǎng)頻帶的預(yù)定波長(zhǎng)頻帶的色散和色散斜率。結(jié)果，當(dāng)a∶b=1∶2到1∶2.5的時(shí)候，也就是說(shuō)，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)側(cè)芯2的外徑是中心纖芯1外徑的2到2.5倍時(shí)，獲得了90％或者更高這樣的很高的補(bǔ)償百分比，當(dāng)a∶c=1∶2.5到1∶3.5時(shí)，也就是說(shuō)，當(dāng)?shù)诙€(gè)側(cè)芯3的外徑是中心纖芯1外徑的2.5到3.5倍時(shí)，獲得了80％或者更高這樣的高補(bǔ)償百分比，以及截止波長(zhǎng)達(dá)到了1500納米或者更小，而沒(méi)有導(dǎo)致彎曲損耗增大。
因此，在以上檢驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)之上，在這個(gè)實(shí)施方案里，差Δ1、Δ2和Δ3被設(shè)置成0.8％≤Δ1≤1.3％、-0.4％≤Δ2≤-0.2％以及0.2％≤Δ3≤0.3％，第一個(gè)側(cè)芯2的外徑2b被設(shè)置成中心纖芯1外徑2a的2到2.5倍，第二個(gè)側(cè)芯3的外徑2c被設(shè)置成中心纖芯1外徑2a的2.5到3.5倍，就象前面所介紹的一樣。
如果說(shuō)明中心纖芯1形狀的常數(shù)α被設(shè)置成1.5到3，補(bǔ)償百分比就能接近100％，在1.5微米波長(zhǎng)的彎曲損耗能夠調(diào)整到小于10分貝每米。另一方面，如果將常數(shù)α設(shè)置成小于1.5，彎曲損耗就會(huì)增大，而如果常數(shù)α被設(shè)置成大于3，補(bǔ)償百分比就會(huì)變差。因此，在這一實(shí)施方案里，常數(shù)α被設(shè)置成1.5到3。
根據(jù)這一實(shí)施方案，由于折射率分布是在前面提到的檢驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)之上進(jìn)行優(yōu)化的，因此有可能補(bǔ)償1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)單模光纖的色散和色散斜率，從而將1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶的色散斜率也調(diào)整到幾乎為零，同時(shí)將跟它連接的光纖的1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶的色散值設(shè)置在-1ps/nm/km到1ps/nm/km。與此同時(shí)，能夠使這一色散補(bǔ)償光纖自己在1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶的模場(chǎng)直徑增大，從而使它成為一根非線性非常小的色散補(bǔ)償光纖，并限制色散補(bǔ)償光纖自己的彎曲損耗、傳輸損耗和偏振模色散。
換句話說(shuō)，根據(jù)這一實(shí)施方案，有可能使色散補(bǔ)償光纖成為既能夠補(bǔ)償單模光纖的色散，又適合于長(zhǎng)光纖傳輸距離或者WDM光纖傳輸距離的色散補(bǔ)償光纖。例如，通過(guò)將這一實(shí)施方案里跟單模光纖長(zhǎng)度一樣的色散補(bǔ)償光纖連接起來(lái)，可以減少波長(zhǎng)色散導(dǎo)致的波形失真，構(gòu)成非線性現(xiàn)象導(dǎo)致的波形失真較小、偏振模色散導(dǎo)致的波形失真較小、彎曲損耗較小以及傳輸損耗較小的高質(zhì)量的遠(yuǎn)距離傳輸光傳輸線。
為了核實(shí)這一實(shí)施方案的效果，本發(fā)明的發(fā)明人為了試驗(yàn)的目的，在模擬結(jié)果的基礎(chǔ)之上制作了分別具有表2所示值Δ1、α、Δ2、Δ3和a∶b∶c的具體實(shí)例1和2的色散補(bǔ)償光纖，獲得了具體實(shí)例1和2中色散補(bǔ)償光纖的特性。結(jié)果在表3中給出。
表2
表3
在表3中，“色散”、“色散斜率”、“補(bǔ)償百分比”、“MFD”和“λc”跟表1中的含義一樣?！皬澢鷵p耗”是在20毫米彎曲直徑的情況下1.55微米波長(zhǎng)的彎曲損耗?！皞鬏敁p耗”是1.55微米波長(zhǎng)的傳輸損耗，“PMD”是1.55微米波長(zhǎng)的偏振模損耗。
從表3可以看出，在實(shí)例1或者實(shí)例2里的色散補(bǔ)償光纖中，1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶的色散斜率是負(fù)的，1.55微米波長(zhǎng)內(nèi)相應(yīng)的特性如下。也就是，色散值介于-20ps/nm/km到10ps/nm/km之間，傳輸損耗為0.25分貝每千米或者更小，模場(chǎng)直徑是5.5微米或者更大，彎曲直徑為20毫米的情況下彎曲損耗是3.0分貝每米或者更小，偏振模色散值是0.15ps/km1/2或者更小。
這樣，在1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶(這里它是1.55微米波長(zhǎng)頻帶)的中心波長(zhǎng)的1.55微米波長(zhǎng)，具體實(shí)例1和具體實(shí)例2都具有在前面提到過(guò)的優(yōu)良的光傳輸線特性，因此，在1.5微米波長(zhǎng)頻帶里具有優(yōu)良的光傳輸特性，將它用作遠(yuǎn)距離傳輸或者波分復(fù)用傳輸?shù)墓鈧鬏斁€時(shí)特別好。
另外，在具體實(shí)例1和具體實(shí)例2里，補(bǔ)償百分比接近100％,1.55微米波長(zhǎng)的色散值跟單模光纖的1.55微米波長(zhǎng)的色散值大約17ps/nm/km的絕對(duì)值幾乎相同，但數(shù)學(xué)符號(hào)相反。因此，已經(jīng)核實(shí)了，通過(guò)按照這種方式將這一單模光纖跟色散補(bǔ)償光纖連接，從而使這一光纖跟另一根光纖的長(zhǎng)度之比基本上等于1∶1，連接的光纖在1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶的色散被設(shè)置成-1ps/nm/km到1ps/nm/km。
現(xiàn)在來(lái)描述本發(fā)明中色散補(bǔ)償光纖的第二個(gè)實(shí)施方案。第二個(gè)實(shí)施方案里的折射率分布幾乎是按照與第一個(gè)實(shí)施方案里折射率分布相同的構(gòu)成方式構(gòu)成的。第二個(gè)實(shí)施方案里折射率分布的一個(gè)特征是第一個(gè)側(cè)芯2和包層5之間的相對(duì)折射率差跟中心纖芯和前面提到過(guò)的包層之間的相對(duì)折射率差Δ1之間的比(Δ2/Δ1)，被設(shè)置成-0.5或者更大以及-0.35或者更小。這里指出，在第二個(gè)實(shí)施方案里，還有一種情形，在這種情形中，Δ2的值被設(shè)置成小于-0.4％，以便做到這一點(diǎn)。
第二個(gè)實(shí)施方案的特征在于，由于它具有前面提到過(guò)的與眾不同的折射率分布，跟1.3微米處具有零色散的單模光纖相連時(shí)，跟它相連的這一光纖的1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶的色散值被設(shè)置成-1ps/nm/km到1ps/nm/km，在不同于1.5微米波長(zhǎng)頻帶的預(yù)定波長(zhǎng)頻帶內(nèi)，1.3微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的色散值被設(shè)置成-5ps/nm/km到5ps/nm/km。
由于最近需要更進(jìn)一步地提高通信信息質(zhì)量，如同前面所提到的一樣，還由于需要能夠利用除了1.55微米波長(zhǎng)頻帶以外的波長(zhǎng)頻帶(波長(zhǎng)范圍)進(jìn)行波分復(fù)用傳輸，以及單模光纖具有低的非線性，因此，本發(fā)明的發(fā)明人試圖通過(guò)有效地利用單模光纖優(yōu)良的線性性，在單模光纖和色散補(bǔ)償光纖之間進(jìn)行連接，形成這樣一種色散補(bǔ)償光纖，它能夠利用1.5微米波長(zhǎng)頻帶和1.3微米波長(zhǎng)頻帶，包括單模光纖的零色散波長(zhǎng)1.3微米波長(zhǎng)附近，用于波分復(fù)用傳輸。
還有，由于相對(duì)折射率差Δ2似乎對(duì)圖1所示折射率分布中光纖的色散特性影響最大，所以增大了相對(duì)折射率差Δ2的絕對(duì)值，中心纖芯跟包層之間的相對(duì)折射率差Δ1跟第一個(gè)側(cè)芯2和包層5之間的相對(duì)折射率差Δ2之間的比值(Δ2/Δ1)被設(shè)置成-0.5到-0.35，以便規(guī)定第二個(gè)實(shí)施方案的折射率分布。在此之后，為了這樣做，檢驗(yàn)了1.55微米波長(zhǎng)的色散和色散斜率、1.31微米波長(zhǎng)的色散和色散斜率以及互相連接的單模光纖和色散補(bǔ)償光纖的色散值。結(jié)果在表4里給出。
在表4中，“1.55色散”是1.55微米波長(zhǎng)的色散值，“1.55斜率”是1.55微米波長(zhǎng)的色散斜率，“補(bǔ)償百分比”是從公式(4)獲得的一個(gè)值，“1.31色散”是1.31微米波長(zhǎng)的色散值，“1.31斜率”是1.31微米波長(zhǎng)的色散斜率，“連接后的色散”是連接起來(lái)以后光纖在1.31微米波長(zhǎng)上的色散值。
已經(jīng)證明，如果將比值Δ2/Δ1設(shè)置成-0.5或者更大和-0.35或者更小，1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶的補(bǔ)償百分比能夠調(diào)整到接近100％，通過(guò)固定色散補(bǔ)償光纖的長(zhǎng)度因而使1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶的單模光纖的色散和色散斜率幾乎能夠完全得到補(bǔ)償，1.3微米波長(zhǎng)頻帶的色散值被設(shè)置在-5ps/nm/km到5ps/nm/km之間，從而降低色散的絕對(duì)值，結(jié)果，就能夠獲得對(duì)于波分復(fù)用傳輸有用的特性。
表4
以后，在上述模擬結(jié)果的基礎(chǔ)之上，用實(shí)驗(yàn)方法制作了20公里長(zhǎng)度、Δ1、Δ2和Δ3值跟表5所示一樣的具體實(shí)例3中的色散補(bǔ)償光纖，見(jiàn)表6和7，研究了具體實(shí)例3中色散補(bǔ)償光纖1.5微米波長(zhǎng)頻帶的特性以及它在1.3微米波長(zhǎng)頻帶的特性。具體實(shí)例3中1.5微米波長(zhǎng)頻帶的特性跟它在1.3微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的特性分別在表6和表7里給出。
表5
表6
表7
表7還給出了，當(dāng)長(zhǎng)度足以幾乎完全補(bǔ)償1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶的單模光纖的色散和色散斜率的具體實(shí)例3中的色散補(bǔ)償光纖跟單模光纖連接的時(shí)候，連接的光纖在1.3微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)色散值(連接后的色散)和色散斜率(連接后的色散斜率)的結(jié)果。
從表6和表7可以看出，已經(jīng)證實(shí)了具體實(shí)例3的色散補(bǔ)償光纖能夠使1.55微米波長(zhǎng)上的補(bǔ)償百分比接近100％，通過(guò)將前面提到的長(zhǎng)度的色散補(bǔ)償光纖跟單模光纖連接，連接的光纖在1.3微米波長(zhǎng)的色散值和色散斜率可以被分別設(shè)置在-2.69ps/nm/km和-0.0525ps/nm2/km，從而變得小到足以將它用于波分復(fù)用傳輸。
根據(jù)第二個(gè)實(shí)施方案，由于1.55微米波長(zhǎng)的補(bǔ)償百分比能夠跟前面提到的一樣接近100％，可以在色散值介于-1ps/nm/km至1ps/nm/km之間的連接的光纖在1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶里形成能夠進(jìn)行WDM傳輸?shù)墓鈧鬏斁€，這一光傳輸線也能用于色散值介于-5ps/nm/km到5ps/nm/km之間的1.3微米波長(zhǎng)內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶的WDM傳輸。
換句話說(shuō)，在1.5微米波長(zhǎng)頻帶和1.3微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)，色散導(dǎo)致的波形失真非常小因而能夠進(jìn)行高質(zhì)量WDM傳輸?shù)墓鈧鬏斁€能夠通過(guò)將第二個(gè)實(shí)施方案里的色散補(bǔ)償光纖跟單模光纖連接來(lái)構(gòu)成，從而使擴(kuò)展WDM傳輸?shù)牟ㄩL(zhǎng)范圍成為可能。
下一步將介紹利用本發(fā)明中色散補(bǔ)償光纖的光傳輸線的第一個(gè)實(shí)施方案。第一個(gè)實(shí)施方案中光傳輸線的特征在于這條光傳輸線是通過(guò)將第一個(gè)實(shí)施方案中提到的任意一條色散補(bǔ)償光纖跟單模光纖用熔接接頭連接起來(lái)形成的，因此，1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶的色散值介于-1ps/nm/km到1ps/nm/km范圍內(nèi)。在第一個(gè)實(shí)施方案里，色散補(bǔ)償光纖跟單模光纖之間的熔接接頭損耗為0.4分貝或者更小。
第一個(gè)實(shí)施方案里的光傳輸線是按照以上方式構(gòu)造的，1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶的色散值被設(shè)置在-1ps/nm/km到1ps/nm/km之間。因此，在1.5微米波長(zhǎng)頻帶里，就能夠制作具有很小的波形失真的光傳輸線。另外，在這一實(shí)施方案的光傳輸線里，色散補(bǔ)償光纖和單模光纖之間的熔接接頭損耗具有0.4分貝的很小的值或者更小的值，用于光傳輸線的第一個(gè)實(shí)施方案里的色散補(bǔ)償光纖在1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶里具有很大的模場(chǎng)直徑，并且在傳輸損耗特性和彎曲損耗特性方面具有良好的性能，從而使它適合于用作光傳輸線。因此，它能夠成為例如非線性現(xiàn)象導(dǎo)致的波形失真非常小的能夠進(jìn)行高質(zhì)量WDM傳輸?shù)墓鈧鬏斁€。
至于1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的有效中心纖芯截面積，單模光纖的有效中心纖芯截面積大于色散補(bǔ)償光纖的中心纖芯截面積。因此，通過(guò)將單模光纖放在信號(hào)光束的入射端，并將色散補(bǔ)償光纖跟單模光纖的信號(hào)束發(fā)射端相連接，就有可能讓傳播過(guò)程中強(qiáng)度變小了的光束通過(guò)單模光纖進(jìn)入色散補(bǔ)償光纖。因此，它能夠成為進(jìn)一步制約非線性現(xiàn)象的光傳輸線。
下一步，將描述利用本發(fā)明中色散補(bǔ)償光纖光傳輸線的第二個(gè)實(shí)施方案。第二個(gè)實(shí)施方案里的光傳輸線是用熔接接頭將第二個(gè)實(shí)施方案提到的(表4和表5的)任意一根色散補(bǔ)償光纖，跟單模光纖熔接起來(lái)形成的，從而使1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶的色散值介于-1ps/nm/km到1ps/nm/km之間，并且使1.3微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的色散值介于-5ps/nm/km到5ps/nm/km范圍內(nèi)。在第二個(gè)實(shí)施方案里的光傳輸線里，色散補(bǔ)償光纖跟單模光纖之間的熔接接頭損耗也是0.4分貝或者更小。
跟第一個(gè)實(shí)施方案里的光傳輸線相似，第二個(gè)實(shí)施方案里的光傳輸線在1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶的色散值為-1ps/nm/km到1ps/nm/km。因此，在1.5微米波長(zhǎng)頻帶里，有可能制作由色散引起的波形失真非常小的光傳輸線。更進(jìn)一步，在第二個(gè)實(shí)施方案的光傳輸線里，1.3微米波長(zhǎng)頻帶里的色散值被設(shè)置在-5ps/nm/km到5ps/nm/km之間。因此，不但在1.5微米波長(zhǎng)頻帶，而且在1.3微米波長(zhǎng)頻帶里，有可能制作色散引起的波形失真非常小的光傳輸線。
圖3畫出了本發(fā)明中通過(guò)將本發(fā)明的色散補(bǔ)償光纖跟單模光纖連接起來(lái)形成的光傳輸線色散特性的測(cè)量結(jié)果。測(cè)量結(jié)果用實(shí)線表示。這里利用了表6所示具體實(shí)例3中的色散補(bǔ)償光纖，將它跟單模光纖連接起來(lái)，從而形成連續(xù)的長(zhǎng)的光傳輸線。實(shí)際上，第一個(gè)實(shí)施方案里的色散補(bǔ)償光纖和第二個(gè)實(shí)施方案里的色散補(bǔ)償光纖這兩種情況里，光傳輸線的色散特性呈現(xiàn)出基本上相同的趨勢(shì)。圖3畫出了典型的色散特性。在圖3里，跟單模光纖連接的色散補(bǔ)償光纖的色散特性用另一條長(zhǎng)短相間的虛線表示，在1.3微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)具有零色散的單模光纖的色散特性用點(diǎn)劃線表示。
如圖3所示，在幾乎1450納米到1600納米的很寬的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，色散值的絕對(duì)值在1ps/nm/km以內(nèi)，而且在1500納米到1565納米的范圍內(nèi)獲得了幾乎不變的低色散特性。
這里指出，本發(fā)明并不局限于前面提到的實(shí)施方案，而是能夠有各種變化。例如，前面提到的實(shí)施方案中每一個(gè)實(shí)施方案里的色散補(bǔ)償光纖都具有圖1所示的折射率分布，但是本發(fā)明的色散補(bǔ)償光纖的折射率分布并不局限于上述的這些分布，而是可以適當(dāng)?shù)卮_定。
詳細(xì)說(shuō)來(lái)，對(duì)本發(fā)明色散補(bǔ)償光纖的要求是它具有這樣的特性通過(guò)將色散補(bǔ)償光纖跟單模光纖連接起來(lái)，在1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶連接的光纖的色散值被設(shè)置在-1ps/nm/km到1ps/nm/km之間；另外，至少在1.5微米波長(zhǎng)頻帶(也就是1520納米至1620納米)的預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近的波長(zhǎng)，或者在1.5微米波長(zhǎng)頻帶里預(yù)定波長(zhǎng)頻帶內(nèi)，具有特性(1)、(2)和(3)中的任意一個(gè)特性；或者，具有這樣的特性，其中例如1.3微米波長(zhǎng)頻帶里預(yù)定波長(zhǎng)內(nèi)連接的光纖的色散值被設(shè)置在-5ps/nm/km到5ps/nm/km之間。本發(fā)明的色散補(bǔ)償光纖可能具有這樣的折射率分布，在這一分布中，第一個(gè)側(cè)芯2的折射率被設(shè)置成跟圖1中包層5的折射率一樣，或者可以具有省略了第二個(gè)側(cè)芯的W類型的折射率分布。
如果將本發(fā)明里的色散補(bǔ)償光纖制作成具有這樣的特性通過(guò)使其中的色散斜率是負(fù)斜率，并且將它跟單模光纖連接，它能補(bǔ)償1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶的色散斜率，就可能同時(shí)將1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶的單模光纖的色散和色散斜率幾乎完全補(bǔ)償過(guò)來(lái)，并利用通過(guò)連接單模光纖和色散補(bǔ)償光纖形成的光傳輸線，在1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶的光通信中進(jìn)行高質(zhì)量的WDM傳輸。
另外，如果將本發(fā)明的色散補(bǔ)償光纖設(shè)計(jì)成這樣的通過(guò)讓1.3微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的色散斜率是負(fù)的，并將它跟單模光纖連接，能夠補(bǔ)償1.3微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的色散斜率，就有可能補(bǔ)償1.3微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)單模光纖的色散斜率，并使用通過(guò)連接單模光纖和色散補(bǔ)償光纖形成的光傳輸線，從而同樣在1.3微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)可進(jìn)行高質(zhì)量的WDM傳輸。
在第二個(gè)實(shí)施方案的色散補(bǔ)償光纖里，連接的光纖在1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶的色散值被設(shè)置在-1ps/nm/km到1ps/nm/km之間，并且通過(guò)連接補(bǔ)償光纖和單模光纖使連接的光纖在1.3微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的色散值被設(shè)置在-5ps/nm/km到5ps/nm/km。然而，本發(fā)明的色散補(bǔ)償光纖可以被設(shè)計(jì)成在不同于1.3微米波長(zhǎng)頻帶和1.5微米波長(zhǎng)頻帶以外的一個(gè)或者多個(gè)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的具有-5ps/nm/km到5ps/nm/km范圍內(nèi)的色散值。
如上所述，這一實(shí)施方案的光傳輸線是在單模光纖和色散補(bǔ)償光纖之間用熔接接頭直接形成的。換過(guò)來(lái)，當(dāng)1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)模場(chǎng)直徑相對(duì)較小的色散補(bǔ)償光纖跟單模光纖連接起來(lái)的時(shí)候，有可能在色散補(bǔ)償光纖和單模光纖之間插入一段色散位移光纖，例如，它的長(zhǎng)度是單模光纖或者色散補(bǔ)償光纖的1/1000倍或者更短，而且它在1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的模場(chǎng)直徑比色散補(bǔ)償光纖的模場(chǎng)直徑大，或者比單模光纖的模場(chǎng)直徑或者補(bǔ)償過(guò)的光纖的直徑小。
所以，可以防止色散補(bǔ)償光纖和單模光纖之間的連接損耗增大，因?yàn)樯⒀a(bǔ)償光纖的模場(chǎng)直徑不同于單模光纖的模場(chǎng)直徑。另外，由于插入其間的色散位移光纖的長(zhǎng)度很短，所以，它的插入使得形成下述這樣的光傳輸線成為可能利用它能夠進(jìn)行高質(zhì)量的WDM光傳輸，而不會(huì)喪失例如光傳輸損耗這樣的其它特性。
在上述實(shí)施方案中的每一個(gè)實(shí)施方案中，描述了色散補(bǔ)償光纖跟單模光纖連接的這種情形。然而，本發(fā)明的色散補(bǔ)償光纖可以跟色散特性在1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)幾乎跟單模光纖色散特性一樣的補(bǔ)償過(guò)的光纖連接，而不僅僅是單模光纖。而且，本發(fā)明的光傳輸線可以通過(guò)將色散補(bǔ)償光纖跟補(bǔ)償過(guò)的光纖連接起來(lái)形成。
如上所述，本發(fā)明中的色散補(bǔ)償光纖和利用色散補(bǔ)償光纖的光傳輸線能夠補(bǔ)償1.5微米波長(zhǎng)頻帶里通過(guò)單模光纖或者具有跟單模光纖一樣的色散特性的光纖的色散，并能夠在除了1.5微米波長(zhǎng)頻帶以外的一個(gè)波長(zhǎng)頻帶內(nèi)(例如1.3微米波長(zhǎng)頻帶)使色散下降得更多，而且，與此同時(shí)，減少了波形失真，從而能夠構(gòu)成用于進(jìn)行高質(zhì)量寬范圍WDM傳輸?shù)墓鈧鬏斁€。
權(quán)利要求
1．一種色散補(bǔ)償光纖，用于連接1.3微米波長(zhǎng)附近具有零色散的單模光纖，或者連接1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)色散特性基本上跟單模光纖一樣的補(bǔ)償過(guò)的光纖，這一色散補(bǔ)償光纖的特征在于1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶的連接的光纖的色散值設(shè)置在-1ps/nm/km到1ps/nm/km之間，在不同于1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶的一個(gè)或者多個(gè)預(yù)定頻帶里的色散值被設(shè)置在-5ps/nm/km到5ps/nm/km之間。
2．權(quán)利要求1的色散補(bǔ)償光纖，其特征在于不同于1.5微米波長(zhǎng)頻帶的所述預(yù)定波長(zhǎng)頻帶是一個(gè)1.3微米波長(zhǎng)頻帶，其中連接的光纖的色散值被設(shè)置在-5ps/nm/km到5ps/nm/km之間。
3．一種色散補(bǔ)償光纖，其特征在于在1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶的模場(chǎng)直徑，或者預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近一個(gè)波長(zhǎng)的模場(chǎng)直徑是6.3微米或者更大，而且，通過(guò)連接1.3微米波長(zhǎng)附近具有零色散的單模光纖，或者通過(guò)連接1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)色散特性基本上跟單模光纖一樣的補(bǔ)償過(guò)的光纖，在1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶里連接的光纖的色散值被設(shè)置在-1ps/nm/km到1ps/nm/km之間。
4．一種色散補(bǔ)償光纖，其特征在于1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶的模場(chǎng)直徑，或者預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近一個(gè)波長(zhǎng)的模場(chǎng)直徑是5.5微米或者更大，預(yù)定波長(zhǎng)頻帶內(nèi)或者預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近波長(zhǎng)在20毫米彎曲直徑時(shí)的彎曲損耗是3.0分貝每米或者更小，而且，通過(guò)連接1.3微米波長(zhǎng)附近具有零色散的單模光纖，或者通過(guò)連接1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)色散特性基本上跟單模光纖一樣的補(bǔ)償過(guò)的光纖，在1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶里，或者預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近連接的光纖的色散值被設(shè)置在-1ps/nm/km到1ps/nm/km之間。
5．權(quán)利要求1到4中任意一個(gè)的色散補(bǔ)償光纖，其特征在于1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶的色散值，或者預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近波長(zhǎng)上的色散值，在-20ps/nm/km到-10ps/nm/km之間，而且預(yù)定波長(zhǎng)頻帶的傳輸損耗或者預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近波長(zhǎng)的傳輸損耗是0.25分貝每千米或者更小，還有，通過(guò)連接在1.3微米波長(zhǎng)附近具有零色散的單模光纖，或者通過(guò)連接在1.5微米波長(zhǎng)頻帶里色散特性基本上跟單模光纖一樣的補(bǔ)償過(guò)的光纖，在1.5微米波長(zhǎng)頻帶里預(yù)定波長(zhǎng)頻帶內(nèi)，或者預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近連接的光纖的色散值，被設(shè)置在-1ps/nm/km至1ps/nm/km之間。
6．權(quán)利要求1到4中任意一個(gè)的色散補(bǔ)償光纖，其特征在于1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶或者1.3微米波長(zhǎng)頻帶的色散斜率，或者1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)和1.3微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的色散斜率是負(fù)的。
7．權(quán)利要求5的色散補(bǔ)償光纖，其特征在于1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)或者1.3微米波長(zhǎng)頻帶的色散斜率，或者1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶里以及1.3微米波長(zhǎng)頻帶里的色散斜率，是負(fù)斜率。
8．權(quán)利要求1到4中任意一個(gè)的色散補(bǔ)償光纖，其特征在于1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶里的傳輸損耗，或者預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近波長(zhǎng)上的傳輸損耗，被設(shè)置成0.3分貝每千米或者更小，預(yù)定波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的偏振模色散值，或者預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近波長(zhǎng)的偏振模色散值，被設(shè)置成0.15ps/km1/2或者更小，1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶里，或者預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近的波長(zhǎng)頻帶，20毫米彎曲直徑對(duì)應(yīng)的彎曲損耗被設(shè)置成20分貝每米或者更小。
9．權(quán)利要求5的色散補(bǔ)償光纖，其特征在于1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶的傳輸損耗，或者預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近波長(zhǎng)的傳輸損耗，被設(shè)置成0.30分貝每千米或者更小，預(yù)定波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的偏振模色散值，或者預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近波長(zhǎng)的偏振模色散值，被設(shè)置在0.15ps/km1/2或者更小，1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶里，或者預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近的波長(zhǎng)，20毫米彎曲直徑的彎曲損耗被設(shè)置成20分貝每米或者更小。
10．權(quán)利要求6的色散補(bǔ)償光纖，其特征在于1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶的傳輸損耗，或者預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近波長(zhǎng)的傳輸損耗被設(shè)置成0.30分貝每千米或者更小，預(yù)定波長(zhǎng)頻帶內(nèi)或者預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近波長(zhǎng)的偏振模色散值被設(shè)置成0.15ps/km1/2或者更小，1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶里，或者預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近波長(zhǎng)，20毫米彎曲直徑的彎曲損耗被設(shè)置成20分貝每米或者更小。
11．權(quán)利要求7的色散補(bǔ)償光纖，其特征在于1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶的傳輸損耗，或者預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近波長(zhǎng)的傳輸損耗，被設(shè)置成0.30分貝每千米或者更小，預(yù)定波長(zhǎng)頻帶或者預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近波長(zhǎng)的偏振模色散值被設(shè)置成0.15ps/km1/2或者更小，1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶里，或者預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中心附近波長(zhǎng)，20毫米彎曲直徑的彎曲損耗被設(shè)置成20分貝每米或者更小。
12．權(quán)利要求1到4中任意一個(gè)的色散補(bǔ)償光纖，其特征在于這一色散補(bǔ)償光纖是通過(guò)在中心纖芯外側(cè)覆蓋第一個(gè)側(cè)芯，在第一個(gè)側(cè)芯外側(cè)覆蓋第二個(gè)側(cè)芯，在第二個(gè)側(cè)芯外側(cè)覆蓋一個(gè)包層來(lái)形成的，并且建立如下關(guān)系Δ1＞Δ3＞Δ2,0.8％≤Δ1≤1.3％,-0.4％≤Δ2≤-0.2％，以及0.2％≤Δ3≤0.3％，其中Δ1是中心纖芯跟包層之間的相對(duì)折射率差，Δ2是第一個(gè)側(cè)芯跟包層之間的相對(duì)折射率差，Δ3是第二個(gè)側(cè)芯跟包層之間的相對(duì)折射率差，第一個(gè)側(cè)芯的外徑是中心纖芯外徑的2到2.5倍，第二個(gè)側(cè)芯的外徑是中心纖芯外徑的2.5到3.5倍。
13．權(quán)利要求5的色散補(bǔ)償光纖，其特征在于這一色散補(bǔ)償光纖是通過(guò)在中心纖芯外側(cè)覆蓋第一個(gè)側(cè)芯，在第一個(gè)側(cè)芯外側(cè)覆蓋第二個(gè)側(cè)芯，在第二個(gè)側(cè)芯外側(cè)覆蓋一個(gè)包層形成的，并且建立如下關(guān)系Δ1＞Δ3＞Δ2,0.8％≤Δ1≤1.3％,-0.4％≤Δ2≤-0.2％，以及0.2％≤Δ3≤0.3％，其中Δ1是中心纖芯跟包層之間的相對(duì)折射率差，Δ2是第一個(gè)側(cè)芯跟包層之間的相對(duì)折射率差，Δ3是第二個(gè)側(cè)芯跟包層之間的相對(duì)折射率差，第一個(gè)側(cè)芯的外徑是中心纖芯外徑的2到2.5倍，第二個(gè)側(cè)芯的外徑是中心纖芯外徑的2.5到3.5倍。
14．權(quán)利要求6的色散補(bǔ)償光纖，其特征在于這一色散補(bǔ)償光纖是通過(guò)在中心纖芯外側(cè)覆蓋第一個(gè)側(cè)芯，在第一個(gè)側(cè)芯外側(cè)覆蓋第二個(gè)側(cè)芯，在第二個(gè)側(cè)芯外側(cè)覆蓋一個(gè)包層形成的，并且建立如下關(guān)系Δ1＞Δ3＞Δ2,0.8％≤Δ1≤1.3％,-0.4％≤Δ2≤-0.2％，以及0.2％≤Δ3≤0.3％，其中Δ1是中心纖芯跟包層之間的相對(duì)折射率差，Δ2是第一個(gè)側(cè)芯跟包層之間的相對(duì)折射率差，Δ3是第二個(gè)側(cè)芯跟包層之間的相對(duì)折射率差，第一個(gè)側(cè)芯的外徑是中心纖芯外徑的2到2.5倍，第二個(gè)側(cè)芯的外徑是中心纖芯外徑的2.5到3.5倍。
15．權(quán)利要求8的色散補(bǔ)償光纖，其特征在于這一色散補(bǔ)償光纖是通過(guò)在中心纖芯外側(cè)覆蓋第一個(gè)側(cè)芯，在第一個(gè)側(cè)芯外側(cè)覆蓋第二個(gè)側(cè)芯，在第二個(gè)側(cè)芯外側(cè)覆蓋一個(gè)包層形成的，并且建立如下關(guān)系Δ1＞Δ3＞Δ2,0.8％≤Δ1≤1.3％,-0.4％≤Δ2≤-0.2％，以及0.2％≤Δ3≤0.3％，其中Δ1是中心纖芯跟包層之間的相對(duì)折射率差，Δ2是第一個(gè)側(cè)芯跟包層之間的相對(duì)折射率差，Δ3是第二個(gè)側(cè)芯跟包層之間的相對(duì)折射率差，第一個(gè)側(cè)芯的外徑是中心纖芯外徑的2到2.5倍，第二個(gè)側(cè)芯的外徑是中心纖芯外徑的2.5到3.5倍。
16．權(quán)利要求7或者權(quán)利要求9或者權(quán)利要求10或者權(quán)利要求11的色散補(bǔ)償光纖，其特征在于這一色散補(bǔ)償光纖是通過(guò)在中心纖芯外側(cè)覆蓋第一個(gè)側(cè)芯，在第一個(gè)側(cè)芯外側(cè)覆蓋第二個(gè)側(cè)芯，在第二個(gè)側(cè)芯外側(cè)覆蓋一個(gè)包層形成的，并且建立如下關(guān)系Δ1＞Δ3＞Δ2,0.8％≤Δ1≤1.3％,-0.4％≤Δ2≤-0.2％，以及0.2％≤Δ3≤0.3％這些關(guān)系被建立起來(lái)，其中Δ1是中心纖芯跟包層之間的相對(duì)折射率差，Δ2是第一個(gè)側(cè)芯跟包層之間的相對(duì)折射率差，Δ3是第二個(gè)側(cè)芯跟包層之間的相對(duì)折射率差，第一個(gè)側(cè)芯的外徑是中心纖芯外徑的2到2.5倍，第二個(gè)側(cè)芯的外徑是中心纖芯外徑的2.5到3.5倍。
17．權(quán)利要求1到4中任意一個(gè)的色散補(bǔ)償光纖，其特征在于這一色散補(bǔ)償光纖是通過(guò)在中心纖芯外側(cè)覆蓋第一個(gè)側(cè)芯，在第一個(gè)側(cè)芯外側(cè)覆蓋第二個(gè)側(cè)芯，在第二個(gè)側(cè)芯外側(cè)覆蓋一個(gè)包層形成的，并且建立如下關(guān)系Δ1＞Δ3＞Δ2,0.8％≤Δ1≤1.3％,-0.5≤Δ2/Δ1≤-0.35，以及0.2％≤Δ3≤0.3％，其中Δ1是中心纖芯跟包層之間的相對(duì)折射率差，Δ2是第一個(gè)側(cè)芯跟包層之間的相對(duì)折射率差，Δ3是第二個(gè)側(cè)芯跟包層之間的相對(duì)折射率差，第一個(gè)側(cè)芯的外徑是中心纖芯外徑的2到2.5倍，第二個(gè)側(cè)芯的外徑是中心纖芯外徑的2.5到3.5倍。
18．權(quán)利要求5的色散補(bǔ)償光纖，其特征在于這一色散補(bǔ)償光纖是通過(guò)在中心纖芯外側(cè)覆蓋第一個(gè)側(cè)芯，在第一個(gè)側(cè)芯外側(cè)覆蓋第二個(gè)側(cè)芯，在第二個(gè)側(cè)芯外側(cè)覆蓋一個(gè)包層形成的，并且建立如下關(guān)系Δ1＞Δ3＞Δ2,0.8％≤Δ1≤1.3％,-0.5≤Δ2/Δ1≤-0.35，以及0.2％≤Δ3≤0.3％，其中Δ1是中心纖芯跟包層之間的相對(duì)折射率差，Δ2是第一個(gè)側(cè)芯跟包層之間的相對(duì)折射率差，Δ3是第二個(gè)側(cè)芯跟包層之間的相對(duì)折射率差，第一個(gè)側(cè)芯的外徑是中心纖芯外徑的2到2.5倍，第二個(gè)側(cè)芯的外徑是中心纖芯外徑的2.5到3.5倍。
19．權(quán)利要求6的色散補(bǔ)償光纖，其特征在于這一色散補(bǔ)償光纖是通過(guò)在中心纖芯外側(cè)覆蓋第一個(gè)側(cè)芯，在第一個(gè)側(cè)芯外側(cè)覆蓋第二個(gè)側(cè)芯，在第二個(gè)側(cè)芯外側(cè)覆蓋一個(gè)包層形成的，并且建立如下關(guān)系Δ1＞Δ3＞Δ2,0.8％≤Δ1≤1.3％,-0.5≤Δ2/Δ1≤-0.35，以及0.2％≤Δ3≤0.3％，其中Δ1是中心纖芯跟包層之間的相對(duì)折射率差，Δ2是第一個(gè)側(cè)芯跟包層之間的相對(duì)折射率差，Δ3是第二個(gè)側(cè)芯跟包層之間的相對(duì)折射率差，第一個(gè)側(cè)芯的外徑是中心纖芯外徑的2到2.5倍，第二個(gè)側(cè)芯的外徑是中心纖芯外徑的2.5到3.5倍。
20．權(quán)利要求8的色散補(bǔ)償光纖，其特征在于這一色散補(bǔ)償光纖是通過(guò)在中心纖芯外側(cè)覆蓋第一個(gè)側(cè)芯，在第一個(gè)側(cè)芯外側(cè)覆蓋第二個(gè)側(cè)芯，在第二個(gè)側(cè)芯外側(cè)覆蓋一個(gè)包層形成的，并且建立如下關(guān)系Δ1＞Δ3＞Δ2,0.8％≤Δ1≤1.3％,-0.5≤Δ2/Δ1≤-0.35，以及0.2％≤Δ3≤0.3％，其中Δ1是中心纖芯跟包層之間的相對(duì)折射率差，Δ2是第一個(gè)側(cè)芯跟包層之間的相對(duì)折射率差，Δ3是第二個(gè)側(cè)芯跟包層之間的相對(duì)折射率差，第一個(gè)側(cè)芯的外徑是中心纖芯外徑的2到2.5倍，第二個(gè)側(cè)芯的外徑是中心纖芯外徑的2.5到3.5倍。
21．權(quán)利要求7或者權(quán)利要求9或者權(quán)利要求10或者權(quán)利要求11的色散補(bǔ)償光纖，其特征在于這一色散補(bǔ)償光纖是通過(guò)在中心纖芯外側(cè)覆蓋第一個(gè)側(cè)芯，在第一個(gè)側(cè)芯外側(cè)覆蓋第二個(gè)側(cè)芯，在第二個(gè)側(cè)芯外側(cè)覆蓋一個(gè)包層形成的，并且建立如下關(guān)系Δ1＞Δ3＞Δ2,0.8％≤Δ1≤1.3％,-0.5≤Δ2/Δ1≤-0.35，以及0.2％≤Δ3≤0.3％，其中Δ1是中心纖芯跟包層之間的相對(duì)折射率差，Δ2是第一個(gè)側(cè)芯跟包層之間的相對(duì)折射率差，Δ3是第二個(gè)側(cè)芯跟包層之間的相對(duì)折射率差，第一個(gè)側(cè)芯的外徑是中心纖芯外徑的2到2.5倍，第二個(gè)側(cè)芯的外徑是中心纖芯外徑的2.5到3.5倍。
22．一種光傳輸線，其特征在于這一光傳輸線是通過(guò)將權(quán)利要求11到21中任意一個(gè)的色散補(bǔ)償光纖跟1.3微米波長(zhǎng)附近具有零色散的單模光纖連接，或者跟色散特性在1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)基本上跟單模光纖相同的補(bǔ)償過(guò)的光纖連接來(lái)形成的，1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶里的色散值是-1ps/nm/km至1ps/nm/km。
23．權(quán)利要求22的光傳輸線，其特征在于在不同于1.5微米波長(zhǎng)頻帶的一個(gè)或者多個(gè)預(yù)定波長(zhǎng)頻帶內(nèi)，色散值為-5ps/nm/km到5ps/nm/km。
24．權(quán)利要求23的光傳輸線，其特征在于1.3微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的色散值是-5ps/nm/km到5ps/nm/km。
25．權(quán)利要求22或者23的光傳輸線，其特征在于這一色散補(bǔ)償光纖通過(guò)熔接接頭跟1.3微米波長(zhǎng)頻帶附近具有零色散的單模光纖或者在1.5微米波長(zhǎng)頻帶的色散特性基本上跟單模光纖一樣的補(bǔ)償過(guò)的光纖連接，熔接接頭損耗是0.4分貝或者更小。
26．權(quán)利要求22到24中任意一個(gè)的光傳輸線，其特征在于所述色散補(bǔ)償光纖跟1.3微米波長(zhǎng)附近具有零色散的單模光纖連接，或者跟1.5微米波長(zhǎng)頻帶里的色散特性基本上跟單模光纖一樣的補(bǔ)償過(guò)的光纖連接，在色散補(bǔ)償光纖和單模光纖或者補(bǔ)償過(guò)的光纖之間插入了在1.5微米波長(zhǎng)頻帶里具有零色散的一段色散位移光纖，這一色散位移光纖的長(zhǎng)度是跟色散補(bǔ)償光纖連接的單模光纖或者補(bǔ)償過(guò)的光纖的1/1000倍或者更短，色散位移光纖在1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的模場(chǎng)直徑大于色散補(bǔ)償光纖的模場(chǎng)直徑，并且小于單模光纖的模場(chǎng)直徑或者補(bǔ)償過(guò)的光纖的模場(chǎng)直徑。
27．權(quán)利要求25的光傳輸線，其特征在于所述色散補(bǔ)償光纖跟1.3微米波長(zhǎng)附近具有零色散的單模光纖連接，或者跟色散特性在1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)基本上跟單模光纖的色散特性相同的補(bǔ)償過(guò)的光纖連接，在色散補(bǔ)償光纖和單模光纖或者補(bǔ)償過(guò)的光纖之間插入了在1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)具有零色散的一段色散位移光纖，這一色散位移光纖的長(zhǎng)度是跟色散補(bǔ)償光纖連接的單模光纖或者補(bǔ)償過(guò)的光纖的1/1000倍或者更短，色散位移光纖在1.5微米波長(zhǎng)頻帶內(nèi)的模場(chǎng)直徑大于色散補(bǔ)償光纖的直徑，并且小于單模光纖或者補(bǔ)償過(guò)的光纖的模場(chǎng)直徑。
全文摘要
一種能減少1.5微米和1.3微米波長(zhǎng)頻帶色散的一種色散補(bǔ)償光纖和利用這一光纖的光傳輸線。在中心纖芯外依次制作第一側(cè)芯、第二側(cè)芯和包層。中心纖芯、第一側(cè)芯、第二側(cè)芯跟包層的相對(duì)折射率差△1、△2、△3分別為:△1>△3>△2,0.8%≤△1≤1.3%、－0.5≤△2/△1≤－0.35以及0.2%≤△3≤0.3%,中心纖芯、第一側(cè)芯和第二側(cè)芯的直徑比為1∶2到2.5∶2.5到3.5。色散補(bǔ)償光纖跟單模光纖連接,在1.5微米波長(zhǎng)頻帶的色散值為－lps/nm/km到lps/nm/km,連接的光纖在1.3微米波長(zhǎng)頻帶的色散值為－5ps/nm/km至5ps/nm/km。
文檔編號(hào)G02B6/02GK1313954SQ00801045
公開日2001年9月19日 申請(qǐng)日期2000年6月22日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月25日
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