CN100470274C - 低衰减大有效面积的光纤 - Google Patents

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Abstract

一种具有多段纤芯的光波导光纤，该纤芯由包层所围绕并且具有中心部分和围绕着该中心部分的环形部分。该中心部分具有正的相对折射率分布，而该环形部分具有负的相对折射率分布。这种光纤在1550纳米的波长处呈现出大于大约75平方微米的有效面积、小于0.07ps/nm2/km的色散斜率，并且这种光纤的零色散波长大约介于1290和1330纳米之间，而在约1550纳米波长处，其衰减小于0.20dB/km且较佳地小于0.19dB/km。

Description

低衰减大有效面积的光纤
技术领域
本发明涉及大有效面积光纤。
背景技术
已知的光纤都具有适于工作在特定窗口中的光学特性。例如，像康宁公司制造的SMF-28TM光纤这样的标准单模传输光纤具有1310纳米或其附近的零色散波长，这种光纤适于用在1310纳米的窗口中。这种光纤在1550纳米处所呈现的色散约为17ps/nm/km。康宁公司的光纤具有约1500纳米的平均零色散波长，并且在1550纳米附近其色散斜率约为0.08ps/nm2/km。
发明内容
本文所揭示的是一种具有多段纤芯的光波导光纤，该纤芯由包层所围绕并且包括从中心线向外径向延伸的中心部分以及围绕着该中心部分的环形部分。该中心部分较佳地具有正的相对折射率分布，而该环形部分较佳地具有负的相对折射率分布。这种光纤在约1550纳米的波长处呈现出大于大约80平方微米的有效面积、小于0.07ps/nm2/km的色散斜率，并且这种光纤的零色散波长大约介于1290和1330纳米之间，而在约1550纳米波长处其衰减小于0.20dB/km且较佳地小于0.19dB/km。色散大于15ps/nm-km较佳，介于15到21ps/nm-km之间则更佳，而介于16到20ps/nm-km之间则极佳。
较佳地，中心部分具有一种阿尔法分布，其中α1较佳地小于4，小于3则更佳，在一些较佳的实施例中α1介于1和3之间，而在其它较佳的实施例中α1小于1。
在一些较佳的实施例中，环形部分围绕着中心部分并且与其直接相邻。在其它较佳的实施例中，纤芯还包括被置于中心部分和环形部分之间的中间环形部分，其中中间环形部分围绕着中心部分并且与其直接相邻，而环形部分则围绕着该中间环形部分并且与其直接相邻。较佳地，中间环形部分具有一个相对折射率分布，其最大的绝对大小|Δ|小于0.05％，小于0.02％更佳，等于0.00％则极佳。
在较佳的实施例中，本文所揭示的光纤在1380纳米处的衰减不大于0.1dB/km，这比1310纳米处的衰减要大些。1380纳米处的衰减最好小于1310纳米处的衰减。
较佳地，本文所描述和揭示的光纤可以在大约1260纳米到1650纳米之间的多个工作波长窗口中有良好的性能表现。更佳地，本文所描述和揭示的光纤可以在大约1260纳米到1650纳米之间的多个波长处有良好的性能表现。在较佳的实施例中，本文所描述和揭示的光纤是一种双窗口光纤，它至少可以工作在1310纳米窗口和1550纳米窗口中。
现在将详细参照本发明的较佳实施例，其示例在附图中均有说明。
附图说明
图1示出了与本文所揭示的光波导光纤的第一组较佳实施例相对应的折射率分布。
图2示出了与本文所揭示的光波导光纤的第二组较佳实施例相对应的折射率分布。
图3示出了与本文所揭示的光波导光纤的第三和第四组较佳实施例相对应的折射率分布。
图4是本文所揭示的光波导光纤的较佳实施例的示意性横截面图。
图5是使用本文所揭示的光纤的光纤光通信***的示意性说明图。
图6示意性地示出了本文所揭示的光纤通信***的另一个实施例。
具体实施方式
本发明的其它特征和优点将在下面的详细描述中得到阐明，并且本领域的技术人员将从该描述中清楚地看到、或按下面的描述和权利要求书及附图来实施本发明时会认识到这些特征和优点。
“折射率分布”是折射率或相对折射率与波导光纤半径之间的关系。
“相对折射率百分比”被定义成 &Delta; % = 100 x ( n i 2 - n c 2 ) / 2 n i 2 , 其中nl是区域i中的最大折射率，除非另外说明，并且nc是包层区域的平均折射率。在本文中，除非另外说明，否则折射率都用Δ来表示，其值以单位“％”给出。当某一区域的折射率小于包层区域的平均折射率时，该相对折射率百分比是负的，并且被称为具有沉降区域或沉降折射率，并且是在相对折射率最负的那一点进行计算的，除非另外说明。当某一区域的折射率大于包层区域的平均折射率时，相对折射率百分比是正的，并且该区域可以被说成被提升了或具有正的折射率。在本文中，“上掺杂剂”被视为相对于纯净未掺杂的二氧化硅而言能够提高折射率的掺杂剂。“下掺杂剂”被视为相对于纯净未掺杂的二氧化硅而言能够降低折射率的掺杂剂。当伴有一种或多种非上掺杂剂的其它掺杂剂时，上掺杂剂便可以出现在具有负相对折射率的光纤区域中。同样，一种或多种非上掺杂剂的其它掺杂剂可以出现在具有正相对折射率的光纤区域中。当伴有一种或多种非下掺杂剂的其它掺杂剂时，下掺杂剂可以出现在具有正相对折射率的光纤区域中。同样，一种或多种非下掺杂剂的其它掺杂剂可以出现在具有负相对折射率的光纤区域中。
“色散”(除非另外说明，否则就是指波导光纤的“色散”)是材料色散、波导色散和模间色散的总和。对于单模波导光纤而言，模间色散是零。零色散波长是色散值为零时的波长。色散斜率是色散相对于波长的变化率。
“有效面积”被定义为：
Aeff＝2π(∫f2 r dr)2/(∫f4 r dr)，
其中积分限是0到∞，并且f是与波导中传播的光相关联的电场的横向分量。在本文中，“有效面积”或“Aeff”是指波长1550纳米处的光学有效面积，除非另外说明。
术语“α-分布”是指相对折射率分布，用单位为“％”的Δ(r)来表示，其中r是半径，该分布符合下面的方程式，
Δ(r)＝Δ(ro)(1-[|r-ro|/(r1-ro)]α)
其中ro是Δ(r)最大时所对应的点，r1是Δ(r)％为零时所对应的点，并且r介于范围ri<r<rf中，其中Δ是上文定义过的，ri是α-分布的起始点，rf是α-分布的终止点，并且α是实指数。
模场直径(MFD)是通过Peterman II方法来测量的，其中2w＝MFD，w2＝(2∫f2r dr/∫[df/dr]2 r dr)，积分限是0到∞。
用规定的测试条件下所引入的衰减，可以测量波导光纤的弯曲阻抗。
一种类型的弯曲测试是横向负载微弯曲测试。在这种所谓的“横向负载”测试中，规定长度的波导光纤被置于两个平板之间。一个#70金属丝网附着于这两个平板之一。长度已知的波导光纤被夹在这两个平板之间，并且在用30牛顿的力压这两个平板的同时对参考衰减进行测量。然后，将70牛顿的力加在这两个平板上并且以dB/m为单位测量衰减方面所增加的值。该衰减方面所增加的值就是该波导的横向负荷衰减。
“插针阵列”弯曲测试用来将波导光纤的相对阻抗与弯曲进行比较。为了进行该测试，对基本上没有引入任何弯曲损耗的波导光纤进行衰减损耗测试。然后，波导光纤绕着该插针阵列迂回并再次测量衰减。弯曲所引入的损耗就是两次测得的衰减之差。该插针阵列是一组十个圆柱形插针，它们排列成单行并且被固定在一平面上固定的垂直位置。插针间隔是5毫米，这是插针的中心与中心之间的距离。插针直径是0.67毫米。在测试期间，施加足够的张力，以使该波导光纤与插针表面的一部分一致。
对于给定的模式，理论上的光纤截止波长或“理论上的光纤截止”或“理论上的截止”就是在其之上所引导的光就无法在该模式中传播的那个波长。数学上的定义可以在Jeunhomme著的“Single Mode Fiber Optics”一书(New York州Marcel Dekker市1990年出版)的39-44页中找到，其中理论上的光纤截止被描述成模式传播常数等于外包层中的平面波传播常数时的波长。这种理论上的波长适用于无限长、绝对笔直且没有任何直径变化的光纤。
因为弯曲和/或机械应力会引入损耗，所以有效的光纤截止低于这种理论上的截止。在这种情况下，该截止是指LP11和LP02中较高的那一个。LP11和LP02通常在测量中不加区分，但是两者作为光谱测量中的步骤都是显然的，即在比测得的截止更长的波长处该模式中观察不到任何能量。实际的光纤截止可以通过标准的2米光纤截止测试FOTP-80(EIA-TIA-455-80)来测量，以产生“光纤截止波长”，也被称为“2米光纤截止”或“测得的截止”。执行FOTP-80标准测试，以便用可控的弯曲量去除更高阶的模式，或将该光纤的光谱响应归一化为多模光纤的光谱响应。
缆线里的截止波长或“缆线截止”甚至比测得的光纤截止更低，因为在缆线环境中弯曲的程度更深并且机械应力更大。实际的缆线条件可以由EIA-445光纤光学测试步骤中所描述的缆线截止测试来进行估计，它是EIA-TIA光纤光学标准即电子工业联盟-通信工业协会光纤光学标准中的一部分，后者更常被称为FOTP’s。在EIA-455-170“Cable Cutoff Wavelength of Single-mode Fiber byTransmitted Power”或“FOTP-170”中描述了缆线截止测量。
除非另外说明，否则在本文中光学特性(比如色散、色散斜率等)都是针对LP01模式给出的。
波导光纤远程通信链路或简单地讲一条链路是由下列构成的：光信号的发射器；光信号的接收器；以及一段波导光纤或光纤，其两端以光学的方式连接到发射器和接收器以便在这两者之间传播光信号。这段波导光纤可以由多个较短的段构成，它们以端到端串行排列方式彼此接合或连接。一条链路可以包括其它光学元件，比如光放大器、光衰减器、光隔离器、光开关、滤光器、多路复用设备或多路分配设备。一组互连的链路可以被称为远程通信***。
在本文中，光纤的跨度包括一段光纤或在光学设备之间延伸且串联熔接在一起的多根光纤，比如在两个光放大器之间或在多路复用设备和光放大器之间。一段跨度可以包括一个或多个本文所揭示的光纤段，还可以包括一个或多个其它光纤段，比如为实现预期的***性能或参数(比如跨度末端处的剩余色散)而选择的光纤。
各种波带或工作波长范围或波长窗口可以定义如下：“1310纳米波带”是1260纳米到1360纳米；“E波带”是1360纳米到1460纳米；“S波带”是1460纳米到1530纳米；“C波带”是1530纳米到1565纳米；“L波带”是1565纳米到1625纳米；以及“U波带”是1625纳米到1675纳米。
本文所揭示的光纤包括纤芯以及包层，该包层围绕着纤芯并与纤芯直接相邻。该包层具有折射率分布ΔCLAD(r)。较佳地，在整个包层中ΔCLAD(r)＝0。纤芯包括折射率分布ΔCORE(r)。纤芯具有多个纤芯部分，每一个部分具有各自的折射率分布。
较佳地，中心部分包括掺杂有锗的二氧化硅，即掺杂有氧化锗二氧化硅。在本文所揭示的光纤的纤芯内，尤其在中心线处或其附近，可以单独地或组合地使用除锗以外的掺杂剂，以便获得期望的折射率或密度。
较佳地，本文所揭示的光纤的折射率分布从中心线到环形部分的内半径全都是非负的，对于没有中间环形部分的实施例而言该内半径是指R1，对于带有中间环形部分的实施例而言该环形部分的内半径是指R2。在较佳的实施例中，在该光纤的中心部分不含任何使折射率下降的掺杂剂。
在第一组实施例中，本文揭示了光波导光纤100，它较佳地包括：中心部分20，该中心部分20从中心线向外径向延伸到中心部分的外直径R1，并且具有形式为％的相对折射率分布Δ1(r)，其最大的相对折射率百分比是Δ1MAX；中间环形部分30，该部分围绕着中心部分20并且直接与其相邻，该部分向外径向延伸到中间环形部分的外直径R2，在中间点R2MID处具有宽度W2，并且具有形式为％的相对折射率分布Δ2(r)，其最大的绝对大小相对折射率百分比是|Δ2MAX|；环形部分50，该部分围绕着上述中间环形部分30并且最好直接与其相邻，该部分从R2起向外径向延伸到环形部分的外直径R3，在中间点R3MID处具有宽度W3，并且具有形式为％的相对折射率分布Δ3(r)，其最小的相对折射率百分比为Δ3MIN，其中Δ1MAX>0>Δ3MIN；以及外部环形包层200，该包层200围绕着上述环形部分50并且最好与其直接相邻，并且该包层具有形式为％的相对折射率百分比ΔCLAD(r)。R1被定义成，过Δ1(r)上与中心部分的四分之一峰值高度(Δ1MAX/4)相对应的那一点而作出的切线21与Δ(r)＝0％的水平轴的交点，其中四分之一峰值高度出现在半径R1QH处。R2被定义成，过Δ3(r)上与环形部分的内部半峰值高度(Δ3MIN/2)相对应的那一点而作出的切线与Δ(r)＝0％的水平轴的交点，其中内部半峰值高度出现在半径R3HHI处。对于这组实施例而言，中间环形部分30始于R1并终于R2，而环形部分50则始于R2并终于R3。R3被定义成，过Δ3(r)上与环形部分的外部半峰值高度(Δ3MIN/2)相对应的那一点而作出的切线与Δ(r)＝0％的水平轴的交点，其中外部半峰值高度出现在半径R3HHO处。环形部分的半高峰值宽度HHPW3是R3HHO-R3HHI，并且环形部分的半高峰值宽度的中间点R3HHMID是(R3HHI+R3HHO)/2。环形部分的W3是R3-R2，并且其中间点R3MID是(R2+R3)/2。较佳地，中心部分的径向宽度90％以上具有正的相对折射率，对于从0到R1的所有半径Δ1(r)都是正的则更佳。对于中间环形部分90％以上的径向宽度甚至对于从R1到R2的所有半径而言，|Δ2MAX|<0.05％较佳，|Δ2MAX|<0.025％更佳，|Δ2MAX|＝0.0％极佳。较佳地，环形部分90％以上的径向宽度具有负的相对折射率，对于从R2到R3的所有半径而言Δ3(r)是负的则更佳。较佳地，对于从R3到包层200最***的半径(即光纤的二氧化硅基部分的最***直径，不包括任何涂层)之间的所有半径而言ΔCLAD(r)都是零。在半径rCORE处，纤芯结束了而包层则开始了，并且较佳地RCORE＝R3。
在第二组实施例中，本文揭示了光波导光纤100，它较佳地包括：中心部分20，该部分从中心线向外径向延伸到中心部分的外直径R1，并且具有形式为％的相对折射率分布Δ1(r)，其最大的相对折射率百分比为Δ1MAX；第一环形部分(或沟槽)30，该部分围绕着中心部分20并与其直接相邻，该部分向外径向延伸到第一环形部分的外直径R2，具有位于中间点R2MID处的宽度W2，并且具有非负的相对折射率百分比Δ2％(r)，最小的相对折射率百分比为Δ2MIN，其中Δ2％(r)≥0；环形部分50，该部分围绕着中心部分20并且较佳地与其直接相邻，该部分从R1向外径向延伸到环形部分的外直径R3，并且具有在中间点R3MID处的宽度W3，并且具有形式为％的相对折射率分布Δ3(r)，最小的相对折射率百分比是Δ3MIN，其中Δ1MAX>0>Δ3MIN；以及外部环形包层200，该包层围绕着环形部分50并且较佳地与其直接相邻，并且具有形式为％的相对折射率百分比ΔCLAD(r)。R1被定义成，过Δ1(r)上与中心部分的四分之一峰值高度(Δ1MAX/4)相对应的那一点而作出的切线21与Δ(r)＝0％的水平轴的交点，其中四分之一峰值高度出现在半径R1QH处。环形部分50始于半径R2，对于本组实施例而言R2＝R1。R3被定义成，过Δ3(r)上与环形部分的外部半峰值高度(Δ3MIN/2)相对应的那一点而作出的切线与Δ(r)＝0％的水平轴的交点，其中外部半峰值高度出现在半径R3HHO处。环形部分的内部半峰值高度(Δ3MIN/2)出现在半径R3HHI处。环形部分的半高峰值宽度HHPW3是R3HHO-R3HHI，并且环形部分的半高峰值宽度的中间点R3HHMID是(R3HHI+R3HHO)/2。环形部分的W3是R3-R2，并且其中间点R3MID是(R2+R3)/2。较佳地，中心部分的径向宽度90％以上具有正的相对折射率，对于从0到R1的所有半径Δ1(r)都是正的则更佳。较佳地，环形部分90％以上的径向宽度具有负的相对折射率，对于从R1到R3的所有半径而言Δ3(r)是负的则更佳。较佳地，对于从R3到包层200最***的半径(即光纤的二氧化硅基部分的最***直径，不包括任何涂层)之间的所有半径而言ΔCLAD(r)都是零。在半径rCORE处，纤芯结束了而包层则开始了，并且较佳地RCORE＝R3。
在一些实施例中，纤芯的中心部分可以包括一种具有所谓的中心线下降的相对折射率分布，这可能是由于一种或多种光纤制造技术所引起的。例如，在小于1微米的半径处，中心部分可以具有折射率分布的局部最小值，其中相对折射率的更高的值(包括纤芯部分的最大相对折射率)出现在比r＝0微米大的半径处。然而，本文所揭示的任何折射率分布中的中心线下降都是可任选的。
第一组较佳的实施例
表格1-2列出了第一组较佳实施例即示例1-6的各项特征。图1示出了与示例1-6相对应的折射率分布，标记为曲线1。
 
表格1
示例 1 2 3 4 5 6
Δ<sub>1MAX</sub> ％ 0.38 0.40 0.35 0.37 0.37 0.36
R<sub>1QH</sub> μm 5.2 5.1 5.4 4.8 5.8 5
R<sub>1</sub> μm 6.1 5.9 6.3 5.5 6.8 5.8
α<sub>1</sub> 2 2 2 2 2 2
|Δ<sub>2</sub>|MAX ％ 0 0 0 0 0 0
R<sub>2</sub> μm 12.3 12.2 12.6 11.5 13.4 13.3
W<sub>2</sub> μm 6.2 6.3 6.3 6 6.6 7.5
R<sub>2MID</sub> μm 9.2 9.05 9.45 8.5 10.1 9.55
Δ<sub>3MIN</sub> ％ -0.1 -0.1 -0.1 -0.1 -0.1 -0.1
R<sub>3HHI</sub> μm 12.5 12.3 12.7 11.6 13.5 13.4
R<sub>3HHO</sub> μm 19.2 19.5 19.5 18.7 20.5 20.5
HHPW3 μm 6.7 7.2 6.8 7.1 7 7.1
R<sub>3HHMID</sub> μm 15.85 15.9 16.1 15.15 17 16.95
R<sub>3</sub>＝R<sub>CORE</sub> μm 19.3 19.6 19.6 18.8 20.6 20.6
W<sub>3</sub> μm 7 7.4 7 7.3 7.2 7.3
R<sub>3MID</sub> μm 15.8 15.9 16.1 15.15 17 16.95
 
表格2
示例 1 2 3 4 5 6
λ<sub>0</sub> nm 1313 1316 1310 1324 1303 1320
色散@1310nm ps/nm-km -0.3 -0.6 0.0 -1.3 0.6 -0.9
斜率@1310nm ps/nm2-km 0.090 0.090 0.090 0.090 0.091 0.089
A<sub>eff</sub>@1310nm μm2 69.0 65.1 73.3 65.3 74.7 68.8
MFD@1310nm μm 9.52 9.26 9.82 9.31 9.87 9.54
衰减@1310nm dB/km 0.333 0.334 0.332 0.334 0.332 0.333
色散@1550nm ps/nm-km 17.4 17.0 17.7 16.4 18.5 16.7
斜率@1550nm ps/nm2-km 0.062 0.062 0.062 0.063 0.062 0.062
A<sub>eff</sub>@1550nm μm2 88.2 83.6 93.8 85.7 93.5 90.0
MFD@1550nm μm 10.85 10.56 11.18 10.73 11.12 10.99
衰减@<sup>1550</sup>nm dB/km 0.187 0.188 0.187 0.188 0.187 0.187
插针阵列@1550nm dB 10 8 14 22 4 21
横向负荷@1550nm dB/m 0.6 0.4 1.0 1.0 0.4 1.1
光纤截止 nm 1440 1448 1437 1336 1595 1373
缆线截止 nm 1290 1298 1287 1186 1445 1223
第一组实施例中的光波导光纤(比如示例1-6)包括中心部分20、中间环形部分30和环形部分50。较佳地，中心部分的Δ1(r)具有α分布，更佳地中心部分所具有的α分布是小于4的α1，α1小于3更佳，α1介于1和3之间极佳，在一些较佳实施例中α1介于1.5到2.5之间。
Δ1MAX大于0.3％，介于0.3％和0.6％之间较佳，介于0.3和0.5％之间更佳，介于0.3和0.4％之间极佳。R1介于4和8微米之间，介于5和7微米之间则更佳。R2介于10和15微米之间，介于11和14微米之间则更佳。W2介于5和8微米之间，介于5.5和7.5微米之间则更佳，介于6和7微米之间极佳。R3MID介于8和11微米之间，介于8.5和10.5微米之间则更佳，介于9和10微米之间则极佳。Δ3MIN小于-0.05％(即，一个更大的绝对值，但比-0.05％更负)，介于-0.05％和-0.15％之间较佳，介于-0.07和-0.13％之间更佳。在一些较佳实施例中，Δ3MIN＝-0.1％。R3介于17和22微米之间，介于18和21微米之间更佳。W3介于6和9微米之间，介于6.5和8.5微米之间更佳，介于7和8微米之间则极佳。R3MID介于14和19微米之间，介于15和18微米之间更佳，介于15和17微米之间则极佳。HHPW3介于5和9微米之间，介于6和8微米之间则更佳。
第一组实施例具有：小于1350纳米的λ0(零色散波长)，介于1290和1350之间较佳，介于1290和1330之间则更佳；在1310纳米处介于-5和5ps/nm-km之间的色散，在一些较佳实施例中则介于-3和3ps/nm-km之间；在1310纳米处小于0.10ps/nm2-km的色散斜率，小于0.095ps/nm2-km则更佳；在1310纳米处大于60平方微米的光学有效面积，大于65平方微米更佳，在一些较佳实施例中则是介于65和80平方微米之间；在1310纳米处大于9微米的MFD，在一些较佳实施例中则介于9和10微米之间；在1310纳米处小于0.35dB/km的衰减，小于0.34dB/km则更佳；在1550纳米处大于15ps/nm-km的色散，介于15和21ps/nm-km之间较佳，介于16和20之间更佳，在一些较佳实施例中则介于16和19ps/nm-km之间；在1550纳米处小于0.07ps/nm2-km的色散斜率，在一些较佳实施例中则介于0.060和0.070ps/nm2-km；在1550纳米处大于75平方微米的光学有效面积，大于80平方微米更佳，在一些较佳实施例中则介于80和100平方微米；在1550纳米处大于10微米的MFD，大于10.5微米更佳，在一些较佳实施例中则介于10.5和11.5微米之间；在1550纳米处小于0.20dB/km的衰减，小于0.19dB/km则更佳；小于1500纳米的缆线截止，小于1400纳米较佳，小于1300纳米更佳，在一些较佳实施例中则介于1280和1300纳米之间。较佳地，1550纳米处的插针阵列损耗小于25dB，小于20dB更佳，小于15dB极佳，在一些较佳实施例中则小于10dB。较佳地，1550纳米处的横向负荷损耗小于2dB/m，小于1dB/m更佳，在一些较佳实施例中则小于0.5dB/m。较佳地，光纤截止小于1500纳米，小于1450纳米更佳，在一些较佳实施例中则介于1300和1450纳米。
第二组较佳实施例
表格3-4列出了第二组较佳实施例即示例7-8的特征。图2示出了与示例7-8相对应的折射率分布，分别标记为曲线2A和2B。
 
表格3
示例 7 8
Δ<sub>IMAX</sub> ％ 0.36 0.32
R<sub>1QH</sub> μm 5 6
R<sub>1</sub> μm 5.8 7.1
α<sub>1</sub> 2 2
|Δ<sub>2</sub>|MAX ％ 0 0
R<sub>2</sub> μm 13.3 12.3
W<sub>2</sub> μm 7.5 5.2
R<sub>2MID</sub> μm 9.55 9.7
Δ<sub>3MIN</sub> ％ -0.3 -0.2
R<sub>3HHI</sub> μm 13.5 12.5
R<sub>3HHO</sub> μm 20.5 25
HHPW3 μm 7 12.5
R<sub>3HHMID</sub> μm 17 18.75
R<sub>3</sub>＝R<sub>CORE</sub> μm 20.6 25.1
W<sub>3</sub> μm 7.3 12.8
R<sub>3MID</sub> μm 16.95 18.7
 
表格4
示例 7 8
λ<sub>0</sub> nm 1319 1301
色散@1310nm ps/nm-km -0.8 1.0
斜率@1310nm ps/nm<sup>2</sup>-km 0.090 0.092
A<sub>eff</sub>@1310nm μm2 68.8 85.0
MFD@1310nm μm 9.54 10.54
衰减@1310nm dB/km 0.333 0.331
色散@1550nm ps/nm-km 17.0 19.2
斜率@1550nm ps/nm<sup>2</sup>-km 0.064 0.064
A<sub>eff</sub>@1550nm μm<sup>2</sup> 89.5 106.2
 
MFD@1550nm μm 10.95 11.84
衰减@1550nm dB/km 0.187 0.185
插针阵列@1550nm dB 14 8
横向负荷@1550nm dB/m 0.7 0.9
光纤截止 nm 1749 2008
缆线截止 nm 1599 1858
第二组实施例中的光波导光纤(比如示例7和8)包括中心部分20、中间环形部分30和环形部分50。较佳地，中心部分的Δ1(r)具有α分布，更佳地中心部分所具有的α分布是小于4的α1，α1小于3更佳，α1介于1和3之间极佳，在一些较佳实施例中α1则介于1.5到2.5之间。
Δ1MAX大于0.3％，介于0.3％和0.6％之间较佳，介于0.3和0.5％之间更佳，介于0.3和0.4％之间极佳。R1介于4和8微米之间，介于5和7.5微米之间则更佳。R2介于10和15微米之间，介于12和14微米之间则更佳。W2介于5和8微米之间。R2MID介于8和11微米之间，介于9和10微米之间则更佳。Δ3MIN小于-0.05％，介于-0.15％和-0.4％之间较佳，介于-0.15和-0.35％之间更佳。在一些较佳实施例中，Δ3MIN小于或等于-0.2％并且大于或等于-0.3％。R3介于19和27微米之间，介于20和26微米之间更佳。W3介于6和14微米之间，介于7和13微米之间更佳。R3MID介于15和20微米之间，介于16和19微米之间更佳。HHPW3介于5和13微米之间，介于6和12微米之间则更佳。
第二组实施例具有：小于1350纳米的λ0(零色散波长)，介于1290和1350之间较佳，介于1290和1330之间则更佳，并且在一些较佳实施例中λ0介于1300和1320纳米之间；在1310纳米处介于-5和5ps/nm-km之间的色散，介于-3和3ps/nm-km之间较佳，在一些较佳实施例中则介于-2和2ps/nm-km之间；在1310纳米处小于0.10ps/nm2-km的色散斜率，小于0.095ps/nm2-km则更佳；在1310纳米处大于60平方微米的光学有效面积，大于65平方微米更佳，在一些较佳实施例中大于80平方微米，在其它的较佳实施例中则介于65和90平方微米之间；在1310纳米处大于9微米的MFD，在一些较佳实施例中则介于9和11微米之间；在1310纳米处小于0.35dB/km的衰减，小于0.34dB/km则更佳；在1550纳米处大于15ps/nm-km的色散，介于15和21ps/nm-km之间较佳，介于16和20之间更佳，在一些较佳实施例中则介于17和19.5ps/nm-km之间；在1550纳米处小于0.07ps/nm2-km的色散斜率，在一些较佳实施例中则介于0.060和0.070ps/nm2-km；在1550纳米处大于75平方微米的光学有效面积，大于80平方微米较佳，大于85平方微米更佳，在一些较佳实施例中则介于85和110平方微米；在1550纳米处大于10微米的MFD，大于10.5微米较佳，在一些较佳实施例中则介于10.5和12微米之间；在1550纳米处小于0.20dB/km的衰减，小于0.19dB/km则更佳。在一些较佳实施例中，缆线截止小于1900纳米，在其它实施例中则小于1600纳米。较佳地，1550纳米处的插针阵列损耗小于25dB，小于20dB更佳，小于15dB极佳，在一些较佳实施例中则小于10dB。较佳地，1550纳米处的横向负荷损耗小于2dB/m，小于1dB/m更佳。较佳地，光纤截止小于1800纳米，小于1700纳米更佳。
第三和第四组较佳实施例
第三组较佳实施例由表格5-6中的示例9和图3中的折射率分布曲线4表示。第四组较佳实施例由表格5-6中的示例10和图3中的折射率分布曲线5表示。
 
表格5
示例 9 10
Δ<sub>1MAX</sub> ％ 0.44 0.58
R<sub>1QH</sub> μm 5.9 4.4
R<sub>1</sub> μm 7.1 7.3
α<sub>1</sub> 1.6 0.4
|Δ<sub>2</sub>|MAX ％ 0 (n/a)
R<sub>2</sub> μm 8.9 7.3
W<sub>2</sub> μm 1.8 0
R<sub>2MID</sub> μm 8 7.3
Δ<sub>3MIN</sub> ％ -0.15 -0.2
R<sub>3HHI</sub> μm 9 8
R<sub>3HHO</sub> μm 14 15
 
HHPW3 μm 5 7
R<sub>3HHMID</sub> μm 11.5 11.5
R<sub>3</sub>＝R<sub>CORE</sub> μm 14.1 15.1
W<sub>3</sub> μm 5.2 7.8
R<sub>3MID</sub> μm 11.5 11.2
 
表格6
示例 9 10
λ<sub>0</sub> nm 1301 1318
色散@1310nm ps/nm-km 0.8 -0.8
斜率@1310nm ps/nm<sup>2</sup>-km 0.094 0.099
A<sub>eff</sub>@1310nm μm<sup>2</sup> 68.3 65.9
MFD@1310nm μm 9.43 9.37
衰减@1310nm dB/km 0.332 0.331
色散@1550nm ps/nm-km 19.3 18.6
斜率@1550nm ps/nm<sup>2</sup>-km 0.064 0.067
A<sub>eff</sub>@1550nm μm<sup>2</sup> 84.2 84.8
MFD@1550nm μm 10.51 10.61
衰减@1550nm dB/km 0.187 0.186
插针阵列@1550nm dB 1 19
横向负荷@1550nm dB/m 0.1 0.8
光纤截止 nm 1627 1516
缆线截止 nm 1477 1366
第三组实施例中的光波导光纤(比如示例9)包括中心部分20、中间环形部分30和环形部分50。较佳地，中心部分的Δ1(r)具有α分布，更佳地中心部分所具有的α分布是小于3的α1，α1小于2更佳，α1介于1和2之间极佳，在一些较佳实施例中α1则介于1.4到1.8之间。
Δ1MAX大于0.3％，大于0.4％较佳，介于0.4和0.5％之间更佳。R1介于6和8微米之间。R2介于8和10微米之间。W2介于1和3微米之间。R2MID介于7和9微米之间。Δ3MIN小于-0.1％，介于-0.1％和-0.2％之间较佳。R3介于11和17微米之间，介于13和15微米之间更佳。W3介于3和7微米之间，介于4和6微米之间更佳。R3MID介于10和13微米之间，介于11和12微米之间更佳。HHPW3介于4和6微米之间。
第三组实施例具有：小于1350纳米的λ0(零色散波长)，介于1290和1350纳米之间较佳，介于1290和1330之间则更佳；在1310纳米处介于-5和5ps/nm-km之间的色散，介于-3和3ps/nm-km之间较佳，在一些较佳实施例中则介于-2和2ps/nm-km之间；在1310纳米处小于0.10ps/nm2-km的色散斜率，小于0.095ps/nm2-km则更佳；在1310纳米处大于60平方微米的光学有效面积，大于65平方微米更佳；在1310纳米处大于9微米的MFD，在一些较佳实施例中则介于9和11微米之间；在1310纳米处小于0.35dB/km的衰减，小于0.34dB/km则更佳；在1550纳米处大于15ps/nm-km的色散，介于15和21ps/nm-km之间较佳，介于16和20之间更佳；在1550纳米处小于0.07ps/nm2-km的色散斜率，在一些较佳实施例中则介于0.060和0.070ps/nm2-km；在1550纳米处大于75平方微米的光学有效面积，大于80平方微米较佳，在一些较佳实施例中则介于85和95平方微米；在1550纳米处大于10微米的MFD，在一些较佳实施例中则介于10和11微米之间；在1550纳米处小于0.20dB/km的衰减，小于0.19dB/km则更佳。在一些较佳实施例中，缆线截止小于1500纳米，在其它实施例中则介于1300和1500纳米之间。较佳地，1550纳米处的插针阵列损耗小于25dB，小于20dB更佳，小于15dB极佳，小于10dB则更令人期待，在一些较佳实施例中可以小于5dB。较佳地，1550纳米处的横向负荷损耗小于2dB/m，小于1dB/m更佳。较佳地，光纤截止小于1650纳米，小于1550纳米更佳。
第四组实施例中的光波导光纤(比如示例10)包括中心部分20和环形部分50，该环形部分50围绕着中心部分20并且与之直接相邻。较佳地，中心部分的Δ1(r)具有α分布，更佳地中心部分所具有的α分布是小于1的α1，α1介于0.1和1之间更佳，α1介于0.25和0.75之间则更令人期待，在一些较佳实施例中α1可以介于0.3到0.6之间。
Δ1MAX大于0.4％，大于0.5％较佳，介于0.5和0.65％之间更佳。R1介于6和8微米之间。R2介于6和9微米之间，介于7和8微米之间则更佳。W2是零，因为不存在中间环形部分。Δ3MIN小于-0.1％，介于-0.1％和-0.3％之间较佳。R3介于12和18微米之间，介于14和16微米之间更佳。W3介于6和9微米之间，介于7和8微米之间更佳。R3MID介于10和12微米之间，介于11和12微米之间更佳。HHPW3介于6和8微米之间。
第四组实施例具有：小于1350纳米的λ0(零色散波长)，介于1290和1350纳米之间较佳，介于1290和1330之间则更佳；在1310纳米处介于-5和5ps/nm-km之间的色散，介于-3和3ps/nm-km之间较佳，在一些较佳实施例中则介于-2和2ps/nm-km之间；在1310纳米处小于0.10ps/nm2-km的色散斜率；在1310纳米处大于60平方微米的光学有效面积，大于65平方微米更佳；在1310纳米处大于9微米的MFD；在1310纳米处小于0.35dB/km的衰减，小于0.34dB/km则更佳；在1550纳米处大于15ps/nm-km的色散，介于15和21ps/nm-km之间较佳，介于16和20之间更佳；在1550纳米处小于0.07ps/nm2-km的色散斜率，在一些较佳实施例中则介于0.060和0.070ps/nm2-km；在1550纳米处大于75平方微米的光学有效面积，大于80平方微米较佳，在一些较佳实施例中则介于85和95平方微米之间；在1550纳米处大于10微米的MFD，在一些较佳实施例中则介于10和11微米之间；在1550纳米处小于0.20dB/km的衰减，小于0.19dB/km则更佳。在一些较佳实施例中，缆线截止小于1500纳米，在其它实施例中则介于1300和1500纳米之间。较佳地，1550纳米处的插针阵列损耗小于25dB，小于20dB更佳。较佳地，1550纳米处的横向负荷损耗小于2dB/m，小于1dB/m更佳。较佳地，光纤截止小于1650纳米，小于1550纳米更佳。
本文所揭示的光波导光纤包括：中心部分，该部分从中心线向外径向延伸到半径R1并且具有形式为％的正的相对折射率百分比Δ1(r)，其中该中心部分具有大于0.3％的最大相对折射率百分比Δ1MAX；环形部分，该部分围绕着中心纤芯区域并且延伸到半径R3，该部分具有形式为％的负的相对折射率百分比，最小的相对折射率百分比是Δ3MIN；以及外部环形包层，该包层围绕着上述环形部分并且具有形式为％的相对折射率百分比Δc(r)；其中Δ1MAX>0>Δ3MIN；并且其中光纤的相对折射率被选定为，可提供在约1550纳米波长处大于约75平方微米的有效面积、小于1350纳米的零色散波长、以及在约1550纳米波长处小于0.20dB/km的衰减。较佳地，该中心部分最***半径R1介于4和8微米之间。较佳地，该环形部分具有介于3和14微米之间的宽度W3、介于10和20微米之间的中间点R3MID、以及介于11和27微米之间的最***半径R3。较佳地，在约1550纳米波长处，该光纤具有大于约10微米的MFD。较佳地，在约1310纳米波长处，该光纤具有介于-5和5ps/nm-km之间的色散，并且在约1310纳米波长处，该光纤具有小于0.10ps/nm2-km的色散斜率。较佳地，在约1310纳米波长处，该光纤具有大于60平方微米的有效面积，在一些较佳实施例中，约1310纳米波长处的有效面积大于80平方微米。较佳地，在约1310纳米波长处，光纤具有小于0.35dB/km的衰减。较佳地，光纤具有小于1500纳米的缆线截止波长。较佳地，该光纤的插针阵列损耗小于25dB。
在光纤的一个子集中，环形部分直接与中心部分相邻。
在另一个子集中，光纤还包括被置于中心部分和环形部分之间的中间环形部分，并且较佳地该中间环形部分围绕着该中心部分并且与之直接相邻，并且较佳地，环形部分围绕着该中间环形部分并且与之直接相邻。较佳地，该中间环形部分具有最大的相对折射率Δ2MAX，其中|Δ2MAX|<0.05％。较佳地，中间环形部分具有介于1和8微米之间的宽度W2、7和11微米之间的中间点R2MID、以及6和15微米之间的最***半径R2。
较佳地，该外部环形包层直接与环形区域相邻。
本文所揭示的光纤通信***包括发射器、接收器、和光纤传输线路，该光纤传输线路包括本文所揭示的光纤和在约1550纳米波长处具有负的色散的第二根光纤。
本文所揭示的光波导光纤包括：中心部分，该部分从中心线向外径向延伸到半径R1并且具有形式为％的正的相对折射率百分比Δ1(r)，其中该中心部分具有大于0.3％的最大相对折射率百分比Δ1MAX；中间环形部分，该部分围绕着上述中心部分并且与之直接相邻，其中该中间环形部分具有最大相对折射率Δ2MAX，其中|Δ2MAX|<0.05％，并且其中该中间环形部分具有介于1和8微米之间的宽度W2、介于7和11微米之间的中间点R2MID、以及介于6和15微米之间的最***半径R2；环形部分，该部分围绕着上述中间环形部分并且与之直接相邻，该部分延伸到半径R3并且具有形式为％的负的相对折射率Δ3(r)，最小的相对折射率百分比是Δ3MIN；以及外部环形包层，该包层围绕着上述环形部分并且具有形式为％的相对折射率百分比Δc(r)；其中Δ1MAX>0>Δ3MIN；其中光纤的相对折射率被选定为，可提供在约1550纳米波长处大于约75平方微米的有效面积、在约1550纳米波长处小于0.07ps/nm2/km的色散斜率、小于1350纳米的零色散波长、以及在约1550纳米处小于0.20dB/km的衰减。
本文所揭示的光波导光纤包括：中心部分，该部分从中心线向外径向延伸到半径R1并且具有形式为％的正的相对折射率百分比Δ1(r)，其中该中心部分具有大于0.5％的最大相对折射率百分比Δ1MAX；环形部分，该部分围绕着上述中心部分并且与之直接相邻，该部分延伸到半径R3并且具有形式为％的负的相对折射率Δ3(r)，最小的相对折射率百分比是Δ3MIN；以及外部环形包层，该包层围绕着上述环形部分并且具有形式为％的相对折射率百分比Δc(r)；其中Δ1MAX>0>Δ3MIN；其中光纤的相对折射率被选定为，可提供在约1550纳米波长处大于约75平方微米的有效面积、在约1550纳米波长处小于0.07ps/nm2/km的色散斜率、小于1350纳米的零色散波长、以及在约1550纳米处小于0.20dB/km的衰减。
较佳地，本文所揭示的光纤能够传输介于1260纳米到1650纳米波长范围中的光信号。
较佳地，本文所揭示的光纤由汽相沉积工艺制成。更具体地讲，本文所揭示的光纤由外部汽相沉积(OVD)工艺制成。因此，有利的是，已知的OVD沉积作用、固结和拉伸技术都可以用于生产本文所揭示的光波导光纤。诸如改进的化学汽相沉积(MCVD)或汽相轴沉积(VAD)或等离子化学汽相沉积(PCVD)等其它工艺都可以使用。因此，通过使用本领域技术人员所知的制造技术(包括但不限于OVD、VAD和MCVD工艺)，可以实现本文所揭示的光波导光纤的折射率分布和横截面分布。
图4是本文所揭示的光波导光纤的示意图(并没有按比例绘制)，该光纤具有纤芯101和外部环形包层或外包层或包层200，包层200围绕着纤芯101并且与之直接相邻。纤芯101具有多个部分(未在图4中示出)。
较佳地，包层中不含任何氧化锗或氟掺杂剂。更佳地，本文所揭示的光纤的包层200是纯净的或基本上纯净的二氧化硅。包层200可能由某一种包层材料构成，该包层材料是在沉积过程中沉积而成的，或者是以套筒(比如，“管中棒”式光纤预制棒装置)的形式提供的，或者是沉积材料和套筒的组合。包层200可包括一种或多种掺杂剂。包层200被主要涂层P和次要涂层S所围绕。如本文中其它部分所讨论的，使用包层200的折射率来计算相对折射率百分比。
参照附图，包层200具有折射率nc，它围绕着Δ(r)＝0％的纤芯。
较佳地，本文所揭示的光纤具有以二氧化硅为基体的纤芯以及包层。在较佳的实施例中，包层的外直径2×Rmax约为125微米。较佳地，沿光纤的长度方向，包层的外直径恒定。在较佳的实施例中，光纤的折射率具有径向对称性。较佳地，沿光纤的长度方向，纤芯的外直径具有恒定的直径。较佳地，一层或多层涂层围绕着该包层并且与之接触。该涂层最好是聚合物涂层，比如丙烯酸脂。较佳地，沿光纤的长度方向和径向，该涂层都具有恒定的直径。
如图5所示，本文所揭示的光纤100可以在光纤通信***330中得以实现。***300包括发射器334和接收器336，其中光纤100允许光信号在发射器334和接收器336之间传输。***330最好能够进行双向通信，而发射器334和接收器336的示出仅用于说明。***330所包括的链路最好含有本文所揭示的光纤段或跨度。***330也可能包括一个或多个光学器件，它们以光学的形式连接到一段或多段本文所揭示的光纤段或跨度，比如一个或多个再生器、放大器、或色散补偿模块。在至少一个较佳实施例中，根据本发明的光纤通信***包括发射器和接收器，它们由一根光纤相连并且其间没有再生器。在另一个较佳实施例中，根据本发明的光纤通信***包括发射器和接收器，它们由一根光纤相连并且其间没有放大器。在又一个较佳实施例中，根据本发明的光纤通信***包括发射器和接收器，它们由一根光纤相连并且其间既没有放大器、再生器也没有中继器。
较佳地，本发明所揭示的光纤具有很低的水含量，并且最好是低水峰光纤，即其衰减曲线在特定波长区域特别是E带中呈现出相对很低的水峰或没有水峰。
在专利号为6477305的美国专利、公布号为2002102083的美国专利申请和公布号为WO01/47822的PCT申请中，可以找到低水峰光纤的生产方法。
清灰预制棒或清灰体最好通过如下过程形成：使移动的流体混合物中的至少某些成分在氧化性的介质中进行化学反应，从而形成以二氧化硅为基体的反应生成物，其中移动的流体混合物包括至少一种形成玻璃的前体化合物。该反应生成物的至少一部分被引至基板，以便形成多孔的二氧化硅体，其至少一部分通常包括与氧结合在一起的氢。通过OVD工艺将清灰层沉积到铒棒上，便可以形成清灰体。
基板或铒棒或芯棒被***像中空或管状把手这样的玻璃体中，并且被安装到机床上。该机床被设计成将上述芯棒在清灰产生火炉附近旋转并平移。随着芯棒在旋转及平移，以二氧化硅为基体的生成物(通常被称为清灰)被引至该芯棒。以二氧化硅为基体的反应生成物中的至少一部分被沉积在芯棒上和把手的一部分上，从而在其上形成了清灰体。
一旦已经在芯棒上沉积了品质良好的清灰，清灰沉积就可以停止了，并且将芯棒从清灰体中去除。
当去除芯棒时，清灰体就定义出一个沿轴向穿透的中心线孔。较佳地，通过把手，将清灰体悬挂到垂直设备上，并且放到固结炉内。在将清灰体放入固结炉内之前，最好在中心线孔远离把手的那一端安装一个底部塞子。较佳地，通过摩擦安装，该底部塞子相对于清灰体定位并固定在合适的位置。较佳地，将这个塞子削尖，以方便塞入并可以至少暂时松松地附着在该清灰体内。
在固结炉内将清灰体暴露于含氯的高温气体中，便以化学的方式使该清灰体干燥。含氯的气体有效地将水和其它杂质从清灰体中去除，否则它们将对由该清灰体制成的光波导光纤的特性有不利的影响。在通过OVD形成的清灰体中氯气充分地流过该清灰体，从而有效地干燥了整个预制棒，这包括围绕着中心线孔的中心线区域。
在化学干燥步骤之后，炉内温度升高到足够将清灰坯体固结成硬质玻璃预制棒，较佳地该温度约为1500摄氏度。在固结步骤中中心线孔闭合了，这样该中心线孔就不会在其闭合之前有任何机会被氢化合物再度沾湿。较佳地，该中心线区域具有小于约1ppb的加权平均OH含量。
通过在固结期间使中心线孔闭合，中心线孔暴露于含氢化合物的气体中的机会显著减小或这种情形被杜绝了。
如上文和本文其它部分所述，塞子最好是玻璃体，且其水含量按重量计要小于约31ppm，比如熔融石英塞子，若按重量计小于5ppm则更佳，比如经化学干燥过的二氧化硅塞子。通常，这种塞子是在含氯的气体中干燥过的，但是含其它化学干燥剂的气体都是可等效使用的。理想情况下，玻璃塞的水含量按重量计将小于1ppb。另外，玻璃塞最好是薄的带壁的塞子，厚度大约介于200微米到2毫米之间。更佳的是，顶部塞子的至少一部分具有厚度约为0.2到0.5毫米的壁。更佳的是，延长部分66具有厚度约为0.3毫米到0.4毫米的壁。较薄的壁有利于扩散，但在处理过程中更易破碎。
因此，在中心线孔已经被密封后，最好使惰性气体从中心线孔中扩散出来，以便在该中心线孔内产生无源真空，而薄的有壁的玻璃塞可以帮助惰性气体从该中心线孔中快速扩散出来。塞子越薄，扩散速率就越大。较佳地，将固结后的玻璃预制棒加热到可以足够使该玻璃预制棒拉伸的高温，即大约1950摄氏度到2100摄氏度，因此减小了该预制棒的直径从而形成圆柱玻璃体，比如纤芯棒或光纤，其中中心线孔消失了从而形成了实心中心线区域。在拉伸(重复拉伸)过程中，固结期间被动形成的密封中心线孔内所保持的低压通常足够帮助中心线孔完成闭合。结果，可以实现整体较低的O-H谐波光衰减。例如，1383纳米处的水峰和其它OH导致的水峰(比如950纳米或1240纳米处的水峰)都可以被降低，甚至几乎被消除。
较低的水峰通常提供更低的衰减损耗，对于约1340纳米到1470纳米之间的信号传输而言尤其如此。此外，较低的水峰也可使以光学方式耦合到光纤上的泵浦发光器件(比如，可能工作在一个或多个泵浦波长处的拉曼泵浦或拉曼放大器)的泵浦效率有所提高。较佳地，该拉曼放大器在比任何预期工作波长或波长区域低约100纳米的一个或多个波长处进行泵浦。例如，可以用泵浦波长约为1450纳米的拉曼放大器，对用于传输波长约为1550纳米的工作信号的光纤进行泵浦。因此，在约1400纳米到1500纳米波长区域中，较低的光纤衰减将有可能减小泵浦衰减，并增大泵浦效率(例如每毫瓦的泵浦功率所产生的增益)，对于约1400纳米的泵浦波长而言尤其如此。通常，光纤中OH杂质越多，水峰的宽度和高度都会增加。因此，无论对于工作信号波长还是对于泵浦波长的放大过程而言，较小的水峰都可以为更有效的操作提供更广阔的选择。因此，减小OH杂质可以减小约1260到1650纳米之间各波长的损耗，特别是，在1383纳米水峰区域可以使损耗减小很多，由此可使***运行更为有效。
本文所揭示的光纤呈现出很低的PMD值，当用OVD工艺来制造时尤其如此。对于本文所揭示的光纤而言，使光纤旋转也可以降低PMD值。
本文所揭示的所有光纤都可以用于光信号传输***中，该***较佳地包括发射器、接收器和光传输线路。较佳地，光传输线路以光学方式耦合到发射器和接收器。光传输线路较佳地包括至少一个光纤跨度，它较佳地包括至少一段本文所揭示的光纤。光传输线路也可以包括一段第二种光纤，它在约1550纳米波长处具有负的色散，在该光传输线路中可以具有色散补偿的效果。
图6示意性地示出了本文所揭示的光纤通信***的另一个实施例400。***400包括发射器434和接收器436，它们由光传输线路440相连。光传输线路440包括：第一种光纤442，它便是本文所揭示的低衰减大有效面积光纤；以及第二种光纤444，它在1550纳米处的色散介于-70和-150ps/nm-km之间。在较佳的实施例中，第二种光纤的相对折射率分布具有：中心纤芯部分，该部分具有正的相对折射率；沟槽部分，该部分围绕着中心部分并与其接触，该部分具有负的相对折射率；以及环状部分，该部分围绕着上述沟槽部分并与其接触，该部分具有正的相对折射率。较佳地，较佳地，第二种光纤的中心部分具有介于1.6％和2％之间的最大相对折射率，该沟槽部分具有介于-0.25％和-0.44％之间的最小相对折射率，并且该环形部分具有介于0.2％和0.5％之间的最大相对折射率。较佳地，第二种光纤的中心部分具有介于1.5和2微米之间的外半径，其沟槽部分具有介于4和5微米之间的外半径，而其环形部分具有介于6和7微米之间的中间点。在2003年3月20日公布的序列号为10/184,377、公布号为2003/0053780的美国专利申请中描述了第二种光纤的一个示例，比如像该文中的图4或图6所描绘的那样。第一种光纤442和第二种光纤444可以以光学的方式通过熔融接合(光连接器等，比如图6中的符号“X”)相连。较佳地，第一种光纤的κ即κ1要与第二种光纤的κ即κ2匹配，其中κ1/κ2最好介于0.8到1.2之间，介于0.9和1.1之间更佳，介于0.95和1.05之间极佳。光传输线路440也可以包括一个或多个元件和/或其它光纤(例如，一个或多个在光纤和/或元件之间节点处的“尾光纤”445)。在较佳实施例中，第二种光纤444的至少一部分选择性地被置于色散补偿模块446中。光传输线路440允许光信号在发射器434和接收器436之间传输。较佳地，每100千米长的光纤，光传输线路中的剩余色散小于约5ps/nm。
该***较佳地还包括至少一个放大器，比如拉曼放大器，它以光学方式耦合到光学段中。
较佳地，该***还包括多路复用器，它可将多个能够传输光信号的通道互连到光传输线路上，其中至少一个或至少三个(较佳)或至少十个(更佳)光信号在约1260纳米到1625纳米之间的某一波长处进行传播。较佳地，至少一个信号在一个或多个下面的波长区域中传播：1310纳米带，E带，S带，C带，和L带。
在一些较佳的实施例中，该***能够工作在一种粗波分复用模式中，其中一个或多个信号在至少一个或最好至少两个下面的波长区域中传播：1310纳米，E带，S带，C带，和L带。在一个较佳的实施例中，该***工作在1530和1565纳米之间的一个或多个波长处。
在一个较佳的实施例中，该***包括一段本文所揭示的光纤，它的长度不大于20千米。在另一个较佳实施例中，该***包括一段本文所揭示的光纤，其长度大于20千米。在另一个较佳实施例中，该***包括一段本文所揭示的光纤，其长度大于70千米。
在一个较佳实施例中，该***工作带宽小于或等于约1G比特/秒。在另一个较佳实施例中，该***工作带宽小于或等于约2G比特/秒。在另一个较佳实施例中，该***工作带宽小于或等于约10G比特/秒。在另一个较佳实施例中，该***工作带宽小于或等于约40G比特/秒。在另一个较佳实施例中，该***工作带宽大于或等于约40G比特/秒。
在较佳的实施例中，本文所揭示的***包括：光源；本文所揭示的光纤，它以光学方式耦合到该光源；以及接收器，它以光学方式耦合到光纤以便接收通过该光纤传输过来的光信号，该光源能够高频振动和/或进行相位调制和/或振幅调制，该光信号由光源产生并由接收器接收。
应该理解，上文对本发明的描述仅是示例性的，那些描述旨在提供一个用于理解权利要求书所界定的本发明的本质和特征的概述。附图可用于提供对本发明的进一步理解并且被包括在本说明书中构成其中的一部分。这些附图示出了本发明的各种特征和实施例，与其相应的描述一起用于解释本发明的原理和操作。对于本领域的技术人员而言，在不背离所附权利要求书所界定的本发明的精神或范围的情况下，可以对本文所揭示的本发明的各实施例作出各种修改。

Claims (16)

1.一种光波导光纤，包括：
中心部分，所述中心部分从中心线向外径向延伸到半径R1并且具有以％计的正的相对折射率百分比Δ1(r)，其中所述中心部分具有最大相对折射率百分比Δ1MAX；
中间环形部分，围绕着所述中心部分并与之直接相邻；
外部环形部分，围绕着所述中间环形部分并与之直接相邻，延伸到半径R3、并具有以％计的负的相对折射率百分比Δ3(r)，其中最小相对折射率百分比为小于-0.1％的Δ3MIN，其中，所述中间环形部分具有相对折射率分布Δ2(r)，所述分布具有最大绝对大小，且Δ1MAX大于Δ2(r)的最大绝对大小，而Δ2(r)的最大绝对大小又大于Δ3MIN；以及
外部环形包层，其处于外部环形部分周围且与之直接接触；
其中光纤的相对折射率被选择为在1550nm波长处提供大于75μm2的有效面积，在1550nm波长下提供小于0.07ps/nm2/km的色散斜率，其零色散波长小于1350nm，且在1550nm的波长下提供小于0.20dB/km的衰减。
2.如权利要求1所述的光纤，其特征在于，所述Δ2(r)的最大绝对大小小于0.05％。
3.如权利要求1-2之一所述的光纤，其特征在于，Δ1MAX大于0.3％。
4.如权利要求1所述的光纤，其特征在于，Δ1MAX小于0.5％。
5.如权利要求1所述的光纤，其特征在于，Δ1MAX在0.3％和0.5％之间。
6.如权利要求1所述的光纤，其特征在于，所述中间环形部分延伸至半径R2，R2介于8μm和10μm之间。
7.如权利要求1所述的光纤，其特征在于，所述外部环形部分具有在3μm和7μm之间的宽度W3。
8.如权利要求1所述的光纤，其特征在于，所述外部环形部分延伸至半径R3，R3介于11μm和17μm之间。
9.如权利要求1所述的光纤，其特征在于，所述外部环形部分具有在10μm和13μm之间的中点R3MID。
10.如权利要求1所述的光纤，其特征在于，所述外部环形部分具有在11μm和12μm之间的中点R3MID。
11.如权利要求1所述的光纤，其特征在于，所述零色散波长在1290nm和1330nm之间。
12.如权利要求1所述的光纤，其特征在于，所述光纤在1380nm和1310nm具有衰减，其中在1380nm的衰减和在1310nm的衰减相比不大于0.1dB/km。
13.如权利要求1所述的光纤，其特征在于，所述光纤在1380nm和1310nm具有衰减，其中在1380nm的衰减小于在1310nm的衰减。
14.如权利要求1所述的光纤，其特征在于，所述光纤在1550nm具有小于2dB/m的横向负载损失。
15.如权利要求1所述的光纤，其特征在于，所述光纤在1550nm具有小于1dB/m的横向负载损失。
16.如权利要求1所述的光纤，其特征在于，所述光纤在1550nm具有小于0.19dB/km的衰减。
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