KR20020038703A

KR20020038703A - 음의 분산 및 큰 유효면적을 갖는 광 도파관

Info

Publication number: KR20020038703A
Application number: KR1020027001075A
Authority: KR
Inventors: 브라이언 이. 미첼; 데이빗 케이. 스미스
Original assignee: 알프레드 엘. 미첼슨; 코닝 인코포레이티드
Priority date: 1999-07-27
Filing date: 2000-06-20
Publication date: 2002-05-23
Also published as: CN1237356C; CN1377472A; MXPA02000925A; AU7824500A; JP2004500590A; EP1116059A1; EP1116059A4; CA2380720A1; BR0012719A; WO2001011402A1; US6317551B1

Abstract

본 발명은 매크로밴드 손실을 한정하면서 상대적으로 큰 유효 면적을 제공하는 단일 모드 광 도파관 섬유 프로파일(18, 20, 22, 24)에 관한 것이다. 상기 유효 면적은 도파관 중심에서 멀리 전파된 광 파워를 변이하도록 도파관 섬유의 코어를 형성함으로써 파생된다. 핀 어레이 또는 20 ㎜ 맨드럴 테스팅에 의해 측정됨으로써, 매크로밴드 손실은 도파관의 중심 코어 영역을 둘러싸는 파워-리미팅 굴절률 디프레션(24)에 의해 낮게 유지된다. 또한, 저감쇠가 이루어지고, 차단 파장은 약 1250 ㎚ 내지 1700 ㎚ 범위의 파장에서 통신 동작 윈도우를 제공하도록 조절된다.

Description

음의 분산 및 큰 유효면적을 갖는 광 도파관{OPTICAL WAVEGUIDE HAVING NEGATIVE DISPERSION AND LARGE Aeff}

유효 면적이 큰 도파관은 비선형 광학 특성을 감소시키되, 상기 비선형 광학 특성은 자기 위상 변조, 4개의 파장 혼합, 혼합 위상 변조, 및 비선형 산란 공정들을 포함하며, 이는 고전력 시스템에서 신호의 감쇠를 일으킬 수 있다. 일반적으로, 이러한 비선형 특성의 수학적 표현은 P/A_eff의 비율을 포함하며, 여기서 P는 광 파워이다. 예를 들면, 비선형 광학 특성은 L_eff가 유효 길이인, exp[PxL_eff/A_eff]를 포함하는 방정식으로써 나타낼 수 있다. 따라서, A_eff의 증가는 도파관에서 전파하는 광 신호의 감쇠에 영향을 미치는 비선형성를 감소시킨다.

통신 산업에서 재생기 없이 더 큰 정보량을 장거리로 보내고자하는 요구들은 단일 모드 섬유 굴절률 프로파일 설계를 재평가하게 하였다.

이러한 재평가의 초점은 전술된 것과 같은 비선형 특성을 줄이고 1550 ㎚ 정도, 즉 약 1250 ㎚ 내지 1700 ㎚의 파장 범위에서 동작하는 감쇠를 더 낮추도록 최적화된 광 도파관을 제공하도록 한 것이다. 또한, 도파관은 광학 증폭기와 호환성을 가져야 하고, 고강도, 피로 저항, 및 밴드 저항과 같은 광 도파관의 소정된 특성을 유지해야 한다.

적어도 2개의 개별적인 굴절률 세그먼트를 가지는 도파관 섬유는 도파관 섬유 시스템의 높은 수행력에 대한 기준을 만족하거나 넘어서기에 충분한 적응력을 가지는 것으로 알려졌다. 세그먼트된 코어 설계 분류는 미국 특허 4,715,679, Bhagavatula에 상세하게 개시된다.

일반적으로, 도파관의 유효 면적은 굴절률 프로파일을 설계함으로써 증가되며, 상기 굴절률 프로파일은 섬유에서의 광 파워 분포를 도파관 섬유의 중심선에서부터 바깥쪽으로 이동되도록 나타내며, 따라서, 파워 밀도를 감소시킨다. 그러나, 코어 가장자리의 바깥쪽으로 향하는 파워 분포의 이동에 있어서, 도파관은 섬유의 밴딩 때문에 파워 손실에 더 영향을 받기 쉽다.

밴딩 손실은 설치 공정과 마찬가지로 케이블 공정에서 발생한다. 일부 도파관 섬유의 사용에 있어서, 적어도 도파관의 일부는 예를 들어, 정션 박스 (junction box)에서 코일로써 설치된다.

따라서, 광 도파관 섬유는 매크로밴드 및 마이크로밴드에 대한 소정의 저항을 유지하면서 유효 면적 A_eff을 증가시킴으로써 굴절률의 비선형성을 감소시킬 필요가 있다.

본 출원은 1999년 7월 27일에 출원된 미국 예비특허출원 제 60/145,759호 및 1999년 11월 16일에 출원된 미국 예비특허출원 제 60/165,833호에 의거하여 우선권 주장한다.

본 발명은 밴딩에 대한 개선된 저항을 가지는 광 도파관 섬유에 관한 것으로, 특히 큰 유효 면적과, 1550 ㎚의 동작 윈도우에서 음의 총 분산과, 매크로-밴드 및 마이크로-밴드에 대한 개선된 저항을 가지는 도파관 섬유에 관한 것이다.

도 1은 명세서에 사용된 반경의 정의를 제공하는 세그먼트된 코어 프로파일의 개괄도이고,

도 2 및 도 3은 본 발명에 따라 제조된 굴절률 프로파일이며,

도 4는 PLD 영역상의 파워비 관계를 도시한 챠트이고,

도 5는 본 발명에 따라 제조된 굴절률 프로파일의 챠트로, 여기서 코어의 중심 영역은 4개의 세그먼트를 가진다.

{정의}

하기 정의는 본 분야의 통상적 용어이다.

- 굴절률 프로파일은 굴절률과 도파관 섬유 반경 사이의 관계이다.

- 세그먼트된 코어는 적어도 제1 및 제2의 도파관 섬유 코어 부분 또는 세그먼트로 분활된 것이다. 각 부분 또는 세그먼트는 특정 반경 길이에 따라 놓이게 되고, 실질적으로 도파관 섬유 중심선에 대하여 대칭적이며, 관련된 굴절률 프로파일을 가진다.

- 코어의 세그먼트 반경은 세그먼트의 각 시작점 및 끝점에서 각각의 굴절률에 의하여 정의된다. 본 명세서에서 사용된 반경의 정의는 도 1과 관련하여 설명된다. 도 1에서, 중심 굴절률 세그먼트(10)의 반경은 길이 2이고, 상기 길이는 도파관 중심선에서 프로파일이 세그먼트(12)의 α-프로파일이 되는 지점까지이며, 즉, 굴절률 대 반경 곡선이 하기 도시된 α-프로파일에 대한 방정식에 따라 시작하는 지점까지이다. 세그먼트(12)의 외부 반경(4)은 중심선에서 α-프로파일의 추정된 하강 부분이 프로파일 세그먼트(14)의 추정된 확장선과 만나는 지점까지이다. 이러한 정의는 α-프로파일 또는 스텝 굴절률 프로파일과 같은 선택적인 중심 세그먼트에 쉽게 적용된다. 더나아가, 상기 정의는 제2세그먼트가 α-프로파일보다 다른 형상를 가지는 경우에 적용되기 쉽다. 선택적인 중심 세그먼트 형상이 사용되는 경우에, 반경은 각 도면에 묘사된다. 세그먼트(14)의 반경(6)은 중심선에서 Δ%가 세그먼트(16)의 Δ%의 최대값의 반인 지점까지이다. 추가적인 세그먼트의 반경은 최종 코어 세그먼트에 도달할 때까지 세그먼트(14)와 유사하게 정의된다. 도 1에서 도시된 바와 같이, 코어의 최종 세그먼트인, 세그먼트(16)의 중심점 반경(8)은 중심선에서 세그먼트 폭의 중심점까지 측정된 것이다. 세그먼트(16)와 같은 세그먼트의 폭은 세그먼트(16)의 양쪽 부분의 두개의 절반 Δ% 값 사이의 거리값이다. 상기 섬유의 클래드 층은 도 1에 (17)로써 도시된다.

본 명세서에 진술된 정의는 굴절률 프로파일로 주어진 함수적인 도파관 특성를 예측하기 위해 사용된 컴퓨터 모델과 일치한다. 또한, 상기 모델은 굴절률 프로파일 패밀리를 제공하도록 전환되어 사용될 수 있고, 앞서 선택된 세트의 함수적 특성을 가질 것이다.

- 상기 유효 면적은 다음과 같이 정의된다.

A_eff= 2Π(∫E²rdr)²/(∫E⁴rdr), 여기서, 적분 범위는 0부터 ∽까지이고, E는 도파관에서 전파된 광에 관련된 전기장이다. 유효 직경, D_eff는 다음과 같이 정의된다.

A_eff= Π(D_eff/2)²

- 상대 굴절률 퍼센트,Δ% = 100 x (n_i ²-n_c ²)/2n_i ²이고, 여기서 n_i는 특별히 규정되지 않는한 영역 i에서의 최대 굴절률이고, n_c는 클래드 영역의 평균 굴절률이다.

- 용어 α-프로파일은 Δ(b)% 에 의해 나타낸 굴절률 프로파일에 관한 것으로, 여기서 b는 반경이며, 다음 방정식과 같다.

, 여기서, b₀는 Δ(b)% 가 최대인 지점이고, b₁은 Δ(b)% 가 제로인 지점이며, b 는 b_i≤b ≤b_f의 범위를 갖고, 여기서, 델타는 상기 정의된 바와 같고, b_i는 α-프로파일의 초기점이며, b_f는 α-프로파일의 최종점이고, α는 실수를 갖는 지수이다. 상기 α-프로파일의 초기점 및 최종점이 선택되어 컴퓨터 모델에 입력된다. 이와 같이, α-프로파일이 스텝 굴절률 프로파일 또는 임의의 다른 프로파일 형상에 의해 우선된다면, α-프로파일의 시작점은 α-프로파일 및 스텝 또는 다른 프로파일의 교차점이다.

상기 모델에서, α-프로파일을 인접 프로파일 세그먼트의 프로파일에 부드럽게 결합하도록 하기 위하여, 방정식은 다음과 같이 재작성될 수 있다;

, 여기서, b_a는 인접 세그먼트의 제1지점이다.

- 핀 어레이 밴드 테스트는 도파관 섬유의 상대 저항을 밴딩에 비교하는데 사용된다. 이러한 테스트를 수행하기 위해, 감쇠 손실은 필수적으로 유도된 밴딩 손실 없이 도파관 섬유를 위해 측정된다. 그리고 상기 도파관 섬유는 상기 핀 어레이를 통해 지나가고, 다시 감쇠가 측정된다. 상기 밴딩에 의해 유도된 손실은 2개의 측정된 감쇠 값 사이의 차이이다. 상기 핀 어레이는 단일 열에 정렬된 10개의 실린더 형상의 핀의 한 세트이고, 평평한 표면에 수직 지점에 고정된다. 상기 핀 공간은 중심에서 중심까지 5 ㎜이다. 상기 핀의 직경은 0.67 ㎜이다. 도파관 섬유는 인접한 핀의 대향면으로 통과한다. 테스트 과정 동안, 충분한 텐션이 적용되어 상기 도파관 섬유가 상기 핀의 주변 표면에 맞도록 해준다.

- 선택적인 밴드 테스트는 하나 또는 그 이상의 맨드럴의 기존 선택된 반경 주위에 섬유를 랩핑하는 것을 포함한다. 이러한 응용에 있어서, 적용된 매크로밴드 테스트는 약 20 ㎜ 직경 맨드럴에 대하여 도파관의 한 바퀴 턴에 의해 유도된 손실이다.

- 여기에 언급된 또 다른 밴드 테스트는 래터럴 로드 테스트이다. 이러한 마이크로밴드 테스트에서 규정된 길이의 도파관 섬유는 두 평평한 플레이트 사이로 놓여진다. #70 전선 망은 상기 플레이트 중 하나에 부착된다.(마켓 코드 #70 전선 망은 0.178 ㎜의 직경을 가지는 전선으로 제조된 스크린을 설명한다. 상기 스크린 개구부는 한면이 0.185 ㎜인 입방체이다.) 통상적인 길이의 도파관 섬유는 상기 플레이트 사이에 끼워지고, 기본 감쇠는 상기 플레이트가 30 뉴턴의 힘으로 함께 압축되는 동안 측정된다. 그리고 나서 70 뉴턴의 힘이 상기 플레이트에 적용되어, dB/m단위로 감쇠에서의 증가분이 측정된다. 이러한 감쇠에서의 증가는 상기 도파관의 래터럴 로드 감쇠이다.

{요약}

본 발명의 한가지 특징은 세그먼트된 코어를 갖고, 파워-리미팅 디프레션(Power-Limiting Depression; PLD) 및 클래드 층 막에 의해 둘러싸인 적어도 2개의 세그먼트를 가지는 코어의 중심 영역을 포함하는 단일 모드 광 도파관 섬유에 관한 것이다. 상기 PLD는 최종 코어 세그먼트이기 때문에, 클래드 층과 접하게 된다. 상기 PLD의 상대 굴절률은 PLD 내부 경계를 형성하는 코어 부분의 상대 굴절률보다 작으며, PLD 외부 경계를 형성하는 클래드 부분의 상대 굴절률보다 작다. 상기 코어 및 클래드 프로파일, 특히 PLD 프로파일을 정의하는 매개변수는 1550 ㎚ +/- 10 ㎚의 파장에서 최대 약 1 x 10^-4, 바람직하게는 최대 약 5 x 10^-5, 및 더 바람직하게는 최대 약 5 x 10^-6인 파워비를 제공하도록 선택되는 것이 바람직하여, 여기서, 상기 파워비는 도파관 중심선으로부터 25 ㎛의 반경 지점에서의 도파관에서 전파된 광 파워 대 도파관 중심선으로부터 10 ㎛의 반경 지점에서의 도파관에서 전파된 광 파워의 비율이다. 동작 파장 범위는 약 1250 ㎚ 내지 1700 ㎚ 범위를 갖는 것이 바람직하다. 더 바람직한 동작 범위는 1520 ㎚ 내지 1650 ㎚ 이다. 상기 PLD의 내부 반경은 약 12 ㎛보다 더 큰 것이 바람직하다. 도파관 섬유 중심선에서부터 상기 PLD의 폭의 중심점까지 도시된 반경은 약 12.5 ㎛ 내지 22 ㎛ 범위가 바람직하다. 상기 PLD 폭은 약 0.75 ㎛ 내지 13 ㎛ 범위이고, 약 3 ㎛ 내지 10 ㎛ 범위가 바람직하다.

상기 PLD 폭과 상대 굴절률은 각각 약 0.75 ㎛ 내지 13 ㎛ 범위 및 -0.05 % 내지 -0.80 % 범위를 갖는 것이 바람직하다. 상기 PLD의 음의 상대 굴절률은 코어 및 클래드 부분의 도핑에 의해 이루어 질수 있고, 상기 코어 및 클래드는 굴절률을증가시키는 물질을 지닌 PLD의 경계를 형성한다. 기준 굴절률의 선택에 의하여, 상기 PLD의 상대 굴절률은 양수로 제조되지만, 이는 단기 수학적인 형식일 뿐 굴절률 프로파일의 형상 또는 기능에 영향을 주진 않는다. 더 바람직한 PLD 매개변수는 3 ㎛ 내지 10 ㎛ 범위의 폭을 갖고, -0.2 % 내지 -0.8 % 범위의 상대 굴절률을 가진다. 실제로, 상기 PLD 상대 굴절률의 더 낮은 음의 한계는 일반적으로 바람직한 것보다는 가능한 것에 의해 쓰여진다. 또한, 상기 PLD는 PLD와 굴절률 프로파일 챠트의 수직축에 의해 둘러싸인 영역에 의해 특성화된다. 예를 들면, PLD가 스텝 굴절률인 경우에, 둘러싸인 영역은 스텝의 깊이 곱하기 스텝의 폭이다. 따라서, 바로 위의 더 바람직한 폭 및 상대 굴절률을 사용함으로써, 스텝 굴절률과 관련된 바람직하게 둘러싸인 영역은 약 0.2 ㎛%(1㎛ x 0.2% 크기의 상대 굴절률) 내지 3.2 ㎛%(4㎛ x 0.8% 크기의 상대 굴절률) 범위를 가진다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 약 1450 ㎚ 내지 1900 ㎚ 범위에서 섬유 도파관 차단 파장을 유지하는 동안, 상기 PLD의 구조를 포함하는 상기 코어 및 클래드 굴절률 프로파일은 약 60 ㎛²의 유효 면적을 제공하도록 선택된다. 상기 차단 파장은 케이블링 공정에서 1000 ㎚ 만큼 높거나 약 200 ㎚까지 감소된다. 따라서, 1450 ㎚ 내지 1900 ㎚ 범위는 상기 약 1500 ㎚ 파장 범위에 걸쳐서 단일 모드 동작을 제공한다. 본 명세서에 개시된 도파관의 감쇠는 고성능 통신 시스템에 적합한 레벨에서 유지된다. 본 발명에 따라 제조되고 바람직한 파장 범위 1520 ㎚ 내지 1650 ㎚에서의 사용을 위해 설계된 섬유의 감쇠는 1550 ㎚에서 측정된다. 그러나,바람직한 범위에서 1550 ㎚에서의 감쇠와 다른 파장에서 감쇠 사이의 관계는 본 기술분야에 잘 알려져 있다. 본 발명에 따라 제조된 도파관을 위한 1550 ㎚에서의 도파관 감쇠는 0.25 dB/㎞ 및 전형적으로는 0.22 dB/㎞ 보다 작다. 0.20 dB/㎞ 보다 작은 1550 ㎚에서의 감쇠는 여기 개시된 프로파일을 가지는 섬유를 위해 측정된다.

본 발명의 또다른 실시예에서, 코어의 중심 영역은 3개의 세그먼트를 가지며, 각각의 상기 세그먼트는 각각 도파관 중심선에 가장 근접한 세그먼트에 대한 Δ₀% 로 표시된 상대 굴절률(이러한 세그먼트의 상대 굴절률은 다른 설명이 없다면 세그먼트에 대한 최대 상대 굴절률이다), 중심선에서 바깥쪽으로 숫자를 매김으로써, 제2세그먼트에 대한 Δ₁%, 및 제3세그먼트에 대한 Δ₂% 를 가진다. 상기 상대 굴절률은 Δ₀% > Δ₂% > Δ₁% 과 같이 선택된다. 상기 PLD를 포함하는 세그먼트의 각각의 각 프로파일 형상은 α-프로파일, 스텝, 원형 스텝, 사다리꼴 또는 원형진 사다리꼴이 될 수 있다. 일반적으로, 급격한 기울기 변화를 가지는 원형 프로파일은 도펀트 중심부의 높은 영역에서 낮은 영역으로의 도펀트의 분산때문에 일어난다. 여기 사용된 기준 굴절률의 주어진 정의로써, 프로파일의 바람직한 실시예는 PLD 상대 굴절률, Δ_p%를 가질 것이고 이것은 음수이다. 전술된 바와 같이, 클래드 층의 평균 굴절률은 상대 굴절률을 계산하기 위해 기준 굴절률로써 사용된다. 본 바람직한 실시예의 더 자세한 실시예는 하기 예로써 진술된다.

본 발명의 또다른 실시예에서, 코어의 중심 영역은 4개의 세그먼트를 가지며, 각각의 상기 세그먼트는 각각 도파관 중심선에 가장 근접한 세그먼트에 대한 Δ₀% 로 표시된 상대 굴절률(이러한 세그먼트의 상대 굴절률은 다른 설명이 없다면 세그먼트에 대한 최대 상대 굴절률이다), 중심선에서 바깥쪽으로 숫자를 매김으로써, 제2세그먼트에 대한 Δ₁%, 제3세그먼트에 대한 Δ₂%, 및 제4세그먼트에 대한 Δ₃% 를 가진다. 상기 상대 굴절률은 Δ₀% > Δ₂% > Δ₃%, 바람직하게는 Δ₁% ≥ Δ₃% 과 같이 선택된다. 상기 제3고리모양의 세그먼트는 상기 PLD로부터 더 높은 굴절률 제2고리모양의 세그먼트를 분할한다. 이러한 구조는 게르마니아 도펀트 영역과 플루오르 도펀트 영역 사이의 간섭이 피해진다는 점에서 도파관 섬유 성능의 제조에 관한 이점을 가지며, 그로인해, 계면의 공기 거품의 형성을 억제한다. PLD를 포함하는 각 세그먼트의 각각의 프로파일 형상은 α-프로파일, 스텝, 원형 스텝, 사다리꼴 또는 원형진 사다리꼴일 수 있다. 일반적으로, 급격한 기울기 변화를 가지는 원형진 프로파일은 도펀트 집중부의 높은 영역에서 낮은 영역으로의 도펀트 분산때문이다. 이러한 실시예의 실례는 하기 진술된다.

본 발명의 또다른 특징은 제1특징에서와 같이 구조된 단일 모드 도파관 섬유로서, 3개 또는 4개의 세그먼트 중심 코어 영역과 각각의 코어 및 클래드 굴절률 프로파일을 가지며, 이는 약 60 ㎛²보다 더 큰 유효 면적과, 약 65 dB 보다 작고, 바람직하게는 약 30 dB 보다 작으며, 더 바람직하게는 약 20 dB 보다 작은 핀 어레이 밴드 손실을 제공한다. 이러한 특징의 실시예는 최대 약 0.25 dB/㎞ 감쇠, 전형적으로는 최대 약 0.22 dB/㎞ 감쇠와 적어도 약 9 ㎛ 모드 필드를 가지는 도파관을 포함한다. 본 발명의 이러한 특징의 또 다른 실시예에서, PLD의 외부 반경은 약 15 ㎛ 내지 25 ㎛ 범위를 가진다.

본 발명의 또 다른 특징은 제1특징과 일치하고, 약 60 ㎛²보다 더 큰 유효 면적, 약 22 dB 보다 작은 핀 어레이 밴드 손실, 및 약 11 dB/m 보다 작은 20 ㎜ 맨드럴 밴드 손실을 제공한다. 본 발명의 이러한 특징의 실시예는 최대 약 0.25 dB/㎞ 감쇠를 제공하지만, 통상적으로는 최대 약 0.22 dB/㎞ 이다.

본 발명의 또 다른 특징은 본 발명의 제1특징에 따라 제조된 단일 모드 도파관 섬유이며, 0.75 ㎛ 내지 8 ㎛ 범위의 PLD 폭을 가진다. 상기 도파관 코어 굴절률 프로파일은 약 1520 ㎚ 내지 1650 ㎚ 범위의 파장 윈도우에서 동작하도록 구성되었다. 이러한 특징의 실시예는 PLD의 외부 반경이 약 14 ㎛ 내지 25 ㎛ 범위를 가진다.

감쇠 레벨 또는 유효 면적에 의해 특성화된 각 특성 또는 실시예에서, 더 작은 감쇠, 0.22 dB/㎞ 또는 0.20 dB/㎞보다 작은 것, 또는 더 큰 유효 면적, 65 ㎛², 68 ㎛², 70 ㎛², 80 ㎛², 또는 85 ㎛²보다 큰 것,이 가능하며 바람직하다.

본 발명의 추가적인 특징과 이점이 하기된 상세한 설명에 개시되어 있으며, 당업자는 명세서로부터 그 일부를 알 수 있거나, 첨부도면과 아울러 청구범위 및 명세서에 개시된 바에 따라 본 발명을 실시함으로써 본 발명을 명백하게 이해할 수 있을 것이다.

전술한 개략적인 설명과 하기된 상세한 설명은 단지 본 발명의 실시예일 뿐이고, 청구범위의 발명의 특성과 특징을 이해하기 위한 관점이나 개요를 제공하려 한다. 본 발명을 설명하기 위하여, 첨부된 도면이 도시되어 있고, 본 명세서의 일부로 구성된다. 본 도면들은 발명의 작동과 원리를 설명하기 위한 설명 방법과 함께, 발명의 한가지 이상의 실시예를 설명해 준다.

이하, 첨부 도면에 도시된 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 각 참조번호는 그 번호가 언급된 도면을 통해 사용된다. 본 발명의 단일 모드 도파관 섬유의 바람직한 실시예는 도 2에 도시되어 있다. 비록 도 2에서 세그먼트의 굴절률 프로파일이 경사진 면을 가진 거의 스텝 형상으로 묘사된다 하더라도, 세그먼트(40, 43, 46, 및 50)는 α-프로파일 형상 또는 원형 스텝 굴절률, 사다리꼴, 또는 원형진 사다리꼴의 형상을 가질 수 있다. 다수개의 세그먼트의 조정 가능한 형상 및 크기의 굴절률 프로파일을 가지는 코어에 의해 제공된 굴곡성은다수개의 도파관 특성의 조합을 가능하게 해준다. 도 2의 프로파일은 하기 예1에 나타난 소정된 특성을 생성하는 프로파일 그룹을 나타낸다. 상기 그룹은 하기의 바람직한 상대 굴절률 및 반경의 범위에 의해 정의된다. 중심 세그먼트(40)는 약 0.35 % 내지 0.45 % 범위의 상대 굴절률 퍼센트,Δ₀%, 및 약 3 ㎛ 내지 5 ㎛ 범위의 반경(42)을 가진다. 상기 제1고리모양의 세그먼트(43)는 약 0 내지 0.05 % 범위의 상대 굴절률 퍼센트,Δ₁%, 및 약 7 ㎛ 내지 9 ㎛ 범위의 외부 반경(44)을 가진다. 상기 제2고리모양의 세그먼트(46)는 약 0.06 % 내지 0.20 % 범위의 상대 굴절률 퍼센트,Δ₂%, 및 약 9 ㎛ 내지 13 ㎛ 범위의 외부 반경(48)을 가진다. 상기 PLD(50)는 약 -0.05 % 내지 -0.80 % 범위의 상대 굴절률 퍼센트,Δ_p%, 및 약 19 ㎛ 내지 21 ㎛ 범위의 중심 반경(49)을 가진다. 상기 PLD의 폭(52)은 약 3 ㎛ 내지 10 ㎛ 범위를 가진다. 도파관 섬유는 이러한 Δ% 대 반경 범위를 이용하여 제조되며, 이는 0.25 dB/㎞, 더 바람직하게는 0.22 dB/㎞보다 작은 1550 ㎚에서의 감쇠, 1520 ㎚ 내지 1650 ㎚ 파장 범위에 걸친 0.09 ps/㎚²-㎞, 더 바람직하게는 0.075 ps/㎚²-㎞보다 작은 총 분산 기울기, 및 100 dB, 더 바람직하게는 65 dB보다 작은 핀 어레이 밴드 손실과 함께, 70 ㎛², 더 바람직하게는 75 ㎛², 및 가장 바람직하게는 80 ㎛²보다 큰 유효 면적을 나타낸다.

본 발명은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 하기 예에 의해 더 상세히도시될 것이다.

예1

도 2에서, 도시된 프로파일은 각각 상대 굴절률(40, 43, 46, 및 50), 0.39 %의 Δ₀%, 0 %의 Δ₁%, 0.085 %의 Δ₂%, -0.3 %의 PLD Δ_p%, 3.5 ㎛의 중심 세그먼트 외부 반경(42), 8 ㎛의 제1고리모양의 세그먼트 외부 반경(44), 17 ㎛의 제2고리모양의 세그먼트 외부 반경(48), 20 ㎛의 PLD의 중심 반경(49), 및 4 ㎛의 PLD 폭(52)을 가진다.

상기 도파관 매개변수의 모델은 3.67 ps/㎚-㎞의 1550 ㎚ 총 분산, 0.068 ps/㎚²-㎞의 총 분산 기울기, 10.6 ㎛의 모드 필드 직경, 86.4 ㎛²의 유효 면적, 1499 ㎚의 섬유 차단 파장, 및 65 dB의 핀 어레이 밴드 손실이다. 개시된 프로파일을 사용함으로써, 0.20 dB/㎞보다 작은 1550 ㎚ 에서 감쇠를 갖는 섬유가 제조된다. 약 1.65 ㎛%의 PLD 영역을 가지는 프로파일 모델과 관련된 상기 파워 분포는 도 2에서 곡선(56)으로 도시된다. 상기 PLD의 특성은 코어 영역의 에지 근처의 파워를 급격하게 감소시킨다.

비교 예1

제2프로파일은 PLD가 포함되지 않은 것을 제외하면 예1의 프로파일에 따라 모델화되었다. 이러한 비교의 경우에서, 상기 도파관 매개변수 모델은 1.18 ps/㎚-㎞의 1550 ㎚ 총 분산, 0.058 ps/㎚²-㎞의 총 분산 기울기, 10.8 ㎛의 모드필드 직경, 90.3 ㎛²의 유효 면적, 2213 ㎚의 섬유 차단 파장, 및 127 dB의 핀 어레이 밴드 손실이다. 프로파일 모델과 관련된 파워 분포는 도 2에서 곡선(54)으로 도시된다. 상기 PLD의 부재에 있어서, 코어 에지에서 파워는 상대적으로 높고, PLD 프로파일보다 2 더 높은 인수인 핀 어레이 매크로밴드 손실로 나타나는 특성이다. 각각의 파워 곡선(56 및 54)에 대해 10 ㎛에서의 파워으로 중심선에서 25 ㎛에서의 파워를 나눔으로써 형성된 각각의 파워비는 3 x 10^-5및 7.6 x 10^-4이다. 상기 PLD는 크기 차수보다 더 큰 향상을 제공하며, 그로인해 매크로밴드 손실을 줄인다. 또한, 파워의 내부 방향으로의 변이에 의한 매크로밴드에서의 향상은 다른 도파관 특성에 더 큰 반대적인 영향 없이 이루어질 수 있다.

도 3의 프로파일은 하기 예2에 나타난 소정된 특성을 생성하는 프로파일의 그룹을 나타낸다. 일반적으로, 이러한 프로파일 그룹은 PLD에 의해 둘러싸인 3개의 세그먼트를 포함하는 중심 코어 영역을 가진다. 상기 설계는 특히 해저 적용에 적당하다. 또한, 각 코어 세그먼트의 프로파일은 도 2와 관련하여 전술된 임의의 형상을 취할 수 있다. 상기 그룹은 하기 상대 굴절률 및 반경의 바람직한 반경에 의해 정의된다. 중심 세그먼트(18)는 약 0.5 % 내지 0.6 % 범위의 상대 굴절률 퍼센트,Δ₀%와 약 2.0 ㎛ 내지 4.5 ㎛ 범위의 외부 반경(26)을 가진다. 중심 세그먼트(18)는 제1고리모양의 세그먼트(20)에 의해 둘러싸여 있으며, 상기 제1고리모양의 세그먼트는 약 -0.025 % 내지 0.01 % 범위의 중심 세그먼트(18)보다 더 작은 상대 굴절률 퍼센트,Δ₁%, 및 약 5 ㎛ 내지 9 ㎛ 범위의 외부 반경(28)을 가진다. 제1고리모양의 세그먼트(20)는 제2고리모양의 세그먼트(22)에 의해 둘러싸여 있고, 상기 제2고리모양의 세그먼트는 약 0.06 % 내지 0.30 % 범위의 상대 굴절률 퍼센트,Δ₂%, 및 약 11 ㎛ 내지 16 ㎛ 범위의 외부 반경(30)을 가진다. PLD(24)는 약 -0.05 % 내지 -0.80 % 범위의 상대 굴절률 퍼센트,Δ_p%, 및 약 14 ㎛ 내지 20 ㎛ 범위의 중심 반경(32)을 가진다. PLD의 폭(34)은 약 0.75 ㎛ 내지 13 ㎛ 범위를 가진다. Δ_p% 는 약 -0.2 % 내지 -0.8 % 범위를 가지는 것이 바람직하고, -0.25 % 보다 더 음수인 것이 더 바람직하다.

도파관 섬유는 이러한 Δ% 대 반경 범위 내의 굴절률 프로파일을 이용하여 제조되며, 이는 0.25 dB/㎞, 더 바람직하게는 0.23 dB/㎞보다 작은 1550 ㎚에서의 감쇠, 1520 ㎚ 내지 1650 ㎚ 파장 범위에 걸친 0.09 ps/㎚²-㎞, 더 바람직하게는 0.08 ps/㎚²-㎞보다 작은 총 분산 기울기, 및 50 dB, 바람직하게는 35 dB, 더 바람직하게는 30 dB보다 작은 핀 어레이 밴드 손실과 함께, 65 ㎛², 더 바람직하게는 68 ㎛², 및 가장 바람직하게는 70 ㎛²보다 큰 유효 면적을 나타낸다. 마이크로밴드 손실은 약 5 dB/m보다 작고, 3.3 dB/m보다 작은 것이 바람직하다. 도파관 섬유는 약 0.22 dB/㎞보다 작은 1550 ㎚에서 감쇠를 나타내는 이러한 굴절률 프로파일을 사용함으로써 제조된다. 1550 ㎚에서 총 분산은 제로 분산 파장의 배치에 의해 음의값 또는 양의 값을 가지도록 제조될 수 있다. 통상적으로, 케이블 차단 값은 약 1500 ㎚보다 작다.

본 발명은 본 발명의 실시예인 다음 예로써 또한 설명될 것이다.

예2

도 3에서, 도시된 프로파일은 각 상대 굴절률(18, 20, 22 및 24), 0.54 %의 Δ₀%, -0.02 %의 Δ₁%, 0.1 %의 Δ₂%, -0.3 %의 PLD Δ_p%, 3.0 ㎛의 중심 세그먼트 반경(26), 5.5 ㎛의 제1고리모양의 세그먼트 외부 반경(28), 16 ㎛의 제2고리모양의 세그먼트 외부 반경(30), 18 ㎛의 PLD(24)의 중심 반경 및 4 ㎛의 PLD 폭(34)를 가진다.

상기 도파관 매개변수의 모델은 2.91 ps/㎚-㎞의 1550 ㎚ 총 분산, 1520 ㎚ 내지 1650 ㎚ 범위에 걸친 0.077 ps/㎚²-㎞의 총 분산 기울기, 9.54 ㎛의 모드 필드 직경, 70.4 ㎛²의 유효 면적, 1675 ㎚의 섬유 차단 파장 및 19 dB의 핀 어레이 밴드 손실이다. 이러한 굴절률 프로파일로 제조된 도파관 섬유는 0.22 dB/㎞보다 작은 1550 ㎚에서 감쇠를 나타낸다. 상기 프로파일 모델과 관련된 파워 분포는 도 2에서 곡선(38)으로 도시된다. 상기 PLD의 특성은 코어 영역 에지 근처의 파워를 상당히 감쇠시키며, 그로인해 매크로밴드 성능을 향상시킨다.

비교 예2

제2프로파일은 PLD가 포함되지 않은 것을 제외하면 예2의 프로파일에 따라 모델화되었다. 이러한 비교의 경우에 있어서, 상기 도파관 매개변수 모델은 -4.96ps/㎚-㎞의 1550 ㎚ 총 분산, 1520 ㎚ 내지 1650 ㎚의 범위에 걸친 0.068 ps/㎚²-㎞의 총 분산 기울기, 9.65 ㎛의 모드 필드 직경, 72.4 ㎛²의 유효 면적, 2333 ㎚의 섬유 차단 파장 및 31 dB의 핀 어레이 밴드 손실이다. 프로파일 모델과 관련된 파워 분포는 도 2에서 곡선(36)으로써 도시된다. 상기 PLD의 부재에 있어서, 코어 에지에서 파워는 상대적으로 높고, PLD를 가지는 프로파일보다 1.65 더 높은 인수인 핀 어레이 매크로밴드 손실로 나타나는 특성이다. 각각의 파워 곡선(38 및 36)에서 취해진, 중심선에서부터 10 ㎛에서 파워으로 중심선에서 25 ㎛에서 파워를 나눔으로써 형성된 각각의 파워비는 1.4 x 10^-5및 1.6 x 10^-4이고, 크기 차수에 대한 향상을 제공한다. 이러한 매크로밴드 손실에서의 향상은 다른 도파관 특성에 반대적인 영향 없이 이루어질 수 있다.

도 5의 프로파일은 하기 예3에 나타난 소정된 특성을 생성하는 프로파일의 그룹을 나타낸다. 일반적으로, 이러한 프로파일 그룹은 PLD에 의해 둘러싸인 4개의 세그먼트를 포함하는 코어의 중심 영역을 가진다. 상기 설계는 특히 해저 적용에 적당하다. 또한, 각 코어 세그먼트의 프로파일은 도 2와 관련하여 전술된 임의의 형상을 취할 수 있고, 하기 상대 굴절률 및 반경의 바람직한 반경 내에서 다양한 세그먼트로 정의된다. 중심 세그먼트(60)는 약 0.53 % 내지 0.65 % 범위의 상대 굴절률 퍼센트,Δ₀%와 약 2.0 ㎛ 내지 2.5 ㎛ 범위의 외부 반경(71)을 가진다. 중심 세그먼트(60)는 제1고리모양의 세그먼트(62)에 의해 둘러싸여 있으며, 상기제1고리모양의 세그먼트는 약 0 내지 0.065 % 범위의 중심 세그먼트(60)보다 더 작은 상대 굴절률 퍼센트,Δ₁%를 가진다. 세그먼트(62)의 외부 반경(72)은 외부 반경(74)과 제2고리모양의 세그먼트(64)의 폭(80)에 의해 결정된다. 제1고리모양의 세그먼트(62)는 제2고리모양의 세그먼트(64)에 의해 둘러싸여 있고, 상기 제2고리모양의 세그먼트는 약 0.10 % 내지 0.70 % 범위의 상대 굴절률 퍼센트,Δ₂%, 약 8.8 ㎛ 내지 11.8 ㎛ 범위의 중심 반경(73), 및 약 0.30 ㎛ 내지 9.0 ㎛ 범위의 폭(80)을 가진다. 제3고리모양의 세그먼트(66)는 제2고리모양의 세그먼트(64)에 의해 둘러싸여 있고, 상기 제2고리모양의 세그먼트는 약 0 내지 0.05 % 범위의 상대 굴절률 및 약 14.5 ㎛ 내지 16.5 ㎛ 범위의 외부 반경(75)을 가진다. PLD(68)의 상대 굴절률 퍼센트,Δ_p% 는 약 -0.05 % 내지 -0.80 % 의 범위를 가지며, 약 12 ㎛ 내지 19.5 ㎛ 범위의 내부 반경(75), 및 약 17 ㎛ 내지 25 ㎛ 범위의 외부 반경(77)을 가진다. 따라서, PLD의 최대폭은 13 ㎛이다. 비록 PLD 폭이 약 0.75 ㎛ 내지 13 ㎛ 범위에서의 값을 취할 수 있다하더라도, PLD 폭의 바람직한 범위는 3 ㎛ 내지 10 ㎛ 범위이다. 상대 굴절률 퍼센트,Δ_p% 는 약 -0.2 % 내지 -0.8 %의 범위를 갖고, -0.20 % 보다 더 음수인 것이 더 바람직하다.

또 다른 실시예에서, 도 5의 프로파일은 하기 예3에 나타난 소정된 특성을 생성하는 프로파일의 그룹을 나타낸다. 일반적으로, 이러한 프로파일 그룹은 PLD에 의해 둘러싸인 4개의 세그먼트를 포함하는 중심 코어 영역을 가진다. 상기 설계는 특히 해저 적용에 적당하다. 또한, 각 코어 세그먼트의 프로파일은 도 2와관련하여 전술된 임의의 형상을 취할 수 있고, 하기 상대 굴절률 및 반경의 바람직한 반경 내에서 다양한 세그먼트로 정의된다. 중심 세그먼트(60)는 약 0.5 % 내지 0.6 % 범위의 상대 굴절률 퍼센트,Δ₀%와 약 2.4 ㎛ 내지 3.0 ㎛ 범위의 외부 반경(71)을 가진다. 중심 세그먼트(60)는 제1고리모양의 세그먼트(62)에 의해 둘러싸여 있으며, 상기 제1고리모양의 세그먼트는 약 0 내지 0.1 % 범위의 중심 세그먼트(60)보다 더 작은 상대 굴절률 퍼센트,Δ₁%, 및 약 8.4 ㎛ 내지 9.7 ㎛ 범위의 외부 반경(72)을 가진다. 제1고리모양의 세그먼트(62)는 제2고리모양의 세그먼트(64)에 의해 둘러싸여 있고, 상기 제2고리모양의 세그먼트는 약 0.20 % 내지 0.30 % 범위의 상대 굴절률 퍼센트,Δ₂%, 및 약 10.3 ㎛ 내지 12.6 ㎛ 범위의 외부 반경(74)을 가진다. 제3고리모양의 세그먼트(66)는 제2고리모양의 세그먼트(64)에 의해 둘러싸여 있고, 상기 제2고리모양의 세그먼트는 약 0 내지 0.05 % 범위의 상대 굴절률 및 약 14.5 ㎛ 내지 16.5 ㎛ 범위의 외부 반경(75)을 가진다. PLD(68)의 상대 굴절률 퍼센트,Δ_p% 는 약 -0.05 % 내지 -0.80 % 범위를 가지며, 약 16.5 ㎛ 내지 20.2 ㎛ 범위의 중심 반경(78)을 가진다. 비록 전술된 바와 같이, PLD 폭이 약 0.75 ㎛ 내지 13 ㎛ 범위에서 값을 취할 수 있다하더라도, 이러한 실시예에서 PLD 폭(70)은 6.4 ㎛ 내지 7.9 ㎛ 범위이다. Δ_p% 는 약 -0.2 % 내지 -0.8 % 범위를 갖는 것이 바람직하고, -0.20 % 보다 더 음수인 것이 더 바람직하다.

예3

도 5에서, 도시된 프로파일은 각 상대 굴절률(60, 62, 64 및 66), 0.55 %의 Δ₀%, 0.01 %의 Δ₁%, 0.225 %의 Δ₂%, 0의 Δ₃%, -0.25 %의 PLD Δ_p%, 2.37 ㎛의 중심 세그먼트 외부 반경(71), 8.8 ㎛의 제1고리모양의 세그먼트 외부 반경(72), 11.4 ㎛의 제2고리모양의 세그먼트 외부 반경(74), 15 ㎛의 제3고리모양의 세그먼트(66) 외부 반경, 18.3 ㎛의 PLD(78)의 중심 반경 및 7.1 ㎛의 PLD 폭(70)를 가진다.

이러한 프로파일에 따라 제조된 도파관 섬유는 -2.4 ps/㎚-㎞의 1560 ㎚ 총 분산, 0.079 ps/㎚²-㎞의 총 분산 기울기, 9.36 ㎛의 모드 필드 직경, 67.4 ㎛²의 유효 면적, 1378 ㎚의 케이블 차단 파장 및 29.6 dB의 핀 어레이 밴드 손실을 나타낸다. 개시된 프로파일을 사용하여, 0.22 dB/㎞보다 작은 1550 ㎚에서 감쇠를 가지는 섬유가 제조되며, 통상적인 1550 ㎚ 감쇠는 0.204 dB/㎞이다. 이러한 실시예경우에 대한 마이크로밴드 손실은 약 3.32 dB/m이다.

전술된 임의의 실시예에서, 더 큰 직경 중합체 코팅이 전술되어 개시된 임의의 실시예와 관련하여 사용될 때, 마이크로밴드 손실은 통상적으로 약 1 dB/m보다 작은 값으로 급격하게 감소될 수 있다. 더 큰 직경 코팅의 실시예는 125 ㎛의 직경을 가지는 도파관 섬유에 사용되는 이중층 코팅 중 하나이다. 기층 또는 제1층은 190 ㎛ +/- 10 ㎛의 직경을 가지며, 제2층은 285 ㎛ +/- 10 ㎛의 직경을 가진다. 코팅의 외부 직경의 상한치는 비용 및 쉬운 케이블링의 실질적인 고려에 의한다. 코팅 직경의 적절한 상한치는 125 ㎛ 유리 섬유 직경에 대해 약 310 ㎛이다. 마이크로밴드 손실은 260 ㎛ +/- 10 ㎛와 같이 낮게 정해진 제2층 직경을 가지는 코팅을 사용함으로써 향상될 수 있다. 통상적인 광섬유 중합체 코팅은 기층에 대해 1.0 MPa보다 작은 계수 및 제2층에 대해 650 MPa보다 더 큰 계수를 가지는 재료에 기반한 이중층 우레탄 에크릴레이트이다. 하나의 실시예에서, 기층은 약 1.0 MPa 내지 1.3 MPa 범위의 계수를 가지며, 제2층은 약 650 MPa 내지 850 MPa 범위의 계수를 가진다.

예4

바로 위에 전술된 더 큰 직경을 가지는 클래드 층을 둘러싸는 중합체 코팅과 예3에 따른 매개변수를 가지는 도파관 섬유는 제조되어 측정된다. 상기 측정된 매개변수는 -2.3 ps/㎚-㎞의 1560 ㎚ 총 분산, 0.078 ps/㎚²-㎞의 총 분산 기울기, 9.25 ㎛의 모드 필드 직경, 66 ㎛²의 유효 면적, 1435 ㎚의 케이블 차단 파장, 4.7 dB의 핀 어레이 밴드 손실, 0.196 dB/㎞의 1550 ㎚ 감쇠, 및 0.64 dB/m의 마이크로밴드 손실이다.

본 명세서에 도시된 바와 같이, 본 발명은 실질적으로 다른 도파관 섬유 특성을 변경하지 않고 향상된 밴드 저항을 이루기 위하여 임의의 굴절률 프로파일에 대해 적용하는 것이다. 도 4에서 곡선(58)은 PLD 영역이 증가함으로써 25 ㎛ 에서 10 ㎛ 파워비로의 변경을 도시한다. 곡선(58)은 상이한 굴절률 프로파일을 사용하여 생성된 일련의 포인트에 대한 최상의 위치이다. 약 1보다 작은, 더 낮은 PLD값에 대하여, 고정된 선에 대한 파워비 데이타 포인트의 범위는 7 x 10^-5이다. 더 높은 PLD 영역에서, 파워비의 범위는 약 2.2 x 10^-5이다. PLD 영역이 증가할수록 매크로밴드 손실에서의 향상은 PLD 세그먼트 내부에 있는 코어 세그먼트의 상세내역에 덜 좌우된다. 본 발명의 이점은 1250 ㎚ 내지 1700 ㎚ 파장 밴드에서의 사용을 위하여 설계된 다수개의 프로파일에 적용할 수 있다.

본 발명의 사상과 범주를 벗어나지 않는 다양한 변경 및 변형이 이루어질 수 있음을 당업자는 명백하게 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위에 속하는 본 발명의 변형, 변경 및 그 균등물을 포함한다.

Claims

클래드 층에 접하여 둘러싸인 코어 영역을 포함하되, 여기서 코어 영역 및 클래드 층은 각각 굴절률 프로파일을 가지며 도파관 섬유를 통하여 광을 유도하도록 형성되고; 여기서,

코어 영역은 적어도 두 개의 세그먼트를 포함하는 중심 영역, 및 상기 중심 영역을 둘러싸면서 내부 및 외부 반경을 가지는 파워-리미팅 디프레션을 포함하며;

도파관 섬유를 통해 유도된 광은 도파관의 25 ㎛ 반경 지점에서의 파워 대 10 미크론 반경 지점에서의 파워의 비율이 약 1 ×10^-4보다 작도록 특성화된 1500 ㎚에서 파워 분포를 갖는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제1항에 있어서, 상기 섬유는 약 0.22 dB/㎞ 이하의 감쇠를 나타내는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제1항에 있어서, 상기 섬유는 약 1250 ㎚ 내지 1700 ㎚ 파장 범위에서 동작하도록 설계된 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제1항에 있어서, 상기 섬유는 약 1520 ㎚ 내지 1650 ㎚ 파장 범위에서 동작하도록 설계된 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제1항에 있어서, 파워-리미팅 디프레션은 약 0.75 ㎛ 내지 13 ㎛ 범위의 폭, 적어도 약 12 ㎛ 내부 반경, 및 약 -0.05 % 내지 -0.80 % 범위의 상대 굴절률을 가지는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제5항에 있어서, 파워-리미팅 디프레션은 도파관 중심선에서부터 약 12.5 ㎛ 내지 22 ㎛ 범위의 파워-리미팅 디프레션의 기하학적 중심까지의 반경을 가지는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제1항 내지 6항 중 어느 한 항에 있어서, 유효 면적은 적어도 약 60 ㎛²이고, 섬유 차단 파장은 약 1450 ㎚ 내지 1900 ㎚ 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제1항에 있어서, 상기 중심 영역은 3개의 세그먼트를 포함하되, 각각의 상기 세그먼트는 각각 굴절률 프로파일, 내부 및 외부 반경, 및 도파관 중심에서 시작하여 바깥쪽으로 △₀%, △₁%, △₂%로 번호를 매겨나가는 상대 굴절률 퍼센트를 가지며, 여기서,

각각의 굴절률 프로파일은 α-프로파일, 스텝, 원형 스텝, 사다리꼴, 및 원형진 사다리꼴, 및 △₀% > △₂% > △₁% 로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제8항에 있어서, 파워-리미팅 디프레션의 상대 굴절률,△_p% 은 음수인 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제8항에 있어서, △₀% 은 0.35 % 내지 0.45 % 범위, △₁% 은 0 내지 0.05 % 범위, △₂% 은 0.06 % 내지 0.15 % 범위, △_p% 은 -0.05 % 내지 -0.80 % 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제10항에 있어서, 섬유는 75 ㎛²이상인 유효 면적을 나타내는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제10항에 있어서, 섬유는 80 ㎛²이상인 유효 면적을 나타내는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제10항에 있어서, 도파관 중심에서 시작하여 바깥쪽으로 번호를 매겨나가는, 제1세그먼트의 반경은 3 ㎛ 내지 5 ㎛ 범위, 제2세그먼트의 외부 반경은 7 ㎛ 내지 9 ㎛ 범위, 제3세그먼트의 외부 반경은 9 ㎛ 내지 13 ㎛의 범위, 파워-리미팅 디프레션의 기하학적 중심 반경은 19 ㎛ 내지 21 ㎛ 범위, 및 파워-리미팅 디프레션의 폭은 3 ㎛ 내지 10 ㎛ 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제13항에 있어서, 파워-리미팅 디프레션의 외부 반경에서의 파워 대 10 미크론 반경 지점에서의 파워비는 약 3 ×10^-5보다 작은 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제14항에 있어서, 유효 면적은 적어도 약 75 ㎛²인 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제1항에 있어서, 상기 중심 영역은 3개의 세그먼트를 포함하되, 각각의 상기 세그먼트는 각각 굴절률 프로파일, 내부 및 외부 반경, 및 도파관 중심에서 시작하여 바깥쪽으로 △₀%, △₁%, △₂%로 번호를 매겨나가는 상대 굴절률 퍼센트를 가지며, 여기서,

각각의 굴절률 프로파일은 α-프로파일, 스텝, 원형 스텝, 사다리꼴, 및 원형진 사다리꼴, 및 △₀% > △₂% > △₁% 이고 △₁% 은 음수로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제16항에 있어서, 파워-리미팅 디프레션의 상대 굴절률,△_p% 은 음수인 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제17항에 있어서, △₀% 은 0.5 % 내지 0.6 % 범위, △₁% 은 -0.025 % 내지 0.01 % 범위, △₂% 은 0.06 % 내지 0.30 % 범위, △_p% 은 -0.05 % 내지 -0.80 % 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제18항에 있어서, 도파관 중심에서 시작하여 바깥쪽으로 번호를 매겨나가는, 제1세그먼트의 반경은 2.0 ㎛ 내지 4.5 ㎛ 범위, 제2세그먼트의 외부 반경은 5 ㎛ 내지 9 ㎛ 범위, 제3세그먼트의 외부 반경은 11 ㎛ 내지 16 ㎛ 범위, 파워-리미팅 디프레션의 기하학적 중심 반경은 14 ㎛ 내지 20 ㎛ 범위, 및 파워-리미팅 디프레션의 폭은 3 ㎛ 내지 10 ㎛ 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제19항에 있어서, 유효 면적은 적어도 약 65 ㎛²인 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제20항에 있어서, 파워-리미팅 디프레션의 외부 반경에서의 파워 대 10 미크론 반경 지점에서의 파워비는 약 1.4 ×10^-5보다 작은 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제1항에 있어서, 상기 중심 영역은 4개의 세그먼트를 포함하며, 각각의 상기 세그먼트는 각각 굴절률 프로파일, 내부 및 외부 반경, 및 도파관 중심에서 시작하여 바깥쪽으로 △₀%, △₁%, △₂%, △₃%로 번호를 매겨나가는 상대 굴절률 퍼센트를 가지며, 여기서,

각각의 굴절률 프로파일은 α-프로파일, 스텝, 원형 스텝, 사다리꼴, 및 원형진 사다리꼴, 및 △₀% > △₂% > △₁% ≥△₃% 로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제22항에 있어서, 파워-리미팅 디프레션의 상대 굴절률,△_p% 은 음수인 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제22항에 있어서, △₀% 은 0.53 % 내지 0.65 % 범위, △₁% 은 0 내지 0.065 % 범위, △₂% 은 0.10 % 내지 0.70 % 범위, △₃% 은 0 내지 0.05 % 범위, △_p% 은 -0.05 % 내지 -0.80 % 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제24항에 있어서, 섬유는 65 ㎛²이상인 유효 면적을 나타내는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제24항에 있어서, 섬유는 70 ㎛²이상인 유효 면적을 나타내는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제24항에 있어서, 도파관 중심에서 시작하여 바깥쪽으로 번호를 매겨나가는, 제1세그먼트의 반경은 2.0 ㎛ 내지 2.5 ㎛ 범위, 제3세그먼트의 중심 반경은 8.8 ㎛ 내지 11.8 ㎛ 범위, 제3세그먼트의 폭은 0.30 ㎛ 내지 9 ㎛ 범위, 파워-리미팅 디프레션의 내부 중심 반경은 12 ㎛ 내지 19.5 ㎛ 범위, 및 파워-리미팅 디프레션의 외부 반경은 17 ㎛ 내지 25 ㎛ 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제27항에 있어서, 파워-리미팅 디프레션의 외부 반경에서의 파워 대 10 미크론 반경 지점에서의 파워비는 약 8 ×10^-5보다 작은 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제22항에 있어서, △₀% 은 0.50 % 내지 0.60 % 범위, △₁% 은 0 내지 0.10 %범위, △₂% 은 0.20 % 내지 0.30 % 범위, △₃% 은 0 내지 0.05 % 범위, △_p% 은 -0.05 % 내지 -0.80 % 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제29항에 있어서, △_p% 은 -0.2 % 내지 -0.8 % 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제30항에 있어서, △_p% 은 -0.25 %보다 더 음수인 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제29항에 있어서, 도파관 중심에서 시작하여 바깥쪽으로 번호를 매겨나가는, 제1세그먼트의 외부 반경은 2.4 ㎛ 내지 3.0 ㎛ 범위, 제2세그먼트의 외부 반경은 8.4 ㎛ 내지 9.7 ㎛ 범위, 제3세그먼트의 외부 반경은 10.3 ㎛ 내지 12.6 ㎛ 범위, 제3세그먼트의 외부 반경은 14.5 ㎛ 내지 16.5 ㎛ 범위, 파워-리미팅 디프레션의 중심 반경은 16.5 ㎛ 내지 20.2 ㎛ 범위, 및 파워-리미팅 디프레션의 폭은 0.75 ㎛ 내지 13 ㎛ 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
클래드 층에 접하여 둘러싸인 코어 영역을 포함하되, 여기서 코어 영역 및 클래드 층은 각각 굴절률 프로파일을 가지며 도파관 섬유를 통하여 광을 유도하도록 형성되고; 여기서,

코어 영역은 적어도 2개의 세그먼트를 포함하는 중심 영역, 및 상기 중심 영역을 둘러싸면서 외부 반경을 가지는 파워-리미팅 디프레션을 포함하며;

유효 면적은 적어도 약 60 ㎛²이고, 핀 어레이 밴드 손실은 약 65 dB 보다 작은 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제33항에 있어서, 감쇠는 최대 약 0.25 dB/㎞인 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제34항에 있어서, 모드 필드 직경은 약 9 ㎛보다 더 큰 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제33항에 있어서, 상기 파워-리미팅 디프레션의 외부 반경은 약 14 ㎛ 내지 25 ㎛ 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
클래드 층에 접하여 둘러싸인 코어 영역을 포함하되, 여기서 코어 영역 및 클래드 층은 각각 굴절률 프로파일을 가지며 도파관 섬유를 통하여 광을 유도하도록 형성되고; 여기서,

코어 영역은 적어도 2개의 세그먼트를 포함하는 중심 영역, 및 상기 중심 영역을 둘러싸면서 외부 반경을 가지는 파워-리미팅 디프레션을 포함하며;

유효 면적은 적어도 약 60 ㎛²이고, 핀 어레이 밴드 손실은 약 22 dB 보다 작으며, 20 ㎜ 맨드럴 밴드 손실은 약 11 dB/m 보다 작은 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제37항에 있어서, 감쇠는 최대 약 0.25 dB/㎞인 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
클래드 층에 접하여 둘러싸인 코어 영역을 포함하되, 여기서 코어 영역 및 클래드 층은 각각 굴절률 프로파일을 가지며 도파관 섬유를 통하여 광을 유도하도록 형성되고; 여기서,

코어 영역은 적어도 2개의 세그먼트를 포함하는 중심 영역, 및 상기 중심 영역을 둘러싸면서 0.75 ㎛ 내지 13 ㎛ 범위의 폭을 가지는 파워-리미팅 디프레션을 포함하며;

상기 각각의 코어 및 클래드의 굴절률 프로파일은 1520 ㎚ 내지 1650 ㎚의 파장 범위에서 신호를 유도하도록 설계된 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제39항에 있어서, 파워-리미팅 디프레션은 도파관 중심선으로부터 측정된 약 14 ㎛ 내지 25 ㎛ 범위의 외부 반경을 가지는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제39항에 있어서, 유효 면적은 적어도 약 60 ㎛²인 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제1항 내지 41항 중 어느 한 항에 있어서, 섬유 차단 파장은 약 1450 ㎚ 내지 1900 ㎚ 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.
제1항 내지 41항 중 어느 한 항에 있어서, 섬유는 250 ㎛ 내지 310 ㎛ 범위의 직경을 가지는 상기 클래드 층을 둘러싼 적어도 하나의 중합체 코팅을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광 도파관 섬유.