Оптическое волокно со смещенной дисперсией

Оптическое волокно со смещенной дисперсией

Реферат

 

Изобретение используется в волоконно-оптических линиях связи (ВОЛС). Одномодовое оптическое волокно содержит центральную часть сердцевины, вторую часть сердцевины вокруг центральной, показатель преломления которой меньше, чем у центральной части сердцевины, и расположенную вокруг второй части сердцевины оболочку с показателем преломления меньшим, чем у второй части сердцевины. В диапазоне длин волн 1490-1625 нм хроматическая дисперсия волокна составляет -0,5 до -8,0 пс/(кмнм) или +0,05 до +10,0 пс/(кмнм), эффективная площадь сердцевины равна 45-90 мкм², наклон дисперсии находится в диапазоне 0,05-0,14 пс/(кмнм²). Потери на изгиб 100 дБ/м или менее. 18 з.п. ф-лы, 10 ил., 9 табл.

Изобретение относится к оптическому волокну со смещенной дисперсией, которое имеет большую эффективную площадь сердцевины и низкий наклон дисперсии.

В основе настоящего изобретения используются заявки на патенты, зарегистрированные в Японии (японская заявка на патент Н11-212949/1999, японская заявка на патент Н11-230137/1999, японская заявка на патент 2000-64008, японская заявка на патент 2000-224491 и японская заявка на патент 2000-224492), и особенности, описанные в этих японских заявках на патенты, включены здесь как часть этого описания.

В системе дальней связи, такой как ретрансляционная система передачи с оптическими усилителями, в которой используются волоконно-оптические усилители, важной особенностью является уменьшение нелинейных оптических эффектов. Параметр, который называется нелинейным оптическим коэффициентом, служит в качестве показателя степени нелинейного оптического эффекта. Нелинейный оптический коэффициент выражается отношением n2/А_эф, где n2 - нелинейный показатель преломления и А_эф - эффективная площадь сердцевины. Значение n2 остается практически постоянной величиной и зависит главным образом от типа материала, при этом эффективным методом уменьшения нелинейных оптических эффектов является увеличение А_эф.

С другой стороны, в системах мультиплексированной передачи с разделением по длинам волн, которые позволяют выполнить передачу с большим объемом информации, существует потребность в подавлении значения хроматической дисперсии и снижении наклона дисперсии. Хорошо известно, что в системе мультиплексированной передачи с разделением по длинам волн, когда в полосе передачи существует длина волны при нулевой дисперсии, качество передачи падает из-за нелинейного оптического эффекта, вызванного четырехволновым смешением. Однако, так как большие значения хроматической дисперсии сопровождаются искажением формы сигнала, возникает необходимость в подавлении этого значения до определенного размера. Для того чтобы выполнить эти взаимоисключающие требования, было разработано оптическое волокно, которое называется оптическим волокном с ненулевой смещенной дисперсией, в котором значением хроматической дисперсии в используемом диапазоне длин волн управляют внутри узкого диапазона.

Кроме того, в системе мультиплексированной передачи с разделением по длинам волн важным аспектом является уменьшение наклона дисперсии. Под наклоном дисперсии, который показывает зависимость длины волны от значения хроматической дисперсии, подразумевают крутизну кривой, полученной с помощью графика, на котором по горизонтальной оси отложена длина волны (нм), а по вертикальной оси - значение хроматической дисперсии (пc/км/нм). В системе мультиплексированной передачи с разделением по длинам волн, если наклон дисперсии в линии передачи (оптическом волокне) является большим, то различие в значении хроматической дисперсии в пределах длин волн будет значительным. По этой причине, при учете очень большого значения дисперсии, которое зависит от длины волны, возникают трудности, связанные с качеством передачи, которое может сильно отличаться в различных каналах. Поэтому имеется потребность в получении меньшего наклона дисперсии.

Специфические значения для требуемых характеристик А_эф и дисперсии, которые обсуждены выше, будут отличаться в зависимости от используемой системы. В системе, в которой передача сигналов производится на очень большие расстояния, такой как система связи с подводными лодками, стремятся уменьшить нелинейный оптический эффект, возникающий в результате увеличения А_эф. С другой стороны, в системе, простирающейся от нескольких десятков до нескольких сотен километров, иногда существует потребность в подавлении значения дисперсии в широком диапазоне длин волн путем уменьшения наклона дисперсии. Кроме того, исходя из минимальных условий, которые требуются для линии передачи в оптической системе связи, оптическое волокно должно быть по существу одномодовым, и потери на изгибах необходимо поддерживать на уровне вплоть до 100 дБ/м или ниже.

Поэтому в последнее время были предложены способы влияния в определенной степени на увеличение А_эф и уменьшение наклона дисперсии с использованием различных форм распределения показателя преломления (профили показателя преломления), как, например, в выложенной японской заявке на патент Н10-62640/1998, выложенной японской заявке на патент Н10-293225/1998, выложенной японской заявке на патент Н8-220362/1996 и выложенной японской заявке на патент Н10-246830/1998.

На фиг. 10А-10С схематически изображены примеры форм распределения показателя преломления у такого оптического волокна со смещенной дисперсией.

На фиг.10А представлен один пример (ступенчатого) типа сердцевины с двумя формами распределения показателя преломления, при этом сформирована сердцевина 14, в которой позицией 11 обозначена центральная часть сердцевины, и ступенчатая часть 12 сердцевины выполнена вокруг ее внешней периферии, имеющей более низкий показатель преломления, чем у центральной части 11 сердцевины. Кроме того, вокруг внешней периферии этой сердцевины 14 выполнена оболочка 17, имеющая более низкий показатель преломления, чем у ступенчатой части 12 сердцевины.

В выложенной японской заявке на патент Н8-220362/1996 настоящим заявителем раскрыто использование решения для меньшего диаметра с целью увеличения А_эф в оптическом волокне со смещенной дисперсией, имеющей распределение показателя преломления для типа сердцевины с двойной формой.

Известно, что при увеличении диаметра сердцевины оптического волокна со смещенной дисперсией и поддержании подобия формы распределения показателя преломления существуют два или более решений, при которых значение хроматической дисперсии принимает необходимое значение. В то же время из решений, находящихся внутри диапазона, где характеристики длины волны отсечки и потерь на изгибах являются относительно приемлемыми для практического использования, решение, при котором диаметр сердцевины является относительно маленьким, называется решением для меньшего диаметра, и решение, при котором диаметр сердцевины является относительно большим, называется решением для большего диаметра.

На фиг.10В изображен пример формы распределения показателя преломления у сегментированного типа сердцевины, где сердцевина 24 имеет конфигурацию с промежуточной частью 22 с низким показателем преломления, которая выполнена вокруг внешней периферии центральной части 21 сердцевины с высоким показателем преломления, и с кольцевой частью 23 сердцевины, имеющей более высокий показатель преломления по сравнению с промежуточной частью 22, но более низкий показатель преломления по сравнению с центральной частью 21 сердцевины, выполненной вокруг внешней периферии этой промежуточной части 22. Кроме того, вокруг внешней периферии этой кольцевой части 23 сердцевины выполнена первая оболочка 25, имеющая более низкий показатель преломления по сравнению с промежуточной частью 22, и вокруг внешней периферии первой оболочки 25 выполнена вторая оболочка 26, имеющая более высокий показатель преломления по сравнению с первой оболочкой 25, но более низкий показатель преломления по сравнению с промежуточной частью 22, таким образом получая конфигурацию оболочки 27.

Кроме того, в выложенной японской заявке на патент Н11-119045/1999 (опубликованной) настоящим заявителем раскрыто оптическое волокно со смещенной дисперсией, которое хорошо подходит для оптических систем связи, в которых снижение наклона дисперсии является еще более строгим требованием по сравнению с увеличением А_эф, с использованием решения для большего диаметра в сегментированном типе сердцевины для формы распределения показателя преломления.

На фиг. 10С изображен пример формы распределения показателя преломления O-образного кольцевого типа, в котором сердцевина 34 имеет конфигурацию в виде двухслойной структуры, при этом периферийная часть 32 сердцевины с высоким показателем преломления выполнена вокруг внешней периферии центральной части 31 сердцевины с низким показателем преломления в центре. Вокруг внешней периферии этой сердцевины 34 выполнена оболочка 37 с более низким показателем преломления по сравнению с периферийной частью 32 сердцевины, таким образом получая конфигурацию формы распределения показателя преломления для трехслойной структуры выпуклого типа, содержащей оболочку 37.

Однако в предложенных в последнее время оптических волокнах со смещенной дисперсией при таких условиях, когда они являются по существу одномодовыми и потери на изгибах поддерживаются вплоть до 100 дБ/м или ниже, очень трудно реализовать одновременно достаточное увеличение А_эф и снижение наклона дисперсии.

Например, при рассмотрении оптического волокна, имеющего тип сердцевины с двойной формой, в котором используется решение для меньшего диаметра, раскрытое в выложенной японской заявке на патент Н8-220362/1996, минимальный наклон дисперсии составляет около 0,10 пс/км/нм², в результате чего это оптическое волокно иногда не отвечает требованиям практического применения в системах, где строго требуется снижение наклона дисперсии.

С помощью оптического волокна с сегментированным типом сердцевины, где используется решение для большего диаметра, раскрытое в выложенной японской заявке на патент Н11-119045/1999, получены характеристики, близкие к тем, которые требуются в более современных системах мультиплексированной передачи с разделением по длинам волн. Однако, так как форма распределения показателя преломления содержит пятислойную структуру, в которой увеличивается и уменьшается показатель преломления, характеристики изменяются по существу в зависимости от положения, ширины, формы и так далее для каждого слоя. Соответственно, в процессе изготовления требуется высокий уровень управляемости такими структурными параметрами, как радиус и относительная разность показателей преломления каждого слоя. Поэтому существует предел, до которого можно улучшать производительность выпускаемой продукции.

Кроме того, при увеличении числа каналов (то есть числа мультиплексированных длин волн) требуется оптическое волокно со смещенной дисперсией, которое можно использовать во всем широком диапазоне длин волн передачи от 1490 до 1625 нм, в который добавлен так называемый диапазон L (1570-1610 нм).

Известное оптическое волокно со смещенной дисперсией и увеличенным А_эф предназначено для передачи в рассматриваемом диапазоне 1550 нм, поэтому в настоящее время отсутствует оптическое волокно, которое имело бы характеристики в диапазоне L, отвечающие современным требованиям. Во многих случаях потери на изгибах становятся большими, особенно в диапазоне L.

Задача настоящего изобретения, которое предложено с учетом условий, описанных выше, заключается в том, чтобы обеспечить оптическое волокно со смещенной дисперсией, с помощью которого можно было бы удовлетворительно реализовать увеличение А_эф и снижение наклона дисперсии одновременно при таких условиях, при которых реализуется по существу одномодовый режим распространения, и потери на изгибах поддерживаются на уровне 100 дБ/м или менее.

Другая задача заключается в том, чтобы обеспечить оптическое волокно со смещенной дисперсией, которое имело бы стабильные характеристики и, по возможности, простую структуру, которое, тем не менее, можно было бы изготавливать эффективным способом.

Другая задача заключается в том, чтобы обеспечить оптическое волокно со смещенной дисперсией, с помощью которого можно удовлетворительно реализовать увеличение А_эф и снижение наклона дисперсии одновременно при таких условиях, когда реализуются по существу одномодовый режим распространения, и потери на изгибах поддерживаются на уровне 100 дБ/м или менее, даже в широком диапазоне длин волн, в который добавлен диапазон L, перекрывающий длину волн от 1490 до 1625 нм.

Другая задача заключается в том, чтобы выполнить оптическое волокно со смещенной дисперсией, которое имеет низкие потери на изгибах, особенно в диапазоне L.

Для того чтобы решить поставленные выше задачи, первое оптическое волокно со смещенной дисперсией согласно настоящему изобретению представляет собой оптическое волокно со смещенной дисперсией, которое имеет форму распределения показателя преломления, содержащую центральную часть сердцевины с высоким показателем преломления, ступенчатую часть сердцевины с более низким показателем преломления по сравнению с центральной частью сердцевины, которая выполнена вокруг ее внешней периферии, и оболочку с более низким показателем преломления по сравнению со ступенчатой частью сердцевины, которая выполнена вокруг внешней периферии ступенчатой части сердцевины, в котором оптическое волокно со смещенной дисперсией имеет в используемом диапазоне длин волн, выбранном от 1490 до 1625 нм, А_эф от 45 до 90 мкм², наклон дисперсии 0,05-0,14 пс/км/нм², потери на изгибах 100 дБ/м или менее и значение хроматической дисперсии от -0,5 до -8,0 пс/км/нм или от +0,05 до +10,0 пс/км/нм, и имеет длину волны отсечки, при которой по существу осуществляется одномодовое распространение.

Второе оптическое волокно со смещенной дисперсией характеризуется тем, что в первом оптическом волокне со смещенной дисперсией решение для большего диаметра принимается для диаметра сердцевины, и оптическое волокно со смещенной дисперсией имеет в используемом диапазоне длин волн, выбранном от 1490 до 1625 нм, А_эф от 45 до 70 мкм², наклон дисперсии от 0,05 до 0,08 пс/км/нм², потери на изгибах 100 дБ/м или менее и значение хроматической дисперсии от -0,5 до -8,0 пс/км/нм, и имеет верхнюю критическую длину волны, при которой осуществляется по существу одномодовое распространение.

Третье оптическое волокно со смещенной дисперсией характеризуется тем, что во втором оптическом волокне со смещенной дисперсией, когда радиус центральной части сердцевины обозначен как r1, радиус ступенчатой части сердцевины - как r2, относительная разность показателей преломления центральной части сердцевины, когда показатель преломления самой дальней от центра оболочки выбран в качестве опорного, - как 1 и относительная разность показателей преломления ступенчатой части сердцевины - как 2, r2/r1 принимает значения от 4 до 12, 2/1 - от 0,05 до 0,15 и 1 - от 0,55 до 0,85%.

Четвертое оптическое волокно со смещенной дисперсией характеризуется тем, что в оптическом волокне со смещенной дисперсией оболочка содержит первую оболочку, выполненную вокруг внешней периферии упомянутой ступенчатой части сердцевины, и вторую оболочку, имеющую более высокий показатель преломления по сравнению с первой оболочкой, выполненную вокруг внешней периферии первой оболочки.

Пятое оптическое волокно со смещенной дисперсией характеризуется тем, что в четвертом оптическом волокне со смещенной дисперсией, когда радиус центральной части сердцевины выражен как r1, радиус ступенчатой части сердцевины - как r2, радиус первой оболочки - как r3, относительная разность показателей преломления центральной части сердцевины, когда показатель преломления самой дальней от центра оболочки выбран в качестве опорного, обозначается как 1, относительная разность показателей преломления ступенчатой части сердцевины - как 2 и относительная разность показателей преломления первой оболочки - как 3, r2/r1 принимает значения от 4 до 12, 2/1 - от 0,05 до 0,15, 1 - от 0,55 до 0,85%, 3 - от -0,3 до 0% и (r3-r2)/r1 - от 0,2 до 4,0.

Шестое оптическое волокно со смещенной дисперсией характеризуется тем, что в первом оптическом волокне со смещенной дисперсией решение для большего диаметра принимается для диаметра сердцевины, и оптическое волокно со смещенной дисперсией имеет в используемом диапазоне длин волн, выбранном от 1490 до 1625 нм, А_эф от 45 до 70 мкм², наклон дисперсии от 0,05 до 0,075 пс/км/нм², потери на изгибах 100 дБ/м или менее и значение хроматической дисперсии от +0,05 до +10,0 пс/км/нм, и имеет длину волны отсечки, при которой реализуется по существу одномодовое распространение.

Седьмое оптическое волокно со смещенной дисперсией характеризуется тем, что в шестом оптическом волокне со смещенной дисперсией, когда радиус центральной части сердцевины выражен как r1, радиус ступенчатой части сердцевины - как r2, относительная разность показателей преломления центральной части сердцевины, когда показатель преломления самой дальней от центра оболочки выбран в качестве опорного, - как 1 и относительная разность показателей преломления ступенчатой части сердцевины - как 2, r2/r1 принимает значения от 4 до 12, 1 - от 0,55 до 0,75% и 2/1 - от 0,05 до 0,15.

Восьмое оптическое волокно со смещенной дисперсией характеризуется тем, что в шестом оптическом волокне со смещенной дисперсией оболочка содержит первую оболочку, выполненную вокруг периферии ступенчатой части сердцевины, и вторую оболочку, выполненную вокруг ее внешней периферии.

Девятое оптическое волокно со смещенной дисперсией характеризуется тем, что в восьмом оптическом волокне со смещенной дисперсией, когда радиус центральной части сердцевины выражен как r1, радиус ступенчатой части сердцевины - как r2, радиус первой оболочки - как r3, относительная разность показателей преломления центральной части сердцевины, когда показатель преломления второй оболочки выбран в качестве опорного, - как 1, относительная разность показателей преломления ступенчатой части сердцевины - как 2, относительная разность показателей преломления первой оболочки - как 3, отношение r2/r1 принимает значение от 4 до 12, 1 - от 0,55 до 0,75%, 2/1 - от 0,05 до 0,15, 3 - от -0,1 до 0% и (r3-r2)/r1 - от 0,2 до 4,0.

Десятое оптическое волокно со смещенной дисперсией характеризуется тем, что в первом оптическом волокне со смещенной дисперсией решение для меньшего диаметра принимается для диаметра сердцевины, и оптическое волокно со смещенной дисперсией имеет в используемом диапазоне длин волн, выбранном от 1490 до 1625 нм, А_эф от 65 до 95 мкм², наклон дисперсии от 0,08 до 0,14 пс/км/нм², потери на изгибах 100 дБ/м или менее и абсолютные значения хроматической дисперсии от 0,5 до 0,8 пс/км/нм, и имеет длину волны отсечки, при которой реализуется по существу одномодовое распространение.

11-ое оптическое волокно со смещенной дисперсией характеризуется тем, что в десятом оптическом волокне со смещенной дисперсией, когда радиус центральной части сердцевины выражен как r1, радиус ступенчатой части сердцевины - как r2, относительная разность показателей преломления центральной части сердцевины, когда показатель преломления оболочки выбран в качестве опорного, - как 1, относительная разность показателей преломления ступенчатой части сердцевины - как 2, отношение r2/r1 - как x и 2/1 - как у, 5x10, 0,08y0,22 и 0,6%11,2%.

12-ое оптическое волокно со смещенной дисперсией представляет собой десятое оптическое волокно со смещенной дисперсией, имеющее длину волны при нулевой дисперсии на стороне более длинных длин волн по сравнению с используемым диапазоном длин волн.

13-ое оптическое волокно со смещенной дисперсией характеризуется тем, что в 12-ом оптическом волокне со смещенной дисперсией, когда радиус центральной части сердцевины выражен как r1, радиус ступенчатой части сердцевины - как r2, относительная разность показателей преломления центральной части сердцевины, когда показатель преломления оболочки выбран в качестве опорного, - как 1, относительная разность показателей преломления ступенчатой части преломления - как 2, r2/r1 - как x и 2/1 - как у, 6х7, 0,1y0,18, y(-0,02х+0,24), 0,6%11,2%, А_эф принимает значения от 65 до 75 мкм² и наклон дисперсии составляет 0,125 пс/км/нм² или менее.

14-ое оптическое волокно со смещенной дисперсией характеризуется тем, что в 12-ом оптическом волокне со смещенной дисперсией 7х8, 0,1y0,16, y(-0,016х+0,21), 0,6%11,2%, А_эф принимает значения от 70 до 80 мкм² и наклон дисперсии составляет 0,130 пс/км/нм² или менее.

15-ое оптическое волокно со смещенной дисперсией характеризуется тем, что в 12-ом оптическом волокне со смещенной дисперсией 7x8,5, 0,1y0,16, (-0,02х+0,26)у(-0,02х+0,32), 0,6%11,2%, А_эф принимает значения от 75 до 85 мкм² и наклон дисперсии составляет 0,135 пс/км/нм² или менее.

16-ое оптическое волокно со смещенной дисперсией представляет собой десятое оптическое волокно со смещенной дисперсией, имеющее длину волны нулевой дисперсии на краю более коротких длин волн по сравнению с используемым диапазоном длин волн.

17-ое оптическое волокно со смещенной дисперсией характеризуется тем, что в 16-ом оптическом волокне со смещенной дисперсией, когда радиус центральной части сердцевины выражен как r1, радиус ступенчатой части сердцевины - как r2, относительная разность показателей преломления центральной части сердцевины, когда показатель преломления оболочки выбран в качестве опорного, - как 1, относительная разность показателей преломления ступенчатой части сердцевины - как 2, r2/r1 - как x и 2/1 - как у, 5x8, 0,12y0,22, (-0,02х+ 0,24)y(-0,02х+0,34), 0,6%11,2%, А_эф принимает значения от 65 до 75 мкм² и наклон дисперсии составляет 0,110 пс/км/нм² или менее.

18-ое оптическое волокно со смещенной дисперсией характеризуется тем, что в 16-ом оптическом волокне со смещенной дисперсией 5,5x8, 0,12y0,20, (-0,02х+0,25)y(-0,02х+0,33), 0,6%11,2%, А_эф принимает значения от 70 до 80 мкм² и наклон дисперсии составляет 0,115 пс/км/нм² или менее.

19-ое оптическое волокно со смещенной дисперсией характеризуется тем, что в 16-ом оптическом волокне со смещенной дисперсией 6x8, 0,12y0,20, (-0,02х+0,26)y(-0,02х+0,35), 0,6%11,2%, А_эф принимает значения от 75 до 85 мкм² и наклон дисперсии составляет 0,125 пс/км/нм² или менее.

Сущность изобретения иллюстрируется ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых: фиг. 1А изображает диаграмму первого примера формы распределения показателя преломления для оптического волокна со смещенной дисперсией согласно настоящему изобретению; фиг. 1В изображает диаграмму второго примера формы распределения показателя преломления для оптического волокна со смещенной дисперсией согласно настоящему изобретению; фиг. 2 изображает график, на котором представлен анализ примера, когда первый пример формы распределения показателя преломления, представленный в виде диаграммы на фиг.1А, используется в первом варианте осуществления; фиг.3 изображает график, на котором представлен пример зависимости значений хроматической дисперсии от длины волны для оптического волокна со смещенной дисперсией согласно первому варианту осуществления; фиг.4 изображает график изменения потерь на изгибах в соответствии с комбинациями значений 3 и (r3-r2)/r1, когда второй пример формы распределения показателя преломления, показанный в виде диаграммы на фиг.1В, используется в первом варианте осуществления; фиг. 5 изображает график, на котором представлен анализ примера, когда форма распределения показателя преломления, представленного в виде диаграммы на фиг.1А, используется во втором варианте осуществления; фиг. 6А и 6В изображают графики изменения потерь на изгибах А_эф соответственно, согласно комбинациям значений 3 и (r3-r2)/r1, когда второй пример формы распределения показателя преломления, показанного в виде диаграммы на фиг.1В, используется во втором варианте осуществления; фиг. 7 изображает график результатов анализа, представляющих следы решений для меньшего диаметра, когда значения 2/1 и 1 изменяются при значениях для r2/r1 5, 7 и 9 соответственно в третьем варианте осуществления; фиг. 8 изображает график распределения характеристических значений, связанных с изменениями в 2/1 и 1, когда r2/r1 = 7 в третьем варианте осуществления; фиг. 9 изображает график распределения характеристических значений, связанных с изменениями в 2/1 и 1, когда r2/r1 = 9 в третьем варианте осуществления; фиг.10А изображает диаграмму примера формы распределения показателя преломления для оптического волокна со смещенной дисперсией предшествующего уровня техники; фиг.10В изображает диаграмму примера формы распределения показателя преломления для оптического волокна со смещенной дисперсией предшествующего уровня техники; фиг.10С изображает диаграмму примера формы распределения показателя преломления для оптического волокна со смещенной дисперсией предшествующего уровня техники.

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ Оптическое волокно со смещенной дисперсией, согласно настоящему изобретению, имеет форму распределения показателя преломления, содержащую центральную часть сердцевины с высоким показателем преломления, ступенчатую часть сердцевины с более низким показателем преломления по сравнению с центральной частью сердцевины, выполненную вокруг внешней периферии центральной части сердцевины, и оболочку с более низким показателем преломления по сравнению со ступенчатой частью сердцевины, выполненную вокруг внешней периферии ступенчатой части сердцевины.

Более того, с помощью подбора структурных параметров получают оптическое волокно со смещенной дисперсией, где в используемом диапазоне длин волн, выбранном из диапазона 1490-1625 нм, А_эф принимает значения от 45 до 90 мкм², наклон дисперсии от 0,05 до 0,14 пс/км/нм², потери на изгибах 100 дБ/м или менее и значение хроматической дисперсии от -0,5 до -8,0 пс/км/нм или от 0,05 до 10 пс/км/нм, которое имеет длину волны отсечки, при которой реализуется по существу одномодовое распространение.

Ниже приводится подробное описание настоящего изобретения на примере первого, второго и третьего вариантов осуществления.

ПЕРВЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ На фиг.1А представлен первый пример формы распределения показателя преломления для оптического волокна со смещенной дисперсией в этом первом варианте осуществления.

Эта форма распределения показателя преломления имеет конфигурацию сердцевины 4, в которой ступенчатая часть 2 сердцевины выполнена вокруг внешней периферии центральной части 1 сердцевины и оболочка 7 однослойной структуры, которая имеет постоянный показатель преломления, выполнена вокруг внешней периферии сердцевины 4.

Центральная часть 1 сердцевины имеет самый высокий показатель преломления, ступенчатая часть 2 сердцевины имеет показатель преломления ниже, чем у центральной части 1 сердцевины, и оболочка 7 имеет показатель преломления ниже, чем у ступенчатой части 2 сердцевины.

Символы r1 и r2 на фигуре обозначают соответственно радиусы центральной части 1 сердцевины и ступенчатой части 2 сердцевины, тогда как 1 и 2 обозначают соответственно относительную разность показателей преломления центральной части 1 сердцевины и относительную разность показателей преломления ступенчатой части 2 сердцевины, когда показатель преломления оболочки 7 используется в качестве опорного.

В этом примере центральная часть 1 сердцевины и ступенчатая часть 2 сердцевины выполнены из кварцевого стекла, легированного германием, в которое был добавлен германий, проявляющий эффект увеличения показателя преломления, тогда как оболочка 7 выполнена из чистого кварцевого стекла.

Кроме того, в форме распределения показателя преломления оптического волокна со смещенной дисперсией граница между каждым слоем (то есть центральной частью 1 сердцевины, ступенчатой частью 2 сердцевины и оболочкой 7) не обязательно будет определенной, как показано на фиг.1А, но вместо этого может находиться в состоянии закругления, которое проявляется в так называемом провисании, и не будет, в частности, ограниченной до тех пор, пока эффективно будут проявляться характеристики оптического волокна со смещенной дисперсией, согласно настоящему варианту осуществления.

В оптическом волокне со смещенной дисперсией настоящего варианта осуществления диапазон длин волн, простирающийся от 1490 до 1625 нм и обычно от 1490 до 1610 нм, используется главный диапазон длин волн и диапазон длин волн, имеющий подходящую ширину для длин волн, выбирается из этих диапазонов при определении технических условий варианта осуществления. Эти диапазоны длин волн в основном делятся на три диапазона длин волн в соответствии с диапазоном усиления длин волн, который имеют волоконно-оптические усилители, используемые в оптической системе связи. Более конкретно, общепринятым обозначением для диапазона длин волн, простирающегося от 1490 до 1530 нм, является диапазон S, для диапазона длин волн, простирающегося от 1530 до 1565 нм, - диапазон С и для диапазона длин волн, простирающегося от 1565 до 1625, но обычно от 1490 до 1610 нм, - диапазон L. В современных системах в основном используется диапазон С, но в разрабатываемых в настоящее время системах предполагается использовать помимо диапазона С диапазон L для того, чтобы удовлетворить требования, предъявляемые к диапазонам, проявляющим повышенный объем передач.

А_эф находят по следующей формуле: где а - радиус сердцевины и Е(а) - интенсивность электрического поля, изменяющаяся по радиусу а.

В этом варианте осуществления, когда А_эф в используемом диапазоне длин волн меньше 45 мкм², нелинейный оптический эффект подавляется недостаточно. Очень трудно изготовить оптическое волокно со смещенной дисперсией, в котором А_эф превышает 70 мкм².

Как упомянуто выше, чем меньше значение наклона дисперсии в используемом диапазоне длин волн, тем лучше. В этом варианте осуществления можно реализовать очень маленькие значения для наклона дисперсии в используемом диапазоне длин волн, то есть от 0,05 до 0,08 пс/км/нм². При превышении значения 0,08 пс/км/нм² зависимость длины волны от значения хроматической дисперсии становится очень большой, что представляет иногда определенные трудности для этого варианта осуществления при применении в системах мультиплексирования с разделением по длинам волн. При значениях менее 0,05 пс/км/нм² становится очень трудным процесс изготовления.

Под потерями на изгибах подразумевается значение, которое наблюдается в используемом диапазоне длин волн при условии, что диаметр изгиба (2R) равен 20 мм.

Чем меньше потери на изгибах, тем лучше. В этом варианте осуществления потери на изгибах составляют 100 дБ/м или менее и предпочтительно 40 дБ/м или менее. При превышении значения 100 дБ/м потери при передаче быстро увеличиваются из-за слабых изгибов, которые передаются оптическому волокну со смещенной дисперсией, и во время операций прокладки или других работ возникают излишние потери, что также является недостатком.

В этом варианте осуществления значение хроматической дисперсии находятся внутри диапазона от -0,5 до -8,0 пс/км/нм. Когда это значение становится больше -0,5 пс/км/нм, значение хроматической дисперсии достигает нуля, и сразу возникает четырехволновое смешение, которое представляет собой один из нелинейных оптических эффектов, что является недостатком. При значении меньше -8,0 пс/км/нм происходит искажение формы сигнала за счет наведенной дисперсии, и искажение характеристик передачи становится очень большим, что создает дополнительные проблемы. Однако диапазон допустимых значений дисперсии на практике может изменятся в зависимости от расстояния, на котором происходит передача, и других конструктивных факторов системы.

Кроме того, так как оптическое волокно со смещенной дисперсией в этом варианте осуществления является одномодовым оптическим волокном, необходимо иметь длину волны отсечки, которая по существу гарантировала бы од