Волокно с компенсацией дисперсии - RU2284557C2

Код документа: RU2284557C2

Чертежи

Показать все 12 чертежа(ей)

Описание

Этот документ соответствует национальной стадии международной заявки PCT/JP03/03004, с международной датой подачи 13 марта 2003 г., которая была опубликована в Японии согласно Статье 21(2) РСТ и содержание которой включено сюда посредством ссылки. Кроме того, международная заявка PCT/JP03/03004 основана на японских патентных заявках №2002-069077 и 2003-057013, поданных в Японии 13 марта 2003 г. и 4 марта 2003 г., соответственно, содержание которых включено сюда посредством ссылки.

Область применения изобретения

Настоящее изобретение относится к волокну с компенсацией дисперсии, которое компенсирует хроматическую дисперсию одномодового волокна с нулевой дисперсией в диапазоне 1,3 мкм ("стандартное одномодовое волокно", далее обозначаемое "S-SMF"), которое имеет длину волны нулевой дисперсии в диапазоне 1,3 мкм, или волокна с ненулевым дисперсионным сдвигом ("волокно с ненулевым дисперсионным сдвигом", далее обозначаемое "NZ-DSF"). В частности, настоящее изобретение относится к волокну с компенсацией дисперсии, характеристики которого незначительно ухудшаются, даже если оно выполнено в виде модуля путем намотки на малую бобину.

Предпосылки изобретения

В общем случае, при использовании передачи на большие расстояния по оптоволоконной линии связи, большой скорости передачи, и большом количестве мультиплексируемых длин волны, возникают такие проблемы, как потери на линии, накопленная хроматическая дисперсия и дисперсия поляризованной моды ("дисперсия поляризованной моды", далее обозначаемая "PMD"). Для компенсации потерь на линии можно использовать волоконный усилитель, легированный эрбием. Другая проблема состоит в накопленной хроматической дисперсии. Соотношение между скоростью передачи и допустимой хроматической дисперсией показано на фиг.3. Эту накопленную хроматическую дисперсию можно скомпенсировать с помощью модуля, в котором используется волокно с компенсацией дисперсии и т.д.

Между прочим, в настоящее время S-SMF волокно широко используется во всем мире. При осуществлении передачи в диапазоне 1,55 мкм с использованием этой оптоволоконной сети, то в этом диапазоне 1,55 мкм возникает хроматическая дисперсия приблизительно +17 пс/нм·км. Кроме того, хотя на протяженных линиях связи обычно используют NZ-DSF волокно, которое имеет меньшую хроматическую дисперсию в диапазоне 1,55 мкм, чем S-SMF волокно, тем не менее хроматическую дисперсию, накапливающуюся на линии связи, необходимо компенсировать.

Кроме того, в настоящее время разработано мультиплексирование с разделением по длине волны ("мультиплексирование с разделением по длине волны", далее обозначаемое "МДР"), которое позволяет повысить пропускную мощность линии связи; таким образом, связь в режиме МДР уже реализована на практике в большом количестве каналов передачи. Необходимо снизить хроматическую дисперсию, допустимую во всем диапазоне длин волн, который используется при связи в режиме МДР. Поэтому необходимо компенсировать не только хроматическую дисперсию, но и наклон дисперсионной кривой. Оптическое волокно передачи, волокно с компенсацией дисперсии и остаточные дисперсионные характеристики после компенсации показаны на фиг.4. Знак наклона дисперсионной кривой для волокна с компенсацией дисперсии противоположен знаку наклона дисперсионной кривой для оптического волокна передачи, что позволяет добиться малой остаточной дисперсии в широком диапазоне длин волн. Количественной характеристикой компенсации наклона дисперсионной характеристики является RDS. RDS (RDS - относительный наклон дисперсионной характеристики) это отношение наклона дисперсионной характеристики к хроматической дисперсии. RDS можно выразить следующей формулой (1) где D обозначает хроматическую дисперсию, S обозначает наклон дисперсионной характеристики.

Для снижения остаточной дисперсии в широком диапазоне длин волн необходимо подобрать такое значение дисперсии, которое имеет противоположный знак по отношению к хроматической дисперсии оптического волокна передачи, чтобы RDS был как можно меньше.

Для таких волокон с компенсацией дисперсии, например, в нерассмотренной японской патентной заявке, первая публикация №Hei 6-11620, раскрыта технология для волокна с компенсацией дисперсии, имеющего хроматическую дисперсию -20 пс/нм·км или ниже, предназначенного для компенсации хроматической дисперсии в диапазоне 1,55 мкм в S-SMF волокне, которое имеет длину волны нулевой дисперсии в диапазоне 1,3 мкм. Кроме того, в нерассмотренной японской патентной заявке, первая публикация № 11-95056, раскрыта технология для волокна с компенсацией дисперсии, в котором наклон дисперсионной характеристики снижен и, вместе с тем, уменьшены потери на соединениях, в результате чего абсолютное значение хроматической дисперсии на единицу длины увеличено.

Кроме того, в нерассмотренной японской патентной заявке, первая публикация №Hei 8-136758, раскрыта технология для волокна с компенсацией дисперсии с отрицательным наклоном дисперсионной характеристики, в результате чего хроматическая дисперсия составляет -100 пс/нм·км или менее.

С другой стороны, в нерассмотренной японской патентной заявке, первая публикация №Hei 8-54546, раскрыто волокно с компенсацией дисперсии малого диаметра, которое имеет первичный покровный слой, имеющий модуль Юнга 0,1 кгс/мм², на наружной поверхности оптического волокна без покрытия, наружный диаметр которого менее 125 мкм, и имеет вторичный покровный слой, имеющий модуль Юнга 150 кгс/мм² или выше, на наружной поверхности первичного покровного слоя в оптическом волокне, структура покрытия которого показана на фиг.2. В шестом варианте осуществления этой нерассмотренной японской патентной заявки, первая публикация №Hei 8-54546, раскрыто волокно с компенсацией дисперсии малого диаметра, которое имеет оболочку 60 мкм, покрытие 160 мкм и дисперсию -80 пс/нм·км.

Кроме того, в нерассмотренной японской патентная заявке, первая публикация №Hei 10-115725, раскрыта технология волокна с компенсацией дисперсии, которое присоединено к оптическому волокну, имеющему хроматическую дисперсию на длине волны передачи и компенсирует указанную хроматическую дисперсию, практически полностью устраняя хроматическую дисперсию во всей системе связи в диапазоне длин волны передачи. Кроме того, в нерассмотренной японской патентной заявке, первая публикация №Hei 10-115725, раскрыта технология для волокна с компенсацией дисперсии, снижающего хроматическую дисперсию во всей системе связи на длине волны передачи вплоть до нуля, которое имеет многослойную структуру, содержащую сердцевину, состоящую из двух или более слоев кварцевого стекла, оболочку из кварцевого стекла, находящуюся на внешней поверхности сердцевины, и покровный слой из пластичной смолы, находящийся на внешней поверхности оболочки, при этом наружный диаметр составляет менее 250 мкм, покровный слой имеет толщину 20 мкм или более и модуль Юнга наружного слоя больше, чем у внутреннего слоя. В этой нерассмотренной японской патентной заявке, первая публикация №Hei 10-115725, и в вариантах осуществления, указанных в описании изобретения патента США №5887104, раскрыто волокно с компенсацией дисперсии малого диаметра, в котором диаметр наружной оболочки составляет от 60 мкм до 125 мкм, наружный диаметр покрытия составляет от 110 мкм до 250 мкм и хроматическая дисперсия равна примерно -105 пс/нм·км.

Также из В-13-4, р-585 известно, что в докладе Наото Огавы (Naoto Ogawa) и др. под названием "Small Dispersion compensating fiber For Compensating Dispersion" (Малое волокно с компенсацией дисперсии для компенсации дисперсии). Общая конференция 1999 г., Инженерный институт электроники, информации и связи, указано что для изготовленного опытного образца волокна с компенсацией дисперсии малого диаметра, в котором хроматическая дисперсия составляет от -102 пс/нм·км до -110 пс/нм·км, наружный диаметр оболочки составляет от 90 мкм до 125 мкм, и наружный диаметр покровного слоя составляет от 150 до 185 мкм, не возникла проблема увеличения потерь вследствие бокового давления и с точки зрения прочности.

Из такого волокна с компенсацией дисперсии, длина которого составляет от 1/5 до 1/7 оптического волокна передачи, формируют модуль, наматывая его на бобину. Таким образом, для компенсации накопленной дисперсии оптического волокна передачи длиной около 120 км с помощью модуля волокна с компенсацией дисперсии, необходимая длина волокна с компенсацией дисперсии составляет примерно 20 км, т.е. необходимо наматывать очень длинное волокно с компенсацией дисперсии.

Однако предпочтительно, чтобы размер модуля был постоянным независимо от величины дисперсии, которую нужно скомпенсировать. Даже при большой абсолютной величине компенсируемой дисперсии, нужно наматывать как можно больше волокна с компенсацией дисперсии на малую бобину. Кроме того, предпочтительно, чтобы этот модуль волокна с компенсацией дисперсии был как можно меньше, чтобы устройство передачи имело небольшие размеры.

Объем модуля зависит от объема наматываемого волокна с компенсацией дисперсии. Объем наматываемого волокна равен произведению площади поперечного сечения, включая покрытие, и длины волокна для волокна с компенсацией дисперсии.

Поэтому для формирования малого модуля согласно описанному в нерассмотренной японской патентной заявке, первая публикация №Hei 8-54546, нерассмотренной японской патентной заявки, первая публикация №Hei 10-115725, или в патенте США №5887104 предпочтительно, чтобы диаметр волокна с компенсацией дисперсии был как можно меньше.

Волокно с компенсацией дисперсии разрабатывали исходя из того, чтобы добиться максимального абсолютного значения хроматической дисперсии в расчете на единицу длины, не приводящего к повышению потерь при передаче или ухудшению оптических характеристик и надежности; при этом диаметр оптического волокна должен быть как можно меньше в допустимых пределах. Однако технология, раскрытая в вышеупомянутой публикации и отчете института, не позволяет реализовать малый модуль и, вместе с тем, ограничить рост потерь, обусловленный потерями на изгибе, во всем рабочем диапазоне длин волны.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение призвано решить вышеуказанные проблемы. Настоящее изобретение имеет целью реализацию стабильных температурных характеристик с низкими потерями и низкой PMD в волокне с компенсацией дисперсии и снижение объемного отношения более чем вдвое по сравнению с традиционным модулем волокна с компенсацией дисперсии. Задачей настоящего изобретения является обеспечение такого волокна с компенсацией дисперсии, чтобы флуктуация потерь в модуле была в пределах ±0,5 дБ в температурном диапазоне (от -5°С до +70°С), который обычно имеет место, даже если сформирован модуль волокна с компенсацией дисперсии.

Для решения вышеуказанной проблемы, первый аспект настоящего изобретения предусматривает волокно с компенсацией дисперсии, которое, при работе на по меньшей мере длине волны, выбранной из диапазона от 1,53 мкм до 1,63 мкм, которое характеризуется

потерями на изгибе не более 5 дБ/м при диаметре намотки 20 мм,

хроматической дисперсией не выше -120 пс/нм·км,

абсолютным значение хроматической дисперсии на единицу потерь не менее 200 пс/нм·дБ,

длиной волны отсечки для используемой длины и используемого условия не более 1,53 мкм,

наружным диаметром оболочки от 80 мкм до 100 мкм,

наружным диаметром покрытия от 160 мкм до 200 мкм, при этом волокно с компенсацией дисперсии дополнительно содержит:

центральный участок сердцевины,

промежуточный участок сердцевины, расположенный на внешней поверхности центрального участка сердцевины, и

оболочку, сформированную на внешней поверхности промежуточного участка сердцевины, при этом

показатель преломления центрального участка сердцевины примерно от 1,6% до 2,6% больше, чем у оболочки,

показатель преломления промежуточного участка сердцевины примерно от 0,30% до 1,4% меньше, чем у оболочки,

отношение наружного радиуса промежуточного участка сердцевины к наружному радиусу центрального участка сердцевины составляет примерно от 1,5 до 3,5,

отношение наружного радиуса промежуточного участка сердцевины к наружному радиусу кольцевого участка сердцевины, расположенному на внешней поверхности промежуточного участка сердцевины составляет примерно от 1,2 до 2,0 и

радиус сердцевины составляет примерно от 4 мкм до 8 мкм

При этом в волокне с компенсацией дисперсии покрытие содержит, по меньшей мере, первичный покровный слой, расположенный на внешней поверхности оболочки, имеющий модуль Юнга 0,15 кгс/мм² и толщину первичного покровного слоя примерно от 20 мкм до 30 мкм, и вторичный покровный слой, расположенный на внешней поверхности первичного покровного слоя, имеющий модуль Юнга 50 кгс/мм² и толщину вторичного покровного слоя примерно от 15 мкм до 30 мкм.

Кроме того, при работе в диапазоне длин волн от 1,53 мкм до 1,57 мкм, частное от деления наклона дисперсионной характеристики на хроматическую дисперсию составляет примерно от 0,0026 нм^-1 до 0,010 нм^-1.

А при работе в диапазоне длин волн от 1,53 мкм до 1,57 мкм, частное от деления наклона дисперсионной характеристики на хроматическую дисперсию составляет примерно от 0,0026 нм^-1 до 0,0041 нм^-1.

Кроме того, при работе волокна с компенсацией дисперсии в диапазоне длин волн от 1,57 мкм до 1,63 мкм, частное от деления наклона дисперсионной характеристики на хроматическую дисперсию составляет примерно от 0,0022 нм^-1 до 0,010 нм^-1.

При работе в диапазоне длин волн от 1,57 мкм до 1,63 мкм, частное от деления наклона дисперсионной характеристики на хроматическую дисперсию составляет примерно от 0,0022 нм^-1 до 0,0035 нм^-1.

Согласно первому аспекту изобретения в волокне с компенсацией дисперсии модуль Юнга первичного покровного слоя, находящегося на внешней поверхности оболочки, равен около 0,15 кгс/мм²,

толщина первичного покровного слоя составляет примерно от 20 мкм до 30 мкм,

модуль Юнга вторичного покровного слоя, находящегося на внешней поверхности первичного покровного слоя, равен около 50 кгс/мм², и

толщина вторичного покровного слоя составляет примерно от 15 мкм до 30 мкм.

Кроме того, адгезионное свойство наружной поверхности покровной смолы волокна с компенсацией дисперсии не превышает около 10 гс/мм.

В волокне с компенсацией дисперсии адгезионное свойство наружной поверхности покровной смолы волокна с компенсацией дисперсии не превышает около 1 гс/мм.

При этом в волокне с компенсацией дисперсии модуль Юнга первичного покровного слоя, находящегося на внешней поверхности оболочки, равен около 0,15 кгс/мм²,

толщина первичного покровного слоя составляет примерно от 20 мкм до 30 мкм,

толщина вторичного покровного слоя составляет примерно от 15 мкм до 30 мкм.

При этом при работе волокна с компенсацией дисперсии в диапазоне длин волн от 1,53 мкм до 1,57 мкм, частное от деления наклона дисперсионной характеристики на хроматическую дисперсию составляет примерно от 0,0026 нм^-1 до 0,010 нм^-1.

Кроме того, при работе в диапазоне длин волн от 1,57 мкм до 1, 63 мкм, частное от деления наклона дисперсионной характеристики на хроматическую дисперсию составляет примерно от 0,0022 нм^-1 до 0,010 нм^-1.

А при работе волокна с компенсацией дисперсии в диапазоне длин волн от 1,57 мкм до 1,63 мкм, частное от деления наклона дисперсионной характеристики на хроматическую дисперсию составляет примерно от 0,0022 нм^-1 до 0,0035 нм^-1.

Это позволяет реализовать волокно с компенсацией дисперсии, в котором, даже если оно намотано на малую бобину, потери в модуле низки, нет увеличения потерь, вызванного потерями на изгибе, нет дополнительного увеличения потерь, обусловленного потерями на изгибе в длинноволновом диапазоне. Таким образом, волокно с компенсацией дисперсии можно поместить в модуль меньшего размера по сравнению с традиционным модулем волокна с компенсацией дисперсии. Даже, в случае создания модуля волокна с компенсацией дисперсии путем намотки его на малую катушку, можно реализовать модуль для волокна с компенсацией дисперсии, имеющий стабильные температурные характеристики, т.е. чтобы флуктуация потерь на модуле составляла не более±0,5 дБ в обычно используемом температурном диапазоне (от -5°С до +70°С).

Адгезионное свойство измеряют следующим методом. Во-первых, ролик регулировки натяжения оптической стороны. Затем, его вводят в приемный ролик через первый фиксированный ролик, подвижный ролик и второй фиксированный ролик и устанавливают его на датчик натяжения между подвижным роликом и вторым фиксированным роликом. Оптическое волокно, пропущенное через приемный ролик, устанавливают на намоточный ролик через ролик регулировки натяжения наматывающей стороны, аналогичный ролику регулировки натяжения передающей стороны. Затем намоточный ролик вращают, создавая фиксированное натяжение оптического волокна. Датчик натяжения регистрирует величину перемещения регистрирующего ролика под действием натяжения оптического волокна, для регистрации натяжения, и отображает и записывает его на монитор. В этом случае, поскольку изменение натяжения, добавленное к оптическому волокну, становится значением, соответствующим клейкости поверхности, можно легко и количественно измерять и оценивать клейкость поверхности оптического волокна.

Второй аспект настоящего изобретения предусматривает волокно с компенсацией дисперсии, которое, при работе на по меньшей мере длине волны, выбранной из диапазона от 1,53 мкм до 1,63 мкм, характеризуется

потерями на изгибе не более 5 дБ/м при диаметре намотки 20 мм,

хроматической дисперсией не выше -120 пс/нм·км,

абсолютным значение хроматической дисперсии на единицу потерь не менее 200 пс/нм·дБ,

длиной волны отсечки для используемой длины и используемого условия не более 1,53 мкм,

наружным диаметром оболочки от 80 мкм до 100 мкм,

центральный участок сердцевины,

промежуточный участок сердцевины, расположенный на внешней поверхности центрального участка сердцевины,

кольцевой участок сердцевины, расположенный на внешней поверхности промежуточного участка сердцевины, и

оболочку, сформированную на внешней поверхности кольцевого участка сердцевины,

при этом

показатель преломления центрального участка сердцевины примерно от 1,6% до 2,6% больше, чем у оболочки,

показатель преломления промежуточного участка сердцевины примерно от 0,30% до 1,4% меньше, чем у оболочки,

показатель преломления кольцевого участка сердцевины примерно от 0, 30% до 1,0% больше, чем у оболочки

отношение наружного радиуса промежуточного участка сердцевины к наружному радиусу кольцевого участка сердцевины составляет примерно от 1,2 до 2,0 и

радиус сердцевины составляет примерно от 4 мкм до 8 мкм.

Кроме того, покрытие указанного волокна содержит, по меньшей мере,

первичный покровный слой, расположенный на внешней поверхности оболочки, имеющий модуль Юнга 0,15 кгс/мм² и толщину первичного покровного слоя примерно от 20 мкм до 30 мкм, и

вторичный покровный слой, расположенный на внешней поверхности первичного покровного слоя, имеющий модуль Юнга 50 кгс/мм² и толщину вторичного покровного слоя примерно от 15 мкм до 30 мкм.

При работе волокна с компенсацией дисперсии в диапазоне длин волн от 1,53 мкм до 1,57 мкм, частное от деления наклона дисперсионной характеристики на хроматическую дисперсию составляет примерно от 0,0026 нм^-1 до 0,010 нм^-1 .

При работе волокна с компенсацией дисперсии в диапазоне длин волн от 1,57 мкм до 1,63 мкм, частное от деления наклона дисперсионной характеристики на хроматическую дисперсию составляет примерно от 0,0022 нм^-1 до 0,010 нм^-1.

Согласно второму аспекту изобретения в волокне с компенсацией дисперсии модуль Юнга первичного покровного слоя, находящегося на внешней поверхности оболочки, равен около 0,15 кгс/мм²,

толщина первичного покровного слоя составляет примерно от 20 мкм до 30 мкм,

толщина вторичного покровного слоя составляет примерно от 15 мкм до 30 мкм.

При этом в указанном волокне с компенсацией дисперсии адгезионное свойство наружной поверхности покровной смолы волокна с компенсацией дисперсии не превышает около 1 гс/мм.

Кроме того, в указанном волокне с компенсацией дисперсии

модуль Юнга первичного покровного слоя, находящегося на внешней поверхности оболочки, равен около 0,15 кгс/мм²,

толщина первичного покровного слоя составляет примерно от 20 мкм до 30 мкм,

модуль Юнга вторичного покровного слоя, находящегося на внешней поверхности первичного покровного слоя, равен около 50 кгс/мм², и толщина вторичного покровного слоя составляет примерно от 15 мкм до 30 мкм.

При этом при работе волокна в диапазоне длин волн от 1,53 мкм до 1,57 мкм, частное от деления наклона дисперсионной характеристики на хроматическую дисперсию составляет примерно от 0,0026 нм^-1 до 0,0041 нм^-1.

Кроме того, при работе волокна в диапазоне длин волн от 1,57 мкм до 1,63 мкм, частное от деления наклона дисперсионной характеристики на хроматическую дисперсию составляет примерно от 0,0022 нм^-1 до 0,010 нм^-1.

При этом при работе волокна в диапазоне длин волн от 1,57 мкм до 1,63 мкм, частное от деления наклона дисперсионной характеристики на хроматическую дисперсию составляет примерно от 0,0022 нм^-1 до 0,0035 нм^-1.

Это обеспечивает возможность реализовать волокно с компенсацией дисперсии, в котором, даже если оно намотано на малую бобину, потери в модуле малы, нет дополнительного возрастания потерь, обусловленного потерями на изгибах в длинноволновом диапазоне. Таким образом, волокно с компенсацией дисперсии можно поместить в модуль меньшего размера по сравнению с традиционным модулем волокна с компенсацией дисперсии.

В данном случае, даже если разности показателей преломления в каждом из этих слоев и отношение радиуса промежуточного участка сердцевины к радиусу центрального участка сердцевины находятся в указанных пределах, заранее не известно, можно ли получить волокно с компенсацией дисперсии, отвечающее настоящему изобретению. С этой точки зрения согласно настоящему изобретению нужно задать структурный параметр и характеристическое значение волокна с компенсацией дисперсии.

Краткое описание чертежей

Эти и другие признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения можно лучше понять, обратившись к нижеследующему описанию и прилагаемым чертежам, которые не следует рассматривать в плане ограничения изобретения.

Фиг.1А, 1В и 1С - примеры профилей показателя преломления для волокна с компенсацией дисперсии, отвечающего настоящему изобретению.

Фиг.2 - вид в разрезе структуры покровного слоя волокна с компенсацией дисперсии, отвечающего настоящему изобретению.

Фиг.3 - график, демонстрирующий традиционное соотношение скорости передачи и допустимой хроматической дисперсии.

Фиг.4 - график, демонстрирующий оптическое волокно передачи, волокно с компенсацией дисперсии и характеристику остаточной дисперсии после компенсации дисперсии.

Фиг.5 - график, демонстрирующий зависимость от длины волны потерь, вносимых модулем волокна с компенсацией дисперсии, в котором используется волокно с компенсацией дисперсии с разными потерями на изгибе.

Фиг.6 - график, демонстрирующий температурные характеристики модуля волокна с компенсацией дисперсии, в котором используется волокно с компенсацией дисперсии с разными потерями на изгибе.

Фиг.7 - график, демонстрирующий зависимость от длины волны потерь, вносимых модулем волокна с компенсацией дисперсии, в котором используется волокно с компенсацией дисперсии с разными диаметрами оболочки.

Фиг.8 - график, демонстрирующий зависимость от длины волны потерь, вносимых модулем волокна с компенсацией дисперсии, в котором используется волокно с компенсацией дисперсии с разными адгезионными свойствами поверхности.

Фиг.9 - график, демонстрирующий зависимость от длины волны потерь, вносимых модулем волокна с компенсацией дисперсии, в котором используется волокно с компенсацией дисперсии с разными модулями Юнга покровного слоя и толщинами покрытия.

Фиг.10 - график, демонстрирующий характеристики остаточной дисперсии для случая компенсации накопленной хроматической дисперсии на 100-километровом участке S-SMF модулем волокна с компенсацией дисперсии с разными RDS.

Фиг.11 - график, демонстрирующий характеристики остаточной дисперсии для случая компенсации накопленной хроматической дисперсии на 100-километровом участке S-SMF модулем волокна с компенсацией дисперсии с разными RDS.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения

Ниже приведено подробное объяснение настоящего изобретения.

На фиг.1(а), (b), (с) показаны примеры распределения показателя преломления для волокна с компенсацией дисперсии, отвечающего настоящему изобретению.

На фиг.1(а), (b) позиция 1(а) обозначает центральный участок сердцевины. Позиция 1b обозначает промежуточный участок сердцевины, находящийся на внешней поверхности центрального участка 1а сердцевины. Позиция 2 обозначает оболочку, находящуюся на внешней поверхности промежуточного участка 1b сердцевины. Кроме того, на фиг.1(с) позиция 1а обозначает центральный участок сердцевины. Позиция 1b обозначает промежуточный участок сердцевины, находящийся на внешней поверхности центрального участка 1а сердцевины. Позиция 1с обозначает кольцевой участок сердцевины, находящийся на внешней поверхности промежуточного участка 1b сердцевины. Позиция 2 обозначает оболочку, находящуюся на внешней поверхности кольцевого участка 1с сердцевины.

На фиг.1(а), (b), (с) буква а обозначает радиус центрального участка 1а сердцевины. Буква b обозначает радиус промежуточного участка 1b сердцевины. Буква с обозначает радиус кольцевого участка 1с сердцевины. Разность показателей преломления центрального участка 1а сердцевины относительно оболочки 2 обозначается Δ1. Разность показателей преломления промежуточного участка 1b сердцевины относительно оболочки 2 обозначается Δ2. Разность показателей преломления кольцевого участка 1с сердцевины относительно оболочки 2 обозначается Δ3.

Показатель преломления центрального участка 1а сердцевины превышает показатель преломления оболочки 2. Показатель преломления промежуточного участка 1b сердцевины меньше показателя преломления оболочки 2. Показатель преломления кольцевого участка 1с сердцевины больше показателя преломления оболочки 2.

В первом примере волокна с компенсацией дисперсии, отвечающего настоящему изобретению, отношение b/а радиуса промежуточного участка сердцевины к радиусу центрального участка сердцевины составляет от 1,5 до 3,5, отношение с/b радиуса кольцевого участка сердцевины к радиусу промежуточного участка сердцевины составляет от 1,2 до 2,0, радиус сердцевины составляет от 4 мкм до 8 мкм, разность Δ1 показателей преломления центрального участка 1а сердцевины относительно оболочки 2 составляет от +1,6% до +2,6%, разность Δ2 показателей преломления промежуточного участка 1b сердцевины относительно оболочки 2 составляет от -0,30% до -1,4%, и разность Δ3 показателей преломления кольцевого участка 1с сердцевины относительно оболочки 2 составляет от +0,30% до +1,0%.

Кроме того, волокно с компенсацией дисперсии в этом примере задано ниже конкретными значениями помимо этих структур. Эти конкретные значения включают в себя, по меньшей мере, длину волны в пределах от 1,53 мкм до 1,63 мкм, потери на изгибах не более 5 дБ/м при намотке с диаметром изгиба 20 мм, хроматическую дисперсию не более -120 пс/нм·км, абсолютное значение хроматической дисперсии на единицу потерь не менее 200 пс/нм·дБ, длину волны отсечки для используемой длины и используемого условия не более 1,53 мкм, наружный диаметр оболочки в пределах от 80 мкм до 100 мкм, наружный диаметр покрытия в пределах от 160 мкм до 200 мкм и адгезионное свойство поверхности покровной смолы не более 10 гс/мм, более предпочтительно, не более 1 гс/мм. При этом хроматическая дисперсия находится в диапазоне, в котором возможно реализовать примерно не менее -300 пс/нм· км с точки зрения диапазона управления разностью показателей преломления и потерями на изгибе. Абсолютное значение хроматической дисперсии на единицу потерь находится в пределах, в которых возможно реализовать приблизительно 500 пс/нм·дБ с точки зрения значения потери при передаче.

На фиг.2 показана структура покровного слоя этого волокна с компенсацией дисперсии.

На фиг.2 позиция 1 обозначает сердцевину. Позиция 2 обозначает оболочку, сформированную вокруг сердцевины 1. На внешней поверхности оболочки 2 сформирован первичный покровный слой 3. На внешней поверхности первичного покровного слоя 3 сформирован вторичный покровный слой 4. Предпочтительно, чтобы модуль Юнга первичного покровного слоя составлял не более 0,15 кгс/мм². Кроме того, предпочтительно, чтобы модуль Юнга вторичного покровного слоя составлял не менее 50 кгс/мм².

Главная роль каждого покровного слоя состоит в том, что первичный покровный слой служит амортизирующим элементом при контакте с поверхностью стеклянного элемента, а вторичный покровный слой служит для обеспечения прочности оптического волокна. Поэтому предпочтительно, чтобы первичный покровный слой и вторичный покровный слой были толстыми. Однако, если оба они будут толстыми, нельзя будет добиться малого модуля волокна с компенсацией дисперсии за счет формирования волокна с компенсацией дисперсии малого радиуса. Кроме того, если модуль Юнга первичного покровного слоя будет превышать 0,15 кгс/мм², то внешнее влияние будет непосредственно нарушать оптическое волокно. В результате возникнут потери на микроизгибах и, таким образом, увеличатся потери при передаче. Кроме того, если модуль Юнга вторичного покровного слоя будет меньше 50 кгс/мм², невозможно будет обеспечить прочность оптического волокна. Эти значения относятся к толщине каждого слоя. Предпочтительно, чтобы толщина первичного покровного слоя составляла от 20 мкм до 30 мкм, а толщина вторичного покровного слоя составляла от 15 мкм до 30 мкм. Соответствующие соотношения показаны в формулах (2), (3). С точки зрения прочности волокна, предпочтительно использовать смолу, модуль Юнга которой удовлетворяет условиям, выраженным в этих формулах.

Здесь S₁ обозначает площадь поперечного сечения [мм²] первичного покровного слоя, E₁ обозначает модуль Юнга [кгс/мм²] первичного покровного слоя, S₂ обозначает площадь поперечного сечения [мм²] вторичного покровного слоя, Е₂ обозначает модуль Юнга [кгс/мм²] вторичного покровного слоя.

Для этого волокна с компенсацией дисперсии, предпочтительно, чтобы наружный диаметр оболочки 2 составлял от 80 мкм до 100 мкм и наружный диаметр покрытия, образованного первичным покровным слоем 3 и вторичным покровным слоем 4, составлял от 160 мкм до 200 мкм.

Если наружный диаметр оболочки 2 превышает 100 мкм, то для обеспечения необходимой толщины покрытия, наружный диаметр покрытия неизбежно должен быть больше; такое условие противоречит задаче обеспечения малого модуля. Если же наружный диаметр оболочки 2 меньше 80 мкм, то толщина оболочки слишком мала; таким образом, она подвержена влиянию микроизгибов и т.д.; в результате, ухудшаются характеристики потерь. Хотя такое влияние можно ослабить, увеличив толщину покрытия, необходимо уменьшать такие характеристики, как потери на изгибе и т.д., если наружный диаметр оболочки 2 меньше 80 мкм. Поэтому предпочтительно, чтобы наружный диаметр оболочки 2 составлял не менее 80 мкм.

Кроме того, можно сформировать одно короткое волокно, увеличив абсолютное значение дисперсии; таким образом, можно реализовать модуль меньшего размера. Если наружный диаметр покрытия, образованного первичным покровным слоем 3 и вторичным покровным слоем 4 превышает 200 мкм, эффект будет не очень заметен. Если же наружный диаметр покрытия меньше 160 мкм, то первичный покровный слой и вторичный покровный слой окажутся слишком тонкими; из-за этого волокно с большей вероятностью будет подвержено микроизгибу и т.д., или же возможно снижение прочности самого оптического волокна.

Кроме того, если модуль волокна с компенсацией дисперсии получен намоткой волокна с компенсацией дисперсии малого диаметра, температурные характеристики потерь на модуле ухудшаются вследствие адгезионного свойства поверхности. Возможно реализовать модуль волокна с компенсацией дисперсии, имеющий стабильные температурные характеристики, например флуктуацию потерь на модуле ±0,5 дБ или менее в обычном диапазоне рабочих температур (-5°С - +70°С), формированием поверхности с адгезионным свойством не выше 10 гс/мм, более предпочтительно, не более 1 гс/мм, даже если модуль волокна с компенсацией дисперсии создан путем намотки его на малую бобину. Для снижения адгезионного свойства следует использовать смолу, отверждаемую ультрафиолетом, которая содержит от 1 до 5 вес.% кремниевого компонента, или формировать смолу, отверждаемую ультрафиолетом, которая содержит не более 2%, предпочтительно 0%, атмосферного кислорода.

Это позволяет реализовать волокно с компенсацией дисперсии, которое можно поместить в малый модуль, для которого потери на модуле низки и нет дополнительного увеличения потерь в длинноволновом диапазоне, обусловленного потерями на изгибе и характеристиками микроизгиба, по сравнению с традиционным модулем волокна с компенсацией дисперсии, даже если оно намотано на малую бобину. Возможно реализовать модуль волокна с компенсацией дисперсии, имеющий стабильные температурные характеристики, например флуктуацию потерь на модуле не более ±0,5 дБ в обычном диапазоне рабочих температур (от -5°С до +70°С).

Второй пример волокна с компенсацией дисперсии, отвечающего настоящему изобретению, выполнен так, что в W-образном профиле показателя преломления, показанном на фиг.1(а), (b), отношение b/а радиуса промежуточного участка сердцевины к радиусу центрального участка сердцевины составляет от 1,5 до 3,5, радиус сердцевины составляет от 4 мкм до 8 мкм, относительная разность показателей преломления Δ1 центрального участка 1а сердцевины относительно оболочки 2 составляет от +1,6% до +2,6%, относительная разность показателей преломления Δ2 промежуточного участка 1b сердцевины относительно оболочки 2 составляет от -0,30% до -1,4%.

Что касается PMD, она, предпочтительно, должна быть равна

или в любом из вышеописанных первом и втором примере. Более предпочтительно, она должна быть не более

PMD это дисперсия моды, которая обусловлена ухудшением, вызванным формированием сердцевины одномодового оптического волокна в виде овала; таким образом, разница в групповой задержке возникает между двумя ортогонально поляризованными модами. PMD не составляло большой проблемы, поскольку, при традиционной скорости передачи, PMD можно игнорировать. Однако, при повышении пропускной способности оптической системы связи PMD может привести к ухудшению характеристик передачи. Ограничение дальности передачи для PMD можно представить нижеприведенной формулой (4).

Здесь, В обозначает скорость передачи [Гбит/.с], PMD обозначает дисперсию поляризованной моды

, L указывает длину волокна [км]. Хотя необходимое значение для PMD зависит от скорости передачи и дальности передачи, необходимо поддерживать как можно более низкую PMD, если учитывать будущую операцию обновления для системы связи (например, увеличение скорости передачи).

Третий пример волокна с компенсацией дисперсии, отвечающего настоящему изобретению, выполнен так, что в W-образном профиле показателя преломления, показанном на фиг.1(а), (b), отношение b/а радиуса промежуточного участка сердцевины к радиусу центрального участка сердцевины составляет от 1,5 до 3,5, радиус сердцевины составляет от 4 мкм до 8 мкм, относительная разность показателей преломления Δ1 центрального участка 1а сердцевины относительно оболочки 2 составляет от +1,6% до +2,6%, относительная разность показателей преломления Δ2 промежуточного участка 1b сердцевины относительно оболочки 2 составляет от -0,30% до -1,4%. Третий пример волокна с компенсацией дисперсии, отвечающий настоящему изобретению, сформирован так, что в W-образном профиле с кольцом, показанном на фиг.1(с), отношение b/а радиуса промежуточного участка сердцевины к радиусу центрального участка сердцевины составляет от 1,5 до 3,5, отношение с/b радиуса кольцевого участка сердцевины к радиусу промежуточного участка сердцевины составляет от 1,2 до 2,0, радиус сердцевины составляет от 4 мкм до 8 мкм, разность показателей преломления Δ1 центрального участка 1а сердцевины относительно оболочки 2 составляет от +1,6% до +2,6%, разность показателей преломления Δ2 промежуточного участка 1b сердцевины относительно оболочки 2 составляет от -0,30% до -1,4% и разность показателей преломления Δ3 кольцевого участка 1с сердцевины относительно оболочки 2 составляет от +0,30% до +1,0%. Кроме того, волокно с компенсацией дисперсии в этом примере задано ниже конкретными значениями помимо этих структур. Эти конкретные значения включают в себя, по меньшей мере, длину волны в пределах от 1,53 мкм до 1,57 мкм, потери на изгибах не более 5 дБ/м при намотке с диаметром изгиба 20 мм, хроматическую дисперсию не более -120 пс/нм·км, абсолютное значение хроматической дисперсии на единицу потерь не менее 200 пс/нм·дБ, длину волны отсечки для используемой длины и используемого условия не более 1,53 мкм, частное от деления наклона дисперсионной характеристики на хроматическую дисперсию в пределах от 0,0026 нм^-1 до 0,010 нм^-1, наружный диаметр оболочки в пределах от 80 мкм до 100 мкм, наружный диаметр покрытия в пределах от 160 мкм до 200 мкм.

Использование такого волокна с компенсацией дисперсии позволяет поместить его в малый модуль по сравнению с традиционным модулем волокна с компенсацией дисперсии, в котором потери на модуле низки и нет дополнительного увеличения потерь в длинноволновом диапазоне, обусловленного потерями на изгибе и микроизгибом, даже если оно намотано на малую бобину. Обычно, можно реализовать волокно с компенсацией дисперсии, пригодное для S-SMF волокна, которое обычно имеет RDS 0,0034 нм^-1 в диапазоне 1,55 мкм, и для NZ-DSF волокна, которое обычно имеет RDS от 0,007 нм^-1 до 0,010 нм^-1 в диапазоне 1,55 мкм.

Четвертый пример волокна с компенсацией дисперсии, отвечающего настоящему изобретению, выполнен так, что в W-образном профиле показателя преломления, показанном на фиг.1(а), (b), отношение b/а радиуса промежуточного участка сердцевины к радиусу центрального участка сердцевины составляет от 1,5 до 3,5, радиус сердцевины составляет от 4 мкм до 8 мкм, относительная разность показателей преломления Δ1 центрального участка 1а сердцевины относительно оболочки 2 составляет от +1,6% до +2,6%, относительная разность показателей преломления Δ2 промежуточного участка 1b сердцевины относительно оболочки 2 составляет от -0,30% до -1,4%. Кроме того, четвертый пример волокна с компенсацией дисперсии, отвечающий настоящему изобретению, сформирован так, что в W-образном профиле с кольцом, показанном на фиг.1(с), отношение b/а радиуса промежуточного участка сердцевины к радиусу центрального участка сердцевины составляет от 1,5 до 3,5, отношение с/b радиуса кольцевого участка сердцевины к радиусу промежуточного участка сердцевины составляет от 1,2 до 2,0, радиус сердцевины составляет от 4 мкм до 8 мкм, разность показателей преломления Δ1 центрального участка 1а сердцевины относительно оболочки 2 составляет от +1,6% до +2,6%, разность показателей преломления Δ2 промежуточного участка 1b сердцевины относительно оболочки 2 составляет от -0,30% до -1,4% и разность показателей преломления Δ3 кольцевого участка 1с сердцевины относительно оболочки 2 составляет от +0,30% до +1,0%. Кроме того, волокно с компенсацией дисперсии в этом примере задано ниже конкретными значениями помимо этих структур. Эти конкретные значения включают в себя, по меньшей мере, длину волны в пределах от 1,57 мкм до 1,63 мкм, потери на изгибах не более 5 дБ/м при намотке с диаметром изгиба 20 мм, хроматическую дисперсию не более -120 пс/нм·км, абсолютное значение хроматической дисперсии на единицу потерь не менее 200 пс/нм·дБ, длину волны отсечки для используемой длины и используемого условия не более 1,57 мкм, частное от деления наклона дисперсионной характеристики на хроматическую дисперсию в пределах от 0,0022 нм^-1 до 0,010 нм^-1, наружный диаметр оболочки в пределах от 80 мкм до 100 мкм, наружный диаметр покрытия в пределах от 160 мкм до 200 мкм.

Использование такого волокна с компенсацией дисперсии позволяет поместить его в малый модуль по сравнению с традиционным модулем волокна с компенсацией дисперсии, в котором потери на модуле низки и нет дополнительного увеличения потерь в длинноволновом диапазоне, обусловленного потерями на изгибе, даже если оно намотано на малую бобину. Соответственно, RDS на длине волны от 1,57 мкм до 1,63 мкм составляет от 0,0022 нм^-1 до 0,010 нм^-1. Поэтому обычно, можно реализовать волокно с компенсацией дисперсии, пригодное для S-SMF волокна, которое обычно имеет RDS 0,0029 нм^-1 в диапазоне 1,59 мкм, и для NZ-DSF волокна, которое обычно имеет RDS от 0,005 нм^-1 до 0,010 нм^-1 и хроматическую дисперсию порядка нескольких пс/нм·км в диапазоне 1,59 мкм.

Кроме того, можно предотвратить ухудшение потерь на модуле по причине деформированной операции намотки и ухудшение PMD путем формирования модуля для волокна с компенсацией дисперсии путем намотки вышеописанного волокна с компенсацией дисперсии на бобину, имеющую минимальный диаметр цилиндра 90 мм при натяжении намотки от 30 до 50 г. Кроме того, можно уменьшить ухудшение потерь на модуле по причине микроизгиба; это позволяет реализовать малый модуль волокна с компенсацией дисперсии, который имеет стабильные характеристики относительно вибрационного столкновения и флуктуации температуры.

Ниже приведены конкретные примеры.

Пример 1

Волокна с компенсацией дисперсии с W-образным профилем, показанным на фиг.1(b), и W-образным профилем с кольцом, показанным на фиг.1(с), были получены общеизвестным методом, таким как метод VAD (осевое осаждение из паровой фазы), метод MCVD (модифицированное осаждение из паровой фазы) и метод PCVD (плазмохимическое осаждение из паровой фазы). В данном случае, значения Δ1, Δ2, Δ3, b/а, с/b, радиуса сердцевины, диаметра оболочки, наружного диаметра первичного покровного слоя и наружного диаметра вторичного покровного слоя приведены в Таблице 1 с учетом того, что плотность атмосферного кислорода должна быть 0,1% или ниже (0,0% при отображении), когда отверждаемая ультрафиолетом смола отверждается при вытягивании.

В данном случае, волокно с компенсацией дисперсии №1 создано с внешним диаметром традиционной оболочки и структурой покрытия в целях сравнения. Волокна с компенсацией дисперсии №2-6 являются примерами оптического волокна, отвечающего настоящему изобретению.

Таблица 1№Δ1(%)Δ 2(%)Δ3(%)b/ac/bРадиус сердцевины (мкм)Наружный диаметр оболочки (мкм)Наружный диаметр первичного покрытия (мкм)Наружный диаметр вторичного покрытия (мкм)Адгезионное свойство поверхности (гс/мм)11,70-0,400,353, 51,46,71252002500,122,00-0,460,362,71,56,4901351750,132,00-0,720,362,71,56,4 801251650,1 42,60-1,40-2,0-4,41001401800,152,40-1,30-2,0-4, 71001602000,162,20-0,70-2,5-5,71001301600,1

Оптические характеристики этих волокон с компенсацией дисперсии приведены в Таблице 2.

В этих волокнах с компенсацией дисперсии, значения Δ1, Δ2, Δ3, b/а, с/b и радиуса сердцевины заданы равными значениям, приведенным в Таблице 1. Это позволяет увеличить абсолютное значение хроматической дисперсии на единицу длины оптического волокна и снизить потери на изгибе. Кроме того, вокруг оболочки с наружным диаметром от 80 мкм до 100 мкм сформирован первичный покровный слой с модулем Юнга не более 0,15 кгс/мм² и вторичный покровный слой с модулем Юнга не менее 50 кгс/мм².

Наружный диаметр покрытия этого волокна с компенсацией дисперсии составляет от 160 мкм до 200 мкм; это позволяет сформировать малый модуль. Кроме того, оптические характеристики модуля волокна с компенсацией дисперсии и размер модуля приведены в Таблице 3 с учетом того, что модуль сформирован путем намотки этого волокна с компенсацией дисперсии на малую бобину с диаметром цилиндра 80 мм при натяжении намотки 40 г и подключения к обоим его концам одномодового оптического волокна с нулевой дисперсией в диапазоне 1,3 мкм с помощью соединителей. Эти модули волокна с компенсацией дисперсии служат для компенсации S-SMF волокна длиной 100 км.

Таблица 2№Длина волны (мкм)Потери при передаче (мкм)Хроматическая дисперсия (пс/нм·км) Показатель полезности (пс/нм·дБ)PMD (пс/укм)Потери на изгибе (дБ/м) 2R=20 мм11,550,35-912600,080,421,550,45-120267 0,081,031,550, 52-1482850,080,241,550,65-2143290,221,051,550,62-1572530,120,861,550,50-1472940,083,3

Таблица 3№ Номер модуляПотери на модуле (дБ)Дисперсия модуля (пс/нм)Габаритные размеры модуля (ширина х глубина х высота)Объемное отношение* (%)1Модуль 18,0-170023023045-2Модуль 27,4-171021521521413Модуль 36,8-170319019021324Модуль 47,0-165017017021255Модуль 56,9-170020520521376Модуль 66,8-17031781782128* Объемное отношение относительно модуля 1, в котором используется традиционное оптическое волокно с компенсацией дисперсии.

Из Таблицы 3 видно, что реализовано волокно с компенсацией дисперсии, в котором потери на модуле низки и не наблюдается возрастания потерь, обусловленного потерями на изгибе, даже если оно намотано на малую бобину, и его можно поместить в малый модуль, объемное отношение которого составляет 50% или менее по сравнению с традиционным модулем волокна с компенсацией дисперсии.

Пример 2

Четыре варианта волокна с компенсацией дисперсии с W-образным профилем, показанным на фиг.1С, сформированы общеизвестным методом, таким как метод VAD, метод MCVD или метод PCVD. В этом случае, значения Δ1, Δ2, Δ3, b/а, с/b и радиуса сердцевины приведены в Таблице 4 при условии, что плотность атмосферного кислорода должна быть 0,1% или ниже (0,0% при отображении), когда отверждаемая ультрафиолетом смола отверждается при вытягивании.

В данном случае, волокна с компенсацией дисперсии №7-9 созданы с традиционными характеристиками дисперсии для сравнения. Волокно с компенсацией дисперсии №2 является примером оптического волокна, отвечающего настоящему изобретению.

Таблица 4№Δ1(%) Δ2(%)Δ3(%)b/ac/bРадиус сердцевины (мкм)Наружный диаметр оболочки (мкм)Наружный диаметр первичного покрытия (мкм)Наружный диаметр вторичного покрытия (мкм)Адгезионное свойство поверхности (гс/мм)22,00-0,460,362,71,56,490 1351750,171, 60-0,350,302,71,55,3901351750,181,60-0,300,302,71,55,2901351750,191,50-0,300,302, 71,55,6901351750,1

Оптические характеристики этих волокон с компенсацией дисперсии приведены в Таблице 5.

В этих волокнах с компенсацией дисперсии, значения Δ1, Δ2, Δ3, b/а, с/b и радиуса сердцевины заданы равными значениям, приведенным в Таблице 4. Благодаря этому, хроматическая дисперсия принимает различные значения без изменения потерь на изгибе. Наружный диаметр оболочки, модуль Юнга и толщина первичного покровного слоя и модуль Юнга и толщина вторичного покровного слоя остаются теми же.

Модуль сформирован намоткой волокна с компенсацией дисперсии на малую бобину с диаметром цилиндра 80 мм при натяжении намотки 40 г и подключения к обоим его концам одномодового оптического волокна с нулевой дисперсией в диапазоне 1,3 мкм с помощью соединителей. Дисперсия модуля составляет -1700 пс/нм, что позволяет компенсировать S-SMF 100 км. Оптические характеристики и размеры созданного модуля волокна с компенсацией дисперсии приведены в Таблице 6.

Таблица 5№Длина волны (мкм)Потери при передаче (мкм)Хроматическая дисперсия (пс/нм· км)Показатель полезности (пс/нм·дБ)PMD (пс/VKM)Потери на изгибе (дБ/м) 2R=20 мм21,550,45-1202670,081,071,550,42-90 2140,075,081, 550,38-832180,122,891,550,33-772330,151,1

Таблица 6№Номер модуля Потери на модуле (дБ)Дисперсия модуля (пс/нм)Габаритные размеры модуля (ширина × глубина × высота)Объемное отношение* (%)2Модуль 27,4-170020520521377Модуль 78,9-170023023021478Модуль 88,8-170024024021519Модуль 98,3-1700245245 2153* Объемное отношение относительно модуля 1, в котором используется традиционное оптическое волокно с компенсацией дисперсии.

Из Таблицы 6 видно, что модуль волокна с компенсацией дисперсии, в котором используется волокно с компенсацией дисперсии №7, хроматическая дисперсия которого равна -90 пс/нм·км, имеет объемное отношение 47% по сравнению с традиционным модулем. Волокно с компенсацией дисперсии №8 с дисперсией -83 пс/нм·км и волокна с компенсацией дисперсии №8 и №9, в которых используется волокно с компенсацией дисперсии №9 с дисперсией -77 пс/нм·км, имеют объемное отношение 50% или более по сравнению с традиционным модулем; отсюда следует, что устройство меньших размеров не реализовано в достаточной степени. Из этих результатов следует, что необходимо абсолютное значение хроматической дисперсии, по меньшей мере, 120 пс/нм или более (-120 пс/нм или менее).

Пример 3

Пять вариантов волокна с компенсацией дисперсии с W-образным профилем, показанным на фиг.1В, или с W-образным профилем с кольцом, показанным на фиг.1С, созданы общеизвестным методом, таким как метод VAD, метод MCVD или метод PCVD. В этом случае, значения Δ1, Δ2, Δ3, b/а, с/b, радиуса сердцевины, диаметра оболочки, наружного диаметра первичного покровного слоя и наружного диаметра вторичного покровного слоя приведены в Таблице 1 с учетом того, что плотность атмосферного кислорода должна быть 0,1% или ниже (0,0% при отображении), когда отверждаемая ультрафиолетом смола отверждается при вытягивании.

В данном случае, волокна с компенсацией дисперсии №12 и №13 созданы с традиционными характеристиками дисперсии для сравнения. Волокна с компенсацией дисперсии №2, №10 и №11 являются примерами оптического волокна, отвечающего настоящему изобретению.

Таблица 7№Δ1(%)Δ2(%)Δ 3(%)b/ac/bРадиус сердцевины (мкм)Наружный диаметр оболочки (мкм)Наружный диаметр первичного покрытия (мкм)Наружный диаметр вторичного покрытия (мкм)Адгезионное свойство поверхности (гс/мм)22, 00-0,460,362,71,56,4901351750,1101,90-0,380,353,51,46,5901351750,1111,70-0,450,35 3,31,56,6901351750,1121,95-0,350,402,71,54,5901351750,1132,20-0,70-2,5^-5,6901351750,1

Оптические характеристики этих волокон с компенсацией дисперсии приведены в Таблице 8.

В этих волокнах с компенсацией дисперсии, значения Δ1, Δ2, Δ 3, b/а, с/b и радиус сердцевины заданы равными значениям, приведенным в Таблице 8, при изменении потерь на изгибе. Наружный диаметр оболочки, модуль Юнга и толщина первичного покровного слоя и модуль Юнга и толщина вторичного покровного слоя остаются теми же.

Оптические характеристики модуля волокна с компенсацией дисперсии приведены в Таблице 9 при условии, что модуль сформирован путем намотки этого волокна с компенсацией дисперсии на малую бобину с диаметром цилиндра 80 мм при натяжении намотки 40 г и подключения к обоим его концам одномодового оптического волокна с нулевой дисперсией в диапазоне 1,3 мкм с помощью соединителей.

Кроме того, зависимости потерь от длины волны для этих модулей показаны на фиг.5. Температурные характеристики показаны на фиг.6.

Таблица 8№Длина волны (мкм)Потери при передаче (мкм)Хроматическая дисперсия (пс/нм·км)Показатель полезности (пс/нм·дБ)PMD (пс/vkm)Потери на изгибе (дБ/м) 2R=20 мм21,550,45-1202670,081,0101,550,40-1253130,082,8111,550,40-1283200,084,4121,550,42-123293 0,125,2131,550, 50-1603200,1011,6

Таблица 9№Номер модуляПотери на модуле (дБ)Дисперсия модуля (пс/нм)Габаритные размеры модуля (ширина × глубина × высота)Объемное отношение* (%)2Модуль 27,4-1700205205213710Модуль 106,4-1700205205213711Модуль 116,8-1703200200213512Модуль 127,0-1700230230214713Модуль 136,9-17001851852130* Объемное отношение относительно модуля 1, в котором используется традиционное оптическое волокно с компенсацией дисперсии.

Хотя из Таблицы 9 видно, что потери на модуле эквивалентны, имеется быстрый рост потерь в длинноволновом диапазоне, если потери на изгибе больше, чем на фиг.5, и имеются большие потери в рабочем диапазоне длины волны, если потери на изгибе превышают 5 дБ/м. Хотя можно использовать модуль, ограничивая рабочий диапазон длины волны, даже при таком увеличении потерь, его невозможно использовать, поскольку увеличение потерь велико, если они превышают 5 дБ/м.

Кроме того, из фиг.6 видно, что температурные характеристики потерь на модуле в модуле волокна с компенсацией дисперсии, имеющего большие потери на изгибе, ухудшаются пропорционально увеличению потерь на изгибе. Согласно этим факторам необходимо, чтобы потери на изгибе волокна с компенсацией дисперсии были не более 5 дБ/м согласно настоящему изобретению.

Пример 4

Шесть вариантов волокна с компенсацией дисперсии с W-образным профилем, показанным на фиг.1С, созданы общеизвестным методом, таким как метод VAD, метод MCVD или метод PCVD. В этом случае, значения Δ1, Δ2, Δ3, b/а, с/b и радиуса сердцевины, приведены в Таблице 10. В этом случае, наружный диаметр оболочки изменяется в пределах от 60 мкм до 110 мкм. Толщина первичного покровного слоя и вторичного покровного слоя постоянна и равна 22,5 мкм и 2 мкм, соответственно. Это показано в Таблице 10 совместно с параметрами распределения показателя преломления.

Здесь, волокна с компенсацией дисперсии №14, №15 и №19 созданы в целях сравнения. Волокна с компенсацией дисперсии, показанные под №2, 16-18 являются примерами оптического волокна, отвечающего настоящему изобретению.

Таблица 10№Δ1(%)Δ2(%)Δ3(%)b/ac/bРадиус сердцевины (мкм)Наружный диаметр оболочки (мкм)Наружный диаметр первичного покрытия (мкм)Наружный диаметр вторичного покрытия (мкм)Адгезионное свойство поверхности (гс/мм)22,0-0,460,362,71,56,4901351750,1142,0-0,460,362,71,5 6,4601051450,1152,0-0,460,362,71,56,4701151550,1162,0-0,460,362,7 1,56,4801251650,1172,0-0,460,362,71,56,4901351750,1182,0-0,460,362, 71,56,41001451850,1192,0-0,460,362,71,56,41101551950,1

Оптические характеристики этих волокон с компенсацией дисперсии приведены в Таблице 11. Она демонстрирует идентичные оптические характеристики.

Характеристики модуля волокна с компенсацией дисперсии приведены в Таблице 12 при условии, что модуль сформирован путем намотки этого волокна с компенсацией дисперсии на малую бобину с диаметром цилиндра 80 мм при натяжении намотки 40 г и подключения к обоим его концам одномодового оптического волокна с нулевой дисперсией в диапазоне 1,3 мкм с помощью соединителей. Кроме того, эти зависимости потерь на модуле от длины волны показаны на фиг.7.

Таблица 11№Длина волны (мкм)Потери при передаче (мкм)Хроматическая дисперсия (пс/нм·км) Показатель полезности (пс/нм·дБ)PMD (пс/vkm)Потери на изгибе (дБ/м) 2R=20 мм21,550,45-1202670,081,0141,550,45-120267 0,081,0151,550, 45-1202670,081,0161,550,45-1202670,081,0171,550,45-1202670,081,0181,550,45-1202670,081,0191,550,45-1202670,081,0

Таблица 12№Номер модуля Потери на модуле (дБ)Дисперсия модуля (пс/нм)Габаритные размеры модуля (ширина × глубина × высота)Объемное отношение* (%)2Модуль 27,4-1700205205214214Модуль 148,5-1700190190213215Модуль 158,1-1700200200213516Модуль 167,6-1700210210 213917Модуль 177, 4-1700205205214218Модуль 187,4-1700230230214719Модуль 197,4-170024024021 51* Объемное отношение относительно модуля 1, в котором используется традиционное оптическое волокно с компенсацией дисперсии.

Из Таблицы 12 видно, что, хотя модуль, в котором используются волокна с компенсацией дисперсии №14 и №15, мал по сравнению с традиционными модулями, если он намотан на малую бобину с диаметром цилиндра 80 мм, потери на модуле возрастают. Кроме того, в частности, таблица 7 демонстрирует заметное возрастание потерь в длинноволновом диапазоне. Понятно, что, хотя потери на модуле не возрастают в модуле волокна с компенсацией дисперсии, в котором волокно с компенсацией дисперсии №18, наружный диаметр оболочки которого не меньше 100 мкм, модуль недостаточно мал.

Из этих факторов явствует, что наружный диаметр оболочки, предпочтительно, должен составлять от 80 мкм до 100 мкм.

Пример 5

Пять вариантов волокна с компенсацией дисперсии с W-образным профилем, показанным на фиг.1С, созданы общеизвестным методом, таким как метод VAD, метод MCVD или метод PCVD. В этом случае, значения Δ1, Δ2, Δ3, b/а, с/b, радиуса сердцевины, диаметра оболочки, наружного диаметра первичного покровного слоя и наружного диаметра вторичного покровного слоя постоянны, как показано в Таблице 13. Адгезионное свойство поверхности изменяли в пределах от 0,1 до 12 гс/мм путем изменения плотности атмосферного кислорода в пределах от 0,1% до нескольких процентов при отверждении смолы с ультрафиолетовым отверждением.

Здесь волокна с компенсацией дисперсии №2, №20 и №22 являются вариантами осуществления оптического волокна, отвечающего настоящему изобретению. Волокно с компенсацией дисперсии №23 сформировано для сравнения.

Таблица 13№Δ1(%)Δ2(%)Δ3(%)b/аc/bРадиус сердцевины (мкм)Наружный диаметр оболочки (мкм)Наружный диаметр первичного покрытия (мкм)Наружный диаметр вторичного покрытия (мкм)Адгезионное свойство поверхности (гс/мм)22,00-0,460,362,71,56,4901351750,1202,00-0,460,362,71,5 6,4901351750,3212,00-0,460,362,71,56,4901351753222,00-0,460,362,7 1,56,4901351759232,00-0,460,362,71,56,49013517512

Оптические характеристики этих волокон с компенсацией дисперсии приведены в Таблице 14.

Эти волокна с компенсацией дисперсии отличаются только адгезионным свойством поверхности, остальные оптические характеристики одинаковы.

Оптические характеристики модуля волокна с компенсацией дисперсии и размер модуля приведены в Таблице 12 при условии, что модуль сформирован путем намотки этого волокна с компенсацией дисперсии на малую бобину с диаметром цилиндра 80 мм при натяжении намотки 40 г и подключения к обоим его концам одномодового оптического волокна с нулевой дисперсией в диапазоне 1,3 мкм с помощью соединителей. Кроме того, температурные характеристики потерь на модуле для этих модулей показаны на фиг.8.

Таблица 14№Длина волны (мкм)Потери при передаче (мкм) Хроматическая дисперсия (пс/нм·км)Показатель полезности (пс/нм·дБ)PMD (пс/vkm)Потери на изгибе (дБ/м) 2R=20 мм21,550,45-1202670,08 1,0201,550,45 -1202670,081,0 211,550,45-1202670,081,0221,550,45-1202670,081,0231,550,45-1202670,081,0

Таблица 15№Номер модуля Потери на модуле (дБ)Дисперсия модуля (пс/нм)Габаритные размеры модуля (ширина × глубина × высота)Объемное отношение* (%)2Модуль 27,4-1700215215214120Модуль 207,4-1700215215214121Модуль 217,4-1700215215214122Модуль 227,4-1700215215 214123Модуль 237, 4-17002152152141* Объемное отношение относительно модуля 1, в котором используется традиционное оптическое волокно с компенсацией дисперсии.

Из Таблицы 15 видно, что оптические характеристики и размер модуля одинаковы. Однако из фиг.8 следует, что повышение потерь на модуле в условиях низких температур велико по причине увеличения значения адгезионного свойства поверхности. Необходимо, чтобы модуль волокна с компенсацией дисперсии имел стабильные оптические характеристики при различных температурах окружающей среды. В общем случае, необходимо, чтобы флуктуация потерь на модуле варьировалась в пределах не более ±0,5 дБ в рабочем температурном диапазоне от -5°С до +75°С. В соответствии с этими факторами, адгезионное свойство поверхности должно составлять не более 10 гс/мм. Более предпочтительно, оно не должно превышать 1 гс/мм.

Пример 6

Волокна с компенсацией дисперсии с W-образным профилем, показанным на фиг.1С, созданы общеизвестным методом, таким как метод VAD, метод MCVD или метод PCVD. В этом случае, значения Δ1, Δ2, Δ3, b/а, с/b и радиуса сердцевины приведены в Таблице 16. При этом, хотя наружный диаметр оболочки постоянен, толщина покровного слоя в каждом слое и модуль Юнга отличаются.

Здесь волокна с компенсацией дисперсии №2, №24 и №28 являются вариантами осуществления оптического волокна, отвечающего настоящему изобретению. Волокна с компенсацией дисперсии №25-27 и №29-32 сформированы для сравнения.

Таблица 16№Δ1(%)Δ2(%)Δ3(%) b/ac/bРадиус сердцевины (мкм)Диаметр оболочки (мкм)Наружный диаметр первого покрытия (мкм)Толщина первого покровного слоя(мкм)Модуль Юнга первичного покровного слоя (кгс/мм²)Наружный диаметр вторичного покрытия (мкм)Толщина вторичного покровного слоя (мкм)Модуль Юнга вторичного покровного слоя (кгс/мм²)22,00-0,460,362,71,56,49013522,50,06817520 75242,00-0,460, 362,71,56,49013522,50,151752075252,00-0,460,362,71,5 6,49013522,50,201752075262,00-0,460,362,71,56,49013522,50,06817520 30272,00-0,460, 362,71,56,49013522,50,0681752040282,00-0,460,362,71,56,490130200,0681702075292,00-0,460,36 2,71,56,49012517,50,0681652075302,00-0,460,362,71,56,4 90120150,0681602075312,00-0,460,362,71,56,49013522,50,06816012,575322,00-0,460,36 2,71,56,49013522,50,0681551075

Оптические характеристики этих волокон с компенсацией дисперсии приведены в Таблице 17.

В этих волокнах с компенсацией дисперсии Δ1, Δ2, Δ3, b/а, с/b, и радиус сердцевины постоянны; поэтому оптические характеристики одинаковы.

Контрольное испытание волокна с компенсацией дисперсии было проведено после процесса вытягивания. В контрольном испытании, оптическое волокно подвергали постоянной деформации растяжения в продольном направлении оптического волокна для устранения усилительной части малой прочности. Чтобы модуль волокна с компенсацией дисперсии мог пройти испытание надежности, используемое в нем волокно с компенсацией дисперсии должно обладать прочностью, превышающей определенный уровень. При условии, что испытание проводили с приложением 1%-й деформации растяжения в течение 1 (одной) секунды, №26, 27, 31, и 32 разорвались в нескольких сотнях метров; таким образом, не было возможности получить достаточную длину (например, около 10 км или более) для изготовления модуля. Причина в том, что модуль Юнга вторичных покровных слоев в №26 и 27 мал и прочность №31, 32 недостаточна, чтобы выдержать деформацию растяжения, ввиду тонкости вторичного покровного слоя.

Оптические характеристики модуля волокна с компенсацией дисперсии и размер модуля приведены в Таблице 18 при условии, что модуль сформирован намоткой этих волокон с компенсацией дисперсии, имеющих необходимую длину волокна, прошедших отбраковочные испытания, на малую бобину с диаметром цилиндра 80 мм при натяжении намотки 40 г и подключения к обоим его концам одномодового оптического волокна с нулевой дисперсией в диапазоне 1,3 мкм с помощью соединителей. Кроме того, зависимости потерь от длины волны для этих модулей показаны на фиг.9.

Таблица 17№Длина волны (мкм)Потери при передаче (мкм)Хроматическая дисперсия (пс/нм·км) Показатель полезности (пс/нм·дБ)PMD (пс/vкм)Потери на изгибе (дБ/м) 2R=20 мм21,550,45-1202670,081,0241,550,45-120267 0,081,0251,550, 45-1202670,081,0261,550,45-1202670,081,0271,550,45-1202670,081,0281,550,45-1202670,081,0291,550,45-1202670,081,0301,550,45-1202670,081,0311,550,45-120267 0,081,0321,550, 45-1202670,081,0

Таблица 18 №Номер модуляПотери на модуле (дБ)Дисперсия модуля (пс/нм)2Модуль 27,4-170024Модуль 248,0-170025Модуль 258,0 -170026Модуль 26- -27Модуль 27- -28Модуль 288,0 -170029Модуль 298,2-170030Модуль 308,2-170031Модуль 31--32Модуль 32--* Объемное отношение относительно модуля 1, в котором используется традиционное оптическое волокно с компенсацией дисперсии.

Хотя из Таблицы 18 следует, что большого роста потерь в диапазоне 1,55 мкм нет, из фиг.9 видно увеличение потерь на модуле в длинноволновом диапазоне в модуле, где используются волокна с компенсацией дисперсии №25, 29 и 30. Дело в том, что, в №25 модуль Юнга первичного покровного слоя, играющего роль абсорбирующего слоя, велик. Увеличение потерь также обусловлено воздействием бокового давления на участок сердцевины через оболочку, т.к. в №29, 30 первичный покровный слой тонок.

Из этих факторов следует, что модуль Юнга первичного покровного слоя должен быть не более 0,15 кгс/мм², модуль Юнга вторичного покровного слоя должен быть не менее 50 кг/мм², и толщина вторичного покровного слоя должна составлять от 15 мкм до 30 мкм.

Пример 7

Семь вариантов волокна с компенсацией дисперсии с W-образным профилем, показанным на фиг.1В, или с W-образным профилем с кольцом, показанным на фиг.1С, созданы общеизвестным методом, как то метод VAD, метод MCVD или метод PCVD. В этом случае, значения Δ1, Δ 2, Δ3, b/а, с/b и радиуса сердцевины приведены в Таблице 19.

Здесь волокна с компенсацией дисперсии под №2, №33-37 являются вариантами осуществления оптического волокна, отвечающего настоящему изобретению. Волокна с компенсацией дисперсии №38 и №39 сформированы в целях сравнения.

Таблица 19№Δ1(%)Δ2(%)Δ3(%)b/ac/bРадиус сердцевины (мкм)Наружный диаметр оболочки (мкм)Наружный диаметр первичного покрытия (мкм)Наружный диаметр вторичного покрытия (мкм)Адгезионное свойство поверхности (гс/мм)22,00-0,430,362,71,56,4901351750,1332,00-0,720,362,7 1,56,4801251650,1342,60-1,40-2,0-4,41001401800,1351,70-0,400,35 3,51,46,7901351750,2361,70-0,380,353,51,46,5901351750,2371,70-0,450,353,31,56,6 901351750,2 382,00-0,45-3,0-6,7901351750,1391,90-1,400,452,71,55,8901351750,1

Оптические характеристики этих волокон с компенсацией дисперсии приведены в Таблице 20.

Значение RDS, которое указывает эффективность компенсации наклона дисперсионной характеристики, составляет от 0,0017 нм^-1до 0,0107 нм^-1. Волокно с компенсацией дисперсии №33 пригодно для компенсации накопленной дисперсии NZ-DSF. Характеристики модуля волокна с компенсацией дисперсии показаны в Таблице 21 при условии, что модуль сформирован намоткой этих волокон с компенсацией дисперсии, имеющих необходимую длину волокна, на малую бобину с диаметром цилиндра 80 мм при натяжении намотки 40 г и подключения к обоим его концам одномодового оптического волокна с нулевой дисперсией в диапазоне 1,3 мкм с помощью соединителей. Дисперсионная кривая показана на фиг.10 при условии, что компенсация дисперсии осуществляется с использованием модуля волокна с компенсацией дисперсии, полученного с использованием волокон с компенсацией дисперсии № 2, 34, 35, 38, и 39.

Таблица 20№Длина волны (мкм)Потери при передаче (мкм)Хроматическая дисперсия (пс/нм· км)RDS (нм^-1)Показатель полезности (пс/нм·дБ)PMD (пс/vkm)Потери на изгибе (дБ/м) 2R=20 мм21,550,45-120-0,412670,081,0331,550,52-148-1,002850,080,2341,550,65-214-0,593290,221,0351,550,35-125-0,453570,060,4361,550,33-128-0,293880,082,8371,550,40-128-0,383200,084,4381,550,42-123-0,212930,084,9391,550,52-123-1,322370,122,1

Таблица 21№Номер модуляПотери на модуле (дБ)Дисперсия модуля (пс/нм)Габаритные размеры модуля (ширина × глубина × высота)Объемное отношение* (%)2Модуль 27,4-171020520521 4233Модуль 336,8 -1703180180212934Модуль 347,0-1650170170212535Модуль 358,0-1710200200213536Модуль 366,8-1703200200213537Модуль 376,8-1703200200213538Модуль 387,5-1720200200213539Модуль 398,2-17202002002135* Объемное отношение относительно модуля 1, в котором используется традиционное оптическое волокно с компенсацией дисперсии.

Из фиг.10 следует, что остаточная дисперсия велика на обоих концах используемого диапазона длины волны в №38, где RDS мал, и №39, где RDS велик; таким образом, остаточная дисперсия мешает осуществлению высокоскоростной передачи при большой дальности передачи по S-SMF.

Пример 8

Семь вариантов волокна с компенсацией дисперсии с W-образным профилем, показанным на фиг.1В, или с W-образным профилем с кольцом, показанным на фиг.1С, созданы общеизвестным методом, таким как метод VAD, метод MCVD или метод PCVD. В этом случае, значения Δ1, Δ2, Δ3, b/а, с/b и радиуса сердцевины приведены в Таблице 22.

Здесь волокна с компенсацией дисперсии под №40-45 являются вариантами осуществления оптического волокна, отвечающего настоящему изобретению. Волокна с компенсацией дисперсии №46 и №47 сформированы для сравнения.

Таблица 22№Δ1(%)Δ2(%)Δ3(%)b/ac/bРадиус сердцевины (мкм)Наружный диаметр оболочки (мкм)Наружный диаметр первичного покрытия (мкм)Наружный диаметр вторичного покрытия (мкм)Адгезионное свойство поверхности (гс/мм)402,00-0,430,362,71,56,4901351750,1412,00-0,720,362,71,56,4801251650,1422,60-1,40-2,0-4, 41001401800,1431,70-0,400,353,51,46,7901351750,2441,70-0,380,353,5 1,46,5901351750,2451,70-0,450,353,31,56,6901351750,3462,00-0,450,30 3,01,55,5901351750,2471,90-1,400,552,91,55,5901351750,2

Оптические характеристики этих волокон с компенсацией дисперсии приведены в Таблице 23.

Волокна с компенсацией дисперсии являются волокнами для компенсации остаточной дисперсии в L-диапазоне (длины волны от 1,565 мкм до 1,625 мкм) волокна передачи; поэтому длина волны измерения была задана равной 1,59 мкм. Значение RDS, которое является указателем эффективности компенсации наклона дисперсионной характеристики, составляло от 0,0010 нм^-1 до 0,0133 нм^-1. Волокно с компенсацией дисперсии №41 - это волокно с компенсацией дисперсии для компенсации дисперсии по длине волны волокна NZ-DSF.

Характеристики модуля волокна с компенсацией дисперсии показаны в Таблице 24 при условии, что модуль сформирован намоткой этих волокон с компенсацией дисперсии на малую бобину с диаметром цилиндра 80 мм при натяжении намотки 40 г и подключения к обоим его концам одномодового оптического волокна с нулевой дисперсией в диапазоне 1,3 мкм с помощью соединителей. Дисперсионная кривая показана на фиг.11 при условии, что компенсация дисперсии осуществляется с использованием модуля волокна с компенсацией дисперсии, полученного с использованием волокон с компенсацией дисперсии № 42, 44, 45, 46, и 47.

Таблица 23№Длина волны (мкм)Потери при передаче (мкм)Хроматическая дисперсия (пс/нм·км)Наклон дисперсионной характеристики (пс/мн²/км)RDS (нм^-1)Показатель полезности (пс/нм·дБ)PMD (ПС/vkm)Потери на изгибе (дБ/м) 2R=20 мм401,590,45-128-0,280,00222840,121,0411,590,52-148-1,000,00682850,100,2421,590,65-214 -0,590,00283290,101,0431,590,35-123-0,290,00243510,080,4441,590,33-125-0,290,00233790,082,8451,590,40-128-0,380,00303200,124,4461,590,40-120-0,120,00103000,074,4471,590,40-123-1,630,01333080,074,0

Таблица 24№Номер модуляПотери на модуле (дБ)Дисперсия модуля (пс/нм)Габаритные размеры модуля (ширина × глубина × высота)Объемное отношение* (%) 40Модуль 408,0-1710 2002002135 41Модуль 416,8-1703 1801802129 42Модуль 427,0-1650 1701702125 43Модуль 438,0-1710 2002002135 44Модуль 446,8-1703 2002002135 45Модуль 456,8-1703 2002002135 46Модуль 4 66,8-1703 2002002135 47Модуль 476,8-1703 2002002135* Объемное отношение относительно модуля 1, в котором используется традиционное оптическое волокно с компенсацией дисперсии.

Из фиг.11 явствует, что остаточная дисперсия велика на обоих концах используемого диапазона длины волны в №46, в котором RDS мал, и в №47, в котором RDS велик; таким образом, остаточная дисперсия мешает осуществлению высокоскоростной передачи при большой дальности передачи по S-SMF.

Промышленное применение

Как было объяснено выше, согласно настоящему изобретению волокно можно поместить в малый модуль по сравнению с традиционным модулем волокна с компенсацией дисперсии, в котором потери на модуле малы, PMD мала, и нет возрастания потерь в связи с потерями на изгибе, даже при намотке на малую бобину. Это позволяет реализовать волокно с компенсацией дисперсии, пригодное для S-SMF волокна и NZ-DSF волокна. В частности, возможно реализовать модуль волокна с компенсацией дисперсии, в котором нет дополнительного роста потерь, связанного с характеристиками микроизгиба в длинноволновом диапазоне, можно поместить в малый модуль по сравнению с традиционным модулем волокна с компенсацией дисперсии, и имеются стабильные температурные характеристики, а именно, не более ±0,5 дБ потерь на модуле в обычном диапазоне рабочих температур (от -5°С до +70°С).

Хотя выше были описаны иллюстративные варианты осуществления настоящего изобретения, специалистам в данной области очевидно, что настоящее изобретение не ограничивается описанными иллюстративными вариантами осуществления, но возможны различные изменения и модификации, отвечающие сущности и объему настоящего изобретения.

Реферат

Волокно с компенсацией дисперсии, которое, будучи намотано на малую бобину, не вызывает увеличения потерь и имеет стабильные температурные характеристики, причем, для волокна с компенсацией дисперсии в диапазоне длины волны от 1,53 до 1,63 мкм, потери на изгибе с диаметром намотки 20 мм составляют не более 5 дБ/м, хроматическая дисперсия составляет не больше -120 пс/нм·км, длина волны отсечки при используемом условии не превышает 1,53 мкм, наружный диаметр оболочки составляет от 80 до 100 мкм, наружный диаметр покрытия составляет от 160 до 200 мкм, и адгезионное свойство поверхности покровной смолы не превышает 10 гс/мм. Технический результат - реализация стабильных температурных характеристик с низкими потерями и низкой дисперсией поляризованной моды в волокне с компенсацией дисперсии, и снижение объемного отношения более чем вдвое по сравнению с традиционным модулем волокна с компенсацией дисперсии. 2 н. и ф-лы, 26 з.п. ф-лы, 24 табл., 11 ил.

Формула

1. Волокно с компенсацией дисперсии, которое при работе на по меньшей мере длине волны, выбранной из диапазона от 1,53 до 1,63 мкм, характеризуется потерями на изгибе не более 5 дБ/м при диаметре намотки 20 мм, хроматической дисперсией не выше -120 пс/нм·км, абсолютным значением хроматической дисперсии на единицу потерь не менее 200 пс/нм·дБ, длиной волны отсечки для используемой длины и используемого условия не более 1,53 мкм, наружным диаметром оболочки от 80 до 100 мкм, наружным диаметром покрытия от 160 до 200 мкм, при этом волокно с компенсацией дисперсии дополнительно содержит центральный участок сердцевины, промежуточный участок сердцевины, расположенный на внешней поверхности центрального участка сердцевины, и оболочку, сформированную на внешней поверхности промежуточного участка сердцевины, при этом показатель преломления центрального участка сердцевины примерно от 1,6 до 2,6% больше, чем у оболочки, показатель преломления промежуточного участка сердцевины примерно от 0,30 до 1,4% меньше, чем у оболочки, отношение наружного радиуса промежуточного участка сердцевины к наружному радиусу центрального участка сердцевины составляет примерно от 1,5 до 3,5, отношение наружного радиуса промежуточного участка сердцевины к наружному радиусу кольцевого участка сердцевины, расположенному на внешней поверхности промежуточного участка сердцевины, составляет примерно от 1,2 до 2,0, и радиус сердцевины составляет примерно от 4 до 8 мкм.

2. Волокно с компенсацией дисперсии по п.1, в котором покрытие содержит, по меньшей мере, первичный покровный слой, расположенный на внешней поверхности оболочки, имеющий модуль Юнга 0,15 кгс/мм² и толщину первичного покровного слоя примерно от 20 до 30 мкм, и вторичный покровный слой, расположенный на внешней поверхности первичного покровного слоя, имеющий модуль Юнга 50 кгс/мм² и толщину вторичного покровного слоя примерно от 15 до 30 мкм.

3. Волокно с компенсацией дисперсии по п.1, в котором при работе в диапазоне длины волны от 1,53 до 1,57 мкм, частное от деления наклона дисперсионной характеристики на хроматическую дисперсию составляет примерно от 0,0026 до 0,010 нм^-1.

4. Волокно с компенсацией дисперсии по п.1, в котором при работе в диапазоне длины волны от 1,53 до 1,57 мкм, частное от деления наклона дисперсионной характеристики на хроматическую дисперсию составляет примерно от 0,0026 до 0,0041 нм^-1.

5. Волокно с компенсацией дисперсии по п.1, в котором при работе в диапазоне длины волны от 1,57 до 1,63 мкм, частное от деления наклона дисперсионной характеристики на хроматическую дисперсию составляет примерно от 0,0022 до 0,010 нм^-1.

6. Волокно с компенсацией дисперсии по п.1, в котором при работе в диапазоне длины волны от 1,57 до 1,63 мкм, частное от деления наклона дисперсионной характеристики на хроматическую дисперсию составляет примерно от 0,0022 до 0,0035 нм^-1.

7. Волокно с компенсацией дисперсии по п.1, в котором модуль Юнга первичного покровного слоя, находящегося на внешней поверхности оболочки, равен около 0,15 кгс/мм², толщина первичного покровного слоя составляет примерно от 20 до 30 мкм, модуль Юнга вторичного покровного слоя, находящегося на внешней поверхности первичного покровного слоя, равен около 50 кгс/мм², и толщина вторичного покровного слоя составляет примерно от 15 до 30 мкм.

8. Волокно с компенсацией дисперсии по п.1, в котором адгезионное свойство наружной поверхности покровной смолы волокна с компенсацией дисперсии не превышает около 10 гс/мм.

9. Волокно с компенсацией дисперсии по п.8, в котором адгезионное свойство наружной поверхности покровной смолы волокна с компенсацией дисперсии не превышает около 1 гс/мм.

10. Волокно с компенсацией дисперсии по п.8, в котором модуль Юнга первичного покровного слоя, находящегося на внешней поверхности оболочки, равен около 0,15 кгс/мм², толщина первичного покровного слоя составляет примерно от 20 до 30 мкм, модуль Юнга вторичного покровного слоя, находящегося на внешней поверхности первичного покровного слоя, равен около 50 кгс/мм, и толщина вторичного покровного слоя составляет примерно от 15 до 30 мкм.

11. Волокно с компенсацией дисперсии по п.8, в котором при работе в диапазоне длины волны от 1,53 до 1,57 мкм, частное от деления наклона дисперсионной характеристики на хроматическую дисперсию составляет примерно от 0,0026 до 0,0010 нм^-1.

12. Волокно с компенсацией дисперсии по п.8, в котором при работе в диапазоне длины волны от 1,53 до 1,57 мкм, частное от деления наклона дисперсионной характеристики на хроматическую дисперсию составляет примерно от 0,0026 до 0,0041 нм^-1.

13. Волокно с компенсацией дисперсии по п.8, в котором при работе в диапазоне длины волны от 1,57 до 1,63 мкм, частное от деления наклона дисперсионной характеристики на хроматическую дисперсию составляет примерно от 0,0022 до 0,010 нм^-1.

14. Волокно с компенсацией дисперсии по п.8, в котором при работе в диапазоне длины волны от 1,57 до 1,63 мкм, частное от деления наклона дисперсионной характеристики на хроматическую дисперсию составляет примерно от 0,0022 до 0,0035 нм^-1.

15. Волокно с компенсацией дисперсии, которое при работе на по меньшей мере длине волны, выбранной из диапазона от 1,53 до 1,63 мкм, характеризуется потерями на изгибе не более 5 дБ/м при диаметре намотки 20 мм, хроматической дисперсией не выше -120 пс/нм·км, абсолютным значением хроматической дисперсии на единицу потерь не менее 200 пс/нм·дБ, длиной волны отсечки для используемой длины и используемого условия не более 1,53 мкм, наружным диаметром оболочки от 80 до 100 мкм, наружным диаметром покрытия от 160 до 200 мкм, при этом волокно с компенсацией дисперсии дополнительно содержит центральный участок сердцевины, промежуточный участок сердцевины, расположенный на внешней поверхности центрального участка сердцевины, кольцевой участок сердцевины, расположенный на внешней оверхности промежуточного участка сердцевины, и оболочку, сформированную на внешней поверхности промежуточного участка сердцевины, при этом показатель преломления центрального участка сердцевины примерно от 1,6 до 2,6% больше, чем у оболочки, показатель преломления промежуточного участка сердцевины примерно от 0,30 до 1,4% меньше, чем у оболочки, показатель преломления кольцевого участка сердцевины примерно от 0,30 до 1,0% больше, чем у оболочки, отношение наружного радиуса промежуточного участка сердцевины к наружному радиусу центрального участка сердцевины составляет примерно от 1,5 до 3,5, отношение наружного радиуса промежуточного участка сердцевины к наружному радиусу кольцевого участка сердцевины, расположенному на внешней поверхности промежуточного участка сердцевины, составляет примерно от 1,2 до 2,0, и радиус сердцевины составляет примерно от 4 до 8 мкм.

16. Волокно с компенсацией дисперсии по п.15, в котором покрытие содержит по меньшей мере первичный покровный слой, расположенный на внешней поверхности оболочки, имеющий модуль Юнга 0,15 кгс/мм² и толщину первичного покровного слоя примерно от 20 до 30 мкм, и вторичный покровный слой, расположенный на внешней поверхности первичного покровного слоя, имеющий модуль Юнга 50 кгс/мм² и толщину вторичного покровного слоя примерно от 15 до 30 мкм.

17. Волокно с компенсацией дисперсии по п.15, в котором при работе в диапазоне длины волны от 1,53 до 1,57 мкм, частное от деления наклона дисперсионной характеристики на хроматическую дисперсию составляет примерно от 0,0026 до 0,010 нм^-1.

18. Волокно с компенсацией дисперсии по п.15, в котором при работе в диапазоне длины волны от 1,53 до 1,57 мкм, частное от деления наклона дисперсионной характеристики на хроматическую дисперсию составляет примерно от 0,0026 до 0,0041 нм^-1.

19. Волокно с компенсацией дисперсии по п.15, в котором при работе в диапазоне длины волны от 1,57 до 1,63 мкм, частное от деления наклона дисперсионной характеристики на хроматическую дисперсию составляет примерно от 0,0022 до 0,010 нм^-1.

20. Волокно с компенсацией дисперсии по п.15, в котором при работе в диапазоне длины волны от 1,57 до 1,63 мкм, частное от деления наклона дисперсионной характеристики на хроматическую дисперсию составляет примерно от 0,0022 до 0,0035 нм^-1.

21. Волокно с компенсацией дисперсии по п.15, в котором модуль Юнга первичного покровного слоя, находящегося на внешней поверхности оболочки, равен около 0,15 кгс/мм², толщина первичного покровного слоя составляет примерно от 20 до 30 мкм, модуль Юнга вторичного покровного слоя, находящегося на внешней поверхности первичного покровного слоя, равен около 50 кгс/мм², и толщина вторичного покровного слоя составляет примерно от 15 до 30 мкм.

22. Волокно с компенсацией дисперсии по п.15, в котором адгезионное свойство наружной поверхности покровной смолы волокна с компенсацией дисперсии не превышает около 10 гс/мм.

23. Волокно с компенсацией дисперсии по п.22, в котором адгезионное свойство наружной поверхности покровной смолы волокна с компенсацией дисперсии не превышает около 1 гс/мм.

24. Волокно с компенсацией дисперсии по п.22, в котором модуль Юнга первичного покровного слоя, находящегося на внешней поверхности оболочки, равен около 0,15 кгс/мм², толщина первичного покровного слоя составляет примерно от 20 до 30 мкм, модуль Юнга вторичного покровного слоя, находящегося на внешней поверхности первичного покровного слоя, равен около 50 кгс/мм², и толщина вторичного покровного слоя составляет примерно от 15 до 30 мкм.

25. Волокно с компенсацией дисперсии по п.22, в котором при работе в диапазоне длины волны от 1,53 до 1,57 мкм, частное от деления наклона дисперсионной характеристики на хроматическую дисперсию составляет примерно от 0,0026 до 0,010 нм^-1.

26. Волокно с компенсацией дисперсии по п.22, в котором при работе в диапазоне длины волны от 1,53 до 1,57 мкм, частное от деления наклона дисперсионной характеристики на хроматическую дисперсию составляет примерно от 0,0026 до 0,0041 нм^-1.

27. Волокно с компенсацией дисперсии по п.22, в котором при работе в диапазоне длины волны от 1,57 до 1,63 мкм, частное от деления наклона дисперсионной характеристики на хроматическую дисперсию составляет примерно от 0,0022 до 0,010 нм^-1.

28. Волокно с компенсацией дисперсии по п.22, в котором при работе в диапазоне длины волны от 1,57 до 1,63 мкм, частное от деления наклона дисперсионной характеристики на хроматическую дисперсию составляет примерно от 0,0022 до 0,0035 нм^-1.

Приоритеты по пунктам:

13.03.2002 - пп.1-7, 9-21, 23-28;

04.03.2003 - пп.8, 22.

Патенты аналоги

Авторы

АИКАВА Казухико (JP)

СИМИЗУ Совго (JP)

СУЗУКИ Рюдзи (JP)

НАКАЯМА Масаказу (JP)

ХИМЕНО Кунихару (JP)

AIKAVA KAZUKHIKO

SIMIZU SOVGO

SUZUKI RJUDZI

NAKAJAMA MASAKAZU

KHIMENO KUNIKHARU

AIKAVA KAZUKHIKO

SIMIZU SOVGO

SUZUKI RJUDZI

NAKAJAMA MASAKAZU

KHIMENO KUNIKHARU

Патентообладатели

FUDZIKURA LTD

FUDZIKURA LTD.

Заявители

FUDZIKURA LTD

FUDZIKURA LTD.

СПК: G02B6/02261 G02B6/02395 G02B6/0281 G02B6/03644

Публикация: 2006-09-27

Дата подачи заявки: 2003-03-13

РОССТИП

Поиск по товарам

Добавить свой товар

Сообщества

Товары

Участники

Патенты

Запросов

Поставщикам

О сервисе

Блогерам

Помощь