色散补偿光纤原理_色散补偿光纤型号_光纤衰减和光纤色散(3)

如果MFD太小，诸如交叉相位调制和自相位调制的非线性效应增大，接头损耗增大。因此，MFD应当大于4μm，较佳地大于4.5μm。

为了提供所需的低的负色散和负色散斜率值，现有的DC光纤设计导致了截止波长低于约1000nm，有些低于800nm。在呈现所需色散特性的DC光纤中对于超过1565nm的弯曲边缘波长，截止波长应当高于1000nm，较好地高于1300nm。采用目前的DC光纤设计，在呈现色散斜率比-0.2ps/nm2·km负数更大的光纤中，很难达到截止波长长于1000nm。截止波长应当比最低工作波长短得多，较佳地约短40nm-50nm，以避免衰减增大。对于在掺铒放大器波段工作的系统，λCO应当比约1500nm要短。

现有色散补偿光纤设计由于在1300nm上以1550nm传输累积的大的正色散，零D光纤对于长距离信号传输已经不能接受，在这种1550nm系统中已经采用色散补偿光纤。这种色散补偿光纤呈现大的负色散，也可以呈现负的色散斜率。图1A和1B示出两种类型的以前采用的DC光纤的折射率分布，这些光纤提供合适的色散值(D≤-80ps/nm·km)和色散斜率值(D斜率≤-0.15ps/nm2·km)以及呈现适合于C波段系统(在高达1565nm的波长上工作)的弯曲边缘波长。在这种光纤中能够实现更大的色散和色散斜率负值；然而，诸如弯曲损耗的其他特性带来不利影响。

图1A所示的W型三层折射率分布包括一中心纤芯1、第二芯层或壕层2和包层3。由图1A表示的这种类型的光纤在美国专利5,361,319中作了揭示。芯1和壕2的直径分别是a和b。芯1和壕2相对于包层3的归一化折射率分别是Δ+和Δ-。具有折射率nX的芯层的Δ由(nX2-nCL2)/2nX2给出，这里nCL是包层的折射率。比率a/b以及前面所述的芯特性能够被最佳化，以实现大的色散负值伴随负色散斜率。已经认识到，使负色散和负色散斜率最佳化的设计会承受弯曲损耗、光传播问题等。这些W型光纤的截止波长低于1000nm，弯曲边缘波长低于1700nm。

图1B示出另一种类型DC光纤的折射率分布，该光纤包括一个附加纤芯特征，即直接邻接壕的正德尔塔环，用于改善光传播特性。包括邻接壕区的环的光纤在美国专利5,361,319中也作了揭示。

图1B所示的光纤包括中心纤芯11，周围环绕壕区12，它周围又环绕环区13。中心纤芯11、壕12和环13相对于包层3的归一化折射率分别是ΔC、ΔM和ΔR，这里ΔC等于(nC2-nCL2)/2nC2，ΔM等于-(nM2-nCL2)/2nM2，ΔR等于(nR2-nCL2)/2nR2，这里nC、nR和nCL分别是中心纤芯区、环和包层的峰折射率，nM是壕的最小折射率，中心纤芯11、壕12和环13的外半径分别是rC、rM和rR。

图2的曲线24是特定类型图1B光纤分布的色散对色散斜率的曲线。-80ps/nm·km的负色散的光纤特性是ΔC＝～1.9％、ΔM＝-0.52％和ΔR＝0.25％、rC＝1.65μm、rM＝3.6μm和rR＝3.95μm。曲线图中的每个数据点代表图1B所示分布的给定纤芯半径的光学特性。具有不同外径和不同纤芯半径的光纤是拉制而成的，折射率分布是测量的并输入到计算机模型，产生光纤色散特性。不同纤芯直径是通过初始形成多个相同DC光纤纤芯预制件从给定分布获得的；提供的每个预制件具有不同的外包层厚度。当将最终拉制坯料拉制到预定外直径时，纤芯半径是不同的。在曲线最右侧的数据点(这里色散约为-42ps/nm·km)代表最大直径，纤芯直径在位于左侧的数据点上减小，这里色散是更大的负数。采用具有约-85ps/nm·km色散的曲线24类型光纤一直认为是较佳的，因为它们比呈现更大负数色散的光纤对弯曲更不敏感。

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