400 Gbit/s光通信用超低损耗超大有效面积光纤的研究

从电磁场基本理论出发,采用标量波动方程进行分析与计算,设计出一种超低损耗超大有效面积单模光纤(SMF)的折射率剖面结构,纤芯折射率为1.461 16,纤芯直径为13.99μm,内包层引入低折射率下凹环,其折射率为1.455 62,宽为6.95μm;采用连续化学气相沉积(CCVD)工艺,制造出包层直径为125μm的SMF。测试表明,研发的光纤具备超低损耗与超大有效面积特性,其在1 550nm波长的衰减为0.165dB/km,在1 625nm波长的衰减为0.179dB/km;在1 550nm波长的模场直径为13.96μm,有效面积为153μm2;光纤具备优良的抗弯曲性能,在弯曲半径为30 mm的芯轴上弯曲100圈的条件下,其在1 550nm的弯曲附加损耗为0.032dB,在1 625nm波长的弯曲附加损耗为0.093dB。实验结果表明,本文研发的SMF能够满足400Gbit/s高速光通信的应用需求,可为下一代高速光纤通信提供关键基础材料支撑。