Fibra óptica de transmisión con área efectiva amplia.

Fibra óptica de transmisión, que comprende desde el centro hasta la periferia:

- Un núcleo central que tiene un radio (r1) igual o superior a 5,5 μm y una diferencia de índice de refracción (Δn1) con el revestimiento óptico exterior de entre 3,0.10-3 y 5,0.10-3;

- Un recubrimiento intermedio que tiene un radio (r2) y una diferencia de índice de refracción (Δn2) con el revestimiento óptico exterior de entre -1,0.10-3 y 1,0.10-3, siendo la anchura del revestimiento intermedio (r2-r1) mayor de 5 μm;

- Un revestimiento deprimido que tiene un radio (r3) de entre 11,5 μm y 16 μm y una diferencia de índice de refracción (Δn3) con el revestimiento óptico exterior de entre -15,0.10-3 y -3,5.10-3, siendo la anchura del revestimiento deprimido (r3-r2) menor de 5 μm;

teniendo la fibra óptica un área efectiva (Seff) a 1550 nm, igual o mayor de 120 μm2 y una longitud de onda de corte efectiva (λcoff) de menos de 1600 nm.

Fibra óptica de transmisión con área efectiva amplia.

La presente invención se refiere al campo de la transmisión por fibra óptica, y más específicamente a una línea de fibra que tiene un área efectiva ampliada sin aumentar las pérdidas por curvatura y microcurvatura [0002] Para las fibras ópticas, el perfil de índice de refracción se clasifica generalmente en función de la representación gráfica de la función que relaciona el índice de refracción con el radio de la fibra óptica. Convencionalmente la distancia r al centro de la fibra óptica se muestra en el eje de abscisas, y la diferencia entre el índice de refracción para un radio r y el índice de refracción del revestimiento óptico exterior de la fibra óptica, se muestra en el eje de ordenadas. El revestimiento óptico exterior tiene un índice de refracción constante y por lo general está constituido por sílice pura. No obstante, el revestimiento óptico exterior también puede contener uno o más dopantes. El perfil del índice de refracción se refiere como en "escalón", " trapezoidal" o "triangular" para referirse a los gráficos que tienen respectivas formas de escalón, trapecio o triángulo. Estas curvas son generalmente ejemplos del perfil teórico o de referencia de la fibra óptica, las tensiones de fabricación de la fibra óptica pueden dar lugar a un perfil ligeramente diferente. [0003] Una fibra óptica convencional consta de un núcleo óptico central, que tiene la función de transmitir y, posiblemente, amplificar una señal óptica, y de un revestimiento óptico externo que tiene la función de confinar la señal óptica dentro del núcleo central. Para este propósito, los índices de refracción del núcleo central nc y del revestimiento óptico exterior ng son tales que nc> ng. Como es sabido, la propagación de una señal óptica a través de una fibra monomodo, se descompone en un modo fundamental, guiado dentro del núcleo central y en modos secundarios, guiados a cierta distancia de la junta entre el núcleo central y el revestimiento, llamados modos de revestimiento. [0004] De manera convencional, las fibras de índice de salto, también llamadas fibras de modo único o SMF, se utilizan como fibras para líneas de transmisión de sistemas con fibras ópticas. Estas fibras ópticas, presentan una dispersión cromática y una pendiente de dispersión cromática, que cumplen con estándares específicos de telecomunicaciones, así como con valores normalizados para el área efectiva y la longitud de onda de corte. Normalmente, para los sistemas de transmisión terrestre, se utilizan fibras de modo único estándar (SSMF) , las cuales tienen una dispersión positiva (D) y una pendiente de dispersión positiva (P) , un área efectiva (Seff) de alrededor de 80 μm 2 y una atenuación (Att) de aproximadamente 0, 19 dB/km (medida para una longitud de onda de 1550 nm) . Los sistemas de transmisión submarinos, con repetidores, normalmente utilizan líneas de transmisión híbridas con fibras ópticas que tienen una dispersión positiva, una amplia área efectiva (unos 100 a 110 μm2) y baja atenuación (0, 17 a 0, 19 dB/km medida para una longitud de onda de 1550 nm) y fibras ópticas con dispersión negativa. Los sistemas de transmisión submarinos, sin repetidores, usan normalmente líneas de transmisión que comprenden combinaciones de fibras ópticas de dispersión positiva y área efectiva de entre 80 y 110 μm2. [0005] Como se conoce per se, un aumento del área efectiva de una fibra óptica de transmisión contribuye a la reducción de efectos no lineales en la fibra óptica. Una fibra óptica de transmisión que tiene un área efectiva ampliada permite la transmisión a lo largo de una distancia mayor y/o aumentar las bandas funcionales del sistema de transmisión. Con el fin de aumentar el área efectiva de una fibra óptica de transmisión, se propusieron perfiles de fibra óptica con un núcleo central ampliado y aplanado en comparación con una SSMF. Sin embargo, tal cambio en la forma del núcleo central de la fibra óptica, provoca un aumento de las pérdidas por curvatura y microcurvatura y aumenta la longitud de onda de corte efectiva de la de fibra óptica. La longitud de onda de corte efectiva, es convencionalmente medida como la longitud de onda para la cual la señal óptica es de modo único tras su propagación a lo largo de dos metros de fibra óptica, según define el subcomité 86A de la Comisión Electrotécnica Internacional bajo la norma IEC 60793-1-44. [0006] El documento US A-6.658.190 describe una fibra óptica de transmisión con un área efectiva ampliada mayor de 110 μm 2. Esta fibra óptica tiene núcleo central muy ancho (11, 5 a 23, 0 μm) , siendo 1, 5 a 2 veces mayor que la de una SSMF, y una configuración con un revestimiento continuo o ligeramente deprimido. Para compensar el aumento de las pérdidas por curvatura, causadas por un aumento del área efectiva, este documento propone aumentar el diámetro de la fibra óptica (ver. fig. 29 de la US-A-6.658.190) . Sin embargo, tal aumento en el diámetro de la fibra óptica implica costo y, además, provoca problemas de cableado por incompatibilidad con las restantes fibras ópticas. Este documento señala, además, que la longitud de onda de corte disminuye con la longitud de la fibra óptica considerada (ver fig. 5 de US-A-6.658.190) y, en particular que la fibra óptica, alcanza el carácter monomodo a partir de 1 km de transmisión. Tal medición de la longitud de onda de corte, sin embargo no cumple con las mediciones normalizadas mencionadas anteriormente.

La publicación de Masao Tsukitani et al "Ultra Low Nonlinearity Pure-Silica-Core Fiber with an Effective Area of 211 μm 2 and Transmission Loss of 0.159 dB/km", M3.3.2, CEC 2002, 9 de septiembre 2002, describe una fibra óptica con una configuración de perfil de índice de refracción que tiene un revestimiento ligeramente deprimido y ancho, adyacente al núcleo central. Tal fibra óptica tiene un área eficaz de 211 μm2 con una baja atenuación, pero con el fin de limitar las pérdidas por curvatura, el diámetro de la fibra óptica se aumentó hasta 170 μm (en comparación con 125 μm para una SSMF) , todo esto conduce a costes de fabricación significativos y problemas de incompatibilidad con las restantes fibras ópticas. [0008] Las configuraciones de fibra óptica para aumentar el área efectiva se propusieron en la publicación de Kazumasa Ohsono et al "The Study of Ultra Large Effective Area Fiber & Mating Dispersion Slope Compensating Fiber for Dispersion Flattened Hybrid Optical Fiber DWDM Link", IWCS 2002, 18 de noviembre 2002, páginas 483 a 487, y en la publicación de Kazuhiko Aikawa et al. "Single-Mode Optical Fiber with Effective Core Area larger than 160 μm2", ECOC 1999, 26 de Septiembre de 1999, página I-302. [0009] Por otra parte, el documento US-A-6.665.482 propone un perfil de índice de refracción de fibra óptica de pedestal para lograr un área efectiva de más de 90 μm2, pero los valores del área efectiva de los ejemplos proporcionados

permanecen inferiores a 110 μm2. El documento US-A-5.781.684 describe una fibra óptica coaxial que tiene un área efectiva amplia para una fibra de dispersión desplazada, también llamada fibra de dispersión desplazada no nula (NZDSF) . Esta fibra óptica tiene una longitud de onda de corte, la cual es demasiado alta para mantenimiento de modo único en la banda C+ (1530nm a 1570 nm) y un diámetro de campo modal que es demasiado pequeño (<11 μm a 1550 nm) . [0010] El documento US-A-2005/0244120 describe una fibra óptica con un área efectiva amplia (> 75 μm2) y una baja atenuación (<0, 20 dB/km a 1550 nm) . La fibra óptica descrita en este documento tiene un perfil de índice de refracción con un núcleo central, un revestimiento intermedio y un revestimiento deprimido. El revestimiento deprimido, sin embargo, no está lo suficientemente enterrado (-0, 1%) o ensanchado (7-7, 4 μm) para el logro de las características ópticas deseadas por la presente invención, en particular, la combinación de un área efectiva amplia y una longitud de onda de corte efectiva baja. [0011] Además, el documento US-A-6.483.975 describe una fibra óptica con un área efectiva amplia (> 100, 00 μm2) y una dispersión positiva (> 20 ps/ (nm-km) ) . En este documento se describen varios perfiles de índice de refracción de fibra óptica y en particular un perfil con un núcleo central, un revestimiento intermedio y un revestimiento deprimido (ver fig. 5a y 5b de US-6.483.975) . El revestimiento deprimido es, sin embargo, demasiado ancho (anchura r3-r2 de 15 a 19 μm) y próximo al núcleo central (anchura de revestimiento intermedio r2-r1 de 2-4 μm) para lograr las características ópticas deseadas por la presente invención. [0012]... [Seguir leyendo]

1. Fibra óptica de transmisión, que comprende desde el centro hasta la periferia: -Un núcleo central que tiene un radio (r1) igual o superior a 5, 5 μm y una diferencia de índice de refracción (ºn1)

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con el revestimiento óptico exterior de entre 3, 0.10y 5, 0.10; -Un recubrimiento intermedio que tiene un radio (r2) y una diferencia de índice de refracción (ºn2) con el

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revestimiento óptico exterior de entre -1, 0.10y 1, 0.10, siendo la anchura del revestimiento intermedio (r2-r1) mayor de 5 μm; -Un revestimiento deprimido que tiene un radio (r3) de entre 11, 5 μm y 16 μm y una diferencia de índice de - 3 -3

refracción (ºn3) con el revestimiento óptico exterior de entre -15, 0.10y -3, 5.10, siendo la anchura del revestimiento deprimido (r3-r2) menor de 5 μm; teniendo la fibra óptica un área efectiva (Seff) a 1550 nm, igual o mayor de 120 μm2 y una longitud de onda de corte efectiva (λcoff) de menos de 1600 nm.

2. Fibra óptica de acuerdo con la reivindicación 7, en la que el radio (r1) del núcleo central es de entre 5, 5 μm y 7, 5 μm.

3. Fibra óptica de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el radio (r2) del revestimiento intermedio es de entre 10, 5 μm y 14, 0 μm. 20

4. Fibra óptica de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la anchura (r2-r1) del revestimiento intermedio es igual o inferior a 8 μm.

5. Fibra óptica de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la anchura (r3-r2) del 25 recubrimiento deprimido es igual a o mayor de 1 μm.

6. Fibra óptica de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que tiene un diámetro de campo modal (2W02) de más de 11, 5 μm.

7. Fibra de óptica de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que tiene una dispersión cromática igual o menor de 21, 5 ps/nm-km a una longitud de onda de 1550 nm.

8. Fibra de óptica de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que tiene una pendiente de dispersión cromática igual o inferior a 0, 065 ps/nm-km a una longitud de onda de 1550 nm. 35

9. Fibra óptica de acuerdo a las reivindicaciones anteriores, que tiene una atenuación igual o menor que 0, 19 dB/km a una longitud de onda de 1550 nm.

10. Fibra óptica de acuerdo a las reivindicaciones precedentes, que tiene unas pérdidas por curvatura iguales o 40 menores que 20 dB/m para un radio de curvatura de 10 mm a una longitud de onda de 1625 nm.

REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN

La lista de referencias citada por el solicitante lo es solamente para utilidad del lector, no formando parte de los documentos de patente europeos. Aún cuando las referencias han sido cuidadosamente recopiladas, no pueden 5 excluirse errores u omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad a este respecto.

Documentos de patente citado en la descripción

• US 6658190 A [0006] [0031] • US 6483975 A [0011]

• US 6665482 A [0009] • US 4852968 A [0012]

• US 5781684 A [0009] • EP 1477831 A [0013]

• US 20050244120 A [0010]

Bibliografía no de patentes citada en la descripción • MASAO TSUKITANI et al. Ultra Low • KAZUMASA OHSONO et al. The Study of Nonlinearity Pure-Silica-Core Fiber with an Ultra Large Effective Area Fiber & Mating Effective Area of 211 mm2 and Transmission Dispersion Slope Compensating Fiber for Loss of 0.159 dB/km. M3.3.2, Dispersion Flattened Hybrid Optical Fiber ECOC 2002, 09 September 2002 [0007] DWDM Link. IWCS 2002, 18 November 2002,

483-487 [0008]

• KAZUHIKO AIKAWA et al. Single-Mode Optical Fiber with Effective Core Area larger than 160 mm2. ECOC 1999, 26 September 1999, I-302 [0008]