Патент на изобретение №2339982

(54) ОПТИЧЕСКОЕ ВОЛОКНО И СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛЯРИЗАЦИОННОЙ МОДОВОЙ ДИСПЕРСИИ ОПТИЧЕСКОГО ВОЛОКНА

(57) Реферат:

Способ измерения поляризационной модовой дисперсии (PMD) оптического волокна заключается в том, что измеряют длину биений L_B, когда оптическое волокно намотано на катушку, измеряют среднюю длину связи L_C, когда оптическое волокно образовано в виде оптического кабеля. Затем вычисляют поляризационную модовую дисперсию (PMD), когда оптическое волокно сформировано в виде оптического кабеля, посредством уравнения (1) для отрезка оптического волокна, для которого связь поляризационных мод отсутствует, и посредством уравнения (2) для всей длины оптического волокна:

где – обозначает длину волны света и c – скорость света. Оптическое волокно содержит сердцевину и оболочку волокна, расположенную вокруг сердцевины, в котором поляризационная модовая дисперсия, измеренная путем использования способа измерения поляризационной модовой дисперсии (PMD) оптического волокна, равна или меньше, чем 0,1 пс/. Волоконно-оптический кабель, в котором множество покрытых оптических волокон, имеет защитный слой вокруг оптического волокна и размещен бок о бок. Множество покрытых оптических волокон помещено в оболочку кабеля. Технический результат – создание способа измерения поляризационной модовой дисперсии оптического волокна, посредством которого можно оценить поляризационную модовую дисперсию оптического волокна после сборки в оптический кабель в состоянии, когда оптическое волокно намотано на катушку для транспортировки, для обеспечения оптического волокна или обеспечения волоконно-оптического кабеля. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к оптическому волокну и к способу измерения поляризационной модовой дисперсии оптического волокна.

Испрашивается приоритет согласно заявке №2003-361812 на патент Японии, поданной 22 октября 2003 г., содержание которой включено в настоящую заявку посредством ссылки.

Уровень техники

В последнее время в связи с прогрессом в повышении скорости передачи и увеличении дальности передачи в оптическом диапазоне связи возникла необходимость в снижении поляризационной модовой дисперсии (сокращенно «ПМД») оптического волокна, находящегося в канале передачи.

Поляризационная модовая дисперсия оптического волокна представляет собой модовую дисперсию, вызванную различием групповых скоростей двух ортогональных составляющих собственной поляризации, которые распространяются в оптическом волокне, вследствие некруглой формы сердцевины оптического волокна, асимметрии напряжения, возникающего в сердцевине и т.д.

Имеются два параметра, предназначенных для определения поляризационной модовой дисперсии. Одним параметром является величина локального двулучепреломления оптического волокна, а другим является связь поляризационных мод, выражающая, каким образом направление оси двулучепреломления оптического волокна изменяется в продольном направлении оптического волокна.

Величина локального двулучепреломления оптического волокна может быть количественно выражена путем использования длины тракта (в дальнейшем обозначаемой сокращенно как «L_B»). L_B обозначает расстояние распространения, на протяжении которого произвольная поляризация, входящая в оптическое волокно, возвращается к поляризации при падении.

Другим параметром, выражающим локальное двулучепреломление оптического волокна, является показатель В модового двулучепреломления. Соотношением, определенным нижеследующим уравнением (1), устанавливается связь между показателем В модового двулучепреломления и L_B

В уравнении (1) обозначает длину волны света.

Когда длина оптического волокна небольшая, можно считать, что связь поляризационных мод отсутствует; поэтому поляризационная модовая дисперсия (PMD) выражается нижеследующим уравнением (2) как функция скорости с света и длины L оптического волокна

Из уравнения (2) понятно, что поляризационная модовая дисперсия возрастает пропорционально длине L оптического волокна.

С другой стороны, когда длина оптического волокна большая, поляризационная модовая дисперсия выражается следующим уравнением (3):

Из уравнения (3) понятно, что поляризационная модовая дисперсия возрастает пропорционально корню квадратному из длины L оптического волокна.

В уравнении (3) L_C обозначает среднюю длину связи, которая является параметром, определяющим величину связи поляризационных мод, и по мере повышения связи поляризационных мод величина средней длины связи уменьшается. Величина связи поляризационных мод в основном определяется деформированием оптического волокна, силой, приложенной извне, и т.п.

Когда длина L оптического волокна меньше, чем L_C, поляризационная модовая дисперсия может быть выражена путем использования уравнения (2). С другой стороны, когда длина L оптического волокна больше, чем L_C, поляризационная модовая дисперсия может быть выражена путем использования уравнения (3).

Из уравнений (2) и (3) понятно, что поляризационная модовая дисперсия возрастает по мере того, как L_B становится меньше, а L_C становится больше.

Обычно оптическое волокно перемещают на операцию сборки в оптический кабель в намотанном на катушку состоянии или отгружают и транспортируют просто как волоконно-оптический узел. Поэтому предпочтительно, чтобы можно было определять поляризационную модовую дисперсию в состоянии намотки оптического волокна на катушку.

Однако при намотке оптического волокна на катушку в оптическом волокне возникают возмущения, такие, как изгиб, поперечное давление, деформация и т.п., в результате чего изменяются L_B и L_C и, следовательно, изменяется поляризационная модовая дисперсия. Поэтому в случае одного и того же оптического волокна поляризационная модовая дисперсия оптического волокна, намотанного на катушку для транспортировки, и поляризационная модовая дисперсия оптического волокна после сборки в оптический кабель имеют совершенно различные значения (см., например, не патентный документ 1). В результате поляризационная модовая дисперсия оптического волокна после сборки в оптический кабель возрастает, а в некоторых случаях превышает верхний предел поляризационной модовой дисперсии, установленный стандартом, в результате чего возникают проблемы.

Кроме того, оптическое волокно отгружают для выполнения операции сборки в оптический кабель в виде отрезка от около 20 до около 100 км, а во время сборки в оптический кабель нарезают отрезки оптического волокна от 1 до 10 км. Поэтому, если имеется место с локально высокой поляризационной модовой дисперсией, то, если даже поляризационная модовая дисперсия всего отрезка оптического волокна до укладки оптического кабеля была небольшая, когда оптическое волокно разрезают и образуют кабель, оно может быть местом, где имеется высокая поляризационная модовая дисперсия, которая считается проблемой.

Непатентный документ 1: Scott Grindstaff, Joseph Hill, Omid Daneshvar, “Extrinsic stress effects on polarization mode dispersion in optical fiber cables”, International Wire & Cable Symposium Proceedings, 1993, pp.647-654.

Раскрытие изобретения

Задачи, подлежащие решению изобретением

В настоящем изобретении учтена упомянутая выше ситуация и его задачей является создание способа измерения поляризационной модовой дисперсии оптического волокна, посредством которого можно оценить поляризационную модовую дисперсию оптического волокна после сборки в оптический кабель в состоянии, когда оптическое волокно намотано на катушку для транспортировки, для обеспечения оптического волокна или обеспечения волоконно-оптического кабеля.

Средства для решения задачи

Для решения упомянутой выше задачи настоящее изобретение предусматривает способ измерения поляризационной модовой дисперсии оптического волокна, заключающийся в том, что оценивают поляризационную модовую дисперсию для случая, когда оптическое волокно сформировано в виде оптического кабеля, по длине биений, когда оптического волокно намотано на катушку, и средней длине связи, когда оптическое волокно сформировано в виде оптического кабеля.

В вышеупомянутом способе измерения поляризационной модовой дисперсии оптического волокна предпочтительно делать лучшей разрешающую способность поляризационной оптической временной рефлектометрии по сравнению с самой малой длиной биений, оцененной для оптического волокна, намотанного на катушку.

В вышеупомянутом способе измерения поляризационной модовой дисперсии оптического волокна предпочтительно наматывать оптическое волокно на катушку при задании радиуса R катушки и натяжения во время намотки оптического волокна на катушку так, чтобы величина двулучепреломления оптического волокна, наводимого вследствие намотки оптического волокна на катушку, стала меньше, чем величина внутреннего двулучепреломления, по своему существу поддерживаемого оптическим волокном.

В вышеупомянутом способе измерения поляризационной модовой дисперсии оптического волокна предпочтительно наматывать оптическое волокно на катушку при задании радиуса R катушки и натяжения во время намотки оптического волокна на катушку так, чтобы величина двулучепреломления оптического волокна, наводимого вследствие намотки оптического волокна на катушку, стала меньше, чем величина внутреннего двулучепреломления, допускаемого стандартом на оптическое волокно.

В вышеупомянутом способе измерения поляризационной модовой дисперсии оптического волокна предпочтительно наматывать оптическое волокно на катушку при задании радиуса R катушки так, чтобы радиус R катушки и величина В^‘ внутреннего двулучепреломления, допускаемая стандартом на оптическое волокно, удовлетворяли следующему уравнению (4):

где n обозначает показатель преломления стекла (обычно кварцевого стекла), образующего оптическое волокно, p₁₁ и p₁₂ обозначают коэффициенты Поккельса для стекла, образующего оптическое волокно, обозначает коэффициент Пуассона для стекла, образующего оптическое волокно, и r обозначает радиус стеклянной части оптического волокна.

В вышеупомянутом способе измерения поляризационной модовой дисперсии оптического волокна во время измерения предпочтительно выполнять измерение длины биений в состоянии, при котором натяжение, прикладываемое к оптическому волокну, временно уменьшается, поскольку во время измерения могут быть исключены влияние двулучепреломления вследствие поперечного давления, являющегося результатом натяжения обмотки, и влияние поляризационной модовой дисперсии. Кроме того, после измерения путем возврата натяжения к первоначальному натяжению до измерения, что является предпочтительным, при последующем процессе производства может быть предотвращена проблема, заключающаяся в том, что подача оптического волокна становится трудной.

В вышеупомянутом способе измерения поляризационной модовой дисперсии оптического волокна предпочтительно, чтобы катушка имела конструкцию, обеспечивающую возможность временного уменьшения натяжения оптического волокна.

В вышеупомянутом способе измерения поляризационной модовой дисперсии оптического волокна желательно измерять поляризационную модовую дисперсию в продольном направлении оптического волокна.

Настоящее изобретение также предусматривает оптическое волокно, включающее в себя сердцевину и оболочку волокна, расположенную вокруг сердцевины, в котором поляризационная модовая дисперсия, измеренная путем использования вышеупомянутого способа, равна или меньше, чем 0,1 пс/.

В вышеупомянутом оптическом волокне предпочтительно, чтобы длина биений в состоянии намотки на катушку была равна или больше чем 15 м, а более предпочтительно, чтобы она была равна или больше чем 30 м.

В вышеупомянутом оптическом волокне предпочтительно, чтобы длина биений в состоянии, в котором натяжение, обусловленное катушкой, уменьшено после намотки на катушку, была равна или больше чем 15 м, а более предпочтительно, чтобы она была равна или больше чем 30 м.

Настоящее изобретение также предусматривает волоконно-оптический кабель, в котором множество покрытых оптических волокон, имеющих защитный слой вокруг оптического волокна, размещено бок о бок, и множество покрытых оптических волокон заключено в оболочку.

Полезные эффекты изобретения

Согласно способу измерения поляризационной модовой дисперсии оптического волокна настоящего изобретения поляризационная модовая дисперсия оптического волокна после сборки в оптический кабель может быть оценена в состоянии намотки оптического волокна на катушку.

Согласно способу измерения поляризационной модовой дисперсии оптического волокна настоящего изобретения в состоянии намотки оптического волокна на катушку можно определить, будет ли поляризационная модовая дисперсия оптического волокна после сборки в оптический кабель находиться в пределах стандарта.

Согласно способу измерения поляризационной модовой дисперсии оптического волокна настоящего изобретения оптическое волокно может быть использовано эффективно, поскольку нет необходимости подготавливать оптическое волокно для измерения в свободном состоянии.

Согласно способу измерения поляризационной модовой дисперсии оптического волокна настоящего изобретения может быть поставлено оптическое волокно, имеющее более высокое качество, поскольку может быть измерена поляризационная модовая дисперсия отгружаемого оптического волокна без использования результатов измерения поляризационной модовой дисперсии в окрестности него.

Согласно способу измерения поляризационной модовой дисперсии оптического волокна настоящего изобретения зона, имеющая локально высокую поляризационную модовую дисперсию, может быть обнаружена и исключена, поскольку может быть измерено значение поляризационной модовой дисперсии оптического волокна в продольном направлении. В результате может быть поставлено оптическое волокно, имеющее более высокое качество.

Краткое описание изобретения

На чертежах:

фиг.1 – график, иллюстрирующий результаты вычисления величины среднего двулучепреломления во время приложения силы извне к двум оптическим волокнам, имеющим разное внутреннее двулучепреломление, чтобы навести двулучепреломление иной величины;

фиг.2 – график, иллюстрирующий результаты вычисления поляризационной модовой дисперсии оптического волокна;

фиг.3 – график, иллюстрирующий пример кривой интенсивности света при рэлеевском рассеянии, фактически измеренной путем использования поляризационной оптической временной рефлектометрии;

фиг.4 – график, иллюстрирующий взаимосвязь между длиной биений оптического волокна в состоянии намотки оптического волокна на катушку и поляризационной модовой дисперсией оптического волокна после формирования волоконно-оптического кабеля из оптического волокна;

фиг.5 – график, иллюстрирующий взаимосвязь между поляризационной модовой дисперсией оптического волокна в состоянии намотки оптического волокна на катушку и поляризационной модовой дисперсией оптического волокна после формирования волоконно-оптического кабеля из оптического волокна;

фиг.6 – сечение, иллюстрирующее пример структуры оптического волокна;

фиг.7 – сечение, иллюстрирующее пример структуры покрытого оптического волокна; и

фиг.8 – сечение, иллюстрирующее пример структуры волоконно-оптического кабеля.

Описание используемых позиций

1 – оптическое волокно, 2 – сердцевина, 3 – оболочка волокна, 4 – основное покрытие (защитный слой), 5 – дополнительное покрытие (защитный слой), 10 – покрытое оптическое волокно, 11 – элемент ослабления натяжения, 12 – свободная трубка, 13 – желеобразное вещество, 15 – прижимная обмотка, 16 – растягивающая струна, 17 – оболочка кабеля, 20 – волоконно-оптический кабель.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения

Ниже будет подробно описан способ измерения поляризационной модовой дисперсии оптического волокна согласно настоящему изобретению.

Сначала проводят отдельное исследование, чтобы определить, каким образом длина L_B биений и средняя длина L_C связи изменяются при намотке оптического волокна на катушку.

L_B изменяется, когда извне наводится двулучепреломление, по существу в радиальном направлении катушки, вследствие влияния радиуса изгиба, растяжения или поперечного давления во время намотки оптического волокна на катушку.

L_C изменяется вследствие кручения оптического волокна или контакта оптических волокон друг с другом во время намотки оптического волокна на катушку.

В данном случае изменение L_B после намотки оптического волокна на катушку исследуется во взаимосвязи между внутренним двулучепреломлением оптического волокна и двулучепреломлением оптического волокна, наведенным извне.

Направление двулучепреломления, наведенного извне при намотке оптического волокна на катушку, находится по существу в радиальном направлении катушки, тогда как угол оси двулучепреломления внутри оптического волокна может иметь любое угловое значение.

Поэтому среднее двулучепреломление оптического волокна при приложении поперечного давления может считаться средним для случая, когда поперечное давление прикладывается под различными углами.

На фиг.1 представлен график, иллюстрирующий результаты вычисления величины среднего двулучепреломления во время приложения извне силы к двум оптическим волокнам, имеющим различное внутреннее двулучепреломление, с целью наведения двулучепреломления иной величины.

Из результатов, показанных на фиг.1, понятно, что когда величина двулучепреломления, наведенного извне, меньше, чем величина внутреннего двулучепреломления, величина среднего двулучепреломления изменяется слабо. С другой стороны, когда величина двулучепреломления, наведенного извне, больше, чем величина внутреннего двулучепреломления, величина среднего двулучепреломления становится по существу равной величине двулучепреломления, наведенного извне, и, в конечном счете, величина среднего двулучепреломления становится больше, чем величина двулучепреломления, наведенного извне. Однако величина среднего двулучепреломления после наведения двулучепреломления извне вследствие поперечного давления не становится меньше, чем величина внутреннего двулучепреломления. Поэтому при намотке оптического волокна на катушку среднее значение L_B неизбежно становится меньше, что вызывает повышение поляризационной модовой дисперсии.

С другой стороны, L_C после намотки оптического волокна на катушку становится очень небольшой вследствие кручения в оптическом волокне или вследствие контакта оптических волокон друг с другом, когда оптическое волокно наматывают на катушку. Поэтому изменение L_C вследствие намотки оптического волокна на катушку вызывает снижение поляризационной модовой дисперсии.

Поэтому в случае, если влияние изменения L_C больше, чем влияние изменения L_B, поляризационная модовая дисперсия уменьшается при намотке оптического волокна на катушку, а в случае, если оптическое волокно образуют в виде оптического кабеля и располагают в свободном состоянии, поляризационная модовая дисперсия повышается, тем самым, создавая проблему.

Пример расчета поляризационной модовой дисперсии рассмотрен ниже.

Например, в случае, когда длина оптического волокна составляет 1000 м, и это оптическое волокно разделено на небольшие отрезки 0,1 мм, то предполагается, что в этих небольших отрезках оптического волокна имеется только линейное двулучепреломление. Изменение поляризационной модовой дисперсии оптического волокна определяют путем моделирования, используя матричный метод Джонса (обратитесь к IEEE Photonics Technology Letters, Sept. 1992, vol.4, №9, pp.1066-1069).

В свободном состоянии, когда оптические волокна, имеющие значения L_B, равные 10 м и 20 м, и значение L_C, равное 30 м, наматывают на катушку, L_C уменьшается, а двулучепреломление наводится в радиальном направлении катушки, и на основании этого определяют, как изменяется поляризационная модовая дисперсия оптического волокна.

Параметры обоих оптических волокон задают так, что когда оптические волокна наматывают на катушку, L_C становится 3 м. Средняя длина связи, используемая при вычислении, представляет собой типичное значение в случае, когда оптическое волокно располагают в свободном состоянии, и в случае, когда оптическое волокно наматывают на катушку. Результаты вычислений поляризационной модовой дисперсии показаны на фиг.2.

Из результатов, показанных на фиг.2, понятно, что когда оптическое волокно наматывают на катушку и когда величина двулучепреломления, наведенного извне, небольшая, поляризационная модовая дисперсия оптического волокна, намотанного на катушку, становится меньше, чем поляризационная модовая дисперсия оптического волокна в свободном состоянии.

Также понятно, что в случае, когда значения L_B оптических волокон в свободном состоянии являются различными, степень изменения их поляризационной модовой дисперсии по отношению к величине двулучепреломления, наведенного извне, становится различной. Поэтому, когда оптические волокна располагают в свободном состоянии, то, хотя их поляризационные модовые дисперсии являются различными, поляризационная модовая дисперсия обоих оптических волокон может приобрести одно и то же значение в соответствии с величиной двулучепреломления, наведенного извне. Если двулучепреломление больше, чем наведенное двулучепреломление, зависимость величин поляризационной модовой дисперсии двух оптических волокон изменяется на обратную по отношению к зависимости для оптических волокон в свободном состоянии. То есть поляризационную модовую дисперсию оптического волокна в свободном состоянии нельзя оценить только путем измерения поляризационной модовой дисперсии оптического волокна, намотанного на катушку.

В данном случае заявитель хочет знать величину поляризационной модовой дисперсии оптического волокна после сборки в оптический кабель. Поскольку волоконно-оптическому кабелю придают такую структуру, чтобы внешняя сила, прикладываемая к оптическому волокну, была по возможности небольшой, то поляризационная модовая дисперсия оптического волокна после сборки в оптический кабель является по существу такой же, как и поляризационная модовая дисперсия оптического волокна в свободном состоянии.

Поэтому поляризационная модовая дисперсия оптического волокна после сборки в оптический кабель не может быть оценена только путем измерения поляризационной модовой дисперсии оптического волокна, намотанного на катушку.

Однако было обнаружено, что если L_B оптического волокна, намотанного на катушку, найдена, то L_B оптического волокна после сборки в оптический кабель не становится меньше, чем найденное значение. Поэтому путем нахождения L_C оптического волокна после сборки в оптический кабель поляризационную модовую дисперсию (PMD) оптического волокна после сборки в оптический кабель можно оценить, используя следующее уравнение (2):

L_C волоконно-оптического кабеля в основном определяется внешними факторами, такими, как структура волоконно-оптического кабеля и материал и поверхностные свойства полимера, используемого для оптического волокна и волоконно-оптического кабеля. Поэтому путем заблаговременного измерения L_C при использовании оптического волокна того же самого типа, что и в других волоконно-оптических кабелях, образованных из того же самого полимерного материала, имеющего ту же структуру и те же самые поверхностные свойства, L_C оптического волокна после сборки в оптический кабель может быть получена без использования оптического волокна отдельно для измерения L_C.

Далее ниже будет описан конкретный пример способа измерения L_C оптического волокна после сборки в оптический кабель.

Сначала измеряют поляризационную модовую дисперсию оптического волокна по всей длине волоконно-оптического кабеля, а затем берут отрезок оптического волокна около 5 м и измеряют поляризационную модовую дисперсию.

Для короткого волоконно-оптического кабеля около 5 м можно считать, что связь поляризационных мод отсутствует и, следовательно, L_B можно получить, используя уравнение (2).

L_C можно определить, используя нижеследующее уравнение (3), на основании полученного L_B и поляризационной модовой дисперсии (PMD) оптического волокна для всей длины волоконно-оптического кабеля.

Поэтому из уравнений (2) и (3) поляризационная модовая дисперсия после сборки в оптический кабель может быть оценена по L_B оптического волокна, намотанного на катушку, и ранее вычисленного значения L_C.

Далее будет пояснен способ получения оценки поляризационной модовой дисперсии путем использования поляризационной оптической временной рефлектометрии (ПОВР) после того, как волоконно-оптический кабель сформирован с использованием оптического волокна, подлежащего измерению.

В этом способе путем использования поляризационной оптической временной рефлектометрии L_B и L_C могут быть определены независимо в случае оптического волокна, подлежащего измерению, намотанного на катушку. В частности, могут быть использованы способы, описанные в ссылочном документе A (F.Corsi, A.Galtarossa and L.Palmieri, “Polarization mode dispersion characterization of single-mode optical fiber using backscattering technique”, Journal of Lightwave Technology, vol. 16, №10, Oct. 1998, pp.1832-1843) и в ссылочном документе В (М.Wuilpart, G.Ravet, P.Megret and М.Blondel, “PMD measurement with a polarization-OTDR”, ECOC 2002).

На фиг.3 представлен график, иллюстрирующий пример кривой интенсивности света при рэлеевском рассеянии, фактически измеренной путем использования поляризационной оптической временной рефлектометрии.

В соответствии со ссылочными документами А и В одним способом вычисления L_B в случае, когда имеются N экстремальных значений кривой на отрезке длиной L, по которому определяют форму кривой интенсивности света при рэлеевском рассеянии, используя поляризационную оптическую временную рефлектометрию, является способ вычисления L_B путем использования следующего уравнения (5):

Понятно, что поскольку в случае оптического волокна, имеющего форму кривой, показанную на фиг.3, на отрезке 100 м существуют 19 экстремальных значений, то L_B равно 21 м. Поэтому, измеряя L_B оптического волокна, намотанного на катушку, путем использования поляризационной оптической временной рефлектометрии и отдельно измеряя L_C волоконно-оптического кабеля в свободном состоянии, можно оценить поляризационную модовую дисперсию оптического волокна, сформированного в виде волоконно-оптического кабеля.

В данном случае в способе вычисления L_B использовалось уравнение (5), приведенное выше. Однако способ вычисления L_B не ограничен этим, и могут быть использованы другие способы.

Согласно ссылочным документам А и В измеряют L_B и L_C оптического волокна, подлежащего измерению, в свободном состоянии используя поляризационную оптическую временную рефлектометрию. С другой стороны, в настоящем изобретении способ вычисления отличается от обычного способа тем, что L_B измеряют при намотанном оптическом волокне на катушку для оценки поляризационной модовой дисперсии оптического волокна после сборки в оптический кабель.

Далее будет описана взаимосвязь между L_B оптического волокна, подлежащего измерению, и разрешающей способностью оптической временной рефлектометрии, используемой для измерения поляризационной модовой дисперсии.

Поскольку в одномодовом волокне, исключая поляризационно-стабилизированное волокно, L_B обычно 10 см или длиннее, то, если разрешающая способность оптической временной рефлектометрии лучше, чем 10 см, L_B и L_C могут быть измерены независимо в любом одномодовом волокне.

Применительно к этому может быть получена разрешающая способность, равная 1 см или лучшая, например, путем использования технологии, называемой оптической временной рефлектометрией со счетом фотонов. Поэтому она может быть применена к любому одномодовому волокну, исключая поляризационно-стабилизированное волокно.

Способ измерения поляризационной модовой дисперсии путем использования поляризационной оптической временной рефлектометрии также может быть применен к многомодовому волокну при использовании устройства, которое избирательно возбуждает и принимает только моду, подлежащую измерению.

Далее будет описано оптическое волокно, в котором поляризационная модовая дисперсия после формирования из оптического волокна волоконно-оптического кабеля может быть оценена в состоянии намотки оптического волокна на катушку.

Когда величина двулучепреломления оптического волокна, наведенного вследствие намотки оптического волокна на катушку, меньше, чем внутреннее двулучепреломление, то, как описано выше, величина двулучепреломления оптического волокна, намотанного на катушку, является по существу той же самой, что и величина двулучепреломления оптического волокна после сборки в оптический кабель.

Поэтому L_B оптического волокна, измеряемого в состоянии намотки на катушку, по существу равно L_B оптического кабеля после сборки в оптический кабель. В соответствии с этим может быть получено оптическое волокно, в котором поляризационная модовая дисперсия оптического волокна после сборки в оптический кабель может быть оценена путем заблаговременного измерения L_C волоконно-оптического кабеля с использованием оптического волокна того же самого типа.

После сборки в оптический кабель L_C в основном определяется внутренним двулучепреломлением оптического волокна и наведенной внешней силой, обусловленной структурой волоконно-оптического кабеля. Во многих случаях проблема не возникает, если считать, что L_C является постоянной величиной, независимой от L_B. Однако, при небольшой L_B, то есть когда внутреннее двулучепреломление оптического волокна является большим, то даже в случае, если внешняя сила прикладывается к оптическому волокну, связь поляризационных мод едва ли создается. Следовательно, существует случай, когда L_C не может считаться постоянной. Но даже в этом случае данный способ может быть применен путем нахождения L_C как функции L_B.

В нерассмотренной заявке на патент Японии, первая публикация №Н11-208998, раскрыт способ такой намотки оптического волокна, что поляризационная модовая дисперсия оптического волокна, намотанного на катушку, находится в соответствии с поляризационной модовой дисперсией оптического волокна в свободном состоянии. Однако, как описано выше, способ изменения поляризационной модовой дисперсии оптического волокна, намотанного на катушку, видоизменяется вследствие внутреннего двулучепреломления оптического волокна в свободном состоянии. Поэтому в этом способе нельзя установить способ намотки, если только заранее не знать внутреннее двулучепреломление оптического волокна в свободном состоянии.

Поэтому, когда значение L_B является особым для каждого оптического волокна, то есть как в реальном процессе производства, то эффект, вследствие этого меньше, чем получаемый с помощью настоящего изобретения.

Далее будет описано оптическое волокно, для которого в состоянии намотки на катушку можно определить, будет ли оптическое волокно удовлетворять требованиям стандарта относительно поляризационной модовой дисперсии после сборки в оптический кабель.

Если обнаружится, что величина двулучепреломления, наведенного намоткой оптического волокна на катушку, меньше, чем внутреннее двулучепреломление, допускаемое стандартом на оптическое волокно, то понятно, что двулучепреломление после сборки в оптический кабель меньше, чем внутреннее двулучепреломление, допускаемое стандартом на оптическое волокно.

Поэтому путем измерения в состоянии намотки оптического кабеля на катушку величины наведенного двулучепреломления и величины внутреннего двулучепреломления, допускаемой стандартом на оптическое волокно, можно определить, будет ли оптический кабель удовлетворять стандарту относительно поляризационной модовой дисперсии после сборки в оптический кабель.

Максимальное значение внутреннего двулучепреломления, допускаемое стандартом на оптическое волокно, может быть вычислено по предварительно определенному верхнему пределу поляризационной модовой дисперсии и средней длине связи волоконно-оптического кабеля путем использования приведенных выше уравнений (1) и (3).

Далее будет рассмотрен радиус катушки, который может определять, будет ли оптическое волокно в состоянии намотки оптического волокна на катушку удовлетворять требованиям стандарта в отношении поляризационной модовой дисперсии оптического волокна в волоконно-оптическом кабеле после сборки в оптический кабель.

В соответствии со ссылочным документом С (R.Ulrich, S.С.Rashleigh and W.Eickhoff, “Bending-induced birefringence in single-mode fibers”, Optics Letters, vol.5, №6, June 1980, pp.273-275) двулучепреломление В, наведенное изгибом во время намотки оптического волокна на катушку, определяется из следующего уравнения (6) по показателю n преломления оптического волокна, коэффициентам p₁₁ и p₁₂ Поккельса, коэффициенту Пуассона, радиусу r оптического волокна и радиусу R катушки:

Из уравнения (6) следует, что если величина В двулучепреломления, наведенного изгибом оптического волокна, меньше, чем величина внутреннего двулучепреломления, допускаемого стандартом на оптическое волокно, то можно определить, будет ли оптическое волокно при измерении оптического волокна, намотанного на катушку, удовлетворять требованиям стандарта относительно поляризационной модовой дисперсии после сборки в оптический кабель.

Поэтому предпочтительно, чтобы радиус R катушки удовлетворял соотношению, определенному в нижеследующем уравнении (4):

В данном случае В’ обозначает максимальное значение величины внутреннего двулучепреломления, допускаемое стандартом на оптическое волокно, и оно может быть вычислено по предварительно определенному верхнему пределу поляризационной модовой дисперсии и средней длине связи волоконно-оптического кабеля путем использования приведенных выше уравнений (1) и (3).

В данном случае предпочтительно, чтобы катушка имела конструкцию, обеспечивающую возможность временного уменьшения натяжения, прикладываемого к оптическому волокну, поскольку влияние двулучепреломления, создаваемого внутри оптического волокна вследствие натяжения, может быть исключено.

В этом месте предпочтительно оценить распределения поляризационной модовой дисперсии в продольном направлении оптического волокна.

В уровне техники до настоящего изобретения не было способа измерения, предназначенного для выполнения измерения длины биений без разрезания оптического волокна. Исходя из этого, только путем использования способа настоящего изобретения можно иметь волокно, для которого поляризационная модовая дисперсия после сборки в оптический кабель может быть известна до процесса сборки в оптический кабель.

Кроме того, поскольку в настоящем изобретении длина биений может быть измерена в продольном направлении оптического волокна, то даже в случае, если место, где длина биений отчасти небольшая, это место может быть определено. В таком случае путем использования способа настоящего изобретения и в первую очередь определения места, где длина биений оптического волокна довольно небольшая, причина недостатка может быть установлена, а процесс изготовления может быть улучшен. В результате даже после того, как оптическое волокно разделено в процессе сборки в оптический кабель, может быть получено оптическое волокно, которое имеет приемлемую поляризационную модовую дисперсию во всем волоконно-оптическом кабеле.

Предпочтительно, чтобы при передаче 40 Гб/с поляризационная модовая дисперсия оптического волокна была равна или меньше, чем 0,1 пс/. Кроме того, поскольку канал передачи образуется множеством оптических волокон, необходимо, чтобы поляризационная модовая дисперсия всего канала передачи была, по меньшей мере, равна 0,1 пс/ или меньше. Заявитель настоящей заявки провел исследования, использовав комбинации оптических волокон и волоконно-оптических кабелей, имеющих различные структуры, чтобы установить, когда для оптических волокон, имеющих длину биений 15 м или больше, после сборки в оптический кабель соединенных для формирования одного канала передачи, можно устанавливать поляризационную модовую дисперсию всего канала передачи, равной 0,1 пс/ или меньшей. Для оптических волокон, имеющих длину биений 30 м или больше после сборки в оптический кабель, было обнаружено, что поляризационная модовая дисперсия составляет 0,1 пс/ или меньше во всех отдельных оптических волокнах. Поэтому предпочтительно, чтобы длина биений, измеренная путем использования способа согласно настоящему изобретению, была равна 15 м или больше, а более предпочтительно, чтобы она была равна 30 м или больше.

Ниже настоящее изобретение будет описано более конкретно посредством примеров, но это не означает, что настоящее изобретение ограничено приведенными ниже примерами.

Пример 1

Оптическое волокно длиной 3000 м, подлежащее измерению до сборки в оптический кабель, было намотано на катушку, имевшую диаметр 300 мм, при натяжении 20 г·футов. При измерении внутреннего двулучепреломления оптического волокна, подлежащего измерению, L_B была 30 м.

С другой стороны, когда волоконно-оптический кабель длиной 3000 м был сформирован путем использования оптического волокна того же самого типа, но не оптического волокна, подлежащего измерению, поляризационная модовая дисперсия оптического волокна, образующего волоконно-оптический кабель, была равна 0,05 пс/, а L_B была 30 м. Поэтому на основании приведенного выше уравнения (3) можно было оценить, что после формирования волоконно-оптического кабеля путем использования оптического волокна, подлежащего измерению, L_C составляет 85 м.

На основании приведенного выше результата можно подсчитать, что поляризационная модовая дисперсия после формирования кабеля с помощью оптического волокна, подлежащего измерению, составляла 0,05 пс/. Когда оптическое волокно, подлежащее измерению, на самом деле использовали для формирования волоконно-оптического кабеля, поляризационная модовая дисперсия составляла 0,05 пс/.

Пример 2

Оптическое волокно длиной 3000 м, подлежащее измерению, до сборки в кабель было намотано на катушку, имевшую диаметр 300 мм, при натяжении 20 г·футов. При измерении L_B путем использования поляризационной оптической временной рефлектометрии L_B была 25 м.

С другой стороны, когда волоконно-оптический кабель длиной 3000 м был сформирован путем использования оптического волокна того же самого типа, но не оптического волокна, подлежащего измерению, поляризационная модовая дисперсия оптического волокна, формирующего волоконно-оптический кабель, была 0,07 пс/, а L_B была 20 м. Поэтому на основании приведенного выше уравнения (3) можно было установить, что после формирования волоконно-оптического кабеля путем использования оптического волокна, подлежащего измерению, L_C составляет 73 м.

На основании приведенного выше результата можно подсчитать, что поляризационная модовая дисперсия после формирования кабеля с помощью оптического волокна, подлежащего измерению, составляет 0,06 пс/. Когда оптическое волокно, подлежащее измерению, на самом деле использовали для формирования волоконно-оптического кабеля, поляризационная модовая дисперсия была 0,06 пс/.

Пример 3

Оптическое волокно длиной 3000 м, подлежащее измерению, было намотано на катушку, имевшую диаметр 300 мм, при натяжении 20 г·футов. Когда осуществляли измерение с помощью поляризационной оптической временной рефлектометрии, используя оптическую временную рефлектометрию с разрешающей способностью 2 м, то при измерении L_B было невозможно наблюдать форму кривой, показанную на фиг.3.

С другой стороны, когда осуществляли измерение с помощью поляризационной оптической временной рефлектометрии, используя оптическую временную рефлектометрию, имеющую разрешающую способность 1 см, то можно было наблюдать форму кривой, показанную на фиг.3, и было обнаружено, что L_B составляет 1,2 м.

С другой стороны, когда волоконно-оптический кабель длиной 3000 м был сформирован путем использования оптического волокна того же самого типа, но не оптического волокна, подлежащего измерению, поляризационная модовая дисперсия была равна 1,0 пс/, а L_B была 2,0 м. Поэтому на основании приведенного выше уравнения (3) можно было установить, что после формирования волоконно-оптического кабеля путем использования оптического кабеля, подлежащего измерению, L_C составляет около 150 м.

На основании приведенного выше результата можно подсчитать, что поляризационная модовая дисперсия после формирования кабеля с помощью оптического волокна, подлежащего измерению, составляла 1,67 пс/. Когда оптическое волокно, подлежащее измерению, на самом деле использовали для формирования волоконно-оптического кабеля, то было обнаружено, что поляризационная модовая дисперсия составляет 1,60 пс/, и что поляризационная модовая дисперсия может быть оценена точно.

Пример 4

Подготавливали 3000 м оптического волокна, которое было того же самого типа, что и оптическое волокно, использованное в примере 1, и имело L_B, равную 30 м в состоянии, в котором двулучепреломление не было наведено внешней силой, и это оптическое волокно наматывали на катушку, имеющую диаметр 300 мм, при натяжении 20 г·футов.

После намотки оптического волокна на катушку при измерении L_B с помощью поляризационной оптической временной рефлектометрии, L_B была 30 м. Когда оптическое волокно наматывали на ту же самую катушку при натяжении 70 г·футов, L_B была 16 м, что меньше, чем L_B в состоянии, в котором двулучепреломление не наводилось внешней силой.

Когда из этого оптического волокна формировали такой же волоконно-оптический кабель, как в примере 1, L_C была 85 м. Поэтому можно было подсчитать, что при намотке оптического волокна на катушку с натяжением 20 г·футов поляризационная модовая дисперсия оптического волокна после сборки в оптический кабель составляет 0,05 пс/. Кроме того, можно было подсчитать, что при намотке оптического волокна на катушку с натяжением 70 г·футов поляризационная модовая дисперсия оптического волокна после сборки в оптический кабель составляет 0,1 пс/.

Соответственно, в обоих случаях для этих двух оптических волокон поляризационная модовая дисперсия после формирования кабелей была 0,05 пс/, и поляризационная модовая дисперсия могла быть точно подсчитана по длине биений, когда оптическое волокно было намотано на катушку при натяжении 20 г·футов. Однако поляризационная модовая дисперсия не может быть подсчитана по длине биений при намотке оптического волокна на катушку с натяжением 70 г·футов.

Пример 5

При передаче 40 Гб/с предпочтительно, чтобы поляризационная модовая дисперсия оптического волокна волоконно-оптического кабеля была равна или меньше, чем 0,1 пс/. Когда волоконно-оптический кабель такого же типа, как в примере 1, формируют, используя оптическое волокно того же типа, как в примере 1, то, если L_B во время сборки в оптический кабель больше, чем 15 м, и поскольку L_C волоконно-оптического кабеля составляет около 85 м, согласно уравнению (3) может быть получена поляризационная модовая дисперсия, равная или меньшая, чем 0,1 пс/.

Подготавливали оптическое волокно того же самого типа, как указанное в примере 1, и имеющее длину 3000 м. Затем, когда это оптическое волокно намотали на катушку, имеющую диаметр 300 мм, при натяжении 20 г·футов и измерили L_B, используя поляризационную оптическую временную рефлектометрию, обнаружили, что L_B составляет 20 м. После этого, когда это оптическое волокно намотали на катушку, имеющую диаметр 150 мм, при натяжении 70 г·футов и измерили L_B, используя поляризационную оптическую временную рефлектометрию, обнаружили, что L_B составляет 10 м.

Более того, когда оптическое волокно использовали для формирования волоконно-оптических кабелей, то поляризационная модовая дисперсия была 0,06 пс/, что меньше, чем 0,1 пс/.

Другими словами, когда оптическое волокно наматывали на катушку, имеющую диаметр 300 мм, при натяжении 20 г-футов, величина двулучепреломления, наведенного намоткой оптического волокна на катушку, была меньше, чем величина внутреннего двулучепреломления, допускаемого стандартом на оптическое волокно. Следовательно, можно подтвердить, что для оптического волокна, находившегося в состоянии намотки на катушке, требования стандарта относительно поляризационной модовой дисперсии могут удовлетворяться после сборки в оптический кабель. Однако, в случае намотки оптического волокна на катушку, имеющую диаметр 150 мм, при натяжении 70 г·футов, нельзя утверждать, что для оптического волокна, находившегося в состоянии намотки на катушке, требования стандарта относительно поляризационной модовой дисперсии будут удовлетворяться после сборки в оптический кабель.

Пример 6

При образовании волоконно-оптического кабеля такого же типа, что и в примере 1, путем использования оптических волокон того же самого типа, как в примере 1, обнаружено, что поскольку L_C для волоконно-оптического кабеля составляет около 85 м, и в случае, если L_B во время намотки оптического волокна на катушку больше, чем 15 м, то согласно уравнению (3) во время сборки в оптический кабель может быть получена поляризационная модовая дисперсия, равная или меньше, чем 0,1 пс/. В данном случае согласно уравнениям (1) и (6) радиус катушки, при котором L_B делается 15 м, составляет около 0,07 м для длины волны 1,55 мкм.

Для вычисления этого значения были использованы такие значения для длины волны 1,55 мкм, как n=1,444, р₁₁=0,1486, p₁₂=0,2959 и =0,186. Эти значения, такие, как у синтетического кварца при длине волны 1,55 мкм, и поскольку элементы, образующие оптическое волокно, в основном выполнены из синтетического кварца, то эти значения могут быть использованы. Кроме того, предполагается, что r=62,5×10^-6 м, а влияние покрытия волокна не учитывается.

В соответствии с этим, когда оптическое волокно намотано на катушку, имеющую радиус 0,07 м или больше, можно утверждать, что поляризационная модовая дисперсия оптического волокна после сборки в оптический кабель становится равной 0,1 пс/ или меньше, если в это время L_B равна или больше, чем 15 м.

С другой стороны, когда оптическое волокно намотано на катушку, имеющую радиус меньше, чем 0,07 м, L_B становится больше, чем 15 м, под влиянием двулучепреломления, наведенного изгибом. Поэтому в состоянии, когда оптическое волокно намотано на катушку, невозможно подтвердить, станет ли поляризационная модовая дисперсия после сборки в оптическое волокно 0,1 пс/ или меньше.

Подготавливали оптическое волокно такого типа, как указанное в примере 1, и имеющее длину 3000 м. Затем, когда это оптическое волокно наматывали на катушку, имеющую диаметр 300 мм, при натяжении 20 г·футов, измеряли L_B, используя поляризационную оптическую временную рефлектометрию, было обнаружено, что L_B составляет 20 м.

После этого, когда это оптическое волокно наматывали на катушку, имеющую диаметр 100 мм, при натяжении 20 г·футов, и измеряли L_B, используя поляризационную оптическую временную рефлектометрию, было обнаружено, что L_B составляет 7 м.

Более того, когда оптическое волокно использовали для формирования волоконно-оптических кабелей, поляризационная модовая дисперсия в обоих случаях составляла 0,06 пс/, что было меньше, чем 0,1 пс/.

Другими словами, когда оптическое волокно намотано на катушку, имеющую диаметр 300 мм, то можно утверждать, что оптическое волокно, находящееся в состоянии намотки на катушку, после сборки в оптический кабель может удовлетворять требованиям стандарта относительно поляризационной модовой дисперсии, но этого нельзя утверждать, когда оптическое волокно намотано на катушку, имеющую диаметр 100 мм.

Подготавливали оптическое волокно такого же типа, как указанное в примере 1, и имеющее длину 10000 м. Затем, когда это оптическое волокно наматывали на катушку, имеющую диаметр 300 мм, при натяжении 100 г·футов, и измеряли L_B, используя поляризационную оптическую временную рефлектометрию, было обнаружено, что L_B составляет 10 м.

Катушка, на которую наматывали оптическое волокно, имела конструкцию, обеспечивающую возможность уменьшения натяжения. Поэтому было обнаружено, что когда натяжение временно уменьшалось для выполнения аналогичного измерения, L_B была 25 м в отрезке от 0 до 9000 м. Однако L_B была 10 м в отрезке от 9000 до 10000 м.

Кроме того, когда оптическое волокно разрезали на десять кусков по 1000 м и собирали вместе, чтобы образовать волоконно-оптический кабель из десяти сердцевин, поляризационная модовая дисперсия покрытого оптического волокна, сформированного путем использования отрезка от 0 до 9000 м, была в пределах диапазона от 0,03 до 0,06 пс/, но в контуре сердцевины при использовании отрезка от 9000 до 10000 м поляризационная модовая дисперсия превышала 0,1 пс/.

Другими словами, при наличии конструкции, обеспечивающей возможность временного уменьшения натяжения, можно утверждать, что будет удовлетворяться требование стандарта относительно поляризационной модовой дисперсии, но когда такая конструкция не используется, утверждение невозможно. После осуществления измерения, поскольку натяжение возвращают к тому, которое было до измерения, отсутствует проблема при передаче оптического волокна на последующий процесс производства.

Кроме того, путем использования поляризационной оптической временной рефлектометрии можно измерить поляризационную модовую дисперсию в продольном направлении оптического волокна.

Пример 7

Заявитель настоящей заявки провел исследования длины биений, необходимой для достижения поляризационной модовой дисперсии, равной или меньшей, чем 0,1 пс/, на протяжении всего канала передачи, и длину биений, необходимую для достижения поляризационной модовой дисперсии, равной или меньшей, чем 0,1 пс/, в отдельном волоконно-оптическом кабеле, путем комбинации оптических волокон и волоконно-оптических кабелей, имеющих различные структуры. В результате после того, как собранные в оптический кабель оптические волокна, имеющие длину биения 15 м или больше, были соединены, на всем протяжении канала связи можно было получить поляризационную модовую дисперсию, равную или меньшую, чем 0,1 пс/. Кроме того, что касается оптического волокна, имеющего длину биений 30 м или больше, то при использовании его для формирования волоконно-оптического кабеля поляризационная модовая дисперсия во всех отдельных оптических волокнах была равной или меньшей, чем 0,1 пс/.

Другими словами, предпочтительно, чтобы длина биений оптического волокна в состоянии намотки на катушку была 15 м или больше. Кроме того, если длина биений оптического волокна в состоянии намотки на катушку составляет 30 м или больше, то в зависимости от типа волоконно-оптического кабеля поляризационная модовая дисперсия после сборки в оптический кабель может быть сделана равной или меньшей, чем 0,1 пс/.

Поэтому были изготовлены оптические волокна длиной 3000 м, имеющие разное двулучепреломление, и намотаны на катушку, имеющую диаметр 300 мм, при натяжении 40 г·футов. Затем была определена взаимосвязь между длиной биений в состоянии намотки на катушку и поляризационной модовой дисперсией после того, как оптическое волокно было использовано для формирования волоконно-оптического кабеля. Результаты показаны на фиг.4. Из фиг.4 просто понять взаимосвязь между длиной биений в состоянии намотки на катушку и поляризационной модовой дисперсией после того, как оптическое волокно было использовано для формирования волоконно-оптического кабеля.

Среднее значение поляризационной модовой дисперсии после сборки в кабель оптического волокна, имеющего длину биений 15 м или больше в состоянии намотки на катушку, было 0,05 пс/.

Все оптические волокна, имеющие длину биений 15 м или больше в состоянии намотки на катушку, были соединены после сборки в оптический кабель для формирования одного канала передачи, и была измерена его поляризационная модовая дисперсия. Поляризационная модовая дисперсия канала передачи была 0,06 пс/, что было меньше, чем 0,1 пс/.

Пример 8

Для оптических волокон, использованных в примере 7, среднее значение поляризационной модовой дисперсии оптических волокон, имеющих длину биений 30 м или больше в состоянии намотки на катушке, после сборки в оптический кабель было 0,015 пс/, и не было волоконно-оптического кабеля, имевшего поляризационную модовую дисперсии, превышающую 0,1 пс/.

Все оптические волокна, имеющие длину биений 30 м или больше в состоянии намотки на катушку, были соединены после сборки в оптический кабель для формирования одного канала передачи, и была измерена его поляризационная модовая дисперсия. Поляризационная модовая дисперсия канала передачи была 0,016 пс/, что значительно меньше, чем 0,1 пс/.

Сравнительный пример

Поляризационная модовая дисперсия оптического волокна, использованного в примере 7, была измерена в состоянии намотки на катушку, и была определена взаимосвязь между поляризационной модовой дисперсией в состоянии намотки на катушке и поляризационной модовой дисперсией после использования оптического волокна для формирования волоконно-оптического кабеля. Результаты показаны на фиг.5. Из фиг.5 невозможно установить ясную взаимосвязь между поляризационной модовой дисперсией в состоянии намотки на катушку и поляризационной модовой дисперсией после использования оптического волокна для формирования волоконно-оптического кабеля.

Среднее значение поляризационной модовой дисперсии после сборки в оптический кабель оптических волокон, имевших в состоянии намотки на катушку поляризационную модовую дисперсию, равную или меньшую, чем 0,1 пс/, было 0,09 пс/, что было хуже, чем в примере 7, и было недостаточно низким по сравнению с 0,1 пс/.

Все оптические волокна, имевшие поляризационную модовую дисперсию, равную или меньшую, чем 0,1 пс/, в состоянии намотки на катушку, были соединены после сборки в оптический кабель для формирования одного канала передачи, и его поляризационная модовая дисперсия была измерена. Поляризационная модовая дисперсия была 0,11 пс/, что было больше, чем 0,1 пс/.

На фиг.6 показано в качестве примера сечение структуры оптического волокна согласно настоящему изобретению, где позицией 1 обозначено оптическое волокно, позицией 2 обозначена сердцевина и позицией 3 обозначена оболочка волокна.

На фиг.7 показано для примера сечение структуры покрытого оптического волокна, где позицией 1 обозначено оптическое волокно, позицией 4 обозначено основное покрытие и позицией 5 обозначено дополнительное покрытие. Соответственно, основное покрытие 4 и дополнительное покрытие 5 составляют защитный слой, предназначенный для защиты оптического волокна 1.

На фиг.8 для примера показано сечение структуры волоконно-оптического кабеля согласно настоящему изобретению, где позицией 20 обозначен волоконно-оптический кабель (со свободной трубкой), позицией 10 обозначено покрытое оптическое волокно, позицией 11 обозначен элемент ослабления натяжения, позицией 12 обозначена свободная трубка, позициями 13 и 14 обозначено желеобразное вещество, позицией 15 обозначена прижимная обмотка и позицией 17 обозначена оболочка кабеля.

Выше описаны предпочтительные примеры настоящего изобретения, но это не означает, что настоящее изобретение ограничено этими примерами. Дополнения, исключения, замены и другие модификации конфигурации возможны без отступления от объема настоящего изобретения. Настоящее изобретение не ограничено пояснением, приведенным выше, а ограничено только объемом прилагаемой формулы изобретения.

Промышленная применимость

Согласно способу измерения поляризационной модовой дисперсии настоящего изобретения поляризационная модовая дисперсия оптического волокна после сборки в оптический кабель может быть оценена в состоянии, когда оптическое волокно намотано на транспортировочную катушку.

Формула изобретения

1. Способ измерения поляризационной модовой дисперсии (PMD) оптического волокна, заключающийся в том, что измеряют длину биений L_B, когда оптическое волокно намотано на катушку, измеряют среднюю длину связи L_C, когда оптическое волокно образовано в виде оптического кабеля, и вычисляют поляризационную модовую дисперсию (PMD), когда оптическое волокно сформировано в виде оптического кабеля, посредством уравнения (1) для отрезка оптического волокна, для которого связь поляризационных мод отсутствует, и посредством уравнения (2) для всей длины оптического волокна:

где – обозначает длину волны света и с – скорость света.

2. Способ измерения поляризационной модовой дисперсии оптического волокна по п.1, в котором измеряют интенсивность света при рэлеевском рассеянии оптического волокна, используя поляризационную оптическую временную рефлектометрию.

3. Способ измерения поляризационной модовой дисперсии оптического волокна по п.2, содержащий этап, согласно которому задают лучшую разрешающую способность поляризационной оптической временной рефлектометрии по сравнению с самой малой длиной биений, оцененной для оптического волокна, намотанного на катушку.

4. Способ измерения поляризационной модовой дисперсии оптического волокна по п.1, содержащий этап, согласно которому задают радиус R катушки и натяжение во время намотки оптического волокна на катушку так, чтобы величина двулучепреломления оптического волокна, наводимого вследствие намотки оптического волокна на катушку, стала меньше чем величина внутреннего двулучепреломления, по своему существу поддерживаемого оптическим волокном, и затем наматывают оптическое волокно на катушку.

5. Способ измерения поляризационной модовой дисперсии оптического волокна по п.1, содержащий этап, согласно которому задают радиус R катушки и натяжение во время намотки оптического волокна на катушку так, чтобы величина двулучепреломления оптического волокна, наводимого вследствие намотки оптического волокна на катушку, стала меньше чем величина внутреннего двулучепреломления, допускаемого стандартом на оптическое волокно, и затем наматывают оптическое волокно на катушку.

6. Способ измерения поляризационной модовой дисперсии оптического волокна по п.1, в котором задают радиус R катушки так, чтобы радиус R катушки и максимальное значение В’ величины внутреннего двулучепреломления, допускаемое стандартом на оптическое волокно, удовлетворяли следующему уравнению:

где n обозначает показатель преломления оптического волокна;

p₁₁ и p₁₂ обозначают коэффициенты Поккельса;

обозначает коэффициент Пуассона; для оптического волокна;

r обозначает радиус оптического волокна.

7. Способ измерения поляризационной модовой дисперсии оптического волокна по п.1, в котором измеряют длину биений в состоянии, при котором натяжение, прикладываемое к оптическому волокну, временно уменьшается.

8. Способ измерения поляризационной модовой дисперсии оптического волокна по п.1, в котором катушка имеет конструкцию, обеспечивающую возможность временного уменьшения натяжения оптического волокна.

9. Способ измерения поляризационной модовой дисперсии оптического волокна по п.1, в котором измеряют распределение поляризационной модовой дисперсии в продольном направлении.

10. Оптическое волокно, содержащее сердцевину и оболочку волокна, расположенную вокруг сердцевины, в котором поляризационная модовая дисперсия, измеренная путем использования способа по п.1, равна или меньше чем 0,1 пс/

11. Оптическое волокно по п.10, в котором длина биений в состоянии намотки на катушку равна или больше чем 15 м.

12. Оптическое волокно по п.10, в котором длина биений в состоянии намотки на катушку равна или больше чем 30 м.

13. Оптическое волокно по п.10, в котором длина биений в состоянии, в котором натяжение, обусловленное катушкой, является сниженным после намотки на катушку, равна или больше чем 15 м.

14. Оптическое волокно по п.10, в котором длина биений в состоянии, в котором натяжение, обусловленное катушкой, является сниженным после намотки на катушку, равна или больше чем 30 м.

15. Волоконно-оптический кабель, в котором множество покрытых оптических волокон, имеющих защитный слой вокруг оптического волокна по п.10, размещено бок о бок, и множество покрытых оптических волокон помещено в оболочку кабеля.

РИСУНКИ