光纖、光傳輸系統(tǒng)和光纖制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種適合用在光傳輸網(wǎng)絡(luò)中的廉價(jià)的低損耗光纖。該光纖包括芯部、光學(xué)包層和護(hù)套。所述芯部的相對(duì)折射率差為0.2％至0.32％，并且折射率體積為9％·μm2至18％·μm2。所述護(hù)套的相對(duì)折射率差為0.03％至0.20％。構(gòu)成所述中央芯部的玻璃的假定構(gòu)型平衡溫度為1400℃至1560℃。所述芯部中的殘余應(yīng)力為壓縮應(yīng)力。2m光纖的截止波長(zhǎng)為至少1300nm。長(zhǎng)度為100m的光纖的截止波長(zhǎng)為1500nm以下。在1550nm波長(zhǎng)處的有效截面積為至少110μm2。在1550nm波長(zhǎng)處的衰減為0.19dB/km以下。
【專利說明】光纖、光傳輸系統(tǒng)和光纖制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光纖、光傳輸系統(tǒng)和光纖制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于用作傳輸速率為100G比特/秒以上的光傳輸網(wǎng)絡(luò)中的光傳輸線的光纖，其優(yōu)選具有低衰減和低非線性。令n2為光纖的非線性折射率、Aeff為其有效面積，則該光纖的非線性由n2/Aeff限定。有效面積Aeff越大，非線性就越低，這是因?yàn)榉乐沽斯夤β拭芏燃性谛静可?。符合ITU-T G.652標(biāo)準(zhǔn)的通用單模光纖(SMF)在1550nm波長(zhǎng)處的有效面積Aeff為約80μπι2。然而優(yōu)選的是，低非線性光纖的有效面積Aeff大于或等于IlOym2而小于或等于180 μ m2。
[0003]不幸的是，隨著有效面積Aeff增加，微彎損耗增加，因此導(dǎo)致電纜形成時(shí)損耗增加。另外，隨著有效面積AefT增加，與通用單模光纖連接的損耗增加?？紤]到有效面積Aeff對(duì)微彎損耗和連接損耗的影響，有效面積AefT優(yōu)選小于或等于150 μ m2，然而該值取決于光纖的折射率分布和楊式模量及樹脂覆層厚度。
[0004]純石英芯光纖(PSCF)被稱作低損耗光纖。就上述的大容量通信而言，據(jù)認(rèn)為GeO2摻雜芯光纖(GCF)劣于PSCF，這是因?yàn)橛捎贕eO2的濃度波動(dòng)，使得GCF具有比PSCF更高的瑞利散射損耗。常見的PSCF是昂貴的。因此，需要一種實(shí)現(xiàn)了低損耗和低非線性的廉價(jià)光纖。
[0005]S.Sakaguchi 等人，Applied Optics,第 37 卷，第 33 期，第 7708-7711 頁(1998)和JP2006-58494A公開了用于減少GCF中損耗的技術(shù)。根據(jù)這項(xiàng)技術(shù)，當(dāng)拉伸光纖預(yù)制件以形成光纖時(shí)，為了降低該光纖中的瑞利散射，將光纖緩慢地冷卻以降低構(gòu)成該光纖的玻璃的假定構(gòu)型平衡溫度，從而實(shí)現(xiàn)低損耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006][本發(fā)明要解決的問題]
[0007]因此，本發(fā)明的目的是提供一種適合用作光傳輸系統(tǒng)中光傳輸線的廉價(jià)低損耗光纖、一種包括該光纖作為傳輸線的光傳輸系統(tǒng)和一種能夠制作該光纖的方法。
[0008][解決問題的方案]
[0009]本發(fā)明提供一種石英玻璃光纖，其包括具有中心軸的芯部、包圍所述芯部的光學(xué)包層；以及包圍所述光學(xué)包層的護(hù)套。所述芯部含有GeO2，其相對(duì)折射率Λ 大于等于0.2%而小于或等于0.32%，并且其折射率體積V大于或等于9%.μ m2而小于或等于18%.μ m2，所述折射率體積V由等式⑴表述:
[0010]
【權(quán)利要求】
1.一種石英玻璃光纖，其包括: 具有中心軸的芯部； 包圍所述芯部的光學(xué)包層；以及 包圍所述光學(xué)包層的護(hù)套，其中 所述芯部含有GeO2,其相對(duì)折射率差Λ core大于等于0.2 %而小于或等于0.32 %，并且由等式(I)表述的折射率體積V
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖，其中 所述假定構(gòu)型平衡溫度小于或等于1530°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光纖，其中 在1550nm波長(zhǎng)處的衰減小于或等于0.178dB/km,并且 在1310nm波長(zhǎng)處的衰減小于或等于0.315dB/km。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的光纖，其中 在垂直于所述光纖的軸的截面中，所述護(hù)套的橫截面積中50%以上部分中的應(yīng)力為拉伸應(yīng)力。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的光纖，其中 所述芯部中殘余的應(yīng)力的絕對(duì)值小于或等于30MPa。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的光纖，其中 在1383nm波長(zhǎng)處因OH基團(tuán)所致的衰減增量小于或等于0.02dB/km。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的光纖，其中 所述芯部含有氟。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的光纖，其中 在1300°C溫度下所述護(hù)套的粘度比所述芯部的粘度高0.3泊以上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的光纖，其中 所述芯部在拉伸后于1300°C溫度下退火I分鐘以上的過程中的相對(duì)折射率差的變化大于或等于0.002%而小于或等于0.02%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任意一項(xiàng)所述的光纖，其中 所述芯部和所述光學(xué)包層之間的應(yīng)力之差小于或等于20MPa。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任意一項(xiàng)所述的光纖，其中 通過使用最小二乘法，所述光纖在大于或等于1600nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的衰減α近似為等式α = A.exp(B/A)，其中λ表示波長(zhǎng)，A小于或等于6.5Χ IO11并且B大于或等于48.5。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任意一項(xiàng)所述的光纖，還包括: 圍繞所述護(hù)套的一次覆層和二次覆層，其中 所述二次覆層的楊氏模量大于或等于800MPa，并且 所述一次覆層的楊氏模量大于或等于0.2MPa而小于或等于IMPa。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任意一項(xiàng)所述的光纖，其中 帶有覆層的所述光纖的外徑為大于或等于240 μ m,并且所述二次覆層的厚度為大于或等于10 μ m。
14.一種光傳輸系統(tǒng),包括: 兩個(gè)中繼器；以及 連接所述兩個(gè)中繼器的光傳輸線，其中 所述光傳輸線的長(zhǎng)度為大于或等于70km,并且 所述光傳輸線的90%以上的區(qū)間包括根據(jù)權(quán)利要求1至13中任意一項(xiàng)所述的光纖。
15.—種光傳輸系統(tǒng),包括: 光傳輸線，其包括根據(jù)權(quán)利要求1至13中任意一項(xiàng)所述的光纖，其中 信號(hào)光在所述光纖中被分布式拉曼放大。
16.一種制造光纖的方法，包括在拉絲爐中熔化并拉伸光纖預(yù)制件，其中 當(dāng)經(jīng)過拉伸的所述光纖從所述拉絲爐中拉出時(shí)，所述光纖的截面中的平均溫度大于或等于1200°C而小于或等于1550°C。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的光纖制造方法，其中 使所述經(jīng)過拉伸的光纖在處于1000°C以上的溫度下進(jìn)入設(shè)置于所述拉絲爐下游的加熱爐。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的光纖制造方法，其中 所述光纖預(yù)制件包括具有中心軸的芯部、包圍所述芯部的光學(xué)包層、以及包圍所述光學(xué)包層的護(hù)套，并且 在所述光學(xué)包層和所述護(hù)套之間的界面處的OH濃度小于或等于lOOOwtppm。
【文檔編號(hào)】C03C25/10GK103988103SQ201280060590
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月9日
【發(fā)明者】中西哲也, 小西達(dá)也, 桑原一也 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社