專利名稱：一種彎曲不敏感單模光纖及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光纖及其制備方法，尤其是具有優(yōu)異的彎曲性能的彎曲不敏感單模光纖及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著光纖到戶(FTTH)工作的逐步發(fā)展，光纖接入網(wǎng)建設(shè)量明顯增加，這就要求適宜于接入網(wǎng)的單模光纖具有在小彎曲半徑下附加損耗小、機(jī)械強(qiáng)度高等特性，便于布線施エ和卷曲，同時(shí)能控制與已鋪設(shè)光纖的接續(xù)損耗。 目前國(guó)內(nèi)普遍應(yīng)用的G. 652標(biāo)準(zhǔn)光纖的彎曲半徑為25mm，受彎曲半徑的限制，光纖不能隨意地進(jìn)行小角度彎曲安裝。美國(guó)專利US4，838，643描述了ー種W型波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的光纖，其彎曲性能有一定改善，該光纖分三層結(jié)構(gòu)光纖芯層、下凹包層、外包層。同時(shí)，光纖的截止波長(zhǎng)在1130nm-1330nm時(shí)，模場(chǎng)直徑為5-7 u m,截止波長(zhǎng)在1200nm-1280nm時(shí)，模場(chǎng)直徑為6-6. 5 u m0這種光纖模
場(chǎng)直徑太小，與常規(guī)光纖無(wú)法兼容。中國(guó)專利CN1632628A描述了ー種彎曲不敏感光纖及其制備方法，采用等離子體化學(xué)氣相沉積法PCVDエ藝設(shè)計(jì)光纖預(yù)制棒折射率剖面，其波導(dǎo)結(jié)構(gòu)具有芯層和包層，其中包層分為五個(gè)折射率不同的分包層，采用圍繞芯層多圈的不同成分的包層結(jié)構(gòu)以降低相對(duì)于芯層的折射率。但是PCVDエ藝在光棒的水分控制與剖面設(shè)計(jì)方面很難同時(shí)達(dá)到理想效果。光棒沉積速度及沉積效率不高，使該光纖預(yù)制棒的生產(chǎn)成本増加。而且，折射率剖面越復(fù)雜，對(duì)エ藝的要求就越嚴(yán)格，不適于大規(guī)模生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題和缺點(diǎn)，本發(fā)明提供ー種彎曲不敏感單模光纖及其制備方法，該光纖的彎曲性能優(yōu)異，具有良好的色散和損耗特性，模場(chǎng)直徑適中，能與常規(guī)光纖兼容。本發(fā)明提供的ー種彎曲不敏感單模光纖，其波導(dǎo)結(jié)構(gòu)包括芯層和包層，包層設(shè)有三個(gè)包層分層——包層一、包層ニ、包層三，其中包層ー和包層三都為純ニ氧化硅玻璃層，包層ニ為摻雜包層，芯層和三個(gè)包層分層的相對(duì)折射率差都相對(duì)于包層三，其波導(dǎo)結(jié)構(gòu)參數(shù)為芯層的相對(duì)折射率差0. 30%彡A I彡0. 85%，芯層半徑3. 5微米彡r彡5. 0微米;包層ニ的相對(duì)折射率差-55. 00 %彡A2彡-45. 00 %，包層ニ半徑8.0微米^ r2 ^ 15. 0 微米；包層ー和包層三的折射率為純ニ氧化硅玻璃折射率nc，包層ー半徑6. 0微米^ rl ^ 12. 5微米，包層三半徑為62. 0微米彡r3 ^ 63. 0微米。在光纖芯層中，通過(guò)摻氧化硅、氧化鍺和少量的氟來(lái)獲得合適的折射率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)預(yù)制棒各層之間的黏度匹配和減少應(yīng)力。在光纖預(yù)制棒芯棒沉積和燒縮過(guò)程中，通入適量的氦氣來(lái)減少沉積過(guò)程中形成的微氣泡，提高光纖強(qiáng)度。通過(guò)對(duì)單模光纖預(yù)制棒波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的精密控制，可以得到設(shè)計(jì)光纖所需的模場(chǎng)直徑、優(yōu)異的彎曲特性、波長(zhǎng)損耗和色散特性。根據(jù)上述方案，本發(fā)明的光纖截止波長(zhǎng)^ 1310nm，光纜截止波長(zhǎng)< 1260nm，在1310nm波長(zhǎng)光纖模場(chǎng)直徑為7. 8-10. 2微米，能滿足1310nm波長(zhǎng)和1550nm波長(zhǎng)雙窗ロ單模光傳輸?shù)囊?。?310nm至1550nm波長(zhǎng)范圍光纖的色散絕對(duì)值< 17ps/ (nm km),零色散波長(zhǎng)在1310nm至1400nm波長(zhǎng)范圍。同時(shí),光學(xué)參數(shù)和幾何尺寸與G. 652光纖兼容，兩者的平均接續(xù)損耗小于0. 05dB。該彎曲不敏感單模光纖的彎曲特性如下在1625nm波長(zhǎng)處，以IOmm直徑彎曲ー圈的情況下，其典型的彎曲附加損耗小于0. 5dB0在1550nm波長(zhǎng)處，以IOmm直徑彎曲ー圈的情況下，其典型的彎曲附加損耗小于0. 2dB。本發(fā)明提出的彎曲不敏感單模光纖的預(yù)制棒的制備方法采用汽相軸向沉積法制作芯層和包層一，然后用套管法在芯層和包層一外制作包層ニ和包層三。本發(fā)明提供的彎曲不敏感單模光纖的制備方法，與中國(guó)專利CN102153275A提出的制備方法不同之處在于，中國(guó)專利CN102153275A提出的制備方法是采用汽相軸向沉積法制備芯層、包層一和包層ニ。而本發(fā)明采用汽相軸向沉積法制備芯層和包層一，再用套管法，在芯層和包層一外制作包層ニ 和包層三，制造エ藝簡(jiǎn)単。本發(fā)明設(shè)計(jì)的彎曲不敏感單模光纖具有在小彎曲半徑下附加損耗小、彎曲性能優(yōu)異、機(jī)械強(qiáng)度高等特性，能控制與已鋪設(shè)光纖的接續(xù)損耗，光學(xué)參數(shù)和幾何尺寸與G. 652光纖兼容，便于樓宇間和樓宇內(nèi) 布線施工，適應(yīng)光纖到戶的需要。本發(fā)明提出的制備方法エ藝簡(jiǎn)單，便于操作。


圖1為本發(fā)明的裸光纖橫截面示意圖；圖2為本發(fā)明的光纖的折射率剖面示意圖。在圖1中，1.芯層，2.包層一，3.包層ニ，4.包層三。
具體實(shí)施例方式采用汽相軸向沉積法(VAD法)制造本發(fā)明光纖的芯棒，采用套管技術(shù)制成最終的光纖預(yù)制棒，經(jīng)過(guò)拉絲獲得本發(fā)明的光纖產(chǎn)品。光纖芯棒的制造過(guò)程如下首先用VAD法按照設(shè)計(jì)的折射率剖面結(jié)構(gòu)設(shè)定エ藝氣體流量和配方，沉積出芯層I和包層ー 2，形成芯棒。然后再用套管法，依次將將包層ニ 3和包層三4套在芯棒外制成光纖預(yù)制棒，光纖預(yù)制棒經(jīng)過(guò)拉絲、涂覆、篩選、測(cè)試、包裝，最后得到本發(fā)明的彎曲不敏感單模光纖。實(shí)施例在圖1中，設(shè)如下包含芯層I和三個(gè)包層分層的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)參數(shù)相對(duì)于包層三4為芯層I的相對(duì)折射率差約為0. 60 %，芯層半徑約為4微米；包層ニ 3的相對(duì)折射率差約為-50. 00%,包層ニ 3為摻雜包層，半徑約為12微米；包層ー2和包層三4為純ニ氧化硅玻璃層，其折射率為純ニ氧化硅玻璃折射率nc。包層ー 2半徑約為10微米，包層三4半徑為62. 5微米。制得光纖的特性如下光纖截止波長(zhǎng)彡1310nm,在1310nm波長(zhǎng)處，光纖模場(chǎng)直徑為7. 8-10. 2微米，在1625nm波長(zhǎng)處，以IOmm直徑彎曲ー圈的情況下，其典型的彎曲附加損耗小于0. 5dB,在1550nm波長(zhǎng)處，以IOmm直徑彎曲ー圈的情況下，其典型的彎曲附加損耗小于0. 2dB,在1550nm波長(zhǎng)光纖的色散絕對(duì)值< 17ps/ (nm km),零色散波長(zhǎng)在1310nm至1400nm波長(zhǎng)范圍，與G. 652光纖的平均接續(xù)損耗小于0. 05dBo制得的光纖彎曲性能優(yōu)異，作為傳輸·光纖，適應(yīng)于接入網(wǎng)和光纖到戶使用。
權(quán)利要求
1.一種彎曲不敏感單模光纖，其波導(dǎo)結(jié)構(gòu)包括芯層和包層，其特征在于包層設(shè)有三個(gè)包層分層一包層一、包層二、包層三，其中包層一和包層三都為純二氧化硅玻璃層，包層二為摻雜包層，芯層和三個(gè)包層分層的相對(duì)折射率差都相對(duì)于包層三，其波導(dǎo)結(jié)構(gòu)參數(shù)為 芯層的相對(duì)折射率差0. 30%彡A I彡0. 85%，芯層半徑3. 5微米彡r彡5. 0微米； 包層二的相對(duì)折射率差-55. 00 % ^ A 2彡-45. 00 %，包層二半徑8. 0微米^ r2 ^ 15. 0 微米； 包層一和包層三的折射率為純二氧化硅玻璃折射率nc，包層一半徑6.0微米^ rl ^ 12. 5微米，包層三半徑為62. 0微米彡r3 ( 63. 0微米。
2.按權(quán)利要求1所述的一種彎曲不敏感單模光纖，其特征在于光纖彎曲特性為在1625nm波長(zhǎng)處，以IOmm直徑彎曲一圈的情況下，其典型的彎曲附加損耗小于0. 5dB,在1550nm波長(zhǎng)處，以IOmm直徑彎曲一圈的情況下，其典型的彎曲附加損耗小于0. 2dB。
3.按權(quán)利要求1所述的一種彎曲不敏感單模光纖，其特征在于光纖截止波長(zhǎng)(1310nm，光纜截止波長(zhǎng)< 1260nm，在1310nm波長(zhǎng)光纖模場(chǎng)直徑為7. 8-10. 2微米，能滿足1310nm波長(zhǎng)和1550nm波長(zhǎng)雙窗口單模光傳輸?shù)囊?，與G. 652光纖兼容，兩者的平均接續(xù)損耗小于0. 05dB。
4.按權(quán)利要求1所述的一種彎曲不敏感單模光纖，其特征在于在1310nm至1550nm波長(zhǎng)范圍光纖的色散絕對(duì)值彡17ps/(nm km)，零色散波長(zhǎng)在1310nm至1400nm波長(zhǎng)范圍。
5.一種彎曲不敏感單模光纖的制備方法，其特征在于采用汽相軸向沉積法制作芯層和包層一，然后用套管法在芯層和包層一外制作包層二和包層三。
全文摘要
一種彎曲不敏感單模光纖及其制備方法，光纖波導(dǎo)結(jié)構(gòu)包括芯層和包層，包層設(shè)有三個(gè)包層分層——包層一、包層二、包層三，其中包層一和包層三都為純二氧化硅玻璃層，包層二為摻雜包層，芯層和三個(gè)包層分層的相對(duì)折射率差都相對(duì)于包層三，其波導(dǎo)結(jié)構(gòu)參數(shù)為芯層的相對(duì)折射率差0.30％≤Δ1≤0.85％，芯層半徑3.5微米≤r≤5.0微米；包層二的相對(duì)折射率差-55.00％≤Δ2≤-45.00％，包層二半徑8.0微米≤r2≤15.0微米；包層一和包層三的折射率為純二氧化硅玻璃折射率nc，包層一半徑6.0微米≤r1≤12.5微米，包層三半徑為62.0微米≤r3≤63.0微米。本發(fā)明的制備方法采用汽相軸向沉積法制作芯層和包層一，然后用套管法在芯層和包層一外制作包層二和包層三。本發(fā)明的光纖具有在小彎曲半徑下附加損耗小、彎曲性能優(yōu)異、機(jī)械強(qiáng)度高等特性，光學(xué)參數(shù)和幾何尺寸與G.652光纖兼容。本發(fā)明提出的制備方法工藝簡(jiǎn)單，便于操作。
文檔編號(hào)G02B6/02GK103033874SQ20111031562
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2011年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月9日
發(fā)明者賀作為, 袁健, 孫貴林, 殷國(guó)亮, 張良, 宋君 申請(qǐng)人:江蘇亨通光纖科技有限公司, 江蘇亨通光電股份有限公司