一種單模光纖的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于光纖技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種單模光纖。
【背景技術(shù)】
[0002] 單模光纖具有質(zhì)量輕、尺寸小、抗電磁干擾、傳輸速率快、信息容量大和傳輸距離 遠等優(yōu)點。在世界范圍內(nèi)，G. 652單模光纖已經(jīng)大量地鋪設(shè)并應(yīng)用于光通信網(wǎng)絡(luò)之中。隨著 特種光纖及其光纖應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，光纖已經(jīng)在常規(guī)通信以外的領(lǐng)域得到了越來越廣 泛的應(yīng)用。在特殊的光纖器件中，為了達到使用目的，需要一種能夠在此環(huán)境中具有穩(wěn)定的 傳輸性能的光纖，而普通的G. 652單模光纖是無法在小尺寸特殊器件下長期正常工作的。 [0003] 光纖的抗彎曲性能是與光纖的材料結(jié)構(gòu)、制備工藝等技術(shù)密切相關(guān)的。普通抗彎 曲光纖一般為了與普通的單模光纖相匹配，而在光纖的幾何結(jié)構(gòu)、摻雜濃度等方面盡量與 普通光纖一致，從而導(dǎo)致光纖光學(xué)參數(shù)互相匹配，以適應(yīng)光纖的通用性能。在水聽器等特殊 應(yīng)用場合，光纖追求小彎曲半徑和極多的纏繞圈數(shù)，而對模場直徑等的要求并不追求與普 通單模光纖的一致性。為了提高光纖的抗彎曲性能，芯層會摻雜較高濃度的鍺（Ge)，為了減 少芯層材料與包層材料在粘度、熱膨脹系數(shù)等材料性能方面的差異，同時也為了調(diào)節(jié)光纖 的光學(xué)指標范圍，在芯層和包層增加了摻雜氟的有限區(qū)域，減少拉絲過程中的殘余應(yīng)力，優(yōu) 化傳輸性能。
[0004] 在專利CN102998742B中，提出來高摻鍺的光纖結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)彎曲不敏感，然而光 纖芯層摻雜的鍺太多導(dǎo)致光纖損耗很高，在1550nm波長處衰耗高達0. 3dB/km。
[0005] 在專利CN101373238B中，以高摻鍺和三層包層結(jié)構(gòu)實現(xiàn)彎曲不敏感，然而其光纖 為了適應(yīng)1310nm波長，導(dǎo)致其彎曲能力仍然不能適應(yīng)小直徑、多圈數(shù)的器件要求。
[0006] -般的，摻雜劑會改變石英玻璃的相對折射率。鍺（Ge)、氯（Cl)、磷（P)等摻雜 劑可以使得摻雜后的石英玻璃的相對折射率為正值，我們稱之為"正摻雜劑"，而氟（F)、硼 (B)等摻雜劑可以使得摻雜后的石英玻璃的相對折射率為負值，我們稱之為"負摻雜劑"。如 果同時使用一種"正摻雜劑"和一種"負摻雜劑"對石英玻璃進行摻雜，則摻雜后的石英玻 璃的相對折射率可以為正值或者負值，或者為0。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為方便介紹本
【發(fā)明內(nèi)容】
，定義以下術(shù)語：
[0008] 折射率剖面：光纖中玻璃折射率與其半徑之間的關(guān)系。
[0009] 相對折射率差：
[0010]
叫和η。分別為各對應(yīng)部分的折射 率和純二氧化硅石英玻璃的折射率。
[0011] 氟（F)的貢獻量：摻氟（F)石英玻璃相對于純二氧化硅石英玻璃的相對折射率 (A F)，以此來表示摻氟（F)量。
[0012] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種在1550nm波長工作的，具有極好抗彎曲 性能的單模光纖。該光纖具有較低的光纖損耗，較好的抗彎曲性能。
[0013] 本發(fā)明為解決上述提出的問題所采用的技術(shù)方案為：
[0014] -種單模光纖，包括有芯層和包層，芯層為摻鍺（Ge)和氟（F)的二氧化硅（SiO2) 石英玻璃，芯層的直徑Dcore為6. 5 μπι至7. 5 μπι，芯層的相對折射率Δ 1的范圍為〇. 70% 至0. 75% ;包層有2個分層，內(nèi)分層為摻氟二氧化硅石英玻璃分層，外分層為純二氧化硅石 英玻璃；所述包層的直徑Dclad為124 μ m至126 μ m。
[0015] 本發(fā)明的一個實施例中，該單模光纖的截止波長為1300nm至1460nm。
[0016] 本發(fā)明的一個實施例中，內(nèi)分層的相對折射率△ 21與芯層的相對折射率△ 1的關(guān) 系為：0· 80%蘭Δ 1-Δ31蘭0· 85%，其中Δ21的范圍為-0· 12%至-0· 09%，內(nèi)分層的直 徑 D21 為 24 μ m 至 30 μ m。
[0017] 本發(fā)明的一個實施例中，外分層緊密環(huán)繞內(nèi)分層，其相對折射率△ 22為0 %，外分 層的直徑D22為124 μ m至126 μ m。
[0018] 本發(fā)明的一個實施例中，按上述方案，發(fā)明光纖的模場直徑（Mode Field Diameter，MFD)在 1550nm 波長時為 7· 0 μ m_7. 6 μ m〇
[0019] 本發(fā)明的一個實施例中，發(fā)明光纖的衰減在1550nm波長時小于0. 26dB/km。
[0020] 本發(fā)明的一個實施例中，發(fā)明光纖的宏彎損耗在1550nm波長時小于0. 02dB/ (Φ 10mm 2 5 圈）。
[0021] 本發(fā)明的一個實施例中，發(fā)明光纖的宏彎損耗在1550nm波長時小于0. 03dB/ (Φ 15mm400 圈）。
[0022] 本發(fā)明的一個實施例中，實現(xiàn)上述芯層及包層折射率的一種較佳的方式為，在 芯層中摻有重量百分比為5 %至8 %的鍺，在摻氟的內(nèi)分層中摻有重量百分比為0. 7 %至 1. 2%的氟。
[0023] 此外，還可在所述芯層和/或包層中摻入鋁、磷、氯等一種或多種元素，也可實現(xiàn) 同樣的相對折射率結(jié)構(gòu)。
[0024] 本發(fā)明的有益效果在于：1.芯層摻Ge，通過對光纖芯層材料結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整，可 以提高光纖的數(shù)值孔徑，提高對光的約束能力。同時光纖芯層摻F，可以降低芯層材料的粘 度，與包層材料的粘度更加匹配，可以改善光纖的材料結(jié)構(gòu)和應(yīng)力分布，有利于光纖拉絲后 缺陷的減少和光纖衰減的降低；2.光纖包層的分層中，含有一個純二氧化硅石英玻璃材料 的分層，該分層可改變光纖整體的材料結(jié)構(gòu)，使得光纖拉絲后的應(yīng)力分布得到優(yōu)化。該分層 將承擔(dān)拉絲過程中形成的張應(yīng)力，芯層所承受的應(yīng)力則為壓應(yīng)力，該應(yīng)力分布將有利于降 低芯層材料中的缺陷濃度，降低芯層材料的散射損耗，有利于光纖衰減的降低；3.光纖包 層的分層中，含有1個摻F二氧化硅石英玻璃材料的分層，其中的折射率下陷的分層，對于 提高光纖的抗彎曲性能有積極的作用。該分層結(jié)構(gòu)的設(shè)計，將有利于降低光纖在小彎曲半 徑狀態(tài)下的宏彎附加損耗。
【附圖說明】
[0025] 圖1是本發(fā)明一個實施例的徑向截面示意圖；圖中00對應(yīng)光纖的芯層，21對應(yīng)光 纖包層的內(nèi)分層，22對應(yīng)光纖包層的外分層；
[0026] 圖2是本發(fā)明一個實施例的中各層直徑及其對應(yīng)相對折射率的示意圖。
【具體實施方式】
[0027] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案