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，設(shè)及一種單模光纖，是一種特殊福射環(huán)境中 使用的抗福射單模光纖，該光纖具有良好的抗福射性能、良好的抗彎曲性能。
【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(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)。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W外的領(lǐng)域得到了越來越 廣泛的應(yīng)用。在特殊的福射環(huán)境中，為了達(dá)到通信的目的，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單模光纖是無法在福射環(huán)境下長(zhǎng)期正常工作的。
[0003] 光纖的抗福射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。普通單模 光纖一般在忍層具有較高濃度的錯(cuò)（Ge)滲雜，在拉絲過程中，因?yàn)槭艿嚼z張力W及光纖 熱歷史的影響，在忍層會(huì)形成較多的材料缺陷或其前驅(qū)體，運(yùn)些缺陷或前驅(qū)體在福照環(huán)境 下，會(huì)進(jìn)一步的惡化，形成斷鍵或材料微觀結(jié)構(gòu)的變化，造成很大的由福照引起的附加吸收 損耗。隨著損耗的不斷迅速增加，光纖將失去傳輸光信號(hào)的功能。為了滿足福射環(huán)境下使 用光纖進(jìn)行通信的需求，必需一種具有抗福射性能的單模光纖。一般的，采用純娃的忍層材 料，相比較于滲錯(cuò)光纖，光纖具有更為良好的抗福射性能。同時(shí)，為了形成光波導(dǎo)，必須在純 娃忍外沉積滲氣的包層。然而，純娃忍材料與滲氣包層材料在粘度、熱膨脹系數(shù)等材料性能 方面的差異較大，造成光纖拉絲過程中光纖的忍包材料失配嚴(yán)重，拉絲張力集中于光纖纖 忍部分，光纖的殘留應(yīng)力和拉絲缺陷增加，運(yùn)會(huì)造成光纖的傳輸性能的惡化。
[0004] 在福射環(huán)境中，出于某些特殊用途的需要，會(huì)使用非通信波段的光源，比如 700nm-1100nm，同時(shí)對(duì)光纖的彎曲性能會(huì)提出一定的要求。
[0005] 在美國(guó)專利US4669821中，提出了一種忍層滲巧（Ga)的單模光纖，W改進(jìn)光纖的 抗福射性能。然而，在當(dāng)前的預(yù)制棒制備技術(shù)中，Ga并不屬于一種常用的滲雜劑。該設(shè)計(jì) 與當(dāng)前工藝適應(yīng)性較差。
[0006] 在美國(guó)專利US4988162中，提出了一種具有滲氣忍層的多忍光纖束。該發(fā)明針對(duì) 480nm工作波長(zhǎng)進(jìn)行了福照測(cè)試，證明了發(fā)明在可見光波段（400nm-700nm)具有一定的抗 福射性能。
[0007] 在美國(guó)專利US7526177B2中，提出了一種具有下陷忍層的抗福射G.652.B單模光 纖。該下陷忍層的氣（巧含量至少在0. 41wt%。該光纖主要應(yīng)用在1310nm和1550nm兩個(gè) 通信窗口。
[0008] 在美國(guó)專利US7440673B2中，提出了一種具有下陷忍層的抗福射單模光纖。該下 陷忍層的氣（巧含量在0. 1A%~0. 3A%。該光纖主要應(yīng)用在1310皿和1550皿兩個(gè)通 信窗口，在工作波長(zhǎng)范圍內(nèi)的最小彎曲直徑為20mm。
[0009] -般的，滲雜劑會(huì)改變石英玻璃的相對(duì)折射率。錯(cuò)（Ge)、氯（Cl)、憐任）等滲雜 劑可W使得滲雜后的石英玻璃的相對(duì)折射率為正值，我們稱之為"正滲雜劑"，而氣（巧、棚 度）等滲雜劑可w使得滲雜后的石英玻璃的相對(duì)折射率為負(fù)值，我們稱之為"負(fù)滲雜劑"。如 果同時(shí)使用一種"正滲雜劑"和一種"負(fù)滲雜劑"對(duì)石英玻璃進(jìn)行滲雜，則滲雜后的石英玻 璃的相對(duì)折射率可W為正值或者負(fù)值，或者為0。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 為方便介紹本
【發(fā)明內(nèi)容】
，定義W下術(shù)語：
[0011] 折射率剖面：光纖中玻璃折射率與其半徑之間的關(guān)系。
[001引相對(duì)折射率差：
[0013]
rii和n。分別為各對(duì)應(yīng)部分的折射率 和純二氧化娃石英玻璃的折射率。
[0014] 氣（巧的貢獻(xiàn)量：滲氣（巧石英玻璃相對(duì)于純二氧化娃石英玻璃的相對(duì)折射率 (A巧，W此來表示滲氣（巧量。
[0015] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種在750nm-1080nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)工作的，具 有抗福射性能和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 和抗福射性能。
[0016] 本發(fā)明為解決上述提出的問題所采用的技術(shù)方案為：
[0017] 包括有忍層和包層，其特征在于：忍層為滲氣（巧二氧化娃（Si〇2)石英玻璃，忍層 的直徑化ore為3]im至6]im，忍層的相對(duì)折射率A1的范圍為-0. 3 %至-0. 1 % ;包層有 3個(gè)或4個(gè)分層，其中有一個(gè)分層為純二氧化娃石英玻璃，其它分層為滲氣二氧化娃石英玻 璃分層。包層的直徑Dclad為124ym至126ym。該光纖的截止波長(zhǎng)為700皿至1000皿。
[0018] 按上述方案，其包層有3個(gè)分層，第一個(gè)分層緊密環(huán)繞忍層，該分層為滲氣二 氧化娃石英玻璃，該分層的相對(duì)折射率A31與忍層的相對(duì)折射率A1的關(guān)系為：〇. 4% 蘭A1-A31蘭0.6%，A31的范圍為-0.9 %至-0.5%，該分層的直徑D31為20ym至 65ym。第二個(gè)分層緊密環(huán)繞第一個(gè)分層，該分層為滲氣二氧化娃石英玻璃，該分層的相對(duì) 折射率A32與第一個(gè)分層的相對(duì)折射率A31的關(guān)系為：0%<A31-A32蘭0.05%，A32 的范圍為-1. 0 %至-0. 5 %，該分層的直徑D32為80ym至110ym。第=個(gè)分層緊密環(huán)繞第 二個(gè)分層，其相對(duì)折射率A33為0%，該分層的直徑D33為124ym至126ym
[0019] 或者，按上述方案，其包層有4個(gè)分層，第一個(gè)分層緊密環(huán)繞忍層，該分層為滲氣 二氧化娃石英玻璃，該分層的相對(duì)折射率A41與忍層的相對(duì)折射率A1的關(guān)系為：〇. 4% 蘭A1-A41蘭0. 6%，A41的范圍為-0. 9%至-0.5%，該分層的直徑041為20^111至 30ym。第二個(gè)分層緊密環(huán)繞第一個(gè)分層，該分層為滲氣二氧化娃石英玻璃，該分層的相對(duì) 折射率A42與第一個(gè)分層的相對(duì)折射率A41的關(guān)系為：0%<A41-A42蘭0.25%，A42 的范圍為-1. 2 %至-0. 7 %，該分層的直徑D42為25ym至40ym。第=個(gè)分層緊密環(huán)繞 第二個(gè)分層，該分層為滲氣二氧化娃石英玻璃，該分層的相對(duì)折射率A43的范圍為0 % 蘭A43-A41蘭0. 05%，該分層的直徑D43為80ym至IlOym。第四個(gè)分層緊密環(huán)繞第 =個(gè)分層，該分層為純二氧化娃石英玻璃，該分層的相對(duì)折射率A44為0%，該分層的直徑 D44 為 124ym至 126ym。
[0020] 按上述方案，發(fā)明光纖的模場(chǎng)直徑（ModeFieldDiameter,MFD)在750nm~ lOSOnm波長(zhǎng)范圍內(nèi)為3Jim-7ym。
[002。 按上述方案，發(fā)明光纖的衰減在750nm~lOSOnm波長(zhǎng)范圍內(nèi)小于3地/km。
[0022] 按上述方案，發(fā)明光纖的宏彎損耗在750皿~1080皿波長(zhǎng)范圍內(nèi)小于0. 5地/ (巫 10mm-圈）。
[0023] 按上述方案，發(fā)明光纖的福照后的附加衰減小于5地/100m(l〇化ad/s劑量率， 9X109rad總劑量）。
[0024] 本發(fā)明的有益效果在于：1.光纖忍層滲F，可W降低忍層材料的粘度，與包層材料 的粘度更加匹配，可W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。同時(shí)，忍層滲F，通過對(duì)光纖忍層材料結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整，可W提高光纖的 抗福射性能；2.光纖包層的分層中，含有一個(gè)純二氧化娃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，忍層所承受的應(yīng)力則為壓應(yīng)力，該應(yīng)力分布將有利于降低忍層材料中的 缺陷濃度，降低忍層材料的散射損耗，有利于光纖衰減的降低；3.光纖包層的分層中，含有 2個(gè)或3個(gè)滲F二氧化娃石英玻璃材料的分層，其中的折射率下陷的分層，對(duì)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(jì)，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，更有利于光纖在實(shí)際環(huán)境中的使用。
【附圖說明】
[002引圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的徑向截面示意圖；圖中00對(duì)應(yīng)光纖的忍層，31對(duì)應(yīng)光 纖包層的第一分層，32對(duì)應(yīng)光纖包層的第二分層，33對(duì)應(yīng)光纖包層的第=分層；
[0026] 圖2是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的徑向截面示意圖；圖中00對(duì)應(yīng)光纖的忍層，41對(duì)應(yīng) 光纖包層的第一分層，42對(duì)應(yīng)光纖包層的第二分層，43對(duì)應(yīng)光纖包層的第=分層，44對(duì)應(yīng) 光纖包層的第四分層；
[0027] 圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的折射率剖面示意圖；
[0028] 圖4是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的折射率剖面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，W下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，