一种超低衰耗弯曲不敏感单模光纤的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于光通信传输系统的超低衰耗弯曲不敏感单模光纤，该光纤具 有较低的衰耗，优异的弯曲不敏感特性，且模场直径兼容G. 657. A2标准，属于光通信技术 领域。
【背景技术】
[0002] 光纤通信因其具有容量大、传输距离远、传输速度快、经济等特点，已被广泛应用 于长途干线网到城域网以及接入网。光纤通信技术的发展，一直以来都是以更快的传输速 率、更大的容量以及更远的传输距离为目标，不断提升和改进光纤的性能指标以及光纤的 通信技术。特别是近几年来，随着IP业务量的爆炸式增长，通信网络正开始向下一代可持 续发展的方向迈进，而构筑具有巨大传输容量和距离的光纤基础设施是下一代网络的物理 基础。为了满足光纤通信系统的发展需要，作为光纤通信网络传输媒质的光纤的相关性能 指标也需要进一步改进。
[0003] 光纤的衰减系数是光纤最重要的性能指标之一，在很大程度上决定了光纤通信的 中继距离。光纤的衰减系数越小，则其携带的光信号可传输距离就越远，而在同样的传输距 离下，其携带的光信号衰减幅度就越小。降低衰减系数可以有效提高光纤通信中的光信噪 比0SNR，进一步提高系统的传输质量和传输距离。在长距离的光纤通信中，光信号是通过中 继站来完成传输的，如果光纤的衰减系数越小，光信号的无中继传输距离就越远，那么就可 以增加中继站之间的距离，从而大大减少中继站的设置，降低运营成本。因此，降低光纤的 衰减系数无论是从优化系统结构还是降低运营成本方面，都具有非常重要的意义。而另一 方面，随着近年来FTTX的不断发展，原有G. 652光纤的性能已经难以满足用户要求，实际应 用环境要求光纤具有一定的抗弯曲性能，于是在G. 652光纤的基础上，开发出了新一代的 弯曲不敏感单模光纤--G. 657光纤，其中包含能够兼容G. 652标准的G. 657. A类光纤和 不能兼容G. 652标准的G. 657. B类光纤。G. 657. A类光纤和G. 652. D光纤有很好的兼容性， 且其相对于普通G. 652. D光纤具有更好的抗弯曲性能，因此它被认为是最有可能替代现有 G. 652光纤的产品之一。所以发明一种和G. 652标准兼容，并且具有更低衰减、相对较大模 场直径同时还具有弯曲不敏感特性的新一代单模光纤成为通信光纤领域内的一个研宄热 点。
[0004] 在光纤预制棒的制造过程中一般可以采用以下几种方法来降低光纤衰减。比如， 采用更高纯度的原材料，提高生产环境和设备密封性能降低外界杂质引入的几率，如专利 CN201110178833. 3即采用提高光纤预制棒沉积过程中的气密性的方法，降低外界杂质的引 入。或者采用更大外径的预制棒制造工艺，通过大尺寸预制棒的稀释效应降低光纤的整体 衰减。另外，在光纤制造过程中，裸光纤表面涂层的涂覆工艺也是影响光纤衰减性能的一个 重要因素。但是，无论从理论上还是实际光纤制备中的成本和工艺控制上来讲，降低光纤的 掺杂并优化光纤的剖面是最简单且有效的降低光纤衰减的方法。一般来说，掺杂材料的浓 度越低，则瑞利散射所引起的损耗越小。在传统的单模光纤中，为了保证光纤中的全反射， 芯层和内包层之间必须保证足够的折射率差值，芯层的相对折射率远远大于光纤的内包 层；为了保证这样的设计，必须在芯层中进行大量的Ge或者Ge/F共掺形式的掺杂，而传统 的光纤剖面设计中，激光能量在光纤剖面中成高斯分布形式分布，光纤激光能量有70%左 右在相对掺杂较多的芯层部分传播，即高能量密度的激光传输集中在瑞利系数较大的高浓 度掺杂芯层中传播。如果通过合理的光学剖面设计，设计一种能量非高斯分布的剖面，减少 高浓度掺杂芯层中能量的损失，就可以显著降低光纤的衰减性能。
[0005] 但在这些常规G. 657光纤的剖面设计及制造方法中，芯层使用较大量的Ge/F共 掺，为了获得最优的宏弯性能，芯层的相对折射率一般都大于〇. 35%，即芯层Ge掺杂较多， 因此会带来较大的瑞利散射从而增加光纤的衰减。
[0006] 文献CN201310394404提出一种超低衰耗光纤的设计，其使用了纯二氧化硅的外 包层设计，但因为其使用的是典型的阶跃剖面结构，没有使用下陷内包层设计优化光纤的 弯曲，且其芯层没有使用Ge进行掺杂，所以可能造成预制棒制备时出现粘度失配，所以可 以发现其衰减和弯曲水平，相对较差。
【发明内容】
[0007] 以下为本发明中涉及的一些术语的定义和说明：
[0008] 从光纤纤芯轴线开始算起，根据折射率的变化，定义为最靠近轴线的那层为纤芯 层，光纤的最外层即纯二氧化硅层定义为光纤外包层。
[0009] 光纤各层相对折射率A叫由以下方程式定义，
[0010]
【主权项】
1. 一种超低衰耗弯曲不敏感单模光纤，包括有芯层和包层，其特征在于所述的芯层半 径巧为3. O~3. 9 y m，芯层相对折射率A n -0. 04%~0. 12%，芯层外从内向外依次包 覆内包层，下陷内包层，辅助外包层和外包层，所述的光纤的内包层半径1"2为8~14 ym，相 对折射率An2S-O. 35%~-0. 10% ;所述的下陷内包层半径1~3为14~20 ym，相对折射 率A巧为-0. 6 %~-0. 2 %，所述的辅助外包层半径r 4为35~50 y m，相对折射率A n 4范 围为-0.4%~-0. 15% ;所述外包层为纯二氧化娃玻璃层，光纤最外层直径为125 ym。
2. 按权利要求1或2所述的超低衰耗弯曲不敏感单模光纤，其特征在于所述的芯层为 锗氟共掺的二氧化硅玻璃层，其中锗的掺杂贡献量为〇. 02%~0. 10%。
3. 按权利要求1或2所述的超低衰耗弯曲不敏感单模光纤，其特征在于所述光纤在 1310nm波长的模场直径为8. 4~9. I y m。
4. 按权利要求1或2所述的超低衰耗弯曲不敏感单模光纤，其特征在于所述光纤的成 缆截止波长等于或小于1260nm。
5. 按权利要求1或2所述的超低衰耗弯曲不敏感单模光纤，其特征在于所述光纤的零 色散点为1300~1324nm ;所述光纤的零色散斜率小于或等于0. 092。
6. 按权利要求1或2所述的超低衰耗弯曲不敏感单模光纤，其特征在于所述光纤在波 长1310nm处的色散等于或小于18ps/nm*km，所述光纤在波长1625nm处的色散等于或小于 22ps/nm*km〇
7. 按权利要求1或2所述的超低衰耗弯曲不敏感单模光纤，其特征在于所述光纤在波 长1310nm处的衰耗等于或小于0. 324dB/km。
8. 按权利要求1或2所述的超低衰耗弯曲不敏感单模光纤，其特征在于所述光纤在波 长1550nm处的衰耗等于或小于0? 184dB/km。
9. 按权利要求1或2所述的超低衰耗弯曲不敏感单模光纤，其特征在于所述光纤在波 长1550nm处，R15mm弯曲半径弯曲10圈的宏弯损耗等于或小于0. 03dB，RlOmm弯曲半径弯 曲1圈的宏弯损耗等于或小于0. ldB。
【专利摘要】本发明涉及一种超低衰减弯曲不敏感单模光纤，包括有芯层和包层，其特征在于所述的芯层半径r1为3.0～3.9μm，芯层相对折射率Δn1为-0.04％～0.12％，芯层外从内向外依次包覆内包层，下陷内包层，辅助外包层和外包层，所述的光纤的内包层半径r2为8～14μm，相对折射率Δn2为-0.35％～-0.10％；所述的下陷内包层半径r3为14～20μm，相对折射率Δn3为-0.6％～-0.2％，所述的辅助外包层半径r4为35～50μm，相对折射率Δn4范围为-0.4％～-0.15％。本发明具有较低衰减系数和优异弯曲性能，并通过对光纤各芯包层剖面的合理设计，使光纤具有等于或大于8.4的MFD；本发明的截止波长、弯曲损耗、色散等综合性能参数在应用波段良好，能兼容G657.A2标准。
【IPC分类】G02B6-036
【公开号】CN104749691
【申请号】CN201510206222
【发明人】张磊, 龙胜亚, 朱继红, 吴俊 , 周红燕, 张睿, 王瑞春
【申请人】长飞光纤光缆股份有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年4月28日