一种单模光纤的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于光纤技术领域，更具体地，设及一种单模光纤，是一种特殊福射环境中 使用的抗福射单模光纤，该光纤具有良好的抗福射性能、良好的抗弯曲性能。
【背景技术】
[0002] 单模光纤具有质量轻、尺寸小、抗电磁干扰、传输速率快、信息容量大和传输距离 远等优点。在世界范围内，G. 652单模光纤已经大量地铺设并应用于光通信网络之中。随 着特种光纤及其光纤应用技术的不断发展，光纤已经在常规通信W外的领域得到了越来越 广泛的应用。在特殊的福射环境中，为了达到通信的目的，需要一种能够在此环境中具有稳 定的传输性能的光纤，而普通的G. 652单模光纤是无法在福射环境下长期正常工作的。
[0003] 光纤的抗福射性能是与光纤的材料结构、制备工艺等技术密切相关的。普通单模 光纤一般在忍层具有较高浓度的错（Ge)渗杂，在拉丝过程中，因为受到拉丝张力W及光纤 热历史的影响，在忍层会形成较多的材料缺陷或其前驱体，运些缺陷或前驱体在福照环境 下，会进一步的恶化，形成断键或材料微观结构的变化，造成很大的由福照引起的附加吸收 损耗。随着损耗的不断迅速增加，光纤将失去传输光信号的功能。为了满足福射环境下使 用光纤进行通信的需求，必需一种具有抗福射性能的单模光纤。一般的，采用纯娃的忍层材 料，相比较于渗错光纤，光纤具有更为良好的抗福射性能。同时，为了形成光波导，必须在纯 娃忍外沉积渗氣的包层。然而，纯娃忍材料与渗氣包层材料在粘度、热膨胀系数等材料性能 方面的差异较大，造成光纤拉丝过程中光纤的忍包材料失配严重，拉丝张力集中于光纤纤 忍部分，光纤的残留应力和拉丝缺陷增加，运会造成光纤的传输性能的恶化。
[0004] 在福射环境中，出于某些特殊用途的需要，会使用非通信波段的光源，比如 700nm-1100nm，同时对光纤的弯曲性能会提出一定的要求。
[0005] 在美国专利US4669821中，提出了一种忍层渗巧（Ga)的单模光纤，W改进光纤的 抗福射性能。然而，在当前的预制棒制备技术中，Ga并不属于一种常用的渗杂剂。该设计 与当前工艺适应性较差。
[0006] 在美国专利US4988162中，提出了一种具有渗氣忍层的多忍光纤束。该发明针对 480nm工作波长进行了福照测试，证明了发明在可见光波段（400nm-700nm)具有一定的抗 福射性能。
[0007] 在美国专利US7526177B2中，提出了一种具有下陷忍层的抗福射G.652.B单模光 纤。该下陷忍层的氣（巧含量至少在0. 41wt%。该光纤主要应用在1310nm和1550nm两个 通信窗口。
[0008] 在美国专利US7440673B2中，提出了一种具有下陷忍层的抗福射单模光纤。该下 陷忍层的氣（巧含量在0. 1A%~0. 3A%。该光纤主要应用在1310皿和1550皿两个通 信窗口，在工作波长范围内的最小弯曲直径为20mm。
[0009] -般的，渗杂剂会改变石英玻璃的相对折射率。错（Ge)、氯（Cl)、憐任）等渗杂 剂可W使得渗杂后的石英玻璃的相对折射率为正值，我们称之为"正渗杂剂"，而氣（巧、棚 度）等渗杂剂可w使得渗杂后的石英玻璃的相对折射率为负值，我们称之为"负渗杂剂"。如 果同时使用一种"正渗杂剂"和一种"负渗杂剂"对石英玻璃进行渗杂，则渗杂后的石英玻 璃的相对折射率可W为正值或者负值，或者为0。
【发明内容】
[0010] 为方便介绍本
【发明内容】
，定义W下术语：
[0011] 折射率剖面：光纤中玻璃折射率与其半径之间的关系。
[001引相对折射率差：
[0013]
rii和n。分别为各对应部分的折射率 和纯二氧化娃石英玻璃的折射率。
[0014] 氣（巧的贡献量：渗氣（巧石英玻璃相对于纯二氧化娃石英玻璃的相对折射率 (A巧，W此来表示渗氣（巧量。
[0015] 本发明所要解决的技术问题是提供一种在750nm-1080nm波长范围内工作的，具 有抗福射性能和抗弯曲性能的单模光纤。该光纤具有较低的光纤损耗，较好的抗弯曲性能 和抗福射性能。
[0016] 本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：
[0017] 包括有忍层和包层，其特征在于：忍层为渗氣（巧二氧化娃（Si〇2)石英玻璃，忍层 的直径化ore为3]im至6]im，忍层的相对折射率A1的范围为-0. 3 %至-0. 1 % ;包层有 3个或4个分层，其中有一个分层为纯二氧化娃石英玻璃，其它分层为渗氣二氧化娃石英玻 璃分层。包层的直径Dclad为124ym至126ym。该光纤的截止波长为700皿至1000皿。
[0018] 按上述方案，其包层有3个分层，第一个分层紧密环绕忍层，该分层为渗氣二 氧化娃石英玻璃，该分层的相对折射率A31与忍层的相对折射率A1的关系为：〇. 4% 兰A1-A31兰0.6%，A31的范围为-0.9 %至-0.5%，该分层的直径D31为20ym至 65ym。第二个分层紧密环绕第一个分层，该分层为渗氣二氧化娃石英玻璃，该分层的相对 折射率A32与第一个分层的相对折射率A31的关系为：0%<A31-A32兰0.05%，A32 的范围为-1. 0 %至-0. 5 %，该分层的直径D32为80ym至110ym。第=个分层紧密环绕第 二个分层，其相对折射率A33为0%，该分层的直径D33为124ym至126ym
[0019] 或者，按上述方案，其包层有4个分层，第一个分层紧密环绕忍层，该分层为渗氣 二氧化娃石英玻璃，该分层的相对折射率A41与忍层的相对折射率A1的关系为：〇. 4% 兰A1-A41兰0. 6%，A41的范围为-0. 9%至-0.5%，该分层的直径041为20^111至 30ym。第二个分层紧密环绕第一个分层，该分层为渗氣二氧化娃石英玻璃，该分层的相对 折射率A42与第一个分层的相对折射率A41的关系为：0%<A41-A42兰0.25%，A42 的范围为-1. 2 %至-0. 7 %，该分层的直径D42为25ym至40ym。第=个分层紧密环绕 第二个分层，该分层为渗氣二氧化娃石英玻璃，该分层的相对折射率A43的范围为0 % 兰A43-A41兰0. 05%，该分层的直径D43为80ym至IlOym。第四个分层紧密环绕第 =个分层，该分层为纯二氧化娃石英玻璃，该分层的相对折射率A44为0%，该分层的直径 D44 为 124ym至 126ym。
[0020] 按上述方案，发明光纤的模场直径（ModeFieldDiameter,MFD)在750nm~ lOSOnm波长范围内为3Jim-7ym。
[002。 按上述方案，发明光纤的衰减在750nm~lOSOnm波长范围内小于3地/km。
[0022] 按上述方案，发明光纤的宏弯损耗在750皿~1080皿波长范围内小于0. 5地/ (巫 10mm-圈）。
[0023] 按上述方案，发明光纤的福照后的附加衰减小于5地/100m(l〇化ad/s剂量率， 9X109rad总剂量）。
[0024] 本发明的有益效果在于：1.光纤忍层渗F，可W降低忍层材料的粘度，与包层材料 的粘度更加匹配，可W改善光纤的材料结构和应力分布，有利于光纤拉丝后缺陷的减少和 光纤衰减的降低。同时，忍层渗F，通过对光纤忍层材料结构的优化调整，可W提高光纤的 抗福射性能；2.光纤包层的分层中，含有一个纯二氧化娃石英玻璃材料的分层，该分层可 改变光纤整体的材料结构，使得光纤拉丝后的应力分布得到优化。该分层将承担拉丝过程 中形成的张应力，忍层所承受的应力则为压应力，该应力分布将有利于降低忍层材料中的 缺陷浓度，降低忍层材料的散射损耗，有利于光纤衰减的降低；3.光纤包层的分层中，含有 2个或3个渗F二氧化娃石英玻璃材料的分层，其中的折射率下陷的分层，对于提高光纤的 抗弯曲性能有积极的作用。该分层结构的设计，将有利于降低光纤在小弯曲半径状态下的 宏弯附加损耗，更有利于光纤在实际环境中的使用。
【附图说明】
[002引图1是本发明一个实施例的径向截面示意图；图中00对应光纤的忍层，31对应光 纤包层的第一分层，32对应光纤包层的第二分层，33对应光纤包层的第=分层；
[0026] 图2是本发明另一个实施例的径向截面示意图；图中00对应光纤的忍层，41对应 光纤包层的第一分层，42对应光纤包层的第二分层，43对应光纤包层的第=分层，44对应 光纤包层的第四分层；
[0027] 图3是本发明一个实施例的折射率剖面示意图；
[0028] 图4是本发明另一个实施例的折射率剖面示意图。
【具体实施方式】
[0029] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，