低弯曲损耗光纤的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的夺叉引用
[0002] 本申请根据35U.S.C. § 119,要求2013年4月8日提交的美国临时申请系列第 61/809, 537号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。
技术领域
[0003] 本发明涉及具有低弯曲损耗的光纤。
【背景技术】
[0004] 存在对于低弯曲损耗的光纤的需求，特别是用于所谓的"接入（acces) "的光纤以 及前提（FTTx)光学网络的光纤。可以在此类网络中以诱发传输通过光纤的光信号中的弯 曲损耗的方式配置光纤。一些施加诱发弯曲损耗的物理需求（例如紧弯曲半径、光纤的压 缩等）的应用包括光纤在光学下降电缆组件中的配置，具有工厂安装终端系统（FITS)和膨 胀圈的分布电缆，位于连接馈电线和分布电缆的机柜内的小弯曲半径多端口，以及分配器 和下降电缆之间的网络接入点中的跳线。难以在一些光纤设计中同时实现低弯曲损耗和低 光缆截止波长。
【发明内容】
[0005] 本文揭示了光波导光纤，其包括：中心纤芯区域、包层区域，所述中心纤芯区域具 有外半径^和折射率Ai，所述包层区域包括第一内包层区域和第二内包层区域，所述第一 内包层区域具有>17微米的外半径r2和折射率A2，所述第二包层区域围绕内包层区域并 且包括折射率A3，其中，A3大于〇. 〇%A，A八3和A2之间的差异优选大于 0. 02%A。光纤可展现出内包层区域的分布体积V2，其在巧和r2之间计算得到，如下所示：
[0006]
[0007] 以及|V2|至少是30%的A微米2。
[0008] 本文还揭示了光波导光纤，其包括：中心纤芯区域、包层区域，所述中心纤芯区域 具有外半径A、折射率Ai和大于10的纤芯a，所述包层区域包括第一内包层区域和第二 内包层区域，所述第一内包层区域具有>14微米的外半径r2和折射率A2，所述第二包层区 域围绕内包层区域并且包括折射率A3，其中，A3大于〇. 〇%，A々ApAp八3和A2之间 的差异优选大于0.02%，光纤展现出内包层区域的分布体积V2，其在^和^之间计算得到， 如下所示：
[0009]
[0010] 以及|V2|至少是5%的A微米2。
[0011] 本文所揭示的光纤可展现出小于7. 5的MAC数，并且优选展现出小于或等于 1260nm的22m光缆截止。iVr；；之比可小于0. 4,更优选小于0. 35,甚至更优选小于0. 3。在 一些实施方式中，A 3和A 2之间的差异大于0.02%A，在一些实施方式中，A 3和A2之间 的差异大于0.05%A。在一些实施方式中，A 3和A 2之间的差异是0.02-0. 17%A。在 本文所揭示的光纤中，A 3优选大于〇.〇,更优选大于0.02%A，更优选大于0.04%A。 [0012] 本文所揭示的光纤设计产生如下光纤：其光学性质为符合G. 652,具有1310nm 处8.2-9. 1微米（更优选1310nm处8.3-8. 9微米）的模场直径，零色散波长A。为1300< 1324nm，光缆截止小于或等于1260nm，1550nm处的衰减<0. 195dB/Km，更优 选彡0. 185dB/Km，甚至更优选在1550nm处彡0. 183dB/Km。纤芯区域中的折射率分布是渐 变式折射率分布，通过纤芯a参数（a)进行表征。纤芯a参数优选小于10,更优选小于 5,甚至更优选小于3。纤芯a参数优选大于1，更优选大于1.3,甚至更优选大于1.5。在 一些实施方式中，纤芯可包括如下折射率分布，其至少基本上符合超高斯分布，即至少基本 符合等式％ A(r) =% Ai最大的分布，其中，r是距离光纤中心的径向距 离，a是对应于％ A = ((% Algt/e)的径向位置的径向换算参数，e是自然对数的底（约 为2. 71828…），以及y是正数。优选地，a大于4. 0微米，更优选大于4. 6微米，最优选大 于4. 7微米。
[0013] 包层区域包括围绕纤芯的内区域，所述内区域的折射率相对于外包层区域是凹陷 的。优选地，该凹陷区域是通过增加外包层的折射率形成的。以这种方式，可以避免凹陷包 层区域中的负掺杂剂，例如氟。具有该凹陷包层区域的光纤具有降低的宏弯曲和微弯曲损 耗。凹陷折射率包层区域可具有相对于外包层处于-0.02至-0.15% A的折射率，凹陷折 射率包层区域的绝对体积大于30% A微米2。凹陷折射率内包层区域优选紧邻纤芯区域， 并且可通过凹槽区域的负掺杂（例如通过氟掺杂或者通过非周期性空穴掺杂）形成或者通 过外包层的正掺杂形成。在其他实施方式中，光纤可同时包括凹陷折射率内包层区域和相 对于石英的正掺杂的外包层区域，即包层区域包含增加折射率的掺杂剂，例如氧化锗或氯， 其含量足以显著提升石英的折射率。
[0014] 相比于阶梯式折射率纤芯分布氧化锗掺杂的单模（1550nm)产品，包含超高斯分 布的光纤产生的衰减下降了 〇. 001-0. 〇〇5dB/km。较低的衰减会允许这些光纤降低网络中的 信噪比。超高斯分布还产生较低的宏弯曲和微弯曲损耗。具有凹陷包层区域的其他实施方 式实现对于色散属性更为控制的新的光纤设计。
[0015] 在一些实施方式中，光纤的纤芯a大于10,内包层半径r2大于14微米，并且具有 至少5% A微米2的槽体积|V2|。
[0016] 优选地，本文所揭示的光纤能够展现出1550nm处小于或等于0. 07db/km，更优选 小于或等于〇. 〇5dB/km的丝网覆盖鼓微弯曲损耗（即，来自未弯曲状态的衰减的增加）。 此外，本文所揭示的光纤能够展现出：1550nm处20mm直径弯曲损耗不大于0. 08dB/转， 1625nm处20mm直径弯曲损耗不大于0. 2dB/转，以及1550nm处15mm直径弯曲损耗不大于 0.4dB/转。此外，本文所揭示的光纤能够展现出通过丝网鼓测试小于0. ldB/km，更优选小 于0. 05dB/km的微弯曲损耗。
[0017] 同时，这些光纤能够提供1550nm处小于或等于0.195dB/km，更优选小于0.19dB/ km，最优选小于0. 185dB/km的衰减，以及1310nm处小于或等于0. 34dB/km，更优选小于 0. 32dB/km的衰减。光纤可涂覆施加到光纤的第一和第二涂层，其中，第一涂层的杨氏模量 小于5MPa，更优选小于IMPa，第二涂层的杨氏模量大于500MPa，更优选大于900MPa，甚至更 优选大于llOOMPa。
[0018] 如本文所用，MAC数表示1310nm波长处的模场直径（单位，nm)除以22m光缆截止 波长（单位，nm)。优选地，本文所揭示的光纤展现出小于7. 5的MAC数。
[0019] 下面详细参考本发明的优选实施方式，这些实施方式的例子在附图中示出。
【附图说明】
[0020] 图1显不对应本文所揭不的光波导光纤的实施方式的折射率分布。
[0021] 优诜实施方式
[0022] 在以下的详细描述中提出了本发明的附加特征和优点，其中的部分特征和优点对 本领域的技术人员而言由所述内容就容易理解，或按下面的描述和权利要求书以及附图所 述实施本发明而被认识。
[0023] "折射率分布"是折射率或相对折射率与波导光纤半径之间的关系。折射率分布的 每个区段的半径具有缩写A、r2、巧等，本文中大小写可互换使用（例如，ri等于RJ。
[0024] "相对折射率百分比"定义为A % = l〇〇x(ni2-n。2)/2ni 2,本文所用n。是未掺杂的石 英的平均折射率。除非另有说明，否则，本文所用的相对折射率用A表示，其数值以" ％" 为单位。术语：(16]^3、&、&%、％&、(16]^3%、％(16]^3和百分比&在本文中可互换使 用。在本文中，"正掺杂剂"视为相对于纯的未掺杂Si0 2倾向于提高折射率的掺杂剂。在本 文中，"负掺杂剂"视为相对于纯的未掺杂Si02倾向于降低折射率的掺杂剂。正掺杂剂的例 子包括：Ge0 2(氧化锗）、A1203、P205、Ti0 2、Cl、Br。负掺杂剂的例子包括氟和硼。
[0025] 除非另外说明，否则在本文中，将"色散"称作"分散"，波导光纤的色散是材料色 散、波导色散和模间色散之和。对于单模波导光纤，模间色散为零。零色散波长是色散值等 于零的波长。色散斜率表示色散相对于波长的变化率。
[0026] "有效面积"定义如下：
[0027]Aeff= 2Jr( /f2r