一种少模光纤的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及光纤通信领域，更具体地说，涉及一种光纤基模具有低弯曲损耗且能 够实现等效的单模传输的少模光纤。
【背景技术】
[0002] 随着科学技术的光纤通信技术被广泛的应用到人们的日常生活以及工作中，为人 们的日常生活以及工作带来了巨大的便利，成为人们日常生活与工作中不可或缺的技术。
[0003] 常规的单模光纤具有一定的抗弯曲能力，但是在目前生活中，城域网、局域网以及 光纤到户、短距离通信等技术已经普遍的运用到人们的日常生活以及工作中，为了方便铺 设或者为了减少光纤所占的空间，光纤就需要在小弯曲半径下工作。然而常规的G.652光 纤，可以在最小弯曲半径30mm下工作，但是在城域网、局域网以及光纤到户、短距离通信中 需要更小的弯曲半径，G. 652光纤已经不能满足要求。在国际上提出的G.657光纤解决了 G. 652光纤所存在的问题，可以在7.5mm甚至5mm的弯曲半径下工作，但是G. 657光纤在小弯 曲半径下工作的情况下弯曲损耗较大，难以实现长期稳定的在小弯曲半径下工作。
[0004] 由光纤理论，对于阶跃光纤，在工作波长处，当归一化频率小于2.405时，光纤为单 模光纤，当归一化频率大于2.405时，光纤即可传输高阶模，从而为非单模光纤。非单模光纤 由于高阶模的存在，会导致信号光在光纤中传输时具有严重的模间色散问题，从而限制了 光纤的通信速率和容量，为此，目前单模光纤为光纤通信系统的主流媒介。常规的G.652、 G.657光纤其截止波长均不大于1260nm，即截止波长小于其通信波长，从而保证其单模传 输。
[0005] 通过允许光纤为非单模光纤，从而有效增大光纤纤芯与包层的折射率差，可以获 得低弯曲损耗传输，再通过与单模光纤的匹配连接，可实现单模传输[一种光纤通信系统， 中国专利，201010589018.1，一种基于少模光纤的通信系统，ZL201210393511.5]。这种技术 通过放宽对光纤中模式数量的限制，并通过与单模光纤的连接，抑制高阶模的产生，实现了 低弯曲损耗、单模传输和低连接损耗传输的要求。然而，这种方法要求少模光纤两端连接单 模光纤且连接精度要高，这就使得其实际使用受到了一定的限制。
[0006] 因此，如何提供一种可以实现单模传输且在小弯曲半径下保持低损耗传输的光纤 是现阶段亟待解决的问题。
【发明内容】
[0007] 为解决上述技术问题，本发明提供一种少模光纤，该光纤可以实现单模传输且在 小弯曲半径下保持低损耗传输。
[0008] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0009] -种少模光纤，该光纤包括：
[0010] 纤芯以及包围所述纤芯的包层;所述纤芯的折射率为m;
[0011] 所述包层包括:包围所述纤芯的下凹包层，折射率为n2;包围所述下凹包层的第一 上凸包层，折射率为m;包围所述第一上凸包层的第二上凸包层，折射率为ru;包围所述第二 上凸包层的外包层，折射率为n5;
[0012]其中，所述纤芯、所述下凹包层、所述第一上凸包层、所述第二上凸包层以及所述 外包层的折射率大小满足:m>n3>ru>n5>n2。所述纤芯与所述下凹包层之间满足:F = 8.0 μπι~10 · Ομπι，其中，F = 2 (0 · 6 5+1 · 6 2 V-3/2+2 · 88 V-6) ai:
'，V 表示归一化频 率，人〇=131〇11111，2.9〈￥〈5;其中，31表示所述纤芯的半径。
[0013]优选的，在上述光纤中，所述光纤的截止波长大于1.625μπι。
[0014] 优选的，在上述光纤中，所述第一上凸包层的折射率满足:n3<nQ1/(l+0.78d c/Rb)， 其中，η(η = η2(1 + α · 1428-0.9960/^)2(11^2)/110 )，并且归一化频率
定义dc为所述第一上凸包层的中心位置与所述纤芯中心之间的距离，且(1。= &1+&2+如/2;办 =7.5mm;其中，a2，a3分别表示所述下凹包层和所述第一上凸包层的径向宽度。
[0015] 优选的，在上述光纤中，所述下凹包层与所述纤芯的折射率差值满足…"^^瓜-n2 2 0.0051;所述下凹包层与所述第一上凸包层的折射率差值满足：0.006 2 n3-n2 2 0.0015;所述第一上凸包层与所述第二上凸包层的折射率差值满足:0.002 2 η3-η4>0;所述 下凹包层与所述外包层的折射率差值满足:0.004 2 n5-n2 2 0.001。
[0016]优选的，在上述光纤中，所述纤芯的半径满足：7.5以!1^&12 4以111;所述下凹包层的 径向宽度满足:8 · 5μπι 2 a2 2 3 · 6μπι;所述第一上凸包层的径向宽度满足：15μπι 2 a3 2 5 · 5μπι。 [0017]优选的，在上述光纤中，所述第一上凸包层与所述第二上凸包层的径向宽度之间 满足:4 2a3/a4 2 2;其中，a4表示所述第二上凸包层的径向宽度。
[0018]优选的，在上述光纤中，所述第二上凸包层采用抛物线结构，所述第二上凸包层的 折射率分布沿所述光纤径向r的折射率分布满足：
[0019]
:其中 ? ai+a2+a3+a4 > r > ai+a2+a3 〇
[0020] 优选的，在上述光纤中，其特征在于，所述光纤在1550nm波长时，所述光纤的弯曲 损耗满足：弯曲半径Rb 2 7 · 5mm时，LPtn模弯曲损耗小于0 · 0ldB/匝；弯曲半径Rb < 10mm时， LP11模的弯曲损耗大于ldB/匝。
[0021] 优选的，在上述光纤中，所述光纤在1310nm波长时，所述光纤的模场直径F的取值 范围在8.6μηι~9.5μηι之间。
[0022] 从上述技术方案可以看出，本发明所提供了一种少模光纤，该光纤包括:纤芯以及 包围所述纤芯的包层;所述包层包括:包围所述纤芯的下凹包层;包围所述下凹包层的第一 上凸包层；包围所述第一上凸包层的第二上凸包层；包围所述第二上凸包层的外包层。其 中，第一上凸包层和第二上凸包层组成缺陷层，可以传输缺陷模。其中，所述光纤在直波导 状态下为非单模光纤，本申请中只需将所述光纤以特定的弯曲半径进行弯曲，可以使所述 纤芯高阶模与所述缺陷层的模式发生强耦合，可以实现滤除高阶模，从而实现等效的单模 传输的目的。所述缺陷层在直波导状态下的有效折射率较低，因而对光纤基模的影响较小， 保证了光纤基模的低弯曲损耗传输。本申请所述光纤既利用了少模光纤具有低弯曲损耗和 低连接损耗的优点，对光纤连接没有特殊的要求，且能够实现单模传输，可工作在小弯曲半 径下的低弯曲损耗。
【附图说明】
[0023]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0024]图1(a)为本申请实施例提供的一种光纤的径向折射率分布图；
[0025] 图1(b)为本申请实施例提供的一种光纤的横截面分布示意图；
[0026] 图2为本申请实施例提供的一种光纤在光波长为1.55μπι时，其光纤LPQ1模的弯曲损 耗随弯曲半径的变化关系曲线图；
[0027] 图3为本申请实施例提供的一种光纤在光波长为1.31μπι时，其光纤LPn模的弯曲损 耗随弯曲半径的变化关系曲线图；
[0028] 图4为一种光纤在光波长为1.55μηι时，其光纤结构不存在缺陷层时，其光纤LPoi模 的弯曲损耗曲线图；
[0029] 图5为一种光纤在光波长为1.31μηι时，其光纤结构不存在缺陷层时，其光纤LPn模 的弯曲损耗曲线图；
[0030] 图6为本申请实施例提供的一种光纤在弯曲半径为7.5mm时，其光纤LPQ1模的弯曲 损耗随下凹包层与外包层的折射率之差n 5-n2的变化曲线图；
[0031] 图7为本申请实施例提供的一种光纤在弯曲半径为7.5mm时，其光纤LPn模的弯曲 损耗随下凹包层与外包层的折射率之差n 5-n2的变化曲线图。
【具体实施方式】
[0032]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属