多模光纤及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种多模光纤及其制造方法。
【背景技术】
[0002]多模光纤易于进行光纤之间的熔接并且易于连接到设备中，因此通常用在像LAN(局域网)等短距离信息传输的应用中。具体而言，多模光纤经常用在长度相当短的光纤中(例如，用在长度不超过500m的光缆中)并且通常以两端连接有连接器的方式来使用。
[0003]通常，按下述方式获得前述连接器:从光纤末端除去涂层，以露出玻璃部分(多模光纤的一部分)，将表面上具有粘合剂的玻璃部分插入到插芯部件中，抛光插芯端面，然后将壳体部件连接到光缆(包括端面已被抛光的插芯)的末端部分，从而完成连接器。还存在这样的情况:将原位熔接型光连接器(熔接式现场组装连接器(Custom Fit Splice-OnConnector):包括具有在连接光纤固定的状态下预先抛光的端面的插芯)连接到光缆中的多模光纤的端部。
[0004]前述熔接式现场组装连接器是将使用通用熔接机进行装配的光连接器。S卩，熔接点处的光纤(其形成光缆的一部分)永久熔接到在粘合地固定到光纤连接器插芯的状态下事先已在工厂中进行了抛光的连接光纤(其具有与插芯端面齐平的端面)上，从而实现低损耗和低反射。
[0005]图1A和图1B是熔接式现场组装连接器10的装配工序图及其纵截面图，熔接式现场组装连接器10能够连接到具有各种结构中的任意一种结构的光纤的端部上。
[0006]如图1A和图1B，端面经预先抛光而与插芯端面齐平的连接光纤250粘合地固定在端面经预先抛光的光纤连接器插芯240上。预先将光缆侧帽体230、套管部件220和保护树脂管210连接到包括多模光纤110 (已从多模光纤110除去了树脂涂层，以使与多模光纤110的一部分对应的玻璃部分露出)的光缆100的末端部分上，并且在这种状态下，将粘合地固定在光纤连接器240上的连接光纤250熔接到多模光纤110 (光缆100的露出的玻璃部分)。图1A和图1B中的用箭头P表示的位置是熔接点。
[0007]在熔接点P处完成了连接光纤250与多模光纤110之间的熔接之后，用保护树脂管210覆盖该熔接点P，然后加热保护树脂管210，从而使保护树脂管210与连接光纤250和多模光纤110这两者紧密接触。之后，从两侧将插芯侧帽体260和光缆侧帽体230连接到套管部件220上，从而得到熔接式现场组装连接器10。
【发明内容】
[0008]本发明的发明人对常规多模光纤进行了研究并且发现了下述问题。在本说明书中，没有任何具体说明的简单表达“光纤”指代“多模光纤”。
[0009]存在这样的问题:在熔接式现场组装连接器10与多模光纤110的连接中，决定于多模光纤110的切断面的状态，连接光纤250与多模光纤110之间的熔接的合格率显著下降。
[0010]为了解决上述问题而完成了本发明，并且本发明的目的在于提供一种能够获得适于熔接到另一光纤上的平滑切断面的多模光纤及其制造方法。
[0011]本发明涉及一种具有GI (渐变折射率)型折射率分布的GI型多模光纤，该多模光纤在结构上显著不同于用于长距离传输的单模光纤。GI型多模光纤包括具有由高折射率芯部区域和低折射率包层区域构成的通用结构的多模光纤，并且还包括具有设置在芯部区域的外周面上的低折射率沟槽部的多模光纤(其称为BI型多模光纤)。沟槽部具有比诸如包层区域等外周区域的折射率低的折射率，并且为多模光纤赋予抵抗因弯曲而造成的传输性能变化的能力。GI型多模光纤还包括具有包层的低折射率包层多模光纤，通过掺杂诸如氟等折射率降低剂而使该包层的折射率设置成比纯石英玻璃的折射率低。在本说明书中，“多模光纤”的简单表达指代GI型多模光纤，并且也指代BI型多模光纤和属于GI型多模光纤的低折射率包层光纤。
[0012]根据本发明的实施例的多模光纤至少包括:芯部，其沿着中心轴线延伸并且具有α次方折射率分布，其中，折射率从中心轴线沿径向连续下降；以及包层，其设置在芯部的外周面上。根据本实施例的多模光纤还包括BI型多模光纤，BI型多模光纤包括位于芯部与包层之间且折射率比包层的折射率低的沟槽部。
[0013]特别是，在根据本实施例的多模光纤中，芯部中的残余应力分布被控制成特定的形状以便获得适用于光纤之间的熔接的平滑切断面。S卩，在与中心轴线垂直的横截面中，芯部中的从中心轴线沿径向的残余应力分布具有这样的形状:在与中心轴线相交的位置处残余应力最大。
[0014]在优选模式中，包层中的残余应力与芯部中的最大残余应力之差优选地不超过0.2GPa，并且芯部的外周区域中的残余应力优选地小于芯部的中心区域中的残余应力。
[0015]整个包层或包层的一部分的折射率可以比纯石英玻璃的折射率低。在这种情况下，优选地，包层与芯部的外周面直接接触并且包层的折射率设置成从中心轴线沿径向大致均一。该构造能够实现低折射率包层光纤。
[0016]芯部相对于纯石英玻璃的折射率的最大相对折射率差优选地不小于0.9%。当多模光纤是具有沟槽部的BI型多模光纤时，外周玻璃区域由沟槽部和包层构成。
[0017]在由芯部和折射率比纯石英玻璃的折射率低的包层构成的低折射率包层光纤的情况下，优选地，芯部相对于纯石英玻璃的折射率的最大相对折射率差不小于0.9 %，并且包层相对于纯石英玻璃的折射率的最小相对折射率差低于-0.30%。
[0018]一种具有上述结构的多模光纤的制造方法(一种用于制造根据本发明的实施例的多模光纤的方法)包括:准备用于获得GI型多模光纤的光纤预制件；以及在张力不超过40g且加热的条件下拉伸光纤预制件的一端。利用这个光纤拉伸步骤获得具有上述结构的多模光纤。所准备的光纤预制件包括:将要在拉伸之后变为芯部的内侧玻璃区域；以及将要在拉伸之后变为包层的外侧玻璃区域。在用于BI型多模光纤的光纤预制件的情况下，在内侧玻璃区域与外侧玻璃区域之间设置有将要在拉伸之后变为沟槽部的中间玻璃区域。
[0019]在所准备的光纤预制件中，内侧玻璃区域沿着中心轴线并且具有α次方折射率分布，其中，折射率从中心轴线沿径向连续下降。另一方面，外侧玻璃区域设置在内侧玻璃区域的外侧。
[0020]此外，在根据本发明的实施例的制造方法中，在张力不超过30g且加热的条件下可以拉伸所准备的光纤预制件的一端。
[0021]外侧玻璃区域可以具有折射率比纯石英玻璃的折射率低的部分。在这种情况下，优选地，外侧玻璃区域与内侧玻璃区域的外周面直接接触并且外侧玻璃区域的折射率设置成从中心轴线沿径向大致均一。
[0022]在这种情况下，内侧玻璃区域相对于纯石英玻璃的折射率的最大相对折射率差不小于0.9%，并且围绕内侧玻璃区域且包括外侧玻璃区域的外周玻璃区域相对于纯石英玻璃的折射率的最小相对折射率差低于-0.3%。在根据本实施例的多模光纤是具有沟槽部的BI型多模光纤的情况下，光纤预制件中的外周玻璃区