光纤的制作方法

文档序号:12512023阅读:249来源:国知局
本发明涉及光纤。本申请主张基于2015年5月27日在日本申请的特愿2015-107030号的优先权,并在此引用其内容。
背景技术
:作为提高安装于光缆的光纤的安装密度的技术之一,提出有专利文献1以及非专利文献1记载的那样的细径高密度光缆。在细径高密度光缆中,与槽杆(slotrod)或者松套管那样的光缆构造不同,由于在光缆芯线上直接设置护套,因此不能避免局部的弯曲施加于光纤。一般情况下,被封闭在光纤的芯线内部的光由于弯曲而向芯线外泄露,即产生损耗。因此需要对细径高密度光缆安装耐弯曲性良好的光纤。作为减少光纤的弯曲损耗的方法,能够列举出:(1)提高芯线部的折射率(与包层的相对折射率差、Δ),(2)设置沟槽层,(3)在芯线周边设置空孔等。减少了这些弯曲损耗的光纤(低弯曲损耗光纤)能够安装于细径高密度光缆。专利文献1:日本国特开2009-237341号公报非专利文献1:M.Yamanakaetal,Ultra-highdensityopticalfibercablewith“SpiderWebRibbon”Proceedingsofthe61stIWCSConference,2-4,2012.上述的低弯曲损耗光纤具有良好的弯曲损耗特性,另一方面,由于弯曲损耗的减少与模场直径(MFD:ModeFieldDiameter)的缩小有折衷的关系,因而不能避免MFD的缩小化。因此在将该低弯曲损耗光纤与通用的单模光纤(SSMF,例如依照ITU-TG.652)连接的情况下,存在产生MFD不匹配的问题。具体而言,MFD的不匹配会在连接点产生损耗。另外,施工作业人员在使用OTDR等来检查光线路是否有异常情况等时,由于在该低弯曲损耗光纤与SSMF之间的连接点产生阶梯差,而难以与异常点进行区分等理由,因此也存在成为检查的障碍的问题。技术实现要素:本发明是鉴于上述情况所做出的,其课题在于提供能够抑制MFD的缩小化,并且减少弯曲损耗的光纤。为了解决上述课题,本发明的一个方式的光纤具有:芯线;和包层,其至少具有:内包层部,该内包层部形成为与所述芯线同心状地包围所述芯线的外周,并与所述芯线的外周相邻;外包层部,该外包层部形成于所述内包层部的外周,所述光纤的特征在于,在将所述芯线的折射率设为Δ1,最大折射率设为Δ1max,外周半径设为r1,将所述内包层部的折射率设为Δ2,最小折射率设为Δ2min,外周半径设为r2,并且将所述外包层部的折射率设为Δ3,外周半径设为r3的情况下,Δ1max>Δ3>Δ2min,Δ3-Δ2min≤0.08%,r1<r2<r3,0.35≤r1/r2≤0.55,光缆截止波长为1260nm以下,波长1310nm的模场直径为8.6μm以上并且为9.2μm以下。也可以为:在半径15mm的心轴上卷绕了10圈时的1550nm的损耗增加是0.02dB以下,在半径10mm的心轴上卷绕了1圈时的1550nm的损耗增加是0.2dB以下,光纤线束的波长1550nm的砂纸张力卷绕损耗增量是0.3dB/km以下。也可以为:光纤线束的波长1550nm的砂纸张力卷绕损耗增量是0.15dB/km以下。也可以为:光纤线束的波长1550nm的砂纸张力卷绕损耗增量是0.10dB/km以下。也可以为0.4≤r1/r2≤0.5。也可以为Δ3-Δ2min≤0.05%。也可以为:波长1310nm的模场直径为8.8μm以上并且为9.2μm以下。根据本发明的上述方式,能够抑制光纤的MFD的缩小化,并且减少弯曲损耗。附图说明图1是表示本发明的实施方式的光纤的折射率分布的示意图。具体实施方式以下,基于适宜的实施方式对本发明进行说明。在本实施方式中,考虑了到现在为止的困难,发现了能够兼顾能够安装于细径高密度光缆的等级的低弯曲损耗特性以及与SSMF同等等级的MFD的光纤的设计区域。通过本实施方式的光纤,不会引起MFD的不匹配,能够实现可节省空间的细径高密度光缆。在国际电信联盟的电信标准化部劝告的ITU-TG.652(Characteristicsofasingle-modeopticalfibreandcable)中,规定有单模光纤(SMF)的多个类别。无论在ITU-TG.652.A、ITU-TG.652.B、ITU-TG.652.C、ITU-TG.652.D中的哪一个,均规定有相同的光纤特性,在本实施方式中,将该光纤特性定义为通用光纤(SSMF,Standardsingle-modefibre)的特性。ITU-TG.652的光纤特性如下。模场直径(MFD)在波长1310nm中为8.6~9.5μm(容许误差±0.6μm)。包层直径为125.0μm(容许误差为±1μm)。芯线偏心量最大为0.6μm。包层非圆率最大为1.0%。光缆截止波长最大为1260nm。宏弯损耗在半径30mm、100匝(turn)、波长1625nm的情况下最大为0.1dB。屈服应力最小为0.69GPa。对于波长分散系数而言,最小零分散波长λ0min为1300nm,最大零分散波长λ0max为1324nm,最大零色散斜率S0max为0.092ps/nm2×km。在传送系统的收发器附近,一般使用SSMF。为了减少MFD的不匹配引起的连接损耗,或者减少OTDR波形的阶梯差,即使在安装于细径高密度光缆的光纤中,也限于G.652的标准内,即波长1310nm的MFD优选为8.6~9.5μm的范围内。此外,在以“FutureGuide(注册商标)-LWP单模光纤”(株式会社藤仓制)为代表的SSMF的产品中,MFD(1.31μm)的标准值基本为9.2±0.4μm。因此本实施方式的光纤更优选具有8.8μm以上的MFD。在MFD以外作为由G.652确定的主要的光学特性,能够列举出光缆截止波长(λcc)。因此要求以下的光纤,即:具有上述的MFD并满足光缆截止波长为1260nm以下的特性,并且获得能够安装于细径高密度光缆的等级的弯曲损耗特性。光纤弯曲损耗特性中有宏观的弯曲引起的损耗(宏弯损耗)和微观的弯曲引起的损耗(微弯损耗)这两个。对于细径高密度光缆而言,要求哪一方的弯曲损耗特性都低(良好)。微弯损耗例如通过参考文献1(日本专利第3725523号公报)所记载的砂纸张力卷绕损耗增量来评价。砂纸张力卷绕损耗增量用以下那样的方法测定。在主体直径380mm的线轴的主体部分卷绕砂纸(平均粒径50μm的SiC(例如型号#360),并在其周围以100gf卷绕一层光纤线束的状态下测定传送损耗。之后,以将该光纤线束从线轴导出,并在几乎不施加张力的状态下(这样的状态被称为无张力的线束)测定传送损耗。然后求出这些传送损耗之差,作为砂纸张力卷绕损耗增量(Δα)。在此,光纤线束是指在光纤裸线的外周涂布有UV固化树脂等的光纤。另外,光纤裸线是指从光纤母材引出线的状态下,未利用树脂等涂布的光纤。在本实施方式中,仅记载为光纤的情况是光纤裸线和光纤线束的哪一种都可以。光纤是否能够安装于细径高密度光缆,最终通过评价安装于光缆后的传送损耗的温度特性(光缆特性)来判断。具体而言,例如施加由IEC60794-3-11确定的温度变化时(低温侧为-40℃~-45℃,高温侧为+60℃~+70℃,两个周期),传送损耗的变动量是否满足0.15dB/km以下成为指标之一。另一方面,对于光缆特性而言,光纤的宏弯损耗以及微弯损耗影响较大。因此通过在光纤线束的阶段评价这两个弯曲损耗特性,由此能够判断是否能够安装于细径高密度光缆。图1中表示本实施方式的光纤的折射率分布形状的示意图。折射率分布形状是对芯线部赋予凹陷(depressed)构造的形状。光纤具有芯线11和包层14。在与光纤的长度方向垂直的剖面中,芯线11设置于中心部。同样地包层14与芯线11以同心状包围芯线11的外周。包层14至少具有:与芯线11的外周相邻的内包层部12,和进一步设置于内包层部12的外周的外包层部13。芯线11的折射率是Δ1,外周半径是r1。内包层部12的折射率是Δ2,外周半径是r2。外包层部13的折射率是Δ3,外周半径是r3。在图1中虽然示出各部分的折射率Δ1、Δ2以及Δ3分别是恒定值,但各部分的折射率也可以具有因径向的位置不同而折射率不同的分布。Δ1、Δ2以及Δ3也可以定义为相对折射率差。外周半径r1、r2以及r3是分别从光纤的中心15到各部分的外周的距离。光纤的中心15在与光纤的长度方向垂直的剖面为圆形的情况下,也可以设为该圆的中心。外周半径满足r1<r2<r3的关系。外包层部13的外周半径r3也可以是包层直径的1/2。将芯线11的折射率Δ1的最大值设为Δ1max,将内包层部12的折射率Δ2的最小值设为Δ2min时,则Δ1max>Δ3>Δ2min。在考虑到外包层部13的折射率Δ3不是恒定值的情况时,将其最大值设为Δ3max,最小值设为Δ3min,也可以是Δ1max>Δ3max≥Δ3min>Δ2min。另外,规定Δ3max和Δ3min的范围并不限于外包层部13的整个区域,也可以设为对光学特性带来影响的区域,例如能够设为外周半径从r2到r2的2倍的区域。在该区域外,Δ3能够为规定的范围外。为了解决上述课题,本实施方式的光纤优选具有以下关系,即:Δ3-Δ2min≤0.08%,0.35≤r1/r2≤0.55。另外特别优选为Δ3-Δ2min≤0.05%。特别优选为0.4≤r1/r2≤0.5。在也考虑到外包层部13的折射率Δ3不是恒定值的情况时,可以替代Δ3-Δ2min,而使用Δ3max-Δ2min或者Δ3min-Δ2min等值。光纤的λcc优选为1260nm以下。另外波长1310nm的MFD优选为8.6μm以上并且为9.2μm以下,特别优先为8.8μm以上并且为9.2μm以下。作为宏弯损耗,优选在半径15mm的心轴卷绕了10圈时的1550nm的损耗增加是0.02dB以下,在半径10mm的心轴卷绕了1圈时的1550nm的损耗增加是0.2dB以下。宏弯损耗的测定所使用的光纤不做特殊限定,也可以是光纤线束。作为微弯损耗,优选光纤线束的波长1550nm的砂纸张力卷绕损耗增量是0.3dB/km以下。另外更优选光纤线束的波长1550nm的砂纸张力卷绕损耗增量是0.15dB/km以下。此外,特别优选光纤线束的波长1550nm的砂纸张力卷绕损耗增量是0.10dB/km以下。微弯损耗的测定所使用的光纤线束不做特别限定,可列举出在包层的外周涂布有通常的UV固化树脂的光纤线束。芯线11以及包层14通常由石英系玻璃的材料构成。石英系玻璃是二氧化硅(SiO2),也可以包含掺杂剂。芯线11、内包层部12、外包层部13的任一个均能够为不包含掺杂剂的纯二氧化硅,也能够分别为包含掺杂剂的二氧化硅。作为掺杂剂可列举出Ge、B、Al、P、F、Cl、Na、K等的一种或者两种以上。掺杂剂的种类、组合、浓度等能够在每个部分不同。在光纤线束的情况下,在包层14的外周设置有一层或者两层以上的塑料、例如UV固化树脂等的覆盖层。对与包层的外周相邻的一次覆盖层优选杨氏模量为1.0MPa以下的UV固化树脂等。在1次覆盖层的外周设置的2次覆盖层优选杨氏模量为500MPa以上的UV固化树脂等。作为能够在各覆盖层使用的UV固化树脂,例如能够列举出聚氨酯丙烯酸酯系、聚丁二烯丙烯酸酯系、环氧丙烯酸酯系、硅酮丙烯酸酯系、聚酯丙烯酸酯系等。作为光纤的包层直径(外径),例如可列举出100~125μm。作为1次覆盖层的外径可列举出130~250μm。作为2次覆盖层的外径可列举出160~400μm。芯线11、内包层部12、外包层部13的形状在剖面中可以为大致同心圆状。以上基于适宜的实施方式对本发明进行了说明,但本发明不限定于上述的实施方式,在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种改变。光纤的包层从芯线朝向外周可以仅具有内包层部(第一包层部)和外包层部(第二包层部)两个部分,在第二包层部的外周也可以具有其他部分(第三包层部等)。例如,也能够采用由第一~第三包层部构成的包层,由第一~第四包层部构成的包层等。作为细径高密度光缆,可列举出通过保护带、光缆护套(外罩)等对将多根光纤集合而成的光缆芯线的外周进行覆盖的构造。光缆芯线在光纤的内侧也可以不包含槽杆(slotrod)等支承光纤的部件。集合于光缆芯线的光纤线束的芯数例如为24~200芯。也可以在光缆护套内埋入金属线、强化纤维等抗拉力体。实施例以下,基于实施例对本发明进行具体地说明。表1中示出实施例的光纤的折射率分布的参数值。芯线的最大折射率Δ1max等于Δ1,内包层部的最小折射率Δ2min等于Δ2。相对折射率差以Δ3=0%为基准。表1实施例1Δ1[%]0.36Δ2[%]-0.05Δ3[%]0.00r1[μm]4.65r2[μm]11.65表2中示出实施例的光纤的光学特性。表2根据表2,表1的光纤具有与SSM同等的特性,即MFD(波长1.31μm)的值为8.8μm以上,λcc(光缆截止波长)的值为1260nm以下。此外满足细径高密度光缆所要求的低弯曲损耗(波长1.55μm以及半径15mm为0.02dB/10turn以下,波长1.55μm以及半径10mm为0.2dB/turn以下)。表3中示出实施例的光纤的砂纸张力卷绕损耗增量的结果。另外,在表3中作为参考值也示出示SSMF的评价结果。参见表3可知,在实施例的光纤中,可知能够得到比SSMF低的值。表3根据以上结果可知实施例的光纤具有能够安装于细径高密度光缆的弯曲特性,并且是具有与SSMF同等的MFD的光纤。附图标记说明:Δ1…芯线的折射率;Δ2…内包层部的折射率;Δ3…外包层部的折射率;r1…芯线的外周半径;r2…内包层部的外周半径;r3…外包层部的外周半径;11…芯线;12…内包层部;13…外包层部;14…包层;15…光纤的中心。当前第1页1 2 3 
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