[發(fā)明專利]一種低衰減彎曲不敏感單模光纖

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210131418.7
• 申請日: 2012-05-02
• 公開（公告）號: CN102645699A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發(fā)明（設計）人: 張磊;龍勝亞;楊晨;王瑞春;拉吉·馬泰
• 申請（專利權）人: 長飛光纖光纜有限公司
• 主分類號: G02B6/036
• 分類號: G02B6/036
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平

技術領域

本發(fā)明涉及一種光纖通信系統(tǒng)中使用的低衰減彎曲不敏感單模光纖，該光纖具有改進的抗彎曲性能和較低的光纖損耗，屬于光通信技術領域。?

背景技術

??目前在光纖通信領域，主要使用兩種類型的光纖，單模光纖和多模光纖。而單模光纖與多模光纖相比較，具有傳輸速率快，攜帶信息容量大，傳輸距離遠等優(yōu)點，被廣泛應用于光纖通信網(wǎng)絡的建設之中，其中滿足ITU-T?G.652標準的光纖又是單模光纖中使用最廣泛的光纖。而隨著近年來FTTx的不斷發(fā)展，原有的G.652光纖的性能已經(jīng)不能滿足用戶要求，進而在G.652光纖的基礎上，開發(fā)出了新一代的彎曲不敏感光纖，G.657光纖，其中ITU-T發(fā)布的最新的G.657光纖標準中又對G.657光纖進行了細分，分為能夠兼容G.652標準的G.657.A類和不能兼容G.652標準的G.657.B類。其中G.657.A類光纖因為可以兼容G.652標準，并且又具有良好的彎曲性能，被認為是最有可能替代現(xiàn)有G.652光纖的產(chǎn)品之一。另一方面，隨著光放大技術和波分復用技術的進一步發(fā)展，光纖通信系統(tǒng)向著更高傳輸功率和更長的傳輸距離的方向的發(fā)展。作為光纖通信系統(tǒng)中的重要傳輸媒質，單模光纖的相關性能指標也有待得到進一步的改進，以滿足光纖通信系統(tǒng)實際發(fā)展的需要。光纖的衰減系數(shù)和模場直徑是單模光纖的兩個重要的性能指標。光纖的衰減系數(shù)越小，則其攜帶的光信號的可傳輸距離就更長。光纖的模場直徑越大，有效面積就越大，則其非線性效應就越弱。大有效面積可以有效地抑制自相位調(diào)制、四波混頻、交叉相位調(diào)制等非線性效應，保證高功率光信號的傳輸質量。降低衰減系數(shù)和增大有效面積可以有效提高光纖通信系統(tǒng)中的光信噪比（OSNR:?optical-signal-to-noise?ratio），進一步提高系統(tǒng)的傳輸質量和傳輸距離。????而目前大多數(shù)的商品化G.657光纖，雖然擁有優(yōu)良的彎曲性能，并且可以與G.652光纖兼容，但是普遍存在模長直徑較小的問題，并且G.657光纖的衰減系數(shù)也基本和原有的G.652光纖基本一致，沒有較大的改善。發(fā)明一種可以兼容G.652標準，同時具有彎曲不敏感特性，并且具有較低衰減系數(shù)相對較大模場直徑的新一代單模光纖成為光通信領域內(nèi)的一個新挑戰(zhàn)。?

對單模光纖而言，光纖的衰減系數(shù)可以用公式（1）表示：?

α?=?R/λ⁴?+α_IR?+?α_IM?+α_OH?+α_UV+B?????????????????????????????(1)

其中R?為瑞利散射系數(shù)，?α_IR,?α_IM,?α_OH,?α_UV?分別代表紅外吸收，缺陷衰減，OH吸收，以及紫外吸收。在光纖材料中，由于不均勻性所引起的光的散射構成光纖的散射損耗。其中光纖的瑞利散射為三種散射機理之一，為線性散射（即與光信號的頻率無關）。瑞利散射的特點是其大小與波長的四次方成反比，同時由其引起的損耗與摻雜材料的種類與濃度有關。

為了降低光纖衰減，在光纖預制棒的制造過程中一般可以采用以下幾種方法，如采用更高純度的原材料，提高生產(chǎn)環(huán)境和設備密封性能降低外界雜質引入的幾率，或采用更大外徑的預制棒制造工藝，通過大尺寸預制棒的稀釋效應降低光纖的整體衰減。但是從成本控制和工藝控制的角度，降低光纖的摻雜并優(yōu)化光纖的剖面是最簡單和有效的降低光纖衰減的方法。?

一般來說，摻雜材料的濃度越低，則瑞利散射所引起的損耗越小。降低原材料中雜質的含量，提高光纖制造過程中環(huán)境清潔度，降低外界引入雜質的含量也是一種降低光纖衰減的方法，如專利CN201110178833.3即采用提高光纖預制棒沉積過程中的氣密性的方法，降低外界雜質的引入。在光纖制造過程中，裸光纖表面涂層的涂覆工藝也是影響光纖衰減性能的一個重要參數(shù)。?

但是，無論從理論上還是實際光纖制備工藝上來講，通過優(yōu)化芯層直徑和包層的摻氟濃度等參數(shù)，不僅可以增大單模光纖的有效面積，而且可以有效的降低光纖中瑞利散射等造成衰減，是一種有效可靠的降低光纖衰減的方法。但是較大的有效面積會造成光纖的彎曲損耗的明顯增加（包括光纖的宏彎損耗和微彎損耗），特別是在長波長區(qū)域。在光纖的成纜過程或者實際的鋪設以及使用過程中，如果光纖的抗彎曲性能不能滿足要求，則信號的損耗將會變大，信號的傳輸質量無法得到保證。所以在光纖具有大有效面積和低衰減特點的同時，保證光纖的宏彎和微彎性能，是光纖設計和制造的一個難題。?