[發(fā)明專利]單模光纖及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210192058.1
• 申請日: 2012-06-11
• 公開（公告）號: CN102819063A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M·比戈-阿斯楚克;P·斯拉德
• 申請（專利權(quán)）人: 德拉克通信科技公司
• 主分類號: G02B6/036
• 分類號: G02B6/036;C03B37/018
• 代理公司: 北京林達劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光纖傳輸領(lǐng)域，更特別地，涉及單模光纖(single?mode?optical?fiber，SMF)。本發(fā)明涉及一種衰減降低的單模光纖以及利用增加的容量制造這種光纖的制造方法。

背景技術(shù)

對于光纖，折射率分布通常根據(jù)將折射率和光纖半徑相關(guān)聯(lián)的函數(shù)的圖形外觀來進行分類。以標(biāo)準(zhǔn)方式，在x軸上示出相對于光纖中心的距離r，并且在y軸上示出該折射率和光纖包層的折射率之間的差。這些曲線通常代表光纖的理論分布或設(shè)定分布，然而，制造光纖時的限制可能導(dǎo)致略微不同的分布。傳統(tǒng)上，光纖包括具有傳輸光信號并可能地放大光信號的功能的光纖芯以及具有將光信號限制在纖芯內(nèi)的光包層。為此，纖芯的折射率n_c和外包層的折射率n_g滿足n_c>n_g。

通常使用還被稱為SMF(單模光纖)的階躍折射率光纖作為針對光纖傳輸系統(tǒng)的線形光纖(line?fiber)。這些光纖具有符合特定遠程通信標(biāo)準(zhǔn)的色散(chromatic?dispersion)和色散斜率，并且還具有符合標(biāo)準(zhǔn)的截止波長和有效面積值。

針對來自不同制造商的光學(xué)系統(tǒng)之間的兼容性的需求，國際電信聯(lián)盟(ITU)已定義了一個標(biāo)準(zhǔn)即參考ITU-T?G.652，被稱為SSMF(標(biāo)準(zhǔn)單模光纖)的標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)傳輸光纖必須遵守該標(biāo)準(zhǔn)。

其中，G.652標(biāo)準(zhǔn)針對傳輸光纖推薦了：在波長1310nm處，模場直徑(MFD)的范圍為[8.6μm,9.5μm]；光纜截止波長的最大值為1260nm；由λ₀所表示的零色散波長的值的范圍為[1300nm,1324nm]；以及色散斜率的最大值為0.092ps/nm²-km。以標(biāo)準(zhǔn)的方式，如國際電工委員會的附屬委員會86A在標(biāo)準(zhǔn)IEC60793-1-44中所定義的，測量光信號在光纖中傳播超過22米之后不再是單模信號的波長作為光纜截止波長。

ITU(國際電信聯(lián)盟)已經(jīng)定義了與光纖的各種應(yīng)用有關(guān)的更多標(biāo)準(zhǔn)。ITU-T?G.654.B標(biāo)準(zhǔn)特別進行了如下推薦：光纜截止波長λ_cc小于1530nm；在1550nm處，模場直徑為9.5μm~13.0μm；在1550nm處，色散小于22ps/nm-km，并且色散斜率小于0.070ps/nm²-km；以及在1625nm處，對于以曲率半徑30mm繞100匝的情況，彎曲損耗小于0.5dB。ITU-T?G.654.C標(biāo)準(zhǔn)特別進行了如下推薦：光纜截止波長λ_cc小于1530nm；在1550nm處，模場直徑為9.5μm~10.5μm；在1550nm處，色散小于20ps/nm-km，并且色散斜率小于0.070ps/nm²-km；以及在1625nm處，對于以曲率半徑30mm繞100匝的情況，彎曲損耗小于0.5dB。

具有純二氧化硅纖芯的光纖同樣是已知的，并且被稱為純硅芯光纖(PSCF)。PSCF的纖芯內(nèi)不存在摻雜劑使得可以限制光學(xué)損耗并且顯著地限制在波長1550nm處的衰減。因此，傳統(tǒng)上，PSCF具有摻雜氟的二氧化硅包層，以降低包層的折射率。

通過在光纖拉絲塔上拉拔預(yù)制件來制造光纖，這種方式本身是已知的。預(yù)制件例如包括初級預(yù)制件，該初級預(yù)制件包含構(gòu)成光纖的包層的一部分和纖芯的質(zhì)量非常高的玻璃管。然后，將該初級預(yù)制件包上外包層或套上套筒，以增大該初級預(yù)制件的直徑并形成可在光纖拉絲塔上使用的預(yù)制件。規(guī)模化的光纖拉絲操作包括：將預(yù)制件垂直地放置于塔中并且從該預(yù)制件的端部拉制出光纖束。為此，對預(yù)制件的一個端部局部施加高溫，直到二氧化硅軟化為止；然后，由于光纖拉絲速度和溫度決定了光纖的直徑，因此在光纖拉制期間持續(xù)地監(jiān)控光纖拉絲速度和溫度。預(yù)制件的幾何性質(zhì)應(yīng)完全遵守光纖的纖芯和包層的折射率之間的比率以及各自的直徑之間的比率，以使得拉制出的光纖具有所需的分布。

初級預(yù)制件可以包括通常為石英的基管，其中，在該基管中已沉積了一層或者多層摻雜和/或未摻雜的二氧化硅，以形成光纖的纖芯和內(nèi)包層。在基管內(nèi)部進行沉積的沉積技術(shù)包括MCVD(Modified?Chemical?Vapor?Deposition,改進的化學(xué)氣相沉積)、FCVD(Furnace?Chemical?Vapor?Deposition,熔爐化學(xué)氣相沉積)或PCVD(Plasma?Chemical?Vapor?Deposition,等離子化學(xué)氣相沉積)。在沉積了與纖芯和內(nèi)包層相對應(yīng)的層之后，在被稱為徑向收攏(collap?sing)的操作期間使該管自身閉合。