[發明專利]一種彎曲不敏感單模光纖及其生產工藝

在審

• 申請號: 201410264646.0
• 申請日: 2014-06-13
• 公開（公告）號: CN103995314A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 陳炳炎;崔七寶
• 申請（專利權）人: 江蘇七寶光電集團有限公司
• 主分類號: G02B6/028
• 分類號: G02B6/028;G02B6/036
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 項麗

技術領域

本發明涉及光纜領域，特別涉及一種彎曲不敏感單模光纖及其生產工藝。

背景技術

隨著接入網和FTTH不斷發展，對于光纖也提出新的要求。傳統的、大量使用的G.652光纖在某些場合已經不能完全滿足使用需求，所以在2006年的12月，ITU推出了新的G.657彎曲損耗不敏感單模光纖(bending?loss?insensitive?single?mode?optical?fiber)的標準，G.657光纖分為G.657A和G.657B兩類。G.657A需與常規的G.652D光纖完全兼容，彎曲半徑可以小到10mm；G.657B光纖并不強求與和G.652D光纖完全兼容，但在彎曲性能上有更高的要求。彎曲半徑可以小到7.5mm。隨著G.657光纖應用的不斷發展，對彎曲損耗的指標提出越來越高的要求，特別是在FTTH的多住戶單元和室內布線系統中，彎曲半徑需要降到5mm。為了適應新的市場發展，2009年10月，ITU在G.657標準中增加了用于彎曲半徑為5mm的新規范，這樣，G.657光纖包含了三種最小彎曲半徑的品種。

單模光纖中傳輸的HE₁₁模在直光纖中的光場呈以軸線為中心的對稱的高斯分布。當光纖彎曲時，光場的中心線向外側包層方向遷移，光場不再呈高斯型分布，而在包層外側形成較長的尾部。當光波行進時，外側的尾場比中心場行進的路徑要長，為了整個模場同步，尾場須以較高的速度行進，愈是外側的尾場速度高，這樣，最外側尾場的速度將超過光速，這部分尾場就損耗掉，造成彎曲損耗。單模光纖的彎曲損耗很大程度上與光場的集中度(confinement)有關。場的集中度定義為光纖纖芯部份光強與光纖整個截面上光強的比值。由此可見，模場直徑(MFD)愈小,場的集中度就愈高,彎曲損耗將愈小。因此，各種新型G.657光纖的設計無不以提高場的集中度為著眼點。

目前，G.657光纖的結構大概可分以下幾類：

(1)小纖芯光纖(small?core?fiber)；即是在常規的G.652光纖中,減小纖芯直徑,以減小模場直徑來改善彎曲性能。

(2)凹陷包層折射率分布光纖(depressed?cladding?fiber)；是通過在SiO₂包層中摻F形成凹陷型折射率包層，以提高場的集中度來改善彎曲性能。

(3)環溝形下陷包層折射率分布光纖(trench–assisted?fiber)：這類光纖在包層區設置的與包層折射率差較大的環溝形折射率下陷區，可以提高光場在纖芯的集中度(confinement)。

(4)多孔包層光纖(hole-assisted?fiber)；這類光纖實際上是從光子晶體光纖(photonic?crystal?fiber,PCF)轉化而來。由于其結構特點，在彎曲時，不僅損耗低，而且彎曲應力也比實心光纖小得多。但PCF無法與標準光纖兼容，也不能與標準光纖相互熔接。規模化生產也頗困難。

(5)隨機分布微孔包層光纖(nanoStructures?fiber)；此種光纖是由摻鍺的纖芯和設置有環形隨機分布的納米級空氣微孔的包層所組成。從光學效果而言，它與環溝形下陷包層折射率分布光纖(trench–assisted?fiber)一樣，都是在包層中設置一個環形下陷包層折射率分布區。祗是采用的物理方式不同，一個是通過摻氟來實現折射率下陷，一個是采用空氣微孔來降低平折射率，(空氣折射率為1)。微孔尺寸在幾納米到幾百納米之間。正因如此，上述環溝形下陷包層折射率分布光纖的導光原理的分析對這種微孔包層光纖完全適用。但因物理結構不同，從而使這類光纖呈現獨特的優點：隨機分布微孔折射率下陷包層與SiO₂包層的相對折射率差可高達百分之幾，而摻氟層與包層的相對折射率差為千分之幾。因而這里的第二導光界面己不是傳統意義上的“弱導”性了。這與環溝形下陷包層折射率分布光纖相比，它的對光場尾場的壁壘效應要強得多。

上述前三類光纖均可用傳統的光棒氣相沉積工藝制作,且以第三類即環溝形下陷包層折射率分布光纖的抗彎曲效果最佳。后兩類光纖需用傳統的氣相沉積工藝和氣泡成型工藝相結合來制作,工藝相當復雜。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有更好的抗彎曲性能和更小的彎曲損耗彎曲不敏感單模光纖。