[發明專利]一種低衰耗單模光纖

有效

• 申請號: 201410423830.5
• 申請日: 2014-08-26
• 公開（公告）號: CN104155717B
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 王瑞春;傅琰;夏先輝
• 申請（專利權）人: 長飛光纖光纜股份有限公司
• 主分類號: G02B6/036
• 分類號: G02B6/036;G02B6/02
• 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

本發明涉及一種用于光通信傳輸系統的低衰耗單模光纖，該光纖具有較低的衰耗，屬于光通信技術領域。

背景技術

光纖通信因其具有容量大、傳輸距離遠、傳輸速度快、經濟等特點，已被廣泛應用于長途干線網、城域網以及接入網。光纖技術的發展一直以來都是以更快的傳輸速率、更大的容量以及更遠的傳輸距離為目標，從而不斷提升和改進光纖的性能指標以及光纖的通信技術。近幾年來，隨著IP業務量的爆炸式增長，通信網絡正開始向下一代可持續發展的方向發展，而構筑具有巨大傳輸容量距離積的光纖基礎設施是下一代網絡的物理基礎。為了滿足光纖通信系統的發展需要，作為光纖通信網絡的傳輸媒質的光纖的相關性能指標也有待進一步改進和提升。

光纖的衰減系數是光纖最重要的性能指標之一，在很大程度上決定了光纖通信的中繼距離。光纖的衰減系數越小，則其攜帶的光信號可傳輸距離就越遠，而在同樣的傳輸距離下，其攜帶的光信號衰減幅度就越小。降低衰減系數可以有效提高光纖通信中的光信噪比OSNR，進一步提高系統的傳輸質量和傳輸距離。在長距離的光纖通信中，光信號是通過中繼站來完成傳輸的，如果光纖的衰減系數越小，光信號的無中繼傳輸距離就越遠，那么就可以增加中繼站之間的距離，從而大大減少中繼站的建設，降低運營成本。因此，降低光纖的衰減系數無論是從優化系統結構還是降低運營成本方面，都具有非常重要的意義。

光纖產生衰耗的原因主要有：吸收損耗，包括本征吸收和雜質吸收；散射損耗，包括線性散射、非線性散射和結構不完整散射等；附加衰耗，包括微彎損耗、彎曲損耗和接續損耗等。在吸收損耗中最主要的是雜質吸收引起衰耗，在光纖材料中的雜質如氫氧根離子、過渡金屬離子對光的吸收能力極強，因此降低原材料中雜質的含量，提高光纖制造過程中環境潔凈度，降低外界引入雜質的含量也是一種降低光纖衰耗的方法。在中國專利CN201110178833.3中，描述了一種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。在散射損耗中最重要的損耗之一是瑞利散射損耗，它是一種線性散射，其大小與光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。在美國專利US6917740中，描述了一種材料粘度失配得到改善的純硅芯單模光纖及其制造方法。通過在芯層中摻氟（F）和氯（Cl），使得芯層與包層的玻璃化轉變溫度Tg的差值縮小到200℃以內，優化光纖的衰減性能。雖然從多個方面，都能降低光纖的衰減系數，但是從成本控制和工藝控制的角度來說，通過降低光纖的摻雜并優化光纖的折射率剖面，是降低光纖衰減最簡單和有效的方法。

發明內容

為方便介紹本發明內容，定義部分術語：

折射率剖面：光纖中玻璃折射率與其半徑之間的關系。

從光纖纖芯軸線開始算起，根據折射率的變化，定義為最靠近軸線為第一芯層，圍繞在第一芯層外的依次為第二芯層、第三芯層，圍繞在第三芯層外的為下陷包層。光纖的最外層為純二氧化硅層定義為光纖外包層。

相對折射率差：

，n_i為各對應部分的折射率，n₀純二氧化硅玻璃折射率。

本發明所要解決的技術問題是通過合理的折射率剖面設計，提供一種用于光通信傳輸系統的低衰耗單模光纖。

本發明為解決上述提出的問題所用的技術方案為：包括有纖芯層、下陷包層和外包層，其特征在于纖芯層由折射率由高到低的三個芯層組成，所述的第一芯層直徑2R1為5μm~6.5μm，相對折射率差Δn1為 0.25%~0.4%，所述的第二芯層直徑2R2為8μm~10μm，相對折射率差Δn2為 0.15%~0.25%，所述的第三芯層直徑2R3為10.5μm ~13μm，相對折射率差Δn3為 -0.03%~0.15%，芯層外包覆下陷包層，所述的下陷包層直徑2R4 為13μm ~16μm，相對折射率差Δn4為 -0.15%~0%，最外層是外包層，外包層為純二氧化硅石英玻璃層。

按上述方案，所述的三個芯層的相對折射率差為Δn1>Δn2>Δn3。

按上述方案，所述的下陷包層的相對折射率差Δn4為 -0.10%~-0.03%。

按上述方案，所述的纖芯層由摻(F)（或其它摻雜劑）和鍺(Ge)（或其它摻雜劑）共摻的石英玻璃組成。

按上述方案，所述的下陷包層由氟(F)（或其它摻雜劑）和鍺(Ge)（或其它摻雜劑）共摻的石英玻璃組成。

按上述方案，所述的外包層為 OVD、VAD 或 APVD 制備的純二氧化硅石英玻璃層。