[發明專利]彎曲不敏感的耐輻照單模光纖

有效

• 申請號: 201610209017.7
• 申請日: 2016-04-06
• 公開（公告）號: CN105676349B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 莫琦;黃麗潔;喻煌;劉騁;陳文;余志強;王冬香;蔡冰峰;陳黎明;史惠萍
• 申請（專利權）人: 武漢郵電科學研究院;烽火通信科技股份有限公司
• 主分類號: G02B6/036
• 分類號: G02B6/036
• 代理公司: 北京捷誠信通專利事務所(普通合伙)11221
• 代理人: 王衛東

技術領域

本發明涉及單模光纖領域，具體是涉及一種彎曲不敏感的耐輻照單模光纖。

背景技術

近年來，航空航天領域以及核電領域越來越多的采用光纖進行數據傳輸以及光纖傳感，但是上述環境中大量存在著電離輻射，電離輻射會大幅增加光纖的附加損耗，降低光纖的使用壽命。因此，航空航天領域以及核電領域需要采用耐輻照光纖。

現有的耐輻照光纖主要分為三類，分別是50微米芯徑的多模光纖、62.5微米芯徑的多模光纖以及單模光纖。現有的耐輻照單模光纖的波導結構并不具備抗彎能力，無法在極小彎曲半徑的條件下應用，例如，應用于小型光學器件。因此，現有的耐輻照單模光纖在實際應用中受到極大的制約，提高耐輻照光纖的抗彎曲性能是耐輻照單模光纖的發展趨勢。

發明內容

本發明的目的是為了克服上述背景技術的不足，提供一種彎曲不敏感的耐輻照單模光纖，與現有的耐輻照單模光纖相比，該單模光纖在彎曲狀態下的附加損耗大幅降低，抗彎曲性能較強，即對彎曲不敏感；同時，該單模光纖的耐輻射能力也較強。

本發明提供一種彎曲不敏感的耐輻照單模光纖，包括由內至外依次排列的芯層、內包層、外包層，所述芯層、內包層、外包層的材質均為石英，所述內包層包括由內至外排列的第一摻氟內包層、第二摻氟內包層，所述芯層和第一摻氟內包層均不摻雜鍺元素，其他金屬雜質以及磷元素濃度均低于0.1ppm；以質量百分比計，芯層中摻雜的氟元素含量為0～0.45％，氯元素含量為0.01％～0.10％；第一摻氟內包層中的氟元素濃度為1.00％～1.55％，第二摻氟內包層中的氟元素濃度為3.03％～5.00％。

在上述技術方案的基礎上，所述芯層與第一摻氟內包層的相對折射率差的最大值△1_max為0.13％～0.30％；所述第一摻氟內包層與第二摻氟內包層的相對折射率差的最大值△2_max為0.40％～0.96％，第二摻氟內包層的折射率小于第一摻氟內包層的折射率；所述第二摻氟內包層與外包層的相對折射率差的最大值△3_max為-0.28％～-1.09％。

在上述技術方案的基礎上，所述芯層與第一摻氟內包層的相對折射率差的最大值△1_max為0.30％；所述第一摻氟內包層與第二摻氟內包層相對折射率差的最大值△2_max為-0.61％，第二摻氟內包層與外包層相對折射率差最大值的最大值△3_max為-0.91％。

在上述技術方案的基礎上，該單模光纖在1310nm波長處的衰減系數為0.322dB/km，在1550nm波長處的衰減系數為0.185dB/km，在1625nm波長處的衰減系數為0.186dB/km。

在上述技術方案的基礎上，該單模光纖在10mm彎曲直徑下卷繞一圈時，在1550nm波長處的彎曲損耗為0.11dB，在1625nm波長處的彎曲損耗為0.21dB。

在上述技術方案的基礎上，所述芯層的半徑R1為3.9～4.3μm，所述第一摻氟內包層的半徑R2為5～34μm，所述第二摻氟內包層的半徑R3為22～48μm。

在上述技術方案的基礎上，所述芯層的半徑R1為4μm；第一摻氟內包層的半徑R2為30μm，第二摻氟內包層的半徑R3為46μm。

在上述技術方案的基礎上，伽馬輻照劑量為2000kGy時，該單模光纖在1310nm波長處的輻照附加損耗小于14.8dB/km。

在上述技術方案的基礎上，該單模光纖外包覆有光纖涂覆層，光纖涂覆層采用耐高溫的丙烯酸樹脂、硅橡膠、聚酰亞胺、碳或金屬中的1～2種制成。

與現有技術相比，本發明的優點如下：

(1)本發明在光纖芯層周圍引入折射率下凹的摻氟雙包層結構，能夠調節光波電磁場的功率分布與限制能力，高階模式的功率能夠通過摻氟雙包層結構的折射率溝道迅速泄露，從而能夠大幅降低光纖在彎曲狀態下的附加損耗，光纖的抗彎曲性能較強，即光纖對彎曲不敏感，從而能夠擴展光纖的應用環境。

(2)當輻照射線通過本發明的摻氟雙包層結構到達芯層之前，該摻氟雙包層結構還能夠吸收部分輻射，減少芯層因輻射造成的結構缺陷，提高光纖的耐輻射能力。