[發明專利]一種制備超低衰減光纖的方法

有效

• 申請號: 201710398104.6
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN107162401B
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發明（設計）人: 周新艷;朱繼紅;汪洪海;陳剛;胡俊中;張欣;艾靚
• 申請（專利權）人: 長飛光纖光纜股份有限公司
• 主分類號: C03B37/018
• 分類號: C03B37/018
• 代理公司: 42102 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 張秋燕;胡建平<國際申請>=<國際公布>

本發明公開了一種制備超低衰減光纖的方法，在含有芯層、內包層、下陷包層結構的玻璃預制棒中通過摻雜堿金屬，使芯層全部或部分含有堿金屬，再經過熔縮、腐蝕、熔實得到含有堿金屬的光纖預制棒，光纖預制棒通過拉絲得到含有堿金屬的超低衰減光纖，其特征在于采用管內氣相沉積摻雜或擴散法摻雜堿金屬時，在玻璃預制棒的進氣端串接一縮頸玻璃管，堿金屬源化合物置于該縮頸玻璃管內，且該縮頸玻璃管的至少一端的直徑小于玻璃預制棒的直徑。本發明能夠獲得高濃度的芯層堿金屬含量，并且獲得較低溫度下的堿金屬蒸汽引入到所需預制棒的芯層中，制備工藝簡單，設備更加實用。

技術領域

本發明涉及一種制備超低衰減光纖的方法，屬于光通信技術領域。

背景技術

光通訊具有傳輸容量大、傳輸距離遠、傳輸速度快等特點，被廣泛應用于長途干線、城域網、以及接入網等光通訊系統。近幾年，隨著IP業務量的爆炸式增長，通信網絡正向下一代系統邁進，構筑具有巨大傳輸容量的光纖基礎設施是下一代網絡的基礎。

現在最熱的新型單模光纖產品主要有兩種，一是超低衰減的G652光纖，因為其衰減系數低，兼容性能好，成為未來新型光纖的代表之一，另一種是大有效面積的G654光纖，大的有效面積能夠抑制光纖傳輸時的非線性效應，從而更適合長距離大容量傳輸系統。

光纖的衰減系數是光纖最重要的性能指數指標之一，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距離和傳輸距離。在長距離的光纖通訊中，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，中繼站之間的距離就可以越遠，從而大大較少中繼站的設置，極大的降低運營成本。因此在光纖制造中，降低光纖的衰減系數是難點也是熱點。

現有降低衰減系數的技術主要由以下幾種：1黏度匹配和熱膨脹系數匹配。優化光纖剖面設計和材料組分，改善光纖的芯層和包層的黏度匹配和熱膨脹系數，可以減少拉絲應力造成的光纖衰減。2.減少芯層摻雜劑的濃度，芯層摻雜劑Ge和F的濃度增大，將會增加濃度波動因子引起的瑞拉散射損耗，例如目前普遍采用純硅芯技術來制造超低衰減光纖。3.摻雜堿金屬、堿土金屬或者氯元素，堿金屬、堿土金屬或者氯元素可以降低玻璃的高溫黏度和虛擬溫度，利于玻璃網絡結構的調整，降低密度波動因子引起的瑞利散射損耗。

光纖中的衰耗由宏彎損耗、微彎損耗、紅外吸收、瑞利散射等多方面組成，隨著光纖中的損耗越來越低，在1550nm光纖中的損耗已經達到0.165dB/km，甚至已經達到0.155dB/km以下，為了進一步降低衰耗，瑞利散射損耗需要盡可能降到最低。

石英光纖由瑞利散射所引起的衰減α_R可由下式計算：

式中，λ為波長(μm)，R為瑞利散射系數(dB/km/μm⁴),P為光強，當瑞利散射系數確定時，B為相對應的常數。因此，只要確定了瑞利散射系數R，就可以得到由瑞利散射所引起的衰減α_R(dB/km)。瑞利散射系數一方面是由于密度波動引起的，另一方面是由于濃度波動引起的，因此可表示為：

R＝R_d+R_c.......................................(2)

上式中Rd和Rc分別代表由于密度波動和濃度波動所引起的瑞利散射系數變化，其中Rc為濃度波動因子，其只要受到光纖玻璃部分摻雜濃度的影響，理論上采用越少的Ge和F或者其他摻雜，Rc越小，這也是國外某些企業采用的純硅芯設計，實現超低衰減性能的原因。