[發明專利]大有效面積光纖

在審

• 申請號: 201710501533.1
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107132614A
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發明（設計）人: 馮高鋒;楊軍勇;馬靜;葛錫良;陳堅盾
• 申請（專利權）人: 浙江富通光纖技術有限公司
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02;G02B6/036
• 代理公司: 杭州知通專利代理事務所(普通合伙)33221
• 代理人: 朱林軍

技術領域

本發明涉及光纖技術領域，特別是涉及一種大有效面積光纖。

背景技術

光纖的傳輸速率越快，無誤碼傳輸所需要的信噪比就越大。從光纖上來說，(1)系統的信噪比和入射到光纖的信號光功率成正比，而光功率又正比于光纖的有效面積。(2)信噪比反比于系統中光纖的損耗。因此，可以通過提高光纖的有效面積和降低光纖的損耗來提高信噪比。正因為此，下一代光纖的發展方向是大有效面積和低損耗。

目前，用于陸地傳輸系統線路的普通單模光纖，其有效面積僅約80μm²左右，而在陸地長距離傳輸系統中，對光纖的有效面積要求更高，一般而言其有效面積在100μm²以上。然而，增大光纖有效面積，伴隨宏彎和微彎損耗的增大。損耗也會隨著宏彎/微彎損耗的增加而增大，從而限制了光纖有效面積的擴大。另一方面，制造光纖時采用摻雜劑如GeO₂(二氧化鍺)、F(氟)等提高或降低石英玻璃的折射率，形成光纖波導結構。芯層和包層摻雜GeO₂、F會引起純石英玻璃粘度的降低。由于光纖芯層和包層材料粘度不匹配容易使光纖中產生殘余應力和斷鍵，會增加光纖的損耗。

公開號為CN101688946A的專利文獻，提出了一種非純硅芯的大有效面積光纖設計，該光纖采用階躍型下陷包層結構設計，且下陷層遠離芯層。光纖的有效面積達到110μm²～155μm²，截止波長小于1450nm，1550nm的衰減小于0.22dB/km。但是這種光纖的下陷層采用了大量的氣泡填充，制造工藝復雜，不易控制，且不利于光纖的熔接。也有其他專利文獻采用了類似的剖面設計，該光纖的下陷層采用氟摻雜降低折射率，為了降低光纖的宏彎損耗，要求有較大的下陷層體積，一般可采用PCVD或MCVD等管內沉積工藝形成摻氟二氧化硅層實現。由于摻氟時會造成沉積效率降低從而增加沉積時間，同時管內沉積工藝受限于沉積管尺寸無法制造大尺寸芯棒，制造成本較高。

現有專利文獻中也公開了不同光纖剖面結構的大有效面積光纖設計，但這些光纖的折射率剖面復雜，含有3層以上的包層或含有漸變折射率結構的芯層，實際生產中制造比較困難，制造成本較高，而且這類光纖未對光纖的芯包粘度匹配進行優化，容易使光纖中產生殘余應力和斷鍵，會增加光纖的損耗。

因此，現有技術的問題在于，無法以簡單、易于實現的結構使芯層與內包層之間的粘度達到理想的匹配。

發明內容

為了解決現有技術存在的問題，本發明提供了一種結構簡單且易于實現的大有效面積光纖。

一種大有效面積光纖，由中心向外依次設有：芯層、一內包層及一外包層，其中芯層及內包層以二氧化硅作為基底材料并摻入摻雜劑，外包層為純二氧化硅層，芯層半徑為4.5～6.5μm，且芯層的相對折射率差Δ₁為0.23％～0.35％；內包層半徑為16.0～32.5μm，且內包層的相對折射率差為(-0.09％)～(-0.02％)，芯層和內包層粘度對數的差值的絕對值不大于0.105。

進一步而言，芯層的摻雜劑為單一摻雜劑GeO₂，芯層的相對折射率差Δ₁滿足公式：

Δ₁＝100％*(n₁-n_c)/n_c，

n₁為摻雜GeO₂后折射率，n_c為純二氧化硅的折射率。

進一步而言，內包層的摻雜劑為單一摻雜劑F，內包層的相對折射率差Δ₂滿足公式：

Δ₂＝100％*(n₂-n_c)/n_c，

n₂為摻雜F后折射率，n_c為純二氧化硅的折射率。

進一步而言，所述大有效面積光纖的涂覆層有兩層，由中心向外依次為內涂覆層和外涂覆層，其中內涂覆層的外徑為185～200μm，外涂覆層的外徑為240～255μm，且內涂覆層的彈性模量不大于1.0Mpa，外涂敷層的彈性模量不小于900Mpa。

進一步而言，所述大有效面積光纖在1550nm波長處的有效面積為105～135μm²。

進一步而言，所述大有效面積光纖的成纜截止波長不大于1500nm。