[發明專利]一種低衰減和低彎曲損耗的大有效面積單模光纖

有效

• 申請號: 201811432609.0
• 申請日: 2018-11-28
• 公開（公告）號: CN109298482B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 吳超;張磊;羅杰;吳俊;朱繼紅;姚釗
• 申請（專利權）人: 長飛光纖光纜股份有限公司
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02;G02B6/036
• 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

本發明涉及一種低衰減和低彎曲損耗的大有效面積單模光纖，包括有芯層和包層，其特征在于所述的芯層直徑r₁為5.0～6.5μm，相對折射率差Δn₁為0.16～0.32％，芯層外從內向外依次包覆內包層、第一下陷包層、第二下陷包層和外包層，所述的內包層半徑r₂為9.0～11.0μm，相對折射率差Δn₂為?0.08～0.00％，所述的第一下陷包層半徑r₃為12.0～13.0μm，相對折射率差Δn₃為?0.42～?0.52％，所述的第二下陷包層半徑r₄為13.0～20.0μm，相對折射率差Δn₄為?0.08～?0.32％；所述的外包層為純二氧化硅玻璃層。本發明優化了芯包層粘度匹配，光纖能在高速拉絲速度下拉絲而成，實現光纖的低衰減性能，大大的提高了低衰減光纖的生產效率，并有效的改善大有效面積光纖的彎曲性能。

技術領域

本發明涉及到光通信技術領域，具體涉及到一種低衰減和低彎曲損耗的大有效面積單模光纖，可用于長距離，大容量，高速率傳輸系統。

背景技術

大容量、高速率的傳輸系統是長距離通信的發展方向，其對光纖的性能提出了更高的要求，具有低衰減兼有大的有效面積光纖的提出滿足了這一需求，近年來這種光纖在通信領域受到了明顯的關注。在高功率的傳輸系統中，光纖具有大的有效面積能顯著降低非線性效應和提高光信噪比(OSNR)，從而提升系統傳輸質量。而限制長距離大容量傳輸的一個重要因素是光纖的衰減，相對于普通的單模光纖，具有較低衰減的光纖將能延長傳輸距離，減少鏈路建設和維護成本。因此，大有效面積兼具低衰減的光纖具有較高的傳輸系統性價比。

獲得大的有效面積，可以通過增加光纖芯層直徑和芯層折射率來實現，而如何降低光纖的衰減是一個重要的問題。降低光纖衰減主要困難在于以下三點：其一，如何降低衰減：目前主要的方法是降低光纖的瑞利散射系數；其二，在獲得超低衰減系數的同時，需要保證光纖各個光學參數滿足ITU-T標準，主要指模場直徑，色散，截止波長和彎曲性能控制在標準要求范圍內：即在保證光纖超低衰減性能的同時，其他光學參數必須控制在相應范圍內；其三，光纖制造工藝簡單可控，不顯著增加光纖制造成本，適合大規模生產。

對于以上三個困難，我們首先從如何降低光纖的衰減來說。對于石英光纖，在600nm-1600nm的衰減主要來自于瑞利散射，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；當瑞利散射系數確認時，B為相對應的常數。因而只要確定了瑞利散射系數R就可得到因瑞利散射所引起的衰減α_R(dB/km)。瑞利散射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。因而瑞利散射系數R可表示為：

R＝R_d+R_c

上式中，R_d和R_c分別表示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R_c為濃度波動因子，其主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，R_c越小，這也是目前國外某些企業采用純硅芯設計，實現超低衰減性能的原因。