[發(fā)明專(zhuān)利]一種小外徑單模光纖

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010330255.X
• 申請(qǐng)日: 2020-04-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111381314B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊柳波;張磊;李鵬;沈磊;吳超
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 長(zhǎng)飛光纖光纜股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G02B6/02
• 分類(lèi)號(hào): G02B6/02;G02B6/028;G02B6/036;C03C25/106
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專(zhuān)利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平

本發(fā)明涉及一種小外徑單模光纖，包括有芯層和包層，其特征在于芯層直徑2R1為7.0～7.4μm，相對(duì)折射率差為Δ1，包層從內(nèi)到外依次為下陷內(nèi)包層和外包層，下陷內(nèi)包層直徑2R2為26～34μm，下陷內(nèi)包層折射率分布呈下凹形，其最小相對(duì)折射率差為Δ2min，芯層與內(nèi)包層之間的折射率差異Δtotal＝Δ1?Δ2min，Δtotal范圍為0.37～0.44％，且芯層與下陷內(nèi)包層相對(duì)折射率差分配關(guān)系滿(mǎn)足：︱Δ1/Δ2min︱＝7.5～10，所述外包層為純二氧化硅外包層，外包層相對(duì)折射率差Δ3為0％，外包層直徑2R3為124～126μm，所述的外包層外包覆內(nèi)、外涂覆層，內(nèi)涂覆層直徑2R4為150～170μm，外涂覆層直徑2R5為180～220μm。該光纖通過(guò)剖面結(jié)構(gòu)與涂覆工藝的優(yōu)化，不僅具有較大的模場(chǎng)直徑，而且具備較低的彎曲損耗和良好的微彎性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種小外徑低彎曲損耗單模光纖，屬于光通信傳輸領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著FTTx的不斷發(fā)展，光纖很多情況下會(huì)面臨小區(qū)內(nèi)部、樓道墻角等復(fù)雜的施工環(huán)境，這就要求光纖具有一定的抗彎曲性能，使其在小彎曲半徑的情況下依然能夠保證信號(hào)的正常傳輸，另一方面，隨著城市管道資源的日益緊張，要求光纖外徑能夠減小，同時(shí)保證與傳統(tǒng)外徑光纖有同樣的微彎性能。

G.657.A1光纖，至少滿(mǎn)足10mm彎曲半徑條件下使用，滿(mǎn)足FTTx使用環(huán)境。為了使光纖有較好的彎曲性能，通常的方法是減小光纖模場(chǎng)直徑或增加光纖截止波長(zhǎng)，考慮到光纖成纜后截止波長(zhǎng)必須小于1260nm，因此通過(guò)增加光纖截止波長(zhǎng)來(lái)改善光纖彎曲性能的空間有限，通常做法是減小光纖模場(chǎng)直徑，但G.657.A1光纖同時(shí)要求與G.652.D兼容，減小光纖MFD會(huì)增加光纖的熔接損耗。因此開(kāi)發(fā)出一種模場(chǎng)直徑較大且彎曲性能優(yōu)異的光纖很有必要。

相對(duì)于普通的單模光纖結(jié)構(gòu)，提高光纖彎曲性能的常用方法是下陷外包層設(shè)計(jì)，通過(guò)下陷外包層設(shè)計(jì)可以在不增加芯層摻雜情況下，改善光纖的彎曲性能，但這種設(shè)計(jì)使得下陷層遠(yuǎn)離光纖芯層，對(duì)于光纖的彎曲性能的改善較弱，為了達(dá)到彎曲性能優(yōu)異的目的，需要將下陷層設(shè)計(jì)較寬、較深，不僅工藝復(fù)雜，而且也會(huì)影響光纖的截止波長(zhǎng)和色散性能。

通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，提高光纖抗彎曲性能更為有效的方法是采用下陷內(nèi)包層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)光纖剖面，在對(duì)下陷內(nèi)包層結(jié)構(gòu)的光纖研究發(fā)現(xiàn)，這種剖面設(shè)計(jì)對(duì)光纖下陷內(nèi)包層的深度和寬度也存在一定的要求限制，內(nèi)包層過(guò)淺、過(guò)窄對(duì)光纖彎曲性能提升不大，內(nèi)包層過(guò)深、過(guò)寬不利于光纖保證較大的模場(chǎng)直徑，為了使得光纖模場(chǎng)直徑較大且彎曲性能優(yōu)異，下陷內(nèi)包層寬度與深度的設(shè)計(jì)十分重要。

剖面結(jié)構(gòu)不僅影響光纖的彎曲性能，對(duì)光纖的衰耗也有重要影響。光纖芯層加大二氧化鍺的比例有利于增強(qiáng)光纖的彎曲不敏感性，但是二氧化鍺濃度增加會(huì)導(dǎo)致瑞利散射的增強(qiáng)，從而使得光纖衰耗增加。增強(qiáng)光纖的彎曲不敏感性的另外一個(gè)途徑是增加內(nèi)包層的摻氟量，但是摻氟會(huì)降低內(nèi)包層的粘度，摻氟量的增加會(huì)導(dǎo)致光纖芯層與內(nèi)包層之間的粘度失配從而使得光纖衰耗增加。因此，確保光纖的彎曲性能不僅需要滿(mǎn)足芯層折射率與內(nèi)包層折射率之間的差異(Δtotal)，還需要芯層折射率與內(nèi)包層折射率之間合理分配。

小外徑光纖是在保持光纖玻璃部分尺寸不變前提下，通過(guò)減小涂覆層厚度來(lái)實(shí)現(xiàn)的，但涂覆層厚度的降低意味著涂覆層對(duì)光纖玻璃部分的保護(hù)變?nèi)酰沟霉饫w受到外界擠壓時(shí)，壓力更加容易傳導(dǎo)至光纖玻璃部分，此外，光纜在低溫環(huán)境使用時(shí)，外層的套管收縮也會(huì)擠壓光纖。微彎損耗是指由光纖軸線(xiàn)微小的畸變?cè)斐傻膿p耗，因此光纖外徑減小后的微彎損耗通常也會(huì)增加。鑒于小外徑光纖通常在小外徑光纜或其它小型光器件中使用，對(duì)微彎性能的要求較高。研究發(fā)現(xiàn)，可以從兩個(gè)方面改善光纖微彎性能，一是改善光纖的宏彎性能，即前面所述的采用下陷內(nèi)包層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)光纖剖面；二是增強(qiáng)光纖涂料對(duì)玻璃部分的保護(hù)，通過(guò)對(duì)光纖內(nèi)外層涂料模量的合理匹配及涂料固化工藝調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)在減小光纖外徑時(shí)保證光纖的微彎性能。