專利名稱：彎曲損耗不敏感的單模光纖的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光纖，特別是滿足ITU.TG.657光纖標準的、彎曲損耗不敏 感的、適用于光纖到戶(FTTH)等局域網(wǎng)和接入網(wǎng)系統(tǒng)的單模光纖。
背景技術：
隨著寬帶業(yè)務向家庭延伸，通信光網(wǎng)絡的建設重點正在由核心網(wǎng)向光纖局域 網(wǎng)、接入網(wǎng)乃至于光纖到戶(FTTH)發(fā)展。FTTH作為接入的最后一段距離，受復 雜應用場合的影響(多為街道、樓宇、拐角等)，接入點多，且因布線時的懸拉、 折彎因素等影響，光纖存在彎曲的現(xiàn)象很多。這對光纖的彎曲性能提出了更高 的要求。常規(guī)G. 652光纖的模場直徑約為9. m，由于受到彎曲損耗和機械應 力的影響，使用中一般要求光纖彎曲半徑不能小于30mm，難以在室內(nèi)沿墻壁布 線以及將光纖余長綁成像電源線一樣的小束。FTTH的普及需要進一步提高光纖 的操作性能，并使室內(nèi)裝置以及接線盒的小型化成為可能，因此彎曲不敏感光纖 將成為未來光纖應用的重點。
國際電信聯(lián)盟(ITU)于2006年12月正式出臺了關于彎曲不敏感光纖光纜 的規(guī)格和標準，并將此類光纖光纜定義為G. 657光纖光纜。G. 657光纖光纜 主要特性就是容許更小的彎曲直徑、且彎曲損耗更低，能更好的滿足FTTH工程 的施工要求。與常規(guī)的單模光纖(C-SMF)相比，G. 657光纖具有更好的抗彎曲 性能，使其適用于光纖接入網(wǎng)，包括位于光纖接入網(wǎng)終端的建筑物內(nèi)的各種布線。 按照工作波長和使用范圍，G. 657光纖可以分為兩類G.657A和G. 657B。G. 657A 的特點是在全面滿足G. 652. D規(guī)范的前提下改善光纖的彎曲損耗特性。G. 657. A 可以在1260 1625nm整個工作波長范圍工作。G. 657. A光纖可作為G. 652. D的 一個子類，其傳輸和互連性能與G. 652D相同，但G. 657.A光纖具有更好的彎 曲性能和更精確的幾何尺寸技術要求。G. 657. B的特點是更充分地改善光纖的彎 曲損耗特性，不必一定滿足G. 652.D規(guī)范，主要考慮用在建筑物內(nèi)部。G. 657. B
光纖的傳輸工作波長分別是1310nm、 1550nm和1625nm。由于較低的模場直徑， G. 657.B光纖的熔接與連接特性也與G. 652光纖不同，但可以在彎曲半徑非常 小的情況下正常工作。
事實上，抗彎損(彎損為彎曲損耗的簡稱)光纖一直就是光纖材料開發(fā)和研 究的重要內(nèi)容之一。早在上個世紀80年代，美國的AT&T和日本的NTT公司就分 別推出了壓低包層和凸型折射率光纖，該光纖在1.3um波長下工作的截至波長 可做到1.35um。通過幾十年的努力，當今己有不少公司都相繼推出了抗彎損光 纖，且其抗彎性能也得到了很大的改善。例如，藤倉公司的FutureGuide⑧-SR15 和FutureGuide -SR15E抗彎損光纖，其分別對應于ITU-T G. 652. B光纖和ITU-T G.652.D光纖，這些光纖的最小允許'專曲半徑達到15mm，相對于普通單模光纖的 30mm的彎曲半徑，縮小了一半。住友電工推出的PureAccess-Ultra光纖的最小 允許彎曲半徑從常規(guī)的30mm減小到7.5mm?？祵幑镜目箯潛p光纖，當彎曲半 徑為32隱時，其在1550nm下的損耗不超過ldB，對應的截至波長在870nm 970nm 之間。烽火的抗彎光纖(Bend Insensitive Fiber)在10mm、 30圈的彎曲情況 下，其在1550nm下的損耗不大于0. 5dB，且相應的截至波長在1290nm以下。
改善光纖的彎曲性能可以從改善光纖的結(jié)構(gòu)著手。如藤倉的孔助彎曲不敏感 光纖(中國專利申請?zhí)?00580022430. 2,公開號為CN1981223A)，該光纖在彎 曲半徑為5mm、 1550nm波長下的彎曲損耗為0.012dB/圈，模場直徑(1550nm) 為7. 8 w m，截止波長為1. 28 w m。雖然該光纖模場直徑略小于C-SMF，但通過電 弧使孔助光纖與C-SMF截面相匹配，使得平均熔接損耗達到0. 05dB，其衰減性 能也達到C-SMF的水平，1. 30 u m和1. 55 u m的衰減為0. 50dB/km和0. 28dB/km。 我國專利申請(申請?zhí)?00610119574. 6，公開號為CN1971323A)也介紹了一種空 氣孔助的光纖。德拉克的溝助BendBrightXs光纖，該光纖既符合G. 657. A標準 (與G. 652.D完全兼容)又符合G. 657. B標準(彎損更小)，最小彎曲半徑位 于1 10mm區(qū)間，而且當采用合適的程序與C-SMF的平均熔接損耗低于0. 05dB。 美國康寧推出的一種基于nanoStructures 技術的新型彎曲不敏感光纖 一ClearCurveTM光纖，該光纖不僅與G. 652. D完全兼容，而且抗彎曲性能比G.
657.B規(guī)定值高出10倍。歐洲專利申請(申請?zhí)?9104889.4,公開號為0 334 247 A2)提出了一種包層凹陷的階躍型折射率剖面的光纖，該光纖的模場直徑 分別為6 u m禾t] 8 u m左右。國際專利申請?zhí)枮镻CT/US2006/035894、公開號為W0 2007/040947 Al則提出了一種拋物線型折射率分布的彎曲損耗不敏感光纖。申 請?zhí)枮閁S2008/0056654A1的美國專利則發(fā)明了一種三包層且第二包層具有一定 凹陷的折射率分布的彎曲損耗不敏感光纖。申請?zhí)枮?00610051922.0、公開號 為CN1971321A的我國專利申請則發(fā)明了一種超細低水峰抗彎損光纖。
改善光纖的彎曲性能還可以從改善光纖的涂敷樹脂層的性能著手。如申請?zhí)?為03124078. x、公開號為CN1542473A的我國專利申請?zhí)岢隽艘环N具有特殊樹脂 層的高彎曲模量的光纖，又如德拉克的ColorLockTM的涂層工藝也增強了光纖的 微彎性能及可靠性。
上述提及的各種現(xiàn)有技術中，分別通過改進光纖的結(jié)構(gòu)、光纖的折射率剖面、 光纖的涂敷樹脂層等不同的方式對光纖的彎曲性能進行了改進，但其中很多都難 以滿足ITU.T G657規(guī)定的傳輸性能的要求，而有些能滿足傳輸要求的光纖則結(jié) 構(gòu)相對復雜，實現(xiàn)的工藝難度大、制造成本高。本發(fā)明要解決的問題是，尋找一 種結(jié)構(gòu)相對簡單、工藝相對容易，同時又能滿足國際ITU. T組織提出的G. 657系 列光纖標準的新型彎曲不敏感單模光纖。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題和提出的技術任務是克服現(xiàn)有技術存在的光纖的 損耗對光纖的彎曲比較敏感，不能滿足諸如FTTH局域網(wǎng)的復雜的施工要求的矛 盾，通過對光纖結(jié)構(gòu)的特殊設計，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、制作容易，光纖的損耗對 其彎曲不敏感，且光纖的允許彎曲半徑最小可達到7.5mm、滿足ITU. T G657系 列要求的、可用于局域網(wǎng)和接入網(wǎng)傳輸?shù)膯文９饫w。為此，本發(fā)明的主要內(nèi)容和 技術方案如下
彎曲損耗不敏感的單模光纖，由橫截面為圓形的裸玻璃光纖以及包圍在該裸 玻璃光纖外周的兩個圓環(huán)形的樹脂保護層構(gòu)成，其特征是所述裸玻璃光纖由一個 芯層和兩個包層組成，所述芯層的折射率高于兩個包層的折射率，且所述芯層與
第一包層的折射率差大于第一包層與第二包層的折射率差，第二包層為純Si02 組成，芯層的折射率剖面呈特定的冪函數(shù)分布，兩個包層的折射率剖面均呈階梯 型分布。
作為對上述技術方案的進一步完善和補充，本發(fā)明還包括以下附加技術特
征
所述的芯層與第一包層的折射率差在0.0033 0.0072之間；第一包層與第二 包層的折射率差在-0.0016 0之間；芯層的厚度在2.7 4.1/mi之間；第一包層 厚度在0.5 2.3/mi之間；第二包層的厚度在56.7 59.8)wm之間。
或者，所述的芯層與第一包層的折射率差(Aj在0.0034 0.0045之間； 第一包層與第二包層的折射率差(A2 )在-0.0006 0之間；芯層的厚度在3.5 4.0/im之間；第一包層的厚度在0.5 1.9|[mi之間；第二包層的厚度在56.6 58.5/mi之間。此時，成品光纖在1310nm波長下的模場直徑(MFD)在8.6士0.4][mi 之間，其截止波長(義c )在1180 1330nm之間；以15mm半松繞10圈測量時， 成品光纖在1550nm波長下的宏彎損耗0.25dB，在1625nm波長下的宏彎損耗 <1.0dB;以10mm半松繞1圈測量時，成品光纖在1550nm波長下的宏彎損耗 <0.75dB，在1625腦波長下的宏彎損耗〈1.5dB。
或者，所述的芯層與第一包層的折射率差(A。在0.0058 0.0072之間； 第一包層與第二包層的折射率差(A2 )在-0.0016 -0.0008之間；芯層的厚度在 2.8 3.2^m之間；第一包層的厚度在0.8 2.1]tmi之間；第二包層的厚度在57.1 58.9/mi之間。此時，成品光纖在1310nm波長下的模場直徑(MFD)在6.5土0.5jrai 之間，其截止波長(A )在1180 1330nm之間；以15mm半松繞10圈測量時， 成品光纖在1550nm波長下的宏彎損耗〈0.03dB，在1625nm波長下的宏彎損耗 O.ldB;以10mm半松繞1圈測量時，成品光纖在1550nm波長下的宏彎損耗 O.ldB，在1625nm波長下的宏彎損耗0.2dB;以7.5mm半松繞1圈測量時，成 品光纖在1550nm波長下的宏彎損耗〈0.5dB，在1625nm波長下的宏彎損耗 <1細。
所述裸玻璃光纖的直徑在124. 3 125. 7pm之間；第一樹脂保護層的厚度為
38±lpm，楊氏模量為1. 1±0. lMPa，彈性模量為1.6±0. lMPa;第二樹脂保護 層(13)的厚度22士liam，楊氏模量為700士50MPa，彈性模量為1200土100MPa; 成品光纖的直徑為242士7)im。
所述的芯層靠近中心部分區(qū)域的折射率剖面的分布冪函數(shù)的冪指數(shù)在3 5 之間，靠近第一包層部分區(qū)域的折射率剖面的分布冪函數(shù)的冪指數(shù)在-9 -8之 間。
本發(fā)明的單模光纖可由摻雜的石英玻璃構(gòu)成裸玻璃光纖的芯層、由石英玻璃 構(gòu)成裸玻璃光纖的包層以及由樹脂構(gòu)成的內(nèi)外兩層樹脂保護層，其中裸玻璃光纖 的芯層和包層具有獨特的結(jié)構(gòu)光纖的芯層為摻雜Ge或P或其他可增加折射率 的化學元素的、折射率相對較高的區(qū)域；第一包層為純Si02層或摻雜F或S或其 他可降低折射率的化學元素的區(qū)域；第二包層即光纖的外包層為純Si02層。裸玻 璃光纖的外徑為125士l)Lim (芯層、第一包層、第二包層的總和即是裸玻璃光纖 外徑，制造中通過調(diào)整第二包層來確保三層總和也即裸玻璃光纖的尺寸)。成品 光纖的直徑為242±7網(wǎng)。
制造這種光纖時，先根據(jù)設計的折射率剖面，即芯層的折射率、厚度，第一 包層的折射率、厚度，第二包層的厚度等參數(shù)，確定各層摻雜的組分，再分別以 氣相沉積法(MCVD)(或等離子化學氣相沉積法PCVD，或外部氣相沉積法OVD， 或縱向氣相沉積法VAD等)制造符合設計要求的光纖預制棒的芯棒，以外部氣相 沉積(0VD)(或上述的VAD，或上述的MCVD，或上述的PCVD，或套管法RIC等 方法)制造包圍在芯棒外周的兩個包層從而得到光纖預制棒，最后再在拉絲塔上 將該光纖預制棒拉制成裸玻璃光纖，該裸玻璃光纖經(jīng)兩次紫外光固化樹脂涂覆形 成設計尺寸的兩個包層；最后經(jīng)一系列機械、光學和化學篩選后巻盤成為單模光 纖成品。
本發(fā)明的有益效果是通過對裸玻璃光纖的芯層和包層進行合理的設計，實現(xiàn) 了在工藝上可行、制造公差要求較為寬松、制造成本較為低廉并能完全滿足當今 有關G. 657光纖標準且適用于諸如FTTH等的局域網(wǎng)和接入網(wǎng)的彎曲損耗不敏感 的單模光纖。
隨著光纖通信業(yè)務的進一步推廣，特別是光纖到戶(FTTH)等工程的實施， 光纖的抗彎曲性能得到了越來越廣泛的重視，它是當今和未來考察光纖性能的重 要指標之一。改善光纖的彎曲性能可以從光纖的結(jié)構(gòu)、組成和涂敷樹脂層著手， 本發(fā)明從光纖的結(jié)構(gòu)和組成兩方面對光纖的芯層進行了關鍵性的設計，使光纖的 芯層呈冪函數(shù)分布，并在第一包層引入一定程度的折射率凹陷(^2在_0.0016 0之間)，從而降低了本發(fā)明的光纖對光纖彎曲的敏感性，獲得了優(yōu)異的彎曲不 敏感性能。
已知的研究表明，無論是宏彎損耗還是微彎損耗都隨著光纖MAC值的增加而 增加。MAC值是模場直徑(MFD)和截止波長(人)的比值，其定義如式(1)所
示
<formula>formula see original document page 9</formula> (i)
據(jù)此，本發(fā)明中通過對裸玻璃光纖芯層、包層的尺寸和折射率分布的特殊設
計，降低了光纖的MFD并增加了光纖的4，從而實現(xiàn)了光纖抗彎曲損耗性能的
提咼o
本發(fā)明的光纖具有獨特的折射率剖面、波導性能和彎曲不敏感性能MAC 值不超過7.5;零色散波長在1180 1330nm之間，零色散斜率不大于 0. 092ps/(ran2 km)，截至波長在1200 1400nm之間。與G. 652光纖相比，其對 光纖的彎曲的敏感性大大降低，可將光纖的允許彎曲半徑由30mm降低到10隱， 甚至7. 5mm,從而降低了局域網(wǎng)和接入網(wǎng)施工的難度和成本。


圖1A和1B分別是本發(fā)明的單模光纖(10)的橫截面示意圖和裸玻璃光纖(11) 的橫截面示意圖。
圖2是圖1中裸玻璃光纖(11)的折射率剖面結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是圖1中裸玻璃光纖(11)折射率剖面結(jié)構(gòu)的另一示意圖。 圖4所示為本發(fā)明光纖芯層厚度(a)與光纖模場直徑(MFD)之間的關系曲線。
圖5所示為本發(fā)明光纖芯層厚度(a)與光纖截至波長(&)之間的關系曲
線。
圖6所示為本發(fā)明光纖芯層厚度(a)與光纖MAC值之間的關系曲線。 圖7所示為本發(fā)明光纖芯層折射率差(△。與光纖模場直徑(MFD)之間的 關系曲線。
圖8所示為本發(fā)明光纖芯層折射率差(A。與光纖截至波長(人)之間的 關系曲線。
圖9所示為本發(fā)明光纖芯層折射率差(夂)與光纖MAC值之間的關系曲線。 圖10所示為本發(fā)明光纖第一包層折射率差(A2 )與光纖模場直徑(MFD) 之間的關系曲線。
圖11所示為本發(fā)明光纖第一包層折射率差(A2)與光纖截至波長(義c) 之間的關系曲線。
圖12所示為本發(fā)明光纖第一包層折射率差(A2 )與光纖MAC值之間的關系 曲線。
圖13所示為本發(fā)明光纖第一包層厚度(b)與光纖模場直徑(MFD)之間的
關系曲線o
圖14所示為本發(fā)明光纖第一包層厚度(b)與光纖截至波長(入)之間的 關系曲線。
圖15所示為本發(fā)明光纖第一包層厚度(b)與光纖MAC值之間的關系曲線。 圖16所示為以10mm半松繞1圈測量時，本發(fā)明光纖MAC值與光纖在1550nm 波長下的彎曲損耗之間的關系曲線。
具體實施例方式
參照圖1A，單模光纖即成品光纖定義為10。其結(jié)構(gòu)包括分布在單模光纖
10中心的橫截面為圓形的裸玻璃光纖11，以及依次包圍在單模光纖11外周的橫 截面為圓環(huán)形的第一樹脂保護層12、和第二樹脂保護層13，該二樹脂保護層均 為聚丙烯酸樹脂材料，可通過紫外線固化或其它方法固化制得。參照圖1B，裸 玻璃光纖11包括橫截面為圓形的芯層111、橫截面為圓環(huán)形的折射率凹陷的第
一包層112和橫截面為圓環(huán)形的由純Si02組成的第二包層113，第二包層113也 可稱為外包層。
本發(fā)明可以采用氣相軸線沉積工藝(VAD)(也可用PCVD、 OVD、 MCVD或其他 類似方法代替)制備得到具有圖2所示折射率剖面結(jié)構(gòu)的光纖預制棒的芯棒，然 后再以OVD (也可用PCVD、 VAD、 MCVD或其他類似方法代替)技術制造純Si02 的外包層，或采用RIC技術在芯棒周邊包上外包層，從而制備得到光纖預制棒。 具體工藝如下所述
利用VAD (或PCVD、 MCVD、 OVD等)結(jié)合OVD (或PCVD、 MCVD、 OVD等)的 方法制造光纖預制棒在VAD等芯棒制造工藝中，通過在噴燈的SiCl4原料中摻 雜GeCl4以適當?shù)奶岣咝緦?11的折射率差夂，并通過沉積時間和原料流量等參 數(shù)控制芯層lll的沉積層尺寸(具體為厚度a);通過調(diào)整S (或F等)的摻雜量 以調(diào)整第一包層112的折射率差A2的大小，并通過沉積時間和原料流量等參數(shù) 控制第一包層112的沉積層尺寸(具體為厚度b);停止GeCl4供料，以純SiCL 為原料對沉積層繼續(xù)噴涂以制造第二包層113的部分厚度，并通過沉積時間和原 料流量等參數(shù)控制第一包層113的沉積層尺寸，該步沉積中，第二包層113厚度 不小于a和b之和的4.5倍，以制備得到芯棒。然后，根據(jù)上述所得芯棒的尺寸 推算光纖第三包層113另一部分的厚度，再采用OVD等包層技術，以SiCl4為原 料在芯棒外周沉積一層Si02粉塵，經(jīng)玻璃化爐燒結(jié)成透明的玻璃體，即得到光纖 預制棒。
采用VAD (或PCVD、 MCVD、 OVD等)結(jié)合RIC法制造光纖預制棒的工藝是 根據(jù)選用套管的尺寸計算所需芯棒的尺寸，并計算出芯包折射率剖面結(jié)構(gòu)中各層 的幾何尺寸和折射率；采用上述VAD等相同的方法制造芯棒；采用RIC技術，將 芯棒的外表面和套管的內(nèi)表面用一定濃度(如35%)的氫氟酸(或其他可替代的 化學試劑)清洗干凈；再將芯棒一端在切割機上加工2 4個導氣槽并將芯棒插 入與之匹配的外套管中；將帶有芯棒的套管的兩端接上石英結(jié)尾管，然后安置在 MCVD或PCVD機床上加熱使套管收縮到芯棒上形成光纖預制棒。收縮過程中使套
管和芯包之間的空間保持負壓，收縮時內(nèi)部的空氣隨芯棒一端的導氣槽排出。
將上述不同工藝制備得到的光纖預制棒在紡絲機上進行紡絲，同時涂覆兩層 不同硬度的聚丙烯酸樹脂形成第一樹脂保護層12、和第二樹脂保護層13即得單
模光纖io。
參照圖l，在本發(fā)明中，具有此種結(jié)構(gòu)的G.657光纖，要求芯層lll折射率 差夂在0.0033 0.0072之間，允許誤差為±2.3%;芯層111的厚度a在2. 7 4. 1 ii m之間，允許誤差為±3. 3%。第一包層112折射率差A2在-0. 0016 0之間， 允許誤差為±2.0%;第一包層112的厚度b在O. 5 2. 3 um之間，允許誤差為 ±2. 0%。第二包層113為純Si02層，其折射率差為0;第二包層厚度c在56. 7 59.8ym之間，允許誤差為±0.8%。第二包層113的厚度c可在預制棒制造完成 后通過拋光等措施適當修正，因此對產(chǎn)品的合格率無太大影響。裸玻璃光纖11 的直徑在124.0 126.0um之間，第一樹脂保護層12的厚度約38ixm，楊氏模 量為1. lMPa，彈性模量為1. 6MPa;第二樹脂保護層13的厚度約22 y m，楊氏模 量為700MPa，彈性模量為1200MPa;成品光纖的直徑控制在242士7um。芯層111 折射率差久、第一包層112折射率差A2分別用以下公式計算得到
A「^^x酵/0 (2)
△2=Z^xl00% (3)
式中nO為純Si02的折射率，nl為芯層的折射率，n2為第一包層的折射率。
參照圖2和圖3，本發(fā)明的單模光纖具有獨特的折射率剖面結(jié)構(gòu)。芯層111 的折射率剖面呈冪函數(shù)分布，靠近光纖中心部分區(qū)域的折射率剖面的分布函數(shù)的 冪指數(shù)在3 5之間，靠近第一包層部分區(qū)域的折射率剖面的分布函數(shù)的冪指數(shù) 在-9 -8之間。第一包層112可以有一定的折射率凹陷或沒有折射率凹陷(所 述折射率凹陷反映在折射率剖面上如圖2中為曲線形成凹陷狀)，當有折射率凹 陷時呈階梯型分布。第二包層113呈階梯型分布。
上述光纖的結(jié)構(gòu)和性能的關系曲線如圖4 圖16所示。
圖4所示的曲線呈不規(guī)則的曲線形狀，顯示出本發(fā)明單模光纖模場直徑(MFD) 隨光纖芯層厚度a增大而呈現(xiàn)出先增加后減小，然后再增加的變化趨勢。
圖5所示的曲線呈近似冪函數(shù)分布的曲線形狀，顯示出本發(fā)明單模光纖的截 止波長4隨光纖芯層厚度a的增大而顯示出不斷增加的變化關系。
圖6所示的曲線呈近似拋物線的曲線形狀，顯示出本發(fā)明單模光纖的MAC值 隨光纖芯層厚度a的增大而先增加后減小的變化關系。
圖7所示的曲線呈近似對數(shù)函數(shù)分布的曲線形狀，顯示出本發(fā)明單模光纖模 場直徑MFD隨光纖芯層折射率差夂的增大而不斷減小的變化關系。
圖8所示的曲線呈近似直線的形狀，顯示出本發(fā)明單模光纖的截止波長人隨 光纖芯層折射率差Ai的增大而不斷增大的變化關系。
圖9所示的曲線呈近似對數(shù)函數(shù)分布的曲線形狀，顯示出本發(fā)明單模光纖 MAC值隨光纖芯層折射率差^的增大而不斷減小的變化關系。
圖10所示的曲線呈不規(guī)則的曲線形狀，顯示出本發(fā)明單模光纖的模場直徑 MFD隨光纖第一包層折射率差A2的增大而不斷增大的變化關系。
圖11所示的曲線呈不規(guī)則的形狀曲線，顯示出本發(fā)明單模光纖的截止波長 A隨光纖第一包層折射率差A2的增大而減小的變化關系，且當厶2〈-0.001是 這種變化關系基本是線性的。
圖12所示的曲線呈近似冪函數(shù)分布的曲線形狀，顯示出本發(fā)明單模光纖MAC 值隨光纖第一包層折射率差^2的增大而不斷增大的變化關系。
圖13所示的曲線呈近似直線的形狀，顯示出本發(fā)明光單模纖模場直徑MFD 隨光纖第一包層厚度b的增大而呈現(xiàn)出不斷減小的變化趨勢。
圖14所示的曲線呈近直線的形狀，顯示出本發(fā)明光纖的截止波長4隨光纖 第一包層厚度b的增大而不斷增加的變化關系。
圖15所示的曲線呈近似直線的形狀，顯示出本發(fā)明單模光纖的MAC值隨光 纖第一包層厚度b的增大而不斷減小的變化關系。
圖16所示的分布圖呈不斷上升的趨勢，顯示出本發(fā)明單模光纖的彎曲損耗
隨MAC增大而不斷增大的變化關系。 實施例l:
采用VAD技術制造芯棒，0VD (或RIC)技術制造外包層的工藝制造光纖預 制棒。在沉積芯層111時，在原料SiCl4中摻雜一量定的GeCl4使芯層折射率差^ 在632. 8nm波長下的值為0. 0038;在沉積第一包層112和部分第二包層113時， 使用純SiCl4原料。通過控制噴燈流量和沉積時間將各層厚度控制為芯層111 厚度為3.72um;第一包層112層厚度為1.10um;第二包層113層厚度在 57. 76 y m。通過控制拉絲速度、滴頭溫度等將裸玻璃光纖直徑控制在125. 15 u m; 第一樹脂保護層12和第二樹脂保護層13涂覆樹脂的厚度分別為37.4tim和 21.8wm;最終成品光纖直徑為243. 55 li m;通過樹脂和固化條件的控制使得第 一樹脂保護層12和第二樹脂保護層13的楊氏模量分別約為1. lMPa和1. 6MPa， 彈性模量分別為700MPa和1200MPa。本實施例光纖的各性能參數(shù)如下零色散 波長A為1.313um;截至波長4為1.228um;在色散斜率系數(shù)S。為 0. 0878ps/歷7km;在1310nm波長下的模場直徑為8. 55 u m;在1288nm 1339nm 的波長范圍內(nèi)，色散系數(shù)的最大絕對值2.29 ps/nm/km;在1271nm 1360nm的 波長范圍內(nèi)，色散系數(shù)的最大絕對值3. 89 ps/nm/km;在1310nm下的抗彎損特 征參量MAC值為6.96;以15mm半松繞10圈測量時，在1550nm波長下的宏彎損 耗0. 08dB，在1625nm波長下的損耗0. 017dB;以10mm半松繞1圈測量時，在 1550nm波長下的宏彎損耗〈0.021dB，在1625nm波長下的損耗0. 05dB。本實施例 光纖符合ITU. T G. 657. A的光纖標準，該光纖的模場直徑與G. 652系列的光纖相 當，可與現(xiàn)有傳輸網(wǎng)絡很好的相容，可用于光纖到戶等局域網(wǎng)的傳輸系統(tǒng)。 實施例2
采用VAD技術制造芯棒，OVD (或RIC)技術制造外包層的工藝制造光纖預 制棒。在沉積芯層111時，在原料SiCl4中摻雜一量定的GeCl4使芯層折射率差^ 在632. 8nm波長下的值為0.0065;在沉積第一包層112時，在原料SiCl,中摻雜 一量定的CF4使112層折射率差A2在632. 8nm波長下的值為-0. 0009;在沉積部 分第二包層113時，使用純SiCl4原料。通過控制噴燈流量和沉積時間將各層厚
度控制為芯層lll厚度為2.96"m;第一包層112層厚度為1.69" m;第二包 層113層厚度在57.87um。通過控制拉絲速度、滴頭溫度等將裸玻璃光纖直徑 控制在125. 03 y m;第一涂層12和第二涂層13涂覆樹脂的厚度分別為36. 1 w m 和23.8um;最終成品光纖直徑為245.02ixm;通過樹脂和固化條件的控制使得 第一樹脂保護層12和第二樹脂保護層13的楊氏模量分別約為1. lMPa和1. 6MPa， 彈性模量分別約為700MPa和1200MPa。本實施例光纖的各性能參數(shù)如下截至 波長4為1.248 um;在1310nm被長下的模場直徑為6. 71um;在1310nm下的 抗彎損特征參量(MAC)值為5. 37;在1310nm下的衰減系數(shù)0. 368dB/km;在1550nm 下的衰減系數(shù)0. 205dB/km;在1625醒下的衰減系數(shù)0. 209dB/km;在1310nm下 的衰減不連續(xù)性0. 01dB/km;在1550nm下的衰減不連續(xù)性0. 01dB/km;以15mm 半松繞10圈測量時，在1550nm波長下的宏彎損耗0. 002dB，在1625nm波長下 的損耗0.015dB;以10mm半松繞1圈測量時，在1550nm波長下的宏彎損耗 <0. 002dB，在1625nm波長下的損耗0. 013dB，以7. 5mm半松繞1圈測量時，在 1550nm波長下的宏彎損耗〈0.004dB，在1625nm波長下的損耗0. 013dB。本實施 例光纖符合ITU. T G. 657. B的光纖標準，該光纖具有更小的模場直徑和更好彎曲 不敏感性能，特別適合FTTX (光纖到戶、光纖到樓宇、光纖到路邊)等的接入 網(wǎng)的傳輸系統(tǒng)。
需要特別指出的是，上述實施例的方式僅限于描述實施例，但本發(fā)明不只局 限于上述方式，且本領域的技術人員據(jù)此可在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)方便的進行 修飾，因此本發(fā)明的范圍應包括本發(fā)明所揭示的原理和新特征的最大范圍。
權(quán)利要求
1.彎曲損耗不敏感的單模光纖，由橫截面為圓形的裸玻璃光纖(11)以及包圍在該裸玻璃光纖(11)外周的兩個橫截面為圓環(huán)形的樹脂保護層(12、13)構(gòu)成，其特征是所述裸玻璃光纖(11)由一個橫截面為圓形的芯層(111)和兩個橫截面為圓環(huán)形的包層(112、113)組成，所述芯層(111)的折射率高于兩個包層(112、113)的折射率，且所述芯層(111)與第一包層(112)的折射率差(Δ1)大于第一包層(112)與第二包層(113)的折射率差(Δ2)，第二包層為純SiO2組成，芯層(111)的折射率剖面呈冪函數(shù)分布，兩個包層的折射率剖面均呈階梯型分布。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的彎曲損耗不敏感的單模光纖，其特征是所述的芯 層(111)與第一包層(112)的折射率差(A!)在0.0033 0.0072之間；第一 包層(112)與第二包層(113)的折射率差(A2)在-0.0016 0之間；芯層的 厚度(a)在2.7 4.1]wm之間；第一包層(112)的厚度(b)在0.5 2.3/mi之間； 第二包層(113)的厚度(c)在56.7 59.8/mi之間。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的彎曲損耗不敏感的單模光纖，其特征是所述 裸玻璃光纖(11)的直徑在124.3 125.7pm之間；第一樹脂保護層(12)的厚 度為38士liam，楊氏模量為1. 1±0. lMPa，彈性模量為1. 6±0. lMPa;第二樹脂 保護層(13)的厚度22土ljim，楊氏模量為700士50MPa，彈性模量為1200± 100MPa;裸玻璃光纖的外徑為125土l)iim;成品光纖的直徑為242±7|im。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的彎曲損耗不敏感的單模光纖，其特征是所述 的芯層(111)與第一包層(112)的折射率差( )在0.0034 0.0045之間； 第一包層(112)與第二包層(113)的折射率差(A2)在-0.0006 0之間；芯 層的厚度在3.5 4.0pm之間；第一包層(112)的厚度在0.5 1.^m之間；第二 包層(113)的厚度在56.6 58.5/mi之間；裸玻璃光纖的外徑為125±1網(wǎng)；成品 光纖的直徑為242±7pm。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的彎曲損耗不敏感的單模光纖，其特征是成品光纖 在1310nm波長下的模場直徑(MFD)在8.6士0.4jrai之間，其截止波長(4) 在1180 1330nm之間；以15mm半松繞10圈測量時，成品光纖在1550nm波長 下的宏彎損耗0,25dB，在1625nm波長下的宏彎損耗〈1.0dB;以10謹半松繞1 圈測量時，成品光纖在1550nm波長下的宏彎損耗O.75dB，在1625nm波長下的 宏彎損耗〈1.5dB。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的彎曲損耗不敏感的單模光纖，其特征是所述的芯 層(111)與第一包層(112)的折射率差(Ap在0.0058 0.0072之間；第一 包層(112)與第二包層(113)的折射率差(A2 )在-0.0016 -0.0008之間；芯 層的厚度在2.8 3.2/^1之間；第一包層(112)的厚度在0.8 2.lMm之間；第二 包層(113)的厚度在57.1 58.9/mi之間；裸玻璃光纖的外徑為125±l|am;成品 光纖的直徑為242±7pm。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的彎曲損耗不敏感的單模光纖，其特征是成品光纖 在1310nm波長下的模場直徑(MFD)在6.5±0.5/mi之間，其截止波長(4) 在1180 1330nm之間；以15mm半松繞10圈測量時，成品光纖在1550nm波長 下的宏彎損耗O.03dB，在1625nm波長下的宏彎損耗0.1dB;以lOmm半松繞1 圈測量時，成品光纖在1550nm波長下的宏彎損耗O.ldB，在1625nm波長下的 宏彎損耗0.2dB;以7.5mm半松繞1圈測量時，成品光纖在1550nm波長下的宏 彎損耗0.5dB，在1625nm波長下的宏彎損耗〈1.0犯。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的彎曲損耗不敏感的單模光纖，其特征是所述的芯 層(111)靠近中心部分區(qū)域的折射率剖面的分布冪函數(shù)的冪指數(shù)在3 5之間， 靠近第一包層(112)部分區(qū)域的折射率剖面的分布冪函數(shù)的冪指數(shù)在-9 -8之 間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種彎曲損耗不敏感的單模光纖，其由橫截面為圓形的裸玻璃光纖以及包圍在該裸玻璃光纖外周的兩個橫截面為圓環(huán)形的樹脂保護層構(gòu)成，其特征是所述裸玻璃光纖由一個橫截面為圓形的芯層和兩個橫截面為圓環(huán)形的包層組成，所述芯層的折射率高于兩個包層的折射率，且所述芯層與第一包層的折射率差大于第一包層與第二包層的折射率差，第二包層為純SiO₂組成，芯層的折射率剖面呈冪函數(shù)分布，兩個包層的折射率剖面均呈階梯型分布。本發(fā)明光纖的損耗對光纖的彎曲不敏感，分別滿足ITU.T G.657.A和G.657.B光纖標準的要求。適用于光纖到戶(FTTH)等局域網(wǎng)和接入網(wǎng)系統(tǒng)。
文檔編號G02B6/036GK101373238SQ20081012056
公開日2009年2月25日 申請日期2008年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月20日
發(fā)明者盧衛(wèi)民, 吳海港, 張立永, 李群星, 黃曉鵬 申請人:富通集團有限公司