專利名稱：一種漸變折射率抗彎曲多模光纖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)信號傳輸、光纖傳感和光器件中應(yīng)用在1300nm傳輸窗ロ優(yōu)化的漸變折射率多模光纖，該光纖不但具有良好的抗彎曲性能，而且具有易與光源耦合以及光功率分布均勻、在1300nm窗ロ具有帶寬高等特點，屬于光通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
光纖通信始于多模光纖的發(fā)明和應(yīng)用。近十多年來，盡管單模光纖成為光纖市場中需求的最主要品種，但多模光纖始終沒有被取代而是一直保持著穩(wěn)定增長的市場需求，其原因就在于多模光纖的許多特性正好可以滿足光信號、能量傳輸、局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸和光器件的使用。目前多模光纖通信系統(tǒng)的造價遠遠低于單模光纖通信系統(tǒng)，這也是多模光纖長盛不衰的原因之一。常規(guī)多模光纖的種類劃分，根據(jù)IEC以及ITU等國際標準組織的推薦標準可以劃分為50 μ m和62. 5 μ m兩大類，在50 μ m這一大類中又可以按照帶寬，ISO11801標準又把它細分為0M1、0M2、0M3、0M4幾種類型。50um多模光纖系統(tǒng)的傳輸速率從10Mbit/s到10Gbit/s甚至100Gbit/s，鏈路長度最大可達2km，已遠遠滿足其應(yīng)用需求。然而，上述多模光纖在IOG Gbit/s甚至100Gbit/s系統(tǒng)中的應(yīng)用，都是在850nm窗ロ傳輸，這受益于VCSEL850nm激光器發(fā)明和成本降低。如果在1300nm光器件成本下降,在此窗ロ傳輸10Gbit/s甚至100Gbit/s多模系統(tǒng)是完全可能的，并且還可以充分利用光纖在此窗ロ低損耗特點，大大提高傳輸距離，降低系統(tǒng)成本。在過去的幾年里，長波長VCSEL制造商已經(jīng)進行了大量可靠性測試，采用晶園鍵合法制造的1300nm波段VCSEL的測試結(jié)果已經(jīng)發(fā)布實現(xiàn)5000小時高溫加速老化實驗零故障率，在25°C下平均失效時間為3千萬小吋，70°C下達兩百萬小時。多模光纖，特別是高傳輸性能的多模光纖如0M3、0M4光纖，在中短距離光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用廣泛。在大樓、小型化器件里，環(huán)境狹窄，光纖承受很大的彎曲應(yīng)力。光纖長期承受大的彎曲應(yīng)力，會減短光纖的使用壽命，惡化傳輸性能指標，為此，需要光纖具有抗彎特性，以滿足特殊應(yīng)用的需要。降低光纖附加彎曲損耗有效的辦法是優(yōu)化光纖的剖面結(jié)構(gòu)，主要是設(shè)計不同結(jié)構(gòu)的包層，以減少光纖彎曲時光功率的損失。此外，要使多模光纖有很好的帶寬，光纖纖芯折射率剖面必須為完美的拋物線型。包括專利CN183049C在內(nèi)的許多文獻只是關(guān)注如何制備具有精確折射率剖面的預(yù)制棒，然而，預(yù)制棒在拉絲過程中，殘存的應(yīng)カ以及組分的擴散使光纖的折射率與預(yù)制棒相比有了很大的畸變，從而降低光纖的帶寬。因此，光纖折射率剖面畸變的問題也有待進ー步改進。為方便介紹本發(fā)明內(nèi)容，定義部分術(shù)語
石英襯管管狀的基底管，其內(nèi)壁承載PCVD化學(xué)反應(yīng)的玻璃態(tài)氧化沉積物；
套管符合一定幾何指標和摻雜要求的石英玻璃管；
芯層居于光纖橫截面的中心部分，是光纖的主要導(dǎo)光的區(qū)域；
內(nèi)包層光纖橫截面中緊鄰芯層的環(huán)形區(qū)域；
中間包層光纖橫截面中緊鄰內(nèi)包層的環(huán)形區(qū)域；外包層光纖橫截面中緊鄰中間包層的環(huán)形區(qū)域；
相對折射率差
權(quán)利要求
1.一種漸變折射率抗彎曲多模光纖，包括有芯層和包層，其特征是芯層半徑為20 50 μ m,芯層折射率為梯度漸變型折射率分布，分布冪指數(shù)α為I. 89 — I. 97，芯層相對折射率差最大值Λ l%max為O. 9% 2. 72%，緊鄰芯層的為內(nèi)包層，內(nèi)包層半徑為22 57 μ m,相對折射率差Λ 2%為ー O. 02% O. 02%，從內(nèi)包層依次向外是中間包層和外包層，中間包層為純石英玻璃層，中間包層半徑為32 60 μ m ;相對折射率差為Λ 3%為ー O. 01% O. 01%。
2.按權(quán)利要求I所述的漸變折射率抗彎曲多模光纖，其特征在于所述的外包層半徑為62. 5± I μ m,相對折射率差Δ 4%為ー O. 15% ー O. 35%,外包層為慘F石英玻璃層。
3.按權(quán)利要求I所述的漸變折射率抗彎曲多模光纖，其特征在于外包層為兩層，第一外包層靠內(nèi)為摻F石英玻璃層，第一外包層半徑為42 60 μ m,相對折射率差Λ 為一O.15% ー O. 35% ;第二外包層為純石英玻璃層。
4.按權(quán)利要求2或3所述的漸變折射率抗彎曲多模光纖，其特征在于所述的芯層和內(nèi)包層為F-Ge共摻石英玻璃層，內(nèi)包層相對折射率差Λ 2%小于芯層折射率差Λ 1%。
5.按權(quán)利要求2或3所述的漸變折射率抗彎曲多模光纖，其特征在于所述的芯層分布冪指數(shù)α為1.91 1.950
6.按權(quán)利要求2或3所述的漸變折射率抗彎曲多模光纖，其特征在于所述的芯層半徑為 25 45 μ m。
7.按權(quán)利要求6所述的漸變折射率抗彎曲多模光纖，其特征在于所述光纖的數(shù)值孔徑為 O. 196 O. 34。
8.按權(quán)利要求2或3所述的漸變折射率抗彎曲多模光纖，其特征在于所述的光纖最外層為光纖涂覆層，所述的光纖涂覆層為丙烯酸樹脂涂層、硅橡膠涂層、聚酰亞胺涂層的ー種或兩種。
9.按權(quán)利要求2或3所述的漸變折射率抗彎曲多模光纖，其特征在于滿注入帶寬在850nm波長為200MHz_km以上；在1300nm波長為600MHz_km以上。
10.按權(quán)利要求2或3所述的漸變折射率抗彎曲多模光纖，其特征在于在1300nm波長處，以7. 5毫米彎曲半徑繞2圈導(dǎo)致的彎曲附加損耗小于O. 2dB ;以15毫米彎曲半徑繞2圈導(dǎo)致的彎曲附加損耗小于O. 2dB ;以30毫米彎曲半徑繞100圈導(dǎo)致的彎曲附加損耗小于O.2dB。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種漸變折射率抗彎曲多模光纖，包括有芯層和包層，其特征是芯層半徑為20～50μm，芯層折射率為梯度漸變型折射率分布，分布冪指數(shù)α為1.89－1.97，芯層相對折射率差最大值Δ1%max為0.9%～2.72%，緊鄰芯層的為內(nèi)包層，內(nèi)包層半徑為22～57μm，相對折射率差Δ2%為－0.02%～0.02%，從內(nèi)包層依次向外是中間包層和外包層，中間包層為純石英玻璃層，中間包層半徑為32～60μm；相對折射率差為Δ3%為－0.01%～0.01%。本發(fā)明不僅降低光纖的彎曲損耗，而且保證光纖在1300nm窗口具有高傳輸帶寬，且通過增大芯徑直徑和數(shù)值孔徑，可以顯著提高光纖對LED、VCSEL或LD的收光和聚光能力，提高發(fā)光器件即光源和傳光器件即光纖之間的耦合容錯能力。
文檔編號G02B6/028GK102692675SQ20121016779
公開日2012年9月26日 申請日期2012年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月28日
發(fā)明者劉永濤, 周志攀, 張樹強, 徐進, 汪松, 王偉, 范明峰 申請人:長飛光纖光纜有限公司