專利名稱：宏彎曲不敏感光學纖維的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學纖維，更具體地，涉及一種光學纖維，在該光
學纖維中宏彎曲(macro-bending)損耗較小，可以忽略，即在零宏彎曲 損耗的預定容許量內(nèi)。
背景技術(shù)：
通常，宏彎曲是指由以預定曲率彎曲光學纖維而引起的損耗。 應用于諸如Fiber-To-The-:"FTTx)網(wǎng)絡的光學用戶網(wǎng)絡的光學纖維
應當充分地滿足機械和環(huán)境的要求以適合于諸如室外暴露、室內(nèi)配線等 的環(huán)境，并尤其具有小宏彎曲損耗。另外，通常應用于光學用戶網(wǎng)絡的 粗波分復用(CWDM)方案需要具有小OH損耗的光學纖維。
近來，為了減少宏彎曲損耗，已提出一種用于減小模場直徑(MFD) 的技術(shù)。然而，該提議具有的問題在于，由于具有小MFD的這樣的光學纖 維當與其它光學纖維連接時有巨大連接損耗和巨大OH損耗，因此具有低 水峰纖維(LWPF)的光學纖維的兼容性被減弱。
因此，存在對于具有MFD光學纖維的需要，利用具有MFD光學纖維， 連接損耗基本不增加并且宏彎曲損耗和OH損耗兩者都小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種具有MFD的光學纖維，利用所述光學纖維連接損耗 不被巨大地增加并且宏彎曲損耗和OH損耗兩者都小。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種光學纖維，包括布置在光學 纖維的中心的芯部，所述芯部在光學纖維內(nèi)具有最大折射率；圍繞芯部 的內(nèi)包層，所述內(nèi)包層在光學纖維內(nèi)具有最小折射率；和圍繞內(nèi)包層的 外包層，所述外包層的折射率低于芯部的折射率而高于內(nèi)包層的折射 率，其中芯部的折射率和內(nèi)包層的最小折射率之間的差A ne。re.inner clad在
0.00615到0.00645的范圍以內(nèi)，并且外包層的折射率和內(nèi)包層的最小折射
率之間的差An。utere^i隨—dad為0.0006或者比0.0006更大。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的這些目的，根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種 光學纖維，所述光學纖維包括布置在光學纖維的中心的芯部，所述芯 部在光學纖維內(nèi)具有最大折射率；圍繞芯部的內(nèi)包層，所述內(nèi)包層在光 學纖維內(nèi)具有最小折射率；和圍繞內(nèi)包層的外包層，所述外包層的折射
率低于芯部的折射率而高于內(nèi)包層的折射率，其中在光學纖維圍繞具有 20mm直徑的圓柱巻繞一次的情況下，在1625nm的波長處，光學纖維具 有0.2dB或者更小的宏彎曲損耗。


本發(fā)明的以上和其它特征和優(yōu)點將從結(jié)合附圖的以下詳細說明中變 得更加明顯，其中
圖1是流程圖，圖示說明了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的制造光纖預制 棒的方法；
圖2到11是圖示說明圖1中所示制造方法的視圖12是圖示說明拉拔宏彎曲不敏感光學纖維的過程； 圖13是圖示說明宏彎曲不敏感光學纖維的折射率分布圖； 圖14是圖示說明宏彎曲不敏感光學纖維的連接損耗特性的視圖；和 圖15是圖示說明宏彎曲不敏感光學纖維的宏彎曲損耗特性的視圖。
具體實施例方式
下文中，將參考

本發(fā)明的優(yōu)選實施例。在以下說明中，雖 然相同部件在不同附圖中被圖示說明，但它們以相同附圖標記標出。為 了清楚并簡要的目的，當并入此處的已知功能和配置的詳細說明會使得 本發(fā)明的主題內(nèi)容相當不清晰時，省略所述已知功能和配置的詳細說 明。
圖1是流程圖，圖示說明了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的制造光纖預制 棒的方法，而圖2到11是圖示說明用于執(zhí)行圖1中所示制造方法的裝置的 視圖。制造方法包括過程(a)到(f) (S11到S16)。
過程(a) (S11)是通過煙灰淀積(soot d印osition)在起始部件 上沿著起始部件的縱向方向生成初級煙灰預制棒的過程。
圖2是圖示說明用于生成初級煙灰預制棒的制造裝置100的視圖，其 中所述制造裝置100包括淀積室130，和第一燃燒器140和第二燃燒器 150。
淀積室130具有包括內(nèi)部空間的圓筒形狀。另外，淀積室130在其一 側(cè)設(shè)置有排出口135，第一燃燒器140和第二燃燒器150被安裝在與所述一 側(cè)相對的淀積室130的另一側(cè)。
在過程(a) (S11)之前的準備過程中，起始部件110安裝在淀積室 130內(nèi)。初級煙灰預制棒120a通過煙灰淀積沿著起始部件110的縱向方向 從所述起始部件110的一端生成。初級煙灰預制棒120a包括布置在其中心 的芯部122a和直接形成在芯部122a的外圓周上的內(nèi)包層124a。芯部122a 具有相對高的折射率，并且圍繞芯部122a的內(nèi)包層124a具有相對低的折 射率。在煙灰淀積開始時，使用第二燃燒器150煙灰淀積在起始部件110 的端部以形成球。當通過持續(xù)地淀積煙灰而球達到預定尺寸時，利用第 一燃燒器140和第二燃燒器150，芯部122a和內(nèi)包層124a同時地形成在球 上。在初級煙灰預制棒120a直接生成在起始部件110的端部而不形成球的 情況下，由于初級煙灰預制棒120a的重量，起始部件110和初級煙灰預制 棒120a會彼此分離或者在初級煙灰預制棒120a中會產(chǎn)生裂紋。在煙灰淀 積期間，起始部件110同時地圍繞中心旋轉(zhuǎn)并遠離第一燃燒器140和第二 燃燒器150地移動。起始部件110圍繞其作為中心的中心軸線112旋轉(zhuǎn)以便 初級預制棒120a具有旋轉(zhuǎn)對稱性。此外，起始部件110沿著其中心軸線 112遠離第一燃燒器140和第二燃燒器150地移動，以便初級煙灰預制棒 120a朝第一燃燒器140和第二燃燒器150持續(xù)地生成。在優(yōu)選的實施例 中，沿著起始部件112的中心軸線112，初級煙灰預制棒120a的生成方向 是向下的，而其相反方向向上。起始部件110的向上移動使用傳感器伺服 控制。即，傳感器檢測從由直徑或長度構(gòu)成的組中選擇的生成尺寸，并 且如果初級煙灰預制棒120a的生成尺寸接近預定值，起始部件110向上移 動。因此，起始部件110根據(jù)初級煙灰預制棒120a的生成尺寸自動地向上 移動。
第一燃燒器140具有中心軸線，所述中心軸線相對于起始部件110的 中心軸線112以銳角傾斜，和朝向初級煙灰預制棒120a的端部噴射火焰， 以便芯部122a從初級煙灰預制棒120a的端部向下生長。玻璃原材料S (SiCl4、 GeCl" POCh、 CF" BCL等)，包含氫氣的燃料氣體G^，包含 氧氣的氧化氣體Gw，等被供應到第一燃燒器140。煙灰根據(jù)化學反應產(chǎn) 生，在所述化學反應中玻璃原材料在從第一燃燒器140等噴射的火焰中被 水解。此外，所產(chǎn)生的煙灰淀積在初級煙灰預制棒120a上。
Si02和Ge02的水解反應式如以下化學式l和2所示，其中所述Si02和 Ge02為構(gòu)成煙灰的主要氧化物。此時，反應溫度在700到900。C的范圍 內(nèi)。
SiCl厲0—Si02+4HC1 (1) GeCl4+2H20—Ge02+4HC1 (2)
第二燃燒器150在上方地與第一燃燒器140隔開，第二燃燒器150的中 心軸線相對于起始部件110的中心軸線112以銳角傾斜。第二燃燒器150朝 芯部122a的外圓周表面噴射火焰，以便內(nèi)包層124a在芯部122a的外圓周 表面上生長。玻璃原材料S (SiCl4、 GeCl4、 P0C13、 CF4、 BCl3等)，包含 氫氣的燃料氣體G^，包含氧氣的氧化氣體U，等被供應到第二燃燒器 150。煙灰根據(jù)化學反應產(chǎn)生，在所述化學反應中玻璃原材料在從第二燃 燒器150等噴射的火焰中被水解。此外，所產(chǎn)生的煙灰淀積在初級煙灰預 制棒120a上。
分別供應到第一燃燒器140和第二燃燒器150的玻璃原材料S的供應數(shù) 量和種類被控制以彼此不同，以便芯部122a具有高于內(nèi)包層124a的折射 率的折射率。例如，玻璃中的Ge02和P20s增加了折射率，而BA和F降低了 折射率。由第一燃燒器140和第二燃燒器150產(chǎn)生的煙灰中未淀積在初級 煙灰預制棒120a上的煙灰通過排出口135被排出到外部。
過程(b) (S12)是使初級煙灰預制棒120a脫水的過程。即，初級 煙灰預制棒120a在氯(Cl2)環(huán)境中被加熱，以便存在于初級煙灰預制棒 120a內(nèi)的0H基和雜質(zhì)被移除。
圖3是圖示說明用于使第一煙灰預制棒120a脫水的裝置的視圖。圖3 中所示的加熱爐200設(shè)置有加熱器210和在所述加熱器210下方的流入口
220。
在過程(b) (S12)之前的準備過程中，初級煙灰預制棒120a被安 裝在加熱爐200內(nèi)。Cl2和He氣體通過流入口220被供應到加熱爐200內(nèi)， 并且初級煙灰預制棒120a使用加熱器210被加熱。優(yōu)選地，He氣體的輸入 是20到50splm，而Cl2氣體的輸入是He氣體的輸入的2 — 5y。(體積百分 比)。例如，初級煙灰預制棒120a可以在1.0splm的Cl2氣體和25splm的 He氣體的環(huán)境中在113(TC被加熱達120分鐘。
過程(c) (S13)是通過燒結(jié)脫水的初級煙灰預制棒120a而獲得玻 璃化的初級煙灰預制棒的過程。
圖4是圖示說明用于利用圖3中所示的加熱爐200而燒結(jié)脫水的不透明 初級煙灰預制棒120a的裝置的視圖。在脫水初級煙灰預制棒120a被安裝 在加熱爐200內(nèi)的狀態(tài)下，He氣體通過流入口220被供應到加熱爐200內(nèi)， 并且使用加熱器210加熱脫水的初級煙灰預制棒120a。脫水的初級煙灰預 制棒120a被向下移動，以便它從高溫區(qū)域的底部移動到頂部，其中所述 高溫區(qū)域由加熱器210形成在加熱爐200內(nèi)。玻璃化的初級光纖預制棒 120b通過執(zhí)行燒結(jié)過程而獲得。即，不透明初級煙灰預制棒120a通過燒 結(jié)過程被轉(zhuǎn)化為透明初級光纖預制棒120b。由于He氣體具有高熱傳導 性，因此它傳導熱量直至初級煙灰預制棒120a的內(nèi)部。優(yōu)選地，He氣體 的輸入為20 — 50splm。例如，初級煙灰預制棒120a可在25.0splm的He氣 體的環(huán)境中在150(TC被加熱達2()0分鐘。
過程(d) (S14)是通過使用熱源加熱玻璃化的初級光纖預制棒 120b而拉伸所述玻璃化的初級光纖預制棒120b的過程，其中所述熱源不 使用氫氣。即，為了減小玻璃化的初級光纖預制棒120b的直徑并延長其 長度，玻璃化的初級光纖預制棒120b的端部在所述玻璃化的初級光纖預 制棒120b被軟化的狀態(tài)下被拉伸。玻璃化的初級光纖預制棒120b被拉伸 至預定直徑，其中最終產(chǎn)品的芯部和包層的直徑比由光學纖維的芯部和 包層的直徑比決定。不使用氫氣的熱源包括電爐、等離子加熱器等。
圖5到圖7是視圖，圖示說明了用于執(zhí)行加熱和拉拔(拉伸)玻璃化 的初級光纖預制棒120b以形成拉伸的玻璃化的初級光纖預制棒120c的過 程的裝置的連續(xù)的狀態(tài)。圖5到圖7是順序地圖示說明過程(d) (S14)
的初始、中間和最終階段的視圖。圖5到圖7中所示的拉拔裝置300包括第 一夾盤(chuck) 320和第二夾盤325，爐330和外徑測量裝置340。
參照圖5，在過程(d) (S14)之前的準備過程中，第一模型棒310 被連接到玻璃化的初級光纖預制棒120b的第一端，而第二模型棒315被連 接到與第一端相對的第二端。第一模型棒310和第二模型棒315沿著玻璃 化的初級光纖預制棒120b的中心軸線(或縱向方向)延伸。第一模型棒 310被安裝在第一夾盤320上，而第二模型棒315被安裝在第二夾盤325 上。此時，為了防止玻璃化的初級光纖預制棒120b在拉伸過程期間被彎 曲，玻璃化的初級光纖預制棒120b被布置為垂直于地面以便其第一端和 第二端分別地在下方和上方。為此，第一夾盤320和第二夾盤325分別地 位于下方和上方。爐330和外徑測量裝置340圍繞玻璃化的初級光纖預制 棒120b被布置，并且外徑測量裝置340被布置在爐330下方從而測量拉伸 的玻璃化的初級光纖預制棒120c的直徑。
此外，在過程(d) (S14)之前的準備過程中，使用外徑測量裝置 340相對于玻璃化的初級光纖預制棒120b的整個長度測量玻璃化的初級光 纖預制棒120b的直徑以產(chǎn)生測量結(jié)果，并且根據(jù)測量結(jié)果調(diào)整第二夾盤 325和爐330的向上移動速度。
參照圖5到圖7，圖中圖示說明了連續(xù)的狀態(tài)，其中爐330的加熱溫度 升高并且玻璃化的初級光纖預制棒120b以它的中心軸線作為旋轉(zhuǎn)中心以 預定速度旋轉(zhuǎn)，爐330和外徑測量裝置340向上移動，同時始終保持彼此 之間的間隔，并且第二夾盤325向上移動。在圖5到圖7中所示的連續(xù)的狀 態(tài)中，爐330從玻璃化的初級光纖預制棒120b的第一端移動到第二端。此 時，爐330的移動速度快于第二夾盤325的移動速度。此外，外徑測量裝 置340監(jiān)視拉伸的玻璃化的初級光纖預制棒120c的直徑。玻璃化的初級光 纖預制棒120b的旋轉(zhuǎn)是為了防止蛋形不規(guī)則的發(fā)展和玻璃化的初級光纖 預制棒120b的彎曲?？蛇x擇地，玻璃化的初級光纖預制棒120b在過程 (d) (S14)期間可不被旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，爐330的加熱溫度為1800-2100 °C。此外，電阻爐或者感&電爐可被用作爐330。例如，爐330的加熱溫 度可以保持在2000'C，第二夾盤325的移動速度可以是45-50mm/min,與 第二夾盤325和爐330的移動速度之間的差相對應的進給速度可以為
7. 5mm/min，而玻璃化的初級光纖預制棒120b的旋轉(zhuǎn)速度可以是lrpm。此 外，優(yōu)選為施加到第二夾盤325的張力保持為100到200N。
圖8是視圖，圖示說明了拉伸的玻璃化的初級光纖預制棒和第一拉拔 光纖預制棒120c的一部分，拉伸的玻璃化的初級光纖預制棒和第一拉拔 光纖預制棒120c包括其直徑分別為d和D的芯部122b和內(nèi)包層124b。由于 過程(d) (S14)由不使用氫氣的熱源執(zhí)行，因此滲入第一拉拔光纖預 制棒120c的芯部122b的氫的氫滲入被最小化。因此，芯部122b和內(nèi)包層 124b的直徑比D/d為5. 0或者比5. O更少。
其后，拉伸的玻璃化的初級光纖預制棒120c被切斷以分為兩個切斷 的初級光纖預制棒120c，兩個切斷的初級光纖預制棒120c中的、第一模 型棒310與其連接的一個切斷的初級光纖預制棒120c被使用在隨后的過程 中。
過程(e) (S15)是通過在切斷的初級光纖預制棒120c上生成外包 層而獲得二級煙灰預制棒，其中所述外包層沿著所述切斷的初級光纖預 制棒120c的中心軸線方向通過煙灰淀積生成。外包層的折射率高于切斷 的初級光纖預制棒120c的內(nèi)包層的折射率而低于所述切斷的初級光纖預 制棒120c的芯部120b的折射率。外包層直接形成在切斷的初級光纖預制 棒120c的內(nèi)包層124b的外圓周上。
圖9是圖示說明用于生成外包層的裝置400的視圖，其中所述裝置400 包括淀積室410和燃燒器420。在過程(e) (S15)之前的準備過程中， 切斷的初級光纖預制棒120c被安裝在淀積室410內(nèi)。
淀積室410具有帶內(nèi)部空間的圓筒形狀，并在所述淀積室410的頂部 設(shè)置有排出口415。燃燒器420與排出口415相對地被布置并且切斷的初級 光纖預制棒120c位于它們之間。外包層126a使用燃燒器420通過第二煙灰 淀積而生成在切斷的初級光纖預制棒120c的外圓周上。在第二煙灰淀積 期間，切斷的初級光纖預制棒120c旋轉(zhuǎn)并且同時沿其中心軸線移動。切 斷的初級光纖預制棒120c圍繞作為中心的中心軸線117旋轉(zhuǎn)，以便由第二 煙灰淀積產(chǎn)生的二級不透明煙灰預制棒125a具有旋轉(zhuǎn)對稱性。此外，通 過使切斷的初級光纖預制棒120c沿著其中心軸線117重復地往復運動而獲 得二級煙灰預制棒125a。在優(yōu)選的實施例中，燃燒器420被固定。
作為玻璃形成物質(zhì)的包括SiCl4的原材料S、含有氫氣或者C仏的燃料
氣體G^'、含有氧氣的氧化氣體(k，等被供應到燃燒器420。煙灰根據(jù)化 學反應被產(chǎn)生，在所述化學反應中原材料S在從燃燒器420噴射的火焰內(nèi) 被水解，并且所產(chǎn)生的煙灰被淀積到切斷的初級光纖預制棒120c的外圓 周表面上。由燃燒器420產(chǎn)生的未淀積在切斷的初級光纖預制棒120c的外 圓周表面上的煙灰通過淀積室410的排出口415被排出到外部。
在選擇性的優(yōu)選實施例中，燃燒器420沿著與切斷的初級光纖預制棒 120c的中心軸線117相平行的路徑被重復地往復運動。
過程(f) (S16)是通過使二級煙灰預制棒125a脫水和燒結(jié)而獲得 玻璃化的二級光纖預制棒125b的過程。g卩，二級煙灰預制棒125a在Cl2氣 體環(huán)境中被加熱以執(zhí)行用于消除存在于二級煙灰預制棒125a中的0H基和 雜質(zhì)的脫水過程，而二級煙灰預制棒125a同時地在He氣體環(huán)境中被燒結(jié) 以執(zhí)行玻璃化的二級煙灰預制棒125a的過程。
圖10是視圖，圖示說明了用于使用圖4中所示的加熱爐200使二級煙 灰預制棒125a脫水和燒結(jié)的裝置。在二級煙灰預制棒125a安裝在加熱爐 200內(nèi)的狀態(tài)下，He和Cl2氣體通過流入口220被供應到加熱爐200內(nèi)，并 且使用加熱器210加熱二級煙灰預制棒125a。 二級煙灰預制棒125a以預定 速度向下移動，以便它從由加熱器210在加熱爐200內(nèi)形成的高溫區(qū)域的 頂部移動到底部。由此消除存在于二級煙灰預制棒125a內(nèi)的0H基和雜 質(zhì)，并且通過執(zhí)行這樣的脫水和燒結(jié)過程而同時地獲得玻璃化的二級光 纖預制棒125b。即，不透明二級煙灰預制棒125a通過脫水和燒結(jié)過程被 轉(zhuǎn)化為透明二級光纖預制棒125b。
優(yōu)選地，He氣體的輸入為10-20splm，而Cl2氣體的輸入為He氣體的 輸入的1-4% (體積百分比)。例如，二級煙灰預制棒125a可以在 0.375splm的Cl2氣體和15splm的He氣體的環(huán)境中在150CTC被加熱達300分 鐘。
傳統(tǒng)上，二級煙灰預制棒不被脫水而被燒結(jié)。然而，在本發(fā)明中二 級煙灰預制棒125a被脫水并被燒結(jié)以產(chǎn)生透明的二級煙灰預制棒125b， 從而減小由于此后制造的宏彎曲不敏感光學纖維的OH基所引起的損耗。
圖ll是圖示說明透明的二級光纖預制棒125b的視圖。圖11A圖示說明
了透明的二級光纖預制棒125b的透視圖，而圖11B圖示說明了透明的二級 光纖預制棒125b的截面圖。如這些附圖中所示，透明的二級光纖預制棒 125b包括在其中心的芯部122b、圍繞芯部122b的內(nèi)包層124b和圍繞內(nèi)包 層124b的外包層126b。
然后，通過上述方法制造的二級光纖預制棒125b通過以下將說明的
過程被拉拔為宏彎曲不敏感光學纖維。宏彎曲不敏感光學纖維具有與透 明的二級光纖預制棒125b的配置和直徑比相同的配置和直徑比。宏彎曲 不敏感光學纖維的芯部變成光學信號的傳輸媒體，內(nèi)包層起將光學信號 捕獲在芯部內(nèi)的作用，而外包層起到增大宏彎曲光學纖維的直徑的作 用。此外，宏彎曲光學纖維的芯部、內(nèi)包層和外包層的直徑比與透明的 二級光纖預制棒125b的芯部122b、內(nèi)包層124b和外包層126b的直徑比相 同。
圖12是圖示說明用于拉拔宏彎曲不敏感光學纖維的裝置500的視圖。 圖12中所示的拉拔裝置500包括爐510、冷卻裝置520、涂層530、紫外線 固化裝置540、絞盤550和巻軸560。
爐510在2000到2500'C加熱安裝在爐510內(nèi)的透明的二級光纖預制棒 125b的端部，以熔化所述端部。雖然從透明的二級光纖預制棒125b拉拔 出的宏彎曲不敏感光學纖維128具有與二級光纖預制棒125b的配置相同的 配置，但是宏彎曲不敏感光學纖維128的直徑遠小于透明的二級光纖預制 棒125b的直徑。此外，為了防止爐510的內(nèi)部由于熱量而被氧化，惰性氣 體在爐510內(nèi)流動。
冷卻裝置520冷卻從爐510拉拔出的加熱的宏彎曲不敏感光學纖維
128。
涂布機530將紫外線固化樹脂敷到正經(jīng)過冷卻裝置520的宏彎曲不敏 感光學纖維128上，并且紫外線固化裝置540通過在其上照射紫外線而固
化紫外線固化樹脂。
絞盤550以預定力拉宏彎曲不敏感光學纖維128，以便宏彎曲不敏感 光學纖維128從透明的二級光纖預制棒125b連續(xù)地拉出同時保持其預定的 直徑。
經(jīng)過絞盤550的宏彎曲不敏感光學纖維128被巻繞在巻軸560上。光學纖維在1383nm波長處的損耗被宏彎曲不敏感光學纖維的芯部的 直徑d和內(nèi)包層的直徑D的比D/d極大地影響。在宏彎曲不敏感光學纖維 128中，.通過制造宏彎曲不敏感光學纖維128的過程中的兩次脫水(過程 (b)和(f) (S12和S16))以及D/d為3.9或者比3.9更大，在1310_ 1625nm波長處的最大損耗值為0.46dB/km或者比0.46dB/km更少，OH損耗 被保持為O. 320dB/km或者比0.320dB/km更少。此外，即使在宏彎曲不敏 感光學纖維128已經(jīng)過H2老化之后，1383nm波長處的損耗值也不增加，并 且即使在H2老化之后14天，1383nni波長處的損耗值也少于1310nm波長處 的損耗值。
圖13是圖示說明宏彎曲不敏感光學纖維128的折射率分布圖的視圖。 構(gòu)成宏彎曲不敏感光學纖維128的芯部和內(nèi)包層和外包層的半徑分別是 Rh R2和R"例如，通過在過程(a) (S11)中調(diào)整供應到第一燃燒器 140的GeCl4的量和供應到第二燃燒器150的CF4的量而獲得宏彎曲不敏感光 學纖維128的折射率分布圖。在芯部(如果存在抖動由折射率的平均值限 定)的折射率和內(nèi)包層的最小折射率之間的差A ri。。hnn —￡lad在0. 00615到 0.00645的范圍內(nèi)，并且外包層的折射率和內(nèi)包層的最小折射率之間的差 Arw^lBd—i^—^為0. 0006或者比0. 0006更大的情況下，宏彎曲不敏感光學 纖維128在其圍繞直徑為20mm的圓柱巻繞一次的情況下在1625nm波長處的 宏彎曲損耗為O. 2dB或者更少。
圖13圖示說明了根據(jù)第一比較實例和第二比較實例的折射率分布 圖，并且每一根光學纖維都具有相同的宏彎曲不敏感光學纖維128配置。 例如，由于在根據(jù)第一比較實例的光學纖維中，芯部(如果存在抖動由 折射率的平均值限定)的折射率和內(nèi)包層的最小折射率之間的差An。。^ inn —。w在0. 00615到0. 00645的范圍內(nèi)，并且外包層的折射率和內(nèi)包層的最 小折射率之間的差Aru吣。w(^在0. 0003到0. 0004的范圍內(nèi)，如果光學 纖維圍繞20mm直徑的圓柱巻繞一次，所述光學纖維在1625nm的波長處， 具有大于0.2dB的宏彎曲損耗。由于根據(jù)第二比較實例的光學纖維在外包 層的折射率和內(nèi)包層的最小折射率之間幾乎不具有差值，因此根據(jù)第二 比較實例的光學纖維具有的宏彎曲損耗大于根據(jù)第一比較實例的光學纖 維所具有的宏彎曲損耗。 圖14是圖示說明宏彎曲不敏感光學纖維128的連接損耗特性的視圖。 在圖14中，水平軸表示宏彎曲不敏感光學纖維128在i310nm波長處的 MFD，而垂直軸表示具有大約9. 2 y m的MFD的單一模式光學纖維在1310nm 波長處相對于宏彎曲不敏感光學纖維128的雙向平均連接損耗值。此時， 使用光時域反射儀(OTDR)測量連接損耗。如圖14中所示，由于MFD和連 接損耗之間存在反比例關(guān)系，宏彎曲不敏感光學纖維128應當具有8.0um 或者比8. On m更大的MFD，從而具有O. 2dB或者更小的連接損耗。
圖15是圖示說明宏彎曲不敏感光學纖維128的宏彎曲損耗特性的視 圖。在圖15中，水平軸代表1310nm波長處的宏彎曲不敏感光學纖維128的 MFD相對于截止波長的比，而垂直軸表示宏彎曲損耗值。如圖15中所示， 由于在1310nm波長處的MFD相對于截止波長的比和宏彎曲損耗之間存在指 數(shù)關(guān)系，因此1310nm波長處的宏彎曲不敏感光學纖維128的MFD相對于截 止波長的比應當為6.63或者更小，從而具有0.2dB的宏彎曲損耗。
如上所述，本發(fā)明存在的優(yōu)點在于，由于根據(jù)本發(fā)明的光學纖維具 有極少的OH損耗和低連接損耗，因此其具有與現(xiàn)有LWPF的良好兼容性。 此外，由于光學纖維滿足CWDM光學用戶網(wǎng)絡中所需要的傳輸特性并具有 小宏彎曲損耗，因此它適合于甚至在彎曲過度的環(huán)境下構(gòu)建光學用戶網(wǎng) 絡。
盡管己參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實施例圖示說明并描述了本發(fā)明，但 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解，在不背離由權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的實質(zhì) 和范圍的情況下，可做出形式和細節(jié)上的各種改變。
權(quán)利要求
1.一種光學纖維，包括芯部，所述芯部布置在光學纖維的中心以在光學纖維內(nèi)具有最大折射率；圍繞所述芯部的內(nèi)包層，所述內(nèi)包層在光學纖維內(nèi)具有最小折射率；和圍繞內(nèi)包層的外包層，所述外包層的折射率低于芯部的折射率而高于內(nèi)包層的折射率，其中芯部的折射率和內(nèi)包層的最小折射率之間的差Δncore-inner_clad在0.00615到0.00645的范圍內(nèi)，并且外包層的折射率和內(nèi)包層的最小折射率之間的差Δnouter_clad-inner_clad為0.0006或者比0.0006更大。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光學纖維，其中在1310nm的波長處，光學纖維具有8.0ixm或者比8.0ym更大的模場 直徑(MFD)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光學纖維，其中在1310nm的波長處，光學纖維的MFD相對于截止波長的比(MFD/ 截止波長)是6.6或者比6.6更小。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光學纖維，其中在1383nm的波長處，光學纖維具有0.320dB/km或者比0.320dB/km更 小的損耗。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光學纖維，其中 芯部包括Si02和Ge02，內(nèi)包層包括Si02和F，而外包層包括Si02。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光學纖維，其中 內(nèi)包層的直徑D與芯部的直徑d的比是3.9或者比3.9更大。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光學纖維，其中-在光學纖維圍繞具有20mrp直徑的圓柱巻繞一次的情況下，在 1625nm的波長處，光學纖維具有0.2dB或者比0.2犯更小的宏彎曲損耗。
8. —種光學纖維，包括布置在光學纖維的中心的芯部，所述芯部在光學纖維內(nèi)具有最大折 射率；圍繞芯部的內(nèi)包層，所述內(nèi)包層在光學纖維內(nèi)具有最小折射率；和 圍繞內(nèi)包層的外包層，所述外包層的折射率低于芯部的折射率而高于內(nèi)包層的折射率，其中在光學纖維圍繞具有20mm直徑的圓柱巻繞一次的情況下，在1625nm的波長處，光學纖維具有0.2dB或者比0.2dB更小的宏彎曲損耗。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學纖維，其中在1310nm的波長處，光學纖維具有8.0ym或者比8.0um更大的模場 直徑(MFD)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學纖維，其中在1310nm的波長處，光學纖維的MFD相對于截止波長的比(MFD/ 截止波長)為6.6或者比6.6更小。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學纖維，其中在1383nm的波長處，光學纖維具有0.320dB/km或者比0.320dB/km更 小的損耗。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學纖維，其中芯部包括Si02和Ge02，內(nèi)包層包括Si02和F，而外包層包括Si02。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學纖維，其中 內(nèi)包層的直徑D與芯部的直徑d的比是3.9或者比3.9更大。
14. 一種用于制造光學纖維的方法，包括以下步驟 通過煙灰淀積在起始部件上沿著起始部件的縱向方向生成初級煙灰預制棒；使生成的初級煙灰預制棒脫水；使脫水的初級煙灰預制棒燒結(jié)以獲得玻璃化的初級光纖預制棒； 通過使用不用氫氣的熱源加熱玻璃化的初級光纖預制棒而拉伸所述玻璃化的初級光纖預制棒；切斷初級光纖預制棒而獲得切斷的初級光纖預制棒； 沿著切斷的初級光纖預制棒的中心軸線方向通過煙灰淀積在所述切斷的初級光纖預制棒上生成外包層以獲得二級煙灰預制棒；和使二級煙灰預制棒脫水并燒結(jié)以獲得玻璃化的二級光纖預制棒。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中脫水步驟進一步包括以下步驟在氯氣(Cl2)環(huán)境中加熱初級煙灰預制棒以移除存在于初級煙灰預制棒內(nèi)的OH基和雜質(zhì)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中外包層的折射率高于切斷的初級光纖預制棒的內(nèi)包層的折射率而低于所述切斷的初級光纖預制棒的芯部的折射率；并且生成二級煙灰預制棒的步驟進一步包括在內(nèi)包層的外圓周上形成外 包層。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中使二級煙灰預制棒脫水和燒結(jié)的 步驟進一步包括以下步驟-同時在Cl2氣體環(huán)境中加熱二級煙灰預制棒以消除存在于二級煙灰預制棒內(nèi)的OH基和雜質(zhì)，以及在He氣體環(huán)境中使二級煙灰預制棒燒結(jié)以使 二級煙灰預制棒玻璃化。
全文摘要
所披露的是一種光學纖維，所述光學纖維包括芯部，所述芯部布置在光學纖維的中心以在光學纖維內(nèi)具有最大折射率；圍繞芯部的內(nèi)包層，所述內(nèi)包層在光學纖維內(nèi)具有最小折射率；和圍繞內(nèi)包層的外包層，所述外包層的折射率低于芯部的折射率而高于內(nèi)包層的折射率，其中芯部的折射率和內(nèi)包層的最小折射率之間的差Δn_{core-inne_rclad}在0.00615到0.00645的范圍以內(nèi)，并且外包層的折射率和內(nèi)包層的最小折射率之間的差Δn_{outer_clad-inne_rclad}為0.0006或者更大。
文檔編號C03B37/018GK101097273SQ20061015678
公開日2008年1月2日 申請日期2006年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月29日
發(fā)明者尹暎植, 都文顯, 金鎮(zhèn)杏 申請人:三星電子株式會社