專利名稱：一種980nm傳輸窗口用單模光纖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖技術(shù)領(lǐng)域，特別是滿足980腿傳輸窗口用的、適用于FTTH (FTTH為"Fiber To the Home"的英文縮寫，意為光纖到戶)等局域網(wǎng)和 接入網(wǎng)系統(tǒng)最后一公里網(wǎng)絡(luò)的單模光纖。
背景技術(shù)：
FTTH作為接入的最后一公里，受復(fù)雜應(yīng)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。雖然國際ITU組織于2006 年12月正式出臺了關(guān)于彎曲不敏感光纖光纜的夫見格和標(biāo)準(zhǔn)，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FTTx (FTTx是"Fiber To The x"的縮 寫，意為"光纖到x"，為各種光纖通訊網(wǎng)絡(luò)的總稱，其中x代表光纖線路的 目的地)工程的施工要求，但時隔3年G657的使用量卻相當(dāng)有限，且國內(nèi) FTTx的前進(jìn)步伐也極為緩慢。其主要原因是，目前，F(xiàn)TTx特別是FTTH的成 本遠(yuǎn)高于xDSL( xDSL是DSL的統(tǒng)稱，意即數(shù)字用戶線路，是以銅電話線為傳輸 介質(zhì)的點對點傳輸技術(shù)，其中DSL為"Digital Subscriber Line"的縮寫) 的成本，前者大約是后者的IO倍之多，這極大制約了 FTTx的發(fā)展。因此， 全面推廣FTTx的關(guān)鍵是降低其成本，預(yù)計當(dāng)FTTx的成本是xDSL的成本的一 半左右的時候，F(xiàn)TTx將迅速取代后者，由此，F(xiàn)TTx成本的研究成為最熱門的 話題。近來，國內(nèi)外一些專家提出了一個新的設(shè)想，即使用980nm波段作為 通訊窗口，其優(yōu)點是，980nm是最常用的波段，其光源及相關(guān)器件相當(dāng)成熟 且價格便宜，使用該波段可有效降低光網(wǎng)絡(luò)的成本。與1310nm和1550nra窗 口相比，在980nra窗口光的損耗增大了，信號可傳輸?shù)木嚯x受到了限制，因 此無法用于長距離甚至是中距離的傳輸，但卻可以滿足FTTx用的最后 一公里 光纖的傳輸要求，因此在技術(shù)上具有可行性。另一方面，將光纖的尺寸做小 不僅可以提高光纖的彎曲性能，而且也是迅速降低光纖成本的途徑之一。研
3究表明，如將光纖直徑由常M^的125ym降低到80nm，在相同的彎曲半徑下， 其應(yīng)變值僅為標(biāo)準(zhǔn)通信光纖應(yīng)變值的40%,從而降低了本征裂紋的生長速 度，使光纖的壽命從數(shù)月提高到二十年以上。如果同時將涂覆層的外徑由245 U m降^f氐到140 n m左右，則每^^里成品光纖的體積尚不到常規(guī)光纖的35 % ， 石英玻璃的用量約為常規(guī)光纖的41%,樹脂用量約為常規(guī)光纖的30%，單位 長度的光纖成本不到常規(guī)光纖的1/2,且光纖尺寸的降低為光纜的微型化和 輕量化提供了充足的空間。正因為如此，繼2006年ITU發(fā)布關(guān)于G657光纖 標(biāo)準(zhǔn)后，國際電工委員會于2007年即發(fā)布了關(guān)于980窗口及細(xì)光纖的標(biāo)準(zhǔn) IEC 60793-2-60 80 m m包層直徑C類接入網(wǎng)用彎曲不敏感單模光纖。
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^^為0. 012dB/圏，^t場直徑
(1550nm)為7. 8nra，截止波長為1. 28 p ra。雖然該光纖沖莫場直徑略小于C-SMF 標(biāo)準(zhǔn)(C一SMF為conventional single—mode fiber的英文縮寫，意為4專統(tǒng)的 單模光纖)，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(dá)到0. 05dB，其衰減性能也達(dá)到C-SMF的水平，1. 30 ju m和1. 55 m m的衰減為 0. 50dB/km和0. 2認(rèn)/km。美國康寧4,出的一種基于nanoStructuresTM才支術(shù)的 新型彎曲不敏感光纖——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)?89104889.4,公開號為EP0334 247A2 )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6um和8Mm左右。國際專利申請 號為PCT/US2006/035894、 乂>開號為W0 2007/040947 Al則才是出了一種^燭物線 型折射率分布的彎曲損耗不^t感光纖。申請?zhí)枮閁S2008/0056654 Al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(xì)低水峰抗彎損光纖。申請?zhí)枮?00810120563. 9的我國專利
申請則發(fā)明了 一種彎曲損耗不敏感的單模光纖。這些光纖均致力于改善光纖的 彎曲性能，但卻始終將光纖的使用窗口限制在1310腿及以上波段，其截至波 長通常大于1100nm，因此無法在980nm窗口作為單模光纖使用。此外，現(xiàn)有技術(shù)中，980nm窗口使用的單模光纖均為具有特殊結(jié)構(gòu)并用作 信號增益的稀土摻雜光纖，如我國發(fā)明專利"光增益光纖，申請?zhí)枮?00817129.7"、"摻鉺光纖,申請?zhí)枮?00380108417,3",美國專利"optical fiber and optical fiber device, PAT No. 6614975"、 "Amplification optical fiber, fiber optic amplifier, optical transmitter, and optical coiMiunication system, PAT No. 6538807"等分別公開了幾種此種用途的光 纖。這些現(xiàn)有的產(chǎn)品，由于損耗大，不能用于普通的信號傳輸，而是用在放大 器或激光器上，且其棵光纖的直徑通常大于125微米，成本和價格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于常 規(guī)G652. D光纖，無法滿足降低FTTH系統(tǒng)成本的設(shè)計要求。 為方便介紹本發(fā)明內(nèi)容，定義部分屬于如下 芯層光纖中心部分，該部分是波導(dǎo)傳輸?shù)闹饕d體； 包層包圍在芯層外面的玻璃層，該部分主要起到保護(hù)芯層的作用； 折射率差(△):光纖不同層之間折射率的絕對差值與光纖不同層之間折 射率的平均值的比值，如芯層折射率為nl,第二包層折射率差為n0，則芯層 相對于第二包層的折射率差A(yù)l =2 (nl-n0 ) / (n0+nl)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題和提出的技術(shù)任務(wù)是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的光纖 的截至波長大于lOOOnrn，在980nra窗口不能進(jìn)行單模傳輸?shù)膯栴}，同時解決 光纖尺寸過大(通常為245 pm左右)而導(dǎo)致的原料消耗大、成本高的問題， 通過對光纖結(jié)構(gòu)的特殊設(shè)計，提供一種截至波長不大于980nm、光纖直徑不 大于180jam、彎曲性能和損耗特性能滿足FTTH系統(tǒng)中最后一公里傳輸要求 的單模光纖。為此，本發(fā)明的主要內(nèi)容和技術(shù)方案如下
一種980mn傳輸窗口用單模光纖，由橫截面為圓形的棵玻璃光纖以及包 圍在該棵玻璃光纖外周的兩個橫截面為圓環(huán)形的樹脂保護(hù)層構(gòu)成，其特征是 所述棵玻璃光纖由一個橫截面為圓形的芯層和依次包圍在所述芯層外側(cè)的橫 截面為圓環(huán)形的第一包層、第二包層組成，所述芯層的折射率高于兩個包層 的折射率，且所述芯層相對于第二包層的折射率差(Al )大于第一包層相對 于第二包層的折射率差，所述的第二包層為純Si02層，所述的芯層的折射率 剖面呈冪函數(shù)分布，第一包層折射率剖面成對數(shù)函數(shù)分布或階梯型分布，第二包層的折射率剖面呈階梯型分布。
作為優(yōu)選，所述的芯層相對于第二包層的折射率差在0. 0040 - 0. 0079之 間；第一包層相對于第二包層的折射率差在-0.0025 0之間；所述芯層的厚 度(即半徑的尺寸)在1. 9 ~ 3. 3pm之間；所述第一包層的厚度在0. 7 ~ 1. 8 jim之間；所述第二包層的厚度在34. 3 ~ 37. 4 )am之間。
作為優(yōu)選，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6 ~ 8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-11~-9之間。
作為優(yōu)選，所述的^^果玻璃光纖的直徑在70. 0 ~ 90. 0 ja m之間；所述的第 一樹脂保護(hù)層的厚度為20± 3jum,楊氏模量為1.2±0.1MPa;所述的第二樹 脂保護(hù)層的厚度為15 ±3 Mm,楊氏模量為720 土50MPa;成品光纖的直徑為 160士20pm (芯層、第一包層、第二包層的總和即是棵玻璃光纖外徑，制造 中通過調(diào)整第二包層來確保三層總和也即棵玻璃光纖的尺寸)。
作為優(yōu)選，成品光纖在980nm波長下的模場直徑在4. 8 ~ 7. 2 ju m之間， 其截止波長在900 - 970nra之間；成品光纖在980nm波長下的傳輸損耗為不大 于3dB/km;以10mm半;^繞5圈測量時，成品光纖在980腿波長下的附加損 耗為復(fù)OldB。
本發(fā)明的單模光纖可由摻雜的石英玻璃構(gòu)成棵玻璃光纖的芯層、由石英 玻璃構(gòu)成棵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(hù)層，其中棵 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(xué)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(xué)元素的區(qū)域；第二包層即光纖的外包 層為純Si02層。
制造這種光纖時，先根據(jù)設(shè)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(xué)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(shè)計要求的光纖預(yù)制棒的 芯棒，以外部氣相沉積(OVD)(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(yù)制棒，預(yù)制棒拉制成棵玻璃光纖，該棵玻璃光纖經(jīng)兩次
紫外光固化樹脂涂覆形成設(shè)計尺寸的兩個包層；最后經(jīng)一系列機械、光學(xué)和
化學(xué)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棵玻璃光纖的芯層和包層進(jìn)行合理的設(shè)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980nm窗口進(jìn)行單模傳輸?shù)膯文９饫w，該光纖截至波長不超過980nm, 在980nm窗口上可作為單模光纖使用，從而使價格低廉的980nraVCSEL激光器 在信號傳輸網(wǎng)上得到應(yīng)用；其傳輸損耗不超過3dB/km,可滿足FTTH系統(tǒng)中 最后一公里的傳輸要求；其抗彎曲性能顯著優(yōu)于現(xiàn)有的FTTH用光纖，允許彎 曲半徑不大于10mra;其光纖的直徑顯著低于現(xiàn)有的傳輸用的單模光纖，其制 造成本顯著低于現(xiàn)有的單模傳輸光纖，同時該光纖單位長度上可節(jié)約材料 40°/。左右，大大降低了傳輸系統(tǒng)的成本，有望在下一代接入網(wǎng)中廣泛使用。


圖1A和圖1B分別是本發(fā)明的單模光纖(10)的橫截面示意圖和棵玻璃光
纖(11 )的橫截面示意圖。
圖2是圖1中棵玻璃光纖(11 )的折射率剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是圖1中棵玻璃光纖(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)與光纖截至波長(i )之間的關(guān)系曲線。
圖5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(guān)系 曲線。
圖6所示為本發(fā)明光纖芯層相對于第二包層的折射率差(Al )與光纖截 至波長(義c )之間的關(guān)系曲線。
圖7所示為本發(fā)明光纖芯層相對于第二包層的折射率差(Al )與光纖模 場直徑(MFD )之間的關(guān)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棵玻璃光纖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(hù)層12、和第二樹脂保護(hù)層13,該二樹脂
7保護(hù)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，棵玻璃光纖ll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^鏡截面為圓環(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(yù)制棒的芯 棒，然后再以O(shè)VD (也可用PCVD、 VAD、 MCVD或其他類似方法代替)技術(shù)制造 純Si02的外包層，或采用RIC技術(shù)在芯棒周邊包上外包層，從而制備得到光 纖預(yù)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(yù)制棒在VAD等芯棒制造工藝中，通過在噴燈的SiCh原料 中摻雜GeCh以適當(dāng)?shù)奶岣咝緦?11相對于第二包層的折射率差A(yù)l ,并通過 沉積時間和原料流量等參數(shù)控制芯層111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相對于第二包層113的折射 率差A(yù)2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GeCh供料，以純SiCh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 二包層113的沉積層尺寸以制備得到芯棒。然后，根據(jù)上述所得芯棒的尺寸推 算光纖第二包層113另一部分的厚度，再采用OVD等包層技術(shù)，以SiCh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(yù)制棒。
采用VAD (或PCVD、 MCVD、 OVD等)結(jié)合RIC法制造光纖預(yù)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(shù)， 將芯棒的外表面和套管的內(nèi)表面用一定濃度(如35%)的氬氟酸(或其他可替 代的化學(xué)試劑)清洗干凈；再將芯棒一端在切割機上加工2 ~ 4個導(dǎo)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(yù)制棒。收縮 過程中使套管和芯包之間的空間保持負(fù)壓，收縮時內(nèi)部的空氣隨芯棒一端的導(dǎo)氣槽排出。
將上述不同工藝制備得到的光纖預(yù)制棒在紡絲機上進(jìn)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(hù)層12、和第二樹脂保護(hù)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980nm傳輸窗口用單模光纖，要 求芯層111相對于第二包層的折射率差A(yù)l在0. 0040 - 0. 0079之間，允許誤差 為± 1. 7%;芯層111的厚度a在1.9 3. 3ymjLim之間，允許誤差為± 2. 1%。 第一包層112相對于第二包層的折射率差A(yù)2在-0. 0025 ~0之間，允許誤差為 ±2.0%;第一包層112的厚度b在0. 7 ~1. 8 Mm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34. 3~37. 4 nra之間，允許誤差為± 3. 8%。第二包層113的厚度c可在預(yù)制棒制造完成后 通過拋光等措施適當(dāng)修正，因此對產(chǎn)品的合格率無太大影響。棵玻璃光纖11 的直徑在70 90iLira之間，第一樹脂保護(hù)層12的厚度為20± 3卩m，楊氏模量 為1.2MPa;第二樹脂保護(hù)層13的厚度為15土3ym,楊氏模量為720MPa;成 品光纖的直徑控制在160土20ym。芯層111相對于第二包層的折射率差A(yù)l 、 第一包層112相對于第二包層的折射率差A(yù)2分別用以下公式計算得到
1(wl + wO)
△ 2=~^-^xlOO% (2)
式中n0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。鑒于該定義，芯層lll相對于第二包層的折射率差也簡稱為芯層的折射率 差、第一包層112相對于第二包層的折射率差也簡稱為第一包層的折射率差。
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(折射率剖面 是在物體剖面上折射率的分布)結(jié)構(gòu)。芯層111的折射率剖面呈冪函^: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6 ~ 8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-11 ~-9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(dāng)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(guān)系曲線如圖4~圖7所示。 圖4所示的曲線呈近似直線形狀，顯示出本發(fā)明單模光纖的截止波長 (義c )隨光纖芯層厚度(a)的增大而顯示出不斷增加的變化關(guān)系。
圖5所示的曲線呈近似直線形狀，顯示出本發(fā)明單才莫光纖模場直徑(MFD) 隨光纖芯層厚度(a)增大而呈現(xiàn)出不斷增加的變化趨勢。
圖6所示的曲線呈不MJH的曲線形狀，顯示出本發(fā)明單模光纖的截止波長 (1 )隨光纖芯層相對于第二包層的折射率差(Al )的增大而不斷增加的變 化關(guān)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)隨光纖芯層相對于第二包層的折射率差(Al )的增大而不斷 減小的變化關(guān)系。 實施例1:
采用VAD技術(shù)制造芯棒，OVD (或RIC)技術(shù)制造外包層的工藝制造光纖 預(yù)制棒。在沉積芯層111時，在原料SiCl4中摻雜一量定的GeCl,使芯層相對 于第二包層的折射率差A(yù)l在632. 8nm波長下的值為0.0079;在沉積第一包層 112和第二包層113時，使用純SiCU原料，得到純Si02層，此時第一包層112 相對于第二包層的折射率差A(yù)2為0。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1.90 第一包層112層厚度為0. 7pm;第二包 層113層厚度在37.49jjm。通過控制拉絲速度、滴頭溫度等將棵玻璃光纖直 徑控制在70. 0 |i m;第一樹脂保護(hù)層12和第二樹脂保護(hù)層13涂覆樹脂的厚度 分別為20. 5 jum和14. 5 nm;最終成品光纖直徑為140. 0jum;通過樹脂和固化 條件的控制使得第一樹脂保護(hù)層12和第二樹脂保護(hù)層13的楊氏模量分別約為 1.2MPa和720MPa。本實施例光纖的各性能參數(shù)如下零色散波長義0為1. 597 pm;截至波長義c為0.860|am;在色散斜率系數(shù)So為0. 0533ps/mn2/km;在 9S0nm波長下的模場直徑MFD為4. 8 nm;在900nm ~ 980nm的波長范圍內(nèi)，色 散系數(shù)的最大絕對值51. 26 ps/nm/km; 980nm波長下的傳輸損耗為2. 3dB;以 10國半松繞5圏測量時，在980訓(xùn)波長下的附加損耗0. 005dB。本實施例光纖 在980nm窗口下可滿足單模傳輸?shù)囊?，每公里成品光纖的體積約為常規(guī)光纖的33%,石英玻璃的用量約為常規(guī)光纖的32%，樹脂用量約為常規(guī)光纖的33 %,大大的節(jié)約了原材料并降低了光纖的制造成本，可用于980nra傳輸波段的 接入網(wǎng)系統(tǒng)中。 實施例2
采用VAD技術(shù)制造芯棒，OVD (或RIC)技術(shù)制造外包層的工藝制造光纖 預(yù)制棒。在沉積芯層111時，在原料SiCh中摻雜一量定的GeC"使芯層相對 于第二包層的折射率差A(yù)l在632. 8nm波長下的值為0.0040;在沉積第一包層 112時，在原料SiCU中摻雜一量定的CF4使第一包層112相對于第二包層的 折射率差A(yù)2在632. 8nm波長下的值為-0. 0025;在沉積第二包層113時，使 用純SiCh原料，得到純Si02層。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. 5 Mm;第一包層112層厚度為1.8 jam;第二包層113 層厚度在36. 55 um。通過控制拉絲速度、滴頭溫度等將棵玻璃光纖直徑控制 在80ym;第一涂層12和第二涂層13涂覆樹脂的厚度分別為22. 8 jam和17. 2 jum;最終成品光纖直徑為160. Oura;通過樹脂和固化條件的控制使得第一樹 脂保護(hù)層12和第二樹脂保護(hù)層13的楊氏模量分別約為1. 2MPa和720MPa。本 實施例光纖的各性能參數(shù)如下零色散波長義O為1.39ym;截至波長Ac為 0. 940jam;在色散斜率系數(shù)So為0. 0624ps/腿Vkm;在980nm波長下的才莫場直 徑MFD為6. 57 jum;在940nm ~ 1050nm的波長范圍內(nèi)，色散系數(shù)的最大絕對值 70. 7 ps/nm/kra; 980nm波長下的傳輸損耗為2. 2dB;以10mm半松繞5圈測量 時，在980nm波長下的附加損一4為0. 003dB。本實施例光纖在980nm窗口下可 滿足單模傳輸?shù)囊?，每公里成品光纖的體積約為常規(guī)光纖的43%，石英玻 璃的用量約為常M^光纖的41%,樹脂用量約為常^見光纖的44%,大大的節(jié)約 了原材料并降低了光纖的制造成本，適用于980nm傳輸波段的接入網(wǎng)如FTTH 系統(tǒng)的最后一公里網(wǎng)絡(luò)的建i殳。
采用VAD技術(shù)制造芯棒，OVD (或RIC)技術(shù)制造外包層的工藝制造光纖 預(yù)制棒。在沉積芯層111時，在原料SiCl4中摻雜一量定的GeClW吏芯層相對 于第二包層的折射率差A(yù)l在632. 8nm波長下的值為0.0057;在沉積第一包層 112時，在原料SiC14中摻雜一量定的CF4使第一包層112相對于第二包層的
ii折射率差厶2在632. 8nra波長下的值為-O. 0012;在沉積第二包層113時，使 用純SiCl4原料，得到純Si02層。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3.3|um;第一包層112層庠度為1.2)ira;第二包層113 層厚度在36. 55 ym。通過控制拉絲速度、滴頭溫度等將棵玻璃光纖直徑控制 在90)am;第一涂層12和第二涂層13涂覆樹脂的厚度分別為23iam和18 pm; 最終成品光纖直徑為l".()Mm;通過樹脂和固化條件的控制使得第一樹脂保 護(hù)層12和第二樹脂保護(hù)層13的楊氏模量分別約為1. 2MPa和720MPa。本實施 例光纖的各性能參數(shù)如下零色散波長義O為1. 321 jum;截至波長l為0. 978 Hm;在色散斜率系數(shù)So為0. 0607ps/nm2/km;在980nm波長下的模場直徑MFD 為7.2jum;在940nm 1050nm的波長范圍內(nèi)，色散系數(shù)的最大絕對值81.2 ps/nm/km; 980nm波長下的傳輸損耗為2. 4dB;以10mm半+〉繞5圏測量時，在 980nm波長下的附加損庫€為0. 003dB。本實施例光纖在980nm窗口下可滿足單 模傳輸?shù)囊?，每公里成品光纖的體積約為常規(guī)光纖的49%，石英玻璃的用 量約為常規(guī)光纖的52%，樹脂用量約為常規(guī)光纖的48%，大大的節(jié)約了原材 料并降低了光纖的制造成本，適用于980nm傳輸波段的接入網(wǎng)如FTTH系統(tǒng)的 最后一公里網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。
需要說明的是，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(lǐng)域的技術(shù)人員據(jù)此可在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)方便的進(jìn)行 修飾，因此本發(fā)明的范圍應(yīng)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、一種980nm傳輸窗口用單模光纖，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(hù)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)和依次包圍在所述芯層(111)外側(cè)的橫截面為圓環(huán)形的第一包層(112)、第二包層(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)相對于第二包層(112)的折射率差(Δ1)大于第一包層(112)相對于第二包層(113)的折射率差(Δ2)，所述的第二包層為純SiO2層，所述的芯層(111)的折射率剖面呈冪函數(shù)分布，第一包層折射率剖面成對數(shù)函數(shù)分布或階梯型分布，第二包層的折射率剖面呈階梯型分布。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種980nm傳輸窗口用單模光纖，其特征是所 述的芯層(111 )相對于第二包層(112 )的折射率差(Al )在0. OCMO- 0. 0079 之間；第一包層(112)相對于第二包層(113)的折射率差(A2 )在-0. 0025 -0之間；所述芯層的厚度(a)在1.9 3.3um之間；所述第一包層(112) 的厚度(b)在0. 7~ 1. 8pm之間；所述第二包層(113 )的厚度(c )在34. 3 ~ 37. 4 nra之間。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種980nm傳輸窗口用單模光纖，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 6~8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-11 ~-9之間。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種980nm傳輸窗口用單模光纖，其特征是所 述的棵玻璃光纖(11)的直徑在70. 0~90. Ojum之間；所述的第一樹脂保護(hù) 層(12)的厚度為20士3jLira,楊氏模量為1.2±0. lMPa;所述的第二樹脂保 護(hù)層(13)的厚度為15土3ym,楊氏模量為720 土50MPa;成品光纖的直徑為 160土20jum。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種980nm傳輸窗口用單模光纖，其特征是成 品光纖在980nra波長下的^f莫場直徑(MFD )在4. 8 ~ 7. 2 m m之間，其截止波長(Ac )在860 ~ 980nm之間；成品光纖在980nm波長下的傳輸損耗為不大于 3dB/km;以10mm半;^繞5圈測量時，成品光纖在980nm波長下的附加損耗為 < 0. OldB。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種980nm傳輸窗口用單模光纖，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(hù)層構(gòu)成，其特征是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，芯層的折射率高于兩個包層的折射率，且芯層相對于第二包層的折射率差大于第一包層相對于第二包層的折射率差，第二包層為純SiO₂層，芯層的折射率剖面呈冪函數(shù)分布，第一包層折射率成對數(shù)函數(shù)分布或階梯型分布，第二包層的折射率剖面呈階梯型分布。本發(fā)明光纖尺寸顯著小于常規(guī)的單模光纖，其截止波長不大于980nm，可在980nm窗口用于單模傳輸，適用于FTTH等局域網(wǎng)和接入網(wǎng)系統(tǒng)的最后一公里網(wǎng)絡(luò)。
文檔編號G02B6/02GK101639549SQ200910101980
公開日2010年2月3日 申請日期2009年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月27日
發(fā)明者盧衛(wèi)民, 吳海港, 夏成楠, 張立永, 黃曉鵬 申請人:富通集團有限公司