[发明专利]一种单模光纤及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于接入网或长波长可用的单模光纤及其制造方法，该光纤具有优异的抗弯曲性能和适中的有效面积，属于光通信技术领域。

背景技术

近年来光纤到户和光纤到路边(FTTx)已逐渐成为光纤网络建设的热点，人们对各种可能用于FTTx领域的光纤进行了深入的研究。由于目前接入网用得较多的是单模光纤，且随着低水峰单模光纤的广泛使用，具备弯曲不敏感性能的低水峰光纤逐渐受到重视。常规的低水峰光纤(符合ITU-T G.652C/D)弯曲半径一般为30mm，在室内及狭窄环境下的布线受到很大限制，与长距离传输应用相比，光纤经受较高的弯曲应力，特别是在应用中过长的光纤通常缠绕在越来越小型化的存储盒中，光纤将承受极大的弯曲应力。因此需要设计开发具有抗弯曲性能的光纤，以满足FTTx网络铺设和器件小型化的要求。此外，2006年12月，ITU-T通过了新的光纤标准(G.657光纤)：《接入网使用的弯曲损耗不敏感的单模光纤和光缆的特性》(“Characteristics of a bending loss insensitive single mode optical fibre and cable for the accessnetwork”)。因而开发抗弯曲单模光纤对推动光纤接入技术的发展具有十分重要的意义。

经过多年的研究，已经知道光纤的模场直径和截止波长对光纤的宏弯损耗起主要作用，MAC值可以衡量光纤的弯曲性能，其中：MAC值定义为1550纳米波长处模场直径与截止波长的比值。MAC值越小，则光纤的弯曲性能越好。显然，降低模场直径，增大截止波长能达到降低MAC值的目的。实现该方法的措施是微调当前匹配包层单模光纤参数设计(见图1)，专利US2007/007016A1、CN1971321A和CN1942793A就是采用的此类方法。但模场直径如果过小，在它与常规单模光纤连接时会带来较大的接续损耗，且限制了入纤功率。同时，考虑到FTTx的多业务特点，希望能使用全波段进行传输，光缆截止波长必须小于或等于1260nm，因此光纤的截止波长增大的空间非常有限。此外，增加数值孔径(NA)是通过提高掺杂实现的，高掺杂会引起衰减的增加，因而该方法存在一定的局限性。

提高光纤弯曲性能的另一个有效方法是采用下陷包层的设计(见图2)，如US5032001、US7043125B2和CN176680就是采用的该设计，通过下陷包层设计可在不增加芯子掺杂的情况下增加光纤的数值孔径(NA)，可避免增加掺杂引起的衰减增加。但增加光纤抗弯曲性能最为有效的方法是采用外下陷包层设计(见图3)，其基本波导结构在专利US4852968中已有所描述，专利US6535679B2及CN1982928A也采用了同类设计。但以上所有专利均只考虑如何降低弯曲附加损耗，均没有结合具体应用考虑小弯曲半径下光纤的长期使用寿命。此外，在光纤链路尤其是FTTx链路中，由于多点弯曲和连接头的存在，会出现多径干扰扰的现象(MPI：Multi-Path Interference)，David Z.hen等人在2009年的OFC/NFOEC(“Testing MPIThreshold in Bend Insensitive Fiber Using Coherent Peak-To-Peak Power Method”)中介绍了测试MPI的方法。尤其是在外下陷包层的光纤设计中，如下陷包层与芯层太近，一旦光纤接头处出现芯层的偏移就容易产生多径干扰，如下陷包层与芯层太远，又达不到降低光纤弯曲附加损耗的作用，因而需要对下陷包层进行精确定位。

当光纤弯曲时，光纤外侧必然受到张应力的作用，其应力大小可用下列公式表示：

σ=E·r(R+Cth+r)---(1)]]>