[发明专利]具有大有效面积的弯曲不敏感单模光纤及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在光纤通信领域，特别是“光纤到户”或小型化光器 件中使用的一种具有大有效面积的弯曲不敏感单模光纤及其制造方法。

背景技术

随着光纤到户(FTTH)的发展，光纤的铺设越来越接近终端的用户。 在考虑到光纤在家庭及办公室内的铺设时，要求光纤具有与普通G.652光 纤不同的传输特性，特别是要求光纤具有良好的抗弯曲性能。因为光纤在 室内的铺设过程中会遇到10mm、7.5mm甚至5mm这种非常小的弯曲半径， 所以光纤必须具有在极小的弯曲半径的情况下，产生的附加损耗很低的性 能。在小型化的光器件中，同样要求光纤在小弯曲半径下具有低的附加损 耗值，以降低光纤所占的空间。

目前出现的弯曲不敏感单模光纤，主要通过设计不同于G.652光纤的 波导结构或者在G.652光纤的波导结构上进行改进，来达到降低弯曲损耗 的目的。

要使光纤达到优异的抗弯曲性能，通常的解决方法是提高光纤的数值 孔径和降低光纤的模场直径(MFD)。如专利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。再如中国专利 (公开号：CN1971321)描述了申请人浙江富通提出的一种低弯曲损耗的超 细低水峰单模光纤。该光纤具有与G.652光纤相似的简单的阶跃型光纤波 导结构，同时可以保证光纤在7.5mm弯曲半径下具有低的弯曲损耗，可以 保证光纤在小弯曲半径下的使用性能。然而该光纤的模场直径与G.652光 纤的差异较大，并且光纤的玻璃部分外径为80μm，不同于常规的G.652 光纤的125μm外径，这样就会造成与G.652光纤严重的不匹配的问题， 造成与G.652光纤的连接损耗的增大。

研究表明，采用空气包层的结构设计，可提高光纤的抗弯曲性能，美国 专利US6771865描述了申请人美国康宁提出的一种具有改进了的弯曲性能 的光纤，但由于该类光纤的制造成本偏高，不利于推广使用。

发明内容

本发明的目的为了克服上述现有技术存在的问题及缺点，提供一种具 有大有效面积的弯曲不敏感单模光纤及其制造方法，解决空气包层的规模 化生产问题，在保持光纤大有效面积的同时，使其具有优异的抗弯曲性能， 且本发明具有低的制造成本，适合大规模生产。

为方便介绍发明内容，定义如下术语：

预制棒：是由芯层和包层组成的径向折射率分布符合光纤设计要求可 直接拉制成所设计光纤的玻璃棒或组合体；

芯棒：含有芯层和部分包层的预制件；

a：光纤芯棒芯层直径，单位为毫米(mm)；

b：光纤芯棒直径，单位为毫米(mm)；

套管：符合一定几何要求的高纯石英玻璃管；

中心芯棒：可放入套管内，与套管组成组合体作为预制棒用以拉丝的 芯棒；

开槽工艺：使用用于开槽的机械设备，在玻璃件上实现侧面槽沟结构 的一种工艺；

槽深：开槽中心芯棒所开槽沟底部离顶端的距离，用h表示，单位为 mm；

低水峰光纤芯棒：匹配纯石英外包层后可拉制成水峰1383±3nm处衰 减不大于0.4dB/km的光纤的芯棒；

相对折射率差：Δn＝[(n₁²-n₀²/2n₁²]×100％，n₁和n₀分别为两种玻璃材 料的折射率；

CSA(Cross Section Area)：横截面积，单位为平方毫米(mm²)；

孔洞的占空比η：η＝CSA_孔洞/CSA_第二包层环*100％，其中CSA_孔洞， 即所有孔洞的横截面积的和，即CSA_孔洞＝单个孔洞的横截面积*孔洞个数， 而CSA_第二包层环＝π*(第二包层外径²-第二包层内径²)/4；

RIC(Rod In Cylinder)工艺：将中心芯棒和大套管经过处理：包括拉 锥、延长、腐蚀、清洗和干燥等后，将组合芯棒插入大套管中所组成的大 尺寸光纤预制棒的制造工艺。

本发明的目的可通过下述技术方案来实现：