[发明专利]一种弯曲不敏感多模光纤及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及光纤领域，特别是涉及一种弯曲不敏感多模光纤及其制作方法。

背景技术

随着 FTTx的快速发展，大量多模光纤走进了室内，在室内及狭窄环境下的布线，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，光纤将承受很大的弯曲应力。同此，对光缆的衰减和机械抗弯曲性能提出了更高要求。为了解决这些问题，弯曲不敏感多模光纤应运而生了，采用弯曲不敏感多模光纤的室内光缆在某种程度上可以简化安装，从而减少安装成本，并降低了系统中断或失效的风险。由于弯曲不敏感多模光纤具有诸多优势，一经推出就受到了市场的青睐。

众所周知, 不论单模还是多模光纤, 数值孔径(NA)愈大者, 其抗弯曲性能愈好。这是因为, 数值孔径(NA)愈大者其纤芯和包层折射率差也愈大, 光纤的波导能力也愈强。在多模光纤中,纤芯62.5μm的光纤的折射率差是纤芯50μm的光纤的两倍，因而后者抗弯曲性能较差, 因纤芯50μm的光纤的基本模式设计是固定的，无法通过增大其折射率差来改善其抗弯曲性能。

在常规的多模光纤中，低价导模处于强导状态，而在靠近纤芯-包层界面传播的高阶导模，因其有效折射率接近包层折射率故处于弱导状态，处于弱导状态的高阶导模在光纤弯曲半径太小时, 其光强会逸出纤芯, 造成信号畸变。

多模光纤的传输性能主要是受限于多模光纤的DMD现象。多模光纤在传送光脉冲过程中，光脉冲会发散展宽，当这种发散状况严重到一定程度后，前后脉冲之间会相互叠加，使得接收端无法准确分辨每一个光脉冲信号，这种现象我们称为DMD（Differential Mode Delay）。

其主要原因在于：一、纤芯折射率分布的不完美。多模光纤的DMD是在不同径向位置的入射脉冲的传播时间和光纤模间色散特性的组合效应, 对于抛物线型折射率剖面的多模光纤, 可以设计出很好的DMD特性。但DMD对折射率剖面的微小偏差十分敏感, 因此在多模光纤的制作中必须十分精确地控制, 实现完美的折射率剖面分布的设计值。二、光纤的中心凹陷。光纤的中心凹陷是指在纤芯中心的折射率明显下降的现象。这种凹陷和光纤的制造过程有关。这种中心凹陷将影响光纤的传输特性，降低光纤的性能。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种弯曲不敏感多模光纤及其制作方法，能够利用一导光界面，大大地增强了光纤纤芯中原高阶导模的传导性，从而使原为弱导状态的高阶导模转化为强导状态，有效的控制沉积层的掺杂量以获得与理论要求符合的折射率分布，同时在烧结过程中，通过控制腐蚀量和中心孔的大小避免光纤中心凹陷的出现。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种弯曲不敏感多模光纤，包括：芯棒和外包层，所述芯棒与外包层之间设有一导光界面层，所述导管界面层为一套设于芯棒上的掺氟内包层管，所述外包层包覆于掺氟内包层管外；

所述导光界面层使得芯棒与外包层之间形成了一斜坡型折射率下陷区，其中，芯棒区折射率剖面分布呈抛物线，其分布公式为                                               ，式中为芯棒中心折射率，为芯棒半径，为径向坐标；折射率差为 ，其中， 为外包层基面的折射率；

在外包层区，折射率下陷区折射率差为，其中， 为外包层下陷折射率，为下陷区半径。

在本发明一个较佳实施例中，斜坡型折射率下陷区的折射率由内向外，从小到大渐变，形成漏泄模。

在本发明一个较佳实施例中，所述漏泄模的有效折射率n_eff小于外包层基面的折射率。

在本发明一个较佳实施例中，所述掺氟内包层管包括一空心管体，在所述空心管体上沉积二氧化硅的多孔体，所述多孔体内渗透有含氟气体。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种弯曲不敏感多模光纤的制作方法，包括以下步骤：

1）制作芯棒，

a、将一根基管保持旋转状态；

b、用氧气作为载气通过存有SiCI₄,GeCI₄等纯化学原料的鼓泡瓶，氧气载气将SiCI₄,GeCI₄的饱和蒸气一起输送进入基管内；

c、利用温度到达1400℃-1600^oC的火焰在基管外壁加热，使得基管内的气相材料在高温下发生氧化反应，生成SiO₂、GeO₂等氧化物，并在高温区气流下游的基管内壁上形成多孔玻璃粉尘的沉积层；