[发明专利]一种纯硅纤芯低损耗弯曲不敏感单模光纤

说明书

技术领域

本发明涉及光接入网、光纤传送网、数据中心等领域中室内或者机房等环境所需要的一种纯硅纤芯低损耗弯曲不敏感光纤。

背景技术

近年来，伴随光通信在主干网长距离传输的迅速发展，100G甚至400G等大容量传输技术开始成熟。超大的容量光传输是在大量数据需求的刺激下发展起来的，高速光传输技术的成熟使得光纤接入和数据中心展现出更快的发展速度。现在，光纤到户（FTTH）、光纤到楼（FTTB）甚至光纤到桌面（FTTD）使得光纤的短距离连接开始出现在我们生活的周围。同时，以数据中心为代表的机房也开始大量使用光纤作为短距连接。因此，传统在电信机房中使用最多的光纤跳线的需求在今年来出现激增，而且在可以预期的未来10到20年将继续扩大需求。对于面向这种室内或者机房环境的短距离连接光纤跳线，考虑到相应环境的复杂性和狭小空间等特点，要求这类光纤具有尽量低的弯曲损耗，称之为弯曲不敏感光纤，ITU-T推荐了这类光纤的标准为G.657。

一般来说，G.657光纤的设计思路分为几种：一是减小纤芯直径使得弯曲对纤芯的形变影响尽量降低；二是通过包层增加低折射率凹陷圆环结构，从而增加数值孔径，提高临界角；三是通过辅助空气孔结构使得外包层的弯曲被缓冲，从而减少弯曲对纤芯的影响。基于这些思路，目前已经有设计得到弯曲损耗相比普通G.652和G.655光纤明显降低的弯曲不敏感光纤。比如在文献[Fini, John M., et al. Solid ring-assisted fibers with low bend loss. Opto-Electronics and Communications Conference, 2008 and the 2008 Australian Conference on Optical Fibre Technology. OECC/ACOFT 2008. Joint conference of the. IEEE, 2008.]中，Fini等人采用的是低折射率凹陷圆环结构，得到9.5mm弯曲半径的单圈弯曲损耗只有0.01dB；NTT公司采用空气孔辅助，5mm弯曲半径10圈弯曲的情况下得到的弯曲损耗只有0.3dB[Ieda, Koji, et al. Transmission characteristics of a hole-assisted fiber cord for flexible optical wiring. Proc. 54th IWCS Conference. 2005.]；Corning公司采用纳米空气孔随机分布的结构，在5mm弯曲半径下得到了0.03dB/turn的弯曲损耗[Li, M-J., et al. Ultra-low bending loss single-mode fiber for FTTH. Journal of Lightwave Technology 27.3 (2009): 376-382.]。

各种方案中，减小纤芯直径和采用低折射率凹陷圆环结构得到的弯曲损耗依然较大，并且较小的纤芯直径会增大该光纤与普通光纤的连接损耗，对比来看，采用空气孔辅助对弯曲损耗的改善最为有效。另外，以上方案中都采用纤芯高折射率锗掺杂，其损耗会比纯二氧化硅纤芯的损耗高。

目前国外的Corning、NTT、OFS、Draka等公司以及国内的长飞、亨通等公司都发布了相应的弯曲不敏感光纤方案，主要采用低折射率的沟槽圆环结构和空气孔辅助结构，得到满足G.657标准的弯曲不敏感光纤。伴随这类光纤在接入网、数据中心等领域更多的应用需求，更高的弯曲不敏感性能是提高相应应用的主要方向。

发明内容

本发明目的在于针对现有弯曲不敏感光纤在弯曲损耗、光纤传输损耗、模场匹配等方面的不足，为了满足室内、机房等环境的光纤布线需求，本发明采用空气孔复合外包层结构、低折射率凹陷圆环结构和纯二氧化硅玻璃纤芯结构，提供一种纯硅纤芯低损耗弯曲不敏感宽带单模光纤。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种纯硅纤芯低损耗弯曲不敏感单模光纤，其特征在于：所述光纤包括纯二氧化硅的纤芯、低折射率掺杂的内包层、空气孔结构和纯硅的外包层；所述纤芯包裹在内包层内；所述空气孔结构对称成正六边形分布在内包层外部；所述外包层设置在空气孔结构外部，将纤芯、内包层和空气孔结构包裹在内。