[发明专利]一种低损耗光纤及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及石英管制造的技术领域，具体为一种低损耗光纤，本发明还提供了制造该低损耗光纤的制作方法。

背景技术

光纤预制棒是用来拉制光纤的石英玻璃棒，其结构示意图见图1，断面由内而外依次为纤芯层、内包层和外包层，其中纤芯层和内包层一般同时被制造出来，称为芯棒，然后由芯棒和外包层组合成为光纤预制棒。

随着国际通信业务的发展，尤其是互联网技术以及4G和无源光网络等技术的迅猛发展，通信系统对光纤带宽的需求呈现出飞快的增长趋势。

从技术层面来看，低损耗光纤减少跨段损耗2，2dB折合成跨段数可加倍，相当总传输距离可延长100％，或折合成跨段数不变，每段延长17％，总传输距离也延长17％，目前已无任何手段得到这样的收益。从现网部署成本层面来分析，假设骨干网10年内需要新建5万里超高速系统，在100G、400G网络系统下，部署低损耗光纤可使总的传输成本降低10％(10亿元)；在长距离、大容量、高速率传输的通信系统中，通常需要用到光纤放大器技术以及波分复用技术，尤其在主干网通信中，对光纤的无中继传输距离和传输容量有着更高的要求。

中国专利ZL201310409732.1《低损耗光纤及其制造方法》、中国专利ZL201210138617.0《一种光纤及其制造方法》，均提供了纯硅芯方案制备低损耗光纤，采用纤芯层不掺Ge，内包层深掺氟，外包层正常掺氟，均涉及到制备深掺氟内包层，深掺氟工艺难度大，径向折射率均匀性差，工艺采用管内法制备，光棒尺寸受限于基础石英管，很难实现批量化生产。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种低损耗光纤，其改善了松散体径向密度分布，使得所制备的光纤1550nm窗口的衰减≤0.180db/km，优于G.652D光纤标准，且整个结构制作适用于规模化生产。

一种低损耗光纤，其技术方案是这样的：其包括纤芯层、内包层、外包层，其特征在于：所述纤芯层、内包层通过气相轴向沉积法同时获得，所述外包层通过套管法套装于所述纤芯层、内包层组合形成的整体结构，所述内包层具体为掺氟的下陷包层，所述纤芯层内掺有锗，所述外包层为高纯石英套管所制成，所述纤芯层的折射率n1接近纯石英折射率n0，相对折射率差Δ1≈0.15％～0.25％，所述内包层的相对折射率差Δ2为-0.2％＜Δ2＜-0.1％，所述外包层的折射率n2接近纯石英折射率n0，相对折射率差Δ3≈0％。

其进一步特征在于：所述纤芯层掺锗的浓度为总重量的2wt％～4wt％；

所述内包层内的掺氟浓度为4000ppm～8000ppm；

所述纤芯层的半径r1为3um～4um，所述内包层的半径为12um～16um，所述外包层半径r3为62.5±0.5um；

所述纤芯层的材料和内包层的材料高温粘度匹配，所述纤芯层的材料粘度和内包层的材料粘度在2000℃附近的比值范围为1～1.5，优选为1～1.3；

所述光纤的散射系数α≤0.85db/km.um^4；

所述光纤在1550nm波长处的衰减值≤0.180db/km。

一种低损耗光纤的制作方法，其技术方案是这样的：首选将纤芯层、内包层采用通过VAD法制备获得内芯结构，之后将高温熔缩成内芯结构与高纯石英套柱组装后直接进行高温拉丝形成光纤，其特征在于：在VAD法获得内芯结构的过程中采用SiCl₄作为SiO₂原料，C₂F₆作为掺氟原料，其中下沉积喷灯中通入SiCl₄、GeCl₄、H₂、O₂和Ar混合沉积形成掺有锗的纤芯层；上沉积喷灯通入SiCl₄、C2F6、H₂、O₂和Ar混合沉积形成掺氟的下陷包层，下沉积喷灯的沉积点高度a小于上沉积喷灯的沉积点高度b，上沉积喷灯的喷射线与水平面的成角ε为45°。

其进一步特征在于：下沉积喷灯的沉积点高度a为20mm，上沉积喷灯的沉积点高度b为120mm；

所述C₂F₆可以替换为SiF₄。