[发明专利]一种抗弯曲多模光纤

说明书

本发明涉及一种抗弯曲多模光纤，包括有芯层和包层，芯层折射率剖面呈α幂指数函数分布，其特征在于所述的包层由内到外依次为内包层、第一下陷包层、第二下陷包层以及外包层，所述的芯层分布指数α为1.9～2.2，半径R₁为23～27μm，芯层最大相对折射率差Δ₁为0.9～1.2％，所述的内包层的半径为R₂，单边径向厚度R₂‑R₁为0～6.0μm，相对折射率差Δ₂为‑0.3～0.03％，所述的第一下陷包层的半径为R₃，单边径向厚度R₃‑R₂为2.5～6.0μm，相对折射率差为Δ₃为‑0.6～‑0.2％，所述的第二下陷包层的半径为R₄，单边径向厚度R₄‑R₃为6.0～10.0μm，相对折射率差为Δ₄为‑0.3～‑0.2％；所述的外包层为纯二氧化硅玻璃层。本发明具有优异的抗弯曲和高带宽性能。

技术领域

本发明涉及一种抗弯曲多模光纤，具有优异的抗弯曲和高带宽性能，属于光通信技术领域。

背景技术

随着科学技术的不断发展，中国已经进入了光纤宽带和多业务融合的信息高速发展时代。融合后的电信网、广电网和互联网可以承载多种信息化业务，都可以为用户提供打电话、上网和看电视等多种服务。尤其是近年来云计算和物联网等概念的提出，给现有网络带来了海啸般的数据冲击。这必将加快如数据中心、企业机房、存储区域网络(SAN)、网络附加存储(NAS)和高性能计算中心等应用的建设和普及，并对其中的网络基础设施的高带宽和灵活性提出更高的要求，以便能够支持更高性能的连接。抗弯多模光纤是广泛应用于数据中心和企业机房中的网络传输媒介，高性能传输网络的建设对抗弯多模光纤提出了更多苛刻的要求，其中以光纤的带宽性能和抗弯曲特性为最重要的两项参数。

多模光纤在数据中心、企业机房、SAN、NAS等应用场景中往往是铺设在狭窄的机柜、配线箱等集成系统中，光纤会经受很小的弯曲半径。常规多模光纤进行小角度弯曲时，靠近纤芯边缘传输的高阶模很容易泄漏出去，从而造成信号损失。降低光纤弯曲附加损耗的一个有效方法是在光纤包层增加低折射率区域来限制高阶模的泄漏，使信号损失最小化。典型的波导设计有双包层和壕沟式两种包层结构，如图1和图2所示。采用这两种下陷式包层的波导设计，当光纤受到小的弯曲时，从芯子泄漏出去的光会较大比例地限制在内包层并返回到芯子，从而有效降低了光纤的宏弯附加损耗。如专利CN 102778722涉及一种渐变折射率抗弯曲多模光纤，包括有芯层、内包层和外包层，外包层半径为62.5±1μm，其相对折射率差为-0.3％～-0.2％；专利US 8554036涉及一种渐变折射率抗弯曲多模光纤，包括有芯层、内包层、下陷包层和外包层，其下陷包层宽度为7.5～15μm，相对折射率差为-1.5％～-0.5％。

然而，抗弯多模光纤的这两种下陷式包层结构在降低宏弯附加损耗方面的表现各有长短。如图3和图4所示，以7.5mm弯曲半径，光纤绕两圈的宏弯表现为例，宽而浅的双包层结构使得多模光纤在长波长(如1300nm)下的宏弯附加损耗较小，而对短波长(如850nm)下的宏弯性能改善有限；反之，窄而深的壕沟式结构使得多模光纤很容易在850nm窗口获得优异的宏弯性能，而在1300nm窗口的宏弯性能表现相对较差。目前，市面上绝大多数抗弯多模光纤的包层设计为壕沟式结构，为了弥补其在长波长(如1300nm)下的宏弯短板，往往需要加深下陷结构的深度。但下陷结构过深会恶化光纤的带宽和DMD性能。因此，需要设计一种抗弯多模光纤不仅能在850nm和1300nm窗口同时表现出优异的抗弯曲性能，又具有很好的带宽性能。