[发明专利]一种耐低温弯曲不敏感单模光纤

说明书

一种耐低温抗弯曲不敏感单模光纤，包括玻璃部分以及包裹在玻璃外的两层高分子聚合物保护涂层，玻璃部分包括有芯层，内包层，下陷外包层以及外包层，芯层和内包层均为锗和氟共掺杂的石英玻璃，其中芯层F掺杂相对折射率贡献量Δ_F‑core为‑0.04～‑0.10％，芯层Ge掺杂的相对折射率贡献量Δ_Ge‑core为0.35～0.48％；内包层F掺杂相对折射率贡献量Δ_{F‑innerclad}为‑0.10～‑0.24％，内包层Ge掺杂的相对折射率贡献量Δ_{Ge‑inner clad}为0.05～0.20％，且|Δ_{F‑inner clad}|≥Δ_{Ge‑inner clad}；下陷外包层F掺杂相对折射率贡献量Δ_F‑trench为‑0.20～‑0.35％；且，芯层、内包层和下陷外包层中F掺杂的相对折射率贡献量存在以下关系：|Δ_F‑Trench|≥|Δ_F‑core|+|Δ_{F‑inner clad}|，且1.5*|Δ_F‑core|≤|Δ_{F‑inner clad}|。本发明通过优化光纤玻璃部分材料的组成和固化后涂层材料的组成，提高光纤抗微观弯曲性能，改善光纤在较低温度条件下的衰减性能以及稳定性。

技术领域

本发明涉及一种用于接入网的弯曲不敏感单模光纤，该光纤在低温条件下具有较好的衰减稳定性，属于光纤通信领域。

背景技术

随着光纤传输技术的不断发展，光纤到户(FTTH)和光纤到桌面(FTTd)已成为通信接入网网络建设的重要发展方向。作为传输煤质的光纤在其中扮演者至关重要的角色。考虑到我国东北和西北地区冬季温度相对较低，极端气温条件下可达到-40℃甚至更低，为了保证在我国低温地区光纤入户(FTTx)项目中，光纤链路衰减正常，光通信网络可以正常工作，所以急需开发一种可以在低温条件下，各项光纤参数相对稳定的单模光纤。

在低温条件下，实际光纤光缆在使用中最常出现的问题就是光纤衰减增加，导致链路损耗增加，光网络无法开通。主要原因有三种：第一种为光缆材料或结构在低温条件下引起的宏弯，即光缆材料受到热胀冷缩的影响或光缆结构设计不好，在低温条件下导致光缆结构变形，光纤受到来自轴线方向的拉伸或挤压，导致光纤产生宏观弯曲引起的衰减增加；第二种是光缆低温条件下的微弯，即光缆材料在低温状态下发生收缩，导致光缆结构畸变或部位光缆护套材料影响光纤，导致光纤沿着轴线或径向方向发生微小形变，造成光纤微观弯曲附加衰减；第三种情况是光纤材料在低温条件下的微弯，即光纤涂覆后的涂层材料在低温状态下发生玻璃化转变，光纤涂料影响玻璃部分光纤传输，导致光纤微弯性能恶化，衰减增加。

从以上角度我们可以发现，在不考虑光缆结构设计和材料的前提下，优化光纤低温性能，需要从三方面角度进行优化，即改进光纤的宏观弯曲，微观弯曲以及改进光纤涂料的低温性能。从理论上分析，在低温条件下各种因素对光纤造成的形变中，0.2-1mm形变量范围内，造成的光纤附加损耗可以归为微观弯曲；大于1mm形变量范围可以归为宏观弯曲影响；小于0.2mm的形变量基本对光纤损耗无影响。优化宏观弯曲是为了优化低温状态下，光缆径向方向对光纤挤压造成的衰减；微观弯曲是为了优化低温下光纤轴线方向微小形变造成的附加衰减；改进光纤涂料主要是改进光纤低温下的微观弯曲性能，在保证各项参数稳定的情况下降低光纤涂料的玻璃化转化温度。

影响光纤微观弯曲附加损耗的理论计算公式如1所示：

其中：γ为由微弯引起的衰减增加；

N为单位长度内光纤微小形变的数量；

h为单位长度内光纤微小形变的平均高度差异；

a为光纤芯层直径；

b为光纤涂覆后的直径

Δ光纤玻璃部分中芯层和外包层有效折射率的差异；