[发明专利]一种低损耗大有效面积单模光纤及其制备方法

说明书

本发明涉及一种低损耗大有效面积单模光纤及其制备方法，光纤从内到外是内芯层、外芯层、内包层、下陷层和外包层，采用MCVD+OVD的工艺制备，内芯层半径为r₁＝4～7μm，内芯层相对折射率为△n₁＝0.25％～0.45％；外芯层半径为r₂＝5～9μm，外芯层相对折射率为△n₂＝0.1％～0.3％；内包层半径为r₃＝9.5～15μm，内包层相对折射率为△n₃＝‑0.02％～0.02％；下陷层半径为r₄＝12～25μm，下陷层相对折射率为△n₄＝‑0.15％～‑0.55％；外包层为纯二氧化硅，外包层半径r₅＝60‑65μm。本发明光纤的有效面积、截止波长、衰减、色散、弯曲损耗等综合性能良好。

技术领域

本发明涉及一种低损耗大有效面积单模光纤及其制备方法，属于光纤传输技术领域。

背景技术

光纤通信技术以不可思议的速度在改变着我们的世界，光纤作为传输光信号的媒介，光纤衰减和有效面积是目前影响光纤传输性能的重要因素。在未来的400G或更高的传输系统中，光纤衰减的降低和有效面积的增加，将大大提高光纤的传输质量，极大降低整个系统的建设和维护成本。

有效面积用来衡量光能量的传输能力，大的有效面积有利于光信号的传输，能有效地提高光纤传输的容量，目前光纤的有效面积在100μm²以上，大有效面积可以通过改变光纤纤芯、包层的折射率分布、纤芯的尺寸和包层的占空比来实现，然而，增大光纤有效面积，伴随损耗的增大，从而限制了光纤有效面积的扩大；另外，增加光纤的芯径虽然可以获得较大的有效面积，但是也会造成光纤的截止波长迅速增加。

文献号为CN107132614A的专利提出了一种大有效面积光纤，采用简单的折射率阶跃型下陷包层结构设计，光纤有效面积105～135μm²，光纤的成缆截止波长为1407-1437nm，在1550nm波长处的色散为17-23ps/nm*km，在1550nm波长处的损耗为0.180-0.184dB/km；但是，该光纤存在以下问题：芯层和下陷层紧密相连，且折射率相差较大，造成截止波长过高；光功率易于泄露到下陷层，并折射出光纤，造成衰减增加；下陷层与芯层之间没有隔离层，容易造成氟扩散到芯层。

另外，文献号为CN104459876B的专利提出了一种低损耗的大有效面积光纤，该光纤采用下陷内芯层结构设计，光纤在1550nm波长处的有效面积是110-147μm²，成缆截止波长为1389-1522nm，在1550nm处的损耗为0.162-0.181dB/km；但是，该光纤内芯层的折射率比外芯层的折射率小，导致光功率在传播过程中的入射角改变增加损耗，不能集中传播，且其成缆截止波长较大，在实际应用当中，过高的截止波长难以保证光纤在应用波段中得到截止，便无法保证光信号在传输时呈单模状态。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为解决现有单模光纤存在的有效面积小、损耗大、截止波长高等技术问题，提供一种低损耗大有效面积单模光纤及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种低损耗大有效面积单模光纤，从内到外依次是内芯层、外芯层、内包层、下陷层和外包层，其中：内芯层的半径为r₁＝4～7μm，内芯层的相对折射率为△n₁＝0.25％～0.45％；外芯层的半径为r₂＝5～9μm，外芯层的相对折射率为△n₂＝0.1％～0.3％；内包层的半径为r₃＝9.5～15μm，内包层的相对折射率为△n₃＝-0.02％～0.02％；下陷层的半径为r₄＝12～25μm，下陷层的相对折射率为△n₄＝-0.15％～-0.55％；外包层为纯二氧化硅，外包层半径r₅＝60-65μm。