[发明专利]一种单模光纤及其制备方法

说明书

一种单模光纤及其制备方法，裸光纤包括芯层和包层，芯层包括第一芯层、第二芯层、内包层，第一芯层相对折射率差值为0.2％≤Δ₁≤0.35％，第二芯层相对折射率差值为0.15％≤Δ₂≤0.25％，内包层折射率半径为24μm～36μm，内包层相对折射率差值为‑0.12％≤Δ₃≤0％。包层，包括凹陷包层和外包层，凹陷包层相对折射率差值为‑0.40％≤Δ₄≤‑0.28％，外包层为高硬度纯石英套管。采用两级套管与芯棒在线组装拉丝的方法，在拉丝过程中进行多次光纤退火，在光纤表面内涂低模量、外涂高模量的涂层，制备低损耗大有效面积高强度光纤。方法简单，芯棒可根据需求进行粘度调整，无需采用纯硅芯方案来降低光纤衰减，有利于规模化生产。

技术领域

本发明涉及一种单模光纤及其制备方法。

背景技术

众所周知，随着光纤通信技术的快速发展，现有的常规G.652光纤已无法满足400G甚至1T等高速光通信干线传输，长途骨干网建设不断向超长距离、超高速率和超大容量方向发展。作为光纤信号传输的主要指标和症候所在，降低光纤损耗和增大有效面积被业界普遍认为是提高光纤传输容量和增加传输距离的关键因素。

目前，业内用于制备低损耗、大有效面积光纤时，大多采用VAD法、PCVD法制作芯棒，而VAD法制作的光纤折射率较难控制，PCVD法由于受衬管尺寸的影响无法提高单根产能。而在调研中发现，通过外部气相沉积法(OVD)制作掺氟芯棒鲜有报道。针对通信光纤的衰减，除SiO₂的本征吸收外，掺杂GeO₂的吸收和散射是通信光纤衰减的最主要来源，减少芯层GeO₂含量是降低光纤衰减的有效手段和主要方向，于此同时，通过合理配比光纤芯层和包层的粘度、降低光纤内应力、较少界面缺陷、降低瑞利散射等因素，来降低光纤衰减。

中国专利ZL201310409732公开了一种利用纯硅芯方案制备低损耗光纤的方法，但此方法由于采用纯硅芯设计，芯层与包层粘度匹配难度极大，径向折射率均匀性较差，且采用PCVD管内法制备，工艺复杂且对光纤拉丝要求极高，不利于实现批量化生产。201510355895.5公开了一种锗氟共掺芯子下制备低损耗大有效面积高强度单模光纤的方法，虽然采用VAD法制备芯棒，但折射率剖面设计非常复杂，步骤繁琐，不利于大批量规模生产。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的以上问题，开发设计了一种低损耗大有效面积高强度单模光纤，以及通过外部气相沉积法(OVD)制备该光纤芯棒的方法，利用OVD工艺制备芯棒，在沉积过程中在各层掺入掺杂元素控制芯棒折射率及粘度，来实现芯包粘度的合理配置，通过多次退火工艺，有效降低光纤内部应力和消除残余应力。

此外，本申请进一步设计了采用两级套管与制备的芯棒在线组装拉丝的方法，在拉丝过程中进行多次光纤退火，在光纤表面内涂低模量、外涂高模量的涂层，制备低损耗大有效面积高强度光纤。此方法简单，芯棒可根据需求进行粘度调整，无需采用纯硅芯方案来降低光纤衰减，有利于规模化生产。

本发明实现上述目的所采用的技术方案为：