[发明专利]一种新型弯曲不敏感G657单模光纤及其制作方法

说明书

本发明公开了一种新型弯曲不敏感G657单模光纤及其制作方法，其用VAD法制作纤芯及内包层：用OVD法制作掺氟斜坡型折射率环沟型下陷包层；在掺氟斜坡型折射率环沟型下陷包层玻璃管外沉积纯SiO₂外包层多孔体；在掺氟斜坡型折射率环沟型下陷包层玻璃管内插入预先制作好的掺有GeO₂的纤芯及纯硅内包层透明体，烧成一体；将上述预制棒在光纤拉丝塔上拉制成光纤。具有更好的抗弯曲性能和更小的弯曲损耗，以及与G.652光纤有更好的兼容性。实现了在弯曲半径5mm时1550nm波段处的最大宏弯损耗约为0.08dB/圈，并且相对于抗弯曲光纤来说其制造工艺简便容易控制，制造出的光纤完全满足FTTH需求。

技术领域

本发明涉及光纤制作技术，适用于弯曲不敏感光纤，特别是涉及一种新型弯曲不敏感G657单模光纤及其制作方法。

背景技术

随着接入网和FTTH（光纤到户）不断发展，对于光纤也提出新的要求，传统的、大量使用的G.652光纤在某些场合已经不能完全满足使用需求，ITU推出了新的G.657弯曲损耗不敏感单模光纤的标准。

单模光纤中传输的HE₁₁模在直光纤中的光场呈以轴线为中心的对称的高斯分布。当光纤弯曲时，光场的中心线向外侧包层方向迁移，光场不再呈高斯型分布，而在包层外侧形成较长的尾部。当光波行进时，外侧的尾场比中心场行进的路径要长，为了整个模场同步，尾场须以较高的速度行进，愈是外侧的尾场速度越高，这样，最外侧尾场的速度将超过光速，这部分尾场就损耗掉造成弯曲损耗。单模光纤的弯曲损耗很大程度上与光场的集中度有关。场的集中度定义为光纤纤芯部份光强与光纤整个截面上光强的比值。由此可见，模场直径（MFD）愈小, 场的集中度就愈高,弯曲损耗将愈小。因此，各种新型G.657光纤的设计无不以提高场的集中度为着眼点。

目前G.657光纤的结构大概可分五类，即：

其中现有的三种G.657光纤，第一种是小纤芯光纤（small core fiber），即是在常规的G.652光纤中,减小纤芯直径,以减小模场直径来改善弯曲性能。第二种是凹陷包层折射率分布光纤(depressed cladding fiber或称protected core fiber)，是通过在芯层外部SiO₂包层中掺F形成凹陷型折射率包层，以提高场的集中度来改善弯曲性能。上述二种G.657光纤的弯曲性能较差。第三种是环沟形下陷包层折射率分布光纤(trench –assistedfiber)，这类光纤是以掺有GeO₂的纤芯和纯SiO₂内包层够成一个导光面，再在导光面外增设掺有F构成的环钩形下陷包层其折射率由内到外呈现斜坡形，在环钩形下陷包层外增设一层纯SiO₂外包层最终可以提高光场在纤芯的集中度（confinement）。这种环沟形下陷包层折射率分布光纤的抗弯曲效果最佳。

另外理论弯曲性能好但与常规的光纤不相容的G.657光纤有：一种是多孔包层光纤(hole-assisted fiber)，这类光纤实际上是从光子晶体光纤(photonic crystalfiber, PCF) 转化而来。由于其结构特点，在弯曲时，不仅损耗低，而且弯曲应力也比实心光纤小得多。但PCF无法与标准光纤兼容，也不能与标准光纤相互熔接。规模化生产也颇困难。另一种随机分布微孔包层光纤(random void fiber或称 nanoStructures fiber)。是由美国康宁公司开发的产品，其商品名为ClearCurve^TM光纤。此种光纤是由掺锗的纤芯和设置有环形随机分布的纳米级空气微孔的包层所组成。但其无法与标准光纤兼容，也不能与标准光纤相互熔接。多孔包层光纤和随机分布微孔包层光纤是空气包层结构，需用传统的气相沉积工艺和气泡成型工艺相结合来制作, 工艺相当复杂，规模化生产也颇困难。

发明内容

本发明提供一种新型弯曲不敏感G657单模光纤及其制作方法，其目的是提高光纤的弯曲性能及其与常规光纤的匹配性能，提高光场在纤芯的集中度。