[发明专利]一种小外径弯曲不敏感单模光纤

说明书

本发明涉及一种小外径弯曲不敏感单模光纤，包括有芯层和包层，芯层直径2R1为7.4～7.8μm，相对折射率差为Δ1，包层从内到外依次为下陷内包层和外包层，下陷内包层直径2R2为34～40μm，下陷内包层折射率分布呈下凹形，其最小相对折射率差为Δ2min，芯层与内包层之间的折射率差异Δtotal＝Δ1‑Δ2min，Δtotal范围为0.44～0.52％，且芯层与下陷内包层相对折射率差分配关系满足：︱Δ1/Δ2min︱＝4.5～6.5，所述外包层为纯二氧化硅外包层，外包层相对折射率差Δ3为0％，外包层直径2R3为123～125μm，外包层外包覆内、外涂覆层，内涂覆层直径2R4为163～170μm，外涂覆层直径2R5为190～195μm。该光纤通过剖面结构与涂覆工艺的优化，不仅具有较大的模场直径，而且在光纤具备较低的弯曲损耗和良好的微弯性能。

技术领域

本发明涉及一种小外径弯曲不敏感单模光纤，属于光通信传输领域。

背景技术

随着FTTH的不断发展，光纤到户很多情况下会面临在楼道、墙角或室内等复杂的施工环境，这就要求光纤具有良好的抗弯曲性能，使其在小弯曲半径的情况下依然能够保证信号的正常传输，另一方面，随着管道资源的日益紧张以及光纤室内使用美观(隐形)化的需求，要求光纤外径能够减小，同时保证与传统外径光纤有同样的微弯性能。

G.657.A2光纤，至少满足7.5mm弯曲半径条件下使用，满足FTTH使用环境，为了使光纤有较好的弯曲性能，通常的方法是减小光纤模场直径或增加光纤截止波长，考虑到光纤成缆后截止波长必须小于1260nm，因此通过增加光纤截止波长来改善光纤弯曲性能的空间有限，通常做法是减小光纤模场直径，但G.657.A2光纤同时要求与G.652.D兼容，减小光纤MFD会增加光纤的熔接损耗。因此开发出一种模场直径较大且弯曲性能优异的光纤很有必要。

相对于普通的单模光纤结构，提高光纤弯曲性能的常用方法是下陷外包层设计，通过下陷外包层设计可以在不增加芯层掺杂情况下，改善光纤的弯曲性能，但这种设计使得下陷层远离光纤芯层，对于光纤的弯曲性能的改善较弱，为了达到弯曲性能优异的目的，需要将下陷层设计较宽、较深，不仅工艺复杂，而且也会影响光纤的截止波长和色散性能。

通过研究发现，提高光纤抗弯曲性能更为有效的方法是采用下陷内包层结构设计光纤剖面，在对下陷内包层结构的光纤研究发现，这种剖面设计对光纤下陷内包层的深度和宽度也存在一定的要求限制，内包层过浅、过窄对光纤弯曲性能提升不大，内包层过深、过宽不利于光纤保证较大的模场直径，为了使得光纤模场直径较大且弯曲性能优异，下陷内包层宽度与深度的设计十分重要。

剖面结构不仅影响光纤的弯曲性能，对光纤的衰耗也有重要影响。光纤芯层中增加二氧化锗的比例有利于增强光纤的弯曲不敏感性，但是二氧化锗浓度增加会导致瑞利散射的增强，从而使得光纤衰耗增加。增强光纤的弯曲不敏感性的另外一个途径是增加内包层的掺氟量，但是掺氟会使内包层粘度降低，掺氟量的增加会导致光纤芯层与包层之间的粘度失配从而使得光纤衰耗增加。因此，确保光纤的弯曲性能不仅需要满足芯层折射率与内包层折射率之间的差异(Δtotal)，还需要芯层折射率与内包层折射率之间合理分配。

小外径光纤是在保持光纤玻璃部分尺寸不变前提下，通过减小涂覆层厚度来实现的，但涂覆层厚度的降低意味着涂覆层对光纤玻璃部分的保护变弱，使得光纤受到外界挤压时，压力更加容易传导至光纤玻璃部分，此外，光缆在低温环境使用时，外层的套管收缩也会挤压光纤。微弯损耗是指由光纤轴线微小的畸变造成的损耗，因此光纤外径减小后的微弯损耗通常也会增加。鉴于小外径光纤通常在小外径光缆或其它小型光器件中使用，对微弯性能的要求较高。研究发现，可以从两个方面改善光纤微弯性能，一是改善光纤的宏弯性能，即前面所述的采用下陷内包层结构设计光纤剖面；二是增强光纤涂料对玻璃部分的保护，通过对光纤内外层涂料模量的合理匹配及涂料固化工艺调整来实现在减小光纤外径时保证光纤的微弯性能。