[发明专利]一种超低损耗光纤有效
申请号: | 202010782083.X | 申请日: | 2020-08-06 |
公开(公告)号: | CN111847869B | 公开(公告)日: | 2023-03-28 |
发明(设计)人: | 翟云霄;肖华;劳雪刚;沈震强;张飞;郇朝阳;李宝东 | 申请(专利权)人: | 江苏亨通光导新材料有限公司;江苏亨通光电股份有限公司 |
主分类号: | C03B37/027 | 分类号: | C03B37/027;C03B37/014 |
代理公司: | 苏州国诚专利代理有限公司 32293 | 代理人: | 杜丹盛 |
地址: | 215200 江苏省*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 损耗 光纤 | ||
本发明提供了一种超低损耗光纤,其在1550nm的有效面积为110‑150μm2,截止波长小于1530nm,光纤从中心到外依次包括芯层,第一包层,第二包层,第三包层,芯层从中心向外延伸的半径是R1,R1的范围8~11μm,芯层折射率差△n0的范围是‑1x10‑4~1x10‑4,第一包层的厚度是R2,R2的范围是6~8μm,第一包层的相对折射率差△n1的范围是‑6.0x10‑3~‑6.5x10‑3;第二包层区的厚度是R3,R3的范围是7~9μm,第二包层区的相对折射率差△n2的范围是‑4.0x10‑3~‑5.5x10‑3,第三包层的厚度是R4,光纤的外径是R1+2R2+2R3+2R4它的值取决于光纤的设计,第三包层区的相对折射率差△n3的范围是‑2.5x10‑3~‑3.0x10‑3。
技术领域
本发明涉及光纤技术的技术领域,具体为一种超低损耗光纤制备方法,本发明还提供了该超低损耗光纤。
背景技术
随着有线和无线接入带宽的不断提升,移动互联网、云计算、大数据等技术的飞速发展,全球带宽需求呈爆炸式增长,400G将是未来下一代骨干网新建和升级的方向。在400G以及1T时代,光纤衰减和非线性效应成为制约系统传输性能提升的主要因素,接收端采用相干接收及数字信号处理技术(DSP),能够在电域中数字补偿整个传输过程中累积的色散和偏振模色散(PMD)。然而高阶调制方式对非线性效应非常敏感,因此对光信噪比(OSNR)提出了更高的要求。当采用高功率密度系统时,大功率系统经常受到非线性光学效应的影响,包括自相位调制、四波混频、交叉相位调制和非线性散射过程,这些效应都会导致大功率系统中的信号劣化。非线性系数是用于评估非线性效应造成的系统性能优劣的参数,其定义为n2/Aeff。其中,n2是传输光纤的非线性折射率,Aeff是传输光纤的有效面积。开发新型的超低损耗、大有效面积光纤(ULA)成为业内的热点。
目前制备超低损耗光纤的常用方法为VAD(气相轴向沉积)、MCVD(改进化学气相沉积)和PCVD(等离子化学气相沉积)等。目前MCVD、PCVD具有掺杂均匀性好的特点,但难以去除制备过程中的羟基引入,导致水峰超过0.5dB,VAD可制备低水峰超低损耗光纤,但掺杂均匀性较差,易导致掺杂过程中出现析晶现象。
发明内容
针对上述问题,本发明提供了一种超低损耗光纤制备方法,其通过优化掺杂工艺,实现了碱金属的均匀掺杂;同时包层采用掺F技术降低折射率,优化拉丝工艺,最终实现了超低损耗低水峰大有效面积光纤产品的开发。
一种超低损耗光纤制备方法,其预先制作光纤预制棒,之后将光纤预制棒拉丝形成光纤,其特征在于:所述光纤预制棒的制作步骤如下,预先通过VAD法制备芯棒,将超低损耗掺碱金属光纤制备过程中需使用碱金属中性盐作为原料,由富氧载气带入烧结炉芯管内进行碱金属掺杂,掺杂过程温度控制在1000-1800℃范围内,掺杂时间控制在2-6h,制备得到掺碱金属芯层,通过氢氟酸洗5-24h,碱金属掺杂浓度为20ppm-200ppm;之后使用分段式渗氟及分段式烧结,制备重掺氟自制包层,保证纵向及轴向的掺氟浓度均匀,根据对应的折射率差布置,相对折射率波动控制在1.2%以内,实现超低损耗光纤波导结构所对应的芯棒;之后在所述芯棒外包覆包层,形成光纤预制棒,最后将光纤预制棒拉丝形成光纤。
其进一步特征在于:
上述光纤预制棒的制备方法,由于采用VAD掺碱金属工艺,控制掺杂温度及掺杂时间,降低掺杂过程中产生的碱金属聚集析晶,保证掺杂轴向及径向均匀性,浓度差值控制在±5ppm以内;
所述芯棒通过如下步骤制备:将碱金属掺杂到松散体内,然后将所述松散体烧结成实心棒,再将所述实心棒去除外表层,形成芯棒。
所述掺杂的碱金属源选自碱金属盐,包含但不限为NaCl、KCl,KBr。
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