[发明专利]低折射率内敷层光缆

说明书

本发明涉及一种低折射率内敷层光缆，这种光缆包括多个单元，每个单元又由多根光纤组成，每根光纤都有内敷层，内敷层的折射率（index    of    refraction）小于外敷层的折射率。上述的多个单元包在一个鞘层系统内的共用套管里。

尽管希望光导光纤频带宽、尺寸小、但是光导光纤在机械上是很脆的，在拉伸负载的作用下呈现脆性碎裂，导光性能不下降。在沟道（duct）中使用的光缆必须能经的起当光缆被拉入沟道时所施加的拉伸负载以及弯曲产生的应力，在城市内的市区环形工厂（loop    plant）中这是经常发生的。结果是，已经研制出多种光缆结构能在机械上保护这些光纤。

已经研制的几种光缆结构包括松管光缆、带缆和成束（stranded）光缆。请见第4，153，332号美国专利，带缆包括一个芯子，该芯子具有一个或多个带子，每个带子包括多根总排列为一个平面阵的光纤。该芯子被一个松配合的塑料内管套和一个用强力件（strength    member）加强的外套包着。另一种适用于沟道系统的通讯光缆公开于第4，241，979号中美国专利。这种光缆包括两个分离强力件层，它们以相反的方向螺旋式卷绕。在持续的拉伸负载的作用下这两层强力件层围着该光缆产生大小相等但方向相反的力矩，以保证光缆无扭曲。在另一种通讯光缆中多根光纤被包在一个热模压塑料管内，以构成一个单元，多个这种套管的单元又被包在一个共用的模压塑料管内，这个共用的塑料管被包在一个鞘层系统内，这些包在每个单元管内的光纤围着一个中心的强力件一起成束（strand）。

一般说来，这些现有技术的光缆如带缆、成束缆和松管缆，由于这些带、成束单元或管是在各自生产线上生产出来的，因此造成了例如在成束的光缆的制造中，多个事先分别包在管内或成束的单元被送入一条施加共用套管及外套的生产线上。因为带或管芯一般按预定的距离（lay）成束，其制造和在芯子内的带或管的距离（lay）的组装就要使用相当重的转动设备，从生产角度上说这是不希望的。

另外，在一条光缆中，沿光纤轴的微小波动（称为微弯曲）就会产生光损耗，使能量通过敷层逸失。由这种弯曲造成的传输衰减称为微弯曲损耗。有关微弯曲损耗的论述。见S.E.米勒（S.E.Miller）等人的、《光纤电信》（optical    Fiber    Telecommunication）纽约科学院出版社（1979）第158～161页;H.G昂尔加（H.G.Unger）的《平面光波导及光纤》（Planar    Optical    Wareguides    and    Fibers）Clarendon出版社、牛津，第六音，第552～648页;以及D.马库赛（D.Marcuse）的“单模纤维的微变形的损耗”《应用光学》（Applied    Optics）第23卷第7期，1984年4月1日第1082～1091页。这个问题发生在防水填料掺入到缆芯中以防水浸入时就是一例。典型的情况是，现有技术的防水材料在缆线制作及处理时经受的应变的条件下并不屈服，这就防止了光纤在缆线内和光纤接头处的移动，因为光纤以相当小的周期与未达屈服点的填充材料的表面接触。这可以通过光纤成束以使在光纤应力下形成新的螺旋体，从而避免微弯曲损耗，使这个问题得到解决。但是，众所周知，成束技术（stranding）要求生产线采用较低的速度运行。

由于这些光纤被包在护套层内，这种微弯曲损耗在室温下是不可察觉的。这些护套层在室温下吸收微扰，使光纤基本上保持无微扰状态。但是，在较低的温度下，也就是在-40℃范围内，该护套层材料经历热变化而引起光缆中的光纤轴弯曲。由于该护套层材料和光缆的特性，所以该护套层材料仅能部分地吸收这些微扰而一些微扰被传递到光纤上去。

所需要的是一种这样的光缆结构，即制造相当容易和成本低廉并能防止引入不适当的、导致光纤微弯曲的应力。还需要在大约-40°F范围内的比较低温度下，在其性能的一致性方面的有所改进。所需要的是一种这样的光缆即结构紧凑并能防止引入不适当的应力（该应力会在光纤中在通常可接受的温度范围内引起的微弯曲损耗）。