專利名稱：一種漸變折射率抗彎曲多模光纖的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種數據信號傳輸、光纖傳感和光器件中應用在1300nm傳輸窗ロ優化的漸變折射率多模光纖，該光纖不但具有良好的抗彎曲性能，而且具有易與光源耦合以及光功率分布均勻、在1300nm窗ロ具有帶寬高等特點，屬于光通信技術領域。
背景技術：
光纖通信始于多模光纖的發明和應用。近十多年來，盡管單模光纖成為光纖市場中需求的最主要品種，但多模光纖始終沒有被取代而是一直保持著穩定增長的市場需求，其原因就在于多模光纖的許多特性正好可以滿足光信號、能量傳輸、局域網數據傳輸和光器件的使用。目前多模光纖通信系統的造價遠遠低于單模光纖通信系統，這也是多模光纖長盛不衰的原因之一。常規多模光纖的種類劃分，根據IEC以及ITU等國際標準組織的推薦標準可以劃分為50 μ m和62. 5 μ m兩大類，在50 μ m這一大類中又可以按照帶寬，ISO11801標準又把它細分為0M1、0M2、0M3、0M4幾種類型。50um多模光纖系統的傳輸速率從10Mbit/s到10Gbit/s甚至100Gbit/s，鏈路長度最大可達2km，已遠遠滿足其應用需求。然而，上述多模光纖在IOG Gbit/s甚至100Gbit/s系統中的應用，都是在850nm窗ロ傳輸，這受益于VCSEL850nm激光器發明和成本降低。如果在1300nm光器件成本下降,在此窗ロ傳輸10Gbit/s甚至100Gbit/s多模系統是完全可能的，并且還可以充分利用光纖在此窗ロ低損耗特點，大大提高傳輸距離，降低系統成本。在過去的幾年里，長波長VCSEL制造商已經進行了大量可靠性測試，采用晶園鍵合法制造的1300nm波段VCSEL的測試結果已經發布實現5000小時高溫加速老化實驗零故障率，在25°C下平均失效時間為3千萬小吋，70°C下達兩百萬小時。多模光纖，特別是高傳輸性能的多模光纖如0M3、0M4光纖，在中短距離光纖網絡系統應用廣泛。在大樓、小型化器件里，環境狹窄，光纖承受很大的彎曲應力。光纖長期承受大的彎曲應力，會減短光纖的使用壽命，惡化傳輸性能指標，為此，需要光纖具有抗彎特性，以滿足特殊應用的需要。降低光纖附加彎曲損耗有效的辦法是優化光纖的剖面結構，主要是設計不同結構的包層，以減少光纖彎曲時光功率的損失。此外，要使多模光纖有很好的帶寬，光纖纖芯折射率剖面必須為完美的拋物線型。包括專利CN183049C在內的許多文獻只是關注如何制備具有精確折射率剖面的預制棒，然而，預制棒在拉絲過程中，殘存的應カ以及組分的擴散使光纖的折射率與預制棒相比有了很大的畸變，從而降低光纖的帶寬。因此，光纖折射率剖面畸變的問題也有待進ー步改進。為方便介紹本發明內容，定義部分術語
石英襯管管狀的基底管，其內壁承載PCVD化學反應的玻璃態氧化沉積物；
套管符合一定幾何指標和摻雜要求的石英玻璃管；
芯層居于光纖橫截面的中心部分，是光纖的主要導光的區域；
內包層光纖橫截面中緊鄰芯層的環形區域；
中間包層光纖橫截面中緊鄰內包層的環形區域；外包層光纖橫截面中緊鄰中間包層的環形區域；
相對折射率差
權利要求
1.一種漸變折射率抗彎曲多模光纖，包括有芯層和包層，其特征是芯層半徑為20 50 μ m,芯層折射率為梯度漸變型折射率分布，分布冪指數α為I. 89 — I. 97，芯層相對折射率差最大值Λ l%max為O. 9% 2. 72%，緊鄰芯層的為內包層，內包層半徑為22 57 μ m,相對折射率差Λ 2%為ー O. 02% O. 02%，從內包層依次向外是中間包層和外包層，中間包層為純石英玻璃層，中間包層半徑為32 60 μ m ;相對折射率差為Λ 3%為ー O. 01% O. 01%。
2.按權利要求I所述的漸變折射率抗彎曲多模光纖，其特征在于所述的外包層半徑為62. 5± I μ m,相對折射率差Δ 4%為ー O. 15% ー O. 35%,外包層為慘F石英玻璃層。
3.按權利要求I所述的漸變折射率抗彎曲多模光纖，其特征在于外包層為兩層，第一外包層靠內為摻F石英玻璃層，第一外包層半徑為42 60 μ m,相對折射率差Λ 為一O.15% ー O. 35% ;第二外包層為純石英玻璃層。
4.按權利要求2或3所述的漸變折射率抗彎曲多模光纖，其特征在于所述的芯層和內包層為F-Ge共摻石英玻璃層，內包層相對折射率差Λ 2%小于芯層折射率差Λ 1%。
5.按權利要求2或3所述的漸變折射率抗彎曲多模光纖，其特征在于所述的芯層分布冪指數α為1.91 1.950
6.按權利要求2或3所述的漸變折射率抗彎曲多模光纖，其特征在于所述的芯層半徑為 25 45 μ m。
7.按權利要求6所述的漸變折射率抗彎曲多模光纖，其特征在于所述光纖的數值孔徑為 O. 196 O. 34。
8.按權利要求2或3所述的漸變折射率抗彎曲多模光纖，其特征在于所述的光纖最外層為光纖涂覆層，所述的光纖涂覆層為丙烯酸樹脂涂層、硅橡膠涂層、聚酰亞胺涂層的ー種或兩種。
9.按權利要求2或3所述的漸變折射率抗彎曲多模光纖，其特征在于滿注入帶寬在850nm波長為200MHz_km以上；在1300nm波長為600MHz_km以上。
10.按權利要求2或3所述的漸變折射率抗彎曲多模光纖，其特征在于在1300nm波長處，以7. 5毫米彎曲半徑繞2圈導致的彎曲附加損耗小于O. 2dB ;以15毫米彎曲半徑繞2圈導致的彎曲附加損耗小于O. 2dB ;以30毫米彎曲半徑繞100圈導致的彎曲附加損耗小于O.2dB。
全文摘要
本發明涉及一種漸變折射率抗彎曲多模光纖，包括有芯層和包層，其特征是芯層半徑為20～50μm，芯層折射率為梯度漸變型折射率分布，分布冪指數α為1.89－1.97，芯層相對折射率差最大值Δ1%max為0.9%～2.72%，緊鄰芯層的為內包層，內包層半徑為22～57μm，相對折射率差Δ2%為－0.02%～0.02%，從內包層依次向外是中間包層和外包層，中間包層為純石英玻璃層，中間包層半徑為32～60μm；相對折射率差為Δ3%為－0.01%～0.01%。本發明不僅降低光纖的彎曲損耗，而且保證光纖在1300nm窗口具有高傳輸帶寬，且通過增大芯徑直徑和數值孔徑，可以顯著提高光纖對LED、VCSEL或LD的收光和聚光能力，提高發光器件即光源和傳光器件即光纖之間的耦合容錯能力。
文檔編號G02B6/028GK102692675SQ20121016779
公開日2012年9月26日 申請日期2012年5月28日 優先權日2012年5月28日
發明者劉永濤, 周志攀, 張樹強, 徐進, 汪松, 王偉, 范明峰 申請人:長飛光纖光纜有限公司