本發明涉及光纖傳輸領域，具體涉及一種低損耗光纖及其制造方法。
背景技術：
以光纖作為信息傳輸媒介的光纖通信技術，由于信息傳輸頻帶寬具有通信速度高，容量大，而且兼具損耗低、體積小、重量輕，以及抗電磁干擾和不易串音等一系列優點，從而備受通信領域青睞。光纖通信技術已成為現代通信非常重要的支柱。
在長距離通信中，利用衰減降低的光纖構筑數千公里的長距離鏈路，光信號的傳輸是靠中繼站完成的。如果降低光纖鏈路中累計的信號衰減，就可以增大相鄰的兩個中繼站之間的距離，從而可以減小中繼站的數量，最終可以節約中繼站的運營成本和維護成本。因此，降低光纖的衰減具有非常重要的意義。
光纖的衰減主要來源于光纖的固有損耗和光纖制成之后使用條件所造成的附加損耗。前者包括散射損耗、吸收損耗和光纖結構不完善引起的損耗。附加損耗包括微彎損耗和接續損耗。其中，散射損耗和吸收損耗是由于光纖材料本身的特性決定的，瑞利散射是一種線性散射，其大小與波長4次方成反比，同時其引起的損耗與摻雜材料的種類與濃度有關。一般來說，摻雜材料的濃度越低，則瑞利散射所引起的損耗越小。
目前采用純硅芯光纖可以減小散射損耗，但是散射損耗的降低不能說明光纖的整體傳輸。中國發明專利cn103412529a公開了一種“低損耗光纖及其制造方法”，這種光纖損耗得到了減低，而且有的傳輸損耗不但沒有降低反而增加。其根本原因主要是光纖芯包材料的熱物理性能失配，特別是高溫粘度和熱膨脹系數的匹配。而中國發明專利cn101598834a公開了“一種單模光纖及其制造方法”，現有的光纖制造方法大都基于相對于純二氧化硅玻璃的折射率值來設計光纖的，但是光纖的折射率除了跟材料組分有關以外，還與材料密度、假想溫度、殘余應力等系列參數都密切相關。因此，在實際拉絲過程中光纖材料組分的高溫粘度匹配，導致光纖結構不完整，嚴重影響到了光纖傳輸損耗的降低，難以實現低損耗光纖的制造；在另一方面，高溫粘度失配是由于芯包材料具有不同的玻璃軟化溫度等特征溫度，在拉絲過程中，芯包不同的特定溫度又將導致光纖存有很大的殘余應力。這既破壞了設計的波導結構，又影響了光纖的強度和使用壽命。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是拉絲過程中纖芯應力集中所造成的光纖衰減增加的問題。
為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是提供一種低損耗光纖，由內至外依次包括芯層和相鄰包層，所述芯層不含鍺，所述芯層中氟的含量小于或等于0.1wt％，所述芯層的相對折射率差小于或等于0.05％，所述相鄰包層中氟的含量為1～2wt％，所述相鄰包層的相對折射率差小于或等于-0.28％；所述芯層和相鄰包層中摻有堿金屬鹵代物。
在上述方案中，所述堿金屬鹵代物為ki、kbr或nacl中的一種或多種。
在上述方案中，所述堿金屬鹵代物的濃度大于15*10-4mol％。
在上述方案中，所述芯層中堿金屬離子濃度為395～405ppm。
在上述方案中，所述包層中堿金屬濃度離子為95～105ppm。
在上述方案中，所述光纖在1550nm波段的處的衰減值小于0.175db/km。
在上述方案中，所述光纖在1383nm波段的處的衰減值小于0.28db/km。
本發明還提供了一種上述的低損耗光纖的制造方法，包括以下步驟：采用等離子化學氣相沉積在石英反應管上沉積制作光纖預制棒，光纖預制棒采用sicl4，gecl4，c2f6為原料，且制作過程中通過改變氣體流量和比例，以及反應區的移動速度和沉積趟數制備出設計的光棒剖面，并在成棒過程中加入一定濃度ki或kbr，同時通入氧氣進行反應去水，最后高溫熔縮制備出摻堿金屬的光纖預制棒，然后將制作好后的光纖預制棒進行拉絲處理。
在上述方案中，所述光纖預制棒拉絲的溫度為1800～2000℃。
在上述方案中，光纖預制棒的外包層為由ovd、vad和mcvd制備的純二氧化硅石英玻璃層。
本發明，在滿足芯包折射率設計前提下，在縮棒過程中，通過加入堿金屬鹵代物，既可以降低1383nm波長處由氫氧根引起的衰減，同時通過優化鍺、氟、鉀離子摻雜濃度，可以匹配芯層和包層的粘度，從而有效降低了拉絲過程中纖芯應力集中所造成的光纖衰減增加。
具體實施方式
下面對本發明做出詳細的說明。
本發明提供的一種低損耗光纖，由內至外依次包括芯層和相鄰包層，芯層中幾乎不含鍺，芯層中氟的含量小于或等于0.1wt％，芯層的相對折射率差小于或等于0.05％，相鄰包層中氟的含量為1～2wt％，相鄰包層的相對折射率差小于或等于-0.28％；芯層和相鄰包層中摻有堿金屬鹵代物。
其中，堿金屬鹵代物為ki、kbr或nacl中的一種或多種，堿金屬鹵代物的濃度優選的大于15*10-4mol％。
進一步優選的，芯層中堿金屬離子濃度為395～405ppm，優選為400ppm。
包層中堿金屬濃度離子為95～105ppm，優選為100ppm。
本發明還提供了以下兩種優選實施了：
光纖在1550nm波段的處的衰減值小于0.175db/km。
光纖在1383nm波段的處的衰減值小于0.28db/km。
本發明還提供了一種上述的低損耗光纖的制造方法，包括以下步驟：采用等離子化學氣相沉積在石英反應管上沉積制作光纖預制棒，光纖預制棒采用sicl4，gecl4，c2f6為原料，且制作過程中通過改變氣體流量和比例，以及反應區的移動速度和沉積趟數制備出設計的光棒剖面，并在成棒過程中加入一定濃度ki或kbr，同時通入氧氣進行反應去水，最后高溫熔縮制備出摻堿金屬的光纖預制棒，然后將制作好后的光纖預制棒進行拉絲處理。
其中，光纖預制棒拉絲的溫度為1800～2000℃，光纖預制棒的外包層為由ovd、vad和mcvd制備的純二氧化硅石英玻璃層。
本發明，在滿足芯包折射率設計前提下，在縮棒過程中，通過加入堿金屬鹵代物，既可以降低1383nm波長處由氫氧根引起的衰減，同時通過優化鍺、氟、鉀離子摻雜濃度，可以匹配芯層和包層的粘度，從而有效降低了拉絲過程中纖芯應力集中所造成的光纖衰減增加。
本發明，在光纖中摻入一定濃度堿金屬鹵代物，使其與氧氣反應產物可以脫水從而降低1383nm波長處衰減，同時優化芯層和包層堿金屬離子濃度，降低纖芯應力，使芯包粘度匹配。
本發明不局限于上述最佳實施方式，任何人應該得知在本發明的啟示下做出的結構變化，凡是與本發明具有相同或相近的技術方案，均落入本發明的保護范圍之內。