一种小外径低衰减弯曲不敏感单模光纤制造技术

本发明专利技术涉及一种小外径低衰减弯曲不敏感单模，包括有芯层、包层和树脂涂覆层，其特征在于芯层直径a为6.5～6.8μm，Δn1为0.30％～0.34％，内包层直径b为17～23μm，Δn2为

【技术实现步骤摘要】
一种小外径低衰减弯曲不敏感单模光纤


[0001]本专利技术涉及一种小外径低衰减弯曲不敏感光纤，该光纤具有良好的弯曲性能和较低的衰减系数，属于光通讯传输


技术介绍

[0002]随着光纤铺设规模的不断增大，使得同一区域内光纤通道资源日益紧张，利用有限的空间敷设更多的光纤，是一种理想解决方案，减小光纤的直径成为了其中的一种解决途径；与此同时FTTx光纤线路铺设和配置对光纤的弯曲性能和衰减系数提出更高的需求；由此需要开发具有低衰减系数的小外径弯曲不敏感光纤。
[0003]为了满足G.657.A2的弯曲性能的要求一种常用的方法是通过增加芯层Ge的掺杂浓度以保证光纤波导设计要求，使得芯包层达到比较大的折射率差异，但这样的芯层Ge的高掺杂浓度往往增加光纤的瑞利散射系数，使得该类型光纤的衰耗偏高。
[0004]为了满足G.657.A2的弯曲性能的要求另外一种常用的方法是采用下陷包层设计，常规的下陷包层设计对光纤下陷的深度和宽度也存在一定的要求限制，下陷过浅、过窄对光纤弯曲性能提升不大，过深、过宽不利于光纤的参数平衡，为了保证G.657.A2光纤的光纤模场直径和良好的弯曲性能，下陷内包层宽度与深度的设计十分关键。专利文献US7043125B2和CN176680提及采用的下陷内包层设计是通过增加光纤的数值孔径(NA)，不刻意改变芯层的掺杂。但是其下陷内包层的优化设计，只能在一定程度上改善光纤在大弯曲半径下的宏弯性能。很难满足G.657.A2小弯曲半径下的弯曲损耗要求。
[0005]光纤外径减小的方法一般是通过减小涂覆层厚度来实现的，在光纤玻璃部分厚度不做变化的情况下，涂覆层变薄后会使得涂覆层对光纤玻璃部分的保护变弱，光纤成缆后若在低温环境使用时，光缆外层的套管收缩会挤压光纤。这样就要求外径减小后的光纤能拥有良好的微弯性能以保证在特殊环境中的正常使用；为改善小外径光纤的微弯性能，一方面通过下陷内包层结构的优化来改善光纤自身的宏弯性能，另一方面通过涂覆层模量的合理匹配和涂料固化条件的优化来增强涂覆层对玻璃部分的保护，这样也可以改善小外径光纤的微弯性能。
[0006]专利文献WO2014/172143A公开了的一种小外径光纤，其内涂层的原位模量为0.50MPa以下，外涂层的原位模量为1500MPa以上，内外层模量之间的差异过大会导致两者材料热膨胀系数差异太大，在低温条件下会引起涂层脱层和光纤衰减增加。
[0007]专利文献WO2018/020287A1公开了固化的内涂的厚度在10～18μm之间且原位拉伸模量在0.10～0.18MPa之间，固化的外涂层厚度t2小于或等于18μm且原位拉伸模量Emod2在700～1200MPa之间，未提及实现后的光纤衰减水平，要实现小外径下的低衰减水平还需对玻璃部分的剖面进行设计和优化。

技术实现思路

[0008]本专利技术所要解决的技术问题旨在针对上述现有技术存在的不足提供一种小外径
低衰减弯曲不敏感单模光纤，它芯包层和涂覆层结构设计合理，不仅兼具低衰减和良好弯曲性能，而且工艺简易可行。
[0009]以下为本专利技术中涉及的一些术语的定义和说明：
[0010]从光纤纤芯轴线开始算起，根据对应的折射率变化趋势，定义为最中心靠近轴线的那层为光纤芯层，紧靠光纤芯层的部分定义为内包层，紧靠内包层的部分定义为下陷包层，光纤的最外层即纯二氧化硅层定义为光纤外包层。
[0011]OVD工艺：用外部气相沉积和烧结工艺制备所需厚度及所需折射率剖面的石英玻璃。
[0012]PCVD工艺：用等离子化学气相沉积工艺制备所需厚度及所需折射率剖面的石英玻璃。
[0013]VAD工艺：用轴向气相沉积和烧结工艺制备所需厚度及所需折射率剖面的石英玻璃。
[0014]熔缩工艺：用掺杂石英玻璃棒和掺杂石英衬管进行高温熔缩得到所需厚度及所需折射率剖面的石英玻璃。
[0015]预制棒：是由芯层与包层分布符合光纤设计要求可拉制光纤的材料预制件。
[0016]光纤各层相对折射率Δn
i
由以下方程式定义，其中n
i
为光纤各位置玻璃的折射率，而nc为外包层折射率，即纯二氧化硅的折射率。
[0017]光缆截止波长λcc的测试方法参考IEC 60793
‑1‑
44中规定的方法。
[0018]宏弯附加损耗测试方法参考IEC60793
‑1‑
47中规定的方法。
[0019]微弯损耗测试方法参考IEC
‑
62221中的方法B。
[0020]本专利技术为解决上述提出的问题采取的技术方案为：包括有芯层、包层和树脂涂覆层，所述的包层从内向外依次包括内包层、下陷包层和外包层，所述的树脂涂覆层包括内涂覆层和外涂覆层，其特征在于所述芯层直径a为6.5～6.8μm，相对折射率差Δn1为0.30％～0.34％，所述内包层直径b为17～23μm，相对折射率差Δn2为
‑
0.1％～
‑
0.05％，所述下陷包层直径c为42～50μm，相对折射率差Δn3为
‑
0.4％～
‑
0.2％，所述外包层直径d1为123～125μm，外包层为纯二氧化硅玻璃层，外包层外涂覆树脂涂覆层，所述内涂覆层直径d2为150～160μm，所述外涂覆层直径d3为175～185μm。
[0021]按上述方案，所述的内涂覆层杨氏模量小于或等于0.5MPa，固化度为88～92％，所述的外涂覆层杨氏模量大于或等于1100MPa，固化度为92～96％。
[0022]按上述方案，所述光纤芯层为掺Ge及碱金属的二氧化硅玻璃层，锗在芯层的相对折射率贡献量Δn1为0.30％～0.34％，碱金属含量为50～500ppm；所述的碱金属为锂、钠、钾、铷、铯碱金属离子中的一种或多种。
[0023]按上述方案，所述的内包层和下陷包层为掺F的二氧化硅玻璃层。
[0024]按上述方案，所述光纤在波长1310nm处的衰耗小于等于0.324dB/km；在波长1383nm处的衰耗小于等于0.284dB/km；在波长1550nm处的衰耗小于等于0.184dB/km；在波长1625nm处的衰耗小于等于0.204dB/km。
[0025]按上述方案，所述光纤在1310nm处的模场直径为8.4～9.0μm，光缆截止波长小于或等于1260nm，零色散波长1300～1324nm。
[0026]按上述方案，所述光纤在R15mm
‑
100圈的1550nm窗口宏弯损耗小于或等于0.03dB，1625nm窗口宏弯损耗小于等于0.08dB；在R10mm
‑
1圈1550nm窗口宏弯损耗小于或等于0.06dB，1625nm窗口宏弯损耗小于等于0.1dB；在R7.5mm
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1圈1550nm窗口宏弯损耗小于或等于0.2dB，1625nm窗口宏弯损耗小于等于0.5dB。
[0027]按上述方案，所述光纤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小外径低衰减弯曲不敏感单模光纤，包括有芯层、包层和树脂涂覆层，所述的包层从内向外依次包括内包层、下陷包层和外包层，所述的树脂涂覆层包括内涂覆层和外涂覆层，其特征在于所述芯层直径a为6.5～6.8μm，相对折射率差Δn1为0.30％～0.34％，所述内包层直径b为17～23μm，相对折射率差Δn2为
‑
0.1％～
‑
0.05％，所述下陷包层直径c为42～50μm，相对折射率差Δn3为
‑
0.4％～
‑
0.2％，所述外包层直径d1为123～125μm，外包层为纯二氧化硅玻璃层，外包层外涂覆树脂涂覆层，所述内涂覆层直径d2为150～160μm，所述外涂覆层直径d3为175～185μm。2.按权利要求1所述的小外径低衰减弯曲不敏感单模光纤，其特征在于所述的内涂覆层杨氏模量小于或等于0.5MPa，固化度为88～92％，所述的外涂覆层杨氏模量大于或等于1100MPa，固化度为92～96％。3.按权利要求1或2所述的小外径低衰减弯曲不敏感单模光纤，其特征在于所述光纤芯层为掺Ge及碱金属的二氧化硅玻璃层，锗在芯层的相对折射率贡献量Δn1为0.30％～0.34％，碱金属含量为50～500ppm。4.按权利要求1或2所述的小外径低衰减弯曲不敏感单模光纤，其特征在于所述的内包层和下陷包层为掺F的二氧化硅玻璃层。5.按权利要求1或2所述的小外径低衰减弯曲不敏感单模光纤，其特征在于所述光纤在波长1310nm处的衰耗小于等于0.324dB/km；在波长1383nm处的衰耗...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷汉林，朱继红，刘善沛，王瑞春，顾立新，黄利伟，吴俊，冯正鹏，杨柳波，秦爱民，
申请(专利权)人：长飞光纤光缆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：