本发明专利技术公开一种弯曲不敏感单模光纤，其包括纤芯、内包层、下陷包层及外包层。所述纤芯的折射率为n1，所述内包层的折射率为n2，所述下陷包层的折射率为n4，所述外包层的折射率为n3.所述折射率n1随所述纤芯半径增加保持不变，所述内包层的折射率n2随所述内包层的半径增加保持不变，所述下陷包层的折射率n4随半径增加而增加，直至与外包层折射率n3相同，n1>n2>n3>n4，n4随半径增加而增加，没有一个明显的折光面，其界面折射率由内向外,从小到大,从而避免了光强尾场逸出折光面造成的光损耗。因此发明专利技术的弯曲不敏感单模光纤比传统的同类光纤具有更好的抗弯曲性能和更小的弯曲损耗,以及与G.652D有更好的兼容性。
【技术实现步骤摘要】
一种弯曲不敏感单模光纤及其生产工艺
本专利技术涉及光缆领域，特别涉及一种弯曲不敏感单模光纤及其生产工艺。
技术介绍
随着接入网和FTTH不断发展，对于光纤也提出新的要求。传统的、大量使用的G.652光纤在某些场合已经不能完全满足使用需求，所以在2006年的12月，ITU推出了新的G.657弯曲损耗不敏感单模光纤(bending loss insensitive single mode optical fiber)的标准，G.657光纤分为G.657A和G.657B两类。G.657A需与常规的G.652D光纤完全兼容，弯曲半径可以小到IOmm ；G.657B光纤并不强求与和G.652D光纤完全兼容，但在弯曲性能上有更高的要求。弯曲半径可以小到7.5_。随着G.657光纤应用的不断发展，对弯曲损耗的指标提出越来越高的要求，特别是在FTTH的多住户单元和室内布线系统中，弯曲半径需要降到5mm。为了适应新的市场发展，2009年10月，ITU在G.657标准中增加了用于弯曲半径为5_的新规范，这样，G.657光纤包含了三种最小弯曲半径的品种。单模光纤中传输的HE11模在直光纤中的光场呈以轴线为中心的对称的高斯分布。当光纤弯曲时，光场的中心线向外侧包层方向迁移，光场不再呈高斯型分布，而在包层外侧形成较长的尾部。当光波行进时，外侧的尾场比中心场行进的路径要长，为了整个模场同步，尾场须以较高的速度行进，愈是外侧的尾场速度高，这样，最外侧尾场的速度将超过光速，这部分尾场就损耗掉，造成弯曲损耗。单模光纤的弯曲损耗很大程度上与光场的集中度(confinement)有关。场的集中度定义为光纤纤芯部份光强与光纤整个截面上光强的比值。由此可见,模场直径(MFD)愈小，场的集中度就愈高，弯曲损耗将愈小。因此,各种新型G.657光纤的设计无不以提高场的集中度为着眼点。目前，G.657光纤的结构大概可分以下几类:(I)小纤芯光纤(small core fiber);即是在常规的G.652光纤中，减小纤芯直径，以减小模场直径来改善弯曲性能。(2)凹陷包层折射率分布光纤(depressed cladding fiber);是通过在SiO2包层中掺F形成凹陷型折射率包层，以提高场的集中度来改善弯曲性能。(3)环沟形下陷包层折射率分布光纤(trench - assisted fiber):这类光纤在包层区设置的与包层折射率差较大的环沟形折射率下陷区，可以提高光场在纤芯的集中度(confinement)。(4)多孔包层光纤(hole-assisted fiber);这类光纤实际上是从光子晶体光纤(photonic crystal fiber, PCF)转化而来。由于其结构特点,在弯曲时,不仅损耗低,而且弯曲应力也比实心光纤小得多。但PCF无法与标准光纤兼容，也不能与标准光纤相互熔接。规模化生产也颇困难。(5)随机分布微孔包层光纤(nanoStructures fiber);此种光纤是由掺锗的纤芯和设置有环形随机分布的纳米级空气微孔的包层所组成。从光学效果而言，它与环沟形下陷包层折射率分布光纤(trench - assisted fiber) 一样,都是在包层中设置一个环形下陷包层折射率分布区。祗是采用的物理方式不同，一个是通过掺氟来实现折射率下陷，一个是采用空气微孔来降低平折射率，(空气折射率为I)。微孔尺寸在几纳米到几百纳米之间。正因如此，上述环沟形下陷包层折射率分布光纤的导光原理的分析对这种微孔包层光纤完全适用。但因物理结构不同，从而使这类光纤呈现独特的优点:随机分布微孔折射率下陷包层与SiO2包层的相对折射率差可高达百分之几，而掺氟层与包层的相对折射率差为千分之几。因而这里的第二导光界面己不是传统意义上的“弱导”性了。这与环沟形下陷包层折射率分布光纤相比，它的对光场尾场的壁垒效应要强得多。上述前三类光纤均可用传统的光棒气相沉积工艺制作，且以第三类即环沟形下陷包层折射率分布光纤的抗弯曲效果最佳。后两类光纤需用传统的气相沉积工艺和气泡成型工艺相结合来制作，工艺相当复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有更好的抗弯曲性能和更小的弯曲损耗弯曲不敏感单模光纤。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案:一种弯曲不敏感单模光纤，其包括纤芯、包层，所述包层包括包覆在所述纤芯上的内包层、包覆于所述内包层上的下陷包层以及外包层，其特征在于:所述纤芯的折射率为Ii1，所述内包层的折射率为n2，所述下陷包层的折射率为n4，外包层的折射率为n3.所述折射率Ii1随所述纤芯半径增加保持不变，所述内包层的折射率n2随所述内包层的半径增加保持不变，所述下陷包层的折射率114随半径增加而增加，直至与外包层的折射率n3相同，折射率叫〉折射率n2>折射率n3>折射率n4，并且Anl = —~— = 0.5% , \n = —~— = 0.1%, An3 = —~— = -0.6% ,所述纤芯的半径为4?5um。优化的，所述内包层的半径为11?13um。优化的，所述下陷包层的半径为17?19um。优化的，所述下陷包层的折射率n4呈线性递增至n3。优化的，所述包层还包括外包层，所述外包层的直径为125um。本专利技术还提供了一种弯曲不敏感单模光纤的生产工艺，其包括以下步骤:(I)用VAD法制作纤芯及内包层a.将基棒固定在反应容器上方的夹具上；b.利用两个火炬对基棒进行加热，火炬位置固定，所通气体为二氧化硅、二氧化锗、氢气以及氧气，一个用于沉积纤芯，另一个用于沉积形成内包层；c.基棒随夹具旋转的同时由下至上移动，而沉积面始终保持在一定位置；d.去掉基棒形成中空的预制棒；e.中空的预制棒经过高温脱水、烧结形成实行的石英芯棒；(2)对石英芯棒进行延伸和表面蚀洗a.将石英芯棒夹持在竖直的玻璃车床的上架和下架之间；b.利用氢氧焰火炬对石英芯棒进行加热，氢氧焰火炬沿石英芯棒从下向上匀速移动，同时下架向下移动；c.石英芯棒随下架的下移而被拉长，直至石英芯棒达到规定直径及其公差；d.对石英芯棒进行蚀洗，去除残留的OH离子；(3)用OVD法制作下陷包层管a.在大直径靶棒上利用OVD法沉积SiO2的多孔管；b.将制成的多孔管放入加热炉内加热，同时向多孔管内通含氟气体，使含氟气体从管的中心向SiO2多孔管辐向渗透，从而形成下陷的斜坡型折射率分布，同时在多孔管外周通氦气和氯气用于干燥脱水；c.最后形成可被拉伸且含氟的下陷包层管；(4)在下陷包层管外沉积SiO2外包层a.将下陷包层管作为芯棒，采用VOD法在其外周面上沉积形成多孔体外包层；(5)将石英芯棒和下陷包层管烧制成一体a.将石英芯棒插入下陷包层管内；b.在加热炉中进行加热，同时通氦气和氯气进行干燥脱水，在高温烧结阶段，多孔体外包层在烧结成致密玻璃的过程中，有一股辐向向内的力加到掺氟内包层玻璃管上，此力进一步使内包层玻璃管向内辐向压在芯棒上，从而使三者熔接成一个整体预制棒；(6)光纤拉丝a.将上述光纤预制棒在拉丝塔中拉制成单模光纤。优化的，在步骤(I)中，当两个火炬对基棒进行加热时，需向反应容器内通净化过的空气，利用排气装置稳定火焰。优化的，在步骤(I)中，反应容器外设置有高温计对反应容器内温度进行实时监控。优化的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种弯曲不敏感单模光纤，其包括纤芯(1)、包层，所述包层包括包覆在所述纤芯(1)上的内包层(2)、包覆于所述内包层(2)上的下陷包层(3)以及外包层(4)，其特征在于：所述纤芯(1)的折射率为n1，所述内包层(2)的折射率为n2，所述下陷包层(3)的折射率为n4，外包层(4)的折射率为n3.所述折射率n1随所述纤芯(1)半径增加保持不变，所述内包层(2)的折射率n2随所述内包层(2)的半径增加保持不变，所述下陷包层(3)的折射率n4随半径增加而增加，直至与外包层(4)的折射率n3相同，折射率n1>折射率n2>折射率n3>折射率n4，并且Δn2=n2-n3n3=0.1%,Δn3=n4-n3n3=-0.6%,]]>所述纤芯(1)的半径为4～5um。
【技术特征摘要】
1.一种弯曲不敏感单模光纤，其包括纤芯(I)、包层，所述包层包括包覆在所述纤芯(I)上的内包层(2)、包覆于所述内包层(2)上的下陷包层(3)以及外包层(4)，其特征在于:所述纤芯⑴的折射率为Ii1，所述内包层⑵的折射率为n2，所述下陷包层⑶的折射率为n4，外包层(4)的折射率为n3.所述折射率Ii1随所述纤芯⑴半径增加保持不变，所述内包层(2)的折射率112随所述内包层(2)的半径增加保持不变，所述下陷包层(3)的折射率n4随半径增加而增加，直至与外包层(4)的折射率n3相同，折射率&>折射率n2>折射率 n3> 折射率 n4,并且 2.根据权利要求1所述的弯曲不敏感单模光纤，其特征在于:所述内包层(2)的半径为 11 ~13um。3.根据权利要求1所述的弯曲不敏感单模光纤，其特征在于:所述下陷包层(3)的半径为17~19um。4.根据权利要求1所述的弯曲不敏感单模光纤，其特征在于:所述下陷包层(3)的折射率n4呈线性递增至n3。5.根据权利要求1所述的弯曲不敏感单模光纤，其特征在于:所述外包层(4)的直径为 125um。6.—种生产权利要求1~5中任一弯曲不敏感单模光纤的工艺，其特征在于，其包括以下步骤: (1)用VAD法制作纤芯及内包层 a.将基棒固定在反应容器上方的夹具上； b.利用两个火炬对基棒进行加热，火炬位置固定，一个用于沉积纤芯，另一个用于沉积形成内包层； c.基棒随夹具旋转的同时由下至上移动，而沉积面始终保持在一定位置； d.去掉基棒形成中空的预制棒； e.中空的预制棒经过高温脱水、烧结形成实行的石英芯棒； (2)对石英芯棒进行延伸和表面蚀洗 a.将石英芯棒夹持在竖直的玻璃车床的上架和下架之间； b.利用氢氧焰火炬对石英芯棒进行加热，氢氧焰火炬沿石英芯棒...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈炳炎，崔七宝，
申请(专利权)人：江苏七宝光电集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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