一种抗弯多模光纤制造技术

本发明专利技术公开了一种抗弯多模光纤，从光纤中心向外依次包括纤芯层、内包层、下陷层和外包层，其中，纤芯层相对外包层的折射率随半径的增加呈α幂指数函数分布，α为纤芯层折射率剖面分布参数，纤芯层中心的折射率最大，内包层相对外包层的折射率与半径呈负相关，下陷层的折射率小于外包层的折射率。本发明专利技术中的多模光纤在纤芯层与下陷层之间设置了内包层，并且内包层的折射率与半径呈负相关，可以使纤芯层与下陷层之间的折射率逐渐过渡，避免纤芯层与下陷层之间的折射率发射突变，从而减少芯‑包边界对高阶模传输速率的干扰，以提高光纤传输带宽，并且由于缩小了纤芯层与下陷层之间的折射率差，因此还能够减少粘度差对光纤性能的影响。

A bend resistant multimode fiber

【技术实现步骤摘要】
一种抗弯多模光纤
本专利技术实施例涉及光纤
，特别是涉及一种抗弯多模光纤。
技术介绍
多模光纤以其低廉的系统成本和较大的传输容量等优势，在中短距离网络系统，特别是数据中心中得到广泛应用。近年来，随着FTTX、物联网、云计算、云存储等新技术的迅速发展，网络数据通讯量呈指数级上升趋势，对多模光纤的传输性能要求不断提高。尤其在数据中心、超级计算中心这类大型局域网系统中，高速数据传输需要在有限空间内布放更多光纤链路，光纤经常会经受不同程度的弯曲，而多模光纤中传输的高阶模很容易在光纤弯曲时从包层中泄露出去，光纤衰减增加，从而可能会导致信号失真，增加了系统出现误码的可能，因此，为了满足未来400Gb/s，甚至是1Tb/s以太网数据传输，需要开发兼备高带宽和低弯曲损耗性能的多模光纤。目前，常用的降低弯曲损耗的方法采用下陷层设计，通过增加深下陷层，在光纤发生宏弯时会有效将高阶模限制在下陷层，减少高阶模的泄露，从而降低光纤弯曲损耗。另外，为了获取较高的传输容量，多模光纤应该具有尽可能宽的带宽，对于给定的波长，光纤带宽可以用“满注入”(只适用于径向呈均匀发射的光源)和“有效模式”两种方式表征，其中，通过在径向不同位置连续注入至少24个给定波长的相同光脉冲来获得色散模式延迟(DMD)数据，从这些测量中可以测定模式色散以及计算出有效模式带宽。模式延迟越大，相邻脉冲之间因展宽而重叠比例越高，降低了光纤的传输带宽。为了降低光纤模间色散，需要将多模光纤的纤芯层折射率剖面设计为具有幂指数分布的抛物线结构，从而通过调节纤芯层分布指数来优化带宽性能。然而，实际传输过程中有些高阶模不能完全限制在纤芯层内，会有部分在下陷层传输，由于芯-包(纤芯层和下陷层)边界处的折射率突变，高阶模式不能被适当补偿，往往在色散模式延迟(DMD)测量中会出现边界处高阶模显示出多脉冲，导致信号响应时间展宽，模式延迟增加，带宽性能降低。这种芯-包层界面效应对带宽影响，在弯曲不敏感多模光纤中尤其凸显，深下陷层与纤芯层边界折射率差较大，较高阶模比其它模式传播要么更快要么更慢，造成严重的脉冲畸变，影响带宽性能。另外，纤芯层与下陷层由于折射率差较大，光线组分差异较大，导致在芯棒制作和拉丝过程中，界面由于粘度差异大很容易产生汽包或者高应力等问题，影响产品性能。现有技术中通常采用在纤芯层与下陷层增加平台层的方式来补偿芯-包界面效应对高阶模的影响，具体如图1所示，其中，平台层的折射率为定值，其值等于平台层和纤芯层交界面处的折射率。但是，由于平台层与下陷层之间的折射率差仍旧较大，折射率剖面的不连续性，仍会影响高阶模在界面处的传输速率，影响多模光纤的带宽性能。鉴于此，如何提供一种具有高带宽的抗弯多模光纤成为本领域技术人员目前需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供一种抗弯多模光纤，在使用过程中能够减少芯-包边界对高阶模传输速率的干扰，提高光纤传输带宽，并且还能够减少粘度差对光纤性能的影响。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种抗弯多模光纤，从光纤中心向外依次包括纤芯层、内包层、下陷层和外包层，其中，所述纤芯层相对所述外包层的折射率随半径的增加呈α幂指数函数分布，α为所述纤芯层折射率剖面分布参数，所述纤芯层中心的折射率最大，所述内包层相对所述外包层的折射率与半径呈负相关。可选的，所述内包层相对所述外包层的折射率随半径的增加呈线性函数分布或曲线函数分布。可选的，当所述内包层相对所述外包层的折射率随半径的增加呈线性函数分布时，所述线性函数上任意一点与水平方向夹角小于预设角；当所述内包层相对所述外包层的折射率随半径的增加呈曲线函数分布时，所述曲线函数上任意一点与水平方向夹角小于预设角。可选的，所述预设角为45°。可选的，所述多模光纤的折射率分布满足第一关系式，所述第一关系式为：其中，n(r)为半径为r处的折射率，n0为所述纤芯层中心r＝0处的折射率，Δ0为所述纤芯层中心和内包层内边界相对折射率差，Rg为所述纤芯层的外径及所述内包层的内径，n1为Rg处相对于所述外包层的折射率，n2为Ru处相对于所述外包层的折射率；Ru为所述内包层的外径和所述下陷层的内径，n3为常数，n3为所述下陷层的折射率，nc为所述外包层的折射率，Rf为所述下陷层的外径及所述外包层的内径，Rmax为所述外包层的外径。可选的，所述纤芯层中心相对于所述外包层的折射率范围为0.013～0.016，所述α为1.90-2.10。可选的，所述Rg的范围为22-32μm。可选的，所述Rg处相对于所述外包层的折射率范围为0.0005～0.002；所述Ru处相对于所述外包层的折射率范围为-0.0005～0.0005。可选的，所述内包层的宽度为3～5.5μm；所述外包层的外径为62.5±2.5μm。可选的，所述下陷层的掺氟宽度为2.5～5.5μm；所述下陷层相对于所述外包层的折射率为-0.006～-0.0025。本专利技术实施例提供了一种抗弯多模光纤，从光纤中心向外依次包括纤芯层、内包层、下陷层和外包层，其中，纤芯层相对外包层的折射率随半径的增加呈α幂指数函数分布，α为纤芯层折射率剖面分布参数，纤芯层中心的折射率最大，内包层相对外包层的折射率与半径呈负相关，下陷层的折射率小于外包层的折射率。可见，本申请中的多模光纤在纤芯层与下陷层之间设置了内包层，并且内包层的折射率与半径呈负相关，可以使纤芯层与下陷层之间的折射率逐渐过渡，避免纤芯层与下陷层之间的折射率发射突变，从而减少芯-包边界对高阶模传输速率的干扰，以提高光纤传输带宽，并且由于缩小了纤芯层与下陷层之间的折射率差，因此还能够减少粘度差对光纤性能的影响。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中的一种纤芯层与下陷层的连接结构设计示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种抗弯多模光纤的切面结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种抗弯多模光纤剖面设计示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种抗弯多模光纤的测试剖面示意图；图5为本专利技术实施例提供的光纤脉冲中心时延差示意图。具体实施方式本专利技术实施例提供了一种抗弯多模光纤，在使用过程中能够减少芯-包边界对高阶模传输速率的干扰，提高光纤传输带宽，并且还能够减少粘度差对光纤性能的影响。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参照图2，图2为本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗弯多模光纤，其特征在于，从光纤中心向外依次包括纤芯层、内包层、下陷层和外包层，其中，所述纤芯层相对所述外包层的折射率随半径的增加呈α幂指数函数分布，α为所述纤芯层折射率剖面分布参数，所述纤芯层中心的折射率最大，所述内包层相对所述外包层的折射率与半径呈负相关，所述下陷层的折射率小于所述外包层的折射率。/n

【技术特征摘要】
1.一种抗弯多模光纤，其特征在于，从光纤中心向外依次包括纤芯层、内包层、下陷层和外包层，其中，所述纤芯层相对所述外包层的折射率随半径的增加呈α幂指数函数分布，α为所述纤芯层折射率剖面分布参数，所述纤芯层中心的折射率最大，所述内包层相对所述外包层的折射率与半径呈负相关，所述下陷层的折射率小于所述外包层的折射率。


2.根据权利要求1所述的抗弯多模光纤，其特征在于，所述内包层相对所述外包层的折射率随半径的增加呈线性函数分布或曲线函数分布。


3.根据权利要求2所述的抗弯多模光纤，其特征在于，当所述内包层相对所述外包层的折射率随半径的增加呈线性函数分布时，所述线性函数上任意一点与水平方向夹角小于预设角；
当所述内包层相对所述外包层的折射率随半径的增加呈曲线函数分布时，所述曲线函数上任意一点与水平方向夹角小于预设角。


4.根据权利要求3所述的抗弯多模光纤，其特征在于，所述预设角为45°。


5.根据权利要求2所述的抗弯多模光纤，其特征在于，所述多模光纤的折射率分布满足第一关系式，所述第一关系式为：



其中，n(r)为半径为r处的折射率，n0为所述纤芯层中心r＝0处的折射率，Δ0为所述纤芯层中心和内包层内边...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋新力，许维维，沈一春，王见青，范艳层，徐希凯，
申请(专利权)人：中天科技精密材料有限公司，江苏中天科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32