阶跃折射率光纤、预制棒以及制造光纤的方法技术

本发明专利技术提供一种阶跃折射率光纤，它呈现具有折射率低于石英的折射率的包层，并且纤芯具有折射率高于石英的折射率。该光纤是通过拉制通过使用沉积管折射率低于石英折射率的化学蒸气沉积法制造预制棒获得的。内包层的折射率大体上等于该沉积管的折射率，然后接着沉积其中纤芯的折射率高于该内包层的折射率。本发明专利技术使获得一种具有很大的有效面积、减少衰减并且适用于通过化学蒸汽沉积法以低成本制造光纤成为可能。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光纤传输领域，更准确地说涉及在上述的传输系统中用作线路光纤的阶跃折射率光纤。在光纤传输系统中用于线路光纤常规的是阶跃折射率光纤，也称为单模光纤(SMF)。该申请人公司因此销售单模阶跃折射率光纤，在基准ASMF 200之下，在1300毫微米(nm)至1320nm范围内它存在色散消除波长λ0，并且在1285nm至1330nm范围内色散小于或等于每毫微米千米3.5皮可秒(ps/(nm.km))，以及在1550nm是17ps/(nm.km)。在1550nm，色散斜率大约是0.06ps/(nm2.km)。WO-A-00 36443描述了一种存在纤芯折射率大于包层折射率的阶跃折射率光纤。该包层被以积炭层包围。该纤芯存在一个处于范围9.5微米(μm)至12.0μm的直径。在纤芯和包层之间的折射率的相对差处于范围0.3％至0.5％。在那些文献中，据说光纤可以使用石英，通过对纤芯掺杂锗并且使用石英包层制造；一个备选方案是对包层掺杂氟。同时使用石英纤芯。这些方法都存在缺点。首先，为了相对于石英包层获得需要的折光率差，以锗掺杂该纤芯需要使用高浓度锗，按重量计算一般地大于5％。上述的浓缩锗增加了在光纤中的衰减。此外，如在文献中提出的，制造具有掺杂包层的石英纤芯光纤，在制造时使用蒸汽轴向的沉积(VAD)技术，或使用一个外部汽相氧化(OVPO)技术。WO-A-00 42458描述了一种用于远距离传输系统的传输光纤，该包层是掺杂氟的，以及该纤芯是掺杂氯的。使用VAD技术制造该光纤。为了制造光纤，也使用改进的化学汽相沉积(MCVD)技术。包括用于改变其折射率的掺杂物的石英层被连续地沉积在沉积管的内部。此后，该管被收缩或者紧缩以便构成第一预制棒。这个第一预制棒被插入一个或多个套筒，它被依次收缩或者紧缩以便压在第一预制棒上。该产生的预制棒被拉制去形成光纤。上述的用于制造光纤的技术对于所属
的专业人员来说是为大家所熟知的。因此，EP-A-0 972 752描述了MCVD制造，以及其提出在沉积管内部沉积包覆材料和纤芯材料的连续层。在收缩之后，该沉积管插入一个或多个套筒中，有人提出该内部套筒应该呈现掺杂降低其折射率，以便构成掩蔽包层光纤。沉积在该沉积管内部的该包层可以掺杂氟。该纤芯掺杂锗。提供沉积管的纯净是充分的，可以避免沉积包层。该沉积管是玻璃管，其中按重量计算OHions的浓度小于百万分之0.05。因此，US-A-4 566 754或者US-A 5 692 087提出了一种由MCVD制造阶跃折射率光纤，其中掺杂氟包层和掺杂锗纤芯被沉积在石英沉积管内部。对于同类型的预制棒，US-A-5 942 296建议通过作用于石英沉积管的粘性和热传导率，以及包围其的套筒简化拉制该预制棒。这些方法使避免加热该预制棒的纤芯成为可能。在那些文献中详细说明了随着减少掺杂氟包层的厚度，减少了MCVD制造的成本。EP-A-0 899 243也提出了一种阶跃折射率光纤，存在掺杂锗纤芯，内包层被掺杂氟。以及外面的包层是未掺杂石英的。该应用提出以每分钟大于20克(g/min)的速度拉制该光纤。EP-A-0 863 108描述了一种通过等离子沉积在该沉积管外面外附材料制造预制棒的方法。更确切地说，本专利技术提供一种制造用于被拉制成光纤的预预棒的方法，该方法包括·使用化学蒸气沉积法在沉积管内形成内包层，该沉积管存在一个低于石英的折射率，并且该内包层存在一个大体上等于沉积管的折射率的折射率，在内包层的折射率和沉积管的折射率之间的相对差具有一个小于0.02％的绝对值；和·使用化学蒸气沉积法在包层内形成一个纤芯，该纤芯存在一个高于石英的折射率的折射率。在一个实施中，在沉积管的折射率和石英的折射率之间的差值小于-0.5×10-3。在另一个实施中，在纤芯的折射率和内包层的折射率之间的差值处于范围4.3×10-3和5×10-3。该方法可以进一步包括·收缩具有内包层和纤芯的该沉积管；和·围绕该收缩的管沉积外附材料，该外附材料具有一个大体上等于沉积管的折射率的折射率。也可能提供·收缩具有内包层和纤芯的该沉积管；和·收缩该收缩的管套筒，该套筒具有一个大体上等于沉积管的折射率的折射率。本专利技术也提供一种用于拉成一个光纤的预制棒，该预制棒包括·一个沉积管具有一个低于石英的折射率的折射率；·在沉积管内的包层具有一个大体上等于沉积管的折射率的折射率，在内包层的折射率和沉积管的折射率之间的相对差具有一个的小于0.02％的绝对值；和·在包层内的纤芯具有一个大于石英的折射率的折射率。对于在沉积管的折射率和石英的折射率之间的差值小于-0.5×10-3是有利的。有利地，在纤芯的折射率和内包层的折射率之间的差值处于4.3×10-3和5×10-3范围内。围绕该沉积的管可以提供外附材料，该材料具有一个大体上等于沉积管的折射率的折射率，或可以提供一个套筒，具有一个大体上等于该沉积管折射率的折射率。本专利技术也提供一种制造光纤的方法，包括从上述的预制棒拉制一个光纤。最后，本专利技术提出一种光纤包括·包层具有一个低于石英的折射率的折射率；·内包层在所述包层内延伸，并且具有一个大体上等于该包层折射率的折射率，在内包层折射率和包层折射率之间的相对折射率差具有一个小于0.02％的绝对值；和·一个在内包层内延伸的纤芯，并且具有一个高于石英折射率的折射率。在一个实施例中，该光纤呈现·在纤芯的折射率和内包层的折射率之间的差值Δn处于4.3×10-3和5×10-3的范围；·纤芯半径r1处于范围4.8μm至5.7μm；和·纤芯半径乘以所述差值的平方根的乘积r1× 处于范围0.336μm至0.378μm。该光纤可以存在包层，它的相对于石英的折射率的折射率差小于-5×10-3，以及在内包层的折射率和该包层的折射率之间的相对折射率差绝对值小于0.02％。该内包层的特点在于，折射率拟周期变化绝对值处于范围0.3×10-3至0.5×10-3，在光纤的轴的周围以大约0.6μm至1.4μm的周期性呈现对称性。这个内包层可以使用锎C2F6掺杂，在这样的情况下，以在折射率峰-峰差值和变量的半周期之间的比值给出的折射率变化的比率处于范围0.4×10-3μm-1和1.7×10-3μm-1。该内包层还可以掺杂SiF4，在这样的情况下，该周期保持不变，以及在绝对峰-峰折光率差和该变量的半周期之间的比值处于范围0.2×10-3μm-1和0.7×10-3μm-1。对于在该包层中折射率变化的比率小于0.1×10-3μm-1也是有利的。该光纤还可以在1.55μm波长，或者理论上小于或等于1.65μm的截止波长上存在一个大于或等于90μm2的有效面积。就纵剖面而言，该光纤的特点在于一个或多个下列的相互关系·在沉积管的半径r2(在μm)和纤芯的半径r1(在μm)之间的比值大于或等于-7.33×r1× +4.36，这里r1× 是纤芯的半径乘以在纤芯折射率和内包层折射率之间差值的平方根的乘积；·在沉积管的半径r2和纤芯的半径r1之间的比值小于或等于-10.71×r1× +6.7，这里r1× 是纤芯半径乘以在纤芯折射率和内包层折射率之间差值的平方根的乘积。对于那些在对应于沉积管的光纤部分中处于0.025％至1.4％范围内的功率传送其也是有利的。在拉制使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造用于被拉制成光纤的预制棒的方法，该方法包括： .使用化学蒸气沉积法在沉积管内形成内包层，该沉积管存在一个低于石英的折射率，并且该内包层存在一个大体上等于沉积管的折射率的折射率，在内包层的折射率和沉积管的折射率之间的相对差具有一个小于０．０２％的绝对值；和 .使用化学蒸气沉积法在包层内形成一个纤芯，该纤芯存在一个高于石英的折射率的折射率。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：路多维克弗莱利，路易斯安娜D蒙特莫里伦，弗劳伦特博蒙特，皮埃尔西拉德，麦克西姆格利尔，帕斯卡尔诺奇，让弗劳伦特坎皮恩，克里斯廷拉贝图特，
申请(专利权)人：阿尔卡塔尔公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]