一种全合成低损耗单模光纤制造技术

本实用新型专利技术公开了一种全合成低损耗单模光纤，从内至外包括纤芯层、第一内包层、第二内包层和外包层；纤芯层为掺杂锗元素的石英玻璃层，纤芯层相对于纯石英玻璃的折射率差

【技术实现步骤摘要】
一种全合成低损耗单模光纤


[0001]本技术属于通信光纤
，特别涉及一种全合成低损耗单模光纤。

技术介绍

[0002]随着光纤通信技术的快速发展，现有的常规单模G.652光纤已无法满足400G等长距离、高速率、大容量干线传输的需求。而低衰减系数光纤可以有效提高光纤通信过程中的光信噪比，提高系统传输距离以减少中继站设置，降低运营成本，因此低损耗单模光纤成为各大光纤企业争相研究的热门。
[0003]专利CN1692086A公开了通过在纤芯中掺杂碱金属氧化物来降低光纤衰减，但单纯使用碱金属会导致氢损增加，不利于光纤长期稳定工作，而且此专利也未详细阐述具体实施例情况对应的衰减水平。
[0004]专利CN103472529A公开了一种低损耗光纤制备方法，制备的光纤剖面从内到外依次为芯层(纯硅芯微掺氟或硼)、芯包过渡层、芯包界面过渡层、深掺氟包层、包套过渡层、包套界面过渡层和套管层，制造出的光纤在1550nm波段衰减系数可小于0.158db/km；但此方案芯层主体为纯硅芯，粘度较大，包层采用深掺氟设计，粘度较低，易造成光纤粘度匹配失衡，从而使芯层虚拟温度迅速增加，易造成衰减损耗偏大；虽在芯包层之间设计了过渡层以及界面过渡层以避免此缺陷，但由于剖面设计较复杂，且应用管内法进行沉积，会造成脱水困难，制备低损耗芯棒的工艺难度较大，不利于规模化生产。
[0005]专利CN206573738U公开了一种低损耗光纤制备方法，光纤包括芯层、内包层、中间隔离层以及外包层，得到的低损光纤1550nm波段衰减系数小等于0.185db/km，典型值为0.180db/km，优于常规G.652光纤；但此技术用到高纯石英套管，经济成本较高。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题，本技术的目的在于提供一种全合成低损耗单模光纤，该光纤在1550nm波段的衰减系数小于或等于0.180db/km，达到了低损耗衰减的目的，且制造成本低，制造工艺难度低。
[0007]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本技术通过以下技术方案实现：
[0008]一种全合成低损耗单模光纤，该光纤结构从内至外包括纤芯层、第一内包层、第二内包层和外包层；
[0009]所述纤芯层为掺杂锗元素的石英玻璃层，该纤芯层的半径R1为4～5μm，纤芯层相对于纯石英玻璃的折射率差
△
n1为0.300％～0.340％；
[0010]所述第一内包层和第二内包层均为掺杂氟元素的石英玻璃层；第一内包层的半径R2为11.5～16.5μm，第一内包层相对于纯石英玻璃的折射率差
△
n2为
‑
0.04％～
‑
0.02％；第二内包层的半径R3为20～25μm，第二内包层相对于纯石英玻璃的折射率差
△
n3为
‑
0.07％～
‑
0.04％；
[0011]所述外包层为微掺杂铝石英包层，该外包层的半径R4为62.5
±
0.5μm，外包层相对
于纯石英玻璃的折射率差
△
n4满足
△
n1>
△
n4>
△
n2>
△
n3。
[0012]进一步的，所述纤芯层、第一内包层和第二内包层构成石英芯棒，且该纤芯层、第一内包层和第二内包层均是采用气相轴向沉积法一步沉积获得。
[0013]进一步的，所述外包层采用外部气相沉积法制备而成。
[0014]进一步的，所述外包层中，铝的掺杂浓度为2～15ppm。
[0015]进一步的，所述光纤在1550nm波段处的衰减系数小于或等于0.180db/km。
[0016]本技术的有益效果：
[0017]本技术的纤芯层掺杂锗元素，第一内包层和第二内包层掺杂氟元素，外包层微掺杂铝，各层掺杂组分较少，工艺制备难度低；而且，本技术在外包层掺杂铝元素，能够降低玻璃的粘度，有利于玻璃网络结构的调整，在拉丝过程中可将应力集中在包层，芯层受力较少，减少光纤内部缺陷，在光纤退火过程中可明显降低玻璃结构的弛豫时间，使玻璃密度趋于均匀，从而整体降低光纤的虚拟温度，有利于降低密度波动因子引起的光纤瑞利散射损耗；此外，第一内包层和第二内包层掺氟，可以有效降低折射率，并与纤芯层以及外包层进行粘度匹配，使整体性能更可靠，不易受温度等其他外界条件影响；
[0018]本技术采用第一内包层和第二内包层的阶梯下陷包层设计，可有效抑制基模泄漏，同时掺氟可有效将光功率集中在芯层，降低光纤损耗，提高抗弯曲能力；
[0019]此外，本技术光纤中的芯层、第一内包层和第二内包层是通过气相轴向沉积法(VAD)一步沉积而成，相比于现有技术中采用高成本的深掺氟套管做内包层，或者采用管内法(PCVD+MCVD)进行沉积的方法，工艺路径简单，成本优势明显，比较利于规模化生产。
附图说明
[0020]图1为本技术实施例提供的一种全合成低损耗单模光纤的径向截面结构示意图。
[0021]图2为本技术实施例提供的一种全合成低损耗单模光纤的折射率剖面结构分布图。
具体实施方式
[0022]下面将结合具体实施例对本技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
[0023]实施例
[0024]如图1所示的一种全合成低损耗单模光纤的较佳实施例，其光纤结构从内至外包括纤芯层1、第一内包层2、第二内包层3和外包层4；
[0025]如图2所示，纤芯层1为掺杂锗元素的石英玻璃层，采用气相轴向沉积法(VAD)一步沉积而成；该纤芯层的半径R1为4.3μm，纤芯层相对于纯石英玻璃的折射率差
△
n1为0.310％；
[0026]如图2所示，第一内包层2和第二内包层3均为掺杂氟元素的石英玻璃层；第一内包层的半径R2为13.5μm，第一内包层相对于纯石英玻璃的折射率差
△
n2为
‑
0.02％；第二内包
层的半径R3为22.1μm，第二内包层相对于纯石英玻璃的折射率差
△
n3为
‑
0.05％；
[0027]如图2所示，外包层4为微掺杂铝石英包层，采用外部气相沉积法(OVD)获得，铝掺杂浓度为10ppm；该外包层的半径R4为62.4μm，外包层相对于纯石英玻璃的折射率差
△
n4满足
△
n1>
△
n4>
△
n2>
△
n3。
[0028]针对上述低损耗光纤，利用PK220本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全合成低损耗单模光纤，其特征在于：该光纤结构从内至外包括纤芯层、第一内包层、第二内包层和外包层；所述纤芯层为掺杂锗元素的石英玻璃层，该纤芯层的半径R1为4～5μm，纤芯层相对于纯石英玻璃的折射率差
△
n1为0.300％～0.340％；所述第一内包层和第二内包层均为掺杂氟元素的石英玻璃层；第一内包层的半径R2为11.5～16.5μm，第一内包层相对于纯石英玻璃的折射率差
△
n2为
‑
0.04％～
‑
0.02％；第二内包层的半径R3为20～25μm，第二内包层相对于纯石英玻璃的折射率差
△
n3为
‑
0.07％～
‑
0.04％；所述外包层为微掺杂铝石英包层，该...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙楠，杜森，王友兵，杜长龙，许珂，房振东，王智俊，周钰楠，吴彬，鞠磊，
申请(专利权)人：江苏亨通光导新材料有限公司，
类型：新型
国别省市：