一种光纤预制棒及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种光纤预制棒及其光纤的制造方法，其特征在于光纤芯棒的直径与芯层直径比值ｂ／ａ为２．１～２．８；光纤芯棒外套掺氟石英玻璃小套管内，熔缩到一起得到组合芯棒，所述组合芯棒与光纤芯棒的直径之差与芯层直径比值（ｃ－ｂ）／ａ为０．５～２．２；所述的掺氟石英玻璃小套管的掺氟量Δ↓［Ｆ］为－０．２０％至－０．３５％，羟基含量小于或等于５００ｐｐｂ；组合芯棒外按ＲＩＣ工艺配置纯石英玻璃大套管或在组合芯棒上直接沉积ＳｉＯ↓［２］玻璃外包层，光纤预制棒的有效直径与组合芯棒的直径比值ｄ／ｃ为２．０～５．６。本发明专利技术可制备出抗弯曲低水峰单模光纤；可用于制备同时满足ＩＴＵ－Ｔ　Ｇ．６５２．Ｄ和Ｇ．６５７的光纤。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光纤预制棒及其光纤的制造方法以及用该预制棒制造光纤的方法，具体 涉及抗弯曲低水峰单模光纤预制棒及其光纤的制造方法，属于光通信

技术介绍
在光纤制造中由于羟基(OH)在B60nm 1460nm范围内所造成的吸收峰(俗称"水峰") 的存在，限制了该窗口的使用，因此为了使光纤在全波段范围内，包括在扩展波段1360nm 1460nm范围内使用，就必须消除该波段的水峰影响。这样的光纤可以提供宽达400nm的可 用波段，按ITU-T G652.C/D规范，其在1383±3nm范围内衰耗小于1310nm的规定值， 一般 称为"低水峰光纤"或"无水峰光纤"。这种低水峰光纤尤其适合城域网的建设，O波段(1260nm 1360nm)可以用于WDM模 拟视频；在E波段(1360nm 1460nm)能实现高比特率(10Gb/s)速率多波段数据传输；在 S、 C、 L波段(1460nm 1625nm)开通2.5Gb/s密集波分复用(DWDM)传输。采用这种光 纤的系统可以有很多好处(1)可复用的波长数大大增加；(2)可以分配不同的业务给最适 合这种业务的波长传输，改进网络管理；(3)可以使用粗波分复用和更低成本的元器件，降 低整个系统的成本。近年来光纤接入(FTTx)开始成为光纤网络建设的热点，人们对各种可能用于FTTx领 域的光纤进行了深入的研究。各种光纤从不同角度出发，以适应FTTx的特殊工作环境，并 在某些方面具有自己的独特优势如塑料光纤具有极佳的柔软性，在室内布线方面具有优势； 激光优化多模光纤具有很高的带宽和传输速率，适合小区和楼宇等短距离系统；弯曲不敏感 光纤适合室内狭窄环境的应用，能充分发挥单模光纤的高带宽优点；高受激布里渊散射(SBS) 阈值单模光纤则能提高注入光功率，方便小区三网合一建设。由于目前接入网用得较多的是单模光纤，且随着低水峰单模光纤的广泛使用，具备弯曲 不敏感性能的低水峰光纤逐渐受到重视。常规的低水峰光纤(符合ITU-T G.652C/D)弯曲半 径一般为30mm,在室内及狭窄环境下的布线受到很大限制，且长波长的使用(U波段 1625-1725nm)受到一定的限帝ij,因此需要设计开发具有抗弯曲性能的光纤，以满足FTTH网 络铺设和长波长的使用要求。2006年12月，ITU-T通过了新的光纤标准(G657光纤)《接 入网使用的弯曲损耗不敏感的单模光纤和光缆的特性》 ("Characteristics of a bending loss4insensitive single mode optical fibre and cable for the access network"), 因而开发抗弯曲的低水 峰单模光纤对推动光纤接入技术的发展具有十分重要的意义。为了减小光纤的弯曲附加损耗，现有技术中已有多种解决方案，如减小光纤的模场直径 从而减小MAC值(光纤在1550nm处的模场直径与有效截止波长之比)。1.Sakabe等人在IWCS Proceeding 2004年第53期第112-118页中发表的文献"Enhanced Bending Loss Insensitive Fiber and New Cable for CWDM Access Networks"中，就建议减小光纤的模场直径以减小弯曲附加 损耗。然而，模场直径的减少会牺牲与常规G.652光纤的接续性能和降低光纤的入纤功率。 当前比较有效的方式是通过在光纤内包层外加一个下陷包层，S.Matsuo等人在Journal of Lightwave Technology 2005年第23巻第11期第3494-3499页中发表的文献"Low-bending-loss and low-splice-loss single-mode fibres employing a trench index profile，，中，就提出这禾中光纤结构 以减小弯曲附加损耗。这些文献中，下陷包层的设计都是通过掺氟来实现的。典型的光纤预制棒制造方法有四种改进的化学气相沉积法(MCVD)、等离子体化学气 相沉积法(PCVD)、管外气相沉积法(OVD)和轴向气相沉积法(VAD)。其中MCVD和 PCVD的方法属于管内法，要制造外下陷包层，受衬管的限制将很难做大尺寸的预制棒(预 制棒直径大于100mm);而OVD和VAD工艺，要在沉积芯层和内包层过程中一起制造掺氟 包层，不仅工艺控制很难，且烧结过程中由于氟的扩散将很难对折射率剖面进行有效控制。 能用于实际生产的方法是先沉积具有一定厚度包层的芯棒，经脱水烧结后再在玻璃芯棒上沉 积掺氟包层，可采用沉积过程直接掺氟或在烧结中掺氟。美国专利5895515和美国专利 4579571中就分别介绍了这两种方法，但由于OVD和VAD均属于火焰(H2/02)水解方法，在玻璃芯棒上沉积时，将不得不直接暴露在氢/氧焰(H2/02)中，H2/02焰产生的大量羟基(OH)会向芯层中扩散，致使所拉光纤水峰衰减增加，因而需要玻璃芯棒包层足够厚以阻挡OH向 内的扩散。但一旦包层过厚，形成的掺氟包层将远离芯层又起不到提高所拉光纤弯曲性能的 作用。此外，作为接入网用光纤，更多的会采用机械连接，需要光纤具有很好的芯/包同心度以 保证低的连接损耗。因而需要一种同时满足G.652.D和G.657标准的抗弯曲光纤，且该光纤 的制造成本与G.652.D的成本应相当，使其能在光纤接入中得到广泛应用。
技术实现思路
为方便介绍本
技术实现思路
，定义如下术语光纤预制棒是由芯层和包层组成的径向折射率分布符合光纤设计要求可直接拉制成所 设计光纤的玻璃棒或组合体；光纤芯棒含有芯层和部分包层的预制件；CSA:横截面积，单位为平方亳米(mm2);小套管符合一定几何要求的小CSA掺氟石英玻璃管；大套管符合一定几何要求的大CSA纯石英玻璃管；低水峰光纤芯棒匹配纯石英外包层后可拉制成水峰(1383士3nm)处衰减不大于 0.4dB/km的光纤的芯棒；组合芯棒光纤芯棒和小套管熔縮到一起后所形成的预制件(如图2所示1—芯棒芯层； 2—芯棒部分包层；3—小套管)a:光纤芯棒芯层直径，单位为毫米(mm); b:光纤芯棒直径，单位为毫米(mm); c:组合芯棒直径，单位为毫米(mm);弓曲度(BOW):对棒材绕中心轴旋转一周时，单位长度内棒材中心偏离旋转轴位置的 最大值与最小值之和的平均值，单位为毫米/米(mm/m);相对折射率差△%、ni _nox 100% ， ni和n。分别为两种玻璃材料的折射率；2 RIC工艺将组合芯棒和大套管经过处理(包括拉锥、延长、腐蚀、清洗和干燥等)后， 将组合芯棒插入大套管中所组成的大尺寸光纤预制棒的制造工艺；芯/包同心度误差光纤中芯层的圆心和光纤的圆心之间的距离，单位为微米(Hm);d:光纤预制棒的有效直径，对于实心预制棒即为其外径，对于RIC预制棒，=大套管的C&4 +组合芯棒的C&4)x4/7T ，单位为毫米(mm);掺氟(F)量掺氟(F)石英玻璃相对于纯石英玻璃的相对折射率差(AF)，以此来表示 掺氟(F)量；组合芯棒与大套管的间隙(Gap):组合芯棒与大套管之间的单侧距离，即Gap呵大套管 内径(ID)-组合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤预制棒，包括低水峰光纤芯棒和外包层，其特征在于：光纤芯棒的直径与芯层直径比值ｂ／ａ为２．１～２．８；光纤芯棒外套掺氟石英玻璃小套管内，熔缩到一起得到组合芯棒，所述组合芯棒与光纤芯棒的直径之差与芯层直径比值（ｃ－ｂ）／ａ为０．５～２．２；所述的掺氟石英玻璃小套管的掺氟量ΔＦ为－０．２０％至－０．３５％，羟基含量小于或等于５００ｐｐｂ；组合芯棒外按ＲＩＣ工艺配置纯石英玻璃大套管或在组合芯棒上直接沉积ＳｉＯ↓［２］玻璃外包层，光纤预制棒的有效直径与组合芯棒的直径比值ｄ／ｃ为２．０～５．６。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩庆荣，杨晨，刘泳涛，罗杰，拉吉马泰，
申请(专利权)人：长飞光纤光缆有限公司，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]