光纤、光纤组件及光纤放大器制造技术

本申请提供了一种光纤、光纤组件及光纤放大器，其中，光纤包括芯层和包裹芯层的包层，以及设置于芯层与包层之间的过渡层，且过渡层的折射率小于芯层的折射率；包层的熔融温度大于芯层的熔融温度，过渡层的熔融温度介于包层的熔融温度与芯层的熔融温度之间。使得过渡层与包层之间的熔融温度差值，以及过渡层与芯层之间的熔融温度差值远小于芯层与包层之间的熔融温度差值，从而保证光纤在加热或冷却时，相较于包层直接包裹芯层时芯层与包层之间的应力，本申请光纤内的过渡层与包层之间以及过渡层与芯层之间的应力较小，可以降低光纤内部出现微裂纹的风险，保证光纤整体的可靠性和稳定性，提升光纤的光学性能、温度特性以及机械强度等关键特性。度等关键特性。度等关键特性。

【技术实现步骤摘要】
光纤、光纤组件及光纤放大器


[0001]本申请涉及光纤的
，尤其是涉及一种光纤、光纤组件及光纤放大器。

技术介绍

[0002]在光纤通信网络中，常用光纤放大器的增益光纤为稀土掺杂石英基质光纤，增益光纤通常包括掺杂稀土离子的芯层以及包裹芯层的包层。当信号光经过光纤放大器中的增益光纤时，增益光纤内的稀土离子可以释放能量对光纤中的信号光进行增强。然而，石英材料掺杂稀土离子的能力较弱，导致石英基质的增益光纤的光信号增益效果较差。
[0003]为了提高光信号的增益效果，可采用稀土掺杂能力更好的软玻璃(例如，硅酸盐玻璃、碲酸盐玻璃、氟化物玻璃、磷酸盐玻璃等)作为增益光纤的芯层，采用石英玻璃作为包层，使得增益光纤的芯层能够实现稀土的高掺杂浓度，提升增益光纤的光放性能。不过，由于软玻璃材料与石英玻璃的软化温度差异较大，导致该结构的增益光纤在制造或者与其他光纤进行熔接时，由于芯层和包层的热熔温度以及膨胀系数差距较大，从而容易在芯层与包层相接的界面处产生强应力，进而出现微裂纹，影响了增益光纤的光学性能、可靠性和稳定性。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于解决现有技术中芯层为软玻璃层，包层为石英玻璃的光纤在制造或熔接过程中容易出现微裂纹，影响光纤的光学性能、可靠性和稳定性的问题。因此，本申请提供了一种光纤、光纤组件及光纤放大器，在光纤制造或熔接过程中加热或冷却时，减小了光纤中内部产生的应力，降低了光纤内部出现微裂纹的风险，保证了光纤的光学性能、可靠性和稳定性，并且提高了本申请光纤与其他石英基质光纤的熔接性能和接续可靠性。
[0005]本申请实施例提供了一种光纤，包括芯层和包裹芯层的包层。
[0006]光纤还包括过渡层，过渡层设置于芯层与包层之间，并与芯层和包层相接，且过渡层的折射率小于芯层的折射率，包层的熔融温度大于芯层的熔融温度，过渡层的熔融温度介于包层的熔融温度与芯层的熔融温度之间。
[0007]采用上述技术方案，使得过渡层与包层之间的熔融温度差值，以及过渡层与芯层之间的熔融温度差值远小于芯层与包层之间的熔融温度差值，从而保证光纤在加热或冷却时，相较于光纤的包层直接包裹芯层时，包层与芯层之间的应力，本申请光纤内的过渡层与包层之间以及过渡层与芯层之间的应力较小，可以降低光纤内部出现微裂纹的风险，保证光纤整体的可靠性和稳定性，提升光纤的光学性能、温度特性以及机械强度等关键特性。
[0008]在一些实施例中，包层的折射率小于过渡层的折射率。
[0009]采用上述技术方案，当信号光在光纤的芯层内进行传导时，信号光的少部分光场会分布于过渡层内。当光纤受到一定的弯曲时，由于包层的折射率小于过渡层的折射率，此时包层仍能对分布于过渡层内的少部分光场起到束缚作用，使得过渡层内的部分信号光仍能维持在传输状态，降低了信号光在弯曲的光纤中的传导损耗，提高了光纤对信号光的约
束传输能力。
[0010]在一些实施例中，过渡层中与包层相接的表面的横截面设置为圆形或非圆形结构。
[0011]采用上述技术方案，使从芯层溢出的信号光可以在过渡层中与包层相接的表面上形成无规律的反射，从而在过渡层中与包层相接的表面的反射作用下，使从芯层溢出的信号光不会产生围绕芯层外周缘螺旋传导的螺旋光，提高了过渡层中与包层相接的表面对该部分信号光的束缚和能量回收效果，使得信号光在光纤内的传输损耗降低，提高了光纤对信号光的传输能力。
[0012]在一些实施例中，过渡层中与包层相接的表面的横截面设置为正多边形、多边形或D型结构。
[0013]在一些实施例中，过渡层的折射率小于包层的折射率。
[0014]采用上述技术方案，使得过渡层的折射率同时小于包层和芯层的折射率，并形成光纤的折射率凹陷结构。一方面使得包层内的其他光线射向过渡层时，可以产生全反射，以避免包层内的其他光线进入芯层，对芯层内传输的信号光造成影响。另一方面，可以增加过渡层与芯层之间的折射率差值，保证信号光在芯层传导过程中，更容易形成全反射，从而提升光纤的可弯折性能。
[0015]在一些实施例中，过渡层包括依次包裹的多层结构层，且多层结构层中靠近芯层的结构层至靠近包层的结构层，熔融温度依次增加；
[0016]多层结构层中靠近芯层的结构层至靠近包层的结构层，热膨胀系数和/或折射率依次减小。
[0017]在一些实施例中，包层的热膨胀系数小于芯层的热膨胀系数，且过渡层的热膨胀系数介于包层的热膨胀系数与芯层的热膨胀系数之间。
[0018]采用上述技术方案，可以在光纤进行加热时，使得芯层受热膨胀的挤压力在过渡层的缓冲下传递至包层，光纤冷却时，过渡层同样可以产生相应的缓冲效果，从而避免光纤内部的出现应力集中的现象，降低光纤内微裂纹产生的风险，保证光纤整体的可靠性和稳定性，提升光纤的光学性能。
[0019]在一些实施例中，过渡层的最小外切圆直径小于或等于包层的外直径的1/2倍。
[0020]采用上述技术方案，可以保证光纤与其他光纤熔接时，包层具有足够的熔接面积，从而提升光纤与其他光纤熔接的可靠性和稳定性，并有效保证了光纤与其他光纤的熔接质量，以及续接后的光学性能。
[0021]在一些实施例中，包层设置为石英玻璃层，芯层设置为磷酸盐玻璃层，过渡层设置为硅酸盐玻璃层或者锗酸盐玻璃层。
[0022]在一些实施例中，光纤还包括从内至外依次包裹于包层外的内涂层和外涂层。
[0023]采用上述技术方案，内涂层和外涂层可以对光纤的包层、过渡层和芯层起到防护作用，使得光纤可以适用于环境恶劣的工作场所。例如，被挤压固定、低温、高温、潮湿等环境。
[0024]本申请实施例还提供了一种光纤组件，包括第一光纤和第二光纤，第一光纤采用如上述任一项实施例所述的光纤，第二光纤包括芯层以及包裹芯层的包层；第一光纤的第一端面与第二光纤的第一端面对接；且第一光纤的芯层与第二光纤的芯层对接，第一光纤
的过渡层和包层与第二光纤的包层对接。
[0025]采用上述技术方案，使得第一光纤在熔接过程中，第一光纤的内部不易出现微裂纹，可以保证第一光纤与第二光纤熔接后具有良好的光学性能。
[0026]本申请实施例还提供了一种光纤放大器，包括如上述任一项实施例所述的光纤，且光纤被配置为光纤放大器的增益光纤。
[0027]采用上述技术方案，可以保证增益光纤在加热或冷却时，相较于现有技术中增益光纤的包层直接包裹芯层时，芯层与包层之间产生的应力，本申请的增益光纤内的过渡层与包层之间以及过渡层与芯层之间的应力较小，可以降低增益光纤内部出现微裂纹的风险，保证增益光纤整体的可靠性和稳定性，提升增益光纤的光传输和光增益的效果。
[0028]在一些实施例中，光纤放大器还包括与增益光纤相接的输入光纤和输出光纤，其中，增益光纤具有第一端面和第二端面，增益光纤的第一端面与输入光纤相接，增益光纤的第二端面与输出光纤相接，输入光纤连接有泵浦源，泵浦源用于向输入光纤输入泵浦光。
附图说明
[0029本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤，包括芯层和包裹所述芯层的包层，其特征在于：所述光纤还包括过渡层，所述过渡层设置于所述芯层与所述包层之间，并与所述芯层和所述包层相接，且所述过渡层的折射率小于所述芯层的折射率；所述包层的熔融温度大于所述芯层的熔融温度，所述过渡层的熔融温度介于所述包层的熔融温度与所述芯层的熔融温度之间。2.如权利要求1所述的光纤，其特征在于，所述包层的折射率小于所述过渡层的折射率。3.如权利要求2所述的光纤，其特征在于，所述过渡层中与所述包层相接的表面的横截面设置为圆形或非圆形结构。4.如权利要求3所述的光纤，其特征在于，所述过渡层中与所述包层相接的表面的横截面设置为正多边形、多边形或D型结构。5.如权利要求1所述的光纤，其特征在于，所述过渡层的折射率小于所述包层的折射率。6.如权利要求1所述的光纤，其特征在于，所述过渡层包括依次包裹的多层结构层，且所述多层结构层中靠近所述芯层的结构层至靠近所述包层的结构层，熔融温度依次增加；所述多层结构层中靠近所述芯层的结构层至靠近所述包层的结构层，热膨胀系数和/或折射率依次减小。7.如权利要求1～6任一项所述的光纤，其特征在于，所述包层的热膨胀系数小于所述芯层的热膨胀系数，且所述过渡层的热膨胀系数介于所述包层的热膨胀系数与所述芯层的热膨胀系数之间。8.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：童朝阳，严洒洒，贾兆年，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：新型
国别省市：