低弯曲损耗单模光纤制造技术

光学波导光纤是抗弯的，并且在１２６０ｎｍ和更高波长处是单模的。该光纤包括半径Ｒ↓［１］的芯以及包层，该包层具有半径Ｒ↓［２］的环形的内部区域、环形的环区域以及环形的外部区域。环形的环区域始于Ｒ↓［２］，比例Ｒ↓［１］／Ｒ↓［２］大于０．４０。芯包括相对于外部区域的最大相对折射率Δ↓［１ＭＡＸ］≤０．４５％。环形的内部区域包括径向宽度Ｗ↓［２］≥２微米以及最小和最大相对折射率Δ↓［２ＭＩＮ］≥－０．０５％和Δ↓［２ＭＡＸ］≤０．０５％。环形的环区域包括最小相对折射率Δ↓［３ＭＩＮ］≤－０．１％。Δ↓［１ＭＡＸ］≥Δ↓［２ＭＡＸ］≥Δ↓［３ＭＩＮ］，并且Δ↓［１ＭＡＸ］≥Δ↓［２ＭＩＮ］≥Δ↓［３ＭＩＮ］。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及光纤，尤其涉及抗弯单模光纤。
技术介绍
所谓的“接入”光网络和光纤到户(FTTx)光网络中所使用的光纤可能会经受各种弯曲环境。在这种网络中使用光纤时可能在通过该光纤传输的光信号中引入弯曲损耗。一些应用可能强加一些会引入弯曲损耗的物理要求，比如紧密的弯曲半径、光纤压缩等，这些应用包括将光纤部署在下列环境中光学分支缆线组件；具有工厂安装终端系统(FITS)和膨胀圈的配线缆线；位于连接馈电线和配线缆线的机柜中的小弯曲半径多端口；以及在配线缆线和分支缆线之间的网络接入点中的跨接线。
技术实现思路
本文揭示了一种光波导光纤，它是抗弯曲的并且在1260nm和更高的波长处是单模的。该光纤具有很大的有效面积，例如，这有益于抑制高比特率时的信号非线性。较佳地，该光纤具有很低的宏弯曲引起的衰减损耗以及很低的微弯曲引起的衰减损耗。 本文所揭示的光纤包括玻璃芯和玻璃包层，包层围绕着芯且与芯相接触，芯是绕着中心线设置的并且从中心线径向延伸。包层包括环形的内部区域，该内部区域围绕着芯区域并且与之接触；环形的环区域，该环区域围绕着环形的内部区域并且与之接触；以及环形的外部区域，该外部区域围绕着环形的环区域并且与之接触，还延伸到玻璃半径的最外围。环形的环区域靠近芯，较佳地，芯和包层对宏弯曲和微弯曲条件的抗弯性有所增大。较佳地，芯的最外围半径与环形的内部区域的最外围半径之比大于0.4。环形的外部区域是光纤的最外围的玻璃部分。在较佳的实施方式中，环形的外部区域被一个或多个涂层覆盖，比如聚氨酯丙烯酸酯材料。 玻璃芯的最大相对折射率小于0.45％。环形的环区域的最小相对折射率小于或等于-0.1％。环形的内部区域的相对折射率的大小是很低的，小于0.05％。环形的内部区域的大部分径向宽度的相对折射率可以是正的、负的、和/或零。环形的内部区域的径向宽度大于2μm。 芯的最大相对折射率是整个光纤的最大相对折射率。环形的内部区域的最大相对折射率大于或等于环形的内部区域的最小相对折射率。环形的内部区域的最小相对折射率大于环形的环区域的最小相对折射率。环形的环区域的分布体积的绝对大小大于20％-μm2，较佳地，介于20和80％-μm2之间。较佳地，芯的分布体积小于小于6.2％-μm2，介于5.0和6.2μm2之间则更佳。较佳地，芯的径向宽度小于或等于5.0μm，介于3.0和5.0μm之间则更佳。 在一组实施方式中，环形的环区域包括二氧化硅玻璃，其中的掺杂剂选自锗、铝、磷、钛、硼和氟所构成的组。 在另一组实施方式中，环形的环区域包括具有多个孔的二氧化硅玻璃，这些孔是空的(真空)或填有气体，其中这些孔提供了比纯二氧化硅要低的有效折射率。 现在，详细参照本专利技术的较佳实施方式，其示例在附图中被示出。 附图说明 图1示意性地示出了本文所描述的光波导光纤的实施方式的相对折射率分布。 图2示意性地示出了本文所描述的光波导光纤的另一个实施方式的相对折射率测量分布。 图3示意性地示出了本文所描述的光波导光纤的另一个实施方式的相对折射率测量分布。 图4示出了本文所描述的光波导光纤的实施方式的测得的相对折射率分布。 图5是本文所描述的光波导光纤的实施方式的示意性横截面图。 图6示意性示出了本文所描述的使用光纤的光纤通信系统。 图7示意性地示出了本文所描述的光纤通信系统的另一个实施方式。 具体实施例方式 本专利技术的其它特征和优点将在下面的详细描述中得到阐明，并且本领域技术人员从说明书中将很容易看得出或通过按详细描述、权利要求书和附图所描述的那样来实施本专利技术而认识到这些特征和优点。 “折射率分布”是折射率或相对折射率与波导光纤半径之间的关系。 相对折射率百分比被定义为Δ％＝100 x(ni2-nc2)/2ni2，其中ni是区域i中的最大折射率，除非另有说明，nc是包层的环形外部区域的平均折射率。在本文中，相对折射率由Δ表示，其值是以“％”为单位给出的，除非另有说明。当一个区域的折射率小于环形外部区域的平均折射率时，相对折射率百分比是负的并且被称为具有抑制的区域或抑制的折射率，并且最小相对折射率是在相对折射率为最负的那一点计算的，除非另有说明。当一个区域的折射率大于包层区域的平均折射率时，相对折射率百分比是正的并且该区域可以被说成升高了或具有正折射率。本文中的“上掺杂剂”被视为一种能使折射率相对于纯净未掺杂二氧化硅而有所提升的掺杂剂。本文中的“下掺杂剂”被视为一种能使折射率相对于纯净未掺杂二氧化硅而有所下降的掺杂剂。当伴有一种或多种不是上掺杂剂的其它掺杂剂时，上掺杂剂可以存在于具有负相对折射率的光纤区域中。同样，一种或多种不是上掺杂剂的其它掺杂剂也可以存在于具有正相对折射率的光纤区域中。当伴有一种或多种不是下掺杂剂的其它掺杂剂时，下掺杂剂可以存在于具有正相对折射率的光纤区域中。同样，一种或多种不是下掺杂剂的其它掺杂剂也可以存在于具有负相对折射率的光纤区域中。 在本文中，除非另有说明，否则波导光纤的“色散”是指材料色散、波导色散和模间色散的总和。对于单模波导光纤而言，模间色散是零。色散斜率是色散相对于波长的变化率。 “有效面积”被定义为 Aeff＝2π(∫f2r dr)2/(∫f4r dr)， 其中积分限是0到∞，并且f是与波导中所传播的光有关的电场的横向分量。在本文中，除非另有说明，否则“有效面积”或“Aeff”是指在波长1550nm处的光学有效面积。 术语“α-分布”是指相对折射率分布，是用Δ(r)表达的，单位是“％”，其中r是半径，符合下列方程， Δ(r)＝Δ(ro)(1-[|r-ro|/(r1-ro)]α)， 其中ro是Δ(r)达到最大时的点，r1是Δ(r)％等于零时的点，r介于ri≤r≤rf范围中，其中Δ是上文所定义的那样，ri是α-分布的初始点，rf是α-分布的末点，并且α是实数的指数。 模场直径(MFD)是用Peterman II方法测量的，其中2w＝MFD，w2＝(2∫f2r dr/∫[df/dr]2r dr)，积分限是0到∞。 通过在规定的测试条件下引入衰减，就可以测量波导光纤的抗弯性。 一种弯曲测试是横向负载微弯曲测试。在这种所谓的“横向负载”测试中，将规定长度的波导光纤置于两个平板之间。将#70丝网附接到这两个板之一。已知长度的波导光纤被夹在这两个板之间，并且在用30牛顿的力将这两个板压到一起的同时，测量参考衰减。然后，向这两个板施加70牛顿的力，并且测量以dB/m为单位的衰减增量。该衰减增量就是该波导的横向负载衰减。 “针阵列”弯曲测试被用于比较波导光纤对弯曲的相对耐受性。为了执行这种测试，在基本上不引入弯曲损耗的情况下对波导光纤测量衰减损耗。然后，绕着针阵列编织该波导光纤，并且再次测量衰减。因弯曲而引入的损耗就是这两次测得的衰减之差。上述针阵列是一组10个圆柱形的针，它们排列在单个行中并且保持在平面上固定的垂直位置处。针间距是5mm，即中心到中心的间距。针直径是0.67mm。在测试期间，施加足够大的张力以使波导光纤符合针表面的一部分。 对于给定模式，理论上的光纤截止波长是这样一个波长，在该波长以上所引导的光无法按该模式进行传播。在“Single Mode Fiber Optics”(Jeunhom本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤，包括：　从中心线延伸到半径Ｒ↓［１］的玻璃芯；　围绕着芯且与之相接触的玻璃包层，该包层包括：　从Ｒ↓［１］延伸到半径Ｒ↓［２］的环形的内部区域，该内部区域包括径向宽度Ｗ↓［２］＝Ｒ↓［２］－Ｒ↓［１］，　从 Ｒ↓［２］延伸到半径Ｒ↓［３］的环形的环区域，该环区域包括径向宽度Ｗ↓［３］＝Ｒ↓［３］－Ｒ↓［２］，和　从Ｒ↓［３］延伸到最外围玻璃半径Ｒ↓［４］的环形的外部区域；　其中芯包括相对于外部区域的最大相对折射率Δ↓［１ＭＡＸ］，并 且Δ↓［１ＭＡＸ］＜０．４５％；　其中环形的内部区域包括径向宽度Ｗ↓［２］、相对于外部区域的最小相对折射率Δ↓［２ＭＩＮ］、以及相对于外部区域的最大相对折射率Δ↓［２ＭＡＸ］，其中Δ↓［２ＭＩＮ］＞－０．０５％，Δ↓［２ＭＡＸ］＜０． ０５％，且Ｗ↓［２］＞２μｍ；　其中环形的环区域包括：　相对于环形的外部区域的最小相对折射率Δ↓［３ＭＩＮ］，其中Δ↓［３ＭＩＮ］≤－０．１％；　其中Δ↓［１ＭＡＸ］＞Δ↓［２ＭＡＸ］＞Δ↓［３ＭＩＮ］，并且Δ↓［１ＭＡＸ ］＞Δ↓［２ＭＩＮ］＞Δ↓［３ＭＩＮ］；　其中Ｒ↓［１］／Ｒ↓［２］＞０．４０；以及　其中芯和包层提供了小于１２６０ｎｍ的光纤截止波长、介于１３００和１３２４ｎｍ之间的零色散、在１３１０ｎｍ处介于８．２０和９．５０μｍ之间的模场 直径、以及小于１．０ｄＢ／圈的１０ｍｍ直径芯棒弯曲损耗。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-8-31 60/841,490;US 2007-8-3 11/888,9591.一种光纤，包括从中心线延伸到半径R1的玻璃芯；围绕着芯且与之相接触的玻璃包层，该包层包括从R1延伸到半径R2的环形的内部区域，该内部区域包括径向宽度W2＝R2-R1，从R2延伸到半径R3的环形的环区域，该环区域包括径向宽度W3＝R3-R2，和从R3延伸到最外围玻璃半径R4的环形的外部区域；其中芯包括相对于外部区域的最大相对折射率Δ1MAX，并且Δ1MAX<0.45％；其中环形的内部区域包括径向宽度W2、相对于外部区域的最小相对折射率Δ2MIN、以及相对于外部区域的最大相对折射率Δ2MAX，其中Δ2MIN>-0.05％，Δ2MAX<0.05％，且W2>2μm；其中环形的环区域包括相对于环形的外部区域的最小相对折射率Δ3MIN，其中Δ3MIN≤-0.1％；其中Δ1MAX>Δ2MAX>Δ3MIN，并且Δ1MAX>Δ2MIN>Δ3MIN；其中R1/R2>0.40；以及其中芯和包层提供了小于1260nm的光纤截止波长、介于1300和1324nm之间的零色散、在1310nm处介于8.20和9.50μm之间的模场直径、以及小于1.0dB/圈的10mm直径芯棒弯曲损耗。2.如权利要求1所述的光纤，其特征在于，芯和包层提供了小于0.05dB/圈的20mm直径芯棒弯曲损耗。3.如权利要求1所述的光纤，其特征在于，芯和包层提供了在1550nm处小于10dB的针阵列弯曲损耗。4.如权利要求1所述的光纤，其特征在于，环形的环区域包括分布体积V3，V3等于其中|V3|>20％-μm2。5.如权利要求1所述的光纤，其特征在于，0.4<R1/R2<0.6。6.一种光纤，包括从中心线延伸到半径R1的玻璃芯；围绕着芯且与之相接触的玻璃包层，该包层包括从R1延伸到半径R2的环形的内部区域，该内部区域包括径向宽度W2＝R2-R1，从R2延伸到半径R3的环形的环区域，该环区域包括径向宽度W3＝R3-R2，和从R3延伸到最...

【专利技术属性】
技术研发人员：SR别克汉姆，DC布克班德，MJ李，SK米什拉，DA诺兰，P坦登，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]