[发明专利]光纤、光纤预制件及制造方法、管、光学单元、光纤系统

说明书

技术领域

本发明涉及光纤领域，更具体地，涉及制造用于拉制弯曲损耗大幅减少了的光纤的预制件的方法。

背景技术

根据已知的方式，通过在拉丝塔中从预制件拉制来制造光纤。将光纤拉制为一定尺寸的操作包括：将预制件垂直布置在塔中，并且从预制件的一端拉出光纤的股线(strand)。为此，对预制件的一端局部施加高温直到二氧化硅软化，然后，由于拉丝的速度和温度决定光纤的直径，因而在拉丝期间持续控制拉丝的速度和温度。

传统的光纤包括光纤芯和光包层，光纤芯具有传送光信号、并且还可能具有放大光信号的功能，光包层具有将光信号限制在纤芯内的功能。为此，纤芯的折射率n_c和包层的折射率n_g满足n_c＞n_g。如众所周知的那样，单模光纤中光信号的传播包括在纤芯内引导的基本模式和称为包层模式的在纤芯-包层组合件中引导特定距离的次级模式。

对于光纤传输系统中的线形光纤，传统上使用又称为单模光纤(SMF)的阶梯折射率光纤。出于来自不同制造者的光学系统之间兼容性的原因，国际电信联盟(ITU)定义了标准单模光纤(SSMF)需要符合的编号为ITU-T G.652的建议标准。

此外，称为光纤到户(FTTH)或光纤到路边(FTTC)的到达用户的光纤系统的持续发展导致出现了光纤需要满足的其它限制。具体地，这样的FTTC或FTTH应用的主要挑战在于在保存特定光传输参数的同时减少弯曲损耗。

表I

因而，ITU已定义了针对FTTH应用的光纤需要满足的编号为ITU-T G.657A和ITU-T G.657B的建议的标准，特别地，这些标准强制实行最大弯曲损耗。建议G.657A强制实行针对弯曲损耗的限制值，但首要寻求保存与建议G.652的兼容性，尤其是在模场直径(MFD)和色散方面。相反，建议G.657.B不强制实行与建议G.652的兼容，但与建议G.657.A 1相比对弯曲损耗强制实行更严格的限制。上表I和下表II再现了建议G.652与G.657强制实行的与弯曲损耗(表I)和光传输参数(表II)有关的一些限制。

制造符合建议G.652和G.657的约束的光纤已成为主要的经济上的挑战。

制造具有孔的光纤的技术使得能够实现弯曲损耗方面的优异性能，但该技术的实现复杂且昂贵，并且由于FTTH系统是低成本系统，当前不适宜将该技术用于制造FTTH系统用的光纤。

文献EP-A-1845399和EP-A-1 785 754提出了能够在保存SSMF的光传输参数的同时限制弯曲损耗的具有埋槽的光纤分布。

表II

WO2007/009450涉及以下的技术：通过沉积至构成纤芯的第一部分的第一管层和内包层来制备第一棒；然后蚀刻该第一棒以去除该管和包层；通过沉积至构成纤芯的第二部分的第二管层和内包层来制备第二棒；以及将该第二棒套缩(collapse)在该第一棒上。

在制造预制件期间，可以通过添加使典型为二氧化硅的传输材料的折射率降低的掺杂物来制造埋槽。最常用的掺杂物是氟。例如，如文献FR-A-2896795(还公布为US-A-2008/031582)所公开的，埋槽可以由掺氟二氧化硅所制成的初级预制件的管构成。尽管如此，该方案既不能获得具有深槽的分布，也不能完全控制槽的折射率的均匀性。为了在不损害建议G.652所强制实行的光传输参数的情况下保证最小弯曲损耗，需要很好地控制埋槽的均匀性。

可以从包括由纯二氧化硅或掺杂二氧化硅的管构成的初级预制件的预制件来制造光纤，其中，接连地沉积掺杂二氧化硅层和/或纯二氧化硅层，以形成内包层和中央纤芯。在沉积台上制造初级预制件。然后，初级预制件被外包覆(overcladded)或者嵌入套筒内，以增加该初级预制件的直径并且形成适合在拉丝塔中使用的预制件。在本上下文中，术语“内”包层指的是形成在管的内部的包层，并且术语“外”包层指的是形成在管的外部的包层。管内部的沉积操作是化学气相沉积(CVD)型。通过将混合气体注入管内并使该混合气体离子化来进行这类沉积。CVD型沉积包括改进的化学气相沉积(MCVD)、炉化学气相沉积(FCVD)和增强等离子化学气相沉积(PCVD)。