[发明专利]一种小模场抗弯曲单模光纤

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于光通信系统的小模场抗弯曲单模光纤，该光纤具有极小的弯曲附加损耗，可在光纤器件中使用，属于光通信技术领域。

背景技术

随着光通信技术的快速发展，单模光纤取代铜线已经大量应用于中短距离的控制系统中，在系统集成过程中人们对于器件小型化提出越来越高的要求，因此光纤的弯曲半径也要求越来越小，在很小的弯曲半径下，极低的弯曲附加损耗是非常重要的要求。在已使用的器件中要求光纤最小弯曲半径达到3mm。

通常改善单模光纤的抗弯曲性能有两种方式，一是减小光纤模场直径而同时保证截止波长，即保持一定的MAC值（模场直径与截止波长之比），MAC值越小，则弯曲损耗对应越小。二是采用双包层结构来改善弯曲性能；或者是将内包层变成下陷包层，或者在内包层之外增加下陷包层，以保证较大的模场直径的同时，改善光纤的抗弯曲特性。后一种方法在弯曲不敏感光纤（即G.657光纤）中得到普遍应用。如中国专利CN101598834A，美国专利US7450807以及欧洲专利EP1978383等。在美国专利US7450807中，描述了一种通过加深下限环的低弯曲损耗光纤，但其抗弯曲性能仍属普通抗弯曲光纤的水平。在专利WO2004/092794中，描述了一系列不同掺杂的低弯曲损耗单模光纤，但其大部分设计中10mm直径的弯曲损耗已经大大增加，无法适应极小弯曲情况下的使用要求。

在不要求与普通G.652光纤进行连接的应用场合，模场直径的匹配并不作为首要考虑的问题之一，因此小模场直径设计可以采用。

发明内容

为方便介绍本发明内容，定义以下术语：

折射率剖面：光纤中玻璃折射率与光纤半径之间的关系。

相对折射率差：                                                ，和分别为各对应部分的折射率和纯二氧化硅的折射率。

氟（F）的贡献量：掺氟（F）石英玻璃对于纯二氧化硅石英玻璃的相对折射率差（ΔF），以此表示掺氟（F）量。

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足提供一种小模场抗弯曲单模光纤，该光纤具有极小的弯曲附加损耗，能在极小弯曲半径情况下使用。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：包括芯层和包层，其特征在于所述芯层的相对折射率差Δ1为0.9％~1.1％，芯层半径R1为2.4~3.0μm；围绕在芯层外有内、外两个包层；内包层相对折射率差Δ2为0％~-0.1％，内包层半径R2为9~12μm；内包层外为外包层。

按上述方案，所述的芯层由掺锗的石英玻璃、或锗氟共掺石英玻璃、或锗及其它掺杂剂共掺的石英玻璃组成；芯层中锗的贡献量ΔGe为0.9％~1.1％，氟（F）的贡献量ΔF等于或低于-0.1％。

按上述方案，所述的内包层由掺氟或锗氟共掺的石英玻璃组成，内包层半径R2与芯层半径R1的比值R2/R1为4~4.5，内包层相对折射率差△2与芯层相对折射率差△1的差值（△1－△2）为1.0％至1.16％。

按上述方案，所述的外包层由纯石英玻璃组成。

按上述方案，所述的单模光纤在1310nm波长处的衰减系数小于或等于0.52dB/km；在1310nm波长处的模场直径为4.5~5.5μm；

按上述方案，所述的单模光纤在1550nm波长处的衰减系数小于或等于0.30dB/km；在1550nm波长处的模场直径为5.5um至6.5μm。

按上述方案，所述的单模光纤具有小于或等于1260nm的光缆截止波长。

按上述方案，所述的单模光纤在1550nm波长处，对于围绕3mm弯曲半径饶一圈弯曲附加损耗小于或等于0.1dB，对于围绕5mm弯曲半径饶一圈弯曲附加损耗小于或等于0.05dB，对于围绕7.5mm弯曲半径饶一圈弯曲附加损耗小于或等于0.01dB，对于围绕10mm弯曲半径饶一圈弯曲附加损耗小于或等于0.005dB，对于围绕15mm弯曲半径饶十圈弯曲附加损耗小于或等于0.002dB。

按上述方案，所述的单模光纤在1625nm波长处，对于围绕3mm弯曲半径饶一圈弯曲附加损耗小于或等于0.2dB，对于围绕5mm弯曲半径饶一圈弯曲附加损耗小于或等于0.1dB，对于围绕7.5mm弯曲半径饶一圈弯曲附加损耗小于或等于0.02dB，对于围绕10mm弯曲半径饶一圈弯曲附加损耗小于或等于0.005dB，对于围绕15mm弯曲半径饶十圈弯曲附加损耗小于或等于0.005dB。