[发明专利]一种单模光纤及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及单模光纤，具体涉及980nm泵浦光传输用单模光纤及其制造方法。

背景技术

如今，光纤通信领域向着长距离、大容量、高速率的通信传输方向发展，波分复用技术（WDM）以及掺铒光纤放大器（EDFA）的发展和应用发挥了巨大的作用。它们不仅使光纤通信超大传输容量的特性得以发挥，同时也解决了光纤长距离通信过程中光信号补偿的问题，现实了更长通信传输距离的目的。

随着光纤通信传输容量不断增加，在可用的信号传输波长范围没有变化的情况下，信道的划分越来越窄，信道之间的间距越来越小，从而造成对整个系统的插入损耗以及附加损耗的要求越来越高。

但是目前光纤通信领域各主干线使用的光纤均为G.652光纤，该光纤的工作波长为1265nm～1625nm，1310nm/1550nm波长模场直径（MFD）分别为9.0μm/10.0μm左右。而在掺铒光纤放大器中所使用的掺铒光纤，其泵浦光波长为980nm，光信号放大波长为1550nm，980nm/1550nm波长模场直径分别为4.0μm/6.0μm。因此，常规的单模光纤无法满足980nm泵浦光传输的要求，在光通信窗口1550nm，其模场直径也无法与掺铒光纤匹配，容易造成后续熔接损耗以及附加损耗偏大的情况。

中国发明专利CN102621629A（专利号：CN201210104282.0）公开了一种耦合器用980光纤及其生产方法，以气相沉积法(MCVD)来制造光纤预制棒的芯棒，再由外部气相沉积(OVD)制造包围在芯棒外用的外包层从而得到光纤预制棒，再将得到的光纤预制棒在拉丝塔上进行拉丝制成裸玻璃光纤，裸玻璃光纤经过两次紫外光固化树脂涂覆形成内涂层和外涂层后即为成品，该方法主要是通过调整内包层中掺杂物的摩尔百分比例来达到拉锥过程中模场扩散的目的。但是，容易出现包层剖面结构不完整的现象，拉锥过程中包层可能再次扩散，从而因扩散不均匀带来的额外附加损耗。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何进一步提高980nm泵浦光传输用单模光纤性能的的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种单模光纤，其裸光纤由内至外依次为芯层、第一内包层和第二内包层，所述芯层的折射率大于所述第一内包层，所述第一内包层的折射率大于所述第二内包层。

在上述单模光纤中，所述芯层相对所述第二内包层的相对折射率差Δn1%为0.65%～1.0%。

在上述单模光纤中，所述第一内包层相对所述第二内包层的相对折射率差Δn2%为0.03%～0.06%。

在上述单模光纤中，所述第一内包层的半径与所述芯层的半径的比值为4～6：1。

在上述单模光纤中，所述单模光纤980nm波长衰减系数小于1.50dB/km，1550nm波长衰减系数小于0.30dB/km，截止波长小于980nm，980nm波长模场直径为3.5～5.5μm，1550nm波长模场直径6.0～8.8μm。

本发明还提供了一种上述单模光纤的制造方法，包括以下步骤：

利用等离子体化学气相沉积工艺，在石英反应管内依次，第一内包层和芯层，沉积原料为四氯化硅、四氯化锗、三氯氧磷、C₂F₆和O₂气体，在沉积工艺过程中，通过分别调整沉积原料的流量比例以及沉积的趟数来控制芯层与第一内包层的相对折射率高度和第一内包层与芯层的半径比例；

利用高温石墨感应炉，将沉积后的石英反应管在2200℃温度下熔缩成实心芯棒；

将上述芯棒外包形成单模光纤预制棒并拉制成单模光纤。

在上述方法中，沉积第二内包层过程中，控制四氯化硅流量为60%，四氯化锗流量为20%，C₂F₆的流量为10%，沉积趟数为1000趟，上述流量的百分比为流量计的开度百分比。

在上述方法中，沉积第一内包层时，控制四氯化硅流量为60%，四氯化锗流量从25%增加至35%，三氯氧磷流量为20%，C₂F₆的流量为10%，沉积趟数为600趟，上述流量的百分比为流量计的开度百分比。

在上述方法中，沉积芯层时，控制四氯化硅流量为30%，四氯化锗流量为55%，C₂F₆的流量为5%，沉积趟数100趟，上述流量的百分比为流量计的开度百分比。