[发明专利]一种抗弯曲拉锥光纤及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及光纤领域，具体来讲是一种抗弯曲拉锥光纤及其制造方法。

背景技术

随着光通信技术的高速发展，越来越多的光器件被广泛的应用于光通信网络中，包括各式各样大量使用的光纤耦合器。

传统光纤耦合器的生产方法为熔融拉锥法，该方法简单易行，适合于大规模生产。但该工艺条件下制造的光纤耦合器一般体积较大，并且常规的拉锥光纤不具备抗弯曲性能，当弯曲半径小于一定数值时，其附加弯曲损耗会急剧增加，因此在尾纤封装时需要注意尾纤的弯曲半径。封装半径过小，不仅会增加光纤的弯曲损耗，带来额外的附加损耗，同时过小的光纤弯曲半径还会影响光纤的机械性能，容易造成光纤器件工作寿命的减短。随着光器件向小型化，集成化方向的发展，光纤耦合器的小型化就很重要了。

目前常规的抗弯曲光纤，主要应用于局域网或接入网中，其弯曲性能可以达到在弯曲半径5mm时，1550nm波长的附加弯曲损耗小于0.1dB。但是由于常规的抗弯曲光纤其材料组份主要为Si-Ge-F，无法满足现有拉锥工艺的要求；此外，常规的抗弯曲光纤的截止波长一般在1200nm以上，无法满足980nm波长泵浦光传输的要求，也无法满足C+L波段的光纤耦合器小型化中的应用要求。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种抗弯曲拉锥光纤及其制造方法，在不影响拉锥性能的前提下，提升光纤的抗弯曲性能，保证其在C+L波段的光纤耦合器小型化中的应用要求。

为达到以上目的，本发明提供一种抗弯曲拉锥光纤，其裸光纤由内至外依次包括芯层、内包层、下陷包层和外包层，所述外包层为石英包层，所述芯层、内包层、下陷包层的折射率依次减小，芯层相对外包层的相对折射率差为0.85～0.95%；内包层相对外包层的相对折射率差为0.10～0.20%；下陷包层相对外包层的相对折射率差为-0.15～-0.25%。

在上述技术方案的基础上，所述芯层的直径为3.0～3.5μm，内包层的直径为9.0～10.5μm，下陷包层的直径为12.0～14.0μm，外包层的直径为124.5～125.5μm。

在上述技术方案的基础上，所述抗弯曲拉锥光纤的截止波长小于980nm，980nm波长模场直径3.5～4.5μm，1550nm波长模场直径5.5～6.5μm。

本发明还提供一种抗弯曲拉锥光纤的制造方法，包括步骤：利用改进的化学气相沉积法工艺，在石英反应管内依次沉积下陷包层、内包层以及芯层，沉积原料为四氯化硅、四氯化锗、三氯氧磷、六氟乙烷；将沉积后的石英反应管在1750℃温度下熔缩成实心的芯棒；制备外包层，将所述芯棒形成光纤预制棒；将所述光纤预制棒固定在拉丝塔上，在2200℃温度下拉制成光纤。

在上述技术方案的基础上，首先在石英反应管内沉积下陷包层，控制四氯化硅、三氯氧磷、六氟乙烷的摩尔百分比为76.5：8.5：15；再沉积内包层，控制四氯化硅、四氯化锗、三氯氧磷、六氟乙烷的摩尔百分比为70：15：14：1；最后沉积芯层，控制四氯化硅、四氯化锗、六氟乙烷的摩尔百分比为43.5：51.5：5。

在上述技术方案的基础上，首先在石英反应管内沉积下陷包层，控制四氯化硅、三氯氧磷、六氟乙烷的摩尔百分比为80：6：14；再沉积内包层，控制四氯化硅、四氯化锗、三氯氧磷、六氟乙烷的摩尔百分比为65：15：15：5；最后沉积芯层，控制四氯化硅、四氯化锗、六氟乙烷的摩尔百分比为40：55：5。

在上述技术方案的基础上，首先在石英反应管内沉积下陷包层，控制四氯化硅、三氯氧磷、六氟乙烷的摩尔百分比为80：10：10；再沉积内包层，控制四氯化硅、四氯化锗、三氯氧磷、六氟乙烷的摩尔百分比为70：10.5：14.5：5；最后沉积芯层，控制四氯化硅、四氯化锗、六氟乙烷的摩尔百分比为45：54：1。

本发明的有益效果在于：本发明利用改进的化学气相沉积法工艺（MCVD），并对光纤材料组份进行优化，在保证其具有良好拉锥性能的同时，由于具备具有一定指标的外包层，980nm/1550nm双窗口拉锥隔离度均大于30dB，充分提升光纤的抗弯曲能力。在光纤的弯曲半径10mm，弯曲5圈时，1550nm波长附加弯曲损耗小于0.05dB，光纤的抗弯曲性能满足C+L波段光纤耦合器小型化的工艺要求。

附图说明

图1为本发明抗弯曲拉锥光纤的裸光纤横截面示意图；

图2为本发明芯棒的剖面折射率示意图。

附图标记：芯层11，内包层12，下陷包层13，外包层14。

具体实施方式