[实用新型]一种超高速通信用聚合物光纤

说明书

技术领域

本实用新型涉及光纤领域，具体涉及一种超高速通信用聚合物光纤。

背景技术

随着通信技术的发展，实现全光纤用户接入已越来越受到人们的重视。光纤通常由石英(玻璃)拉制而成。石英光纤以其优良的性能而被广泛用于长距离高速通信系统。在短距离通信系统中，石英光纤因其芯径小，需要结构精确的连接器和耦合器而增加了整个系统的成本。这使得石英光纤在现代高速网络、数据通信上的末端应用受阻，因此人们还必须使用金属线或同轴电缆来进行短距离的联接，如光纤入户(FTTH)，智能车，办公室内，大楼内通信等。金属电缆的超低速度就是现代高速通信的瓶颈。

多年来科研人员一直致力于开发更柔软更高速的聚合物光纤来替代金属电缆。聚合物光纤具有芯径大、柔韧性好、易安装、成本低等特点，在短距离通信系统中有很大的优越性。聚合物光纤可依据其光折射率的分布情况分为阶跃型聚合物光纤(SI-POF)和渐变型聚合物光纤(GI-POF)。阶跃型聚合物光纤(SI-POF)通常是使用聚苯乙烯(PS)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为芯材的，皮层是由折光指数低些的聚合物制成。这种聚合物光纤的成本低，但是由于模间色散的限制，其信号传输速率小于200Mb/s，不适合高速局域网的传输，因此其光损耗及传输速度方面的缺陷极大地限制了其取代金属电缆电线的可能性。渐变型聚合物光纤(GI-POF)在光纤内的折射率为渐变型且呈抛物线型分布，光在这种光纤中的传播路径近似于正弦波。由于光速是反比于折射率的，因此当光沿着正弦途径传播时，其速度大于光沿着中心轴传输的速度；较长的光路将被较大的光速所补偿，从而大大减小了输入脉冲加宽的问题，因此宽频低耗的渐变型聚合物光纤(GI-POF)已成为局域网和接入网连接材料的最佳选择之一。

但目前，渐变型聚合物光纤(GI-POF)的光损耗大都大于600dB/km(@1310nm)，带宽小于50MHz·km；使得其传输速率不适于超高速通信使用；且生产成本较高、生产速度较低也成为其限制因素。

实用新型内容

因此，针对上述的问题，本实用新型目的在于提供一种超高速通信用聚合物光纤。该聚合物光纤的结构可提高渐变型聚合物光纤的生产速度和降低渐变型聚合物光纤的生产成本，可降低光损耗，提高数据传输速率，使其适用于超高速通信。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种超高速通信用聚合物光纤，具有梯度光折射率分布，包括五层同心结构设置的光纤层，所述光纤层包括外皮层、皮层、第三芯层、第二芯层以及第一芯层，且所述外皮层、皮层、第三芯层、第二芯层以及第一芯层具有1.31-1.42的梯度光折射率；其中，所述第一芯层的边缘与所述第二芯层的边缘成第一共混区，所述第二芯层的边缘与所述第三芯层的边缘成第二共混区，从而使所述第一芯层与第二芯层、第三芯层形成一光折射率由芯到外逐渐减小的芯层。

本实用新型超高速聚合物光纤的芯层使用三层芯材结构，三层芯材结构在相邻的边缘区共混，从而获得具有一定阶梯式但总体呈渐变光折射率的芯层结构，使光纤的渐变图谱生成更快，加快该聚合物光纤的生产速度；另外，渐变图谱生成更快时，使得加热渐变区的加热管可缩短，降低机器的维护和使用成本，从多方面降低生产成本；皮层上还设置包覆于皮层上的外皮层能将由于光纤过度折弯或入射光角度造成遗漏光纤也折射回光信号传输通道，降低光损耗，提高数据传输速度，使其适用于超高速通信。

优选地，所述超高速通信用聚合物光纤的光损耗小于50dB/km，带宽大于500MHz·km。

优选地，所述外皮层的光折射率为1.31，皮层的光折射率为1.34，所述第三芯层的光折射率为1.37，所述第二芯层的光折射率为1.40，所述第一芯层的光折射率为1.42。

优选地，所述外皮层的光折射率为1.31。

优选地，所述芯层的直径为50um-120um。

优选地，所述皮层和所述外皮层的总直径为490um-750um。

优选地，所述外皮层、皮层、第三芯层、第二芯层以及第一芯层均采用全氟聚合物材料。

本实用新型的有益效果是：