[发明专利]一种低衰减和低弯曲损耗的大有效面积单模光纤有效

专利信息
申请号: 201811432609.0 申请日: 2018-11-28
公开(公告)号: CN109298482B 公开(公告)日: 2020-05-05
发明(设计)人: 吴超;张磊;罗杰;吴俊;朱继红;姚钊 申请(专利权)人: 长飞光纤光缆股份有限公司
主分类号: G02B6/02 分类号: G02B6/02;G02B6/036
代理公司: 湖北武汉永嘉专利代理有限公司 42102 代理人: 胡建平
地址: 430073 湖北省*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 一种 衰减 弯曲 损耗 有效面积 单模 光纤
【说明书】:

发明涉及一种低衰减和低弯曲损耗的大有效面积单模光纤,包括有芯层和包层,其特征在于所述的芯层直径r1为5.0~6.5μm,相对折射率差Δn1为0.16~0.32%,芯层外从内向外依次包覆内包层、第一下陷包层、第二下陷包层和外包层,所述的内包层半径r2为9.0~11.0μm,相对折射率差Δn2为‑0.08~0.00%,所述的第一下陷包层半径r3为12.0~13.0μm,相对折射率差Δn3为‑0.42~‑0.52%,所述的第二下陷包层半径r4为13.0~20.0μm,相对折射率差Δn4为‑0.08~‑0.32%;所述的外包层为纯二氧化硅玻璃层。本发明优化了芯包层粘度匹配,光纤能在高速拉丝速度下拉丝而成,实现光纤的低衰减性能,大大的提高了低衰减光纤的生产效率,并有效的改善大有效面积光纤的弯曲性能。

技术领域

本发明涉及到光通信技术领域,具体涉及到一种低衰减和低弯曲损耗的大有效面积单模光纤,可用于长距离,大容量,高速率传输系统。

背景技术

大容量、高速率的传输系统是长距离通信的发展方向,其对光纤的性能提出了更高的要求,具有低衰减兼有大的有效面积光纤的提出满足了这一需求,近年来这种光纤在通信领域受到了明显的关注。在高功率的传输系统中,光纤具有大的有效面积能显著降低非线性效应和提高光信噪比(OSNR),从而提升系统传输质量。而限制长距离大容量传输的一个重要因素是光纤的衰减,相对于普通的单模光纤,具有较低衰减的光纤将能延长传输距离,减少链路建设和维护成本。因此,大有效面积兼具低衰减的光纤具有较高的传输系统性价比。

获得大的有效面积,可以通过增加光纤芯层直径和芯层折射率来实现,而如何降低光纤的衰减是一个重要的问题。降低光纤衰减主要困难在于以下三点:其一,如何降低衰减:目前主要的方法是降低光纤的瑞利散射系数;其二,在获得超低衰减系数的同时,需要保证光纤各个光学参数满足ITU-T标准,主要指模场直径,色散,截止波长和弯曲性能控制在标准要求范围内:即在保证光纤超低衰减性能的同时,其他光学参数必须控制在相应范围内;其三,光纤制造工艺简单可控,不显著增加光纤制造成本,适合大规模生产。

对于以上三个困难,我们首先从如何降低光纤的衰减来说。对于石英光纤,在600nm-1600nm的衰减主要来自于瑞利散射,由瑞利散射所引起的衰减αR可由下式计算:

式中,λ为波长(μm),R为瑞利散射系数(dB/km/μm4);P为光强;当瑞利散射系数确认时,B为相对应的常数。因而只要确定了瑞利散射系数R就可得到因瑞利散射所引起的衰减αR(dB/km)。瑞利散射一方面是由于密度波动引起的,另一方面是由于浓度波动引起的。因而瑞利散射系数R可表示为:

R=Rd+Rc

上式中,Rd和Rc分别表示由于密度波动和浓度波动所引起的瑞利散射系数变化。其中Rc为浓度波动因子,其主要受到光纤玻璃部分掺杂浓度的影响,理论上采用越少的Ge和F或者其他掺杂,Rc越小,这也是目前国外某些企业采用纯硅芯设计,实现超低衰减性能的原因。

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