[发明专利]一种抗弯曲单模光纤

说明书

本发明涉及一种抗弯曲单模光纤，包括有芯层和包层，其特征在于芯层折射率为抛物线分布，分布指数α在2.2～2.5，芯层直径2R1为7.2μm～8.2μm，芯层最高点相对折射率差Δ1max为0.360％～0.450％，包层从内至外包括内包层、下陷包层、辅助下陷包层和外包层，内包层直径2R2为16.0μm～19.0μm，Δ2为‑0.06％～0.00％，下陷包层直径2R3为29.0μm～34.0μm，Δ3为‑0.30％～‑0.50％，辅助下陷包层直径2R4为34.0～48.0um，Δ4为‑0.14％～‑0.08％，外包层为纯二氧化硅外包层。本发明通过优化两层下陷包层折射率深度和宽度，较好的限制了弯曲状态下基模泄露情况，使得光纤在小弯曲半径和大弯曲半径下均有较好的弯曲性能，且光纤在长波长处的抗弯曲性能也较好，满足下一代PON向长波长演进的升级需求。

技术领域

本发明涉及一种用于光通信传输系统的抗弯曲单模光纤，该光纤具有优异的抗弯曲性能，属于光通信接入网技术领域。

背景技术

随着光纤传输技术的不断发展，光纤到户和光纤到桌面已经成通信接入网网络建设的重要发展方向。作为传输媒介的光纤在其中扮演至关重要的角色。由于在实际FTTx光纤线路铺设和配置过程中，经常需要在室内及狭窄环境下对光纤进行各种操作,如墙角直角拐角处安装，将光纤缠绕在越来越小型化的存储盒中来处理光纤冗长，因此需要设计开发具有优异抗弯曲性能的光纤，以满足FTTx网络敷设和器件小型化的要求，在抗弯曲G.657系列光纤中，满足最小弯曲半径为10mm的G.657.A1光纤应用于长程网(long-haulnetworks)；G.657.A2光纤满足最小7.5mm弯曲半径条件下的应用，主要使用于城域网(metro networks)和FTTH(光纤到户)；G.657.B3光纤满足最小5mm弯曲半径下的使用条件，主要在FTTd(光纤到桌面)和全光网络的使用。

按照ITU-T的规定和G.657.B3光纤具体的使用环境和条件，G.657.B3光纤基本使用于短距离的通信传输中，其更注重小弯曲半径(最小弯曲半径5.0mm)下的宏观弯曲性能，不强制要求兼容G.652.D标准。2012年9月ITU-T G.657最新修订版本中，B类光纤逐渐向兼容G.652光纤的方向发展，这将更有利于G.657光纤的推广和使用。因此在设计抗弯曲光纤的同时，必须考虑与传统G.652兼容。

经过多年的研究，各国科研人员发现光纤的模场直径和截止波长对光纤的宏观弯曲损耗起主要作用，MAC值可以定性的衡量光纤的弯曲性能，其中MAC值定义为模场直径与截止波长的比值，MAC值越小，则光纤的弯曲性能就越好，显然，降低模场直径，增加光纤截止波长能达到降低MAC值的目的，从而得到较好的弯曲性能。但是光纤模场直径过小，则在它与常规单模光纤连接时会带来较大的接续损耗，并且限制到了入纤功率。同时，考虑到FTTx的多业务特点，希望能使用全波段进行传输，光缆截止波长必须小于1260nm，因此光纤的截止波长增大的空间非常有限。因此仅仅依靠降低光纤MAC值的方法提高弯曲性能效果有限，特别是很难降低小弯曲半径下的弯曲损耗。

相对于普通的单模光纤剖面结构，提高光纤弯曲性能的另一个有效的方法是采用下陷内包层的设计，通过下陷内包层设计可在不增加芯层掺杂的情况下增加光纤的数值孔径(NA)，可避免增加掺杂引起的衰减增加。但是下陷包层的优化设计，只能在一定程度上改善光纤在大弯曲半径下的宏弯性能。当光纤的弯曲半径小于或等于10mm时，很难利用下陷内包层的方法制备出具有较低弯曲损耗的光纤。

通过进一步研究发现，提高光纤抗弯曲性能最为有效的方法是采用下陷外包层结构设计光纤剖面。在对下陷包层结构光纤的研究发现，下陷外包层在光纤剖面中的深度和宽度也存在一定要求限制：下陷外包层过浅，过窄不能带来良好的弯曲不敏感性能，而过浅，过宽不能降低小的弯曲半径下的弯曲损耗；过深，过宽，则可能影响光纤的截止波长和色散性能。为了使得光纤在小和大的弯曲半径下均有较低的损耗，下陷包层的宽度和深度合理设计非常重要。