[发明专利]一种细直径耦合器用980光纤

说明书

本发明涉及一种小直径耦合器用光纤，包括有芯层、包层、涂覆层，芯层为掺锗Ge的二氧化硅石英玻璃层，所述芯层的直径D1为3.5‑5μm，芯层与内包层的折射率差Δn1为0.014‑0.017；所述包层分为内包层和外包层，内包层紧密环绕芯层，为锗、氟、磷共掺的二氧化硅石英玻璃层，内包层与外包层纯石英的折射率差Δ2为‑0.0002‑0，直径D2为5‑15μm；外包层为纯石英层，厚度D3为79‑81μm；涂覆层的厚度为160‑190μm。本发明采用内包层和外包层的折射率基本一致的结构设计，光纤间的耦合为利用单模光纤间消逝场相互耦合的机理，熔融拉锥工艺使一根光纤内的一部分光耦合到另一根光纤中，实现特定分光比，从而减少信号光由于折射率波动造成的损失，达到降低光纤熔融拉制过程中附加损耗。

技术领域

本发明涉及一种细直径耦合器用980光纤，用于制备小型耦合器，高温熔锥耦合过程中具有稳定优越的性能。属于光纤技术领域。

背景技术

近来，国内外一些专家提出了一个新的设想，即使用980nm波段作为通讯窗口，其优点是，980nm是最常用的波段，其光源及相关器件相当成熟且价格便宜，使用该波段可有效降低光网络的成本。与1310nm和1550nm窗口相比，在980nm窗口光的损耗增大了，信号可传输的距离受到了限制，因此无法用于长距离甚至是中距离的传输，但却可以满足耦合器制作的要求，光纤耦合器是光网络和光传感系统中实现光信号分路和合路的重要器件。在光纤通信、光纤传感和光纤测量中有着重要的应用。随着光纤通信技术的飞速发展，光纤器件在光通信领域的应用也越来越广泛，其中光纤耦合器已经成为应用最广泛的光纤无源器件。光纤耦合器对光信号的分、合路，插入和分配的实现起到了至关重要的作用，它是一种多功能、多用途的器件且是最重要的光无源器件之一。自1982年Jensen报道关于非线性定向耦合器的理论以来，光纤耦合器有了很大的发展。光纤耦合器件的制作方法主要有腐蚀法、磨抛法及熔融拉锥法。熔融拉锥方法是将两根光纤或以上去除涂覆层的光纤以一定的方式靠拢，在高温加热下熔融，同时向两侧拉伸，最终在加热区形成双锥体结构的特殊波导器件。当两根光纤融合时，输入光信号从一根光纤进入两根光纤。它具有损耗极低，稳定性较好适于批量生产等优点，在耦合器的规模化生产中普遍采用这种方法。随着器件的小型化，针对耦合器用光纤的尺寸的小型化和光纤抗弯曲性能提出更高的要求。

专利号为CN101639549国内发明专利一种980nm传输窗口用单模光纤，只适用于通信FTTH系统中最后一公里FTTH传输要求的单模光纤，不适合于耦合器用。申请号CN201710344555.1发明一种熔融拉锥型弯曲不敏感单模光纤，适于光纤耦合器与光纤传感器的研发与应用，光纤的外径124-126um，不适合于器件的小型化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种小直径耦合器用光纤，通过调整光纤芯层、内包层掺杂摩尔百分比例，达到合适的光纤结构和成份设计，该光纤耦合过程中附加损耗小于0.1dB，弯曲性能良好。该光纤适用于熔融拉锥技术生产的各种波段(C波段和L波段)的耦合器和分路器，可应用于EDFA用泵浦/信号波分复用器，CATV光纤耦合器，Tap coupler抽头耦合器，超小封装光纤器件，双向合波器和分波器，低损耗耦合器/超短混合型耦合器。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种小直径耦合器用光纤，包括有芯层、包层、涂覆层。芯层为掺锗Ge的二氧化硅石英玻璃层，所述芯层的直径D1为3.5-5μm，芯层与内包层的折射率差Δn1为0.014-0.017；所述包层分为内包层和外包层，内包层紧密环绕芯层，为锗、氟、磷共掺的二氧化硅石英玻璃层，内包层与外包层纯石英的折射率差Δ2为-0.0002-0，直径D2为15-35μm，其厚度为b为5-15um；外包层为纯石英层，直径D3为79-81μm，其厚度为c为22.5-33.5um；涂覆层的厚度为160-190μm。

优选地，所述芯层中的SiCl4与GeCl4按照固定流量比例，其掺杂物质摩尔百分比分别为Si：86-88％；Ge:12-14％。