CN101446664A - 中空石英塑料特种光纤 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种中空石英塑料特种光纤，包括中间空气层、纯石英纤芯层a、聚合物内包层b、聚合物外包层c和外护层d。光传输部分为纯石英纤芯层a。纯石英层折射率n1为1.44～1.45；内包层采用硅橡胶材料，折射率n2为1.36～1.37；外包层采用氟树酯，折射率n3为1.33～1.34。由此可计算出数值孔径约为0.512，而一般的光纤数值孔径不超过0.4。通过本发明，可以大大降低传输损耗，且制造光纤的材料来源广泛，制备工艺简单；并且本发明解决了接入网最后一公里的光缆使用问题，降低了接入网系统成本，而且维护方便。

Description

中空石英塑料特种光纤
技术领域
本发明涉及一种特种光纤，具体涉及一种中空石英塑料特种光纤。
背景技术
在光纤接入网的最后一公里，由于对传输损耗的要求已不是太高，相对光缆的选择及终端设备的选择余地较大。在接入网用户端，截止目前大多采用五类缆、六类缆作为终端连接的解决方案。
随着运营商大力开展FTTH接入网业务的开展及铜退光进政策的推行，普通的五类缆、六类缆对大量数据、图像、语音等传输信息的承载已难以满足。所以推荐一种介于普通石英光纤和塑料光纤之间的一种特种光纤用于接入网数据、图像、语音等信息传输是非常适宜的。
以往的全塑光纤，在结构上较简单，但是由于材质透光性的局限性，相对衰减较大，如采用全氟化材料拉制光纤，虽然衰减可以做到30dB/km，但相对材料成本较高。还有全塑微结构光纤及多孔道光子晶体光纤等，这些光纤在纤芯部分结构复杂，导致拉丝工艺实现难度较大，虽传输性能较全塑光纤要优异，但较高的制造成本使得至今未曾普及使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用纯石英(中空)纤芯、多层聚合物包层的低损耗光纤结构，使光纤损耗相对普通塑料光纤大大下降，且方便连接和维护，从而在光纤接入网的最后一公里获得实际应用。
本发明提出以下技术方案：
一种中空石英塑料特种光纤，该光纤包括中间空气层、纯石英纤芯层a、包覆在纯石英纤芯层a上的聚合物内包层b、包覆在聚合物内包层b上的聚合物外包层c和包覆在聚合物外包层c上的外护层d；聚合物内包层的b折射率大于聚合物外包层c的折射率，且都小于纯石英纤芯层a的折射率；光传输部分为纯石英纤芯层a；
优选地，纯石英纤芯层a的折射率n1为1.44～1.45。
优选地，聚合物内包层采用硅橡胶材料，折射率n2为1.36～1.37。
优选地，聚合物外包层采用氟树酯，折射率n3为1.33～1.34。
优选地，外护层采用光缆护套材料。
优选地，光纤的结构参数范围是：纯石英纤芯(厚度100～180μm)，内包层(厚度50～100μm)，外包层(厚度50～100μm)，外护层(厚度500～1000μm)。
通过本发明，可以大大降低传输损耗，且制造光纤的材料来源广泛，制备工艺简单；并且本发明解决了接入网最后一公里的光缆使用问题，降低了接入网系统成本，而且维护方便。
附图说明
图1表示的是中空石英塑料特种光纤的典型结构图。
图2表示的是本发明的中空石英塑料特种光纤的典型折射率分布图。
具体实施方式
本发明的中空石英塑料特种光纤的纤芯采用纯石英纤芯，其与常规石英光纤的纤芯相比有以下区别：
1、常规石英光纤纤芯是一种经过提纯的石英掺入少量的锗等元素，以获得合适的折射率及折射率分布，而本发明使用的纯石英纤芯就采用纯石英材料，无需为改变光纤材料折射率进行掺杂控制；
2、中空石英塑料特种光纤纤芯由于中心部位为空芯，空气的折射率为1，与纯石英纤芯折射率差值较大，从而使中空石英塑料特种光纤的数字孔径较大；
3、中空石英塑料特种光纤与常规石英光纤相比导光面积较大，光纤连接方便。
下面结合附图来对本发明的中空石英塑料特种光纤作具体说明。
参照图1，中空石英塑料特种光纤包括中间空气层、纯石英纤芯层a、聚合物内包层b、聚合物外包层c和外护层d。光传输部分为纯石英纤芯层a。纯石英层折射率n1为1.44～1.45；内包层采用硅橡胶材料，折射率n2为1.36～1.37；外包层采用氟树酯，折射率n3为1.33～1.34。由此可计算出数值孔径约为0.512，而一般的光纤数值孔径不超过0.4，可见本发明的导光性能要优于同类其他产品。并且，根据图1的结构可生产外径为0.5mm～1mm的光纤。
为了保证光纤的强度和柔韧性，控制光纤纤芯b的直径接近普通石英单模光纤石英层的外径(包括纤芯和包层)，一般外径的取值为120μm～180μm(普通石英光纤的石英层为125μm)；同时中空式设计更优化了光纤的抗弯曲性能。
本发明的中空石英塑料特种光纤采用了双包层设计，且内包层b的折射率要大于外包层c的折射率，但都要小于纯石英纤芯层a的折射率，这样在纤芯与包层间的折射率差会造成光在纤芯进行全内反射走向。同时多层的包层设计会增大数值孔径，加强光纤的导光性。
本发明有二大特点：一是中空式设计，这样石英层与空气存在很大的折射率差，形成较大的数值孔径。特别指出的是，光是在圆环形的纯石英层传输，而非在空气层传输。并且如前所述，中空式设计更增强了光纤的抗弯曲性能。除此之外，中空式设计还节约了材料成本。二是外护层d设计，外护层可采用普通的光缆护套材料即可(包括PE、PVC、LSZH等)，外护层为光纤提供了较好的机械保护，特殊环境下本发明的产品可直接用于敷设，比如微管气吹敷设、医辽器械、航空设备、光端设备等，可用于FTTH的室内布线。
以上所述，仅是本发明的一较佳实例，本发明所主张的权利范围并不局限于此。本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (5)

1、一种中空石英塑料特种光纤，其特征在于，该光纤包括中间空气层、纯石英纤芯层a、包覆在纯石英纤芯层a上的聚合物内包层b、包覆在聚合物内包层b上的聚合物外包层c和包覆在聚合物外包层c上的外护层d；聚合物内包层的b折射率大于聚合物外包层c的折射率，且都小于纯石英纤芯层a的折射率；光传输部分为纯石英纤芯层a。
2、根据权利要求1所述的中空石英塑料特种光纤，其中纯石英纤芯层a的折射率n1为1.44～1.45。
3、根据权利要求2所述的中空石英塑料特种光纤，其中聚合物内包层b采用硅橡胶材料，折射率n2为1.36～1.37。
4、根据权利要求3所述的中空石英塑料特种光纤，其中聚合物外包层c采用氟树酯，折射率n3为1.33～1.34。
5、根据权利要求1-4任一项所述的中空石英塑料特种光纤，其中外护层d采用光缆护套材料。
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