CN102385103B - 光纤、光纤预制体以及制造光纤预制体的方法 - Google Patents
光纤、光纤预制体以及制造光纤预制体的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102385103B CN102385103B CN2011102672809A CN201110267280A CN102385103B CN 102385103 B CN102385103 B CN 102385103B CN 2011102672809 A CN2011102672809 A CN 2011102672809A CN 201110267280 A CN201110267280 A CN 201110267280A CN 102385103 B CN102385103 B CN 102385103B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- optical fiber
- refractive index
- channel region
- region
- district
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 119
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims abstract description 113
- YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N Deuterium Chemical compound [2H] YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 229910052805 deuterium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 19
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000008358 core component Substances 0.000 claims description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 34
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 32
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 24
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 23
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 18
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 15
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 11
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims description 7
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- YZCKVEUIGOORGS-NJFSPNSNSA-N Tritium Chemical compound [3H] YZCKVEUIGOORGS-NJFSPNSNSA-N 0.000 claims description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 2
- 229910052722 tritium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 4
- VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 4-[4-(4-methoxyphenyl)piperazin-1-yl]aniline Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1N1CCN(C=2C=CC(N)=CC=2)CC1 VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910018503 SF6 Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 6
- 239000005049 silicon tetrachloride Substances 0.000 description 6
- SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N sulfur hexafluoride Chemical compound FS(F)(F)(F)(F)F SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229960000909 sulfur hexafluoride Drugs 0.000 description 6
- 229910003902 SiCl 4 Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 4
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 4
- 238000005491 wire drawing Methods 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VVTSZOCINPYFDP-UHFFFAOYSA-N [O].[Ar] Chemical compound [O].[Ar] VVTSZOCINPYFDP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N silicon tetrafluoride Chemical compound F[Si](F)(F)F ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010189 synthetic method Methods 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 230000007115 recruitment Effects 0.000 description 1
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/028—Optical fibres with cladding with or without a coating with core or cladding having graded refractive index
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
- C03B37/01413—Reactant delivery systems
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/036—Optical fibres with cladding with or without a coating core or cladding comprising multiple layers
- G02B6/03616—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference
- G02B6/03638—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 3 layers only
- G02B6/0365—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 3 layers only arranged - - +
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/06—Doped silica-based glasses
- C03B2201/08—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant
- C03B2201/12—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant doped with fluorine
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2203/00—Fibre product details, e.g. structure, shape
- C03B2203/10—Internal structure or shape details
- C03B2203/22—Radial profile of refractive index, composition or softening point
- C03B2203/23—Double or multiple optical cladding profiles
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
本发明涉及光纤、光纤预制体及制造光纤预制体的方法。提供如下光纤：在光纤暴露于氢气或者氘气之后能够抑制传输损耗增加。光纤具有芯区、围绕芯区的内包层区、围绕内包层区的沟道区、围绕沟道区的外包层区和被配置于内包层区和沟道区之间的折射率变化区，折射率变化区具有从沟道区向内包层区逐渐增加的折射率。
Description
技术领域
本发明涉及具有沟道型折射率曲线(index profile)的单模光纤、用于制造光纤的光纤预制体以及制造光纤预制体的方法。
背景技术
美国专利No.4,852,968公开了一种单模纤维，在该单模纤维中，减小弯曲敏感度从而改进弯曲公差。如图1所示，光纤具有芯区1、围绕芯区1的内包层区2、围绕内包层区2的沟道区3和围绕沟道区3的外包层区4。光纤的折射率曲线具有配置于内包层区与外包层区之间的沟道区的折射率低于内包层区的折射率和外包层区的折射率的沟道型折射率曲线，如图1所示。
典型地，当光纤的所有部分都是由石英基玻璃(silica-basedglass)制成时，锗被掺入到芯区中以增大芯区的折射率，并且氟被掺入到沟道区以降低沟道区的折射率。预制体的折射率曲线利用诸如由Photon Kinetics公司生产的P104预制体分析机等分析机进行无损测量。在P.L.Chu电子快报第13卷编号24第736-738页(1977)中公开了测量原理。该测量包括：利用激光束扫描预制体；确定与预制体内部的折射率分布对应的折射角的曲线；以及基于折射角的曲线计算折射率曲线。
上述光纤预制体的合成方法包括通过气相轴向沉淀(VAD)方法合成芯构件，通过外气相氧化(OVPO)方法沉积沟道区3，并且通过OVPO方法沉积外包层区，该芯构件具有如图2所示的折射率曲线并且包括彼此一体化的芯区1和内包层区2。作为选择，该光纤预制体的合成方法包括：准备芯构件、具有沟道区3的玻璃成分的玻璃管以及用于形成外包层区4的玻璃管，以及将芯构件插入玻璃管中，并且加热芯构件和玻璃管以将其一体化。如上所述，分别通过单独处理形成芯构件、沟道区和外包层区的预制体实际上具有如图3虚线所示的折射率曲线。然而，测量的预制体的折射率曲线在内包层区与沟道区之间的边界面附近具有平滑的弯曲部，如图3中的连续线所示，从而不能精确地测量该部分的折射率曲线。即，在内包层区与沟道区之间的边界区产生不能精确地测量折射率曲线的死区，从而包括彼此一体化的芯区和内包层区的芯构件的实际折射率曲线与在将沟道区沉积到芯构件之后的芯构件的测量的折射率曲线不同。另外，通过拉丝预制体制成的光纤的频谱在将光纤暴露于氢气中大约一天之后关于1530nm附近的波长具有增加的传输损耗，该预制体的芯构件和沟道区在单独处理中形成。另外，采用相同方法制造的另一光纤的频谱在暴露于氘气中大约一天之后关于1400nm附近的波长具有增加的传输损耗。由图5中的虚线所示出的曲线是暴露于氘气之前的频谱。光纤的该增加的传输损耗直至几天到几周过后才能恢复到原始传输损耗。
发明内容
本发明提供一种光纤，该光纤在被暴露于氢气或者氘气之后能够抑制传输损耗的增加。
此外，本发明提供能够获得折射率曲线的准确测量的光纤预制体以及制造光纤预制体的方法。
本发明的第一方面提供一种光纤，其包括：
芯区；
内包层区，该内包层区围绕芯区；
沟道区，该沟道区围绕内包层区；
外包层区，该外包层区围绕沟道区；以及
被配置于内包层区与沟道区之间并且具有从沟道区向内包层区逐渐增加的折射率的折射率变化区。
芯区具有最大折射率n1，内包层区具有最小折射率n2，沟道区具有最小折射率n3，外包层区具有最小折射率n4，其中，n1＞n2，n2＞n3，n3＜n4，并且n2与n4基本上相等。
优选地，所述折射率变化区的径向宽度被设定为包括所述折射率变化区的所述沟道区的径向宽度的2％至50％。
优选地，由石英基玻璃制成的光纤，锗被掺入到芯区，并且氟被掺入到沟道区。
优选地，折射率变化区的掺氟量从沟道区向内包层区逐渐降低。
作为选择，折射率变化区的密度从沟道区向内包层区逐渐变化。
优选地，在光纤被暴露于具有大约0.03大气压的氢分压的氢气氛之后，光纤关于1530nm的波长的传输损耗小于0.4dB/km。
优选地，在光纤被暴露于大约0.03大气压的氘分压的氘气氛之后，光纤关于1400nm的波长的传输损耗小于0.2dB/km。此外，在光纤被暴露于大约0.03大气压的氘分压的氘气氛并且进一步暴露于大气约30天之后，光纤关于1400nm的波长的传输损耗小于0.35dB/km。氚气氛的温度被设定为约40摄氏度。
优选地，长度为22m的光纤的测量的截止波长等于或者小于1260nm。
优选地，光纤每绕直径为10mm的柱体卷绕一圈，光纤关于1550nm的波长的传输损耗等于或者小于0.1dB。
本发明的第二方面提供一种光纤预制体，其包括：
芯区；
内包层区，该内包层区围绕芯区；
沟道区，该沟道区围绕内包层区；
外包层区，该外包层区围绕沟道区；以及
折射率变化区，该折射率变化区被配置于内包层区与沟道区之间，并且具有从沟道区向内包层区逐渐增加的折射率。
本发明的第三方面提供一种制造光纤预制体的方法，光纤预制体具有芯区、围绕芯区的内包层区、围绕内包层区的沟道区和围绕沟道区的外包层区，方法包括如下步骤：
在具有芯区和内包层区的芯构件的外周面上形成沟道区；
形成沟道区的步骤包括：
形成被配置于内包层区和沟道区之间并且具有从沟道区向内包层区逐渐增加的折射率的折射率变化区。
根据本发明，折射率变化区形成于围绕芯区的内包层区和沟道区之间的边界区，并且该折射率变化区具有从沟道区向内包层区逐渐增加的折射率。所以，穿越折射率变化区的用于测量的入射激光束的折射方向未急剧改变。因此，能够提高光纤预制体的折射率的测量精度，并且能够减小在芯构件上沉积沟道区之后芯构件的实际折射率与芯构件的测量的折射率之间的差值。
另外，结果，当由上述光纤预制体制造的光纤被暴露于氢气或氘气时，折射率变化区能够抑制所产生的传输损耗的增加。
从以下(参考附图)对典型实施方式的说明中，本发明的其他特征将变得清楚。
附图说明
图1是示出具有沟道区的光纤的折射率曲线的示例的曲线图。
图2是示出芯区和内包层区彼此一体化的芯构件的折射率曲线的曲线图。
图3是示出具有沟道区的预制体的测量的折射率曲线的曲线图。
图4是示出光纤被暴露于氢气之后测量的光纤传输损耗的曲线图。
图5是示出光纤被暴露于氘气之后测量的光纤传输损耗的曲线图。
图6A是示出根据本发明的实施方式的光纤预制体的层结构的图。
图6B是示出当使用预制体分析机测量光纤预制体时在沟道区与内包层区之间的边界区产生的折射率死区的图。
图7A是示出根据本发明的实施方式的光纤预制体的折射率曲线的曲线图。
图7B是图7A中的折射率变化区的放大曲线图。
图8是示出实施例1中制造的芯构件的折射率曲线的曲线图。
图9A是示出实施例1中制造的芯构件的测量的折射率曲线的曲线图。
图9B是示出图9A中的沟道区的放大曲线图。
图10是示出被暴露于0.03大气压的氢分压的氢气氛的光纤的传输损耗的曲线图。
图11是示出被暴露于约40摄氏度的温度、具有大约0.03大气压的氘分压的氘气氛的光纤的传输损耗的曲线图。
图12是示出实施例2中制造的预制体的沟道区的折射率曲线的放大图。
具体实施方式
下面将参照附图说明本发明的实施方式，图6A是示出根据本发明的实施方式的光纤预制体的层结构的图。图7A是示出根据本实施方式的光纤预制体的折射率曲线的曲线图。图7B是图7A中的由虚线围绕的区域的放大图。如图6A所示，本实施方式的光纤预制体具有芯区1、围绕芯区1的内包层区2、围绕内包层区2的沟道区(trench region)3和围绕沟道区3的外包层区4。芯区1具有最大折射率n1，内包层区2具有最小折射率n2，沟道区3具有最小折射率n3，外包层区4具有最小折射率n4，这些折射率存在如下关系：n1＞n2，n2＞n3，n3＜n4，在折射率n1至n4之间，n2基本上等于n4。
本实施方式的光纤预制体具有折射率从沟道区向内包层区逐渐增加的第一折射率变化区10，并且第一折射率变化区10被配置于内包层区2与沟道区3之间的边界区。第一折射率变化区10的折射率曲线从沟道区3向内包层区2连续变化。根据本实施方式的光纤预制体还具有折射率从沟道区3向外包层区4逐渐增加的第二折射率变化区11，并且第二折射率变化区11被配置于沟道区3与外包层区4之间的边界区。第二折射率变化区11的折射率曲线从沟道区3向外包层区4连续变化。
接着，将说明根据本实施方式的制造光纤预制体的方法。首先，通过VAD方法合成具有芯区1和内包层区2的多孔芯构件，该多孔芯构件具有如图2所示的折射率曲线。整个芯构件由玻璃颗粒的集合体形成。锗被掺入芯区。在1200摄氏度的氯气氛中热处理多孔芯构件以便去除OH基，OH基导致在1383nm具有峰值的传输损耗。接着，多孔芯构件在1500摄氏度的氦气氛下被热处理以使其透明。
接着，例如，沟道区3通过OVPO(外气相氧化)方法形成于芯构件。当形成沟道区3时，也形成了第一折射率变化区10和第二折射率变化区11。第一折射率变化区10和第二折射率变化区11形成于沟道区3。稍后将论述制造第一折射率变化区10和第二折射率变化区11的具体方法。通过OVPO方法在形成沟道区3之后沉积外包层区4。
在以此方式制造的光纤预制体中。玻璃成分在内包层区与沟道区之间的边界区和在外包层区与沟道区之间的边界区急剧改变，所以边界区的折射率以台阶状形式变化。具体地，当来自预制体分析机的激光束穿越边界区时，内包层区与沟道区的边界区的折射率的急剧变化急剧地改变激光束的折射方向，从而在图6B中所示的部分中产生死区。在该死区不能准确地获得折射率曲线的信息，从而内包层区的折射率曲线在如图3中所示的边界区A附近具有平滑的弯曲部。
在本实施方式中，当来自预制体分析机的激光穿越边界区时，配置于内包层区与沟道区之间的边界区的第一折射率变化区10未急剧改变激光的折射方向，从而不会产生死区。因此，能够提高芯区和内包层区的折射率曲线的测量精度。同样，结果，当将光纤暴露于氢气或者氘气时，第一折射率变化区10能够减小由光纤预制体制造的光纤的传输损耗的增加。另外，当将光纤暴露于氢气或者氘气时，第二折射率变化区11也能够减小由光纤预制体制造的光纤的传输损耗的增加。
在本发明中，第一折射率变化区10的宽度被设定为沟道区3的径向宽度W的2％至50％，优选为沟道区3的径向宽度W的5％至15％。如稍后论述的那样，通过堆叠氟掺入量逐步改变的玻璃层来形成折射率变化区10，11。低于宽度W的2％的宽度要求各堆叠玻璃层的极其薄的厚度，这导致显著地降低了制造效率。相反地，待堆叠的各玻璃层的厚度增加导致氟掺入量的极大改变，从而难以形成折射率变化区10，11。大于宽度W的50％的宽度降低光纤中光传播到芯区的基模(fundamental mode)的限制效率(confinement efficiency)，使得弯曲损耗增加。另外，沟道区的宽度W被限定为折射率在从内包层区2向沟道区3的方向上开始低于内包层区2的最小折射率n2的初始位置与折射率在从外包层4向沟道区3的方向上开始低于外包层4的最小折射率n4的初始位置之间的宽度。
(实施例)
实施例1
由上述方法制造芯构件。图8A示出芯构件的折射率曲线。在该芯构件中，芯区的相对折射率差Δ1是0.38％，内包层区的相对折射率差Δ2基本上为0。另外，芯构件在氯化气氛中被热处理，使得大约0.1％至0.2％残余氯化物作为无意添加的杂质残存于芯构件。
接着，通过OVPO方法将沟道区沉积于芯构件的外表面。沟道区通过堆叠约200个含氟的石英玻璃层而形成。各含氟的石英玻璃层均具有大约0.02mm的厚度并且在使芯构件绕芯区的中心轴线旋转的同时通过将0.02mm厚度的含氟的石英玻璃颗粒沉积于芯构件而形成。含氟的石英玻璃颗粒通过将四氯化硅(SiCl4)气体和六氟化硫(SF6)气体供给到氩-氧(Ar/O2)等离子焰而被合成。在六氟化硫(SF6)气体的流率以预定量逐层增加并且保持四氯化硅的速率恒定的情况下，沉积初始20层含氟的石英玻璃层。由此初始20层的折射率曲线是连续并且逐渐变化的。初始20层构成第一折射率区10。另外，在六氟化硫(SF6)的流率以预定量逐层减小的情况下，最后20层含氟的石英玻璃层被沉积。由此，最后20层的折射率曲线是连续并且逐渐变化的。最后20层构成第二折射率曲线区。在以此方式形成的沟道区之后，外包层区通过使用OVPO方法沉积玻璃颗粒而形成于沟道区的外表面。玻璃颗粒是通过将四氯化硅(SiCl4)气体供给到氢氧焰而合成的。最后，在氯气氛下热处理预制体以使其透明。
通过使用预制体分析机测量由上述方法制造的预制体而获得图9A所示的折射率曲线。图9B是图9A的沟道区的放大曲线图。在内包层区和外包层区之间形成第一折射率变化区10，第一折射率变化区10具有连续且逐渐变化的折射率曲线并且宽度等于沟道区的宽度W的9.6％。同样，在沟道区3与外包层区4之间形成第二折射率变化区11，第二折射率变化区11具有连接且逐渐变化的折射率曲线并且宽度等于沟道区的宽度W的14.6％。能够看出，与图9A中测量的折射率曲线G 1的芯构件对应的部分类似于图8的折射率曲线G2，折射率曲线G2在图9A中以虚线示出。
通过拉丝所制造的预制体制成光纤。下面说明光纤的光学特性。
截止波长(22m)＝1254nm
模场直径＝8.82μm
零色散波长＝1309nm
弯曲损耗＝0.06dB(当光纤绕直径为10mm的圆柱体卷绕并且波长为1550nm时每一次转弯)
将从上述光纤抽出的长度为1.5km的光纤暴露于约40摄氏度的温度的大约0.03大气压的氢分压的氢气氛中大约一天。图10示出了在暴露之后测量的传输损耗，波长1530nm周围的传输损耗有所增加，并且在氢气处理之后增幅大约为0.31dB/km。在氢气处理大约三天之后，传输损耗的增加缩小，并且光纤的传输损耗恢复到与氢气处理之前相同的水平。
另外，将从上述光纤抽出的长度为1.5km的另一光纤暴露于大约40摄氏度的温度的大约0.03大气压的氘分压的氘气氛中大约一天。比较氘气处理前后的光纤传输损耗，如图11所示。波长1400nm周围的传输损耗增加并且增幅大约为0.05dB/km。由虚线所示的曲线示出暴露于氘气之前的光纤的传输损耗。
在氘气处理之后，光纤在大气中大约三周，传输损耗的增加缩小，并且光纤的传输损耗恢复到与氘气处理之前相同的水平。
实施例2
通过与实施例1相同的方法制造芯构件。芯构件具有如图8所示的折射率曲线并且具有与实施例1的光纤相同的特性。
接着，用于沟道区的多孔层通过OVPO方法被沉积于芯构件的外表面。沟道区通过堆叠大约200个多孔玻璃层而形成，多孔玻璃层由石英玻璃形成。各多孔玻璃层均具有约0.04mm的厚度，并且是通过在使芯构件绕芯区的中心轴线旋转的同时通过将0.04mm厚度的石英玻璃颗粒沉积于芯构件而形成的。石英玻璃颗粒是通过将四氯化硅(SiCl4)气体供给到氢氧焰而合成的。在将氢气供给到氢氧焰的流率以预定量逐层增加的同时沉积初始40层多孔玻璃层。由此初始40层的密度向内包层区连续变化并且逐渐增加。初始40层构成第一折射率变化区10。注意，在实施例2中并未形成第二折射率变化区11。接着，通过利用四氟化硅(SiF4)气体热处理由多孔玻璃层组成的多孔体以使多孔体透明而形成含氟沟道层。接着，通过使用OVPO方法沉积玻璃颗粒而在沟道区的外表面形成外包层区。玻璃颗粒是通过将四氯化硅(SiCl4)供给到氢氧焰而合成的。最后，在氯化物气氛中热处理预制体以使其透明。
利用预制体分析机测量由上述方法制造的预制体的折射率曲线。该折射率曲线与实施例1的预制体的折射率曲线类似。图12示出沟道区的放大的折射率曲线。在内包层区和沟道区之间，折射率曲线连续且逐渐地变化，并且形成了宽度等于沟道区的宽度W的6.4％的折射率变化区。芯构件的折射率曲线与图8的折射率曲线类似。
通过拉丝所制造的预制体而制成光纤。下面说明光纤的光学特性。
截止波长(22m)＝1214nm
模场直径＝9.08μm
零色散波长＝1317nm
弯曲损耗＝0.08dB(当光纤绕直径为10mm的柱体卷绕一次并且波长为1550nm时)
将从上述光纤抽出的长度为1.5km的光纤暴露于约40摄氏度的温度的大约0.03大气压的氢分压的氢气氛中大约一天。波长1530nm周围的传输损耗几乎没有增加，并且在氢气处理前后波长1530nm周围的传输损耗均为大约0.21dB/km。
另外，将从上述光纤抽出的长度为1.5km的另一光纤暴露于约40摄氏度的温度的大约0.03大气压的氘分压的氘气氛中大约一天。波长1400nm周围的传输损耗几乎没有增加。
比较例1
通过与实施例1相同的方法制造芯构件。芯构件具有如图8所示的折射率曲线和与实施例1的光纤相同的特性。
接着，沟道区通过OVPO方法被沉积于芯构件的外表面。沟道区通过堆叠约200个含氟的石英玻璃层而形成。各含氟的石英玻璃层均具有约0.02mm的厚度，并且是通过在使芯构件绕芯区的中心轴线旋转的情况下通过将0.02mm厚度的含氟的石英玻璃颗粒沉积于芯构件而形成的。含氟的石英玻璃颗粒是通过将四氯化硅(SiCl4)气体和六氟化硫(SF6)气体供给到氩-氧(Ar/O2)等离子焰而合成的。在堆叠含氟的石英玻璃层期间，六氟化硫(SF6)气体的流率是恒定的，使得内包层区和沟道区之间的边界的折射率急剧变化。在形成沟道区之后，通过OVPO方法在沟道区的外表面沉积外包层区。最终，热处理预制体以使其透明。
利用预制体分析机测量通过上述方法制造的预制体的折射率曲线。折射率曲线如图3所示。折射率曲线中的与芯构件对应的部分在形状上与在图3中由虚线示出的图8的芯构件的折射率曲线类似。然而，能够看出内包层区的折射率曲线在内包层区2和沟道区3之间的边界区是平滑曲线，并且芯区1的水平在中心部变低。
通过拉丝预制体而制成光纤。下面说明光纤的光学特性。
截止波长(22m)＝1250nm
模场直径＝8.88μm
零色散波长＝1308nm
弯曲损耗＝0.05dB(当光纤绕直径为10mm的柱体卷绕一次并且波长为1550nm时)
将从上述光纤抽出的长度为1.5km的光纤暴露于约40摄氏度的温度的大约0.03大气压的氢分压的氢气氛中大约一天。波长1530nm周围的传输损耗增加，并且在氢气处理之后波长1530nm周围的传输损耗为大约0.52dB/km。
另外，将从上述光纤抽出的长度为1.5km的另一光纤暴露于约40摄氏度的温度的大约0.03大气压的氘分压的氘气氛中大约一天。波长1400nm周围的传输损耗增加。传输损耗的增加量为大约0.3dB/km。
在上述实施方式中，在沟道区通过OVPO方法形成于芯构件的外表面，并且外包层区通过OVPO方法被形成于沟道区的外表面的情况下进行了说明。本发明不限于此。例如，能够采用如下方法，该方法包括：准备具有沟道区3的玻璃成分的玻璃管，沟道区3具有折射率变化区；准备用于形成外包层区的玻璃管；以及将芯构件插入这些玻璃管中，并且加热以使芯构件与玻璃管彼此一体化。
在上述实施方式中，公开了六氟化硫(SF6)气体作为含氟气体的实施例。但是，能够采用四氟化硅(SiF4)和四氟甲烷(CF4)。通过将材料气体和含氟气体供给到氢氧焰也能够改变折射率。
在上述实施方式中，内包层区和沟道区之间的折射率变化区是通过在保持玻璃原料的供给速率恒定的同时逐渐增加含氟气体的供给速率而形成的。本发明不限于此。通过逐渐增加含氟气体相对于玻璃原料的供给速率能够形成折射率变化区。因此，通过在保持含氟气体的供给速率恒定的同时逐渐降低玻璃原料的供给速率也能够形成折射率变化区。
虽然已经参照典型实施方式说明本发明，应当理解本发明不限于所公开的典型实施方式。所附的权利要求的范围应给予最宽的解释以包含所有变型、等同结构和功能。
Claims (19)
1.一种光纤，其包括：
芯区；
内包层区，该内包层区围绕所述芯区；
沟道区，该沟道区围绕所述内包层区；
外包层区，该外包层区围绕所述沟道区；以及
被配置于所述内包层区与所述沟道区之间并且具有从所述沟道区向所述内包层区逐渐增加的折射率的折射率变化区，
其中，氟被掺入到所述沟道区，所述折射率变化区的掺氟量从所述沟道区向所述内包层区逐渐降低。
2.根据权利要求1所述的光纤，其特征在于，所述光纤还包括：
被配置于所述外包层区与所述沟道区之间并且具有从所述沟道区向所述外包层区逐渐增加的折射率的折射率变化区。
3.根据权利要求1所述的光纤，其特征在于，
所述芯区具有最大折射率n1，所述内包层区具有最小折射率n2，所述沟道区具有最小折射率n3，所述外包层区具有最小折射率n4，其中，n1>n2，n2>n3，n3<n4，并且n2与n4基本上相等。
4.根据权利要求1所述的光纤，其特征在于，
所述折射率变化区的径向宽度被设定为包括所述折射率变化区的所述沟道区的径向宽度的2%至50%。
5.根据权利要求1所述的光纤，其特征在于，
由石英基玻璃制成的所述光纤，锗被掺入到所述芯区。
6.根据权利要求1所述的光纤，其特征在于，
所述折射率变化区的密度从所述沟道区向所述内包层区逐渐变化。
7.根据权利要求1所述的光纤，其特征在于，
在所述光纤被暴露于具有大约0.03大气压的氢分压的氢气氛之后，所述光纤关于1530nm的波长的传输损耗小于0.4dB/km。
8.根据权利要求7所述的光纤，其特征在于，
所述氢气氛的温度被设定为约40摄氏度。
9.根据权利要求1所述的光纤，其特征在于，
在所述光纤被暴露于大约0.03大气压的氘分压的氘气氛之后，所述光纤关于1400nm的波长的传输损耗小于0.2dB/km。
10.根据权利要求1所述的光纤，其特征在于，
在所述光纤被暴露于大约0.03大气压的氘分压的氘气氛并且进一步暴露于大气约30天之后，所述光纤关于1400nm的波长的传输损耗小于0.35dB/km。
11.根据权利要求10所述的光纤，其特征在于，
所述氚气氛的温度被设定为约40摄氏度。
12.根据权利要求1所述的光纤，其特征在于，
长度为22m的所述光纤的测量的截止波长等于或者小于1260nm。
13.根据权利要求1所述的光纤，其特征在于，
所述光纤每绕直径为10mm的柱体卷绕一圈，所述光纤关于1550nm的波长的传输损耗等于或者小于0.1dB。
14.一种光纤预制体，其包括：
芯区；
内包层区，该内包层区围绕所述芯区；
沟道区，该沟道区围绕所述内包层区；
外包层区，该外包层区围绕所述沟道区；以及
折射率变化区，该折射率变化区被配置于所述内包层区与所述沟道区之间，并且具有从所述沟道区向所述内包层区逐渐增加的折射率，
其中，氟被掺入到所述沟道区，所述折射率变化区的掺氟量从所述沟道区向所述内包层区逐渐降低。
15.一种制造光纤预制体的方法，所述光纤预制体具有芯区、围绕所述芯区的内包层区、围绕所述内包层区的沟道区和围绕所述沟道区的外包层区，所述方法包括如下步骤：
在具有所述芯区和所述内包层区的芯构件的外周面上形成所述沟道区；
形成所述沟道区的步骤包括：
形成被配置于所述内包层区和所述沟道区之间并且具有从所述沟道区向所述内包层区逐渐增加的折射率的折射率变化区，
其中，氟被掺入到所述沟道区，所述折射率变化区的掺氟量从所述沟道区向所述内包层区逐渐降低。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，
形成所述沟道区的步骤包括在所述芯构件上重复地沉积玻璃颗粒层的步骤，所述玻璃颗粒是通过将玻璃原料和含氟气体供给到等离子焰或者氢氧焰而合成的，并且
形成折射率变化区的步骤包括通过逐渐增加所述含氟气体相对于所述玻璃原料的相对供给速率而形成所述折射率变化区的步骤。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，
形成折射率变化区的步骤包括在保持所述玻璃原料的供给速率恒定的同时逐渐增加所述含氟气体的供给速率的步骤。
18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，
形成所述沟道区的步骤还包括：
形成被配置于所述外包层区和所述沟道区之间并且具有从所述沟道区向所述外包层区逐渐增加的折射率的折射率变化区，其中，该折射率变化区是通过逐渐降低所述含氟气体相对于所述玻璃原料的相对供给速率而形成的。
19.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，
形成所述沟道区的步骤包括如下步骤：
重复地沉积玻璃颗粒层从而形成所述沟道区，所述玻璃颗粒是通过将玻璃原料供给到氢氧焰而合成的；以及
通过在形成所述沟道区的前半段中逐渐增加被供给到所述氢氧焰的氢气的供给速率而形成所述折射率变化区。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010-198673 | 2010-09-06 | ||
| JP2010198673 | 2010-09-06 | ||
| JP2011-191018 | 2011-09-01 | ||
| JP2011191018A JP2012078804A (ja) | 2010-09-06 | 2011-09-01 | 光ファイバ、光ファイバプリフォームおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102385103A CN102385103A (zh) | 2012-03-21 |
| CN102385103B true CN102385103B (zh) | 2013-11-27 |
Family
ID=44653191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2011102672809A Active CN102385103B (zh) | 2010-09-06 | 2011-09-06 | 光纤、光纤预制体以及制造光纤预制体的方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20120057834A1 (zh) |
| EP (2) | EP2755066B1 (zh) |
| JP (1) | JP2012078804A (zh) |
| CN (1) | CN102385103B (zh) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9873629B2 (en) * | 2011-06-30 | 2018-01-23 | Corning Incorporated | Methods for producing optical fiber preforms with low index trenches |
| KR101273801B1 (ko) * | 2011-10-17 | 2013-06-11 | 에쓰이에이치에프코리아 (주) | 구부림 손실 강화 광섬유 |
| KR102126089B1 (ko) * | 2012-12-28 | 2020-06-23 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 광섬유 및 광섬유용 실리카 유리 모재 |
| CN103472529B (zh) * | 2013-09-10 | 2015-06-10 | 烽火通信科技股份有限公司 | 低损耗光纤及其制造方法 |
| JP6310378B2 (ja) * | 2013-11-28 | 2018-04-11 | 信越化学工業株式会社 | 光ファイバ用シリカガラス母材の製造方法 |
| WO2016044018A1 (en) * | 2014-09-16 | 2016-03-24 | Corning Incorporated | Methods for making optical fiber preforms with one step fluorine trench and overclad |
| US20180149537A1 (en) * | 2016-11-30 | 2018-05-31 | Fiber Optic Sensor Systems Technology Corporation | Dual acoustic pressure and hydrophone sensor array system |
| CN109081576B (zh) * | 2017-06-14 | 2021-05-14 | 中天科技精密材料有限公司 | 光纤预制棒及其制造方法 |
| JPWO2023032999A1 (zh) * | 2021-08-31 | 2023-03-09 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101523259A (zh) * | 2006-08-31 | 2009-09-02 | 康宁股份有限公司 | 低弯曲损耗单模光纤 |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62108744A (ja) * | 1985-11-06 | 1987-05-20 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 多孔質ガラス母材の透明ガラス化方法 |
| US4852968A (en) | 1986-08-08 | 1989-08-01 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Optical fiber comprising a refractive index trench |
| TW371650B (en) * | 1995-12-04 | 1999-10-11 | Sumitomo Electric Industries | Method for producing an optical fiber quartz glass preform |
| JP3562545B2 (ja) * | 1995-12-04 | 2004-09-08 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバ用ガラス母材の製造方法 |
| KR100322126B1 (ko) * | 1999-01-18 | 2002-02-04 | 윤종용 | 광도파로 제작용 기판 및 그 제작방법 |
| CA2355819A1 (en) * | 2000-08-28 | 2002-02-28 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fiber, method of making optical fiber preform, and method of making optical fiber |
| US6483975B1 (en) * | 2001-04-27 | 2002-11-19 | Fitel Usa Corp. | Positive dispersion optical fiber having large effective area |
| JP2003063830A (ja) * | 2001-06-13 | 2003-03-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 多孔質ガラス母材の製造方法 |
| JP2004175614A (ja) * | 2002-11-26 | 2004-06-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ガラス母材の製造方法 |
| KR20050028606A (ko) * | 2003-09-19 | 2005-03-23 | 삼성전자주식회사 | 저손실 광섬유 및 광섬유 모재의 제조 방법 |
| JP4684593B2 (ja) * | 2004-08-05 | 2011-05-18 | 株式会社フジクラ | 低曲げ損失マルチモードファイバ |
| US7450807B2 (en) * | 2006-08-31 | 2008-11-11 | Corning Incorporated | Low bend loss optical fiber with deep depressed ring |
| US7620282B2 (en) * | 2006-08-31 | 2009-11-17 | Corning Incorporated | Low bend loss single mode optical fiber |
| US20080205839A1 (en) * | 2007-02-28 | 2008-08-28 | Scott Robertson Bickham | Large effective area high SBS threshold optical fiber |
| JP4986956B2 (ja) * | 2008-08-22 | 2012-07-25 | 日本電信電話株式会社 | デュアルモード光ファイバ |
| JP5192331B2 (ja) * | 2008-09-18 | 2013-05-08 | 住友ゴム工業株式会社 | クリンチエイペックス用ゴム組成物及びタイヤ |
| CN101598834B (zh) * | 2009-06-26 | 2011-01-19 | 长飞光纤光缆有限公司 | 一种单模光纤及其制造方法 |
| CN101634728B (zh) * | 2009-08-18 | 2011-10-19 | 长飞光纤光缆有限公司 | 一种抗弯曲多模光纤及其制造方法 |
| EP2330447A1 (en) * | 2009-11-18 | 2011-06-08 | Sehf-Korea Co., Ltd. | Low bend loss optical fibre |
-
2011
- 2011-09-01 JP JP2011191018A patent/JP2012078804A/ja active Pending
- 2011-09-05 EP EP14161109.5A patent/EP2755066B1/en active Active
- 2011-09-05 EP EP11180048.8A patent/EP2426533B1/en active Active
- 2011-09-06 CN CN2011102672809A patent/CN102385103B/zh active Active
- 2011-09-06 US US13/226,110 patent/US20120057834A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101523259A (zh) * | 2006-08-31 | 2009-09-02 | 康宁股份有限公司 | 低弯曲损耗单模光纤 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2426533A2 (en) | 2012-03-07 |
| US20120057834A1 (en) | 2012-03-08 |
| EP2755066B1 (en) | 2020-08-19 |
| EP2426533B1 (en) | 2015-06-10 |
| EP2755066A1 (en) | 2014-07-16 |
| CN102385103A (zh) | 2012-03-21 |
| EP2426533A3 (en) | 2012-09-05 |
| JP2012078804A (ja) | 2012-04-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102385103B (zh) | 光纤、光纤预制体以及制造光纤预制体的方法 | |
| EP1813581B1 (en) | Method for manufacturing an optical fiber preform, optical fiber preform and optical fiber | |
| CN107810436B (zh) | 具有氟和氯共掺杂芯区域的低损耗光纤 | |
| JP5636151B2 (ja) | 多波長、多モード光ファイバ | |
| RU2567923C2 (ru) | Способ изготовления заготовки оптического волокна | |
| US7805039B2 (en) | Single mode optical fiber with improved bend performance | |
| JP5881213B2 (ja) | シングルモード光ファイバ | |
| CN103380389B (zh) | 低宏弯曲损耗单模光纤 | |
| WO2010020139A1 (zh) | 弯曲损耗不敏感的单模光纤 | |
| CN109839694B (zh) | 一种截止波长位移单模光纤 | |
| JP2021503630A (ja) | ２種類以上のハロゲンが共ドープされたコアを有する低損失の光ファイバ | |
| JP2007536580A5 (zh) | ||
| US8196437B2 (en) | Increasing the cladding-to-core ratio (D/d) of low D/d core rods in optical fiber preforms | |
| CN106772788A (zh) | 一种截止波长位移单模光纤 | |
| CN107632338B (zh) | 抗弯曲单模光纤及其制作方法 | |
| CN103472525B (zh) | 低损耗大有效面积单模光纤及其制造方法 | |
| WO2014199922A1 (ja) | 光ファイバ | |
| CN105911639A (zh) | 一种低衰减单模光纤 | |
| CN103376504B (zh) | 光纤 | |
| US8369672B2 (en) | Single-polarization fiber | |
| JP4890767B2 (ja) | 光ファイバ用プリフォームロッドの製造方法 | |
| CN117826319A (zh) | 抗弯曲单模光纤 | |
| CN117369041A (zh) | 一种硼锗共掺型保偏光敏光纤及其制备方法 | |
| CN116974003A (zh) | 一种低衰减大模场直径弯曲不敏感单模光纤及制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |