CN104155717B - 一种低衰耗单模光纤 - Google Patents
一种低衰耗单模光纤 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104155717B CN104155717B CN201410423830.5A CN201410423830A CN104155717B CN 104155717 B CN104155717 B CN 104155717B CN 201410423830 A CN201410423830 A CN 201410423830A CN 104155717 B CN104155717 B CN 104155717B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- refractive index
- optical fiber
- mode fiber
- wavelength
- 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
Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于光通信传输系统的低衰耗单模光纤，包括有纤芯层、下陷包层和外包层，其特征在于纤芯层由折射率由高到低的三个芯层组成，所述的第一芯层直径2R1为5μm~6.5μm，相对折射率差Δn1为 0.25%~0.4%，所述的第二芯层直径2R2为8μm~10μm，相对折射率差Δn2为0.15%~0.25%，所述的第三芯层直径2R3为10.5μm~13μm，相对折射率差Δn3为 ‑0.03%~0.15%，芯层外包覆下陷包层，所述的下陷包层直径2R4 为13μm~16μm，相对折射率差Δn4为 ‑0.15%~0%，最外层是外包层，外包层为纯二氧化硅石英玻璃层。本发明光纤在全面兼容G.652D标准的基础上，衰减性能要优于常规G.652D光纤，从而得到更长的无中继传输距离，减少中继站的建设，降低运营成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于光通信传输系统的低衰耗单模光纤，该光纤具有较低的衰耗，属于光通信技术领域。
背景技术
光纤通信因其具有容量大、传输距离远、传输速度快、经济等特点，已被广泛应用于长途干线网、城域网以及接入网。光纤技术的发展一直以来都是以更快的传输速率、更大的容量以及更远的传输距离为目标，从而不断提升和改进光纤的性能指标以及光纤的通信技术。近几年来，随着IP业务量的爆炸式增长，通信网络正开始向下一代可持续发展的方向发展，而构筑具有巨大传输容量距离积的光纤基础设施是下一代网络的物理基础。为了满足光纤通信系统的发展需要，作为光纤通信网络的传输媒质的光纤的相关性能指标也有待进一步改进和提升。
光纤的衰减系数是光纤最重要的性能指标之一，在很大程度上决定了光纤通信的中继距离。光纤的衰减系数越小，则其携带的光信号可传输距离就越远，而在同样的传输距离下，其携带的光信号衰减幅度就越小。降低衰减系数可以有效提高光纤通信中的光信噪比OSNR，进一步提高系统的传输质量和传输距离。在长距离的光纤通信中，光信号是通过中继站来完成传输的，如果光纤的衰减系数越小，光信号的无中继传输距离就越远，那么就可以增加中继站之间的距离，从而大大减少中继站的建设，降低运营成本。因此，降低光纤的衰减系数无论是从优化系统结构还是降低运营成本方面，都具有非常重要的意义。
光纤产生衰耗的原因主要有：吸收损耗，包括本征吸收和杂质吸收；散射损耗，包括线性散射、非线性散射和结构不完整散射等；附加衰耗，包括微弯损耗、弯曲损耗和接续损耗等。在吸收损耗中最主要的是杂质吸收引起衰耗，在光纤材料中的杂质如氢氧根离子、过渡金属离子对光的吸收能力极强，因此降低原材料中杂质的含量，提高光纤制造过程中环境洁净度，降低外界引入杂质的含量也是一种降低光纤衰耗的方法。在中国专利CN201110178833.3中，描述了一种采用提高光纤预制棒沉积过程中的气密性的方法，降低外界杂质的引入。在散射损耗中最重要的损耗之一是瑞利散射损耗，它是一种线性散射，其大小与光波长的四次方成反比，同时由其引起的损耗与掺杂材料的种类与浓度有关。在美国专利US6917740中，描述了一种材料粘度失配得到改善的纯硅芯单模光纤及其制造方法。通过在芯层中掺氟（F）和氯（Cl），使得芯层与包层的玻璃化转变温度Tg的差值缩小到200℃以内，优化光纤的衰减性能。虽然从多个方面，都能降低光纤的衰减系数，但是从成本控制和工艺控制的角度来说，通过降低光纤的掺杂并优化光纤的折射率剖面，是降低光纤衰减最简单和有效的方法。
发明内容
为方便介绍本发明内容，定义部分术语：
折射率剖面：光纤中玻璃折射率与其半径之间的关系。
从光纤纤芯轴线开始算起，根据折射率的变化，定义为最靠近轴线为第一芯层，围绕在第一芯层外的依次为第二芯层、第三芯层，围绕在第三芯层外的为下陷包层。光纤的最外层为纯二氧化硅层定义为光纤外包层。
相对折射率差：
，ni为各对应部分的折射率，n0纯二氧化硅玻璃折射率。
本发明所要解决的技术问题是通过合理的折射率剖面设计，提供一种用于光通信传输系统的低衰耗单模光纤。
本发明为解决上述提出的问题所用的技术方案为：包括有纤芯层、下陷包层和外包层，其特征在于纤芯层由折射率由高到低的三个芯层组成，所述的第一芯层直径2R1为5μm~6.5μm，相对折射率差Δn1为 0.25%~0.4%，所述的第二芯层直径2R2为8μm~10μm，相对折射率差Δn2为 0.15%~0.25%，所述的第三芯层直径2R3为10.5μm ~13μm，相对折射率差Δn3为 -0.03%~0.15%，芯层外包覆下陷包层，所述的下陷包层直径2R4 为13μm ~16μm，相对折射率差Δn4为 -0.15%~0%，最外层是外包层，外包层为纯二氧化硅石英玻璃层。
按上述方案，所述的三个芯层的相对折射率差为Δn1>Δn2>Δn3。
按上述方案，所述的下陷包层的相对折射率差Δn4为 -0.10%~-0.03%。
按上述方案，所述的纤芯层由掺(F)（或其它掺杂剂）和锗(Ge)（或其它掺杂剂）共掺的石英玻璃组成。
按上述方案，所述的下陷包层由氟(F)（或其它掺杂剂）和锗(Ge)（或其它掺杂剂）共掺的石英玻璃组成。
按上述方案，所述的外包层为 OVD、VAD 或 APVD 制备的纯二氧化硅石英玻璃层。
按上述方案，所述光纤在 1310nm 波长处的衰减系数小于 0.325dB/km，在1383nm 波长处的衰减系数小于 0.325dB/km，在 1550nm 波长处的衰减系数小于0.185dB/km，在 1625nm 波长处的衰减系数小于 0.205dB/km。
按上述方案，所述光纤在 1310nm 波长的模场直径为 8.7μm~9.5μm。
按上述方案，所述光纤的光缆截止波长小于或等于1260nm。
按上述方案，所述光纤的零色散波长为 1300~1324nm，光纤在零色散波长处的色散斜率小于或等于 0.091ps/nm2*km。
本发明的有益效果在于：1. 本发明提出了一种纤芯层折射率梯度变化的三芯层结构，使得纤芯层的掺锗量降低，从而通过减少瑞利散射来降低光纤的衰减系数；2. 本发明纤芯层和下陷包层中同时掺杂氟和锗，通过纤芯层折射率梯度变化的三芯层结构设计，使得三个芯层以及下陷包层在各界面上的粘度更加相近，可缓冲在拉丝过程中光纤表面产生张应力而影响光纤芯层区域形成的压应力，从而通过减少应力来降低光纤的衰减系数；3. 本发明光纤与常规G.652D光纤相比缺陷更少，氢损测试的结果要优于常规G.652D光纤；4. 本发明光纤在全面兼容G.652D标准的基础上，衰减性能要优于常规G.652D光纤，从而得到更长的无中继传输距离，减少中继站的建设，降低运营成本；5. 本发明光纤在高速拉丝(1600m/min~2200m/min) 条件下，仍能满足低衰耗光纤 (LLF) 的标准，从而更有利于大量规模化生产，并进一步提高生产效率。
附图说明
图1 是本发明的实施例中的一个光纤折射率剖面示意图。
具体实施方式
下面将给出详细的实施例，对本发明作进一步说明。
光纤包括纤芯层、下陷包层和包层，纤芯层和下陷包层由掺有氟及其他掺杂剂的石英玻璃组成，同为气相沉积法制得，外包层为OVD工艺制备的纯二氧化硅石英玻璃层，直径为125μm。
按照上述单模光纤的技术方案，在其所规定的范围内对光纤的参数进行设计，通过气相沉积工艺等芯棒制造工艺来根据光纤的设计要求制造芯棒，通过 OVD 工艺等外包工艺来完成整个预制棒的制造。PCVD 工艺在进行一定浓度的掺氟(F)时，能够精确地控制掺氟量，具备一定的优势。本发明中，为达到设计的折射率分布值，掺杂材料可以是掺氟，也可以是掺锗（其它掺杂剂），或者可以是锗氟共掺，或由掺氟 (F)和其它掺杂剂的石英玻璃组成。所述的纤芯层中氟(F)的贡献量ΔF1为 -0.1% ~ -0.03%；所述的下陷包层中氟(F)的贡献量 ΔF2为 -0.15% ~ -0.08%.
所制备光纤的折射率剖面结构和材料组成的主要参数如表 1 所示，其折射率剖面示意图如图 1。
所制备光纤的主要性能参数如表 2 所示。
实验表明，按照本实施例的技术方案所制备的光纤，在波长为 1310nm 处的模场直径为 8.7μm 到 9.5μm，光缆截止波长在 1260nm 以下，且在 1310nm 波长处的衰减系数小于 0.325dB/km，在 1383nm 波长处的衰减系数小于 0.325dB/km，在 1550nm 波长处的衰减系数小于 0.185dB/km，在 1625nm 波长处的衰减系数小于 0.205dB/km，零色散波长为 1300~1324nm，在零色散波长处的色散斜率小于或等于 0.091ps/nm2*km。
表1：光纤的结构和材料组成
表2：光纤的主要性能参数
Claims (10)
1.一种低衰耗单模光纤，包括有纤芯层、下陷包层和外包层，其特征在于纤芯层由折射率由高到低的三个芯层组成，第一芯层直径2R1为5μm~6.5μm，相对折射率差Δn1为 0.25%~0.4%，第二芯层直径2R2为8μm~10μm，相对折射率差Δn2为 0.15%~0.25%，第三芯层直径2R3为10.5μm ~13μm，相对折射率差Δn3为 0.01%~0.15%，芯层外包覆下陷包层，所述的下陷包层直径2R4为13μm ~16μm，相对折射率差Δn4为 -0.15%~0%，最外层是外包层，外包层为纯二氧化硅石英玻璃层。
2.按权利要求1所述的低衰耗单模光纤，其特征在于所述的三个芯层的相对折射率差为Δn1>Δn2>Δn3。
3.按权利要求1或2所述的低衰耗单模光纤，其特征在于所述的下陷包层的相对折射率差Δn4为 -0.10%~-0.03%。
4.按权利要求1或2所述的低衰耗单模光纤，其特征在于所述的纤芯层由氟(F)和锗(Ge)共掺的石英玻璃组成。
5.按权利要求1或2所述的低衰耗单模光纤，其特征在于所述的下陷包层由氟(F)和锗(Ge)共掺的石英玻璃组成。
6.按权利要求1或2所述的低衰耗单模光纤，其特征在于所述的外包层为 OVD、VAD 或APVD 制备的纯二氧化硅石英玻璃层。
7.按权利要求1或2所述的低衰耗单模光纤，其特征在于所述光纤在 1310nm 波长处的衰减系数小于 0.325dB/km，在 1383nm 波长处的衰减系数小于 0.325dB/km，在 1550nm波长处的衰减系数小于 0.185dB/km，在 1625nm 波长处的衰减系数小于 0.205dB/km。
8.按权利要求1或2所述的低衰耗单模光纤，其特征在于所述光纤在 1310nm 波长的模场直径为 8.7μm~9.5μm。
9.按权利要求1或2所述的低衰耗单模光纤，其特征在于所述光纤的光缆截止波长小于或等于1260nm。
10.按权利要求1或2所述的低衰耗单模光纤，其特征在于所述光纤的零色散波长为1300~1324nm，光纤在零色散波长处的色散斜率小于或等于 0.091ps/nm2*km。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410423830.5A CN104155717B (zh) | 2014-04-21 | 2014-08-26 | 一种低衰耗单模光纤 |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2014101599655 | 2014-04-21 | ||
| CN201410159965.5A CN103941334A (zh) | 2014-04-21 | 2014-04-21 | 一种低衰耗单模光纤 |
| CN201410159965.5 | 2014-04-21 | ||
| CN201410423830.5A CN104155717B (zh) | 2014-04-21 | 2014-08-26 | 一种低衰耗单模光纤 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104155717A CN104155717A (zh) | 2014-11-19 |
| CN104155717B true CN104155717B (zh) | 2017-07-21 |
Family
ID=51189072
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410159965.5A Pending CN103941334A (zh) | 2014-04-21 | 2014-04-21 | 一种低衰耗单模光纤 |
| CN201410423830.5A Active CN104155717B (zh) | 2014-04-21 | 2014-08-26 | 一种低衰耗单模光纤 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410159965.5A Pending CN103941334A (zh) | 2014-04-21 | 2014-04-21 | 一种低衰耗单模光纤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (2) | CN103941334A (zh) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104216044B (zh) * | 2014-09-17 | 2017-10-24 | 长飞光纤光缆股份有限公司 | 一种低衰耗弯曲不敏感单模光纤 |
| CN104714273B (zh) * | 2015-03-31 | 2019-04-16 | 长飞光纤光缆股份有限公司 | 低衰减少模光纤 |
| CN106338793B (zh) * | 2016-10-20 | 2020-06-16 | 长飞光纤光缆股份有限公司 | 一种少模光纤 |
| CN106383379A (zh) * | 2016-11-26 | 2017-02-08 | 长飞光纤光缆股份有限公司 | 高带宽弯曲不敏感多模光纤 |
| CN109655961A (zh) * | 2018-12-14 | 2019-04-19 | 通鼎互联信息股份有限公司 | 一种低损耗大有效面积单模光纤及其制备方法 |
| CN109970335B (zh) * | 2019-03-11 | 2020-11-17 | 江苏永鼎股份有限公司 | 一种大规格低衰减的光纤预制棒及其制备方法 |
| CN110749953B (zh) * | 2019-10-29 | 2023-07-14 | 长飞光纤光缆股份有限公司 | 一种低色散单模光纤 |
| JPWO2021193260A1 (zh) * | 2020-03-27 | 2021-09-30 | ||
| CN111427117B (zh) * | 2020-04-22 | 2023-08-01 | 上海交通大学 | 弱耦合十模式少模光纤及其实现方法 |
| CN112202498B (zh) * | 2020-09-14 | 2021-10-08 | 华中科技大学 | 单纤双向直调直检系统中反向瑞利散射的消除方法及装置 |
| CN115480340A (zh) * | 2022-10-11 | 2022-12-16 | 电子科技大学 | 一种用于超灵敏分布式声波传感的抗弯光纤 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002027367A1 (en) * | 2000-09-27 | 2002-04-04 | Sterlite Optical Technologies Ltd. | Dispersion optimized fiber with low dispersion and optical loss |
| JP4358073B2 (ja) * | 2004-09-07 | 2009-11-04 | 株式会社フジクラ | 低曲げ損失トレンチ型マルチモードファイバ |
| KR101285500B1 (ko) * | 2011-11-24 | 2013-07-12 | 에쓰이에이치에프코리아 (주) | 초저손실 광섬유 |
-
2014
- 2014-04-21 CN CN201410159965.5A patent/CN103941334A/zh active Pending
- 2014-08-26 CN CN201410423830.5A patent/CN104155717B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103941334A (zh) | 2014-07-23 |
| CN104155717A (zh) | 2014-11-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104155717B (zh) | 一种低衰耗单模光纤 | |
| CN102411168B (zh) | 低损耗光纤的设计及其制造方法 | |
| CN102645699B (zh) | 一种低衰减弯曲不敏感单模光纤 | |
| CN104698534B (zh) | 一种低衰减少模光纤 | |
| CN105334570B (zh) | 一种低衰减弯曲不敏感单模光纤 | |
| CN103454719B (zh) | 一种单模光纤 | |
| CN104216044B (zh) | 一种低衰耗弯曲不敏感单模光纤 | |
| JP6564074B2 (ja) | 極低損失でベンド不敏感の単一モード光ファイバ | |
| KR102034362B1 (ko) | 도핑 최적화된 최저 감쇠 단일모드 광섬유 | |
| CN104749691B (zh) | 一种超低衰耗弯曲不敏感单模光纤 | |
| CN104714273B (zh) | 低衰减少模光纤 | |
| CN109298482B (zh) | 一种低衰减和低弯曲损耗的大有效面积单模光纤 | |
| CN105911639B (zh) | 一种低衰减单模光纤 | |
| CN104316994A (zh) | 一种低衰减弯曲不敏感单模光纤 | |
| CN103323908B (zh) | 一种单模光纤及其制造方法 | |
| KR20130116009A (ko) | 광섬유 | |
| CN108469648A (zh) | 一种超低损耗大有效面积单模光纤及其制造方法 | |
| WO2020119439A1 (zh) | 一种低损耗大有效面积单模光纤及其制备方法 | |
| CN110045456B (zh) | 一种超低损耗大有效面积的单模光纤及其制备方法 | |
| CN107678087A (zh) | 一种低衰减大有效面积单模光纤 | |
| CN106443875A (zh) | 一种超低衰减弯曲不敏感单模光纤 | |
| CN107608023A (zh) | 一种阶跃型超低衰减少模光纤 | |
| CN107247304A (zh) | 一种用于模分复用系统的超低衰减少模光纤 | |
| CN103472525A (zh) | 低损耗大有效面积单模光纤及其制造方法 | |
| CN103760634A (zh) | 一种单模光纤 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200119 Address after: 515041 No. 15 east science and technology road, hi tech Zone, Guangdong, Shantou Patentee after: Shantou Hi-Tech Zone Austrian Star Communications Equipment Co., Ltd. Address before: 430073 Hubei city of Wuhan province Wuchang two Guanshan Road No. four Patentee before: Yangtze Optical Fibre and Cable Co., Ltd |
|
| TR01 | Transfer of patent right |