CN106772781A - 一种适用于光纤连接器制作的抗弯光纤 - Google Patents

一种适用于光纤连接器制作的抗弯光纤 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适用于光纤连接器制作的抗弯光纤，涉及光通信技术领域，包括芯层、内包层、凹陷包层、外包层、增强聚合物涂层以及涂覆层，其中：芯层具有半径r1并且与外包层之间具有正折射率差△n1；内包层具有半径r2并且与外包层之间具有负折射率差△n2；凹陷包层具有半径r3并且与外包层之间具有负折射率差△n3；外包层具有直径115μm±0.5μm；增强聚合物涂层厚度为5±0.5μm；调整r1、r2、r3和△n1、△n2、△n3使该抗弯光纤在1310纳米波长具有8.6±0.4μm的模场直径，同时，所述抗弯光纤的5mm曲率半径下1圈的宏弯损耗≤0.10dB。

Description

一种适用于光纤连接器制作的抗弯光纤
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，具体涉及一种适用于光纤连接器制作的抗弯光纤。
背景技术
G.657光纤是为了实现光纤到户的目标，在G.652光纤的基础上开发的最新的一个光纤品种。这类光纤最主要的特性是具有优异的耐弯曲特性，其弯曲半径可实现常规的G.652光纤的弯曲半径的1/4～1/2。G.657光纤分A、B两个子类，其中G.657A型光纤的性能及其应用环境和G.652D型光纤相近，可以在1260～1625nm的宽波长范围内(即O、E、S、C、L5个工作波段)工作；G.657B型光纤主要工作在1310nm、1550nm和1625nm3个波长窗口，其更适用于实现FTTH的信息传送、安装在室内或大楼等狭窄的场所。
光模块作为数据机房不可或缺的重要部件，在“互联网+”和“大数据”时代迎来集中式的需求增长。同时，数据业务量的井喷，使得光模块朝着体积小、容量高的方向发展。现今的光模块多与G.657B型光纤对接，从而对模块内部光纤连接器的结构提出了更高要求：(1)由于光纤要在狭小的模块空间内进行盘绕弯曲，光纤的宏弯光学性能要优异：如在1310纳米波长具有≤0.10dB/圈(5mm曲率半径)的宏弯损耗；(2)光纤需具有更强的机械性能，从而保证在光器件的机械性能、环境性能可靠性要求：如光纤筛选张力＞200kpsi；(3)模块内的光纤通常需要加工成连接器端口，故光纤的几何尺寸，特别是单模光纤的芯径需较高精度的稳定性：如包层直径为125±0.7μm。(4)同时需与G.657B光纤的模场直径匹配：如在1310纳米波长具有8.6±0.4μm的模场直径；
当前适用于光纤器件的光纤类型中，不乏各种弯曲半径很小的特种光纤，可满足上述提及的第(1)项功能要求。为增强光纤的机械性能，可在不改变原有包层直径的条件下通过增加改性涂层的工艺单纯的增强机械性能，以满足第(2)项功能要求，但这类光纤通常会因几何尺寸过大的问题无法满足第(3)项功能要求。
若增加改性涂层的同时改变原有包层直径以同时满足第(1)(2)(3)项功能要求，则会因为改变原有包层直径导致模场直径的变化，无法与G.657B光纤的模场直径匹配。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种适用于光纤连接器制作的抗弯光纤，能与G.657B光纤匹配并适用于制作光纤连接器。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种适用于光纤连接器制作的抗弯光纤：
从中心到边缘，包括芯层、内包层、凹陷包层、外包层、增强聚合物涂层以及涂覆层，其中：
芯层具有半径r1并且与外包层之间具有正折射率差△n1；
内包层具有半径r2并且与外包层之间具有负折射率差△n2；
凹陷包层具有半径r3并且与外包层之间具有负折射率差△n3；
外包层具有直径115μm±0.5μm；增强聚合物涂层厚度为5±0.5μm；
且r1、r2、r3和△n1、△n2、△n3的值被配置成使所述抗弯光纤在1310纳米波长具有8.6±0.4μm的模场直径，同时，所述抗弯光纤的5mm曲率半径下1圈的宏弯损耗≤0.10dB。
在上述技术方案的基础上，芯层具有半径r1为4.2μm±0.5μm并且与外包层之间具有正折射率差△n1为4.3x10-3～5.3x10-3；
内包层具有半径r2为9.5μm±0.5μm并且与外包层之间具有负折射率差△n2为-0.1x10-3～-0.6x10-3；
凹陷包层具有半径r3为15.5μm±0.5μm并且与外包层之间具有负折射率差△n3为-5.2x10-3～-6.2x10-3；
外包层具有半径57.5μm±0.5μm并且具有1.4469±0.5μm的折射率；增强聚合物涂层厚度为5±0.5μm；
该抗弯光纤在1310纳米波长具有8.6±0.4μm的模场直径以及所述抗弯光纤的5mm曲率半径下1圈的宏弯损耗≤0.10dB。
在上述技术方案的基础上，该抗弯光纤在1310纳米波长具有≤0.25dB的连接器对接损耗。
在上述技术方案的基础上，该抗弯光纤在在1310纳米波长具有0.345±0.005dB/km的衰耗系数。
在上述技术方案的基础上，所述涂覆层具有直径242±5μm。
在上述技术方案的基础上，所述涂覆层为聚丙烯酸UV树脂。
在上述技术方案的基础上，该抗弯光纤的芯/包层同心度误差≤0.7μm，包层不圆度≤0.5％。
在上述技术方案的基础上，该抗弯光纤的光纤筛选张力＞200kpsi。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明在包层外设计5±0.5μm的增强聚合物涂层，最终包层直径为125±0.5μm，既增强了光纤的机械性能，达到光纤筛选张力＞200kpsi，又能与G.657B光纤的半径要求匹配。同时，设计包层凹陷层以及芯层、包层折射率分布，实现与G.657B光纤的模场直径匹配。
附图说明
图1为本发明实施例中适用于光纤连接器制作的抗弯光纤的结构示意图。
图中：1-芯层，2-内包层，3-凹陷包层，4-外包层，5-增强聚合物涂层，6-涂覆层。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明实施例提供一种适用于光纤连接器制作的抗弯光纤，从中心到边缘，包括芯层1、内包层2、凹陷包层3、外包层4、增强聚合物涂层5以及涂覆层6，其中：
芯层1具有半径r1并且与外包层4之间具有正折射率差△n1；
内包层2具有半径r2并且与外包层4之间具有负折射率差△n2；
凹陷包层3具有半径r3并且与外包层4之间具有负折射率差△n3；
外包层4具有直径115μm±0.5μm；增强聚合物涂层5厚度为5±0.5μm；
且r1、r2、r3和△n1、△n2、△n3的值被配置成使所述抗弯光纤在1310纳米波长具有8.6±0.4μm的模场直径，同时，所述抗弯光纤的5mm曲率半径下1圈的宏弯损耗≤0.10dB。
例如，芯层1具有半径4.2μm±0.5μm并且与外包层4之间具有正折射率差4.3x10-3～5.3x10-3；
内包层2具有半径9.5μm±0.5μm并且与外包层4之间具有负折射率差-0.1x10-3～-0.6x10-3；
凹陷包层3具有半径15.5μm±0.5μm并且与外包层4之间具有负折射率差-5.2x10-3～-6.2x10-3；
外包层4具有半径57.5μm±0.5μm并且具有1.4469±0.5μm的折射率；增强聚合物涂层5厚度为5±0.5μm；
该抗弯光纤在1310纳米波长具有8.6±0.4μm的模场直径以及所述抗弯光纤的5mm曲率半径下1圈的宏弯损耗≤0.10dB。
光纤折射率设计值及相对折射率差，如表1所示。
本发明在包层外设计5±0.5μm的增强聚合物涂层5，最终包层直径为125±0.5μm，既增强了光纤的机械性能，达到光纤筛选张力＞200kpsi，又能与G.657B光纤的半径要求匹配。同时，设计包层凹陷层以及芯层1、包层折射率分布，实现在1310纳米波长具有8.6±0.4μm的模场直径，与G.657B光纤的模场直径匹配。
该抗弯光纤在1310纳米波长具有≤0.25dB的连接器对接损耗。该抗弯光纤在在1310纳米波长具有0.345±0.005dB/km的衰耗系数。
所述涂覆层6具有直径242±5μm。250μm涂覆层6采用成熟工艺易于被开剥；开剥后，增强聚合物涂层5表面无损伤，连接器研磨后端面光滑整洁能满足器件对接应用要求。
所述涂覆层6为聚丙烯酸UV树脂。该抗弯光纤的芯/包层同心度误差≤0.7μm，包层不圆度≤0.5％。增加了聚合物涂层后，筛选强度可满足＞200kpsi，光纤抗断寿命比例可提升200倍以上。
按照以上方案，光纤的尺寸结构表如表2所示，光学性能如表3所示。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种适用于光纤连接器制作的抗弯光纤，其特征在于：从中心到边缘，包括芯层(1)、内包层(2)、凹陷包层(3)、外包层(4)、增强聚合物涂层(5)以及涂覆层(6)，其中：
芯层(1)具有半径r1并且与外包层(4)之间具有正折射率差△n1；
内包层(2)具有半径r2并且与外包层(4)之间具有负折射率差△n2；
凹陷包层(3)具有半径r3并且与外包层(4)之间具有负折射率差△n3；
外包层(4)具有直径115μm±0.5μm；增强聚合物涂层(5)厚度为5±0.5μm；
且r1、r2、r3和△n1、△n2、△n3的值被配置成使所述抗弯光纤在1310纳米波长具有8.6±0.4μm的模场直径，同时，所述抗弯光纤的5mm曲率半径下1圈的宏弯损耗≤0.10dB。
2.如权利要求1所述的一种适用于光纤连接器制作的抗弯光纤，其特征在于：
芯层(1)具有半径r1为4.2μm±0.5μm并且与外包层(4)之间具有正折射率差△n1为4.3x10-3～5.3x10-3；
内包层(2)具有半径r2为9.5μm±0.5μm并且与外包层(4)之间具有负折射率差△n2为-0.1x10-3～-0.6x10-3；
凹陷包层(3)具有半径r3为15.5μm±0.5μm并且与外包层(4)之间具有负折射率差△n3为-5.2x10-3～-6.2x10-3；
外包层(4)具有半径57.5μm±0.5μm并且具有1.4469±0.5μm的折射率；增强聚合物涂层(5)厚度为5±0.5μm；
该抗弯光纤在1310纳米波长具有8.6±0.4μm的模场直径以及所述抗弯光纤的5mm曲率半径下1圈的宏弯损耗≤0.10dB。
3.如权利要求1所述的一种适用于光纤连接器制作的抗弯光纤，其特征在于：该抗弯光纤在1310纳米波长具有≤0.25dB的连接器对接损耗。
4.如权利要求1所述的一种适用于光纤连接器制作的抗弯光纤，其特征在于：该抗弯光纤在在1310纳米波长具有0.345±0.005dB/km的衰耗系数。
5.如权利要求1所述的一种适用于光纤连接器制作的抗弯光纤，其特征在于：所述涂覆层(6)具有直径242±5μm。
6.如权利要求1所述的一种适用于光纤连接器制作的抗弯光纤，其特征在于：所述涂覆层(6)为聚丙烯酸UV树脂。
7.如权利要求1所述的一种适用于光纤连接器制作的抗弯光纤，其特征在于：该抗弯光纤的芯/包层同心度误差≤0.7μm，包层不圆度≤0.5％。
8.如权利要求1所述的一种适用于光纤连接器制作的抗弯光纤，其特征在于：该抗弯光纤的光纤筛选张力＞200kpsi。
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