CN111323872B - 一种细径光纤及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种细径光纤，包括：裸光纤；包覆在所述裸光纤外层的涂覆层；所述裸光纤包括：芯层；包覆在所述芯层表面的光学包层；包覆在所述光学包层表面的凹陷层；包覆在所述凹陷层表面的外包层；所述光学包层的相对折射率差从内向外渐变，渐变范围为+0.05～‑0.10％。本发明通过设计预制棒的剖面结构，使其剖面中光学包层渐变式设计，有利于提高光纤的MFD值，使之与标准光纤接近或相等；进一步的，凹陷层渐变式结构设计，保证光纤宏弯要求的同时，也利于控制光纤的截止波长，满足光纤传输要求。本发明还提供了一种细径光纤的制备方法。

Description

一种细径光纤及其制备方法
技术领域
本发明涉及光纤技术领域，尤其涉及一种细径光纤及其制备方法。
背景技术
随着未来通信领域的发展，光纤网络将承载信息网络、广域测量、高速传感、高性能计算以及智能控制等技术的应用，也必然伴随着传输容量的急剧增加。正因如此，管道敷设量突显明显不足，而新增光纤部署需要重新投入大量成本。因此，为了充分利用现有管道资源、降低建设成本，在现有管道中敷设更多的光纤成为优选的管道资源解决方案。
光纤直径降低，但是要求具有与标准光纤相同的光学性能，也就意味着解决光纤小型化的核心问题之一就是保证传输参数不变，同时，当管道中光纤密度增加后空间内存在更多的弯曲，此时，细径光纤需要更好的弯曲特性而不影响信号强度和传输质量。
目前光纤小型化主要是通过降低涂层厚度或者降低裸光纤直径来实现小尺寸光纤，不论是降低涂层厚度还是降低裸光纤直径，都会面临光纤的弯曲特性要求以及光纤接续兼容性问题。因此，为了解决上述问题，涂层或裸光纤降低空间有限，相比标准光纤而言（裸光纤直径125微米、涂覆层外径250微米），现有小型化光纤的直径一般在200微米（裸光纤直径125微米、涂覆层外径200微米）。
现有技术提出了一种低直径光纤的设计，裸光纤直径100~125微米，该光纤主要是使用新的涂覆层材料，满足保护裸光纤的要求。这种设计降低了涂层厚度，但使用的新涂覆层材料成本昂贵，相应的涂覆层固化等都具有一系列困难。现有技术还提出了一种直径降低后的光纤，这类光纤模场直径（MFD）大幅降低，与标准光纤熔接后容易产生大的连接损耗。
因此，研究一种直径小而且性能好的光纤成为本领域技术人员关注的热点。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种细径光纤及其制备方法，本发明提供的光纤直径较小而且性能较好。
本发明提供了一种细径光纤，包括：
裸光纤；
包覆在所述裸光纤外层的涂覆层；
所述裸光纤包括：
芯层；
包覆在所述芯层表面的光学包层；
包覆在所述光学包层表面的凹陷层；
包覆在所述凹陷层表面的外包层。
在本发明中，所述涂覆层优选包括内涂覆层和外涂覆层；所述内涂覆层包覆在所述外包层的表面，所述外涂覆层包覆在所述内涂覆层的表面。
本发明实施例提供的细径光纤的结构示意图如图6所示，包括：芯层1；包覆在所述芯层1表面的光学包层2；包覆在所述光学包层2表面的凹陷层3；包覆在所述凹陷层3表面的外包层4；包覆在所述外包层4表面的内涂覆层5；包覆在所述内涂覆层5表面的外涂覆层6。
在本发明中，所述裸光纤中各层的相对折射率差表示为：
△n=100%×(ni-nsiO2)/nsiO2
其中，ni是掺i元素的二氧化硅玻璃折射率；
nsiO2是纯二氧化硅玻璃折射率。
在本发明中，所述裸光纤中各层的材质优选掺氟元素的二氧化硅材料层；相对折射率差表示为：△n=100%×(nF-nsiO2)/nsiO2，nF是掺氟元素的二氧化硅玻璃的折射率。
在本发明中，掺锗能够提高石英玻璃的相对折射率；掺氟能够降低石英玻璃的相对折射率。
在本发明中，所述芯层的材质优选为掺锗元素的二氧化硅材料；相对折射率差表示为：△n=100%×(nGe-nsiO2)/nsiO2，nGe是芯层折射率即掺锗元素的二氧化硅的折射率。在本发明中，所述芯层的相对折射率差优选为0.3~0.35%，更优选为0.31~0.34%，最优选为0.32~0.33%。在本发明中，所述芯层的相对折射率之差优选从内向外保持恒定，即从芯层的中心到芯层的表面相对折射率之差不变。
在本发明中，所述芯层的半径优选为3~5微米，更优选为4微米。
在本发明中，所述光学包层的材质优选为掺氟元素的二氧化硅材料，如掺入SiF4、CF4、SF6、C2F6、SOF2、C2F2Cl2中的一种或至少两种组合的石英二氧化硅玻璃。
在本发明中，所述光学包层的相对折射率差从内向外渐变，渐变的范围为+0.05~-0.10%，优选为+0.03~ -0.05%，更优选为+0.01~ -0.01%；即光学包层靠近芯层部分的相对折射率差到光学包层靠近凹陷层部分相对折射率差从+0.05%渐变为-0.10%。本发明对所述渐变的方式没有特殊的限制，优选为线性方式渐变。
在本发明中，所述光学包层的半径优选为10~25微米，更优选为15~20微米，所述光学包层的半径指的是芯层中心到光学包层表面的距离，其包括芯层的半径长度。在本发明中，所述光学包层的厚度为光学包层的半径减去芯层的半径，优选为10~15微米，更优选为11~14微米，最优选为12~13微米。
在本发明中，所述凹陷层的材质优选为掺入氟元素的二氧化硅材料，如掺入SiF4、CF4、SF6、C2F6、SOF2、C2F2Cl2中的一种或至少两种组合的石英二氧化硅玻璃。
在本发明中，所述凹陷层的相对折射率差优选为0~-0.6%，更优选为-0.25~-0.6%，更优选为-0.3~-0.5%，最优选为-0.4%。在本发明中，所述凹陷层的相对折射率差优选从内向外渐变，渐变的范围为-0.6~0%，优选为-0.6~-0.25%范围内值渐变至0，即凹陷层靠近光学包层部分的相对折射率差到凹陷层靠近外包层部分的相对折射率差从-0.6%~-0.25%渐变到0。本发明对所述渐变的方式没有特殊的限制，优选为线性方式渐变。
在本发明中，所述凹陷层的半径优选为15~30微米，更优选为20~25微米，所述凹陷层的半径指的是芯层中心到凹陷层表面的距离，其包括光学包层的半径。在本发明中，所述凹陷层的厚度为凹陷层半径与光学包层半径之差，优选为5~15微米，更优选为8~12微米，最优选为10微米。
本发明中，细径光纤剖面中光学包层设计成渐变式，有利于提高光纤的MFD值，使之与标准光纤接近或相等；凹陷层由内向外递减，一方面可以有效约束光不发生泄露，保证光纤宏弯要求；另一方面更利于控制光纤的截止波长，满足光纤传输要求。
在本发明中，所述外包层的材质优选为纯二氧化硅材料，相对折射率差默认为0。
在本发明中，所述外包层的半径优选为38~45微米，更优选为40~42微米，所述外包层半径指的使芯层中心到外包层表面的距离，其包括凹陷层的半径。在本发明中，所述外包层的厚度为外包层半径与凹陷层半径之差，优选为10~15微米，更优选为11~14微米，最优选为12~13微米。
在本发明中，优选：
S凹陷层/S芯层=[△n3*(r3-r2)]*[(1/2)]/[△n1*r1]；
其中，S凹陷层为凹陷层的区域面积；
S芯层为芯层的区域面积；
r1、r2、r3分别是芯层、光学包层、凹陷层的半径；
△n1为芯层相对折射率差；
△n3为凹陷层相对折射率差；
当凹陷层为渐变式呈三角形区域时，公式中需要增加“(1/2)”部分进行计算。
在本发明中，所述S凹陷层/S芯层优选为2~6，更优选为3~5，最优选为4。
在本发明中，细径光纤的剖面结构中凹陷层面积是芯层面积的2~6倍，能够实现细径光纤的抗弯曲特性。
在本发明中，所述涂覆层的成分优选选自聚氨酯丙烯酸酯、聚硅氧烷丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯或聚酯丙烯酸酯。
在本发明中，所述涂覆层的厚度优选为35~45微米，更优选为38~42微米，最优选为40微米。
在本发明中，所述内涂覆层成分优选选自聚氨酯丙烯酸酯、聚硅氧烷丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯或聚酯丙烯酸酯，所述内涂覆层的厚度优选为15~30微米，更优选为20~25微米，最优选为23微米；所述外涂覆层的成分优选选自聚氨酯丙烯酸酯、聚硅氧烷丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯或聚酯丙烯酸酯，所述外涂覆层的厚度优选为10~25微米，更优选为15~20微米，最优选为17微米。
在本发明中，所述内涂覆层的弹性模量优选为0.5~3MPa，更优选为1~2.5MPa，最优选为1.5~2MPa；外涂覆层的弹性模量优选为1000~2000MPa，更优选为1200~1800MPa，最优选为1400~1600MPa。
在本发明中，所述裸光纤的直径（d）优选为76~90微米，更优选为80~85微米；所述细径光纤的直径（D）优选为155~175微米，更优选为160~170微米，最优选为165微米。
在本发明中，所述细径光纤在管道中的容积优选为：
V=(D/2)^2*π*L，
其中，D为细径光纤涂覆层外径；
L为光纤的单位长度。
在本发明中，所述细径光纤容积占比为Vmin/Vst，Vmin为细径光纤容积；Vst为标准光纤容积。本发明中细径光纤的管道容积占有率是标准光纤（涂覆层外径250微米）的50%，大幅提高管道资源利用率。
本发明提供的细径光纤，模场直径=8.4~9.2微米，缆波长低于1260nm，零色散波长=1310~1324m，1310、1550nm波长处衰减分别低于0.35dB/km、0.25dB/km，弯曲半径R为7.5mm时，1550、1625nm波长处的弯曲损耗分别低于0.3dB、0.5dB；0.5m分别在15%、50%条件下的抗拉强度≥420kpsi、480kpsi。
本发明提供了一种上述技术方案所述的细径光纤的制备方法，包括：
制备得到芯层；
在所述芯层表面制备光学包层；
在所述光学包层表面制备凹陷层，得到芯棒；
将所述芯棒进行高温均匀化处理；
在所述高温均匀化处理后的芯棒表面制备外包层，得到预制棒；
在所述预制棒表面制备涂覆层，得到细径光纤。
本发明对所述芯层的制备方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的芯层制备方法即可，如采用VAD设备进行沉积，喷灯中通入氧气、氢气、四氯化硅、四氯化锗、Ar气体，通过高温反应形成二氧化硅、二氧化锗附着在靶棒端面；沉积结束后进行脱羟和玻璃化烧结，得到芯层，通过对四氯化锗流量的控制形成具有一定相对折射率差的芯层。本发明对所述脱羟和玻璃化烧结的温度没有特殊的限制，本领域技术人员可根据实际情况选择合适的脱羟和玻璃化烧结的温度，优选通过通入氯气进行脱羟处理。
本发明对所述光学包层的制备方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的光学包层的制备方法进行制备即可，如可按照上述技术方案所述芯层的制备方法制备光学包层，先采用VAD设备进行沉积，喷灯中通入氧气、氢气、四氯化硅、Ar气体进行沉积，沉积结束后进行脱羟和玻璃化烧结，玻璃化烧结过程中通入氟化物气体，氟化物气体的流量线性递增直至烧结结束，得到光学包层，通过控制氟化物气体流量的线性递增使光学包层的相对折射率差产生渐变。本领域技术人员可根据实际情况选择控制上述制备过程中的工艺参数以获得所需的光学包层。在本发明中，所述氟化物优选选自SiF4、CF4、SF6、C2F6、SOF2和C2F2Cl2的一种或至少两种组合。
本发明对所述凹陷层的制备方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的凹陷层的制备方法进行制备即可，如可采用等离子沉积（POD）的方法进行制备，POD喷灯来回喷涂于外包层表面，逐层沉积，喷灯内通入SiCl4、O2、氟化物，形成含氟的玻璃层，通过对氟化物流量的控制使凹陷层的相对折射率差产生渐变。本领域技术人员可根据实际情况选择控制上述制备过程中的工艺参数以获得所需的凹陷层。在本发明中，所述氟化物优选选自SiF4、CF4、SF6、C2F6、SOF2和C2F2Cl2的一种或至少两种组合。
在本发明中，制备芯层、光学包层和凹陷层过程中通过控制掺杂物（四氟化锗或氟化物）的流量实现各层中折射率的变化；更优选制备光学包层和凹陷层沉积的过程中，通过控制掺杂物的流量变化来实现折射率的渐变。
在本发明中，所述高温均匀化处理的方法，优选包括：
在2~3h内由室温升温至1250~1500℃后恒温10~20h，真空度保持-0.3~-0.6bar；然后充入N2使压力保持0.2~0.5bar在1150~1450℃恒温4~6h；
再次抽真空使真空度保持在-0.3~-0.6bar在1250~1500℃恒温12~24h；然后降温至1000℃以下再进行自然冷却。
在本发明的实施例中，所述高温均匀化处理的示意图如图5所示。
本发明采用上述高温均化处理工艺，利用缓慢的高温蠕变与退火特性，可以有效改善预制棒石英玻璃中局部的结构不均匀性及各层边界上的微缺陷与应力，同时，实现边界区域内掺杂扩散，缓解各层边界上因掺杂不同热膨胀系数不同引起的微应力；再者，利用真空+加压+真空方式，来促使石英玻璃中的气泡排移出棒体，消除棒体内的微小气泡。
在本发明中，所述由室温升温的时间优选为2.5小时，升温的温度优选为1300~1450℃，更优选为1350~1400℃，恒温时间优选为12~18h，更优选为14~16h，真空度优选为-0.4~-0.5bar；充入N2使压力保持优选为0.3~0.4bar，恒温温度优选为1200~1400℃，更优选为1250~1350℃，最优选为1300℃，恒温时间优选为5h。
在本发明中，所述再次抽真空的真空度优选为-0.4~-0.5bar，恒温温度优选为1300~1450℃，更优选为1350~1400℃，恒温时间优选为16~20h。在本发明中，所述降温的速度优选为2~6℃/min，更优选为3~5℃/min，最优选为4℃/min。
在本发明中，所述外包层的制备方法优选为气相沉积法或在芯棒外面组装套管。本发明对所述气相沉积法或组装套管的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的上述方法制备外包层即可，如将上述高温处理后的芯棒放置在OVD机台上进行沉积，达到目标重量或棒径后，沉积结束，再进行烧结，得到外包层；或将上述高温处理后的芯棒直接装入二氧化硅套管内组装，得到外包层。
本发明对所述涂覆层的制备方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的涂覆层的制备方法制备得到上述成分及厚度的涂覆层即可。
本发明通过设计预制棒的剖面结构，使其剖面中光学包层渐变式设计，有利于提高光纤的MFD值，使之与标准光纤接近或相等；凹陷层渐变式结构设计，保证光纤宏弯要求的同时，也利于控制光纤的截止波长，满足光纤传输要求。
另外，本发明采用高温均化处理工艺，能够有效改善预制棒石英玻璃中局部的结构不均匀性及各层边界上的微缺陷与应力，缓解各层边界上因掺杂不同热膨胀系数物质引起的微应力；同时，有效消除棒体内的微小气泡。本发明可广泛应用于石英玻璃加工行业。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1制备的细径光纤折射率剖面示意图；
图2为本发明实施例2制备的细径光纤折射率剖面示意图；
图3为本发明实施例3制备的细径光纤折射率剖面示意图；
图4为本发明实施例4制备的细径光纤的剖面分布图；
图5为本发明实施例提供的高温处理温度示意图；
图6为本发明提供的细径光纤横截面的结构示意图；
图7为本发明比较例1制备的细径光纤的剖面分布图；
图8为本发明比较例2制备的细径光纤折射率剖面示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
采用VAD+OVD工艺，以SiCl4、 GeCl4、C2F6为原料，在制作过程中通过改变气体流量和比例，以及反应区的移动速度和沉积趟数制备出符合光纤预制棒剖面设计要求的芯层、光学包层、凹陷层；其中，制备的粉末棒，在烧结过程中通过氯气进行脱羟处理，最终形成透明玻璃棒。
将上述制备的玻璃棒放置在特定的真空高温室内，进行高温均化处理：2h内，由室温升至1250℃后，恒温20h，炉内真空度保持在-0.3bar；然后，充入N2使炉内压力保持0.5bar、恒温6h，温度1250℃下运行；二次真空阶段，压力保持在-0.3bar，1250℃，恒温24h；结束后，按2℃/min进行缓慢降温至1000℃后，进行自然冷却。
最后，采用OVD工艺，根据设定的外包重量制备外包层，获得成品预制棒，然后进行两层涂层涂覆，得到细径光纤；拉丝时，细径光纤内涂层的弹性模量在0.5MPa，外涂层的弹性模量在1000MPa。
采用美国Interfiber公司提供的IFA-100型号的光纤折射率测试仪，测试本发明实施例1制备的细径光纤的折射率剖面数据（其折射率剖面示意图如图1所示），检测结果如表1所示（△n1为芯层相对折射率差，△n2为光学包层相对折射率差，△n3为凹陷层相对折射率差，r1为芯层半径，r2为光学包层半径，r3为凹陷层半径，r4为外包层半径，d为裸光纤（不含图涂覆层）直径，D为细径光纤直径）。
采用美国PK公司的OTDR、PK2200、色散仪，测试本发明实施例1制备的细径光纤的光学性能；采用两点弯曲法（按照GB/T 15972.31-2008 《光纤试验方法规范 第31部分：机械性能的测量方法和试验程序—抗张强度》标准方法），测试本发明实施例1制备的细径光纤的力学性能，检测结果如表2所示。
实施例2
采用VAD+OVD工艺，以SiCl4、 GeCl4、SiF4为原料，在制作过程中通过改变气体流量和比例，以及反应区的移动速度和沉积趟数制备出符合光纤预制棒剖面设计要求的芯层、光学包层、凹陷层；其中，制备的粉末棒，在烧结过程中通过氯气进行脱羟处理，最终形成透明玻璃棒。
将上述制备的玻璃棒放置特定的真空高温室内，进行高温均化处理：3h内，由室温升至1500℃后，恒温10h，炉内真空度保持在-0.6bar；然后，充入N2使炉内压力保持0.5bar、恒温4h，温度1400℃下运行；二次真空阶段，压力保持在-0.6bar，1350℃，恒温24h；结束后，按4℃/min进行缓慢降温至1000℃后，进行自然冷却。
最后，采用OVD工艺，根据设定的外包重量制备外包层，获得预制棒，然后涂覆两层涂层，得到细径光纤。拉丝时，细径光纤内涂层的弹性模量在0.5MPa，外涂层的弹性模量在2000MPa。
按照实施例1的方法，测试本发明实施例2制备的细径光纤的折射率剖面数据（其折射率剖面示意图如图2所示），检测结果如表1所示。
按照实施例1的方法，测试本发明实施例2制备的细径光纤的光学性能和力学性能，检测结果如表2所示。
实施例3
采用MCVD工艺，以SiCl4、 GeCl4、SF6、Cl2为原料，在制作过程中通过改变气体流量和比例，以及反应区的移动速度和沉积趟数制备出符合光纤预制棒剖面设计要求的芯层、光学包层、凹陷层，通过收缩形成透明玻璃棒。
将上述制备的玻璃棒放置特定的真空高温室内，进行高温均化处理：3h内，由室温升至1350℃后，恒温15h，炉内真空度保持在-0.5bar；然后，充入N2使炉内压力保持0.4bar、恒温6h，温度1350℃下运行；二次真空阶段，压力保持在-0.5bar，1250℃，恒温15h；结束后，按6℃/min进行缓慢降温至1000℃后，进行自然冷却。
最后，采用石英套管匹配，组装获得预制棒，涂覆两层涂层，得到细径光纤。拉丝时，细径光纤内涂层的弹性模量在3MPa，外涂层的弹性模量在2000MPa。
按照实施例1的方法，测试本发明实施例3制备的细径光纤的折射率剖面数据（其折射率剖面示意图如图3所示），检测结果如表1所示。
按照实施例1的方法，测试本发明实施例3制备的细径光纤的光学性能和力学性能，检测结果如表2所示。
实施例4
采用OVD工艺，以SiCl4、 GeCl4、SiF4为原料，在制作过程中通过改变气体流量和比例，以及反应区的移动速度和沉积趟数制备出符合光纤预制棒剖面设计要求的芯层、光学包层、凹陷层；其中，制备的粉末棒，在烧结过程中通过氯气进行脱羟处理，最终形成透明玻璃棒。
将上述制备的玻璃棒放置特定的真空高温室内，进行高温均化处理：3h内，由室温升至1350℃后，恒温20h，炉内真空度保持在-0.5bar；然后，充入N2使炉内压力保持0.2bar、恒温4h，温度1350℃下运行；二次真空阶段，压力保持在-0.3bar，1350℃，恒温24h；结束后，按4℃/min进行缓慢降温至1000℃后，进行自然冷却。
最后，采用石英套管匹配，组装获得预制棒，涂覆两层涂层，得到细径光纤。拉丝时，细径光纤内涂层的弹性模量在1.5MPa，外涂层的弹性模量在1500MPa。
采用美国Interfiber公司提供的IFA-100型号的光纤折射率测试仪检测实施例4制备的细径光纤剖面分布，检测结果如图4所示，从图形看边界处连接顺畅，无可见缺陷。
按照实施例1的方法，测试本发明实施例4制备的细径光纤的折射率剖面数据，检测结果如表1所示。
按照实施例1的方法，测试本发明实施例4制备的细径光纤的光学性能和力学性能，检测结果如表2所示。
比较例1
采用OVD工艺，以SiCl4、 GeCl4、SiF4为原料，在制作过程中通过改变气体流量和比例，以及反应区的移动速度和沉积趟数制备出符合光纤预制棒剖面设计要求的芯层、光学包层、凹陷层；其中，制备的粉末棒，在烧结过程中通过氯气进行脱羟处理，最终形成透明玻璃棒。
将上述制备的玻璃棒采用石英套管匹配，组装获得预制棒，涂覆两层涂层，得到光纤。拉丝时，光纤内涂层的弹性模量在1.5MPa，外涂层的弹性模量在1500MPa。
按照实施例4的方法检测本发明比较例1制备的光纤的剖面分布，检测结果如图7所示，从图形看边界处存在缺陷。
按照实施例1的方法，测试本发明比较例1制备的细径光纤的折射率剖面数据，检测结果如表1所示。
按照实施例1的方法，测试本发明比较例1制备的细径光纤的光学性能和力学性能，检测结果如表2所示。
比较例2
采用VAD+OVD工艺，以SiCl4、 GeCl4、SiF4为原料，在制作过程中通过改变气体流量和比例，以及反应区的移动速度和沉积趟数制备出符合光纤预制棒剖面设计要求的芯层、光学包层、凹陷层；其中，制备的粉末棒，在烧结过程中通过氯气进行脱羟处理，最终形成透明玻璃棒。
将上述制备的玻璃棒，采用OVD工艺，根据设定的外包重量制备外包层，获得预制棒，涂覆两层涂层，得到光纤。拉丝时，光纤内涂层的弹性模量在0.5MPa，外涂层的弹性模量在2000MPa。
按照实施例1的方法，测试本发明比较例2制备的细径光纤的折射率剖面数据（其折射率剖面示意图如图8所示），检测结果如表1所示。
按照实施例1的方法，测试本发明比较例2制备的细径光纤的光学性能和力学性能，检测结果如表2所示。
Figure DEST_PATH_IMAGE001
Figure DEST_PATH_IMAGE002
从表1和表2可以看出，采用折射率渐变的光学包层更有利于提高MFD（模场直径）值；凹陷层渐变设计的光纤，在保证宏弯的同时，其缆波长可略低于非渐变折射率剖面光纤的缆波长。同时，通过高温均化处理后，光纤的抗拉强度优于非高温处理的光纤强度。
由以上实施例可知，本发明提供了一种细径光纤，包括：裸光纤；包覆在所述裸光纤外层的涂覆层；所述裸光纤包括：芯层；包覆在所述芯层表面的光学包层；包覆在所述光学包层表面的凹陷层；包覆在所述凹陷层表面的外包层；所述光学包层的相对折射率差从内向外渐变，渐变范围为+0.05~ -0.10%。本发明通过设计预制棒的剖面结构，使其剖面中光学包层渐变式设计，有利于提高光纤的MFD值，使之与标准光纤接近或相等；进一步的，凹陷层渐变式结构设计，保证光纤宏弯要求的同时，也利于控制光纤的截止波长，满足光纤传输要求。

Claims (1)

1.一种细径光纤，包括：
裸光纤；
包覆在所述裸光纤外层的涂覆层；
所述裸光纤包括：
芯层；
包覆在所述芯层表面的光学包层；
包覆在所述光学包层表面的凹陷层；
包覆在所述凹陷层表面的外包层；
所述光学包层的相对折射率差从内向外渐变，渐变范围为+0.05～-0.10％；
所述凹陷层的相对折射率差从内向外渐变，渐变范围为-0.6～0％；所述细径光纤是通过将制备得到芯层，在所述芯层表面制备光学包层，在所述光学包层表面制备凹陷层得到的芯棒进行高温均匀化处理后得到的，所述高温均匀化处理，包括：
在2～3h内由室温升温至1250～1500℃后恒温10～20h，真空度保持-0.3～-0.6bar；然后充入N2使压力保持0.2～0.5bar在1150～1450℃恒温4～6h；
再次抽真空使真空度保持-0.3～-0.6bar，在1250～1500℃恒温12～24h；然后降温至1000℃以下再进行自然冷却；所述凹陷层区域面积与芯层区域面积的比值为2～6；所述细径光纤的管道容积占有率是标准光纤(涂覆层外径250微米)的50％。
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