CN112824943B

CN112824943B - 一种辐射不敏感单模光纤

Info

Publication number: CN112824943B
Application number: CN201911140954.1A
Authority: CN
Inventors: 彭楚宇; 赵梓森; 喻煌; 何茂友; 骆城; 曲华昕; 叶子涵; 李星; 岳静
Original assignee: Fiberhome Fujikura Optic Technology Co ltd; Fiberhome Telecommunication Technologies Co Ltd
Current assignee: Fiberhome Fujikura Optic Technology Co ltd; Fiberhome Telecommunication Technologies Co Ltd
Priority date: 2019-11-20
Filing date: 2019-11-20
Publication date: 2022-07-15
Anticipated expiration: 2039-11-20
Also published as: CN112824943A

Abstract

本发明公开了一种辐射不敏感单模光纤，涉及耐辐射光纤领域，该光纤由内至外依次包括：纤芯、过渡包层、下陷包层和外包层；其中，所述纤芯和所述过渡包层均包含掺氟元素的石英材料；所述下陷包层和所述外包层均包含氟元素与耐辐射金属离子共掺的石英材料。本发明提供的辐射不敏感单模光纤不仅具有较低的本征损耗，并且对于总剂量为2MGy内的稳态γ辐射具有良好的辐射耐受性。此外，本发明提供的辐射不敏感单模光纤对85℃温度下的干热老化环境或湿度为85％、温度为85℃下的湿热老化环境具有较强的稳定性，可以克服传统光纤在热核辐射环境下易大幅产生辐致损耗的缺点。

Description

一种辐射不敏感单模光纤

技术领域

本发明属于光纤制造领域，具体涉及一种辐射不敏感单模光纤。

背景技术

光纤通信具有良好的抗电磁干扰能力，传输带宽高且便于规模化集成。对于核电、深空探索、地下勘探等新兴领域，传统电缆已无法继续承载更高的数据流量，需要采用光纤替代传统传输介质进行信号传输。然而在上述环境内还存在高温、高湿和高辐射等严苛环境因素，对构成光纤的石英材料具有较大影响，使光纤在多个波段引起额外的吸收，产生辐致衰减(Radiation Induced Attenuation)。辐致衰减产生的主要原因是石英材料中的各类材料缺陷，如杂质缺陷(氯元素、羟基基团)，氧空位和过氧连接等。这些缺陷容易捕获辐射产生的自由电子和空穴，形成新的吸收峰，导致光纤衰减增大。

传统光纤由于锗元素的引入，会使石英网络结构无序度提高，除了导致光信号的瑞利散射提高之外，还会产生多种与锗元素相关的材料缺陷，不利于光纤辐射敏感度的降低。另一方面，热核反应的高温高湿和辐射环境还会引起光纤涂覆层和外层石英材料中的自由电子、空穴或游离氢元素向内部导光区域扩散，这既提高了原有缺陷吸收峰的产生几率，还会在此基础上继续形成新的材料缺陷种类，对光纤的辐致衰减影响极大。

鉴于传统光纤的锗元素掺杂方式以及其所用的石英材料的各种材料缺陷，使得其在高温、高湿和高辐射等严苛环境条件下，产生较大的辐致衰减，不能满足实际应用需求，因此，目前存在的问题是急需研究开发一种辐射不敏感单模光纤。

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辐射不敏感单模光纤。该光纤不仅具有较低的本征损耗，并且对于总剂量为2MGy内的稳态γ辐射具有良好的辐射耐受性。此外，该光纤对85℃温度下的干热老化环境或湿度为85％、温度为85℃下的湿热老化环境具有较强的稳定性，可以克服传统光纤在热核辐射环境下易大幅产生辐致损耗的缺点，能够满足高温、高湿、高辐射等严苛环境条件下的应用需求。

为达到以上目的，本发明提供了一种辐射不敏感单模光纤，其由内至外依次包括：纤芯、过渡包层、下陷包层和外包层；

其中，所述纤芯和所述过渡包层均包含掺氟元素的石英材料；所述下陷包层和所述外包层均包含氟元素与耐辐射金属离子共掺的石英材料。

在上述技术方案的基础上，所述纤芯、过渡包层、下陷包层和外包层中氟元素的掺杂浓度均为固定值。

在上述技术方案的基础上，所述纤芯中氟元素的掺杂浓度为0.54mol％～1.64mol％；所述过渡包层中氟元素的掺杂浓度为3.27mol％～5.23mol％；所述下陷包层中氟元素的掺杂浓度为6.54mol％～8.71mol％；所述外包层中氟元素的掺杂浓度为0.22mol％～1.63mol％。

在上述技术方案的基础上，所述下陷包层和所述外包层中耐辐射金属离子的掺杂浓度均为固定值。

在上述技术方案的基础上，所述下陷包层中耐辐射金属离子的掺杂浓度为0.015mol％～0.065mol％；所述外包层中耐辐射金属离子的掺杂浓度为0.04mol％～0.18mol％。

在上述技术方案的基础上，所述耐辐射金属离子包含至少一种含有两种价态的变价金属元素对应的离子组。

在上述技术方案的基础上，所述变价金属元素包括铈元素Ce、钛元素Ti、钐元素Sm、锑元素Sb和铋元素Bi中的一种或多种。

在上述技术方案的基础上，所述外包层的外表面涂覆有包含耐高温树脂和/或聚氨酯的涂覆材料。

在上述技术方案的基础上，在无辐射条件下，所述辐射不敏感单模光纤在1310nm波段的模场直径为8.8～9.6μm，衰减值不超过0.4dB/km；所述辐射不敏感单模光纤在1550nm波段的模场直径为10.1～10.9μm，衰减值不超过0.3dB/km。

在上述技术方案的基础上，所述辐射不敏感单模光纤的使用温度范围为-50℃～200℃；所述辐射不敏感单模光纤在85℃的干热老化条件下老化720小时后，在1310nm波段的衰减值不超过0.5dB/km，在1550nm波段的衰减值不超过0.3dB/km。

在上述技术方案的基础上，所述辐射不敏感单模光纤在相对湿度为85％、温度为85℃的湿热老化条件下老化720小时后，在1310nm波段的衰减值不超过0.5dB/km，在1550nm波段的衰减值不超过0.3dB/km。

在上述技术方案的基础上，所述辐射不敏感单模光纤在辐射总剂量为2MGy的稳态γ辐射条件下，在1310nm波段的衰减值不超过2.0dB/100m，在1550nm波段的衰减值不超过1.8dB/100m；在撤去γ辐射300s的时间后，所述辐射不敏感单模光纤在1310nm波段的衰减值不超过0.8dB/km，在1550nm波段的衰减值不超过0.75dB/km。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明采用掺杂氟元素的石英材料作为光纤纤芯，有效避免了传统光纤由于掺杂锗元素引入材料缺陷而导致的辐射衰减增加的问题。同时，本发明的光纤纤芯在辐照环境中稳定，撤去辐照源后可以快速恢复至与未辐照状态相当的衰减水平。

(2)本发明在光纤的下陷包层和外包层中掺杂耐辐射金属离子，可以在不提高光纤本征损耗的前提下，利用耐辐射金属离子消耗γ射线照射石英后产生的自由电子和空穴，在发生电荷交换后使自由电子和空穴浓度降低，抑制缺陷吸收峰的形成。

(3)本发明针对热核反应导致的安全壳内外的高温高湿环境，使用耐温耐湿的光纤涂料对光纤进行涂覆，既可以减少高温下光纤涂料热失重导致的材料强度降低，又可以缓解高温高湿和辐射环境下涂层材料释放的自由羟基或自由氢向石英材料内扩散。

(4)本发明全部采用气相法制备光纤各结构部分，回避了传统管棒法制备辐射不敏感光纤所引入的结构缺陷和额外的羟基成分，并且能够定量控制耐辐射金属离子的掺杂浓度，技术自动化程度高。

附图说明

图1为本发明实施例中的辐射不敏感单模光纤的截面示意图；图中附图标记的含义如下：1-纤芯；2-过渡包层；3-下陷包层；4-外包层。

图2为本发明实施例4的辐射不敏感单模光纤样品的径向氟元素和金属元素浓度分布图。

具体实施方式

为使本发明更加容易理解，以下结合附图及具体实施例来详细说明本发明。应当理解，这些实施例仅起说明性作用，并不用于限定本发明。

现有的光纤采用掺锗(或其他金属)元素制造的纤芯在辐照条件下容易引起极大的附加损耗。而且，γ射线照射石英材料时会产生大量自由电子和空穴反应，一旦与材料缺陷反应即形成“色心”，在多个波段产生吸收，使得光纤的辐照损耗增大(辐照损耗的主要来源)。此外，光纤外包层或涂层材料，在热核反应(γ射线+高温高湿)作用下容易产生大量自由氢，极易向石英材料内部扩散，引发辐致氢损。为了满足光纤在高温、高湿和高辐射等严苛环境条件下的应用需求，经过大量的实验研究发现，光纤纤芯材料只掺杂一定含量的氟元素可以在辐射环境中快速饱和，降低缺陷浓度，改善辐射衰减并提高光纤的辐射稳定性。在光纤下陷包层和外包层材料中掺杂耐辐射金属(变价金属)离子可以使变价金属离子发生氧化还原反应，实现电荷交换过程，消耗γ射线照射石英后产生的自由电子和空穴，降低材料缺陷捕获自由电子和空穴的几率，抑制缺陷吸收峰的形成，从而改善辐射衰减。在外包层外涂覆耐高温涂层，可以缓解高温高湿和辐射环境下涂层材料释放的自由羟基或自由氢向石英材料内扩散，从而抑制光纤中缺陷的形成。本发明正是基于上述发现作出的。

因此，本发明提供了一种辐射不敏感单模光纤。如图1所示，该光纤由内至外依次包括：纤芯1、过渡包层2、下陷包层3和外包层4。

纤芯1的半径为4.9～5.3μm；过渡包层2的半径为6～32μm；下陷包层3的半径为12～45μm；外包层4的半径为62～63μm。

纤芯1包含掺氟元素的石英材料。过渡包层2包含掺氟元素的石英材料。下陷包层3包含氟元素与耐辐射金属离子共掺的石英材料。外包层4包含氟元素与耐辐射金属离子共掺的石英材料。

优选地，本发明的光纤中纤芯1、过渡包层2、下陷包层3和外包层4中氟元素的掺杂浓度均为固定值。

与传统光纤相比，本发明在光纤的纤芯中掺杂氟元素，可以有效避免传统光纤由于掺杂锗元素引入材料缺陷而导致的辐射衰减增加的问题。同时，本发明的光纤纤芯在辐照环境中稳定，撤去辐照源后可以快速恢复至与未辐照状态相当的衰减水平。

优选地，纤芯1中氟元素的掺杂浓度为0.54mol％～1.64mol％。例如，在本发明一些实施方式中，纤芯1中氟元素的掺杂浓度可以为0.54mol％、0.58mol％、0.6mol％、0.74mol％、0.93mol％或1.64mol％或上述掺杂浓度中的任意两个数值组成的浓度范围。

本发明中纤芯1、过渡包层2和下陷包层3中氟元素的掺杂浓度依次递增，且外包层4中氟元素的掺杂浓度小于下陷包层3中氟元素的掺杂浓度。

本发明中，过渡包层2中氟元素的掺杂浓度为3.27mol％～5.23mol％。例如，在本发明一些实施方式中，过渡包层2中氟元素的掺杂浓度可以为3.27mol％、3.81mol％、4.04mol％、4.37mol％、4.58mol％或5.23mol％或上述掺杂浓度中的任意两个数值组成的浓度范围。

本发明中，下陷包层3中氟元素的掺杂浓度为6.54mol％～8.71mol％。例如，在本发明一些实施方式中，下陷包层3中氟元素的掺杂浓度可以为6.54mol％、6.62mol％、6.79mol％、7.05mol％、7.47mol％或8.71mol％或上述掺杂浓度中的任意两个数值组成的浓度范围。

本发明中，外包层4中氟元素的掺杂浓度为0.22mol％～1.63mol％。例如，在本发明一些实施方式中，外包层4中氟元素的掺杂浓度可以为0.22mol％、0.45mol％、0.6mol％、0.88mol％、1.2mol％或1.63mol％或上述掺杂浓度中的任意两个数值组成的浓度范围。

优选地，本发明的光纤的下陷包层3和外包层4中耐辐射金属离子的掺杂浓度均为固定值。

本发明中耐辐射金属离子的掺杂浓度由该位置在子午面上与纤轴的距离决定。该位置在子午面上与纤轴的距离越近，耐辐射金属离子的掺杂浓度越低，距离越远，耐辐射金属离子的掺杂浓度越高。因此，下陷包层3中耐辐射金属离子的掺杂浓度小于外包层4中耐辐射金属离子的掺杂浓度。

本发明中，下陷包层3中耐辐射金属离子的掺杂浓度为0.015mol％～0.065mol％。例如，在本发明一些实施方式中，下陷包层3中耐辐射金属离子的掺杂浓度可以为0.015mol％、0.017mol％、0.024mol％、0.033mol％、0.042mol％、0.052mol％或0.065mol％或上述掺杂浓度中的任意两个数值组成的浓度范围。

本发明中，外包层4中耐辐射金属离子的掺杂浓度为0.04mol％～0.18mol％。例如，在本发明一些实施方式中，外包层4中耐辐射金属离子的掺杂浓度可以为0.04mol％、0.057mol％、0.068mol％、0.075mol％、0.094mol％、0.107mol％、0.12mol％、0.145mol％或0.18mol％或上述掺杂浓度中的任意两个数值组成的浓度范围。

由于石英材料受γ射线辐射后，会产生能够引起材料缺陷的自由电子和空穴。而如何减少这些自由电子和空穴，是降低辐射损耗的关键。本申请的发明人研究发现，变价金属离子能够发生以下反应来中和辐射产生的自由电子和空穴。

M^(n-1)++h⁺→Mⁿ⁺,Mⁿ⁺+e^-→M^(n-1)+

M^(n-2)++2h⁺→Mⁿ⁺,Mⁿ⁺+2e^-→M^(n-2)+

其中，M为金属元素，h⁺为空穴，e^-为电子，n为金属元素M对应的最高化合价。

因此，本发明中在下陷包层3和外包层4中掺杂的耐辐射金属离子包含至少一种含有两种价态的变价金属元素对应的离子组。

本发明中，变价金属元素包括铈元素Ce、钛元素Ti、钐元素Sm、锑元素Sb和铋元素Bi中的一种或多种。因此，本发明中在下陷包层3和外包层4中掺杂的耐辐射金属离子包括Ce⁴⁺和Ce³⁺、Ti⁴⁺和Ti³⁺、Sm³⁺和Sm²⁺、Sb⁵⁺和Sb³⁺、Bi⁵⁺和Bi³⁺中的至少一组离子组。

为了缓解高温高湿和辐射环境下涂层材料释放的自由羟基或自由氢向石英材料内扩散，本发明在光纤外包层4的外表面涂覆包含耐高温树脂和/或聚氨酯的涂覆材料。

本发明还提供了上述辐射不敏感光纤的制备方法，其包括如下步骤：

S1，通过气相法制备光纤预制棒；

S2，将S1中制备的光纤预制棒拉制形成辐射不敏感单模光纤。

其中，步骤S1具体包括如下步骤：

S11，采用轴向气相沉积法(VAD)制备纤芯预制棒；

S12，采用等离子化学气相沉积法(PCVD)在纤芯预制棒外制备过渡包层和下陷包层；

S13，采用管外气相沉积法(OVD)在下陷包层外侧制备外包层；

S14，在外包层的外表面涂覆包含耐高温树脂和/或聚氨酯的涂覆材料，形成光纤预制棒。

本发明中，步骤S11中采用轴向气相沉积法制备纤芯预制棒的方法包括：将主要原材料SiCl₄以气体的形式送入氢氧焰喷灯中，使之在氢氧焰所产生的反应产物水中水解而生成纯石英玻璃疏松体；对纯石英玻璃疏松体玻璃化并在玻璃化过程中用He、Cl₂与C₂F₆的混合气体对纯石英玻璃疏松体进行脱水处理，通过控制混合气体的流量、脱水温度和时间得到氟元素掺杂浓度为0.54mol％～1.64mol％的石英玻璃纤芯预制棒。

本发明中，步骤S12中采用等离子化学气相沉积法在纤芯预制棒外制备过渡包层和下陷包层的方法包括：将掺氟石英衬管(反应管)在PCVD床上进行沉积，在反应气体SiCl₄和O₂中通入C₂F₆及耐辐射金属(变价金属)元素的氯化物，实现氟元素和耐辐射金属(变价金属)元素的掺杂；掺杂过程中，通过微波使管内的反应气体离子化变成等离子体，并最终以玻璃的形式沉积在衬管内壁；所述耐辐射金属(变价金属)元素包括铈元素Ce、钛元素Ti、钐元素Sm、锑元素Sb和铋元素Bi中的一种或多种。

本发明中，步骤S13采用管外气相沉积法在下陷包层外侧制备外包层的方法包括：将主要原材料SiCl₄和掺杂剂耐辐射金属(变价金属)元素的氯化物以气体的形式送入氢氧焰喷灯中，使之在氢氧焰所产生的反应产物水中水解而生成纯石英玻璃疏松体。

在无辐射条件下，本发明提供的辐射不敏感单模光纤在1310nm波段的模场直径为8.8～9.6μm、优选8.84～9.51μm，衰减值不超过0.4dB/km、优选不超过0.38dB/km；辐射不敏感单模光纤在1550nm波段的模场直径为10.1～10.9μm、优选10.18～10.73μm，衰减值不超过0.3dB/km、优选不超过0.25dB/km。

本发明提供的辐射不敏感单模光纤的使用温度范围为-50℃～200℃；辐射不敏感单模光纤在85℃的干热老化条件下老化720小时后，在1310nm波段的衰减值不超过0.5dB/km、优选不超过0.42dB/km，在1550nm波段的衰减值不超过0.3dB/km、优选不超过0.28dB/km。

本发明提供的辐射不敏感单模光纤在相对湿度为85％、温度为85℃的湿热老化条件下老化720小时后，在1310nm波段的衰减值不超过0.5dB/km、优选不超过0.42dB/km，在1550nm波段的衰减值不超过0.3dB/km、优选不超过0.27dB/km。

本发明提供的辐射不敏感单模光纤在辐射总剂量为2MGy的稳态γ辐射条件下，在1310nm波段的衰减值不超过2.0dB/100m，在1550nm波段的衰减值不超过1.8dB/100m；在撤去γ辐射300s的时间后，所述辐射不敏感单模光纤在1310nm波段的衰减值不超过0.8dB/km，在1550nm波段的衰减值不超过0.75dB/km、优选不超过0.6dB/km。

下面结合具体的实施例和附图对本发明做出进一步详细的说明。

实施例

本发明实施例中辐射不敏感单模光纤的制备方法包括如下步骤。

步骤S1，通过气相法制备光纤预制棒。

步骤S1具体包括如下步骤：

S11，采用轴向气相沉积法(VAD)制备纤芯1预制棒；

S12，采用等离子化学气相沉积法(PCVD)在纤芯1预制棒外制备掺杂氟元素的过渡包层2、氟元素和耐辐射金属离子共掺的下陷包层3；

S13，采用管外气相沉积法(OVD)在下陷包层3外侧制备氟元素和耐辐射金属离子共掺的外包层4；

S14，在外包层4的外表面涂覆包含耐高温树脂和/或聚氨酯的涂覆材料，形成光纤预制棒。

其中，步骤S11中采用轴向气相沉积法制备纤芯1预制棒的方法包括：将主要原材料SiCl₄以气体的形式送入氢氧焰喷灯中，使之在氢氧焰所产生的反应产物水中水解而生成纯石英玻璃疏松体；对纯石英玻璃疏松体玻璃化并在玻璃化过程中用He、Cl₂与C₂F₆的混合气体对纯石英玻璃疏松体进行脱水处理，通过控制混合气体的流量、脱水温度和时间得到氟元素掺杂浓度为0.54mol％～1.64mol％的石英玻璃纤芯1预制棒。

步骤S12中采用等离子化学气相沉积法在纤芯预制棒外制备过渡包层2和下陷包层3的方法包括：将掺氟石英衬管(反应管)在PCVD床上进行沉积，在反应气体SiCl₄和O₂中通入C₂F₆及耐辐射金属(变价金属)元素的氯化物，实现氟元素和耐辐射金属(变价金属)的掺杂；掺杂过程中，通过微波使管内的反应气体离子化变成等离子体，并最终以玻璃的形式沉积在衬管内壁；所述变价金属元素包括铈元素Ce、钛元素Ti、钐元素Sm、锑元素Sb和铋元素Bi中的一种或多种。所得过渡包层2中氟元素的掺杂浓度为3.27mol％～5.23mol％。所得下陷包层3中氟元素的掺杂浓度为6.54mol％～8.71mol％，耐辐射金属离子的掺杂浓度为0.015mol％～0.065mol％。

步骤S13采用管外气相沉积法在下陷包层3外侧制备外包层4的方法包括：将主要原材料SiCl₄和掺杂剂耐辐射金属(变价金属)元素的氯化物以气体的形式送入氢氧焰喷灯中，使之在氢氧焰所产生的反应产物水中水解而生成纯石英玻璃疏松体。所得外包层4中氟元素的掺杂浓度为0.22mol％～1.63mol％，耐辐射金属离子的掺杂浓度为0.04mol％～0.18mol％。

步骤S2，将步骤S1中制备的光纤预制棒拉制形成辐射不敏感单模光纤。

本发明实施例制得的辐射不敏感单模光纤的结构如图1所示，该光纤由内至外依次包括：纤芯1、过渡包层2、下陷包层3和外包层4。

本发明中模场直径采用GB/T 15972.45-2008光纤试验方法规范第45部分：传输特性和光学特性的测量方法和试验程序——模场直径方法测定。

本发明中所有衰减参数均采用GB/T 15972.40-2008光纤试验方法规范第40部分：传输特性和光学特性的测量方法和试验程序——衰减方法测定。

本发明实施例中具体工艺参数和所得光纤性能指标参见表1。

表1实施例1-7的具体工艺参数和光纤性能指标

从表1可以看出：

在无辐射条件下，本发明提供的辐射不敏感单模光纤在1310nm波段的模场直径为8.8～9.6μm，衰减值不超过0.4dB/km；辐射不敏感单模光纤在1550nm波段的模场直径为10.1～10.9μm，衰减值不超过0.3dB/km。

本发明提供的辐射不敏感单模光纤的使用温度范围为-50℃～200℃；辐射不敏感单模光纤在85℃的干热老化条件下老化720小时后，在1310nm波段的衰减值不超过0.5dB/km，在1550nm波段的衰减值不超过0.3dB/km。

本发明提供的辐射不敏感单模光纤在相对湿度为85％、温度为85℃的湿热老化条件下老化720小时后，在1310nm波段的衰减值不超过0.5dB/km，在1550nm波段的衰减值不超过0.3dB/km。

本发明提供的辐射不敏感单模光纤在辐射总剂量为2MGy的稳态γ辐射条件下，在1310nm波段的衰减值不超过2.0dB/100m，在1550nm波段的衰减值不超过1.8dB/100m；在撤去γ辐射300s的时间后，所述辐射不敏感单模光纤在1310nm波段的衰减值不超过0.8dB/km，在1550nm波段的衰减值不超过0.6dB/km。

因此，本发明提供的辐射不敏感单模光纤能够满足高温、高湿、高辐射环境下的应用需求。

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在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

1.一种辐射不敏感单模光纤，其由内至外依次包括：纤芯(1)、过渡包层(2)、下陷包层(3)和外包层(4)；

其中，所述纤芯(1)和所述过渡包层(2)均包含掺氟元素的石英材料；所述下陷包层(3)和所述外包层(4)均包含氟元素与耐辐射金属离子共掺的石英材料；

所述纤芯(1)中氟元素的掺杂浓度为0.54mol％～1.64mol％；所述过渡包层(2)中氟元素的掺杂浓度为3.27mol％～5.23mol％；所述下陷包层(3)中氟元素的掺杂浓度为6.54mol％～8.71mol％；所述外包层(4)中氟元素的掺杂浓度为0.22mol％～1.63mol％；

所述下陷包层(3)中耐辐射金属离子的掺杂浓度为0.015mol％～0.065mol％；所述外包层(4)中耐辐射金属离子的掺杂浓度为0.04mol％～0.18mol％。

2.根据权利要求1所述的辐射不敏感单模光纤，其特征在于，所述纤芯(1)、过渡包层(2)、下陷包层(3)和外包层(4)中氟元素的掺杂浓度均为固定值。

3.根据权利要求1所述的辐射不敏感单模光纤，其特征在于，所述下陷包层(3)和所述外包层(4)中耐辐射金属离子的掺杂浓度均为固定值。

4.根据权利要求1所述的辐射不敏感单模光纤，其特征在于，所述耐辐射金属离子包含至少一种含有两种价态的变价金属元素对应的离子组。

5.根据权利要求4所述的辐射不敏感单模光纤，其特征在于，所述变价金属元素包括铈元素Ce、钛元素Ti、钐元素Sm、锑元素Sb和铋元素Bi中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的辐射不敏感单模光纤，其特征在于，所述外包层(4)的外表面涂覆有包含耐高温树脂和/或聚氨酯的涂覆材料。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的辐射不敏感单模光纤，其特征在于，

在无辐射条件下，所述辐射不敏感单模光纤在1310nm波段的模场直径为8.8～9.6μm，衰减值不超过0.4dB/km；所述辐射不敏感单模光纤在1550nm波段的模场直径为10.1～10.9μm，衰减值不超过0.3dB/km；

所述辐射不敏感单模光纤的使用温度范围为-50℃～200℃；所述辐射不敏感单模光纤在85℃的干热老化条件下老化720小时后，在1310nm波段的衰减值不超过0.5dB/km，在1550nm波段的衰减值不超过0.3dB/km。

8.根据权利要求1-6中任意一项所述的辐射不敏感单模光纤，其特征在于，所述辐射不敏感单模光纤在相对湿度为85％、温度为85℃的湿热老化条件下老化720小时后，在1310nm波段的衰减值不超过0.5dB/km，在1550nm波段的衰减值不超过0.3dB/km。

9.根据权利要求1-6中任意一项所述的辐射不敏感单模光纤，其特征在于，所述辐射不敏感单模光纤在辐射总剂量为2MGy的稳态γ辐射条件下，在1310nm波段的衰减值不超过2.0dB/100m，在1550nm波段的衰减值不超过1.8dB/100m；

在撤去γ辐射300s的时间后，所述辐射不敏感单模光纤在1310nm波段的衰减值不超过0.8dB/km，在1550nm波段的衰减值不超过0.75dB/km。