CN1381741A - 镀膜光纤 - Google Patents

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Abstract

至少两层镀膜材料施加在二氧化硅基光纤的外表面,以便制成镀膜光纤。该镀膜光纤在整个长度上的有能够承受1.38Gpa以上的耐力实验的耐,而且把镀膜从二氧化硅基玻璃上剥离所需要的镀膜剥离力小于等于1.4N。从而,当进行伸长2%或更多的耐力实验时,能够防止镀膜从光纤上剥离,而且剥离镀膜的可操作性也变好。镀膜光纤优选制成用于元件的镀膜光纤。

Description

镀膜光纤
技术领域
本发明涉及镀膜光纤，尤其涉及为光学元件设计的光纤。
背景技术
为了提高传输容量，正在研究波分多路(WDM)光学传输系统。尤其是，诸如光学放大器和光纤布拉格光栅的新应用对光纤的镀膜材料提出了新的规范。
该新规范主要是由于用于需要许多短光纤的封闭模块中引起的。
发明内容
本发明的目的是提供如下镀膜光纤。更具体地，该镀膜光纤包括：
二氧化硅基光纤；以及
至少两层镀膜材料形成在二氧化硅基光纤的外表面，
其中，镀膜光纤在整个长度有能够承受1.38Gpa以上的耐力实验高耐力，而且镀膜剥离力在1.4N以下。
附图说明
图1是示出本发明一个例子的截面示意图；
图2是本发明的光纤的结构例子。
具体实施方式
用于WDM系统中的元件的镀膜光纤主要是用于封闭装置中。
因此，用于元件的镀膜光纤不需要像为传输线路设计的光纤那样，要求严格的环境性能。
同时，元件应用要求在许多短光纤中进行诸如用连接器连接和/或形成光栅的光纤端部处理，而且用于小外壳时还要小弯曲。
因此，特别要求如下技术条件。即：
1)  为了装到直径尽可能小的模块内，需要能够承受1.38Gpa以上的耐力实验的高强度的耐力。
2)  去掉许多光纤的涂膜要求涂层剥离力较小，以便提高工作效率。
然而，大多数情况下，用于元件的镀膜材料与为传输线路设计的光纤镀膜材料不同。因此，到目前为止还没有公开用于元件的镀膜材料的要求。
公开号为205516/1985的日本专利公开了有能够承受2％以上的耐力实验的耐力的镀膜光纤，对其中的镀膜材料进行了研究，以提高与光纤的粘接力。
从上述观点看，为传输线路设计的镀膜材料并不总是适合于元件用。
在一个方面，本发明的目的是提供镀膜光纤，它有能够承受足够强的耐力实验强度，而且镀膜剥离力小，是为用于元件的优选设计。
在后面，将参考附图描述本发明的镀膜光纤的实施例。
图1是描述本发明的一个例子的截面示意图。
该实施例的镀膜光纤设计成镀两层镀膜材料2和3的光纤1。更具体地说，在该实施例中，光纤1是二氧化硅基光纤，而且初始镀膜2与光纤1外表面接触。第二镀膜3覆盖在初始镀膜2的外表面上。
二氧化硅基光纤1具有不同类型。这里，可以使用任何类型，但是在图2中只示出一个例子。图2是本发明的光纤结构例。光纤1包括芯21、包层22和施加应力部分23。该光纤1是保偏光纤，称为PANDA型，通常把光纤切短用作光学元件。
此外，图2中芯21的位置和折射率分布电子与传统SMF类似。然而，保偏光纤并不限于此；可包括另一种类型的结构，诸如没有施加应力部分23的非环形芯类型的光纤。
光纤1的另一个例子是FBG(光纤布拉格光栅)光纤。
一般地，FBG光纤通常具有梯度折射率分布结构，与传统单模光纤类似(SMF)，但是芯中包括的锗比SMF含的锗多，以便容易形成光栅。当然，FBG光纤的组成并不限于此，它可以具有其他组成。
在该实施例中，镀膜光纤在整个长度上有能够承受1.38Gpa以上的耐力实验的耐力，以便能够紧凑地装入模块内。此外，“1.38Gpa以上的耐力实验”是指使镀膜光纤伸长大约2％或更多的实验。而且，对于耐力实验的测试方法，见2000年10月颁布的ITU-T标准G.650部分5.6。
该实施例的镀膜光纤的镀膜剥离力在1.4N以下，以便在端部处理时提高去除镀膜的工作效率。而且，“镀膜剥离力”定义为：平均镀膜剥离力，根据IEC-60793-1-B6去掉第一个峰值，其中去掉镀膜的长度为50mm，去除率为500mm/分钟。
如果镀膜剥离力超过1.4N，去除镀膜的工作效率受到影响，尤其是在处理大量光纤端部时。
如上所述，本实施例的镀膜光纤具有能够承受11.28Gpa以上的耐力实验的耐力，以及1.4N或更小的低镀膜剥离力。因此，适用于元件。
作为实现这样的镀膜光纤的一个具体方案，应该考虑如下要求(1)至(4)。(1)初始镀膜2的镀膜材料具有粘接到二氧化硅玻璃上的粘接力Fm，能够承受耐力实验，而且镀膜剥离力不比需要的剥离力大很多。
此外，“初始镀膜2的镀膜材料与二氧化硅玻璃的粘接力Fm”定义为根据“90-度剥离方法”对标称厚度为200μm的样本的测量值，如同“JISZ-0237”所述，样本在常温和正常相对湿度下的气氛中放置24小时之后。在制造样本过程中，初始镀膜2的镀膜材料首先在二氧化硅玻璃板上形成为层状，然后用1J/cm3的紫外线照射镀膜材料使之固化。以这种方式制成样本。
(2)因为用于元件的镀膜光纤主要是用在气密外壳或建筑物中，因此不需要考虑严格防水。因此，光纤1不需要极好地粘接到初始镀膜2上，而且希望镀膜剥离力尽可能小。
(3)固化后初始镀膜2的杨氏模量E1足够大，以便在耐力实验期间粘紧光纤1。
(4)第二镀膜3的镀膜材料的杨氏模量E2足够大，以便不会由于施加在镀膜光纤1上的侧压力导致损失增大。
在该实施例中，考虑要求(1)至(4)，优化初始镀膜和第二镀膜的结合，从而能够提供适用于元件的镀膜光纤。
更具体地说，初始镀膜2材料中，与二氧化硅基光纤1的粘接力Fm在如下范围内：5N/m≤Fm≤15N/m，而且固化后杨氏模量E1在如下范围内：1.0MPa≤E1≤5.0MPa。
5N/m≤Fm≤15N/m范围内的粘接力Fm能够长时间防止光纤1被损坏，而且能够提高去除镀膜的工作效率。
而且，如果氏模量E1小于1.0MPa，初始镀膜2太软以至于不能在耐力实验期间保持粘紧光纤1。另一方面，如果氏模量E1大于5MPa，单模光纤由于抵抗侧压力容易导致损失增大。而且，更为优选的是固化后杨氏模量E1在如下范围内：1.0MPa≤E1≤3MPa。
而且，在该实施例中，固化后第二镀膜的杨氏模量E2在如下范围内：500MPa≤E2≤1500MPa。
通过使用如上所述的初始镀膜2和第二镀膜3，能够制成这样的镀膜光纤，即具有承受1.38Gpa以上的耐力实验的耐力和优良的去除镀膜的可操作性。也就是说，能够产生用于元件的优化镀膜光纤的优良效果。
后面，将示出具体例子，以便检验本实施例的效果。
这里，具体例子1至4是根据本发明的，比较例1至4是作为比较的参考。两层镀膜材料2和3施加在每个光纤1上。光纤1的外径是125μm。此外，初始镀膜2和第二镀膜3都是尿烷丙烯酸酯基紫外线固化材料；初始镀膜2的外径和第二镀膜3的外径分别是大约190μm和250μm。
具体例子1至4和比较例1至4的镀膜光纤在光纤1的类型和初始镀膜2的材料上存在区别，如表1所示。此外，在表1中的“光纤类型”一栏中，“保偏”表示保持偏振光纤，而“FBG”表示FBG光纤。而且，在“初始镀膜的材料”一栏中，A表示固化后杨氏模量E1为7MPa，与二氧化硅玻璃的粘接力为17N/m，B表示固化后杨氏模量E1为2MPa，与二氧化硅玻璃的粘接力为8N/m，C表示固化后杨氏模量E1为1.0MPa，与二氧化硅玻璃的粘接力为12N/m，而D表示固化后杨氏模量E1为0.7MPa，与二氧化硅玻璃的粘接力为4N/m。
而且，在每个镀膜光纤中，第二镀膜3由固化后杨氏模量E2为500MPa的镀膜材料制成。
                             表1
    镀膜光纤的构成 耐力实验 涂膜剥离力 可操作性
光纤类型  初始镀膜的材料
具体例1 保偏  B     ○     1.2     好
具体例2 保偏  C     ○     1.2     好
具体例3 FBG  B     ○     1.2     好
具体例4 FBG  C     ○     1.2     好
比较例1   保偏    A     ○     2.0     不好
比较例2   保偏    D     ×     1.0     好
比较例3   FBG    A     ○     2.0     不好
比较例4   FBG    D     ×     1.0     好
对于上述每种镀膜光纤，都进行耐力实验和涂层剥离实验。耐力实验根据ITU-TG.650中所述实验方法；把1.38Gpa以上的张力施加在镀膜光纤的整个长度上，并检查初始镀膜2从光纤1上剥离的情况。涂镀膜剥离实验根据IEC-60793-1-B6，并测量不包括第一峰值的平均剥离力。
而且，还检查以便看看去除镀膜的可操作性是好还是坏。
表1示出耐力实验、镀膜剥离实验和镀膜可操作性的结构。镀膜剥离力的单位为N(牛顿)。在“耐力实验”一栏中，圆圈表示结果好，镀膜不从光纤1上剥离，而叉(×)表示结果不好，镀膜从光纤1上剥离。
如表1所示，当材料B(杨氏模量E1为2MPa，与二氧化硅玻璃的粘接力为8N/m)或材料C(杨氏模量E1为1.0MPa，与二氧化硅玻璃的粘接力为12N/m)用于初始镀膜2时，耐实验后在光纤的整个长度上初始镀膜2不从光纤1上剥离。而且，去除镀膜的可操作性优良。
另一方面，当材料A(杨氏模量E1为7MPa，与二氧化硅玻璃的粘接力为17N/m)用于初始镀膜2时，与其他材料比较，去除镀膜的可操作性显著下降20％至40％。此外，当材料D(杨氏模量E1为0.7MPa，与二氧化硅玻璃的粘接力为4N/m)用于初始镀膜2时，强度实验后初始镀膜2从光纤1上剥离。
仍然如同实验结果所示，具体例1至4的所有镀膜光纤具有实施例的构造，具有小外壳所要求的高强度，而且提高了剥离镀膜的效率。
此外，本发明并不限于该实施例，而且可以改进各种形式。例如，在该实施例中光纤1具有两层镀膜材料，但是例如光纤1可以具有三层或更多的镀膜材料。而且，示出了使用保偏光纤或FBG光纤作为光纤1的例子，但是也可以使用这些以外的二氧化硅基光纤。

Claims (8)

1、  一种镀膜光纤，包括：
二氧化硅基光纤；以及
至少两层镀膜材料形成在二氧化硅基光纤的外表面，
其中镀膜光纤在整个长度上的有能够承受1.38Gpa以上的耐力实验的耐力，而且镀膜剥离力在1.4N以下。
2、根据权利要求1所述的镀膜光纤，其中：
镀膜材料具有形成在二氧化硅基光纤外表面的初始镀膜和形成在初始镀膜外表面的第二镀膜；
初始镀膜的材料与二氧化硅玻璃的粘接力Fm在5N/m≤Fm≤15N/m范围内，固化后杨氏模量E1在1.0MPa≤E1≤5MPa范围内，以及
第二镀膜的材料固化后杨氏模量E2在500MPa≤E2≤1500MPa范围内。
3、根据权利要求1所述的镀膜光纤，其中：
二氧化硅基光纤是保偏光纤。
4、根据权利要求2所述的镀膜光纤，其中：
二氧化硅基光纤是保偏光纤。
5、根据权利要求3所述的镀膜光纤，其中：
保偏光纤包括应力施加部分。
6、根据权利要求4所述的镀膜光纤，其中：
保偏光纤包括应力施加部分。
7、根据权利要求1所述的镀膜光纤，其中：
二氧化硅基光纤设计成容易形成光栅。
8、根据权利要求2所述的镀膜光纤，其中：
二氧化硅基光纤设计成容易形成光栅。
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