KR20180102061A - 구부림 강화 방사 저항 단일 모드 광섬유(bending-insensitive, radiation-resistant single-mode optical fiber) - Google Patents

구부림 강화 방사 저항 단일 모드 광섬유(bending-insensitive, radiation-resistant single-mode optical fiber) Download PDF

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Abstract

본 발명에서 공개한 일종의 구부림 강화 방사 저항 단일 모드 광섬유는 단일 모드 광섬유 영역에 관한 것이다. 단일 모드 광섬유는 안에서 밖으로 차례대로 배열되는 코어층, 내부 클래딩층과, 외부 클래딩층을 포함한다. 코어층, 내부 클래딩층과, 외부 클래딩층의 재질은 모두 석영이고, 내부 클래딩층은 안에서 밖으로 배열되는 제 1 불소 도핑 내부 클래딩층, 제 2 불소 도핑 내부 클래딩층을 포함하며, 코어층과 제 1 불소 도핑 내부 클래딩층에는 모두 게르마늄 원소가 도핑되지 않고, 기타 금속 물질 및 인 원소 농도는 모두 0.1ppm미만이다. 질량 백분율로 계산하면, 코어층에 도핑된 불소 원소 함량은 0~0.45%이고, 염소 원소 함량은 0.01%~0.10%이다. 제 1 불소 도핑 내부 클래딩층 중의 불소 원소 농도는 1.00%~1.55%이고, 제 2 불소 도핑 내부 클래딩층 중의 불소 원소 농도는 3.03%~5.00%이다. 기존의 방사 저항 단일 모두 광섬유와 비교하여, 단일 모드 광섬유는 굽힘 상태에서 추가 손실이 대폭 감소되고, 굽힘 저항성이 강하다. 즉, 구부림 강화인 동시에 단일 모드 광섬유의 방사 저항 역시 비교적 강하다.

Description

구부림 강화 방사 저항 단일 모드 광섬유(BENDING-INSENSITIVE, RADIATION-RESISTANT SINGLE-MODE OPTICAL FIBER)
본 발명은 단일 모드 광섬유 영역에 관한 것이며, 구체적으로 일종의 구부림 강화 방사 저항 단일 모드 광섬유에 관한 것이다.
최근 항공 우주 분야 및 원자력 발전 분야에서 광섬유 데이터 전송 및 광섬유 센서를 점점 더 많이 사용하고 있지만, 상기 환경 중에는 이온화 방사선이 대량 존재하고 있으며, 이온화 방사선은 광섬유의 추가 손실을 대폭 증가시키고, 광섬유의 사용 수명을 단축시킨다. 따라서 항공 우주 분야 및 원자력 발전 분야에서는 방사 저항 광섬유를 사용해야 한다.
기존의 방사 저항 광섬유는 각각 50미크론 코어 직경의 멀티 모드 광섬유, 62.5미크론 코어 직경의 멀티 모드 광섬유 및 단일 모드 광섬유 등 3가지 카테고리로 분류한다. 기존의 방사 저항 단일 모드 광섬유의 도파관 구조는 굽힘 저항성이 없기 때문에, 소형 광학기기와 같이 매우 작은 굽힘 반경의 조건 하에서는 응용할 수 없다. 따라서 기존의 방사 저항 단일 모드 광섬유가 실제 응용에 매우 큰 제한을 받기 때문에, 방사 저항 광섬유의 굽힘 저항성 개선은 방사 저항 단일 모드 광섬유의 개발 추세이다.
본 발명의 목적은 상기 배경 기술의 단점을 해결한 일종의 구부림 강화 방사 저항 단일 모드 광섬유의 제공에 있다. 기존의 방사 저항 단일 모드 광섬유와 비교하여 본 발명의 단일 모드 광섬유는 굽힘 상태하에서 추가 손실이 대폭 감소되고, 굽힘 저항성이 강하다. 즉, 본 발명의 단일 모드 광섬유는 구부림 강화인 동시에 방사 저항 역시 비교적 강하다.
본 발명이 제공하는 일종의 구부림 강화 방사 저항 단일 모드 광섬유는 안에서 밖으로 차례대로 배열되는 코어층, 내부 클래딩층과 외부 클래딩층을 포함하며, 상기 코어층, 내부 클래딩층과 외부 클래딩층의 재질은 모두 석영이고, 상기 내부 클래딩층은 안에서 밖으로 배열되는 제 1 불소 도핑 내부 클래딩층과 제 2 불소 도핑 내부 클래딩층을 포함하며, 상기 코어층과 제 1 불소 도핑 내부 클래딩층에는 모두 게르마늄 원소가 도핑되지 않고, 기타 금속 물질 및 인 원소 농도는 모두 0.1ppm보다 낮다. 질량 백분율로 계산하면, 코어층에 도핑된 불소 원소 함량은 0~0.45%이고, 염소 원소 함량은 0.01%~0.10%이다. 제 1 불소 도핑 내부 클래딩층 중의 불소 원소 농도는 1.00%~1.55%이고, 제 2 불소 도핑 내부 클래딩층 중의 불소 원소 농도는 3.03%~5.00%이다.
상술한 기술사상에 근거해서, 상기 코어층과 제 1 불소 도핑 내부 클래딩층의 상대 굴절률 차이의 최대치 △1max는 0.13%~0.30%이다. 상기 제 1 불소 도핑 내부 클래딩층과 제 2 불소 도핑 내부 클래딩층의 상대 굴절률 차이의 최대치 △2max는 0.40%~0.96%이고, 제 2 불소 도핑 내부 클래딩층의 굴절률은 제 1 불소 도핑 내부 클래딩층의 굴절률보다 작다. 상기 제 2 불소 도핑 내부 클래딩층과 외부 클래딩층의 상대 굴절률 차이의 최대치 △3max는 -0.28%~-1.09%이다.
상술한 기술사상에 근거해서, 상기 코어층과 제 1 불소 도핑 내부 클래딩층의 상대 굴절률 차이의 최대치 △1max는 0.30%이다. 상기 제 1 불소 도핑 내부 클래딩층과 제 2 불소 도핑 내부 클래딩층의 상대 굴절률 차이의 최대치 △2max는 -0.61%이고, 제 2 불소 도핑 내부 클래딩층과 외부 클래딩층 상대 굴절률 차이의 최대치의 최대치 △3max는 -0.91%이다.
상술한 기술사상에 근거해서, 1310nm파장에서 단일 모드 광섬유의 감쇠 계수는 0.322dB/km이고, 1550nm파장에서의 감쇠 계수는 0.185dB/km이며, 1625nm파장에서의 감쇠 계수는 0.186 dB/km이다.
상술한 기술사상에 근거해서, 단일 모드 광섬유가 10mm 굽힘 직경 하에서 한 바퀴 감겼을 때, 1550nm 파장에서의 굽힘 손실은 0.11dB이고, 1625nm파장에서의 굽힘 손실은 0.21dB이다.
상술한 기술사상에 근거해서, 상기 코어층의 반경 R1은 3.9~4.3μm이고, 상기 제 1 불소 도핑 내부 클래딩층의 반경 R2는 5~34μm이며, 상기 제 2 불소 도핑 내부 클래딩층의 반경 R3은 22~48μm이다.
상술한 기술사상에 근거해서, 상기 코어층의 반경 R1은 4μm이다. 제 1 불소 도핑 내부 클래딩층의 반경 R2는 30μm이고, 제 2 불소 도핑 내부 클래딩층의 반경 R3은 46μm이다.
상술한 기술사상에 근거해서, 감마선 방사량이 2000kGy일 때, 1310nm파장에서 단일 모드 광섬유의 방사 추가 손실은 14.8dB/km보다 작다.
상술한 기술사상에 근거해서, 단일 모드 광섬유 외부에는 광섬유 코팅층이 코팅되며, 광섬유 코팅층은 내고온성인 아크릴 수지, 실리콘 고무, 폴리이미드, 탄소 또는 금속 중의 어느 1~2종으로 제조된다.
기존의 기술과 비교하여, 본 발명의 장점은 다음과 같다.
(1) 본 발명은 광섬유 코어층 주변에 굴절률이 저하된 불소 도핑 이중 클래딩층 구조를 도입하여 광파 전자기장의 출력 분포와 제한 능력을 조절할 수 있으며, 고차 모드의 출력이 불소 도핑 이중 클래딩층 구조의 굴절률 채널을 통해 신속하게 누출됨에 따라서, 굽힘 상태하에서 광섬유의 추가 손실을 대폭 줄일 수 있고, 광섬유의 굽힘 저항성이 비교적 강하다. 즉, 광섬유의 구부림을 강화함에 따라서, 광섬유의 응용 환경을 확장시킬 수 있다.
(2) 방사선이 본 발명의 불소 도핑 이중 클래딩층 구조를 통해 코어층에 도달하기 전에, 상기 불소 도핑 이중 클래딩층 구조가 또 일부 방사선을 흡수함으로써, 방사선으로 인해 야기되는 코어층의 구조적 결함을 줄이며 광섬유의 방사 저항 성능을 향상시킬 수 있다.
(3) 기존의 광섬유 코어층에는 모두 게르마늄이 도핑되어 있어서 게르마늄 원소가 코어층 재료의 레일리 산란 손실(Rayleigh scattering losses)을 일으키고, 광섬유의 감쇠 계수가 더 높아진다. 본 발명은 코어층에 게르마늄 원소를 도핑하지 않아서 레일리 산란 손실을 대폭 감소시키기 때문에, 1310nm 창에서 광섬유가 더 낮은 감쇠 계수를 가지므로 광섬유의 감쇠를 감소시킬 수 있고, 전송 손실을 더 줄일 수 있다. 동시에, 코어층에도 게르마늄 원소가 도핑되지 않아서 방사선에 대한 광섬유의 민감성도 감소시킬 수 있다. 본 발명은 또한 코어층 및 클래딩층의 기타 금속 불순물 및 인 원소의 함량을 제어하고, 비율에 따라 일정한 불소 원소를 도핑하며, 나아가 광섬유의 방사선 손상을 감소시킨다.
도 1은 본 발명 실시 예 중 구부림 강화 방사 저항 단일 모드 광섬유의 단면 결선도,
도 2는 본 발명 실시 예 중 구부림 강화 방사 저항 단일 모드 광섬유의 굴절률 단면 결선도이다.
아래는 도면 및 구체적 실시 예를 결합시킨 본 발명에 대한 구체적인 상세한 설명이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예가 제공하는 일종의 구부림 강화 방사 저항 단일 모드 광섬유는 안에서 밖으로 차례대로 배열되는 코어층(1), 내부 클래딩층과 외부 클래딩층(4)를 포함하며, 코어층(1), 내부 클래딩층과 외부 클래딩층(4)의 재질은 모두 석영이고, 그 중 내부 클래딩층은 안에서 밖으로 배열되는 제 1 불소 도핑 내부 클래딩층(2)과 제 2 불소 도핑 내부 클래딩층(3)을 포함하며, 코어층(1)과 제 1 불소 도핑 내부 클래딩층(2)에는 모두 게르마늄 원소가 도핑되지 않고(게르마늄 농도의 계기 분석, 1ppm 이하), 기타 금속 물질 및 인 원소 농도는 모두 0.1ppm보다 낮다. 질량 백분율로 계산하면, 코어층(1)에 도핑된 불소 원소 함량은 0~0.45%이고, 염소 원소 함량은 0.01%~0.10%이다. 제 1 불소 도핑 내부 클래딩층(2) 중의 불소 원소 농도는 1.00%~1.55%이고, 제 2 불소 도핑 내부 클래딩층(3) 중의 불소 원소 농도는 3.03%~5.00%이다.
도 1을 참조하면, 코어층(1)은 광섬유의 주요 광 가이드 영역인 광섬유 단면의 중심에 위치한다. 제 1 불소 도핑 내부 클래딩층(2)과 제 2 불소 도핑 내부 클래딩층(3)은 차례대로 광섬유 단면 중 불소 원소가 도핑된 환형 영역인 코어층(1)의 외측에 코팅된다. 외부 클래딩층(4)은 제 2 불소 도핑 내부 클래딩층(3)의 외측에 코팅된다. 코어층(1)의 반경 R1은 3.9~4.3μm이고, 제 1 불소 도핑 내부 클래딩층(2)의 반경 R2는 5~34μm이며, 제 2 불소 도핑 내부 클래딩층(3)의 반경 R3은 22~48μm이고, 외부 클래딩층(4)의 반경 R4는 60.5~64.5μm이다.
코어층(1)과 제 1 불소 도핑 내부 클래딩층(2)의 상대 굴절률 차이의 최대치 △1max는 0.13%~0.30%이다. 제 1 불소 도핑 내부 클래딩층(2)과 제 2 불소 도핑 내부 클래딩층(3)의 상대 굴절률 차이의 최대치 △2max는 0.40%~0.96%이며, 도 2를 참조하면, 제 2 불소 도핑 내부 클래딩층(3)의 굴절률은 제 1 불소 도핑 내부 클래딩층(2)의 굴절률보다 작다. 제 2 불소 도핑 내부 클래딩층(3)과 외부 클래딩층(4)의 상대 굴절률 차이의 최대치 △3max는 -0.28%~-1.09%이다.
본 발명의 단일 모드 광섬유 외부에는 또 광섬유 코팅층이 코팅되고, 광섬유 코팅층은 내고온성 아크릴 수지, 실리콘 고무, 폴리이미드, 탄소 또는 금속 중의 어느 1~2종으로 제조된다. 서로 다른 코팅층 재료로 인해 광섬유는 다양한 환경 온도에서 적응할 수 있다. 광섬유 코팅층이 자외선 경화 실리콘 고무나 내고온성 아크릴 수지로 제조되면, 단변의 두께는 60±5μm이고, 단일 모드 광섬유의 작업 온도는 -40℃~150℃이다. 광섬유 코팅층이 열 경화 실리콘 고무로 제조되면, 단변 두께는 20±4μm이고, 단일 모드 광섬유의 작업 온도는 -50℃~150℃이다. 광섬유 코팅층이 열 경화 폴리이미드로 제조되면, 단변 두께는 15±3μm이고, 단일 모드 광섬유의 작업 온도는 -50℃~400℃이다. 광섬유 코팅층이 탄소로 제조되면, 단변 두께는 15±3μm이고, 단일 모드 광섬유의 작업 온도는 -50℃~350℃이다. 광섬유 코팅층이 금속으로 제조되면, 단변 두께는 15±3μm이고, 단일 모드 광섬유의 작업 온도는 -200℃~700℃이며, 사용되는 금속은 금, 은, 동, 알루미늄 또는 그 중 임의의 두 가지 금속의 합금이다.
본 발명에 대한 상세한 설명은 7개의 구체적인 실시 예에 명시되어 있다.
본 발명의 실시 예 중에 사용된 검출 방법은 다음과 같다. 약 24℃의 온도에서 코발트-60방사원을 사용하여 0.45Gy/s 선량률(dose rate)로 광섬유에 대한 방사를 진행하며, 총 선량은 2000kGy이다. 방사하는 동안 파장 1310nm의 광원을 사용해 방사로 인한 광섬유의 감쇠를 측정한다. 다음의 출판물에서 표 1의 방사 후 감쇠 증분 수치의 표기 장비와 테스트 과정의 더 자세한 정보를 얻을 수 있다. Jochen Kuhnhenn，Stefan Klaus and Udo Weinand，Quality Assurance for Irradiation Tests of Optical Fibers ：Uncertainty and Reproducibility，IEEE Transactions on Nuclear Science，Vol.56，No.4，August 2009，at 2160-2166。
실시 예 1~7 및 검출 데이터는 표 1을 참조한다.
번호 1 2 3 4 5 6 7
코팅층의 불소 원소 함량（wt%) 0 0.2 0.2 0.2 0.2 0.3 0.45
코팅층의 염소 원소 함량 （wt%） 0.01 0.01 0.01 0.03 0.01 0.1 0.05
제 1 불소 도핑 내부 클래딩층의 불소 원소 함량（wt%） 1.17 1.37 1.37 1.37 1.37 1.55 1.00
제 2 불소 도핑 내부 클래딩층의 불소 원소 함량（wt%） 4.08 3.03 3.45 3.45 3.45 4.09 5.00
△1max（%） 0.28 0.28 0.28 0.28 0.28 0.30 0.133
△2max（%） 0.7 0.4 0.5 0.5 0.5 0.61 0.96
△3max（%） -0.28 -0.28 -0.28 -0.78 -0.78 -0.91 -1.093
R1(μm) 4 3.9 4 4 4 4 4.3
R2(μm) 5 34 12 12 12 30 12
R3(μm) 22 45 22 48 25 46 36
R4(μm) 60.5 62.5 62.5 64.5 62.5 62.5 62.5
1310nm감쇠 계수（dB/km） 0.345 0.444 0.338 9.342 0.344 0.322 0.334
1550nm감쇠 계수（dB/km） 0.196 0.592 0.191 12.197 0.19 0.185 0.196
1625nm감쇠 계수（dB/km） 0.199 0.594 0.194 12.203 0.193 0.186 0.197
코팅층 재료 아크릴 수지 폴리이미드 탄소/아크릴 수지 구리 아크릴 수지 실리콘 고무/아크릴 수지 아크릴 수지
코팅층의 단변 두께（μm） 60 15 75 20 60 82 60
방사 추가 손실（dB/km） 14.8 5.6 9.3 3.5 12.4 12.8 14.8
10mm 굽힘 직경 하에서 1550nm파장에서의 추가 손실(Db/데시벨/서클) 0.11 0.25 0.13 0.31 0.12 0.11 0.27
10mm 굽힘 직경 하에서 1625nm파장에서의 추가 손실(Db/데시벨/서클) 0.21 0.33 0.26 0.42 0.23 0.21 0.38
표 1에서 알 수 있는 것처럼, 일반적인 방사 저항 단일 모드 광섬유와 비교하여, 본 발명이 제공하는 구부림 강화 방사 저항 단일 모드 광섬유는 감쇠 계수가 대폭 감소된 동시에, 굽힘 손실 역시 크게 최적화 되었으며, 다수의 코팅층 재료는 광섬유가 더 우수한 방사 저항성과 내고온성을 동시에 갖도록 보증한다. 감마선 방사량이 2000kGy일 때, 1310nm파장에서 단일 모드 광섬유의 방사 추가 손실은 14.8dB/km보다 작다. 단일 모드 광섬유가 10mm 굽힘 직경 하에서 한 바퀴 감겼을 때, 1550nm 파장에서의 굽힘 손실은 0.11~0.31dB이고, 1625nm파장에서의 굽힘 손실은 0.21~0.42dB이다. 단일 모드 광섬유가 15mm 굽힘 직경 하에서 한 바퀴 감겼을 때, 1550nm 파장에서의 굽힘 손실은 최소 0.08dB이고, 1625nm 파장에서의 굽힘 손실은 최소 0.25dB 이다. 그 중, 최우수 실시 예는 실시 예 6이다. 질량 백분율로 계산하면, 실시 예 6의 단일 모드 광섬유 코어층 중에 도핑된 불소 원소 함량은 0.3%이고, 염소 원소 함량은 0.1%이다. 제 1 불소 도핑 내부 클래딩층 중의 불소 원소 농도는 1.55%이고, 제 2 불소 도핑 내부 클래딩층 중의 불소 원소 농도는 4.09%이다. 단일 모드 광섬유 코어층의 반경 R1은 4μm이고, 제 1 불소 도핑 내부 클래딩층의 반경 R2는 30μm이며, 제 2 불소 도핑 내부 클래딩층의 반경 R3은 46μm이다. 코어층과 제 1 불소 도핑 내부 클래딩층의 상대 굴절률 차이의 최대치 △1max는 0.30%이고, 제 1 불소 도핑 내부 클래딩층과 제 2 불소 도핑 내부 클래딩층의 상대 굴절률 차이의 최대치 △2max는 -0.61%이며, 제 2 불소 도핑 내부 클래딩층과 외부 클래딩층(4)의 상대 굴절률 차이의 최대치 △3max는 -0.91%이다.
본 발명의 단일 모드 광섬유가 10mm 굽힘 직경 하에서 한 바퀴 감겼을 때, 1550nm파장에서의 굽힘 손실은 0.11dB이고, 1625nm 파장에서의 굽힘 손실은 0.21dB이다. 1310nm 파장에서 단일 모드 광섬유의 감쇠 계수는 0.322dB/km이고, 1550nm 파장에서의 감쇠 계수는 0.185dB/km이며, 1625nm 파장에서의 감쇠 계수는 0.186dB/km이다.
본 발명에 관련된 계산 공식은 다음과 같다.
상대 굴절률 차이：
Figure pct00001
그 중, n i 은 코어층 또는 1300nm 파장에서 클래딩된 굴절률이고, n 0 는 1300nm파장에 인접한 외부 클래딩층의 굴절률이다.
이 기술분야의 기술자는 본 발명 실시 예에 대해 각종 수정이나 변형을 가할 수 있으며, 그러한 수정과 변형이 본 발명의 청구항 및 그 동등한 기술 범위 내에서 구현된 경우, 그러한 수정과 변형 역시 본 발명의 보호 범위 내에 포함된다.
본 발명의 상세한 설명에 상세하게 설명되지 않은 내용은 본 기술분야 기술자들에게 잘 알려진 선행 기술이다.
1. 코어층, 2. 제 1 불소 도핑 내부 클래딩층, 3. 제 2 불소 도핑 내부 클래딩층, 4. 외부 클래딩층

Claims (9)

  1. 안에서 밖으로 차례대로 배열되는 코어층(1), 내부 클래딩층과 외부 클래딩층(4)를 포함하고, 상기 코어층(1), 내부 클래딩층과 외부 클래딩층(4)의 재질은 모두 석영이며,
    상기 내부 클래딩층은 안에서 밖으로 배열되는 제 1 불소 도핑 내부 클래딩층(2)과 제 2 불소 도핑 내부 클래딩층(3)을 포함하며,
    상기 코어층(1)과 제 1 불소 도핑 내부 클래딩층(2)에는 모두 게르마늄 원소가 도핑되지 않고, 기타 금속 물질 및 인 원소 농도는 모두 0.1ppm보다 낮으며,
    질량 백분율로 계산하면, 상기 코어층(1)에 도핑된 불소 원소 함량은 0~0.45%이고, 염소 원소 함량은 0.01%~0.10%이며,
    상기 제 1 불소 도핑 내부 클래딩층(2) 중의 불소 원소 농도는 1.00%~1.55%이고, 상기 제 2 불소 도핑 내부 클래딩층(3) 중의 불소 원소 농도는 3.03%~5.00%인 것을 특징으로 하는 구부림 강화 방사 저항 단일 모드 광섬유.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 코어층(1)과 제 1 불소 도핑 내부 클래딩층(2)의 상대 굴절률 차이의 최대치 △1max는 0.13%~0.30%이며,
    상기 제 1 불소 도핑 내부 클래딩층(2)과 제 2 불소 도핑 내부 클래딩층(3)의 상대 굴절률 차이의 최대치 △2max는 0.40%~0.96%이고, 제 2 불소 도핑 내부 클래딩층(3)의 굴절률은 제 1 불소 도핑 내부 클래딩층(2)의 굴절률보다 작으며,
    상기 제 2 불소 도핑 내부 클래딩층(3)과 외부 클래딩층(4)의 상대 굴절률 차이의 최대치 △3max는 -0.28%~-1.09%인 것을 특징으로 하는 구부림 강화 방사 저항 단일 모드 광섬유.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 코어층(1)과 제 1 불소 도핑 내부 클래딩층(2)의 상대 굴절률 차이의 최대치 △1max는 0.30%이며,
    상기 제 1 불소 도핑 내부 클래딩층(2)과 제 2 불소 도핑 내부 클래딩층(3)의 상대 굴절률 차이의 최대치 △2max는 -0.61%이고,
    상기 제 2 불소 도핑 내부 클래딩층(3)과 외부 클래딩층 상대 굴절률 차이 최대치의 최대치 △3max는 -0.91%인 것을 특징으로 하는 구부림 강화 방사 저항 단일 모드 광섬유.
  4. 제 3항에 있어서,
    1310nm 파장에서 단일 모드 광섬유의 감쇠 계수는 0.322dB/km이고, 1550nm 파장에서의 감쇠 계수는 0.185dB/km이며, 1625nm 파장에서의 감쇠 계수는 0.186 dB/km인 것을 특징으로 하는 구부림 강화 방사 저항 단일 모드 광섬유.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 단일 모드 광섬유가 10mm 굽임 직경 하에서 한 바퀴 감겼을 때, 1550nm 파장에서의 굽힘 손실은 0.11dB이고, 1625nm 파장에서의 굽힘 손실은 0.21dB인 것을 특징으로 하는 구부림 강화 방사 저항 단일 모드 광섬유.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 코어층(1)의 반경 R1은 3.9~4.3μm이고, 상기 제 1 불소 도핑 내부 클래딩층(2)의 반경 R2는 5~34μm이며, 상기 제 2 불소 도핑 내부 클래딩층(3)의 반경 R3은 22~48μm인 것을 특징으로 하는 구부림 강화 방사 저항 단일 모드 광섬유.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 코어층(1)의 반경 R1은 4μm이며,
    상기 제 1 불소 도핑 내부 클래딩층(2)의 반경 R2는 30μm이고, 상기 제 2 불소 도핑 내부 클래딩층(3)의 반경 R3은 46μm인 것을 특징으로 하는 구부림 강화 방사 저항 단일 모드 광섬유.
  8. 제 1항에 있어서,
    감마선 방사량이 2000kGy일 때, 1310nm파장에서 단일 모드 광섬유의 방사 추가 손실이 14.8dB/km보다 작은 것을 특징으로 하는 구부림 강화 방사 저항 단일 모드 광섬유.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 단일 모드 광섬유 외부에는 광섬유 코팅층이 코팅되며, 상기 광섬유 코팅층은 내고온성인 아크릴 수지, 실리콘 고무, 폴리이미드, 탄소 또는 금속 중의 어느 어느 1~2종으로 제조되는 것을 특징으로 하는 구부림 강화 방사 저항 단일 모드 광섬유.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220124408A (ko) 2021-03-03 2022-09-14 한국원자력연구원 광섬유의 내방사선 특성 향상 장치

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9678269B2 (en) 2014-05-16 2017-06-13 Corning Incorporated Multimode optical fiber transmission system including single mode fiber
CN105676349B (zh) 2016-04-06 2017-11-07 武汉邮电科学研究院 弯曲不敏感的耐辐照单模光纤
CN106154410A (zh) * 2016-08-30 2016-11-23 烽火通信科技股份有限公司 一种单模光纤及其制造方法
CN109839071B (zh) * 2017-11-24 2021-04-06 桂林电子科技大学 纤维集成干涉仪串联结构三维空间分布式形变传感器
CN108333667A (zh) * 2018-01-22 2018-07-27 长飞光纤光缆股份有限公司 一种抗机械疲劳耐湿耐温光纤
CN108490560A (zh) * 2018-03-23 2018-09-04 烽火通信科技股份有限公司 耐辐射光缆及其制造方法
CN109116466A (zh) * 2018-08-24 2019-01-01 长飞光纤光缆股份有限公司 一种细径小弯曲半径单模光纤
CN110133796A (zh) * 2019-04-11 2019-08-16 山东太平洋光纤光缆有限公司 一种耐辐照光纤及其制备方法
CN112824943B (zh) * 2019-11-20 2022-07-15 烽火通信科技股份有限公司 一种辐射不敏感单模光纤
CN111458788B (zh) * 2020-03-31 2022-05-20 烽火通信科技股份有限公司 一种超强抗弯耐辐照光纤及其制备方法
CN111552028B (zh) * 2020-04-21 2021-04-20 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种空间用耐辐照掺铒光纤及其制备方法
CN111399113B (zh) * 2020-04-24 2021-05-25 长飞光纤光缆股份有限公司 一种小外径弯曲不敏感单模光纤
CN111960660A (zh) * 2020-08-28 2020-11-20 烽火通信科技股份有限公司 一种抗弯耐辐照单模光纤、光纤预制棒及制备方法
CN114371530A (zh) * 2020-12-24 2022-04-19 中天电力光缆有限公司 光纤结构、光纤结构的生产方法及光缆结构
CN112904475B (zh) * 2021-01-29 2022-06-21 长飞光纤光缆股份有限公司 一种单模传感光纤及其应用
CN113281862A (zh) * 2021-04-30 2021-08-20 安徽光纤光缆传输技术研究所(中国电子科技集团公司第八研究所) 宇航用光缆的制造方法
CN114280720B (zh) * 2021-12-28 2023-03-10 长飞光纤光缆股份有限公司 一种光纤及光信号传感系统
WO2024048118A1 (ja) * 2022-09-02 2024-03-07 住友電気工業株式会社 光ファイバ

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4699267B2 (ja) * 2006-04-14 2011-06-08 株式会社フジクラ 耐放射線性光ファイバ及びその製造方法
FR2903501B1 (fr) * 2006-07-04 2008-08-22 Draka Comteq France Sa Fibre optique dopee au fluor
US7805039B2 (en) * 2007-05-04 2010-09-28 Weatherford/Lamb, Inc. Single mode optical fiber with improved bend performance
US7680381B1 (en) * 2008-11-25 2010-03-16 Corning Incorporated Bend insensitive optical fibers
US8428415B2 (en) * 2009-01-09 2013-04-23 Corning Incorporated Bend insensitive optical fibers with low refractive index glass rings
US8315495B2 (en) * 2009-01-30 2012-11-20 Corning Incorporated Large effective area fiber with Ge-free core
CN101598834B (zh) * 2009-06-26 2011-01-19 长飞光纤光缆有限公司 一种单模光纤及其制造方法
CN102147496A (zh) * 2011-03-23 2011-08-10 华中科技大学 一种空间用抗电离辐照有源光纤
EP2518546B1 (en) * 2011-04-27 2018-06-20 Draka Comteq B.V. High-bandwidth, radiation-resistant multimode optical fiber
CN103543491B (zh) * 2013-11-08 2015-08-19 烽火通信科技股份有限公司 超低损耗高带宽耐辐照多模光纤及其制造方法
CN105182471B (zh) * 2015-08-19 2019-03-12 长飞光纤光缆股份有限公司 一种单模光纤
CN105334570B (zh) * 2015-11-26 2018-10-09 长飞光纤光缆股份有限公司 一种低衰减弯曲不敏感单模光纤
CN105676349B (zh) * 2016-04-06 2017-11-07 武汉邮电科学研究院 弯曲不敏感的耐辐照单模光纤

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220124408A (ko) 2021-03-03 2022-09-14 한국원자력연구원 광섬유의 내방사선 특성 향상 장치

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