專利名稱：抗微彎光纖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明包含具有改進(jìn)的涂層系統(tǒng)的光纖，其減少了應(yīng)力導(dǎo)致的微彎。
背景技術(shù)：
光纖到駐地/商家/家庭(即，F(xiàn)TTx)提供給個(gè)人終端用戶寬帶數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。逐 漸地應(yīng)用于全世界的FTTx安裝，正使用創(chuàng)新的成本縮減的系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)推動(dòng)該技術(shù)的擴(kuò)展。 例如，光纖可在最后連接中經(jīng)由微纜傳輸。吹氣式光纖提供另一種有效的模式用于輸送連 接至用戶終端。業(yè)界持續(xù)關(guān)注克服了妨礙用于將數(shù)據(jù)傳輸至商家或者住戶的基于光纖的寬 度方案的經(jīng)濟(jì)障礙的應(yīng)用模式。當(dāng)然，成本效益對(duì)于實(shí)現(xiàn)成功的FTTx系統(tǒng)是重要的。用于吹氣的電纜、點(diǎn)滴和結(jié) 構(gòu)的減小的尺寸常常也很關(guān)鍵。適于傳統(tǒng)電纜設(shè)計(jì)的管的安裝在現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施中常常令 人望而卻步。因而，現(xiàn)有的小管或者緊密通道必須用于新光纖安裝。低成本和減小尺寸的 需求正趨向于減少用于光纖的保護(hù)(即，遠(yuǎn)離傳統(tǒng)上堅(jiān)固的、更大體積的電纜設(shè)計(jì))。如今，已有玻璃設(shè)計(jì)可對(duì)小的彎曲半徑提供減少的靈敏度(減小由于稱為微彎的 現(xiàn)象所增加的衰減)。這些包括輔槽纖芯設(shè)計(jì)或者輔空光纖。具有低模場(chǎng)直徑的玻璃設(shè)計(jì) 對(duì)于微彎效應(yīng)較不敏感，但不兼容G.652SMF標(biāo)準(zhǔn)。符合ITU-T G. 652. D要求的單模光纖是 商業(yè)上可獲得的，例如，從Draka Comteq(克萊爾蒙特，北卡羅萊納州)。微彎是導(dǎo)致光纖信號(hào)強(qiáng)度增加損耗的另一現(xiàn)象。當(dāng)小應(yīng)力沿著光纖長(zhǎng)度施加時(shí)， 產(chǎn)生微彎，經(jīng)由纖芯中微觀上的小偏轉(zhuǎn)干擾光路。在這點(diǎn)上，美國(guó)專利No. 7，272，289 (Bickham等)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文， 提出了一種具有低宏彎和微彎損耗的光纖。美國(guó)專利No. 7，272，289主要公開(kāi)了這樣一種 光纖，其具有⑴楊氏模量小于1. OMPa且玻璃化轉(zhuǎn)變溫度小于-25°C的主涂層，以及(ii) 楊氏模量大于1，200MPa的副涂層。不過(guò)，仍然需要更好的微彎防護(hù)以便確保在更多FTTx應(yīng)用中的成功應(yīng)用。為此， 需要發(fā)現(xiàn)并實(shí)現(xiàn)新的涂層系統(tǒng)，其以商業(yè)上實(shí)用(即，具有成本效益)的方式更好地應(yīng)對(duì) FTTx安裝對(duì)光纖和電纜的需求。發(fā)明概述因此，本發(fā)明的目的是提供一種光纖，其具有提供改進(jìn)的抵抗應(yīng)力導(dǎo)致的微彎的 改進(jìn)的涂層系統(tǒng)。另一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的涂層系統(tǒng)，其可容易地與彎曲不敏感的光纖以及符 合G. 652的光纖匹配。
再一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的光纖涂層系統(tǒng)，其包括具有低模量的主涂層，以便 對(duì)外力導(dǎo)致的橫向和軸向應(yīng)力提供增強(qiáng)的緩沖。再一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的光纖涂層系統(tǒng)，其包括具有特別低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫 度(Tg)的主涂層，減少了在特別冷的環(huán)境中溫度導(dǎo)致的應(yīng)力。再一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的光纖涂層系統(tǒng)，其包括具有改進(jìn)的固化速率的主涂層。再一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的光纖涂層系統(tǒng)，其包括具有改進(jìn)的亮度和可見(jiàn)度的 免涂墨的副涂層。再一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的光纖涂層系統(tǒng)，可以以商用加工速度(例如，以至 少大約20米每秒的速率形成主涂層)對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用。再一個(gè)目的是提供一種具有容易被剝離的涂層的光纖。再一個(gè)目的是提供一種光纖，其用在FTTx安裝中具有增強(qiáng)的性能特征，而傳統(tǒng) 的、堅(jiān)固的電纜設(shè)計(jì)并不實(shí)用。再一個(gè)目的是提供一種光纖，其將根據(jù)本發(fā)明的涂層(例如，Draka Comteq的 ColorLockxs牌涂層系統(tǒng))與彎曲不敏感的玻璃纖維(例如，Draka Comteq的商標(biāo)為 BendBrightxs 的單模玻璃纖維)協(xié)同組合。再一個(gè)目的是提供一種光纖，其可有利地應(yīng)用在緩沖管和/或光纖電纜中。再一個(gè)目的是提供一種光纖，其要求較少的外部保護(hù)(例如，封入較薄的緩沖管 和/或電纜外套內(nèi))。再一個(gè)目的是提供一種彎曲不敏感的光纖，其具有減小的直徑(例如，具有較薄 的涂層)。再一個(gè)目的是提供一種光纖，其可以以采用小半徑彎曲的方式被安裝。再一個(gè)目的是提供一種光纖，其方便于直接安裝至建筑物或者其他結(jié)構(gòu)(例如， 用釘固定或者以其他方式固定至結(jié)構(gòu)表面)。本發(fā)明的前述以及其他目的和優(yōu)點(diǎn)、以及其實(shí)現(xiàn)方法，進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明于隨后的 說(shuō)明書及其附圖中。附圖簡(jiǎn)述

圖1示出了微彎測(cè)試結(jié)果，其圖示出根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)將彎曲不敏感的玻璃纖維 與低模量的主涂層配合來(lái)實(shí)現(xiàn)的特別低的微彎損耗。圖2示意性地示出了主涂層的原位模量(in situ modulus)和用于多模光纖時(shí)增 加的損耗之間的關(guān)系。圖3示出了典型的商用主涂層(即，傳統(tǒng)的主涂層)的動(dòng)態(tài)力學(xué)性質(zhì)。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的在生產(chǎn)光纖中所用的示例性主涂層的動(dòng)態(tài)力學(xué)性質(zhì)。圖5示出了包括傳統(tǒng)主涂層的光纖和包括根據(jù)本發(fā)明的示例性主涂層的光纖的 微彎測(cè)試結(jié)果。圖6示出了包括傳統(tǒng)主涂層的光纖和包括根據(jù)本發(fā)明的示例性主涂層的光纖的 微彎測(cè)試結(jié)果(處于嚴(yán)格的溫度-周期測(cè)試條件下)。圖7示出了包括傳統(tǒng)主涂層的光纖和包括根據(jù)本發(fā)明的示例性主涂層的光纖的 微彎測(cè)試結(jié)果(處于修正的溫度-周期測(cè)試條件下)。
圖8示出了微彎測(cè)試結(jié)果，其圖示出根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)將彎曲不敏感的玻璃纖維 與低模量的主涂層配合來(lái)實(shí)現(xiàn)的特別低的微彎損耗。圖9示出了傳統(tǒng)光纖和根據(jù)本發(fā)明的將彎曲不敏感的玻璃纖維與低模量的主涂 層相組合的光纖的微彎測(cè)試結(jié)果(處于嚴(yán)格的溫度-周期測(cè)試條件下)。圖10示出了傳統(tǒng)光纖和根據(jù)本發(fā)明的將彎曲不敏感的玻璃纖維與低模量的主涂 層相組合的光纖的微彎測(cè)試結(jié)果(處于修正的溫度-周期測(cè)試條件下)。圖11示出了各示例性光纖中，衰減(增加的損耗)為MAC數(shù)(即，模場(chǎng)直徑除以 截止波長(zhǎng))的函數(shù)。圖12以對(duì)數(shù)標(biāo)度示出了各示例性光纖中，微彎靈敏度為MAC數(shù)(即，模場(chǎng)直徑除 以截止波長(zhǎng))的函數(shù)。圖13示出了標(biāo)準(zhǔn)單模光纖(SSMF)中波長(zhǎng)1625納米且彎曲半徑15毫米時(shí)的彎曲 損耗與波長(zhǎng)1550納米時(shí)的MAC值的關(guān)系。圖14示出了示例性單模光纖的標(biāo)定折射率曲線。圖lfe、Mb和15c是示出了不同標(biāo)準(zhǔn)單模光纖(SSMF)和不同光纖中，不同彎曲半 徑、波長(zhǎng)為1625納米時(shí)的彎曲損耗相對(duì)于波長(zhǎng)1550納米時(shí)的MAC值的圖表。圖16a和16b是示出微彎導(dǎo)致的損耗的圖表。圖17示出了示例性光纖的橫截面(不按比例)。圖18示出了階躍光纖的設(shè)定曲線。圖19示出了光纖中波長(zhǎng)1625納米時(shí)的彎曲損耗與彎曲半徑的關(guān)系。圖20示意性示出了示例性光纖的橫截面(不按比例)。圖21a示出了示例性光纖的參考折射率曲線。圖21b示出了圖21a的示例性光纖中的鍺摻雜濃度。圖21c示出了圖21a的示例性光纖中的氟摻雜濃度。圖22示出了四種不同光纖的色散特征。圖23示出了具有從中心延伸相應(yīng)半徑的包層的單模光纖的橫截面。圖M示出了圖23的示例性單模光纖的標(biāo)定折射率曲線。詳細(xì)說(shuō)明一方面，本發(fā)明包含具有改進(jìn)的涂層系統(tǒng)的光纖，其減少了應(yīng)力導(dǎo)致的微彎，即使 是在FTTx應(yīng)用所要求的異常寒冷的環(huán)境中。根據(jù)本發(fā)明的涂層系統(tǒng)包括主涂層，其將低原 位模量(例如，在光纖上測(cè)量，小于大約0. 5MPa)和低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)(例如，小于大 約_50°C)相組合，以便減小由外力引起的應(yīng)力和溫度。另外，該涂層系統(tǒng)可以較高的生產(chǎn) 速度(例如，15-20m/sec或者更高)加工。本發(fā)明通過(guò)采用UV固化聚氨酯丙烯酸酯組合物作為主涂層，實(shí)現(xiàn)了抗微彎 的光纖，特別是單模光纖。在這點(diǎn)上，該主涂層包括大約40至80重量百分比的聚 醚-聚氨酯丙烯酸酯低聚物和光引發(fā)劑，例如LUCERIN ΤΡ0,其在商業(yè)上可從BASF獲 得。另外，該主涂層可包括一個(gè)或者多個(gè)低聚物和一個(gè)或者多個(gè)單體稀釋劑(例 如，丙烯酸異冰片酯)，例如用以減少粘度，從而促進(jìn)加工。用于根據(jù)本發(fā)明的該 主涂層的適合的組合物是由DSM Desotech(埃爾金，伊利諾斯州)提供的商標(biāo)為 DeSolite dp ioii的uv固化聚氨酯丙烯酸酯產(chǎn)品。在這點(diǎn)上如上所述，標(biāo)題為“抗微彎光纖”的美國(guó)專利申請(qǐng)No. 60/986，737 (Overton)、標(biāo)題為“抗微彎光纖”的美 國(guó)專利申請(qǐng)No. 61/041，484 (Overton)、以及標(biāo)題為“抗微彎光纖”的美國(guó)專利申請(qǐng) No. 61/112，595 (Overton)，其全部?jī)?nèi)部通過(guò)引用并入本文。用于本發(fā)明的適合的玻璃纖維包括例如標(biāo)題為“用于光纖制導(dǎo)應(yīng)用的單模彎曲 不敏感光纖”的美國(guó)專利No. 4，838，643 (Hodges等)、標(biāo)題為“單模光纖”的美國(guó)專利申請(qǐng)公 開(kāi) No. US2007/0127878A1 及其相關(guān)美國(guó)專利申請(qǐng) No. 11/556，895 (德國(guó) Montmorillon 等)、 標(biāo)題為“單模光纖”的美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)NO.US2007/0280615A1及其相關(guān)美國(guó)專利申請(qǐng) No. 11/697，994(德國(guó)Montmorillon等)、標(biāo)題為“色散補(bǔ)償光纖”的美國(guó)專利No. 7，356，234 及其相關(guān)美國(guó)專利申請(qǐng)No. 11/743，365 (德國(guó)Montmori Ilon等)、標(biāo)題為“光纖”的美國(guó)專 利申請(qǐng)公開(kāi)No. US2008/0152288A1及其相關(guān)美國(guó)專利申請(qǐng)No. 11/999，333 (Flammer等)、標(biāo) 題為“單模光纖”的美國(guó)專利申請(qǐng)No. 61/101，337(德國(guó)Montmorillon等)、標(biāo)題為“彎曲 不敏感的單模光纖”的美國(guó)專利申請(qǐng)No. 61/112，006 (德國(guó)Montmorillon等)、以及標(biāo)題為 “彎曲不敏感的單模光纖”的美國(guó)專利申請(qǐng)No. 61/112，374(德國(guó)Montmorillon等)中公開(kāi) 的那些玻璃纖維。這些共同轉(zhuǎn)讓的專利文獻(xiàn)的每一個(gè)的全部?jī)?nèi)容均通過(guò)引用并入本文。例 如，一種示例性的玻璃纖維，具有折射率約為0. 003至0. 006、低于其相鄰硅包層的折射率 的階躍纖芯。用于本發(fā)明的示例性單模玻璃纖維，商業(yè)上可從Draka Comteq(克萊爾蒙特，北卡 羅萊納州)的與IUT-T G. 652. D的要求兼容的商標(biāo)BendBright ,以及與IUT-T G. 657. A/ B和IUT-T G. 652. D的要求兼容的商標(biāo)BendBrightxs 獲得。特別提出于此，已意外發(fā)現(xiàn)，彎曲不敏感的玻璃纖維(例如，DrakaComteq的商標(biāo) 為BendBrightXS &單模玻璃纖維)與具有很低模量的主涂層(例如，DSM Desotech的
商標(biāo)DeSolite DP101所提供的UV固化聚氨酯丙烯酸酯產(chǎn)品)的組合實(shí)現(xiàn)了具有異常低 損耗(例如，與采用傳統(tǒng)涂層系統(tǒng)的單模光纖相比，至少IOX (例如，40X至IOOX或者更多) 的微彎靈敏度的減少)的光纖。Draka Comteq的商標(biāo)為BendBrightXS 的抗彎曲單模玻 璃纖維，采用減少微彎損耗的輔槽設(shè)計(jì)。圖1示出了將根據(jù)本發(fā)明的前述示例性單模光纖與采用傳統(tǒng)涂層系統(tǒng)的各單模 光纖相比的這一顯著結(jié)果。在這點(diǎn)上，圖1展示了光譜衰減數(shù)據(jù)，通過(guò)測(cè)量運(yùn)輸卷軸上的光 纖的初始光譜衰減，從而獲得所示界限之間全光譜波長(zhǎng)范圍的典型衰減峰谷。然后如IEC 固定直徑的砂紙鼓測(cè)試(即，IEC TR62221，方法B)所述，該光纖纏繞至砂紙覆蓋的固定直 徑的鼓(即，測(cè)量卷軸)上，從而獲得另一個(gè)光譜衰減曲線。IEC固定直徑的砂紙鼓測(cè)試(即，IEC TR62221，方法B)提供影響單模光纖的微彎 應(yīng)力狀況，即使是在室溫下。當(dāng)然，砂紙?zhí)峁┦构饫w承受沒(méi)有數(shù)百萬(wàn)個(gè)也有數(shù)千個(gè)的應(yīng)力點(diǎn) 的粗糙表面。至于圖1所展示的測(cè)試數(shù)據(jù)，用粘貼式40微米級(jí)的砂紙(S卩，大致相當(dāng)于300 砂礫的砂紙)纏繞直徑為300mm的光纖卷軸以產(chǎn)生粗糙表面。然后，400米的光纖樣本纏繞 至大約2，940mN(即，直徑為300mm的圓筒上300gf的張力)，并在23°C下測(cè)量光譜衰減。圖1所展示的曲線代表了初始光譜曲線和當(dāng)光纖纏繞在砂紙鼓上時(shí)的曲線之間 的差，從而提供由微彎應(yīng)力導(dǎo)致的增加的損耗。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，目前電纜設(shè)計(jì)采用較小直徑的緩沖管和較廉價(jià)的材料，以努力減少成本。因此，當(dāng)以這種電纜設(shè)計(jì)配置時(shí)，單模光纖的保護(hù)較少，從而更易受應(yīng) 力導(dǎo)致的微彎的影響。如上所述，本發(fā)明提供一種改進(jìn)的涂層系統(tǒng)，其更好地保護(hù)光纖免受 由外部力學(xué)變形和溫度導(dǎo)致的涂層力學(xué)性質(zhì)的變化所引起的應(yīng)力。如上所述，用于保護(hù)光纖的傳統(tǒng)方案包括使用大直徑的緩沖管、抵抗光纖上變形 和應(yīng)力的高模量材料制成的緩沖管、以及更堅(jiān)固更厚的電纜外套以抵抗可能收縮或者其他 方式擠壓光纖的變形。然而，這些方案不僅成本高，而且無(wú)法解決保護(hù)涂層變化所引起的溫 度導(dǎo)致的應(yīng)力。換句話說(shuō)，傳統(tǒng)主涂層在低于它們相應(yīng)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度下具有高 模量。如這里所公開(kāi)的，根據(jù)本發(fā)明的光纖包括主涂層，其具有與傳統(tǒng)單模光纖主涂層 所具有的相比更低的模量和更低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。即使如此，改進(jìn)的主涂層配方仍然方 便了本光纖以極好的加工速度(例如，l，000m/min或者更多)商業(yè)生產(chǎn)。在這點(diǎn)上，本發(fā)明 的光纖所采用的主涂層具有快速的固化速率——在20°C和大氣壓力(即，760托)(即，標(biāo) 準(zhǔn)溫度和壓力——STP)下在標(biāo)準(zhǔn)75毫米薄膜上測(cè)得，UV劑量約0. 3J/cm2達(dá)到50%完全固 化，UV劑量約0. 5J/cm2達(dá)到80%完全固化，以及UV劑量約1. OJ/cm2達(dá)到90%完全固化。圖2示意性示出了主涂層的原位模量和光纖的衰減(增加的損耗)之間的觀測(cè) 關(guān)系，這里光纖為50微米漸變型多模光纖。主涂層模量隨著在玻璃纖維上固化而測(cè)得， 而且，所增加的損耗根據(jù)IEC TR62221微彎靈敏度技術(shù)報(bào)告和標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試程序(例如，IEC 丁尺62221，方法8』(1. 1)，使用固定直徑的砂紙鼓程序來(lái)測(cè)量，所述IEC TR62221微彎靈敏度 技術(shù)報(bào)告和標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試程序的全部?jī)?nèi)容通過(guò)弓I用并入本文。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到，現(xiàn)有的商業(yè)上可獲得的單模光纖典型地包括就地 (即，在光纖上)測(cè)量的100-150psi的楊氏模量。根據(jù)本發(fā)明的光纖具有主涂層，其具有與 這種商業(yè)上可獲得的主涂層相比減小的模量。采用低模量的主涂層提供繞玻璃纖維更好的 緩沖。盡管低模量的原位主涂層可通過(guò)選擇性地不完全固化來(lái)實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明仍然通過(guò)達(dá) 到完全固化(即，接近完全固化)來(lái)實(shí)現(xiàn)具有低模量的原位主涂層。在這點(diǎn)上，根據(jù)本發(fā)明 的原位主涂層的模量小于約0. 65MPa(例如，小于約95psi)，典型地小于約0. 5MPa,更典型 地小于0. 4MPa(例如，約0. 3MPa至0. 4MPa或者約40psi至60psi)。已確定，具有小于約 0. 模量的原位主涂層可顯著減小玻璃纖維的彎曲靈敏度。另一方面，根據(jù)本發(fā)明的原 位主涂層的模量典型地大于約0. 2MPa(例如，0. 25MPa或者更多)。為了實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)光纖涂層相比減小的模量，該主涂層具有更低的交聯(lián)密度、特別 是減少濃度的活性丙烯酸酯基。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到，丙烯酸酯基在光引發(fā)期間(例 如，拉絲作業(yè)中UV導(dǎo)致的固化)經(jīng)由自由基聚合交聯(lián)。反應(yīng)動(dòng)力學(xué)指示加工期間減小的固 化速率。當(dāng)然，這在商業(yè)上是不期望的，因此，本發(fā)明實(shí)施工藝修正以提供滿意的固化速率 給低模量的主涂層。固化過(guò)程中至少有兩種成分減慢了主涂層的聚合速率。首先，(i)暴露至高強(qiáng)度 UV環(huán)境所導(dǎo)致的高固化溫度和(ii)放熱聚合反應(yīng)的組合減慢了主涂層的觀測(cè)固化速率。 其次，密切相鄰的堆疊的UV燈，實(shí)際上產(chǎn)生快速重疊的、重復(fù)的光引發(fā)周期。在這一構(gòu)成下 丙烯酸酯基的反應(yīng)速率同樣被減慢一有些違反直覺(jué)的結(jié)果。至于后者，布置(即，放置) UV燈以增加連續(xù)UV暴露之間的周期，與采用相同拉絲速度和UV劑量的其他傳統(tǒng)工藝相比，增加了涂層固化程度。這樣，有可能以快速拉纖速度實(shí)現(xiàn)接近完全固化方式，來(lái)加工根據(jù)本 發(fā)明的減小模量的主涂層，這是商業(yè)上可行的工藝所要求的。用于固化涂覆光纖的示例性 方法和裝置公開(kāi)于共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利No. 7，322，122，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。與模量相關(guān)的溫度是一重要的考慮因素，以確保主涂層在FTTx應(yīng)用中提供增強(qiáng) 的微彎保護(hù)。僅僅在室溫下具有低模量的主涂層是不夠的，因?yàn)楸绢I(lǐng)域中的應(yīng)用將光纖暴 露于極端環(huán)境溫度(例如，-40°C或者更低)下微彎導(dǎo)致的應(yīng)力。因此，根據(jù)本發(fā)明的適合 的主涂層具有異常低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，以便主涂層在極冷的環(huán)境條件下保持柔軟和保護(hù) 性。實(shí)施例1(力學(xué)件質(zhì)的比較)圖3和圖4分別示出了典型商用主涂層(即，傳統(tǒng)主涂層)和根據(jù)本發(fā)明在制作 光纖中所用的示例性主涂層的動(dòng)態(tài)力學(xué)性質(zhì)。傳統(tǒng)主涂層是由DSM Desotech(埃爾金，伊 利諾斯州)的商標(biāo)DeSolite DPi007所提供的UV固化聚氨酯丙烯酸酯。根據(jù)本發(fā)明的示 例性主涂層(即，應(yīng)用來(lái)形成本發(fā)明的光纖)是由DSM Desotech(埃爾金，伊利諾斯州)所 提供的商標(biāo)為DeSolite DP ion的uv固化聚氨酯丙烯酸酯。傳統(tǒng)主涂層的數(shù)據(jù)由動(dòng)態(tài)力學(xué)分析儀(DMA)在IHz的振動(dòng)應(yīng)力速率下獲得。這樣 做，應(yīng)變維持在應(yīng)力-應(yīng)變特性的線性區(qū)域。傳統(tǒng)主涂層的樣本固化在聚酯上以形成標(biāo)準(zhǔn) 75微米薄膜。使用輸出為300W/in的汞-鹵素?zé)襞輥?lái)施加lj/cm2的UV劑量。暴露在UV 下足以確保該涂層位于劑量-模量曲線的穩(wěn)定水平。參照?qǐng)D3，該數(shù)據(jù)顯示了測(cè)量于75微米薄膜時(shí)，大致1. 5MPa的平衡模量。在玻璃 纖維(即，原位)上，該傳統(tǒng)主涂層典型地固化于約0. SMPa的模量，即指示了工業(yè)上很多 單模光纖主涂層的水平。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到，與75微米薄膜上時(shí)相比，在玻璃纖維 (即，原位)上，較軟主涂層的模量測(cè)量往往更低。傳統(tǒng)主涂層的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度估計(jì)在tan δ的峰值大致_30°C處。因而，傳統(tǒng)主涂 層(以及類似配方)在極低溫度(例如，小于-40°C，特別是小于-50°C )下類似玻璃態(tài)聚 合物。(盡管應(yīng)變導(dǎo)致的應(yīng)力在低溫下取決于時(shí)間，所估計(jì)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度仍是有用的比 較特性。)根據(jù)本發(fā)明的示例性主涂層的樣本同樣固化至聚酯以形成可比較的75微米薄 膜。如前所述，使用輸出為300W/in的汞-鹵素?zé)襞輥?lái)施加lj/cm2的UV劑量至該主涂層。 如上所述，圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性主涂層的動(dòng)態(tài)力學(xué)性質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的示例性主涂層顯示了所固化薄膜中僅僅低于IMPa的平衡模量。原 位模量(即，在玻璃纖維上測(cè)量的)為大約0. 至0. 4MPa。這明顯低于傳統(tǒng)主涂層相應(yīng) 的模量測(cè)量值。根據(jù)本發(fā)明的示例性主涂層的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度估計(jì)在tan δ的峰值小于 約-50°C (例如，約_60°C)處。這至少低于相比較的傳統(tǒng)主涂層的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度約20°C。 因此，根據(jù)本發(fā)明的主涂層在溫度漂移期間提供更快的應(yīng)力松弛。如實(shí)施例2和3(如下)中所述，兩種不同的方法用于估計(jì)涂覆有⑴典型商用主 涂層(即，傳統(tǒng)主涂層)和(ii)根據(jù)本發(fā)明的示例性主涂層的玻璃纖維的各自的微彎靈敏 度。如同實(shí)施例1(如上)，傳統(tǒng)主涂層是由DSM Desotech (埃爾金，伊利諾斯州)的商標(biāo) DeSolite DP1007所提供的uv固化聚氨酯丙烯酸酯，而根據(jù)本發(fā)明的示例性主涂層(即，應(yīng)用來(lái)形成本發(fā)明的光纖)是由DSM Desotech(埃爾金，伊利諾斯州)的商標(biāo)DeSolite DPlOll所提供的UV固化聚氨酯丙烯酸酯。所提供的每種測(cè)試方法加劇了橫向應(yīng)力狀況。此外，在室溫下測(cè)量對(duì)衰減的影響 后，測(cè)試結(jié)構(gòu)經(jīng)歷溫度循環(huán)以確定這種溫度漂移導(dǎo)致的附加損耗。實(shí)施例2 (微彎靈敏度的比較)所采用的第一種測(cè)試方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的編織籃、溫度循環(huán)程序。根據(jù) 該測(cè)試程序，光纖纏繞至大約490mN(即，具有9mm “層面”的直徑300mm的石英圓筒上50gf 的張力)。五十層纏繞至該石英鼓以產(chǎn)生無(wú)數(shù)個(gè)光纖對(duì)光纖交叉。用于實(shí)施例2的該測(cè)試 程序是修改的IEC TR62221方法D，如上所述其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到，在室溫下，這種光纖交叉有時(shí)會(huì)引起增加的損耗(即， 如果該光纖很敏感)，但是典型地很少或者沒(méi)有增加的損耗被觀測(cè)到。因此，該鼓(沒(méi)有纏 繞光纖)從大約室溫到(i)-40°c、(ii)-60°c、(iii)+7(rc和(iv)+23°C (即，接近室溫)經(jīng) 歷溫度循環(huán)兩次，同時(shí)在1550納米做損耗測(cè)量。在這兩個(gè)溫度循環(huán)中，在每個(gè)測(cè)試溫度下， 一小時(shí)后測(cè)量光纖衰減。圖5示出了分別涂覆有傳統(tǒng)主涂層(即，DeSolite DP1007)和根據(jù)本發(fā)明的示 例性主涂層(即，DeSolite DPioii)的單模光纖的示例性結(jié)果。選擇相應(yīng)的光纖樣本以 匹配涂層幾何形狀、模場(chǎng)直徑和截止波長(zhǎng)。因此，各光纖采用不同配方的彩色副涂層?？偟膩?lái)說(shuō)，傳統(tǒng)主涂層和根據(jù)本發(fā)明的示例性主涂層均在23°C對(duì)微彎應(yīng)力提供 良好的保護(hù)。此外，在_40°C，具有傳統(tǒng)主涂層的光纖僅僅顯示小量增加的損耗。(顯然， 在-40°C，傳統(tǒng)主涂層通過(guò)應(yīng)力松弛對(duì)微彎在合理的期限內(nèi)提供足夠的保護(hù)，即使這接近它 的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。)通過(guò)比較，根據(jù)本發(fā)明的光纖在-40°C基本上沒(méi)有顯示出增加的損耗 (即，性能更好)。然而，在-60°C，具有傳統(tǒng)主涂層的光纖顯示出明顯增加的損耗。(該溫度極限遠(yuǎn) 遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)主涂層的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。)通過(guò)比較，根據(jù)本發(fā)明的光纖在-60°C基本上沒(méi)有 顯示出增加的損耗，其接近于根據(jù)本發(fā)明的主涂層的該實(shí)施例的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。實(shí)施例3(微彎靈敏度的比較)第二種測(cè)試方法采用更為嚴(yán)苛的環(huán)境(即，條件)，以便估計(jì)⑴具有典型商用主 涂層(即，傳統(tǒng)主涂層)光纖和(ii)具有根據(jù)本發(fā)明的示例性主涂層的光纖的各自的微彎 靈敏度。具體地，第二種方法修改IEC固定直徑的砂紙鼓測(cè)試(S卩，IECTR62221，方法B)，如 上所述其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文，以便即使在室溫下也提供足夠嚴(yán)苛的微彎應(yīng)力狀況 來(lái)影響單模光纖(g卩，與測(cè)量圖1中所顯示數(shù)據(jù)時(shí)所用的相比，更為粗糙的鼓表面)。這樣 做，直徑300mm的石英鼓用粘貼式220砂礫的砂紙(即，大致相當(dāng)于66微米級(jí)的砂紙)來(lái) 纏繞以產(chǎn)生粗糙的表面。在初始測(cè)試條件下，每一個(gè)相應(yīng)的光纖樣本以單層纏繞至大約980mN( S卩，直徑 300mm的石英圓筒上IOOgf的張力)。在修改的測(cè)試條件下，三個(gè)(；3)相應(yīng)光纖樣本中的每 一個(gè)以單層纏繞至大約1，470mN(即，直徑300mm的石英圓筒上150gf的張力)。這樣，與第 一種測(cè)試條件相比，第二種測(cè)試條件增加了 50 %的纏繞張力。通過(guò)使用匹配的光纖樣本(如同實(shí)施例2的編織籃/溫度循環(huán)測(cè)試)，對(duì)于每個(gè)測(cè)試條件在室溫(即，23°C )下纏繞之后測(cè)量光纖衰減。然后，該鼓(具有400米的纏繞光 纖)從大約室溫到(i)_40°C、(ii)-60°C和(iii)+23°C (即，接近室溫)經(jīng)歷溫度循環(huán)，同 時(shí)使用光時(shí)域反射儀(OTDR)在1550納米做損耗測(cè)量。每種光纖的這幾個(gè)樣本于初始卷軸(即，在纏繞至粗糙的鼓表面之前以建立基線 光譜衰減)上在23°C進(jìn)行初始測(cè)量，然后，對(duì)于每個(gè)溫度承受前述嚴(yán)苛的測(cè)試條件。在每個(gè) 測(cè)試溫度下，一小時(shí)后(如同實(shí)施例2中)測(cè)量光纖衰減。圖6的曲線圖和圖7的箱形圖顯示了包括傳統(tǒng)主涂層(即，DeSolite DPi007UV 固化聚氨酯丙烯酸酯)的單模光纖和包括根據(jù)本發(fā)明的示例性主涂層(即，DeSolke DP1011UV固化聚氨酯丙烯酸酯)的單模光纖在這些更為嚴(yán)苛的測(cè)試條件下的示例性結(jié)果。例如，圖6顯示了，與傳統(tǒng)光纖相比，根據(jù)本發(fā)明的示例性光纖具有減少的微彎靈 敏度(即，減少大約40-60% )。同樣地，圖7顯示了，與傳統(tǒng)光纖相比，根據(jù)本發(fā)明的示例性光纖在更高纏繞張力 (即，直徑300mm的石英圓筒上150gf)下具有顯著減少的微彎靈敏度。因而，圖7顯示出， 根據(jù)本發(fā)明的示例性主涂層(即，DeSolke DPioiiuv固化聚氨酯丙烯酸酯)促進(jìn)了明顯 減少和明顯更為均衡的微彎性能。如前所述，已發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)涂層系統(tǒng)相比，該涂層系統(tǒng)在與傳統(tǒng)單模玻璃纖維組合 使用時(shí)提供明顯的微彎改進(jìn)。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，將彎曲不敏感的玻璃纖維(例如，Draka Comteq的商標(biāo)為 BendBrightXS 的單模玻璃纖維)與具有很低模量的主涂層(例如，DSM Desotech的商 標(biāo)DeSolite DPioii所提供的UV固化聚氨酯丙烯酸酯)配合，實(shí)現(xiàn)了具有特別低損耗的 光纖。因此，進(jìn)行另外的測(cè)試來(lái)證明根據(jù)本發(fā)明所提供的微彎靈敏度顯著和意外的減少。實(shí)施例4(微彎靈敏度的比較)對(duì)于示例性光纖測(cè)量各自的微彎靈敏度，包括(i)具有傳統(tǒng)商用涂層的傳統(tǒng)單模 玻璃纖維，(ii)具有傳統(tǒng)商用涂層的彎曲不敏感的玻璃纖維，以及(iii)具有根據(jù)本發(fā)明 的涂層(例如，Draka Comteq的ColorLockxs牌涂層系統(tǒng))的彎曲不敏感的玻璃纖維(例 如，DrakaComteq的商標(biāo)為BendBrightXS 的單模玻璃纖維)。圖8顯示，與其他光纖相比，根據(jù)本發(fā)明的光纖，即，包括彎曲不敏感的玻璃纖維 (例如，Draka Comteq的商標(biāo)為BendBrightXS 的單模玻璃纖維)和具有很低模量的主 涂層(例如，DSM Desotech的商標(biāo)DeSolite DPlOll所提供的UV固化聚氨酯丙烯酸酯產(chǎn) 品)的光纖，提供特別低的衰減損耗。此外，該抗彎光纖在1400納米至1700納米的傳輸窗 口內(nèi)顯示出較小的波長(zhǎng)相關(guān)性，并且在測(cè)試光譜內(nèi)基本不受導(dǎo)致微彎的測(cè)試條件的影響。圖8顯示了根據(jù)IEC TR62221的方法B(固定直徑的鼓)獲得的示例性光譜衰減 數(shù)據(jù)。根據(jù)IEC TR62221的方法B，在纏繞在運(yùn)輸卷軸上的440米的光纖樣本上測(cè)量初始光 譜衰減(即，獲得所示界限之間全光譜波長(zhǎng)范圍的典型衰減峰谷)。然后，該光纖在纏繞有 粘貼式40微米級(jí)的砂紙(S卩，大致相當(dāng)于300砂礫的砂紙)的直徑300mm的測(cè)量卷軸上纏 繞至大約3N，從而獲得另一個(gè)光譜衰減曲線。如同圖1中所示曲線，圖8中所顯示的曲線顯示出，在23°C，初始光譜曲線和當(dāng)光 纖纏繞在固定直徑的砂紙鼓上時(shí)的曲線之間的差，從而提供由微彎應(yīng)力導(dǎo)致的增加的損耗(即，光譜范圍上的delta-衰減)。實(shí)施例5 (微彎靈敏度的比較)對(duì)于示例性光纖在嚴(yán)苛的測(cè)試條件下測(cè)量各自的微彎靈敏度，包括⑴具有傳統(tǒng) 商用涂層的傳統(tǒng)單模玻璃纖維，以及(ii)具有根據(jù)本發(fā)明的涂層(例如，Draka Comteq 的ColorLockxs牌涂層系統(tǒng))的彎曲不敏感的玻璃纖維(例如，Draka Comteq的商標(biāo)為
BendBrightxs 的單模玻璃纖維)。圖9顯示，即使在極為嚴(yán)苛的測(cè)試條件下，與其他光纖相比，根據(jù)本發(fā)明的光纖， 即，包括彎曲不敏感的玻璃纖維(例如，Draka Comteq的商標(biāo)為BendBrightXS 的單模玻 璃纖維)和具有很低模量的主涂層(例如，DSM Desotech的商標(biāo)DeSolite DPlOll所提 供的UV固化聚氨酯丙烯酸酯產(chǎn)品)的光纖，提供意外低的衰減損耗。用于實(shí)施例5的測(cè)試程序是IEC TR62221的方法B的修改，如上所述，其全部?jī)?nèi)容 通過(guò)引用并入本文。至于該修改的IEC固定直徑的砂紙鼓測(cè)試，用粘貼式180砂礫的砂紙 (即，大致相當(dāng)于78微米級(jí)的砂紙)纏繞直徑300mm的石英鼓，以產(chǎn)生比實(shí)施例3(如上) 中所述的更為粗糙的表面。然后，以大約1470mN(即，使用Delachaux光纖纏繞裝置在直徑 300mm的石英圓筒上以150gf的受控的后張力)，以單層纏繞440米的光纖樣本，并且測(cè)量 光譜衰減。圖9顯示了對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)單模光纖(即，具有傳統(tǒng)商用涂層的傳統(tǒng)單模玻璃纖維)的 三個(gè)樣本和根據(jù)本發(fā)明的光纖(即，具有根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)的涂層的彎曲不敏感的玻璃纖 維)的三個(gè)樣本的示例性溫度-循環(huán)數(shù)據(jù)。如上所述，440米光纖纏繞至前述砂紙覆蓋的固 定直徑的鼓上。纏繞之后一小時(shí)，用光時(shí)域反射儀(OTDR)在室溫(即，23°C )下測(cè)量光纖 衰減。然后，該鼓(帶440米纏繞的光纖)在溫度控制室內(nèi)經(jīng)歷從大約室溫到(i)_40°C和 (ii)-60°C的溫度循環(huán)。通過(guò)OTDR在-40 V和-60 V平衡一小時(shí)后測(cè)量1550納米處的光纖 衰減。微彎靈敏度(Sm)可表述為aR/T，其中，α是鼓上的衰減增量(dB/km)，R是固定 鼓的半徑(mm)，以及T是施加到光纖上的纏繞張力(N)。例如，參見(jiàn)IEC TR62221技術(shù)報(bào)告 (微彎靈敏度)。然而，除了參數(shù)α、R和T，從固定直徑的砂紙鼓測(cè)試獲得的微彎靈敏度度 量與測(cè)試鼓上所采用的砂紙的粗糙度有關(guān)。表1(如下)顯示了從圖9(8卩，采用180砂礫的砂紙)中所示衰減數(shù)據(jù)(波長(zhǎng)為 1550納米)獲得的微彎靈敏度度量。表1顯示出，與傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)單模光纖相比，根據(jù)本發(fā)明的 光纖提供在23°C下約低2X-10X以及在_40°C下約低2X-5X的微彎靈敏度。表1(微彎靈敏度)
權(quán)利要求
1.一種光纖，其具有減少應(yīng)力導(dǎo)致的微彎的改進(jìn)的涂層系統(tǒng)，所述光纖包括 單模玻璃纖維；以及圍繞所述玻璃纖維的充分固化的主涂層，所述充分固化的主涂層具有(i)小于約 0. 65MPa的原位模量和(ii)小于約-50°c的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
2.如權(quán)利要求1所述的光纖，其中，所述充分固化的主涂層具有小于約0.5MPa的原位模量。
3.如權(quán)利要求2所述的光纖，其中，所述充分固化的主涂層具有大于約0.2MPa的原位模量。
4.如權(quán)利要求1所述的光纖，其中，所述充分固化的主涂層具有約0.3ΜΙ^至0. 4ΜΙ^的 原位模量。
5.如權(quán)利要求1所述的光纖，其中，所述充分固化的主涂層具有小于約_55°C的玻璃化 轉(zhuǎn)變溫度。
6.如權(quán)利要求1所述的光纖，其中，在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下，在標(biāo)準(zhǔn)75微米薄膜上測(cè)量 時(shí)，所述主涂層達(dá)到了約0. 3J/cm2的UV劑量時(shí)的50%的完全固化。
7.如權(quán)利要求1所述的光纖，其中，在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下，在標(biāo)準(zhǔn)75微米薄膜上測(cè)量 時(shí)，所述主涂層達(dá)到了約0. 5J/cm2的UV劑量時(shí)的80%的完全固化。
8.如權(quán)利要求1所述的光纖，其中，在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下，在標(biāo)準(zhǔn)75微米薄膜上測(cè)量 時(shí)，所述主涂層達(dá)到了約l.OJ/cm2的UV劑量時(shí)的90%的完全固化。
9.如權(quán)利要求1所述的光纖，其中，所述光纖滿足ITU-TG. 657. A標(biāo)準(zhǔn)和/或ITU-T G. 657. B 標(biāo)準(zhǔn)。
10.如權(quán)利要求1所述的光纖，其中，所述光纖具有約150微米至約230微米的外徑，可 選地包括副涂層和/或涂墨層。
11.如權(quán)利要求10所述的光纖，進(jìn)一步包括具有約190微米至210微米的外徑的副涂 層，其中，所述單模玻璃纖維具有約125微米的直徑，所述充分固化的主涂層具有約135微 米至175微米的外徑。
12.如權(quán)利要求1所述的光纖，其中，所述主涂層包括UV固化的聚氨酯丙烯酸酯組合物。
13.如權(quán)利要求1所述的光纖，進(jìn)一步包括被著色以對(duì)所述光纖進(jìn)行色彩編碼的副涂層。
14.如權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的光纖，其中，所述光纖是彎曲不敏感的光纖。
15.如權(quán)利要求14所述的光纖，其中，根據(jù)IEC11 62221的方法^40-微米級(jí)砂紙)進(jìn) 行測(cè)量，在波長(zhǎng)1200納米至1700納米處，所述彎曲不敏感的光纖具有小于約0. ldB/km的 光譜衰減增加的損耗。
16.如權(quán)利要求15所述的光纖，其中，根據(jù)IEC11 62221的方法^40-微米級(jí)砂紙)進(jìn) 行測(cè)量，在波長(zhǎng)1550納米或者1625納米處，所述彎曲不敏感的光纖具有小于約0. 05dB/km 的增加損耗的衰減。
17.如權(quán)利要求14所述的光纖，其中，根據(jù)修改的IECTR62221固定直徑的砂紙鼓測(cè) 試法，其中，在纏繞有180砂礫的砂紙以產(chǎn)生粗糙表表面的直徑為300mm的石英鼓上，以約 1470mN,以單層纏繞440米的光纖樣本，在測(cè)量于23°C時(shí)，在波長(zhǎng)1550納米處，所述彎曲不敏感的光纖具有小于1. OdB/km的衰減增加的損耗。
18.如權(quán)利要求17所述的光纖，其中，當(dāng)測(cè)量于-40°C時(shí)，在波長(zhǎng)1550納米處，所述彎 曲不敏感的光纖具有小于約1. 5dB/km的衰減增加的損耗。
19.如權(quán)利要求17所述的光纖，其中，當(dāng)測(cè)量于_60°C時(shí)，在波長(zhǎng)1550納米處，所述彎 曲不敏感的光纖具有小于約2. OdB/km的衰減增加的損耗。
20.如權(quán)利要求17所述的光纖，其中，在23°C下一小時(shí)之后測(cè)量時(shí)，在波長(zhǎng)1550納米 處，所述彎曲不敏感的光纖具有小于約25 (dB/km) (N/mm)的微彎靈敏度。
21.如權(quán)利要求17所述的光纖，其中，在-40°C下一小時(shí)之后測(cè)量時(shí)，在波長(zhǎng)1550納米 處，所述彎曲不敏感的光纖具有小于約75 (dB/km) (N/mm)的微彎靈敏度。
22.如權(quán)利要求14所述的光纖，其中，根據(jù)IECTR62221 (方法B)固定直徑的砂紙鼓 測(cè)試，其中，在纏繞有40微米級(jí)的砂紙以產(chǎn)生粗糙表表面的直徑為300mm的石英鼓上，以約 2940mN,以單層纏繞400米的光纖樣本，在測(cè)量于23°C時(shí)，在波長(zhǎng)1550納米處，所述彎曲不 敏感的光纖具有(i)小于約8. 6的MAC數(shù)和(ii)小于約0. 05 (dB/km) (N/mm)的微彎靈敏 度。
23.如權(quán)利要求22所述的光纖，其中，在波長(zhǎng)1550納米處，所述彎曲不敏感的光纖具有 約7. 2至8.0的MAC數(shù)。
24.如權(quán)利要求14所述的光纖，其中，所述單模玻璃纖維包括中央纖芯，具有與外光學(xué)包層的第一折射率差(An1)；圍繞所述中央纖芯的第一內(nèi)包層，所述第一內(nèi)包層具有與所述外光學(xué)包層的第二折射 率差(An2)；布置在所述第一內(nèi)包層和所述外光學(xué)包層之間的第二埋入內(nèi)包層，所述第二凹陷內(nèi) 包層(i)含有約0.5至7重量百分比的量的鍺和(ii)與所述外光學(xué)包層的第三折射率差 (An3)小于約-3 X IO^30
25.如權(quán)利要求M所述的光纖，其中，所述第二內(nèi)包層與所述外光學(xué)包層的所述第三 折射率差Δη3大于-15X10-3。
26.如權(quán)利要求M所述的光纖，其中，所述中央纖芯與所述第一內(nèi)包層的折射率差 (An1-A η2)為約 3. 9 X 1(Γ3 至 5. 9 X 1(Γ3。
27.如權(quán)利要求M所述的光纖，其中，所述第二凹陷內(nèi)包層具有約12微米至25微米的 半徑r3。
28.如權(quán)利要求M所述的光纖，其中所述中央纖芯具有3. 5微米至4. 5微米的半徑Γι ；以及所述中央纖芯與所述外光學(xué)包層的所述第一折射率差(An1)為約4.2Χ10—3至 6. 1Χ1(Γ3。
29.如權(quán)利要求M所述的光纖，其中所述第一內(nèi)包層具有7. 5微米至14. 5微米的半徑r2 ；以及所述第一內(nèi)包層與所述外光學(xué)包層的所述折射率差(Δη2)為約-1.2Χ10-3至 1. 2Χ1(Γ3。
30.如權(quán)利要求M所述的光纖，其中，所述第二凹陷內(nèi)包層含有約0.5至1. 5重量百分 比的量的鍺。
31.如權(quán)利要求14所述的光纖，其中，所述單模玻璃纖維包括中央纖芯，具有與外光學(xué)包層的折射率差Dn1 ；第一中間包層，具有與所述外光學(xué)包層的折射率差Dn2，其中，所述中央纖芯與所述第 一中間包層的最大折射率差(Dn1-Dn2)為約4. 5X 10_3至6. OX 10_3 ；第一凹陷包層，其與所述外光學(xué)包層的折射率差Dn3小于或者等于約-5X 10_3 ；第二中間包層，具有與所述外光學(xué)包層的折射率差Dn4;以及第二凹陷包層，具有與所述外光學(xué)包層的折射率差Dn5,所述折射率差Dn5的絕對(duì)值小 于所述第一凹陷包層與所述外光學(xué)包層的所述折射率差Dn3 ；其中，在波長(zhǎng)1625納米處，所述光纖對(duì)于15毫米的彎曲半徑具有小于或者等于約 0. ldB/10圈的彎曲損耗，并且，對(duì)于7. 5毫米的彎曲半徑具有小于或者等于約0. 5dB/圈的 彎曲損耗。
32.如權(quán)利要求31所述的光纖，其中，所述第二凹陷包層與所述外光學(xué)包層的所述折 射率差 Dn5 為約-0. 3 X Kr3 至-3 X 1(Γ3。
33.如權(quán)利要求31所述的光纖，其中，對(duì)于與所述外光學(xué)包層之間的約5.OX 10_3至 5. 6 X ΙΟ"3的折射率差Dn1,所述中央纖芯具有約3. 5微米至4. 5微米的半徑r”
34.如權(quán)利要求31所述的光纖，其中，所述第一中間包層具有約9微米至12微米的半 徑巧，并且，所述第一凹陷包層具有約14微米至16微米的半徑r3。
35.如權(quán)利要求31所述的光纖，其中，所述第二中間包層與所述外光學(xué)包層具有近似 為零的折射率差Dn4。
36.如權(quán)利要求31所述的光纖，其中，所述第二中間包層具有約18微米至20微米的半 徑r4，并且，所述第二凹陷包層具有約25微米至40微米的半徑r5。
37.如權(quán)利要求31所述的光纖，其中，所述光纖具有小于或者等于1260納米的電纜截 止波長(zhǎng)。
38.如權(quán)利要求31所述的光纖，其中，在波長(zhǎng)1310納米處，所述光纖具有約8.6微米至 9. 5微米的模場(chǎng)直徑(MFD)。
39.如權(quán)利要求31所述的光纖，其中，在1150納米處，所述光纖具有小于約8.2的模場(chǎng) 直徑與有效截止波長(zhǎng)(X。eff)的比率(MAC)。
40.如權(quán)利要求31所述的光纖，其中，所述光纖具有1300納米至13M納米的零色散波 長(zhǎng)Uci),在所述零色散波長(zhǎng)Uci)處的色散斜率小于或者等于約0. 092pS/nm7km。
41.如權(quán)利要求14所述的光纖，其中，所述單模玻璃纖維包括被外包層圍繞的纖芯，所述纖芯(i)包括至少兩種摻雜劑，其中，所述纖芯摻雜劑的 至少一種的徑向濃度在所述纖芯上連續(xù)變化，以及(ii)具有半徑巧和與所述外包層的折 射率差A(yù)n1 ；布置在所述纖芯和所述外包層之間的第一內(nèi)包層，所述第一內(nèi)包層具有半徑r2和與所 述外包層的折射率差Δη2 ；以及布置在所述第一內(nèi)包層和所述外包層之間的凹陷的第二內(nèi)包層，所述第二內(nèi)包層具有 半徑r3并且與所述外包層的折射率差Δη3小于-3Χ 10_3。
42.如權(quán)利要求14所述的光纖，其中，所述單模玻璃纖維包括被外光學(xué)包層圍繞的中央纖芯，所述中央纖芯(i)包括至少兩種纖芯摻雜劑，其中，所述纖芯摻雜劑的至少一種的徑向濃度在所述中央纖芯上基本上連續(xù)地變化，以及(ii) 具有約3. 5微米至4. 5微米的半徑Γι并且與所述外光學(xué)包層的正折射率差A(yù)n1為約 4. 2 X ΙΟ—3 至 6. 2Χ10-3;布置在所述中央纖芯和所述外光學(xué)包層之間的第一內(nèi)包層，所述第一內(nèi)包層具有約 7. 5微米至14. 5微米的半徑r2并且與所述外光學(xué)包層的折射率差Δη2為約-1. 2Χ 10_3至 1. 2Χ10-3 ；以及布置在所述第一內(nèi)包層和所述外光學(xué)包層之間的凹陷的第二內(nèi)包層，所述第二內(nèi)包 層具有約12. 0微米至25. 0微米的半徑r3并且與所述外光學(xué)包層的折射率差Δη3為 約-15X10-3 至-3Χ10-3。
43.如權(quán)利要求42所述的光纖，其中，所述至少兩種纖芯摻雜劑的徑向濃度在所述中 央纖芯上基本上連續(xù)地變化。
44.如權(quán)利要求42所述的光纖，其中，所述光纖在波長(zhǎng)1550納米處具有至少約IOOMHz 的自發(fā)布里淵光譜寬度。
45.如權(quán)利要求42所述的光纖，其中，第一纖芯摻雜劑包括鍺(Ge)，所述中央纖芯內(nèi)的 鍺濃度從約1至20重量百分比徑向變化，并且，第二纖芯摻雜劑包括氟(F)，所述中央纖芯 內(nèi)的氟濃度從約0. 1至10重量百分比徑向變化。
46.如權(quán)利要求14所述的光纖，其中，所述單模玻璃纖維包括中央纖芯，其具有半徑A和與所述光學(xué)包層的正折射率差A(yù)n1 ；中間包層，其具有半徑巧和與所述光學(xué)包層的正折射率差Δη2，所述正折射率差A(yù)n2 小于所述折射率差Δ ηι ；凹陷槽，其具有半徑r3和與所述光學(xué)包層的負(fù)折射率差A(yù)n3 ；其中，所述光纖在波長(zhǎng)1310納米處具有8. 6微米至9. 5微米的模場(chǎng)直徑(MFD)，并且， 對(duì)于波長(zhǎng)1550納米，當(dāng)彎曲半徑為15毫米時(shí)彎曲損耗小于0. 25 X 10 /圈；以及其中，對(duì)于波長(zhǎng)1260納米，所述光纖的LPll模在小于90米的長(zhǎng)度處衰減至19. 3dB。
47.如權(quán)利要求46所述的光纖，其中所述中央纖芯的面積分(Vtll)定義為
48.如權(quán)利要求46所述的光纖，進(jìn)一步包括大于1350納米的有效截止波長(zhǎng)λceff。
49.如權(quán)利要求46所述的光纖，進(jìn)一步包括1300納米至1400納米的截止波長(zhǎng)。
50.如權(quán)利要求46所述的光纖，進(jìn)一步包括1250納米至1300納米的電纜截止波長(zhǎng)。
51.如權(quán)利要求46所述的光纖，進(jìn)一步包括小于或者等于1250納米的理論截止波長(zhǎng)。
52.如權(quán)利要求46所述的光纖，其中，所述中央纖芯具有3.8微米至4. 35微米的半徑
53.如權(quán)利要求46所述的光纖，其中，所述中間包層具有8.5微米至9. 7微米的半徑Γ2。
54.如權(quán)利要求46所述的光纖，其中，所述凹陷槽具有13.5微米至16微米的半徑r3。
55.如權(quán)利要求46所述的光纖，其中，所述中央纖芯與所述光學(xué)包層的折射率差 (An1)為 5. 3 X 1(Γ3 至 5. 7 X 1(Γ3。
56.如權(quán)利要求46所述的光纖，其中，所述中間包層與所述光學(xué)包層的折射率差 (An2)為 0. 1 X 1(Γ3 至 0. 6 X 1(Γ3。
57.如權(quán)利要求46所述的光纖，其中，所述凹陷槽與所述光學(xué)包層的折射率差(An3) 為-10. OX 10-3 至 5. 0X10-3。
58.如權(quán)利要求46所述的光纖，進(jìn)一步包括1300納米至13 納米的零色散波長(zhǎng) (ZDff)。
59.如權(quán)利要求46所述的光纖，進(jìn)一步包括小于0.092ps/(nm2 · km)的零色散波長(zhǎng)處 的零色散斜率值(ZDS)。
60.如權(quán)利要求14所述的光纖，其中，所述單模玻璃纖維包括 中央纖芯，其具有半徑A和與所述光學(xué)包層的正折射率差A(yù)n1 ；中間包層，其具有半徑巧和與所述光學(xué)包層的正折射率差Δη2，所述正折射率差A(yù)n2 小于所述纖芯的所述折射率差Δηι ；凹陷槽，其具有半徑r3和與所述光學(xué)包層的負(fù)折射率差A(yù)n3 ； 其中，所述光纖在波長(zhǎng)1310納米處具有8. 6微米至9. 5微米的標(biāo)定模場(chǎng)直徑(MFD)，并 且，對(duì)于波長(zhǎng)1550納米，當(dāng)彎曲半徑為5毫米時(shí)彎曲損耗小于0. 15dB/圈；以及小于或者等于1260納米的電纜截止波長(zhǎng)，被測(cè)量為在傳播超過(guò)22米光纖之后，LPl 1模 的衰減大于或者等于19. 3dB時(shí)的波長(zhǎng)。
61.如權(quán)利要求60所述的光纖，其中 所述中央纖芯的面積分(Vtll)定義為
62.如權(quán)利要求61所述的光纖，其中，所述中央纖芯的面積分(Vtll)為約20.0Χ10_3微 米至21.5 X 10_3微米
63.如權(quán)利要求60所述的光纖，其中 所述凹陷槽的面積分(Vtl3)定義為
64.如權(quán)利要求63所述的光纖，其中，所述凹陷槽的面積分(VJ為-42.5X10—3微米至-32. 5Χ1(Γ3 微米。
65.如權(quán)利要求60所述的光纖，其中 所述凹陷槽的體積積分(V13)定義為
66.如權(quán)利要求65所述的光纖，其中，所述凹陷槽的體積積分(V13)為-1000X10_3 μ m2 至-750Χ10_3μπι2。
67.如權(quán)利要求60所述的光纖，進(jìn)一步包括大于1300納米的有效截止波長(zhǎng)X。rff。
68.如權(quán)利要求60所述的光纖，進(jìn)一步包括1240納米至1310納米的截止波長(zhǎng)。
69.如權(quán)利要求60所述的光纖，進(jìn)一步包括小于或者等于1250納米的理論截止波長(zhǎng)。
70.如權(quán)利要求60所述的光纖，其中，所述中央纖芯具有3.8微米至4. 35微米的半徑
71.如權(quán)利要求60所述的光纖，其中，所述中間包層具有8.5微米至9. 7微米的半徑r2.
72.如權(quán)利要求60所述的光纖，其中，所述凹陷槽具有13.5微米至16微米的半徑r3。
73.如權(quán)利要求60所述的光纖，其中，所述中央纖芯與所述光學(xué)包層的折射率差 (An1)為 4. 9 X 1(Γ3 至 5. 7 X 1(Γ3。
74.如權(quán)利要求60所述的光纖，其中，所述中間包層與所述光學(xué)包層的折射率差 (An2)為-0. 1 X 1(Γ3 至 0. 6 X 1(Γ3。
75.如權(quán)利要求60所述的光纖，其中，所述凹陷槽與所述光學(xué)包層的折射率差(An3) 為-10. OX 10-3 至-5. 0X10-3。
76.如權(quán)利要求60所述的光纖，進(jìn)一步包括1300納米至13 納米的零色散波長(zhǎng) (ZDff)。
77.如權(quán)利要求60所述的光纖，進(jìn)一步包括小于0.092pS/(nm2.km)的零色散波長(zhǎng)處的 零色散斜率值(ZDS)。
78.一種緩沖管，其包括一個(gè)或者多個(gè)如權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)所述的光纖。
79.—種電纜，其包括一個(gè)或者多個(gè)如權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)所述的光纖。
80.一種光學(xué)箱，其接收一個(gè)或者多個(gè)如權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)所述的光纖的至少一 部分。
81.一種FTTx系統(tǒng)，其包括一個(gè)或者多個(gè)如權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)所述的光纖。
全文摘要
公開(kāi)了一種改進(jìn)的單模光纖，其具有新穎的涂層系統(tǒng)。當(dāng)與彎曲不敏感玻璃纖維相結(jié)合時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的該新穎的涂層系統(tǒng)產(chǎn)生具有特別低損耗的光纖。該涂層系統(tǒng)的特征在于較柔軟的主涂層，其具有良好的低溫特性以在任何環(huán)境和最惡劣的物理狀況下防止微彎；以及，可選地，(U)彩色的副涂層，其具有增強(qiáng)的色彩濃度和鮮艷度。該副涂層提供結(jié)構(gòu)堅(jiān)固且易接入(即，分離和玻璃)的改進(jìn)的帶特性。該可選的雙涂層被特別平衡以用于光纖帶中良好的熱剝離，且基本上在該玻璃上無(wú)殘留。這方便了快速接續(xù)和終止。該改進(jìn)的涂層系統(tǒng)提供在大多數(shù)，即使不是所有的光纖到駐地(FTTx)系統(tǒng)配置中提供顯著優(yōu)勢(shì)的光纖。
文檔編號(hào)C03C25/10GK102099711SQ200880122815
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2008年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月9日
發(fā)明者丹尼斯·莫林, 伊夫·路米諾, 埃馬紐埃爾·柏迪特弗萊瑞, 大衛(wèi)·博易文, 帕斯卡勒·諾弗奇, 弗朗西斯庫(kù)斯·約翰尼斯·阿克登, 皮埃爾·希拉爾德, 皮耶特·馬特希賈塞, 艾沃·弗萊莫爾, 西蒙·理查德, 費(fèi)朗斯·谷伊耶爾, 路易斯-安妮·德芒特莫瑞隆, 馬利安尼·比哥特-阿斯特盧克, 鮑伯·J·歐文登 申請(qǐng)人:德雷卡通信技術(shù)公司