專利名稱：光纖及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具備纖芯、第一包層和第二包層的光纖及其制造方法。
背景技術(shù)：
除了具有纖芯和包層兩層結(jié)構(gòu)的光纖以外，具有多層包層、使彎曲損耗減少的光纖也正在實用化。在專利文獻(xiàn)1中公開了一種單模光纖，其包括采用溶液摻雜法摻雜有鈷氧化物的石英玻璃的高吸收型外部包層玻璃、非吸收型內(nèi)部包層玻璃和非吸收型纖芯玻璃。專利文獻(xiàn)1 日本公開特許公報特表2002-5^757號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的光纖包括纖芯、覆蓋該纖芯設(shè)置且折射率比該纖芯低的第一包層、以及覆蓋該第一包層設(shè)置且折射率比該第一包層低的第二包層，其中在所述第一包層中摻雜有光衰減摻雜劑，該光衰減摻雜劑的濃度從內(nèi)周側(cè)朝著外周側(cè)增加。本發(fā)明的光纖的制造方法是通過對具備纖芯形成部、覆蓋該纖芯形成部的第一包層形成部、以及覆蓋該第一包層設(shè)置的第二包層形成部的預(yù)制件(perform)進(jìn)行拉絲來制造本發(fā)明的光纖的方法，其中該方法包括在形成第一包層形成部后，從該第一包層形成部的外周引入光衰減摻雜劑的工序。


圖1是表示本實施方式所涉及的光纖的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖2是表示本實施方式所涉及的光纖在纖維剖面的直徑方向上的折射率分布圖。圖3是表示本實施方式所涉及的光纖的信號光傳輸?shù)恼f明圖。圖4(a)和圖4(b)是表示(a)基模和(b)高次模的信號光的光強(qiáng)分布圖。圖5(a) 圖5(c)是表示預(yù)制件的制作方法的說明圖。圖6是表示現(xiàn)有技術(shù)中光纖的信號光傳輸?shù)恼f明圖。圖7是表示基模信號光的光強(qiáng)變化的說明圖。-符號說明-10 光纖11 纖芯12 第一包層13 第二包層20預(yù)制件21纖芯形成部
22第一包層形成部23第二包層形成部
具體實施例方式以下根據(jù)附圖對本實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1表示本實施方式所涉及的光纖10。該光纖10是通信用光纖，例如連接在從光纜分支出的單模光纖上，特別是設(shè)置在受到彎曲而變形的部分上的光纖。本實施方式所涉及的光纖10具有以下結(jié)構(gòu)從光纖中心依次呈同心圓狀一體有纖芯11、第一包層12、第二包層13和支持層14。纖芯11例如由摻雜有摻雜高折射率摻雜劑的石英形成，外徑為8 10. 2 μ m，優(yōu)選8. 2 10 μ m，折射率為1.460 1.462。應(yīng)予說明，在本發(fā)明中，折射率是指在常溫下、 相對于標(biāo)準(zhǔn)空氣的折射率。作為高折射率摻雜劑，例如典型地可列舉出鍺(Ge)，此外還可列舉出磷(P)等。可以摻雜一種高折射率摻雜劑，也可以摻雜多種高折射率摻雜劑。優(yōu)選高折射率摻雜劑的濃度為2. 9 4.0質(zhì)量％。第一包層12例如由已摻雜有光衰減摻雜劑的石英形成，外徑為30 45 μ m，優(yōu)選 30 40 μ m，折射率為1. 450 1. 454。優(yōu)選第一包層12的外徑與纖芯11的外徑之比為 2 · 9 “ 5 · 5 ο作為光衰減摻雜劑，例如可列舉出羥基(OH)、氫(H2)等。其中從易于控制光的吸收的觀點(diǎn)出發(fā)優(yōu)選0H?？梢該诫s一種光衰減摻雜劑，也可以摻雜多種光衰減摻雜劑。光衰減摻雜劑摻入第一包層12中，濃度從第一包層12的內(nèi)周側(cè)朝著外周側(cè)連續(xù)變高。另外，優(yōu)選的，光衰減摻雜劑在第一包層12中的平均濃度為100 10000質(zhì)量ppm。第二包層13例如由已摻雜有低折射率摻雜劑的石英形成，外徑為44 75μπκ折射率為1. 430 1. 444。作為低折射率摻雜劑，例如可列舉出硼(B)、氟(F)等?？梢該诫s一種低折射率摻雜劑，也可以摻雜多種低折射率摻雜劑。優(yōu)選低折射率摻雜劑的濃度為2. 0 25質(zhì)量％。支持層14例如由純石英形成，外徑為123 127 μ m(典型的為125 μ m)、折射率為 1. 450 1. 454。另外，以上結(jié)構(gòu)的光纖10由未圖示的樹脂制被覆層所被覆，作為光纖芯線使用。圖2表示本實施方式所涉及的光纖10在纖維剖面的直徑方向上的折射率分布。在本實施方式所涉及的光纖10中，如果以第一包層12和支持層14的折射率(優(yōu)選折射率相同)為基準(zhǔn)，則折射率分布具有纖芯11成為突出的高折射率部分、第二包層13 成為大幅陷入的低折射率部分的溝槽型結(jié)構(gòu)。這樣一來，在該光纖10中，即使受到曲率半徑小的彎曲而變形，也會有效地抑制光泄露到第二包層13的外部。但是，如果在已將具有多層包層的光纖連接到普通的通信用單模光纖上時纖芯發(fā)生軸偏離，則如圖6所示，基模信號光主要在纖芯11’內(nèi)傳輸、并且高次模信號光主要在纖芯11’外周側(cè)的包層12’中產(chǎn)生并傳輸，如圖7所示，例如若溫度變化，則會有基模和高次模的位相差變化而發(fā)生模間干涉，基模信號光的光強(qiáng)在出射端發(fā)生變化的問題。另外，該模間干涉的問題也會因纖維長度或信號光波長而發(fā)生。
然而，根據(jù)本實施方式所涉及的光纖10，如圖3所示，即使在與其它單模光纖連接時纖芯11發(fā)生軸偏離，基模信號光主要在纖芯11內(nèi)傳輸、并且高次模信號光主要在第一包層12內(nèi)產(chǎn)生并傳輸，也會因為在第一包層12中摻雜有光衰減摻雜劑，而且該光衰減摻雜劑的濃度從第一包層12的內(nèi)周側(cè)朝著外周側(cè)增加，而如圖4(a)和圖4(b)所示，由于靠近基模信號光主要在其中傳輸?shù)睦w芯11 一側(cè)的光衰減摻雜劑的濃度相對較低，所以能夠?qū)⒒Ｐ盘柟獾乃p抑制得很低；由于傳輸高次模信號光的第一包層12與第二包層13的界面一側(cè)的光衰減摻雜劑濃度相對較高，所以能夠在該界面的反射前后使高次模信號光有效地衰減。因此，就能夠抑制基模與高次模的模間干涉。摻雜在第一包層12中的光衰減摻雜劑如果像羥基(OH)那樣由于羥基(OH)吸收而使之衰減的光的波段狹窄，則能夠?qū)绮ㄩL1300nm波段的信號光進(jìn)行有效吸收從而使該信號光衰減，而在進(jìn)行芯線對照時，由對在第一包層12中傳輸?shù)牟ㄩL1650nm波段和 650nm波段的芯線識別光的吸收所造成的衰減較小，所以在進(jìn)行芯線對照時不會有障礙。另外，優(yōu)選信號光的損耗與芯線識別光的損耗之差為IOdB以上。接著，對本實施方式所涉及的光纖10的制造方法進(jìn)行說明。本實施方式所涉及的光纖10能夠通過對具備纖芯形成部21、覆蓋該纖芯形成部 21的第一包層形成部22、覆蓋該第一包層形成部22的第二包層形成部23、覆蓋第二包層形成部23的支持層形成部24(第3包層形成部)的預(yù)制件20進(jìn)行拉絲來制造。預(yù)制件20能夠采用化學(xué)汽相沉積(CVD)法、汽相軸向沉積(VAD)法、外部氣相沉積(OVD)法制作。為了得到上述光纖10，在該預(yù)制件20的制作工序中，只要包含在形成第一包層形成部22后，從第一包層形成部22的外周引入光衰減摻雜劑的工序即可。這樣一來，如果從第一包層形成部22的外周引入光衰減摻雜劑，則光衰減摻雜劑的摻雜濃度在第一包層形成部22的外周側(cè)較大，在內(nèi)周側(cè)較小。具體而言，例如可列舉出在摻雜羥基(OH) 作為光衰減摻雜劑時，在形成第一包層形成部22后，使第一包層形成部22的外周火焰氧化的方法。如圖5所示，預(yù)制件20能夠采用管棒法(rod in tube method)制造。具體而言，如圖5(a)所示，采用改進(jìn)汽相沉積(MCVD)法在由石英玻璃管構(gòu)成的支持層形成部M內(nèi)安裝第二包層形成部23，然后，如圖5 (b)所示，采用CVD法或VAD法制作纖芯形成部21和第一包層形成部22的疊層體，并從第一包層形成部22的外周引入光衰減摻雜劑，將已引入光衰減摻雜劑的疊層體插入第二包層形成部23內(nèi)，最后，如圖5(c)所示， 使它們塌縮(collapse)即可。優(yōu)選對制成的預(yù)制件20進(jìn)行拉絲時爐內(nèi)溫度為例如1800 2200°C，優(yōu)選拉絲速度為例如100 IOOOm/分。另外，在本實施方式中，具有向纖芯11中摻入高折射率摻雜劑、向第一包層12中摻入光衰減摻雜劑、以及向第二包層13中摻入低折射率摻雜劑，并由純石英形成支持層14 的結(jié)構(gòu)，但并不限于此，只要是第一包層12的折射率比纖芯11低、第二包層13的折射率比第一包層12低的結(jié)構(gòu)，其他結(jié)構(gòu)亦可。另外，各部中還可以根據(jù)需要摻雜其它摻雜劑。-產(chǎn)業(yè)實用性-本發(fā)明對具備纖芯、第一包層和第二包層的光纖有用。
權(quán)利要求
1.一種光纖，其包括纖芯、覆蓋該纖芯設(shè)置且折射率比該纖芯低的第一包層、以及覆蓋該第一包層設(shè)置且折射率比該第一包層低的第二包層，其中在所述第一包層中摻雜有光衰減摻雜劑，該光衰減摻雜劑的濃度從內(nèi)周側(cè)朝著外周側(cè)增加。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖，其中所述纖芯由摻雜有高折射率摻雜劑的石英形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光纖，其中所述第一包層由摻雜有光衰減摻雜劑的石英形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的光纖，其中所述光衰減摻雜劑為羥基。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的光纖，其中所述第一包層的外徑與所述纖芯的外徑之比為2. 9 5. 5。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的光纖，其中所述第二包層由摻雜有低折射率摻雜劑的石英形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的光纖，其中還包括支持層，該支持層覆蓋所述第二包層設(shè)置且折射率比該第二包層高。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光纖，其中所述支持層由純石英形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的光纖，其中所述第一包層和所述支持層的折射率相同，以所述第一包層和所述支持層為基準(zhǔn)，纖維剖面的直徑方向的折射率分布具有所述纖芯的折射率突出、所述第二包層的折射率凹陷的溝槽型結(jié)構(gòu)。
10.一種光纖的制造方法，該方法通過對具備纖芯形成部、覆蓋該纖芯形成部設(shè)置的第一包層形成部、以及覆蓋該第一包層設(shè)置的第二包層形成部的預(yù)制件進(jìn)行拉絲來制造權(quán)利要求1至9中任一項所述的光纖，其中該方法包括在形成第一包層形成部后，從該第一包層形成部的外周引入光衰減摻雜劑的工序。
全文摘要
本發(fā)明公開一種光纖(10)，其包括纖芯(11)、覆蓋該纖芯(11)設(shè)置且折射率比該纖芯(11)低的第一包層(12)、以及覆蓋第一包層(12)設(shè)置且折射率比該第一包層(12)低的第二包層(13)。在第一包層(12)中摻雜有光衰減摻雜劑，該光衰減摻雜劑的濃度從內(nèi)周側(cè)朝著外周側(cè)增加。在第一包層(12)中摻雜有光衰減摻雜劑，該光衰減摻雜劑的濃度從內(nèi)周側(cè)朝著外周側(cè)增加。
文檔編號G02B6/036GK102165345SQ20098013719
公開日2011年8月24日 申請日期2009年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月26日
發(fā)明者八若正義, 大泉晴郎, 木下貴陽, 橋本守, 田中正俊 申請人:三菱電線工業(yè)株式會社