專利名稱：低彎折損耗光纖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有低彎折損耗的光纖。
背景技術(shù)：
存在對低彎折損耗光纖的需求，尤其是對用在所謂“通路”中的纖維以及光纖接入(FTTx)光學(xué)網(wǎng)絡(luò)中的光纖的需求?？稍谶@些網(wǎng)絡(luò)中部署光纖，而該部署的方式通過光纖傳遞的光信號中會引起彎折損耗。會強加諸如緊密彎折半徑、光纖壓縮等等之類的物理要求的會引入彎折損耗的某些應(yīng)用包括在光學(xué)地下光纜組件中、工廠安裝端接系統(tǒng)(FITS)和松弛環(huán)路中部署光纖、位于機柜中連接饋電裝置和配電電纜的小彎折半徑多端口、以及配電電纜與地下電纜之間網(wǎng)絡(luò)接入點內(nèi)的跳線。在某些光纖設(shè)計中很難同時實現(xiàn)低彎折損耗和低電纜截止波長。

發(fā)明內(nèi)容
本文揭示了一種波導(dǎo)光纖，包括摻雜有氧化鍺的中心芯線區(qū)域，具有外半徑!^和折射率A1 ;包層區(qū)域，包括第一內(nèi)包層區(qū)域和第二外包層區(qū)域，所述第一內(nèi)包層區(qū)域的外半徑r2>8微米且折射率為A2，所述第二外包層區(qū)域折射率為A3，其中Ai>A3>A2，且A3與A 2之間的差大于0. 01,所述光纖具有小于或等于1260nm的22m光纜截止,且^Vr2大于或等于0. 25、更佳地大于0. 3。 本文還揭示一種單模光纖，包括中心芯線區(qū)域，具有外半徑!^和折射率A1 ;包層區(qū)域，所述包層區(qū)域包括摻雜氟的二氧化硅，所述包層包括第一內(nèi)部保持區(qū)域和第二外部保持區(qū)域，所述第一內(nèi)包層區(qū)域具有外半徑r2且折射率為A2，所述第二外包層區(qū)域折射率為A3，其中ri/r2大于或等于0. 25。本文所揭示的光纖可以符合ITU G. 657A和G. 657B。較佳地，1550nm處的20mm直徑彎折損耗不大于0. 75dB/圈。較佳地，1550nm處的30mm直徑彎折損耗不大于0.025dB/圈。在某些較佳實施例中，1550nm處的20mm直徑彎折損耗不大于0. 3dB/圈。在其它較佳實施例中，1550nm處的20mm直徑彎折損耗不大于0. IdB/圈。在某些實施例中，1550nm處的30mm直徑彎折損耗不大于0. 003dB/圈。在某些實施例中，1550nm處的15mm直徑彎折損耗不大于IdB/圈。在某些實施例中，1550nm處的15mm直徑彎折損耗不大于0. 5dB/圈。在某些實施例中，折射率分布還提供小于1325nm的零色散波長。在較佳實施例中，折射率分布還提供1300至1325nm之間的零色散波長。較佳地，折射率分布還提供小于或等于1260nm的電纜截止。在某些較佳實施例中，折射率分布還提供1310nm處8. 2和9. 5iim之間的模場直徑。在其它較佳實施例中，折射率分布還提供131011111處8.2和9.011111之間的模場直徑。本文所使用的MAC數(shù)的意思是1310 ( u m)處的模場直徑除以22m電纜截止波長(Um)0在某些較佳實施例中，折射率分布還提供6. 6至7. 5的MAC數(shù)。在其它較佳實施例中，折射率分布還提供不大于7. 3的MAC數(shù)。較佳地，該光纖在經(jīng)受持續(xù)至少144小時的0. 01大氣壓的氫氣分壓后，在1383nm處具有小于0. 03dB/km的最大氫感應(yīng)衰減變化。較佳地，光纖在1383nm處具有比1310nm處高出不大于0. 10dB/km的光學(xué)衰減,甚至更佳地，1383nm處的光學(xué)衰減小于1310nm處的
光學(xué)衰減?，F(xiàn)將參照附圖中所示的示例詳細描述本發(fā)明的較佳實施例。



圖I示出對應(yīng)于本文所揭示的波導(dǎo)光纖的較佳實施例的折射率分布線。
具體實施例方式將在以下詳細描述中陳述附加的特征和優(yōu)點，這些特征和優(yōu)點對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說根據(jù)該描述將是顯而易見的，或者通過實施在以下詳細描述以及權(quán)利要求書和附圖中描述的本發(fā)明可認識到?！罢凵渎史植肌笔钦凵渎驶蛳鄬φ凵渎逝c波導(dǎo)光纖半徑之間的關(guān)系。“相對折射率百分比”定義為八％=100\(叫2-11。2)/2叫2，其中n。是無摻雜二氧化硅的平均折射率。如同這里所使用的那樣，除非另有規(guī)定，相對折射率用△來表示，其值用單位“％”來給定。在一區(qū)域的折射率小于無摻雜二氧化硅的平均折射率的情況下，相對折射率百分比為負，而且可以稱為具有抑制區(qū)域(depressed region)或抑制折射率。在一區(qū)域的折射率大于包層區(qū)的平均折射率的情況下，相對折射率百分比為正。此處的“上升摻雜劑(updopant)”被認為是具有相對于純的無摻雜SiO2提高折射率的傾向的摻雜劑。此處的“下降摻雜劑(downdopant)”被認為是具有相對于純的無摻雜SiO2降低折射率的傾向的摻雜劑。上升摻雜劑的示例包括Ge02、A1203、P2O5> TiO2、Cl、Br。下降摻雜劑的示例包括氟和硼。除非另有注明而這里稱為“色散”的波導(dǎo)光纖的“彩色消散”是材料色散、波導(dǎo)色散和模間(inter-modal)色散的總和。在單模波導(dǎo)光纖的情況下，模間色散為零。零色散波長是色散值為零處的波長。色散斜率是色散相對于波長的變化率。“有效面積”定義為Aeff=2 Ti ( / f2r dr)2/ ( f f4r dr),其中，積分限是0至m，f是與波導(dǎo)中所傳播的光相關(guān)聯(lián)的電場橫向分量。如同這里所使用的那樣，“有效面積”或“Aeff”是指在1550nm波長處的光學(xué)有效面積，除非另有注明。術(shù)語“ a分布”是指相對折射率分布，用項A (r)來表述，其單位是“％”，其中，r是半徑，其遵從以下等式，A (r) = A (r0) (I- [ | r_r01 / (r「r0) ] a)，其中，r。是A (r)為最大值的位置，A是A (r) %為零的位置，r處在范圍A彡r彡rf,其中A已如上定義，A是a分布的起點，rf是a分布的終點，a是為實數(shù)的指數(shù)。模場直徑(MFD)是用Peterman II 方法測量的，其 cI=lJw=MFD, w2=(2 / f2rdr/ f [df/dr]2r dr),積分限是 0 至00?？稍谝?guī)定的測試條件下用感應(yīng)衰減來測量波導(dǎo)光纖的抗彎性，例如，通過圍繞規(guī)定直徑的芯棒展開或纏繞光纖，例如通過圍繞6mm、IOmm或20mm或類似直徑的芯棒纏繞一圈(例如“ I X IOmm直徑宏彎折損耗”或“ I X 20mm直徑宏彎折損耗”)并測量每圈的衰減增加。對于給定的模式的理論光纖截止波長、或“理論光纖截止”、或“理論截止”是如下波長在該波長以上，所引導(dǎo)的光無法在該模式中傳播。可在Jeunhomme的Single ModeFiber Optics (單模纖維光學(xué))第39_44頁(Marcel Dekker出版，紐約，1990)中找到數(shù)學(xué)定義，其中，理論光纖截止被描述成如下波長在該波長處，模傳播常數(shù)變成等于外包層中的平面波傳播常數(shù)。該理論波長適合于無限長、完全直的光纖，其沒有直徑變化。
光纖截止是通過標準2m光纖截止測試來測得(按F0TP-80 (EIA-TIA-455-80))，從而產(chǎn)生“光纖截止波長”，也稱為“2m光纖截止”或“測得截止”。實施F0TP-80標準測試以使用受控量的彎折來抽出高階模，或者使光纖的光譜響應(yīng)標準化至多模光纖。對于成纜截止波長、或本文所使用的“成纜截止”，表示EIA-445光纖測試程序中所描述的22m成纜截止測試，該EIA-445光纖測試程序是EIA-TIA光纖標準、即電子工業(yè)協(xié)會一電信工業(yè)協(xié)會光纖標準的一部分。除非這里另有注明，光學(xué)性質(zhì)(諸如色散、色散斜率等)報告為LPOl模式。本文所揭示的光纖能夠在1550nm處呈現(xiàn)大于約55 u m2、較佳地55至90 u m2之間、甚至更佳地65至85 ii m2之間的有效面積。在某些較佳實施例中，1550nm處的光學(xué)有效面積在約65至75 ii m2之間。圖I示出一個示例性光纖10，包括具有最大折射率A百分比A工的中心玻璃芯線區(qū)域I。第一抑制內(nèi)包層區(qū)域2包圍中心芯線區(qū)域1，第一內(nèi)包層區(qū)域2具有折射率A百分比A2。外包層區(qū)域3包圍第一內(nèi)包層區(qū)域2并包括A3。較佳實施例中，ApApA3t5圖I所示實施例中，區(qū)域1、2、3和4彼此緊鄰。但是，這并不是必須的，而可替代地采用附加的芯線區(qū)域或包層區(qū)域。例如，可采用包圍環(huán)形區(qū)域3并包括比環(huán)形區(qū)域3低的折射率A百分比A4的外包層區(qū)(未示出)。中心芯線區(qū)域I包括外半徑T1，外半徑T1定義為經(jīng)中心芯線區(qū)域I的折射率最大斜率畫出的切線與零A線相交的位置。芯線區(qū)域I較佳地呈現(xiàn)在約0.3至0.5之間、更較佳地在0. 32至0. 48之間的折射率A百分比A lt)在某些實施方式中，A :較佳地在0. 36至0. 46之間。芯半徑a較佳地在3至6微米之間，更佳地在約3. 5至5. 0微米之間。中心芯線區(qū)域I可包括單段階梯狀折射率分布線。中心芯線區(qū)域I較佳地包括約10-100之間的a，且在某些情況下，a可在15-40之間。在圖I中所示的實施例中，內(nèi)包層區(qū)域2圍繞中心芯線區(qū)域I并包括內(nèi)半徑A和外半徑如上所述地定義,而;T2定義為折射率分布曲線與零A線相交處。某些情況中，區(qū)域2中的折射率是基本上平的。其他情況中，可以有梯度折射率分布。此外，在其他情況中，可以由于小的分布設(shè)計或工藝變化而是波動的。某些實施例中，內(nèi)包層區(qū)域2包括二氧化硅，其基本未摻雜氟或氧化鍺，即，使得該區(qū)域基本上沒有氟或氧化鍺。內(nèi)包層區(qū)域2包括折射率A百分比A2，其使用如下公式計算
權(quán)利要求
1.一種光纖，包括 摻雜氧化鍺的中心芯線區(qū)域，具有外半徑A和折射率Λ 1； 包層區(qū)域，包括第一內(nèi)包層區(qū)域和第二外包層區(qū)域，所述第一內(nèi)包層區(qū)域包括外半徑r2>8微米和折射率A2，所述第二內(nèi)包層區(qū)域圍繞所述內(nèi)包層區(qū)域且包括折射率A3，其中，所述光纖具有小于或等于1260nm的22m光纜截止,且IVr2大于或等于O. 25。
2.如權(quán)利要求I所述的光纖，其特征在于，所述第一內(nèi)包層區(qū)域包含小于O.02重量％的氟。
3.如權(quán)利要求I所述的光纖，其特征在于，所述第一內(nèi)包層區(qū)域基本上不含氟和氧化鍺。
4.如權(quán)利要求I所述的光纖，其特征在于，對于從r2延伸到至少30微米半徑的長度，Δ 3〉Δ 2。
5.如權(quán)利要求I所述的光纖，其特征在于，T1Zr2大于O.3。
6.如權(quán)利要求I所述的光纖，其特征在于，所述外包層區(qū)域的分布體積V3在所述第一內(nèi)包層區(qū)域的外半徑與30 μ m的徑向距離之間計算得到，它等于
7.如權(quán)利要求I所述的光纖，其特征在于，當(dāng)在20mm半徑芯棒上纏繞時，所述光纖呈現(xiàn)小于O. 75dB/圈的彎折損耗，并呈現(xiàn)6. 6至7. 5之間的MAC數(shù)。
8.如權(quán)利要求I所述的光纖，其特征在于，所述第一內(nèi)包層區(qū)域的寬度r2-ri為3至13微米。
9.如權(quán)利要求7所述的光纖，其特征在于，當(dāng)在15mm半徑芯棒上纏繞時，所述光纖呈現(xiàn)小于IdB/圈的彎折損耗。
10.一種單模光纖，包括 中心芯線區(qū)域，具有外半徑A和折射率A1, 包層區(qū)域，所述包層區(qū)域包括氟摻雜的二氧化硅，所述包層包括第一內(nèi)包層區(qū)域和第二外包層區(qū)域，所述第一內(nèi)包層區(qū)域具有外半徑1"2和折射率A2，所述第二外包層區(qū)域具有折射率A3，其中ri/r2大于O. 25。
11.如權(quán)利要求10所述的光纖，其特征在于，所述芯線包含少于2重量％的氧化鍺。
12.如權(quán)利要求10所述的光纖，其特征在于，所述芯線基本上不含氧化鍺。
13.如權(quán)利要求10所述的光纖，其特征在于，所述光纖呈現(xiàn)小于或等于1260nm的22m光纜截止。
14.如權(quán)利要求10所述的光纖，其特征在于，所述外包層區(qū)域的分布體積V3在所述第一內(nèi)包層區(qū)域的外半徑與30 μπι的徑向距離之間計算得到，它等于
15.如權(quán)利要求10所述的光纖，其特征在于，當(dāng)在20mm半徑芯棒上纏繞時，所述光纖呈現(xiàn)小于O. 75dB/圈的彎折損耗，并呈現(xiàn)6. 6至7. 5之間的MAC數(shù)。
16.如權(quán)利要求10所述的光纖，其特征在于，所述第一內(nèi)包層區(qū)域的寬度r2-ri為3至13微米。
17.如權(quán)利要求15所述的光纖，其特征在于，當(dāng)在15mm半徑芯棒上纏繞時，所述光纖呈現(xiàn)小于IdB/圈的彎折損耗。
全文摘要
具有低宏觀彎折損耗和低微觀彎折損耗的光纖。該光纖具有第一內(nèi)包層區(qū)域和第二外包層區(qū)域，第一內(nèi)包層區(qū)域具有外半徑r2>8微米和折射率Δ2，第二外包層區(qū)域圍繞內(nèi)包層區(qū)域且具有折射率Δ3，其中Δ1>Δ3>Δ2。Δ3與Δ2之間的差大于0.01。光纖具有小于或等于1260nm的22m光纜截止，且r1/r2大于或等于0.25。
文檔編號G02B6/036GK102782541SQ201180010934
公開日2012年11月14日 申請日期2011年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月26日
發(fā)明者D·C·布克賓德, M-J·李, P·坦登 申請人:康寧股份有限公司