多模光纖及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多模光纖及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]多模光纖易于進(jìn)行光纖之間的熔接并且易于連接到設(shè)備中，因此通常用在像LAN(局域網(wǎng))等短距離信息傳輸?shù)膽?yīng)用中。具體而言，多模光纖經(jīng)常用在長度相當(dāng)短的光纖中(例如，用在長度不超過500m的光纜中)并且通常以兩端連接有連接器的方式來使用。
[0003]通常，按下述方式獲得前述連接器:從光纖末端除去涂層，以露出玻璃部分(多模光纖的一部分)，將表面上具有粘合劑的玻璃部分插入到插芯部件中，拋光插芯端面，然后將殼體部件連接到光纜(包括端面已被拋光的插芯)的末端部分，從而完成連接器。還存在這樣的情況:將原位熔接型光連接器(熔接式現(xiàn)場組裝連接器(Custom Fit Splice-OnConnector):包括具有在連接光纖固定的狀態(tài)下預(yù)先拋光的端面的插芯)連接到光纜中的多模光纖的端部。
[0004]前述熔接式現(xiàn)場組裝連接器是將使用通用熔接機(jī)進(jìn)行裝配的光連接器。S卩，熔接點(diǎn)處的光纖(其形成光纜的一部分)永久熔接到在粘合地固定到光纖連接器插芯的狀態(tài)下事先已在工廠中進(jìn)行了拋光的連接光纖(其具有與插芯端面齊平的端面)上，從而實(shí)現(xiàn)低損耗和低反射。
[0005]圖1A和圖1B是熔接式現(xiàn)場組裝連接器10的裝配工序圖及其縱截面圖，熔接式現(xiàn)場組裝連接器10能夠連接到具有各種結(jié)構(gòu)中的任意一種結(jié)構(gòu)的光纖的端部上。
[0006]如圖1A和圖1B，端面經(jīng)預(yù)先拋光而與插芯端面齊平的連接光纖250粘合地固定在端面經(jīng)預(yù)先拋光的光纖連接器插芯240上。預(yù)先將光纜側(cè)帽體230、套管部件220和保護(hù)樹脂管210連接到包括多模光纖110 (已從多模光纖110除去了樹脂涂層，以使與多模光纖110的一部分對應(yīng)的玻璃部分露出)的光纜100的末端部分上，并且在這種狀態(tài)下，將粘合地固定在光纖連接器240上的連接光纖250熔接到多模光纖110 (光纜100的露出的玻璃部分)。圖1A和圖1B中的用箭頭P表示的位置是熔接點(diǎn)。
[0007]在熔接點(diǎn)P處完成了連接光纖250與多模光纖110之間的熔接之后，用保護(hù)樹脂管210覆蓋該熔接點(diǎn)P，然后加熱保護(hù)樹脂管210，從而使保護(hù)樹脂管210與連接光纖250和多模光纖110這兩者緊密接觸。之后，從兩側(cè)將插芯側(cè)帽體260和光纜側(cè)帽體230連接到套管部件220上，從而得到熔接式現(xiàn)場組裝連接器10。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的發(fā)明人對常規(guī)多模光纖進(jìn)行了研究并且發(fā)現(xiàn)了下述問題。在本說明書中，沒有任何具體說明的簡單表達(dá)“光纖”指代“多模光纖”。
[0009]存在這樣的問題:在熔接式現(xiàn)場組裝連接器10與多模光纖110的連接中，決定于多模光纖110的切斷面的狀態(tài)，連接光纖250與多模光纖110之間的熔接的合格率顯著下降。
[0010]為了解決上述問題而完成了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的在于提供一種能夠獲得適于熔接到另一光纖上的平滑切斷面的多模光纖及其制造方法。
[0011]本發(fā)明涉及一種具有GI (漸變折射率)型折射率分布的GI型多模光纖，該多模光纖在結(jié)構(gòu)上顯著不同于用于長距離傳輸?shù)膯文９饫w。GI型多模光纖包括具有由高折射率芯部區(qū)域和低折射率包層區(qū)域構(gòu)成的通用結(jié)構(gòu)的多模光纖，并且還包括具有設(shè)置在芯部區(qū)域的外周面上的低折射率溝槽部的多模光纖(其稱為BI型多模光纖)。溝槽部具有比諸如包層區(qū)域等外周區(qū)域的折射率低的折射率，并且為多模光纖賦予抵抗因彎曲而造成的傳輸性能變化的能力。GI型多模光纖還包括具有包層的低折射率包層多模光纖，通過摻雜諸如氟等折射率降低劑而使該包層的折射率設(shè)置成比純石英玻璃的折射率低。在本說明書中，“多模光纖”的簡單表達(dá)指代GI型多模光纖，并且也指代BI型多模光纖和屬于GI型多模光纖的低折射率包層光纖。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的多模光纖至少包括:芯部，其沿著中心軸線延伸并且具有α次方折射率分布，其中，折射率從中心軸線沿徑向連續(xù)下降；以及包層，其設(shè)置在芯部的外周面上。根據(jù)本實(shí)施例的多模光纖還包括BI型多模光纖，BI型多模光纖包括位于芯部與包層之間且折射率比包層的折射率低的溝槽部。
[0013]特別是，在根據(jù)本實(shí)施例的多模光纖中，芯部中的殘余應(yīng)力分布被控制成特定的形狀以便獲得適用于光纖之間的熔接的平滑切斷面。S卩，在與中心軸線垂直的橫截面中，芯部中的從中心軸線沿徑向的殘余應(yīng)力分布具有這樣的形狀:在與中心軸線相交的位置處殘余應(yīng)力最大。
[0014]在優(yōu)選模式中，包層中的殘余應(yīng)力與芯部中的最大殘余應(yīng)力之差優(yōu)選地不超過0.2GPa，并且芯部的外周區(qū)域中的殘余應(yīng)力優(yōu)選地小于芯部的中心區(qū)域中的殘余應(yīng)力。
[0015]整個包層或包層的一部分的折射率可以比純石英玻璃的折射率低。在這種情況下，優(yōu)選地，包層與芯部的外周面直接接觸并且包層的折射率設(shè)置成從中心軸線沿徑向大致均一。該構(gòu)造能夠?qū)崿F(xiàn)低折射率包層光纖。
[0016]芯部相對于純石英玻璃的折射率的最大相對折射率差優(yōu)選地不小于0.9%。當(dāng)多模光纖是具有溝槽部的BI型多模光纖時，外周玻璃區(qū)域由溝槽部和包層構(gòu)成。
[0017]在由芯部和折射率比純石英玻璃的折射率低的包層構(gòu)成的低折射率包層光纖的情況下，優(yōu)選地，芯部相對于純石英玻璃的折射率的最大相對折射率差不小于0.9 %，并且包層相對于純石英玻璃的折射率的最小相對折射率差低于-0.30%。
[0018]一種具有上述結(jié)構(gòu)的多模光纖的制造方法(一種用于制造根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的多模光纖的方法)包括:準(zhǔn)備用于獲得GI型多模光纖的光纖預(yù)制件；以及在張力不超過40g且加熱的條件下拉伸光纖預(yù)制件的一端。利用這個光纖拉伸步驟獲得具有上述結(jié)構(gòu)的多模光纖。所準(zhǔn)備的光纖預(yù)制件包括:將要在拉伸之后變?yōu)樾静康膬?nèi)側(cè)玻璃區(qū)域；以及將要在拉伸之后變?yōu)榘鼘拥耐鈧?cè)玻璃區(qū)域。在用于BI型多模光纖的光纖預(yù)制件的情況下，在內(nèi)側(cè)玻璃區(qū)域與外側(cè)玻璃區(qū)域之間設(shè)置有將要在拉伸之后變?yōu)闇喜鄄康闹虚g玻璃區(qū)域。
[0019]在所準(zhǔn)備的光纖預(yù)制件中，內(nèi)側(cè)玻璃區(qū)域沿著中心軸線并且具有α次方折射率分布，其中，折射率從中心軸線沿徑向連續(xù)下降。另一方面，外側(cè)玻璃區(qū)域設(shè)置在內(nèi)側(cè)玻璃區(qū)域的外側(cè)。
[0020]此外，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造方法中，在張力不超過30g且加熱的條件下可以拉伸所準(zhǔn)備的光纖預(yù)制件的一端。
[0021]外側(cè)玻璃區(qū)域可以具有折射率比純石英玻璃的折射率低的部分。在這種情況下，優(yōu)選地，外側(cè)玻璃區(qū)域與內(nèi)側(cè)玻璃區(qū)域的外周面直接接觸并且外側(cè)玻璃區(qū)域的折射率設(shè)置成從中心軸線沿徑向大致均一。
[0022]在這種情況下，內(nèi)側(cè)玻璃區(qū)域相對于純石英玻璃的折射率的最大相對折射率差不小于0.9%，并且圍繞內(nèi)側(cè)玻璃區(qū)域且包括外側(cè)玻璃區(qū)域的外周玻璃區(qū)域相對于純石英玻璃的折射率的最小相對折射率差低于-0.3%。在根據(jù)本實(shí)施例的多模光纖是具有溝槽部的BI型多模光纖的情況下，光纖預(yù)制件中的外周玻璃區(qū)