专利名称：具有受控模场直径扩大匹配的光纤熔接的制作方法
相关申请本案涉及并要求申请于2001年5月30日，题为“Optical Fiber IncludingA Fluorine-Containing Zone”的共同待批共同拥有的美国临时申请No.60/294740，和申请于2001年8月21日，题为“Optical Waveguide ArticleIncluding A Fluorine-Containing Zone”的共同待批共同拥有的美国临时申请No.09/934388的优先权，上述两申请均通过引用而结合在本文中。本案也涉及并要求申请于2001年5月30日，题为“Method of Manufacture of anOptical Waveguide Article Including A Fluorine-Containing Zone”的共同待批共同拥有的美国临时申请No.60/294741，和申请于2001年8月21日，题为“Method of Manufacture of an Optical Waveguide Article IncludingA Fluorine-Containing Zone”的共同待批共同拥有的美国临时申请No.09/934361的优先权，上述两申请也均通过引用而结合在本文中。
背景技术：
本发明涉及光纤熔接。更具体地说，本发明涉及至少一个光纤具有受控的模场直径(MFD)扩大率以匹配另一个熔接光纤的MFD的光纤熔接。
熔接是采用电弧将两个光纤的端头焊接在一起。其目的是匹配两个光纤以达到最低可能的信号损耗。极端高温(～2000℃)被用于熔接光纤的二氧化硅玻璃端头，然后该端头被放在一起并允许其熔接和冷却。单模光纤要求光纤芯的精确对准。为了最大程度地减小光学损耗，理想的是两个光纤的MFD匹配。采用复杂的计算机控制设备对准光纤并监视光学匹配。
掺铒光纤(EDF)特别对熔接提出挑战，因为为了最大的效率，它要求一个小的光纤芯和高数值孔径，从而降低MFD。这个问题由于掺杂离子在EDF中和其将要被熔接到的光纤中的不同扩散率而变得更复杂，诸如在掺铒光纤放大器(EDFA)泵激合并器中所发现的问题。
应用到EDF熔接上的先有方法包括有意识地凭借折射率提升离子扩散出光纤芯而扩大低MFD光纤的MFD，以和第二光纤的MFD匹配。折射率提升离子扩散有两重效果，降低光纤芯的折射率，同时增加光纤芯的有效尺寸。
但是，虽然扩大MFD是理想的，但其发生率经常证明对其控制的困难。降低折射率同时增加芯尺寸的两重效果令使MFD扩大过程在适当的时间停止极端困难。例如，当放大器制造商在利用EDF时会有对于熔接时间上的问题，对MFD扩大适当的时间却对给予适当的机械强度来说太短。而且，短熔接时间使控制熔接器的间隙变得困难，导致重复性的问题。
当熔接器中由于二氧化硅在电极上的堆积发生的变化(熔接电流，电弧位置，电弧稳定性)有更大的效应时，该匹配问题变得更加复杂，因为只有更少的时间可用来化解不稳定性。
很多先前的努力都集中在试图使光纤芯增大(因此MFD也扩大)而不是减小它。一个实例提出一种设计，为了降低光纤芯相对于包覆层的折射率差，从而提高MFD扩大率，该设计采用将氟扩散进光纤芯的办法。另一个相关的实例叙述了一种有意识地扩散折射率提升光纤芯掺杂剂以提高MFD以优化熔接损耗的方法。
这样就始终存在对进行有规律的MFD匹配熔接以及达到这般熔接的可重复方法的需要。
发明内容
本发明致力于的光纤熔接包括一个在光纤芯和包覆层之间有一个氟圈的光纤。虽然允许MFD扩大，本发明的熔接通过放慢MFD扩大而提供对全过程更高控制的益处。而且，因为MFD扩大率的结果曲线可以预言并且可以通过包含在光纤内的氟的化学合成物受到控制，本发明就使使用者能将理想的熔接时间和理想的MFD扩大率相匹配。
根据本发明的熔接包括一个具有第一MFD和第一MFD扩大率的第一光纤。该熔接进一步包括一个具有第二MFD和第二MFD扩大率的第二光纤，其中第二MFD低于第一MFD。第一光纤在光纤芯中可以有一个比第二光纤更低的折射率提升掺杂剂浓度，或第一光纤在光纤芯中可以有一个比第二光纤更低的折射率提升掺杂剂扩散率。第二光纤的第二MFD扩大率的变化可以由圈中氟的数量控制。
第二光纤包括一个光纤芯，一个径向包围光纤芯的包覆层和一个在光纤芯和包覆层之间的高浓度的氟圈。高浓度这样定义，在圈中的氟浓度要大于在芯中或包覆层中的氟浓度。在一个具体的实施例中，圈中最大的氟浓度在0.5到6摩尔％之间。在熔接的操作中第一光纤的MFD扩大率小于第一光纤的MFD扩大率。
第二光纤的芯可以掺铒，掺铝和/或掺镧。第二光纤也可以进一步包括至少一个扩散阻挡层。
同样，第一光纤也可以包括一个光纤芯，一个包覆层和一个在光纤芯和包覆层中间的高浓度的氟圈，其中，第一光纤的MFD扩大率的变化由氟的数量和折射率提升掺杂剂的数量控制。
各种器件都可以从根据本发明的熔接中得到好处。包括熔接的宽带放大器很引人注目，其中第一和第二光纤提供对不同波长的放大。相似地，也有包括熔接的宽带放大器，其中只有第二光纤提供放大。第一光纤可以是一个泵激激光器合并器或一个泵激激光器尾纤。这些器件可以是通讯系统的一部分。
根据本发明的熔接第一和第二光纤的方法包括在加热和提供具有第二MFD和第二MFD扩大率的第二光纤时提供具有第一MFD和第一MFD扩大率的第一光纤的步骤。第二MFD小于第一MFD，第二MFD扩大率大于第一MFD扩大率。第二光纤包括一个光纤芯，一个径向包围光纤芯的包覆层和一个在光纤芯和包覆层中间的高浓度的氟圈。圈中的平均氟浓度高于芯中心或包覆层外边缘的氟浓度。和没有氟圈的相似光纤相比，氟圈减小了第二光纤的MFD扩大率。
然后两个光纤通过向每个光纤的端面施加热量而熔接并使它们紧密接触和光学对准，同时匹配第一和第二光纤的MFD。在熔接步骤中第一和第二光纤两者的MFD可以受到监视，其中施加热量的步骤受到控制以达到MFD匹配。或者，在第一和第二光纤的MFD扩大率已知的地方，热量可以施加一个预先确定的时间和在一个预先确定的温度下施加，该预先确定的值被认知为第一和第二MFD扩大曲线的交点。
附图简述
图1是根据本发明的熔接方法的图解。
图2描绘根据本发明的具有一个匹配包覆抑制圈(MCDR)结构的光纤的第一实施例的折射率剖面轮廓和相应的剖面示意图。
图3描绘根据本发明的具有一个匹配包覆匹配圈(MCMR)结构的光纤的第二实施例的折射率剖面轮廓和相应的剖面示意图。
图4描绘根据本发明的具有一个抑制包覆降低圈(DCLR)结构的光纤的第三实施例的折射率剖面轮廓和相应的剖面示意图。
图5描绘根据本发明的具有一个抑制包覆抑制圈(DCDR)结构的光纤的第四实施例的折射率剖面轮廓和相应的剖面示意图。
图6描绘根据本发明的具有一个匹配包覆提升圈(MCRR)结构的光纤的第五实施例的折射率剖面轮廓和相应的剖面示意图。
图7描绘根据本发明的具有一个抑制包覆提升圈(DCRR)结构的光纤的第六实施例的折射率剖面轮廓和相应的剖面示意图。
图8描绘根据本发明的具有一个阻挡层结构的光纤的第七实施例的剖面示意图。
图9描绘根据本发明的具有一个双阻挡层结构的光纤的第八实施例的剖面示意图。
图10是三个不同光纤的MFD％变化相对融化时间的曲线图。
图11是光纤MFD相对融化时间的曲线图。
发明详述图1描绘了根据本发明的用一台熔接器50熔接第一光纤10和第二光纤20的方法。该方法包括的步骤为，提供具有第一MFD和第一MFD扩大率的第一光纤10和提供具有第二MFD和第二MFD扩大率的第二光纤20，其中第二MFD小于第一MFD，第二MFD扩大率大于第一MFD扩大率。在一个示范的实施例中，第一光纤10比第二光纤20在光纤芯中有较小的折射率提升掺杂剂浓度。在一个替代的实施例中，第一光纤10比第二光纤20在光纤芯中有较小的折射率提升掺杂剂扩散率。
光纤l0和20的端部12和22分别对准和置于两个电极30之间。电压保持在两个电极之间，在电极之间产生电弧32。
电弧32向光纤端部12和22施加强热并将它们熔接。然后端部12和22紧密接触并光学对准，同时匹配第一和第二光纤的MFD。
在一个示范的实施例中，第一光纤10是常规的尾纤光纤，如美国Corning公司的SMF-28。第二光纤包括一个光纤芯，一个径向包围光纤芯的包覆层和一个在光纤芯和包覆层中间的高浓度的氟圈。圈中的平均氟浓度高于芯中心或包覆层外边缘的氟浓度。和没有氟圈的相似光纤相比，氟圈减小了第二光纤的MFD扩大率。
在另一个实施例中，第一和第二光纤10和20分别都包括一个光纤芯，一个包覆层和一个氟圈，也就是，高氟浓度的区域骑跨在芯和包覆层之间的边界上。
第一和第二光纤的MFD在熔接步骤中可以受到监视，暴露的时间和/或温度可以受到控制以达到MFD匹配。或者，在第一和第二光纤的MFD扩大率已知的地方，施加热的步骤可以包括施加经预先计算好的暴露时间和/或温度以使MFD扩大相对时间曲线相交。
图2-9描绘了第二光纤的多个示范构成。图2显示了根据本发明的光纤100的第一实施例的折射率剖面轮廓和剖面示意图。图3-9分别相似地显示了根据本发明的光纤的第一，第二，第三，第四，第五和第六实施例的折射率剖面轮廓和剖面示意图。相似的元件用有相同最后两位数字的参考数字识别。图2-7的折射率剖面轮廓图的坐标轴是距中心的距离(r)对折射率(n)。坐标轴是无单位的，n轴也没有必要一定要和r轴在原点相交，因为图的目的是显示剖面轮廓的形状和折射率关系而不是针对特殊的光学项目的细节。请注意，图仅用作说明的目的，没有必要显示比例。本技术领域的熟练人士将很容易理解本发明包含的各种其他结构。
图2包括根据本发明的具有匹配包覆抑制圈(MCDR)结构的光纤100的第一实施例的折射率剖面轮廓图102和相应的剖面示意图。光纤100包括一个半径为r1的光纤芯110，一个围绕光纤芯并与其同心的半径为r2的含氟圈120，一个或多个与圈120相邻和光纤芯同心的半径为r3的包覆层130和一个围绕包覆层130的衬底管140。包覆层130是一层高纯度的和芯110同心的玻璃。包覆层130的剖面可以是圆，椭圆，正方，矩形或其他形状。例如，在一个用于制造光纤的缓和化学气相淀积(MCVD)光学预制件中，衬底管是一个高二氧化硅管，在形成内层，管缩和拉制光纤前是中空的。光纤芯110，圈120和包覆层130的基础成分通常也是二氧化硅，为了需要的光学和机械性能而掺以不同的化学物。在其他的实施例中，包覆层130可以包括多于一个的包覆层。
虽然图2-9示意性地显示了光纤的剖面的折射率剖面轮廓，必须理解的是，通常在拉制光纤时氟圈扩散进光纤芯和/或包覆层，产生一个高氟浓度的“圈”，而不是界线分明的环。在当前的和以后的实施例中，必须理解的是，当氟已经扩散时，氟浓度圈的一个给出的部分相关于光学性能在功能上将是包覆层或光纤芯的一部分。在圈120中氟的浓度大于最内层的包覆层130和芯110的氟浓度。任选地，圈120也有相似于包覆层130的折射率。在本发明中，圈120允许氟从周围玻璃到芯的净扩散，不允许从芯到周围玻璃的氟扩散。
圈120还“光学狭窄”。术语光学狭窄是这样定义的，氟圈的级差宽度(氟圈的外半径减去内半径)约小于1/4的芯直径，以及氟圈的存在不对最后光纤的波导性能产生明显的不利影响。本发明的意图是做到使本发明的光学性能和没有氟圈的被称为标准的相似结构基本完全一致。具有相似结构的定义是，光纤芯的△的差(△为光纤芯的折射率减去二氧化硅的折射率)小于5％；包覆层的△的差小于5％，芯直径的在2％以内，包覆层直径(在氟圈的情况下要减去氟圈的级差宽度)的在2％以内。
这样定义不利的影响，使和没有氟圈的相似结构的标准光纤相比，本发明的光纤不能同时满足下列规定基础模式能在运转波长上传播，模场直径为4.5到6微米，在运转波长上的背景损耗＜15dB/km，以及对于放大光纤，(第二模式)的截止波长小于放大器泵激波长(例如对于铒，该值为850-950nm或＜1480nm，取决于放大器所用的泵激波长)。
根据本发明的光纤可很容易熔接，并且可以对理想的模式截止，可接受的发散度和模场直径以及低偏振模式发散度做好准备。本发明的方法和光纤也提供了玻璃邻接光纤芯的低粘度，并比无氟圈的抑制阱掺铒光纤有更低的背景衰减。本发明也提供形成径向氟分布的方法。因为氟离子的扩散率要比稀土离子大得多，本发明也允许实施例有从匀质氧氟熔接不能形成的稀土离子在氧氟玻璃中的非平衡分布(即可以被氟化的富稀土区域)。这可以导致稀土离子在玻璃中位置的更宽的变化，在放大器光纤中贡献更宽广的增益频谱。更宽广的增益频谱大大有利于密度波长分路多路复用(DWDM)光学放大器。
参考图2，圈120包括邻近芯110的高氟含量的玻璃。圈120中的氟浓度大于芯110或包覆层130中的氟浓度。浓度可用波长发散的X线分析(WDX)或二次离子质量分光光度以摩尔百分比测量。圈120通常也比芯110或包覆层130更狭窄，并设计成不干扰芯110或包覆层130的光学功能。
在图2的光纤的一个实施例中，光纤100是从带有一个包围芯(r1)的薄折射率抑制(d1)高氟含量圈(r2)的具有折射率匹配包覆层结构(r3)的预制件拉制的单模光纤。d1是圈120和包覆层130之间的折射率剖面轮廓差。折射率剖面轮廓102是初期预制件的理想化的剖面折射率剖面轮廓。通常的打算是氟圈(区域)基本不影响光纤的波导功能。例如，基础模式截止还允许在1500-1650nm区域中的单模运转，光纤的发散剖面相对于没有氟圈区域的控制光纤没有明显变化。
高氟浓度的圈120和包覆层130相比有不同的化学成分。但圈区域120将仍和传输的光发生作用，并将光学性地用作包覆层130的一部分，尤其是在氟扩散已经发生以后的最后光纤中。
在图2显示的实施例的一个特殊形式中，光纤有这样的性能(1)NA＞0.2，最好＞0.25，(2)模场直径＜6微米，最好＜5.5微米，(3)在1200nm测量的背景衰减＜20dB/km，最好＜15dB/km，＜10dB/km更好，(4)基础模式截止大于1800nm，(5)第二模式截止＜1480nm，最好＜980nm。这些相同的光纤规格也可以用在图3-9的结构的实施例中。
图3是根据本发明的具有匹配包覆匹配圈(MCMR)结构的光纤200的第二实施例的折射率剖面轮廓图202和相应的剖面示意图。在示范的实施例中，光纤200是一个单模光纤并具有带有一个包围芯210(r1)的薄折射率匹配高氟含量圈220(r2)的折射率匹配包覆层230(r3)。折射率剖面轮廓202是初期预制件的理想化的剖面折射率剖面轮廓。
图4是根据本发明的具有抑制包覆降低圈(DCLR)结构的光纤300的第三实施例的初期预制件的理想化的剖面的折射率剖面轮廓图302和相应的剖面示意图。在示范实施例中，光纤300是单模光纤并具有带有一个包围芯310(r1)的薄进一步折射率抑制(d2)高氟含量圈320(r2)的折射率抑制(d1)内包覆层330(r3)和外包覆层350结构。d1是“阱深度”，即内包覆层相对外包覆层的经抑制的折射率的折射率差。d2是圈相对外包覆层的折射率的折射率差。
图5是根据本发明的具有抑制包覆抑制圈(DCDR)结构的光纤400的第四实施例的初期预制件的理想化的剖面的折射率剖面轮廓图402和相应的剖面示意图。在示范实施例中，光纤400是单模光纤并具有带有一个包围芯410(r1)的薄折射率抑制(d2)(d2未显示)高氟含量圈420(r2)的折射率抑制内包覆层430(r3)和折射率匹配外包覆层450(r4)结构。
图6是根据本发明的具有匹配包覆提升圈(MCRR)结构的光纤500的第五实施例的初期预制件的理想化的剖面的折射率剖面轮廓图502和相应的剖面示意图。在本实施例中，光纤500是单模光纤并具有带有一个大致在芯510/包覆层530界面(r1)上的薄折射率提升高氟含量圈520(r2)的折射率匹配包覆层530(r3)结构。芯/包覆层界面被定义为被测量的折射率等于等值台阶折射率(ESI)芯和ESI包覆层的值的平均值之处的径向位置。
图7是根据本发明的具有抑制包覆提升圈(DCRR)结构的光纤600的第六实施例的初期预制件的理想化的剖面的折射率剖面轮廓图602和相应的剖面示意图。示范光纤600是单模光纤并具有带有一个大致在芯/包覆层界面610(r1)上的薄折射率提升(d2)高氟含量圈620(r2)的折射率抑制内包覆层630(r3)和折射率匹配外包覆层650(r4)结构。
在图8显示的光纤700的还有一个实施例中，一个诸如高二氧化硅圈的扩散阻挡层760被置于距芯710的距离大于紧邻的氟圈720的位置上。扩散阻挡层760通常是高二氧化硅或其他材料，和在包覆层中氟的扩散率相比该层降低了氟的扩散率。其目的是减少氟向包覆层730的扩散，从而使圈720中更多的氟最后扩散到芯710中去。扩散阻挡层760基本不影响光纤的波导性能。
和将阻挡层结合进光纤用于阻挡损耗提升杂质扩散进靠近光纤芯的区域的参考物相反，本发明用阻挡层阻挡氟扩散出靠近光纤芯的区域，以增加芯中氟的数量。扩散阻挡层760减小了氟离开光纤芯的扩散而最终使更多的氟扩散进光纤芯。
本发明对阻挡层的使用和氟圈的概念考虑到具有氟扩散区域的新颖实施例的工艺。在图9所示的替代实施例800中，第一阻挡层860可以置于芯区域810中或靠近芯区域810，示范性地靠近高氟浓度圈820的边界。第一阻挡层860降低了氟扩散进光纤芯810内部的扩散率。第二阻挡层862可以置于包覆层区域830中或靠近包覆层区域830以降低氟越过包覆层的外部扩散或扩散到包覆层之间的扩散率。
本发明的氟圈掺铒光纤在熔接过程中提供了对模场直径扩大的加强的控制。在一个示范实施例中，当光纤被熔接时，优化模场直径和相对大的模场直径光纤匹配所需要的时间大致为两倍长于优化没有包围光纤芯的含氟圈的可比较的掺铒光纤结构的熔接所需要的时间。这个特征所给予的优点是，没有含氟圈的光纤的熔接特性太快，也就是，熔接时间太短，以至其结果的熔接质量从机械整体性和重复性方面看都欠佳。在被熔接到在掺铒光纤放大器中常见的尾纤光纤时本发明下的熔接显示了更低的但更一致的光学损耗。
掺铒光纤放大器(EDFA)专家理解熔接损耗的意义。熔接损耗对噪声形态，增益倾向和EDFA的其他性能都有不利影响，因为它影响了泵激和信号。当前的熔接技术提供了精确的光纤芯对准，该对准是熔接损耗MFD失配的主要因素(假设达到平坦的，垂直端的劈裂并且避免了端面的污染)。
由于模式场失配引起的熔接损耗Г可以用下式近似
式中ω1和ω2是两个被熔接光纤的模式场半径。
本发明比用传统的掺稀土光纤的熔接给出了更低损耗和更高稳定性的优点。基于对在和本发明完全相同但没有氟圈的光纤上进行的熔接的研究，包围光纤芯的氟的存在有放慢MFD扩大的效果。不希望被理论束缚，可以相信，这是通过抵消折射率提升掺杂剂扩散出光纤芯来完成的。可以相信，当这些离子遭遇到氟时，它们的折射率提升效应就被氟的折射率下降效应抵消，使光纤芯的波导尺度被保持得更加恒定。这将减少MFD扩大的速率(见下面的实例)。而且，熔接损耗的结果显示本发明的光纤给出了更低的熔接损耗和更高的重复性(见下面表2)。
实例图10是在除了没有氟圈以外和本发明的光纤完全一样的光纤和两个用氟圈生产的光纤上进行熔接期间说明MFD特性的曲线图。图10中，MFD被显示为熔接时间的函数(适配的二次多项式)，显示了本发明的光纤的MFD扩大的减小。
上述表1是图10的曲线适配数据的概要，清楚地显示了本发明的光纤MFD扩大率的减小。
图11是在熔接中MFD变化的曲线图，显示了MFD匹配的点(通过解方程1求得表2所示的被测损耗值而建立)。
因为已知熔接时间通过扩散直接影响MFD扩大，用于优化对大MFD光纤(SMF-28)熔接的熔接时间差被显示为和氟圈的结合有关。表2显示了根据本发明的氟圈光纤和没有氟圈的可对比光纤的支持数据。
所有其他参数保持恒定，仅熔接时间2需调节以优化熔接损耗。
表2是比较无氟EDF和为补偿芯杂质扩散而带氟的EDF的熔接结果的概要。对于无氟圈的光纤，光纤的开始MFD为5.17微米，对于带氟圈的光纤为5.15微米(所有数据在1550nm上取得)。
在本技术领域熟练的人士能理解的是，本发明可以用到各种要求MFD匹配的应用领域。虽然本发明结合示范的优选实施例进行了叙述，但本发明还可以以其他各种不背离本发明精神的具体形式实施。因此，应该理解，本文叙述和说明的实施例仅是示范性的，不应被认为是对本发明范围的限制。根据本发明的精神和范围还可以作出其他各种变化和修改。
权利要求
1.一种熔接包括a)一个具有一个第一MFD和一个第一MFD热扩大率的第一光纤；b)一个具有一个第二MFD和一个第二MFD热扩大率的第二光纤，其中第二MFD小于第一MFD；c)第二光纤包括i)一个光纤芯，ii)一个径向包围光纤芯的包覆层，和iii)一个越过光纤芯和包覆层的边界，具有一个高氟浓度的圈；d)其中在熔接期间第一光纤的第一MFD热扩大率小于第二光纤的第二MFD热扩大率。
2.如权利要求1所述的熔接，其特征在于，其中第二光纤的光纤芯掺铒。
3.如权利要求1所述的熔接，其特征在于，其中在圈中的最大氟浓度在0.5到6摩尔％之间。
4.如权利要求1所述的熔接，其特征在于，其中第二光纤进一步包括至少一个扩散阻挡层。
5.如权利要求1所述的熔接，其特征在于，其中光纤芯掺铝。
6.如权利要求1所述的熔接，其特征在于，其中光纤芯掺铝和镧。
7.如权利要求1所述的熔接，其特征在于，其中第一光纤在光纤芯中有一个比第二光纤更低的折射率提升掺杂剂浓度。
8.如权利要求1所述的熔接，其特征在于，其中第一光纤在光纤芯中有一个比第二光纤更低的折射率提升掺杂剂扩散率。
9.如权利要求1所述的熔接，其特征在于，其中第二光纤的第二MFD变化率由圈中氟的数量控制。
10.如权利要求1所述的熔接，其特征在于，其中第一光纤也包括一个光纤芯，一个包覆层和一个在光纤芯和包覆层中间的高氟浓度圈，其中第一光纤的MFD变化率由氟的数量和折射率提升掺杂剂的数量控制。
11.一种包括如权利要求1所述的熔接的宽带放大器，其特征在于，其中第一和第二光纤提供不同波长的放大。
12.一种包括如权利要求1所述的熔接的宽带放大器，其特征在于，其中只有第二光纤提供放大。
13.如权利要求12所述的宽带放大器，其特征在于，其中第一光纤是泵激激光合并器。
14.如权利要求12所述的宽带放大器，其特征在于，其中第一光纤是一个泵激激光器尾纤。
15.一种包括如权利要求11所述的宽带放大器的通讯系统。
16.一种包括如权利要求12所述的宽带放大器的通讯系统。
17.一种熔接一个第一光纤和一个第二光纤的方法，该方法包括步骤a)提供具有第一MFD和在加热时具有第一MFD热扩大率的第一光纤；b)提供具有第二MFD和第二MFD热扩大率的第二光纤，其中第二MFD小于第一MFD，第二MFD扩大率大于第一MFD扩大率；c)其中第二光纤包括i)光纤芯，ii)径向包围光纤芯的包覆层；iii)在光纤芯和包覆层的中间的高浓度氟圈，其中在圈中氟的平均浓度高于光纤芯的中心或包覆层的外边缘的浓度；iv)其中和没有氟圈的相似光纤比较时氟圈减少了第二光纤的MFD扩大率；d)通过向每个光纤的端面施加热量熔接第一和第二光纤并使它们紧密接触和光学对准，同时匹配第一和第二光纤的MFD。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，其中第一和第二光纤的MFD在熔接的步骤中受到监视，其中施加热量的步骤受到控制以达到MFD匹配。
19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，其中第一和第二光纤的MFD扩大率已知，并且施加热量的步骤包括在一个预先确定的时间中和温度下施加热量，这样导致MFD扩大曲线的相交。
全文摘要
一种熔接包括一个具有一个第一MFD和一个第一MFD热扩大率的第一光纤。该熔接进一步包括一个具有一个第二MFD和一个第二MFD热扩大率的第二光纤(100)，其中第二MFD小于第一MFD。第二光纤包括一个光纤芯(110)，一个径向包围光纤芯的包覆层(130)和一个在光纤芯和包覆层之间的高浓度的氟圈(120)。在熔接操作期间，第一光纤的MFD扩大率小于第二光纤的MFD扩大率。
文档编号C03C25/10GK1526080SQ02811133
公开日2004年9月1日 申请日期2002年5月29日 优先权日2001年5月30日
发明者C·R·西科拉, J·R·昂斯托特, M·T·安德森, C·R·沙德特, L·J·唐纳尔兹, A·O·P·沙瑞利, C R 西科拉, P 沙瑞利, 唐纳尔兹, 安德森, 昂斯托特, 沙德特 申请人:3M创新有限公司