专利名称：聚合物包层光纤的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有双层芯阶跃折射率分布的聚合物包层光纤(以下称为
PCF)在光学特性的温度依赖性方面的改进。PCF主要用于短距离通信 例如室内布线、办公室局域网(LAN)、设备内部布线、车载通信等等。
背景技术：
在由石英玻璃芯和提供在该石英玻璃芯周围的聚合物包层所形成的 PCF中，特别地，具有阶跃折射率型(下面称为SI型)的折射率分布的 PCF的优点在于，因为无需对其添加例如锗的掺杂物，所以它们可以低 成本制造。此外，因为它们具有大口径和高数值孔径(NA)，所以它们还 具有以下特征与光源的耦合效率高。
传统上，为了改进SI型多模光纤的特性，例如传输频带和弯曲损耗， 在专利文献l中公开了一种技术，其中将芯形成为两层或更多层。此夕卜， 在专利文献2和专利文献3中公开了将芯形成为梯度折射率(GI)型的 折射率分布。
特别地，为了改进PCF的聚合物包层材料的折射率的温度特性，在 专利文献3中还公开了双芯结构，其中，掺氟玻璃包层被提供在玻璃芯上， 然后在其外周上形成聚合物包层。
特开2005-321686号>^才艮8ln1n2常温n3 低温 南温△ 1W常温A 2W 低温 南温X常温Y 低温 高温在X时 Y的规定 范围常温频带 隐M 低温 高温
实施例-40 05880M531.441,4250鹏1.91.160.25-0.91824.3
1.441.4360.28S0,3130.4
t.441.4290.8530-0
实施例 5K103150，，457"31-4250.130.29a-0.97812.0
1.431.422O.加13.，
1.431.405L73K0.94U6
(实施例4 )
使用聚合物包层材料J，假定-40 ~ 0°C的工作温度范围来进行评估。 根据表2可见，因为芯截面面积比值X和相对折射率差比值Y处在适当 的范围内(因为常温在假定的温度范围之外，所以频带较窄)，所以频带 的依赖于温度的变化小。此外，获得了在低温环境中具有强弯曲损耗的优 质光纤。而且，还将频带保持为等于或大于在常温时具有27.5MHzkm的
9频带的单层芯结构光纤(在常温时具有包层折射率1.44)的频带。 (实施例5)
使用聚合物包层材料K，假定60~100。C的工作温度范围来进^Sf 估。根据表2可见，因为芯截面面积比值X和相对折射率差比值Y处在 适当的范围内(因为常温在假定的温度范围之外，所以频带较窄)，所以 频带的依赖于温度的变化小。此夕卜，获得了在低温环境中具有强弯曲损耗 的优质光纤。而且，还将频带保持为等于或大于在常温时具有13.1MHz km的频带的单层芯结构光纤(在常温时具有包层折射率1.43)的频带。
(比较例1)
使用聚合物包层材料D作为用于与实施例1进行比较的比较例，假 定-40~ +85°C的工作温度范围来进行评估。为了进行比较，使用具有 内芯和聚合物包层的单层芯结构光纤。根据表1可见，因为结构是单层芯 结构，所以频带存在较大的依赖于温度的变化，尤其在高温时频带显著下 降。此外，获得了在低温环境中具有弱弯曲损耗的光纤。
(比较例2 )
使用聚合物包层材料E作为用于与实施例2进行比较的比较例，假 定-10 +60。C的工作温度范围来进行评估。为了进行比较，使用具有 内芯和聚合物包层的单层芯结构光纤。根据表1可见，因为结构是单层芯 结构，所以频带存在较大的依赖于温度的变化，尤其在高温时频带显著下 降。此外，获得了在低温环境中具有弱弯曲损耗的光纤。
(比较例3 )
使用聚合物包层材料F作为用于与实施例3进行比较的比较例，假定 0~ +50。<:的工作温度范围来进行评估。为了进行比较，使用具有内芯和 聚合物包层的单层芯结构光纤。根据表1可见，因为结构是单层芯结构， 所以频带存在较大的依赖于温度的变化，尤其在高温时频带显著下降。此 外，获得了在低温环境中具有弱弯曲损耗的光纤。
(比较例4)
使用聚合物包层材料G，假定-40~ +85。C的工作温度范围来进行 评估。根据表l可见，因为芯截面面积比值X和相对折射率差比值Y不 在适当的范围内，所以在低温和高温时与在常温时的单层芯光纤(示于括 号内)相比，频带较窄。然而，因为结构是双层芯结构，所以获得了在低温环境中具有强弯曲损耗的光纤。
(比较例5 )
使用聚合物包层材料H，假定-10~ +60°C的工作温度范围来进行 评估。根据表l可见，因为芯截面面积比值X和相对折射率差比值Y不 在适当的范围内，所以在低温和高温时与在常温时的单层芯光纤(示于括 号内)相比，频带较窄。然而，因为结构是双层芯结构，所以获得了在低 温环境中具有强弯曲损耗的光纤。
(比较例6)
使用聚合物包层材料1，假定0~ +50°C的工作温度范围来进行评估。 根据表1可见，因为芯截面面积比值X和相对折射率差比值Y不在适当 的范围内，所以在低温和高温时与在常温时的单层芯光纤(示于括号内) 相比，频带较窄。然而，因为结构是双层芯结构，所以获得了在低温环境 中具有强弯曲损耗的光纤。
才艮据上述结果，可见，如果X和Y处在适当的范围内，则与单层芯 Al光纤相比，频带在整个工作温度范围上是好的，并且获得具有改善的 弯曲损耗的光纤。
上面参照具体实施例 详细描述并图示了本发明，然而，这种描述不应 被理解为具有限制性意义，并且如果本领域技术人员参照本说明书，则应 当清楚本发明的其它实施例等等。也就是说，可以对所公开的内容进行各 种修改，因此在不脱离本发明的如在该申请的权利要求的范围内所描述的 范围的情况下，可以进行各种修改。
产业应用性
有可能提供一种聚合物包层光纤，其可以低成本制造，并且在整个工 作温度范围上没有频带的恶化和弯曲损耗的增加。
权利要求
1.一种聚合物包层光纤，包括在由石英玻璃形成的内芯的外周上提供的外芯，所述外芯由掺氟玻璃形成，其具有小于所述内芯的折射率；以及在所述外芯的外周上提供的、由聚合物形成的聚合物包层，其中，当将所述内芯的直径取作a1，所述外芯的直径取作a2，所述内芯的截面面积取作(πa12)/4，所述外芯的截面面积取作(πa22)/4时，被定义为X＝a22/a12的参数X在1.8≤X≤2.2的范围内；并且，当所述参数X在1.8≤X≤2.0的范围内时，Ymin为0.25≤Ymin≤0.84X-0.68，而Ymax为0.25≤Ymax≤0.84X-0.68，以及，当所述参数X在2.0≤X≤2.2的范围内时，所述Ymin为0.48X-0.71≤Ymin≤-2/9X+13/9，而所述Ymax为0.48X-0.71≤Ymax≤-2/9X+13/9，其中，所述Ymin以及所述Ymax的定义如下当将所述内芯与所述外芯之间的相对折射率差取作Δ1，将所述外芯与所述聚合物包层之间的相对折射率差取作Δ2时，而且将在高温时所述外芯与所述聚合物包层之间的相对折射率差取作Δ2max，将在低温时所述外芯与所述聚合物包层之间的相对折射率差取作Δ2min时，将被定义为Y＝Δ2/Δ1的参数Y，在高温时取作Ymax＝Δ2max/Δ1，在低温时取作Ymin＝Δ2min/Δ1。
2. 根据权利要求l所述的聚合物包层光纤，其中， 对于所述^W:Y,满足YmiiKYmax。
3. 根据权利要求2所述的聚合物包层光纤，其中，所述内芯的折射率基本上为纯石英玻璃的级别，而所述外芯的折射率 大于或等于1.42并且小于或等于纯石英玻璃的级别。
全文摘要
本发明提供了一种聚合物包层光纤，其中，如果将内芯的直径取作a<sub>1</sub>，外芯的直径取作a<sub>2</sub>，如果内芯的截面面积与外芯的截面面积之间的比值X(＝a<sub>2</sub><sup>2</sup>/a<sub>1</sub><sup>2</sup>)在1.8≤X≤2.2的范围内，以及如果将内芯与外芯之间的相对折射率差取作Δ<sub>1</sub>，如果将外芯与包层之间的相对折射率差取作Δ<sub>2</sub>，则对于被定义为Y＝Δ<sub>2</sub>/Δ<sub>1</sub>的参数Y，当在高温取作Ymax而在低温取作Ymin时，满足如下关系当X在1.8≤X≤2.0的范围内时，0.25≤Ymin≤0.84X-0.68，而Ymax为0.25≤Ymax≤0.84X-0.68，以及，当X在2.0≤X≤2.2的范围内时，Ymin为0.48X-0.71≤Ymin≤-2/9X+13/9，而Ymax是0.48X-0.71≤Ymax≤-2/9X+13/9。
文档编号G02B6/00GK101558338SQ20088000108
公开日2009年10月14日 申请日期2008年3月14日 优先权日2007年3月16日
发明者冈田健志, 高桥纯一 申请人:株式会社藤仓