专利名称：低弯折损耗光纤的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有低弯折损耗的光纤。
背景技术：
存在对低弯折损耗光纤的需求，尤其是对用在所谓“通路”中的纤维以及光纤接入(FTTx)光学网络中的光纤的需求。可在这些网络中部署光纤，而该部署的方式通过光纤传递的光信号中会引起弯折损耗。会强加诸如紧密弯折半径、光纤压缩等等之类的物理要求的会引入弯折损耗的某些应用包括在光学地下光缆组件中、工厂安装端接系统(FITS)和松弛环路中部署光纤、位于机柜中连接馈电装置和配电电缆的小弯折半径多端口、以及配电电缆与地下电缆之间网络接入点内的跳线。在某些光纤设计中很难同时实现低弯折损耗和低电缆截止波长。
发明内容
本文揭示了一种波导光纤，包括掺杂有氧化锗的中心芯线区域，具有外半径!^和折射率A1 ;包层区域，包括第一内包层区域和第二外包层区域，所述第一内包层区域的外半径r2>8微米且折射率为A2，所述第二外包层区域折射率为A3，其中Ai>A3>A2，且A3与A 2之间的差大于0. 01,所述光纤具有小于或等于1260nm的22m光缆截止,且^Vr2大于或等于0. 25、更佳地大于0. 3。 本文还揭示一种单模光纤，包括中心芯线区域，具有外半径!^和折射率A1 ;包层区域，所述包层区域包括掺杂氟的二氧化硅，所述包层包括第一内部保持区域和第二外部保持区域，所述第一内包层区域具有外半径r2且折射率为A2，所述第二外包层区域折射率为A3，其中ri/r2大于或等于0. 25。本文所揭示的光纤可以符合ITU G. 657A和G. 657B。较佳地，1550nm处的20mm直径弯折损耗不大于0. 75dB/圈。较佳地，1550nm处的30mm直径弯折损耗不大于0.025dB/圈。在某些较佳实施例中，1550nm处的20mm直径弯折损耗不大于0. 3dB/圈。在其它较佳实施例中，1550nm处的20mm直径弯折损耗不大于0. IdB/圈。在某些实施例中，1550nm处的30mm直径弯折损耗不大于0. 003dB/圈。在某些实施例中，1550nm处的15mm直径弯折损耗不大于IdB/圈。在某些实施例中，1550nm处的15mm直径弯折损耗不大于0. 5dB/圈。在某些实施例中，折射率分布还提供小于1325nm的零色散波长。在较佳实施例中，折射率分布还提供1300至1325nm之间的零色散波长。较佳地，折射率分布还提供小于或等于1260nm的电缆截止。在某些较佳实施例中，折射率分布还提供1310nm处8. 2和9. 5iim之间的模场直径。在其它较佳实施例中，折射率分布还提供131011111处8.2和9.011111之间的模场直径。本文所使用的MAC数的意思是1310 ( u m)处的模场直径除以22m电缆截止波长(Um)0在某些较佳实施例中，折射率分布还提供6. 6至7. 5的MAC数。在其它较佳实施例中，折射率分布还提供不大于7. 3的MAC数。较佳地，该光纤在经受持续至少144小时的0. 01大气压的氢气分压后，在1383nm处具有小于0. 03dB/km的最大氢感应衰减变化。较佳地，光纤在1383nm处具有比1310nm处高出不大于0. 10dB/km的光学衰减,甚至更佳地，1383nm处的光学衰减小于1310nm处的
光学衰减。现将参照附图中所示的示例详细描述本发明的较佳实施例。
图I示出对应于本文所揭示的波导光纤的较佳实施例的折射率分布线。
具体实施例方式将在以下详细描述中陈述附加的特征和优点，这些特征和优点对于本领域的技术人员来说根据该描述将是显而易见的，或者通过实施在以下详细描述以及权利要求书和附图中描述的本发明可认识到。“折射率分布”是折射率或相对折射率与波导光纤半径之间的关系。“相对折射率百分比”定义为八％=100\(叫2-11。2)/2叫2，其中n。是无掺杂二氧化硅的平均折射率。如同这里所使用的那样，除非另有规定，相对折射率用△来表示，其值用单位“％”来给定。在一区域的折射率小于无掺杂二氧化硅的平均折射率的情况下，相对折射率百分比为负，而且可以称为具有抑制区域(depressed region)或抑制折射率。在一区域的折射率大于包层区的平均折射率的情况下，相对折射率百分比为正。此处的“上升掺杂剂(updopant)”被认为是具有相对于纯的无掺杂SiO2提高折射率的倾向的掺杂剂。此处的“下降掺杂剂(downdopant)”被认为是具有相对于纯的无掺杂SiO2降低折射率的倾向的掺杂剂。上升掺杂剂的示例包括Ge02、A1203、P2O5> TiO2、Cl、Br。下降掺杂剂的示例包括氟和硼。除非另有注明而这里称为“色散”的波导光纤的“彩色消散”是材料色散、波导色散和模间(inter-modal)色散的总和。在单模波导光纤的情况下，模间色散为零。零色散波长是色散值为零处的波长。色散斜率是色散相对于波长的变化率。“有效面积”定义为Aeff=2 Ti ( / f2r dr)2/ ( f f4r dr),其中，积分限是0至m，f是与波导中所传播的光相关联的电场横向分量。如同这里所使用的那样，“有效面积”或“Aeff”是指在1550nm波长处的光学有效面积，除非另有注明。术语“ a分布”是指相对折射率分布，用项A (r)来表述，其单位是“％”，其中，r是半径，其遵从以下等式，A (r) = A (r0) (I- [ | r_r01 / (r「r0) ] a)，其中，r。是A (r)为最大值的位置，A是A (r) %为零的位置，r处在范围A彡r彡rf,其中A已如上定义，A是a分布的起点，rf是a分布的终点，a是为实数的指数。模场直径(MFD)是用Peterman II 方法测量的，其 cI=lJw=MFD, w2=(2 / f2rdr/ f [df/dr]2r dr),积分限是 0 至00。可在规定的测试条件下用感应衰减来测量波导光纤的抗弯性，例如，通过围绕规定直径的芯棒展开或缠绕光纤，例如通过围绕6mm、IOmm或20mm或类似直径的芯棒缠绕一圈(例如“ I X IOmm直径宏弯折损耗”或“ I X 20mm直径宏弯折损耗”)并测量每圈的衰减增加。对于给定的模式的理论光纤截止波长、或“理论光纤截止”、或“理论截止”是如下波长在该波长以上，所引导的光无法在该模式中传播。可在Jeunhomme的Single ModeFiber Optics (单模纤维光学)第39_44页(Marcel Dekker出版，纽约，1990)中找到数学定义，其中，理论光纤截止被描述成如下波长在该波长处，模传播常数变成等于外包层中的平面波传播常数。该理论波长适合于无限长、完全直的光纤，其没有直径变化。
光纤截止是通过标准2m光纤截止测试来测得(按F0TP-80 (EIA-TIA-455-80))，从而产生“光纤截止波长”，也称为“2m光纤截止”或“测得截止”。实施F0TP-80标准测试以使用受控量的弯折来抽出高阶模，或者使光纤的光谱响应标准化至多模光纤。对于成缆截止波长、或本文所使用的“成缆截止”，表示EIA-445光纤测试程序中所描述的22m成缆截止测试，该EIA-445光纤测试程序是EIA-TIA光纤标准、即电子工业协会一电信工业协会光纤标准的一部分。除非这里另有注明，光学性质(诸如色散、色散斜率等)报告为LPOl模式。本文所揭示的光纤能够在1550nm处呈现大于约55 u m2、较佳地55至90 u m2之间、甚至更佳地65至85 ii m2之间的有效面积。在某些较佳实施例中，1550nm处的光学有效面积在约65至75 ii m2之间。图I示出一个示例性光纤10，包括具有最大折射率A百分比A工的中心玻璃芯线区域I。第一抑制内包层区域2包围中心芯线区域1，第一内包层区域2具有折射率A百分比A2。外包层区域3包围第一内包层区域2并包括A3。较佳实施例中，ApApA3t5图I所示实施例中，区域1、2、3和4彼此紧邻。但是，这并不是必须的，而可替代地采用附加的芯线区域或包层区域。例如，可采用包围环形区域3并包括比环形区域3低的折射率A百分比A4的外包层区(未示出)。中心芯线区域I包括外半径T1，外半径T1定义为经中心芯线区域I的折射率最大斜率画出的切线与零A线相交的位置。芯线区域I较佳地呈现在约0.3至0.5之间、更较佳地在0. 32至0. 48之间的折射率A百分比A lt)在某些实施方式中，A :较佳地在0. 36至0. 46之间。芯半径a较佳地在3至6微米之间，更佳地在约3. 5至5. 0微米之间。中心芯线区域I可包括单段阶梯状折射率分布线。中心芯线区域I较佳地包括约10-100之间的a，且在某些情况下，a可在15-40之间。在图I中所示的实施例中，内包层区域2围绕中心芯线区域I并包括内半径A和外半径如上所述地定义,而;T2定义为折射率分布曲线与零A线相交处。某些情况中，区域2中的折射率是基本上平的。其他情况中，可以有梯度折射率分布。此外，在其他情况中，可以由于小的分布设计或工艺变化而是波动的。某些实施例中，内包层区域2包括二氧化硅，其基本未掺杂氟或氧化锗，即，使得该区域基本上没有氟或氧化锗。内包层区域2包括折射率A百分比A2，其使用如下公式计算
权利要求
1.一种光纤，包括 掺杂氧化锗的中心芯线区域，具有外半径A和折射率Λ 1； 包层区域，包括第一内包层区域和第二外包层区域，所述第一内包层区域包括外半径r2>8微米和折射率A2，所述第二内包层区域围绕所述内包层区域且包括折射率A3，其中，所述光纤具有小于或等于1260nm的22m光缆截止,且IVr2大于或等于O. 25。
2.如权利要求I所述的光纤，其特征在于，所述第一内包层区域包含小于O.02重量％的氟。
3.如权利要求I所述的光纤，其特征在于，所述第一内包层区域基本上不含氟和氧化锗。
4.如权利要求I所述的光纤，其特征在于，对于从r2延伸到至少30微米半径的长度，Δ 3〉Δ 2。
5.如权利要求I所述的光纤，其特征在于，T1Zr2大于O.3。
6.如权利要求I所述的光纤，其特征在于，所述外包层区域的分布体积V3在所述第一内包层区域的外半径与30 μ m的径向距离之间计算得到，它等于
7.如权利要求I所述的光纤，其特征在于，当在20mm半径芯棒上缠绕时，所述光纤呈现小于O. 75dB/圈的弯折损耗，并呈现6. 6至7. 5之间的MAC数。
8.如权利要求I所述的光纤，其特征在于，所述第一内包层区域的宽度r2-ri为3至13微米。
9.如权利要求7所述的光纤，其特征在于，当在15mm半径芯棒上缠绕时，所述光纤呈现小于IdB/圈的弯折损耗。
10.一种单模光纤，包括 中心芯线区域，具有外半径A和折射率A1, 包层区域，所述包层区域包括氟掺杂的二氧化硅，所述包层包括第一内包层区域和第二外包层区域，所述第一内包层区域具有外半径1"2和折射率A2，所述第二外包层区域具有折射率A3，其中ri/r2大于O. 25。
11.如权利要求10所述的光纤，其特征在于，所述芯线包含少于2重量％的氧化锗。
12.如权利要求10所述的光纤，其特征在于，所述芯线基本上不含氧化锗。
13.如权利要求10所述的光纤，其特征在于，所述光纤呈现小于或等于1260nm的22m光缆截止。
14.如权利要求10所述的光纤，其特征在于，所述外包层区域的分布体积V3在所述第一内包层区域的外半径与30 μπι的径向距离之间计算得到，它等于
15.如权利要求10所述的光纤，其特征在于，当在20mm半径芯棒上缠绕时，所述光纤呈现小于O. 75dB/圈的弯折损耗，并呈现6. 6至7. 5之间的MAC数。
16.如权利要求10所述的光纤，其特征在于，所述第一内包层区域的宽度r2-ri为3至13微米。
17.如权利要求15所述的光纤，其特征在于，当在15mm半径芯棒上缠绕时，所述光纤呈现小于IdB/圈的弯折损耗。
全文摘要
具有低宏观弯折损耗和低微观弯折损耗的光纤。该光纤具有第一内包层区域和第二外包层区域，第一内包层区域具有外半径r2>8微米和折射率Δ2，第二外包层区域围绕内包层区域且具有折射率Δ3，其中Δ1>Δ3>Δ2。Δ3与Δ2之间的差大于0.01。光纤具有小于或等于1260nm的22m光缆截止，且r1/r2大于或等于0.25。
文档编号G02B6/036GK102782541SQ201180010934
公开日2012年11月14日 申请日期2011年2月22日 优先权日2010年2月26日
发明者D·C·布克宾德, M-J·李, P·坦登 申请人:康宁股份有限公司