1.本发明涉及光纤,具体而言,涉及可用于光纤电缆的光纤。
背景技术:2.近几年,由于fiber to the home(光纤到户)(ftth)服务的成熟、移动终端的普及、云服务的利用扩大、影像流量的增大等理由,由光纤电缆等构建的通信基础设施的流量正在增大。因此,与以往相比要求经济且高效地构建通信基础设施。在这样的背景下,要求增加安装于光纤电缆的光纤的安装芯数、安装密度。
3.作为增加光纤的安装芯数、安装密度的手段,考虑了使光纤细径化。然而,在该情况下,光纤容易受到侧压的影响,由光纤的轴微小地弯曲产生的光损耗亦即微弯损耗可能变大。在下述专利文献1中记载了通过调整光纤的覆盖层的弹性系数以及玻璃化转变点而使光纤的被覆厚度变薄,由此,即使在使光纤细径化的情况下也能够抑制微弯损耗的技术。
4.专利文献1:日本特表2012
‑
508395号公报
5.然而,上述微弯损耗存在受到光纤的被覆厚度、形成纤芯以及包层的玻璃的外径、上述玻璃的杨氏模量、覆盖层的杨氏模量等与光纤的几何形状相关的参数、以及在光纤中传播的光的模场直径、截止波长、宏弯损耗等与光纤的光学特性相关的参数影响的趋势。在上述专利文献1中,关于抑制微弯损耗这方面,作为上述参数虽考虑了被覆厚度,但并没有考虑被覆厚度以外的参数。因此,期望一种考虑了对微弯损耗造成影响的各种参数的、能够抑制微弯损耗的光纤。
技术实现要素:6.因此,本发明的目的是提供一种能够抑制微弯损耗的光纤。
7.为了实现上述目的,本发明是包含:包含纤芯以及包围上述纤芯的包层的玻璃部、覆盖上述包层的主覆盖层、以及覆盖上述主覆盖层的副覆盖层的光纤,使用在将上述主覆盖层的弹簧系数设为κs(mpa)、将上述玻璃部的弯曲刚性设为h
f
(mpa
·
μm4)、将上述副覆盖层的耐变形性设为d0(mpa)、将上述副覆盖层的弯曲刚性设为h0(mpa
·
μm4)、将上述玻璃部的杨氏模量设为e
g
(gpa)、将上述主覆盖层的杨氏模量设为e
p
(mpa)、将上述副覆盖层的杨氏模量设为e
s
(mpa)、将上述玻璃部的外径设为d
f
(μm)、将上述主覆盖层的外周面的半径设为r
p
(μm)、将上述副覆盖层的外周面的半径设为r
s
(μm)、将上述主覆盖层的厚度设为t
p
(μm)、以及将上述副覆盖层的厚度设为t
s
(μm)的情况下,由
[0008][0009][0010]
表示的上述光纤的几何微弯损耗特性f
μbl_g
(gpa
‑1·
μm
‑
10.5
·
10
‑
27
);和在将在上述
光纤中传播的波长1310nm的光的模场直径设为2w(μm)、将上述光纤的电缆截止波长设为λ
cc
(μm)、以及将上述光纤的波长1625nm的半径10nm的宏弯损耗设为α
bl
(db/turn)的情况下,由
[0011]
表示的上述光纤的光学微弯损耗特性f
μbl_o
(db/turn),由
[0012]
f
μbl_go
=f
μbl_g
×
f
μbl_o
[0013]
表示的微弯损耗特性因子f
μbl_go
([gpa
‑1·
μm
‑
10.5
·
db/turn]
·
10
‑
27
)的值是2.6([gpa
‑1·
μm
‑
10.5
·
db/turn]
·
10
‑
27
)以下。
[0014]
光纤的微弯损耗如非专利文献1(j.baldauf,et al.,“relationship of mechanical characteristics of dual coated single mode optical fibers and microbending loss,”ieice trans.commun.,vol.e76
‑
b,no.4,1993.)以及非专利文献2(c.unger,et al.,“characterization of the bending sensitivity of fibers by the mac
‑
value,”optics communications vol.107,no.5
‑
6,pp.361
‑
364,1994.)所记载的那样,存在受到光纤的几何形状以及光学特性双方的影响的趋势。
[0015]
这里,光纤的几何形状是与光纤的构造相关的参数,在本发明中,是指光纤中的主覆盖层的弹簧系数κs、玻璃部的弯曲刚性h
f
、副覆盖层的耐变形性d0、副覆盖层的弯曲刚性h0、玻璃部的杨氏模量e
g
、主覆盖层的杨氏模量e
p
、副覆盖层的杨氏模量e
s
、玻璃部的外径d
f
(玻璃部的直径)、主覆盖层的半径r
p
、副覆盖层的半径r
s
、主覆盖层的厚度t
p
、以及副覆盖层的厚度t
s
。
[0016]
另外,光纤的光学特性是与在光纤中传播的光的特性相关的参数,在本发明中,是指在光纤中传播的光的模场直径2w、以及光纤的截止波长λ
cc
、光纤的宏弯损耗(弯曲损耗)α
bl
。
[0017]
这样的光纤的微弯损耗往往由在将光纤以规定的张力一层地卷绕在粗糙化的线轴的躯体部分的状态下测定的传送损耗、与在将该光纤从线轴抽出而几乎没有施加张力的状态下测定的传送损耗之差亦即砂纸张力卷绕损耗增加的值表示。这样的砂纸张力卷绕损耗增加的值越小,光纤的微弯损耗越小。
[0018]
然而,作为构成通信基础设施的光纤电缆,公知有在形成于保持带芯线的保持体的多个槽的各个收纳多条带芯线而构成的所谓的带槽型电缆(rscc:ribbon slotted core cable),以及不使用上述保持体而在电缆内部密集配置带芯线而构成的细径高密度电缆(uhdc:ultra
‑
high density cable)。其中,带槽型电缆如上述那样,是在槽内收纳多条带芯线的构造,所以对构成带芯线的光纤施加侧压,可能产生微弯损耗。因此,在带槽型电缆中,考虑了这样的微弯损耗,优选使用将砂纸张力卷绕损耗增加的值抑制为0.6db/km以下的光纤。
[0019]
本发明者关于在光纤电缆中使用的光纤,深入研究了砂纸张力卷绕损耗增加与上述各种参数的关系。其结果是,发现了由上述式表示的微弯损耗特性因子f
μbl_go
的值与砂纸张力卷绕损耗增加的值具有高的相关关系。即、本发明者发现了微弯损耗特性因子的值与砂纸张力卷绕损耗增加的值的大致的斜率具有正的比例关系。
[0020]
另外,本发明者在进一步进行研究时,发现了在上述微弯损耗特性因子的值是2.6([gpa
‑1·
μm
‑
10.5
·
db/turn]
·
10
‑
27
)时,砂纸张力卷绕损耗增加的值是略小于0.6db/km的
值。如上述那样,微弯损耗特性因子的值与砂纸张力卷绕损耗增加的值的大致的斜率具有正的比例关系。因此,通过将光纤的微弯损耗特性因子的值设为2.6([gpa
‑1·
μm
‑
10.5
·
db/turn]
·
10
‑
27
)以下,能够将微弯损耗抑制到能够应用于带槽型电缆的程度。
[0021]
这样,根据本发明的光纤,能够抑制微弯损耗。
[0022]
另外,更优选上述微弯损耗特性因子的值是1.3([gpa
‑1·
μm
‑
10.5
·
db/turn]
·
10
‑
27
)以下。
[0023]
在构成通信基础设施的光纤电缆中的、细径高密度电缆中,如上述那样密集配置带芯线。因此,与带槽型电缆相同,构成带芯线的光纤受到侧压,可能产生微弯损耗。另外,细径高密度电缆如上述那样是无槽的,全部的带芯线被密集配置于电缆内部,所以与将带芯线分开配置于多个槽的带槽型电缆相比,具有对光纤施加大的侧压的趋势。因此,在细径高密度电缆中,推荐使用微弯损耗比用于带槽型电缆的光纤小的光纤。基于这一点,在细径高密度电缆中,优选使用将砂纸张力卷绕损耗增加的值抑制在0.34db/km以下的光纤。
[0024]
本发明者发现了与这样的砂纸张力卷绕损耗增加的值(0.34db/km)大致对应的微弯损耗特性因子的值是1.3([gpa
‑1·
μm
‑
10.5
·
db/turn]
·
10
‑
27
)。因此,通过将光纤的微弯损耗特性因子的值设为1.3([gpa
‑1·
μm
‑
10.5
·
db/turn]
·
10
‑
27
)以下,能够将微弯损耗抑制到也能够应用于细径高密度电缆的程度。
[0025]
另外,在上述那样的光纤中,优选上述主覆盖层的厚度与上述副覆盖层的厚度之和的被覆厚度是42.0μm以下。
[0026]
上述被覆厚度越大,存在光纤的外径越大的趋势,该被覆厚度越小,存在光纤的外径越小的趋势。在构成通信基础设施的光纤电缆中使用的光纤一般大致具有60μm左右的被覆厚度。因此,若将被覆厚度设为42.0μm以下,则与构成通信基础设施的一般的光纤相比,能够实现细径化后的光纤。然而,微弯损耗特性因子的值如上述那样,由各种参数决定,在该参数中包含主覆盖层的厚度和副覆盖层的厚度。因此,根据本发明,即使使主覆盖层的厚度、副覆盖层的厚度变薄,也能够通过调整其它参数,将微弯损耗特性因子的值设为2.6([gpa
‑1·
μm
‑
10.5
·
db/turn]
·
10
‑
27
)以下,另外,也能够设为1.3([gpa
‑1·
μm
‑
10.5
·
db/turn]
·
10
‑
27
)以下。因此,在本发明的光纤中,即使将被覆厚度设为42.0μm以下,也能够将微弯损耗抑制到能够用于带槽型电缆、细径高密度电缆的程度。
[0027]
另外,更优选上述被覆厚度是38.0μm以下。
[0028]
另外,进一步优选上述被覆厚度是36.5μm以下。
[0029]
另外,进一步优选上述被覆厚度是34.5μm以下。
[0030]
另外,进一步优选上述被覆厚度是34.0μm以下。
[0031]
这样减少被覆厚度,从而能够将微弯损耗抑制到能够用于带槽型电缆、细径高密度电缆的程度,并且能够实现更细径化的光纤。
[0032]
另外,在被覆厚度是42.0μm以下的情况下,上述玻璃部的外径也可以是65μm以上100μm以下。
[0033]
上述玻璃部的外径越大,存在光纤的外径越大的趋势,该玻璃部的外径越小,存在光纤的外径越小的趋势。在构成通信基础设施的光纤电缆中使用的光纤一般形成为玻璃部的外径是125μm左右。因此,若将被覆厚度设为42.0μm以下并且将玻璃部的外径设为100μm以下,则与构成通信基础设施的一般的光纤相比,能够实现细径化的光纤。然而,微弯损耗
特性因子的值如上述那样,由各种参数决定,在该参数中包含被覆厚度以及玻璃部的外径。因此,根据本发明,即使使被覆厚度变薄并且使玻璃部的外径变小,也能够通过调整其它参数,将微弯损耗特性因子的值设为2.6([gpa
‑1·
μm
‑
10.5
·
db/turn]
·
10
‑
27
)以下,另外,还能够设为1.3([gpa
‑1·
μm
‑
10.5
·
db/turn]
·
10
‑
27
)以下。因此,在本发明的光纤中,即使将被覆厚度设为42.0μm以下并且将玻璃部的外径设为100μm以下,也能够将微弯损耗抑制到能够用于带槽型电缆、细径高密度电缆的程度。
[0034]
此外,若具有脆性的玻璃部的外径是65μm左右的粗细,则脆性的玻璃变细,相应地光纤的机械抗弯曲性能够变高。
[0035]
另外,更优选上述玻璃部的外径是90μm以下。
[0036]
另外,更优选上述玻璃部的外径是80μm以下。
[0037]
另外,更优选上述玻璃部的外径是75μm以下。
[0038]
另外,更优选上述玻璃部的外径是70μm以下。
[0039]
这样减少玻璃部的外径,从而能够将微弯损耗抑制到能够用于带槽型电缆、细径高密度电缆的程度,并且能够实现进一步细径化的光纤。
[0040]
另外,在上述被覆厚度是42.0μm以下的情况下,波长1310nm的光的模场直径也可以是7.6μm以上8.7μm以下,电缆截止波长也可以是1260nm以下,零色散波长也可以是1300nm以上1324nm以下,零色散斜率也可以是0.073ps/km/nm以上0.092ps/km/nm以下。
[0041]
在该情况下,以半径10mm弯曲时的波长1625nm的迎的宏弯损耗也可以是1.5db/turn以下。
[0042]
或者以半径10mm弯曲时的波长1625nm的光的宏弯损耗也可以是0.2db/turn以下。
[0043]
或者以半径10mm弯曲时的波长1625nm的光的宏弯损耗也可以是0.1db/turn以下。
[0044]
如上所述,根据本发明,提供一种能够抑制微弯损耗的光纤。
附图说明
[0045]
图1是简要表示与本发明的第一实施方式的光纤电缆的长边方向垂直的剖面的构造的图。
[0046]
图2是简要表示图1所示的光纤电缆所含的光纤带芯线的一个例子的立体图。
[0047]
图3是简要表示与图2所示的光纤带芯线所含的光纤的长边方向垂直的剖面的构造的图。
[0048]
图4是表示与本发明的第二实施方式的光纤电缆的长边方向垂直的剖面的构造的图。
[0049]
图5是表示图3所示的光纤中的微弯损耗特性因子的值与砂纸张力卷绕损耗增加的关系的图。
具体实施方式
[0050]
以下,与附图一起例示了用于实施本发明的光纤的形态。以下例示的实施方式是用于便于本发明的理解的实施方式,并不是用于限定解释本发明的实施方式。本发明在不脱离其宗旨的情况下,能够根据以下的实施方式进行改变、改进。另外,在本说明书中,为了便于理解,有时夸张地表示各部件的尺寸。
[0051]
(第一实施方式)
[0052]
图1是简要表示与第一实施方式的光纤电缆1的长边方向垂直的剖面的构造的图。如图1所示,光纤电缆1是所谓的带槽型电缆(rscc:ribbon slotted core cable)。该光纤电缆1作为主要结构具备护套3、多条带芯线4、保持体5以及抗张力体6。
[0053]
护套3是管状的部件,例如也可以由聚乙烯等热塑性树脂形成。在该护套3的内部空间收纳上述保持体5。这样,护套3在内部收纳保持体5并保护保持体5。
[0054]
保持体5是保持多条带芯线4的部件。在保持体5形成有多个槽5s,在这些槽5s的各个收纳多条带芯线4。此外,增加收纳于该槽5s的带芯线4的数量,从而能够增加光纤电缆1所含的光纤的芯数。
[0055]
在本实施方式中,抗张力体6在图1的剖面视图中被埋设在保持体5的大致中心。通过这样的抗张力体6,能够抑制在张力作用于带芯线4的长边方向时带芯线4过度地伸长的情况。
[0056]
图2是简要表示带芯线4的一个例子的立体图。如图2所示,本实施方式的带芯线4是所谓的间歇粘合型的带芯线。该带芯线4具有多个光纤10沿着与长边方向垂直的方向排列,并且排列的光纤10彼此被粘合的结构。带芯线4包含粘合部4a和单芯部4b。粘合部4a是粘合相邻的光纤10彼此的部位,沿着长边方向以恒定的间距间歇地设置。单芯部4b是位于粘合部4a之间的部位,是光纤10彼此没有被粘合的部位。通过这样的结构,带芯线4能够容易变形,例如能够扭转或者捆扎成大致圆筒状。在图1中,简要地示出了捆扎了各带芯线4的状态。
[0057]
此外,在图2中,虽示出了带芯线4由四根光纤10构成的例子,但这只是示例性的。即、构成带芯线4的光纤10的数量没有特别限定,可以比四根少,也可以比四根多。例如,带芯线4也可以由12芯的光纤10构成。另外,带芯线4并不限于间歇粘合型。
[0058]
图3是表示与构成带芯线4的光纤10的长边方向垂直的剖面的构造的图。本实施方式的光纤10是单模光纤。如图3所示,光纤10作为主要结构具备:纤芯11、无间隙地包围纤芯11的包层12、覆盖包层12的主覆盖层14、以及覆盖主覆盖层14的副覆盖层15。在光纤10中,包层12具有比纤芯11低的折射率。
[0059]
纤芯11可以由没有添加掺杂剂的纯石英形成,或者也可以由作为掺杂剂添加了使折射率上升的锗(ge)等的石英形成。
[0060]
包层12如上述那样,具有比纤芯11低的折射率。包层12例如在纤芯11由纯石英形成的情况下,可以由作为掺杂剂添加了使折射率降低的氟(f)、硼(b)等的石英形成,在纤芯11由作为掺杂剂添加了使折射率上升的锗(ge)等的石英形成的情况下,可以由未添加掺杂剂的纯石英形成。另外,包层12也可以由添加了氯(cl2)的石英形成。另外,包层12可以是单层,也可以由具有不同的折射率的多层构成,也可以是空孔辅助型。
[0061]
这样,纤芯11以及包层12均由石英(玻璃)形成。因此,将纤芯11以及包层12统称为玻璃部13。即、玻璃部13包含纤芯11以及包层12,该玻璃部13被主覆盖层14覆盖。此外,玻璃部13有时也被称为光纤裸线部。这样的玻璃部13的外径(直径)d
f
一般大致是125μm。然而,在本实施方式中,能够将玻璃部13的外径d
f
设为比这小的外径。例如能够设为65μm以上100μm以下,能够设为65μm以上90μm以下,能够设为65μm以上80μm以下,能够设为65μm以上75μm以下,或者能够设为65μm以上70μm以下。关于这样能够使玻璃部13的外径d
f
变小的理由将
在后面进行说明。
[0062]
此外,若具有脆性的玻璃部的外径d
f
是65μm左右的粗细,则脆性的玻璃变细,相应地光纤的机械抗弯曲性能够变高。
[0063]
主覆盖层14例如由紫外线固化树脂、热固化树脂形成,以厚度t
p
(μm)形成在玻璃部13的外侧。在本实施方式中,主覆盖层14的杨氏模量e
g
比副覆盖层15的杨氏模量e
s
低。这样将与玻璃部直接接触的主覆盖层14设为低杨氏模量,从而能够将主覆盖层14作为缓冲材料发挥作用,能够减少作用于玻璃部13的外力。此外,若将主覆盖层14的外周面的半径设为r
p
(μm),则主覆盖层14的外径由2r
p
表示,另外,若将玻璃部的半径(d
f
×
1/2)设为r
g
(μm),则主覆盖层14的上述厚度t
p
由下式表示。
[0064]
t
p
=r
p
‑
r
g
[0065]
在本实施方式中,副覆盖层15是成为光纤10的最外层的层,例如由与形成主覆盖层14的树脂不同的种类的紫外线固化树脂、热固化树脂形成,以厚度t
s
(μm)形成在主覆盖层14的外侧。例如,副覆盖层15在主覆盖层14由紫外线固化树脂形成的情况下,也可以由与形成主覆盖层14的紫外线固化树脂不同的紫外线固化树脂形成,在主覆盖层14由热固化树脂形成的情况下,也可以由与主覆盖层14不同的热固化树脂形成。在本实施方式中,副覆盖层15的杨氏模量e
s
比主覆盖层14的杨氏模量e
g
高。这样,将成为光纤10的最外层的副覆盖层15设为高杨氏模量,从而能够适当地保护玻璃部13免受外力的影响。此外,若将副覆盖层15的外周面的半径设为r
s
,则副覆盖层15的外径、即光纤10的外径由2r
s
表示,另外,副覆盖层15的上述厚度t
s
由以下的式表示。
[0066]
t
s
=r
s
‑
r
p
[0067]
然而,在光纤电缆中使用的光纤的外径通常大致是240μm左右~250μm左右。因此,副覆盖层15的外径也可以大致是240μm。然而,在本实施方式中,能够将副覆盖层15的外径设为小于240μm。例如能够设为190μm左右,能够设为150μm左右~160μm左右,或者能够设为125μm左右。关于这样能够使副覆盖层15的外径、即光纤10的外径变小的理由将在后面进行说明。
[0068]
另外,若将主覆盖层14的厚度t
p
与副覆盖层15的厚度t
s
之和作为被覆厚度t,则在光纤电缆中使用的光纤的被覆厚度一般是60μm左右。因此,光纤10的被覆厚度t也可以是60μm左右。然而,在本实施方式中,能够将光纤10的被覆厚度t设为小于60μm。例如能够设为42.5μm以下,能够设为38.0μm以下,能够设为36.5μm以下,能够设为34.5μm以下,或者能够设为34.0μm以下。关于这样能够将光纤10的被覆厚度变小的理由,将在后面进行说明。
[0069]
如上述那样,本实施方式的光纤电缆1,将包含多个这样的光纤10的带芯线4密集地收纳于保持体5的槽5s内。其结果是,能够在光纤电缆1收纳较多芯数的光纤。例如,在光纤电缆1收纳1000芯以上的光纤。另外,如上述那样,在本实施方式的光纤10中,能够将玻璃部13形成为比一般的光纤的玻璃部小的外径,并且能够将被覆厚度形成为比一般的光纤的被覆厚度小。因此,能够使光纤10的外径小于一般的光纤的外径,能够使光纤10细径化。这样通过使光纤10细径化,能够使带芯线4的尺寸小于一般的带芯线的尺寸。因此,这样将尺寸小的带芯线4收纳于槽5s,从而能够进一步增加收纳于光纤电缆1的光纤的芯数。或者这样将尺寸小的带芯线4收纳于槽5s,从而能够减小光纤电缆1的尺寸。
[0070]
另一方面,存在带芯线在槽内的收纳密度越增加,则作用于光纤的侧压越增大的
趋势。这样光纤受到侧压,从而光纤的轴微小地弯曲,可能产生微弯损耗。另外,若使光纤的玻璃部的外径、光纤的被覆厚度减小,则玻璃部容易受到侧压,也可能产生微弯损耗。
[0071]
然而,本实施方式的光纤10形成为后述的微弯损耗特性因子f
μbl_go
的值是1.3([gpa
‑1·
μm
‑
10.5
·
db/turn]
·
10
‑
27
)以下。因此,即使在减少玻璃部的外径、被覆厚度,增加收纳于槽5s内的光纤10的芯数的情况下,也能够抑制微弯损耗。以下,详细说明该理由。
[0072]
光纤的微弯损耗如非专利文献1(j.baldauf,et al.,“relationship of mechanical characteristics of dual coated single mode optical fibers and microbending loss,”ieice trans.commun.,vol.e76
‑
b,no.4,1993.)以及非专利文献2(c.unger,et al.,“characterization of the bending sensitivity of fibers by the mac
‑
value,”optics communications vol.107,no.5
‑
6,pp.361
‑
364,1994.)所记载的那样,存在受到光纤的几何形状以及光学特性双方的影响的趋势。
[0073]
这里,光纤的几何形状是与光纤的构造相关的参数,在本实施方式中,是指光纤中的主覆盖层的弹簧系数κs、玻璃部的弯曲刚性h
f
、副覆盖层的耐变形性d0、副覆盖层的弯曲刚性h0、玻璃部的杨氏模量e
g
、主覆盖层的杨氏模量e
p
、副覆盖层的杨氏模量e
s
、玻璃部的外径d
f
(玻璃部的直径)、主覆盖层的半径r
p
、副覆盖层的半径r
s
、主覆盖层的厚度t
p
以及副覆盖层的厚度t
s
。
[0074]
另外,光纤的光学特性是与在光纤中传播的光的特性相关的参数,在本实施方式中,是指在光纤中传播的光的模场直径2w、以及光纤的截止波长λ
cc
、光纤的宏弯损耗(弯曲损耗)α
bl
。
[0075]
这样的光纤的微弯损耗往往由在将光纤以规定的张力一层地卷绕在粗糙化的线轴的躯体部分的状态下测定的传送损耗、与在将该光纤从线轴抽出而几乎没有施加张力的状态下测定的传送损耗之差亦即砂纸张力卷绕损耗增加的值表示。这样的砂纸张力卷绕损耗增加的值越小,光纤的微弯损耗越小。
[0076]
然而,本实施方式的光纤电缆1那样的带槽型电缆(rscc)如上述那样,可能产生微弯损耗。因此,带槽型电缆考虑了这样的微弯损耗,具有将砂纸张力卷绕损耗增加的值设为0.6db/km以下的要求特性。
[0077]
本发明者关于在光纤电缆中使用的光纤,深入研究了砂纸张力卷绕损耗增加与上述各种参数的关系。其结果是,发现了使用由下述式(1)决定的几何微弯损耗特性f
μbl_g
和由下述式(2)决定的光学微弯损耗特性f
μbl_o
,由下述式(3)表示的微弯损耗特性因子f
μbl_go
的值与砂纸张力卷绕损耗增加的值具有高的相关关系。下述式(1)与以下有关:与几何形状相关的参数亦即主覆盖层的弹簧系数κs、玻璃部的弯曲刚性h
f
、副覆盖层的耐变形性d0、副覆盖层的弯曲刚性h0、玻璃部的杨氏模量e
g
、主覆盖层的杨氏模量e
p
、副覆盖层的杨氏模量e
s
、玻璃部的外径d
f
、主覆盖层的外周面的半径r
p
、副覆盖层的外周面的半径r
s
、主覆盖层的厚度t
p
以及副覆盖层的厚度t
s
[0078]
[0079][0080]
下述式(2)与关于光学特性的参数亦即模场直径2w、光纤的截止波长λ
cc
、以及宏弯损耗α
bl
相关
[0081][0082]
f
μbl_go
=f
μbl_g
×
f
μbl_o
…
(3)
[0083]
即、本发明者发现了微弯损耗特性因子的值与砂纸张力卷绕损耗增加的值的大致的斜率具有正的比例关系。
[0084]
此外,根据非专利文献3(k.kobayashi,et al.,“study of microbending loss in thin coated fibers and fiber ribbons,”iwcs,pp.386
–
392,1993.),上述式(1)的常量μ的典型值是“3”。因此,上述式(1)成为下述式(4)。
[0085][0086][0087]
另外,本发明者在进一步进行研究时,发现了在上述微弯损耗特性因子的值是2.6([gpa
‑1·
μm
‑
10.5
·
db/turn]
·
10
‑
27
)时,砂纸张力卷绕损耗增加的值是略小于0.6db/km的值。如上述那样,微弯损耗特性因子的值与砂纸张力卷绕损耗增加的值的大致的斜率具有正的比例关系。因此,通过将光纤的微弯损耗特性因子的值设为2.6([gpa
‑1·
μm
‑
10.5
·
db/turn]
·
10
‑
27
)以下,能够将微弯损耗抑制到满足带槽型电缆的要求特性的程度。
[0088]
如上述那样,本实施方式的光纤10形成为微弯损耗特性因子f
μbl_go
的值是2.6([gpa
‑1·
μm
‑
10.5
·
db/turn]
·
10
‑
27
)以下。因此,在本实施方式的光纤10中,能够将微弯损耗抑制到满足带槽型电缆的要求特性的程度。因此,使用光纤10的光纤电缆1能够示出良好的光学特性。
[0089]
另外,如上述那样,在本实施方式的光纤10中,即使在使玻璃部13的外径d
f
小于125μm,或使被覆厚度t小于60μm的情况下,由于调整玻璃部的外径d
f
、被覆厚度t以外的参数而使微弯损耗特性因子f
μbl_go
的值为2.6([gpa
‑1·
μm
‑
10.5
·
db/turn]
·
10
‑
27
)以下,所以能够将微弯损耗抑制到满足带槽型电缆的要求特性的程度。这里,如图3所示,光纤10的外径2r
s
使用玻璃部的外径d
f
、和被覆厚度t,由2r
s
=d
f
+2t表示。因此,如上述那样,减少被覆厚度t,另外,减少玻璃部的外径d
f
,由此能够实现光纤的细径化。因此,使用这样细径化、且抑制了微弯损耗的光纤10,从而能够构成实现了芯数的增加、小尺寸化的光学特性优异的带槽型电缆。
[0090]
(第二实施方式)
[0091]
接下来,参照图4来说明第二实施方式。图4是简要表示与本实施方式的光纤电缆2的长边方向垂直的剖面的构造的图。此外,对与第一实施方式相同或者同等的结构要素除
了特别说明的情况,标注相同的参照附图标记,并省略重复的说明。
[0092]
如图4所示,本实施方式的光纤电缆2在内部收纳具有与第一实施方式大致相同的结构的带芯线4这一点上,具有与第一实施方式的光纤电缆1相同的结构。然而,在以下方面,光纤电缆2主要与光纤电缆1不同。
[0093]
光纤电缆1如上述那样,是带槽型电缆(rscc)。另一方面,如图4所示,本实施方式的光纤电缆2不具有保持体5。即、光纤电缆2是没有将带芯线收纳于保持体的槽,而直接收纳于护套内的所谓的细径高密度电缆(uhdc:ultra
‑
high density cable)。即、在光纤电缆2的护套3的内侧形成有收纳空间3s,在该收纳空间3s配置多条带芯线4。此外,也可以在光纤电缆2的护套3中,在夹着光纤电缆2的中心而相互对置的位置埋设有抗张力体6。
[0094]
另外,如上述那样,本实施方式的带芯线4具有与第一实施方式的带芯线4大致相同的结构。然而,本实施方式的带芯线4所含的光纤10的微弯损耗特性因子f
μbl_go
的值基于后述的理由,是1.3([gpa
‑1·
μm
‑
10.5
·
db/turn]
·
10
‑
27
)以下。
[0095]
光纤电缆2那样的细径高密度电缆如上述那样,不具有保持体5,是无槽的,所以能够在护套3的收纳空间3s密集配置带芯线4。因此,与光纤电缆1那样的带槽型电缆相比,能够收纳较多的带芯线。
[0096]
另一方面,在细径高密度电缆中,如上述那样将较多的带芯线密集配置于一个地方,所以与带槽型电缆相比,存在对光纤施加较大侧压的趋势。因此,在细径高密度电缆中,推荐微弯损耗比用于带槽型电缆的光纤小的光纤。基于这点,细径高密度电缆具有将上述砂纸张力卷绕损耗增加的值设为0.34db/km以下的要求特性。
[0097]
本发明者发现了基于上述式(2)~(4)计算与这样的砂纸张力卷绕损耗增加的值(0.34db/km)对应的微弯损耗特性因子f
μbl_go
的值,其结果,该值是1.3([gpa
‑1·
μm
‑
10.5
·
db/turn]
·
10
‑
27
)。即、发现了将微弯损耗特性因子f
μbl_go
的值设为1.3([gpa
‑1·
μm
‑
10.5
·
db/turn]
·
10
‑
27
)以下,从而能够将微弯损耗抑制到满足细径高密度电缆的要求特性的程度。
[0098]
本实施方式的光纤10,如上述那样,以使微弯损耗特性因子f
μbl_go
的值成为1.3([gpa
‑1·
μm
‑
10.5
·
db/turn]
·
10
‑
27
)以下的方式,调整上述各种参数而构成。因此,能够将微弯损耗抑制到满足细径高密度电缆的要求特性的程度。因此,使用光纤10的光纤电缆2能够示出良好的光学特性。
[0099]
另外,如上述那样,在本实施方式的光纤10中,即使在使玻璃部13的外径d
f
小于125μm,或使被覆厚度t小于60μm而使光纤10细径化的情况下,也能够将微弯损耗抑制到满足细径高密度电缆的要求特性的程度。因此,使用这样被细径化后的光纤10,从而能够构成实现了芯数的增加、小尺寸化的光学特性优异的细径高密度电缆。
[0100]
接下来,对能够减少玻璃部13的外径d
f
的理由、能够减少光纤10的被覆厚度的理由以及能够减少光纤10的外径的理由等进行说明。
[0101]
本发明者为了验证微弯损耗特性因子f
μbl_go
的值与砂纸张力卷绕损耗增加α
μbl
的值的关系,进行了以下的实施例1~48。此外,本发明的实施方式并不限于该实施例1~48。
[0102]
(实施例1~22)
[0103]
本发明者准备改变了上述各种参数的光纤的样本1~22,针对各样本1~22,测定砂纸张力卷绕损耗增加的值,并且基于上述式(2)~(4)计算出微弯损耗特性因子f
μbl_go
的
值。样本1的光纤是实施例1的光纤,样本2的光纤是实施例2的光纤。这样,光纤的样本编号与实施例的编号对应。此外,样本8的光纤是通常在构成通信基础设施的光纤电缆中使用的光纤,具有125μm的玻璃部的外径、和57.5μm的被覆厚度。有时将该样本8那样的光纤称为“一般的光纤”。
[0104]
砂纸张力卷绕损耗增加的试验如以下那样来进行。即、首先将砂纸(平均颗粒直径50μm的sic(例如型号#360))卷绕在主体直径380mm的线轴的躯体部分,在以100gf在其周围卷绕了一层光纤线材的状态下,传播波长1550nm的光。测定此时的传送损耗。然后,从线轴抽出该光纤线材,在几乎没有施加张力的状态下传播波长1550nm的光,测定传送损耗。而且,求出上述传送损耗之差,将该差的值作为砂纸张力卷绕损耗增加α
μbl
。
[0105]
在下述表1~5中示出样本1~22各自的参数的规格、样本1~22各自的微弯损耗特性因子f
μbl_go
的值、以及样本1~22各自的砂纸张力卷绕损耗增加α
μbl
的值。
[0106]
此外,在下述表1~5以及后述的下述表7~10中,模场直径(mfd)、截止波长以及宏弯损耗等如下所述。模场直径是使波长1310nm的光传播到光纤时的lp01模式的光的模场直径。
[0107]
此外,模场直径在itu
‑
t建议g.650.1中,由petermann ii的定义式(下述式(5))表示。这里,e(r)表示距光纤的中心轴的距离成为r的点的电场强度。
[0108][0109]
另外,上述截止波长表示高阶模式充分衰减的最小波长。该高阶模式例如是指lp11模式。具体而言,是高阶模式的损耗成为19.3db的最小波长。截止波长包含光纤截止波长和电缆截止波长,例如能够通过itu
‑
t建议g.650所记载的测定法来进行测定。表1~5所记载的截止波长是电缆截止波长。另外,mac值是波长1310nm中的模场直径2w与电缆截止波长λ
cc
之比,定义为2w/λ
cc
。另外,表1~5所记载的宏弯损耗是在以半径10mm弯曲光纤时,由波长1625nm的光在该弯曲后的部分中传播而产生的弯曲损耗。宏弯损耗的单位中的“/turn”是指“光纤的每一次弯曲”。另外,传播常数差是波长1550nm的光的导波模式中的传播常数、与波长1550的光的辐射模式中的传播常数之差,在该实验中,是波长1550nm的光的lp01模式中的传播常数与lp11模式中的传播常数之差。传播常数基于试制出的光纤的折射率分布,使用非专利文献4(k.saitoh and m.koshiba,“full
‑
vectorial imaginary
‑
distance beam propagation method based on a finite element scheme:application to photonic crystal fibers,”ieee j.quant.elect.vol.38,pp.927
‑
933,2002.)所记载的二维有限要素法来计算。另外,零色散波长是指波长色散的值成为零的波长。这里,波长色散是材料色散与波导色散的合计。另外,零色散斜率是指波长色散相对于零色散波长中的波长的变化率。
[0110]
表1
[0111][0112]
表2
[0113][0114]
表3
[0115][0116]
表4
[0117][0118]
表5
[0119][0120]
本发明者相对于将微弯损耗特性因子f
μbl_go
的值作为横轴(x轴),将砂纸张力卷绕损耗增加α
μbl
的值作为纵轴(y轴)的坐标系,绘制了样本1~22各自的微弯损耗特性因子f
μbl_go
的值和砂纸张力卷绕损耗增加α
μbl
的值。其结果是,得到了图5所示那样的散布图。根据该散布图,使用最小二乘法求出函数,得到了具有由下述式(6)表示的正的斜率的1次函
数。另外,图5的数据的相关系数得到了89%以上。
[0121]
y=0.2355x
…
(6)
[0122]
即、微弯损耗特性因子f
μbl_go
的值与砂纸张力卷绕损耗增加α
μbl
的值具有高的相关关系,具体而言,可知微弯损耗特性因子f
μbl_go
的值与砂纸张力卷绕损耗增加α
μbl
的值是具有大致正的斜率的比例关系。
[0123]
然而,如上述那样,带槽型电缆(rscc)具有将砂纸张力卷绕损耗增加α
μbl
的值设为0.60(dm/km)以下的要求特性。另外,细径高密度电缆(uhdc)具有将砂纸张力卷绕损耗增加α
μbl
的值设为0.34(dm/km)以下的要求特性。因此,在下述表6中示出各实施例1~22中的微弯损耗特性因子f
μbl
_
go
的值、砂纸张力卷绕损耗增加α
μbl
的值、是否符合带槽型电缆(rscc)的要求特性以及是否符合细径高密度电缆(uhdc)的要求特性。此外,在表6中,y是指满足了要求特性,n是指不满足要求特性。
[0124]
表6
[0125][0126]
根据表6可知,若微弯损耗特性因子f
μbl_go
的值是2.6([gpa
‑1·
μm
‑
10.5
·
db/turn]
·
10
‑
27
)以下,则砂纸张力卷绕损耗增加α
μbl
的值大致是0.60以下,若微弯损耗特性因子f
μbl_go
的值大于2.6([gpa
‑1·
μm
‑
10.5
·
db/turn]
·
10
‑
27
),则存在砂纸张力卷绕损耗增加α
μbl
的值超过0.60的趋势。即、可知以微弯损耗特性因子f
μbl_go
的值成为2.6([gpa
‑1·
μm
‑
10.5
·
db/turn]
·
10
‑
27
)以下的方式调整上述表1~5所记载的参数的值,从而能够满足带槽型电缆的要求特性。
[0127]
另外,若微弯损耗特性因子f
μbl_go
的值是1.3([gpa
‑1·
μm
‑
10.5
·
db/turn]
·
10
‑
27
)
以下,则砂纸张力卷绕损耗增加α
μbl
的值大致是0.34以下,若微弯损耗特性因子f
μbl_go
的值大于1.3([gpa
‑1·
μm
‑
10.5
·
db/turn]
·
10
‑
27
),则存在砂纸张力卷绕损耗增加α
μbl
的值超过0.34的趋势。即、可知以微弯损耗特性因子f
μbl_go
的值成为1.3([gpa
‑1·
μm
‑
10.5
·
db/turn]
·
10
‑
27
)以下的方式调整上述表1~5所记载的参数的值,从而除了满足带槽型电缆的要求特性之外,还能够满足细径高密度电缆的要求特性。
[0128]
具体而言,样本1~22中满足带槽型电缆的要求特性的样本是除去样本1、5以及6的样本。另外,除了满足带槽型电缆的要求特性还满足细径高密度电缆的要求特性的样本是除去实施例1、2、5、6、13以及18的样本。
[0129]
另外,样本1~22中的至少满足带槽型电缆的要求特性的样本中、除去样本4、7以及8的样本具有比一般的光纤的玻璃部的外径(125μm)小的80μm或者90μm的玻璃部的外径。具体而言,样本2、3、9~14以及18~22具有80μm的玻璃部的外径,样本15~17具有90μm的玻璃部的外径。即、可知如样本2、3以及9~22那样调整参数,由此能够形成至少满足了带槽型电缆的要求特性,并且具有比一般的光纤小的玻璃部的外径的光纤。
[0130]
另外,可知样本1~22中的至少满足了带槽型电缆的要求特性的样本除了样本8,具有比一般的光纤的被覆厚度(大致60μm)小的被覆厚度。具体而言,可知样本3、9以及12具有42.0μm的被覆厚度,样本10、11、13、14、18以及20~22具有36.5μm的被覆厚度,样本2具有36.0μm的被覆厚度,样本15~17具有34.5μm的被覆厚度,样本4以及7具有34.0μm的被覆厚度。即、如样本2~4、7以及9~22那样调整参数,由此能够形成至少满足了带槽型电缆的要求特性,并且具有比一般的光纤小的被覆厚度的光纤。
[0131]
这样,控制样本1~22中的除了样本1、5、6以及8的样本至少满足了带槽型电缆的要求特性,并且具有比一般的光纤小的玻璃部的外径以及被覆厚度。将玻璃部的外径以及被覆厚度双方形成为比一般的光纤的玻璃部的外径以及被覆厚度小,从而能够有效地实现光纤的细径化。
[0132]
另外,样本1~22的光纤具有7.6μm以上的mfd。若mfd过小,则可能产生与通用光纤连接时的mfd的失配。然而,若光纤的mfd是7.6μm以上,则能够减少与通用光纤连接时的mfd的失配。因此,能够有效地抑制连接损耗的产生。
[0133]
并且,样本5~8的光纤满足作为国际标准的itu
‑
.g.657.a1。即、波长1310nm的mfd是8.2μm以上9.6μm以下,电缆截止波长是1260nm以下,零色散波长是1300nm~1324nm,零色散斜率是0.073ps/km/nm以上0.092ps/km/nm以下,以半径10mm弯曲时的波长1625nm中的宏弯损耗是1.5db/turn以下。另外,样本1~4的光纤满足itu
‑
t.g.657.a2。即、波长1310nm的mfd是8.2μm以上9.6μm以下,电缆截止波长是1260nm以下,零色散波长是1300nm以上1324nm以下,零色散斜率是0.073ps/km/nm以上0.092ps/km/nm以下,以半径10mm弯曲时的波长1625nm中的宏弯损耗是0.2db/turn以下。另外,样本13~15的光纤满足itu
‑
t.g.657.b3。即、波长1310nm的mfd是8.2μm以上9.6μm以下,电缆截止波长是1260nm以下,零色散波长是1300nm以上1324nm,零色散斜率是0.073ps/km/nm以上0.092ps/km/nm以下,以半径10mm弯曲时的波长1625nm中的宏弯损耗是0.1db/turn以下。
[0134]
(实施例23~28)
[0135]
另外,本发明者假设具有与样本16、17、19相同的光学特性,具体而言,与上述样本相同的mfd、电缆截止波长、mac值、宏弯损耗(弯曲损耗)、传播常数差、零色散波长、以及零
色散斜率,具有与样本19相同的主覆盖层的厚度以及副覆盖层的厚度,玻璃部的外径是65μm的光纤,求出了如以下的表7所示那样进行了调整的光纤的样本23~28的微弯损耗特性因子f
μbl_go
的值。
[0136]
表7
[0137][0138]
如表7所示,样本23~28均具有65μm的玻璃部的外径和42μm的被覆厚度。另外,可知样本23~28的微弯损耗特性因子f
μbl_go
的值均是2.6([gpa
‑1·
μm
‑
10.5
·
db/turn]
·
10
‑
27
)
以下,样本23~28满足带槽型电缆的要求特性。另外,可知样本23~28的微弯损耗特性因子f
μbl_go
的值均是1.3([gpa
‑1·
μm
‑
10.5
·
db/turn]
·
10
‑
27
)以下,样本23~28除了满足带槽型电缆的要求特性之外还满足细径高密度电缆的要求特性。
[0139]
(实施例29~36)
[0140]
另外,本发明者假设具有与样本15、16、17、19相同的光学特性,具体而言,具有与上述样本相同的mfd、电缆截止波长、mac值、宏弯损耗、传播常数差、零色散波长以及零色散斜率,具有与实施例19相同的主覆盖层的厚度以及副覆盖层的厚度,玻璃部的外径是70μm的光纤,求出如表8、9所示那样进行了调整的光纤的样本29~36的微弯损耗特性因子f
μbl_go
的值。
[0141]
表8
[0142][0143]
表9
[0144][0145]
如表8、9所示,样本29~36均具有70μm的玻璃部的外径和42μm的覆盖厚度。另外,可知样本29~36的微弯损耗特性因子f
μbl_go
的值均是2.6([gpa
‑1·
μm
‑
10.5
·
db/turn]
·
10
‑
27
)以下,样本29~36满足带槽型电缆的要求特性。另外,可知样本29~36的微弯损耗特性
因子f
μbl_go
的值均是1.3([gpa
‑1·
μm
‑
10.5
·
db/turn]
·
10
‑
27
)以下,样本29~36除了满足带槽型电缆的要求特性之外,还满足细径高密度电缆的要求特性。
[0146]
(实施例37~42)
[0147]
另外,本发明者假设具有与样本15、17、19相同的光学特性,具体而言,具有与上述样本相同的mfd、电缆截止波长、mac值、宏弯损耗、传播常数差、零色散波长以及零色散斜率,具有与实施例19相同的主覆盖层的厚度以及副覆盖层的厚度,玻璃部的外径是75μm的光纤,求出如以下的表10所示那样进行了调整的光纤的样本37~42的微弯损耗特性因子f
μbl_go
的值。
[0148]
表10
[0149]
[0150]
如表10所示,样本37~42均具有75μm的玻璃部的外径和42μm的覆盖厚度。另外,可知样本37~42的微弯损耗特性因子f
μbl_go
的值均是2.6([gpa
‑1·
μm
‑
10.5
·
db/turn]
·
10
‑
27
)以下,样本37~42满足带槽型电缆的要求特性。另外,可知样本37~42的微弯损耗特性因子f
μbl_go
的值均是1.3([gpa
‑1·
μm
‑
10.5
·
db/turn]
·
10
‑
27
)以下,样本37~42除了满足带槽型电缆的要求特性之外,还满足细径高密度电缆的要求特性。
[0151]
(实施例43~48)
[0152]
另外,本发明者假设具有与样本15、17、19相同的光学特性,具体而言,具有与上述样本相同的mfd、电缆截止波长、mac值、宏弯损耗、传播常数差、零色散波长以及零色散斜率,具有125μm的副覆盖层的外径,玻璃部的外径是80μm的光纤,求出如以下的表11所示那样进行了调整的光纤的样本43~48的微弯损耗特性因子f
μbl_go
的值。
[0153]
表11
[0154][0155]
如表11所示,样本43~48均具有80μm的玻璃部的外径和125μm的副覆盖层的外径以及22.5μm的覆盖层的厚度。另外,可知样本43、44、47、48的微弯损耗特性因子f
μbl_go
的值均是1.3([gpa
‑1·
μm
‑
10.5
·
db/turn]
·
10
‑
27
)以下,样本43、44、47、48除了满足带槽型电缆的要求特性之外,还满足细径高密度电缆的要求特性。此外,可知样本45、46虽与样本43、44、47、48相同,具有80μm的玻璃部的外径、125μm的副覆盖层的外径以及22.5μm的覆盖层的厚度,但微弯损耗特性因子f
μbl_go
的值超过2.6([gpa
‑1·
μm
‑
10.5
·
db/turn]
·
10
‑
27
),既没有
满足带槽型电缆的要求特性也没有满足细径高密度电缆的要求特性。
[0156]
以上,关于本发明,以上述实施方式为例进行了说明,但本发明并不限于此。
[0157]
例如,在上述第一以及第二实施方式中,说明了副覆盖层是光纤的最外层的例子。然而,即使进一步在副覆盖层的外周作为第三覆盖层设置有着色层的情况下,只要着色层的杨氏模量与副覆盖层的杨氏模量没有显著不同,就能够将包含副覆盖层和着色层的层视为第二覆盖层、即副覆盖层,应用于本发明。
[0158]
根据本发明,提供一种能够抑制微弯损耗的光纤,例如能够在通信基础设施等的领域中利用。