[发明专利]一种熔融拉锥型弯曲不敏感单模光纤

说明书

本发明涉及一种熔融拉锥型弯曲不敏感单模光纤，包括有芯层和包层，其特征在于芯层为氟锗共掺的二氧化硅石英玻璃层，芯层的直径D_core为7μm～10μm，芯层的相对折射率差Δ1为0.20％～0.40％，其中ΔGe的范围为0.30％～0.60％，ΔF的范围为‑0.05％～‑0.15％；包层有3个分层，第一分层为氟锗共掺的二氧化硅石英玻璃层，相对折射率差Δ31为‑0.02％～‑0.10％，直径D31为15μm～30μm；第二分层为掺氟二氧化硅石英玻璃层，Δ32为‑0.01％～‑0.05％，D32为30μm至50μm；第三分层为纯二氧化硅石英玻璃层，直径D33为124μm～126μm。本发明光纤适合熔融拉锥，表现为较低的传输损耗、弯曲损耗、熔接损耗和拉锥过程损耗，因而适于光纤耦合器与光纤传感器的研发与应用。

技术领域

本发明涉及一种熔融拉锥型弯曲不敏感单模光纤，该光纤在熔接、拉锥等高温处理时具有更稳定优越的性能，适用于光纤耦合器与光纤传感器的研发与应用，属于光纤技术领域。

背景技术

在当代通信网络中，面向客户端的接入技术始终是限制高带宽业务快速发展的难点问题。海量的信息在在经由传输设备到达接入网后必须分割成涓涓溪流才能与终端客户互联互通。弯曲不敏感技术是光纤接入技术关键的一环，它是光纤接入网络的基础传输媒介，它能穿过复杂多变的区域将信息送到终端用户，稳定地实现高带宽的互联互通，国际电信联盟将其归类为ITU-T G.657。G.657弯曲不敏感单模光纤主要用于狭小空间或者转角，配线箱和分光器等复杂环境及光电子器件领域，其在10mm及以下弯曲半径仍然能具有较低的弯曲附加损耗。

随着光纤通信技术的飞速发展，光纤器件在光通信领域的应用也越来越广泛，其中光纤耦合器已经成为应用最广泛的光纤无源器件。光纤耦合器对光信号的分、合路，插入和分配的实现起到了至关重要的作用，它是一种多功能、多用途的器件且是最重要的光无源器件之一。在光纤耦合器的发展过程中，其制作方法主要有三种：腐蚀法，抛磨法和熔融拉锥法。三种方法中熔融拉锥法因其操作简单、制作成本低、器件的损耗小，因此使用最为广泛，就各项特性指标而言熔融拉锥型光纤耦合器是最具有代表性的光器件。

传统的G.657单模光纤因为芯层和包层材料设计不同，两者折射率差异大，为追求良好的宏弯性能，通常在外包层设计中增加了含氟比例大，△下陷深的trench结构。因此在熔融拉锥过程中，由于芯包材料特性不匹配(表现为粘度和热膨胀系数不匹配)，光纤波导结构变化不同步，导致无论怎么优化熔融拉锥工艺条件都达不到要求的分光比，过程损耗很大。

普通的G.652单模光纤尽管在熔融拉锥性能方面可以满足，但由于其在小弯曲半径(小于30mm)下弯曲损耗很高，不适合用于有特殊弯曲要求的小尺寸器件上。

发明内容

为方便介绍本发明内容，定义以下术语：

折射率剖面：光纤中玻璃折射率与其半径之间的关系。

相对折射率差：△＝(n_i-n₀)/n₀*100％

n_i和n₀分别为对应部分的折射率和纯二氧化硅石英玻璃的折射率。

氟(F)的贡献量：掺氟(F)石英玻璃相对于纯二氧化硅石英玻璃的相对折射率差(ΔF)，以此来表示掺氟(F)量。

锗(Ge)的贡献量：掺锗(Ge)石英玻璃相对于纯二氧化硅石英玻璃的相对折射率差(ΔGe)，以此来表示掺锗(Ge)量。

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足提供一种熔融拉锥型弯曲不敏感单模光纤，该光纤适合熔融拉锥，表现为较低的传输损耗、弯曲损耗、熔接损耗和拉锥过程损耗，因而适于光纤耦合器与光纤传感器的研发与应用。