CN112526668A - 超小径光纤 - Google Patents

Abstract

本发明公开提供一种超小径光纤(100)。光纤(100)包括玻璃芯(106)、玻璃包层(108)和第二涂层(112)。第二涂层(112)具有大于或等于1.2千兆帕斯卡的二次原位模量。

Description

超小径光纤

技术领域

本公开涉及光纤领域。更具体地说，本发明涉及直径减小的光纤。 本申请基于2019年10月30日提交的印度申请号201911043933，并要求优先权， 其披露通过引用并入本文中。

背景技术

光纤在通信领域的作用越来越重要。一般来说，光纤指的是一种与 信息传输有关的介质，其形式是沿玻璃或塑料制成的一股光脉冲。此外，光纤 由纤芯和包层组成。包层包围着光纤的核心。此外，纤芯放大光信号，包层将 限制光信号在光纤芯内。此外，光纤的特点是原位模量。一般来说，光纤广泛 应用于远程通信中，用于远距离传输和接收信息。此外，光纤还应用于各种网 络领域。光纤是高速数据网络的基础，在世界范围内得到广泛应用。由于数据 消耗率显著上升，消费者对数据的需求越来越大，因此部署和创建容量更大的 高速数据网络势在必行。

为了增加容量并满足需求，光缆需要有更多的光纤容量。影响电缆 总尺寸和光纤数量的因素是光纤的直径。由于管道空间有限，最大的挑战之一 是减小光纤的总直径。此外，为了减小光纤的直径，需要减少光纤的第一和第 二涂层。光纤涂层的减少转化为衰减、PT断裂和强度降低。此外，为了使光纤 更＝通用，具有与所有类别光纤更通用的拼接能力，光纤需要演变为多个光纤的 融合或具有所有光纤合为一的能力。

G652D类光纤在目前的FTTX基础设施中已占用数百万公里。G652D 类光纤的一个优点是其超拼接能力，但具有平均的宏观弯曲特性。为了满足增 强宏观弯曲的需要，G657A2和G657A1光纤已经开发和发展。用G657A2或G657 A1代替G652D纤维是一种解决方案。然而，G657A2或G657A1在拼接能力方面 有自己的问题。人们通常注意到，使用G657A2光纤存在一个长期存在的问题， 因为将它们拼接到标准单模光纤(例如G652D)时会出现OTDR伪影。

始终需要开发一种同时具有G657A2和G657D特性的光纤，以实现灵 活的拼接能力和良好的宏观弯曲性能。所以G657A2/A1与G652D的容易拼接。 似乎总是需要开发一种优化设计的光纤，该光纤具有良好的宏观弯曲特性，直 径减小，并且也符合当前网络安装的G652D。例如，G657A2的模场直径与G652D 的模场直径范围相同或完全相同。

发明内容

本公开的主要目的是提供一种光纤。

在一个方面，本发明提供了一种超小径光纤。光纤包括玻璃芯、玻 璃包层和第二涂层。第二涂层具有大于或等于1.2千兆帕斯卡的二次原位模量。

超小径光纤可以包括第一涂层。第一涂层夹在玻璃熔覆层和第二涂 层之间。此外，第一涂层可具有0.1至0.2兆帕斯卡范围内的一级原位模量和 2.5微米至10微米范围内的一级涂层厚度。

第二涂层的涂层厚度可在2.5至17.5微米之间。

光纤的直径可为140至180微米。

光纤拼接采用标准单模光纤，因此光纤可与G652D类安装光纤和 G657A1类光纤完全兼容。

在另一方面，本公开提供了一种超小径光纤。光纤包括玻璃芯、玻 璃包层和第二涂层。第二涂层的涂层厚度为2.5至17.5微米。

第二涂层的二次原位模量可大于或等于1.2千兆帕斯卡。

光纤的直径可为140至180微米。

在另一方面，本公开提供了一种超小径光纤。光纤包括玻璃芯、玻 璃包层和玻璃包层上的涂层。玻璃包层包围着玻璃核心。玻璃包层具有包层折 射率。涂层具有涂层折射率。包层折射率与涂层折射率的绝对差值大于0.01。

涂层可包括第一涂层和第二涂层。第一涂层可具有0.1至0.2兆帕 斯卡范围内的一个或多个主要原位模量和2.5微米至10微米范围内的主要涂层 厚度。第二涂层可具有一个或多个二次原位模量大于或等于1.2千兆帕，涂层 厚度在2.5至17.5微米范围内。

在一个方面，本公开涉及一种超小径光纤。光纤包括玻璃芯、玻璃 包层、第一涂层和第二涂层。第二涂层具有大于或等于1.2千兆帕斯卡的二次 原位模量。

附图说明

在概括地描述了本公开之后，现在将参考附图，其中：

图1示出了具有玻璃芯、玻璃包层和第二涂层的光纤的横截面图；

图2示出了具有第一涂层的光纤的横截面图；

图3所示为涂层模具的横截面图；

图4示出一级涂布模具笔尖和二级涂布模具笔尖的布置；以及

图5示出了具有以一个或多个角度调整的第一涂层模具笔尖和第二 涂层模具笔尖的涂层模具。

应该注意，附图旨在展示本公开的示例性实施例的图示。该图并不 旨在限制本发明的范围。还应注意的是，所附图不一定按比例绘制。

具体实施方式

现在将结合附图详细地提供参考本公开的选定实施例。本文所描述 的实施例并不旨在限制本发明的范围，并且本发明不应被解释为限于所描述的 实施例。在不脱离本发明的范围和精神的情况下，本公开可以以不同的形式体 现。应当理解，附图旨在并提供用于说明下面描述的公开的实施例，并且不一 定按比例绘制。在附图中，相似的数字表示相同的元素，为了提供更好的清晰 度和易于理解，可能会夸大某些元件的厚度和尺寸。

需要注意的是，“第一”、“第二”等术语并不表示任何顺序、等 级、数量或重要性，而是用来区分一个元素和另一个元素。另外，本文中的术 语“a”和“an”不表示数量限制，而是指示至少存在一个参考项。

图1至5示出了超小径光纤100的横截面图。一般来说，光纤是一 种薄而柔软的光纤，用于以光脉冲的形式传输信息。此外，光纤100用作将光 从一端传送到另一端的介质。一般来说，在电信中使用光纤来传输电话信号、 因特网通信、有线电视信号等。

光纤100沿着穿过光纤100的几何中心102的纵轴104定义。一般 来说，光纤的纵轴是沿光纤纵向的虚轴。纵轴104穿过几何中心102。光纤100 的几何中心102是光纤100的中心点。换句话说，光纤100的几何中心102被 定义为光纤100直径的中点。光纤100是圆形的。光纤100可以是任何形状。 光纤100与ITUT G657A1光纤相同并符合。光纤100与ITUTG657A2光纤相同 并符合。光纤100符合ITUT G657B3光纤。

通过使用各种预制件制造技术制造预制件来制造光纤100。各种预制 件制造技术包括但不限于外部气相沉积(OVD)、圆柱内棒或管内棒、气象相轴 向沉积(VAD)、PCVD和改性化学气相沉积(MCVD)或其中任何一种的适当组合。

预制件采用外部气相沉积法制造。一般来说，在外部气相沉积中， 预制件是由超纯蒸汽通过一个横向燃烧器制成的，并形成细小的玻璃烟尘颗粒。 烟尘颗粒沉积在旋转靶棒表面。当烟灰颗粒沉积在旋转靶棒表面后，移除旋转 靶棒并制造预制件。

预制件采用外部气相沉积法制造。一般来说，外部气相沉积是用来 制造多孔玻璃预制件的。在外部气相沉积过程中，通过火焰水解将细小的烟尘 颗粒沉积到心轴表面上，制备出多孔玻璃预制件。起始材料沉积在旋转心轴上， 多孔烟灰预制体在心轴上生长。起始材料是挥发性有机化合物，包括但不限于 SiCl4、GeCl4和O2。将多孔烟灰预制体加热以形成透明的玻璃预制件，该玻璃 预制体进一步拉入光纤中。

光纤100从预制件中抽出。在一个例子中，预制件的尖端被降低到 拉伸炉中。此外，气体被注入熔炉以提供清洁的气氛。此外，炉内严格控制的 温度软化了预制件的尖端。此外，达到预制件尖端的软化点，重力接管并允许 熔融的熔滴自由下落，直到拉伸成光纤100的细股。

超小径光纤100包括玻璃芯106、玻璃包层108和玻璃包层108上 的涂层。该涂层可包括第一涂层110和第二涂层112。光纤100的玻璃芯106的 中心与光纤100的几何中心102彼此重合。

玻璃芯106是光纤100的最内侧部分。一般来说，光纤的核心有助 于光的传播。玻璃芯106的相对折射率可以是任何合适的值。玻璃芯106与GeO2 和氯的掺杂成分有关。另外，对玻璃芯106进行氟化处理。

光纤100包括玻璃包层108。玻璃包层108包围着玻璃芯106。一般 来说，包层的折射率比芯层低。玻璃包层108的较低折射率使得光波在玻璃芯 106内的全内反射和光波在玻璃芯106内的传播得以实现。一般来说，全内反射 是指当传播的波以大于特定临界角的角度撞击介质边界时发生的现象。玻璃包 层108包围着玻璃芯106。玻璃包层108具有包层相对折射率。玻璃包层108的 包层相对折射率被定义为RIc，并且可以是任何合适的值。玻璃包层108可以具 有任何合适的成分。包层可以是下掺杂或上掺杂。

涂层具有涂层相对折射率。包层折射率与涂层折射率的绝对差值大 于0.01。第一涂层110可围绕光纤100的玻璃包层108。第一涂层110夹在玻 璃包层108和第二涂层112之间。第一涂层110是内涂层。另外，第一涂层110 的相对折射率被定义为RIPC并且可以是任何合适的值。此外，第一涂层110可 帮助保持光学特性和其有低原位模量。第二涂层112可环绕第一涂层110并向 光纤100提供强度和刚度，并且通常具有比第一涂层高的原位模量。第二涂层 112可防止光纤100中的微弯曲损耗。第一涂层110的直径可在约130至145微 米的范围内。第一涂层110的直径可以变化。第二涂层112的直径可在约130 至160微米的范围内。

第一涂层110的厚度可在2.5微米至10微米范围内。第一涂层110 的厚度可以是任何合适的值。第一涂层110可具有0.1至0.2兆帕斯卡范围内 的原位模量。第一涂层110可具有约0.15兆帕斯卡的原位模量，优选小于0.2 兆帕斯卡。另外，第一涂层110的原位模量可以变化。

光纤100在1550纳米的波长下可以具有高达18皮秒/(纳米公里) 的色散中的至少一个。此外，光纤100可具有约1300纳米至1324纳米范围内 的零色散波长。此外，光纤100可以具有高达1260纳米的电缆截止波长。此外， 光纤100可具有高达0.5的芯包层同心度误差。此外，光纤100的包层不圆度 百分比可高达0.7％。此外，光纤100的零色散斜率可高达0.092皮秒/(纳米 2.km)。光纤100可以具有至少100或更多的性能测试(kpsi)。此外，光纤100 的涂层剥离力在1.3-5.0牛顿之间。此外，光纤100可以具有至少4米或更多 的光纤卷曲。

光纤100与微弯曲损耗相关。微弯曲损耗的测定有多种方法，砂纸 法是其中之一。光纤100可以缠绕在线轴上。此外，线轴的直径可能为140毫 米左右。此外，线轴与绕组张力有关。此外，卷绕张力的值约为250克。此外， 卷绕张力的值可能会有所不同。另外，砂纸贴在线轴表面上。另外，砂纸是用 双面胶带粘贴的。此外，砂纸法或试验提供了微弯曲引起的损耗。此外，对于 光纤100，诱导的微弯曲损耗的值可高达每公里3分贝。光纤100在1310纳米 的波长下可具有在8.2微米至9.7微米范围内的模场直径。光纤100可具有高 达7.5分贝的每转高达0.5分贝的宏弯损耗中的至少一种，对应于在7.5毫米 的弯曲半径处的1550纳米的波长。光纤100可具有高达1.0分贝/圈的宏弯曲 损耗，对应于在7.5毫米的弯曲半径处的1625纳米的波长。

光纤100包括第二涂层112。第二涂层112可围绕第一涂层110。第 二涂层112是外层涂层。第二涂层112可由任何合适的材料制成。

第二涂层112的直径约为195微米。第二涂层112的直径可在约170 微米到195微米的范围内。第二涂层112的直径可以改变。第二涂层112具有 至少1.2千兆帕斯卡或更大的原位模量。另外，第二涂层112的原位模量可以 改变。第二涂层112具有在2.5到17.5微米范围内的涂层厚度。第二涂层112 的二次厚度可以改变。

在光纤100上涂覆涂层与一个或多个控制工艺参数相关。在光纤100 上涂覆初级和第二级涂层的一个或多个控制工艺参数包括压力控制工艺参数、 涂层同心度控制工艺参数等。此外，对于在光纤100上涂覆与压力控制相关联 的一级和二级涂层，工艺参数可使压力保持在约3巴至7巴的范围内。此外， 压力范围可能会变化。此外，对于第一涂层110和第二涂层112，压力控制工艺 参数保持在约3巴到7巴的范围内。此外，压力控制工艺参数保持第一涂层110 和第二涂层112之间的压差。利用第一涂层110和第二涂层112之间的相关压 差实现的小于165微米、优选小于或等于160微米的光纤直径可具有高达2巴 的保持值。第一涂层110和第二涂层112之间的压力差可以变化。

光纤100与涂层同心度控制工艺参数相关。用于初级和次级涂层的 过程控制工艺参数控制光纤100的直径，并且直径减小的光纤100可能受到不 可控制的涂层同心度的影响。涂层同心度控制工艺参数控制光纤100上涂层的 同心度。此外，涂层同心度控制工艺参数管理第一涂层110的相对折射率RIpc。 另外，涂层同心度控制工艺参数管理第二涂层112的相对折射率RIsc。玻璃包 层108与涂层(第一涂层和第二涂层)之间的最小绝对折射率差约为0.01。另 外，玻璃包层108和第一涂层110之间的足够相对折射率差产生具有高对比度图案的衍射图案，用于同心度监视器。参考波长约为633纳米。

光纤100涂有第一涂层110和次级涂层112。第一涂层110和第二涂 层112的应用是通过涂层模具实现的。

图3示出了涂层模具200的横截面图。涂层模具200可包括两个组 件：一级涂层模具笔尖202和二级涂层模具笔尖204。一级涂布模具笔尖202位 于二级涂布模具笔尖204上方。此外，可以对涂层模具笔尖进行各种定位。

第一涂层模具笔尖202可以具有第一模具杯表面206和第一中心 孔。第一中心孔由第一中心和第一直径定义。二次涂布模具笔尖204可以具有 第二模具杯表面208和第二中心孔。二次中心孔由二次中心和第二直径定义。 二次涂布模具笔尖204的二次中心孔大于初级涂布模具笔尖202的主要中心孔。 涂覆有第一涂层110的光纤100的直径可以在130微米到145微米的范围内， 这是通过主第一涂层模具笔尖202的设计实现的。由于第二涂层模具笔尖204 的设计，具有第二涂层层112的光纤100的直径可以在130微米到160微米之间。

换句话说，由于本发明中所公开的涂层模具200的新颖设计，可以 生产具有任何直径的光纤100。

图4示出一级涂布模具笔尖202和二级涂布模具笔尖204的布置。 一级涂布模具笔尖202和二级涂布模具笔尖204的设计方式使得二级涂布模具 笔尖204位于一级涂布模具笔尖202内。

图5示出了具有一个或多个角度调整的第一涂层模具笔尖202和第 二涂层模具笔尖204的涂层模具200。初级涂布模具笔尖202可以调整和重新排 列第一个角度θ1，第二个角度θ2和第三个角度θ3，与第一涂层模具笔尖202 的结构有关。二次涂布模具笔尖204可以与二次涂布模具笔尖204的结构相关 联的第一角度θ1、第二角度θ2和第三角度θ4进行调整和重新排列。光纤 100的第一涂层110的直径由主第一涂层模具笔尖202通过改变第一涂层模具笔 尖202的第一角度θ1来控制。第一涂层模具笔尖202的第一角度θ1的变化 影响并导致第一涂层模具笔尖202的第二角度θ2和第三角度θ3的变化，从 而导致主第一涂层模具笔尖202的整体结构变化。另一方面，光纤100的第二 涂层层112的直径由第二涂层模具笔尖204通过改变第二涂层模具笔尖204的 第一角度θ1来控制。二次涂布模具笔尖204的角度第一θ1的变化影响并导 致二次涂布模具笔尖204的第二角度θ2和第三角度θ4的变化，从而导致第 一涂层模具笔尖202的整体结构变化。

光纤100的直径可以通过如图4所示的第一涂层模具笔尖202和二 次级涂层模具笔尖204的配置来控制。此外，利用本发明中提到的涂层模具200 的布置，可以获得所需的光纤100直径。

此外，改变第二涂层笔尖204的第一角度θ1可有助于在约130至 160微米的范围内实现第二涂层112的期望直径，公差为±5微米。此外，第二 涂层笔尖204的第一角度θ1的变化可导致第一涂层模具笔尖202的第一角度 θ1、第二角度θ2和第三角度θ3的变化，这可能进一步有助于在约130微米 到145微米的范围内获得第一涂层110的所需直径。

此外，光纤100的第一涂层110的直径和第二涂层112的直径的任 何期望变化都可以通过调整一次涂层模具笔尖202和第二涂层模具笔尖204的 角度来实现。

此外，第二涂层112的直径的公差为±5微米。

当在光纤拉制过程中穿过涂覆模具200时，具有约125(±5)微米 直径的光纤100是稳定的，因为涂覆模具设计减轻了光纤100中的湍流问题， 减少PT断裂，并保持强度和光学性能。

光纤100的特征在于直径。光纤100的直径约为160微米。光纤100 的最大直径约为170微米。光纤100的直径可为180微米。此外，光纤100的 直径可以变化。光纤100属于ITU-TG657类的光纤。然而，光纤100不限于上 述类别的光纤。

光纤100符合G657A2弯曲不敏感光纤，可与标准单模光纤无缝拼接。 此外，光纤100符合G657A2弯曲不敏感光纤，并且具有与标准G652D光纤相同 的模场直径的优化设计，以确保与G652D安装的光纤基座完全兼容。光纤100 可以实现下一级电缆设计和弯曲性能，同时精简现场光时域反射计(OTDR)的 测试协议。

光纤100可能具有G657A2类光纤的极端弯曲性能，具有G657A1设 计的拼接便利性。光纤100可以具有弯曲不敏感特性，该特性有助于在闭合件 和弯曲损耗可以快速累积的其他位置节省光功率，从而进一步提高光功率裕度。

为了说明和描述的目的，已经给出了本技术的特定实施例的前述描 述。它们并不打算详尽无遗或将现有技术局限于所公开的精确形式，而且显然， 根据上述教学，许多修改和变化是可能的。选择和描述实施例是为了最好地解 释本技术的原理及其实际应用，从而使本领域技术人员能够最佳地利用本技术 和具有适合所设想的特定用途的各种修改的各种实施例。应当理解的是，根据 情况的建议或有利的情况，可以考虑对等价物的各种省略和替换，但这样做的 目的是在不偏离本技术权利要求的精神或范围的情况下涵盖应用或实施。

虽然已经在上面描述了本公开的几个可能的实施例，并且在某些情 况下进行了说明，但是应当将其解释和理解为仅通过说明和示例而不是通过限 制来呈现。因此，优选实施例的宽度和范围不应受到上述任何示例性实施例的 限制。

Claims (11)

1.一种超小径光纤(100)，其特征在于，包括：玻璃芯(106)；玻璃包层(108)；以及第二涂层(112)，其二次原位模量大于或等于1.2千兆帕。

2.如权利要求1所述的超小径光纤(100)，其特征在于，还包括夹在玻璃包层(108)和第二涂层(112)之间的第一涂层(110)，其中所述第一涂层(110)具有在0.1到0.2兆帕斯卡范围内的主要原位模量之一，并且第一涂层厚度在2.5微米到10微米。

3.如权利要求1所述的超小径光纤(100)，其特征在于，其中所述第二涂层(112)具有2.5至17.5微米范围内的涂层厚度。

4.如权利要求1所述的超小径光纤(100)，其特征在于，其中所述光纤(100)的直径为140至180微米。

5.如权利要求1所述的超小径光纤(100)，其特征在于，其中光纤(100)与标准单模光纤进行拼接，使得光纤(100)与G652D类安装光纤和G657A1类光纤完全兼容。

6.一种超小径光纤(100)，其特征在于，包括：玻璃芯(106)、玻璃包层(108)、以及第二涂层(112)，其涂层厚度在2.5至17.5微米范围内。

7.如权利要求6所述的超小径光纤(100)，其特征在于，还包括夹在玻璃包层(108)和第二涂层(112)之间的第一涂层(110)，其中第一涂层(110)具有至少一个主涂层厚度在2.5微米到10微米的范围内，并且主要原位模量为在0.1到0.2兆帕斯卡的范围内。

8.如权利要求6所述的超小径光纤(100)，其特征在于，其中，所述第二涂层(112)具有大于或等于1.2千帕斯卡的二次原位模量。

9.如权利要求6所述的超小径光纤(100)，其特征在于，其中光纤(100)的直径为140至180微米。

10.一种超小径光纤(100)，其特征在于，包括：玻璃芯(106)、包围玻璃芯(106)的具有包层折射率的玻璃包层(108)，覆盖在玻璃包层(108)上的涂层(110，112)，其中所述涂层(110，112)具有涂层折射率，其中所述包层折射率和所述涂层折射率之间的绝对差大于0.01。

11.如权利要求10所述的超小径光纤(100)，其特征在于，其中所述涂层(110，112)还包括：第一涂层(110)，其具有0.1至0.2兆帕斯卡范围内的一个或多个初始原位模量和2.5微米至10微米范围内的涂层厚度；以及第二涂层(112)，其具有一个或多个二次原位模量大于或等于1.2千兆帕斯卡，涂层厚度在2.5至17.5微米范围内。

Images