一种超低损耗光纤、以及超低损耗光纤的拉丝制备方法与流程

专利2025-06-07  35


本申请涉及光纤通信,尤其涉及一种超低损耗光纤、以及超低损耗光纤的拉丝制备方法。


背景技术:

1、光纤技术自20世纪70年代问世以来,迅速发展并在全球范围内得到广泛应用。随着互联网和数据通信需求的爆炸性增长,光纤通信成为骨干网络的主流技术。光纤不仅用于长距离通信,还逐渐进入城域网、接入网和家庭网络,推动了信息社会的快速发展。

2、目前,现有的掺杂光纤通过在纤芯或包层中掺入特定的元素或化合物,改变光纤的光学性能,以满足不同应用的需求。不同类型的掺杂光纤在光纤放大器、光纤激光器、色散补偿、非线性光学和光纤传感等领域具有广泛的应用。根据具体的应用需求,可以选择合适的掺杂光纤类型,以优化系统性能和实现特定功能。

3、然而,现有的参杂光纤在进行光信号的传输时,存在衰减较高,使用效果不好的问题。


技术实现思路

1、本申请实施例提供一种超低损耗光纤、以及超低损耗光纤的拉丝制备方法,用以改善现有的光纤存在衰减较高,使用效果不好的问题。

2、第一方面,本申请实施例提供一种超低损耗光纤,包括:

3、芯层,以及依次包覆在芯层外的第一渐变层、第二渐变层、第一平台层、第二平台层和外包层,其中,第一渐变层的相对折射率差和第二渐变层的相对折射率差均呈线性变化,且第一渐变层的相对折射率差的最小值大于第二渐变层的相对折射率差的最大值,第一平台层的相对折射率差大于第二渐变层的相对折射率差的最大值。

4、在一种可能的实施方式中,第一渐变层的相对折射率差沿远离芯层的方向线性递减。

5、在一种可能的实施方式中,第一渐变层的相对折射率差δn(r)分布满足:

6、δn(r)=δn2+(δn3-δn2)(r-r1/r2-r1)α1;

7、其中,δn2的范围为0~0.05%,δn3的范围为-0.2%~0,且δn2大于δn3,α1的范围为0.5~2,r1为芯层的最大半径值,r1的取值范围为5.5~7.5μm,r2-r1为第一渐变层的半径取值范围,r2-r1的取值范围为0.5~2μm。

8、在一种可能的实施方式中,第一渐变层中二氧化硅、二氧化锗、氟、磷的质量百分比为(1-a-b-c):a:b:c,其中,a的取值范围0%~1%,b的取值范围为0.01%~0.3%,c的取值范围为0~0.2%。

9、在一种可能的实施方式中,第二渐变层的相对折射率差沿远离芯层的方向线性递减。

10、在一种可能的实施方式中,第二渐变层相对折射率差δn(r)分布满足:

11、δn(r)=δn4+(δn5-δn4)(r-r2/r3-r2)α2;

12、其中,δn4的范围为-0.45%~-0.2%,δn5的范围为-0.65%~-0.4%,且δn4大于δn5,α2的范围为0.5~3,r3-r2为第二渐变层的半径取值范围,r2-r1的取值范围为4~12μm。

13、在一种可能的实施方式中,第二渐变层中二氧化硅和氟的质量百分比为1-(0.5%~1.5%):0.5%~1.5%。

14、第二方面,本申请实施例提供一种超低损耗光纤的拉丝制备方法,用于制备本申请实施例中的超低损耗光纤,方法包括:

15、基于预设的预加热温度,基于预设的预加热温度,将光纤预制棒置于圆弧反射罩中进行预加热处理,得到预加热处理后的光纤预制棒;

16、将预加热处理后的光纤预制棒进行拉丝涂覆处理,得到带有涂覆层的超低损耗光纤。

17、在一种可能的实施方式中,预加热温度为1900~2100℃,圆弧反射罩与光纤预制棒的距离为2~15cm,且圆弧反射罩对光纤预制棒受热产生的漫反射光进行反射的反射中心为光纤预制棒的芯层。

18、在一种可能的实施方式中,将预加热处理后的光纤预制棒进行拉丝涂覆处理,得到带有涂覆层的超低损耗光纤,包括:

19、将预加热处理后的光纤预制棒置于拉丝炉中进行拉丝处理,得到拉丝处理后的光纤;

20、将拉丝处理后的光纤依次通过多个退火保温炉进行保温退火处理,得到保温退火处理后的光纤;

21、将保温退火处理后的光纤进行光纤涂覆处理,并对光纤涂覆处理后光纤上的涂覆层进行固化处理,得到带有涂覆层的超低损耗光纤。

22、在一种可能的实施方式中,拉丝炉内的熔融温度为1800~2200℃,拉丝炉内充满保护气体,其中,保护气体包括氩气和氦气中的至少一种气体,保护气体的流量为10~50l/min;

23、在一种可能的实施方式中,拉丝处理中拉丝速度v与内部张力g满足:g=ev+f,其中,e的取值区间为0.08~0.12,f的取值范围为20~35。

24、在一种可能的实施方式中,涂覆层包括内涂覆层和外涂覆层,其中,在涂覆内涂覆层后的光纤的尺寸为180~205μm,在涂覆外涂覆层后的光纤的尺寸为235~252μm。

25、在一种可能的实施方式中,内涂覆层的材料和外涂覆层的材料均为丙烯酸树脂,其中,

26、内涂覆层的丙烯酸树脂满足:弹性模量≦0.7mpa,且在25℃时涂料黏度为(3000~8000)mpa·s,密度为(0.95~1.3)g/cm3,断裂伸长率≥125%;

27、外涂覆层的丙烯酸树脂满足:弹性模量≧550mpa,25℃时涂料黏度为(3000~8000)mpa·s,密度为(0.95~1.3)g/cm3,断裂伸长率≥10%。

28、本申请实施例提供的一种超低损耗光纤、以及超低损耗光纤的拉丝制备方法,通过采用在芯层和平台层之间设置第一渐变层和第二渐变层,且通过调整第一渐变层和第二渐变层的相对折射率差的手段,从而改善光纤的模式分布、降低弯曲损耗、提高材料纯度和结构设计、减少制造缺陷以及优化色散特性,使得光纤具有更好的一致性和强度,从而可以提高对光信号的传输性能,降低衰减,提高光纤的使用效果。



技术特征:

1.一种超低损耗光纤,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的光纤,其特征在于,所述第一渐变层的相对折射率差沿远离所述芯层的方向线性递减。

3.根据权利要求2所述的光纤,其特征在于,所述第一渐变层的相对折射率差δn(r)分布满足:

4.根据权利要求1所述的光纤,其特征在于,所述第一渐变层中二氧化硅、二氧化锗、氟、磷的质量百分比为(1-a-b-c):a:b:c,其中,所述a的取值范围0%~1%,所述b的取值范围为0.01%~0.3%,所述c的取值范围为0~0.2%。

5.根据权利要求1所述的超低损耗光纤,其特征在于,所述第二渐变层的相对折射率差沿远离所述芯层的方向线性递减。

6.根据权利要求5所述的光纤,其特征在于,所述第二渐变层相对折射率差δn(r)分布满足:

7.根据权利要求1所述的光纤,其特征在于,所述第二渐变层中二氧化硅和氟的质量百分比为1-(0.5%~1.5%):0.5%~1.5%。

8.一种超低损耗光纤的拉丝制备方法,其特征在于,用于制备权利要求1~8中任一项所述的超低损耗光纤,所述方法包括:

9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述预加热温度为1900~2100℃,所述圆弧反射罩与所述光纤预制棒的距离为2~15cm,且所述圆弧反射罩对所述光纤预制棒受热产生的漫反射光进行反射的反射中心为所述光纤预制棒的芯层。

10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述将预加热处理后的光纤预制棒进行拉丝涂覆处理,得到带有涂覆层的超低损耗光纤,包括:

11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述拉丝炉内的熔融温度为1800~2200℃,所述拉丝炉内充满保护气体,其中,所述保护气体包括氩气和氦气中的至少一种气体,所述保护气体的流量为10~50l/min。

12.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述拉丝处理中拉丝速度v与内部张力g满足:g=ev+f,其中,所述e的取值区间为0.08~0.12,所述f的取值范围为20~35。

13.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述涂覆层包括内涂覆层和外涂覆层,其中,在涂覆所述内涂覆层后的光纤的尺寸为180~205μm,在涂覆所述外涂覆层后的光纤的尺寸为235~252μm。

14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述内涂覆层的材料和所述外涂覆层的材料均为丙烯酸树脂,其中,


技术总结
本申请实施例提供一种超低损耗光纤、以及超低损耗光纤的拉丝制备方法。该光纤包括:芯层,以及依次包覆在芯层外的第一渐变层、第二渐变层、第一平台层、第二平台层和外包层,其中,第一渐变层的相对折射率差和第二渐变层的相对折射率差均呈线性变化,且第一渐变层的相对折射率差的最小值大于第二渐变层的相对折射率差的最大值,第一平台层的相对折射率差大于第二渐变层的相对折射率差的最大值。本申请的超低损耗光纤可以提高对光信号的传输性能,降低衰减,提高光纤的使用效果。

技术研发人员:朱钱生,曹珊珊,谢书鸿,刘志忠,刘羽航,王震,徐海涛
受保护的技术使用者:中天科技光纤有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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