寬帶多模光纖及其製造方法
2023-09-20 22:50:55 1
專利名稱：寬帶多模光纖及其製造方法
技術領域：
本發明涉及多模光纖，具體涉及寬帶多模光纖及其製造方法。
背景技術：
10Gbit/s乙太網(IOGbE)標準IEEE802. 3ae以雷射優化50 μ m多模光纖作為IOG 光網絡的首選傳輸介質，同時，850nm波長的新型廉價雷射器VCSEL(垂直腔面發射雷射 器)、以及光收發模塊的開發和應用，也非常大的降低了網絡的運行成本。寬帶多模光纖為 未來支持長達300米乃至550米傳輸32G到100G以及更高速率的傳輸應用提供了一種節 約成本的途徑。多模光纖是一種在通信系統中較早使用的數據通信光纖，由於其具有較大的芯徑 和數值孔徑，有多個穩定的傳導模式、大的光傳輸能量和較為寬鬆的技術要求，在光通信領 域中一直被使用。對於一般的梯度折射率多模光纖，其折射率分布參數α約為2，即類二 次拋物線結構，理論分析表明，對於具有上述類拋物線折射率結構的多模光纖，在理想情況 下，不同模式的光通過不同的傳輸路徑可以同時到達，可以消除模間色散的影響，使得多模 光纖的帶寬增加。但在實際的光纖製造過程中，由於各種因素的存在，多模光纖的纖芯折射 率分布難以達到上述要求。其主要原因在於一方面，由於受到溫度及壓力等因素的影響，芯棒沉積的實際材 料結構往往與設計的波導結構存在一定偏差，導致折射率剖面偏離理想剖面；另一方面，管 內法製造芯棒還要經歷熔縮工藝過程，即將沉積完的空心石英玻璃管在高溫下熔縮成實 心的石英玻璃棒，在高溫熔縮過程中材料的擴散與GeO2的揮發，導致芯棒的中心折射率出 現凹陷或者冒尖，導致芯棒的折射率剖面偏離理想剖面。因此，不同模式的光在光纖中通過 不同的傳輸路徑後不能夠同時到達，其模間色散將導致光脈衝展寬，使得光纖的色散加大， 極大地限制帶寬特性，影響了多模光纖在高速網絡中的應用。利用標量波動方程的WKB方法，經過數學運算，可求得一個歸一化的差分模(群) 時延T(DMD，Differential Mode Delay，接收端收到的第一個和最後一個脈衝之間的時間 差)與光纖徑向坐標(r/α)之間的函數關係
權利要求
1.寬帶多模光纖，包括纖芯和包覆在纖芯外圓周表面上的包層，其特徵在於所述纖芯 的折射率剖面呈拋物線狀漸變分布，相對摺射率差Δ 1為0. 85% 1. 1%;所述包層為下陷 包層，相對摺射率差Δ2為-0. 15% -0. 25% ；所述芯層在光纖850nm波長帶寬的差分模 時延測試曲線為連續下降的曲線。
2.如權利要求1所述的寬帶多模光纖，其特徵在於該寬帶多模光纖滿注入帶寬在 850nm 和 1300nm 時分別大於:3500MHz .km 和 500MHz .km，850nm 有效帶寬大於 4700MHz .km。
3.如權利要求1所述的寬帶多模光纖的製造方法，其特徵在於包括以下步驟A10、採用PCVD沉積工藝技術製造出光纖預製棒芯棒樣品備用；A20、採用PCVD沉積工藝技術製造光纖預製棒芯棒，其中纖芯的沉積過程分成多段進 行，在沉積纖芯的過程中，SiCl4W流量為5. 6g/min到4. 7g/min，鍺蒸汽GeCl4流量為0. Ig/ min到1. 3g/min, C2F6的流量為0. 5sccm到1. 5sccm,並且在每一段的沉積過程中，根據光 纖預製棒芯棒樣品的折射率剖面分布曲線與理論折射率剖面分布曲線之間的偏差，調整 GeCl4以及C2F6的流量以精確修正光纖預製棒芯棒的折射率剖面分布與理論折射率分布之 間的偏差；A30、將光纖預製棒芯棒裝入石英套管中，融熔、拉絲成寬帶多模光纖，融縮時控制空心 光纖預製棒芯棒內高純氧氣的壓力波動範圍在士 1. 5%，在融縮至孔徑直徑為3 6mm時， 通入C2F6氣體進行2 5次內壁腐蝕，流量為80sccm 120sccm，每次腐蝕時間為10 15 分鐘。
4.如權利要求3所述的寬帶多模光纖的製造方法，其特徵在於對步驟A30獲得到的光 纖進行DMD測量，並根據DMD測量響應與標準曲線之間的偏差在下一批次的製造過程中對 步驟A20中GeCl4的補償量進行優化調整，直至所測DMD測量響應在可接受的規定值內。
5.如權利要求3所述的寬帶多模光纖製造方法，其特徵在於，步驟A30中，拉絲過程中 周期性地搓動光纖，搓動頻率為0. 2 5次/s。
6.如權利要求3、4或5所述的寬帶多模光纖的製造方法，其特徵在於根據SiCl4和 GeCl4的流量自動調整&流量，O2流量與SiCl4和GeCl4的總流量之比為2. 3 3. 0。
7.如權利要求6所述的寬帶多模光纖的製造方法，其特徵在於纖芯沉積的段數為30 60。
8.如權利要求7所述的寬帶多模光纖的製造方法，其特徵在於多段沉積過程中SiCl4 和GeCl4的流量分別呈線性變化。
全文摘要
本發明公開了一種寬帶多模光纖及其製造方法，該方法包括以下步驟，首先製造出光纖預製棒芯棒樣品，然後採用PCVD沉積工藝製造光纖預製棒芯棒，其中纖芯的沉積過程分成多段進行，分段沉積過程中以光纖預製棒芯棒樣品的折射率剖面分布曲線與理論折射率剖面分布曲線之間的偏差，調整GeCl4在每一段的補償量；最後將光纖預製棒芯棒裝入石英套管中融熔、拉絲得到寬帶多模光纖。採用本發明提供方法獲得的寬帶多模光纖，完全消除了纖芯的中心凹陷以及冒尖，光纖滿注入帶寬在850nm和1300nm分別大於3500MHz·km和500MHz·km，850nm有效帶寬大於4700MHz·km，可滿足萬兆高速寬帶網絡的應用需求，且與目前的低速網絡系統兼容。
文檔編號C03B37/025GK102073098SQ20101056226
公開日2011年5月25日 申請日期2010年11月29日 優先權日2010年11月29日
發明者李詩愈, 王彥亮, 王彬, 連海洲, 陳偉 申請人:烽火通信科技股份有限公司