低损耗大有效面积单模光纤及其制造方法

摘要

本发明公开了一种低损耗大有效面积单模光纤及其制造方法，涉及光纤领域，该光纤包括由内至外依次排列的石英玻璃包层、内涂层和外涂层，石英玻璃包层内部还包括由内至外依次排列的第一纤芯区域、第二纤芯区域、第三纤芯区域、第四纤芯区域和折射率下凹包层，折射率下凹包层采用PCVD工艺进行沉积，石英玻璃包层采用OVD工艺或套管工艺制造。本发明能减小光纤的散射损耗和光纤弯曲状态下的附加损耗，将纤芯基模电磁场功率由尖顶分布调整为平顶分布，降低光功率密度，增大光纤的有效面积，降低光纤的非线性，使光纤通信系统入纤功率提高0.4～2.6dB，适合大规模生产。

主权项

一种低损耗大有效面积单模光纤，包括由内至外依次排列的石英玻璃包层(b)、内涂层(f₁)和外涂层(f₂)，其特征在于：所述石英玻璃包层(b)内部还包括由内至外依次排列的第一纤芯区域(a₁)、第二纤芯区域(a₂)、第三纤芯区域(a₃)、第四纤芯区域(a₄)和折射率下凹包层，第一纤芯区域(a₁)的半径为r₁，第二纤芯区域(a₂)的半径为r₂，第三纤芯区域(a₃)的半径为r₃，第四纤芯区域(a₄)的半径为r₄，折射率下凹包层内边缘(b₁)到第一纤芯区域(a₁)中心的距离为r₅，折射率下凹包层外边缘(b₂)到第一纤芯区域(a₁)中心的距离为r₆，折射率下凹包层采用等离子化学气相沉积PCVD工艺进行沉积，石英玻璃包层(b)采用外部气相沉积OVD工艺或套管工艺制造，其中：第一纤芯区域(a₁)与石英玻璃包层(b)的相对折射率差Δ₁(r)随纤芯半径r的变化满足“Δ₁(r)＝c₁”关系曲线：0≤r≤r₁，1.0μm≤r₁≤2.0μm，c₁为常数，0.07％≤c₁≤0.15％；第二纤芯区域(a₂)与石英玻璃包层(b)的相对折射率差Δ₂(r)随纤芯半径r的变化满足“Δ₂(r)＝A×ln(r)+c₂”关系曲线：r₁≤r≤r₂，3.0μm≤r₂≤3.9μm，A、c₂均为常数，0.0019≤A≤0.0025，‑0.00001≤c₂≤‑0.00010；第三纤芯区域(a₃)与石英玻璃包层(b)的相对折射率差Δ₃(r)随纤芯半径r的变化满足“Δ₃(r)＝c₃”关系曲线：r₂≤r≤r₃，2.5μm≤r₃≤5.0μm，c₃为常数，0.18％≤c₃≤0.32％；第四纤芯区域(a₄)与石英玻璃包层(b)的相对折射率差Δ₄(r)随纤芯半径r的变化满足“Δ₄(r)＝B×r²+C×r+c₄”关系曲线：r₃≤r≤r₄，5.0μm≤r₄≤6.5μm，B、C、c₄均为常数，‑0.0010≤B≤‑0.00075，0.0071≤C≤0.0088，‑0.0175≤c₄≤‑0.0144；该光纤的折射率下凹包层内边缘(b₁)到第一纤芯区域(a₁)中心的距离r₅与第四纤芯区域(a₄)的半径r₄的关系为：3.0μm≤r₅‑r₄≤6.2μm，该折射率下凹包层的厚度满足5.0μm≤r₆‑r₅≤11.2μm，该折射率下凹包层的相对折射率差曲线满足Δ_b(r)＝k×r+t曲线关系：k、t均为常数，k＝5×10^‑6，‑9.46×10^‑3≤t≤‑2.70×10^‑3。