[发明专利]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Δb(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。