本發(fā)明涉及光纖領(lǐng)域，特別是涉及一種多模、單模多芯復(fù)合通信光纖及其制備工藝。

背景技術(shù)：

1、目前空分復(fù)用中重點(diǎn)開發(fā)的是多芯光纖(mcf，multi-core?fiber)和模分復(fù)用(mdm,mode?division?multiplexing)兩類。模分復(fù)用又分少模光纖(fmf，few?mode?fiber)中的線性偏振模(lp,linear-polarized?mode)模分復(fù)用和軌道角動(dòng)量(oam,orbitalangular?momentum)模分復(fù)用兩類。

2、在一根光纖中可以容納多個(gè)光波導(dǎo)內(nèi)芯的光纖?？煞謨煞N類型；一是芯數(shù)較少，芯間距離較大，芯間光場(chǎng)耦合較小。芯間串音干擾較小，此類mcf稱為弱耦合mfc；另一類是芯數(shù)較多,芯間距離較小，芯間光場(chǎng)耦合較強(qiáng)。芯間串音干擾較大，此類mcf稱為強(qiáng)耦合mfc,強(qiáng)耦合mfc需采用類似模式復(fù)用中方式來(lái)消除芯間串音干擾。應(yīng)當(dāng)指出，多芯光纖中的每一芯本身也可作為一根少模光纖實(shí)現(xiàn)模分復(fù)用。也就是說(shuō),可將兩者組合起來(lái)實(shí)現(xiàn)m芯mcf和n模fmf結(jié)合的n×m個(gè)平行的傳輸通道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種多模、單模多芯復(fù)合通信光纖及其制備工藝，可以同時(shí)用作多模光纖和多芯單模光纖，擴(kuò)大了應(yīng)用場(chǎng)景，使用壽命長(zhǎng)。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種多模、單模多芯復(fù)合通信光纖，包括多模纖芯、多個(gè)單模纖芯和包層，所述包層包覆在多模纖芯和單模纖芯外側(cè)，所述單模纖芯繞多模纖芯的中心所在圓間隔均勻分布，所述多模纖芯包括階躍型折射率剖面分布或梯度型折射率剖面分布，所述多模纖芯和包層的折射率差為δ1＝(n1-n0)/n0，δ1＝2％，所述單模纖芯和包層的折射率差為δ2＝(n2-n0)/n0，δ2＝0.3％，其中n0為包層折射率，n1為多模纖芯折射率，n2為單模纖芯折射率。

3、在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述單模纖芯的芯徑小于多模纖芯的芯徑。

4、在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述單模纖芯的芯徑為8.3μm，多模纖芯的芯徑為50μm，包層的直徑為125μm。

5、在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述單模纖芯的數(shù)量為6個(gè)。

6、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的另一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種多模、單模多芯復(fù)合通信光纖的制備工藝，其特征在于，包括以下步驟：

7、a.通過(guò)用mcvd工藝制作預(yù)制棒：將石英基管放在玻璃車床上旋轉(zhuǎn)，用超純氧氣作為載氣與sicl4，gecl4的飽和蒸氣一同進(jìn)入石英基管，溫度為1400-1600℃的氫氧焰加熱石英基管的外壁，通過(guò)熱傳導(dǎo)在管內(nèi)的氣相材料在高溫下發(fā)生氧化反應(yīng)，生成的氧化物在高溫區(qū)氣流下游的管內(nèi)壁上形成多孔玻璃粉塵的沉積層，當(dāng)下一波氫氧焰的高溫區(qū)經(jīng)過(guò)此處時(shí)，玻璃粉塵被燒結(jié)成沉積在內(nèi)壁上的均勻透明的玻璃層，氫氧火炬從左到右緩慢移動(dòng)一次形成一層相應(yīng)的沉積層，然后快速退回到原處，進(jìn)行第二次沉積，如此往復(fù)直到完成所規(guī)定的沉積；石英基管將作為外包層部分，沉積層從包層向纖芯逐層沉積，當(dāng)沉積完成后，中心還留有小孔，進(jìn)入預(yù)制棒的燒縮階段，停止原料氣流進(jìn)入，火焰溫度升高到1800℃左右，將石英管燒縮形成實(shí)心的光纖預(yù)制棒；

8、b.用vad工藝制作摻鍺芯棒：在反應(yīng)容器內(nèi)通入凈化空氣，同時(shí)反應(yīng)容器上的排放泵排氣工作確保內(nèi)部壓力穩(wěn)定，沉積起始后的石英棒向上提升，起始靶棒垂直提升，氧化物玻璃沉積在靶棒下端，使沉積面始終保持在一定的位置，纖芯和包層材料同時(shí)沉積在棒上，最后將制成的多孔質(zhì)母材在分立的工序中進(jìn)行脫水，燒結(jié)成透明的摻鍺芯棒；

9、c.將步驟a制得的光纖預(yù)制棒拉制成50mm的預(yù)制棒，對(duì)應(yīng)單模光纖芯線的位置上進(jìn)行打孔，再將步驟b制得的摻鍺芯棒插入孔中；

10、d.光纖拉絲工藝：將光纖預(yù)制棒插入拉絲爐內(nèi)進(jìn)行2200℃高溫拉絲，拉制成光纖，光纖拉絲成形后，直接在拉絲塔上進(jìn)行涂覆塑料樹脂對(duì)光纖予以保護(hù)。

11、在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述步驟a中管內(nèi)的氣相材料在高溫下發(fā)生氧化反應(yīng)的反應(yīng)式為：sicl4+o2→sio2+2cl2↑；gecl4+o2→geo2+2cl2↑。

12、在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述步驟a中沉積過(guò)程中反應(yīng)產(chǎn)生的氯氣和沒有反應(yīng)完的氣相材料則從石英基管的出口排出，進(jìn)行廢氣中和處理。

13、在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述步驟a中折射率剖面通過(guò)用質(zhì)量流量控制器調(diào)節(jié)各原料組成的載氣的流量來(lái)控制。

14、在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述步驟b中同時(shí)用三個(gè)沉積火炬沉積摻鍺纖芯以提高沉積效率，沉積端部的位置偏差應(yīng)控制在50μm的精度以內(nèi)。

15、在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述步驟d中為了減小光纖的微彎損耗，通常分兩層涂覆，涂復(fù)直徑為242±5μm，涂層分為內(nèi)、外兩層。內(nèi)涂直徑為180-190μm，內(nèi)涂層需釆用低楊氏模量的涂料以提高光纖的抗微彎性能，內(nèi)涂層的揚(yáng)氏模量為0.5-2mpa；外涂層采用較高楊氏模量的涂料以增加光纖的機(jī)械和環(huán)境保護(hù)性能，外層涂料的楊氏模量應(yīng)大于600mpa，采用紫外固化丙烯酸樹脂作為涂層材料。

16、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明多模、單模多芯復(fù)合通信光纖及其制備工藝，可以同時(shí)用作多模光纖和多芯單模光纖，直接更換新型的單模、多模兩用通信光纖適用的設(shè)備，而無(wú)需更換光線重新布線，使用壽命長(zhǎng)，適用于單、多模設(shè)備的互相更新替換。

技術(shù)特征：

1.一種多模、單模多芯復(fù)合通信光纖，其特征在于，包括多模纖芯、多個(gè)單模纖芯和包層，所述包層包覆在多模纖芯和單模纖芯外側(cè)，所述單模纖芯繞多模纖芯的中心所在圓間隔均勻分布，所述多模纖芯包括階躍型折射率剖面分布或梯度型折射率剖面分布，所述多模纖芯和包層的折射率差為，，所述單模纖芯和包層的折射率差為，，其中為包層折射率，為多模纖芯折射率，為單模纖芯折射率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模、單模多芯復(fù)合通信光纖，其特征在于，所述單模纖芯的芯徑小于多模纖芯的芯徑。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型的單模、多模兩用通信光纖，其特征在于，所述單模纖芯的芯徑為8.3μm，多模纖芯的芯徑為50μm，包層的直徑為125μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型的單模、多模兩用通信光纖，其特征在于，所述單模纖芯的數(shù)量為6個(gè)。

5.一種多模、單模多芯復(fù)合通信光纖的制備工藝，其特征在于，包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備工藝，其特征在于，所述步驟a中管內(nèi)的氣相材料在高溫下發(fā)生氧化反應(yīng)的反應(yīng)式為：sicl4+o2→sio2+2cl2↑；gecl4+o2→geo2+2cl2↑。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備工藝，其特征在于，所述步驟a中沉積過(guò)程中反應(yīng)產(chǎn)生的氯氣和沒有反應(yīng)完的氣相材料則從石英基管的出口排出，進(jìn)行廢氣中和處理。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備工藝，其特征在于，所述步驟a中折射率剖面通過(guò)用質(zhì)量流量控制器調(diào)節(jié)各原料組成的載氣的流量來(lái)控制。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備工藝，其特征在于，所述步驟b中同時(shí)用三個(gè)沉積火炬沉積摻鍺纖芯以提高沉積效率，沉積端部的位置偏差應(yīng)控制在50μm的精度以內(nèi)。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備工藝，其特征在于，所述步驟d中為了減小光纖的微彎損耗，通常分兩層涂覆，涂復(fù)直徑為242±5μm，涂層分為內(nèi)、外兩層，內(nèi)涂直徑為180?-190μm，內(nèi)涂層需釆用低楊氏模量的涂料以提高光纖的抗微彎性能，內(nèi)涂層的揚(yáng)氏模量為0.5-2mpa；外涂層采用較高楊氏模量的涂料以增加光纖的機(jī)械和環(huán)境保護(hù)性能，外層涂料的楊氏模量應(yīng)大于600mpa，采用紫外固化丙烯酸樹脂作為涂層材料。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種多模、單模多芯復(fù)合通信光纖及其制備工藝，包括多模纖芯、多個(gè)單模纖芯和包層，所述包層包覆在多模纖芯和單模纖芯外側(cè)，所述單模纖芯繞多模纖芯的中心所在圓間隔均勻分布，所述多模纖芯包括階躍型折射率剖面分布或梯度型折射率剖面分布，所述多模纖芯和包層的折射率差為，，所述單模纖芯和包層的折射率差為，，其中為包層折射率，為多模纖芯折射率，為單模纖芯折射率。通過(guò)用MCVD工藝制作預(yù)制棒、用VAD工藝制作摻鍺芯棒和光纖拉絲制得。通過(guò)上述方式，本發(fā)明多模、單模多芯復(fù)合通信光纖及其制備工藝，可以同時(shí)用作多模光纖和多芯單模光纖，擴(kuò)大了應(yīng)用場(chǎng)景，使用壽命長(zhǎng)。

技術(shù)研發(fā)人員：聞炳亮,陳炳炎
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海天誠(chéng)通信技術(shù)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9