【技術實現步驟摘要】
本專利技術專利屬于光纖通信，涉及一種漸變折射率高帶寬多模光纖。
技術介紹
1、相比于傳統(tǒng)的電通信，光纖通信具有巨大傳輸帶寬、極低傳輸損耗、較低成本和高保真等優(yōu)勢。光纖作為光纖通信的傳輸介質，其特性對光信號的傳輸有著非常重要的影響。使用更低功耗的vcsel激光器，在能耗、碳排放和成本等方面具備明顯優(yōu)勢的多模光纖連接方案已廣泛應用于大型數據中心、局域網、存儲網、板卡連接、芯片連接等中短距離光纖網絡場景。多模光纖大多應用場景一般是相對較狹窄的機柜、配線箱等集成系統(tǒng)，光纖將會經受較小的彎曲半徑。常規(guī)多模光纖在進行小彎曲半徑彎曲時，靠近纖芯邊緣傳輸的較高階模很容易泄漏出去，從而造成信號損失。隨著用戶對網絡速率、網絡容量需求的不斷增長，高性能傳輸網絡對多模光纖的性能提出了更高的要求。其中有效模式帶寬指標（emb）和彎曲附加損耗指標往往是應用廠商重點關注的兩項性能指標。
2、優(yōu)化光纖彎曲附加損耗的有效方法一般是在光纖包層增加低折射率區(qū)域的下陷包層，以限制高階模的泄漏，一般通過優(yōu)化下陷包層的深度和寬度以及調整下陷包層距離光纖纖芯的距離來獲得更好的彎曲性能。理論上更寬的下陷包層寬度，更深的下陷包層，調整下陷包層到芯層至適當距離能增加光纖的抗彎曲性能。
3、傳統(tǒng)的高帶寬多模光纖為提高其抗彎曲性能，芯層部分一般采用ge/f共摻或ge/p/f共摻，內包層采用f摻雜或ge/f共摻，下陷包層采用深f摻雜的工藝進行制備。這種結構的光纖，光纖芯層、內包層以及下陷包層間形成了較大的粘度差，所制備的光纖預制棒在拉制成光纖的過程中，光纖芯層、
4、優(yōu)化光纖有效模式帶寬（emb）的方式一般通過精確調整芯層部分折射率剖面的方式進行工藝制備，理論上折射率剖面越光滑，與理想冪指數折射率剖面偏差越小，所制備光纖的有效模式帶寬（emb）越高。工程技術人員一般采用gecl4流量補償的方式精確修正隨沉積層厚度逐步加厚帶來的氣相化學反應條件變化導致的折射率剖面與理想冪指數剖面的偏差。
5、gecl4流量一般由質量流量控制器進行精確控制，工程實踐上，質量流量控制器受限于低開度流量的不穩(wěn)定，尤其是大質量分子氣體的gecl4蒸汽，實踐上往往在0~5%甚至0~10%開度區(qū)間內容易出現波動大、重復精度差的情況，這對于gecl4流量補償帶來非常大的困擾，難以實現有效的折射率剖面精確補償，尤其是對gecl4流量低開度區(qū)間所對應的光纖20~25um區(qū)域的折射率分布帶來較大的影響。
6、現有技術亦有采用多路氣體流量控制器的方式，通過增設較低量程的氣體流量控制支路來解決芯層邊緣部分較大流量計在低開度區(qū)間重復精度差、流量波動大的問題，在達到目標流量后自動開啟第二支路流量控制器的方式進行工藝制備。這種方法仍無法解決低量程質量流量控制器較低開度區(qū)間流量波動大、重復精度差的問題，且由于引入更多支路參與控制，在第二支路開啟時，由于新支路的切換將導致氣體總流量、壓力的瞬間波動，非常容易在芯層折射率剖面出現毛刺等不光滑點，導致dmd性能下降，進而影響到有效模式帶寬。同時，不同支路流量控制器的實際流量一致性標定也是難以克服的困難。
技術實現思路
1、本專利技術專利所要解決的技術問題是提供一種漸變折射率高帶寬多模光纖，制備的多模光纖預制棒批次一致性高，拉制的漸變折射率結構光纖具有優(yōu)異的抗彎曲性能，在850nm波長有高帶寬性能，進一步的，通過對芯層ii的折射率剖面進行更精準的調節(jié)，優(yōu)化了20~23um區(qū)域dmd性能，所制備的漸變折射率結構光纖在953nm波長處的有效模式帶寬emb也具有較顯著的改善作用。
2、為解決上述技術問題，本專利技術專利所采用的技術方案是：一種漸變折射率高帶寬多模光纖，沿多模光纖徑向由內向外依次包括芯層i、芯層ii、內包層i、內包層ii、下陷包層、過渡包層和外包層；芯層i、芯層ii的折射率剖面冪指數分布；漸變折射率高帶寬多模光纖的徑向折射率n(r)表示為：
3、；
4、其中為相對折射率差，，為光纖芯層中心折射率，為純石英玻璃折射率，為光纖包層折射率，為光纖芯層半徑，α為折射率剖面分布冪指數參數。
5、所述芯層i、芯層ii折射率剖面為連續(xù)漸變，折射率剖面符合冪指數分布，分布冪指數α為1.92~2.2，芯層中心與外包層最大相對折射率差為0.9~1.2%。
6、所述芯層ii半徑為24.5~27.5um，芯層i半徑與差值-為2~5um。
7、所述內包層i的寬度w1為0~1um，折射率剖面為連續(xù)漸變，折射率剖面為直線或曲線，所述內包層ii的寬度w2為1~1.5um，內包層ii與外包層相對折射率差為-0.2~0.2%。
8、所述下陷包層的寬度w3為3~8um，與外包層相對折射率差為-0.5%~-0.75%。所述外包層為純石英玻璃，包層半徑為61~64um。
9、所述芯層i為cl、f、ge共摻sio2玻璃，芯層i對參與沉積反應的氣體摻雜劑gecl4進行流量補償修正，優(yōu)化其dmd性能。
10、所述芯層ii為cl、f、ge共摻sio2玻璃，芯層ii參與沉積反應的氣體摻雜劑gecl4流量控制器開度為5%~15%。
11、所述芯層ii制備過程中gecl4流量控制器開度恒定；芯層ii制備過程中gecl4流量控制器開度隨芯層ii沉積層數增加遞增；芯層ii摻雜劑氟利昂氣體流量隨沉積層數遞減，且符合如下函數分布：
12、；（1）
13、式中，為芯層ii氟利昂初始流量，為芯層ii與芯層i邊界（即芯層ii沉積結束）流量，為第層數氟利昂流量，為芯層ii沉積總層數，為流量指數，的取值范圍為1~3。
14、所述芯層ii與芯層i的折射率剖面參數偏差?α小于0.02；芯層ii的折射率剖面分布參數小于或等于芯層i的折射率剖面分布參數；芯層ii對摻雜劑氟利昂氣體流量進行流量補償修正，優(yōu)化芯層ii的dmd性能。
15、所述芯層i邊界的sicl4流量與芯層i沉積終值的sicl4流量隨沉積反應層數連續(xù)線性遞減變化；芯層i邊界的摻雜劑氟利昂流量與芯層ii沉積終值的氟利昂流量相同，芯層i摻雜劑氟利昂流量隨沉積層數變化，且符合如下函數分布：
16、,（2）
17、式中，為芯層i中心氟利昂流量，為第層氟利昂流量，為芯層i沉積總層數，為流量指數，的取值范圍為1~1.5。
18、本專利技術專利的主要有益效果主要體現于：
19、通過提高芯層ii?gecl4質量流量控制器控制開度的方式，避免了多回路流量控制帶來的流量波動或流量控制一致性差的不足，改善了質量流量控制器低開度下閥門開度重復性差的不足，實現了摻雜劑單一控制流量控制下制備多模光纖折射率剖面的精確控制，所制備的多模光纖批次一致性高，帶寬特性優(yōu)本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種漸變折射率高帶寬多模光纖，其特征是：沿多模光纖徑向由內向外依次包括芯層I、芯層II、內包層I、內包層II、下陷包層、過渡包層和外包層；芯層I、芯層II的折射率剖面冪指數分布；漸變折射率高帶寬多模光纖的徑向折射率n(r)表示為：
2.根據權利要求1所述的漸變折射率高帶寬多模光纖，其特征是：所述芯層I、芯層II折射率剖面為連續(xù)漸變，折射率剖面符合冪指數分布，分布冪指數α為1.92~2.2，芯層中心與外包層最大相對折射率差為0.9~1.2%。
3.根據權利要求1所述的漸變折射率高帶寬多模光纖，其特征是：所述芯層II半徑為24.5~27.5um，芯層I半徑與差值R2-R1為2~5um。
4.根據權利要求1所述的漸變折射率高帶寬多模光纖，其特征是：所述內包層I的寬度w1為0~1um，折射率剖面為連續(xù)漸變，折射率剖面為直線或曲線，所述內包層II的寬度w2為1~1.5um，內包層II與外包層相對折射率差為-0.2~0.2%。
5.根據權利要求1所述的漸變折射率高帶寬多模光纖，其特征是：所述下陷包層的寬度W3為3~8um，與外包層相對折射率
6.根據權利要求1所述的漸變折射率高帶寬多模光纖，其特征是：所述芯層I為Cl、F、Ge共摻SiO2玻璃，芯層I對參與沉積反應的氣體摻雜劑GeCl4進行流量補償修正，優(yōu)化其DMD性能。
7.根據權利要求1所述的漸變折射率高帶寬多模光纖，其特征是：所述芯層II為Cl、F、Ge共摻SiO2玻璃，芯層II參與沉積反應的氣體摻雜劑GeCl4流量控制器開度為5%~15%。
8.根據權利要求1所述的漸變折射率高帶寬多模光纖，其特征是：所述芯層II制備過程中GeCl4流量控制器開度恒定；芯層II制備過程中GeCl4流量控制器開度隨芯層II沉積層數增加遞增；芯層II摻雜劑氟利昂氣體流量隨沉積層數遞減，且符合如下函數分布：
9.根據權利要求1所述的漸變折射率高帶寬多模光纖，其特征是：所述芯層II與芯層I的折射率剖面參數偏差?α小于0.02；芯層II的折射率剖面分布參數小于或等于芯層I的折射率剖面分布參數；芯層II對摻雜劑氟利昂氣體流量進行流量補償修正，優(yōu)化芯層II的DMD性能。
10.根據權利要求9所述的漸變折射率高帶寬多模光纖，其特征是：所述芯層I邊界的SiCl4流量與芯層I沉積終值的SiCl4流量隨沉積反應層數連續(xù)線性遞減變化；芯層I邊界的摻雜劑氟利昂流量與芯層II沉積終值的氟利昂流量相同，芯層I摻雜劑氟利昂流量隨沉積層數變化，且符合如下函數分布：
...【技術特征摘要】
1.一種漸變折射率高帶寬多模光纖，其特征是：沿多模光纖徑向由內向外依次包括芯層i、芯層ii、內包層i、內包層ii、下陷包層、過渡包層和外包層；芯層i、芯層ii的折射率剖面冪指數分布；漸變折射率高帶寬多模光纖的徑向折射率n(r)表示為：
2.根據權利要求1所述的漸變折射率高帶寬多模光纖，其特征是：所述芯層i、芯層ii折射率剖面為連續(xù)漸變，折射率剖面符合冪指數分布，分布冪指數α為1.92~2.2，芯層中心與外包層最大相對折射率差為0.9~1.2%。
3.根據權利要求1所述的漸變折射率高帶寬多模光纖，其特征是：所述芯層ii半徑為24.5~27.5um，芯層i半徑與差值r2-r1為2~5um。
4.根據權利要求1所述的漸變折射率高帶寬多模光纖，其特征是：所述內包層i的寬度w1為0~1um，折射率剖面為連續(xù)漸變，折射率剖面為直線或曲線，所述內包層ii的寬度w2為1~1.5um，內包層ii與外包層相對折射率差為-0.2~0.2%。
5.根據權利要求1所述的漸變折射率高帶寬多模光纖，其特征是：所述下陷包層的寬度w3為3~8um，與外包層相對折射率差為-0.5%~-0.75%。所述外包層為純石英玻璃，包層半徑為61~64um。
6.根據權利要求1所述的漸變折射率高帶寬多模光纖，其特征...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：連海洲，王中保，李穎，皮亞斌，
申請(專利權)人：武漢長盈通光電技術股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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