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一種oam傳輸光纖及其制造方法

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一種oam傳輸光纖及其制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種OAM傳輸光纖及其制造方法,涉及光纖通信領(lǐng)域。該方法包括:利用等離子體化學(xué)氣相沉積工藝依次沉積形成外包層、環(huán)形芯層和中心包層;在2000℃~2400℃的溫度下熔縮后加工形成OAM傳輸光纖預(yù)制棒;對(duì)OAM傳輸光纖預(yù)制棒進(jìn)行拉絲、并涂覆外涂層,形成OAM傳輸光纖;OAM傳輸光纖在1550nm波長(zhǎng)的衰減系數(shù)小于2.0dB/km,OAM傳輸光纖能夠支持+/-4階以上的OAM模式傳輸,OAM模間耦合<-20dB/km。本發(fā)明不僅能夠滿(mǎn)足OAM光纖大容量傳輸對(duì)光纖波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的要求,而且能夠大量擴(kuò)充光纖中OAM模式傳輸容量,便于人們使用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種OAM傳輸光纖及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光纖通信領(lǐng)域,尤其涉及一種OAM (Orbital Angular Momentum,軌道角動(dòng)量)傳輸光纖及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的進(jìn)步,信息技術(shù)已經(jīng)成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展最重要的生產(chǎn)力來(lái)源之一,信息系統(tǒng)容量的持續(xù)擴(kuò)展是社會(huì)信息化發(fā)展必不可少的需求,信息系統(tǒng)容量的發(fā)展空間和未釋放的潛在信息需求十分巨大。
[0003]在光纖系統(tǒng)通信中,對(duì)光子的能量、線(xiàn)動(dòng)量和偏振態(tài)進(jìn)行分析解碼能夠得到光子所攜帶的信息。光通信系統(tǒng)的容量經(jīng)歷了 WDM(Wavelength Division and Multiplexing,波分復(fù)用)提高增長(zhǎng)率后,光通信系統(tǒng)的容量的增長(zhǎng)速度已經(jīng)回落到約每年0.5dB(或12% ),光通信系統(tǒng)的頻譜效率的平均增長(zhǎng)率大約為每年ldB。
[0004]隨之光通信技術(shù)的進(jìn)步,光子的另一物理量OAM(orbital angular momentum,軌道角動(dòng)量)已經(jīng)被廣泛關(guān)注,OAM至今仍未被系統(tǒng)性地利用于通信。利用OAM模式這一組電磁波本征模式的階數(shù)取值1,作為新的供調(diào)制或復(fù)用的參數(shù)維度資源(即利用不同I值代表不同編碼狀態(tài)或不同信息通道),能夠作為進(jìn)一步提高頻譜效率的新途徑。由于I值具有無(wú)限取值范圍,理論上可具有無(wú)限 增加光子或電磁波承載的信息量的潛力。
[0005]由于電磁波OAM的維度,與目前用于通信的頻率、傳播方向相位、振幅等維度之間屬于正交關(guān)系,因此對(duì)于現(xiàn)有通信技術(shù)所制造的各種類(lèi)型光纖而言,OAM信號(hào)光強(qiáng)分布符合高斯-拉蓋爾光束特性,OAM信號(hào)在中心高折射率波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中傳輸會(huì)造成嚴(yán)重的模式串?dāng)_,難以實(shí)現(xiàn)OAM模式的大容量傳輸。
[0006]美國(guó)波士頓大學(xué)和南加州大學(xué)于2012年實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)度為1.1km的特種光纖OAM信息的復(fù)用,但是,因?yàn)樗鎏胤N光纖的傳輸模式受到光纖波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的限制,所以所述特種光纖僅能傳輸4個(gè)軌道角動(dòng)量模式(即I = 4);因此所述特種光纖的傳輸容量較小,不便于人們使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷,本發(fā)明的目的在于提供一種OAM傳輸光纖及其制造方法,不僅能夠滿(mǎn)足OAM光纖大容量傳輸對(duì)光纖波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的要求,而且能夠大量擴(kuò)充光纖中OAM模式傳輸容量,便于人們使用。
[0008]為達(dá)到以上目的,本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:一種OAM傳輸光纖的制造方法,包括以下步驟:
[0009]A、按照流量計(jì)的開(kāi)度百分比,將50~80 %的四氯化硅、10~20 %的四氯化鍺、10~30%的三氯氧磷和O~10%的六氟乙烷C2F6放入石英管中,利用等離子體化學(xué)氣相沉積工藝沉積600~4800趟,形成外包層;
[0010]B、按照流量計(jì)的開(kāi)度百分比,將30~70%的四氯化硅、20~65%的四氯化鍺和O~10%的C2F6放入步驟A中的石英管中,利用等離子體化學(xué)氣相沉積工藝沉積300~1200趟,形成環(huán)形芯層;
[0011]C、按照流量計(jì)的開(kāi)度百分比,將50~80%的四氯化硅、10~20%的四氯化鍺、10~30 %的三氯氧磷和O~10 %的C2F6放入步驟B中的石英管中,利用等離子體化學(xué)氣相沉積工藝沉積200~6000趟,形成中心包層;
[0012]D、將形成有外包層、環(huán)形芯層和中心包層的石英管放入高溫石墨感應(yīng)爐,該石英管在200(TC~2400°C的溫度下熔縮形成實(shí)心芯棒;將實(shí)心芯棒加工形成OAM傳輸光纖預(yù)制棒;通過(guò)拉絲塔對(duì)OAM傳輸光纖預(yù)制棒進(jìn)行拉絲、并涂覆外涂層,形成OAM傳輸光纖;所述OAM傳輸光纖在1550nm波長(zhǎng)的衰減系數(shù)小于2.0dB/km, OAM傳輸光纖能夠支持+/_4階以上的OAM模式傳輸,OAM模間耦合<-20dB/km。
[0013]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,步驟D中所述將實(shí)心芯棒加工形成OAM傳輸光纖預(yù)制棒包括以下步驟:將實(shí)心芯棒熔融套石英管形成OAM傳輸光纖預(yù)制棒。
[0014]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,步驟D中所述將實(shí)心芯棒加工形成OAM傳輸光纖預(yù)制棒包括以下步驟:將實(shí)心芯棒磨制形成OAM傳輸光纖預(yù)制棒。
[0015]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,步驟A中所述四氯化硅為70 %,四氯化鍺為15 %,三氯氧磷為12%,C2F6為5%,沉積趟數(shù)為1500趟。
[0016]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,步驟B中所述四氯化硅為40%,四氯化鍺為60%,C2F6為I %,沉積趟數(shù)為350趟。
[0017]在上述技術(shù) 方案的基礎(chǔ)上,步驟C中所述四氯化硅為70%,四氯化鍺為15%,三氯氧磷為12%,C2F6為5%,沉積趟數(shù)為4750趟。
[0018]—種根據(jù)上述制造方法制造的OAM傳輸光纖,其特征在于:所述OAM傳輸光纖包括由內(nèi)至外依次設(shè)置的中心包層、環(huán)形芯層和外包層;所述中心包層的半徑與環(huán)形芯層的半徑的比值為I~52.5:1,所述外包層的半徑與環(huán)形芯層的半徑的比值為0.5~60.5:1 ;
[0019]所述中心包層的折射率與外包層的折射率相同;所述環(huán)形芯層的最高折射率大于中心包層的折射率,環(huán)形芯層的最高折射率大于外包層的折射率;所述環(huán)形芯層的最低折射率小于中心包層的折射率,環(huán)形芯層的最低折射率小于外包層的折射率;
[0020]將環(huán)形芯層的最高折射率與中心包層的相對(duì)折射率差定義為An1^ ;將環(huán)形芯層的最高折射率與外包層的相對(duì)折射率差定義為Λη2% ;將環(huán)形芯層的最低折射率與中心包層的相對(duì)折射率差定義為Λη3%;Ληι^^Ρ Λη2%相同、均為0.10%~1.90%,八113%為0.01%~0.09%。
[0021]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,所述環(huán)形芯層內(nèi)設(shè)置有漸變結(jié)構(gòu)層,將漸變結(jié)構(gòu)層的起點(diǎn)折射率與中心包層相對(duì)折射率差定義為Λ η4%,所述漸變結(jié)構(gòu)層的起點(diǎn)折射率與外包層的相對(duì)折射率差,與Λ Ii4 %相同,Λ Ii4 %為0.01%~0.06%;所述漸變結(jié)構(gòu)層的折射率曲線(xiàn)擬合斜率為0.7。
[0022]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,所述中心包層的半徑與環(huán)形芯層的半徑的比值為52.5:1,所述外包層的半徑與環(huán)形芯層的半徑的比值為4.2:1;所述八叫^和Λη2%均為
0.10%,所述八113%為 0.01%,所述 Λη4%為 0.01%。
[0023]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,所述中心包層的半徑與環(huán)形芯層的半徑的比值為1:1,所述外包層的半徑與環(huán)形芯層的半徑的比值為60.5:1 ;所述八化^和Λη2%均為1.90%,所述 Λη3%為 0.09%,所述 Λη4%*0.06%。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0025](I)本發(fā)明的OAM傳輸光纖能夠適應(yīng)OAM模式的空間相位分布特性,實(shí)現(xiàn)OAM模式的高保真?zhèn)鬏敗?br> [0026](2)本發(fā)明利用等離子體化學(xué)氣相沉積工藝精確的剖面控制能力,能夠直接實(shí)現(xiàn)與設(shè)計(jì)匹配的環(huán)形纖芯式波導(dǎo)結(jié)構(gòu),有效解決OAM傳輸光纖包層中特定位置的摻雜問(wèn)題。因此,本發(fā)明能夠滿(mǎn)足OAM光纖大容量傳輸對(duì)光纖波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的要求。
[0027](3)本發(fā)明通過(guò)等離子體化學(xué)氣相沉積工藝,能夠在光纖包層區(qū)域中實(shí)現(xiàn)多個(gè)環(huán)形芯層結(jié)構(gòu)的同心式分布,能夠保證多個(gè)同心分布的OAM傳輸光纖復(fù)雜剖面結(jié)構(gòu)的完整性。因此,本發(fā)明能夠大量擴(kuò)充光纖中OAM模式傳輸容量,便于人們使用。
[0028](4)本發(fā)明的環(huán)形芯層的最低折射率小外包層、中心包層的折射率,進(jìn)而能夠降低信號(hào)傳輸過(guò)程中纖芯區(qū)域的功率密度,抑制非線(xiàn)性效應(yīng)造成的信號(hào)失真。
[0029](5)通過(guò)本發(fā)明的方法制造的OAM傳輸光纖在1550nm波長(zhǎng)的衰減系數(shù)小于
2.0dB/km, OAM傳輸光纖能夠支持+/_4階以上的OAM模式傳輸,OAM模間耦合〈_20dB/km。因此,OAM傳輸光纖具備良好的光學(xué)性能與可靠性,其質(zhì)量較好。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中OAM傳輸光纖制造方法的流程圖;
[0031]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中OAM傳輸光纖的橫截面的結(jié)構(gòu)不意圖;
[0032]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中OAM傳輸光纖預(yù)制棒折射率剖面示意圖。
[0033]圖中:1-中心包層,2-環(huán)形芯層,3-漸變結(jié)構(gòu)層,4-外包層。
【具體實(shí)施方式】
[0034]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0035]參見(jiàn)圖1所示,本發(fā)明實(shí)施例提供的0AM(0rbital Angular Momentum,軌道角動(dòng)量)傳輸光纖的制造方法,包括以下步驟:
[0036]S1:按照流量計(jì)的開(kāi)度百分比,將50~80%的四氯化硅、10~20%的四氯化鍺、10~30%的三氯氧磷和O~10%的C2F6 (六氟乙烷)放入石英管中,利用等離子體化學(xué)氣相沉積工藝沉積600~4800趟,形成外包層4。
[0037]步驟SI中的四氯化硅可以為70%,四氯化鍺可以為15%,三氯氧磷可以為12%,C2F6可以為5%,沉積趟數(shù)可以為1500趟。
[0038]S2:按照流量計(jì)的開(kāi)度百分比,將30~70%的四氯化硅、20~65%的四氯化鍺和O~10%的C2F6放入步驟SI中的石英管中,利用等離子體化學(xué)氣相沉積工藝沉積300~1200趟,形成環(huán)形芯層2。
[0039]步驟S2中的四氯化硅可以為40 %,四氯化鍺可以為60 %,C2F6可以為I %,沉積趟數(shù)可以為350趟。
[0040]S3:按照流量計(jì)的開(kāi)度百分比,將50~80%的四氯化硅、10~20%的四氯化鍺、10~30%的三氯氧磷和O~10%的C2F6放入步驟S2中的石英管中,利用等離子體化學(xué)氣相沉積工藝沉積200~6000趟,形成中心包層I。[0041]步驟S3中的四氯化硅可以為70%,四氯化鍺可以為15%,三氯氧磷可以為12%,C2F6可以為5 %,沉積趟數(shù)可以為4750趟。
[0042]在沉積形成外包層4、環(huán)形芯層2和中心包層I的過(guò)程中,特定的沉積原料、流量比例和沉積的趟數(shù),不僅能夠控制環(huán)形芯層2與外包層4、中心包層I的相對(duì)折射率差,而且能夠控制外包層4、環(huán)形芯層2和中心包層I的半徑比值。
[0043]S4:將形成有外包層4、環(huán)形芯層2和中心包層I的石英管放入高溫石墨感應(yīng)爐,該石英管在200(TC~240(TC的溫度下熔縮形成實(shí)心芯棒;將實(shí)心芯棒加工形成對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)的OAM傳輸光纖預(yù)制棒。
[0044]將實(shí)心芯棒加工時(shí),可以將實(shí)心芯棒熔融套石英管形成OAM傳輸光纖預(yù)制棒,也可以將實(shí)心芯棒磨制形成OAM傳輸光纖預(yù)制棒。 [0045]S5:通過(guò)拉絲塔對(duì)OAM傳輸光纖預(yù)制棒進(jìn)行拉絲、并涂覆外涂層,形成OAM傳輸光纖。OAM傳輸光纖在1550nm波長(zhǎng)的衰減系數(shù)小于2.0dB/km,OAM傳輸光纖能夠支持+/-4階以上的OAM模式傳輸,OAM模間耦合<-20dB/km。
[0046]參見(jiàn)圖2所示,本發(fā)明實(shí)施例提供基于上述制造方法制造的OAM傳輸光纖,用于OAM模式信號(hào)傳輸。OAM傳輸光纖包括由內(nèi)至外依次設(shè)置的中心包層1、環(huán)形芯層2和外包層4。中心包層I的半徑與環(huán)形芯層2的半徑的比值為I~52.5:1,優(yōu)選為52.5:1或者1:1 ;外包層4的半徑與環(huán)形芯層2的半徑的比值為0.5~60.5:1,優(yōu)選為4.2:1或者60.5:
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[0047]參見(jiàn)圖3所示,中心包層I的折射率與外包層4的折射率相同。環(huán)形芯層2的最高折射率大于中心包層I的折射率,環(huán)形芯層2的最高折射率大于外包層4的折射率。環(huán)形芯層2的最低折射率小于中心包層I的折射率,環(huán)形芯層2的最低折射率小于外包層4的折射率。
[0048]將環(huán)形芯層2的最高折射率與中心包層I的相對(duì)折射率差定義為Ληι%,將環(huán)形芯層2的最高折射率與外包層4的相對(duì)折射率差定義為Λ η2 %,將環(huán)形芯層2的最低折射率與中心包層I的相對(duì)折射率差定義為Λη3%。八叫^和Λη2%相同、均為0.10%~1.90%,厶叫^和Λη2%優(yōu)選為0.10%或者1.90%;八113%為0.01%~0.09%,優(yōu)選為0.01%或者
0.09%。
[0049]環(huán)形芯層2內(nèi)設(shè)置有漸變結(jié)構(gòu)層3,將漸變結(jié)構(gòu)層3的起點(diǎn)折射率與中心包層I相對(duì)折射率差定義為Λη4%,漸變結(jié)構(gòu)層3的起點(diǎn)折射率與外包層4的相對(duì)折射率差,與Λη4%相同。ΛI(xiàn)i4%為0.01%~0.06%。漸變結(jié)構(gòu)層3的折射率曲線(xiàn)擬合斜率為0.7。
[0050]OAM傳輸光纖在1550nm波長(zhǎng)的衰減系數(shù)小于2.0dB/km, OAM傳輸光纖能夠支持+/-4階以上的OAM模式傳輸,OAM模間耦合<-20dB/km。
[0051]下面通過(guò)3個(gè)實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的OAM傳輸光纖及其制造方法。
[0052]實(shí)施例1
[0053]按照流量計(jì)的開(kāi)度百分比,將70%的四氯化硅、20%的四氯化鍺、10%的三氯氧磷和5%的C2F6放入石英管中,利用等離子體化學(xué)氣相沉積工藝沉積1500趟,形成外包層4。
[0054]按照流量計(jì)的開(kāi)度百分比,將70 %的四氯化硅、65 %的四氯化鍺和I %的C2F6放入石英管中,利用等離子體化學(xué)氣相沉積工藝沉積350趟,形成環(huán)形芯層2。
[0055]按照流量計(jì)的開(kāi)度百分比,將70%的四氯化硅、20%的四氯化鍺、10%的三氯氧磷和5%的C2F6放入石英管中,利用等離子體化學(xué)氣相沉積工藝沉積4750趟,形成中心包層
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[0056]將形成有外包層4、環(huán)形芯層2和中心包層I的石英管放入高溫石墨感應(yīng)爐,該石英管在2200°C的溫度下熔縮形成實(shí)心芯棒。將實(shí)心芯棒熔融套石英管形成對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)的OAM傳輸光纖預(yù)制棒;通過(guò)拉絲塔對(duì)OAM傳輸光纖預(yù)制棒進(jìn)行拉絲、并涂覆外涂層,形成OAM傳輸光纖。
[0057]實(shí)施例1制造的OAM傳輸光纖在1550nm波長(zhǎng)的衰減系數(shù)為1.92dB/km, OAM傳輸光纖能夠支持+/-22階以上的OAM模式傳輸,OAM模間耦合為_(kāi)20dB/km。
[0058]OAM傳輸光纖的石英包層的直徑為125 μ m,環(huán)形纖芯的厚度為4.0ym,涂層的直徑為244μπι ;0ΑΜ傳輸光纖的中心包層I的半徑與環(huán)形芯層2的半徑的比值為52.5:1,外包層4的半徑與環(huán)形芯層2的半徑的比值為4.2:1 ;Ληι^^Ρ Λη2%均為0.10%,八113%為
0.01%, Λ η4 %為0.0I %,漸變結(jié)構(gòu)層3的折射率曲線(xiàn)擬合斜率為0.7。
[0059]實(shí)施例2
[0060]按照流量計(jì)的開(kāi)度百分比,將80%的四氯化硅、10%的四氯化鍺和30%的三氯氧磷放入石英管中,利用等離子體化學(xué)氣相沉積工藝沉積4800趟,形成外包層4。
[0061]按照流量計(jì)的開(kāi)度百分比,將30%的四氯化硅和20%的四氯化鍺放入石英管中,利用等離子體化學(xué)氣 相沉積工藝沉積300趟,形成環(huán)形芯層2。
[0062]按照流量計(jì)的開(kāi)度百分比,將80%的四氯化硅、10%的四氯化鍺和30%的三氯氧磷放入石英管中,利用等離子體化學(xué)氣相沉積工藝沉積200趟,形成中心包層I。
[0063]將形成有外包層4、環(huán)形芯層2和中心包層I的石英管放入高溫石墨感應(yīng)爐,該石英管在2000°C的溫度下熔縮形成實(shí)心芯棒。將實(shí)心芯棒磨制形成對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)的OAM傳輸光纖預(yù)制棒;通過(guò)拉絲塔對(duì)OAM傳輸光纖預(yù)制棒進(jìn)行拉絲、并涂覆外涂層,形成OAM傳輸光纖。
[0064]實(shí)施例2制造的OAM傳輸光纖在1550nm波長(zhǎng)的衰減系數(shù)為2.0dB/km, OAM傳輸光纖能夠支持+/-4階以上的OAM模式傳輸,OAM模間耦合為-22dB/km。
[0065]OAM傳輸光纖的石英包層的直徑為125 μ m,環(huán)形纖芯的厚度為2.0ym,涂層的直徑為244μπι ;0ΑΜ傳輸光纖的中心包層I的半徑與環(huán)形芯層2的半徑的比值為1:1,外包層4的半徑與環(huán)形芯層2的半徑的比值為60.5:1。八叫^和Λη2%均為1.90%,八113%為0.09%,八114%為0.06%,漸變結(jié)構(gòu)層3的折射率曲線(xiàn)擬合斜率為0.7。
[0066]實(shí)施例3
[0067]按照流量計(jì)的開(kāi)度百分比,將50%的四氯化硅、15%的四氯化鍺、12%的三氯氧磷和10%的C2F6放入石英管中,利用等離子體化學(xué)氣相沉積工藝沉積600趟,形成外包層4。
[0068]按照流量計(jì)的開(kāi)度百分比,將40%的四氯化硅、60%的四氯化鍺和10%的C2F6放入石英管中,利用等離子體化學(xué)氣相沉積工藝沉積1200趟,形成環(huán)形芯層2。
[0069]按照流量計(jì)的開(kāi)度百分比,將50%的四氯化硅、15%的四氯化鍺、12%的三氯氧磷和10%的C2F6放入石英管中,利用等離子體化學(xué)氣相沉積工藝沉積6000趟,形成中心包層
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[0070]將形成有外包層4、環(huán)形芯層2和中心包層I的石英管放入高溫石墨感應(yīng)爐,該石英管在2400°C的溫度下熔縮形成實(shí)心芯棒。將實(shí)心芯棒磨制形成對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)的OAM傳輸光纖預(yù)制棒;通過(guò)拉絲塔對(duì)OAM傳輸光纖預(yù)制棒進(jìn)行拉絲、并涂覆外涂層,形成OAM傳輸光纖。[0071]實(shí)施例3制造的OAM傳輸光纖在1550nm波長(zhǎng)的衰減系數(shù)為1.90dB/km, OAM傳輸光纖能夠支持+/-4階以上的OAM模式傳輸,OAM模間耦合為-20dB/km。
[0072]OAM傳輸光纖的石英包層的直徑為125 μ m,環(huán)形纖芯的厚度為2.0 μ m,涂層的直徑為245μπι ;0ΑΜ傳輸光纖的中心包層I的半徑與環(huán)形芯層2的半徑的比值為10:1,外包層4的半徑與環(huán)形芯層2的半徑的比值為0.5:1。八叫^和Λη2%均為1.50%,八113%為0.04%,八114%為0.04%,漸變結(jié)構(gòu)層3的折射率曲線(xiàn)擬合斜率為0.7。
[0073]本發(fā)明不局限于上述實(shí)施方式,對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾,這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本說(shuō) 明書(shū)中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種OAM傳輸光纖的制造方法,其特征在于,包括以下步驟: A、按照流量計(jì)的開(kāi)度百分比,將50~80%的四氯化硅、10~20%的四氯化鍺、10~30%的三氯氧磷和O~10%的六氟乙烷C2F6放入石英管中,利用等離子體化學(xué)氣相沉積工藝沉積600~4800趟,形成外包層⑷; B、按照流量計(jì)的開(kāi)度百分比,將30~70%的四氯化硅、20~65%的四氯化鍺和O~10%的C2F6放入步驟A中的石英管中,利用等離子體化學(xué)氣相沉積工藝沉積300~1200趟,形成環(huán)形芯層(2); C、按照流量計(jì)的開(kāi)度百分比,將50~80%的四氯化硅、10~20%的四氯化鍺、10~30%的三氯氧磷和O~10%的C2F6放入步驟B中的石英管中,利用等離子體化學(xué)氣相沉積工藝沉積200~6000趟,形成中心包層(I); D、將形成有外包層(4)、環(huán)形芯層(2)和中心包層(I)的石英管放入高溫石墨感應(yīng)爐,該石英管在2000°C~2400°C的溫度下熔縮形成實(shí)心芯棒;將實(shí)心芯棒加工形成OAM傳輸光纖預(yù)制棒;通過(guò)拉絲塔對(duì)OAM傳輸光纖預(yù)制棒進(jìn)行拉絲、并涂覆外涂層,形成OAM傳輸光纖;所述OAM傳輸光纖在1550nm波長(zhǎng)的衰減系數(shù)小于2.0dB/km, OAM傳輸光纖能夠支持+/_4階以上的OAM模式傳輸,OAM模間耦合<-20dB/km。
2.如權(quán)利要求1所述的OAM傳輸光纖的制造方法,其特征在于:步驟D中所述將實(shí)心芯棒加工形成OAM傳輸光纖預(yù)制棒包括以下步驟:將實(shí)心芯棒熔融套石英管形成OAM傳輸光纖預(yù)制棒。
3.如權(quán)利要求1 所述的OAM傳輸光纖的制造方法,其特征在于:步驟D中所述將實(shí)心芯棒加工形成OAM傳輸光纖預(yù)制棒包括以下步驟:將實(shí)心芯棒磨制形成OAM傳輸光纖預(yù)制棒。
4.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的OAM傳輸光纖的制造方法, 其特征在于:步驟A中所述四氯化硅為70%,四氯化鍺為15%,三氯氧磷為12%,C2F6為5%,沉積趟數(shù)為1500趟。
5.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的OAM傳輸光纖的制造方法, 其特征在于:步驟B中所述四氯化硅為40%,四氯化鍺為60%,C2F6為1%,沉積趟數(shù)為350趟。
6.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的OAM傳輸光纖的制造方法,其特征在于:步驟C中所述四氯化硅為70 %,四氯化鍺為15 %,三氯氧磷為12 %,C2F6為5 %,沉積趟數(shù)為4750趟。
7.一種根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述制造方法制造的OAM傳輸光纖,其特征在于:所述OAM傳輸光纖包括由內(nèi)至外依次設(shè)置的中心包層(I)、環(huán)形芯層(2)和外包層(4);所述中心包層(I)的半徑與環(huán)形芯層(2)的半徑的比值為I~52.5:1,所述外包層(4)的半徑與環(huán)形芯層(2)的半徑的比值為0.5~60.5:1 ; 所述中心包層(I)的折射率與外包層(4)的折射率相同;所述環(huán)形芯層(2)的最高折射率大于中心包層(I)的折射率,環(huán)形芯層(2)的最高折射率大于外包層(4)的折射率;所述環(huán)形芯層(2)的最低折射率小于中心包層(I)的折射率,環(huán)形芯層(2)的最低折射率小于外包層(4)的折射率; 將環(huán)形芯層(2)的最高折射率與中心包層(I)的相對(duì)折射率差定義為;將環(huán)形芯層(2)的最高折射率與外包層(4)的相對(duì)折射率差定義為Λη2%;將環(huán)形芯層(2)的最低折射率與中心包層⑴的相對(duì)折射率差定義為Λη3%;Ληι^^Ρ Λη2%相同、均為0.10%~1.90%, Λη3%為 0.01%~0.09%。
8.如權(quán)利要求7所述的OAM傳輸光纖,其特征在于:所述環(huán)形芯層(2)內(nèi)設(shè)置有漸變結(jié)構(gòu)層(3),將漸變結(jié)構(gòu)層(3)的起點(diǎn)折射率與中心包層(I)相對(duì)折射率差定義為所述漸變結(jié)構(gòu)層(3)的起點(diǎn)折射率與外包層(4)的相對(duì)折射率差,與Λη4%相同,八1!4%為0.01%~0.06% ;所述漸變結(jié)構(gòu)層(3)的折射率曲線(xiàn)擬合斜率為0.7。
9.如權(quán)利要求8所述的OAM傳輸光纖,其特征在于:所述中心包層(I)的半徑與環(huán)形芯層⑵的半徑的比值為52.5:1,所述外包層⑷的半徑與環(huán)形芯層(2)的半徑的比值為4.2: I ;所述 Δ Ii1和 Δ Ii2 %均為 0.10 %,所述 Δη3!% 為 0.01%,所述 Δη4!% 為 0.01%。
10.如權(quán)利要求8所述的OAM傳輸光纖,其特征在于:所述中心包層(I)的半徑與環(huán)形芯層⑵的半徑的比值為1:1,所述外包層⑷的半徑與環(huán)形芯層⑵的半徑的比值為60.5:1 ;所述 An1Vom Λη2%均為 1.90%,所述 Λη3%為 0.09%,所述 Λη4%為 0.06% 0
【文檔編號(hào)】C03B37/018GK104003614SQ201410195087
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年5月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月9日
【發(fā)明者】杜城, 陳偉, 李詩(shī)愈, 莫琦, 柯一禮, 羅文勇, 張濤, 杜琨, 但融 申請(qǐng)人:烽火通信科技股份有限公司
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