Page 35 - 网络电信2017年3月刊上
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特别关注
硬塑料包层光纤的开发
周杭明 金鑫峰 胡涛涛 杭州富通通信技术股份有限公司 富通集团有限公司
引言 很大的差别。硬塑料包层光纤的芯层是纯石英玻璃，而其包层
则是由高强度的低折射率树脂取代，由这两者构成所需的波导
硬塑料包层光纤（Hard Plastic Cladding Optical 结构，与G.652D光纤折射率分布对比如图1所示。
Fiber，HPCF）有别于传统的石英玻璃光纤，是一类以高强度的
低折射率树脂为包层以及纯二氧化硅玻璃为纤芯的大芯径大数 由上可知，硬塑料包层光纤的上游预制棒是由纯二氧化硅
值孔径光纤。其具有比传统石英光纤大的多的纤芯直径和数值 玻璃组成的芯棒。将预制棒在高温电阻炉或感应炉中熔融并拉
孔径，与各种光源兼容性良好，易于与LED和激光光源、连接 制成丝，裸光纤经过通有氩气或氦气的冷却管强制冷却后进入
器、转换器等器件的耦合，容许低成本的光纤系统组件；还有 涂覆模具，通过涂覆装置将低折射率树脂均匀的涂覆在裸光纤
与其配套的便于压接和切割操作的光连接器，大大提高了现场 上，然后通过紫外固化装置固化形成具有波导结构的光纤，最
连接的方便性。 后在光纤外表面紧包一层起到保护光纤作用的ETFE紧包层构成
硬塑料包层光纤。光纤的结构图如图2所示。根据所选取的低
故硬塑料包层光纤在中短距离通信（工厂自动化控制、 折射率树脂的折射率不同，可以生产出数值孔径范围较广的光
机车控制系统、电力系统信号传输）、高能激光传输（医学传 纤，从而可以满足不同的市场需求。
感、激光治疗和手术、光学测温、近红外光谱应用）、以及核
幅射监测等领域得到了广泛应用。同类似应用领域的塑料光纤 图2 硬塑料包层光纤结构图
相比，硬塑料包层光纤具有更高的传输性能以及更优良的耐热
和机械性能。
硬塑料包层光纤的技术特点 硬塑料包层光纤的制备
传统的石英光纤是由掺锗石英纤芯和纯石英包层来构成 1.芯棒制造
的，通过掺锗来提高纤芯折射率，从而组成所需的波导结构。 由于光主要在光纤的纤芯中传播，所以要求芯棒均匀性
在进行拉制光纤的过程中，会在裸光纤外涂覆上弹性模量较低 好，无气泡气线，杂质含量极低，因此目前采用轴向气相沉积
的内涂覆层和弹性模量较高的外涂覆层制得光纤，从而保障光 法来制作芯棒。轴向气相沉积法具有沉积速度快、沉积效率高
纤的强度、弯曲性能以及机械性能，起到保护光纤的作用。 的优点[1]。采用轴向气相沉积的工艺方法从一个种子石英棒底
端开始沉积，同时将沉积好的疏松石英棒逐渐向上提升并经过
然而，硬塑料包层光纤与石英包层光纤的制造工艺存在着 一管状加热炉进行脱水和烧结处理，沿轴向沉积出整个纯石英
光纤预制棒。
图1 G.652D与HPCF折射率分布对比 2.包层材料选择
数值孔径是光纤的一个重要参数，光纤的数值孔径NA用
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