長飛特種光纖系列之二 大模場器件用保偏光纖和60μm細徑保偏光纖

一、背景概述

保偏光纖廣泛應用于光纖陀螺、光纖通信、電力、傳感等領域，不同領域對保偏光纖的產品性能提出了不同要求。為了解決器件用保偏光纖研磨開裂的問題和為了適應陀螺小型化發(fā)展要求，長飛光纖光纜股份有限公司（以下簡稱“長飛公司”，股票代碼：6869.HK）分別研制開發(fā)了兩種新型保偏光纖：大模場器件用保偏光纖和60μm細徑保偏光纖。

大模場器件用保偏光纖

隨著各類與保偏光纖相關的通信用器件的發(fā)展，大模場器件用保偏光纖的需求量有著大幅提升，目前國內年需求量超過2500km。不過由于此類國產光纖無法滿足客戶嚴苛的使用要求，國內器件用保偏光纖市場一直被國外光纖牢牢占據(jù)，多年來國產光纖無法撼動其地位。長飛公司通過重新設計應力棒剖面結構，優(yōu)化應力區(qū)摻雜濃度與應力區(qū)大小，同時優(yōu)化拉絲工藝。通過以上改進，長飛公司研發(fā)生產的器件用保偏光纖在各項性能上均有顯著提升，常溫研磨開裂率低于0.1%，溫度循環(huán)下光纖破裂率低于0.1%。

60μm細徑保偏光纖

目前光纖傳感等器件應用領域，器件小型化是技術發(fā)展的方向，能夠經受更小彎曲半徑使用環(huán)境驗證的保偏光纖產品才能滿足小型化器件的要求。在較小彎曲半徑時，光纖會承受較大的彎曲應力，這對保偏光纖的衰減性能和雙折射性能均會產生顯著的影響，因此相當?shù)叵拗?/span>了其在小型化器件中的應用。所以需要設計體積更小、彎曲性能更好的保偏光纖。為此，我們研制開發(fā)了60μm細徑保偏光纖，將包層直徑從80μm降至60μm。該開發(fā)的60μm細徑保偏光纖不僅能夠滿足繞環(huán)直徑10mm左右的要求，同時還具有更好的彎曲性能。

二、長飛保偏光纖產品的發(fā)展

長飛公司保偏光纖的研制工作始于2004年，經過一年的時間，長飛公司成功開發(fā)了1310nm工作波長的保偏光纖產品。產品質量與日本藤倉、美國康寧相當。長飛公司保偏光纖的成功開發(fā)開戶了國產保偏光纖的新紀元，并標志了國產保偏光纖產品質量和工藝的成熟。

多年來，長飛公司保偏光纖的生產秉承質量第一的理念，嚴格管控生產過程，并采用標準化產品線管理模式對保偏光纖從設計、研發(fā)、生產、營銷、售后等方面進行細致的管理。截至目前，長飛公司生產的系列保偏光纖產品已經應用于國內大部分有批量生產的各型號光纖陀螺中，市場份額大于60%。

三、新型保偏光纖的產品性能介紹

大模場器件用保偏光纖

長飛公司大模場器件用保偏光纖，嚴格控制生產過程的每一道工序，同時優(yōu)化應力區(qū)剖面結構，降低應力區(qū)內部應力，優(yōu)化光纖的可靠性性能。有如下幾大優(yōu)勢：幾何一致性好，光纖兼容性優(yōu)異和研磨水解性能優(yōu)異等，具體如下。

? 幾何一致性

長飛公司大模場器件用保偏光纖具有優(yōu)良的幾何一致性，包層直徑波動小于0.6μm，包層不圓度波動小于0.3%，具體如圖1：

圖1光纖幾何指標

? 光纖兼容性

長飛公司大模場器件用保偏光纖與國際友商光纖熔接后，進行串音測試，多次測試得到的串音值在熔接前后變化典型值小于0.3dB，小于行業(yè)標準的1.0dB，具體如圖2：

圖2光纖兼容性能

? 研磨水解性能

將研磨后的大模場器件用保偏光纖端面裸露在高溫高濕（85?C，85%RH）環(huán)境下定期觀察。分別觀察24h，48 h，96h和168 h時光纖端面的水解情況，每種光纖取典型的端面如表1所示。可以看出，老產品出現(xiàn)端面應力區(qū)水解的情況，新產品在水解方面，性能與友商相同，甚至更好。

表 1 水解后的端面圖比較

長飛公司60μm細徑保偏光纖，通過減小光纖包層直徑從80μm至60μm，涂層直徑從165μm至100μm，從根本上降低了光纖所占體積，節(jié)省了超35%的體積，如圖3。

圖3光纖結構

長飛公司60μm細徑保偏光纖，通過嚴格控制制棒工藝參數(shù)、合理設計內外層涂層比，同時確保光纖的可靠性。有如下兩大優(yōu)勢：優(yōu)異的宏彎性能和機械性能，具體如下。

? 宏彎性能

長飛公司60μm細徑保偏光纖具有優(yōu)異的宏彎性能，20mm彎曲直徑繞制30圈，60μm細徑保偏光纖宏彎損耗（@1550nm）為0.005dB， 80μm保偏光纖宏彎損耗（@1550nm）為0.01dB， 60μm細徑保偏光纖宏彎性能更優(yōu)，具體如圖4。

圖4宏彎性能

? 機械性能

根據(jù)以上測試結果，可得到長飛公司60μm細徑保偏光纖50%拉斷概率強度為4.54GPa，應力疲勞參數(shù)n_d值為21.2，高于國際標準要求。

圖5機械強度

綜上所述，長飛公司60μm細徑保偏光纖各項測試結果均處于行業(yè)領先水平。

總體而言，在國內保偏光纖產品應用和市場不斷成長的同時，保偏光纖產品的質量和適用性也在不斷提高，但光纖產品性能和應用期望之間，依然存在著差距，因此優(yōu)化保偏光纖的性能，并提高光纖性能的穩(wěn)定性、一致性和適用性，對于保偏光纖制造企業(yè)依然任重道遠。

作為中國特種光纖龍頭企業(yè)，長飛公司將一如既往地注重保偏光纖產品質量控制，向客戶提供高性能、高穩(wěn)定的系列保偏光纖產品，為我國光纖陀螺、光纖傳感和光纖通信的發(fā)展做出自己的貢獻！