专利名称：直径缩小的光纤的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及具有减少应力引起的微弯曲的改进型包覆系统的光纤。本发明还涉及将这种光纤部署到诸如缓冲管和光缆等的各种结构中。
背景技术：
光纤到户(即，FTTx)向个体终端用户提供宽带数据传输技术。在全世界范围内越来越多地部署的FTTx安装正在利用创新性的成本降低了的系统设计以促进该技术传播。 例如，可以利用微缆在最后的链路中传输光纤。气吹光纤提供用于将链路传输至最终使用终点的另一高效模型。业界持续广泛关注克服妨碍向企业和住宅进行数据传输的基于光纤的宽带方案的经济障碍的部署。当然，成本效率对于实现成功的FTTx系统而言很重要。缩小光缆、引入线和吹气结构的大小通常也很关键。在现有的基础设施中，经常禁止安装适合于传统的光缆设计的管道。因而，对于新的光纤安装，必须使用现有的小管或紧密通道。低成本和大小缩小的要求正在沿着减少对光纤的保护的方向推进(即，远离传统的坚固且更庞大的光缆设计)。现在可以利用对小的弯曲半径的灵敏度降低的玻璃设计(即，由于已知为宏弯曲的现象而引起的附加损耗减少)。这些包括槽辅助纤芯设计或孔辅助光纤。模场直径较低的玻璃设计对宏弯曲效应不太敏感，但不符合G. 652 SMF标准。在市场上例如从Draka Comteq(Claremont，North Carolina)可买到符合 ITU-T G. 652. D 规格的单模光纤。微弯曲是引起光纤信号强度的附加损耗的另一现象。微弯曲是当沿着光纤的长度施加小的应力时引起的，通过纤芯的极其微小的挠曲来干扰光路。在这方面，美国专利7，272，289 (Biddiam et al.)提出了宏弯曲损耗和微弯曲损耗均低的光纤。概括地，美国专利7，272，289公开了以下的光纤该光纤具有(i)杨氏 (Young's)模量小于1. OMI^a并且玻璃化转变温度小于-25°C的一次包覆、和(ii)杨氏模量大于l，200MPa的二次包覆。尽管如此，仍需要更好地进行保护防止微弯曲以帮助确保成功部署到更多的FTTx 应用中。为此，需要发现并实现以在商业上实用(即，有成本效率)的方式来更好地解决 FTTx安装对光纤结构和光缆结构的需求的新的包覆系统。
发明内容
因此，本发明的目的是提供具有针对应力引起的微弯曲的防护提高了的改进了的包覆系统的光纤。另一目的是提供可以容易地与单模光纤或多模光纤配对的改进了的包覆系统。又一目的是提供可以容易地与对弯曲不敏感的光纤配对的改进了的包覆系统。又一目的是提供包括具有低模量的一次包覆以对外力所引起的横向应力和轴向应力提供增强缓冲的改进了的光纤包覆系统。又一目的是提供包括以下的一次包覆的改进了的光纤包覆系统该一次包覆具有在异常冷的环境中降低温度引起的应力的极低的玻璃化转变温度(Tg)。又一目的是提供包括具有改进了的固化速率的一次包覆的改进了的光纤包覆系统。又一目的是提供包括已提高了亮度和可见度的无墨二次包覆的改进了的光纤包覆系统。又一目的是提供可以按商用处理速度应用(例如，以至少约为20米/秒的速率形成一次包覆)的改进了的光纤包覆系统。又一目的是提供具有容易剥离的包覆的光纤。又一目的是提供传统的牢固光缆设计不实用的FTTx安装所使用的性能特性提高了的光纤。又一目的是提供协同将弯曲不敏感玻璃光纤(例如，Draka Comteq以商品名称 BendBrightxs 出售的单模玻璃光纤)和根据本发明的包覆(例如，Draka Comteq的品牌为 ColorLockxs的包覆系统)相结合的光纤。又一目的是提供可以有利地部署到缓冲管和/或光纤光缆中的光纤。又一目的是提供需要较少的外部保护(例如，封装在较薄的缓冲管和/或光缆外套内)的光纤。又一目的是提供直径缩小了的(例如，包覆层较薄和/或组分玻璃光纤较薄的) 弯曲不敏感光纤。又一目的是提供以下的直径缩小了的光纤需要(例如，缓冲管和/或光纤光缆内的)较小的部署空间，由此便于增加光纤数量和/或减少光缆大小。又一目的是提供可以以采用小半径弯曲的方式安装的光纤。又一目的是提供便于直接安装到建筑物或其它结构(例如，钉到或以其他方式固定到结构表面)上的光纤。又一目的是提供以下的200微米的单模光纤与采用传统的一次包覆和二次包覆 (即，外径约为235 265微米)的标准单模光纤(SSMF)的微弯曲性能相比，该单模光纤提供了明显更好的微弯曲性能。在下文的详细说明、所附权利要求书及其附图内，将进一步具体说明本发明的前述以及其它目的和优点、以及实现这些的方式。
图1示出展示根据本发明、通过使弯曲不敏感玻璃光纤与低模量的一次包覆配对实现了异常低的微弯曲损耗的微弯曲测试结果。图2示意性示出多模光纤的一次包覆的原位模量和附加损耗之间的关系。图3示出一般的商用一次包覆(即，传统的一次包覆)的动态机械性质。图4示出在制造根据本发明的光纤时使用的示例性一次包覆的动态机械性质。图5示出针对包括传统的一次包覆的光纤和包括根据本发明的示例性一次包覆的光纤的微弯曲测试结果。图6示出针对包括传统的一次包覆的光纤和包括根据本发明的示例性一次包覆的光纤的(严酷的温度循环测试条件下的)微弯曲测试结果。
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图7示出针对包括传统的一次包覆的光纤和包括根据本发明的示例性一次包覆的光纤的(修改后的温度循环测试条件下的)微弯曲测试结果。图8示出展示根据本发明、通过使弯曲不敏感玻璃光纤与低模量的一次包覆配对实现了异常低的微弯曲损耗的微弯曲测试结果。图9示出针对传统的光纤和针对根据本发明将弯曲不敏感玻璃光纤与低模量的一次包覆相结合的光纤的(严酷的温度循环测试条件下的)微弯曲测试结果。图10示出针对传统的光纤和针对根据本发明将弯曲不敏感玻璃光纤与低模量的一次包覆相结合的光纤的(修改后的温度循环测试条件下的)微弯曲测试结果。图11针对各种示例性光纤示出作为MAC数(S卩，将模场直径除以截止波长)的函数的衰减(附加损耗)。图12针对各种示例性光纤按对数标度示出作为MAC数(S卩，将模场直径除以截止波长)的函数的微弯曲灵敏度。
具体实施例本发明涉及一种光纤，其具有减少应力引起的微弯曲的包覆系统，所述光纤包括 直径为125微米的玻璃光纤；大致固化的一次包覆，其围绕所述玻璃光纤，所述大致固化的一次包覆具有以下性质(i)原位模量小于0.65MPa、和(ii)玻璃化转变温度为_50°C以下，其中，所述一次包覆限定外径为135 175微米的一次包覆层；以及大致固化的二次包覆，其围绕所述一次包覆层，其中，所述二次包覆限定二次包覆层。在根据本发明的光纤的实施例中，所述大致固化的一次包覆的原位模量小于 0. 5MPa，优选小于 0. 4MPa。在根据本发明的光纤的实施例中，所述大致固化的一次包覆的原位模量大于 0. 2MPa，优选大于 0. 3MPa。在根据本发明的光纤的实施例中，所述大致固化的一次包覆的玻璃化转变温度为-55°C以下。在根据本发明的光纤的实施例中，所述一次包覆层的外径小于165微米，优选小于160微米，更优选小于157. 5微米，还更优选小于155微米。在根据本发明的光纤的实施例中，所述一次包覆层的外径大于140微米，优选大于145微米，更优选大于150微米，还更优选大于152. 5微米。在根据本发明的光纤的实施例中，所述一次包覆层的外径为160微米以下，优选为152. 5 157. 5微米，所述二次包覆层的外径小于230微米，优选小于210微米，更优选为192 202微米。在根据本发明的光纤的实施例中，所述光纤包括墨层，其中，所述光纤的外径为 210微米以下，优选为205微米以下。在根据本发明的光纤的实施例中，所述二次包覆被着色以对所述光纤进行颜色编码。在根据本发明的光纤的实施例中，在所述光纤的抗拉强度分布的第50个百分位数处，光纤断裂时的抗拉强度至少为500kpsi，优选至少为600kpsi，并且更优选至少为 700kpsi。
在根据本发明的光纤的实施例中，所述光纤的动态疲劳应力腐蚀因数(η值)至少为20。在根据本发明的光纤的实施例中，在根据修改后的IECTR62221固定直径砂纸鼓测试(直径缩小光纤微弯曲灵敏度测试)在23°C下测量时，在波长1550纳米下，所述光纤的光纤衰减小于1. 5dB/km，优选小于1. 25dB/km，并且更优选小于1. OdB/km，其中，在所述直径缩小光纤微弯曲灵敏度测试中，440米的光纤样本以单层形式以l，470mN卷绕到缠绕有320目砂纸以产生粗糙表面的直径为300mm的石英鼓上。 在本发明的实施例中，所述光纤是单模光纤。在本发明的实施例中，所述光纤符合ITU-T G. 657. A标准和/或ITU-T G. 657. B 标准。在本发明的实施例中，所述光纤是多模光纤。此外，本发明涉及一种包含一个或多个根据本发明的光纤的光缆或缓冲管。此外，本发明涉及一种容纳至少包含一个或多个根据本发明的光纤的一部分的光纤模块或封装。此外，本发明涉及一种包括一个或多个根据本发明的光纤的FTTx安装。在一个方面中，本发明包含具有改进了的包覆系统的光纤即使在FTTx部署所需的异常冷的环境中，该包覆系统也减少应力弓丨起的微弯曲。根据本发明的包覆系统包括一次包覆，该一次包覆将低的原位模量(例如，在光纤上测量时小于约0. 5MPa)和低的玻璃化转变温度(Tg)(例如，小于约-50°C )相结合，以减少由外力和温度所引起的应力。另外，可以以高的生产速度(例如，15 20m/sec以上)来处理包覆系统。本发明通过采用UV固化聚氨酯丙烯酸酯化合物作为其一次包覆来实现抗微弯曲光纤、特别是单模光纤。在这方面，一次包覆包括重量百分比约为40 80的聚醚聚氨酯丙烯酸酯低聚物以及在市场上从BASF可买到的诸如LUCERIN TPO等的光引发剂。另外，一次包覆包括一个或多个低聚物以及一个或多个单体稀释剂(例如，丙烯酸异冰片酯)，这些例如可能是为了降低粘度并由此促进处理而包括的。根据本发明的一次包覆用的合适化合物是 DSM Desotech (Elgin, Illinois)以商品名称 DeSolite DP 1011 所提供的 UV 固化聚氨酯丙烯酸酯制品。例如，一个示例性玻璃光纤具有阶梯折射率纤芯，该阶梯折射率纤芯的折射率为约0. 003 0. 006，这比其相邻的二氧化硅包层的折射率高。在市场上从 Draka Comteq(Claremont, North Carolina)可以买到符合 ITU-T G. 652. D规格的商品名称为BendBright 、以及符合ITU-T G. 657. A/B规格和ITU-T G. 652. D规格的商品名称为BendBrightxs 的本发明所使用的示例性单模玻璃光纤。特别地并且如这里所述，意外发现弯曲不敏感玻璃光纤(例如，Draka Comteq 的以商品名称BendBrightxs 销售的单模玻璃光纤)和具有非常低的模量的一次包覆(例如，DSM Desotech的以商品名称DeSolite DP 1011所提供的UV固化聚氨酯丙烯酸酯制品)的配对实现了损耗异常低的光纤(例如，与采用传统的包覆系统的单模光纤相比较、 微弯曲灵敏度下降了至少10X(例如，40X 100X以上))。Draka Comteq的以商品名称 BendBrightxs 销售的抗弯曲单模玻璃光纤采用降低微弯曲损耗的槽辅助设计。图1通过将根据本发明的前述示例性单模光纤与采用传统的包覆系统的各种单模光纤进行比较来示出该出色结果。在这方面，图1通过测量运送卷轴上的光纤的初始光谱衰减来呈现光谱衰减数据，由此在所示的极限之间的波长的整个光谱内获得衰减的典型的峰值和谷值。然后，将光纤卷绕到如通过IEC固定直径砂纸鼓测试(即，IEC TR62221， Method B)所述的覆盖有砂纸的固定直径鼓(即，测量卷轴)上，并且获得了另一光谱衰减曲线。IEC固定直径砂纸鼓测试(即，IEC TR62221, Method B)提供了即使在室温下也影响单模光纤的微弯曲应力情况。当然，砂纸提供了使光纤经受数千个、甚至数百万个应力点的粗糙表面。对于图1呈现的测试数据，利用涂满粘合剂的40微米级别的砂纸(即，约等同于300目砂纸)缠绕直径为300mm的光纤卷轴，以产生粗糙表面。然后，在约2，940mN(即， 在直径为300mm的筒上张力为300gf)下卷绕400m的光纤样本，并且在23°C下测量光谱衰减。图1所呈现的曲线表示初始光谱曲线和当光纤位于砂纸鼓上时的曲线之间的差异，从而提供了由于微弯曲应力而引起的附加损耗。本领域的普通技术人员将认识到，为了降低成本，光缆设计现在正在采用直径较小的缓冲管和不太昂贵的材料。结果，当按这种光缆设计进行部署时，单模光纤得到的保护较少，因而更易受应力引起的微弯曲影响。如所述，本发明提供用于更好地保护光纤抵抗由外部机械变形以及由包覆的温度引起的机械性质变化而引起的应力的改进了的包覆系统。如所述，传统的用于保护光纤的解决方案包括使用大直径的缓冲管、由抵抗对光纤的变形和应力的高模量材料制成的缓冲管、和用于抵抗可能夹紧或以其他方式挤压光纤的变形的更坚固更厚的光缆外套。然而，这些解决方案不仅成本高，而且未能解决由保护性包覆的变化而造成的温度引起的应力。换言之，传统的一次包覆在比它们各自的玻璃化转变温度低的温度下具有高模量。如这里所述，根据本发明的光纤包括模量和玻璃化转变温度均比传统的单模光纤的一次包覆的模量和玻璃化转变温度低的一次包覆。即使如此，改进了的一次包覆配方仍便于以优良的处理速度(例如，l，000m/min以上)来在商业上生产本光纤。在这方面，本发明的光纤所采用的一次包覆的固化速率快，在20°C和大气压力(即，760托)(S卩，标准温度和压力-STP)下在标准的75微米的膜上测量时，以约0. 3J/cm2的UV剂量达到完全固化的 50%，以约0. 5J/cm2的UV剂量达到完全固化的80%，并且1. OJ/cm2的UV剂量达到完全固化的90%。图2示意性示出观察到的一次包覆的原位模量和光纤即这里为50微米的渐变折射率多模光纤的衰减(附加损耗)之间的关系。当固化在玻璃光纤上时测量一次包覆的模量，并且根据IEC TR62221微弯曲灵敏度技术报告和标准测试过程(例如，IEC TR62221， Method B, Ed. 1)使用固定直径砂纸鼓过程来测量附加损耗。如本领域内普通技术人员将理解，现有的、从市场上可买到的单模光纤一般包括在原位(即，在光纤上)测量出的100 150psi的杨氏模量。根据本发明的光纤具有与这种从市场上可买到的一次包覆相比较模量下降了的一次包覆。采用较低模量的一次包覆在玻璃光纤周围提供了更好的缓冲。尽管可以通过选择性地进行固化不完全来实现原位一次包覆的较低的模量，但本发明实现了甚至接近完全固化(即，近似完全固化)的具有较低模量的原位一次包覆。在这方面，根据本发明的原位一次包覆的模量小于约0. 65MPa(例如，小于约95psi)，通常小于约0. 5MPa,并且更通常为小于0. 4MPa(例如，约0. 3MPa 0. 4MPa或者约40psi 60psi)。 已判断为具有小于约0. 5MPa的模量的原位一次包覆大幅降低了玻璃光纤的弯曲灵敏度。 另一方面，根据本发明的原位一次包覆的模量通常大于约0. 2MPa(例如，0. 25MPa以上)。
为了实现与传统的光纤包覆相比较降低了的模量，本一次包覆具有较低的交联密度，具体为反应性丙烯酸酯基团的浓度下降。本领域的普通技术人员将理解，丙烯酸酯基团在光引发作用期间经由自由基聚合而交联(例如，拉丝操作期间UV引发的固化)。反应动力学表明处理期间的固化速率下降。当然从商业上这不可取，因此本发明实现了处理修改以对低模量的一次包覆提供良好的固化速率。有至少两种使一次包覆的聚合速率降低的固化处理的成分。首先，(i)通过暴露至高强度的UV环境所引起的高固化温度和(ii)放热聚合反应的组合使观察到的一次包覆的固化速率减慢。其次，紧密堆叠的UV灯实际上产生了快速叠加的重复的光引发周期。该结构下的丙烯酸酯基团的反映速率同样被降低，即在某种程度上为反直觉结果。对于后者，与采用相同的拉丝速度和UV剂量的其它传统处理相比较，配置(即，定位)UV灯以增加连续的UV曝光之间的时间段大幅增大了包覆固化的程度。这样，可以以商业上可行的处理所需的以快速的光纤拉丝速度实现近似完全固化的方式来处理根据本发明的模量减小了的一次包覆。共同转让的美国专利7，322，122公开了用于使包覆光纤固化的示例方法和设备。模量的温度依赖性是确保一次包覆在FTTx应用中提供增强了的微弯曲保护的重要考虑事项。由于本领域中的部署将光纤暴露至极端温度环境(例如，-40°C以下)下的微弯曲引起的应力，因此仅在室温下具有低模量的一次包覆将是不足的。因此，根据本发明的适当一次包覆具有异常低的玻璃化转变温度，以使得该一次包覆在极冷的环境条件下保持柔软和能够进行保护。Mi例子1(机械性质的比较)图3和4分别示出一般的商用一次包覆(即，传统的一次包覆)和在制造根据本发明的光纤时使用的示例性一次包覆的动态机械性质。传统的一次包覆是DSM Desotech(Elgin, Illinois)以商品名称DeSolite DP 1007所提供的UV固化聚氨酯丙烯酸酯。根据本发明的(即，为了形成本发明的光纤所采用的)示例性一次包覆是DSM Desotech(Elgin, Illinois)以商品名称DeSolite DP 1011所提供的UV固化聚氨酯丙烯酸酯。以IHz的振荡应力率在动态机械分析器(DMA)上获得传统的一次包覆的数据。如此，在应力-应变行为的线性区域内维持了应变。将传统的一次包覆的样本固化到聚酯上以形成标准的75微米膜。使用在300W/in的输出下工作的水银卤素灯来施加lj/cm2的UV 剂量。该UV曝光足以确保包覆位于剂量-模量曲线的稳定段上。参考图3，该数据示出如在75微米膜上测量出的约为1.5MI^的均衡模量。在玻璃光纤上(即，原位)，该传统的一次包覆一般良好地固化为约0. SMPa的模量、即表示工业中许多单模光纤的一次包覆的水平。本领域的普通技术人员将理解，与75微米膜相比较，在玻璃光纤(即，原位)上更加柔软的一次包覆的模量测量值趋于更低。利用tan δ的峰值来将传统的一次包覆的玻璃化转变温度估计为约_30°C。因而，传统的一次包覆(以及类似的配方)在极低的温度(例如，小于_40°C，特别是小于-50°C ) 下将如同玻璃状聚合物那样起作用。(尽管应变所引起的应力在低温下为时间依赖，但估计出的玻璃化转变温度是有用的比较性质。)同样，将根据本发明的示例性一次包覆的样本固化到聚酯上以形成相当的75微米膜。如前所述，使用在300W/in的输出下工作的水银卤素灯向一次包覆施加lj/cm2的UV 剂量。如所述，图4示出根据本发明的示例性一次包覆的动态机械性质。根据本发明的示例性一次包覆在固化膜中展现了恰好在IMI^a下的平衡模量。(在玻璃光纤上测量出的)原位模量为约0. 3ΜΙ^ 0. 4MPa。这大大低于传统的一次包覆的各个模量测量值。利用tan δ的峰值将根据本发明的示例性一次包覆的玻璃化转变温度估计为小于约-50°C (例如，约-60°C)。这与比较性的传统一次包覆的玻璃化转变温度相比低了至少约20°C。因此，根据本发明的一次包覆在温度剧增期间提供了更快速的应力松弛。如(以下)例子2和3所述，使用两种不同的方法来评价利用(i) 一般的商用一次包覆(即，传统的一次包覆)和(ii)根据本发明的示例性包覆进行包覆的玻璃光纤的微弯曲灵敏度。与(以上)例子1相同，传统的一次包覆是DSM Desotech(Elgin, Illinois) 以商品名称DeSolite DP 1007所提供的UV固化聚氨酯丙烯酸酯，并且根据本发明的(即， 为了形成本发明的光纤所采用的)示例性一次包覆是DSM Desotech(Elgin, Illinois)以商品名称DeSolite DP 1011所提供的UV固化聚氨酯丙烯酸酯。各测试方法提供恶化了的横向应力条件。此外，在测量了室温下对衰减的影响之后，对测试结构进行温度循环以确定由这种温度剧增所引起的附加损耗。例子2 (微弯曲灵敏度的比较)所采用的第一测试方法是本领域的普通技术人员已知的织篮式温度循环过程。根据该测试过程，在约490mN( S卩，以9mm “绞距”在直径为300mm的石英筒上张力为50gf)下卷绕光纤。将50层卷绕到石英鼓上以产生多个光纤到光纤交叉。例子2的测试过程是IEC TR62221, Method D 的修改。本领域的普通技术人员将理解，在室温下，这种光纤交叉有时可能造成附加损耗 (即，在光纤非常敏感的情况下)，但该附加损耗一般很小或者没有观察到该附加损耗。结果，在以1550纳米进行损耗测量时，从约室温起经过(i)-40°C、(ii)-60°C、(i)+70°C和 (i)+23°C (即，接近室温)对(具有卷绕光纤的)鼓进行两次温度循环。在这两次温度循环中，在各测试温度下在一小时之后测量光纤衰减。图5示出分别利用传统的一次包覆(S卩，DeSolite DP 1007)和根据本发明的示例性一次包覆(即，DeSolite DP 1011)进行包覆的单模玻璃光纤的示例性结果。选择各个光纤样本以匹配包覆几何形状、模场直径和截止波长。因此，各个光纤采用了不同配方的
有色二次包覆。总之，传统的一次包覆和根据本发明的示例性一次包覆各自提供了在23°C下抵抗微弯曲应力的良好保护。此外，在-40°C下，具有传统的一次包覆的光纤仅展示了小的附加损耗。(这样看来，在-40°C下，尽管这接近于玻璃化转变温度，但传统的一次包覆通过在合理的时间范围内进行应力松弛来提供抵抗微弯曲的充分保护)。通过比较，根据本发明的光纤在-40°C下基本没有展示附加损耗(即，性能更好)。
然而，在_60°C下，具有传统的一次包覆的光纤展示了显著的附加损耗。(该温度极值大大低于传统的一次包覆的玻璃化转变温度。)通过比较，根据本发明的光纤在接近于根据本发明的一次包覆的本实施例的玻璃化转变温度的_60°C下基本没有展示附加损耗。例子3 (微弯曲灵敏度的比较)第二测试方法采用更加恶劣的环境(即，条件)，从而评价(i)具有一般的商用一次包覆(即，传统的一次包覆)和(ii)具有根据本发明的示例性一次包覆的光纤的微弯曲灵敏度。特别地，该第二方法修改IEC固定直径砂纸鼓测试(即，IEC TR62221,Method B)， 以提供十分严酷从而即使在室温下也影响单模光纤的微弯曲应力状况(即，比测量图1所示的数据所使用的鼓表面更加粗糙的鼓表面)。为此，利用涂满粘合剂的220目砂纸(即， 约等同于66微米级别的砂纸)缠绕直径为300mm的石英鼓，以产生粗糙表面。在初始测试条件下，在约980mN(即，在直径为300mm的石英筒上张力为IOOgf)下以单层方式卷绕各个光纤样本。在修改后的测试条件下，在约1，470mN( S卩，在直径为300mm 的石英筒上张力为150gf)下以单层形式卷绕各种光纤的三个样本。因而，与第一测试条件相比较，第二测试条件使卷绕张力增加了 50%。使用所匹配的光纤样本(与例子2的织篮式/温度周期测试相同)，针对各测试条件在室温(即，23°C)下在进行卷绕之后测量光纤衰减。然后，在使用光学时域反射计(OTDR)以1550纳米进行损耗测量时，从约室温起经过(i)-40°C、(ii)_60°C和 (iii)+23°C (即，接近室温)对(具有400米的卷绕光纤的)鼓进行温度循环。最初，在原卷轴上(即，在卷绕到粗糙的鼓表面上之前，以建立基线光谱衰减)在 23°C下测量各种光纤的几个样本，然后在各温度下在一小时内经受前述严酷的测试条件。 在各测试温度下在一小时之后(与例子2相同)测量光纤衰减。作为线形图的图6和作为盒形图的图7示出针对包括传统的一次包覆(艮口， DeSolite DP 1007的UV固化聚氨酯丙烯酸酯)的单模光纤和针对包括根据本发明的示例性一次包覆(即，DeSolite DP 1011的UV固化聚氨酯丙烯酸酯)的单模光纤、在这些更严格的测试条件下的示例性结果。例如，图6示出以下与传统的光纤相比较，根据本发明的示例性光纤的微弯曲灵敏度下降(即，下降了约40 60%)。同样，图7示出以下与传统的光纤相比较，根据本发明的示例性光纤的微弯曲灵敏度在较高的卷绕张力(即，在直径为300mm的石英筒上为150gf)下大幅下降。因而，图 7示出以下根据本发明的示例性一次包覆(S卩，DeSolite DP 1011的UV固化聚氨酯丙烯酸酯)促进了显著下降了的微弯曲性能和明显更加均勻的微弯曲性能这两者。根据前述，已经发现以下与传统的包覆系统相比较，本包覆系统在结合传统的单模玻璃光纤进行使用时，提供了明显的微弯曲改善。此外，已经发现以下将弯曲不敏感玻璃光纤(例如，Draka Comteq的以商品名称BendBrightxs 销售的单模玻璃光纤)和具有非常低的模量的一次包覆(例如，DSM Desotech的以商品名称DeSolite DP 1011所提供的UV固化聚氨酯丙烯酸酯)配对，这样实现了损耗异常低的光纤。因此，进行附加测试，以展示根据本发明所提供的微弯曲灵敏度的显著且未预料到的下降。
例子4 (微弯曲灵敏度的比较)针对包括以下的示例性光纤测量微弯曲灵敏度(i)具有传统的商用包覆的传统单模玻璃光纤、(ii)具有传统的商用包覆的弯曲不敏感玻璃光纤和(iii)具有根据本发明的包覆(例如，Draka Comteq的品牌为ColorLockxs的包覆系统)的弯曲不敏感玻璃光纤 (例如，Draka Comteq的以商品名称BendBrightxs 销售的单模玻璃光纤)。图8展示以下与其它的光纤相比较，根据本发明的、包括弯曲不敏感玻璃光纤 (例如，Draka Comteq的以商品名称BendBrightxs 销售的单模玻璃光纤)和具有非常低的模量的一次包覆(例如，DSM Desotech的以商品名称DeSolite DP 1011所提供的UV固化聚氨酯丙烯酸酯)的光纤提供了异常低的衰减损耗。此外，该抗弯曲光纤在1400纳米 1700纳米的透射窗内展现了小的波长依赖性，并且实质上在整个测试光谱内不受引起微弯曲的测试条件影响。图8呈现符合IEC TR62221, Method B (固定直径鼓)所获得的示例性光谱衰减数据。根据该IEC TR62221,Method B，在卷绕在运送卷轴上的光纤的440米的样本上测量初始光谱衰减(即，在所示极限之间的波长的全体光谱上获得衰减的典型的峰值和谷值)。然后，在约3N下将该光纤卷绕到利用涂满粘合剂的40微米级别的砂纸(即，约等同于300目砂纸)缠绕的直径为300mm的测量卷轴上，并且获得了另一光谱衰减曲线。如同图1所呈现的曲线那样，图8所示的曲线表示在23°C下、初始光谱曲线和当光纤位于固定直径的砂纸鼓上时的曲线之间的差异，由此提供了由于微弯曲应力而引起的附加损耗(即，整个光谱范围内的Δ衰减)。例子5 (微弯曲灵敏度的比较)针对包括以下的示例性光纤在严格的测试条件下测量微弯曲灵敏度(i)具有传统的商用包覆的传统的单模玻璃光纤、和(ii)具有根据本发明的包覆(例如Draka Comteq 的品牌为ColorLockxs的包覆系统)的弯曲不敏感玻璃光纤(例如，Draka Comteq的以商品名称BendBrightxs 销售的单模玻璃光纤)。图9展示以下与其它的光纤相比较，即使在极其严酷的条件下，根据本发明的、 包括弯曲不敏感玻璃光纤(例如，Draka Comteq的以商品名称BendBrightxs 销售的单模玻璃光纤)和具有非常低的模量的一次包覆(例如，DSM Desotech的以商品名称DeSolite DP 1011所提供的UV固化聚氨酯丙烯酸酯)的光纤也意外提供了低衰减损耗。例子5的测试过程是IEC TR62221，Method B的修改。对于该修改后的IEC固定直径的砂纸鼓测试，利用涂满粘合剂的180目砂纸(即，约等同于78微米级别的砂纸)缠绕直径为300mm的石英鼓，以产生比(以上)例子3所述的表面更加粗糙的表面。然后，440 米的光纤样本在约1，470mN(即，使用Delachaux光纤卷绕设备在直径为300mm的石英筒上受控后张力为150gf)下以单层方式卷绕，并且测量出光谱衰减。图9呈现针对三个样本的标准单模光纤(即，具有传统的商用包覆的传统单模玻璃光纤)和三个样本的根据本发明的光纤(即，具有根据本发明的改进了的包覆的弯曲不敏感玻璃光纤)的示例性温度循环数据。如所述，将440米的光纤卷绕到前述的覆盖有砂纸的固定直径鼓上。在卷绕之后一小时时，使用光学时域反射计(OTDR)在室温(S卩，23°C) 下测量光纤衰减。然后，在温度控制室中从约室温起经过(i)_40°C和(ii)-60°C对(具有 440米的卷绕光纤的)鼓进行温度循环。在_40°C和_60°C这两者下在一小时的均衡之后，利用OTDR以1550纳米测量光纤衰减。可以将微弯曲灵敏度(Sm)描述为aR/T，其中，α是鼓上的衰减增量(dB/km)，R 是固定鼓的半径(mm)，并且T是施加于光纤的卷绕张力(N)。例如，参见IEC TR62221技术报告(微弯曲灵敏度)。然而，除参数a、R和T以外，从固定直径砂纸鼓测试获得的微弯曲灵敏度度量依赖于测量鼓上采用的砂纸的粗糙度。(以下)表1呈现从(采用180目砂纸的)图9所示的(波长1550纳米处的)衰减数据获得的微弯曲灵敏度度量。表1示出以下与传统的标准单模光纤相比较，根据本发明的光纤在23°C下提供低约2X IOX的微弯曲灵敏度并且在-40°C下提供低约2X 5X 的微弯曲灵敏度。表1(微弯曲灵敏度)
权利要求
1.一种光纤，其具有减少应力引起的微弯曲的包覆系统，所述光纤包括直径为125微米的玻璃光纤；大致固化的一次包覆，其围绕所述玻璃光纤，所述大致固化的一次包覆具有以下性质 ⑴原位模量小于0. 65MPa、和(ii)玻璃化转变温度为-50°C以下，其中，所述一次包覆限定外径为135 175微米的一次包覆层；以及大致固化的二次包覆，其围绕所述一次包覆层，其中，所述二次包覆限定二次包覆层。
2.根据权利要求1所述的光纤，其特征在于，所述大致固化的一次包覆的原位模量小于0. 5MPa,优选小于0. 4MPa。
3.根据权利要求1或2所述的光纤，其特征在于，所述大致固化的一次包覆的原位模量大于0. 2MPa，优选大于0. 3MPa。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光纤，其特征在于，所述大致固化的一次包覆的玻璃化转变温度为以下。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的光纤，其特征在于，所述一次包覆层的外径小于 165微米，优选小于160微米，更优选小于157. 5微米，还更优选小于155微米。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的光纤，其特征在于，所述一次包覆层的外径大于 140微米，优选大于145微米，更优选大于150微米，还更优选大于152. 5微米。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的光纤，其特征在于，所述一次包覆层的外径为 160微米以下，优选为152. 5 157. 5微米，所述二次包覆层的外径小于230微米，优选小于 210微米，更优选为192 202微米。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的光纤，其特征在于，还包括墨层，其中，所述光纤的外径为210微米以下，优选为205微米以下。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的光纤，其特征在于，所述二次包覆被着色以对所述光纤进行颜色编码。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的光纤，其特征在于，在所述光纤的抗拉强度分布的第50个百分位数处，光纤断裂时的抗拉强度至少为500kpsi，优选至少为600kpsi，并且更优选至少为700kpsi。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的光纤，其特征在于，所述光纤的动态疲劳应力腐蚀因数(η值)至少为20。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的光纤，其特征在于，在根据修改后的IEC TR62221固定直径砂纸鼓测试(直径缩小光纤微弯曲灵敏度测试)在23°C下测量时，在波长1550纳米下，所述光纤的光纤衰减小于1. 5dB/km，优选小于1. 25dB/km,并且更优选小于 1.0dB/km，其中，在所述直径缩小光纤微弯曲灵敏度测试中，440米的光纤样本以单层形式以1，470mN卷绕到缠绕有320目砂纸以产生粗糙表面的直径为300mm的石英鼓上。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的光纤，其特征在于，所述光纤是单模光纤。
14.根据权利要求13所述的光纤，其特征在于，所述光纤符合ITU-TG. 657. A标准和/ 或 ITU-T G. 657. B 标准。
15.根据权利要求1至12中任一项所述的光纤，其特征在于，所述光纤是多模光纤。
16.一种光缆或缓冲管，其包含一个或多个根据权利要求1至15中任一项所述的光纤。
17.一种光学模块或封装，其至少容纳一个或多个根据权利要求1至15中任一项所述的光纤的一部分。
18. —种FTTx安装，其包括一个或多个根据权利要求1至15中任一项所述的光纤。
全文摘要
本发明涉及一种采用新型包覆系统的直径缩小的光纤。当与弯曲不敏感玻璃光纤相结合时，根据本发明的新型包覆系统产生损耗异常低的光纤。该包覆系统的特征在于(i)低温特性优良的更柔软的一次包覆以保护抵抗任何环境和最恶劣的物理状况下的微弯曲，以及可选地，(ii)颜色强度和鲜艳度提高了的有色二次包覆。该二次包覆对坚固但容易穿入(即分离和剥离)的结构提供了改进了的带结构。可选的双包覆具体是为了光纤带的热剥离而平衡的，实际玻璃上没有剩余任何残余。这便于快速拼接和端接。该改进了的包覆系统提供为部署最多的、甚至所有的光纤到户(FTTx)系统提供了显著优势的光纤。
文档编号G02B1/04GK102272635SQ200980154122
公开日2011年12月7日 申请日期2009年11月6日 优先权日2008年11月7日
发明者B·J·欧沃顿 申请人:德拉克通信科技公司