專利名稱：配有微結構光纖的電信線纜的制作方法
技術領域：
本發明涉及配有至少一個光纖的電信線纜。特別地，本發明涉及一種配有至少一個保護層光纖的電信線纜，尤其適用于室內裝備。
背景技術：
光纖通常包括由包層圍繞的纖芯，所述纖芯和包層優選由玻璃制成，以及至少一個涂層 。纖芯和包層的組合通常被稱作“光波導”。通常，光波導的涂層有兩個。直接接觸光波導的涂層被稱作“第一涂層”或“主要涂層”，而覆蓋第一涂層的涂層被稱作“第二涂層” 或“次要涂層”。通常，所述第一和第二涂層由聚合物材料制成，例如紫外固化的丙烯酸酯聚合物。某些應用中光纖需要被位于該至少一個涂層之上的緩沖涂層進一步涂敷。當所述緩沖涂層與該至少一個外部涂層充分接觸時，其被稱作是“緊包緩沖層”。 當所述緩沖涂層是管的形式，且所述管的內徑比整個外涂層直徑(光纖的外徑通常為 240-250 μ m)更大時，其被稱作是“松包緩沖層”。根據光纖外涂層直徑和緩沖層內徑之間的差，松包緩沖層可被解釋為“松包”或“接近緊包”。通常，緩沖光纖可被用作半成品以形成線纜，所述線纜根據其預期的特定用途的需要與其他元件相連。在某些應用中，當不需要額外保護時，可以使用緩沖光纖作為線纜。這些應用的例子為如室內和建筑物裝備，線纜終端，尾線，插入線以及，更一般地說，那些光纖由于循環安裝操作而承受反復機械應力的應用。具有低密度區域的光纖配置在纖芯周圍，并且優選地在光纖外包層中，可以適于提供強大的彎曲阻力。通常，低密度區域是環形區域，其包括非周期的、并且通常是隨機 (即在該區域內不規則地定位)分布的孔或空隙，以提供單模傳輸。這里，術語空隙可表示空穴，充滿氣體的孔或其中截留有氣體的氣泡，以及通常折射率明顯小于周圍矩陣的缺陷， 其折射率通常等于或接近于1。空隙的圖案導致折射率的明顯降低。上述類型的光纖被稱作“微結構”光纖。微結構光纖包括有意引入的缺陷，通常是沿光纖軸線縱向分布的空隙。這些空隙可能不會在光纖的整個長度上延伸。美國專利7，397，991描述了一種光纖光纜，其具有至少一個光纖，例如配置在保護涂層之內的微結構彎曲性能光纖。保護涂層，例如緩沖層和/或護套通過使用彎曲半徑控制機構來防止光纖的損傷和/或破裂以保護光纖。使用的護套材料具有相對高的極限伸長度(elongation)(即在破裂之前的伸長度)，所述極限伸長度根據DIN 53504測量(一種德國測定標準)，從而提供一種高柔韌性光纖光纜結構。本發明光纖光纜的護套具有大約500%或更大例如大約600%或更大，以及甚至大約700%或更大的極限伸長度。使用的 PU (聚氨基甲酸乙酯)護套材料具有大約800%的極限伸長度以及大約8. OMPa下300%的拉伸模量。專利申請PCT/IB2007/002187描述了一種電信線纜，其配有至少一個光纖，所述光纖被緊包緩沖層所涂敷，該緊包緩沖層由聚合物材料制成且其極限伸長度等于或小于100%并且極限抗張強度等于或小于lOMPa。形成緩沖層的聚合物材料的特征結合使得可以獲得一種在安裝操作以及使用期間得到有效保護的光纖，并且同時該光纖可以在安裝者不使用任何剝離工具的情況下方便地被剝離，僅僅通過用指尖沿著光纖軸線施加輕微的壓力和適度的撕力即可完成該剝離。申請人:注意到，在具有隨機空隙分布的光纖中，含空隙區域的厚度和空隙的局部密度主要決定了光纖的彎曲阻力。特別是，彎曲阻力已經被認為是直接地與局部空隙密度和含空隙區域的面積之積有關。申請人:面臨這樣的問題，即提供特別適用于直立和水平室內裝備，例如多層建筑物中(被稱為“光纖到戶，，或FTTH應用)的光纜，其目的在于在安裝和操作期間能夠保護容納在其中的光纖，。申請人:注意到光纖不但會在前述安裝以及與建筑物連接期間受到機械應力，例如從建筑物的某一層處的直立線纜中抽出，也會在運行壽命期間受到靜態疲勞，例如由于彎曲和/或盤繞成卷。

申請人注意到光纖的光學性能不是唯一要考慮的因素。當線纜或緩沖光纖在建筑物之內為了安裝而圍繞拐角彎曲或以小直徑盤繞時，收容在其中的光纖被維持在線纜壽命的相應彎曲值，并且這一永久變形狀態可能是光纖意外機械損壞的根源(這一現象通常被稱為“靜態疲勞”(static fatigue))。靜態疲勞是元件由于支撐沉重、連續負載的預定損壞。相應地，即使光纖在彎曲狀態下顯示出出色的光學性能，最小彎曲半徑應該由于機械原因而被限制。另外，申請人注意到在相對尖的拐角彎曲線纜或以盤繞成小直徑卷將促成緩沖層或護套的使用，其由“軟”材料制成，即具有很高的壓縮系數(或低彈性模數)的材料；具有高斷裂伸長度的材料看來同樣是合乎需要的，這兩種條件通常可在同樣的材料上得到。然而，申請人注意到在容納微結構光纖的線纜的某些典型應用中，具有高斷裂伸長度和低彈性模數材料的護套或緩沖層卻成為一種問題。特別地，在建筑物中安裝線纜期間，操作員需要剝落護套或光纖緩沖層，以將連接器應用到光纖上以完成機械拼接，或光纖的對焊等等。在這種情況下，高拉伸材料將需要某些專用工具來進行對相關層的剝離，并且這種工具的不當使用會引起施加于光纖上的機械應力。相反，具有低斷裂伸長度的相對硬的材料允許操作員利用手指或簡單工具來剝離緩沖層，而幾乎不會對光纖帶來任何應力。在上述中，申請人發現，為了使光纖或線纜適用于所謂的FTTH應用并且能夠兼顧光學性能和經濟有效安裝，許多不同特征需要一起考慮并且需要適當地匹配和優化相關的值，包括彎曲狀態下的低衰減度、抗靜態疲勞的能力，安裝和連接的方便性。相應地，已經發現用于FTTH應用的合適線纜應該包括由緩沖層或線纜護套保護的微結構光纖，所述緩沖層或線纜護套的斷裂伸長度包括在適當的范圍內，即能夠圍繞相對尖的邊緣彎曲，同時也能夠手工的剝落緩沖層。特別地，已經發現在用于FTTH應用的線纜或緩沖光纖中，相對高的斷裂伸長度將變得沒有用處，因為線纜或緩沖光纖的彎曲狀態決不會達到100%的最大理論伸長度，并且相反，總是保持在遠低于該值。

發明內容
因此，根據第一方面，本發明涉及一種電信線纜，其包括至少一個微結構光纖和提供在所述光纖周圍的至少一個保護層，該保護層由極限伸長度為50%到200%的聚合物材料制成。根據本發明的所述至少一個保護層可以是緊包緩沖層。根據本發明的緊包緩沖層優選地由極限伸長度等于或低于150%的聚合物材料制成。更具體地說，用于本發明線纜的緊包緩沖層的聚合物材料的極限伸長度可以為70%到 150%。優選地，本發明的線纜具有至少兩個保護層，其中一個是緊包緩沖層，另一個是至少一個護套。優選地，該至少一個護套的極限伸長度高于緊包緩沖層的極限伸長度。根據本發明的至少一個護套優選地由極限伸長度為120%到200%的聚合物材料制成。更具體地說，用于本發明線纜護套的聚合物材料的極限伸長度為150%到200%。
本發明的電信線纜可以具有至少兩個護套。優選地，至少一個加強層被提供于本發明的線纜中。例如，該至少一個加強層由選自芳族聚酸胺，水脹水阻材料(water-swellable water-blocking material)，玻璃纖維的至少一種材料制成。優選地，該至少一個加強層地提供在緊包緩沖層的外部位置。優選地，該至少一個加強層放射狀地提供在該至少一個護套的內部位置。在本發明的線纜具有一個以上的護套的情況下，可以出現一個以上的加強層。優選地，根據本發明保護層的聚合物材料的極限抗張強度至少為4MPa。優選地，根據本發明保護層的聚合物材料的極限抗張強度最多為15MPa。極限伸長度和極限抗張強度是根據CEI EN 60811-1-1 (2001)標準在25°C下測量的。就本發明說明書和附加權利要求而言，術語“緊包緩沖層”意為環繞光纖的保護層，該保護層的內徑基本上與光纖的外徑相同。緩沖層和光纖之間的間隙不會被明顯的觀察到。應當注意的是本發明的緊包緩沖層不應該與通常所說的“緩沖管”相混淆。緩沖管通常包括一個或多個相同配置的光纖，可浸于水阻材料(通常為油脂)中，其防止可滲入緩沖管的水的移動。此外，當與插入在其中的各個光纖的外徑相比時，緩沖管通常具有相對較大的內徑，以便使光纖在里面自由地移動。就本發明說明書和附加權利要求而言，除非有其他的表示，所有表示數量、數值、 百分比等等的數字應當被理解為在一切情況下可被術語“大約”修飾。同時，所有范圍包括所公開的最大和最小端值的任意組合和其中任意中間范圍，其可能或可能沒有被逐一地列舉在這里。優選地，光纖的緊包緩沖層的厚度應達到可提供一種直徑為600至1000 μ m,更優選地為800至900 μ m的緩沖光纖。根據一個優選實施例，根據F0TP/184/TIA/EIA標準測量(用lOmm/min的剝離速度完成)的緩沖層的平均剝離力為0. ION/15mm至0. 50N/15mm,更優選地為0. 15N/15mm到 0.40N/15mm。根據F0TP/184/TIA/EIA標準測量(用lOmm/min的剝離速度完成)的緩沖層的峰值剝離力為1. ON/15mm至3. 5N/15mm,更優選地為1. 5N/15mm到2. 0N/15mm。根據一個優選實施例，在70°C下24小時之后測量的緩沖層的平均收縮量為 3mm/1000mm 至 15mm/1000mm，更優選地為 5mm/1000mm 到 lOmm/lOOOmm。

根據本發明，形成該至少一個保護層的聚合物材料優選地包括從以下聚合物中選出的至少一個聚乙烯，優選為低密度聚乙烯(LDPE)，極低密度聚乙烯(VLDPE)或線性低密度聚乙烯(LLDPE)；具有至少一個(3_(12 α烯烴并且可選擇地具有至少一個C4-C2O 二烯烴的乙烯共聚物；具有至少一個烷基-丙烯酸酯或烷基-甲基丙烯酸酯的乙烯共聚物，優選為乙烯/ 丁基乙酸共聚物(EBA)；聚氯乙烯(PVC)；乙烯/丙烯酸丁酯共聚物(EVA)；聚氨基甲酸酯；聚醚酯；以及其混合物。該聚合物材料可進一步包括，與至少一種聚合物、至少一種無機填料摻合。優選地，相對于聚合物材料的總重量，無機填料的數值為30至70重量％，更優選地為35到55
重量％。無機填料可以從以下選出氫氧化物，氧化物或水合氧化物，鹽或水合鹽類，例如碳酸鹽或硅酸鹽，至少一種金屬，特別是鈣，鎂或鋁。優選的是氫氧化鎂，氫氧化鋁，氧化鋁，三水合氧化鋁，碳酸鎂水合物，碳酸鎂，或其混合物。特別優選的是合成的或天然的(水鎂石)氫氧化鎂。為了提高無機填料和聚合物材料之間的相容性，可以在材料之中或有機填料之上或兩者同時添加偶合劑。該偶合劑可以從以下選出飽和硅烷混合物或包括至少一個不飽和烯鍵(ethylenic unsaturation)的硅烷混合物；包括不飽和烯鍵的環氧化物；一元羧酸或優選地，具有至少一個不飽和烯鍵的二元羧酸，或其衍生物，特別是酸酐或酯。優選地，適于這一目的的硅烷混合物為Y -甲基丙烯酰氧丙基-三甲-氧基硅燒(γ -methacryloxypropyl-trimeth-oxysilane),甲基三乙氧基娃燒,6_ (2_ 甲氧乙氧基)-6-甲基-2，5，7，10-四氧雜-6-硅雜癸烷(methyltris (2-methoxyethoxy) silane), 二乙氧基二甲基硅烷，乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷，乙烯基三甲氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷，正辛基三乙氧基硅烷，異丁基_三乙氧基硅烷，異丁基三甲氧基硅烷及其混合物。優選的，包含不飽和烯鍵的環氧化物是丙類酸縮水甘油酯，甲基丙烯酸縮水甘油酯，衣康酸的單縮水甘油基酯，馬來酸的縮水甘油酯，乙烯基縮水甘油醚，烯丙基縮水甘油醚，或其混合物。優選的，作為偶合劑的具有至少一個不飽和烯鍵或其衍生物的一元羧酸或二元羧酸為，例如馬來酸，馬來酸酐，硬脂酸，富馬酸，檸康酸，衣康酸，丙烯酸，甲基丙烯酸等等， 以及由其衍生的酸酐或酯，或其混合物。特別優選的是馬來酸酐。其他常規組分，例如抗氧化劑，工藝輔助劑，潤滑劑，顏料，其他的填料等等，可以被添加到本發明的緩沖聚合物材料中。其他可被添加到聚合材料的工藝輔助劑是，例如，硬脂酸鈣，硬脂酸鋅，硬脂酸，石蠟，硅酮橡膠等等，或其混合物。優選地，至少一個加強元件被嵌入到聚合物護套中并且沿著線纜的長度配置，以便降低光纖上由于拉伸力而產生的機械應力。通常該加強元件由玻璃增強聚合物(GRP)桿或芳族聚酰胺桿構成。電信線纜領域中公知的鋼帶或鋁帶或其他保護元件也可用于本發明。根據本發明的緩沖光纖可以按照現有的技術制造。例如，制造工藝可以分為兩個步驟進行，第一步包括拉制光波導并且向其涂敷至少一個保護層的子步驟。在第一步的結尾，產生的無緩沖光纖被收集在卷軸之上，并被送到第二步驟。第二步驟包括緊包緩沖層的沉積，其通常是通過利用十字頭擠壓機對光纖周圍的聚合物材料進行擠壓而完成。優選地，根據本發明的電信線纜配有12到48根光纖。

在另一個方面，本發明涉及一種緩沖微結構光纖。這里的“緩沖”，意味著配置有緊包緩沖層的光纖。根據本發明的微結構光纖通常包括芯區和圍繞該芯區的包層區域，該包層區域包括由隨機排列的空隙組成的環形的含空隙區域，并且該芯區包括摻雜硅石以提供相對于純凈硅石的正折射率，例如氧化鍺摻雜硅石。芯區和包層區域的特征組合提供了改進的彎曲阻抗(resistance)和在波長高于1250-1260納米處的單模工作。在下文中，芯區和包層區域可共同地被認為是光波導。在一個優選實施例中，本發明線纜的微結構光纖在離纖芯預定的徑向距離處具有環形的含空隙區域。該徑向距離主要由內包層的徑向寬度確定。表示從低密度環到纖芯的徑向距離的幾何參數是纖芯與包層的直徑比。通常，纖芯與包層的比值越大，對應的環形區域到纖芯的外徑的徑向距離越小。申請人注意到纖芯與包層的比值大于大約0. 36，例如等于0. 40-0. 43，將對于預型件的生產十分有利。申請人:注意到，涉及其某些光學性能的光纖幾何特性參數是環形區域的內徑(ID) (例如，見圖7，ID = 2IR)和MFD之間的比值，此后稱為ID/MFD。沿光纖傳播的光學模式被大大地限制在纖芯的截面面積中并且模式的漸失尾部 (evanescent tails)可在圍繞的包層中延伸。光學模式的形狀以及模式漸失尾部的部分和穿透深度取決于，除傳播波長之外，纖芯相對于包層的折射率(例如，圖7中的Δ》。通常， 對于單模傳輸光纖，有利的是不超過八工的值大于0. 4-0.5%，因此，在電信中所關心的工作波長處(例如，1550nm或1310nm)，基模的漸失尾部通常在某種程度上穿透到環繞并且鄰近纖芯的包層之內。申請人:發現，如果ID/MFD比值足夠高，空隙的存在只會在存在彎曲的情況下顯著地影響光纖的光學性質，因為光基模大體上只有沿光纖的彎曲部分才能穿透該含空隙區域。ID/MFD的足夠高的值意味著環形含空隙區域離纖芯的徑向距離足夠大以使光基模可以基本上未受擾的沿光纖的直線部分傳播，盡管其仍然被沿光纖的彎曲部分的環形區域中的空隙所限制，由于因空隙所產生的折射率的下降。ID/MFD比值包括在2. 5至3. 2之間。在某些優選實施例中，ID/MFD的比值包括在 2. 6禾口 3.0之間。優選地，纖芯與包層的比值包括在0. 31至0. 36之間。優選地，MFD包括在8μπι至9μπι之間，優選地在8. 2 μ m至8. 8 μ m之間。優選地，空隙長度的平均值小于1米，優選地小于50厘米。在一個實施例中，空隙長度的平均值大約為10厘米。
優選地，根據本發明的光纖是單模光纖。可替換的，光波導可以是多模類型。優選地，光波導由涂層系統圍繞，所述涂層系統包括至少一個涂層，通常為兩個涂層。第一涂層(主要涂層)直接接觸光波導，而第二涂層(次要涂層)覆蓋第一涂層。優選地，光波導的直徑為120μπι至130μπι。優選地，主要涂層的厚度為25 μ m至 35 μ m。優選地，次要涂層的厚度為10 4 111至3(^111。根據一個優選實施例，光波導的直徑為120μπι至130μπι，主要涂層的厚度為 18 μ m至觀μ m，更優選地為22 μ m至23 μ m，并且次要涂層的厚度為10 μ m至20 μ m。優選地，敷用緊包緩沖層之前光纖的直徑為160至280 μ m，更優選地為175至 260 μ m,更優選地為240 μ m到250 μ m。在本發明的緩沖微結構光纖中，極限伸長度等于或低于200%的緊包緩沖層被提供為圍繞與其直接接觸的涂層系統。


從在下文中給出的詳細說明以及參考隨后的附圖，本發明的更多特征將會變得明顯，其中圖1是根據本發明的具有保護層的光纖的橫截面圖；圖2是根據本發明的電信線纜的橫截面圖；圖3a_3c所示的是根據本發明不同實施例的電信線纜的透視圖；圖4至6描述了線纜安裝的示例；圖7是用于本發明線纜的微結構光纖的可能的相對折射率分布(profile)的示意圖。圖8示意地圖示了本發明微結構光纖的橫截面圖；圖9是宏彎損失(macrobending loss)與環形含空隙區域的內徑ID和光纖MFD 之間的比值ID/MFD的關系圖，(圓圈)顯示了 MAC數在7. 0到7. 5之間。
具體實施例方式參考圖1，根據本發明的微結構光纖1包括光波導2，光波導2由被包層4圍繞的光傳輸芯3構成。纖芯3和包層4優選地由硅基材料制成，包層4材料的折射率要低于纖芯3的折射率并且具有低密度區域(未圖示)，在下文中將會描述。優選地，光波導2由至少一個涂層圍繞，通常是兩個涂層5、6。第一涂層5(主要涂層)直接接觸光波導2，而第二涂層6 (次要涂層)覆蓋第一涂層5。緩沖層7圍繞光纖并且直接與次要涂層6接觸。一般地，第一和第二涂層5，6由輻射可固化(radiation curable)涂料組分構成， 包括輻射可固化低聚物，其相互之間是相容的，但具有不同的特性。例如，軟的主要涂層5， 彈性模數通常為大約l_2MPa，圍繞光波導2，而相對硬的次要涂層6，彈性模數通常為大約 500-1000MPa,圍繞該主要涂層5。例如，輻射可固化低聚物可具有來源于聚丙二醇和基于聚酯多元醇的二聚酸的主鏈(baclcbone)。優選地，該低聚物是包括所述主鏈的聚氨酯丙烯酸酯低聚物，更優選地是完整的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物。例如，第一涂層5由輻射可固化的成分構成，包括國際專利申請W001/057M中公開的輻射可固化的低聚物。對于第二涂層6，可以使用商標名為DeSolite 3471-2-136 (DSM)出售的配方。涂層5、6通常包括識別裝置，例如油墨或其他用于識別的適當標記。在圖1中，Dl表示敷用緊包緩沖層之前的光纖直徑。如上文中所述，Dl的值優選地為160 μ m至280 μ m,更優選地為175 μ m至260 μ m,更優選地為240 μ m到250 μ m。

在圖1中，D2表示敷用緊包緩沖層之后的光纖直徑。如上文所述，D2的值優選為 600 μ m M 1000 μ m, ^ttit^J 800 μ m M 900 μ m。參考圖2，根據本發明的電信線纜8包括多個緩沖光纖1，松散地配置在聚合物管9 的內部空間之中。在圖2中，兩個加強元件10被嵌入聚合物管9之內，并延線纜的縱向發展延伸。加強元件10可以由玻璃增強聚合物(GRP)桿或芳族聚酸胺桿構成。對應于每個加強元件10，可以具有在聚合物管9的外表面縱向延伸的凹口 11。所述凹口可有助于安裝者識別隨意出現的所述至少一個加強元件的位置，以便在對包含在線纜護套內的光纖進行存取的過程中避免切削該元件。優選地，聚合物管9和緩沖光纖1之間的自由空間可包含有助于拖曳光纖的滑動裝置，例如滑石。如圖3a_3b所示，微結構光纖301可被緊包緩沖層302涂覆，所述緊包緩沖層由適于提供機械保護的聚合物材料制成。如此構造的緩沖光纖303由加強層304(例如由芳族聚酸胺纖維制成)和外護套305圍繞，如圖3a所示，或由更多的強度層304a、304b和護套 305a、305b圍繞，如圖3b所示。在另一個實例中，兩個緩沖光纖303被設置在由護套305c圍繞的公共強度層304c 之內，如圖3c。這種構造(或其它的，取決于使用微結構光纖的預定環境)在安裝過程和其操作過程中為光纖提供了需要的機械保護。特別地，為了在建筑物中使用，例如私人住宅或辦公室，要求光纖(或最好是，容納光纖的線纜)跟隨著復雜的路徑，包括繞著拐角的彎曲。通常，當其是金屬結構的情況下，建筑物中的拐角由那些不會使邊緣太尖銳的材料制成。相應地，如圖4所示，當線纜繞拐角(例如90°角)彎曲時，拐角邊緣以半徑隊變圓，其與線纜護套的內部彎曲半徑R2(等于或大于R1)、光纖的彎曲半徑R3以及線纜護套的外部彎曲半徑R4對應。當彎曲時，假定中心軸(即零伸長的軸)與光纖軸重合(這是優選的線纜結構，旨在使光纖中的應力最小化)。相應地，護套的內部將被壓縮而護套的外部將會根據線纜所彎繞的半徑而被拉伸。從純幾何觀點出發，在圍繞90°角度彎曲的情況下，如果拐角半徑R1將會等于零 (銳邊)并且線纜護套的內彎曲半徑R2同樣地為零，那么線纜護套的外部的最大伸長禮將會是100% (假設彎曲部分的光纖路徑是1/2 π R，其中R是線纜的半徑，外護套邊長將變成 1/2 π · 2R)。在實際工作中，圍繞尖角的彎曲將意味著線纜更復雜的變形，包括光纖一定量的伸長以及護套的橫切變形，如圖5所示，其將導致沿中心軸的彎曲半徑R3a大于線纜的半徑 R0可替換的，如果護套并未受到數量明顯的橫切壓縮，線纜可能形成更復雜的彎曲圖形，如圖6所示，其中最小內彎曲半徑造成了中心軸(即沿光纖軸線)的彎曲半徑變得相當大 (即R3b = R2b+R)。外部彎曲半徑R4b以及相關的伸長度將會相應地變大。

獲得如圖5或6(或任意中間組合)所示彎曲軌跡的可能性主要取決于護套材料的硬度，所以將會允許更高的壓縮量。當緩沖光纖被單獨使用到達建筑物中的最終用戶時，即具有緩沖層的光纖，或當一定數量的剩余長度被存儲在靠近絞接頭、連接器等的小型盤繞中時，適用上述相同的討論，因此同樣的伸長度百分比被用于該緩沖層。由于緩沖層的小半徑(例如600-900微米)，這一使用條件意味著當光纖圍繞拐角彎曲時會有更小的彎曲半徑(其將仍然與微結構光纖的光學性能相適合)。然而，已經注意到光纖的光學性能并不是唯一要考慮的因素。當線纜或緩沖光纖為了在建筑物內安裝而繞拐角彎曲或以小直徑盤繞時，其中容納的光纖被維持在用于線纜壽命的相應的彎曲值并且這種永久變形狀態可能是光纖意外機械損壞的原因(這一現象通常被稱為“靜態疲勞”)。因此，即使光纖在彎曲狀態下顯示出優秀的光學性能，最小彎曲半徑應該由于機械原因而被限制。另外，使內彎曲半徑&最小化需要“軟”材料，即具有很高壓縮性的材料，(或低彈性模數)，例如聚氨基甲酸酯等等(用于護套或者緩沖層)。考慮到在線纜彎曲期間護套受到的相當高的伸長，具有高斷裂伸長度的材料看來同樣是合乎需要的。一般地，具有低彈性模數材料同樣具有很高的斷裂伸長度。然而，已經注意到存在這樣的實際使用，即具有高斷裂伸長度以及低彈性模數材料的護套或緩沖層結果反而成為問題。特別地，在建筑物中線纜的安裝期間，通常需要剝落護套或光纖緩沖層，以便將連接器應用到光纖上，來完成機械拼接，或光纖對焊等等。在這種情況下，高拉伸材料將需要某些專用工具來剝落相關層，并且這種工具不當的使用可能會引起施加到光纖的機械應力。相反，具有低斷裂伸長度的相對硬的材料允許操作者利用手指或簡單工具對緩沖層進行剝離，從而幾乎沒有向光纖施加壓力。如上所述，已經發現，為了使光纖或線纜適于在所謂的FTTH應用中使用，需要將許多不同的特征一起考慮，包括彎曲狀態下低衰減度，抗靜態疲勞的能力，安裝和連接的方便性。相應地，已經發現用于FTTH應用的合適光纖應該是由緩沖層或線纜護套保護的微結構光纖，其斷裂伸長度應該包括在適當的范圍中以確保其能夠繞相對尖的邊緣彎曲， 并且同時，能夠手工的剝落緩沖層。特別地，已經發現在用于FTTH應用的線纜或緩沖光纖中，相對高的極限伸長度將是無用的，因為線纜或緩沖光纖的彎曲狀態決不會達到100%的最大理論伸長度，并且相反，總是保持在遠遠低于該值。已經注意到，對于纖芯與包層比值在大約0.40或更大的微結構光纖，在大約 1380-1390nm處光透射顯示明顯的OH峰，其損害了光纖的光學性能，特別是增加了正在傳播的光學模式的衰減。
圖8示意地圖示了微結構光纖80的截面圖，包括由纖芯81形成的芯區85以及圍繞該纖芯81的內包層82。芯區85由包括含空隙環形區域(環)83的外包層區域84圍繞。 環83優選地設置在內包層82附近，從而使環形區域83的內徑(ID)與內包層82的外徑對應。空隙在環83的范圍內以非周期的或隨機排列的形式分布。優選地，芯區84是固體，即無空隙的。圖9是宏彎損失(macrobending loss)與環形含空隙區域的內徑ID和光纖MFD 之間的比值ID/MFD的關系圖，(圓圈)顯示了 MAC數在7. 0到7. 5之間。實線是實驗值的線性插值。值得注意地是，圖9中記錄的結果表明了在很大的ID/MFD數值范圍之內，宏彎損失基本上與ID/MFD比值無關。因此，優選地，根據本發明一方面的光纖的光的透射性能基本上缺乏涉水衰減峰 (water-related attenuation peaks)，而顯示出來的宏彎損失明顯小于ldB，例如小于 0. 5dB，優選地小于0. 2dB。在某些實施例中，空隙的平均直徑為lym，最小直徑為大約0. Ιμπι并且最大直徑大約為1.9μπι。給出以下的產品實例是為了最好的說明本發明，而不是對其進行限制。例1 制備聚合物成分。聚合物成分通過使用表格1所示的組分制備(數量以相對于聚合物成分總重量的重量％表示)。表格權利要求
1.一種電信線纜，包括至少一個微結構光纖，包括芯區和圍繞該芯區的包層區域，該包層區域包括含有隨機排列的空隙的環形含空隙區域，該芯區包括摻雜硅石以提供相對于純硅石的正折射率；以及至少一個提供在所述光纖周圍的保護層，該保護層由極限伸長度為50%至200%的聚合物材料制成。
2.如權利要求1所述的電信線纜，其中該至少一個保護層是緊包緩沖層。
3.如權利要求2所述的電信線纜，其中該緊包緩沖層由極限伸長度等于或低于150% 的聚合物材料制成。
4.如權利要求3所述的電信線纜，其中緊包緩沖層的該聚合物材料的極限伸長度為 70% 至 150%。
5.如權利要求1所述的電信線纜，具有至少兩個保護層，其中一個為緊包緩沖層，其余的為至少一個護套。
6.如權利要求5所述的電信線纜，其中該至少一個護套的極限伸長度高于該緊包緩沖層的極限伸長度。
7.如權利要求5所述的電信線纜，其中該至少一個護套由極限伸長度為120%至200% 的聚合物材料制成。
8.如權利要求7所述的電信線纜，其中該聚合物材料的極限伸長度為150%至200%。
9.如權利要求5所述的電信線纜，具有至少兩個護套。
10.如權利要求1所述的電信線纜，具有至少一個加強層。
11.一種緩沖微結構光纖，包括具有相對于純硅石的正折射率的芯區；圍繞該芯區的包層區域，該包層區域包括含有隨機排列的空隙的環形含空隙區域；涂層系統；以及極限伸長度等于或低于200%的緊包緩沖層，該緊包緩沖層圍繞該涂層系統并直接與其接觸； 所述光纖的纖芯與包層直徑比大于0. 30。
12.如權利要求11所述的緩沖微結構光纖，其中纖芯與包層直徑比為0.31至0. 36。
13.如權利要求11所述的緩沖微結構光纖，具有環形區域，該環形區域的內徑ID和在 1310nm測量的模場直徑MFD為微米量級，以使得比值ID/MFD在2. 5至3. 2之間。
14.如權利要求13所述的緩沖微結構光纖，其中比值ID/MFD在2.6和3. 0之間。
全文摘要
一種電信線纜，其包括至少一個微結構光纖，所述微結構光纖包括芯區和圍繞該芯區的包層區域，該包層區域包括由隨機排列的空隙組成的環形的含空隙區域，該芯區包括摻雜硅石以提供相對于純硅石的正折射率；以及至少一個圍繞所述光纖形成的保護層，保護層由具有低極限伸長率的聚合物材料制成。
文檔編號G02B6/02GK102159978SQ200880131196
公開日2011年8月17日 申請日期2008年9月19日 優先權日2008年9月19日
發明者A·克拉羅, A·埃迪哥拉特, E·孔松尼, F·科基尼 申請人:普睿司曼股份公司