CN102981226A - 一种光纤 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光纤，其方案是：一种光纤，包含纤芯，所述纤芯具有至少两个包覆在其外周的包覆层，所述包覆层包括软质层和硬质层，所述纤芯本身的外层结构为φ0.9的特氟龙套管结构，所述φ0.9的特氟龙套管结构的外周依次包覆软质层和硬质层，所述软质层采用凯夫拉材料，所述硬质层采用特氟龙材料。本发明的优点在于：将传统的硅胶护套更换成特氟龙套管，利用特氟龙套管的特性增强了光纤的耐磨损、耐高温和耐抗拉的效果，扩大了普通光纤在特殊领域的使用范围，同时，不影响光纤本身的通信和传输损耗。该发明结构简单，易装配，施工步骤简单，成本低。

Description

一种光纤

技术领域

本发明属于光纤技术领域，具体涉及一种在高温环境中可以不增加弯曲损耗等传送损失并且耐磨损、耐高温、耐抗拉的光纤。

背景技术

普通光纤，一般具有如图1所示的结构。光纤包含由二氧化硅制成的玻璃纤维和包覆在玻璃纤维外周的由包覆树脂制成的包覆层。所述包覆层的作用是防止光纤强度下降。通常将紫外线固化型树脂，特别是氨基甲酸酯- 丙烯酸酯型或环氧- 丙烯酸酯型树脂用作光纤用包覆树脂。光纤由于外应力以及由这种外应力引起的微弯曲而增加传输损失，为了保护光纤免受这种外应力影响，通常利用两个材料层( 软质层和硬质层) 对光纤进行包覆。对于直接与二氧化硅玻璃接触的内层，将具有低杨氏模量的软树脂用作缓冲层( 在下文中称为初级层) ；而对于外层，将具有高杨氏模量的硬树脂用作保护层( 在下文中称为次级层)。通常，将杨氏模量为3MPa 以下的树脂用作初级层，并将杨氏模量为500MPa 以上的树脂用作次级层。

这种光纤通过如下方法制造。首先，通过在拉丝炉中对预制体进行加热，由二氧化硅玻璃预制体拉制玻璃纤维。然后经由涂布模具将液状紫外线固化型树脂涂布在拉制的二氧化硅纤维上并用紫外光固化。形成初级层和次级层的方法有两种，一种是将初级层和次级层同时涂布，然后将两者同时固化；另一种是在涂布并固化初级层之后，再涂布并固化次级层。

近年来随着光纤的普及及光纤电缆的应用量增加，光纤电缆的应用环境也更加多样化，对光纤电缆的长期可靠性要求也变得更加严格。如上所述的情况，当光纤长时间浸入水中时，考虑如何尽可能少地增加传输损失。例如，日本特开平9-5587 号公报公开了一种光纤，其由于初级层与玻璃纤维之间的强化粘附，即使当光纤长时间的浸入水中也不会增加传输损失。

已知，在暴露于高湿度环境或浸入水中时会增加传输损失的光纤中，在包覆层与玻璃纤维之间的界面层中会观察到剥离。当在玻璃纤维与包覆层之间的界面中为了剥去包覆层而施加的力大于玻璃纤维与包覆层之间的界面粘附力时，发生包覆层与玻璃纤维之间的剥离。当在玻璃纤维与包覆层之间的界面处发生剥离时，施加至玻璃纤维的力变得不均匀。力的不均匀引起微弯曲，结果光纤增加传输损失。

当将光纤浸入水中时引起玻璃纤维与包覆层之间的粘附力降低的机理推测如下。当将光纤浸入水中或暴露于高湿度环境时，水分透过包覆层并到达玻璃纤维与包覆层之间的界面。粘附力存在于玻璃纤维与包覆层之间的界面处，且一般包含玻璃纤维与树脂中官能团之间的氢键和源自粘附促进剂的化学键( 参见例如，N.Akasaka 等人，“光纤包覆层的设计(Design of Optical Fiber Coating)”，第19届澳大利亚光纤技术会议会刊(Proc.of 19th Australian Conference on Optical Fibre Technology)(ALOFT)，第375 页，1994)。

然而，据知，当水渗入玻璃纤维与包覆层之间的界面时，氢键断开。如上所述，据推测，在玻璃纤维与包覆层之间的界面处的粘附力因氢键断开而降低，且提供了各种浸入水中时较少可能增加传输损失的光纤。然而，如日本特开平9-5587 号公报中所示，通过平衡每个界面层的粘附性来抑制传输损失增加的已知方法有局限，且这些方法也无法提供足够的可靠性。

因此，有必要提供一种光纤，当光纤暴露于高温环境中时，可以有效抑制由于环境或经年劣化而引起的传输损失增加。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种光纤，在高温环境中可以不增加弯曲损耗等传送损失，且有效实现光纤耐磨损、耐高温和耐抗拉的效果。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种光纤，包含纤芯，所述纤芯具有至少两个包覆在其外周的包覆层，所述包覆层包括软质层和硬质层。

所述纤芯本身的外层结构为φ0.9的特氟龙套管结构，所述φ0.9的特氟龙套管结构的外周依次包覆的两层分别是软质层和硬质层。

所述软质层采用凯夫拉材料。所述凯夫材料拉填充敷设在所述φ0.9的特氟龙套管结构的外周，并将纤芯紧密包裹。

所述凯夫拉作为一种新型材料，具有密度低、强度高、韧性好、耐高温的特性。

所述硬质层为采用特氟龙材料做成的φ2.0特氟龙套管。所述φ2.0特氟龙套管嵌套在凯夫拉的外周。

所述φ2.0的特氟龙套管具有耐高温、耐腐蚀、高绝缘、机械强度佳等特性，其耐高温可达260℃。

所述φ2.0的特氟龙套管，其材质特性如下：

耐高低温性——受温度的影响变化小，温域范围广，可使用温度-190～260℃。    

耐磨损性——在高负载下，具有优良的耐磨性能。在一定的负载下，具备耐磨损和不粘附的双重优点。

耐腐蚀——对大多数化学药品和溶剂，表现出惰性、能耐强酸强碱、水和各种有机剂。    

高润滑——是固体材料中摩擦系数最低者。  

不粘附——是固体材料中最小的表面张力，不粘附任何物质。  

无毒害——具有生理惰性，作为人工血管和脏器长期植入体内无不良反应。

绝缘性——不受环境及频率的影响，体积电阻可达1018欧姆·厘米，介质损耗小，击穿电压高。

耐大气老化性，耐辐照性能和较低的渗透性——长期暴露于大气中，表面及性能保持不变。

所述具有φ0.9的特氟龙套管结构和φ2.0的特氟龙套管的光纤可在短期150℃、长期120℃的工作温度情况下使用，且不增加弯曲损耗等传送损失。

本发明与现有技术相比有益效果体现在：将传统的硅胶护套更换成特氟龙套管，利用特氟龙套管的特性增强了光纤的耐磨损、耐高温和耐抗拉的效果，扩大了普通光纤在特殊领域的使用范围。同时，不影响光纤本身的通信和传输损耗。该发明结构简单，易装配，施工步骤简单，降低了投入成本。

附图说明

图1为普通光纤结构横截面示意图。

图2为本发明的光纤结构横截面示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施过程。

实施例一：如图2所示，一种光纤，包含纤芯，所述纤芯具有至少两个包覆在其外周的层，所述纤芯本身的外层结构为φ0.9的特氟龙套管结构，所述φ0.9的特氟龙套管结构的外周依次包覆的两层分别是凯夫拉和φ2.0的特氟龙套管。

所述凯夫拉填充敷设在所述φ0.9的特氟龙套管结构的外周，并将纤芯紧密包裹。

所述凯夫拉作为一种新型材料，具有密度低、强度高、韧性好、耐高温的特性。

所述φ2.0的特氟龙套管嵌套在所述凯夫拉的外周，使纤芯和φ2.0特氟龙套管中间充满凯夫拉，增强了光纤的耐磨损性及在高温环境中使用的功能。

所述φ2.0的特氟龙套管具有耐高温、耐腐蚀、高绝缘、机械强度佳等特性，其耐高温可达260℃。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (4)

1.一种光纤，包含纤芯，其特征在于：所述纤芯具有至少两个包覆在其外周的包覆层，所述包覆层包括软质层和硬质层。

2.根据权利要求1所述的一种光纤，其特征在于：所述纤芯本身的外层结构为φ0.9的特氟龙套管结构，所述φ0.9的特氟龙套管结构的外周依次包覆软质层和硬质层。

3.根据权利要求1或2所述的一种光纤，其特征在于：所述软质层采用凯夫拉材料。

4.根据权利要求1或2所述的一种光纤，其特征在于：所述硬质层采用特氟龙材料。

Images