CN202693840U - 多芯光纤 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种多芯光纤,使具有降低串扰的效果的空孔等副介质区域的配置简化,比较容易制造。本实用新型的多芯光纤(1)包括:配置成位于多边形环的顶点的第一纤芯(11a~11c)及第二纤芯(12a~12c);以及包层(14),该包层形成有空孔(13a~13f),并覆盖第一纤芯(11a~11c)及第二纤芯(12a~12c),并且折射率低于第一纤芯(11a~11c)及第二纤芯(12a~12c)。空孔(13a~13f)配置于降低第一纤芯(11a~11c)及第二纤芯(12a~12c)之中相邻的纤芯之间的串扰的位置。
Description
技术领域
本实用新型涉及多芯光纤。
背景技术
近年来,人们提出了将具有多根纤芯的光纤即多芯光纤用作传输用光纤的技术方案。通过使用多芯光纤,与使用具有1根纤芯的光纤的情况相比能够增大传输容量。
作为这种多芯光纤,已知有具有在各纤芯周边设置空孔的孔辅助结构的光纤(例如专利文献1)。根据这种多芯光纤,通过各纤芯周边的空孔能够降低纤芯之间的串扰。
专利文献1:日本特开2011-18013号公报。
可是,根据专利文献1记载的多芯光纤,由于空孔的配置复杂,因此存在难于制造的问题。
实用新型内容
因此,本实用新型的目的之一在于提供一种多芯光纤,使具有降低串扰的效果的空孔等的副介质区域的配置简化,并且比较容易制造。
在本实用新型的一方案中,提供一种多芯光纤,包括:配置成位于多边形环的顶点的多个纤芯;以及包层,该包层形成有多个副介质区域,并覆盖上述多个纤芯,并且折射率低于上述多个纤芯且高于上述副介质区域。上述副介质区域配置于降低上述多个纤芯之中相邻的纤芯之间的串扰的位置。
在上述多芯光纤中,上述副介质区域优选配置于上述包层的截面中的扇形区域内。上述扇形区域是由两条线段划分的两个扇形区域中的面积小的区域,上述两条线段是连结上述包层的中心与表面的线段之中分别通过上述相邻的纤芯的中心的线段。
在上述多芯光纤中,优选上述副介质区域包括配置于与连结上述相邻的纤芯的中心彼此的第一线段相交的第二线段上的第一副介质区域,上述第一副介质区域在每一条上述第二线段上配置多个,上述第二线段与上述第一线段的交点位于一条上述第二线段上的两端的上述第一副介质区域之间。
另外,在上述多芯光纤中,优选上述第二线段与上述第一线段以直角相交。
另外,在上述多芯光纤中,优选上述副介质区域包括配置于与上述第二线段平行的第三线段上的第二副介质区域,通过相邻的上述第一副介质区域之间且与上述第一线段平行的所有直线与上述第二副介质区域相交。
另外,在上述多芯光纤中,优选在上述多边形环的内侧不包括其它纤芯。
另外,在上述多芯光纤中,例如上述多个纤芯包括:具有第一光学特性的第一纤芯;以及具有与上述第一光学特性不同的第二光学特性的第二纤芯,上述第一纤芯与上述第二纤芯交替配置于上述多边形环的顶点。
另外,在上述多芯光纤中,例如上述多个纤芯具有相同的光学特性,上述第二线段与上述第一线段的交点位于上述第一线段的中心。
另外,在上述多芯光纤中,上述副介质区域也可以包括配置于一条上述第二线段上的上述第一副介质区域的周边的作为用于特定位置的标记的副介质区域。
另外,在上述多芯光纤中,也可以一条上述第三线段上的上述第二副介质区域与其它的上述第三线段上的上述第二副介质区域数量不同,作为用于特定位置的标记而发挥作用。
另外,在上述多芯光纤中,也可以上述副介质区域的形状是与连结上述相邻的纤芯的第一线段相交的椭圆形,上述椭圆形的长度方向与上述第一线段的方向相交。
另外,在上述多芯光纤中,也可以在上述包层的中心还配置有副介质区域。
实用新型的效果如下。
根据本实用新型,能够提供一种多芯光纤,使具有降低串扰的效果的空孔等副介质区域的配置简化,比较容易制造。
附图说明
图1(a)是本实用新型的第一实施方式的多芯光纤的剖视图,图1(b)是其局部放大图。
图2是本实用新型的第二实施方式的多芯光纤的剖视图。
图3(a)是本实用新型的第三实施方式的多芯光纤的剖视图,图3(b)是一部分空孔周边的放大图。
图4是本实用新型的第四实施方式的多芯光纤的剖视图。
图5是本实用新型的第五实施方式的多芯光纤的剖视图。
图6(a)是本实用新型的第六实施方式的多芯光纤的剖视图,图6(b)是一部分空孔周边的放大图。
图7(a)是本实用新型的实施例的多芯光纤的剖视图,图7(b)是比较例的多芯光纤的剖视图。
图8是用于测定多芯光纤的串扰的串扰测定***的结构图。
图中:
1、2、3、4、5、6-多芯光纤;11a~11c-第一纤芯;12a~12c、22a~22c-第二纤芯;13a~13f、33a~33f、43a~43f-空孔(副介质区域);14-包层;15a~15f-第一线段;16a~16f-第二线段;17a、17b-线段;18a-扇形区域;36a~36f-第三线段;51、61-标记。
具体实施方式
本实用新型的多芯光纤的一实施方式如下,包括:配置成位于多边形环的顶点的多个纤芯;以及包层,该包层形成有多个副介质区域,并覆盖上述多个纤芯,并且折射率低于上述多个纤芯且高于上述副介质区域,上述副介质区域配置于降低上述多个纤芯之中相邻的纤芯之间的串扰的位置。以下,详细说明该多芯光纤的例子。
第一实施方式
图1(a)是本实用新型的第一实施方式的多芯光纤1的剖视图,图1(b)是其局部放大图。多芯光纤1包括:具有第一光学特性的多个第一纤芯11(11a~11c);具有第二光学特性的多个第二纤芯12(12a~12c);覆盖这些纤芯11和纤芯12的包层14;以及形成于包层14中的多个副介质区域即空孔13(13a~13f)。另外,也可以由折射率低于包层14的材质形成副介质区域。
第一纤芯11与第二纤芯12配置成位于六边形环等的多边形环的顶点(若连接第一纤芯11的中心与第二纤芯12的中心,则形成多边形环)。在此,第一纤芯11与第二纤芯12如图1(a)所示,优选交替配置于多边形环的顶点,此时,多边形环优选设为四边形环、六边形环等的n边形环(n为4以上的偶数)。这是因为,与具有相同的光学特性的纤芯相邻的情况相比,具有不同的光学特性的纤芯相邻的情况更能降低纤芯之间的串扰。
第一线段15是连结第一纤芯11与第二纤芯12之中相邻的纤芯的中心彼此的线段,构成多边形环的边。在图1(a)所示的多芯光纤1中,连结第一纤芯11a与第二纤芯12a的线段、连结第二纤芯12a与第一纤芯11b的线段、连结第一纤芯11b与第二纤芯12b的线段、连结第二纤芯12b与第一纤芯11c的线段、连结第一纤芯11c与第二纤芯12c的线段及连结第二纤芯12c与第一纤芯11a的线段,分别是第一线段15a、15b、15c、15d、15e、15f。
在图1(a)所示的多芯光纤1中,第一纤芯11a~11c及第二纤芯12a~12c配置于正六边形环的6个顶点上,第一线段15a~15f构成正六边形环的6个边。在第一纤芯11与第二纤芯12之中,沿周向相邻的纤芯之间的距离(正六边形环的各边的长度)例如为20~50μm。
第一纤芯11的第一光学特性与第二纤芯12的第二光学特性不同。例如,在第一纤芯11与第二纤芯12的折射率或有效截面积等不同时,第一光学特性与第二光学特性不同。
在图1(a)中示出有效截面积不同的第一纤芯11与第二纤芯12。此时,第一纤芯11与第二纤芯12的直径例如分别为8~16μm和4~8μm。第一纤芯11由单模(SM)芯或大模场(LMA)芯构成,第二纤芯12由分散补偿(SC)芯构成。
另外,第一纤芯11相对于包层14的折射率差和第二纤芯12相对于包层14的折射率差,例如分别为0.25~0.4%和0.8~1.2%。
第一纤芯11、第二纤芯12和包层14由石英玻璃等构成。第一纤芯11与第二纤芯12分别包含Ge、P等用于提高折射率的掺杂剂,包层14包含B、F等用于降低折射率的掺杂剂。另外,也可以是第一纤芯11与第二纤芯12包含用于提高折射率的掺杂剂,而包层14不包含掺杂剂的结构。另外,也可以是包层14包含用于降低折射率的掺杂剂,而第一纤芯11与第二纤芯12不包含掺杂剂的结构。另外,副介质区域既可以是空孔,也可以由包含B、F等用于降低折射率的掺杂剂的石英玻璃构成。
空孔(第一空孔)13配置在能够降低第一纤芯11与第二纤芯12之中相邻的纤芯之间的串扰的位置、即与第一线段15相交的第二线段16上。在图1(a)所示的多芯光纤1中,第二线段16a、16b、16c、16d、16e、16f分别与第一线段15a、15b、15c、15d、15e、15f相交。并且,在第二线段16a、16b、16c、16d、16e、16f上分别配置多个空孔(空孔13a、13b、13c、13d、13e、13f)。
空孔13a~13f分别由多个空孔构成。在图1(a)所示的多芯光纤1中,空孔13a~13f分别由4个空孔构成(在本实用新型的说明书中,有时也将这4个空孔简称为空孔)。空孔13a~13f分别配置成第二线段16与第一线段15的交点位于两端的空孔之间。这是为了有效地抑制第一纤芯11与第二纤芯12之中相邻的纤芯之间的串扰。例如,空孔13a配置成第二线段16a与第一线段15a的交点位于两端的空孔之间(连结构成空孔13a的空孔的各中心彼此而成的线段与第一线段15a相交)。
第二线段16与第一线段15的交点优选位于第一线段15的中心附近,且以直角相交。若空孔13与第一纤芯11或第二纤芯12接近,则有可能产生第一纤芯11或第二纤芯12的光学特性的变化、例如分散特性的偏移。通过如上所述配置空孔13,从而能够有效地抑制第一纤芯11与第二纤芯12之中相邻的纤芯之间的串扰。
在由第一线段15a~f包围的多边形环(在图1(a)中为正六边形环)的内侧(例如包层14的中心的位置)优选不存在纤芯。若在多边形环的内侧配置纤芯,则该纤芯与第一纤芯11或第二纤芯12的距离变近。若是这样,则由于串扰容易增加,因此需要在它们之间所有的区域配置空孔(副介质区域)。此时,多芯光纤1的制造变得困难。
另外,空孔13仅配置于包层14的截面中的扇形区域内,或者仅在该扇形区域内追加而还配置于包层14的中心一处。在此,扇形区域是由连结包层14的中心与表面的线段之中分别通过相邻的纤芯的中心的两条线段划分的两个扇形区域之中的小的区域。
例如,空孔13a如图1(b)所示,仅配置于包层14的截面中的扇形区域18a内。在此,扇形区域18a是由两条线段17a、17b划分的两个扇形区域之中的小的区域。线段17a、17b是连结包层14的中心与表面的线段之中分别通过相邻的纤芯11a、12a的两条线段。另外,空孔13b~13f也与空孔13a同样地配置。在图1(b)所示的多芯光纤1中,对扇形区域18a的中心角(线段17a、17b所成的角)进行2等分的2等分线与第二线段16a重合,在该2等分线上配置有空孔13a。
而且,空孔13a与空孔13f隔着第一纤芯11a,分别沿包层14的径向配置(空孔13a与空孔13f配置成,在包层14的周向上隔着第一纤芯11a,在径向上不隔着第一纤芯11a)。构成该空孔13a~13f的多个(在图1(a)中为8个)空孔全部并没有成为配置在以第一纤芯11a为中心的同一圆上这种配置关系(没有如多孔光纤那样在以纤芯为中心的同一圆上以等角度间隔配置多个空孔)。另外,其它的空孔13与第一纤芯11或第二纤芯12的配置关系也同样。
第二实施方式
第二实施方式在第一纤芯与第二纤芯具有相同的光学特性的这一点上,与第一实施方式不同。另外,对于与第一实施方式相同的点,省略或简化说明。
图2是本实用新型的第二实施方式的多芯光纤2的剖视图。多芯光纤2包括:多个第一纤芯11(11a~11c);多个第二纤芯22(22a~22c);覆盖这些纤芯11和纤芯22的包层14;以及形成于包层14中的多个副介质区域即空孔13(13a~13f)。另外,也可以使用折射率低于包层14的材质形成副介质区域。
第一纤芯11与第二纤芯22的折射率和有效截面积相等,具有相同的光学特性。例如,第一纤芯11及第二纤芯22的直径为8~16μm。第一纤芯11及第二纤芯22由单模(SM)芯或大模场(LMA)芯构成。
另外,第一纤芯11及第二纤芯22相对于包层14的折射率差例如为0.25~0.4%。
另外,第一纤芯11和第二纤芯22分别包含Ge、P等用于提高折射率的掺杂剂,包层14包含B、F等用于降低折射率的掺杂剂。另外,也可以是第一纤芯11和第二纤芯22包含用于提高折射率的掺杂剂,而包层14不包含掺杂剂的结构。另外,还可以是包层14包含用于降低折射率的掺杂剂,而第一纤芯11和第二纤芯22不包含掺杂剂的结构。另外,副介质区域除了空孔以外,也可以由包含B、F等用于降低折射率的掺杂剂的石英玻璃构成。
优选第二线段16与第一线段15的交点位于第一线段15的中心,并且,第二线段16与第一线段15以直角相交。此时,能最有效地抑制空孔13引起的第一纤芯11与第二纤芯12的光学特性的偏移。
第三实施方式
第三实施方式在空孔的数量上与第一实施方式不同。另外,关于与第一实施方式相同的点,省略或简化说明。
图3(a)是本实用新型的第三实施方式的多芯光纤3的剖视图。多芯光纤3包括:多个第一纤芯11(11a~11c);多个第二纤芯12(12a~12c);覆盖这些纤芯11和纤芯12的包层14;以及形成于包层14中的多个空孔(第一空孔)13(13a~13f)及多个空孔(第二空孔)33(33a~33f)。
空孔13配置于第二线段16(16a~16f)上。空孔33(33a~33f)配置于第二线段16(16a~16f)的两侧的第三线段36(36a~36f)上。第三线段36与第一线段15相交,并与第二线段16平行。另外,第三线段36既可以仅存在于第二线段16的一侧,而且,也可以存在3个以上。
图3(b)为空孔13a、33a周边的放大图。空孔13a配置于第二线段16a上,空孔33a配置于第三线段36a上。通过空孔13a的相邻的空孔之间且与第一线段15a平行的所有的直线与空孔33a相交。另外,通过空孔33a的相邻的空孔之间且与第一线段15a平行的所有的直线与空孔13a相交。空孔33b~33f也与空孔33a同样地配置。即,能够连结第一纤芯11a与第二纤芯12a的与第一线段15a平行的所有线段必须与空孔13a、33a之中的至少任一个空孔相交。由此,能够更有效地抑制第一纤芯11与第二纤芯12之中相邻的纤芯之间的串扰。
第四实施方式
第四实施方式在副介质区域(空孔)的数量及形状上与第一实施方式不同。另外,关于与第一实施方式相同的点,省略或简化说明。
图4是本实用新型的第四实施方式的多芯光纤4的剖视图。多芯光纤4包括:多个第一纤芯11(11a~11c);多个第二纤芯12(12a~12c);覆盖这些纤芯11和纤芯12的包层14;以及形成于包层14中的多个空孔43(43a~43f)。
空孔43配置在能够降低第一纤芯11与第二纤芯12之中相邻的纤芯之间的串扰的位置即第二线段16上。在图4所示的多芯光纤4中,在第二线段16a、16b、16c、16d、16e、16f上分别配置空孔43a、43b、43c、43d、43e、43f。
空孔43a~43f分别由截面为椭圆形的1个空孔构成。该空孔43a~43f的长度方向的长度优选形成为能够连结相邻的纤芯之间的所有线段与各空孔43a~43f必定相交的长度。空孔43a~43f分别与第一线段15a~15f相交,椭圆形的长度方向与第一线段15a~15f的方向相交(椭圆形的短方向与包层14的圆周方向为相同方向)。尤其,优选椭圆形的长度方向与第一线段15a~15f的方向以直角相交,并且在第一线段15a~15f的中心点相交。此时,能够有效地抑制第一纤芯11与第二纤芯12之中相邻的纤芯之间的串扰。
第五实施方式
第五实施方式在形成有用于特定位置的用作标记的空孔这一点上与第一实施方式不同。另外,关于与第一实施方式相同的点,省略或简化说明。
图5是本实用新型的第五实施方式的多芯光纤5的剖视图。多芯光纤5包括:多个第一纤芯11(11a~11c);多个第二纤芯12(12a~12c);覆盖这些纤芯11和纤芯12的包层14;形成于包层14中的多个空孔13(13a~13f);以及由折射率低于空孔等包层的副介质区域构成的标记51。
标记51是配置于空孔13a周边的用于通过视觉辨认来特定位置的空孔。标记51仅形成于空孔13a的周边,而没形成于空孔13b~13f的周边,因此能够容易地特定空孔13b的位置,由此能够特定多芯光纤5的旋转角度等。
而且,标记51的配置不限定于图5所示。另外,标记51也可以由多个空孔构成。
第六实施方式
第六实施方式通过减少一部分区域的空孔的数量,从而将该区域作为用于特定位置的标记而使用,在这一点上与第三实施方式不同。另外,关于与第三实施方式相同的点,省略或简化说明。
图6(a)是本实用新型的第六实施方式的多芯光纤6的剖视图。多芯光纤6包括:多个第一纤芯11(11a~11c);多个第二纤芯12(12a~12c);覆盖这些纤芯11和纤芯12的包层14;以及形成于包层14中的多个空孔13(13a~13f)及多个空孔33(33a~33f)。
图6(b)为空孔13a、33a周边的放大图。空孔13a配置于第二线段16a上,空孔33a配置于第三线段36a上。构成空孔33a的空孔的数量少于构成各个空孔33b~33f的空孔的数量。空孔33b~33f所包含的预定区域的空孔不包含于空孔33a,未配置该空孔33a的空孔的预定区域作为用于特定空孔33a位置的标记而发挥作用。将该预定区域作为标记61表示于图6(a)、图6(b)。
而且,标记61即未配置空孔33a的空孔的预定区域的位置不限于图6(a)、图6(b)所示。另外,标记61也可以由没有配置空孔的多个预定区域构成。
实施方式的效果如下。
根据本实用新型的实施方式,能够获得包括可降低串扰的空孔,并且抑制了空孔引起的纤芯的光学特性的变化的多芯光纤。另外,由于能够有效地降低串扰,抑制纤芯的光学特性的变化,因此能够高密度地配置多芯光纤的纤芯。
另外,采用了孔辅助结构的现有的多芯光纤,由于是在各纤芯的周围均等地配置空孔的结构,因此其结构复杂,难于在预定的位置配置空孔,制造困难。与此相对,本实施方式的多芯光纤是在相邻的纤芯之间配置空孔(副介质区域)的结构,不是使空孔分散在包层中,而是在某种程度上集中配置的结构,因此结构简化,制造比较容易。
另外,本实用新型不限于上述实施方式,在不脱离实用新型主旨的范围内能够实施各种变形。例如,也可以在包层的中心设置副介质区域,使在相对的纤芯之间的串扰也减少。另外,在不脱离实用新型主旨的范围内能够任意地组合上述实施方式的结构要素。
实施例
作为实施例制作了图7(a)所示结构的多芯光纤7a。
第一纤芯11与包层14的折射率差为0.36%,第二纤芯12与包层14的折射率差为1.0%。第一纤芯11的直径为9.0μm,第二纤芯22的直径为6.2μm。第一纤芯11与第二纤芯12分别为各3个,并交替配置于正六边形的各顶点。第一纤芯11与第二纤芯12的距离(正六边形的各边的长度)为40μm,包层14的直径为190μm。副介质区域由空孔13构成,空孔13的直径为5.0μm,空孔之间的间隔为1.0μm,每5个配置于各纤芯之间。空孔13以相对于第一线段15线对称的方式配置于第一线段15的中垂线上。
比较例
作为比较例制作了图7(b)所示的多芯光纤7b。
比较例的多芯光纤7b与实施例所示的多芯光纤7a比较,除了不具有副介质区域(空孔13)以外,条件相同。
使用图8所示的串扰测定***8进行了各纤芯的串扰测定。
在串扰测定***8中,用于入射来自光源81的光的入射用单模光纤82在多芯光纤(7a或7b)的一端与纤芯(入射纤芯)连接,射出用单模光纤83在多芯光纤7的另一端分别连接在与连接有入射用单模光纤82的纤芯相邻的两个纤芯(射出纤芯)上,从该射出用单模光纤83射出的光的强度由测定器84测定。另外,入射纤芯与入射用单模光纤82的结合部的对位、以及射出纤芯与射出用单模光纤83的结合部的对位分别利用调心机构85a、85b进行。
串扰测定***8是如下***,在从光源8向多芯光纤7入射了光时,测定有多少光从入射纤芯向相邻的两个射出纤芯漏出。
表1表示使用串扰测定***进行各纤芯的串扰测定的结果。另外,表1的串扰值是使用100km的多芯光纤测定的值(换算值)。
表1
比较例的多芯光纤8b的串扰为-19.0~-21.5dB(平均-20.3dB),与此相对,实施例的多芯光纤8a的串扰为-43.4~-53.9dB(平均-47.9dB),确认到能够降低串扰。
以上,虽然说明了本实用新型的实施方式及实施例,但上述记载的实施方式及实施例不限定权利要求书中涉及的实用新型。另外,应该注意,实施方式及实施例中说明的特征的所有组合未必是用于解决实用新型课题的手段。
Claims (12)
1.一种多芯光纤,其特征在于,
包括:配置成位于多边形环的顶点的多个纤芯;以及
包层,该包层形成有多个副介质区域,并覆盖上述多个纤芯,并且折射率低于上述多个纤芯且高于上述副介质区域,
上述副介质区域配置于降低上述多个纤芯之中相邻的纤芯之间的串扰的位置。
2.根据权利要求1所述的多芯光纤,其特征在于,
上述副介质区域配置于上述包层的截面中的扇形区域内,
上述扇形区域是由两条线段划分的两个扇形区域中的面积小的区域,上述两条线段是连结上述包层的中心与表面的线段之中分别通过上述相邻的纤芯的中心的线段。
3.根据权利要求1所述的多芯光纤,其特征在于,
上述副介质区域包括配置于与连结上述相邻的纤芯的中心彼此的第一线段相交的第二线段上的第一副介质区域,
上述第一副介质区域在每一条上述第二线段上配置多个,上述第二线段与上述第一线段的交点位于一条上述第二线段上的两端的上述第一副介质区域之间。
4.根据权利要求3所述的多芯光纤,其特征在于,
上述第二线段与上述第一线段以直角相交。
5.根据权利要求4所述的多芯光纤,其特征在于,
上述副介质区域包括配置于与上述第二线段平行的第三线段上的第二副介质区域,
通过相邻的上述第一副介质区域之间且与上述第一线段平行的所有直线与上述第二副介质区域相交。
6.根据权利要求5所述的多芯光纤,其特征在于,
一条上述第三线段上的上述第二副介质区域与其它的上述第三线段上的上述第二副介质区域数量不同,从而作为用于特定位置的标记而发挥作用。
7.根据权利要求1或2所述的多芯光纤,其特征在于,
上述副介质区域的形状是与连结上述相邻的纤芯的第一线段相交的椭圆形,
上述椭圆形的长度方向与上述第一线段的方向相交。
8.根据权利要求1~5中任一项所述的多芯光纤,其特征在于,
在上述多边形环的内侧不包括其它纤芯。
9.根据权利要求1~5中任一项所述的多芯光纤,其特征在于,
上述多个纤芯包括:具有第一光学特性的第一纤芯;以及具有与上述第一光学特性不同的第二光学特性的第二纤芯,
上述第一纤芯与上述第二纤芯交替配置于上述多边形环的顶点。
10.根据权利要求1~5中任一项所述的多芯光纤,其特征在于,
上述多个纤芯具有相同的光学特性,
上述第二线段与上述第一线段的交点位于上述第一线段的中心。
11.根据权利要求1~5中任一项所述的多芯光纤,其特征在于,
上述副介质区域包括配置于一条上述第二线段上的上述第一副介质区域的周边的作为用于特定位置的标记的副介质区域。
12.根据权利要求1~6中任一项所述的多芯光纤,其特征在于,
在上述包层的中心还配置有副介质区域。
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