一、概述

隨著技術(shù)的發(fā)展，器件小型化逐漸成為一種趨勢，為了順應(yīng)市場對小型耦合器（Mini-Coupler）的需求，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）特推出CS980細(xì)徑耦合光纖。CS980細(xì)徑耦合光纖主要用于980nm泵浦光源尾纖的制作以及摻鉺光纖放大器（Erbium-doped Fiber Amplifier，簡稱EDFA）系統(tǒng)中位于摻鉺光纖（Erbium-doped Fiber，簡稱EDF）前/后端980/1550波分復(fù)用（Wavelength Division Multiplexing，簡稱WDM）耦合器的制作。與原有耦合光纖相比，除具有優(yōu)異的抗彎性能和優(yōu)異的拉錐性能外，該光纖包層直徑由125μm降至80μm，外徑由250μm降至165μm，外徑細(xì)化30%以上。且在熔融拉錐驗(yàn)證中，該款光纖展現(xiàn)出低拉錐附加損耗、高隔離度等優(yōu)點(diǎn)。

二、CS980細(xì)徑耦合光纖基本性能介紹

長飛公司從波導(dǎo)設(shè)計(jì)及全新的材料設(shè)計(jì)這兩個(gè)方面入手，著眼于光纖細(xì)徑化及幾何穩(wěn)定性、彎曲性能及拉錐性能的提升，開發(fā)了CS980細(xì)徑耦合光纖。該光纖在工作波段具有優(yōu)異的宏彎性能和低的拉錐附加損耗。

光纖詳細(xì)技術(shù)指標(biāo)見下表：

表1細(xì)徑耦合光纖性能參數(shù)

光纖類型	長飛CS980細(xì)徑耦合光纖	國際友商類CS980細(xì)徑耦合光纖
工作波長(nm)	980/1550	980/1550
模場直徑(μm)	4.0±0.5@980nm 6.4±0.7@1550nm	4.0±0.5@980nm
截止波長(nm)	920±50	≤970
損耗(dB/km)	≤2.5 @980nm ≤1.0 @1550nm	≤3.5 @980nm /
宏彎 (dB/turn)	≤0.01 @980&1550nm(20mm一圈)	/
典型數(shù)值孔徑	0.20	0.20
纖芯直徑(μm)	3.6	3.6
包層直徑(μm)	80±1	80±1
涂層直徑(μm)	165±10	165±10
芯/包同心度偏差(μm)	≤0.3	≤0.3
拉錐損耗	≤0.1dB	/
篩選強(qiáng)度(kpsi)	100 or 200	100

長飛CS980細(xì)徑耦合光纖具有如下優(yōu)勢：

（1）長飛CS980細(xì)徑耦合光纖優(yōu)化了幾何特性，包層直徑控制在80±1μm。同時(shí)為了達(dá)到更好的拉錐效果，光纖芯/包同心度典型值在0.2μm以下。

（2）長飛CS980細(xì)徑耦合光纖宏彎性能優(yōu)異，φ20mm×1圈@980nm損耗≤0.01dB，φ20mm×1圈@1550nm損耗≤0.01dB，完全滿足小型化器件的使用。

（3）長飛CS980細(xì)徑耦合光纖與其他光纖匹配性高，與國外某知名品牌細(xì)徑980-20光纖熔接損耗約0.05dB，與長飛G652D光纖熔接損耗約0.25dB。

表2長飛CS980細(xì)徑耦合光纖與其它光纖熔接損耗

熔接光纖型號	國外某知名品牌細(xì)徑980-20		G652D
熔接損耗測試波(nm)	980	1550	1550
熔接損耗(dB)	0.05	0.05	0.25

三、CS980細(xì)徑耦合光纖拉錐性能

光纖在熔融拉伸過程中，材料缺陷和波導(dǎo)結(jié)構(gòu)變化等原因會引起光纖中光功率的損失。因此，單光纖拉錐實(shí)驗(yàn)中，光功率損耗大小及出光功率穩(wěn)定性數(shù)據(jù)可直接評估該光纖是否適合制作熔融型光纖器件。其中拉伸期間光纖中光功率和損耗情況可通過拉錐機(jī)配備的功率探測器進(jìn)行實(shí)時(shí)測量。

實(shí)驗(yàn)采用980nm單模泵浦光源與1550nm單模泵浦光源，拉錐速度為140μm/s，H₂流量為150ml/min，O₂流量為7ml/min，耦合周期為0（即單光纖拉錐）。圖1是對長飛CS980細(xì)徑耦合光纖進(jìn)行拉錐得到的分光比—時(shí)間曲線，記錄了光纖從開始拉伸直至達(dá)到預(yù)設(shè)分光比這整個(gè)過程中分光比隨拉伸時(shí)間的變化。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，長飛CS980細(xì)徑耦合光纖的損耗波動(dòng)小，曲線平緩，損耗始終低于0.1dB。

 

圖1.采用長飛細(xì)徑CS980拉制980/1550 WDM 980nm和1550nm波長波形圖

（圖中黃線為980nm分光比，紅線為1550nm分光比）

WDM作為光無源器件最基本元件之一，已廣泛應(yīng)用于波分復(fù)用光纖通訊系統(tǒng)之中。拉錐因其操作簡單，價(jià)格低廉，已成為WDM常用的制作手段。為了進(jìn)一步驗(yàn)證長飛CS980細(xì)徑耦合光纖的性能，將其拉錐制成WDM后進(jìn)行測試，測得其分光比及隔離度數(shù)據(jù)見下表：

表3長飛CS980細(xì)徑耦合光纖拉制WDM性能參數(shù)

長飛CS980細(xì)徑耦合光纖（CS980/80-20/165）
實(shí)驗(yàn)組號	分光比CR(%)		隔離度ISO(dB)		拉錐損耗(dB)
波長	1550nm	980nm	1550nm	980nm	1550nm	980nm
1	99.92	0.35	30.75	24.48	≤0.1	≤0.1
2	99.95	0.19	32.8	26.9
3	99.96	0.2	34.5	27.1
4	99.95	0.19	33.5	27.7
平均值	99.95	0.23	32.89	26.55	≤0.1	≤0.1

綜上所述，長飛CS980細(xì)徑耦合光纖滿足開發(fā)設(shè)計(jì)的要求，具有良好的幾何指標(biāo)、彎曲性能、熔接性能和拉錐性能，滿足拉錐器件對光纖的要求，性能超越國外同類產(chǎn)品。

附錄

長飛公司針對WDM用拉錐光纖還有如下系列子型號可供選擇，這些光纖都具備低拉錐損耗（≤0.1dB），可以滿足不同工作波長、不同類型器件的要求。.

表 4 長飛公司耦合光纖系列

光纖類型	CS980/125-22/250	CS980/125-20/250	CS980/125-16/250	CS1310/125-16/250
產(chǎn)品編號	CS1015-C	CS1015-B	CS1015-A	CS1011-A
工作波長(nm)	>970	>970	>970	>1300
模場直徑(μm)	4.0±0.3@980nm 6.3±0.7@1550nm	4.0±0.5@980nm 6.4±0.7@1550nm	5.0±0.5@980nm 7.5±0.7@1550nm	6.0±0.5@1310nm 7.1±0.5@1550nm
截止波長(nm)	920±50	920±50	920±50	1200±50
損耗(dB/km)	≤2.5 @980nm ≤1.0 @1550nm	≤2.5 @980nm ≤1.0 @1550nm	≤2.5 @980nm ≤1.0 @1550nm	≤1.0 @1310nm ≤1.0 @1550nm