本發明涉及一種超低衰減彎曲不敏感單模光纖，該光纖具有較低的衰耗，優異的彎曲不敏感特性，屬于光通信傳輸技術領域。
背景技術：
光纖通信因其具有容量大、傳輸距離遠、傳輸速度快、經濟等特點，已被廣泛應用于長途干線網到城域網以及接入網。光纖通信技術的發展，一直以來都是以更快的傳輸速率、更大的容量以及更遠的傳輸距離為目標，不斷提升和改進光纖的性能指標以及光纖的通信技術。特別是近幾年來，隨著IP業務量的爆炸式增長，通信網絡正開始向下一代可持續發展的方向邁進，而構筑具有巨大傳輸容量和距離的光纖基礎設施是下一代網絡的物理基礎。為了滿足光纖通信系統的發展需要，作為光纖通信網絡傳輸媒質的光纖的相關性能指標也需要進一步改進。
光纖的衰減系數是光纖最重要的性能指標之一，在很大程度上決定了光纖通信的中繼距離。光纖的衰減系數越小，則其攜帶的光信號可傳輸距離就越遠，而在同樣的傳輸距離下，其攜帶的光信號衰減幅度就越小。降低衰減系數可以有效提高光纖通信中的光信噪比OSNR，進一步提高系統的傳輸質量和傳輸距離。在長距離的光纖通信中，光信號是通過中繼站來完成傳輸的，如果光纖的衰減系數越小，光信號的無中繼傳輸距離就越遠，那么就可以增加中繼站之間的距離，從而大大減少中繼站的設置，降低運營成本。因此，降低光纖的衰減系數無論是從優化系統結構還是降低運營成本方面，都具有非常重要的意義。而另一方面，隨著近年來FTTX的不斷發展，原有G.652光纖的性能已經難以滿足用戶要求，實際應用環境要求光纖具有一定的抗彎曲性能，于是在G.652光纖的基礎上，開發出了新一代的彎曲不敏感單模光纖——G.657光纖，其中包含能夠兼容G.652標準的G.657.A類光纖和不能兼容G.652標準的G.657.B類光纖。G.657.A類光纖和G.652.D光纖有很好的兼容性，且其相對于普通G.652.D光纖具有更好的抗彎曲性能，因此它被認為是最有可能替代現有G.652光纖的產品之一。所以發明一種和G.652標準兼容，并且具有更低衰減、相對較大模場直徑同時還具有彎曲不敏感特性的新一代單模光纖成為通信光纖領域內的一個研究熱點。
在光纖預制棒的制造過程中一般可以采用以下幾種方法來降低光纖衰減。比如，采用更高純度的原材料，提高生產環境和設備密封性能降低外界雜質引入的幾率，如專利CN201110178833.3即采用提高光纖預制棒沉積過程中的氣密性的方法，降低外界雜質的引入。或者采用更大外徑的預制棒制造工藝，通過大尺寸預制棒的稀釋效應降低光纖的整體衰減。另外，在光纖制造過程中，裸光纖表面涂層的涂覆工藝也是影響光纖衰減性能的一個重要因素。但是，無論從理論上還是實際光纖制備中的成本和工藝控制上來講，降低光纖的摻雜并優化光纖的剖面是最簡單且有效的降低光纖衰減的方法。一般來說，摻雜材料的濃度越低，則瑞利散射所引起的損耗越小。在傳統的單模光纖中，為了保證光纖中的全反射，芯層和內包層之間必須保證足夠的折射率差值，芯層的相對折射率遠遠大于光纖的內包層；為了保證這樣的設計，必須在芯層中進行大量的Ge或者Ge/F共摻形式的摻雜，而傳統的光纖剖面設計中，激光能量在光纖剖面中成高斯分布形式分布，光纖激光能量有70％左右在相對摻雜較多的芯層部分傳播，即高能量密度的激光傳輸集中在瑞利系數較大的高濃度摻雜芯層中傳播。如果通過合理的光學剖面設計，設計一種能量非高斯分布的剖面，減少高濃度摻雜芯層中能量的損失，就可以顯著降低光纖的衰減性能。
但在這些常規G.657光纖的剖面設計及制造方法中，芯層使用較大量的Ge/F共摻，為了獲得最優的宏彎性能，芯層的相對折射率一般都大于0.35％，即芯層Ge摻雜較多，因此會帶來較大的瑞利散射從而增加光纖的衰減。
文獻CN201310394404提出一種超低衰減光纖的設計，其使用純二氧化硅的外包層設計，及典型的階躍剖面結構，沒有使用下陷內包層設計優化光纖的彎曲，且其芯層沒有使用Ge進行摻雜，所以可能造成預制棒制備時出現粘度失配，其衰減和彎曲水平相對較差。
技術實現要素：
以下為本發明中涉及的一些術語的定義和說明：
從光纖纖芯軸線開始算起，根據折射率的變化，定義為最靠近軸線的那層為纖芯層，光纖的最外層定義為光纖外包層。
光纖各層相對折射率Δni由以下方程式定義，
其中ni為某纖層的折射率，而nc為純二氧化硅的折射率。
光纖芯層Ge摻雜的相對折射率貢獻量ΔGe由以下方程式定義，
其中nGe為假設纖芯的Ge摻雜物，在摻雜到沒有其他摻雜物的純二氧化硅中，引起二氧化硅玻璃折射率升高而得到的絕對折射率，而nc為沒有進行Ge或F摻雜的純二氧化硅的絕對折射率。
光纜截止波長λcc：
IEC(國際電工委員會)標準60793-1-44中定義：光纜截止波長λcc是光信號在光纖中傳播了22米之后不再作為單模信號進行傳播的波長。在測試時需通過對光纖繞一個半徑14cm的圈，兩個半徑4cm的圈來獲取數據。
本發明所要解決的技術問題旨在提供一種具有較低衰減系數和優異彎曲性能的超低衰減彎曲不敏感單模光纖。
本發明為解決上述提出的問題所采用的技術方案為：包括有芯層和包層，其特征在于所述的芯層半徑r1為3.0～3.9μm，芯層相對折射率Δn1為-0.04％～0.12％，芯層外從內向外依次包覆內包層，下陷內包層和外包層，所述的內包層半徑r2為3.9～14μm，相對折射率Δn2為-0.35％～-0.10％，所述的下陷內包層半徑r3為10～22μm，相對折射率Δn3為-0.6％～-0.2％，所述外包層為全摻氟二氧化硅玻璃層，相對折射率Δn4范圍為-0.4％～-0.2％。
按上述方案，所述的芯層為鍺氟及堿金屬共摻的二氧化硅玻璃層，或鍺與堿金屬共摻的二氧化硅玻璃層，其中鍺的摻雜貢獻量為0.02％～0.10％，優選范圍0.04％～0.08％，堿金屬的摻雜量(按重量計)為5～5000ppm。
按上述方案，所述光纖在1310nm波長的模場直徑為8.4～9.1μm，優選條件下為8.5～8.8μm。
按上述方案，所述光纖的成纜截止波長等于或小于1260nm。
按上述方案，所述光纖的零色散點為1300～1324nm。
按上述方案，所述光纖的零色散斜率小于或等于0.092。
按上述方案，所述光纖在波長1310nm處的色散等于或小于18ps/nm*km，所述光纖在波長1625nm處的色散等于或小于22ps/nm*km。
按上述方案，所述光纖在波長1310nm處的衰耗等于或小于0.324dB/km；優選條件下等于或小于0.30dB/km。
按上述方案，所述光纖在波長1550nm處的衰耗等于或小于0.184dB/km；優選條件下等于或小于0.170dB/km。
按上述方案，所述光纖在波長1550nm處，R15mm彎曲半徑彎曲10圈的宏彎損耗等于或小于0.03dB，R10mm彎曲半徑彎曲1圈的宏彎損耗等于或小于0.1dB.
按上述方案，在外包層外涂覆有樹脂涂層，所述涂層的外徑為250μm或200μm。
本發明的有益效果在于：1、合理的設計了光纖芯包層剖面結構和光纖內部的粘度匹配，芯層摻雜量少，減少光纖制備過程中缺陷，降低了光纖的衰減參數；芯層進行堿金屬摻雜工藝設計，有效降低芯層虛擬溫度；2、設計了合理的光纖氟摻雜下陷結構，并通過對光纖各芯包層剖面的合理設計，使光纖具有等于或大于8.4的MFD；3、本發明的截止波長、彎曲損耗、色散等綜合性能參數在應用波段良好，足夠小的的成纜截止波長，以保證該類光纖在C波段傳輸應用中光信號的單模狀態，光纖剖面采用多層階梯狀下陷包層結構，具有較寬的下陷包層結構用于限制基模泄露，對光纖的彎曲損耗具有較好的改進作用；能兼容G657.A2標準；4、最外層的外包層結構采用了全摻雜氟的二氧化硅材料設計，有利于簡化光纖的剖面設計，易于生產控制。
附圖說明
圖1為本發明一個實施例的折射率剖面結構分布圖。
具體實施方式
以下結合實施例進行詳細描述。
包括有芯層和包層，所述的芯層為鍺氟及堿金屬(鋰鈉鉀銣銫鈁)共摻的二氧化硅玻璃層，或為鍺與堿金屬(鋰、鈉、鉀、銣、銫、鈁中的一種或幾種)共摻的二氧化硅玻璃層，芯層外為包層，從內向外依次包覆內包層、下陷內包層和外包層。所述外包層為全摻氟二氧化硅玻璃層。所述的外包層半徑r4為62.5μm，直徑為125微米。
表一所列為本發明優選的實施例的折射率剖面參數，其中ΔGe為芯層中Ge摻雜的折射率貢獻量，K為芯層中鉀元素的含量。表二為表一所述光纖所對應的光學參數特性。
表一、本發明實施例的光纖剖面參數
表二、本發明實施例的光纖參數