長飛公司—特殊環(huán)境用光纖光纜產(chǎn)品—穩(wěn)相光纜

  ICCSZ訊，光器件、設(shè)備由于其成本低、安全性及保密性高等優(yōu)勢，近年來逐步取代電器件或設(shè)備在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，但在實(shí)際應(yīng)用中，這些設(shè)備或器件對(duì)光傳輸信號(hào)的高穩(wěn)定性要求限制了其推進(jìn)步伐。比如相控陣?yán)走_(dá)、信號(hào)仿真模擬等領(lǐng)域，多個(gè)信號(hào)在經(jīng)過一定距離傳輸后，仍需保證信號(hào)相位相干，而常規(guī)光纖光纜產(chǎn)品，在一定距離的傳輸過程中，因傳輸路徑溫度的變化，信號(hào)傳輸距離(光程差)會(huì)有一定漂移(一般40ps/km/K)，影響了輸出信號(hào)的相位穩(wěn)定性，這制約了相控陣?yán)走_(dá)、信息仿真模擬等領(lǐng)域的發(fā)展。為了解決以上問題，長飛光纖光纜股份有限公司(以下簡稱長飛公司)開發(fā)了溫度漂移系數(shù)在5-10ps/km/K范圍的穩(wěn)相光纜產(chǎn)品，可使得系統(tǒng)性能大大改善。

  穩(wěn)相光纜中光的傳播時(shí)間隨溫度變化波動(dòng)很小，甚至同一傳輸距離光傳播的時(shí)間不隨溫度的變化而變化。其最關(guān)鍵的指標(biāo)為溫度漂移系數(shù)，即某一波長的光在光纜中傳輸時(shí)，單位溫度變化引起的單位長度光纜傳輸時(shí)延的變化，定義為：Kf=dτ/(L dT)

  其中，dT為光纜溫度變化量(K)，dτ為溫度變化引起的光纜傳輸時(shí)延變化量(ps)，L為光纜長度(km)。溫度漂移系數(shù)由三因素決定：熱脹冷縮引起的長度變化，熱光效應(yīng)和彈光效應(yīng)引起的群折射率變化。目前主要有兩種解決方案，一種是采用負(fù)膨脹系數(shù)材料降低長度變化，一種是采用空芯光子晶體光纖降低熱光效應(yīng)。

  目前常見的通信光纖，其溫度漂移系數(shù)一般為40ps/km/K，而光纖經(jīng)過緊套后由于較大膨脹系數(shù)的外護(hù)層影響，溫度漂移系數(shù)一般為40-130ps/km/K。目前對(duì)該光程變化要求較高的各種軍用以及民用產(chǎn)品系統(tǒng)中，通常是通過加入主動(dòng)補(bǔ)償?shù)姆€(wěn)相系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)相傳輸?shù)囊?，然而該控制方法補(bǔ)償范圍有限且系統(tǒng)較為復(fù)雜。

  圖 1 穩(wěn)相光纜溫度循環(huán)曲線

  圖 2 單模光纖及穩(wěn)相光纜溫度漂移系數(shù)隨溫度變化情況

  長飛公司采用負(fù)膨脹系數(shù)材料開發(fā)的穩(wěn)相光纜，溫度漂移系數(shù)小、溫度穩(wěn)定性高，該產(chǎn)品經(jīng)過溫度循環(huán)測試(-40/100℃，10次)，高溫、低溫儲(chǔ)存(-40℃/250h，100℃/250h)測試前后產(chǎn)品的溫度漂移系數(shù)均為8.5ps/km/K(0-40℃)。產(chǎn)品在溫循過程中產(chǎn)品衰耗變化曲線見圖片，產(chǎn)品在該溫度范圍內(nèi)附加損耗為0.12dB/km，在-35/100℃，產(chǎn)品的附加損耗小于0.1dB/km。另外，與常規(guī)單模光纖的溫度漂移系數(shù)進(jìn)行對(duì)比，該產(chǎn)品的溫度漂移系數(shù)測試值為常規(guī)單模光纖的20%左右(常規(guī)單模光纖的測試值為40ps/km/K，0-40℃)。

  長飛公司開發(fā)的穩(wěn)相光纜具備段長長、產(chǎn)品衰耗低、產(chǎn)品溫度性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，在經(jīng)過多次高溫存儲(chǔ)、低溫儲(chǔ)存、溫度循環(huán)等試驗(yàn)后，產(chǎn)品的溫度漂移系數(shù)依然穩(wěn)定。并且可以根據(jù)客戶的要求進(jìn)行定制，產(chǎn)品外徑、光纖類型均可選。