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[00332695]超长距大容量高可靠海洋通信光纤及其应用

交易价格: 面议

类型: 非专利

交易方式: 资料待完善

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技术详细介绍

海底光缆以其通信质量高、安全性高等优势,成为承载国际电信业务和海洋设施通信的基础网络。受限于材料、工艺及相关技术水平,海底光缆的关键材料海洋光纤(G.654光纤)技术长期被美日等发达国家垄断。自主开发超长距、大容量、高可靠的海洋光纤,对于信息化建设、海洋资源开采、海底观测、海防建设以及信息安全等具有战略意义。 在海底高速通信系统中,常规光纤无法满足使用要求: 1、芯层掺杂较多的二氧化锗致使传输损耗难以突破,在长距离通信时需要较多的中继器,系统成本高昂; 2、高速通信编码方式对传输信噪比(OSNR)要求更高,如果提高入纤功率来提高传输容量,则光纤的非线性效应会显著增加; 3、海缆的自重以及中继器、分支器的重量导致海缆敷设和回收时承受巨大的张力,再加上施工周期较长,光纤的强度及通信可靠性难以满足海缆要求。 针对上述问题,该项目打破国外技术垄断,攻克4大关键技术,开发“超长距、大容量、高可靠”的海洋光纤,主要创新点如下: 为解决光纤芯层锗掺杂导致传输损耗无法大幅降低的问题,率先研发出以二氧化硅为芯层材料、内包层深度掺氟的光纤预制棒,深入探究了石英纤芯与深掺氟内包层界面粘度、应变产生机理,首次提出新型“LiKF三元共掺石英玻璃”材料体系,获得掺杂碱金属芯-内包界面粘度匹配条件,实现高速熔融拉丝凝固过程界面低应力,该技术打破了传统“金属锗”掺杂石英光纤的工艺技术路线,将光纤的传输损耗降低15%。 为解决光纤入纤功率提高带来的非线性效应显著增加的问题,从电磁场基本理论出发,通过对高功率下光纤中的非线性效应传输理论研究,采用标量波动方程分析有效传输面积,并通过环形沟槽辅助剖面结构解决了有效面积增大和弯曲损耗增加的技术矛盾,研制出低非线性的“大有效面积抗弯曲光学波导结构”,沟槽掺氟折射率深度达-0.35%,光纤有效面积达到135μ㎡,提高60%。 为解决海缆敷设、回收和存储时光纤的强度和可靠性难以满足要求的问题,从脆性材料断裂的格里菲斯理论出发,自主开发了海洋光纤高强度高可靠性制造工艺技术,包括“三元共掺光棒制造工艺”技术以及“高强度拉丝与专用涂覆材料技术”。该工艺制造的海洋光纤筛选强度达到300kPsi,是常规光纤的300%;平均盘长达到100km,提高66%;疲劳参数达到30,提高50%。 为解决超长距、大容量、高可靠海洋光纤低成本高效率产业化难题,自主开发了“海洋光纤规模化生产的成套工艺装备平台”,包括预制棒进给、光纤结构松弛、光纤冷却、光纤涂覆、涂层固化、强度筛选、氘化处理、性能检测等整套工艺装备,完成海洋光纤的产业化。单根预制棒拉丝长度高于国际水平148%,生产效能提高15%。 该项目攻克了G.654海洋光纤超低损耗、大有效面积、高强度和产业化难题,技术达到国际先进水平。项目获授权发明专利12件,制定国家标准2项、行业标准1项。产品应用于国际“里海石油”、“科摩罗群岛”及国内“琼州海峡”等海洋通信工程,实现销售超17亿元,利润2.6亿元,税收1.04亿元,新增就业100人以上,经济与社会效益显著。

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