[实用新型]棒型保偏光纤

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种新型保偏光纤，即棒型保偏光纤，属于光纤传感领域。

背景技术

保偏光纤又称偏振保持光纤，是特种光纤的一种，它在波分复用的通信系统和光纤传感器领域有着广泛的应用。尤其在光纤传感器领域，它是光集成器件、保偏光纤耦合器、光纤陀螺等军用传感器的核心传感元部件。

根据横截面结构的不同，国际上商用的保偏光纤常见的有四种类型，即：熊猫型、领结型、椭圆包层型和椭圆芯型。前三种类型属于应力诱导型，后一种类型属于形状决定型。目前保偏光纤的关键技术是制造保偏光棒，再将保偏光棒拉丝成保偏光纤。

应力诱导型保偏光纤的保偏光棒一般是通过在纤芯的周围掺杂或放置一些膨胀系数高的物质(如硼、锗、磷等)，通过某种特别的处理手段，使这些掺杂或放置区域变成非圆对称或轴对称的应力作用区而制成。掺硼应力作用区膨胀系数高，在光纤中对纤芯施加应力，导致纤芯在两个垂直方向上折射率不同，应力作用区方向折射率大，垂直方向折射率小，这就是所谓的双折射现象。光在这样的光纤中传播时，形成快轴和慢轴，两类轴都叫作主轴，慢轴与应力作用区的力场方向一致。

线偏振光注入到保偏光纤的某一个主轴上，经过一段传输距离后，仍能保持其偏振态。表征偏振保持性能好坏的参数是偏振串音。偏振串音越小，则该保偏光纤的保偏性能越好。

一般的熊猫型和领结型的保偏光纤，要达到光纤陀螺等传感器的使用要求，其应力作用区的面积占光纤横截面积的比例一般大于10％。应力作用区过大，除了制造成本会明显增加外，而且制造难度也会变大，另外，还会影响光纤的温度性能、弯曲性能、机械强度等指标，导致保偏光纤的综合性能不佳。

中国专利椭圆茄克型(即椭圆包层型)光纤预制棒和保偏光纤的结构和制造方法，公开号为CN1410375A，公开了椭圆茄克型光纤预制棒和保偏光纤的结构和制造方法；中国专利“一”字型保偏光纤及其生产方法，公开号为CN1632629A，公开了“一”字型保偏光纤及其生产方法。本实用新型涉及的棒型保偏光纤的应力作用区的相对面积较小，与传统的椭圆包层型相比有应力作用区长短轴比例大、保偏性能高的优点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有新的应力作用区形状、应力作用区的面积占光纤横截面积的比例相对较小、保偏性能好的保偏光纤。

本实用新型提供了一种新型的保偏光纤，其横截面结构由外到里分别是：基管层、外包层、应力作用区、内包层和芯层，其特征为：应力作用区的形状为棒型。

本实用新型棒型保偏光纤与背景技术两种保偏光纤有相近之处：即应力作用区既有长轴又有短轴；不同的是，本实用新型的棒型保偏光纤的应力作用区的长轴与上述两种保偏光纤相比较厚，并且应力区80％部分短轴尺寸偏差小于5％，而“一”字型和椭圆包层型保偏光纤其应力区80％部分短轴尺寸偏差大于15％。“一”字型保偏光纤的纤芯形状没法与棒型保偏光纤相比可以明显改善保偏光纤的拍长和偏振串音等指标。

棒型保偏光纤的应力作用区的面积占光纤横截面积的比例相对较小，一般小于10％，可以取3.7％-10％。

应力作用区的长短轴比值大，可以取3.9-6.4。应力作用区棒型形状接近与立方体，但加工时两头必须保证是弧形，中间80％部分短轴尺寸偏差小于5％，

本实用新型所具有的优点是：

1、在双折射效应相同的情况下，棒型保偏光纤具有应力作用区小、应力作用区长短轴比例大的特点。

2、棒型保偏光纤保偏性能高、热稳定性好。对于保偏光纤来说，应力区长短轴比例越大，其保偏性能越好；应力区占光纤截面的比例越小，受周围环境影响越小，热稳定性能越高。

附图说明

图1为本实用新型棒型保偏光纤的横截面结构示意图。

图2棒型保偏光纤制作工艺流程图。

具体实施方式

如图1所示的棒型保偏光纤，其横截面结构由外到里分别是：基管层11、外包层12、应力作用区13、内包层14和芯层15，其应力作用区13的形状为棒型。

实施例1：如图2所示在MCVD车床上进行基管的预处理、沉积外包层、沉积应力层、沉积内包层、沉积芯层、正向塌缩、反向塌缩、抛光等工序制得棒型保偏光棒，然后将保偏光棒拉细成直径为125μm的光纤，并在其外围涂上两层光固化涂料进行保护，涂料再经紫外固化处理，制得最终涂敷直径为245μm的棒型保偏光纤，保偏光纤的应力作用区的面积占保偏光纤横截面积的比例为4.1％，应力区长短轴比为3.9，中间80％部分短轴尺寸偏差为2％；该棒型保偏光纤的主要技术指标如表1。