[发明专利]用于使用激光加热基座生长来生产薄晶光纤的设备及方法

权利要求书

1.一种用于经由光学加热来生长薄晶光纤的设备，所述设备包括：

光能源，其用于加热源材料以形成熔化源材料的熔融区；

上光纤导轨，其用于沿着经界定平移轴将生长晶体光纤拉离所述熔融区，且由此还将与所述晶体光纤连接的未结晶熔化源材料撤离所述熔融区，使得熔化源材料可冷却、结晶且添加到所述生长晶体光纤；及

下馈送导轨，其用于沿着经界定平移轴将额外源材料推向所述熔融区；

其中所述下馈送导轨的平移轴及上光纤导轨的平移轴大体上竖直且轴向对准，以将所述源材料水平定位在从所述光能源发射的光能路径中。

2.根据权利要求1所述的设备，其中在约5μm的水平容限内将所述源材料水平定位在所述光能路径中。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述上光纤导轨经配置以按一定平移速率将所述晶体光纤拉离所述熔融区，所述平移速率大于所述下馈送导轨经配置以将所述源材料推向所述熔融区的平移速率。

4.根据权利要求3所述的设备，其中所述上光纤导轨经配置以拉动所述晶体光纤的所述平移速率介于所述下馈送导轨经配置以推动所述源材料的所述平移速率的约4倍与9倍之间。

5.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括：

直径控制反馈系统，其包括：

光纤直径测量模块，其经配置以测量所述生长晶体光纤的直径；及

控制器，其经配置以响应于从所述光纤直径测量系统接收的信号而调整所述下馈送导轨推动所述源材料的所述平移速率，以使所述生长晶体光纤的所述直径保持近似恒定。

6.根据权利要求5所述的设备，其中所述光纤直径测量模块包括：

探测激光器，其经配置以使用激光辐射照射所述生长晶体光纤；及

光检测器，其经配置以测量通过所述激光辐射与所述生长晶体光纤的相互作用产生的一或多个干涉条纹。

7.根据权利要求1所述的设备，其中所述下馈送导轨包括：

下导管，其具有界定所述下馈送导轨将源材料推向所述熔融区所沿着的所述平移轴的内部。

8.根据权利要求7所述的设备，其中所述下导管具有约150μm或更小的内径。

9.根据权利要求7所述的设备，其中所述下馈送导轨进一步包括：

导块，其具有沟槽；及

馈送带；

其中所述下馈送导轨经配置以通过使所述馈送带前进而将源材料推向所述熔融区，所述馈送带使所述源材料抵靠所述导块中的所述沟槽移动且进入及穿过所述下导管的所述内部。

10.根据权利要求9所述的设备，其中所述导块包括铁氟龙。

11.根据权利要求1所述的设备，其中所述上光纤导轨包括：

上导管，其具有界定所述上光纤导轨将所述生长晶体光纤拉离所述熔融区所沿着的所述平移轴的内部。

12.根据权利要求11所述的设备，其中所述上导管具有约1mm或更小的内径。

13.根据权利要求11所述的设备，其中所述上光纤导轨进一步包括：

一对导引衬垫，其经配置以从两侧施加水平压力于所述晶体光纤上，以在所述晶体光纤被拉离所述熔融区时进一步稳定所述晶体光纤的水平位置；及

卷筒，其经配置以通过旋转来拉动所述晶体光纤穿过所述对导引衬垫且拉离所述熔融区。

14.根据权利要求13所述的设备，其中所述导引衬垫包括涂覆有光滑材料的可压缩材料。

15.根据权利要求14所述的设备，其中所述可压缩材料是泡沫，且所述光滑材料是聚合物材料的薄层。

16.根据权利要求13所述的设备，其中所述卷筒经配置以通过使所述光纤缠绕所述筒的主体而拉动所述晶体光纤。

17.根据权利要求13所述的设备，其中所述卷筒经配置以通过使附接到所述晶体光纤的线缠绕所述筒的所述主体而拉动所述晶体光纤。