[发明专利]一种掺杂单晶多芯光纤的制备方法及掺杂单晶多芯光纤

权利要求书

1.一种掺杂单晶多芯光纤的制备方法，其特征是：

步骤一：通过堆积束法或石英棒打孔法获得多孔光纤预制棒，并用氢氧焰对多孔光纤预制棒一端进行加热密封，然后配合抽气、充气装置，利用光纤拉丝塔在1900℃以上的温度将多孔光纤预制棒拉制成多孔毛细管；

步骤二：将装有掺杂多晶粉末的铂金内坩埚嵌套于密封的钨外坩埚中，一起放置于高温马弗炉内以稍高于多晶粉末熔点的温度加热致内坩埚中的掺杂多晶粉末完全熔化处于过热状态，然后通过外坩埚密封盖上一凸起内孔向外坩埚内部中充入惰性气体，维持恒定正压力，多孔毛细管一端从外坩埚密封盖上的另一凸起内孔插入到内坩埚熔体中，多孔毛细管另一端与外部抽气装置相连，使得毛细管孔内形成恒定负压，在充气正压与抽气负压作用下，熔融液体快速充满毛细管的多孔中，降温消除光纤内应力，熔体固化变成多晶，得到掺杂多晶多芯光纤；

步骤三：将制备的掺杂多晶多芯光纤放置于带有旋转夹具的水平光纤拉锥机上，光纤在横向旋转的同时，微加热装置沿导轨从一端向另一端移动加热光纤，微加热装置中心温度高于纤芯多晶体熔点但低于石英软化点温度，此时掺杂多晶多芯光纤中的纤芯被加热成熔体，外部包层保持石英玻璃固态，在微尺寸毛细管内孔及温度梯度动力作用下纤芯熔体结晶形核、长大生成单晶体，制成掺杂单晶多芯光纤；

步骤四：当夹具两端之间的光纤纤芯完成单晶化后，移动未单晶化的光纤部分至旋转夹具两端，重复步骤三的过程，整根掺杂多晶多芯光纤中的纤芯都实现单晶化。

2.根据权利要求1所述的掺杂单晶多芯光纤的制备方法，其特征是：获得多孔光纤预制棒的方法是：先选取石英毛细棒，用堆积技术形成堆积束，将堆积束中两个及以上位置上的石英毛细棒替换为相同材质的石英毛细管，然后将堆积束装入薄壁石英玻璃管中，构成复合式多孔光纤预制棒，并用氢氧焰对多孔光纤预制棒一端进行加热密封。

3.根据权利要求1所述的掺杂单晶多芯光纤的制备方法，其特征是：获得多孔光纤预制棒的方法是：在一段实心石英棒上打两个及以上通孔，然后在石英棒一端焊接上同等外径尺寸的薄壁石英管，构成焊接式多孔光纤预制棒，并用氢氧焰对多孔光纤预制棒另一端进行加热密封。

4.一种权利要求1所述的掺杂单晶多芯光纤的制备方法制得的掺杂单晶多芯光纤，其特征是：石英包层内含有两个晶体纤芯，两个晶体纤芯位置成非对称或对称分布。

5.一种权利要求1所述的掺杂单晶多芯光纤的制备方法制得的掺杂单晶多芯光纤，其特征是：石英包层内同时含有三个晶体纤芯，三个晶体纤芯位置成等腰三角形或一字形分布。

6.一种权利要求1所述的掺杂单晶多芯光纤的制备方法制得的掺杂单晶多芯光纤，其特征是：石英包层内同时含有四个晶体纤芯，四个晶体纤芯位置成长方形分布。

7.一种权利要求1所述的掺杂单晶多芯光纤的制备方法制得的掺杂单晶多芯光纤，其特征是：石英包层内同时含有五个晶体纤芯，五个晶体纤芯位置成对称分布。