[发明专利]氧化锆单晶光纤及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种氧化锆单晶光纤，其特征在于，该光纤的化学组成为氧化锆单晶，所述的光纤的直径为0.4-0.9mm，所述的光纤长度≥15cm；所述的氧化锆单晶为立方晶系，熔点2715℃，密度5.89g/cm³，热膨胀系数9.6×10^-6/K，热导率2.5-2.9 w/(m·K)，折射率2.15-2.23，色散0.06，莫氏硬度7.8-8.2；

制备方法利用激光加热基座法，包括：

氧化锆籽晶制备步骤；

氧化锆原料激光熔融步骤，将原料棒中心置于激光中心处进行原料熔融，激光器的功率为250-400W；

氧化锆籽晶在氧化锆熔融料中收颈、放肩、等径生长和提脱步骤；收颈功率180-240W，放肩、等径生长功率120-180W；收颈过程中当籽晶直径收细至0.3-0.5mm时，进行放肩及等径生长；等径生长过程中，提拉速度为0.4-1.5mm/分钟；等径生长过程中氧化锆原料棒同时进行给料，给料速度为0.1-0.5mm/分钟。

2.权利要求1所述的氧化锆单晶光纤的制备方法，利用激光加热基座法，包括：

氧化锆籽晶制备步骤；

氧化锆原料激光熔融步骤，将原料棒中心置于激光中心处进行原料熔融，激光器的功率为250-400W；

氧化锆籽晶在氧化锆熔融料中收颈、放肩、等径生长和提脱步骤；收颈功率180-240W，放肩、等径生长功率120-180W；收颈过程中当籽晶直径收细至0.3-0.5mm时，进行放肩及等径生长；等径生长过程中，提拉速度为0.4-1.5mm/分钟；等径生长过程中氧化锆原料棒同时进行给料，给料速度为0.1-0.5mm/分钟。

3.根据权利要求2所述的氧化锆单晶光纤的制备方法，其特征在于，晶体提脱后还包括高温退火步骤。

4.根据权利要求2所述的氧化锆单晶光纤的制备方法，其特征在于，氧化锆籽晶制备步骤中将氧化锆多晶料棒切割成方棒或圆棒作为籽晶或原料。

5.根据权利要求4所述的氧化锆单晶光纤的制备方法，其特征在于，氧化锆籽晶制备步骤中所述的方棒或圆棒的长度为10-200mm，多晶料直径为1-5mm；切割完成后进行干燥处理，干燥温度为60-80℃，干燥时间为4-6小时。

6.根据权利要求2所述的氧化锆单晶光纤的制备方法，其特征在于，高温退火步骤中，将晶体在空气中进行中高温退火处理，退火温度为1000-1500℃，退火时间20-40h。