[发明专利]一种低软化温度熔接光纤及其制备方法

说明书

本发明属于特种光纤制备领域，具体涉及一种低软化温度熔接光纤及其制备方法。低软化温度熔接光纤包括石英掺杂光纤，石英掺杂光纤包括同轴设置的纤芯和包层，纤芯的组分包含81‑91mol％的SiO2、4‑9mol％的GeO2和5‑10mol％的B2O3，包层的组分包含74‑81mol％的SiO2和19‑26mol％的B2O3。本发明制备的低软化温度熔接光纤作为过渡可实现多组分玻璃光纤与石英光纤的熔接，解决了多组分玻璃光纤与石英光纤直接熔接难度大，损耗高的问题。这为多组分玻璃光纤与石英光纤的互通性提供的新的思路和方法。

技术领域

本发明属于特种光纤制备领域，具体涉及一种低软化温度熔接光纤及其制备方法。

背景技术

2.1μm激光在医疗、大科学装置都有重要的用途，其所用增益介质Ho3+掺杂多组分玻璃光纤的基质玻璃以氟化物玻璃、氟化物玻璃、硫系玻璃等为主，其玻璃软化温度一般较低，在300-500℃左右。目前、光纤光栅、耦合器等无源光纤器件仍使用较为成熟的石英光纤，软化温度高达1700℃左右，如此大的软化温度差异，导致多组分玻璃光纤与石英光纤的熔接非常困难。

在现有光纤的各种连接方式中，熔接带来的连接损耗最低，是光纤激光器系统的主流方案。目前国际上石英光纤领域对于有源光纤、无源光纤器件的连接均是采用这种方案，以降低连接损耗，提高激光辐出功率并解决其长期工作的稳定性问题。在多组分玻璃光纤领域，文献上虽有种种多组分玻璃光纤与石英玻璃光纤直接相互熔接的报道，但相关研究及应用起步较晚，而且由于多组分玻璃与石英之间较大的材料特性差异(包括软化温度、热膨胀系数、折射率等)，熔接损耗仍然较大，因而这些工作仅限于实验室，至今还未有成熟的商品化解决方案。而多组分玻璃光纤和石英连接采用跳线连接或者光学胶粘的方法，因具有较大的连接损耗，极大的限制了激光的输出功率及系统的长期工作稳定性。因此，如何实现多组分玻璃与石英光纤低损耗熔接是制约中红外多组分玻璃光纤广泛应用的瓶颈问题。降低多组分玻璃光纤和石英光纤的熔接损耗，建立多组分玻璃光纤与石英光纤的低损互通性具有非常重要的意义。

发明内容

本发明目的是提供一种低软化温度熔接光纤及其制备方法，解决了现有的光纤连接方式连接损耗大的技术问题。

本发明的技术解决方案是：一种低软化温度熔接光纤，其特殊之处在于：包括石英掺杂光纤，所述石英掺杂光纤包括同轴设置的纤芯和包层，所述纤芯的组分包含81-91mol％的SiO2、4-9mol％的GeO2和5-10mol％的B2O3，所述包层的组分包含74-81mol％的SiO2和19-26mol％的B2O3。

进一步地，上述低软化温度熔接光纤还包括与石英掺杂光纤相熔接的低温多组分玻璃光纤，所述石英掺杂光纤的软化温度为1100-1300℃，所述低温多组分玻璃光纤的软化温度为700-900℃。

本发明还提供一种低软化温度熔接光纤的制备方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)确定低软化温度熔接光纤的包层以及纤芯的组分配比，将组分配比换算成沉积时的气体流速，在MCVD设备的控制系统中设定气体流速；