[发明专利]一种有源无源一体化的光纤及其制备方法

说明书

本发明提出了一种有源无源一体化的光纤及其制作方法，该有源无源的一体化光纤的纤芯包括有源材料纤芯和无源材料纤芯，或者不同有源材料纤芯，或者多个相同有源材料纤芯，其不同的纤芯之间的结合免熔接，从而从根本上杜绝了熔接带来的一系列问题，其制作方法为将多个芯棒放入包层玻璃管得到预制棒，其相互之间完全贴合，然后将预制棒放入炉内升温并保温，温度不低于芯棒玻璃材料的软化温度但低于预制棒的拉丝温度，使得不同芯棒之间以及芯棒和包层玻璃管之间融合，最后对预制棒拉丝制成有源无源一体化的光纤。

技术领域

本发明设计一种光纤及其制备方法，特别是涉及光纤激光领域的有源无源一体化的光纤及其制备方法。

背景技术

有源光纤是指光纤纤芯中掺杂了稀土离子，可用于光纤激光的产生，无源光纤是指纤芯中未掺杂稀土离子的光纤，一般用来传导激光。当前光纤激光器和放大器领域，都是通过有源光纤产生激光或放大之后通过无源光纤导出，两种光纤都是通过光纤熔接机器焊接进行连接，一般还需采用特殊的保护装置对熔接点进行保护。所以有源光纤和无源光纤的熔接质量对光纤的传输效率、整个激光器的稳定性都有很大的作用。此前，由于两种光纤内部的掺杂不同，导致两种光纤对热量的吸收不一致，难以实现熔接的平滑过渡，同时熔接点的有源光纤部分存在激光的吸收和激发。

目前对光纤熔接点的处理，一般两种：通信光纤上焊接点常用带有不锈钢针的热缩管整个把光纤的剥除部分和熔接部分包裹，实现熔接点的固定和避免弯曲以及除尘作用，然而当用在高功率的光纤激光器时该封装方式容易发热。另一种封装方式常用于高功率有源光纤，采用光纤涂覆的方式对整个剥除区域和熔点涂低折射率的光学胶，采用紫外光固化。该封装方式可以保证整个熔接剥除区域隔绝空气，低折射率胶一定程度上减少了焊点的溢出光，如专利CN201710431701就是一种对熔接点保护装置。然而实际使用时光学胶长期使用容易老化，并且容易吸收泄露光发热，尤其是在较高功率的激光器中，焊点部分容易烧毁。

发明内容

针对上述的问题，本发明提出一种有源无源一体化的光纤，及其制作方法。该光纤的制作方法直接避免了光纤的熔接，从而从根本上杜绝了熔接带来的一系列的问题。

所述有源无源一体化的光纤，其结构包括中间的纤芯、包层以及涂覆层，包层包裹在纤芯外，涂覆层包裹在包层外，为光纤的外表面。

所述有源无源一体化的光纤，其纤芯部分包含一段或多段有源材料的纤芯和一段或多段无源材料的纤芯，或多段不同有源材料的纤芯，不同材料的纤芯交接部分直接过渡，而包层部分则是无任何变化。

所述有源无源一体化的光纤，其纤芯的排列方式包括：一端是有源材料的纤芯，另一端是无源材料的纤芯；中间部分是有源材料的纤芯，两端部分则是无源材料的纤芯；有源材料的纤芯和无源材料的纤芯交替混合排列。

所述的有源材料的纤芯，包括一段或多段相同有源材料的纤芯，或多段不同有源材料的纤芯。

所述的无源材料的纤芯，包括一段或多段相同无源材料的纤芯，或多段不同无源材料的纤芯。

所述有源无源一体化的光纤，其纤芯中的有源材料和无源材料的折射率高于包层玻璃管的折射率。当使用光纤传输光时，光在纤芯中以全反射的方式进行传导。

所述有源无源一体化的光纤，其纤芯直径为5-80μm，光纤的外径为100-2000μm。

所述有源无源一体化的光纤的制作方法为：

步骤1)将多个芯棒排列到包层玻璃管内得到制备光纤的预制棒；

步骤2)将预制棒放入炉内升温，然后保温，温度不低于芯棒玻璃材料的软化温度但低于预制棒的拉丝温度；

步骤3)将保温后的预制棒拉丝制备成有源无源一体化光纤。

所述多个芯棒至少包括一段有源材料的芯棒。