[发明专利]一种石英包层棒芯结构的多基质光纤制备方法

说明书

本发明述及一种石英包层棒芯结构的多基质光纤制备方法，是不同基质材料在不同气氛下熔融套管制备多基质光纤的方法。通过不同气氛的控制可以实现不同的芯层基质材料的发光特性调控；利用车床上热源的横向位移和旋转可以使不同基质的材料充分熔融成一体的实心预制棒；将熔融为一体的预制棒进行拉丝也可以减小熔融套管法在拉丝过程中不同基质材料间的相互扩散。本发明所述的光纤制备方法具有对不同基质材料的适用性好，对光纤的光学特性调控灵活等特点。

技术领域

本发明述及一种石英包层棒芯结构的多基质光纤制备方法，属光纤技术领域。

背景技术

光纤传感和光纤通信技术已被广泛应用于各行各业，并且对光纤信号的灵敏度、带宽的需求不断提高。而石英光纤是常规的通信和传感系统中应用最为广泛的一类光纤，而基于新材料、新结构的多包层、多元素掺杂的多基质光纤，可以实现石英基质的外包层、晶体或陶瓷或多组分玻璃基质的纤芯层结构，以其独特的发光、传输等优势逐渐成为在传感和传输领域中的一种新型特种光纤。

目前的多基质光纤制备方法主要有激光加热基座法、熔融套管法等方法。激光加热基座法可以制备纤芯纯度较高的光纤，但其制备工艺条件要求苛刻，激光加热基座法制备的光纤长度短。而熔融套管法为利用高温热源将石英管和内部的芯层材料融为一体的方法，即传统的插棒法或管粉法。首先，光纤的芯层材料制备成芯棒插入一端封闭的石英套管内，然后在石墨拉丝塔上进行拉丝制成光纤，这即是传统的插棒法。而管粉法即为将光纤的芯层材料制备成粉末灌入一端封闭的石英套管内，然后在拉丝塔上进行拉丝制成光纤的过程。为了保证拉丝过程中芯层材料不被氧化，可以对石英管进行抽真空处理。在石英管一端封闭后，单纯的抽真空仍然无法保证高温作用下残留氧气对芯层材料的氧化。此外，拉丝塔的高温熔融同时完成了石英包层和芯层的融为一体，在高温作用下作为包层的石英基质材料和芯层基质材料极易相互扩散，从而改变了芯层材料的原有特性和光纤的光学性能。

发明内容

本发明的目的在于解决现有熔融套管法制备过程中不同基质材料的热扩散影响，提供一种石英包层棒芯结构的多基质光纤制备方法，是将不同基质材料在不同气氛下熔融套管制备多基质光纤的方法。相较于传统的熔融套管法，包括晶体、陶瓷、玻璃在内的芯层基质材料受制于石墨炉的温区限制很难在拉丝塔的石墨炉内充分熔融成为一体的实心光纤。该方法通过不同气氛的控制可以实现不同的芯层基质材料的发光特性调控；利用车床上热源的横向位移和旋转可以使不同基质的材料充分熔融成一体的实心预制棒；将熔融为一体的预制棒进行拉丝也可以减小熔融套管法在拉丝过程中不同基质材料间的相互扩散。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种石英包层棒芯结构的多基质光纤制备方法，包括以下步骤：

（1）光纤芯层材料制成棒状插入抛光、清洗过的石英管内；

（2）将石英管内从一端通入惰性气体或氧气或氢气，另一端排出；

（3）石英管用加热源进行加热，在熔融的过程中，随着石英管和光纤芯层材料间的空隙越来越小，逐渐减少注入的气体流量，同时改为从另一端抽气，最终使其熔融成一体的实心预制棒；

（4）将预制棒放入石墨炉拉丝塔进行拉丝，成为石英包层棒芯结构的光纤。

所述光纤芯层材料根据复合光纤特性的需要，可选用稀土掺杂或其他化学元素掺杂的晶体材料、陶瓷材料、多组分玻璃材料。所述加热源可为氢氧焰、石墨加热炉。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：

（1）操作灵活；

（2）光纤特性更加稳定；

（3）不同基质材料的熔融成棒更加高效。

附图说明

图1是本发明一个实施例的结构框图。