[发明专利]一种光纤及其制备方法和制备模具

说明书

本发明属于光纤领域，具体为一种光纤，所述的光纤的材料为晶态光学材料，本发明的光纤在制备成为光纤的同时，保存了晶态材料的特点，更为具体来说，如果是硒化锌或掺杂硒化锌，则其能够保持晶体优异的光学性能的同时，还能够提高散热性，解决了传统的硒化锌或掺杂硒化锌光学器件散热不好的问题，同时，本发明还公开了该光纤的制备方法和制备模具。

技术领域

本发明涉及光纤领域，具体为一种光纤及其制备方法和制备模具。

背景技术

众所周知，晶体是有熔点的，升温过程一旦到了熔点，物体温度曲线会有个平台，等到物体完全融化后，温度曲线才会继续上升。非晶体态的玻璃没有熔点，那是因为非晶体内部分子或原子的排列不规则，吸收热量后不需要破坏其空间点阵，随着温度升高，物体开始软化，并缓慢融化。这种区别造成传统的光纤拉制只能使用非晶态的玻璃作为预制棒，将玻璃态的材料加热到软化温度以上后进行拉制，一般地认为，晶态的材料是不可能拉制成光纤的。

石英光纤是商业上应用最成功的，已经广泛应用在现代通讯行业，但是石英的透过范围知道只到3微米，更远的中红外或远红外需要新的材料，常见的材料包括碲酸盐、ZBLAN以及硫系玻璃，但这些材料共有的一个缺陷是其激光损伤阈值比较低，这大大地限制了这类光纤在中红外波段大功率激光产生或传输方面的应用。

ZnSe晶体是一种优异的中红外光学材料，如中国专利申请CN201480031460.9公开了一种强化玻璃板，其采用ZnSe作为红外线透过构件，具有非常优异的效果；中国专利申请CN201410647376.1公开了过渡金属掺杂硫化锌或硒化锌平面波导材料，其采用过渡金属掺杂硒化锌作为夹层板，用以提高中红外透过率。晶态的ZnSe由于化学键比较强，激光损伤阈值比起常见的材料包括碲酸盐、ZBLAN以及硫系玻璃大幅度地增强。

与其同时，ZnSe晶体通过热扩散的方式掺入过渡金属实现了2-5微米的瓦量级的激光输出，其转换效率达到70％，其相关产品已经商业化，但这种固态激光器的大的缺陷是长时间工作会由于热效应造成激光功率的下降，如果能够将ZnSe晶体制成光纤，光纤型的激光器由于光和激光介质相互作用的长度较长，可以比较容易解决散热问题，因此光纤型的激光器被认为是取得大功率中红外激光器的有效途径。不幸的是，由于材料是晶体，一般认为不可能拉成光纤。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光纤及其制备方法和制备模具，本发明的光纤在制备成为光纤的同时，保存了晶态材料的特点，更为具体来说，如果是硒化锌或掺杂硒化锌，则其能够保持晶体优异的光学性能的同时，还能够提高散热性，解决了传统的硒化锌或掺杂硒化锌光学器件散热不好的问题，同时，本发明还公开了该光纤的制备方法和制备模具。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种光纤，所述的光纤的材料为晶态光学材料。

在上述的光纤中，所述的晶态光学材料在特定的温度下的延伸率在150％-1000％。

需要说明的是，在本发明的实施例中，虽然只给出了硒化锌晶体作为光纤材料的案例，但是无法否认的是，在自然领域中，很多光学晶体原料都是具有一定的超塑性(特定温度下，延伸率在150％-1000％)的，这些光学晶体都可以利用其超塑性制备成为纤维材料。比如，硫化锌以及掺杂硫化锌、金属卤化物晶体。

在上述的光纤中，所述的光纤的材料为硒化锌或掺杂硒化锌。

同时，本发明还公开了一种如上所述的光纤的制备方法，在惰性气体环境下，将晶体材料的预制棒在预设的温度下通过模具挤出成为纤维；所述的预设的温度为所述的晶态光学材料的延伸率在150％-1000％时的温度。

更为具体来说，当晶体材料为硒化锌或掺杂硒化锌时，所述的方法具体为：在惰性气体环境下，将硒化锌或掺杂硒化锌预制棒在400-700℃的条件下通过模具挤出成为纤维。

在上述的光纤的制备方法中，所述的模具中纤维的挤出速度为0.002-0.005mm/s。