[发明专利]一种掺铬红宝石非晶光纤及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种掺铬红宝石非晶光纤，采用晶态掺铬红宝石作为纤芯材料，经纤芯熔融法拉丝制备成纤芯为非晶态的掺铬红宝石非晶光纤。上述光纤的制备方法，包括以下步骤：(1)将掺铬红宝石晶体加工成芯棒；(2)对芯棒进行清洗；(3)将棒插入包层管中，制成预制棒；(4)光纤拉制：将制备好的预制棒放入拉丝塔内，升温，使拉丝炉的温度升到高于掺铬红宝石晶体的熔融温度，拉制光纤，得到纤芯为非晶态的掺铬红宝石非晶光纤。本发明还公开了上述光纤的应用。本发明的掺铬红宝石非晶光纤制备方法简单，光纤的发光峰的强度和峰位与温度呈现较好的线性关系，可用于光纤激光器和光纤温度传感等方面。

技术领域

本发明涉及光纤的制备，特别涉及一种掺铬红宝石非晶光纤及其制备方法和应用。

背景技术

掺铬红宝石晶体是指掺杂铬的氧化铝晶体。激光器原型刚被提出不久，红宝石就被首先用来作为增益介质制成了世界上第一台激光器。红宝石激光器产生的是暗红色的694.3nm激光，由于其结构简单，因此具有很好代表性。红宝石激光器在高效率的YAG激光棒没有被发明之前被广泛的应用在激光切割机和钻孔机上，许多军用的非致命性武器也采用更小的红宝石棒子。另外由于掺铬红宝石的荧光寿命长，因此也被广泛用于调Q开关介质。

到目前为止，掺铬红宝石在激光器领域的应用基本上都是以固态激光为主，但是高质量激光晶体的生产工艺复杂而且成本高，同时，固态激光器难于实现激光器的小型化。虽然现在已经可以通过生长法直接制备单晶光纤，在实现激光器的小型化方面取得很大的进展，但是这种生产单晶光纤的工艺比生产高质量晶体更为复杂和困难。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种掺铬红宝石非晶光纤，发光的强度和峰位与温度有较强的线性关系。

本发明的另一目的在于提供上述掺铬红宝石非晶光纤的制备方法，制备工艺简单。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种掺铬红宝石非晶光纤，所述掺铬红宝石非晶光纤为芯-包结构光纤，采用晶态掺铬红宝石作为纤芯材料，经纤芯熔融法拉丝制备成纤芯为非晶态的掺铬红宝石非晶光纤。

所述包层材料为高纯石英管。

所述掺铬红宝石非晶光纤在光纤激光器和光纤温度传感中的应用。

一种掺铬红宝石非晶光纤的制备方法，包括以下步骤：

(1)将掺铬红宝石晶体加工成芯棒；

所述掺铬红宝石晶体化学按质量百分比含有：

Cr₂O₃：0.01～4％；

余量为Al₂O₃；

(2)对步骤(1)得到芯棒进行清洗；

(3)将清洗后的芯棒插入包层管中，制成预制棒；所述包层管的材料为拉丝温度高于纤芯材料熔融温度的玻璃材料；

(4)光纤拉制：

将制备好的预制棒放入拉丝塔内，升温，使拉丝炉的温度升到高于掺铬红宝石晶体的熔融温度，保温15～20min，拉制光纤，得到纤芯为非晶态的掺铬红宝石非晶光纤。

所述对步骤(1)得到芯棒进行清洗，具体为：

用超声波清洗，再用去离子水和无水酒精清洗。

步骤(4)所述升温，具体为：

使拉丝炉以5～10℃每分钟的升温速度升到拉丝温度。

使拉丝炉的温度升到高于掺铬红宝石晶体的熔融温度，具体为：

使拉丝炉的温度升到2050～2200℃。