[发明专利]一种稀土离子掺杂的低温石榴石晶棒的包层方法

说明书

本发明涉及一种稀土离子掺杂的低温石榴石晶棒的包层方法，包括以下步骤：S01，用微下拉得到稀土离子掺杂的低温石榴石晶体光纤；S02，订做特定尺寸的Pt管和Pt丝；S03，将步骤1得到的晶体光纤插入步骤2得到的Pt管中，并用Pt丝固定；S04，将融制的玻璃溶液浇筑于步骤3的Pt管中，加工即得所需尺寸玻璃包层的稀土离子掺杂的低温石榴石晶棒。与现有技术相比，本发明具有方法简单、所得光纤可获得高功率的晶体光纤激光器等优点。

技术领域

本发明属于晶体材料包层制备技术领域，涉及一种高功率光纤激光器及包层的制作工艺。

背景技术

目前，晶体包层广泛应用的材料为石英(SiO₂)。石英光纤的基本功能是对光束的束缚及传播，即把一定波长的光能束缚在几到几十微米的径向范围内而沿石英光纤长度方向作低损耗传播。由于石英光纤传输波长范围宽(从近紫外到近红外，波长从0.38-2.1um)，所以石英光纤适用于紫外到红外各波长信号及能量的传输，石英光纤数值孔径大、光纤芯径大、机械强度高、弯曲性能好和很容易与光源耦合等优点，故其在传感、光谱分析、过程控制及激光传输(特别是传输He-Ne、Ar⁺离子和YAG激光的理想介质)、激光医疗、测量技术、刑侦，信息传输和照明等领域的应用极为广泛。已广泛应用于电子、医疗、生物工程、材料加工、传感技术、国防军事等各个领域。石英光纤是光导纤维的简称，是用纯度特别高的石英玻璃(以SiO₂为主要成分)制作的纤维状波导结构。石英光纤的基本功能是对光束的束缚及传播，即把一定波长的光能束缚在几到几十微米的径向范围内而沿石英光纤长度方向作低损耗传播。

几乎所用的光纤都需要包层，不仅仅只为了将光束限制在光纤内部，也是为了将光纤和周围环境隔开以保持光纤的完整性，包层也可以用来增加光纤的强度。由于，CNGG和CLNGG的熔点(1470℃)低于石英玻璃的软化点(1780℃)，故不能用SiO₂对其包层。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种稀土离子掺杂的低温石榴石晶棒的包层方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种稀土离子掺杂的低温石榴石晶棒的包层方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01，用微下拉得到稀土离子掺杂的低温石榴石晶体光纤；

S02，订做特定尺寸的Pt管和Pt丝；

S03，将步骤1得到的晶体光纤插入步骤2得到的Pt管中，并用Pt丝固定；

S04，将融制的玻璃溶液浇筑于步骤3的Pt管中，加工即得所需尺寸玻璃包层的稀土离子掺杂的低温石榴石晶棒。

步骤(1)的掺杂离子为稀土离子，主要包括：Nd³⁺、Yb³⁺或Tm³⁺，低温石榴石为CNGG或CLNGG。

步骤(1)所述的微下拉的拉速为0.3-0.5mm/min，得到的晶棒直径为1.9-2.1mm，长度为50-60mm。

步骤(2)所述的Pt管的内径为2.8mm，外径为3.8mm，长度为68-72mm；Pt丝的直径为0.35-0.45mm。

步骤(3)所述的将晶棒插入Pt套管中的位置为Pt套管的中心。四根Pt丝均匀分布在晶棒的周围，固定其在Pt管中的位置。

步骤(4)所述的玻璃溶液的配料为Bi₂O₃和Ge/SiO₂的摩尔浓度比为2：3，且其融制温度为1100-1200℃。