[发明专利]一种60微米细径熊猫型保偏光纤及其制备方法

说明书

本发明设计了一种60微米细径熊猫型保偏光纤及其制备方法，该光纤工作波长为1310nm和1550nm，包层直径为60μm，涂层直径为100μm，其制备方法包括：通过FCVD或者MCVD制备优异光学特性的芯棒及应力棒，通过熔缩，打孔，应力棒打磨等加工成光纤预制棒，在拉丝过程中，采用光纤直径控制及拉丝速度等精确控制手段实现对光纤外径的精确控制，涂覆层材料采用自主开发的丙烯酸树脂材料对光纤进行双层涂覆，通过该方法制备的光纤不仅有良好的光学性能，温度性能及可靠性能，而且成本低，单批次产出长，适合大批量生产。

技术领域

本发明属于保偏光纤制作技术领域，尤其涉及一种60微米细径熊猫型保偏光纤及其制备方法。

背景技术

光纤陀螺以其精度高、启动快、动态范围大、全固态、耐冲击、抗干扰强且寿命长等优势，成为当前各国争相应用和发展的导航器件。高精度光纤陀螺技术，涉及到光纤、光纤环圈、固定胶、绕环设备等一系列核心部件，发达国家多年来一直对我国实施禁运政策。赶超光纤陀螺高精度发展潮流，对国家航天、国防及工业技术的发展，具有非常重要的意义。在不断得到客户反馈的信息中，光纤陀螺市场高精度、小型化的发展方向愈加强烈，现有保偏光纤产品受到极大限制，为更好满足市场需求，目前光纤陀螺使用的保偏光纤基本上都是125/250，80/165和80/135，本发明提出的60微米细径熊猫型保偏光纤，光纤的截面积只有80/135光纤的55％,对于低精度光纤陀螺，环圈体积可以减少45％，可进一步降低光纤陀螺的尺寸，这就符合目前低精度光纤陀螺小型化的应用需求。在高精度光纤陀螺应用,同样体积的环圈,绕制长度可以增加30％以上,在其他尺寸设计不变的情况下,进一步提高光纤陀螺的精度。

目前，相对于80/135的光纤，60/100光纤可以提高一个陀螺精度等级，通过使用60微米光纤，将绕制长度增加，从而增加相应的系统精度，另一种是维持光纤长度不变，减小光纤陀螺尺寸，为小型化低成本提供方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种60微米细径熊猫型保偏光纤及其制备方法，进一步提高光纤陀螺的精度，并且降低光纤陀螺的尺寸。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种60微米细径熊猫型保偏光纤，在纤芯的两侧对称分布2个圆形硼硅玻璃应力区，实现应力区型双折射，横截面上应力区的中心点距离光纤纤芯的距离为15至19μm，应力区面积为16至22μm，应力区掺杂浓度为应力区相对石英玻璃折射率差为-0.010至-0.016。

按上述技术方案，包层直径为60±2μm，涂层直径为100±5μm。

按上述技术方案，工作波长为1310nm和1550nm。

按上述技术方案，包层外边采用紫外光固化的双层丙烯酸树脂材料，内涂层为缓冲层，其弹性模量在0.05至10mpa，外涂层为保护层，其弹性模量为500至3000mpa。

本发明还提供一种权利要求1-4任一项所述60微米细径熊猫型保偏光纤的制备方法，包括以下步骤，步骤一，制备芯棒及应力棒；步骤二，通过熔缩，打孔加工成光纤预制棒，光纤预制棒为圆柱形，芯区直径3至6mm,预制棒直径40至60mm之间，应力区直径在10至15mm之间；通过对芯区直径，芯区折射率，预制棒直径及应力区直径，应力区掺杂浓度，应力区间距的精确控制来控制光纤的截止波长，模场直径，拍长等参数。步骤三，拉丝，在拉丝过程中，通过调整光纤直径及拉丝速度实现对光纤外径的控制。

按上述技术方案，用于制备芯棒和应力棒的设备为FCVD或者MCVD，通过控制MFC(质子流量计)的气体流量来控制预制棒的折射率剖面。

按上述技术方案，所述步骤二中，打孔采用机械钻孔方式，打孔直径为10至18mm，打孔行程在200至600mm，通过调节熔缩棒位置来控制打孔的间距，通过选用不同直径刀头来控制打孔的直径。