[发明专利]一种芯包比渐变的锥芯光纤的制备方法及锥芯光纤

权利要求书

1.一种芯包比渐变的锥芯光纤的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1将气体原料通入轴向转动的反应管中，并采用氢氧焰外部加热该反应管，以在所述反应管内壁沉积玻璃颗粒疏松层；

S2将含有稀土掺杂离子的溶液通入步骤S1中的反应管中，浸泡设定时间，以对玻璃颗粒疏松层进行稀土离子掺杂；

S3排出含有稀土掺杂离子的溶液，对经步骤S2处理后的反应管进行干燥、高温烧结，使得所述玻璃颗粒疏松层玻璃化，然后再将玻璃化的玻璃颗粒疏松层及反应管熔缩成实心预制棒芯棒；

S4将所述实心预制棒芯棒进行机械加工并抛光后，得到具有指定锥角的圆锥形芯棒；

S5对圆柱形玻璃棒中心进行加工成孔并抛光，使得圆柱形玻璃棒中心具有与步骤S4中所述圆锥形芯棒形状相适应的圆锥形空孔；

其中，所述圆锥形空孔的端面孔直径与圆锥形芯棒端面直径D₁相同，圆锥形空孔的锥角与圆锥形芯棒的锥角相等，圆锥形空孔的长度与圆锥形芯棒的长度相等；

S6将步骤S5中具有圆锥形空孔的玻璃棒和圆锥形芯棒组合，得到锥芯有源光纤预制棒，将所述锥芯有源光纤预制棒放入拉丝塔，拉制成芯包比渐变的锥芯光纤。

2.根据权利要求1所述的一种芯包比渐变的锥芯光纤的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述气体原料为SiCl₄、SiF₄、BCl₃、GeCl₄、POCl₃中的任意一种或几种组合。

3.根据权利要求1所述的一种芯包比渐变的锥芯光纤的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述反应管为石英管。

4.根据权利要求1所述的一种芯包比渐变的锥芯光纤的制备方法，其特征在于，步骤S2中，将稀土掺杂离子与溶解液按照预设配比混合，得到稀土掺杂离子的溶液，其中，稀土掺杂离子为Nd³⁺、Yb³⁺、Er³⁺、Tm³⁺中的任意一种或几种组合，溶解液为氯化物溶液或者硝酸盐溶液；

所述稀土掺杂离子的溶液在反应管中浸泡的时间为0.5~5h。

5.根据权利要求1所述的一种芯包比渐变的锥芯光纤的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述烧结的温度为1200℃～2000℃，所述熔缩的温度为1400℃～2200℃。

6.根据权利要求1所述的一种芯包比渐变的锥芯光纤的制备方法，其特征在于，采用机械打磨抛光、火抛光、化学腐蚀抛光中的任意一种方法对步骤S4中的所述实心预制棒芯棒以及步骤S5中的圆柱形玻璃棒进行抛光。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种芯包比渐变的锥芯光纤的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述圆锥形芯棒的端面芯径D₁=0.5cm~20cm，圆锥形芯棒的长度为2cm~250cm，圆锥形芯棒的锥角为0.1°~80°。

8.根据权利要求1-6任一项所述的一种芯包比渐变的锥芯光纤的制备方法，其特征在于，步骤S5中，所述圆柱形玻璃棒的长度比圆锥形芯棒的长度长5cm~25cm，所述圆柱形玻璃棒的端面直径比圆锥形芯棒的端面芯径D₁大0.5cm~40cm。

9.一种采用权利要求1-8任一项所述方法制备而成的芯包比渐变的锥芯光纤。

10.根据权利要求9所述的一种芯包比渐变的锥芯光纤，其特征在于，所述圆锥形芯棒的端面芯径D₁=0.5cm~20cm，圆锥形芯棒的长度为2cm~250cm，圆锥形芯棒的锥角为0.1°~80°；

所述圆锥形空孔的端面孔直径与圆锥形芯棒端面直径D₁相同，圆锥形空孔的锥角与圆锥形芯棒的锥角相等，圆锥形空孔的长度与圆锥形芯棒的长度相等，所述圆柱形玻璃棒的长度比圆锥形芯棒的长度长5cm~25cm，所述圆柱形玻璃棒的端面直径比圆锥形芯棒的端面芯径D₁大0.5cm~40cm。