[发明专利]一种锥形光纤的制备方法与锥形光纤

说明书

本发明涉及光纤制备技术领域，提供一种锥形光纤的制备方法与锥形光纤。锥形光纤的制备方法包括在第一石英管的内壁面进行芯层的沉积操作；对沉积有芯层的所述第一石英管进行缩棒操作，得到圆柱形芯棒；采用第二石英管对圆柱形芯棒进行套管操作，在套管操作中对圆柱形芯棒进行延伸操作，得到圆锥状的光纤预制棒；对光纤预制棒依次进行拉制和涂覆操作，制成芯包比渐变的具有双包层的锥形光纤。本发明对锥形光纤的制备工艺简单，可实现锥形光纤的一次成型，在整个工艺过程中无需多次打磨，降低了锥形光纤的加工难度，可节约成本，缩减制备时间，提高了锥形光纤的制备效率和精度。

技术领域

本发明涉及光纤制备技术领域，尤其涉及一种锥形光纤的制备方法与锥形光纤。

背景技术

相比于具有均匀纤芯和包层的普通光纤，锥形光纤通过引入大纤芯直径端，能够提升光纤的有效模场面积，具有有效抑制非线性效应的优势。同时，锥形光纤也具有优异的模式不稳定抑制性能、光束质量保持特性和放大自发辐射(ASE)抑制效果，在高功率激光领域有较大的潜力。

锥形光纤通常采用熔融拉锥法、机械抛磨法或化学腐蚀法等，通过将光纤半径在轴向上发生变化并形成锥区，以实现诸如光耦合、光传感、非线性光学、微纳光学、光纤器件以及其他研究领域的应用。

然而，现有锥形光纤在加工过程中，需对芯棒和玻璃棒分别研磨加工，制备过程复杂繁琐，尤其是对玻璃棒内壁进行打磨，加工难度大，精度低，同时内磨对玻璃棒长度也有限制，存在适应性差等缺点。

发明内容

本发明提供一种锥形光纤的制备方法与锥形光纤，用以解决现有锥形光纤在加工过程中，需对芯棒和玻璃棒分别研磨加工，存在制备过程复杂繁琐的问题。

本发明提供一种锥形光纤的制备方法，包括：

在第一石英管的内壁面进行芯层的沉积操作；

对沉积有所述芯层的所述第一石英管进行缩棒操作，得到圆柱形芯棒；

采用第二石英管对所述圆柱形芯棒进行套管操作，在套管操作中对所述圆柱形芯棒进行延伸操作，得到圆锥状的光纤预制棒；

对所述光纤预制棒依次进行拉制和涂覆操作，制成芯包比渐变的具有双包层的锥形光纤。

根据本发明提供的一种锥形光纤的制备方法，所述在第一石英管的内壁面进行芯层的沉积操作的步骤包括：

对所述第一石英管进行酸洗；

在所述第一石英管的内壁面沉积玻璃颗粒疏松层，对所述玻璃颗粒疏松层进行稀土离子掺杂。

根据本发明提供的一种锥形光纤的制备方法，所述对所述玻璃颗粒疏松层进行稀土离子掺杂的步骤包括：

将含有所述稀土离子的溶液通入所述第一石英管内；

浸泡预设时间后，排出剩余的含有所述稀土离子的溶液。

根据本发明提供的一种锥形光纤的制备方法，所述稀土离子为Nd³⁺、Yb³⁺、Er³⁺、Tm³⁺中的任意一种或至少两种的组合。

根据本发明提供的一种锥形光纤的制备方法，所述对沉积有所述芯层的所述第一石英管进行缩棒操作，得到圆柱形芯棒的步骤包括：

对沉积有所述芯层的所述第一石英管进行烧结，使得所述玻璃颗粒疏松层玻璃化；

将所述第一石英管和玻璃化的所述玻璃颗粒疏松层熔缩成实心的所述圆柱形芯棒。

根据本发明提供的一种锥形光纤的制备方法，所述采用第二石英管对所述圆柱形芯棒进行套管操作，在套管操作中对所述圆柱形芯棒进行延伸操作，得到圆锥状的光纤预制棒的步骤，包括：