[发明专利]掺Yb石英光纤预制棒芯棒的制备方法

摘要

一种掺Yb石英光纤预制棒芯棒的制备方法，该方法采用溶胶凝胶法从溶液出发制备稀土掺杂的氧化硅粉末；对粉末进行脱碳、脱羟基和球磨处理；将处理后的粉末烧成玻璃，加工成芯棒。应用该方法获得的芯棒可以用来制备大尺寸、高均匀性大模场双包层掺Yb石英光纤，以及大模场光子晶体掺Yb石英光纤，具有较高的激光效率。

主权项

一种掺Yb石英光纤预制棒芯的制备方法，特征在于，该方法包括下列步骤：①所述的掺Yb石英光纤预制棒芯的成分范围为：Yb2O3：0.05～0.4mol%，Al2O3：1～7mol%，P2O5：0～8mol%，其余为SiO2，选定掺Yb石英光纤预制棒芯组成的摩尔百分比，按选定的摩尔百分比称量原材料硅醇盐、六水合氯化镱、六水合氯化铝和磷酸；按所述的硅醇盐：水：有机溶剂=1：2～10：4～20的比例配置水和有机溶剂的混合溶液，然后将所述的六水合氯化镱、六水合氯化铝、磷酸依次加入所述的混合溶液中，再加入硅醇盐水解催化剂调节溶液的pH值，在室温下经过1～20小时充分搅拌，获得Yb3+，Al3+共掺或Yb3+,Al3+,P5+三掺的氧化硅透明溶胶液，再静置1～10天；②将所述的氧化硅透明溶胶液置于敞口烧瓶中，经100℃水浴加热，待溶液失去流动性变成凝胶后，将该凝胶在管式炉中保持1个大气压的氧气氛围和800℃～1000℃的条件下保温5～12小时除去残余碳和羟基，形成Yb3+、Al3+共掺或Yb3+、Al3+、P5+三掺的氧化硅粉料；③采用球磨设备对所述的氧化硅粉料进行球磨，用150目的聚四氟筛筛选出粒径在100微米以下的粉体；④将所述的粉体置于石墨坩埚中，在1700～2000℃的高温炉中10‑1～10‑3torr真空度下进行1～8小时熔融，随炉冷却形成无气泡透明玻璃；⑤将所述的无气泡透明玻璃加工为直径2.5mm，长50mm的芯棒，光学抛光，表面粗糙度小于10nm，置于质量浓度在5～20%的HF酸中进行酸处理5～15min后，取出干燥，获得掺Yb石英光纤预制棒芯。