[发明专利]一种掺杂单晶多芯光纤的制备方法及掺杂单晶多芯光纤

摘要

本发明提供的是一种掺杂单晶多芯光纤的制备方法及掺杂单晶多芯光纤。掺杂单晶多芯光纤为在同一石英包层内含有两个及以上的掺杂单晶纤芯，由低折射率二氧化硅石英玻璃和高折射率掺杂单晶构成光纤波导结构。是获得多孔光纤预制棒，再经拉制得到多孔毛细管，然后在高温、高压下将掺杂晶体熔体注入到石英毛细管中的多微孔内形成多晶体纤芯，最后经过横向加热使得纤芯完成单晶化等步骤来制备出石英包层掺杂单晶多芯光纤。通过将毛细管多孔内熔体注入与后期晶体生长相结合，用该方法生长出的掺杂单晶多芯光纤具有丝径长度可控、纤芯数量和位置任意排列等优点，可用于微小型及在线光子调控的相位调制器、光开关和干涉仪等。

主权项

1.一种掺杂单晶多芯光纤的制备方法，其特征是：步骤一：通过堆积束法或石英棒打孔法获得多孔光纤预制棒，并用氢氧焰对多孔光纤预制棒一端进行加热密封，然后配合抽气、充气装置，利用光纤拉丝塔在1900℃以上的温度将多孔光纤预制棒拉制成多孔毛细管；步骤二：将装有掺杂多晶粉末的铂金内坩埚嵌套于密封的钨外坩埚中，一起放置于高温马弗炉内以稍高于多晶粉末熔点的温度加热致内坩埚中的掺杂多晶粉末完全熔化处于过热状态，然后通过外坩埚密封盖上一凸起内孔向外坩埚内部中充入惰性气体，维持恒定正压力，多孔毛细管一端从外坩埚密封盖上的另一凸起内孔插入到内坩埚熔体中，多孔毛细管另一端与外部抽气装置相连，使得毛细管孔内形成恒定负压，在充气正压与抽气负压作用下，熔融液体快速充满毛细管的多孔中，降温消除光纤内应力，熔体固化变成多晶，得到掺杂多晶多芯光纤；步骤三：将制备的掺杂多晶多芯光纤放置于带有旋转夹具的水平光纤拉锥机上，光纤在横向旋转的同时，微加热装置沿导轨从一端向另一端移动加热光纤，微加热装置中心温度高于纤芯多晶体熔点但低于石英软化点温度，此时掺杂多晶多芯光纤中的纤芯被加热成熔体，外部包层保持石英玻璃固态，在微尺寸毛细管内孔及温度梯度动力作用下纤芯熔体结晶形核、长大生成单晶体，制成掺杂单晶多芯光纤；步骤四：当夹具两端之间的光纤纤芯完成单晶化后，移动未单晶化的光纤部分至旋转夹具两端，重复步骤三的过程，整根掺杂多晶多芯光纤中的纤芯都实现单晶化。