[發(fā)明專利]液芯光纖的制備方法及其專用裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010227745.3
• 申請日: 2010-07-08
• 公開（公告）號: CN101915955A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡志家;羅艷華;武文軒;田秀杰;張其錦;陳旭升;朱冰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: G02B6/032
• 分類號: G02B6/032;H01S3/067;G02F1/39
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關(guān)暢;任鳳華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及液芯光纖的制備方法及其專用裝置。

背景技術(shù)

自從E.Elppen，1970年，首次研制成功了液芯光纖以來，液芯光纖引起人們的廣泛關(guān)注。通常，液芯光纖是由折射率大的透明液體填充到折射率小的包層中，再由透明的硬質(zhì)材料光窗將兩端堵住，光線在光纖內(nèi)發(fā)生全內(nèi)反射而向前傳輸。液芯光纖是一種新型的光纖，它不同于石英光纖、玻璃光纖和聚合物光纖，有其獨特性能。纖芯內(nèi)部是由流動的液體填充的，因此，當(dāng)液體光纖彎曲時，液體所受到的應(yīng)力會很快向周圍液體釋放，它的彎曲半徑很大，因此不會像上述光纖彎曲造成的較大的彎曲損耗。液芯光纖的芯截面完全由同一種材料構(gòu)成，可以避免玻璃或石英光纖傳光束中因單絲集束時的空隙率引起的耦合損耗；并且液體光纖散熱性能優(yōu)異，能夠傳輸數(shù)百瓦的光輻射而不被損壞；由于液芯光纖具有不同于傳統(tǒng)光纖的特殊結(jié)構(gòu)，使其具有許多獨有的特性：大芯徑、大數(shù)值孔徑、光譜傳輸范圍寬、光譜傳輸效率高和使用壽命長等。

研究液芯光纖的最初目的是用于光通信，但直到今天還未找到適合光通信波段的纖芯材料，隨著研究的不斷深入，它仍然作為一種潛在的通信媒介受到眾多研究人員的關(guān)注。在非通信領(lǐng)域，隨著其種類的不斷增多，液芯光纖的應(yīng)用已越來越廣泛。早期的液芯光纖芯材大都采用鹽類水，后來又逐漸采用一些醇類、氯苯等化合物溶液，其研究也較簡單，后來液芯范圍逐漸擴(kuò)大，應(yīng)用層次也進(jìn)一步提高。液芯光纖的光譜傳輸波長可從紫外區(qū)的200nm到近紅外區(qū)的3000nm，因此在很多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。現(xiàn)在實用的液芯光纖有五大類：250系列、300系列、380系列、700系列、2000系列。利用功能性液體灌空芯光纖，制作功能性液芯光纖有望得到廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單且密封性好的液芯光纖灌芯裝置。

本發(fā)明提供的液芯光纖灌芯裝置包括加樣裝置、加壓裝置以及連接所述加樣裝置和所述加壓裝置的接頭；所述加樣裝置為一空心圓筒，所述空心圓筒的底部開有一形狀大小與待灌芯的空心光纖相應(yīng)的小孔；所述接頭的一端連接在所述空心圓筒內(nèi)部的頂端，所述接頭的另一端與所述加壓裝置相連通；所述加壓裝置的遠(yuǎn)離接頭的一端設(shè)置有通氣管道；所述通氣管道、所述加壓裝置、所述接頭和所述空心圓筒均連通。

上述接頭與所述空心圓筒可通過螺紋連接或通過環(huán)氧樹脂粘接。

上述加壓裝置與所述接頭可通過螺紋連接。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種制備液芯光纖的方法。

本發(fā)明提供的制備液芯光纖的方法是利用上述的液芯光纖灌芯裝置，對待灌芯的空心光纖進(jìn)行灌芯，得到灌芯后的液芯光纖。

上述灌芯包括如下步驟：

1)將待灌芯的空心光纖從所述空心圓筒底部的小孔插入至所述空心圓筒內(nèi)部，再用環(huán)氧樹脂封閉所述待灌芯的空心光纖與所述小孔之間的間隙；

2)在步驟1)的基礎(chǔ)上，將所述空心圓筒和所述接頭連接好，然后將液芯溶液從所述接頭注入到所述空心圓筒中，所述液芯溶液在所述空心圓筒中的液面高于所述空心圓筒中空心光纖的端口；

3)在步驟2)的基礎(chǔ)上，將所述加壓裝置與所述接頭連接，再將所述通氣管道與氣罐相連，打開氣罐進(jìn)行灌芯。

步驟1)中，所述空心光纖的長度為6-34cm，優(yōu)選是8cm；所述空心光纖的內(nèi)徑為5-10um，優(yōu)選是10um；所述空心光纖的外徑為125-225um，優(yōu)選是125um；

步驟3)中，所述灌芯時的壓強(qiáng)是0.2MPa-0.4MPa，優(yōu)選是0.2MPa，灌芯的時間是5-30分鐘，優(yōu)選是10分鐘。

步驟2)中，所述液芯溶液為稀土配合物的二甲基亞砜溶液或偶氮化合物的二甲基亞砜溶液溶液；所述所述液芯溶液優(yōu)選為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為2％的稀土配合物的二甲基亞砜溶液或質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.4％的偶氮化合物的二甲基亞砜溶液溶液；所述稀土配合物是Eu(TTA)3Phen。

進(jìn)一步，上述制備液芯光纖的方法還可包括所述灌芯步驟后的接跳線步驟。

任一上述的方法制備得到的液芯光纖均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

上述的液芯光纖在制備液芯光纖激光器、液芯光纖放大器或液芯光線調(diào)控器中的應(yīng)用也在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

本發(fā)明提供的制備方法易于操作，通過改變液芯材料的種類，可得到各種功能性液芯光纖，并且性能易于控制。本發(fā)明提供的裝置結(jié)構(gòu)簡單并且氣密性可得到很好的控制。

特別地，本發(fā)明中的稀土離子液芯光纖是首次提出的，并且接上跳線接頭，這與光譜儀接口相匹配，便于今后測試和應(yīng)用，且整個制作易于控制。