[發明專利]一種大芯徑彎曲不敏感傳能光纖

有效

• 申請號: 201310435892.3
• 申請日: 2013-09-23
• 公開（公告）號: CN103472530A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 汪松;鄭偉;趙亮;劉海華;徐進;禹雷
• 申請（專利權）人: 長飛光纖光纜有限公司
• 主分類號: G02B6/036
• 分類號: G02B6/036;G02B6/028
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平

技術領域

本發明涉及一種大芯徑彎曲不敏感傳能光纖，該光纖能承載高能激光傳輸，具有良好的彎曲不敏感性能和優良的傳輸效率，屬于光纖能量傳輸技術領域。

背景技術

大芯徑多模傳能光纖可以在三維復雜空間內靈活安全的傳輸較高的激光能量，能將高功率激光傳送到特定的位置，起到簡化光路系統和提升激光系統應用工作平臺靈活性的作用，已被廣泛的應用于軍事、激光加工、醫療、傳感、照明等眾多領域。

現有技術中，常規的大芯徑傳能光纖主要分為兩種結構，一種為階躍型折射率剖面結構，另一種為漸變型折射率剖面結構，兩種結構的大芯徑光纖均能起到傳輸高能激光的作用，但在實際應用中，由于漸變型折射率剖面光纖在傳輸中具有自聚焦效應，在激光加工、醫療、傳感等實際使用中相對階躍型折射率剖面光纖會更有優勢。

目前還有一種傳能光纖是通過在光纖的表面涂上一層低折射率涂料，從而使這種光纖達到高的數值孔徑，增加纖芯的接受角度，起到傳輸能量和簡化光路系統的作用。如中國專利CN102721998A就是采用這種方式，這種傳能光纖能夠提供方便高效的耦合操作，但缺點是低折射率涂料的成本較高，而且在相同的環境條件下，傳輸較高能量時涂層容易發熱，從而引起低折射率涂層的軟化甚至燒損而導致光纖失效，并且此種結構光纖的彎曲不敏感性能也較差。

此外，由于光在光纖中傳輸時，其光束質量因子M²隨光纖的芯徑大小呈指數變化，而且經芯徑和數值孔徑一定的光纖傳輸后，其光束質量因子M²最大值和光纖芯徑和數值孔徑角有關，而我們在使用時，光纖將會不可避免的有不同程度的彎曲，當光纖長期承受大的彎曲應力，光纖的使用壽命必然減短，傳輸性能指標也會下降，為此，需要光纖具有一定的抗彎特性，來滿足不同場合的需要。

發明內容

為方便介紹本發明內容，定義部分術語：

石英襯管：管狀的基底管，其內壁承載PCVD化學反應的玻璃態氧化沉積物；

芯層：居于光纖橫截面的中心部分，是光纖的主要導光的區域；

內包層：光纖截面中緊鄰芯層的環形區域；

外包層：光纖橫截面中緊鄰中間包層的環形區域；

相對折射率差：

Δ%=ni2-n022ni2*100%≈ni-n0n0*100%]]>

數值孔徑：

NA=n0*2Δ]]>

其中n_i為不同沉積層所對應的折射率，n₀為純SiO₂的折射率

冪指數折射率分布剖面：滿足下面冪指數函數的折射率分布形態，其中n₁為光纖軸心的折射率；r為離開光纖軸心的距離；a為光纖芯半徑；α為分布冪指數；Δ為芯/包相對折射率差；