[發明專利]一種二氧化鈦摻雜高效制備高穩定性熊貓型保偏光纖的方法

在審

• 申請號: 201711052703.9
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN107572771A
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 張飛;勞雪剛;沈震強;肖華;王偉儀
• 申請（專利權）人: 江蘇亨通光導新材料有限公司;江蘇亨通光電股份有限公司
• 主分類號: C03B37/027
• 分類號: C03B37/027;C03B37/014
• 代理公司: 蘇州國誠專利代理有限公司32293
• 代理人: 韓鳳

技術領域

本發明涉及光纖通信技術領域，尤其涉及一種二氧化鈦摻雜高效制備高穩定性熊貓型保偏光纖的方法。

背景技術

保偏光纖是一類具有保持所傳輸光線的線偏振方向的光纖，廣泛用于航天、航空、航海、工業制造技術及通信等國民經濟的各個領域。在以光學相干檢測為基礎的干涉型光纖傳感器中，使用保偏光纖能夠保證線偏振方向不變，提高相干信噪比，以實現對物理量的高精度測量。保偏光纖作為一種特種光纖，主要應用于光纖陀螺，光纖水聽器等傳感器和DWDM、EDFA等光纖通信系統。

應用得最為廣泛的是熊貓型保偏光纖，其結構包括纖芯、應力區和包層部分，其中纖芯位于包層的中心部分，而兩個圓柱狀的應力區分布在纖芯的兩側。纖芯一般為鍺氟共摻雜的石英玻璃、應力區一般為硼摻雜的石英玻璃、而包層一般為純石英玻璃材料。近年來，隨著我國光纖陀螺技術的發展，熊貓型保偏光纖研發生產取得了重大進展，實現了標準化、產業化，實現了我國中、低精度光纖陀螺的批量生產。

熊貓型保偏光纖的制造工藝：首先沉積制造芯棒，應力棒；然后對芯棒外包得到包含芯棒的光纖預制棒；然后在預制棒上芯棒兩側對稱部位打出兩個孔并將應力棒插入孔中形成組合棒，對組合棒拉絲即得到熊貓型保偏光纖。但是上述工藝制備得到的熊貓型保偏光纖存在熱膨脹系數高，熱穩定性低，產量低和抗彎曲性能差等問題，嚴重影響了熊貓型保偏光纖的產品質量和使用范圍。

發明內容

鑒于上述現有技術中存在的缺陷，本發明的目的是提出一種二氧化鈦摻雜高效制備高穩定性熊貓型保偏光纖的方法，可一次性制備出大量光學及保偏性能優越同時又具有很好熱穩定性和抗彎曲性能的熊貓型保偏光纖。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種二氧化鈦摻雜高效制備高穩定性熊貓型保偏光纖的方法，包括以下步驟：

S1：用氣相軸向沉積法制備纖芯摻雜二氧化鈦的預制棒；

S2：用化學氣相沉積法制備硼應力棒；

S3：在步驟S1制得的預制棒上打孔，并將步驟S2制得的硼應力棒磨外圓、清洗后與打好孔的預制棒拼裝焊接成一體，形成組合光纖預制棒；

S4：將步驟S3制得的組合光纖預制棒拉絲成纖，制成摻雜二氧化鈦熊貓型保偏光纖。

進一步的，所述S1具體包括如下步驟：

步驟1)在沉積箱內的芯層摻雜四氯化硅、四氯化鍺和四氯化鈦，同時包層沉積摻雜四氯化硅和氟利昂，沉積流程運轉制成松散體；

步驟2)將步驟1)制得的松散體通過脫水、燒結，得到包括摻雜鈦均勻的纖芯和未摻雜鈦、摻雜氟的內包層的芯棒；

步驟3)將步驟2)制得的芯棒與相匹配的套管組裝成棒，并進行延伸后一次性制成折射率分布呈“W”型的纖芯摻雜二氧化鈦的預制棒。

進一步的，所述步驟3)中所述套管為摻雜二氧化鈦的套管。

進一步的，所述步驟3)中所述預制棒的外徑為40mm-60mm，優選為50mm，長度為400mm-600mm，優選為500mm。

進一步的，所述步驟S3中，用打孔車床上在預制棒的纖芯的兩側分別進行打孔，然后再進行酸洗拋光。

進一步的，所述預制棒的纖芯的兩側的打孔的直徑為10mm-20mm，優選為15mm。

進一步的，所述步驟S2中硼應力棒中B₂O3的濃度為總重量的10％wt-15％wt，優選為13％wt。

進一步的，所述步驟S2中硼應力棒的外徑為10mm-20mm，優選為15mm；硼應力棒的長度為400mm-500mm。

進一步的，所述纖芯摻雜二氧化鈦的濃度為總重量的

0.5％wt-2％wt，優選為1％wt。

根據上述制備方法制備得到的一種摻雜二氧化鈦熊貓型保偏光纖。

本發明的突出效果為：

本發明的一種二氧化鈦摻雜高效制備高穩定性熊貓型保偏光纖的方法，具有以下優點：

1、本發明采用氣相軸向沉積法(VAD)制備纖芯摻雜二氧化鈦(TiO₂)的預制棒降低其熱膨脹系數，可有效的提高保偏光纖的熱穩定性，使芯棒的熱膨脹系數下降15％左右，使用含鈦套管又使內包層熱膨脹系數下降，四氯化鈦(TiCl₄)在沉積層分布均勻，熱膨脹系數(αTiO₂×10^-7/℃)為負值，在制備硼棒時候降低了B2O3％摻雜量，具有很好的熱穩定性(-50℃-75℃)；