[發(fā)明專利]一種增益泵浦一體化光纖的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711309569.6
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN107935370B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王標(biāo);韓志輝;龐璐;潘蓉;衣永青;于陶然;耿鵬程;梁小紅;王東波
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團公司第四十六研究所
• 主分類號: C03B37/012
• 分類號: C03B37/012;C03B37/027
• 代理公司: 天津中環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 12105
• 代理人: 李美英

本發(fā)明涉及一種增益泵浦一體化光纖的制備方法，所述增益泵浦一體化光纖預(yù)制棒包含一根八邊形的有源光纖預(yù)制棒，n根圓形的無源光纖預(yù)制棒。將多個非對稱結(jié)構(gòu)的預(yù)制棒通過預(yù)熔接工藝制備出均勻穩(wěn)定的預(yù)制棒組合件，將預(yù)制棒組合件拉制成絲后，有源纖與無源纖緊密接觸，相互獨立。通過本發(fā)明中的增益泵浦一體化光纖的拉絲方法可以有效控制增益/泵浦一體化光纖預(yù)制棒的拉絲控制精度，同時可較大程度降低光纖的形變量，提高增益泵浦一體化光纖結(jié)構(gòu)的一致性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種增益泵浦一體化光纖的制備方法，屬于光纖制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

有源光纖是指能夠產(chǎn)生激光或者具備光放大功能的光纖，主要用于光纖激光器與光纖放大器。目前，主要是通過在光纖芯部摻入稀土離子獲得光纖的有源特性。自從上世紀(jì)八十年代摻稀土有源光纖問世以來，其在很大程度上帶動了光纖激光器與放大器的快速發(fā)展，與半導(dǎo)體激光器、化學(xué)激光器等類型的激光器相比，以有源光纖為增益介質(zhì)的光纖激光器具有高效率、高光束質(zhì)量與低閾值等優(yōu)點。為滿足一些特殊性能光纖放大器與激光器的需要，研究人員開發(fā)了眾多新型有源光纖，例如增益/泵浦一體化光纖。

增益/泵浦一體化光纖是基于倏逝場耦合的復(fù)合結(jié)構(gòu)光纖。光纖由增益光纖和泵浦光纖組成，增益光纖與泵浦光纖既緊密接觸，又相互獨立，共同被低折射率材料的外包層所包裹。采用常規(guī)有源光纖作為增益介質(zhì)，泵浦光只能從光纖端面注入，高功率密度的泵浦光極易導(dǎo)致增益光纖的端面燒毀。而采用增益/泵浦一體化光纖作為增益介質(zhì)，泵浦光是通過泵浦光纖與增益光纖之間的耦合逐漸進(jìn)入到增益光纖，泵浦光的吸收和轉(zhuǎn)化相對平穩(wěn)，熱量能夠比較均勻地分散到整根光纖上，可以有效避免端面泵浦方式導(dǎo)致的光纖端面的熱損傷問題，是實現(xiàn)高功率激光輸出的重要途徑之一。

盡管增益泵浦一體化光纖在高功率激光傳輸領(lǐng)域中具有很大的優(yōu)勢，但是光纖的拉絲方法是根技術(shù)難題。現(xiàn)有制備增益泵浦一體化光纖的一種方法是通過對增益光纖和泵浦光纖分別拉絲后再涂覆而制得，但是這種方法制備的光纖長度較短（僅為十余米），且對超凈環(huán)境要求較高，不利于增益泵浦一體化光纖的批量化生產(chǎn)。第二種方法是將多根預(yù)制棒直接裝載入拉絲塔中同時拉絲。該方法一次可拉制數(shù)公里光纖，有利于批量化生產(chǎn)，但是采用該方法制備的光纖容易出現(xiàn)有源纖與泵浦纖粘貼在一起，無法分離，或者有源纖與泵浦纖之間存在間隙的問題， 影響泵浦光的耦合與吸收，嚴(yán)重阻礙了增益泵浦一體化光纖在高功率激光激光領(lǐng)域中的發(fā)展進(jìn)程。

發(fā)明內(nèi)容

見于現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種增益泵浦一體化光纖的制備方法。本發(fā)明對多根預(yù)制棒同時拉絲工藝進(jìn)行優(yōu)化，將多個非對稱結(jié)構(gòu)的預(yù)制棒通過預(yù)熔接工藝制備的均勻穩(wěn)定的預(yù)制棒組合件裝置入拉絲塔中，可以有效的降低拉絲過程中產(chǎn)生的形變，提高光纖的拉絲精度，保證拉絲后增益泵浦一體化光纖結(jié)構(gòu)的一致性。

本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，所采用的技術(shù)方案是：一種增益泵浦一體化光纖的制備方法，其特征在于：包括有源光纖預(yù)制棒（1）、無源光纖預(yù)制棒、石英套管、短石英柱或短石英塊，

所述有源光纖預(yù)制棒為八邊形，有源光纖預(yù)制棒纖芯部分以二氧化硅為基質(zhì)，同時摻有稀土元素鐿以及鋁、磷、鈰共摻元素，包層部分為二氧化硅；

所述無源光纖預(yù)制棒為圓形，以二氧化硅作為基質(zhì)；

具體步驟如下：

第一步，首先制備有源光纖預(yù)制棒，然后根據(jù)設(shè)計要求決定是否對有源光纖預(yù)制棒進(jìn)行套管；

第二步，為避免螺旋光的產(chǎn)生，增加泵浦光的吸收，將有源光纖預(yù)制棒加工成八邊形；

第三步， 制備與八邊形有源光纖預(yù)制棒內(nèi)切圓直徑相同的無源光纖預(yù)制棒；

第四步，將一根有源光纖預(yù)制棒和n根無源光纖預(yù)制棒的一端插入石英套管中，并在有源光纖預(yù)制棒和無源光纖預(yù)制棒與石英套管之間的空隙中填入n根短石英柱或短石英塊，以起到固定有源光纖預(yù)制棒和無源光纖預(yù)制棒相對位置的目的，以確保拉絲后有源纖與無源纖可以緊密接觸，同時又相互獨立；