[發明專利]一種有源無源一體化的光纖及其制備方法

有效

• 申請號: 201810040357.0
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN108254827B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 李驍軍;李文濤;彭彪;馬昌贊
• 申請（專利權）人: 江蘇睿賽光電科技有限公司
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02;C03B37/027
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司 31266
• 代理人: 徐迅;姜龍

本發明提出了一種有源無源一體化的光纖及其制作方法，該有源無源的一體化光纖的纖芯包括有源材料纖芯和無源材料纖芯，或者不同有源材料纖芯，或者多個相同有源材料纖芯，其不同的纖芯之間的結合免熔接，從而從根本上杜絕了熔接帶來的一系列問題，其制作方法為將多個芯棒放入包層玻璃管得到預制棒，其相互之間完全貼合，然后將預制棒放入爐內升溫并保溫，溫度不低于芯棒玻璃材料的軟化溫度但低于預制棒的拉絲溫度，使得不同芯棒之間以及芯棒和包層玻璃管之間融合，最后對預制棒拉絲制成有源無源一體化的光纖。

技術領域

本發明設計一種光纖及其制備方法，特別是涉及光纖激光領域的有源無源一體化的光纖及其制備方法。

背景技術

有源光纖是指光纖纖芯中摻雜了稀土離子，可用于光纖激光的產生，無源光纖是指纖芯中未摻雜稀土離子的光纖，一般用來傳導激光。當前光纖激光器和放大器領域，都是通過有源光纖產生激光或放大之后通過無源光纖導出，兩種光纖都是通過光纖熔接機器焊接進行連接，一般還需采用特殊的保護裝置對熔接點進行保護。所以有源光纖和無源光纖的熔接質量對光纖的傳輸效率、整個激光器的穩定性都有很大的作用。此前，由于兩種光纖內部的摻雜不同，導致兩種光纖對熱量的吸收不一致，難以實現熔接的平滑過渡，同時熔接點的有源光纖部分存在激光的吸收和激發。

目前對光纖熔接點的處理，一般兩種：通信光纖上焊接點常用帶有不銹鋼針的熱縮管整個把光纖的剝除部分和熔接部分包裹，實現熔接點的固定和避免彎曲以及除塵作用，然而當用在高功率的光纖激光器時該封裝方式容易發熱。另一種封裝方式常用于高功率有源光纖，采用光纖涂覆的方式對整個剝除區域和熔點涂低折射率的光學膠，采用紫外光固化。該封裝方式可以保證整個熔接剝除區域隔絕空氣，低折射率膠一定程度上減少了焊點的溢出光，如專利CN201710431701就是一種對熔接點保護裝置。然而實際使用時光學膠長期使用容易老化，并且容易吸收泄露光發熱，尤其是在較高功率的激光器中，焊點部分容易燒毀。

發明內容

針對上述的問題，本發明提出一種有源無源一體化的光纖，及其制作方法。該光纖的制作方法直接避免了光纖的熔接，從而從根本上杜絕了熔接帶來的一系列的問題。

所述有源無源一體化的光纖，其結構包括中間的纖芯、包層以及涂覆層，包層包裹在纖芯外，涂覆層包裹在包層外，為光纖的外表面。

所述有源無源一體化的光纖，其纖芯部分包含一段或多段有源材料的纖芯和一段或多段無源材料的纖芯，或多段不同有源材料的纖芯，不同材料的纖芯交接部分直接過渡，而包層部分則是無任何變化。

所述有源無源一體化的光纖，其纖芯的排列方式包括：一端是有源材料的纖芯，另一端是無源材料的纖芯；中間部分是有源材料的纖芯，兩端部分則是無源材料的纖芯；有源材料的纖芯和無源材料的纖芯交替混合排列。

所述的有源材料的纖芯，包括一段或多段相同有源材料的纖芯，或多段不同有源材料的纖芯。

所述的無源材料的纖芯，包括一段或多段相同無源材料的纖芯，或多段不同無源材料的纖芯。

所述有源無源一體化的光纖，其纖芯中的有源材料和無源材料的折射率高于包層玻璃管的折射率。當使用光纖傳輸光時，光在纖芯中以全反射的方式進行傳導。

所述有源無源一體化的光纖，其纖芯直徑為5-80μm，光纖的外徑為100-2000μm。

所述有源無源一體化的光纖的制作方法為：

步驟1)將多個芯棒排列到包層玻璃管內得到制備光纖的預制棒；

步驟2)將預制棒放入爐內升溫，然后保溫，溫度不低于芯棒玻璃材料的軟化溫度但低于預制棒的拉絲溫度；

步驟3)將保溫后的預制棒拉絲制備成有源無源一體化光纖。

所述多個芯棒至少包括一段有源材料的芯棒。