[發(fā)明專利]一種稀土離子摻雜的低溫石榴石晶棒的包層方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811025781.4
• 申請日: 2018-09-04
• 公開（公告）號: CN109143459B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李納;徐軍;王慶國;吳鋒;羅平;唐慧麗
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02
• 代理公司: 31225 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 蔣亮珠

本發(fā)明涉及一種稀土離子摻雜的低溫石榴石晶棒的包層方法，包括以下步驟：S01，用微下拉得到稀土離子摻雜的低溫石榴石晶體光纖；S02，訂做特定尺寸的Pt管和Pt絲；S03，將步驟1得到的晶體光纖插入步驟2得到的Pt管中，并用Pt絲固定；S04，將融制的玻璃溶液澆筑于步驟3的Pt管中，加工即得所需尺寸玻璃包層的稀土離子摻雜的低溫石榴石晶棒。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有方法簡單、所得光纖可獲得高功率的晶體光纖激光器等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于晶體材料包層制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高功率光纖激光器及包層的制作工藝。

背景技術(shù)

目前，晶體包層廣泛應(yīng)用的材料為石英(SiO₂)。石英光纖的基本功能是對光束的束縛及傳播，即把一定波長的光能束縛在幾到幾十微米的徑向范圍內(nèi)而沿石英光纖長度方向作低損耗傳播。由于石英光纖傳輸波長范圍寬(從近紫外到近紅外，波長從0.38-2.1um)，所以石英光纖適用于紫外到紅外各波長信號及能量的傳輸，石英光纖數(shù)值孔徑大、光纖芯徑大、機(jī)械強(qiáng)度高、彎曲性能好和很容易與光源耦合等優(yōu)點，故其在傳感、光譜分析、過程控制及激光傳輸(特別是傳輸He-Ne、Ar⁺離子和YAG激光的理想介質(zhì))、激光醫(yī)療、測量技術(shù)、刑偵，信息傳輸和照明等領(lǐng)域的應(yīng)用極為廣泛。已廣泛應(yīng)用于電子、醫(yī)療、生物工程、材料加工、傳感技術(shù)、國防軍事等各個領(lǐng)域。石英光纖是光導(dǎo)纖維的簡稱，是用純度特別高的石英玻璃(以SiO₂為主要成分)制作的纖維狀波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。石英光纖的基本功能是對光束的束縛及傳播，即把一定波長的光能束縛在幾到幾十微米的徑向范圍內(nèi)而沿石英光纖長度方向作低損耗傳播。

幾乎所用的光纖都需要包層，不僅僅只為了將光束限制在光纖內(nèi)部，也是為了將光纖和周圍環(huán)境隔開以保持光纖的完整性，包層也可以用來增加光纖的強(qiáng)度。由于，CNGG和CLNGG的熔點(1470℃)低于石英玻璃的軟化點(1780℃)，故不能用SiO₂對其包層。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種稀土離子摻雜的低溫石榴石晶棒的包層方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種稀土離子摻雜的低溫石榴石晶棒的包層方法，其特征在于，包括以下步驟：

S01，用微下拉得到稀土離子摻雜的低溫石榴石晶體光纖；

S02，訂做特定尺寸的Pt管和Pt絲；

S03，將步驟1得到的晶體光纖插入步驟2得到的Pt管中，并用Pt絲固定；

S04，將融制的玻璃溶液澆筑于步驟3的Pt管中，加工即得所需尺寸玻璃包層的稀土離子摻雜的低溫石榴石晶棒。

步驟(1)的摻雜離子為稀土離子，主要包括：Nd³⁺、Yb³⁺或Tm³⁺，低溫石榴石為CNGG或CLNGG。

步驟(1)所述的微下拉的拉速為0.3-0.5mm/min，得到的晶棒直徑為1.9-2.1mm，長度為50-60mm。

步驟(2)所述的Pt管的內(nèi)徑為2.8mm，外徑為3.8mm，長度為68-72mm；Pt絲的直徑為0.35-0.45mm。

步驟(3)所述的將晶棒插入Pt套管中的位置為Pt套管的中心。四根Pt絲均勻分布在晶棒的周圍，固定其在Pt管中的位置。

步驟(4)所述的玻璃溶液的配料為Bi₂O₃和Ge/SiO₂的摩爾濃度比為2：3，且其融制溫度為1100-1200℃。