[發(fā)明專利]一種Bi/Er/La/Al共摻L波段或C+L波段石英光纖及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010073619.0
• 申請日: 2020-01-22
• 公開（公告）號: CN111090142B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 文建湘;蔡奇招;王廷云;董艷華;陳振宜
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02;G02B6/036;C03B37/018
• 代理公司: 貴州派騰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 52114
• 代理人: 唐斌

1.一種Bi/Er/La/Al共摻L波段或C+L波段石英光纖，包括纖芯（1），內(nèi)包層（2），包層（3），其特征在于，所述纖芯（1）是由摻雜GeO₂的石英構(gòu)成，所述內(nèi)包層（2）是由Bi/Er/La/Al離子共摻材料構(gòu)成，所述包層（3）是由純石英材料構(gòu)成，所述內(nèi)包層（2）包裹纖芯（1）并位于包層（3）的中部。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Bi/Er/La/Al共摻L波段或C+L波段石英光纖，其特征在于，所述纖芯（1）與內(nèi)包層（2）整合為Bi/Er/La/Al共摻的芯層結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的Bi/Er/La/Al共摻L波段或C+L波段石英光纖，其特征在于，所述芯層摻雜離子為鉍離子Bi⁰，Bi⁺，Bi³⁺，Bi⁵⁺，鉺離子Er³⁺，鑭離子La³⁺，鋁離子Al³⁺與提高折射率分布的二氧化鍺。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Bi/Er/La/Al共摻L波段或C+L波段石英光纖，其特征在于，所述內(nèi)包層（2）是利用高溫摻雜系統(tǒng)的改進化學(xué)氣相沉積技術(shù)與原子層沉積技術(shù)交替沉積適量的Bi/Er/La/Al共摻材料，沉積厚度為10~2000nm;或帶有高溫摻雜金屬有機物系統(tǒng)的改進化學(xué)氣相沉積技術(shù)沉積各種摻雜Bi、Er、La、Al離子；或采用外部氣相沉積技術(shù)（OVD）沉積各種摻雜Bi、Er、La、Al離子，或溶液摻雜技術(shù)與改良的化學(xué)氣相沉積結(jié)合；其中Bi離子濃度范圍控制在0.01-1.5mol%；Er離子濃度范圍控制在0.05-15.0mol%；La與Al 離子濃度范圍控制在0.1-15.0 mol %。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Bi/Er/La/Al共摻L波段或C+L波段石英光纖，其特征在于，所述纖芯（1）直徑為3.0~20.0μm，內(nèi)包層（2）直徑為6~50.0μm，包層（3）直徑為40.0~400.0μm。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種Bi/Er/La/Al共摻L波段或C+L波段石英光纖，其特征在于，所述芯層直徑為5.0~80.0μm，包層（3）的直徑為60.0~400.0μm，芯層與包層（3）的折射率差為0.3%~5.5%之間，光纖外包層為單包層或雙包層結(jié)構(gòu)，其中雙包層形狀包括橢圓形、D形、四邊形、六邊形或八邊形結(jié)構(gòu)等， 同時，L波段范圍主要集中在1565-1625nm波段，C+L波段范圍主要集中在1530nm-1625nm波段。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的Bi/Er/La/Al共摻L波段或C+L波段石英光纖，其特征在于：該光纖可以應(yīng)用于L波段或C+L波段的有源光放大光纖、有源單偏振保持光纖、有源高階光渦旋放大光纖與光纖激光器（包括一階、二階、三階、四階、五階與六階少模光放大與渦旋光放大及相應(yīng)的高階光纖激光器）。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的Bi/Er/La/Al共摻L波段或C+L波段石英光纖,其特征在于：該光纖可通過980nm激光器雙泵浦系統(tǒng)或980nm和1480nm激光器雙泵浦系統(tǒng)獲得L波段或C+L波段超寬譜熒光光譜，以及相應(yīng)的L波段或C+L波段超寬譜光源與可調(diào)諧激光器。

9.一種Bi/Er/La/Al共摻L波段或C+L波段石英光纖的制備方法，其特征在于，步驟如下：

1）利用改進化學(xué)氣相沉積法(MCVD)沉積二氧化硅疏松層，并將其高溫處理至半透明玻璃化狀態(tài)，為包層（3）；

2）然后，利用MCVD高溫摻雜或原子層沉積摻雜技術(shù)或溶液摻雜技術(shù)將氧化鉍、氧化鉺、氧化鑭與氧化鋁材料均勻沉積在包層（3）表面，為內(nèi)包層（2）；

3）沉積二氧化鍺，濃度控制在1~15.0mol%，且將摻有二氧化鍺的疏松層半玻璃化，為芯層（1）；

4）通過重復(fù)步驟2）的循環(huán)周期來調(diào)節(jié)氧化鉍、氧化鉺、氧化鑭與氧化鋁的摻雜濃度與摻雜粒子分布情況；

5）采用MCVD高溫縮棒獲得光纖預(yù)制棒，最后，將摻雜光纖預(yù)制棒進行拉絲成L波段或C+L波段石英光纖。