[發明專利]一種耐輻照保偏光纖及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010172767.8
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111443423B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 柯一禮;羅文勇;杜城;張濤;趙磊;祝威
• 申請（專利權）人: 烽火通信科技股份有限公司;銳光信通科技有限公司
• 主分類號: G02B6/024
• 分類號: G02B6/024;G02B6/036;C03B37/027;C03B37/018;C03B37/012
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 孟歡

本申請涉及一種耐輻照保偏光纖及其制備方法，涉及光纖制備領域。該耐輻照保偏光纖包括純石英纖芯、一對應力部以及包層，應力部由摻硼石英玻璃形成，設置于純石英纖芯的兩側，包層包圍純石英纖芯以及應力部，包層由第一包層和第二包層組成，第二包層設置于第一包層的外周，其中，第一包層由摻氟石英玻璃形成，第二包層由純石英玻璃形成。通過本申請制備的耐輻照保偏光纖具有優異的耐輻照性能，保偏光纖的工作波長為1310nm和1550nm雙窗口，在200krad輻照總劑量下，其感生損耗在2dB/km以下。本申請的耐輻照保偏光纖能夠在惡劣的輻射條件下，實現保偏光纖的低損耗信息傳輸，并且保持較好的全溫串音。

技術領域

本申請涉及光纖制備技術領域，特別涉及一種耐輻照保偏光纖及其制備方法和應用。

背景技術

偏振保持光纖(Polarization Maintaining Optical Fiber)簡稱保偏光纖(PMF)，由于將雙折射引入到光纖中，使線偏振光能保持其偏振態在光纖中進行傳輸，因此廣泛應用于偏振相關應用領域。

目前，偏振領域應用最廣泛的保偏光纖是熊貓型保偏光纖，這種光纖的特點在于在光纖的包層中對稱引入具有高熱膨脹系數的圓形應力區擠壓芯子從而產生應力雙折射。

這種常規的熊貓型保偏光纖包括纖芯、應力區和純石英包層，其中，纖芯位于第二包層中心，兩個圓形應力區對稱分布于纖芯兩側。纖芯采用鍺氟共摻工藝產生折射率差從而實現全內反射，保證光信號的正常傳輸。

近年來，由于保偏光纖應用領域向宇宙、空間方向發展，光纖性能會受到宇宙環境下輻射影響，因此，要求提升保偏光纖的耐輻照特性，使其在惡劣的外太空環境中依然保持優良的光學和偏振性能。

傳統保偏光纖纖芯摻入鍺元素，由于其光敏特性，光纖的輻照損傷明顯比純石英光纖的輻照損傷要高。因此在環境苛刻的太空條件下，傳統的保偏光纖無法長時間使用，其性能受到輻照影響產生不可逆劣化。考慮到保偏光子晶體光纖在耐輻照性上具有較好的優勢，相關技術中，比較熱門的是采用保偏光子晶體光纖替代摻鍺光纖，但是保偏光子晶體光纖的制造工藝較為復雜，采用毛細管堆積法對人的要求較高，且多孔結構在拉絲成品率控制上存在困難，產出有限，短時間內難以形成規模化生產。

發明內容

本申請實施例提供一種耐輻照保偏光纖及其制備方法和應用，以解決現有技術中摻鍺光纖不耐輻照的問題。

第一方面，提供了一種耐輻照保偏光纖，包括純石英纖芯、一對應力部、以及包層，其中：

應力部由摻硼石英玻璃形成，設置于所述純石英纖芯的兩側，且關于純石英纖芯對稱；應力部的相對折射率差△1為-0.60％～-0.80％；

包層包圍純石英纖芯以及應力部，包層由第一包層和第二包層組成，第二包層設置于所述第一包層的外周，其中，第一包層由摻氟石英玻璃形成，其相對折射率差△2為-0.30％～-0.80％；第二包層由純石英玻璃形成。

一些實施例中，純石英纖芯直徑為D1為4.5～9.0μm，第一包層的直徑D2為35～70μm，第二包層的直徑D4為80～125μm。。

一些實施例中，第二包層的直徑D4為80μm。

一些實施例中，應力部的摻雜成分是B₂O₃。

一些實施例中，耐輻照保偏光纖的工作波長為1310nm和1550nm。

一些實施例中，耐輻照保偏光纖的輻照總劑量為50～200krad，劑量率為1000rad/h～5000rad/h。

第二方面，提供了一種耐輻照保偏光纖的制備方法，包括以下步驟：