[發明專利]一種空間用耐輻照摻鉺光纖及其制備方法

有效

• 申請號: 202010317704.7
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111552028B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 折勝飛;侯超奇;郭海濤;常暢;高崧;張巖;李藝昭;劉波
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02;H01S3/067
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 汪海艷

1.一種空間用耐輻照摻鉺光纖，其特征在于：自內而外依次包括摻鉺纖芯(1)、過渡層(2)和包層(4)；

所述包層內，開設至少一組環繞單元；各組環繞單元沿包層徑向排布；

每組環繞單元包括沿包層軸向貫通、周向排布的偶數個通孔，各通孔中心連線形成的圖形與摻鉺纖芯同心；

每個通孔的孔壁上覆蓋有羥基化碳納米管層；

所述摻鉺纖芯的組分及含量分別為：

SiO₂：79～85Wt.％，Er₂O₃：0.1～0.5Wt.％，Al₂O₃：7.5～9.5Wt.％，GeO₂：6.8～8.5Wt.％，Ce₂O₃：0.3～2.0Wt.％，F：0.3～0.8Wt.％。

2.根據權利要求1所述的一種空間用耐輻照摻鉺光纖，其特征在于：所述偶數個通孔中心連線形成的圖形為圓形、多邊形或花瓣狀。

3.根據權利要求2所述的一種空間用耐輻照摻鉺光纖，其特征在于：

所述過渡層組分及含量為：

SiO₂：95.5～97.5Wt.％，P₂O₅：1.3～2.0Wt.％，GeO₂：0.8～1.6Wt.％，F：0.4～1.2Wt.％。

4.一種權利要求1至3任一所述的空間用耐輻照摻鉺光纖的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、制作芯棒；

對石英沉積管進行預熱、除雜處理后，按照纖芯及過渡層組分流量設計通入反應物料依次沉積過渡層及芯層；

步驟二、加工環繞芯棒的凹槽；

采用磁控濺射法在芯棒表面鍍Au膜，再在鍍Au膜芯棒表面加工沿其軸向貫通、周向排布的偶數個凹槽；

步驟三、在凹槽內生長碳納米管層；

采用化學氣相沉積原位生長法在凹槽內制備碳納米管層；

步驟四、碳納米管層的羥基化；

生長碳納米管層后，去除芯棒凹槽以外的Au膜，再將芯棒放置在濃硫酸和濃硝酸的混酸中，加熱回流，以實現碳納米管的羥基化，然后用去離子水反復洗滌，烘干；

步驟五、套管處理后拉絲。

5.根據權利要求4所述的一種空間用耐輻照摻鉺光纖的制備方法，其特征在于：芯棒采用MCVD結合螯合物氣相沉積方法制備，過渡層沉積20～50層，摻鉺纖芯沉積5～15層，纖芯與過渡層的直徑比為1：2～4；沉積溫度為1850～1950℃。

6.根據權利要求5所述的一種空間用耐輻照摻鉺光纖的制備方法，其特征在于，步驟三中，采用化學氣相沉積原位生長法在凹槽內制備碳納米管層的方法參數具體為：二茂鐵作為催化劑，二甲苯作為碳源，二茂鐵溶于二甲苯液體后經加熱隨載氣Ar進入高溫反應區，生長溫度為500～950℃，時間為30～60min，生長過程中保持轉速為30～40rpm/min。

7.根據權利要求6所述的一種空間用耐輻照摻鉺光纖的制備方法，其特征在于，步驟五之后還包括：將所拉制的光纖在溫度為70～80℃、壓力為5～18Mpa的氫氣氣氛條件下進行處理，時間為20～60h。