[發明專利]一種熊貓型保偏光纖及其制作方法

在審

• 申請號: 202011137843.8
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112130250A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 但錦;涂峰;廉正剛;徐知芳;陳國群;徐江河;夏祖明;謝利華;劉璇;陳未萍;皮亞斌
• 申請（專利權）人: 武漢長盈通光電技術股份有限公司
• 主分類號: G02B6/024
• 分類號: G02B6/024;G02B6/036;C03B37/014;C03B37/018;C03B37/027
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平;孫方旭

本發明公開了一種熊貓型保偏光纖及其制作方法，所述光纖包含有芯層、應力層、內包層和外包層，其中其應力層分為若干個應力圓，對稱分布在芯層的中軸十字區域內，并相切；應力圓由2組交叉分布的對稱應力圓組成，其中一組為收縮應力層、另一組為膨脹應力層。應力層外圍被內包層包裹，內包層采用與芯層同材料組分體系，通過摻雜材料組分優化設計，熱膨脹系數介于收縮應力層與膨脹應力層之間，匹配對稱應力施加設計，強化應力層對芯層的應力施加效果。外包層在最外圍對整個保偏光纖起著結構保持和應力支撐的作用。該光纖能實現保持偏振狀態光傳輸，具有良好的溫度環境穩定性和偏振保持均勻性的傳輸效果。

技術領域

本發明屬于光纖偏振傳輸技術領域，尤其涉及一種熊貓型保偏光纖及其制作方法。

背景技術

保偏光纖即偏振保持光纖，用于傳輸線偏振光，廣泛用于航天、航空、航海、工業制造技術及通信等國民經濟的各個領域。在以光學相干檢測為基礎的干涉型光纖傳感器中，使用保偏光纖能夠保證線偏振方向不變，提高相干信噪比，以實現對物理量的高精度測量；保偏光纖作為一種特種光纖，主要應用于光纖電流互感器，光纖陀螺，光纖水聽器等傳感器中，是一種具有廣泛應用價值的特種光纖。

現有技術中，熊貓型保偏光纖，應用最為廣泛。熊貓型保偏光纖屬于應力雙折射型保偏光纖，由對稱的應力層產生應力雙折射，提供光纖的保偏性能。當保偏光纖受到外界的非對稱熱應力的影響情況下，其自身應力雙折射的對稱性能容易被破壞，造成偏振串音的劣化。隨著高精度傳感的應用升級，對熊貓型保偏光纖的偏振串音溫度穩定性提出了越來越高的要求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種熊貓型保偏光纖及其制作方法，實現應力強化，增強熊貓保偏光纖的應力雙折射抗外界非對稱熱應力的能力，優化偏振串音溫度穩定性。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種熊貓型保偏光纖及其制作方法，包括芯層、應力層、內包層和外包層，其中其應力層分為若干個應力圓，對稱分布在芯層的中軸十字區域內，并相切；應力圓由2組交叉分布的對稱應力圓組成，其中一組為收縮應力層、另一組為膨脹應力層，應力層外圍被內包層包裹，外包層在最外圍層。

按上述技術方案，內包層采用與芯層同材料組分，內包層熱膨脹系數介于收縮應力層與膨脹應力層之間。

按上述技術方案，應力層包括4個應力圓。

按上述技術方案，所述芯層的直徑D1為2μm～10μm，組成材料為Ge、P、F共摻石英玻璃，其中Ge所占摩爾百分比為1～25、P所占摩爾百分比為1～25、F所占摩爾百分比為1～20。

按上述技術方案，所述內包層的直徑D3為30μm～110μm，組成材料為Ge、P、F共摻石英玻璃，其中Ge所占摩爾百分比為1～10、P所占摩爾百分比為1～15、F所占摩爾百分比為5～25。

按上述技術方案，所述收縮應力層的直徑D4為5μm～30μm，組成材料為Ge、P、F、B共摻石英玻璃，其中Ge所占摩爾百分比為1～18、P所占摩爾百分比為2～13、F所占摩爾百分比為2～22、B所占摩爾百分比為8～30。

按上述技術方案，所述膨脹應力層的直徑D5為4μm～28μm，組成材料為Ge、F共摻石英玻璃，其中Ge所占摩爾百分比為1～8、F所占摩爾百分比為1～21。

按上述技術方案，所述外包層的直徑D2為38μm～128μm，組成材料為無摻雜低羥基純石英玻璃。

本發明還提供一種熊貓型保偏光纖制作方法，該方法包括以下步驟，

步驟一，制做熊貓型保偏光纖母棒；

步驟二，在母棒上進行深鉆孔，制成熊貓型保偏光纖打孔棒；

步驟三，使用管內沉積法，制成圓形應力棒；