[發明專利]一種葫蘆型保偏光纖及其制備方法

有效

• 申請號: 202011330601.0
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112456789B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 徐律;馮術娟;繆振華;侯樹虎
• 申請（專利權）人: 江蘇法爾勝光電科技有限公司
• 主分類號: C03B37/027
• 分類號: C03B37/027;C03B37/018;C03B37/012;C03C13/04
• 代理公司: 江陰市輕舟專利代理事務所(普通合伙) 32380
• 代理人: 孫燕波

本發明涉及一種葫蘆型保偏光纖及其制備方法，屬于保偏光纖技術領域。光纖截面由內向外依次為纖芯(101)、內包層(102)、包層(104)，所述包層(104)內設置一對葫蘆型應力區(103)，兩葫蘆型應力區(103)對稱設置在所述纖芯(101)的兩側，各所述葫蘆型應力區(103)包括內外間隔設置的應力區Ⅰ和應力區Ⅱ，面積較小的所述應力區Ⅰ位于內側而更靠近所述纖芯(101)，所述葫蘆型應力區(103)占光纖截面積的面積比小于10％。與熊貓型保偏光纖相比，產生同等應力雙折射效應的前提下，本發明光纖的應力區面積比更小，光纖的溫度敏感性較低。與一字型保偏光纖相比，該造型的光纖與Y波導熔接時易對軸，克服了一字型保偏光纖熔接難的技術難題。

技術領域

本發明涉及保偏光纖及其制備方法。

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和DWDM、EDFA等光纖通信系統，是一種具有廣泛應用價值的特種光纖類型。

保偏光纖產生雙折射的機理主要是指來自材料內部的熱應力和材料外部的機械應力，材料在受到應力引起材料折射率的變化即光彈效應而產生雙折射。其設計原理是對光纖芯區施加應力，保偏光纖產品包括應力雙折射保偏光纖和幾何雙折射保偏光纖。

幾何雙折射保偏光纖實例是橢圓芯保偏光纖，將芯做成橢圓形，破壞光纖的圓對稱性，提高光纖的雙折射，增加兩個正交偏振模的相速度差，達到保偏效果。由于沒有應力區結構，光纖的溫度穩定性較好，然而，幾何型保偏光纖的雙折射一般都不高，不適合使用在干涉時光纖陀螺中。

應力雙折射保偏光纖按應力施加區的結構不同，可分熊貓型、領結型等多種結構。這類光纖的特點是在光纖的包層中引入具有高膨脹系數的應力區擠壓纖芯產生雙折射效應。通過引入高膨脹系數的硼材料作為應力區，可以大大增加光纖的雙折射。然后，硼對纖芯的應力也會隨著溫度的變化而變化，即對溫度的敏感性較高，很容易受到溫度的影響，導致其應用的光纖陀螺的溫度穩定性不理想。

熊貓型保偏光纖在制備過程中，需要在纖芯兩邊進行機械打孔，再插入應力棒。為避免打孔過程中破壞纖芯，打孔的位置無法靠纖芯太近；而為了獲得足夠的雙折射性能，就需要適當增大應力區的面積。應力區面積所占光纖截面積比例過大(達到約20％)，將會影響保偏光纖溫度穩定性，因此，熊貓型保偏光纖目前大多只能應用于中低精度光纖陀螺。

領結型保偏光纖由于應力區離芯層較近，只需較小的應力區就可以實現較高的雙折射，可應用于高精度光纖陀螺中。“一”字型保偏光纖，作為改良版的領結型保偏結構，在保證光纖的雙折射性能達到國際先進水平的前提下，實現了更小應力區占比(約6％)的保偏光纖，大大提高了光纖的溫度穩定性，廣泛應用于高精度光纖陀螺。但相比熊貓型保偏光纖，“一”字型保偏光纖與Y波導熔接時不易對軸，使“一”字型保偏光纖在使用受到一定限制。

發明內容

本發明的目的是要提供一種葫蘆型保偏光纖，結合熊貓型保偏光纖與一字型保偏光纖的優點，而規格它們的主要缺點。對比熊貓型保偏光纖，該光纖能夠在面積較小的應力區作用下產生較大的應力雙折射效應，降低應力區所占光纖截面積的面積比，提高保偏光纖溫度穩定性。對比一字型保偏光纖，該光纖與Y波導熔接時易對軸，解決了一字型保偏光纖熔接難的問題。

該發明能夠為高精度光纖陀螺提供可靠的葫蘆型保偏光纖產品。

本發明解決上述問題所采用的技術方案為：一種葫蘆型保偏光纖，其截面由內向外依次為纖芯、內包層、包層，所述纖芯位于所述包層中心，所述內包層包圍住纖芯，所述包層內設置一對葫蘆型應力區，兩葫蘆型應力區對稱設置在所述纖芯的兩側，各所述葫蘆型應力區包括內外間隔設置的應力區Ⅰ和應力區Ⅱ，面積較小的所述應力區Ⅰ位于內側而更靠近所述纖芯。