[發(fā)明專利]一種高非線性光纖的制備裝置及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011426411.9
• 申請(qǐng)日: 2020-12-09
• 公開（公告）號(hào): CN112415650A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙研英;耿易星
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號(hào): G02B6/02
• 分類號(hào): G02B6/02
• 代理公司: 北京萬(wàn)象新悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11360
• 代理人: 王巖

本發(fā)明公開了一種高非線性光纖的制備裝置及其制備方法。本發(fā)明采用第一電動(dòng)平移臺(tái)、第二電動(dòng)平移臺(tái)、第一光纖夾具、第二光纖夾具、第三電動(dòng)平移臺(tái)、噴氣嘴、氧氣流量控制閥、可燃?xì)怏w流量控制閥、計(jì)算機(jī)、光源和功率計(jì)；本發(fā)明通過(guò)計(jì)算機(jī)控制第一和第二電動(dòng)平移臺(tái)的位移距離和速度，控制對(duì)待拉伸的光纖的拉伸速率和長(zhǎng)度，并通過(guò)計(jì)算機(jī)控制第三電動(dòng)平移臺(tái)的位移距離和速度，控制對(duì)待拉伸的光纖的加熱長(zhǎng)度和加熱速率，從而精確控制光纖制備的長(zhǎng)度、光纖的芯徑以及保證光纖制備的重現(xiàn)性；通過(guò)第三電動(dòng)平移臺(tái)控制火焰的掃描的不同方式，能夠制備出三種不同的高非線性光纖。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光光譜展寬領(lǐng)域，具體涉及一種高非線性光纖的制備裝置及其制備方法。

背景技術(shù)

光子晶體光纖是目前展寬光譜重要介質(zhì)之一，光子晶體非線性系數(shù)高，芯徑小，激光在其傳輸可獲得極高的非線性效應(yīng)，光譜得到極大展寬。但是光子晶體光纖由于芯徑小，因此空間光耦合到光纖中的耦合效率低，且難度高，需要精密三維平移臺(tái)精細(xì)調(diào)節(jié)耦合。而且光子晶體光纖造價(jià)高，大部分依賴國(guó)外產(chǎn)品，生產(chǎn)周期長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種高非線性光纖的制備裝置及其制備方法。

本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種高非線性光纖的制備裝置。

本發(fā)明的高非線性光纖的制備裝置包括：第一電動(dòng)平移臺(tái)、第二電動(dòng)平移臺(tái)、第一光纖夾具、第二光纖夾具、第三電動(dòng)平移臺(tái)、噴氣嘴、氧氣流量控制閥、可燃?xì)怏w流量控制閥、計(jì)算機(jī)、光源和功率計(jì)；其中，第一至第三電動(dòng)平移臺(tái)均為一維電動(dòng)平移臺(tái)，并分別連接至計(jì)算機(jī)；第一電動(dòng)平移臺(tái)和第二電動(dòng)平移臺(tái)相向放置，且移動(dòng)方向位于同一條直線上；在第一電動(dòng)平移臺(tái)和第二電動(dòng)平移臺(tái)上分別放置第一光纖夾具和第二光纖夾具，且第一光纖夾具與第二光纖夾具的初始距離小于10cm，第一光纖夾具和第二光纖夾具用來(lái)放置固定待拉伸的光纖；待拉伸的光纖被剝掉最外層的樹脂涂層后通過(guò)第一光纖夾具和第二光纖夾具固定在第一電動(dòng)平移臺(tái)和第二電動(dòng)平移臺(tái)上；第三電動(dòng)平移臺(tái)的移動(dòng)方向與第一電動(dòng)平移臺(tái)和第二電動(dòng)平移臺(tái)平行，第三電動(dòng)平移臺(tái)的行程大于第一電動(dòng)平移臺(tái)和第二電動(dòng)平移臺(tái)的行程之和；在第三電動(dòng)平移臺(tái)上設(shè)置噴氣嘴，噴氣嘴位于第一光纖夾具與第二光纖夾具之間，且位于固定在第一光纖夾具與第二光纖夾具上的待拉伸的光纖下方；噴氣嘴的尾部具有氧氣入口和可燃?xì)怏w入口，氧氣入口通過(guò)氧氣管接氧氣，可燃?xì)怏w入口通過(guò)可燃?xì)怏w管接可燃?xì)怏w，在氧氣管上設(shè)置氧氣流量控制閥，在可燃?xì)怏w管設(shè)置可燃?xì)怏w流量控制閥；在待拉伸的光纖的一端耦合光源，在待拉伸的光纖的另一端接功率計(jì)；通過(guò)計(jì)算機(jī)控制第一電動(dòng)平移臺(tái)和第二電動(dòng)平移臺(tái)位移，同時(shí)氧氣和可燃?xì)怏w分別通過(guò)氧氣流量控制閥和可燃?xì)怏w流量控制閥控制氣體流量，從而控制火焰大小，氧氣和可燃?xì)怏w在噴氣嘴內(nèi)部混合后從噴氣嘴噴出并燃燒產(chǎn)生火焰，對(duì)待拉伸的光纖進(jìn)行加熱，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制第三電動(dòng)平移臺(tái)的位移距離和速度，控制待拉伸的光纖的加熱長(zhǎng)度和加熱速率，同時(shí)通過(guò)計(jì)算機(jī)控制第一和第二電動(dòng)平移臺(tái)的位移距離和速度，實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)光纖的拉伸；通過(guò)控制火焰掃描光纖的長(zhǎng)度，制備三種高非線性光纖：普通錐的高非線性光纖、單一芯徑的高非線性光纖和多段不同芯徑的級(jí)聯(lián)高非線性光纖；并且通過(guò)功率計(jì)分別測(cè)量經(jīng)過(guò)制備前光纖傳輸后的功率和經(jīng)過(guò)制備后得到的高非線性光纖傳輸后的功率，由此獲得高非線性光纖的損耗。

在光纖制備過(guò)程中，縱多因素影響著制備好的高非線性光纖的損耗，甚至制備的成功，例如空氣氣流、氧氣和可燃?xì)怏w的輸送穩(wěn)定性、火焰穩(wěn)定性和光纖清潔度等。為了提高光纖制備的成功率以及降低光纖的損耗，進(jìn)一步還包括封閉盒，將第一電動(dòng)平移臺(tái)、第二電動(dòng)平移臺(tái)、第一光纖夾具、第二光纖夾具、第三電動(dòng)平移臺(tái)、噴氣嘴、氧氣流量控制閥、可燃?xì)怏w流量控制閥、光源和功率計(jì)放置在封閉盒內(nèi)，以保證火焰的穩(wěn)定性。

可燃?xì)怏w為氫氣、乙炔和異丁烷中的一種或多種。