[發明專利]一種中紅外反諧振空芯光纖

有效

• 申請號: 202011593148.2
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112698439B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 朱方祥;韋會峰;李江;楊玉誠;蘇夢瑩;張蕾
• 申請（專利權）人: 武漢安揚激光技術股份有限公司
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02;G02B6/032
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 張毅

本發明提供一種中紅外反諧振空芯光纖，涉及光纖技術領域；中紅外反諧振空芯光纖包括石英玻璃圓形外套管和多個分別內切于石英玻璃圓形外套管內壁的反諧振單元；多個反諧振單元呈旋轉對稱性間隔分布在石英玻璃圓形外套管的內壁上，并與石英玻璃圓形外套管熔接；多個反諧振單元圍合形成纖芯；反諧振單元由不同直徑的石英玻璃毛細管依次嵌套而成；石英玻璃毛細管兩兩內外相切并熔接；石英玻璃毛細管之間的切線位于反諧振單元的同一側；石英玻璃毛細管的壁厚小于中紅外反諧振空芯光纖的工作波長；工作波長為2～5μm；使得石英玻璃作為中紅外光纖的制備材料成為現實，極大地降低了中紅外光纖的造價，為中紅外光纖的廣泛應用提供了前提條件。

技術領域

本發明涉及光纖技術領域，尤其涉及一種中紅外反諧振空芯光纖。

背景技術

中紅外光在醫療、軍事、遙感等領域都有重要應用。例如，2.94微米的Er:YAG激光器，由于2.94微米處于水吸收峰區，人體組織可以快速吸收并升溫，且其作用深度潛，對人體創傷小，可以廣泛用于除疤、打孔采血、切除手術等。由于中紅外光纖配合中紅外激光器可以大大提高使用的靈活性，因此中紅外光纖將逐漸替代導光臂。

中國專利CN201110308714.5提供了一種中紅外光纖，纖芯材料采用硫系玻璃、碲化物玻璃和氟化物玻璃等，因為這些中紅外玻璃對中紅外波段具有高透過率。中國專利CN201920352383.7提供了一種中空的中紅外光纖，銀、金或氧化鍺設置在光纖內壁作為反射介質，光主要在中空管內傳輸，大大減小了光與介質的作用；雖然上述光纖都能用作中紅外光纖，但是上述中紅外光纖的制作材料都非常昂貴，嚴重的限制了中紅外光纖的應用。

發明內容

本發明旨在解決現有中紅外光纖造價昂貴的技術問題。

本發明的實施例提供了一種中紅外反諧振空芯光纖，包括石英玻璃圓形外套管和多個分別內切于所述石英玻璃圓形外套管內壁的反諧振單元；

多個所述反諧振單元呈旋轉對稱性間隔分布在所述石英玻璃圓形外套管的內壁上，并與所述石英玻璃圓形外套管熔接；多個所述反諧振單元圍合形成纖芯；所述反諧振單元由不同直徑的石英玻璃毛細管依次嵌套而成；所述石英玻璃毛細管兩兩內外相切并熔接；所述石英玻璃毛細管之間的切線位于所述反諧振單元的同一側；所述石英玻璃毛細管的平均壁厚小于所述中紅外反諧振空芯光纖的工作波長；所述工作波長為2～5μm。

石英玻璃價格低廉、性能優異，是制備光纖的常用材料，本發明的發明人人針對現有中紅外光纖因采用硫系玻璃、碲化物玻璃和氟化物玻璃制備中紅外光纖或者通過在光纖內壁設置銀、金或氧化鍺等反射介質的方式制備中紅外光纖使得中紅外光纖造價昂貴，嚴重限制中紅外光纖應用的技術問題，以石英玻璃作為中紅外光纖的制備材料，但是在實驗過程中發現：簡單地采用石英玻璃替換現有技術中的材料制作中紅外光纖在測試光傳輸損耗值時，當光波長增加到2.5微米附近時光傳輸損耗快速上升，波長進一步增加則損耗急速上升，無法用于中紅外光的傳輸。

針對上述簡單地采用石英玻璃替換現有技術中的材料制作得到的中紅外光纖無法用于中紅外光的傳輸的技術難題，本發明的技術方案采用反諧振空芯光纖的骨架結構，以石英玻璃作為所述反諧振光纖結構中圓形外套管和毛細管的材料，并將所述毛細管的平均壁厚設置為小于所述中紅外反諧振空芯光纖的工作波長，上述技術特征協同配合，克服了上述技術難題，使得石英玻璃作為中紅外光纖的制備材料成為現實，極大地降低了中紅外光纖的造價，為中紅外光纖的廣泛應用提供了前提條件。

在一些優選地實施例中，所述纖芯的直徑為150～650μm。

在一些優選地實施例中，所述反諧振單元的數量為15～65個。

在一些優選地實施例中，所述反諧振單元的平均外徑為其中，N為所述反諧振單元的數量，D為所述纖芯的直徑。

在一些優選地實施例中，所述石英玻璃圓形外套管的外徑不超過1100μm。