[發(fā)明專利]一種大模場(chǎng)單模耐輻照鉺鐿共摻光纖及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111121323.2
• 申請(qǐng)日: 2021-09-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113917599B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 折勝飛;侯超奇;郭海濤;高崧;張巖;李藝昭;王根成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所
• 主分類號(hào): G02B6/036
• 分類號(hào): G02B6/036;G02B6/02;C03B37/018;C03B37/027;C03C25/54;C03C25/44;C03C25/26;C03C25/1065
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

1.一種大模場(chǎng)單模耐輻照鉺鐿共摻光纖，其特征在于：包括由內(nèi)至外依次設(shè)置的纖芯、內(nèi)包層（4）、外包層（5）；

所述纖芯包括由內(nèi)至外依次設(shè)置的中心芯層（1）、環(huán)形下陷芯層（2）、環(huán)外芯層（3）；

所述纖芯的Er、Yb組分含量由內(nèi)到外沿徑向呈冪函數(shù)漸變分布，冪函數(shù)的指數(shù)α為0.3～0.6，具體含量為：Er：0.05～0.3 Wt.%，Yb：1～5Wt.%；纖芯共摻組分為P、Ce、F；

所述中心芯層（1）的共摻組分含量分別為：P：10～18Wt.%，Ce：0.4～1.6Wt.%，F(xiàn)：0.8～1.5Wt.%；所述環(huán)形下陷芯層（2）的共摻組分含量分別為：P：8～16Wt.%，Ce：0.5～1.8Wt.%，F(xiàn)：1.5～3.0Wt.%；所述環(huán)外芯層（3）的共摻組分含量分別為：P：6～14Wt.%，Ce：0.6～2.0Wt.%，F(xiàn)：0.8～1.5Wt.%；

所述內(nèi)包層（4）的橫截面形狀為八邊形，所述外包層（5）周向均布八個(gè)環(huán)繞通孔（8），所述環(huán)繞通孔（8）的橫截面形狀為圓形或多邊形；

所述外包層（5）為下陷摻氟層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大模場(chǎng)單模耐輻照鉺鐿共摻光纖，其特征在于：還包括依次設(shè)置在外包層（5）外側(cè)的碳薄膜（6）以及聚合物保護(hù)層（7）。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大模場(chǎng)單模耐輻照鉺鐿共摻光纖，其特征在于：所述外包層（5）摻雜組分F的摻雜含量為3.0～5.0Wt.%；

所述纖芯、內(nèi)包層（4）以及外包層（5）的材質(zhì)均為石英，所述碳薄膜（6）為石墨烯薄膜。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大模場(chǎng)單模耐輻照鉺鐿共摻光纖，其特征在于：所述中心芯層（1）與環(huán)外芯層（3）的折射率相同，均大于環(huán)形下陷芯層（2）；所述中心芯層（1）、環(huán)外芯層（3）與環(huán)形下陷芯層（2）的相對(duì)折射率差Δn1的取值范圍均為0～4.0×10-4；

所述纖芯與內(nèi)包層（4）的相對(duì)折射率差Δn2的取值范圍為1.3×10-3～3.5×10-3；

所述中心芯層（1）直徑、環(huán)形下陷芯層（2）外徑與環(huán)外芯層（3）外徑的比值d0：d1：d2=1：（1.5～3）：（2～6），且d2d1。

5.一種如權(quán)利要求1所述的大模場(chǎng)單模耐輻照鉺鐿共摻光纖的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1）、以管厚度為0.5～1.0mm的石英管作為沉積襯管，且沉積溫度為1600～1900℃，采用MCVD結(jié)合螯合物氣相沉積法制備纖芯，預(yù)熱、除雜處理后，按照纖芯組分流量設(shè)計(jì)設(shè)置反應(yīng)物料和氧氣的流量，依次沉積環(huán)外芯層（3）、環(huán)形下陷芯層（2）、中心芯層（1），然后燒縮成實(shí)心的芯棒；所述芯棒采用單次燒縮工藝，氫氣流量為90～120sccm；

步驟2）、按照光纖芯包比例要求，采用套管工藝在所述芯棒外套石英管，在所述環(huán)外芯層（3）的外層形成內(nèi)包層（4），將所述芯棒與內(nèi)包層（4）組成的整體加工成橫截面為八邊形的母棒；

步驟3）、采用等離子體化學(xué)氣相沉積法制備外包層（5），并沿外包層（5）軸向加工均布的八個(gè)環(huán)繞通孔（8）；

步驟4）、通過(guò)高溫?zé)s工藝將所述母棒與外包層（5）結(jié)合制成光纖預(yù)制棒；

步驟5）、所得光纖預(yù)制棒拉絲得到鉺鐿共摻光纖；在光纖預(yù)制棒拉絲時(shí)，采用噴涂法在所述外包層（5）外制備碳薄膜（6），同時(shí)在碳薄膜（6）外涂覆聚合物保護(hù)層（7）。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種大模場(chǎng)單模耐輻照鉺鐿共摻光纖的制備方法，其特征在于：在所述步驟5）中，將制得的鉺鐿共摻光纖進(jìn)行常溫載氫或氘氣工藝處理，壓力為5～8Mpa，時(shí)長(zhǎng)為80～200h。