[發明專利]一種阻氫涂碳光纖光柵串及其制備方法和制備裝置

有效

• 申請號: 202210080577.2
• 申請日: 2022-01-24
• 公開（公告）號: CN114415287B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 郭會勇;陳霡;劉乾鋒;范典;唐健冠;姜德生
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 姜婷

1.一種阻氫涂碳光纖光柵串的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）向拉絲爐中通入惰性保護氣體，同時光纖預制棒經過拉絲爐進行熔融拉絲，得到裸光纖，其中惰性保護氣體流向與光纖預制棒拉絲的方向相反；

（2）裸光纖依次進行涂碳處理和光柵的刻寫，然后進行涂覆固化處理，收線得到阻氫涂碳光纖光柵串；

所述阻氫涂碳光纖光柵串的制備裝置，包括依次設置的預制棒夾持送料裝置、加熱爐、碳涂覆反應器、刻寫光柵裝置、涂覆固化系統和收線裝置，其中，加熱爐、碳涂覆反應器、刻寫光柵裝置和涂覆固化系統均有同軸設置的光纖通道；加熱爐內通入的保護氣體流向與光纖運行方向相反；

光纖預制棒從加熱爐中上端開口處進入爐腔，爐腔內設置第一加熱器，第一加熱器圍繞光纖預制棒均勻布置；光纖預制棒經過第一加熱器加熱熔融，拉絲成光纖；在第一加熱器的上方，加熱爐側壁上開設上氣封保護氣入口，保護氣從上氣封保護氣入口進入爐腔，在第一加熱器和加熱爐上端之間形成第一氣幕區；在第一加熱器的下方，加熱爐側壁上從上往下依次開設爐內保護氣入口和下氣封保護氣入口，下氣封保護氣入口通入的保護氣，在第一加熱器和加熱爐下端之間形成第二氣幕區，氣幕區內的氣幕隔絕空氣；爐內保護氣入口通入的保護氣，自下而上經加熱爐上口與光纖預制棒之間的縫隙排出。

2.根據權利要求1所述的阻氫涂碳光纖光柵串的制備方法，其特征在于，步驟（1）中光纖預制棒采用摻鍺光纖預制棒或者純二氧化硅纖芯的光纖預制棒。

3.根據權利要求1所述的阻氫涂碳光纖光柵串的制備方法，其特征在于，光纖預制棒豎直向下拉絲，惰性保護氣體流向從下往上；拉絲速度為100m/min。

4.根據權利要求1所述的阻氫涂碳光纖光柵串的制備方法，其特征在于，步驟（2）的涂碳處理是在碳涂覆反應器中進行的，反應氣體流向與裸光纖運動方向一致；反應溫度在800～1000℃。

5.根據權利要求4所述的阻氫涂碳光纖光柵串的制備方法，其特征在于，碳涂覆反應器中還通入氬氣和含Cl化合物，反應氣體與氬氣和含Cl化合物的流速比為1:（18～36）：0.4；反應氣體為乙炔或丙烷，碳涂覆層厚度為300?～500?。

6.根據權利要求1所述的阻氫涂碳光纖光柵串的制備方法，其特征在于，光柵的刻寫采用相位掩模法配置193nm的準分子激光對涂碳光纖進行單脈沖曝光寫入光柵；相位掩模法中采用的掩模板的柵距為1071nm，激光脈沖能量為10mJ，激光的脈寬小于或者等于4ns。

7.根據權利要求1所述的阻氫涂碳光纖光柵串的制備方法，其特征在于，光柵的刻寫中，在涂碳光纖上刻有間距相等或者不等的光柵形成光柵陣列；光柵陣列參數為：光柵間距0.8～1.2m，單個光柵的反射率為2%～0.0001%，中心波長1552nm士0.1nm。

8.根據權利要求1所述的阻氫涂碳光纖光柵串的制備方法，其特征在于，步驟（2）中經過兩級涂覆固化處理，每級涂覆固化處理均是在涂碳光纖上涂覆聚丙烯酸酯然后進行紫外固化處理，或者在涂碳光纖上涂覆聚酰亞胺然后進行熱固化處理。

9.如權利要求1-8任一項所述制備方法制得的阻氫涂碳光纖光柵串。