[發明專利]勻化光纖及其制備方法

在審

• 申請號: 202210405716.4
• 申請日: 2022-04-18
• 公開（公告）號: CN114966958A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 何玉康;劉銳;王靜
• 申請（專利權）人: 武漢睿芯特種光纖有限責任公司
• 主分類號: G02B6/036
• 分類號: G02B6/036;C03B37/027;C03B37/018;C03B37/012
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 沈軍

本發明提供一種勻化光纖及其制備方法，上述的勻化光纖包括：芯棒、第一包層及第二包層；第一包層包覆于芯棒外，第二包層包覆于第一包層外，其中，芯棒包括第一芯層、第二芯層及第三芯層，第一芯層、第二芯層和第三芯層自芯棒的中心沿其徑向方向依次設置，由于芯棒為一個整體結構，相對于現有技術中的多個芯棒組合結構，本發明提供的勻化光纖結構更加簡單，對應的制備工藝也更加簡單，該勻化光纖具備更廣的適用性。

技術領域

本發明涉及光學與激光光電子技術領域，尤其涉及一種勻化光纖及其制備方法。

背景技術

勻化光纖具有出色的擾模特性、均勻的能量分布，普通的高斯分布激光在經過勻化光纖之后，可得到光斑能量分布均勻的平頂光，基于上述性能，勻化光纖有望取代勻化器，大幅節約制造成本，從而實現在激光加工領域中提高激光焊接、激光切割、激光打標的精度，在軍事、天文領域能夠提高觀測精度。

目前，在已有的相關技術中，勻化光纖的結構主要由以下2種：一種光纖結構中的芯棒為多邊形，另一種光纖的芯棒為圓形。其中，傳光截面為多邊型的光纖，雖然具有一定的光斑勻化作用，但其制備過程涉及到異型加工、端面處理等制備難點，且成品率不高及需要相應的匹配光纖，整體成本不占優勢；圓形芯棒的折射率主要是以階躍型或者漸變型為主，階躍型能量傳輸光纖無法較大程度上對光斑進行勻化，現有漸變型圓形芯棒大多采用的是多芯棒組合結構，其漸變效果并不好，導致能量勻化效果不足，很難形成均勻分布的光斑形狀。

發明內容

本發明提供一種勻化光纖及其制備方法，用以解決現有技術中光纖光斑勻化效果差的問題。

第一方面，本發明提供一種勻化光纖，包括：芯棒、第一包層及第二包層；

所述第一包層包覆于所述芯棒外，所述第二包層包覆于所述第一包層外；

其中，所述芯棒包括第一芯層、第二芯層及第三芯層；所述第一芯層、所述第二芯層和所述第三芯層自所述芯棒的中心沿其徑向方向依次設置。

根據本發明提供的勻化光纖，所述第一芯層為摻氟石英層，且所述第一芯層的折射率自所述第一芯層的中心沿其徑向方向逐漸減小。

根據本發明提供的勻化光纖，所述第二芯層為沉積于所述第一芯層表面的摻氟石英層，且所述第二芯層的折射率自所述第二芯層的中心沿其徑向方向先增大再減小。

根據本發明提供的勻化光纖，所述第三芯層為沉積于所述第二芯層表面的摻氟石英層，且所述第三芯層的折射率自所述第三芯層的中心沿其徑向方向逐漸增大。

根據本發明提供的勻化光纖，所述第一芯層、所述第二芯層和所述第三芯層為一體成型結構。

根據本發明提供的勻化光纖，所述第一包層為摻氟石英層，所述第一包層相對于純石英的NA值為0.22。

根據本發明提供的勻化光纖，所述第二包層為純石英層。

根據本發明提供的勻化光纖，所述勻化光纖還包括涂層；

所述涂層包括第一涂層和第二涂層，所述第一涂層包覆于所述第二包層，所述第二涂層包覆于所述第一涂層；

其中，所述第一涂層的折射率和所述第二涂層的折射率不同。

根據本發明提供的勻化光纖，所述勻化光纖的橫截面為圓形。

第二方面，本發明還提供一種如上述任一項所述的勻化光纖的制備方法，包括：

在襯管內進行硅和氟的沉積，得到芯棒，其中，所述芯棒的第一芯層的折射率沿其徑向方向逐漸減小，所述芯棒的第二芯層的折射率沿其徑向方向先增大再減小，所述芯棒的第三芯層的折射率沿其徑向方向逐漸增大；

在所述芯棒外依次包覆第一包層和第二包層，制備光纖預制棒；